hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
古典的不等式の精密化とその楕円型変分問題への応用

logarithmを用いて記述されることか示された。それを突破口とし、更なる精密化が出来ることか解明された。また、super logarithm自身の特徴付けや性質の解明がある程度なされ、これらはすべて論文として纏められた。第3の問題として、今年度から新たにp-ラプラシアンを含む場合のKatoの不等式の精密化の研究が始められた。具体的には、Radon測度を値として取る場合にKatoの不等式の精密化が行われ、その応用としてp-ラプラシアンと非線型項を含む準線形楕円型方程式に関する強最大値原理が示された。「古典的不等式の精密化とその楕円型変分問題への応用」を中心課題とし、具体的には有機的に関連する次の3つの研究目的を設定している。1. Caffarelli-Kohn-Nirenberg型不等式(CKN型不等式)の精密化と対称性の崩れの研究の遂行、2.古典不等式における精密な無限個のミッシング・タームの存在とその応用の研究の遂行、3.超指数関数的増大度の非線型項を持つ準線形楕円型方程式の解の構造、最小解の爆発と分岐理論の研究の遂行。上記に関して最終年度における研究成果:p=1に場合のCaffarelli-Kohn-Nirenberg型不等式の等周不等式を用いる簡明な証明、対称性の崩れの実証が行われた。また古典的Katoの不等式をpラプラシアンを主要部とする測度値の作用素に対して構築し、強最大値原理を証明した。研究期間全体における成果:1. Caffarelli-Kohn-Nirenberg型不等式の最良定数を実現する解(extremal)の存在、最良定数のパラメータに関する連続性、対称性の崩れ等が組織的に解明された。また臨界の場合には右辺が対数項を含む異なる形の不等式となる事が解明されている。2.対数の無限積を基礎とするSuper logarithmが導入され、それを突破口とし重み付きハーディの不等式は可算無限個のmissing termをもつことがで示されいる。3. Superlogarithmの逆関数としてSuper exponential SEa(r)が自然に定義される。ーΔu = SEa(u)に代表される非常に大きい増大度の非線型項を持つ方程式を考察するためSuperlogarithmを特徴づける微分方程式の研究がなされた。(1) Caffarelli-Kohn-Nirenberg型不等式の最良定数を実現する解の存在、最良定数のパラメータに関する連続性、対称性の崩れ等が組織的に解明された。p=1に場合のCaffarelli-Kohn-Nirenberg型不等式の等周不等式を用いる証明、対称性の崩れの実証が行われた。(2)対数の無限積を基礎とする超対数が導入され、重み付きハーディの不等式は可算無限個のmissing termをもつことがで示された。(3)非常に大きい増大度の非線型項を持つ楕円型方程式を考察するため超対数を特徴づける微分方程式の研究がなされた。具体的には、重みの指数が大きいときに重み付き等周不等式に対する対称性の崩れが証明され、論文として纏められた。この問題は、「球対称な重み付きルベーグ測度による同体積の図形の中て表面積が最小のものが球とは限らない」ことを主張しており非常に興味深い。さらに、ミッシングタームの存在の研究の副産物としてsuper logarithm自身の研究も論文として纏められた。
プライバシー保護と被写体の識別を両立させる固定モニタカメラ映像処理手法の研究

固定モニタカメラは現在では犯罪の抑止や犯罪捜査,遠隔地の状況把握に不可欠な機器となっており,プライバシーの問題に対しても,技術的な解決手段を確立する必要がある.本研究では,映像中の人物や車などを,通常の画像表示プログラムでは識別不可能にし,犯罪捜査などで必要が生じたときには,パスワードを投入すれば元画像が復元できる仕組みを実現し,プライバシー問題の解決手法となることを示した.1.スクランブル処理および透明化処理:背景差分法で抽出した移動物体部分に,スクランブル処理(ピクセル入換)および透明化(背景画像に置換え)を行いマスキング画像を生成した.マスキング画像は一般のビューアで見た場合は,物体が何であるかは分かるが,誰であるかや車のナンバーは識別不可能となる.2.電子透かしを用いた復元用データの埋め込み:元画像復元のため,移動物体情報をJPEG圧縮し,電子透かしを用いてマスキング画像に埋め込んだ.このとき,マスキング画像には高い圧縮率を適用し,埋め込み画像には低い圧縮率を用いることにより,単一の圧縮率を用いる場合よりも約25%データ量が削減できることを示した.また,Nフレームの間同じ背景を用い,これにNフレーム分の移動物体情報を埋め込む仕組みを実現し,更に約1/2にデータ量が削減できることを示した3.暗号化および復元:移動物体の暗号化には,強固な暗号化手法であるAESを利用した.また,複数の人物や車が存在する場合に,特定の物体のみを復元し,他の物体はマスキングされた状態で残す手法を確立した.4.移動物体抽出の高度化:提案手法を有効に機能させるには移動物体を出来るだけ正確に抽出する必要がある.RGB値を用いた正規化距離による移動物体判別手法を提案し,直射日光による影の判別や,背景と同じテクスチャの移動物体の抽出漏れの防止に有効であることを示した.固定モニタカメラは現在では犯罪の抑止や犯罪捜査,遠隔地の状況把握に不可欠な機器となっており,プライバシーの問題に対しても,技術的な解決手段を確立する必要がある.本研究では,映像中の人物や車などを,通常の画像表示プログラムでは識別不可能にし,犯罪捜査などで必要が生じたときには,パスワードを投入すれば元画像が復元できる仕組みを実現し,プライバシー問題の解決手法となることを示した.1.スクランブル処理および透明化処理:背景差分法で抽出した移動物体部分に,スクランブル処理(ピクセル入換)および透明化(背景画像に置換え)を行いマスキング画像を生成した.マスキング画像は一般のビューアで見た場合は,物体が何であるかは分かるが,誰であるかや車のナンバーは識別不可能となる.2.電子透かしを用いた復元用データの埋め込み:元画像復元のため,移動物体情報をJPEG圧縮し,電子透かしを用いてマスキング画像に埋め込んだ.このとき,マスキング画像には高い圧縮率を適用し,埋め込み画像には低い圧縮率を用いることにより,単一の圧縮率を用いる場合よりも約25%データ量が削減できることを示した.また,Nフレームの間同じ背景を用い,これにNフレーム分の移動物体情報を埋め込む仕組みを実現し,更に約1/2にデータ量が削減できることを示した3.暗号化および復元:移動物体の暗号化には,強固な暗号化手法であるAESを利用した.また,複数の人物や車が存在する場合に,特定の物体のみを復元し,他の物体はマスキングされた状態で残す手法を確立した.4.移動物体抽出の高度化:提案手法を有効に機能させるには移動物体を出来るだけ正確に抽出する必要がある.RGB値を用いた正規化距離による移動物体判別手法を提案し,直射日光による影の判別や,背景と同じテクスチャの移動物体の抽出漏れの防止に有効であることを示した.犯罪の抑止や犯罪捜査,遠隔地の状況把握などを目的として多数の固定モニタカメラが設置されるようになった.しかしながら,カメラ映像には通過する人や車が全て写されること,どのように保存されどのように利用されるかが明確でないことから,プライバシーの問題が浮上しつつある.本研究は,固定モニタカメラ映像中の移動物体を,通常は識別不可能にし,犯罪捜査など特別な状況が生じた場合には,権限のある人がパスワードを投入して原画像を復元する仕組みを実現することで,プライバシーを技術的に保護することを狙い,17年度は下記の諸機能を実現した.1.実験システム構築:マルチスレッドでネットワークカメラから画像を取得するプログラム,MPI-MPICHによる分散処理システムを作成し,320×240ピクセルにおいて約7 frames/secの処理速度の実験システムを構築した.2.スクランブル処理および透明化処理:1で抽出した移動物体部分に,スクランブル処理(ピクセル入換)および透明化(背景画像に置換え)を行いマスキング画像を生成した.マスキング画像は一般のビューアで見た場合は,物体が何であるかは分かるが,誰であるかや車のナンバーは識別不可能となり,プライバシーが保護されることを示した.3.電子透かしを用いた復元用データの埋め込み:原画像復元のため,移動物体部分をJPEG圧縮した復元データを,電子透かしを用いてマスキング画像に埋め込んだ.このとき,JPEG圧縮におけるMCUの中の,Y成分のみを利用することで,マスキング画像の画質が改善され,ファイルサイズの増加も抑えられることを明らかにした.4.暗号化および復元:移動物体の暗号化には,強固な暗号化手法であるAESを利用した.

また,複数の人物や車が存在する場合に,特定の物体のみを復元し,他の物体はマスキングされた状態で残す手法を確立した.固定モニタカメラは現在では犯罪の抑止や犯罪捜査,遠隔地の状況把握に不可欠な機器となっており,プライバシーの問題に対しても運用法での対応のみでなく技術的な解決手段を確立する必要がある.本研究では,映像中の人物や車などを,通常の画像表示プログラムでは識別不可能にし,犯罪捜査などで必要が生じたときには元画像が復元できる仕組みを実現し,プライバシー問題の解決手法となることを示した.前年度までに,(a)移動物体部分へのマスキング,(b)電子透かしによる元画像情報の埋め込み,(c)AESを用いた暗号化,により基本システムを実現した.18年度はシステムの性能向上を目指して下記3点の研究を進めた.1.復元画像の画質の向上とデータ量の削減:画質の向上を狙うと圧縮率を下げる必要がありデータ量が増加する.本研究では,移動物体がマスキングされた画像には高い圧縮率を適用し,移動物体の復元に使用する埋め込み画像には低い圧縮率を用いることにより,単一の圧縮率を用いる場合よりも約25%データ量が削減できることを示した(文献2).2.フレーム間相関を利用したデータ量の削減:固定モニタカメラでは背景の変化は小さいため,Nフレームの間同じ背景を用い,これにNフレーム分の移動物体情報を埋め込む仕組みを実現した.これにより更に約1/2にデータ量が削減できることを示した(文献4).3.移動物体抽出の高度化:提案手法を有効に機能させるには移動物体を出来るだけ正確に抽出する必要がある.そのためには移動物体部分の抽出漏れを起こさず,影やゴーストなどの擬似移動物体の抽出を避ける手法が必要となる.従来から用いられていた輝度の正規化距離による影判別を,RGB値を用いた正規化距離に拡張する手法を提案し,直射日光による影の判別や,背景と同じテクスチャの移動物体の抽出漏れの防止に有効であることを示した(文献3).
空隙量評価に基づく再生骨材コンクリートの性能評価予測手法の構築

吸水率の高い再生骨材を用いた場合,新セメントペースト部に形成される空隙量(直径50nm 2μmの細孔容積)が大きくなること,また,コンクリートの配合におけるセメント総水量比C/TWと細孔容積との間には負の相関関係が認められることを実験的に明らかにした。高吸水率再生骨材から新セメントペーストへの水分移動性状を明らかにするため,マイクロフォーカス型X線CTスキャナおよびビッカース硬度計を用いて水分の影響範囲を求めた。本研究では,低炭素社会構築に向け,有効利用が期待される,低品質・中品質(JISの再生骨材L, M相当)の再生骨材を用いたコンクリートおよびモルタルの強度・物質透過性を予測する手法を構築することを目的とし,まず,「セメント総水量比C/TW」,「空隙量」および「コンクリート性能」の相互関係について考察した。その結果,吸水率が高い低品質な再生骨材ほど,新セメントペースト部に形成される空隙量(直径50nm2μmの細孔容積)が大きくなること,また,配合から求められるC/TWと細孔容積との間には負の相関関係が認められること等を明らかにし,プレウェッティングにより再生骨材に吸水された水分がセメントの水和反応に直接影響を及ぼしていることを示した。また,再生骨材の吸水量と原コンクリートコアの吸水率との差から求められる余剰水量Wexを求め,Wexと再生骨材使用モルタルの強度との関係を求めた結果,指標としてC/TWよりもC/(W+Wex)を用いた方(ここで,Wは単位水量を示す)が,強度との相関が高い結果が得られた。よって,吸水量の一部がコンクリートの自己養生に寄与しているものと推察された。次に,モルタル中の空隙量および空隙分布を求めるにあたり,蛍光顕微鏡観察における画像処理手法について検討を行った。その結果,グレースケール画像の2値化処理において,しきい値を50に設定することで空隙を最も明確に表現可能であること,また,この場合の空隙量は水銀圧入式ポロシメータにより求めた空隙量とほぼ相関が有ること等を明らかにした。さらに,マイクロフォーカス型X線CTスキャナによりモルタルを観察し,蛍光顕微鏡で観察する場合よりも広い範囲で観察・計測が可能となること,ブリーディングによる水みちを観察可能であること等を確認した。本研究では,再生骨材コンクリートの強度低下メカニズムの解明に向け,高吸水率の再生骨材とペースト間の水分移動現象を実験的に明らかにすることを目的とした。まず,含水状態および養生条件の異なる再生骨材コンクリートの強度特性から間接的に骨材とペースト間での水分移動について考察した。その上で,高吸水率骨材と周囲のペーストを模擬したモデル供試体を用い,骨材とペーストの境界近傍における物性の変化について検討した。その結果,以下のような成果が得られた。表乾状態および絶乾状態の再生粗骨材を用いたコンクリートよりウェットスクリーニングして得られたモルタルの強度を比較した結果,ほぼ同じであった。これより,再生骨材中の水分が練混ぜ時にモルタルマトリックスへ滲出し,見かけ上,水セメント比を増大させることが明らかになった。(2)表乾状態および絶乾状態の再生粗骨材を使用したコンクリートを封絨養生した場合,7日強度はほぼ同等であったのに対し,28日強度では表乾状態の再生粗骨材を用いたコンクリートの方が大きくなった。このことから,再生粗骨材中の水分が養生時にもモルタル部に移動し,自己養生効果を発揮することが推察された。(3)高吸水率レンガを用いたモデル供試体をCTスキャナで観察した結果,表乾レンガを用いた場合にセメントペーストの境界近傍においてGL値の低い部分を確認した。これより,高吸水率骨材を使用したコンクリートにおいて骨材近傍のセメントペースト部には,密度の低い部分が形成されることが推察された。(4)高吸水率レンガを用いたモデル供試体のビッカース硬度を測定した結果,レンガとセメントペースト境界近傍において,ビッカース硬度の低い領域が確認できた。このことより,高吸水率骨材使用コンクリートにおいて骨材近傍のセメントペースト部の強度が低下することが推察された。平成21年度には,「セメント総水量比C/TW」-「空隙量」-「コンクリート性能(強度,物質透過性)」の相互関係に関する研究を行った。また,平成22年度には,高吸水率再生骨材をモデル化したレンガ骨材とセメントペーストとの境界近傍における水分移動性状に関する研究を行った。研究最終年度となる今年度はまず,表乾状態の再生細骨材を用いたモルタルおよび絶乾状態の再生細骨材を用いたモルタルについて,マイクロフォーカス型X線CTスキャナを用い,GL値の分布を比較した。その結果,表乾状態の再生細骨材を用いた方が,GL値が低く空隙量の多い領域が大きくなることを定量的に示した。

これは,水セメント比W/C一定条件で製造したコンクリートであっても再生骨材に含まれる水分により,見かけ上,W/Cが大きくなるというこれまでの仮設を,X線CTによる可視化技術によって検証したものであり,本研究において得られた最も重要な成果の一つである。これらを総括し,低炭素社会構築に向けて今後さらなる有効利用が期待される低品質・中品質(JISの再生骨材L,Mに相当する品質)の再生骨材を用いたモルタルおよびコンクリートについて,水分移動現象の観点から示すと以下の通りとなる。再生骨材にはプレウェッティング時に水分が捕捉される。この水分は,再生骨材表面のモルタル,セメントペーストに吸収されるものに加え,再生骨材表面の凹凸部に付着するものも存在する。骨材に補足された水分は,練混ぜ中にセメントペーストへと滲出し,新セメントペースト部の空隙量は増大し,モルタルやコンクリートの強度低下および物質透過性の増大へとつながる。しかしながら,補足された水分の一部は,コンクリートの硬化過程において自己養生に寄与することも明らかとなった。その割合は,再生骨材の吸水量と現コンクリートコアの吸水率との差によって求めることができた。
血液透析患者におけるC型肝炎ウイルスキャリアの生命予後と遺伝子解析による病態解明

1999年から最大17年余の追跡を行ってきた血液透析患者集団を対象とした肝炎ウイルス感染状況を明らかにすること、同コホートにおける肝炎ウイルス感染や肝病態と生命予後の関連について明らかにすることを目的として、転帰調査と採血調査を実施し、本年度は、肝炎ウイルス感染についての血清疫学解析および転帰調査データについて集計解析を行っている。本コホートの生命予後調査の対象者3,096名を調査エントリー時期別に分け、転帰の比較を行ったところ、2010年以前のエントリー群の転帰の内訳は、死亡61.5%、転院24.5%、通院中13.9%であった。一方、2011年以降エントリー群では死亡37.0%、転院12.9%、通院中48.7%であった。死因は、両群間ともに、感染症、心不全、脳血管疾患による死亡が上位を占めており、HCC以外の悪性腫瘍は67%であった。肝細胞癌あるいは肝硬変/肝不全による死亡は、全死因の12%と低い割合であった。肝炎ウイルス感染に起因した肝細胞癌による死亡のうち、2010年以前エントリー群においては、52.9%(9/17例)、肝硬変では66.7%(22/33例)であった。死因別及び肝炎ウイルス感染状況別に予後解析を行う予定である。肝炎ウイルス感染状況をみると、2010年以前のエントリー群のHCV抗体陽性率17.59%、2011年以降エントリー群8.24%であった(p<0.0001)、HCV RNA陽性率は、2010年以前のエントリー群13.96%、2011年以降エントリー群6.89%であった(p<0.0001)。次年度は遺伝子解析を引き続き実施し、肝病態・予後との関連を解析していく予定である。肝炎ウイルス感染のハイリスク集団である血液透析患者の生命予後に、肝炎ウイルス感染が影響を及ぼしているのか、さらに生命予後に関連している要因は何かについて明らかにすることをめざし、長期追跡をしているコホートのデータを解析する。転帰調査のデータの集計・解析及び採血調査から得られた検体についての肝炎ウイルスマーカーの測定を終了し、さらに遺伝子解析を進行中であり、ほぼ計画通りに進行している。1)採血検体についてHCV RNA陽性検体について、遺伝子解析を行う。2)同コホート集団における調査エントリー時期別にみたHCV感染率や遺伝子型の分類の比較を行う。3)転帰調査データの解析を行い、HCV感染の有無と予後の関連や生命予後に関わる要因についての分析を行う。4)調査協力機関との検討会を実施し、調査結果について討議する。【研究目的】1999年から最大17年余の長期間追跡を行ってきた血液透析患者集団を対象として、肝炎ウイルス感染状況及び血液透析患者の生命予後に関連する要因を明らかにすること、また、同コホートにおける肝炎ウイルス感染や肝病態と生命予後の関連について解析を行い、血液透析患者に対するC型肝炎の治療導入等の基礎資料とすることを目的とした転帰調査及び血清疫学調査を開始した。平成29年度は、県域の基幹血液透析医療機関である9つの医療機関に調査説明を行い、血液透析患者1,695名の2017年時点の転帰調査及び採血調査を実施した。調査対象の血液透析患者1,695名は、2010年の生命予後調査の対象者3,096名(男性:1,818名、女性:1,278名;72.4±13.2歳)のうち、2010年時点で「通院中」であった950名及び2010年時点に新規に調査に参入した745名(66.5±12.9歳)の計1,695名を対象とした調査を行った。1,695名のうち、9施設中5施設の778名(45.9%)の転帰調査結果(2017年12月時点)が得られ、死亡44.6%、通院中404%、転院13.2%であった。現在も調査進行中であり、対象者の転帰調査データの集計解析を行っている。通院中で同意の得られた677名について採血調査を実施した。B型肝炎ウイルス及びC型肝炎ウイルス感染状況について肝炎ウイルスマーカーの測定を行い、現時点の感染状況を明らかにした。さらに遺伝子学的解析を引き続き行う予定である。協力医療機関を対象とした調査説明・患者の同意を得て、転帰調査・採血調査が進行し、データの集計・解析および血清検体の各肝炎ウイルスマーカーの測定を予定通りに進行している。

死因は、両群間ともに、感染症、心不全、脳血管疾患による死亡が上位を占めており、HCC以外の悪性腫瘍は67%であった。肝細胞癌あるいは肝硬変/肝不全による死亡は、全死因の12%と低い割合であった。肝炎ウイルス感染に起因した肝細胞癌による死亡のうち、2010年以前エントリー群においては、52.9%(9/17例)、肝硬変では66.7%(22/33例)であった。死因別及び肝炎ウイルス感染状況別に予後解析を行う予定である。肝炎ウイルス感染状況をみると、2010年以前のエントリー群のHCV抗体陽性率17.59%、2011年以降エントリー群8.24%であった(p<0.0001)、HCV RNA陽性率は、2010年以前のエントリー群13.96%、2011年以降エントリー群6.89%であった(p<0.0001)。次年度は遺伝子解析を引き続き実施し、肝病態・予後との関連を解析していく予定である。肝炎ウイルス感染のハイリスク集団である血液透析患者の生命予後に、肝炎ウイルス感染が影響を及ぼしているのか、さらに生命予後に関連している要因は何かについて明らかにすることをめざし、長期追跡をしているコホートのデータを解析する。転帰調査のデータの集計・解析及び採血調査から得られた検体についての肝炎ウイルスマーカーの測定を終了し、さらに遺伝子解析を進行中であり、ほぼ計画通りに進行している。1)採血された検体について、肝炎ウイルス検査を実施する。検査項目は、HBs抗原、HBc抗体、HBs抗体、HBV DNA及びHCV感染については、HCV抗体及びHCV RNAを検出及びウイルス量を測定する。2)対象者におけるHBVキャリア率、HCVキャリア率、感染既往率などを明らかにする。3)HCV RNA陽性検体やHBV DNA陽性検体について、nested RT PCR、ダイレクトシークエンス法によりHCV/HBVの遺伝子の解析を行い、遺伝子型の確定を行う。1999年から2002年の3年余りには経時的に3ヶ月ごとに採取、さらに2010年の予後調査の時点にも採取している。各時点のHCV/HBVの塩基配列を明らかにして、HCV/HBVの変異速度の算出を試み、遺伝子型別にみた変異速度の特徴の解明を試みる。これまでの調査での採血検体との比較を行い、各キャリアについてHCV/HBVの変異速度を明らかにする。5)調査協力機関への中間報告会を実施し、予後調査の集計結果および肝炎ウイルス感染についての測定結果、HBVキャリア率、HCVキャリア率、新規感染率について、中間報告等を行う。1)採血検体についてHCV RNA陽性検体について、遺伝子解析を行う。2)同コホート集団における調査エントリー時期別にみたHCV感染率や遺伝子型の分類の比較を行う。3)転帰調査データの解析を行い、HCV感染の有無と予後の関連や生命予後に関わる要因についての分析を行う。4)調査協力機関との検討会を実施し、調査結果について討議する。
フランス共和国における「ジプシー」の市民権に関する研究：リベラル・モデルの例外化

国際移民のグローバル化のもと、リベラルな市民権モデルへの収斂の中での排外主義の興隆が問題となり、こうしたリベラル・ナショナリズムの台頭と定着の原因を解明することが課題となっている。本研究では、20世紀初頭からリベラルな市民権に立脚する法制度の整備と並行して、そのモデルから「ジプシー」を例外化する4つの法制度を制定してきたフランスにリベラル・ナショナリズムの原型を見て、「ジプシー」例外化の正当化の理由とこの法制度がフランス社会で受け入れられていった過程を明らかにする。
金属水素化物を組み込んだ化学・熱エネルギーの貯蔵に関する材料学的研究

水素貯蔵合金の材料学的研究として,水素貯蔵合金の水素との反応性の良否,繰り返し使用による体積変化のために生じる体積変化の大小,微粉化の状況を究明した.実験装置は高圧ジーベルト装置を組み込んだ体積変化の測定装置を試作して行なった.水素貯蔵合金として, LaNi_5を用い,水素を吸蔵する際の見掛けの体積変化および水素吸・脱蔵の繰りかえしによる体積変化の特性を明らかにした. LaNi_5粒は水素吸蔵の圧力を34.1kg/cm^2で平衡に達し,見掛けの体積変化は1回目の水素吸蔵で,見掛け体積を67%も増加させる. 2回目以降では,見掛け体積増加が落ちつくのは80回以上である.水素吸蔵・放出の繰り返しによる, LaNi_5粉体の見掛け体積変化は, 2025サイクルで粉体の見掛け体積は最も小さくなり, 2080サイクルでは逆にそれが大きくなり, 80サイクル以上でほぼ一定となった.LaNi_5が水素を吸蔵し, LaNi_5H_6を生成する際の,見掛けの体積の変化率の平均値は, 0.09±0.0009であることが分った.また,(α+β)2相共存領域においては,水素圧力PH_2と見掛けの体積変化は比例するが, 2相または, β相領域では比例しない.水素吸蔵・放出サイクル50回目以下では, α相領域での水素吸蔵による見掛け体積膨張が大きく現れるが,これは, LaNi_5の粒の表面相でβ相が生成されるためであると考えられる. (α+β)2相共存領域において, 40°CのLaNi_5Hx6_-X=1に相当する水素に吸蔵する際に, LaNi_5粉体の見掛け体積増加は1.49%であった.水素貯蔵合金の水素吸蔵速度は,同一容器にて試験した結果,同一条件では, LaNi_5合金が最も速く, TiFeはその次で, Mg_2Ni合金の水素化は殆ど不可能な結果を得た.水素貯蔵合金の材料学的研究として,水素貯蔵合金の水素との反応性の良否,繰り返し使用による体積変化のために生じる体積変化の大小,微粉化の状況を究明した.実験装置は高圧ジーベルト装置を組み込んだ体積変化の測定装置を試作して行なった.水素貯蔵合金として, LaNi_5を用い,水素を吸蔵する際の見掛けの体積変化および水素吸・脱蔵の繰りかえしによる体積変化の特性を明らかにした. LaNi_5粒は水素吸蔵の圧力を34.1kg/cm^2で平衡に達し,見掛けの体積変化は1回目の水素吸蔵で,見掛け体積を67%も増加させる. 2回目以降では,見掛け体積増加が落ちつくのは80回以上である.水素吸蔵・放出の繰り返しによる, LaNi_5粉体の見掛け体積変化は, 2025サイクルで粉体の見掛け体積は最も小さくなり, 2080サイクルでは逆にそれが大きくなり, 80サイクル以上でほぼ一定となった.LaNi_5が水素を吸蔵し, LaNi_5H_6を生成する際の,見掛けの体積の変化率の平均値は, 0.09±0.0009であることが分った.また,(α+β)2相共存領域においては,水素圧力PH_2と見掛けの体積変化は比例するが, 2相または, β相領域では比例しない.水素吸蔵・放出サイクル50回目以下では, α相領域での水素吸蔵による見掛け体積膨張が大きく現れるが,これは, LaNi_5の粒の表面相でβ相が生成されるためであると考えられる. (α+β)2相共存領域において, 40°CのLaNi_5Hx6_-X=1に相当する水素に吸蔵する際に, LaNi_5粉体の見掛け体積増加は1.49%であった.水素貯蔵合金の水素吸蔵速度は,同一容器にて試験した結果,同一条件では, LaNi_5合金が最も速く, TiFeはその次で, Mg_2Ni合金の水素化は殆ど不可能な結果を得た.
経皮的ら生体内に注入できる骨形成因子のための新しい合成担体の開発と応用

骨形成因子(BMP)は生体内で未分化間葉系細胞を軟骨形成細胞、骨形成細胞に分化、増殖させ骨を誘導するサイトカインである。このBMPを注射によって生体内に作用させることができれば、骨移植が必要な骨折や骨欠損を閉鎖性に低侵襲の注射のみで治癒させることができ、臨床上きわめて有用ある。しかし、BMPの溶液を生体内に注射しても拡散してしまい骨は形成されず、BMPに適した担体が必要である。BMPの注射が可能な担体として合成ポリマーであるポリ乳酸ポリエチレングリコールブロック共重合体(PLA-PEG)を開発した。全体の分子量およびPLAとPEGのモル比の異なる多数のPLA-PEGを合成し、流動性から注射が可能な数種のPLA-PEGを選定した。これらのPLA-PEGとBMPを混合してマウスの背筋内に埋入しところ、PLAとPEGのモル比が約55:45で全体の分子量が20006000のものを用いると成熟した骨梁と造血性の骨髄をもつ異所骨が形成され、BMPの担体として適していた(スクリーニングテスト)。また、マウス大腿骨前面に加温して注射器で注射したところ大腿骨表面に紡錘状に骨が形成され、母床の大腿骨と完全に癒合していた。さらにイヌの脊椎前方の椎体間に注射したところ、数週間で椎体を橋渡しするように骨が形成された。これらの実験により、このPLA-PEGを担体として用いれば低侵襲の注射のみでBMPを局所に作用させ骨折や骨欠損を治療したり、注射で椎体固定が可能になることを示した。この新しい注射による骨形成の方法は臨床上きわめて有用であり、整形外科的治療を大きく変える可能性がある。今後は本研究で開発したPLA-PEGの実用化を目指した研究を推進する必要がある。骨形成因子(BMP)は生体内で未分化間葉系細胞を軟骨形成細胞、骨形成細胞に分化、増殖させ骨を誘導するサイトカインであるが、その作用を生体内で発揮するためには適した担体が必要である。BMPの担体の1種として、経皮的に注入が可能な生体分解性ポリマーの開発を行った。用いたポリマーはポリ乳酸-ポリエチレングリコールブロック共重合体(PLA-PEG)である。まずPLA-PEGがBMPの担体として適しているか調べる目的で、数種類の異なる分子量と組成をもつPLA-PEGを作成した。rhBMP-2を混合して、5週齢マウス背筋内に埋入し、異所性骨形成能を比較検討した。結果は、PLAとPEGのモル比が約55:45の場合にBMPの担体として適していることが判明した。このモル比をもち全体の分子量が2100(P1),3200(P2),6400(P3)および9500(P4)の4種類のPLA-PEGを検討した。これらのPLA-PEGは温度によってその流動性が大きく変わる。そこで体温では流動性が小さく、それより高温では流動性が高くなり、しかもBMPの担体として優れた骨形成能を示す最適なPLA-PEGを決定しなければならない。生体外での流動性を検討した結果、分子量が大きくなるに従って流動性が低下し、P1からP3は注射が可能であるが、P4は不可能であった。また、生体内での骨形成能はP4が最も優れていて、分子量が低下するにしたがって異所骨を形成しにくくなった。これは分子量が小さいものは生体内で拡散してしまうためと考えた。以上より、経皮的に注入が可能なBMPの担体として、P3が最も優れているという結論に達した。

今後は、このP3を用いて、経皮的なBMP/PLA-PEG複合体の注入による、骨欠損の修復、骨折治癒、脊椎固定などの臨床応用に即した動物実験を行っていく予定である。骨形成因子(BMP)は生体内で未分化間葉系細胞を軟骨形成細胞、骨形成細胞に分化、増殖させ骨を誘導するサイトカインである。このBMPを注射によって生体内に作用させることができれば、骨移植が必要な骨折や骨欠損を閉鎖性に低侵襲の注射のみで治癒させることができ、臨床上きわめて有用である。しかし、BMPの溶液を生体内に注射しても拡散してしまい骨は形成されず、BMPに適した担体が必要である。BMPの注射が可能な担体として合成ポリマーであるポリ乳酸ポリエチレングリコールブロック共重合体(PLA-PEG)を開発した。全体の分子量およびPLAとPEGのモル比の異なる多数のPLA-PEGを合成し、流動性から注射が可能な数種のPLA-PEGを選定した。これらのPLA-PEGとBMPを混合してマウスの背筋内に埋入したところ、PLAとPEGのモル比が約55:45で全体の分子量が20006000のものを用いると成熟した骨梁と造血性の骨髄をもつ異所骨が形成され、BMPの担体として適していた(スクリーニングテスト)。また、マウス大腿骨前面に加温して注射器で注射したところ大腿骨表面に紡錘状に骨が形成され、母床の大腿骨と完全に癒合していた。さらにイヌの脊髄前方の椎体間に注射したところ、数週間で椎体を橋渡しするように骨が形成された。これらの実験により、このPLA-PEGを担体として用いれば低侵襲の注射のみでBMPを局所に作用させ骨折や骨欠損を治療したり、注射で椎体固定が可能になることを示した。この新しい注射による骨形成の方法は臨床的にきわめて有用であり、今後は本研究で開発したPLA-PEGの実用化を目指した研究を推進する必要がある。
哺乳動物cyclic ADP-ribose合成酵素の精製

1.アメフラシ卵精巣抽出物を遠心分画法、イオン交換,ゲルろ過クロマトグラフィー,HPLCなどで分画し、各画分を高沢らが確立したニコチン酸アミドの遊離とcyclic ADP-riboseの精製を指標にしたcyclic ADP-ribose合成酵素活性測定法で測定しアメフラシcyclic ADP-ribose合成酵素を分離・精製した。2.ラット膵ランゲルハンス島,肝臓などの抽出物を1.での経験をもとに遠心分画法,カラムクロマトグラフィー,HPLCなどを組み合せて分画し、哺乳動物cyclic ADP-ribose合成酵素を分離・精製を行った。3.2.の結果からCD38が哺乳動物cyclic ADP-ribose合成酵素である可能性が考えられたのでPCR法によりヒトCD38のcDNAを分離して発現ベクターに組み込みCOS-7細胞で発現させたところ、ヒトCD38蛋白がcADPR合成酵素活性を有することが示され、CD38が高等動物のcADPR合成酵素であることが初めて明らかとなった。また、CD38にはcADPR分解酵素活性があることも明かにした。
上皮組織が階層分化する仕組みの細胞生物学的理解

上皮の細胞生物学は、上皮機能すなわち生体内部を守るためのバリア機能について、その分子理解を大成させた。その結果、物質透過性の分子理解や薬物送達へ応用等のヒントが数多く生まれた。その一方で、「これまで単層と思われていた生体上皮が実は分化度の異なる階層から構築されている」ことはあまり認知が進んでいない。これは、上皮組織再生技術や上皮性疾患理解などの生体応用面では、未だ障壁となる。本研究では、応募者が新規開発した生体上皮を模倣する階層分化培養技術、すなわち前立腺2階層分化培養技術を元に、「正常上皮組織はいかに階層分化するか」について分子レベルでの初めての理解を目指す。
プロテアーゼ受容体PAR－2を軸としたイヌIBD病態の解明

本年度は、イヌIBDの慢性腸炎発症におけるPAR-2の役割を検討することを目的として研究を実施した。健常犬(n=25)およびIBD症例(n=40)の十二指腸粘膜を内視鏡下生検により採取し、リアルタイムPCRおよび免疫染色によりPAR-2遺伝子・蛋白発現を検討したところ、十二指腸粘膜におけるPAR-2遺伝子・蛋白発現の両方が、健常犬と比べIBD症例で増加していた。続いて、健常犬(n=25)およびIBD症例(n=40)から糞便を採取し、アゾカゼインアッセイによりセリンプロテアーゼ活性を測定したところ、健常犬と比較してIBD症例では有意に高く、さらに臨床症状の重症度と正の相関を認めた。以上の結果より、イヌIBD症例の腸管ではPAR-2とそのリガンドであるセリンプロテアーゼ活性の両方が増加していることが明らかになった。次に、健常犬(n=10)から採取した十二指腸粘膜をexvivoで培養し、これらの培養組織にトリプシンまたはPAR-2アゴニストをそれぞれ添加後、炎症性サイトカインおよびケモカイン遺伝子発現の変化をリアルタイムPCRにより検証した。また、トリプシンによるサイトカイン誘導効果がセリンプロテアーゼインヒビターにより阻害できるかをPMSFを用いて検証した。イヌ小腸組織にトリプシンまたはPAR-2アゴニストを添加することで、IL-1β、IL-8、MECおよびフラクタルカインの遺伝子発現が誘導された。このトリプシンによるサイトカイン誘導効果は、PMSFにより有意に減弱した。以上の結果より、セリンプロテアーゼ-PAR-2経路が炎症性サイトカイン・ケモカイン誘導を介してイヌIBDの発症に関与している可能性が示唆された。また、セリンプロテアーゼインヒビターにより、トリプシンによるサイトカイン誘導が阻害できたことから、イヌIBDの治療にプロテアーゼインヒビターが有用である可能性が示された。現在、メシル酸カモスタットというプロテアーゼインヒビターの経口薬を用いてイヌIBDの治験を進めており、一部の症例で効果があることを確認している。(1)イヌIBD症例21頭の小腸内視鏡バイオプシーサンプルおよび糞便サンプルを採取した。計50症例を目標として今後も症例数を増やしていく予定である。(2)採取した小腸サンプルにおけるケモカインmRNA発現量の網羅的解析を行い、複数のケモカイン.(CCL2,CCL20,CCL25,CCL28およびCXCL8)のmRNA発現量がIBD症例において亢進していることを明らかにした。この研究結果は現在Veterinary Imunology and Imunopathology誌に投稿中である。(3)採取した糞便サンプルにおけるセリンプロテアーゼ活性を測定した。IBD症例において糞便中のセリンプロテアーゼ活性が亢進していることが明らかとなった。この結果はIBD症例では腸管腔内のプロテアーゼ活性が高まることにより、PAR-2が活性化されやすくなる環境が形成されている可能性を示唆する。現在、PAR-2の活性化により、腸上皮細胞からケモカイン産生が誘導されることを証明しようと試みている。(4)イヌの腸上皮初代培養細胞を作製した。しかし、初代培養細胞の生存期間は1-2週間と非常に短く添加実験等が難しく、また新生子犬は定期的に入手することは困難なため、現在SV40Large T antigenを初代培養細胞に遺伝子導入することで不死化させることを予定している。(1)健常犬20頭およびイヌIBDと診断した症例40頭の小腸内視鏡生検サンプルを採取した。(2)採取した小腸サンプルにおけるケモカインmRNA発現量の網羅的解析を行い、複数のケモカインのmRNA発現量がイヌIBD症例において亢進していることを明らかにし、特にフラクタルカインとその受容体であるCX_3CR1に着目した。イヌに交差する抗ブラクタルカイン抗体を用いてELISAを行い、フラクタルカイン蛋白量もイヌIBD症例の小腸で亢進していることを確認した。(3)末梢血中のリンパ球におけるCX_3CR1発現をフローサイトメトリーにて検証した。その結果、IBD症例では、末梢血リンパ球におけるCX_3CR1陽性率が健常犬と比べて有意に高いことがわかった。イヌIBD症例の腸管では、上皮内リンパ球の増加が認められるが、その上皮内リンパ球の浸潤の程度を病理組織学的にスコア化したところ、末梢血リンパ球におけるCX_3CR1陽性率と正の相関を示した。(4)末梢血中に存在するCX_3CR1陽性リンパ球と腸上皮内リンパ球をそれぞれ分離し、フローサイトメトリーにて表面抗原を解析・比較した。末梢血中のCX_3CR1陽性リンパ球は、ほとんどがCD3^+T細胞であり、CD4よりもCD8を発現している細胞傷害性T細胞のほうが多いことがわかった。興味深いことに、腸上皮内リンパ球も多くがCD3^+CD8^+の細胞傷害性T細胞であった。また、腸上皮内リンパ球の半数以上がCX_3CR1を発現していることもわかった。以上の結果から、イヌIBD症例では、腸管におけるフラクタルカインの発現が亢進し、かつ末梢血におけるCX_3CR1陽性リンパ球数も増加しているため、このCX_3CR1陽性リンパ球が末梢血から腸管上皮へ遊走し、上皮内リンパ球になっている可能性が考えられる。

健常犬(n=25)およびIBD症例(n=40)の十二指腸粘膜を内視鏡下生検により採取し、リアルタイムPCRおよび免疫染色によりPAR-2遺伝子・蛋白発現を検討したところ、十二指腸粘膜におけるPAR-2遺伝子・蛋白発現の両方が、健常犬と比べIBD症例で増加していた。続いて、健常犬(n=25)およびIBD症例(n=40)から糞便を採取し、アゾカゼインアッセイによりセリンプロテアーゼ活性を測定したところ、健常犬と比較してIBD症例では有意に高く、さらに臨床症状の重症度と正の相関を認めた。以上の結果より、イヌIBD症例の腸管ではPAR-2とそのリガンドであるセリンプロテアーゼ活性の両方が増加していることが明らかになった。次に、健常犬(n=10)から採取した十二指腸粘膜をexvivoで培養し、これらの培養組織にトリプシンまたはPAR-2アゴニストをそれぞれ添加後、炎症性サイトカインおよびケモカイン遺伝子発現の変化をリアルタイムPCRにより検証した。また、トリプシンによるサイトカイン誘導効果がセリンプロテアーゼインヒビターにより阻害できるかをPMSFを用いて検証した。イヌ小腸組織にトリプシンまたはPAR-2アゴニストを添加することで、IL-1β、IL-8、MECおよびフラクタルカインの遺伝子発現が誘導された。このトリプシンによるサイトカイン誘導効果は、PMSFにより有意に減弱した。以上の結果より、セリンプロテアーゼ-PAR-2経路が炎症性サイトカイン・ケモカイン誘導を介してイヌIBDの発症に関与している可能性が示唆された。また、セリンプロテアーゼインヒビターにより、トリプシンによるサイトカイン誘導が阻害できたことから、イヌIBDの治療にプロテアーゼインヒビターが有用である可能性が示された。現在、メシル酸カモスタットというプロテアーゼインヒビターの経口薬を用いてイヌIBDの治験を進めており、一部の症例で効果があることを確認している。現在、犬IBD症例の消化管におけるサイトカイン・ケモカインの発現や、その機能について検討しており、これまでに国際学術誌に4報投稿し、掲載が決定しているため。ただし、イヌIBDにおけるケモカインとPAR-2との相互作用については研究が進んでいないため、今後の課題となっている。現在、犬の腸管サンプルを用いた免疫染色により、フラクタルカインが腸管上皮細胞で産生されていることを明らかにしている。次の課題として、なぜIBD症例の腸管でフラクタルカイン発現が増加するのか、ということが挙げられる。仮説として、PAR-2の活性化以外にToll-like receptorやNod-like receptorといったPattern recognition reoeptorの活性化により、上皮細胞からフラクタルカインが産生されるのではないかと考えている。そのためin vitroの実験が不可欠であると考えられるが、犬の腸上皮細胞株は樹立されていない。そこで、新生子犬を用いて腸上皮初代培養細胞を作製することを予定している。
化学輸送モデルとシステム分析の融合による二次粒子排出・生成・影響の包括的評価

化学輸送モデルを用いた人為起源二次粒子生成量の評価には、人為起源のみならず植物起源VOC発生量の正確な推定が必要であるが、東アジアにおける実測例は極めて少ない。前年度はコナラ個葉のイソプレン放出速度を計測したが、森林全体からの放出量推定精度を検証するため、簡易渦集積(REA)法を用いてコナラ群落からのイソプレン放出フラックスを夏冬に実測した。その結果、イソプレンの放出は気温と日射量に相関があり、紅葉により葉が黄色に変色するとイソプレン放出がなくなること、盛夏時のイソプレンフラックスはアマゾンの実測値を凌ぐことが初めて明らかとなった。一方、個葉の実測値とモデル式に基づく積み上げ法による森林全体のイソプレン推定放出量と、REA法による正味のイソプレンフラックスとの間には約13割の差があり、イソプレンの森林内での分解や再吸収について観測する必要性が分かった。これらのデータはわが国で初めて得られた成果である。大気化学輸送モデルを用いて、わが国三地域への二次汚染物質沈着量の寄与度を日中韓の4部門について評価した。その結果、夏・冬に中国、建築・製造部門からの硫酸塩の寄与が大きいことが示された。二次粒子影響ポテンシャルによる経済部門の相互依存性解明の前段として、日本、中国などのアジア諸国と米国を含む10ヶ国のアジア国際産業連関表をもとに、各国の76経済部門におけるエネルギー消費量を各種統計データから推計し、さらにCO_2排出量に変換して部門別内包型原単位を求めた。対象10ヶ国の内包CO_2排出量のうち中国、米国が突出しているが、米国は他国への誘発量が最も多く、逆に中国は他国への誘発量は少なく他国からの誘発量が最大であることが明らかとなった。また、日本の最終需要による海外誘発量は、電力部門が最大で次いで輸送部門であることが分かった。人為起源2次粒子生成の正確な評価に必要な植物起源VOC(BVOC)フラックスを二次広葉樹林に設置された観測タワーを利用し、わが国では初めて森林に自生したコナラ陽葉と陰葉のイソプレン放出速度をガス交換チャンバ法で季節、時間別に計測した。その結果、放出速度は正午を最大とする変動を示し葉温との高い相関も認められ、G93モデルによる推定が可能であったが、基礎放出速度は諸外国の報告例と大きく異なることが明らかとなった。一方、ヒノキの針葉樹林に設置されたタワーで枝チェンバー法により放出されるモノテルペン種の同定と放出速度を計測し、葉温の高い依存性だけが観測されモデル式を求めた。さらに、こうした放出速度のモデル式と生物多様性センターの植生分布をもとに関西地域におけるBVOCインベントリを構築した。次に、作成したBVOCインベントリと既往の東アジア地域における大気汚染物質インベントリを入力値とする化学輸送モデルを使用し、関西地域におけるオゾン、硫酸塩及び硝酸塩二次粒子の濃度分布を1way-ネスティングにより季節別に計算した。計算値と一般環境大気測定局等のオキシダント1時間値実測データ、過去に計測した硫酸塩及び硝酸塩粒子濃度の1時間測定値とを比較したところ、夏季を除いてオキシダントの日変動パターンは類似したが、二次粒子濃度の現況再現性に問題がみられ、次年度引き続いて検討を行う。アジア国際産業連関表への二次粒子前駆物質の排出量の配分にあたり、わが国と230ヶ国の貿易相手国を対象に日本の401部門産業連関表と諸外国は1国1経済部門からなるGIOモデルを用い、環境負荷としてCO2を取り上げ、各国の経済・環境データの収集・推計を行い経済的および誘発環境負荷の連鎖が高い国を評価抽出した。その際、貿易輸送に伴う船舶、航空機からの負荷量算定モデルを新たに作成した。
強力なリガンド抑制作用を有する受容体-Ig蛋白ヘテロダイマーの作成法と効果の検証

【具体的内容】(実験方法)ラットのIL-1 receptor typeII(IL-1RII)-IgとIL-1 receptor accessory protein (IL-1Racp)-Igのplasmidおよびヒトの同様なplasmidを作成し、Cos7細胞に遺伝子導入してラットとヒトのIL-1R-Igヘテロダイマーの蛋白を作成した。さらにこの培養上清から、his-tagとmyc-tagを用いてヘテロダイマーを精製した。同様にラットおよびヒトのIL-1Racp-IL-1RII-Igホモダイマー蛋白(IL-1R inline trap, rilonacept)を作成するためのplasmidを作成し、同様にCos7細胞に遺伝子導入してIL-1R inline trapを作成した。またラット線維芽細胞株(NRK49F)とヒト線維芽細胞株(MRC5)を用いて、IL-1αおよびIL-1βの抑制作用をMCP-1およびIL-8の遺伝子発現を定量的RT-PCRにて測定し、判定した。また、IL-6およびIL-23でも同様な受容体-Igのヘテロダイマーを作成し、その抑制効果を判定しようと試み、またfurin切断部位を利用して単一のplasmidからの効率的なヘテロダイマーの作成を試みた。(結果)ラットの精製前のヘテロダイマーでみられたIL-1抑制作用は、ヒトおよびラットのヘテロダイマーを精製した後でもアナキンらに比し約10000倍低濃度でもIL-1抑制作用がみられた。これは、現在治験薬として検討されているrilonaceptに比べても約100倍低濃度でもIL-1抑制効果がみられる結果であった。しかし、IL-6およびIL-23の抑制に関しては、リガンドの濃度が高くないと作用しないことなどの理由から、明らかな抑制作用を証明することはできなかった。またfurin切断部位を利用しても、かえってヘテロダイマーの作成効率は上昇せず、2つのベクターを用いた方法が現在のところもっとも確実な作成方法と思われた。【意義および重要性】IL-1は自己免疫疾患、炎症性疾患だけでなく、糖尿病や虚血性疾患など様々な疾患に関わっていることが最近言われており、IL-1R-Igヘテロダイマーはヒトでもラットでも強力なIL-1抑制作用をもつことより、今後有望な薬剤あるいは試薬となるのではないかと考えられた。【具体的内容】(実験方法)前年度確立した方法にて、ラットのIL-1 receptor typeII(IL-1RII)-IgとIL-1 receptor accessory protein(IL-1Racp)-Igのホモダイマー、ヘテロダイマーおよびIL-1RI inline-trap、IL-1RII inline trap、IL-1RAさらにヒトのIL-1 receptor typeII(IL-1RII)-IgとIL-1 receptor accessory protein(IL-1Racp)-Igのホモダイマー、ヘテロダイマー、IL-1RI inline trapを作成し、glucagon-tagにて濃度測定法を統一し、それぞれのIL-1抑制効果を検討した。効果測定法は、ラット線維芽細胞株(NRK49F)とヒト線維芽細胞株(MRC5)を用いて、MCP-1およびIL-8の遺伝子発現を定量的RT-PCRにて測定し、判定した。またこの時、培養上清中のfreeのIL-1濃度をELISAにて測定し、さらにIL-1とヘテロダイーの結合が、様々な溶液中でどのように変化するかを同様にfreeのIL-1濃度の経時的変化をみることによって検討した。一方、IL-1の新たな作用を検討するために、心筋炎ラットやヒト心筋炎における、Lipocalin-2とhepcidinの動態を検討した。(結果)ラットのヘテロダイマーはglucagon-tagに統一した濃度でも、明らかに、IL-1RA IL-1RI inline-trap、IL-1RII inline trapよりも効果が見られたが、ヒトでは、IL-1RI inline trapと同程度、あるいはそれよりも軽度効果が認められる範囲であった。これは、種によってはinline trapもかなり有効である可能性を示唆しているが、効果的阻害薬を確実に作成するためには、ヘテロダイマーの方がよりよいと考えられた。またヘテロダイマーやinline trapとIL-1の結合には、ある程度の時間が必要であり、血清中の何らかの蛋白が関与していることが示唆された。IL-1の新たな作用として、鉄の代謝に関係するLipocalin-2とhepcidinの発現を誘導することが示唆された。【意義および重要性】IL-1Rヘテロダイマーは、IL-1R inline trapよりも、より確実なIL-1阻害剤になると考えられた。またIL-1との結合は、血清中の何らかの物質によって促進されることが示唆された。さらにIL-1は炎症、鉄の代謝など、体の様々な病態に関係しており、IL-1Rヘテロダイマーは、様々な疾患に効果を示す可能性が考えられる。
分子線エピタキシ-の成長素過程の解明と成長表面における原子ステップの制御ー面内極微細構造作製のための基礎研究ー

本研究計画では、分子線エビタキシ-(MBE)において、半導体成長表面でGa原子やAl原子などの111族元素がどのように拡散し\族元素分子と反応して結晶に取り込まれてゆくのか、特に、原子ステップのある表面上における分子・原子の拡散過程を様々な条件の下で調べることにより、成長物質の輸送過程と原子ステップの振舞いとの関連を明らかにすることを目的として研究を行った。(1)まず、GaAs(001)微傾斜基板表面上へのGaAs.AlGaAs.AlAsのMBE成長における原子ステップの振舞いを成長中にRHEED観察を行うことによって詳細に調べ以下の結果をえた。(1)酸化膜蒸発後GaAsバッファ層を600°Cで500A程度成長させるることによって表面に周期的原子ステップが現れ,RHEED回折ビ-ムの分離がみられる。(2)回折ビ-ムの半値幅(原子ステップの不規則性)の時間変化を調べたところ,GaAs.AlAsでは成長時間にあまり依存しないが,AlGaAs成長時には成長時間が経つにつれ回折ビ-ムの半値幅が増大し原子ステップの不規則性が増す。(3)原子ステップの不規則性が最も少ない最適温度が存在することがわかり、GaAs.AlGaAs.AlAsについて求めた。(2)さらに、MBEによる化合物半導体成長における表面拡散とステップカイネティクスを理論的・実験的に詳細に調べた。まず、原子ステップ間での表面拡散と2次元核形成を理論的に扱い,2元化合物半導体の真性表面拡散距離を解折的に求める理論的方法を確立した。さらに,基板温度を変化させることによりRHEED振動が発生したり消滅したりする現象を利用することによって(001)面及び(111)B面上の表面原子拡散過程を明らかにした。また,表面拡散だけでなくステップカイネティクスも考慮に入れることによりMBE成長の理論的モデルをさらに発展させ、混晶の成長においてはステップカイネティクスが重要な役割を果たしていることを明らかにした。
プロテオーム研究の国際的動向と将来展望に関する調査研究

国内外におけるプロテオーム研究の現状と動向を把握するために、班員による調査研究チームを編成して調査会議を開催した。調査研究の対象とした項目は以下の通りである.(a)機能ゲノム解析など、ゲノム科学の現状と成果、ならびに将来動向。(b)ゲノム解析が完了した生物のプロテオーム解析の現状と問題点。(c)高等動物のプロテオーム解析の問題点、ならびに複雑系解析に必要な技術的課題。(d)タンパク質プロファイリング技術の現状と問題点ならびに将来技術の現状と動向。(g)プロテオーム情報のデータベース化・バイオインフオマティツクスの現状と問題点。(e)体系的なタンパク質相互作用解析法の現状と課題の把握、ならびに新技術の開発動向。(f)体系的なタンパク質機能解析法の現状と課題の把握、ならびに新技術の開発動向。(g)医薬学領域、特に予防・診断技術、創薬への応用性についてのプロテオミクスの評価と問題点。(h)プロテオーム研究の将来動向ならびに我が国の科学技術政策での位置及び必要性の評価と展望。調査研究チームは、個別委員の専門分野ごとの調査報告をもとに各分野におけるプロテオーム研究の原理的・技術的な現状について分析を行うとともに将来の課題について検討した。また、海外における研究の実状調査として、現状でのプロテオーム研究の先端を担う欧州に班員を派遣し、主要な大学、研究所、企業を視察して、この分野の最新情報や技術について意見交換するとともに現地調査を行った。この過程において、国内外の関連分野の研究者を招聘し、これらの分野の現状、応用領域の把握、将来動向についてのシンポジウム「プロテオーム研究の動向と展望」を理化学研究所で開催した。以上の調査研究を総合し、国内外のプロテオーム研究の現状と動向、今後の我が国での研究分野の設定、研究テーマおよび方法などに関する調査研究報告書を作成した。