hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
安全で実用的な空気圧駆動による農作業用パワーアシストスーツの開発

安全で実用的な農作業用のパワーアシストスーツを開発した.このパワーアシストスーツは,空気圧駆動で重量物の持ち上げ動作において肘・肩・腰・膝関節を支援する.パワーアシストスーツの機構は,腰と膝関節のアシストに空気圧シリンダを用い,肘と肩関節のアシストに空気圧ロータリアクチュエータを用いている.パワーアシスト制御方法は,人体を多関節剛体リンク機構でモデル化し,装着者の体や持ち上げる荷物にかかる重力を保持するのに必要な関節トルク式から,パワーアシストトルクを算出するようにした.パワーアシスト制御の有効性を実験により確認した.安全で実用的な農作業用のパワーアシストスーツを開発した.このパワーアシストスーツは,空気圧駆動で重量物の持ち上げ動作において肘・肩・腰・膝関節を支援する.パワーアシストスーツの機構は,腰と膝関節のアシストに空気圧シリンダを用い,肘と肩関節のアシストに空気圧ロータリアクチュエータを用いている.パワーアシスト制御方法は,人体を多関節剛体リンク機構でモデル化し,装着者の体や持ち上げる荷物にかかる重力を保持するのに必要な関節トルク式から,パワーアシストトルクを算出するようにした.パワーアシスト制御の有効性を実験により確認した.本研究では,30kgの米袋の持ち上げや運搬作業などの農作業の支援を目指し,日本の農地環境にも適しかつ普通に生活できる程度の力で作業が可能となるように補助し,安全で容易に使用できる農作業用のパワーアシストスーツの開発を行うことを目的として研究を行った.なお農作業用では屋外の軟弱な地面での補助作業が多いので,装着型のスーツタイプとした.まず本研究では,上肢パワーアシスト機構の開発経験をもとに,下肢パワーアシスト機構を開発し,装着者の意図通りに正確に動作する小型・軽量なスーツの開発に取り組んだ.具体的には,パターンが特定されない複雑な農作業に対して,装着者の意図通りの動作を行うことができるか確認した.1.下肢用筋電位センサの開発筋電位の計測用電極の形状や取り付け方法を工夫した筋電位センサを用いて,ノイズなどの信号分離しデータ処理を行った.2.下肢パワーアシスト機構の開発空気の圧縮性によるコンプライアンスにより本質的に安全で,実用的に充分なアシスト力を必要なストロークで出せるエアーシリンダを用いて,腰と膝関節のパワーアシスト機構を試作した.3.作業負荷低減と農作業姿勢の計測と分析30kgの米袋の持ち上げや運搬作業姿勢(各関節の角度)を計測し,重心位置や各関節のトルクを分析する.各関節(特に腰)トルクの低減さらに各関節の角度変化の低減などを評価関数として,動作解析した.この動作解析と実験結果を比較することにより,実際の農作業における目標に近い作業姿勢の指針を求めた.本碩究では,30kgの米袋の持ち上げや運搬作業などの農作業の支援を目指し,日本の農地環境にも適しかつ普通に生活できる程度の力で作業が可能となるように補助し,安全で容易に使用できる農作業用のパワーアシストスーツの開発を行うことを目的として研究を行った.なお農作業用では屋外の軟弱な地面での補助作業が多いので,装着型のスーツタイプとした.まず本研究では,上肢パワーアシスト機構の開発経験をもとに,下肢パワーアシスト機構を開発し,装着者の意図通りに正確に動作する小型・軽量なスーツの開発に取り組んだ、具体的には,パターンが特定されない複雑な農作業に対して,装着者の意図通りの動作を行うことができるか確認した.1.下肢パワーアシスト制御の開発まず重量物の持ち上げや運搬歩行動作などのアシストができる剃御方法を開発した.荷物を持っている時の各関節に必要な保持トルクは,人間を多関節リンクモデルで近似して,計測した各関節の角度と床反力から推定した荷重より算出しアシストした.さらに動作パターンが特定されないような複雑な動作に対しても,装着者の意図通りにアシスト動作できる制御を実施した。2.下肢パワーアシスト試験30kgの米袋の持ち上げ動作や運搬歩行動作に関して,装着者が1020kg相当の荷物を持っての作業となっているか,各関節(腰と膝)のアシストトルクや筋電位を計測することにより,アシスト効果を検証した.本研究では,20kgの収穫物コンテナや30kgの米袋などの持ち上げや運搬作業などの農作業の支援を目指し,日本の農地環境にも適しかつ普通に生活できる程度の力で作業が可能となるように補助し,安全で容易に使用できる農作業用のパワーアシストスーツの開発を行うことを目的として研究を行った.なお農作業用では屋外の軟弱な地面での補助作業が多いので,装着型のスーツタイプとした.まず本研究では,試作した下肢パワーアシスト機構と,既開発の上肢パワーアシスト機構を一体化して,上下パワーアシスト機構を完成し,装着者の意図通りに正確に動作する上下肢パワーアシスト制御に取り組んだ.20kgの収穫物コンテナや30kgの米袋の持ち上げ動作や歩行動作に対して,10kg相当分の荷物のアシストができているか確認した.1.上下肢一体型パワーアシスト機構の開発:試作した下肢パワーアシスト機構と,既開発の上肢パワーアシスト機構を一体化して,上下パワーアシスト機構を完成した.2.上下肢パワーアシスト制御の開発:重量物の持ち上げや運搬歩行動作などのアシストができる制御方法を開発した.荷物を持っている時の各関節に必要な保持トルクは,人間を多関節リンクモデルで近似して,計測した各関節の角度と床反力から推定した荷重より算出しアシストした.さらに動作パターンが特定されないような複雑な動作に対しても,装着者の意図通りにアシスト動作できる制御を実施した.

3.上下肢パワーアシスト試験:20kgの収穫物コンテナや30kgの米袋の持ち上げ動作や運搬歩行動作に関して,装着者が1020kg相当の荷物を持っての作業となっているか,各関節(肩,肘,腰,膝)のアシストトルクや筋電位を計測することにより,アシスト効果を検証した.研究の目的の達成度については、計画通り順調に研究が進展しているため、おおむね達成されている.24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題については、これまで順調に推移しており、今後とも計画通り推進していく。24年度が最終年度であるため、記入しない。
オスマン帝国近世～近代における社会変容とイスラム知識人（ウラマー）名望家層の成立

平成30年度の前半は平成29年度のトルコ共和国(首相府オスマン文書館)への史料調査時に収集した16世紀18世紀中葉までのエブッスード家のワクフ(宗教寄進地)や財産目録、オスマン政府からの任命状、勅許等の解読、及びデータ分析を中心に研究を遂行した。ここでエブッスード家を中心とした官僚制内部やイスタンブル社会における様々な人的ネットワークの情報をもとにデータベースを作成し、家門形成の要因を分析し始めた。さらに夏季にはシカゴ大学のオスマン文書史料を調査するため渡米し、16-17世紀の官僚制度に関する史料を閲読、収集するとともに、1617世紀のオスマン帝国の官僚制を研究しているシカゴ大学のコーネル・フライシャー教授と意見を交換し、研究への新たな知見を得た。平成30年度後半は、これまで収集してきたオスマントルコ語史料の分析の成果を論文にまとめる作業にその大部分を費やした。そこでは、主にエブッスード家の近世近代の女性の学歴・キャリア分析を行った。その作業の中で、オスマン近代の社会における女性教師の育成過程とその後の活動に着目し、その一部を「オスマン帝国近代における女子師範学校ー公教育制度の発展と女性教師たち」『お茶の水史学』62号にまとめ、発表した。さらに、平成31年3月には、大統領府の管轄となったオスマン文書館を再度調査に訪れ、エブッスード家の文書で前回調査時に閲覧不可能であった文書類を確認するとともに、近代オスマン女子教育制度史に関する新たな史料の調査研究を行った。研究の第二年度である本年度は、夏にアメリカ、冬にトルコ共和国での史料調査をすでに計画していたため、その予定の合間に前年度の研究成果を論文にまとめねばならず、史料の解読とデータの分析を計画的に進めることができた。シカゴ大学図書館と大統領府オスマン文書館での調査で新たにエブッスード家の宗教寄進地や所有財産に関わる史料及び官僚制組織に関する史料を得たため、年度後半はその解読に多くの時間を費やした。そのため、当初予定していたエブッスード家発祥の地である中央アナトリアのチョルムへの調査はできなかったものの、当該地の遺構に関する史料は入手できた。29年度から30年度夏期調査までの研究成果の一部は、論文「オスマン帝国近代の女子師範学校ー公教育制度の発展と女性教師たちー」「お茶の水史学』62号にまとめた。第三年度の目標は、まず、第二年度までの現地史料調査の分析とその成果の一部を5月12日の日本中東学会(秋田大学)と7月6日のオスマン史研究会(東京)で行うことである。また第二の目標として、第一年度に国際シンポジウム(早稲田大学)で発表したエブッスード家の家系形成に関する報告を英文にし、他の研究者とともに発表することである。また、夏季にはトルコ共和国中央アナトリアのチョルムへの調査と大統領府オスマン文書館で史料調査を再度行う予定である。この目的を達成するため、前半期は第二年度までに収集した史料の解読、分析を引き続き行うとともに、そこに現れた同家をめぐる人的関係の情報を集約し、データの分析を行いながら、家門の形成、発展を時系列に詳細に検討していく。第三年度の後半は、これまでの研究成果を和文学術雑誌『オリエント』または『日本中東学会年報』に、また先の英文叢書に発表できるよう執筆に専念する予定である。平成29年度の前半は、本研究で扱うウラマー(イスラーム知識人)の名家であるエブッスード家の近世から近代にかけての活動について、主にオスマントルコ語で記されたウラマーの伝記集成と人名録を使って、同家に帰属したウラマーたちのプロソポグラフィーを作成した。そのデータに基づいて、血縁・姻戚関係を可視化できるように家系図を完成させた。また、その作業と平行して、同家の発展の礎を築いた16世紀後半のシェイヒュルイスラーム(イスラームの長老)職にあったエブッスード・エフェンディと当時のオスマン政府との関わりを、当時政権内で発言力の強まっていた後宮の女性たちとのエピソードも交えて「壮麗王スレイマンと女人の統治」に発表した。これは一般の人々にもオスマン帝国の歴史が理解できるように、まとめたものである。夏期に10日間トルコ共和国で史料調査を行い、イスタンブルの首相府文書館にてエブッスード家のウラマーに関係する任免状、宗教寄進(ワクフ)地の文書、財政文書を調査した。年度後半では、10月に早稲田大学で開催された国際シンポジウム「近代オスマン帝国の軍事・教育」にて夏期の調査の一端を英語で発表した。年度後半はそのほとんどを夏期の調査で収集した史料の分析を中心にあてた。そして平成30年3月に同家の近代の女性たちとオスマン近代教育について、「砂漠の探求者」を探して研究会にて発表した。第一年度である本年度は、秋に国際シンポジウムでの発表題目がすでに決まっていたこともあり、その内容の趣旨に適うべく、夏期のトルコ現地調査での史料収集、閲読を計画的に進めることができた。当初調査が難しいとされた史料を閲読できたこともあり、文書館での研究にその多くを費やし、その結果、第一年度に予定していたエブッスード家発祥の地である中央アナトリアのチョルムへの調査をとりやめ、次年度以降に延期することとになった。この夏期調査の成果の一部は、10月1日の国際シンポジウムで発表したが、その際、同じく登壇した研究者の助言を受け、主に当家がイスタンブルに所有していた宗教寄進地の社会的役割をより細密に調べていく必要性が生じた。

そのため、平成30年3月に再び、イスタンブルの首相府文書館を訪れ、宗教寄進地関係の文書の閲読と収集に時間をかけた。またこれらの研究の成果を一般の歴史雑誌に寄稿し、社会還元を目指した。平成30年度の前半は平成29年度のトルコ共和国(首相府オスマン文書館)への史料調査時に収集した16世紀18世紀中葉までのエブッスード家のワクフ(宗教寄進地)や財産目録、オスマン政府からの任命状、勅許等の解読、及びデータ分析を中心に研究を遂行した。ここでエブッスード家を中心とした官僚制内部やイスタンブル社会における様々な人的ネットワークの情報をもとにデータベースを作成し、家門形成の要因を分析し始めた。さらに夏季にはシカゴ大学のオスマン文書史料を調査するため渡米し、16-17世紀の官僚制度に関する史料を閲読、収集するとともに、1617世紀のオスマン帝国の官僚制を研究しているシカゴ大学のコーネル・フライシャー教授と意見を交換し、研究への新たな知見を得た。平成30年度後半は、これまで収集してきたオスマントルコ語史料の分析の成果を論文にまとめる作業にその大部分を費やした。そこでは、主にエブッスード家の近世近代の女性の学歴・キャリア分析を行った。その作業の中で、オスマン近代の社会における女性教師の育成過程とその後の活動に着目し、その一部を「オスマン帝国近代における女子師範学校ー公教育制度の発展と女性教師たち」『お茶の水史学』62号にまとめ、発表した。さらに、平成31年3月には、大統領府の管轄となったオスマン文書館を再度調査に訪れ、エブッスード家の文書で前回調査時に閲覧不可能であった文書類を確認するとともに、近代オスマン女子教育制度史に関する新たな史料の調査研究を行った。研究の第二年度である本年度は、夏にアメリカ、冬にトルコ共和国での史料調査をすでに計画していたため、その予定の合間に前年度の研究成果を論文にまとめねばならず、史料の解読とデータの分析を計画的に進めることができた。シカゴ大学図書館と大統領府オスマン文書館での調査で新たにエブッスード家の宗教寄進地や所有財産に関わる史料及び官僚制組織に関する史料を得たため、年度後半はその解読に多くの時間を費やした。そのため、当初予定していたエブッスード家発祥の地である中央アナトリアのチョルムへの調査はできなかったものの、当該地の遺構に関する史料は入手できた。29年度から30年度夏期調査までの研究成果の一部は、論文「オスマン帝国近代の女子師範学校ー公教育制度の発展と女性教師たちー」「お茶の水史学』62号にまとめた。第二年度の目標は、第一年度の現地による史料調査の分析とその成果の一部をオスマン帝国史関連の研究会、国際学会で発表し、冬期に第一年度に実現できなかった中央アナトリアのチョルムへの調査を行う予定である。この目的を達成するため、前半期は第一年度に収集した史料の解読、分析を引き続き行うとともに、そこに現れた同家と関係をもつ人びと、すなわち、血縁・姻戚関係から師弟、同窓関係、パトロン・クライアント関係等に至るまでの情報のデータベースを作成し、家門の形成、発展要因を探る。ここでは、イルミエ(ウラマーのヒエラルヒー)を中心としたオスマン政権内部におけるウラマー間の師弟関係、姻戚関係とイスタンブル、チョルム地域社会での官職の授受をめぐる人的ネットワークがどのように構築されていくのかが検討される。
多成分溶媒中での大きな粒子の拡散

溶質周りに溶媒粒子がつくる密度分布が溶質の拡散にどう影響するかを理論的に明らかにするために、本年度は次の3点に取り組んだ。1つめは前年度に定式化した摂動理論の検証で、拡散係数の計算結果を分子シミュレーションによる計算値と比較した。溶質が溶媒の8倍の大きさのとき誤差5パーセントで、溶質が大きくなるにつれて精度よく計算できることを明らかにした。摂動理論は、これまでの理論と違い有限サイズ効果なしに簡単に拡散係数を計算できるため、非常に有効な理論であることを示した。2つめは摂動理論の1成分溶媒剛体球系に応用で、溶媒の密度が高いときに流体力学のStokes-Einstein(SE)則が破れることを明らかにした。溶媒密度を上げるにつれSE則の破れは大きくなり、拡散係数はSE則より小さい値をとる。SE則は溶媒の密度分布の効果を考慮していないため、SE則の破れは密度分布の効果と言える。また、動径分布関数を用いた考察によって、溶質表面の溶媒密度が高くなることが、SE則の破れの大きさと強い相関があることが分かった。この研究によって、溶媒の密度が高くなるほど溶媒の密度分布の影響が大きいことが明らかになった。3つめは速度場の解析であり、溶質表面の高密度によって溶質表面で溶媒速度が遅くなることが、SE則の破れの原因であることを明らかにした。溶質表面で溶媒の速度が急激に変化することで、溶質にかかる摩擦が大きくなり拡散係数が小さくなる。前年度に行った剛体球2成分溶媒系の計算においてもSE則の破れはみられている。この破れについても溶質表面で溶媒の速度が小さくなることが原因であることを明らかにした。この結果は、実験系において見られているSE則の破れの解釈にもつながると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。溶質周りの溶媒粒子の密度分布が溶質の拡散係数に与える影響を理論的に明らかにするため、今年度は研究計画に従い2つの取り組みを行い、それぞれについて大きな成果を得た。1つ目は、並進拡散係数の計算方法の改良である。これまでに定式化していた理論は、溶媒の密度分布の効果について定性的な議論はできたが、過大評価をしていた。そこで、定式化で用いる摂動展開を見直し、高次の項を考慮することで理論の改良を行った。その結果、過大評価による拡散係数の異常な振る舞いを回避できた。密度分布の効果の定量的な議論につながる、有意義な成果である。また、理論の改良に加えて、定式化した理論の精度を評価するため、他の精度の高い理論との比較を行った。それぞれの理論で計算した拡散係数を比較したところ、溶質が溶媒に比べて大きくなるにつれよく一致し、定式化した理論の精度の高さを明らかにすることができた。これは、定式化した理論が、大きい溶質を扱うことのできる有効な理論であることを示す重要な結果である。2つ目は、改良した理論の2成分溶媒系への応用である。大きさの異なる2種類の剛体球からなる2成分溶媒中を大きな溶質が拡散するときの拡散係数を計算し、溶媒の密度分布の効果を数値的に評価した。計算の結果、拡散係数は流体力学のStokes-Einstein (SE)則から大きくずれることを発見した。SE則は溶媒の密度分布の効果を考慮していないことから、SE則からのずれは分布の効果と言える。さらに、SE則からのずれは溶質表面の溶媒の密度と強い相関があることを明らかにした。これまでに、2成分溶媒の密度分布がSE則からの大きなずれを引き起こすことは指摘されていない。多成分溶媒中での拡散現象の理解につながる重要な成果と言える。

この結果は、実験系において見られているSE則の破れの解釈にもつながると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画の通り、理論の改良および、その理論を用いた2成分溶媒系の並進拡散係数の計算を行い、それぞれについて成果を得た。さらに、他の理論との比較によって、定式化した理論を評価したことは、当初の研究計画にはないものであったが、理論の正しさの検証につながる大きな進展であった。定式化した理論を用いて、剛体球以外の粒子間相互作用を持つ系の並進拡散係数を計算し、並進拡散係数と溶媒の密度分布の関係を明らかにする。また、並進拡散係数の定式化のときと同様に、摂動展開を用いて回転拡散係数の定式化を行う。さらに、その理論を剛体球系に応用し、溶質の回転に対する溶媒の密度分布の効果を明らかにする。
これからの時代に求められる教養教育としての古典教育に関する国語科授業の開発研究

1.これからの時代における教養教育としての古典教育の在り方について専門的知識の提供を受け、古典教育、あるいは古典教材開発、古典学習指導法開発をめぐる種々の視点が得られた。初年度では、新時代における教養教育としての古典教育の在り方に関ずる多面的な視点や情報が獲得された。次年度では、イギリスのそれと比較することによって、日本の国語教育、古典教育を相対的に見る視点が獲得された。2.古典学習材の開発については、古文では古典和歌の学習材化の工夫によって、新たに日本人の美意識の体系に触れる学習指導が可能となるとの知見が得られた。また、漢文では既存の解釈に収斂させる従来の読解指導を改善し、いくつかの漢詩文を取り上げ、新たな読みの可能性を開拓するような学習材化の視点を示すとともに、寓意を含んだ作品を学習材化し、これを小、中、高校の授業で検証することで新たな漢文教育の可能性を見出すことができた。さらに、小学校、中学校の国語教科書にみられる古典教材を調査し、その特質を明らかにすることができた。3.古典学習指導法の開発については、古典作品の絵本や児童書を用いてアニマシオンやブックトーク、読み聞かせなどの読書活動を行うことで、小学生を古典作品に親しませる古典読書の学習指導法を開発することができた。また、中学校における授業実践を検討し、慣れ親しむという視点から子どもたちの言語生活と古典をっなぐことの重要性を示した。さらに、作品を書き換える翻作表現法によって効果的な古典学習指導法が成立することを提案した。それとともに、大学における教員養成教育において、伝承文学や伝統芸能を教育内容とすることが、古典も含めた伝統文化の継承と創造にっながることが確認された。本年度は、古典学習材、学習指導法の開発研究に関わって、以下の3点のことを行った。1.小学校における古典の学習指導の可能性を探るべく、千葉大学教育学部附属小学校5年生に対して、千葉県の地域教材である『南総里見八犬伝』を取り上げ、児童用図書(青い鳥文庫『八犬伝』)を学習材として使い、読書指導の方法であるアニマシオンやブックトート、原文の音読なども行うことによって、小学生の子どもたちに古典の世界を広げる読書指導を行った。子どもたちからは、古典の世界に興味を持ち、いろいろな古典作品も読みたいというような感想が出され、価値のある成果が得られた。2.古典学習材の開発として、古文に関しては、古典和歌を素材として取り上げ、構造論の視点から歌集の歌の配列を学習材化することによって、和歌の内容を主体的に読み取り、言葉を手がかりに想像力を働かせるとともに、日本人が培ってきた美意識の体系に触れることなどが可能になるとの知見が得られた。また、漢文に関しては、従来既存の解釈に収斂させる読解指導によって、生徒たちの読みの可能性を排除し、古典への興味、関心を逓減させている実態を踏まえ、孟浩然の漢詩を取り上げ、生徒たちの感性に訴え、批判に耐えうる学習材化することの必要性や、新たな読みの可能性を提示しそれを広げていけるような学習指導方法の提案などを行った。3.研究会・シンポジウムを開催し、小・中・高における開発的な学習指導の授業実践の報告、千葉市こども狂言による児童・生徒による狂言の実演、古典文学研究者である櫻井陽子・古典語の研究者である伊坂淳一・古典教育の研究者である内藤一志らによるシンポジウム、日本国語教育学会会長の倉澤栄吉の講演などを通して、新時代における教養教育としての古典教育の在り方に関する多面的な視点や情報が提供され交流された。

1.古典学習材の開発として、古文に関しては『源氏物語』の和歌や古今和歌六帖に着目し、和歌の持つ古典学習材としての可能性を新たに見出すとともに学習材化の視点を提案した。また、漢文に関しては既存の解釈に収斂させる従来の読解指導の問題を指摘しながら、孟浩然や李白の漢詩を取り上げ、生徒たちの感性に訴え批判に耐える学習材化の在り方や新たな読みの可能性を提示した。また、寓意を含んだ作品を取り上げ、それを小・中・高校用のテキストに学習材化して実践を行い、小学校から高等学校までの発達を見据えた漢文教育の可能性、並びに学習材開発の視点について提案を行った。さらに現行の小・中学校における国語教科書の古典教材の分類整理を行った。2.小学校における古典の学習指導の可能性を探るべく、千葉大学教育学部附属小学校1年生に対して、古典作品を絵本にしたものを教材として、読み聞かせ活動を中心にした古典読書の実践を行い、その可能性を明らかにした。また、翻作表現法を取り入れた古典学習の実践資料を収集し、これを分析して、翻作表現法の古典学習指導法としての有効性を明らかにした。3.講演会を開催し、中央大学・新井潤美氏を招聘して、比較文学の視点から教養教育としての古典教育の在り方に関する専門的知識の提供を受けた。新井氏は、イギリスにおける教養教育、古典教育の在り方について社会階層との関係から分析することの可能性を示した。この視点は、古典を含めた言語文化の継承と創造に関する今後の方向性について、また諸外国の古典教育と比較対照することの有効性について示唆を与えてくれた。そして、以上の成果と昨年度の成果をまとめて研究報告書を作成した。
全球化学輸送モデルによる大気汚染物質の長距離輸送とその変動メカニズムの解明

本研究では、全球化学輸送モデルとタグ・トレーサー手法を用い、各種汚染域からの汚染物質の寄与とその過去30年間の変動を検討した。本モデル計算では、地表におけるオゾンや黒色炭素(BC)などのエアロゾルの長期変動傾向は、主に人間活動によるエミッション増加の結果であると示唆されたが、オゾンについては、熱帯域や南半球において、温暖化による長期的な気候変動の影響も顕著であった。本研究では、タグ・トレーサー手法を応用し、このような温暖化やENSOなどによる短期気候変動によるオゾン場の変動を輸送と化学のそれぞれの過程に分離した。この結果、ENSOによるオゾン変動は、輸送パターンの変動が主因であり、温暖化等の長期的な気候変動については、化学過程の変動が主に影響していることが示された。BCについても、極域への輸送量増加について、南米・アフリカや欧州・北米からの長距離輸送量の変化について定量化した。また、領域大気質モデル(WRF-chem)を用いたアジア域大気質とアジア外からの汚染物質流入量変動の影響の過去再現計算も実施し、全球モデルによる計算結果との整合性などを検証した。タグ・トレーサー手法(Sudo et al., 2007)を拡張し、エアロゾル成分に対する各汚染領域からの起源推定計算を可能にした。化学気候モデルCHASER (Sudo et al., 2002)の基本コンポーネントはオゾンやCO、NOxなどの気体成分中心であるが、研究代表者らのこれまでの研究により、エアロゾル気候モデルSPRINTARS (Takemura et al., 2006)と結合し、エアロゾル計算も同時に行なうことができる。本年度は、この枠組みを応用し、黒色炭素(BC)、硫酸塩の各エアロゾルを対象に、各汚染域からの輸送・沈着過程などをタグ・トレーサーにより個別に計算し、それぞれの領域からの輸送過程を評価可能にした。さらに、以上のようにエアロゾルまで拡張されたタグ・トレーサー手法を用いて、最近(2000年以降)を対象にした評価実験を実施した。ここでは、特に、中国域から太平洋上への輸送、南極大陸への輸送、および火山性硫酸塩エアロゾルのUT/LS領域での輸送に着目した実験を行い、それぞれについて、観測データを交えた詳細な評価を行い妥当性の検討を行った。過去再現シミュレーション(20世紀現在)に向け、必要な入力データ(オゾン前駆気体・メタン・エアロゾルの地表エミッション、ハロゲン化学種濃度、海面水温分布等の過去データ)を整備した。過去の人為起源エミッションについては、研究代表者らのこれまでの研究によりEDGARインヴェントリ(Olivier and Berdowski, 2001)を用いた入力データが既に作成されている。しかしながら、過去のエミッション変動については、推定に関する不確定性が大きいと考えられるため、本研究では他のインヴェントリ(RETRO, http://retro.enes.org等)も併用し、全球的なエミッション変動の評価・検討を行った。また、植物燃焼(森林火災等)起源のエミッションについては、局所的な燃焼浮力による上方輸送により、18kmの高度層にも汚染物質が直接注入されることが示唆されている(Freitas et al. 2007)。この過程は汚染物質の長距離輸送および輸送量に大きく影響する可能性があるので、本研究では上述のEDGARインヴェントリで提唱されている植物燃焼起源エミッションの注入方法を採用し、診断実験および観測データとの比較を通じ、エミッション高度の妥当性を検討した。さらに植物燃焼の年々変動についても、衛星データ等に基づくデータセット(GFED等)を利用した表現方法を導入した。以上のような入力データを用い、CHASERモデルによる過去再現実験を開始した。H22年度から開始している過去再現実験を継続して実施した。この過去再現実験の一部は地球環境研究総合推進費・戦略的研究開発領域課題と連携し効率的に行った。観測データが利用可能な1970年代以降の計算結果については、オゾン、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOy)、硫黄酸化物(SOx)、および炭素性エアロゾル(BC・OC)の各汚染物質の分布変動を、観測(地表、ゾンデ、航空機、衛星)と詳しく比較し、評価した。さらに、タグ・トレーサー手法で計算された各汚染物質の各領域起源ごとの輸送の変動を評価し、特に北米・ヨーロッパ・アジアを跨ぐ汚染物質の長距離輸送がどのように変動してきたかについて、過去の観測と融合した解析を行った。

この結果、日本・アジア域のオゾン・CO濃度については、1980年代までは、北米・ヨーロッパからの長距離輸送が大きく寄与していたが、1990年代以降はアジア域汚染の影響が支配的であることなどが示された。また、このような汚染物質の全球分布と長距離輸送・輸送経路の変動について、(1)ソース領域でのエミッション変動(主に増加トレンド)、および(2)気候変動(温暖化やエルニーニョなど)による循環場・水蒸気場等の短期・長期変動の影響をそれぞれ分離するシナリオ実験を併せて実施し、それぞれの要因が汚染物質の長距離輸送過程に与える影響を定量評価した。ここでは、とくに対流圏オゾン分布の変動要因に着目した解析を行い、オゾン変動がENSOやAO、モンスーンなどの気候振動と強く相関しながら変化することを明らかにした。以上のような結果を用い、大気汚染・長距離輸送の変動メカニズムについて総合的に整理しまとめた。
弥生時代と古墳時代の祭祀の比較研究

1.青銅武器形祭器の時間的・空間的変化の分析を進め、日本独自の青銅武器形祭器の出現の様相を明確にした。中国・四国・近畿地方では、武器形木製品・石製品による祭祀を直接の祖形として、武器形青銅器祭祀が自生したが、北部九州の中心的地域では非中心的地域からの導入で、背後にはこの地域の文化的地盤沈下がある。2.島根県出雲地域における青銅製祭器を用いての集団祭祀の消長を追跡した。中細形銅剣c類の、型式としての実態、他形式との関係、製作時期、埋納時期、製作地、原料の由来、といった基礎的問題をほぼ解決した。当該地域では弥生IVV期に四隅突出形墳丘墓という大規模墳丘墓が盛行するが、そこでの特定集団ないし特定個人に対する祭祀の進展過程を跡付け、中細形銅剣祭祀との相互関係を追跡した。3.弥生時代の集団祭祀の動向は、集団祭祀を執行した首長層の政治的権力者としての成長と密接な関連を持つ。青銅祭器を用いる集団祭祀は、地域によっては、弥生中期段階で終息する。しかし北部九州と近畿で、弥生終末期にほぼ時を同じくして終息するのは、各集団内部での自律的契機によっては説明できない。西日本全体に渡る首長層の政治的連合の結成にともなって成立した、首長権継承儀礼を中核とした集団再生祈願儀礼が、あらたなる擬似的集団祭祀の座を占め得たからである。4.弥生時代の墳墓祭祀・集落祭祀と、古墳時代の支配者層の墳墓祭祀、豪族居館・一般集落における祭祀などを比較し、社会全体の構造変化や、祭祀を担った集団間の政治的・文化的関係の変化と連動させて解明する作業、あるいは国家形成期のような社会の大きな変動期における宗教の機能と変容についての比較研究には、追求が中途の点もあり、今後さらなる研究の展開が必要である。今年度は、本研究の対象時期である日本の古代国家形成期のうち、弥生時代前中期および5世紀後半における社会の動態の一面を、祭祀用具の時間的・空間的変化を分析することによって明らかにする事を試みた。1.弥生時代前中期については、青銅武器形祭器の時間的・空間的変化の分析を進めることによって、日本独自の青銅武器形祭器の出現の様相が明確になった。北部九州で前期末に青銅器生産が始まるのとほぼ同時に、日本独自の形態への模索が始まり、中期前葉後半にはある程度定型化した中細形が成立した。青銅武器類が細形段階から祭器化した中国・四国・近畿地方では、武器形木製品・石製品による祭祀が、武器形青銅器による集団祭祀の直接の祖型になったが、北部九州の中心的地域における祭器化は中細形段階からであり、しかも威信材としての性格が根強く残ることから、祭器としての扱いは非中心的地域から導入され、その背後にはこの地域の文化的地盤沈下がある。2.日本の古代国家形成過程上の大きな画期と見られる5世紀後半の社会変化の一端を明らかにすべく、5世紀代の東部九州における中国層の墳墓祭祀の変化の様相を研究した。その結果、5世紀後半における墳墓祭祀の大きな変化が、親族組織の大きな変化、先祖観念の出現と連動しているらしいことが判明した。3.今後は分析対象としての祭器の器種を拡大するとともに、弥生時代の墳墓祭祀・集落祭祀、古墳時代の支配者層の墳墓祭祀、豪族居館・一般集落における祭祀などを総括的に分析対象とし、特に、大きな転換があったとされる弥生時代末から古墳時代初頭にかけての宗教上の変化の実態を、社会構造の変化と連動させて理解するよう研究を進める計画である。今年度は、本研究の対象時期である日本の古代国家形成期のうち、弥生時代中期古墳時代前期とくに弥生時代から古墳時代への移行期に生起した社会変化

・動態の一面を、祭祀用具の時間的・空間的変化の分析を中心に据えて明らかにする事、とくに青銅製祭器を用いた集団祭祀の出現・展開・消滅の様相を、古墳時代へとつながっていく特定階層を主体とした祭祀の展開過程との対比の中で明確にしようと試みた。事例研究は適当な規模の単位地域内で行う必要があり、島根県出雲地域をフィールドに選定した。当該地域における青銅製祭器を用いての集団祭祀の消長を追跡するには、圧倒的個体数で展開する中細形銅剣c類に関わる基礎的事実関係を確定する必要があった。今回、型式としての実態、他型式との関係、製作時期、埋納時期、製作地、原料の由来、といった基礎的問題をほぼ解決した。当該地域では弥生IVV期に四隅突出形墳丘墓という大規模墳丘墓が盛行するが、そこでの特定集団ないし特定個人に対する祭祀の進展過程を跡付け、中細形銅剣祭祀との相互関係を追跡した。8年度には、分析対象としての地域と祭器の器種をさらに拡大する必要があるとともに、弥生時代の墳墓祭祀・集落祭祀、古墳時代の支配者層の墳墓祭祀、豪族居館・一般集落における祭祀などを総括的に分析対象とし、特に、大きな転換があったとされる弥生時代末から古墳時代初頭にかけての宗教上の変化の実態を、社会全体の構造変化や、祭祀を担った集団間の政治的・文化的関係の変化と連動させて理解するよう研究を進める必要がある。国家形成期のような社会の大きな変動期における宗教の機能と変容についての比較研究の成果を早急に吸収し、本研究の総括に役立てる必要を痛感している。今年度は、本研究の対象時期である日本の古代国家形成期のうち、弥生時代から古墳時代への移行期、および古墳時代から奈良時代への移行期に生起した社会変化・動態の一面を、祭祀の時間的・空間的変化の分析を中心に据えて明らかにする事を試みた。とくに、集団祭祀の出現・展開・消滅の様相、および首長権継承儀礼の出現・展開の様相を明確にしようと試みた。弥生時代の集団祭祀の動向は、集団祭祀を執行した首長層の政治的権力者としての成長と密接な関連を持つがために、青銅祭器を用いる集団祭祀は、地域によっては、弥生中期段階で終息する。しかし北部九州と近畿で、弥生終末期にほぼ時を同じくして終息するのは、各集団内部での自律的契機によっては説明できない。西日本全域に渡る首長層の連合の結成、しかも純政治的なものではなく、擬制的同族関係の締結に伴う、あらたなる疑似的集団祭祀、つまり首長権継承儀礼を中核とした集団再生祈願儀礼の成立を前提とした。本年度で研究計画が終了するため、以上に述べた8年度の成果に加えて、既報告の6・7年度の成果も総合して、1年以内に取りまとめを行う。最終報告では、弥生時代の墳墓祭祀・集落祭祀、古墳時代の支配者層の墳墓祭祀、豪族居館・一般集落における祭祀などを総括的に分析対象とし、特に、大きな転換があったとされる弥生時代末から古墳時代初頭の宗教上の実態を、社会全体の構造変化や、祭祀を担った集団間の政治的・文化的関係の変化と連動させて解明する。また、国家形成期のような社会の大きな変動期における宗教の機能と変容についての比較研究の成果をすでに吸収しており、本研究の総括に役立てる予定である。
ワークロードの多角的評価に関する研究

1.NASA-TLXを用いた主観的ワークロード評価手法による製造現場作業者の負担感調査:現場作業者にヒアリングを行い,現場作業者向けTLX(TLX-L: TLX for Line workers)を作成し,某エアコン製造会社の作業員を対象として,計4回の調査を実施した.その結果,簡便法による指標AWWLとWWLに高い相関が認められた.また,test-retestの相関に有意な相関が認められ,再現性が確認された。さらに,下位尺度の検討では,ライン特性などが尺度得点に反映されることが示され,TLX-Lの現場作業者負担感評価への応用の可能性が示唆された.一方,姿勢性負担などがあまり反映されていないことが推察され,さらにれらの点についての改良の必要性が示唆された.2.生理的指標によるメンタルワークロード評価:16名の男性被験者の心電図(心拍変動性:HRV, T波振幅),指尖容積脈波,精神性発汗,呼吸,瞳孔面積を計測した.課題は木片による図形作成パズル(PZ),2次元補償型トラッキング作業(FL),数値的論理課題(MN)の3種類とし,PZは8分間,FLおよびMNは難易度を3段階に設定し,各4分間遂行させた.瞳孔面積の測定には非接触で計測できるシステムを試作したが,まぶたの影響などで,十分な計測が行えず,さらなる改良の必要性が示された.なお,主観的ワークロードとしてNASA-TLXを用い,他に,TypeA行動特性,および状態不安(STAI)を測定した.その結果,呼吸統制を行わせているにもかかわらず,被験者によっては作業中に呼吸周期,呼吸振幅の変動が多く出現するものがおり,HRVでは一貫した結果は得られなかった。一方,精神性発汗は,作業難易度と相関する結果が得られ,また,作業に特異的な反応が見られ,主観的負担感が等しい作業でも,生理反応は異なることが示された.1.NASA-TLXを用いた主観的ワークロード評価手法による製造現場作業者の負担感調査:現場作業者にヒアリングを行い,現場作業者向けTLX(TLX-L: TLX for Line workers)を作成し,某エアコン製造会社の作業員を対象として,計4回の調査を実施した.その結果,簡便法による指標AWWLとWWLに高い相関が認められた.また,test-retestの相関に有意な相関が認められ,再現性が確認された。一方,精神性発汗は,作業難易度と相関する結果が得られ,また,作業に特異的な反応が見られ,主観的負担感が等しい作業でも,生理反応は異なることが示された.今年度はワークロード研究のための予備調査・実験準備・予備実験を行った。1.主観的手法に関する研究では、電気製品製造工場の2事業所の作業員を対象として、NASA-TLXに関するヒアリングを行い、翻訳語の検討・改訂を行った。この改訂版を用いて、ライン作業者23名を対象とした異なるライン間の主観的ワークロードの比較調査を行った。その結果、ライン間の差異は明確には検出できなかったものの、改訂版NASA-TLXの現場での応用の可能性およびすでに提案している簡便法の利便性が示唆された。2.生理心理学的手法に関する研究では、下記の各種の実験準備を行った。(1)赤外線ビデオカメラとイリスコーダによる非接触瞳孔面積計測システムの試作。(2)精神性発汗(手掌発汗)および指尖容積脈波測定装置の設定。(3)ジョイスティックを用いた2次元トラッキング作業、数値的論理作業、パターン認知作業の3種類のコンピュータ課題プログラムの作成。これらの実験環境・計測指標に心拍変動性の指標を加えて予備実験を行った結果、作業事象に対応した発汗現象(作業によっては作業ミスに対応して誘発的に発汗が生じるが、トラッキング作業のように連続的な課題遂行ではこのような現象は観察されない)、作業中の脈波振幅および脈波基線変動の減少、作業の種類に特異的な呼吸変動などが観察され、あわせて、心拍変動指標の変化が観察された。以上のように各種生体反応は作業の種類によって異なることが示唆された。NASA-TLXを用いた主観的ワークロード評価手法による製造現場作業者の負担感調査

(1)と生理的指標によるメンタルワークロード評価(2)を行った.1.現場作業者にヒアリングを行い,現場作業者向けTLX (TLX-L: TLX for Line workers)を作成し,某エアコン製造会社の作業員を対象として,計4回の調査を実施した.その結果,簡便法による指標AWWLとWWLに高い相関が認められた.また,test-retestの相関に有意な相関が認められ,再現性が確認された.さらに,下位尺度の検討では,ライン特性などが尺度得点に反映されることが示され,TLX-Lの現場作業者負担感評価への応用の可能性が示唆された.一方,姿勢性負担などがあまり反映されていないことが推察され,さらにこれらの点についての改良の必要性が示唆された.2.16名の男性被験者の心電図(心拍変動性:HRV,T波振幅),指尖容積脈波,精神性発汗,呼吸,瞳孔面積を計測した.課題は木片による図形作成パズル(PZ),2次元補償型トラッキング作業(FL),数値的論理課題(MN)の3種類とし,PZは8分間,FLおよびMNは難易度を3段階に設定し,各4分間遂行させた.瞳孔面積の測定には非接触で計測できるシステムを試作したが,まぶたの影響などで十分な計測が行えず,さらなる改良の必要性が示された.なお,主観的ワークロードとしてNASA-TLXを用い,他に,TypeA行動特性,および状態不安(STAI)を測定した.その結果,呼吸統制を行わせているにもかかわらず,被験者によっては作業中に呼吸周期,呼吸振幅の変動が多く出現するものがおり,HRVにこれらが大きく影響することが示された.一方,精神的発汗は,作業難易度と相関する結果が得られ,また,作業に特異的な反応が見られ,主観的負担感が等しい作業でも,生理反応は異なることが示された.
比較の手法によるイスラームの都市性の総合的研究(総括班)

イスラムの都市性を比較の視点から検討しその総合的解明を目指す本研究において、総括班は共同研究の実をあげるために、研究全体の活動の相互の連絡・調整に当たった。即ち、互いに関連する研究班の合同研究会やセミナーの開催、研究成果の発表のための出版活動、海外の研究者・研究機関との交流などに努めた。具体的には、2.成果の流通:研究成果を研究分担者全員が随時共有するため、ニューズレター「マディーニーヤ」(創刊準備号15号)、研究報告シリーズ(123号)、研究会報告シリーズ(17号)、Monograph Series(No.18)、広報シリーズ(12号)を出版し、国内外の研究者・研究機関に配布し、研究連絡網を確立した。3.総括班副代表の後藤明をアメリカ合衆国に派遣し、本研究活動に対する当地の研究者の協力を要請するとともに、関係学会、研究機関との研究協力態勢の確立につとめた。4.来年度開催予定の国際シンポジウムにむけて、数次にわたる準備連絡会議をもち、各セクションのテーマの設定、招聘研究者の選定などの作業を行った。すでに第二次サーキュラーを内外の研究者に配布した。以上の諸活動により、イスラム世界の都市性についての研究視角が明確化し、都市研究における新たな参照テーマとしてイスラム圏の都市研究の重要性が広く認識され、活発な比較研究を刺激・促進する結果を生んだ。
腸管免疫に携わる分泌型IgA-免疫グロブリンの分子設計

分泌型IgA-免疫グロブリン(sIgA)は消化管の生体防御機構の主役であり、パイエル板で産成されている。母乳は、sIgAに富み、母親と新生児との免疫系の関係を連携している。それに対して、sIgAを含まない人工乳で哺育されている乳児ではその間の腸管免疫が成立しにくい。本研究では、sIgAを含む人工乳を作製するために、牛乳から分離し遊離分泌片(FSC)とパイエル板のバッチ細胞とミエローマ細胞のハイブリッド細胞より産生したIgA-免疫グロブリン二量体とからsIgA分子を設計する。平成4年度は、ホエーからFSCを簡易な操作で調製する方法を確立し、調製したFSCの同定を行った。1 FSCの分離及び精製ホエータンパク質をCM-セルロース及びDEAE-セルロースクロマトグラフィーでFSCに富む画分を得た。更に、ProteinAカラムでのアフィニティクロマトグラフィーで、FSCを精製した。2 FSCの同定(1)尿素-ポリアクリルアミド電気泳動(PAGE,pH4.3)で分析した結果、CM-セルロース及びDEAE-セルロースクロマトグラフィーで得られたFSCに富む画分におけるFSCの含量はそれぞれ約70%及び80%である。しかし、ProteinAでのアフィニティクロマトグラフィーで精製したFSCはPAGEで単一のバンドを示した。SDS-PAGEでの分子量は83,000Daと概算された。(2)抗-ホエー抗体に対する免疫電気泳動では、CM-セルロース及びDEAE-セルロースクロマトグラフィーで分離したFSCに富む画分にはそれぞれ3本及び2本の沈降線が検出された。精製したFSC画分は1本の沈降線を示し、抗ーIgGとは反応しなかった。3 FSCの簡易調製CMーセルロースを用いたFSCの簡易な分離法は、収量は低いが(<1%)、ホエータンパク質を直接クロマトグラフィーを行うことによって約70%の純度のFSCを分離することができた。
酵母をモデル系としたMAPキナーゼ活性化のシグナル伝達機構

酵母のシグナルの伝達系において、プロテインキナーゼC(Pkc1)の下流で機能する因子として、Bck1,Mkk1,Mkk2,Mpk1を同定した。このうち、Bck1は動物細胞におけるMAPキナーゼキナーゼキナーゼであるMEKKと、Mkk1/Mkk2はMAPキナーゼキナーゼと、Mpk1はMAPキナーゼとそれぞれ相同性を示す。得られた因子の活性型変異および欠損変異を用いた遺伝学的解析から、これらはBck1-Mkk1/Mkk2-Mpk1の順序で機能することを明らかにした。さらに、アフリカツメガエルのMAPキナーゼが酵母のMpk1の機能を相補することを明らかにした。以上の結果から、酵母Pkc1によるシグナル伝達系は、MAPキナーゼホモログであるMpk1の活性化を介したキナーゼカスケードにより制御されており、これら酵母の系は動物細胞におけるMAPキナーゼ活性化のシグナル伝達系の良いモデル系になるものと考えられる。またアフリカツメガエルのMAPキナーゼが酵母のMpk1の機能を相補することから、酵母のMpk1はその構造だけでなく機能的にも動物細胞のMAPキナーゼと相同であることが示唆された。また、酵母のPkc1によるシグナル伝達系を制御するヒト遺伝子として、MSP1とMSB1を分離した。塩基配列から、MSP1はプロテインキナーゼCとして、MSB1は転写因子として機能していると考えられる。今後、これらの因子を遺伝学的及び生化学的に解析することにより、動物細胞におけるMAPキナーゼカスケードにおける機能を明らかにしたい。また、今回分離したMkk1の活性化型変異(Mkk1-6)の性質を解析することにより、シグナル伝達系におけるMAPキナーゼキナーゼの活性制御機構が明らかになると考えられる。
プロチウム材料溶液界面のマイクロACインピーダンス解析と電極過程のモデル化

当該研究は,ニッケル水素2次電池への応用を念頭においたプロチウム固溶材料の材料特性評価を行ったものである.マイクロ電極法とACインピーダンス法を組み合わせた電気化学測定は,プロチウム固溶材料(Mm系合金材料,Mg_2Ni,Pd)-電解液界面系における二重層容量,電極抵抗,電荷移動抵抗等の見積もりが可能であった.さらに,プロチウム固溶過程のモデルを厳密等価回路を用いて表現し,得られた結果との整合性を議論することができた.特に,Mg_2Ni系粒子のプロチウムインサーション反応についての知見は,特に良い電気化学的整合性をみることができている.このマイクロ電極を用いた電気化学的手法は,従来の電池として用いられる電池活物質そのものの特性を評価することができる.結着剤,導電助剤等加えたコンポジット電極を用いた評価では,これらの影響が含まれるため,不確定性が大きい.また,プロチウムの拡散係数も,信憑性のおけるデータが得られており,この測定手法を応用することも可能であると考えている.また,マイクロ電極の手法は,電池の小型化という側面も持ち合わせている.マイクロレベルで電極を設計・制作し,電極の任意の位置に堆積して薄膜化する技術をもってすれば,現在の携帯機器に代表されるような新型2次電池技術に新たな側面を付与することができ,新たな技術の展開が期待される.さらにこのマイクロ電極を用いた電気化学測定を,燃料電池系にさらに展開し,燃料電池における電極触媒効能の評価を行っている.当該研究は,ニッケル水素2次電池への応用を念頭においたプロチウム固溶材料の材料特性評価を行ったものである.マイクロ電極法とACインピーダンス法を組み合わせた電気化学測定は,プロチウム固溶材料(Mm系合金材料,Mg_2Ni,Pd)-電解液界面系における二重層容量,電極抵抗,電荷移動抵抗等の見積もりが可能であった.さらに,プロチウム固溶過程のモデルを厳密等価回路を用いて表現し,得られた結果との整合性を議論することができた.特に,Mg_2Ni系粒子のプロチウムインサーション反応についての知見は,特に良い電気化学的整合性をみることができている.このマイクロ電極を用いた電気化学的手法は,従来の電池として用いられる電池活物質そのものの特性を評価することができる.結着剤,導電助剤等加えたコンポジット電極を用いた評価では,これらの影響が含まれるため,不確定性が大きい.また,プロチウムの拡散係数も,信憑性のおけるデータが得られており,この測定手法を応用することも可能であると考えている.また,マイクロ電極の手法は,電池の小型化という側面も持ち合わせている.マイクロレベルで電極を設計・制作し,電極の任意の位置に堆積して薄膜化する技術をもってすれば,現在の携帯機器に代表されるような新型2次電池技術に新たな側面を付与することができ,新たな技術の展開が期待される.さらにこのマイクロ電極を用いた電気化学測定を,燃料電池系にさらに展開し,燃料電池における電極触媒効能の評価を行っている.
短鎖ペプチド-インテリジェント化担体を用いた、小口径人工血管の開発

【背景】既存の小口径人工血管の開存率は低く臨床上問題になっている。開存率の向上には、迅速な内皮化と新生内膜肥厚の抑制が重要であると考えられている。本研究では、内皮細胞に親和性の高い4型コラーゲン由来のCAGペプチドを見いだし、それを付与した人工血管を開発し、その効果を検証した。【方法】ラット頸動脈人工血管(内径0. 7 mm)置換モデルを用いて、術後1, 2, 6週後に取り出し、組織学・生化学的に評価した。【結果】CAG含有小口径人工血管は、CAGを含まない群に比して、各週ともに、有意に内皮化率が向上していたCAGvsC : 64. 4±20. 0% vs 42. 1±8. 9% at 1 week P=0. 017, 98. 2±2. 3% vs72.7±12. 9%at 2 weeks P=0. 001, and 97. 4±4. 6% vs76.7±5. 4%at 6 weeks P<0. 001)。Western blotでは、1週においてeNOSの発現がCAG群で高く(CAG vs C : 1. 20±0. 37 vs 0. 34±0. 16, P=0. 013)、6週においてαSMAの発現がCAG群で有意に低かった(CAG vs C : 0. 89±0. 06 vs 1. 25±0. 22, P=0. 04)。【考案】CAG含有人工血管は内皮化を促進できるとともに新生内膜肥厚も抑制できる可能性があり、小口径人工血管の遠隔期開存率改善の可能性が示唆された。開存性に優れた小口径人工血管の開発には、迅速な内皮化および新生内膜肥厚の制御が求められる。今回、我々が独自開発した「ペプチドアレイ法」を応用し、内皮細胞の接着特異性が高く、かっ平滑筋細胞の接着特異性が低い短鎖ペプチドを探索し、見いだしたペプチドを付与した小口径人工血管の開発を試みた。内皮細胞床的な存在の血管基底膜の主成分である細胞外マトリクス:IV型collagenにのみ存在する3残基配列の短鎖ペプチドの内、内皮細胞に対して特異性が高く、平滑筋細胞に低いCAG(Cysteine-Alanine-Glycine)配列を見いだした。生体吸収性ポリマーのε-polycaprolactoneをelectrospinning法で紡糸し、直径0.7mmの超小口径人工血管を作製し、SDラットの頚動脈に人工血管置換術を施行した。von Willebrand因子免疫染色、走査電子顕微鏡による内皮観察では、CAG含有の人工血管において内皮細胞接着性が優れており、新生内膜の肥厚は認めなかった。またWesternblot analysisでは、eNOS、thrombomodulinが経時的に増強し、そのintensityはCAGを含有しない人工血管に比較して、CAGを含有する人工血管に強い傾向にあった。平滑筋のマーカーであるα-Smooth Muscle Actin、calponinタンパクの発現についてはCAG含有人工血管において弱い傾向にあった。この結果から、我々の発見したCAG配列は、早期の内皮化と新生内膜肥厚の抑制効果を発現した。今後はさらにCAG配列以外の、各種特徴を持ったtrimer peptideの開発を続けるとともに、さらに大動物に対する人工血管移植手術に向かい、最終的には臨床応用を目指したい。小口径人工血管は、いまだに臨床使用上満足できる材料がないのが現状である。

本研究では、それを解決すべく、独自技術を用いて「短鎖ペプチド」の細胞特異的親和性を見出し、内皮細胞に親和性が高く・平滑筋細胞に親和性の低いペプチド=CAG(Cysteine-Alanine-Glycine)を見出した。CAGを付与した小口径人工血管(生体吸収性ポリマーのε-polycaprolactoneをelectrospining法で紡糸して作製)を開発し、それを用いてラット頸動脈置換手術(直径0.7mm、長さ7mm)を行い、有効性(迅速な機能的内皮化:-内皮化率・eNOS発現亢進-と、新生内膜抑制効果の可能性:-αSMAの発現低下・新生内膜肥厚の欠如-)を示した。さらに、長期的な開存性や組織学的変化を検討するために、頸動脈置換手術後1,2,6,12,24,48,72週で人工血管を摘出し、各種染色を施した。72週経過しても、破裂や瘤形成を起こすことはなかった。内皮細胞は早期から再生し始めて、6週ではほぼ完全に内皮化された。一方で、平滑筋層については、12週程度からαSMA陽性細胞が出現しはじめ、その後経時的に増加していった。しかし、十分な平滑筋層を形成せず、平滑筋細胞の高度分化マーカーは発現していなかった。また、人工血管を構成する生体吸収性材料については、72週経過しても完全には消失しなかった。今後は平滑筋層の再生を促すようなペプチドの付与を行い、より機能的な人工血管=再生血管を開発する。