hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱帯における雷活動に関する研究

1.本研究では,インドネシア共和国ジャワ島内外3箇所に無人運転の雷観測設備を設置して,2年間にわたって連続観測を行い,ジャワ島およびその周辺の熱帯における雷パラメータを明らかにすることを目的としている。初年度には,オンラインの通信回線を得るのが困難で商用電源の信頼性も低い現地で連続運転が可能なシステムを完成させ,年度内にジャワ島内3箇所に観測点を設置して,雷放電による電磁波の広帯域での観測を開始した。数kHz0.3MHzの広帯域で観測される電磁界パルスは,放射源の雷放電の種類の情報を含んでいるため,この性質を利用して落雷による信号のみを自動識別し,記録することが可能である。複数の観測点相互間の時刻の同期は,GPSを利用して0.1μsの精度を実現し,信号の到来方位ばかりでなく,到来時間差の情報も利用した高精度の落雷位置標定を可能とした。しかしながら現地の劣悪な環境条件が原因となって,これら3局が同時に稼働している時間帯が少なく,1994年度前半の運用実績は満足のゆくものではなかった。このため,当初の計画になかった4番目の観測点を設置することを急きょ決定し,1994年度末に4局目の運用を開始した。1995年度は,常時少なくとも3局が稼働している状態で推移し,年度末を迎えている。2.電磁波の到来方位と,多地点への電磁波到達時間差を併用した方式の電磁波放射源の位置標定精度は,まだ明らかになっていなかったため,理論的な検討を行い,その性質を明らかにして,到来方位のみ,及び到達時間差のみを利用した位置標定方式と比較した。到達時間差方式が利用できるのは,3局以上で同時に同一の放射源から出た電磁波が観測されなければならず,34局からなるネットワークでは,この方式で解析できるデータの割合はそう多くはないが,位置標定精度は到来方位を利用するよりも高いとの認識があった。しかしながら,電磁波が陸上を伝搬する場合には,その波形が大地の抵抗の影響を受けて変歪するために,雷放電に伴う電磁波パルスの見かけ上の到来時刻が変化する可能性がある。大地抵抗率と電磁波パルスの波形を仮定し,到達時間差方式の落雷位置標定の精度に大地抵抗率が及ぼす影響を調べたところ,観測点で囲まれた領域の外側では,急速に位置標定精度が悪くなることが予測された。実測データを解析したところ,このシミュレーションと同様の誤差パターンが現れ,大地抵抗率の影響が実在することが確認された。これらの成果は電気学会論文誌に掲載されることが決定している。3.ジャワ島およびその周辺海域における落雷状況の,約1年半にわたる期間のデータの解析が一応終了している。観測期間の最後の部分については,この成果概要の執筆時点でデータ回収の最中のため,2年間分のデータの解析が終わるのは少し先になる見込みである。これまでの解析で以下の点が明らかになった。ジャワ島周辺の落雷数には1年を周期とする変化があり,例年5月から9月ごろまでの乾季には落雷が少なく,10月から4月までの雨季に多い。雨季のこの地域の雲のシステムは,衛星画像で見る限りでは,冬季の日本周辺とは異なって,陸地の影響を受けていないが,落雷数では陸上が明瞭に多く,対流雲の発生には地形の影響が大きいことがはっきりした。雷電流分布等から見ると,雷雲の性質は日本の夏季とほぼ同じであり,中緯度帯の夏と変わりはない。落雷の密度は日本よりも1桁ほど高い。また日本の夏季には海上への落雷は極めて少ないが,インドネシア海域では,それよりもはるかに多いのも特徴の一つである。落雷数には日変化があり,陸上と海上で異なったパターンとなる。以上のようなインドネシア海域における熱帯雷の性質は,極軌道衛星などによるスポット的なこれまでの雷観測では知ることができず,地上の観測システムによる連続観測によって,今回初めて明らかになったものである。これらの新たに得られた知見は,1996年6月の国際大気電気会議で発表する予定である。

2.電磁波の到来方位と,多地点への電磁波到達時間差を併用した方式の電磁波放射源の位置標定精度は,まだ明らかになっていなかったため,理論的な検討を行い,その性質を明らかにして,到来方位のみ,及び到達時間差のみを利用した位置標定方式と比較した。到達時間差方式が利用できるのは,3局以上で同時に同一の放射源から出た電磁波が観測されなければならず,34局からなるネットワークでは,この方式で解析できるデータの割合はそう多くはないが,位置標定精度は到来方位を利用するよりも高いとの認識があった。しかしながら,電磁波が陸上を伝搬する場合には,その波形が大地の抵抗の影響を受けて変歪するために,雷放電に伴う電磁波パルスの見かけ上の到来時刻が変化する可能性がある。大地抵抗率と電磁波パルスの波形を仮定し,到達時間差方式の落雷位置標定の精度に大地抵抗率が及ぼす影響を調べたところ,観測点で囲まれた領域の外側では,急速に位置標定精度が悪くなることが予測された。実測データを解析したところ,このシミュレーションと同様の誤差パターンが現れ,大地抵抗率の影響が実在することが確認された。これらの成果は電気学会論文誌に掲載されることが決定している。3.ジャワ島およびその周辺海域における落雷状況の,約1年半にわたる期間のデータの解析が一応終了している。観測期間の最後の部分については,この成果概要の執筆時点でデータ回収の最中のため,2年間分のデータの解析が終わるのは少し先になる見込みである。これまでの解析で以下の点が明らかになった。ジャワ島周辺の落雷数には1年を周期とする変化があり,例年5月から9月ごろまでの乾季には落雷が少なく,10月から4月までの雨季に多い。雨季のこの地域の雲のシステムは,衛星画像で見る限りでは,冬季の日本周辺とは異なって,陸地の影響を受けていないが,落雷数では陸上が明瞭に多く,対流雲の発生には地形の影響が大きいことがはっきりした。雷電流分布等から見ると,雷雲の性質は日本の夏季とほぼ同じであり,中緯度帯の夏と変わりはない。落雷の密度は日本よりも1桁ほど高い。また日本の夏季には海上への落雷は極めて少ないが,インドネシア海域では,それよりもはるかに多いのも特徴の一つである。落雷数には日変化があり,陸上と海上で異なったパターンとなる。以上のようなインドネシア海域における熱帯雷の性質は,極軌道衛星などによるスポット的なこれまでの雷観測では知ることができず,地上の観測システムによる連続観測によって,今回初めて明らかになったものである。これらの新たに得られた知見は,1996年6月の国際大気電気会議で発表する予定である。本研究では、インドネシア共和国ジャワ島内外3か所に無人運転の雷観測設備を設置して、2年間にわたって連続観測を行い、ジャワ島およびその周辺地域の雷パラメータを明らかにすることを目的としている。研究開始に先立ち、観測地点選定のための予備調査を平成4年3月に現地で実施した。雷観測設備は日本国内で10年近く運用している落雷位置標定システムを移設するのが基本計画だが、現地ではオンラインの通信回線が使用できないため、互いに数百km離れた3観測地点間で高精度の時刻同期をとるための、GPSを利用した同期装置を開発した。また高い頻度で長時間続く停電に対処するための電源システムを開発した。これらが完成し、日本国内での実証試験が終了したのは平成6年1月である。システム開発と並行して、観測地点選定のための本調査を平成5年9月より10月にかけて実施した。当初はジャワ島外にも観測地点の候補を挙げていたが最終的にジャワ島内の3か所を選定した。
敗血症性心機能障害に対する細胞特異的ホーミングペプチドを用いた新規治療の確立

敗血症における心機能障害は予後を左右する因子のひとつである。本研究の目的は顆粒球コロニー刺激因子ノックアウトマウス(G-CSFKOマウス)を用いて敗血症性心機能障害における好中球の関与メカニズムを検討し、さらにペプチドを用いた血管内皮障害部位特異的薬物送達による新規治療を確立することである。大腸菌由来のリポ多糖(LPS)を20mg/kgの濃度で9-12週齢のG-CSFKOマウスに腹腔内投与し敗血症性血管炎を全身に起こした。生存率が80%(24/30)24/30だったのに対し、同腹仔のWild typeWild type(WT)マウスでは17%(6/35)とG-CSFKOマウスでは著明な改善を認めた。心筋トロポニンIについてもG-CSFKOマウスでは有意な低下を認めており(0.9 ±0.8 ng/dL vs 5.3 ±1.8 ng/dL, p < 0.01)G-CSFKOマウスでは敗血症性血管炎において心筋障害が抑制されていることが証明された。また、微小循環の恒常性維持に重要な役割を果たしているグリコカリックスの構造が心臓毛細血管内皮で障害されていることをレクチンを用いたIntensituy Scoreの計測と電子顕微鏡による超微形態の確認により、微小血管障害による虚血が心筋障害を引き起こしていることを確認し、敗血症性心筋障害の原因として好中球の関与を示唆した。以上の実験から好中球による炎症の増悪が敗血症性心筋障害に深くかかわっていることが考えられたため、抗炎症作用を持つと報告されているステロイドを用いて検討を行ったところいずれも生存率、心筋トロポニンIの逸脱を改善したが、さらにホーミングペプチドを用いて通常の全身投与と比較し、ごく少量で同様の効果発現が確認できた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、好中球のほとんど存在しない顆粒球コロニー刺激因子ノックアウト(G-CSFKO)マウスを用いて敗血症性心機能障害における好中球の関与メカニズムを検討し、さらにペプチドを用いた血管内皮障害部位特異的薬物送達による新規治療を確立することを目的とする。本年はG-CSFKOマウスを用いた敗血症性心機能障害に対する好中球の関与について明らかにすることである。9-12週齢オスのG-CSFKO(n=18)にリポ多糖(LPS)を20mg/kg腹腔内注射し敗血症を作製。コントロールとして9-12週齢オスのC57BL6マウス(n=12)を用いた。LPS投与後48時間の生存率は、G-CSFKO(77.8%)でコントロール(8.3%)に比べ有意に改善を認め、トロポニンIはG-CSFKO(0.7±0.8mg/dL)でコントロール(11.9±6.4mg/dL)に比べ、有意に低かった。走査型ならびに透過型電子顕微鏡を用いた超微形態の観察では血管内皮障害はG-CSFKOで抑制されていた。また、健常血管内皮細胞上に血管内皮全体を覆うように存在する血管内皮グリコカリックスはLPS投与マウスにおいて剥離していることが確認され、この変化はG-CSFKOマウスにおいて抑制されていたことが確認できた。また、NE阻害薬(Sivelestat)を用いて同様の効果が得られるか検証した。上記コントロールと同様に作成した敗血症モデルマウス(n=14)に0.2mg/kgのNE阻害薬投与を行ったところ、生存率はコントロールと比較し有意に改善し(85.7%)、血管内皮障害は抑制されていた。これら結果は敗血症により生じる心筋障害は、NEが強く影響することを示唆するものである。敗血症性心筋障害の成因について、好中球が減少しているG-CSFKOマウスを用いて敗血症性心筋障害を抑制することが証明できた。さらに好中球エラスターゼを使用することにより同様の結果が得られた。以上から好中球から放出される好中球エラスターゼによる血管内皮障害が敗血症性心筋障害を引き起こしている可能性が示唆された。敗血症による多臓器不全の原因の一つに血管内皮細胞傷害があるが、有効な治療方法が無いのが現状である。ステロイド治療は強い抗炎症作用がある一方で、続発する感染発生率を増加させるため、十分なコンセンサスが得られていない。血管内皮傷害部位に特異的にホーミングする環状ペプチドCARSKNKDC(CAR)を用いて傷害された血管内皮細胞に集中的にステロイド剤を送達することで、少量のステロイド使用でも敗血症による多臓器不全の治療が可能であるかどうかを検討した。対照群(Group S)として10週齢オスのC57BL6マウス(n=18)にリポ多糖(LPS)を20mg/kg腹腔内注射し敗血症を作製。治療群は、低用量ハイドロコルチゾン(HCT) 0.2mg/kg(Group L、n=20)、高用量HCT 10mg/kg(Group H、n=28)、低用量HCT 0.2mg/kg + CAR 20mg/kg (Group L + C、n=20)の3群で、いずれもLPS投与後3、12、24時間後に腹腔内投与を行った。

LPS投与48時間後の生存率はGroup L + Cでもっとも高く、Group Sと比較し有意に生存率が高かった血管内皮傷害マーカーである血清トロンボモジュリンはGroup S、Group Lと比較しGroup L + Cで抑制されていた。血管内皮の超微形態は、内皮表面の構造傷害がGroup L + Cでは軽度の変化のみであった。また健常血管内皮表面に存在するグリコカリックスは、心臓、肝臓、肺、腎臓いずれにおいてもGroup S、Group Lでは脱落が認められたが。Group L + Cにおいてグリコカリックスの構造が保たれていた。HCTはグリコカリックスの保護効果を有し、CARはその効果を増強することがわかった。CARは敗血症の新たな治療戦略となりうると考えられた。ペプチドを用いて敗血症性心筋障害の治療を行ったところ予想を上回る結果が得られた。現在このメカニズムを検討中である。また、好中球エラスターゼ阻害薬やアンチトロンビン製剤を単独で用いても敗血症性心筋障害の軽減することも確認できている。敗血症における心機能障害は予後を左右する因子のひとつである。本研究の目的は顆粒球コロニー刺激因子ノックアウトマウス(G-CSFKOマウス)を用いて敗血症性心機能障害における好中球の関与メカニズムを検討し、さらにペプチドを用いた血管内皮障害部位特異的薬物送達による新規治療を確立することである。大腸菌由来のリポ多糖(LPS)を20mg/kgの濃度で9-12週齢のG-CSFKOマウスに腹腔内投与し敗血症性血管炎を全身に起こした。生存率が80%(24/30)24/30だったのに対し、同腹仔のWild typeWild type(WT)マウスでは17%(6/35)とG-CSFKOマウスでは著明な改善を認めた。心筋トロポニンIについてもG-CSFKOマウスでは有意な低下を認めており(0.9 ±0.8 ng/dL vs 5.3 ±1.8 ng/dL, p < 0.01)G-CSFKOマウスでは敗血症性血管炎において心筋障害が抑制されていることが証明された。また、微小循環の恒常性維持に重要な役割を果たしているグリコカリックスの構造が心臓毛細血管内皮で障害されていることをレクチンを用いたIntensituy Scoreの計測と電子顕微鏡による超微形態の確認により、微小血管障害による虚血が心筋障害を引き起こしていることを確認し、敗血症性心筋障害の原因として好中球の関与を示唆した。以上の実験から好中球による炎症の増悪が敗血症性心筋障害に深くかかわっていることが考えられたため、抗炎症作用を持つと報告されているステロイドを用いて検討を行ったところいずれも生存率、心筋トロポニンIの逸脱を改善したが、さらにホーミングペプチドを用いて通常の全身投与と比較し、ごく少量で同様の効果発現が確認できた。敗血症治療には使用されている薬剤が敗血症性心機能障害にも効果があるのかどうかを確認する。薬剤はNE阻害薬、トロンボモジュリン製剤、ヒドロコルチゾン、ATIII製剤を使用する。また、血管内皮障害治療に使用する薬剤の選定・治療効果の確認を行う。血管内皮障害部位に効果的に薬物を送達するCARペプチドには、治療薬剤をCo-injectionするだけでエンドサイトーシスによりCARと同時に薬剤も細胞内に取り込まれるという特徴がある。上記の治療戦略により選択した薬剤がCARとともに取り込まれるのか?また、細胞内で効果を発現するのかといった確認作業を行う。現在使用しているプチドのBindingpartnerとなるべき受容体の同定がまだできておらず、今後、この部分に注力していく必要がある。
アルツハイマー病のスクリーニング検査としての瞳孔反応の有効性

中年ダウン症とアルツハイマー型痴呆患者の抗コリン剤点眼に対する過剰散瞳現象と対光反射を検討した。対象は、アルツハイマー型痴呆初老期発症者(AD)21名、同老年期発症者(SD)32名、健常者15名、中年ダウン症(DS)6名、脳血管性痴呆(VD)9名である。暗順応させた後、対光反射を検査し、Midrin-P中のtropicamideが0.01%の希釈液を片眼に点眼し、510分おきに30分まで瞳孔径を計測し、最後に対光反射を検査した。対側眼には生食を点眼した。瞳孔最大時のデータを各群で比較した。Midrin-Pに対する最大散瞳量は、健常者で0.51±0.78mmに対して、ADで1.00±0.57mm(有意差なし)、中年DSで1.49±0.54mm(危険率5%未満で健常者と有意差あり)であり、SDとVDの最大散瞳量は健常者とは差がなかった。一方、69歳以下に限ると、散瞳量は健常者7名(平均年齢57.8歳)の0.20±0.75mmに対して、AD18名(平均年齢67.5歳)の1.12±0.52mm,中年DS(平均年齢35.8歳)の1.49±0.54mmでいずれも健常者より過敏に散大していた。つぎに、上記のMidrin-P点眼被験者に対して、瞳孔が、光刺激前の瞳孔径から1秒間の光刺激による最小瞳孔径の50%にまで縮瞳した時点を起点とし、最小瞳孔径を経て、散瞳し、縮瞳時の瞳孔径変化の63%分の散瞳に達した時点までの時間、すなわち縮瞳時間指標(CTI)を検討した。対象はAD&SD18名(平均年齢69.1歳)と、健常者14名(平均年齢66.9歳)であった。AD&SD群のCTIでは、点眼前と比較してMidrin-P点眼40分後の短縮に有意差(危険率1%未満)を認めたが、健常対照群では、点眼の前後でCTIに有意な変化は認められなかった。これらの検討の結果、アルツハイマー型痴呆患者に対する抗コリン剤点眼後の瞳孔反応の測定は、若年発症の場合に有効であり、早期診断に寄与しうる可能性が示唆された。アルツハイマー型痴呆患者における抗コリン剤への瞳孔反応はじめに:アルツハイマー型痴呆患者において抗コリン剤への瞳孔の過敏反応があり、これが早期発見に有用であるとの説があるので、本研究で追試した。方法:対象は、健常者15名、アルツハイマー初老期発症者(AD)21名、老年期発症者(SD)32名、中年ダウン症(DS)6名、パーキンソン病(PD)10名、脳血管性痴呆(VD)9名であった。

薄明状態で暗順応させ、ミドリンPのTropicamideが0.01%になる希釈液を片眼に点眼し(対眼に生食液)、携帯型自動瞳孔測定装置を用いて、510分おきに瞳孔径を測定した。瞳孔径最大時の値を各群で比較した。解析は全年齢層と70歳未満群の2通りで行った。結果:全年齢層の場合、最大散瞳量は、健常者で平均0.51mmであり、ADで1.00、DSで1.49、SDとVDは健常者と同様であった。健常者と有意な差をDSのみが示した。70歳未満群での比較では、AD(平均63.9歳)が18名で、平均1.12mm(sd:0.52mm)であり、7名の対照健常者(平均57.9歳)で平均0.20mm(sd:0.75mm)であった。また、6名のDS(平均35.8歳)では、平均1.49mm(sd:0.54mm)の散瞳であった。ADと対照及びADとDSのそれぞれ両群の間にはt検定で5%以下の危険率で有意差があった。考察:瞳孔反応によるアルツハイマー病の診断方法は、70歳未満の患者のみで、健常者との間で有意差を認めた。アルツハイマー病の瞳孔反応を用いた診断には、対象を検討しつつ行う必要がある。今後、他の指標との関連を含めて検討する予定である。中年ダウン症とアルツハイマー型痴呆患者の抗コリン剤点眼に対する過剰散瞳現象と対光反射を検討した。対象は、アルツハイマー型痴呆初老期発症者(AD)21名、同老年期発症者(SD)32名、健常者15名、中年ダウン症(DS)6名、脳血管性痴呆(VD)9名である。暗順応させた後、対光反射を検査し、Midrin-P中のtropicamideが0.01%の希釈液を片眼に点眼し、510分おきに30分まで瞳孔径を計測し、最後に対光反射を検査した。対側眼には生食を点眼した。瞳孔径最大時のデータを各群で比較した。Midrin-Pに対する最大散瞳量は、健常者で0.51±0.78mmに対して、ADで1.00±0.57mm(有意差なし)、中年DSで1.49±0.54mm(危険率5%未満で健常者と有意差あり)であり、SDとVDの最大散瞳量は健常者とは差がなかった。一方、69歳以下に限ると、散瞳量は健常者7名(平均年齢57.8歳)の0.20±0.75mmに対して、AD18名(平均年齢67.5歳)の1.12±0.52mm,中年DS(平均年齢35.8歳)の1.49±0.54mmでいずれも健常者より過敏に散大していた。つぎに、上記のMidrin-P点眼被験者に対して、瞳孔が、光刺激前の瞳孔径から1秒間の光刺激による最小瞳孔径の50%にまで縮瞳した時点を起点とし、最小瞳孔径を経て、散瞳し、縮瞳時の瞳孔径変化の63%分の散瞳に達した時点までの時間、すなわち縮瞳時間指標(CTI)を検討した。対象はAD&SD18名(平均年齢69.1歳)と、健常者14名(平均年齢66.9歳)であった。AD&SD群のCTIでは、点眼前と比較してMidrin-P点眼40分後の短縮に有意差(危険率1%未満)を認めたが、健常対照群では、点眼の前後でCTIに有意な変化は認められなかった。これらの検討の結果、アルツハイマー型痴呆患者に対する抗コリン剤点眼後の瞳孔反応の測定は、若年発症の場合に有効であり、早期診断に寄与しうる可能性が示唆された。
魚類の生息環境場を向上するための河川の空間構造と水理特性に関する研究

本研究は、河川改修された構造物、あるいはそれによって作り出される流れの構造の詳細と、それに対応する生息魚類の分布状況を整理・分析し、魚類生息にとって必要な機能を抽出しようとしたものである。主要な結論を整理すれば、以下のようである。1.魚類の生息状況と環境改善策:年間を通じて最も卓越した魚類としてウグイを選び、その匹数と河川改修工区の関係の考察から、匹数の最大値と平均値が大きい場所は、木工沈床(1985年)および下流部のブロック護岸区であることがわかった。木工沈床工区には、木柵工や木工沈床によって側岸に凹凸を付ける(場所によっては千鳥配置)とともに、その凹部に置き石や中央部に楕円形の人工淵を配置したりして、縦横断面を複雑にすることによって流速分布に多様性をもたせる工夫がなされている。2.河川形態に関する指標化と魚類の生息量:河川空間の多様性の指標を最大水深と平均水深の比で考え、採補された全魚類の匹数の関係を、異なる季節について考察した結果、観測期間内で最小流量の時期(10月:0.5m^3/s)と最大流量の時期(1月:1.8m^3/s)で傾向が全く異なることが分かった。すなわち、前者は上述の指標と魚類生息量の相関関係は良好で、渇水時には水深変化の多様性が重要であることが示唆された。以上、木工沈床のような工夫を凝らした直線区間の方が他の区間よりも魚類が多く、とりわけウグイについては旧河道や蛇行部よりも高い生息密度が観察されていることが分かった。ただし、旧河道を未改修のままに残した区間における多様性には、今なお追いつけずにいることを明記しておく。
EBウイルス小RNA(EBER)による発癌促進作用の分子機構の解析

EBウイルス(EBV)小RNAであるEBERは、様々な機能を持っていることをこれまでに我々の研究室より報告してきたが、いずれも培養細胞等を用いた実験により得られた結果であるため、生体内でも同様に機能しているかは解析されていない。そこで、EBER発現トランスジェニックマウスの作製を試みた。まず、EBERの高発現系を確立するためにhuman U6,mouse U6,H1,h7SK promoterなど様々なプロモーターを用いてEBER発現plasmid vectorを作製した。これらをマウスNIH3T3細胞に導入してEBER安定発現細胞株を樹立しEBERの発現量を調べた。その結果、human U6 promoterを用いた場合に比較的EBERの発現量が高いことが明らかになった。しかし、EBV陽性BL細胞株に比べると発現量が低く、EBV感染状態でのEBERの機能を再現できない可能性が考えられた。そこで、human U6 promoter-EBERを10個含むvectorを構築し、NIH 3T3細胞に導入してEBER安定発現細胞株を樹立したところ、EBERが高発現しているクローンを高頻度で得ることに成功した。次に、作製したこのplasmid vectorを用いてEBER発現トランスジェニックマウスの作製を行った。Slc:BDF1マウスより得た受精卵698個にマイクロインジェクション法を用いて遺伝子を導入し、最終的にEBERを高発現しているマウスを4系統得ることができた。現在それぞれの系統のホモ接合体マウスが得られ、経時的な解析を行っている。まず、EBERのプロモーターと考えられる領域とEBERをコードする領域を10個含むpcDNA3-EKS10をEBV陰性BL細胞株に導入してEBER安定発現細胞株を樹立したところ、EBER発現量は、EBV陽性BL細胞株に比べて2分の1程度と低く、EBV感染状態でのEBERの機能を再現できていない可能性が考えられた。そこで、EBERをより高発現するplasmid vectorの作製を試みた。human U6,mouse U6,H1,h7SKの各promoterのEBER発現plasmid vectorを作製し、pcDNA3-EKS10と併せてNIH3T3細胞に導入し、EBER安定発現細胞株を樹立した。その結果、pcDNA3-EKS10とhuman U6 promoterが同等の発現量であり、その他は低い発現量であった。そこで、さらに高い発現量が得られるplasmid vectorを構築するため、human U6 promoter-EBERを10個含むvectorを構築した。現在、NIH3T3細胞での発現量を検討しているところである。また、Akata EBER KO細胞と、Akata(+)細胞のRNAを用いてdifferential displayを行った結果、発現量に差がある可能性のある遺伝子として、ribosomal protein L 23が得られた。そこで、Northern blot解析等により再現性を確認したところ、発現量に大きな差は見られなく、再現性を得ることが出来なかった。human U6, mouse U6, H1, h7SKの各promoterのEBER発現plasmid vectorを作製し、pcDNA3-EKS10と併せてMH 3T3細胞に導入し、EBER安定発現細胞株を樹立した。そこで、さらに高い発現量が得られるplasmid vectorを構築するため、human U6 promoter-EBERを10個含むvectorを構築し、MH 3T3細胞に導入してEBER安定発現細胞株を樹立した。その結果、EBERが高発現しているクローンを高頻度で得ることに成功した。現在、このEBER高発現pbsmid vectorを用いてEBER発現トランスジェニックマウスを作製し、解析しているところである。

その結果、human U6 promoterを用いた場合に比較的EBERの発現量が高いことが明らかになった。しかし、EBV陽性BL細胞株に比べると発現量が低く、EBV感染状態でのEBERの機能を再現できない可能性が考えられた。そこで、human U6 promoter-EBERを10個含むvectorを構築し、NIH 3T3細胞に導入してEBER安定発現細胞株を樹立したところ、EBERが高発現しているクローンを高頻度で得ることに成功した。次に、作製したこのplasmid vectorを用いてEBER発現トランスジェニックマウスの作製を行った。Slc:BDF1マウスより得た受精卵698個にマイクロインジェクション法を用いて遺伝子を導入し、最終的にEBERを高発現しているマウスを4系統得ることができた。現在それぞれの系統のホモ接合体マウスが得られ、経時的な解析を行っている。
培養複合口腔粘膜の粘膜再生における成長因子の役割

【研究目的】本研究では培養複合口腔粘膜(EVPOME)から培養上清中に放出されている、血管新生、創傷治癒に関連する成長因子を測定した。【材料と方法】EVPOMEを作製する過程で、口腔粘膜上皮細胞培養12日目(Cl2)、EVPOME培養2、6、12、18日目(それぞれE2、E6、E12、E18)の培養上清を採取し、ELISA法によりVEGF、b-FGF、PDGF、IL-8、TGF-b1、EGFの放出量をそれぞれ測定した。【結果】VEGFは申請者の以前のデータと同様に、C12では多量のVEGF放出が認められ、E2、6、12、18でも恒常的に放出されるのが確認された。b-FGFは、C12、E6、E12、E18ではほとんど認められなかったが、E2では平均18pg/mlの放出が確認された。PDGFはC12で平均106pg/mlとサンプル中最も多い放出量であり、EVPOMEのサンプルはそれに比べ少ないもののE2で7.8、E6は4.1、E12は18.0、El8は17.5pg/ml認めた。IL-8においてCl2は122.8pg/ml、E2で1856pg/mlと多量の放出を認めたが、E6、12、18ではほぼゼロであった。TGF-B1はC12で17.2、E2で12.4pg/mlであったが、E6、12、18ではほとんど認めなかった。EGFは培地に基本的に含まれており、EpiLife252pg/mlが検出された。C12では10.1pg/ml、E2では177pg/mlと量が減少したが、E6、12、18では培地で認められた量と差がなかった。【考察】EVPOMEの培養が進むと、成長因子の放出量は減少する傾向にあり、EGFの使用量は減少することにより、EVPOMEは上皮化亢進とともに上皮として成熟、分化も亢進することが考えられた。
タイにおける自動車産業集積の形成と発展に関する調査研究

本研究の目的は、タイの自動車産業において、1中小企業の日系Tier2企業の現地化および取引関係の構築過程、2日系企業Tier1企業とタイ地場企業との協働関係の構築過程について注目した上で、サプライヤー・システムの構築を通じた、自動車産業集積の形成の解明である。タイの自動車産業集積では、日系企業が中心的な役割を果たしてきたが、Tier2企業は東部・ピントン工業団地等に多く、2011年以降に進出した。また、Tier2企業の取引関係では、Tier3も日系企業が多い一方で、Tier2以下では日本での系列関係は崩れており、部分的な自由競争が生じている。また、日系企業と地場大手企業との関係では、日系企業からの技術支援および合弁事業の歴史は長いが、地場側は技術面で日系企業に依存しており、投資会社的色彩が強い。地場側の技術吸収能力が低く、下請企業を育てる力がないため、日系Tier2、3に技術的優位性が生じた。その結果、圧倒的に日系企業が優位性をもつ自動車産業集積が形成されてきたといえる。タイに進出する日系企業では、企業城下町から進出する企業が多いが、日本での系列取引関係に捉われない自由競争の下で、系列の枠を超えた競争に基づくサプライヤー・システムを形成され、そこでは先発者優位が生じた。自動車産業における企業城下町の移転に見えるが、集積内部での取引関係は、日本とは異なる。また、産業集積の形成と共に、東部の町に日本人駐在員向けサービス等のアメニティが生まれ、駐在員が現地適応しやすい生活環境が形成されたことを明らかにした。本研究の意義は、サプライヤー・システム構築の視点から検討し、日系企業は系列取引と自由競争を併存させて競争優位を構築した結果、日系企業が中心の産業集積が形成されたこと、加えて、企業の海外進出に伴う産業集積の形成過程で、アメニティとの関係性を加えて考察した点にあるといえる。本研究の目的は、タイにおいて、日系自動車メーカーとTier1サプライヤーおよびTier2サプライヤーが、どのように連携を行いながら、取引関係を構築しているのかを明らかにし、その結果として、タイの産業集積の形成と発展について解明することである。データの収集にあたっては、8月、9月、3月に、現地と日本でインタビュー調査を行った。具体的には、大手日系自動車メーカー(トヨタ、日産、いすゞ、AAT(マツダ))、Tier1サプライヤー(デンソー、カルソニックカンセイ、矢崎総業、タイサミットグループ、アピコ)およびTier2サプライヤー本社を訪問した。また、産業集積を検討する上で、日系企業が多数入居している工業団地の開発運営会社(アマタ社、WHA社、ピントン社)と、それに付随する日本人社会(シラチャ)についても調査を行った。調査の結果、日系企業のサプライヤー・システムでは、サプライヤーを積極的に支援する育成購買が行われており、日系・現地サプライヤーへは同様の指導がなされていた。また、多くの機能部品では、日本の開発拠点とタイの生産拠点が密接に連携して、開発・生産を行っており、タイは海外拠点ではありながらも、日本本社との連携を重視する形で、企業間関係(系列)が、タイで複製されていた。その理由としては、世界戦略車の同時立ち上げ生産が増える中で、開発機能が日本へ集約されると共に、タイを含む世界の各拠点で、同一のサプライヤーが選別されていく傾向があることが背景にあると考えられる。したがって、自動車産業では日系企業の海外展開が進むほど、開発については日本本国との連携が求められ、既存の系列関係が有利となる傾向があり、そのことがタイにおいて日系企業中心の産業集積を生み出すと共に、副産物として特異な日系人社会を生み出してきたことが明らかとなった。現地にて、データの収集を進めており、今のところ、概ね順調に進んでいるといえる。ただし、大学の夏休みと春休みを使った、年2回程度の海外調査であるため、工業団地の発展と日系社会の形成については、現地での人脈なども十分ではないこともあり、十分な情報収集が進んでいない。平成29年度は次の研究を行った。1前年度までの研究成果を基にした学会報告とディスカッションペーパーの作成、2インタビュー調査によるデータ収集。1については、トヨタ自動車、デンソーおよびそのサプライヤーの事例をもとに3回の学会報告と1本のディスカッションペーパーとしてまとめた。本研究の目的は、タイにおいて、日系自動車メーカーとサプライヤーがどのように連携を行い、取引関係を構築しているのかを明らかにし、その結果としてどのような産業集積が形成・発展したのかを検討することである。学会報告等ではトヨタ、デンソーはタイ独自のサプライヤー支援をする組織を立上げ、組織的支援をもとにした育成を行っていたこと、Tier2メーカーの進出・関与の在り方について報告した。これらの事実と2のインタビュー調査の結果からは、2010年代以降、大手日系企業が主導した、中小メーカーに対する技術支援がタイの日系企業の技術水準を引き上げたことを明らかにするとともに、自動車メーカーによって、サプライヤーとの関係性・支援のあり方(志向性、方法、程度等)は大きく異なることがわかった。したがって、日系自動車メーカーが主導した役割が大きいのは事実であるが、各自動車メーカーと系列メーカーとの関係性や支援のあり方が、産業集積の形成にも影響を与えている可能性があることがわかってきたといえる。2については、現地及び日本でインタビュー調査を行った。具体的には、大手日系自動車メーカー4社、Tier1メーカー14社、Tier2メーカー14社の合計32社および工業団地の開発運営会社2社、日本人会、日本人居住区の不動産関係者である。現在、これらのデータを用いて、ワーキングペーパーを作成中であり、その一部は2018年度6月、7月に学会報告を行うことになっている。

インタビュー・データの収集に関しては、海外調査は年2ー3回であるため、十分なインタビュー調査が行われているとは言えないが、必要なのデータは集まりつつある。また、自動車産業のデータベースについては未完成である。電話帳、工業団地のリスト、工場年鑑などの複数のデータベースを活用して、自動車部品のデータベースを整理しているが、加工業(プレス、プラスチック、鍛造、鋳造、金型、熱処理、表面処理、機械加工)の中には、自動車部品のみならず建機・電気機械部品を生産している場合も含まれるため、厳密に分けることが難しい点がある。その点について広義の自動車産業として捉えるのかどうかを定義する必要があるといえる。本研究の目的は、タイの自動車産業において、1中小企業の日系Tier2企業の現地化および取引関係の構築過程、2日系企業Tier1企業とタイ地場企業との協働関係の構築過程について注目した上で、サプライヤー・システムの構築を通じた、自動車産業集積の形成の解明である。タイの自動車産業集積では、日系企業が中心的な役割を果たしてきたが、Tier2企業は東部・ピントン工業団地等に多く、2011年以降に進出した。また、Tier2企業の取引関係では、Tier3も日系企業が多い一方で、Tier2以下では日本での系列関係は崩れており、部分的な自由競争が生じている。また、日系企業と地場大手企業との関係では、日系企業からの技術支援および合弁事業の歴史は長いが、地場側は技術面で日系企業に依存しており、投資会社的色彩が強い。地場側の技術吸収能力が低く、下請企業を育てる力がないため、日系Tier2、3に技術的優位性が生じた。その結果、圧倒的に日系企業が優位性をもつ自動車産業集積が形成されてきたといえる。タイに進出する日系企業では、企業城下町から進出する企業が多いが、日本での系列取引関係に捉われない自由競争の下で、系列の枠を超えた競争に基づくサプライヤー・システムを形成され、そこでは先発者優位が生じた。自動車産業における企業城下町の移転に見えるが、集積内部での取引関係は、日本とは異なる。また、産業集積の形成と共に、東部の町に日本人駐在員向けサービス等のアメニティが生まれ、駐在員が現地適応しやすい生活環境が形成されたことを明らかにした。本研究の意義は、サプライヤー・システム構築の視点から検討し、日系企業は系列取引と自由競争を併存させて競争優位を構築した結果、日系企業が中心の産業集積が形成されたこと、加えて、企業の海外進出に伴う産業集積の形成過程で、アメニティとの関係性を加えて考察した点にあるといえる。2017年度は、2回の海外調査(合計1カ月程度)を計画している。基本的には、現地でのインタビュー調査を中心としており、日本での自動車メーカーと連携した開発およびアセアン戦略を解明するために、サプライヤーの日本本社の調査も並行して進めていく予定である。一方で、タイ自動車工業会のデータ、アイアールシーのデータを利用した分析を行う予定であるが、詳細なデータベースではないため、統計解析を行うことは難しいと考えている。
iRNA導入神経細胞を用いたバイオイメージング：麻酔薬の神経保護、傷害機序の解明

乳幼期における全身麻酔薬への曝露により神経毒性が発揮される懸念に関しては、麻酔科医のみならず広く社会的にも大きな問題とされ関心を集めている。我々は、妊娠ラットから摘出した胎児大脳皮質神経細胞より初代培養を行い、現在本邦にて汎用されている3種類の麻酔薬、チオペンタール(TPS),ミダゾラム(MDZ),プロポフォール(PPF)をそれぞれ培養日数(DIV)の異なる神経細胞に投与し、細胞死の状況を形態学的手法により調べ、さらに麻酔薬投与による細胞内カルシウム濃度([Ca2 +]i)上昇をカルシウムイメージング法によって調べることにより、中枢神経の発達に伴う麻酔薬の神経毒性の経時的変化を明らかにした。その結果、DIV4では、全ての静脈麻酔薬により有意な[Ca2 +]iの上昇が認められた一方、有意な細胞生存率低下が認められたのはPPFだけであった。DIV8では、PPFでのみ[Ca2 +]i上昇並びに細胞生存率の低下が認められた。DIV13では、全ての麻酔薬でいずれの変化も認められなかった。当初の計画通り、初代培養神経細胞を使用し、臨床麻酔で頻用されている静脈麻酔薬3種類の幼若神経細胞の各発達段階を示すと考えられる培養日数の差違による質的な影響に関する評価を調べることに成功した。一方で、新規所属研究施設の研究室整備に時間を要したため、MAPK及びその関連シグナルの阻害薬であるJNK阻害薬、MEK1/2阻害薬、PDK-1阻害薬、フォスフォリパーゼC阻害薬を投与し、細胞生存率に対する影響を調べる研究に関するデータの安定的な取得が進まなかった点やPC12細胞を使用した遺伝子導入条件の実験が当初の予定に比べて若干滞った点などを考慮したうえで、「2.おおむね順調に進展している。」との判断を下した。新規所属施設における研究室の整備が概ね軌道に乗ったため、今後の研究に関しては当初の通り進める予定である。神経細胞の代表的なセルラインであるPC12細胞を使用し、LipofectamineTM RNAiMAX Transfection Reagent (Life technologies )による、遺伝子導入条件の確認を引き続き行う。具体的には、PC12細胞に対するsiRNAの導入状況の確認として、GAPDH遺伝子に対するsiRNA(ポジティブコントロールのsiRNA)を導入し、GAPDH遺伝子(ポジティブコントロールsiRNAがターゲットとしている遺伝子)がノックダウンできているかを確認する。このポジティブコントロールが成功した後に、siRNAによるNR-1, HIF-1α、p-53遺伝子の発現抑制モデルの導入条件の検討を順次行う。これらの検証をReal Time PCR法、及びウエスタンブロッティング法によって行う予定である。遺伝子導入方法としては、費用の面や使用するsiRNA量による細胞毒性の点などから試薬(LipofectamineTM RNAiMAX)による導入を第一選択とする予定であるが、標的遺伝子のノックダウンが不十分である等、好ましい結果が得られない場合には、エレクトロポレーションによる遺伝子導入システム(Gene Pulser Xcell TMエレクトロポレーションシステム)の使用することとする。今年度は、静脈麻酔薬ミダゾラム、プロポフォール、チオペンタールナトリウムの幼弱神経細胞に対する影響を以下の通り調べることに成功した。研究代表者の澁田が既に確立している初代培養大脳皮質神経細胞モデル(Shibuta S et al., Neuroreport 12;12(2):295-8 2001)を利用した。妊娠17日目ウイスターラットより仔体大脳皮質並びに海馬を取り出し、初代培養神経細胞を作成した。培養神経細胞に対して上記3種類の静脈麻酔薬を72時間、臨床使用濃度から100倍までの高濃度で曝露を行った。2週間の神経細胞培養の後、低酸素インキュベーター(ASTEC water jacket typemulti-gas incubator, APM-30D)内に24時間留置し、形態学的に神経細胞の生死を判定した。また、同様に麻酔薬を曝露し、低酸素曝露をも行い、生存していると判定された培養神経細胞に対し、刺激伝達物質であるN-methyl-D-Aspartate、グルタミン酸、GABAをそれぞれ投与し、カルシウムイメージング法にて神経細胞内のカルシウム濃度の変化をZeiss Axiovert 200, Hamamatuphoto C8214, ORCA-ERを用いて測定し、アクアコスモス(浜松フォトニクス)にて解析を行った。上記の研究に関しては欧州麻酔科学会(ベルリン)や北米神経科学会(シカゴ)、日本麻酔科学会総会(神戸)などで発表を行い、大きな反響を得た。更に、上記の細胞培養システムを使用したMAPK(マイトジェン活性化プロテインキナーゼ)及びその関連シグナルの阻害薬であるJNK阻害薬、MEK1/2阻害薬、PDK-1阻害薬、フォスフォリパーゼC阻害薬を投与し、細胞生存率に対する影響を調べる研究にも着手した。今年度は、静脈麻酔薬チオペンタールナトリウムの低酸素曝露に対する神経保護作用の評価を以下の通り調べることに成功した。2週間の神経細胞培養の後、低酸素インキュベーター(ASTEC water jacket typemulti-gas incubator, APM-30D)内に24時間留置した。

その際に、既に神経保護作用が示された濃度のチオペンタールナトリウム(Shibuta S et al., Br J Anaesth 97 (4): 517-24. 2006)を投与し、生存していると判定された培養神経細胞に対し、刺激伝達物質であるN-methyl-D-Aspartate、グルタミン酸、アセチルコリンをそれぞれ投与し、カルシウムイメージング法にて神経細胞内のカルシウム濃度の変化をZeiss Axiovert 200,Hamamatuphoto C8214, ORCA-ERを用いて測定し、アクアコスモス(浜松フォトニクス)にて解析を行った。上記の研究に関しては北米神経科学会(サンディエゴ)、日本麻酔科学会関西地方会(神戸)などで発表を行い、大きな反響を得た。ろくに関西地方会では優秀演題に選出された。更に、上記の細胞培養システムを使用したMAPK(マイトジェン活性化プロテインキナーゼ)及びその関連シグナルの阻害薬であるJNK阻害薬、MEK1/2阻害薬、PDK-1阻害薬、フォスフォリパーゼC阻害薬を投与し、細胞生存率に対する影響を調べる研究も続行した。今年度は、従前より施行し、蓄積された実験データの解析処理を行い、国際学会を含む4件の学会発表を行い、論文作成、英文校正、投稿を行った。小児における麻酔薬の神経毒性は、現在、麻酔科医をはじめとする医療関係者のみならず広く社会的にも大きな問題とされ関心を集めている。我々は、ウイスターラット胎児大脳皮質神経細胞より初代培養を行い、チオペンタール(TPS),ミダゾラム(MDZ),プロポフォール(PPF)をそれぞれ培養日数(DIV)の異なるラット初代培養大脳皮質神経細胞に投与し、細胞死に到る様子を形態学的手法により調べ、さらに麻酔薬を投与した際の神経細胞内カルシウム濃度([Ca2 +]i)上昇をZeiss Axiovert 200, Hamamatu photo C8214, ORCA-ERを用いて測定し、アクアコスモス(浜松フォトニクス)にて解析を行うカルシウムイメージング法によって調べることにより、臨床使用濃度における中枢神経の発達に伴う麻酔薬の神経毒性の経時的変化を調べた。これらの実験とデータ解析を行うことにより、DIV4の神経細胞にては、3種類すべての静脈麻酔薬により有意な[Ca2 +]iの上昇が認められた。また、PPFでは有意な細胞生存率低下が認められた一方で、TPS並びにMDZでは認められなかった。DIV8でも、PPFによる[Ca2 +]i上昇並びに細胞生存率の低下が認められた一方で、TPS及びMDZでは、両者とも見られなかった。さらに、DIV13では、3種類の麻酔薬は[Ca2 +]i上昇も細胞生存率の低下も引き起こさなかった。当初の予定通り、ラット初代培養神経細胞を使用し、現在、本邦において臨床麻酔で頻用されている静脈麻酔薬3種類(チオペンタールナトリウム、ミダゾラム、プロポフォール)の幼弱神経細胞の各発達段階における質的な影響に関する評価を調べることに成功した。
電磁駆動式転がり操作技術を用いた高感度バイオセンサーの開発

本研究では、電磁回転式非接触トルク印加装置による金属プローブの操作技術を用いて、表面や界面における物性変化をリアルタイムに検出するような測定システムを確立し、このシステムを生体試料に利用できるような市販の計測器として開発することに成功した。また、低粘度や低ずり速度における測定精度を飛躍的に向上させ、ゾル-ゲル転移挙動の観察や転移温度の決定、および活性剤単分子膜のずり速度依存性の測定などを達成した。本研究は、電磁回転式非接触トルク印加装置による金属プローブの操作技術を用いて、転がり摩擦の大きさを高精度に計測し、その値の変化をその場観察できるような測定システムを構築し、このシステムを固液界面でおこる分子吸着反応や形態変化の過程を検出するためのセンサーとして開発することを目的としている。平成26年度に実施した研究は大きく2つに分けることができる。まず始めに、動作検証装置の改良を行った。実施計画をもとに電磁石の芯材として100ミクロン厚の薄い鋼板を積み上げた「積層鋼板」を使用することで、駆動周波数1kHzにおいても電流損失によるパワー低下を抑えることに成功した。ところが、本駆動技術を有効に活用するためには広帯域電源装置が必要であり、将来的に医療の現場で簡便かつ安価に使用できるセンサーとしての開発を目指す上で、スペース・コスト両面における負荷が大きい。そこで、プローブ接地面の下部に配置した永久磁石から垂直上方に漏れ出た磁場を利用する、永久磁石回転駆動型の採用を視野に入れ磁場設計の計算プログラムを組み、最適な磁石のサイズや配置を割り出した。これを基に、双極タイプおよび四重極タイプの動作検証機を作成し、計算との相違を確かめた。次に、プローブ形状と検出能力の比較・検討を行った。球プローブの転がり運動に対する速度変化の検出精度は、生体試料の典型的な粘度である10mPa・s程度の粘性流体に対しては目標の1%以内を達成できるが、より水に近い1mPa・s程度になると2%前後が限界であった。一方、試料液面にディスク型のプローブを浮かべ、その回転速度の変化を検出する方式についても評価を行った結果、純水に対しての検出精度で0.5%以内を実現した。この飛躍的な性能向上を活用し、ゾル-ゲル相転移点の高精度決定や表面単分子膜の粘弾性測定に着手し、成果を出しつつある。本研究は、電磁回転式非接触トルク印加装置による金属プローブの操作技術を用いて、転がり摩擦の大きさを高精度に計測し、その値の変化をその場観察できるような測定システムを構築し、このシステムを固液界面でおこる分子吸着反応や形態変化の過程を検出するためのセンサーとして開発することを目的としていた。平成26年度には動作検証装置の改良と検出能力の比較・検討を行った。前者に関しては、将来的な医療現場での応用を見据え、電磁石駆動方式から永久磁石回転方式への転換を図った。使用する磁石の最適サイズを磁場計算から推察し、実際にアルミ球の転がり運動速度を測定することで、予想された印加トルクが発生していることを確かめた。後者に関しては、生体試料(10mPa・s)程度対応としては問題無いが、粘度の一次標準である水(1mPa・s程度)まで視野に入れた場合、測定精度が低下することが分かったため、幅広い液体に対して精度が保証されるように補正項の追加について検証を行った。平成27年度は同様の駆動装置を用いた測定システムの応用範囲拡張を目指し、主に試料液面にディスク形状のプローブを浮かべ、その回転速度の変化を検出する方式について評価を進めた。この方式は、固液界面よりさらに観察が困難とされる気液界面および液液界面の状態変化をモニター出来る可能性を有している。非常にシンプルな装置構成で有りながら、低トルク領域において高価な市販の測定機を上回る性能が達成され、ゾルーゲル転移点の見極めや表面単分子膜の降伏挙動に関して、より正確に測定することに成功した。当初の計画通りに電磁石を使用した高性能の駆動装置を作成しただけでなく、安価で汎用性の高い駆動手法にも取り組み、計算と実験の両面から最適なシステムを模索し構築にまで至ったことは計画以上の成果であると言える。電磁石を使用した高出力・高性能システムは、定常回転運動以外の様々な運動モードを駆動可能であることから、本研究で得た知見により、これまで粘弾性測定や非線形挙動の測定ができなかった低粘性複雑流体に対しても定量的な評価が可能となり、新たな産業分野を開拓することも期待される。また、当初の計画で運用を考えていた転がり摩擦計測法の測定精度を評価した上で、さらなる精度向上と測定対象物の拡張を目指し、浮上ディスク方式のプローブ使用についても考察、検証実験を行い、純水に対して0.5%以内という、当初の計画を上回る“驚異的な"測定精度を達成した。さらに、界面活性剤が形成する表面膜の粘度を測定したり、牛乳や豆乳などの表面皮張り現象をモニタリングしたりといった成果も出ており、バイオセンサーとしての応用に向け重要な知見を得ることができた。

使用する磁石の最適サイズを磁場計算から推察し、実際にアルミ球の転がり運動速度を測定することで、予想された印加トルクが発生していることを確かめた。後者に関しては、生体試料(10mPa・s)程度対応としては問題無いが、粘度標準である水(1mPa・s程度)まで視野に入れた場合、測定精度が低下することが分かったため、幅広い液体に対して精度が保証されるように補正項の追加について検証を行った。平成27年度は同様の駆動装置を用いた測定システムの応用範囲拡張を目指し、主に試料液面にディスク形状のプローブを浮かべ、その回転速度の変化を検出する方式について評価を進めた。この方式は、固液界面よりさらに観察が困難とされる気-液界面や液-液界面の状態変化をモニター出来る可能性を有している。非常にシンプルな装置構成で有りながら、低トルク領域において高価な市販の測定機を上回る性能が達成され、ゾルーゲル転移点の見極めや表面単分子膜の降伏挙動に関して、より正確に測定することに成功した。平成28年度はディスク形状プローブを用いた測定システムの製品開発に注力し、プロトタイプ機の生産・販売の足がかりを作った。また、展示会などで計測現場の研究者からの意見を吸い上げ、今後需要増加が見込まれる血液粘度測定に特化した改良型装置の開発・量産に向けたデータ検証を開始した。本研究では、電磁回転式非接触トルク印加装置による金属プローブの操作技術を用いて、表面や界面における物性変化をリアルタイムに検出するような測定システムを確立し、このシステムを生体試料に利用できるような市販の計測器として開発することに成功した。また、低粘度や低ずり速度における測定精度を飛躍的に向上させ、ゾル-ゲル転移挙動の観察や転移温度の決定、および活性剤単分子膜のずり速度依存性の測定などを達成した。当初の計画通りに電磁石を使用した高性能の駆動装置を作成しただけでなく、安価で汎用性の高い駆動手法にも取り組み、計算と実験の両面から最適なシステムを模索し構築にまで至ったことは計画以上の成果であると言える。電磁石を使用した高スペック機は、定常回転運動以外の様々な運動モードを駆動可能であることから、本研究で得た知見により、これまで粘弾性測定や非線形挙動の測定ができなかった低粘性複雑流体に対しても定量的な評価が可能となり、新たな産業分野を開拓することも期待される。また、当初の計画で運用を考えていた転がり摩擦計測法の測定精度を評価した上で、さらなる精度向上を目指し、浮上ディスク方式のプローブ使用についても考察、検証実験を行い、純水に対して0.5%以内という、当初の計画を上回る成果を達成した。さらに、界面活性剤が形成する表面膜の粘度を測定したり、ミセルが成長していく様子をモニタリングしたりといった成果も出ており、バイオセンサーとしての応用に向け重要な知見を得ることができた。現在までの研究成果を踏まえ、今後の研究は球プローブの転がり速度あるいは円板プローブの回転速度をリアルタイム検出するために、データ解析まで含めた測定システムの構築を目指す。円板プローブに関しては、液面に浮いている状態なので試料の不透明度に依存せず観察可能であり、一回転の周期を読み取る解析法から瞬時の回転速度を読み取る解析法に切り替えるのは比較的容易であると考えている。