hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自己調整学習を促すきっかけづくりのための基礎研究

平成26年度と平成27年度前期に使用した「学習記録」には、授業でやったことがイコール自己の学習活動として記録され、自分の学習を深化させる手助けになっていないことが明らかになった。そこで平成27年度後期と平成28年度は、学習記録を改訂し、授業でやったこと以外に、自分で学んだ・学び損なったと思う項目を記載する欄を設け、自分の学びをより深く振り返ることができるように促した。加えて、平成28年度は当初予定では最終年度であったので、介入のタイミングとその方法について検討を加えた。収集した学習記録データの分析から、学習記録の記述が詳細かどうかが自己に課す宿題の量や質と関わりがあることが示唆された。そこで自己調整学習サイクルを回すことを困難に感じている学習者、すなわち学習記録の記載が不足している学習者に対して、学習記録の省察部分を精緻化するように促した。具体的には、学習記録へ"WhatとHow+"を使って記述するように指導した。こうした働きかけの結果、記述が精緻化していくことが観察された。本研究は研究期間が1年間延長となったため、最終年度となった平成29年度は、学習記録を通じて1.介入のタイミングとその方法を継続して検討、2、学習記録の精緻化と宿題の量・質の関係を明確化、3.学習記録の質、量と、学業成績の関係を解明することを目標としていく。平成28年11月に、岡山にてインタビューを予定していたが、先方の都合により延期となった。このインタビューは平成29年度上半期に再度行うことを予定しており、その結果を含めて本研究の総括作業を行うことになったため、全体の進行はやや遅れることとなった。これ以外の部分については、ほぼ計画通り進行している。本研究は「自己調整理論」に基づき、英語学習に困難を感じる学習者に、何を用いて、どのようなタイミングで、どのような介入を行うのかについての提言することを目的としている。研究期間を1年延長したため本年度が最終年度となった、平成29年度は、過去3年間と同様、学習者に授業毎に終了時に「学習記録」を書いてもらい、その内容の精緻化のための介入とそこから得られる変化の観察および分析を行った。同時に特徴的な記述のある学生を抽出して、インタビュー調査を行った。学習者は、学習記録に授業でやったこと、自分で学んだ、学びそこなったと思う事、それに基づいて次回の授業までに自分に課す宿題を記す。翌週の授業では、自分で出した宿題の内容の定着度を他の学習者にチェックしてもらい達成度を記入する。授業の終了時に再び学習を振り返って「学習記録」を記載する。平成28年度までの結果を踏まえて、本年度は継続して学習記録の精緻化のための介入を行い、宿題の量と質の変化の観察を続けた。その結果、学習者が1.適切な自己評価に基づいて2.次の学習の課題を明確にし3.具体的な学習目標設定ができている場合、宿題の量と質が適切であり、達成度も比較的高い数字で推移することが示唆された。本年度は、学習記録と宿題の質と量と学業成績との関係の明確化も研究課題としていたが、これについては明らかな関係は観察されなかった。学習記録や宿題の量と質やその実施は問題が無いが、その成果が学業成績に反映されないケース、逆に、学習記録、宿題ともに十分では無いが、学習成果には問題が無いケースなどが散見された。
プロセス強化技術のためのダイナミカルネットワーク方法論の構築

本研究は、プロセスのもつ機能要素のダイナミカルなネットワーク性に着目したプロセス強化の方法論を構築することを目的とした。ダイナミカルネットワークによる設計論とモデリング、個別プロセスのダイナミカルネットワークの解明の二つの部門に分けて、解析と設計の二つの観点から研究を遂行した。その結果、プロセスを機能ネットワークモデルで表現し、ネットワーク上のハブ要素を強化することで、プロセスの飛躍的向上が期待できることを見出した。個々の精密場活用プロセスのダイナミカルなネットワーク構造を解明することを目的とし、以下の具体的テーマに対する知見を得た。1.プロセスを取り巻く環境とプロセスとのダイナミカルなネットワーク構造を明らかにするためのモデル化手法を撹拌、乳化重合プロセスを例に検討した。2.交流電場を用いた流通式触媒反応装置の設計を目指したシミュレーションを検討し、電場・流れ場に関する物理モデルとプロセス構造解析に関するネットワークモデルを組み合わせる手法が設計の効率化につながることを明らかにした。3.撹拌槽内の複雑な流体混合現象を明らかにするために,3次元・非定常の撹拌槽内流動や混合状態が表現できる汎用的な簡易流動モデルを作成した.これによる数値シミュレーションと新手法による流脈線の可視化像から,撹拌槽内の混合機構を明らかにした.4.コプロダクションプロセス強化手法の確立を目指し、マイクロリアクターを作製して熱交換反応操作を行い操作条件の検討を行った。また、温度非定常操作を行うマイクロリアクターも作製して温度非定常操作による反応性の向上を見出した。5.反応一蒸留系のコプロダクション検討のために、このシステムを対象に平衡段モデルを用いた定常・非定常シミュレータを開発し、反応-分離間の相互作用についてモデルベースによる検討を行った。その結果,反応蒸留プロセスは原料供給条件によって,その動特牲が複雑なることが明らかになった。6.バイオマスエタノールからプロピレンを生成する反応ネットワーク系について、反応過程の速度解析等により系の挙動を模擬できるシミュレータを作成し、系に非定常操作等を加えた場合のダイナミクスについて検討した。7.創薬における新規医薬品探索への応用を目指して、マイクロチップ上において複数の細胞を特定の空間配置で培養し、得られた微小組織体によって薬物アッセイを行う技術開発を行った。個々の精密場活用プロセスのダイナミカルなネットワーク構造の解明とプロセス強化への展開を目的として、以下の具体的テーマに対する知見を得た。1.プロセスの機能ネットワークを提案し、気泡流動、連続乳化重合プロセスを例に機能ネットワーク構造を明らかにするととともに、ネットワーク構造の改良によるプロセス強化を試みた。2.対流と拡散によって膜透過が生じている中空糸膜デバイスの装置内移動現象について有限要素法を用いて詳細に解析し、特に血液透析器の設計ついて新しい方法論を提示した。3.交流電場を用いた液-液-液系流通式触媒反応装置の運転管理を検討し、ネットワークモデルを用いた時系列圧力データのモニタリング手法が、互いに難溶な二液相間の界面挙動の安定性について有用な情報を与えることを明らかにした。4.軽質オレフィンを合成する触媒反応ネットワーク系等を対象として、系に非定常操作等を加えた場合のダイナミクスや複数のリサイクルパスのあるネットワークの示すダイナミクスについて検討した。5.3次元撹拌槽内の混合機構と混合状態を明らかにするために、良く混合する領域と不良混合領域が生成するそれぞれの理由を、実験および簡易流動モデルを用いた解析により明らかにした。6.コプロダクションプロセス強化手法の確立を目指し、熱交換型反応器設計のための触媒担持法の検討を行い、さらに原料供給および操作温度の非定常操作について現象のモデル化および操作方法確立に必要なデータの取得を行った。7.反応-蒸留系のコプロダクション検討のために、このシステムを対象に平衡段モデルを用いた非定常シミュレータを開発し、反応-分離間の相互作用についてモデルベースによる検討を行った。その結果、反応蒸留プロセスは多重定常状態時にプロセス特性が向上することが明らかになった。精密場活用プロセスのダイナミカルなネットワーク構造の解明とプロセス強化への展開を目的として、以下の具体的テーマに対する知見を得た。1.酢酸ビニルの連続乳化重合プロセスを機能モジュール表現法により反応器の機能分析を行い、これを元に3つの混合区画をもつコンパートメント反応器を用いたプロセス強化について検討した。2.交流電場を用いた三相系流通式触媒反応プロセスについて、混合操作、相分離操作と反応物注入操作に関するシミュレーション手法を明らかにし、各シミュレーションを組み合わせるプロセス設計のフレームワークを検討した。3.軽質オレフィンを合成する触媒反応ネットワーク系を対象として、触媒反応器の壁面温度を周期的または区分的に非一様に設定した場合のダイナミクス等について検討した結果、反応成績改善等によりプロセス強化が実現されることが明らかになった。4.コプロダクションプロセス強化手法の確立を目指し、温度周期操作による吸熱反応プロセスについて、操作条件と反応特性の関連を調べるとともに、反応モデル化のために反応機構の解析を行い反応操作条件と律速段階の関連を明らかにした。5.反応-蒸留系のコプロダクション検討のために、このシステムを対象に非定常シミュレータを開発し、多重定常状態を用いたプロセス性能の向上について検討を行った。

その結果,反応蒸留プロセスは塔内の液ガス比によって性能が影響を受けることが明らかになった。6.キシロース代謝機能を強化した酵母株にトランスポーターとしてSaccharomyces cerevisiae由来HXT1、HXT7、Candida intermedia由来GXF1、GXS1を導入し、全てのトランスポーター導入株でグルコース消費速度の向上、GXS1を除く他の3種のトランスポーター導入株でキシロース消費速度の向上を確認した。
C=O結合への分子間ラジカル付加反応による複雑天然物の収束的合成戦略の確立

複数の酸素官能基を有する高酸化度天然物には、多様かつ強力な生物活性を示すものが多く存在する。しかし、現代においても、高酸化度天然物の全合成による自在供給は、未だ困難な課題である。多くの酸素官能基が存在すると、骨格構築に利用できる反応の種類が、大きく制限されることが、その主たる要因である。高酸化度天然物の合成に際して、未だ報告例の少ないC=O結合への分子間ラジカル付加反応を利用できれば、迅速な分子骨格構築に威力を発揮する。そこで、私はアシルテルリドをラジカル前駆体とするC=O結合への分子間ラジカル付加反応の開発を目指す。次に、開発した反応を用いて、高酸化度天然物の収束的全合成を達成する。
高感度偏角磁力計による活火山の熱的推移の研究

本研究は、消費電力の少ない野外観用の高感度磁力計を開発し、活火山の火口近傍における地磁気変化を観測して、地下の熱の推移と火山活動の関連を考察しようとするものである。平成8年度は、特に高感度磁力計の開発に努めた。開発された磁力計は、フラックスゲート磁力計と称する物で、特に新しいものではない。しかし、火山活動の推移を把握することを目的とするために、長期間の安定性に優れる必要がある。そこで、地球主磁場をうち消す必要のない偏角(東西)成分のみとした。開発された機器の温度特性は良好とは言えないので、地中2m深さに埋設して気温の変動をさけた。開発された機器の特性は、感度100nT/V、分解能1pT、温度安定度1nT/度、計測間隔1分、記録容量3万データ、消費電力12V120mAである。機器の完成が冬期になり、阿蘇火山の表土が凍結したため、現場に於けるデータ取は、平成9年3月にずれ込んだ。阿蘇中岳第一火口の南西部、C1およびW1の2地点に設置して観測を行った。1997年における阿蘇の火山活動は静穏で、ほぼ単調な冷却フェースであったと考えられる。しかし、1998年の3月にはこの冷却フェーズは蓄熱過程に転じたことが、火口近傍に設置されたプロトン磁力計の解析から求められている。これらの期間を通して偏角の観測が出来たので火山研究センターにおける3成分地磁気観測結果と対比して詳しい解析を行う予定である。本研究は、消費電力の少ない野外観測用の高感度磁力計を開発し、活火山の火口近傍に於ける地磁気変化を観測して地下の熱の推移と火山活動の関連を考察しようとするものである。このため、本年度は、特に高感度磁力計の開発に努めた。開発された磁力計は、フラックスゲート磁力計と称するもので、特に新しいものではない。そこで、地球主磁場を打ち消す必要のない偏角(東西)成分のみとした。開発機器の温度安定度は極めて良好とは言えないので、地中2m深に埋設して気温の変動を避け、センサー部には温度計を組み込んで、観測機器近傍の地熱変化に関わる見かけの地磁気変化を除去する方式とした。また、埋設センサー部の傾斜変動は地磁気分力に大きなドリフトを引き起こす。機器の大地への固定には厚さ20cm、縦横60cm四方のコンクリート板を用いたが、火山活動に伴って地盤が傾斜する可能性が大きく、この有無を確認できるようにセンサー部に水準器とモニターTVを組み込み、傾斜角度1分の変動を検出する工夫を行った。消費電力および記録容量の節減をはかるため、傾斜の監視は記録交換の時点にのみ行う方式である。開発装置の特性は、感度100nT/Volt、分解能1pT(ピコテスラ-)、温度安定性1nT/°C、計測間隔1分、記録容量30000データ、消費電力12V、20mAである。機器の完成が冬季になり、阿蘇火山の表土が凍結したため、現場に於けるデータ取得は平成9年3月にずれ込んだが、阿蘇中岳火口の225°および315°の方向に設置して観測を開始した。従来から観測されている地磁気全磁力の観測からは得られないし新しい情報がえられるものと期待している。運用状態を見た上で、45°、135°方向にも展開する。本研究は、消費電力の少ない野外観測用の高感度磁力計を開発し、活火山の火口近傍に於ける地磁気変化を観測して地下の熱の推移と火山活動の関連を考察しようとした。平成8年度は、特に火山活動の推移を把握することを目的とした高感度のフラックスゲート磁力計磁力計の開発に努めた。

開発された機器の温度安定度は極めて良好とは言えないので、地中約2m深さに埋設して気温の変動を避ける形で、阿蘇火山中岳に第一火口の南西部に設置した。センサー部には温度計を組み込んで、観測機器近傍の地熱変化に関わる見かけの地磁気変化を除去する方式とした。開発装置の特性は、感度100nT/Volt、分解能1pT(ピコテスラ-)、温度安定性1nT/°C、計測間隔1分、記録容量30000データ、消費電力12V,20mAである。機器の完成が冬季になり、阿蘇火山の表土が凍結したため、現場に於けるデータ取得は平成9年3月にずれ込んだが、阿蘇中岳火口の225°および315°の方向に設置して観測を開始した。平成9年度は特に連続記録の取得に主眼をおいたが、電力供給源としての太陽電池の能力不足により、しばしば欠測が生じたり、開発した磁力計の動作不安定が露見したりした。地磁気偏角観測を行った平成89年度における阿蘇火口の活動状況は概ね静穏であり、一別して認識しうるほどの火山活動に関わる地磁気変化は観測されていない。火口約7km西に位置する京都大学理学部火山研究センターで定常的に観測されている地磁気変化との差分を求めるべく現在も解析を継続中である。開発機器は今後も改良を重ね、阿蘇の火口近傍で運用を検討しており、従来から観測されている地磁気全磁力の観測からは得られない新しい情報がえられるものと期待している。
新規細胞死抑制物質DIDSを用いた脳虚血による細胞死の分子機構の解明

昨年度の研究よりDIDSがラット中大脳動脈結紮-血流再開通による虚血モデルにおいて神経保護作用を示すこと、非特異的caspase阻害剤であるzD存在下においても梗塞巣の拡大をさらに抑制する作用があることを示した。本年度は、特に虚血による神経細胞死で大きな役割を果たしていると考えられているカテプシンB・Dに対する作用を検討した。その結果、DIDSは脳虚血負荷直後から投与してもカテプシンB・Dの発現量にはほとんど影響を与えないことが判明した。同様の実験をスナネズミの両側総頸動脈結紮-血流再開通モデルにおいて検討したところ、DIDSは虚血直後から脳室内投与を行うことによって海馬CAl野の神経細胞の脱落を有意に抑制することが判明した。しかしながら、このとき虚血負荷によるCAl野の錐体細胞、ならびにその周辺に存在するアストロサイトのカテプシンBの誘導は抑制されなかった。また、ミクログリアの増殖、あるいは血管から浸潤したマクロファージの数にもDIDS投与による影響が見られなかった。脱落を免れた神経細胞が機能を果たしているかどうかを検討するために、これらの動物でステップスルーとステップダウンの受動的回避学習を試みたところ、虚血負荷による学習行動の抑制が小さいことが判明した。以上の結果より、DIDSの神経細胞保護効果はカテプシンの誘導を抑制することによるものではないこと、ならびに周辺の非神経細胞の活性化にはDIDSは影響を与えないことが示唆された。また、脱落を免れた神経細胞は単に生存しているだけではなく、その機能も維持されていることが判明した。強力なアポトーシス阻害作用を示すことを申請者が発見したDIDS(4,4'diisothiocyanostilbene-2,2'-disulfonic acid)の、ラット中大脳動脈結紮-再開通による虚血モデルにおけるcaspases依存性/非依存性の細胞死の検討を行った。血流再開通直後より6時間ごとに3回zDあるいは、DIDSを直接脳室内に投与し、2448時間後の梗塞領域をzD単独とDIDSの共存の場合で縮小を比較した。血流再開通の24時間後の梗塞巣は、zD,DIDSおよび、その併用で、ほとんど違いが見られなかった。48時間後の梗塞巣は、zD単独では20パーセント程度の拡大が見られたのに対し、DIDS単独、あるいは、zDとDIDSの併用では、24時間に比べてほとんど拡大が見られなかった。細胞内カテプシン量を測定したところ、血流再開24時間後からカテプシンDの有意な増加が認められたが、カテプシンBの変動はほとんど見られなかった。血流再開後ただちにzDの投与を開始し、18時間後にDIDSの投与を1回行ったところ、zD単独に比べて梗塞巣の縮小が認められた。このことから、DIDSはcaspase活性化による通常の細胞死の他に、カテプシン活性化を介する細胞死の分子機構も抑制する作用があることが判明した。なお、これらの薬物投与によって梗塞巣拡大を抑制した動物の学習行動の変化の研究は、次年度に行う予定である。
アクチナイド純良結晶試料の作成

本研究課題の第1の目的は、UならびにTh金属の高純度化である。第2の目的は、得られた高純度UならびにTh金属を用いて5f電子の寄与による新しい重い電子系化合物結晶を作成することである。第3の目的は、Uを含むアモルファス合金を作成し、格子の不規則性が重い電子物性におよぼす効果を調べることである。以下に本年度において到達された主要な成果を列記する。1.RF帯溶融のバック真空度を10^<-10>Torrに向上させた。2.超高純度HeあるいはArガスを導入し、RF溶融帯の安定化をはかった。3.上記1,2のプロセスにより、U金属中の金属不純物はICP分析限界以下に低下されることができた。4.上記1,2のプロセスにより得られたU金属を10^<-10>10^<-11>Torrの超高真空中でエレクトロ・トランスポ-ト処理することにより,残留抵抗比【greater than or similar】20にまで高純度化することが5.こうして得られた超高純度Uを原料として,種々のプニクタイド,カルコゲナイド,貴金属・遷移金属を含む合金などの純良結晶が作成された。6.アルゴン・プラズマにより溶解されたU系合金液体を超高速冷却することにより,アモルファス合金を作成した。7.CeーCu系アモルファス合金を作成し,低温比熱,電気抵抗,帯〓率,X線回折の測定が行われ,重い電子物性と原子構造の不規則性の関係について新しい知見が得られた。8.ヨ-ロッパ超ウラン元素研究所と共同でNpープニクタイト化合物の合成が試みられた。
むだ時間を考慮した将来型配電系統の自律分散型制御方式の研究

化石燃料に頼らない持続可能なエネルギー社会を目指して,自然エネルギーを活用した分散型電源の導入が進展している。本研究では大量の分散型電源が導入された配電系統において生じうる「電圧管理問題」に焦点をあて,その解決のために「系統連系インバータ」の無効電力制御機能を活用することを提案している。具体的な運用制御方式として,自律分散型制御方式・集中制御方式をそれぞれ開発し,さらに需要家が制御に協力するための経済制度体系の提案も行った。分散型電源が大量に導入された将来の配電系統を対象として,適切な電圧維持を実現するための「自律分散型電圧分布制御方式」を、研究代表者は先行研究により開発している。同制御方式はマルチエージェントシステムをベースとして開発されているが、エージェント間の情報交換に通信時間の発生に伴う遅れが発生する場合、制御方式全体が「むだ時間を含むPI制御」としての性質を有することになり、その安定性の保証が重要な課題であった。本研究課題は、むだ時間に対して既開発手法がロバスト性を有するような、安定化制御方式の開発が目的である。平成19年度の研究では、(1)むだ時間の発生が既開発手法の性能に与える影響の検討、(2)制御論理の連続化による安定化対策の効果、の2点を中心に検討を実施した。上記項目(1)については、むだ時間を含む自律分散型電圧分布制御方式を差分微分方程式として定式化し、むだ時間の大きさと複数制御モード間の不感帯の大きさについて、その相関関係を検討した。特にむだ時間が原因でハンチングが発生する現象に着目し、その発生要因を確認した。項目(2)では、ハンチング現象が生じる主要因である制御モード間の切り替えを"離散切り替え"から"連続"へと変更することで、制御の安定化対策を試みた。その結果安定性の向上する結果が得られたが、同時に制御仕上がりの性能が若干劣化する傾向にあり、更なる対策が必要である。平成20年度の研究では、エージェントの有する学習機能等の活用により、柔軟な安定化制御の研究を予定している。同制御方式はマルチエージェントシステムをべースとして開発されているが、エージェント間の情報交換に通信時間の発生に伴う遅れが発生する場合、制御方式全体が「むだ時間を含むフィードバック制御」としての性質を有することになり、その安定性の保証が重要な課題であった。平成19年度はむだ時間が制御に及ぼす影響の定量的な検討を行った。平成20年度の研究では、(1)比例制御および非線形制御の導入による安定化効果の検討、(2)動特性を考慮した集中制御手法の検討、(3)経済制度の導入、の3項目を中心に検討を行った。上記(1)では、既開発の自律分散型制御論理に新たに比例制御を導入し、擾乱の抑制効果を検討した。また離散的な制御切り替えが発生しないように非線形制御の導入を行い、むだ時間に対する安定性の向上効果を検討した。上記(2)および(3)は、分散型電源の動特性を考慮した場合の制御、ならびにインバータ制御実施時の経済面からの問題点について検討したものである。これらは中央集中的な運用制御の実施時にも問題となる課題であるため、全系の情報利用が可能である想定の下、検討を行った。集中型を想定して検討された内容を、今後自律分散型制御に応用できるよう拡張していく必要がある。当初計画の「エージェント機能の活用」および「情報通信インフラの検討」については、上記がより優先的に実施すべき課題であると判断したことから方針修正し、今後の課題とした。
受容体を介した味覚受容の細胞内情報伝達機構に関する研究

味細胞は味情報を神経情報伝達物質によって味神経に伝えていることがわかっている。神経伝達物質の放出のための細胞内カルシウムの増加は膜電位依存性のチャネルや環状ヌクレオチド依存性チャネルを通って細胞外からの流入と、IP_3依存性のカルシウムチャネルによる細胞内ストアーから細胞質への放出による。味種の識別には味種特異的受容体の存在と味物質の直接的な細胞膜への影響が考えられる。しかし、味受容体の実体も情報変換機構も解明されていない。本研究は味情報の識別機構の解明を目的とした。苦味-マウスにおけるキニーネ応答にはガストジューシン-ホスホジエステラーセが活性化して細胞内環状ヌクレオチドの減少が関わっているとの報告を検証するため、ホールセルパッチクランプ法でピペット内にcGMPを添加した。そしてキニーネ応答を測定した。cGMP非存在下ではキニーネ刺激により-80mVの固定電位下、内向き電流応答がみられた。この応答はcGMP添加によっても減少あるいは消失することはなく、むしろ大きくなる場合も見られた。今回の結果からcGMPが減少する系以外の情報伝達系がキニーネ応答に存在していると考えられる。うま味-グルタミン酸ナトリウム刺激において味細胞は3種類の応答を見せる。すなわち、一過性と持続性内向き電流と外向き電流である。このうち代謝型グルタミン酸受容体4型のアゴニストであるL-AP4刺激では外向き電流応答しか見られなかった。そこでイオンチャネル一体型グルタミン酸受容体のアゴニストであるNMDA刺激を行った結果、一過性内向き電流応答が見られた。このことから味細胞にNMDA型受容体が存在することが明らかとなった。実験動物はC57BL/6J系統マウスを用いた.行動学的研究から,このマウスは,デナトニウムは300μM,キニ-ネは50μMの濃度以上になると非常に忌避する,つまり感知している.うま味に関しては1mM以上のグルタミン酸を感知し,またグアニン酸などのヌクレオチドによってその感知強度が増強される相乗効果を示すことがわかっている.苦味-パッチクランプ法によって生理的条件下におけるキニ-ネ,デナトニウムで味細胞応答時に起こる膜電流と膜電位変化を記録した。平行してクエンチフロー法によって初期応答に見られるcAMP・IP_3の生成量を測定した.デナトニウム・キニ-ネ両刺激においてIP_3の増加が見られたが,cAMPの変化は見られなかった.また,電位固定下におけるキニ-ネ・デナトニウム応答パターンが異なることがわかった.うま味一味物質はグルタミン酸10mMと代謝型グルタミン酸受容体4型のアゴニストのL-AP4を1mMの濃度で用いた。電位固定下においてグルタミン酸応答には3種類の応答パターンが見られたが,L-AP4に対しては1種類の応答だけが見られた.グルタミン酸応答における一過性内向き応答はチヤネルの開口であり,流通イオンはカルシウムイオンがメインであることが明らかになった.また,L-AP4応答における外向き応答はチヤネルのブロックであることがわかった.グルタミン酸応答においてみられた外向き応答はチヤネルのブロックであり,L-AP4応答における外向きの応答と類似していることが明らかになった.味細胞は味情報を神経情報伝達物質によって味神経に伝えていることがわかっている。
歯科用CAD/CAMから三次元造形への展開

本研究はラピッドプロトタイピング(Rapid Prototyping)技術と歯科用CAD/CAMを組み合わせることによって、現在の歯科用CAD/CAMが抱えている問題点を克服すると共に、この技術による新たな歯科医療技術と材料の開発を目的としている。レーザー焼結(EOSINT270 ; EOS)、レーザーと加工の複合機(LUMEX25C ; MATSUURA)の2機種を用いて作製されたコバルトクロム合金とチタン合金試料の機械的性質を鋳造試料と比較検討した。また、フルクラウンとブリッジの歯科補綴物としての形状および適合性を調べた。その結果、コバルトクロム合金の機械的性質ではラピッドプロトタイピングの焼結体と鋳造体に有意差は認められなかったが、チタン合金の機械的性質ではラピッドプロトタイピングの焼結体で引張強さおよび硬さが共に鋳造体より大きく、全体に均質であったが、組織観察では、積層方向とレーザービームの走査方向による異方性が認められた。フルクラウンとブリッジの形状および適合性では、レーザー焼結(EOSINT270 ; EOS)によって、Co-Cr合金粉末による製作物は、形状および適合性共に臨床応用可能なレベルにあると考えられたが、チタンおよびチタン合金では更に詳細な検討が必要と思われた。レーザーと加工の複合機(LUMEX25C ; MATSUURA)の場合は、切削による表面形状は十分に臨床応用可能と思われたが、支柱のサイズなど製作方法の検討ならびに適合性の改善が必要と考えられた。ラピッドプロトタイピングは多品種少量生産に適した方法として工業界では普及しつつあり、既に大阪大学大学院基礎工学科から報告されているように、純チタン粉による歯冠形態の作製は可能と考えられる。しかし、歯科修復物や補綴物の様に精密な適合を要求される場合の実用に向けた製作物の加工条件については不明で、最適条件の探索が必要である。そこで、本年度は、歯科修復物及び補綴物製作のための造形装置の探索を行うと共に、選択された装置で歯科修復物の適合性を調べることを目的として、フルクラウン、ブリッジ、インプラントの3次元CADデータであるSTLデータの作成を行った。金属材料のラピッドプロトタイピングの装置としては国内外で、レーザー焼結(EOSINT270; EOS)、電子ビーム焼結(EBMS12; Arcam)、レーザーと加工の複合機(LUMEX25C; MATSUURA)の3機種が代表的と考えられた。STLデータの作成はチタンおよび銀合金で作製されたフルクラウン、ブリッジ、インプラントをX線式3次元測定器(日本ユニシス)を用いて作成した。作成されたSTLデータを使用して3社のラピッドプロトタイピングの装置で試料を製作中である。昨年度はチタン補綴物の作製が可能と思われる金属材料のラピッドプロトタイピング装置の探索を行い、レーザー焼結(EOSINT270 ; EOS)、電子ビーム焼結(EBMS12 ; Arcam)、レーザーと加工の複合機(LUMEX25C ; MATSUURA)の3機種を対象候補として選択した。本年度はフルクラウン、ブリッジ、インプラントの形状を3次元CADデータであるSTLデータで作成し、ラピッドプロトタイピング装置による作製を各メーカーに依頼し、歯科補綴物としての形状および適合性を調べた。その結果、レーザー焼結(EOSINT270 ; EOS)の場合は、Co-Cr合金粉末によるフルクラウン、ブリッジ、インプラントで形状および適合性共に臨床応用可能なレベルにあると判定されたが、チタンおよびチタン合金では更に詳細を検討する必要があると考えられた。電子ビーム焼結(EBMS12 ; Arcam)の場合、表面形状が精細な焼結体を得ることが困難でフルクラウン、ブリッジ、インプラントの形状を作製することは現状では困難と判定された。レーザーと加工の複合機(LUMEX25C ; MATSUURA)の場合は、フルクラウン、ブリッジの形状を作製することがかのうであったが、適合性は改善の余地があるものと判定された。次年度は、レーザー焼結(EOSINT270)とレーザーと加工の複合機(LUMEX25C)、に2機種でチタン補綴物の作製を試みる予定である。

その結果、コバルトクロム合金の機械的性質ではラピッドプロトタイピングの焼結体と鋳造体に有意差は認められなかったが、チタン合金の機械的性質ではラピッドプロトタイピングの焼結体で引張強さおよび硬さが共に鋳造体より大きく、全体に均質であったが、組織観察では、積層方向とレーザービームの走査方向による異方性が認められた。フルクラウンとブリッジの形状および適合性では、レーザー焼結(EOSINT270 ; EOS)によって、Co-Cr合金粉末による製作物は、形状および適合性共に臨床応用可能なレベルにあると考えられたが、チタンおよびチタン合金では更に詳細な検討が必要と思われた。レーザーと加工の複合機(LUMEX25C ; MATSUURA)の場合は、切削による表面形状は十分に臨床応用可能と思われたが、支柱のサイズなど製作方法の検討ならびに適合性の改善が必要と考えられた。
中性子散乱によるラットリングの可視化と動的応答の探索

スクッテルダイトを代表とするカゴ状化合物において現れる大振幅振動について、詳細な描像及びその物性との関連を中性子散乱により明らかにすることを目的として、研究を進めた。今年度は新たな系として、同じカゴ状構造をもつI型クラスレート化合物Ba_8Ga_<16>Sn_<30>について実験を行った。マキシマムエントロピー法を用いた解析の結果、Ba_8Ga_<16>Sn_<30>では、スクッテルダイト化合物とは対照的に、Baイオンは、オフセンターを安定位置とする巨大振幅の非調和振動を行っている事を明らかにした。温度変化から物性との関連を明らかにする事を目指し、解析に取り組んでいる。さらに、β-パイロクロア化合物についても実験に着手した。CsOs_2O_6について、国内の単結晶中性子回折実験としては最小の1mm角以下の単結晶で測定を行い、構造解析が行える100反射以上の強度データの測定に成功した。マキシマムエントロピー法を用いたβ-パイロクロアにおけるラットリング振動の可視化に向けて、解析を進めている。スクッテルダイトに加え、新たな系の結果が得られた事で、非調和大振幅振動の発現条件及び物性との関連について、より普遍的な理解が得られる事が期待される。さらなる展開に向けて、巨大振幅振動により誘起される動的な応答の探索及び、より微小単結晶での測定実現を目指し、J-PARC/MLFにおいて単結晶構造解析装置の建設を進めた。特に今年度、装置の鍵となる、低温で駆動可能なピエゾモーターを使用したゴニオメーターを製作し、実現可能である事を確認した。これまで不可能だった1mm角以下の結晶での構造解析や、逆空間での高効率な信号探索にむけて、礎となる重要な進展が得られた。スクッテルダイトを代表とするカゴ状化合物において現れる大振幅振動の詳細な描像と、その物性との関連について、中性子散乱により明らかにすることを目的として、研究を進めている。今年度は、原子炉の計画外停止により、測定は実施できなかったため、主として解析と、実験装置の整備を進めている。PrRu4Sb12の室温での構造解析から、Prの核密度分布について、幅は拡がっているが、分布の最大値はカゴの中心にあり、ガウス型の分布をとっていること、異方性も小さいことなど、分布の詳細な構造を明らかにした。また8Kの低温でもカゴの中心が安定位置で、変化がないことを明らかにした。低温での結果は、これまでに行ったPrOs_4Sb_<12>, NdOs_4Sb_<12>と一致している。ラットリングイオン間の相関に由来する応答を効率的に探索するため、2次元位置敏感検出器を用いた測定環境の構築を行った。具体的には、分光器制御系と、2次元データ計測系の連携を確立した。またピエゾモーターにより構築されたゴニオメーターシステムを開発し、これを冷凍機内に設置することで、低ノイズ下での高効率測定環境開発を進めている。原子炉再起動後の速やかな実験実施に向け、試料の準備を進めた。I型クラスレート化合物Ba_8Ga_<16>Sn_<30>、Ba_8Ga_<16>Si_<30>等や、β-パイロクロア化合物について試料の測定準備を終えた。次年度以降、順次測定を実施していく。
エネルギー差分形心臓診断用X線テレビジョン装置の開発研究

心臓の冠動脈診断への応用を目的としてエネルギー差分形X線造影撮影テレビジョン開発の研究を行った。本研究以前に血管造影画像表示のための実時間処理システムを試作し、動物実験も行ったが、画質は著しく劣っていた。本助成による研究の結果を以下に示す。1.システムについては2系統の画像入力・記録系、画像処理系により記録した画像データをオフライン処理してその結果を再記録し、これを実速度で表示するシステムを構築した。簡単な実時間装置により差分像を見ながら造影剤の注射を行うよう実験・処理環境を向上した。2.画質については蛍光増倍管を更新し、既存回路や分光器などの改善を行って特性を改善した。さらにフレーム転送形カメラを入手し、同期系などを整備して従来のフィールド転送形の2倍の垂直解像度の信号を入力できるようにした。3.現在実用されているディジタルラジオグラフィー(DSA)装置を借用し本研究で使用しているX線源と組合わせて実験を行い、原理目的の異なるものではあるが市販X線画像技置の特性を検討し、さらにこれを参考として処理アルゴリズムを改善した。4.視野の大型化については画像装置側は対応できるようになったが、X線照射野の拡大については研究続行中である。5.動物実験で犬の動く心臓を1ペアの画像の露光時間を6ms(2種のX線各2ms、エネルギー切換え2ms)としてテレビで連続撮像し、画像処理したのち血管造影像を実速度で表示することに成功した。以上述べたように本年は本研究の完成年度に当たり、研究はX線分光器の大型化を除いて当初の予定をほぼ達した。上記のシステムおよび動物実験の結果は画質については途中段階ではあったが1992年の国際会議に発表し、世界初の心臓造影映像として注目を浴びた心臓の冠動脈診断への応用を目的としてエネルギー差分形X線造影撮影テレビジョン開発の研究を行った。上記のシステムおよび動物実験の結果は画質については途中段階ではあったが1992年の国際会議に発表し、世界初の心臓造影映像として注目を浴びた心臓の冠状動脈診断への応用を目的としてエネルギ-差分形X線造影影の研究を行い,前年迄に2波長のX線の露光時間を各2ms,エネルギ-切換え時間2ms,合計6msで1ペアの画像を撮像して信号を記録し,画像処理により造影像のみ表示する装置を作り,動物実験も行なった。しかし画質が悪く,その改善と画面大形化が求められた。平成3年度は以下のように画像系の改善から着手した。(1)画像入力系については垂直解像度を2倍とするためフレ-ム転送形カメラの入手または改造を努力しているが現状では不調である(従来はCCD素子側の制約でフィ-ルド転送形)(2)画像記録系については,本科研費の助成を得て追記形光ディスク装置を購入し,同期系などの電子回路を製作し,既存の光ディスクと合わせて2台のディスク装置を連動運転して任意の時間差の2系統の映像信号を並列に記録し,同時に再生処理できるようにした。(3)処理系については本科研費で信号処理ボ-ドを購入し装置の性能向上,利用の便をはかった。(4)現在大病院を中心に普及が進められているディジタルラジオグラフィ一装置を利用し,本研究で開発した画像入力系で得た信号をこれに入力し,市販装置のもつハ-ド,ソフトの優れた特性を利用してこれを処理する実験を開始した。以上本年度は2年に亘る研究の初年度に当たり,研究は準備段階にあるが,カメラ系の高解像化を除き,予定に従って推移している心臓病の診断のために、X線により動く臓器を安全に血管造影撮影を行う技術の開発が望まれている。そこで我々はエネルギー差分法の研究を行ってきた。すなわちヨウ素を含む造影剤を静脈注射し、そのK吸収端を挟む2種の光子エネルギーの単色X線で2枚の透視像を撮り、ペア画像を高速に処理してその差の画像を求め,連続表示する方法を具体化した。

これまでに装置を試作し基礎実験、動物実験で一応の成果を得ていたが,システムが不完全で視野が小さく、画質も劣り,人の診断への実用には程遠い実情にあった。そこでシステム性能の向上,高画質化,大型化を目的として本研究を行った。その結果,X線分光器をピエゾ素子で駆動してテレビ系との同期とエネルギーの切替えを確実にし,2系統の電子シャッタつきCCDカメラの出力を2台の追記型光ディスクに記録することにより1枚の画像の露出・エネルギー切替え時間が共に2msで安定,ペア画像の検索が確実となってシステム性能が向上した。またカメラをフレーム転送形とし、この画像データをオフライン処理した結果を連続表示し,画像処理の内容を検討することにより高画質化についても一応の成果を得た。この装置により犬による動物実験で心臓血管の動きを実速度で画像化表示できた。途中段階ではあったがこの成果をビデオ画像の形で国際シンポジウムに発表し、世界最初の映像として参加研究者の注目を集めた。人の診断のためには画像面積の5倍程度の拡大が必要で、これについては現在も引き続き研究を行なっている。システム開発が研究の目的であり,研究期間全体に亘ったため相当部分が未発表であるものの、本方法の実用化に向けて確実な成果をあげた。
摂食と延髄最後野の機能

ラットの第IV脳室底を備品で購入したハ-バ-ド940シリンジポンプを用いてリンゲル液で表面灌流した。微小電極を用いて最後野中のニュ-ロンの電気活動を記録し、灌流液をグルコ-スを含む試験液に切り換えて、神経応答を記録した。その結果、グルコ-スに応答して放電頻度の増加するもの(グルコ-ス受容性ニュ-ロン)と、減少するもの(グルコ-ス感受性ニュ-ロン)と、2種類の異なったニュ-ロンが最後野中に存在した。両者はほぼ同数存在し、最後野中での部位的局在は認められず混在した。これらのニュ-ロンは同じ単糖類であるマンノ-スに対しては応答しないから、グルコ-スに特異的に応答することがわかった。つぎに受容機構を解明するため、2DG、ウアバイン、およびフロリジンを、それぞれ含む試験液を調製し、グルコ-ス受容性ニュ-ロン、およびグルコ-ス感受性ニュ-ロンがこれら試験液に対してどのように応答するかを検討した。グルコ-ス受容性ニュ-ロンは神経細胞膜を通過しないフロリジンに対して応答するから、ニュ-ロン膜にグルコ-スを受容する部位が存在するものと思われる。一方、グルコ-ス感受性ニュ-ロンは、グルコ-スに対しては放電頻度の減少を生じるが、2DGに対しては放電頻度が逆に増加することから考えて、従来、外側視床下野で明らかにされているグルコ-ス感受性ニュ-ロンと同様、グルコ-スが細胞内にとりこまれ、グルコ-ス代謝の賦活によってATPが合成され、これがNaーKポンプの働きを促進する結果、膜電位が過分極に傾き、放電頻度の減少をきたすものと考えられる。これら2種類のグルコ-ス応答性ニュ-ロンが血糖調節や摂食調節に対し、どのような役割分担をもつものかは将来早急に解決しなければならない問題である。
情報漏えい耐性と簡便性の高い情報交換サービス提供基盤の開発

本研究は高い情報漏えい耐性を持ちながら簡便な情報交換サービスを実現する基盤の開発を目的としている.具体的には,センターからの情報漏えいリスクが生じないような情報交換サービスのための暗号化通信方式を開発し,さらにそれをWebアプリケーションシステムとして提供するためのスクリプト系言語による暗号化・通信ライブラリの開発を行った.本研究は,高い情報漏えい耐性を持ちながら簡便な情報交換サービスを実現する基盤の開発を目的としている.具体的には,センターからの情報漏えいリスクが生じ得ないような情報交換サービスのための暗号化通信方式を開発し,さらにそれをWebアプリケーションシステムとして提供するためのスクリプト系言語による暗号化・通信ライブラリの開発・提供を行う,これを達成するために,平成22年度は,以下の二つの研究項目に取り組み,成果をあげた(学会での口頭発表3件).研究項目1.センターからの情報漏えいに耐性のある情報交換サービス提供方式の開発(1)異なる信頼レベルのIDを用いて,通信端点[ユーザ,端末]の正当性を保証する仕組みの開発(2)(1)のIDに基づく鍵交換方式によって,サーバーに秘密を持たせることなく暗号化通信を実現し,かつ事後的に通信事実/内容の検証が可能な方式の開発上記の(1)(2)を満たす暗号通信方式を,ペアリングを用いたIDベース暗号の考え方を応用することで実現した.研究項目2.Webアプリケーションシステムの形での情報交換サービス提供基盤の開発バーチャルマシン上で動作するスクリプト系言語(ActionScript)によって,研究項目(1)の方式を実装するための通信・暗号化ライブラリ群を開発した.ペアリング暗号を用いた情報交換サービスは,PKG (Private Key Generator)と呼ばれるセンターを設け,暗号文を復号しようとするユーザからの要求に対して,公開パラメータからユーザのIDに対応する秘密鍵を生成・配送する,というのが基本的なモデルである.このモデルはPKGがユーザの秘密鍵を生成・保有するため,センターからの情報漏えいに耐性がないことが指摘されている.本研究では高い情報漏えい耐性を持ちながら簡便な情報交換サービスを実現する基盤の開発を目的とし,次の二つの研究項目,1)センターからの情報漏えいに対して耐性のある情報交換サービス提供方式の開発と,2)Webアプリケーションシステムとしての情報交換サービス提供基盤の開発を設定している.前者の研究項目に対して,センターにユーザの秘密情報を保有させることなく,ユーザの存在証明を保証するIDに基づく鍵交換方式によって,認証局を設けることなくユーザ公開鍵の正当性を確認する鍵交換方式の安全性について評価した.後者の研究項目に対して,バーチャルマシン上で動作するスクリプト系言語で構築した通信・暗号化ライブラリ群を用いて,研究項目1の方式を実装した.本研究は高い情報漏えい耐性を持ちながら簡便な情報交換サービスを実現する基盤の開発を目的としている.具体的には,センターからの情報漏えいリスクが生じないような情報交換サービスのための暗号化通信方式を開発し,さらにそれをWebアプリケーションシステムとして提供するためのスクリプト系言語による暗号化・通信ライブラリの開発を行った.28年度が最終年度であるため、記入しない。情報通信工学28年度が最終年度であるため、記入しない。
極低温強制対流場を用いたナノ構造物作製の試み

ナノ構造物は、サイズ効果により極めて特異的な性質を持っため、研究開発や応用が進んでいるが、その形成機構は不明な点が多く、制御方法に関しても十分には進んでいない。特徴的なナノ構造物の作製法として、低温液体中のアーク放電(液中放電)によってCNTが生成可能であることが注目されている。これは、CNTの形成や特性の決定に、反応場の温度が強く関与しているとする実験結果や分子動力学法を用いた数値シミュレーション結果を利用したもので大きな冷却効果が見込め、特異的な性質のナノ構造物を大量に作製できる可能性を持つ。本研究では、超流動状態液体ヘリウム中で放電によってCNTを作製することを試みる。このとき、高速度カメラや発光分光器を利用して成長機構の観測を行うことによりCNTの成長機構を解明するとともに制御性良くCNTを作成する方法を開発する。これまでの研究結果から、超流動液体ヘリウム中で、放電によって、作製される量は少ないものの多層CNTの作製に成功した。超流動液体ヘリウム中の開閉放電や、パルス高電圧放電の放電特性を詳細に調べた。また、同時に、プラズマの発光スペクトルを計測し、プラズマ中のラジカル発生状況との相関を調べた。このときの高速度カメラによる測定結果から、低電圧の開閉放電やインパルス放電時には、プラズマの発生と同時に、衝撃波と気泡が発生することが分かった。超流動液体ヘリウム中では、気泡の拡大と収縮が数10msの周期で繰り返されることが分かった。CNT作製時の制御性を向上させるために、4Tの強磁界中で作製実験を行ったところ、これまでよりもCNTの作製効率が向上することが分かった。一方、期待していた成長初期のCNTや成長速度の制御、これまでとは大きく異なる構造や特性を持つカーボンナノ構造物の作製はできなかった。CNTの実験に関しては、計画通り進んでおり、放電時の物理現象(バブルの発生や放電特性、温度の伝達)に関しては、当初の予想以上の速度で進んでいる。特に、超流動状態で強磁界中の実験を行った点は新規な実験であると思われる。しかしながら、当初に掲げた「新しい構造や特性を持つCNTの発見」には至っておらず、成長の制御や抑制も十分に行えていない。その点を加味し(2)おおむね順調に進展している、とさせていただいた。カーボンナノチューブ(CNT)をはじめとするナノ構造物は、サイズ効果により極めて特異的な機械的、化学的、電気的な性質を持つ。そのため、様々なナノ構造物が作製され、機械、電気、情報分野だけでなく医学やバイオテクノロジーの分野にまで応用が進んでいる。一方において、ナノ構造物の形成機構は不明な点が多く、制御方法に関しても十分には進んでいない。一方、特徴的なナノ構造物の作製法として、低温液体中のアーク放電(液中放電)によってCNTが生成可能であることが注目されている。その結果、この方法を用いて、これまでに様々な特徴的CNTが作製されてきた。申請者もこの方法に注目し、CNTを制御性良く作製させるために、4Kの超流動状態液体ヘリウム中で、液中放電や液体ヘリウムによって作製することを試みている。その結果、作製される量は少ないものの多層CNTや、ウオール状のカーボンナノ構造物の作製に成功している。しかしながら、期待していた成長初期のCNTや成長速度の制御、これまでとは大きく異なる構造や特性を持つカーボンナノ構造物の作製はできなかった。これは、液体ヘリウムの蒸発速度は水や液体窒素と比較するとはるかに大きく,実験時の液体中アークプラズマの装置構造では,気泡の発生が液体ヘリウム特有の極低温の効果を抑制してしまうためだと考えられる。そのため、液体ヘリウム中の放電やPLD時に発生する気泡がプラズマ反応場における冷却効果にどのような影響を与えるのか調べ、その結果をもとに新しい物質の創製方法を開発する必要がある。

CNT作製時の制御性を向上させるために、4Tの強磁界中で作製実験を行ったところ、これまでよりもCNTの作製効率が向上することが分かった。一方、期待していた成長初期のCNTや成長速度の制御、これまでとは大きく異なる構造や特性を持つカーボンナノ構造物の作製はできなかった。CNTの実験に関しては、計画通り進んでおり、放電時の物理現象(バブルの発生や放電特性、温度の伝達)に関しては、当初の予想以上の速度で進んでいる。特に、超流動状態で強磁界中の実験を行った点は新規な実験であると思われる。しかしながら、当初に掲げた「新しい構造や特性を持つCNTの発見」には至っておらず、成長の制御や抑制も十分に行えていない。その点を加味し(2)おおむね順調に進展している、とさせていただいた。
異種膵島移植における免疫寛容導入 ―アデノウイルスベクター及びレトロウイルスベクターによるCTLA4-Ig遺伝子導入及び多剤免疫抑制療法によるCombination Therapy―

平成1314年度研究実績Co-stimulatory moleculeのうちの1つでT細胞の活性化を抑制する作用を持っているCTLA4Igにより拒絶反応を抑制する報告が相次いでいる。我々はこのCTLA4Ig遺伝子をアデノウイルスベクターを介して導入することにより、膵島移植における生着延長効果を検討した。βガラクトシダーゼを発現するLacZ遺伝子をコードする組み換えアデノウイルスAd.LacZを膵島へ感染させ、Xgal染色により検討したところ、アデノウイルスベクターで膵島機能が保持されかつ最適の感染効率は2MOI (Multiplicity of infection)であることを確認した。BNラットから分離した膵島をストレプトゾトシンによって高血糖を誘導されたLEWラットの左腎皮膜下へ移植した。分離した膵島へAd.CTLA4Igを2MOIで感染させ移植したところ、コントロール群(6・7±1.2日)と比較して、遺伝子導入した膵島の生着は延長した(8.6±1.3日)。またFK506の短期間投与を組み合わせることによりさらに延長した(32.6±10.7日)。しかし、永続的な生着は得られなかった。分離した膵島に遺伝子導入しても、膵島において充分量の長期間にわたる蛋白発現が得られなかったことが原因と考えられる。一方、Ad.CTLA4Ig 2×10^9 PFUを静脈内投与し、全身にCTLA4Ig遺伝子を感染させるモデルでも生着を検討した。Ad.CTLA4Ig全身投与により、膵島の生着は15.2±3.3日まで延長した。この場合FK506短期間処置を組み合わせると全例100日以上まで生着した。これらのことはCTLA4Ig遺伝子導入およびFK506の併用療法は相乗的に生着延長効果を示すことが示唆された。さらに長期生着したLEWレシピエントから左腎を摘出することにより再度高血糖を誘導し、改めてBNラットの膵島を移植したが、何れも最終的には拒絶された。このことより膵島移植ではDonor-specific toleranceは得られていなかったことを示している。一方BNラットからLEWラットへの異所性心移植モデルではAd.CTLA4Ig全身投与単独で100日以上の生着が得られ、また、Donor-specific toleranceも誘導されていた。以上のことより、本プロトコールにおいて膵島移植では免疫原性が高く免疫寛容誘導が困難であると考えられた。平成13年度研究実績Co-stimulatory moleculeのうちの1つでT細胞の活性化を抑制する作用を持っているCTLA4-Igにより拒絶反応を抑制する報告が相次いでいる。我々はこのCTLA4-Ig遺伝子をアデノウイルスベクターを介して導入することにより、膵島移植における生着延長効果を検討した。βガラクトシダーゼを発現するLacZ遺伝子をコードする組み換えアデノウイルスAd.LacZを膵島へ感染させ、Xgal染色により検討し、膵島機能が保持されかつ最適の感染効率は2MOI(Multiplicity of infection)であることを確認した。BNラットから分離した膵島をストレプトゾトシンによって高血糖を誘導されたLEWラットの左腎被膜下へ移植した。分離した膵島へAd.CTLA

4Igを2MOIで感染させ移植したところ、コントロール群(6.7±1.2日)と比較して、遺伝子導入した膵島の生着は延長した(8.6±1.3日)。またFK506の短期間投与を組み合わせることによりさらに延長した(32.6±10.7日)。一方、Ad.CTLA4Ig2×10^9PFUを静脈内投与し、全身にCTLA4Ig遺伝子を感染させるモデルでも生着を検討した。Ad.CTLA4Ig全身投与により、膵島の生着は15.2±3.3日まで延長した。この場合もFK506短期間処置を組み合わせると全例100日以上まで生着した。これらのことはCTLA4Ig遺伝子導入およびFK506は相乗的に生着延長効果を示すことが示唆された。さらに長期生着したLEWレシピエントから左腎を摘出することにより再度高血糖を誘導し、改めてBNラットの膵島を移植したが、何れも最終的には拒絶された。このことよりDonor-specific toleranceは得られていなかったことを示している。一方BNラットからLEWラットへの異所性心移植モデルではAd.CTLA4Ig全身投与単独で100日以上の生着が得られ、また、Donor-specific toleranceも誘導された。これらのことより、移植における膵島の免疫寛容誘導が困難であること、おそらくは抗原提示量の不足によりtolerance誘導が得られないことなどが示唆された。平成1314年度研究実績Co-stimulatory moleculeのうちの1つでT細胞の活性化を抑制する作用を持っているCTLA4Igにより拒絶反応を抑制する報告が相次いでいる。我々はこのCTLA4Ig遺伝子をアデノウイルスペクターを介して導入することにより、膵島移植における生着延長効果を検討した。βガラクトシダーゼを発現するLacZ遺伝子をコードする組み換えアデノウイルスAd. LacZを膵島へ感染させ、Xgal染色により検討したところ、アデノウイルスベクターで膵島機能が保持されかつ最適の感染効率は2MOI(Multiplicity of infection)であることを確認した。BNラットから分離した膵島をストレプトゾトシンによって高血糖を誘導されたLEWラットの左腎皮膜下へ移植した。分離した膵島へAd. CTLA4Igを2MOIで感染させ移植したところ、コントロール群(6.7±1.2日)と比較して、遺伝子導入した膵島の生着は延長した(8.6±1.3日)。しかし、永続的な生着は得られなかった。分離した膵島に遺伝子導入しても、膵島において充分量の長期間にわたる蛋白発現が得られなかったことが原因と考えられる。一方、Ad.CTLA4Ig 2×10^9PFUを静脈内投与し、全身にCTLA4Ig遺伝子を感染させるモデルでも生着を検討した。