hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ケイ素-16族元素多重結合性化学種が配位した錯体の合成と反応性

収率はいずれの錯体の場合も大きな差は無く,5080%であった。シラノン錯体と水との反応は速く,約5分で終了したが,生成物は錯体に依存して異なった。錯体1と水との反応では,シラノンにOHとSiMe3が取り込まれたジシロキサノールMe3SiOSiMe2OHが収率82%で生成した。一方,錯体2の反応では,ジシロキサノールに加えて,シラノンのSi=O結合に水のO-H結合が付加したシランジオールMes2Si(OH)2が,それぞれ収率7%および86%で生成した。このような大きな違いが現れる原因はまだ明らかではない。シリル(シリレン)タングステン錯体に硫黄を作用させると,環状カルベン錯体が生成する。この反応の機構を,群馬大学工藤貴子教授との共同研究により理論的に検討し,中間体としてシランチオン錯体を経由することを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。予定していたモリブデン錯体の合成に成功し,また,シラノン錯体のいくつかの反応性を明らかにすることができた。シリレン錯体と硫黄との反応では,シラチオン錯体を経由して反応が進行すると提案していたが,分子軌道計算によっても指示される結果が得られた。研究は概ね順調に進んでいる。また,結果を明らかにできる段階にはないが,シラノン錯体の新規合成ルートの開拓に関する検討も進んでいる。当初計画の7割程度は達成できており,概ね順調に進んでいると自己評価している。当初の研究計画の変更は考えていない。本研究で扱う錯体はいずれも空気および水に非常に鋭敏であり,合成,同定に苦労している。特に構造決定と元素分析に苦労しているが,必要な設備を有する,本新学術領域研究に参加している研究者との共同研究により対応している。また,結晶構造解析に関しては,既存設備のX線結晶構造解析装置の更新が計画されており,環境が改善されると期待している。
日本人学習者のウェブ上英語ライティング行動における「読み手意識」の長期的発達

本研究は、お互いの第2言語での作文をオンライン上で交換するe-tandem(双方向型2言語通信)という形式を通じて、第2言語での「読み手の背景、読み手との関係等を考慮に入れ、その場にふさわしい文章を産出する能力;以下、読み手意識」がどのように発達するかを、2つの学習言語を対象に比較調査することを目的としている。初年度(H29年度)に、本研究者が米国に8週間滞在した際、データ採取の機会を得たため、当初の目的を超えて、英語を第1言語とする日本語学習者(H29年度にデータを採取済み)と日本語を第1言語とする英語学習者の「読み手意識」の発達を第1言語と第2言語を入れ替えて比較することが可能となった。このため、H30年度には、日本での英語学習者がe-tandemを通じてどのように「読み手意識を発達させていくか」を観察した。使用ジャンルはH29年度と同じ「意見文」とし、研究デザインはH29年度と相似形をなすように企画した。まず、H29年度で使用した型を土台に、e-tandemの機能を持つPlatformを作成した。次に、日本語を第1言語とする英語学習者(大学生)6名と英語を第1言語とする日本語学習者(大学生)6名とで、お互いの第2言語による作文交換を6週間にわたり行った。現在までのデータ分析の結果、(1)e-tandem形式は、英語を書く力や英語力一般を向上させようとする動機づけや、オンライン上の「読み手意識」を向上させる;(2)実験群と統制群を比較した場合、教室での紙媒体の意見文への「読み手意識」の転移には、媒体を超えた「ジャンルの相似性を意識すること」が関係しているようだ、ということがわかった。H31年度には、H29年度とH30年度に分析したアンケート項目の量的結果分析だけでなく、参与者が記述した感想などの質的データの詳細な分析を基に、日英双方向からの示唆を探る予定である。本研究者は、初年度(H29年度)に安倍フェローシップの基金を得て、アメリカで日本語を学ぶ英語母語話者がどのように日本語での「読み手意識」を発達させるかについて、長期的(週に1度の日本語話者との作文交換を6週間)にデータを取得することができたため、当初の予定であった「日本人英語学習者のオンライン上の英語ライティングの読み手意識の発達」のみではなく、対象学習者の第1言語と第2言語を入れ替え、反対の立場からの第2言語学習者の読み手意識の発達と比較し、より汎用性の高い結果を得られることが期待できるようになった。又、対象ジャンルも、当初、e-tandemの作文のジャンルをブログのようなアカデミックでないものに設定していたが、先行研究の結果から、e-tandem自体の作文がアカデミックなものだと、紙媒体のアカデミックな作文にも「読み手意識」が転移しやすいことがわかったため、初年度から、使用するジャンルをアカデミックな「意見文」に設定し、オンライン上のライティングから紙媒体でのライティングへの「転移」を日英両方の第2言語ライティングで比較・観察できることとなり、研究設計をより立体的にできた点は幸運だった。「現在までの進捗状況」に述べたような理由により、H29年度には、第1言語が英語、第2言語が日本語、H30年度には第1言語が日本語、第2言語が英語の学習者のライティングにおいて、オンライン上の「読み手意識」の発達と、「オンライン上の読み手意識が紙媒体の教室での作文に転移するか」に関する多くの量的・質的データを採取した。これまでの中間報告では、このうち主に量化できるデータ分析の結果を報告してきた。研究最終年度となる令和2年には、H29年度とH30年度に採取したその他の様々な質的データも分析に加え、学習者の「読み手意識」の変化に影響を与える要因を、背後にある教育経験や社会文化的背景の中に探る多面的分析結果を出したい。このように第1言語と第2言語を逆転させた上で比較した研究は、国内外でも珍しく、多くの多角的視点からの示唆が得られることが期待される。又、これらの実験に伴って、国内でもあまり報告がないe-tandemのためのPlatformの改善も同時に行う予定である。本研究は、お互いの第2言語での作文をオンライン上で交換するe-tandem(双方向型2言語通信)という形式を通じて、第2言語での「読み手の背景、読み手との関係等を考慮に入れ、その場にふさわしい文章を産出する能力;以下、読み手意識)」がどのように発達するかを3年間にわたり追跡調査することを目的にしている。H29年度には、安倍フェローシップを得てワシントンDCのジョージタウン大学に7週間滞在する機会を得たため、当初の予定を変更して、米国での日本語学習者がe-tandemを通じてどのように「読み手意識を発達させていくか」を観察した。又、使用ジャンルも先行研究の結果から、アカデミックな作文に転移しやすい「意見文」を書かせることとした。まず、E-tandemの基本的な機能を備えたPlatformを作成し、日本語を第1言語とする英語学習者(大学生)6名と英語を第1言語とする日本語学習者(大学生)6名とで、お互いの第1言語による作文交換を6週間にわたり行った。又、「実験群」となる日本語学習者6名に対しては、読み手を持たないが同じ日本語意見文をオンライン上で6週間書く統制群6名と「読み手意識アンケート」の結果を比較した。その結果、(1)e-tandem形式は、書き手の動機づけや、オンライン上の「読み手意識」を向上させる;

(2)実験群と統制群を比較した場合、教室での紙媒体の意見文に「読み手意識」を転移させたのは、書く経験が少なく当初「読み手意識」が低い参与者のみであった。(3)書く経験が少ない日本語学習者にとっては、作文の題に「オンラインの読者フォーラム」等の「読み手」が明記されていることや書く訓練を積むことの方が、「読み手意識」を高める可能性がある、ことがわかった。この結果は、同じデザインだが対象言語を反対として企画しているH30年度の実験と比較し、日英双方向からの示唆を探る予定である。H29年度には、当初、e-tandemの作文のジャンルをブログのようなアカデミックでないものに設定していたが、先行研究の結果から、e-tandem自体の作文がアカデミックなものだと、紙媒体のアカデミックな作文にも「読み手意識」が転移しやすいことがわかったため、初年度から、使用するジャンルをアカデミックな「意見文」とした。又、7週間ワシントンDCに滞在する機会を得たため、当初とは逆の発想で、英語を第1言語とする日本語学習者の「読み手意識」の発達を観察することとし、H30年度の実験と第1言語と第2言語が逆転した形で比較することとした。このような修正はあるものの、「第2言語学習者の読み手意識の発達」を探るという点では、結果として当初より立体的な研究設計となったと思う。本研究は、お互いの第2言語での作文をオンライン上で交換するe-tandem(双方向型2言語通信)という形式を通じて、第2言語での「読み手の背景、読み手との関係等を考慮に入れ、その場にふさわしい文章を産出する能力;以下、読み手意識」がどのように発達するかを、2つの学習言語を対象に比較調査することを目的としている。初年度(H29年度)に、本研究者が米国に8週間滞在した際、データ採取の機会を得たため、当初の目的を超えて、英語を第1言語とする日本語学習者(H29年度にデータを採取済み)と日本語を第1言語とする英語学習者の「読み手意識」の発達を第1言語と第2言語を入れ替えて比較することが可能となった。このため、H30年度には、日本での英語学習者がe-tandemを通じてどのように「読み手意識を発達させていくか」を観察した。使用ジャンルはH29年度と同じ「意見文」とし、研究デザインはH29年度と相似形をなすように企画した。まず、H29年度で使用した型を土台に、e-tandemの機能を持つPlatformを作成した。次に、日本語を第1言語とする英語学習者(大学生)6名と英語を第1言語とする日本語学習者(大学生)6名とで、お互いの第2言語による作文交換を6週間にわたり行った。現在までのデータ分析の結果、(1)e-tandem形式は、英語を書く力や英語力一般を向上させようとする動機づけや、オンライン上の「読み手意識」を向上させる;(2)実験群と統制群を比較した場合、教室での紙媒体の意見文への「読み手意識」の転移には、媒体を超えた「ジャンルの相似性を意識すること」が関係しているようだ、ということがわかった。H31年度には、H29年度とH30年度に分析したアンケート項目の量的結果分析だけでなく、参与者が記述した感想などの質的データの詳細な分析を基に、日英双方向からの示唆を探る予定である。
常温イオン性液体を用いた乾式再処理系における熱力学的及び反応モデル構築研究

前年度の成果として、疎水性イオン性液体はウラニルの塩を良く溶解し、過塩素酸ウラニルを溶解した場合、十分に脱水することにより、ウラニルイオンは酸素以外の配位子を持たないイオンとして完全溶解していることが示唆された。この際使用したイオン性液体は疎水性の1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート(BMINFO)であった。対イオンであるノナフルオロブタンスルホネート(NFO)は配位性があることが報告されていることからウラニル錯体の合成を試みたところ、分光学的知見とX線単結晶解析の結果からウラニルNFO錯体は存在することが明らかとなった。しかしながら、この錯体をイオン性液体に溶解した可視・紫外スペクトルは脱水することで得られたウラニルのスペクトルとは異なっていた。すなわちウラニルイオンを溶解し、十分脱水した場合、ウラニルイオンは配位子としてオキソ酸素以外を持たないイオン種として溶解していることが強く示唆された。一方、乾式再処理に使用されるウラニルイオン種は塩素化物であるため、イオン性液体への溶解性を検討した。1-メチル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートと1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムクロライドとの混合系で、ウラニル塩素化物錯体が溶解することを明らかとし、その溶液のサイクリックボルタグラムは可逆的な酸化還元反応であるとする結果を得た。このことはイオン性液体中においても乾式再処理系と同等なマトリックスを作ることができることが可能となり、イオン性液体中において乾式再処理に関する基礎的な反応挙動を研究することが可能であることを示唆した。イオン性液体に対する金属イオンの溶解性は、現在、親水性のイオン性液体については塩化コバルトのような親水性のイオン種についてはよく溶解することが判明しているが、疎水性イオン性液体に対する金属イオンの溶解性は検討されていない。そこで、疎水性イオン性液体として1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート(BMINFO)に対する6価ウラニウムイオンであるウラニルイオンの溶解性を系統的に検討した。用いたイオン性液体であるBMINFOは、臭化ブチルと1-メチルイミダゾールを反応させたものに、ノナフルオロブタンスルホネート臭化物の塩を作用させて合成したものを用いた。溶解試験に用いたウラニル塩は、三酸化ウラニウムを過塩素酸に溶解して調製した。合成された疎水性イオン性液体であるBMINFOにはウラニル塩は良く溶解することがわかった。その中でも、非配位性の陰イオンである過塩素酸イオンの塩を溶解させた系では、核磁気共鳴装置(NMR)を用いた結果から、ウラニルイオンに配位した水分子の存在が示され、減圧下で過熱したところ配位した水分子が除去されないことがわかった。一方、対イオンである過塩素酸イオンはNMRおよびラマンスペクトル測定より、配位していないことが示唆され、過塩素ウラニルはイオン性液体に完全溶解していることが明らかになった。さらに、脱水に伴って、ウラニルイオンのラマンスペクトルにおけるその対称伸縮振動のレッドシフト、および可視紫外吸収スペクトルにおいてウラニルイオンのスペクトルが脱水により先鋭化することが観測されたことから、ウラニルイオンに関する配位形態が変化していることが支持された。以上のことより、疎水性イオン性液体は、ウラニルの塩を良く溶解し、過塩素酸ウラニルを溶解した場合、十分に脱水することにより、ウラニルイオンは酸素以外の配位子を持たない裸のイオンとして存在していることが示唆された。
「生き方死に方を考える社会フォーラム」形成のための社会実験

研究期間中、一般参加者を含む公開シンポジウムを5回、専門家による研究会議およびシンポジウムを5回実施し、一般の方のべ440名、専門家のべ100名の参加があり、社会学、宗教学、医療、福祉、マスコミ、当事者による広範囲のネットワーク形成を実現できた。すべての公開シンポジウムと研究会議の一部はウェブサイト上で、ビデオ公開しており、社会的にも大きなインパクトがあったと考える。本年度は2010年4月に打合せ会議をもち、年度計画を立てた。予算の関係で今年度におけるウェブサイトの構築は困難と判断し、シンポジウムおよびワークショップを中心に活動を行い、参加者へのアンケート調査とネットワーク作りを行うこととした。2010年8月7日に豊中市千里公民館にて一般公開シンポジウム『終末期医療と人の死を考える』を開催し、ゲストに緩和医療の専門家恒藤暁教授(大阪大学医学系研究科)、生命倫理学者森岡正博教授(大阪市立大学人間社会学部)をまねき、ホストを大村英昭と石蔵文信がつとめた。一般の参加者約80名が参加し、活発な意見交換が行われた。2010年12月19日には豊中市千里ライフサイエンスセンターにて、東京都千代田区特別養護老人施設蘆花ホームの医師石飛幸三氏を招き、一般公開シンポジウム『平穏死について考える』を開催、ホストを伊藤公雄、石蔵文信がつとめ、一般参加者約90名が参加し、大変大きな反響を得た。2011年3月7日には、上野千鶴子教授(東京大学文学研究科)を招き、大村英昭氏をはじめとする宗教関係者、伊藤公雄氏をはじめとする社会学関係者、石蔵文信氏をはじめとする医療関係者20名による、対談形式のクローズド・ワークショップ『おひとりさまの老後としずめの文化一在宅死のすすめ』を開催した。これにより、宗教関係者との貴重な意見交換を行うことができた。2011年3月20日には、上記石飛幸三医師を再び招き、大村英昭氏との対談シンポジウム『長寿社会と家族』を開催、約60名の一般参加者を得た。すべてのワークショップ、シンポジウムは専門業者によるビデオ撮影を行っており、また8月7日、12月19日についてはアンケート調査も実施している。これらの企画を通じて、本フォーラムのネットワークは格段に広がり、現在、医療関係者、養護施設関係者、社会学関係者、宗教関係者の幅広い連携が可能となりつつある。2011年度は4-5月にウェブサイトの構築について会議をもち、7月の公開シンポジウムの準備を進めた。7月18日(月・祝)の午後2時から千里ライフサイエンスセンターにおいて『老いと死から逃げない生き方』(1994年、講談社)の著者で、同和園診療所所長の中村仁一氏を迎えて一般公開シンポジウム「超高齢社会での逝き方を考える」を行い、90名近い参加者を集めた。参加者から多くの賛同と感謝のメールを受け取った。9月1日に第3回打合せ会議をもち、高齢者の終末期医療に関するネットワーク作りと自殺問題についての調査を平行して進めることを決定。11月11日には自殺問題についての研究会議を開催した。12月24日(土)午後1時から京都大学楽友会館において、仏教学者釈徹宗氏、医療倫理学者長倉伯博氏を迎えて研究会議「幸せな死に方-仏教からの取り組み」を開催した。医師、中村仁一氏、石飛幸三氏も参加し、仏教関係者、社会学者、医療関係者の間で活発な論議が交わされた。この間、これまでのシンポジウムの映像の編集を行い、ウェブサイト「生き方死に方を考える社会フォーラム」を構築、2012年1月から試験的に運用を行っている。なお、予算の関係でウェブサイトの完成が遅れたため、予定していたウェブアンケートの実施は見送った。2012年3月に打合せ会議をもち、今後の運営方針について、終末期医療問題については仏教関係者、医療関係者、社会学関係者の連携を深め、さまざまな意見や人物のネットワークの中継点としてフォーラムを位置づけることを確認し、同時に自殺問題、男性問題についても定期的に研究会議を開催し、調査研究成果を出版する構想も決定した。平成24年度は、前年度に行ったシンポジウムのビデオ映像をウェブサイト(http://ikikata.heteml.jp/ikikata/)にて公開した。8/10に打合せ会議を行い、2012年9月30日に医師で作家の久坂部羊(本名:久家義之)氏を招いてシンポジウムを企画したが、当日台風のため中止、11月3日に医師中村仁一氏をゲストに加え、改めて公開シンポジウム「病気になっても早死にしてもいい生き方」(大阪大学中之島センター)を実施した。一般の参加者約110名を集め、盛況であった。シンポジウムの内容についてはビデオ編集を行い、まもなくウェブサイトで公開の予定である。2013年2月24日には、大阪大学人間科学研究科教授堤修三氏を迎え、研究会議「高齢者医療福祉政策を考える」を実施した。会議には、石飛幸三氏、中村仁一氏ら医療関係者をはじめ、専門家約20名が参加した。

当初は、シンポジウムを年に3回程度実施する予定であったが、ウェブ上でのビデオ公開に多くの予算が必要となり、本年度は予算の余裕が全くない状態で、シンポジウム1回、研究会議1回となった。本研究は、社会学、医療・福祉関係、宗教関係者の間での実験的なネットワーク形成が主たる目的であるが、シンポジウム、研究会議の開催、ウェブサイトの構築を通じて、社会学者、宗教関係者、医療・福祉関係者、出版・マスコミ関係者の比較的緊密なネットワークを形成することができたと自負している。とりわけ宗教関係者と医療・福祉関係者の間で重要な橋渡機能を果たすことができたと考えている。また、この間、私たちのフォーラムがとりあげてきた高齢者の終末期医療問題が、社会的に大きな注目を集め、終末期についての国民的な再考の機運に多少とも貢献できたものと考える。終末期医療や自殺問題を中心として、仏教関係者、医療関係者、社会学関係者のネットワーク作りを行うのが本研究の目的であるが、フォーラムの主催する催しには予想以上に多くの一般の参加者があり、また仏教関係、医療関係、社会学関係、いずれについてもその関係ネットワークは拡大している。仏教関係については、本願寺関係者、コルモス、仏教関係の医療倫理学者、高齢者施設運用関係者との連携を深め、医療関係者については、石飛幸三、中村仁一両医師をはじめ、多くのこの問題に関心をもつ医師・看護師・介護士との関係を深めることができた。社会学関係者についても、若い研究者から高齢の著名な社会学者にいたるまで毎回多くの社会学者の参加を得て、フォーラムの集まりは非常に刺激的な場になりつつある。24年度が最終年度であるため、記入しない。2012年度にはウェブサイトの公開を本格的に運用し、ウェブサイトを通じたネットワーク形成を試み予定であるが、本フォーラムに関心をもつ人々が予想以上に高齢者に多いことから、ウェブサイトの効力についてはやや弱気に考えている。ただし、ビデオを登録者に公開しているため、シンポジウムなどの催しに参加できない人にもネットワークを広げる手立てとしては機能すると予想する。現在の最大の問題点は予算の少なさである。ウェブサイトの費用を支払い、あと1回ほどの催しを行えばほぼ予算は底をつくため、その後の活動について大きな制限となっている。これについてはできるかぎり資金を必要としない活動方法を検討する予定である。
炎症性シグナルの制御による新しいステント内再狭窄発生予防の開発

1.CD40シグナル伝達系ではTRAFを介してnuclear factor κB(NFκB)などの転写因子や中膜細胞増殖に関与することが知られているextracellular signal-regulated kinase1/2(ERK1/2)が活性化されることが知られている。実際TRAF6 DNを導入することでバルーン障害後のそれらの活性は抑制され、導入されたTRAF6 DNがin vivoでこのシグナル伝達系に作用していることが確認された。2.バルーン障害後の肥厚内膜へのステント留置による再障害モデルを用いた検討で、TRAF6 DNの導入によりステント留置3、7、14日後のステント内内膜の内膜面積および内膜細胞数の経時的な増加は有意に抑制され、さらに細胞密度は上昇した。つまりTRAF6 DNがステント内内膜肥厚形成の抑制に関与することが示唆された。内膜面積(14日目):コントロール群4.25±0.23×10^5μm^2 vs TRAF6 DN群3.01±0.25×10^5μm^2,P<0.01。内膜細胞数(14日目):コントロール群3320.2±190.7 vs TRAF6 DN群2695.7±131.7,P<0.05。内膜細胞密度(14日目):コントロール群7.92±0.36×10^<-3>/μm^2 vs TRAF6 DN群9.45±0.59×10^<-3>/μm^2,P<0.05。今後は、ステント内内膜肥厚の形成が抑制されたメカニズムとして、炎症細胞浸潤、内膜細胞増殖、細胞外マトリックス蓄積、さらにプロテアーゼ活性などの要素の関与に関して検討を加える予定である。
溶融延伸による分子鎖絡み合いの完全解きほぐしと超高強度繊維・膜の創製

超高分子量ポリエチレン(UHMW-PE)は分子鎖絡み合いを多く含み、それが応力を伝達することにより、溶融状態からでも延伸が可能である。一軸方向に溶融延伸を行うと、絡み合いの解きほぐしが起こって伸び切り鎖結晶が形成され、引き続く冷却過程で折りたたみ鎖結晶が生成する。本研究では、分子量が同じで分子量分布が異なるUHMW-PEを対象として、異なる条件で溶融二軸延伸を行い、その延伸挙動から絡み合い特性を考察するとともに、得られた溶融二軸延伸膜の多重配向の起源を探った。また、溶融二軸延伸膜の高強度化や多孔処理による機能化も検討した。分子量が100万以上の超高分子量ポリエチレン(UHMW-PE)は、溶融粘度が高く、溶融状態で延伸できる。この溶融延伸過程では、完全非晶状態から六方晶を経て斜方晶に至る結晶構造変化が確認されている。一方、分子量が数十万程度のポリエチレンでは、このような結晶構造変化が観測されない。したがって、試料分子量は溶融延伸時における六方晶結晶化の支配因子であると予想される。そこで、本研究では、異なる分子量を有するUHMW-PEの溶融延伸挙動比較することで、分子量と六方晶結晶化との関係性を明らかにするとともに、溶融延伸により発現する特異な高次構造と力学物性および熱的性質との関係を議論した。3種類の異なる分子量を有するUHMW-PEについて、溶融延伸過程の構造変化をその場(in-situ)広角X線測定(WAXD)により調査した。どのUHMW-PEでも、応力-ひずみ曲線には応力が一定となる「plateau領域」と、その後、応力が上昇する「ひずみ硬化領域」が観測された。このとき、分子量が高いほどplateau領域の応力値が高く、ひずみ硬化領域での応力上昇が急であった。これらの挙動と溶融延伸過程におけるin-situ WAXD像の赤道線方向の2θプロファイルの変化を対比させると、plateau領域に達するまでは非晶配向が進行し、その後plateau領域に入ると共に、六方晶反射の急激な強度上昇が確認されている。これと同時に、斜方晶反射も出現し始めるが、その強度の増加率は低く、延伸に伴い徐々に強くなり、最終的には六方晶反射の強度を超えるまで強度増加が確認された。これに対して、六方晶反射強度は延伸後半まで一定であった。また、分子量が高くなるほど、一定となる六方晶量が多く、後の斜方晶転移も顕著であった。超高分子量ポリエチレン(UHMW-PE)の溶融延伸過程においては、分子鎖絡み合いが応力を伝達することで、非晶状態から準安定相である六方晶型への一時通過的な結晶化を経て、最終的に安定相である斜方晶型へ伸び切り結晶化する。この六方晶発現時に、延伸応力が平坦になるひずみ領域が出現することから、分子鎖絡み合いの解きほぐしが起こっていることが推測される。ここで、この六方晶の生成量はUHMW-PE分子量が高い程多いが、得られる伸び切り鎖結晶(ECC)の長さは短い。したがって、高分子量では解きほぐれ難い「深い」絡み合いが多く含まれるのに対し、低分子量では「浅い」絡み合いが解きほぐれてECCが成長すると考えられる。これらのことから、分子鎖絡み合いの「深さ」は六方晶を指標として定量化できると考えられるが、もう一つの重要な分子量特性である分子量分布との相関は明らかになっていない。また、このような絡み合いの解きほぐしは、延伸速度にも大きく影響されることが予想される。そこで、本研究では分子量分布が異なるUHMW-PEについて、様々な延伸速度で溶融延伸を行い、その過程におけるその場(in-situ)広角X線回折(WAXD)測定および小角X線散乱(SAXS)測定を通じて、六方晶への伸び切り結晶化挙動に与える分子量分布の効果および延伸速度依存性を評価することを目的とした。その結果、分子量分布の狭い試料の方が「深い」絡み合いを多く含むが、延伸速度を低くすることにより、分子量分布の広い試料における「浅い」絡み合い類似の解きほぐしが進行することで、サイズの大きなECCを生成させられることが示唆された。触媒系の改良により分子量分布の狭いUHMW-PEが得られるようになり、分子構造の均質化することで、既存のUHMW-PEを超える物性が引き出せると期待されている。本研究は、この分子量分布の狭いUHMW-PEについても分子鎖絡み合いの解きほぐしに成功しており、交付申請書に記載した「研究の目的」について、その一部をすでに達成している。一軸方向に溶融延伸を行うと、絡み合いの解きほぐしが起こって伸び切り鎖結晶(ECC)が形成され、引き続く冷却過程で折りたたみ鎖結晶(FCC)が生成する。したがって溶融延伸では、分子鎖絡み合いが応力伝達と配向結晶化の両方の役割を果たしており、前者には解きほぐれにくい「深い」絡み合いが必要であるのに対して、後者には解きほぐれやすい「浅い」絡み合いが有利である。この絡み合い「深さ」は分子量によって異なり、分子量が大きいと前者が多くなり、分子量が小さいと後者が多くなることが知られている。上記の溶融一軸延伸では、ECCとFCCの分子鎖は延伸方向に高配向しており、1次元形状の高性能繊維を得ることができる。

一方、溶融延伸を縦横二軸方向に拡張すると、2次元形状の大面積薄膜が得られる。この溶融二軸延伸膜もECCとFCCで構成されるが、その分子配向は溶融一軸延伸とは異なっており、延伸方向だけでなく、60°方向に傾いた結晶をも含む特異な多重配向を示す。本研究では、分子量が同じで分子量分布が異なるUHMW-PEを対象として、異なる条件で溶融二軸延伸を行い、その延伸挙動から絡み合い特性を考察するとともに、得られた溶融二軸延伸膜の多重配向の起源を探った。また、溶融二軸延伸膜の高強度化や多孔処理による機能化も検討した。超高分子量ポリエチレン(UHMW-PE)は分子鎖絡み合いを多く含み、それが応力を伝達することにより、溶融状態からでも延伸が可能である。一軸方向に溶融延伸を行うと、絡み合いの解きほぐしが起こって伸び切り鎖結晶が形成され、引き続く冷却過程で折りたたみ鎖結晶が生成する。異なる分子量を有するUHMW-PE試料に対して、溶融延伸過程におけるin-situ WAXD計測を実施した結果、分子鎖絡み合いの「深さ」を六方晶分率によって相対化できることが明らかになった。これにより、効率的に分子鎖を解きほぐすための延伸条件の最適化が可能になると期待される。すでに、分子鎖絡み合いの解きほぐし処理を施した膜を大面積で得るための方法論を確立し、さらにこれを繊維化するための技術開発の検討に入っている。今後、これらを連続的に調製するための装置セットアップを進める予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。高分子構造物性現在、平面型NMRユニットを搭載可能な大型延伸装置を試作中であり、これにより、一軸延伸工程のみならず二軸延伸工程についても、六方晶結晶化前の非晶配向状態における分子鎖絡み合いの「深さ」変化を緩和時間の関数として数値化できるようになると期待される。これは、本研究の最終目標である超高強度繊維・膜の創製に貢献すると期待される。本年度でインプロセス計測用NMRユニットを設置する大型二軸延伸装置の仕様が決定したため。平面型NMRユニットを導入する際の費用に充当するため。平成28年度にインプロセス計測用NMRユニットを購入予定である。平成29年度にインプロセス計測用NMRユニットを購入する予定である。
粒子識別型組織等価比例計数管の開発

組織等価型ガス比例計数管(TEPC)に半導体検出器(SSD)とプラスティックシンチレーションカウンターを組み合わせたシステムを構成し測定試験を行った。SSDの厚みとしては500μm程度は必要で、更に厚いほうがより粒子識別能は向上することが示唆された。2枚のSSD(厚み500μm)とプラスティックシンチレーションカウンター用いることで、炭素、酸素、ネオンイオンが人体を模擬したファントム中で生成するフラグメント粒子の同定が可能であることが示された。重いフラグメント粒子(Z≧6)では2枚SSDのみで十分な粒子識別が可能であることが示された。軽いフラグメント粒子(Z<6)では、プラスティックシンチレーションカウンターの情報を利用することで識別可能である。また同構成を用いveto法を利用すると中性子の同定が可能であることを示唆した。広いエネルギー分布を持つ炭素線SOBPビームのマイクロドシメトリを行ったところ、プレリミナリながら、陽子、ヘリウム、リチウム、ベリリウム、ボロン、炭素及び中性子の同定しマイクロドシメトリスペクトルを決定できることを示した。本研究課題においては、粒子識別型組織等価比例計数管(PID-TEPC)マイクロドシメトリ装置の開発を行う。一般に、組織等価比例計数管は粒子識別ができず全粒子のエネルギー付与スペエクトルとして測定される。しかしながら、粒子線治療や宇宙環境においては、多種類の粒子線が混在し、各々の線質が問題とされる。また、このような環境下では、高エネルギー中性子の線質も大きく寄与してくる。高エネルギー粒子線治療の治療成績向上のためには、粒子線が生成するフラグメント中の荷電粒子はもとより、中性子成分の線質・線量の評価も不可欠であるが、これまではあまり行われてこなかった。荷電フラグメントと比較した場合、中性子フラグメント成分は、線量がコントロールが難しいいため、線量評価されていないのが現状である。本課題申請者は、放医研HIMACからの炭素線のマイクロドシメトリとして、生成フラグメント粒子ごとのマイクロドシメトリを行ってきた。これまで行ってきた経験をもとに、組織等価型比例計数管(TEPC)とシリコン検出器を併用し、粒子識別を可能とする組織等価比例計数管:PID-TEPCを開発する。本研究で目指す測定システムPID-TEPCは、粒子を識別して線質を評価できるため、放射線治療場で生成される中性子成分の生体組織への影響や宇宙放射線場での中性子成分の被ばく線量評価も行うことが可能となる。本研究年度においては、シリコン検出器中におけるエネルギー付与を見積もり、300μm程度の空乏層厚が必要であることを見積もり、空乏層厚:300μm、500μmの2種類についてNeイオンビームの生成するフラグメントに対するエネルギー分解能を評価した。その結果、炭素より重いフラグメントに関してはシリコン検出器による粒子識別が優れているが、軽いフラグメントでは、シンチレーション検出器の方が優れていることが示された。今後シンチレーション検出器の併用などについても検討が必要である。本研究年度においては、Arビーム、Oビーム、SOBP炭素ビーム(パラメータは深さ60mm、径20mm)を用いた試験を行った。Arビーム、Oビームの実験でTEPCの上流と下流に設置した2枚のSSDでは、プラトー領域においては粒子識別が可能であったが、ブラッグピーク近傍では粒子識別できなかった。そこでSOBP炭素ビームの測定では、2枚のSSDでTEPC入射粒子に対する粒子識別を試験した。また、前回TEPC下流に設置し比較的粒子同定可能であったBSCとして、空気ライトガイドシンチを使用した。

その結果、最も悪い場合で、He-Li間でLiと同定した55%がHeのテールであり、Liの20%程度がHeと分類されていた。その他の場合では、Li-Be間、またBe-B間では10%以下で分離できており、まずまずの分離が得られることが分かった。本研究課題においては、粒子識別型組織等価比例計数管(PID-TEPC)マイクロドシメトリ装置の開発を行う。一般に、組織等価比例計数管は粒子識別ができず全粒子のエネルギー付与スペエクトルとして測定される。しかしながら、粒子線治療や宇宙環境においては、多種類の粒子線が混在し、各々の線質が問題とされる。また、このような環境下では、高エネルギー中性子の線質も大きく寄与してくる。高エネルギー粒子線治療の治療成績向上のためには、粒子線が生成するフラグメント中の荷電粒子はもとより、中性子成分の線質・線量の評価も不可欠であるが、これまではあまり行われてこなかった。荷電フラグメントと比較した場合、中性子フラグメント成分は、線量のコントロールが難しいいため、線量評価されていないのが現状である。本課題申請者は、放医研HIMACからの炭素線のマイクロドシメトリとして、生成フラグメント粒子ごとのマイクロドシメトリを行ってきた。これまで行ってきた経験をもとに、組織等価型比例計数管(TEPC)とシリコン検出・器を併用し、粒子識別を可能とする組織等価比例計数管:PID-TEPCを開発する。本研究で目指す測定システムPID-TEPCは、粒子を識別して線質を評価できるため、放射線治療場で生成される中性子成分の生体組織への影響や宇宙放射線場での中性子成分の被ばく線量評価も行うことが可能となる。本研究年度においては、SOBP炭素ビーム、SOBP-Neビーム(パラメータは深さ60mm、径20mm)を用いた試験を行った。そこでSOBP炭素ビームの測定では、2枚のSSDでTEPC入射粒子に対する粒子識別を試験した。このうちSOBP炭素線では、2次粒子線中の中性成分の同定を試みた。Veto法を用いて中性成分を同定するため。中性成分の同定効率を評価したところ、99%の効率で中性成分を同定できることを明らかにした。また、中性成分のマイクロドシメトリックスペクトルをプレリミナリーながら導出した。
線形ブロック符号のトレリス構造を利用した最尤復号と誤り特性解析のアルゴリズム開発

(1)リード・マラー符号やBCH符号について,そのトレリス構造に基づいて,ACS(Add-Select-Compare)回路の時分割実現について検討した.その結果,回路規模と復号遅延について,よいトレードオフを与える結果を得た.復号器の回路全体の複数VLSIへの分割法についても検討した.一つの結果として,(64,42)リード・マラー符号の(64,40)部分符号の再帰的最尤復号器は,従来の半分程度の回路規模で,ほぼ同一の復号遅延で実現できる見通しを得た.(2)符号の剰余類首の重み分布を求める問題について,分割統治法に基づくアルゴリズムを開発した.従来法に比べて時間計算量は少し大きくなる可能性があるが空間計算量は大幅に削減できている.(64,24),(64,30),(128,92),(128,99)拡大2元原始BCH符号,及び(64,22),(128,99)リード・マラー符号について,剰余類首の重み分布を求めることに成功した.例えば,(64,22)リード・マラー符号については空間計算量が,約4万分の1になっている.また,符号の記号順序,分割位置と計算量について検討し,例えば,リード・マラー符号の場合は,自然な記号順序で2等分することにより,空間計算量を最小にできることを示した.(3)リードマラー符号について,硬判定多数決論理復号法と軟判定多数決論理復号法の誤り特性について詳細分析を行った.その結果,正しく復号できない場合に,受信語から比較的離れた復号結果が得られることが多いことが分かった.そこで,受信語と復号結果との距離が閾値を越えたときに限り,誤り特性のよい復号法と組み合わせる復号法を提案した.この復号法では,誤り特性を保ったまま,計算量を減らすことができる.(1)リード・マラー符号やBCH符号について,そのトレリス構造に基づいて,ACS(Add-Select-Compare)回路の時分割実現について検討した.その結果,回路規模と復号遅延について,よいトレードオフを与える結果を得た.復号器の回路全体の複数VLSIへの分割法についても検討した.一つの結果として,(64,42)リード・マラー符号の(64,40)部分符号の再帰的最尤復号器は,従来の半分程度の回路規模で,ほぼ同一の復号遅延で実現できる見通しを得た.(2)符号の剰余類首の重み分布を求める問題について,分割統治法に基づくアルゴリズムを開発した.従来法に比べて時間計算量は少し大きくなる可能性があるが空間計算量は大幅に削減できている.(64,24),(64,30),(128,92),(128,99)拡大2元原始BCH符号,及び(64,22),(128,99)リード・マラー符号について,剰余類首の重み分布を求めることに成功した.例えば,(64,22)リード・マラー符号については空間計算量が,約4万分の1になっている.また,符号の記号順序,分割位置と計算量について検討し,例えば,リード・マラー符号の場合は,自然な記号順序で2等分することにより,空間計算量を最小にできることを示した.(3)リードマラー符号について,硬判定多数決論理復号法と軟判定多数決論理復号法の誤り特性について詳細分析を行った.その結果,正しく復号できない場合に,受信語から比較的離れた復号結果が得られることが多いことが分かった.そこで,受信語と復号結果との距離が閾値を越えたときに限り,誤り特性のよい復号法と組み合わせる復号法を提案した.この復号法では,誤り特性を保ったまま,計算量を減らすことができる.線形ブロック符号のトレリス構造を利用して,最尤復号のハードウェアでの実現に関し,回路規模の削減を行った.符号の剰余類首の重み分布計算法を開発し,最尤復号法の誤り特性を明らかにした.(1)いくつかのリード・マラー符号やBCH符号について,そのトレリス構造に基づいて,ACS(Add-Select-Compare)回路の時分割実現について検討した.その結果,回路規模と復号遅延について,よいトレードオフを与える結果を得た.復号器の回路全体の複数VLSIへの分割法についても検討した.一つの結果として,(64,42)リード・マラー符号の(64,40)部分符号の再帰的最尤復号器は,従来の半分程度の回路規模で,ほぼ同一の復号遅延で実現できる見通しを得た.(2)符号の剰余類首の重み分布を求める問題について,分割統治法に基づくアルゴリズムを開発した.従来法に比べて時間計算量は少し大きくなる可能性があるが空間計算量は大幅に削減できている.(n,k)線形符号では,従来法の空間計算量は,O(2^<n-k>),提案手法ではmin{O(2^<n-k-r_h>):0【less thanor equal】h【less than or equal】n},ここで,r_hは,時刻hにおけるパスト部分符号とフューチャー部分符号の次元の最小値である.(64,24),(64,30),(128,92),(128,99)拡大2元原始BCH符号,及び(64,22),

(128,99)リード・マラー符号について,剰余類首の重み分布を求めることに成功した.例えば,(64,22)リード・マラー符号については空間計算量が,約4万分の1になっている.また,符号の記号順序,分割位置と計算量について検討し,例えば,リード・マラー符号の場合は,自然な記号順序で2等分することにより,空間計算量を最小にできることを示した.(1)繰り返し復号法では最小重み部分符号に対する再帰的最尤復号を用いた方法がある.再帰的最尤復号法は計算量が比較的小さいが,繰り返し復号法の計算量の大部分を占めている.そこで,最小重み部分符号に対する再帰的最尤復号法における計算量を減らすことができれば,繰り返し復号法の計算量も減らすことができる.線形符号に対する再帰的最尤復号法では,部分語の尤度の表を合成するとき,表の中で尤度についての順位を利用することにより,合成する手続きの計算量を軽減する方法が提案されている.非線形符号である最小重み符号について,この方法が適用できた場合に,どの程度計算量を減らせるかを調べるために,表中の尤度に関する順位をシミュレーションを用いて測定した.シミュレーションにより得られたデータから,復号時,実際に使用されるデータは,尤度の順位が下位のデータはほとんど使用されていないことがわかった.(2)リードマラー符号について,硬判定多数決論理復号法と軟判定多数決論理復号法の誤り特性について詳細分析を行った.その結果正しく復号できない場合に,受信語から比較的離れた復号結果が得られることが多いことが分かった.そこで,受信語と復号結果との距離が閾値を越えたときに限り,誤り特性のよい復号法と組み合わせる復号法を提案した.この復号法では,誤り特性を保ったまま,計算量を減らすことができる.(3)前年度開発のプログラムを用いて符号長128,256,512の高符号化率のいくつかの符号についてその剰余類首の重み分布を求めた.
マルチモーダル機械学習に基づいた人間・ロボットによるスキル継承制御

近年、先進諸国では少子高齢化が進行しつつあり、ロボットによる人間の行為の代替技術が求められている。特に、熟練技術者のもつ技能の後世への継承は重要な課題である。そこで本研究では、視覚および力覚情報に基づくマルチモーダル機械学習による、人間・ロボットが相互にスキルを教示するシステムの実現に向けた研究を行う。はじめに人間がロボットに対してスキルを呈示し、対象物が新しいものに取り替わった場合には、保存された動作データ(熟練者のスキル)をもとにロボットが新たな対象に適応して動作を実現し、新しいスキルを習得する。そしてロボットが得た新たなスキルを人間(被教示者・非熟練者)に呈示することで別の人間に対してスキルを教示する。このように、スキルの継承と上達を伴う新しい人間・ロボット間の教示システムの実現を目指す。本年度において、動作継承制御系の基となる動作保存・再現制御を検証するためのプラットフォームとして2自由度マスタ・スレーブシステムの構築を行った。また、研究協力者らとのディスカッションを通じて力覚情報を画像情報へと落とし込むことにより、画像認識等に用いられてきた機械学習の手法を人間動作のスキルの認識やクラスタリングに適用することが可能となるとの着想を得ることができ、現在検討を進めている。さらに、フレキシブルアームなどの柔軟構造を有するシステムに対しても、マスタ・スレーブシステムに基づく動作保存方法が、ロボットに直接手伝えで動作のティーチングを行う方法と比べて有用であるという知見を得ることができた。また、柔軟システムにおける負荷側センサレス力推定手法の検証および倒立振子などを含む劣駆動系への本システムの適用についても検討を行うことができた。これらから得られた知見は動作保存・再現制御における汎用性および適用対象の拡張において重要となる。研究協力者らとのディスカッションを通じて力覚情報を画像情報へと落とし込むという、研究開始当初には無かった着想を得ることができ、これをマルチモーダル感覚情報へ拡張する可能性が見いだせた。また、教示者および被教示者の加える作用力情報と対象環境からの反作用力情報の分離を実現するためのマスタ・スレーブシステムについても、自由度を増設した動作の検証も開始するとともに、柔軟システムや劣駆動システムなどにおいて、動作保存・再現制御における汎用性および適用対象を拡張するための知見を得ることが出来ている。引き続き、マルチモーダル感覚情報を統合した動作モデルおよびマルチモーダル機械学習について検討を行う。また、マルチモーダル感覚情報を画像情報へと変換することで、画像認識等に用いられてきている既存の機械学習の方法を人間動作のスキルの認識やクラスタリングに拡張することについて検証を行う。そして、記録された動作から適切な動作を選択および統合して再現するための動作再現制御について検討する。さらに、新しい環境に適応した動作を、ロボットから人間(被教示者)へ逆に呈示する制御系の構造について検証する。この構造は被教示者を環境として捉え、動作再現制御器を拡張することで可能となると考えられる。

さらに、新しい環境に適応した動作を、ロボットから人間(被教示者)へ逆に呈示する制御系の構造について検証する。この構造は被教示者を環境として捉え、動作再現制御器を拡張することで可能となると考えられる。本年度の計画通り2自由度マスタスレーブシステムの構築を行うことができたため、次年度以降の計画であったマスタ・スレーブシステムの自由度増設を前倒しして行うこととした。そのために、自由度増設用のモータの購入のため前倒し支払請求を行ったが、請求可能額が10万円単位であるのに対し、本研究で使用するモータはマスタ・スレーブシステムの2台分で10万円以上20万円以下であるため差額が生じた。この差額は元々次年度に使用する予定の学会参加のための旅費および論文投稿料などに割り当てる予定である。
運動による慢性炎症性疾患予防の分子機構：マクロファージ・インスリン受容体の役割

平成30年度は、マクロファージ(MΦ)のインスリン受容体シグナルと炎症性応答のクロストークの有無を明らかにするため、成熟期雄性C57BL/6Jマウスから採取した腹腔滲出性MΦ(peritoneal exudate MΦ:PEMΦ)を用いて、未刺激時およびリポ多糖(LPS)刺激時の炎症性サイトカインの発現レベルに対するインスリンの影響を検討した。まず、PEMΦを100 nMの高濃度インスリンで処理すると、未刺激時のtumor necrosis factor α(TNF-α)とinterleukin-6(IL-6)のmRNAレベルには影響がなかったが、LPS刺激時のTNF-αとIL-6のmRNA発現誘導がほぼ半減した。このとき、Toll-like receptor 4(TLR4)のmRNA発現レベルも同様の変動パターンを示していたため、炎症性サイトカインの発現誘導の抑制はTLRシグナルの阻害によると考えられる。一方、PEMΦを15 nMの生理的濃度のインスリンで刺激した場合は、未刺激時およびLPS刺激時のいずれも、TNF-αとIL-6のmRNAレベルに影響がなかった。しかし、インフラマソームによる活性調節を受けている炎症性サイトカインであるIL-1βとIL-18のうち、IL-18のmRNAレベルはインスリン単独刺激によっておよそ1.2倍有意に高まっていた。昨年度、8週間にわたる自発性走運動によって、PEMΦのインスリン感受性が低下すること、およびIL-1βとIL-18のmRNAレベルは変化せずに分泌レベルが増加することを報告した。本年度得られた結果から、この運動によるIL-1βとIL-18の分泌亢進メカニズムには、インスリン感受性の低下は寄与していないことが示唆される。平成30年度に得られた結果から、習慣的運動によるMΦのIL-1βとIL-18の分泌亢進およびインスリン感受性の低下との間には、因果関係がないことを明らかにすることができた。しかし、それぞれのメカニズムと生理的意義を明らかにすることができていない。そのため、本研究は、現時点において「やや遅れている」と判断した。令和元年度は、習慣的運動によるインスリン感受性低下の生理的意義を明らかにすることを目的とする。MΦのインスリン受容体シグナルは、IL-4による抗炎症性M2型MΦへの分化シグナルに対して阻害作用があることが明らかにされている(Kubota, et al., NatCommun, 9: 4863, 2018)。そのため、IL-4刺激によるPEMΦの抗炎症性サイトカインの発現誘導とインスリンの影響を検討すると共に、8週間にわたる自発性走運動を負荷したマウスと対照マウスから採取したPEMΦを用いて、インスリンによるIL-4シグナルの阻害作用が運動によって改善されるか否かを検討する予定である。平成29年度は、4週齢雄性C57BL/6Jマウスを自発性走運動(VE)群と対照(SC)群に分けて8週間飼育した後、腹腔滲出性マクロファージ(PEMΦ)のToll様受容体(TLR)シグナル伝達、インフラマソーム活性およびインスリン感受性を二群間で比較検討し、以下の知見を得た。1)リポ多糖刺激によるPEMФのIL-1βとIL-18のmRNAレベル増加は二群間で差がなかったが、これらの分泌量はVE群の方がSC群に比べて有意に高かった。2)このとき、TLRシグナル伝達を担うIKKβのリン酸化とIκBαの分解の亢進はいずれも二群間で差がなかった。3)さらに、TNF-αとIL-6のmRNAレベルと分泌量の増加も二群間で差がなかった。4)一方、未成熟型のIL-1βとIL-18の切断と分泌を調節するカスパーゼ-1のプロ型タンパク質レベルは、VE群の方がSC群に比べて有意に高かった。5)プロ型カスパーゼ-1の切断と活性化を調節するインフラマソームを構成するNLRP3とASCのmRNAおよびタンパク質レベルはいずれも二群間で差がなかった。6)インスリン刺激後のAktのリン酸化亢進は、VE群の方がSC群に比べて有意に低かった。以上の結果から、習慣的運動は、細菌由来因子に対する単球由来マクロファージのTLRシグナル伝達には影響を与えない一方、インフラマソームを介した炎症性応答能を高めて、生体感染防御能を促進する働きがあることが示唆された。今後、この運動によるマクロファージインフラマソーム活性の亢進におけるインスリン感受性低下の役割を解析する。平成29年度は、マクロファージのTLRシグナル伝達とインフラマソームのクロストークに対する習慣的運動の効果を明らかにすることができた。そのため、本研究は、現時点において「おおむね順調に進展している」と判断した。

このとき、Toll-like receptor 4(TLR4)のmRNA発現レベルも同様の変動パターンを示していたため、炎症性サイトカインの発現誘導の抑制はTLRシグナルの阻害によると考えられる。一方、PEMΦを15 nMの生理的濃度のインスリンで刺激した場合は、未刺激時およびLPS刺激時のいずれも、TNF-αとIL-6のmRNAレベルに影響がなかった。しかし、インフラマソームによる活性調節を受けている炎症性サイトカインであるIL-1βとIL-18のうち、IL-18のmRNAレベルはインスリン単独刺激によっておよそ1.2倍有意に高まっていた。昨年度、8週間にわたる自発性走運動によって、PEMΦのインスリン感受性が低下すること、およびIL-1βとIL-18のmRNAレベルは変化せずに分泌レベルが増加することを報告した。本年度得られた結果から、この運動によるIL-1βとIL-18の分泌亢進メカニズムには、インスリン感受性の低下は寄与していないことが示唆される。平成30年度に得られた結果から、習慣的運動によるMΦのIL-1βとIL-18の分泌亢進およびインスリン感受性の低下との間には、因果関係がないことを明らかにすることができた。しかし、それぞれのメカニズムと生理的意義を明らかにすることができていない。そのため、本研究は、現時点において「やや遅れている」と判断した。平成30年度は、習慣的運動によるマクロファージインフラマソーム活性亢進の分子メカニズムを明らかにすることを目的とする。特に、インスリン感受性の低下の役割を中心に解析を進める。具体的には、1)マウス初代培養マクロファージのインフラマソーム活性に対するインスリン刺激の影響とインスリン受容体シグナル伝達阻害剤の効果、2)マウスマクロファージ細胞株を用いたインスリン受容体発現株の樹立とそのインフラマソーム活性の解析を行う予定である。令和元年度は、習慣的運動によるインスリン感受性低下の生理的意義を明らかにすることを目的とする。MΦのインスリン受容体シグナルは、IL-4による抗炎症性M2型MΦへの分化シグナルに対して阻害作用があることが明らかにされている(Kubota, et al., NatCommun, 9: 4863, 2018)。そのため、IL-4刺激によるPEMΦの抗炎症性サイトカインの発現誘導とインスリンの影響を検討すると共に、8週間にわたる自発性走運動を負荷したマウスと対照マウスから採取したPEMΦを用いて、インスリンによるIL-4シグナルの阻害作用が運動によって改善されるか否かを検討する予定である。