hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
絶縁被覆磁性微粒子誘電体中分散複合材料巻線間充填型ＵＨＦ帯高Ｑインダクタの開発

平成27年度には、Fe系磁性微粒子の大気中熱酸化による熱酸化絶縁性膜付絶縁体によるFe磁性微粒子(以下、熱酸化膜付Fe微粒子と記述)を作製し、材料Q値は11.1@1 GHzで当初目標を大幅に上回った。熱酸化膜付Fe微粒子とエポキシ樹脂を用いて複合材料を開発した。またその結果を基に巻線間複合材料装荷RFインダクタをモデリングし電磁界解析したところ、2 GHzでQ値が30を超す空心RFインダクタでは到底到達しないRFインダクタが開発できる可能性が示唆され、試作に着手した。平成28年度には、試作が完了し、測定したところ約2 GHzでQ値が約32でピークを取った。また、0.42.4 [GHz]において複合材料巻線間装荷RFインダクタのQ値は空心RFインダクタのそれよりも約20%高く、前例に無いRFインダクタが開発された。加えて、RF回路の模擬実験として上記インダクタとチップキャパシタで構成されるLC直列共振回路を作製し評価したところ、複合材料巻線間装荷RFインダクタを用いた方が空心RFインダクタを用いた場合に比べて共振時の半値幅が狭くなることを確認し、複合材料の優位性を示すことができた。また本成果から派生したRF薄膜コモンモードフィルタ等の開発にも大きく寄与した。以上の結果により、当初目的を十分達成した。大気中熱処理した表面酸化膜付鉄微粒子を複合材料として、RFスパイラルインダクタの巻線間に磁心として充填したところ、0.42.4 [GHz]において同サイズの空心インダクタのQ値に比べて約20%高い結果が得られた。複合材料内の渦電流損失とインダクタの近接効果を低減できたものと考えられ、大きな知見である。また、LC直列共振RF模擬回路に複合材料磁心RFインダクタを用いたが、空心の場合に比べて、反射係数が約0.5dBも低下した。共振半値幅も複合材料磁心RFインダクタを用いた回路の方が狭かった。回路の抵抗が低減したことを示唆し、本研究の最も重要な知見であり、その優位性が示され当初目標を満足した。既に平成27年度内で、平成28年度実施内容の(4)巻線間複合材料充填型インダクタの試作・測定と(5)巻線間複合材料充填型インダクタのRF回路への適用実験を実施している。複合材料のさらなる高Q化がインダクタの高Q化にも繋がるため、電気抵抗の高いアモルファス微粒子を用いたり、被覆厚さの変更などを実施する。加えて、既に試作したインダクタおよびその適用先であるRFコモンモードフィルタの一次試作の測定結果より、さらなる高性能化へ向けた構造設計などを電磁界解析とを用いて検討し、二次試作を実施する。以上は、申請者が所属する研究室の上司で教授の佐藤敏郎氏、修士2年生2名、学部4年生2名、同学科・准教授の宮地幸祐氏、長野工業高等専門学校・准教授の中山英俊氏らと連携して進める。また、既に企業から問い合わせを頂いているが、本課題終了後の技術移転も視野に入れて進める。磁気工学当初計画見込みよりも安価に研究が遂行できたため,次年度使用額(約30万円)が生じた。消耗品費(磁性微粒子、絶縁体材料、ガラス基板、試薬一式)として205,146円、研究協力者である修士2年生2名の学会旅費として74,000円、学会参加費として14,000円を平成28年度請求額と併せて使用させて頂く。当該研究も含む内容で、(一社)エレクトロニクス実装学会アカデミックプラザ5年連続継続賞を受賞した.2015年6月3日、於;JPCA Show2015/2015マイクロエレクトロニクスショー併催企画アカデミックプラザ授賞式@東京ビッグサイト
殺虫剤の「生物学的モニタリングに基づく適応的リスク評価法」の開発と実践

WHO,米国科学アカデミー,米国小児科学会等,自閉症や学習障害などの発達障害と農薬曝露との因果関係を示唆する報告が集積されつつあり,「ヒトに対する効率的な曝露評価,健康影響評価を実施するためのシステムを開発する」必要がある。当該研究では『ネオニコチノイド系農薬をモデルとして』,1中長期的な曝露評価のための生物学的モニタリングシステムの構築,2新たな毒性エンドポイントに対応する毒性試験法の開発とAdverse Outcome Pathway(AOP)の解明,3中毒診断のための新規バイオマーカーの開発を目指す。
M-CSF誘発性リンパ管新生刺激因子VEGF-C,Dの細胞内シグナル解析

当初の目的であったMCSF添加による骨格筋細胞株からのVEGF-C,-D産生が有意にみられなかったため実験計画を変更した。我々の検討からMCSF投与により横隔膜からも有意なVEGF-C,-D産生がみられていたため、横隔膜のリンパ管に着目して実験を行った。胸水貯留には胸膜の血管、リンパ管が関与している。そこで悪性胸膜炎モデル、炎症性胸膜炎モデルを作成しリンパ管の解析をおこなった。両者ではリンパ管の径の拡大がみられ、悪性胸膜炎ではリンパ管密度の増加がみられた。癌や炎症により横隔膜からのVEGF-C,-D産生の増加がこれらの変化をもたらすと考えた。当年度の目的であった、M-CSF添加による骨格筋細胞株からのVEGF-C、-D産性が有意に見られなかったため実験計画を変更した。我々の検討からMCSF投与により横隔膜からも有意なVEGF-C、-Dの産生が見られていたため横隔膜のリンパ管新生に着目し実験を行った。胸水の貯留には胸膜のリンパ管や血管が関与している。これまで人やマウスの胸膜のリンパ管に関して不明な点が多いため、横隔膜上の胸膜を用いて、正常、及び炎症性疾患としての敗血症モデルマウス、悪性疾患としての癌性胸膜炎モデルマウスを作成しリンパ管等の脈管系を解析した。またMCSFを投与することで引き起こされる影響についても検討した。C57/B6マウスの横隔膜全体を採取しリンパ管内皮を抗LYVE- 1抗体、血管内皮を抗CD31抗体で免疫染色しリンパ管の分布を確認し、リンパ管・血管密度を計測した。次にマウスに大腸菌由来毒素のlipopolysaccharideを腹腔内に投与した敗血症モデル、Lewis Lung carcinoma Cellsを胸腔内投与した癌性胸膜炎モデルを作成し横隔膜を解析した。敗血症モデルはコントロール群とMCSFを腹腔内投与した群を比較した。横隔膜では幅の広いバンド状のリンパ管がお互い連結し、脊柱周辺の腱中心から放射状に全体に拡がっていた。癌性胸膜炎モデルではリンパ管密度増加・リンパ管径の拡大がみられた。それらは敗血症モデルではなかったが、MCSFを追加することでリンパ管径の拡大がみられた。血管に有意差はなかった。これらのように横隔膜全体立体構造や分布を明らかにした。癌性胸膜炎モデルでは腫瘍によるVEGF-C,-Dの産生が、敗血症にMCSFを投与した群では横隔膜からのVEGF-C,-Dの産生が関与している可能性が考えられた。当初の予定通りの結果が得られず、別なアプローチを行ったため当年度の目的であったMCSF添加による骨格筋細胞株からのVEGF-C,-D産生が有意にみられなかったため実験計画を変更した。我々の検討からMCSF投与により横隔膜からも有意なVEGF-C,-Dの産生がみられていたため、横隔膜のリンパ管に着目して実験を行った。これまでヒトやマウスの胸膜のリンパ管に関して不明な点が多いため、横隔膜上の胸膜を用いて、正常および炎症性疾患として敗血症モデルマウス、悪性疾患としての癌性胸膜炎モデルマウスを作成しリンパ管などの脈管系を解析した。C57/B6マウスの横隔膜全体を採取しリンパ管内皮を抗LYVE-1抗体、血管内皮を抗CD31抗体で免疫染色し、リンパ管の分布の確認とリンパ管・血管密度を測定した。次にマウス大腸菌毒素のlipopolysaccharide(LPS)を腹腔内に投与した敗血症モデル、胸腔内に投与した炎症性胸膜炎モデル、Lewis Lung carcinomaCellsを胸腔内投与した癌性胸膜炎モデルを作成し横隔膜を解析した。正常横隔膜では幅の広いバンド状のリンパ管がお互い連結し、脊柱周辺の腱中心から放射状に全体に拡がっていた。炎症性胸膜炎モデルマウスではリンパ管径の拡大がみられていた。敗血症モデルでは見られなかったがMCSFを追加することでリンパ管径の拡大がみられた。機序として癌や炎症により横隔膜からのVEGF-C,-Dの産生の増加を引き起こし、それがリンパ管の拡大を引き起こすこと、またMSCFは横隔膜からのVEGF-C,-Dの産生を促進することが考えらえた。1癌性胸膜炎モデルの胸水中のVEGF-C,-DをELISA法で測定する。

2リンパ管拡大のメカニズムについてはVEGF-C,-Dの関与や、腫瘍によるリンパ管閉塞が疑われるが、胸腔内にエバンスブルーを注入することで横隔膜からの排液量の評価、ならびに横隔膜からどのような経路を経て胸管にいたるかのリンパ流の仕組みを解明する。3TOMATO色素を発色するLewis Lung carcinoma Cellsを投与することで、リンパ管内における癌細胞が存在し閉塞しているか確認する。リンパ管新生海外学会参加を見合わせたため予定より旅費がかからなかったため抗体、マウスなどの物品購入にあてる
シンボル記述による製品(形状)データベースのネットワークでの利用

現在のCADシステムでは,製品のライフサイクルに関わる設計,試作,評価,製作,保守,回収などのすべての作業を計算機で取り扱うために,パラメトリック設計機能を持った立体モデリングシステムが急速に実用化され,解析,生産システムと結びつけて大きな効果を上げつつある.しかし,CADシステムで作成された製品データベースについては,部品毎に一括して保存することが可能となった段階であり,どの製品にどういう設計意図が含まれているか等のデータの中身については,基本的にはブラックボックスの状態となっている.そこで,(1)製品データの形状と合わせてその特徴の表示,(2)類似形状/類似機能を持つ部位の検索,(3)設計意図・設計背景情報の表示,(4)多数設計者による協調設計を可能とする新しいネットワークでの処理法を確立することを目的とした.得られた主な研究成果を以下にまとめる.1.複合フィーチャのモデリング複数の基本フィーチャで構成される複合フィーチャの表現法として,基本フィーチャを製品モデルに表現する形式を利用し,さらに,これらをXMLファイルとして作成し,ネットワーク上で利用できるようにした.また,類似フィーチャの検索法や,同一フィーチャの二重登録防止についてのアルゴリズムを提案した.2.ネットワークでの協調設計ネットワーク環境下で複数の設計者が,一つのデータベースを共有して使用するため,JAVAを用いてクライアント/サーバシステムを構築した.製品データの同時更新により整合性が取れなくなることを防ぐため設計対象の部分形状を面名で管理することにより,一時的に使用できなくなるようにする排他制御機能を提案した.3.アセンブリ設計,概念設計,意匠曲面形状のパラメトリック設計この他に,アセンブリ設計,概念設計,意匠曲面形状のパラメトリック設計での処理法を検討した.現在のCADシステムでは,製品のライフサイクルに関わる設計,試作,評価,製作,保守,回収などのすべての作業を計算機で取り扱うために,パラメトリック設計機能を持った立体モデリングシステムが急速に実用化され,解析,生産システムと結びつけて大きな効果を上げつつある.しかし,CADシステムで作成された製品データベースについては,部品毎に一括して保存することが可能となった段階であり,どの製品にどういう設計意図が含まれているか等のデータの中身については,基本的にはブラックボックスの状態となっている.そこで,(1)製品データの形状と合わせてその特徴の表示,(2)類似形状/類似機能を持つ部位の検索,(3)設計意図・設計背景情報の表示,(4)多数設計者による協調設計を可能とする新しいネットワークでの処理法を確立することを目的とした.得られた主な研究成果を以下にまとめる.1.複合フィーチャのモデリング複数の基本フィーチャで構成される複合フィーチャの表現法として,基本フィーチャを製品モデルに表現する形式を利用し,さらに,これらをXMLファイルとして作成し,ネットワーク上で利用できるようにした.また,類似フィーチャの検索法や,同一フィーチャの二重登録防止についてのアルゴリズムを提案した.2.ネットワークでの協調設計ネットワーク環境下で複数の設計者が,一つのデータベースを共有して使用するため,JAVAを用いてクライアント/サーバシステムを構築した.製品データの同時更新により整合性が取れなくなることを防ぐため設計対象の部分形状を面名で管理することにより,一時的に使用できなくなるようにする排他制御機能を提案した.3.アセンブリ設計,概念設計,意匠曲面形状のパラメトリック設計この他に,アセンブリ設計,概念設計,意匠曲面形状のパラメトリック設計での処理法を検討した.現在のCADシステムでは,製品のライフサイクルに関わる設計,試作,評価,製作,保守,回収などのすべての作業を計算機で取り扱うために,パラメトリック設計機能を持った立体モデリングシステムが急速に実用化され,解析,生産システムと結びつけて大きな効果を上げつつある.しかし,CADシステムで作成された製品データベースについては,部品毎に一括して保存することが可能となった段階であり,どの製品にどういった設計意図が含まれているか,どの製品とどの製品にどういう共通形状や技術が盛り込まれているかといったデータの中身については,基本的にはブラックボックスの状態となっており,個々のCADシステムからデータを呼び出して設計者が解釈しなければ知ることができない.そこで,製品データベースの形状データをシンボルを用いて記述することにより,設計意図や属性情報とともに明示的に表現し,XMLで記述してデータベースに蓄えることにより,(1)製品データの形状と合わせてその特徴の表示,(2)類似形状/類似機能を持つ部位の検索,(3)設計意図・設計背景情報の表示,(4)必要部位の取り出しと再利用を可能とする新しいネットワークでの処理法を確立する.本年度は,設計意図や部品機能を表す複合フィーチャを中心に以下の研究を行った.1.複合フィーチャの作成と製品形状への貼り付け機能基本フィーチャの組み合わせにより複合フィーチャを定義し,これを製品データに貼り付ける機能を作成した.2.複合フィーチャデータベースの作成と検索上記で定義した複合フィーチャを,XML形式で記述してデータベースに蓄え,このデータベースから,複合フィーチャに含まれる基本フィーチャのタイプと個数により,検索する機能を作成した.3.ユーザインタフェースの作成製品や複合フィーチャのモデリング機能(Mathematicaによる記号処理)を,ネットワーク上で設計者が利用できるよう,Javaによりメニューや図形要素の入力機能や,製品データの表示機能を作成した.現在のCADシステムでは,製品のライフサイクルに関わる設計,試作,評価,製作,保守,回収などのすべての作業を計算機で取り扱うために,パラメトリック設計機能を持った立体モデリングシステムが急速に実用化され,解析,生産システムと結びつけて大きな効果を上げつつある.

しかし,CADシステムで作成された製品データベースについては,部品毎に一括して保存することが可能となった段階であり,どの製品にどういった設計意図が含まれているか,どの製品とどの製品にどういう共通形状や技術が盛り込まれているかといったデータの中身については,基本的にはブラックボックスの状態となっており,個々のCADシステムからデータを呼び出して設計者が解釈しなければ知ることができない.そこで,製品データベースの形状データをシンボルを用いて記述することにより,設計意図や属性情報とともに明示的に表現し,XMLで記述してデータベースに蓄えることにより,(1)製品データの形状と合わせてその特徴の表示,(2)類似形状/類似機能を持つ部位の検索,(3)設計意図・設計背景情報の表示,(4)必要部位の取り出しと再利用を可能とする新しいネットワークでの処理法を確立する.本年度は,複数設計者がネットワーク環境下で共同して製品を設計することができる協調設計の機能を中心に,以下の研究を行った.1.ネットワーク環境下でのサーバ/クライアントシステムの構築JAVAを用いて,クライアント/サーバシステムを構築した.モデリング機能はMathematicaにより作成したシステムを利用し,ヒューマンインタフェースやネットワークでの計算機間のデータ授受は,JAVAにより実装した.2.協調設計での排他制御複数の設計者が一つの製品モデルを共有して設計するには,製品データの同時更新により整合性が取れなくなるのを防ぐ必要がある.そこで,設計者に負担を掛けず最小限の制約で設計対象の部分形状を一時的に使用できなくなるようにする排他制御機能を開発した.現在のCADシステムでは,製品のライフサイクルに関わる設計,試作,評価,製作,保守,回収などのすべての作業を計算機で取り扱うために,パラメトリック設計機能を持った立体モデリングシステムが急速に実用化され,解析,生産システムと結びつけて大きな効果を上げつつある.しかし,CADシステムで作成された製品データベースについては,部品毎に一括して保存することが可能となった段階であり,どの製品にどういう設計意図が含まれているか,どの製品とどの製品にどういう共通形状や技術が盛り込まれているか等のデータの中身については,基本的にはブラックボックスの状態となっており,個々のCADシステムからデータを呼び出して設計者が解釈しなければ知ることができない.そこで,(1)製品データの形状と合わせてその特徴の表示,(2)類似形状/類似機能を持つ部位の検索,(3)設計意図・設計背景情報の表示,(4)多数設計者による協調設計を可能とする新しいネットワークでの処理法を確立することを目的とした.本年度は,複数設計者がネットワーク環境下で共同して製品を設計することができる協調設計における部品の組立設計の研究や,概念設計での処理法の検討を行った.1.組立設計部品の組立
抗がん剤誘発末梢神経障害の発生・難治化における神経－シュワン細胞相互作用の関与

本研究では、培養シュワン細胞に対するパクリタキセル(TXL)、シスプラチン(CDDP)、あるいはオキサリプラチン(L-OHP)処置の影響を検討した。本研究の結果より白金系抗がん剤はシュワン細胞に対してミトコンドリア障害を誘導し、不可逆的な髄鞘障害による難治性の末梢神経障害との関連が考えられること、一方、TXLはシュワン細胞脱分化による髄鞘障害を引き起こすが可逆的で、タキサン系抗がん剤に認められる早期薬剤中止後の末梢神経障害の回復に、再分化したシュワン細胞が関与する可能性が考えられた。研究代表者は、新生ラットの坐骨神経由来初代シュワン培養細胞実験系の確立に成功した。培養した成熟シュワン培養細胞に、抗がん剤であるシスプラチン、オキサリプラチンあるいはパクリタキセルをシュワン細胞に処置したところ、48時間後において濃度依存的な細胞生存率・細胞数の減少ならびにmyelin basicprotein (MBP)の発現低下が引き起こされた。一方、同条件下で細胞形態について観察したところ、シスプラチンあるいはオキサリプラチン処置群においては、シュワン細胞の形態変化は認められなかった。それに対し、パクリタキセル処置群では顕著な樹状突起の消失が認められた。これらのことからタキサン系と白金系抗がん剤ではシュワン細胞に対する直接作用において、何らかの違いがある可能性が示唆された。近年、白金系抗がん剤はミトコンドリアの代謝回転を阻害することで腎臓細胞障害を引き起こすことが報告されている。そこで、各種抗がん剤処置後におけるシュワン細胞のミトコンドリア活性の変化について検討を行った。その結果、シスプラチンあるいはオキサリプラチン処置群においては、著明なミトコンドリアの膜電位の消失が認められた。しかし、パクリタキセル処置群では溶媒処置群と比較して変化は観察されなかった。これらの知見を基に、研究代表者はパクリタキセル処置後に認められる分化マーカーMBPの発現低下ならびにシュワン細胞樹状突起の消失が、細胞障害を惹起する白金系抗がん剤とはことなり、細胞の脱分化反応に起因しているのではないかとの仮説を立てた。各種抗がん剤処置後のシュワン細胞における分化状態の検討を行った結果、パクリタキセル処置群においてのみ、p75の発現増加伴った再分化反応が起きていることが明らかとなった。新生児ラット坐骨神経から、抗p75 NTR抗体を用いたMACS細胞分離法により初代培養シュワン細胞を調製・精製し、forskolin/heregulin処置によりmyelin basic protein(MBP)陽性、p75陰性の成熟シュワン細胞に分化させた。TXL、CDDPあるいはL-OHPをシュワン細胞に48時間処置したところ、いずれも濃度依存的な細胞生存率の減少ならびにMBP発現低下が引き起こされた。CDDPあるいはL-OHP処置群では細胞形態に変化は認められなかったものの、MitoTracker染色やJC-1凝集蛍光の低下で示されるミトコンドリア障害が惹起された。一方、TXL処置群では樹状突起が消失し、MBP発現低下、p75発現増加で示されるシュワン細胞の脱分化が観察された。また、各薬物を洗浄除去後48時間培養したところ、CDDPあるいはL-OHP除去後も細胞障害、MBP発現低下が継続・進行したのに対し、TXL除去後は、樹状突起の再生およびMBP発現増加が認められ、シュワン細胞が再分化する様子が観察された。【考察】以上の結果より、白金系抗がん剤はシュワン細胞に対してミトコンドリア障害を誘導し、不可逆的な髄鞘障害による難治性の末梢神経障害との関連が考えられること、一方、TXLはシュワン細胞脱分化による髄鞘障害を引き起こすが可逆的で、タキサン系抗がん剤に認められる早期薬剤中止後の末梢神経障害の回復に、再分化したシュワン細胞が関与する可能性が考えられる。当初の本実験の実験計画では、末梢神経障害といった多因子疾患の病態を解明するために、まずゲノムレベルで網羅的に遺伝子発現情報を解析するという遺伝子発現プロファイルを行う必要性を想定していた。しかし、各種抗がん剤をシュワン細胞に処置することにより、著明な変化を観察することができ、特にパクリタキセル処置群における脱分化反応は非常に有意義な知見と考えられたため、現時点で遺伝子発現プロファイリングを行う必要性はないと判断した。本年度の研究を通して、研究代表者はラット坐骨神経由来初代シュワン培養細胞実験系の確立に成功し、さらにタキサン系抗がん剤と白金系抗がん剤によるシュワン細胞への直接作用における明確な相違を見いだすことに成功した。これらの研究成果を基に、既に研究代表者は海外論文への投稿準備を開始している。また、本年度研究実績概要に記載していないが、研究代表者はラット後根神経節由来初代シュワン培養細胞と坐骨神経初代培養細胞の共培養実験系の確立に成功した。

さらに、ラット組織標本を用いた抗がん剤誘発神経あるいはシュワン細胞障害の評価系を確立した。本研究テーマを開始して1年で、これらの研究成果を得たことについては十分意義があるものと考えられ、その進捗状況は概ね良好であると思われる。27年度が最終年度であるため、記入しない。神経科学、神経薬理学、医療薬剤学引き続き、ラット後根神経節(DRG)由来初代神経培養細胞と純粋化した初代シュワン培養細胞との共培養実験系を行う予定である。一度に大量のアッセイを行うためには、まだ実験条件の最適化を行う必要がある。ラット後根神経節由来神経初代培養細胞とシュワン初代培養細胞の共培養系に各種抗がん剤を処置しミエリン形成への影響について検討を行う。特にパクリタキセル処置群においては、シュワン細胞単独培養時に認められたような脱分化反応が確認出来るかについて評価を行う。一方、神経初代培養細胞に各種抗がん剤を処置し、細胞障害の状態ならびに薬物除去後における神経軸索の再生の有無について比較検討を行う。平行して、神経・シュワン細胞共培養実験系において同様の実験を行い、神経軸索再生過程におけるシュワン細胞の役割について検討を行う予定である。また、発現ベクターあるいはsiRNAなどを作製してシュワン細胞に候補分子を強制発現あるいは発現抑制させる。それらの条件下、ミエリン形成過程に影響があるかについて主に蛍光顕微鏡法にて検討する。その後、シュワン細胞を髄鞘化させたDRG神経細胞の機能変化について、カルシウムイメージング法やパッチクランプ法により解析を行う。マウスあるいはラットを用いた抗がん剤誘発末梢神経障害モデルにおいて疼痛行動を指標とした行動評価系ならびに同モデルを用いた生化学的な検討を行う。まずは、抗がん剤誘発末梢神経障害モデル動物において、Western-blotting法や免疫染色法に従い、末梢神経の脱ミエリン化が引き起こされているか、末梢神経やシュワン細胞障害が起こっているかについて検討を行う予定である。
摩擦不安定性としての地震現象の統計物理学的研究

本基盤研究では、地震の統計・物性物理学の構築に向け、長年統計物理分野で地震現象の標準的モデルとして研究されてきたバネ-ブロックモデルに、現在地震学分野で広く用いられている、摩擦力が滑り面での「状態」にも依るとする所謂「滑り速度-状態依存摩擦則(Dietrich-Ruina摩擦則)」を組み合わせたモデルに基づき、数値シミュレーションを主体とした地震現象の統計物理的な研究を展開した。その結果、モデルは摩擦不安定性が強い場合と弱い場合とで定性的に異なった振る舞いを示すこと等を明らかにすることに成功した。我が国は地震国であり、しばしば大きな地震に見舞われる。地震は、第1義的には、地殻の弱面である断層がプレートの運動により駆動されることで急激に滑る「固着-滑り(stick-slip)不安定性」であり、そのダイナミックスは、摩擦の物理法則ー摩擦構成則ーによって支配されている。地震が本質的に駆動系の示す動的不安定現象であることから、統計物理学・物性物理学的なアプローチも相補的に極めて有効なものになり得る。本研究では、(A)滑り速度-状態依存摩擦則をバネ-ブロックモデルと組み合わせたBurridge-Knopoffモデル(B)格子上での結合マップモデル(01ami-Feder-Christensenモデル)、という2つの統計モデルに対し、大規模数値シミュレーションを行うことにより、地震の統計的諸性質や先行現象を、特にその構成則パラメータ依存性に着目して解析・探査した。その結果、(i)地震先行現象としての破壊核形成過程の諸性質、特に破壊核形成に伴う特徴的な長さ及び時間スケールの解析とその構成則パラメータ依存性の解明(ii)地震現象の固有的側面とりわけアスペリティの形成過程の解明、に関して大きな進展を得た。地震は、第1義的には、地殻の弱面である断層がプレートの運動により駆動されることで急激に滑る「固着-滑り(stick-slip)不安定性」であり、そのダイナミックスは、摩擦の物理法則-摩擦構成則-によって支配されている。本研究では、(A)滑り速度-状態依存摩擦則をバネ-ブロックモデルと組み合わせたBurridge-Knopoff (BK)モデル(B)格子上での結合マップモデル(Olami-Feder-Christensenモデル)、という2つの統計モデルに対し、大規模数値シミュレーションを行うことにより、地震の統計的諸性質や先行現象を、特にその構成則パラメータ依存性に着目して解析・探査した。その結果、(A)については、2次元BKモデルの統計的諸性質に関して新たなデータの取得に成功した。その振る舞いには、地震先行現象としての破壊核形成過程を伴う摩擦不安定性が弱い領域と破壊核形成過程を伴わない摩擦不安定性が強い領域との間で、大きな差異があることを新たに見出した。即ち、前者はより固有地震的色彩の強い振る鍾いを示す。また(B)についても、特に不均一モデルの振る舞いについて、地震の臨界性と固有性の共存に関して、新たな知見を得た。即ち、不均一性には、臨界性を弱める働きがあるが、固有性に関しては顕著な影響を与えないことが分かった。本研究では、滑り速度-状態依存摩擦則をバネ-ブロックモデルと組み合わせたBurridge-Knopoff(BK)モデルに対し、大規模数値シミュレーションを行うことにより、地震の統計的諸性質や先行現象を、その構成則パラメータ依存性に着目して解析・探査した。特に、地震先行現象としての破壊核形成過程について、地震予知への可能性も念頭に置きつつ、集中的な研究を行った。その結果、摩擦不安定性が強い領域では、ゆっくりした準静的な初期フェーズを伴わずに、いきなり不可逆的な破壊に至るのに対し、摩擦不安定性が弱い領域では、ゆっくりした準静的な初期フェーズが本震の前段階で実現されることを見出した。その2つの異なった振る舞いを分ける摩擦パラメータに関する条件も明らかにした他、破壊核が不安的化し本震に至る際の臨界サイズの表式を得ることにも成功した。また、臨界破壊核近傍の滑り速度を解析し、クリープ領域との境界近傍を除けば、プレートの駆動速度程度の非常に遅い速度になることを見出した。これは臨界破壊核の検出に対しては、残念ながら悲観的な結果となった。
すばる望遠鏡による広視野クェーサー吸収線系観測から探る銀河と宇宙大規模構造の進化

クェーサー吸収線系は、遠方クェーサーのスペクトル中に吸収線として検出されるガス体であり、遠方宇宙におけるガスの性質の調査に有用である。本研究では、初期宇宙における銀河の形成と進化を解明するために、最も多くの中性水素ガスを含む種族である、DLA (damped Lyαabosrotpn system)に着目している。前年度の研究ではDLAの周囲に若い銀河であるLAE (Lyαemitter)が集中している領域を発見し、共に若い天体であるDLAとLAEとが密接に関係していることを示唆する成果が得られた。一方、DLAの周囲のような中性ガスが大量に存在する環境では、Lyα輝線は共鳴散乱の影響を受けて、ダストに吸収される確率が高くなる。そのため、LAEだけに着目した観測では、多くの星形成銀河が見落とされている可能性がある。今年度は、DLAと星形成銀河との関係を調査するために、輝線に頼らない銀河を選出方法を研究した。この研究は、すばる望遠鏡Hyper Suprime-Cam (HSC)による戦略枠観測(HSC-SSP)で得られた超広視野撮像データを使用した取り組みである。宇宙の星形成活動が活発で、DLAも多くみられる赤方偏移2付近の宇宙に着目しているが、赤方偏移2の銀河は測光データに基づいた選出が難しい。実際に、HSC-SSPの測光赤方偏移カタログでは、分光観測で赤方偏移が2-2.5であることが分かっている天体の約40%が赤方偏移2未満となっている。この問題を解決するため、HSCの5バンド測光データによる色選出を研究した結果、(g-r)vs. (r-y) 2色図を使うことで、分光赤方偏移が2-2.5の天体の90%以上を落とすことなく選出できることがわかった。この手法はDLAと銀河との関係の調査だけでなく、光度関数など高いコンプリートネスが重要となる研究にも有用である。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、形成初期の銀河の進化を調べるためにクェーサー吸収線系に着目したものである。クェーサーは超巨大ブラックホールへの質量降着により莫大なエネルギーを放射する天体で、遠方にあっても明るく観測できる。クェーサー吸収線系は、遠方のクェーサーと私たちとの間にあるガス体で、吸収線を作る天体の明るさによらずクェーサースペクトル中に検出できるため、遠方にあるガスの性質を調べるために有用な天体である。私は、クェーサー吸収線系の中でも、特に大きな中性水素の柱密度を持つDLA (減衰ライマンアルファシステム)に着目して、まだガスが星に転化される前の銀河の性質を調査している。本年度は、ガスを多く含む若い種族であるLAE (ライマンアルファ輝線銀河)とDLAとの関係を調査した。自身が研究代表としてすばる望遠鏡によって取得したデータに基づき、DLAが狭い範囲に集中している領域(以下、DLA集中領域)で、LAEの空間分布や物理的性質を議論した。まず、共同距離50 Mpcスケールでの調査で以下のことが明らかになった。(1) DLA集中領域におけるLAEの個数密度は、近い赤方偏移の一般領域のものと同程度である、(2) DLA集中領域に存在するLAEのライマンアルファ輝線の静止系等価幅分布は、近い赤方偏移の一般領域や密度超過領域と有意な違いはない。一方、DLA周囲の10 Mpcスケールの領域でLAEの性質を調べると、(3)領域内で最も大きい中性水素の柱密度をもつDLAの周囲では、領域全体に対してLAEの個数密度の超過が見られる、ということがわかった。これらの結果は、DLAの中でも特に中性水素ガスを多く持つものとLAEとに密接な関わりがあることを示唆している。この成果をまとめた論文は査読を経てPASJ (Publications of the Astronomical Society of Japan)に受理された。概要に示したように、今年度の研究ではDLA集中領域でLAEの性質の調査を行い、ガスを多く含むDLAとLAEとの密接な関係を示唆する結果が得られた。この成果は、国内外で開催された国際会議5件で発表している。また、成果をまとめた論文は査読付き論文として受理されるに至っている。一方、当初の計画では、すばる戦略枠で観測されたデータに基づいてDLA周囲の環境を調べる研究も行う予定であったが、自身の観測に基づいたDLA集中領域に関する研究で非常に興味深い結果が得られたため、この研究をさらに推進することにした。この研究に関する観測提案をすばる望遠鏡とCFH (Canda-France-Hawaii)望遠鏡に提出し、すでに2件が採択されている。また、さらに2件の観測提案が審査中である。このように、当初の研究計画から一部変更があるが、国際研究会や査読論文に発表できる成果が得られており、また、今後研究を進展させるための観測提案も採択されているため、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。

前年度の研究ではDLAの周囲に若い銀河であるLAE (Lyαemitter)が集中している領域を発見し、共に若い天体であるDLAとLAEとが密接に関係していることを示唆する成果が得られた。一方、DLAの周囲のような中性ガスが大量に存在する環境では、Lyα輝線は共鳴散乱の影響を受けて、ダストに吸収される確率が高くなる。そのため、LAEだけに着目した観測では、多くの星形成銀河が見落とされている可能性がある。今年度は、DLAと星形成銀河との関係を調査するために、輝線に頼らない銀河を選出方法を研究した。この研究は、すばる望遠鏡Hyper Suprime-Cam (HSC)による戦略枠観測(HSC-SSP)で得られた超広視野撮像データを使用した取り組みである。宇宙の星形成活動が活発で、DLAも多くみられる赤方偏移2付近の宇宙に着目しているが、赤方偏移2の銀河は測光データに基づいた選出が難しい。実際に、HSC-SSPの測光赤方偏移カタログでは、分光観測で赤方偏移が2-2.5であることが分かっている天体の約40%が赤方偏移2未満となっている。この問題を解決するため、HSCの5バンド測光データによる色選出を研究した結果、(g-r)vs. (r-y) 2色図を使うことで、分光赤方偏移が2-2.5の天体の90%以上を落とすことなく選出できることがわかった。この手法はDLAと銀河との関係の調査だけでなく、光度関数など高いコンプリートネスが重要となる研究にも有用である。平成28年度は、DLA集中領域におけるLAEの調査について一定の成果を得ることができた。本研究で観測したDLA集中領域は、非常に希少な領域で、銀河進化の初期段階を研究するために非常に有用なターゲットである。今後は、この領域で他の種族の銀河の性質を調査をする。LAE以外の種族の銀河を選出するためには、これまでに取得したデータだけでは不十分である。そこで、銀河の選出に必要なデータを取得するためにすばる望遠鏡とCFH (Canada-France-Hawaii)望遠鏡に観測提案を提出した。それぞれの望遠鏡で1件ずつ観測が採択され、すばる望遠鏡での観測は平成29年5月に予定されている。また、CFH望遠鏡による観測は平成29年2月から進行中で、5月ごろに全てのデータが取得できる見込みである。これらの観測で取得されたデータを使用し、DLA集中領域において、ライマンブレーク銀河の空間分布や星形成率等の性質を議論する。また、現在進行中のすばる戦略枠における観測データが徐々に蓄積されてきている。このデータを用いて、DLA周囲の環境調査とDLA対応天体特定を行う。これらの調査のためには、DLAと同じ赤方偏移にある銀河を選出する必要があるが、選出方法はすでに検討を進めている。今後は、すばる戦略枠の観測で得られたデータを使用して、DLA周囲の銀河を選出し、DLA対応天体の特定とDLA周囲における銀河の分布や性質を議論する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
劇症型肺炎球菌感染症の発症メカニズムの解析

1:次世代シーケンサーを用いての解析平成30年度、次世代シーケンサーによる全ゲノムの解読を行った劇症型感染症患者より分離された21株および健常者の後鼻腔由来、劇症型感染症患者由来菌と同じ血清型および近縁(同一)のシーケンスタイプを有する肺炎球菌24株、計45株の全ゲノムの配列情報をアセンブリした。また、劇症型感染症由来肺炎球菌の配列と非劇症型感染症由来肺炎球菌のゲノム配列を比較し、劇症型と非劇症型に共通している遺伝子、劇症型にあり非劇症型にはない遺伝子などについて探索を行った。2:日本に特有肺炎球菌株のゲノム解析2016年以後に、日本国内に血清型12F型肺炎球菌による侵襲性肺炎球菌感染症が多発している。日本で分離された12F型肺炎球菌のシーケンスタイプは主にST4846で、欧米で分離される12F型肺炎球菌と異なるタイプを示す。これらの日本(アジア)特有の12F型肺炎球菌の発症機構を解明するために、我々は12F型、ST4846タイプ肺炎球菌の全ゲノム配列を決定し、ゲノム情報のアナウンスメントを行った。3:培養細胞への感染実験肺炎球菌の劇症型感染症を引き起こすメカニズムを解明するため、ヒト好中球系細胞に分化させたHL60細胞およびヒト血管内皮系培養細胞EA.hy 926細胞を用いて、肺炎球菌の生存性を評価する感染実験を行った。肺炎球菌の各莢膜型に特異的な抗血清を用い、莢膜抗原の抗原性をブロックした劇症型感染症患者および保菌者由来肺炎球菌を培養細胞に感染させ、細胞内での生存性を比較した。その結果、細胞に貪食された1時間および2時間後に、劇症型感染症患者および保菌者由来肺炎球菌の細胞内生存性に有意差は認められなかった。本研究の目的を達成するために、本年度中は次世代シーケンサーで得られた45株の肺炎球菌の全ゲノム配列情報をアセンブリし、劇症型と非劇症型に共通している遺伝子、劇症型にあり非劇症型にはない遺伝子の探索作業が進行している。また、肺炎球菌の病原性を評価するための培養細胞を用いるin vitroの感染実験系を作成し、細胞内での肺炎球菌の生存性を評価できるようになった。従い、予定していた目的は達成できたと考え、おおむね順調に進展していると判別した。今後、劇症型感染症由来肺炎球菌に特異的に存在する遺伝子の探索を続くと共に、肺炎球菌の病原性を評価できるin vitroの細胞感染実験モデル系を用い、各種サイトカインのmRNA発現プロファイルを解析し、肺炎球菌劇症型感染症を引き起こすメカニズムを解明予定である。1:劇症型感染症由来肺炎球菌に特異的に存在する遺伝子を探索する。本研究期間中に得られた全ゲノムの配列情報を解析し、劇症型と非劇症型に共通している遺伝子、劇症型にあり非劇症型にはない遺伝子などについて探索し続ける予定である。2:培養細胞における各サイトカインのmRNA発現プロファイルの解析。平成29-30年度に、肺炎球菌感染による培養細胞の炎症性サイトカイン産生の変化を検討した。その結果、培養細胞の各炎症性サイトカインの分泌量は、劇症型菌と非劇症型菌には大きな変化が見られなかった。今後、RT-PCRを応用し、T細胞が産生するサイトカインRNAレベルでの発現量をモニタする解析する系を作成する。サイトカイン(IFNγ、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、TNFα,β)の種類を増やして、各サイトカインのmRNA発現プロファイルを同時に解析し、劇症型菌と非劇症型による違いがあるかどうかを明らかにする。1:次世代シーケンサーを用いての解析平成28年度、劇症型感染症患者より分離された21株の肺炎球菌の血清型およびシーケンスタイプを決定した。また、健常者の後鼻腔から、劇症型感染症患者由来菌と同じ血清型および近縁(同一)のシーケンスタイプを有する肺炎球菌24株を分離した。劇症型感染症患者由来21株および保菌者由来24株の肺炎球菌のゲノムDNAを精製し、次世代シーケンサーによる全ゲノムの解読を行った。得られた全ゲノムの配列情報をアセンブリしたが、他の細菌に比べて、繰り返しシーケンスが多く存在することが明らかとなった。通常の解析方法では、次世代シーケンサーのゲノム配列を円滑にアセンブリできなかった。来年度も引き続きゲノムデータの解析を行う必要がある。さらに、劇症型感染症由来肺炎球菌の配列と非劇症型感染症由来肺炎球菌のゲノム配列を比較し、劇症型と非劇症型に共通している遺伝子、劇症型にあり非劇症型にはない遺伝子などについて探索する予定である。2:培養細胞への感染実験肺炎球菌の劇症型感染症を引き起こすメカニズムを解明するため、ヒト好中球系細胞に分化させたHL60細胞およびヒト血管内皮系培養細胞EA.hy 926細胞を用いて感染実験を行った。劇症型感染症患者および保菌者由来肺炎球菌を培養細胞に感染させ、細胞内での生存性を比較した。その結果、莢膜をもつだけで、肺炎球菌は各培養細胞の貪食を防御し、細胞内に侵入できにくくなっている。細胞内菌数が少ないため、生存性を比較することは十分にできなく、再現性も取れにくかった。

今後、肺炎球菌の各莢膜(血清)型に特異的な抗血清を用い、莢膜抗原の抗原性をブロックし、劇症型感染症患者および保菌者由来肺炎球菌を細胞にそれぞれ感染させ、生存性を比較する予定である。本研究の目的を達成するために、本年度中は次世代シーケンサーを用いて、劇症型感染症患者および保菌者由来45株の肺炎球菌の全ゲノム配列を解読した。また、肺炎球菌の病原性を評価するための培養細胞を用いるin vitroの感染実験系の作成を進行中である。従い、予定していた目的は達成できたと考え、おおむね順調に進展していると判別した。平成29年度、昨年度の続き、次世代シーケンサーで解読した劇症型感染症患者より分離された21株の肺炎球菌、および健常者の後鼻腔から分離され、劇症型感染症患者由来菌と同じ血清型および同一(または近縁)のシーケンスタイプを有する24株の肺炎球菌のゲノム配列をアセンブリした。肺炎球菌のゲノム配列のGC含量は約40%で、4コピーの5S、16Sと23S rRNAを保有していることが明らかになった。菌株によって、Open reading frames (ORF)の数が異なるが、約2,000個ORFをコードしていた。また、劇症型感染症患者由来株と非劇症型感染症患者由来株のORFの保有状況を比較し、劇症型感染症由来肺炎球菌にあって、非劇症型感染症由来肺炎球菌にはない特異的なORFの探索を行った。しかし、菌株によるORFの保有状況は多様であり、劇症型感染症由来株に特異的なORFを抽出できなかった。今後、肺炎球菌の病原性に関連する因子のアミノ酸配列を比較し、劇症型感染症由来株にあり非劇症型感染症由来株では異なる配列または機能しない病原因子などについて探索する予定である。本研究の目的を達成するために、本年度中は次世代シーケンサーで解読した劇症型感染症患者および保菌者由来45株の肺炎球菌の全ゲノム配列をアセンブリし、ゲノム情報を獲得できた。肺炎球菌の血清型やシーケンスタイプによらず、菌株ごとに遺伝子の多様性があったため、劇症型感染症由来肺炎球菌に特異的なORFの探索に時間が予測以上にかかってしまい、まだ解析が進行中であるが、予定していた目的はほぼ達成できたと考え、おおむね順調に進展していると判断した。1:次世代シーケンサーを用いての解析平成30年度、次世代シーケンサーによる全ゲノムの解読を行った劇症型感染症患者より分離された21株および健常者の後鼻腔由来、劇症型感染症患者由来菌と同じ血清型および近縁(同一)のシーケンスタイプを有する肺炎球菌24株、計45株の全ゲノムの配列情報をアセンブリした。また、劇症型感染症由来肺炎球菌の配列と非劇症型感染症由来肺炎球菌のゲノム配列を比較し、劇症型と非劇症型に共通している遺伝子、劇症型にあり非劇症型にはない遺伝子などについて探索を行った。2:日本に特有肺炎球菌株のゲノム解析2016年以後に、日本国内に血清型12F型肺炎球菌による侵襲性肺炎球菌感染症が多発している。日本で分離された12F型肺炎球菌のシーケンスタイプは主にST4846で、欧米で分離される12F型肺炎球菌と異なるタイプを示す。これらの日本(アジア)特有の12F型肺炎球菌の発症機構を解明するために、我々は12F型、ST4846タイプ肺炎球菌の全ゲノム配列を決定し、ゲノム情報のアナウンスメントを行った。3:培養細胞への感染実験肺炎球菌の劇症型感染症を引き起こすメカニズムを解明するため、ヒト好中球系細胞に分化させたHL60細胞およびヒト血管内皮系培養細胞EA.hy 926細胞を用いて、肺炎球菌の生存性を評価する感染実験を行った。
塑性変形型ラピッドプロトタイピングシステムの開発

本年度の研究実績の概要は以下の通りである・工具姿勢に関する基礎データの測定平面状の工作物に対し、さまざまな姿勢での加工を行い、加工後の工作物について測定を行った。測定は、現有の形状測定器による形状測定のほか、工作物のひずみを測定した。・データの解析工具の姿勢と加工特性の関係を解析した。測定の際は、工具の姿勢のみでなく、さまざまな板厚の場合のデータも計測し、それらを総合して解析することにより、加工の進行中の加工によって板厚と工具の適用角度が同時に変化するような状況を想定し、典型的な加工の進行状況の際の工作物の変化を予測したモデルを構築した。構築したモデルを数式化し、加工開始時点から目的形状に達するまでの進行状況をある程度予測できるようにした。最終的な形態として、工具の角度と加工特性の関係を簡易なシミュレーションで表した。・誤差補正のためのレンジファインダの高精度化より高い精度と自由度を持つレンジファインダを作成した。このレンジファインダでは、使用する部品の性能を向上させ、さらにサブピクセル法と呼ばれる方法を用い、取得した画像データから、ソフトウェア的にもさらに精度を向上させた。・誤差のフィードバックによる加工精度の向上把握した工具の姿勢と加工状態の関係と,レンジファインダにより得られた十分な精度の情報より、修正加工を行うソフトウェアを開発した。すなわち、加工の途中で計測をインプロセスで行い、その時点での加工形状と、本来その時点で得られるはずの形状を比較し、その差分を工具経路にフィードバックして修正し、加工をすすめた。必要に応じて逐次加工経路を修正し、要求する加工精度を得ることができた。本年度の研究実績の概要は以下の通りであるア)実験装置の作成現有の多関節ロボットを用いて、自由に相対的な工具姿勢を変化させることのできる加工環境を作った。本来空間上で工具に任意の姿勢をとらせるためには6自由度が必要だが、本研究で用いる工具は、工具自身周りの姿勢の制御は不要であるため、5自由度で実験に必要な環境を得ることができる。ただし、ハンマとの同期をとらないと要求する加工が行えないため、ハンマリングユニットとロボットのコントローラの同期を取る回路を作成し、必要な実験環境を得た。イ)工具姿勢に関する基礎データの測定工具が工作物に対して垂直な姿勢の場合の加工特性は、既に準備段階である程度知見があるが、加工がすすむにつれ工作物は変形するので、工作物に対する相対的な工具の姿勢は変化する。そこで、平面状の工作物に対し、さまざまな姿勢での加工を行い、加工後の工作物について測定を行った。測定は、現有の形状測定器による形状測定のほか、工作物のひずみを測定する。薄板の塑性加工では、ひずみが大きすぎ、通常のひずみゲージなどでは測定が不可能なため、スクライブドサークルテストと呼ばれる大変形のひずみを測定する方法を用いた。ウ)データの解析ア)で収集したデータを整理し、工具の姿勢と加工特性の関係を解析した。簡易なモデルではあるが、工具の角度と加工特性の関係をある程度予測できるようにした。本年度の研究実績の概要は以下の通りである・工具姿勢に関する基礎データの測定平面状の工作物に対し,さまざまな姿勢での加工を行い,加工後の工作物について測定を行った。測定は,現有の形状測定器による形状測定のほか,工作物のひずみを測定した。

測定の際は,工具の姿勢のみでなく,さまざまな板厚の場合のデータも計測し,それらを総合して解析することにより,加工の進行中の加工によって板厚と工具の適用角度が同時に変化するような状況を想定し,典型的な加工の進行状況の際の工作物の変化を予測したモデルを構築した。構築したモデルを数式化し,加工開始時点から目的形状に達するまでの進行状況をある程度予測できるようにした。最終的な形態として,工具の角度と加工特性の関係を簡易なシミュレーションで表した。・誤差補正のためのレンジファインダの高精度化より高い精度と自由度を持つレンジファインダを作成した。このレンジファインダでは,使用する部品の性能を向上させ,さらにサブピクセル法と呼ばれる方法を用い,取得した画像データから,ソフトウェア的にもさらに精度を向上させた。・誤差のフィードバックによる加工精度の向上把握した工具の姿勢と加工状態の関係と,レンジファインダにより得られた十分な精度の情報より,修正加工を行うソフトウェアを開発した。すなわち,加工の途中で計測をインプロセスで行い,その時点での加工形状と,本来その時点で得られるはずの形状を比較し,その差分を工具経路にフィードバックして修正し,加工をすすめた。必要に応じて逐次加工経路を修正し,要求する加工精度を得ることができた。
自己免疫性脳脊髄炎と神経移植におけるサイトカインの役割

中枢神経系での病変修復過程において、損傷部位から分泌されたサイトカインのネットワークを検討した。サイトカインの蛋白やメッセンジャーRNAは発現量が微量のことが多いので、従来のWestern blottingやNorthern blottingによる検索では十分とは言えなかった。本研究ではCompetitive PCRによってサイトカイン遺伝子を増幅し、かつ定量的に検出した。実験系としてはEAEと神経移植を用いた。自己免疫性脳骨髄炎(EAE)においては炎症性サイトカイン(TNF-α、IFN-g)と抑制性サイトカインIL-10が発症早期にピークを示し、EAE極期から回復期に速やかに減少した。もう一つの抑制性サイトカインTGF-b1は正常状態でも発現を認めEAEの臨床症状に平行して増減した。一方、移植片の拒絶過程では炎症性サイトカインに加えてcytolytic protein(perforin、granzyme B)が強く発現し、IL-10の発現が弱かった。これらのサイトカインの複雑なネットワークが中枢神経系の病変形成と炎症の収束に関与していると考えられた。中枢神経系においては免疫系と同様に多種の生理活性物質、即ちサイトカインが産生され、細胞間相互作用に関わっていることが、最近明らかになりつつある。自己免疫性神経疾患においては、脳細胞-脳細胞間だけでなく、脳実質に浸潤したT細胞とそれに反応する脳細胞との間にも明らかな相互作用が成立していることを以前示した。本年度は自己免疫性脳脊髄炎と神経移植を作成し、免疫染色によって浸潤T細胞と脳細胞の位置関係を確認した後、以下の検索を行なった。まず、サイトカイン蛋白を組織上で同定するため、特異抗体を用いた免疫染色を行なった。しかしながら、サイトカインは液性因子でかつ微量で生理活性を示すことから、これを病変部で同定したり、直接抽出して蛋白量を測定するのは困難であった。そこで、次の2つの方法でEAE病変部のサイトカインmRNAの検索を行なった。第1はquantitative PCRで、EAEの各病期より分離した炎症細胞よりmRNAを抽出してRT-PCRを行ない、サイトカインを半定量した。第2はin situ RT-PCRで、切片上でRT-PCRを行ない、各種サイトカインmRNA産生細胞の局在を同定した。その結果、TGF-β1 mRNAをはじめとする炎症抑制性サイトカインは病期の進行と共に増加して炎症病変を収束させることが明かとなった。situ RT-PCRでは、炎症細胞とミクログリア上にmRNAが存在することが判明した。自己免疫性脳脊髄炎(EAE)においては炎症性サイトカイン(TNF-α、IFN-γ)と抑制性サイトカインIL-10が発症早期にピークを示し、EAE極期から回復期に速やかに減少した。もう一つの抑制性サイトカインTGF-β1は正常状態でも発現を認めEAEの臨床症状に平行して増減した。