hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
流体を含む連成系についての計算アルゴリズムの研究と開発

1.数値流体に関するアルゴリズム(1)多層流体のスキームは適当な低次要素に対して誤差オーダの確立が我々により数学的に証明さた.そこで残る問題である高次要素を用いるスキームを開発した.着想は凸集合上の射影作用素を使用する.数学的に誤差の評価不等式が得られた.この方向で更に深く考える事でより望ましい評価式が十分期待できる(海津)(2)数値流体で重要な特性有限要素法について,数値積分誤差を考慮した安定性解析を行った.また,その際に仮定される数値積分の精度に関する数を,計算の妥当性を知るための指標値として利用する可能性界面の追跡による数値実験により示した。(藤間)(3)定常粘性流れ場の散逸エネルギー最小化とする最適形状問題の解法を汎用の有限要素法流れ場解析プログラムを利用して3次元問題に適用できることを確認した.粘性流において最小化問題の定式化が有用である事に今後の発展が望める(畔上)2.弾性波(1)弾性波の障害物による散乱波と解の表現公式との関係に一定の確認を得た(曽我)3.一般境界値問題(1)境界値問題の差分解法の一つで,任意多点節点を用いる,メッシュフリー法を提案した.これを用いて任意精度のスキームをつくることが出来る.適用事例問題としてラプラス方程式のコーシー問題と熱伝導問題の時間逆向き解法に適用した。メッシュフリーな性格をもつ差分法であるので,複雑な領域形状をもつ流体問題へも適用可能である見通しを得た.一方,計算桁数に係わる任意多倍長の計算をexflibライブラリーを利用して進め,不安定な問題に対する数値解法のツールとして極めて有効であることを上記の二つの典型問題で示した(大西).1.数値流体に関するアルゴリズム(1)多層流体のスキームは適当な低次要素に対して誤差オーダの確立が我々により数学的に証明さた.そこで残る問題である高次要素を用いるスキームを開発した.着想は凸集合上の射影作用素を使用する.数学的に誤差の評価不等式が得られた.この方向で更に深く考える事でより望ましい評価式が十分期待できる(海津)(2)数値流体で重要な特性有限要素法について,数値積分誤差を考慮した安定性解析を行った.また,その際に仮定される数値積分の精度に関する数を,計算の妥当性を知るための指標値として利用する可能性界面の追跡による数値実験により示した。メッシュフリーな性格をもつ差分法であるので,複雑な領域形状をもつ流体問題へも適用可能である見通しを得た.一方,計算桁数に係わる任意多倍長の計算をexflibライブラリーを利用して進め,不安定な問題に対する数値解法のツールとして極めて有効であることを上記の二つの典型問題で示した(大西).研究の目的は,1),流体問題の解決スキームの開発,2)弾性問題の最適形状問題のスキーム開発,3)逆問題,4)領域分割法である.2)に対し分担者畔上が板シェルの形状最適形状スキームを与えた.3)に対して分担者大西が共役法を用い結果を出した.4)としては分担者畔上が最適形状問題に用いて成果を出した.又分担研究者曽我により弾性問題の弾性波の構成とその応用についての基礎的成果が得られた.最後に1)に対しては研究代表者海津が十分な成果が得られ,現在は論文推敲中である.1)の現状を以下に述べる.1)は非一様な密度を持つ非定常・非圧縮粘性流体に対する,数学的に保証されたスキーム開発とその研究である.よく知られているように,一様な密度をもつ非圧縮粘性流体の,数学的な保証のあるスキームは既に1970年代にあり,現在に至るも数学的保証のある粘性流体のスキームの研究と言えば一様な密度に限られている.1)に対する研究は上述の現状を変えるものである.平成14年度に,新たな共同研究者として九州大学理学部の田端正久教授を得て最初の成果が得られ,平成14年8月筑波大学の国際会館で開催の日中数値数学会議で発表された.ここで既に得られた速度と密度の誤差のオーダ以外に圧力項の誤差オーダも合わせ得られ,現在その成果は論文とし,投稿の推敲段階に至っている.本研究の分担者である茨城大学の藤間昌一により2次元混合流れの数値計算も行われ,密度成層の重力が及ぼす不安定性を数値的に示された.最後に1)に対する今年度の予定を述べる.1)非一様な密度を持つ非定常・非圧縮粘性流体に対するより高次の精度の有限要素スキーム開発とその数値実験,2)ブシベスク近似でない熱流体のスキーム開発とその研究である.

本研究の基本的態度:(a)自然界及び工学の世界で未だ十分数値計算の対象とされないが重要な対象を扱う,(b)応用数学の分野で有効なスキームを確立する,(c)数学で保障されるスキームをつくる.以下対象毎にその成果を簡単に記する.1)均質流体及び多流体問題解法のスキームの開発と研究2)弾性問題及び弾性波の研究なる対象がある.3)数値スキーム基礎である.以下各論を述べる.1)に関して均質均質流体における弾性体の最適形状スキームに対して成果を得た(畔上秀幸(a)).関連研究はピロノー(仏)の研究があり,本邦で発展の契機が始まる.多流体問題の数学解析の保障があるスキームは過去30年余見当たらない((a)に対応する).ここまでの2年で九州大学・田端正久氏の協力の下に,数学の保障があるスキームが確立でき,論文準備中である.このスキームに対して,手数を大幅に低減するスキームとして計算機上実装され,重力に伴う密度不安定性の数値実験を成功裏に行った(藤間).これは大規模問題への適用に道を開いた((c))に対応する).2)に関して大変形する弾性体に対して外力の仕事量最小とする最適形状スキーム,大変形弾性体及び熱応力と弾性体の最適形状を求めるスキームを与えることができた(畔上・片峰(a)).弾性波の漸近展開が境界での反射の際に受ける変化及び障害物による弾性波の漸近展開が散乱前と後で受ける変形を厳密に明示した(曽我(C)).3)任意精度の数値解法を、任意多培長,任意多点差分法に注目し,ラプラス方程式のコーシー問題と,時間逆向き熱伝導問題へ応用し,その手法の見通しを得て,流体への連成系への発展を考えている(大西(b))計画の中年度として一応の結果を得たと考えている.最後の年度に対しより力を発揮したい.1.数値流体に関するアルゴリズム(1)多層流体のスキームは適当な低次要素に対して誤差オーダの確立が我々により数学的に証明された.そこで残る問題である高次要素を用いるスキームを開発した.着想は凸集合上の射影作用素を使用する.数学的に誤差の評価不等式が得られた.この方向で更に深く考える事でより望ましい評価式が十分期待できる(海津)(2)数値流体で重要な特性有限要素法について,数値積分誤差を考慮した安定性解析を行った.また,その際に仮定される数値積分の精度に関する数を,計算の妥当性を知るための指標値として利用する可能性界面の追跡による数値実験により示した。(藤間)(3)定常粘性流れ場の散逸エネルギー最小化とする最適形状問題の解法を汎用の有限要素法流れ場解析プログラムを利用して3次元問題に適用できることを確認した.粘性流において最小化問題の定式化が有用である事に今後の発展が望める(畔上)2.弾性波(1)弾性波の障害物による散乱波と解の表現公式との関係に一定の確認を得た(曽我)3.一般境界値問題(1)境界値間題の差分解法の一つで,任意多点節点を用いる,メッシュフリー法を提案した.これを用いて任意精度のスキームをつくることが出来る.適用事例問題としてラプラス方程式のコーシー問題と熱伝導問題の時間逆向き解法に適用した.メッシュフリーな性格をもつ差分法であるので,複雑な領域形状をもつ流体問題へも適用可能である見通しを得た.一方,計算桁数に係わる任意多倍長の計算をexflibライブラリーを利用して進め,不安定な間題に対する数値解法のツールとして極めて有効であることを上記の二つの典型問題で示した(大西).
中性子過剰なカルシウム同位体の殻進化と中性子数３４での殻ギャップ

平成30年度は29年度に取得したデータの解析を中心に行った。申請段階では、Ca同位体の偶奇核の分光を目的としていたが、昨年度取得したデータは未知の偶偶核に関する新しい情報も含んでいる。そのため、研究期間内に世界的なインパクトが期待できる偶偶核Ti-62に関するデータを早期に出版する戦略を選択した。その理由としてまず偶偶核の解析は偶奇核にくらべ解析が比較的短時間で終了することができることがあげられる。さらに、Ca同位体の殻進化のメカニズムとして核子二体有効相互作用の変化と核子の三体力効果の二つが議論されており、研究戦略として、まずTi-62データから二体力の変化を抑えたのち、次にCa同位体の偶奇核の論文を準備する戦略をとった。中性子数40はsub-shellで閉殻となることが知られており、Ti-62での殻構造の変化が世界的にも注目されている。29年度取得したデータを解析したところ、Ti-62の励起準位からの脱励起ガンマ線の観測に成功し、第一励起準位および第二励起準位のエネルギーを決定することに成功した。これらの情報からT-62はCr-64よりも集団性が小さい、すなわちN=40の魔法性が大きくなることが分かった。このところからN=40の原子核の集団性は、Z=24で最大となり、Z=20のCa-60では集団性がさらに弱くなる、すなわちCa-60は二重閉殻核である可能性を世界で初めて示した。この他、Sn-100近傍の核分光研究の準備やGAGG結晶を用いたガンマ線検出器の開発も行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は、理化学研究所「RIビームファクトリー」(RIBF)で来年度に行う実験のための準備研究を中心に行った。主な内容は、1不安定核ビームのシミュレーション、2ガンマ線検出器の回路調整である。さらに3新たな実験提案と検出器開発も行っている。1では当初目的のCa同位体だけでなく、ArからTiまでの中性子過剰な核に関する情報を一度に多く得るために、ビームに多くの核種が混ざるようなビーム設定を考え、不安定核ビームラインのパラメータを決定した。これにより不安定核ビームラインの設定をこまめに変えることなく、ひとつの設定で長期間データ取得を行うことで大量のデータが取得可能となった。2については、理論予想から想定される脱励起ガンマ線のエネルギー、ドップラー効果によるガンマ線エネルギーのブースト効果などを考慮し、NaI検出器のダイナミックレンジを決め、エネルギーゲイン調整や回路調整、エネルギー校正などを行った。これら1と2から来年度行われる実験の準備が終了した。3については、Sn-102の電気四重極遷移確率を測定する実験プログラムを考え、申請書を準備した。RIBFの国際実験課題採択委員会に申請書を提出し、A評価を得て承認された。さらに、次世代のガンマ線検出器として、GAGG結晶を持ちた検出器に着目し、R&Dを開始した。MPPC読み出し、光電子増倍管読み出しなどを検討するとともに、MPPC読み出しについては基本的な読み出し回路系の設計も行っている。もともとの計画では、Ca同位体に関する研究のみを考慮していたが、Sn-102の集団性に関連した実験プログラムの提案や次世代検出器の開発にも従事するなど積極的である。平成29年度は理化学研究所「RIビームファクトリー」(RIBF)で実験を行った。実験では、厚い液体水素標的システムを利用して強度の低い中性子過剰核に対するルミノシティを最大にするとともに、標的システムの周りにはガンマ線検出効率の高いNaI検出器をアレイ状にならべ、反応時に脱励起したガンマ線を検出した。反応生成物はSAMURAI磁気分析装置を利用した。SAMURAIは広い運動量アクセプタンスがあり、その特徴を生かしてひとつの磁場設定で広範な反応生成物を一度に検出することができた。さらに中性子検出器も前方に配置することで、ガンマ崩壊する束縛状態だけでなく、中性子放出をともなう非束縛状態の探索も行った。放射性同位体ビームもSAMURAIの特徴に合わせ、純度をあえて落とし、多くの核種が同時に標的に照射されるように工夫をし、多核種の多反応チャンネルを観測した。実験中のオンライン解析で、未知中性子過剰核のガンマ遷移を大量に観測していることを確認でき、世界的なインパクトをもつデータを取得することに成功した。特に特筆すべき点としては、核子ノックアウト反応のチャンネルだけでなく、複数の核子がはじき出される多くの反応チャンネルについてデータを取得することができたことである。これにより、未知核の性質を多角的に研究することができる。実験終了後は直ちにオフライン解析を行い、検出器群の精密構成や反応生成物の粒子識別に必要な飛跡再構成などを実施した。研究実績の概要でも述べたように多くの未知核についてデータが得られ、研究は極めて円滑に実施されている。

さらに、Ca同位体の殻進化のメカニズムとして核子二体有効相互作用の変化と核子の三体力効果の二つが議論されており、研究戦略として、まずTi-62データから二体力の変化を抑えたのち、次にCa同位体の偶奇核の論文を準備する戦略をとった。中性子数40はsub-shellで閉殻となることが知られており、Ti-62での殻構造の変化が世界的にも注目されている。29年度取得したデータを解析したところ、Ti-62の励起準位からの脱励起ガンマ線の観測に成功し、第一励起準位および第二励起準位のエネルギーを決定することに成功した。これらの情報からT-62はCr-64よりも集団性が小さい、すなわちN=40の魔法性が大きくなることが分かった。このところからN=40の原子核の集団性は、Z=24で最大となり、Z=20のCa-60では集団性がさらに弱くなる、すなわちCa-60は二重閉殻核である可能性を世界で初めて示した。この他、Sn-100近傍の核分光研究の準備やGAGG結晶を用いたガンマ線検出器の開発も行った。これまでの計画通り、平成29年度に行われる本実験に集中し、データ解析および成果のとりまとめ、成果発表などを行う予定である。申請段階では、Ca同位体の偶奇核の分光を目的としていたが、本年度取得したデータは未知の偶偶核に関する新しい情報も含んでいる。研究期間内に世界的なインパクトが期待できる偶偶核Ti-62に関するデータを早期に出版する戦略を選択した。その理由としてまず偶偶核の解析は偶奇核にくらべ解析が比較的短時間で終了することができる。Ca同位体の殻進化のメカニズムとして核子二体有効相互作用の変化と核子の三体力効果の二つが議論されており、研究戦略として、まずTi-62データから二体力の変化を抑えたのち、次にCa同位体の偶奇核の論文を準備する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
スルメイカ漁業支援システム開発のための基礎的研究

本年度は、以下の2項目について行った.1.スルメイカ漁業の環境影響評価手法の開発スルメイカ漁業は、夜間に集魚灯を使用する漁法である.この集魚灯には、光量規制が行われているが、発電のための使用重油量や排出二酸化炭素量について明らかとなっていない.そこで、スルメイカ漁業が周辺環境に与える影響を評価する第一段階として、夜間可視衛星画像と現場レーダー観測から、北海道南西海域におけるスルメイカ漁業の使用重油量と排出二酸化炭素量の算出を行った.その結果、2003年7月23日の北海道南西海域には、約315隻のスルメイカ漁船が漁業活動を行っており、使用重油量は、約189.000リットル、排出二酸化炭素量は、約509.9トンであった.また、同様の方法を用いて、7月の北海道南西海域における排出二酸化炭素量を算出した結果、約21400トンであった.これは、2001年度二酸化炭素量運輸部門の約0.03%を占めており、スルメイカ漁船が排出する二酸化炭素量は決して少なくない結果を示した.今後、スルメイカ資源の持続的利用と周辺環境への影響を考慮に入れた漁業開発が必要である.2.海色衛星データに基づく日本海におけるクロロフィルa分布の時空間特性日本海におけるスルメイカ漁場の予測を行う第一段階として、生態系の底辺に位置する植物プランクトンに含まれるクロロフィルa分布の時空間特性を海色衛星Orbview2/SeaWiFSデータを用いて調査した.従来、植物プランクトンの動態を明らかにする方法として、生態系モデルと海流モデルとを組み合わせて研究が行われてきた.しかしながら、それらは決定論的な方法であることから、モデル結果の解釈には慎重な議論が必要不可欠である.そこで、本研究では、それらの方法論とは異なる時系列解析を応用した時空間統計モデルを開発し、適用した.時空間統計モデルは、時点t毎に任意の空間上の点の変動が真北より45度毎の異なる4つの方位毎の線形結合によって表現されるものとみなしてモデルを定義した.その結果、春季ブルームのような変化の激しい時期の再現が難しいことが示唆された.逆に、変化の顕著でない時期の再現は概ね成功し、今後、春季ブルーム期の再現を可能にするモデルの開発が課題として残った.スルメイカは、日本における食糧供給の中でも重要な水産生物の一種であり、現在のTAC(漁獲可能量)制度の選定魚種である.このような背景から、スルメイカ分布、あるいは回遊生態に関する様々な研究が行われてきた.しかしながら、観測船による結果によるため、分布回遊経路は断片的な把握にとどまっていることが問題点としてあげられる.そこで本研究では、スルメイカの分布、回遊を把握するために、漁獲の際に使用する漁り火の光を捉えている夜間可視衛星画像データを使用することを考えた.本年は以下の2項目について行った.1.夜間可視衛星画像によって捉えられた漁船分布の季節変動を用いた教師あり分類の結果、日本海を7海域に区分できた.区分された海域の季節変動から、北上回遊パターンと南下回遊パターンの2つに大別することができた.また、不漁年である1998年は、漁場が通常より沖合に形成され、豊漁年である1996年は、ウルルン島周辺海域に好漁場が形成されていたことが明らかとなった.2.北海道道南海域におけるスルメイカ漁場形成は、近隣第3種漁港との距離に関係しており、漁港から約28kmまでの距離圏に形成されていることが明らかとなり、その分布に季節変動が認められた.漁場は、68月には日本海側、9月11月には太平洋側に、12月は津軽海峡に形成されることが明らかとなった.また、漁港を利用しているスルメイカ漁船の隻数と夜間可視衛星画像の画素数との関係を調べた結果、両者に有意な正の相関が認められた.これは、夜間可視衛星画像から沿岸域におけるスルメイカ漁船数の推定可能性を示すものである.本年度は、以下の2項目について行った.1.スルメイカ漁業の環境影響評価手法の開発スルメイカ漁業は、夜間に集魚灯を使用する漁法である.この集魚灯には、光量規制が行われているが、発電のための使用重油量や排出二酸化炭素量について明らかとなっていない.そこで、スルメイカ漁業が周辺環境に与える影響を評価する第一段階として、夜間可視衛星画像と現場レーダー観測から、北海道南西海域におけるスルメイカ漁業の使用重油量と排出二酸化炭素量の算出を行った.その結果、2003年7月23日の北海道南西海域には、約315隻のスルメイカ漁船が漁業活動を行っており、使用重油量は、約189.000リットル、排出二酸化炭素量は、約509.9トンであった.また、同様の方法を用いて、7月の北海道南西海域における排出二酸化炭素量を算出した結果、約21400トンであった.これは、2001年度二酸化炭素量運輸部門の約0.03%を占めており、スルメイカ漁船が排出する二酸化炭素量は決して少なくない結果を示した.今後、スルメイカ資源の持続的利用と周辺環境への影響を考慮に入れた漁業開発が必要である.2.海色衛星データに基づく日本海におけるクロロフィルa分布の時空間特性日本海におけるスルメイカ漁場の予測を行う第一段階として、生態系の底辺に位置する植物プランクトンに含まれるクロロフィルa分布の時空間特性を海色衛星Orbview2/SeaWiFSデータを用いて調査した.

従来、植物プランクトンの動態を明らかにする方法として、生態系モデルと海流モデルとを組み合わせて研究が行われてきた.しかしながら、それらは決定論的な方法であることから、モデル結果の解釈には慎重な議論が必要不可欠である.そこで、本研究では、それらの方法論とは異なる時系列解析を応用した時空間統計モデルを開発し、適用した.時空間統計モデルは、時点t毎に任意の空間上の点の変動が真北より45度毎の異なる4つの方位毎の線形結合によって表現されるものとみなしてモデルを定義した.その結果、春季ブルームのような変化の激しい時期の再現が難しいことが示唆された.逆に、変化の顕著でない時期の再現は概ね成功し、今後、春季ブルーム期の再現を可能にするモデルの開発が課題として残った.
新規ナルコレプシー感受性遺伝子の機能解析

ナルコレプシーは代表的な過眠症であり、日中の覚醒レベルが低下すると共に夜間睡眠の断片化が認められる。オレキシン細胞の脱落がその原因と考えられているが、脱落の機序は不明である。研究代表者は、以前に報告したナルコレプシー感受性遺伝子CCR3の役割を検証し、Ccr3 KOマウスの休息期の睡眠が断片化していること、休息期の睡眠覚醒パターンが体内の免疫応答の活性化による影響を受けやすいことを明らかにした。Ccr3 KOマウスのオレキシン細胞数が野生型マウスより少ないこともわかった。本成果は、免疫関連遺伝子として知られるCcr3が、睡眠覚醒制御に関与することを示した最初の報告として学術誌に発表した。ナルコレプシーは過眠症のひとつであり、日中の強い眠気と情動脱力発作を主徴とする。患者の脳髄液中では、神経ペプチドであるオレキシンが顕著に減少しており、患者脳では、オレキシンを産生する神経細胞(オレキシン細胞)の脱落が認められる。研究代表者は、ナルコレプシー感受性遺伝子の同定を目的として、日本人ナルコレプシー患者425名、日本人健常者1626名を対象としたゲノムワイド関連解析を行い、免疫関連遺伝子Aのプロモーター領域に位置する一塩基多型(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)が、ナルコレプシーと強く関連することを明らかにした。この結果は、独立したサンプルセット(日本人患者240名、日本人健常者869名)を用いた関連解析においても再現された。さらに、ナルコレプシー患者の遺伝子Aの発現レベルは、健常者と比較して有意に低いことを見出した。遺伝子Aの代表的な機能は末梢組織での免疫応答の制御であるため、中枢における役割はあまり知られていない。そこで、遺伝子Aのノックアウトマウスを用いた研究により、遺伝子Aを持たないマウスは、炎症誘発後の暗期(覚醒期)の行動量が野生型と比較して抑制されること、また、その後の明期(睡眠期)のノンレム睡眠量が抑制されることを明らかにした。ヒトのナルコレプシーは、日中の覚醒レベルが低下すると同時に、夜間のノンレム睡眠量が低下する。今後、本実験結果をより詳細に追試および解析することで、ナルコレプシー発症のメカニズムを明らかにしていきたい。患者の脳髄液中では、神経ペプチドであるオレキシンが顕著に減少しており、さらに、患者脳では、オレキシンを産生する神経細胞(オレキシン細胞)の脱落が認められる。研究代表者は、ナルコレプシー感受性遺伝子の同定を目的として、日本人ナルコレプシー患者425名、日本人健常者1626名を対象としたゲノムワイド関連解析を行い、CCR1遺伝子のプロモーター領域およびCCR3遺伝子近傍に位置する一塩基多型(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)が、ナルコレプシーと強く関連することを明らかにした(Toyoda et al 2015)。さらに、ナルコレプシー患者のCCR1およびCCR3の発現レベルは、健常者と比較して有意に低いことを見出した。CCR遺伝子の代表的な機能は末梢組織での免疫応答の制御であるため、中枢における役割はあまり知られていない。そこで、本研究では、CCR3遺伝子がナルコレプシー発症にどう寄与するかを知るため、Ccr3ノックアウトマウス(Ccr3-/-マウス)を用いた動物実験を行った。Ccr3-/-マウスの脳波を測定したところ、明期(睡眠期)における睡眠覚醒パターンが、同胞野生型マウスとは異なり、睡眠の断片化を示唆する結果となった。ヒトのナルコレプシーは、日中の覚醒レベルが低下すると同時に、夜間のノンレム睡眠量が低下し、睡眠が断片化する。本研究で見出したCcr3-/-の表現型はこれに類似している。本年度は、ゲノムワイド関連解析で見出した新規ナルコレプシー感受性遺伝子のひとつであるCCR3が、ナルコレプシー発症にどのように関与するかを明らかにすることを目的とし、動物実験に重点を置いた。8週齢のCcr3-/-マウスおよび野生型マウスの頭部に、脳波・筋電図測定電極を外科的手術により装着し、脳波測定を行うことにより、Ccr3遺伝子の睡眠覚醒パターンへの寄与を検討した。各マウスの覚醒量・レム睡眠量・ノンレム睡眠量を定量したところ、明期(睡眠期)におけるCcr3-/-の覚醒睡眠パターンが、野生型マウスと比較して異なることがわかった。野生型マウスと比較し、Ccr3-/-マウスの明期全体におけるノンレム睡眠時間の割合は有意に少なく、覚醒時間の割合は有意に多かった。さらに、明期の睡眠構造を解析したところ、1回のノンレム睡眠の持続時間は、野生型マウスよりCcr3-/-マウスの方が有意に短く、覚醒回数はCcr3-/-マウスの方が有意に多かった。さらに、両マウスにLipopolysaccharide(LPS)を腹腔投与することで実験的に炎症を誘発した状態で、同様の脳波測定を行った。結果、野生型マウスと比較したCcr3-/-マウスのノンレム睡眠時間の割合は、LPS投与前よりもさらに少なくなり、覚醒時間の割合はさらに多くなった。

ところが、LPS投与前に認められた睡眠構造の断片化については、同様の傾向は認められたものの、有意な差は認められなかった。このことから、炎症応答とは関係なく、Ccr3-/-マウスは野生型マウスよりも睡眠が断片化していると考えられる。以上により、本年度は、CCR3遺伝子が何らかの形で睡眠覚醒制御に関与し、CCR3遺伝子の機能低下により睡眠が断片化することを見出した。CCR3遺伝子は免疫応答において重要な役割を持つため、研究開始前は、免疫応答を介して睡眠制御に関与すると考えていたが、本年度の研究により、CCR3遺伝子はより直接的に睡眠制御に関与する可能性が示唆された。ナルコレプシーは代表的な過眠症である。日中の覚醒レベルが低下するとともに、夜間の睡眠が断片化する。その他、入眠時レム睡眠、情動脱力発作等を主徴とする。患者の脳髄液中で、神経ペプチドであるオレキシンが顕著に減少しており、患者脳で、オレキシンを産生する神経細胞(オレキシン細胞)の脱落が認められる。オレキシンノックアウトマウスの表現型がヒトナルコレプシーに類似していることからも、オレキシンの脱落がナルコレプシーの原因と考えられているが、脱落のメカニズムはわかっていない。研究代表者は、ゲノムワイド関連解析により、CCR1遺伝子のプロモーター領域およびCCR3遺伝子近傍に位置する一塩基多型がナルコレプシーと強く関連することを明らかにした。この結果は、独立した検体を用いた関連解析においても再現された。さらに、ナルコレプシー患者のCCR1およびCCR3の発現レベルは、健常者と比較して有意に低いことを見出した(Toyoda et al 2015)。本研究では、CCR3遺伝子がナルコレプシー発症にどう寄与するかを知るため、Ccr3ノックアウト(KO)マウスを用いた。Ccr3 KOマウスの脳波を測定したところ、明期(睡眠期)の睡眠が断片化していることがわかった。これは、ヒトナルコレプシーの夜間睡眠の断片化に似ている。また、近年、ナルコレプシー発症と感染症との相関が複数報告されており、免疫系に影響を与える外的要因がナルコレプシー発症の引き金になることが強く示唆されている。そこで、外的要因を模倣するためLipopolysaccharide (LPS)をマウスに投与したところ、Ccr3 KOマウスは同胞野生型マウスよりも明期の睡眠がより断片化する傾向にあることがわかった。さらに、免疫組織染色により、Ccr3 KOマウスは同胞野生型マウスよりもオレキシン細胞数が約10%少ないことがわかった。Ccr3 KOマウスおよび同胞野生型マウスの頭部に、脳波・筋電図測定電極を外科的手術により装着して脳波測定を行い、覚醒量・レム睡眠量・ノンレム睡眠量を定量することで、Ccr3遺伝子の睡眠覚醒制御への寄与を検討した。野生型マウスと比較し、Ccr3 KOマウスは、明期全体に対する覚醒時間の割合が有意に高い一方、レム睡眠・ノンレム睡眠時間の割合が有意に低かった。明期の睡眠構造を解析したところ、Ccr3 KOマウスは野生型マウスより覚醒回数が多いが、1回の覚醒の持続時間は変わらないことがわかった。また、Ccr3 KOマウスは野生型マウスよりノンレム睡眠の回数が多い一方、1回のノンレム睡眠の持続時間は短いこともわかった。
オオハマニンニク染色体添加コムギ系統の育成,評価と放射線雑種法による物理地図作成

本研究の目的は、ストレス耐性の強いオオハマニンニクを用いてその変異をコムギに導入することが目的である。これまでに、オオハマニンニクJ染色体には赤さび病抵抗性、高製パン性形質等が座上することを見いだしている(学会誌に発表)。本年度は、これら形質の染色体上位置の決定を行なうためのJ染色体転座コムギ系統を多数育成することを目的とした。(1)放射線によるオオハマニンニクJ染色体転座コムギ系統の育成J染色体の転座を誘発するため、J染色体ダイソミック添加コムギ系統の種子へX線および重粒子線照射を行なった。X線では300-500Gy、重粒子線で50-75Gyでそれぞれ500粒の種子に照射を行ない、転座系統を選抜したところ、X線によるものが10系統、重粒子線によるものが12系統それぞれ得られた。しかし、照射種子数に対して転座系統が得られる確率は約2%と低くかった。(2)相同染色体対合を利用した物理地図の作成物理地図の作成には多くの転座系統が必要であるので、放射線に代わるより良い方法が必要と思われた。そこで、相同染色体対合を利用することを考えた。オオハマニンニクの近縁種にハマニンニクという種があるが、両種の染色体対合を調査したところ両種染色体は対合することが確認できた。また、両種染色体はゲノミックin situ hybridizationにより視覚的に区別できることもみいだした(学会誌に発表)。これらのことは、両種染色体を用いると、両染色体の物理的な組換え位置を可視化でき、染色体物理地図作成が可能であることを示している。そこでハマニンニク染色体添加コムギ系統を育成し、ついでオオハマニンニクJ染色体添加コムギ系統とハマニンニク染色体添加コムギ系統を交雑し、両種染色体が一本ずつ加わったコムギ個体を育成した。今後この後代より、オオハマニンニクJ染色体の組換え個体を多数獲得できると思われる。本研究の目的は、極めてストレス耐性の強いオオハマニンニクを用いてその変異をコムギに染色体工学的に導入することが目的である。本年度は、オオハマニンニク染色体添加系統の評価を行った。(1)コムギに添加されたオオハマニンニク染色体の同祖群の決定オオハマニンニク染色体添加系統を用いてオオハマニンニク染色体の同祖群を調査した。まず、オオハマニンニクとコムギ間で多型を示す42のRFLPマーカーを用いて調査したところ、オオハマニンニクA染色体、1染色体は第2同祖群に、E染色体、F染色体は第4同祖群に、C染色体、I染色体は第5同祖群に、k染色体は第6同祖群に属していることが明らかになり、また、H染色体、J染色体は第1同祖群、第3同祖群、第7同祖群から、n染色体は第3同祖群、第7同祖群からなることが明らかになった。(2)オオハマニンニク染色体添加系統の形質調査平成14年度のオオハマニンニク染色体添加系統の農業的形質(出穂日、分けつ数、種子1000粒重等)を調査した。特筆すべき形質として、H染色体添加系統では出穂日が親系統より9日早くなり、1染色体添加系統では種子1000粒重が10%ほど増加していた。また、添加系統の製パン性を調査するためSDS沈降試験を行ったところ、J染色体添加系統は親系統のものより高い製パン性を示した。種子貯蔵タンパク質の調査を行ったところ、オオハマニンニクJ染色体には、製パン性に関係している新規glutenin遺伝子が座上していることが明らかになった。さらに、添加系統の環境ストレス抵抗性(耐塩性、赤かび病抵抗性)の調査を行った。なお、赤かび病抵抗性試験は、独立行政法人国際農林水産業研究センターの坂研究員と共同で行った。添加系統において赤かび病抵抗性の向上はみられなかったが、耐塩性についてはJ染色体とI染色体添加系統で若干の向上がみられた。

また、両種染色体はゲノミックin situ hybridizationにより視覚的に区別できることもみいだした(学会誌に発表)。これらのことは、両種染色体を用いると、両染色体の物理的な組換え位置を可視化でき、染色体物理地図作成が可能であることを示している。そこでハマニンニク染色体添加コムギ系統を育成し、ついでオオハマニンニクJ染色体添加コムギ系統とハマニンニク染色体添加コムギ系統を交雑し、両種染色体が一本ずつ加わったコムギ個体を育成した。今後この後代より、オオハマニンニクJ染色体の組換え個体を多数獲得できると思われる。
国連人権理事会の実効性～普遍的定期審査を中心に

国連改革の一環として、2006年に創設された国連人権理事会は、4年のサイクルですべての国連加盟国の人権状況を審査する普遍的定期審査を導入した。本研究では、人権の普遍性と客観性を高めるために始まった普遍的定期審査の実態を検討し、審査が抱える問題にいかに対応すべきかに焦点を当てて制度の課題を抽出した。また、人権理事会がUPR制度の導入を決定した目的の一つには、国際人権基準実施のために各国の能力向上を図ることが挙げられる。そこで、本研究に参加する研究者がこれまで蓄積してきた自由権規約の国家報告書審査の分析の経験を基礎に、各国の能力向上に資する審査の在り方についても検討を行った。人権理事会が新しく導入したシステムとして、4年ごとにすべての国連加盟国(192カ国)の人権状況を審査する普遍的定期審査(Universal Periodic Review : UPR)がある。理事国は、任期中に必ず審査を受けなければならない。本研究の目的は、人権の普遍性と客観性を高めるために始まった制度である普遍的定期審査における審査の実態を解明し、普遍的定期審査が抱える問題にいかに対応すべきか、制度の課題を抽出することである。4年間の研究期間中に、192カ国すべての国の審査を検証したいと考えている。また、人権理事会が普遍的定期審査制度の導入を決定した目的の一つには、途上国などを中心として、人権基準実施のための各国の能力向上を図ることが挙げられる。本研究の研究分担者がこれまで蓄積してきた自由権規約の政府報告書審査や個人通報制度についての分析の経験を基礎に、各国の能力向上に資する審査の在り方について検討することも本研究の目的である。2010年度は、本研究の初年度にあたることから、現段階における普遍的定期審査のプロセスと方法を踏まえて、どのように普遍的定期審査の問題点を抽出し検討をおこなうかが、議論の中心となった。研究の進め方についての議論に続き、日本、中国、フランス、アルゼンチン、サウジアラビア、カナダの6ヵ国について報告と検討をおこなった。人権理事会(Human Rights Council)は、2006年の設立と同時に、4年ごとにすべての国連加盟国(新たに国連に加入した南スーダンを除く192カ国)の人権状況を審査する普遍的定期審査(Universal Periodic Review: UPR)制度を新たに導入した。本研究の目的は、人権の普遍性と客観性を高めるために始まった普遍的定期審査の実態を検討し、審査が抱える問題にいかに対応すべきか、制度の課題を抽出することである。人権理事会がUPR制度の導入を決定した目的の一つには、人権基準実施のための各国の能力向上を図ることが挙げられる。本研究に参加する研究者がこれまで蓄積してきた自由権規約の政府報告書審査の分析の経験を基礎に、各国の能力向上に資する審査の在り方について検討することも本研究の目的である。昨年度までの研究成果を踏まえ、研究対象国について議論をおこなった結果、今後は以下の3つのカテゴリー、すなわち、1人権の実現に関し深刻な問題を抱えていると考えられる国、2人権条約の多くに加入しておらず、UPRで人権状況が審査された国、3人権条約の実施機関から多くの問題を指摘されている国を中心に検討を進めることとなった。このような方向性に基づき、2011年度は、英国、北朝鮮、インドネシア、米国、ミャンマー(ビルマ)、スリランカ、韓国、南アフリカ、セルビア、ブラジル、リビア、ブータン、キューバ、カザフスタン、イランの15ヵ国の審査についての報告と分析をおこなった。

このような方向性に基づき、2013年度は、バーレーン、ブラジル、日本、ボリビア、チュニジア、ウズベキスタン、英国、フランス、韓国、カナダ、セルビア、マレーシアの12ヵ国の審査についての報告と分析をおこなった。人権理事会(Human Rights Council)は、2006年の設立と同時に、4年ごとにすべての国連加盟国(新たに国連に加入した南スーダンを除く192カ国)の人権状況を審査する普遍的定期審査(Universal Periodic Review: UPR)制度を新たに導入した。本研究の目的は、人権の普遍性と客観性を高めるために始まった普遍的定期審査の実態を検討し、審査が抱える問題にいかに対応すべきか、制度の課題を抽出することである。人権理事会がUPR制度の導入を決定した目的の一つには、人権基準実施のための各国の能力向上を図ることが挙げられる。本研究に参加する研究者がこれまで蓄積してきた自由権規約の政府報告書審査の分析の経験を基礎に、各国の能力向上に資する審査の在り方について検討することも本研究の目的である。昨年度までの研究成果を踏まえ、研究対象国について議論をおこなった結果、今後は以下の3つのカテゴリー、すなわち、1人権の実現に関し深刻な問題を抱えていると考えられる国、2人権条約の多くに加入しておらず、UPRで人権状況が審査された国、3人権条約の実施機関から多くの問題を指摘されている国を中心に検討を進めることとなった。このような方向性に基づき、2012年度は、スーダン、バングラデシュ、ベネズエラ、エジプト、インド、インドネシア、ブルネイ、チュニジア、南アフリカ、ポーランド、ソマリア、アフガニスタン、ジンバブエ、ロシアの14ヵ国の審査についての報告と分析をおこなった。月に一回のペースで共同研究会を開催し、普遍的定期審査の審査状況についての報告と検討を継続的におこなってきている。そのなかで、審査の制度、プロセス、作業部会における審査の状況、出される勧告とそれへの国家の対応、第2巡目に向けての報告性、フォローアップの範囲と内容について、有意義な議論が蓄積されてきている。25年度が最終年度であるため、記入しない。そのなかで、審査の制度、プロセス、作業部会における審査の状況、出される勧告とそれへの国家の対応、フォローアップの範囲と内容、第2巡目の審査に関する分析等について、有意義な議論が蓄積されてきている。また、2012年度は、ジュネーブから国連人権高等弁務官事務所の普遍的定期審査担当官を招き、国連大学との共催により、東京で共同研究会を開催した。この研究会では、普遍的定期審査の実務を担う担当官から、審査の現状および可能性と課題についての報告を聞き、制度の実効性に具体的に寄与する分析と検討を行うことができた。引き続き、月に一度のペースで共同研究会を開催し、普遍的定期審査を受けた国について、1人権の実現に関し深刻な問題を抱えていると考えられる国、2人権条約の多くに加入しておらず、UPRで人権状況が審査された国、3人権条約の実施機関から多くの問題を指摘されている国を中心に対象国を選定し、報告ならびに検討を進めていく。2012年には2巡目の審査が開始されるため、1巡目の審査で指摘された勧告のフォローアップがどのように行われるのかも重要な検討課題となる。
赤血球製剤の有効期間を 6 週間に戻すことの医学的、社会的意義

わが国では6週間保存用に開発されたMAP加赤血球製剤の保存期間が1995年以後、6週間から3週間に戻った。主因は低温(4°C)でも増殖しうるエルシニア菌混入の問題であった。一方、少子高齢社会になり血液製剤の使用は増え、供給困難になる恐れがある。血液製剤の細菌汚染のリスクやコスト等の問題を正しく評価し、再延長を考慮すべき時である。我々の検討から様々な状況の血液製剤においても細菌培養結果は陰性であり、細菌汚染は極めて稀といえる。従って、赤血球製剤の保存期間の6週間への再延長は十分に検討に値する。研究の主目的は、一般外来患者の血液中の細菌保有率、特に発熱や下痢などの有症状者の保有率を明らかにし、輸血用血液中の細菌混入率を推定し、赤血球製剤の有効期間が3週間である現在の基準を、当初の6週間保存に変更できないかを検討することにある。外来患者の細菌保有率は、検体確保の際の手技的な問題や検査容器の無菌性の保証の問題で、次年度に慎重に実施することとなり、先ずは(1)輸血副作用患者のバッグ内血の細菌の混入、(2)期限切れ廃棄となった血液の長期保存後の細菌増殖、(3)術中大量出血の患者でセルセーバーで回収した血液の汚染度、などを先に検討することにした。(1)は血小板製剤に比し赤血球製剤で発熱を呈する頻度は明らかに低く(赤血球:4/6,953、血小板:3/3,274)、細菌の検出はなかった。赤血球の保存温度(46°C)、保存前白血球除去(RCC-LR)、初流血除去などが理由と考えられた。なお研究期間において自己血輸血後の発熱例があり、中止した血液、及び未使用となった別のバッグから菌の検出はなかった。(2)は保存が9日から最大78日(平均44日、中央値51日、標準偏差17.5)までのRCC-LR計89バッグに対し、無菌的にバッグ内からサンプリングし、カルチャーボトルで好気性菌、偏性嫌気性菌の検出を試みたが、やはり菌は全く検出されなかった。その他、例数は少ないが期限切れとなった新鮮凍結血漿(5件、保管期間平均373日)、洗浄赤血球(5件、同15日)、血小板(5件、同9日)、自己血(13件、同51日)に対しても同様に試みたが、何れも陰性であった。(3)は術中に大量輸血を要した手術例など、術野から回収された血液を培養したが、やはり陰性であった。今回の検討では相当に長期に保管後でも、特殊な状況下で確保した血液でも菌の検出はなく、次年度に更にn数を増やし冒頭の点を踏まえて、赤血球の長期保存の意義をまとめる予定である。本研究の最終目的は赤血球製剤の有効期限を現在の3週間から6週間に再延長することを可能にするために、その障害となっている血液汚染のリスクを正しく評価することにある。研究初年は輸血用血液中の細菌混入はゼロに等しいことを示したが、今回はリスクが高いとされる有熱者や下痢など、感染症を伴う人での菌血率、菌種を把握することを目的とした。問題は患者と検体の選択で、大学病院受診の外来患者で純粋に発熱や下痢の精査を目的に受診される方は希であり、また何らかの合併症を有していることも多い。そこで検査に提出された検体を培養し、結果よりドナーの評価が可能かを検討することとした。先ず、ランダムに100検体を対象に好気・嫌気ボトルに注入し観察したところ、ブドウ糖非発酵グラム陰性桿菌(Pseudomonas paucimobilisなど)が13件、グラム陽性球菌(Staphylococcus epidermidis)が1件、検出された。何れも好気性菌で嫌気性菌は検出されなかった。これら陽性を呈した14件につき患者の病名を検索したところ、感染症に絡んだ病名は敗血症、中耳炎くらいで、他は腫瘍が4件、その他9件であった。この結果は患者が菌血の状態であったというより、採血管の無菌性や検査後の検体ゆえ、機器(プローブなど)を介してのcontaminationの問題と考えられ、危惧していた結果となった。日本赤十字社の無菌試験で輸血用血液の汚染は極めて稀であることが証明されており、ドナーが問診時、自己の状態を正直に申告し、血液センター側も諸種検査と併せて正しく評価すれば、このドナーの血液が患者に用いられることはほぼあり得ない。

問題はそれが不十分であった場合でも、適切な白血球除去、厳格な保管管理等で汚染のリスクが極めて低いことが示されれば、社会的必要性と有効利用、救済制度の視点で、6週間保存への道が開ける可能性が出る。血液製剤は献血者の善意の賜物である。国内自給は国策であり、高齢社会、新型インフルエンザなど感染症パンデミック、大震災の脅威が叫ばれる中、貴重な血液をムダにはできない。しかし、報告では本邦の血液製剤の廃棄率は平均約2%で、原因の一つが有効期限切れである。赤血球製剤は現在3週間保存であるが、過去には一時期MAP液の導入で6週間であった。短縮された理由は細菌汚染の問題であるが、それを6週間に戻せれば、廃棄が減少することは明らかである。本研究の目的は、血液の汚染のリスクを正しく評価することで、製剤管理の高度化、救済制度の導入、社会的な必要性を背景に、6週間保存への可能性を探ることである。これまでの検討で輸血用血液中の細菌汚染はほぼゼロに等しいことを示した。最終年では汚染のリスクが高いと思われる検体(下痢症状を呈した人、副作用のため輸血部に返却された血液、院内で分割調整した製剤、輸血フィルターを装着したままの血液、バッグ破損の血液など)を計50件、好気・嫌気培養を行ったが、全て陰性であった。血液製剤の細菌汚染の頻度は、文献的に32.4/100,000単位で、最も高いとされる成分採血血小板製剤で1/1,881単位という。従って、健常人では相当数の検体を検査しないと陽性例はで出ないだろうし、下痢などの感染症を有する人でも、数百人規模の検討が必要であろう。単独の特定機能病院で検査するには限界があり、寧ろ消化器症状を呈する患者の多い複数の一般病院が共同で研究すべきテーマともいえる。それが全て陰性でも100%安全はあり得ず、微生物の除去や不活化など科学の力が必要である。当院の赤血球製剤の廃棄は昨年度212単位で、84単位(39.6%)が期限切れであった。全国では相当な経済的損失である。社会背景を考慮した対応が求められる時がきたとき、速やかに移行できるよう準備を疎かにすべきではないと思われる。現在、輸血用血液からの細菌の検出は極めて稀といえるが、有熱者や下痢など、感染症を伴う人はやはり献血のドナーとしては細菌汚染のリスクを高めると考えられる。そこで、外来患者の血液を対象に、菌血率、菌種の把握を目的に培養を試みた。しかし、用いた検体が検査後の血液であったため、培養によって高率に細菌が検出され、真のデータを出すことができなかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。日本赤十字社の無菌試験では赤血球濃厚液における陽性率は(53/137,496;0.04%)で多くは皮膚の常在菌とのことであり(輸血情報0203-69)、通常の人由来の血液での汚染は極めて稀であることは証明されている。問題は問診や保管管理が不十分であった場合、汚染血液が患者に輸血される危険性であり、やはり下痢を含む感染症の人から無菌的操作で採血し、培養を行い、このようなドナーにおける菌血症の頻度、原因菌について正しく評価することは必須と思われ、この点を重点的に進めていく。
高純度象牙質細胞を用いた新規MMP-3分解基質の同定と細胞増殖能の検討

本研究では、DMP-1とMMP-3の分解産物と、マウス人工多能性幹細胞由来象牙芽細胞様細胞の増殖の関連性を検討した。その結果、IL-1β添加によりDMP-1およびEmmprinの発現が認められ、MMP-3とDMP-1の分解産物は象牙芽細胞様細胞の増殖を増加させた。また、siRNA処理により、IL-1β誘導のDMP-1発現と細胞増殖が抑制された。本研究により、iPS細胞由来象牙芽細胞様細胞において、IL-1β誘導の細胞増殖にEmmprin、MMP-3、DMP-1発現、さらに、MMP-3とDMP-1の分解産物の関与が示唆された。本研究の目的は,新規に確立したマウスiPS細胞由来高純度象牙芽細胞と細胞増殖および抗アポトーシス制御作用を有したMMP-3の新規な分解基質の同定を生化学的手法(siRNAによる特定タンパク質生合成阻害,細胞増殖性,アポトーシス細胞死, MMP-3活性測定, Real-time PCR法による遺伝子解析,ウエスタンブロット法など)を用いて解析し,既存の歯髄保存療法に代わる新規な象牙質・歯髄複合体再生治療法のモデルを確立することである.平成27年度の具体的到達目標は,マウスiPS細胞由来高純度象牙芽細胞を用いた炎症性サイトカイン誘導MMP-3分解基質の解析,炎症性サイトカイン誘導MMP-3分解基質の細胞増殖能の解析,および,炎症性サイトカイン誘導MMP-3分解基質の細胞増殖シグナルの検討を行い,以下の結果を得た.1.マウスiPS細胞由来高純度象牙芽細胞を用いた炎症性サイトカイン誘導MMP-3分解基質の解析マウスiPS細胞由来高純度象牙芽細胞を用いて,炎症性サイトカイン誘導MMP-3の特異的分解基質をReal-time PCR法とウエスタンブロット法を用いて検討した結果,象牙質異的タンパク(DMP-1)が炎症性サイトカイン誘導MMP-3の細胞増殖を誘導する基質であることが明かとなった.2.炎症性サイトカイン誘導MMP-3分解基質の細胞増殖シグナルの検討MMP-3 siRNAを用いて細胞増殖能を評価した結果,統計学的有意な細胞増殖の抑制が認められ,炎症下における象牙芽細胞の細胞増殖にMMP-3が関与することが明らかとなった.本年度は共同研究者の尾関伸明博士および茂木眞希雄博士と定期的な研究打合せ会を開催して進捗状況を確認したため,順調に進展した.本研究の目的は,新規に確立したマウスiPS細胞由来高純度象牙芽細胞と細胞増殖および抗アポトーシス制御作用を有したMMP-3の新規な分解基質の同定を生化学的手法(siRNAによる特定タンパク質生合成阻害,細胞増殖性,アポトーシス細胞死, MMP-3活性測定, RT-PCR法による遺伝子解析,ウエスタンブロット法など)を用いて解析し,既存の歯髄保存療法に代わる新規な象牙質・歯髄複合体再生治療法のモデルを確立することである.1.マウスiPS細胞由来高純度象牙芽細胞を用いた炎症性サイトカイン誘導MMP-3とEmmprinのシグナルカスケードの解析マウスiPS細胞由来高純度象牙芽細胞を用いて,炎症性サイトカイン誘導MMP-3とEmmprinの発現をRT-PCR法を用いて検討した結果,炎症性サイトカインによりMMP-3とEmmprinの発現が明らかとなった.本年度は共同研究者の尾関伸明博士および茂木眞希雄博士と定期的な研究打合せ会を開催して進捗状況を確認したため,おおむね順調に進展した.本研究は,マウスiPS細胞由来高純度象牙芽細胞と細胞増殖および抗アポトーシス作用を有したMatrix metalloproteinase-3 (MMP-3)の新規な分解基質の同定を生化学的手法(siRNAによる特定タンパク質生合成阻害,細胞増殖性,アポトーシス細胞死, MMP-3活性測定,遺伝子解析,ウエスタンブロット法など)を用いて解析し,既存の歯髄保存療法に代わる新規な象牙質・歯髄複合体再生治療法のモデルを確立することである.平成29年度は,マウスiPS細胞の象牙芽細胞への分化誘導におけるMMP-3とExtracellular matrix metalloproteinase inducer (Emmprin)の関連性を検討し,さらに, siRNAを用いたシグナルカスケードの解析を行う.また,マウスiPS細胞由来象牙芽細胞における炎症性サイトカインによるEmmprinの発現を検討し,以下の結果を得た.マウスiPS細胞の象牙芽細胞への分化誘導におけるMMP-3とEmmprinの発現をRT-PCR法を用いて検討した結果,象牙芽細胞への分化過程において,統計学的有意なMMP-3とEmmprinの遺伝子発現が観察された.さらに, siRNAを用いたシグナルカスケードの解析により,象牙芽細胞への分化過程においてEmmprinシグナル伝達経路の存在が明らかとなった.また,マウスiPS細胞由来象牙芽細胞において炎症性サイトカイン添加により,統計学的有意なEmmprinの遺伝子発現が観察された.本研究では、DMP-1とMMP-3の分解産物と、マウス人工多能性幹細胞由来象牙芽細胞様細胞の増殖の関連性を検討した。

本研究により、iPS細胞由来象牙芽細胞様細胞において、IL-1β誘導の細胞増殖にEmmprin、MMP-3、DMP-1発現、さらに、MMP-3とDMP-1の分解産物の関与が示唆された。歯内治療学当初予定していた国内学会での研究成果発表が行えなかったため.当初予定していた国内学会での研究成果発表が行えなかったため.実験用試薬の購入や,研究成果を発表する学会参加や,論文の校正代にあてる.実験用試薬の購入や,研究成果を発表する学会参加や,論文の校正代にあてる.
地域特性を考慮した移動制約者に対する交通施策の効果的な実施方法に関する研究

本研究では、移動制約者に対するモビリティの確保を目的とした住民主体型交通施策の普及を目指して、以下の三点に関して分析した。(1)住民主体型交通施策を実施できる地域の特徴と個人特性の把握・本研究では、バス運営への住民参加を題材として取り上げ、SC概念を用いて、住民のバス運営への参加意識を高める要因を分析した。・この結果、バスの負担金の支払意識、運営ボランティアへの協力・賛成意識にソーシャル・キャピタルが影響を与えていることが明らかになった。特に、認知的ソーシャル・キャピタルはバス運営への参加意識に最も大きな影響を与えていた。また、近所づきあいなどの地域内のネットワークに関する構造的ソーシャル・キャピタルも意識に影響を与えていた。・ソーシャル・キャピタル以外の地域の特徴に関しては、高齢者の割合が多い地域の方が、バス運営への住民参加に賛成する人が多かった。一方で、公共交通の利便性とバス運営の参加意識には、関係性が見られなかった。(3)ソーシャル・キャピタルの醸成方法の検討・ソーシャル.キャピタルを醸成する一つの方法として、専門家が地域に関わり住民主体型交通計画を作成し、試験運行を実施した。取組みの結果、住民の意識が変容し、地域内のネットワークが活性化が見られた。・住民主体型バスを成立するには、(1)先進事例の紹介、(2)議論の場の支援、(3)調査の支援、(4)運行実験に対する支援、(5)バス交通の実現に向けた体制づくりが必要であるといえる。(1)ソーシャル・キャピタル指標群を含めた都市の状況を示す指標の検討・ソーシャル・キャピタルを表す指標群に関しては、既往の研究及び地域住民を対象としたヒアリング調査やワークショップ内での発言内容をもとに指標群を検討した。・既往研究のレビューにおいては、論文集および都市計画学会、土木計画学研究発表会より情報収集を行った。(2)住民主体型交通施策を実施できる地域の特徴の把握・兵庫県佐用町江川地域をフィールドとして、住民アンケート調査を行い、個人の移動能力、住民主体型バスに対する賛否意識、ソーシャル・キャピタルを把握した。・交通施策への賛否に関与が強い項目を分析し、施策が実施可能な地域の特徴を把握する。住民主体型バスに対する賛否とバスの負担金への支払意志を外的基準、説明変数として個人属性、ソーシャル・キャピタル関連項目とし、数量化II類を実施した。・分析の結果、ソーシャル・キャピタルを構成要素のうち、近所づきあいや信頼感、援助規範といった要素は住民が主体となった交通への賛同意識に影響を与えているが、社会参加の状況は影響が小さいことが明らかになった。(3)ソーシャル・キャピタルの醸成方法の検討・ソーシャル・キャピタルを醸成する一つの方法として、専門家が地域に関わり住民主体型交通計画を作成する。これにより、ソーシャル・キャピタルが醸成できたのかを今後検証する。