hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ドーナツビーム型エアロゾル粒子捕捉法の雲粒発生機構解明への応用

エアロゾルを足場とした雲粒の発生過程は、気候変動予測における最大の不確定要素である。大気中には多種多様な微粒子が混在しているため、微粒子集合系の平均値解析では現象の解明に限界があり、個々の微粒子を直接観測可能な分析手法の開発が強く望まれる。本研究では、特に気候への影響が大きく、従来のレーザー捕捉法が適応できない黒色炭素粒子に着目し、単一の黒色炭素粒子を空気中の一点に非接触で浮遊させ、雲粒の発生を再現する新規計測法を開発することを目的としている。本研究を開始するにあたり、初年度は走査型レーザービームを用いたドーナツビーム型エアロゾル粒子捕捉光学系の構築を行った。倒立型光学顕微鏡と走査型ガルバノミラーシステムを設備備品として導入した。ガルバノミラーシステムを制御するためのコンピュータープログラムを作成し、レーザー光を空間的に円形走査し、対物レンズの焦点位置に直径数マイクロメートルから数百マイクロメートルの任意の大きさの捕捉空間を形成することに成功した。これにより、様々な大きさの黒色炭素微粒子を捕捉空間の中に閉じ込めて、空気中の一点に非接触で浮遊させることが可能となった。さらに、この光学系を拡張し、二本のレーザービームを同軸で対物レンズに導入したダブルビーム型レーザ捕捉光学系を組み立てた。二つの微小液滴を空気中に同時に捕捉するとともに、それらの水滴同士を接触させ融合する実験にも成功した。また、イメージング分光器と分光用冷却CCD検出器を用いて、単一黒色炭素粒子表面の化学反応をラマンスペクトルの変化として計測するための光学系を組み立てた。初年度は、走査型ガルバノミラーシステムならびに制御プログラムを作成し、新規ドーナツビーム型エアロゾル粒子捕捉光学系の構築を達成した。従来の光学系では、ドーナツビームの形成にアキシコンレンズを用いていたため、捕捉空間の大きさを変更することが困難であったが、走査型ガルバノミラーシステムを用いることにより、様々な大きさの黒色炭素粒子を捕捉することが可能となった。以上より、本研究課題は、当初研究計画通りおおむね順調に進んでいる。化石燃料の不完全燃焼により発生するスス(黒色炭素粒子)は、太陽光を吸収し大気の温度を上昇させる。この黒色炭素粒子の熱源としての働きは、二酸化炭素に次いで地球温暖化への影響が大きいと予想されている。一方、黒色炭素粒子が雲の発生を促すと、太陽光を遮り、大気の温度を低下させる。このように黒色炭素粒子は、温暖化と寒冷化の両方の因子として働くため、気候への影響を正確に見積もることが難しい微粒子である。一般に、炭素粒子表面は疎水性であるため、発生した直後のススは雲凝結核として振舞わないが、大気中を輸送される間に活性酸素と反応し、表面が親水化して雲凝結核としての機能を獲得すると考えられている。しかしながら、従来の微粒子集合系を対象とした実験では、黒色炭素粒子個々の化学組成を直接計測することが困難であった。そこで本研究では、『黒色炭素粒子表面の不均一酸化反応がどこまで進行すれば、雲凝結核として振舞うのか?』を定量的に評価する。ドーナツビーム型レーザー捕捉装置を用いて、気相中に非接触で浮遊させた黒色炭素微粒子のオゾンによる不均一酸化反応に関する研究を実施する。設備備品としてオゾン発生装置を導入し、反応チャンバー内へのオゾンガスの定量的な供給を実現する。黒色炭素微粒子表面で進行する化学反応をラマンスペクトルの変化として検出し、オゾンによる不均一酸化反応の速度論的な解析を行う。本基盤技術を駆使し、微粒子ごとに、どのような化学反応が進行するのか、また、どの湿度で水滴に変化するのかを数値として定義することで、エアロゾルを足場とした雲粒の発生過程を、気候変動予測の計算に組み込むための基礎的なデータを得る。

従来の光学系では、ドーナツビームの形成にアキシコンレンズを用いていたため、捕捉空間の大きさを変更することが困難であったが、走査型ガルバノミラーシステムを用いることにより、様々な大きさの黒色炭素粒子を捕捉することが可能となった。以上より、本研究課題は、当初研究計画通りおおむね順調に進んでいる。化石燃料の不完全燃焼により発生するスス(黒色炭素粒子)は、太陽光を吸収し大気の温度を上昇させる。この黒色炭素粒子の熱源としての働きは、二酸化炭素に次いで地球温暖化への影響が大きいと予想されている。一方、黒色炭素粒子が雲の発生を促すと、太陽光を遮り、大気の温度を低下させる。このように黒色炭素粒子は、温暖化と寒冷化の両方の因子として働くため、気候への影響を正確に見積もることが難しい微粒子である。一般に、炭素粒子表面は疎水性であるため、発生した直後のススは雲凝結核として振舞わないが、大気中を輸送される間に活性酸素と反応し、表面が親水化して雲凝結核としての機能を獲得すると考えられている。しかしながら、従来の微粒子集合系を対象とした実験では、黒色炭素粒子個々の化学組成を直接計測することが困難であった。そこで本研究では、『黒色炭素粒子表面の不均一酸化反応がどこまで進行すれば、雲凝結核として振舞うのか?』を定量的に評価する。ドーナツビーム型レーザー捕捉装置を用いて、気相中に非接触で浮遊させた黒色炭素微粒子のオゾンによる不均一酸化反応に関する研究を実施する。設備備品としてオゾン発生装置を導入し、反応チャンバー内へのオゾンガスの定量的な供給を実現する。黒色炭素微粒子表面で進行する化学反応をラマンスペクトルの変化として検出し、オゾンによる不均一酸化反応の速度論的な解析を行う。本基盤技術を駆使し、微粒子ごとに、どのような化学反応が進行するのか、また、どの湿度で水滴に変化するのかを数値として定義することで、エアロゾルを足場とした雲粒の発生過程を、気候変動予測の計算に組み込むための基礎的なデータを得る。
高い信頼性を有する最適伐採戦略の探索手法の開発

本年度は、最適間伐スケジュールの探索に有効な焼きなまし法の実装方法を検討した。複数の収益モデルを使いながら、探索性能に関係する要素(冷却関数、提案分布など)について二項対立的な比較対象を設定し、全ての実装を同時に比較することで、いずれの要因が探索性能に大きな影響を与えるか評価した。特に、1最良性能、2メタパラメータの変更に対する探索性能の感度、の両面から評価するために、1最良のメタパラメータ(焼きなまし法自体のパラメータ、すなわち初期温度や終了温度など)を用いたときの探索性能、2試した全てのメタパラメータにおける探索性能の変動、の2点を比較・検討した。その結果、最良性能については制御変数の扱い方が、探索性能の感度については提案分布のタイプが強い影響を持つことが分かった。前者については、各間伐候補年の間伐率を制御変数として扱うよりも間伐後の残存木本数を制御変数とした方が、複雑な収益モデルに対しても安定した探索性能を与えることが分かった。非現実的な低密度状態などを含む伐採スケジュールは、数値的に最適解となったとしても実務的には採用できないので、間伐率や主伐時の立木本数には制約条件が必須となる。この制約条件は間伐率を制御変数として用いた方が単純で扱いやすいが、前述の結果より、複雑な制約式を採用してでも残存木変数を制御変数として扱うべきであることが分かった。次に探索性能の感度は、提案分布に正規分布を用いるときよりもコーシー分布を用いた方が低いことが分かった。この結果は一見、単純に候補状態の幅が広い方が良いことを意味しているように見えるが、標準偏差の大きい正規分布を提案分布に用いても、同様の特徴は現れなかった。すなわち、コーシー分布の持つ特徴(大きな外れ値を生成すること)が、メタパラメータの選び方に関する頑健さに寄与すると言える。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では1林分における伐採スケジュールの最適化手法の確立を目指している。特に問題となるのは、収益モデルに造材のプロセス等を考慮すると、最大化対象となる収益関数が非常に不連続化し、真の最適解を得ることが困難となることである。本研究では、このようなモデルでも比較的良好な近似的最適解が得られる焼きなまし法を応用し、目的を達成しようとしている。なお焼きなまし法は乱数を用いた確率的な探索手法であり、実行毎に結果は異なる。したがって、複数の探索を行ってそのばらつき等を観察することとともに、格子点を用いて得た、近似的だが確実な最適解と比較することなどにより、その信頼性を評価する必要がある。本年度は4通りの収益モデルをベンチマーク問題として設定し、5年ごとに設定した間伐候補年における間伐率の値を調整することで、最適伐採スケジュールを得ることを試みた。その結果、単純な収益モデルについては、非常にばらつきが少なく、格子点を用いて得た最適解とも非常に近い結果を得た。しかし複雑なモデルについては、非常にばらつきが大きくなった。単純な乱数を発生(ただし反復回数は焼きなまし法の5倍)させて得たときの結果と比較すると、平均的には焼きなまし法の方が真の最適解に近い結果を得られたが、ばらつきは単純な乱数を用いた場合よりも大きかった。そこで、間伐率でなく間伐前後の立木密度を調整するように制御方法を変更したところ、得られた解のばらつきが小さくなったほか、真の最適解からの乖離もかなり低減できるようになった。焼きなまし法の最適伐採スケジュール探索問題への適用を試み、その性能を評価するとともに、信頼性を改善しうる改良方法について、一定の成果が得られた。また、信頼性は最良の焼きなましパラメータを用いた場合、最良でないパラメータを用いた場合の性能劣化の程度の両面から評価を行うことを試みている。これらの状況から、おおむね予定通りに課題が進行していると考える。

この結果は一見、単純に候補状態の幅が広い方が良いことを意味しているように見えるが、標準偏差の大きい正規分布を提案分布に用いても、同様の特徴は現れなかった。すなわち、コーシー分布の持つ特徴(大きな外れ値を生成すること)が、メタパラメータの選び方に関する頑健さに寄与すると言える。当初の予定では、遺伝的アルゴリズム等、焼きなまし法以外の手法の適用を試みるとした。しかし、まずは信頼性・実用性の高い手法を開発する方が、今後開発されるであろう伐採スケジュール最適化手法の信頼性評価や性能比較の基盤となると考え、焼きなまし法の信頼性・実用性を向上させることを考えることとした。焼きなまし法はその設定パラメータにより、性能が影響されることが知られている。したがって、与えられた収益モデルに対応してそれらのパラメータを調整する手法が必要となる。逆に、その手法が確立できるならば、本研究課題の目的は、一定の達成を見ることができる。そこで今後は、所与の収益モデルに対して良好な最適解を得られる、焼きなましパラメータの調整手法の確立を目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。
フレッシュコンクリートの非静置条件下における流動挙動モデルの構築

フレッシュコンクリートの流動性は、時間経過とともに変化するばかりでなく、ポンプ圧送による圧力あるいはせん断力によって急激に変化することが経験的に分かっている。しかし、ポンプ圧送による流動性の変化の程度は、コンクリートの調合条件や圧送条件によって異なり、場合によってはスランプアップする現象もあり、単純な理論では、その挙動を表現することはできない。そこで本研究では、ポンプ圧送現象をコンピュータ解析するする手法を検討するとともに、圧送前後のコンシステンシーの変化をレオロジーの観点から考察し、変化モデルの構築を検討した。さらに、提案するモデルを用いたポンプ圧送シミュレーションを実施し、実験値と比較する事により、解析手法および提案モデルの妥当性を検討した。まずはじめに、コンクリートのコンシステンシーが時間経過とともに、どのように変化するかを観察するために、調合条件の異なる数種類のコンクリートを準備し、それの時間変化を測定した。実験結果を考察することにより、降伏値の時間経過に伴う変化は、調合条件と相関があることが分かった。この変化を定式化することでモデル化した。一方、高い圧力・せん断力を受けるポンプ圧送解析を行い、圧送中のコンクリートに生じる応力状態や圧送ロスなどについて解析的に検討した。また、解析に用いたモデルとして、コンシステンシーが変化しない従来のモデルを使ったケースの他に、圧送により降伏値および塑性粘度が変化するという上記実験のモデルを導入したケースについても検討した。その結果、レオロジー性質が変化するモデルでは、すべり流動の影響が変化することなどが分かった。一般的にフレッシュコンクリートの流動特性はビンガムモデルで表現できると考えられているが、静置したコンクリートが時間経過とともに流動性が低下し、物性が変化していることは自明である。しかし、前述のビンガムモデルの定数である降伏値と塑性粘度が時間とともにどのように変化するのかについて検討した事例は非常に少ない。これは、10数年前までは、まだ、スランプ値(すなわち降伏値)のみでコンクリートの物性を評価することが主流であり、塑性粘度の概念が導入されまだ間がないためである。フレッシュコンクリートのレオロジー定数は、時間経過とともに変化するが、同時に、ポンプ圧送に代表されるような、高圧力高せん断力という外力が作用しても変化することが経験的に分かっている。ただし、品質変化に及ぼす影響を定量的に評価するためには、時間による影響と養生条件による影響を分離する必要がある。本研究では、まず平成18年度では、影響因子のうち最も基本的な要件である時間経過による品質変化について調査を行った。試料にはモルタルを用い、高性能AE減水剤を添加し低水セメント比とした調合条件で、そのコンシステンシーの変化を20分毎にモルタルフロー試験とJ14ロート試験を用いて測定した。その結果、単位骨材容積や骨材の粒径によって、コンシステンシーの変化の程度が異なることなどを明らかにした。また、試料の練り上がりの塑性粘度は余剰ペースト膜厚理論を用いて算定した余剰ペースト膜厚と相関があり、この関係は、骨材の粒径によらず一定の関係が認められることがわかった。すなわち、異なる骨材を用いても、余剰ペースト膜厚を算定すれば、調合条件を入力する事で塑性粘度を予測する事ができることが分かった。ただし、余剰ペースト膜厚は、レオロジー性質の経時変化の挙動とは相関がみられず、この性質だけで経時変化を定量化することはできないことも分かった。そこで本研究では、ポンプ圧送現象をコンピュータ解析する手法を検討するとともに、圧送前後のコンシステンシーの変化をレオロジーの観点から考察し、変化モデルの構築を検討した。

さらに、提案するモデルを用いたポンプ圧送シミュレーションを実施し、実験値と比較する事により、解析手法および提案モデルの妥当性を検討した。まずはじめに、コンクリートのコンシステンシーが時間経過とともに、どのように変化するかを観察するために、調合条件の異なる数種類のコンクリートを準備し、それの時間変化を測定した。実験結果を考察することにより、降伏値の時間経過に伴う変化は、調合条件と相関があることが分かった。この変化を定式化することでモデル化した。一方、高い圧力・せん断力を受けるポンプ圧送解析を行い、圧送中のコンクリートに生じる応力状態や圧送ロスなどについて解析的に検討した。また、解析に用いたモデルとして、コンシステンシーが変化しない従来のモデルを使ったケースの他に、圧送により降伏値および塑性粘度が変化するという上記実験のモデルを導入したケースについても検討した。その結果、レオロジー性質が変化するモデルでは、すべり流動の影響が変化することなどが分かった。
量子群の作用素環への作用の研究

2018年度はC*テンソル圏のvon Neumann環への作用について研究を行った.主な結果はRohlin性の定式化とその応用である.C*テンソル圏が従順であるとき,作用のRohlin性が従順群の場合の一般化として定式化でき,von Neumann環への作用が中心的に自由であれば実際にRohlin性を有することを示した.これから2つの応用を得た.1つ目は「コンパクト群のfull因子環への極小作用があった場合,その接合積もfull因子環である」という結果である.この結果は可換コンパクト群の知られていた結果の一般化である.もう1つは中心的自由作用の分類定理であり,「2つの中心的自由作用が近似内部的に同値であれば,コサイクル共役である」という結果である.中心的自由性の仮定のもとでは,Connes以来の離散従順群作用やコンパクト群の双対の作用に対して得られた一連の結果をテンソル圏の言葉で表した一般的なものである.証明はEvans--岸本型の議論を用いる.この作用の分類定理は部分因子環論に応用をもつ.部分因子環論はJonesにより創始され,Ocneanuがそこからテンソル圏の重要性を読み取り,深さ有限の部分因子環の分類が発表された.Popaは深さ有限よりも適用範囲の広いクラスである,強従順というクラスの分類について証明をつけた.今回のテンソル圏の作用の分類を部分因子環に適用してみると,Popaの定理の別証明を与え,強従順なクラスに限られていたのをさらに強化し,従順なクラスの分類を導ける.作用の分類理論からみれば,部分因子環がテンソル圏の接合積のようなものであり,従来のものよりも自然な証明がつけられたといえる.従順C*テンソル圏の作用の完全分類を考える上で,中心的自由な作用についてはRohlin性をうまく定式化し,分類に応用することができた為.従順C*テンソル圏の作用の完全不変量を圏論的になるべく自然な形で定式化する.作用の分類の理論では,flowの空間への作用を考えることが大切であり,圏論的にこれを考える.また従順でないC*テンソル圏の作用についても研究する.2018年度はC*テンソル圏のvon Neumann環への作用について研究を行った.主な結果はRohlin性の定式化とその応用である.C*テンソル圏が従順であるとき,作用のRohlin性が従順群の場合の一般化として定式化でき,von Neumann環への作用が中心的に自由であれば実際にRohlin性を有することを示した.これから2つの応用を得た.1つ目は「コンパクト群のfull因子環への極小作用があった場合,その接合積もfull因子環である」という結果である.この結果は可換コンパクト群の知られていた結果の一般化である.もう1つは中心的自由作用の分類定理であり,「2つの中心的自由作用が近似内部的に同値であれば,コサイクル共役である」という結果である.中心的自由性の仮定のもとでは,Connes以来の離散従順群作用やコンパクト群の双対の作用に対して得られた一連の結果をテンソル圏の言葉で表した一般的なものである.証明はEvans--岸本型の議論を用いる.この作用の分類定理は部分因子環論に応用をもつ.部分因子環論はJonesにより創始され,Ocneanuがそこからテンソル圏の重要性を読み取り,深さ有限の部分因子環の分類が発表された.Popaは深さ有限よりも適用範囲の広いクラスである,強従順というクラスの分類について証明をつけた.今回のテンソル圏の作用の分類を部分因子環に適用してみると,Popaの定理の別証明を与え,強従順なクラスに限られていたのをさらに強化し,従順なクラスの分類を導ける.作用の分類理論からみれば,部分因子環がテンソル圏の接合積のようなものであり,従来のものよりも自然な証明がつけられたといえる.従順C*テンソル圏の作用の完全分類を考える上で,中心的自由な作用についてはRohlin性をうまく定式化し,分類に応用することができた為.従順C*テンソル圏の作用の完全不変量を圏論的になるべく自然な形で定式化する.作用の分類の理論では,flowの空間への作用を考えることが大切であり,圏論的にこれを考える.また従順でないC*テンソル圏の作用についても研究する.
ドナー由来白血病を含む造血幹細胞移植後の白血病再発に潜在する分子生物学的発症基盤

造血幹細胞移植にはドナー由来白血病が知られている。ドナー由来白血病の存在は、白血病再発を含め移植後の同種免疫反応による特殊な骨髄環境が白血病発症に関与している可能性を示唆する。われわれは、(1)移植前後のドナー細胞の全エキソーム解析による遺伝子変異の探索、(2)ドナー・レシピエントに遺伝学的に規定される免疫反応分子の同定を行った。現時点ではドナー細胞への遺伝子変異の誘導は認められていないが、一方でマイナー組織抗原候補を多数同定できており同種免疫反応への関連が推測される。さらに、移植療法において個別に同定され得るマイナー組織抗原には免疫療法の標的としての可能性が期待される。東海村臨界放射線事故に際しては、放射線性骨髄障害の治療目的で血縁からの同種末梢血幹細胞移植が行われたが、本来正常であったドナー細胞には生着後に新たな染色体異常が認められた。一方、造血幹細胞移植後には、ドナー細胞に由来する白血病の発症が報告されているが、その発症頻度は0.1%から高いものでは5%にまで昇っている。おそらく同種免疫反応の加わる移植後の骨髄環境は、通常の化学療法とは区別されるべき特殊な環境であり、何らかの要因により高率に遺伝子変異を誘導し得る可能性があると考えられる。これは移植医療において看過できない問題であるが、これまでは方法論が十分に確立されていなかったため十分な研究はなされていない。そこで、われわれは移植前後のドナー由来の細胞の遺伝子に注目し、(1)エキソーム・シークエンスによる遺伝子塩基変異の解析、(2)新規開発システムであるゲノム構造解析法によるゲノム構造変化の検出、さらに(3)DNAメチル化解析による遺伝子修飾の比較、を行う。注意すべき点としては、移植後の造血細胞は、様々な割合でドナー/レシピエントのキメラになっており、ドナー由来細胞のみを正確に選別することは困難なことである。そこで、われわれは妊娠歴のない女性への男性からの移植症例を対象とし、Y染色体を指標としてドナー由来細胞を評価することとした。これら包括的な遺伝子解析により、造血幹細胞移植に潜在する、ドナー由来白血病を含む白血病再発の発症基盤の分子生物学的機構を解明する。造血幹細胞移植後の白血病再発には様々な要因が潜在しているが、原疾患制御および移植前処置法をはじめとする人為的(医療的)側面と、ドナー・レシピエントに規定される遺伝学的側面にわけることができる。本研究では、後者の遺伝学的側面における再発要因について明らかにすることを目的としている。例えば、特殊な再発としてドナー細胞由来の白血病がある。造血幹細胞移植後にはドナー細胞由来の白血病が報告されているが、その発症頻度は0.1%から高いものでは5%に昇る。移植後骨髄環境は同種免疫反応のある特殊環境であり、ドナー・レシピエントに規定される免疫反応つまり慢性炎症がドナー細胞に遺伝子変異を誘導する可能性が考えられる。一方、白血病再発の多くはレシピエント白血病細胞由来であるが、遺伝学的に規定される要因として、GVL効果およびGVL・GVHDによる免疫反応(炎症)による付加的変異誘導の可能性が想定される。われわれは、エキソーム・シークエンス法を主に導入することにより、移植後環境による遺伝子変異誘導の可能性を解析するとともに、同種マイナー組織抗原を分子生物学的に探索し、ドナー・レシピエントに規定される免疫反応を解析する。本研究では、後者の遺伝学的側面における再発・制御要因について明らかにすることを目的としている。特殊な再発としてドナー細胞由来の白血病がある。また、白血病再発の多くはレシピエント白血病細胞由来であるが、遺伝学的に規定される要因のひとつとして同様にGVL効果およびGVL・GVHDによる免疫反応(炎症)による付加的変異誘導の可能性が想定される。これら移植後環境による遺伝子変異誘導の可能性として、先ず移植前後におけるドナー由来細胞の遺伝子変化の有無を次世代シーケンサーで解析を行ったが、これまでの検討では明らかな変異は同定されていない。一方、ドナー・レシピエントに規定される免疫反応を規定する要因として、アミノ酸変化を伴うSNPがGVLおよびGVHD方向に認識されるマイナー組織抗原となる可能性があり、HLA合致血縁者間移植症例においてエキソーム解析を行った結果、免疫反応を誘導するマイナー組織抗原を同定することができ、これが免疫反応および炎症の一要因であることが考えらる。本研究の結果から、今後は遺伝学的に規定されるマイナー組織抗原およびその認識T細胞による白血病の制御法について研究を進めて行く。

現時点ではドナー細胞への遺伝子変異の誘導は認められていないが、一方でマイナー組織抗原候補を多数同定できており同種免疫反応への関連が推測される。さらに、移植療法において個別に同定され得るマイナー組織抗原には免疫療法の標的としての可能性が期待される。造血幹細胞移植に潜在するドナー由来白血病を含む白血病再発の発症要因には、原疾患制御および移植前処置法をはじめとする人為的(医療的)側面と、ドナー・レシピエントに規定される遺伝学的側面にわけることができる。研究目的である遺伝学的側面における再発要因について解析するため、エキソーム・シークエンス法により、移植後環境による遺伝子変異誘導の可能性を解析するとともに、同種マイナー組織抗原候補を分子生物学的に探索し、ドナー・レシピエントに規定される免疫反応を解析している。エキソーム・シーケンスはexon領域をSureSelect Human All Exon V5 (Agilent)により濃縮し、Hiseq1500 (illumine)で遺伝子解析を行っている。移植後環境による遺伝子変異誘導の可能性としては、移植前後におけるドナー由来細胞の遺伝子変化を次世代シーケンサーで解析しているが、これまで3症例の検討では明らかな変異は同定されていない。一方、ドナー・レシピエントに規定される免疫反応の解析として、HLA合致血縁者間移植症例4組においてエキソーム解析を行い、アミノ酸変化を伴うSNPから、GVLおよびGVHD方向に認識されるマイナー組織抗原候補を同定し、免疫反応を誘導する抗原を確認している。血液内科学本研究のための新規実験法の条件設定および移植症例におけるゲノム解析の同意取得およびサンプル保存を進めていく。移植後環境による遺伝子変異誘導の解析としては、移植前後におけるドナー由来細胞の遺伝子解析を継続するとともに、コロニーアッセイによる単一幹細胞由来細胞の遺伝子解析を導入していく。ドナー・レシピエントに規定される免疫反応の解析としては、HLA合致血縁者間移植症例においてマイナー組織抗原候補の探索を継続するとともに、抗原機能解析のために組織における発現レベルおよびT細胞認識を解析する。これらマイナー組織抗原の分布はドナー・レシピエントで規定されているため、解析データと臨床情報(GVHDや白血病再発)との関連性を解析する。また、慢性炎症ストレスが遺伝子メチル化を含むepigenetic変化につながることが注目されており、本研究課題においても移植前後の造血幹細胞におけるメチル化変化の解析が必要である。そのため、少量細胞におけるメチル化解析についての条件設定を行う。動物実験については、急性および慢性GVHD発症を誘導するため、同系移植モデルから、マイナー組織抗原の異なるDBA2・Balb/c系マウス間の移植系を導入し、GVL・GVHDを規定する分子の同定および炎症ストレス化での遺伝子変異誘導の可能性を検討していく。造血幹細胞移植に潜在するドナー由来白血病を含む白血病再発の発症基盤の分子生物学的機構を解明するため、移植前後のドナー細胞におけるゲノム変異(主に遺伝子塩基変異)の解析を開始した。移植後の造血細胞は、様々な割合でドナー/レシピエントのキメラになっており、ドナー由来細胞のみを正確に選別することは困難である。
時空間シンクロナイゼーションを用いた空間光信号の伝送

近年,分子シンクロナイゼーションの目指す分子間相互作用による協調と同期を基本原理とし,光信号を反応のトリガーとする多くの分子システムが構築されている.光を情報のキャリアとして分子システム間をやりとりさせる場合,光は自由空間中を長距離かつ特異的に接続できるため,熱や化学物質,電子とは一線を画すシステムの構築できる.我々は,分子シンクロナイゼーションの1つの本質である時空間ダイナミックスを有する非線形空間光回路をモデルシステムとして,時空間シンクロナイゼーションによる空間光通信伝送のための,時間発展パターンによる画像処理,孤立状態の形成と制御を行った.空間光電子回路は,ある特定の空間周波数の信号に対しては,空間的な位相を保持してシステム中に長時間存在し,別の空間周波数の信号に対しては,急激に減衰するという特性を有する.この特性を使うと,入力画像の特徴だけを残して,ノイズを除去する画像処理を可能とする.指紋の空間周波数に空間光電子回路で発生するパターンの空間周波数を一致させると,出力パターンが,指紋パターンの空間的な特徴の大部分を保持しつつ,ノイズだけを消去できることを明らかにした.空間的に局在化し,時間的に安定な光強度分布を有する孤立状態は,純光学的な並列メモリーや並列処理の実現を可能にする.本研究では,光アドレス形空間光変調素子とハイパス空間周波数フィルタを含む帰還光学系から構成される非線形光フィードバックシステムにおける,孤立状態の形成と消去,孤立状態の形成における光アドレス形空間光変調素子の初期位相(印加電圧に依存)のしきい値への影響,入力サイズに依存した孤立状態のスイッチングダイナミックス,孤立状態間の相互作用について行った.入力サイズに依存したスイッチングダイナミックスを利用すると,多数の孤立状態の中から狙った孤立状態を消去できる.光を情報媒体とすると,自由空間中を長距離かつ特異的に信号をやりとりできるため,熱や化学物質・電子とは一線を画すシステムを構築できる.さらに,光は空間的な情報を自然な形で表現できるため,容易に時空間に広がるダイナミックな現象を取り扱うことを可能にする.特に,非線形空間光デバイスを含む空間光回路は,時空間的な光波のマニピュレーションのための有用なツールとなり得る.本研究で取り扱う非線形光回路は,光の位相や振幅を2次元的に光制御できる液晶空間光変調素子とフィードバック光学系から構成される非線形光フィードバックシステムであり,自発的パターン生成機能や波面補正機能を有する.非線形光フィードバックシステムにおいて,空間光変調素子にフィードバックされた光がもとのパターンに対して横にシフトすると,自発的に形成される光パターンは,そのシフト方向に移動する.そのシフト量と移動速度には特定の関係を持っているため,これを利用すると,読み出し光の傾きや光路中の光学素子の傾きを検出することができる.まず,光学系中に平行平面ガラス基板を挿入し,シフト量と移動速度との関係を調べた.形成されたフリンジは,均質で時間的にも安定であり,シフト大きさに応じて一定速度で移動することがわかった.フリンジの速度と挿入したガラス基板の回転角の関係を計測した結果,フリンジの速度とガラス基板の回転角が1対1の関係であり,速度を測定すればガラス基板の回転角がわかること,及び,その角度変化に対する検出感度をガラス基板の厚みにより調整できることがわかった.さらに,構築したシステムでは,パターンの検出にCCDカメラを用いているため,計測は30Hzのスピードで実行できることがわかった.この技術は2次元に容易に拡張できるため,波面の計測に適用できると考えられる.近年,分子シンクロナイゼーションの目指す分子間相互作用による協調と同期を基本原理とし,光信号を反応のトリガーとする多くの分子システムが構築されている.光を情報のキャリアとして分子システム間をやりとりさせる場合,光は自由空間中を長距離かつ特異的に接続できるため,熱や化学物質,電子とは一線を画すシステムの構築できる.我々は,分子シンクロナイゼーションの1つの本質である時空間ダイナミックスを有する非線形空間光回路をモデルシステムとして,時空間シンクロナイゼーションによる空間光通信伝送のための,時間発展パターンによる画像処理,孤立状態の形成と制御を行った.空間光電子回路は,ある特定の空間周波数の信号に対しては,空間的な位相を保持してシステム中に長時間存在し,別の空間周波数の信号に対しては,急激に減衰するという特性を有する.この特性を使うと,入力画像の特徴だけを残して,ノイズを除去する画像処理を可能とする.指紋の空間周波数に空間光電子回路で発生するパターンの空間周波数を一致させると,出力パターンが,指紋パターンの空間的な特徴の大部分を保持しつつ,ノイズだけを消去できることを明らかにした.空間的に局在化し,時間的に安定な光強度分布を有する孤立状態は,純光学的な並列メモリーや並列処理の実現を可能にする.本研究では,光アドレス形空間光変調素子とハイパス空間周波数フィルタを含む帰還光学系から構成される非線形光フィードバックシステムにおける,孤立状態の形成と消去,孤立状態の形成における光アドレス形空間光変調素子の初期位相(印加電圧に依存)のしきい値への影響,入力サイズに依存した孤立状態のスイッチングダイナミックス,孤立状態間の相互作用について行った.入力サイズに依存したスイッチングダイナミックスを利用すると,多数の孤立状態の中から狙った孤立状態を消去できる.
フラストレート磁性体の固体化学的構造制御による新奇磁性の開発

本研究では磁気フラストレーションの効果が期待される磁性体を対象とし、結晶構造の制御を通じて磁気相互作用を変化させ、新奇磁気状態を実現すること、および、研究対象物質の拡大を目的とした。特に、二次元のカゴメ格子と正方格子を持つ磁性体の高品質な試料を合成し、詳細な物性測定により磁性を解明した。具体的には、歪んだカゴメ格子磁性体volborthite Cu3V2O7(OH)2 2H2O,その類縁物質であるengelhauptite KCu3V2O7(OH)2Cl、カゴメ三角格子磁性体NaBa2Mn3F11、正方格子磁性体AMoOPO4Cl(A=K,Rb)の磁性を調べた。Volborthiteにおいては、強磁場磁化測定により1/3磁化プラトー相とその直下の磁場領域にスピンネマティック状態と考えられる新奇磁気相を発見した。類縁物質のengelhauptiteと結晶構造、および、磁性を比較することにより、スピンモデルについて知見を得た。さらに、磁気熱量効果の測定を行い、詳細な温度-磁場相図を明らかにした。NaBa2Mn3F11に関しては、共同研究において粉末中性子回折実験を行い、複数の波数ベクトルにより表される非自明な磁気秩序相を発見した。本物質では、最近接磁気相互作用よりも次近接相互作用が強い、特殊なフラストレート格子が実現していると考えられる。AMoOPO4Cl(A=K,Rb)においては、最近接と次近接の磁気相互作用の競合を期待したが、両物質ともに次近接相互作用が強く、フラストレーションは弱いことが分かった。しかしながら、両物質を比較すると磁気相互作用が格子定数に敏感に変化することが明らかとなった。今後、加圧実験によるフラストレーションが増大が期待され、スピン液体状態などの新奇磁気状態の発見が期待できる。以上の成果は、フラストレート磁性分野の実験研究の進展に寄与したといえる。27年度が最終年度であるため、記入しない。スピン間のすべての磁気相互作用を満たすことができないというフラストレーションを有する磁性体では、単純な磁気秩序が阻害された結果として、磁気秩序をもたないスピン液体状態や、スピンネマティック状態とよばれる磁気四極子秩序などの新しい磁気状態が実現することが期待され、盛んに研究が行われている。一方、実験的にそのような状態を示した物質はほとんど存在しないため、新しいモデル物質の開発が望まれている。本研究では磁性を担う原子が、三角形が頂点を共有して二次元的に連なったカゴメ格子を形成する磁性体に注目し、フラストレーションに起因する新奇な磁気状態を実現することを目的として、モデル物質の高品質試料の作製と物性評価、および、新規モデル物質の開拓に取り組んだ。NaBa2Mn3F11はカゴメ格子内において、強磁性的な最近接相互作用と反強磁性的な次近接相互作用の競合によるフラストレーションが期待されるフラストレート磁性体である。この物質の純良な多結晶試料を作製し、磁化率、比熱の測定から基礎的な磁性を明らかにした。さらに、中性子回折実験を行いスピン構造に関する知見を得た。Cu3V2O7(OH)2・2H2Oは異方的なカゴメ格子をもち、カゴメ格子内において一次元的な相互作用の競合が生じるフラストレート磁性体である。この物質の大型かつ高品質な単結晶試料を、水熱合成法により作製することに初めて成功した。単結晶試料を用いて75 Tまでの強磁場磁化測定実験を行った結果、30 T以上の磁場領域において1/3磁化プラトー状態を観測し、23-26 Tの磁場領域においてスピンネマティック状態との関連が示唆される新たな磁気相を観測した。

今後、加圧実験によるフラストレーションが増大が期待され、スピン液体状態などの新奇磁気状態の発見が期待できる。以上の成果は、フラストレート磁性分野の実験研究の進展に寄与したといえる。当初予定していた、NaBa2Mn3F11、Cu3V2O7(OH)2・2H2Oの純良試料の合成を行い、磁化、比熱測定による基礎物性の評価を達成することができた。NaBa2Mn3F11に関しては、中性子回折実験により低温において立体的なスピン構造の実現を示唆する興味深い結果が得られた。Cu3V2O7(OH)2・2H2Oに関しては、単結晶試料を用いた75Tまでの強磁場磁化測定実験において、1/3磁化プラトー状態とその直前の新しい磁気相を発見することができた。また、興味深い磁気状態を発見することができただけでなく、複数の構造相転移を発見し、単結晶X線回折実験による構造解析を行うことに成功した。今後、磁性研究と合わせて、構造相転移の起源を明らかにするような実験も並行して行う予定である。新規モデル物質の探索を行う過程において、Cu3V2O7(OH)2・2H2Oの単結晶をKCu3V2O7(OH)2Cl、BaCu3V2O8(OH)2の単結晶に変換することに成功した。今後、この結晶を用いた単結晶構造解析や物性の評価を進めていくことにより、等方的なカゴメ格子の磁気フラストレーションに起因した新奇磁気状態の実現が期待できる。新規二次元フラストレート磁性体の候補物質として、KMoOPO4Cl、RbMoOPO4Clを見出した。この物質においては、純良な粉末試料だけでなく、物性測定が可能な単結晶の育成に成功した。今後、この結晶を用いた詳細な物性の評価を進めていく予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。NaBa2Mn3F11、Cu3V2O7(OH)2・2H2Oに関するこれまでの研究において、結晶構造と磁性が密接な相関をもつことが明らかとなった。今後は、磁性の評価と並行して、より精密な構造解析や、構造相転移の起源を明らかにするような実験を行うことにより、これらのモデル物質が示す磁気状態に関する理解を深めることができると考えられる。これまでの研究において、より等方的なカゴメ格子をもつKCu3V2O7(OH)2Cl、BaCu3V2O8(OH)2の単結晶試料を得ることができた。単結晶を用いた詳細な磁化や比熱測定や、強磁場磁化測定実験を行うことにより、カゴメ格子に特有な磁場誘起磁気秩序状態などの観測を目指す。これまでの研究において新規二次元フラストレート磁性体の候補物質であるKMoOPO4Cl、RbMoOPO4Clの単結晶試料を得ることができた。単結晶を用いた物性評価を行い、フラストレーションに起因した磁気状態の観測を試みる。
ヘルパー型・T細胞エピトープワクチンによるウィルス感染防御とその機序の解析

フレンドウイルス(FV)誘発白血病細胞FBL-3は同系マウスにエフェクターT細胞を誘導し拒絶される。誘導エフェクター細胞クローンを用いた研究から、我々はヘルパーT細胞(Th)が認識するエピトープを2種(fn:I-A^b結合型、i:I-E^b結合型)、CTLエピトープ(S9:H-2D^b)を1種同定した。ヘルパーエピトープの合成ペプチドiを用いた免疫によりフレンドウイルス感染感受性マウスであるCB6F1は完全に抵抗性を示した。また、ペプチドiとS9のキメラペプチドはS9単独よりも効率よくCTLを誘導した。一方、ペプチドfnのフレンドウイルス感染に抵抗性を誘導する能力はiに比較し弱かった。興味あることは、これらのヘルパーT細胞はヘルパーT細胞活性としてのサイトカイン産生のみならず、MHCクラスIIを発現している標的細胞に対し、直接細胞傷害活性を示すことである。この細胞傷害活性はペプチド特異的であるが、ペプチドのTCR接触残基・MHC結合残基をアラニンに置換したとき通常Th細胞の細胞増殖反応は消失または減弱するのに対し、細胞傷害活性では両残基のうちいずれかの一つの置換では活性に変化は見られなかった。即ち、細胞傷害活性における抗原認識は細胞増殖反応におけるそれに比較しより厳密性を欠くものであることを示している。この結果は、Th細胞はサイトカイン産生と細胞傷害活性の2種の機能を持つことを意味し、ウイルス感染においても生体内で細胞傷害活性が重要な意味を持つ可能性を示唆している。また、Thによる細胞傷害は従来報告されているFas-FasLを介するもの以外に、パ-フォリンを介する経路、あるいは両者を介する三経路があることを明らかにした。我々はフレンドウイルス(FV)誘発腫瘍FBL-3に対する免疫応答を解析する過程で、CD8陽性の細胞傷害性Tリンパ球(CTL)とヘルパー型T細胞(Th)クローンを樹立し、それぞれが認識するエピトープを決定した。従来、ウイルス感染を防御するためのワクチンとしては中和抗体かCTLを誘導する能力が高いという側面に力点が置かれていた。我々は、Thクローンの一株であるF5-5が認識するエピトープ(F-MuLVenv_<462-479>:合成ペプチドi)を合成しFVを感染させたところFV白血病の発症は完全に阻止された。この機序は不明であるが以下に示すようなThクローンの新たな機能を見いだした。上記エピトープの他にThクローンはF-MuLVenv_<122-141>:合成ペプチドfn)を認識する。2種のペプチドを認識するThクローンは増殖反応を指標に樹立されたものであり、FBL-3に直接の細胞傷害活性は示さなかった。ところが、これらのCD4陽性T細胞クローンはMHCクラスIIを発現する標的細胞に抗原ペプチドで感作するとペプチド特異的に細胞傷害性を示した。細胞傷害における抗原認識はペプチド特異的ではあるが、増殖刺激時の認識に比べ厳密ではないことが、アラニン置換ペプチドを用いて増殖反応と細胞傷害反応を比較した結果判明した。また細胞傷害の機序としてははパ-フォリン、CD95-CD95Lそれぞれを介するものと、両者を介するものの3種のタイプが存在した。パ-フォリン、CD95-CD95L二つの細胞傷害機序を示すThについては報告が無く、CD4陽性キラーの動員をねらったワクチンは特異性が厳密でないという点で有効かもしれない。誘導エフェクター細胞クローンを用いた研究から、我々はヘルパーT細胞(Th)が認識するエピトープを2種(fn:I-A^b結合性、i:I-E^b結合性)、CTLエピトープ(S9:H-2D^b)を1種同定した。

ヘルパーエピトープの合成ペプチドiを用いた免疫によりフレンドウイルス感染感受性マウスであるCB6F1は完全に抵抗性を示した。また、ペプチドiとS9のキメラペプチドはS9単独よりも効率よくCTLを誘導した。一方、ペプチドfnのフレンドウイルス感染に抵抗性を誘導する能力はiに比較し弱かった。興味あることは、これらのヘルパーT細胞はヘルパーT細胞活性としてのサイトカイン産生のみならず、MHCクラスIIを発現している標的細胞に対し、直接細胞傷害活性を示すことである。この細胞傷害活性はペプチド特異的であるが、ペプチドのTCR接触残基、MHC結合残基をアラニンに置換したとき通常Th細胞の細胞増殖反応は消失または減弱するのに対し、細胞傷害活性では両残基のうちいずれかの一つの置換では活性に変化は見られなかった。即ち、細胞傷害活性における抗原認識は細胞増殖反応におけるそれに比較しより厳密性を欠くものであることを示している。この結果は、Th細胞はサイトカイン産生と細胞傷害活性の2種の機能を持つことを意味し、ウイルス感染においても生体内で細胞傷害活性が重要な意味を持つ可能性を示唆している。また、Thによる細胞傷害は従来報告されているFas-FasLを介するもの以外に、パ-フォリンを介する経路、あるいは両者を介する三経路があることを明らかにした。
立体イメージベースモデリングによる眼杯組織の動力学場推定

本研究では,実験的に取得した三次元画像を元にして,三次元頂点モデルを用いて,実際の組織の形態情報に基づいた力学シミュレーションを目指した.さらに,力学シミュレーションにより予測される組織変形を実際の組織の形態変化と定量的に比較することにより,組織・器官の内部に生じる力作用を予測した.まず,アポトーシスによる細胞数の変化や力学作用が及ぼす影響を考慮した形態形成の力学場推定を可能にするため,三次元バーテックスモデルにおけるアポトーシスの数理モデル化を行った.さらに,この数理モデルをマウスの眼杯組織の形成過程に適用し,その力学機構の定量的な予測を行った.多細胞生物の発生過程では,細胞の増殖,アポトーシス,収縮などの様々な細胞活動が見られる.これらの細胞レベルの力作用により,組織レベルの三次元的で複雑な形態変化が生じる.しかし,組織形成に対する細胞活動の力学的な影響については未知な点が多く,細胞レベルと組織レベルを橋渡しする試みは緒に就いたばかりである.本研究では,三次元頂点モデルによる力学シミュレーション技術と画像解析技術を組み合わせることにより,多細胞組織形成における立体的な力学場を定量的に推定する手法の開発を行う.さらに,マウス胚における眼杯形成の過程を観察し,開発した推定手法を適用することにより,眼杯組織の立体構造の形成過程における細胞レベルの力学場,および,それが細胞の動態や組織の形態形成に及ぼす影響について究明する.多細胞組織の形態形成は,能動的なアポトーシスを伴う.そこで,本研究では,アポトーシスによる細胞数の変化や力学作用が及ぼす影響を考慮した形態形成の力学場推定を可能にするため,三次元バーテックスモデルにおけるアポトーシスの数理モデル化を行った.本モデルでは,細胞のアポトーシスを形態的な変化と幾何学的な変化に分けてモデル化した.まず,形態的な変化については,エネルギー関数の時間変化により表現した.さらに,幾何学的な変化については,本数理モデルの元となる三次元頂点モデルにおいて細胞を表現する多面体の融合により表現した.特に,この融合に際して,幾何学ネットワークの変換則に従う工夫を行うことにより,幾何学的な矛盾を生じること無く,連続的な数値解析を実現した.さらに,この数理モデルを用いて,複数の幾何形体を有する多細胞組織のダイナミクスについて,数値シミュレーションを行い,アポトーシスの影響を考慮した力学場推定が可能であることを確かめた.多数の細胞からなる組織・器官は,細胞骨格や細胞間結合タンパク質によって結合された連続的な構造物であり,組織局所の物性は,能動的・受動的に振る舞う.例えば,上皮組織の頂端面付近には,収縮性のアクチン細胞骨格が存在し,ミオシン活性の程度に応じて,その収縮性が変化する・このような細胞構成要素レベルの内部構造による力作用を,三次元頂点モデルの幾何学的な構成要素を基準とし,ポテンシャルエネルギー関数として数理モデル化した.この際,頂点の数に依存したアーティファクトな影響を避けるため,細胞形状のみに依存した関数を用いた.定量的な評価を実現するために,領域分割を三次元に拡張し,適用することで,観測データに基づいた客観的な組織形状取得を行った.組織内の細胞は数が多く,手動で客観的な検出を行うことが困難である.これに対しては,細胞の形状が凸包であることを利用し,細胞の輪郭からの距離が極大となる点を検出する画像処理を行い,自動で細胞を検出した.眼杯組織の立体的な形態変化を観察するため,E7.5からE10.5の期間におけるマウス胚の眼杯形成過程のイメージングを試みた.まず,切片の染色により,三次元的な細胞・組織の形態と網膜組織などへの分化状態,および,アクトミオシンの活性や細胞分裂,アポトーシス等の空間分布を観察した.次に,細胞の力学的な状態を直接的に制御する細胞骨格に対して,薬理的な摂動を加え,細胞活動や細胞・組織変形への影響を観察した.多細胞生物の発生過程では,細胞の増殖,アポトーシス,収縮などの様々な細胞活動が見られる.これらの細胞レベルの力作用により,組織レベルの三次元的で複雑な形態変化が生じる.しかし,組織形成に対する細胞活動の力学的な影響については未知な点が多く,細胞レベルと組織レベルを橋渡しする試みは緒に就いたばかりである.本研究では,三次元頂点モデルによる力学シミュレーション技術と画像解析技術を組み合わせることにより,多細胞組織形成における立体的な力学場を定量的に推定する手法の開発を行う.さらに,マウス胚における眼杯形成の過程を観察し,開発した推定手法を適用することにより,眼杯組織の立体構造の形成過程における細胞レベルの力学場,および,それが細胞の動態や組織の形態形成に及ぼす影響について究明する.昨年度の研究により,アポトーシスによる細胞数の変化や力学作用が及ぼす影響を考慮した形態形成の力学場推定を可能にする,三次元バーテックスモデルを開発した.本年度では,この数理モデルをマウスの眼杯組織の形成過程に適用し,その力学機構の定量的な予測を行った.まず,マウス胚の眼杯組織の三次元形態を観察し,画像処理により,変形量の定量化を行った.次に,原子間力顕微鏡を用いて,眼杯組織を構成する組織局所の弾性率を計測した.さらに,これらの計測データに基づき,開発した数理モデルを適用し,眼杯組織の形成過程の力学シミュレーションを行い,眼杯組織形成過程の再現を行った.ここで,細胞の収縮,伸長,分裂,アポトーシスなど,個々の細胞の力学的な振る舞いを決める力学パラメータを探索することにより,眼杯の形態形成に重要な力学因子を予測し,各過程における組織の応力分布を推定した.本研究では,実験的に取得した三次元画像を元にして,三次元頂点モデルを用いて,実際の組織の形態情報に基づいた力学シミュレーションを目指した.

さらに,力学シミュレーションにより予測される組織変形を実際の組織の形態変化と定量的に比較することにより,組織・器官の内部に生じる力作用を予測した.まず,アポトーシスによる細胞数の変化や力学作用が及ぼす影響を考慮した形態形成の力学場推定を可能にするため,三次元バーテックスモデルにおけるアポトーシスの数理モデル化を行った.さらに,この数理モデルをマウスの眼杯組織の形成過程に適用し,その力学機構の定量的な予測を行った.組織形成の時間スケールは数時間から数日オーダーである.したがって,多くの場合,その変形過程は,熱力学的に純正的な過程である.そこで,各時刻において,組織内外の内力は釣り合っているものと仮定する.この仮定の下で,組織形態を表現するネットワーク構造に対して,設計したポテンシャルエネルギーを計算する.さらに,時系列になった複数のネットワーク構造において,同様のエネルギーを計算し,各エネルギー成分の変形を組織の局所ごとに計算する.これにより,力作用を引き起こす物理パラメータを推定する.三次元頂点モデルでは,個々の細胞が1つの多面体で表現され,組織全体の形態は多面体の頂点とエッジとを結ぶ1つのネットワークで表現される.さらに,このネットワーク上では,1つの頂点に対して必ず4つのエッジが連結するという規則ある.この規則を考慮し,三次元ボロノイ手法を用いて,抽出した細胞・組織の形態の情報から,実際の組織を三次元頂点モデルに粗視化したネットワーク構造を作成する.これまでのin vitroの研究によって,眼杯組織の応力場の観察に成功している.これに加えて,眼杯組織が外部組織から受ける力学的作用を検討するため,眼杯が組織中に埋まったin vivoでの応力場の観察を試みる.レーザーアブレーションやピンセット等を用いて,組織外部からの力学的な摂動を加え,それに対する眼杯組織の応答を観察することにより,推定された物理パラメータの妥当性を評価する.バイオメカニクス研究計画の軽微な変更により,計算機等の必要な機材の購入を先送りにしたため.当初の研究計画と同様に,計算機等の機材の購入に使用する.
被災者に対する社会心理学的援助の方策の研究

研究計画調書に記載した計画のとおり、以下のような作業をおこなった。1.文献研究:DISASTER RESEARCHGROUP(主として精神医学者)の研究報告、臨床心理学的研究、看護学の立場からの研究報告、いわゆるDeath Education研究の文献などを収集し、近親者の突然の死に際して生ずる悲嘆の構造とその変化のプロセスに関する知見を整理した。2.被災者の遺族の面接調査:当初の予定どおり、1983年の日本海中部地震で家族を失った秋田県能代市の16遺族を対象として詳細面接調査を実施した。調査項目は上記文献研究を基にして選んだ。調査には能代市在住の元公立学校長2名が協力し、研究代表者、研究分担者、研究協力者の面接すべてに同席して補助した。16対象のうち、期間内に連絡不能であったもの、時間的に都合がつかなかったもの、いまでもつらいので調査に応じたくないといって拒否したものを除き10名の遺族の調査ができた。3.行政およびマスコミ関係者に対するヒアリング:当時遺族に密接に接触して状況をよく把握していたと推測される行政の担当者と新聞、放送関係者計5名に面接し、遺族が周囲に対してどのように反応したか、周囲のひとびとはどのような配慮をすべきかなどについて意見を求めた。このような調査によって、たとえば、災害直後の近隣のひとびとの慰めの力は予想以上に強いこと、葬儀後の友人との接触や定期的な僧侶の訪問が役に立つこと、「故人の友人」の訪問は時によっては遺族に喜ばれないかもしれないこと、合同の慰霊祭のような儀式も有効であること、マスコミが(他の被災者とくらべて)どのように報道しているかも遺族にとっては重要な意味を持つかもしれないこと、などいくつかの仮説が得られた。