hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
間葉系幹細胞におけるＢＭＰ２／ＰＰＡＲγシグナルクロストークの解析

また、ST2細胞の培養において各リガンドを順番を変えて添加した場合も同様な結果が得られる事を、骨芽細胞で特異的に発現するアルカリホスファターゼ活性、脂肪細胞の中性脂質を染めるオイルレッドO染色で確認を行った。この様に、PPARγとBMP2シグナルのエピジェネティクス制御を介した不可逆的な転写活性化反応に示す条件を得る事に成功した。達成として、BMP2処理後のPPARγ効果、PPARγリガンド処理後のBMP2効果に関し、マウス間葉系由来の幹細胞であるST2細胞を用いた発現・エピジェネティクス制御レベルでの処理順の差を確認できた。この成果を論文としてまとめ、電子雑誌「PPAR Research」に掲載された(2012:607141)。更にマイクロアレイの結果、この様なシグナル処理の不可逆的な効果は広範囲な影響をもたらす事も確認できた。以上の点では概ね順調な実験結果を得る事が出来たが、次世代シーケンサーを用いたChIPseqやマウス個体を用いた検討までは出来なかった。これらは今後の検討課題である。平成23年度において、ST2細胞におけるChIPアッセイや定量的RT-PCRから最適な実験条件を得る事に成功した。今後、次世代シーケンサーを用いたChIPseq解析の為に、サンプル抽出を行う予定である。この点に関してはおおむね順調に進展している。また、他の脂肪細胞や骨芽細胞分化マーカー遺伝子発現変動に関しても順次検討中であり、確実に結果が出ると考えている。しかしながらプロテオミクス手法を用いたBMP2シグナル依存的なPPARγ修飾の同定に関しては未だ検討中であり、その点が今後の課題である。この結果は、脂肪を作るPPARγシグナルと、骨を作るBMP2シグナルに関し、エピジェネティクスレベルでのシグナルクロストークを示した最初の報告である。特にPPARγリガンドを短時間処理した間葉系幹細胞は、BMP2シグナルの効果を増幅させた。この現象は、将来の骨再生等を目的とした幹細胞治療法の一助になる可能性を秘めている。例えば、PPARγリガンドを短時間処理する事で、間葉系幹細胞の骨芽分化能が促進されるかも知れない。更にこの現象は、肥満におけるシグナル感受性の面での、骨代謝制御の差も現している可能性が高い。特に今後はエピジェネティックレベルで制御を受ける遺伝子群を理解し、骨と脂肪のバランス維持制御因子の同定に繋がると考えている。BMP2やPPARγシグナル依存的に変動する修飾ヒストンの同定に成功したため、今後は次世代シーケンサーを用いた大規模解析を対象とするサンプル抽出を行う。特にBMP2とPPARγリガンドを添加する順番で異なるシグナル強度を示す修飾ヒストンについて着目する。プロテオミクスに関しては研究計画の規模からPPARγのみに着目する事にした。
レーザー誘起結晶成長過程の時間・空間分解計測

溶液からの結晶成長過程は、熱的揺らぎによって生ずる溶質クラスターが偶然臨界サイズを超えた場合に安定核となりマクロな結晶へ成長すると考えられているが、このようなランダムで速いダイナミクスを追跡することは容易ではなく、結晶生成過程の詳細なメカニズムは現在でも未解明である。本研究では、液体窒素温度で凍結、ガラス化した芳香族分子(ピレン)のメチルシクロヘキサン/イソペンタン混合溶液にns紫外パルスを数千発照射するとマクロな結晶が析出することを見出し、レーザー照射の繰り返しにより徐々におこる結晶化を溶液相からの結晶化プロセスの一つのモデル系として位置づけ、結晶成長ダイナミクスを時間分解分光法を用いて詳細に検討した。この系では、レーザー未照射では観測されないピレンのエキシマー蛍光がレーザーパルスの照射回数に比例して増加する様子が観測され、これはレーザー照射に伴う結晶の段階的な成長を示している。またレーザーパルス単発照射による蛍光強度の時間変化測定では、同程度(数ns)で起こるモノマー蛍光の減衰とエキシマー蛍光の立ち上がりが観測され、その後モノマーが130 ns、エキシマーが30 nsと異なる寿命で減衰したことから、レーザー照射により溶質分子の近傍のみが過渡的に融解し、それにより近隣分子間でのエキシマー形成がレーザーパルスの時間幅内で起こり、数ns数後には分子の並進拡散が再び凍結されたということが明らかとなった。先の段階的な結晶成長過程と併せて本結晶化のダイナミクスを考えると以下のようになる。まずレーザーパルスの時間幅内でエキシマー(2量体)形成が起こり、エキシマー解離速度が溶媒の融解時間(数ns)より十分長いため2量体はそのまま凍結される。このような形で最も不安定なクラスターである2量体が安定に保持されるため臨界核形成の確率が上がり、レーザーパルスの複数照射の間に効率よく核形成、成長が起こったと結論づけられる。ゲスト分子としてピレンを含む高分子フィルムのキャスト法による作成中に、レーザー光(ナノ秒YAGレーザー、355nm)を照射するとゲスト分子がセグリゲーションし結晶化が進行することが見出された。レーザー光による光励起を始点とする時間・空間階層性を持った現象の解明を目的として、(1)初期過程の解明、(2)ポリマーマトリックス中での物質拡散過程の直接観測、(3)時間・空間分解顕微分光装置の作成の3点から研究を行った。(1)に関しては、ホスト高分子媒体をポリスチレンとした場合に、アントラセンやペリレンを溶質とした場合にはこのようなレーザー誘起セグリゲーションは起こらず、ピレン系でのみでこのような現象が確認されたことから、エキシマー生成のような光励起状態の分子間相互作用を起点とした過程である可能性が示唆された。また、ピレンの固体中レーザー誘起集合化の可能性を検討するために、77Kのピレン/メチルシクロヘキサン-イオンペンタン剛体溶液をナノ秒レーザー照射し、その蛍光スペクトルのレーザー光強度・照射時間依存性を測定した。その結果、レーザー光照射によってピレンダイマー(室温では形成されない分子性錯体)の生成が確認された。また更にレーザー光照射を繰り返すとピレンの析出化が見出された。詳細に検討する必要はあるが、固体中(あるいは高粘性媒体)中でレーザー光照射により局所的に温度上昇が起こり、高濃度(約10^<-2>M)の溶液系で集合化が起こるという特徴は類似しており、そのメカニズムの詳細について現在検討を行っている。また、メゾスコピックスケールや表面などの微小・局所領域のダイナミックス測定のために、屈折率分散の小さい近赤外部に発振波長(1270nm)を持つCr: Forsteriteレーザーを光源とした多光子顕微分光システムを作成し、評価を行った。

本研究では、結晶成長と生成のダイナミクスをナノ秒から数10分、数時間(あるいは数日)にわたり高い信頼性をもって観測できる装置を作成し、広い時間オーダー(10から14桁)における時間及び空間階層性を持つ結晶成長ダイナミクスのデータを取得し、特にクラスター生成、結晶核生成のダイナミクス、そのサイズと後の時間領域で生成する結晶との相関についての知見を得ることを目的としている。本年度は、高分子固体中での溶質結晶化に重要な因子となる分子の並進拡散と、その温度効果を過渡回折格子計測法により決定しガラス転移前後での温度依存性を決定し、レーザー加熱の並進拡散過程に与える影響を検討した。特にS/N比の向上のためにデジタルメーターを利用して、数分-数時間領域での測定を可能とした。これらの結果、高分子固体中における溶質構造と並進拡散に対する異方性を明らかにできた。核生成や結晶成長のごく初期の状態では、集合体の形成にともなう微小空間での変化を検出する必要がある。そのために、蛍光分子のレーザー照射下での拡散過程を単一分子レベルで測定するために新たに高感度CCDカメラを購入し蛍光イメージ倒立顕微鏡と組み合わせ、微小領域における分子運動の定量的イメージングシステムを作成し、標準試料を用いた基礎的な測定を行い装置の検定を行った。また、レーザー誘起結晶化に関連し、レーザーによる結晶生成過程のモデル系に対する測定を行った。その結果、局所加熱による温度上昇と核生成に関する基礎的かつ定量的な知見を得た。これらの結果をもとに、次年度に行う単一分子レベルでの分子集合化過程の検出に関する条件を得た。低温77Kにおいて、溶質としてピレンを10^<-3>から10^<-2>M程度含むメチルシクロヘキサン-イソペンタン剛体溶液にナノ秒355nmレーザー光を照射すると、ピレン固体結晶が析出する。この過程に対する、(1)溶質濃度、(2)溶媒組成比、(3)レーザー光強度の依存性を検討した。その結果、(1)に対しては、溶媒の組成にも依存するが、濃度が2-4×10^<-3>Mより高濃度の場合にのみレーザー誘起結晶化が進行することが見出された。(2)に対する依存性からは、溶媒のガラス転移温度が低い組成の溶媒ほど結晶析出が容易に進行することが確認できた。また(3)レーザー光強度には閾値が存在し、mJ/cm^2程度の励起エネルギーが結晶析出のために必要であることがわかった。これらの結果、溶質の光吸収による溶液の温度上昇による一時的な液化と溶質の運動性の増加が結晶析出に重要な役割を果たすことが示唆されるが、レーザーの集光体積および溶液の熱容量を考えると、レーザー光の吸収による照射体積の温度上昇はせいぜい数K程度と見積もられる。溶媒の組成比にも依存するが、これらの剛性溶媒系の融点は、90-110K程度であり、照射体積全体がレーザー照射による光吸収によって一時的にせよ液化するとは考えにくい。そこで、溶質であるピレンの逐次多光子吸収を考慮した局所的温度上昇を考慮したコンピューターシミュレーションを行った。その結果、分子周囲の局所的な温度上昇により溶質ピレンの並進運動が一時的可能となり、隣接溶質間距離が数nm以内であれば、溶質分子同士が励起状態の間に出会う確率が存在することが示された。
現代イギリスにおける地方教育行政改革に関する研究

本研究は、「新公共経営(ニュー・パブリック・マネジメント)」の理念に基づき、3E(経済性、効率性、効果性)などの観点を重視して進められているイギリスの教育行財政改革を手がかりとして、新しい時代に対応した地方教育行政の在り方を考察することを目的としている。本年度の実績の概要は以下の通りである。1.「新公共経営」や「ベストバリュー」、そして「行政経営」などに関する文献を収集し、分析を行い、これらの概念に関する理論研究を行った。その主要な先行研究は、最終報告書に「文献解題」としてまとめた。2.イギリスにおける地方教育行政改革に関する政策分析を行い、上記の理論に基づいた改革が進められていることを明らかにできた。3.現地調査やインターネツトなどにより収集した関連資料を分析することを通して、「支援」者としての地方教育当局の機能やそのための組織体制の実態が明らかにできた。4.平成16年1月に訪英した際に、先導的な地方教育当局として、他の自治体の改革モデルとなっているチェシャー地方教育当局の教育長及びスタッフや、地域内の学校を訪問し、インタビューを行った。そのことを通して、自律的に学校改善に取り組む学校とそれを支援する地方教育当局の関係の持ち方やそれぞれの機能について明らかにすることができた。以上の研究活動を通して、「支援者」としての地方教育当局の役割とその在り方においては、第1に学校との綿密な連携協力関係の構築が必要であること、第2に学校の信頼を得られる自治体経営能力が必要であること、第3に自治体経営者のリーダーシップが重要であることが明らかとなった。すなわち、これからの新しい地方教育行政改革においては、「行政経営」能力をいかに構築するのかということが重要であることがわかった。この3カ年の研究成果として、最終報告書を作成した。本研究は、「ニュー・パブリック・マネジメント(新公共経営)」の理念に基づき、3E(経済性、効率性、効果性)などの観点を重視して進められているイギリスの教育行財政改革を手がかりとして、新しい時代に対応した地方教育行政の在り方を考察することを目的としている。本年度の実績の概要は下記の通りである。1.現在の教育行財政改革の理論的基盤となっている「ニュー・パブリック・マネジメント(新公共経営)」や「ベスト・バリュー」などの理論の文献研究を行い、文献一覧を作成した。2.地方自治体連合提供の資料、及びインターネット等を活用した資料収集、現地調査等から、地方教育当局の組織構造や活動内容などを明らかにすることができた。3.昨年度収集した「教育発展計画」と本年度収集した地方自治体の組織及び活動に関する資料を分析することにより、地方教育当局が認識する「行政の役割」とそのための「行政経営」の組織及び仕組みについてまとめることができた。4.平成14年5月に訪英した際に、全英学校長会(National Association of Head Teachers, NAHT)に出席し、校長への聞き取り調査を行うことができた。その結果、学校が持つ、地方教育当局と学校の関係や、求められる地方教育当局の役割に関する意識を知ることができた。以上のことを通して、「支援」という地方教育当局の役割を、効果的、効率的、経済的に具体化するための改革が地方教育当局内で進められている実態が明らかとなった。その実態とは、第1に戦略的な計画の立案、第2に行政組織間のネットワークの形成、第3に民間や保護者などの利害関係者とのパートナーシップの形成である。本年度は、このような行政改革を進めるための行政職員の職能発達を支援する組織として創設された、Virtual Staff Collegeに焦点を当てた研究成果を、日本教育行政学会(平成14年10月、東京都立大学)で発表した。
人工ニューロン開発を目指したその場ＴＥＭ法による抵抗変化メモリ回路動作の研究

メモリ応用,ニューラルネットワーク応用を念頭において抵抗変化メモリ(ReRAM)の研究が広く行われている.本研究では単体のデバイスに留まらず,抵抗変化の動作機構,デバイス劣化機構,回路動作の理解を通じて,ReRAM応用への指針を得る事を目的とする.H2830年度の研究では,ReRAM応用に不可欠な動作安定性,連続的抵抗変化を主な題材として,二層CBRAM(導電フィラメント型ReRAM),平面型CBRAMのスイッチ動作を,その場TEMその場観察法により調査した.研究期間に得られた結果の概略を記す.【1二層型ReRAM(Cu/MoOx/Al2O3)】二層型デバイスの安定動作の理由を探るために,Si基板上に作製した積層型CBRAMの観察を行った.Si基板を介さない通電を行うための配線,FIB加工の導入によって,明瞭な抵抗変化のTEM内取得に成功した.その結果,メモリ書き込み時にはまずMoOx/Al2O3界面でCu導電フィラメントが形成され,その後Al2O3へと成長することがわかった.またデバイス劣化時には広範囲のCu拡散が生じたが,それは主にMoOx層内であり,AlOx層への拡散は抑制されていた.このことにより,逆バイアス印加によるメモリ動作復活が可能になることが分かった.電力抑制という二層ReRAMの特長で安定動作が実現することを実験的に示した.【2平面型ReRAM】Cu/WOx/Cu, Ag/WOx/Ptを例にとり,配線内に挿入したCBRAMデバイスの動作解析を行った.いわゆるフィラメントの形成・破断も確認されたが,メモリ動作に関わる電気抵抗変化には必ずしも金属フィラメントが必要ではなく,抵抗変化層内のCu析出により数ケタにおよぶ連続的抵抗変化が確認できた.一方で,Cuの拡散は広範囲におよんでおり,安定した多値動作の実現には抵抗変化層の微細化が重要であることが示された.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。メモリ応用,ニューラルネットワーク応用を念頭において抵抗変化メモリ(ReRAM)の研究が広く行われている.電子顕微鏡による動作機構評価も行われているが,未だに不明な点が多い.本研究では単体のデバイスに留まらず,その回路動作を「その場TEM法」により観察・解析し,抵抗変化の動作機構,デバイス劣化機構,回路動作の詳細を明確化する.H28年度には,導電フィラメント型ReRAM(CBRAM),特に実用型2層CBRAMの抵抗変化動作時におけるフィラメントの振る舞いを解析し,国内外の学会で発表した.過去の研究と異なる点は,TEM試料加工法としてFIBを利用したことであり,より詳細な観察が期待できる.更に回路動作へと研究を拡張するため,面内ReRAMの作製,特にナノギャップ電極の作製を行った.また,国際共同研究として,「その場TEM法やSTM法によるReRAM研究の国際動向」を共同調査して,レビュー論文を執筆した.1CBRAMフィラメントの振舞い:抵抗変化時に金属フィラメントが形成/消失するが,その振る舞いは履歴による.2二層型ReRAM(Cu/MoOx/Al2O3)の評価:上記の傾向は二層デバイスでも同様であり,より絶縁体的なAl2O3層で細い.EDX分析によりCuの移動を実験的に確認できた.高パワー動作を繰り返すと抵抗値が徐々に減少して動作不良に繋がるが,これは絶縁層内に形成されたCuの残留析出物による.4平面型ReRAM(Cu/WOx/Cu):Cuフィラメントの成長を明瞭に観察できた.低パワー動作を実現してReRAM回路のTEMその場観察を行うために,ナノギャップ電極の形成を試みた.EBリソグラフィーと斜め蒸着法により,50nm程度のギャップを10nm程度の精度で形成できる可能性のあることがわかった.H29年度には作製条件の最適化を行い,基盤技術を確立する.2層型CBRAMの各層におけるフィラメントの振る舞いを直することができた.平面型CBRAMに必要なナノギャップ電極の作製に目処がたち,H29以降に実施予定の回路動作観察への準備ができた.また6件の招待講演を行っており,一定の認知を得た.いずれも予定通りの進捗状況である.H29年度には,主には2層CBRAM(導電フィラメント型ReRAM)のフィラメント動作について調べるとともに,TEM内CBRAM回路研究を念頭においた,ナノ電極間に形成した平面型Cu/WOx/Cu,Ag/WOx/Ptデバイスのスイッチ動作を調査した.これらの結果を国内外の学会で発表した.これに加えて,TEMその場観察研究に関する招待レビュー講演をNVMTS,応用物理学会講演会において行った.また,H30年度の研究進展を念頭において,ナノ伝道経路解析のための簡易型TEM-EBACシステム開発に着手した.1二層型ReRAM(Cu/MoOx/Al2O3)の評価:二層型デバイスの安定動作の原因を探るために積層型CBRAMの観察を行った.相補性CBRAM動作の解明には至らなかったが,メモリ書き込み時の導電フィラメント形成においてCuが一旦MoOx/Al2O3界面で析出し,その後Al2O3にフィラメントが形成されるということがわかった.この2段階過程によりデバイスへの急激な電力投入を抑えられ,安定動作に繋がることが解った.2平面型ReRAM:抵抗変化においてTEM像で認識可能な構造変化と,認識困難なスイッチのあることわかった.スイッチに関わる電気抵抗変化には大幅な構造変化が必要ではなく,また観察可能なフィラメントの形成には電流が寄与すると考えられる.

メモリ消去に関連するフィラメント破断に際しては,抵抗値が不安定になることが観測された.3これらの結果を踏まえると,ナノメートルまたはそれ以下の変化が,メモリ現象に寄与すると考えられる.ReRAMスイッチ動作における電流経路変化を認識するための手法として電流像観察に注目し,TEM用の簡易型EBACシステムの開発に着手した.まだ数千倍程度の観察ではあるが,電流経路観察について一定の目処を得た.2層型CBRAMにおける安定動作の理由(2段階スイッチ)を明確化できた.また平面型CBRAMにおいては,斜め蒸着法によるナノ電極形成が可能になり,デバイス動作と微細構造の詳細な関連付けが可能になった.回路動作観察に向けての,TEM内回路の設計・リソグラフィパターン作製は終了しており,H30年度には実験の実施が可能である.数件の招待講演を行っており,当該研究についての認知を得た.いずれも予定通りの進捗状況である.メモリ応用,ニューラルネットワーク応用を念頭において抵抗変化メモリ(ReRAM)の研究が広く行われている.本研究では単体のデバイスに留まらず,抵抗変化の動作機構,デバイス劣化機構,回路動作の理解を通じて,ReRAM応用への指針を得る事を目的とする.H2830年度の研究では,ReRAM応用に不可欠な動作安定性,連続的抵抗変化を主な題材として,二層CBRAM(導電フィラメント型ReRAM),平面型CBRAMのスイッチ動作を,その場TEMその場観察法により調査した.研究期間に得られた結果の概略を記す.【1二層型ReRAM(Cu/MoOx/Al2O3)】二層型デバイスの安定動作の理由を探るために,Si基板上に作製した積層型CBRAMの観察を行った.Si基板を介さない通電を行うための配線,FIB加工の導入によって,明瞭な抵抗変化のTEM内取得に成功した.その結果,メモリ書き込み時にはまずMoOx/Al2O3界面でCu導電フィラメントが形成され,その後Al2O3へと成長することがわかった.またデバイス劣化時には広範囲のCu拡散が生じたが,それは主にMoOx層内であり,AlOx層への拡散は抑制されていた.このことにより,逆バイアス印加によるメモリ動作復活が可能になることが分かった.電力抑制という二層ReRAMの特長で安定動作が実現することを実験的に示した.【2平面型ReRAM】Cu/WOx/Cu, Ag/WOx/Ptを例にとり,配線内に挿入したCBRAMデバイスの動作解析を行った.いわゆるフィラメントの形成・破断も確認されたが,メモリ動作に関わる電気抵抗変化には必ずしも金属フィラメントが必要ではなく,抵抗変化層内のCu析出により数ケタにおよぶ連続的抵抗変化が確認できた.一方で,Cuの拡散は広範囲におよんでおり,安定した多値動作の実現には抵抗変化層の微細化が重要であることが示された.当初の予定通りに推進する.12層型CBRAM:FIB試料を用いて低パワースイッチをTEM内で実現.その劣化機構,および直列デバイスを用いた相補性ReRAM動作についてより詳細な検討を行う.2平面型CBRAM:ナノギャップ電極形成手法の確立を行った上で,抵抗スイッチ直前・直後の電極近傍,フィラメント近傍のCuの振る舞いを検討
デザインに関わる言語表現と実体と概念との関連づけによるデザイン知の探究

デザイン思考に現れるものごとの言語表現と実体と概念との関係の理論的モデルを構築し,言語的知性とデザイン知を構成する他の知性との関係を明らかにすることを試みた.都市空間,建築空間,庭園などの臨地調査において,デザインの現れを記録する写真日記(写真+事実記述+解釈記述+経験記述)を生成することと,写真日記を構造化して理論的モデルを構築することとを繰り返し,写真日記を用いる調査方法と理論的モデルとを構成的に構築した.空間図式という概念を空間の経験における実体的・身体的事実と概念とを空間図式を橋渡しする媒体として再定義し,写真日記と理論的モデルの核とした.1.デザインの現れである事例の基礎資料の生成生活に根差すものごとの現われと見ることができる事実(事態や出来事)を調査フィールドにおいて収集し,次の要領で基礎資料を生成する.土着的または伝統的な生活と現代的な生活とが融合する国内の都市や集落として,都内数カ所,滋賀県高島市針江地区,北海道函館市西部地区を調査フィールドに選定し,以下を行った.1)写真を撮影する.撮影する際に,いかなる事実を被写体としているのか,被写体である事実がデザインのどのような現れであると解釈しているのかを意識する.2)各写真について,写真上で視覚的に認識可能な事態や出来事を命題文(主語と述語があり,真偽を決定可能な宣言文)として記述する.これを事実記述とよぶ.3)各写真について,記述した事実をいかなるものごとの現われとして観ているのかを命題文として記述する.これを現象記述とよぶ.(4)各写真について,記述した事実と現象の社会的効果や文化的効果(行為や情動など,経験に対する効果)を推論し,命題文として記述する.これを経験記述とよぶ.5)写真毎に撮影情報,写真,事実記述,現象記述,経験記述の五つ組を作成し,これらをまとめたものを基礎資料とする.2.デザインの事実・現象・経験を関連づける法則性の分析言語における統語論,意味論,語用論を踏まえ,記述対象領域に依存しない多種記号体系を関連づける形式表現の方法を応用し,上記基礎資料から,事実記述,現象記述,経験記述の関係を分析することによって,デザインの事実,現象,経験を関連づける法則性を抽出する手がかりを探っている.◎理論構築デザインという行為の結果もしくは帰結であるものごとを,誰もが確認できる現前の<事実>,そのものごととインタラクション(例えば,利用,居住)するという<経験>,事実と経験とを関連づけるしくみ(例えば,法則性,メカニズム)についての<解釈>の,三種類の観点で捉え,事実,解釈,経験を,言語学における統語論,意味論,語用論に対応づけることによって,デザインの現れである事例を記録するための基礎理論の一部を構築した.また,これら三種類の記述に,事実を視覚表現する<写真>を加えて,事例の記録様式を考案し,<写真日記>と命名した.さらに,断片的な事例を体系化する理論を構築する方法として,臨地調査において作成した写真日記を基礎資料とするKJ法を試み,その可能性を検討しつつある.一方,<空間図式>という,ひとが存在して行動する場所を自分と環境との関係として知覚し,自分が空間に定位することを方向づけるものごとを指示する概念を定義し,空間図式の顕在化を臨地調査の核にすることにした.また,空間図式と実体及び実体の描写(図面やスケッチ)との関係を構成的方法論の上で明確にした.滋賀県高島市は針江地区の臨地調査(平成27年度実施)において作成した写真日記から,上記の方法によって,空間図式を顕在化することを試みた.◎臨地調査理論を適用して妥当性を実証すること,及び,理論の可能性を拡大すること目的として,臨地調査を行っている.今年度は,沖縄県伊是名村伊是名地区,北海道函館市西部地区,愛媛県外泊地区,シンガポール中心地区,佐賀県吉野ヶ里遺跡,東京及び東京近郊などを,調査対象とし,上記の空間図式の顕在化をテーマとする実態調査及び資料収集を行った.[臨地調査(継続)]デザインの現れである事例の基礎資料「写真日記」の作成を,函館(北海道),伊是名島(沖縄県),代官山(東京都),館山(千葉県),Victoria(Canada), Bern(Switzerland)等を調査フィールドとし,実施した.[法則的関係の分析(継続)]「写真日記」の「事実記述(写真撮影された客観的事実の記述)」,「経験記述(写真撮影に至る写真日記作成者の主観的空間体験の記述)」,「解釈記述(記述した事実と空間体験の結びつき方についての写真日記作成者が信じるものごとの記述)」のそれぞれにおける文の文法構造,意味構造,単語の出現頻度や共起関係に基づいて,写真日記の対象となった空間の特徴,三種の記述の特徴,記述間の関係を分析し,実体と記号とを結びつける法則的な構造を考察した.その結果,次の仮説を建てるに至った.<仮説1>事実記述における実体と記号の結びつきは写真日記作成者の属する言語共同体の慣習を反映し,そこには作成者もしくは言語共同体における存在論が潜在する.<仮説2>客観的な事実の記述と主観的な空間体験の記述を結びつけるものごとには,自然科学や認知科学における知見に基づく客観的な法則の範疇に入るものごと,身体と環境との関係を捉える心的構造「空間図式」として半客観的半主観的に記述できるものごと,作成者以外には理解しがたいものごとがある.[デザインに関わる言語表現と実体や概念との関係を定義する理論的モデルの構築]

写真日記の写真(実体の写し)と記述(実体や概念の言語表現)の法則的関係の分析および考察の結果,言語の統語論,意味論,語用論の関係,デザイン・プロセス・モデルにおける構造,振舞,機能,状況,経験の関係,および,構成的方法論を関連づける仮説的モデルを構築し,当該モデルがデザインを対象とする科学の方法論の核となる可能性を探究する思考実験を行った.デザイン思考に現れるものごとの言語表現と実体と概念との関係の理論的モデルを構築し,言語的知性とデザイン知を構成する他の知性との関係を明らかにすることを試みた.都市空間,建築空間,庭園などの臨地調査において,デザインの現れを記録する写真日記(写真+事実記述+解釈記述+経験記述)を生成することと,写真日記を構造化して理論的モデルを構築することとを繰り返し,写真日記を用いる調査方法と理論的モデルとを構成的に構築した.空間図式という概念を空間の経験における実体的・身体的事実と概念とを空間図式を橋渡しする媒体として再定義し,写真日記と理論的モデルの核とした.理論構築と臨地調査を並行して関連づけることが順調に進み,その過程で写真日記,空間図式,構成的方法論を有機的に関連づけることができ,研究目的の達成に向けて大きく前進したと評価している.建築学・デザイン科学計画通りに進めることを基本とする.特に,理論構築と臨地調査を効果的に連係する方法及び理論を強化しく予定である.最終年度であるため,研究によって得られた知見を論文,書籍などによって社会に発信することにも,これまで以上に、注力する.研究実績のうち,フィールド調査による「デザインの現れである事例の基礎資料の生成」は順調に進展している.「デザインの事実・現象・経験を関連づける法則性の分析」については,得られた知見を体系化しつつある.これも,予定通りである.「デザインの現れである事例の基礎資料の生成」においては,フィールド調査を重ね,基礎資料を充実させる.「デザインの事実・現象・経験を関連づける法則性の分析」においては,言語の意味論を参照して,法則性に関する知見の体系化を継続する.25年度に計画していた北海道函館市のフィールド調査の一部を気候や現地の状況などを踏まえて26年度に実施することにした.26年度に延期したフィールド調査を同年度の早い時期に行なう(注;北海道函館市のフィールド調査は4月に実施済であり,5月にも実施予定である),滋賀県高島市を対象とするフィールド調査及び分析から得られた知見をもとに論文を執筆中である.26年度前半のできるだけ早い時期に投稿する.
レドックスニュートラルな合成プロセスを志向した酸化還元酵素群の探索と機能解析

前年度までに確立した方法を用い4種のアミノアルコールを合成し、これを基質として酸化する微生物の探索に取り組んだ。微生物を液体培養し、その後、遠心分離による集菌と、マルチビーズショッカーによる微生物の破砕を行い、無細胞抽出液を調製した。合成したアミノアルコールを補酵素NAD(P)+と一緒に混合し酵素反応を行い、補酵素NAD(P)+がNAD(P)Hへと還元される際の吸光度の変化から酵素活性を求めた。前年度から引き続き、酵母15菌株、細菌16菌株、未同定菌129菌株の計160菌株を用いて活性評価した中で、ほとんどの微生物は酵素活性を示さなかった。培地やpHの変更、酵素の濃縮を行いながら注意深く観察した中で、わずかではあるが有意な活性を示した6種類の微生物を選抜し、微生物変換を試みた。目的の物質変換を示す微生物の発見には至っていないが、基質のアミノアルコールや目的の環化成績体とも異なる物質の生成を確認することができたので、その構造解析に取り組んでいる。また、前年度までに確立した方法を用い4種のアミンを合成し、これを基質として酸化する微生物の探索に取り組んだ。前述のように調製した無細胞抽出液を用い、合成したアミノアルコールや補酵素NAD(P)+と一緒に混合し酵素反応を行い、補酵素NAD(P)+がNAD(P)Hへと還元される際の吸光度の変化から酵素活性を求めた。前述と同様に計160菌株を用いて活性評価した中で、ほとんどの微生物は酵素活性を示さなかったが、弱いながらも再現性良く酸化活性を示した4種類の微生物については、実際の微生物変換を試みた。試験管での前培養と続く振盪三角フラスコでの本培養後、遠心分離による集菌と洗浄を行った。菌体を緩衝液で懸濁し、合成したアミンを加え振盪した。TLC分析とNMRによる構造解析により微生物変換を評価したが、酸化生成物を確認することはできなかった。微生物の選抜において、2種類の反応いずれにおいても目的の酵素活性を示す微生物を絞り込むには至っていない。これは、本研究課題の予備的検討において酵素活性を確認することのできた細菌においても再現性に問題があり、また、新たに探索している微生物群においては、微生物変換において目的の生成物を確認することができていないためである。基質合成や標品合成、分析系については確立できていることから、今後、微生物探索の速度をより一層速め、酵素精製や遺伝子クローニングへと展開することを目指す。分光光度計やHPLCなどの分析系をより一層整備し、従来以上に実験と分析の速度を速めて検体数を増やせるようにする。これにより、遅れている微生物選抜が迅速に進むことが期待できる。選抜した微生物からは、これまでの予定通り、酵素の精製と酵素化学的な諸性質の解明に取り組む。最適な菌体培養条件と酵素精製方法を確立し、数十L単位で菌体を大量培養し、その菌体破砕液から酵素を精製する。精製した酵素を用い、酵素反応の至適pHや至適温度、pH安定性や温度安定性、基質特異性など酵素化学的な諸性質を精査する。微生物選抜の遅れを考慮し、データベースからも酸化還元酵素の情報を精査する。候補となるものについては組換え大腸菌により酵素を大量生産し、物質変換を検討する必要があると考えている。アミノアルコールのドミノ型酸化-不斉環化およびイミニウム塩のイミニウムイオン不斉還元を触媒する生体触媒の開発に向け、微生物群の探索に取り組んだ。ドミノ型酸化-不斉環化を触媒する微生物群の探索に向け、基質となるアミノアルコールの合成を行った。市販のトリプタミンあるいは3,4-ジメトキシフェネチルアミンから出発し、酸性条件下でγ-ブチロラクトンあるいはδ-バレロラクトンと縮合することにより、対応するアミドへと変換した。次いで、加熱還流下で水素化アルミニウムリチウムを用いてヒドリド還元し、対応するアミノアルコールへとそれぞれ変換した。培養した各種の微生物から無細胞抽出液を調製し、合成したアミノアルコールを基質とする酵素反応を行い、補酵素NAD(P)+からNAD(P)Hへの還元に伴う吸光度の変化から酸化活性を求めた。これまでに150種以上の微生物の活性測定を行い、数種の微生物から酸化活性を確認した。イミニウムイオン不斉還元を触媒する微生物群の探索に向け、基質となるイミニウム塩と、その還元生成物であるアミンの合成を行った。前述のアミノアルコールの合成同様、市販のトリプタミンあるいは3,4-ジメトキシフェネチルアミンから出発し、酸性条件下でγ-ブチロラクトンあるいはδ-バレロラクトンと縮合することにより、対応するアミドへと変換した。次いで、加熱還流下での塩化ホスホリルとの反応により脱水環化し、対応するイミニウム塩へとそれぞれ変換した。これらのイミニウム塩に対し、水素化ホウ素ナトリウムを用いてヒドリド還元し、対応するアミンへと変換した。培養した各種の微生物から無細胞抽出液を調製し、合成したアミンを基質とする酵素反応を行い、補酵素NAD(P)+からNAD(P)Hへの還元に伴う吸光度の変化から酸化活性を求めた。これまでのところ、数種の微生物からわずかながら酸化活性を検出することができた。トリプタミンあるいは3,4-ジメトキシフェネチルアミンを出発原料とする合成経路を確立することができ、基質および標品をそれぞれ4種ずつ合成した。また、各種の微生物から無細胞抽出液を調製し、酵素活性を検出する方法を確立することができた。

これにより、現在までに150菌株以上の各種の微生物から酵素活性の測定を行うことができ、活性を検出した数種の微生物については、微生物変換の検討へと進め、生成物の解析や立体選択性の評価に取り組んでいる。これらの進捗は、おおむね当初の予定通りであり、研究は順調に進展していると判断できる。前年度までに確立した方法を用い4種のアミノアルコールを合成し、これを基質として酸化する微生物の探索に取り組んだ。微生物を液体培養し、その後、遠心分離による集菌と、マルチビーズショッカーによる微生物の破砕を行い、無細胞抽出液を調製した。合成したアミノアルコールを補酵素NAD(P)+と一緒に混合し酵素反応を行い、補酵素NAD(P)+がNAD(P)Hへと還元される際の吸光度の変化から酵素活性を求めた。前年度から引き続き、酵母15菌株、細菌16菌株、未同定菌129菌株の計160菌株を用いて活性評価した中で、ほとんどの微生物は酵素活性を示さなかった。培地やpHの変更、酵素の濃縮を行いながら注意深く観察した中で、わずかではあるが有意な活性を示した6種類の微生物を選抜し、微生物変換を試みた。目的の物質変換を示す微生物の発見には至っていないが、基質のアミノアルコールや目的の環化成績体とも異なる物質の生成を確認することができたので、その構造解析に取り組んでいる。また、前年度までに確立した方法を用い4種のアミンを合成し、これを基質として酸化する微生物の探索に取り組んだ。前述のように調製した無細胞抽出液を用い、合成したアミノアルコールや補酵素NAD(P)+と一緒に混合し酵素反応を行い、補酵素NAD(P)+がNAD(P)Hへと還元される際の吸光度の変化から酵素活性を求めた。前述と同様に計160菌株を用いて活性評価した中で、ほとんどの微生物は酵素活性を示さなかったが、弱いながらも再現性良く酸化活性を示した4種類の微生物については、実際の微生物変換を試みた。試験管での前培養と続く振盪三角フラスコでの本培養後、遠心分離による集菌と洗浄を行った。菌体を緩衝液で懸濁し、合成したアミンを加え振盪した。TLC分析とNMRによる構造解析により微生物変換を評価したが、酸化生成物を確認することはできなかった。微生物の選抜において、2種類の反応いずれにおいても目的の酵素活性を示す微生物を絞り込むには至っていない。これは、本研究課題の予備的検討において酵素活性を確認することのできた細菌においても再現性に問題があり、また、新たに探索している微生物群においては、微生物変換において目的の生成物を確認することができていないためである。基質合成や標品合成、分析系については確立できていることから、今後、微生物探索の速度をより一層速め、酵素精製や遺伝子クローニングへと展開することを目指す。酵素活性を示した微生物を用い、ドミノ型酸化-不斉環化あるいはイミニウムイオン不斉還元の微生物変換を行い、その反応性と立体選択性の評価により微生物を選抜する。選抜した微生物からは、酵素の精製と酵素化学的な諸性質の解明に取り組む。最大の酵素活性を示す最適な培養条件を確立し、最適条件で数L単位で培養した菌体の破砕液から、酵素の精製方法を検討する。粗精製の段階で、酵素反応の至適pHや至適温度、酵素のpH安定性や温度安定性などの予備検討も進め、これらの結果も参考にしながら酵素の精製方法を確立する。
癌ワクチンによるアポトーシス誘導を用いた肝癌に対する免疫遺伝子治療

マウス肝癌モデルにおいて、樹状細胞(DC)による癌ワクチンと、インターロイキン12(IL-12)の併用による癌免疫療法を検討した。同系マウス由来肝癌細胞株BNLのtumorlysateを作成し、BNL tumor lysateをパルスされたDCによる癌ワクチン及びIL-12投与を施行後、マウスより脾リンパ球を採取し、クロムリリース法にて脾リンパ球の親株のBNL細胞に対する細胞障害活性を検討した。次にBNL細胞を皮下接種後、腫瘍形成の確認されたマウスにDCによる癌ワクチン及びIL-12投与行い抗腫瘍効果を検討した。DCによる癌ワクチンのみで、脾リンパ球のBNL細胞に対する細胞障害活性及びIFNγ産生を誘導したが、IL-12を併用することによって、脾リンパ球の細胞障害活性及びIFNγ産生は有意に増大した。DCによる癌ワクチン及びIL-12投与による併用療法は、腫瘍として形成されたBNL細胞に対して抗腫瘍効果を示した。抗体を用いたcell depletion実験によりCD8陽性及びCD4陽性T細胞の関与が示唆された。また、安全性に関しては、BNLの抽出液をパルスした樹状細胞を同系のBalb/cマウスに投与し、IL-12 0.5μgを腹腔内に投与する免疫を行い、経時的に血清ALT値および肝組織のアポトーシスを組織学的に評価したところ、血清ALTの上昇は全く認められず、また組織学的にも肝細胞障害は確認されなかった。また、免疫後長期にマウスを観察したところ、体重の低下、生存率の低下等は観察されず、摂食行動等にも異常は認められなかった。以上のことから、肝癌の抗原性を樹状細胞を用いて宿主に提示しかつIL-12を投与する免疫は、大きな副作用を伴うことなく実施が可能であると考えられた。本研究課題により樹状細胞とIL-12を用いることにより、肝癌を安全にワクチン化し得ることが明らかとなった。樹状細胞を用いた癌免疫療法の基礎的検討本研究ではマウス肝癌モデルにおいて、骨髄由来樹状細胞(Dendritic cells:DC)による癌ワクチンと、インターロイキン12(IL-12)の併用による癌免疫療法を検討した。DCはBALB/cマウス骨髄よりGM-CSF及びIL-4を用いて誘導した。同系マウス由来肝癌細胞株BNL1 ME A.7R.1(BNL)のtumor lysateを作成し、BNL tumor lysateをパルスされたDCによる癌ワクチン及びIL-12投与を施行後、マウスより脾リンパ球を採取し、クロムリリース法にて脾リンパ球の親株BNL細胞に対する細胞障害活性を検討した。さらにELIZA法にて脾リンパ球のIFNγ産生を検討した。DCによる癌ワクチン及びIL-12投与による併用療法は、腫瘍として形成されたBNL細胞に対して抗腫瘍効果を示し、30%のマウスにおいて腫瘍拒絶を認め、残りのマウスでの腫瘍形成も、他の群に比較して有意に抑制されていた。さらにこの併用療法はMHCを共有するマウス大腸癌細胞株colon26の腫瘍形成は抑制しなかったことから、BNL特異的な抗腫瘍効果であると考えられた。

in vivoでのTcell depletion後にこの併用療法の効果を検討した結果、CD8陽性T細胞はcompleteに、CD4陽性T細胞はpartiallyに抗腫瘍効果が消失し、CD8陽性及びCD4陽性T細胞の関与が示唆された。DCによるワクチン及びIL-12による併用療法は、親株肝癌細胞に対する強い細胞障害活性をsystemicに誘導し、親株肝癌細胞の腫瘍形成を有意に抑制した。以上の結果は本療法による癌免疫療法の有用性を示唆するものであった。昨年度の研究において、マウス肝癌細胞の抗原性を樹上細胞にパルスし、これをIL-12とともにマウスに免疫することにより、予防的のみならず治療的な癌ワクチンが開発できることを明らかにした。しかしながら、IL-12には肝細胞障害が副作用として報告されていること、また肝癌細胞の抗原性を宿主に提示することは、正常な肝細胞に対する自己免疫的な肝細胞障害を惹起する可能性があるなどその安全性について危惧がもたれる。そこで、本年度は本治療法の安全性についての検討を行った。BNL 1MEA.7R.1肝癌細胞の抽出液をパルスした樹状細胞を同系のBalb/cマウスに投与し、IL-12 0.5μgを腹腔内に投与する免疫を行い、経時的に血清ALT値および肝組織のアポトーシスを組織学的に評価した。また、体重変化、行動変化、生存率についても検討した。腫瘍に対して治療的な効果が認められるプロトコールでマウスを免疫しても、血清ALTの上昇は全く認められず、また組織学的にも肝細胞障害は確認されなかった。また、免疫後長期にマウスを観察したところ、体重の低下、生存率の低下等は観察されず、摂食行動等にも異常は認められなかった。以上のことから、肝癌の抗原性を樹状細胞を用いて宿主に提示しかつIL-12を投与する免疫は、大きな副作用を伴なうことなく実施が可能であると考えられた。本研究課題により樹状細胞とIL-12を用いることにより、肝癌を安全にワクチン化し得ることが明きらかとなった。
サイクリックADPリボースによる情報伝達:その分子機構とクロストーク

本研究の目的はサイクリックADPリボース(cADPR)をセカンドメッセンジャーとする細胞内情報伝達系の分子機構の全容を解明するとともに、この新しい情報伝達系と既知の情報伝達系の相互関係を明かにして、細胞内情報伝達について新しい展望を拓くことである。研究は順調に進行し、以下の成果を得、裏面「研究発表」に示すように学術誌に発表済みもしくは印刷中である。1.cADPR合成・分解酵素(CD38)の基質であるcADPR、調節物質であるATPの結合部位を明かにした。2.CD38遺伝子を単離しその構造・染色体座位を決定した。また、糖尿病患者で140番目のアルギニンがトリプトファンに変異した遺伝子変異を見出した。3.糖尿病患者に抗CD38抗体が存在し、抗CD38抗体がCD38の酵素活性を阻害してブドウ糖刺激による細胞内cADPRの増加が起きないことによりインスリン分泌が障害されることを明らかにした。4.FKBP12.6がcADPR結合蛋白質であることを明らかにし、遺伝子を分離し、その構造と染色体座位を明らかにした。またこの遺伝子の発現に必須の遺伝子領域を同定した。またさらに、心不全状態の心筋ではFKBP12.6とtype2リアノジン型Ca^<2+>放出チャンネル(RyR)の結合比に異常が生じていることを明らかにした。6.相同組み換えによりCD38遺伝子を欠失したマウスを作製し。このマウスの膵ランゲルハンス島ではブドウ糖刺激によるcADPR生成が認められず、細胞内Ca^<2+>動員、インスリン分泌が低下していることを明らかにした。また、これらの異常はCD38をノックアウトマウスのインスリン産生細胞に導入することにより正常化することも明らかにした。7.CD38ノックアウトマウスを用いた実験から、膵臓外分泌細胞のアセチルコリン刺激によるCa^<2+>オシレーンヨンにcADPR系が必須であることを明らかにした。8.連鎖球菌のNAD分解酵素にcADPR合成・分解活性があることを明らかにし、その一次構造を明らかにした。さらに連鎖球菌cADPR合成・分解酵素の活性に必須のアミノ酸残基を同定した。その結果、哺乳動物から細菌に至るまでcADPR合成活性に必須のグルタミン酸とcADPR分解活性に必須のリジンが保存されていることを明らかにした。9.膵ランゲルハンス島インスリン産生β細胞で発現しているRyRがtype2,type3であることを明らかにし、この両者をβ細胞で欠失するノックアウトマウスを作製した。本研究の目的はサイクリックADPリボースをセカンドメッセンジャーとする細胞内情報伝達系の分子機構の全容を解明するとともに、この新しい情報伝達系と既知の情報伝達系の相互関係を明かにして、細胞内情報伝達について新しい展望を拓くことである。平成8年度の研究は順調に進行し

1.サイクリックADPリボース合成・分解酵素(CD38)を組み換え蛋白質として大量に精製した。2.サイクリックADPリボース合成・分解酵素(CD38)遺伝子を単離しその構造を決定した。3.サイクリックADPリボース合成・分解酵素(CD38)をインスリン産生細胞で過剰に発現するマウスを作製した。4.標識サイクリックADPリボースを用いた結合実験系を確立し、サイクリックADPリボース結合蛋白質候補部分cDNAを得た。5.CaM kinase IIによってサイクリックADPリボースによるCa^<2+>放出が増強することを見出した。6.相同組み換えによりサイクリックADPリボース合成・分解酵素(CD38)遺伝子を欠失したES細胞を分離した。7.連鎖球菌からNAD分解酵素を分離精製した。これらの成果は裏面の「研究発表」に示すように国際誌に発表しつつある。本研究の目的はサイクリックADPリボースをセカンドメッセンジャーとする細胞内情報伝達の分子機構の全容を解明するとともに、この新しい情報伝達系と既知の情報伝達系の相互関係を明らかにして、細胞内情報伝達について新しい展望を拓くことである。平成9年度の研究は順調に進行し1.平成8年度に精製したサイクリックADPリボース合成・分解酵素(CD38)を用い、CD38の基質であるサイクリックADPリボース、調節物質であるATPの結合部位を明らかにした。2.平成8年度に単離したCD38遺伝子の構造を決定し、糖尿病患者に遺伝子変異があることを見出した。3.平成8年度に作製したCD38をインスリン産生細胞で過剰に発現するマウスでサイクリックADPリボース代謝活性が亢進し、インスリン分泌も亢進していることを明らかにした。4.サイクリックADPリボース結合蛋白質候補部分cDNAを単離し全構造を明らかにした。5.AKinaseによってサイクリックADPリボースによるミクロソームからのCa^<2+>放出が増強することを見出した。6.サイクリックADPリボース合成・分解酵素(CD38)遺伝子を全身で欠失したマウスを作製した。7.平成8年度に分離精製した連鎖球菌NAD分解酵素にサイクリックADPリボース合成・分解活性があることを明らかにした。これらの成果は裏面の「研究発表」に示すように国際誌に発表もしくは印刷中である。本研究の目的はサイクリックADPリボースをセカンドメッセンジャーとする細胞内情報伝達系の分子機構の全容を解明するとともに、この新しい情報伝達系と既知の情報伝達系の相互関係を明かにして、細胞内情報伝達について新しい展望を拓くことである。平成10年度の研究は順調に進行し、1.サイクリックADPリボース合成・分解酵素(CD38)の基質、調節物質(ATP)結合部位を決定し、結晶構造解析のため可溶型CD38を大量に調製した。2.サイクリックADPリボース合成・分解酵素(CD38)遺伝子の構造を決定し、糖尿病患者で140番目のアルギニンがトリプトファンに変異した遺伝子変異を見出した。3.糖尿病患者に抗CD38抗体が存在し、抗CD38抗体がCD38の酵素活性を阻害してブドウ糖刺激による細胞内サイクリックADPリボースの増加が起きないことによりインスリン分泌が障害されることを明らかにした。
有限要素解析を用いた胸部大動脈瘤破断予測:ステントグラフト術後遠隔期予後への応用

胸部大動脈瘤の破断予測を行う目的で、大動脈瘤の有限要素モデルを作成し、胸部大動脈瘤切迫破裂例と予定手術例の比較から大動脈瘤破裂を起こしうる危険域の推定を行った。それにより最大相当応力値(MaxVMS)>0.5MPaが危険閾値と推定され、破裂する可能性のある胸部大動脈瘤を有限要素解析により抽出することが可能となった。さらに、本法を改良し2腔の大動脈瘤モデルを作成し、ステントグラフト術後遠隔期、大動脈解離などに応用する予定である。当教室では、CT画像から構築した胸部大動脈瘤の有限要素モデルを用いて、応力を推定する方法を開発し、破裂予測に関するさまざまなデータを得ることが出来た。今回の研究目的は、これを発展させ、以下を明らかにすることである。(1)より詳細な有限要素モデルを作成し破断危険値を推定する。(2)ステントグラフト留置後の有限要素モデルを作成し、大動脈瘤縮小の条件を解明する。(3)解離性大動脈瘤の有限要素モデルを作成し、拡大、破裂などの予後を予測する。平成22年度は、従来からのモデル作成法に準じて、3次元構築ソフトを用いて、大動脈壁はSurface dataとして処理し解析を行った。その結果嚢状弓部大動脈瘤など従来計算できなかった症例でも解析できるようになった。また、石灰化した部位や壁在血栓を分離させて3次元構築することに成功した。しかし有限要素解析ソフトに取りこんだ後材料定数の境界部の処理が困難であり、そのため最終的に応力を算出できないことが多かった。この点を改良するために別の3次元構築ソフトZedViewを用いて解析を行う方法を検討中である。ステントグラフト内挿術(TEVAR)症例は東北大学心臓血管外科にて胸部大動脈瘤と診断され、TEVARの方針となった症例を対象とするが、ステントグラフトとしてGore TAGを用いるものを対象とする。TEVAR手術後の症例のCTDICOMデータを用いて3D-Doctor上でステント内、Exclusionされた瘤内と2腔べつべつにトレースし、ANSYS上であらたに構築させた。ステントは主としてGoreTAGを用いており、TAGの材料定数を用いてステント内は算出するが、問題の動脈瘤内は血圧が実測できなかったため変動させたモデルを作成することとした。最終的に解離性大動脈瘤患者の解析を行うためにステントグラフト後の2腔モデルの完成を行う必要がある。当教室では、CT画像から構築した胸部大動脈瘤の有限要素モデルを用いて、応力を推定する方法を開発した。(2)大動脈内が2腔になるモデルであるステントグラフト留置後や大動脈解離後の有限要素モデルを作成し、大動脈瘤拡大、縮小の条件を解明する。平成23年度は、従来からのモデル作成法に準じて、より複雑な実在の真性大動脈瘤解析症例を増加させた。その結果、ほぼすべての形態の真性大動脈瘤を解析することが出来た。中には破裂直前のCT画像や破裂直後の画像も含まれており、症状を伴った切迫破裂例も含まれていることから、これらのデータから相当応力の破裂危険域を推定できた。また、部位別にも大動脈弓部、下行大動脈の動脈瘤数が増加してきており、それぞれの危険域を推定できた。解析症例は今後も増加する見込みであり、一定数に達した後に統計学的評価を加える予定である。また、ステントグラフト術後モデルおよび大動脈解離モデルは、2腔モデルであり、現在構築方法を開発中である。ステントグラフト内挿術(TEVAR)後の症例のCTDICOMデータを用いて3D-Doctor上でステント内、Exclusionされた瘤内と2腔べつべつにトレースし、ANSYS上であらたに構築させた。ステントは主としてGoreTAGを用いており、TAGの材料定数を用いてステント内は算出する。また、ステント外動脈瘤内の血圧は文献的推定圧を用いて推定し、解析することとした。大動脈解離モデルは作成が同様に真腔と偽腔を2腔別々にトレースして作成する予定である。偽腔の定数として大動脈壁を1mmと設定し、さらに大動脈フラップを1mmと設定する予定としているが、材料定数と偽腔内圧の設定が困難といえる。これらを設定し解離モデルを完成させる。当教室ではCT画像から胸部大動脈瘤の有限要素モデルを構築し、有限要素解析を行い、応力を推定する方法を開発し、胸部大動脈瘤のvon Mises stressマップを作成している。それにより、様々な部位、形態、瘤径の真性胸部大動脈瘤の動脈瘤の特徴がわかってきた。動脈瘤破裂予測を臨床に応用する上で、予後の最も良い指標とされる相当応力の最大値(maxVMS)の破裂危険閾値を求める必要があった。