hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
培養法による口腔扁平上皮癌における基底膜構成成分の局在に関する免疫組織化学的研究

家兎VX2舌癌モデルを用いて癌増殖や癌転移にともなうフィブロネクチン(FN)の動態を詳細に検討した。〔結果〕1.癌間質のFN反応は癌増殖が活発になると減弱する傾向にあった。また、頸部リンパ節転移もFN反応が減弱する頃に認められた。2.癌間質の細胞性FN(cFN)反応(ED-A発現)は癌増殖を抑制した抗癌剤投与群の方が癌増殖が活発な抗癌剤非投与群より陽性の割合が多かった。3.転移リンパ節におけるFN反応、cFN反応(ED-A発現)は転移形成初期の癌組織においてのみ認められた。FN反応が認められるものは、すべてにおいてcFN反応(ED-A発現)も認められた。4.血中FN濃度は癌増殖が活発であると上昇するが、癌増殖を抑制するとほぼ正常値まで回復していた。また、癌増殖時において上昇してくる血中FN濃度は、血漿中のFNのウェスタンブロット解析によりcFNが減少し、ED-A領域を含むFNフラグメントにも変化が認められないことから、血漿型FN(pFN)もしくはED-A領域を含まないFNフラグメントの上昇であると考えられた。5.癌間質のFN反応と血中FN濃度とに関連性は認められなかった。また、癌増殖時における癌間質のcFN反応(ED-A発現)と血中cFN濃度とにも関連性が認められないことより、癌間質のFN、特にcFNは癌間質反応のものであると考えられた。以上の結果より、血中FN濃度には腫瘍マーカーとしての有用性はなく、その経時的測定により癌増殖の活動性を判断できる生物学的マーカーとなりうる可能性が示唆された。癌間質のFN、特にcFNは癌実質に対する癌間質反応の一つであり癌に対して抑制的に作用していると考えられた。したがって、癌間質のFN反応、特にcFN反応(ED-A発現)の観察は、治療方針や予後の評価に有用な一つの指標となりうることが示唆された。近年、基底膜構成成分の一つであるフィブロネクチンと悪性腫瘍との関連が注目されてきている。このフィブロネクチンは、血漿フィブロネクチンと細胞性フィブロネクチンとに大別される。現在、種々の悪性腫瘍患者においても血漿フィブロネクチンの測定がなされ、癌診断への応用も試みられている。しかし、それらの測定結果は、健常者に比べて高値を示すとの報告がある一方,逆に低値を示すとの報告もあり、悪性腫瘍における血漿フィブロネクチンの意義も含めて、その詳細は不明である。そこで本年度の研究は、血漿フィブロネクチン濃度の変化と癌細胞の増殖及び転移との関連性をより明らかにする目的でVX2家兎舌癌を用い、抗癌剤投与群と非投与群とに分け、両者の経時的な血漿フィブロネクチン濃度を今回購入した分光光度計を用いて測定した。その結果、原発巣(移植部)の腫瘍増殖が活発であると血漿フィブロネクチンの濃度は、増加傾向を示したが、抗癌剤を投与して腫瘍増殖を抑制すると血漿フィブロネクチン濃度は減少し、ほぼ正常値か若干正常値より低値を示した。

また頚部リンパ節転移と血漿フィブロネクチン濃度との関連性は、非抗癌剤投与群において、原発巣の腫瘍が著しく増殖する時期より頚部リンパ節転移も認められ、血漿フィブロネクチン濃度も増加傾向を認めるため、一見、関連性があるように思われるが、抗癌剤投与群において、頚部リンパ節転移を認めたものについて検索してみると、頚部リンパ節転移を認めなかったもの同様血漿フィブロネクチン濃度は減少し、ほぼ正常値が若干正常値より低値を示していた。以上のことより血漿フィブロネクチン濃度と頚部リンパ節転移との関連性が認められなかったが、原発巣(移植部)の腫瘍の増殖傾向と関連性が認められた。平成3年度までに,担癌動物(家兎VX2舌癌)において,血中フィブロネクチン濃度が,腫瘍の増殖と相関して増加してくることが判明したため,本年度は,その舌癌局所の免疫組織化学的染色と増加してくる血中フィブロネクチンが,血漿フィブロネクチン(pFN)かそれとも細胞性フィブロネクチン(cFN)かを解析し,又血中に移行してくるであろう腫瘍周囲において破壊されたフィブロネクチンのフィブロネクチンフラグメントを検索した。その結果,癌移植早期においてはpFNの癌周囲への集積が認められたが,その後はcFN陽性所見がほとんどであった。又血中においてウェスタンブロット法を用いてcFNの検出を試みたが,cFNは検出されなかった。このことは癌周囲におけるフィブロネクチンは,移植後早期においてpFNの血中よりの移行が考えられるが,その後は癌間質の反応によるcFNと推測された。一方,癌周囲にて破壊されたフィブロネクチンのフィブロネクチンフラグメントの検索については,血漿中において試みたが,血漿中には他にもタンパク質が多く存在するため検出には至らなかった。そこで尿中に変更し検索した結果,尿中においてフィブロネクチンフラグメントのゼラチン親和性ドメイン(4050KD)が有意に上昇するという結果を得た。このフィブロネクチンフラグメントのゼラチン親和性ドメインが血中において上昇して排泄されたものであるか,それとも腎の糸球体において選択的に濾過され排泄されたものであるかは現在検索中ではあるが,担癌状態において有意に上昇してくるということは事実であり,癌床的マーカーとなりうる可能性が.今回の実験において示唆された。家兎VX2舌癌モデルを用いて,癌増殖や癌転移にともなうフィブロネクチン(FN)の動態を詳細に検討した。《結果》1.癌間質のFN反応は,癌増殖が活発になると減弱する傾向にあった。また,頸部リンパ節転移もFN反応が減弱する頃に認められた。2.癌間質の細胞性FN(cFN)反応(ED-Aの発現)は,癌増殖を抑制した抗癌剤投与群の方が,癌増殖が活発な抗癌剤非投与群より,陽性の割合が多かった。3.転移リンパ節におけるFN反応,cFN反応(ED-Aの発現)は,転移形成初期の癌組織においてのみ認められた。FN反応が認められるものは,すべてにおいてcFN反応(ED-Aの発現)も認められた。4.血中FN濃度は,癌増殖が活発であると上昇するが,癌増殖を抑制するとほぼ正常値まで回復していた。また,癌増殖時において上昇してくる血中FN濃度は,血漿中のFNのウェスタンブロット解析によりintact cFNが減少し,ED-A領域を含むFNフラグメントにも変化が認められないことから,intact血漿型FN(pFN)もしくは,ED-A領域を含まないFNフラグメントの上昇であると考えられた。5.癌間質のFN反応と血中FN濃度とに関連性は認められなかった。また,癌増殖時における癌間質のcFN反応(ED-Aの発現)と血中cFN濃度とにも関連性が認められないことより,癌間質のFN,特にcFNは,癌間質反応のものであると考えられた。以上の結果より,血中FN濃度には腫瘍マーカーとしての有用性はなく,その経時的測定により癌増殖の活動性を判断できる生物学的マーカーとなりうる可能性が示唆された。
極限定理における作用素論的方法

(1)測度空間上の点変換の共役な作用素である、いわゆるPerronーFrobenius作用素のスペクトル構造を詳細に調べ、それにより極限定理をみたすことを特徴付ける変換と関数の性質を研究することが本研究の主たる目標であった。この目的のため、まず、既知の研究、例えばWong Keller、Jabtonski、Malczak、RousseauーEgele、Lassta、Li、Yarke等々、の結果を収集整理し、それらを分析し、新しい定式化を試みた。その結果、まず第一に、Random Iterationsに関する中心極限定理の収束の速さに関する著しい改良結果が得られ、これにより過去の一次元の変換に対するさまざまの中心極限定理、Kac、Wong、Ishitaui、Keller、RousseauーEgele等の結果が統合され、改良された。これにより、一次元の変換に対する中心極限定理は、収束の速さに関しては、ほぼ終ったといえよう。第二に、LasataーLiーYorkeの定理の更なる深化により、constrictiveな変換に関する一般的な中心極限定理が得られた。さらにその一つの応用例として、ψーmixingな定常列に対する中心極限定理の別証明が与られ、その収束のorderがbest Possibleであることが示された。(2)上記の結果は、本科研費を用いて、さまざまな研究集会等で、アナウンスされ、活発な議論をまきおこした。(3)本研究は多くの分野と関係している(たとえば、力学系、確率論関数論、作用素論、表現論等)。それらの分野から講師を招待して、活発な議論をした。(4)物理学と関連した、最近の数学のある方向への発展は本研究と密接な関係をしているので、研究集会に参加して、興味ある意見の交換を行った。(5)古典作品を集め、整理して全体の把握に努めた。
近傍銀河中心ブラックホール降着プラズマの一般相対論的効果

近未来の最新の望遠鏡によるブラックホール候補天体の電磁波観測データの解釈に必要な理論計算を行うための一般相対論的降着流及び輻射輸送の数値シミュレーション・コードを構築した。これらのコードを用いて回転ブラックホール時空中での降着流を計算し、輻射輸送計算を行うことで、電波及びX線の観測量を計算し、観測可能性を明らかにした。また、これら一連の計算を一般相対論以外の重力理論に適用できる形に拡張した。本研究の主目的は、望遠鏡で得られる最新の観測データの中にブラックホール周囲の曲がった時空の情報がいかに含まれるのかを理論的に解明することである。そのために、今年度は主に動的時空も含む一般時空での一般相対論的動的輻射磁気流体のシミュレーション・コードの開発を行い、混合系アプローチでの一般時空での輻射流体の基礎方程式の定式化、一般相対論的粒子(光子・ニュートリノ・陽子・電子・陽電子など)のボルツマン方程式の数値計算用の差分式の定式化及び特殊相対論的コード及び定常時空での流体シミュレーション・コードの開発を終えた。これらの数値計算コードは、今後計算する予定であるブラックホール時空中のコロナを伴った降着円盤及びジェットの輻射.磁気流体数値計算コード及びこれらの計算を基にして行う時間変動するX線偏光スペクトル計算のおおもとになるコードである。それと並行して、Kerr時空でのスピンが1を超えた天体の周囲の降着円盤からのX線スペクトルを計算し、ブラックホール天体のX線スペクトルと極めて類似するスペクトルを持ち、現在までに得られている観測データの制度ではブラックホールと区別することは困難であることを見出した。また、ブラックホール周囲での光子捕獲率を記述する解析式を発見し、最大回転ブラックホールの場合には、ホライズンから半径にして数%外側の部分からも30%程度も光子が抜け出ることを見出した。これらの基本的な知見は、従来の光子測地線を数値的または解析的にトレースする計算方法ではブラックホール超近傍で数値計算精度をかなり必要とするために計算が大変困難であり、今回の解析式を用いることではじめて得られた知見である。以上の研究に並行して、Kerr時空上の一般相対論的円盤モデルを用いて我々の銀河中心Sgr A*での観測データを解釈し、ブラックホール及びその周囲の降着円盤の物理量に制限を与えた。近未来の最新の望遠鏡によるブラックホール候補天体の電磁波観測により、エネルギー・スペクトルやイメージ、光度曲線などのブラックホール時空の一般相対論的な情報を含んだ観測データが得られると期待されている。それらの観測に備えるために、観測データの解釈に必要な理論計算技術を整備すると共に、その技術をもとに将来の望遠鏡で得られる可能性のある観測敵特質を理論予想した。まず、観測スペクトルなどを全て再現することが可能な回転ブラックホール時空中での降着流モデルを構築し、この結果を基に曲った時空中での一般相対論的な輻射輸送計算を行うことで、電磁波の観測量を計算した。これらの計算では、必要な特殊及び一般相対相対論的な効果を全て考慮した。これらの計算結果を、専用のソフトウェアで計算した次世代のスペース電波干渉計で達成できる現実的なuv-coverageと組みあわせることで、我々に届く電磁波成分の望遠鏡による観測可能性を調べた。これらの計算では、望遠鏡観測では必ず入り込むノイズの効果を取り入れ、ノイズの目標値および想定される最大のノイズの場合の両方について可能なサイエンスを判定した。具体的には、ブラックホールの存在を強く示唆するブラックホールの影の観測可能性、ブラックホール降着流の回転によるイメージの非対称性の観測可能性、ブラックホールの角運動量の効果の観測可能性などを理論計算し、標準的な降着流モデルの場合で、ノイズの効果が最悪の場合以外には、いずれも観測可能性があることがわかった。これらの計算結果は、国際会議で発表するとともに(Takahashi 2011)、査読論文として公表した(Takahashi&Mineshige 2011)。
極域国際法秩序形成・発展の推進原理：科学・環境・領土・組織

本研究の理論的支柱となる英語論文を査読付き国際年鑑Yearbook of Polar Lawに発表した。方法論として採用した「現場の実態に根ざした極域国際法研究」を遂行し、北極域については、その交渉現場に参画した成果として2017年北極科学協力協定の意義を分析する論文を和英で3本発表した。南極域については、法学者として初めて日本の南極観測隊に同行した経験を基に、南極条約体制の実効的運用と科学との関連性につき、多くの研究発表を行った。上記に基づく研究の集大成として、書籍『北極国際法秩序の展望:科学・環境・海洋』を上梓した。南極域につき本研究を更に発展させる国際共同研究プロジェクトが始動した。本研究は、地理的及び法的前提が違うも、20世紀初頭からの人間活動の量的増大、質的変容に対応して形成・発展してきた南極域国際法秩序の100年間の歴史的教訓から、今後の北極域国際法秩序形成を促す推進原理とその方向性を明らかにすることを目的とする。本年度は3ヶ年研究計画の第1フェーズに位置づけられるが、主に文献調査により、北極域国際法秩序形成の現状と課題につき明らかにし、それを南極条約体制形成過程と比較しながら、極域国際法秩序形成プロセスを基底する基本原理を抽出できないか検討した。その研究成果を研究論文、Japan and 100 Years of Antarctic Legal Order: Any Lessons for the Acticとして、査読付き国際年鑑であるYearbook of Polar Law第7巻の巻頭論文として掲載することができた。また、北極評議会(AC)の動向を具体的に知るために、AC議長国である米国国務省の極域担当局長を講師とした国際セミナー「The Arctic Council under the U.S. Chairmanship 2015-2017」を東京で開催し、現在進行中の北極科学協力協定に関する交渉の推移につき貴重な情報を得ることができた。さらに、次年度以降の本研究第2フェーズ「極域現場の実態調査」を円滑に行うための人的コネクションや国際共同研究を構築するため、国内では国立極地研究所と北海道大学、海外ではフィンランド・ラップランド大学やノルウェー・北極大学などと具体的な協議に入った。南極研究についてアドヴァイスを受けるオーストラリア・タスマニア大学及びオーストラリア国立大学の研究者とは、メールベースで協議を行った。本研究の基本方針を基底する論文、Japan and 100 Years of Antarctic Legal Order: Any Lessons for theArcticを、国際的に定評があり広い読者層を有する査読誌Yearbook of Polar Lawに掲載できたことは、本研究第1フェーズの成果として特筆に値する。加えて、北極評議会の最新動向につき国際セミナーを開催することができ、また、国内・海外の関係研究機関との共同研究の協議が進んだことは、次年度から始まる第2フェーズ「極域実態調査」の遂行にとっても重要である。本年度は、3ヶ年研究計画の第2フェーズに位置づけられ、昨年度の文献調査研究を踏まえて「極域現場の実態調査」を中心的に行った。当初の計画どおり現場調査は南極域で行うこととし、その研究計画と学術的意義につき、南極科学研究委員会オープン・サイエンス会議研究集会(SCAR-OSC、於:マレーシア)において報告した。その後、第58次日本南極地域観測事業に公開利用研究枠の同行者として参加することを実現し、11月27日から3月23日まで、南極観測船「しらせ」船上、日本の南極基地「Syowa」、及び、昭和基地周辺の露岩地域において、海洋・生物・地質・大気園に関わる科学調査活動の実態を調査し、南極の自然環境から「ウィルダネス」の価値を抽出し、南極基地の環境的負担とその実効的管理権行使の実態を調査した。北極域における科学活動を促進する新たな法的枠組につき、第9回極域法シンポジウム(Polaw Law Symposium,於:アイスランド)にて報告し、南極条約体制との比較を交えながら分析する論文を、査読付き専門誌Yearbook of Polar Lawに掲載した。南極における極域実態調査の学術的意義につき、SCAR-OSCで報告をしたことにより有益なフィードバックが得られた。そのフィードバックを活かして、4ヵ月間の長期にわたる現地調査の焦点が明確となり、今後のまとめの研究に有益な情報・示唆が得られた。本研究の最終年度となる本年は、昨年度末まで実施した南極現地における調査活動を踏まえた研究報告を南極研究科学委員会・人文社会科学専門家会合(SCAR-HASSEG)の年次研究大会(オーストラリア・ホバート)で行ったのを始め、一般市民向けのセミナーや記事を執筆した。南極での調査活動を含めた本研究課題の研究成果を、『国際法学者、初めて南極に立つ!国際法フィールドとしての南極・北極』と題して書籍にまとめる作業を進めている。その一部を、『極地』第53巻第2号に発表した。北極域における科学活動を促進する新たな条約「北極に関する国際科学協力を促進するための協定」につき、これを本邦で初めて和訳して条約集に掲載するとともに、その内容を法的に分析する論文と一般向け記事を発表した。

本研究の理論的支柱となる英語論文を査読付き国際年鑑Yearbook of Polar Lawに発表した。方法論として採用した「現場の実態に根ざした極域国際法研究」を遂行し、北極域については、その交渉現場に参画した成果として2017年北極科学協力協定の意義を分析する論文を和英で3本発表した。南極域については、法学者として初めて日本の南極観測隊に同行した経験を基に、南極条約体制の実効的運用と科学との関連性につき、多くの研究発表を行った。上記に基づく研究の集大成として、書籍『北極国際法秩序の展望:科学・環境・海洋』を上梓した。南極域につき本研究を更に発展させる国際共同研究プロジェクトが始動した。本研究は、予定どおりH28年度より第2フェーズ「極域実態調査」に入る。この実態調査は、両極域の現場で実際に行われている科学調査活動とその成果や意義、両極域で実際に問題となっている環境問題とそれへの対処のあり方、そしてこれら極域諸問題に対処するための国家管轄権の行使の実際のあり方などを、実地に調査するものである。H28年度は、まずは南極域でこの実態調査に入り、(1)南極鉱物資源活動と科学調査活動の異同、(2)南極バイオプロスペクティング活動と生物調査活動の異同、(3)南極環境を「原生のままにしておくこと(wilderness)」の価値、(4)基地や滑走路などのロジ設備の環境的負荷を中心に調査を行う。なお、H28年度より5年間で実施する科学研究費基盤研究(B)「北極国際法秩序の構想」(研究代表:柴田明穂)が採択されたため、本研究は、上記基盤研究とも相乗効果を出しながら、南極域国際法秩序形成に重点をおいて実施していくことになる。本研究は、H29年度が3ヶ年研究計画の最後の年となるが、南極域での実態調査を活かした南極国際法秩序のあり方に関する包括的な研究成果を書籍の形で世に問うことができそうである。2017年7月に予定するSCAR-HASSEG研究集会等で、その中間報告を行う予定である。北極域国際法秩序については、今後の大規模国際共同研究の足がかりを得て、H28年度から始まった科学研究費基盤研究(B)に引き継いでいく予定である。国際法学当初予定していた南極条約関係の研究が、共同研究相手の国立極地研究所の都合によりH28年度に実施されることになったため。南極における現地調査に当初航空機の利用を計画していたが、それが技術的観点から実現できなかったため、その分をH29年度に繰り越した。H28年度に実施する南極における現地調査の準備及び旅費として使用する。H29年度に、南極現地調査の学術的意義につき検討する国際研究集会に出席することとし(オーストラリア・タスマニア)、その旅費として使用する。
パルストランスによる強制転流SCRブリッジ電流形調相装置の開発研究

自己消弧形の電力用半導体素子を用いた整流ブリッジで系統から進み電流をとらせようとすると,転流時交流電源側のインダクタンス保有エネルギー処理が問題であり,一般にはスナバ回路で損失となる.強制転流つきのSCRブリッジでは重なり現象の形で有効に処理される.しかし転流コンデンサに依存すると扱う電力容量が増すにつれインダクタンス保有エネルギーをも包含する必要上耐圧・容量共に大きなものとなり,回路構成上高耐圧素子が要求され高電力回路適用上の難点となっていた.また電流が小なる程制御が遅れる.自己消弧形単相電圧形ブリッジベパルス電圧を発生し,小規模パルストランスを経てSCRブリッジの強制転流電圧とする.入力変圧器の中性点を利用する時は転流電圧振幅,素子耐圧,ブリッジ許容電流,交流側インダクタンスへの対応性,電流位相遅れへの影響などの点で他方式ブリッジに比し有利であり,高電力回路適用を容易にする.これを用いて電源より進みもしくは遅れ無効電流をとる電流形サイリスタ調相装置を構成する.高調波低減策として残留高調波,スイッチング損失,電源電圧利用率の点で優れている移相多重方式を採用する. 20°移相3組多重の実用性を確認した.直流側電流に多少の脈動を許すならばエネルギー蓄積要素としての直流リアクトルのインダクタンスは低く選ぶことができ,リアクトル特有の固有容量に対し,これを調相器に適用した時の処理無効電力は大きく拡大される.また交流電流高調波への影響は比較的少なく,回路構成上,経済上有利であることがわかった.また調相器の遅進動作間の相互移行のためには両動作用制御信号を並行して発生しておき,指令に従って選択使用することにより円滑移行ができた.今後自動力率調整,受電端電圧調整等への適用について検討していきたい.また移相多重方式のよさを失わず,回路構成をより簡略化する方法も併せ検討していきたい.自己消弧形の電力用半導体素子を用いた整流ブリッジで系統から進み電流をとらせようとすると,転流時交流電源側のインダクタンス保有エネルギー処理が問題であり,一般にはスナバ回路で損失となる.強制転流つきのSCRブリッジでは重なり現象の形で有効に処理される.しかし転流コンデンサに依存すると扱う電力容量が増すにつれインダクタンス保有エネルギーをも包含する必要上耐圧・容量共に大きなものとなり,回路構成上高耐圧素子が要求され高電力回路適用上の難点となっていた.また電流が小なる程制御が遅れる.自己消弧形単相電圧形ブリッジベパルス電圧を発生し,小規模パルストランスを経てSCRブリッジの強制転流電圧とする.入力変圧器の中性点を利用する時は転流電圧振幅,素子耐圧,ブリッジ許容電流,交流側インダクタンスへの対応性,電流位相遅れへの影響などの点で他方式ブリッジに比し有利であり,高電力回路適用を容易にする.これを用いて電源より進みもしくは遅れ無効電流をとる電流形サイリスタ調相装置を構成する.高調波低減策として残留高調波,スイッチング損失,電源電圧利用率の点で優れている移相多重方式を採用する. 20°移相3組多重の実用性を確認した.直流側電流に多少の脈動を許すならばエネルギー蓄積要素としての直流リアクトルのインダクタンスは低く選ぶことができ,リアクトル特有の固有容量に対し,これを調相器に適用した時の処理無効電力は大きく拡大される.また交流電流高調波への影響は比較的少なく,回路構成上,経済上有利であることがわかった.また調相器の遅進動作間の相互移行のためには両動作用制御信号を並行して発生しておき,指令に従って選択使用することにより円滑移行ができた.今後自動力率調整,受電端電圧調整等への適用について検討していきたい.また移相多重方式のよさを失わず,回路構成をより簡略化する方法も併せ検討していきたい.交流入力電流に含まれる高調波低減策として、移相多重方式を適用する場合、30゚移相2組の多重,20゚移相3組,15゚移相4組,10゚移相6組,...いずれを選択すべきか。多重度を上げれば高調波低減上は有利だが、入力変圧器構成の複雑さ、所要ブリッジ数の増加、制御パルス構成の複雑さから限度がある。制御の容易さ,残留高調波の程度,経剤性を考虜して20゚移相3組の多重を主体に変圧器,主ブリッジ,制御回路の構成を行った。各ブリッジ直流側を直列に結び直流リアクトルに接続した。リアクトルの大きさ(インダクタンス)と交流電流中の残留高調波の関係を理論的に検討し、直流リアクトルの固有容量と調相器としての無効電力の処理能力との関係を誘導し、リアクトル所要値の目安を与えた。調相装置としては進相、遅相両動作を兼ね備える必要があるので、C動作【→!←】L動作の切り換えを無駄な電力消費を伴わず、迅速,適確に行えるような方法を検討し、ブリッジの制御回路を構成した。はじめ複数のワンチップマイコン(8748)をマスタ部,スレーブ部に二分し、マスタに制御角設定、切り換え指令を、スレーブに進み動作としての制御パルス、遅れ動作としての制御パルス構成を分担させたが、マスタはスレーブの状態を知ることなしに一方的な制御を行うこととなり、複数のスレーブ間で競合がおこり動作が不安定となった。改善策として、制御角設定,切り換え指令,制御パルス出力を一つのCPUで行いうる高速多機能な処理能力を有する8096を採用することにより、安定,迅速,適確な切り換えを可能にした。

トランジスタブリッジによりパルス電圧を発生し、パルストランスを経て主サイリスタブリッジに強制転流させる方式と従来の転流コンデンサ方式との是非を検討した。今後の検討課題としては、僅かに残る高調波の処理,要求に応じての所要無効電力の自動調整,高電力回路適用時の問題点の検討などがある。
合理的船舶構造設計に関する研究

近年、船舶や海洋構造物の機能の定量評価技術の進展がある。本研究ではこのような定量評価技術を用いた、将来の合理的構造設計のあるべき姿について研究をおこなった。その結果、主としてGHG削減要求などにより出現すると予想される新型船型の構造設計において、個別の要素技術が果たす役割の重要性の把握や、あらたなリスク要因の体系化などが行えた。本研究では機能要件を指向した合理的設計法の体系化、即ち、今後、数十年を掛けて進めるべき、合理的設計法確立に必要な技術のロードマップ、技術マップを作り、このようなロードマップ等に基づく、技術開発と国際的な基準・規則の制定を整合的に実施することにより、我が国の海事産業の競争力強化につなげることを目指して以下の研究を実施した。(1)合理的設計法確立に必要な技術のロードマップ、技術マップの作成23年度に行った、機能要件を指向した合理的設計法の体系化に基づいて、必要となる技術のロードマップ、技術マップを検討した。それにより、目標達成年次の入ったロードマップの作成には至らなかったが技術マップの作成により、船舶からのGHG削減要求により、構造分野の機能要件にどのような影響が及ぶかなどが明らかになり、今後の技術課題とそれを解決していく道筋などのめぼしがついた。表記国際会議を実施し、国際的に著名な研究者を集めこの研究の核となる以下の3項目について議論を行った。1新型船型出現に備えた設計法、2他分野で進行中の気象・海象予測技術との整合性の確保、3ライフタイムでの、GHG削減、経済性向上を目指した設計近年、船舶や海洋構造物の機能の定量評価技術の進展がある。近年、安全性や環境適合性に関する要求の高まりから、船舶や海洋構造物の設計における基準や規則の要求範囲は大きく広がりつつある。また、従来の経験則に基づく仕様要求から機能要求へと移行しつつある。この背景として、船舶や海洋構造物の機能の定量評価技術の進展がある。本研究では上記の状況をふまえ、機能要件を指向した合理的設計法の体系化、即ち、今後、数十年を掛けて進めるべき、合理的設計法確立に必要な技術のロードマップ、技術マップを作ることを目的として本年度は以下の研究を実施した。まず、機能要件を志向した合理的設計法の体系化に向けて国際的に重要と認知され得る機能要件とまたそれを指向した合理的設計法について、様々な観点から(1)構造基準や規則に係わる現状の調査と技術レベルの判定(2)運航に係わる設計要件の調査(3)経済性や環境適合性に係わる実態の調査と将来予測調査検討し、体系化を試みた。上記の体系化に沿って、設計法の実現に向けて必要な具体的要素技術として(1)新型船型(GHG削減圧力により出現すると予想される大型船型等)出現に備えた設計法、特に大型化に伴い問題になると予測される流力弾性現象など。(2)他分野で進行中の気象・海象予測技術との整合性の確保、特にフリーク波など、近年の海洋波分野の最新成果と波浪統計をベースとした従来法との関係など。(3)ライフタイムでの、GHG削減、経済性向上を目指した設計、特に、経済的運航なども含めたライフタイムでの経済性向上など。これについて調査検討を実施した。以上の調査検討に基づき、合理的設計法の体系化の素案を作成した。本研究は研究計画通り、初年度に行う調査や検討を実施した。本年度は調査検討結果に基づき、合理的設計法の体系化の素案を作成した。来年度はこの素案を基に、専門家間での討議を行い、さらに体系化を精密化していく。また、流力弾性問題に関する国際会議を開催し、そこでの討議内容も体系化に盛り込む予定である。現在のところ本研究は予定どおり進展しており、研究計画を変更する必要はない。23年度に行った、機能要件を指向した合理的設計法の体系化に基づいて、必要となる技術のロードマップ、技術マップを作成する。また、23年度に焦点を当てた3項目の具体的技術についてはさらなる検討を実施する。これらの作業に伴い、調査旅費、消耗品費、謝金、印刷費、会議参加費を使用する。第6回Hydroelasticity in Marine Technology 2012を開催し、国際的に著名な研究者を集める。このために必要な消耗品費、謝金、会議費を使用する。
創薬化学の導入により医薬品教育の重要性を学ぶ効果的な高校化学学習教材の開発

1 SAR概念の導入により、有機化合物の構造や官能基の重要性を認識させる学習教材の開発従来の高校における有機化学の授業では、構造や官能基の名称を丸暗記させることが多く、化学的性質に基づき体系的に理解させることは少ないため、生徒に興味・関心を持たせる授業の実施が難しかった。今回私は、創薬化学における構造-活性相関の概念に基づき、PCやタブレットの画面上に用意したコカインやベンゾカインなど5種の局所麻酔薬の化学構造の画像を重ね合わせるICT教材を用いる、構造や官能基の違いが薬効の違いに繋がることに気付かせる授業プログラムを開発した。また、有用性を高校教員向けの研修で検証した。また、この教材を用いることでコカインの麻薬性がモルヒナン骨格など特異な構造により発現している可能性に気付かせることが可能であり、本教材を高等学校での薬物乱用防止教育の教材として活用することができる可能性を示唆することができた。2安全かつ小スケールの医薬品合成実験教材の開発1の学習プログラムに加え、医薬品の合成実験を実際に体験させることが高校生の有機化学への興味・関心を高めると考え、1の学習プログラムで登場する局所麻酔薬ベンゾカインを合成させることを考えた。しかし、参考とした大学薬学部生向け合成工程は強酸を加熱環流下で用いるほか、全工程に再結晶があるため実験に半日×2日間を要するなど、高等学校で実施するには安全面や実施時間に課題があった。今回私は、触媒にゼオライトを用いる等の工夫により、強酸を加熱環流させることなく、市販の原料からから2段階でベンゾカインを合成する方法を開発した。また、再結晶工程を省いてもTLCで合成の進行を確認できる手法とし、実験だけでなく考察や協議の活動を含め50分×2回で実験の実施可能となった。また、小スケールで加熱環流装置が不要なことから、従来より簡単かつ安価に実験実施が可能になった。3.開発したプログラムや教材の発表と普及今回開発した内容は、先述教員研修での活用のほか、2015年8月の日本理科教育学会全国大会、2016年3月の日本化学会年会で発表した。また、成果を北海道立教育研究所附属理科教育センター研究紀要第28号にまとめ、発表した。
炎症性腸疾患の病態解明および治療薬開発に向けての機能ゲノム解析

(目的)近年急速に進歩した機能ゲノム解析の方法を用いてヒト炎症性腸疾患の原因遺伝子を探索し、また異常をきたしている代謝経路を解明することにより創薬の標的となる分子を同定することを目的とする。具体的には、1)最近炎症性腸疾患に対する有効性が示唆されているPPARγリガンドの作用機序を解明するために実験マウス腸炎モデルにおいて網羅的遺伝子発現解析を行う。2)ヒト炎症性腸疾患の病変組織、特にクローン病の初期病変における遺伝子の発現プロファイリングをDNAチップ技術を用いて解析する。(結果)実験マウス腸炎モデルにおいて網羅的遺伝子発現解析を行ないリストアップした遺伝子のValidationをした。侯補遺伝子の遺伝子導入による補充療法やアンチセンスオリゴの導入による発現抑制療法を試み、侯補遺伝子が新規治療薬の標的になりえるかの実証実験の検討した。DSS腸炎マウスを用いてPPARγリガンドが有効であること、PPARγ欠損マウスではワイルドタイプに加え炎症が激しくなることから、内因性のPPARγを介した代謝経路が炎症性腸疾患の発症阻止の働きをしていることを見出した。また、DSS腸炎をPPARγリガンドによって治療したときに変化する遺伝子発現をDNAアレイ(Gene Chip)を用いて遺伝子発現の変化をプロファイリングし、疾病の発症および薬の効果発現に重要な遺伝子を解析し、CD66を発見しその免疫応答における役割を解明した。
石炭生物脱硫のチオールペプチド促進吸着を利用した効率化

1.Thiobacillus属細菌組換え体の作製可動性ベクタープラスミドpMOB2020によりT.versutus並びにT.thiooxidansを形質転換できた。使用菌株,プラスミド並びに培地は昨年度報告のものと同じである。2.中立変異の検出石炭生物脱硫を組換え体を用いて実施するにあたり,脱硫環境での組換え体そのものとともに,生態で保存さるべきBiodiversityを同時に検出することは,運転管理上必須な事項となりつつある。そこで,ほとんどの微生物が保持するグルタチオン還元酵素遺伝子の塩基配列内における非保存領域に生じた中立変異の多様性を,Taqポリメラーゼが許容するリラックスドプライミング(ポリメラーゼ反応に使用する一対のプライマーの一方は,それがランダムに選択した非特異的なプライマーであっても,2kbp以上の伸長を与えるような反応条件であるならば,反応産物の期待値は1以上になること)を利用して検出した。3.中立変異の数量化用意した完全(GGCACCTGCGT)およびランダムプライマー(II,III,V,XVI,XXI)からそれぞれ特異的な大きさのDNA断片が,それぞれの鋳型に対して合成され,また生成した断片の相対的な増幅程度は予想通り変化していた。検出範囲の断片(0.2-4kbp)を生じないという空集合を示す信号を含めて,これらの結果よりThiobacillus属細菌の中立変異の状態を数量化することができた。従って,周波数解析の要領で微生物群を解析でき,目的微生物並びに生態のBiodiversityを同時に検出するために必要なデータテーブルの一部が完成した。
深層学習による脳―機械インタフェースの深化　環境情報と利用者意図の双方向最適認識

環境情報と親和性の高いBrain-Computer Interfaceを構築するため,昨年度導入した光学シースルー方式のMixed Realityについて,環境情報を考慮した選択肢の提示と深層学習のシステム開発を行った.以下にそれぞれについて述べる.光学シースルー方式は従来用いられていたビデオシースルー方式に比べて自然な視野の確保と時間遅れのない情報提示が可能となり,より直観的な脳と外部環境のインタラクションが可能となることが期待される.今年度ははじめに空間マップを取得した後に空間上の物体位置,高さを認識し,候補となる移動先を複数設定するシステムを構築した.さらに,移動先候補に光学シースルー方式で仮想マーカを重畳して提示し,マーカの輝度変化と同期して脳波を計測,解析することで利用者が選択したオブジェクトを脳波から読み解く実験を行った.実験の結果,仮想マーカの配置や実物体との位置関係によって識別精度が異なることが明らかとなり,今後の環境情報を用いた光学シースルー方式のBrain-Computer Interfaceを改善していくうえでの重要な知見を得ることができた.また,深層学習を用いて脳波を識別する際に,従来法では被験者ごとの識別率のばらつきが大きいという問題があった.その点に関して,転移学習を用いることで個別適合型の識別器を開発した.運動想起時の脳波時系列を用いて識別を行い,平均的な精度の向上を果たした.一方で提案手法によっては精度が向上しない被験者もおり,深層学習をBrain-Computer Interfaceに適用するにあたってはデータの量と質をともに高めていく必要があることを再度確認した.光学シースルー方式のMixed Reality技術を導入した新規Brain-Computer Interfaceについて,環境情報を取り込んだうえで選択肢の提示を行い,識別可能であることを示すことができたため.今後さらに,多くの環境情報をシステムが認識し,知的に利用者への働きかけとその結果環境へのアクセスを行うシステムを構築する予定である.環境情報と親和性の高いBrain-Computer Interfaceを構築するため,今年度は光学シースルー方式のMixed Realityの導入と深層学習のシステム構築を行った.以下にそれぞれについて述べる.光学シースルー方式は従来用いられていたビデオシースルー方式に比べて自然な視野の確保と時間遅れのない情報提示が可能となり,より直観的な脳と外部環境のインタラクションが可能となることが期待される.はじめに光学シースルー方式のMixed Realityシステムと脳波計測機器の同期をとり,視覚刺激と同期した脳波計測・解析を行った.仮想光源を利用者の視野に重畳する形で視覚刺激を与え,脳の応答を取得した脳波から解析した.ここでは仮想光源の位置として,実環境にあるオブジェクトの3次元位置に設定することで,利用者が選択した実環境にあるオブジェクトを脳波から読み解く実験を行った.そして,光学シースルー方式のMixed Realityにおいても脳波の解析から利用者意図を読み取れることを示した.さらにオブジェクトの配置に奥行きを持たせた識別実験を行い,光学シースルー方式のMixed Realityにおける最適な刺激条件を選定した.深層学習システムを構築し,運動想起時の脳波から左右どちらの手の運動想起であったかを読み解く課題を行うことでBrain-Computer Interfaceへの応用を検討した.時間および空間パターンを畳み込む順序を変えた複数の構造で識別率を比較し,深層学習をBCIに用いる際に適切なネットワーク構造を選定することができた.今年度は光学シースルー方式のMixed Reality技術を導入した新規Brain-Computer Interfaceを構築することができた.さらに環境情報の取り込みや脳活動の解析についても基礎的なシステムを構築することができた.環境情報と親和性の高いBrain-Computer Interfaceを構築するため,昨年度導入した光学シースルー方式のMixed Realityについて,環境情報を考慮した選択肢の提示と深層学習のシステム開発を行った.以下にそれぞれについて述べる.光学シースルー方式は従来用いられていたビデオシースルー方式に比べて自然な視野の確保と時間遅れのない情報提示が可能となり,より直観的な脳と外部環境のインタラクションが可能となることが期待される.今年度ははじめに空間マップを取得した後に空間上の物体位置,高さを認識し,候補となる移動先を複数設定するシステムを構築した.さらに,移動先候補に光学シースルー方式で仮想マーカを重畳して提示し,マーカの輝度変化と同期して脳波を計測,解析することで利用者が選択したオブジェクトを脳波から読み解く実験を行った.実験の結果,仮想マーカの配置や実物体との位置関係によって識別精度が異なることが明らかとなり,今後の環境情報を用いた光学シースルー方式のBrain-Computer Interfaceを改善していくうえでの重要な知見を得ることができた.また,深層学習を用いて脳波を識別する際に,従来法では被験者ごとの識別率のばらつきが大きいという問題があった.その点に関して,転移学習を用いることで個別適合型の識別器を開発した.運動想起時の脳波時系列を用いて識別を行い,平均的な精度の向上を果たした.一方で提案手法によっては精度が向上しない被験者もおり,深層学習をBrain-Computer Interfaceに適用するにあたってはデータの量と質をともに高めていく必要があることを再度確認した.光学シースルー方式のMixed Reality技術を導入した新規Brain-Computer Interfaceについて,環境情報を取り込んだうえで選択肢の提示を行い,識別可能であることを示すことができたため.次年度は本年度の成果を活かし,環境情報と脳活動解析をより密に行う.それによって,現在のBCIシステムをさらに直観的かつ情報量の多いシステムに発展させることを計画している.

今後さらに,多くの環境情報をシステムが認識し,知的に利用者への働きかけとその結果環境へのアクセスを行うシステムを構築する予定である.システム構築に必要ないくつかの物品を次年度の購入に回したため.BCIシステムを構築するにあたり,脳波の読み取りと,より利用者にとって自然な環境情報の提示を両立し,かつ両者を有機的に結び付ける目的を満たす同期システムを構築するのに時間が要したため.
農山漁村・過疎地域を再生する「持続可能な開発のための教育(ESD)」の実証的研究

本研究は、大学公開講座を活用した専門家、行政職員、市民の継続的な学習を分析することを通して、持続可能な開発の4つの側面である「経済/産業」「環境」「社会/生活文化」「政治」ごとに、地域において解決すべき課題と学習すべき内容について明らかにした。また、学習活動を中心におきながら、自治体総合計画の中に持続可能な開発の考え方を織り込んでいく策定方法の一つのモデルを提示することができた。19年度は、アクションリサーチとして、自治体の総合計画策定に向けた大学公開講座を(1)鹿児島県垂水市の中堅職員対象、および、(2)若手職員対象にそれぞれ計9回、(3)同市民対象の公開講座を計20回通年開講した。また、過疎地域指定を受ける市町村に共通する持続可能な開発の問題と自治体計画との関係分析をするための調査準備を行った。以上を通じて、本年度仮説的に明らかになってきた点として下記の内容が挙げられる。農山漁村・過疎地域における持続不可能な問題を特定し、その課題の構造認識を学習者が獲得していくためには、次にあげる複眼的な視点による学習内容の編成が有効であることが明らかになりつつある。(1)統計から見えてくる地域の客観的位置・課題、(2)統計からは見えてこない隠れた地域課題、(3)課題と課題をつなぐ視点(システム思考)、(4)地域を取り巻く世界や国内の動向、特にグローバリゼーションの視点である。学習の内容・方法としては、地域における矛盾や課題に気づいていけるための隣接分野を横断する体系的な学習が、学問的知見の獲得と同時に、多様な他者(市民と行政職員の関係を含む)との対話を重視して進めることが、課題解決の主体者意識の醸成にとって重要であることが見えてきている。学習課題としては、次に挙げる3点が導きだされつつある。一つは、行政内部の関係として、計画と予算の分断、二つが、行政施策と住民ニーズの分断、三つが、住民自身(あるいは、コミュニティ)の問題として、生産手段と生活手段の分離、および、土地と労働の分離に由来する自己疎外の問題が、コミュニティの衰退、行政への無関心、環境問題などの根底に横たわっているという点である。本年度研究経過については、日本環境教育学会と日本社会教育学会において発表を行い、現在論文を準備中である。20年度は、昨年実施した総合計画策定公開講座の内容分析、及び、昨年度の課題(課題解決の主体者意識の醸成)を引き継いだ公開講座を(1)地元学と地域づくり、(2)垂水の町づくりとESDゼミナール、(3)総合計画と行政改革ゼミナール、(4)ファシリテーション研修を主に市役所職員向けに開講した。公開講座の内容分析は、市民向けに実施した12回の講座(4領域×3テーマ: (1)よい仕事環境づくり(産業)、(2)よい自然と居住環境づくり(環境)、(3)よい学び/仲間/文化づくり(生活文化)、(4)よい行政と住民参加づくり(政治))について、専門家の問題提起内容(客観的な地域課題認識)と住民側の討論結果(間主観的地域課題認識)の両側面から分析し、両者の関係性について検討を行った。本研究は、農山漁村・過疎地域の再生を「垂水市に暮らす住民自らが、垂水という地域の個性を自覚し、その個性を大切にしながら、よい環境を整え、よい仕事を生み出し、その地域の暮らしを楽しむ生活文化を創造しつづける連続行為」と位置づけており、前述の4領域から地域課題とその認識主体の問題を検討したことに特徴がある。その結果、(1)客観的地域課題と間主観的地域課題の間には、隔たりがあること(講師が提供する専門的知見が、必ずしも理解されていない)、(2)専門家の知見を取り込むことで、住民同士で地域課題の共有化を進め、当事者意識を高めていける可能性があること、(3)4領域は、それぞれ課題の性質や段階が異なるため、個々の対応が必要であることが明らかになった。一方、専門家の問題提起に基づき、住民同士が討論する「問題提起型」公開講座の効果とその限界も今回の考察で明らかになった。本年度実施した公開講座は、地元学やゼミ形式の手法を導入することで、学習の目的、内容、方法等の企画を市職員側に委ね、学習を組織する主体への移行を試みた。その成果と意義の検証は、今後の課題である。
骨髄線維症における難治性病態の分子メカニズム解明とその克服

予後不良の腫瘍性疾患である骨髄線維症の治療には、近年チロシンキナーゼJAK2を標的とするJAK2阻害薬が使用可能となり成果を上げている一方、JAK2阻害薬抵抗性の以下の難治性病態が注目されている。本研究では、(1)骨髄線維化の分子メカニズム、(2)貧血、阻害薬に対する耐性獲得におけるTYK2の役割、(3)エピゲノム遺伝子異常共存による病態修飾について骨髄線維症モデルマウスを用い検討し明らかにした。骨髄線維症(myelofibrosis:MF)の予後は不良であり、新規治療法の開発が切望されている。MFで活性化しているチロシンキナーゼJAK2を標的とするJAK2阻害薬の臨床試験では、画期的治療効果が認められた一方、JAK2阻害薬に抵抗性の難治性病態も明らかになった。本研究では、MFモデルマウスを用いてMFの難治性病態の分子メカニズムを明らかにし、克服のための新規治療標的を同定する。以下の3つにテーマについて研究を進めている。1)骨髄線維化のメカニズム解明と治療標的同定:JAK2阻害薬抵抗性の病態の1つである骨髄線維化について研究を進めた。平成26年度はMFで高頻度に見られるJAK2V617F変異が転写因子USF1の転写能亢進を介して骨髄線維化のキー分子であるTGFb1の過剰産生を誘導していることを明らかにした。またUSF1転写能亢進にはMAPK経路が重要であり治療標的になることをマウスモデルを用いて明らかにした。2)TYK2の機能解析による貧血・JAK2阻害剤耐性機序の解明:JAK2阻害薬抵抗性の病態である貧血について、また変異細胞の耐性獲得について研究を進めている。TYK2が貧血の誘導、耐性獲得に関与しているという仮説のもとに、JAK2変異マウスとJAK2変異/TYK2欠損マウスの表現型比較を進めている。平成26年度は、JAK2V617F発現マウスとTYK2 KOマウスを交配しJAK2変異/TYK2欠損マウスの作成に成功した。しかし繁殖力が弱いため十分な数の確保に難があり、交配ペア数などに見直しを加えた計画で研究を進めている。3)エピゲノム異常がJAK2標的治療に与える影響の解明:エピゲノム異常がJAK2阻害剤治療に与える影響を評価するプラットフォームとして、平成26年度はJAK2変異/TET2欠損マウスを作成し、その表現型をJAK2変異単独のマウスと比較解析し、その成果を報告した。以下の3つテーマについて研究を進めている。平成26年度はMFで高頻度に見られるJAK2V617F変異がMAPK経路を介して転写因子USF1の転写能亢進し、骨髄線維化のキー分子であるTGFb1の過剰産生を誘導していることを明らかにした。平成27年度はMFマウスモデルにおいて、MAPK経路の標的治療がJAK2阻害薬抵抗性の線維化を改善することを明らかにした。平成27年度は、JAK2V617F発現マウスとTYK2 KOマウスを交配して得られるJAK2変異/TYK2欠損マウスを用いて、JAK2変異マウスと表現型、JAK2阻害薬反応性、を比較した。3)エピゲノム異常がJAK2標的治療に与える影響の解明:エピゲノム異常がJAK2阻害剤治療に与える影響を評価するプラットフォームとして、平成26年度にJAK2変異/TET2欠損マウスを作成し、その表現型をJAK2変異単独のマウスと比較解析し、その成果を論文化した。3つのテーマのうち1つについては、一定の成果が得られており、成果の論文化が今年度中に可能と考えている。残り2つのテーマについても最終的な目標は達成できていないが、成果の1部を論文として発表しており、また解決すべき課題も明確になっている。血液内科学組換えマウスの繁殖に関するものなど、平成26年度で明らかになった課題を解決する方策を講じ、平成27年度の研究計画に生かして計画を速やかに遂行するべく努力する。
ヌクレオチド結晶における相転移の分岐およびサイクル現象の時間展開・空間展開の解析

核酸の構成単位であるヌクレオチド水和物結晶に誘起される温度および水蒸気圧に依存した相転移現象について、相転移の時間展開、空間展開の解析をめざし、X線回折法、分光法等を用いその解析を進めてきた。平成19年度においては、1.湿度制御ガス気流下でX線回折強度測定が可能なシステムを構築し、サイクル様の現象現象(往路と復路で異なる中間体を経由する相転移)がおこるグアノシン結晶において、無水物から2水和物への吸湿過程でのみ観測される中間状態の構造解析に成功した。中間状態は1.25水和物相当であり、中間状態から2水和物への転移に伴い、分子のグリコシド結合周りのコンフォメーションがsynからantiへと大きく変わることが明らかになった。昨年度解析に成功したデオキシグアノシン5'-リン酸ニナトリウムの系と同様、相転移の進行は分子の顕著なコンフォメーション変化を伴っており、これに由来し、相転移点におけるエネルギー障壁が高いことが準安定状態の出現を誘起し、サイクル様相転移の原因になっているとみられる。2.湿度連続可変条件下で単結晶試料の偏光顕微鏡観察が可能なシステムを構築し、イノシン5'-リン酸ニナトリウム(Na_2IMP)およびキシロースイソメラーゼ単結晶について、相対湿度条件に依存した相転移を追跡した。両結晶とも相転移の進行に伴い、一過的に結晶の光透過性の局所的な変化がおこり、相転移の空間および時間進行をモニターすることに成功した。本方法を用い、時間分解能としてはmsecオーダー、空間分解能はμmオーダーでの相転移の追跡が可能である。1.4水和物、無水物A、無水物B間で相転移の分岐現象とサイクル現象が組み合わさって誘起されるデオキシグアノシン5'-リン酸二ナトリウム(Na_2dGMP)結晶の相転移機構の解明を目指し解析を進めた。4水和物は高湿度、高温条件で直接無水物Bへ移行するが、逆転移は中間状態(M相)を経るというサイクル様の転移を起こす。M相の構造解析に成功し、M相は2水和物で、分子のコンフォメーションは4水和物とは異なっており、無水物Bに類似していることが明らかになった。従って、分子のコンフォメーション変化は、M相から4水和物への転移に付随して起こる。4水和物-無水物B間のサイクル様相転移現象においても、4水和物から無水物AおよびBへの温湿度条件に依存した相転移の分岐現象と同様、結晶相転移に分子のコンフォメーション変化がリンクしていることがその要因となっていることが示唆された。また、相転移の空間展開の解析を目的とし、温湿度制御下での位相差顕微鏡、微分干渉顕微鏡等を用いた解析を開始した。2.相転移のトリガーとなる結晶水の時間的揺らぎを明らかにすることを目的して、シチジン5'-リン酸二ナトリウム(Na_2CMP)9水和物の分子動力学計算を行った。ナトリウムイオンに水和している結晶水の挙動の表現には、水のパラメーターとして分極関数を用いることが必須であることが示された。今後分極関数を用いた解析をすすめ、相転移における水和水の役割を明らかにしていくことを予定している。
脳マラリアの病理に関する接着分子の研究

脳マラリアの病理に関する実験として、ヒトからの材料を得ることが究めて困難であるために、ヒト脳マラリアを再現するモデルとしてサルを用いた系が開発されつつある。本申請研究の成果の一つとして、当部局ではニホンザルとサルマラリアのPlasmodium coatneyiの組み合わせを用いてそれに成功した(c.f.裏面研究発表論文)。そのニホンザル5頭を実験に供し、マラリア感染に伴う血漿中サイトカイン、及び接着分子の一つと知られているICAM-1の推移を測定した。感染後経時的に採血したところ、TNF-alpha、IFN-gamma値は発症期マラリア原虫寄生赤血球率の上昇に伴い著しい上昇が認められ、IL-6値はそれとは逆に着しい低下が認められた。またICAM-1は重篤な症状が観察された時期に上昇する傾向が認められた(発表準備中)。またその感染ニホンザルから得たring stage richな赤血球を、in vitroで30時間培養(37°C,5%CO2)したところ、宿主のサルの血清存在下の培養条件で、感染赤血球の回りに非感染赤血球が接着するrosetteの形成が着しかった。走査型及び透過型電子顕微鏡によってそのrosetteを観察すると、感染赤血球の表面に形成されたknobによって非感染赤血球に接着している像が確認された(発表準備中)。脳症状が認められたサルの脳の病理組織学的観察では、毛細血管内に感染赤血球が血球塊を形成して閉塞している像(Sequestration)が観察された。Sequestrationの率は大脳における各部より、小脳において高かった(発表準備中)。Sequestrationが起こっている部位の免疫組織学的観察により、同部位の血管内皮細胞に接着分子であるICAM-1,ELAMの局在が認められた。VCAMに関しては明らかではなかった。以上の結果より、接着分子はrosetteの形成、血管内皮細胞と感染赤血球との接着に大きな役割を演じ、原虫寄生赤血球率の上昇、サイトカイン誘導とに伴って、宿主に重篤な脳症状を誘発することがサルのモデルにおいて提示することができた。