hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
象牙質再石灰化・再生技術が拓く次世代齲蝕予防・治療法確立への展開研究

申請者が開発した象牙質再石灰化技術および象牙質再生技術のハイブリッド技術を基盤として、多機能性接着性修復材料を開発し、その修復技術を開発・普及させることによって新しい齲蝕予防法・治療法開発の一助となる知見を得ることを目的としている。これまでに、齲蝕により脱灰された象牙質の再石灰化を強力に誘導する機能性モノマー、石灰化誘導性タンパク質と、象牙質再生に関与し象牙芽細胞分化を強力に促進する象牙質リンタンパク質等による試作修復材料の象牙質再石灰化・再生誘導能、接着性能等の特性を種々実験で明らかにしてきた。本年度は、第一に、石灰化誘導性タンパク質と協働作用を発揮するco-factorの検討を行った。CCNファミリーメンバー2/結合組織成長因子(CCN2)を用いて、象牙芽細胞様細胞および歯髄幹細胞に対する細胞遊走、増殖、分化、石灰化誘導能について検討した。その結果、CCN2の細胞培養ディッシュへのコーティングによって、象牙芽細胞様細胞の増殖およびアルカリホスファターゼ活性を刺激し、象牙質関連遺伝子(BSP, OCN, ALP, OPN, Runx-2, DMP-1等)の発現を増強し、石灰化を誘導した。さらにラミニン111、ラミニン411、ラミニン511が象牙芽細胞様細胞の増殖、分化を刺激することを明らかにした。これらのことからCCN2、ラミニン111、ラミニン411、ラミニン511は象牙質再生誘導因子として石灰化誘導性タンパク質と協働作用を発揮し得るco-factorとなることが明らかになった。次に、象牙質再石灰化誘導能を持った齲蝕予防材料の開発に関する検討を行った。その結果、SPRGによるイオン徐放性粒子を配合したペーストが有用であることをin vitro再石灰化実験系で明らかにした。象牙質再石灰化誘導性モノマーCMETの象牙芽細胞様細胞への影響に関する検討についてはモノマー合成量の若干の不足が生じ、実験開始が遅延したことから現在研究途中である。今後さらに、石灰化誘導性タンパク質と協働作用を発揮するco-factorの開発を引き続き行い、強力な象牙質再石灰化・象牙質再生誘導活性を示す機能性修復材料の開発を行う。さらに材料の規格化を行い、それぞれの実験で得られた結果を総合して生体活性型齲蝕予防・治療材料開発の一助とする。
酵素増幅型ヒスタミン及びヒスタミン抗体センサの開発

銅を含有するモノアミンオキシダーゼ(MAO)とジアミンオキシダーゼ(DAO)が弱アルカリ性でヒスタミンなどのイミダゾール環を有するアミン化合物を捕酵素として認識し、アスコルビン酸オキダーゼ活性を発現することを明らかにした。そしてこの反応においてアスコルビン酸はモノデヒドロアスコルビン酸を経由してデヒドロアスコルビン酸になり、ミハエリスーメンテン速度式に基質として従う(Km=0.62mM)ことがわかり、酵素は過酸化水素になることが判明した。MAOの活性部位のESRシグナルの変化からヒスタミンが活性中心の銅に配位して触媒活性に変化が生じたものと結論した。この反応においてヒスタミンは捕酵素として機能するのでアスコルビン酸消費量が増幅され高感度バイオセンサー加えたヒスタミン量と酵素減少量は比例関係にあり、MAO固定化膜を酵素電極に装着した電極が3x10^<-6>M-1x10^<-3>Mのヒスタミンの濃度の測定用バイオセンサとして極めて有用であることが判明した。またMAOやDAOを固定化したガラスビーズを酵素増幅リアクターとして用いるフローインジェクションシステムでバッチ式と同様にヒスタミンのセンシングが可能であり、ヒスタミンの抗体を添加することにより、高感度とは言えないものの新しい原理に基づく抗体のセンシングが可能であることが明らかとなった。なお、銅を含有する他のオキダーゼについても中心金属に対するヒスタミンの配位効果が観察され、酵素の特異性の転換が生じることがわかり、アミン化合物のセンシングへの応用が期待できることが分かったことも本研究における成果であるといえる。アミンオキシダーゼ、ウリカーゼ、ガラストーズオキシダーゼなどの銅を触媒活性部位に持つ酸化酵素はトリスアミノメタンの共存下でヒスタミンを補酵素としてアスコルビン酸オキシダーゼ活性を発現することを見いだした。そしてポリアクリルアミドゲルに酵素を包括固定した膜を酸素電極に装着し、新しいヒスタミンセンサの作製を行い、その応答特性を調べた。またESRやカタラーゼ反応を利用し、この酵素反応の機構について検討を行った。興味深いことにこの触媒反応における酵素の還元生成物は従来のアスコルビン酸オキシダーゼ反応における水と異なり、過酸化水素であることがわかった。また、添加したヒスタミン量の当量以上の酸素減少が観察され、検出限界が1x10^<-5>Mである酸素電極を下地電極としてセンサでありながら、1x10^<-6>Mのヒスタミンを検出することができた。またヒスタミンと同様な補酵素作用をヒスチジンも示すことがわかり、イミダゾール環を有する化合物に対し極めて特異性の高いバイオセンサが作製できることが明らかとなった。通常の酸化酵素反応は酵素量を増加させればさせるほど酸素消費速度が増大するが、本研究で見いだされたヒスタミン応答はアスコルビン酸濃度を一定にして実験を行うとある酵素量以上では逆に応答が減少することが確認された。これはアロステリックな作用で酵素活性部位が変化していることを示唆するものであり、ヒスタミン応答を発現する酵素1分子あたりに結合しているアスコルビン酸の分子数が限定されているものと考えられる。銅を含有するモノアミンオキシダーゼ(MAO)とジアミンオキシダーゼ(DAO)が弱アルカリ性でヒスタミンやヒスチジンなどのイミダゾール環を有するアミン化合物を捕酵素として認識し、アスコルピン酸オキシダーゼ活性を発現することを明らかにした。そしてこの反応においてアスコルビン酸はモノデヒドロアスコルビン酸を経由してデヒドロアスコルビン酸になり、ミハエリスーメンテン速度式に基質として従う(Km=0.62mM)ことがわかり、酸素は過酸化水素になることが判明した。

この反応においてヒスタミンは捕酵素として機能するのでアスコルビン酸消費量が増幅され高感度バイオセンサー加えたヒスタミン量と酸素減少量は比例関係にあり、MAO固定膜を酸素電極に装着した電極が3x10^<-6>M-1x10^<-3>Mのヒスタミンの濃度の測定用バイオセンサとして極めて有用であることが判明した。またMAOやDAOを固定化したガラスビーズを酵素増幅リアクターとして用いるフローインジェクションシステムでバッチ式と同様にヒスタミンのセンシングが可能であり、ヒスタミンの抗体を添加することにより、高感度とは言えないものの新しい原理に基づく抗体のセンシングが可能であることが明らかとなった。なお、銅を含有する他のオキシダーゼについても中心金属に対するヒスタミンの配位効果が観察され、酵素の特異性の転換が生じることがわかり、アミン化合物のセンシングへの応用が期待できることが分かったことも本研究における成果であるといえる。
慢性的なストレス負荷による新たなミクログリア作動原理の解明

慢性疲労症候群(CFS)や線維筋痛症(FM)などのモデル動物を用いて、病的疼痛の分子メカニズム、特にミクログリアの関与を明らかにすることをめざした。これらの慢性ストレスモデルでは末梢組織の明らかな炎症や損傷は見られないが、中枢の脊髄後角においてミクログリアの増殖と活性化が認められた。CFSモデルにおいてミクログリアの活性化を抑制すると病的な疼痛は抑制された。脊髄後角のミクログリア活性化の領域は固有感覚の入力部位に一致していること、抗重力筋や脊髄神経節の検索から、固有感覚の慢性的な過剰刺激がこれらの疾患の引金になっている可能性が示唆された。慢性疲労症候群(CFS)や線維筋痛症(FM)のモデル動物における疼痛発症の分子メカニズムを明らかにすることをめざした。そのため、末梢、後根神経節、後角、視床などの感覚の伝導路における分子発現や神経細胞とグリアの形態変化などを解析した。痛覚異常の検定のために用いる下肢には特に炎症や損傷は認められなかった。L5の後根神経節の一部の細胞にATF3の発現が認められた。また、後角には多くのミクログリアの集積が認められた。一方、視床のVPLにはそのような変化は認められなかった。末梢の炎症や障害がないことを確かめるために血中の炎症マーカや組織傷害マーカーを用いたが炎症などを示す結果は得られなかった。このことから、本モデルでは末梢の炎症や損傷が生じないが、脊髄の後角や後根神経節になんらかの刺激が入っていることが示唆された。また、後根神経節で神経障害マーカーとなるATF3陽性細胞が少数みられ、これらの細胞は比較的大型の触圧覚や固有感覚に関連する細胞であると考えられた。次年度の課題として、この細胞の機能を明らかにする必要がある。また、CFSモデルではストレス負荷が5日を越えると前角の一部にもミクログリアの集積が見られた。またこの活性型ミクログリア近傍の運動ニューロンの一部にはATF3の発現が観察された。以上より、CFSやFMのモデル動物における疼痛の発症は、末梢に炎症や傷害ではなく、中枢のミクログリアが関係していることが強く示唆され、さらに運動機能との関連も示唆された。慢性ストレス負荷による疼痛発症の仕組みを解明するために3つの異なる慢性ストレスモデルを用いて検討した。慢性疲労モデルと考えられているLow Water Level Stage (LWS)動物モデル、線維筋痛症モデルとして知られるRepetitive Cold Stress (RCS)動物モデル、レゼルピンによる線維筋痛症動物モデル、の3つのモデルを用いて、疼痛の発生を検討した。LWSモデルでは5日間の慢性ストレス負荷によりアロディニアや筋の圧痛が生じた。また、RCSモデルにおいてもアロディニアや筋の圧痛が認められた。さらにレゼルピンを投与するモデルにおいても慢性的な疼痛が生じた。これらのいずれのモデル動物でも末梢組織の炎症や神経の物理的損傷は認めらない。しかし、これらの動物には全て病的な疼痛が生じている。そこで脊髄を観察した所、いずれのモデル動物においても脊髄後角に活性化したミクログリアの集積が認められた。このことは、ストレスの負荷方法によらず慢性的なストレスが、脊髄のミクログリア活性化につながっていることを示す。慢性ストレス下でのミクログリア活性化の原因を明らかにするために、LWSモデルラットを用いて解析を進めた。ミクログリアの活性化をミノサイクリンで抑制すると疼痛を抑制することが出来た。このことから脊髄のミクログリアが疼痛の原因であると結論づけられた。また、その慢性疲労モデルでは固有感覚の過剰慢性刺激が引金になって脊髄後角のミクログリアが活性化している可能性が示唆された。固有感覚神経が損傷まで至らない過剰な興奮により、損傷閾値を越えない過活動が生じることが一つの原因となっている可能性が見えてきた。この他に、下降性疼痛抑制系の異常や交感神経の関与による、脊髄後角でのミクログリアの活性化が示唆されたが、さらなる解析が必要である。神経解剖学25年度実施予定だった項目は前述のようにほとんど解析が終了し、何らかの結論が得られた。これにより初年度に予定していた末梢から中枢に至る各領域での神経細胞の活性化やグリアの活性化の検索は概ね終了した。特に、末梢での炎症や傷害については血液検査や組織検査、PCRなどの各種手法を用いて、明らかな異常が認められなかった。このことは、CFSやFMの病態を考える上で好ましい結果であり、26年度の研究予定内容にうまく繋ぐことができる。また、脊髄レベルではグリアの活性化が認められたが、延髄以上のレベルでは特にグリアの明らかな異常は認められなかった。

この点につては、中枢の中でも視床下部や視床以外の領域に何らかの変化が生じている可能性を排除できないので、次年度にさらに検討を加える。26年度の研究は、当初の予定通りに進める予定である。特に中枢でのグリア応答が一部の腰髄の後角内側領域に限局する理由、さらに後根神経節の一部ニューロンとの関連、またごく一部の前角ニューロンでのグリアの活性化などの原因の解明を中心に研究を推進する。本年度の実支出額のうち86,255円の物品費が当初の予定より少なくなった。これは、研究の過程で試薬1件分の使用が次年度に必要となったためである。次年度に繰り越した86,255円は次年度の物品費と合わせて、試薬を購入する予定である。
ナノメーター空間配置制御による軸系ダイニンの協働性の創出

真核細胞の鞭毛の浪打ち運動は規則的に配置したダイニン分子の時間的・空間的の協働性によって行われているが、その波形形成機構はまだわかっていない。鞭毛運動の理解のためには、この協働性発現の仕組みを探ることが必須の課題である。本研究ではナノメートルレベルで人工的に規則的にダイニンを配置し、ダイニンという素子の協働性が発現する条件を探ることを目的とした。本年度はX線回折像から鞭毛内のダイニンの配置と構造変化の解析と協働性素子として配置するためのダイニン分子の機能の詳細な測定を行った。まず鞭毛内のダイニンの配置を調べるために、高輝度放射光施設SPring-8にて軸糸のX線回折像を得た。精製軸糸を流動配向させる系を用いて、野生株とさまざまな軸糸構成要素欠損株との回折像の比較から、ダイニンを含む軸糸構成要素の回折像の反射への寄与を同定できた。さらに、カルシウムイオンを添加した軸糸と添加しない軸糸の回折像の比較を行い、外腕ダイニン由来の反射とラジアルスポーク由来の反射がカルシウムの有無によりその構造周期を変えていることを初めて明らかにした。次に、鞭毛運動の制御機構にかかわるダイニンfに着目し、その二つのモーターユニットαとβそれぞれの生化学的特性を調べた。2つのユニットは異なる酵素活性や微小管滑り運動能を持ち、さらにそれぞれのユニットが異なるメカニズムで外腕ダイニンの活性を制御しているという新たな機能が示唆された。さらにダイニンfの運動の単一分子レベルでの詳細な測定を行った。レーザー光を用いた光計測技術により、状況に応じて運動の方向や速度を変えるというダイニン分子の特徴的な運動を捉えた。本研究は鞭毛運動発生機構の理解の基礎を提供するものであり、また、ダイニンの動作機構の解明にも大きく貢献することが期待される。将来、これらのデータを基にバイオナノマシンが完成すれば、ナノテクノロジー分野において幅広い応用が考えられる。
メディアにおける感性情報の抽出・表現

感性情報を含むメディアとして、本重点領域研究は画像メディアと音響メディアに限定している。さらにB班では、視覚・聴覚のなかでも画像と音楽に絞って、研究を進めてきた。画像メディアにおいては、「視覚入力系とモノの見え方」、「配色および形状のデザイン」、「自然らしさの映像実現」、「絵画における色と描画技法」、「絵画の印象」、「似顔絵」、音楽メディアにおいては「人間らしさの実現とメディアパートナー」、「聴き方の分析」、「間の感性」、「ジェスチャーと感性」メディアの共通性として「感性情報の物理構造と生理的効果」、「音楽と映像の相互作用」が挙げられる。メディアを画像と音楽に限定したとは言え、相当に広範囲な領域をカバーしてきた。ここで、平成6年度の重点領域研究として、B班の計画班メンバーがどのような研究テーマに取り組んできたかを、班会議で発表されたテーマで記載する。・井口征士(大阪大学基礎工学部システム工学科):メディアにおける感性情報の抽出・表現-音楽における感性情報処理-・太田友一(筑波大学電子情報工学系):2枚の顔写真からの任意方向の顔画像の生成・石塚満(東京大学工学部電子情報工学科):顔、目、耳、口を持つ擬人化エージェントによるヒューマンインタフェース・松山隆司(岡山大学工学部情報工学科):累積淘汰に基づく領域形状デザイン・深田芳郎(帝京大学文学部):視野制限の2つのモードにおける画像の見えかた・相場覚(文部省放送教育開発センター):メディアにおける感性情報の抽出・表現-仮現運動によるアプローチ非論理的、主観的、多義的、状況依存的、矛盾許容的と言われる感性情報は、学術的成果を明確にすることが困難であると心配されたが、対象となるメディアを限定することにより、具体的かつ有用なアプローチが実現できた。・平成4年6月16日(火)東京大学工学部(東京都文京区)・平成4年9月3日(木)(財)イメージ情報科学研究所(大阪市北区)岩宮眞一郎(九州芸工大)「AVメディアによる視覚と聴覚の相互作用」、輿水大和(中京大)「似顔絵生成システム開発による認知的ビジョンの研究」・平成4年12月16日(水)17日(木)KKR稲取(静岡県稲取町)石塚満(東大)「ビジュアル・ソフトウェアエージェントと並列ビジュアル・コンピューティングシステム」、大田友一(筑波大)「多様性を持つ顔画像解析システム」、大照完(早大)「感性空間と物理空間インタフェース」、大串健吾(京都芸大)「ピアノ演奏における感性情報と物理情報」・平成5年3月16日(火)東京ガーデンパレスホテル(東京都文京区)相場覚(北大)「メディアにおける感性情報の抽出・表現」、高橋成子(京都芸大)「絵画技法の知覚的効果と感性表現の研究」、八村広三郎(京大)「絵画における感性情報の抽出と表現」、中村敏枝(阪大)「メディアにおける“間(ま)"の心理学的研究」、谷内田正彦(阪大)「快適空間を構成する要素の発見とその構築」以上の班会議および、以下の本重点領域全体会議・平成4年6月16日(火)東京大学工学部(東京都文京区)・平成4年11月24日(火)国際文化会館(東京都港区)「感性情報」公開シンポジウム・平成5年1月28日(木)29日(金)大阪国際交流センタ(大阪市天王寺区)において、当該研究課題につき討論した。以上の会合および各所属機関で、映像や音響メディアに含まれる知的要素と感性的要素の分離・抽出を行なった。情報学的には、メディア情報処理の立場から多角的情報の統合による感性情報の表現、処理方式を実現した。・平成5年7月21日(水)放送教育開発センター(千葉市美浜区)大橋力(放送教育開発センター)「視聴覚メディアがつくる感性情報の物理構造分析とその表現効果の評価」、土肥浩(東大)「ヒューマンインタフェースのための擬人化エージェント動画像の実時間生成」、三浦佳世(樟蔭女子短大)「『時間』表現の『空間』構造」、放送教育開発センター内見学・平成5年9月24日千里ライフサイエンスセンター(豊中市新千里東町)深田芳郎(帝京大)「運動系からの感性情報のアクセス」、大串健吾(京都市芸大)「音楽演奏における感性情報の抽出と分析」、高橋成子(京都市芸大)「絵画技法の知覚的効果と感性表現の研究」・平成6年1月12日(水)名古屋ヒルトンホテル(名古屋市中区)橋本周司(早大)「ジェスチャーからの感性情報抽出と演奏制御」、中村敏枝(阪大)「メディアにおける“間(ま)"の心理学的研究」、八村広三郎(京大)「絵画における感性情報の抽出と表現」、大田友一(筑波大)「メディアにおける感性情報の抽出・表現」、輿水大和(中京大)「似顔絵生成システム開発による認知的ビジョンの研究」以上の班会議および、以下の本重点領域全体会議・平成5年6月2日(水)北海道大学学術交流会館(札幌市北区):第1回全体会議佐藤宏介(阪大)「イラスト画芸術と感性-定量絵画学-」・平成5年11月20日(土)スフィアMEX(東京都品川区):公開シンポジウム松山隆司(岡山大)「情報科学から感性情報処理へ」・平成6年1月27日(木)KKR大阪(大阪市中区):第2回全体会議

橋本周司(早大)、高橋成子(京都市芸大)、中村敏江(阪大)、石塚満(東大)、大田友一(筑波大)、輿水大和(中京大)において、当該研究課題につき討論した。以上の会合および各所属機関で、映像や音響メディアに含まれる知的要素と感性的要素の分離・抽出を行なった。情報学的には、メディア情報処理の立場から多角的情報の統合による感性情報の表現、処理方式を実現した。感性情報を含むメディアとして、本重点領域研究は画像メディアと音響メディアに限定している。さらにB班では、視覚・聴覚のなかでも画像と音楽に絞って、研究を進めてきた。画像メディアにおいては、「視覚入力系とモノの見え方」、「配色および形状のデザイン」、「自然らしさの映像実現」、「絵画における色と描画技法」、「絵画の印象」、「似顔絵」、音楽メディアにおいては「人間らしさの実現とメディアパートナー」、「聴き方の分析」、「間の感性」、「ジェスチャーと感性」メディアの共通性として「感性情報の物理構造と生理的効果」、「音楽と映像の相互作用」が挙げられる。メディアを画像と音楽に限定したとは言え、相当に広範囲な領域をカバーしてきた。ここで、平成6年度の重点領域研究として、B班の計画班メンバーがどのような研究テーマに取り組んできたかを、班会議で発表されたテーマで記載する。・井口征士(大阪大学基礎工学部システム工学科):メディアにおける感性情報の抽出・表現-音楽における感性情報処理-・太田友一(筑波大学電子情報工学系):2枚の顔写真からの任意方向の顔画像の生成・石塚満(東京大学工学部電子情報工学科):顔、目、耳、口を持つ擬人化エージェントによるヒューマンインタフェース・松山隆司(岡山大学工学部情報工学科):累積淘汰に基づく領域形状デザイン・深田芳郎(帝京大学文学部):視野制限の2つのモードにおける画像の見えかた・相場覚(文部省放送教育開発センター):メディアにおける感性情報の抽出・表現-仮現運動によるアプローチ非論理的、主観的、多義的、状況依存的、矛盾許容的と言われる感性情報は、学術的成果を明確にすることが困難であると心配されたが、対象となるメディアを限定することにより、具体的かつ有用なアプローチが実現できた。
水産資源の加入量変動要因の解明および予測モデルの開発

水産資源の加入量および資源量の推定精度を向上させるためのモデル開発・解析に取り組んだ。ゼロデータを含む2段階の解析手法であるdelta GLMと魚類の時空間分布の海区層化を自動的に行うGLM-treeを統合したモデル"delta-GLM-tree"を開発した。この手法を北太平洋の中層トロール調査のデータを使用し、マサバ太平洋系群の加入量指数の標準化を行った。その結果、2013年以降に卓越年級が発生し、その際には北緯160度付近の密度が増加することが明らかになった。また、時空間分布の解析に使用されることの多いGAMに比べて、delta-GLM-treeの方が加入個体の漁獲率の予測精度が向上することが示された。次に、このdelta-GLM-treeで得られた資源量指数と、年齢別漁獲尾数を使用した2種類のコホート解析を行った。ひとつは、これまでの資源評価モデルであるridge VPA (virtual population analysis)で、もう一つのコホート解析は、状態空間資源評価モデル(state-space assessment model)である。これら2つを比較した結果、マサバ太平洋の資源量や加入量推定の不確実性が大きく減少することが明らかになった。さらに、ランダム効果で時空間分布を推定するVAST (vector autoregressive spatio-temporal model)を使用し、マサバの産卵量データから産卵場の変遷について解析した。その結果、産卵期の延長が生じ、水温上昇の影響により、57月において産卵場が北上していることが明らかになった。これは、気候変動がマサバの加入量に影響する可能性を示している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。水産資源の加入量推定の予測精度を高めるためのモデル開発・解析に取り組んだ。まず、トロール調査のデータを使用し、マサバ太平洋系群の加入量指数の標準化を行った。その結果、卓越年級の発生時には、北緯160度付近の密度が増加することが明らかになった。一方、生物の分布と密度の関係を表すTaylorのべき乗測を計算したところ、係数の推定値は期間を通じて一定であった。次に、スパース推定法を応用したコホート解析(ridge virtual population analysis)を用いて、マサバ太平洋系群の資源評価を行った結果、加入量推定値と加入量指数の間に、hyperdepletionと呼ばれる関係が見られることが明らかになった。さらに、コホート解析を状態空間モデルに発展させたモデル(state-space assessment model)の解析を行った。このモデルは、1.過程誤差と観察誤差を分離できる(特に年齢別漁獲尾数の誤差を考慮できる)、2.再生産関係を推定できる、3.選択率の変動を推定できるといった点が特徴である。このモデルをマサバ太平洋系群に適用した結果、再生産関係の残差に自己回帰モデルを当てはめることによって、加入の予測精度が向上することが示唆された。また、加入量変動に大きく影響すると考えられるレジームシフトに関する解析も行った。スルメイカを対象に、単純に再生産関係を当てはめた場合と親魚量の推定誤差を考慮した場合(変数誤差モデル)で、レジームの有無・再生産関係を比較した。その結果、変数誤差モデルを適用すると、レジームシフトの可能性が減少し、親魚量と加入量の関係が明確になることが示された。さらに、数理モデルを用いて、1種ではなく複数種に注目することでレジームシフトの予測や管理が効果的に行えることを提案し、その成果を総説論文として国際科学誌に発表した。生物資源や生態系の変動要因のひとつであるレジームシフトについて、その予測と管理を効果的に行うための理論的枠組みを構築し、その成果を総説論文としてEcological Indicators誌に発表済みである。従来の資源評価モデルを拡張し、加入量及び資源量推定値の精度向上に取り組んだ成果については、すでに学会やシンポジウムで発表を行っており、現在論文を投稿中である。また、マサバ太平洋系群を対象に、加入量指標の標準化を行った研究と、コホート解析を用いて資源量評価を行った研究については、一部学会発表を行っており、現在論文を執筆中である。さらに、従来の資源評価モデルよりも推定精度の向上が期待できるモデル(state-space assessment model)の開発に着手し、すでに試算結果は得られている。また、スルメイカのレジームシフトと最大持続可能漁獲量に関する問題に取り組み、加入量の推定および予測精度を向上させる手法を開発した。この成果について、学会発表を行った。

ひとつは、これまでの資源評価モデルであるridge VPA (virtual population analysis)で、もう一つのコホート解析は、状態空間資源評価モデル(state-space assessment model)である。これら2つを比較した結果、マサバ太平洋の資源量や加入量推定の不確実性が大きく減少することが明らかになった。さらに、ランダム効果で時空間分布を推定するVAST (vector autoregressive spatio-temporal model)を使用し、マサバの産卵量データから産卵場の変遷について解析した。その結果、産卵期の延長が生じ、水温上昇の影響により、57月において産卵場が北上していることが明らかになった。これは、気候変動がマサバの加入量に影響する可能性を示している。状態空間資源評価モデルの開発を進め、加入量および資源量予測精度の向上に努める。具体的には、モデル選択の手法を開発し、加入量または再生産関係に環境影響や自己相関を考慮する。このモデルを、年齢別情報が利用可能な日本の複数資源に適用し、メタ解析を行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
真核生物遺伝子の転写制御機構

平成2年3月を以って終了した重点領域研究(1)「真核生物遺伝子の転写制御機構」のとりまとめを行なった。本研究は、現代分子生物学の最重要課題の一つと考えられる「真核生物遺伝子の転写制御機構」を分子レベルで解明するため、遺伝子の転写に関わるDNAの一次構造の同定転写因子の同定と精製、これら因子と遺伝子との相互作用、遺伝子と蛋白質の相互作用の結果、構築される高次構造と転写機能との関係などを解折して、転写制御機構を解明することを目指した。この問題の内容の深さからして研究は今なおその途上にあるが、この3年間の展開としては、十分その当初の目的を達成し得たと考えられる。それは、各研究者の一流国際誌への多数の発表によっても裏付けられよう。本研究の成果をわが国内外の諸界に報告しその意義を評価願うため、この3年間に国際誌に発表した英文論文の中から特に価値のあるもの約70編を選んで編集し、且つ班員のこの研究に関連した文献のBibliographyを加えて、“Transcription Regulation Mechanisms in Eukaryotic Genes"と題して300部程印刷し、国の内外に配布することとした。現在その編集作業はすべて終わり、印刷に入っており、近く出来る予定である。この企画、編集のため上記研究者を中心として東京,京都,岡崎において合計3回に亘って会合を持った。予算は印刷費が80%を占め、他は各文献の原出版社への版権使用料の支払い、会合費および完成した本の送料に当てられる。送り先は国内の関連学会の主要なメンバ-をはじめ、関連官庁、産業界、そして更に諸外国(主として欧米)の関連学会,大学,研究所および関連官庁をも考えている。
VEGF-Bシグナルを介した肝細胞による脂肪酸取り込み機序の解明

VEGF-Bは脂肪酸トランスポーターの発現を誘導し、細胞内への脂肪酸取り込みを促進することが知られている。そのため、VEGF-Bは異所性脂肪蓄積に対する新たな治療標的として有望視されている。本研究は、非アルコール性脂肪肝疾患(NAFLD)におけるVEGF-Bの病態生理学的機能を明らかにすることを目的とした。前年度までに、既存の胃潰瘍・十二指腸潰瘍治療薬であるランソプラゾールを肝がん細胞株HepG2およびHep3Bに処理すると、VEGF-B発現量が減少することを見出した。また、VEGF-Bの類似機能を持つ複数の脂肪酸トランスポーターの発現量も減少していた。平成30年度は、ランソプラゾールが肝細胞の脂肪蓄積に対する効果を検証した。HepG2およびHep3Bにランソプラゾールを処理した時の細胞内への蛍光標識脂肪酸の取り込み量を測定したが、脂肪酸の取り込みには変化がみられず、一方でLDLコレステロールの取り込みが増加していた。実際にランソプラゾールによってコレステロール代謝を制御する転写因子LXRが活性化されており、LXR下流遺伝子群の発現量が増加していることを見出した。しかし、ランソプラゾールによるLXR活性化とVEGF-B抑制効果との関連は研究期間内には明らかにできなかった。近年、LXRはコレステロール代謝調節のほか、炎症抑制など様々な機能を有することが報告されており、今後は肝細胞の脂肪酸取り込みだけでなく、脂質全体の動態と炎症応答因子の発現変動を解析する必要がある。VEGF-Bは2型糖尿病や異所性脂肪蓄積に対する新たな治療標的として有望視されている。本研究計画では、肝細胞に発現するVEGF-Bが脂肪酸取り込みを促進し、脂肪肝進展因子として非アルコール性脂肪肝(NAFLD)への病態形成に関与していることを明らかにする。本年度に実施した研究成果は以下のとおりである。肝がん細胞株HepG2およびHep3Bを用いて、既存の胃潰瘍・十二指腸潰瘍治療薬であるランソプラゾールがVEGF-Bの発現量を減少させることを明らかにした。さらに、アシルCoA変換酵素であるAcsl1、脂肪酸合成酵素であるFas、脂肪酸のde novo合成に関わるAcc1といった脂肪酸代謝関連因子の発現量変動も検出できた。これらの発現変動は他の胃潰瘍・十二指腸潰瘍治療薬であるオメプラゾールでは見られなかった。つまり、これらランソプラゾール処理による脂肪酸代謝関連因子の発現変動は、プロトンポンプ阻害機能以外のまったく新しいメカニズムによるものであると考えられる。今後は肝細胞におけるランソプラゾールの脂肪代謝変動メカニズムを明らかにするとともに、VEGF-Bによる脂質輸送・脂質代謝機能の生理学的意義の解明に着手する。平成29年度に予定していたほとんどすべての研究課題を達成できた。研究課題の今後の推進方策については、当初の予定通り、肝細胞株を用いてVEGF-Bシグナルを遮断した際の脂肪酸代謝変動を明らかにする。それに並行してメタボリックシンドロームを背景に脂肪肝を発症するSTAMラットを確立する。その後、細胞レベルでのVEGF-B抑制効果を実証したランソプラゾールをSTAMラットに投与して慢性肝疾患への効果を検証する。学会参加のための旅費が予定よりも抑えられたことで次年度使用額が生じた。差額は次年度の旅費として使用する。
予後予測のための分子マーカーの探索研究

進行大腸癌の術後の予後を予測し、切除不能進行再発大腸癌の抗がん剤感受性を予測する遺伝子セットを抽出するために、進行大腸癌の腫瘍組織からRNAを抽出し網羅的遺伝子発現を行った。進行大腸癌の遺伝子発現プロファイルはunsupervised解析による3つの大きなクラスターに分類されることを発見した。この3つのクラスターは大腸癌の標準化学療法に対する感受性が異なることは判明した。現在、supervised解析で各抗がん剤(投与法)に相関する遺伝子セットの統計学的な方法での抽出を試みている。大腸癌(結腸・直腸癌)はわが国における癌の死亡者数の第3位(であり、2015年にはさらに増加すると予測される。臨床病期(進行度)がII期III期の進行大腸癌場合は所属リンパ節郭清を3群まで行なっても一定の割合で再発するため術後補助化学療法と、さらに切除不能例や再発例に対する化学療法の治療成績向上が重要である。しかし、術後補助化学療法により真に恩恵を受ける(予後が改善する)患者は全体の約30%程度(あるいはそれ以下)と考えられ、真に補助化学療法が必要な患者を層別化する分子マーカーの開発が必要である。そこで本研究は、第1に腫瘍の分子解析により進行大腸癌(II期III期)の術後に予後を予測する分子マーカーを開発すること目的にする。DNAマイクロアレイ解析により、新たにがんの再発・予後を予測する発現プロファイルを同定し、進行大腸癌(II期III期)予後を予測しうるかについて後向き研究を開始した。第2に、切除不能進行・再発大腸癌に対する化学療法に対する抗がん剤感受性予測について分子マーカーを探索すること目的にする。前向き研究「T-CORE O801EGFR陽性の治癒切除不能な進行・再発の結腸・直腸癌に対するCetuximabおよび塩酸イリノテカン併用療法のKRAS変異有無による有効性・安全性の検討」(学内倫理委員会承認、UMIN-CTR登録UMIN000001668)を新たに計画して2009年から登録開始、抗EGFR抗体セツキシマブ(+塩酸イリノテカン)の奏効率、無増悪生存に関する感受性を予測するEGFR, RAS-MAPK, PI3K-AKT経路の遺伝子変異の包括的変異解析を行っている。大腸癌(結腸・直腸癌)はわが国における癌の死亡者数の第3位であり、2015年にはさらに増加すると予測される。DNAマイクロアレイ解析により、新たにがんの再発・予後を予測する発現プロファイルを同定し、進行大腸癌(II期III期)予後を予測しうるかについて、パラフィン包埋組織を材料にした遺伝子発現解析法を習得して後向き研究を継続的に実施した。前向き研究「T-CORE 0801EGFR陽性の治癒切除不能な進行・再発の結腸・直腸癌に対するCetuximabおよび塩酸イリノテカン併用療法のKRAS変異有無による有効性・安全性の検討」(学内倫理委員会承認、UMIN-CTR登録UMIN000001668)の症例登録を終了(43例)し、抗EGFR抗体セツキシマブ(+塩酸イリノテカン)の奏効率、無増悪生存に関する感受性を予測するEGFR,RAS-MAPK,PI3K-AKT経路の遺伝子変異の包括的変異解析を実施中である。大腸癌はわが国における癌の死亡者数の第3位であり、2015年にはさらに増加(約66,000人)すると予測される。臨床病期がII期III期の進行大腸癌場合は所属リンパ節郭清を3群まで行なっても一定の割合で再発するため術後補助化学療法と、さらに切除不能例や再発例に対する化学療法の治療成績向上が重要である。最近では、進行大腸癌(II期III期)の術後補助化学療法の半年間の投与が手術単独群と比較して再発率を僅かながら(しかし有意に)低下させ3-5年生存率を改善することが臨床第3相試験(無作為比較試験)で明らかにされている。

そこで本研究は、第1に腫瘍の分子解析により進行大腸癌(II期III期)の術後に予後を予測する分子マーカーを開発すること目的にする。第2に、切除不能進行・再発大腸癌に対する化学療法に対する抗がん剤感受性予測について分子マーカーを探索すること目的にする。平成22年度はDNAマイクロアレイ解析により、進行大腸癌がunsupervised analysisで大きく3つのクラスターに層別化されることを発見した。このクラスターは明らかに無増悪生存や全生存に差があり、この中から新たにがんの再発・予後を予測する発現プロファイルを同定し、進行大腸癌予後を予測しうるか後向き研究を行った。また、T-CORE0702切除不能結腸・直腸癌に対するFOLFIRI+bevacizumab併用療法とIRIS+bevacizumab併用療法の安全性確認試験」の抱き合わせ研究として、イリノテカンを含む化学療法の奏効率、無増悪生存に関する感受性を予測する遺伝子セットを抽出している。
量子色力学における高次効果と計算手法の新展開

本研究計画では、素粒子の標準模型の中で強い相互作用に対する量子色力学(QCD)の摂動論に基づいて、その高次効果を従来のNLO(Next-to-leading Order)の近似から一歩進めて、NNLO(Next-to-next-to-leading Order)の精度で計算する手法について研究を遂行した。特にQCDの摂動論で計算可能な仮想光子構造関数について世界で初めてNNLOの精度の計算を実行し、同時に標的質量効果ならびに重クォーク質量効果を解析した。本研究計画では、強い相互作用の基礎理論である量子色力学(QCD)の摂動論の高次効果を従来のNLO(Next-to-leading Order)の近似からさらに一歩進めて、NNLO(Next-to-next-to-leading Order)の精度で検討し,その新たな計算手法を開発・発展させることを目的とする。標準模型の確立にとっては、素粒子の質量を説明するヒッグズ粒子を実験で発見することが重要な課題である。2007年にCERNで稼働を始める陽子・陽子衝突型加速器、LHCはこの粒子の発見を超対称性の探索と並ぶ大きな目標の1つに設定している。この過程では、強い相互作用の効果をQCDに基づいて正しく評価することがきわめて重要となる。一方、近い将来に計画されている電子・陽電子衝突型線形加速器、ILCにおいてはさらに標準模型およびその超対称化版の精密な検証の実験が計画されており、ここでもトップクォークやヒッグズ粒子の生成断面積・崩壊幅等の精密な評価にQCDの高次効果の理論的研究が重要となる。当該研究計画の初年度である平成18年度は、これまで数年間にわたって行ってきた、ILCで測定可能な仮想光子の偏極構造関数について、QCDでの高次輻射補正をNNLOのオーダーで求める研究を行った。特に、横浜国大の佐々木賢氏らとの共同研究により、g_1^γの1次のモーメントに対するNNLOでのQCD高次効果を求めることに成功した。また、この偏極光子構造関数について、実光子から仮想光子への移り変わりをNLOの近似で調べた。これらにつき論文を発表すると共に、2006年9月にオーストリアのオーバーベルツで開催されたQCDに関する国際会議で発表した。一方最近、QCDの摂動計算でツイスターとよばれるスピノルを用いた、2体からn体へのいわゆる多粒子散乱振幅の計算に関心が持たれている。外線の全てのグルーオンのヘリシティが正の振幅について、自己双対ヤン・ミルズ場を用いて1ループの解析を行い、その中間的結果について2007年春の物理学会で報告した。また2007年3月には、QCDの最近の成果につき、KEKおよび海外からの研究者を交えて京都で研究会を開催した。計画の遂行にあたっては、横浜国大・KEKの研究者との研究交流が有益・不可欠であった。2008年にCERNで稼働を始める陽子・陽子衝突型加速器、LHCは標準模型の確立にとって必須のヒッグズ粒子の発見を大きな目標の1つに設定しており、この過程では強い相互作用の効果をQCDに基づいて正しく評価することがきわめて重要となる。当該研究計画の第二年度である平成19年度は、これまで数年間にわたって行ってきた、仮想光子の偏極構造関数に加えて非偏極の構造関数を、QCDでの高次輻射補正に基づきNNLOのオーダーで求める研究を行った。特に、横浜国大の佐々木賢氏らとの共同研究により、NNLOでのQCD高次効果を計算することに成功した。また、この光子構造関数について、標的仮想光子の質量の効果をNNLOの近似の精度で調べた。これらにつき論文を発表すると共に、2007年10月にイタリアのフィレンツェにあるガリレオ・ガリレイ理論物理学研究所で開催された「輻射補正に関する国際会議」(RADCOR2007)で発表した。また2008年3月に開催の日本物理学会で、これらの成果につき、共同研究者から報告した。

本研究計画では、強い相互作用の基礎理論である量子色力学(QCD)の摂動論の高次効果を従来のNLO (Next-to-leading Order)の近似からさらに一歩進めて、NNLO (Next-to-next-to-leading Order)の精度で検討し,その新たな計算手法を開発・発展させることを目的とする。2008年秋にCERNで稼働を始めた陽子・陽子衝突型加速器、LHCは標準模型の確立にとって必須のヒッグズ粒子の発見を大きな目標の1つに設定しており、この過程では強い相互作用の効果をQCDに基づいて正しく評価することがきわめて重要となる。一方、近い将来に計画されている電子・陽電子衝突型線形加速器、ILCにおいてはさらに標準模型およびその超対称化版の精密な検証の実験が計画されており、ここでもトップクォークやヒッグズ粒子の生成断面積・崩壊幅等の精密な評価にQCDの高次効果の理論的研究が重要となる。当該研究計画の最終年度である平成20年度は、これまで数年間にわたって行ってきた、仮想光子の構造関数について、重クォークの質量効果を取り込んだ、QCDでのNLOのオーダーでの高次補正を求める研究を行った。また、横浜国大の佐々木賢氏らとの共同研究によりNNLOでのQCD高次効果を取り入れた仮想光子中のパートン分布を得ることに成功した。これらにつき論文を発表すると共に、2009年9月にフランスのアヌシーの研究所(LAPTH)を訪問し、研究室でセミナーを行うと共に、当該分野の研究者と研究討論を行った。また2009年3月に立教大学で開催の日本物理学会で、これらの成果につき、共同研究者から報告した。計画の遂行にあたっては、横浜国大・KEKの研究者との研究交流が有益・不可欠であった。
「煎茶会図録」および建築遺構による煎茶席の意匠的特質と設計手法に関する研究

前年度に引き続き、煎茶席遺構として、山口県萩市の旧毛利家別邸花江御殿(現長屋家)・花江茶亭(以上安政初頃)および山形県長井市の海老名家離座敷「団雪庵」(明治36年頃)を実測調査し、その実測図を作成するとともに、平面計画・寸法計画・意匠計画を分析した。また、近代和風住宅遺構として、前年度に引き続き、山形県柏倉家蔵座敷(明治41年)・細谷家蔵座敷(明治28年頃)・鈴木家蔵座敷(明治30年頃)・を実測調査し、その実測図を作成するとともに、平面計画・寸法計画・意匠計画を分析した。その結果、煎茶は東北地方にまで流行し、それにともなって、煎茶席の中国風意匠が明治期の近代和風住宅にも導入され、床柱や落掛・床框および床脇や付書院等の座敷飾の造作材に、唐木である檳榔や紫檀・黒檀・白檀等の使用(花江茶亭・柏倉家蔵座敷・細谷家蔵座敷・鈴木家蔵座敷)が流行したことを、遺構のうえから具体的に確認した。以上と前年度までに実施した一連の分析結果を総括し、煎茶席の意匠的特質とその設計手法を明らかにし、抹茶席との比較を行なったうえで、煎茶席が近代和風住宅に及ぼした影響とその歴史的・建築史的意義を考察した。国立国会図書館・東京都立中央図書館および煎茶家元高取友仙窟氏等において、煎茶会図録を中心に煎茶に関する文献史料を調査・収集した。そして、史料の書誌学的分析を行なったうえで、史料に掲載された各種煎茶席の挿図について、床・棚等の座敷飾りや、建具・窓・高欄等の意匠内容を中心に分析した。その結果、煎茶席の時代的特質として、19世紀初頭までは煎茶席としての建築的独自性を見出せないこと、文政以降に中国風意匠を導入した煎茶特有の建築空間が成立したこと、明治から大正期にかけて、京都・大阪・東京を中心に骨董商や香具商の先行追薦のための大煎茶会が開催され、書画展観席・盆栽陳列席・酒飯席など使用目的に合わせた単独の席が多数用意されたことなどを明らかにした。一方、煎茶席遺構として、京都の富岡鉄斎旧居内にある七畳煎茶席(江戸後期建設、明治中期改造)・無量寿仏堂(明治中期建設、大正期改造)、および大分県竹田市の旧竹田荘内にある主屋二階十畳(寛政2年建設)・草際吟舎(昭和8年復興)を実測調査し、その実測図を作成するとともに、平面計画・寸法計画・意匠計画を分析した。その結果、富岡鉄斎旧居においては、もともと瓦敷土間の離屋であった七畳煎茶席が真々制で平面寸法が計画されているのを除けば、近世住宅建築の設計手法である畳割や木割を基本とする寸法計画で設計されていることを明らかにした。また、旧竹田荘においても、同様の寸法計画であること、意匠計画では中国風意匠よりもむしろ数寄屋風意匠が用いられていること、そしてこれらの特色が昭和8年の改造および復興によるもので、当初の状態を必ずしも忠実に伝えていない可能性があることを明らかにした。前年度に引き続き、国立国会図書館・東京都立中央図書館・竹中大工道具館において、煎茶会図録を中心に煎茶に関する文献史料を調査・収集し、史料の書誌学的分析を行なったうえで、史料に掲載された各種煎茶席の挿図について、床・棚等の座敷飾りや、建具・窓・高欄等の意匠内容を分析した。一方、近代和風建築遺構として、金沢市の旧横山家住宅(現康楽寺仮殿、明治中期建設)、岩手県水沢市の高橋萬右衛門家住宅(明治21年建設)、長野県須坂市の田中本家住宅(明治中期建設)を実測調査し、その実測図を作成するとともに、平面計画・寸法計画・意匠計画を分析した。その結果、煎茶席と共通の意匠として、旧横山家住宅では、円窓・螺鈿細工・龍の天井絵などの中国風意匠や床柱の奇木の使用を確認した。

同様に、高橋萬右衛門家住宅では、中国への憧れをいだいた楼閣山水図の襖や龍の天井絵、障子や天井の中国風意匠の格子、床柱や落掛・床框などに唐木である檳榔や紫檀・黒檀・白檀等の使用、螺鈿細工区の原料である鮑の貝殻を骨材とした洗い出し壁を確認した。また、田中本家住宅でも、円窓・高欄を用いた開放的な室内意匠、床柱に唐木である檳榔の使用などを確認した。以上、本年度は、煎茶席と共通の意匠を持つ近代和風建築遺構を調査することによって、煎茶席意匠が、明治期近代和風住宅にまで広く普及していることを明らかにした。前年度に引き続き、煎茶席遺構として、彫刻家朝倉文夫が昭和3年から10年にかけて設計したアトリエ付きの自邸(現朝倉彫塑館)の1階「茶室」・2階「素心の間・次の間」・3階「朝陽の間・次の間」を実測調査し、その実測図を作成するとともに、平面計画・寸法計画・意匠計画を分析した。また、山口県萩市の旧毛利家別邸花江御殿(現長屋家)・花江茶亭(以上安政初頃)の現地調査および写真撮影を行なった。また、近代和風建築遺構として、前年度に引き続き、岩手県水沢市の高橋萬右衛門家住宅(明治21年建設)を実測調査し、その実測図を作成するとともに、新たに新潟県横越村の旧伊藤家住宅(現北方文化博物館、明治22年)、山形県柏倉家蔵座敷(明治41年)・細谷家蔵座敷(明治28年頃)・鈴木家蔵座敷(明治30年頃)・横尾家離れ座敷(明治30年頃)の現地調査および写真撮影を行なった。その結果、煎茶席の流行にともなって、龍の天井絵などの中国風意匠(花江御殿・高橋萬右衛門家住宅)、床柱や落掛・床框および床脇や付書院等の造作材に唐木である檳榔や紫檀・黒檀・白檀等の使用(朝倉文夫邸・花江茶亭・高橋萬右衛門家住宅・旧伊藤家住宅・柏倉家蔵座敷・細谷家蔵座敷・鈴木家蔵座敷・横尾家離れ座敷)、壁に螺鈿細工区の原料である鮑の貝殻(高橋萬右衛門家住宅・鈴木家蔵座敷)や瑪瑙の細粒(朝倉文夫邸)を骨材とした洗い出し壁を確認した。以上、本年度は、煎茶席遺構および煎茶席と共通の意匠を持つ近代和風建築遺構を調査することによって、煎茶席意匠が、明治期近代和風住宅にまで広く普及していることを明らかにした。前年度に引き続き、煎茶席遺構として、山口県萩市の旧毛利家別邸花江御殿(現長屋家)・花江茶亭(以下安政初頃)および山形県長井市の海老名家離座敷「団雪庵」(明治36年頃)を実測調査し、その実測図を作成するとともに、平面計画・寸法計画・意匠計画を分析した。また、近代和風住宅遺構として、前年度に引き続き、山形県柏倉家蔵座敷(明治41年)・細谷家蔵平面計画・寸法計画・意匠計画を分析した。その結果、煎茶は東北地方にまで流行し、それにともなって煎茶席の中国風意匠が明治期の近代和風住宅にも導入され、床柱や落掛・床框および床脇や付書院等の座敷飾の造作材に、唐木である檳榔や紫壇・黒壇・白檀等の使用(花江茶亭・柏倉家蔵座敷・細谷家蔵座敷・鈴木家蔵座敷)が流行したことを、遺構のうえから具体的に確認した。以上と前年度までに実施した一連の分析結果を総括し、煎茶席の意匠的特質とその設計手法を明らかにし、抹茶席との比較を行ったうえで、煎茶席が近代和風住宅に及ぼした影響とその歴史的・建築史的意義を考察した。
粒界偏析元素による巨大ひずみ加工組織の熱的安定化機構の解明

巨大ひずみ加工による種々の金属・合金の結晶粒超微細化と超高強度化が達成されているが、熱的に不安定であるという問題が残されている。本研究では、溶質元素の粒界偏析に着目し、粒界生成と偏析プロセスの最適化により実用温度での熱的安定性を担保する。そのため、溶質元素の転位・粒界への偏析の制御を加工熱処理プロセスにより行い、これらの現象が機械的性質と熱的安定性へ及ぼす影響を理解することで、「結晶粒超微細化による強化」と「合金元素による熱的安定性向上」の両者を最大限に活かした、高強度かつ高熱的安定性Al合金の開発を実現する。
硬質ウレタン添加鋼床版における衝撃応答と放射音に関する研究

本研究は,制振効果および騒音低減効巣に優れた硬質ウレタン添加鋼床板を開発することを目的として,鋼床版における局部振動および放射音に対する硬質ウレタン添加の影響について検討したものである。研究成果の概要は以下の通りである。1.基本的な構造要素である鋼平板に硬質ウレタンを添加した鋼・硬質ウレタン複合板を対象に,室内衝撃実験を行い,硬質ウレタンの減衰定数を推定するとともに硬質ウレタンの厚さと制振効果の関係を明らかにした。また,有限帯板法と有限プリズム法を併用した離散化モデルによるシミュレーション解析を行い,解析手法の有効性を把握した。2.鋼・硬質ウレタン複合板について.固有振動解析,定常応答解析を行い,局部振動特性ならびに鋼・硬質ウレタン複合構造の制振メカニズムを明らかにした。さらに,複合板表面の振動速度のパワーを求めることにより放射音の低減効果についても明らかにした。3.硬質ウレタン添加プレートガーダーについて,固有振動解析を行い,硬質ウレタンの変形が卓越するモードの分析を中心にその特性を明らかにした。また,硬質ウレタンの材料定数の影響についても検討し,硬質ウレタン独自の変形が卓越するモードが生じる振動数を明確にした。4.硬質ウレタン充填鋼箱桁に移動荷重が作用する場合について動的応答解析を行い,硬質ウレタンとの複合化が応答倍率に与える影響について検討した。本年度は,制振効果および騒音低減効果に優れた硬質ウレタン添加鋼床板を開発するための基礎データを得ることを目的として,基本的な構造要素と硬質ウレタンとの複合構造の振動特性について解析的および実験的に検討を行った。また,振動板から放射される騒音の音響場を解析するとともに騒音測定を行い,音響場の解析手法の妥当性についても検討した。得られた研究成果の概要は以下の通りである。1.基本的な構造要素である平板やプレートガーダーに硬質ウレタンを添加した複合構造について,有限帯板法と有限プリズム法を併用した離散化モデルによる解析を行い,これらの波動伝播特性,定常応答特性および衝撃応答特性を明らかにし,鋼・硬質ウレタン複合構造の制振メカニズムを明らかにした。2.鋼・硬質ウレタン複合平板を対象とした室内衝撃実験により,硬質ウレタンの減衰定数を推定するとともに硬質ウレタンの厚さによる制振効果の違いを明らかにした。3・鋼平板を対象として,振動板の周辺空間における音響場を解析するとともに,室内衝撃実験を行って振動板から放射される騒音測定を行い,音響場の解析手法の妥当性を検証した。来年度は,これらの成果を踏まえて,具体的な硬質ウレタン添加床版の衝撃応答特性および放射音特性について解析的・実験的に検討を行い,制振効果および騒音低減効果に優れた硬質ウレタン添加床版の開発を目指す。本年度は,昨年度の研究で得られた鋼・硬質ウレタン複合部材の局部振動特性および制振効果に関する基礎データを踏まえて,鋼・硬質ウレタン複合部材を低振動・低騒音化手法として実用化するための各種検討を行った。鋼・硬質ウレタン複合平板について,有限帯板法と有限プリズム法を併用した離散化モデルを用いて,固有振動解析および定常応答解析を行って振動の低減効果の検討を行った。さらに,複合板表面の振動速度のパワーを求めることにより放射音の低減効果についても検討した。また,移動荷重が作用する硬質ウレタン充填鋼箱桁についても動的応答解析を行い,硬質ウレタンとの複合化が応答倍率に与える影響について検討した。これらの研究によって得られた成果の概要は以下の通りである。1.鋼・硬質ウレタン複合平板の鋼板表面における振動速度および放射音の低減効果は,高次モードよりも低次モードで大きくなる。硬質ウレタン表面における振動速度および放射音の低減効果は,低次モードでは鋼板表面とほぼ一致するが,高次になると鋼板表面との差が大きくなり硬質ウレタンの変形が卓越するモードの存在によって低減効果はより顕著になる。2.鋼箱桁に硬質ウレタンを充填することにより,移動荷重によって生じる局部たわみ量は鋼箱桁の約1/31/10に低減される。また,局部振動に支配される高周波領域での位相速度は硬質ウレタンとの複合化によって大きくなり,通常の車両速度の範囲における最大応答倍率の増大は抑制される。
徒弟的左官技能継承からの脱却：熟達者の暗黙知に基づくクリーンな科学的継承法の確立

左官工における一連の技能獲得までには710年を要すると言われており、若手入職者が定着しない要因の一つである。一連の技能獲得までに長い年月が必要な主たる要因は、技能継承プロセスが徒弟的であり「見て覚える」ことにある。左官技能のような複雑な運動の集合に対し、初めから動作全体を模倣し、技能を獲得していくことは極めて難しい。そこで本研究では、データマイニング手法である自己組織化マップ(SOM)を用いて熟達左官技能者の技能に共通する暗黙知を可視化し、スポーツ科学の運動技能獲得過程を取り入れた科学的トレーニング方法の創生に挑戦する。
OSMRβの機能異常からみる皮膚そう痒の新規機序

OSMRβは、そう痒に強く関連するサイトカインであるIL-31の受容体を形成し、さらにOSMRβをコードするOSMR遺伝子はそう痒を主な症状とする遺伝性皮膚疾患である家族性限局性皮膚アミロイドーシスの原因遺伝子である。今回の我々の研究は、このOSMRβの機能異常を足掛かりとして、未だ不明な点の多いそう痒の機序を明らかにしようという試みである。OSMRβを発現している表皮角化細胞と末梢感覚神経細胞である脊髄後根神経節の両方を用いて検討し、皮膚における末梢性のそう痒の仕組みを明らかにする。