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科学的に探求する能力と態度を育てる化学教材の開発

「科学的に探求する能力と態度を育てる化学教材の開発」の研究課題として2年間で以下のテーマで現職教員(院生)および教師を目指す学生を対象に一つの実験試料を中心にして複数分野の実験を効果的に組み合わせ一体化させ限られた授業時間(単位数)内に「疑問・驚きー実験・実習ー考察・事実の発見」という探求活動の過程を体験しながら新しい概念を理解・習得し,化学的基礎事項の確認,実験操作の習得等が出来る様に配慮した総合的な化学実験(コンピューター活用を含む)カリキュラムの開発実践を推進し多くの研究成果をあげた。1.寒天ゲルの化学教材への応用(I)-寒天ゲル中のヨウ素デンプン反応-(1)ヨウ素デンプン反応が小・中・高の実験で広く取り入れられていることに注目し,この反応を寒天ゲル中で行う簡便な方法を開発し,しかも反応速度の調節および定性・定量的な化学実験を開発した。(2)中学校の教育現場でも実施し従来の溶液中のヨウ素デンプン反応の応用範囲を拡大させる化学教材として有効であることも実証した。尚,この研究は日本化学会「化学と教育」1997年45巻3号p156159に掲載している。2.フェノールフタレイン関連化合物を用いた総合化学実験プログラムの試行4段階の実験方法(合成;アセチル化・メチル化;反応速度;錯体生成)を用いた総合化学実験プログラムの開発をし,本学3年次生の化学実験で実施した。一部日本理科教育学会四国支部大会報告(平成9年度)に発表3.タマネギの外皮を用いた総合化学実験プログラムの試行5段階の実験方法(抽出・同定;構造決定;化学反応;錯体生成;染色法)を用いた総合化学実験プログラムの開発をし,中学校理科教諭の一種免許取得のための認定説習会の化学実験で実施した。一部日本化学会中国四国支部化学教育研究協議会松山大会(平成9年度)に発表「科学的に探求する能力と態度を育てる化学教材の開発」の研究課題として2年間で以下のテーマで現職教員(院生)および教師を目指す学生を対象に一つの実験試料を中心にして複数分野の実験を効果的に組み合わせ一体化させ限られた授業時間(単位数)内に「疑問・驚きー実験・実習ー考察・事実の発見」という探求活動の過程を体験しながら新しい概念を理解・習得し,化学的基礎事項の確認,実験操作の習得等が出来る様に配慮した総合的な化学実験(コンピューター活用を含む)カリキュラムの開発実践を推進し多くの研究成果をあげた。一部日本化学会中国四国支部化学教育研究協議会松山大会(平成9年度)に発表「科学的に探求する能力と態度を育てる化学教材の開発」の研究課題として平成8年度は下記の研究実績を上げた。1)寒天ゲルの化学教材への応用(1)-寒天ゲル中のヨウ素デンプン反応-ヨウ素デンプン反応は小・中・高の実験で広く取り入れられている。この反応を寒天ゲル中で行う簡便な方法を開発し,しかも反応速度の調節および定性・定量的な化学実験を開発した。質量パーセント濃度の異なったデンプンとヨウ素液を含んだ寒天ゲルをそれぞれ調整し,保冷すると長期保存が可能である。実験の際にはそれらの寒天ゲルを一定の大きさに切り取り,両者を重ね合わせ反応させた。徐々に青紫色に変化する様子をOHP機器を用いてスクリーン上で確認することも可能である。ヨウ素デンプン反応の最適反応所用時間および濃度を検討し,著者らが太陽電池を用いて自作した簡易比色計で寒天ゲル中におけるヨウ素デンプン反応速度を測定し,見かけの反応速度定数を求めた。この方法は従来の溶液中のヨウ素デンプン反応の応用範囲を拡大させると化学教材として有効である。この研究は日本化学会「化学と教育」1997年45巻3号p156-159掲載されている。2)色の化学を対象とした総合化学実験カリキュラムとその試行1:フェノールフタレイン類の合成とその呈色機構;2:フェノールフタレイン類の退色反応速度解析;

3:アゾ化合物の合成とその発色機構;4:染色;5:アゾ化学物の呈色反応を利用した二酸化窒素(排気ガス)の検出などに関してフェノールフタレイン及び染料類の紫外可視吸収スペクトルの測定,酸・塩基状態での構造変化と呈色・発色機構との関係,出発物質,反応中間体,及び最終生成物の分子モデルと電子状態などを視覚的に扱える分子軌道計算プログラムソフトCAChe(コンピューターの活用)用いて院生・学生実験に実施し,成果をあげ投稿する予定である。「科学的に探求する能力と態度を育てる化学教材の開発」の研究課題として平成9年度は下記の研究実績を上げた。フェノールフタレイン類を用いた総合化学実験カリキュラムの試行中学・高校の教育現場で酸塩基指示薬としてしか用いられていないフェノールフタレインを視点を,変えることにより,有機化学・無機化学・分析化学・物理化学・コンピューターの利用といった複数分野の化学実験を組み合わせながら,以下に示すような4段階の実験方法を用いた総合化学実験プログラムの開発をし,本学3年次生の化学実験で実施した。第1段階(180分×2)フェノールフタレインおよび3',3"-ジメトキシフェノールフタレインの合成(有機化学・無機化学・分析化学):合成法,同定法[融点・構造決定(IR/UV/NMR)・TLC],反応性について検討し,教師が自ら体験しビデオ,デジタルカメラ等を利用して紹介する方法を検討し,積極的な教育を実践する能力を身につける。第2段階(180分×2)フェノールフタレインのアセチル化・メチル化(有機化学・無機化学・分析化学):3種の合成化合物に関するコンピューターにより構造と色との相関性(電子の動き)を学ぶ。第3段階(180分×2)フェノールフタレインのアルカリ溶液による退職反応(有機化学・物理化学):フェノールフタレインのアルカリ溶液により赤紫色に呈色し,アルカリを過剰に加えると退色する現象を反応としてとらえ,アルカリ水溶液の濃度と反応温度によって変化することを確認した。(180分×1)フェノールフタレイン関連化合物の錯体生成について:フェノール誘導体が金属との錯体形成のしやすさを簡便な呈色反応を利用し,色と構造との関係に置き換えて学習者に体験させることが出来た。この成果について日本化学会誌の化学と教育に投稿中である。
難分解性有機性廃棄物の光触媒処理による高効率バイオガス生産システムの構築

本研究は難分解性有機系廃棄物の光触媒処理による高効率バイオガス生産システムの構築を目的にする。廃水処理中の活性汚泥をモデル難分解性廃棄物として用い光触媒処理検討の結果、8時間で50%以上の大変優れた分解率が得られた。さらに、処理された活性汚泥を発酵原料として、水素発酵を行った結果、光触媒処理しないケースに比べ、水素の生産率は17倍も上がったことが明らかになった。難分解性有機性廃棄物の光触媒処理による環境浄化技術と微生物を利用した環境修復・改善・浄化技術を融合することによって相乗効果を発揮させ、高効率低負荷環境浄化・エネルギー生産システムの構築することは社会的インパクトも大きい。本年度は光触媒分解装置の開発を目的に、本システムに提案した光触媒分解装置として、発酵前段階の原料分解装置と発酵終了段階の廃液分解装置の試作を行った。その固定床型処理槽とハイブリット型処理槽を用いて、下水処理場の活性汚泥廃水を原料とする処理実験を行い、原料濃度、光照射時間、光強度などを変数として可溶化率の最適化を行った。また可視光条件など自然界における幅広い光源にも適用できる光触媒材料の検討を行った。生物系廃棄物の水素・メタン発酵では、ガス転換速度の向上が重要な課題である。よって、システム全体の目標を達成するために、下水汚泥由来のコンポストから集積したミクロフローラを用いて、前記の廃水原料とする55°C連続培養を行い、pH及び水理学滞留時間(HRT)を変数として可溶化率と水素生成収率の最適化試験を行った。それらの研究結果として、原著論文2編と学会発表6回、うち招待講演1回を成果として収めた。来年度は、平成22年度に確立された各々の技術をもとに、検証実験を行う。1、水素・メタン二段発酵の検証実験。運転が開始される実験システムは、実規模の100分の1スケールでの試験運転により、水素・メタン二段発酵システムの有効性の検証を行う。2、トータルシステムにおける研究開発。バイオエネルギー生産システム全体のシミュレーションによる生産性試算等を行い、本研究開発システムのエネルギー効率、経済、環境への影響などの総合評価を行う。その開発した処理槽を用いて、下水処理場の活性汚泥廃水を原料とする処理実験を行い、原料濃度、光照射時間、光強度、触媒投入濃度などを変数として可溶化率の最適化を行った。システム全体の目標を達成するために、下水汚泥由来のコンポストから集積したミクロフローラを用いて、前記の廃水原料とする55°C連続培養を行い、pH及び水理学滞留時間(HRT)を変数として可溶化率と水素生成収率の最適化試験を行った。さらに、前年度に確立された各々の技術をもとに、検証実験を行った。廃水処理中の活性汚泥をモデル難分解性廃棄物として用いて、開発した光触媒分解装置の処理検討の結果、8時間で50%以上の大変優れた分解率が得られた。目標である有機物分解率の向上.(90%以上)、システム全体のエネルギー回収率は実規模で65%以上(熱量換算)に改善されることが実現可能になった。それらの研究結果として、原著論文6編と学会発表9回、うち招待講演1回を成果として収めた。
ハイブリッド型肺サーファクタントを応用した革新的ナノメディスンの創製

私達は、安価・安全・有効な人工調製型肺サーファクタント(LS)の開発を目指しています。本研究では特に「安価」という側面に着目し研究を進めてきました。天然の肺サーファクタントの主成分はリン脂質であり、私達は卵黄や大豆由来のもので代替しようと試みています。モデルぺプチドを含んだ多種の人工調製物を作成し、その効果を精査したところ、既存薬よりも安価で、同程度の効果を示す調製物の開発に成功しました。今後は、酸素溶存能の高く、また化学的に非常に安定な部分フッ素化合物を添加物として使用し、更なる薬効の増進を達成できるよう研究を進めていきます。炭化フッ素鎖は、非常に強い疎水性と疎油性を同時に兼備している。また炭化フッ素化合物は、顕著な熱安定性、化学的不活性、低い分子間凝集能、高い気体溶解能、界面活性能、自己凝集能を示す。これらフッ素化合物は、薬理効果の発現・増強、体内動態の改善、選択性の向上への応用が期待されている。本年度は、部分フッ素化アルコールに占めるフッ素化度と物理化学的物性間の相関性を明らかにし、人工調製肺サーファクタントに対する効果的・機能的な添加物の開発を目的として研究をすすめた。フッ素化度の異なる部分フッ素化アルコール(FnHmOH)を新規に合成し、各種キャラクタリゼーションを行った。FnHmOHは293.2から373.2Kの温度範囲で全て吸熱的に相変化を示した。予想に反して、F4H11OHとF6HmOHの融点は通常の長鎖アルコール(HmOH)よりも低い。一般に、高度にフッ素化された物質は、熱安定性が良いと考えられているが、炭化フッ素部の短いF4H11OHやF6HmOHは逆に温度感受性が上昇している。この現象の詳細は、現在各種X線測定装置により検討中である。また気/液界面にLangmuir単分子膜を作製し、各種2次元膜物性を測定した。その結果、融点挙動と同様にF4H11OHとF6H7OHは温度感受性が上昇していることが分かった。これらの結果より、F4基及びF6基の導入により物質の溶解度、相挙動、熱安定性等の性質をイレギュラーに変化させることが見出された。これらのイレギュラーな熱的挙動が解明できれば、人工調製肺サーファクタント添加物へ向けた部分フッ素化合物の分子設計に大いに役立つであろう。卵黄レシチン(eggPC),大豆レシチン,長鎖アルコール及び模倣ペプチド類を組み合わせ人工調製型肺サーファクタントを創製した。模倣ペプチド類は両親媒性表面表在型,膜貫通型,また両方の性質を持つ3種のペプチドを新規に設計・合成した。表面張力ー面積ダイアグラム測定により,5種の調製物は既存薬Surfactenと同様のヒステレシス特性を示した。これら調製物をLS欠乏モデルラットに投与したところ,肺コンプライアンス回復率の点において,既存薬よりも有意に優れていた。また喘息に対する効果も,有意に肺抵抗を抑制した。これらの人工調製型肺サーファクタントは低価格で調製でき,豚インフルエンザ(H1N1),SRAS,炎症性肺疾患,喘息等で併発的に引き起こされる呼吸困難への適用も可能で,期待が持たれる。本研究の成果は,広範な呼吸器疾患(喘息, SARS, COPD,新型インフルエンザ等)への適用拡大へと大きく貢献できる可能性を見出している。界面化学系統的な部分フッ素化合物の新規合成を滞りなく終えることができた。また、これらの試料は99%以上の高純度化に成功し、その後の基本的な物性評価も滞りなく終えることができた。解析の結果、予想外の結果に直面することになったが、現在X線測定の結果を取得中である。また、これら成果の一部の論文化にも成功しているので、研究の達成度としては、「順調である」といえる。フッ素・ハイブリッド型人工調製LSへの応用展開:既存薬Surfactenとの薬効評価を行います。具体的には、(1)既存薬Surfactenに対し、FnHmを導入し添加物FnHmの薬効に対する影響(in vitro)を解明する。ここでは特にFnHmの分子内におけるフッ素化度や親水基の種類に着目する。(2)フッ素・ハイブリッド型人工調製LSのin vivo物性を測定し、FnHm添加によるフッ素化度の効果及び肺機能改善能に関して評価する。(3)特に薬効面及びコスト面に焦点を絞り既存薬Surfactenとの薬効評価を行う。この時点までの研究の進展具合から問題点を洗い出し、今後の計画方針の策定を明確にする。

申請段階ではHPLCシステム(ポンプ、UV検出器、マニュアルインジェクター)・日本分光(PU-2080, UV-2075, 7725i) 180万円を購入予定であったが、当該年度の交付額が減額(ー80万円)されたため、当該機器の購入を断念した。そのため、次年度使用額が生じるにいたった。次年度は、本採用課題の最終年度となるので、旅費と成果報告費にその多くを割り当て、研究活動に邁進する予定である。
新製品開発におけるオープン・イノベーションの研究

本年度は、オープン・イノベーションに関連する研究や製品開発研究のレビューを中心に概念モデルの構築を進めた。概念モデルでは、オープン・イノベーションの先行要因として技術不確実性や競争の激しさといった外部環境要因と経営資源や戦略といった内部環境要因を位置づけ、またオープン・イノベーションの成果要因として新製品パフォーマンスや組織内へ及ぼす影響を位置づけた。『日経ものづくり』による調査では、多くの企業がオープン・イノベーションの重要性を認識しているものの、実際に取り組んでいる企業は必ずしも多くないことが明らかにされている。その理由として、十分な経営資源が確保できないことや知的財産の保護についての課題があげられている。そこで、本研究ではオープン・イノベーションを促進させるような先行要因だけでなく、抑制させる要因についても検討した。具体的には、Appropriability戦略(Cohen, Nelson, and Walsh 2000)や組織スラックに着目し、アウトバウンド・オープン・イノベーション戦略やインバウンド・オープン・イノベーション戦略との関係性を検討した。オープン・イノベーション戦略の成果要因について、本研究に着手した当初はイノベーションのタイプ(累積的/破壊的)や新製品パフォーマンスに注目していた。ところが、こうし製品開発の成果だけでなく、組織に対しても様々な影響を及ぼしうることが仮説として浮かび上がってきた。具体的にはオープン・イノベーション戦略を進めることで、組織においてよりプロアクティブな文化が醸成されたり、部門間での協調関係が高められたりするなどである。これらの仮説に関しては、来年度において実証する予定である。当初の予定では、2018年度で研究が完了する予定であったが、完了することはできず延長することとなった。その理由として、概念モデルの構築に予想以上の時間がかかったことと、大学の異動により本研究に対するエフォートが減少したことがあげられる。本年度においては、調査を2回実施する予定となっており、計画通りに進められる見込みである。研究を推進するために、必要に応じて調査を外部に委託したりする予定である。本研究課題の初年度である平成28年度では、先行研究のレビューを中心として研究を進めてきた。その目的は、実証研究に向けた仮説の導出や測定尺度の整理である。これまで様々な研究者たちによって実証研究が進められてきたが、オープン・イノベーションを測定する尺度に関しては必ずしも統一的なものはなく、様々な尺度が用いられていた。そこで、本年度ではそれらの市測定尺度を整理し、研究潮流の全体像を把握することを試みた。Web of ScienceやEBSCOなどのデータベースを用いて、系統的に論文を収集して議論した結果、オープン・イノベーションの測定尺度は3つのタイプに累計できることが明らかとなった。それは、(1)オープンネスに関する測定尺度、(2)インバウンドーアウトバウンドに基づく測定尺度(3)組織文化として定義した測定尺度、である。オープンネスはLaursen and Salter (2006)によって確立された尺度であり、企業の外部情報探索を幅広さと深さから測定する形式となっている。インバウンドーアウトバウンドとは、オープン・イノベーションのプロセスを表しており、外部から知識を取り入れたり、自社の知識を外部で活用させることが含まれる。組織文化に関しては、オープン・イノベーションを生み出す組織の能力や文化を測定しようと試みた尺度となっている。本研究によって測定尺度の類型が行われたが、今後の課題としては測定尺度間の類似性や異質性の統計的な検討があげられるだろう。本研究の成果は、帝京経済学研究において論文として発表した。初年度の目的である先行研究のレビューは順調に進んでおり、論文として一部の成果を報告したためである。本年度の目的は、昨年度に実施した先行研究の記述的なレビューをもとにメタアナリシスを実施し、さらには先行研究をもとに日本版のオープン・イノベーション尺度を作成する事であった。メタアナリシスに関して、Laursen and Salter (2006)のオープンネス尺度(外部情報探索の幅広さと深さ)を用いた研究を対象とした。その理由としては、先行研究の数が最も多かったからである。Web of ScienceやEBSCOといった論文データベースにおいて、「search breadth」「search depth」といったキーワードをもとに論文データベースを検索した。さらに、Web of Scienceにおいて、Laursen and Salter (2006)を引用した論文を検索した。抽出された論文の内容を精査し、分析に用いる変数を整理してコーディングを行った。尺度開発に関して、石田(2016)をもとに、日本語版のオープン・イノベーション尺度の骨子となる研究を検討した。本研究では、オープン・イノベーションを組織文化や組織志向性としてとらえるのではなく、製品開発プロセスにおける活動としてとらえているので、インバウンドとアウトバウントという2つの視点からオープン・イノベーションを定義した研究を中心に検討した。また、それらの尺度とオープンネスの尺度の関係性を検討するため、Laursen and Salter(2006)の尺度についても検討した。メタアナリシスに関して、先行研究の数が非常に多く、メタアナリシス用のデータベースを構築するプロセスに大きく時間がかかってしまった。それにともない、測定尺度の信頼性と妥当性を検討するための調査の着手まで研究を進めることができなかった。

『日経ものづくり』による調査では、多くの企業がオープン・イノベーションの重要性を認識しているものの、実際に取り組んでいる企業は必ずしも多くないことが明らかにされている。その理由として、十分な経営資源が確保できないことや知的財産の保護についての課題があげられている。そこで、本研究ではオープン・イノベーションを促進させるような先行要因だけでなく、抑制させる要因についても検討した。具体的には、Appropriability戦略(Cohen, Nelson, and Walsh 2000)や組織スラックに着目し、アウトバウンド・オープン・イノベーション戦略やインバウンド・オープン・イノベーション戦略との関係性を検討した。オープン・イノベーション戦略の成果要因について、本研究に着手した当初はイノベーションのタイプ(累積的/破壊的)や新製品パフォーマンスに注目していた。ところが、こうし製品開発の成果だけでなく、組織に対しても様々な影響を及ぼしうることが仮説として浮かび上がってきた。具体的にはオープン・イノベーション戦略を進めることで、組織においてよりプロアクティブな文化が醸成されたり、部門間での協調関係が高められたりするなどである。これらの仮説に関しては、来年度において実証する予定である。当初の予定では、2018年度で研究が完了する予定であったが、完了することはできず延長することとなった。その理由として、概念モデルの構築に予想以上の時間がかかったことと、大学の異動により本研究に対するエフォートが減少したことがあげられる。今後は、オープンネスの測定尺度を用いた研究を整理し、メタアナリシスを施すことでオープン・イノベーションンと企業のパフォーマンスに関する議論を行いたいと考えている。また、先行研究の尺度を用いて、日本企業を対象とした調査も行う予定である。2018年度では、本研究に対するエフォートを大きくし、前年度の達成できなかった研究に早期に取り組む予定である。また、2018年度は調査票を作成し、送付し、データを入力するという作業が必要になってくるので、必要に応じてリサーチ・アシスタントに協力を求めることも検討したいと考えている。本年度においては、調査を2回実施する予定となっており、計画通りに進められる見込みである。研究を推進するために、必要に応じて調査を外部に委託したりする予定である。初年度に調達を予定してたパソコンを調達しなかったため、当初の予定にはなかった次年度使用額が生じてしまった。次年度使用額が発生した理由は、本年度では、オープン・イノベーションに尺度に関する調査を実施するために経費を計上していたが、実施できなかったためである。
染色体分配に介在する新規低分子量G蛋白質の機能解析

1、Gieは既知の低分子量G蛋白質とは相同性が低く,新たなサブファミリーを形成する点でアティピカルであり、ヒトのすべての臓器で発現していた。2、過剰発現によるGieの細胞内でのグアニンヌクレオチド結合様式を検討した結果、GTP型とGDP型の両者が存在したことから、他の低分子量G蛋白質と同様にGTPaseサイクルによるGieの活性制御が示唆された。3、Gieに点変異を導入することでGTP型あるいはGDP型に固定される変異体をそれぞれ作製し、それらの変異体を哺乳細胞に過剰発現させた際の表現型を観察した。その結果、不活性型と考えられるGDP型変異体を導入した細胞において核が断片化するという表現型を見出した。このことは不活性型Gieの過剰発現により、分裂期における染色体の均等分配に異常が出る可能性を示している。4、ショウジョウバエ細胞株のS2細胞を用いてRNAi(RNA interference)法によりGieの発現を抑制した結果、染色体の分離に際して顕著な異常が発現した。5、さらに,Gieは微小管と結合すること,及びその結合が染色体分離に必要であることを見出した。これらの知見は、Gieが染色体分離における制御を担っていることを示唆している。
量子場の数理解析

(1)ヒルベルト空間上の線形作用素に関する新しい漸近的摂動論を構築し、これを質量0の量子場のモデルに応用し、その基底状態エネルギーが結合定数に関して、任意の有限次数まで漸近展開可能であることを証明した。(2)ボソンーフェルミオンフォック空間上の無限次元ディラック型作用素について摂動作用素がある単純なクラスに属する場合のスペクトル解析を行った。特に、無摂動作用素が0固有値以外に固有値をもたなくても、強結合領域において、ゼロでない固有値が現れることが発見された。(3)有限自由度のボソンーフェルミオン系の統計力学における重要な物理量に対して汎関数積分表示を導いた。荷電物質量子場または荷電量子的粒子は量子電磁場と相互作用を行うことにより、種々の興味深い現象を引き起こす。量子電磁場の特徴の一つは、その量子(光子)が質量をもたないことである。一般に、その量子の質量が0である量子場は質量0の量子場と呼ばれる。この型の量子場の解析は、質量が0でない量子場の解析に比べて難しい側面が存在する。いわゆる「赤外発散」の問題はそのような側面の一つである。近年、質量0の量子場の数学的に厳密な解析に関して大きな進展があったが、なおも未解決の問題も多い。その一つが量子場のエネルギー作用素(ハミルトニアン)に関わる摂動論の問題である。通常の摂動論では、考察する無摂動固有値は、多重度が有限な孤立固有値であることが仮定される。他方、質量0の量子場が関与する理論においては、この仮定は満たされない。本研究では、無摂動作用素の固有値が孤立固有値ではない場合にも適用される新しい漸近的摂動論を構築した。その応用の一つとして、一般化されたスピンボソンモデル(任意の量子系とボース場が相互作用する系のモデル)の基底状態エネルギーが結合定数に関して任意のオーダーまで漸近展開されることを証明した。もう一つの関連する主題として、超対称的量子場の理論の新しい数学的研究のための予備的な考察を行った。有限個のボソンと有限個のフェルミオンが相互作用を行う系を考え、その有限温度の熱平衡状態における物理量の期待値に対して汎関数積分表示を導出した。特に、分配関数に対する、改良された(ある意味で最良の)ゴールデンートンプソン型不等式を確立した。超対称的量子力学への応用として、ウィッテン指数に対する汎関数積分表示を導いた。(1)ディラック粒子--スピン1/2の相対論的荷電粒子--と量子輻射場が相互作用するモデルの研究.このモデルは,相対論的量子電磁力学のモデルの一つである.相互作用項に現れる量子輻射場作用素に紫外切断を導入することにより,そのハミルトニアンHは数学的に意味をもつ作用素として定義される.今年度は,散乱理論の構成とディラック粒子の異常磁気能率を,Hから出発して数学的に首尾一貫した仕方で導出することを試みているがまだ結果に到達していない.(2)一般化された正準交換関係の表現論.量子力学における基本原理の一つとして,正準交換関係(CCR)と呼ばれる代数的関係式がある.種々の量子力学系は,この交換関係の諸々のヒルベルト空間表現として捉えることができる.この観点の一般化として,CCRの一般化を研究するのは自然である.そこで,一般化された正準交換関係(GCCR)のあるクラスを導入し,そのヒルベルト空間表現を考察した.このGCCRは,非可換相空間,非可換位置空間,非可換時空の一連のクラスを特殊な場合として含むものであり,この意味において,高度の普遍性を有する.GCCRの基本的な特性を明らかにするとともに,GCCRのシュレーディンガー型表現およびヴァイル型表現を定義し,CCRのヴァイル表現に関するフォンノイマンの一意性定理に相当する一意性定理を証明した.(3)線形作用素論における新しい摂動論を構築し,その応用の一つとして,質量ゼロの量子場と相互作用する一般量子系のモデル(一般化されたスピン--ボソンモデル)の基底状態エネルギーが結合定数に関して漸近展開できることを証明した.この場合,赤外正則条件の度合いがより強ければ,漸近展開の最高次数をより大きくとれることも明らかにされた.平成26年度(1)ヒルベルト空間上の線形作用素に関する新しい漸近的摂動論を構築し、これを質量が0の量子場のモデルのハミルトニアンに応用し、その基底状態エネルギーの結合定数に関する漸近展開を任意のオーダーまで求めた。(2)抽象的ボソンーフェルミオンフォック空間上の無限次元Dirac作用素のある特別なクラスについて、スペクトル特性とフレドホルム性を調べた。特に、摂動の強結合領域において、非摂動的効果と解釈される新しい固有値が出現する現象の存在が明るみに出された。

平成25年度(1)確率測度のフーリエ変換から定まる、実変数x>0の関数について、xが無限大となる極限における漸近展開に関する定理を導出した。この定理を量子ゼノン効果に応用し、量子ゼノン効果の尺度を与える確率量の等時間分割に関する漸近展開を任意のオーダーまで求めた。(2)有限自由度のボソンーフェルミオン系の統計力学を考察し、系のハミルトニアンが生成する熱半群から定まる物理量(分配関数、相関関数等)に対して汎関数積分表示を確立した。(3)一般の量子系における保存量に関する数学的側面を研究し,ある種の分解定理を導出した.(4)一般化された正準交換関係のヒルベルト空間表現を考察し,ヴァイル型表現の場合に,通常の正準交換関係のヴァイル型表現に関するvon Neumannの一意性定理に相当する定理を証明した.(5)空間変数に依存する質量をもつDirac作用素のあるクラスのスペクトル解析を行った.数学新しい独創的な成果がいくつか得られた。今年度の第一目標は,まだ,完全には達成されていないが,方向性が見えてきているので,今後の進展が期待される.また,この目標と関連するいくつかの研究成果が得られていることは心強い.(1)上記の新しい漸近的摂動論では、無摂動作用素の固有値が縮退していない場合だけが論じられている。次の課題の一つとして、無摂動作用素が縮退している場合へと理論を拡張することがある。(2)上記のボソンーフェルミオン系を無限自由度のボソンーフェルミオン系に拡張する。平成24年度の目標で達成できていない部分の研究を引き続き,重点的に行う.方向性が見てきているので,十分な研究時間が得られれば,結果が出せると思われる.また,関連する研究も同時並行的にやっていきたい.研究計画の変更等は特に必要ない.予定していた海外出張を取りやめたため、余剰金が出た。図書の購入に使用予定。研究費は主に旅費と図書の購入に使用される(国外1回,国内数回).また,場合によっては,パソコンを購入する.
二次元層状ピエゾ材料を用いたナノ発電デバイスの開発

あらゆるモノをインターネットで結ぶIoTの普及に向け、身の回りの微小エネルギーを電力に変換するエネルギーハーベスティングの技術開発が盛んに行われている。そのひとつである圧電素子には、PZTなどのセラミックス材料が広く用いられてきたが、脆性破壊するという致命的な欠点をもつ。本研究は、驚異的なフレキシビリティを有する2次元層状ピエゾ材料「単層硫化スズ(SnS)」に注目し、フレキシブルな高効率圧電素子の実現を目指す。
松果体における光情報変換と概日時計の分子メカニズム

交付申請書に記載の研究実施計画に沿って研究を進め、以下の知見を得た。(1)概日時計の発振メカニズムを解明するためには、光による時計の同調メカニズムを調べることが重要である。本研究ではまず、松果体に発現するG蛋白質の遺伝子クローニングを行い、複数のサブクラスのG蛋白質(Gt,Gi2,Gi3,Go1,Go2)の全塩基配列を決定した[Okano et al.,in press]。また、研究代表者らが発見したニワトリ松果体の光受容蛋白質(ピノプシン)を認識する抗体を作成し、松果体におけるピノプシンの局在を調べた[Hirunagi et al.,in press]。その結果、これまで光受容細胞と推定されてきた松果体の瀘胞形成細胞以外にも多数の光受容細胞が存在することを確認した。現在、クローニングしたG蛋白質に特異的な抗体を用いた免疫組織学的解析によって、それぞれのG蛋白質の松果体内での局在を調べている。ピノプシンと共役するG蛋白質を同定することによって、光受容から時計のリセットに至る光情報伝達経路が推定できると期待している。(2)生理学的研究から、年周リズムと関連する光受容体(Deep Brain Photoreceptor)が脳深部において発現していると推定されてきた。この脳深部光受容体の分子レベルでの実体は全く不明である。そこで本研究では、RT-PCR法を用いて光受容体遺伝子の高感度検索を行った。その結果、ヒキガエルの脳深部のmRNAから、網膜の光受容体よりも松果体の光受容体ピノプシンと非常に類似した光受容体遺伝子を単離することに成功した。現在、その全塩基配列の決定を行っている。
アシンメトリー配位圏を有するバレル型バイオハイブリッド触媒の開拓

本研究では、多彩な反応性を示す金属錯体触媒と、精緻な反応場を提供するバレル型タンパク質の融合により、アシンメトリー配位圏を有するバイオハイブリッド触媒を構築し、従来の金属錯体や酵素にはない新たな位置選択性や官能基選択性を付与した合成反応の開拓に取り組んだ。具体的には、反応性の高いRh錯体を固定化したバイオハイブリッド触媒を活用し、位置選択的な炭素ー炭素結合形成反応、また、バレル空孔内に拡張型のアシンメトリー配位圏を構築し、不斉Diels-Alder反応を実証した。これまでに強固なバレル構造を有するニトロバインディンの疎水空孔を活用して、様々な金属錯体触媒を共有結合により残基選択的に固定化したバイオハイブリッド触媒を開発してきた。そこで、初年度は、芳香族基質の認識を狙い、ピレン部位をの空孔に固定化したアシンメトリックな反応場を作製し、不斉Diels-Alder反応の選択性を評価した。NBのCys96に対してN-(1-ピレニル)マレイミドを共有結合的に連結し、同様にNB変異体についても調製した。一連のコンジュゲートは、ピレン部位の誘起CDに二通りのパターンに大別されたことから、NBの空孔内においてピレン部位は2通りの配向をとると推察された。このようなピレン部位の配向の違いが、反応の選択性に寄与すると考え、Diels-Alder反応を検討した生成物を評価したところ、NB-Pyrは高いendo選択性と立体選択性で反応が進行したピレン部位をバレル型タンパク質の疎水空孔に結合したアシンメトリックな反応場を構築し、Diels-Alder反応の選択性が制御可能であることを見出した。ピレン部位をバレル型タンパク質の疎水空孔に結合したアシンメトリックな反応場を構築し、Diels-Alder反応の選択性が制御可能であることをすでに見出しており、概ね順調に進展している。金属錯体触媒と精密かつ多彩なアシンメトリックな配位圏を提供するタンパク質を融合したバイオハイブリッド触媒による位置選択的・官能基選択的なCーC結合反応を開拓する。これまでに高い反応性を有するRh錯体をリジッドなベータバレル型タンパク質の疎水性空孔に固定化したバイオハイブリッド触媒を構築しており、この系を利用して、位置選択的・官能基選択的なCーC結合形成を伴うイソキノリン合成を探索する。予備的な検討から、アルキンとオキシム基質からイソキノリン環を合成するRh連結バイオハイブリッド触媒の調製しており、蛍光性のイソキノリン誘導体を生成物とする簡便な反応評価系についても確立できている。本年度は、この手法を実際に活用して、環化付加反応によるイソキノリン合成における触媒活性の向上と位置選択性の向上を狙ってスクリーニングを実施する。Rh錯体の近傍のアミノ酸にランダムおよび飽和変異を導入し、イソキノリン合成において高活性および位置選択性の高いタンパク質ホストを網羅的に探索する。選び出したタンパク質ホストについては、精製品のバイオハイブリッド触媒を調製して、触媒活性や選択性をより詳細に評価する。

本年度は、この手法を実際に活用して、環化付加反応によるイソキノリン合成における触媒活性の向上と位置選択性の向上を狙ってスクリーニングを実施する。Rh錯体の近傍のアミノ酸にランダムおよび飽和変異を導入し、イソキノリン合成において高活性および位置選択性の高いタンパク質ホストを網羅的に探索する。選び出したタンパク質ホストについては、精製品のバイオハイブリッド触媒を調製して、触媒活性や選択性をより詳細に評価する。
言語性の交互変換運動での発語能力の評価:指定テンポでの運動の音響生理学的観察

指定テンポ(1Hz・2Hz・3Hz)と最高速で言語性交互変換運動課題を実施することで、音声信号の分節と発語運動の適切さを調べた。健常者では3Hz以上でも分節が達成されていたが、dysarthria患者では2ー3Hzでも分節が難しく発語運動の破綻が示唆された。上下唇・顎の運動観察によりテンポ・声量と標的母音で発語運動の大きさが規定されること、4D-CTによる声道形状の観察により側音化構音/ki/で声道狭窄の空間狭小化と偏りがあること、が明らかにされた。発語障害患者での高速発語でみられる発語の不明瞭さや誤りには、高速発語での標的への運動未到達あるいは声道狭窄の異常が関与している可能性がある。言語性の交互変換運動の課題でテンポ(1・2・3HzとMAX)と標的運動(子音)の条件を変えて、正常者と構音障害患者での音声と発語運動を観察し、分析を行った。1)若年成人正常者10名では、高速3Hzでも母音と子音の音圧格差が大きく、十分な発語運動が実現されていることが示された。一方、dysarthria患者6名では、中速2Hzか3Hzで音圧格差が小さい反復部分が確認されあ、重症例で多く見られた。高速の発語運動での標的の未到達が、不明瞭発話の起源である可能性が示された。2)口腔内圧の軌跡より、子音の無声化や有声化(喉頭機能不全)、圧の低下(口蓋咽頭閉鎖不全や口腔閉鎖・狭窄不完全)が背景にあることが分かる。課題と分析プロトコールを作成した。成人、小児、構音障害患者で、データ収集を進めていく。3)プロファイル測定器を用いて、発語時の上下唇の運動を追跡できる。無意味音節(子音+母音、母音+子音+母音)の生成で口の開きや口の突出を計測した。正常者6名で、/iko//ikko//iki//ikki/で、円唇で突出の大きい母音/o/が後続する場合に、母音/i/の構えの時点で唇の突出はみられた。先行する音で唇の位置が後続の音により変わることが、特に高速発語で確認され、高速の発語運動の破綻が構音異常の背景にある可能性が示された。構音障害のある患者で、観察を進めたい。4)成人の側音化構音の患者で、/ki/の交互変換運動で、高速3Hzあるいは中速2Hz以上で大きな声の条件で構音の異常が確認された。音響分析と生理計測(3DーCT画像)により、構音位置の前後のズレがある可能性が示された。構音の改善での変化を、今後の再計測と分析により明らかにしたい。テンポ指定の言語性交互変換運動(DDK)課題と基本の音声データを健常者と発声発語障害話者(運動性構音障害dysarthria、機能性構音障害、音声障害、吃音)のある成人と小児で収集・分析した。健常者では3Hzまでは音圧軌跡の頂谷peak-gapが明確であったが、dysarthria話者ではおそらく構音未到達現象を示す破綻を認めた。すなわち、重症例は1Hz、中等度例は2Hzで、peak音圧の変動とgap上昇がみられた。分析の自動化をはかるために、MATLABでのプログラムを作成した。Kay-Pentax社のMotor Speech Profileプログラムを用いて、dysarthria例の音声サンプルでの分析実験を行い、分析の活用と限界についてまとめた。分析プロトコールに基づいて、dysarthria話者の音声データを分析した。臨床例(dysarthia)の経過と音響分析の所見を報告した。テンポ指定でのDDK課題が重症度と改善の指標となる可能性が示された。レーザー光線を用いて、唇運動の計測をテンポ指定のDDK課題で行った。健常成人では、テンポが上がると唇の運動(変位量)は小さくなっていた。テンポ指定のDDK課題での声道の形状変化について、少数例での実験を行った。側音化構音を呈する成人1名で、訓練前後に1Hzと3Hzのテンポで/ki/を反復生成させ4D-CT撮影を行った。声道断面(口蓋化するk音の前方)を求め、訓練前で断面積が小さく右側に偏位していたこと、訓練後では断面積が大きく正中に位置していたことを見出した。音響分析では、側音化していた/ki/で持続時間の延長と音圧低下を認めた。実験の参加協力者が十分に集まらなかった。リハビリテーション科学実験の協力者を集める(チラシ配布など)。

音響分析の自動化をはかり、分析と図式化を行う。成人、小児と高齢者で、交互変換運動時の音声と口腔内圧のデータを収集する。上下唇の運動や口の開きについて、正常者と構音障害の患者で、実験を行う。構音障害の患者で、指定テンポでの発語時の声道の画像や運動を記録・分析する。
「地鶏肉らしい歯ごたえ」の解明　－ＩＳＯ食感評価規格によるプロファイリング－

地鶏肉とブロイラーの違いを表す食感表現用語をISO5492から選択する分析型官能評価を行った結果、属性A、B、およびCの3種類に属する用語を用いることで地鶏肉とブロイラーの違いを表すことができるものと考えられた。続いて、同じ分析型パネルを用い、用語A、B、およびCを用い、地鶏肉とブロイラーのもも(大腿二頭筋)、むね(浅胸筋)、ささみの食感を定量的に評価するとともに、一般消費者のモデルとして訓練を受けていない一般消費者に、同じサンプルについて「地鶏肉らしさ」を自由に評価させた。その結果より、一般消費者が判断する「地鶏肉らしさ」においては食感Cがもっとも寄与していることが示された。ブロイラーおよび地鶏の「むね」のうち浅胸筋、「もも」のうち大腿二頭筋、および「ささみ」(深胸筋)を用い、食肉食感の専門家パネリスト15名による、ISO5492:2008収載の食感表現用語を用いた食感プロファイリングを行った。サンプルはスチームコンベクションオーブンを用い内部温度75°Cに到達するまで調理した後、長さ15mm、幅10mm、高さ8mmの直方体に、長辺が筋線維と平行になるよう調製したものを官能評価に供した。その結果、ISO5492:2008収載の用語のうち、3種類の属性に分類される用語がブロイラーと地鶏の食感の違いを良く表しているとともに、1種類の属性に分類される用語が部位による違いを良く表していた。また、地鶏とブロイラーの間で明確に食感の異なる部位と、ほとんど食感の異ならない部位が存在することが明らかとなった。これらの表現用語を用いた定量的かつ詳細な官能評価による食感の違いの解明を行うことで、「地鶏らしい」食感の特徴を表す客観的な評価体系に確立につながることが今後期待される。平成24年度にISO5492食感表現用語より選択したブロイラーと地鶏肉の食感の違いを表すと考えられた3種類の用語(ここではA、B、Cと呼ぶ)について、以下の検討を行った。(1)定量的官能評価に向けた参照食品の選択および評価用紙の設計3種類の食感評価用語を用いた定量的官能評価に向け、官能評価時にパネリストに呈示するための参照食品を選択した。具体的には、参照食品候補となる食品を鶏肉の官能評価時を同じ形態になるよう調製し、3種類の食感評価用語に相当する物性の機器分析を実施した。その結果より、用語AおよびBについては4種の参照食品を用いた7段階スケール、用語Cについては3種の参照食品を用いた6段階スケールの等間隔性を持った評価基準をそれぞれ作成することができた。これに基づき、3種の食感評価用語に関するラインスケールでの評価用紙を設計した。(2)ブロイラーと地鶏肉の食感の違いに関する定量的官能評価食感評価に経験のある分析型パネルに対して(1)で設計した評価用紙と参照食品に基づきトレーニングを実施した後、ブロイラーと地鶏肉の食感の違いについて定量的官能評価を実施した。具体的には、ブロイラーと地鶏肉の大腿二頭筋(もも)、浅胸筋(むね)、烏口上筋(ささみ)を内部温度72°Cとなるように加熱調理し、上記パネリストに参照食品と同時に呈示して用語A、B、Cに関する食感を評価させた。官能評価は2反復まで実施し、その結果、食感A、Bについてはニワトリの種類および部位について有意な主効果および交互作用がみとめられた。食感Cについては、部位の効果および部位とニワトリの種類の交互作用が有意であった。食感A、B、Cのブロイラーと地鶏肉での違いは部位によって異なることが示唆された。これらの結果より、地鶏肉において「地鶏肉らしい食感」を呈するかどうかは部位によって異なる可能性があるものと考えられた。本研究は「地鶏肉らしい食感」とはどのような食感であるか、ISO5492やISO11036に収載される食感表現用語を用いて記述的に解明することを目的としている。平成24年度はまず食感を評価するためのサンプル処理方法について、部位、カット、および加熱方法について検討を行った。官能評価においてはサンプル調製による実験条件の差が生じることがないよう、可能な限り均一なサンプルを用い、再現性の良い調理を実施することが求められる。そこで、鶏肉の部位として比較的大きな筋肉を有する「むね」および「もも」をサンプルとして用いることとした。このうち、特に「もも」は複数の筋肉から構成される部位であることから、より均一かつ多くのサンプルを得ることが可能なサンプル調製法を検討した。

その結果、「もも」については大腿二頭筋を用いることが適当であり、これを85°Cにセットしたスチームコンベクションオーブンを用い、内部温度が75°Cになるまで「蒸し」調理を行うことで、再現性良く均一な調理済み鶏肉サンプルを得ることが出来た。また、調理済みサンプルの整形方法について検討した。いわゆる「地鶏」はブロイラーと比較して筋肉が小さいが、食感評価においてはある程度のサイズを確保する必要があるとともに、サンプルサイズによる評価への影響を避けるという観点からすべてのサンプルを同じサイズおよび形態とする必要がある。検討の結果、筋線維に垂直方向に「型抜き」を用いて円盤を調製後、これを半切して半円状とし、厚さを4mmに調製することですべての筋肉部位において同様のサイズおよび形態のサンプル調製が可能であることがわかった。これら確立された条件を用い、今後食感評価を実施していくことが適当と考えられた。最終年度は、定量的分析型官能評価について、さらに1回の反復を実施した。具体的には、ブロイラーと地鶏肉の大腿二頭筋(もも)、浅胸筋(むね)、および烏口上筋(ささみ)を内部温度72°Cとなるように加熱調理し、平成24年度までに選択した食感評価用語A、B、Cについて定量的な評価ができるように訓練した専門家型官能評価パネルを用い、定量的な評価を実施した。平成25年度までに実施した2反復の結果とあわせた合計3反復の結果を解析したところ、食感A、Bについてはニワトリの種類および部位について有意な主効果および交互作用がみとめられた。食感Cについては、部位の効果およびニワトリの種類と部位の交互作用が有意であった。また、研究所内一般パネルを用いた消費者型官能評価を実施した。具体的には、33名からなる選抜及び訓練をされていない一般パネルに対して、上記分析型官能評価で用いたものと同じサンプルについて、「地鶏肉らしさ」を、各自の自由な心証と判断基準により評価させた。その結果、「地鶏肉らしさ」に対してはニワトリの種類や部位の違いは有意な影響を及ぼしておらず、ニワトリの種類と部位の交互作用のみが有意であったことから、一般消費者が判断する「地鶏肉らしさ」は、現に地鶏であるかどうかとは関係無く評価されているものと考えられた。さらに、消費者型官能評価と分析型官能評価の結果について、消費者型官能評価における「地鶏肉らしさ」評点を目的変数に、分析型官能評価における食感A、B、Cの評点を説明変数にして部分最小二乗(PLS)回帰を実施したところ、食感Cの寄与が特に大きいことが明らかとなった。これらのことから、「地鶏肉らしい食感」において重要な感覚要素は食感Cであることが強く示唆されたものと考えられた。畜産物科学専門家パネリストによる地鶏肉食感の定性的なプロファイリングが終了しており、研究はおおむね順調に進捗しているものと考えている。初年度は、東日本大震災にともなう東京電力福島第一原子力発電所事故に関連する緊急対応研究課題への対応に注力し、全体的に研究の進行の遅れにつながった。この遅れを完全に取り戻すことはできず、今年度も当初計画に比して達成が遅れている。本年度は複数部位を用いた官能評価により「地鶏らしい食感」をあらわす評価用語の選択に着手する予定であったが、サンプル調製条件の検討にとどまり、評価用語選択の官能評価実施に至らなかった。しかし、評価用語選択の評価実験開始がほぼ可能な段階に至っている。このため達成度は「(3)やや遅れている」とした。
創傷治癒過程の分子生物学的解析

in vitroの培養角化細胞に対する機械的傷害、紫外線照射の影響培養したヒト角化細胞(ケラチノサイト)に機械的傷害、紫外線照射(UVB)を行ってエンドセリン(ET-1)とその受容体(ETA,ETB)のmRNAの発現の変化を調べた。UVB照射ではいずれのmRNAの発現量も著明に増加し、エンドセリンの炎症性サイトカインとしての働きが示唆され、紫外線照射時の色素沈着や組織修復に関与していることが考察された(FEBS Lett,文献参照)。コラーゲンゲルの中にヒト線維芽細胞を植え込み、表面にケラチノサイトをまきskin equivalentを作製した。これにエンドセリンを添加してゲルの収縮面積を測定した。エンドセリンは低濃度で強力にゲル収縮を促進し、エンドセリンレセプター拮抗剤による前処理はこれを抑制した。またケラチノサイトと線維芽細胞のco-cultureではmono-cultureよりも収縮が大きく、相互作用が考えられた。(Exp Cell Res投稿中)動物モデルにおけるエンドセリンの創傷治癒促進効果の検討正常家兎の耳介内側に直径6mmの全層皮膚欠損創を作製し、異なる濃度のエンドセリンを添加し、フィルムで覆って閉鎖創とした。いずれの濃度でもエンドセリンは創傷治療における再上皮化を促進したが、その効果は1.0μg/siteで最大であった。肉芽組織や血管数に対する作用は実験によりばらつきがあったが、エンドセリンを投与すると創の幅が縮小する傾向が認められた(Am J Patholに投稿予定)。糖尿病マウス皮膚欠損モデルを用いた精製白糖ポビドンヨード製剤の創傷治癒促進効果の検討糖尿病マウス背部皮膚に全層皮膚欠損創を2個作製し、精製白糖ポビドンヨード製剤を充填して開放創とした。実験の結果、基剤投与群、無処置群に比較して精製白糖ポビドンヨード製剤を投与した群では再上皮化、肉芽組織、血管数とも有意に増加していた。(日皮会誌、文献参照)in vitroの創傷収縮モデルにおけるIGF-Iの役割in vitroの培養角化細胞に対する機械的傷害、紫外線照射の影響培養したヒト角化細胞(ケラチノサイト)に機械的傷害、紫外線照射(UVB)を行ってエンドセリン(ET-1)とその受容体(ETA,ETB)のmRNAの発現の変化を調べた。(日皮会誌、文献参照)in vitroの創傷収縮モデルにおけるIGF-Iの役割in vitroの培養角化細胞に対する機械的傷害、紫外線照射の影響培養したヒト角化細胞(ケラチノサイト)に機械的傷害、紫外線照射(UVB)を行ってエンドセリン(ET-1)とその受容体(ETA, ETB)のmRNAの発現の変化を調べた。機械的傷害では有意な差異を見いだせなかったが、UVB照射ではいずれのmRNAの発現量も著明に増加し、エンドセリンの炎症性サイトカインとしての働きが示唆され、紫外線照射時の色素沈着や組織修復に関与していることが考察された(FEBS Lett, 1995)。またケラチノサイトと線維芽細胞のco-cultureではmono-cultureよりも収縮が大きく、上皮系と間葉系の細胞の相互作用が考えられた。またELISAによるエンドセリン分泌量の測定とbinding assayによる受容体解析も行なった。(以上の結果はまとめてJ Cell Biolに投稿中である。)エンドセリンの実験中にinsulin-like growth factor I (IGF-I)にもゲル収縮作用があり、その作用は一部エンドセリンを介して起こっていることも判明したのでこれについても実験を行い、論文としてまとめた。(現在Endocrinologyに投稿予定である。)

IGF-IとIGFBP-1の動物モデルでの創傷治癒促進効果はすでに報告した(J Invest Dermatol, 1995)。動物モデルにおけるエンドセリンの創傷治癒促進効果の検討正常家兎の耳介内側に直径6mmの全層皮膚欠損創を作製し、異なる濃度のエンドセリンを添加し、フィルムで覆って閉鎖創とした。いずれの濃度でもエンドセリンは創傷治癒における再上皮化を促進したが、その効果は1.0μg/siteで最大であった。肉芽組織や血管数に対する作用は実験によりばらつきがあったが、エンドセリンを投与すると創の幅が縮小する傾向が認められた(Am J Patholに投稿予定)。糖尿病マウス皮膚欠損モデルを用いた精製白糖ポビドンヨード製剤の創傷治癒促進効果の検討糖尿病マウス背部皮膚に全層皮膚欠損創を2個作製し、精製白糖ポビドンヨード製剤を充填して開放創とした。実験の結果、基剤投与群、無処置群に比較して精製白糖ポビドンヨード製剤を投与した群では再上皮化、肉芽組織、血管数とも有意に増加していた。(日皮会誌、文献参照)in vitroの創傷収縮モデルにおけるIGF-Iの役割
インテリジェントネットワークにおけるサービス競合の解決

インテリジェントネットワークにおいて複数の通信サービスが同時に提供された場合、通信サービスを利用するユーザの意図と異なる動作が起こる可能性がある。このような不具合をサービス競合と呼ぶ。研究代表者らは、サービス競合に関する最新の技術動向を調査した結果、通信サービスの仕様作成段階での静的解決の議論が多く、通信サービスの実行段階での動的解決法の提案が少ないことを確認した。この調査結果に基づき、動的解決法について研究を進め、1つの呼から複数の通信サービスが起動された場合に起こるサービス競合を動的に解決する方法を考案し、第3回サービス競合に関する国際会議(1995年)で発表した。具体的な研究実績は次の通りである.(1)サービス競合の動的解決法の提案提案した動的解決法では、サービス仕様にサービス競合を起こす要因があってもとりあえずプロトコル仕様に自動変換し、プロトコル仕様の段階で次のような3つの機能を組入れることによりサービス競合を解決する。3つの機能とは次の通りである.(a)サービス競合が起こるか否かを厳密に判定する処理,(b)サービス競合が起こる場合に優先順位を与える処理,(c)優先順位の最も高いサービスを実行する処理.特に,優先順位がネットワーク状態に依存して動的に変化することが提案法の特長である.(2)高度電話サービスへの適用転送サービス,割込サービス,着信拒否サービス,発信規則サービス,三者通話サービス等の高度電話サービスを調査し,サービス仕様として記述した.次に,提案した動的解決法を適用して,これらのサービス仕様からプロトコル仕様を自動導出する.このときもしサービス仕様にサービス競合の記述が含まれてていれば,導出されたプロトコル仕様において優先順位をつけてサービス競合が解決されていることを実証した.また,ユーザが話中であるか否か等のネットワーク状態の変化に従い,サービスの優先順位が変化することも確認した.インテリジェントネットワークにおいて複数の通信サービスが同時に提供された場合、通信サービスを利用するユーザの意図と異なる動作が起こる可能性がある。3つの機能とは次の通りである.(a)サービス競合が起こるか否かを厳密に判定する処理,(b)サービス競合が起こる場合に優先順位を与える処理,(c)優先順位の最も高いサービスを実行する処理.特に,優先順位がネットワーク状態に依存して動的に変化することが提案法の特長である.(2)高度電話サービスへの適用転送サービス,割込サービス,着信拒否サービス,発信規則サービス,三者通話サービス等の高度電話サービスを調査し,サービス仕様として記述した.次に,提案した動的解決法を適用して,これらのサービス仕様からプロトコル仕様を自動導出する.このときもしサービス仕様にサービス競合の記述が含まれてていれば,導出されたプロトコル仕様において優先順位をつけてサービス競合が解決されていることを実証した.また,ユーザが話中であるか否か等のネットワーク状態の変化に従い,サービスの優先順位が変化することも確認した.