hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
都市街区スケールとメソスケールをつなぐ大規模数値計算

また,現地観測を実施し,本計算モデルの比較検証のための都市街区気象観測データの取得を行った.本年度は,(1)モデルのバリデーション,(2)都市の大規模計算,について実施した.モデルのバリデーションでは大気境界層の現地観測データ及び,Navier-Stokes式の差分法に基づくLESモデルの結果との比較を行った.結果として,境界層内の温度上昇や,境界層高度の発達速度などについて他の観測及び計算事例との大きな違いが見られたが,格子ボルツマン法の計算過程における外力の付加方法を変更することで,その違いが概ね修正された.また,東京都臨海部における19.6km×4.8km×2kmの領域を格子解像度2mで解像した計算領域を設定し,不安定大気安定度下で流れ方向に発達する都市大気境界層の計算を実施した.初期境界層高度を500mで一様に与え,地面及び屋根面から一様な熱を与えた.積分時間を2時間とし,後半1時間の平均を取ることで安定した乱流統計量が得られた.中立大気安定度での計算結果と比較すると,初期境界層高度に達するまでは境界層高度の発達が速く,流れ方向に伸びた筋状の乱流構造は中立時より幅が大きくなることなどの,基本的な性質が再現されていることを確認した.本年度得られた成果は国際会議(国際都市気象学会ICUC10)で発表した.昨年度は格子ボルツマン法LESモデルに,温度(スカラー)の移流拡散と浮力の導入を行った.本年度は(1)モデルバリデーション,(2)都市の大規模計算の実施,(3)国際会議での発表,を行った.モデルバリデーションでは昨年度作成したモデルの問題点を洗い出し,モデルの修正を行った.(2)では大規模計算執行に伴う作業上の問題点を解決しつつ,長時間の積分を達成した.(3)では国際会議での発表を行い,国外で格子ボルツマン法を使用している研究者との意見交換を行った.以上の通り,研究計画全体として概ね順調に進展している.東京都臨海部を対象とした水平10 km規模の領域を,建物を解像できる格子幅で分割した,実都市大気境界層の大規模計算を実施する.熱の境界条件に関しては,別途準備した都市熱収支計算のデータベースを用いる.計算結果のバリデーションについては昨年度実測した地上観測データを用いる.積分時間に関して,堅固な時間平均統計量を得るため30分以上の平均化時間を確保する.計算事例として,夏季,冬季における日中のシミュレーションを実施する.得られた結果より,大気乱流と都市建物の関係について検討する.次年度は大気安定度や初期境界層高度を変えた計算を実施し,対流混合層や不安定下の接地境界層の性質(乱流統計量)と,都市街区形状との関連について議論する.また,実都市の3次元熱収支モデルの計算から得られた都市の熱境界条件とした計算を行い現地観測結果との比較を行う.得られた成果を論文にまとめる.昨年度はモデル開発が遅れたため外部発表を次年度に見送りました.そのため本経費は次年度の旅費として計上します.ストレージ代が予定より安く済んだため次年度使用額が生じた。残額は次年度の計算結果保存のためのストレージ代に充てる予定である。
メディエーター複合体による液相形成とその転写制御機構の解明

本研究では、解明が進んでいない転写における液相の機能を明らかにする。これは細胞内における転写反応の詳細な理解に欠かせない取り組みである。液滴様の構造は核内のみならず、高分子が混み合った細胞質でも形成され、細胞内を高度に区画化していると考えられる。このように、本研究での知見は、DNA複製・修復・組換え、細胞内シグナル伝達、細胞増殖・分化などの他の生命科学分野にも活かされことが期待できる本研究では、解明が進んでいない転写における液相の機能を明らかにする。このように、本研究での知見は、DNA複製・修復・組換え、細胞内シグナル伝達、細胞増殖・分化などの他の生命科学分野にも活かされことが期待できる
X線による銀河間物質探査のためのマグネティックカロリメータの開発

1.30%Er置換YAG結晶の磁気的特性の測定Er置換YAG結晶の比熱を93mK-8Kの低温化で磁場を8Tまで印加して測定し、磁気エントロピーを求めた。2.マグネティックカロリメータセンサーの製作金を赤外線真空炉で溶融し、希土類であるErを希釈することでセンサーの製作を行った。Erの希釈量をRF-SQUIDを用いて計測し,溶融時間のコントロールによってより均一な希釈濃度のセンサーを製作することが可能となった。センサーの切り出し、加工をおこない、放射線計測用のチップの製作を行った。3.極低温用SQUIDアンプの設置配線の工夫により、1K以下の温度下で使用できるDC-SQUIDを導入し、冷凍機内でのセンサのセットアップをおこなった。センサはSQUID上に直接設置した。超伝導線を用いたコイルを自作し、これも冷凍機内部におくことでセンサへの磁場の引加を可能にした。周囲の磁気遮蔽手法を工夫することで、磁場を引加した状態でもSQUIDを動作させることに成功した。4.銀河間物質の観測的、理論的研究銀河間物質の温度分布等について、日本のASCA衛星、アメリカのChandra衛星などを用いて観測的研究を行った。またより低温な銀河間物質からのX線放射について、理論モデルを構築し、将来の観測可能性を示した。1.希土類置換YAG結晶の物性測定当初の予定通り、30%Er^<3+>置換YAG結晶をの低温かつ磁場を印加した状態での比熱、磁化を測定することに成功した。Er原子とYAG結晶との相互作用による効果のため、磁化は複雑な振舞を示すことがわかった。またErが高濃度に含まれているためか、Er-Erの相互作用も現れた。これらの結果から、放射線検出器としての可能性を確認できた。一度α線照射実験も行なったが、パルスの検出には成功しなかった。熱伝導率が大きいためではないかと考えている。2.希土類熔融金属センサの作成準備希土類を金などの金属に微量熔融し、時定数の短いセンサを製作する準備を進めている。今年度は、真空中に赤外線を導入し1300°Cまで加熱する装置を製作した。3.銀河間物質の観測的研究Lyman α吸収を示すクェーサーPKS2145+067のX線スペクトルを観測、解析し、電離した物質の総量に制限を与えた。また銀河団内の銀河間物質の温度等を観測的に決定した。1.マグネティックカロリメータセンサの製作本年度は、赤外線を真空容器中に導入し、金を溶融する装置を作成し、希土類であるErを希釈することが可能となった。Erの希釈量については、RF-SQUID装置を用いて磁化を測定することによって、定量的に分析を行った。予想通りではあるが、金とErの溶融時間が短い場合は、サンプル中でのEr濃度が均一ではないことが確認できた。また目標である数100ppmの希釈量は、非常に微量であるために混合量のコントロールが困難であったが、希釈を複数回行うことで、製作することが可能となった。また磁化の測定によって10ppmのレベルでEr濃度を測定できることも確認された。溶融後のセンサの切り出し手法について、検討をすすめている。2.SQUIDアンプの冷凍器内部への設置3Heを用いた小型冷凍器の内部に、SQUIDアンプの設置を行った。磁場印加、およびSQUIDからの読み出しができるように配線等を整備した。3.銀河間物質の観測的研究ASCAおよび米国CHANDRA衛星による観測的研究を継続している。今年度は複数の銀河団中の温度が非一様であることおよび、平衡状態でないことを示した。また銀河団中心にみられる低温成分についての研究を行い、銀河団中心では放射冷却を埋め合わせるためのなんらかのエネルギー供給が行われていることをしめした。1.マグネティックカロリメータセンサーの製作昨年度に引き続き、金を赤外線真空炉で溶融し、希土類であるErを希釈することでセンサーの製作を行った。

Erの希釈量をRF-SQUIDを用いて計測し、溶融時間のコントロールによってより均一な希釈濃度のセンサーを製作することが可能となった。センサーの切り出し、加工をおこない、放射線計測用のチップの製作を行った。2.極低温用SQUIDアンプの設置配線の工夫により、1K以下の温度下で使用できるDC-SQUIDchipを導入し、冷凍機内でのセンサのセットアップをおこなった。センサはSQUID上に直接設置した。超伝導線を用いたコイルを自作し、これも冷凍機内部におくことでセンサへの磁場の引加を可能にした。周囲の磁気遮蔽手法を工夫することで、磁場を引加した状態でもSQUIDを動作させることに成功した。3.銀河間物質の観測的、理論的研究銀河間物質の温度分布等について、日本のASCA衛星、アメリカのChandra衛星などを用いて観測的研究を行った。またより低温な銀河間物質からのX線放射について、理論モデルを構築し、将来の観測可能性を議論する論文を執筆し、投稿中である。
受容体型チロシンキナーゼを介した消化管間質細胞の発生分化

マウス消化管筋層における間質細胞(カハール介在細胞と線維芽細胞)の発生分化について、受容体型チロシンキナーゼc-KitとPDGF受容体αの発現と機能解析を行った。カハール介在細胞は胎生中期からc-Kitを発現し各種Wミュータント(c-Kit遺伝子変異)では細胞種特異的に発生が阻害された。PDGF受容体αは胎生初期から中胚葉由来細胞に広く発現し、胎生後期に線維芽細胞に特異的に発現することが明らかになった。消化管筋層における機能調節を行う間質細胞としてカハール介在細胞と線維芽細胞が存在し、固有のネットワークを筋層内に構成している。これらの細胞の免疫化学的性質を明らかにする目的で研究を進めた。また、これらの細胞は胎生期に間葉系細胞から発生することが知られ、その発生分化が如何に行われるか、如何なる分子により司られるか研究を遂行した。3.カハール介在細胞の発生に関与する分子を検索する目的で、正常マウスにおける出生前後の小腸筋層を試料としてDNAマイクロアレイ解析を行った。同じく、胎生期マウス中腸における遺伝子解析のため正常マウスとc-Kit変異W/Wマウスを比較するDNAマイクロアレイ解析を行った。これらに関しては今後、詳細な遺伝子発現変化を解析し、カハール介在細胞発生のおける意義について検討を進める予定である。1.カハール介在細胞の発生にはc-Kitが必須であることが知られるが、c-Kit遺伝子プロモーターに変異を持つWshミュータントマウスを解析し、c-Kit発現が見られないにもかかわらず、カハール介在細胞の一群が正常に発生分化していることを明らかにした。昨年はマーカーとしてNKl受容体に対する抗体を用いたが、本年はカハール介在細胞由来の腫瘍GISTで発現の多い分子TMEM16a(anotacmin1)が正常カハール介在細胞のマーカーであることを確認した後、Wshミュータントマウスを解析した。結果、胃体部から幽門部ICC-MY、小腸ICC-DMP、結腸ICC-MYとICC-SMがc-Kit発現が無いにもかかわらず存在していることを明らかにした。同時にこれらの細胞を電子顕微鏡で確認した。2.カハール介在細胞の発生に関与する分子を検索する目的で、胎生期マウス中腸における遺伝子解析のため正常マウスとc-Kit変異W/Wマウスを比較するDNAマイクロアレイ解析を行った。変異マウスで発現の減少していた遺伝子のうち、MSX2とTrkBの解析を進め、両分子が胎生期を通じて発現が少なく、カハール介在細胞の発生に関与していることが示唆された(BBRC,2010)。カハール介在細胞と線維芽細胞の研究を効率的に進めるため、それぞれc-Kit-GFPマウスとPDGFRα-GFPマウスを導入した。2.線維芽細胞の細胞学的特性と発生起源を明らかにする目的で、PDGFRα-GFPマウス消化管からセルソーターにより線維芽細胞を分取した。線維芽細胞はCD34発現の有無により更に分類出来るため、筋層からPDGFRα+/CD34-およびPDGFRα+/CD34+、粘膜からPDGFRα+/CD34+の表現型を持つ細胞を分取しDNAマイクロアレイ法により発現分子の解析を行った。
宇宙航空部品の軽量化のためのプラズマ溶射によるプラスチックの表面高機能化

本研究は、ガストンネル型プラズマ溶射法により軽量機材であるプラスチック表面に金属膜などをプラズマ溶射し、航空宇宙部品として汎用性を高めるため、その機械的性質など機能性の向上を目指した。その結果、ガストンネル型プラズマ溶射法により10 kW以下の電力で50-100ミクロンの銅、ニッケル等の金属膜をプラスチック表面に短時間で作製することができ、また、3kW級の小型省電力の溶射トーチの開発により、より簡便に高機能の金属・プラスチックス複合材料を得ることができた。この場合、Cu膜については酸化の抑制が可能であり、膜品質を簡単に制御できる。本年度は従来行われているプラスチックの表面処理技術について文献サーチを行い、効果的な表面高機能化について統一的見解を提示するとともに、プラスチック樹脂への金属、セラミックス粉末溶射の現状を明らかにした。また、ガストンネル型プラズマ溶射を用いて、銅、ニッケル、チタン、アルミ等の金属粉末をプラスチック樹脂表面に溶射し、高機能性を付加した金属/プラスチック複合材料を作製した。この場合、金属・合金皮膜特性を解明し、ビッカース硬さや引っ張り強度など機械的特性、傾斜機能性について明らかにした。また、それらの金属皮膜とプラスチック樹脂との複合・接合機構を考察した。特に金属粉末を用いた溶射膜について、その酸化率を明らかにし、ガストンネル型プラズマ溶射プロセスの特徴から酸化プロセスを検討した。なお、現在、ガストンネル型プラズマ溶射により、ジルコニア、アルミナなどセラミックス粉末、および金属との複合粉末をプラスチック樹脂表面に溶射し、耐熱性、耐食性などに優れた機能をもつ金属・セラミックス複合プラスチック材料を作製するための準備を行っている。ガストンネル型プラズマ溶射によりプラスチックに金属膜などをコーティングし、プラスチック表面の複合化による航空宇宙部品への適用に関する研究を行っている。本年度はまず、プラスチック樹脂への金属粉末溶射について、出力2kW(50A, 40V)までの小型のガストンネル型プラズマ溶射装置を開発した。この場合、作動流量、出力、溶射時間、溶射距離などを変化させ、金属粉末として銅を用いてSUS表面に溶射してその溶融特性を明らかにした。金属粉末としては、銅粉末に加えて融点の低い金属である錫(Sn)の粉末を使用し、50ミクロン程度の薄膜を作製した。Sn皮膜のマイクロ構造を調べるためSEMの表面写真とXRDによる成分分析を行った。その結果、若干のSnの酸化が確認された。この酸化の少ない金属Sn膜についてはリチウムイオン電池へ応用が考えられている。また、より融点の高い金属・セラミック複合粉末溶射については、複合機能膜の高機能化のため、ガストンネル型プラズマ溶射装置の出力を3kWまで上げることができるよう装置の改良を行い、水冷電極を設計・製作した。これにより、耐熱性、耐食性などに優れた機能をもつ金属・セラミックス複合プラスチック材料の作製が可能となった。本年度は特に、出力2kWの小型のガストンネル型プラズマ溶射装置を開発し、これを用いて、金属粉末をプラスチック樹脂表面に溶射して、性能の優れた金属ープラスチック膜が可能かどうかを調べることを目標として実験を行った。作製したSn皮膜のSEM観察とXRDによる成分分析により、酸化の少ない金属膜が得られている。また、融点の高い金属・セラミック複合粉末溶射について、ガストンネル型プラズマ溶射装置の出力を3kWまで上げることができるよう、水冷電極を設計・製作した。これにより、耐熱性、耐食性などに優れた機能をもつ金属・セラミックス複合プラスチック材料を作製する準備が整っている。本年度はガストンネル型プラズマ溶射法により軽量機材であるプラスチック表面に金属膜などをプラズマ溶射し、航空宇宙部品として、さらに汎用性を高めるため、その機械的性質など機能性の向上をめざした。また、小型省電力の溶射トーチを開発し、より簡便に高機能プラスチックス複合材料を得ることを目的として研究を進めた。ガストンネル型プラズマ溶射についていえば従来20kWの電力を必要としていたものが、10kW以下でも高品質の金属Cu膜の作製が可能となった。まず、Cu粉末を用いて、5kW(80A-50V)クラスの実験を行い、ガストンネル型プラズマ溶射により、プラスチックス基板上に50ミクロン以上のCu膜を1分以下の短時間に作製した。作製した金属膜の性能について特に酸化特性について調べた。その結果従来Cu溶射膜は酸化していないと思われていたものが、より詳しいX線回折装置(XRD)による分析により、実際にはわずかながら酸化していることが分かった。これについては、その酸化メカニズムの解析のため、本研究課題で行っている金属膜作製の溶射実験と金属膜の酸化解析を、期間を延長して次年度に行い、研究の取りまとめを行う。さらに、ガストンネル型プラズマ溶射の小型化については、ガスダイバータノズルを8mmとしてプラズマアーク方式の1kW級の省電力プラズマ溶射装置を開発した。この場合従来の1.5倍ほどの入力熱効率を達成することができ、金属、セラミックスなどの溶射粉末を効果的に溶かすことができる。本年度は、出力3kWの小型のガストンネル型プラズマ溶射装置を用いて、融点の高いCuの粉末を用いてプラスチック樹脂表面に高性能の金属膜が作製可能になった。しかし、作製したCu膜のSEM観察とXRDによる成分分析により、若干の酸化が確認されている。この場合、メカニズムの解析に想定以上に時間を要することが判明し、さらなる実験研究の必要性を生じたため、引き続き次年度に金属膜作製の溶射実験と金属膜の酸化解析等を行う。

また、3kWの高効率のガストンネル型プラズマ溶射トーチ設計により、融点の高いアルミナ、ジルコニアなどの各種セラミックスとの混合粉末による複合機能膜の作製については、実験に若干の遅れを生じており引き続き次年度に研究を進める。本研究は、ガストンネル型プラズマ溶射法により軽量機材であるプラスチック表面に金属膜などをプラズマ溶射し、航空宇宙部品として汎用性を高めるため、その機械的性質など機能性の向上を目指した。また、小型省電力の溶射トーチを開発し、より簡便に高機能プラスチックス複合材料を得ることを目的として研究を進めた。昨年終了の研究計画であったが、当初の研究目的をより精緻に達成するため、今年度まで研究期間を延長し以下の研究を遂行した。まず、ガストンネル型プラズマ溶射においては、従来セラミックス粉末を用いて20kWの電力を必要としていたが、Cu粉末を用いて、3kW(70A-50V)クラスのガストンネル型プラズマ溶射により、プラスチックス基板上に50ミクロン以上のCu膜を短時間に作製することが可能となったが、これまでの実験データのクロスチェックを行った。作製した金属膜の性能について、Cu溶射膜はほとんど酸化していないが、X線回折(XRD)による詳しい分析により、若干の酸化が観察された。その酸化メカニズムの解析の結果、溶射中の酸化に加えて溶射前の粉末の酸化、および、溶射後の膜の表面の酸化を考慮する必要があることが明らかになった。加えて3kWの高効率のガストンネル型プラズマ溶射により、シリコン(Si)粉末によるLi電池電極材料の作製を行った。また、ガストンネル型プラズマ溶射の小型化については、ガスダイバータノズル内径を12mmとして1kW級の省電力プラズマジェットを安定に生成することができている。以上の研究の取りまとめを行い、英文誌Frontier of Applied Plasma Technology,Vol.10に論文発表するとともに、ワルシャワで開催された国際会議ISAPS2017(第11回プラズマ応用科学国際シンポジウム)において発表した。その結果、ガストンネル型プラズマ溶射法により10 kW以下の電力で50-100ミクロンの銅、ニッケル等の金属膜をプラスチック表面に短時間で作製することができ、また、3kW級の小型省電力の溶射トーチの開発により、より簡便に高機能の金属・プラスチックス複合材料を得ることができた。この場合、Cu膜については酸化の抑制が可能であり、膜品質を簡単に制御できる。本研究では、科研費(挑戦的萌芽研究)の成果をもとに、独自開発のガストンネル型プラズマ溶射を用いて、プラスチック樹脂の表面に、金属、セラミックスなどの複合機能膜を様々な溶射条件で作製し、高機能を持つ表面硬化樹脂の開発を行うとともに、その作製プロセスの解明、複合機能膜の性能の向上に関する基礎的研究を行う。以上の目的に対して本年度は、1.従来の研究のサーベイによる比較検討を行い、その特徴を明確にした
スマート材料のシステム論的モデル化による高効率エナジーハーベスティング

微小発電やエネルギー回生を応用目的に,スマート材料のモデリングについて研究を行った.本課題の特色は,対象とする材料や素子を入出力のあるシステムとして系統的に数理モデルを構築し,得られたモデルをもとにシミュレーションや設計に活かすことにある.イオン導電性高分子(IPMC)センサについて,電圧発生を表す物理モデルの構築・実験を行い,さらにそのモデルの簡単化に成功した.誘電エラストマーを用いた発電では,SPCと呼ばれる回路の動作原理解明と最適設計法を示した.そして,電磁トランスデューサについて,新たな分布定数インピーダンスモデルの構築と,センサを用いないパラメータ推定手法を提案した.本課題が対象とするトランスデューサはひとつではなく,高分子アクチュエータや圧電材料などのスマート材料と,電磁トランスデューサである.以下に,トランスデューサの種別ごとに研究実績の概要をまとめる.IPMC(Ionic Polymer-Metal Composite)について:IPMCのインピーダンスモデリングと,エネルギー回生のために有効な駆動法に関して研究を行った.内部インピーダンスを正確にモデル化することは,微小な発電量を取り出すためには不可欠である.インピーダンスモデリングでは,制御工学の知見に基づき,モデル化誤差や湿潤の度合いが変動することを非構造的な動的な不確かさとして表すことを提案した.そして,日本ロボット学会学術講演会にて口頭発表を行った.エネルギー回生のために有効な駆動法に関しては論文投稿を準備中である.誘電エラストマーについて:McKayらによって従来提案されている発電回路に注目した.しかしながら,過去の文献では動作原理の解析や最適設計などは行われていないようであった.そのため,可変キャパシタとしてモデル化を行い,動作原理の解明と最適設計を行っている.現在学会発表ならびに論文投稿を準備中である.電磁アクチュエータについて:IPMCと同様,エナジーハーベスティングにおいてインピーダンスのモデル化は重要である.そのため,パラメータ推定を行う方法を検討し,その成果を国際会議SPIE Smart Structures/NDEにて発表した.さらに,エナジーハーベスティングの回路解析について,学会発表ならびに論文投稿を準備中である.本課題が対象とするトランスデューサはひとつではなく,高分子アクチュエータや圧電材料などのスマート材料と,電磁トランスデューサである.1年目と同様,以下に,トランスデューサの種別ごとに研究実績の概要をまとめる.IPMC(Ionic Polymer-Metal Composite)について:本年度は,新たにIPMCの発生電圧を表すモデルについて検討を行った.物理モデルについて,共同研究者の産総研の安積欣志博士のグループとともに研究を行い,曲げ変形に対する電場とイオン流,溶媒流に関する方程式を得た.導出された物理モデルは,湿度(IPMCの含水率)をパラメータとして含んでおり,環境の水分によって応答が異なる現象が再現できるものとなっている.実験では,変形によって生じる電圧を計測し,ステップ応答と調和応答について特性を調べた.また,電圧計測に比べて比較的計測しやすい電流についても計測を行った.以上の結果は国際会議SPIE Smart Structures/NDEにて報告を行い,また,共同研究の成果として論文が掲載された.誘電エラストマーについて:昨年に引き続き,従来提案されている発電回路のモデル化,動作原理の解明と最適設計を行った.成果は国内学会SICE SI2015にて報告を行い,また,論文を投稿中である.電磁アクチュエータについて:エナジーハーベスティングにおいてインピーダンスのモデル化は重要と考えられる.本年度は,渦電流の影響を考慮することによって,実験で観察されるインピーダンスの周波数応答を説明しうる新しいモデルを構築した.その成果については論文投稿の準備を進めている.さらに,エナジーハーベスティングの回路解析について,国際会議ICAST2015にて報告を行った.研究概要の項目と同様,以下に,トランスデューサの種別ごとに進捗状況をまとめる.IPMCについて:今年度は,IPMCの物理モデリングについて研究が進展した.とくに,湿度をパラメータとして物理現象を説明しうるモデルに着目しているところが大きな特徴である.実験においても,発生した電圧や電流の計測方法についての検討を行っている.本年度のはじめに,今後必要と考えた内容についての進展があったと考えている.誘電エラストマーについて:初年度に得られた成果をもとに,発電に必要な回路であるself-priming circuitの解析をすすめ,学会発表を行うことができた.また,学会発表だけではなく,発電に関する解析的なモデルが得られ,論文投稿につなげることができた.電磁アクチュエータについて:本年度は,インピーダンスのモデル化において,従来にない新しいインピーダンスのモデルを提案することができた.具体的には,渦電流を考慮することによって,高周波における分布定数系としての特徴をもつモデルを導出したことである.現在,論文投稿の準備をすすめている.さらに,エナジーハーベスティングのための発電回路の解析を行い,理論的には従来提案されている方法よりも多くの充電が可能であると考えている.本課題では,高分子アクチュエータや圧電材料などのスマート材料と,電磁トランスデューサが対象である.IPMC(Ionic Polymer-Metal Composite)について:IPMCのインピーダンスモデリングとエネルギー回生のために有効な駆動法,IPMCのセンサ機能の物理モデル化,IPMCの物理モデルの簡略化の3点に関して研究を行った.

モデル化では新たに非構造的な動的な不確かさとして表すことを提案した.環境の湿度によって電圧発生応答が異なる現象が再現できる物理モデルについて共同で研究を行い,実験によって妥当性の検証をした.最終年度では得られた物理モデルをもとに,簡略化されたモデルの提案を行った.得られたモデルは,制御工学で標準的な形式である有限次元線形時不変系の状態方程式として表現され,精度良く簡便なシミュレーションが可能となった.誘電エラストマーについて:McKayらによって従来提案されている発電回路に注目し,可変キャパシタとしてモデル化を行い,動作原理の解明と最適設計を行った.最終年度では,発電回路を用いた応用についても検討を行い,間欠的に温度を計測し無線送信が可能であることを実験により実証した.圧電・電磁トランスデューサについて:電磁トランスデューサのパラメータ推定をセンサを用いずに行う方法を検討した.さらに,渦電流の影響を考慮することによって,実験で観察されるインピーダンスの周波数応答を説明しうる新しいモデルを構築した.また,エナジーハーベスティングの回路について解析を行った.さらに最終年度では,電磁トランスデューサと対になる圧電トランスデューサにおいても,発電された電力を用いて振動制御する手法(シャントダンピング)についての回路の検討を行った.以上の成果は,それぞれ,国内外の学会発表ならびに学術雑誌に掲載された.微小発電やエネルギー回生を応用目的に,スマート材料のモデリングについて研究を行った.本課題の特色は,対象とする材料や素子を入出力のあるシステムとして系統的に数理モデルを構築し,得られたモデルをもとにシミュレーションや設計に活かすことにある.イオン導電性高分子(IPMC)センサについて,電圧発生を表す物理モデルの構築・実験を行い,さらにそのモデルの簡単化に成功した.誘電エラストマーを用いた発電では,SPCと呼ばれる回路の動作原理解明と最適設計法を示した.そして,電磁トランスデューサについて,新たな分布定数インピーダンスモデルの構築と,センサを用いないパラメータ推定手法を提案した.研究概要の項目と同様,以下に,トランスデューサの種別ごとに達成度をまとめる.IPMCについて:IPMCの発生電荷についてその物理モデリングと実験的計測については,研究分担者と連絡を取りながら,研究を進めているところである.今年度は,とくに,エナジーハーベスティングにおいて重要であるインピーダンスのモデル化,ならびに効率的な駆動方法に関する研究が進展した.当初の目的とはやや異なる内容ではあるが,有用性のある一般的な内容であり,今後の研究につながる重要な内容であると考えられる.誘電エラストマーについて:2年目に行う予定であった誘電エラストマーの研究については,当初の予定に比べて大きく進展している.実験装置が別途用意できたためであり,その結果,発電回路の作製と,理論的な解析を行うことができた.とくに理論的な解析についてはこれまでに行われていないため,当初の予想以上に学術的な価値が高いものである.物理シミュレーションについてはまだ行っていないため,これから研究を進める予定である.
非環式レチノイドによるオートファジー制御メカニズムの解析

本研究では非環式レチノイド“ゲラニルゲラノイン酸(GGA)"によって誘導される細胞死誘導のメカニズムには、オートファジーの不完全な応答が関与していると考えており、GGAの作用により、オートファジーの最終段階であるオートリソソームの形成を阻害することを見出した。そこで、オートファジーにおいて最終的な分解過程を担うリソソームの機能に注目し研究を行った。GGA添加の後には黄色い蛍光の顆粒状LC3が観察され、オートファゴソームが蓄積した状態であり、そこから細胞死が観察された。また、GGA添加1時間後からCTSBの酵素活性が高くなり、リソソーム膜の不安定性が増し、オートリソソーム形成が阻害されていることが示唆された。これらの事から、GGAはリソソーム中のCTSB活性を増加させ、リソソームの機能不全を誘導することにより、本来生存に働くオートファジーが完遂できないため、細胞死を誘導することが示唆された。ゲラニルゲラノイン酸(GGA)は薬効のあるハーブなどに存在する天然のジテルペノイドの1つである。ヒト肝癌由来細胞であるHuH-7細胞において、GGA添加によって細胞死が誘導される。しかし同時に本来細胞の生存に寄与するオートファジー(細胞内の内容物を分解することでエネルギーや体の構成分の元となる栄養素などを供給する)の誘導も生じていた。詳細に調べるとGGAはオートファジーの初期段階を誘導し、後期段階であるオートファゴソーム(飢餓時などにオートファジーによって形成される。細胞の内容物を取り込む袋状の細胞小器官)とリソソーム(細胞内に存在する分解酵素を多く含んだ袋状の細胞小器官)の融合は誘導できないことを見出した。GGAはオートファジーの後期段階を誘導できない為、“incomplete autophagic response"いわゆるオートファジーの不完全な応答を誘導し、本来生存に寄与するオートファジーが完結できないことが細胞死に関与していると推測し、GGAのオートファジー調節を介した肝癌予防に寄与する細胞死誘導という観点からメカニズムを明らかにし、天然に存在する栄養成分として臨床研究を展開するための基礎的研究基盤を確立することを目的として、初年度はGGAが誘導するオートファジーの不完全応答が起こるオートファジーの後期段階について詳細に調べ、オートファゴソームとリソソームの融合により形成されるオートリソソームの成熟に重要な役割を果たすことが知られているRAB7たんぱく質の機能障害をGGAが誘導する可能性を見出した。RAB7たんぱく質はリソソームに主に存在し、オートファゴソームとの融合の際、オートファゴソームに存在するLC3-IIたんぱく質と結合することが知られている。しかしながら、GGAの添加によりその結合が阻害されることをRAB7抗体を用いた免疫沈降法によって見出した。HuH-7細胞へのGGAに添加によって、発現量などに変化が生じるたんぱく質を網羅的にプロテオーム解析によって検出することを計画していたが、中間報告でも報告したようにソフトの金額のから購入ができなかった為、この点の研究が進んでいない。現在は大学の予算での購入を依頼している。しかしながら、オートファジー調節に関与するRAB7たんぱく質のGGAによる機能障害が起こることを発見できたので、焦点を当てるたんぱく質を介しての研究を進めることができている。他に、オートファジー観察用肝癌細胞の作製を計画していたが、細胞株によっては目的のたんぱく質の発現量が低く、研究には用いにくい細胞があったので、作成できた細胞について研究を進めた。オートファジー関連遺伝子のノックアウト肝癌細胞の作製については、RAB7たんぱく質のノックアウト細胞の作製を進めているが、まだできていない。そこでRAB7たんぱく質の機能阻害の働きを持つたんぱく質を発現させた細胞(RAB7の働きが無くなった細胞)を作製し、研究を進めている。また、メタボローム解析は行っているので、GGA添加後の代謝産物の変化を追うことで、その産物の産生などに関与すると思われる代謝経路に関与するたんぱく質についてのプロテオーム解析を外注することも検討している。また、オートファジー調節を介した細胞死メカニズムの解明を行っている際に、細胞死に関与する機序の一つであるERストレス応答もGGAによって誘導されることが見出されたため、基礎的研究基盤を確立するという本研究の目的に寄与する研究成果が得られたと考える。さらに、平成28年度の計画していた計画していたp53たんぱく質とオートファジーの不完全な応答の誘導との関連に関する研究のための細胞の作成などを行っており、おおむね順調に研究が進捗していると思われる。前年度、GGAが誘導するオートファジーの不完全応答について詳細に調べ、オートファゴソームとリソソームの融合により形成されるオートリソソームの成熟に重要な役割を果たすことが知られているRAB7たんぱく質の機能障害をGGAが誘導する可能性を見出した。28年度はさらに、GGAによるオートファゴソームとリソソームの融合の阻害メカニズムとして、RUBICONたんぱく質が関与する可能性を見出した。RUBICONたんぱく質はBECN1たんぱく質と複合体を形成することで、オートファゴソームとリソソームの融合を阻害することが近年わかってきたタンパク質である。HuH-7細胞へのGGAの添加によってRUBICONたんぱく質が顕著に増加し、オートリソソームの形成が顕著に低下した。

この結果は2016年度に行われた第39回日本分子生物学会年会にて発表した。オートリソソームの形成には本来BECN1たんぱく質とUVRAGたんぱく質の複合体が関与するが、RUBICONたんぱく質はこの複合体ができるのを阻害すると考えられており、現在はこれらのたんぱく質に対する免疫沈降法などで複合体の形成に変化が生じるかなどを検証している段階である。また、28年度はp53たんぱく質の変異体を発現させた細胞株(ヒト肝癌細胞株Hepa3Bを用いた)を作製し、GGA添加後のER stress応答の変化について検証を開始し、現在も継続中である。本来研究計画に盛り込んでいたプロテオームによるオートファジー関連たんぱく質の網羅的解析は、初年度の中間報告で述べたように、現在も予算が工面できず実行できていない。しかしながら、予定通りに研究が実行できなかった場合の他の実験系(p53たんぱく質の変異がGGAの刺激にどのような影響を与えるかの解析など)については実験法などを確立し、現在も続行することができている。現在はERストレスとの関連について結果を検証しており、p53の変異とGGGAが誘導する細胞死との間に関連がありそうなので、そちらの検証に力を入れている段階である。また、学会発表などで他の研究者の意見を聞く機会を得ることで、細胞死の誘導メカニズムに関与すると思われる新しい研究対象(前述したRUBICONたんぱく質など)を見出すことができ、その研究に関しても検証実験を継続している段階である。28年度に作成を予定していたオートファジー関連遺伝子のノックアウト細胞の作製については、ノックアウトする遺伝子をもう少し絞りたいと考えているので、前述の研究結果をまとめてから着手したいと考えている。RUBICONたんぱく質に関しては、GGAの添加によってたんぱく質レベルで発現量が増加することから現在ノックアウトを実行中であり、検証を進めている。医療用ハーブなどに天然に存在する栄養成分であり、イソプレン単位4個からなる非環式ジテルペノイドであるゲラニルゲラノイン酸(GGA)を利用した肝癌細胞の細胞死誘導において、そのメカニズムの作用点をヒト肝癌由来細胞株のHuH-7細胞を用いて、遺伝子発現の解析などによって解明しようとしている。GGAの細胞死誘導メカニズにはオートファジー応答、ERストレス(UPR)などが関連していることを見出してきたが、この二つは本来細胞の生存に働く機構であり、GGAによる細胞死誘導ストレスがこの機構を上回る、あるいは応答が不完全であるため細胞死に至ると考えた。GGAが誘導する不完全なオートファジー応答は、オートファゴソームとリソソームの融合阻害ではないかと考え、その二つの細胞小器官の融合阻害に関与するRUBICONタンパクに着目し動態を検証した。HuH-7細胞へのGGA添加後RUBICON
がん細胞の運命決定に働く淘汰圧の自己形成と回避の機構

本研究では、淘汰圧形成の責任分子としてヒアルロン酸(HA)に着目し、淘汰圧下に生じるがん幹細胞の選択的な増幅と回避の機構について研究した。そして、HA過剰産生乳癌では、対照に比してがん幹細胞様細胞が増幅していることをフローサイトメトリー解析により明らかにした。また、HA過剰産生のがん幹細胞の培養上清中には、対照細胞の上清に比べてTNF-αやTGF-βの産生が有意に増加していた。以上の結果から、がん幹細胞はHA依存的にTNF-αの産生を促してマクロファージを賦活化し、癌組織内に淘汰圧を形成すること、そして、TGF-βの抗腫瘍免疫作用によって、淘汰圧から回避すると考えられた。本研究では、「がん細胞自らがその生存に不利な環境をがん組織内に形成することで、細胞の淘汰を促進して、集団として拡大戦略を図る」という淘汰圧の自己形成と回避の機構を提案し、その解明を目指して研究に取り組んだ。今年度は、乳がん特異的にヒアルロン酸を過剰産生するコンディショナルトランスジェニックマウス群の乳がん組織からがん細胞を樹立し、対照がん細胞とマクロファージ活性化に対する作用や各種炎症性サイトカインの発現について比較検討した。NF-κB応答性にレポーター分子(Secreted Embryonic Alkaline Phosphatase; SEAP)を発現するRAW-Blueマクロファージ細胞株を用いてがん細胞と共培養し、がん細胞によるマクロファージ活性化をレポーター分子の発現を指標に解析した。その結果、ヒアルロン酸過剰産生乳がん細胞の培養上清中には、対照がん細胞の上清に比べてマクロファージ賦活化作用を有する因子が多く含まれていることが分かった。次に、炎症性サイトカインの発現を検討したところ、TNF-αの発現がヒアルロン酸過剰産生乳がん細胞で有意に亢進していることを明らかにした。以上の結果は、がん細胞におけるヒアルロン酸の産生増加により、炎症性サイトカイン産生能とマクロファージ賦活化能が高まることを示唆している。今後、マクロファージ活性化に続く免疫細胞賦活化の機構を解析し、がん細胞の生存に不利な環境が形成される機構の詳細とその淘汰圧を回避する機構について、細胞生物学的及びマウスへのがん細胞の移植実験により明らかにする予定である。我々はこれまでに、ヒアルロン酸を過剰産生する乳癌発症モデルマウスを作製し、乳癌におけるヒアルロン酸産生の増加が、癌進展を加速することを明らかにしてきた。この結果に基づいて、本研究では、ヒアルロン酸依存的な淘汰圧下に生じるがん幹細胞の選択的な増幅と淘汰圧からの回避機構の解明を試みた。まず、ヒアルロン酸を過剰産生する乳癌発症モデルマウスと対照マウスに発生した乳癌から乳癌細胞を樹立し、がん幹細胞の割合をフローサイトメトリー解析により測定した。その結果、ヒアルロン酸を過剰産生する乳癌では、対照に比してがん幹細胞様細胞が増幅していることを明らかにした。さらに、Hoechst33342色素の排除能を指標にSide population (SP)細胞と非SP細胞を分離した。フローサイトメトリー解析の結果、ヒアルロン酸過剰産生乳癌由来のSP細胞中には、がん幹細胞様細胞が濃縮されていることが明らかとなった。ヒアルロン酸過剰産生乳癌細胞と対照癌細胞について、炎症性サイトカインの産生能を比較した。ヒアルロン酸過剰産生乳癌細胞の培養上清中には、対照癌細胞の上清に比べてマクロファージ賦活化作用を有するTNF-αの産生が有意に増加し、また、抗腫瘍免疫に働くTGF-βの産生も同様に増加していた。以上の結果から、癌細胞におけるヒアルロン酸産生の増加が、TNF-αの産生を促してマクロファージを賦活化し、癌組織内に淘汰圧を形成すること、さらには、TGF-βの抗腫瘍免疫によって、がん幹細胞が免疫反応から回避し、増幅していることが考えられた。今年度は、ヒアルロン酸合成酵素2遺伝子のコンディショナルトランスジェニック(Has2 cTg)マウスを用いて、乳がん特異的にヒアルロン酸を過剰産生するマウス群を得た。これにより、がん組織の経時的解析が可能となった。今後、マウスに発生した乳がん組織を経時的に摘出し、対照乳がん組織と炎症細胞の浸潤や癌細胞死について比較・検討する予定である。また、平成24年度に実施を計画していた内容のうち、がん細胞が炎症や免疫反応を回避する機序について分子生物学的解析を前倒しで実施した。

具体的には、がん細胞とマクロファージを共培養し、がん細胞によるマクロファージ活性の抑制について、Has2遺伝子欠損がん細胞と比較した。マクロファージの活性化は、NF-kB応答性にレポーター分子(Secreted Embryonic Alkaline Phosphatase; SEAP)を発現するRAW-Blueマクロファージ細胞株を用いて、レポーター分子の発現と活性を指標に解析した。更に、がん幹細胞の培養上清をマクロファージに添加後、上記レポーター遺伝子の発現と活性を指標に、マクロファージ活性化状態を解析した。以上より、ヒアルロン酸産生が、免疫抑制に与える影響を検討する解析系を構築した。本年度計画していた研究項目のうち「乳がんにおける淘汰圧の自己形成機構の解明」については、ヒアルロン酸過剰産生乳がん細胞を用いた細胞生物学的解析を計画通りに進め、研究実績に記載のように当初目標をほぼ達成した。また、平成25年度に予定していた研究項目の「耐性がん細胞の免疫回避機構の解析」については、その実施を開始し、順調に推移している。本年度計画していた研究項目のうち「乳がんにおける淘汰圧の自己形成機構の解明」については、計画通りに実験を進め、乳がん特異的にヒアルロン酸を過剰産生するヒアルロン酸合成酵素2遺伝子のコンディショナルトランスジェニックマウスを確立するなど、当初目標をほぼ達成した。しかし、計画段階では予期していなかった予算成立の遅れと研究補助員の採用が不調に終わったことを受け、当初予定していた実験計画の一部についてその実施を次年度以降に見送った。その対応策として、平成24年度に予定していた研究項目の「耐性がん細胞の免疫回避機構の解析」について、その実施を前倒しし、不測の事態の対応に努めた。以上の理由により、研究計画に若干の遅れが生じている。今年度、実施を見送った研究内容は、がん組織における炎症細胞動員やがん細胞死の経時的解析であり、平成24年度での実施を目指す。当該年度は、ヒアルロン酸合成酵素2遺伝子を過剰発現する乳がん発症モデルマウスを用いて、がん組織における淘汰圧の形成機構を解明する。このため、炎症細胞・免疫細胞の乳がん組織内への浸潤やがん細胞死について、ヒアルロン酸産生がん細胞と対照細胞の形成する移植がんにおいて比較・検討する。また、両がん細胞に対して、蛍光タンパク質の遺伝子を導入して異なる蛍光で標識し、移植がんにおける各細胞群の蛍光比率とがん幹細胞の割合をFACSにより解析して、ヒアルロン酸淘汰圧下に刺激される細胞競合とがん幹細胞の選択的な生存について検討する。また、炎症や免疫反応を回避して選択的にがん幹細胞が濃縮される機序について、分子生物学的かつ免疫学的な解析を実施する。具体的には、がん幹細胞の培養上清をマクロファージに添加後、レポーター遺伝子の発現を指標に、抗腫瘍免疫に働く分子の特定を試みる。同時に、免疫抑制作用を有している因子については、ELISA法を用いて定量解析を行い、これら分子の関与を調べる。今年度、不測の事態に対応するため研究実施計画の一部順序を変更して実施した。そのため、次年度以降の計画と到達目標を順次変更して効率的な計画実施に努める。当該年度は、ヒアルロン酸合成酵素2遺伝子を過剰発現する乳癌発症モデルマウスを用いて、がん組織の経時的解析を実施する。
プレホスピタルでの心肺蘇生時における脳循環の解明

心肺停止患者における脳酸素飽和度連続測定を現場から開始し、2018年3月の時点で67例のデータが得られている。心肺蘇生中のパターンを1上昇31例、2プラトー31例、3下降5例、の3通りに大別した。結果は、毎年米国心臓学会議で発表し、国際蘇生連絡委員会のメンバーから大絶賛を得ている。2017年1月より『2分毎のリズムチェックは本当に必要なのか?』を実証する多施設研究(トリプルCPR16)を開始した。2018年3月末で131例が登録されており、重大な有害事象は報告されていない。中間サブグループ解析で『A型急性大動脈解離とStone HeartではrSO2値は上昇しない』という結果が出ている。2013年5月から大阪市消防局の救急隊員が、我々が独自に開発した携帯型脳酸素飽和度(rSO2)測定装置(HAND ai TOS)を用いて、心肺停止患者におけるrSO2連続測定を現場から開始し、2016年3月の時点で26例のデータが得られている。心肺蘇生中のrSO2推移のパターンとしては、1自己心拍が再開して急激に正常域に復する、2ゆっくりと漸増する、3正常域から遥かに低い3040%でプラトーな状態が持続する、4正常付近から漸減していく、5無脈性電気活動となって突然急激に低下する、の5通りに大別できた。心肺蘇生に対する戦略を新たに構築する上で、245のパターンは非常に意味があることが判明した。研究結果は、2016年米国心臓学会議(AHA2016)で発表する。我々は当初、心肺蘇生に成功して自己心拍を再開させる、或いは経皮的心肺補助装置を導入して、短時間でrSO2を正常範囲内に維持することが良好な予後に繋がると信じて疑わなかった。しかし、症例数を重ねるにつれ、『一旦上昇した後のrSO2の推移』にこそ大変重要な意味が隠されていることを発見し、『一旦上昇したrSO2が漸減していった患者では機能予後が良い』ことをAHA2015で報告した(英文雑誌投稿中)。自己心拍再開の有無によるrSO2値の検討であるが、当院44症例での後方視的検討では、カットオフ値を55%とした場合、陰性的中率は99%であった(AHA2014で発表)。4施設252例での後方視的検討では、カットオフ値を53%とした場合、陰性的中率は99%であった(AHA2015で発表)。つまり、rSO2値が53%未満の場合、自己心拍が再開していない可能性が非常に高く、絶え間ない胸骨圧迫を継続するためにパルスチェックを省略できる可能性がある。検証試験が終了したので、2016年度は妥当性確認試験を前向き多施設研究で開始する。2015年度に掲げた研究目標は、次の3点である。【1】心肺停止患者の脳内酸素飽和度(rSO2)の推移のパターンと患者予後・病態との関連。【2】rSO2推移のパターンと脳酸素代謝との関連を明らかにすること。【3】自己心拍再開の有無によるrSO2値の検討【1】に関しては、2016年3月の時点で26例のデータが得られている。5通りのパターンに大別できて、そのうちの3パターンは心肺蘇生に対する戦略を新たに構築する上で非常に重要な意味があることまで明らかにすることができた。【2】に関しては、『心肺蘇生に成功して一旦上昇した後のrSO2の推移』に着目し、一旦上昇したrSO2が『漸減していくパターン』と『プラトーのまま推移するパターン』とで生命機能予後に差が見られるかを研究する。【3】に関しては、単施設および多施設での検証試験(AHA2014, AHA2015で発表)が終了したので、2016年度は妥当性確認試験を前向き多施設研究で開始する。現在、倫理委員会に提出する書類を作成中である。以上のように、研究は非常に順調に進んでいる。2013年5月から大阪市消防局の救急隊員が、我々が独自に開発した携帯型脳酸素飽和度(rSO2)測定装置(HAND ai TOS)を用いて、心肺停止患者におけるrSO2連続測定を現場から開始した。2016年4月15日、この装置の特許(第5917756号)を獲得した。2017年3月の時点で54例のデータが得られている。心肺蘇生中のrSO2推移のパターンを、簡潔に1上昇する(12例)、2プラトーな状態が持続する(37例)、3下降する(5例)、の3通りに大別した。心肺蘇生に対する戦略を新たに構築する上で3のパターンは非常に意味がある。結果は、2017年米国心臓学会議(AHA2017)で発表する。また、更に小型軽量でワイヤレスのHAND ai TRITOSの開発に成功し、2017年4月末には薬事認証を獲得予定である。心肺停止患者だけではなく、『パルスオキシメーターが正確な値を表示できない低酸素状態に陥っている重症心不全や重症呼吸不全の患者でも、rSO2は非常に有用なモニターとなる』ことが判明し、2017年5月の臨床救急医学会で発表する。

我々は、AHA2014及びAHA2015での発表を通じて、rSO2値が53%未満の場合、自己心拍が再開していない可能性が非常に高く、絶え間ない胸骨圧迫を継続するためにパルスチェックを省略できる可能性があることを証明してきた。その研究結果を基にして、『2分毎のリズムチェックは本当に必要なのか?』を実証する多施設研究(トリプルCPR16)を2017年1月より開始した(大阪大学倫理委員会承認番号16113)。UMIN公開は2017年1月23日で、1月24日に第1例が登録された。2017年3月末の時点で15例が登録されている。この研究は『2分毎のリズムチェックをせずに16分間胸骨圧迫をし続ける』という大胆なもので、ガイドライン2020への挑戦である。2016年度に掲げた研究目標は、次の3点である。【1】心肺停止患者の脳内酸素飽和度(rSO2)の推移のパターンと患者予後・病態との関連を明らかにすること。【2】rSO2推移のパターンと脳酸素代謝との関連を明らかにすること。【3】『rSO2の連続測定がパルスチェックの代替行為となりうる』ことを実証すること。【1】に関しては、2016年4月15日、我々が独自に開発した携帯型rSO2測定装置(HAND ai TOS)の特許(第5917756号)を獲得した。心肺停止患者における現場からのrSO2連続測定データは、2017年3月の時点で54例で得られている。心肺蘇生中のrSO2推移のパターンを、簡潔に1上昇する(12例)、2プラトーな状態が持続する(37例)、3下降する(5例)、の3通りに大別した。心肺蘇生に対する戦略を新たに構築する上で3のパターンは非常に意味がある。結果は、2017年米国心臓学会議で発表する。更に小型軽量でワイヤレスのHAND aiTRITOSの開発に成功し、2017年4月末には薬事認証を獲得予定である。【2】に関しては、心肺停止患者だけではなく、『パルスオキシメーターが正確な値を表示できない低酸素状態に陥っている重症心不全や重症呼吸不全の患者でも、rSO2は非常に有用なモニターとなる』ことが判明し、2017年5月の臨床救急医学会で発表する。【3】に関しては、単施設および多施設での検証試験結果(AHA2014, AHA2015で発表)を基にして、『2分毎のリズムチェックは本当に必要なのか?』を実証する多施設研究(トリプルCPR16)を2017年1月より開始した(大阪大学倫理委員会承認番号16113)。以上のように、研究は非常に順調に進んでいる。2013年5月から大阪市消防局の救急隊員が、我々が独自に開発した携帯型脳酸素飽和度(rSO2)測定装置(HAND ai TOS)を用いて、心肺停止患者におけるrSO2連続測定を現場から開始した。2018年3月時点で67例のデータが得られている。心肺蘇生中のrSO2推移のパターンを1上昇31例、2プラトー31例、3下降5例、の3通りに大別した。結果は、2017年米国心臓学会議で発表し、国際蘇生連絡委員会のメンバーから大絶賛を得た。2017年5月の日本臨床救急医学会で、心肺停止状態ではないがSpO2が正確な値を表示できない重症呼吸不全患者に対して、rSO2測定が病態把握に非常に有用であったことを報告した。2017年4月よりSpO2が測定不能である患者に対してrSO2測定の有用性を検討する研究を開始した。1年間の対象症例は、全搬送人員188,137人、CPAを除く重症患者3,965人、SpO2が測定不能であった患者は491人であった。そのうちrSO2測定が行えた症例は18人であった。