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蛍光分析と光触媒反応を利用した通水式紫外線照射装置の照射量測定ツールの開発

通水式紫外線照射装置の照射量測定を迅速かつ簡便に測定する化学線量計を検討した.水道水と同レベルの高透過率条件下で行うため蛍光強度測定と蛍光増白剤を利用した.光触媒を利用した反応促進や多波長ランプへの適用を考え消毒効果の波長依存性についても検討した.蛍光増白剤FBA-1は濃度依存性,紫外線強度依存性が無く,不活性部分を持つ一次反応性物質であった。光触媒剤添加は高透過率条件下では効果が確認されなかった.さらに流水式装置内の拡散光モデルと層流モデルを仮定した照射量分布のシミュレーションを実施し,このシミュレーション結果と,生物線量計およびFBA-1の実験結果とを比較した結果、3つの異なる滞留時間において照射量は誤差2割程度で把握できた.また消毒効果の波長依存性は短波長域の効果が高いことがわかったが,紫外線ランプの波長別照射強度を考慮すると影響が少ないことから,今回の蛍光強度化学線量計は,多波長光のランプにも適用できると考えられた.通水式紫外線照射装置の照射量測定を迅速かつ簡便に測定する化学線量計を検討した.水道水と同レベルの高透過率条件下で行うため蛍光強度測定と蛍光増白剤を利用した.光触媒を利用した反応促進や多波長ランプへの適用を考え消毒効果の波長依存性についても検討した.蛍光増白剤FBA-1は濃度依存性,紫外線強度依存性が無く,不活性部分を持つ一次反応性物質であった。光触媒剤添加は高透過率条件下では効果が確認されなかった.さらに流水式装置内の拡散光モデルと層流モデルを仮定した照射量分布のシミュレーションを実施し,このシミュレーション結果と,生物線量計およびFBA-1の実験結果とを比較した結果、3つの異なる滞留時間において照射量は誤差2割程度で把握できた.また消毒効果の波長依存性は短波長域の効果が高いことがわかったが,紫外線ランプの波長別照射強度を考慮すると影響が少ないことから,今回の蛍光強度化学線量計は,多波長光のランプにも適用できると考えられた.本研究テーマは,近年,我が国の浄水処理において導入が開始され,注目を集めている紫外線照射処理に関する研究である.実処理に導入されるにあたり,重要な点は「UV装置が十分な照射量を持つものであるかどうかを確かめる」ことである.現在,照射量測定には,UV感受性が既知の微生物を投入する生物線量計が一般的であるが,使用する生物の不安定性や測定方法が猥雑でかつ一日以上時間がかかるといった欠点がある.そこで,より安定的に,より迅速に行うために化学物質の変化によって照射量を測定する化学線量計を対象水の透過率と同等の条件によって行う手法の開発を試みた.そこで一派的な対象水にも含まれると考えられるフミン質の紫外線照射による変化量を光触媒を投入することによって促進し,かつその変化量を高感度計測が可能な蛍光強度の変化によって測定することを提案した.この方法では透過率70%以上での適用が可能であり,かつ高照射領域(100mJ/cm^2以上)に適していることが分かった.別の方法として蛍光増白剤であるビススチルベン系直接染料型蛍光増白剤(FBA-1)およびトリアジニルスチルベン系直接染料型蛍光増白剤(FBA-2)を用い,その蛍光強度の変化量によってUV線量を測定する方法を試みた.結果として,この方法では透過率95%以上の溶液による適用が可能であり,浄水処理を対象とした装置の評価に使えることがわかった.またこの蛍光増白剤においては低照射領域(50mJ/cm^2以下)においても変化量を測定できることから,消毒に用いる範囲の照射量域での適用に向いていることがわかった.これらの成果は,UV装置の導入において,設定照射量の実測のために非常に重要な手法を提案するものであると考えている.昨年度の研究成果としては,高い蛍光強度を持ち低濃度でも変化量が蛍光分析法によって測定可能な蛍光増白剤を用いて,回分式実験だけでなく流通式の反応槽においても,生物線量計と同等の線量測定結果を得ることができるかを検討した.まず回分実験において、蛍光増白剤の蛍光強度変化率と生物線量計による紫外線線量の測定結果の相関を調べた。回分式実験においては,光触媒剤を投入して反応促進を試みた.生物線量計は大腸菌ファージQβの不活化反応を用いた。蛍光増白剤は、Disodium 4,4-bis(2-sulfonatostyry1) bipheny1(FBA-1)とDisodium4,4'-[(4-toluidino-6-morpholino-1,3,5-triazin-2yl)amino]stilbene-2,2'-disulfonate(FBA-2)の2種類を用いた。どちらの蛍光増白剤についても、透過率95%以上の溶液で、かつ紫外線線量が50mJ/cm2以下の範囲において、測定可能な蛍光強度変化が確認され、化学線量計として使用可能であることが確認された。光触媒を加えて反応促進を試みた結果は,線量計溶液の紫外透過率が70%を下回る程度に光触媒剤を投入しないと,促進効果は確認できなかった.次に小型の二重円筒管型紫外線照射装置に、蛍光増白剤溶液を通水し、蛍光強度変化率を様-な流量条件において測定した。またQβを用いた生物線量計実験も行うことによって、蛍光強度変化率から求めた紫外線線量測定結果と生物線量計測定結果の整合性を確かめた。結果として小流量の時には整合性が高いものの,流量が大きくなると増白剤溶液の変化量のばらつきが大きくなった.

この理由として紫外線照射装置内の強度分布モデルを適用し、Qβ不活化率および蛍光増白剤の変化率をシミュレートしたが,結果と完全にシミュレートすることは出来なかった.今後はより反応性の高い物質の検討を行うと共に反応装置内の流動状況を詳細にシミュレートする方法を検討する必要がある。本研究では流水式紫外線照射装置の照射量測定を迅速かつ簡便に測定する化学線量計を検討した.水道水と同レベルの高透過率条件下で行うため低濃度で変化量を高感度に測定できる蛍光強度測定と蛍光増白剤を利用した.また濃度変化を促進させる方法として光触媒を用いた系も検討した.また多波長ランプの波長光による影響を調べるために,消毒効果の波長依存性についても検討した.結果として,蛍光増白剤FBA-1を用いて不活性部分を持つ一次反応と仮定できることがわかった。光触媒剤添加の系においては高透過率条件下では反応速度促進が見られなかったため光触媒無しで検討することとした.FBA-1の光化学反応に濃度依存性,紫外線強度依存性が無いことを確認し,FBA-1の反応速度定数107 mJ/cm2を得た。さらに装置内の紫外線強度分布について,拡散光モデルを基にしてシミュレートし,かつ装置内を層流を仮定した場合の速度分布式を適用することによって,照射量分布のシミュレーション結果を得ることができた.このシミュレーション結果から生物線量計とFBA-1の流水式装置における反応率を推定することができ,算定結果と実験結果とを比較した結果、3つの異なる滞留時間における照射量の算定には誤差2割程度であるが,把握できた.このことから高透過率の化学線量計溶液は,紫外線装置の照射量測定方法として充分適用できると考えられた。また消毒効果の波長依存性については短波長域での効果が高いことがわかったが,実用的な紫外線ランプの波長毎の照射強度を加味すれば,影響が少ないことが推定され,今回の蛍光増白剤を用いた線量計測定法は,多波長光のランプにも適用できると考えられた.今後はより蛍光測定結果のばらつきが小さく紫外線反応率も高い化学物質の探索が課題であることが示唆された.光触媒による反応促進の効果が予想以上に低かったことが主な原因である.その対応に時間がかかり流通式実験の結果の検証などの作業が不十分なものとなってしまった.24年度が最終年度であるため、記入しない。光触媒による反応促進の効果が低いことがわかったため,その方法に関しては一旦保留とし,蛍光増白剤のみの検討を進めていくことにする.また生物線量計,化学線量計の装置内の反応シミュレーションを詳細に行うことによって,現状の装置内紫外線線量測定の問題点や改善点を洗い出し,その改良方法を提案できる見通しがついた.本年度は,特に反応装置内の流動状況のシミュレートに力点を移動し,実用的な成果を出す方向に研究の軌道を若干シフトさせていきたいと考えている.24年度が最終年度であるため、記入しない。
MRIによる臓器動追尾のためのトラジェクトリ最適化とその温熱療法制御への応用

昨年度は,腹腔臓器を撮像したMR画像上で確認できる血管像をマーカーとして,呼吸性移動により生じた腹腔臓器の移動・変形量の解析,ならびにマーカーの位置,マーカー間の距離及びなす角の,呼吸性移動前後の関係を用いた照射位置推定法を提案した.しかしながら,腹腔臓器は常に移動・変形しているため,取得直後の画像を用いて推定した照射位置も過去の情報となる.患部の同一点を照射し続けるためには,照射位置の移動範囲を予測する必要があった.そこで本年度はまず,照射位置が加温予定範囲を大きく逸脱しないよう,血管マーカの重心位置を事前情報として使用した照射位置予測法を提案した.この手法は,臓器の呼吸性移動・変形がある程度周期的に変化することを利用した.新たに取得した画像およびその直前の複数の画像における血管マーカーの位置と,事前に取得した画像における血管マーカーの位置とを比較し,その差が最小であった事前画像を予測のための基準画像とした.新たに取得した画像以降の臓器の移動・変形は,基準画像以降の事前画像と同様に変化するとし,マーカーの位置,マーカー間の距離及びなす角の変化量から照射位置を予測した.肝臓内の血管を照射位置に見立てた予測実験を行ったところ,平面上の誤差は1回あたりの照射範囲を逸脱しない程度であることがわかった.この手法を前年度に提案した照射位置推定法と組合わせることにより,照射精度の向上が示唆された.次に,リアルタイムに移動する照射位置を推定・予測し,かつ追尾した照射位置周囲の温度変化を監視するために,照射位置推定・予測法に使用するMR撮像シーケンスと,温度変化を監視するためのMR撮像シーケンスとを組合せた,新しい撮像シーケンスの提案及び開発を行なった.今後,実機でのテストを行なうことでシーケンスの最適化を行い,腹腔臓器に対する集束超音波治療の実現を目指していきたい.本研究は,腹腔臓器に対する集束超音波治療を実現するために,MR画像を用いた臓器の位置・形状,及び超音波の照射位置のリアルタイム追尾手法を提案・確立すること,及び追尾した照射位置周囲の温度変化を監視すること,を目的としている.本年度は,MR画像上で確認できる血管をマーカーとして,呼吸性移動により生じた腹腔臓器の移動・変形量の解析を行った.解析のためのMR画像は,血管像が円形かつ頭尾方向に起こる呼吸性移動を捉えやすい矢状断面を,高速撮像が可能かつ高輝度に描出されるTrue Fast Imaging with Steady Precession (true FISP)シーケンスを用いて撮像した.取得したMR画像に対し,移動平均フィルタを用いた平滑化及びSobelフィルタを用いたエッジ強調を行い,しきい値処理により血管を抽出しその重心位置を求めた.連続的に撮像した肝臓領域のMR画像において血管の重心位置を比較したところ,肝臓内部は頭尾方向の平行移動のみならず,腹背方向にも変形しながら並進運動をしていることがわかった.次に,マーカーとした血管位置,血管間の距離,及びなす角の,呼吸性移動の前後での変化を用いた単一断面における照射位置推定法を提案した.この手法は呼吸性移動によりマーカーとした血管の位置や重心間の距離は変化するが,相対的な位置関係は大きく変化しないことを利用した.肝臓内の血管を照射位置に見立てた推定実験を行ったところ,平面上の誤差は1回あたりの照射範囲を逸脱しない程度であることがわかった.また,照射位置周囲の温度を計測するためのMR温度分布画像化法の一つである自己参照法において,誤差を低減するために必要な条件の最適化を行った.さらに計測に必要な既知領域の形状を改良することにより,加温領域が臓器の境界付近に存在した場合にも誤差を低減することが可能になった.昨年度は,腹腔臓器を撮像したMR画像上で確認できる血管像をマーカーとして,呼吸性移動により生じた腹腔臓器の移動・変形量の解析,ならびにマーカーの位置,マーカー間の距離及びなす角の,呼吸性移動前後の関係を用いた照射位置推定法を提案した.しかしながら,腹腔臓器は常に移動・変形しているため,取得直後の画像を用いて推定した照射位置も過去の情報となる.患部の同一点を照射し続けるためには,照射位置の移動範囲を予測する必要があった.そこで本年度はまず,照射位置が加温予定範囲を大きく逸脱しないよう,血管マーカの重心位置を事前情報として使用した照射位置予測法を提案した.この手法は,臓器の呼吸性移動・変形がある程度周期的に変化することを利用した.新たに取得した画像およびその直前の複数の画像における血管マーカーの位置と,事前に取得した画像における血管マーカーの位置とを比較し,その差が最小であった事前画像を予測のための基準画像とした.新たに取得した画像以降の臓器の移動・変形は,基準画像以降の事前画像と同様に変化するとし,マーカーの位置,マーカー間の距離及びなす角の変化量から照射位置を予測した.肝臓内の血管を照射位置に見立てた予測実験を行ったところ,平面上の誤差は1回あたりの照射範囲を逸脱しない程度であることがわかった.この手法を前年度に提案した照射位置推定法と組合わせることにより,照射精度の向上が示唆された.次に,リアルタイムに移動する照射位置を推定・予測し,かつ追尾した照射位置周囲の温度変化を監視するために,照射位置推定・予測法に使用するMR撮像シーケンスと,温度変化を監視するためのMR撮像シーケンスとを組合せた,新しい撮像シーケンスの提案及び開発を行なった.今後,実機でのテストを行なうことでシーケンスの最適化を行い,腹腔臓器に対する集束超音波治療の実現を目指していきたい.
高分子ガラスにおける非平衡緩和機構の解明

エイジング挙動の詳細を調べるために、モデル系として、ポリ2-クロロスチレン(P2CS)を用いて電気容量測定を行った。この系は側鎖に極性の強い基が付いているが、構造的にはa-PSと類似している。このモデル系に対してエイジング過程での複素電気容量の測定を行った。この系では電気容量虚部からは誘電感受率虚部の変化が得られるのに対し、PMMAとは異なり、電気容量実部からは体積変化と誘電感受率実部の変化の双方が得られる。複素電気容量実部の温度依存性を様々な周波数に対して測定することにより、等温度でのエイジングにより、実部が時間とともに上昇するのが観測された。このことは、エイジングによる体積の減少、密度の上昇が原因であることがわかった。しかし、電場の周波数が100kHzから低下するとともに、特に低周波数領域で、大きな周波数依存性が見られた。これは誘電感受率実部の変化が効いていることを示している。体積変化には周波数依存性はないはずなので、高周波数での値を体積変化による寄与であるとして差し引くことにより、誘電感受率実部の温度変化が得られる。等温エイジングにより誘電感受率実部は低下するが、その後の冷却により低温では参照値まで戻り、「若返り効果」が見られる。一方、高い周波数でのデータより、等温エイジング過程で誘起された体積変化は低温にもどしても保持されたままで、密度の緻密化は低温でもそのまま保持されることがわかる。なお、その後、昇温過程では明確な「記憶効果」が観測される。このようなエイジングおける交流感受率と体積での異なった若返り効果に関する挙動はエイジングを支配する特性長の存在を示唆している。このことはガラス転移機構解明に向けた重要なステップであると考えられる。高分子などの非晶性の物質が示すガラス状態は非平衡状態である.このガラス状態では興味深い非平衡緩和現象が観測される.そのメカニズムを明らかにする目的で本年度は以下の研究を行った.1)2層膜内の色素でラベルしたポリスチレン薄膜層からの誘電緩和シグナルを選択的に取り出すことにより、表面でのガラス転移温度が低下していることを電気容量の温度依存性の測定により明らかにした。複素誘電率を測定から、表面のPS-DR1薄膜層からの寄与のみを評価し、膜厚15nmと360nmのPS-DR1単層の結果と比較することにより、α過程に起因した誘電損失のピーク温度は単層のPS-DR1超薄膜では十分に低下しているが、表面のPS-DR1での値はバルクなPS-DR1の値と一致しているのがわかった。一方、表面のPS-DR1薄膜層のガラス転移温度はバルクと比較して低下していることが確認された。2)ポリメタクリル酸メチル(PMMA)のエイジング過程における緩和ダイナミクスを誘電率測定により調べた。ガラス状態の等温度過程では誘電率がエイジング時間とともに減衰することが観測される。等温エイジングの途中で一定時間だけ、別の温度で保持を行う温度サイクル過程で観測すると、誘電率の時間発展に関して、メモリー効果と若返り効果が観測される。本研究ではこの物理的な起源を探るために、ツイン温度シフト過程での複素誘電率のエイジング時間依存性を調べた。この測定結果から、誘電率の緩和ダイナミクスが、non-cumulative(非積算的)であることがわかった。しかし、温度差の増加とともに、cumulativeからnon-cumulativeなエイジングへのクロスオーバーが起こり、non-cumulativeな極限では、高温でのエイジングが低温でのエイジングに対して全く寄与しない状況が実現していることが明らかとなった。このことはスピングラスで提唱されている温度カオス効果が高分子ガラスでも存在する可能性を示唆する。
血液細胞分化における転写因子の機能解析

幹細胞システムにおける細胞分化機構を解析するために、マウス胚性幹細胞をストロマ細胞OP9上で共生培養することにより血液細胞へと分化誘導する方法(OP9システム)と、コンディショナルな遺伝子発現を組み合わせた方法を用いて、血液細胞の発生・分化に必須であるGATA-1、GATA-2、Runx-1といった転写因子、および、GATA-1のコファクターであるFOG-1の機能解析をおこなった。Zinc finger型の転写因子であるGATA-1を欠損するES細胞を作成し、その細胞をOP9ストロマ細胞の上で共生培養することにより、赤血球系への分化誘導をおこなった。従来、GATA-1を欠損した場合、赤血球系の細胞は前赤芽球の段階で細胞死がひきおこされることが報告されていたが、OP9ストロマ細胞上では、前赤芽球を長期間にわたって維持できること、また、この維持にはエリスロポエチン(EPO)とOP9ストロマ細胞の両方が必要であることが明らかとなった。このGATA-1欠損前赤芽球において発現する遺伝子、ならびに、サイトカイン受容体の発現を解析したところ、赤血球系の細胞に発現する遺伝子だけでなく、骨髄系の細胞に発現する遺伝子も発現していることが明らかとなった。そこで、この細胞を、EPOではなく、GM-CSF(顆粒球・マクロファージコロニー刺激因子)やIL-3(インターロイキン-3)存在下で培養したところ、赤血球系に運命づけられている細胞が、それぞれ、顆粒球・マクロファージやマスト細胞に「異分化、transdifferentiation」することを見いだした。この結果は、赤血球系の終末分化に必須な転写因子であるGATA-1を欠損させることにより、赤血球系の細胞が、分化形質を維持したまま自己複製能を獲得し、長期間にわたって維持できることを示している。また、他の転写因子の解析から、転写因子の機能は、細胞分化のコンテキスト依存的であることが明らかとなった。OP9システムによる分化誘導過程においてRunx-1を発現させたところ、未分化な血液細胞においては血液細胞産生に促進的に機能するのに対して、終末分化の段階においては抑制的に機能することが明らかとなった。この結果は、従来報告されていたヘマンジオブラストから血液細胞が発生する段階だけではなく、未分化な血液細胞の増殖にもRunx-1が機能することを示している。また、マイクロアレー解析により、この段階においてRunx-1によって発現が亢進する遺伝子の解析をおこない、ある増殖因子が機能することを示唆する結果をえている。赤血球系の発生・分化に必須な転写因子であるGATA-1の機能を詳細に解析するため、GATA-1を欠損するES細胞を作成し、血液細胞への分化誘導過程においてGATA-1をコンディショナルに発現させてGATA-1の機能をレスキューする実験をおこなった。その結果、赤血球系の増殖と分化におけるGATA-1の要求性が異なっていることが明らかとなった。

従来、GATA-1を欠損した場合、赤血球系の細胞は前赤芽球の段階で細胞死がひきおこされることが報告されていたが、OP9ストロマ細胞上では、前赤芽球を長期間にわたって維持できること、また、この維持にはエリスロポエチン(EPO)とOP9ストロマ細胞の両方が必要であることが明らかとなった。このGATA-1欠損前赤芽球において発現する遺伝子、ならびに、サイトカイン受容体の発現を解析したところ、赤血球系の細胞に発現する遺伝子だけでなく、骨髄系の細胞に発現する遺伝子も発現していることが明らかとなった。そこで、この細胞を、EPOではなく、GM-CSF(顆粒球・マクロファージコロニー刺激因子)やIL-3(インターロイキン-3)存在下で培養したところ、赤血球系に運命づけられている細胞が、それぞれ、顆粒球・マクロファージやマスト細胞に「異分化、transdifferentiation」することを見いだした。この結果は、赤血球系の終末分化に必須な転写因子であるGATA-1を欠損させることにより、赤血球系の細胞が、分化形質を維持したまま自己複製能を獲得し、長期間にわたって維持できること、また、それだけでなく、他の血液細胞への分化能も新たに付与されること、を示している。このような、転写因子の操作による細胞の自己複製能や分化能の制御法は、再生医学における細胞制御に応用できるものである。
限界集落・被災地域における新たな居住形態の出現と集落の復興力

本研究は逆説的な着想から大震災被災集落の復興力を再評価する研究である。ここでは過疎地域の人口を維持することや人口を増やすことを目標とする従来の発想とは違った考え方を提示している。それは地域から転出しても、コミュニティや環境が維持されることが重要であるという考え方である。本研究では、拡大家族、拡大集落の存在、新たな居住スタイルの出現を紹介し、イエと集落の持続性を確保する原動力の存在を示した。能登半島地震、中越地震、東日本大震災の被災集落、さらにアジアの過疎農村を対象とした調査結果から考察した。本年度は以下の調査・研究を行った。1)東日本大震災からの復興に関して、集落に根ざす住まいの再建について検討した(日本建築学会大会農村計画部門研究懇談会)。2)東日本大震災被災地の集落・地区における震災からの復興力に関する調査を行うとともに、「集落内再建地区における震災以前の間取り」の発表を行った(震災復興シンポジウム「宮城県における津波被災地の現状と課題」ポスターセッション)。3)農山漁村の持続性と復興力に関して、ルーラル・サステイナビリティの視点から論攷を収集し、それをふまえて基礎資料を整理した。具体的な内容は以下である。(1)ルーラル・サステイナビリティへの視座:ルーラル・サステイナビリティというカタナカ表記により、従来使ってきた類似概念が新たに意識化され、用途の価値や課題設定も独自の展開をみせることを期待した。(2)農村計画学の基本問題としての「ルーラル・サステイナビリティの確立」:農山漁村地域における「非持続的社会」の克服、換言するならば、「ルーラル・サステイナビリティの確立」は今日の農村計画学の直面する最も重要な基本課題であり、新たな戦略的目標概念の創出とその実現手法の確立が社会的にも強く求められていること。(3)サステイナビリティ研究における各論展開とその総合化の必要性:多様な分野の集積した農村計画学からトータルビジョンや総括的な基礎理論をもつ総合計画学としての農村計画学への脱皮。ルーラルとは、サステイナビリティとは何か、ルーラルがなぜサステイナブルでなければならないか、その理論的根拠を示すことが課題。(4)具体的なテーマ:ルーラル・サステイナビリティの計画論・序説、生態系・農業・景観からみた農村環境の持続性、サステイナブル社会の国土形成と農村計画、条件不利地域の地域再生ガナバンス、条件不利地域の地域再生戦略本研究は逆説的な着想から大震災被災集落の復興力を再評価する研究である。本研究は、高齢者・被災者の居住とコミュニティの持続を支えている「拡大家族」「拡大集落」の存在、二地域居住をはじめとする新たな居住スタイルの出現に着目し、イエと集落の持続性を確保する原動力を解明するものである。本年度は以下の調査・研究発表を行った。(1)これまでの能登半島地震被災集落における研究蓄積の整理、再分析を行い、復興住宅を対象にイエの継承に関わる生活文化に着目して住居の再評価を行った。(2)新潟県中越地震被災地域で、集落移転を行った竹之高地集落の予備的調査を行い、元集落の維持と元住民の新たな居住スタイルの出現に着目して、イエと集落の持続性を確保する原動力を探るための調査準備を行った。(3)これまでの研究蓄積もふまえた仮説理論のアジアの集落での検証を目的として、2012年10月に韓国全羅南道の歴史的集落・楽安邑城における持続性の調査を行った。景観保全に取り組む中で居住人口の減少・高齢化している集落の景観保全制度とその実態、居住実態と居住動向、周辺集落との二地域居住について調査し、歴史的集落の持続性と景観保全の関係を分析考察した。韓国全羅南道楽安邑城の調査研究は実施したが、もう一つの平成24年度の後半に予定していた韓国中山間地域過疎農村での現地調査を日程の都合で延期せざるを得なかったため。その調査については平成25年度に改めて実施する予定である。神戸大学及び京都大学の研究室に研究を進める基礎的な設備は整備されている。また研究課題に関連するこれまでの現地調査資料、統計・専門書等の資料の蓄積を活用して研究を進める。本研究は3名で行うが、各調査フィールドでの調査蓄積があり、調査協力者・専門的知識の提供者がいる。これら協力者は研究代表者のこれまでのフィールド研究における現地協力者であり、協力して研究を進めて行く。また、研究室学生の調査補助、調査研究資料整理により効果的に調査研究を行う。平成24年度後半に予定していた韓国での現地調査が日程の都合で延期せざるを得なかったため、繰越金205,580円が生じた。平成25年度研究費800,000円、平成24年度からの繰越金205,580円の計1,005,580円の使用計画は以下である。・国内現地調査旅費(能登、中越、滋賀、兵庫等)35万、研究発表・資料収集

旅費15万・韓国現地調査旅費(韓国の中山間地域の過疎集落)205,580円(平成24年度からの繰越金)・研究室学生の調査補助・調査研究資料整理謝金20万
高齢者に対する併用禁忌薬剤の処方実態の顕在化および対応策の検討

わが国では、高齢者のポリファーマシー(患者に有害となる多剤投与)が問題となっている。また高齢者の薬物治療において有害事象が増加する要因としては、1人で罹患している傷病が多岐にわたることによる多剤投与、加齢による薬物動態の変化、過少医療などがあげられている。本研究は、ポリファーマシーの中でも医療用医薬品の相互作用によるもので、特に複数医療機関を受診した場合における併用禁忌処方の実態を明らかにし、それを予防するための適切な対策を、医師、薬剤師、患者に対して提案するものである。
多孔質セラミックスのマシナブル化によるセラミックス複合体ニアネット製造

アルミニウムをマトリックスとする複合材料をその競合材料と区別をできる最大の特色は,300°Cを越える高温特性が保持できるかどうかである.アモルファスや合金化で微細組織制御されたアルミニウム合金は,組織の安定性から300°Cを大きく越える温度範囲での常時使用はほとんど不可能になるが,短繊維強化複合材料では300°Cを越える温度でも安定な組織が保たれる.しかし,300°Cを越える温度領域ではマトリックスの軟化と繊維/マトリックスの界面滑りが著しくなり,複合則に従う限り急激に複合材料の強度は低下する.この状況の中,まず本研究では短繊維或いは粒子強化複合材料において新しいプリフォームの製造方法を提案する.この方法では,プリフォームの成形にセラミックスの焼結技術を取り入れ,無バインダーあるいは安定酸化物をバインダーとして高強度プリフォームを作成し,セラミックスの骨格を形成する.この技術によって,複合材料における幾つかの問題点,すなわち,高圧鋳造時のプリフォームの変形や割れを防ぎ,従来用いられているシリカバインダーと溶湯との反応抑制が引き起こす問題など解決され,更に従来の複合則では予測できない優れた熱的特性性質を実現できることが明らかになった.一連の本研究の遂行により,エレクトロニクス機器に対応する低温領域から自動車エンジン部品をカバーできる中温領域まで利用できる骨格構造を持つ複合材料の新しい分野を切り開いた.アルミニウムをマトリックスとする複合材料をその競合材料と区別をできる最大の特色は,300°Cを越える高温特性が保持できるかどうかである.アモルファスや合金化で微細組織制御されたアルミニウム合金は,組織の安定性から300°Cを大きく越える温度範囲での常時使用はほとんど不可能になるが,短繊維強化複合材料では300°Cを越える温度でも安定な組織が保たれる.しかし,300°Cを越える温度領域ではマトリックスの軟化と繊維/マトリックスの界面滑りが著しくなり,複合則に従う限り急激に複合材料の強度は低下する.この状況の中,まず本研究では短繊維或いは粒子強化複合材料において新しいプリフォームの製造方法を提案する.この方法では,プリフォームの成形にセラミックスの焼結技術を取り入れ,無バインダーあるいは安定酸化物をバインダーとして高強度プリフォームを作成し,セラミックスの骨格を形成する.この技術によって,複合材料における幾つかの問題点,すなわち,高圧鋳造時のプリフォームの変形や割れを防ぎ,従来用いられているシリカバインダーと溶湯との反応抑制が引き起こす問題など解決され,更に従来の複合則では予測できない優れた熱的特性性質を実現できることが明らかになった.一連の本研究の遂行により,エレクトロニクス機器に対応する低温領域から自動車エンジン部品をカバーできる中温領域まで利用できる骨格構造を持つ複合材料の新しい分野を切り開いた.
生体元素を配合した新規なインプラント表面処理法による骨粗鬆症ラットの骨質変化

インプラント周囲に形成された新生骨は,多くの研究報告において,「海綿骨」と報告されている。しかし,形状は海綿骨様であっても新生骨の骨質は皮質骨様に成熟しているか,本当に海綿骨,類骨,または軟骨程度で未熟なのか,判別が困難なために骨質評価の必要性が問われている。本研究では生体元素を配合したインプラント表面処理により,インプラント周囲に形成された新生骨と皮質骨をMicro-XRDとEDXを用いて骨質の違いを明らかにした。本年度の研究目的は骨代謝を活性化させる骨粗鬆症治療法を検討するために,骨粗鬆症の骨質について定性・定量分析が行えるMicro-CT分析システムを用いて,低ミネラル食を与えた卵巣摘出ラットの大腿骨をMicro-CTによる骨質変化を明らかにする.20週齢48匹のWistar系雌性ラットを3群(n=16/群)へ分配した.すなわち通常食(AIN-93M:日本農産工業(株))を与える疑似卵巣摘出手術コントロール群(Sham,以下Group 1),通常食を与える卵巣摘出ラット群(ovariectomized rat : OVX,以下Group 2),低ミネラル食を与えるOVX群(以下Group 3)とする.ラットは20週齢時から食餌を与え,4週,8週,16週,および24週後に炭酸ガスによる安楽死後,大腿骨を摘出し,骨幹端から骨幹部のMicro-CT(R_mCT^<[○!R]>,Rigaku)撮影を行った。3D-map : Group 1の骨幹端部では海綿骨梁が豊富であるが,Group 2とGroup 3は骨幹端から離れて骨幹に向かうにつれて海綿骨梁は減少した.BMC測定:Group 3は4週から16週にかけて大きく減少し,16週から24週で緩やかな減少を示した.Group 3はGroup 1と比べて8週から24週で有意に低いBMDを示した.Group 2はGroup 1と比べて16週から24週で有意に低いBMCを示した.骨体積測定:Group 3はGroup 1やGroup 2と比べて有意に低い骨体積の減少を示した.また,Group 2はGroup 1と比べて有意に低い骨体積の減少を示した.高齢化社会となった現代では骨粗鬆症患者や予備群の増加により社会的な問題となっている.そのため骨粗鬆症患者がインプラント治療を希望する際に骨結合の獲得までの時間に影響を与えることが示唆されている.しかし,インプラント周囲に形成された新生骨の経時的評価はあまり報告されてない.本研究の目的は生体元素を配合した新規なインプラント表面処理法による骨粗鬆症ラットの骨質変化を明らかにすることである。低ミネラル食を与えた卵巣摘出ラット(実験群)と健常ラット(対照群)に,インプラントを埋入した後に形成される新生骨の骨質と組織像の経時的な変化を,偏光顕微鏡を用いて明らかにした.インプラント埋入手術は全身麻酔下で埋入窩を膝関節から末梢側20mmの位置で,脛骨の長軸に対し垂直に直径2.5mmとし,インプラント用エンジンを用いて滅菌生理食塩水の注水下で形成後,インプラントを埋入した.ラットはインプラント埋入後4,12および20週で全身麻酔下により安楽死させ,脛骨を摘出した.脛骨は滅菌生理食塩水で洗浄後,70100%のエタノール系列および100%アセトンにより骨組織の脱水と脱脂を行い,オステオレジン包埋キットにてレジン包埋後,自動精密切断機を使用して40μm幅の非脱灰標本とし,試料とした.偏光顕微鏡による観察ではすべてのグループと週齢で,インプラント周囲に新生骨が形成されていた.新生骨は索状または網状に配列した線維性骨により構成され,強い偏光性が観察された.新生骨の幅は,G1およびG2とも週齢を重ねるごとに増加を認めた.G1およびG2のグループ間で比較すると同週齢では,G2の方が骨幅の増加を認めた.偏光顕微鏡は通常の光学顕微鏡では観察しにくい骨組織の形態学的特徴をわかりやすく観察することができた.骨粗鬆症患者は欧州、米国、日本で約7,500万人と推定され、社会の高齢化が拍車をかけている。骨粗鬆症治療にはカルシウム製剤、ビスホスフォネート等が使用されている。しかし、治療薬は骨吸収速度の遅延効果はあるが、既に喪失した骨の再生には至っていない。今後の治療薬の開発は骨代謝機能を活性化し、新生骨形成や骨塩量の増加を起こさせる事が重要である。

そこで本研究はリン酸カルシウムに配合するインプラントの新規な表面処理法を開発し、骨粗鬆症ラットの脛骨へ埋入して形成される新生骨の結晶学的な骨質変化と生体元素の効果を解明し、さらにMg, Zn, Fの生体元素が骨内での除放効果より骨塩量や骨強度の活性から骨粗鬆症治療の一助として、歯科界の知的財産となる骨粗鬆症治療の研究基盤を確立する。そこで本研究は,インプラント周囲の新生骨の生体アパタイト微結晶の結晶性の成熟度を主とした骨質評価のため,骨粗鬆症においてもっとも病的なラットとして低ミネラル食を与えた卵巣摘出ラット(実験群)および健常ラット(対照群)に,インプラントを埋入した後に形成される新生骨の組織像(コラーゲン線維の走行)および結晶性の経時的な変化を,偏光顕微鏡(OPTIPHOTO2-POL :Nikon®,東京,日本)、RINT-2500湾曲PSPC型微小部エックス線回析装置(PSPC-RINT-2500 -Micro X-ray-Diffractometer,Rigaku,以下:Micro-XRD,東京,日本)およびエネルギー分散X線装置(Energy dispersive X-ray spectrometer:以下EDX,(株)日立ハイテクノロジーズ,Swift ED 3000,東京,日本)を用いてインプラント周囲新生骨とインプラントには接しない脛骨・皮質骨に存在するミネラルの正味強度および濃度分布を測定した.本年は新規なインプラント表面処理と従来使用される表面処理との比較を行い、骨質について今日まで行われなかったMicro-XRDとRAMAN分光によるアパタイトの経時的分析を行い、新規なインプラント表面処理の効果について明らかにする。24年度が最終年度であるため、記入しない。高齢化社会となった現代では骨粗鬆症患者や予備群の増加により社会的な問題となっている.そのため骨粗鬆症患者がインプラント治療を希望する際にOsseointegration獲得までの時間に影響を与えることが示唆されている。今後、新規なインプラント表面処理が骨粗鬆症患者にも対応できるか検討するために、骨粗鬆症モデルの動物実験により新たな実験を計画する。すなわち骨粗鬆症モデルのラットに対してインプラントを埋入し、周囲に形成される新生骨量の増加と骨質向上を目指すために、骨粗鬆症治療薬としてサプリメント剤の開発を行う。よってサプリメント剤を摂取する骨粗鬆症ラットへインプラント治療を行うことにより形成される骨質評価を行い特許申請を行う。
曲亭馬琴の治国思想と歴史認識

主な研究成果としては、以下の3つがある。第一に、馬琴の「日本魂」という語の利用法に着目し、崎門派の垂加神道の影響を受けた可能性を見出すとともに、「武の国」についての認識の検討を通して、馬琴の治国思想が作品にいかに反映されているかを考察した。第二に、馬琴が読本『椿説弓張月』執筆の際に利用したと考えられる、近松門左衛門の異国渡航を扱った浄瑠璃を指摘し、その使用方法に馬琴の異国意識・国境意識が見られることを確認した。第三に、読本における古代の神話の利用について調査し、その方法の検討を通して、馬琴の古代史に対する歴史認識について考察、口頭発表を行った。これについては、論文化を準備している。二〇一三年度は当初の三年計画の二年目にあたるが、研究代表者が七月から産休・育休を取得したことに伴い、一年間の研究中断を申請しているため(二〇一四年度七月まで)、本年度の実績報告は、実質は四月から六月までの三ヶ月間のものとなる。本研究では、I「馬琴の治国思想と垂加神道」、II「馬琴の尊皇思想とその影響」、III「馬琴の歴史認識と国境意識」の三側面からのアプローチを試みる。全般としては、昨年に引き続き、データ・資料収集を進めたが、それとともに分析・考察を行い、その結果として、下記のような口頭・論文発表を行った。I・IIの側面からは、馬琴の治国思想・尊皇思想に関わる口頭発表を行った。馬琴の「日本魂」についての意識に、崎門派の垂加神道の影響の可能性を見いだすとともに、「武の国」という語に着目して、馬琴の治国思想と作品への反映についても考察し、今後の研究の見通しを立てた。また、IIIの側面では、馬琴の国境意識に関連して、馬琴の読本執筆時における地誌の利用状況の調査を進めた。その過程で、『月氷奇縁』の趣向と『南総里見八犬伝』の趣向に用いられている地誌について考察し、論文の一部にまとめ、発表した。さらにIIIに関しては、昨年度より、馬琴以外の文政期読本を調査することで、馬琴の歴史認識について客観的に捉え直す方法を取り入れているが、その成果の一部として、研究会において、文政期読本の作品二点についての解題を執筆した。2012年度は三年計画のうちの一年目にあたり、本研究課題「馬琴の治国思想と歴史認識」を推進する上で必要なデータ収集や資料収集を中心に行った。本研究では、I「馬琴の治国思想と垂加神道」、II「馬琴の尊王思想とその影響」、III「馬琴の歴史認識と国境意識」の三側面からアプローチを試みるが、そのうち、本年度は、特にIIIの研究における調査を進めた。馬琴読本の舞台とされる歴史的背景について、馬琴のその時代に対する認識がどのようなものであったか、馬琴が用いた史籍や『読史余論』、『日本外史』の記述との比較対照を踏まえた分析を行うため、未翻刻の史籍・地誌の収集、馬琴作品の読解、データ収集を進めた。またIIIの研究と密接に関係し、かつ別の角度から客観的に馬琴の歴史認識を捉え直すための方法・研究として、当初の計画に加えて、馬琴以外の作家による文政期読本の調査・分析を行った。文化年間の山東京伝・馬琴流の読本に倣い、同じ歴史的背景を選びとった作者が、どのようにその時代を描写しているかを比較することで、馬琴独自の歴史認識を客観的に捉え直すことが可能になる点で有効な方法であり、意味のある研究である。その成果として西日本近世小説研究会(よみほんの会)において二回の発表を行った。その他、I・IIの研究に必要な当時の垂加神道や尊王思想についての資料を収集し、山崎闇斎以下、崎門学派の佐藤直方、浅見絅斎、三宅尚斎らの著作の他、水戸学をはじめとする当時の尊王思想についての一連の著作の収集・読解を進め、二年次、三年次における調査・分析・研究の準備を整えた。二〇一四年度は、育休取得に伴う一年間の中断(二〇一三年七月から二〇一四年六月)を挟み、七月から研究を再開した。三年計画の二年次後半に当たる。本研究では、I「馬琴の治国思想と垂加神道」、II「馬琴の尊王思想とその影響」、III「馬琴の歴史認識と国境意識」の三側面からのアプローチを試みる。全般としては、データ・資料収集を引き続き進める一方、三本の論文(うち一本は掲載予定)を執筆した。I・IIの側面からは、馬琴の治国思想・尊王思想に関わる、昨年度末の口頭発表の成果を踏まえ、これを「曲亭馬琴の「武国」意識と日本魂」と題して論文化し発表した。馬琴の「日本魂」についての意識に、崎門派の垂加神道の影響の可能性を見出すとともに、「武の国」に着目して、馬琴の治国思想と作品への反映についても考察した。この研究の副産物として、「曲亭馬琴の「小大の弁」」と題して、馬琴の「小大の弁」という言葉に着目し、小説技法の観点から論じたが、馬琴の「小大」の観念は治国思想に敷衍できるとも考えられ、今後の課題を得た。またIIIの側面では、「馬琴と近松」と題し、近松門左衛門の浄瑠璃利用という切り口から、馬琴の異国意識・国境意識にかかわる論文を準備、執筆した。

新年度初頭に雑誌掲載が予定されている。本論文では、馬琴が『椿説弓張月』執筆の際、当時の対外関係の緊張下に、近松門左衛門の異国渡航を扱った浄瑠璃をまとめて読み直した可能性を指摘した。以上のように三側面からの研究を順調に推進した。二〇一五年度は、三年計画の最終年にあたる。本研究では、I「馬琴の治国思想と垂加神道」、II「馬琴の尊皇思想とその影響」、III「馬琴の歴史認識と国境意識」の三側面からのアプローチを試みた。最終年度は、データ・資料収集と分析を引き続き進める一方、論文2本(うち一本は掲載予定)、翻刻・注釈1本(掲載決定・刊行待ち)の執筆、口頭発表2回を行った。I・IIの側面に関しては、大きく信仰・思想に関わる内容として、「馬琴の日常」と題し、黄表紙に表れた、馬琴の日常の信仰について発表を行った。馬琴の治国思想は卜占との関係も見過ごせないが、これに関わる作品として黄表紙『安倍清兵衛一代八卦』の翻刻と注釈を行った。これによって、読本における卜占の趣向との比較を行い、考察を深めることができた。また、I・II・IIIに関わる内容として、「馬琴の古典再解釈」と題して口頭発表を行った。この発表内容については、二〇一六年度中の論文執筆を予定(掲載予定)している。神話・古典を馬琴が読本等の作品中でどのように利用・解釈しているかの検討を通じて、古代史に対する歴史認識をはじめ、その歴史認識に基づいた治国思想・尊皇思想について言及する予定である。その他、IIIに関しては、馬琴以外の文政期読本の調査を通じて、馬琴の歴史認識について客観的に捉え直す方法を取り入れたが、その成果の一部として、6作品の解題を完成させる他、馬琴読本の影響を受けた作品を取り上げ、その作品の意義について論文を執筆した。主な研究成果としては、以下の3つがある。第一に、馬琴の「日本魂」という語の利用法に着目し、崎門派の垂加神道の影響を受けた可能性を見出すとともに、「武の国」についての認識の検討を通して、馬琴の治国思想が作品にいかに反映されているかを考察した。第二に、馬琴が読本『椿説弓張月』執筆の際に利用したと考えられる、近松門左衛門の異国渡航を扱った浄瑠璃を指摘し、その使用方法に馬琴の異国意識・国境意識が見られることを確認した。第三に、読本における古代の神話の利用について調査し、その方法の検討を通して、馬琴の古代史に対する歴史認識について考察、口頭発表を行った。これについては、論文化を準備している。一年間の中断を経、本年度は七月以降、九ヶ月間の研究期間ではあったが、三本の論文を執筆できた。時間の制約があるなかで、予定通り三側面からの研究が進められたことからも、遅れを取り戻し、おおむね順調に進展しているといえる。日本近世文学今後の研究は、当初の三年次の予定に従って推進する。具体的には三側面からの調査・分析を終える。特にIIIの治国思想・尊皇思想の研究においては、本年度の研究を通して得られた手がかりをもとに、引き続き資料の調査・読解を進め、考察を深める。IIIについても調査結果をまとめる。その成果を本年度あるいは次年度に発表することを目標とする。前項にも記載したように、研究代表者が、七月以降、産休・育休に伴う一年間の研究中断を申請しており、二〇一三年度の研究が実質、三ヶ月であるため。ただし、前項にまとめたように、三ヶ月間の研究予定は順調に達成し得たと考える。本年度の研究は、研究代表者が、年度初頭の手術・入院、その後の通院を余儀なくされ、体力的な問題から、特に遠方での調査・資料収集が滞りがちであったため、残念ながら、やや遅れ気味であると言わざるを得ない。
兵庫県南部地震の多点観測記録の同時シミュレーション

前年度は、3次元波動伝播理論と理論的震源関数を用いた地震動モデルを作成し、この地震動モデルの有効性の検証を、兵庫県南部地震で測定された神戸大学、新神戸変電所、松村組の技術研究所の3ヶ所の地震記録を対象に行うと共に、これらの地震動特性の構成についての考察を行っている。地震動モデル作成において、断層面での滑り分布は、Sekiguchi et al.(1995)の結果を考慮したが、震源関数を規定する断層破壊に関するパラメータは、神戸大学記録のNS成分1つのみと地震動モデルの対応する成分と合致させることから決定した。このようにして、一つの震源関数を定めた。神戸大学のEW成分、新神戸変電所および松村組技術研究所のNS、EW成分の地震動は、それぞれの地盤モデルから評価されたグリーン関数と上記の一つの震源から作成した。神戸大学、新神戸変電所、松村組技術研究所の加速度記録のNS、EW成分と地震動モデルの波形、速度応答スペクトラムの比較により、地震動モデルと観測地震動は全体的に良く合致していることが示された。しかし、3次元地盤での地震動を波動伝播理論を用いて計算すると莫大な時間を必要とする。そこで今年度は、前年度の研究成果を更に発展させ、上記の3つの観測点の震源から地震基盤までの地震動は従来と同じ3次元地盤波動伝播理論を用いて計算し、1次元の地盤で置換された表層地盤の基盤に、その地震動を入射し、表層地盤での任意の位置での地震動を評価する方法を示した。この様にして作成された地震動モデルにより、神戸大学、新神戸変電所、松村組の技術研究所の3ヶ所の地震記録のシミュレーションを行なった結果、3次元地盤の波動伝播理論を用いて作成した前年度の地震動と殆ど同じ程度のシミュレーション結果が得られた。この研究によって、兵庫県南部地震の様な直下型地震動に対しては、今年度示した方法で、将来発生する兵庫県南部地震の様な直下型地震動を極めて短時間に予測出来る可能性を充分に示した。1995年1月17日未明に発生した兵庫県南部地震は、建築・土木構造物および交通、通信、ライフ・ライン等あらゆる施設に甚大な被害を与えた。この地震による地震記録、構造物の被害状況は、地震動、地盤震動について、これからより深い研究を進めるべき発展的学問領域があることを強烈に教示している。特に、設計の対象となる強震地動は理学的観点から研究している地震動と、工学的観点から作成した設計用地震動との間に特性規定上大きな開きがある。このような問題解決のためには、地震学や地震工学で現在行われている地盤震動の研究、震源領域での断層破壊形成の研究等を基礎として、波動伝播理論を応用して、設計用地震動作成の研究を行うことが一つの有効な方法として考えられる。この研究は上記の考え方に立って、波動伝播理論と簡単な震源関数を用いた地震動モデルを作成し、この地震動モデルの有効性の検証を兵庫県南部地震で測定された神戸大学、新神戸変電所、松村組の技術研究所の3ヶ所の記録を対象に行い、これらの地震動特性構成についての考察を行っている。このようにして、一つの震源関数が定まる。

神戸大学、新神戸変電所、松村組技術研究所の加速度記録のNS、EW成分と地震動モデルの波形、速度応答スペクトラムの比較により、地盤モデルと観測地震動は全体的に良く合致していることが示された。この研究成果を更に発展させ、上記の地震動モデルをより一般化すれば、任意の敷地での地震動を正確に予測出来る所謂地震動予測モデルの確立が期待出来る。前年度は、3次元波動伝播理論と理論的震源関数を用いた地震動モデルを作成し、この地震動モデルの有効性の検証を、兵庫県南部地震で測定された神戸大学、新神戸変電所、松村組の技術研究所の3ヶ所の地震記録を対象に行うと共に、これらの地震動特性の構成についての考察を行っている。地震動モデル作成において、断層面での滑り分布は、Sekiguchi et al.(1995)の結果を考慮したが、震源関数を規定する断層破壊に関するパラメータは、神戸大学記録のNS成分1つのみと地震動モデルの対応する成分と合致させることから決定した。このようにして、一つの震源関数を定めた。神戸大学のEW成分、新神戸変電所および松村組技術研究所のNS、EW成分の地震動は、それぞれの地盤モデルから評価されたグリーン関数と上記の一つの震源から作成した。神戸大学、新神戸変電所、松村組技術研究所の加速度記録のNS、EW成分と地震動モデルの波形、速度応答スペクトラムの比較により、地震動モデルと観測地震動は全体的に良く合致していることが示された。しかし、3次元地盤での地震動を波動伝播理論を用いて計算すると莫大な時間を必要とする。そこで今年度は、前年度の研究成果を更に発展させ、上記の3つの観測点の震源から地震基盤までの地震動は従来と同じ3次元地盤波動伝播理論を用いて計算し、1次元の地盤で置換された表層地盤の基盤に、その地震動を入射し、表層地盤での任意の位置での地震動を評価する方法を示した。この様にして作成された地震動モデルにより、神戸大学、新神戸変電所、松村組の技術研究所の3ヶ所の地震記録のシミュレーションを行なった結果、3次元地盤の波動伝播理論を用いて作成した前年度の地震動と殆ど同じ程度のシミュレーション結果が得られた。この研究によって、兵庫県南部地震の様な直下型地震動に対しては、今年度示した方法で、将来発生する兵庫県南部地震の様な直下型地震動を極めて短時間に予想出来る可能性を充分に示した。
酸化物高温超伝導体の核緩和時間の異方性と超伝導ギャップの対称性

YBa_2Cu_3O_<7-9>の幾つかの良質な試料を用意して、その粉末試料を磁場配向した。零磁場(NQR)、低磁場(0.5T)、高磁場(7T)NMRでCuの核緩和時間の温度変化を精密に測定した。新たに購入した超伝導磁石を用いた高感度NMR装置を整備し高磁場での測定を行った。超伝導状態での核緩和時間の異方性の温度依存性から、超伝導エネルギーギャップが等方的であるのかノードを持つ異方的であるのか(s波かd波か)を検証する目的で、YBa_2Cu_3O_<7-9>の良質な試料を磁場配向し、Cu核緩和時間の結晶軸に関する異方性の温度依存性を零磁場(NQR)、低磁場(0.5T)、高磁場(7T)NMRで測定し詳細な知見を得た。零磁場NQRの緩和率の温度変化は、高磁場NMR(W_c(H=7T))のそれと比べ緩やかである。高磁場での緩和時間の異方性比(W_<ab>/W_c)はT_c以下で減少し、35K付近まではほぼ一定の値であり、さらに低温になるにつれ減少する。また低磁場(0.5T)の結果は高磁場でのそれと同様にT_c以下でいったん減少するが、70K以下で増加の傾向にある。このように超伝導状態での緩和時間の異方性比はの温度変化は、大きな磁場依存性を示し、その温度変化の様子は定性的に異なることを明らかにした。また、T_c以上のノーマル状態でのRは温度に依存することを見いだした。これは磁場方向に対するいわゆるform factorの違いを反映し、χ(q,ω)のq=0とq=Q_<AF>での成分の温度依存性に差異があることで理解できる。理論的に示されている結果と対比して超伝導ギャップの対称性を議論するには、酸素サイトの緩和率とのスケーリングを含めて、緩和率の磁場効果をさらに詳細に検討する必要がある。
多能性幹細胞を起点とした精原幹細胞の試験管内誘導系の開発

本年度はGSCLCsのゲノムワイドなDNAメチル化状態の解析を行った.その結果,GSCLCsがGSCsと比べて,精原細胞や減数分裂,精子形成に関連する遺伝子のpromoter領域で高メチル化状態が維持されていること,それらが再構成精巣での培養過程でのPGCLCsの不十分なエピゲノムリプログラミングに起因することを示唆する結果を得た.本研究は,試験管内にて多能性幹細胞から精原幹細胞様細胞を誘導しうることを初めて示したものであり,その分化誘導過程では,正確なエピゲノムリプログラミングが必要であることを示唆するものである.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。生殖細胞系譜の発生過程を試験管内で再構成することは,新規発生工学技術の開発や生殖細胞系列で起こる発生機序及びエピゲノム制御の解明に貢献する.所属研究室では,マウス胚性幹細胞や人工多能性幹細胞を用いて,精原幹細胞や卵子の前駆細胞となる始原生殖細胞様細胞(Primordial germ cell-like cells; PGCLCs)を誘導する培養系を開発し,報告してきた.本研究ではその培養系を更に発展させ,精原幹細胞様細胞に誘導する新規培養系の確立を目指す.本年度は,PGCLCsと生殖腺体細胞との再凝集により作製した「再構成精巣」を用いて,気液平衡培養法にて長期間培養を行い,PGCLC由来細胞から精原細胞マーカーの発現が検出される培養条件を検討した.形態観察や発現蛋白質の解析結果から,再構成精巣内でPGCLC由来細胞が,精原細胞に非常に近い細胞へと分化する培養条件を見いだした.更に,得られた再構成精巣細胞を,Germline Stem cells(GSCs)の培養条件にて培養を行った.GSCsは2003年に篠原教授らによって樹立が報告された精原幹細胞の長期培養株である(Kanatsu-Shinohara, M. et al, Biology of Reproduction, 2003).その結果, GSCsと形態的・増殖速度共に非常によく似た細胞株,精原幹細胞様細胞(Germline Stem cell-like cells; GSCLCs)を得ることが出来た.本年度はGSCLCsのゲノムワイドなDNAメチル化状態の解析を行った.その結果,GSCLCsがGSCsと比べて,精原細胞や減数分裂,精子形成に関連する遺伝子のpromoter領域で高メチル化状態が維持されていること,それらが再構成精巣での培養過程でのPGCLCsの不十分なエピゲノムリプログラミングに起因することを示唆する結果を得た.本研究は,試験管内にて多能性幹細胞から精原幹細胞様細胞を誘導しうることを初めて示したものであり,その分化誘導過程では,正確なエピゲノムリプログラミングが必要であることを示唆するものである.研究年度1年目において,研究計画では2年目までに達成する予定であった「PGCLCsから精原細胞様細胞への試験管内誘導系の確立」および「精原細胞様細胞からGS細胞の樹立」までが終了しているため.27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,得られた細胞株を生殖細胞欠損マウスへの移植することで機能解析を行う.さらに,RNAシークエンス法,全ゲノムバイサルファイトシークエンス法などを用いたゲノムワイドな解析により,genetic, epigenetic各々の観点から,細胞株や培養過程の再構成精巣細胞の性状解析を行う予定である.27年度が最終年度であるため、記入しない。