hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リモートセンシングを用いた農業環境のモニタリングに関する研究

合成開口レーダ(SAR)によって取得されるデータは水分や地表面における凹凸に関する情報を多く含んでいるため,土壌水分や作物のバイオマス量,作付け状況などの農作業や農地の管理に有効な情報を抽出できる可能性が高い。この性質を利用して,SARデータを活用した以下の3課題に取り組んだ。1.作物作付マップ作成:本研究では,TerraSAR-Xデータから算出した後方散乱係数,コヒーレンス及びPolarimetric parametersを用いて,北海道十勝地方において作付けされている作物の作付状況の分類可能性を評価した。解析の結果,support vector machineを適用し,後方散乱係数とPolarimetric parametersを使用することによって,95.0%と非常に高い全体精度で作付作物を分類することができた。2.作物生育のモニタリング:秋播き小麦,甜菜,豆類及びトウモロコシに関しては,後方散乱係数と自然草高の間に有意な関係を見出すことができた。また,秋播き小麦を対象に後方散乱係数とバイオマス量の関係を調査したが,乾物重量と後方散乱係数の比においてのみ5%水準で有意な関係を確認できたものの,全体の39%を説明しているに過ぎなかった。一方,含水率と後方散乱係数の比を用いると,決定係数0.92で両者の関係を表現することができた。3.土壌水分推定に関する研究:既存のImproved Water Cloudモデルに使用されている後方散乱係数をgamma naughtの値にすることにより,簡略化をはかった。また,表面粗度の指標としては表面高さの標準偏差(s)だけでなく,相関長さ(l)も考慮されたZsを用いた。本研究で開発されたモデルを使用すると,植生被覆がある条件において,6.3-6.4%のRMS誤差で土壌の体積含水率を推定することができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。
近代中国東北における社会経済構造の変容-経済統計資料、並びに、歴史文書史料からの分析-

1.中国第一歴史档案館、遼寧省档案館、吉林省档案館などにおいて、近代の中国東北地域の政治・経済・社会に関する档案史料の調査を行った。研究分担者は上記機関の所蔵档案史料の概要の掌握に努めるとともに、それぞれの専門領域に則して、土地(江夏由樹)、商会(松重充浩)、八旗(細谷良夫)、村落(聶莉莉)、外交(中見立夫・浜口裕子)、国内政治(西村成雄・渋谷由里)、民族(加藤直人・華立)に関する所蔵档案史料の内容の検討を行った。とりわけ、これまで日本人研究者があまり利用できなかった吉林省档案館において、档案史料の整理が進んでいることを確認した。2.北京図書館、中国社会科学院経済研究所、同近代史研究所、遼寧省档案館、吉林省社会科学院満鉄資料館、吉林省図書館などに所蔵されている日本語資料(主に、満鉄、満洲国等の機関が実施した近代中国東北の経済・政治・社会に関する調査報告)を考察し、それら資料の所蔵状況、その概要の掌握を図り、さらに、松野周治、佐藤正広を中心に、日本の各研究機関に所蔵されている同種の資料類との関連について考察を行った。3.松本俊郎は台北の中央研究院、鞍山の鞍山鉄鋼公司資料館において、鉄鋼業を中心とする中国東北経済史関係の資料調査を行った。4.本プロジェクトの共同研究者である中国人民大学の戴逸教授、カリフォルニア大学のフォーゲル教授を招聘して研究連絡会議を開催し、中国各地の档案館、図書館等に所蔵されている中国東北地域関係の史料の所在、その利用の可能性などについて検討を行った。5.平成11年度には、上記の史料・資料調査の成果を含め、この3年間の研究成果を報告書としてまとめた。1.中国第一歴史档案館、遼寧省档案館、吉林省档案館、黒龍江省档案館などにおいて、近代の中国東北地域の政治・経済・社会に関する档案史料の調査を行った。本年は第1年目の調査として、上記各機関の所蔵档案史料の概案の掌握に努めるとともに、各研究分担者の専門領域に則して、商会(松重)、土地(江夏)、八旗(細谷)、外交(中見)、国内政治(西村)に関する所蔵档案史料の内容の検討を行った。とりわけ、これまで日本人研究者があまり利用できなかった吉林省档案館において、档案史料の整理が進んでいることを確認できた。2、北京図書館、中国社会科学院経済研究所、同近代史研究所遼寧省档案館に所蔵されている日本語資料(主に、満鉄、満洲等の機関が実施した近代中国東北の経済・政治・社会に関する調査の報告書類)を考察し、それら資料の所蔵状況、その概要の掌握を図り、日本の各研究機関に所蔵されている同種の資料類との関連について考察を行った。特に、上記の商会、土地八旗、外交、国内政治などの問題に加え、さらに、経済統計データ(佐藤),村落(聶),民族問題(華)などに関する資料の検討を行った。3、中国近代史の研究において貴重な史料となる『文史資料』(各省・県・市等の政治協商会議による編纂)のシリーズが山東省烟台師範学院によって包括的に収集・公開・目録編纂されていることを確認した。4、本プロジェクトの中国側代表者である戴逸教授を招聘し、日本の研究機関に所蔵されている中国東北史関係の史料調査を、山口県立公文書館(田中義一文書),大阪経済法科大学(在間島の日本領事館文書),東洋文庫(東北各地の地方志・族譜等)において行った。

また、戴逸教授を交え、東京・京都において研究連絡会議を開催し、本プロジェクト研究成果のデータベース化の進め方について原案を作成した。1.中国第一歴史档案館、遼寧省档案館、吉林省档案館などにおいて、近代の中国東北地域の政治・経済・社会に関する档案史料の調査を行った。昨年度の調査を継続し、上記各機関の所蔵档案史料の概要の掌握に努めるとともに、各研究分担者の専門領域に則して、商会(松重)、満鉄(松野)、土地(江夏)、外交(中見)、東三省地方政治(長井)、八旗(加藤・細谷)、村落(轟)、民族(華)に関す本所蔵档案史料の内容の検討を行った。また、史料調査を進めていくうえで留意するべき、これら各档案館の所蔵史料の整理の仕方、その特徴についても考察を行った。2北京図書館、中国社会科学院経済研究所、同近代史研究所、吉林社会科学院満鉄資料館、吉林省図書館、遼寧省档案館に所蔵されている日本語資料(主に、満鉄・満洲国等の機関が実施した近代中国東北の経済・政治・社会に関する調査の報告書類)を考察し、それら資料の所蔵状況、その概要の掌握を図り、日本の各研究機関に所蔵されている同種の資料類との関連について考察を行った。特に、上記の満鉄資料館には、現在、日本の研究機関にも所蔵されていない日本語資料がかなり残されていることを確認した。3.チベット档案館の所蔵史料、特に、モンゴル史と関わる史料について、その概略を調査した。4.本プロジェクトの中国側代表者である戴逸教授(中国人民大学清史研究所)を交え、北京で研究連絡会議を開催し、中国各地の档案館・図書館等に所蔵されている中国東北地域史関係の史料の所在、その利用の可能性などについて検討を行った。1.経済構造研究班の江夏由樹、佐藤正広、社会経済構造研究班の加藤直人、聶莉莉、政治経済構造研究班の西村成雄、松重充浩、浜口裕子、中国史研究班の華立は、北京の中国第一歴史档案館、北京図書館、中国社会科学院経済研究所、同近代史研究所、中国人民大学清史研究所などにおいて中国東北地方の経済・社会・政治に関わる各種資史料、統計データの調査・収集を行った。2.江夏、佐藤、加藤、西村、松重は瀋陽の遼寧省档案館、遼寧省図書館において中国東北関係の各種档案、資史料の調査を行った。また、松重は長春の吉林省档案館、吉林社会科学院満鉄資料館、吉林省図書館において、吉林省の近代史関係の史料調査を行った。3.江夏、佐藤は西安の陝西省档案館、陝西省図書館において中国西北・東北史関係の史料調査を行った。4.経済構造班の松本俊郎は台北の中央研究院、また、鞍山の鞍山鋼鉄公司資料館において、鉄鋼業を中心とした、中国東北経済史関係の資料調査を行った。5.本プロジェクトの共同研究者であるカリフォルニア大学のジョシュア・フォーゲル教授を招聘し、一橋大学にて研究連絡会議を開催し、中国各地の档案館・図書館等に所蔵されている中国東北地域史関係の史料の所在、その利用の可能性などについて検討を行った。6.本年は本プロジェクトの最終年度となるので、上記の史料・資料調査の成果を含め、この3年間の研究成果を報告書としてまとめた。
磁場,及び電場を用いた機能性流体の流動制御と流動特性の解明に関する研究

機能性流体として、磁場に反応する磁性流体と電場に反応する電気粘性流体(通称、ER流体)について取り上げ、その流動特性に関する基礎的研究とその応用研究をそれぞれ行った。まず、前者については、流動制御を目的とした応用例として、磁性流体ダンパとアクチュエータについて取り上げ、これらの振動流特性について機械振動の立場から理論解析を行った。また、実験も行い、理論結果と比較検討した。特に、アクチュエータに関しては、従来とは異なる方式として、温度場をも取り入れる手法についても提案した。次に、後者については、流動制御を目的とした応用例として、電気粘性流体ブレーキングデバイスの提案を行った。これは、同時にまた回転型のアクチュエータとしての機能も果たす。そのデバイスの動特性について実験を行った。また、この応用開発研究に先立ち、種々のコロイド系ER流体を用いて、流動制御について解明するためにそのレオロジー特性に関して理論解析を行った。さらにこれらの理論結果と実験結果とを比較検討した。つづいて、このデバイスの工学的応用を目的として汎用性のある実験データの整理を行い、このデバイスについて提案した。
「移動して学ぶ」時代の日本語教育―留学体験の意味づけの変容・維持過程の分析からー

本研究の目標は、かつての日本語学習者の視点を活用して、日本留学・日本語学習がいかなる位置づけとして捉えなおされていくかを見ることで日本留学や日本語授業が学習者にどのような影響をもたらすかを解明することである。現在、若者が世界中を移動しながら学び成長する姿が自然形として受け入れられるようになっている。こうした移動しながらの学びに期待されるのは、グローバルな観点から、「21世紀型スキル」を持った人間を育てることであるが、もう一方に、ローカルな観点から、「現地を知っている」「現地に通じる」人間を増やすこと、日本で言えば「知日派」の育成である。研究代表者らは、日本語教育は、学習者にとってアクセスしやすい形で、この両方の観点を持った教育が提供できる、ポテンシャルの高い分野だと考え、これまで学習者の視点、特に日本語学習者が日本語教科書とどのように向き合っているかという学習者個人と教材とのインタラクションの観点から、教材作成や教材選定、授業運営への提言につなげるための研究を行ってきており、本研究課題に応えることは、冒頭で述べたグローバルな観点とローカルな観点の両方を持ち合わせた日本語教育の可能性を示すことにつながる。研究手法は、これまで用いてきたPAC分析法に加え、人間の成長を時間的変化と文化社会的文脈との関係の中で捉え、記述するための方法論的枠組み複線径路・等至性アプローチ(以下、TEA)を採用した。調査協力者は、研究代表者および研究分担者が所属機関、協定校で構築したネットワークを活用して選定している。TEAでは、対象者を1人、4±1人、9±2人のいずれかにすることが推奨されているので、2018年度も引き続き、対象者を推奨数に合うよう確保し、分析を行い、成果の一部について発表した。本研究は4段階で進める計画を立てている。第1段階:PAC分析の実施に向けた調査計画とフェイスシートの検討を行う。第2段階:PAC分析インタビューを実施、結果の考察を行うとともに、複線径路・等至性モデル(TEM)図を作成する。第3段階:インタビュー結果をもとに作成したTEM図とともに、2回目のインタビューを行い、その結果をもとにTEMを修正、さらに3回目のインタビューを行い、TEMを完成させる。第4段階:調査協力者と研究代表者らの双方が納得したTEMを基に考察を行う、というものである2018年度もひきつづき上述の研究方法、複線径路・等至性アプローチ(TEA)が推奨する対象者数を確保して調査を進めたが、、調査を進める中で、日本に住み続けない可能性があるという想定と異なると思われる事例があり、より丁寧な分析に時間を要した。そこで、本研究について補助事業期間の延長を申請し承認を得た。補助事業期間の延長について承認を得た2019年度を活用し、引き続き分析を行いながら、成果発表を行っていく。具体的には、調査協力者一人ずつの分析をまとめることを続けるとともに、日本に住み続けることを確信して日本で働き続けているケースと、2018年度に確認した当初の想定と異なるケース(日本に住み続けない可能性があると感じながら日本で働き続けているケース)についての成果をまとめ、最終的に本研究のまとめを行いたい。本研究は、日本での留学経験・日本語学習を経て大学を卒業し、現在仕事や研究を通じて日本社会と関係を持ち続けることを選択して数年以上経過している日本留学経験者に対象を絞り、日本での日本語学習や経験が、日本留学経験者には、どのように意味づけられているか、その意味づけは時間の経過とともにいかに維持・変容しているのか、その変容に影響を与えているものは何かを考察するものである。研究手法は、これまで用いてきたPAC分析法に加え、人間の成長を時間的変化と文化社会的文脈との関係の中で捉え,記述するための方法論的枠組み複線経路・等至性アプローチ(以下、TEA)を採用して、日本語学習や日本への留学を通じた日本留学体験や日本語学習の位置づけの変容とその要因についての仮説生成を図る。平成28年度の計画として、1.PAC分析の調査計画とフェイスシートの再検討、2.研究代表者と分担者による調査対象の選定と、調査のための調整、3.前述の2を踏まえ調査に着手することが計画されていた。実際に1を実施、2については調査対象とする候補者を絞るところまで行い、平成28年度中には、このうちの1名について、調査のための調整を実施し、実際に調査を行うにいたった。まず1名を対象に調査を行うことにしたのは、PAC分析インタビューの成否をわける連想刺激文が有効に機能するかどうか、またその後につづけて実施予定のTEAの調査にうまくつなげられることを確認する必要があったためである。この他に、研究代表者がTEMに係る研究会に参加し、TEAへの理解を深めた。調査対象とする候補者の見通しをたてたものの、まず1名に対し調査を行うことで、連想刺激文の機能の確認と、PAC分析とTEMインタビューの連結状況を確認することとしたから。本研究の目標は、かつての日本語学習者の視点を活用して、日本留学・日本語学習がいかなる位置づけとして認識されなおされていくかを見ることで日本留学や日本語授業が学習者にどのような影響をもたらすかを解明することである。現在、若者が世界中を移動しながら学び成長する姿が自然な形として受け入れられるようになっている。こうした移動しながらの学びに期待されるのは、グローバルな観点から、「21世紀型スキル」を持った人間を育てることであるが、もう一方には、ローカルな観点から、「現地を知っている」「現地に通じる」人間を増やすこと、日本で言えば「知日派」の育成である。

研究代表者らは、日本語教育は、学習者にとってアクセスしやすい形で、この両方の観点を持った教育が提供できる、ポテンシャルの高い分野だと考え、これまで学習者の視点、特に日本語学習者が日本語教科書とどのように向き合っているかという学習者個人と教材とのインタラクションの観点から、教材作成や教材選定、授業運営への提言につなげるための研究を行ってきており、本研究課題に応えることは、冒頭で述べたグローバルな観点とローカルな観点の両方を持ち合わせた日本語教育の可能性を示すことにつながる。研究手法は、これまで用いてきたPAC分析法に加え、人間の成長を時間的変化と文化社会的文脈との関係の中で捉え、記述するための方法論的枠組み複線径路・等至性アプローチ(以下、TEA)を採用した。調査協力者は、研究代表者および研究分担者が所属機関、協定校で構築したネットワークを活用して選定している。TEAでは、対象者を1人、4±1人、9±2人のいずれかにすることが推奨されているので、推奨数に合うよう確保し、分析を行い、「移動しながら学ぶ」時代の中での日本語教育、特に日本語授業に新たな価値づけを行うとともに、教材作成・教材選択・授業運営への提言を行い、発信する。本研究は4段階で進める計画を立てている。第1段階:PAC分析の実施に向けた調査計画とフェイスシートの検討を行う。第2段階:PAC分析インタビューを実施、結果の考察を行うとともに、複線経路・等至性モデル(TEM)図を作成する。第3段階:インタビュー結果をもとに作成したTEM図とともに、2回目のインタビューを行い、その結果をもとにTEMを修正、さらに3回目のインタビューを行い、TEMを完成させる。第4段階:調査協力者と研究代表者らの双方が納得したTEMを基に考察を行う。というものである。1名の調査協力者に対するインタビューについてはテストケースとして2017年度までに3回目のインタビューと分析までを先行して論文にまとめた。また2名の調査協力者に対するインタビューの2回目までを実施し、現在3回目のインタビューを計画しているところである。今後もう1名に対するインタビューを開始することを検討しているが、全体として計画はおおむね順調に進展していると言える。本研究の目標は、かつての日本語学習者の視点を活用して、日本留学・日本語学習がいかなる位置づけとして捉えなおされていくかを見ることで日本留学や日本語授業が学習者にどのような影響をもたらすかを解明することである。現在、若者が世界中を移動しながら学び成長する姿が自然形として受け入れられるようになっている。こうした移動しながらの学びに期待されるのは、グローバルな観点から、「21世紀型スキル」を持った人間を育てることであるが、もう一方に、ローカルな観点から、「現地を知っている」「現地に通じる」人間を増やすこと、日本で言えば「知日派」の育成である。
ヒト歯髄幹細胞からのiPS細胞誘導の効率化・良質化の検討

本研究では、我々が保有する豊富なヒトDPSCを用いて、iPS細胞誘導効率に差異のある細胞の比較および管理する酸素条件の違いによるiPS細胞の樹立効率の差異を利用し、「低酸素およびDLX4がiPS細胞誘導効率向上・良質化に関わる機序」を解析し、細胞初期化の基本的な知見を集積し『がん化しない良質なiPS細胞』を効率良く生み出す方策を得ることを目指している。その結果、iPS細胞誘導効率を支配する新たな因子(DLX4)は、高発現している細胞では誘導効率が高いこと、また、発現の程度に応じて正の相関性をもっていること、さらに、強制発現させると誘導効率が有意に向上し、良質化(形態の整ったコロニーの出現)も得られることが示された。また、このDLX4はヒト歯髄細胞のみならず広くiPS細胞研究に用いられているヒト皮膚線維芽細胞でも同様の作用を示すことが示された(Science report 2014)。DLX4は詳細について不明の部分も多いが、TGFβのシグナル伝達に関わることが示されて来ている。そこでTGFβ刺激下でiPS誘導を行ったところ、有意な誘導効率の低下を観察した。また、細胞間のsmadシグナルを調べた限りでは差は観察されなかった。これらのことから、DLX4はTGFβシグナルの他の経路(Smadシグナル以外)に関与している可能性が示唆された。さらに、低酸素条件でのiPS細胞誘導も効率化・良質化に有益であることを見い出して来ている。また、同様に対比可能なヒト口腔由来正常細胞におけるTGFβシグナル応答についての解析も行って来ている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。その結果、iPS細胞誘導効率を支配する新たな因子(DLX4)は、高発現している細胞ないし強制発現させると誘導効率が有意に向上し、良質化(形態の整ったコロニーの出現)も得られることが示された。そこでTGFβ刺激下でiPS誘導を行った所、有意な誘導効率の低下を観察した。また、細胞間のsmadシグナルを調べた限りでは、差はなく、DLX4はTGFβシグナルの他の経路に関与している可能性を得た。さらに、低酸素条件でのiPS細胞誘導も効率化・良質化に有益であることを見い出した。また、同様に対比可能なヒト口腔がん細胞、ヒト口腔由来正常細胞におけるTGFβシグナル応答についての解析を行って来ている。本研究の期間内に明らかにすることとして、以下の3項目を大目標としている。#1: DPSCのステムネス性の相違・変化(通常の継代培養によりステムネス性が喪失され、低酸素培養では維持される)によるDLX4の消長とiPS細胞誘導効率の変化を検討し、同一個体から得た細胞でもDLX4の消失と遺伝子導入による回復が図れるのかを明確にする。#2:iPS細胞誘導・分化誘導過程に於けるDLX4の消長を観察し、DLX4の必要性を明確化する。#3: DLX4高発現群と低発現群に於けるTGFβ刺激応答性(TGFβ受容体解析/シグナル分子解析/EMT変換解析)の相違を観察し、DLX4細胞初期化時の役割を明確にする。

このうちの#1に該当する部分が、成果としてほぼ達成され報告にまで漕ぎ着け、現在残りの#2#3に取り組んでいる。本研究では、我々が保有する豊富なヒトDPSCを用いて、iPS細胞誘導効率に差異のある細胞の比較および管理する酸素条件の違いによるiPS細胞の樹立効率の差異を利用し、「低酸素およびDLX4がiPS細胞誘導効率向上・良質化に関わる機序」を解析し、細胞初期化の基本的な知見を集積し『がん化しない良質なiPS細胞』を効率良く生み出す方策を得ることを目指している。その結果、iPS細胞誘導効率を支配する新たな因子(DLX4)は、高発現している細胞では誘導効率が高いこと、また、発現の程度に応じて正の相関性をもっていること、さらに、強制発現させると誘導効率が有意に向上し、良質化(形態の整ったコロニーの出現)も得られることが示された。また、このDLX4はヒト歯髄細胞のみならず広くiPS細胞研究に用いられているヒト皮膚線維芽細胞でも同様の作用を示すことが示された(Science report 2014)。DLX4は詳細について不明の部分も多いが、TGFβのシグナル伝達に関わることが示されて来ている。そこでTGFβ刺激下でiPS誘導を行った所、有意な誘導効率の低下を観察した。また、細胞間のsmadシグナルを調べた限りでは差は観察されなかった。これらのことから、DLX4はTGFβシグナルの他の経路(Smadシグナル以外)に関与している可能性が示唆された。さらに、低酸素条件でのiPS細胞誘導も効率化・良質化に有益であることを見い出して来ている。また、同様に対比可能なヒト口腔がん細胞、ヒト口腔由来正常細胞におけるTGFβシグナル応答についての解析も行って来ている。本研究の期間内に明らかにすることとして、当初より以下の3項目を大目標としている。#1: DPSCのステムネス性の相違・変化(通常の継代培養によりステムネス性が喪失され、低酸素培養では維持される)によるDLX4の消長とiPS細胞誘導効率の変化を検討し、同一個体から得た細胞でもDLX4の消失と遺伝子導入による回復が図れるのかを明確にする。#2: iPS細胞誘導・分化誘導過程に於けるDLX4の消長を観察し、DLX4の必要性を明確化する。#3: DLX4高発現群と低発現群に於けるTGFβ刺激応答性(TGFβ受容体解析/シグナル分子解析/EMT変換解析)の相違を観察し、DLX4細胞初期化時の役割を明確にする。このうちの#1に該当する部分が、成果としてほぼ達成され、現在、#2および#3に取り組んでいる。
遺伝子発現プロファイル手法による血液RNA診断に向けた基礎的研究

血液中には臓器や組織と同様にmRNAやnon-coding RNAの膨大な発現情報があり、血液中のRNA診断の有用性が見いだされた。次世代の臨床検査は、第4世代シーケンサー等の遺伝子解析手法の飛躍的な進歩により、蛋白等による診断では行えない、疾病の初期の兆候を捉える高感度な血液RNA診断が可能となる。しかし血液RNA研究はバイオマーカー探索でもみられる様に局所・離散的であり、RNA採取や抽出法の正確性や品質には課題がある。そこで、RNAの品質評価、抽出効率の評価、ポリメラーゼ等酵素反応阻害の評価を通したRNAの妥当性評価法の検討を行った。また、臓器由来RNA評価モデルの構築を検討した。血液中には臓器や組織と同様にmRNAやnon-coding RNAの膨大な発現情報がある。我々が別課題で実施したマイクロアレイを用いた疾病モデル動物の全血RNA遺伝子発現解析を行う過程で、疾病の進展に伴い白血球と全血の遺伝子発現プロファイルの相関が低くなり、データ解析により血液血RNAに対する臓器由来RNAの影響が確認された。そこで本研究では、臓器由来RNAを指標とする血液RNA診断の可能性を探索することを目ざし、正常状態とストレス負荷状態の全血、白血球、血漿、臓器(肝臓、筋肉等)のRNAのプロファイリングを系統的に行い、生理状態の変化に伴う血液RNAの挙動を理解、把握し、血液RNA診断の基盤情報とすることを目的とした。平成25年度は、血液、臓器等のサンプリング手法、RNA抽出手法の条件検討を行った。対象とする臓器として、代謝が特に活発で遺伝子発現変化が大きいことが予測される骨髄、空腸等のRNAの抽出を行った。この過程で、空腸のRNAは多臓器と比較すると分解されやすいことが確認され、サンプリングおよびRNA抽出の対象区として有用であることが判明した。また、RNA抽出効率を確認し実験の妥当性評価を行うために、自然界に存在しない配列を有し、かつ高精度に濃度を規定した標準RNAを用いRNA分解条件下での標準RNA添加回収および評価試験を行った。試料サンプリング時に添加した標準RNAの定量PCRを行うことにより、抽出されたRNAの状態評価が可能であることを確認し、ここで得られた結果は論文として発表した。我々が別課題で実施したマイクロアレイを用いた疾病モデル動物の全血RNA遺伝子発現解析を行う過程で、疾病の進展に伴い白血球と全血の遺伝子発現プロファイルの相関が低くなり、データ解析により血液RNAに対する臓器由来RNAの影響が確認された。そこで本研究では、臓器由来RNAを指標とする血液RNA診断の可能性を探索する。正常状態とストレス負荷状態の全血、白血球、血漿、臓器(肝臓、筋肉等)のRNAの遺伝子プロファイリングを系統的に行い、生理状態の変化に伴う血液RNAの挙動を理解、把握し、血液RNA診断の基盤情報とすることを目的とした。平成26年度はストレス負荷モデルとして、放射線ストレスについて検討した。放射線照射は白血球数の減少を引き起こす顕著なモデルである。そこで血液RNAの遺伝子プロファイリング時に、白血球数も同時に測定し、放射線ストレスの血液RNAに対する影響を、RNAの質、量、遺伝子発現状態の観点から評価した。RNA抽出効率を確認し、実験の多党制評価を行うために、前年度と同様に、自然界に存在しない配列を有し、かつ高精度に濃度が規定された標準RNAを用いた。放射線ストレスの様に血球成分に顕著な影響を及ぼすストレス評価には標準RNAの添加回収試験が実験の妥当性評価のために、有用であることを確認した。平成27年度は前年度に引き続き標準RNA(定量解析用リボ核酸(RNA)水溶液)を用いて、細胞破砕、クロロホルム生成、エタノール沈殿の各処理における回収効率の評価、逆転写やPCR反応に対する阻害率の評価を行った。その結果、生体試料からRNAを抽出する各過程で回収ロスが生じること、また、生体試料からの抽出RNAは、RNAを評価するための、転写反応やPCR反応に対する阻害物質を含むことが確認した。血液は他の臓器と比較すると単位容積当たりの細胞数が非常に少なく、かつ様々な生体由来の有機化合物を含んでおり、抽出効率や反応阻害の影響を受けやすいことが予想され、今回の検討から、これらの影響は無視できないものであることが判明した。

この為、血液RNA診断においては、常にこれらの影響が存在を考慮した評価が必要であることが確認した。血液中には臓器や組織と同様にmRNAやnon-coding RNAの膨大な発現情報があり、血液中のRNA診断の有用性が見いだされた。次世代の臨床検査は、第4世代シーケンサー等の遺伝子解析手法の飛躍的な進歩により、蛋白等による診断では行えない、疾病の初期の兆候を捉える高感度な血液RNA診断が可能となる。しかし血液RNA研究はバイオマーカー探索でもみられる様に局所・離散的であり、RNA採取や抽出法の正確性や品質には課題がある。そこで、RNAの品質評価、抽出効率の評価、ポリメラーゼ等酵素反応阻害の評価を通したRNAの妥当性評価法の検討を行った。また、臓器由来RNA評価モデルの構築を検討した。研究計画に沿ったデータの取得、解析を行った。生体工学今後も引き続き研究計画に従い、データの取得、解析を行う。調達を予定していた消耗品が、当初見込みより廉価に購入できた為、3円の余りが生じた。今後も引き続き研究改革に従い、データの取得および解析を行う。平成27年度の予算に加算し、適切な予算執行に供する。予定した消耗品購入の一部を公費により行うことが出来た。分析試験を予定より多く行い、より多くのデータ取得に努める。
クレイン空間における作用素論とそのシステム理論への応用

クレイン空間は,通常の意味の内積を持つヒルベルト空間であって,さらに自己共役なユニタリ作用素Jによってい決まる不定内積が付与されているものである。この研究では,クレイン空間の作用素をヒルベルト空間の作用素と対比して解析し,前者にない性質を利用して,種々の問題の解決にあたることを目的とした。以下に本研究で得られた主要な成果について述べる。1.安藤は,クレイン空間のJーユニタリ作用素の構造の解明を基に,行列のある種の凸集合のすべての端点の解析的表示に成功した。また,強Parrot型の伸張定理に新しいアプロ-チを見いだした。2.中路は,高橋と協力して,クレイン空間での方法を使って,CotlarーSadofsky型の新しい伸張定理を確立し,それをHankel作用素に関連する荷重付き積分不等式に応用した。また多重円板でのL^2空間での移動作用素の不変部分空間の構造決定を行なった。これはシステム論での実現理論と関連する。3.中村は,de Brange分解の連続パラメ-タ-への拡張を試みた。また,Horn等と協力して,ユニタリ不変なノルムに関する種々の不等式を導出した。平成3年6月11日より6月14日まで,研究代表者安藤は,国際シンポジュウム「作用素論と複素解析」を主催したが,その中でクレイン空間に関する問題は主要テ-マの一つで,世界各地からこの分野の多数の研究者を集め討論した。またその直後に神戸で開催された国際会議「回路網とシステムの数学的理論」でシステム理論と関連する問題を検討した。また,11月には,国内の「作用素論・作用素環研究集会」で,クレイン空間に関しての討論を行なった。
容量性結合電極を用いた多チャンネル表面筋電図インターフェースの開発

本申請研究の目的は,多チャンネル表面筋電図による信号入力インターフェースをユーザがより直感的に利用できるように神経-筋活動情報を利用し,容量性結合-いわゆる,コンデンサ-を構成して衣服の上からでも多チャンネル筋電図を長時間記録が可能な生体信号記録システムを開発することである.本研究では,特に容量結合型電極形状が出力波形にどのような影響を与えるかについて回路モデルを検討し,ガードリングすることで雑音低減が可能であることを示した.また,筋電図モデルにより信号雑音比と活動電位伝導速度の推定結果との関係性を調査した.筋電図モデルの検討により,尖度と信号雑音比との関係性が明らかになり,実信号でも信号雑音比を推定することが容易にできることが示された.以上の成果により,今後インターフェース開発の電極開発,および筋からの神経性入力信号同定技術の開発の礎となるデータが得られた.本申請研究の目的は,多チャンネル表面筋電図による信号入力インターフェースをユーザがより直感的に利用できるように神経-筋活動情報を利用し,容量性結合-いわゆる,コンデンサ-を構成して衣服の上からでも多チャンネル筋電図を長時間記録が可能な生体信号記録システムを開発することである.本研究では,特に容量結合型電極形状が出力波形にどのような影響を与えるかについて回路モデルを検討し,ガードリングすることで雑音低減が可能であることを示した.また,筋電図モデルにより信号雑音比と活動電位伝導速度の推定結果との関係性を調査した.筋電図モデルの検討により,尖度と信号雑音比との関係性が明らかになり,実信号でも信号雑音比を推定することが容易にできることが示された.以上の成果により,今後インターフェース開発の電極開発,および筋からの神経性入力信号同定技術の開発の礎となるデータが得られた.本年度は表面筋電図によるPC等の入力インターフェースシステムを多チャンネル化するための基盤技術の整備と容量性結合電極の特性を定量的に検討するために必要な回路モデルの製作を実施した.多チャンネルをマトリックス状に配した銀電極を乗せた回路基板を製作した.実際に,製作した多チャンネル電極を用いて多チャンネル表面筋電図を記録することに成功した.また,得られた多チャンネル表面筋電図を処理・分類することで筋-神経系活動を計測するための手順やシステムを開発した。開発したシステムにより,上腕二頭筋を対象として神経-筋系の信号を検出することが可能となった.運動単位が発生する活動電位を表面筋電図の波形から分類し,その発火活動様式を計測する手法を確立した.また,その活動電位の発火時刻をもとにして表面筋電図を多チャンネル化した空間的特性から活動電位が筋線維上を伝播する速度の推定を行うための方法の開発にも成功した.今後,表面筋電図をインターフェース化するために,生理的信号のどのような特徴量を利用して入力信号とすべきか検討するための基盤を作り上げたといえる.容量性結合電極を用いて生体信号を計測するために技術的な課題を定量的に検討するために容量性結合電極の実際のハードウェア回路モデルを製作した.実際の実験により,空気中において電極間距離が1cm以上でも信号を検出することが可能であることが結果により示された.ただし,現在のところ電極を銅板による簡易な回路モデルを構成している.実際の生体電気信号は,環境雑音より低い振幅の電位を計測しなければならない.現回路モデルでは,その点を表現しきれておらず,より生体の状態に近づけたモデルの製作を平成22年度の研究において実施する予定である.本研究は,神経-筋系活動を反映する表面筋電図を入力信号とするインターフェース機器の開発を目的とする.生体工学分野において,生体情報,体性感覚を利用した義肢装具に関する研究が現在も進められており,バイオミメティック筋電義手や感覚フィードバックなどによるヒトの感覚に近い義肢装具の開発のようなリハビリテーションの現場で用いられる機器にもより高度なインターフェース機器の導入が進められている.筋から随意で発生できる筋電図に着目し,申請者が従事する研究に用いている多チャネル化した筋電図計測法を利用して,ヒトの意思・感覚により近い入力インターフェースの開発は重要であるといえる.本申請研究において筋線維走行方向と並行に2.5mmで等間隔に双極誘導7チャンネル,それらの組が8つ,合計56チャンネル表面筋電図を記録可能な電極と増幅する筋電図アンプを使用して非侵襲で神経-筋系活動電位を導出し,各運動単位の活動を分類し,解析することが可能となった.また,容量結合性電極についての性能評価をし,電極形状と信号に含まれる雑音との影響について定量的に評価する研究を行った.今後も本研究内容を継続し,最終的にPCインターフェースの一選択肢としてさらに機能するシステムとして精度を高めていくことに取り組んでいく所存である.
温帯樹木群集における新規加入制限の定量的評価

森林の樹木群集における多種共存の考え方としては、ニッチ分割やトレードオフを主なメカニズムとする平衡説と、確率的過程を重視する非平衡説がある。従来は、平衡説による説明が主流であったが、近年は非平衡説がHubbellらによって強力に主張され、森林樹木の共存や多様性維持を考える上で大きな論争になっている。平衡説では、ある場所に定着する樹木は環境条件と種の生活史特性で決定される。これに対して非平衡説では、樹木の繁殖子が常にその場所に到達できない(新規加入制限がある)ため、環境条件や種特性だけでは決定されない。この研究では、新規加入制限の寄与を定量的に明らかにするため、(1)種子(あるいは繁殖子)は林内のすべての場所に到達できているのか?(2)各樹種のセーフサイトが異なっているか?を把握した上で、(3)セーフサイトや種子散布をランダマイズした場合の定着実生と現実を比較することを目的として、小川(茨城県)およびカヌマ沢(岩手県)で過去10年間以上にわたり、蓄積されてきたデータを解析するとともに、環境測定とセーフサイトの定量化を行い、新規加入やセーフサイトによる定着制限を定量的に把握することに成功した。具体的には、物理的環境条件として、光条件、土壌条件、林床植生、鉱質土壌の露出割合、生物的環境条件として、同種の成木からの距離、種子(実生)密度を説明変数として、発芽率(実生の発生率)と当年性実生の生存を解析した。その結果、環境条件による寄与率が低く偶然による要素が大きいこと、生物要因と物理要因の重要性は樹木の種類によって異なることなどが明らかとなった。これらの結果は、すでに投稿論文としてまとめられ、投稿中あるいは投稿準備中である。また、2006年の生態学会において、シンポジウムを開催し、成果を発表した。新規加入制限を定量的に評価する基本的モデルが開発され、今後論文として発表する予定である。本年度は、(1)これまでに得られたデータの解析と方法の標準化、(2)環境計測の開始、(3)種子散布および実生の発生・生存に関する観測の継続を行う。(1)これまでに得られたデータの解析:これまでに十分なデータの得られた樹種を選び解析を行い、相互比較の可能な解析方法を検討した。(2)環境計測の開始セーフサイト条件を特定するため、すべての実生センサス用の方形枠について、光条件、土壌水分、林床植生、鉱質土壌の露出状況、同種の母樹からの距離を計測した。<光条件>夏季に実生方形枠の中心で全天写真を測定し、開空度を測定した。<土壌条件>実生の発生が終わり、死亡が頻繁に起こる時期に、すべての方形枠のすぐ脇で土壌サンプルを採取し、土壌水分含量を測定した。<林床植生量>夏季に各方形枠の直上(1.5m)から写真撮影を行い、林床植生を写しこみ、画像解析し、被植率を計算した。<鉱質土壌の露出状況>春先、林床植物が葉を展開する前に、すべての方形枠の直上で方形枠を撮影し、画像解析により鉱物質土壌の露出%を計測した。<同種の成熟木からの距離>実生調査地の周辺数十メートルの範囲で成熟木の位置図をもちいて、すべての方形枠について、各樹種の最近接成熟木からの距離を測定した。(3)実生の発生・生存に関する観測の継続種子を少産する樹木やマスティング現象を示す樹種を特定し、これらのデータを補充するため、観測を継続した。

本年度は、(1)環境計測の継続、(3)種子散布および実生の発生・生存に関する観測の継続を行うと同時に、(3)発芽と当年実生の生残と環境依存性に関する解析をおこなった。(1)環境計測の開継続セーフサイト条件を特定するため、すべての実生センサス用の方形枠について、光条件、土壌水分、林床植生、鉱質土壌の露出状況などに関する観測を継続した。これらのデータを整理し、発芽および生残の解析を行った。(2)実生の発生・生存に関する観測の継続種子を少産する樹木やマスティング現象を示す樹種を特定し、これらのデータを補充するため、観測を継続した。これらのデータを解析に加えるよう整理した。(3)発芽と当年実生の生残と環境依存性に関する解析物理的環境条件として、光条件、土壌条件、林床植生、鉱質土壌の露出割合、生物的環境条件として、同種の成木からの距離、種子(実生)密度を説明変数として、発芽率(実生の発生率)と当年性実生の生存を解析した。その結果、環境条件による寄与率が低く偶然による要素が大きいこと、生物要因と物理要因の重要性は樹木の種類によって異なることなどが明らかとなった。本年度は、(1)種子散布および実生の発生・生存に関する観測の継続を行うと同時に、(2)発芽と当年実生の生残と環境依存性に関する解析をおこない、論文としてまとめた。また、(3)新規加入制限の定量的評価に関するモデルを作成した。(1)実生の発生・生存に関する観測の継続種子を少産する樹木やマスティング現象を示す樹種を特定し、これらのデータを補充するため、観測を継続した。これらのデータを解析に加えた。(2)発芽と当年実生の生残と環境依存性に関する解析物理的環境条件として、光条件、土壌条件、林床植生、鉱質土壌の露出割合、生物的環境条件として、同種の成木からの距離、種子(実生)密度を説明変数として、発芽率(実生の発生率)と当年性実生の生存を解析した。これらの結果を論文としてとりまとめた。(2)新規加入制限の定量的評価に関するモデル種子散布、環境による発芽と当年生実生の生存を組み込み、コンピュータ上で新規加入をシミュレートし、実際の生存結果と比較して新規加入制限を定量的に評価するモデルを作成した。それによる解析を論文として準備中である。
Intermedin/Adrenomedullinの循環作用と麻酔薬

揮発性麻酔薬イソフルラン及びセボフルランの影響を、中枢破壊ラット(pithed rat)で検討した。イソフルランおよびセボフルランは、ともにADMによる一過性の血圧上昇を抑制し、引き続きおこる血圧低下を容量依存的に抑制し、さらに末梢血管抵抗の低下を有意に抑制した。したがって、揮発性麻酔薬イソフルラン・セボフルランはADMによる血管拡張作用を抑制する。アドレノメテュリン(ADM)は、CGRPファミリーと呼はれる神経ぺフチド群を構成する代表的な物質であり、ショック、エンドトキシン血症、心不全、心筋虚血などの心血管系が障害される病態において血中に分泌され、生体のホメオスターシスの維持に重要な役割を担っている。その作用は、血管拡張、陽性変力作用、抗炎症作用、心筋保護作用など多岐に及ぶ。特に、血管拡張、陽性変力作用の作用機序は、Gs-adenylate cyclase-cAMP系であり、麻酔薬により抑制される可能性がある。そこで、ADMによる心血管系への作用に及ぼす、揮発性麻酔薬イソフルラン・セボフルランの影響を、中枢破壊ラット(pithedrat)で検討した。その結果、イソフルランおよびセボフルランは、ともにADMによる一過性の血圧上昇よ抑制し、引き続きおこる血圧低下を容量依存的に抑制し、さらに末梢血管抵抗の低下を有意に抑制した。したがって、揮発性麻酔薬イソフルラン・セボフルランはADMによる血管拡張作用を抑制すると結論した。以上、European Journal of Anaesthesiologyに投稿し、2008年1月受諾された。一方、ADMによる心筋保護作用、および抗炎症作用について検討し、さらに、それらの作用に麻酔薬がどう影響するかを、予定開心術患者において検討中である。人工心肺を使用し心停止下に施行される開心術では、人工心肺中から術後にかけて、心筋障害マーカーとして感度の高いトロポニンIの上昇や、全身性炎症反応の惹起により、エンドトキシン血症、高サイトカイン血症といった炎症反応が引き起こされることに着目し、それらのマーカーとADM血中濃度を測定してその関連性を検討中である。また、揮発性麻酔薬は、静脈麻酔薬のプロポフォールに比し、より効果的な心筋保護作用、抗炎症作用を有しているという報告が多いが、ADMと心筋保護作用、および抗炎症作用との関係に麻酔薬がどう影響しているかを調べた報告はなく、セボフルラン麻酔とプロポフォール麻酔での差を検討中である。アドレノメデュリン(ADM)は、カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)ファミリーと呼ばれる神経ペプチド群を構成する代表的な物質であり、ショック、エンドトキシン血症、心不全、心筋虚血などの心血管系が障害される病態において血中に分泌され、生体のホメオスターシスの維持に重要な役割を担っている。本研究では、ADMによる心血管系への作用に及ぼす、揮発性麻酔薬の影響を、中枢破壊ラット(pithedrat)で検討し、さらに、細胞内情報伝達系への影響を培養細胞を用いてin-vitroで検討し、その作用機構を解析した。中枢破壊ラットにおいては、麻酔薬投与群として、セボフルランを投与しておき、外因性にADMを投与し血管拡張反応を起こし、平均血圧、心拍出量、血管抵抗、心拍数を測定した。その結果、セボフルランはADMによる血管拡張作用および陽性変力作用を抑制し、両作用に共通する作用機序であるGs-adenylate cyclase-cAMP系を抑制していることが示唆された。さらに、ヒト神経芽細胞腫由来の培養細胞(SK-N-MC)をADMで刺激したときの細胞内cAMP産生に及ぼすセボフルランの影響を検討し、さらに、adenylate cyclase activatorであるforskolin、及びGs protein activatorであるcholera toxinによる細胞内cAMP産生に及ぼす麻酔薬の影響、1251で標識したリガンドの受容体への結合に及ぼす麻酔薬の影響を検討中でありこれらの結果より麻酔薬の抑制部位のさらなる詳細な機序が明らかになる可能性がある。
胚中心B細胞とリンパ球再循環に注目した濾胞性ヘルパーT細胞リンパ腫病態の解明

血管免疫芽球性T細胞リンパ腫(AITL)等の濾胞性ヘルパーT細胞リンパ腫(TFHL)は,TET2機能喪失変異をもつクローン性造血(CH)細胞を母体として発症すると推察される。本研究では,CH細胞におけるTET2機能不全が腫瘍性TFH細胞の誘導に寄与しつつ,胚中心B細胞様のB細胞産生を促進し,この細胞集団がTET2機能不全とRHOA(G17V)変異の両者を有するTFH細胞と相互作用しながらAITL/TFHL発症に至ることを証明する。一方,再循環する腫瘍細胞・微小環境構成細胞のダイナミクスと臨床経過との関連を示し,薬剤抵抗性に関わるリンパ球再循環パターンの解明などから新規治療法への手がかりを得る。
オートファジーによる膵ザイモゲン顆粒とインフラマソームの制御を介した急性膵炎治療

急性膵炎における膵腺房細胞のオートファジー変化を明らかにし、病態進展に与える影響を検討した。マウスセルレイン急性膵炎モデルではRubicon発現抑制を伴うオートファジーの亢進が示唆された。そこで急性膵炎におけるオートファジー亢進の意義を検討するため、膵特異的Atg7欠損マウスを作成した。しかし、このマウスは生理的な状態でもザイモゲン顆粒の増加を伴う一過性の膵炎と、それに続く強い膵萎縮を伴った慢性膵炎様の変化を認め、セルレイン誘導性急性膵炎の実験には適さなかった。そこで、薬剤誘導性膵腺房細胞特異的Atg7欠損マウスを作成した。タモキシフェン投与によりAtg7発現の低下が確認できた。急性膵炎の状態では、膵腺房細胞内でザイモゲン顆粒内の消化酵素の異所性活性化をきたしている。一方で、細胞内分解機構としてオートファジーが重要な役割を果たしている。そこで、オートファジーによる急性膵炎誘導時のザイモゲン顆粒の品質管理が、病態形成に与える影響を明らかにすることを目的として検討を行った。マウス急性膵炎モデルとして、セルレイン急性膵炎モデルを採用した。1時間おきに12回投与する方法と、1時間おきに8回投与することを2日間連続、計16回投与する方法を検討し、いずれの方法でも強い膵浮腫と血清アミラーゼ価、リパーゼ価の上昇を認め、強い急性膵炎が誘導できることを確認した。急性膵炎誘導時にオートファジー関連蛋白の発現をウェスタンブロッド法で確認したところ、コントロール群と比較し、LC3-IIの増加とオートファジーを負に制御するRubiconの減少とを認め、オートファジーが亢進している可能性が考えられた。次にオートファジーが抑制された膵腺房細胞の検討のため、膵特異的Atg7欠損マウス(Pdx-Cre Atg7 fl/fl)を作成した。電子顕微鏡で4週齢の腺房細胞内にザイモゲン顆粒の有意な増加を認めた。また、膵特異的Atg7欠損マウスから採取した初代培養膵腺房細胞と野生型マウスから採取した初代培養膵腺房細胞では、セルレインおよびカルバコール刺激によるアミラーゼ分泌率に差を認めず、ザイモゲン顆粒の明らかな放出障害はないと考えられ、ザイモゲン顆粒はオートファジーによって分解されていることが示唆された。しかし膵特異的Atg7欠損マウスは4週齢より慢性膵炎用変化を認め、急性膵炎の検討には適さないと考えられた。そのためElaCre-ERマウスとAtg7 fl/flを交配し、薬剤投与誘導性膵腺房細胞特異的Atg7欠損マウスの作成に成功し、今後このマウスを用いて解析を進める。マウスセルレイン急性膵炎モデルの解析により、急性膵炎ではオートファジーの亢進が示唆された。オートファジー抑制マウスではザイモゲン顆粒の増加も確認でき、オートファジーによるザイモゲン顆粒の分解機構の存在も示唆された。薬剤誘導性膵腺房細胞特異的Atg7欠損マウスの樹立にも成功しており、本研究課題はおおむね順調に進展していると考えられる。昨年度からの検討により、コントロール群と比較し、LC3-IIの増加とオートファジーを負に制御するRubiconの減少とを認め、オートファジーが亢進している可能性が考えられた。そこで、急性膵炎におけるオートファジー亢進の意義を検討するため、膵特異的Atg7欠損マウス(Pdx-Cre Atg7 fl/fl)を作成した。そのためElaCre-ERマウスとAtg7 fl/flマウスを交配し、タモキシフェン誘導性の膵腺房細胞特異的Atg7欠損マウスを作成した。このマウスにタモキシフェンを連日7日間投与したところ、タモキシフェン投与開始3日目および7日目の膵臓ではウエスタンブロットによりAtg7の発現低下は確認できなかった。一方、タモキシフェン最終投与後3日目の膵臓でウエスタンブロットにてAtg7の発現低下を認めた。今後このタイミングで急性膵炎を惹起させ、急性膵炎時のオートファジー亢進の病態形成に与える影響を検討し、急性膵炎の新規治療標的の研究へと展開していきたい。

膵臓腺房細胞においてin vivo fluxやex vivofluxの手技を確立し、セルレインにより急性膵炎を誘導時のオートファジー亢進を確認する。また、ElaCre-ER Atg7 fl/flマウスを使用することで、急性膵炎誘導目的にセルレイン投与する際に、すでに慢性膵炎の状態になっている影響を排除した上で急性膵炎とオートファジーの関連を検討する。まず、ElaCre-ER Atg7 fl/flマウスにタモキシフェン投与後、Atg7発現をリアルタイムPCRで測定し、ノックダウン効率を確認する。薬剤誘導によるAtg7ノックダウン直後、もしくは直前にセルレインによる急性膵炎を誘導し、急性膵炎の経過の違いを検討する。また血清アミラーゼ値やリパーゼ値の推移の違い、膵組織学的膵炎重症度の違いを検討する。膵組織中のIL-1β、IL-18、IL-6、TNF-αなどの炎症性サイトカインの違いをウエスタンブロットやリアルタイムPCRで検討する。上記の検討を通じて、急性膵炎におけるオートファジー促進の意義を検討する。消化器内科学
ナノ中空シ1丿力・ポリマーハイブリッド薄膜の超断熱メカニズ厶の解明

本研究では、ナノ中空シリカ・ポリマーハイブリッド薄膜の超断熱メカニズムを解明することを目的とした。ハイブリッド薄膜の断熱性に寄与する因子としてナノ中空シリカ粒子の微構造を挙げ、シェル生成条件を最適化することで超断熱性に特化した粒子の設計を行った。その結果、分子レベルでシェルを制御することにより、断熱性の向上が実現できることを明らかにした。また、これらの粒子をポリマーマトリックス中に高充填させるために、粒子表面とポリマー間の界面エネルギーを考慮した表面設計を行った。近年,中空粒子の低密度,高比表面積,物質内包などの中実粒子と異なる種々の性質を活かし,中空粒子は軽量材,断熱材,複合材料,色材など幅広い分野で応用が気体されている材料である。中空粒子や発泡体および多孔体を用いた断熱材は既に広く用いられているが,ナノサイズの中空粒子を利用した断熱に関する研究報告はこれまで無かった。申請者らは無機結晶を鋳型する合成技術(特開2005-263550等)を開発し,この方法で合成されたナノサイズの中空シリカ粒子の応用としてポリマーとのハイブリッド薄膜の材料開発を進めている。こうした応用材料開発の過程で,申請者らは,中空シリカ内部ナノサイズの空気をポリマー等の材料中に閉じ込めることによって,ミクロンサイズの発泡体や多孔体では得られない非常に高い断熱性能が得られるのではないか,という着想を得た。実際に,このナノ中空シリカ粒子を内包するポリマーフィルムの熱伝導率を測定したところ,バルクの空気に匹敵する低い熱伝導率(0.027W/mK)を有する,という実験結果を得た。(藤正督ら,第46回粉体に関する討論会,2008年)これは,空隙率がおおよそ50vol.%であることを考慮すると,"超断熱"と呼ぶべき高い断熱性能である。この超断熱薄膜の材料設計のためには、超断熱メカニズムの解明が必要不可欠である。本研究ではハイブリッド薄膜を構成する三つのナノサイズ要素である(1)中空シリカ内部空孔にナノ空間に閉じ込められた気体分子、(2)ナノサイズ厚みのシリカシェルおよびマイクロ細孔、(3)ナノサイズの中空シリカ粒子間隙に存在するシェル表面に拘束されたポリマー分子について、各要素のバルクとは異なる特異的な物性に着目して、超断熱メカニズムを解明することを目的とする。結果より、中空シリカ粒子/ポリマーハイブリッド薄膜の超断熱性発現には、独立したナノサイズの空気を中空粒子によって形成させること、ナノサイズの空気をポリマー中に良分散させることが重要であることがわかった。

本研究で得た中空シリカ粒子/ポリマーハイブリッド薄膜を大面積化し断熱性実証試験を行ったところ、ハイブリッド薄膜を施工した部屋のエアコン消費電力量を約25%削減することができた。本研究はナノサイズ中空シリカ粒子の超断熱性発現とその機構について明らかにしたもので、中空粒子が持つ特異な構造を利用した新たな応用展開が可能となると考えられる。当初の計画通り、薄膜の超断熱性発現の原因探索を行っている。シェル厚や微細構造が異なる粒子の合成技術を確立した。各々の粒子を混合したハイブリッド薄膜を作製し、断熱性能評価を試みた。また、ナノ中空粒子の伝熱シミュレーションを行った。24年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き、薄膜超断熱性発現の原因探索に注力する。シェル厚、微細構造が異なる中空粒子をポリマー中に混合したハイブリッド薄膜の熱伝導率を評価し、粒子構造が薄膜断熱性能に与える影響について整理し、伝熱シミュレーション結果と比較する。