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火災を受けた橋梁の性能評価法の構築

現在,研究代表者は,最悪の場合,落橋するなど,近年,増加傾向にある“橋梁火災"に対して,解析および実験の両面で研究を行っている.その中で,1)火災による熱影響を受けた部材の耐荷力を評価する際に必要となる構造用鋼材の高温時および加熱冷却後の常温時強度のデータ収集が,1968年以降,統計的に行われていない.2)鎮火後の橋梁の通行可否を判定するにあたり,熱影響により建設頻度の高い鋼・コンクリートの剛性低下が明らかにされていないなどの問題点が挙げられる.そこで,種々の検討を通して,大都市圏内をはじめとする日本を支える交通ネットワーク網に大きな影響を及ぼす次なる災害リスク(橋梁火災)に対して,従来の外観変状から評価ではなく,数値的根拠を持って通行可否を判定することができる性能評価法を構築することを目的とした.平成30年度は,主に,以下の2つの実験を行った.1) SM400とSM490Yの2種類の鋼材に対して,常温,200°C,500°C,800°Cならびに1100°Cで高温引張試験を実施した.加熱は,鋼材の受熱温度が所定の値に達するまで20°C/分で加熱し,均熱時間は30分とした.その結果,400500°Cで強度低下が始まり,1100°Cで降伏強度は常温のそれに対し,ほぼ0(ゼロ)になることがわかった.また,鋼種別による強度の低下割合に差異は見られなかった.2)製作した合成桁に対して,常温,340°Cならびに680°C加熱前後で静的載荷試験を実施した.その結果,340°C加熱自然冷却後は,合成挙動を呈したが,680°Cで加熱した際,コンクリートに亀甲状のひび割れが生じ,加熱自然冷却後の桁のひずみは,合成と非合成の中間の値を示す結果となった.現在,研究代表者は,最悪の場合,落橋するなど,近年,増加傾向にある“橋梁火災"に対して,解析および実験の両面で研究を行っている.その中で,1)火災による熱影響を受けた部材の耐荷力を評価する際に必要となる構造用鋼材の高温時および加熱冷却後の常温時強度のデータ収集が,1968年以降,統計的に行われていない.2)鎮火後の橋梁の通行可否を判定するにあたり,熱影響により一部変形した桁の耐荷力が明らかにされていないなどの問題点が挙げられる.そこで,種々の検討を通して,大都市圏内をはじめとする日本を支える交通ネットワーク網に大きな影響を及ぼす次なる災害リスク(橋梁火災)に対して,従来の外観変状から評価ではなく,数値的根拠を持って通行可否を判定することができる性能評価法を構築することを目的としている.平成28年度は,要素試験として,鋼材引張試験片を製作し,材質,温度ならびに時間をパラメーターとして加熱を行い,加熱冷却後の常温時強度に関する最新のデータ収集を行った.その結果,SM490材に着目すると,降伏強度は1100°Cで加熱時間30分および60分において,常温時の同強度よりも平均28.4%および38.1%低下,引張強度は平均10.3%および14.6%低下することがわかった.また,900°Cにおける降伏および引張強度は加熱時間によらず強度の回復がみられ,さらに,引張強度は,加熱時間による差異はほとんどみられなかった.一方,SM490Y材において,降伏強度は,1100°Cで加熱時間30分および60分において,常温時の同強度よりも平均39.5%および41.4%低下,引張強度は,平均19.4%および23.5%低下することがわかった.なお,SM490材については,降伏,引張強度ともに加熱時間による差異はみられなかった.最後に,試験結果より,力学特性の低減係数を簡易的に推定する式の提案を行った.平成28年度の研究計画は,【桁試験】の予備検討(熱伝導解析)と【要素試験】の準備(鋼材引張試験片の製作など)を挙げていた.【桁試験】の予備検討は,鋼・コンクリート合成桁を対象に,数種類の橋梁火災による熱履歴のパターンを想定し,汎用プログラムSOFiSTiKを用いて熱伝導解析を行った.そして,鋼桁は熱影響を受け易く,コンクリート床版は火災を受ける下面を除くと大半は温度上昇が見られないなどの結果が得られた.高温時および加熱冷却後の常温時強度を把握するために実施する【要素試験】は,準備として,パラメータ(鋼種と加熱時間)を抽出した後,鋼材引張試験片の製作までを行う予定にしていた.しかし,加熱冷却後の常温時強度のみ,先行して,加熱および引張試験を実施し,上述の研究実績の内容に記した結果を得ることができた.研究代表者は,平成29年度,橋梁の火災を想定した加熱試験が自然冷却後の常温時における各種鋼材(SM400,SM490,SM490YならびにSM570材)の材料特性に及ぼす影響を解明するため,種々の試験(引張試験,金属の組織観察,ビッカース硬さ試験ならびにシャルピー衝撃試験)を行った.それらより,得られた主な知見を以下に示す.1)先行研究以上の温度における引張試験を実施した結果,本試験結果は先行研究の延長線上に位置することが確認でき,近年製造された鋼と1968年に報告された鋼における低下傾向に差異はみられない.2)鋼の降伏強度および引張強度について,900°Cの熱履歴が鋼の強度を大幅に低下させる一種の要因となる.

これは,A3変態点近傍の熱履歴を与えることにより,鋼の組織状態が変化したと推察される.また,1100°Cの熱履歴を与えると,鋼の組織は粗大化し,鋼の強度は900°Cの場合と同等,あるいは,常温時の半分程度まで低下するとともに,延性が向上するため,加熱温度の上昇に伴い,破断伸びが大きくなっていた.3)温度変化による鋼の力学特性の低下傾向について,試験結果に基づき定式化を行った結果,精度良い推定式を提案することができた.また,平成30年度に実施する桁の加熱試験に向けて,桁の試設計,実験計画書の作成を行うとともに,製作(コンクリート床版内の熱電対設置を含む)を行った.平成29年度の研究計画として,加熱温度と時間をパラメーターとした【要素試験】を実施し,加熱冷却後の常温時強度に関するデータ整理を行う.一方,【桁試験】供試体の設計や実験計画書を作成するとともに,供試体を製作することを挙げていた.【要素試験】は,予定通り,試験を実施し,データ整理を行うとともに,土木学会関西支部年次学術講演会や鋼構造シンポジウムに論文を投稿し,その成果を発表した.一方,【桁試験】は,実験計画書を作成し,予定通り,試験体の製作を行った.現在,研究代表者は,最悪の場合,落橋するなど,近年,増加傾向にある“橋梁火災"に対して,解析および実験の両面で研究を行っている.その中で,1)火災による熱影響を受けた部材の耐荷力を評価する際に必要となる構造用鋼材の高温時および加熱冷却後の常温時強度のデータ収集が,1968年以降,統計的に行われていない.2)鎮火後の橋梁の通行可否を判定するにあたり,熱影響により建設頻度の高い鋼・コンクリートの剛性低下が明らかにされていないなどの問題点が挙げられる.そこで,種々の検討を通して,大都市圏内をはじめとする日本を支える交通ネットワーク網に大きな影響を及ぼす次なる災害リスク(橋梁火災)に対して,従来の外観変状から評価ではなく,数値的根拠を持って通行可否を判定することができる性能評価法を構築することを目的とした.平成30年度は,主に,以下の2つの実験を行った.1) SM400とSM490Yの2種類の鋼材に対して,常温,200°C,500°C,800°Cならびに1100°Cで高温引張試験を実施した.加熱は,鋼材の受熱温度が所定の値に達するまで20°C/分で加熱し,均熱時間は30分とした.その結果,400500°Cで強度低下が始まり,1100°Cで降伏強度は常温のそれに対し,ほぼ0(ゼロ)になることがわかった.また,鋼種別による強度の低下割合に差異は見られなかった.2)製作した合成桁に対して,常温,340°Cならびに680°C加熱前後で静的載荷試験を実施した.その結果,340°C加熱自然冷却後は,合成挙動を呈したが,680°Cで加熱した際,コンクリートに亀甲状のひび割れが生じ,加熱自然冷却後の桁のひずみは,合成と非合成の中間の値を示す結果となった.平成29年度,【桁試験】および【要素試験】は,当初の予定通り,以下の内容で研究を進める予定である.【桁試験】は,熱伝導解析結果より,実験計画書の作成から供試体の製作までを行う.
超高分散型水素化脱硫触媒の分子設計と開発

軽油、重質油の深度脱硫技術の開発は、環境保全の立場からも、現在最重要課題の一つである。我々は、ゼオライト細孔内にCo-Mo複合硫化物活性種が超高分散化された触媒系を構築することにより高機能触媒の開発を目指してきた。ゼオライトの利用により、活性種の超高分散化、超高分散化された活性種と酸点との複合化が考えられる。さらに、超高分散化活性種クラスターが均質な構造をもつ場合には、脱硫触媒における複合効果、例えば、Co-Mo系触媒におけるCo、Mo硫化物間の複合効果の解明および反応機構の解明につながる。本研究では、金属カルボニルを利用することによりNaYゼオライト細孔内に均質なCo-Mo複合硫化物クラスターが構築できること、その組成はCo_2Mo_2S_6であることを示した。複合硫化物クラスターのCoサイトがHDSおよびHYD反応の活性サイトを形成することが明らかとなった。EXAFSを用いて、クラスターの構造決定を行なった。Mo-Mo、Co-Co、Mo-Co結合の配位数およびMo-S、Co-S結合の配位数に基ずき、Co_2Mo_2S_6クラスターはcubane型構造をもつことを明らかにした。現在、設備備品として購入した紫外可視分光光度計を用いてクラスターの電子状態を検討中である。さらに、クラスター構造を計算機化学の立場から検討を行っている。複合効果の大きさを示す活性増大比のクラスターサイズ依存性から、Mo3原子からなるクラスター触媒系が最適であることを示唆した。さらに、触媒の水素化活性と脱硫活性比から、複合効果が最大限発揮されるためには、Coによる硫黄化合物の活性化とMoサイトによる水素の活性化が必要であることを示唆した。
グローバルエンジニアの育成を促す尺度開発に関する研究

本研究は、日本の高等教育機関に所属する工学専攻の学生が、将来、グローバルエンジニアとして活躍することができる素地を築くための尺度開発をし、それを試験的に運用し、教育的示唆を得て発信することを目的としている。具体的には、国際共通語である英語を使用して働く際に必要となる英語運用能力の測定に活用できる尺度の開発と、様々な文化的背景を持つ人たちと仕事で協働していく際に必要となる国際志向性の測定に活用できる尺度の開発・運用・分析を行う。
理系学生コミュニティのための日本語支援システムの開発とその評価

本研究では、グローバル化が進む理系コミュニティにおける協働を活性化させる一助として、留学生を対象とした日本語支援システムの開発とその評価を行う。留学生が「場」に合わせて日本語によるマルチモーダルな相互行為を行っている場面を切り取ったビデオ素材群を集めたWebサイトを開発する。それを基盤として、日本人学生や留学生が写真・動画・テキストなどで同様の体験を共有し、日本におけるコミュニケーション活動や生活体験をお互いに振り返り、議論する場をつくる。Web空間と実空間を双方向に行き来するコミュニケーション支援システムをコミュニティ構築の観点から分析し評価を行う。
蛍光タンパク質GFP遺伝子標識法を用いた細菌細胞の植物根-土壌系での高感度検出

有用根圏細菌の接種効果を向上させるためには,十分な根圏定着を実現することが重要であり,従って根圏における細菌の生態・挙動を十分に把握しておく必要がある。しかし,根圏における細菌の挙動解析に適した研究手法がないため,植物根への移動・定着プロセスに関する知見はまだ少なく,有用細菌の根圏接種技術への応用も不十分である。そこで,本研究では根圏における特定細菌の挙動を把握するため,蛍光タンパク質(GFP;Green Fluorescent Protein)遺伝子による標識と検出を検討した。標識した細菌細胞の根圏微小部位での挙動を直接解析するためのマーカーとして,発光クラゲ(Aequorea Victoria)の蛍光タンパク質GFPを用いた。GFPは238個のアミノ酸からなる特異なタンパク質であり,蛍光に関与する発色団のトリプチドを自身のアミノ酸配列中に持っているため,蛍光検出のための基質,cofactorをなんら必要としない。上記のGFP遺伝子で根圏細菌を標識するため,Tn5由来のミニトランスポゾンベクターによって細菌染色体に導入するシステムを用いた。このベクターの転移領域は転移に必要なトランスポザ-ゼがトランスに供給され,転移領域自身にはトランスポザ-ゼがコードされていないため,細菌染色体への転移後は安定で再転移などは生じない。GFP遺伝子をこの転移領域中にConstitutiveに発現するように挿入したプラスミドを作製し,根圏から分離した根圏定着能の高い数種のPseudomonas属細菌に接合伝達法により導入した結果,GFP遺伝子は染色体中に組み込まれ,十分に発現した。GFP標識細菌を土壌や植物根圏に接種し,微小部位での直接検鏡を用いて行った結果,GFP標識細菌細胞の形態,数,分布状態の高感度検出が可能であった。
ノイマン効果を用いる極超音速液体ジェットの発生装置の開発

高速液体ジェットはディーゼル機関の燃料噴射あるいはウォータージェットカッテングなどの実用に供されているが、その速度範囲は1Km/sにとどまる。また、高速ウォータージェットの発生技術は未開発で、高速ジェットの性質はよく理解されているとは言い難い。過去に本研究補代表者は一段ガス銃を用いて約1-2Km/sの平頭円筒を液体溜まりの衝突させ、収縮ノズルを介して3-4Km/sの液体ジェットを発生しているが、ノズルは再使用できず、また、その設計は非常に微妙で実用性を欠き、この計画は試行の段階を超えない。本研究は成形爆薬の爆轟で爆薬内の平面衝撃波と傾斜ないし凹面の界面との干渉の結果、成形爆薬の中心軸に沿って高速ジェットを発生する。この現象はノイマン効果と呼ばれる。この現象の理解に着想を得て、逆円錐形状の液体溜に高速ピストンを衝突させて、非常に簡単に高速水ジェットを発生させる装置を試作することを目指し、数値シミュレーションによってこのことを検証し、さらに設計の指針を確立することを目標とする。得られた結果は、1)数値シミュレーションによって水ジェットはピストン速度の50%となることを明らかにした。2)このとき、逆円錐の半頂角は約22度で、ジェット速度3-6km/sとなった。3)口径15mmの火薬銃を製作して、火薬量0.5-1.5グラムに対して0.6-1.5km/sの出口速度を得た。4)液体ジェットの飛行過程と液滴の微粒化をホログラフィー干渉計法によって観察した。5)高速液滴の飛翔と固体面に衝突する過程を明らかにし、6Km/sを超える水ジェットの発生は技術的に容易なことを明らかにした。昔の速度からその数倍の速度を超える高速液体ジェットは,ディーゼルエンジンの燃料噴射あるいはウォータージェットカッティングなどの様々の実用に供されている.しかし,超高速液体ジェットの発生が容易でないことととにも関係して,超高速液体ジェットの構造と挙動に関して十分な研究はない.本研究は,ノイマン効果を用いて従来の高速液体ジェットの速度を飛躍的に高速化することを目指すものである.本年度に得られた結果を要約すれば:1.高速で移動するピストンが液体溜に衝突してノイマン効果によって液体ジェットを発生する過程を数値シミュレーションし,ピストン速度の50%増しの速度増分を達成した.2.口径15mm,ピストン重量4グラムの小型火薬銃を設計して,火薬量を0.5-1.5グラムに変化させた実験で,出口速度0.6-1.5km/sを達成した.3.また,縦型の二段式軽ガス銃を試作し,直径25mm重量30グラムのピストンについて出口速度600m/sを達成した.4.高速衝突で加速される液体の振る舞いについて予備実験を行った.高速液体ジェットはディーゼル機関の燃料噴射あるいはウォータージェットカッテイングなどの実用に供されているが、その速度範囲は1km/sに止まり、この速度範囲を超える液体噴流の発生技術は未開発で、また、その性質もよく解明されているとは言い難い。本研究は生成爆薬の爆発で超高速ジェットを生成する原理が曲面と平面衝撃波との干渉過程に起因することに着想を得て凹の湾曲面を持つ液体界面に衝撃波を照射して、高速液体ジェットを形成する試験である。数値計算によってその事実を検証し、実験研究で部分的にそれを検証している。得られた結果を要約すれば:1)高速ピストンが凹面の気液界面に衝突し、中心軸に沿ってノイマン効果を示し、高速液体ジェットが発生することを示した。2)ピストン速度2-4km/zに対して半頂角役22度の逆円錐形状の凹面の水と空気の界面では、3-6km/sの高速ジェットを発生できることを明らかにした。

3)数値シミュレーション結果を実験的に実証するために、口径15mmピストン重量4-10グラムの一段火薬銃を試作して、火薬量0.5-1.5グラムに対してピストンの出口速度0.6-1.5km/sを達成した。さらにこの速度を向上させる準備は進行中である。4)液体ジェットの発生とその成長と微細化を可視化計測するために、拡散光を物体光とするホログラフィー干渉計法を開発し、その再生光学系にデジタルカメラを用いコンピュータによって画像処理する方式を開発した。5)高速液滴の飛翔と固体面に衝突するときの挙動を実験的に明らかにした。
間葉系幹細胞を用いた広範囲内視鏡的直腸粘膜下層剥離術後狭窄の予防法の開発

大腸癌に対する内視鏡的粘膜下層剥離術(ESD)が普及してきたが、直腸に対して広範囲にESDを行うと、合併症として狭窄が問題となることが最近明らかとなっってきた。一方、間葉系幹細胞は骨髄など多くの組織に存在し、新しい再生医療材料として注目されている。本研究では、直腸ESD後狭窄に対する新規治療法の開発を目指し、羊膜由来間葉系幹細胞の培養上清に着目し、大動物モデルに対する効果および作用メカニズムを明らかにすることで、臨床応用への基盤を整えることを目標とした。ブタ直腸に長径5 cmの全周性ESDを行い、培養上清ゲルを4日間連続注腸投与すると、3週間後の直腸狭窄が有意に抑制され、炎症細胞浸潤や線維芽細胞の活性化、筋層の肥厚、および線維の蓄積も抑制されていた。そこで、ESD後1週間培養上清ゲルを連日注腸投与し、急性期(1週間後)の評価を行ったところ、狭窄が有意に抑制され、病理学的にも好中球やマクロファージの浸潤が抑制され、線維芽細胞の活性化が抑制されていた。以上のことから、間葉系幹細胞の培養上清ゲルの注腸投与は、直腸ESD後急性期の炎症反応を抑制することで線維芽細胞の活性化を抑制し、線維の蓄積や筋層の肥厚を抑制して狭窄予防に寄与していることが明らかとなった。本研究の成果により、直腸における全周性ESD後狭窄予防法としての間葉系幹細胞由来培養上清の効果が示され、消化器内視鏡医が将来的に直腸狭窄を恐れることなく広範囲なESDを実施することができるようになると予想された。大腸がんに対する内視鏡的粘膜下層剥離術(ESD)が普及してきたが、直腸に対して広範囲にESDを行うと、合併症として狭窄が問題となることが最近明らかとなった。本研究では、直腸ESD後狭窄に対する新規治療法の開発をめざし、羊膜由来間葉系幹細胞の培養上清に着目し、大動物モデルに対する効果および作用メカニズムを明らかにすることで、臨床応用への基盤を整えることを目標とした。ブタ直腸に長径5 cmの全周性ESDを行うと、3週間後には平均60%の狭窄率となり、安定的に狭窄モデルが作成できた。また、内視鏡が狭窄部位を通過できなかった。一方で、遠位結腸に同様のESDを行っても狭窄はほとんど認められなかった。間葉系幹細胞の培養上清はカルボキシメチルセルロースを用いてゲル状にし、これを注腸投与して狭窄予防効果を確認することとした。直腸ESD後狭窄モデルに対し、間葉系幹細胞由来の培養上清をESD後より4日間連日注腸投与すると、3週間後の狭窄率が有意に抑制された。また、病理組織学的に評価すると、線維著明な肥厚や内輪筋のhypertrohyが培養上清ゲルの投与によって抑制されており、炎症細胞浸潤も抑制されていた。以上のことから、大腸ESD後の狭窄は直腸におこりやすく、間葉系幹細胞の培養上清ゲルの注腸投与は直腸ESD後の炎症反応を抑制することで狭窄を予防していると考えられた。初年度の目標は早期に達成されたため、一部次年度の予定をはやめて、培養上清投与後の治療効果を検討できた。ブタ直腸に長径5 cmの全周性ESDを行い、培養上清ゲルを4日間連続注腸投与すると、3週間後の直腸狭窄が有意に抑制され、炎症細胞浸潤や線維芽細胞の活性化、および線維の蓄積も抑制されていた。以上のことから、間葉系幹細胞のの培養上清ゲルの注腸投与は、直腸ESD後急性期の炎症反応を抑制することで線維芽細胞の活性化を抑制し、線維の蓄積を抑制して狭窄予防に寄与していることが明らかとなった。本研究の成果により、直腸ESD後狭窄予防法としての間葉系幹細胞由来培養上清の効果が示され、消化器内視鏡医が将来的に直腸狭窄を恐れることなく広範囲なESDを実施することができるようになると予想された。培養上清の急性期に対する効果を予定通り検討できた。

本研究では、直腸ESD後狭窄に対する新規治療法の開発を目指し、羊膜由来間葉系幹細胞の培養上清に着目し、大動物モデルに対する効果および作用メカニズムを明らかにすることで、臨床応用への基盤を整えることを目標とした。ブタ直腸に長径5 cmの全周性ESDを行い、培養上清ゲルを4日間連続注腸投与すると、3週間後の直腸狭窄が有意に抑制され、炎症細胞浸潤や線維芽細胞の活性化、筋層の肥厚、および線維の蓄積も抑制されていた。そこで、ESD後1週間培養上清ゲルを連日注腸投与し、急性期(1週間後)の評価を行ったところ、狭窄が有意に抑制され、病理学的にも好中球やマクロファージの浸潤が抑制され、線維芽細胞の活性化が抑制されていた。以上のことから、間葉系幹細胞の培養上清ゲルの注腸投与は、直腸ESD後急性期の炎症反応を抑制することで線維芽細胞の活性化を抑制し、線維の蓄積や筋層の肥厚を抑制して狭窄予防に寄与していることが明らかとなった。本研究の成果により、直腸における全周性ESD後狭窄予防法としての間葉系幹細胞由来培養上清の効果が示され、消化器内視鏡医が将来的に直腸狭窄を恐れることなく広範囲なESDを実施することができるようになると予想された。ESD3週間後の狭窄をESD後4日間の培養上清注腸投与で抑制できたため、急性期の効果を病理学的に検討する。また、培養上清の低分子分画の効果を明らかにしていく。培養上清の低分子分画の効果を明らかにしていく。培養上清ゲルの作成費用を節約できた。計画より物品費が若干節約できた。培養上清の低分子分画を調整するための物品費に当てる予定である。急性期の反応を検討する実験を追加することにし、低分子分画の培養上清ゲルの効果を検討する。
潰瘍性大腸炎患者におけるタクロリムスの臨床効果とMDR1発現量・遺伝子多型の関係

【研究目的】潰瘍性大腸炎の患者数増加に伴い、使用が拡大されているタクロリムスは、血中濃度及び薬理効果の個人差による投与量と副作用コントロールの煩雑さが問題となっている。タクロリムスは、薬物代謝酵素CYP3A4及びCYP3A5による代謝を受け、未変化体薬物や代謝物はMDR1遺伝子にコードされるP-糖タンパク質(Pgp)を介して排泄される。Pgp及びCYP3A5は大腸にも存在し、炎症部位周辺の粘膜組織におけるタクロリムスの薬理効果発現に対して影響を及ぼすことが想定される。そこで今回、大腸炎症部及び非炎症部のMDR1 mRNA発現量、CYP3A5遺伝子多型とタクロリムス血中濃度及び臨床経過との関係について解析を行った。【研究方法】生検組織又は血液採取が可能であった潰瘍性大腸炎患者を対象とした。内視鏡検査時の生検採取が可能であった患者の中で、炎症部及び非炎症部の両方が得られた患者14名については、MDR1 mRNA発現量の比較を行った。また、15例についてはゲノムDNAを抽出しCYP3A5遺伝子多型の解析を行い、タクロリムス血中濃度/投与量(C/D)比と臨床経過との関係について調べた。なお、本研究は京都大学医学研究科・医学部及び附属病院医の倫理委員会の承認を受けて実施した。【研究結果】大腸生検組織を用いた検討において、炎症部のMDR1 mRNA発現量は非炎症部に比して80%以上低下しており(P=0.0005)、炎症部粘膜のバリヤー機能の低下を反映することが示された。また、タクロリムス服用患者におけるCYP3A5遺伝子多型解析の結果、機能型(^*1/^*3および^*1/^*1)を有する6例に比して機能欠損型(^*3/^*3)を有する9例ではタクロリムスC/D比は約2.5倍であり(P=0.0023)、タクロリムスの動態特性においてCYP3A5機能の重要性が示された。タクロリムス服用患者15名のうち、CYP3A5^*1/^*3ではタクロリムス継続例が6名中3名、タクロリムス無効例が2例見られた。一方CYP3A5^*3/^*3ではタクロリムス継続が9名中6名であり、タクロリムス無効例は見られなかった。この結果より、CYP3A5遺伝子多型は潰瘍性大腸炎患者におけるタクロリムスの動態特性に加えて治療経過にも影響を及ぼす可能性が考えられた。
東京への集中と周辺地域の変動過程

この研究は、東京およびその周辺地域における社会的実態調査を通じて、それぞれの地域の変動とその過程で生じている地域問題ならびに、それに対応して展開している住民や地域諸団体ならびに地方自治体をはじめとする地域の諸機関などによる地域形成の営み、ことに地方自治体の地域政策を把握し、今日の転換期における地域変動と地域形成について明らかにしようとするものである。本報告は2部から構成されており、その第1部では、東京都の内から集中的な調査地点とした千代田・世田谷・大田の3区の住民を対象とした市民生活に関するアンケート調査、東京都大田区の中小企業の経営と地域社会との関連についてのアンケート調査の結果を分析した。前者においては、都心区の住民の多くが居住継続の希望をもちながらも、一方では経済変動によって自営業者などが事業継続が困難になって流出し、その結果として商店などの日常生活の便宜の不足が生じ、さらに地価や住宅・土地問題等によって居住が困難になっていること、これに対する行政施策が必ずしも適合的でないことを示している。後者においては、中小企業経営者の企業間ネットワークと彼らの構成する地域団体との関連が分析され、また彼らがこの地域での経営と居住の継続を希望し、住工混交地域としてのまちづくりを希望していることなどが示された。また、第2部においては、わが国の地域開発の展開と地方自治体における地域計画の策定のあり方について、これまでの地域社会学の研究成果を整理し、地域社会計画の社会学的研究として、報告にとりまとめた。ここでは、地方自治体における地域社会計画が、産業化発を中心とする計画から、次第に生活環境の整備を中心とする広範な内容をもつものに移行してきていることをあとづけ、その意義と問題点を検討した。この研究は、東京およびその周辺地域とそれらから一定の距離をもつ地域とを選定し、社会学的実態調査を通じて、東京一極集中として現れるわが国経済・社会の広範な領域にわたる大きな転換の過程で生じた、それぞれの地域の変動と地域問題、それに対応する地域形成の営みと地方自治体の地域政策等を把握し、今日の転換期における地域変動と地域形成の解明を目指すとともに、社会学的な実態調査を通じる都市地域社会の分析の方法的な整備をすすめようとするものである。このため、東京都および周辺の群馬・新潟の両県を対象としてそれぞれの総合計画などの地域政策、特に1980年代以降の開発の構想とその推移、東京一極集中の影響及びそれに対する政策的対応等について調査を行った。また、群馬県高崎市及び新潟県新潟市を対象にそれぞれ市の地域政策の動向等について調査を行うとともに、地域住民に対して1980年代以降の住民生活の変動と地方自治体の政策的対応の状況等を中心に広範な聞き取り調査を行った。これらの調査結果は次年度に分析することになるが、両地域それぞれに産業経済構造の大きな変動の影響を受けて、社会構成や集団構造においても新たな動向が生じており、それが地方自治体の地域政策に対する市民の需要を拡大している。今後の地域定住の促進とそれに支えられた地方自治の基盤の拡充が地域住民の生活にとって重要であることが把握できた。この研究は、東京一極集中といわれる、わが国経済・社会の広範な領域にわたる大きな転換の過程で生じた、地域の変動と地域問題、それに対応する地域形成の営みと地方自治体の地域政策等を把握し、今日の転換期における地域変動と地域形成の解明を目指すものであり、東京およびその周辺の地域とそれらから一定の距離をもつ地域と選定して社会学的実態調査を行うものである。このため、東京都千代田区と世田谷区の実態調査と市民生活に関するアンケート調査を実施したほか、群馬県高崎市及び新潟県新潟市における調査を前年度に引き続いて実施し、住民生活の変動と地方自治体の政策的対応の状況等の把握のために広範な聞き取り調査を行ったほか、市民生活に関するアンケート調査を実施した。これらの調査は予定した内容を実施することが出来たが、本研究のメンバーは以前神戸市において地方自治体の都市政策と市民生活の関連についての調査研究を実施していたことから、阪神淡路大震災にともなう神戸地域の変動過程についての調査を急遽実施することとなり、本研究の実施時期が年度の後半になった。

このため、アンケート調査等の集計整理は今後に残されている。現在のところ実施調査からの印象にとどまるが、いずれの地域の場合も、地域社会の在り方も、市民生活の様相も大きく変化してきており、それぞれの地域の自治体の地域政策に一層大きな期待がよせられていることがうかがいしれる。東京一極集中を引き起こした今日の地域変動が、今後の地域住民にとって、きわめて大きな意味をもつものであることが指摘できる。この研究は、東京一極集中といわれる、わが国経済・社会の広範な領域にわたる大きな転換の過程で生じた、地域の変動と地域問題、それに対応する地域形成の営みと地方自治体の地域政策等を把握、今日の転換期における地域変動と地域形成の解明を目指すものであり、東京およびその周辺の地域とそれらから一定の距離をもつ地域とを選定して社会学的実態調査を行うものである。このため、これまでに東京都に関してその社会変動を把握するための資料分析などを進めるとともに、東京都の内から集中的な調査地点として千代田区と世田谷区と大田区をとりあげてその実態調査を行い、これら3区の住民を対象とした市民生活に関するアンケート調査、東京都大田区の中小企業の実態調査及び経営主に対するアンケート調査などを行ってきた。またこれとあわせて、東京の変動の影響を把握するために、群馬県高崎市及び新潟県新潟市において地域社会の変動に関する調査を実施してきた。今年度は、これらの調査結果の整理と分析を中心として作業を行った。これらの調査のうちこれまでに結果の整理が終了した東京都の市民生活に関するアンケート調査とその結果に基づく住民の定住志向に関する分析、東京都大田区の中小企業経営者の経営意識の分析、をとりまとめて報告書として発表することとした。さらに、これらの調査結果の分析を行うための理論的な枠組みを検討する意味で、わが国の地域開発の展開と地方自治体における地域計画の策定のあり方について、これまでの地域社会学の研究成果を整理し、地域社会計画の社会学的研究として、報告にとりまとめた。
可搬型近赤外分光光度計を用いた規制薬物の現場予試験システムの開発

可搬型近赤外分光計による各種規制薬物の現場予試験法について検討を行った。各試料の近赤外吸収スペクトルに対し数学的な前処理を行った後にライブラリ検索に供した。ライブラリ検索結果のヒットリストの「最上位の化合物に対する類似度(α)」及び「αと次位の化合物に対する類似度(β)との差(αーβ)」を指標として用い、それらが閾値以上の場合にヒットリスト最上位の化合物を陽性と判定した。この方法論により、規制薬物全般のスクリーニングについては、類似化合物を正しく識別可能であった。また、ポリ袋内の覚醒剤及び錠剤型麻薬中のMDMAについては、偽陽性を起こすことなくそれぞれ検出可能であった。1ポリ袋中の模擬覚せい剤資料(メタンフェタミン塩酸塩と増量剤の混合物)中のメタンフェタミンについて、近赤外分光法による検出を試みた。ポリ袋中の模擬覚せい剤資料のスペクトルを数学的に前処理(SNV処理後に2次微分)し、メタンフェタミン塩酸塩と増量剤の混合物のスペクトルからなるスペクトルライブラリに対し、ライブラリ検索を行った。検索波長範囲を制限して微分相関係数でライブラリ検索を行った場合に、資料中のメタンフェタミンを最も良好に検出することができた。本法によるメタンフェタミンの検出下限濃度は増量剤に依存するが、25-50%であった。2 MDMA錠剤中のMDMAについて、近赤外分光法による検出を試みた。MDMA錠剤のスペクトルを1と同様に数学的に前処理した後、MDMA塩酸塩と賦形剤の混合物からなるスペクトルライブラリに対し、ライブラリ検索を行った。検索波長範囲を制限して相関係数でライブラリ検索を行った場合に、資料中のMDMAを良好に検出することができた。本法により、MDMA錠剤実資料27試料中22試料を陽性と判定できた。一方、MDMAを含まない医薬品錠剤については、53試料すべてを陰性と判定できた。本研究は、ポータブル型近赤外分光光度計を用いた規制薬物の現場予試験法を開発することを目的としている。本研究の最終目標は、ポリ袋内の薬物を同定することである。今年度はポータブル型近赤外分光光度計を用い、規制薬物及びその関連化合物の標準品のスペクトル測定を行った。試料皿に入れた薬物を拡散反射法で測定することによって、スペクトルを取得した。得られたスペクトルを用いて、化合物間の識別能が最も高くなる演算方法(スペクトルの前処理法及び検索アルゴリズム)について検討を行った。その結果、前処理法「SNV処理後に二次微分」、検索アルゴリズム「相関係数」を使用することで化合物間の識別能が最大となった。これらの演算法は、粒子径の影響の軽減にも有効であった。また、実際の試料を模して規制薬物と賦形剤の混合物、さらには押収されたMDMA錠剤についてもスペクトルを取得した。ただし、これらのデータ解析は現在実施中である。1最終年度の成果:これまでの研究成果をまとめ、論文を作成した。近赤外分光法による規制薬物標準品の同定・識別に関する研究はForensic ScienceInternational誌に受理された。また、錠剤型麻薬中のMDMAの検出については、Journal of Forensic Sciences誌に投稿中である。2研究期間全体を通じた成果:捜査現場での予試験に供するため、可搬型近赤外分光計による各種規制薬物のスクリーニング法について検討を行った。各試料の近赤外吸収スペクトルに対し数学的な前処理(SNV処理後Savitky-Golay法で二次微分)を行い、得られたスペクトルに対し相関係数または微分相関係数によりライブラリ検索を行った。また、ライブラリ検索した際に得られる結果のうち、最上位にヒットした化合物に対する類似度(α)及びαと次位の化合物に対する類似度(β)との差(αーβ)を指標とて用い、それらが一定の閾値以上の場合のみ薬物陽性と判定することにした。この方法論を用いた場合、規制薬物全般のスクリーニングについては、類似化合物間でも誤ることなく識別することが可能であった。また、ポリ袋内の覚醒剤の検出及び錠剤型麻薬中のMDMAの検出については、偽陽性を起こすことなく対象薬物を判定可能であった。法中毒学1前年度行った規制薬物標準品を対象とした研究については、現在研究成果の公開の段階に移っており、研究成果については日本法中毒学会第32年会で発表したとともに、現在Forensic Science International誌に投稿中であるため。2今年度行ったポリ袋中の模擬覚せい剤資料を対象とした研究についても、研究成果の公開の段階に移っており、研究成果については日本薬学会第134年会で発表したため。当初予定では、平成24年度は、標準品のスペクトル測定及びそのスペクトルを用いた演算法の構築を行うことを目標としていた。現段階でそれらの目標は達成されている。

さらに、平成25年度以降に行う予定であった規制薬物と賦形剤の混合物、及びMDMA錠剤のスペクトル測定も終了していることから、当初の計画以上に進展していると判断される。今年度の研究成果について、論文作成を行う。当面はすでに測定済みであるが解析を行っていないスペクトル(規制薬物と賦形剤の混合物及びMDMA錠剤)について、データ解析を進め、MDMA錠剤の同定が可能か否か検討を行う。次に、ポリ袋に入れた規制薬物についてスペクトルを測定し、ポリ袋内の薬物の同定方法について検討を行う。平成24年度に近赤外分光計本体を購入する予定であったが、予算不足のため、レンタルに切り替えた。そのため、平成24年度に多額の次年度使用額が生じた。平成25年度については、この次年度使用額を生かし、積極的に試薬等の購入を行ったものの使い切ることができなかった。脱法ドラッグ標準品を合成するための原料を積極的に購入し、残額の消費に努める。当初、近赤外分光光度計は購入する予定であったが、予算が不足したため解析装置のみを購入し、本体はレンタルすることとした。その結果、研究経費が大幅に節約された。ただし、研究の遂行には、次年度以降も装置本体のレンタルが必要なため、今年度節約できた経費を、次年度以降のレンタル料に振り向ける予定である。
脳波からの個性に関わる感性情報抽出

本研究はこれまで申請者らが進めてきた自然さ・現実感という感性情報に関わる脳活動状態推定に関する研究を発展させ、個性に関連した感性情報を脳波から抽出する手法を確立することを目的とした。研究期間において、主に脳波を用いて、顔色情報、感情誤帰属現象、単純接触効果などの感性情報に関して研究を行い、ERP成分やガンマ帯周波数成分などから、これらの情報を抽出可能であることを示した。このように、計測が比較的容易で応用可能性の高い脳波から、従来の言語や行動的指標のみではアクセスが難しい印象や嗜好さらには理解・共感などの個性に関わる感性情報を抽出することができた。今年度は感性情報のなかでも顔認知における色情報、不自然さ、知名度および理解度について脳波からの抽出を試みた。特に、脳波のなかでも事象関連電位(ERP)およびガンマ帯振動に着目し、これらの情報の抽出を試みた。先ず、顔色については、自然および不自然な顔色に対する脳波の違いがN170-ERPコンポーネントおよびガンマ振動に現れることが明らかとなった。また、2値化により画像理解が妨げられた状況において、それを認識している/していない状態が単一試行に対する脳波から判別できることを示すとともに、ヒント画像の呈示により理解できる状態へと推移する際のプロセスを多変量時系列モデルによる因果関係分析により明らかにした。さらに、写真ではなくイラストとして描かれている商品キャラクタに対して、その認知度に依存してP2-ERPコンポーネントおよびガンマ振動が変動することを示した。特に、反復呈示に対する活動変化の仕方に認知度の違いが反映されることがわかった。これらの結果より、視覚刺激の不自然さ、認知状態および認知度といった情報が、比較的高精度に脳波から推定でき、新しいBMIの可能性を示すことができたとともに、感性情報の処理様式を脳波解析によりより詳細に分析できることを示すことができた。今年度は、感性情報のなかでも顔認知における色情報、および潜在的な感情情報について脳波からの抽出を試みた。これらは、これまで行われてきた研究より、個別的・深層的な潜在的感性情報へのアクセスに挑戦するものであり、より個人適応型のコミュニケーションへの貢献度は高いと考えられる。まずは、顔の色(色相)を変化させた場合の脳波を計測し,顔色の色相変化と事象関連電位、および不自然さに対する心理尺度値(行動実験)との関係を明らかにすることにより、顔色認知機能メカニズムの解明を目指した。その結果、左後側頭チャンネルの顔に関係する脳波成分N170の振幅では、色相角に主効果が認められ、顔色が通常の顔色から離れれば離れるほど、N170の振幅が変化するという活動パターンを示した。これらの結果から、顔色情報処理は左半球優位で処理されることが示された。さらに、顔色のような顕在的な情報処理だけでなく、潜在的な感性情報へのアクセスを目的として、感情の状態により対象への感情判断が誤って帰属される現象「感情誤帰属」(Payne et al., 2005)に関して、研究を行った。感情誤帰属では、直前に提示される刺激の持つ感情価、つまり好ましいか、好ましくないかにより、後に提示される刺激の感情評価に影響を与える事が知られている。その結果、潜在的な誤帰属のしやすさが、脳波のP2成分、つまり、事前に提示される感情情報への無意識の注意と関係していることを示した。これまで、顔に敏感な脳波成分N170コンポーネントに着目し、顔顔色により、N170振幅が変調されるということが分かった。このように、顔色が処理される時間情報は詳細に分かったが、空間情報は、脳波だけでは限界がある。そこで、より空間解像度に優れた脳イメージング法であるfMRIを用いて、脳内のどの部位が顔色処理に関係しているのかを同定した。全体脳の解析を行った結果、顔処理に関係する左右の紡錘状回(FFA: fusiform face area)と後頭顔領域(OFA: occipital face area)で活動が得られた。これら4つの領域についてROI解析を行い、顔色の処理について検討した結果、左の紡錘状回に、形(顔かどうか)と色(肌色か青色か)の交互作用が見られ、自然な顔色により強い活動を示していることが分かった。また、昨年度からの、理解や共感といった認知と記憶の相互作用を対象とした手法への拡張の流れで、好感に影響を与える様々な要因の中で、単純接触効果(MEE)のメカニズムを明らかにすることを目的として研究を行った。ヒトの好みは、様々な要因に左右されがちである。

たとえば、自動車がモデルチェンジして、新型になった時、最初は、どうも変だなという印象を持っていても、繰り返し見るうちに、新型もいいなと感じることがある。このように、単純に見た目・音・匂いといった外部の刺激に反復して接触することにより、その刺激に対する好意感が高まる心理的現象は単純接触効果(Zajonc, 1986)と呼ばれ、古くからその存在は知られている。しかしながら、その発生メカニズムに関しては、まだ一貫した証拠が得られていない。そこで、閾下MEE実験を行い、脳波(EEG)及び心理学的アプローチから分析した。その結果、後頭の40-60Hzガンマ活動がMEEとそれ以外の好感を区別する指標であることを示した。今年度は、自然さや嗜好といった感性情報に加え、理解や共感といった認知と記憶の相互作用を対象とした手法への拡張を試みた。まず、顔色が表情(感情)の処理に与える影響を明らかとすることを目的として研究を行った。実験では、表情(普通の表情、怯えた表情)と顔色(自然な顔色、青い顔色)の組み合わせから成る4カテゴリの顔画像を使用した。被験者タスクは、ターゲットであるsubliminal/supraliminal顔画像の表情識別タスクとし、顔画像の表情が普通の表情だったか、怯えた表情だったかをボタン押しで判断させた。脳波に関しては、N170と、先行研究において表情の違いを反映するとされているERP成分P2、N2、P3に着目し、解析を行った。その結果、subliminal/supraliminalのどちらのターゲット呈示時間条件においても、すべての顔刺激に対して、潜時約170msに大きな陰性の電位(N170)が生じていることが確認できた。130ms200msの時間窓での陰性方向のピーク振幅とそのときの潜時を求めた結果、subliminal条件で青色の顔色に比べ自然な顔色に対して大きな振幅が生じ、supraliminal条件では反対に青色の顔色に対して大きな振幅が生じていた。さらに、ネッカーキューブを用いて、ヒトの知覚が2つの図形の間で自発的に切り替わる瞬間の活動を脳波から主観的意識の研究を行った。自発的な知覚変化は本来、それがいつ発生するか予測することが困難である。しかし、本研究は、新たに提案した刺激呈示方法を用いて、従来の研究より正確な活動時間を特定したことが特徴的である。そして、自発的な知覚の変化と単なる図形の変化の瞬間の脳活動を比較した。実験の結果、自発的な知覚変化は、知覚変化後すぐ、右後頭部においてベータ帯(12-20Hzの周波数活動)が活性化した。研究計画通り、脳波による、個性に関わる感性情報の抽出を進めることが出来ており、今年度からは予定通り、潜在的感性情報の抽出の段階に研究が進んできている。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画通り、脳波による、個性に関わる感性情報の抽出を進めることが出来ており、対象もアクセスの難しい印象や主観的意識などへ範囲を広げてきた。今後は、当初実験計画通り、脳波からの印象や嗜好さらには理解・共感などの個性に関わる感性情報の抽出を進めていき、脳波判読情報を介したクローズド・ループ実験系の構築を目指す。
ショウジョウバエのパターン形成遺伝子

ショウジョウバエの翅形成をモデルシステムとしてモルフォゲンが細胞の分化を制御する機構を理解することを目指している。本年度はDppモルフォゲンの活性を可視化する手段を用い、細胞がどのようにモルフォゲン・シグナルを受け取り、遺伝子発現のout putに変換しているかを探ることを試みた。Dppモルフォゲン・シグナルは転写因子Madによって核に伝えられる。MadはDppリセプターであるThick veins(Tkv)によりリン酸化を受けることにより核に移行し、転写複合体を形成し、ターゲットの転写を制御していると考えられている。そこで、リン酸化Mad(p-Mad)に特異的な抗体を用いることによってMadの活性化を指標としたDppモルフォゲンの活性の分布をin vivoで視覚化した。翅成虫原基におけるp-Madの分布は複雑なパターンを示す;Dppを発現する細胞の付近で最大となる勾配を形成しているが、Dppを発現している細胞そのものにおいてはシグナルは非常に低下している。このp-Madシグナルの低下はヘッジホッグによる直接的な制御によることが明かとなった。加えて、ヘッジホッグによるp-Madレベルの調節のターゲットが受容体tkvであることを明らかにした。さらに、tkvの発現は、前部コンパートメントで低く、後部コンパートメントで高くなっている。このことは後部コンパートメントにおいてp-Madで表わされるDpp活性の勾配が、前部コンパートメントよりも急であることと良く一致する。すなわち、Tkv受容体の発現量が多いと、より多くのDpp分子が捕捉されるためにDppモルフォゲンの勾配は急になると考えられる。ヘッジホッグはDppモルフォゲンの発現を誘導するだけではなく、その活性の勾配の形成にも直接働いている。モルフォゲンが他のモルフォゲンの勾配の形成をもプログラムする巧妙なメカニズムが明らかになった。
小脳性運動失調改善に向けた運動と栄養を併用する研究

脊髄小脳変性症(SCD)は、神経性難病であり、日本では比較的多く、人口10万人当たり710人の患者がいると言われている。治療方法は未だ確立しておらず、栄養学的治療の報告は少なく、リハビリまたは薬物療法にとどまる。そして、失われていく運動機能は経過観察するしかない状況である。この小脳性運動失調の病態を発現するマウスはいくつか報告されているが、治療に関しては不明な点もまだ多い。申請者らは、SCDに類似する運動失調、酩酊歩行を示すB6-wob/tマウスを管理・維持している。当該マウスは、自然発症型新規小脳性運動失調モデルマウスであり、寿命は2年と長いが、生後10日齢より小脳プルキンエ細胞の変性・脱落による小脳萎縮が起こる。そこで、運動失調軽減もしくは改善を目的に、運動負荷および環境エンリッチメント育養により、平時の自発運動量を増加させ、リハビリテーション治療を行う。さらに、シナプス可塑性に関与し、記憶や運動学習を促進するD-セリンを、食品から摂取する。すなわち、SCD患者の運動機能をリハビリに加え、栄養学的アプローチを併用し改善させることを目的とした研究である。平成30年度は、HPLCを用いたD-アミノ酸測定の確立と食品中(黒酢、パッションフルーツおよび生豆コーヒー)のD-セリン含量測定を実施し、黒酢、パッションフルーツの果実および生豆コーヒーにおいてD-セリンを検出、定量できた。定量結果より混餌量を検討した。運動(リハビリ)効果を高めるための環境エンリッチメント(EE)を構築し、健常マウスを用いてその影響を脳由来神経栄養因子(BDNF)量により評価した。EE育養により脳内のBDNF量増加がみられ、運動効果が得られることが示唆された。さらに、B6-wob/tマウスの順次育養を進めている。食品中のD-セリン含量測定は予定通り順調に進行している。また、環境エンリッチメントの構築による運動効果が得られることも示唆されており、小脳性運動失調モデルマウスであるB6-wob/tの準備が整い次第、介入研究が行える状況である。しかし、B6-wob/tは妊娠するものの、産仔数が少なく育児放棄も見られるため、当初予定していた各週齢における小脳中D-セリンの定量まで至らなかった。今後、B6-wob/tマウスの順次育養を進め、早急に各週齢における小脳D-セリンの定量およびプルキンエ細胞に与える影響を検討する。さらに、B6-wob/tマウスを用いて環境エンリッチメントでの育養、運動負荷およびD-セリンの混餌投与を開始する。パッションフルーツ果肉中のD-セリンは、先行研究(老川2008)ほど検出されなかったことから、黒酢および生豆コーヒーを用いて実施し、行動学的解析により変化を示すパラメータを検討する。

パッションフルーツ果肉中のD-セリンは、先行研究(老川2008)ほど検出されなかったことから、黒酢および生豆コーヒーを用いて実施し、行動学的解析により変化を示すパラメータを検討する。当該年度においてB6-wob/tマウスの順次育養が計画通りに進まなかったことにより、測定機器の購入およびマウス関連資材、試薬の購入を控えたため、今年度予算を次年度に繰越しした。今後、遅れを取り戻すためマウスの育養計画数を増やし、計画通りに介入研究を実施する。
脳梗塞巣における一酸化窒素合成酵素の役割と機能解析

脳梗塞は日本人の死亡原因の中でも発症頻度が高く、後遺症に悩む人が多い疾患の一つです。脳梗塞の患者数は増加の一途を辿っているのにもかかわらず、脳梗塞の根本的な成因はいまだ不明な点が多く残されています。私たちはこれまでで生体内で重要な役割を果たすガス状メディエーターの一酸化窒素に着目し研究を行ってきました。一酸化窒素は虚血性脳疾患における細胞死や再灌流障害への関与が報告されていますが、メカニズム等はいまだ不明な点が多く残されています。一酸化窒素が脳梗塞巣へ与える影響に関して未だ不明な点を明らかにすることで、脳梗塞発症の予防法や予後を改善する方法の開発につながる可能性が期待されます。
単離細胞を用いたヒト消化管自然免疫機能に関わる分子基盤の解析

小腸粘膜上皮の機能的単位である絨毛・陰窩軸(villus-crypt axis)を構成する上皮細胞における自然免疫機構の分子基盤と機能を解明するために,われわれがex vivo細菌感染により内因性抗菌ペプチドを含む顆粒を分泌することを明らかにした小腸パネート細胞(Paneth cell)における病原体認識機構であるToll様受容体(TLR)およびその関連遺伝子の発現を解析した。インフォームド・コンセントの下に,正常ヒト小腸粘膜からわれわれの既報により単離小腸陰窩および,さらに単離小腸陰窩から単離細胞分画を得た。単一の小腸陰窩レベルおよび単一の小腸粘膜上皮細胞レベルでTLR遺伝子および関連遺伝子の発現を,nest PCR法を併用したRT-PCR法で検討した。位相差顕微鏡観察下で,コントラストの強い粗大な分泌顆粒に富む単離パネート細胞は他の細胞群と容易に判別可能であった。単離小腸陰窩において,TLRおよびコレセプターmRNAの発現を認めた。さらに,単離パネート細胞での検討を行い,同様の結果を得た。次に,共焦点レーザー顕微鏡を用いて,単離小腸陰窩および単離細胞におけるTLRの免疫局在を検討した。TLRは陰窩の最基底部のみに局在が認められた。パネート細胞特異的マーカーであるalpha-defensin (HD5)との免疫二重染色により,TLRのパネート細胞における発現が示唆された。また,パネート細胞における局在を検討した。さらに,われわれの確立したex vivo細菌曝露によるヒト小腸パネート細胞分泌系を用いてdefensin-sensitive S. typhimuriumに対する抗菌活性アッセイを行い,パネート細胞上のTLRの機能を解析した。それらの結果,TLRがS. typhimurium刺激によるパネート細胞からのalpha-defensin分泌に関与する可能性を示した。本研究により,ヒトにおける消化管粘膜上皮細胞と微生物の直接的相互作用を明らかにした。
連結グラフがn-extendableとなるための十分条件に関する研究

D.P.Sumnerは論文“Graph with1-facfor."[Proc.Amer.Math.Soc.42(1974)8-12]の中で「位数2pの連結グラフGの位数2qの任意の連結誘導部分グラフが1-因子をもつならば、G自身も1-因子をもつ」というグラフにはある種の再帰的な性質があるということを導いた。この結果と類似する結果が最近R-因子(1986)、成分因子(1988)などにおいて得られていることがわかっている。ここでの研究では、n-extendableグラフに対しても同様に再帰性があることを証明することができた。その結果は、次の通りである。n-extendableグラフとなるための十分条件は2,3知られているようで、数多く得られているわけではない、上の結果により、新たにn-extendableグラフの1つの研究の方向性が得られたことになる。ここまでの成果では同様の仮定をもつときGが(n+1)-extendableとなるような例やならない例となるグラフを構成することは出来ていない、今後はextremalな例を作ることによって、上の結果を改良していく余地があるようである。
炭酸塩の揮発性元素同位体分析および化学種解析に基づく火星水環境進化の研究

本研究では、表層水(海)を保持する太陽系天体である火星に着目し、表層水の消失過程とそれに伴う表層環境進化過程の解明を目的とする。具体的には、揮発性元素の同位体組成や化学形態など、表層環境を記述する複数の化学トレーサーを組み合わせることで、火星隕石中の炭酸塩に記録されている表層水の情報を読み解き、火星の水の散逸と表層環境進化過程の関係を明らかにすることを目的とする。