hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複素力学系の解析的研究

具体的には、クライン群におけるケーリーグラフや多項式の力学系的構造を被覆構造から記述するといったサリバンの辞書における概念・手法を、整函数の研究に敷衍し「配置樹木」という組み合わせ論的モデルを発明し理論的な整備を進めた。その初期の概念により「構造有限性」という極めて重要な函数族を発見するに至ったのであったが、この族こそ、それまでの解決困難な楽天的な予想とは異なり、上記の有限生成クライン群と有理函数の与える力学系の類似性を間違いなく考えうるもの、すなわち同じサリバンの辞書の項目、として辞書自身の補強が可能になる族であるという予想を越えた発見をもたらしたのである。「配置樹木」の理論的精密化を応用することにより、整函数の被覆構造の組み合わせ論的理解は飛躍的に深まったといえる。なお分担者の木坂氏によっても整函数の力学系的性質がいくつか明らかにされたが、本研究において貴重な協力者であった静岡大学の奥山佑介氏もまた、構造有限な整函数の族にたいして、多項式の場合に以前奥山氏自身により得られた成果の拡張を試みて、最近それに成功した。さらに、ごく最近になって谷口は、分岐被覆構造の表現空間としてのフルビッツ空間の重要性に着目し、ベルの予想を肯定的に解決することに成功したことも特記に値する成果である。
低環境負荷型アミド化反応のためのコアシェル型多孔質シリカ触媒の開発

低環境負荷型アミド化反応を可能にするための新規触媒として、メソ多孔質シリカで修飾したシリカビーズの開発を行った。メソ多孔質シリカの最適化を検討した結果、高い触媒活性を発現するためには適切なシラノール密度および細孔径が必要であることを明らかにした。種々の条件検討を行った結果、シリカビーズ表面へのメソ多孔質シリカ層の導入に成功したが、部分的にクラックや未修飾部位を確認した。平成25年度は、シリカビーズを用いたコアシェル型多孔質シリカ触媒の調製方法の確立を目的に検討を行った。これらの実験に先立ち、メソ多孔体の高次構造の影響や細孔の大きさの影響、表面シラノールの触媒作用について詳細な事前検討を行い、シリカという単純な材料が発現する触媒作用の解明に努めた。具体的には、触媒となるメソポーラスシリカの高次構造について、種々の高次構造体(異なる空間群を有するシリカ)を実際に作成し、パルミチン酸とヘキシルアミンとの直接的アミド化反応における触媒性能を通して確認した。また、最適な触媒性能を発現する細孔径および表面シラノールについても実験的に確認し非常学術的に興味深い知見を見出した。シリカビーズ作成については、研究計画にある通りシリカビーズ表面を酸性条件下、塩基性条件下、高温水蒸気条件下でそれぞれ処理した後に、シリカ源と界面活性剤を含む溶液中で水熱合成することで表面へのメソ多孔質シリカ層導入を試みた。具体的には、シリカビーズをあらかじめ塩酸や水酸化ナトリウム水溶液で処理し、表面にシラノール基を剥き出しにさせることで化学的にメソ多孔体層の形成を促す試みを行った。酸、塩基、水蒸気、最も効果的なのは塩基であった。現在は表面処理したシリカビーズを用いて表面へのメソ多孔質層の導入を検討している段階である。H25年度において、多孔質シリカの細孔径と触媒性能に関して新奇な関係を見出したことから、この知見をもとにシリカビーズへのメソ多孔体導入を試みた。一般性を考慮し、球状シリカゲルへの導入を試みたが、調製中に大きなクラックが生じて多孔質シリカの導入に難を極めた。そこで耐水性に優れたシリカビーズを購入し検討した結果、表面をあらかじめ弱塩基性条件下で処理したシリカビーズに多孔質シリカ層を導入することに成功した。これは、窒素吸着測定から導入後のビーズの等温線がIV型を示していることからも明らかである。しかしながら、電子顕微鏡観察を行ったところ、一様にメソシリカ層を導入するまでには至らなかった。このビーズをアミド化反応の触媒として用いた所、パウダー状でのメソ多孔質シリカと同程度の触媒活性を有していることが分かった。触媒化学シリカビーズを用いたコアシェル型多孔質シリカ触媒の調製方法の確立については、現在のところ表面処理および表面への多孔質シリカ層導入の試みを検討中である。特に水熱合成による表面への多孔質シリカ層の導入段階を見出す必要がある。すなわち、得られるビーズは、表面のシリカ層がすぐに剥離してしまい物理的・化学的強度が充分ではない。予備的な実験の結果、多孔質シリカの触媒性能はその高次的な構造に依存する事がないことを明らかにした。しかしながら細孔の大きさには独特な依存性を示す事を見出した。これら重要な2点の知見を含む触媒作用に関する内容な現在論文投稿中である。今後は、計画書の通り、表面を親水的処理することでシリル化剤の導入による化学的な相互作用による表面へのメソ多孔質シリカ層の導入を試みる。シリル化剤の導入量および水熱合成時における原料組成比に注意して検討を行う。また、これが成功すれば地元企業と共同で鉄球の入ったシリカビーズによるコアシェル型多孔質シリカ触媒を作成し、反応へと応用する。H25年度は、国内旅費(研究発表)として10万円を計上していたが、研究代表者の共同研究先との研究費から今回の研究発表会の旅費を支払ったことから予算が余ってしまった。次年度は、XRD回折装置の改善費へ充てることで適切に使用する計画である。
レジオネラに対するマウスマクロファージの自然低抗性を支配する遺伝子の解析

Legionella pheumophilaはA/Jマウスのマクロファージ(Mφ)内では増殖するが、C57 BL/6(B/6と略)など他のほとんどのマウスMφ内では増殖することができない。この感受性/抵抗性の系統差は、申請者らがLgn-1と命名した、15番目の染色体上の一遺伝子により支配されていることがわかっている。本研究ではこの系統差の解明を遺伝学、分子生物学、生化学、細菌学、形態学などからアプローチした。(1)遺伝学的アプローチ:B/6のLgn-1^γ遺伝子をA/Jに組み込ませたcongenicマウス(A.BLgn-1)の確立が目前である。(2)分子生物学的アプローチ:Lgn-1遺伝子の15番目の染色体上の位置をより詳しく決定するために、遺伝子マーカーのプローブを入手し、Southern blottingを行っている。(3)生化学的アプローチ:A/JMφ内での本菌の増殖を阻害する物質をスクリーニングした結果、2-deoxy-D-glucose(2-dG)が阻害することを見出し発表した。現在2-dGがMφの殺菌力を高めているのか、増殖をサポートするシステムを阻害しているのか解析中である。(4)細菌学的アプローチ:Philadelphia-1株がMφ内で増殖する際に大量に産生している24kDタンパクをクローニングし同定した(投稿中)。細胞内増殖のメカニズムをタンパクレベルで解析することが可能となるであろう。(5)形態学的アプローチ:L.pneumophilaがMφのファゴソーム内で増殖する際にはファゴソ一ムへの小胞の融合、ミトコンドリアの接近、リボソームの付着が電顕により観察される。申請者らはこれらの現象をMφが菌の増殖を助けるサポートシステムと位置づけているが、2-dGはこのシステムの出現を抑制することを見出した。このサポートシステムの誘導をLgn-1遺伝子が支配しているのか、さらに24kDタンパクが関係しているのか解析中である。Legionella pneumophilaは多くのマウス系統のマクロフア-ジ(Mp)内では増殖できないが、A/JマウスとLPS不応答性のC3H/HeJマウスのMp内では増殖できる。我々はまずL.pneumophilaのMp内増殖を許すA/Jと、増殖を許さないC57BL/6(B/6と略)の違いの遺伝支配を解析した。交配実験とRecombinant inbredstrainsを使った解析の結果、抵抗性が優性で15番目の染色体上にある一遺伝子が支配していることを明かにし、その遺伝子をLgnー1と命名した。今年度はひきつづきLgnー1遺伝子座の位置を知るためにAXF1backcrossを用意し、約70匹のMpについてL.pneumophilaの増殖を許すかどうかタイピングを行った。現在それらのマウス遺伝子をとり、既知の遺伝子マ-カ-との連関をSouthern hybridizationにより調べている。またA/JとB/6のMpが本菌を貪食した際のphagosomeの形態の違いを電顕により見いだした。本研究課題の最終目標はLgnー1遺伝子産物を明らかにすることであるが、以上のように分子生物学的アプロ-チと形態からのアプロ-チにより成果を挙げつつある。Legionella pneumophilaはA/Jマウスのマクロファージ(Mφ)内では増殖するが、C57 BL/6(B/6と略)など他のほとんどのマウスMφ内では増殖することができない。

この感受性/抵抗性の系統差は、申請者らがLgn-1と命名した、15番目の染色体上の一遺伝子により支配されていることがわかっている。本研究ではこの系統差の解明を遺伝学、分子生物学、生化学、細菌学、形態学などからアプローチした。(1)遺伝学的アプローチ:B/6のLgn-1^γ遺伝子をA/Jに組み込ませたcongenicマウス(A.B Lgn-1)の確立が目前である。(2)分子生物学的アプローチ:Lgn-1遺伝子の15番目の染色体上の位置をより詳しく決定するために、遺伝子マーカーのプローブを入手し、Southern blottingを行っている。(3)生化学的アプローチ:A/JMφ内での本菌の増殖を阻害する物質をスクリーニングした結果、2-deoxy-D-glucose(2-dG)が阻害することを見出し発表した。現在2-dGがMφの殺菌力を高めているのか、増殖をサポートするシステムを阻害しているのか解析中である。(4)細菌学的アプローチ:Philadelphia-1株がMφ内で増殖する際に大量に産生している24kDタンパクをクローニングし同定した(投稿中)。細胞内増殖のメカニズムをタンパクレベルで解析することが可能となるであろう。(5)形態学的アプローチ:L.pneumophilaがMφのファゴソーム内で増殖する際にはファゴソームへの小胞の融合、ミトコンドリアの接近、リボソーム付着が電顕により観察される。申請者らはこれらの現象をMφが菌の増殖を助けるサポートシステムと位置づけているが、2-dGはこのシステムの出現を抑制することを見出した。このサポートシステムの誘導をLgn-1遺伝子が支配しているのか、さらに24kDタンパクが関係しているのか解析中である。
キラルな炭素－炭素を構築するアリル化反応の可能性をさらに広げる基礎的研究と応用

我々の見出したアリル化反応を活用して第四級炭素をもつ生理活性化合物の合成研究を行なった。シクロヘキサン環上に第四級炭素をもつシクロバクチオールA,アキセノール,およびアナストレフィンの合成では,アリル化反応の際,試薬は安定コンホマーに対してエクエトリアル側から接近した。第四級炭素を含む鎖状化合物の合成ではLY426965,メゼンブリン,ベラパミル,スポロクノールを選んだ。Grignard試薬/Cu(acac)2 (2:1)はいずれの場合も立体選択的にanti SN2'反応した。ジアリールメタンを求核剤とするアリル化反応を見い出し,その一般性を検証した。発表論文17件。我々はピコリン酸脱離基をもつ第2級アリルピコレートと有機銅試薬とのアリル化反応を検討し,第三級及び第四級キラル炭素の構築に成功している。本申請では,この反応をさらに発展する研究を計画し,今年度は以下の成果をあげた。(1) 4級炭素をもつ生理活性化合物の合成研究を行った。6員環上に第四級炭素と2つの第三級炭素のあるシクロバクチオールオールAと同Cの合成では,シクロヘキシリデンアリルピコレートとMe銅試薬との反応が位置選択的に進行し,かつ立体化学は六員環イス型配座によって制御され,目的の立体化学を有する生成物を与えた。シクロバクチオールオールAと立体化学の異なる同Bの合成では,アリル化反応のコンセプトをエノレートの1,4-付加反応拡張した。クロバクチオールオール類には抗炎症作用があり,生化学者との共同研究に発展している。5-HTの吸収を阻害するメゼンブリンは六員環上に第四級炭素をもつアルカロイドである。この化合物の合成では,鎖状の3,3-ジ置換アリルピコレートにアリル化反応を行い第四級炭素を構築し,その後アルドール反応を行って六員環を構築した。(2)スピロ環を特徴とするアキセノールの合成では,六員環上の第四級炭素構築法を使い,スピロ環前駆体を合成した。そして,分子内メタセシス反応を使ってスピロ環を構築した。(3)アリル部位に六員環を含むアリルピコレートのアリル化反応は高効率的に進行した。(4)アリルフォスフェートとジアリールメタンとの反応は,当初,Pd触媒を用いていたが,触媒なしでも,高選択的に反応することを見出した。我々の見出した第二級アリルピコレートと有機銅試薬とのアリル化反応は位置選択的かつ立体選択的に進行し,キラル炭素をもつ生成物を与える。本申請では,この反応をさらに発展する研究を行い,以下の成果をあげた。(1)シクロヘキシリデンアリルピコレートとMe銅試薬とのアリル化反応を活用して六員環上に第四級炭素とラクトン環をもつアナストレフィンの立体選択的な合成に成功した。鎖状炭素骨格上に第四級をもつスポロクノールとセレトニン拮抗薬(LY426965)の合成研究では,三置換オレフィンから成る3,3-ジ置換アリルピコレートの立体選択的な合成を開発した。これらのジ置換アリルピコレートのアリル化は効率的に進行した。アルカロイドの一種であるメゼンブリンの合成では,上で言及した3,3-ジ置換アリルピコレート合成法を応用して第四級炭素を構築し,分子内アルドール反応を行なった。五員環上でビニル銅試薬とアリル化反応を行い,キニーネの重要中間体の簡便な合成法を検討した。(2)第二級アリルピコレートは反応性の低いヘテロ環銅試薬とも選択的かつ高収率に反応した。(3)これまでのアリルピコレートの反応ではGrignard試薬から銅試薬を調製していたのに対し,有機リチウム由来の銅試薬についても検討した。その結果,異なる銅塩の選択が重要であることを見出した。(4)アリルフォスフェートとジアリールメタンとの反応をアルキルフォスフェートに適応したところ,スムーズに進行した。さらに反応の立体化学を精査した。本年度は第二級アリルピコレートと有機銅試薬とのアリル化反応に使用可能な基質(ピコリネート)と銅試薬の適応範囲を広げる研究を行なった。特に,3,3-ジ置換アリルピコレートから第四級炭素の構築に成功したことは特筆に値する。また,得られた成果を活用して幾つかの生理活性化合物を合成し,アリル化反応の可能性を示した。第二級アリルエステル上でのアリル化反応を見出す研究を行ない,有機マグネシウム試薬とCuBrから調製した有機銅試薬が第二級アリルピコリン酸エステルとanti SN2'反応することを見出している。このアリル化反応は高位置選択的かつ高立体選択的に進行し,キラル炭素をもつ生成物を与える。(1)これまで有機銅試薬は有機マグネシウム試薬とCuBrまたはCu(acac)から調製していた。今回,試薬の幅を広げるため,有機リチウムから調製した有機銅試薬について研究し,高選択的なanti SN2'反応を実現した。(2)このアリル化反応の反応サイト近傍の立体障害の影響を調べるため,i-Pr基を有するverapamilを選び合成研究を行った。

その結果,3,4-(MeO)2C6H3MgBrとCu(acac)2の2:1試薬を用いると反応は遅くなったがSN2'反応は選択的に進行した。この結果から,試薬を過剰に入れると反応は完結した。一方,ZnI2を加えた(MeO)2C6H3MgBr/Cu(acac)2/ZnI2 = 3:1:1試薬ではラセミ化した。(3)前年度見出した第二級アルキルホスフェートとジアリールメタンアニオンとの反応における立体化学を研究し,95%以上の選択性で立体反転を伴って反応することを検証した。(4)上記反応基質として置換基を持つ六員環アルコールアルキルホスフェートを用いたところ,ホスフェート基がアキシャル位にくる椅子型コンホマーの安定性によって反応のスピードが制御されることを見出した。(5)マグルオール合成の際にアリール環上(芳香環上)にアリル基を導入する反応を検討し,アリールホウ素/Pd触媒系が試薬として適していることを見出し,全合成を達成した。またこの際,オルト位選択的な脱ヨウ素化反応にも見出した。本年度は第二級アリルピコリン酸と有機リチウムから調製した有機銅試薬とのアリル化反応を開発し,アリル化反応の適応範囲を広げることがてきた。このアリル化反応を応用して,verapamilの合成を行った。第二級アルキルホスフェートとジアリールメタンアニオンとの反応の立体化学を検討できた。有機マグネシウム試薬とCuBrから調製した有機銅試薬はgem-二置換オレフィンから成るアリルピコリン酸エステルと選択的にanti-SN2'反応し,第四級炭素を与えた(前年度までの成果)。平成29年度ではこの反応を活用して,第四級炭素を含む生理活性化合物の合成を行なった。抗不整脈作用のあるverapamilの合成では,i-Pr基のを含む第二級プロパルギルアルコールの立体選択的かつ位置選択的ヨウ素化反応とCH2=CHCH2MgBrとのカップリンク反応を行い,ピコリン酸エステル中間体を合成した。このエステルと3,4-(MeO)2C6H3MgBr/Cu(acac)2 (2:1)試薬との反応では近傍のi-Pr基の影響で反応は遅くなったがSN2'反応は選択的に進行した(論文発表済)。同様の合成法を用いて,抗うつ作用のあるLY426965の合成を行った(論文発表済)。アリルピコリン酸エステルのant SN2'反応ではRMgBr/Cu saltから成る有機銅試薬が高選択的に反応した。Et2ZnやBuLiとCuBrから調製した有機銅試薬をZnI2やMgBr2存在下で行い,中村らが提唱しているアリル化反応の遷移状態モデルに当てはめた(論文執筆中)。ピコリン酸基は高極性の芳香環である事から,chiral HPLCに用いるエステルとしての可能性を探った。その結果,いくつかの第二級アルコール誘導体は安息香酸エステルよりも高い分解能を示した。活性化されてない第二級アルコールR1CH(OH)R2 (R1 = alkyl, R2 = alkyl)の水酸基をピコリン酸基をヒントにした脱離基に変えて反応性の低いMe銅試薬との反応を検討している。結果が出始めたところである。我々の見出したアリル化反応を活用して第四級炭素をもつ生理活性化合物の合成研究を行なった。シクロヘキサン環上に第四級炭素をもつシクロバクチオールA,アキセノール,およびアナストレフィンの合成では,アリル化反応の際,試薬は安定コンホマーに対してエクエトリアル側から接近した。第四級炭素を含む鎖状化合物の合成ではLY426965,メゼンブリン,ベラパミル,スポロクノールを選んだ。Grignard試薬/Cu(acac)2 (2:1)はいずれの場合も立体選択的にanti SN2'反応した。
術後化学療法の皮膚創傷治癒に与える影響

ラットの背中に線状に切開を加えた群(線状群)とコの字型に皮膚を切開した群(コの字群)で、抗がん剤を投与した後7, 14, 21, 28日目に創抗張力(傷口の強さ)と病理検査(顕微鏡を用いて詳しい診断を行うこと)を行った。創抗張力はコの字群では線状群に比べて著明に小さかった。病理検査では、抗がん剤投与下の線状群は、投与後2週間までは毛根が退縮を起こし、コラーゲンの形成を抑制された。一方、抗がん剤投与下のコの字群は、さらに皮膚が再生するのが遅れた。コの字型に切開して血流が低下すると抗がん剤の副作用(皮膚の治り遅延)が強くなることが示唆された。1.抗がん剤・投与量の決定。抗がん剤はアドリアマイシンを選択した。投与量は腹腔内投与で、投与後4日で採血を行い、白血球が優位に低下する投与量、15 mg/kgを決定した。2.術後化学療法が皮弁壊死モデルで炎症反応・肉芽形成に与える影響。実験動物はSDラット7週齢を使用し、イソフルレンによる全身麻酔下で尾側を基部とする幅20 mm長さ40 mmの背部皮弁を拳上した。皮弁採取部を縫縮後にその上に皮弁をもとの長さになるように逢着した。実験群としてアドリアマイシンを投与する群(ADM群)と、コントロール群としてPBSを投与する群(PBS群)を比較した。ADM群とPBS群で皮弁長に差異はみられなかったが、術後2日と術後4日での投与で、創抗張力はADM群で投与後2日で約25パーセント減少する傾向がみられた。PBS群の組織学的検討では、術後4日で表皮の再上皮化が完成し、術後6日に真皮層の間隙が未熟な線維に置換された。一方、ADM群では、術後4日で上皮のirregularityが残存し、6日に真皮層の間隙の残存がみられた。3.術後化学療法が切開モデルで炎症反応・肉芽形成に与える影響。実験動物はSDラット7週齢を使用し、背部正中に長さ3cmの肉様膜に達する切開を加えて縫合するモデルを作成した。術後2日、4日、6日、8日、10日で縫合部採取して創抗張力を想定した。平成24年度は、創抗張力はばね張りによる測定行ってきたが、平成25年度からより厳密な評価法として創抗張力測定装置を使用して実験を行った。しばらく安定した測定値が得られなかったが、切開した縫合部の採取のしかたにばらつきがあると考えて、縫合部下床にシリコンシートを引き込むことで安定した採取が可能となった。現在、抗がん剤を投与してデータを収集している。われわれは各実験モデルを用いて術後化学療法が皮膚創傷治癒に及ぼす影響を実験的に検討する。平成24年度は抗がん剤単剤の投与量を決定し、皮膚壊死モデルで皮弁の生存長・創抗張力に与える影響を検討した。1抗がん剤・投与量の決定抗がん剤はアドリアマイシン(ADM)を選択した。投与量は従来動物実験で使用報告されている量(15 mg/kg)で腹腔内投与した。2術後化学療法が皮弁壊死モデルで皮弁の生存長・創抗張力に与える影響Schurmannの背部皮弁を予定していたが、壊死範囲が一定しなかったので、McFarlaneの背側皮弁に変更した。皮弁の生存長は術後1日で40.8 mm、2日で31.1 mm、3日で26.9 mm、4日で25.7 mmと漸減し術後5日以降25 mmでほぼ一定であった。皮弁を採取して縫縮した部分の創抗張力は、術後2日で55.6 gf、4日で66.2 gf、6日で300 gf、8日で578.4 gf、10日で686.4 gfであった。抗がん剤の投与時期は、術後0日、2日、4日、6日、8日とした。HE染色、トリクローム染色など組織学的に検討中である。また、創部のコラーゲンの指標となるhydroxyprolineの測定は準備中である。創傷治癒モデルを切開モデルだけでは、新規データが得られにくいことから虚血皮弁モデルを作成して両者を比較した。抗がん剤は塩酸ドキソルビシンを選択し臨床標準量を尾静脈投与した。実験動物はSDラット8週齢使用し、ラット背部正中部を肉様膜の層まで2cmの切開を行い単純縫合する群(以下非虚血群)とH字型皮弁状に肉羊膜の層で起こし縫合する群(以下虚血群)に分けた。

抗がん剤は術後0日, 7日, 14日, 21日に投与した。それぞれ術後7, 14, 21, 28日目で背部縫合部を採取し、卓上型精密万能試験機オートグラフAGS-Xで創抗張力を測定した。また、コントロールとして抗がん剤未投与の両群のラットを術後7, 14, 21, 28日目で採取し同様に測定した。コントロールの創抗張力は虚血群では非虚血群に比べて著明に小さく、手術後0日, 7日, 14日, 21日で56%, 25%, 37%, 56%であった。抗がん剤投与下の創抗張力では、非虚血群で術後14日以内に投与したもので著明に低下した(最大63%)。虚血群においてもほぼ同様の傾向となったが、抗がん剤の影響は少なかった(最大73%)。【背景】化学療法は、がんの集学的治療で重要であるが、骨髄抑制、創傷治癒遅延などの副作用が問題となる。また術直後の化学療法が創傷治癒に及ぼす基礎的実験はほとんど報告されていない。今回われわれはラットの単純切開モデルと虚血皮弁モデルを用いて術後化学療法が皮膚創傷治癒に及ぼす影響を検討したので報告する。【方法と材料】抗がん剤は塩酸ドキソルビシンを選択し臨床標準量を尾静脈投与した。実験動物はSDラット8週齢使用し、ラット背部正中部を肉様膜の層まで2cmの切開を行い単純縫合する群(以下非虚血群)とH字型皮弁状に肉羊膜の層で起こし縫合する群(以下虚血群)に分けた。【結果】コントロールの創抗張力は虚血群では非虚血群に比べて著明に小さく、手術後0日, 7日, 14日, 21日で56%, 25%, 37%, 56%であった。【考察】非虚血群では、抗がん剤を術後21日以降に投与すれば創抗張力に関して影響は少ないと考えられた。抗がん剤の標準投与量での創抗張力においては、虚血の影響が抗がん剤の影響より大きかった。また、虚血群で抗がん剤の相乗効果は少なかった。現在病理組織学的に検討中である。ラットの背中に線状に切開を加えた群(線状群)とコの字型に皮膚を切開した群(コの字群)で、抗がん剤を投与した後7, 14, 21, 28日目に創抗張力(傷口の強さ)と病理検査(顕微鏡を用いて詳しい診断を行うこと)を行った。創抗張力はコの字群では線状群に比べて著明に小さかった。病理検査では、抗がん剤投与下の線状群は、投与後2週間までは毛根が退縮を起こし、コラーゲンの形成を抑制された。一方、抗がん剤投与下のコの字群は、さらに皮膚が再生するのが遅れた。コの字型に切開して血流が低下すると抗がん剤の副作用(皮膚の治り遅延)が強くなることが示唆された。創傷治癒モデルを切開モデルと皮弁壊死モデルで行ってきたが、他の学術データと比較して新規のデータが得られにくく、切開モデルと虚血皮弁モデルでのデータの集積へと方向転換したため。現在組織学的・生化学的に分析中である。形成外科切開モデルでは、抗がん剤を術後21日以降に投与すれば創抗張力に関して影響は少ないと考えられた。また、虚血皮弁モデルで抗がん剤の相乗効果は少なかった。創抗張力測定装置による創抗張力の測定値にばらつきがあり、安定した値が得られるまで相当数の基礎実験を要した。
疎性結合組織移植と再生医療技術の融合による新しい腱治療の開発

本研究の目的は疎性結合組織移植を用いた新しい腱治療法を確立し、機能予後が不良な現在の重度上肢外傷治療の成績向上を目指すものである。腱周囲には疎性結合組織が存在し、腱修復過程ではそれ自体が修復腱の足場となり滑走組織となる。それが損傷・欠損する重度上肢外傷時には、腱治癒不良による再断裂や滑走不足による癒着がおこり機能予後が不良となる。したがって良い機能予後のためには不十分な腱周囲の疎性結合組織を移植という形で補うことが望ましい。現状で大きな組織を移植する方法は血管柄付遊離組織移植である。これには微小血管吻合という高度な技術を要するという問題がある。移植材料となる、疎性結合組織は腱周囲だけでなく体の様々な部位に存在する。しかし臨床的な注目と移植材料としての実績の乏しい未開発の組織である。本研究は疎性結合組織移植に再生医療技術(脂肪幹細胞、多血小板血漿の創傷治癒促進作用)を融合させることで、血管柄付遊離組織移植に代わる新しい組織移植法を開発し新しい腱治療法の確立を目指すものである。本研究はラットを用いた基礎研究であり、ラットにおいて疎性結合組織移植に対する多血小板血漿や脂肪由来幹細胞移植の有用性を確認し、移植疎性結合組織の生着率、生着する組織量を明らかにすることが目標である。2018年度はそのために必要な、研究環境の整備(データー解析のための設備導入など)、情報収集(学会参加など)、脂肪幹細胞を取り出す手技確立のための実験を行った。最終目標の対象疾患は重度上肢外傷であるが、それらによる臨床診療のエフォート率が高くなってしまい、結果として本研究のエフォート率が低くなってしまったことがやや遅れている主原因である。当初の計画通り進める予定である。2018年度は本実験に入ることができなかったため。薬品などの物品費として使用予定。
日本海沿岸地域における地形環境の変遷と文明の盛衰

鳥取県の東郷池において、深さ約30mのボ-リングを行った。この資料はさまざまな研究班の分析に供することになっている。メンバ-による研究内容は以下の通りである。(1)最終氷期の海水準低下は、日本列島周辺域では一様でなく、30m程度の地域性がある。これは海水準の増加に対するレスポンスが地域によって異なるためである。同様に1万年前の海水準も位置によって20m程度異なることが判明した。過去6千年間の氷河性海面変化に関しては、湾の内部に位置する地点では、6千年前に23mの高海面を持つ海面変化が得られ、半島の突端域に位置する地点では、現海面が一番高い海面変化曲線がえられた。(2)山陰地方の海岸砂堆のほとんどは、内部に基盤岩を含んでおり、砂堆はこれを核として発達している。砂堆背後のラグ-ンの理積は古代以降に除々に進み、近世になって排水路が開削されたものが多い。神西湖がその例であり、天神川の改修も近世に行われている。(3)玄海灘に面した唐津、早良、福岡の各平野の地形環境分析を行ったところ、平野の性格がかなり異なることが明らかになった。すなわち唐津平野は、ラグ-ンと砂堆の発達で特徴づけられるLタイプに属し、早良平野は、扇状地の発達の良いFタイプに属する。両者で平野の形成時期は異なる。また、福岡平野では段丘の発達がみられ、T,L,F各タイプの複合型に属する。(4)「伯き国河村郡東郷荘下地中分図」の検討と現地調査を行い、絵図の現地比定と汀線の変化を明らかにした。
抗原認識と細胞接着を標的とした臓器移植における新しい拒絶反応抑制法の開発

1.同種心移植(1)抗αβT細胞受容体抗体投与の短期間投与で、ラット同種心移植モデルにおいて200日以上の長期生着が認められた。この免疫抑制は、ドナーの心臓に対して特異的に維持されていた。(2)拒絶モデルでは、TNFα、IFNγ、IL-1βのサイトカインm-RNA発現が増加していたが、抗αβT細胞受容体抗体投与では発現が抑制されていた。(3)接着分子CD2に対するモノクローナル抗体投与によっても、150日以上の長期生着が認められた。この免疫抑制はドナー特異的であり、アナジーによって維持されていると推測された。2.同種肺移植ラット同種肺移植モデルは6日目に拒絶が完成した。抗αβT細胞受容体抗体投与により、拒絶の開始を遅らすことはできたが、最終的に9日目に拒絶が完成した。心臓と肺の抗原性の強さの違いが、臓器による生着の差となって現れたものと推測された。3.異種心移植マウスからラットへの異所性心移植を行った。抗αβT細胞受容体抗体投与によっては生着延長を認めなかった。抗体投与に加えて、15-deoxyspergualln投与と術後脾摘を加えると生着期間は70日まで延長した。T細胞の機能を抑制する抗体治療と抗体産生を抑制する薬剤を併用することによって、異種移植においても免疫寛容の導入の可能性が示唆された。ラットを用い手術用顕微鏡下で心臓、腎臓の移植を行い抗TCR抗体あるいは抗CD2抗体の投与により臓器の生着延長効果およびその作用機序について検討した。1.ラットを用いた顕微鏡下移植手術および抗体投与による生着延長効果;BNラットをドナーに、LEWラットをレシピエントとして異所性(右頚部)心移植、及び同所生の腎移植モデルを作成した。抗TCR抗体(R73)の手術前投与により心移植片および腎移植片の長期生着(200日以上)がえられた。抗CD2抗体はOX-34とOX-54の2種類の抗体を使用した。OX-34の術前あるいは術後投与により心移植片の長期生着が得られたが、OX-54では生着延長効果は認めるが長期生着には至らなかった。抗TCR抗体および抗CD2抗体投与し長期に心臓が生着しているラットにドナー種あるいは他種のラット心臓を移植すると免疫抑制剤無しにドナー種の心臓のみ長期生着し、ドナー種特異的に免疫寛容状態となっていた。2.抗TCR抗体および抗CD2抗体投与による免疫能の変化の解析;抗TCR抗体投与では投与後速やかに末梢リンパ臓器のT細胞数の軽度の減少と、TCRのmodulationを認め、投与後速やかに回復した。TCRのmodulation中はmitogenに対する反応は著しく抑制されMLR反応も抑制された。抗CD2抗体の投与では2種類の抗体とも末梢リンパ臓器のT細胞の著しい減少をみとめた。投与後のT細胞数は約4週前後かかって緩徐に回復した。OX-34を添加したTリンパ球の培養系でMLR反応が著明に抑制されたがOX-54ではMLR反応は抑制されず、このことが生着延長効果の差と関連すると推察された。3.無治療拒絶群と抗体治療生着群のサイトカインの発現差異に関して現在PCRの手法を使って実験中である。今年度は、抗T細胞受容体抗体(R73)投与による拒絶反応抑制時のサイトカインの変化を、m-RNAを定量化することにより、間接的に評価した。BN→LEWの組合せでラットの異所性心移植を行い、拒絶モデルとR73投与による長期生着モデルを作製した。経時的に移植心からRNAを抽出し、-80度で凍結保存した。種々のサイトカインに対するRNAプローブを作製し、Rnase protection assay法を用いてサイトカインm-RNAを定量化した。拒絶モデルではTNFα、IFNγ、1L-1βのサイトカインm-RNA量が4日目に増加していた。

それに対してR73投与群では、これらのm-RNA量は4日目には増加していなかった。TH1サイトカインの一つである1L-2に関してはどちらの群でもm-RNAの定量化はできなかった。TH2サイトカインの一つである1L-10に関してはR73投与群の50日目に認められ、このサイトカインが長期生着に関与していると当初考えた。しかし、拒絶モデルの4日目にも強く認められることが判明し、このサイトカインが拒絶反応に促進的に働いているのか、抑制的に働いているのかは今年度の実験では明らかにすることができなかった。今年度は、さらにBN→LEWの組合せで左肺移植を行い、拒絶群とR73投与群を作製し、生着延長効果があるかを検討した。拒絶群は6日で拒絶が完成した。R73投与群は拒絶の開始が遅れ、9日目に拒絶が完成し、それ以上の生着延長効果は認められなかった。臓器による抗原性の違いが心臓と肺の生着延長効果の違いに現れたものと推測された。
癌性疼痛をもつ子どもの睡眠導入への援助方法の開発-代替的療法(Alternative Therapies)を用いて-

睡眠の機構および代替的療法についての文献検討と、先行研究の結果から得られた看護師の睡眠導入時のケアの分析をもとに、「消灯前の足浴」と「眠るまでそばにいること」による睡眠導入方法を見いだした。がんの子どもを対象とした病棟にて、熟眠感を得られていないと感じている急性リンパ性白血病と診断された8歳の患児を対象に1事例の介入研究を行った。全6クールの化学療法中4クール目の骨髄抑制期8日間、5クール目の化学療法期7日間介入した。骨髄抑制期では、化学療法の副作用の口内炎が著明であり、その悪化と痛みに対する不安により十分な睡眠が得られていなかった。化学療法期では、母親との分離不安により夜間幾度も覚醒し家に電話している状況であった。介入の結果、骨髄抑制期では、入眠までに要する時間の短縮、途中覚醒回数の減少が認められた。その要因としては、介入期間中に口内炎の治癒や薬剤投与による痛みのコントロールがついてきたこと、足浴により深部体温が上昇し睡眠の深さが増したこと、患児自身が連日「足浴」と「そばにいること」を希望してきたことからも足浴による熟眠感と、眠りにつくまで誰かがそばにいてくれる安心を実感していたことが考えられる。化学療法期では、足浴後から入眠するまでの時間の短縮および、途中覚醒回数の減少は認められなかった。その要因としては、骨髄抑制期のようにクリーンカーテン内から出られない状況ではなく母親に電話するという手段がとれること、「カーテンに入ればあと半分」という患児の表現からクールの前半期間であり我慢の時間がまだ続くという気持ちが影響していたことが考えられる。したがって、今回の介入では、この対象患児にとって骨髄抑制期における「足浴」と「そばにいること」は有効であったと考える。今回の研究では、時間的な制約があり1事例の介入研究であったが、今後症例数を重ね具体的な援助方法の開発を行う必要がある。1.文献検討がんを持つ子どもが夜間スムーズに入眠でき、よりよい睡眠が得られるための看護介入モデルを作成するにあたり文献検討を行った。睡眠や睡眠導入に関連した文献を得るために、「睡眠」、「睡眠導入」、「睡眠障害」、「睡眠儀式」等をキーワードとし、国内文献に関しては、医学中央雑誌を使用し、外国文献に関してはCINAHL、MEDLINEを用いて検索した。研究的に取り組まれた文献の他に、現在の動向や考え方を知るために、総説や解説的な文献や事例報告からも検討を行った。その結果(1)睡眠の科学的メカニズムと小児の特殊性、(2)癌を持つ子どもの不眠の原因、(3)睡眠と代替的療法、(4)睡眠導入の看護技術、(5)睡眠の評価ツール、(6)子どもの睡眠儀式、(7)がんを持つ子どもの睡眠導入薬の実態、の7点に分類しまとめている段階である。2.睡眠導入時のケアの分析がんを持つ子の不眠の実態を明らかにし、看護師がその状況をどのように捉え、どのように介入されているか、どこにどのような問題があるのかを明らかにすることを目的に、先行研究「癌性疼痛のある子どもの痛み緩和ケアの実態把握と看護介入方法の開発」で得られたデータを用いて、子どもの状況や睡眠導入時に中心に行われていたケアの状況から、睡眠導入を有効に行うことのできない要因・因子を抽出し、どのように問題であるのかを分析した。その結果、(1)痛みを取りきらないで非薬物療法で対応しようとしている。(2)夜間の睡眠のために昼間の痛みを我慢させている。(3)計画的でなく勤務の状況等で散発的に行っており、個人の技量に任せられている。(4)眠れているかどうかを痛みの判断に用いている。(5)意識レベルを落とすことで痛みを取るという考え方がある。という点が明らかになった。これら2つの側面から、現在「小児看護学会誌」に投稿準備中である。

したがって、今回の介入では、この対象患児にとって骨髄抑制期における「足浴」と「そばにいること」は有効であったと考える。今回の研究では、時間的な制約があり1事例の介入研究であったが、今後症例数を重ね具体的な援助方法の開発を行う必要がある。
宿主免疫による黄色ブドウ球菌の増殖抑制を促す乳房炎ワクチン用新規抗原の探索

本研究は、1黄色ブドウ球菌が乳房内に侵入した段階において、黄色ブドウ球菌の制御を可能にする乳房炎ワクチンを構築すること、および2黄色ブドウ球菌の細胞内感染機序を解明し、乳房炎ワクチンの乳房炎発症に関するプロセスに与える影響を精査することを目的としている。具体的には、宿主抗体によって誘導される黄色ブドウ球菌の増殖阻害に関する分子を特定することで、特定抗原に対する抗体産生の効果的な誘導によるワクチンの改良を目指す。また、本研究ではGFPを強制発現する黄色ブドウ球菌を作出し、乳房炎in vivoモデルに供することで、細胞内感染を受ける宿主細胞を特定する。
土壌物理性の改良技術が作物の育成に効果的であること示す教具および教材の開発

ペットボトルを用いた土壌物理性の簡易評価法について、農業現場で用いるには精度が不足するが、中学校技術科の教具としては十分な方法を確立した。排水性(通気性)を改善する技術として、火山灰質土にバーミキュライトを25%あるいは50%混合する方法が最適であることを明らかにした。これらの培養土を用い、異なる灌水条件下においてミズナとキャベツを栽培した結果、排水性を高めた土ほど生育がよく、また灌水条件によっては排水性を高めることにより生育減衰が軽減される栽培体系を確立した。前年度までの土壌物理性実験データの不足分を補い解析した結果、土壌物理性の中でも特に排水性と通気性の異なる土を調製することができた。また、前年度のダイコンを用いた栽培実験の結果と合わせて本研究の目的に沿った混合土種および混合割合を検討し、教具に用いる土壌は、シラス土および黒土を基盤土として、バーミキュライトを0%、25%あるいは50%混合した土を用いることとした。本年度は、前述の6種類の混合土を用い、灌水処理としてそれぞれ土壌水分60%を目安に灌水する区、週3回灌水する区、ならびに腰水で底面灌水する区の合計18処理区を設定し、キャベツおよびミズナを供試作物として実験した。その結果、キャベツの葉の生長は、生育初期では水分が多ければ多いほど良いこと、また生育中期(播種後2ヶ月前後)ではバーミキュライトを混合して通気性を高めた土ほど良いことが明らかになった。ミズナにおいても同様に、土壌物理性改善効果を示す処理区が明らかになった。作物間と灌水処理間でいくつか異なる反応は見られたものの、概ね土壌水分は多いほうが生育良好であるものの通気性(排水性)が確保されていなければ生育減衰につながることを示すことができた。したがって、葉菜類については、バーミキュライトを混合して培養土の通気性を高める技術が作物の生産性を高めることを示す栽培体系を確立することができた。さらに、灌水技術についても、生育初期には多量に灌水し、生育中期には通気性が確保される適度量を散水することが生産性を高めることを示す栽培体系をキャベツで実践できることを示すことができた。土壌物理性を簡易的に測定するための器具として、ペットボトル容器を加工し、測定器を製作した。飽和透水係数の測定精度を確保するためには、測定器の排出口を大きくする必要があることがわかった。水分飽和時の実容積測定結果と各用土の粒度分布測定結果より、土の種類および粒径により孔隙率が異なる事が明らかとなった。飽和透水係数については、いくつかの土では簡易測定が可能なこと、またいくつかの土壌改良資材では公定法を用いた場合にも大きな誤差が生じる事が明らかになり、土壌改良資材については充填方法をさらに改良する必要がある。最大容水量については、おおよそ簡易的に測定することができた。有効水分量については、高吸水性高分子を用いる手法ではなく、土壌の種類と土壌水分%から近似値を計算する方法が良いと判断し、そのため現在は近似値を出すためのデータを収集している。この手法は、膨大なデータの集積が必要なため平成25年度以降も継続する。また、土壌の排水性と生育の関係についての栽培試験も平行して実施した。シラス土および黒土を基盤土として、バーミキュライト、赤玉土および鹿沼土を混合することで、保水性や排水性といった土壌物理性の異なる混合土を調製し、それぞれ灌水量の異なる条件下で大根を栽培し、生育への影響を調査した。その結果、排水性の高いシラス土では土壌改良の有無に関わらず多灌水で生育が良いこと、また黒土では多量灌水によりダイコン軟腐病が発症することが明らかになった。教材としては、黒土に赤玉土や鹿沼土を混合し排水性を高めることで生育減衰を抑える事を示す条件が有力と考えられた。ただし、バーミキュライトを混合した排水性の良い条件下でも生育が悪くなったことから、排水性改善技術と生育の因果関係を明らかにする必要があり、次年度以降の検討課題となった。ペットボトルを用いた土壌物理性の簡易評価法の開発に関して、充填方法や公定法との関係性について検討し、保水性および排水性の簡易測定法を確立した。農業現場で用いるには精度不足だと考えられるが、中学校技術科の教具としては十分であると考える。土壌物理性の異なる培養土の調製に関して、混合資材の種類と混合割合について検討し、火山灰質土にバーミキュライトライトを25%あるいは50%混合することで排水性(通気性)の異なるいくつか培養土を調製すること、すなわち容器栽培において土の排水性を数値に基づいて改善する方法を示す教材を開発した。この方法を用いることで、従来感覚的に行ってきた排水性の良い土作りを、データ(土壌診断結果)に基づいて科学的に学習することができる。これらの排水性の異なる培養土を用い、さらに異なる灌水条件下においてミズナとキャベツを栽培し、土壌物理性の改善が作物の生育に重要であることを示す栽培条件について検討した。

その結果、キャベツおよびミズナともに排水性を高めた土ほど生育がよく、また灌水条件によっては排水性を高めることにより生育減衰が軽減されることも明らかになった。また、灌水技術についても、生育初期と生育中期以降で灌水量を適宜調整することで生育速度を高められることも明らかになった。本研究では土壌物理性の簡易評価法および土壌物理性の異なる土壌調整法を確立し、また土壌物理性の改良が作物の生産性を向上することが明確に解るような栽培システムを構築することができた。本成果は、栽培経験の少ない教師に対して、容器栽培における土作りの指南となり、また中学校技術科において栽培技術の効果を目でみて解る教材となることが期待される。土壌教育土壌物理性の簡易評価法の開発に関して、ペットボトルを用いた測定器の製作、誤差のない充填方法の確立、および最大容水量の簡易測定法の確立については達成している。排水性と通気性の測定についても概ね達成しているが、精度を高めるためいくつかの追試験を実施することとした。土壌物理性の異なる土壌の調整に関しては、黒土やシラス土に土壌改良資材を混合することで、飽和透水係数(排水性・通気性)や最大容水量(保水性)の異なる土を調整することができている。特に土壌改良資材としては、バーミキュライトが精度・コスト等の面から優れていると判断した。目的は達成している。土壌物理性の改良技術が作物の生育に効果的であることを示す教材の確立に関して、ダイコンでは不明確な結果であったため追試験が必要であるが、ミズナとキャベツの葉菜類では概ね目的を達成している。平成26年度に予定しているトマトやダイズを用いた栽培実験を実施し、夏野菜を用いた栽培実験教材を確立することで本研究の目的を概ね達成する予定である。土壌物理性の簡易評価法の開発に関して、ペットボトルを用いた測定器の製作、誤差のない充填方法の確立、および最大容水量の簡易測定法の確立についてはほぼ達成している。飽和透水係数および孔隙率の簡易測定法の確立については概ね達成しているものの、一部の土壌改良資材では土粒径の均一化といった前処理の必要が生じたことと、精度を高めるために誤差の大きいデータに関して追試験を行ったことから、次年度以降にも検討することになった。有効水分量の簡易測定法については、公定法といくつかの簡易測定法で得られた結果をデータベース化して算出する方法を用いたため、膨大なデータの集積が必要となり次年度以降も継続する運びとなった。土壌物理性の異なる土壌の調整に関しては、黒土やシラス土に土壌改良資材を混合することで、飽和透水係数や最大容水量の異なる土を調整することができている。また、主に平成25年度以降の課題ではあるが、土壌物理性の異なる土壌を用いた栽培試験も実施しており、いくつかの知見を得ている。物理性の簡易測定法について、精度を高めるための追試験を実施し、論文として発表する。前年度の栽培実験に関するデータを解析し、学会発表ならびに論文発表する。また、夏野菜数種についても土壌物理性の改良技術が作物の生育に効果的であることを示す栽培実験を実施する。具体的には、黒土およびシラス土にそれぞれバーミキュライトを0%、25%、50%混合した物理性の異なる土を調製し、灌水量をそれぞれ週3回処理区と腰水底面灌水(水分飽和)処理区の2処理区を設けた要因実験を、トマトおよびダイズを用いて実施する。
知能集積システム用多値プロセッサに関する研究

実世界と密接なインターフェースを必須とするリアルワールド応用知能集積システムを実現するためには、膨大な実世界のデータや計算量の多い知能アルゴリズムを超高速に処理する超高性能VLSIプロセッサ、すなわち「知能集積システム用スーパーチップ」を開発する必要である。本共同研究では、各境界領域の専門家を交えて、スーパーチップ開発のための最新の「システムアーキテクチャ」・「回路技術」・「デバイス技術」に関する討論会を開き、従来の延長上にないシステム構成方法を積極的に考案していくことを目的とする。以下、本研究成果は以下の通りである:(1)アルゴリズム・システム・アーキテクチャレベルの討論:知能集積システム用超並列画像処理システム実現のためのアーキテクチャとして、「多値ロジックインメモリ構造VLSI」の有用性について討論した。多値ロジックインメモリ構造アーキテクチャでは、演算器と頻繁にアクセスするデータを演算器のローカルメモリに優先的に記憶する。これにより、現在のVLSIチップにおける配線の複雑さに起因する通信ボトルネックが大幅に解決できることが具体的事例を通じて確認した。(2)論理機能ブロック・回路レベルの討論:上記ロジックインメモリ構造の概念を回路レベルでも実現する新しい回路構成方式として、「フローティングゲートMOSパストランジスタ回路網」を考案し、この有用性や具体的活用方法について議論した。フローティングゲートMOSトランジスタは本来「多値メモリ素子」として利用されているが、本考案の回路方式では、記憶機能と演算機能(しきい演算機能とパススイッチ機能)を同時に兼ね備えた機能ゲートとして位置づけ、その有用性を議論した。(3)デバイス・プロセスレベルの討論:上記フローティングゲートMOSトランジスタを多値機能デバイスとして安定して実現するための技術的問題点を議論した。特に、本年度の研究成果は以下の通りである:(1)知能集積システムの具体的ターゲットとして「超並列画像処理」を選定し、多値基本アルゴリズム・多値基本回路構成・システム全体の構成等について仕様化を明確化した。すなわち、論理近傍演算に基づく超高並列画像プロセッサの実現を目的として、これを効率的に実行する多値ハードウェアアルゴリズムを決定した。(2)次いで、この画像処理アルゴリズムの基本演算を実行する多値基本回路の構成について検討した。本研究代表者は既に、画像処理のような細粒度SIMD形処理に適するハードウェアとして、多値連想メモリ(CAM)の提案を行っており、多値符号化と多値集積回路の相乗効果により極めて高性能なCAMが実現できることを示してきた。本年度の研究では、論理近傍演算多値画像処理において膨大な計算量を必要とする「任意の多値パターンとのマッチング演算」が、考案した多値ユニバーサルリテラル演算で定式化できることを見い出すと共に、これが極めて簡単な回路で実現できることを明らかにした。(3)上記提案の多値基本回路について、回路シミュレーションを通じて性能評価を行った。ここで、多値集積回路はアナログ基本回路から構成されているため、アナログ回路設計の専門家であるカナダ・トロント大学の研究者と研究討論を行い、実現へ向けた見通しを得た。また、ここで議論した「高性能多値集積回路の設計」に関する研究成果は、最先端集積回路研究で有名な1998 International Solid-State Circuits Conf.(1998年国際固体電子回路会議)に採録されるなど、世界的に高い評価を得ている。

本共同研究では、各境界領域の専門家を交えて、スーパーチップ開発のための最新の「システムアーキテクチャ」・「回路技術」・「デバイス技術」に関する討論会を開き、従来の延長上にないシステム構成方法を積極的に考案していくことを目的とする。特に、本年度の研究成果は以下の通りである:(1)アルゴリズム・システム・アーキテクチャレベルの討討論:前年度までに議論した、知能集積システム用超並列画像処理システム実現のためのアーキテクチャとして、「多値ロジックインメモリ構造VLSI」の有用性について討論した。多値ロジックインメモリ構造アーキテクチャでは、演算器と頻繁にアクセスするデータを演算器のローカルメモリに優先的に記憶する。これにより、現在のVLSIチップにおける配線の複雑さに起因する通信ボトルネックが大幅に解決できることが具体的事例を通じて確認した。(2)論理機能ブロック・回路レベルの討論:上記ロジックインメモリ構造の概念を回路レベルでも実現する新しい回路構成方式として、「フローティングゲートMOSパストランジスタ回路網」を考案し、この有用性や具体的活用方法について議論した。フローティングゲートMOSトランジスタは本来「多値メモリ素子」として利用されているが、本考案の回路方式では、記憶機能と演算機能(しきい演算機能とパススイッチ機能)を同時に兼ね備えた機能ゲートとして位置づけ、その有用性を議論した。(3)デバイス・プロセスレベルの討論:上記フローティングゲートMOSトランジスタを多値機能デバイスとして安定して実現するための技術的問題点を議論した。