hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
PCクラスタを用いた大規模空間構造のリアルワールドシミュレーションシステムの開発

リアルワールドシミュレーションシステムを実現する方法として、本研究では、グリッドコンピューティング技術に注目した。これは、多数の計算資源を統合することで、非常に大きな計算能力を有する仮想超並列コンピュータを構築する試みである。高精度かつ大規模な数値解析においては、常により高い計算能力が求められている。これを受け、コンピューティンググリッドを代表とするグリッドシステムは、HPC(ハイパフォーマンスコンピューティング)の1つの手法として注目を集め、様々な大規模システムが開発されている。一方で、一般の研究者や技術者においては、問題規模の差こそあれ数値計算の重要性は変わらないはずであるが、その計算環境は十分でない場合が多い。そこで本研究では、構造工学分野の問題解決を目指して「誰でも使えるグリッド」を実現するために、次のような具体的な前提条件を設定し、開発を進めた。既存のPC群をCD起動により転用するグリッドが、どれだけの計算能力を持つか、構造解析を対象に確認する。2:構造最適化問題における全数解析の可能性高い計算能力を有効利用して、構造最適化問題において所定の設計変数の組合せに対して、全数を計算する全数解析の効果を確認する。これらの条件は、開発の目標を明確にするために設けたが、グリッド技術を誰もが利用できるようにすることを目指した、本研究の立脚点であると言える。グリッドの効果を検証した結果、基本性能の検証では128台で55倍、実用構造計算の検証で120台では115倍のスループットの向上を確認できた。専用のハードウエアを購入することなく、PCを1CD-Linuxで転用したグリッドにおいても、有用な計算資源となるとこが実証できた。今年度は、並列構造解析の基盤技術を確立することを目的として、以下の手順で研究活動を行った。1.PCクラスタのハードウエア構築技術:将来的には、数百大規模のPCクラスタを構築することを前提としており、経費を節約するためには、自作PCの利用が必要となる。そのため、PCクラスタに必要な機能を検討し、これを実現する最小限のハードウエアによるクラスタノードを設計した。プロトタイプとしては、16台規模のPCクラスタの実現した。ここでは、ブートデバイスを持たないノードの構築、ディスプレイデバイスを持たないPCの構築、などを検討した。2.並列計算機構のソフトウエア構築技術:PCクラスタによる並列処理では、単体PCの性能が著しく高くなくても、台数を増加させることによる、スケーラビリティーを実現する必要がある。そのためには、PCクラスタの各ノードに、OS(今回はLinuxを採用)、並列計算機構(今回はMPICHを採用)をインストールする必要があり、PCクラスタコンソーシアムが提供しているSCoreを利用した。これにより、各ノードへの上記ソフトウエアの導入が非常に容易に行えるようになった。3.並列処理支援ソフトウエアの活用技術:並列処理を行うには、通常MPIなどの並列処理ライブラリを用いて、各自が必要なアプリケーションを並列化することが必要となる。しかしながら、応用目的の利用者にとってこの作業は非常に時間と手間を必要とし、並列処理導入の大きな障害となっている。これを解決するために、産業技術総合研究所が提供しているPCP(並列計算プラットホーム)を利用することにし、これによる構造解析アプリケーションの並列化技術を開発している段階である。プロトタイプについては、並列化への設計を完了している。今年度は、並列構造解析の基盤技術および応用技術を確立することを目的として、以下の手順で研究活動を行った。並列構造解析の基盤技術の1つとして、教育用計算機群をグリッドコンピューティングのノードとして利用するための、1CDで起動するLinuxとしてKNOPPIXを採用し、これにグリッドシステムのミドルウェアであるSunONEGridEngineを統合したオリジナルシステムを開発した。これを用いることにより、通常はWindowsPCとして利用するPCを遊休時間に限って、グリッドノードとして利用可能にした。これより、128台での大規模グリッドを構築し、数値解析の性能向上を検討した。その結果、1台のPCで180時間必要な解析を、128台のPCを用いて1.5時間で終了することを確認した。ほぼ、台数倍の性能向上となった。2:PCPを用いた並列構造解析プログラムの開発構築された並列計算環境上で動作する並列構造解析プログラムの開発は、一般の技術者にとって、高度な技術と複雑な作業を必要とするため、非常に難しいものとなっている。そのため、並列計算環境の性能が十分に生かしきれていない問題がある。そこで、パラレル・コンピューティング・プラットホーム:PCPを用いることによって、ソースプログラムに簡単な修正を行い、並列化ライブラリを導入するだけで、並列化を実現することを確認した。次年度の研究において、実用的な構造解析アプリケーションの並列化を試みる計画である。

既存のPC群をCD起動により転用するグリッドが、どれだけの計算能力を持つか、構造解析を対象に確認する。2:構造最適化問題における全数解析の可能性高い計算能力を有効利用して、構造最適化問題において所定の設計変数の組合せに対して、全数を計算する全数解析の効果を確認する。これらの条件は、開発の目標を明確にするために設けたが、グリッド技術を誰もが利用できるようにすることを目指した、本研究の立脚点であると言える。グリッドの効果を検証した結果、基本性能の検証では128台で55倍、実用構造計算の検証で120台では115倍のスループットの向上を確認できた。専用のハードウエアを購入することなく、PCを1CD-Linuxで転用したグリッドにおいても、有用な計算資源となるとこが実証できた。
福祉国家のワークライフバランス効果――東アジアの都市間比較による検証

前年度までの名古屋と台湾(台北と台中)における聞き取りデータを体系的に分析し、統計分析と突き合わせることで、福祉国家がワークライフバランス(仕事と子育ての両立)に及ぼす効果を浮き彫りにすることができた。その成果を、カナダ・トロントで開催された第19回世界社会学会(2018年7月16日)で発表したほか、名古屋大学で開催された第20回社会政治研究会(2018年11月30日)でも報告した。現在は、学術雑誌への投稿に向けて準備しているところである。上記学会で報告した内容の要旨は以下の通りである。子育て世帯のワークライフバランスをめぐる経験は、労働市場、福祉国家、文化といったマクロな要因にどのように条件づけられているだろうか。日本と台湾の統計とインタビューの分析から、福祉国家がワークライフバランスやその結果としての出生率に大きな影響を及ぼしていることを示したい。台湾では十分な保育サービスなしに女性の労働力化が進んでおり、それが少子化につながっている。福祉国家の支えなき個人化は持続不可能である。具体的には、1労働市場(労働時間)と福祉国家(保育サービス)は、ワークライフバランスと出生率に影響を及ぼす。2福祉国家(育児休業)は、労働市場のタイプによって異なる効果をもたらす。3福祉国家(保育サービス)は、祖母による孫育てを抑制するのではなく促進する。4文化(外食をどのように利用するか)も部分的に関連する、などの点が明らかになった。前年度までに収集したデータを体系的に分析し、一定の具体的知見を導出することができた。さらに、その成果を国際学会と国内研究会で報告し、関連分野の研究者から有益なコメントをもらうことができたことによる。学術雑誌への投稿に向けて論文執筆を進めたい。名古屋における仕事と子育ての両立の現状を明らかにすべく、企業の人事部を対象とした聞き取り調査と、名古屋市「平成25年度子ども・子育て家庭意識生活実態調査」の再分析を行なった。企業人事部への聞き取り調査は、名古屋市に本社を置く製造業6社と卸小売業7社の計13社を対象に、名古屋大学文学部の社会調査実習の一環として学部生・大学院生の協力を得て実施した。企業における育児休業や子育て支援の現状について、貴重な知見を得ることができた。名古屋市子ども・子育て調査は、名古屋市子ども青少年局子ども未来課からデータの提供を受け、綿密なデータクリーニングを施したうえで、就学前の子どもがいる世帯に絞って再分析を行なったほか、子どもの貧困問題に焦点を当てた分析も行なった。一方、台湾については、福祉政治に関するレポートを発表した。沸騰する年金改革問題に焦点を当てたものであるが、ワークライフバランスに関する最近30年間の変化についても言及した。最大の変化は子育て中の女性の労働力化が進んだことである。30歳台前半の女性の労働力率は、1980年の39.7%から2015年の82.3%へと倍増した(日本は71.2%)。特に6歳未満の子どもがいる母親の就業率は26.4%から62.9%まで増加した。こうした急激な変化に保育サービスの整備がともなわないので、必然的に少子化が進むことになる。2013年の政府調査によると、3歳未満の乳幼児の世話の主な担い手として祖父母が37.1%を占めた。その他は父母51.8%、ベビーシッター9.1%、保育所0.7%などである(行政院主計総処『102年婦女婚育與就業調査報告』)。つまり、現在の台湾では、仕事で忙しい母親に代わって祖母が子育てを担っているのである。こうした基本情報の整理を行なうとともに、次年度の本格的調査に向けて現地の専門家と情報交換を行なった。『福祉国家のワークライフバランス効果(1)ー名古屋市における仕事と子育ての両立』と題する全288頁の調査報告書を刊行できたことと、次年度の台湾調査に向けた準備を進めることができたことによる。名古屋と台湾(台北と台中)において、仕事と子育ての両立の現状がいかに異なっているかを明らかにすべく、正社員として働く母親を対象とした聞き取り調査を行なうとともに、背景となる構造的要因に関する統計分析を進めた。名古屋調査では、昨年度の企業調査に応じて下さった企業の人事部から調査対象者の紹介を受け、就学前もしくは小学校低学年のお子さんを持つ女性正社員20名(製造業2社5名と卸小売業4社15名)に対して聞き取りを行なうことができた。一方、台湾調査では、協力関係にある研究者から調査対象者の紹介を受け、就学前もしくは小学校低学年のお子さんを持つ女性正社員8名(台北4名と台中4名)に対して聞き取りを行なった。いずれも名古屋大学文学部の社会調査実習の一環として、学部生・大学院生の協力を得て実施した。調査対象は優良企業の正社員に限られており、日本と台湾でサンプリングの方法が異なるなどの問題もあるが、それをふまえてもなお有意義な知見が得られた。具体的には、優良企業の社員でも仕事と子育ての両立にかなりのコンフリクトを抱えていることや、日本と台湾では家事の位置づけや担い手にかなりの違いが見られることなどである。台湾では、女性の労働力化が日本以上に急速に進む一方、公的な乳児保育サービスの整備が遅れており、祖父母による私的保育への依存と、日本以上に急速な少子化の進展をもたらしている。これらの知見は、福祉国家の十分な支えなしに進む個人化が持続可能でないことを示唆している。『福祉国家のワークライフバランス効果(2)働く母親の経験をめぐる日台比較』と題する

全209頁の報告書を刊行できたことと、国際学会報告や学術論文執筆に向けた目途が立ってきたことによる。前年度までの名古屋と台湾(台北と台中)における聞き取りデータを体系的に分析し、統計分析と突き合わせることで、福祉国家がワークライフバランス(仕事と子育ての両立)に及ぼす効果を浮き彫りにすることができた。その成果を、カナダ・トロントで開催された第19回世界社会学会(2018年7月16日)で発表したほか、名古屋大学で開催された第20回社会政治研究会(2018年11月30日)でも報告した。現在は、学術雑誌への投稿に向けて準備しているところである。上記学会で報告した内容の要旨は以下の通りである。子育て世帯のワークライフバランスをめぐる経験は、労働市場、福祉国家、文化といったマクロな要因にどのように条件づけられているだろうか。日本と台湾の統計とインタビューの分析から、福祉国家がワークライフバランスやその結果としての出生率に大きな影響を及ぼしていることを示したい。台湾では十分な保育サービスなしに女性の労働力化が進んでおり、それが少子化につながっている。福祉国家の支えなき個人化は持続不可能である。具体的には、1労働市場(労働時間)と福祉国家(保育サービス)は、ワークライフバランスと出生率に影響を及ぼす。2福祉国家(育児休業)は、労働市場のタイプによって異なる効果をもたらす。3福祉国家(保育サービス)は、祖母による孫育てを抑制するのではなく促進する。4文化(外食をどのように利用するか)も部分的に関連する、などの点が明らかになった。前年度までに収集したデータを体系的に分析し、一定の具体的知見を導出することができた。さらに、その成果を国際学会と国内研究会で報告し、関連分野の研究者から有益なコメントをもらうことができたことによる。名古屋における調査(今年度は公私各部門の保育サービスの利用状況調査、および子育て家族のWLBに関する聞き取り調査)を継続するとともに、台湾における調査を実現する。聞き取り内容の分析を精緻化するとともに、統計分析や先行研究とも突き合わせ、国際学会報告や学術論文執筆に向けて準備を進める。学術雑誌への投稿に向けて論文執筆を進めたい。2017年8月に名古屋大学で第14回東アジア社会政策会議を主催した。その準備のため他の国際学会への参加を見送らざるを得なかった。また、東アジア社会政策会議への参加には交通費・宿泊費がかからなかった。これらの事情から旅費に残額が生じた。2018年度は国際学会での報告が当初計画よりも多くなる見込みなので、その旅費に充てたい。
独自型サイクロン装置によるインドと中国のエアロゾルの大量捕集とその生体有害性評価

近い将来、人間の早期死亡をもたらす最大の環境要因は大気汚染となり、その中でも特に粒子状物質(エアロゾル)によるものが最も深刻となることが予測されている。特に世界人口の約6割を占めるアジア地域において、人間の生活の質に直結する呼吸器系や免疫系に対する粒子状物質のリスクに係る信頼性の高い科学的知見の蓄積が求められている。本研究では、申請者が独自に開発したサイクロン式大気粒子状物質大量採取装置により得られた粒子中の化学分析と生体有害性評価実験を行い、インド・中国・日本における結果を相互に比較することで、各地域特有の粒子状物質による有害性発現メカニズム解明のキーポイントを明らかにすることを目的とする。平成30年度は、中国における独自型サイクロンサンプラーの設置と採取、およびインドにおいて採取されたエアロゾルの分析を進めた。西安交通大学(中国・西安市)に独自型サイクロンサンプラーを設置し、試運転を完了させた。これと並行して、前年度よりインド国立物理学研究所(インド・ニューデリー)に設置してあるサンプラーにて採取されたエアロゾル粒子の分析を行った。2018年4月6月の期間に全浮遊粒子(TSP)を7回、PM2.5を6回採取した(大気吸引流量1,200 L/min、吸引時間24 h)。各試料につき、水溶性イオン成分と元素成分の分析を行った。さらに、粒子の有害性の評価手法の一種であるDTT Assay(ジチオスレイトール試験)による酸化能(対象物が他の物質を酸化させる能力)を測定した。その結果、サイクロンで採取されたTSP試料の酸化能は0.450.87 μM/min/mgの範囲であり、PM2.5では0.270.85 μM/min/mgの範囲であった。今回測定を行った範囲では、粒子の酸化能と強い正の相関を示す化学成分は見つからなかった。本研究の目的は、インド・中国・日本に申請者が独自に開発したサイクロン式大気粒子状物質大量採取装置を設置し、それにより得られた粒子中の化学分析と生体有害性評価実験を行い結果を相互に比較することで、各地域特有の粒子状物質による有害性発現メカニズム解明のキーポイントを明らかにすることである。ここまでの2年間において、インド・中国・日本における装置の設置と継続的な稼働体制の構築を完了し、インドについては既にサンプルの分析が進んでいる。そのため、現在までの達成度は、おおむね順調に進展している、と判断した。粒子採取体制の構築が完了しているインド・中国・日本において採取されたエアロゾル粒子の化学分析および生体有害性評価実験を進める。具体的には、各国における粒子状物質の化学的特徴を明らかにするため、炭素成分、元素成分、水溶性イオン成分の分析を行う。炭素成分は熱分離光学補正法、元素成分はエネルギー分散型蛍光X線分析法、さらに水溶性イオン成分はイオンクロマトグラフィーをそれぞれ用いて分析する。これらの成分分析により、粒子状物質の質量のうち約9割を把握することができる。これと同時に、エアロゾル粒子中に存在し、生体有害性に影響があると考えられるβーグルカンやエンドトキシンなどの生体由来物質の測定を進める。得られた粒子状物質の生体有害性評価として、DTTアッセイおよびAAアッセイを行う。いずれの方法も、ジチオスレイトール(DTT)またはアスコルビン酸(AA)の消費量を測定することによって粒子状物質の持つ酸化能を評価するものであり、有機過酸化物や遷移金属などの酸化剤に対して高い感度を有するが、同一サンプルに対するDTTアッセイとAAアッセイの結果が異なることが報告されている。結果の解析にあたってはこれらの特徴を踏まえてより多角的な粒子状物質の有害性評価を行う。さらに得られたサンプルセットの化学成分と酸化能データの統計解析を行い、粒子の有害性に寄与する成分の同定を進める。得られた成果は国内外の学会において発表し、国際的な学術誌への論文の投稿を行う。平成29年度は、インドおよび中国における独自型サイクロンサンプラーの設置と粒子状物質の採取を進めた。インド国立物理学研究所(ニューデリー)に独自型サイクロンサンプラーを設置した。試運転を行ったところ、23時間で約90 mgの大気粒子を得ることができた。これは日本における平均的な採取量の約10倍に相当する。その後、2017年度中に合計6回の試料採取を行った。エアロゾル粒子採取量は54278 mgであった。このことにより、インドにおいて今後も継続してサンプリングを行うことで、採取された粒子状物質の化学分析および生体有害性評価を行う基盤が整備できたと言える。次いで中国への装置の設置を行った。当初の計画では清華大学(北京)に設置する予定であったが、様々な事情により、設置場所を西安交通大学(西安)とした。

これは近年の政治面の影響を受け、以前よりも中国側の対応が様々な面で予想以上に厳しいことを受けたものであり、設置場所の変更は予想の範囲内である。本研究の目的は、インド・中国・日本に申請者が独自に開発したサイクロン式大気粒子状物質大量採取装置を設置し、それにより得られた粒子中の化学分析と生体有害性評価実験を行い結果を相互に比較することで、各地域特有の粒子状物質による有害性発現メカニズム解明のキーポイントを明らかにすることである。初年度についてはインド・中国・日本における装置の設置と継続的な稼働体制の構築が目標であった。日本とインドでは試料採取体制が整い、中国においても装置の搬入までは完了した。中国においては昨今の社会情勢を鑑みて慎重に進めたことも含めて想定の範囲内であり、現在までの達成度は、おおむね順調に進展している、と判断した。近い将来、人間の早期死亡をもたらす最大の環境要因は大気汚染となり、その中でも特に粒子状物質(エアロゾル)によるものが最も深刻となることが予測されている。特に世界人口の約6割を占めるアジア地域において、人間の生活の質に直結する呼吸器系や免疫系に対する粒子状物質のリスクに係る信頼性の高い科学的知見の蓄積が求められている。本研究では、申請者が独自に開発したサイクロン式大気粒子状物質大量採取装置により得られた粒子中の化学分析と生体有害性評価実験を行い、インド・中国・日本における結果を相互に比較することで、各地域特有の粒子状物質による有害性発現メカニズム解明のキーポイントを明らかにすることを目的とする。平成30年度は、中国における独自型サイクロンサンプラーの設置と採取、およびインドにおいて採取されたエアロゾルの分析を進めた。西安交通大学(中国・西安市)に独自型サイクロンサンプラーを設置し、試運転を完了させた。これと並行して、前年度よりインド国立物理学研究所(インド・ニューデリー)に設置してあるサンプラーにて採取されたエアロゾル粒子の分析を行った。2018年4月6月の期間に全浮遊粒子(TSP)を7回、PM2.5を6回採取した(大気吸引流量1,200 L/min、吸引時間24 h)。各試料につき、水溶性イオン成分と元素成分の分析を行った。さらに、粒子の有害性の評価手法の一種であるDTT Assay(ジチオスレイトール試験)による酸化能(対象物が他の物質を酸化させる能力)を測定した。その結果、サイクロンで採取されたTSP試料の酸化能は0.450.87 μM/min/mgの範囲であり、PM2.5では0.270.85 μM/min/mgの範囲であった。今回測定を行った範囲では、粒子の酸化能と強い正の相関を示す化学成分は見つからなかった。ここまでの2年間において、インド・中国・日本における装置の設置と継続的な稼働体制の構築を完了し、インドについては既にサンプルの分析が進んでいる。そのため、現在までの達成度は、おおむね順調に進展している、と判断した。今後は、中国における継続的なエアロゾル粒子採取体制の整備を進める。
歯周病原性細菌の定着機構の解明：嫌気性環境下での感染実験系の構築と線毛機能の解析

歯周病は、歯周組織に定着した細菌によって引き起こされる。一部は、歯肉上皮細胞に付着して定着するが、その機構は十分にはわかっていない。ところで、歯周病関連細菌の多くは、酸素の無い環境(嫌気環境)で生育する。しかし、歯肉上皮細胞への付着に関する研究は、酸素存在下で行われてきたものばかりである。そこで本研究では、嫌気環境下での感染実験系の確立を行った。さらに、歯周病関連細菌で、嫌気性でもあるトレポネーマ・デンティコラを複数株用い、上皮細胞付着性を含む、種々の病原性について比較解析した。本申請課題の目的の一つである「嫌気性環境下でのP. gingivalisの歯肉上皮細胞への付着/侵入性を検討する実験系の構築」を試みている。研究実施計画に示した、実験装置の作成依頼をし、設計した装置を構築した。動物細胞の培養を試みているが、細胞は長期に生存するものの、増殖速度が遅く、当初計画したモノレイヤー細胞の形成が不十分である。現在、細胞の接種量及び培地成分の改良を行っている。一方、もう一つの研究目的(「P. gingivalisのFimA線毛のタイプと付着/侵入性との関連性の検討」)の遂行に各FimAタイプの線毛発現株の作製は、一つのタイプについては作製できた。今後、残りの5タイプの線毛発現株の構築を行う計画である。本申請研究の第一の目的である、嫌気性条件下での歯周病原性細菌の培養上皮細胞への感染実験系を確立しつつある。すなわち、歯肉上皮細胞を、酸素を受容できるように工夫した培養容器を用いて、嫌気環境下で培養した。そこに、嫌気性の歯周病原性細菌を接種し、上皮細胞への付着および侵入性を、共焦点走査レーザー顕微鏡で観察した。当初は、歯周病原性細菌であるPorphyromonas gingivalisを使用する計画であったが、本菌は小さく顕微鏡観察が困難であった。また、P. gingivalisの線毛構成タンパク質の種々の変異株を作製したが、線毛発現そのものが低下する変異株がみられたりして、単純に構成タンパク質の有無だけでは比較ができないことが判明した。そこで、同じく歯周病原性細菌でかつ嫌気性細菌でもあるTreponema denticolaを用いることにした。本菌は、菌体長が十数マイクロメートルで、光学顕微鏡レベルの拡大率でも容易に観察できる。ところが、本菌は、P. gingivalisと比較すると、上皮細胞への付着性が弱く、これまでの好気性条件下で短時間の感染では、実質的な付着を認められなかった。しかし、本検討で試みている嫌気性条件下では、T. denticolaは長時間生存可能であることがわかり、長時間の感染実験が可能となった。その結果、上皮細胞に付着あるいは侵入するT. denticolaは、接種1時間後ではわずかだが、継時的に増加し、接種3時間以降では、実質的なレベルのT. denticolaを検出することができた。また、共焦点走査レーザー顕微鏡観察に加えて、走査型電子顕微鏡観察を行ったところ、T. denticolaは上皮細胞に付着後すぐに、細胞内に侵入している可能性があることが示された。今後は再現性を確認し、さらに定量的な検討を行っていく予定である。また、申請時には計画していなかった、T. denticolaの性状解析も行い、2報の論文にまとめオンラインジャーナルに公表した。歯周病関連細菌の多くは、酸素の無い、嫌気性環境でのみ生育可能な、嫌気性細菌である。ところが、歯周病関連細菌の歯肉上皮細胞への付着を検討した研究は、大気条件下で行われたものばかりである。その理由は、動物細胞の培養に酸素が必要であるためだが、歯周病関連細菌の生息環境とは大きく異なり、適当な実験系とは云えない。そこで、歯周病関連細菌の付着性をより正しく評価するために、嫌気環境下での感染実験系を構築した。上皮細胞をフィルター上に播種し、嫌気条件下に置いた。一方、空気が溶け込んだ新鮮な培地をフィルター下に連続的に注入させることで、上皮細胞が呼吸できるようにした。歯周病関連細菌を上皮細胞の上に添加し、一定時間培養後、フィルター膜を回収した。細菌と上皮細胞を免疫染色後、顕微鏡観察し、付着性を評価した。当初は、代表的歯周病関連細菌のPorphyromonas gingivalisを用いた研究を計画していたが、本菌は顕微鏡観察するには小さく、鮮明な像を捕らえることができなかった。そこで、他の歯周病関連細菌であるTreponema denticolaを用いることにした。本菌は、スピロヘータに属し、やや長い形態をしているので、容易に観察できた。T. denticolaは1時間では、十分な付着は認められなかったが、3時間後には実質的な数の付着が観察された。本実験系の構築により、長時間培養が可能になったため、T. denticolaの上皮細胞付着性を再現性良く評価することができるようになった。次に、本実験系で、4つのT. denticola株の上皮細胞付着性を比較検討した。ある2株は、残る2株に比して、顕著に高い付着性を示した。さらに、高付着性の2株は、運動性を示さなかったが、低付着性の2株は高い運動性を示した。

付着性と運動性との関連性について、さらに検討を進めている。歯周病は、歯周組織に定着した細菌によって引き起こされる。一部は、歯肉上皮細胞に付着して定着するが、その機構は十分にはわかっていない。ところで、歯周病関連細菌の多くは、酸素の無い環境(嫌気環境)で生育する。しかし、歯肉上皮細胞への付着に関する研究は、酸素存在下で行われてきたものばかりである。そこで本研究では、嫌気環境下での感染実験系の確立を行った。さらに、歯周病関連細菌で、嫌気性でもあるトレポネーマ・デンティコラを複数株用い、上皮細胞付着性を含む、種々の病原性について比較解析した。歯肉上皮細胞(Ca9-22)の嫌気性条件下での培養方法をほぼ確立できた。当初の計画より遅れたが、想定範囲内である。一方、当初の計画では供試菌として使用する計画であったP. gingivalisは、共焦点レーザー走査顕微鏡による観察には、菌体が小さすぎて詳細な解析をするのが困難であった。また、線毛構成タンパク質の種々の変異株を作製したが、線毛発現そのものが低下したりして、単純に構成タンパク質の有無だけでは比較ができないことが明らかとなった。そこで、同じく歯周病原性細菌でかつ嫌気性細菌であるTreponema denticolaを用いることにした。T. denticolaは、P. gingivalisに比して、上皮細胞への付着能が低く、これまで報告されてきた好気条件下での検討では、実質的な付着を観察できなかった。しかし、本研究で試みている嫌気性条件下では、長時間培養が可能であるので、実質的なレベルでの付着・侵入を観察でき、本菌の感染機構の解明に向けて有用なモデルとなることが期待される。微生物学共焦点レーザー走査顕微鏡観察した蛍光染色像を解析し、付着および侵入したT. denticola菌数を定量する。また、超博切片を作製し、透過型電子顕微鏡観察を行う予定である。さらに、T. denticolaが上皮細胞侵入後に、細胞内で増殖するか否かについても検討する計画である。動物細胞を嫌気培養すると、増殖が遅延する。そのために、モノレイヤーの形成が不十分で細菌感染実験に取りかかることができていない。他の研究や業務に時間を取られていた時期があり、本申請研究がやや停滞した時期があった。そのため、研究試薬等の購入が控えられたため。細胞の接種量および培地成分の改善を試みる。特に培地には、酸素供給に重要なヘモグロビンの添加などを試みる。研究がおおむね順調に進んでいるので、消耗品の消費が増えると考えている。したがって、昨年度使用できなかった経費は、今年度中に使用することになると考えている。研究が当初の予定通りに進まずに、消耗品などの購入が少なくなったため。研究が進めば、必要な試薬の購入が増えるので、物品費の使用額は上がると思われる。
ビタミンDレセプターアンタゴニストのデザインと合成:パジェット骨病治療薬

ビタミンDレセプター(VDR)に対するアンタゴニストとしてTEI-9647とTEI-9648が知られている。両者の違いは23位の立体化学がTEI-9647で23S、TEI-9648で23Rである。アンタゴニスト活性はTEI-9647の方が強く、HL-60細胞への活性型ビタミンD_3(10nM)の分化誘導作用に対するIC_<50>値は8nMである。TEI-9647のVDR結合親和性、及び血中安定性がいずれも活性型ビタミンD_3より低いことが知られている。VDRアンタゴニストは、Paget's骨病の発症メカニズムの研究からその治療薬としての可能性が注目されている。我々は、TEI-9647を基本骨格としてそのたぐいまれなアンタゴニスト活性を向上させることにより、なぜTEI-9647がアンタゴニスト活性を示すのかを調べるとともに、Paget's骨病の治療薬としての可能性を高めた。1.VDRへの結合親和性を高めた:我々はVDRアゴニストのVDR結合親和性の向上に、2α位の化学修飾が有効であることを見出している。TEI-9647もアンタゴニスト作用発現にはVDRに結合することが必要なため、TEI-9647の2α位を化学修飾(メチル基、ヒドロキシプルピル基、ヒドロキシプロポキシ基などを導入)した。その結果、VDR結合親和性を5倍まで上昇させることに成功した。2.血中安定性を高めた:TEI-9647は側鎖にα-メチレン-γ-ラクトン構造を有するため、この部分が生理的条件に構造上不安定であると考えられる。TEI-9647の血中T_<1/2>は数分である。我々はラクトン環24位に置換基を導入することにより立体障害を設け、血中安定性を向上させ、かつ、アンタゴニスト活性発現に対する24位の立体化学と嵩高さの影響を調べた。特に24,24-ジメチル体に導いた結果、血中T_<1/2>は数時間程度まで向上した。3.2α位と24位の同時化学修飾による相乗効果を調べた:2α位と24位を同時修飾した化合物を100種余り合成し、両置換基の相乗的効果がアンタゴニスト活性に強く表れることを示した。最高のもので活性型ビタミンD_3(10nM)の細胞分化誘導作用に対するIC_<50>値は0.093nMという、TEI-9647に比べ極めて顕著な活性上昇を実現した。ビタミシDレセプター(VDR)に対するアンタゴニストとしてTEI-9647とTEI-9648が知られている。

両者の違いは23位の立体化学がTEI-9647で23S、TEI-9648で23Rである。アンタゴニスト活性はTEI-9647の方が強く、HL-60細胞への活性型ビタミンD_3(10nM)の分化誘導作用に対するIC_<50>は8nMである。ここで、TEI-9647のVDR結合親和性、及び血中安定性がいずれも活性型ビタミンD_3より低いことが知られている。VDRアンタゴニストは、Paget's骨病の発症メカニズムの研究からその治療薬としての可能性が注目されている。我々は、TEI-9647を基本骨格としてそのたぐいまれなアンタゴニスト活性を向上させることにより、なぜTEI-9647がアンタゴニスト活性を示すのかを調べるとともに、Paget's骨病の治療薬としての可能性を研究するために、次の2点を最初の到達目標とした。それぞれに対する研究実績と共に述べる。1.VDRへの結合親和性を高める:我々はVDRアゴニストのVDR結合親和性の向上に、2α位の化学修飾が有効であることを見出している。TEI-9647もアンタゴニスト作用発現にはVDRに結合することが必要なため、TEI-9647の2α位を化学修飾(メチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシプロポキシ基などを導入)した。その結果、VDR結合親和性を5倍まで上昇させることに成功した。2.血中安定性を高める:TEI-9647は側鎖にα,β-不飽和ラクトン構造を有するため、この部分が生理的条件に構造上不安定であると考えられる。TEI-9647の血中T_<1/2>は数十分である。我々はラクトン環24位に置換基を導入することにより立体障害を設け、血中安定性を向上させ、かつ、アンタゴニスト活性発現に対する24位の文体化学と嵩高さの影響を調べた。その結果、血中T_<1/2>は数時間程度まで向上した。以上の分子デザインを踏まえ、2α位と24位を同時修飾した結果、両置換基の相乗的効果がアンタゴニスト活性に表れ、最高のもので活性型ビタミンD_3(10nM)の分化誘導作用に対するIC_<50>値は0.13nMという、TEI-9647に比べ顕著な活性上昇を実現した。ビタミンDレセプター(VDR)に対するアンタゴニストとしてTEI-9647とTEI-9648が知られている。アンタゴニスト活性はTEI-9647の方が強く、HL-60細胞への活性型ビタミンD_3(10nM)の分化誘導作用に対するIC_<50>値は8nMである。TEI-9647のVDR結合親和性、及び血中安定性がいずれも活性型ビタミンD_3より低いことが知られている。我々は、TEI-9647を基本骨格としてそのたぐいまれなアンタゴニスト活性を向上させることにより、なぜTEI-9647がアンタゴニスト活性を示すのかを調べるとともに、Paget's骨病の治療薬としての可能性を高めた。1.VDRへの結合親和性を高めた:我々はVDRアゴニストのVDR結合親和性の向上に、2α位の化学修飾が有効であることを見出している。2.血中安定性を高めた:TEI-9647は側鎖にα-メチレン-γ-ラクトン構造を有するため、この部分が生理的条件に構造上不安定であると考えられる。TEI-9647の血中T_<1/2>は数分である。
リアルタイムフォトリアリスティックコンピュータグラフィックスシステムの開発

本研究は、大域照明モデルに基づく写実的画像生成用並列計算機アーキテクチャの確立を目的として、本研究代表者が提唱しているオブジェクト空間分割型並列処理モデルに基づくグラフイックスエンジンの基本設計を行い、プロトタイプとして、ラジオシティ・レイトレーシング用グラフィックスエンジンThunderを開発した。Thunderは、PCIインタフェースを有するプリント基板上に、20万ゲートの回路を実装可能なFPGAを2個と256MBのSDRAMモジュール4個(合計1GB)を実装している。FPGAには、エンジンの基本構成要素である、3次元直線発生ユニット、交差判定ユニット、2次光発生ユニットを実装している。また、SDRAMはオブジェクトメモリとして使用され、512MB/sのメモリバンド幅で、オブジェクトデータをFPGAに供給可能である。Thunderの設計では、中心的役割を果たす交差判定ユニットの最適化に力を入れた。ハードウェアコストと性能のトレードオフから、交差判定ユニットには固定小数点演算器を採用した。ここで、固定小数点演算器による実装では、桁溢れによる画質の悪化が懸念されることから、固定小数点演算器でも精度が悪化しなアルゴリズムを新たに考案した。アルゴリズムの有効性を確認するために、交差判定ユニットのシミュレータを開発し、画像生成実験により固定小数点演算器でも浮動小数点演算器に匹敵する画像を生成できることを確認した。また、Thunderの高性能化に向けて、計算エンジンの内部に複数の交差判定演算器を設ける並列化を提案し、性能評価を行った。その結果、交差判定処理ユニット内部で8並列の場合6.4倍、16並列の場合11倍、それぞれ性能向上することがわかった。特に、16並列の場合、同一クロック周波数で動作するPentiumII(400MHz)の20倍の性能を有する。ただしこの性能を実現するためには、100GB/secメモリバンド幅が必要であることもわかった。メモリ混載技術等による高メモリバンド幅の実現は今後の研究課題である。本研究では,高品質な写実的画像を実時間で生成可能なグラフィックスシステムの開発を目的として,まず,写実的画像生成のための大域照明モデルとその並列化について検討し,次に,検討した並列計算モデルに基づいて,ハードウェア化可能な並列アルゴリズムの設計を行った.具体的には,写実的画像生成に必要不可欠な大域拡散反射と大域鏡面反射・透過を統合化するために,ラジオシティモデルとレイトレーシングモデルの統一的並列処理方式であるオブジェクト空間分割型並列処理モデルを考案し,その基本処理機構をハードウェアで実現するラジオシティ・レイトレーシングエンジンの基本設計を行った.さらに,本設計をハードウェア記述言語VHDLで具現化し,FPGA基板を用いてハードウェア化を行った.このFPGA基板はPCIバスを介してホストコンピュータに接続され,ラジオシティ・レイトレーシングにおける基本的演算を高速処理する.現在,FPGA基板上に開発したラジオシティ・レイトレーシングエンジンの動作検証,ならびにハードウェア評価を行っている.本設計を通して,ラジオシティ・レイトレーシングエンジンのハードウェア量は数十万ゲート程度になるとの予測を得ることができ,現存する規模のFPGA基板によって実現可能であるとの見通しを得た.また,4台のラジオシティ・レイトレーシングエンジンを相互接続するためのネットワークインタフェースカードの設計と,エンジン間通信のための通信プロトコルの設計を並行して行っている.今後,ネットワークインタフェースカードの設計もハードウェア記述言語を用いてFPGA基板上に実装し,評価を行う予定である.本研究は、大域照明モデルに基づく写実的画像生成用並列計算機アーキテクチャの確立を目的として、本研究代表者が提唱しているオブジェクト空間分割型並列処理モデルに基づくグラフイックスエンジンの基本設計を行い、プロトタイプとして、ラジオシティ・レイトレーシング用グラフィックスエンジンThunderを開発した。本研究では、高品質な写実的画像を実時間で生成可能なグラフィックスシステムの開発を目的として、リアルタイムフォトリアリスティックグラフィックスエンジンの研究・開発を行なっている。本年度は、まず、平成10年度に行なったラジオシティ・レイトレーシングエンジンの基本設計を元に、エンジンの基本構成要素である、3次元直線発生ユニット、交差判定ユニット、2次光発生ユニット、オブジェクトメモリの詳細設計を行なった。

さらに、本設計をハードウェア記述言語VHDLを用いて具現化し、得られた回路を、PCIバスを介してホストコンピュータに実装可能な汎用FPGA上に実装した。そして、各ユニットが正常に動作することを確認するとともに、各ユニット単体の性能を評価し、FPGAの動作周波数が33MHzという比較的低速にも関わらず、次空間検出、交差判定物体検出、2次光生成を高速に行なえるという見通しを得た。そして、これらのユニットを相互接続するためのインタフェースを設計し、最後にすべてのユニットを同一の回路基板上に実装するために、50万ゲートのFPGA、2GBのSDRAM、そしてホストコンピュータとの接続のためのPCIインタフェースから構成される回路基板の設計を行ない、試作した。次年度では、試作した回路基板上にユニットを実装し、ラジオシティ・レイトレーシングエンジンの試作・動作検証・性能評価を行なう予定である。また、本エンジンをホストコンピュータから利用するためのアプリケーションユーザインタフェースの開発も現在進行中である。本年度は、平成11年度に設計したラジオシティ・レイトレーシングエンジンボード(Thunder)の実装を行った。Thunderは、PCIインタフェースを有するプリント基板上に、20万ゲートまでの回路を実装可能なFPGAを2個と256MBのSDRAMモジュール4個(合計1GB)を実装している。FPGAには、エンジンの基本構成要素である、3次元直線発生ユニット、交差判定ユニット、2次光発生ユニットを実装し、各ユニットの動作検証、設計の評価・改良を行った。また、SDRAMには、オブジェクトメモリを実装し、512MB/sのメモリバンド幅で、オブジェクトデータを供給可能である。Thunderの実装においては、Thunderの中での中心的役割を果たす交差判定ユニットの詳細設計に力を入れた。ハードウェアコストと性能のトレードオフから、交差判定ユニットには固定小数点演算器を採用した。ここで、固定小数点演算器による実装では、桁溢れによる画質の悪化が懸念されることから、固定小数点演算器でも精度が悪化しなアルゴリズムを新たに考案した。アルゴリズムの最適化の効果を確認するために、交差判定ユニットのソフトウェアシミュレータを開発し、画像生成実験により固定小数点演算器でも浮動小数点演算器に匹敵する画像を生成できることを確認した。最後に、交差判定ユニット、およびその他のユニットをThunderに実装し、動作を確認した。
3000G/cm超高磁場勾配パルスNMR検出器の開発と高分子凝集系への応用

2000G/cmまでの磁場勾配が発生可能なNMR検出器を作成することに成功した。その他の性能はパルス幅:0.6ms-20ms;パルス間隔:600ms;パルス方式:ハーンエコー方式である。このプローブの十分な性能検査、そして様々な高分子凝集系への応用を行った。(1)磁場勾配の大きい場合には残留磁場が問題となったが、この効果を補正する理論を用いることによりその効果を取り除くことが出来た。(2)ポリ(N,Nジメチルアミド)(PDMMA)の膨潤ゲル中のポリエチレングリコール(PEG)の自己拡散を測定した結果、PEGの拡散係数はマトリックスゲルの動的スクリーニング長でスケールされたPEGの流体力学的半径の増加とともに指数関数的に減少することがわかった。(3)DMAA/ステアリルイタコン酸アミド共重合体中のPEG-オレイルエーテルのNMR測定より、その並進運動は強く抑制されているが、セグメントスケールにおいてはあまり強く制御されてないことが明らかとなった。(4)ポリスチレン-ポリジメチルシロキサン共重合体(PS-PDMS)のトルエン濃厚溶液の濃度変化に伴う秩序・無秩序転移付近での共重合体の自己拡散係数の測定を試み、拡散係数は10^<-7>cm^2/s程度でその測定が可能であることが分かった。(5)ポリジエチルシロキサンの温度変化に伴う等方相・液晶相の相転移点付近の自己拡散係数の温度依存性を測定した。その結果、高温である等方相における拡散係数の方が液晶相のそれよりも小さいことが明らかとなった。(6)相分離を起こすジブロック共重合体溶液での濃度揺らぎと会合現象との関わりを調べるため、動的光散乱を測定した。その結果、会合体の拡散、臨界揺らぎ、ゲル構造によると考えられる3つの緩和モードが観測された。これらの挙動を解明するために共重合体の自己拡散の測定が非常に有用であることが示唆され、その測定が予定されている。パルス磁場勾配スピンエコー法による拡散係数の測定は、一定の技術確立は成されたものの十分な高分子系への応用は行われていない。その最大の原因は、高分子に特徴的な遅い拡散の測定ができないことにある。本研究は、これは解決するために高い磁場勾配を印加できる検出器(プローブ)を開発し、高分子凝集系におけるNMR測定の守備範囲を質的に拡大しようとするものである。本年度の主眼は超高磁場勾配スピンエコープローブの作製にある。高い磁場勾配パルスを得るときの障害は「うず巻磁場」による残留磁場である。当初、これを逆パルス磁場を用いて発生させ打ち消すことにより解決しようとしたが結局最も確実な解決方法は、試料サイズ(直径)を小さくすることであるとの結論に達し、この考えでプローブの作製を行った。すなわち、磁場勾配発生のコイルの直径を5mm以下、試料ガラス管の直径を2-3mmとした。その結果、2000G/cm程度の磁場勾配による拡散係数の測定が可能となった。十分な性能検査の測定はこれからであり、その結果に基づき装置の一部の修正と性能の向上が考えられる。なお、8年度に行なう予定の実験の準備として、PFG-NMR実験と組み合わせて行なう、相互拡散係数測定のための動的光散乱の光検出部の改善を行った。前年度、作成に成功した2000G/cm程度の磁場勾配による測定が可能となったプローブを用い、その十分な性能検査、さらに様々な高分子凝集系への応用を行った。

(1)磁場勾配の大きい場合には残留磁場が問題となったが、この効果を補正する理論を用いることによりその効果を取り除くことが出来た。(2)ポリ(N,Nジメチルアクリルアミド)の膨潤ゲル中のポリエチレングリコール(PEG)の自己拡散を測定した結果、PEGの拡散係数はマトリックスゲルの動的スクリーニング長でスケールされたPEGの流体力学的半径の増加とともに指数関数的に減少することがわかった。(3)N,Nジメチルアクリルアミド/ステアリルイタコン酸アミド共重合体中のPEG-オレイルエーテルのNMR測定より、その並進運動は強く抑制されているが、セグメントスケールにおいてはあまり強く抑制されてないことが明らかとなった。(4)ポリスチレン-ポリジメチルシロキサン共重合体(PS-PDMS)のトルエン濃厚溶液の濃度変化に伴う秩序・無秩序転移付近での共重合体の自己拡散係数の測定を試み、拡散係数は10^<-7>cm^2/s程度でその測定が可能であることが分かった。(5)ポリジエチルシロキサンの温度変化に伴う等方相・液晶相の相転移点付近の自己拡散係数の温度依存性を測定した。その結果、高温である等方相における拡散係数の方が液晶相のそれよりも小さいことが明らかとなった。(6)相分離を起こすジブロック共重合体溶液での濃度揺らぎと会合現象との関わりを調べるため、動的光散乱を測定した。その結果、会合体の拡散、臨界揺らぎ、ゲル構造によると考えられる3つの緩和モードが観測された。これらの挙動を解明するために共重合体の自己拡散の測定が非常に有用であることが示唆され、その測定が予定されている。
時間情報の記憶と処理に関わる動的神経回路

刺激属性としての時間情報を覚え処理する際にも,個々のニューロンの発火頻度に基づくコーディングと,ニューロン間の活動相関に基づくセル・アセンブリによるコーディングとが協力した,いわゆるデュアル・コーディングが行われているか否かについて実験的に検討した。動物,記憶課題,記録方法は,昨年報告したとおりであり,今回は最終的な解析結果を報告する。1.個々のニューロンの機能重複について海馬体CA1とCA3のcomplex spikeニューロン計81個について,各記憶課題遂行中の活動を解析した。各課題でのラットの弁別的行動と対応した差異的活動を示したニューロンを,その課題に関わるニューロンと判定した。その結果,刺激弁別課題にのみに関わるニューロンと,刺激弁別課題と提示時間弁別課題に重複して関わるニューロンは見つかったが,提示時間弁別課題にのみ関わるニューロンは無かった。この結果は,Sakurai(1996)同様,重複部分を持つセル・アセンブリが課題の種類をコードしている可能性を示している。しかも,それらは互いに重複しているのではなく,刺激弁別課題をコードするセル・アセンブリが提示時間弁別課題をコードするセル・アセンブリを内包していることも示唆している。2.ニューロン間の機能的シナプス結合の変化についてもしそのようなセル・アセンブリが各記憶課題をコードしているのなら,それぞれの課題を行っている時のみ,その課題をコードするセル・アセンブリに属するニューロン間には,機能的シナプス結合に基づく活動相関が見られるはずである。そこで,課題遂行中に同時記録したニューロン間の活動相関を,Sakurai(1996)と同様の相互相関解析法により調べた。その結果,解析した31のニューロンペアのうち,上記の仮説を支持する事例が有意に多く見つかった。
光ポンプ・テラヘルツ波プローブ分光測定による有機導体の密度波ダイナミクスの研究

擬一次元有機導体(TMTSF) 2PF 6におけるスピン密度波状態の光励起ダイナミクスについて光ポンプ・テラヘルツ波プローブ分光計測によって詳細に調べた。近赤外超短パルス光照射後すぐにテラヘルツ帯に存在するスピン密度波ギャップが閉じ、その後ギャップが回復してゆく様子を明瞭に捉えることができた。相転移温度においてギャップは完全に閉じない一方、ギャップ回復時間は発散する様子が確認できた。この現象を、一次元系に特徴的な大きなゆらぎの帰結として現れる相転移温度近傍における臨界緩和現象として考察した。本研究初年度の目的および研究実施計画は、meVエネルギーを持つモノサイクルテラヘルツ光源を用いた光ポンプ・テラヘルツ(OPTP)計測系を立ち上げ、(TMTSF)_2PF_6サンプルのスピン密度波(SDW)ギャップの形成ダイナミクスを調べることが目標であった。このとき熱による温度上昇の効果を最小限にくいとめるため、低繰り返しのパルス状光源を用いて計測系を立ち上げることが必須であると計画書に記載した。本年度は、実際に低繰り返し(1kHz)のチタンサファイア多段増幅器からの出力パルスを用いてOPTP計測系を立ち上げ、(TMTSF)_2PF_6サンプルの計測を行った。その結果、光照射によって瞬時にギャップがつぶれ金属的な応答が現れた。光弱励起下においては、SDWギャップの回復時間が、光の励起強度および温度に強く依存し、相転移温度近傍で発散することが確認できた。我々はテラヘルツ光プローブによってSDWギャップ(すなわちSDWのオーダーパラメーター)を直接プローブしているから、我々の計測は、SDW相転移点近傍における臨界緩和(Critical Slowing down)を観測できたものと考えている。(TMTSF)_2PF_6のSDW相における臨界緩和現象は本研究で初めて観測されたものであり、擬一次元有機導体におけるSDW相の次元やスピン自由度等に深く関係することから、データの解析を進めることによって、上記物理現象に新たな知見を提供できるものと考えている。本研究課題は、光ポンプ・テラヘルツプローブ計測系を立ち上げ、(TMTSF)_2PF_6サンプルのスピン密度波(SDW)ギャップの形成ダイナミクスを調べることが目的である。フェムト秒の近赤外パルス光によってSDW相に擾乱を与え、その後ピコ秒からナノ秒にかけてSDW相が回復していく様子を、テラヘルツ帯域にあるSDWギャップスペクトル変化によって観測する。前年度は計測系を立ち上げ光励起に伴うサンプルのテラヘルツ反射率変化を観測することに、まずは成功した。しかしながら光励起後に時々刻々と変化する試料の物理的変化を詳細に議論するためには、反射スペクトル解析を行うことが欠かせない。そのためには非常に微弱な反射時間波形スペクトル変化を精度良く計測することが必要である。また、デリケートな温度依存性を議論するために、出来る限り弱い励起エネルギーで格子温度上昇効果を最小限に抑えて計測を行う必要がある。本年度はこれらの困難を解決するべく様々な変調計測を組み合わせることで、わずか0.5%の振幅反射率スペクトル変化も計測できる系を立ち上げ、温度上昇効果を0.05-0.1K程度に抑えて計測を行うことが可能となった。その結果以下の三つの主要な研究成果が得られた。(i)近赤外光ポンプ2ps以内で絶縁体-金属転移が起こること。(ii)転移温度T_<SDW>より十分低温では、光励起によるSDWギャップの収縮と回復が明瞭に観測できること。(iii)T_<SDW>近傍では低次元電子系に起因するゆらぎの効果が非常に大きくなり、光励起後の緩和時間がT_<SDW>に向けて発散する典型的なCritical Slowing Down現象が確認されること。
自然災害からの中小企業の復興プロセスと事業承継計画に関する研究

本研究では、西日本豪雨の被災地の中小企業を対象として、アンケート調査とインタビュー調査を通じて、リーダー不在の事態への対処等、自然災害からの復興プロセスにおける「事業承継計画」の有効性と、その活用の促進に向けた課題を明らかにする。
小児におけるビンクリスチン母集団パラメータの算出

【背景・目的】ビンクリスチン(VCR)は小児において急性リンパ性白血病などに広く用いられる抗悪性腫瘍薬であるが、重篤な神経障害が発現して治療強度を低下させざるを得ない状況が散見される。小児におけるVCRのクリアランスには大きな個体差が存在することが報告されており、小児患者個々の薬物動態を考慮した投与設計が必要と考えられる。しかし、年齢や肝臓における薬物代謝能等のVCR薬物動態および神経障害発現に及ぼす影響はほとんど検討されていないのが現状である。そこで今回、これら因子のVCR薬物動態および神経障害発現に及ぼす影響を検討するため、まずはLC/MSを用いたVCR血中濃度測定法を確立することを目的として研究を開始した。【方法】標準試料はVCR溶液を健常人血漿に添加し作製した。試料500μLに内標準物質としてビンブラスチン(VBL)溶液(200ng/mL)30μLを添加して混和、固相抽出後LC-MS法で測定した。分離にはC8カラムを、移動相には1%酢酸(アンモニアを用いてpH4.0に調整)およびメタノールを用いた。検出にはESI-MSを用いて測定した。【結果・考察】固相抽出条件および移動相条件の変更により、VCRピークと夾雑ピークとの分離が改善しVCRのピーク強度の増加が認められた。VCRは保持時間約10.5分に溶出され0.5100ng/mLの範囲でR^2=0.9991の直線性を示した。VCR2mgを患者に単回静脈内投与した後の消失相における血中濃度はおよそ0.510ng/mLと示されていることから、本法はVCR血中濃度を測定する有用な方法になり得ることが示唆された。