hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
L-バンドマイクロ波センサを使った高風速・強降雨域の海上風速推定

本研究は,近年入手が可能になった衛星搭載L-バンドマイクロ波センサ(放射計,散乱計,合成開口レーダ)のデータを利用し,熱帯低気圧中心部などの高風速・強降雨域の海上風速を高精度で推定する手法を開発することを目的とする.これまで,衛星観測による高風速域の海上風速は,基準となる正確な現場観測データを得る手法がないため,主に,中風速域で求めた係数等を高風速域に外挿することで推定されており,精度の評価も難しい状況であった.これに対し,本研究では,降雨の影響が少ないL-バンドマイクロ波センサの観測データを利用し,最近の国際ワークショップで推奨された校正済みの航空機搭載マイクロ波放射計のデータを基準風速とする手法を適用して,高風速(20 m/s以上)・強降雨域の海上風速を高精度(±7 m/s以内)で推定するアルゴリズムを開発し,台風・ハリケーン・サイクロンなどの熱帯低気圧周辺の高風速域のデータセットを作成する.今年度は,研究期間の初年度として,当初計画通り,研究環境の整備を行うとともに,米国海洋大気庁の研究協力者からドロップゾンデデータで校正済みの航空機搭載Stepped-Frequency Microwave Radiometer (SFMR)データを入手し,空間平滑化を行って,各衛星センサの空間分解能(3100 km)に対応する基準データを作成した.また,ハリケーン周辺域解析海上風データH*Windを入手し,上記の基準SFMRデータとの比較を行った.その結果,H*Windデータには系統的な誤差は見られず,当初想定していた補正は必要ないことが明らかとなった.ただし,予想以上にデータのばらつきが大きいこと,また,データ量が想定よりかなり少ないことは今後対応が必要であると考えている.計画調書に今年度の計画として記載した,研究環境の整備,データ・情報収集,基準SFMRデータおよびH*Windデータの処理・検証・補正については,予定通り完了し,次年度に向けた海上風速算出プログラムの開発にすでに着手している.次年度以降も,当初計画通りに以下の順序に沿って研究を進める予定である.(1)今年度入手・整備したH*Windデータと各種衛星観測データを使ってアルゴリズムを開発する.(2)アルゴリズム開発には2013年以前のデータを使用する.(3)作成したアルゴリズムを使用して高風速域の風速データを作成する.(4)作成した風速データを今年度作成した基準SFMRデータを用いて精度検証を行う.独立性を保つため,この精度評価は,H*Windの検証・補正に使っていない2014年以降のデータを使って行う.(5)作成したデータセットの公開を行う.今年度判明した,H*Windデータの精度が想定よりやや劣ること,およびデータ量が想定よりかなり少ないことに関しては,今後のアルゴリズム開発の状況を見ながら適宜対応を検討する.本研究は,近年入手が可能になった衛星搭載L-バンドマイクロ波センサ(放射計,散乱計,合成開口レーダ)のデータを利用し,熱帯低気圧中心部などの高風速・強降雨域の海上風速を高精度で推定する手法を開発することを目的とする.これまで,衛星観測による高風速域の海上風速は,基準となる正確な現場観測データを得る手法がないため,主に,中風速域で求めた係数等を高風速域に外挿することで推定されており,精度の評価も難しい状況であった.これに対し,本研究では,降雨の影響が少ないL-バンドマイクロ波センサの観測データを利用し,最近の国際ワークショップで推奨された校正済みの航空機搭載マイクロ波放射計のデータを基準風速とする手法を適用して,高風速(20 m/s以上)・強降雨域の海上風速を高精度(±7 m/s以内)で推定するアルゴリズムを開発し,台風・ハリケーン・サイクロンなどの熱帯低気圧周辺の高風速域のデータセットを作成する.今年度は,研究期間の初年度として,当初計画通り,研究環境の整備を行うとともに,米国海洋大気庁の研究協力者からドロップゾンデデータで校正済みの航空機搭載Stepped-Frequency Microwave Radiometer (SFMR)データを入手し,空間平滑化を行って,各衛星センサの空間分解能(3100 km)に対応する基準データを作成した.また,ハリケーン周辺域解析海上風データH*Windを入手し,上記の基準SFMRデータとの比較を行った.その結果,H*Windデータには系統的な誤差は見られず,当初想定していた補正は必要ないことが明らかとなった.ただし,予想以上にデータのばらつきが大きいこと,また,データ量が想定よりかなり少ないことは今後対応が必要であると考えている.計画調書に今年度の計画として記載した,研究環境の整備,データ・情報収集,基準SFMRデータおよびH*Windデータの処理・検証・補正については,予定通り完了し,次年度に向けた海上風速算出プログラムの開発にすでに着手している.次年度以降も,当初計画通りに以下の順序に沿って研究を進める予定である.(1)今年度入手・整備したH*Windデータと各種衛星観測データを使ってアルゴリズムを開発する.(2)アルゴリズム開発には2013年以前のデータを使用する.(3)作成したアルゴリズムを使用して高風速域の風速データを作成する.(4)作成した風速データを今年度作成した基準SFMRデータを用いて精度検証を行う.独立性を保つため,この精度評価は,H*Windの検証・補正に使っていない2014年以降のデータを使って行う.(5)作成したデータセットの公開を行う.今年度判明した,H*Windデータの精度が想定よりやや劣ること,およびデータ量が想定よりかなり少ないことに関しては,今後のアルゴリズム開発の状況を見ながら適宜対応を検討する.計画調書で設備備品費に計上した衛星データ解析装置一式が,当初の予定よりも安価で購入できたこと,および消耗品費に計上したデータ解析用

ソフトウエアが,無償で流通しているもので代用可能となった.これにより余剰が生じ,交付予定額の少ない次年度に使用することとした。繰越分については,2019年5月に開催される国際ワークショップにおける研究成果発表,情報収集,および国外の研究協力者との研究打ち合わせのための外国旅費に使用予定である
フッ素系および塩素系特殊ガスの化学反応による無害化処理技術の開発

本研究では地球温暖化係数の高い特殊材料ガスの新たな無害化処理方法として化学反応による無害化処理技術についての検討を行った。塩素系およびフッ素系特殊材料ガスと金属化合物との無害化反応のための反応装置の試作および熱力学的計算により反応の進行の可能性の検討および反応剤の選択を行った。実験は、試作した反応装置により、塩素系特殊材料ガスである三塩化ホウ素(BCl_3)およびフッ素系特殊材料ガスである4フッ化炭素(CF_4)と金属化合物の化学反応させ、得られた反応生成物に対して定性分析を行うことにより、反応性の確認、定量分析、反応率の測定を行った。塩素系特殊材料ガスであるBCl_3はCaOを用いた場合、約500550°Cで化学反応が起こり、その固体基準の反応率は約80%であった。一方、CaOを500°Cに保持した状態でBCl_3と接触させた場合の反応率は約3040%と低い値であった。フッ素系特殊材料ガスであるCF_4はAlCl_3を用いて処理を行うことを検討した。実験の結果、F成分をAIF_3として固定化し、無害な物質への変換が可能であった。この化学反応における反応温度は約200°Cでほぼ完全に行われた。AlCl_3をあらかじめ昇温させておいてCF_4と接触させた場合では、約300400°Cの低温でも約6080%の処理が可能であった。提案する方法は高温燃焼処理法と比較して、低いエネルギーで分解処理することが可能であった。本研究の結果より、フッ素系特殊材料ガスの処理を行った後、塩素系特殊材料ガスの処理を行うことにより、排気ガス中の有害成分であるF、Cl成分の同時処理を行うことができた。本研究により、提案する方法は、従来吸収法や燃焼法により処理されてきた特殊材料ガスの処理に利用することが可能となった。この方法の特徴は、2次処理が全く不要であり、処理に必要とするエネルギーの低減化が可能となった。また塩素成分を含む有害物質であるダイオキシンや、化学的に安定であるため処理方法が難しいとされるフロンガスへの応用も可能であると考えられる。フッ素系および塩素系特殊ガスを金属塩化物、金属酸化物との化学反応を用いて無害化処理するための基礎研究を行った。実験にはフッ素形特殊ガスとして4フッ化炭素(CF_4)、塩素系特殊材料ガスとして3塩化ホウ素(BCl_3)を用いた。処理剤として塩化アルミニウムおよび酸化カルシウムを用いて行った。提案する化学反応の反応条件(温度、反応率)を確かめるために、ハステロイ製の耐圧セル(内容積60ml、最大30気圧)とパネルヒーターを組み込んだ実験装置を用いた。実験は乾燥した塩化金属および酸化金属を秤量して、セル内に導入した後、反応セルおよび装置配管内を真空ポンプで約10分程度脱気する。フッ素系ガスは任意の圧力でセルに導入され、パネルヒターにより一定の速度で昇温される。固体試料の昇温速度は80°Cまでは3°C/分で行い、予測される反応開始温度付近では約0.5°C/分の昇温速度を保った。この間、温度と圧力は自動記録装置で連続的に記録した。本装置によって、特殊ガスと反応物の反応前後の温度変化と圧力変化が計測可能である。

実験によって得られた反応生成物はX線解析装置(X-RAY Diffractometer System,日本電子(株))によって定性分析することにより確認した。特殊ガスと塩化金属および酸化金属を反応容器にそれぞれ等モル導入し、化学反応させる過程における温度、圧力および反応剤量の影響を調査した。4フッ化炭素と塩化アルミニウムの場合、約180°Cで処理可能であった。3塩化ホウ素と酸化カルシウムの場合は400°Cから500°Cで化学反応が起こることを明らかにした。特殊ガスの一般処理に適用されている高温燃焼処理(800°C)に比較して、提案する方法はかなり低温で処理できることを明らかにした。また、それぞれの化学反応の反応率は特殊ガスと反応剤を等モル比で導入した場合ほぼ100%反応した。このことから、フッ素系および塩素系の特殊材料ガスは金属塩化物および金属酸化物によって180°Cから500°Cの低温で無害化4フッ化炭素処理できることが明らかになった。本研究では、地球温暖化係数の高い特殊材料ガスの新たな無害化処理方法として、化学反応による無害化処理技術についての研究を行った。フッ素系および塩素系特殊材料ガスと金属化合物との無害化反応のための熱力学的計算および反応装置の試作により、反応の進行の可能性の検討および反応剤の選択を行った。実験は、試作した反応装置により、塩素系特殊材料ガスである三塩化ホウ素(BCl_3)およびフツ素系特殊材料ガスである4フッ化炭素(CF_4)と金属化合物とを化学反応させ、得られた反応生成物に対して定性分析を行うことにより、反応性の確認、定量分析および反応率の測定を行った。塩素系特殊材料ガスであるBCl_3は反応剤にCaOを用いた場合、約500550°Cで目的の化学反応が起こり、固体基準の反応率は約80%であった。一方、CaOを500°Cに保持した状態でBCl_3と接触させた場合の反応率は約3040%と低い値であった。フッ素系特殊材料ガスであるCF_4は、反応剤にAlCl_3を用いて処理を行うことを検討した。実験の結果、特殊ガス中のF成分をAlF_3として固定化し、無害な物質への変換が可能であった。この化学反応は、約200°Cの反応温度でほぼ完全に行われた。AlCl_3をあらかじめ昇温させておいてCF_4と接触させた場合では、約300400°Cの低温でも約6080%の処理が可能であった。提案する方法は高温燃焼処理法と比較して、低いエネルギーで低温で分解処理することが可能であった。本研究の結果より、フッ素系特殊材料ガスの処理を行った後、塩素系特殊材料ガスの処理を行うことにより、半導体製造工程から生じる排気ガス中の有害成分であるF、Cl成分の同時処理を行うことができた。提案する処理方法は、従来吸収法や燃焼法により処理されてきた特殊材料ガスの無害化処理に利用することが可能であった。この方法の特徴は、2次処理が全く不要であり、処理に必要とするエネルギーの低減化が可能である。塩素成分を含む有害物質であるダイオキシンや化学的に安定であるため処理方法が難しいとされるフロンガスへの応用も可能であると考えられる。
酸化ストレスからみた口唇裂口蓋裂発症機序解明と予防法の開発

口唇裂口蓋裂は、母体要因と遺伝要因が複雑に関与して発症する多因子疾患の一つである。これまでに口唇裂口蓋裂発症の要因の一つとして、酸化ストレスの関与が示唆されていたが、詳細な機序は明らかにされていなかった。本研究は酸化ストレスによる口唇裂口蓋裂発症メカニズムを明らかにし、それを応用した新規予防法の開拓を目標としている。細胞レベルでの解析を行うため、口唇裂口蓋裂を自然発症するCL/Frマウスから調製したマウス胚線維芽細胞(MEF)を口唇裂口蓋裂のモデルとして用いてきた。しかし、CL/Fr由来のMEFはコントロールであるでC57BL/6由来のMEFと比較して長期保存に適さないことが平成28年度にわかり、平成29年度ではMEF以外の細胞としてヒト脱落乳歯由来幹細胞の利用を検討した。ヒト脱落乳歯由来幹細胞(SHED)は乳歯歯髄より調製でき、神経細胞や骨芽細胞へ分化可能な多能性を有する幹細胞である。さらにSHEDの調製は脱落乳歯を用いるため非侵襲的に調製可能であり、提供者からの協力を得やすいという利点をSHEDは有する。平成29年度はSHEDを用いた酸化ストレスに対する葉酸の細胞保護効果の解析、および口唇裂口蓋裂患者からのSHEDの調製を中心に行った。酸化ストレス誘導剤であるピオシアニンをSHEDの培養液に添加すると、活性酸素の発生にともないSHEDの増殖能と遊走能は低下した。この条件下で葉酸を添加した結果、SHEDの増殖能と遊走能が回復し、葉酸による細胞保護効果を見出すことができた。さらに葉酸添加時の活性酸素を測定した結果、葉酸添加による活性酸素低下効果は見られなかった。酸化ストレス条件下での葉酸の細胞保護効果を見出すことができた。口唇裂口蓋裂患者由来SHEDの収集については、3名の研究協力者からの乳歯提供があり、3名分のSHED調製は完了している。葉酸添加は活性酸素量に影響を与えなかったことから、葉酸は細胞増殖能と細胞遊走能を活性化することで、酸化ストレスに対する細胞保護効果を発揮すると考えられる。今後は、これらに関与する遺伝子発現を解析することで葉酸の細胞保護効果を明らかにする。さらに口唇裂口蓋裂患者と健常児SHEDの酸化ストレスに対する耐性や、酸化ストレス応答遺伝子の発現を解析することで、酸化ストレスによる口唇裂口蓋裂の発症機序解明に繋げる。口唇裂口蓋裂発症頻度は、世界的に見て700人に1人と先天性異常の中で最も高い。そのため発症メカニズムの解明と予防法の開発は急務であるが、母体要因と遺伝要因が複雑に相互作用し発症する多因子疾患であるため、発症の分子メカニズムは十分に明らかにされていない。我々は、口唇裂口蓋裂を高効率に自然発症するCL/Frマウスを系統維持活用しながら、母体要因と遺伝要因の両面からその発症メカニズムの解析を行ってきた。CL/Frマウスの遺伝子発現解析の結果から、CL/Frマウスでは、口唇裂口蓋裂を自然発症しないC57BL/6と比較して、酸化ストレス関連遺伝子であるヘムオキシゲナーゼ2 (HO-2)の発現が低下していることを見出した。この結果より、口唇裂口蓋裂発症の一因として酸化ストレスが強く示唆され、CL/Frマウスでは酸化ストレスに対する抵抗性が低下しているのではないかと予測された。そこで本研究は、CL/Frマウスを酸化ストレスによる口唇裂口蓋裂自然発症のモデルとして、酸化ストレスによる口唇裂口蓋裂発症メカニズムを解明することを研究目標とした。本年度は、培養細胞レベルでの酸化ストレス関連因子の発現解析を行った。CL/FrとC57BL/6から調製したマウス胎児線維芽細胞(MEF)を培養し、HO-2以外の酸化ストレス関連遺伝子の発現を解析した。その結果、HO-1が上昇傾向にあることがわかった。HO-2は定常的に発現しているのに対して、HO-1は酸化ストレスに応じて発現が上昇することから、Cr/FrマウスにおいてはC57BL/6と比較して、細胞内の酸化ストレスが上昇していることが示唆される。本年度は、主に培養細胞での解析を行った。酸化ストレス関連因子の発現解析を行った結果、HO-1が上昇傾向にあることがわかった。次に酸化ストレスを与えた条件で、酸化ストレス関連因子の発現解析を行う予定であったが、CL/FrのMEFが生存不良のため解析を行うことができなかった。C57BL/6の生存は問題なかったことから、CL/FrのMEFは長期の凍結保存に不向きであると考えられる。そのため現在、新たなMEFの調製準備を行っている。

しかし、CL/Fr由来のMEFはコントロールであるでC57BL/6由来のMEFと比較して長期保存に適さないことが平成28年度にわかり、平成29年度ではMEF以外の細胞としてヒト脱落乳歯由来幹細胞の利用を検討した。ヒト脱落乳歯由来幹細胞(SHED)は乳歯歯髄より調製でき、神経細胞や骨芽細胞へ分化可能な多能性を有する幹細胞である。さらにSHEDの調製は脱落乳歯を用いるため非侵襲的に調製可能であり、提供者からの協力を得やすいという利点をSHEDは有する。平成29年度はSHEDを用いた酸化ストレスに対する葉酸の細胞保護効果の解析、および口唇裂口蓋裂患者からのSHEDの調製を中心に行った。酸化ストレス誘導剤であるピオシアニンをSHEDの培養液に添加すると、活性酸素の発生にともないSHEDの増殖能と遊走能は低下した。この条件下で葉酸を添加した結果、SHEDの増殖能と遊走能が回復し、葉酸による細胞保護効果を見出すことができた。さらに葉酸添加時の活性酸素を測定した結果、葉酸添加による活性酸素低下効果は見られなかった。酸化ストレス条件下での葉酸の細胞保護効果を見出すことができた。口唇裂口蓋裂患者由来SHEDの収集については、3名の研究協力者からの乳歯提供があり、3名分のSHED調製は完了している。CL/FrおよびC57BL/6よりMEFを再調製し、酸化ストレスを与えた条件での酸化ストレス関連因子の発現変動を解析する。また、酸化ストレスを与えた条件での細胞増殖と細胞遊走能を測定し、CL/FrとC57BL/6を比較することで、これら2種類の細胞の酸化ストレスへの耐性を解析する。CL/FrのMEFは長期保存に向かないため、凍結保存せず細胞を用事調製して用いるか、歯髄由来幹細胞など他の細胞の利用についても検討する。葉酸添加は活性酸素量に影響を与えなかったことから、葉酸は細胞増殖能と細胞遊走能を活性化することで、酸化ストレスに対する細胞保護効果を発揮すると考えられる。今後は、これらに関与する遺伝子発現を解析することで葉酸の細胞保護効果を明らかにする。さらに口唇裂口蓋裂患者と健常児SHEDの酸化ストレスに対する耐性や、酸化ストレス応答遺伝子の発現を解析することで、酸化ストレスによる口唇裂口蓋裂の発症機序解明に繋げる。CL/Fr由来のMEFが、生存不良のため、酸化ストレスを与えた条件での酸化ストレス関連遺伝子の発現解析や、細胞増殖解析、細胞遊走能解析などの解析を進めることができなかったため、次年度使用額が生じた。平成29年度と同様に研究経費は主に消耗品に使用しその他、旅費、英文校正費用、論文掲載費用等に使用する予定である。H28年度と同様に研究経費は主に消耗品に使用し、その他、遺伝子発現解析のDNA合成費用や、旅費、論文出版費に使用する予定である。
地図を利用した屋外視覚移動ロボットのための地図情報システムの構築に関する研究

本年度は,本地図システムの構築において,下記に示す基本システム部の研究・開発・インプリメントを行った.そして,実際に地図上の任意の地点から,任意の地点までの経路計画を指示し,正しい経路探索の結果を得た.また,経路上に登録したランドマーク,サインパターンをその経路の属性として取得した.処理時間は,数秒から数十秒であり,移動ロボットのための地図システムとして十分現実的な時間であることを確認した.研究発表1で,その地図システムのシステム構成を,研究発表2で,本地図システムの必要性,有効性を報告した.・基本システムE.W.Sと基本地図(市販のCD-ROM),環境地図(サインパターン,ランドマークの情報),ソフトウエア(機能:環境地図の付加,更新,移動道路,経路探索,運行システムへの転送)から成る.・運航システム移動ロボット上にあり,基本システムから転送された情報を自分の持っているセンサ(例えば,視覚のみ,視覚と超音波,ステレオ視覚とジャイロ)に合わせて,統合処理を行ない,ロボットが解釈し,移動することができるコマンド列を生成する.本年度は,本地図システムの構築において,下記に示す基本システム部の研究・開発・インプリメントを行った.そして,実際に地図上の任意の地点から,任意の地点までの経路計画を指示し,正しい経路探索の結果を得た.また,経路上に登録したランドマーク,サインパターンをその経路の属性として取得した.処理時間は,数秒から数十秒であり,移動ロボットのための地図システムとして十分現実的な時間であることを確認した.研究発表1で,その地図システムのシステム構成を,研究発表2で,本地図システムの必要性,有効性を報告した.・基本システムE.W.Sと基本地図(市販のCD-ROM),環境地図(サインパターン,ランドマークの情報),ソフトウエア(機能:環境地図の付加,更新,移動道路,経路探索,運行システムへの転送)から成る.・運航システム移動ロボット上にあり,基本システムから転送された情報を自分の持っているセンサ(例えば,視覚のみ,視覚と超音波,ステレオ視覚とジャイロ)に合わせて,統合処理を行ない,ロボットが解釈し,移動することができるコマンド列を生成する.
ショック後腸管リンパ液生理活性および臓器障害に対する組織損傷の影響

出血性ショック後に生じる遠隔臓器障害の発生には腸管虚血および虚血腸管から腸間膜リンパ液内に産生される炎症性メディエータが深く関与していることを我々は示してきた。実際の重症外傷例では出血性ショックに加え、広範な軟部組織損傷を合併していることが多いが、臓器障害発生における損傷組織の影響に関しては十分に検討されていない。本研究では、外傷に随伴する組織損傷に着目し、腸管リンパ液のもつ生理活性および臓器障害発生に、組織損傷がどのような影響を及ぼすかを検討した。ラット腸管リンパ液活性は、軟部組織損傷(同種ラットの軟部組織を粉砕したTissue matrixの皮下移植)を加えることにより上昇した。外傷初期診療の進歩にもかかわらず、出血性ショック後に生じる多臓器不全による死亡率は依然高いままであり、その発生機序は未だ解明されていない。これまでの研究により、我々は出血性ショック後に生じる遠隔臓器障害の発生には、腸管血流の低下ならびに虚血腸管から腸間膜リンパ液内に産生される炎症性メディエータが深く関与していることを示してきた。また、実際の外傷症例では出血性ショックに加え、同時に広範な軟部組織損傷が生じていることが多く、損傷組織内には多くの炎症を惹起する内因性因子が含まれていることが示されている。これらの背景より、組織損傷が虚血腸管から産生される炎症性メディエータと相加・相乗的に作用し、外傷性ショック後の臓器障害発生に関与しているのではないかとの仮説を立てた。本研究では、外傷に随伴する組織損傷に着目し、「ショック後腸管リンパ液のもつ生理活性および臓器障害発生に、組織損傷がどのような影響を及ぼすかを解明すること」を目的として研究を進めている。初年度の研究では、粉砕したラット軟部組織を健常ラットに移植する実験を行い、移植量を変化させながら生体への影響を観察した。マウスにおける先行研究をもとに移植量を決定し研究を開始したが、マウスと同じ対体重比組織移植量では、ラットにおいては反応が強くで過ぎるため、組織移植量を段階的に変化させ非致死的な移植モデルを作成した。現在これらのモデルから腸管リンパ液を採取し、その生理活性を測定中である。今後、腸管リンパ液生理活性を最大とする組織移植量を決定し、組織移植後に出血性ショックを加えることにより、組織損傷ならびに出血性ショックが、リンパ液活性および臓器障害に及ぼす影響を調べる予定である。出血性ショック後に生じる多臓器不全による死亡率は依然高いままであり、その発生機序は未だ明らかなっていない。これまで我々の研究により、出血性ショック後に生じる遠隔臓器障害の発生には、腸管血流の低下ならびに虚血腸管から腸間膜リンパ液に産生される炎症性メディエーターが深く関与していることを示してきた。実際の重症外傷症例では出血性ショックに加えて、同時に広範な軟部組織損傷が生じていることが多く、損傷組織内には多くの炎症を惹起する内因性因子が含まれることが示されている。そこで本研究では、組織損傷に伴い産生される因子が、虚血腸管から腸管リンパ液内に産生される炎症性メディエーターにどのような影響を及ぼすのかを損傷軟部組織移植ラットモデルを使用し研究した。粉砕した軟部組織を皮下に移植したラットから採取した腸管リンパ液の生理活性は上昇していた。また、腸管リンパ液活性の上昇は比較的長期にわたり継続していた。損傷軟部組織移植ラットを出血性ショックとし、軟部組織損傷のショック後リンパ液に対する影響の観察を試みたが、死亡率が高く安定した結果を得ることができなかった。本研究より軟部組織損傷は腸管リンパ液活性を上昇させることが示され、軟部組織損傷後ならびにショック後臓器不全の発生に関与していることが示唆された。引き続き軟部組織損傷の程度を調節し、出血性ショック後腸管リンパ液ならびに臓器障害発生への影響に関し研究を継続中である。

当初の実験計画に乗っ取り研究を進行しているが、上記理由により組織移植ラットモデルの作成に時間を要しており、計画は遅れた状態となっている。現在も非致死的かつ移植組織量の影響を安定して観察可能なラット軟部組織損傷モデルを調整中である。救急医学基本的に当初の計画に乗っ取り、引き続き研究を遂行する予定である。今後、組織移植量の変化により、腸管リンパ液生理活性がどのように変化するかを確認し、その活性を最大とする組織移植量を決定する。また、外傷性ショックを模倣し、組織移植に加え出血性ショックを生じさせることにより、組織損傷ならびに出血性ショックが、リンパ液活性および臓器障害に及ぼす影響を調べる予定である。当初の実験計画に乗っ取り研究は概ね順調に進行しているが、組織移植ラットモデルの作成に時間を要したため、計画はやや遅れた状態となっている。マウスを用いた先行研究をもとに移植組織量を決定し実験を開始したが、ラットにおいて反応性が強すぎるため、非致死的かつ腸管リンパ液活性を最大とする組織移植量を決定するのに時間を要した。組織移植ラットモデルの作成に時間を要しており、研究が計画より遅れて進行しているため、差額が生じた。基本的に当初の計画に乗っ取り、引き続き研究を遂行する予定である。基本計画に変更はなく研究計画に基づき研究を進めていき、試薬等の物品費に充てる予定である。研究の進行が当初の計画に比べやや遅れたため費用の使用が少なくなった。25年度に計画されていた実験は引き続き予定通り26年度に行う予定であり、次年度使用額はその費用として使用する予定である。
光親和性プローブとLA-LDI-MSを用いた標的生体分子の結合部位解析法の開発

本研究では、ラベル支援レーザー脱離イオン化質量分析法(LA-LDI MS)を用いて、プローブと結合した断片ペプチドを選択的かつ高効率に検出できる光親和性プローブを創出し、新たな結合位置解析法を開発することを目指した。まず、LA-LDI MSおよびMS/MS解析に適用できる6-アミドピレン(apy)基を見出した。ついで光反応基(ジアジリン基)を持つ抗腫瘍性天然物アプリロニンAのapyプローブを合成し、これが溶媒分子と高効率で共有結合することを見出した。さらにNHS基を持つアプリロニンAのapyプローブを合成し、アクチンの定量的なラベル化とラベル化ペプチドの配列決定に成功した。本研究では、標的タンパク質の光ラベル化と酵素消化という2つの操作だけで、プローブと結合した断片ペプチドを選択的かつ高効率に検出できる光親和性プローブの創出をめざした。また蛍光基の特性を活かしたラベル支援レーザー脱離イオン化質量分析法(LA-LDI-MS)を組み合わせることで、標的分子の新たな結合部位解析法の開発を目指した。テーマ1:LPプローブの設計・合成と機能評価では、リガンドとジアジリンなどの反応基が近接し,アミドピレンが末端に位置した,LA-LDI MSに適用できるピレンプローブ(LPプローブ)を設計,合成し、アミドピレン基がLA-LDI MSおよびMS/MS解析に適用できることを初めて明らかにした(Sci Rep誌に論文発表、2015年)。テーマ2:標的タンパク質のin vitroラベル化、断片ペプチドのLA-LDI MS解析では、抗腫瘍活性およびアクチン・チューブリン間のタンパク質間相互作用(PPI)を誘導する、海洋天然物アプリロニンAの光親和性アミドピレン誘導体を合成し、標的タンパク質アクチンの光ラベル化を検討した。本プローブはアプリロニンAの強力な生物活性を保持しアクチンと定量的に1:1の複合体を形成するが、光ラベル化反応では溶媒分子ともっぱら反応し、タンパク質との共有結合が形成されないことがわかった。そこで反応性官能基をスクシニル基としたアプリロニンAのアミドピレンプローブを合成し、本プローブを用いて標的タンパク質アクチンの定量的ラベル化に成功した。またLA-LDI MSと分子モデリング計算を組み合わせることで、アクチンにおけるラベル化標識部位を決定できることを示した(投稿準備中)。さらに、アプリロニンAが誘導するアクチン・チューブリン間のタンパク質間相互作用(PPI)について、表面プラズモン共鳴法(装置:Biacore)で定量的に解析し、タンパク質・リガンド間の結合解離定数を明らかにした(Bioorg Med Chem誌、revise中)。計画通り、LA-LDI MSに適用できる光親和性プローブを合成し、標的タンパク質のラベル化実験を実施できた。研究は順調に実施できている。本研究では、ラベル支援レーザー脱離イオン化質量分析法(LA-LDI MS)を用いて、標的タンパク質の光ラベル化反応と酵素消化という2つの操作だけで、プローブと結合した断片ペプチドを選択的かつ高効率に検出できる光親和性プローブを創出し、新たな結合位置解析法を開発することを目指した。昨年までに開発したLA-LDI MSに適した蛍光タグである6-アミドピレン基と、光反応基であるジアジリン基を抗腫瘍性リガンドであるアプリロニンAに導入した誘導体を合成した。本プローブは天然物の強力な活性を保持しており、メタノールや水中で紫外光を照射することで、40%以上という高い収率で溶媒分子と共有結合し、365 nmに強い吸収を持つアミドピレン基の存在下でも、光反応基が機能することを確認した。しかし、このプローブを標的タンパク質アクチンと実際に結合させて光反応を行ってもラベル化タンパク質は得られず、プローブは主に標的タンパク質内部に取り込まれている水分子と反応したことが分かった(Org Biomol Chem誌に発表、2016年)。そこで反応性官能基をN-ヒドロキシスクシニル(NHS)基に変更したアプリロニンAのアミドピレンプローブを合成し、ラベル化と酵素消化を検討したところ、アクチンの定量的なラベル化とラベル化ペプチドのLA-LDI MSによる高感度検出に成功した。現在、NHS基をリガンドとアミドピレン基の間に挿入したリガンド解離型プローブの合成、および標的分子の効率的なラベル化について検討を行っている。さらに、アプリロニンAが誘導するアクチン・チューブリン間のタンパク質間相互作用については、ゲルろ過HPLC分析と表面プラズモン共鳴による解析により、タンパク質-リガンド間の結合解離定数を明らかにした(Bioorg Med Chem誌に発表、2016年)。光親和性プローブを用いた標的タンパク質のラベル化効率は、リガンド・タンパク質間の相互作用により大きく変化する。今後、これまでに開発したアミドピレンプローブを用いる結合位置解析法を様々な種類のリガンドについて検討し、scope & limitationを明らかにしたい。天然物有機化学、ケミカルバイオロジー
味覚嗜好性行動の発現における脳幹アセチルコリン神経系の関与

動物の生存に不可欠な食行動には,生体の必要度に応じて,どのような種類の栄養素をどれだけ摂取するかという,きわめて重要な過程が存在する。このような食行動の動機づけに関与する神経機構については,従来から味覚伝導路を中心に検討が進められてきたが,依然として不明な点が多かった。本研究課題では,脳内報酬系の枢軸で,ドーパミン細胞の主要な起始核である中脳腹側被蓋野と,その入出力経路が味覚嗜好性に基づく食行動の動機づけにどのように関与するのかを,脳幹部,とくに脚橋被蓋核などのアセチルコリン投射系に焦点を絞って検討した。破壊行動学的,神経解剖学的,神経化学的実験を実施した結果,1)腹側被蓋野あるいは脚橋被蓋核の破壊は,味覚嗜好性の認知には影響せず,嗜好性に基づく摂取行動をほぼ同様に阻害すること,2)腹側被蓋野と脚橋被蓋核の解剖学的な連絡様式から判断して,脚橋被蓋核から腹側被蓋野への入力が嗜好性味溶液の過剰摂取に促進的に作用していること,3)腹側淡蒼球の破壊も脚橋被蓋核破壊と同様に味覚嗜好性行動を阻害するので,腹側淡蒼球から脚橋被蓋核に至る経路も,最終的には腹側被蓋野の働きを調節している可能性が高いこと,などが明らかになった。さらに,本研究では,これら部位と味覚第2次中継核の橋結合腕傍核の解剖学的な連絡が示唆されたが,電気生理学的に結合腕傍核のニューロン活動を調べた結果,嫌悪性味刺激は嗜好性味刺激とは異なる過程で処理されていることが判明した。本研究を通じて,近年,動機づけ行動への関与という面で関心が高まりつつある脳幹コリン作動性神経核のひとつ,脚橋被蓋核が,食行動の調節においても,とくに嗜好性情報の処理という形で役割を果たしていることが明らかになった。1.脚橋被蓋核の味覚行動への関与を明らかにするため、ラットを用いて同部位を電気的に破壊し、味溶液の入ったボトルと蒸留水の入ったボトル計2本を48時間呈示して、ラットが自由に接取した味溶液と蒸留水の量を測定した。味溶液には4基本味である甘味、塩味、酸味、あるいは苦味を呈する化学物質を用い、それぞれ3種類の濃度でテストした。各種味溶液と、対にして与えた蒸留水との摂取量から、偽手術対照動物と実験群の味覚嗜好性を判断すると、対照動物が好んで接取する0.1Mショ糖溶液の摂取量が破壊動物では対照動物より有意に少ないことがわかった。これ以外の味溶液に対する嗜好性には、破壊群と対象群の差は見られなかった。また、味覚嗜好性を増強することが示唆されているベンゾジアゼピン作動薬を投与した場合にも、対象群ではもともと好まれる0.1Mショ糖溶液の摂取量が有意に増加したのに対し、破壊群では生理食塩水を投与した場合と同レベルの摂取量しか示さなかった。側坐核、分界条床核、腹側淡蒼球など脚橋被蓋核と線維連絡を持つ部位においても、同様の実験を行ったが、味覚嗜好性行動には顕著な影響は認められなかった。2.脚橋被蓋核の細胞体が実際に上記の効果に関与しているか否かを確認するために、興奮性アミノ酸(NMDA)を同部位に微量注入し、より特異的な破壊を行って同様の行動実験を行った。組織学的に両側性の脚橋被蓋核破壊が確認された動物では、電気的破壊の場合と同様に、対照動物で見られる嗜好性の高い溶液に対する過剰摂取が障害された。

3.以上の結果と先行研究の知見を総合すると、脚橋被蓋核は、中脳腹側被蓋野と同様、嗜好性の認知というよりも、嗜好性に基づいて接取を促進する動機づけの過程に関与すると考えられる。今後は、脚橋被蓋核のアセチルコリン細胞がどの程度、この過程に関係しているかを解明していく予定である。1.前年度は、アセチルコリン細胞の起始核の一つである脚橋被蓋核が、ショ糖などの嗜好性味溶液の摂取行動に促進的な役割を果たすことを、ラットを対象とした行動学的実験により明らかにした。本年度は、この結果をもとに、脚橋被蓋核へのどの種の入力が、味覚行動の調節に関与しているかを、破壊法を用いた行動学的実験と神経解剖学的実験により検討した。2.脚橋被蓋核の線維連絡を、逆行性あるいは順行性トレーサー注入により検索したところ、脳内報酬系の一部に位置づけられている腹側淡蒼球と、双方向性の線維連絡があることが判明した。また、脚橋被蓋核・腹側淡蒼球ともに、味覚第2次中継核である結合腕傍核と線維連絡をもつことがわかった。3.前年度試みた腹側淡蒼球の電気破壊は、味溶液摂取行動に有意な影響を及ぼさなかったが、上述の解剖学的知見を考慮して、さらに腹側淡蒼球を広範囲にイボテン酸で破壊し、味覚行動への影響を調べたところ、対照動物が好んで摂取する特定濃度のショ糖、サッカリン、食塩、各溶液の摂取量が、破壊動物では対照動物より有意に少ないことがわかった。このほかの酸味や苦味などの味溶液に対する嗜好性には、破壊群と対照群の差は見られなかった。また、味覚嗜好性増強効果のあるベンゾジアゼピン作動薬を投与した場合、対照群ではショ糖溶液の摂取量が有意に増加したのに対し、破壊群ではコントロールとして生理食塩水を投与した場合と同レベルの摂取量しか示さなかった。このように、腹側淡蒼球の破壊効果は、すでに報告した脚橋被蓋核や腹側被蓋野の破壊効果とほぼ同様なものであり、これらの部位間を流れる神経情報が、嗜好性味溶液の摂取に重要な役割を果たしていることが示唆された。今後は、この神経回路の中で、アセチルコリンがいかに機能しているかを解明していく予定である。1.これまでに、脳幹部アセチルコリン細胞起始核の一つである脚橋被蓋核、及びこの部位と密接な線維連絡をもつ腹側淡蒼球の両部位が、嗜好性味溶液の摂取に促進的に働くことを、ラットを対象とした破壊行動実験により明らかにした。本年度は、脚橋被蓋核のおもな出力部位の一つであり、かつ、ドーパミン細胞の主要な起始核として知られる中脳腹側被蓋野が味溶液摂取行動に及ぼす影響について再吟味し、腹側被蓋野は味覚嗜好性の認知的側面には関与せず、むしろ嗜好性に基づく味溶液の過剰摂取、すなわち動機づけの側面に関与することを示す実験成績を公刊した。この知見は、脚橋被蓋核の出力が腹側被蓋野の動機づけ機能を調節することを示唆するもので、アセチルコリン細胞の重要性が再認識された。さらに、アセチルコリンの作動薬や阻害剤を脚橋被蓋核に微量注入して味溶液摂取に及ぼす影響を調べているが、明確な結果が得られるまでには、やや時日を要する。2.嗜好性味溶液の過剰摂取に関与する上記の脳部位に、どのような形で味覚入力が影響するのかについては、これまでほとんど不明であった。トレーサー注入による線維連絡の解析を継続して実施した結果、味覚第2次中継核である結合腕傍核と上記脳幹部位との関連性が明らかになったので、結合腕傍核自体が嗜好性あるいは嫌悪性味刺激の情報処理にどのように関与しているかを、電気生理学的実験により調べた。通常、動物が嫌悪する酸味刺激をさらに忌避するように条件づけ処置を行うと、酸味刺激に対する結合腕傍核ニューロン応答はより嫌悪性の強い応答パターンに変化することを見出し、その成績を公刊した。
義歯症に付着するカンジダによる炎症性サイトカイン誘導と義歯性線維症

表記研究の出発点である「義歯床粘膜面に付着・増殖したCandida albicansが局所で炎症性サイトカイン産生を誘導して,義歯性口内炎発症に係わるのではないか」との作業仮説を検証するための最初のステップとして,鹿児島大学歯学部口腔細菌学教室に保存されたC.albicans菌株のなかから3135(血清型A),1001および3(いずれも血清型不明)を選びそれらの酵母型菌体と3135株の細胞壁画分のサイトカイン誘導作用を検討した。供試菌株はサブロ-培地で培養し,ステ-ショナルフェースの菌を集菌した。細胞壁は凍結乾燥菌体をガラスビーズで破砕して調製した。in vivo実験は,C3H/HeNマウスに予めMDP(細菌細胞壁ペプチドグリカンの生物活性を担う合成標品でマウスのサイトカイン誘導物質に対する反応性を高める作用がある)100mugを静注し,4時間後に3135株の菌体ならびに細胞壁画分各500mugを静注し,その90分後の血清中のサイトカイン活性を測定した。in vitro実験は,健康成人の末梢全血培養にテスト標品(100-0.1mug/ml)を添加し,24時間後の培養上清中のサイトカイン活性を測定した。腫瘍壊死因子(TNF)活性はアクチノマイシンD処理したL929細胞に対する殺作用を,インターロイキン(IL)-6活性はMH60.BSF2細胞増殖刺激作用をそれぞれ指標にして測定した。その結果,3135株菌体はマウス血清中にIL-6活性を誘導したが,明確なTNF誘導活性は示さなかった。なお同菌の細胞壁画分を注射されたマウスはアナフィラキシ-様反応を示し,全例1時間以内に死亡した。従って,血清サイトカインは測定できなかった。ヒト全血培養系では供試3菌体ならびに細胞壁画分の何れもがIL-6ならびにTNF活性を誘導した。なかでも細胞壁画分の活性が最も強かった。今後,細胞壁画分の活性構造を追究すると共に,ヒト口腔粘膜の上皮細胞や線維芽細胞培養でのサイトカイン誘導作用等についても検討したいと考えている。
ヒトラクトフェリンを利用した歯周治療用エンドトキシン検知薬の開発

1.リポ多糖に対する結合力の評価:平成15年度と同様に,LPSとLBPの結合を阻害する能力をポリミキシンBを基準として繰り返し測定した。平成15年度の結果と併せて考えると,hLfのLPS-LBP結合阻害能はポリミキシンB換算で0.2nM程度,hLf33Kは0.08nM程度,hLf33Rは0.05nM程度で各試薬の阻害能の間には有意差が認められた。2.培養単球系細胞からの炎症性サイトカイン産生に対する影響:THP-1細胞に,E.coli由来のLPSを加えて,さらにhLf, hLf33RあるいはhLf33Kを加えて,培養上清中のTNF-α量およびLDH活性を測定した。いずれの試薬を加えても,TNF-α量(約70%に)およびLDH活性(約80%に)は有意に減少したが,各試薬間で有意差は認められなかった。また,生細胞への色素取り込みを指標とした細胞増殖については,いずれの試薬も影響を与えなかった。3.培養細胞の化学走化性に対する影響:THP-1細胞に,LPSを加えてボイデンチャンバー法にて化学走化性を測定した。hLf, hLf33RあるいはhLf33Kいずれを加えても,化学走化性は有意に減少したが,各試薬間で有意差は認められなかった。4.検知薬用色素の選択と合成ペプチドとの結合方法の検討:キリヤ化学株式会社(大阪)に食用色素とラクトフェリンの結合法について問い合わせを行った。当初の計画のように,認可済みの食用色素を化学結合(共有結合)でラクトフェリンに結合させると,別の物質になり認可はされないとのことであった。また,hLf33RあるいはhLf33Kを合成する際に色素を結合させて合成する可能性についてシグマジェノシス(札幌)に問い合わせたが,技術的に難しいとの回答を得た。今後は,ラクトフェリンを介してではなく直接,歯石あるいはエンドトキシンに吸着しやすい食用色素を探索したい。1.リポ多糖(LPS)結合ペプチドの合成:ヒトラクトフェリン由来ペプチドhLf33K(GRRRR SVQWC AVSQP EATKC FQWQR NMRKV RGP),hLf33Kの29番目のアミノ酸をリシンからアルギニンへと変換したhLf33R,およびポリミキシンBのアミノ酸置換体であるSAEP-4(合成抗エンドトキシンペプチド;KFFKF FKFF)を合成し実験に供した。2.リポ多糖に対する結合力の評価:当初の計画ではE.coli由来あるいはA.actinomycetemcomitans由来のLPSを調製して測定系を構築する予定であったが,代替となる市販のキット(Endoblock LBP ELISA test kit)が発売されたのでこれを利用した。このキットにより,LPSとLBPの結合を阻害する能力をポリミキシンBを基準として測定した。hLf,hLf33K,hLf33RおよびSAEP-4を被験試薬として使用した。6-7回測定をした結果,同じモル濃度を使用した場合はhLfが阻害能力が一番高く残りの合成ペプチドは阻害能力が低かった。3.培養単球系細胞からの炎症性サイトカイン産生に対する影響:ヒト由来単球系細胞(THP-1)に,E.coli

由来のLPSを加えて培養し,培養上清中のTNF-α量およびLDH活性を測定した。培養系にLPSと同時にhLfを添加することにより,TNF-α量およびLDH活性は減少した。また,LPSをTHP-1細胞に添加すると化学走化性が亢進した。しかし,LPSと同時にhLfを添加することにより亢進した化学走化性は抑制された。4.培養ヒト歯肉線維芽細胞の抜去歯への結合に対する影響:抜去歯の根面上でヒト歯肉線維芽細胞を培養し,根面と線維芽細胞の結合状態を電子顕微鏡で観察する予定であった。しかし,担当する共同研究者の小鷲悠典が急逝したため結果は得られなかった。1.リポ多糖に対する結合力の評価:平成15年度と同様に,LPSとLBPの結合を阻害する能力をポリミキシンBを基準として繰り返し測定した。平成15年度の結果と併せて考えると,hLfのLPS-LBP結合阻害能はポリミキシンB換算で0.2nM程度,hLf33Kは0.08nM程度,hLf33Rは0.05nM程度で各試薬の阻害能の間には有意差が認められた。2.培養単球系細胞からの炎症性サイトカイン産生に対する影響:THP-1細胞に,E.coli由来のLPSを加えて,さらにhLf, hLf33RあるいはhLf33Kを加えて,培養上清中のTNF-α量およびLDH活性を測定した。いずれの試薬を加えても,TNF-α量(約70%に)およびLDH活性(約80%に)は有意に減少したが,各試薬間で有意差は認められなかった。また,生細胞への色素取り込みを指標とした細胞増殖については,いずれの試薬も影響を与えなかった。3.培養細胞の化学走化性に対する影響:THP-1細胞に,LPSを加えてボイデンチャンバー法にて化学走化性を測定した。hLf, hLf33RあるいはhLf33Kいずれを加えても,化学走化性は有意に減少したが,各試薬間で有意差は認められなかった。4.検知薬用色素の選択と合成ペプチドとの結合方法の検討:キリヤ化学株式会社(大阪)に食用色素とラクトフェリンの結合法について問い合わせを行った。当初の計画のように,認可済みの食用色素を化学結合(共有結合)でラクトフェリンに結合させると,別の物質になり認可はされないとのことであった。また,hLf33RあるいはhLf33Kを合成する際に色素を結合させて合成する可能性についてシグマジェノシス(札幌)に問い合わせたが,技術的に難しいとの回答を得た。今後は,ラクトフェリンを介してではなく直接,歯石あるいはエンドトキシンに吸着しやすい食用色素を探索したい。
自分の子どもに伝えられるおもしろ生物実験の開発と実践

1研究の目的・意義子ども達の理系離れが叫ばれて久しい。高等学校においても、文理の類型選択に理科や数学を不得意とするおいて多くの生徒が理類型をさけ、文類型を選択する傾向が強い。本校では、文類型で2年、3年で合計5単位生物の授業を行っている。3年生の私立文系の類型では例年時間に余裕があり、実験観察の授業を積極的に取り込んでいるが、必ずしも体系化された授業とはなっていない。そこで、生物の不思議のテーマの基に体系的に計画的に実験を行う。それぞれの実験に際してアンケートを実施する。アンケートで生徒の意識調査をすると同時に、アンケートの質問によって自分の経験を他人に伝える意識を持たせるようにする。2研究方法・計画次の項目に分け、実験を実施した。(1)植物の生殖の不思議(1)弾子の観察(2)タンポポの綿毛の観察(3)群落遷移と種子の大きさ(2)自分の体の不思議(1)スリップ現象(2)網膜(3)立体視の原理(4)反応の速さと心理(3)アントシアニンの秘密(1)アジサイ、紫蘇の葉の色素(2)赤キャベツで焼きそば(3)紫蘇の葉でペークロ(4)日本人の主食米の秘密(1)古代米の観察(2)発芽玄米のしくみ(3)グルテンの作成(5)生物の体の不思議(1)ウミホタルの発光(2)折り紙で脊椎動物(3)犬の折り紙3研究の成果(1)実験考察の集約(アンケートの実施)(1)興味の有無(2)知人へ話すか(3)自分の子どもに話すかについてアンケート調査した。(2)集計結果(1)興味の有無ほとんどの生徒が実施した実験興味を持った。定期考査の問に対しても正答率が高く、成績がよい、悪いには相関がなかった。(2)知人へ話すかと自分の子供に話すかは同じ傾向が見られた。まだ実験を行っていないクラスの生徒も、友達からの情報で実験内容を理解しており、興味のある話題については情報伝達が早かった。<アンケート結果>No.1赤キャベツで焼きそばNo.2スリップ現象No.3ウミホタルの発光(3)自分の子供に伝えたい実験(家でやってみた)<アンケート結果>No.1赤キャベツで焼きそばNo.2スリップ現象No.3犬の折り紙ウミホタルの実験を家で見せたいからどのようにして入手方法の質問が多かったが、高価で、かつ入手方法が特殊なため、残念がる生徒が多かった。
各種の新しい手法の開発とそれらによる力学挙動の解明に関する研究

新しい無機系先端材料の開発を目的に、製造・評価両面の新しい手法の開発を進めた。プロセッシングに関しては、焼結、HIPマップの作製、CIPの粒子流動シュミュレーション解析、そして衝撃波を利用した粉体結合の手法の開発を行っている。また、高靱性を目指したセラミックスおよびその複合体のホットプレスによる製造法を確立し、各種のウィスカー、分散粒子を利用した複合材料を開発している。特に、ナノ複合材料に関しては、耐熱、高温度、高靱性材料として世界に冠たる複合材料の作製に成功している。これら材料の力学特性評価を目的に、衝撃音を利用した弾性定数測定システムを作成し、非破壊評価法として異方性複合材料のはく離検出などを対象に、ラム波を利用した超音波法、マイクロクラックの検出を目的としたAE法、およびフラクト放射法の適用を進めた。また、AE法を用いて、微視割れ生成の限界応力導出は新しい応用として注目される。力学挙動の解明に関してはモンテカルロ法による統計的シュミュレーション手法に加えて負荷速度に注目した応力腐食割れの強度への影響に関する試験を進めた。また、新たな熱衝撃試験法と加工面の微視割れを熱衝撃により検出する手法を開発して、一方、衝撃特性に関しては荷重による動的破壊靱性K_<ID>の導出、粒子衝撃による衝撃劣化評価を進め、絶縁破壊を利用した試験を含め、試験法の開発が系統的に進められた。無機系先端材料開発において最大の課題は、その脆性を克服し、高靱性複合材料の開発にあるが、そのためには主き裂先端のマイクロクラックの評価、および界面せん断力の評価に基づく微視破壊機構の解明が、共通基盤的な課題といえる。本研究ではAE原波形解析によるマイクロクラック評価、およびプルアルト、引張り、硬さ法によるせん断力評価法を行い、その試験法開発をほぼ達成したといえる。
母子間デタッチメントの神経基盤および社会性発達に及ぼす影響の解明

哺乳類では母と子の結びつきであるアタッチメントの違いが子の心の発達に影響することよく知られている。一方、離乳時期には母とのデタッチメントが必ずあり、子の無視や子への過干渉などの違いがみられる。本課題では母マウスが子マウスから離れる状況で活性化する前頭前皮質ー視床室傍核神経回路に着目し、この回路がデタッチメントを制御する神経回路であること実証する。またこの神経回路の人為的操作などによって子マウスを無視、また過干渉をする母マウスを作出し、それらに育てられた子マウスの社会性発達を追跡する。デタッチメントの違いが子の社会性発達にどのような影響を及ぼすのか、神経メカニズムまで含めた体系的な理解を目指す。