hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
外場摂動印加時の磁気分光を用いた軌道磁気モーメントの操作に関する研究

磁性体と非磁性体の界面における新規な物性の理解のための外場印加中の軌道磁気モーメントの精密測定が可能となった。今後、この技術を用いた物性の議論を進めていく予定である。スピンと軌道を操作することは、スピントロニクスを超えた新たな学術の創出を生み出す。特に、外場摂動の印加による磁化反転や磁気異方性の制御は、スピンと軌道の操作に基づいて低消費電力にて動作するスピンオービトロニクス素子開発において必須の技術である。しかし、なぜ磁性薄膜界面への電圧や圧力などの外場印加により磁気異方性を制御できるか判っておらず、原子レベルでのメカニズムの解明が必要である。そのためには外場印加時の軌道磁気モーメントを詳細に調べる必要がある。そこで本研究では、元素別に軌道磁気モーメントを測定できるX線磁気円二色性(XMCD)に電場や力学的な歪みなどの外場を印加できるシステムの開発を進めてきた。この技術を用いて初めて可能となる、フェルミ準位の変調を用いた非平衡状態のXMCD測定を用い、『電圧印加により界面磁気異方性を制御できるメカニズムを解明すること』を目指した研究を推進してきた。誘電体への電圧印加により、界面の格子変調を強磁性体に可逆的に導入することを進めてきた。格子変調時のXMCD計測に成功し、軌道磁気モーメントの変化を捉えることができた。また、XMCDの元素選択的磁化曲線において、面直ー面内間の磁気異方性の変化を明確にとらえることができた。これは、軌道磁気モーメントの操作による異方性変化を電圧印加XMCDにより計測できたことになり、理論計算とも一致する結果となった。他にも、界面スピン軌道相互作用の操作に関する研究として、CoとPdの界面軌道磁気モーメントの異方性を元素別に計測し、垂直磁気異方性のメカニズムの解明を進めた。また、垂直磁気異方性を示すMnGaとFe, Coの界面での交換結合についてXMCDについて明確にした。薄膜界面における空間対称性の破れによる軌道磁気モーメントの増大を精密観測し、操作することを目的として研究を展開してきた。このために内殻励起磁気分光測定装置を改造し、スピンと軌道磁気モーメントの計測を進めた。これにより、CoとPdの界面での垂直磁気異方性の起源を明確にし、非磁性体Cuに誘起される垂直磁化の精密測定に成功した。さらに、電圧を印加した状態での磁気分光法を開発し、Niにおいて格子ひずみによる磁気異方性の変化と軌道磁気モーメントの変調を捉えることに成功した。これらの成果は、軌道磁気モーメントを操作する新しい研究分野「スピンオービトロニクス」の展開に道を拓くことになる。今後、電圧印加時の電子・磁気分光測定を推進し、スペクトルの変化を議論してくことで、新し物性の創出を目指していく。放射光を用いた電子・磁気分光システムの開発を行った。また、外場印加時の測定ができるようにマニピュレータを工夫し、本目的の達成に向けて着々と進んでいる。今後、電圧印加時の電子・磁気分光測定を推進していき、スペクトルの変化を第一原理電子状態計算と比較することで議論を進めて、新し物性の創出を目指していく。29年度が最終年度であるため、記入しない。磁気分光、軌道分光29年度が最終年度であるため、記入しない。
小児の嗜好形成における食体験・指導効果の縦断的研究

家庭で養育されている乳児40名について、生後6ヵ月から30ヵ月まで定期的に1日あたりの食塩、ショ糖の摂取量測定を行い、その結果についてその都度保健指導を繰り返し、コントロール群との比較においてその指導効果を検討した。併せて母親の味付け行動、食事作りに関する意識調査を実施し、その実態と塩分摂取量に関連する要因について検討した。また、同地域の24保育施設の給食についても、3日間陰膳方式で収集し、同様に1食あたりの塩分とショ糖含有量を測定し、併せて調理者の味付け行動、意識調査も行った。1.月齢別塩分摂取量は、6,8ヵ月齢は「第5次改定日本人の栄養所要量」の示している目標摂取量150mg/kg以下であったが、11ヵ月齢を境に漸増し30ヵ月齢では400mg/kg以上となった。2.保健指導効果は離乳期には有効であったが、離乳完了期以降では効果が認められなかった。3. 11ヵ月齢を境に使用調味料数・種類とも急騰、あるいは家族と同じ味付けへの移行群の増加などから、幼児期への移行とともに味付けへの母親の配慮が緩むことが明かとなった。4.塩分摂取量を高める要因については、18ヵ月齢で高頻度に外食習慣を持つもつことが関連しており、外にショ糖、高塩分食品、使用調味料数の摂取との関連性では、一部関連の見られた月齢もあったが一定の関係性は認められなかった。5.保育施設の給食においても幼児食中の塩分量はかなり高い含有量であった。また、ショ糖は施設間でかなりバラツキがみられ、ショ糖と塩分量との間には有意な相関関係が認められた。未満児保育を行っている14施設と1歳児以上の幼児保育を行っている10施設の計24施設について、3日間陰膳方式で給食を収集し、1食あたりの塩分含有量を測定した。その結果を食事の進行度でみると、離乳期はその進行度と一定な関係はなく前期、中期、後期いずれも平均400mg前後であったが、1歳を境として急激にその含有量は増加し、1食あたり平均10001900mgとなっていた。同様に幼児食に含まれる塩分量も、その進行度とは一定な関係は認められず、離乳食、幼児食とも施設間のばらつきが大きかった。なお、食事の進行段階は離乳期ではほとんどの施設が2ないし3段階に区分しており、幼児期では13歳と4歳以上の2段階の区分の施設が多かった.塩分含有量に関連する要因として調理者の資格・年齢・意識・味付け嗜好等との関連性を検討したが、有意な関係は認められなかった.唯一関連していたのは、幼児食において使用調味料の種類が多い群が塩分含有量が少なく、弱い相関関係(r=-0.476 p=0.05)が認められた.家庭で養育されている乳児40名について、生後6ヵ月から3歳まで定期的に1日あたりの食塩摂取量の測定と保健指導を繰り返し、コントロール群との比較においてその指導効果を検討する計画であるが、本年度は6ヵ月、8ヵ月、11ヵ月まで追跡できた。月齢別の1日あたりの塩分摂取量はそれぞれ191土403mg、483士317mg、1409土1046mgと離乳後期で急騰傾向にあることと、個人差が大きいことが明かとなった。コントロール群については来年度実施する予定である。昨年は家庭で養育されている乳児40名について、一日あたりの食塩摂取量の測定と保健指導を、生後6ヵ月,8ヵ月、11ヵ月と追跡したが、本年はそれ以降15ヵ月、18ヵ月、一部については24ヵ月まで追跡できた。また、コントロール群として、同地域で行なわれた乳幼児健診受診者の中から無作為に抽出し、指導群と同様に一日あたりの食塩摂取量の測定を実施した。

その結果、指導群では6ヵ月:0.19±0.4g、8ヵ月:0.48±0.3g、11ヵ月:1.41±1.1g、15ヵ月:1.93±8.5g、18ヵ月:2.92±1.6g、24ヵ月:5.4±2.8gであり、コントロール群では、6ヵ月:0.6±0.4g、8ヵ月:1.4±0.8g、11ヵ月:2.3±1.0g、18ヵ月:2.69±0.59g、24ヵ月:2.36±1.04gであった。離乳初期から完了期に至る離乳食では指導群がコントロール群に比較して低値を示したが、幼児食になるとその差はなくなり24ヵ月に至っては指導群がかなり高い値を示し、指導のマンネリ化とも考えられ、指導を検討しなければ効果が継続しないことが推測された。さらに、昨年度実施した保育所給食の塩分量と調理者の意識との関連を分析したが、調理者の意識は直接その塩分量には影響していなかった。調理者の味付けに関する意識はかなりばらつきが認められ、給食の塩分指標を示す必要性が示唆された。また、給食中の塩分とショ糖含有量との関連を、幼児食に限って検討したところ、有意に正の相関関係(R=0.46,P=0.0235)が認められ、ショ糖の使用が塩分使用を高めることにつながることが推測された。昨年に引き続き、継続測定者の1日当たりの食塩摂取量をさらに24、30ヵ月齢時点で測定し、併せて保健指導も実施した。さらに昨年、保育所給食の調査で塩分とショ糖間に相関関係が見られたので、継続測定者の中から20ケースを抽出して、ショ糖測定も行った。本年は研究最終年度となるので、測定値のまとめと当初に母親に対して調査した意識調査を分析し、塩分摂取量を高める要因について検討した。離乳初期から30ヵ月齢に至る塩分摂取量は体重1kg当たり1日量で6ヵ月:24±55mg、8ヵ月:61±44mg、11ヵ月:173±120mg、15ヵ月:189±80mg、18ヵ月:287±144mg、24ヵ月:299±126mg、30ヵ月:407±144mgであった。「第5次改定日本人の栄養所要量」の目標量150mg/kgを基準にすると、15ヵ月以降はすべて高い摂取量となっていた。保健指導効果は離乳期には有効であったが、離乳完了期以降はその効果が認められない結果となったが、その指導法を考慮すれば充分効果が期待できる余地があった。11ヵ月齢を境に使用調味料数・種類とも急騰、あるいは家族と同じ味付けへの移行群の増加などから、幼児期への移行とともに味付けへの母親の配慮が緩むことが明かとなった。塩分摂取量を高める要因については、18ヵ月齢で高頻度に外食習慣を持つもつことが関連していたが、外にショ糖、高塩分食品、使用調味料数の摂取との関連性では、一部関連の見られた月齢もあったが一定の関係性は認められなかった。さらに家族形態、母親の味付けの好み、昼間の保育形態などとの関連性も検討したが、有意な関連性はなかった。
不正咬合モデルマウスを用いた顎口腔領域における形態変化と機能発達の関連性の解明

本研究の目的は、不正咬合モデルマウスを用いて、顎口腔諸器官の形態変化が、摂食・嚥下機能の発達にどのような影響を与えるのかを明らかにし、さらに、機能と形態の相互関係について究明することである。本研究の結果から、顎顔面の成長発育を阻害するような不正咬合の存在は、顎骨の成長や咀嚼機能の発達に影響を及ぼすことが示唆された。本命題に対して研究を深めることは、摂食・嚥下機能の発達と障害の発症機序を解明し、顎口腔機能領域の疾患に対する予防及び治療法の開発に飛躍的な進歩をもたらすと考えられる。この目的を達成するために、本年度ではまず実験モデルである不正咬合マウスを製作し、この下顎骨の経時的形態変化と、顎機能のデータを収集することとした。実験モデルには5週齢目のマウスを用い、麻酔下にて咬合挙上装置を下顎前歯に装着し、下顎を右側へ偏位させた。装置装着後、2週間ごとに動物実験用3DマイクロCT(Rigaku)を用いて撮影を行い、形態の変化を観察した。15週齢時に、全身麻酔下で下顎運動センサーユニット用とEMG用のコネクタを鼻骨及び頭部に、標点磁石を下顎骨上に取り付け3次元下顎運動の記録を行い、両側咬筋と右側顎二腹筋筋電図も記録した。また、対照群として、顎偏位を施していないICRマウスも同様に行った。形態に関しては、実験群では偏位側の願孔から下顎頭までの距離が反対側と比較して短くなっていた。顎運動に関しては、実験群でも対照群と同様に開口相、閉口相、前方移動相が確認され、開口運動時の顎二腹筋活動、閉口運動時の咬筋活動も観察された。しかし、下顎運動軌跡において、実験群では対照群と比較して最小開口位が安定しておらず、開口量も小さくなっていた。また、対照群では下顎が最大開口時に左右側へ偏位するのに対し、実験群では、下顎は最大開口時に偏位させた右側へ動きやすい傾向にあった。これらの結果から、顎顔面の成長発育を阻害するような不正咬合の存在は、咀嚼機能の発達に影響を及ぼすと考えられる。本研究の目的は、不正咬合モデルマウスを用いて、顎口・腔諸器官の形態変化が、摂食・嚥下機能の発達にどのような影響を与えるのかを明らかにし、さらに、機能と形態の相互関係について究明することである。この目的を達成するために、本年度は昨年度の実験により得られた不正咬合モデルマウスの下顎骨の経時的形態変化と、顎機能のデータをさらに解析し、考察をした。また、対照群として、昨年度に収集した顎偏位を施していないICRマウスのデータも合わせて解析し、実験群との比較検討を行った。形態に関しては、実験群では対照群と比較して、下顎頭幅径の減少、偏位側歯軸の傾斜、歯槽骨骨密度の低下が認められた。しかし、実験群では咀嚼周期の延長し、食物の粉砕臼磨に相当する閉口相の後半部が対照群と比較して短くなっていた。また、咬筋の活動時間の延長、活動量の減少も認められた。このことは、不正咬合マウスでは臼歯部の対咬関係が失われているため、上下の歯で粉砕臼磨し難くなり、咬筋を効率的に活動させることができないため、咀嚼周期を延長することで咀嚼の調整をしていることが示唆された。これらの結果から、顎顔面の成長発育を阻害するような不正咬合の存在は、咀嚼機能の発達に影響し、成長後の顎骨の形態や咀嚼運動に影響を及ぼすことが示唆された。
イギリスにおける刑事司法改革の研究

本研究は「1984年警察・刑事証拠法」および「1985年犯罪訴追法」の制定によってもたらされた、イギリスにおける刑事司法制度の大改革の全体像を分析するものである。両法典の制定前の状況、法改革の提言、圧力団体の動向、イギリス議会・委員会での審議過程、法律制定後の実務上の変化などの調査結果は、わが国刑事司法のあり方を再考するための重要な素材となろう。1.第1年度には、両法典を翻訳したうえこれを出版するとともに、上記の関連基礎資料・文献の収集・分析をひとわたり終えることができた。2.第2年度には、前年度の基礎作業をふまえて、両法典を6分野に別けて各担当者を定め、各担当者が、担当部分について従前の法と実務法改革の提案、同辺圧力団体・マスコミの動向、1984年法律審議過程と法律成文との関係、法律制定後の実務の様相、新しい判例の動きをふまえたうえで、その調査・分析結果を報告し、それを素材に全員で討議するという方法を数回繰り返した。3.また、両法典成立後、「刑事裁判法」の全面改正はじめ、いぜん刑事司法をめぐるイギリスの状況は流動的であるので、英国の諸機関や滞英中の研究者をとおして最新情報を逐次入手した。4.報告と全体討議が終了した部分については、担当者が論文を作成し、順次、法律雑誌『ジュリスト』に提起連載の形式で発表することとし、937号(1989年7月1日号)より隔号に連載予定である。5.わが国刑事司法制度への影響についてはなお検討を要するが、イギリスにおける捜査、訴追活動の改革は質量ともに重要な意義を有するだけに、日本刑事司法の改善に、制度面でも運用面でも、いくつかの貴重な示唆を与えるであろうことは疑いないといえる。1.研究の進展状況:当初の研究計画どおり,6月(2日間),7月(4日間),9月(2日間),12月(3日間)に研究会を行い,各研究分担者がイギリスの1984年警察・刑事証拠法および1985年犯罪訴追法の立案過程と法律制定後の運用状況について,従前の制度や運用との比較に留意しつつ研究報告を行い,全員で討議を行った.研究報告の主たる資料となったのは,設備備品として購入入手した立案関係資料(イギリス議会議事録,委員会審議録),関係するイギリスの著書・論文,ならびに法律制定後,イギリス政府の刊行した各種統計資料である.また,これらの研究活動と並行して,イギリスの刑事司法改革の状況を伝えるための基礎資料として既に準備していた上記2つの法律全文の翻訳案を全員で再検討し,成案を確定して印刷出版に付することとした.2.研究によって得られた新たな知見:上記研究活動によって,イギリスの刑事司法改革の全過程(従前の法と実務,これに対する改革の提言,法案審議の過程と法律成文との関係,法律施行後の実務の運用と反応)がほぼ明らかになった.とりわけ,法案審議の過程において,従前の運用の制度化や新しい制度の導入にあたり,犯罪捜査のための警察活動の効率化という要請と被疑者の人権の保護という対抗する目的を中心に,多様な利害の対抗とその調整が試みられていることが,個々の具体的な場合について明らかになった.このような犯罪捜査をめぐる対立利益の調整は,わが国の捜査手続の諸問題について,解釈論ないし立法論の提言を行うに際しても十分参考になるものと思われる.なお個別領域の研究成果の詳細は,63年度前半から,各研究分担者が論文の形式で法律雑誌に連載発表する予定である.

本研究は、「1984年警察・刑事証拠法」および「1985年犯罪訴追法」の制定に伴って生じた、イギリスにおける刑事司法制度の大改革の全体像を両法典の制定前の状況、法改革の提言、圧力団体の動向、イギリス議会・委員会での審議を中心とする法律制定過程、法律制定後の実務上の変化などの調査・分析をとおして、わが国刑事司法のあり方を再考することを主眼とする。1.前年度までに、両法典の翻訳・出版作業は完了し、上記の関連資料の分析・収集もひととおり終えた。今年度には、最新の情報につき、英国の諸機関および滞英中の研究者をとおして逐次入手した。2.本年度は、主に、両法典を6つに分けて各担当者を決め、各担当者が、担当部分について従前の法と実務、法改革の提言、1984年法律案審議過程と法律成文との関係、法律制定後の実務の状況と各界の反応、新判例の動きをふまえたうえで、調査・分析結果を報告し、それを素材に全員で討議するという方法を数回くり返した。3.ことに、両法典成立後、「刑事裁判法」の全面改正はじめ、いぜん刑事司法をめぐるイギリスの状況は流動的であるので、担当者はこれらの点についての配慮を怠らないように努めた。4.逮捕、留置、停止、立入り、捜索、差押え、被疑者の取調べ、警察に対する不服申立て及び懲戒、警察・訴追制度の改革は、細部にわたったものだけに、わが国刑事司法の改善にいくつかの示唆を与えることは疑いない。5.報告と全体討議が完了した部分については、担当者が論文を作成し、順次、法律雑誌『ジュリスト』誌に定期連載の形式で発表することとした。計画が若干遅延したが、1989年5月1日号より隔号に連載予定である。
Rhodococcus属細菌の線状プラスミドを利用したベクター系の開発

Rhodococcus sp. RHA1株に存在する線状プラスミドの複製起点についての解析を行い、以下の結果を得た。RHA1株の持つ3種の線状プラスミドのうち、pRHL3の複製起点を含むと思われる6-kb BglII断片を取得し、その塩基配列の決定を行った。その結果、Rhodococcusと近縁なMycobacteriumにおいてプラスミドの複製に関与するタンパク質と優位な相同性を示すopen reading frame(ORF)が見いだされたため、このORFをrep1と命名した。rep1は1020bpからなり、340アミノ酸をコードしている。Rep1が相同性を示したタンパク質は線上プラスミドの複製に関与するものに加えて、環状プラスミドの複製に関与するものもあったことから、両タイプのプラスミドの複製様式に共通性があることが示唆された。rep1遺伝子の上流には他のプラスミドで不和合性に関与することが示唆されているDNA配列が保存されていたが、複製開始時にRepタンパク質が結合すると考えられているアイテロンと呼ばれる配列と相同性を持つ配列は認められなかった。次に、複製に必要な最小領域を同定するためデリーションクローンを作成し、複製に関与する領域をrep1及び上記の保存配列を含む3-kb KpnI断片にまで縮小した。また、取得に成功していないpRHL1及びpRHL3それぞれの片側の末端断片の取得も試みた。pRHL3DNAのPstI消化物に対して、取得済みの1.8-kb pRHL3末端断片をプローブに用いたサザン解析を行ったところ、1.8kbと3.2kbにハイブリダイズした。同様の実験をPstI消化したpRHLlDNAと取得済みの1.2-kb pRHL1末端断片を用いて行ったところ、1.2kb、2.2kb、5kbにハイブリダイズしたため、pRHL1は末端以外の部位に末端断片と相同性を持つ領域があることが示唆された。今後pRHL3の未取得末端をクローニングし単離した複製起点と組み合わせることで、線状ベクターの構築が可能になると考えられる。Rhodococcus sp.RHA1株に存在する線状プラスミドの複製起点についての解析を行い、以下の結果を得た。RHA1株内で複製ができないコスミドベクターに選択マーカーとしてチオストレプトン耐性遺伝子を挿入したCharomid 9-28::Ts^Γを用いてRHA1 total DNAライブラリーを作製した。このライブラリーをRHA1株に導入し、チオストレプトン耐性を指標にしてRHA1株内で複製可能な形質転換体を検索した結果、pCHB79の単離に成功した。パルスフィールド電気泳動によってRHA1株の線状プラスミドを分離後、pCHB79の4-kb HindIII断片をプローブに用いてサザンハイブリダイゼーションを行った結果、インサート断片の由来が線状プラスミドpRHL3であることが示唆された。また、pCHB79をRHA1株に導入して得られた形質転換体では全てpRHL3が消失しており、pCHB79はpRHL3に対して不和合性であることが示された。これはpCHB79がpRHL3と競合する(共通の)複製機構を持つことを意味し、pCHB79が実際に機能しているpRHL3の複製領域を含んでいることを示すものと考えられた。サブクローニングにより複製領域が含まれていると示唆されるDNA領域を縮小した結果、6-kb Bg/II断片の取得に成功し、現在その塩基配列を決定中である。pRHL2の複製起点を含むDNA断片についても同様の方法でスクリーニング中である。また、pRHL3の末端配列の取得も進行中である。同様の実験をPstI消化したpRHLlDNAと取得済みの1.2-kb pRHL

1末端断片を用いて行ったところ、1.2kb、2.2kb、5kbにハイブリダイズしたため、pRHL1は末端以外の部位に末端断片と相同性を持つ領域があることが示唆された。今後pRHL3の未取得末端をクローニングし単離した複製起点と組み合わせることで、線状ベクターの構築が可能になると考えられる。
農村他出子弟の農村地域資源保全への参与条件に関する研究

農村他出子弟がふるさとの農村地域資源保全に対して行う支援実態に関する調査研究を行い,第一に,他出子弟の帰省・農作業手伝いに影響を与える属性として,他出子弟の年齢・続柄・居住地等を明らかにした。第二に,現在の稲作技術における臨時労働力の必要性と,それに対する他出子弟を含む「手伝い」形態による労働力調達実態を明らかにした。第三に,他出子弟が実家の農地資源保全に対して行う支援内容に関して,農家側・他出子弟側の意向を明らかにした。本研究では,農村の地域資源保全に農村外部から参与する主体として,当該農村の出身者である他出子弟に注目している。全国の他出あとつぎの3人に1人以上が実家の自家農業に従事しており(農林業センサス(1995年)),かつ,他出あとつぎの自家農業への従事傾向は強まっている(1990年から1995年の動向)。本年度は,統計資料ならびに平成17年度実施のアンケート調査の分析によって,他出子弟の存在実態ならびに彼らの農作業従事実態を明らかにするとともに,調査事例地域の選定ならびに次年度以降の調査設計を目的とした,農家ヒアリング調査を全国数地域において実施した。農業あとつぎ形態別の農家割合を農業地域別にみると,あとつぎ不在農家割合が半数を超える北海道,同居あとつぎ農家割合が高い南関東・東海・北陸・東北・北関東,全国のなかで他出あとつぎ農家割合が相対的に高い割合を示す中国・四国・山陰,同居あとつぎ農家割合が全国でもっとも低く他出あとつぎ農家割合が全国でもっとも高い南九州,という地域性がある。一方,他出あとつぎの自家農業への従事割合では,山陽・近畿・東山で高く,北海道・東北・南関東で低いという地域性がある。アンケート調査の分析から,茨城県北部の調査地域における,他出子弟の農村への帰省ならびに自家農業手伝いの実態を明らかにし,他出子弟の年齢・居住地・世帯主との続柄,実家の家族構成など,他出子弟の農村関与行動に影響する要因を析出した。平成19年度以降は,農村に居住する農家側が他出子弟に対して期待する役割・支援の内容,ならびにその内容に対する他出子弟側の対応意向について,複数地域における事例調査により分析する。本年度は,農村に居住する農家側が他出子弟に対して期待する役割・支援の内容について,複数地区における現地実態調査を行った。福岡県他の複数地区において,農村地域資源の保全管理活動に関する実態調査(地区代表者に対するヒアリング調査)を行った。しかし,地域社会(自治会・区レベル)が実施している資源保全に関する共同作業(用水路・排水路・ため池・農道・共有施設・河川等の清掃・草刈り作業)に出役している事例は,確認されなかった。また,広島県の中山間直接支払いの集落協定組合における活性化計画策定会議では,活性化計画に他出子弟を位置づけることに対して,否定的な意見が多数を占めた。しかし一方で,各農家の農作業従事というレベルにおいては,他出子弟の関与は確認される。稲作では,種まき・田植え作業において多人数による組作業が必要とされる。同居家族数が少ない農家では,他出子弟の農作業従事が営農継続に大きな役割を果たしている。これらの作業の農家外への委託による作業集積の進展は,他出子弟の農作業従事を減少させる方向に作用する。以上から,「むら」レベルで実施する資源保全活動については,農村側から他出子弟に対する出役期待は小さいといえる。しかし,むらの労働力が本年度の事例地区より枯渇している地区においては,他出子弟への期待が生じている可能性があることに留意する必要がある。一方,「いえ」レベルで実施する農作業(営農継続を通じて農地資源保全に寄与する)については,担い手への作業集積が進んでいない地区において,農村側から他出子弟への出役期待は大きく,また他出子弟もそれに対応している実態があるといえる。本研究の最終年次となる平成20年度は,上記考察から,本年度の事例地区より労働力が枯渇している地区の現地調査を実施するとともに,農家・他出子弟の意向について,コンジョイント分析等を用いた定量的な分析を行う。本年度は,(1)農村に居住する農家側が,農村地域資源の保全管理に関して,他出子弟に対して期待する役割・支援の内容,ならびに,(2)ふるさとの農村地域資源の保全管理に関して,農家側から期待される役割・支援の内容に対する他出子弟側の対応意向を明らかにするため,事例地域を設定してアンケート調査を実施した。アンケート調査の実施地区は,昨年度までの研究成果をふまえ,広島県の中山間地域の一集落に設定した。調査地区では,担い手への農地流動化や集落営農の組織化が進展せず,経営耕地面積規模が2ha未満の零細な水田農業が,「いえ」単位において個別完結による農作業によって営まれている。またほ場の傾斜度が高く管理作業が必要な法面面積も大きいため,これらの管理作業における労働的支援の需要の存在が予想される地域であるといえる。

アンケートは,農家側,ならびに他出子弟側の調査票をそれぞれ作成し,他出子弟による農村地域資源管理に関する需要側の意向,ならびに供給側の意向を把握できるように設計した。具体的には,(1)需要サイドにおいて,他出子弟の労働的支援と金銭的支援のどちらをより強く欲しているのか,ならびにその考え方に関係している農家属性は何か,また,(2)供給サイドにおいて,ふるさとの実家に対して,労働的支援と金銭的支援のどちらをより強く志向しているか,またその考え方に関係している他出子弟の属性は何か,を分析するため,コンジョイント分析の設問をメインに据えた調査票を作成した。調査の実施・調査票の回収が年度末となったため,調査結果の取りまとめが遅れているが,今年度中の成果公表を予定している。
非平衡高圧水素プラズマによるシリコン次元変換ソフトプロセスの開発

シリコンナノ(n-Si)粒子は、超バルク理論効率を実現する量子ドット太陽電池やSi可視光ダイオー、さらにはリチウム(Li)電池の大容量化・長寿命化が期待できる負極活物質など次世代光電子デバイスのキーマテリアルとして注目を集めている。本研究では、廉価なSiバルク材からLi電池負極材用n-Si粒子の低コスト生産に向けて、非平衡高圧水素プラズマを用いてバルクシリコン材料からn-Si粒子の生成を狙った。種々の形態のプラズマ源を開発し、その特性を評価すると共にスリット型プラズマ源を用いて、Li電池に求められる直径50nm以下のn-Si粒子の合成に成功した。シリコンナノ(n-Si)粒子は、次世代デバイスのキーマテリアルとして大きな注目を集めている。本研究では、その廉価製造に向けて、Siバルク材からn-Si粒子を高効率に形成する次元変換ソフトプロセスの開発を目的としている。具体的な目標は、非平衡高圧水素プラズマによる蒸発促進現象がSiに対して発現することを確認し、その支配因子を探究するとともに、直径50nm以下のn-Si粒子の合成手法として、その適用可能性を検証することである。本年度の取り組みとして、現有のSi処理装置に設置可能なマイクロ波ジェットプラズマ源の開発、平行平板型高圧水素プラズマによる低融点金属を用いた蒸発実験、ならびに狭ギャップスリットプラズマ源を利用したMG-Siのエッチングとその生成物の確認を行った。本研究では、Si溶融熱源としてプラズマによる加熱効果の利用を企図しており、これに向けたマイクロ波水素プラズマトーチの開発を行った。試作したプラズマ源を用いて大気開放下にてHe、N2、乾燥空気ならびにArをキャリアガスとしてプラズマを生成したところ、いずれのガスを用いた場合にもプラズマジェットの生成が確認された。そこで二線強度比較法によりガス温度を求めると、プラズマ生成条件に依存して、2000Kから4000Kの範囲のガス温度のプラズマを生成できる事が分かった。この作製したノズルをSi処理装置に設置し、He、ArならびにH2ガスを用いてプラズマジェットの生成を試みた。その結果、各々純粋なガス雰囲気においては、装置の許容動作条件においてジェット状プラズマを生成することは困難であり、二種類のガスを同時に供給する事が重要である事が分かった。この知見に基づきジェット装置を改良した結果、水素含有雰囲気下にてジェットプラズマを生成する事に成功した。このプラズマのガス温度は、最大4000K程度であることが分かった。本研究では、バルクSiを原料に用い、高純度・高品質なナノSi(n-Si)粒子の形成を可能にする、次元変換プロセスの開発を目指している。本年度の目標として、Siを溶融可能なガス温度を有するプラズマを生起可能なプラズマ源の開発、ならびに金属級Siを水素プラズマに曝露した際に生成される物質の同定を設定していた。前者に関しては本年度新たに設計製作したノズル電極によりSiを溶融するに十分なガス温度のプラズマの生成を確認し、さらには、クローズドな実験系で水素混合ガスを供給する場合において、プラズマジェットを生成するために必須となるガス供給方法を見出している点、さらにはこの閉空間で生成された水素プラズマにおいても4000K程度のガス温度が得られている点で、次年度の研究進展と最終目標の達成に向けた準備が着実にできていると判断できる。さらに、後者では、MG-Siと水素プラズマの反応により、SiH4と同時にSi系の微粒子が生成されていることが確認できており、本研究の最終目標達成に向けて着実なデータの蓄積が出来ていると判断したため。本年度は、水素プラズマを用いた蒸発促進作用によりどの様な微粒子が生成出来るかを詳細に検討するため、昨年度から継続して平行平板型高圧水素プラズマによる蒸発促進作用による生成物の分析を進めると同時に、狭ギャップスリットプラズマ源を利用したSiのエッチングとその生成物の確認・評価を行った。平行平板配置型の水素プラズマ蒸発促進では、高温を用いず簡便に基礎的現象を確認できる低融点金属であるInを利用した。実施した実験条件では、450°CのIn原料温度で最大7.5mg/sの蒸発速度が得られることが確認された。この蒸発速度は、450°Cの熱蒸発速度の一千万倍である。また蒸発したInを対向側水冷電極上に設置したSi基板により回収し、その形態を電子顕微鏡により観察・評価した。微粒子の粒径は、電子顕微鏡で確認できるものとして、20nmから5umの微粒子が生成されていることが分かり、希ガスの添加により微粒子の形状が変化する様子が確認された。さらにプラズマに長時間曝露される基板上では、微粒子の生成よりも50nm程度の細孔を多数有するポーラスな微粒子が形成される事が分かった。一方、スリットプラズマ源を利用したSiのエッチングと生成ラジカルの凝集により微粒子の生成を試み、Si基板上へ回収し、その評価を行った。赤外吸収分光から、形成されたSi微粒子は水素終端されており比較的安定であるが、長時間の大気曝露により徐々に酸化反応が進行し、最終的にSiOもしくはSiO2リッチな微粒子となる事が分かった。また、ラマン分光により形成したSi微粒子の結晶性は、結晶、ならびにアモルファスのものが混在している事が明らかとなった。さらに生成したSi粒子は、200nmから数umの粒径に凝集しているものの10-20nm程度の粒径をもつSi微粒子が形成されることが分かった。この結果、バルクSiからナノ粒子Siの生成に成功した。

シリコンナノ(n-Si)粒子は、超バルク理論効率を実現する量子ドット太陽電池やSi可視光ダイオー、さらにはリチウム(Li)電池の大容量化・長寿命化が期待できる負極活物質など次世代光電子デバイスのキーマテリアルとして注目を集めている。本研究では、廉価なSiバルク材からLi電池負極材用n-Si粒子の低コスト生産に向けて、非平衡高圧水素プラズマを用いてバルクシリコン材料からn-Si粒子の生成を狙った。種々の形態のプラズマ源を開発し、その特性を評価すると共にスリット型プラズマ源を用いて、Li電池に求められる直径50nm以下のn-Si粒子の合成に成功した。本研究では、大きな注目を集めているn-Si粒子の廉価製造技術の確立に向けて、非平衡高圧水素プラズマによる溶融物質の蒸発促進現象をSiに適用することを試み、本蒸発促進現象の支配因子を探究するとともに、直径50nm以下のn-Si粒子の合成手法として、その適用可能性を検証することである。今後は、開発したプラズマジェット源、ならびに平行平板型高圧水素プラズマ源を用いて、バルクSiからn-Si粒子を生成し、その粒径制御にかかる支配因子を、プロセス雰囲気中の水素濃度、全圧、投入電力、プラズマ中のガス滞在時間(即ちガス流速)、さらにはプラズマ端からの距離に着目し、これらのパラメータとn-Si粒子の粒径との相関を明らかにする。また、得られるn-Si粒子の性状と作製パラメータの相関を明らかにするため、赤外吸収分光法によりn-Si粒子の表面終端状態、ならびにSi-H結合密度を評価するとともに、電子スピン共鳴法により未結合手の密度を測定し、粒子の表面終端状態を明らかにする。さらに、n-Si粒子の結晶性(非晶質or結晶?)を、ラマン分光法、透過電子顕微鏡、さらにはX線回折を用いて明らかにする。最後に、本手法により低純度な金属級Siバルク材からn-Si粒子を形成し、金属級Si中の金属不純物が、どの様にどの程度輸送されるかを明らかにする。金属濃度は、誘導結合プラズマ質量分析法で測定し、平均情報として得る。プラズマ材料科学当初予定していた誘導加熱式サンプル加熱溶融機構に代えて、最低限の目的のみが達成可能なプラズマ加熱方式を採用したこと、さらには他の研究プロジェクト終了に伴い、Siの溶融が可能なパルスレーザーシステムを本研究で使用することが可能になったことで、Si溶融装置に予定していた予算が圧縮できたため。今後の研究方策に記載した通り、水素プラズマによる蒸発促進効果を用いてn-Si粒子の作製実験とその特性評価が主な計画内容である。未執行分は、本研究で新たに採用する事となったプラズマ加熱に用いる電極、パッキン、絶縁フランジ等やレーザー加熱システムに用いるレンズ等の消耗品への充当を予定している。また、n-Si粒子の特性評価には、外部機関での測定も必要であり、その際の測定点数、ならびに対象元素を当初予定よりも拡げる事で、実験データの充実に向けて未執行分を充当する。
学習型音声対話機能を持つ外観検査ロボットの開発

従来の音声対話システムでは,予め決められた単語や文法通りの発話でなければ認識・応答することができない.しかし,一般的な人間同士の対話では,意味は同じだが異なる言い表し方(以降「言い回し」と呼ぶ)が多く用いられ,それら全てを事前にシステムに与えることは困難である.そこで本研究では,開発者が設計した対話知識を持つロボットが,サービス遂行に係るユーザの発話から未知の音素系列からなる単語とその意味をインタラクティブに学習するための手法を開発する.サービスロボットの具体例として,車両キズ検査ロボットを開発し,実用的な協調作業の場でアルゴリズムの評価と改善を進める.2017年度は,キズ検査ロボットの改良を行うとともに,車両の全周検査を実施するための動作プログラムを作成し,全周検査を実施した.また,車両後面検査のアルゴリズムを改良し検査精度を向上させた.2018年度は,言い回し学習手法の評価実験として,従来は2単語発話でのみ評価を行っていたが,3単語発話での評価実験を実施し,その有効性を評価した.また,動作系列名学習手法の開発を進める中で,より多くの実験データを収集する必要性が生じたため,キズ検査をUnity上でのシミュレーションで行うための実験環境を構築した.さらに,動作系列名学習および動作価値に基づいた意味推論手法には,車両とロボットの相対位置情報が必要となるため,畳み込みニューラルネットワークを用いて,カメラ画像から,車両のどの位置を撮影しているのかを認識するプログラムを作成した.2018年度の成果は,2019年9月に開催される日本ロボット学会学術講演会で発表予定である.2018年度の計画通り, (C-1)動作系列名学習手法の開発,(D)動作価値に基づいた意味推論手法の検討,(A-2)(A-4)で開発した検査用動作シーケンスおよび対話シナリオの改良と充実化を進めたが,動作系列名学習手法の実現には至っていない.動作系列名学習の実験に多くの動作シーケンスデータが必要となったことから,当初の計画には無かったシミュレーション環境を構築したため,研究の進捗がやや遅れた.2019年度は(C-1)動作系列名学習手法の開発,(C-2)動作系列名学習手法と(D)動作価値に基づいた意味推論手法をロボットに実装し,(E)検査タスクを用いた提案手法の評価を行う.従来の音声対話システムでは,予め決められた単語や文法通りの発話でなければ認識・応答することができない.しかし,一般的な人間同士の対話では,意味は同じだが異なる言い表し方(以降「言い回し」と呼ぶ)が多く用いられ,それら全てを事前にシステムに与えることは困難である.そこで本研究では,開発者が設計した対話知識を持つロボットが,サービス遂行に係るユーザの発話から未知の音素系列からなる単語とその意味をインタラクティブに学習するための手法を開発する.サービスロボットの具体例として,車両キズ検査ロボットを開発し,実用的な協調作業の場でアルゴリズムの評価と改善を進める.平成29年度は,これまでに開発していたキズ検査ロボットの試作1号機を改良し,より走行の安定性が高い試作2号機を開発した.また,これまでは車両側面のみの検査を対象としていたが,試作2号機では,車両の全周検査を実施するための動作プログラムを作成し,全周検査を実施した.従来の検査手法では,車両前面,後面の検査で問題があることがわかり,それを修正し後面の検査精度を向上させた.また,検査用の対話シナリオを作成し,音声によるロボットの動作制御,検査画像の表示・切り替えを実現した.未知の言い回しを学習する機構については,従来の学習手法を改良し,検査タスクの中で学習できるようにした.開発したロボットは,東京ビックサイトで開催されたイノベーション・ジャパン2017と,名古屋で開催された次世代ものづくり基盤技術産業展TECH BizEXPO 2017に出展し,キズ検査と単語学習の実機デモを実施した.平成29年度の計画では,(A-1)キズ検査ロボットの開発,(A-2)検査用動作シーケンスの作成,(A-3)対話シナリオ作成のための予備実験,(B-1)キズ検査タスクでの新規言い回し学習手法の検討,(C-1)動作系列名学習手法の開発を行う予定であった.このうち(A-1)から(B-1)までが実施でき,(C-1)については手法の完成には至っていない.一方で,平成30年度に行う計画であった(A-4)対話シナリオの作成,(B-2)言い回し学習手法の実装の一部が完了しており,ロボットの音声操作および,その音声からの言い回し学習が実現している.また,当初案では,車両側面のみを検査の対象としていたが,実用性を考慮し,全周検査のための動作シーケンスの作成,および検査アルゴリズムの改良も実施した.このことから,おおむね計画通り研究が進められていると考えている.従来の音声対話システムでは,予め決められた単語や文法通りの発話でなければ認識・応答することができない.しかし,一般的な人間同士の対話では,意味は同じだが異なる言い表し方(以降「言い回し」と呼ぶ)が多く用いられ,それら全てを事前にシステムに与えることは困難である.そこで本研究では,開発者が設計した対話知識を持つロボットが,サービス遂行に係るユーザの発話から未知の音素系列からなる単語とその意味をインタラクティブに学習するための手法を開発する.サービスロボットの具体例として,車両キズ検査ロボットを開発し,実用的な協調作業の場でアルゴリズムの評価と改善を進める.2017年度は,キズ検査ロボットの改良を行うとともに,車両の全周検査を実施するための動作プログラムを作成し,全周検査を実施した.また,車両後面検査のアルゴリズムを改良し検査精度を向上させた.

2018年度は,言い回し学習手法の評価実験として,従来は2単語発話でのみ評価を行っていたが,3単語発話での評価実験を実施し,その有効性を評価した.また,動作系列名学習手法の開発を進める中で,より多くの実験データを収集する必要性が生じたため,キズ検査をUnity上でのシミュレーションで行うための実験環境を構築した.さらに,動作系列名学習および動作価値に基づいた意味推論手法には,車両とロボットの相対位置情報が必要となるため,畳み込みニューラルネットワークを用いて,カメラ画像から,車両のどの位置を撮影しているのかを認識するプログラムを作成した.2018年度の成果は,2019年9月に開催される日本ロボット学会学術講演会で発表予定である.2018年度の計画通り, (C-1)動作系列名学習手法の開発,(D)動作価値に基づいた意味推論手法の検討,(A-2)(A-4)で開発した検査用動作シーケンスおよび対話シナリオの改良と充実化を進めたが,動作系列名学習手法の実現には至っていない.動作系列名学習の実験に多くの動作シーケンスデータが必要となったことから,当初の計画には無かったシミュレーション環境を構築したため,研究の進捗がやや遅れた.平成30年度は(C-1)動作系列名学習手法の開発を行い,(D)動作価値に基づいた意味推論手法の検討も始める.また,(A-2)(A-4)で開発した検査用動作シーケンスおよび対話シナリオの改良と充実化も進める.平成31年度は(C-2)動作系列名学習手法と(D)動作価値に基づいた意味推論手法をロボットに実装し,(E)検査タスクを用いた提案手法の評価を行う.2019年度は(C-1)動作系列名学習手法の開発,(C-2)動作系列名学習手法と(D)動作価値に基づいた意味推論手法をロボットに実装し,(E)検査タスクを用いた提案手法の評価を行う.当初の予算案では,本課題専用の台車ロボット,および検査用照明,カメラを用いる予定であったが,実験を早期に行う必要があったため,平成28年度に購入したロボットを兼用し試作2号機を開発した.これにより次年度使用額が生じた.これは,今後起こりうるロボットの故障に対する修理,およびアルゴリズム開発用PCの購入に使用する計画である.ロボットの故障に対する修理費用費を計上していたが,故障・修理が軽微だったため次年度使用額が生じた.これは,2019年度のロボット修理,および改良の費用として使用する計画である.
皮膚抗酸菌症と深在性皮膚真菌症の、診断と治療のための遺伝子評価システムの確立

まず、皮膚抗酸菌症のハンセン病の原因菌であるMycobacterium lepraeを特異的に検出するPCRプライマーについて、すでに我々が設定してあるプライマーの信頼性を多数の症例で再確認した。すなわち、全国の37施設からの依頼検査について検討し、臨床的に判断が困難な症例では特に診断的価値が高いことを実証した。また、M.lepraeを検出するプライマーについては、さらに感度と特異性の高いプライマーの設定が可能かどうかについて、同じ臨床検体を用いて比較検討することが今後の課題である。また、皮膚深在性真菌症であるスポロトリコーシスを検出するPCRプラィマーについても感度と特異性を検討中で、試験的な検討では良好な結果を得ている。その他Mycobacterium marinumについてもPCRプライマーの遺伝子配列の検討をおこなっており、並行して皮膚組織を臨床材料として処理方法の検討をおこなっている。皮膚組織の処理方法については、現在までの検討では、DNA抽出については機械的破砕に強力な蛋白変性剤を併用することが効果的であると考えられる。今後は病原体の活動性を遺伝子レベルで評価するため、皮膚組織からの効率的なmRNAの抽出法について検討を重ねる予定である。
肝炎ウイルス複製を支持する新規肝癌由来培養細胞の樹立

ゲノタイプ1b型HCV感染症例の肝細胞癌手術検体から癌幹細胞マーカーEpCAM陽性細胞分画を単離し、培養皿で継代が可能な細胞株(KH)を樹立した。KH細胞はJFH-1株やHJ3-5株のHCVの感染・複製を効率良く支持した。KH細胞はRIG-Iの変異を認めず、IFN誘導が保たれ、HCVの増殖は感染直後一端漸減し、再上昇を求めた。KH細胞はp53野生型であり、NOD-SCIDマウスに効率よく腫瘍を形成した。以上より、HCV感染・複製を支持する新規肝癌培養細胞株KH細胞を樹立した。KH細胞のゲノタイプ1bのHCV複製の確立には更なる検討が必要と考えられた。現在、我が国のHCV感染の多くを占めるゲノタイプ1b型HCVの細胞培養系は存在せず、出現する薬剤耐性ウイルスの解析や薬剤耐性ウイルスに対する効果的なDAAの選択には、ゲノタイプ1b型HCVの培養細胞系の確立が必要である。本研究目的は、困難とされているゲノタイプ1b型HCVの培養系を確立し、DAAによる効果的なHCV治療を確立する上で必修の基盤的研究を行うことを目的とした。ゲノタイプ1b型HCV感染症例の肝細胞癌手術検体から癌幹細胞マーカーEpCAM陽性細胞分画を単離し、培養皿で継代が可能な細胞株を樹立した(KH細胞)。KH細胞は当初HCV-RNA陽性を示したが、継体を続けるごとにHCV-RNAは減少し、検出されなくなった。しかしながら、JFH-1株やHJ3-5株(構造領域がH77由来、非構造領域がJFH株由来)のRNAを導入するとHCVが効率よく複製することが確認された。ウイルス蛋白の発現も免疫染色やウエスタンブロットで検出された。RNAトランスフェクション96時間後のHCV-RNAはHuh7.5細胞の1/5程度で有り、Huh7細胞と同等であった。興味深いことにKH細胞でのHCV増殖は特異なパターンを取り、RNAトランスフェクション48時間後まで、HCV-RNAは漸減を認め、48時間以降にHCVの再上昇が認められた。RNAセンサーであるRIG-Iの塩基配列解析ではKH細胞は変異を認めず、RNA導入直後のIFN-β、MX1、OASの発現はRIG-I nullのHuh7.5細胞と比較し数十倍の発現を示した。従って、KH細胞におけるHCVの漸減と再上昇は自然免疫によるインターフェロンシグナルによるHCV複製抑制とそこからの回避現象を見ているものと考えられた。遺伝子発現プロファイルの検討ではHuh-7、Huh-7.5細胞とKH細胞は全く異なる遺伝子発現を有し、染色体型もHuh-7、Huh-7.5細胞と異なっていた。このようにKH細胞は自然免疫機構を有し、HCV複製を支持する新しい細胞株であることが確認された。HCVccによる感染実験でもKH細胞のHCV感染を確認した。網羅的遺伝子発現やカリオタイプの解析からKH細胞はHuh-7細胞、Huh-7.5とは完全に異なる細胞であることが明らかとなった。KH細胞はRIG-Iの変異を有さず、p53も野生型であった。またNOD-SCIDマウスに効率よく腫瘍を形成した。以上より、HCV感染・複製を支持する新規肝癌培養細胞株KH細胞の樹立に成功した。KH細胞にゲノタイプ1b型HCV感染者3例から得られた血清を用いて様々な条件下で感染実験を行った。ビタミンEはHCV感染・複製効率を飛躍的に亢進させることが報告されているが、ビタミンE存在下に於いてもKH細胞でのHCV複製は確認されなかった。

平成26年度の実験計画として挙げていた、KH細胞におけるHCV複製・感染を確認した。さらに、用いられているHuh-7、Huh-7.5細胞とKH細胞の遺伝子発現プロファイルを比較し、KH細胞は全く異なる遺伝子発現を有することを確認した。興味深いことにKH細胞はインターフェロン誘導遺伝子の発現や自然免疫分子の発現を保持しており、Huh-7やHuh-7.5細胞とHCV増殖のkineticsが異なることを明らかにした。肝臓病学平成27年度では異なるゲノタイプのHCV感染患者血清を用いてKH細胞への感染実験を行い、ゲノタイプの特異性及び非特異性について検証する。KM細胞の患者血清及びHCV陽性KM細胞からゲノタイプ1b型HCVの全長クローニングを試みる。得られたPCR産物はそれぞれ3個ずつクローンを得て、シークエンスしコンセンサス配列を得る。また5末端及び3末端の配列はRACE法を用いてクローニングして配列を得る。全長をT7プロモーター下にクローニングすると同時に、構造領域部分をネオマイシンに置き換え、HCV-IRES-[ネオマイシン耐性遺伝子]-EMCV-IRES-[NS2-NS5B]-3'UTRと繋いだdicistronicのサブゲノムレプリコンを構築する。サブゲノムレプリコンをKH細胞に導入しネオマイシンにてセレクションを行い、ネオマイシン耐性コロニーを得る。ネオマイシン耐性コロニーから、RNAを抽出しHCVの[NS2-NS5B]-3'UTR領域のシークエンスを行い適応変異(adaptive mutation)の有無を確認する。適応変異をサブゲノムレプリコンに新たに導入し、KH細胞でのレプリコンの増殖増加を確認する。以上の行程を繰り返すことでKH細胞に適応したNS2以下のHCV配列を得ることが出来る。次に構造領域部分をオリジナルクローンに入れ替え、完全長クローンを新たに作成しKH細胞に導入する。HCV-RNAの増加が認められれば細胞からHCV全長をクローニングし塩基配列を決定する。適応変異を同定し、全長クローンに適応変異を導入する。これらの行程を繰り返すことにより、ゲノタイプ1b型感染クローンとその複製を支持するKH細胞系を確立する。平成26年度の研究成果は、これまでの研究に用いた試薬を使用することでおおむね可能であった。平成27年度の研究計画は、HCVの全長クローニング、サブゲノムレプリコンの構築や全長シークエンスによる適応変異の確認など想定以上の消耗品の使用も予想される。そこで、平成26年度の残りの研究費を27年度も使用できるようにした。1.KM細胞の患者血清及びHCV陽性KM細胞からゲノタイプ1b型HCVの全長クローニングを試みる。2.得られたPCR産物はそれぞれ3個ずつクローンを得て、シークエンスしコンセンサス配列を得る。3.全長をT7プロモーター下にクローニングすると同時に、構造領域部分をネオマイシンに置き換え、HCV-IRES-[ネオマイシン耐性遺伝子]-EMCV-IRES-[NS2-NS5B]-3'UTRと繋いだdicistronicのサブゲノムレプリコンを構築する。4.サブゲノムレプリコンをKH細胞に導入しネオマイシンにてセレクションを行い、ネオマイシン耐性コロニーを得る。5.ネオマイシン耐性コロニーから、RNAを抽出しHCVの[NS2-NS5B]-3'UTR領域のシークエンスを行い適応変異(adaptive mutation)の有無を確認する。
患者にやさしい結石破砕法に関する基礎研究

本研究の成果は以下のようにまとめられる。石膏試験片を用いた結石破砕実験から、結石を破砕するために入射するパルス状応力波の持続時間は破砕するに必要な応力波の強度、すなわちパルスの振幅に大いに影響することが明になった。現在、体外衝撃波結石破砕治療に用いられている衝撃波の持続時間は約13μ秒であり、この衝撃波では非常に大きな波強度(圧力)が必要になる。このため、持続時間の長い応力波を結石に入射する装置の開発が必要である。この目的で超音波による結石破砕装置の開発を実施しており、現在、なお、開発研究中である。さらに、結石内の応力波の伝ぱは、結石の音響インピーダンスに大いに影響されるため、効率よく破砕するためには、結石の成分ごとに、最適な持続時間を持った応力波を入射させる必要がある。数値解析から対向二重照射により、二つの衝撃波を同一位相で同時に結石に入射させれば、結石内の引張応力波の振幅は広領域に渡って増幅されることが明らかになった。この方法により、人体組織の損傷を大幅に軽減できる結石破砕装置の開発は理論的に可能である。しかしながら、人体内の応力波の伝ぱが体内組織、例えば脂肪、骨、臓器などにより、微妙に影響されるであろうから、二つの発生源から発生された応力波を人体の結石に同位相で同時に到達させることはかなりの困難が予想される。更なる研究が、実用化に向けて必要である。一方、臨床学的に豚の腎臓に衝撃波を与え、腎臓上皮細胞の損傷状況を観察した研究では、上皮細胞膜を構成する要素の一つであるリン脂質、Phosphatidylserineが衝撃波により細胞膜から離脱する現象が観察された。これが、結晶-細胞相互作用に大きな影響を与えるものと推論された。結石発生に関する実証実験を実施する必要がある。本年度は以下の2点について研究を実施した。1.腎臓結石の機械的性質の測定腎臓結石の機械的性質を同定するための実験を実施した。患者から手術で摘出した腎臓結石(旭川医科大学から提供)を注意深く研削加工して約10mmの立方体試験片を製作した。測定された縦弾性係数は10GPa程度である。また、腎臓結石は多孔質体であり空隙率は約20%と測定された。2.応力波による結石衝撃破砕に関する基礎研究腎臓結石の機械的性質が同定できたので、これと類似の機械的性質を有する材料として石膏を選び直径5mm、厚さ1.2mmの円盤状試験片を製作した。Air Gunを用いた応力波入射装置により試験片に数種類の持続時間を持つ応カパルスを入射させ円盤状試験片の破壊実験を実施した。実際に体外衝撃波結石破砕装置で発生される衝撃波の持続時間は0.6μsecであり、出来るだけこれに近い持続時間の応力波の発生を試みたが、実験で得られた持続時間は最短で5μsecである。その他、持続時間を6,8,10,12μsecに変えた実験も実施した。得られた結論は以下のようである。(1)持続時間が10μsec以下となると、試験片を破壊するに必要な限界応力波の大きさは急激に増加する。持続時間が5μsecのとき、本装置では試験片を破壊することが出来なかった。(2)動的有限要素法解析により試験片内の応力状態を解析した。主応力破壊基準により試験片の破壊様相(応力波入射方向に直角)を説明することができた。