hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境順応型受動蛇行による狭隘地形内の長距離3次元移動探査の実現

本研究では、狭隘地形環境でスムーズな移動と探査を長距離に渡って実現するために、体幹中に推力と支持力を均一的に生成できる、細径かつ柔軟な線形構造の移動体の創出を目指した。その解決のため、2本の柔軟チューブから成る線形柔軟構造を導入した。すなわち、チューブ間に推力が生じると、その反動で一方のチューブが受動的に蛇行して地形に順応しながら支持力を生成し、それを足場に他方のチューブが推進するという移動方式である。試作機による実験の結果、内部に空気圧0.4MPaを印加することにより、上記の手法で17Nの推力を生成でき、内径50mmの曲がり管や鉛直管を含む配管内で距離17m程度推進できることを確認した。本研究は、複雑な曲がりや鉛直上りを含む3次元狭隘経路において、長距離でもスムーズに前進・後退できる全く新しい移動手法を構築することを目指している。移動体は、2本の柔軟チューブから成る線形柔軟体である。チューブ間に推力が生じると、その反動で一方のチューブが受動的に蛇行して地形に順応しながら支持力を生成し、それを足場に他方のチューブが推進する。当該原理をもとに、原子炉配管内や災害現場での情報収集への応用も視野に入れ、1)推進用流体アクチュエータの設計法や受動蛇行の特性解析、2)有線探査機を搬送する移動体の構成、3)方向操舵手法、4)直視できない条件下での操作性向上策、などを検討し、狭隘地形用移動ロボットのブレークスルーを図る。以上の目標をもとに、当該年度は、試作1号機の予備実験で生じた問題解決のため、改良機を試作した。改良機は、偏平チューブアクチュエータを柔軟伸縮カバーで覆う構造に基づくものとした。これにより、探査機用ケーブルを完全に収納でき、突出箇所を減らすことが確認できた。また、次年度以降の展開研究を鑑み、方向操舵用アクチュエータとチューブの湾曲形状検出センサも、柔軟チューブ内に収納可能となる構成も検討した。また、受動蛇行による支持力発生のメカニズムの解明を試みた。鉛直上り動作において、移動体の自重と推進反力は、受動蛇行による剛性と地形との摩擦で支えられることを確認した。さらに、経路幅・チューブの材料特性・内圧と支持力との関係を実験的に調べ、本移動体が推進可能となる地形条件を明らかにした。本研究では、複雑な曲がりや鉛直上りを含む3次元狭隘経路において、長距離でもスムーズに前進・後退できる全く新しい移動手法を構築することを目指している。平成26年度は、3D狭隘空間内の10m以上の長距離移動の実現と操作性向上を目指して、以下2つの観点から研究を行った。まず、推力/体幹長比を一様に高く保持し、長い体幹でも摩擦を上回る推力を生成する構成を検討した。すなわち、複数のアクチュエータを一定間隔毎にラダー状に配置し、これらを同期させて駆動することを試みた。当該アクチュエータを23m間隔に配置することにより、L字屈曲管が4箇所存在する長さ12mの配管内でもスムーズに移動可能なことを確かめた。次に、T字分岐管での方向操舵手法により、3次元屈曲配管内でも選択的に移動可能となる手法を開発した。具体的には、ペンシル状柔軟バルーンを先端部に並列に配置し、湾曲外側のバルーンを加圧して伸長させるという手法である。本手法の導入により、内径50mmのT字分岐管でも目標方向に湾曲した後、推進可能となることを確認した。当初目標としていた3D狭隘空間内の10m以上の長距離移動の実現に対して、試作機は12m程度の屈曲配管内を選択的に移動できたことから、おおむね順調に進展しているものと判断できる。本研究は複雑な曲がりや鉛直上りを含む3次元狭隘経路において、長距離でもスムーズに前進・後退できる全く新しい移動手法を構築することを目指している。チューブ間に推力が生じると、その反動で一方が受動的に蛇行して環境に支持力を生成し、それを足場に他方が推進する。平成27年度は、長距離複雑配管内での移動を実現するための要素技術の設計と開発を行った。具体的には、1)長い垂直管内でも自重を支えるための支持力補助機構の開発と動作解析、2)支持力補助の改良機構の開発と動作解析、3)方向操舵のための2自由度湾曲アクチュエータの開発、などである。支持力補助機構として、円筒チューブ2本を並列配置した機構を導入した。しかし、当初の予想に反し、開発した支持力補助機構では垂直管内で自重を支持できないことが判明した。そこで、その改良機構として、円筒チューブとマッキベン人工筋とを並列配置する機構を導入した。本改良機構により、改良前の機構より湾曲量5倍程度大きくでき、支持力を3倍程度増幅できることを確認した。また、本機構を移動体の側面に3mおきに装備することが、支持力を増幅するうえで有効となることも確認した。方向操舵用アクチュエータとして、湾曲型チューブアクチュエータを2本用いた構成により、分岐管で目標方向に推進可能となることを確認した。以上の要素技術を用いて、T字分岐管と垂直管を含む管径50mm、長さ10mのアクリル製配管内を5分程度の時間で前進できることを確認した。当初計画していた長距離配管内の推進を実現するうえで不可欠となる支持力補助機構

2自由度湾曲アクチュエータの双方を開発することができたから。本研究は複雑な曲がりや鉛直上りを含む3次元狭隘経路において、長距離でもスムーズに前進・後退できる全く新しい移動手法を構築することを目指している。移動体は、2本の柔軟チューブから成る線形柔軟体である。チューブ間に推力が生じると、その反動で一方が受動的に蛇行して環境に支持力を生成し、それを足場に他方が推進する。平成28年度は、長さ20mの複雑配管内での総合実験を行い、これまでに設計・開発してきた長距離配管内を移動するための要素技術の有効性の確認と、これらを統合したシステムの妥当性を検証した。具体的には、1)分散配置された推進用流体アクチュエータの動作特性の考察、2)長い垂直管内でも自重を支えるための支持力補助用アクチュエータの表面材質の検討、3)方向操舵のための2自由度湾曲アクチュエータの制御方法の検討、4)先頭ユニットに装備されたカメラからの画像による管路内の情報収集作業の実現、などを行った。推進用流体アクチュエータとして、マッキベン人工筋を梯子状に分散配置した構成により、先頭ユニット内のアクチュエータ単体による推進と比べ、2.5倍ほど推力を増すことを確認した。支持力補助用アクチュエータとして、表面材質に生ゴムを導入することにより、支持力が1.2倍程度増すことを確認した。方向操舵用アクチュエータの制御方法として、2本の湾曲用アクチュエータの差圧を調整することにより、ピッチ・ヨー角±60度の範囲を制御可能となることを確認した。さらに、先頭ユニットに装備されたカメラにより、分岐管での目標方向への推進を操縦者が判断可能となることを確認した。以上の要素の統合により、T字分岐管や垂直管を含む管径50mm,長さ20mのアクリル製配管内を15分程度の時間で前進・後退が可能となることを確認し、提案手法の妥当性を検証することができた。なお、推進速度の改善策は今後改良すべき課題として残された。本研究では、狭隘地形環境でスムーズな移動と探査を長距離に渡って実現するために、体幹中に推力と支持力を均一的に生成できる、細径かつ柔軟な線形構造の移動体の創出を目指した。その解決のため、2本の柔軟チューブから成る線形柔軟構造を導入した。すなわち、チューブ間に推力が生じると、その反動で一方のチューブが受動的に蛇行して地形に順応しながら支持力を生成し、それを足場に他方のチューブが推進するという移動方式である。試作機による実験の結果、内部に空気圧0.4MPaを印加することにより、上記の手法で17Nの推力を生成でき、内径50mmの曲がり管や鉛直管を含む配管内で距離17m程度推進できることを確認した。当初計画していた3D曲がり配管内の移動手法の確立および、垂直管でも7m程度上ることが可能な推進方法の確立、こられの双方を実現できたため。実際の現場での使用を考慮すると、以下3点を今後克服すべき課題になると思われる。すなわち、i)内径の異なる配管内の移動、ii)配管内に障害物が存在する場合の乗り越え移動、iii)より長距離の配管内でのスムーズな移動、などである。開発した要素技術を統合し、長距離配管内での移動を実現するためのシステムを構築する予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。ロボット工学分岐管における方向操舵手法を操作性の観点から追究していく予定である。
伊能忠敬山島方位記に基づく全国地磁気偏角分布の復元及びガウス地磁気偏角図との検証

山島方位記記載磁針方位角からの西日本各地の地磁気偏角解析・GPS現地調査地点を更に増やしガウス図との相異の再検証を目指すも明石0°40'W台の後は旅費高額の国内現地調査は模様眺め。ガウス図原典附帯表の観測地点を復元するとモンゴル、シベリア、豪州等で日本は推定計算の範囲で特に北海道東部は顕著な相異であり日本地球惑星科学連合大会で発表。道東の磁気異常観測中の北大へ提供の助言有り実行。8月アジアオセアニア地学会で極めて詳細な山島方位記からの日本列島の解析結果と実に大まかなガウスの内容を地図に復元対比し、相互補完性を論述。夏の分割執行で分担の島根鳥取地域は約10W台最初の地域悉皆的現地調査を実現。現地調査で広島県三原竹原も約1°W。九州東岸の新富、佐土原、志布志約1°W(大隈半島佐多岬、種子島へと10Wが続く傾向を確認した)延岡2。Wは当時も周囲と相異。北九州宗像周辺は鐘岬突端は2°9'Wで周辺は約1°20'西偏。能登半島北端珠洲約1°Wは更なる周辺広域調査を要す。
近代欧米における制度の政治思想史

オットー・フォン・ギールケ、ジョン・スチュアート・ミル、ジョン・アダムズ、デイヴィッド・ヒューム、フーゴー・グロティウスの著作の解読を中心に、近代欧米における制度の政治思想の展開について思想史的、理論的な研究を行い、社会思想史学会(2009、2010)で「制度の政治思想史」セッションを開催した。また関連する研究報告を政治思想学会(2011)で行った。(1)政治思想史における制度論数回の打ち合わせとメーリングリストによって情報交換を行ないつつ、関連する研究会として、日本政治学会2009年度研究大会分科会「転換期の政治のコンセプトとコンテクスト」および社会思想史学会2009年度研究大会セッション「制度の政治思想史--連邦制の政治思想」を実施し、『報告集近代欧米における制度の政治思想史』をまとめ、研究会報告者と本研究分担者の全員に配布した。(2)古典的政治思想家における制度論関連する研究報告として、小田川が「デューイのデモクラシー論の諸問題」(日本デューイ学会2009年度研究大会、椙山女学園大学、2009年10月)を、石川敬史が「ジョン・アダムズにとってのピューリタニズム」(日本ピューリタニズム学会、聖学院大学、2009年6月)、犬塚元が「歴史/歴史叙述のなかの伝統と革命」(韓国・日本政治思想学会国際学術会議、立教大学、2009年7月)を行なった。また関連する論文として、遠藤泰弘が"Die Neubewertung der StaatslehreOtto von Gierkes im Vergleichmit der Staatslehre Paul Labands" (Jahrbuch junge Rechtsgeschichte, 3,2009.)を、石川敬史が「ジョン・アダムズの政治思想におけるピューリタニズムの契機」(『東京理科大学紀要』、42、2010)を、小田川大典が「デューイのデモクラシー論の諸問題--政治理論研究の立場から」(『岡山大学法学会雑誌』、59巻34号、2010)を公刊した。(1)政治思想史における制度論(2)古典的政治思想家における制度論関連する研究報告として、遠藤泰弘が法制史学会近畿部会第412回例会(2010年6月26日、京都大学)で「第二帝政期ドイツの連邦国家論-ラーバント、ギールケ、プロイス」を、ドイツ史研究会(2011年2月19日、東京大学)で「帝国・国家・ゲマインデ:フーゴ・プロイスの政治構想」を報告した。また、石川が美著者として関わった上智大学アメリカ・カナダ研究所編『キリスト教のアメリカ的展開』(上智大学出版会、2011年)と、小田川大典が共著者として関わった荒木勝ほか編『東北アジアの幸福観』(岡山大学出版会、2011年)が刊行された。犬塚が共訳者として関わったD・フォーブズ『ヒュームの哲学的政治学』(昭和堂、2011年)が刊行されたことも重要な成果のひとつである。(1)政治理論における制度論-理論的考察数回の打ち合わせとメーリングリストによって情報交換を行ないつつ、関連する研究として、犬塚元「時間軸において「伝える」こと」(川崎修編『伝える』風行社、2012年)、小田川大典ほか編『国際政治哲学』(ナカニシヤ出版、2011年)を刊行した。また、政治思想学会第15回研究大会において小田川が『リベラリズムの交錯:J・S・ミルとJ・ロールズ』という題目で関連する研究報告を行なった。(2)政治思想史における制度論-系譜学的考察関連する研究として、犬塚元「ポスト・コンフェッショナリストとしてのヒューム」(『思想』1052号、2011年)、遠藤泰弘「近代国家とは何か」(『ジュリスト』1422号、2011年)を刊行した。また、関連する研究報告として、政治思想学会第15回研究大会において石川敬史「『ザ・フェデラリスト』と建国期アメリカの思想対立」と遠藤泰弘「フーゴ・プロイスとドイツ革命」が、また社会思想史学会第35回大会では、太田義器「正戦論と戦争の違法化」という報告が行なわれた。
ミクロデータを活用したサブプライムローンの融資実態に関する実証研究

住宅ローンの融資案件に関するミクロデータの分析により、独立系の金融会社において典型的に高リスクのサブプライムローンへの傾斜が生じ、これら金融会社の融資シェアの高い地域においてサブプライムローンの破綻が集中したことを明らかにした。また、カリフォルニア州での現地調査をふまえて、同州における差し押さえ物件の取引動向に関する分析を行い、投資家による投機目的での差し押さえ物件の大量取得が、住宅市場の長期低迷の一因となっていることを明らかにした。サブプライムローンのデフォルト率に関するデータとして、Mortgage Bankers Associationが収集しているNational Delinquency Surveyの1998年以降の全時系列データを入手した。これにより、金利種別(変動金利・固定金利)、融資格付別(サブプライム・プライム)のデフォルト率の推移を州別に比較することが可能となった。分析の結果、同じ高デフォルト率の地域でも、五大湖周辺地域と西海岸および北東部諸州とではデフォルト率の上昇時期に若干のタイムラグがあること、また、支払遅延率の上昇が必ずしも差し押さえ比率の上昇に結びついていない地域が存在するなど、サブプライムローンのデフォルトの地域的相違が浮き彫りになってきた。また、新たにハードウェアとソフトウェアを整備したことにより、以前はその膨大なデータ量ゆえに困難であった住宅モーゲージ情報開示法(HMDA)に基づく開示データの全国集計・分析が可能となった。今年度は、上記のような地域的特徴が、金融機関の融資行動とどのように相関しているかを検証するため、HMDAデータの金融機関別の集計を行い、地域別の融資目的や借り手の属性等について分析を進めた。今年度は未だ分析途上であるが、商業銀行の子会社とサブプライムローン専業の金融会社との相違など、先行研究では明らかにされていない事実が浮き彫りになりつつある。この研究成果については、中間報告として、和歌山大学の研究ユニットである土地政策研究会において、「サブプライムローンの融資構造-金融機関の融資データの分析-」というタイトルで報告を行った。HMDA (Home Mortgage Disclosure Act)のデータを用いて、これまでの地域を限定した属地分析に加えて、金融機関ごとの集計データを用いた分析を行い、この間経営破綻した金融機関の融資動向(貸出地域及び貸し手の属性)にどのような特徴が見られるかについて分析を行った。分析の結果、大手商業銀行や貯蓄金融機関の子会社に比べて、独立系の金融会社においてきわめて高リスクの融資が行われていたこと、したがって、独立系の金融会社のシェアが高い地域においてサブプライムローンの破綻が集中していたという新たな知見を得ることができた。これらの成果は、日本地域経済学会第22回大会の自由論題報告において発表した。一方、アメリカにおけるサブプライムローン問題の現状を把握するため、カリフォルニア州ロサンゼルス近郊地域においてヒアリング調査を行った。具体的には、ロサンゼルス市への通勤圏にあたるサンバーナーディノ郡およびオレンジ郡において、住宅ローンの差し押さえ物件の再生事業と、住宅ローンの借り手に対するカウンセリング事業を行っているNPO(インランドエンパイア経済再生公社及びオレンジ郡近隣住宅サービス)に対し、事業の概要と地域内の住宅ローン及び住宅市場の現状と見通しについて聴き取り調査を行った。また、ヒアリング調査と合わせて、サブプライムローン問題に関する著作も多いカリフォルニア大学リバーサイド校のG.ディムスキ教授に面会し、サブプライムローン問題の現状とそれに関する米国内での研究動向について示唆を得た。当初研究課題として設定したのは、ミクロデータを活用したサブプライムローンの融資実態に関する分析であったが、先行研究をサーベイするなかで、住宅の差し押さえが、サブプライムローンにとどまらず、プライムローンを含む住宅ローン全般の問題へと拡大し、研究者の問題関心がこうした「住宅差し押さえ危機」の実態分析と政策対応へと変化していることを知った。そこで今年度は、昨年度に実施したカリフォルニア州ロサンゼルスでの実地調査の結果をふまえ、同地域における住宅差し押さえ危機の実態と、差し押さえ問題が長期化している構造的要因についての分析に重点を置いた。具体的には、カリフォルニア不動産業者協会(CAR)の保有する中古住宅(差し押さえ物件を含む)の取引データや、民間調査会社であるCampbell Communication社の発行する、差し押さえ物件の売買データ(Housing Pulse Tracking Survey)を入手し、その分析を行った。その結果、第1に、同地域における中古住宅の取引において、依然として差し押さえ物件の取引が圧倒的な比重を占めており、それが住宅価格の下方圧力となっていること、第2に、差し押さえ物件のなかでも、とくに再利用のために修繕を要する物件の価格が低く、これらの取引においては投資家による投機目的のまとめ買いが中心となっていること、第3に、そうした投資家による差し押さえ物件の買い占めと物件の放置が、地域における住宅再生の障害となっていることが明らかとなった。これらの結果は、アメリカの住宅市場が長期に渡って低迷を続けていることの背景に迫るものとして重要である。以上の知見については、和歌山大学の研究ユニットである土地政策研究会や、立教大学アメリカ研究所主催の公開シンポジウムにおいて発表するとともに、日本地域経済学会金沢大会の自由論題報告において発表した。また、公表論文としては、近日中に学会誌等に投稿する予定である。
海生腹足類の系統進化の解析

本年度は, 3年間におよぶ研究期間の初年度にあたり,染色体の核型分析による系統の解析を中心に研究を進めた.以下に成果の概要を記す.1)染色体数および核型分析による系統進化の解析:南西諸島の西表島・沖縄本島,大阪湾,瀬戸内海,伊勢湾,博多湾,高知県西部より採集した腹足類の染色体数の調査および核型分析を行ない,前鰓類原始腹足目3種,中腹足目8種,新腹足目5種,有肺類基眼目1種,合計17種の核型分析に成功した.以上の種に加え,原始腹足目2種,中腹足目6種,新腹足目8種,後鰓類頭楯目1種については,始めて染色体数が明らかになった.全染色体数(2n)をみると,原始腹足目が,18,24,32,36,中腹足目では,34,36,66,また新腹足目では,68,70の種が確認された.系統発生との関連で考察すると,染色体数は増加する傾向が,また核型では,似た形とサイズの中部動原体型染色体よりなる核型から染色体の形やサイズに大きな変異を生じる方向に進化していることが明らかにされた.2)形態による系統進化の解析:形態解析を行う基礎資料として,上記の腹足類5目を含む200種以上の種を採集し,ホルマリンならびにアルコールで液浸標本とした.一部の種については,系統上重要な歯舌の観察を行ない,本格的観察に備えた.3)DNAの制限酵素分析法の習得と基礎実験:京都科学技術専門学校に出張し,実験技術の習得に務めるとともに,本実験に必要な主な機器を購入し,予備的な実験を行ない,次年度での本格的分析に備えた.本年度は, 3年間におよぶ研究期間の初年度にあたり,染色体の核型分析による系統の解析を中心に研究を進めた.以下に成果の概要を記す.1)染色体数および核型分析による系統進化の解析:南西諸島の西表島・沖縄本島,大阪湾,瀬戸内海,伊勢湾,博多湾,高知県西部より採集した腹足類の染色体数の調査および核型分析を行ない,前鰓類原始腹足目3種,中腹足目8種,新腹足目5種,有肺類基眼目1種,合計17種の核型分析に成功した.以上の種に加え,原始腹足目2種,中腹足目6種,新腹足目8種,後鰓類頭楯目1種については,始めて染色体数が明らかになった.全染色体数(2n)をみると,原始腹足目が,18,24,32,36,中腹足目では,34,36,66,また新腹足目では,68,70の種が確認された.系統発生との関連で考察すると,染色体数は増加する傾向が,また核型では,似た形とサイズの中部動原体型染色体よりなる核型から染色体の形やサイズに大きな変異を生じる方向に進化していることが明らかにされた.2)形態による系統進化の解析:形態解析を行う基礎資料として,上記の腹足類5目を含む200種以上の種を採集し,ホルマリンならびにアルコールで液浸標本とした.一部の種については,系統上重要な歯舌の観察を行ない,本格的観察に備えた.3)DNAの制限酵素分析法の習得と基礎実験:京都科学技術専門学校に出張し,実験技術の習得に務めるとともに,本実験に必要な主な機器を購入し,予備的な実験を行ない,次年度での本格的分析に備えた.
骨軟骨幹細胞の初期分化に関わる転写制御ネットワークの解明

T-box型転写因子をコードするTBX1は、新生児4000人に1人に認められる22q11.2欠失症候群(DiGeorge症候群、velo-cardio-facial症候群)の疾患遺伝子である。同症候群では、胸腺形成不全による細胞性免疫異常、心血管奇形の他に、両眼隔離、低耳介、耳介変形、小顎症、口蓋裂などの頭蓋顎顔面骨形態異常を認める。Tbx1コンディショナルノックアウトマウスの表現型を解析したところ、RUNX2が疾患遺伝子である鎖骨頭蓋異骨症の表現型と酷似することが分かった。また、Tbx1が骨の発生に関与することが明らかとなった。骨軟骨幹細胞の初期分化の分子機構の解明に向けて、他の転写因子群と併せて現在機能解析を行っている。骨芽細胞や軟骨細胞は、共通の骨軟骨幹細胞からそれぞれの前駆細胞を経て分化する。本研究では、骨軟骨幹細胞の初期分化の分子機構の解明に向けて、頭蓋顎顔面骨の骨軟骨幹細胞の分化決定に関わる転写因子群と転写制御ネットワークを形成する分子を、Physical interaction(タンパク質相互作用)およびGenetic interaction(転写調節制御作用)の二つの側面から網羅的に解析し、同定されたinteractionについて機能解析を行うことを目的としている。1.骨軟骨細胞におけるbHLH型転写因子とタンパク質相互作用する遺伝子の同定・機能解析ヒト軟骨細胞のcDNAライブラリーを用いた酵母ツーハイブリッド法にて、bHLH型転写因子Hand2と相互作用する分子を同定し、機能解析を行った。機能がほとんど未知であり、in vitroにて骨芽細胞の増殖を制御する可能性がある分子を見いだした。今後、遺伝子改変マウスを用いて個体レベルでの解析を行う予定である。2.骨軟骨細胞においてT-box転写因子とタンパク質相互作用する遺伝子の同定・機能解析酵母ツーハイブリッド法にて、T-box転写因子と相互作用するコファクターを同定した。また、骨軟骨幹細胞特異的にT-box転写因子の発現をノックアウトし、個体レベルにて骨軟骨の表現型の解析を行っている。現在、Hand1およびHand2の遺伝子改変マウスを用いて、個体レベルで各組織における機能解析を行っている。また、bHLH型転写因子とin vitroにてクロストークするが、個体にて機能が未知である遺伝子に対し、遺伝子改変マウス作製のためのベクターを作製予定である。興味深い表現型については、そのメカニズムを解析するため、in vitroにて裏付け作業を行っている。本研究では、骨軟骨幹細胞の初期分化の分子機構の解明に向けて、頭蓋顎顔面骨の骨軟骨幹細胞の分化決定に関わる転写因子群(bHLH型転写因子Hand2, Hand1, T-box型転写因子Tbx1)と転写制御ネットワークを形成する分子を、Physical interaction(タンパク質相互作用)およびGenetic interaction(転写調節制御作用)の二つの側面から網羅的に解析し、同定されたinteractionについて分子生物学的手法を用いて機能解析を行った。Tbx1ノックアウトマウスの表現型を解析したところ、鎖骨頭蓋異骨症の表現型と酷似することが分かった。Tbx1コンジェニタルノックアウトマウスを用いた実験から、Tbx1が骨の発生に関与することが明らかとなった(投稿中)。bHLH型転写因子Hand2, Hand1遺伝子改変マウスの解析から、第一鰓弓および四肢の発生における興味深い役割を見いだし、標的遺伝子の解析を行った(投稿準備中)。頭蓋顎顔面骨の骨軟骨幹細胞の分化決定に関わる転写因子群とクロストークする他のシグナル伝達系分子を検索するために、酵母two-hybrid法を用いて遺伝子を同定し、細胞レベルで機能解析を行った。

現在、引き続き、個体レベルの解析を行っている。bHLH型転写因子の解析については、当初の予定に加え、個体レベルにまで解析範囲の幅を広げて研究を行っている。24年度が最終年度であるため、記入しない。T-box転写因子の結果については、論文作成中である。bHLH型転写因子の解析については、当初の予定に加え、遺伝子改変マウスの解析範囲の幅を広げて研究を行っている。また、bHLH型転写因子とin vitroにてクロストークするが、個体にて機能が未知である遺伝子に対し、遺伝子改変マウス作製のためのベクターを作製予定である。
急速熱処理によるシリコン系ナノ結晶の形成プロセス技術の開発およびデバイス応用

本年度は化学気相堆積法(CVD)により形成したSiO_x膜を急速熱処理することで形成したシリコンナノ結晶において、Siナノ結晶をフローティングゲートに用いたMOSキャパシタを作製し電気特性の評価に重点を置いて以下の通り実施した。リモート誘導型プラズマでHe希釈O_2およびSiH_4を用いてp型Si(100)基板上にSiO_2/SiO_x/SiO_2積層構造を真空一貫形成した。比較のためにSiO_x層をSiO_2層で置き換えた試料も作製した。これらの試料を熱プラズマジェット(TPJ)急速熱処理し、1mmφのA1ゲート形成後ポストアニール(400°C,N2,30min)を行ない容量-電圧(CV)特性を評価した。その結果として、1.ゲート電圧(V_g)を-20+20Vで掃引することでSiO_x層のない試料ではヒステリシス幅(ΔV_<FB>)が0.01Vだったのに対し、SiO_x試料においては9.1Vと顕著な増大が観測された。これよりSiナノ結晶もしくはSiナノ結晶/SiO_2界面が電子もしくは正孔の保持ノードとして機能していることが分かった。2.ΔV_<FB>は室温でのフォトルミネッセンス(波長約900nm)と相関が見られた。3.TPJ急速熱処理により形成したSiナノ結晶においてV_g=20Vで最大1.2×10^<13>cm^<-2>の電荷が注入でき、印加時間10msでおよそΔV_<FB>=1Vが得られることが分かった。以上の結果より、SiO_2/SiO_x/SiO_2積層構造をTPJ熱処理することで、低耐熱性基板上への不揮発性メモリ実現が期待できることが分かった。本年度はシリコンナノ結晶の形成プロセスにおいて、主に初期のSiO_x膜形成に重点を置き以下の通り実施した。1.真空加熱蒸着によるSiO_x膜(x<2)の組成制御を行ない、熱プラズマジェットを用いて急速熱処理を行なった。真空加熱蒸着において蒸着のタイミングを制御することで組成の異なるSiO_x膜が得られることを確認し、x=1.01.7のSiO_x膜を形成後熱処理した。熱処理後にナノ結晶の形成に起因すると見られるフォトルミネッセンス(PL)の発光強度が増大し、ピーク位置が組成によってシフトしていることからナノ結晶のサイズを制御できたと考えられる。2.真空加熱蒸着に比べて組成制御や膜厚制御に有効と見込まれる化学気相堆積法(CVD)によるSiO_x膜形成を検討した。CVDの原料ガスに用いたモノシラン(SiH_4)とヘリウム(He)希釈酸素(O_2)の流量比を制御することでSiO_xの組成を制御できることを確認した。急速熱処理前後で一部の組成のSiO_x膜においてPLが観測されたが、真空蒸着SiO_x膜と比べてナノ結晶が形成される条件が制限されることが分かった。3.CVD形成したSiO_x膜において、膜組成とPLの相関を評価した。赤外吸収スペクトルおよびラマン散乱スペクトルから、CVD形成したSiO_xはSiとOが均一に分布しているのではなく、部分的にSiが密集して存在することを明らかにした。またSiO_2中に多くのSi-H結合が存在する初期SiO_x膜において急速熱処理後にPLが観測されることが分かり、この結合がナノ結晶形成の指針となり得ることが分かった。このような結果を踏まえ、来年度は主にCVD形成したSiO_xにおいて結晶サイズの制御を試み、また作成した構造の電気特性評価などによってデバイスへの応用を検討する。
魚骨利用による高齢者のためのカルシウム摂取に関する研究

近年、食生活の欧米化が進む中で日本型の食生活が見直されている。我が国では、古来より小魚を骨ごと食べる調理が伝承されており、魚の骨は、有用なカルシウムの供給源であり、天然資源を有効に使うためにも、未利用水産資源の利用法を見いだしていくことが必要である。現在、日本では、高齢社会を迎えて、骨粗鬆症など骨の脆弱化にともなう骨折が多発しており、骨粗鬆症の原因ともなるカルシウム摂取量の不足が問題視されている。そこで、日本人に不足しているカルシウム源として魚骨に注目し、魚骨からカルシウムを摂取することについて検討した。これまでに、魚骨を酢漬処理または加熱処理したときの物性と成分の変化について調べ、これらの処理により魚骨は軟化するが溶出する成分が異なることを報告してきた。本研究では、魚を加熱処理した際の骨中の重要な成分である無機質の挙動について検討した。さらに、高齢者が利用しやすいように、日常、家庭で行われている煮魚について、調味料の添加方法などを変化させたときの魚の物性と成分の溶出との関係を明らかにしようとした。実験はマアジを使用し、クリープメータを用いて魚の破断強度解析を行い、タンパク質はケルダール法により、無機成分はICP発光分析器により測定し、骨アパタイトの結晶構造はX線回折により調べた。魚を調味液中で加熱したときの骨アパタイトの結晶構造については、現在比較検討中である。現在解析中の結果については、各関連学会で報告予定である。近年、骨粗鬆症の増加が大きな社会問題となっており、骨粗鬆症のリスクファクターのひとつとしてカルシウムの摂取量不足が問題視されている。我が国では、古来より小魚を骨ごと食べる調理が伝承されており、魚の骨は、有用なカルシウム供給源であり、天然資源を有効に使うためにも、未利用水産資源の利用法を見いだしていくことが必要である。これまでに、魚骨を有効利用するために魚骨を加熱処理および酢漬処理したときの物性と成分の変化について調べ、これらの処理により魚骨は軟化するが溶出する成分が異なることを報告した。そこで、本研究では、日常行われている魚料理について、調理法、調味料の添加方法などを変化させたときの魚の物性と成分の溶出との関係を知ることを目的とした。実験はマアジを使用し、調味液中で加熱処理したときの魚の物性と成分の変化について検討した。1.マアジを調味液の異なる溶液中で加熱し、魚骨の重量、水分、椎体の直径を測定し、調味液の違いによるこれらの変化を検討した。2.クリープメータを用いて加熱した魚の破断強度解析を行い、調味料の添加方法、調味液の違いによる魚骨の破断荷重、破断エネルギーの変化について調べた。3.魚骨および加熱した溶液の無機成分をICP発光分析器により測定した。4.魚骨を調味液中で加熱したときの魚骨の物性と成分の変化について現在比較検討中である。5.本実験は、上記の通り行った。魚は、古来より日本人が多く摂取しており、とくに骨ごと食べられる小魚は、日本人のタンパク質やカルシウムなどの供給源として重要な食品である。

本研究では、この酢漬処理または加熱処理した際の骨中の重要な成分である無機質の挙動について検討した。さらに、高齢者が利用しやすいように、日常、家庭で行われている煮魚について、しょうゆ、食酢などの調味料を添加した場合の魚の物性と成分の溶出との関係を明らかにしようとした。実験はマアジを使用し、クリープメータを用いて魚の破断強度解析を行い、タンパク質はケルダール法により、無機成分はICP発光分析器により測定し、骨アパタイトの結晶構造はX線回折により調べた.魚を調味液中で加熱したときの骨アパタイトの結晶構造については、現在比較検討中である。本実験は、上記の通り行った。現在解析中の結果については、各関連学会で報告予定である。
液相析出法による高次セラミックスナノ構造体の構築

数10100nmの構造周期性を有する高次構造制御を施したセラミックスナノ構造体を液相析出法(Liquid Phase Depositionl LPD法)により生成し、その光学的・物理化学的物性について評価することを目的とした。サブミクロンレベルのパターンニングを施したシリコン基板やポリスチレンコロイド3次元結晶等をテンプレートとして用いることによって、液相析出法による酸化物薄膜の成膜を経て高次構造を構築させることに成功した。テンプレート材料としてDeep-RIE法を用いてサブミクロンレベルのパターンニングを施したシリコン基板を作製し、その基板をテンプレートとして液相析出法により酸化物薄膜を作製した。最大アスペクト比30程度のトレンチ構造およびピラー構造が作製可能となり、その形状を転写することによって、高次構造を有するナノスケールの酸化物構造体の作製が可能となった。この手法は任意の形状を有する高次構造体の作製も可能であり、その形状を転写することによって、高次構造を有するナノスケールの酸化物構造体の作製が可能となった。一方、単分散ポリスチレンテンプレートを用いて得られた反転オパール構造を有する金属酸化物の様々な角度での可視紫外絶対反射スペクトル測定により、反転オパール構造に起因するストップバンドによる反射ピークが確認され、角度の増加に伴って低波長側へシフトすることから、三次元において周期構造が保持されているとともに、テンプレート構造と同等のフォトニックバンドギャップを有する薄膜が合成可能であることが明らかとなった。始めにシリコンなどの耐腐食性を有する材料にサブミクロンレベルのパターンニングを施したものをテンプレートとし、このテンプレートを反応場として、液相析出法により酸化物薄膜を成長させ、液相高次構造を構築させた。LPD法による薄膜調製法が他の薄膜形成法と異なり、複雑形状を有する構造体においても、その形状に合わせて酸化物が充填・析出し、その高次構造が保持された状態で転写されることから、セラミックナノ高次構造形成手法を確立した。液相析出法による溶液内反応の最適化、および反応プロセスの機構解明を目的とし、テンプレート形状を一定とした場合の薄膜の形状、充填性等に関する評価を行った。さらに、形状加工における材料選択に関する最適化、およびテンプレートパターンの作製条件に関する最適化を試みた。形状設計として、シリコンにホール加工したものの他、このシリコン基板を金型とし、ポリマー充填により形状を反転させたレプリカ膜を基板とし、この手法でもセラミックナノ構造体が得られることが明らかとなった。また、ポリスチレンにより作製した単文さんコロイド結晶をテンプレートとしたものについても、その空隙にLPD法による反転オパール状の高次構造セラミックスが生成可能であることを確認した。以上の結果より、量産化を目的としたテンプレート形状制御およびテンプレート作成技術を確立した。前年度にシリコンなどの耐腐食性を有する材料にサブミクロンレベルのパターンニングを施した基板を用いて液相析出法により酸化物薄膜を作製したが、この基板のデザインをするための電子描画およびそのレジスト形状をテンプレートとして、ナノトンネル構造を作製することが可能となった。一方、酸化タングステン薄膜をタングステンフッ化物錯体を溶解させた水溶液から析出させる方法にっいて確立し、酸化タングステン薄膜の成長において基板材料に依存することが明らかとなった。すなわち、Nesaガラス、ITOガラス、Si基板、アルミナ基板等には析出するが、ガラス基板については析出を生じないことが認められた。今回、金を含有する反応溶液を用い、金微粒子が含有されたTiO2がテンプレートの空隙に形状を反転させたセラミックナノ構造体が得られることが明らかとなった。この場合、ポリスチレンにより作製した単分散コロイドは金微粒子存在下で加熱すると熱分解の際に酸素を消費するため、TiO2が還元され、TiO2-xとなることが示唆される結果を得た。

数10100nmの構造周期性を有する高次構造制御を施したセラミックスナノ構造体を液相析出法(Liquid Phase Deposition : LPD法)により作製するためのテンプレート材料をシリコンなどの耐腐食性を有する材料にDeep-RIE法を用いてサブミクロンレベルのパターンニングを施した基板を作製し、その基板をテンプレートとして液相析出法により酸化物薄膜を作製した。最大アスペクト比30程度のトレンチ構造およびピラー構造が作製可能となり、その形状を転写することによって、高次構造を有するナノスケールの酸化物構造体の作製が可能となった。また、単分散ポリスチレンテンプレートを用いて得られた反転オパール構造を有する金属酸化物の様々な角度での可視紫外絶対反射スペクトル測定により、反転オパール構造に起因するストップバンドによる反射ピークが確認され、角度の増加に伴って低波長側へシフトすることから、三次元において周期構造が保持されているとともに、テンプレート構造と同等のフォトニックバンドギャップを有する薄膜が合成可能であることが明らかとなった。一方、結晶形状に関して特有の結晶成長を示す酸化物としてモリブデン酸化物薄膜の作製を試みた。このモリブデン酸化物は触媒やガスセンサ、エレクトロクロミックデバイスなどの分野において適用が期待されている。これらは担体に担持するか、第2成分を添加することにより触媒活性を高める方法がとられていることから、液相析出法によりMo酸化物薄膜を調製した。反応溶液にH_2MoO_4を用いた場合は六方晶のMoO_3が析出したのに対して、MoO_3水溶液を用いた場合は三斜晶のMoO_3・nH_2Oが析出した。さらにMoO_3(HF)-H_3BO_3系で得られた試料においては配向性よく結晶が成長している像が観察された。焼成後も構造は崩れることなく、XRD測定から斜方晶のMoO_3に帰属されるピークが確認された。数10100nmの構造周期性を有する高次構造制御を施したセラミックスナノ構造体を液相析出法により作製するためのテンプレート材料をシリコンなどの耐腐食性を有する材料にDeep-RIE法を用いてサブミクロンレベルのパターンニングを施した基板を作製し、その基板をテンプレートとして液相析出法により酸化物薄膜を作製した。任意の形状を有する高次構造体の作製が可能となり、その形状を転写することによって、高次構造を有するナノスケールの酸化物構造体の作製が可能となった。またレジストをテンプレートとすることも可能であった。また、モリブデン酸化物を水溶液系からの析出により製膜を行う液相析出(LPD)法は、蒸着等の製膜法と比較して低エネルギー消費であり、製膜装置が安価である特徴を有している。これまでに我々はLPD法によって作製した様々な金属酸化物薄膜に関する報告を行ってきた。本報告ではLPD法を用いてモリブデンの酸化物膜を作製し、得られた膜について種々の評価を試みた。所定の濃度に調整したH_2MoO_4-HF水溶液とH_3BO_3水溶液を混合したものを析出反応溶液とした。
定年退職後の高齢男性ボランティアの活動に関する記述的研究

定年退職後に地域を基盤としたボランティア活動に参加している高齢男性に焦点をあて、彼らは、どのようなきっかけでボランティア活動に参加し、どのように活動しているのか、その意味を探求することを目的に質的記述的研究を実施した。その結果、高齢男性のボランティア活動への参加のきっかけとして、【退職を契機とした自己の課題の明確化】と【参加行動を促す外的要因】の2つのカテゴリが抽出された。また、ボランティア活動への継続参加の要因として、【地域の課題を認識する】【地域を守ることへの責任感】【地域に役立つ自分への達成感が得られる】【男性の居場所がある】【家族の理解がある】の5つのカテゴリが抽出された。本研究は、これまで明らかにされてこなかった定年退職後の高齢男性ボランティアという文化的集団のボランティア活動に関わるものの見方、考え方、生活の仕方からその意味を理解するものであり、これらの高齢男性の認識を記述し、明確にすることは、今後、定年を迎える地域との結びつきが薄い高齢男性の社会活動および地域ボランティア活動参加への効果的な支援につながるものと考える。そこで、定年退職後に地域を基盤としたボランティア活動に参加している高齢男性は、どのようなきっかけでボランティア活動に参加し、どのように活動しているのか、また、彼らにとってボランティア活動とはどのようなものなのか、その意味を探求することを目的とし、平成21年度は、研究参加者である高齢男性と信頼関係を築くことと、ボランティア活動に関する概念の大枠を見出すことを目的に実施した。調査対象地域はA県B町であり、データ収集および分析はSpradleyの方法に基づいて行った。平成21年度は、B町の地区の概要の把握とともに、B町のボランティア活動である健康づくり事業および子育てサロン、おもちゃ病院などへの参加観察を中心にデータ収集を行い、随時、活動に参加している高齢男性5人に対してインフォーマル・インタビューの実施および資料や書類の採取などを行った。平成22年度は、参加観察のデータを補完するために、ボランティア活動に参加している高齢男性、約20人および、一般情報提供者として、保健師やボランティア活動に参加している高齢男性の家族など約10人へのフォーマル・インタビューを実施し、定年退職後に地域を基盤としたボランティア活動に参加している高齢男性にとってのボランティア活動の意味を探求していく予定である。本研究は、これまで明らかにされてこなかった定年退職後に地域を基盤としたボランティア活動に参加している高齢男性という特定の文化的集団に焦点をあて、彼らは、どのようなきっかけでボランティア活動に参加し、どのように活動しているのか、また、彼らにとってボランティア活動とはどのようなものなのか、その意味を探求することを目的とした。研究参加者は、A県B町において定年退職後に地域を基盤としたボランティア活動(健康づくり事業および介護予防事業におけるボランティア、子育て教室やおもちゃ病院のボランティアなど)に参加している高齢男性10人と、高齢男性と共に活動に携わるボランティアスタッフ、事務局職員、担当保健師の計7人である。データ収集は、研究参加者の了解を得た上で、健康づくり事業や介護予防事業、子育て教室やおもちゃ病院での活動場面および打ち合わせや反省会の場面に参加させてもらい、高齢男性の活動の様子や対象者やスタッフの関わりの様子などを観察し記述するとともに必要時、グループインタビューおよびインフォーマル・インタビューを行った。また、高齢男性に対し、ボランティア活動をはじめたきっかけと活動に関わっての感想や意見などについて、その他の研究参加者には、ボランティア活動での高齢男性の活動ぶりについて、個別にインタビューを行った。さらに、町の人口統計資料、広報、活動のまとめなどの既存資料から必要事項を採取し、記述した。データ収集と分析はSpradleyの方法に基づいて行った。高齢男性のボランティア活動への参加のきっかけとして、【退職を契機とした自己の課題の明確化】と【参加行動を促す外的要因】の2つのカテゴリが抽出され、それぞれの下位には、<仕事だけの自分を再認識する><地域とのつながりがないことへの気づき><地域の一員としての自己の希求>と<地域の役割を付与される>が抽出された。
バイオアッセイのためのマイクロ人体モデルの開発

腎排出を含めたヒトの循環器系の機能を模倣したマイクロ腎排出モデルを開発した。腎排出機能を模倣するため、溶液が循環する循環流路に心臓、腎臓、薬剤の標的細胞のモデルとなる部位を有したチップを設計・試作した。マイクロポンプよって溶液を循環させることで、低分子化合物のみが選択的に排出されていくことを確認した。また、残留性の異なった抗がん剤に対して本来持っている性質と一致した抗がん活性を得ることに成功した。さらに、脂肪、筋肉、毛細血管についてもマイクロモデルの構築を試みた。バイオアッセイのための人体モデルの構築に最も重要な臓器・組織のチップ化を試みた。本年度においては特に循環器系のマイクロモデルを中心に研究を進めた。血液に見立てた培養液を各臓器・組織に循環させるための流路を設計し、心臓の代わりとなるポンプを開発した。本システムでは組織ごとに最適な流速を設定して、血液に見立てた培養液の流れによる剪断応力を印加する必要があること、その流れは拍動を持たせる必要があるため、開発するポンプは制御された脈流を生み出すことができなければならない。また、ポンプはデッドボリュームが小さく、生物学的に不活性な素材で作製する必要があるため、これらの条件を満たしたポンプとして、シリコーンゴムの一種PDMS薄膜を空気圧で駆動させるマイクロバルブを複数組み合わせた蠕動ポンプを作製し、その性能を評価した。また、腎臓のうち糸球体からの排泄を模倣したマイクロ透析システムを開発した。透析部は上下2つの流路の間に透析膜を配した構造であり、上下の流路には別々の溶液の流れが印加可能である。このチップを用いてマイクロ人工透析実験を行ったところ、低分子のみが透過可能であり、高分子が保持されることを確認した。一方、血管模倣チップの開発にも着手した。上下2つの流路の間に孔径0.4ミクロンのメンブレンフィルターを挟み込んだチップを開発し、この膜上に血管内皮由来の細胞株を培養することにより、マイクロ血管内皮チップを開発した。血管内側の流路に低分子化合物の溶液を流し外側流路への漏出量を測定したところ、細胞がないときに比べて明らかな物質遮蔽効果を示し、血管内皮としての機能を示しているものと考えられた。小腸から吸収された化学物質は、肝臓で代謝をされつつ、筋組織・脂肪組織に分布しながら流れていき、標的部位に作用し、そして腎臓において排泄されながら体内を循環する。研究代表者はこれまでに腸上皮、肝臓および腎臓のボウマン嚢における限外濾過機能に関するプロトタイプを構築してきたが、今年度は引き続きその最適化を行った。また、これまで未着手であった尿細管における腎再吸収については物質吸収をになう代表的なモデル細胞株を組み合わせた系を設計・試作し、その評価を行い、物質透過の障壁としての機能とモデル化合物の能動輸送脳の確認に成功した。一方、筋組織や脂肪組織についても同様にモデル細胞株の選定と培養を試みた。その結果、一部の細胞株においてマイクロチップ内に多層構造を有した三次元培養マイクロ組織を構築することに成功した。また、上記薬物動態に関わるマイクロ臓器・組織の最適化研究に加え、創薬、食品中の機能性成分、化学物質の毒性などのリスク評価に頻用されるモデルアッセイ系を複数選定し、これらに用いられる代表的培養細胞株のマイクロチップ内での培養を試みた。具体的には各種抗がん剤の探索や血管内皮細胞への影響などを見ることにより、様々な病気、特に需要の大きい生活習慣病に関連するバイオアッセイ系に注目して系の選定を試みた。さらに、標的組織の受けた生理活性の強弱を判定するのに必要な、評価のための検出系の開発を試みた。具体的には、細胞の生死や指標となる活性を蛍光染色や代謝産物の蛍光検出によって行う方法を確立した。また、超微量の試料から分離分析が可能なマイクロHPLCを用いて、モデル薬物の定量や代謝の有無などについて分析するためのシステム開発にも着手した。・薬物動態に関わる主要臓器・組織のマイクロチップ化バイオアッセイのための人体モデルの構築に最も重要な臓器・組織のチップ化を試みた。具体的には腎臓について透析膜と腎再吸収に関わる代表的なモデル細胞株を組み合わせた系を設計・試作し、その評価を試みた。また、筋組織や脂肪組織についても同様にモデル細胞株を選定し培養と分化を実現した。また、これまでにプロトタイプの構築に成功している腸上皮については、性能および再現性の向上を試みた。・標的組織のマイクロチップ化創薬時の評価に頻用されるモデル系を選定し、これらに用いられる代表的培養細胞株のマイクロチップ内での培養をめざした。具体的には各種抗がん剤の探索や、脂肪組織形成、血管内皮細胞への影響などに関連するバイオアッセイ系に注目して系を選定した。・評価系の開発バイオアッセイの結果を見るだけではなく、系がうまく動いているのかを確認する必要があるため、各部位において試験薬剤がどれだけ蓄積あるいは代謝されているかを正確に調べる必要がある。そのため、超微量の試料から分離分析が可能なマイクロHPLCを用いてこれらの分析を行い、システムの最適化を試みた。・前述研究により得られたパーツを組み合わせた集積化システムの開発を試みた。疾病ごとに必要な組織を組み合わせたモデルを構築し、これまでに性状のよく知られたモデル薬剤等を用いてその性能を評価した。

具体的には各種がん細胞を用いた抗がん剤アッセイや血管内皮細胞を用いた血管障害モデルなどのモデルについてプロトタイプの開発を行った腎排出を含めたヒトの循環器系の機能を模倣したマイクロ腎排出モデルを開発した。腎排出機能を模倣するため、溶液が循環する循環流路に心臓、腎臓、薬剤の標的細胞のモデルとなる部位を有したチップを設計・試作した。マイクロポンプよって溶液を循環させることで、低分子化合物のみが選択的に排出されていくことを確認した。また、残留性の異なった抗がん剤に対して本来持っている性質と一致した抗がん活性を得ることに成功した。さらに、脂肪、筋肉、毛細血管についてもマイクロモデルの構築を試みた。26年度が最終年度であるため、記入しない。分析化学26年度が最終年度であるため、記入しない。マイクロ循環器モデルの重要なパーツである、循環ポンプ、透析、血管内皮のマイクロモデルの開発をほぼ実現できており、交付申請書に記入した本年度の研究課題の大半は実現されつつあり、おおむね計画通りにすすんでいると考えられる。マイクロ循環器モデルの重要なパーツである、循環ポンプ、透析、腎再吸収、血管内皮のマイクロモデルの開発をほぼ実現できており、また、標的組織の選定や評価系の開発なども含め、本年度交付申請書に記載した研究実施計画の大半は実現されつつあり、おおむね計画通りにすすんでいると考えられる。今年度開発した循環器モデルに別の臓器を組み合わせるなどしてマイクロ人体モデルの開発をめざす。これまでに開発が終わっていない部位として毛細血管網を持った三次元マイクロ組織の構築にも着手する。平成26年度はこれまでに開発してきた各種組織を組み合わせることにより、選定した疾病ごとに、より現実に近い疾病モデルを構築し、これまでに性状のよく知られたモデル薬剤等を用いてその性能を評価する。その際、マイクロ組織モデルには従来通りの株化細胞だけでなく、初代細胞も組み込むことを検討する。具体的にはヒト初代線維芽細胞及びヒト初代血管内皮細胞などを用いた3次元マイクロヒト組織を開発し、薬剤の分布や透過に関する試験を実現することをめざす。平成27年度は開発したマイクロ器官・組織を可能な限り全て配置したマイクロ人体モデルを開発し、初代細胞の比率を高めることによりさらにその性能向上を試みる。細胞培養に必要なインクベータの追加購入と、極めて高価な初代細胞とその専用培地や、マイクロチップ材料を初めとする消耗品の購入を計画している。バイオアッセイのための人体モデルの構築に最も重要な臓器・組織のチップ化を試みる研究において、本年度前半までは株化細胞を用いてきたが、より実際のヒトに近い応答を実現するために、ヒトの初代細胞をチップに組み込むことが必要であると判断した。そのため、株化細胞よりも高価な初代培養細胞を複数種類購入し、チップ内での培養法の確立とアッセイへの有効性を早めに検討する必要があり、そのための経費として学術研究助成基金助成金について前倒しを受けたが、購入予定であった細胞のうちのひとつについて、本年度中の購入が適当でないと判断し、購入を見送ったため、前倒しを受けた助成金の一部を繰り越したため。
マウス配偶子形成過程でもゲノム刷り込みの変動

1.雌雄のEG細胞の培養下での分化能を胚様体形成によって詳細に調べた。野生型EC細胞では分化を誘導する浮遊培養開始後1週間以内に典型的な嚢胞状の胚様体(cystic embryoid body)が多数出現したが、雌EG細胞では単為発生ES細胞と同様、cystic embryoid bodyの形成は殆ど認められなかった。内層中央部には細胞死が激しく、内胚葉層の産物である良く発達したライヒェルト膜様構造に沿って未分化細胞塊が散在していた。雄EG細胞では14日目に至っても内胚葉層の発達が悪い一方、中心部での細胞死は少なかった。2.14日目胚様体において新たに誘導されたX染色体の不活性化を調べた。雌EG細胞では不活性X染色体を持つものは9%、単為発生ESでは4%にすぎなかったが、野生型ES細胞では3050%であった。雌EG細胞と単為発生ES細胞を野生型ES細胞と混合し、キメラ胚様体を形成させたところ、雌EGおよび単為発生ES細胞での頻度がそれぞれ21%と24%に上昇した。X染色体不活性化は細胞分化に付随して起こるのでこれらの細胞は不活性化能は持つものの、分化能が低いために単独ではその能力が発揮されないと考えられる。3.刷り込みの差を各未分化細胞株で検討するために、DNAのメチル化が刷り込みのシグナルとなっている事が知られている内在性遺伝子pH19,Igf2,Igf2rのメチル化の状態を調べた。成体の体細胞ではH19とIgf2では不活性な対立遺伝子のみが、Igf2rでは活性対立遺伝子のみがメチル化されている。いずれの部位でも雌EG細胞は低メチル化状態にあり、単為発生ES細胞とほとんど同じであった。一方、雄EG細胞ではH19では約50%、Igf2とIgf2rでは体細胞や雄ES細胞と同程度のメチル化が認められたが、allele-specificityは検討できなかった。これらの知見は受精後12.5日目に、雌の始原生殖細胞では既に刷り込みの消去が始まっていることを示している。4.マウスSearle転座の隣接2型分離の結果生じた不均衡な核型、40(X,X^<16>,15,Y)を持つES細胞では分化開始後3日目には、胚様体の表面の細胞ばかりでなく、内部の細胞も形態的に完全に分化した。レクチン反応性を調べた結果、近位あるいは遠位内胚葉であることが判明した。X^<16>染色体は不活性化センターを失っているため、X染色体の不活性化は起きないが、これが原因とは考えられない。少なくともin vivoでは、核型が良く似た40(X,X^<16>,16,16)胚が着床直後にはかなり正常に近い形態を保っているからである。16番染色体の基部半分がモノソミ-になっていることが直接関与していると考えられる。この核型を持つ胚はあまりにも発育が悪いため形態的特徴すら良く分からない。内胚葉分化の遺伝子支配を明らかにする上で貴重な系になると期待される。4.マウスSearle