hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
加工特性に関するデータベース構築と加工費削減を含めた工具選択指標作成

【研究目的】近年,当施設では各研究室の研究の高度化に伴い,様々な材質を用いた実験装置の製作を行うことが多くなった,しかし,切削時の条件・特性などを完全に把握してないまま(勘)に頼って加工を行っているのが現状であり.材料に最適な工具を選定した場合にそれが,ダイヤモンドなど高価で容易には入手できない場合がある,そこで,比較的よく使用される材料を対象とし,各種工具との相性の検討を行い.相性のいい工具が高価だった場合.その他の安価な工具で代用できるよう切削条件に検討を加え,工具と被削材の加工特性に関するデータベース構築と加工費削減効果を含めた工具選択基準指標作成をおこなった.【研究方法】データベース化する被削材として一般鋼,合金鋼,工具鋼,鋳鉄,高硬度材料,ステンレス鋼,難削材,非鉄金属,特殊金属材料,非鉄金属材料を対象とし,加工の種類としては旋盤を用いた旋削加工を対象にした.その際、切削条件を安定させるためにスローアウェイバイトを使用しチップの形、逃げ角、チップの大きさ、厚み,ノーズRを固定した.工具選択基準指標にはデータベース以外に表面粗さを新たな指標として追加し,工作機械ごとの加工時間や剛性による加工精度の違いに対応出来るようにした.またその際,非常に高価なチップを用いることがあったため代替えのチップの検討をおこなった.【研究成果】データベースの構築により,今まで「勘」や経験に頼っていた加工条件を基準化することができた,また各種材料に推奨される切削工具を加工場に用意し,データベースの条件を実作業に反映することができる加工環境構築もおこなった。さらに一部の加工環境だけではデータベースに準じることができないため,各現場に対応できるようなチップの価格や工作機械の加工条件に許容範囲を設けた工具選択指標をiOSアプリケーションというかたちで開発を行った,【研究目的】近年,当施設では各研究室の研究の高度化に伴い,様々な材質を用いた実験装置の製作を行うことが多くなった,しかし,切削時の条件・特性などを完全に把握してないまま(勘)に頼って加工を行っているのが現状であり.材料に最適な工具を選定した場合にそれが,ダイヤモンドなど高価で容易には入手できない場合がある,そこで,比較的よく使用される材料を対象とし,各種工具との相性の検討を行い.相性のいい工具が高価だった場合.その他の安価な工具で代用できるよう切削条件に検討を加え,工具と被削材の加工特性に関するデータベース構築と加工費削減効果を含めた工具選択基準指標作成をおこなった.【研究方法】データベース化する被削材として一般鋼,合金鋼,工具鋼,鋳鉄,高硬度材料,ステンレス鋼,難削材,非鉄金属,特殊金属材料,非鉄金属材料を対象とし,加工の種類としては旋盤を用いた旋削加工を対象にした.その際、切削条件を安定させるためにスローアウェイバイトを使用しチップの形、逃げ角、チップの大きさ、厚み,ノーズRを固定した.工具選択基準指標にはデータベース以外に表面粗さを新たな指標として追加し,工作機械ごとの加工時間や剛性による加工精度の違いに対応出来るようにした.またその際,非常に高価なチップを用いることがあったため代替えのチップの検討をおこなった.【研究成果】データベースの構築により,今まで「勘」や経験に頼っていた加工条件を基準化することができた,また各種材料に推奨される切削工具を加工場に用意し,データベースの条件を実作業に反映することができる加工環境構築もおこなった。さらに一部の加工環境だけではデータベースに準じることができないため,各現場に対応できるようなチップの価格や工作機械の加工条件に許容範囲を設けた工具選択指標をiOSアプリケーションというかたちで開発を行った,
説明における学習効果とそのメカニズムの解明

本研究は,学習した内容を説明する学習効果を実験的に検討した。特に,文章理解と理解状態の把握に対する効果を詳細に調べるため,説明を予期して学習する「説明予期」の効果と,実際に説明を産出する「説明産出」の効果に分けて検討を加えた。説明予期の効果については,中学生に対する研究から,「説明とは,学習内容を構造化・精緻化し分かりやすく伝える過程である」という説明観の得点によって,文章理解に対する説明予期の効果が異なることが分かった。また,この研究をもとに,大学生を対象に実験を行ったところ,説明観による説明予期の調整効果は再現されなかった一方,統計的有意ではないものの,説明予期は文章理解に対して正の影響を示した。またこの結果を含め,先行研究の結果と合わせてメタ分析を実施したところ,説明予期は有意に文章理解を促進することが見出された。中学生と大学生では,説明観や説明スキルに違いがあるために,説明予期の効果も異なったものと推察される。また,先行研究のレビューから,説明予期を持つだけでは理解状態の把握は促進されず,それを促すためには,実際に説明を産出することが求められると示唆されたことから,理解状態の把握に関して実験を実施した。大学生を対象に,複数の文章の学習,理解度評定,テストへの回答を求め,理解度評定がテスト成績を予測した程度を理解状態の把握の指標とした。統制群の他,説明を予期しながら文章を読む予期群と,学習直後に説明を産出する産出群を設定した。分析の結果,2つの実験どちらでも,説明産出群の理解状態の認識の正確さが向上したことが明らかとなった。なお,説明予期群の正確さは統制群と変わらなかった。以上より,(1)説明を予期して学習を行うことで文章理解が促進される,(2)しかし,説明予期は学習後の理解状態の把握を促すわけではない,(3)実際に説明を産出することで理解状態を正確に把握できることが明らかとなった。説明の過程で得られる詳細な効果を明らかにしたことで,教育実践への目的に合わせた応用が可能となると考えられる。学習した内容を説明することで内容理解や学習後の理解状態の把握が促進されるという現象に着目し,特に,説明を予期して学習する「説明予期」の効果と,実際に説明を産出する「説明産出」の効果に関して実験を実施した。説明予期の効果については,中学生を対象とした研究から,「説明とは,学習内容を構造化・精緻化し分かりやすく伝える過程である」という説明観の得点が低いものは,説明を予期して学習するとむしろ文章理解が阻害されることが分かった。また,この研究をもとに,大学生を対象にした新たな実験を実施した。その結果,説明観による説明予期の調整効果は再現されず,また,説明予期は正の影響を示したものの,その影響は統計的に有意な値とはならなかった。ただし,この結果を含め,大学生を対象とした先行研究の結果をメタ分析によって検討したところ,説明予期は有意に文章理解を促進することが見出された。さらに,説明産出が理解度評定の正確さに及ぼす効果について2つの実験を実施し,検討を行った。大学生を対象に,複数の文章について,学習,理解度評定,テストへの回答を求めた。また,実験1の統制群では,説明の代わりにキーワードを産出させた(実験2は学習のみ)。分析の結果,どちらの実験でも,説明産出群において他2群よりも理解度評定の正確さが高まったことが明らかとなった。まとめると,(1)説明を予期して学習を行うことで,学習中の認知活動(疑問や推論の生成)が促され,その結果,文章理解が向上する,(2)しかし,説明予期は学習後の理解状態の把握には効果がない,(3)実際に説明を産出することで学習後の理解状態の把握が促される,ことが分かった。説明の過程で得られる認知的な所産を明らかにしたことで,教育実践場面で目的に合わせて説明活動を実施することが可能になると思われる。大学生を対象に,複数の文章の学習,理解度評定,テストへの回答を求め,理解度

評定がテスト成績を予測した程度を理解状態の把握の指標とした。統制群の他,説明を予期しながら文章を読む予期群と,学習直後に説明を産出する産出群を設定した。分析の結果,2つの実験どちらでも,説明産出群の理解状態の認識の正確さが向上したことが明らかとなった。なお,説明予期群の正確さは統制群と変わらなかった。以上より,(1)説明を予期して学習を行うことで文章理解が促進される,(2)しかし,説明予期は学習後の理解状態の把握を促すわけではない,(3)実際に説明を産出することで理解状態を正確に把握できることが明らかとなった。説明の過程で得られる詳細な効果を明らかにしたことで,教育実践への目的に合わせた応用が可能となると考えられる。研究目的の主眼であった「説明予期」と「説明産出」の区分に合わせて複数の実験を実施し,それぞれの過程で独自の効果が生起することを見出した。先行研究でもこういった点は直接検証されておらず,興味深い結果である。また,当初の計画通り,これまで実施した研究の大半は既に論文化作業を完了し,現在投稿中である。以上から,総合的達成度を「(2)おおむね順調に進展している」と評価した。既に実施した研究を学術誌に刊行することを目指す。また,一部の研究は現在論文化の作業を進めている段階であるため,今年度前期中には投稿を完了する予定である。同時に,当初の計画にあったように,得られた知見を広く発信するため,説明予期,説明産出の効果を理論的観点から展望した英語論文を執筆する。
素粒子物理学を題材とした学習教材の開発

高エネルギー加速器研究機構(茨城県つくば市)の素粒子実験Belleグループでは高校生を対象としたサイエンスキャンプ「Belle Plus(ベルプリュス)」を2006年より実施している。キャンプでは、実際の研究で使用されている粒子測定器や実験データなどを活用した実習を行っており、アンケート調査でその有効性が確認された。そこで、本研究では、これらの実習を教室においても実施できるよう教材としてパッケージ化し、より多くの高校生が最先端の素粒子物理学に触れながら研究体験できる学習プログラムの開発に取り組んだ。高エネルギー加速器研究機構のBelle実験グループでは、高校生を対象としたサイエンスキャンプに取り組んでいる。キャンプでは、実際の研究で使用されている粒子測定器や実験データなどを活用した実習を実践している。本研究では、キャンプで蓄積されたノウハウを活用して、教室においても素粒子物理学に触れることができる学習プログラムを開発する。平成22年2月に実施した中学生対象の素粒子物理学を題材とした授業でのアンケート調査を分析し、実習方法や課題の検討を行った。また、学習者が、最先端の素粒子研究に関わる研究体験であるという臨場感をもって学習にとりくめるよう映像教材の作成に着手した。Belle実験で実際に得られたデータの解析を体験できる「B-Lab(ビーラボ)」プロジェクトや、高エネルギー加速器研究機構が進めている出前授業プロジェクト「KEKキャラバンは、」本研究のモデルケースになることから、これらの事業で実施される出前授業に参加し、情報収集を行った。素粒子実験Belleグループは、高校生を対象に「研究者と同一の研究環境における研究体験」を主軸としたサイエンスキャンプを2006年度より開催している。キャンプでは、実際の研究で使用されている粒子測定器や実験データなどを活用した実習を行っている。本研究では、キャンプで得られたノウハウを活用し、教室などにおいても素粒子物理学を題材とした学習プログラムの開発を行った。本研究のモデルケースでもあるBelle実験グループが推進する新粒子探索プロジェクト「B-Lab(ビーラボ)」の出前授業でのアンケート調査を分析し、要望の多かったデータ解析の仕組みを模式的に表した補助教材「1イベント模型」の解説書を作成した。また、2011年12月に開催したサイエンスキャンプでアンケート調査を実施した。それらを踏まえ、キャンプで実施している実習の教材化として、粒子測定器Belleが測定した宇宙線のデータから宇宙線の降り注ぐ角度を調べる課題について解説書を作成した。開発した教材は、インターネット上に公開する予定である。
新規ハイブリッド型キノン系制がん剤の開発研究

Daunomycinおよびその11ーデオキシ体のD環をチオフェン環やピリヂン環、ピラジン環等のヘテロ環に置き換えたヘテロアントラサイクリン類並びにadriamycinの約100倍の抗がん活性を持つoxaunomycin(1)の全合成に成功した。また緩和な条件下に収率の良い水酸基のヘミエステル化法を開発し、Iの水に対する溶解性増大のためにC10位の水酸基に炭素鎖の長さを変えた種々のヘミエステル基をlinkerとして導入した化合物の合成に成功した。さらに糖部の活性や安定性および毒性に及ぼす影響を検討する目的で、1のアグリコン部に中性糖やフッ化糖をグリコシデ-ションにより導入したoxaunomycin類縁体の合成に成功すると共に、それらのC10位の水酸基にヘミエステル基を導入した化合物の合成にも成功した。備品として購入したFTーIRは、生成物がキノン化合物であることから、その純度の決定に役立った。合成した化合物のうち、D環がチオフェン環およびインド-ル環に置換されたdaunomycin類縁体はマウス白血病細胞Lー1210およびpー388に対してin vitroでdaunomycinに匹敵する強い細胞毒性を示した。また、ヘテロ環の種類や向きにより活性が異なることが明らかになった。oxaunomycin類縁体はin vitroで非常に強い細胞毒性を示すことがわかったので、今後in vivoでの制がん活性を検討する予定である。今回の研究においては、特にアントラサイクリン類をモデルとして新規キノン系化合物の合成を行い、その構造と活性や副作用との関係について現在結果が得られつつあるところであり、特にキノン構造部位についての情報が得られることが期待される。今後、さらに制がん剤開発にむけての効率化を計ることを目的として物理化学的手法を用いて化合物を解析し、とくにキノン部位の酸化環元電位と生物活性との相関についての検討が必要と考えられる。
EEM(Elastic Emission Machining)用粉末粒子の表面コーティングに関する研究

機能材料等の表面の最終仕上げ加工に対し,EEM(Elastic Emission Machining)が用いられている.EEMとは微細粉末粒子の固体表面の反応性を利用した化学研磨であり,原子オーダーで平坦な完全鏡面を得ることができる.本加工法を広範囲の材料に適応することを考えた場合,それぞれの加工物に対して適した粉末粒子を選択しなければならない.本研究では,微粒子最表面の材料物性がEEMの加工特性にどう影響するかを明らかにするために,比較的粒度のそろった微粉末が入手可能なポリスチレン製の高分子微粒子を核とし,その表面に各種材料をCVDコーティングする手法を採用した.昨年度我々は,粉末粒子プラズマCVD装置を試作しており,本年度はこの装置を用いて,実際にポリスチレン微粒子にアルミナコーティングを行い,コーティングした微粒子を用いてシリコンのEEM加工を行った.次表は,SiO2微粒子とアルミナコーティングポリスチレン微粒子とを用いてシリコンのEEM加工を行った結果である.この表より,加工量はSiO2微粒子に比べて少ないものの,加工液中の微粒子が占める体積濃度の違いを考えて加工効率を比べると,十分な加工量が得られていると言える.よって,本研究により,試作したプラズマCVD装置を用いてポリスチレン微粒子にアルミナコーティングが行えることを明らかにしたとともに,コーティングした微粒子を用いてEEM加工が可能であることを明らかにした.機能材料等の表面の最終仕上げ加工に対し,EEM(Elastic Emission Machining)が用いられている.EEMとは微細粉末粒子の固体表面の反応性を利用した化学研磨であり,原子オーダーで平坦な完全鏡面を得ることができる.本加工法を広範囲の材料に適応することを考えた場合,それぞれの加工物に対して適した粉末粒子を選択しなければならない.本研究では,微粒子最表面の材料物性がEEMの加工特性にどう影響するかを明らかにするために,比較的粒度のそろった微粉末が入手可能なポリスチレン製の高分子微粒子を核とし,その表面に各種材料をCVDコーティングする手法を採用した.昨年度我々は,粉末粒子プラズマCVD装置を試作しており,本年度はこの装置を用いて,実際にポリスチレン微粒子にアルミナコーティングを行い,コーティングした微粒子を用いてシリコンのEEM加工を行った.次表は,SiO2微粒子とアルミナコーティングポリスチレン微粒子とを用いてシリコンのEEM加工を行った結果である.この表より,加工量はSiO2微粒子に比べて少ないものの,加工液中の微粒子が占める体積濃度の違いを考えて加工効率を比べると,十分な加工量が得られていると言える.よって,本研究により,試作したプラズマCVD装置を用いてポリスチレン微粒子にアルミナコーティングが行えることを明らかにしたとともに,コーティングした微粒子を用いてEEM加工が可能であることを明らかにした.機能材料等の表面の最終仕上げ加工に対し、EEM(Elastic EmissionMachining)が用いられている。EEMとは微細粉末粒子の固体表面の反応性を利用した化学研磨であり、原子オーダで平坦な完全鏡面を得ることができる。本加工法を広範囲の材料に適応することを考えた場合、それぞれの加工物に対して適した粉末粒子を選択しなければならない。本研究では、微粒子最表面の材料物性がEEMの加工特性にどう影響するかを明らかにするために、比較的粒度のそろった微粉末が入手可能なポリスチレン製の高分子微粒子を核とし、その表面に各種材料をCVDコーティングする手法を採用した。そのためには、微粉末を分級し、かつCVDを行うことができる装置の開発が必要となるが、本年度は以下の2項目について明らかにした。(1)CVDを行う1torr程度の低圧ガス雰囲気中において、EEMに必要な0.011μmの粒径範囲内で分級が可能なように、プラズマCVD用真空チャンバー内の流れ、及び粉末粒子の運動解析を行った。この解析に基づき、排気系、ガス供給系、マイクロ波プラズマ発生系、および粉末粒子の供給・回収系を含めた総合的な設計を行い、粉末粒子プラズマCVD装置を試作した。(2)試作した装置を用い、解析した気体の流れおよび粉末粒子の運動を実験的に検証し、本装置の分級性能を明らかにした。また、粉末のプラズマ中に滞在する時間に対して、すでに予備実験で解明されているプラズマCVDでの成膜速度を考慮することで、本装置における成膜速度と排気及びガス供給量との関係を明らかにした。機能材料等の表面の最終仕上げ加工に対し,EEM(Elastic Emission Machining)が用いられている.EEMとは微細粉末粒子の固体表面の反応性を利用した化学研磨であり,原子オーダーで平坦な完全鏡面を得ることができる.本加工法を広範囲の材料に適応することを考えた場合,それぞれの加工物に対して適した粉末粒子を選択しなければならない.本研究では,微粒子最表面の材料物性がEEMの加工特性にどう影響するかを明らかにするために,比較的粒度のそろった微粉末が入手可能なポリスチレン製の高分子微粒子を核とし,その表面に各種材料をCVDコーティングする手法を採用した.昨年度我々は,粉末粒子プラズマCVD装置を試作しており,本年度はこの装置を用いて,実際にポリスチレン微粒子にアルミナコーティングを行い,コーティングした微粒子を用いてシリコンのEEM加工を行った.次表は,SiO2微粒子とアルミナコーティングポリスチレン微粒子とを用いてシリコンのEEM加工を行った結果である.

この表より,加工量はSiO2微粒子に比べて少ないものの,加工液中の微粒子が占める体積濃度の違いを考えて加工効率を比べると,十分な加工量が得られていると言える.よって,本研究により,試作したプラズマCVD装置を用いてポリスチレン微粒子にアルミナコーティングが行えることを明らかにしたとともに,コーティングした微粒子を用いてEEM加工が可能であることを明らかにした.
小平次元0の代数多様体とボゴモロフ分解の一般化

第2コホモロジーの周期が、複素既約シンプレクティック多様体の同型類を決定するか否かが、Torelli型問題とよばれるものである.K3曲面の場合、これは正しが、4次元以上の場合には、Debarreによる反例がある.この反例をうけて、向井、Haybrechts等は、双有理的Torelli問題を提起していた.この問題に対して反例を与えた.一方、複素既約シンプレクティック多様体の上の連接層の導来圏がもとの多様体をどの程度まで復元できるか?いかなるときに連接層の導来圏が同値になるか?は興味深い問いである.本研究では、向井フロップで結ばれる2つの多様体の導来圏の間に同値が存在することを示し、その応用として、4次元射影的複素シンプレクティック多様体が双有理同値なら、両者の導来圏が圏同値であることを証明した.その他にも、複素シンプレクティック多様体の変形、特異点をもった複素シンプレクティック多様体の研究も行った.第2コホモロジーの周期が、複素既約シンプレクティック多様体の同型類を決定するか否かが、Torelli型問題とよばれるものである.K3曲面の場合、これは正しが、4次元以上の場合には、Debarreによる反例がある.この反例をうけて、向井、Haybrechts等は、双有理的Torelli問題を提起していた.この問題に対して反例を与えた.一方、複素既約シンプレクティック多様体の上の連接層の導来圏がもとの多様体をどの程度まで復元できるか?いかなるときに連接層の導来圏が同値になるか?は興味深い問いである.本研究では、向井フロップで結ばれる2つの多様体の導来圏の間に同値が存在することを示し、その応用として、4次元射影的複素シンプレクティック多様体が双有理同値なら、両者の導来圏が圏同値であることを証明した.その他にも、複素シンプレクティック多様体の変形、特異点をもった複素シンプレクティック多様体の研究も行った.小平次元0の高次元代数多様体、とくにカラビーヤウ多様本、複素シンプレチック多様体の構造について成果を得た。1.複素シンプレクチック多様体の間の双有理写像がsemi-smallであることを証明した。さらにその結果を用いて、複素シンプレクチック多様体のカテゴリーでは、リードファンタジーの類似は成立しないことを示した。最近、K3曲面上の安定束のモジュライ空間として、特異点をもったコンパクト複素シンプレクチック多様体が数種類構成された(O'Grady)。このクラスの多様体に対してBeauville形式を定義し、局所トレリ型定理を証明した。また、倉西族のなかで射影的なものが稠密に存在することも示した。これらの成果の一部を、2000年夏に長野で開かれた代数幾何国際シンポジウムで発表した。2.正規交叉多様体の変形による、非可換基本群をもつカラビーヤウ多様体の構成を、修士課程の学生、橋本氏と共同でおこなった。その結果は、20001年2月におこなわれた基本群のワークショップにおいて、(橋本氏により)発表された。1.複素シンプレクティック多様体に対する双有理トレリ問題の反例を構成した。すなわち第2コホモロジー群がBeauville型式と重み2のHodge構造を込めた意味で等しいのにも関わらず、双有理同値でない2つの複素既約シンプレクティック多様体を構成した。この反例により双有理類を回復するには、中間次元のコサイクルの研究が必要であることが明確になった。一方で双有理同値より少し弱い同値概念が、連接層の導来圏を用いて定義できると予想される。この同値類が第2コホモロジー群から回復できる。か否かは、今後の課題である。これらの成果を、2001年城崎代数幾何学シンポジウム、2002年東京で開かれた飯高60記念シンポジウム等で発表した。2.特異点を持ったカラビーヤウ多様体がいつ変形により大域的にスムージングされるかという問題は、リード予想の関係から重要である。末端特異点の場合はすでに数年前に結果を得ていたにもかかわらず未投稿であった。今回、証明、例等を大幅に改訂したものを出版する予定である。
新規蛋白尿惹起因子の同定と臨床検査診断法への応用

腎臓病において、蛋白尿は腎予後、生命予後と関連する。本研究の目的は、オミクス技術を用いてネフローゼ症候群における糸球体透過性因子の探索を行うことである。これまで、白血球除去療法(LCAP)が有効であったネフローゼ症候群の蛋白尿と相関性の高い因子をプロテオーム解析により抽出した。その結果、寛解時に比して発症時、再燃時において3倍以上発現した4因子が抽出された。このうち、1因子はLCAPで低下した。一方、寛解時に比較して発症時、再燃時において0.5倍以下に低下する9因子が抽出された。このうち、LCAPにより、4因子の相対的発現量が増加した。これらは蛋白尿に関連する糸球体透過性因子の可能性がある。病因を問わずあらゆる腎臓病において、蛋白尿は腎機能低下、全死亡率ならびに心血管系死亡率と密接に関連する。そのため、蛋白尿の出現機序に関連する分子の同定、その診断・治療反応性・予後を反映するバイオマーカー確立は腎臓病の予後改善にむけて重要な課題である。しかしながら、蛋白尿を惹起する透過性因子はいまだ国際的に明らかではない。本研究の目的は、オミクス技術を用いてネフローゼ症候群患者の血清中における糸球体透過性制御因子の探索を行うことである。このことにより、腎生検による侵襲的な検査によったこれまでの腎臓病の診断が新規の臨床検査診断法開発につながる可能性がある。さらに、蛋白尿をきたす糸球体障害の質的診断に加えて、透過性因子測定により、治療効果判定やネフローゼ症候群の予後を明らかにできる可能性がある。これまでの検討により、特発性ネフローゼ症候群のうち、巣状分節性糸球体硬化症および微小変化型ネフローゼ症候群の蛋白尿の出現、病勢と相関性の高い因子を抽出している。このうち、用いたチップで検出された血清中のペプチド発現と上記臨床パラメータとの相関を検討したところ、相関係数0.8以上を呈したペチドが数個みられた。興味深いことに、蛋白尿との相関係数-0.8以下、すなわち蛋白尿と逆相関するペプチドもみられた。これらのペプチドと臨床的な蛋白尿の極期、寛解時の変化との相関が強いものを選択し、その解析を進めている。腎臓病において、蛋白尿は腎機能低下、全死亡ならびに心血管系死亡と密接に関連する。そのため、蛋白尿の出現機序に関連する分子の同定、その診断、治療反応性、予後を反映するバイオマーカー確立は腎臓病の予後改善にむけて重要な課題である。しかしながら、蛋白尿を惹起する透過性因子はいまだに明らかではない。本研究の目的は、オミクス技術を用いてネフローゼ症候群患者の血清中における糸球体透過性因子の探索を行うことである。これまで、白血球除去療法(LCAP)を行ったネフローゼ症候群のうち、巣状分節性糸球体硬化症および微小変化型ネフローゼ症候群の蛋白尿の出現、病勢と相関性の高い因子をプロテオーム解析により抽出した。方法として、前処理した血清サンプルをiTRAQ試薬でラベル化した後、精製・脱塩処理を通じて、LC-MS/MS分析を行った。このうち、用いたチップで検出された血清中のペプチド発現と臨床的な蛋白尿の極期、寛解時の変化、LCAPとの相関が強いものを選択した。その結果、発症時、再燃時に上昇し、LCAPで低下するもの、逆に蛋白尿と逆相関するペプチドもそれぞれ数個特定した。寛解時に比較して発症時および再燃時において3倍以上の発現が確認された因子として4つが抽出された。このうち、LCAPで低下するものとして、ひとつが抽出された。これらは、上記ネフローゼ症候群の原因となる糸球体透過性因子または蛋白尿の極期を診断するマーカー候補となる可能性がある。一方、寛解時に比較して発症時および再燃時において0.5倍以下に低下する9因子が抽出された。これらのうち、LCAPにより、相対的発現量が増加する6種類が抽出された。これらについては、腎臓において抗蛋白尿効果を有する保護的因子としての可能性がある。これらの病態にはたす意義について解析をさらに進めている。腎臓病本研究では3つの特徴的なアイデアが盛り込まれている。1白血球除去療法や移植後再発例に対するリツキシマブで寛解に至り、蛋白尿惹起因子の存在が強く疑われる症例を対象としていること、2プロテオミクス解析とトランスクリプトーム解析の二重評価などオミクス解析に工夫をしていること、3対象となるペプチドの分子量設定の工夫をしていることである。実際、これらの利点をふまえて、白血球除去療法などで改善した症例からの蛋白尿惹起因子の解析が進んでいる。

トランスクリプトーム解析技術、その結果を理解するバイオインフォマティクス技術も確立しつつある。今後、プロテオミクスとトランスクリプトーム組み合わせによるオミクス解析ならびにインフォマティクスの工夫から新規分子の同定を進めていきたいと考えている。これにより、臨床的に蛋白尿が予後とかかわる腎臓病、ことにネフローゼ症候群などの症の診断、予後ならびに治療反応性の判定に用い、診断と治療の水準向上につなげたいと考えている。候補蛋白に関して、クロマト分画を還元状態とした後にプロテアーゼ消化による断片化を行いプロテインチップMS/MS(インターフェイス使用)を行う。そのうえで、Mascotでのデータベース検索によるアミノ酸配列解析を行う予定である。あわせて、新規の蛋白候補も並行して検討する予定にしている。また、次世代シーケンサーにより候補蛋白の遺伝子発現との相関も検討し始めている。このように、候補蛋白の精製を進めるとともに、同じ患者の白血球によるトランスクリプトーム解析により既知蛋白の発現を裏付け、絞り込むことを予定する。これらの標的因子の同定・絞り込みが終了した時点で、臨床的意義の解析ならびに臨床検査診断法の確立を検討することを予定している。これまでに、既知の蛋白発現により、同じネフローゼ症候群を示す例であっても、背景疾患による鑑別が可能であることを見いだしてきた。このため新規蛋白の同定とともに、パネル化による臨床検査法としての有用性の検証を順次進めていく予定である。最終的に蛋白測定条件を至適化し、新規臨床検査診断法を確立し臨床に還元することを目標とする。さらに、学会等での密接な交流、調査研究、成果発表などを行い本研究を発展させる。
次世代移動体衛星通信局用アンテナシステムの実現

研究では,静止衛星による移動体衛星通信の基礎技術を開発するために,日本国内で使用できるアンテナシステムの開発を目指した.研究内容は大きく分けて以下の3点である.(1)送受信を共用する円偏波2周波共用三角形パッチアレーアンテナの開発(2)衛星追尾を行うための給電回路および制御システムの開発(3)実験車両と模擬衛星局を利用した衛星通信模擬実験具体的には,円形配列した際の素子間隔を縮小させるために,素子形状が三角形の円偏波パッチアンテナを開発した.これにより,アンテナは小形化され,さらに低仰角方向のアンテナ利得が向上した.開発した素子アンテナは,円形配列しやすく,小形ながらも2点給電による安定した円偏波放射が得られる構造とした.素子を配列する際には,送受信素子を交互に配列にすることで,2周波共用とアイソレーション特性の両方を実現した.特性をさらに向上させるために,誘電体基板の比誘電率,素子形状,および間隔の最適化も併せて行った.アンテナに付属させる回路として,移相器を必要としないON-OFFの小形給電制御回路を開発した.本回路は全てチップ素子で実現出来るため,ユニットの大幅な集積化と低コスト化が可能となった.また,光ファイバジャイロとPCを利用した自動追尾システムを開発し,自動車の方向に併せて指向性制御を行う機能を組み込んだ.アンテナシステムは電波無響室にて実験を行い,有効性を確認した.さらに開発したアンテナの実使用環境下における特性を把握するため,模擬衛星局を千葉大学内の建物屋上へ設置し,(1)のアンテナを実際に通信実験車両に搭載した場合の特性を調べた.模擬局の送信電力および周波数は,ETS-VIIIを利用した場合とほぼ同様の回線設計値を利用した.以上,本研究にて開発したアンテナは,小形化,2周波共用化,電子追尾機能を実現し,数値計算と実測の両面から,アンテナ単体での特性,およびシステム全体での特性を確認した.最後に,これらの結果をまとめ,電子情報通信学会アンテナ伝搬研究会,IEEE AP-S,映像情報メディア学会に報告し,電子情報通信学会論文誌,IEEE Transaction on APに論文が掲載された.研究では,静止衛星による移動体衛星通信の基礎技術を開発するために,日本国内で使用できるアンテナシステムの開発を目指した.研究内容は大きく分けて以下の3点である.(1)送受信を共用する円偏波2周波共用三角形パッチアレーアンテナの開発(2)衛星追尾を行うための給電回路および制御システムの開発(3)実験車両と模擬衛星局を利用した衛星通信模擬実験具体的には,円形配列した際の素子間隔を縮小させるために,素子形状が三角形の円偏波パッチアンテナを開発した.これにより,アンテナは小形化され,さらに低仰角方向のアンテナ利得が向上した.開発した素子アンテナは,円形配列しやすく,小形ながらも2点給電による安定した円偏波放射が得られる構造とした.素子を配列する際には,送受信素子を交互に配列にすることで,2周波共用とアイソレーション特性の両方を実現した.特性をさらに向上させるために,誘電体基板の比誘電率,素子形状,および間隔の最適化も併せて行った.アンテナに付属させる回路として,移相器を必要としないON-OFFの小形給電制御回路を開発した.本回路は全てチップ素子で実現出来るため,ユニットの大幅な集積化と低コスト化が可能となった.また,光ファイバジャイロとPCを利用した自動追尾システムを開発し,自動車の方向に併せて指向性制御を行う機能を組み込んだ.アンテナシステムは電波無響室にて実験を行い,有効性を確認した.さらに開発したアンテナの実使用環境下における特性を把握するため,模擬衛星局を千葉大学内の建物屋上へ設置し,(1)のアンテナを実際に通信実験車両に搭載した場合の特性を調べた.模擬局の送信電力および周波数は,ETS-VIIIを利用した場合とほぼ同様の回線設計値を利用した.以上,本研究にて開発したアンテナは,小形化,2周波共用化,電子追尾機能を実現し,数値計算と実測の両面から,アンテナ単体での特性,およびシステム全体での特性を確認した.最後に,これらの結果をまとめ,電子情報通信学会アンテナ伝搬研究会,IEEE AP-S,映像情報メディア学会に報告し,電子情報通信学会論文誌,IEEE Transaction on APに論文が掲載された.本年度に行った研究の主な成果は,ETS-VIIIを利用した移動体衛星通信実験に用いる移動局用アンテナの開発,および模擬実験による実使用環境での特性測定である.アンテナはモーメント法,ならびに有限要素法を使用した電磁界シミュレータAnsoft社Ensemble及びAnsoft社HFSSを利用して設計および検討を行い,電磁結合給電型の円偏波三角形パッチアンテナ,および2周波共用三角形パッチアレーアンテナを開発した.開発したアンテナは,数値計算ならびに,試作品による測定によって基本的な特性を得た.結果より,アンテナはETS-VIIIを利用した通信実験にて使用する受信周波数2.5GHzおよび送信周波数2.65GHzにて使用可能であり,通信速度約128kbpsを確保するために必要な,利得5dBic,軸比3dB以下を,東京から見える衛星の仰角48°全方位角方向で満たすことを確認した.

また,衛星通信システムを構成する上で必要となるフィルタの機能も付加し,送受信のポート間で15dB以上のアイソレーションを実現した.なお,この結果は,IEEE AP-S, ISAP04,電子情報通信学会技術研究報告(アンテナ伝播研究会),電子情報通信学会総合大会などの学会にて報告した.次に実際に使用した場合における放射特性を把握するため,アンテナを実験車両の屋根に搭載し、高さ32mの建物に設置した模擬衛星局からの電波を利用して衛星通信模擬実験を行った.実験では,実際のETS-VIIIを利用した移動体衛星通信と同じ周波数を利用し,あらかじめ設計した回線パラメータに基いて通信を行った.なお免許は平成14年度に総務省より取得した実験局免許を使用した.実験によるデータの解析結果によって,車両搭載時においても給電のON, OFFのみによりビーム切替が可能であることを確認し,本アンテナが有効であることを示した.なお,実験により得られた結果は,電子情報通信学会技術研究報告(衛星通信研究会),にて報告し,IEEE AP-S,電子情報通信学会総合大会でさらに解析を進めた内容を発表する予定である.研究では,静止衛星による移動体衛星通信の基礎技術を開発するために,日本国内で使用できるアンテナシステムの開発を目指した.研究内容は大きく分けて以下の3点である.(1)送受信を共用する円偏波2周波共用三角形パッチアレーアンテナの開発(2)衛星追尾を行うための給電回路および制御回路の開発(3)実験車両と模擬衛星局を利用した衛星通信模擬実験具体的には,アンテナには低仰角方向の利得を向上させるために,素子アンテナの形状を三角形とし,小形ながらも2点給電による安定した円偏波放射と,送受信素子の交互配列による2周波共用とアイソレーション特性を実現した.特性を向上させるために,誘電体基板の比誘電率,素子形状,および間隔の最適化も併せて行った.さらにアンテナに付属させる回路として,移相器を必要としないON-OFFの給電制御回路を開発した.本回路の搭載により(1)にて開発したアンテナは,電子的に3方向にビーム切替を行うことが可能となった.アンテナ単体での特性,および給電制御回路を搭載した際における特性を,数値計算と実測の両面から確認した.以上の開発したアンテナの実使用環境下における特性を把握するため,模擬衛星局を千葉大学内の建物屋上へ設置し,(1)のアンテナを実際に通信実験車両に搭載した場合の特性を調べた.模擬局の送信電力は,ETS-VIIIを利用した際の地上における電界強度にあわせて回線設計を行うことで決定した.最後に,これらの結果をまとめ,電子情報通信学会アンテナ伝搬研究会,IEEE AP-S,映像情報メディア学会に報告し,電子情報通信学会論文誌,IEEE Transaction on APに論文が掲載された.
C.エレガンスにおけるカルシニューリンを介した記憶・学習機構の分子遺伝学的解析

カルシウム/カルモジュリン依存性脱リン酸化酵素カルシニューリンは、哺乳類の脳の介在ニューロン群において記憶・学習の成立機構を制御している。しかし、その情報伝達系を構築する詳細な神経回路および細胞内分子制御機構は解明されていない。本大会では、線虫C.elegansにおいて、カルシニューリンTAX-6がわずか2対の介在ニューロンで連合学習の成立を制御している機能的な証拠を示す。C.elegansにおいて、カルシニューリンTAX-6の発現は感覚ニューロン、介在ニューロンを含むほぼすべてのニューロンで観察され、感覚ニューロンでは感覚刺激に対する感度の調節に関与している。それに対して、介在ニューロンにおけるカルシニューリンTAX-6の機能および記億・学習への関与は解析されていなかった。そこで、介在ニューロンにおけるカルシニューリンTAX-6の機能のみを欠失させたトランスジェニック株を作製し、連合学習行動を測定した。C.elegansの野生株は一定の温度下で飢餓を体験すると、飼育温度と飢餓を連合学習し、飢餓体験温度を忌避する飼育温度忌避行動を示す。ところが、介在ニューロンにおいてカルシニューリンTAX-6を欠失させたトランスジェニック株は、飢餓を体験したにも関わらず、飢餓体験温度を忌避しない飼育温度忌避行動異常を示した。この連合学習行動の異常は、温度に対する走性行動を制御するAIZとRIA介在ニューロンでtax-6 cNDAを発現させることによりレスキューされた。この結果は、カルシニューリンTAX-6がわずか2対の介在ニューロンAIZ、RIAにおいて連合学習の成立を制御していることを示唆する。
中学校理科における科学的推論の育成に関する研究　―モデルベース推論を基盤として―

中学校理科において,モデルベース推論(科学的モデルを用いて,現象の説明や予測を行う推論)に関わる要因を明らかにすることを目的として,「I.中学校理科の学習内容に対応したモデルベース推論の枠組みの最適化」,「II.モデルベース推論の成否に関わる要因の特定」の2つのステップで研究を行った。【「I.中学校理科の学習内容に対応したモデルベース推論の枠組みの最適化」について】中学校理科の学習内容に対応したモデルベース推論の枠組みの最適化を行うため,中学校理科の教科書に記載されているモデルを抽出した。抽出した結果,物理領域や化学領域においては,理論や法則(例えば,力学概念,粒子概念など)を説明するモデルが多いこと,生物領域や地学領域においては,自然の事物・現象の機能や構造を説明するモデルが多いことが明らかになった。また,中学校理科の教科書に記載されているモデルの多くは,Harrison & Treagust(2000)が示したモデルの類型の中の「記号的・象徴的モデル」,「数学的モデル」,「理論的モデル」に分類することができることも明らかになった。【「II.中学校におけるモデルベース推論の成否に関わる要因の特定」について】公立中学校第3学年の生徒を対象に,調査的面接を中心とした調査を実施した。その結果,「どのような場面で用いることができるのか」といった「モデルの対応づけ」に関する理解(例えば,「化学反応式は化学反応を説明・予測する場面で有効である」といった理解)や,「そのモデルにはどのような規則があるのか」といった「モデルの規則」に関する理解(例えば,「化学反応式の左辺と右辺で原子の種類と数は同じである」といった理解)が,モデルベース推論を促進していることが明らかになった。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
Overlapping cosmologies of premodern Asia

1.資料の収集:天文学に関する現存資料についてのフィールド調査を、中国、日本、インド、ネパール、タイにおいて行った。また、ブラウン大学とアメリカ哲学協会に所蔵されているピングリーのアーカイブを精査した。これらの成果を、5本の雑誌論文と19の口頭発表において報告した。2.学際的なネットワークの構築:2003年に同志社大学で発足した仏教天文学研究会の運営を引き継ぎ、研究チームとともに、日本における天文学資料である円通の『仏国暦象編』の会読を2017年に完了させた。2017年には、「京都大学国際シンポジウム:天と地の科学ー東と西の出会い」を開催し、成功させた。科学史
ネットワークポリマーアロイ中でのバイオインスパイアードナノフィラー形成と複合化

機能性フィラーを位置選択的にナノ相構造中に配列させた階層構造を有する新規ナノ複合材の創出を目指し、ナノ相構造を有するネットワークポリマーアロイをテンプレートとし、ポリマー組成物中でのin-situナノフィラー合成を試みた。具体的には、エポキシ樹脂/アクリル系ブロック共重合体(BCP)ブレンド樹脂中で金属塩を原料としたin-situフィラー合成を試みた。結果、ナノラメラ相構造を有するエポキシ/BCPマトリックス中において、炭酸銀の還元反応により数十nmサイズの銀ナノフィラーがin-situ合成され、銀フィラーが位置選択的にエポキシ連続相にのみ配置された複合材が得られた。本研究の目的はナノサイズの相構造を有するエポキシポリマーアロイをテンプレートとしたin-situナノフィラー合成であるが、その第1段階としてエポキシ樹脂(有機相)中における無機粒子もしくは金属粒子のin-situ合成に適切な樹脂系や条件を探索する必要がある。まず、無機材料にテトラエトキシシラン、エポキシ主剤にポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、硬化剤としてフェノールノボラック(硬化触媒:トリフェニルホスフィン)を固形成分としたエタノール溶液に塩酸を二段階で加えて加水分解させ、有機無機ハイブリッドの作成を試みた(有機/無機体積比=50/50)。硬化樹脂のモルフォロジーはフッ酸による無機成分エッチング後にSEM二次電子像にて観察した。3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(GPTMS)を組成に適量加えることにより有機相と無機相からなる相構造が均一化し、また両者の界面が強くなり硬化物の強度が増した。但し、ここで形成された相構造はμmサイズまで成長していた。一方、エポキシ樹脂中での有機酸金属塩の還元反応による金属ナノ粒子合成にも取り組んだ。ビスフェノールA型ジグリシジルエーテルに、金属源としてベヘン酸銀、還元剤としてトリエチルアミンを加えた。トリエチルアミンはエポキシ樹脂の硬化触媒としても働くと考えられる。硬化樹脂中にSEM反射電子像にて明相となる粒子が形成され銀粒子のin-situ合成がなされたと推定している。但し、その粒子径はμmサイズに成長していた。これらの結果から、ゾルゲル反応を利用する無機粒子合成についても還元反応を利用する金属粒子合成についても、エポキシ樹脂中でのin-situ合成自体は可能と言えるが、ナノサイズの粒子形成に留める技術・原理が必要である。本研究の目的は、ナノサイズの相構造を有するエポキシポリマーアロイをテンプレートとしたin-situナノフィラー合成およびその複合材の機能発現である。エポキシ樹脂に有機酸金属塩を添加して樹脂中で還元反応を生じさせることにより金属粒子をin-situ合成することを想定し、金属原料探索や反応条件検討を行った。H25年度検討にて着手したベヘン酸銀をトリエチルアミンにて還元する手法は、トリエチルアミンがエポキシ樹脂のアニオン重合触媒として働くため、幅広いエポキシ硬化系への適用が制限される。そこで、硬化系によらない(汎用性の高い)in-situナノフィラー合成に適した樹脂組成を探索した。その結果、硝酸銀を銀粒子原料とすることにより、意図的な還元剤を添加することなくビスフェノールA型エポキシ樹脂中で銀粒子が生成することを見出した。ビスフェノールA型エポキシ樹脂に存在する2級水酸基が還元剤として働いた可能性が考えられる。生成した銀粒子サイズは100nm以下の1次粒子が集合して1μm程度の大きさにまで凝集したものであった。しかしながら、硝酸銀を銀原料として添加した場合、ナノ相構造形成に必要なアクリル系ブロック共重合体(BCP)がエポキシ樹脂から析出してしまい、マクロ分離する副作用があることがわかった。そこでナノ相構造形成BCPブレンドエポキシ樹脂中で安定して銀粒子をin-situ合成しうる銀原料を引き続き探索した結果、炭酸銀が有望であることを見出した。本研究は、ナノサイズの相構造を形成するエポキシ樹脂系ポリマーアロイをテンプレートとし、その中でナノフィラーをin-situ合成することにより新規なフィラー系複合材料を創出するものである。具体的には、未硬化段階のエポキシ/ブロック共重合体ポリマーアロイ樹脂中にフィラー前駆体を添加し、樹脂中での還元反応を用いたin-situフィラー粒子の合成を検討した。H25年度はベヘン酸銀をトリエチルアミンにて還元させる手法によりin-situ銀粒子の合成を行ったが、トリエチルアミンはエポキシ樹脂のアニオン重合触媒としても同時的に働くため、広範囲なエポキシ樹脂の応用展開には制限があった。そこでH26年度は液状の金属塩である硝酸銀を銀原料とし、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の化学構造中に存在する2級水酸基を還元剤として用いる検討を行った。これによりin-situ銀粒子の合成自体は可能とわかったが、一方で硝酸銀とアクリル系ブロック共重合体との相溶性に課題があり、ポリマーアロイ樹脂側のナノ相構造形成が困難とわかった。そこで、硬化前からナノ相構造を形成するエポキシ/ブロック共重合体ブレンド中に安定して分散させうるフィラー前駆体の探索を行い、固体粉末状の炭酸銀を見出した。これを受けて最終年度(H27年度)は炭酸銀の微粒子化および良分散化の検討を行った。結果としてボールミル粉砕を予め実施した炭酸銀微粒子を超音波照射によりエポキシ/ブロック共重合体ブレンドに良好に分散させることに成功した。このブレンド樹脂に共存還元剤として2-プロパノールを用いることにより、ナノラメラ相構造を有するエポキシ/ブロック共重合体アロイ中で数十ナノメートル数百ナノメートルサイズの銀粒子をin-situ合成することに成功した。生成した銀粒子はエポキシ連続相に選択的に配置された。

機能性フィラーを位置選択的にナノ相構造中に配列させた階層構造を有する新規ナノ複合材の創出を目指し、ナノ相構造を有するネットワークポリマーアロイをテンプレートとし、ポリマー組成物中でのin-situナノフィラー合成を試みた。具体的には、エポキシ樹脂/アクリル系ブロック共重合体(BCP)ブレンド樹脂中で金属塩を原料としたin-situフィラー合成を試みた。結果、ナノラメラ相構造を有するエポキシ/BCPマトリックス中において、炭酸銀の還元反応により数十nmサイズの銀ナノフィラーがin-situ合成され、銀フィラーが位置選択的にエポキシ連続相にのみ配置された複合材が得られた。銀塩の還元によりエポキシ樹脂中で銀粒子のin-situ合成が可能であることを証明し、エポキシ樹脂中に予め溶解したブロック共重合体の析出を防ぎつつ銀粒子を合成する具体的手法を見出したため。高分子材料工学エポキシ/ブロック共重合体ポリマーアロイ中での銀粒子in-situ合成を行い、粒子サイズを数十ナノメートルレベルにまで微細化させる。さらに銀粒子の存在場所を片方の成分からなる連続相に選択配置させる。エポキシ樹脂中における無機粒子および金属粒子のin-situ合成自体が可能であることを初年度に確認できたため。物品購入量が予想より少なかったため。無機粒子あるいは金属粒子のエポキシ樹脂中でのin-situ合成において、粒子サイズを数十ナノメートルレベルに微細化させる。加えて、エポキシナノアロイ樹脂中での位置選択的ナノ粒子合成を試みる。平成27年度予算と合わせて物品購入費に充てる。平成26年度予算と合わせて物品購入費に充てる。
薄鋼板の非接触ハンドリング技術の開発

申請者はこれまでに、電磁石を用いて周辺自由端の長方形薄鋼板を安定に浮上させるためのディジタル制御系設計手法の開発を行い、その実現性を理論的・実験的に確認してきた。これまでに行ってきた研究は、磁気浮上車両の軽量化・高速走行等に伴う弾性振動制御や、磁気軸受の高速回転に伴う弾性振動制御等の基礎研究と位置づけられる。本申請では浮上制御に重点を置いた段階をさらに押し進め、薄鋼板を非接触に搬送する技術の開発を行い、その制御系設計手法の作成を目的とした。本研究の適用例としては、製鉄所における表面処理鋼板の搬送やクリーン環境内の搬送工程への利用のほか、宇宙空間のような無重力場における非接触搬送等応用範囲は多岐にわたる。完全非接触による柔軟弾性体のハンドリング技術を確立することは実用的な意味からも非常に重要な課題である。本研究では、浮上制御機構そのものを移動させることによって、対象の薄鋼板を搬送するシステムを提案した。鋼板は電磁石とリニアモータを組み合わせたフィードバック制御による非接触ハンドリング機構によって非接触支持を行った。問題点を明確にするため、位置決め用のリニアモータは搬送方向1軸のみに設置し、搬送方向に垂直な未制御方向の位置決めは、接触式の拘束(搬送対象を長方形薄板とした場合、未制御方向のエッジ付近に丸棒等を垂直に設置し、この方向に薄板が移動した場合棒に接触させる)を設けた。その結果、搬送速度・加速度に応じた、リニアモータの推力と浮上用電磁石の吸引力との関係等を明らかにでき、より効果的で安定なディジタル制御を実現するための諸条件を計算機シミュレーションと実験によって求めることができた。
2型糖尿病腎症モデルマウス(KK-Ay/Taマウス)におけるQTL解析による腎症疾患感受性遺伝子座の検討

今回の研究では、KK-Ayマウスを用いてQTL解析を行い、2型糖尿病関連疾患感受性遺伝子座を同定することを目的とした。(KK-Ay×BALB/c)F2intercrossマウスを270匹作製しマイクロサテライトマーカーを用いて遺伝子型を決定し、QTL解析を行った。20週齢のACRに関連した遺伝子座は染色体9番にみられ、suggestiveな連鎖が認められた。8・20週齢のHbA1cに関連した遺伝子座は染色体7番にsignificantな連鎖を認めた。ACRに関与する遺伝子座とHbA1cを規定する遺伝子座は異なった染色体にあるが、両者は相補的に関与している可能性が示唆された。現在世界の糖尿病腎症患者は年々増加し、1998年より我が国の透析導入原因の第1位となっている。糖尿病および糖尿病腎症発症には遺伝因子が重要であり、人種、性別で罹患率に差を認めている。我々はこれまで自然発症2型糖尿病モデルマウスであるKK/TaマウスとコントロールマウスであるBALB/cマウスを用いて、糖尿病関連疾患感受性遺伝子座をQTL解析によって明らかにした。今回の研究では、KK/Taマウスに比べより重度の糖尿病、アルブミン尿を呈するKK-Ay/Taマウスを用いてQTL解析を行い、2型糖尿病関連疾患感受性遺伝子座を同定することを目的とした。この研究から得られる成果は、ヒト糖尿病および糖尿病腎症の原因遺伝子解明の第一歩となり、莫大な医療費削減の基盤的研究と成り得る。平成21年度はマイクロサテライトマーカーの選択、親系マウスの表現形質の測定、F2 intercrossマウスの作成を中心に行った。マイクロサテライトマーカーを購入し、KK/Ta、BALB/cマウスに多型が存在するか否かを検討した。多型をもつマーカーを等間隔に配置していく。KK/Ta・KK-A^yマウスを各々10匹ずつ程度購入し、これらのマウスに対し8週齢より4週齢毎に尿中アルブミン値、空腹時体重、HbAlcを測定したところ、有意にKK-A^yがKK/Ta、BALB/cマウスに比べ高値を示した(p<0.0001)。さらにKK-A^y・BALB/cマウスのF2 intercrossマウスを作成した。まずKK-A^y/TaとBALB/cマウスを交配し、20匹程度のF1マウスを作成した。F1マウスは4種類の遺伝子型をもち、いずれも体毛色で識別可能である。黄色の体毛色をもつマウスを選択し、兄妹交配を行うことでF2 intercrossマウスを作成した。このうち体毛色が黒(A^y遺伝子なし)、黄色(A^y遺伝子あり)の個体をmappingに使用していく予定である。糖尿病腎症患者数は年々増えてきており、我が国においては1999年より透析導入原因疾患の第1位となっている。糖尿病および腎症の発症には、何らかの遺伝因子が関与していると考えられている。我々は、これまで自然発症2型糖尿病モデルマウスであるKK/TaマウスとコントロールマウスであるBALB/cマウスを用いて、糖尿病関連疾患感受性遺伝子座をQTL解析により明らかにした。本研究ではKK/Taマウスと比較し、より重度の糖尿病、腎症(アルブミン尿)を呈するKK-A^y/Taマウスを用いて同様のQTL解析を行い、2型糖尿病関連疾患感受性遺伝子座を同定することを目的とする。この研究から得られる成果は、ヒト糖尿病及び糖尿病腎症の原因遺伝子解明の第一歩となり、医療費削減の基盤的研究と成り得る可能性がある。親系マウスの表現形質として尿中アルブミン値、空腹時体重、HbA1cを測定したところ、いずれの形質に関してもKK-A^yがKK/Ta、BALB/cマウスに比較して有意に高値を示した。KK-A^y、BALB/cマウスのF2 intercrossマウスの作成に関しては、まずKK-A^y/TaとBALB/cマウスを交配し、約20匹のF1マウスを作成した。F1マウスは4種類の遺伝子型を有することになるが、このうち黄色の体毛色をもつマウスのみを選択し、兄妹交配を行うことでF2 intercrossマウス(206匹)を作成した。今年度(平成22年)は、このうち体毛色が黒色(A^y遺伝子なし)、黄色(A^y遺伝子あり)の個体に関してQTL mappingを行い、染色体7番と9番上に各々アルブミン尿とHbA1cに関連する遺伝子座を同定した。今後は、更に個体数を増やし