hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経性食欲不振症の神経ペプチドおよび脳内アミン受容体の遺伝子解析

神経性食欲不振症は単一遺伝子疾患ではないが、家族内に本症の発症が多く、何らかの遺伝素因が推測されている。著者は、本症は心理ストレスが発病と病態の維持に深く関与していることから、ストレスの主たるメディエーターであCorticotropin-releasing factor(CRF)およびその受容体(type1とtype2)の遺伝子解析を行った。対象は1990年の厚生省調査研究班の神経性食欲不振症の診断基準を満たす女性患者15名で、同疾患の家族内発症を有する。心身症や精神疾患の既往がなく、調査の限りでは神経性食欲不振症の家族歴のない30才以上の健康女性10名を対照とした。ヘパリン加末梢血液からシュクロース勾配法にて白血球を分離し、ゲノムDNAを抽出した。得られたゲノムDNAを21種類の制限酵素で消化し、0.8%アガロースゲルで電気泳動後、ヒトCorticotroppin-releasing factor受容体1型(CRFR1)および2型(CRFR2)のcDNA全長をプローブにしてサザンブロット法にてRFLPの検出を行ったが、神経性食欲不振症患者と健康女性ともにRFLPを認めなかった。ゲノムDNAは、既報のヒトCRFR1と2のシークエンスに従って、イントロン内にプライマーを設定してエクとごとにDNA断端をPCR法にて増幅後、その産物をシークエンスした。CRFR1の13エクソンおよびCRFR2の12エクソンとそれぞれのエクソン前後のイントロン30塩基には点変異を認めず、塩基配列はよく保存されていた。CRFおよびそのプロモーター領域についてはこの報告書作成時に解析中であった。セロトニンやドパミン受容体の解析を行う予定であったが、研究期間中に他施設から報告されたので、今回の検討から削除した。対象は1990年の厚生省調査研究班神経性食欲不振症のの診断基準を満たす女性患者15名で、同疾患の家族内発症を有する。得られたゲノムDNAを21種類の制限酵素で消化し、0.8%アガロースゲルで電気泳動後、ヒトCorticotroppin-releasing factor受容体1型(CRFR1)cDNA全長をプローブしてサザンブロット法にてRELPの検出を行ったが、神経性食欲不振症患者と健康女性ともにRELPを認めなかった。ゲノムDNAは、既報のヒトCRFR1のシークエンスに従って、イントロン内にプライマーを設定してエクソンごとにDNA断端をPCR法にて増幅後、その産物をシークエンスした。エクソン1-5および7-14とそれぞれのエクソン前後のイントロン30塩基には点異変を認めず、塩基配列はよく保存されていた。しかし、15名中4名に、エクソン9とその前後のイントロンに複数の点変異を認めた。内訳は以下のごとくである。Ile^<218>→Met^<218>、Lys^<250>→Asn^<250>、Tyr^<252>→His^<252>のheterozygousな変異をそれぞれ2名に認めた。Val^<244>→Ala^<244>のhomozygousな変異を2名に認めた。Ala^<245>→Pro^<245>のheterozygousな変異を1名に、homozygousな変異を1名に認めた。更に、Phe^<240>→Leu^<240>、Ile^<242>→Met^<242>、Tyr^<253>

→Cys^<253>、Glu^<256>→Gly^<256>のheterozygousな変異を3名に認めた。1名ではTyr^<253>→Asp^<253>認めた。9カ所のアミノ酸の置換のうち、Tyr^<252>→His^<252>はラット型のアミノ酸への置換である^<20)>。Ala^<245>→Pro^<245>はconservativeな置換であるが、他はnon-conservativeであった。対象は1990年の厚生省調査研究班神経性食欲不振症の診断基準を満たす女性患者15名で、同疾患の家族内発症を有する。心身症や精神疾患の既往がなく、調査の限りでは神経性食欲不振症の家族歴のない30才以上の健康女性10名を対照とした。ヘパリン加末梢血液からシュクロース勾配法にて白血球を分離し、ゲノムDNAを抽出した。得られたゲノムDNAを21種類の制限酵素で消化し、0.8%アガロースゲルで電気泳動後、ヒトCorticotroppin-releasing factor受容体2型(CRFR2)cDNA全長をプローブにしてサザンブロット法にてRFLPの検出を行ったが、神経性食欲不振症患者と健康女性ともにRFLPを認めなかった。ゲノムDNAは、既報のヒトCRFR2のシークエンスに従って、イントロン内にプライマーを設定してエクソンごとにDNA断端をPCR法にて増幅後、その産物をシークエンスした。エクソン1-12とそれぞれのエクソン前後のイントロン30塩基には点変異を認めず、塩基配列はよく保存されていた。平成11年度に解析したCRFR1では、15名中4名に、エクソン9とその前後のイントロンに複数の点変異を認めた。これを確認するため、新たにprimerを作成し、解析したところ、エクソン前後のイントロン30塩基には点変異を認めず、塩基配列はよく保存されており、昨年度の解析結果を修正した。
ヒト免疫不全ウィルスの膜融合に関わるSMS2のヘテロオリゴマー解析

我々は、SM合成酵素2 (SMS2)がヒト免疫不全ウイルスのエンベロープタンパク質を介した膜融合を促進することを明らかにした。その解析の過程で、SMS2のアイソフォームタンパク質であるSMS1とグルコシルセラミド合成酵素(GCS)が近接することを見い出した。二つのタンパク質はゴルジ体で実質的には異なる分布を示すが部分的に共局在することが知られている。しかしながら、ゴルジ体で共局在するSMS1とGCSの役割については不明な点が多い。そこで、SMS1とGCSのヘテロ複合体の機能を明らかにすることを目的として以下の実験を行った。免疫共沈の結果、GCSはSMS2よりもSMS1と親和性が高いことがわかった。次に、蛍光タンパク質再構成法を用いて、SMS1とGCSのアミノ末端の近接を調べた。その結果、SMS1-GCSヘテロ複合体において、SMS1のN末端とGCSのC末端は最も近接することがわかった。N、C末端の配向を調べると、SMS1のN、C末端はゴルジ体において細胞質に配向するが、GCSはN末端がゴルジ体のルーメン側、C末端が細胞質側に配向することがわかり、蛍光タンパク再構成法の結果と矛盾しなかった。次に、SMS1とGCSのヘテロ複合体の形成が、SM合成に与える影響を調べた。FKBP(FK506-binding protein)-SMS1キメラタンパク質とFRB(FKBP-rapamycin binding protein)-GCSキメラタンパク質を発現する細胞に対し、ラパマイシン処理でヘテロ複合体の形成を誘導すると、ラパマイシン未処理と比べて、SM合成速度が約30%増加した。以上の結果から、SMS1-GCS複合体はSM合成を正に制御することが明らかになった。2018年度は、SMS1とGCSのヘテロ複合体における近傍領域を蛍光タンパク質再構成法により解析することが目標であり、当初の計画以上に進展した。具体的には、SMS1のN末端とGCSのC末端が近傍にあることを明らかにした。さらに当初2019年度に行う予定であった、ラパマイシンを用いた蛋白質複合体を誘導実験によって、SMS1-GCSヘテロ複合体がSMの産生を正に制御することを見出した。上記進捗状況と、2018年度の業績(原著論文の筆頭著者として1報)を総合し、「概ね順調に進展している」と判断した。今後はSM合成酵素の近傍タンパク質をビオチンリガーゼ法を用いて網羅的に解析する。現在、SM合成酵素のN末端あるいはC末端にグリシンリンカー(GGGGS)3を介してビオチン化タンパク質Turboが融合したキメラタンパク質の発現ベクターを構築し、ヒト由来のHEK293T細胞を用いて、キメラタンパク質を安定発現する細胞を樹立している。共焦点顕微鏡で細胞内局在を調べたところ、全てのキメラタンパク質が野生型と同様の局在を示した。細胞をビオチン含有培地で培養し、ビオチン化タンパク質をストレプトアビジンビーズで回収し、溶出タンパク質を銀染色およびウエスタンブロットで検出した。引き続き、ビオチン化タンパク質の同定を行い、SM合成酵素の近傍タンパク質を同定していく。

上記進捗状況と、2018年度の業績(原著論文の筆頭著者として1報)を総合し、「概ね順調に進展している」と判断した。今後はSM合成酵素の近傍タンパク質をビオチンリガーゼ法を用いて網羅的に解析する。現在、SM合成酵素のN末端あるいはC末端にグリシンリンカー(GGGGS)3を介してビオチン化タンパク質Turboが融合したキメラタンパク質の発現ベクターを構築し、ヒト由来のHEK293T細胞を用いて、キメラタンパク質を安定発現する細胞を樹立している。共焦点顕微鏡で細胞内局在を調べたところ、全てのキメラタンパク質が野生型と同様の局在を示した。細胞をビオチン含有培地で培養し、ビオチン化タンパク質をストレプトアビジンビーズで回収し、溶出タンパク質を銀染色およびウエスタンブロットで検出した。引き続き、ビオチン化タンパク質の同定を行い、SM合成酵素の近傍タンパク質を同定していく。
高速障害復旧と消電力化を実現する仮想網のトポロジ設計法とトラヒック制御技術

本研究では,ユーザに仮想網を提供する将来ネットワークに対して,高速障害復旧と省電力化を実現する仮想網のトポロジ設計法とトラヒック制御技術を確立する.提案するトポロジ設計法では,グラフ理論の概念と最適化問題を用いて,高速障害普及可能なネットワーク形態を維持しつつ使用リンク数が少ないトポロジを設計する.このとき,ネットワークの輻輳状況も考慮してトポロジを決定する.またトラヒック制御技術では,各リンクのトラヒック負荷を考慮したデータ転送を行うために,経路選択確率を最適化問題によって導出する.両技術を利用することによって,障害から迅速に復旧可能で,かつ省電力な将来ネットワークを構築できるため,仮想網の利用が進むにつれて両方式の普及が期待できる.初年度の平成27年度には,高速障害復旧と省電力を考慮して仮想網のトポロジを設計するために,適切なトポロジ設計処理を決定するアルゴリズムを提案した.提案したアルゴリズムでは,最適化問題を利用することで多くの仮想網を構築することが可能となった.また,遺伝的アルゴリズムを利用して収益が多くなるトポロジ設計順の決定アルゴリズムについても提案を行った.2年目の平成28年度には仮想ネットワークをバッチ処理で構築する方法について検討しその有効性を示した.さらに,リンク長を考慮した耐障害性と省電力を実現する方式を確立し,さらに伝送距離を考慮した仮想網構築法を確立した.3年目の平成29年度には,仮想網構築の耐障害性と省電力化を考慮したトポロジ設計法を確立して,確立した方式の性能評価を行った.また,これまでに確立した方式の統合技術についても検討し,性能評価によってその有効性を示した.平成30年度は,平成29年度に検討したトポロジ設計法およびそれらの統合技術の詳細な性能評価を行った.また,新たなシミュレーション評価や実機実験を行い,詳細な評価を行った.本研究では,ユーザに仮想網を提供する将来ネットワークに対して,高速障害復旧と消電力化を実現する仮想網のトポロジ設計法とトラヒック制御技術を確立する.提案するトポロジ設計法では,グラフ理論の概念と最適化問題を用いて,高速障害復旧可能なネットワーク形態を維持しつつ使用リンク数が少ないトポロジを設計する.このとき,ネットワークの輻輳状況も考慮してトポロジを決定する.またトラヒック制御技術では,各リンクのトラヒック負荷を考慮したデータ転送を行うために,経路選択確率を最適化問題によって導出する.両技術を利用することによって,障害から迅速に復旧可能で,かつ消電力な将来ネットワークを構築できるため,仮想網の利用が進むにつれて両方式の普及が期待できる.初年度となる平成27年度は,まず,高速障害普及と省電力を考慮して仮想網のトポロジを設計するために,適切なトポロジ設計処理順を決定するアルゴリズムを提案した.提案したアルゴリズムでは,最適化問題を利用することで多くの仮想網を構築することが可能になった.また,遺伝的アルゴリズムを利用して収益が多くなるトポロジ設計順の決定アルゴリズムについても提案を行った.提案した2つのアルゴリズムの性能をシミュレーションで評価し,数値例において各アルゴリズムの有効性を示した.初年度となる平成27年度は,当初の予定では,高速障害復旧と省電力化をそれぞれ考慮した2つのトポロジ設計法を確立する.確立した2つの設計法の有効性をシミュレーションで評価することであった.しかしながら,関連研究において,仮想網の構築順が仮想網の構築性能に影響を与えることが判明したため,まずは,仮想網の構築順に関する検討を行った.そのため,当初の予定よりもやや遅れることとなったが,将来検討すべき事項を事前に検討することができたため,本課題全体でみると遅れは少ないと考えている.本研究では,ユーザに仮想網を提供する将来ネットワークに対して,高速障害復旧と省電力化を実現する仮想網のトポロジ設計法とトラヒック制御技術を確立する.提案するトポロジ設計法では,グラフ理論の概念と最適化問題を用いて,高速障害普及可能なネットワーク形態を維持しつつ使用リンク数が少ないトポロジを設計する.このとき,ネットワークの輻輳状況も考慮してトポロジを決定する.またトラヒック制御技術では,各リンクのトラヒック負荷を考慮したデータ転送を行うために,経路選択確率を最適化問題によって導出する.両技術を利用することによって,障害から迅速に復旧可能で,かつ省電力な将来ネットワークを構築できるため,仮想網の利用が進むにつれて両方式の普及が期待できる.初年度の平成27年度には,高速障害復旧と省電力を考慮して仮想網のトポロジを設計するために,適切なトポロジせ系処理を決定するアルゴリズムを提案した.提案したアルゴリズムでは,最適化問題を利用することで多くの仮想網を構築することが可能となった.また,遺伝的アルゴリズムを利用して収益が多くなるトポロジ設計順の決定アルゴリズムについても提案を行った.2年目の平成28年度には仮想ネットワークをバッチ処理で構築する方法について検討しその有効性を示した.さらに,リンク長を考慮した耐障害性と省電力を実現する方式を確立し,さらに伝送距離を考慮した仮想網構築法を確立した.平成28年度の予定は,高速障害復旧と省電力化を実現する仮想ネットワーク構築法の確立とシミュレーションによる性能評価が目的であった.本年度はこの目標を達成すべく研究に従事し,仮想ネットワークをバッチ処理で構築する方法について検討しその有効性を示した.さらに,リンク長を考慮した耐障害性と省電力を実現する方式を確立しさらに伝送距離を考慮した仮想網構築法を確立した.これらの方式によって,高速障害普及と省電力化を実現する仮想ネットワーク構築が実現できることが期待される.

それゆえ,本年度はおおむね順調に進展していると判断した.本研究では,ユーザに仮想網を提供する将来ネットワークに対して,高速障害復旧と省電力化を実現する仮想網のトポロジ設計法とトラヒック制御技術を確立する.提案するトポロジ設計法では,グラフ理論の概念と最適化問題を用いて,高速障害普及可能なネットワーク形態を維持しつつ使用リンク数が少ないトポロジを設計する.このとき,ネットワークの輻輳状況も考慮してトポロジを決定する.またトラヒック制御技術では,各リンクのトラヒック負荷を考慮したデータ転送を行うために,経路選択確率を最適化問題によって導出する.両技術を利用することによって,障害から迅速に復旧可能で,かつ省電力な将来ネットワークを構築できるため,仮想網の利用が進むにつれて両方式の普及が期待できる.初年度の平成27年度には,高速障害復旧と省電力を考慮して仮想網のトポロジを設計するために,適切なトポロジ設計処理を決定するアルゴリズムを提案した.提案したアルゴリズムでは,最適化問題を利用することで多くの仮想網を構築することが可能となった.また,遺伝的アルゴリズムを利用して収益が多くなるトポロジ設計順の決定アルゴリズムについても提案を行った.2年目の平成28年度には仮想ネットワークをバッチ処理で構築する方法について検討しその有効性を示した.さらに,リンク長を考慮した耐障害性と省電力を実現する方式を確立し,さらに伝送距離を考慮した仮想網構築法を確立した.3年目の平成29年度には,仮想網構築の耐障害性と省電力化を考慮したトポロジ設計法を確立して,確立した方式の性能評価を行った.また,これまでに確立した方式の統合技術についても検討し,性能評価によってその有効性を示した.平成29年度の予定は,仮想網構築の耐障害性と省電力化を考慮したトポロジ設計法を確立し,さらに,これまでに確立した方式の統合技術についても検討することが目標であった.加えて,実験を行うことも計画していた.本年度はこの目標を達成すべく研究に従事し,仮想網構築の耐障害性と省電力化を考慮したトポロジ設計法を確立し,その有効性を示した.さらに,高速障害普及と省電力化を実現する統合技術を確立し,確立した方式はシミュレーションによって評価し,その技術の有効性を明らかにした.一方で,統合技術の確立時に想定外の問題が生じてしまったため,実験の一部を期間中に実施することが出来なかった.
超音速流れを利用した高効率ヨウ素レーザーの研究

超音速流ヨウ素レーザー実験装置を製作し、低レイノルズ数における超音速流れの始動特性を明らかにするとともに、数値シミュレーションによりレーザー特性を検討した。本年の研究成果は以下のようにまとめられる。1.空気とアルゴンを用いて、低レイノルズ数における超音速流れの始動特性の実験を行い、非常に低いレイノルズ数では超音速流れを始動させられないことを明らかにした。超音速流れを始動させるためには、ある臨界レイノルズ数より大きいことが必要である。超音速流ヨウ素レーザーに興味あるレイノルズ数の範囲でのこの発見は、今後の研究開発上極めて重要である。2.超音速流れが可能なレイノルズ数の範囲でも、粘性効果が大きいため、マッハ数はノズル出口下流から急速に低下する。したがって、レーザーキャビティー内のマッハ数を大きく、低温度を保つためには、レーザーキャビティーを下流方向に適切な角度で広げる必要がある。3.上記の実験を数値シミュレーションし、圧力分布の計算地が実験結果と良く一致することが示された。超音速流ヨウ素レーザーは低いレイノルズ数の流れを利用するため、境界層の効果が非常に大きく流れは本質的に3次元的であることも明らかとなった。4.1次元流れ、2次元流れを仮定して、超音速流ヨウ素レーザーの特性をシミュレートし、超音速膨張による性能の向上が非常に大きいことを明らかにした。今後は3次元で正確な計算を行う。
新規リード物質を基盤とする抗健忘薬の開発

高齢化社会を迎え、老人性疾果の新しい予防薬ないしは治療薬の登場が渇望されている。我々は以下3種類のペプチドが抗健忘または学習促進作用を有することを新たに見い出した。従来、補体は免疫系物質としてのみ理解されてきたが、カゼイン消化物から得られた補体C3aアゴニストである。casoxion C、および補体C3aそのものがマウスへの脳室内投与の際にscopolamine投与または脳虚血処置によって誘発された健忘に対して改善効果を示した。これらは経口投与では無効であった。そこでコメアルブミンから得られたC3aアゴニストであるoryzatensinのC末端5残基に相当するYPLPRをリード物質として、経口投与で抗健忘作用を示し得るペプチドとしてWPLPRを設計した。従来、5-オピオイドは学習阻害作用を有するとされてきたが、小麦グルテンの酵素消化物から得られたδ-オピオイドであるgluten exolphin A(GYYPT)はマウスに対する経口投与により学習促進作用を示した。また、gluten exorphin AのGlyをD-Alaに置換することによって約60倍強いδ-オピオイドが得られた。これらのペプチドは鎮痛作用を示さない低用量域で学習促進作用を示した。nociceptinは脳から単離された痛覚増強ペプチドである。以前にN末端からC末端への方向性を逆にして合成した各種オピオイドペプチドのretro体のメチルエステルがオピオイドアンタゴニスト活性を示すことを見出していたが、同様にretro-nociceptinのメチルエステルを合成したところ、モルモット回腸でのnociceptinアンタゴニスト活性に加えて、脳室内投与により鎮痛作用および学習促進作用を示した。その際モルヒネのような耐性形成は見られなかった。モルヒネは学習能を阻害するが、nociceptinアンタゴニストはモルヒネが持つこのような欠点を持たない点で理想的な鎮痛物質である。その他、内因性ペプチドであるnterostatin(VPDPR)およびproadrenomedullin N-terminal 20peptie(PAMP)が脳室内投与の際にそれぞれ、学習促進および抗健忘作用を示すことを新たに見い出した。小麦グルテン由来のδ選択性オピオイドペプチドgluten exorphin A5(Gly-Tyr-Tyr-Pro-Thr)はマウスによるステップスルー型受動的回避学習実験において300mg/kgの経口投与により学習促進能を示す。そのフラグメントペプチドのうち、Gly-Tyr-Tyr-Pro(gluten exorphin A4)はほぼ同等のオピオイド活性と学習促進能を示したが、Tyr-Tyr-Pro-Thrではオピオイド活性は小さく、学習促進能は示さなかった。一方、gluten exorphin Aの誘導体として合成した【D-Ala】^1-gluten exorphin A(D-Ala-Tyr-Tyr-Pro-Thr)はもとのペプチドより約60倍強力なδオピオイド活性を有し、10mg/kgの経口投与により学習促進能を示した。以上の様にgluten exorphin A関連ペプチドではδオピオイド活性と学習促進能の間に相関が認められた。nociceptinは脳内に存在する痛覚増強ペプチドであるが、そのアンタゴニストは未だ見出されていない。

nociceptinはκ-オピオイドアゴニストであるdynorphinとホモロジーを有している。以前に我々はdynorphinのN末端とC末端を逆転させたretro-dynorphinメチルエステルがκ-オピオイドアンタゴニスト活性を示すことを見出していたのでretro-nociceptinメチルエステルを合成したところ、予想どうりnociceptinアンタゴニストが得られた。retro-nociceptinメチルエステルはマウスへの脳室内投与により鎮痛活性を示し、しかもその鎮庸作用にはモルヒネの場合と異なり耐性形成および依存性が認められなかった。nociceptinは学習能を低下させることが知られているがretro-nociceptinメチルエステルは学習促進効果を有することがわかった。このことはモルヒネが有する耐性形成、依存性および学習阻害などの副作用を持たない鎮痛物質が得られたことを意味している。enterostatin(Val-Pro-Asp-Pro-Arg)はprocolipaseのN末端から派生するペプチドであり、高脂肪食投与ラットに対して摂食抑制作用を示すことが知られているが、我々は脳室内投与の際に本ペプチドがモルヒネの鎮痛作用を制御すると共に、スコポラミン投与によって誘発された健忘を改善することを新たに見い出した。また、Asp-Pro-Argおよびcyclo(-Asp-Pro)が少なくとも抗鎮痛作用に関してはVal-Pro-Asp-Pro-Argよりも低用量で効果を示すことも見い出している。なお、摂食抑制作用に関してVal-Pro-Asp-Pro-Argと同等の作用を示すと報告されているPro-Asp-Proの抗鎮痛作用はVal-Pro-Asp-Pro-Argよりも弱かった。このことは摂食抑制および抗鎮痛作用に最小限必要な構造が異なることを意味しており、enterostatinレセプターにはsubtypeが存在することを示唆している。proadrenomedullin N-terminal 20peptide(PAMP)は血圧降下ペプチドadrenomedullinの前駆体蛋白質のN末端から発見された、20残基からなる第二の血圧降下ペプチドである。我々はPAMPが摂食抑制、血糖上昇、鎮痛および学習促進作用を示すことを新たに見い出した。PAMPはbombesinレセプター(BB2)に対して親和性を示し、bombesinアンタゴニストを用いた実験から、その血糖上昇作用は本レセプターを介したものであることが判明した。一方、少なくともその摂食制御作用は別のレセプターを介していることもわかった。以上、本年度は2種類のペプチドが学習能を高めることを新たに見出した。
センス鎖遺伝子と共発現するストレス応答性の非翻訳型アンチセンスRNAの解析

シロイヌナズナゲノムに存在する、センス鎖遺伝子と共発現する非翻訳性アンチセンスRNAの生成メカニズムを、代表的なストレス誘導性遺伝子であるRD29A遺伝子を用いて解析した。RNA-dependent RNA polymerase(RDR)によりRD29A遺伝子のmRNAを鋳型として環境ストレス誘導性のアンチセンスが生成する事を明らかにした。内生mRNAの分解産物から2本鎖RNAが形成される新規なRNA制御機構が植物の環境ストレス応答において機能することが示唆された。共発現するストレス応答性の非翻訳性アンチセンスRNAの生成メカニズムおよび機能の解析に関して本年度の成果は下記の通りである。1.シロイヌナズナに6つあるRNA-dependent RNA polymeraseをターゲットしたRNAiラインを作成した。その中には各RDR遺伝子の発現が幾らか抑制されたものも存在していた。RDR遺伝子の発現がより抑制されたラインの選抜を進めており、その後その抑制されたラインを用いてRD29A遺伝子のアンチセンスRNAの蓄積を調べる予定である。2.以前発見したアンチセンスRNAの蓄積に関わると考えられる遺伝子1とHAタグの融合遺伝子を遺伝子1の欠損変異体へ導入した。今後、このラインを用いて遺伝子1がタンパク質として機能する事の確認を進めるとともに遺伝子1と相互作用する因子の探索を進める予定である。3.RNA分解に関わると考えられる遺伝子5個由来のホモ変異型ラインを新たに10ライン作製した。4.RDR2およびDCL3遺伝子の欠損変異体では、RD29A遺伝子のアンチセンスRNAの蓄積に顕著な違いはなかった。この結果から、この機構にクロマチン経路のsiRNAは関与しないことが示唆された。6.シロイヌナズナタイリングアレイを用いて種々の条件下で遺伝子発現プロファイル解析を行った。その結果、アンチセンスRNAとセンスRNAは、環境ストレス応答に関しては共発現する傾向が観察されたのに対して、植物組織(特に乾燥種子や吸水種子)においては共発現の現象はあまり観察されなかった。これまでの解析から、幾つかのストレス誘導性遺伝子領域でアンチセンスRNAはセンスRNAを鋳型としてRNA-dependen RNA polymerase (RDR)により生成する可能性が示唆されている(Matsui et al. 2008)。そこで、ROR遺伝子の多重変異体の内利用可能なもの(rdr1/2, rdr1/6, rdr2/6, rdr1/2/6)を用いて乾燥ストレス処理(2時間)後のRD29A遺伝子のアンチセンスRNAの蓄積を調べた。上記二重変異体(rdr1/2, rdr1/6, rdr2/6)ではアンチセンスRNAの蓄積に差は見られなかったが、rdr1/2/6の三重変異体では野生株と比べてアンチセンスRNAの蓄積が半分程度に減少していた。さらに、rdr1/2/6の三重変異体の無処理および乾燥処理(2時間)条件での発現プロファイルをタイリングアレイを用いて解析したところ、ストレス応答関連の遺伝子約30個においてアンチセンスRNAの蓄積が減少している事がわかった。RNA代謝に関与する遺伝子1の破壊系統で、幾つかのストレス誘導性のアンチセンスRNAの発現が減少する事を見出している。そこで、遺伝子1に関してHAタグ付きのトランスジェニック植物を作成し、遺伝子1がタンパク質として機能する事の確認を進めている。さらに、RNAの分解など転写(後)制御に関与する他の因子に関しても、遺伝子破壊株を用いてストレス誘導性のアンチセンスRNAの蓄積を解析し、幾つかの変異体でアンチセンスRNAの蓄積が変動していることを示唆する予備的データを得た。それらの再現性確認およびストレス耐性試験を現在進めている。キャップ構造のないmRNAを分解する5'-3'exoribonuclease(XRN4)の変異体では、導入遺伝子に対するsmall RNA介在性のジーンサイレンシングが起こる事、ターゲット遺伝子領域でアンチセンスRNAの蓄積増加が報告されている。これらの結果から、XRN4がRD29AアンチセンスRNAの蓄積に関与する事、mRNAの分解産物の一部がアンチセンスRNAの生成機構とリンクする可能性が考えられた。そこで、XRN4およびmRNAからキャップを除く機能を持つDCP5の変異体におけるRD29AアンチセンスRNAの蓄積量を調べた。XRN4変異体ではRD29AアンチセンスRNAの蓄積は増加し、DCP5変異体ではRD29AアンチセンスRNAの蓄積は減少していた。以上の結果は内生mRNAの分解産物から2本鎖RNAが形成される新規なRNA制御機構が存在することを示唆する。
高速炉蒸気発生器管板のクリープ疲労寿命予測法の開発

高速炉の想定運転温度は550°C程度であるため,構造健全性評価においてはクリープ疲労の高温特有の破壊現象の評価が必要になる。また高速炉では原子炉本体の炉心支持板、蒸気発生器の管板など、円孔を有する構造が使用されている。円孔周辺では,応力・ひずみの集中が生じ、通常、この部分から破損が生じるため、この不連続部の強度を正確に評価することが重要となっている。SUS304ステンレス鋼の試験片を用いて、550°Cでの疲労実験を行い、円孔板から生じるき裂発生と進展に関する知見、また、き裂と荷重との関係についても検討した。多数の円孔を有する円板の例として燃料棒を支持する管板があるが、実機では冷却水の通過のため厳しい熱応力が発生し、この部分からクリープき裂が発生する。管板を模擬した円孔板を用いて、SUS304ステンレス鋼の試験片を用いて、550°Cでの疲労実験とクリープ疲労実験を行い、円孔板から生じるき裂発生と進展に関する知見を得た。また、き裂と荷重との関係についても検討した。非弾性有限要素法を用いて、円孔板の疲労解析とクリープ疲労解析を実施し、応力再配分軌跡(SRL)を求め、繰り返し塑性変形、クリープ変形の考察などを行った。また、有限要素のモデル化を簡単化するため、構造組み立て法によるモデル化を提案した。管板のように複数の円孔がある場合の検討を開始した。中央部の円孔まわりに60度ずつ周囲に円孔を6個配置した場合の疲労強度を検討している。2種類のケースが考えられるが、この配置によるき裂発生と進展の実験的解析を行っている。管板を模擬した円孔板を用いて、SUS304ステンレス鋼の試験片を用いて、550°Cでの疲労実験を行い、円孔板から生じるき裂発生と進展に関する知見、また、き裂と荷重との関係についても検討した。また、2つの円孔を有する円孔板の実験と解析を行った。二つの円孔のなす角度が0、30°、60°の3通りの場合について検討した。また、き裂進展の整理のためにJ積分が有効であるが、J積分の解析を開始した。中央にき裂がある場合について、経路積分から求めた。一方、J積分は簡易式からも算出できるが、厳密な経路積分との比較も行った。また、微視的な結晶レベルから、クリープが存在するとき、粒界にクリープひずみが集中することを数値計算から明らかにした。

中央部の円孔まわりに60°ずつ周囲に円孔を6個配置した場合の疲労強度を検討している。2種類のケースが考えられるが、この配置によるき裂発生と進展の実験的解析を行っている。また、2つの円孔を有する円孔板の実験と解析を行った。二つの円孔のなす角度が0°、30°、60°の3通りの場合について検討した。また、き裂進展の整理のためにJ積分が有効であるが、J積分の解析を開始した。中央にき裂がある場合について、経路積分から求めた。一方、J積分は簡易式からも算出できるが、厳密な経路積分との比較も行った。また、微視的な結晶レベルから、クリープが存在するとき、粒界にクリープひずみが集中することを数値計算から明らかにした。実験は疲労試験が主体となっているが、おおむね、実験と解析は順調に進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。実機における複数の円孔がある場合についても、おおむね、実験と解析をさらに進める。また、実機におけるように、温度、ランダム波など、ひずみ速度の影響についても検討する。
ベーテ仮説法の数理

1.デマジュール加群の結晶基底デマジュール加群の結晶基底がパスによりどう実現されるかについての一般的な定理を得た。これを用いて、デマジュール結晶の具体形を非例外型の量子アフィン代数の典型的な場合について決定し、その指標と格子模型の1次元状態和との関係を明らかにした。2.有限温度臨界XXZ模型XXZ模型でqが1のべき根に相当する場合に、Takahashi-Suzuki数という数を用いたストリング仮説が用いられる。我々は、転送行列の関数方程式が、ちょうどTakahashi-Suzuki数のフュージョン階数をもつもののみで閉じることを発見し、量子転送行列の手法でtransverse,longitudinal相関長についての積分方程式を導いた。数値解析によりこれを解き、低温で共形場理論と整合する温度依存性をグラフとして得た。3. 1次元状態和のフェルミオン的公式一般の非ねじれ型アフィンリー環について有限次元既約表現の結晶基底の存在や性質、それらから構成される非一様な古典制限バスの1次元状態和のフエルミオン的公式を予想した。特に、A型の場合は非制限パスの1次元状態和についてもフェルミオン的表示を得、その極限として、ストリング関数の公式に新たな証明を与えた。また、パスの長さ無限大の極限においてフェルミオン的公式はスピノン指標公式に帰着することを証明した。更にq=1では全てのルート系に対し上記の古典制限1次元状態和についての予想を弱い形ではあるが証明した。4.有限結晶とパスperfectとは限らない結晶からなるパスを導入し、その表現論的意味付けを行った。典型的な例として、C型では、そのようなパスがA加群をC加群とみなしたものとのテンソル積の結晶と一致することを証明した。また、A型ではレベルの異なるperfect結晶のテンソル積をユニットとして構成されるパスが、最高ウエイト表現の結晶のテンソル積になることを証明した。これらはいづれもベーテ仮説の結果の表現論的な背景をなす。5. q=0のベーテ方程式と組み合わせ論的完全性q=0におけるベーテ方程式の解の個数をストリング仮説に基づいて数え上げる公式を提唱した。これにより、従来のq=1における組み合わせ論的完全性と相補的ともいえるウエイト多重度についての公式がA.B,C,D型で証明された。1.デマジュール加群の指標について、可解格子模型の1次元状態和との関係を一般的な設定のもとに明らかにした。これにより、特にレベル1の古典型の場合について、8-2項係数等を用いた陽な指標公式を導びいた。2.角転送行列法で考えられているパスを不均一な場合へ拡張した。この時不均一性を適当に保ちながら長さ無限大にすると、対応するクリスタルと一般に可約なインテグラブル表現のクリスタルの間に一対一対応が生じることを証明した。これによりそのようなインテグラブル表現の指標を拡張された1次元状態和としてあらわせることが判った。3.1次元状態和のフェルミオン的表示式について,A型で対称、反対称テンソル表現から構成される任意の長さ、不均一性を持った場合の公式を得た。その極限を計算することにより予想されていたストリング関数の公式を証明し、またテンソル積の場合への一般化も同時に確立した。sl(n)のレベルlの表現に対応する頂点模型について、角転送行列の局所エネルギーを一定に保った。部分空間の指標公式を得た。これは非可動準標準盤という新しい組合せ論的対象物で与えられることを示し、表現論における指数との関係を明らかにした。また、系として、組合せ論で重要なコストカ-フォルクス多項式に対する新しい公式を得た。5.スピン1/2のxxZハイゼンベルグ模型の有限温度自由エネルギーやスピン-スピン相関長に対する非線型積分方程式を導いた。特に量子転送行列の特殊な比のみたす関数方程式を発見し、その解析性を明らかにした。積分方程式を数値的に解き、有限温度での相関長を求めた。

4.有限結晶とパスperfectとは限らない結晶からなるパスを導入し、その表現論的意味付けを行った。典型的な例として、C型では、そのようなパスがA加群をC加群とみなしたものとのテンソル積の結晶と一致することを証明した。また、A型ではレベルの異なるperfect結晶のテンソル積をユニットとして構成されるパスが、最高ウエイト表現の結晶のテンソル積になることを証明した。これらはいづれもベーテ仮説の結果の表現論的な背景をなす。5. q=0のベーテ方程式と組み合わせ論的完全性q=0におけるベーテ方程式の解の個数をストリング仮説に基づいて数え上げる公式を提唱した。これにより、従来のq=1における組み合わせ論的完全性と相補的ともいえるウエイト多重度についての公式がA.B,C,D型で証明された。
HBV既往感染者の肝組織に着眼した新たな肝移植後HBV再活性化対策の開発応用

本邦におけるHBV既往感染率は10ー20%と高い。近年、免疫抑制・化学療法により生じるHBV再活性化が、重要な問題となっている。我々はHBV既往感染者におけるHBc抗体力価に注目し、HBV再活性化の有用な予測因子となり得る事を、世界に先駆けて報告した(Bae SK et al. Bone Marrow Transpl. 2016; 51(11):1496-1498 )。本研究前半の目的は、HBVキャリアならびにHBV既往感染者・未感染者の肝組織内HBV量(CCCDNA、pregenomic RNA)に着目し、肝切除検体を用いて、肝組織内HBV量と血中HBVマーカー(HBc抗体・CCCDNA他)との相関性を解析することにある。研究前半の対象期間は2018年度2019年度であるが、まず予定通り対象となる患者を同定した。すなわち対象は3群のうち、まずHBV既往感染例を検索し、凍結肝組織からDNAを抽出、特異的プライマーを用いてリアルタイムPCR法により、肝組織内のCCCDNAを定量的に測定した。結果は現在解析中である。今年度中にCCCDNA量に関して予定3群間で比較検討を行うとともに、HBc抗体力価との相関性を解析する。最終的には研究後半すなわちバリデーションとして、肝移植におけるHBV既往感染ドナーの肝組織内HBV量を測定し、レシピエントの移植後HBV再活性化との相関性を前向きに解析する。特に滞りなく、対象となる検体収集からDNA抽出、リアルタイムPCR実行まで概ね計画通り到達している。引き続き、検体の収集からPCRまで計画に沿って進めていく。物品費と旅費が想定された額を下回ったため、次年度使用額が生じた。
ひび割れ修復機能を持つ超長寿命コンクリート系複合材料及び構造システムの開拓と展開

寿命が百年を超え数百年に至るような超長寿命コンクリート構造物の実現に向け,これまでに実施してきた研究成果を基に,ひび割れを自動的もしくは極めて容易に修復できる機能を持つ新しいコンクリート系複合材料及び構造システムを開発する。実験を通じてひび割れ修復性,施工性,構造性能など総合的な観点から提案複合材料及び構造システムの評価を行う。また実用化に向け,化学・力学モデルを構築し材料設計と構造設計に必要な基礎資料を整備する。平成24年度は以下の4つの項目について研究を実施した。(1)超弾性合金主筋とネットワーク孔を用いた縮小梁部材のひび割れ修復実験銅系超弾性合金を主筋の一部に用い,予め設置したネットワーク孔を用いてエポキシ樹脂を圧送するコンクリートのひび割れ修復技術について,縮小梁部材を用いた実験を実施した。人為的に与えたひび割れに対して,ひび割れ幅に応じてエポキシの粘性を変更することで,効果的にひび割れを修復できることを実証した。また,超弾性合金の表面処理(ねじ切り)の有無がひび割れ修復性能に及ぼす影響を検討した。(2)バクテリアを用いたひび割れ修復実験オランダのデルフト工科大学と共同で,バクテリアによるモルタルのひび割れ修復機能に関して,ポリマーセメントモルタルを対象に実験による検討を行った。適切な種類のポリマーを適量配合することで,従来のモルタルと比較して,3倍程度の幅を持つひび割れを修復できることを実験的に実証した。(3)高耐久高密度コンクリートの開発と耐久性評価実験放射性物質を遮蔽するための,比重5の高密度を持ち,打ち込み(自由な整形)が可能なコンクリートの配合について検討を行い,遮蔽性能実証実験,強度試験,耐久性評価試験を実施した。本研究で見出した配合は,従来の重量コンクリートと比較して水セメント比が低く,所定の遮蔽性能を満たしたうえで,高強度かつ高耐久性を有することを実証した。(4)放射性セシウムのセメント固化処理に関する検討2011年の原発事故で飛散した放射性セシウム汚染灰の処理技術の一つとして,セメント固化に関する実験による基礎的検討を実施した。本実験では,汚染灰を材料とモルタルを作成し,表面における放射線量の掲示変化を調べた。その結果,放射性セシウムの半減期から予測されるよりも放射線量の低減が大きくなることを見出した。近年,RC構造物への適切な補修を施す維持管理体制が確立しつつあるが,既存RC構造物の維持管理は大きな負担を伴うため,全ての構造物に対してこれを実地することは困難である。この様な背景から構造物の長寿命化や自己修復機能を付与させる研究が注目されるようになって来た。本研究では,RC梁部材に補修材の充填孔のネットワークを設け,主筋の一部に超弾性合金(SEA)を用いることで,変形回復及びひび割れ閉塞に加えて,高い強度回復率に期待できる部材の開発を行う。超弾性合金の曲げ性状が及ぼす自己修復機能の動向について検討を行うため,超弾性合金を主筋に代替したRC梁部材(SEA)と従来配筋のRC梁部材(SD)を用いて3回繰り返し曲げ試験を行った。その結果,SEAが持つ形状回復効果がRC梁部材の変形能力に影響を及ぼすことを示した.また,SEAを用いることで繰り返し載荷時の閉塞率の低下が抑制されることを確認した。しかし,超弾性合金を用いたRC梁部材の塑性履歴エネルギー吸収能力は,繰り返し載荷によって低下する傾向を示した。そこで,超弾性合金に掛かる負荷を分散させるため,付着を取り除いて主筋に代替する工法に着目し実験を行った。その結果,付着を取り除いたSEA-NではSEAより残留変形を抑制することが可能であり,ひび割れの閉塞率が上昇していることを示した。超弾性合金の付着を取り除くことにより,主筋に掛かる負荷が分散され,パフォーマンスの低下を抑えたと考えられる。また,自己修復ネットワークシステムの修復による強度回復率の向上も示した。本年度は下記の二つの研究課題について実験研究を行うとともに,コンクリート工学,材料工学分野の国内外の学術専門誌に査読付論文として成果を公表した。また,上記専門分野の国内外の学会(建築学会,コンクリート工学会)大会及びインドの技術者協会及び日本建築学会近畿支部の構造力部会シンポジウムにおける招待講演や,特許出願を通じて成果を公表した。■自己修復システムを付与したモルタルの鉄筋腐食に対する抵抗性の検討本研究では,ひび割れの自己修復機能を有するモルタルの耐久性向上を目的として,モルタル内部に設けたネットワークに撥水及び遮塩機能を有するシラン系含浸材を注入し,ネットワーク及び鉄筋の周辺に劣化因子からの保護層を形成させた。さらに,ひび割れを発生させて自己修復を行った後,塩水浸漬による乾湿繰り返し試験を行った。その結果,モルタル表面からのCl-の浸透が抑制されることを確認した。また,自己修復により,ひび割れが閉塞され,鉄筋腐食の抑制と共に曲げ強度の回復を確認した。■自己修復システムによる超弾性合金を用いたRC梁部材の開発既往の研究において,超弾性合金(以下,SEA又は金)を引張側主筋に代替することで,RC梁部材の形状回復及びひび割れ閉塞を確認した。

本研究では,発生したひび割れを検知し,自動的に修復を行う自己修復コンクリート用システム(以下, Auto Self-Repairing System ASRS)を開発し,引張側主筋にSEAを用いたRC梁部材の曲げ試験を行った。その結果,SEAの特性により,除荷後の変形回復率が高くなり,ひび割れの自己修復が容易に行う事が出来た。又,ASRSを用いる事で常時ひび割れをセンサー監視する事により,ひび割れの検出から補修剤の注入までの過程を完全自動化で素早く行う事が可能となった。26年度が最終年度であるため、記入しない。建築構造学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画通り,銅系超弾性合金やバクテリアを用いたコンクリートのひひ割れ修復機能付与に関する実証実験を実施し,想定を超える修復性能を実証した。また,放射性物質の遮蔽や固化に関する検討を実施し,特に遮蔽に関しては想定を超える耐久性を確認した。一方,当初予定していた鉄系超弾性合金を用いたひび割れ修復実験や,接合部の実験は材料開発の遅れなどもあり実施できなかった。次年度は,これらの項目について実験を実施する必要がある。超弾性合金を用いた自己修復コンクリートにひび割れが発生した際,除荷後のひび割れ閉塞及び形状回復効果が高く,自己修復ネットワークによる自己修復機能の向上を図ることが可能であることを実験により実証できた。さらに,超弾性合金の付着を取り除くことで,載荷時に掛かる負荷を分散させ,疲労特性を軽減させられることが実証できた。本年度実施した各項目について実験と解析による検討をさらに進めるとともに,鉄系超弾性合金を用いたひび割れ修復実験や,接合部のひび割れ修復実験を実施していく。また,米国のネバダ大学とヒューストン大学の研究者から共同研究の希望があったため,これまでのオランダのデルフト大に加えて,米国のこれらの大学との共同研究を推進していく。ひび割れ検出器及びチューブポンプを用いた,本自己修復ネットワークシステムの完全自動化を目的とした研究を行う。今後は,自己修復ネットワークの実用化に向け,自己修復システムの完全自動化を目標とする。そのためには,ひび割れ検出器による補修材の充填条件の確定が必須であり,主筋の形状や載荷のパターンによる条件設定を今後の研究課題とする。各項目を発展させるための実験及び解析のための費用と,米国の研究者と共同研究を推進するための旅費などを中心に使用する予定である。当初,実施予定であった接合部実験を次年度に繰り越したため.接合部実験の物品費として使用の予定.
エンドソーム膜透過性-抗体修飾リポソームを用いた細胞内薬物送達系の開発

リポソームを用いた細胞内への細胞選択的薬物送達システムのモデルとして、蛍光薬物ドクソルビシンを含有する抗トランスフェリン受容体抗体修飾リポソーム(以下CIL)を作製した。CILは、ドクソルビシン耐性ヒト白血病細胞株K562/ADMに対し、細胞表面のトランスフェリン受容体に依存して特異的に結合し、次いでエンドサイトーシスにより細胞内へ高率で取り込まれた。ドクソルビシンの蛍光を顕微鏡観察したところ、細胞に取り込まれたCILは、細胞質のリソソームあるいはゴルジ装置様の構造物中へ蓄積され、その構造物より細胞質内へ持続的に薬物を供給していることが明らかとなった。その結果、CILは遊離ドクソルビシンの3倍低い濃度でK562/ADM細胞の増殖を抑制した(Br. J. Cancer印刷中)。このようにトランスフェリン受容体が細胞内への薬物の導入に有用であることが示されたので、次いで内封入物質として、プラスミドDNAの導入を試みた。直径100nmのCILではその封入効率は極めて低かった(平均0.3分子/リポソーム粒子)ため、200nmの直径のリポソームに変えたところ封入効率は1.8分子/リポソーム粒子)まで上昇した。さらに、CILにエンドソーム膜透過性ペプチドの導入を試みた。しかしながら、このペプチドを結合させたリポソームは速やかに凝集し、内封入物質を漏出させてしまうことが明らかとなった。現在ペプチドを導入してもリポソームの安定性を損なわないリポソームの組成を検討中である。
チェレンコフ光計測によるシングルショット縦方向位相空間測定システムの開発

100フェムト秒程度のバンチ長が要求されるテラヘルツ光源加速器の性能向上には、電子ビーム生成から加速までの間の縦方向位相空間分布の把握が必要不可欠である。本研究では、チェレンコフ光の放射角と電子の速度の間に強い相関関係があることを応用した新しい縦方向位相空間測定システムの研究を行った。設計した光学系は、縦方向位相空間を測定するのに十分なエネルギーおよび時間分解能を有しており、チェレンコフラジエーターについてもビーム試験を行い十分な性能を有していることが明らかとなった。本研究課題は、チェレンコフ光の放射角が電子ビームのエネルギーと相関があることを利用し、エネルギー分析電磁石とドリフト空間を必要としない、低エネルギー領域に特化したシングルショット計測が可能な縦方向位相空間測定システムの開発とその原理実証を行うことを目的としている。今年度は原理実証実験に使用する光学系を設計し、原理的な測定精度と電子ビームのパラメータによる測定精度への影響についてレイトレース計算を行い評価を行った。その結果、設計した光学系が縦方向位相空間を可視化するのに十分な精度(時間分解能:0.74ピコ秒、運動量分解能:3keV/c)を有していることが確認でき、測定精度をより向上させるためにはチェレンコフ光発生用ラジエーター上で電子ビームを水平方向に絞る必要があることが分かった。また各光学素子の設置誤差の影響についても同様にレイトレース計算を行い評価した結果、測定精度に最も大きな影響を及ぼすものは、チェレンコフ角をビーム軸上の位置情報に変換する放物-球面鏡(TBミラー)のビーム軸方向の設置誤差であることが明らかとなったが、横方向の設置誤差も無視出来ないことが判明した。これらの結果を踏まえ、レーザー光を用いた光学系のアラインメント用テストベンチを東北大学電子光理学研究センター加速器準備室内に構築するとともに、光学部品の精密位置調整用ステージを準備し、レーザー光を用いた光学系の評価を開始した。また本測定システムの中で最も重要な部品となるTBミラーの詳細設計を行い作製に着手した。本研究課題は、チェレンコフ光の放射角と電子ビームのエネルギーの間に強い相関があることを利用し、エネルギー分析電磁石を用いずに熱陰極高周波電子銃から引き出されるような2MeV程度の比較的低いエネルギー領域でかつ、エネルギー広がりが極めて大きな電子ビームの縦方向位相空間を可視化するためのシングルショット縦方向位相空間測定システムの開発とその原理実証を行うことを目的に研究を行った。今年度はチェレンコフラジエータとして使用する予定のシリカエアロゲルの評価と作製した放物-球面鏡の評価をおこなった。チェレンコフラジエーターとして使用するシリカエアロゲルの屈折率が大気圧と真空中で変化した場合、ビームエネルギーの絶対精度に大きな影響を及ぼすことから、シリカエアロゲルを測定と同じ環境すなわち真空中に設置したときの屈折率の変化の有無を確認した。その結果、大気中での測定値と比べると屈折率がわずかに低下する傾向が見られたが、屈折率の測定値を用いてエネルギー校正をおこなうことで、縦方向位相空間測定時の電子ビームエネルギーの絶対精度を向上させることが可能であることがわかった。一方作製した放物-球面鏡の形状と表面精度の評価をおこなった結果、形状はおおむね設計値を満足していたが、表面精度は非常に悪く測定した表面精度の値を考慮した測定システム全体のシミュレーションを行ったところ、作製した放物-球面鏡では目標とする測定精度を達成することが極めて困難であることが判明した。本研究は、エネルギー広がりが大きい23MeV程度のエネルギーを有する電子ビームのシングルショット縦方向位相空間測定手法の確立を目的として研究を行った。測定精度について、光学系のレイトレース計算を行い評価した結果、理想的な状態では、縦方向位相空間を可視化するために必要な精度を有していることが明らかとなった。また測定精度に対する各光学素子の設置誤差についての影響を評価したところ、放物-球面鏡のビーム軸方向に対する設置誤差の寄与が最も大きいことがわかった。縦方向位相空間測定におけるエネルギーの絶対精度を向上させるためには、きわめて薄いチェレンコフラジエーター(疎水性シリカエアロゲル製)の真空中での屈折率を把握する必要があったので、真空中でラジエーターの屈折率測定を実施し、大気圧で測定した値とほぼ同じであることを確認した。実験に使用する放物-球面鏡を作製し、表面形状と面精度の評価を行った結果、形状はほぼ設計値通りであったが、表面精度は極めて悪く、測定された面精度を考慮して測定システム全体のシミュレーションを行った結果、作製した放物-球面鏡では目標とする測定精度を達成することが極めて困難であることが判明した。しかし作製手法についての知見が得られたため高精度な鏡が作製可能になると考えている。チェレンコフラジエーターの評価は、東北大学電子光理学研究センターの試験加速器(t-ACST)のビーム診断部で実施し、ほぼ想定通りのチェレンコフ光が放射されていることを確認した。またビーム照射時の真空悪化についても、ビームOFF時と比較して真空度が一桁程度悪化するのみであった。ビーム照射前後のシリカエアロゲルを比較しても、差異は認められず、これらの結果から測定場所すなわち高周波電子銃や加速管の近傍など超高真空を要求される場所へチェレンコフラジエーターを設置することが可能であることが明らかとなった。