hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動物性食素材に含まれる新規ラジカル捕捉活性成分の探索と調理過程における挙動

植物性食素材に含まれるラジカル捕捉活性成分についてはかなり明らかにされつつあるが、動物性食素材にはどのようなラジカル捕捉活性成分がどの程度含まれるか、また、動物種や飼育環境等によりどのような差があるか、あるいは調理加工によりどのように変化するか、などについては未解明の点が多い。本研究ではDPPHラジカル捕捉活性測定法および活性酸素ラジカル捕捉活性測定法を駆使して、動物性食素材に含まれるラジカル捕捉活性成分の有効性を追跡しながら、個々の有効成分についても明らかにすることを目的に検討を行った。本年度は、魚類のラジカル捕捉活性の品種および部位による違いを、DPPHラジカル捕捉活性測定法および活性酸素ラジカル捕捉活性測定法を用いて評価した。アジ、イワシ、タイ、カレイの4種について測定した結果、いずれの測定法においても野菜類に匹敵する高いラジカル捕捉活性が認められた。特に、魚の肝臓に高い活性がみられた。また、血合い肉を含む魚に高い活性がみられた。ラジカル捕捉活性に寄与する成分として、抗酸化ビタミンであるアスコルビン酸およびトコフェロール含量を測定したところ、いずれの成分も肝臓以外ではその含量はわずかであった。魚にも湿重量あたりで比較すると野菜に匹敵するラジカル捕捉活性が存在することから、野菜のみならず、魚を利用することでその上質のタンパク質のみならず、ラジカル捕捉活性成分をも摂取でき、健康増進、生活習慣病予防につながると考えられる。本研究ではこのDPPH-HPLC法を駆使して、動物性食素材に含まれるラジカル捕捉活性成分の有効性を追跡しながら、その本体をフォトダイオードアレイ検出器(PDA)を接続した高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて分析し、個々の有効成分について明らかにすることを目的に検討を行っている。本年度は各種の動物性食素材(鶏肉・魚類など)について、ラジカル捕捉活性をDPPH-HPLC法により測定した。その結果、鶏肉について、ハーブを給餌したハーブ鶏肉と通常の鶏肉を試料として検討したところ、各部位の肉および内臓ともにラジカル捕捉活性を示すこと、特に肝臓が高いラジカル捕捉活性を有することを明らかにした。また、ラジカル捕捉活性に寄与する成分として最も主要なものはポリフェノール化合物であること、そのほか、アスコルビン酸、グルタチオンが存在することを明らかにした。鶏肉にも湿重量あたりで比較すると野菜に匹敵するラジカル捕捉活性が存在することから、野菜のみならず、鶏肉を利用することでその上質のタンパク質や鉄分のみならず、ラジカル捕捉活性成分をも摂取でき、健康増進、生活習慣病予防につながると考えられる。
単一細胞解析による婦人科がん幹細胞ニッチの解明と新規治療法の開発

婦人科では良・悪性診断、病期診断目的で細胞診が多く用いられるが、得られる情報は診断医が鏡検下で観察した上皮細胞の形態変化が主であり、病態を数値化することは難しい。本研究では、婦人科癌のliquid biopsy中に存在する癌細胞、少数しか存在しない癌幹細胞や、幹細胞の維持や分化の調整を行うとされる微小環境の構成細胞に対して、精度の高い一細胞解析技術を用いて、幹細胞ニッチの分子生物学的な解明を行い、「一細胞の解像度で細胞内外の情報を収集する」ことを目指す。幹細胞ニッチに対し一細胞の解像度で解明することで、新規治療法の開発への応用ができる可能性がある。
超音速せん断層内に形成される縦渦を用いた混合促進に関する研究

スクラムジェット・エンジンの開発において,超音速空気流と燃料流の速やかな混合は必須である.本研究では,圧縮性乱流混合の最も基礎的な場である圧縮性せん断層に注目し,混合促進の手法について検討してきた.圧縮性の影響が顕著になると,流れと垂直方向に回転軸を持つスパン方向渦の成長が抑制され,結果として流体混合が抑制される.このような抑制効果を避けるため,本研究では,「縦渦」の利用を試みた.縦渦は,流れ方向と同じ向きに回転軸を持っており,圧縮性の影響を受けにくいことが示唆されている.流れ場の空間発展計算を用いて,単せん断流れにおけるスパン方向擾乱の空間的成長を調べた.その結果,スパン方向擾乱は,スパン方向渦構造に絡みつくように成長する縦渦構造へと成長することが示された.単一のスパン方向擾乱を加えた場合には,流れ方向擾乱とのスケール比が1程度となるスパン方向擾乱が最大の混合促進効果を与える.複数のスパン方向擾乱を流れ場に加えた場合,スケール比1を持つスパン方向擾乱から成長する縦渦が顕著に成長することが明らかとなった.このような場合,単一のスパン方向擾乱を加えた場合よりも混合促進効果が低下するため,単一の擾乱源によって縦渦を励起する方法が混合促進に有効であることが示された.曲線型トレーリングエッジを用いた実験結果と比較すると,単せん断流れよりも二重せん断流れにおいて,縦渦による大きな混合促進効果が見受けられた.二次不安定性により誘起される縦渦はスパン方向渦に絡みつきながら成長する.二重せん断流れでは,単せん断流れよりも顕著なスパン方向渦が形成されるため,その分縦渦が形成されやすいことが原因であると考えられる.スクラムジェット・エンジンの開発において,超音速空気流と燃料流の速やかな混合は必須である.本研究では,圧縮性乱流混合の最も基礎的な場である圧縮性せん断層に注目'し,混合促進の手法について検討してきた、圧縮性の影響が顕著になると,流れと垂直方向に回転軸を持つスパン方向渦の成長が抑制され,結果として流体混合が遅れてしまう.このような圧縮性による抑制効果を避けるため,本研究では,「縦渦」の利用を試みた.縦渦は,流れ方向と同じ向きに回転軸を持っており,圧縮性の影響を受けにくいことが示唆されている.本研究では,縦渦をどのようにして流れ場内に導入するかという点と,縦渦をどのようにして流れ場内において成長させるかという点を研究の焦点としている.二つの流体を隔てるトレーリングエッジを正弦波,三角波および矩形波に加工することにより,せん断層の成長率がどのように変化するかを実験的に調べた.その結果,いずれの形状を用いた場合にも流れ場内に縦渦が導入されることがわかった.また,模擬燃料噴射管を構成する二枚のトレーリングエッジの位相を180度ずらした場合において,正弦波および三角波を用いた場合は最大で80%,矩形波を用いた場合には最大で50%程度せん断層の成長率が増加する事がわかった.縦渦が成長しやすい場として,本研究では曲率を持つ流れ場を採用した.線形安定性解析により,高速流が曲率半径内側を流れるような流れ場において,スパン方向擾乱は不安定であり,その結果縦渦が成長し得ることが示された.流れ場のパラメータを変化させた結果,このような流れ場内に形成される縦渦はほとんど圧縮性の影響を受けないことが示された.これは,混合促進の観点からは非常に有益であると言える.まだ最も成長率の大きな縦渦の波長が存在することも示された.これらの結果を実験的に確かめるための風洞課備の作成が現在進行中である.スクラムジェット・エンジンの開発において,超音速空気流と燃料流の速やかな混合は必須である.本研究では,圧縮性乱流混合の最も基礎的な場である圧縮性せん断層に注目し,混合促進の手法について検討してきた,圧縮性の影響が顕著になると,流れと垂直方向に回転軸を持つスパン方向渦の成長が抑制され,結果として流体混合が抑制される.このような抑制効果を避けるため,本研究では,「縦渦」の利用を試みた.縦渦は,流れ方向と同じ向きに回転軸を持っており,圧縮性の影響を受けにくいことが示唆されている.縦渦の成長と関連が深い性質として,流れ場の二次不安定性が挙げられる.せん断流れ場の一次不安定性より,流れ場内にはスパン方向渦が形成される.本研究では,圧縮性せん断流れ場の線形安定性解析を用いて,一次不安定性により形成された流れ場は,スパン方向擾乱に対して不安定となることを確認した.圧縮性単せん断流れおよび二重せん断流れにおいてこの事実を確認した.その後,流れ場の三次元直接計算を用いて,流れ方向擾乱の非線形成長を調べた.その結果,スパン方向擾乱は,非線形成長段階を経て縦渦構造へと成長することが示された.この縦渦構造は,スパン方向渦に絡みつきながら成長する「リブ構造」と同じものであることがわかった.また,スパン方向渦列の波長と縦渦の波長の間には,混合促進に最適なスケール比が存在することも示された.このスケール比は,線形安定性解析によって示唆されるものと概ね近い値となった.上記の縦渦の効果を実験的に調べるために風洞設備が必要となる.本年度は,超音波流れを実現しうる風洞設備を作成した.基礎実験として,光学測定による流れ場の可視化,壁面静圧およびピトー圧測定を行った.

これにより,超音波流れのマッハ数や実験継続時間等が調べられた.スクラムジェット・エンジンの開発において,超音速空気流と燃料流の速やかな混合は必須である.本研究では,圧縮性乱流混合の最も基礎的な場である圧縮性せん断層に注目し,混合促進の手法について検討してきた.圧縮性の影響が顕著になると,流れと垂直方向に回転軸を持つスパン方向渦の成長が抑制され,結果として流体混合が抑制される.このような抑制効果を避けるため,本研究では,「縦渦」の利用を試みた.縦渦は,流れ方向と同じ向きに回転軸を持っており,圧縮性の影響を受けにくいことが示唆されている.流れ場の空間発展計算を用いて,単せん断流れにおけるスパン方向擾乱の空間的成長を調べた.その結果,スパン方向擾乱は,スパン方向渦構造に絡みつくように成長する縦渦構造へと成長することが示された.単一のスパン方向擾乱を加えた場合には,流れ方向擾乱とのスケール比が1程度となるスパン方向擾乱が最大の混合促進効果を与える.複数のスパン方向擾乱を流れ場に加えた場合,スケール比1を持つスパン方向擾乱から成長する縦渦が顕著に成長することが明らかとなった.このような場合,単一のスパン方向擾乱を加えた場合よりも混合促進効果が低下するため,単一の擾乱源によって縦渦を励起する方法が混合促進に有効であることが示された.曲線型トレーリングエッジを用いた実験結果と比較すると,単せん断流れよりも二重せん断流れにおいて,縦渦による大きな混合促進効果が見受けられた.二次不安定性により誘起される縦渦はスパン方向渦に絡みつきながら成長する.二重せん断流れでは,単せん断流れよりも顕著なスパン方向渦が形成されるため,その分縦渦が形成されやすいことが原因であると考えられる.
高校新科目「理数探究」のためのプログラム開発と探究活動の生徒及び教員への効果

理科と数学の知識を融合する新たなプログラムを開発,提案し,その効果を生徒,教員の両面から実践を通じて検証する。測定過程がブラックボックス化せず,解析過程でも高等学校数学を効果的に活用できる題材として,身近な水環境中のバクテリオファージの測定による環境評価方法を開発し,教科への理解の深まり,大学など次のステップで学ぶモチベーションを上げる効果の検証を行う。複数教科の内容を含む指導が,生徒への影響にとどまらず,教員に対しても視野を広げ資質能力を向上させる効果があることも検証の対象とする。
心臓樹状細胞の細胞動態に関する研究

本研究の目的は心臓樹状細胞(dendritic cell: DC)の役割とその制御機構を明らかとすることである。先ず、心筋ミオシン上の炎症惹起性エピトープ(CM2ペプチド)に特異的なGFPラベル化T細胞株(心筋ミオシン反応性T細胞:CMT)を作成し、その移入実験によりDCの活性動態を解析した。その結果、(1)T細胞サブセットの変化と自己免疫性心筋炎の活性化については、GFP-CMTが直接心筋組織に浸潤し、炎症を惹起した。また、GFP-CMTは数日で消退し、それに引き続き新たなCD4陽性T細胞、Th17 T細胞浸潤が出現した。この現象はT細胞Populationの交代であり、DCが深く関わっていた。(2)DCの細胞動態については、GFP非ラベル化CMTをGFP発現ラットに移入した実験的心筋炎においてGFP陽性DCの検出・同定を試みた。さらに、GFP陰性CD3陽性細胞を心筋組織より単離し、DC細胞動態をフローサイトメトリー解析した。しかし、キメラモデルの作成に多くの時間を費やし、十分な成果を得るに至らなかった。GFP陽性DCの心筋組織内への動員とその近傍におけるTh17 T細胞による炎症惹起・遷延、DCにおけるTh17免疫を制御するIL-23/-27バランス、そのサイトカインバランスを制御するTLRシグナル伝達経路の同定など、興味ある課題が見つかった。一方、Cylindromatosis (CYLD)はNF-κBの抑制因子であり、かつ自然免疫の活性化因子でもある。このCYLDの発現機序は未だ不明である。今回活性化された心筋炎マクロファージを検索したところ、Interferon regulatoryfactor (IRF)-3がこの活性化に強く関与していることが知られた。そこで、系統的な検索を加え、このシグナル系は心筋炎を惹起し、劇症化させ、遷延化する、との興味深い結果を得た。現在、活性化されたシグナルと心臓樹状細胞との関わり合いを新たに検索している。(1)トランスファー心筋炎モデル心筋組織を用いたGFP陽性心筋炎惹起性T細胞株(GFP-CTL)の動態解析樹状細胞の抗原提示先であるT細胞の体内動態の観察から始めた。樹立したGFP-CTLをnaiveラットの尾静脈から移注すると、各種リンパ臓器をリクルートした後、約3日かけて心臓組織中に浸潤を来す。このモデルは従来の心筋炎モデルと病理表現型に差異はなく、また、GFP-CTLは心筋炎病巣に直接浸潤・集簇するが、経過とともに同細胞は減少する一方で、レシピエント由来と思われるCD4陽性Tリンパ球が心筋炎症の主体となり、心筋での局所炎症を持続させていく。炎症の慢性化機序を探るうえで、極めて重要な現象を捉えた。(2)GFP非ラベル化心筋炎惹起性T細胞株(NL-CTL)のGFPトランスジェニック(GFP-Tg)ラットへのトランスファーによる心筋樹細胞の動態解析GFP非ラベル化T細胞(NL-CTL)をGFP-Tgラットに移入し、心筋炎病巣部並びに周辺部に、抗CD4抗体による免疫染色を施すことで、GFP-Tgラットの心筋内の心臓樹状細胞の細胞応答や細胞動態を検索しようと試みた。しかし、GFP-Tgの心筋組織そのものにGFP発現が起こり、両細胞の分離が困難であることが判明した。今後は、GFP-TgラットからGFPラベル化樹状細胞を単離し、継代培養のうえ細胞株化することにより動態解析を進める必要がある。

研究の目的は、外来抗原感染に引き続く獲得免疫から自己免疫に至る一連の免疫過程における心臓樹状細胞(dendritic cell:DC)の役割とその制御機構を明らかとすることである。一般的にDCはその一連の賦活過程において抗原特異的T細胞からの修飾が必須である。先ず心筋ミオシン上の炎症惹起性エピトープ(CM2)に特異的なT細胞株(CMT)を作成し、その移入に伴うDCの活性動態を解析するという実験的アプローチを選択した。(1)T細胞サブセットの変化と慢性心筋炎:GFPラベル化CMTは直接心筋組織に浸潤し、心筋炎を形成した。興味深いことにGFPラベル化CMTの消退に引き続き、心筋組織内にCD4陽性細胞が見出された。GFPラベル化CMTのサブセットは不明であったが、細胞培養におけるサイトカイン産生特性能を測定した結果、Th1T細胞であることが判明した。他の動物モデルを用いた検討結果を考慮すると、新たに出現したCD4陽性細胞はTh17T細胞であると推量される。(2)DCの細胞動態:GFP非ラベル化CMTをGFP過剰発現ラットに移入した心筋炎モデルからGFP陽性DCの検出を試みた。しかし、心筋組織自体にもGFP発現が認められ、DC株の分離・独立が困難であった。現在、GFPキメララットを用いた別方法の検討を急いでいる。(3)DCの機能解析(DC細胞株を用いた検討):CMT移入後の心筋組織よりDCを単離し、継代培養を介して細胞株の作成を試みた。しかし、DCの回収率は極めて低く、未だ成功を見ていない。現在、ラット樹状細胞肉腫モデルの応用も検討している。心臓樹状細胞(DC)の役割とその制御機構を明らかにする目的で、計画に従い、1心筋ミオシン上の炎症惹起性エピトープ(CM2)に特異的なT細胞株(CMT)を作成し、その移入に伴うDCの活性動態を解析した。2次いでCMTをGFPラベル化し、その体内動態を明らかにした。その過程で、CMTは移入後速やかに消失し、新たなnative T細胞(NT)が出現した。この現象はエピトープスプレンディングとT細胞population変化で説明できるが、そのいずれにもDCは重要な役割を担っている。そこで、最終段階で、GFP陰性CD3陽性細胞を心筋組織より分離し、T細胞受容体レパートリー解析、Th phenotype解析、さらにDCの動態解析をフローサイトメトリーで行った。しかし、キメラモデルの作成に手間取り、十分な解析成果を得るには至らなかった。GFP陽性DCの心筋組織内への動員とその近傍におけるTh17 T細胞からなる炎症惹起と持続、DCにおけるTh17免疫を制御するIL-23/-27バランスのIL-23へのシフトとこのサイトカインバランスを制御するTLRシグナル伝達経路の同定などは依然として課題として残った。一方、Cylindromatosis (CYLD)はNF-κBの抑制因子であり、かつ自然免疫の重要な活性化因子でもある。このCYLDの発現機序は現在まで不明のままで推移していた。
老化血管内皮細胞の炎症亢進表現型におけるＣＤＣ４２シグナルの解析

慢性炎症、すなわち弱くて長期に渡る免疫細胞の活性化はがん、動脈硬化、アルツハイマーなどの年齢とともに起こる多くの疾患の原因である。その原因はまだよくわかっておらず根本的な治療法もない。本研究では、体中に広く分布する血管内皮細胞で細胞老化が誘導されると、CDC42が活性化することをヒト培養細胞で見出した。さらにその働きにより炎症が強まり、動脈硬化が促進することをマウスでも見つけた。さらにモデル生物線虫を用いて、CDC42が過剰な免疫反応の促進と、それによる寿命の短縮を引き起こす事も見つけた。以上から生物種を超えて、CDC42が細胞老化に伴う慢性炎症の誘導、寿命短縮に寄与する可能性がある。昨年度まで、CDC42が老化血管内皮細胞における炎症関連遺伝子の誘導に重要であり、さらにはマウスの動脈硬化、線虫の寿命にも影響を及ぼす事が分かっていた。すなわち、CDC42が細胞老化により活性化され、炎症を誘導することで老化関連疾患や個体の寿命を制御することが分かっていた。本年度は、CDC42が細胞老化自体を制御するのか、それとも細胞老化自体は制御せずに、炎症誘導にある程度特化した働きを持つのか詳細な検討を行った。ヒト培養老化細胞において、CDC42をRNAiで抑制しても、細胞老化の特徴である増殖の停止、肥大した形態への変化は見られなかった。またマウス動脈硬化モデルであるApoEノックアウトマウスにおいて、細胞老化マーカーであるp21, γH2AXの免疫染色を行ったところ、血管内皮細胞において強い発現が特異的に見られ、野生型マウスでは見られなかった。すなわち血管内皮細胞の細胞老化は疾患マウスにおいて増えることが支持された。Cre-loxPシステムによりApoEノックアウトマウスにおいて血管内皮細胞特異的にCDC42遺伝子を欠損しても、p21, γH2AXの発現は強く見られたままだった。すなわちこれらの結果より、CDC42は細胞老化自体を抑制するのではなく、炎症経路を特異的に抑制していることが示唆された。この結果が重要なのは、細胞老化自体はがん抑制のシグナルでもあり、それ自体を抑制することは、動脈硬化などの他の病態が抑制されても、がん増殖につながる可能性があるからである。また線虫においてDNAマイクロアレイ解析を行った。変異体でCDC42経路を抑えると、発現パターンが野生型のものに近づくことが分かった。用いた変異体でCDC42系を抑えると寿命が回復するが、発現パターンも野生型に近くなることがわかった。将来このデータから老化疾患に寄与する遺伝子が抽出できる可能性がある。慢性炎症、すなわち弱くて長期に渡る炎症細胞の組織浸潤は、がん、動脈硬化、アルツハイマーなどの加齢に伴って起こる現在の難治性疾患の原因となっている。その原因は多くの場合無菌性の刺激によって起こると言われているものの、まだよくわかっていない。本研究では老化細胞が1.こういった疾患部位に蓄積されていること、2.炎症誘導遺伝子の発現が持続的に誘導されていることに注目し、老化細胞がこういった疾患の慢性炎症の原因であると仮説を立て研究をしている。老化細胞がなぜ細菌などの外部刺激なしに炎症を誘導するか、その分子機構はまだわかっておらず、本研究はその機構の解明を目指した。ヒト老化血管内皮細胞を用いて172遺伝子のスクリーニングを行った結果、CDC42経路をはこれまで炎症に関する研究がほとんどなされていない、新規性の強い、老化血管内皮細胞で炎症誘導する機構として同定した。これまでの検討で、ヒト細胞のみならず、線虫でもこの経路が慢性炎症に寄与することを見出した。これはヒトと線虫の進化的距離の遠さを考えると大変興味深い知見であり、このCDC42経路の根源的な役割が伺われる。マウスでも動脈硬化モデルを含めた複数のモデルで、老化血管内皮細胞による慢性炎症誘導にCDC42経路が重要なことを示し、老化に関わる無菌炎症におけるCDC42の重要性を世界で初めて示した。本年度に関しては、線虫でCDC42経路が免疫調節に関わるSym-1発現に関わることを示すとともに、3種類の遺伝学的マウスモデルによる解析(PDGFB-iCre;MDM2 flox; CDC42 floxマウス,ApoE KO; PDGFB-iCre;CDC42 floxマウスとApoE KO; PDGFB-iCre;CDC42 flox)で仮説を確認し、in vivoにおいてもCDC42経路が老化に関わる炎症誘導に重要なことを示した。ほぼ期待通りにデータが出ている。前年度の下準備、予備データが功を奏している。本年度は論文対応をしっかり行い、成果の出版を完了できるよう努力する。この細胞老化による、外部由来の生物によらない免疫惹起反応が、細菌感染による急性炎症経路とどの程度区別できるかを血管内皮

細胞特異的CDC42遺伝子ノックアウトマウスを用いてさらに検討を進める。CDC42が老化に根差したいわば自己免疫疾患ともいえる現象である慢性炎症にどれくらい特異的に関わるかを知ることで、老化関連疾患の治療につながりうるか、糸口をつかむ。その検証の上で、論文を投稿し、知見を公知していきたい。多くはマウス関連実験費に利用される予定である。PCR実験試薬にも使われる。また論文対応で査読者から指示があった実験内容に対応して、その実験に必要な試薬購入も可能性がある。
BIMのデータ構造と修理記録を手掛かりとした効果的な施設管理のための建物情報活用

本研究課題の目的は、BIM(Building Information Model)のデータ構造と修理記録を手掛かりとし、効果的な施設管理を行うための建物情報活用の手法を開発することにある。具体的には、これらを用いて今後、同様な事故・故障が発生する施設内箇所を推定する手法を開発する。本研究課題の実施内容は次の3つに分かれる。「類似度判定手法の開発」と「BIMデータの構築」、「国立大学法人等施設の調査」の3つである。2018年度の研究実績は次の通りである。「類似度判定手法の開発」においては、故障の頻度の高い部位として建具(ドア)と屋上防水をケーススタディの対象に選定した。そして、それぞれについて故障箇所を探すためのプログラムのプロトタイプを開発した。建具(ドア)のプログラムでは、故障のあったドアが持つ属性情報に加え、そのドアを含む壁や部屋の属性情報も活用するアプローチを取っている。これら獲得した属性情報の中から、故障に最も関連の深い項目を選択して類似度の高い他のドアを集める。屋上防水のプログラムでは、雨漏りの可能性がある部屋の候補を見つけ出すアプローチでプログラム開発を検討している。具体的には、水漏れが報告された部屋の上部空間を調べている。現在は選択した部屋の上部が内部空間か外部空間かで判別する手法を開発している。建物と故障記録については国立大学施設のものを用いて研究を進めている。「BIMデータの構築」においては、釧路工業高等専門学校校舎の設計図書の収集・画像データ化を行い、BIMデータを構築している。「国立大学法人等施設の調査」においては、国立大学の施設職員に対して施設管理に関するヒアリングを実施した。申請時の計画に対し、「類似度判定手法の開発」においては、予定通りのペースで進んでいる。ただし、ケーススタディの選定において、申請時の計画では空調・排水設備を予定していたが屋上防水に変更した。屋上防水も故障の多い部位であることからケーススタディの対象として選定している。「BIMデータの構築」においては、年度が開始して早々にBIMデータ構築に専用するワークステーションを購入した。そして、釧路工業高等専門学校校舎の設計図書の収集・画像データ化が済み、BIMデータを構築している。この校舎のBIMデータを使用するまでには至っていないが、他施設のBIMデータがあるため類似度判定手法の開発への支障はない。「国立大学法人等施設の調査」においては、施設職員に対して施設管理に関するヒアリングを実施した。類似度判定手法の開発に向けて必要な情報は収集できている。交付額決定を受けて、研究成果の発表に向けた費用に集中させるため、施設調査を実施するための費用を縮小した。そのため、現地に行って調べるという方法はなるべくとらず、メール等で質問する方法にシフトしている。2018年度の研究成果については、日本建築学会の年次大会、日本建築学会情報システム技術委員会主催のシンポジウムで口頭発表を行ってきた。また、国際会議CAADRIAのプロシーディングスへの論文掲載が決定し、2019年4月に発表予定である。これらから一定の成果が上がっていると判断する。2019年度の研究は次の通りに進めていく。「類似度判定手法の開発」においては、前年度にケーススタディの対象として取り上げた建具(ドア)と屋上防水について、継続して開発に取り組む。建具(ドア)については、属性情報を用いた類似箇所を探すためのプログラムの完成度を高めていくことを目標とする。屋上防水については、引き続き雨漏りの可能性がある部屋の候補を見つけ出すアプローチでプログラム開発を検討していく。具体的には選択した部屋の上部スラブが床か屋上かを判別する手法の開発に取り組む。また、選択した部屋の上部スラブにルーフドレンが配置されているかを判別する手法の開発に取り組む。「BIMデータの構築」においては、釧路工業高等専門学校校舎のBIMデータ構築を引き続き進める。完成次第、類似度判定で用いる。そして、校舎に接続する他施設のBIMデータ構築を始める。「国立大学法人等施設の調査」においては、プログラム開発の進捗に合わせて有用なプログラムとするための意見収集を行う。収集方法については、学会発表や英語論文校閲などの他の出費の様子を見て、現地調査とするかメール等による質問にするかを決定する。2019年度までの研究成果については、日本建築学会情報システム技術委員会主催のシンポジウムでの口頭発表、国際会議のプロシーディングスへの論文掲載・発表を目指す。

具体的には、水漏れが報告された部屋の上部空間を調べている。現在は選択した部屋の上部が内部空間か外部空間かで判別する手法を開発している。建物と故障記録については国立大学施設のものを用いて研究を進めている。「BIMデータの構築」においては、釧路工業高等専門学校校舎の設計図書の収集・画像データ化を行い、BIMデータを構築している。「国立大学法人等施設の調査」においては、国立大学の施設職員に対して施設管理に関するヒアリングを実施した。申請時の計画に対し、「類似度判定手法の開発」においては、予定通りのペースで進んでいる。ただし、ケーススタディの選定において、申請時の計画では空調・排水設備を予定していたが屋上防水に変更した。屋上防水も故障の多い部位であることからケーススタディの対象として選定している。「BIMデータの構築」においては、年度が開始して早々にBIMデータ構築に専用するワークステーションを購入した。そして、釧路工業高等専門学校校舎の設計図書の収集・画像データ化が済み、BIMデータを構築している。この校舎のBIMデータを使用するまでには至っていないが、他施設のBIMデータがあるため類似度判定手法の開発への支障はない。「国立大学法人等施設の調査」においては、施設職員に対して施設管理に関するヒアリングを実施した。類似度判定手法の開発に向けて必要な情報は収集できている。交付額決定を受けて、研究成果の発表に向けた費用に集中させるため、施設調査を実施するための費用を縮小した。そのため、現地に行って調べるという方法はなるべくとらず、メール等で質問する方法にシフトしている。2018年度の研究成果については、日本建築学会の年次大会、日本建築学会情報システム技術委員会主催のシンポジウムで口頭発表を行ってきた。また、国際会議CAADRIAのプロシーディングスへの論文掲載が決定し、2019年4月に発表予定である。これらから一定の成果が上がっていると判断する。2019年度の研究は次の通りに進めていく。「類似度判定手法の開発」においては、前年度にケーススタディの対象として取り上げた建具(ドア)と屋上防水について、継続して開発に取り組む。建具(ドア)については、属性情報を用いた類似箇所を探すためのプログラムの完成度を高めていくことを目標とする。屋上防水については、引き続き雨漏りの可能性がある部屋の候補を見つけ出すアプローチでプログラム開発を検討していく。具体的には選択した部屋の上部スラブが床か屋上かを判別する手法の開発に取り組む。また、選択した部屋の上部スラブにルーフドレンが配置されているかを判別する手法の開発に取り組む。「BIMデータの構築」においては、釧路工業高等専門学校校舎のBIMデータ構築を引き続き進める。完成次第、類似度判定で用いる。そして、校舎に接続する他施設のBIMデータ構築を始める。
胸腺細胞に発現するクローディンのT細胞分化選択における役割

胸腺は、T細胞の正常な分化と選択に必須の中枢リンパ組織であり、胸腺ストローマである胸腺上皮細胞は胸腺細胞と密に相互作用することによりその発生と選択を支持する。申請者はこれまでに、通常の上皮細胞において上皮間バリア機能の中心を担うタイトジャンクション(TJ)局在膜蛋白質であるクローディン(Cld)3,4が、成熟胸腺上皮細胞の一部に発現を認めること、またこのCld陽性細胞が末梢自己抗原に対する免疫寛容に必須の髄質上皮細胞であることを見出している。さらにCld3,4の発現を指標にすることによって、Aire陽性上皮細胞の前駆細胞を発生初期の胸腺原基から同定した(Nat.Immuno1.2007)。加えてこの研究過程で、胸腺細胞の一部にもCld4が発現することが明らかになった。胸腺細胞におけるCld4の発現はβセレクション、ポジティブセレクションを受けるDN3とDP特異的に発現すること、Cld4はin vitroにおいてTCRシグナルの補助刺激活性を示すことから、T細胞の選択過程に寄与する可能性についても報告した(PNAS 2011)。今年度は、胸腺細胞に発現するCld4のT細胞選択における機能を個体レベルで解析を行った。その結果、少なくともWTバックグランドではT細胞の分化発生に顕著な異常は認められなかった。その一方で、NODマウスなど数種のT細胞の選択に異常があるとされる自己免疫疾患モデルマウスの胸腺細胞でCld4が過剰に発現していることを見出した。そこで、現在NODバックグランドのCld4KOマウスを作製し、そのT細胞分化選択の異常の有無、自己免疫疾患発症への影響について解析を行っている。また、Cld4KOマウスはCld4が発現する尿路上皮の異常により加齢個体で伴い水腎症を発症することが明らかになったため、本知見をPLOS ONE誌に報告を行った。T細胞における機能については今後、Cld4コンディショナルKOマウスを作製し、解析する予定である。申請者はこれまでに、通常の上皮細胞において上皮間バリア機能の中心を担うタイトジャンクション(TJ)局在膜蛋白質であるクローディン(Cld)3,4が、成熟胸腺上皮細胞の一部に発現を認めること、またこのCld陽性細胞が末梢自己抗原に対する免疫寛容に重要な役割を果たすAutoimmune regulator(Aire)遺伝子を発現する特殊に機能分化した髄質上皮細胞であることを見出した。さらにCld3,4の発現を指標にすることによって、Aire陽性上皮細胞の前駆細胞を発生初期の胸腺原基から同定することに成功した(Nat.Immunol.2007)。加えてこの研究過程で、胸腺細胞の一部にもCld4が発現することを見出した。胸腺細胞におけるCld4の発現はβセレクション、ポジティブセレクションを受けるDN3とDP特異的に発現し、in vitroにおいてCld4はTCRシグナルの補助刺激活性を示すことから、T細胞分化の選択過程に何らかの役割を果たす可能性が示唆されている。またNODマウスなど数種の自己免疫疾患モデルマウスの胸腺細胞でCld4が過剰に発現することが明らかになった。以上の背景を踏まえ、本研究では胸腺細胞に発現するCld4のT細胞選択における機能を個体レベルで解析すると共にCld4の発現異常と様々な免疫疾患との関わりを解明することにより、胸腺で起こる自己形成を担う新たな分子基盤を明らかにすることを目的とした。今年度は、Cld4のT細胞特異的コンディショナルKOマウスの作製及び、Cld4KOのNODへのバッククロス(10回)が終了した。現在表現型解析を行っている。

また、Cld4KOマウスはCld4が発現する尿路上皮の異常により加齢個体で伴い水腎症を発症することが明らかになったため、本知見をPLOS ONE誌に報告を行った。T細胞における機能については今後、Cld4コンディショナルKOマウスを作製し、解析する予定である。
イムノセンシング界面構築に関する研究

バイオセンサーとしての導波モードセンサーのパフォーマンス実証を目的に研究を展開した。表面がガラスであるセンシングチップにセンシング界面を構築するためのトリエトキシシラン誘導体表面修飾材料を開発し、抗レプチン抗体を固定化してセンシング界面を構築した。レプチンの検出限界値を検討したところ、PBS中では数十ng/mL、ヒトコントロール血清中では100ng/mL、二次抗体を用いた増感では数ng/mLのレプチンを検出できることを見いだし、タンパク質の非特異吸着を効果的に抑制できたことから、導波モードセンサーが実用的なバイオセンサーとして有望であることを実証できた。ガラス基板上にイムノセンシング界面を構築するために、抗体を固定化するシラン表面修飾材料と、タンパク質の非特異吸着を抑制するシラン表面修飾材料の開発を行った。抗体を固定化する材料には、活性エステルであるスクシンイミドエステルを導入したトリエトキシシランを、非特異吸着を抑制する材料には、オリゴエチレングリコールを導入したトリエトキシシランを設計・合成した。表面修飾材料の分子構造による抗体固定化機能や非特異吸着抑制機能を検討するために、アルキル鎖長やエチレングリコールユニット数が異なる種々のシラン化合物を合成した。抗体固定化材料と非特異吸着抑制材料の混合修飾表面に抗レプチン抗体を固定化し、導波モードセンサーを用いて抗原抗体反応によるヒトレプチン検出を検討した結果、鎖長が長くなるに従ってシラン化合物の反応性が低下して求める表面修飾が困難になること、抗体固定化材料の混合比と抗体固定化量が比例すること、抗体を固定化するには抗体固定化材料の鎖長が非特異吸着抑制材料の鎖長より長くなければならいこと、非特異吸着抑制材料を導入することによって固体化された抗体の活性維持ができること等を見いだした。最適化された修飾表面に抗体を固定化したセンシング界面の場合には、非標識法で数十ng/mLのヒトレプチンが検出できることを見いだした。さらには、実試料と想定されるコントロール血清中においても、100ng/mLのヒトレプチンが検出できることを確認した。導波モードセンサーでは、非標識法でレプチンを数十ng/mLまで検出できることを前年度見いだしている。より高感度検出を目指して、プロテインA、プロテインG、二次抗体を用いた増感法について検討を行った。前年度に確立した抗体を固定化し、非特異吸着を抑制できる表面に、プロテインAおよびGを固定化してさらに抗体を導入固定化したセンシング界面を構築して検討したところ、プロテインA、G共にレプチン検出限界は100ng/mLであり、増感効果は見られなかった。この結果は、プロテインAおよびGは抗体に対する結合機能に方向性があり、プロテインAおよびGそのものを抗体結合に適した方向で固定化しなければ増感効果は得られないことを示唆している。次に二次抗体を用いた増感を検討したところ、感度が10倍程度増強し、数ng/mLのレプチンが検出可能であることを見いだした。導波モードセンサーの大きな特徴は、着色した物質も検出可能であり、高感度が期待できることである。そこで市販の直径15nmの金粒子に非特異吸着や凝集を抑制する表面修飾を施し、導波モードセンサーの応答を検討したところ、表面修飾を施した金粒子には応答しないという予想外の事実が判明した。従って導波モードセンサーの着色物質検出機能を利用した感度増強には表面修飾材料を用いることができず、当初の想定とはまったく異なるアプローチ法が必要であることが明らかになった。その一方で、ここで開発した金表面を修飾できる材料を用いて自己集合膜の動力学をインピーダンスアナライザーを用いて検討した結果、ポリエチレングリコールからなる自己集合膜は非常に流動性が高く、QCMセンサーを用いた場合には、基板から約10nmの距離までしか正確に質量を反映したデータは得られないことを見いだした。タンパク質の非特異吸着を抑制するメトキシオリゴエチレングリコールを導入したトリエトキシシランと抗体などのタンパク質を化学結合固定化するスクシンイミドエステルを導入したトリエトキシシランからなる混合表面修飾を導波モードセンサーのセンシングチップに施し、抗レプチン抗体を固定化してその抗原抗体反応を検討した。表面修飾材料の修飾条件や鎖長による組み合わせを最適化したところ、PBS中の数十ng/mLのレプチンを検出できることが明らかになった。さらに血清試料を用いて測定したところ、血清中でも100ng/mLの濃度のレプチンが検出できることを見いだした。以上の結果から、非特異吸着を抑制する表面修飾材料と抗体を固定化する表面修飾材料からなる混合表面修飾法は、血清に由来するタンパク質の非特異吸着を効果的に抑制し、かつ表面に抗体を化学結合固定化して抗原抗体反応を検出できるセンシング界面構築手段として有効であることを明らかにできた。さらに二次抗体を用いた増感法を検討したところ、数ng/mLのレプチンでも検出できることを見いだし、約十倍の感度増強が可能であることを見いだした。その一方で、混合修飾表面にプロテインAやGを固定化し、配向性を制御して抗体を導入したセンシング界面を構築してレプチンの検出を検討したところ検出感度は数十ng/mLであり、増感効果は認められなかった。金粒子を用いた増感法では、金粒子に非特異吸着を抑制する単分子膜の表面修飾を施すことによって導波モードセンサーに応答しなくなるという現象が現れ、この増感法は適用できないことが明らかになった。

表面がガラスであるセンシングチップにセンシング界面を構築するためのトリエトキシシラン誘導体表面修飾材料を開発し、抗レプチン抗体を固定化してセンシング界面を構築した。レプチンの検出限界値を検討したところ、PBS中では数十ng/mL、ヒトコントロール血清中では100ng/mL、二次抗体を用いた増感では数ng/mLのレプチンを検出できることを見いだし、タンパク質の非特異吸着を効果的に抑制できたことから、導波モードセンサーが実用的なバイオセンサーとして有望であることを実証できた。高感度検出を目指して最終段階に導波モードセンサーの着色物質検出機能を検討する予定であったが、非特異吸着や凝集を抑制する表面修飾を施すことによって導波モードセンサーが応答しなくなるという想定外の事実が判明し、結果的に計画書に記載した事項の検討が終了してしまった。有機材料化学様々な表面修飾材料が開発されているが、これらの材料を同一の条件下で比較評価した事例は少ない。そこで金粒子を修飾するために合成した表面修飾材料を用いて、非特異吸着の抑制機能、金粒子の凝集抑制機能、表面濡れ性を比較検討し、表面修飾材料の体系化を検討予定である。今年度は、抗体固定化材料および非特異吸着抑制材料の開発と導波モードセンサーのバイオセンサーとしてのポテンシャル評価を目標に研究を進め、両課題とも満足できる結果を得ることができた。非標識法による検出での限界が明らかになったので、高感度検出を目指して二次抗体などを用いた感度増強法を検討する一方で、より簡便で安定な測定手法として流路などの活用を検討する。
歯槽骨破壊の指標としての歯肉溝滲出液プロテオグリカン

本研究は骨代謝マーカーとしてのCS-PG仮説をレベルアップするため、GCF中のCS-PGの由来を検討することを目的としておこなった。1、GCF、歯肉、血清をSDS-PAGEで泳動後、セルロースアセテート膜にウエスタンブロッティングし、モノクローナル抗体で各サンプルのC4S-PG,C6S-PGを免疫染色した。その結果、両PGのGCFメジャーバンドは血清のそれに一致し、マイナ-バンドは歯肉のそれに一致した。2、歯肉縁下歯石のCS-PGをセルロースアセテート膜上で二次元電気泳動を行った結果、CS-PGは脱灰縁下歯石に含まれる唯一の硫酸かPGであった。またこれをHPLCによる異性体分析した結果、その大部分はC4S-PGであった。3、骨コラーゲンに特有の架橋物質であるピリジノリン、デオキシピリジノリンが、GCFに含まれるかどうかELISA法で検討した結果、GCFに検出可能であった。また、イヌの歯周炎モデルに応用した結果、急性炎症時のGCFには多量含まれ、慢性期には低下したが、これは同じモデルでのCS-PGのプロフィールと一致した。以上の結果、GCF中には血清と歯肉由来のCS-PGも存在することを分子量レベルで明らかにし、歯槽骨を含む深部歯周組織に特異的なものではないことがわかった。しかし、骨には特異な架橋物質がGCFが検出され、CS-PGと同様の動態を示すことは、CS-PGが骨破壊マーカーとなり得ることを示唆した。歯肉縁下歯石のCS-PGは、血清と歯肉を含む歯周組織代謝産物由来のものと考えられる。歯肉溝滲出液プロテオグリカンーグリコサミノグリカンと歯周炎との関係については、ヒアルロン酸は主として浅部歯周組織の炎症と、また硫酸化グリコサミノグリカンは深部歯周組織の炎症とかかわり合いがある事をすでに明らかにした(日歯周誌、29、844、'87、日歯周誌34、368、'92)。これらの研究で用いられた方法は、ELISA法、電気泳動法などの時間を必要とするもので、より簡単で精度の高い方法が望まれる。陽性荷電膜細片で採取した滲出液を0.2%アルシアンブルーで染色し、これをデンシトメーターで測定することによりngレベルでプロテオグリカンーグリコサミノグリカンの検出が可能であった。ヒアルロン酸と硫酸化グリコサミノグリカンは、染色液のマグネシウム濃度を変えることによって分別可能であった。DNA、血清アルブミンの呈色に対する妨害はわずかであったが、唾液成分の妨害は避けられなかった。深部歯周組織破壊のマーカーと考えられる硫酸化グリコサミノグリカンを、含量の多いヒアルロン酸と分別検出できたことの意義は大きい。またテクニックは極めて簡単で、かつ微量検出できることも今後の研究に利するところが大きい。しかし、難点は唾液成分による妨害で、これをいかに小さくするかは今後の問題である。本研究の結果は40回国際歯科研究学会日本部会(JADR)1992、12、月、東京、abstracts paper 69Pで発表した。歯槽骨の代謝活性をモニターすることは歯周疾患の病態を把握する上で有効な手段になると考えられる。近年、血中や尿中に出現する骨代謝マーカーに関する検討が盛んに行われ、骨代謝疾患をモニターする有効な指標となりつつある。骨吸収のマーカーとしては骨のコラーゲン線維間の架橋物質であり、骨吸収に伴い尿中に排泄されるピリジノリン(Pyr)、デオキシピリジノリン(DPyr)が注目されている。本研究は歯槽骨吸収のマーカーとしての歯肉溝滲出液(GCF)中のPyrとDPyrを評価する目的で、イヌ実験的歯周炎の進展に伴うGCF中のPyrとDPyr量をELISA法を用いて検討した。実験動物にはビーグル成犬3頭を用いた。

2ケ月間ブラッシングとスケーリングにより健常歯肉を確立した後、臼歯の歯肉溝内に外科用縫合糸を結紮した。歯肉溝滲出液はマイクロキャピラリーチューブを用いて滲出液を結紮糸の歯肉溝より注意深く一定量ずつ採取した。GCF中のPyr、DPyrの測定にはMetra社製PYRILINKS AssayとPYRILINKS-D Assayキットを用いたELISA法により行った。GCFサンプルの希釈倍率は予備実験時に行ったイヌおよびヒトの尿中での検出量を参考に至適濃度を設定し測定に供した。ヒト尿と同様にイヌ尿中よりPyr、DPyrともに検出され、本検出キットがイヌにも使用可能であった。また健常歯肉を持つイヌのGCF中からも高い濃度で検出された。実験的歯周炎の進展に伴いGCF中のPyr量およびDPyr量ともに変動し、急性炎症期に上昇し、慢性炎症期には低下する傾向が見られた。
シュンラン属の生活形・栄養摂取様式の進化

シュンラン属(Cymbidium Sw.)は、約50種からなるラン科の多年生草本である。本属においては地生着生と生活形が分化し、さらにCAM型光合成や完全菌寄生が進化するという、属レベルでは他に類例を見ない、生活形と栄養摂取様式の多様化が生じている。本研究ではまず、シュンラン属の分子系統解析を行い、形質進化を解明するにあたって参照体系となりうる系統図を構築した。一方、シュンラン属の生活形と栄養摂取に関わる形質について調査し、さらに分子系統図上に各形質の形質状態を再配置し、形質進化の解明を試みた。その結果、以下の諸点を明らかにすることができた。(1)生活形の祖先形質は着生で、地生に少なくとも3回独立に進化した。(2)完全菌寄生のマヤラン(C. macrorhizon)は地生の系統から進化した。(3)着生種の種子の親水性は高く、地生種の種子の親水性は低かった。(4)完全菌寄生種の種子は独立栄養型の姉妹群の種子の1/2-1/3.5の長さだった。(5)根茎は地生種のみで発達し、共生菌の主たる生活空間となっていた。(6)葉の厚壁繊維の発達と着生化の程度が相関した。(7)少数種で観察された葉の柵状組織と気孔の両面での分化は、強い光ストレスに適応した形質と考えられた。(8)共生菌を分子同定した結果、シュンラン属の根および根茎には少なくとも2タイプの菌が共生していた。(1)Rhizoctoniaなどのいわゆる「ラン菌」、(2)「樹木の外生菌」として生活する担子菌のグループ。(9)シュンラン属の系統と共生菌との関連は認められなかった。(10)シュンラン属の生活形と共生菌の関連を調べると、着生種には「ラン菌」のみが共生した。地生種にも「ラン菌」は常に共生し、複数のサンプルではさらに「樹木の外生菌」が共生した。(11)シュンラン属の栄養摂取様式と共生菌の関連を調べると、独立栄養型の種は「ラン菌」のみか「ラン菌」に加え「樹木の外生菌」と共生するが、完全菌寄生種は「樹木の外生菌」とのみ共生した。シュンラン属(Cymbidium Sw.)は、東東南アジア全域からオーストラリァにかけて約50種が分布する、ラン科の多年生草本である。本属においては、地生、岩生、着生と生活形が分化し、さらにCAM型光合成や完全菌寄生が進化するという、属レベルでは他に類例を見ない、生活形と栄養摂取様式の多様化が生じている。本研究ではシュンラン属21種と外群となる4分類群を用いて、生活形・栄養摂取様式の進化と解剖学的形質の関連を明らかにした。主な結果は、以下の通りである。(1)気孔は葉の背軸面から見出されたが、C.canaliculatumのみ、向軸、背軸の両面に存在した。本種はサバンナの木に着生するCAM植物であることから、強い光ストレスに適応した形質と考えられる。

(2)葉の下皮に多様な厚壁繊維が生じており、4タイプに区別できた。また林床に生育するシュンラン(C.goeringii)とアキザキナギラン(C.aspidistrifolium)、完全菌寄生のマヤラン(C.macrorhizon)においては、下皮の厚壁繊維が見られなかった。着生化の程度が進んでいる種ほど、下皮が著しく厚壁化することが分かった。(3)Cymbidium節の種は、葉の向軸面寄りに柵状組織が分化していた。本節は熱帯低地林の木の上部に着生することから、強い光ストレスに適応した形質と考えられる。(4)マヤランを除くすべての種の葉と茎には、円錐形の珪酸体が存在した。一部の着生種において根から珪酸体が見出されたが、維管束植物ではきわめてまれである。(5)一部の着生種を除き、根被と皮層から菌根菌が見出された。マヤランにおいては、菌根菌が根茎に侵入していた。シュンラン属(Cymbidium Sw.)は、東東南アジア全域からオーストラリアにかけて約50種が分布する、ラン科の多年生草本である。本属においては、地生、岩生、着生と生活形が分化し、さらにCAM型光合成や完全菌寄生が進化するという、属レベルでは他に類例を見ない、生活形と栄養摂取様式の多様化が生じている。本研究ではシュンラン属の3亜属15節を網羅する35種と外群となる16分類群を用いて、葉緑体DNA上のmatK遺伝子、18-26S核リボソームDNA遺伝子のITS1およびITS2の配列を合わせた約2,400bpの塩基配列を用いて、系統樹を構築した。さらに系統樹を参照体系として、生活形・栄養摂取様式に関わる形質の進化を推定した。主な結果は、以下の通りである。(1)シュンラン属は単系統となった。(2)亜属レベルではCymbidiumとCyperorchisが、偽あるいは多系統群となった。(3)節レベルではAustrocymbidium、Cyperorchis、Iridorchisが、偽あるいは多系統群となった。(4)菌寄生に強くシフトするPachyrhizanthe節(マヤランなど)はGeocymbidium節と姉妹群となり、完全菌寄生はシュンラン属において派生形質であることが明らかになった。またPachyrhizanthe節を独立属とするNakai(1931)の見解は、支持されない。(5)本研究で得られた系統樹からは、シュンラン属において地生と着生のいずれが派生形質であるか明らかにならなかった。今後、より解像度の高い系統樹を構築する必要がある。(6)葉の柵状組織、葉の下皮の厚壁繊維の欠落、匍匐茎、ageotropic rootは、シュンラン属において複数回進化したことが明らかとなった。それぞれの形質の進化は、光ストレスの増大、地生化、菌への強い依存、着生化と関連すると考えられる。シュンラン属(Cymbidium Sw.)は、約50種からなるラン科の多年生草本である。本属においては地生着生と生活形が分化し、さらにCAM型光合成や完全菌寄生が進化するという、属レベルでは他に類例を見ない、生活形と栄養摂取様式の多様化が生じている。本年度はシュンラン属20種と外群となる5分類群を用いて、種子の親水性と形態形質を観察した。さらにシュンラン属の分子系統樹(Yukawa et al.2002)を参照体系として、種子形質と系統ならびに生活形・栄養摂取様式との関連を明らかにした。(1)種子の親水性は、水とクロロホルムを使い評価した。親水性の程度は種ごとに大きく異なり、着生種の種子の親水性は高く、地生種の種子の親水性は低いことが明らかになった。(2)種子長の種間差は380-1870μmときわめて大きかった。
プラズマCVDによる炭酸ガスレ-ザ用レンズ薄膜の製作と性能評価に関する研究

1.KClとNaCl単結晶作製自動単結晶引上げ装置TKーP1を本研究で製作し、KCl単結晶80φ×70mmを作製した。温度コントロ-ラ-のプログラムは次の通りである。NaCl単結晶も製作した。温度°C40 840 840 840 804 783 777 777 500 5002.KCl及びNaCl単結晶レンズ製作手動によってKCl単結晶を砂掛け皿、ピッチ皿等で研磨(研磨剤:水、流動パラフイン、アルコ-ル、カ-ボランダム#500、800、1200、及びアルミナ0.05μ)し、曲率半径44と55mmのKClレンズ(焦点距離53と60mm、直径60と70mm、厚さ28と32mm)を製作した。同様な方法でNaClレンズも作製した。3、薄膜コ-ディング薄膜製作法は膜厚や組成制御の点でプラズマCVDよりもPVDが良好であることが分かった。NaClやKClレンズに透過性、耐潮解性、耐破壊性を持たせるために、次のような膜を単結晶レンズ表面に付着させ、その赤外線10.6μでの透過率を測定した。理論値(%)測定値(%)4.上述のKClレンズをCO_2レ-ザ装置(17.5W、アシストガスN_22kg/cm^2、テ-ブル速度300mm/s)に設定し木材メラピ-や塩ビ板等に高速で0.81.0mmの穴を開けることができ、セレン化亜鉛レンズに代る実用性を持つことが分かった。1.エリプソメータ36L型(溝尻光学)に、すでに所有の本校の光学部品をセットすることにより、RFイオンプレーティングで製作した膜について、次のような屈折率、膜厚及び光吸収係数を測定できた。(6328〓)屈折率膜厚(〓)光吸収係数ZnSe/ガラス2.689 792 0.010Ge/ガラス3.852 468 1.1002.マイクロ波(2450MHz)プラズマCVDにおいて、同軸線路形マイクロ波連続放電管を利用して、石英ガラス製の同軸状の2重管(径大30mm小6mm)中のAr、GeCl_4、GeH_4、NH_3、H_2Sを導入することにより、GeーGeS膜、GeーGeN膜を形成しつつある。特に安定した適切なプラズマをつくるには、Ar流速35CCM、圧力3ton、マイクロ波出力0.25KW、入射0.22KW、反射0.03KWであった。3.RFイオンプレーティングでのZnSe板上へのカルコゲン化物2層膜においては、SEM、TEM、AES及びX線回折から、膜厚は所望のものが得られ、2層膜の成長様式はちがっており、室温の基板では、非晶質性の構造であり、400°C付近では、多結晶性であった。組成はストイキオメトリであり、2層膜の界面の元素分布は急峻なものではなかった。10.6μの赤外線透過率は9099%であった。4.KCl研磨において、破壊したレーザ用KClレンズをへき開したものを利用し、ペーパーによる研磨後、Al_2O_3微粒子とパラフィン混合液を研磨液としてパフ研磨を行なった。Ra0.01のきわめて滑らかな表面を製作することができ、その10.6μに対する赤外透過率は92.73%になり、理想的な値に近いことがわかった。今後は、各種の膜をつけたKCl、ZnSe板へのCO_2レーザ光照射による熱エネルギー分布と調べ、その耐破壊性との関連を検討する。