hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オーストラリアにおける医薬品産業の変化と法制度の関わりに関する研究

平成18年7月よりオーストラリア現地調査を行った。詳細は、以下の通り。1.訪問・滞在先及び調査対象(1)クイーンズランド大学(クイーンズランド州)ブラッド・シャーマン教授(オーストラリア農業知的財産研究所所長兼務)ロバート・バレル助教授(2)グリフィス大学(クイーンズランド州)リアン・ワイズマン助教授(3)シドニー工科大(サウス・ウェールズ州)フィリップ・グリフィス教授(同教授に対するヒアリングは日本で行った。)2.調査内容(1)オーストラリア薬事法の改正後の状況について米豪FTAにより、薬事法が改正された。これにより、これまでよりも、先発品メーカーに有利な制度に変わりつつある。ただし、治験それ自体の問題よりも治験データの取り扱い方法の問題がより重要である。改正後の影響について前年に引き続き最近の状況について調査した。(2)米豪FTAによる知的財産分や全体への影響について米豪FTAにより、知的財産法の各分野に影響した点を調査し、医薬品特許分やとの影響度合いを比較調査した。(3)オーストラリア国内製薬産業について現状では、後発品メーカーが大部分を占めている。ただし、バイオベンチャーのような特化した分野において、研究・開発型のメーカーが発展しつつある。同分野については、FTA締結による影響を計測することが困難であるが、関係者の見解を調査した。平成17年8月よりオーストラリア現地調査を行った。詳細は、以下の通り。1.訪問・滞在先及び調査対象(1)クイーンズランド大学(クイーンズランド州)ブラッド・シャーマン教授(オーストラリア農業知的財産研究所所長兼務)ロバート・バレル助教授(2)グリフィス大学(クイーンズランド州)リアン・ワイズマン助教授トニー・タウプマンWIPO担当官(国立大・グリフィス大客員教授)(3)シドニー工科大(サウス・ウェールズ州)フィリップ・グリフィス教授2.調査内容(1)オーストラリア薬事法の近時の改正について米豪FTAにより、薬事法が改正された。これにより、これまでよりも、先発品メーカーに有利な制度に変りつつある。(2)オーストラリア特許法の医薬品分野での特殊性について特許法自体は、他の先進国との間で大きな差異はない。国内産業が後発品メーカーを中心としているため、薬事法と合わせて、先発品メーカーに関係する解釈が今後増えるかもしれない。詳細は、以下の通り。
環境感知による樹状突起空間パターニング制御機構の解析

(1)フィロポディア長さ制御と樹状突起の空間充填パターンの解析前年度までにMtss1がアクチン重合制御因子forminの一つであるDAAM1と生化学的な相互作用を示すことを示していた。またプルキンエ細胞にDAAAM1の恒常的活性化体を導入すると、フィロポディア長の亢進が引き起こされる。したがって、Mtss1はDAAM1のアクチン重合能を抑制することで、フィロポディア形態形成を制御している可能性が考えられた。本年度は、Mtss1とDAAM1の関係をより直接的に示すために、セルフリーシステムを用いて両者の機能相関を調べた。活性型であるc-DAAM1分子を精製し、まばらに蛍光標識したアクチンを加え、精製したMtss1存在下/非存在下でのアクチンの重合過程を全反射顕微鏡を用いて可視化した。その結果、Mtss1存在下ではアクチン重合スピードが減少する傾向にあることが明らかになった。これまでの結果と合わせ、Mtss1はDAAM1によるアクチン重合活性を負に制御するという結論に至った。昨年度までに得られた結果と合わせて、アクチン制御因子であるMtss1がフィロポディアの長さ制御を介して、樹状突起同士の接触頻度を調整すること、また接触依存的な退縮の頻度変化が樹状突起の空間パターンへ影響を与えることが明らかになった。本研究で得られた成果をCell Reports誌に発表した。(2)フィロポディアによる樹状突起方向性制御の解析前年度に引き続き、樹状突起-軸索間の接着因子の同定を試みた。また樹状突起成長期におけるフィロポディアの動態をタイムラプス観察し、解析した。さらにフィロポディア形成を制御する分子をターゲットとし、方向制御に関与しうるか探索した。本年度は以下の二つの項目に関して研究を行った。(1)フィロポディア長さ制御と樹状突起の空間充填パターンの解析本年度はMtss1欠損によるフィロポディアの過伸長が引き起こされる分子メカニズムの解析を行った。Mtss1が分岐型/束化型アクチンのバランスを制御することでフィロポディア長を調整している可能性があった。共免疫沈降によりMtss1が束化型アクチン形成を誘導するforminと相互作用することを確認した。さらに活性化型forminによるFアクチン量の増加が、Mtss1の共発現により抑制されることが示されつつある。またMtss1の機能抑制と同様に活性化型forminの強制発現でも、フィロポディアの過伸長が誘導された。mtss1はforminの活性を抑えることで樹状突起フィロポディアの長さ調整に関与する可能性が示唆された。(2)フィロポディアによる樹状突起の方向性制御の解析本年度は平行線維の方向性に依存した樹状突起の成長形式を、経時観察した。直交性制御因子(Spectrin betaIIIやmyosinIIB)の阻害下で樹状突起の成長ダイナミクスを解析したところ、特に進展方向が乱れることがわかった。さらに阻害下では樹状突起フィロポディアのダイナミクスも変動する傾向にあった。フィロポディアによる平行線維の認識が損なわれた可能性がある。さらにプルキンエ細胞樹状突起による平行線維の認識機構を調べるため、分子の同定を試みた。プルキンエ細胞-平行線維間のシナプス形成に関わり、Spectrin beta IIIとの相互作用が知られている接着関連因子に着目した。この分子を通常平行線維に対して方向性を示さない顆粒細胞樹状突起に異所発現させると、直交性を獲得するようになった。しかし、プルキンエ細胞で発現阻害しても影響がなかった。類縁の分子が相補的に働いている可能性が考えられる。(1)フィロポディア長さ制御と樹状突起の空間充填パターンの解析Mtss1はこれまでにArp2/3などを介した分岐型アクチンの形成にかかわることが知られていた。本研究ではMtss1はforminと結合しそれを阻害することにより、束化型アクチン重合を阻害する可能性が示唆された。Mtss1が分岐型/束化アクチンのバランスを制御するという仮説の裏付けの一つとなりうるデータを得ることができた。今後、セルフリーシステムでのアクチン重合アッセイなどを行い、より詳しい制御メカニズムを明らかにしていく予定である。またmtss1の発現阻害と活性型forminの過剰発現はともにプルキンエ細胞樹状突起のフィロポディアの過伸長を誘導することを確認している。生体内のプルキンエ細胞樹状突起のフィロポディア形成または樹状突起の三次元構造にどのように影響が出るか、mtss1のノックアウト動物での表現型と比較しつつ解析したい。さらに、フィロポディア長と樹状突起の空間分布に因果関係が存在するかどうか、以前作成した樹状突起形成を再現する数理シミュレーションを用いて、特に接触依存的退縮に着目しながら解析する。(2)フィロポディアによる樹状突起の方向性制御の解析これまでに、平行線維の方向性に依存した樹状突起の成長形式を、経時観察した。通常時および直交性制御因子阻害時における樹状突起形成ダイナミクスを解析することができた。阻害時には成長方向に乱れが生じることが明らかになった。平行線維を認識する接着関連因子に着目し、この分子が直交性に一定の関与を示す可能性が示された。しかし、プルキンエ細胞においてはほかの分子が相補的に働く可能性もまた同時に浮上した。今後も引き続き因子の同定を試みる。

(1)フィロポディア長さ制御と樹状突起の空間充填パターンの解析Mtss1によるformin分子DAAM1の活性制御をより詳細に調べるために、以下の実験を行った。XTC細胞に蛍光タンパク質でラベルしたDAAM1を低濃度になるように発現させ、スペックル観察を行った。Mtss1存在時では、DAAM1によるアクチン重合が頻繁に中断する傾向にありDAAM1の活性が負に制御されることが示された。これまでの研究でMtss1欠損プルキンエ細胞では、フィロポディアの過伸長が生じること、また樹状突起全体としては、細胞体近位の突起密度が疎になる傾向にあることを見出していた。その樹状突起では、突起同士の衝突により退縮(または成長停止)が起こる。フィロポディアの過伸長が樹状突起同士の衝突確率を引き上げて、退縮が高頻度で起こる可能性が考えられた。この仮説を検証するために、プルキンエ細胞の樹状突起成長を再現するシミュレーションを行った。速度や分岐頻度など基本的なパラメータは、実測値を用い、突起の衝突で退縮が起こる。このシミュレーションにおいてフィロポディア長を引き上げると、Mtss1ノックアウト細胞が示すように、特に細胞体近位側で突起が減少する傾向にあり仮説を支持する結果となった。(2)フィロポディアによる樹状突起の方向性制御の解析樹状突起フィロポディアによる軸索の認識が樹状突起の伸長方向を決定する可能性がある。プルキンエ細胞樹状突起がいかにして顆粒細胞軸索である平行線維を認識するか調べるため、昨年度より続けている接着分子の同定を試みた。前年度までに候補分子として同定した分子は、軸索の認識には関与しているものの、その分子の機能阻害は樹状突起の方向性を乱すに至らなかった。本年度は、近縁の分子のノックダウンを試みたが、候補分子の特定には至っていない。(1)フィロポディア長さ制御と樹状突起の空間充填パターンの解析これまでにMtss1がformin分子であるDAAM1と相互作用することを示していた。さらに、DAAM1のアクチン重合活性が、Mtss1により制御されることが新たに判明した。DAAM1の活性はMtss1により負に制御される可能性が高くなった。これまでにプルキンエ細胞にDAAAM1の恒常的活性化体を導入すると、Mtss1の機能阻害と同様フィロポディア長の亢進が引き起こされることを観察していた。したがって今回得られた結果は、これまでの知見と一致する。さらにシミュレーションを用いて、フィロポディアの過伸長が、樹状突起形成パターンに影響することを確認した。以前よりプルキンエ細胞樹状突起は分岐同士の接触により退縮ないし成長停止がもたらせることを見出していた。フィロポディア伸長により突起同士の接触確率が上昇することが、接触依存的退縮をより頻繁に引き起こすことが形態変化をもたらすという仮説を支持する結果となり、順調に進んでいる。(2)フィロポディアによる樹状突起の方向性制御の解析樹状突起フィロポディアが軸索を認識することが軸索に対して直交した方向に樹状突起を形成するという仮説の検証のため、樹状突起がいかにして軸索を認識するかその分子の同定を試みている。
ポリコーム複合体による造血幹細胞の運命決定機構と白血病幹細胞制御機構の解明

ポリコーム複合体が造血幹細胞の多能性の維持に重要な機能を有することが明らかとなった。また、ポリコーム複合体が一連の癌抑制遺伝子の発現抑制を介して白血病幹細胞の形質獲得に重要であるとともに、癌遺伝子の発現抑制を介して、癌抑制的に機能することも明らかとなり、ポリコーム複合体の多様な機能が確認された。転写因子Ebf1,Pax5の発現によりB細胞分化が最終決定される以前の未分化な造血細胞において、ポリコーム群蛋白Bmi1がEbf1,Pax5の発現抑制状態を維持することにより分化の多能性が維持されることが明らかとなった。すなわちクロマチン免疫沈降法(ChIP)を用いたPcGのEbf1,Pax5プロモーターへの局在と同プロモーターのヒストン修飾制御(K4me3,K9Ace,K27me3,H2AK119 ubiquitination)の詳細な解析から、ES細胞に認められるbivalent domain様ヒストン修飾による可逆的な遺伝子発現抑制と多能性維持が、造血幹細胞においても見られることを確認した。この現象がB細胞系への分化に限らず造血幹細胞の分化全般に当てはまるものであるのか今後の検証課題である。また、造血細胞特異的にポリコーム遺伝子Ezh2をKOしたマウスを解析したところ、胎仔肝においてPcGの重要な標的遺伝子Ink4a/Arfが脱抑制し、造血幹細胞の増幅が著しく抑制され、胎仔は胎生13.5-14.5日に死亡することが明らかとなった。しかし、成体でEzh2をKOしてもInk4a/Arfの発現はかわらず、造血幹細胞の明らかな異常は認められなかった。したがって、胎仔肝と骨髄におけるPcGによるInk4a/Arf発現制御は異なるものと考えられ、このエピジェネティクス制御の違いについて現在解析を進めている。ポリコーム複合体PRC2の構成分子であるEzh2遺伝子をノックアウトしたマウスの解析から、ポリコームによる造血幹細胞のエピジェネティック制御の様式が胎仔肝と骨髄において異なることが示された。すなわち、増幅期にある胎仔肝の造血幹細胞はPRC2複合体のEzh2への依存性が強く、Ezh1の関与は低い。一方静止期にある骨髄の造血幹細胞ではEzh1に加えてEzh1とPRC1の機能が高まることが明らかとなった。また、ピストン脱メチル化酵素の発現解析を造血系細胞において行った。その結果Fbx110(H3K36me2の脱メチル化酵素)の発現が未分化造血細胞に限局していることが明らかとなった。Fbx110はPRC1と会合しうることが最近報告されたことから、造血幹細胞に重要な機能が予想された。そこで造血幹細胞への強制発現系を用いた解析を行い、Fbx110が造血幹細胞の機能維持に関わることを確認した。この機能はヒストンH3K36me2の脱メチル化を介するものであり、PRC1機能との協調作用も示唆された。また、RNA結合蛋白Fus/TLSも造血幹細胞の維持に必須であることを確認したが、その機序はいまだ不明のままである。白血病遺伝子による造血前駆細胞の白血病幹細胞へのリプログラミングは、自己複製能の再獲得という観点から、体細胞の多能性幹細胞へのリプログラムと非常に似た現象と言える。白血病幹細胞へのリプログラミング過程におけるBmilの役割を検討した結果、Bmilによる一連の癌抑制遺伝子の発現抑制が白血病幹細胞の形質獲得を完遂する上で重要であることが示された。造血前駆細胞が白血病幹細胞にリプログラムされる過程にBmi1が必須であること(Leukemia2011)を報告するとともに、Ink4a/Arf欠損マウスにおいて同時にBmi1を欠損させると致死性の骨髄線維症を誘発することから、Bmi1が癌抑制遺伝子としても機能しうることを見出した(J Exp Med,2012)。一方で、Ezh2コンディショナルノックアウトマウスの解析を行い、Ezh2は胎仔肝造血に必須なものの、骨髄の造血幹細胞や骨髄球系細胞においてはその機能がファミリー分子であるEzh1で代償されることを明らかにした(Blood2011)。しかしながら、Ezh2はMLL-AF9で誘発されるマウス急性骨髄球性白血病(AML)細胞の分化ブロック・未分化性の維持に必須であることが判明し、AMLにおけるEzh2の癌遺伝子としての機能が示唆されている。(論文投稿中)。申請者らはさらに、Tet2を低発現(野生型の20%)し、同時にEzh2を片アレル欠損するマウス(Tet2^<hypo/hypo>Ezh2^<Δ/+>)の造血を調べたとこと、Tet2低発現による骨髄異形成症候群(MDS)/骨髄増殖性腫瘍(MPN)様病態がEzh2の欠損によって著明に増強されることを見いだした。

この所見は、MDS、MPN、MDS/MPNで同定されるEZH2の機能喪失型変異(313%)あるいは-7/7q-症例におけるEZH2の片アレル欠損(10%)が、TET2遺伝子変異(5-46%)と協調して病態形成に機能することを示唆するものである。
tRNAの活性発現にかかわる機能構造の研究

脳筋症(MELAS)患者のミトコンドリア由来ロイシンtRNA(アンチコドンUUR)の構造と活性についての研究を行うにあたり、まず正常なヒトミトコンドリアロイシンtRNAとMELAS由来の変異体の構造遺伝子を含み、その上流にファージT7RNAポリメラーゼのプロモーターを有する遺伝子断片を合成した。各断片をライゲーション後、pUC19プラスミドにクローニングし、得られたクローンをDNAの配列決定により確認した。EcoRI/BamHIサイトを含む両末端に相補的なプライマーを用いて、PCR反応でこれらのプラスミドあるいはプラスミド断片を増幅された。これらのDNAを鋳型として、精製したファージT7RNAプリメラーゼによる試験管内転写反応で、正常および変異したロイシンTrnaを作成することができた。現在、大腸菌からのロイシル-tRNA合成酵素、およびウシ肝からミトコンドリアを単離し、ロイシル-tRNA合成酵素を含むアミノアシル-tRNA合成酵素標品の調製を行っており、近く活性の測定を行える見通しである。
新型高性能低CO_2排出燃焼器の開発

本研究では、公害ガス低排出高性能燃焼器の開発をめざし、輻射再吸収効果が期待される燃焼ガス再循環方式を理論的、実験的に研究した。燃焼ガスを模擬するためCO_2を空気中のN_2と置換し、その割合を変化させて添加効果を調べた。輻射吸収長さの減少により輻射再吸収効果が強く現れることを考えて、高圧燃焼容器を用いた高圧雰囲気下での対向流予混合火炎の消炎実験を行い、雰囲気圧力とCO_2の添加効果の関係を調べた。理論的解析の結果において、燃料の可燃限界や燃焼速度に火炎からの輻射熱損失及び未燃ガスへの輻射再吸収が極めて大きな影響を持つことを示した。未燃ガスにCO_2を添加した場合、輻射再吸収効果により、断熱火炎に比べて可燃限界が拡大し、燃焼速度も増大することを示した。さらに、CO_2を少量添加した場合、同じ当量比のCO_2添加無しの混合気よりも燃焼速度が増大する可能性があることを示した。また、輻射再吸収効果は圧力の増大とともに、より顕著になることも示した。上記の解析結果の検証のため、高圧燃焼容器での燃焼実験を行ったが、対向流予混合火炎の消炎伸長率は圧力の増大及びCO_2濃度の増加とともに単調に減少した。本研究の実験条件(圧力0.5MPa,バーナー径15mm)では輻射再吸収効果が必ずしも実験結果に現れなかったが、一方で高圧では流体力学的不安定性により極端に火炎面が不安定化することを見い出した。実用燃焼器の多くが高圧下で燃焼を行っており、その設計には流体力学的不安定性を考慮することが重要であるという知見を得た。1.CH4/O2.N2-He火炎の輻射消炎と火炎分岐の特性を数値的に解析した。可燃限界の拡大に対するルイス数の影響を調べた。淀み面近傍火炎,弱伸長の遠領域火炎,弱火炎および通常火炎との4種類の火炎機構が存在することが始めて明らかにされた。これによって,伸長消炎限界,輻射消炎限界,輻射によるジャンプ限界およびルイス数効果によるジャンプ限界との4つの火炎限界が存在することが分かった。輻射とルイス数効果の総合干渉により,8種類の火炎分岐がぞんざいすることが示された。すべての可燃領域を表す一般消炎曲線GカーブとKカープが得られた。さらに,KカーブからGカーブへ遷移する臨界ルイス数の存在を明らかにした。この研究により,平面火炎の可燃限界と伸長火炎の可燃限界の関係を明らかにしながら,可燃限界は人工的に制御できることが分かった。2.輻射再吸収を考慮したCH4/O2-N2-CO2予混合火炎の可燃限界を数値的に解析した。輻射の再吸収は混合気の燃焼速度を増加させ,可燃限界を広げることが明らかにした。可燃限界が存在する二つのメカニズム:(1)CO2の吸収バンドとH20の輻射バンドの違い,(2)温度増加による輻射ガスの輻射バンドの広がり,が分かった。これにより,実験容器の大きさに依存しない絶対可燃限界が存在することが明らかにされた。また,輻射の再吸収はブランク平均吸収距離より遥かに小さいスケールで火炎に影響を与えることが分かった。3.耐圧2MPaの高圧燃焼容器とバーナの設計・製作を完了し,テスト試験を始ぬた。1.メタンの素反応機構及び輻射の狭域バンドモデルを用いた1次元反応流解析コードにより、輻射再吸収が燃焼速度及び可燃限界に与える影響及び、それらの圧力依存性を調べた。

未燃ガスへの輻射再吸収を考慮することにより、再吸収を考慮しない場合に比べて燃焼速度が増大し、可燃限界も拡大される。その効果は圧力が高いほど、CO2濃度が高いほど大きいことがわかった。また、伸張火炎の輻射消炎限界が著しく拡大されることもわかった。高圧になると、プランク平均吸収厚さが減少して再吸収の効果が顕著になるためである。輻射再吸収を考慮した火炎においては、火炎面前方の未燃混合気において輻射熱損失が負になる対流輻射領域が存在することを初めて明らかにした。2.上記の解析によって得られた輻射再吸収の効果を実証するため高圧容器内での対向流予混合火炎の実験を行った。実験は圧力範囲が大気圧から3気圧まで、伸張率の範囲は30(1/s)から60(1/s)まで、CO2濃度は最大40%までの範囲で行った。結果は、CO2の添加の有無に関わらず、圧力の増加に対する可燃範囲の狭まりは同程度であり、明確に輻射再吸収の効果を確認することは出来なかった。今後、輻射再吸収の効果を得るためには、さらなる高圧かつ高CO2濃度の実験が必要であると考えられる。特に輻射再吸収の効果は低伸張率側で顕著であるため、対向流速の遅い範囲での実験を行う必要がある。さらに、庄力が高くなるにつれて著し〈火炎面が不安定になる現象が観察された。この不安定性の現れるメカニズムやそれが消炎限界に及ばす影響についても検討する必要がある。本研究では、高性能燃焼器の開発をめざし、輻射再吸収効果が期待される燃焼ガス再循環方式を研究した。燃焼ガスを模擬するためCO_2を空気中のN_2と置換し、その割合を変化させて添加効果を調べた。さらに、実用燃焼器への応用の観点および輻射吸収長さの減少による輻射再吸収効果が強く現れることを考えて、高圧燃焼容器を用いた高圧雰囲気下での燃焼実験を行い、雰囲気圧力とCO_2の添加効果の関係を調べた。実験には対向流予混合火炎を用い、その消炎特性へのCO_2の添加効果を調べた。得られた結果においては、伸長率を一定にした場合の消炎当量比あるいは当量比を一定にした場合の消炎伸長率は圧力の増加及びCO_2濃度の増加とともに、単調に燃焼性低下側に変化した。また、その変化する割合もほぼ一定であった。ゆえに、本実験の条件(圧力5atm以下、バーナーノズル径15mm)では、CO_2添加による火炎温度の低下や燃焼速度の低下等の負の作用が支配的であり、輻射再吸収効果による燃焼強化の作用は相対的に極めて小さいことが分かった。また、圧力の増加及びCO_2濃度の増加により火炎面が不安定になることが観察された。それらの不安定性は、それぞれ流体力学的不安定性、Le数の低下による拡散・熱的不安定性に起因するものと考えられる。本実験においては、圧力の増加による流体力学的不安定性が特に顕著に現れた。実用燃焼機器においては、高圧環境で燃焼を行わせることが多いため、流体力学的不安定性を考慮することが高効率燃焼器の開発には不可欠であることが分かった。
岩石-水系の高圧高温下における弾性波速度と活断層型地震震源近傍の含水量モデル

兵庫県南部地震などの震源近傍では流体貯留層を示唆する低速度・高ポアソン比異常が発見され,地震発生機構における水の役割が注目されている.地殻内部におけるH2O流体の含水率マッピングは活断層型地震の発生機構を解明する上で重要であると考えられるが,下部地殻中部地殻におけるH2O流体の地震波速度への影響は高温高圧物性実験の視点から充分に研究が行われているとは言えない.したがって,地殻内の含水率マッピングを行うためには,地殻深部に相当する高温高圧条件で岩石-水系の弾性波速度を測定することが不可欠である.我々は,まず,含水条件において岩石の弾性波速度を測定する装置を開発し,次に,岩石-水系において基礎的な弾性波速度測定実験を最大0.5GPa, 500°Cでの条件下で行ない,含水率や水が弾性波速度に及ぼす影響について考察した.兵庫県南部地震などの震源近傍では流体貯留層を示唆する低速度・高ポアソン比異常が発見され,地震発生機構における水の役割が注目されている.地殻内部におけるH2O流体の含水率マッピングは活断層型地震の発生機構を解明する上で重要であると考えられるが,下部地殻中部地殻におけるH2O流体の地震波速度への影響は高温高圧物性実験の視点から充分に研究が行われているとは言えない.したがって,地殻内の含水率マッピングを行うためには,地殻深部に相当する高温高圧条件で岩石-水系の弾性波速度を測定することが不可欠である.我々は,まず,含水条件において岩石の弾性波速度を測定する装置を開発し,次に,岩石-水系において基礎的な弾性波速度測定実験を最大0.5GPa, 500°Cでの条件下で行ない,含水率や水が弾性波速度に及ぼす影響について考察した.本研究課題では、含水条件で岩石の弾性波速度を精密に測定することによって,温度およびH20フルイドと速度低下率との関係を検討することを目的としている。19年度には、まず、含水条件における岩石の弾性波速度測定が可能な装置の立ち上げに取り組んだ。具体的には、受信パルス強度の増加へ向けて高圧セルのバッファーロッドおよび岩石封入用カプセルの加工法を改善し、加えて、振動素子近傍の設計を変更した。これにより従来のパルス強度と比較し、縦波に関しては数倍10倍程度の受信パルス強度を得ることができるようになった。また、受信パルスにおけるノイズ源の特定およびその低減へ向けた高圧セル設計の改良を行なった。次に、新規導入した任意波形発生装置を用いることにより、従来と比べ数倍の大きさの入カパルスを発生することが可能となった。次に、上記の装置を用いて、島弧地殻の主要構成鉱物の一つである石英に着目し,石英-H20系のP波速度を圧力0.1GPa-0.6GPa,温度20-500°Cの条件下で測定した。その結果,約1.0wt%の含水率で約4%速度低下すること,さらに,1.0wt%以上の含水率で急激に速度低下率が大きくなり,約1.5wt%の含水条件で約10-12%速度低下することを明らかになった.実験試料のSEM観察および超高倍率顕微鏡による観察を行った結果,速度低下率が結晶粒間および結晶中の流体包有物の分布形態に対応していることが明らかとなった.本研究課題では,地殻岩石に関して,含水量・含水鉱物と地震波速度・ポアソン比・Vp/Vs比の関係を明らかにすることを目的とする。具体的な目的は以下の通りである。(2)高温高圧条件で,水を含む岩石試料の弾性波速度を測定する。本年度は次の研究項目を推進した。(1)高温高圧下での岩石-水系における弾性波速度測定実験。横浜国立大学設置のピストンシリンダー型高温高圧発生装置を用いて、最大1.5wt%の含水状態の岩石試料を島弧地殻深部に相当する温度圧力条件での弾性波速度測定を実施した。今年度は地殻を代表する石英に着目し、細粒な石英岩の弾性波速度測定を行い、0.6GPa・500°Cまでの温度圧力条件において良質なP波シグナルを得ることに成功した。一方、S波は含水率0.02wt%以下において良質なシグナルを得ることができた。今後、この測定システムを用いることにより、地殻構成岩石の含水条件における速度測定が発展可能である。(2)岩石中の水の分布様式と弾性波速度。弾性波速度への水の影響を評価する場合、実験試料中の水の形態および分布が重要である。本研究では、実験試料の水の分布の解析に着手し、分布形態と速度低下率の関係、および震源近傍の含水量モデルについて日本地質学会において論じた。上記以外にも東北本州弧、伊豆小笠原弧の下部地殻の含水鉱物(角閃石)の分布に関する研究を行い、それら成果の一部は雑誌論文(Journal of Geophysical Research、Tectonophysics等)として公表されている(研究発表欄に示してある)。
磁化の量子ダイナミックスの機構解明と動的制御

本研究では、量子効果が顕著な役割をする磁性現象において、いわゆる量子一重項を、基本にする非磁性状態ではなく、磁化が存在する場合の量子効果のあり方や、磁化の動的な外場のもとでの量子力学的運動の特徴について詳しく研究した。具体的テーマとして、格子と結合した系におけるスピンパイエルス転移をS=1や格子を量子化した場合などを研究し、スピン配位と格子配位の特異な結合状態を明かにした。また、量子ゆらぎによる基底状態相転移の様子を、XY的な異方性をもつ三角格子反強磁性体で詳しく調べ、スピン相互作用の異方性と外部磁場の関数としての相図を求め、対応する古典系での依存性との比較を行い、量子ゆらぎの効果の特徴を明かにした。磁気秩序に関しては、ゆらぎによる秩序混合状態など3次元における新しい秩序形態や、量子ゆらぎによって誘起される新しいタイプの秩序相などを明かにした。また、相互作用が強いスピン系における電子スピン共鳴の数値解析法を開発し、直交ダイマー系などでの特徴ある共鳴吸収の様子も明かにした。量子ダイナミックスに関して、微小磁性体における断熱変化に基づく現象を解析してきた。特にジャロチンスキー・モリヤ相互作用による断熱変化はそのベクトル型の相互作用を反映して、本質的に空間異方性を持ち、磁場掃引する際の磁場の方向によって断熱変化の様子が大きく異なることを明かにした。また、全く異方性を伴わない反発擬交差の起源についても研究を進め、核スピンとの超微細相互作用による機構を提案した。さらにこれらの現象を利用して、熱散逸を伴わない量子スイッチングの機構も提案した。関連する研究としてスピンによる熱伝導現象や、量子系での散逸のダイナミックスに関する研究も行った。これらの研究によって量子系の特徴を活かした新しい物性活用が可能にする方法について研究を進めている。量子スピン系に関する新しい現象として、スピンパイエルス状態での格子の量子ゆらぎの効果をモンテカルロ法で明らかにした。また、ナノスケール単分子磁性の示す動的性質に関して、その基底状態の特徴から断熱変化が起きる機構を、V15や鉄のリング状物質で考察し明らかにした。そのエネルギー準位によって、パルス磁場など速い磁場掃引での磁化過程の特徴を予言し、対応する実験を提案した。量子ダイナミックスに特有な性質を利用した新しいタイプの状態制御法の開発や量子情報操作や量子計算のアルゴリズム等の研究も行った。また、緩和機構の期限としての非断熱遷移の役割を明らかにするため、交流磁場のもとでの複雑な系が示すエネルギー緩和現象の特徴を量子力学的な局在かと拡散の競合系として調べた。また、スピンの自由度によって熱が運ばれる可能性を明らかにした。スピン系の状態の重要な測定手段である電子スピン共鳴に関して相互作用が強い場合の吸収曲線の特徴をミクロな立場から解明する方法を開発し、格子の幾何学的な配置による特徴を明らかにした。さらに、光や温度によって誘起されるスピンクロスオーバー現象の統計力学的モデルの設定を行い、これまで多く知られている現象の理解を進め、誘起される秩序によって引き起こされる相転移の機構について研究した。また、電荷移動型錯体の相転移についても電荷移動と磁気秩序の関係を調べた。また、三次元系での秩序無秩序相転移において、競合や変数の縮退によって新しい秩序が現れることを発見し、三次元での秩序形成でのエントロピーの効果を明らかにした。本研究では、近年盛んに研究が進められている量子効果が顕著な役割をする磁性現象において、いわゆる量子一重項を基本にする非磁性状態ではなく、磁化が存在する場合の量子効果のあり方を研究した。また、量子力学的運動の特徴についても詳しく研究した。

具体的なテーマとして、格子と結合した系におけるスピンパイエルス転移をS=1の特異なゆらぎのもとで研究し、スピン配位と格子配位の基底状態での一次相転移を発見した。また、量子ゆらぎによる基底状態相転移の様子を、XY的な異方性をもつ三角格子反強磁性体で詳しく調べ、スピン相互作用の異方性と外部磁場の関数としての相図を求め、対応する古典系での依存性との比較を行い、量子ゆらぎの効果の特徴を明かにした。また、磁気秩序に関しては、ゆらぎによる秩序混合状態など3次元における新しい秩序形態を明かにし、また、量子ゆらぎによって誘起される新しいタイプの秩序相なども明かにした。また、相互作用が強いスピン系における電子スピン共鳴の数値解析法を開発し、直交ダイマー系などでの特徴ある共鳴吸収の様子を明かにした。量子ダイナミックスに関して、微小磁性体における断熱変化に基づく現象を解析してきた。特に、ジャロチンスキー・モリヤ相互作用による断熱変化はそのベクトル型の相互作用を反映して、本質的に空間異方性を持ち、磁場掃引する際の磁場の方向によって断熱変化の様子が大きく異なることを明かにした、また、全く異方性を伴わない反発擬交差の起源についても研究を進め、核スピンとの超微細相互作用による機構を提案した。さらにこれらの現象を利用して、熱散逸を伴わない量子スイッチングの機構も提案した。関連する研究としてスピンによる熱伝導現象や、量子系での散逸のダイナミックスに関する研究も行った。
直下型地震による水際線構造物の崩壊機構の解明

わが国の港湾岸壁の大部分を占める重力式ケーソン岸壁は1995年の兵庫県南部地震において壊滅的な被害を受けた。その後、学会、調査委員会などの場で被災形態、メカニズム、復旧・復興への指針が示され、ポイントごとの被災状況については数値解析などで再現できるとする報告も出されている。しかしながら、ケーソンの変形メカニズムの解明に際しては、地盤内およびケーソンと地盤境界における応力状態をピックアップし、応力、変形両面からのアプローチが必要である。本研究では、内部に水圧計、土圧計を設置したケーソン模型を作製し、遠心力場において地震力載荷を与えることにより、その動的挙動特性を実験的に評価した。入力加速度、ケーソン天端、埋立地盤における応答加速度、ケーソン変位を併せて計測し、外力応答応力成分地盤・構造物変位をトータルに検証することによって、重力式ケーソン岸壁の地震時動的挙動の解明を目指した。実験により、ケーソンの地震時滑動には慣性力、置換砂地盤の強度低下、背面地盤の液状化が複合的に寄与していることが確かめられた。また加えて置換砂前面の粘土地盤の存在が無視できないこともわかった。通常装置の大きさからくる限界と超軟弱粘土地盤の作成の難しさから、粘土地盤の部分は剛体でモデル化されることが多いが、このタイプでは置換砂の流動を抑止する働きがあるために変形モードが倒れ込み型になってしまい、実際の前面への傾斜型とは異なった挙動を示すことが明らかとなった。本研究では自立性、変形性を併せ持った材料ということで木綿豆腐を使用し、実現象を再現する実験結果を呈示することができた。また粘土は流動化しない材料であるために、置換砂の流動化を抑止する効果があり、必ずしも置換砂地盤を広く採ることがケーソン変位にとって有用ではないこともわかった。こうした実験結果を有限要素コードLIQCAを用いて解析した。解析に際しては用いた材料から直接パラメータを決定し、解析と実験の整合性を保った。解析結果が実験結果をほぼ再現することができ、本研究で実施した実験が妥当なものであることが確かめられた。また寸法効果を考慮した実際の被災事例と比較した結果、実験結果は実挙動をおおむね再現していることがわかった。まず自然堆積砂地盤の液状化強度特性を評価するために,コーン貫入試験(CPT)を中心とする原位置試験を適用する方法を選択した。これは,CPTはオペレータの能力による差違がなく,複数の地盤情報が同時にかつ連続的に得られ,試験が簡単で経済的であるという特長を有している。また我々が開発したRIコーンに代表されるように,他のセンサーを組み込んで,別の地盤情報を併せて測定することも可能である。淀川河畔において過去に凍結サンプリングを実施したポイントを選び,CPT,RI-CPT,サイスミックコーン,ダイラトメ-タ試験を実施した。その結果を過去に蓄積してきた江戸川砂,名取川砂,利根川砂,東扇島砂,千鳥町砂のデータベースに加えることによって,原位置液状化抵抗(τ/σ'_0)をCPT結果から推定する手法を確立した。

具体的には,コーン先端抵抗(q_t)と原位置拘束圧から原位置相対密度Drを算定し,別途実施される不撹乱供試体を用いた室内非排水繰り返し三軸試験結果からτ/σ'_0Dr関係を導き,Drを媒介としてq_tからτ/σ'_0を推定するという方法である。そして,提案する手法が上記のサイトの液状化抵抗を精度よく予測できることを明らかにしている。次にトルコ地震の調査を実施し,イズミット湾岸で発生した海底地滑りによる水際線の水没現象を調べるために,水深測量を実施した。その結果,海岸線近傍で滑落崖のような急激な海底地盤の流出があることがわかった。この原因として,地形的には湾奥に断層が存在し,それに向かって地盤が落ち込んでいるために,海底地盤,海岸部ともに45°程度の勾配があり,その上に小河川が運搬してきた土砂が堆積するという緩い扇状地構造となっていることがあげられる。こうした初期条件の地盤に地震動が作用した場合の動的レスポンスの検討が必要である。次年度は傾斜基盤上の砂質地盤の地震時挙動を遠心載荷実験によって検討する予定である。わが国の港湾岸壁の大部分を占める重力式ケーソン岸壁は1995年の兵庫県南部地震において壊滅的な被害を受けた。その後、学会、調査委員会などの場で被災形態、メカニズム、復旧・復興への指針が示され、ポイントごとの被災状況については数値解析などで再現できるとする報告も出されている。しかしながら、ケーソンの変形メカニズムの解明に際しては、地盤内およびケーソンと地盤境界における応力状態をピックアップし、応力、変形両面からのアプローチが必要である。本研究では、内部に水圧計、土圧計を設置したケーソン模型を作製し、遠心力場において地震力載荷を与えることにより、その動的挙動特性を実験的に評価した。入力加速度、ケーソン天端、埋立地盤における応答加速度、ケーソン変位を併せて計測し、外力応答応力成分地盤・構造物変位をトータルに検証することによって、重力式ケーソン岸壁の地震時動的挙動の解明を目指した。実験により、ケーソンの地震時滑動には慣性力、置換砂地盤の強度低下、背面地盤の液状化が複合的に寄与していることが確かめられた。また加えて置換砂前面の粘土地盤の存在が無視できないこともわかった。通常装置の大きさからくる限界と超軟弱粘土地盤の作成の難しさから、粘土地盤の部分は剛体でモデル化されることが多いが、このタイプでは置換砂の流動を抑止する働きがあるために変形モードが倒れ込み型になってしまい、実際の前面への傾斜型とは異なった挙動を示すことが明らかとなった。本研究では自立性、変形性を併せ持った材料ということで木綿豆腐を使用し、実現象を再現する実験結果を呈示することができた。また粘土は流動化しない材料であるために、置換砂の流動化を抑止する効果があり、必ずしも置換砂地盤を広く採ることがケーソン変位にとって有用ではないこともわかった。こうした実験結果を有限要素コードLIQCAを用いて解析した。解析に際しては用いた材料から直接パラメータを決定し、解析と実験の整合性を保った。解析結果が実験結果をほぼ再現することができ、本研究で実施した実験が妥当なものであることが確かめられた。また寸法効果を考慮した実際の被災事例と比較した結果、実験結果は実挙動をおおむね再現していることがわかった。
機械的換気中の肺循環特性の検討

哺乳類は2心房2心室に進化することによって肺における脈流循環を獲得し、酸素化機能を向上させ、捕食活動を有利にすることができた、と考えることができる。本研究は、肺はウィンドケッセルモデルで説明されている脈流の利点に留まらず、さらに効率化した形質を有しており、すなわち、エネルギー損失を抑えるための交流の直列、並列共振現象に相当する仕組みを有する器官である、との仮説の下に肺循環を電気回路モデルで具現化することよって検討した。家兎摘出還流肺を対象に抵抗素子(流量抵抗、流速抵抗、容量抵抗)を用いた電気回路モデルに肺循環特性を適合させると、当初想定していた電気回路モデルと異なり、最尤のモデルはLandesとGoldwyn-Wattの報告を合成したモデルであった。このモデルは中枢側と末梢側を模しており、しかも交流の利点である直列、並列共振回路を有しており、中枢側はflow leadで末梢側はpressure leadで循環量を維持するシステムと解釈され、エネルギーの有効利用が行われているのではないかと推察された。また、肺の生理学的機能を表す指標である圧量曲線について検討した。すなわち、多数の肺胞からなる肺の肺胞容積の度数分布は大数的に正規分布を示すと考えられる。一方、物理法則の連続の方程式を考えると、肺のような外部圧を受ける中空球の場合、一様圧縮過程と圧縮性の気体のときの解が考えられる。つまり気体については圧力すなわち密度であるから圧縮性気体の場合の圧力は対数表記しなければならなく、したがって動的測定による肺胞体積分布は対数正規分布になる。対数軸に対して累積相対頻度を描くと二つの直線になることになる。変曲点がLIP(Lower Inflection Point)と解釈される。以上を検証することができた。長期にわたる機械的換気によって誘引される肺の損傷を防ぐ方法として低量換気法が注目されているが、本研究は、該法による肺の換気や循環の不全をできるだけ抑えるような換気条件を探索するために換気量や回数、PEEP圧などが肺の循環に如何なる影響を与えるかを検討するものである。ウサギの環流肺を用いた予備実験で肺の循環動態を模擬する電気回路モデルはほぼ完成した。本格的なデータの採取に取り掛かった所である。一方で、肺の生理学的機能と病態との対応を検討すべく生理学的機能の指標として圧-流量(PV)曲線を測定している。ところがPV曲線は換気効率を上げるためのPEEP圧を求めるのに利用されているが、例えば、適正圧の指標としてLIP(Lower Inflection Point)、その検出方法も確立されていないのが現状である。そこで、PV曲線の評価方法を確定すべく以下の推論の元にラットを用いて確認実験を行った。その推論とは、そもそも10の8乗個あるとされる肺胞の一つ々を見ると、弾性など物理的性状は、形態学的には肺胞位置によって若干の差はあると思われるが、大数的に正規分布を示すと考えても差し支えばないだろう(張力などを反映した実測体積は圧力に対して正規分布を示す)。ここで、物理学法則に以下に示した連続の方程式がある。つまり、ガスが圧縮性の気体であると体積分布は圧力の対数に対しては正規分布となり、非圧縮性気体のときは圧力そのものに対して正規分布を示すことになる。したがってPV曲線を正規確率紙と対数正規確率紙とに描いた場合、いずれもある点を境に直線から曲線に移行する。その点がLIPである。ラットを用いた実験ではこの論理が成立することを確かめた。現段階ではウサギを用いて実験を行っている。

家兎摘出還流肺を用い、肺循環還流量、脈動回数、および換気量、換気回数を変えて還流流速、還流圧をデイジタル記録し、FFT(高速フーリエ変換)プログラムでインピーダンスの周波数特性を求め、さらにGauss-Newton algorithmを組み込んだ最小二乗法プログラムで数種の電気回路モデルから最尤のモデルを検討した。いずれ自作のプログラムを用いた。換気様式による差を比較するために陰圧換気方式(模擬胸腔を作製し、腔内を陰圧して換気)と陽圧換気方式による還流流速、還流圧を測定、比較した。今回、種々条件を変えて実験を行ったところ、摘出園流肺モデルは制約を受けることが分かった。すなわち、還流肺モデルでは呼吸と循環が他動的に行われていることから、還流量(圧)と換気量(肺胞圧)のmismatchによると思われる傷害が比較的容易に起こることが分かった(生理的還流量を維持すると標本は30分強で利用不能となった)。また、摘出還流肺モデルのデメリットである左房の弁機能が機能しないことにより、左房の還流抵抗により流量波形が異なった(還流システムは還流ポンプ、肺動脈、肺、左房、reservoir、還流ポンプで構成。標本作成時の手技によって変わる)。条件を多くすると時間の制約を受け一標本での条件間の比較が困難となるために今回はモデルの決定にとどめ、モデル構成素子の量的変化については旨及しないこととした。研究途中で圧量曲線(PV-curve)は物理的法則(連続の方程式)に従って解析できるのではないかと考え、還流中の肺で圧量曲線をシリンジポンプで送気する方法と、従来法のquasi-static法、および人工呼吸器による方法で求めた。本法による圧量曲線の解析法を完成させた。またラット肺について肺の圧量曲線を調べ、さらにラットにLPSを投与して障害肺の圧量曲線を調べ、圧量曲線の意義を病態と関連させて検討した。
人工社会組織研究とゲーミングシミュレーション研究の融合による研究展開

人工組織社会研究の有力な手法としてエージェントベース・シミュレーションがある。海外においては、米国ではサンタフェ研究所でのSwarmというシミュレーションツールの開発と応用、ブライアン・アーサーによる人工市場研究、ミシガン大学のアクセルロッド、コーエン等によるCAR(Cohen, Axelrod, Riolo)プロジェクトによる社会と組織の分析、カーネギーメロン大学のCAS0S(Computational Analysis of Social and Organizational Systems)プロジェクトなどがある。一方、欧州では英国のサーレイ大学を中心としたSIMSOC(Simulating Society)のプロジェクトが活発に活動している。一方、日本においては、塩沢、喜多、出口、寺野、生天目、松井等が、これら欧米の多くのプロジュクトに対し、その比較的初期段階からさまざまな交流を行ないながら、独自に、U-Martプロジェクト(先物取引市場の実験システムの開発)、仮想経済ゲーミング(国民経済の実験システム開発)などの実験プロジェクトを立ち上げ、活発な研究活動を展開している。また、新井、加藤、兼田、木谷、中森等は、長年にわたりヒューマンエージェント・シミュレーションであるゲーミングシミュレーション研究を実施しつつ、人工社会・計算組織論グループと接触し、相互の研究成果を交換・共有しつつ、さかんに両者の融合を模索してきた。
Molecular Neuro-Cardiomyoplastyの基礎的研究:神経成長因子の神経血管柄付広背筋移植への有用性

我々は以前から広背筋および腹直筋のfreegraftを用いた急性期のCardiomyoplastyの検討を行いその有用性を報告してきた。今回は骨格筋による心補助の究極のモデルである神経血管柄付骨格筋移植いわゆるfreegraftによるCardiomyoplastyをMelecular Biologyの新手法を用いて応用した。特に神経再生促進作用を有するNGFが4MC投与によって誘導される事が明らかとなった。生体糊にNGFおよび4MCを混入し神経吻合部に投与し、遊離骨格筋によるCardiomyoplastyを行う事で神経接合部で長時間組織内濃度が維持され支配神経の早期の再生が可能となった。そのため骨格筋の萎縮および骨格筋重量の低下を来すことなく十分筋力を保持した状態でCardiomyoplastyが可能であった。筋力および血流に優れた遊離骨格筋である広背筋のfreegraftを用いたCardiomyoplastyを行うことで、血行動態は著明に改善し、左室収縮期圧、心拍出量、コンダクタンスカテーテルを用いた圧一容積関係より求めた左室の収縮指標であるEmaxは有意に上昇した。また心室筋の部分骨格筋置換が可能となった。慢性期においてはNGFおよび4MC投与により神経血管柄付広背筋graftの早期神経再生が図られるため、筋萎縮を来さず良好な収縮を維持することが可能となる。また従来4週間必要であったvascular delayに要する時間が短縮され、Cardiomyoplasty施術直後からの心補助が可能であり今後術後重症心不全への臨床応用が可能である。
実験的自己免疫性脳脊髄炎に併発する視神経炎の病態解析と治療法の探索

我々はこれまでに虚血網膜における網膜神経節細胞死にはASK1が関与することを見い出している(Am J Pathol,2006)。本研究ではさらに,MOG-EAEモデルを作成し,グリア細胞におけるASK1の機能を解析した。野生型およびASK1KOマウスにMOG-EAEを惹起し,脊髄並びに網膜・視神経の病理学的解析と,多局所網膜電位測定による視機能の電気生理学的検討を行った。また,ミクログリアおよびアストロサイトの初代培養細胞を作製し,アストロサイト・ミクログリアによるMCP-1等のケモカイン分泌量,ミクログリアの遊走能等に与える影響を検討した。また,最近神経保護作用が注目されているgeranylgeranylacetone (GGA)等の薬剤によるMOG-EAEならびに網膜の虚血後再灌流モデルにおける治療効果も検討した。GGAはすでに消化性潰瘍治療薬として臨床医学の現場で頻繁に使用されている薬物であり,経口投与できる上に副作用が少なく,臨床応用に最適な新しい神経保護剤の候補である。今年度は,網膜の虚血後再灌流モデルを用いた研究において,GGAの網膜神経節細胞への保護効果を確認できた。この研究の成果は,分子生物学系の眼科・視覚研究雑誌であるMolecular Visionに掲載された。この結果を踏まえて現在はMOG-EAEマウスにもGGAを投与中であり,その脊髄症状の重症度ならびに視神経病変に対する効果の検討を行っている。1.野生型マウスへのMOG-EAE惹起による病型解析本研究ではMSの動物モデルであるEAEの惹起にあたり、myelin oligodendrocyte glycoprotein(MOG)ペプチドを用いている。本年度までに我々は、MOGペプチドを使用したEAEの惹起に成功し、視神経炎の発症も確認できた。さらにEAEの発症および進行パターン別に病型を4タイプに大別し、各病型と視神経炎発症率並びに重症度との関連を形態学的・電気生理学的手法を用いて解析中である。2.野生型及びASK1KOマウスへのMOG-EAE惹起による病理学的解析MOG-EAEを惹起した野生型およびASK1KOマウスを用いて、ASK1発現細胞種の同定と細胞死に与える影響、ASK1発現細胞におけるp38/JNKの活性、および下流に位置すると考えられる因子の動態を免疫組織化学やウエスタンブロッティング法によって解析した。現在までに、ASK1KOマウスでは野生型に比べ進行型EAEの発現率が低く、EAE全型の平均でも重篤度が軽減することを見い出している。またEAEの病態進行におけるASK1の機能をin vivoで解析し、ASK1KOマウスにおけるEAE病態の軽減には、脱髄に関与するサイトカインおよび炎症性細胞の誘導に関与するケモカインの産生レベル低下が関与していると考えた。そこでEAEを惹起した野生型およびASK1KOマウスの病巣部分におけるサイトカインおよびケモカインレベルをELISA法などによって検討中である。脊髄炎に関する検討に加えて、ASK1KOマウスにおける視神経炎の発症率、および重症度を野生型と同様の手法で解析した。これまでに網膜神経節細胞および各種グリア細胞の初代培養細胞作成法を確立しており、共培養を行うことでグリア-神経細胞間の相関作用についても合わせて検討を進めている。
日本の消費者需要システムの推定とその財政政策論への応用

この論文では、財を10種類に分け、地域別センサスデータを中心として、AI需要システムを使い、消費者需要システムの推定を行った。AI需要システムは、効用関数を特定せずパラメーター推定ができる、いわゆるフレキシブルなシステムである。我々の推定結果が経済理論と整合的であったのは、本研究の一つの成果である。また、効用関数に労働供給を入れることにより、レジャーと各財の間のクロス弾力性を得ることができた。したがって、最適税率を求めるシミュレーションも理論的成果と対照することができた。本研究を進めるにつれて、新たな問題点も明らかになってきた。そのひとつは一般に行われているとはいえ、推定上のテクニックとして価格指数の算出に線型近似が採用され、それとともに最小必要所得を先験的に与えていることである。しかし、本来は非線型システムとして推定すべきものである。財政学の応用という面からみると、貯蓄、資産までをも分析の対象として取り入れたより、多次元の議論が必要であろう。これらの問題点については、今後さらに究明してゆきたい。
接触温を考慮した床暖房設計基準の提案と竣工検査用模擬足の開発

建物の熱負荷の観点から、表面温度と空気温度で規定されていた床暖房の設計基準を、より安全を意識した接触温で規定するための設計基準の提案と、それを竣工時に確認できる検査方法の開発が本研究の目的であった。これを達成するため、人体足部に似せた模型である模擬足を作成し、これを用いて実験室内で血流量変化による内部温度分布や床表面の接触温度を測定した。また確認のための有限要素法による数値シミュレーションも行った。模擬足の材料特性値の同定作業を行った結果、定常状態における数値計算の推定値と実測値の比較では、両者は極めて良好な一致をみており、乖離幅は、温度にして1°C程度である。さらに、実際の床暖房住宅のフィールド調査も併せて行った。現在の床暖房の表面温度を規定しているBL法による閉塞温度も同時に計測し、現行のBL法による閉塞温度では、容易に50°Cに近づく接触温度もみられるが、実際の人体による接触温度では、せいぜい40°C前後となり、温水温度幅を考えても、BL法による接触温度の推定には無理のあることが判った。また、先に述べた模擬足用シミュレーションを利用して、実際の体接触温度のシミュレーションに用いたところ、定常状態では実用上は十分な精度で計算可能であることが判った。この結果から、模擬足と実際の人体接触温度の間の関係式を探り、本来の目的であった模擬足単独による床暖房の表面接触温度の評価への足掛かりとすることができた。但し、実際の評価試験に用いるには、今回開発した模擬点はまだ規模が大きすぎ、利便性が劣るので改善の余地が十分残されていることに注意すべきであろう。人体の足部などについての基本的熱特性を把握するため、医学文献を中心に熱伝導率、熱容量、表面熱伝達率などを収集するとともに、これらの値を実験的に見出すための測定も併せて行った結果、大まかな数値を同定した。さらに、従来の文献に見られる低温やけど発生の伝熱モデルをとりあげ、このモデルが現実と異なる結果を招くこと、その原因は人体の熱産生の分布設定と代謝散熱の放熱不良にあることを理論的考察から突き止めた。つぎに、人体足部の熱特性とほぼ同一の材料が入手困難であったことから、シリコン樹脂を用いて、人の足部位に似せた模擬足を作成し、数値的な変換を経ることで、基本的に熱特性を模擬できることを確認した。なお、この模擬足は、内部温度の時系列推移、最も注目している足部裏面の床との接触温度などを詳細に計測するため、模擬足内部に数十本の熱電対も埋め込まれている。実際の被験者と先の模擬足を用いて、接触温冷感実験を行った。目的にもあるように、接触温度の推定が重要となることから、表面温度が同一でも、床材の熱特性が異なるだけで、接触温冷感が異なることを見出す確認を行った。もしこの実験結果が正しければ、現在行われている表面温度による基準値の提案は見直されるべきであり、本研究がめざす接触温度による基準値提案の正当性が示されることとなる。前年度に作成された模擬足を用いて、実験室内で血流量変化による内部温度分布や床表面の接触温度を測定し、シミュレーションを行った。模擬足の材料特性値の同定作業を行った結果、定常状態における数値計算の推定値と実測値の比較では、両者は極めて良好な一致をみており、乖離幅は温度にして1°C程度である。なお、このときの血流量は、危険側考慮のための血流量なしの場合、一般の血流量を想定した場合、なんらかの理由で血流量が正常時の2倍になった場合の3ケースを試みた。また、途中で血流量が変化するなどの比定常状態においても、計算結果はおおまかに実験結果を追尾するようで、本来の使用目的への途が開けつつある。