hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高速輸送システム経年構造の再新生補修とスマート化

長期にわたって多数のフライトを行ってきた経年航空機や大気圏の離脱と突入を繰り返す再使用型宇宙往還機においては,多数の微小な疲労損傷が存在することになり,その構造安全性を著しく低下させる要因となっている.本研究においては,微小な疲労損傷が生じた高速輸送システム経年構造を軽量でかつ高強度の繊維強化複合材パッチで補修し,その補修構造にセンシング機能およびアクチュエーション機能を付与することによって,新規構造と同等の構造安全性を与えるスマート補修構造工学を確立した.研究成果を要約すると以下の通りである.1.疲労き裂を有する高速輸送システム経年構造パネルを片面から複合材パッチで接着補修したモデルを対象として,特異要素を導入した高精度ハイブリッドBEM-FEMを開発し,パネル中の疲労き裂進展および複合材パッチとパネル間の界面はく離進展の信頼性の高い予測手法を開発した.2.複合材パッチに設置するひずみ計測センサーシステムを実現し,高速輸送システム経年構造パネル内の疲労き裂および複合材パッチとパネル間の界面はく離の高精度実時間同定法を完成させた.3.圧電セラミックアクチュエータを積層した圧電パッチを用いて疲労損傷の進展を抑制するアクチュエータシステムを実現し,アクチュエータの駆動による補修効率の向上について検討を行って,高速輸送システム補修構造中の疲労損傷の進展のアクティブ抑制法を完成させた.4.実用性,有用性を含めた総合的な検討,評価を行って,高速輸送システム補修構造にセンシング機能およびアクチュエーション機能を付与し,新規構造と同等の構造安全性を与えるスマート補修構造工学を確立した.長期にわたって多数のフライトを行ってきた経年航空機や大気圏の離脱と突入を繰り返す再使用型宇宙往還機においては,多数の微小な疲労損傷が存在することになり,その構造安全性を著しく低下させる要因となっている.本研究においては,微小な疲労損傷が生じた高速輸送システム経年構造を軽量でかつ高強度の繊維強化複合材パッチで補修し,その補修構造にセンシング機能およびアクチュエーション機能を付与することによって,新規構造と同等の構造安全性を与えるスマート補修構造工学を確立した.研究成果を要約すると以下の通りである.1.疲労き裂を有する高速輸送システム経年構造パネルを片面から複合材パッチで接着補修したモデルを対象として,特異要素を導入した高精度ハイブリッドBEM-FEMを開発し,パネル中の疲労き裂進展および複合材パッチとパネル間の界面はく離進展の信頼性の高い予測手法を開発した.2.複合材パッチに設置するひずみ計測センサーシステムを実現し,高速輸送システム経年構造パネル内の疲労き裂および複合材パッチとパネル間の界面はく離の高精度実時間同定法を完成させた.3.圧電セラミックアクチュエータを積層した圧電パッチを用いて疲労損傷の進展を抑制するアクチュエータシステムを実現し,アクチュエータの駆動による補修効率の向上について検討を行って,高速輸送システム補修構造中の疲労損傷の進展のアクティブ抑制法を完成させた.4.実用性,有用性を含めた総合的な検討,評価を行って,高速輸送システム補修構造にセンシング機能およびアクチュエーション機能を付与し,新規構造と同等の構造安全性を与えるスマート補修構造工学を確立した.設計段階での構造寿命を迎える高速輸送システム経年構造の安全性を保証するための革新的技術開発の気運が高まってきている.本研究では,微小な疲労損傷が生じた高速輸送システム経年構造を軽量でかつ高強度の繊維強化複合材パッチで補修し,その補修構造にセンシング機能およびアクチュエーション機能を付与することによって,新規構造と同等の構造安全性を与えるスマート補修構造工学を確立する.そのために本年度は,損傷の拡大進展の予測手法および損傷の実時間同定手法の研究を実施した.1.損傷の拡大進展の予測手法貫通疲労き裂を有する高速輸送システム経年構造アルミニウムパネルを片面からGFRP複合材パッチで接着補修したモデルを対象として,応力特異性を正確に表わすことのできる特異要素を導入した高精度三次元FEMを開発し,き裂およびパッチとパネル間の損傷の拡大進展の予測手法の検討を行った.さらに,圧電繊維内蔵アクチュエータ層を挿入した複合材パッチによる接着補修を考え,アクチュエータ層の駆動によるき裂進展速度の低下について理論的な検討を行い,アクチュエータ層の駆動により効果的にき裂進展速度を低下させることができるアクチュエータ層の大きさや駆動位置を明らかにした.2.損傷の実時間同定手法ひずみ誤差ノルムを最小とする非線形計画法による最適化法を用いて,複合材パッチ内のひずみの計測情報より,き裂およびはく離の位置,形状,大きさを実時間で同定する手法を検討した.設計段階での構造寿命を迎える高速輸送システム経年構造の安全性を保証するための革新的技術開発の気運が高まってきている.長期にわたって多数のフライトを行ってきた経年航空機や大気圏の離脱と突入を繰り返す再使用型宇宙往還機においては,多数の微小な疲労損傷が存在することになり,その構造安全性を著しく低下させる要因となっている.本研究では,微小な疲労損傷が生じた高速輸送システム経年構造を軽量でかつ高強度の繊維強化複合材パッチで補修し,その補修構造にセンシング機能およびアクチュエーション機能を付与することによって,新規構造と同等の構造安全性を与えるスマート補修構造工学を確立する.そのために本年度は,損傷の拡大進展の予測手法,損傷の実時間同定手法および損傷の拡大進展の抑制手法の研究を実施した.1.損傷の拡大進展の予測手法

疲労き裂を有する高速輸送システム経年構造アルミパネルを片面からGFRP複合材パッチで接着補修したモデルを対象として,特異要素を導入した高精度ハイブリッドBEM-FEMを開発し,パネル中の疲労き裂進展および接着層中のはく離進展の信頼性の高い予測手法を開発した.2.損傷の実時間同定手法ひずみ計測レイヤーの設置位置およびひずみ計測点数の同定精度に及ぼす影響を検討し,最適位置および最適計測点数を明らかにした.さらに,複合材パッチのひずみ計測情報に計測誤差が含まれている場合について疲労き裂の高精度の実時間同定法を開発した.3.損傷の拡大進展の抑制手法疲労き裂およびはく離の進展に対する抑制効果を評価し,アクチュエーションレイヤーの最適位置および最適レイヤー数を明らかにした.設計段階での構造寿命を迎える高速輸送システム経年構造の安全性を保証するための革新的技術開発の気運が高まってきている.長期にわたって多数のフライトを行ってきた経年航空機や大気圏の離脱と突入を繰り返す再使用型宇宙往還機においては,多数の微小な疲労損傷が存在することになり,その構造安全性を著しく低下させる要因となっている.本研究では,微小な疲労損傷が生じた高速輸送システム経年構造を軽量でかつ高強度の繊維強化複合材パッチで補修し,その補修構造にセンシング機能およびアクチュエーション機能を付与することによって,新規構造と同等の構造安全性を与えるスマート補修構造工学を確立する.そのために本年度は,損傷の実時間同定手法および損傷の拡大進展の抑制手法の研究を実施した.1.損傷の実時間同定手法複合材パッチに設置するひずみ計測センサーシステムを実現し,高速輸送システム経年構造アルミパネル内の疲労き裂および複合材パッチとパネル間の界面はく離の高精度実時間同定法の実験的検証を実施した.その結果,良好な同定結果が得られた.2.損傷の拡大進展の抑制手法複合材パッチ中に圧電ファイバー内臓アクチュエータ層を埋め込んで,疲労き裂の進展を抑制するアクチュエータシステムを実現し,アクチュエータ層の駆動による補修効率の向上について検討を行って,高速輸送システム補修構造中の疲労損傷の拡大進展のアクティブ抑制法を完成させた.設計段階での構造寿命を迎える高速輸送システム経年構造の安全性を保証するための革新的技術開発の気運が高まってきている.長期にわたって多数のフライトを行ってきた経年航空機や大気圏の離脱と突入を繰り返す再使用型宇宙往還機においては,多数の微小な疲労損傷が存在することになり,その構造安全性を著しく低下させる要因となっている.本研究では,微小な疲労損傷が生じた高速輸送システム経年構造を軽量でかつ高強度の繊維強化複合材パッチで補修し,その補修構造にセンシング機能およびアクチュエーション機能を付与することによって,新規構造と同等の構造安全性を与えるスマート補修構造工学を確立する.本年度は,4ヵ年の研究期間の最終年度であり損傷の実時間同定手法および拡大進展の抑制手法の完成のための実証実験を実施し,これまでに得られた研究成果を総合的に検証した.具体的には,損傷の拡大進展の予測手法,実時間同定手法および損傷の拡大進展の抑制手法に関してこれまでに得られた研究成果およびモデル試験片を用いて実施した実証実験の結果について,実用性,有用性を含めた総合的見地からの検討,評価を行った。
聴覚障害者のビート認知テストについての研究

聴覚障害者の音楽認知を客観的に測るための方法を確立することを目的とし,音楽受容の基本となるビート認識テストの作成のための基礎実験を行った.リズムに付与するアクセントやリズム音とその他の音の重なりよりも,難度を明らかにしたリズムを用いることが,聴覚障害者のビート認識では重要になることが分かったため,ビート認識テストでは,実在の音楽を使ったテストが可能となる.また,聴覚障害者では音楽聴取の個人差も大きいが,それによらず音楽が好きであるという場合が多いため,テストの結果が音楽嫌いに結びつかないようにするための環境(テスト前に簡単な教示を行うなど)も必要であることがわかった.平成27年度は、参考とする音楽テストBeat Alignment Test (BAT)を作成したUCSDのIversen研究員が連携研究者として来日し、聴覚障害者の音楽聴取とオリジナルのBATを用いた健聴者を対象とした実験からの知見についての情報交換を行い,今後の共同研究の進め方について話し合った.オリジナルのBATでは,テスト参加者が予め準備された楽曲を聞いて拍をとる拍生成と,楽曲とメトロノーム音を合せ聞いてメトロノームが拍とずれているかどうかを判断する拍認識の二つから構成されている.Iversen連携研究員が日本滞在中に,聴覚障害者によるBATのフィージビリティテストを行ったところ,オリジナルのBATで用いている楽曲では拍をとることが困難であるものも半分程度あることがわかった.オリジナルのBATでの楽曲は聴者が拍を認識するための難度が考えられていたが,聴覚障害者の音楽聴取を測るための音楽テストでは,聴者とは異なる難度の基準が必要であることがわかった.難度として,音楽のリズムそのものの複雑さ,拍を刻む楽器の種類,音楽を構成する楽器の種類が候補となりうる,という予測をたてた.平成28年度はこれらの点から聴覚障害者の拍認識の難度を明らかにすること,難度に基づき聴覚障害者の音楽テストで使用する楽曲を作成すること,実際にその音楽を使用することでテストが成立することの確認のために実験を進めていくことにした.海外の連携研究者との話し合い,フィージビリティテストの実施とその考察には研究代表者平賀と研究分担者の寺澤,同松原の三人で参加したが,特に研究代表者は今後の研究の進め方,研究分担者の寺澤は拍認識についての考察,同松原は楽曲に関する考察に関しての役割を担った.健聴者を対象とした音楽テストBeatAlignment Test (BAT)が聴覚障害者にも使えるかどうかについて,聴覚障害者を対象としたフィージビリティテストを行い,適切な音楽マテリアルを用いることが重要であることを確認できた.アメリカのBAT開発者と共同研究を進めることで,国内に限定されない音楽テストとして提供できる道筋が見えた.平成28年度は,本研究の目的である聴覚障害者の拍認識に関する音楽テストについて,難度の基準を導入すること,健聴者を対象とする既存の拍認識テストがどれくらい聴覚障害者にも有効なのかについての実験を行い,研究成果を国際会議ならびに論文誌で発表する準備に着手した.難度の基準については,複雑さの異なるリズムパターン,アクセント有無,音の重畳について有無・音色・強さを変えて拍生成実験を行った.その結果リズムパターンが複雑であることとアクセントがある場合は,聴覚障害者が拍生成を行う上で単純なリズムパターンとアクセントがない場合に比べ有意差があった.音の重畳については個人差が影響していると考えられる.本実験は平成27年度に引き続き,Beat Alignment Test (BAT)を参考として作成したシステムを用いた.本研究で参考とするBATならびに,Beat Expertise Adaptive Test (BEAT)を作成したUCSDのJ. Iversen研究員が連携研究者として訪日した.BEATは,次第に難しくなるリズムパターンを聴いて拍を生成するものであり,BATが実際の音楽を聴いて拍を生成するのに対し,BEATはリズムパターンが直接提示される.聴覚障害者を被験者とするBEATを用いた実験を行い,健聴者との差がみられないこと,リズムパターンの難度が拍生成に有意に関係していることが明らかになった.難度の基準ならびにBEATを用いた実験については,隔年で行われる国際会議に2018年度に発表し,BEATを用いた実験については英文論文誌にもまとめる計画である.聴覚障害者の音楽認知を客観的に測るための方法を確立することを目的とし,音楽受容の基本となるビート認識テストの作成のための基礎実験を行った.リズムに付与するアクセントやリズム音とその他の音の重なりよりも,難度を明らかにしたリズムを用いることが,聴覚障害者のビート認識では重要になることが分かったため,ビート認識テストでは,実在の音楽を使ったテストが可能となる.また,聴覚障害者では音楽聴取の個人差も大きいが,それによらず音楽が好きであるという場合が多いため,テストの結果が音楽嫌いに結びつかないようにするための環境(テスト前に簡単な教示を行うなど)も必要であることがわかった.聴覚障害者にとって音楽テストを意味のあるものにするため,拍をとることにおける楽曲の難度の基準を決める.平成28年度は,楽曲を演奏する楽器の音色に着目する.音色について,拍のとりやすさと音響特徴の関係を明らかにする.

そのために,聴覚障害者の音楽テストで用いる音楽コンテンツの作成とその音響データ解析,作成した音楽コンテンツを用いて聴覚障害者を被験者とする音楽テストの実験を行う.研究代表者の平賀は実験,研究分担者の寺澤は音響データ解析,研究分担者の松原は音楽データの作成を主として担当する.音楽認知研究分担者寺澤が海外出張を予定していたが,本務の都合により行けなくなった.最終年度として,聴覚障害者の拍認識についての音楽をテストを作成するため,オリジナルのBATとは異なる楽曲を作成し,聴覚障害者を対象とする実験を繰り返す.平成27年度の成果発表や,海外の連携研究者とのディスカッションのための費用も含め,本年度研究経費と合せ使用する.
ニューロン樹状突起の維持を司る分子基盤と作動原理の遺伝学的研究

ニューロン樹状突起は外環境からの神経入力を担う神経突起であり、神経発生過程において適切な場所に形成された後に維持される。私たちは、ショウジョウバエ感覚ニューロンを解析システムとして、ニューロンが固有の受容領域を形成し維持する分子メカニズムについて研究を行ってきた。その結果、受容領域の維持を担うNDR-Hippoシグナル機構について、分子レベルでの理解を大きく進展させることができた。Wts-HpoおよびTrc-Hpo複合体の形成および消滅をニューロン内において可視化するために、splitGFPシステムの導入を目指している。本年度は、Wts、Trc、HpoのN末もしくはC末にSplitGFPを結合させた融合タンパク質を作成し、培養細胞株内において、刺激を与えたときに、シグナルの増減が見られるかどうかについて検討を行った。これまでのところ、十分なシグナルを検出できる至適条件を決定できておらず、SplitGFPの挿入部位について更なる検討が必要である。Wtsキナーゼが、ポリコーム複合体をリン酸化するか否かについてin vitroキナーゼアッセイ系をもちいて検討した。ポリコーム複合体を形成する個々のタンパク質因子を基質としてアッセイを行ったところ、ESCに対する顕著なリン酸化活性を検出した。現在、in vivo条件下において同様なリン酸化が見られるのか、および、いずれのアミノ酸がリン酸化を受けているのかについて解析を行っている。RNAiスクリーンはすでに2,000系統以上の解析が終了し、約50系統について興味深い表現系を見出している。50系統のなかには、受容領域の退縮の表現型を示す候補遺伝子が多く含まれる。スクリーニングに並行して、特定の遺伝子を欠損した変異体を用いて表現型のチェックを行っている。また適当な変異体が存在しない場合は、トランスポゾンを用いて作製している。ニューロンは、軸索と樹状突起という機能・構造的に異なる2つの神経突起を介して情報の受け渡しを行なっている。神経突起を介したニューロン間の配線は、発生・成長の過程で構築され、知覚や思考の構造基盤となる。従って、一度作り上げられると、大部分の神経突起構造は変化しない。このことから、作り上げた樹状突起構造を積極的に維持するメカニズムが存在し、その機能破綻による樹状突起の変性や退縮が、精神疾患発症の一因である可能性が指摘されている。これまでに申請者は、ショウジョウバエ脳神経系をモデルとする遺伝学的解析により、Hippo-NDRキナーゼシグナル伝達系が樹状突起の形成と維持の制御を担っていることを世界に先駆けて明らかにしてきた。本年度は、感覚ニューロンにおけるHippo-NDRの作動原理を明らかにする為に、生化学的手法およびライブイメージング手法を駆使して「いつ」「どこで」それぞれのキナーゼが相互作用するのかを解析した。その結果、形成期から維持期に移行するタイミングにおいて、HippoキナーゼとNDRキナーゼとの相互作用が強まることが分かった。さらに、神経回路の維持を司る分子ネットワークを全ゲノムサイズで理解することを目指し、RNAiノックダウン法を用いてショウジョウバエ・ゲノム上にコードされる全1万3千遺伝子の神経機能を簡便に評価出来る解析システムを確立した。これまでに約2,000遺伝子の表現型解析を終了し、「形成」「維持」「再編」をそれぞれ特異的に制御する遺伝子ネットワークのコア因子群を同定した。ショウジョウバエ感覚ニューロン樹状突起を解析モデルとして、機能分化後のニューロンが自らの樹状突起を安定化させる分子機構の解明を行った。具体的には、我々が同定したHippo・NDRリン酸化シグナルに着目し、split-GFP法を用いて、感覚ニューロン発生-分化過程の「いつ」「どこで」Hippo-NDRが活性化されるのかを明らかにすることを目指した。昨年度までに高感度ライブイメージング・システムを確立し、空間軸・時間軸いずれにおいても高い解像度を持つ解析が可能となっている。このイメージングシステムを用いてSplit-GFP解析を行ったところ、受容領域を確立したニューロンの樹状突起先端部において明瞭なシグナルを確認できた。現在さらに詳細な時空間解析を行っているところであるが、split-GFPシグナルが発生初期には細胞体近傍に観察されるが、それが徐々に先端部へと移動しているという初歩的データを得ている。今後、我々が見いだしたデータを他の手法の導入も含めて詳細な研究を継続することにより、神経系におけるHippo-NDRシグナルの作動原理の解明につながると考えている。並行して、Hippo-NDRシグナルの下流において働く因子群の同定を行った。具体的には、国立遺伝学研究所において作成されたショウジョウバエRNAiコレクションを活用して、ゲノムワイドスクリーニングを行った。本年度までに約2000系統コレクションのスクリーニングを終了し、樹状突起の維持に関わる候補遺伝子32個を単離した。その中から、細胞骨格系の制御に関与することが予測される5遺伝子に着目して、更なる解析を進めている。
在宅歯科エックス線撮影におけるデジタル撮影システムの検討

在宅寝たきり患者には口内法撮影は必要である。我々、在宅X線撮影チームはX線フィルムシステムとデジタルシステムで得られた写真を検討した。フィルムシステムは携帯型X線装置(KX-60)と補助具をもちいて撮影し、自動現像機で処理をした。60人で291枚撮影された。良好な写真は228枚(87.3%)、位置不良が37枚(12.7%)、動きによるブレが10枚(3.4%)、角度不良が9枚(31%)、コーンカットが7枚(2.4%)であった。デジタルシステムはデジタルX線CCDセンサー(Visualix)とセンサー用補助具(インジケータ)をもちいた。16人で55枚撮影したところ、良好な画像を得たのは43枚(78.2%)、位置不良が5枚(9.1%)、動きによるブレが7枚(12.7%)認められた。患者の身体的状態と写真の関係を検討したところ、補助具を用いることで位置不良とブレの失敗は818%になった。デジタル撮影の利点として現像処理を要しないため、短時間で診断でき、治療時間を短縮することができた。また、感度が高いため撮影時間を最小にすることができ、患者の被ばく線量を極小にすることができた。CCDの欠点はセンサーが小型なため、フィルムのように多歯を撮影することは困難であるが、患歯の観察だけなら十分である。ただし、臼歯部を横位置で撮影すると根尖が欠けるので、縦に用いるほうが良い。我々、在宅X線撮影チームは歯科用標準型X線フィルムをもちいて寝たきり老人の撮影をおこなってきたが、撮影したフィルムは現場から診療所に持ち帰って現像していた。フィルム感度と撮影時間の問題や現像条件の不良のためにX線写真が診療に使用できない場合もあった。さらに健常者と異なり撮影ポジショニングに熟練を要した。今回、これらの問題を解決し,フィルム現像の煩わしさを解消するため、CCDセンサー型デジタルシステムを取り入れた。センサーの保持には意思疎通が困難だったり、指がふるえて患者自信がフィルムの保持が不可能な場合が多いことから、付属のインジケータを使用したが、患者に咬んでもらったとき、口蓋にあたり障害老人には使用できないケースが多かった。そこで、CCDセンサーをインジケータに固定し、さらに撮影補助者を必要とせず、撮影者が一人で撮影できる様に照射筒にインジケータを取り付ける補助具を考案した.この補助具を使用して簡易平行法で撮影したところ、ほとんどの患者で撮影が可能になり、コーンカットや位置不良、伸びた写真などがない良好な写真を得ることができた。システムの良い点は現像処理がいらなく、数秒で写真の確認ができ、撮影時間も大幅に短縮(被曝量の低減)が可能、画像を電子メールで送付できる等であったが、欠点として、センサーのサイズが小さく歯冠または根尖が欠けたり、センサーが厚いため挿入しにくい、センサーのケーブルが邪魔になる等を感じた。以上の欠点をクリアーするのが今後の課題となった。我々、在宅X線撮影チームはX線フィルムを用いた撮影で現像処理の煩わしさを痛感して、デジタルX線撮影を取り入れることにした。フィルムをもちいて60人の患者を携帯型X線装置(KX-60)で撮影した291枚中、228枚(87.3%)が良好な写真で37枚(12.7%)が位置不良、10枚(3.4%)がブレ、9枚(3.1%)が角度不良、7枚(2.4%)がコーンカットであった。デジタルX線CCDセンサー(Visualix)とセンサー用補助具(インジケータ)を作成して、移動ができるようにノートパソコンで構成した。16人の患者で55枚撮影したところ、良好な画像を得たのは43枚(78.2%)、位置不良が5枚(9.1%)、動きによるブレが7枚(12.7%)認められ、角度不良とコーンカットがなくなった。

患者の身体的状態と写真の関係を検討したところ、意思の疎通が目的歯を撮影するのに関係すると思われたが、補助具を用いることで位置不良とブレの失敗は818%となった。デジタル撮影の利点として現像処理を要しないため、短時間で診断でき、治療を早くすることができた。また、感度が高いため撮影時間を最小にすることができ、患者の被ばく線量を極小にすることができた。往診回数も減らすことができ患者の負担も減った。CCDの欠点はセンサーが小型なため、フィルムのように多歯を撮影することはできないが、患歯の観察だけなら十分である。ただし、臼歯部は横位置で撮影すると根尖が欠けた。
小線源を用いた血管内放射線照射の線量分布に関する研究

本研究の目的は、主に冠状動脈を対象とした血管内放射線治療で問題となる、線源近傍の線量評価を明らかにするための物理データを取得することにある。本年度は、昨年度試作した2次元画像化プログラムを用いて、γ線源である^<192>Irやβ線源である^<90>Y-^<90>Sr,^<32>Pの水に対する吸収線量分布と光子・電子のエネルギースペクトルを、0.1mm毎に作成し、線源中心から2mmの線量評価点(臨床での評価点)において検討した。その結果、各線源とも位置精度が僅か0.1mm異なるだけで±10%程度の誤差が生じることが明らかとなった。また、±0.5mmの変動は+80%-40%の誤差を生じ、位置精度の向上が臨床的な評価を左右する大きな因子であることを示唆する結果となった。臨床での治療成績と線量評価関係については、本研究結果を十分踏まえ評価・議論する必要がある。血管内放射線治療では、十分な治療効果を得るために血管壁に均一に照射することが不可欠であるが、狭窄部位に対する照射は、線源の位置精度の確保だけでは線量勾配が大きすぎて十分な照射が出来ない可能性もあることが明らかとなった。加えて、粥腫の厚み、偏在性、その構造(石灰化、繊維化、脂質豊富など)を把握しなければ正確な吸収線量分布は得られず、照射器具・照射術式に何らかの工夫が必要であるとの結論を得た。当然、生物学的な効果も考慮しなければならない。場合によっては、正確で豊富な情報量を得るための新たな診断装置開発が必要となるであろう。これらの点についての詳細は今後の研究に委ねるが、現時点では、冠状動脈血管径からみて点線源とみなせる線源大きさ0.1mm程度のもので、ステッピング照射による線量分布形状を任意に作成する方法でなくては、予定線量を正確に照射することができないとの結論を得た。本研究は、小線源を用いた血管内放射線治療で問題となる線源近傍での粒子挙動をシミュレーションし、評価することにある。今年度は、理輪計算コードEGS4を用いて得た膨大な数値データを2次元画像化し、吸収線量、光子・電子のエネルギースペクトルを任意位置で確認できるようにプログラムを試作した。現段階では、円筒形状の中心に点線源を置いた場合の横断面画像しか表示できないが、エネルギー付与の点で重要な二次電子分布を表せるようにしたのが特徴である。現在、計算データやこれらの画像をもとに、γ線源である^<192>Ir,^<125>Irやβ線源である^<90>Y,^<90>Sr,^<32>Pの水に対する吸収線量分布を0.1mm間隔で評価・検討している。本研究では計算精度を高める為に、複数光子放出線源やβ線源を各エネルギー成分に分割し、任意位置での吸収線量への寄与を算出・合算し、とくに吸収線勾配が急峻となる範囲と吸収線量を慎重に検討している。現在までの結果において、線量評価点2mmを基準として検討すると、上記に示した線源のエネルギー領域では線源から0.5mm-1mm程度の範囲内において線量勾配が急峻となり、高エネルギーほど線量勾配の急峻な範囲は広く、低エネルギーほど吸収線量差の激しいことが判った。また、血管内のような微小空間では、スペクトルを考慮し各エネルギー成分の寄与を検討しなければ、血管内の吸収線量の確かな評価ができないことも明らかとなった。照射精度や線量評価の容易さ等を考慮すると冠動脈のような細い動脈では、低エネルギー成分が多く含まれる線源が望ましいとの結論を現時点で得ている。次年度では、る^<192>Ir,^<125>I,^<90>Y,^<90>Sr,^<32>P等についてデータをまとめ、狭窄形状に対する効率よい照射方法と血管径による核種線源の使い分け等について結論を導く予定である。

加えて、粥腫の厚み、偏在性、その構造(石灰化、繊維化、脂質豊富など)を把握しなければ正確な吸収線量分布は得られず、照射器具・照射術式に何らかの工夫が必要であるとの結論を得た。当然、生物学的な効果も考慮しなければならない。場合によっては、正確で豊富な情報量を得るための新たな診断装置開発が必要となるであろう。これらの点についての詳細は今後の研究に委ねるが、現時点では、冠状動脈血管径からみて点線源とみなせる線源大きさ0.1mm程度のもので、ステッピング照射による線量分布形状を任意に作成する方法でなくては、予定線量を正確に照射することができないとの結論を得た。
商業作物拡大による食糧安全保障、暮らし、森林への影響に関する研究

29年度が最終年度であるため、記入しない。フェローが研究メンバーとして参加している研究プロジェクトのwebサイト29年度が最終年度であるため、記入しない。
前頭前皮質の動的行動制御のニューロン機構とモノアミンの役割

本研究の目的は、前頭前皮質(PFC)の中心的機能(オペレーティングシステム)の諸過程((1)状況に応じた入力情報の選択、(2)入力された情報の保持および状況に応じた適切な行動制御情報への変換、(3)行動の結果を含む状況の把握と、これに基づいた入力選択・行動変換規則の更新)におけるニューロン機構とモノアミンの役割の解明である。今年度は、上記(2)に焦点を当てた。PFCは、状況に応じた適切な行動制御に重要な役割を果たすが、目的志向的行動を導くための情動と認知の統合過程についてはほとんどわかっていない。そこで、「PFCは価値判断に基づいた行動決定を担う」との仮説をたて、PFCの担う、感覚情報の記憶、行動決定、運動準備といった諸過程に報酬などの誘因が与える影響を調べた。まず、行動課題として、「遅延アンチサッカード課題」を考案し、課題遂行中のサルの背外側PFCからニューロン活動を記録した。この課題では、遅延の途中で行動ルールを提示することにより、手がかり刺激位置(感覚記憶)とサッカード方向(運動準備)を分離した。ニューロン活動の記録・解析の結果、一部のPFCニューロンは、行動ルールの提示後すぐに活動を変化させ、手がかり刺激位置とサッカード方向の両方の情報を再現することがわかった。これらのニューロンは感覚から運動へと、ルールに応じて記憶情報をシフトさせることから、行動決定にかかわるのかもしれない。更に、上記課題に大、小の報酬条件を導入し、報酬条件ごとにニューロン活動を記録した。その結果、報酬期待は手がかり刺激位置を再現するニューロン活動を増強し、サッカード方向を再現するニューロン活動にほとんど影響を与えなかった。報酬期待は行動決定に使用される記憶に影響を与えるが、行動決定後の運動準備には影響しないことから、PFCの担う情動と認知の統合は、行動価値の判断とそれに基づく意思決定であると示唆される。
チャンネルネットワークの自己形成機構に関する理論的・実験的研究 -地下水湧出による侵食に着目した線形安定論-

断層によって生じた崖や河岸部の脚部において生じた湧水は,その湧出面を侵食しガリを形成する.このガリは,更なる侵食の進展によって水路へと発達していく.本研究では,ガリ(初期水路)の形成メカニズムを解明するために,室内実験および理論解析を行った.それによって以下の諸点が明らかとなった.1.一次元模型と非粘着性の砂を用いた室内実験によって,湧水によって斜面が侵食され後退していく過程が観察された.湧出面上の土砂が湧水によって剥離され,引き続いてその上部の土砂が崩落することによって,斜面は上流側へと後退していく.この斜面の後退速度は,湧出量と相関があることが明らかとなった.2.二次元模型と石炭粉を用いた室内実験によって,湧水侵食は横断方向に不安定であり,ある一定の間隔でガリが生じることが示された.また,ガリの間隔はガリの発達に伴って広くなっていくことが観察された.これは実際の水路形成の過程でも観察される現象であり,室内実験によっても水路形成の基本的なメカニズムを再現できることが示された.3.斜面の後退速度を湧出量と関係づけ,地下水流の方程式と組み合わせることによって,湧水による斜面侵食を記述する方程式を得た.この方程式をperturbationとinstability analysisの手法を用いて解析することによって,擾乱の発達初期において最大の発達率を有する波長(卓越波長)が求められた.この波長が,実現するガリの間隔に相当していると考えられる.得られた卓越波長は実験によって得られた波長とおおむね一致した.断層によって生じた崖や河岸部の脚部において生じた湧水は,その湧出面を侵食しガリを形成する.このガリは,更なる侵食の進展によって水路へと発達していく.本研究では,ガリ(初期水路)の形成メカニズムを解明するために,室内実験および理論解析を行った.それによって以下の諸点が明らかとなった.1.一次元模型と非粘着性の砂を用いた室内実験によって,湧水によって斜面が侵食され後退していく過程が観察された.湧出面上の土砂が湧水によって剥離され,引き続いてその上部の土砂が崩落することによって,斜面は上流側へと後退していく.この斜面の後退速度は,湧出量と相関があることが明らかとなった.2.二次元模型と石炭粉を用いた室内実験によって,湧水侵食は横断方向に不安定であり,ある一定の間隔でガリが生じることが示された.また,ガリの間隔はガリの発達に伴って広くなっていくことが観察された.これは実際の水路形成の過程でも観察される現象であり,室内実験によっても水路形成の基本的なメカニズムを再現できることが示された.3.斜面の後退速度を湧出量と関係づけ,地下水流の方程式と組み合わせることによって,湧水による斜面侵食を記述する方程式を得た.この方程式をperturbationとinstability analysisの手法を用いて解析することによって,擾乱の発達初期において最大の発達率を有する波長(卓越波長)が求められた.この波長が,実現するガリの間隔に相当していると考えられる.得られた卓越波長は実験によって得られた波長とおおむね一致した.
生活習慣病における酸化ストレス依存性血管前駆細胞制御機構の解明

本研究では、動脈硬化促進型生活習慣病(メタボリックシンドロームに共通する分子血管病病態の解析を目的とし、当該年度は、糖尿病状態における血管機能・創傷治癒能低下の分子機序の解析に従事した。糖尿病性血管障害および創傷治癒遅延には老化制御分子p53が関与しており、アトルバスタチンがAkt/MDM2シグナリングを活性化を介してp53の分解を促進することによりインスリン抵抗性を改善させるとともに、糖尿病性創傷遅延を緩和することが明らかとなった。Endothelial progenitor_cells (EPC)数は心血管イベントリスクと相関し、糖尿病患者でもEPCは数・機能共に低下しているとの報告があるがその詳細は不明である。我々は3種類の糖尿病モデルマウス((1)KKAy2型糖尿病マウス(2)Cg-m^<+/+>Lepr^<db>/J(C57BL6/J backgrounddb/db diabetic)2型糖尿病モデルマウス(3)ストレプトゾシン誘導性非肥満型2型糖尿病モデルにおいて下肢虚血モデルを左側大腿動脈結索により作成し、その下肢虚血の程度をレーザードップラー法により測定評価したところ、(1)(2)においては(3)や非糖尿病群に比し、顕著な下肢の壊死脱落・血流低下が認められた。更にこれらの個体の骨髄よりEPCを分離培養したところ、非糖尿病群に比して(1)(2)では有意な骨髄EPC数の低下が認められた。興味深いことに、(3)ではこのようなEPC数の低下は認められなかった。またこれら各個体由来の血清を用いて、血中サイトカインレベル(SDF1α, VEGF)・SODレベル・生体内酸化ストレス測定(FRAS法)を行った。(1)(2)においては血中サイトカインレベル・SODレベルともに有意な低下を認め、また生体内酸化ストレスレベルは有意な上昇を認めた。(3)や非糖尿病群においてはこれらの変化は認めなかった。またこれら個体から大動脈を摘出し、マトリゲルによるin vitro血管新生能評価を行ったところ(1)(2)において有意な血管新生能の低下を認めたが(3)や非糖尿病群においては血管新生能の低下は認めなかった。本研究では、動脈硬化促進型生活習慣病(メタボリックシンドローム)に共通する分子血管病病態の解析を目的とした。特に当該年度は、糖尿病状態における血管機能・創傷治癒能低下の分子機序に着目しその解析に従事した。【仮説】(1)老化制御因子p53がインスリン抵抗性を制御することが報告されているが、糖尿病状態における血管機能・創傷治癒能低下の病態はこのp53による分子制御が関与しているかどうか。(2)血管機能改善薬スタチンにはインスリン抵抗性改善作用があることが報告されているが、これはp53の発現を抑制することによるのかどうか。【方法】2型糖尿病マウスモデルKK/Ayに対して下肢虚血モデルを作成し、4週間アトルバスタチン(ATR)を経口投与した(2mg/kg/日)。ATR非投与群・投与群において血糖・体重・血漿インスリン値・アディポネクチン値・糖負荷試験・インスリン抵抗性評価・血管新生能評価(EPCアッセイ・aortic ring assay)・下肢脱落予後評価を行い解析した。インスリン感受性組織のIRS-1チロシンリン酸化・Akt・MDM2活性については免疫沈降法及びウエスタンブロットにより評価した。KK/Ayマウスの創傷遅延・血管新生能変化を評価するために下肢虚血モデルを作成した。血中酸化ストレスレベルをFRAS法にて測定した。【結果】2型糖尿病マウスモデルKK/Ayに対して4週間アトルバスタチンを経口投与した(2mg/kg/d)結果、体重は変化なかったが、血糖・血漿インスリン値は有意に低下した。また低アディポネクチン血症及び糖負荷試験による耐糖能も有意に改善していた。インスリン感受性組織(白色脂肪組織及び骨格筋)のIRS-1・Akt活性はアトルバスタチン群で亢進していた。血中酸化ストレスレベルは減少していた。下肢虚血KK/Ayモデルにおいてアトルバスタチン無処理群では全例の下肢壊死脱落を認めたがアトルバスタチン群では下肢壊死脱落率の低下を認め、またその血管新生能およびp53依存性創傷遅延も改善していた。【結語】アトルバスタチンはAkt/MDM2シグナリングを活性化を介してp53の分解を促進することによりインスリン抵抗性を改善させるとともに、糖尿病性創傷遅延を緩和する。
液-気-化学連成場における地盤内のファインバブル挙動の解明

これまでに行なわれている地盤工学分野でのファインバブルの研究の大半は汚染物質の浄化(分離)能力やCO2態FBの地盤内での中和性・貯留性に注目したものであり,ファインバブルの地盤内移動機構に関しては,学術的に十分理解されていない点が多い.さらに,FBの移動領域の推定や持続性の予測に活用できるモデル構築に関する研究も極めて少ないのが現状である.そのため,本研究では,ファインバブル(気泡径数十nm数十0μm)を用いて,固・液界面におけるファインバブルの吸着・脱離・捕捉現象,気泡態ファインバブルの液相における溶解平衡反応と間隙水中イオン類との化学反応,気泡態および溶存態ファインバブルの物質移動としての移流・分散現象に焦点を当て,気・液・化学連成場におけるFBの地盤内移動モデル構築することを目的とした室内試験及び原位置試験を行い,ファインバブルの挙動についての解明を試みた.平成30年度は,実地盤への適用と解析手法の確立に関する研究を行なった.原位置試験より二酸化炭素含有バブルの地下での挙動は比抵抗探査にて追随できる可能性を示した.また,透水ー化学連成挙動として二酸化炭素バブルの移流分散解析を行うため,必要な定数として,各種気体(空気,二酸化炭素,酸素)のファインバブルが各種pH条件下で移流分散に必要となる土粒子の吸着挙動をまとめ.また,各pH条件下でのFBの存在寿命を示した.これらの定数を用いて,二酸化炭素注入後のpH,ECの変化の予測を行うことができた,しかしながら鉱物化など長期的な化学的挙動に関しては不十分である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,地盤内のファインバブル(ナノ・マイクロバブル)の挙動把握を解明し土壌浄化やCO2地中中和処理工法へ適用することを目的としたものである.本年度はO2態やCO2態ファインバブルの物理化学的な特徴の測定方法の確立と,地盤内での移動に関する予察的な実験を行った.その結果を以下にまとめる.1)ファインバブルの物理化学的な特徴:まず,ファインバブルの粒径測定について,レーザー回折による方法,散乱光のブラウン運動による方法を行いいずれの方法でも測定をすることはできた.しかしながら,これらの測定方法では気泡と固体を分離して測定することができないことから固体の微粒子を測定している可能性が残される.特に地盤試料中のファインバブルの存在を把握するにはサンプル水から固体の微粒子を取り除く必要がある.そこで,MEMS技術を利用した共振式質量計を導入しファインバブル水を測定したところ,気泡と固体の微粒子を分離してサンプル水の純粋な気泡密度と気泡粒径分布を測定することができた.また,O2態やCO2態ファインバブルの存在寿命を異なるpHの条件で測定したところ,いずれの条件においても発生後1週間経過した後でも約半分は残存していることが明らかになった.2)地盤内での移動に関する予察的な試験:室内カラム実験として,ガラスビーズ充填カラムへの微粒子-微細気泡混合水の通水実験を異なるpHおよび電解質濃度条件下で実施した.その結果,高pH条件を除いて投入した微細気泡はカラム内に補足され,捕捉率はpHが低下し電解質濃度が上昇するほど顕著であるという結果が得られた.また,CO2態ファインバブルを用いた,地盤材料中の間隙水による中和能力に関する実験を行った.その結果,ファインバブルを使用することで,地盤の中和能力(特に反応速度)が高くなることが明らかになった.当初の計画通りに進んでいるが,論文作成の点で遅れが生じている.この点について,H28年度に得た成果の論文投稿はH29年下半期を目指して投稿する予定である.その他の計画は予定通り進んでいる.また,H29年度に計画している現場試験に関しては,前倒して行った予備試験が成功しており,全体としては「おおむね順調に進展している」と言える.本年度はファインバブルの理化学性把握および固相・汚染物質への物質分配機構の解明するため,ファインバブルの物理化学特性(界面特性,粒径分布,持続・安定特性)に関する実験とファインバブルの移動に関する実験を行った.その結果を以下にまとめる.1)ファインバブルの物理化学特性:O2/CO2態ファインバブルの残存寿命の測定と同時でゼータ電位の測定も行った.その結果,電位差を駆動力した活動が活発な場合ほど,その残存寿命が短いという予察的な結果が得られた.H28年度に引き続きナノバブル水の化学的性質が多孔質体内の移動特性に与える影響について室内カラム実験により検討した.イオン強度条件が異なるナノバブル水を注入した結果,高イオン強度条件程ナノバブルの多孔質体内での捕捉率は増加する傾向が見られた.また,同イオン強度条件でも1価よりも2価の陽イオンが存在する系で,ナノバブルの移動性は低下した.これらの結果はナノバブル表面電位のイオン強度依存性により定性的に説明できた.2)ファインバブルの移動実験:室内試験では昨年度までのカラムレベルの試験に加えて土槽実験を行い,CO2態ファインバブル含有水の移動に関する実験を行った.移流の過程で,飽和度の低下による消失もしくは間隙にトラップされたか影響により流出側からのCO2態ファインバブルの検出は少量であった.また,地下12mの礫層に対しての原位置試験も行い,土槽実験と同様な傾向となった.また,土槽実験においてはP波速度,比抵抗の測定を同時に行った.その結果,CO2態ファインバブル含有水の通過時に値の変動があったことを確認した.

また,原位置での実験においても比抵抗トモグラフィーを実施し,注入前後で比抵抗値の変化を捉えることができた.しかしながら,その変化が水の濃度変化によるものなのかバブルの影響によるものなのかは判別はできていない.当初の計画のうち,原位置試験に関しては予定より進行しており,また,予察的ながらよい結果を得ることができている.また,土槽・カラム試験も計画通りに進んでいる.また,物理化学特性に関しては,国際誌での論文でも発表することができている.一方で,気・液・化学連成場での地盤内のファインバブル挙動解析ツールの構築の関して各種物質移動パラメータ(ファインバブルの物理化学的な特徴)の取得は進んでいるが,連成のための解析ツールへの組み込みが遅れている.そのため,全体としては「おおむね順調に進展している」と言える.これまでに行なわれている地盤工学分野でのファインバブルの研究の大半は汚染物質の浄化(分離)能力やCO2態FBの地盤内での中和性・貯留性に注目したものであり,ファインバブルの地盤内移動機構に関しては,学術的に十分理解されていない点が多い.さらに,FBの移動領域の推定や持続性の予測に活用できるモデル構築に関する研究も極めて少ないのが現状である.そのため,本研究では,ファインバブル(気泡径数十nm数十0μm)を用いて,固・液界面におけるファインバブルの吸着・脱離・捕捉現象,気泡態ファインバブルの液相における溶解平衡反応と間隙水中イオン類との化学反応,気泡態および溶存態ファインバブルの物質移動としての移流・分散現象に焦点を当て,気・液・化学連成場におけるFBの地盤内移動モデル構築することを目的とした室内試験及び原位置試験を行い,ファインバブルの挙動についての解明を試みた.平成30年度は,実地盤への適用と解析手法の確立に関する研究を行なった.原位置試験より二酸化炭素含有バブルの地下での挙動は比抵抗探査にて追随できる可能性を示した.また,透水ー化学連成挙動として二酸化炭素バブルの移流分散解析を行うため,必要な定数として,各種気体(空気,二酸化炭素,酸素)のファインバブルが各種pH条件下で移流分散に必要となる土粒子の吸着挙動をまとめ.また,各pH条件下でのFBの存在寿命を示した.これらの定数を用いて,二酸化炭素注入後のpH,ECの変化の予測を行うことができた,しかしながら鉱物化など長期的な化学的挙動に関しては不十分である.気・液・化学連成場でのマクロな視点でのファインバブルの挙動の定式化を行う上で必要となるファインバブルの物理化学特性に関するデータは蓄積されつつある.しかしながら,ファインバブルと液体の界面での特性については,新たな分析手法も取り入れさらに実験を積み重ねていく必要ある.H29年度では,分光学的な手法を取り入れた分析を進める予定である.また,原位置の条件を取り入れた実験を行い,地盤材料との化学反応プロセスに関する実験を原位置で行う予定ある.今後,原位置での実験を行うことで,研究成果が実務に貢献できるようににしたいと考えている。気・液・化学連成場での地盤内のファインバブル挙動解析ツールの作成に向けて,解析に必要なパラメータの取得を行い,PHREEQCによる解析を行う.ここでは,主にCO2態ファインバブルを対象とした解析を行う予定である.また,解析結果と原位置もしくは土槽内でのO2/CO2態
ナホトカ号流出重油より単離した重油分解菌グループの重油分解能と分解機構

ナホトカ号から流出・漂着した重油から、計5種類(ODB-SG15)の重油分解菌グループを単離することができた。そこで、単離した各グループに含まれる全ての菌について、種の同定と重油分解率の測定を行うことと、重油分解時における各菌の機能を明らかにすることを本研究の目的とした。【研究の結果と考察】1.各グループに含まれる菌の種の同定:16SrRNA遺伝子の塩基配列、BioLogでの資化性テスト、そして形態観察から、ODB-SG1:Caulobacter sp.とAlcanivorax sp.、ODB-SG2:Halomonas sp.とAlcanivorax sp.、ODB-SG3:Deleya sp.、とAlcanivor sp.、ODB-SG4:未同定、ODB-SG5:未同定とAlcanivorax sp.と、各グループの構成菌種が同定された。中でも、Alcanivorax sp.は、同定できたすべてのグループに存在していた。2.各菌の菌体成分の比較:各菌の菌体成分をSDSゲル電気泳動で比較したところ、各菌に特徴的なバンド配列が観察された。特に、Alcanivorax sp.と同定された4種の菌が、それぞれに特有のバンドを持っていたことから、これらは同属でも異なる種である可能性が示唆された。3.各菌及び菌グループの分解能:各菌グループ及び単独菌での、重油分解率を求めた。その結果、各分解率は、ODB-SG1:10.7%、ODB-SG2:13.1%、ODB-SG3:15.0%、ODB-SG4:13.3%、ODB-SG5:12.4%、となった。また、ODB-SG1とSG2では、分解能を持つ菌はどちらもAlcanivorax sp.であり、他の菌は分解能を持つていないことが判った。そして、Alcanivorax sp.単独の分解率は、各々4.9%、7.8%とグループでのそれより低く、分解能を持たない共存菌が、Alcanivorax sp.の分解能を高めていることが示唆された。4.各菌が持っている重油分解時の役割:これを解明するための基礎として、SG1およびSG2に含まれるAlcanivorax sp.の各培養液の上澄みを濃縮し、それに重油塊を投入したところ、重油塊が乳化するのが観察された。また、どちらも生物界面活性剤に多いリポ多糖を、分泌していることが、ゲル電気泳動で確かめられた。ナホトカ号から流出・漂着した重油から、重油分解菌を単離することを試みた結果、計5種類(ODB-SG1SG5)の分解菌グループを単離することができた。

そこで、単離した各グループに含まれる全ての菌について、種の同定と重油分解能の測定を行うことと、重油分解における各菌の機能を明らかにすることを本研究(平成1213年度)の目的とした。以下に、平成12年度の研究結果について述べる。1.各グループに含まれる重油分解菌の種の同定:ODB-SG1は、Caulobacter sp.とAlcanivorax sp.とを、また、ODB-SG2は、Halomonas sp.とAlcanivorax sp.とから構成されていることが判っていたが、改めて調べた結果、ODB-SG2にはもう一種類のAlcanivorax sp.が混在することが判った。また、ODB-SG3には、Deleya sp.と同定された分解菌のみが含まれていることが判明した。ODB-SG4G5を構成する分解菌の種の同定は、平成13年度に引き続き行いたい。2.各重油分解菌及び分解菌グループの分解能:分解菌で分解させた後、残存する重油成分の乾燥重量の変化から重油分解率を求めた。本年度はODB-SG3について調べた結果、平均約20%という高い分解能が示された。また、重油成分を、飽和族炭化水素・芳香族炭化水素・レジン成分・アスファルテン成分の四つに分け、各成分の分解率を求め、どの成分を最も良く分解するのかについて調べた。その結果、ODB-SG2はどの成分も分解するが、ODB-SG1は飽和族及び芳香族炭化水素しか分解できないことが示唆された。平成13年度も、まだ測定していない各重油分解菌及び分解菌グループで分解能を調べていきたい。3.各重油分解菌が持っている重油分解時の役割:これを明らかにするための基礎として、SG1およびSG2に含まれるAlcanivorax sp.について、生物界面活性剤を分泌しているかどうかを調べたところ、どちらも低分子領域に界面活性剤を分泌していると思われる結果が、ゲル電気泳動で確かめられた。ナホトカ号から流出・漂着した重油から、計5種類(ODB-SG15)の重油分解菌グループを単離することができた。そこで、単離した各グループに含まれる全ての菌について、種の同定と重油分解率の測定を行うことと、重油分解時における各菌の機能を明らかにすることを本研究の目的とした。【研究の結果と考察】1.各グループに含まれる菌の種の同定:16SrRNA遺伝子の塩基配列、BioLogでの資化性テスト、そして形態観察から、ODB-SG1:Caulobacter sp.とAlcanivorax sp.、ODB-SG2:Halomonas sp.とAlcanivorax sp.、ODB-SG3:Deleya sp.、とAlcanivorax sp.、ODB-SG4:未同定、ODB-SG5:未同定とAlcanivorax sp.と、各グループの構成菌種が同定された。中でも、Alcanivorax sp.は、同定できたすべてのグループに存在していた。2.各菌の菌体成分の比較:各菌の菌体成分をSDSゲル電気泳動で比較したところ、各菌に特徴的なバンド配列が観察された。特に、Alcanivorax sp.と同定された4種の菌が、それぞれに特有のバンドを持っていたことから、これらは同属でも異なる種である可能性が示唆された。3.各菌及び菌グループの分解能:各菌グループ及び単独菌での、重油分解率を求めた。その結果、各分解率は、ODB-SG1:10.7%、ODB-SG2:13.1%、ODB-SG3:15.0%、ODB-SG4:13.3%、ODB-SG5:12.4%、となった。また、ODB-SG1とSG2では、分解能を持つ菌はどちらもAlcanivorax sp.であり、他の菌は分解能を持っていないことが判った。
実験的筋痛誘発による筋痛発生のメカニズムの研究

筋痛誘発モデルの作成:顎関節症の筋痛誘発に関わる要因を探索するための筋痛誘発モデルを検討し、10%MVC30分持続かみしめが顎関節症の筋痛に類似した筋痛を誘発するモデルとして最適であると判断した。客観的筋痛診査法の検討:圧痛を客観的に計測するための方法として、圧痛を示す圧迫量の絶対値を求める方法、一定圧に対する反応をVASで表現させる方法を検討したが、患者の症状と相関する方法は得られなかった。中枢性筋緊張抑制機能と筋痛誘発の関連性に関する検討:筋痛誘発モデルにおいて筋痛が誘発された群と誘発されない群の中枢性筋緊張抑制作用の程度を比較検討するため、24時間後の咬筋部VAS値とES2筋活動抑制率との関連をみたところ、ES2筋活動抑制率が低い例で明らかにVASが高い値を示し筋痛が誘発されたことを示し、抑制率が高い例ではVASは低い値を示し、筋痛が誘発されなかったことを示した。また、抑制率と24時間後咬筋部自覚症状VAS値との間に直線性の関連が認められた。誘発筋痛への抗侵害受容反応の成立状況の検討:温冷刺激装置とモノフィラメント知覚検査器を用いて筋痛誘発の前後に両側咬筋部直上皮膚の温冷感覚閾値および低閾値機械的刺激感覚閾値を計測し比較した。計測した温冷感覚閾値:1)温感感受閾値(WDT),2)温痛感受温度(HPD)、3)温痛耐久限界温度(HPTO)、4)冷感感受閾値(CD))誘発試験前、誘発試験直後、6時間後、24時間後に計測し比較した結果、温冷感覚閾値では冷感感受閾値のみが24時間後に有意な変化(閾値上昇)を示した。また、モノフィラメント知覚検査器により計測した低閾値機械的刺激感覚閾値は誘発試験直後に有意な変化(閾値上昇)を示した。冷感感受閾値と低閾値機械的刺激感覚閾値の変化はかみしめ側だけではなく、反対側にも生じていた。筋痛誘発試験法の確立顎関節症に認められる筋痛に類似した筋痛を実験的に誘発するために、負荷の方法と条件を変えて各種誘発試験を行った。その結果、誘発される筋痛には2種類あることが判った。一種類は、口唇での割り箸保持やリズミカルな筋緊張であるガム咀嚼によっては誘発されず、かみしめ力を強くした持続的かみしめにより誘発される筋痛であり、もう一種類は、口唇での割り箸保持、ガム咀嚼、持続咬みしめのいずれによっても誘発される筋痛である。持続かみしめによって誘発される筋痛は、かみしめ力が5%随意最大かみしめ力(MVC)程度では誘発されず、10%MVCでは誘発される例が少数出現し、15%、20%とかみしめ力を強めるに従って誘発される比率が高まることが判った。この筋痛は筋への持続的負荷が強まることにより生ずるものと考えられた。また、負荷が強まっても、ガム咀嚼では誘発されないことから、収縮が強くても、収縮と弛緩を繰り返す場合には筋痛が誘発されないことが判った。