hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
局所領域三次元原子構造解析のための電子線励起X線ホログラフィーの開発

電子線を試料に照射し,試料方位を変える際の特性X線の強度変化を測定することにより,原子の三次元配置を記録したホログラムを測定できる"電子線励起X線ホログラフィー"を提案した.本研究では,SrTiO_3単結晶に6keVの電子ビームを照射し,得られたTi Kのホログラムから,フーリエ変換により近接のSr及びTi原子を再生することに成功した.また,原子分解能ホログラフィー技術の最先端の応用として,混晶材料である気希薄磁性半導体Zn_<0.4>Mn_<0.6>Te及形状記憶合金Ti_<50>Ni_<44>Fe_6の局所的な格子歪みを,X線ホログラフィー用いて評価した.電子線を試料に照射し、試料の方位を変えながら、特性X線の強度変化を測定することにより、特定元素周辺の原子分解能ホログラムを記録することができる電子線励起X線ホログラフィーを新たに提案した。本手法は、表面構造観察に用いられるX線光電子ホログラフィーの光学的相反定理を利用した技術であるが、X線ではなく電子線を励起源としている。電子線は、エネルギー可変性やビームの収束性に優れており、ナノメータサイズの微結晶粒の多波長ホログラムの測定が原理的には可能である。従って、最低数mm2の面積の結晶サイズを必要としていた従来の原子分解能ホログラフィー技術に比べ、格段に測定対象が広がり、かつ高精度な原子像を再生させることが可能である。本計画では、電子線励起X線ホログラフィー装置のプロトタイプを開発し、産業・学術界への普及を目指した技術確立を目指す。電子線を試料に照射し,試料方位を変える際の特性X線の強度変化を測定することにより,原子の三次元配置を記録したホログラムを測定できる"電子線励起X線ホログラフィー"を提案した.本研究では,SrTiO_3単結晶に6keVの電子ビームを照射し,得られたTi Kのホログラムから,フーリエ変換により近接のSr及びTi原子を再生することに成功した.また,原子分解能ホログラフィー技術の最先端の応用として,混晶材料である気希薄磁性半導体Zn_<0.4>Mn_<0.6>Te及形状記憶合金Ti_<50>Ni_<44>Fe_6の局所的な格子歪みを,X線ホログラフィー用いて評価した.電子線励起X線ホログラフィーに関する予備実験として,市販の走査電子顕微鏡(JSM-6500F)と半導体検出器(EX-2300BU)を用いて,6keVの加速電圧条件下で,SrTiO3(Nbドープ)単結晶から放出される特性X線(SrLα,TiKα,OKα)の強度の角度変化を測定した.そのデータがホログラムを仮定した理論的な計算と一致し,かつ,フーリエ変換により,若干ぼやけてはいるが,Sr及びTiの原子像を再生できることを示した.この結果は,初めて電子線励起X線ホログラフィーの原理が正しいことを世に証明した成果である.また,得られた原子像の不明瞭さは,走査する角度範囲が狭いことや,単一波長の電子線でのみホログラムを記録していることに起因していることを理論計算的に示し,将来的には専用の装置を開発し,より良い測定条件でホログラムを記録することにより改善できることが分かった.また,従来のフーリエ変換と異なるフィッティングベースの原子像再生アルゴリズムを開発しており、これを用いれば多波長のホログラム測定を行わなくとも,精度よく原子像を再生できることが分かった.次に,より大電流の電子ビームを利用できる走査型電子顕微鏡(S-4300)をべ一スに,5軸ステージ及び半導体検出器を組み込むことにより,電子線励起X線ホログラフィーの専用装置の設計・開発を行った.5軸ステージ及び半導体検出器を,Visual Basicを用いてPCにより制御することが可能となった.また,検出器の受光面には余計な二次電子やX線が入らないよう,コリメーターの部分の設計も行った.このコリメーター部分には,軟X線を除去するためのアルミ箔や,二次電子の進行方向を曲げるための磁石を組み込めるよう設計している.また,試料ステージは,測定中表面に付着するハイドロカーボンを除去するためのヒーターを組み込んだ.これまでは電子線励起X線ホログラフィーの測定における,特性X線の検出を半導体検出器によって行ってきた.しかしながら,この手法では,制動放射によって放出される白色X線の影響によって,せいぜい1%程度の濃度の元素しか測定対象にならない.従って,本年度は,シリコンやゲルマニウムウエハーを高度に成型加工できる高温加圧成型法を用いて,円筒状ゲルマニウム結晶を作製し,その分光特性の評価を行った.これによりホログラムの検出下限を一桁下げることができる.ウエハー(110)はサイズ38mmφのものを用い,曲率半径50mmの円筒状結晶の高精度加工を行った.特性X線発生源試料として5種類の元素を含む合金を作製した.スリットで細く絞ったX線を試料に照射し,複数の特性X線を発生させた.それぞれの特性X線が,円筒状分光結晶の異なる場所において回折し,異なる場所に点として結像される.これらの特性X線の集光具合を,評価するために二次元検出器であるイメージングプレートを用いた.得られた像は,各々の元素のK_α線が,K_<α1>,K_<α2>に明瞭に分離しており,これにより変換された蛍光X線スペクトルはエネルギー分解能13eVに達することも判明した.

このエネルギー分解能は,通常の(走査型の)波長分散方式のものと較べ全く遜色はなく,将来的には非走査型のX線分析装置の開発を想起させた.また,光学的な配置を最適化したときの集光点のサイズは0.4×0.2mm^2に達し,この結果より計算される理想面からの結晶方位のばらつきは,円筒状結晶全ての領域で0.1o程度以内と極めて良好であることが判明した.また,同様の実験配置で通常の平板分光結晶を使った場合に比べ,その強度は100倍を越すことがわかり,その集光効率の高さも証明された."電子線励起X線ホログラフィー"の高速測定ソフトの試作を行った。各角度毎に静止してスペクトルを検出するスッテプスキャンでは、十分な角度範囲でホログラムを測定するのに5時間程度必要としてものが、連続スキャンを採用することにより、90分程度で測定できるようになった。これまで、本研究は、走査電子顕微鏡を用いて行われてきたが、新たにRHEED用の電子銃を購入し、より、大電流の電子ビームを比較的大きな面積に照射することにより、短時間で微量な元素のホログラムパターンを測定するための装置の試作を行った。また、放射光実験施設にいて、X線ホログラフィーの実験も行った。まず、混晶系物質において、"長年解決されなかった課題"である、相反する現象のポーリング則とベガート則の両者を結びつけるモデルを構築するための実験結果が得られ、局所的な格子歪を引き起こす原子配置を求めることができた。本研究は、SiGeなど、その格子歪みが機能性発現に大きく関わるとされている材料の物性一機能相関の理解に大きく貢献すると考えられる。さらに、形状記憶合金が熱することによって元の形状に戻るという現象は、マルテンサイト変態が関与している。変態温度の前後でホログラムを測定し、その原子像を比較することにより、冷却により約8A程度の原子振動の凍結したクラスターが形成されていることが判明した。そして、このクラスターの生成が、マルテンサイト変態を起こす引き金になることが示唆された。このような微細組織構造の生成が明らかになり、相変態のメカニズムに迫った画期的な研究成果である。電子線励起X線ホログラフィーにおいては、より低濃度の試料を測定するには、通常の半導体検出器ではなく、分光結晶を用いエネルギー分解能を向上させた検出システムが必要になる。そこで、我々は、高温加圧法によって円筒状に成型したGeの分光結晶を作製し、さらにその発展型として、一度に複数の元素からの特性X線を、受光面積の狭いX線CCD上に一度に結像させることが可能となる曲率傾斜結晶を作製した。研究室のX線源を用いた測定では、NiからGaまでの特性X線を全てエネルギー分解能15eV以下でスペクトルに変換させることに成功した。また、そのシステムをSEMに組み込むために、曲率傾斜結晶をSEMチャンバー内で調整できる5軸ステージの開発と、X線CCDを取り付けるためのチャンバーとステージを製作した。一方、X線ホログラフィーにおいては、T1系の熱電材料のひとつであるT1InSe2を対象試料として、T1原子を中心としたホログラムの測定を行った。ホログラムから原子像を再生させた結果、中心T1原子に最も近いIn原子は明瞭に観測されたが、2番目に近いT1原子は極めて弱かった。T1原子による散乱は散乱断面積が非常に大きいので、In原子による散乱と比較して強いはずである。従って、本結果は、インコメンシュレート相においてT1原子の原子位置に大きなゆらぎが存在することを示している。
CaMKII活性化制御は関節リウマチの新たな治療ターゲットとなりうるか?

滑膜線維芽細胞(FLS)の増殖と活性化は関節リウマチ(RA)の病態の中心を形成している。私たちは今まで、PI3K/Akt経路の重要性を報告してきた。平成18年度平成19年度の2年間ではPI3K/Aktとのクロストークが想定される、CaMKIIとFLS機能との関連を研究した。FLSにはCaMKIIγδが発現し、FLSのAkt活性化制御を介するアポトーシス感受性の調節作用があることがわかった。すなわち、CaMKIIのchemical inhibitorを用いると、FLSのTRAIL依存性およびFas依存性アポトーシスが顕著に増大した。CaMKIIの生理的意義を考えると、この酵素はCaイオン流入で活性化される。Caイオン流入で活性化され、かつ、RAと極めて関連が高い酵素群にPADIが想定される。PADIはRA特異的自己抗体の抗CCP抗体産生を誘導する酵素である。そこで、FLS/CAMKII/アポトーシス/ペプチドシトルリン化との関連性も研究した。FLSにはCa流入刺激、サイトカイン刺激、アポトーシス刺激などを加えても、明確なペプチドシトルリン化の誘導は検出できず、これに関してはHL-60ヒト細胞株で実験を行った。HL-60のPAD14発現、ペプチドシトルリン化、Aktリン酸化はATRAによる顆粒球系細胞への分化過程で顕著な亢進が認められた。また、HL-60に優位に発現するCaMKIIアイソフォームはγであった。この2年間の研究で、CaMKIIγδ(特にδ)とFLSアポトーシスの強い関連が解明された。AktとCaMKIIとのクロストークを考慮すると、CaMKIIγ、Akt、ペプチドシトルリン化とのクロストークの可能も示唆される。アポトーシス感受性とペプチドシトルリン化はRA病態の根幹と考えられ、今後もこの研究を推進し、CaMKIIのRA治療ターゲットの可能性を探索したい。CIAマウスと培養滑膜線維芽細胞を用いて研究を行った。CIAマウス局所ではCaMKIIとリン酸化Aktの局在がほぼ一致した。培養滑膜線維芽細胞にはAktなどに加えCaMKII発現がウエスタンブロットで確認され、RT-PCRではこれら細胞に優位に発現するアイソフォームはγとδであることが明らかとなった。そこで培養滑膜線維芽細胞のTRAIL依存性アポトーシスを指標に、これら細胞のアポトーシス感受性とCaMKIIとの関わりを評価した。TRAIL添加により滑膜線維芽細胞にはミトコンドリア機能異常を伴うアポトーシスが誘導された。TRAIL刺激はアポトーシスを誘導する一方で、Akt、ERK、JNK、P38などのkinaseのリン酸化も誘導した。この実験系にCaMKII chemical inhibitorを加えるとAktリン酸化が抑制され、かっ、TRAIL依存性アポトーシスが有意に増強された。このTRAIL依存性アポトーシスの増強効果はERK、JNK、P38のchemical inhibitorでは観察されず、CaMKII-Akt経路は滑膜線維芽細胞のアポトーシス抵抗性を誘導する重要なkinase cascadeの一つと考えられた。滑膜細胞のアポトーシス抵抗性の獲得は踏病態の中心と考えられている。ヒト関節リウマチ(RA)滑膜組織で認められるAktの過剰なリン酸化やCIAマウスでのデータからも、CaMKII-Akt経路はRAの新たな治療ターゲットになりうると示唆された。PADIに関しては、滑膜線維芽

細胞ではPADI2およびPADI4の発現がウエスタンブロットで確認されたので、今後はCaMKII-Akt経路での発現および活性化制御の詳細を検討予定である。関節リウマチ(RA)滑膜線維芽細胞(FLS)に発現するCaMKIIのアイソフォームをReal-timeRT-PCRおよび半定量的RT-PCRで確認した。それによるとalpha、betaアイソフォームの発現は認められず、gamma、deltaの有意な発現が検出され、特にdeltaアイソフォームの発現が強かった。RAFLSでのCaMKII活性化と蛋白シトルリン化の検討は現状のウエスタンブロットでのシトルリン化蛋白検出法では検出できず、今後はシトルリン化アルギニンペプチドを認識するELISA法での検出を試みる予定である。アポトーシスと蛋白シトルリン化は関連ありと報告され、かつ、私たちの研究結果ではRAFLSのTRAIL依存性アポトーシスならびに抗Fas抗体依存性アポトーシスはCaMKII活性化阻害により増強されることを併せて考えると、RAFLSをターゲットに、シトルリン化アルギニンペプチドを認識するELISA法を用いる手法は有用と思われる。一方、ヒト細胞株HL-60は単球/マクロファージ系細胞および顆粒球系細胞に分化しうるが、本年度の研究で、HL-60細胞株の蛋白シトルリン化は活性化ビタミンA刺激-顆粒球系細胞への分化刺激-で増強されること、また、この刺激が強すぎるとアポトーシスが誘導されることが明らかとなった。Preliminaryな検討ではあるがAktリン酸化はシトルリン化誘導と連動していた。これらの結果もアポトーシス、分化、シトルリン化が生命現象の上で有機的にリンクしていることを示唆しており、今後もRAFLSやHL-60細胞株を用いて詳細な検討を遂行したい。
カブトガニ顆粒細胞の自然免疫に関与する表面抗原の構造と機能解析

自然免疫のみを持つ無脊椎動物が脊椎動物と同じ生活環境に適応していることから、無脊椎動物の自然免疫機構は、非常に優れているはずである。無脊椎動物であるカブトガニの生体防御反応、すなわち自然免疫機構は主に顆粒細胞が担っておりその細胞表面には、LPS認識に関する受容体や、感染防御の初期過程に重要な役割を果たす未知の表面抗原が存在していると考えられる。本研究は、顆粒細胞表面抗原のモノクローナル抗体を用いて、自然免疫に関与する表面抗原をクローン化するとともに、最終的には、その構造-機能解析を行うことを目的として行った。1)顆粒細胞の表面抗原のcDNAクローニングと配列分析カブトガニ顆粒細胞の主要な表面抗原bands-90, -120を精製した。その部分アミノ酸配列をもとに、プライマーを作製し、カブトガニ顆粒細胞のcDNAライブラリーをスクリーニングし、2種のクローン(proxins-1, -2)を得た。この2種のクローンはプロリン含量が高く(全体の約20%)、51アミノ酸から成る4回の繰り返し配列を持っていた。お互いのアミノ酸配列の配列類似性は66%だった。2)表面抗原の機能解析bands-90, -120が、トランスグルタミナーゼの基質として機能していることが、顆粒細胞から精製したトランスグルタミナーゼを用いて明らかになった。面白いことに、トランスグルタミナーゼにより、このタンパク質は凝固タンパク質コアギュリンと架橋され、不溶性の高分子複合体を形成する。トランスグルタミナーゼは細胞内タンパク質だが、LPS刺激で細胞外に分泌あるいは放出されることが分かった。したがって、哺乳類の血液凝固系でフィブリンがトランスグルタミナーゼで架橋されることにより、損傷部位での止血が起るのと同様な機構が、無脊椎動物であるカブトガニでも存在する可能性が示唆された。
住血吸虫CRISPホモログの分子機能解析

Venom allergen-like proteins(VALs)は広範囲の生物に存在する分泌タンパクCRISP/SCP/Tpx-1/PR-1の住血吸虫におけるホモログであり、その生物学的機能は不明である。今回マンソン住血吸虫のVAL分子の中からいくつかの分子のクローニングに成功した。VAL-3はマウス脾細胞からの免疫抑制サイトカインIL-10の産生増強効果を示した。このことから、VAL分子が寄生虫による免疫修飾に関与している可能性が考えられた。[背景と目的]分泌タンパクを仲立ちとした宿主寄生体相互作用に注目し、その機能が未だ不明であり多くのパラログをもつCRISP/SCP/Tpx-1/PR-1分子(住血吸虫においてはVAL)を材料として解析を行うこととした。本年度は、代表的なVAL分子の発現プロファイルの解析とクローニングを試みた。クローニングに成功した分子の組換えタンパクを作成し、マウスでの免疫応答の解析を行った。[方法]データベース(GeneBankおよびSchistoDB)の配列をもとにプライマーを作成し、リアルタイムPCRで発育段階別発現の解析を行った。この情報をもとに制限酵素部位を付加したプライマーでTAクローニングを行った。その後一部の分子を発現ベクターヘサブクローニングし、大腸菌で得た組換えタンパクをマウスに免疫し、脾細胞を抗原で刺激してサイトカイン応答をELISAで測定した。[結果]VAL-7はセルカリアやシストソミュラ、VAL-12は成虫、VAL-3,5,9,15,28は虫卵で高い発現が見られた。VAL-3,5,7,9,12,15についてクローニングが成功し、うちVAL-7,12をFCAと共にマウスに免疫しサイトカイン応答を解析した結果、VAL-7についてはシストソミュラ粗抗原刺激時にIFNγの二次応答が観察されたが、VAL-12では観察されなかった。[考察]発育段階別発現プロファイルの異なるVAL分子について、クローニングや組換えタンパクの作成に成功した。住血吸虫の体内侵入時(セルカリア)および移行時(シストソミュラ)に発現しているVAL-7に対して、感染防御的な免疫応答(Th1応答)が起こったことより、ワクチン候補分子となる可能性が示唆された。[背景と目的]分泌タンパクを仲立ちとした宿主寄生体相互作用に注目し、その機能が未だ不明であり多くのパラログをもつCRISP/SCP/Tpx-1/PR-1分子(住血吸虫においてはVAL)を材料として、ワクチンとしての可能性の検討および分子機能の解明を目的として研究を行っている。昨年度は、代表的なVAL分子(VAL-3,5,7,9,12,15)の発現プロファイルの解析とクローニングを試み、クローニングに成功した分子の一部について組換えタンパク封入体を作成しマウスでの免疫応答の解析を行った。その結果、セルカリアやシストソミュラで発現している分子VAL-7では、封入体免疫マウスのリンパ球をシストソミュラ粗抗原で刺激した時にIFNγの二次応答が観察され、適切な免疫法を用いればワクチン効果を示す可能性が示唆された。本年度は、残りの分子について組換え蛋白の発現を試みた。[方法]VAL-7以外に、虫卵で主に発現しているVAL-3,5,9,15、成虫で発現しているVAL-12のインサートをそれぞれTAベクターから大腸菌発現ベクター(可溶化発現に適しているといわれるpColdTFおよび通常のHisタグベクターpET15b)にサブクローニングを行い、それぞれについて発現条件を検討した。[結果]pColdTFを導入した大腸菌でコールドショック発現を試みたところ、すべてのVAL分子について融合タンパクの発現が認められたが、可溶性分画への発現は認められなかった。pET15bの場合、VAL-3,7,9,12についてはIPTG誘導による強い発現が認められたが、同様にすべて不溶性であった。[考察]大腸菌を用いた系ではVAL分子の可溶性分画への発現が困難であったことから、今後は真核生物系による発現および抗体を用いた解析を行う必要があると考えられる。[背景と目的]分泌タンパクを仲立ちとした宿主寄生体相互作用に注目し、その機能が未だ不明であり多くのパラログをもつCRISP/SCP/Tpx-1/PR-1分子(マンソン住血吸虫においてはVAL)を材料として、ワクチンとしての可能性の検討および分子機能の解明を目的として研究を行っている。昨年度までにHis-tagベクターpET15bにサブクローニングした分子のうち、VAL-3およびVAL-9(虫卵で発現)・VAL-7(セルカリア、シストソミュラで発現)・VAL-12(成虫で発現)について大腸菌組換えタンパクにおいて強い発現が認められたが、いずれも封入体となり可溶性分画への発現は成功しなかった。本年度は封入体の巻き戻し条件の検討および巻き戻したタンパクを用いた解析を試みた。[結果]Novagen社製iFOLDキットを用い、巻き戻しの条件検討を行った。

封入体を塩酸グアニジンで変性し希釈法にて巻戻しを試みた結果、VAL-3のみ、アルギニン・EDTA・GSH/GSSG存在下において巻き戻しに成功した。VAL-3の溶媒をPBSに置換し、ポリミキシンB添加下でマウスの免疫細胞に対する影響を検討した。その結果VAL-3は、マウス脾細胞からの抗CD3抗体刺激によるIL-10産生を増強した。また、ELISAによってマンソン住血吸虫感染マウス血清との反応性を検討した結果、虫卵産生期(感染9週)の血清においてVAL-3に対するIgG抗体およびIgE抗体を検出した。[考察]VAL-3は虫卵特異的に発現する分泌タンパクであることと考え併せると、虫卵の免疫修飾機能の一部を担っている可能性が示された。この知見に関してはさらに真核発現系での組換えタンパクや虫卵から精製したタンパクでの確認が必要である。また、感染マウスで特異的IgGやIgEが産生されていることより、免疫診断用の抗原としての可能性も示唆された。
高次フラーレンの探索

年度に引き続き原子数100以上の高次フラーレンの単離精製、キャラクタリゼーションを試みた。単離したC_<116>の電子吸収スペクトルはいくつかの構造を有しており、かなり少数の異性体からなっていることを示唆している。さらにC_<116>の単分子膜のSTM観測を行い、外形的にC_<60>のほぼ2倍、たまご形の構造を有していることが明らかになった(阿知波)。高次フラーレン(C_<89>,C_<90>,C_<110>)、金属フラーレン(La_2C_<80>,GdC_<82>)、Cs_1C_<60>の光電子分光法による電子状態の研究を行った。高次フラーレンのフェルミレベルから5eV以下の結合エネルギーの大きいσ電子によると考えられる結合状態は、いずれのフラーレンでも類似であることを見出した。一方5eVより浅い準位では、スペクトルは個々のフラーレンに特徴的であることを明らかにした。金属フラーレンのGdC_<82>では金属からケージに3個の電子が移動していることを明らかにした。Cs_1C_<60>の室温相は金属的な電子状態を持つことを明らかにした(日野)。炭化水素の気相熱分解法によりカーボンナノチューブを生成し、TEM及びFE-SEMによりその構造解析を行った。またナノチューブのTEM格子像に画像処理を施すことにより、100面が002面に対して本来の位置より傾いたグライド構造が三次元的なグラフアイト構造と巧みに共存していることを見出した。これによって今まで困難であったナノチューブの乱層構造的な欠陥を明確にでき、乱れた乱層構造からナノチューブの電子的性状も推定できた(遠藤)。レフレクトロン型TOF質量分析計を用いてレーザー蒸発超音速膨張法によるフラーレン生成の条件に関しての検討を行った。さらに、分子動力学法を用いたシミュレーションにより、一定温度に保った条件下での凝縮過程で孤立炭素原子から不完全ながらフラーレン構造を形成する過程を実現し、制御温度の効果について検討した(丸山)。高次フラーレンの生成機構を解明するため、^<13>Cの存在比を増した高次フラーレンを作成・HPLCにより分離精製し、得られた高次フラーレン(C_<76>、C_<84>)に対して2次元NMRの手法を適用し、フラーレンのネットワークのつながりに対する知見を得た(阿知波)。高次フラーレンの探索の一環として、高次フラーレンC_<78>及び金属フラーレンLaC_<82>のシンクロトロン放射光を用いた光電子分光を行った。C_<78>の光電子スペクトルはC_<76>によく似たスペクトルであった。LaC_<82>とC_<82>のスペクトル比較よりLa原子からC_<82>に3個の電子が移動していることを明らかにした(日野)。フラーレンの量的生成方法はいわば偶然に発見されたものであり、その生成機構には依然として未知の部分が多い。本実験では、アーク放電法の実験装置を用いて、フラーレンの生成に対する緩衝ガスの種類・圧力・流れ、放電電流、炭素棒の種類・寸法などの影響に関する基礎データを得た。また、特に緩衝ガスのフラーレン生成に対する影響に着目して、熱電対によるチャンバー内の温度変化、HPLCを用いたチャンバー内の場所によるフラーレン収率の分布などの結果を得た。アーク放電法を用いた場合にフラーレンの収率が、チャンバー内に分布を持つこと、さらにこの分布が緩衝ガスの圧力や流れに強く依存することなどから、この分布が緩衝ガスの自然対流及び強制対流の様相と強く関連していることが示唆された。また、一部の高次フラーレンの生成率は、C_<60>やC_<70>よりもさらに敏感に生成条件の変化に応答することがわかった(丸山)。ナノチューブ先端とナノコーンの構造の相関性について示し、五員環と六員環の数と位置によってその構造が説明できた(遠藤)。高次フラーレンC86、C88、C90、C92、C94を単離し、その分子構造を決定した。これまでは、一次元のNMRのデータのみから一義的に構造決定が不可能であったこれらの高次フラーレンにおいても、炭素原子のネットワーク構造と化学シフトの経験的に求められる相関を考慮することにより、構造決定できることを明らかにした(阿知波)。高次フラーレンC78,C86,C90およびC96の紫外電子分光測定を行った。この結果,C78分子の対称性はC2v'またC96分子はC1対称である可能性が高いことを示唆した。C86とC90については現在検討中である。また,金属フラーレンGdC82とLa2C82についての測定も行ったところ、金属フラーレンでは金属が含まれる個数によって性質が大きく異なっている可能性を発見した(日野)。アーク放電法を用いたフラーレン生成装置において、アーク放電中の容器内温度分布を熱電対によって測定し、緩衝ガス圧力や流れを変えた場合の温度分布の変化とフラーレンの収率とを比較検討した。また、分子動力学法を用いたシミュレーションにより一定温度に保った孤立炭素原子が凝縮過程で不完全ながらフラーレンと近い構造を形成する過程を実現し、その反応機構について検討した(丸山)。カーボンナノチューブをベンゼン等の炭化水素の熱分解プロセスで調整した。熱分解ナノチューブのTEM観察により、様々な構造体を見出し、その構造モデルを示した。

また、かかるナノチューブは、気相成長炭素繊維(VGCF)の成長初期過程に形成されるため、そのVGCFとの構造相関性について検討した(遠藤)。年度に引き続き原子数100以上の高次フラーレンの単離精製、キャラクタリゼーションを試みた。単離したC_<116>の電子吸収スペクトルはいくつかの構造を有しており、かなり少数の異性体からなっていることを示唆している。さらにC_<116>の単分子膜のSTM観測を行い、外形的にC_<60>のほぼ2倍、たまご形の構造を有していることが明らかになった(阿知波)。高次フラーレン(C_<89>,C_<90>,C_<110>)、金属フラーレン(La_2C_<80>,GdC_<82>)、Cs_1C_<60>の光電子分光法による電子状態の研究を行った。高次フラーレンのフェルミレベルから5eV以下の結合エネルギーの大きいσ電子によると考えられる結合状態は、いずれのフラーレンでも類似であることを見出した。一方5eVより浅い準位では、スペクトルは個々のフラーレンに特徴的であることを明らかにした。金属フラーレンのGdC_<82>では金属からケージに3個の電子が移動していることを明らかにした。Cs_1C_<60>の室温相は金属的な電子状態を持つことを明らかにした(日野)。炭化水素の気相熱分解法によりカーボンナノチューブを生成し、TEM及びFE-SEMによりその構造解析を行った。またナノチューブのTEM格子像に画像処理を施すことにより、100面が002面に対して本来の位置より傾いたグライド構造が三次元的なグラフアイト構造と巧みに共存していることを見出した。これによって今まで困難であったナノチューブの乱層構造的な欠陥を明確にでき、乱れた乱層構造からナノチューブの電子的性状も推定できた(遠藤)。レフレクトロン型TOF質量分析計を用いてレーザー蒸発超音速膨張法によるフラーレン生成の条件に関しての検討を行った。さらに、分子動力学法を用いたシミュレーションにより、一定温度に保った条件下での凝縮過程で孤立炭素原子から不完全ながらフラーレン構造を形成する過程を実現し、制御温度の効果について検討した(丸山)。
旧石器・縄文時代哺乳動物遺体の化石生成論的研究

1.石灰岩洞穴における発掘調査・分布調査岡山県新見市足見NT洞穴と同県北房町地蔵ヶ淵洞穴で発掘調査を行った。足見NT洞穴の発掘では多量の哺乳動物化石を発見し、出土状況を詳細に記録した。動物化石はシカ科・イノシシ科・イヌ科のほか、ハリネズミ科。トガリネズミ科・ウサギ科・リス科・ハタネズミ科など中・小型哺乳動物からなり、種類の構成により中期更新世中期の可能性が高い。堆積状況および関節状態の骨格から、これら動物遺体の多くは石灰岩縦穴に転落・埋没した可能性が推定できる。発掘はなお完了していないが、動物化石を含む石灰岩洞穴としては日本列島で最も古い部類に属し、その成果は化石生成論研究にとって意義が深い。地蔵ヶ淵洞穴では少量の縄文土器・石器・獣骨などが出土したが、生活遺構との関係の追究は今後の課題である。洞穴の分布調査については、岡山県新見市を中心とする阿哲台石灰岩台地において実施した。40ヵ所近くの横穴洞穴の位置図を作成するとともに、2ヵ所で獣骨・人骨を採集した。2.瀬戸内海海底哺乳動物化石産出層の調査水中テレビロボットRTV100を用いた瀬戸内海海底哺乳動物化石産出層の調査は、香川県下の坂出市小瀬居島西方沖・小豆郡内海町大角鼻南方沖・三豊郡詫間町三崎西方沖・坂出市乃生岬北方沖の4ヵ所で実施した。水中テレビロボットによる探査は、船上モニターで海底堆積物の鮮明な映像を得ることができ、大きな水深差を自由に移動でき、長時間潜水が可能である等、人間の潜水あるいは音波探査といった従来の海底調査にくらべ、格段に優れた効果を発揮することが確認できた。今回の調査では、調査日数が少なく、航路・漁場等による制約も一部加わり、化石祖のものの埋没状態を確認するまでにいたらなかったが、化石産出層と推定できる堆積土を直接観察できた。また小瀬居島周辺と三崎周辺の漁港において、今回海底調査を行った海域で漁網により引き上げられたゾウ・シカ類の化石を入手し、当該海域が埋没化石調査対象地点としてなお有望であることを再確認することができた。(1)石灰岩洞穴における動物化石の産状研究については、おもに岡山県北部阿哲台地で実施した。北房町地蔵ケ淵洞穴の試掘調査では、縄文時代晩期の土器・石器・獣骨を検出し、包含層の遺存することを確認した。また厚手の土器の出土があり、より古い時期の包含層も予想できた。分布調査では新たに新見市足見NT第1洞穴を発見し、試掘を実施した。その結果、洞内堆積物中においてきわめて良好な哺乳動物化石の包含層を確認した。化石骨は、ゲッシ類に属する小動物が圧倒的に多いが、シカ・イノシシなどの大型・中型動物の四肢骨なども含まれ、上腕骨と尺骨が関節状態を示す例があった。試掘は小範囲にとどまっているが、化石包含層の厚さは1.5メートル前後と推定できる。人工遺物はまだみられないので化石層の正確な年代は不明であるが、包含層下位に火山灰が含まれることを確認しており、更新世末期に遡る可能性の大きいことが判明した。

(2)瀬戸内海海底の更新世大型哺乳動物化石包含層の探査につては、水中テレビロボット(MITUI・RTV-100)を用い、香川県坂出市小瀬居島周辺および同県内海町大角鼻沖の2カ所で実施した。いずれも従来から漁船により多数の化石骨が引き上げられている地点である。それぞれ2日間、潮流の弱くなる日時をねらい、水深2050メートルの範囲で探索を行った。まだ化石骨の確実な発見にまで至っていないが、陸化していた当時の更新世水成堆積層に由来すると思われる砂礫の分布がみられ、今後における作業の継続により、化石骨の埋没状況をとらえうる可能性は大きいと思われる。なお、海底における地形・地質の状況は、ビデオカメラと水中カメラにより撮影・記録した。(3)淡水成堆積層の動物化石については、長崎県芦辺町でナウマンゾウ臼歯の新資料発見があり、壱岐島の化石産地2カ所の現場踏査を行うとともに、芦辺町資料のクリーニングと樹脂による強化・接合を行った。1.石灰岩洞穴の発掘調査1993年10月4日から10日まで、岡山県新見市足見NT洞穴の発掘調査を行った。第1洞では、化石を含む堆積層を上面から約2mの深さまで掘り下げたが、堆積層の下底になお到達していない。昨年度、年代を決めるうえで重要な手がかりになると予測していた火山灰層については、化石包含層の上面を薄く覆うのみであることが判明した。火山灰は後期更新世の三瓶浮布火山灰の可能性が高く、したがって化石包含層もそれ以前となることがほぼ確実となった。第2洞は、洞壁面にわずかな堆積層が付着するのみであった。第1洞・第2洞では共通してシカ化石を含むが、とくに食虫類ハリネズミ・トガリネズミ・ジネズミ、ゲッシ類ニホンムカシヤチネズミ・ヒメネズミ等、小動物化石が豊富であった。とりわけハリネズミは日本で2例目の確認であり、ニホンムカシヤチネズミとともに、この化石包含層が中期更新世に遡る可能性を示すものとなった。化石は粘土に包まれており、縦穴への転落による堆積と推定できよう。2.瀬戸内海海底産出動物化石とその産出層の調査香川県三豊郡詫間町の荘内半島三崎沖の海釜域では、現在も時折漁船が底引き網でゾウ・シカなどの動物化石を引き上げている。1993年11月4・5日、この海域を中心として水中テレビロボットによる海底の探査を行った。海釜は南北に長いが、半島側の東辺では海底地形図にはない砂州の発達がみられた。南辺の御幸岩付辺は転石が多い。海釜北端は、水深約60mで砂泥堆積物となり、化石包含層としてはこの付近が最も可能性が高いと推定できた。操業中の漁船から若干の採取化石を入手し、引き上げの状況を聴取することができた。1.瀬戸内海海底産出動物化石とその産出層の調査1994年11月10日・11日、香川県坂出市乃生(のう)岬沖の海釜域で水中テレビロボットRTV-100を用いて海底の探査を行った。海釜は長さ2km、幅1kmで、東北から西南へのびる。最も深いところで水深約77mである。海釜の西南方陸地側の斜面の深さ約53m地点などにおいて硬いシルトあるいは小礫の分布がみられ、化石を包含していた段丘堆積物の可能性が推定できた。2.石灰岩洞穴の発掘調査1994年10月、岡山県新見市足見NT洞穴の第3次発掘調査を行つた。洞内南半部の堆積物を約70cm、洞前堆積物を約1m掘り下げ、ジャコウジカ・イノシシのほかゲッシ類等小型哺乳動物の化石を多量に採取した。動物群の時期は更新世中期に属する。
Al-Ti系微細化剤中のAl3Tiヘテロ凝固核の形状変化に基づく微細化能向上

ECAP加工によりAl-5mass%Ti微細化材中の板状Al3Tiヘテロ凝固核粒子を粉砕すると,新たに発生する界面のパラメータMが加工前の板面と比べて小さいことが見いだされた.そこで本研究では巨大ひずみ導入法として,ECAPのみならずMDF (Multi Directional Forging)加工および異周速圧延を採用した.ここで異周速圧延とは,互いに周速の異なるロールを用いた圧延である.両ロールでロールと材料の速度が同じとなる中立点位置が異なるため,それらの間にはさまれた領域では両表面で摩擦の方向が逆となり,材料は厚さ方向全体にせん断変形する.したがって,異周速圧延では等速圧延のような圧縮変形のみでなく,せん断変形を伴う.本研究ではモデル材料としてAl-7mass%Si-1mass%Fe合金を使用し,上記巨大ひずみ導入により板状β-AlFeSi金属間化合物粒子の破砕を試みた.そして,β-AlFeSi粒子の長軸長さを測定することで破砕状態を調査した.一方向圧延はクロス圧延に比べてβ-AlFeSi粒子をより破砕していた.一方向圧延では圧延方向が変わらないため,常に同じ方向にせん断変形する.一方で,クロス圧延では圧延方向を90°回転させるため,せん断変形が生じる方向も90°回転する.そのため,一方向圧延の方が大きなせん断ひずみ量を与えることができ,β-AlFeSi粒子を効果的に破砕できることがいえる.また,両面圧延は片面圧延に比べてβ-AlFeSi粒子をより破砕した.片面圧延では常に同じ方向にせん断変形が生じるのに対して,両面圧延では毎回逆方向にせん断変形が生じる.このことから,β-AlFeSi粒子の破砕には同じ向きの応力よりも,逆向きの応力を繰返し施す方が有効であると考えられる.したがって,ヘテロ凝固核粒子の破壊法として有効であると結論できる.二段階急冷装置の,二段目での恒温保持が,現在の処,装置の関係で長時間は行えていない.装置を製造した業者と打ち合わせを行っており,炉の安定化を目指す.最終年度であるので,装置の完成を急ぐと共に,当初予定の成果を上げる.また,開発した装置が,Al-Si系合金鋳造材の微細化機構究明にも使える可能性が出てきたので,その件に関しても調査を進めていく.ECAP加工によりAl-5mass%Ti微細化材中の板状Al3Tiヘテロ凝固核粒子を粉砕すると,新たに発生する界面のパラメータMが加工前の板面と比べて小さいことが見いだされた.そこで本研究では巨大ひずみ導入法として,ECAPのみならずMDF (Multi Directional Forging)加工および異周速圧延を採用した.ここで異周速圧延とは,互いに周速の異なるロールを用いた圧延である.両ロールでロールと材料の速度が同じとなる中立点位置が異なるため,それらの間にはさまれた領域では両表面で摩擦の方向が逆となり,材料は厚さ方向全体にせん断変形する.したがって,異周速圧延では等速圧延のような圧縮変形のみでなく,せん断変形を伴う.本研究ではモデル材料としてAl-7mass%Si-1mass%Fe合金を使用し,上記巨大ひずみ導入により板状β-AlFeSi金属間化合物粒子の破砕を試みた.そして,β-AlFeSi粒子の長軸長さを測定することで破砕状態を調査した.一方向圧延はクロス圧延に比べてβ-AlFeSi粒子をより破砕していた.一方向圧延では圧延方向が変わらないため,常に同じ方向にせん断変形する.一方で,クロス圧延では圧延方向を90°回転させるため,せん断変形が生じる方向も90°回転する.そのため,一方向圧延の方が大きなせん断ひずみ量を与えることができ,β-AlFeSi粒子を効果的に破砕できることがいえる.また,両面圧延は片面圧延に比べてβ-AlFeSi粒子をより破砕した.片面圧延では常に同じ方向にせん断変形が生じるのに対して,両面圧延では毎回逆方向にせん断変形が生じる.このことから,β-AlFeSi粒子の破砕には同じ向きの応力よりも,逆向きの応力を繰返し施す方が有効であると考えられる.したがって,ヘテロ凝固核粒子の破壊法として有効であると結論できる.二段階急冷装置の,二段目での恒温保持が,現在の処,装置の関係で長時間は行えていない.装置を製造した業者と打ち合わせを行っており,炉の安定化を目指す.最終年度であるので,装置の完成を急ぐと共に,当初予定の成果を上げる.また,開発した装置が,Al-Si系合金鋳造材の微細化機構究明にも使える可能性が出てきたので,その件に関しても調査を進めていく.装置の調整に時間がかかり,昨年度末に行う予定で計画していた実験が本年度にずれ込んだため.
口腔バイオフィルムにおける新規スーパー耐性菌の探索とその薬剤耐性機構解明

緑膿菌、アシネトバクターや結核菌などにおける多剤耐性菌の絶え間ない出現は世界的な健康の驚異である。最近、Dantas G博士らは彼らが分離した数百の分離土壌細菌が抗菌薬を唯一の炭素源として増殖する能力を持っていることを明らかにした。抗菌薬を資化する多くの細菌がヒトの病原細菌の近縁であった。そこで、この研究の目的は多剤耐性菌、特に抗菌薬を資化するような細菌のデンタルプラークや歯科医療環境とくにデンタルユニット水におけるそれらの分布状況を調べることである。ペニシリンやカナマイシンを資化する代表的な細菌がデンタルユニット水から分離された。それらは16SリボソームRNA遺伝子の塩基配列解析の結果、Sphingomonas aquatilisとChitinophaga sp.と同定された。健常人や歯周病患者の口腔内サンプルからは多剤耐性菌や抗菌薬資化性細菌は見つからなかった。一方、重篤な細菌感染(敗血症)で長期間の抗菌治療を受けた患者口腔内からは薬剤耐性腸球菌やメチシリン耐性表皮ブドウ球菌やβラクタム系抗菌薬に耐性な口腔レンサ球菌が分離された。全身的な抗菌治療によってデンタルプラークの細菌叢の構成は変化して耐性菌が増加するかもしれないし、また抗菌薬資化性細菌もすでに歯科医療環境にすでに存在することが分かった。昨今、ほとんどの抗菌薬が効かない多剤耐性緑膿菌や多剤耐性アシネトバクターの蔓延が臨床現場で問題となっている。また抗菌薬をも積極的に利用して増殖するスーパー耐性菌の出現も報告され注目されている(Dantas GらScience,2008; 320 (5872):100-3)。そこで昨年度に引き続き、デンタルユニット水や健常人や歯周炎患者の歯垢から抗菌薬を唯一の炭素源として利用して増殖するスーパー耐性菌についてDantas Gらの報告を参考に、無機塩溶液に炭素源として各種抗菌薬をそれぞれ1g/Lの濃度含む寒天平板培地を作成してスクリーニング調査を行った。また多量の抗菌薬治療を行った入院患者の口腔内や血液培養から分離された薬剤耐性菌についても調査を行った。健常人や歯周炎患者歯垢からも無機塩溶液に炭素源として各種抗菌薬を添加した培地では培養コロニーは検出できなかった。生体試料を対象とする際には環境中からのスーパー耐性菌選択培地の改良が必要であろう。一方、デンタルユニット水からpenicillin Gを唯一の炭素源として増殖し淡黄色のラフ型コロニーを形成するグラム陰性桿菌は、その16S ribosomal RNA遺伝子塩基配列から、有害なPCBやビスフェノールA分解活性をもつとされるSphingomonas aquatilisであった。また、心内膜炎治療で大量の抗菌薬の投与を受けた患者口腔内からは、penicillin G高度耐性レンサ球菌Streptococcus mitis/oralisやEnterococcus faecalisやメチシリン耐性表皮ブドウ球菌(MRCNS)が分離された。その耐性機構はレンサ球菌ペニシリン結合蛋白の変異やMRCNSではmecA遺伝子の獲得であった。生体内では充分な栄養素が確保でき、薬剤耐性機構は環境中の細菌のそれとは異なることが推察された。昨今、多剤耐性緑膿菌をはじめ、ほとんどの抗菌薬が効かない高度薬剤耐性菌(スーパー耐性菌)の蔓延が問題となっている。さらに抗菌薬をも積極的に利用しうるスーパー耐性菌の出現も予想され、注目されている(Dantas G.らScience,2008; 320 (5872): 100-3)。そこで、今年度は、まずは歯科医療環境(デンタルユニット水)や健常人歯垢から抗菌薬を唯一の炭素源として利用して増殖しうるスーパー耐性菌についてDantas G.らの報告を参考に、無機塩溶液に炭素源として各種抗菌薬(kanamycin、mafenide、penicillin G、vancomycin )をそれぞれ1g/Lの濃度含む寒天平板培地を作成してスクリーニング調査を行った。健常人歯垢(4名)からは培養コロニーは検出できなかった。一方、10台のデンタルユニットから採水したサンプル水の1つからは、penicillin G含有培地で極小コロニーが出現した。

またすべてのサンプル水からkanamycin、mafenide、vancomycin含有培地で極小コロニーが出現し、その2つからはkanamycin含有培地で約1mmの淡黄色のコロニーが分離でき、グラム陰性桿菌であった。16Sリボソーム遺伝子塩基配列から解析すると土壌細菌のChitinophagaに相同性を示すものであった。これはDantas G.の報告にあるスーパー耐性菌、Sphingobacterialesに近縁であり興味深い。その薬剤耐性機構や代謝系などは不明であるが、aminoglycosideの取り込み系を有しているようだ。さらにまた、心内膜炎の治療で大量のβラクタム系抗菌薬の投与を受けた患者口腔内からは、penicillin G高度耐性レンサ球菌(MIC 20μg/mL以上)が検出され、現在、その解析を進めている。基金化の科学研究費の採択が初めてあったことや、東日本大震災の影響で次年度の研究費配分について先行きが不安で、当初、研究費使用が計画より滞ったため。抗菌薬を唯一の炭素源として増殖するスーパー耐性菌を分離培養することはできたが、菌種の同定が1菌種にとどまり、またその菌種がこれまで経験したことのないグラム陰性菌種であったため、新規阻害候補物質の探索などが遅れてしまった。平成23年度に得られた結果を基にして、引き続き、歯科医療環境や口腔内におけるスーパー耐性菌についての調査を進める。さらにスーパー耐性菌の薬剤耐性遺伝子の検出法の開発やその薬剤耐性機構を阻害する新規化合物の探索について研究を進める。1)健常人や長期抗菌療法を受けている入院患者の口腔内におけるスーパー耐性菌の保有状況や各種薬剤に対する耐性化状況調査を引き続き行う(苔口、前田、玉木)。2)スーパー耐性菌の迅速で簡便な検出方法としてPCR法やloop-mediated isothermal amplification(LAMP)法を開発し、臨床検査への応用またその有用性を検討する(苔口、前田、玉木)。3)新規阻害候補物質の探索を行ない、抗菌化学療法が無効となる多くのバイオフィルム感染症に対する新治療薬の開発に繋げる(狩山、苔口担当)。また、得られた結果を取りまとめ、国内外の学会で成果の発表を行いたい。東日本大震災の影響による次年度の研究費配分を不安に思い、当初、研究費使用が計画より滞り、次年度繰り越し分(708,888円)が生じてしまった。繰り越し分も合わせて上記のように研究計画を立てて、研究を進めて行きたい。次年度は平成23年度と同様に、研究費は新規スーパー耐性菌の探索とその薬剤耐性機構の解明を行うため、一般試薬類、細菌培養培地類、検査キット、プラスチック・ガラス器具類、分子生物学のための実験試薬類などの消耗品の購入に主にあてる予定である。学内、医学部共同実験室のDNAシーケンス受託解析費用にも一部をあてる。50万円を超えるような備品類の購入の予定はない。また、研究費は研究成果発表のための学会出張(日本細菌学会第80回総会、千葉幕張メッセ)、平成25年3月18日(月)20日(水・祝))、学術雑誌への投稿費用や印刷費などでも使用する予定である。
近世における朝廷中枢による門跡統制の解明

中世近世において、天皇家や親王家、摂家の男子の内、当主(天皇となることも含む)として家を継がなかった者は、格式の高い寺院へ入寺し、門主となることが一般的であった。そのような寺院のことを門跡といい、門主本人を門跡と呼ぶこともあった。また、門主の出自などに応じて宮門跡、摂家門跡、准門跡といった格の違いがあった。このように門跡は朝廷の一員だったのであり、その存在形態を理解するためには、門跡を直接管理していた朝廷中枢(摂政・関白などの朝廷を運営した執行部)による統制の具体像を究明する必要がある。かかる問題意識に基づき、本研究は、近世を対象として朝廷中枢による門跡統制の実態解明を目指すものである。
重症心身障害者用知育および自立的移動支援システムの開発

重症心身障害者が日常生活の中で容易に利用でき、操作に特別な訓練を要しない自立的移動支援装置の開発を行った。コントローラは、タブレットの絵表示を呼気スイッチ等で操作し、コミュニケーションを取ること及び移動先の選択や移動開始の指示を行うことのできるシステムとし、光マーカを用いたナビゲーションシステムと組み合わせることにより、自動運転での移動を可能とした。さらに、移乗機能は、利用者や介護者等の要望から装置のシートをストレッチャー状態にしてからの移乗と被介護者を起立姿勢に起し、さらにフットプレート回転によりベッドや椅子へ移乗をしやすくしたことにより、介護者の身体的負担の軽減に成功した。移動装置のフレーム試作は、当初予定していた移動装置の完成フレームに加えて、駆動装置として走行用モーター・オムニホイールなどの取り付け搭載にて、これまでよりもさらに付加価値のある装備型とした。また、シートの策定および試作においては、張り調整が可能なスリング式背シート・座シートおよびレッグシート・フットプレートを試作し改善した。これにより、障害者の使用が円滑となった。また、これらのシートは、背シートとレッグシートがリンクされ電動リクライニング機能の装備シート開発の成功に至った。しかしながら、障害を有する使用者やその介護従事者などのヒアリング調査・分析結果からは、障害者の移動装置とベッドまたは車椅子間への移乗等に関する補助機能の要望・要請があり、この機能追加が今後の課題であることが明確となった。上記の平成26年度の分析・検討の結果から、平成27年度においては移動装置の構造仕様の変更として、フレームの改良が最重点課題となった。上記のフレームの変更および取り付け位置などの変更に伴い、回転式赤外線二次元距離センサの試作実験を次年度に変更せざるを得なかった。したがって、光マーカシステムの実験を優先する必要性が生じたため、この装置は、電源を必要としない太陽電池セルと電気二重層コンデンサで対応できるように検討し、実用化の実験の必要性とその可能性が求められた。実験の結果、十分実用可能な成績を確認できた。障害者とコミュニケーションを行うコントローラ(入出力装置)の仕様に関する策定および試作は、タブレット型PCのパネルの接触および呼気スイッチからの信号でタブレット型PCの表示変更やそのコマンドが移動装置のメインコントローラに送信される実験を行った結果、十分実用に供するとの結論に至った。なお、呼気スイッチによるコミュニケーション実験の結果は、日本福祉工学会で発表した。本研究で開発している移動装置の使用者である重症心身障害者やその介護従事者などのヒアリング調査及び分析結果などからは、利用者が(1)移動装置からベッドに移乗する時に、また、(2)移動装置から一般の車椅子に移乗する時に、不自然な姿勢から派生する身体的な負担軽減に資する補助機能に関する要望・要請が多くみられた。現在、開発中の移動装置には、今後、上記2点の機能追加の必要性が喫緊の重点課題であると考え、新たな機能追加として、1移動装置のシートのベッド化と2シートを立ち上げることによる起立補助機能の開発を優先して行った。移動装置の構造仕様の変更、改造により、1背シートとレッグシートがリンクした電動リクライニング機能付加によるベッド化、加えて、シート全体を電動アクチュエータ使用による上下移動可能の実現から、ベッド移乗が簡便に行えるようになった。また、2背シートとレッグシートがリンクした状態で、かつ、レッグシートとフレームが固定するロック機構および座シートとフレームとのロック解除機構を付加したことによりシートを立ち上げること(起立姿勢状態)が可能になった。さらに、移動装置のステップを電動ターンテーブルにしたことにより、車椅子への移乗が簡便に行えるようになった。しかしながら、当初製作の移動装置が大幅に改造されたことによりフレームの強度不足となり、その後の実用走行実験が遅延している。重症心身障害者と介護従事者とが簡便に意思疎通を行える、コミュニケーション支援ツール(コントローラ)は、障害者や介護従事者のヒアリング調査及び分析結果からさらに使いやすいアプリケーションとなり日本福祉工学会で発表した。現在においては、当初、我々が開発予定としていた重症心身障害者利用の移動装置として、移動装置のフレーム及び背シート、座シート、レッグシート、フットプレートの試作が完成した。しかしながら、重症心身障害者とその介護者等の要望・要請から追加機能を付加し、改造する必要性が派生したことにより移動装置のシートのベッド化またシートを立ち上げることによる起立補助機能の開発を優先した。これに伴う当初製作の移動装置の大幅な改造よりフレームの強度不足となり、実用走行実験が遅延している。障害者とのコミュニケーション支援ソフト開発(障害者用外部制御型コミュニケーションツール開発)は、前回に比べて、障害者に合わせて内容の変更・追加が可能であり、介護支援者によるデータ更新が容易となった。上述したように、現在の進捗状況は、総合的に判断すると概ね順調に進展していると言える。重症心身障害者利用の移動装置は、重症心身障害者とその介護者等の要望・要請から移乗機能を付加した自走型電動車椅子を製作し、リクライニングや座面の高さ調整及びフットプレートの回転を電動アクチュエータにより、ストレッチャー状態と非介護者を起立姿勢に起しフットプレート回転によりベッドや椅子へ移乗を行うことを可能とした。追加した二つの移乗機能は、従来の装置に比べ機構が増え多分重量が重くなったが安定な動作が行えることが確認され、介護従事者の移乗介護による身体的負担を軽減でき、施設や家庭での介助作業の負担軽減に大いに期待できると考えられる。