hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
家族性高コレステロール血症患者のアポ蛋白Eフェノタイピングによるリスク判定

家族性高コレステロール血症(FH)では患者間の血清総コレステロール(TC)値にバラつきがあることより、LDLレセプター以外の要因もTC値に影響を与えている可能性がある。apolipoprotein E(apoE)は血清糖蛋白の一つで、apoE-specific remant受容体とLDL受容体によるapoE bearing lipoproteinsの取り込みを介して脂質代謝を調節し、wild typeであるE3/3とその遺伝子変異により、E2/2,E3/2,E3/3,E4/3,E4/2,E4/4の6つのphenotypeが知られている。このような背景を基にして高TC血症小児のapoE phenotypeを分析した。269人の小児患者(高脂血症、甲状腺機能低下症、悪性腫瘍、学校検尿対象者、腎疾患など)のapoEはE3/3(192人,71.6%)が最も頻度が高く、次いでE4/3(45人,16.8%)、E3/2(24人,9.0%)の順序であった。またE5/3が5人(1.9%)にみられた。その他極めてまれな変異型としてE7/4を1例発見した。また健康小児143人を分析しE3/2(7.0%),E4/2(1.4%),E3/3(69.9%),E4/3(20.3%),E2allel(4.3%),E3(84.3%),E4(10.8%)という結果を得た。FH患者では特に有意なphenotypeはなかったが、E4alleleを保有しない患者は治療に反応しやすい傾向が認められた。また今回の研究によりE4alleleを有すると肥満児ではapoBが高値で冠動脈硬化リスクが高いこと、および高脂血症を呈するネフローゼ症候群では治療抵抗性と関連が強いことも明らかになった。1.FHヘテロ患者両親の血清(血漿)の血清脂質分析以前より行なっていた血清総コレステロールなど一般脂質に加え、さらにアポリポ蛋白AI、AII、B、CII、CIII、Eの分析を約40人以上に行なった。HMG CoA reductase inhibitorにより、特にアポ蛋白Bの低下とアポAIの上昇傾向を認めた。2.血清アポリポ蛋白Eのフェノタイプ分析研究費配分後、直ちに電気泳動装置を購入し、分析を行なった。しかしバンドの判定が以外に困難で、今年度は約50例の分析にとどまり、まだ統計学的有意差を得る数には達していなし。平成8年度以降もさらに継続して行ない、例数を増やす。3.その他高脂血症状態の分析小児のapolipoprotein E phenotype分布と疾患の関連を当科および関連病院患者269人(高脂血症、甲状腺機能低下症、悪性腫瘍、学校検尿対象者、腎疾患など)について分析した。その結果:E3/3(192人,71.6%)が最も頻度が高かった。次いでE4/3(45人,16.8%)、E3/2(24人,9.0%)の順序であった。その他極めてまれな変異型としてE7/4が1例発見されたが、臨床像については分析中である。また健康小児143人を分析しE3/2(7.0%),E4/2(1.4%),E3/3(69.9%),E4/3(20.3%),E2 allel(4.3%),E3(84.3%),E4(10.8%)という結果を得た。

家族性高コレステロール血症患者では特に有意なアポEフェノタイプはなかったが、E4を保有しない場合、治療に反応し血清コレステロールが低下しやすい傾向が認められたがなお症例を増やして分析中である。今年度は研究の最終年度であり、今まで行った研究結果を統計学的に処理をした。家族性高コレステロール血症(FH)では血清総コレステロール(TC)値にバラつきがあったが、特定のフェノタイプとは関連がなかった。しかしE4保有患者ではコレステロール低下療法に対する反応が非E4保有者よりも良かった。
カオス解析による循環調節系におよぼす光環境の質的検討

1.動脈圧変動がカオスであることが検証され、血圧調節機構には非線形性の調節システムが存在すると考えられた。また、調圧神経を除去した場合、明らかに相関時限が増大し、複雑性が大きくなった。2.循環調節系におよぼす光環境の影響を、太陽光シミュレータを用いて検討した。自由行動下の猫の動脈圧波形を5msec.間隔で24時間連続記録した。全波長域(280nm-2800nm)、可視域(400nm-750nm)、紫外域(290nm-400nm)の光を各々3時間照射したた際の動脈圧変動および心拍変動を解析した。光照射により、平均血圧、Max dp/dt心拍数ともに照射開始30分間は明らかな上昇を示し、その後沈静化した。この反応は全波長域、可視域のみならず、紫外域の光環境においても同様に観察された。3.さらに、動脈圧変動Max dp/dt、心拍数に対しwavelet解析の適用を試みた所、照射開始30分間の血圧上昇期に約0.015Hzの特徴的な変動が観察された。カオス解析は統合的な調節システムの存在を検出するには優れた解析手法であるが、今回のような刺激に対する直接的な反応の解析にはwavelet解析を用いる方が有用であると考えられた。4.覚醒下猫の血圧は、人との接触により大きく変動する。そこで、光照射、行動観察、データ取得等人的作業はすべて別室から遠隔操作で行える実験環境を構築し検討を行った所、同様な成績が得られた。5.これらの成績は、視覚情報伝達系からの入力情報に対し、血圧変動を引き起こす循環調節機構の存在を示唆し、その調節機構は紫外線にも反応することを示している。これまで、血圧の概日リズムに対する光環境の影響は報告されているが、光照射による直接的な血圧反応は報告されていない。また、紫外域のみの光環境でも同様な反応が観察されたことは、紫外線を感受し伝達する神経機構の存在が示唆された。1.動脈圧変動がカオスであることが検証された。血圧調節機構には非線形性の調節システムが存在すると考えられた。実験には圧トランスジュサー、テレメトリ送信装置をあらかじめ埋め込んだ猫を使用した。全波長域(280nm-2800nm)、可視域(400nm-750nm)、紫外域(290nm-400nm)の光を各々3時間照射した際の動脈圧変動および心拍変動を解析した。光照射により、平均血圧、Max dp/dt、心拍数ともに照射開始30分間は明らかな上昇を示し、その後沈静化した。3.さらに、動脈圧変動、Max dp/dt、心拍数に対しwavelet解析の適用を試みた所、照射開始30分間の血圧上昇期に約0.015Hzの特徴的な変動が観察された。

4.今回得られた成績は、視覚情報伝達系からの入力情報に対し、血圧変動を引き起こす循環調節機構の存在を示唆し、その調節機構は紫外線にも反応することを示している。これまで、血圧の概日リズムに対する光環境の影響は報告されているが、光照射による直接的な血圧反応は報告されていない。また、紫外域のみの光環境でも同様な反応が観察されたことは、紫外線を感受し伝達する神経機構の存在が示唆された。1)動脈圧変動がカオスであることが検証され、血圧調節機構には非線形性の調節システムが存在すると考えられた。また、調圧神経を除去した場合、明らかに相関時限が増大し、複雑性が大きくなった。2)循環調節系におよぼす光環境の影響を、太陽光シミュレータを用いて検討した。自由行動下の猫の動脈圧波形を5msec.間隔で24時間連続記録した。全波長域(280nm-2800nm)、可視域(400nm-750nm)、紫外域(290nm-400nm)の光を各々3時間照射した際の動脈圧変動および心拍変動を解析した。光照射により、平均血圧、Max dp/dt、心拍数ともに照射開始30分間は明らかな上昇を示し、その後沈静化した。この反応は全波長域、可視域のみならず、紫外域の光環境においても同様に観察された。3)さらに、動脈圧変動、Max dp/dt、心拍数に対しwavelet解析の適用を試みた所、照射開始30分間の血圧上昇期に約0.015Hzの特徴的な変動が観察された。カオス解析は統合的な調節システムの存在を検出するには優れた解析手法であるが、今回のような刺激に対する直接的な反応の解析にはwavelet解析を用いる方が有用であると考えられた。4)覚醒下猫の血圧は、人との接触により大きく変動する。そこで、光照射、行動観察、データ取得等人的作業はすべて別室から遠隔操作で行える実験環境を構築し検討を行った所、同様な成績が得られた。5)これらの成績は、視覚情報伝達系からの入力情報に対し、血圧変動を引き起こす循環調節機構の存在を示唆し、その調節機構は紫外線にも反応することを示している。
ヒト妊娠維持機構における局所および全身の免疫機序の研究

ヒトの妊娠維持機構は複雑な免疫機構の上に成立していることは容易に想像される。二年間にわたる本研究では、ヒトの反復する生殖の中絶すなわち反復する自然流産症例を中心に、その全身および局所の免疫学的妊娠維持機構について研究した。本研究において最初に検討されたことは、1500組以上に及ぶ習慣流産夫婦を登録し、明らかに他の原因を有する例を除外し、残った症例の中で夫リンパ球を用いて免疫療法を行った473例を中心に研究を進めた。臨床上、本療法の妊娠維持成功率は約77.7%であった。夫リンパ球接種では、妻血中に遮断抗体や抗イディオタイプ抗体の有意な産生を認め、血中の細胞傷害性T細胞の減少とヘルパーT細胞の増加を認めた。また、フローサイトメーターを用いた抗夫リンパ球抗体の検討では、T-FCXMに有意な動態を観察したがB-FCXMでは有意な変化が見られなかった。一方、抗胎児リンパ球抗体は少数の妊娠例で検出されたが、その僅かな陽性率を考えると本抗体は妊娠維持に必須ではないと結論された。局所免疫機構としては、正常妊娠・子宮外妊娠例などの脱洛膜組織中の免疫担当細胞を正常の非妊娠子宮内膜組織中のそれらと比較したところ、CD3+/HLA-DR+細胞、すなわち活性化T細胞の有意(P<0.05)な減少が観察され、マクロファージ、NK細胞などが妊娠維持に関わることが示唆された。これらの研究成果はヒトの免疫学的妊娠維持機構を全身および局所の両面から解明したものであり、今後のヒトの習慣流産症例の臨床、免疫療法のアプローチに有意義な指針、理論を提供し得たと確心する。平成4年度は本研究の初年度にあたり、本研究の推進のための研究班の組織とそれぞれの分担の決定に始まり、以下の点について鋭意研究を進めた。本研究の第一歩は臨床上の反復自然流産患者の登録とその原因の解析に始まった。初年度は1.520組の不育症夫婦を登録した。これらを対象に妊娠維持機構破綻の原因を臨床的に検討したところ、先天性子宮奇形(214症例)、夫婦いずれかに染色体異常のあるもの(106症例)、自己免疫疾患とくに抗リン脂質抗体陽性例(24症例)等の異常を見いだした。これら自然流産となりうる原因を可及的に除いた夫婦482名を免疫的原因によるものか否か次の研究対象にした。これら抽出された症例については全身性免疫については抗HLAとくに抗D/DR抗体、抗イディオタイプ抗体、リンパ球のサブセットの変化などについて、夫リンパ球を用いた免疫療法の前後に検討した。その結果、リンパ球感作後は有意に遮断抗体の出現が確認された。母体血中のT細胞の割合はcytotoxic T細胞が減少し、helper T細胞が増加した。着床部位を中心とした脱落膜中の局所免疫系では、流産例の組織ではマクロファージ、NK細胞などが正常組織に比べ優位であった。これらの結果は第7回国際ヒト生殖免疫学会(1992年9月、ローマ)において報告した。平成5年度は本研究の第2年目にあたり、平成4年度の研究で抽出した患者群を対象にヒトの妊娠維持機構について全身および局所の免疫機構の両面から解明を進めた。習慣流産と免疫療法については前年度より継続して適応とみなした症例について本療法を施行した。その結果、473名を対象に夫リンパ球を用いた免疫療法を施行し279例が本療法後妊娠し、191例が出産、23例が妊娠継続中、57例が再度流産した。流産を除いた妊娠継続率は77.7%であった。

(免疫療法における父親由来リンパ球に対する母体血中の抗体の動態を検討する目的でフローサイトメーターを用いたクロスマッチ(FCXM)法を用い、71名の免疫施行者48例の妊娠例について検討したところ、T-FCXM陽性36例中わずか6例(16.7%)が流産したのに反し、T-FCXM陰性例では12例中7例(58.3%)が流産し(P<0.01)、本法による免疫モニタリングが可能なことが判明した。)局所免疫機構と妊娠維持に関して自然流産時の脱落膜組織中の免疫担当細胞をフローサイトメーターで解析した。その結果、活性化T細胞に特異的なCD3+/HLA-DR+細胞が正常妊娠時の脱落膜組織に比較して有意に多く、妊娠維持と活性化T細胞に関係が示唆された。一方、妊娠中に産生されるとされる遮断抗体を検討する目的で(FCXM法で胎児Tリンパ球に対する母体血清中の抗体(IgG)を検討した。その結果、経産婦のごく一部の症例に妊娠初期から抗胎児リンパ球抗体の産生を認め、一部の経産婦と初産婦では妊娠後期から同抗体の存在を認めたが、その他のほとんどの症例ではその存在・産生が確認されず、本抗体が妊娠に必須である証明は得られなかった。これらの結果は、ヒトの妊娠維持機構に全身・局所の多彩な免疫機構の関連が示唆された。
高次自動化生産システムにおける経営適否性の問題構造と開発体制への実証的研究

本研究の成果は、右の三つの図に集約される。1.生産システム設計の基本課題である製品の品質・コスト・量(QCD)が、製品市場充足率で変化する形を、実証分析で明らかにした(図1)。需要量と品種数が逆増関係になる、逆8字曲線の現象を指摘した。日本の工業の多くが充足期にあり、需要鈍化と品種急増が進み、需要ロットが少量化している。生産速度よりも切替性能の優れた市場直対生産システムへの基本設計法を与えた。2.製品品質総合構造を明らかにし、市場期が進むと品質題材が高次化し、多品種になって行く構造を示した(図2)。多くの製品で、この変化にみる法則性を実証分析した。3.製品変化と設備の自動化進歩に対して、生産システムを開発、就役、次代進化させて行く過程を、経営合目的に適切に進めるための、職能構造と方策を示した(図3)。各段階職能への経営主導の経営一貫推進、前段階の確実な遂行の基に進む前段基礎推進、各段階職能の前後重複推進の3原則による推進が、生産システムとくに高次自動化システムの開発と生涯過程の、経営適否性を高める要諦であることを示した。本年度に行った研究の項目及びその概要は次のとおりである:1.生産対象品の変化と持続性に関する市場動向の調査十余種の製品の2030年間の需要量と品種数の関係を分析した結果,市場の成熟に伴って量成長の鈍化が起り,それと同時に,品種数の増加が始まることがわかった.次年度は,両者の定量的な関係を把握することに主眼を置いて研究を行う.2.多品種小ロット化した市場に適応する生産システムの基本設計1.で述べた成熟市場に対応した生産システムを実現するための指針を得るために,製品の総生産量,ロットサイズ,設備の生産速度及び切替速度の関係を理論的に解析し,現在の生産設備が,なお成長市場時代の方向慣性をもっていて,現在の市場に対する不適応性が高いことを指摘した.次に,この考え方を,各種製品の多品種化の影響を凝集して受ける包装材の生産設備に適用したところ,品種切替速度の増大を最重要視し,生産速度は,むしろ低下させる方向で進むべきとの結論が得られた.3.自動生産システムの生涯性研究生産システムの開発期における問題点と,生産就役過程において発生する問題との関係の解明を中心に,実際のミシンボディ製造の自動生産システムについて,ヒストリカルな分析を行った.その結果,生産就役初期と開発後期をオーバラップさせ,この時期に自動生産システムの市場性,生産性,及び保全性に関する性能を仕上げて行くのが,最も合理的な方法であることが明らかとなった.現在,その方法の確立に取組んでいる.4.自動生産システムの人依存事象の分析と低減設備の完全自動化を妨げる基本事象の構造と分析する手法を示し,自動車用部品の自動加工ラインへの適用を行った.この結果,新性能開発度の高いシステムにおける小停止問題の解決が重要との結論が得られた.1.製品品質の総合構造を明らかにし、その製品市場の充足に従い品質が多品種になって行く生成構造を明らかにした。別紙様式2、図2が製品品質の総合構造である。品質Qは製品が新品の時の正面品質を持ち、それの使用生涯における有用性の奥行き品質を持っている。正面品質はI.主機能Q、II.使用性Q(人依存動作量)、III.社会性Q(安全、環境、空間占有、感性)からなる。製品市場の充足度がIII期化するのに従い、正面QがIII次化して行く。奥行品質の信頼性が重視され、また新品種の活発な台頭で、世代交代寿命を短くして行く。研究では、対象品質題材の重点が、市場期のIII期化に従い、主機能Qから使用Q、社会Qへ移って行く傾向を実証分析した。生産システム設計の基本である製品変化の法則をとらえ、変化予測に資することができる。2.自動生産システム及び高次生産システムの経営有用性を高めるための、開発と生産就役過程の各段階の職能構造をとらえ、その推進活動を経営合目的と効率上から適切にして行く方策を示した(別紙様式2の図3)。これはいくつかの企業の失敗と成功の事例分析の考察から得たものである。

高システムの開発は、第1に対象製品の市場力、第2に設備の生産システム力の合成となる。後者は新技術と前代までの生産体験の次代進化への情報遺伝の問題となる。そして生産就役過程における精錬化改良を付加させて行く。これらの課題を経営合目的に、各段階職能(前図3)のプロジェクトを展開して行く。製品変化の市場期による推移法則、生産システムの市場直対方式設計などの課題は、昭和63年度の名古屋工業大学公開講座(200名参加)「生産システムの構造と設計と管理」で報告し、実際企業での活用の反影を受けている。今後専門誌への報告を予定している。
VLSIの高品質フィールドテストに関する研究

本研究の目的は、論理回路に対して、システムの空き時間を利用した高品質なフィールドテスト手法を確立することにある。特に、劣化が原因となる故障にも高い故障検出能力を有するテスト手法を開発する。フィールドテストは、一回のテスト時間が短く、テストパターンを保存する記憶容量も少ないが、テスト機会はフィールドで複数回可能である。本研究では、テストパターン集合を分割して、複数回のテスト機会を通じて一つのテストを実施する「分割・巡回テスト手法」を開発する。本研究の目的は,論理回路に対してフィールドテストにおける様々な制約を考慮した上で,システムのパワーオン・パワーオフの時間を利用した高品質なテスト手法を確立することにある.特に,劣化が原因となる遅延故障について,高い故障検出能力を有するテスト手法を開発する.平成21年度は,「研究1:テストキューブに対する遅延テスト品質評価手法の開発」と「研究2:縮退故障に対するテスト分割アルゴリズムの開発」を主な研究対象に研究を実施した.研究1については,SDQMと呼ばれる遅延テスト品質評価を,テストキューブで評価する手法を提案した.提案手法では,まず,テストキューブにより検出される各遷移遅延故障に対して,故障検出に使われた最長の故障伝搬経路を求め,次に、Xを含む故障伝搬経路の最大長を求めるアルゴリズムを開発した.これらの2つの値から、テストキューブの遅延テスト品質の範囲を計算した.これにより,0,1,Xで構成されたテストキューブがカバーするテストパターンのSDQLの上限値と下限値を求めることが可能になった.更に,テストキューブへの論理値の割り当てにおいて,テストの諸問題を解決するための手法を開発した.研究2については,論理回路の単一縮退故障に対するテスト集合とテスト分割数nが与えられた時に、部分テスト集合の平均故障検出率と最低故障検出率を最大化するようなテスト分割アルゴリズムをそれぞれ開発した.本研究で仮定するフィールドでの巡回テストでは,平均故障検出率最大化には大きな意味があるが,最低故障検出率最大化の意義が小さいことが判明したため,平均故障検出率最大化に注力した.本研究の目的は、大規模論理回路に対して、フィールドテストにおける様々な制約を考慮した上で、システムのパワーオン・パワーオフなどのシステムの空き時間を利用して高品質なテスト手法を確立することにある。特に、劣化が原因となる遅延故障について、高い故障検出能力を有するテスト手法を開発する。フィールドテストは製造テストと異なり、テスト時間は短いが、テスト機会は一度だけではなく何度もテストすることができる。そこで、1回のテストですべてのテストパターンを印加するのではなく、テストパターン集合を分割して、複数回のテスト機会を通じて一つのテストを実施する「分割・巡回テスト手法」を提案し開発する。平成22年度は,「研究1:分割・巡回テストにおける分割テスト集合の評価尺度開発」と「研究2:静的順序による巡回テストアルゴリズムの開発」を主な研究対象に研究を実施した。研究1については、テストパターン集合を分割する場合、ある故障を検出できるテストパターンが同じ部分テスト集合に複数含まれると、分割・巡回テストにおける各回の故障検出率が低下すること、また、故障の検出間隔が長い場合も障害発生確率は増加することに着目した。1回のテスト当たりの平均故障検出率を最大化するテスト分割アルゴリズムを開発した他,障害発生率に基づいた分割テスト集合の評価方法を開発した。研究2については、研究1で定義した分割テスト集合の評価尺度に基づいて、各部分テスト集合の印加順序を固定した巡回テストにおいてその印加順序(巡回順序)を決定するアルゴリズムを開発した。特定の故障が検出できない部分テスト集合の印加が長く連続しないように、印加順序を決定する方法を開発した。その他,フィールドテストによる故障検出の効率を高めるための技術についても検討した。本研究の目的は、大規模論理回路に対して、フィールドテストにおける様々な制約を考慮した上で、システムの空き時間を利用した高品質なテスト手法を確立することにある。フィールドテストは、一回のテスト時間は製造テストの数分の1程度と短く、テストパターンやその期待値を保存する記憶容量も少なくなるなどの制約が存在する。一方で、テスト機会は製造直後の一度だけではなく、フィールドで何度もテストすることができるという利点がある。本研究では、このようなフィールドテストの特性を考慮しながら、高いテスト品質を有するテスト手法を開発する。本年度の成果は,以下の通りである。◎研究1:分割・巡回テストにおける分割テスト集合の評価尺度開発◆研究方法:本研究では、障害発生率に基づいた分割テスト集合の評価方法を開発した。昨年度までの研究では,分割したテストの平均故障検出率に基づく尺度を開発していたが、今年度は故障検出間のレイテンシを基準とし,さらに,どの部分テスト集合でも未検出な故障の扱いも評価尺度に反映するように検討した。◎研究2:分割・巡回テストにおけるテスト集合分割と巡回順序に関する研究◆研究方法:分割・巡回テストにおける1回のテスト当たりのテストパターン数は、フィールドテストで許容されるテスト時間や記憶容量によって決まる。決められたテストパターン数において、あらかじめ与えられたテスト集合から上記の評価尺度を最大化するテスト分割法を研究した。研究1で定義した評価尺度に対して、現実的な計算量で最適解を求めることは困難なため,遺伝的アルゴリズムを利用した分割法を提案した。

本研究の目的は、大規模論理回路に対して、フィールドテストにおける様々な制約を考慮した上で、システムの空き時間を利用した高品質なテスト手法を確立することにある。特に、劣化が原因となる故障について、高い故障検出能力を有するテスト手法を開発する。フィールドテストは、一回のテスト時間は製造テストの数分の1程度と短く、テストパターンやその期待値を保存する記憶容量も少なくなるなどの制約が存在する。一方で、テスト機会は製造直後の一度だけではなく、フィールドで何度もテストすることができるという利点がある。本研究では、与えられたテストパターン集合を分割して、フィールドテスト固有の複数回のテスト機会を通じて一つのテストを実施する「分割・巡回テスト手法」を開発してきた。本年度は、研究の最終年度に当たるため、研究の取り纏めとして、昨年までの研究を発展・進化させ、分割・巡回テストの考え方を産業界で開発された高信頼ASICに適用し、フィールドテストにおけるテスト時間等のテスト制約の評価を行った。その結果、700万ゲートを超える大規模な産業用実回路に対しても、フィールドテストを想定した組み込み自己テストを利用により、テスト時間、テストに必要なメモリ量、故障検出率などの観点から要求スペックを達成することを確認し、実用性を確認・検証できた。これらの結果を取りまとめ、LSIテストに関する世界最高権威の国際会議に投稿し、採録され発表した。これまでの研究成果について,国内外で情報発信してきた.昨年度は分割テストの概念を学会論文誌に発表した他,研究内容が評価されて国際会議の招待講演を依頼されるなど,研究内容を広く周知することができている.24年度が最終年度であるため、記入しない。研究内容は評価されてきたが,研究成果の実用化に向けて,より高いレベルでの有効性を検討する必要がある.本研究に興味を抱く海外大学の研究者もいるため,共同研究等を通じてグローバルに研究展開していく.また,国際会議や論文誌での発表をさらに推進していく.24年度が最終年度であるため、記入しない。
骨髄腫細胞における恒常的NF-kB活性を抑制するPPARの作用機序の解明

ヒト骨髄腫細胞株および患者骨髄腫細胞において、PPARβがNF-κBの分子に相互作用して抑制。核内ですべてのNF-κBファミリーを同定。ヒト骨髄腫細胞株においてPPARβのアゴニスト刺激後、細胞の生存率は大きく減少し、PPARβは細胞質内から核内移行、NF-κB-DNA結合能の減少、さらに、PPARβとNF-κB(p65)との相互作用を確認。以上から、活性化PPARβとNF-κB(p65)との相互作用の結果核内移行阻害やκB配列に結合する能力を抑制することがわかった。PPARとりわけPPARbによる抗NF-kB活性の作用機序の解明を目的としている。抗NF-kB活性を示す薬剤は多く存在する。その多くが、NF-kBの上流にあるIkBのリン酸化抑制や更に上流にあるIKKファミリーのリン酸化抑制によるものである。PPARは核内ホルモンレセプターであり、生体内分子をリガンドとして活性化する。活性化したPPARはNF-kBに直接作用することで、抗NF-kB活性を示すことができる。これが、NF-kB活性に対するPPARに着目する点である。患者骨髄腫細胞およびヒト骨髄腫細胞株における恒常的NF-kB活性の生物学的意義は、いまだ不明な点が多い。そこで、ヒト骨髄腫細胞株における恒常的NF-kB活性を調べることとした。ヒト骨髄腫細胞株の核分画にはすべてのNF-kBファミリー(RelA/p65、c-Rel、RelB、NF-kB1(p105/p50)、NF-kB2(p100/p52))が存在していた。また、NF-kBコンセンサスオリゴを用いたEMSAでNF-kB-DNA結合能を示した。抗NF-kB抗体を用いたsupershift解析ではIL-6非依存性骨髄腫細胞株ではp50、p52およびRelBに活性が見られ、IL-6依存背骨髄腫細胞株ではp65にもその活性が見られた。マイクロアレイ解析によるNF-kB標的遺伝子ブロファイリングではヒト骨髄腫細胞株でNF-KB標的遺伝子335種を抽出した。その内IL-6依存性及び非依存性骨髄腫細胞株間で、NF-κB標的遺伝子NF-κB標的遺伝子は抗アポトーシス関連遺伝子(XIAP、cIAP1など)17種、サイトカイン(IL-8,TNFαなど)やケモカイン(CCL5,CXCL9など)52種などで発現の有無に有意差はみられなかった。PPARbアゴニストであるcrbacyclin刺激においてU266においてPPARbとRelA/p65の相互作用を確認した。その他のNF-kBファミリーとの相互作用は現在確認中である。多発性骨髄腫は根治治療困難な造血器腫瘍である。骨髄腫細胞はB細胞の最終分化形である形質細胞が、単クローン性に増殖する腫瘍細胞である。多くのがん細胞において、転写因子であるNF-kBがその生存や増殖に深く関わっていることが考えられている。一方、基質依存的な核内ホルモン受容体の多くは転写因子であり、細胞のホメオスタシスに深く関わっている。その中にPPARがあり、3つのファミリーがある。骨髄腫細胞ではPPARbとPPARg1の発現があり、そのうちPPARbはユビキタスに発現している。PPARは転写因子であると同時に、NF-kB活性を直接作用して抑制することが可能である。したがって、この研究は骨髄腫細胞の生存および増殖を抑制するメカニズムを解明することに主眼を置いている。PPARbのアゴニストカルバサイクリンで刺激すると、骨髄腫細胞株U266、AMO1、ILKM2、ILKM8の増殖が抑制され、さらに患者検体では正常骨髄形質細胞は生存が見られるが、患者骨髄腫細胞はアポトーシスを起こしていた。PPARbとNF-kBの相互作用はこれまでに報告しているが、PPARのコ・アクティベーターであるPGC-1に今回着目した。これはPPARgとNF-kBファミリーであるRelA/p65との相互作用の解析においてPGC-1もRelA/p65との相互作用がみられることが報告されている。骨髄腫細胞株U266にカルバサイクリンで刺激すると、NF-kBファミリーであるNF-kB1/p50、NF-kB2/p52、RelBとPPARbおよびPGC-1が相互作用していることが示唆された。今後の展開として、PPARbやPGC-1を欠損させることにより、その相互作用にどのような意義があるのかを探る予定である。平成22年度は科学研究補助金の最終年度であった。そのため学術論文投稿を目指していた。成果としては、ヒト骨髄腫細胞株および患者骨髄腫細胞において、恒常的NF-kB活性をPPARbがNF-kBの分子に相互作用して抑制することを示すことができた。

NF-kBにはNF-kB1(p1O5/p50)、NF-kB2(p100/p52)、RelA(p65)、c-Rel、RelBの5つのファミリからなる。NF-kBが活性化状態であれば核内に存在するが、患者骨髄腫細胞内ではすべてのNF-kBファミリーを同定することができた。ヒト骨髄腫細胞株において核内受容体であるPPARbのアゴニスト、カルバサイクリンで刺激後、細胞の生存率は大きく減少した。刺激後のPPARbはウエスタンブロット解析の結果、細胞質内から核内へ移行した。また、ゲルシフトアッセイの結果、NF-kB-DNA結合能も減少していた。さらに、免疫沈降-ウエスタンブロット解析により、PPARbとNF-kB(p65)との相互作用を確認した。これらのことから、PPARbが活性化することによって、NF-kB(p65)との相互作用の結果核内移行阻害やNF-kB標的遺伝子のプロモーター領域のkB配列に結合する能力を抑制することがわかった。コアロベーターに関しての解析を行ったが、特定することにはいたらなかった。患者骨髄腫細胞においても同様の結果が得られた。したがって、デキサメサゾンなどのようなステロイドホルモン薬に抵抗性を示す、つまり核内ホルモンレセプターの中でもグルココルチコイドレセプターを介せない骨髄細胞において、PPARbを介することでNF-kB活性を直接抑制するものとして最もふさわしい小低分子であることがわかった。
人工呼吸下での気道内mucinの発現に対する異常体温の影響-高体温vs低体温-

炎症は、気道内のムチンを増加させるが、ムチンの発現が異常体温によりどのような影響を受けるかはわかっていない。まず炎症と体温の関係を明らかにした。熱ショック蛋白質(HSP)は侵襲に対する細胞保護効果がある。ラットエンドトキシンショックモデルを作成し、HSPを誘導した場合の保護効果について検討した。結果は、温熱ストレス(42°C15分間)を加えることにより、HSPが誘導され、炎症を有意に抑制し、生存率は改善することが判明した。今後さらに、体温と炎症、ムチン発現との関係について研究を進めていく。炎症は、気道内のMUC2やMUC5ACを増加させることが判明しているが、mucinの発現が異常体温(高熱もしくは低体温)によりどのような影響を受けるかはわかっていない。そこで、体温を高体温、平熱、低体温という3群に設定し、体温の変化が気道内におけるMUC2、MUC5AC遺伝子活性に与える影響を明らかにすることを目的とし実験を行っている。具体的な方法としては、雄性のSDラットを使用。セボフルランで迷妄麻酔後、腹腔内にペントバルビタールを投与し麻酔を導入。気管切開施行。麻酔の維持と血液のサンプリングに24G静脈留置針の外筒を、右外頸静脈と左大腿動脈にそれぞれ挿入。麻酔(鎮静)の維持はミダゾラムを持続投与して行う。Pressure control ventilatorで、補助調節呼吸(最高気道内圧15cmH_2O)を行い、低体温:34°C、平熱:38°C、高体温:42°Cの3群に分ける。時間設定は0,2,4,8,16時間とし、それぞれの時間に数匹ずつ儀死させ、気管から気管支にかけての組織を摘出する。同時に血液も採取し、摘出した組織とともに、以下の実験に用いる。また、肺のコンプライアンスを儀死直前に測定する。2)血液...血液ガス分析3)肺のコンプライアンス...気道内圧に対して流入したガスの容量を記録。上記の実験をまず、低体温群と平熱群で進行中であり、方法、条件(体温設定、呼吸器設定)など試行錯誤、予備実験等を繰り返し、検討を進めているところである。炎症は、気道内のMUC2やNUC5ACを増加させることが判明しているが、mucinの発現が異常体温(高熱もしくは低体温)によりどのような影響を受けるかはわかっていない。そこで、体温を高体温、平熱、低体温という3群に設定し、体温の変化が気道内におけるMUC2、MUC5AC遺伝子活性に与える影響を明らかにすることを目的とし研究を行っている。現在までの研究の成果については、まず炎症と体温の関係を明らかにするために研究を行ってきた。温熱ストレスなどで誘導される熱ショック蛋白質70(HSP70)は侵襲に対する細胞、臓器保護効果のあることが知られている。一方、HMGB1(High Mobility Group Box 1)は敗血症の致死性に関与する新たなメディエータとして注目されている。そこでWistar系雄性ラットを用い、エンドトキシンを静注することでエンドトキシンショックモデルを作成し、HMGB1の発現と温熱処理によりHSP72を誘導した場合の保護効果との関連性について検討した。結果は、温熱ストレス(42°C15分間)を加えることにより、HSPが誘導され、エンドトキシンショックモデルの生存率は改善し、サイトカイン、HMGB1を有意に抑制し、肺炎症所見も改善することが判明した。その機序としてはHSP70の誘導により、HMGB1の上昇が抑制されたことが関与していると考えられた(発表済)。今後さらに、体温と炎症、mucin発現との関係について研究を進めていく。一方、HMGB1 (High Mobility Group Box 1)は敗血症の致死性に関与する新たなメディエータとして注目されている。

結果は、温熱ストレス(42°C15分間)を加えることにより、HSPが誘導され、エンドトキシンショックモデルの生存率は改善し、サイトカイン、HMGB1を有意に抑制し、肺炎症所見も改善することが判明した。その機序としてはHSP70の誘導により、HMGB1の上昇が抑制されたことが関与していると考えられた(発表済)。現在のところ、体温の変化によるMUC2、MUC5AC遺伝子活性に有意差を見出せる結果に至っておらず、今後早急に研究を進め、結果を出し、報告する予定である。
深海底生生物の多様化はプランクトン幼生分散によって引き起こされるのか？

本研究では,海洋における生物の多様化機構の解明にむけて,主に固有種によって構成される深海化学合成生物群集のプランクトン幼生の分散,海域集団間の連結性および遺伝的多様性との相関解析,さらに固有種の成長に伴う内部構造の変化の解明を実施し,包括的に深海生物の多様化過程を明らかにすることを目的としている.当初の計画通り,本年度は深海化学合成生物群集周辺海域において鉛直曳きプランクトンネットによって採集された標本の画像アーカイブを作成し,プランクトン幼生および関連するプランクトン群集の鉛直分布の一端を明らかにしシンポジウムにて成果を公表することができた(渡部ほか2019).深海化学合成生物群集周辺に設置した人工付着基盤上に付着した生物群集の解析からは,付着生物群集の時間的変遷や,カルデラ内個体群間の遺伝的均質性などを明らかにすることができた(Nakamura et al. 2018).一方で深海化学合成生物群集固有種であるヘイトウシンカイヒバリガイを用いた集団遺伝学的解析からは,バーコード領域として頻繁に用いられているミトコンドリアCOI遺伝子領域では確認できなかった集団間の遺伝的差異をゲノムワイドなSNPs解析から明らかにすることができた.この結果は,海洋物理モデルシミュレーションの結果とよく一致しており,メタ個体群の保全単位を知る上でSNPs解析の重要性を示している(Xu et al. 2018).シンクロトロンCTを用いた成長過程における生理的特徴の変化の観察からは,化学合成環境に移住する成長段階において,外部形態に変化がないものの体内が内部共生細菌を保有するために大く変化する現象をとらえ「隠れ変態(cryptometamorphosis)」という新しい概念を提唱することができた(Chen et al. 2018).本年度は,鉛直曳きプランクトンネットによって採集された標本の画像アーカイブを作成すること,またDNA塩基配列に基づきプランクトン幼生の種を同定しその分布を明らかにすること,底生生物の成長に伴う生理・生態的特徴の変化を明らかにすること,を計画し,これらをほぼ計画通りに遂行することができた.DNA抽出のために,エタノールで固定したプランクトン標本は乾燥しやすくソーティングの過程でメッシュや篩に付着するなど予期せぬ難点があったために作業に遅れが見られたものの,採集したプランクトンから深海化学合成生物群集固有種の受精卵や幼生の分布を明らかにすることができた(渡部ほか,2019).また,このような結果だけでなくプランクトン群集調査に標本の画像アーカイブを用いるという手法の有用性について,環境調査会社をはじめ幅広く伝えることができたと考えている.人為的に構築した深海熱水噴出噴出孔付近に設置した付着基盤上の生物群集は,天然環境に長く存在する熱水噴出域の生物群集と比較して種多様性は低いものの,同じカルデラ内では集団の遺伝的多様性には違いがないことなどを明らかにすることができた(Nakamura et al. 2018).研究協力者の研究成果と合わせ,プランクトン幼生の分散が海流による輸送に大きな影響を受けていることが明らかになった.シンクロトロンCTを用いた成長過程における生理的特徴の変化の観察からは,化学合成環境に移住する成長段階において,外部形態に変化がないものの体内が内部共生細菌を保有するために大く変化する現象をとらえ「隠れ変態(cryptometamorphosis)」という新しい概念を提唱することができた(Chen et al. 2018).成長過程における内部構造の変化が生息環境の推定に有用であることを確認することができ,次年度以降の研究の基盤となる成果を得ることができたと考えている.現在のところ,次年度以降も当初の計画通り研究を遂行できることが予想されている.次年度も引き続き,鉛直曳きプランクトンネットによって得られた標本を用いて,DNA塩基配列および形態情報に基づき深海底生生物由来のプランクトン幼生の分布の特徴を明らかにするとともに,既存の成体個体群標本を用いて集団遺伝学的解析から集団間の連結性や多様性を明らかにする.また,既存の標本を中心に生物群集のサイズ分布等から繁殖の頻度等,遺伝解析によって得られた相対的な推定値を現実的な値にするためのデータの取得も目指す.プランクトン幼生から着底幼稚体および成体への変態の過程で生じる生理・生態的な変化を明らかにするためのシンクロトロンCTを用いた生物の内部構造の三次元解析も引き続き実施し,生物分布の仕組みの理解に努める.本研究では,当初の目的のとおり,生物の多様化が生み出した結果だけでなく多様化のプロセスを保全することによって海洋生態系の保全策を策定することが可能となるよう,海洋生物の多様化プロセスの解明に向けてデータを蓄積しつつ、成果の公表に努めたい。本研究では,海洋における生物の多様化機構の解明にむけて,主に固有種によって構成される深海化学合成生物群集のプランクトン幼生の分散,海域集団間の連結性および遺伝的多様性との相関解析,さらに固有種の成長に伴う内部構造の変化の解明を実施し,包括的に深海生物の多様化過程を明らかにすることを目的としている.当初の計画通り,本年度は深海化学合成生物群集周辺海域において鉛直曳きプランクトンネットによって採集された標本の画像アーカイブを作成し,プランクトン幼生および関連するプランクトン群集の鉛直分布の一端を明らかにしシンポジウムにて成果を公表することができた(渡部ほか2019).深海化学合成

生物群集周辺に設置した人工付着基盤上に付着した生物群集の解析からは,付着生物群集の時間的変遷や,カルデラ内個体群間の遺伝的均質性などを明らかにすることができた(Nakamura et al. 2018).一方で深海化学合成生物群集固有種であるヘイトウシンカイヒバリガイを用いた集団遺伝学的解析からは,バーコード領域として頻繁に用いられているミトコンドリアCOI遺伝子領域では確認できなかった集団間の遺伝的差異をゲノムワイドなSNPs解析から明らかにすることができた.この結果は,海洋物理モデルシミュレーションの結果とよく一致しており,メタ個体群の保全単位を知る上でSNPs解析の重要性を示している(Xu et al. 2018).シンクロトロンCTを用いた成長過程における生理的特徴の変化の観察からは,化学合成環境に移住する成長段階において,外部形態に変化がないものの体内が内部共生細菌を保有するために大く変化する現象をとらえ「隠れ変態(cryptometamorphosis)」という新しい概念を提唱することができた(Chen et al. 2018).本年度は,鉛直曳きプランクトンネットによって採集された標本の画像アーカイブを作成すること,またDNA塩基配列に基づきプランクトン幼生の種を同定しその分布を明らかにすること,底生生物の成長に伴う生理・生態的特徴の変化を明らかにすること,を計画し,これらをほぼ計画通りに遂行することができた.DNA抽出のために,エタノールで固定したプランクトン標本は乾燥しやすくソーティングの過程でメッシュや篩に付着するなど予期せぬ難点があったために作業に遅れが見られたものの,採集したプランクトンから深海化学合成生物群集固有種の受精卵や幼生の分布を明らかにすることができた(渡部ほか,2019).また,このような結果だけでなくプランクトン群集調査に標本の画像アーカイブを用いるという手法の有用性について,環境調査会社をはじめ幅広く伝えることができたと考えている.人為的に構築した深海熱水噴出噴出孔付近に設置した付着基盤上の生物群集は,天然環境に長く存在する熱水噴出域の生物群集と比較して種多様性は低いものの,同じカルデラ内では集団の遺伝的多様性には違いがないことなどを明らかにすることができた(Nakamura et al. 2018).研究協力者の研究成果と合わせ,プランクトン幼生の分散が海流による輸送に大きな影響を受けていることが明らかになった.シンクロトロンCTを用いた成長過程における生理的特徴の変化の観察からは,化学合成環境に移住する成長段階において,外部形態に変化がないものの体内が内部共生細菌を保有するために大く変化する現象をとらえ「隠れ変態(cryptometamorphosis)」という新しい概念を提唱することができた(Chen et al. 2018).成長過程における内部構造の変化が生息環境の推定に有用であることを確認することができ,次年度以降の研究の基盤となる成果を得ることができたと考えている.現在のところ,次年度以降も当初の計画通り研究を遂行できることが予想されている.次年度も引き続き,鉛直曳きプランクトンネットによって得られた標本を用いて,DNA塩基配列および形態情報に基づき深海底生生物由来のプランクトン幼生の分布の特徴を明らかにするとともに,既存の成体個体群標本を用いて集団遺伝学的解析から集団間の連結性や多様性を明らかにする.また,既存の標本を中心に生物群集のサイズ分布等から繁殖の頻度等,遺伝解析によって得られた相対的な推定値を現実的な値にするためのデータの取得も目指す.
ニコチン性受容体作動薬は筋萎縮性側索硬化症に対する新たな治療薬となりうるか?

ラット脊髄初代培養系を用いてニコチンの運動ニューロン保護効果を解析し、ALSに対する薪たな治療法の可能性について検討した。培養脊髄ニューロンを低濃度(10μM)のグルタミン酸とグルタミン酸トランスポーター阻害薬に24時間曝露すると、選択的運動ニューロン死が認められた。このとき培地中にニコチンを加えておくと、濃度依存性に、この運動ニューロン死が抑制された。この保護効果はα4およびα7ニコチン性アセチルコリン受容体拮抗薬によって抑制された。また、アセチルコリンエステラーゼ阻害剤であるガランタミンもグルタミン酸毒性をニコチン性受容体を介して抑制した。脊髄切片の免疫組織化学的検討により、脊髄運動ニューロンには両受容体が分布していることが明らかとなった。この培養系での結果を踏まえて家族性ALS関連変異SOD1遺伝子を導入したトランスジェニックモデルマウスにニコチン及びガランタミンを投与し、トランスジェニックモデルマウスのALS症状の発症、進行の抑制、寿命の延長が認められるか否かの検討を開始した。現時点では、ポジティブデータとネガティブデータが存在し、家族性ALS関連変異SOD1遺伝子を導入したトランスジェニックモデルマウスでのニコチン性受容体刺激による神経保護作用の結論を下すにはさらに検討が必要である。しかし、in vivoにおいてもニコチンの神経細胞保護効果の報告があり、ALS患者の脊髄で早期よりコリン作動性シナプスが減少しているとの報告もあり、今後、ニコチン性アセチルコリン受容体を解した保護効果を利用したALSに対する新しい治療法につながることが期待される。筋萎縮性側索硬化症(ALS)に対する有効な治療法が切望されている。本研究では、ラット脊髄初代培養系を用いてニコチンの運動ニューロン保護効果を解析し、ALSに対する新たな治療法の可能性について検討する。このとき培地中にニコチンを加えておくと、濃度依存症に、この運動ニューロン死が抑制された。ニコチンのin vitroでの神経細胞保護効果の報告は数多くあり、in vivoにおいても、虚血モデルやパーキンソン病モデルでの保護効果の報告がある。臨床的にはパーキンソン病での喫煙と発症率との負の相関関係は明らかであり、アルツハイマー病にかんしても少量の喫煙が発症を抑制することを示唆する報告がある。ALSに関しては、喫煙はリスクファクターであるとする報告が2つほどあるのみであるがタバコの成分がニコチンのみでないことを考えると、この結果は必ずしもALSに対するニコチン性アセチルコリン受容体刺激薬の有効性を否定するものではない。ALS患者の脊髄で早期よりコリン作動性シナプスが減少しているとの報告もあり、ALSとニコチン性アセチルコリン受容体との関連が示唆される。本研究の発展により今後、ALSとニコチン性アセチルコリン受容体との関連が示唆される。本研究の発展により今後、ニコチン性アセチルコリン受容体を解した保護効果を利用したALSに対する新しい治療法につながることが期待される。
複雑地形・都市を対象とした並列LESモデルの開発

気象観測点のうち歴史的に長期間観測が行われている観測点は、人間活動が昔からあった都市部に位置しておりその気温変化は都市化の影響を大きく受けていると考えられる。都市域内の気温変化は都市化による様々な影響を受けるため、必ずしも広域の気温変化に対応しない。さらに、局所的な問題としては、観測点周辺の建物の増加や樹木の成長などによる局所的な微気候的な変化も無視できない。そのため、建物や樹木が局所的な気温分布にどのような影響を与えるかを定量的に評価することは、都市気候の観点だけでなく、地球温暖化研究といった気候変動に対する研究にとっても重要なことである。そこで本研究では、都市街区の建物や樹木の微気候要素を反映可能なLESモデルの開発を行った。街区内の微気候をモデルで再現するためには、街区内の放射過程を精度よく計算することが不可欠である。そのために、建物間放射モデルと植生モデルの構築を行った。建物間放射モデルは昨年度に開発したため、本年度は街路樹や公園の樹木といった植生を考慮できるように、植生モデルを組み込んだ。構築した植生モデルの放射計算は、従来の局地気象モデルで採用されている2流近似ではなく、3次元的に放射を計算している。これによって、街路樹のような単体樹木であっても精度よく放射の計算をすることが可能となった。街区内の放射過程を詳細に計算できる上記のモデルをLESモデルに組み込みことで、現実的な街区内気温分布が計算可能となったことを確認した。都市街区の建物や樹木の微気候要素を反映可能なLESモデルの開発は当初の計画通りに終了し、都市の建物や樹木といった微気候要素を取り込んだ計算が可能となった。これにより、建物や樹木が周辺の気温に及ぼす効果を評価できるようになった。気象観測点のうち歴史的に長期間観測が行われている観測点の多くが都市部に位置している。その気温変化は都市化の影響を大きく受けていると考えられており、建物や樹木による観測データに与える影響が、定性的な問題提起の段階ではあるが指摘されている。すなわち、観測点周りの局所的な環境の変化(樹木の成長や、土地利用の変化)が原因で、気温の観測データに影響を与えていると言われている。本研究では、都市街区の計算が可能なLES気象モデルを開発し、開発したモデルを用いて建物や公園、樹木が局所的な気温分布にどの程度影響を与えるかを評価することを目的としている。平成23年度は開発中のLES気象モデルで建物を直接解像できるようにし、街区内の熱収支を精度よく計算するために熱収支モデル、建物間放射モデルを組み込んだ。建物間放射モデルについては、建物間の短波放射、長波放射はモンテカルロ法を導入した。大規模演算によるメモリの確保、計算時間の短縮のために、LESコードの並列化を行った。T2K-Tsukubaを利用して、128コアまでStrong Scalingで並列化効率を測定した。その結果、128コアで重列化効率0.73得られた。Weak Scalingで計測を行った結果、16コア以上ではコアの正味の計算時間はコア数の逆数となっていた。このことから並列化効率が落ちるのは粒度が細かくなることが要因であると考えられる。周辺環境の変化が、気温に及ぼす影響評価の最も単純な場合として、アスファルト道路が周辺の気温に対して及ぼす影響を開発したLES気象モデルを用いてシミュレーションを行った。道路から10m離れた地点で風速1m/sでは0.15°C、2m/s以上の風速では0.25°C程度であった。弱風ほど気温差のばらつきが大きく、瞬時値では気温差が1°C以上となる場合があることが分かった。また、瞬時値での気温分布の特徴として、気温差の原因となる気温の高温域が加熱された道路から筋状に連なっている様子が見られた。

平成23年度の目的は都市街区の局所的な気温分布を計算できるLES気象モデルを開発することである。LESモデルで建物を解像できるようにし、地表面モデル、放射モデルを組み込み、計画通りモデルを開発した。また、モデルの並列化効率も良好な結果となっている。今後に構築したLES街区モデルを用いて、街区内の気温分布を計算する。様々な街区形状(建物配置、地面起伏)に対して計算を行い、建物や緑地が局所的な気温に及ぼす影響を評価する。また、気温の時空間分布を把握するために、日変化を考慮に入れた計算を行う。計算は、晴天日だけでなく、曇天、雨天といった種々の条件下で計算を行い、局所的な気温分布にどのような影響を与えるかを各事例にわけて評価を行う。これらの数値実験から、実際の気象観測点周りの環境が、どのように観測に影響しているかの関連付けを行う。
高分子固体の高次組識と力学的および電気的物性・機能との相関

高分子固体の力学物性に及ぼす高次組織および分子運動の影響を定量的に評価する研究の一環として,結晶モルフォロジ-に大きく依存する赤外バンドの波数及び形状変化に着目してこの現象の分子機構を解明すると共に結晶モルフォロジ-評価の新しい分光学的手法を開拓した。また高分子結晶における熱的揺動の性質とそれによって生ずる結晶弾性率の低下について考察した。既にポリオキシメチレン(POM)など一連の高分子についてモルフォロジ-が伸び切り鎖晶からラメラ晶に移る際に分子鎖軸方向に遷移モ-メントを持つ赤外平行バンドが高波数側に大きくシフトしその形状も変化することを示したが,赤外バンドの振動子強度の絶対値側定と理論的考察によってこの極めて特異的なスペクトル変化は高分子結晶の形状とサイズに大きく依存する遷移双極子相互作用によって引き起されることを明らかにした。また平行バンドのプロフィル解析によって結晶モルフォロジ-を定量的に評価できることを示した。POM繊維の結晶弾性率は分光学的手法で求めた理論弾性率に比べて小さく,特に室温以上では理論値の50%程度に減衰する。これは結晶領域における分子鎖の回転的揺動によるものと考え、ラマンバンド幅の温度依存性を2種の力学モデル(siteーhoppingとBibrationーtorsionモデル)に基いて解析し,分子運動に関する種々の力学パラメタ-を求めてPOMの力学的および熱力学的性質との関連性について考察した。電気的物性に関しては強誘電性液晶における高分子効果を解明する目的で,低分子液晶(M1)とそれを側鎖に有する高分子液晶(P1)について多形構造と相転移挙動を比較考察した。P1において側鎖のmesogenが構成する層状構造はスメクチック相においてもM1の場合に比べて高い規則性を保つことが明らかとなった。