hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
鉄欠乏により誘導されるアディポサイトカインの変動および耐糖能低下機構の検討

II型糖尿病モデルラット(GKラット)では、鉄欠乏食投与により血糖値ならびに炎症性サイトカインが上昇する。本研究では、これらの現象が鉄欠乏ラットの生体内脂質過酸化に起因すると推測し、β-カロテンの経口摂取による脂質過酸化の抑制が炎症性サイトカインの減少および耐糖能の改善に関与する可能性について検討した。β-カロテンの経口投与により、血清中アディポネクチン濃度の上昇や血清中レジスチン濃度の低下がみられたが、これらの事象の再現性は期間中に観察されなかった。本研究を通してβ-カロテンがアディポサイトカインの発現に影響を与えうる可能性が示唆されたがその機構は複雑であり、精査が必要であると考えられた。糖質の摂取による食後の一時的な血糖値の上昇とともに、抗酸化ビタミンである血中ビタミンE濃度の低下やインスリン抵抗性に関与するアディポサイトカインであるTNF-αのmRNAが増加するとの報告があり、血糖値の上昇と酸化ストレスとの密接な関係が指摘されている。一方で、鉄欠乏では生体内脂質過酸化が亢進することが知られており、鉄の栄養状態が糖尿病の発症や病態進行に関与する可能性が示唆されている。筆者は過去の学術研究助成基金採択課題(課題番号21700777)において食餌性鉄欠乏ラットの血糖値上昇と耐糖能に関与するアディポサイトカイン群の血中濃度の変動を観察しており、生体内脂質過酸化の亢進により誘導される炎症性サイトカイン(TNF-α)の増加が、ラットの血糖値上昇およびインスリン抵抗性に関与することが推察された。これより、本研究は鉄欠乏により誘導される耐糖能低下の機序を解明することを目的として、高い抗酸化性を有し食品中に広く分布するβ-カロテンによる鉄欠乏ラットの生体内脂質過酸化の抑制が耐糖能に及ぼす影響について検討した。II型糖尿病モデルラットとして一般的なGKラット(系統名GK/Jcl)24匹を正常食群、鉄欠乏食群、正常食・β-カロテン添加食群、鉄欠乏食・β-カロテン添加食群の4群に分け、35日間の飼育観察を行った。血中グルコース濃度は鉄欠乏食投与により上昇したが、β-カロテンの経口摂取により正常食群と同等の値を示した。インスリン感受性因子である血中アディポネクチン濃度は鉄欠乏により顕著に低下したが、β-カロテンの経口摂取により、正常食群と同等の値を示した。以上より、β-カロテンがインスリン感受性サイトカインの分泌に影響を及ぼし、耐糖能を改善する可能性が示唆された。また、血中TNF-α濃度は各群間に顕著な差は見られなかったものの、鉄欠乏食・β-カロテン添加食群が最も高値を示した。平成2122年度採択課題「鉄欠乏性貧血における耐糖能低下とその機構に関する研究(課題番号21700777)」において、鉄欠乏ラット生体内の脂質過酸化により誘導される炎症性サイトカインの増加がラットの血糖値上昇およびインスリン抵抗性に関与すると推察されたことから、Wistar系II型糖尿病モデルラットとして一般的なGKラット(系統名GK/Jcl)を用い、高い抗酸化効果を有するプロビタミンAカロテノイドとして食品中に豊富に含有されるβ-カロテンをラット飼料に配合し、鉄欠乏ラットの生体内脂質過酸化の抑制とアディポサイトカインの変動および耐糖能に及ぼす影響について検討した。当初の予定では平成24年度9月頃に動物の飼育を予定していたものの、研究設備の都合により飼育開始が遅れ、以降の計画に遅延が生じている。生後4週間の幼若GKラット24匹を正常食群、鉄欠乏食群、正常食β-カロテン摂取群、鉄欠乏食β-カロテン摂取群の4群に分け、35日間(5週間)の飼育観察を行った。各群の飼料はAIN-93G組成に基づき調製し、鉄欠乏食群・鉄欠乏食β-カロテン摂取群には飼料配合中のミネラル混合から鉄を除去した鉄欠乏食を投与した。また、正常食β-カロテン摂取群、鉄欠乏食β-カロテン摂取群の飼料にはビタミンAを除去したビタミン混合を使用し、代わりにラットの理想配合食中レチノール当量に相当するβ-カロテンを添加した。現在は飼育を終了し試料分析の途上にあるものの、鉄欠乏ラットの血糖値のデータに関してはβ-カロテンの経口投与により減少傾向を示すことが観察された。引き続き、食餌性鉄欠乏における脂質過酸化抑制がラットの炎症性サイトカインおよび耐糖能に及ぼす影響についての解析を継続し、鉄欠乏におけるインスリン抵抗性の機序を解明する予定である。鉄欠乏食を投与した幼若ラットでは、高インスリン血症を伴わない血糖値の上昇とともにインスリン感受性を促進するアディポサイトカインの減少、ならびにインスリン抵抗性に関与する炎症性サイトカインの増加が観察される。炎症性サイトカインの増加要因として生体内の脂質過酸化が知られていることから、鉄欠乏により亢進する生体内脂質過酸化が炎症性サイトカインの増加を介してラットの耐糖能異常に関与する可能性が示唆された。これより、本課題では抗酸化性物質であるβ-カロテンの経口摂取が生体内脂質過酸化を抑制し、鉄欠乏ラットの血糖上昇を抑制しうるとの仮説のもとに「食餌性β-カロテンが鉄欠乏ラットの耐糖能異常に及ぼす影響」について検討した。なお、抗酸化成分としてβ-カロテンに着目した理由として、過去の研究において鉄欠乏ラットの生体内脂質過酸化の抑制に対する有効性を観察した実績があること、緑黄色野菜をはじめとした食品中に広く分布しており機能性成分として一般的であることが挙げられる。

H25年度の実験により、β-カロテンの経口摂取による鉄欠乏ラットの血中アディポネクチンの回復および血糖値の低下が観察されたが、炎症性サイトカインであるTNF-αについては顕著な変動は認められなかった。本年度は、β-カロテンの耐糖能に及ぼす影響についてその再現性を確認したところ、β-カロテン投与による血糖値の有意な改善は認められなかった。ただし、このときインスリン抵抗性サイトカインの一つであるレジスチンがβ-カロテン摂取により有意に低値を示した。食餌中のβ-カロテンは小腸で吸収される際に一部がビタミンAに転換され、残りはβ-カロテンのまま生体内に分布するして生理機能を発揮することから、β-カロテンもしくはその代謝物であるビタミンAが脂肪組織におけるレジスチン合成を抑制する可能性が示唆された。食餌誘導性鉄欠乏を呈したII型糖尿病モデルラット(GKラット)では、高インスリン血症を伴わない血糖値の上昇ならびにアディポサイトカインの変動が観察される。鉄欠乏では耐糖能異常とともに炎症性アディポサイトカインの上昇も観察され、これらの現象が鉄欠乏により亢進する生体内脂質過酸化に起因するものと推測される。以上より、本課題では、鉄欠乏ラットにおける耐糖能異常の機構解明を目的として、食品中に広く分布し有効な抗酸化物質であるβ-カロテンに着目し、β-カロテンの経口摂取が炎症性アディポサイトカインの抑制ならびに耐糖能の改善に及ぼす影響について検討した。平成25年度の実験では、β-カロテンを摂取した鉄欠乏ラットの血中アディポネクチン濃度の回復ならびに血糖値の改善を観察したものの、炎症性アディポサイトカインについて顕著な変動はみとめられなかった。これを受けて前年度は鉄欠乏ラットの耐糖能ならびにインスリン抵抗性に関与する各種アディポサイトカイン動態の再検討したところ、血清中アディポネクチン濃度の上昇は観察されず、代わりに血清中レジスチン濃度の有意な低下がみられた。これより研究当初の計画を変更し、本年度はラットへのβ-カロテン投与量を増加して上記の結果の再現性を検討したところ、血清中アディポネクチンの上昇ならびに血清中レジスチン濃度の有意な低下は観察されなかった。さらには、β-カロテン投与により血清中レプチン濃度が有意に低下するという耐糖能改善に対して非常にネガティブな結果が得られ、課題の目的に対する実績としては結論が極めて難しいものとなったが、本課題により鉄欠乏における耐糖能異常が脂質過酸化とは異なる機構により誘導される可能性が示されたこと、β-カロテンが血清中アディポサイトカイン濃度に非常に複雑に関与することが示唆されたことが本研究における成果と考えられる。II型糖尿病モデルラット(GKラット)では、鉄欠乏食投与により血糖値ならびに炎症性サイトカインが上昇する。本研究では、これらの現象が鉄欠乏ラットの生体内脂質過酸化に起因すると推測し、β-カロテンの経口摂取による脂質過酸化の抑制が炎症性サイトカインの減少および耐糖能の改善に関与する可能性について検討した。β-カロテンの経口投与により、血清中アディポネクチン濃度の上昇や血清中レジスチン濃度の低下がみられたが、これらの事象の再現性は期間中に観察されなかった。本研究を通してβ-カロテンがアディポサイトカインの発現に影響を与えうる可能性が示唆されたがその機構は複雑であり、精査が必要であると考えられた。本課題の推進において、初年度に実験設備の都合により研究開始が遅れたことが全体の進捗に大きく影響している。
密度成層を考慮した火災旋風の数値シミュレーション

前年度では、大規模な自然現象である火災旋風について定性的に調べるため、密度成層を考慮した下での、高温度差をもつ熱対流の数値シミュレーションを行ってきた。今年度では、そこで用いた計算コードを使って、実際の地形データを用いたより現実的な問題に取り組んだ。山岳の起伏等による風の変化の様子は、例えば、山からの強い吹き降ろしの風の予測や、近年開発に力を注がれてきている風力発電のための風車の設置場所の選定などに、深く関わっている。このような局地風について、富士山とその周辺の地形による流れの変化をモデルケースとして、試験的な数値シミュレーションを行った。安定成層条件の下でシミュレーションを行った結果、安定成層の影響で地上からある高さまでにおいて、地形に依存して複雑に変化する空気の流れの様子がとらえられた。しかし、ある高さを境に、そこより上空では地形の影響はほとんど見られないということも観察された。また、安定成層が、ちょうど水平の蓋のような役目をしていることで、流れは二次元的になり、鉛直方向での風の逃げ道が無い分、局所的に強くなる傾向が示された。本研究では、いわゆる気象シミュレーションのような複雑な反応等を考慮せず、パラメータも非常に少ないシンプルなモデルによる局地風の数値計算を行った。これは例えば、空気の流れによる雲の発生のような気象現象までをとらえるものではなく、そのような意味で純粋に自然現象をシミュレートしたものではないが、空気の流れのみに注目した場合に、複雑な地形に沿って、また成層条件下で風が変化する様子を忠実に捉えたシミュレーションである。観測という作業は、その正確性をあげるために相当の労力を要し、観測結果の考察も難しいものであるが、数値シミュレーションにより理論的に正しい流れが予測できれば、様々な局地風の問題解決に大きな助けとなると思われる。本研究はそれを予想させるものである。大規模な自然現象のうちの一つである、広域的な火災から発生する火災旋風を定性的に調べるため、回転を起こす原因となるコリオリ力を考慮した下で、高温度差をもつ熱対流の3次元数値計算を行った。火災旋風への影響が無視できないと思われる大気の密度成層を考慮するため、温度差の大きい熱対流を密度成層の下で解くための方程式の定式化を行い、数値的に解いた。とくに、密度成層を考慮した場合と考慮しない場合について比較計算を行い、火災旋風に対して密度成層がどのように影響するのかを調べた。これにより、密度成層の影響で、熱対流がある高さより上空へ上昇することを妨げられ、その結果熱対流は水平方向に向きを変えて広がっていく、というような成層中における熱対流の流れのメカニズムが明らかになった。これは、空に天井が存在するかのように、地上からは旋風は上空で広がって見えるということの説明を与えるものであると考えられる。また、旋風の上空において、下からの上昇流の影響で初速度を得た上空の空気塊が振動を始めるという、成層流特有の現象の一つである内部重力波も捉えられた。これについては、数値シミュレーションでなければ捉えることが非常に困難であり、計算条件などの影響についてなど総合的な考察が必要であるが、本研究において内部重力波の旋風の上空での発生の可能性が示された。これらの成果は、計算結果の適切な可視化によって得られたものが多く、その実績は可視化に関する会議等においても評価を受けている。
大気汚染物質の規制に関する国際法制度の研究

1.国際環境立法・行政の特徴越境大気汚染(酸性雨など)や地球大気汚染(オゾン層破壊,温暖化)を含む環境条約及び国際環境行政の実態を分析した結果,次の特微が確認できた。(1)立法形式の多様化(特に、科学的不確実性の存在するときはソフトロ-の多用),(2)立法・適用プロセスのスピ-ド化(委任立法,承認の簡素化,条約の暫定的適用)(3)新しい基準設定の試み(選択的インセンティブ,差別的義務,地域主義,より厳しい国内基準の奨励),(4)基準実施上の改善(国内許認可措置の相互承認,条約履行の監査,基準の非遵守に対する手続,集団的履行)。2.越境大気汚染規制に関する国際法SO_xやNO_x等の大気汚染物質による越境汚染を規制する国際条約は,欧州や北米地域においてのみ存在する(1979年長距離越境大気汚染条約及び3議定書,1980年米加酸性雨覚書及び1991年米加大気質協定)。東欧を含む前者は,規制物質の排出量及び越境移動分の削減,情報交換・協議・研究開発の国際協力,汚染物質の長距離移動のモニタリングと評価の国際協力,そのための資金調達等を定めており注目に値する。両者のソフトロ-からハ-ドロ-へ,一般的義務から細目的義務へという立法及び規制方法は,日本を含む極東アジア地域における酸性雨問題の解決にとって参考になる。3.地球大気保全のための国際法上記の立法・規制方法は,オゾン層保護についても採用された(1985年ウィ-ン条約,1987年モントリオ-ル議定書)。これら2つの国際文書のとった立法方法や次のような規制方法は気候変動枠組条約の立法化にも参考になる。すなわち,国際機関による総量規制・モニタリング,先進国の差別的義務,途上国への優遇措置,規制物質の生産枠の移転,国際基金の利用による規制の促進,不遵守国への手続などである。
B細胞分化シグナルの動態を制御するユビキチン修飾の解析

生物学的出力に意味のある活性動態は大きく分けて3種類、Steep、Gradual、Overshootingが提唱されている。褐色細胞腫において、ERKの活性動態がSteepな時は増殖、Gradualは細胞分化をエンコードしていることが示唆されている。しかしB細胞でのERK活性動態がGradualであっても分化は誘導されない。申請者は包括的な反応ネットワークを対象とした数理モデル解析と細胞の入出力を定量的に計測し、リン酸化酵素IKK(NF-κB活性化酵素)のSteepな活性動態は「正のFeedback機構」により制御されていることを明らかにした(NPJ Syst Biol Appl. 2016)。IKKのSteepな活性動態を欠失させるとB細胞活性化分子の遺伝子発現も消失する。つまりSteepなIKKの活性動態はB細胞の活性化をエンコードしていることを示した。これらと平行し、ERKやIKKのGradualな活性動態を制御するユビキチン化酵素としてIAPを、遺伝子発現解析と反応速度数理モデルを駆使し同定した(Sci Rep. 2016)。IAPの抑制によって発現が影響される遺伝子は、B細胞の生存に関わる分子であることからGradualな活性動態は生存をエンコードしていることを明らかにした。28年度が最終年度であるため、記入しない。シグナル動態を制御する蛋白修飾を薬剤標的とすることで副作用のない治療薬の提示が可能になる。それ故、シグナル伝達の時間的動態の理解はその重要性に対する認識が高まっている。B細胞は病原体を抗原受容体(BCR)で認識し、BCRとCD40等の協同受容体からのシグナルで細胞の分化が決定される。BCRとCD40はシグナル経路の多くを共有している。様々な刺激に対して定性的に同一の分子が活性化されるにも拘らず異なる細胞応答を生み出す機構は、時間情報により制御されている活性動態の変化であると考えられる。申請者はBCRシグナルネットワークについて詳細な分子動態の計測と数理モデルを駆使し、正のフィードバック機構が機能していることを証明し、この機構がB細胞に内在する活性化のスイッチ様出力の閾値を設定することを明らかにした。このネットワーク解析の実績を活かし、BCRとCD40が共有するシグナルネットワークから誘導される細胞応答を制御する機構を解析する。これまでの解析から得ているNF-κB活性動態を制御する候補分子は、6分子同定している。この中で唯一正にシグナル動態を制御している分子に着目し、シグナルの活性化動態と誘導される遺伝子の発現動態を定量的・経時的に計測し、数理モデル解析を行い、実際シグナル動態を正の制御している分子はユビキチン化酵素であるIAPであることを見出した。現時点でここまでを論文にまとめ近く出版される予定である。活性動態を正に制御するユビキチン化酵素IAPは遺伝子発現を介して正の動態制御に関わり、かつ早期のシグナル伝達にも関わるため、その遺伝子欠損はシグナル活性そのものを大きく減衰させる。そのため動態制御特異的に関与するアミノ酸部位の特定が望ましい。IAPの標的となる分子が不明であるため、定量質量分析から機能部位の同定と関わるネットワークの推定を行っている。初期培養細胞による質量分析は困難を極めているため、シグナル動態と細胞分化を再現可能な細胞株による新たな系を検討している。
アジサイ属日本固有種の未利用遺伝資源を活用した耐候性育種素材の開発

本研究では,日本の豊富なアジサイ遺伝資源を利用して環境耐性をもつ園芸品種を育成するために,これらの系統学的な解析を行うとともに,強光耐性並びに乾燥耐性を持つ育種素材の探索を行った.1ガクアジサイとエゾアジサイの分布境界域が,頸城山塊であること,2伊豆半島ではガクアジサイとヤマアジサイの自然交雑が生じていること,3アジサイ園芸品種の中にはガクアジサイとエゾアジサイの種間交雑品種が多く含まれること,4八丈島と青ヶ島のガクアジサイ野生系統において乾燥耐性が認められること,6強光障害には2タイプあり,いくつかの耐性系統が認められること,が明らかとなった.実験1.日本に自生するアジサイ類の系統解析:伊豆半島においてガクアジサイとヤマアジサイ(アマギアマチャ)の自生群落を10地点調査した.いくつかの群落において,ガクアジサイとヤマアジサイの中間的な形態的特徴をもつ個体が認められた.これらの群落では,核DNAのITS配列に関してガクアジサイ型とヤマアジサイ型のゲノム内多型を示す個体が認められ,伊豆半島においてガクアジサイとヤマアジサイの自然交雑が生じている可能性が示唆された.実験2.アジサイ園芸品種の育種母本となった系統の特定:日本の4品種、日本や中国から西欧に渡り園芸品種の育種母本となった7品種、交雑により誕生した13品種を供試し、ITS配列に基づいた系統解析を行った結果、アジサイ園芸品種はガクアジサイを基本に作出されているが,ヤマアジサイやエゾアジサイが品種の成立に関与しているものが高い割合で存在することが明らかとなった.実験3.アジサイにおける潜在的な変異発生能の調査:自然突然変異を利用した耐候性品種の作出のための基礎的知見を得るために,アジサイの花芽から得たトランスクリプトーム解析データと既に公開されている葉のRNA-seqデータをもとに作成した29,270種類のESTについて,転移因子関連のアミノ酸配列を検索したところ,約4.2%の配列が該当し,アジサイが高い自然突然変異発生能を有することが示唆された.実験4.栽培試験による強光耐性系統のスクリーニング:ガクアジサイ野生系統の中には,飽和光合成速度が比較的高い系統や,無遮光条件においても葉に障害の生じにくい,高い強光耐性をもつ系統が存在することが明らかとなった.実験5.栽培試験による乾燥耐性系統のスクリーニング:灌水制限下で栽培試験を行った結果,日本の寺社等で広く栽植されているヒメアジサイよりも,ガクアジサイ野生系統の方が断水後の萎れが遅れる傾向が認められた.本研究では,日本の豊富なアジサイ遺伝資源を利用して環境耐性をもつ園芸品種を育成するために,これらの系統学的な解析を行うとともに,強光耐性並びに乾燥耐性を持つ育種素材の探索を行った.1ガクアジサイとエゾアジサイの分布境界域が,頸城山塊であること,2伊豆半島ではガクアジサイとヤマアジサイの自然交雑が生じていること,3アジサイ園芸品種の中にはガクアジサイとエゾアジサイの種間交雑品種が多く含まれること,4八丈島と青ヶ島のガクアジサイ野生系統において乾燥耐性が認められること,6強光障害には2タイプあり,いくつかの耐性系統が認められること,が明らかとなった.実験1.日本に自生するガクアジサイ,エゾアジサイ,ヤマアジサイの系統解析:フォッサマグナ東端に位置する頸城山塊(妙高連峰)を中心に,ヤマアジサイの自生群落をサンプリングし,花色などの形態的特徴と核DNAのITS配列を解析した結果,頸城山塊が日本海側のエゾアジサイ分布の西限であることが示唆された.実験2.アジサイ園芸品種の育種母本となった系統の特定:ヨーロッパに導入されてアジサイ園芸品種の育種母本となったとされているいくつかの系統について,ITS配列を解析した.ガクアジサイ系統とエゾアジサイ・ヤマアジサイ系統間のITS配列の塩基置換部位を認識する制限酵素を用いて解析した結果,アジサイ園芸品種の作出にはエゾアジサイまたはヤマアジサイが関与していることが示唆された.実験3.未利用遺伝資源である伊豆諸島のガクアジサイ群落の調査とサンプリング:伊豆諸島の八丈島,青ヶ島,伊豆大島において,自生ガクアジサイ群落の調査と,耐候性育種素材の発掘のためのサンプリングを行った.いずれの島においても,ガクアジサイは島全体に広く分布していた.いくつかの自生地から枝を採取し,滋賀県立大学の雨よけハウスで挿し木し,挿し木株の生育を調査した.これらの挿し木株は,冬期においても冬芽を形成せず,休眠しないことが明らかとなった.実験4.耐候性系統のスクリーニング:本年度は,予備実験として,滋賀県立大学で維持されているガクアジサイ野生系統とアジサイ園芸品種をいくつか用いて,灌水量について処理区を設け,ポット栽培による耐干性のスクリーニング条件の検討を行った.この予備実験において,強い耐干性を示す系統が認められた.実験1.日本に自生するアジサイ類の系統解析:フローサイトメーターによる核DNA含量の比較を行った結果,ガクアジサイ,エゾアジサイの核DNA含量はヤマアジサイに比べて有意に大きかった.核DNAのITS配列と形態的特徴を調査した今年度と昨年度の結果から,伊豆半島の北東部ではガクアジサイとアマギアマチャの自然交雑だけでなく,富士山自生個体と同系統のヤマアジサイとガクアジサイとの交雑も生じている可能性が示唆された.実験

2.潜在的な変異発生能の調査:自然突然変異を利用した耐候性品種の作出のための基礎的知見を得るために,アジサイで活性化しているレトロトランスポゾン配列をトランスクリプトーム解析により探索した.品種Blue Skyの花芽の転写物から441種類のレトロトランスポゾン様isotig配列が得られ,転写しているレトロトランスポゾン配列は大きく5つの系統群に分別されることが示唆された.またRT-PCR解析の結果,これらのいくつかの配列はガクアジサイやヤマアジサイ野生種において転写していることが示唆された.実験3.栽培試験による強光耐性系統のスクリーニング:野生系統を用いた圃場栽培試験の結果,強光条件により誘導される2種類の障害のうち,霧・帯状障害についてはガクアジサイのいくつかの系統で強い耐性を有することが示唆された.また,斑点状障害に関しても,ガクアジサイ及びヤマアジサイのいくつかの系統で耐性が見られた.斑点状障害の発症には炭疽病や褐斑病などの病害と光条件との相互作用の関与も考えられた.実験4.栽培試験による乾燥耐性系統のスクリーニング:昨年度と灌水制限の方法を変えて栽培試験を行った結果,ガクアジサイ野生種のうち八丈島や青ヶ島のいくつかの系統が乾燥耐性を有することが示唆された.これらの耐性系統では,乾燥ストレス条件において下位の葉を落葉させ,株全体の枯死を防ぐ傾向が認められた.園芸学交付申請書に記した本年度の計画は,1日本に自生するガクアジサイ,エゾアジサイ,ヤマアジサイの系統解析,2アジサイ園芸品種の育種母本となった系統の特定,3未利用遺伝資源である伊豆諸島のガクアジサイ群落の調査とサンプリング,4耐候性系統のスクリーニングである,これらの達成度は以下の通りである.また当初の計画に加えて,アジサイ園芸品種についてトランスクリプトーム解析も行い,アジサイが潜在的に自然突然変異を発生する能力が高いことが示唆された.1日本に自生するガクアジサイ,エゾアジサイ,ヤマアジサイの系統解析:本年度はガクアジサイとヤマアジサイの分布域が重なる伊豆諸島において調査を行った.ヤマアジサイとガクアジサイの中間的な形態的特徴を持つ個体を含む野生群落がいくつか存在することが明らかとなった.これまでの研究において,日本固有種のガクアジサイはヤマアジサイから進化したことが示唆されているが,ITS配列と形態的特徴の解析結果から,今回見つかった中間的な形態の個体は,ガクアジサイの祖先系統ではなく,自然交雑に由来することが示唆された.2アジサイ園芸品種の育種母本となった系統の特定:アジサイ園芸品種において,ヤマアジサイやエゾアジサイが品種の成立に関与したものが多く含まれることが示唆された.3未利用遺伝資源である伊豆諸島のガクアジサイ群落の調査とサンプリング:本年度は,伊豆半島で調査を行った.日当たりが良い海岸近くで,荒天時には海水をかぶる可能性のある岩のくぼみに蓄積された少量の土壌に生育している個体が見つかった.このような個体は,強い乾燥耐性や強光耐性を有する可能性があるものと期待される.4耐候性系統のスクリーニング:無遮光下や灌水制限下での栽培試験を行い,強い強光耐性を有する系統がいくつか認められるとともに,ガクアジサイ野生系統はヒメアジサイより強い乾燥耐性をもつことが示唆された.24年度の交付申請書に記した計画は,1日本に自生するガクアジサイ,エゾアジサイ,ヤマアジサイの系統解析と2耐候性育種素材の発掘・育成である.
密閉容器内衝突噴霧燃焼による煤及びNOx低減に関する研究

近年、環境公害として非定常噴霧燃焼において排出される粒子状物質およびNOxの有害物質は、大気を汚染したりあるいは人体に悪影響を及ぼすことなどで大きな社会問題となっている。そこで、著者らは前回密閉容器内での衝突噴霧燃焼によって、その燃焼に起因する有害物質、特に煤粒子の低減の可能性を調べ、衝突噴霧燃焼は低煤・高負荷燃焼に著しく有効であることを示した。次の段階として、本研究では、上述と同一燃焼方式によってNOxと空気過剰率の関係及び燃焼領域に生じる高撹乱の状況等を観察し、衝突噴霧燃焼における低煤・低NOx・高負荷燃焼の可能性を調べ、燃焼工学的な考察を行った。得られた結果は次の通りである。(1)対向噴射の噴霧(衝突噴霧)は、対壁に衝突することなく、強い撹乱を伴い、燃焼容器全体に比較的一様に散乱して分布し、その噴霧粒径(ザウタ平均粒径)は20150μmの範囲にある(単噴射の場合、噴霧粒径は20250μmと幅広い範囲にわたって分布)。(2)衝突噴霧燃焼では、火炎は燃焼室中央付近に位置し、同時に噴霧の衝突によって強い撹乱と渦のために火炎は激しく乱され、細い皺と火炎の散乱が観察され、内部EGRの効果が期待される。(3)衝突噴霧による燃焼状況は、上記(2)のほかに、単噴射の場合のそれと比較して、着火おくれ時間が短く、圧力上昇率すなわち燃焼速度が大きく、かつ最大燃焼圧力(圧力仕事)も大きい。また燃焼後でも燃焼ガスの攪乱によって燃焼容器への熱損失が大きい。(4)衝突噴霧の場合、空気過剰率に対する煤及びNOxは、空気過剰査の増大に伴いいちぢるしく減少し、煤濃度は対向噴射では単噴射の場合よりも5070%低減し、NOxは10分の1程度に減少する。すなわち衝突噴霧で生ずる燃焼は低煤・低NOx・高負荷燃焼にきわめて有効である。
創傷治癒研究に幅広く応用できる2系統ヌードラット由来キメラ動物実験モデルの作成

本研究では2系統のヌードラットを用いることによってgraft versus host reaction(GVHD反応)を含む免疫拒絶色反応を起こさない外科的キメララットを作成した.本研究では組織適合性抗原が異なりmajor mismatchであるにもかかわらず,免疫学的拒絶反応は全く起こらない.従ってさまざまな移植が可能である.組織学的検討としてモノクローナル抗体を用いることによって,特異的にdonor由来かrecipient由来かを形態的に区別できる.本研究では種々の実験外科に対し極めて広範囲に対応可能な外科的キメラ動物実験モデルとなりうる.ラットはPVGrnu/rnu(RT1^*c,雄PVGrnu/rnu.雌PVG+/rnuの交配)とWAGrnu/rnu(RT1^*u.雄WAGrnu/rnu,雌WAG+/rnuの交配)を用いている.これら2系統のヌードラットは,交配によって繁殖させている.検体組織は各種の形態観察に使用するため,主に凍結切片を作成し,使用している.移植組織を見分けるために,donorとrecipientを別々の抗体で染色している.蛍光抗体法により,2重染色を行っている.この結果,移植組織の識別が可能となりつつあり,その細胞動態の観察が行えるようになりつつある.外科的創傷治癒として,もっとも基本的な植皮術における創傷治癒過程が明らかにされつつあるが,移植片内の線維芽細胞と,創傷部の線維芽細胞の位置関係,また,新生血管の由来が興味深い知見として得られてきた.本研究では2系統のヌードラットを用いることによってgraft versus host reaction(GVHD反応)を含む免疫拒絶色反応を起こさない外科的キメララットを作成する系が可能である.また,本研究では組織適合性抗原が異なるため,モノクローナル抗体を用いることによって,donor由来かrecipient由来かを形態的に区別できる.本研究ではこれらの外科的研究に対応するモデルをまず作成している.形態学的観察には共焦点レーザー蛍光顕微鏡を用いることによって,立体的な微細構造の把握が可能である.本研究では2系統のヌードラットを用いることによってgraft versus host reaction(GVHD反応)を含む免疫拒絶色反応を起こさない外科的キメララットを作成した.本研究では組織適合性抗原が異なりmajor mismatchであるにもかかわらず,免疫学的拒絶反応は全く起こらない.従ってさまざまな移植が可能である.組織学的検討としてモノクローナル抗体を用いることによって,特異的にdonor由来かrecipient由来かを形態的に区別できる.本研究では種々の実験外科に対し極めて広範囲に対応可能な外科的キメラ動物実験モデルとなりうる.ラットはPVGrnu/rnu(RT1^*c,雄PVGrnu/rnu.雌PVG+/rnuの交配)とWAGrnu/rnu(RT1^*u.雄WAGrnu/rnu,雌WAG+/rnuの交配)を用いている.これら2系統のヌードラットは,交配によって繁殖させている.検体組織は各種の形態観察に使用するため,主に凍結切片を作成し,使用している.移植組織を見分けるために,donorとrecipientを別々の抗体で染色している.蛍光抗体法により,2重染色を行っている.この結果,移植組織の識別が可能となりつつあり,その細胞動態の観察が行えるようになりつつある.外科的創傷治癒として,もっとも基本的な植皮術における創傷治癒過程が明らかにされつつあるが,移植片内の線維芽細胞と,創傷部の線維芽細胞の位置関係,また,新生血管の由来が興味深い知見として得られてきた.
D1-Law.com(第一法規)を用いた放射線関連医療訴訟についての検討

「D1-Law.com(第一法規)」検索システムを用いて1965年1月1日から2013年9月30日の期間に発生した医療訴訟を対象としている。放射線科関連用語から抽出された訴訟事例から放射線診断、放射線治療、核医学の大きな分類とその傾向を明らかにする。さらに放射線診断であれば単純撮影、CT、MRI、血管造影等の各モダリティーでの特色についても検討する。検査中に生じた問題からの医療訴訟や画像診断結果が原因となる医療訴訟という点からも分類が可能で、それぞれの分類から医療訴訟の傾向を明らかにする。
廃ガラス粉末の水熱ホットプレス法による固化および機能化に関するリサイクル研究

現行の使用済みガラスびんのリサイクルシステムでは回収後に前処理として粉砕と異物除去をおこない、ガラスびんの原料として利用できるカレットにした後にリサイクルを行う。近年、各市町村において分別回収などが積極的に行われ、カレット利用率は80%程度迄に上昇した。しかし、なお余剰なカレットは年間40万トン近く排出されている。又、近年カレットを作製する際に排出される微細ガラス紛の処理も問題となっている。そのため、カレット及び微細ガラス紛をガラスびん以外の用途に利用する他用途利用を講じなくてはならないのが現状である。本研究では、水熱ホットプレス法を用いた低温域(300°C以下)でのガラスカレット及びガラス微細粉末の再資源化に的をしぼり、ガラスカレット及び粉末を原料とした建材などへの利用が考慮される人工の岩石を作製することを目的とした。サンプルピースを作製し、各種水熱条件下における廃ガラスの水和速度、結晶化挙動等を検討した。表面に生成した変質層の形態を、SEM、XRD、IR等により反応生成物の構造解析及び観察を行い、廃ガラス粉末を水熱条件下で固化させる際の基礎となる知見を得た。同様に、粉末状試料を水熱条件下で反応させ、カレット状試料と粉末状試料の反応性の差異についての基礎となる知見を得た。サンプルに、水熱ホットプレス法による低温焼結技術の適用を行ったところ、非常に引張強度の高い焼結体を得たことから、建材などへの応用展開の可能性が高く示された。現行の使用済みガラスびんのリサイクルシステムでは回収後に前処理として粉砕と異物除去をおこない,ガラスびんの原料として利用できるカレットにした後にリサイクルを行う.近年,各市町村において分別回収などが積極的に行われ,カレット利用率は80%程度迄に上昇した.しかし,なお余剰なカレットは年間40万トン近く排出されている.又,近年カレットを作製する際に排出される微細ガラス紛の処理も問題となっている.そのため,カレット及び微細ガラス紛をガラスびん以外の用途に利用する他用途利用を講じなくてはならないのが現状である.本研究では,水熱ホットプレス法を用いた低温域(300°C以下)でのガラスカレット及びガラス微細粉末の再資源化に的をしぼり,ガラスカレット及び粉末を原料とした建材などへの利用が考慮される人工の岩石を作製することを目的とした.サンプルピースを作製し,各種水熱条件下における廃ガラスの水和速度,結晶化挙動等を検討した.表面に生成した変質層の形態を,SEM, XRD, TEM等により反応生成物の構造解析及び観察を行い,廃ガラス粉末を水熱条件下で固化させる際の基礎となる知見を得た.同様に,粉末状試料を水熱条件下で反応させ,カレット状試料と粉末状試料の反応性の差異についての基礎となる知見を得た.280°Cの水熱処理後においては,ガラス粒界にK_2O-Na_2O-CaO-SiO_2系の結晶相が析出し,結晶相が微細なガラス粒子に蜜に囲まれる構造をとっていることから,重金属等の封じ込めにも応用展開が期待できる.また,約100°Cでの加熱による脱水挙動が認められ,有機材料との複合化への応用展開も見込まれることが明らかとなった.現行の使用済みガラスびんのリサイクルシステムでは回収後に前処理として粉砕と異物除去をおこない、ガラスびんの原料として利用できるカレットにした後にリサイクルを行う。

本研究では、水熱ホットプレス法を用いた低温域(300°C以下)でのガラスカレット及びガラス微細粉末の再資源化に的をしぼり、ガラスカレット及び粉末を原料とした建材などへの利用が考慮される人工の岩石を作製することを目的とした。サンプルピースを作製し各種水熱条件下における廃ガラスの水和速度、結晶化挙動等を検討した。表面に生成した変質層の形態を、SEM、XRD、IR等により反応生成物の構造解析及び観察を行い、廃ガラス粉末を水熱条件下で固化させる際の基礎となる知見を得た。同様に、粉末状試料を水熱条件下で反応させ、カレット状試料と粉末状試料の反応性の差異についての基礎となる知見を得た。サンプルに、水熱ホットプレス法による低温焼結技術の適用を行ったところ、非常に引張強度の高い焼結体を得たことから、建材などへの応用展開の可能性が高く示された。
コンクリートの打継ぎおよび塗装が鉄筋のマクロセルに及ぼす影響の実験的・解析的検討

鉄筋コンクリート部材において打継目があると、打継目への酸素、水、炭酸ガスの浸入あるいは打継目を境としたコンクリートの品質の変化により、鉄筋にマクロセルを生じやすくなる。本研究では、打継目を境界としてのコンクリートの品質変化、打継目自体が欠陥となること、およびコンクリート表面に塗装することによるコンクリート内部の腐食要因となる物質の濃度および濃度差が鉄筋のマクロセル腐食に及ぼす影響を実験的、解析的に検討した。これにより、種々の打継目および塗装のマクロセルに及ぼす影響の実験的解析的な評価を行った。検討内容は、(1)モデルの構成、(2)鉄筋の分極曲線の測定、(3)定電位測定による酸素量の把握、(4)細孔径分布の測定、(5)腐食電流の測定とし、これらの測定とモデル化した計算により、打継目と塗装に関するマクロセル電流のモデルを確立することを目指した。本研究を通じて得られた主な所見を以下に示す。(1)コンクリートの酸素透過量は、W/Cが小さいほど、また外部環境の相対湿度が大きいほど減少し、外部環境の相対湿度が大きくなるほど溶液抵抗は小さくなることが明らかとした。(2)コンクリートの水セメント比が小さいほど、マクロセル腐食、ミクロセル腐食ともに低減され、特に補修材の材質がマクロセル形成機構に大きく影響を及ぼすことが分かった。(3)外部環境の相対湿度が大きいと酸素透過量が律速となり、相対湿度が小さいと溶液抵抗が律速となるため、十分な酸素および水分の供給が可能な湿潤状態で最も激しい腐食が生じることが明らかとなった。(4)マクロセル発生機構に関する実験的検討を通じ、塩化物イオン含有量が打継目を境として大きく異なる場合、塩化物イオン含有量の多い既設コンクリート内部の打継目近傍で、マクロセル腐食の発生が確認された。(5)マクロセル腐食速度に関する実験的・解析的検討を通じ、打継目を境とする塩化物イオン含有量の相違により形成するマクロセルの腐食速度は、打継部に存在するコンクリート部材の品質の影響を受けることがわかった。(6)塗装によるマクロセル腐食の防止効果に関する実験的・解析的検討を通じ、既設コンクリート中に残存する塩化物イオン量が少ない場合は、表面塗装により外部からの塩化物イオンの浸透を防止すれば、マクロセル腐食の進行は抑制されることがわかった。当研究課題に対し、平成6年度で実施した内容およびそれらに関する研究成果の概要を述べる。なお、以下の(1)および(2)については自作の電解セルを用いた実験、(3)に関しては鉄筋を埋め込んだモルタル供試体を作成し、(1)鉄筋を陰極とする(内部電極法)、あるいは(2)両極とも外部に設置する(外部電極法)方法で、それぞれ通電を施し、その相違点についての検討結果をまとめたものである。(1)ペースト・骨材界面がイオンの移動現象に及ぼす影響:単位細骨材量(S/C)を変化させたモルタル供試体、および単位粗骨材量(G/C)を変えたコンクリート供試体について、ペースト・骨材界面が各種イオン(Cl^-、Na^+、K^+)の移動現象に及ぼす影響についての検討を行った。その結果、(1)S/C、G/Cが小さい硬化体ほどイオンの移動を抑制すること、(2)これらのイオンの移動の抑制が、ペースト・骨材界面の影響によるものであると考えられる、等が明らかとなった。

(2)硬化体の材齢がイオンの移動現象に及ぼす影響:通電時に、コンクリート中に含まれるイオン量を硬化体の材齢としてとらえ、これが各種イオンの移動現象に及ぼす影響について検討を行った。その結果、(1)Na^+およびK^+については、材齢の長い硬化体ほどその溶出量が小さくなること、(2)Cl^-の移動については、材齢の影響をあまり受けないこと、(3)若材齢時(7日)に硬化体の細孔構造は、通電を施すことにより緻密になる、等のことが明らかとなった。(3)アルカリイオンの移動現象に及ぼす影響:パイレックスガラス細骨材を用いたモルタル硬化体の、外部電極法(両電極とも外部に設置する方法)よる、通電によるNa^+およびK^+の移動挙動についての検討を行った。その結果、(1)Na^+およびK^+を電気的に移動させることにより、アルカリ骨材反応が抑制される可能性があるが、これらのイオンが移動しない0.1A/m^2程度では、アルカリ骨材反応による膨張を助長してしまう可能性がある、(2)外部溶液として水酸化リチウム(LiOH)を用いた場合、アルカリ骨材反応による硬化体表面のひび割れが抑制される。等のことが明らかとなった。本研究題目に関する本年度の研究実績を以下にまとめる。(1)マクロセル発生機構に関する実験的検討・塩化物イオン含有量が打継目を境として大きく異なる場合、塩化物イオン含有量の多い既設コンクリート内部の打継目近傍で、マクロセル腐食の発生が確認された。なお、本研究の範囲では、既設コンクリート側の塩化物イオン含有量が2.0kg/m^3以下であれば、腐食の進行は見られなかった。・打継目では、外部環境中に含まれる塩化物イオン、酸素および水分の浸透が起こりやすい。従って、打継目に位置する鉄筋は、コンクリート内部に存在する鉄筋とは異なる環境に接することとなり、マクロセルを形成する要因となりえる。(2)マクロセル腐食速度に関する実験的・解析的検討・打継目を境とする塩化物イオン含有量の相違により形成するマクロセルの腐食速度は、打継部に存在するコンクリート部材の品質の影響を受ける。特に、補修材側の品質の影響が大きい。これは、カソード反応に必要な酸素供給量が律速条件となるためと考えられる。・打継目の付着性は、マクロセル腐食速度に影響を及ぼす。外部環境が相対湿度80%の湿潤空気中では、付着性が良いと、打継目からの酸素透過量が減少するため、腐食速度は抑制される。一方、付着性が悪いと、既設コンクリートと補修材間の電気抵抗が増加し、マクロセルの形成が電気的に困難となるため、腐食速度は抑制される。また、外部環境中に塩化物イオンも存在する場合には、付着性が良いと、打継目における塩化物イオン含有量が減少するため、腐食速度は抑制される。・打継部コンクリートの材質、打継目の付着性および外部環境をパラメータとするモデルにより、打継目近傍のマクロセル腐食速度の分布形状を定性的に解析することができた。(3)塗装によるマクロセル腐食の防止効果に関する実験的・解析的検討・既設コンクリート中に多量の塩化物イオンが残存し、マクロセル腐食が進行している場合、表面塗装だけでは安定的に腐食を抑制することはできない。
アパタイトのマイクロ・ストラクチャーがアパタイトの組織反応に及ぼす影響について

実験補法:900,1020,1200,1300,1400゚Cで焼成したdense顆粒および2次粒子間隙が存在する1200゚Cで焼成したporous顆粒、ならびに径6μm、30μmのレジンビースを混合して1200゚Cで焼成したporous顆粒の8種の径500μmのアパタイト顆粒を充填材料として用い、成犬下顎骨に径5mm、深さ10mmの円柱窩をし片鎖に5個形成し、1個の窩に1種の顆粒を充填した。充填後2週3か月における充填域の状態について光学ならびに電子顕微鏡を用いて観察を行った。結果:骨形成について...充填後2個ではすべての種類の顆粒においてその相互間隙および顆粒表面に骨形成がみられる。それぞれの骨形成状態には有意差がないが、dense顆粒に比べporous顆粒充填域では骨形成範囲がやや広い。充填後3か月ではdense顆粒とporous顆粒との内に顕著な差がみられるが、5種のdense顆粒内には有意差はみられない。dense顆粒充填域では外側1/2領域では良好な骨形成が生じているものの、内側1/2領域では顆粒内に密な線維組織が形成されている部分が多い。porous顆粒充填域では、そのほぼ全域で良好の骨形成が生じており、密な線維組織はほとんど形成されていない。3種のporous顆粒のうちでは、30μmのporous顆粒がもっとも顆粒内の骨形成が良好である。マクロファージの作用について...顆粒表面に骨形成がなく、また線維組織が被包していない部分ではマクロファージが出現している。充填後3か月の標本におけるマクロファージによる顆粒表面の浸食状態は、deuse顆粒とporous顆粒とに有意の差がみとめられる。deuse顆粒においてはマクロファージは顆粒の結晶を取りこんでおり、それらの結晶は焼成治度が高くなるほど大きい。一方、porous顆粒におけるマクロファージの侵食程度は低く取りこんでいる結晶も少ない。
脊柱変形の病因と治療法に関する実験的研究

1.椎骨および椎間板の病理組織学的検討848週令の遺伝的胸椎前弯・前側弯ウサギLordoscoliotic Rabbit(LSR)を用い、脊柱彎曲部の椎間板、椎体骨端部・成長軟骨層の病理組織学的検索を行った。この結果、変形発症初期の8週令のLSRでは椎間板内の変化、すなわち髄核の偏位、線維輪の伸展・圧縮が主であり、12週令以降になって椎体成長軟骨層の変化が観察された。24週令では椎体骨端部の楔状化、48週令では線維輪の空胞化・骨棘形成がみられ、これらの所見は背柱変形の構築化していく過程の組織学的変化を明確に示していた。2.後方要素への処置実験8週令のLSRを用いて変形の発症高位の傍背柱筋の剥離、切除、さらには棘上・棘間靭帯の切離を行ったのち、背柱変形の進行状況をX線学的に検討した。その結果、傍背柱筋の切除群では単なる剥離群に比べ前弯変形の進行は緩徐になる傾向がみられた。また傍背柱筋切除群とさらに棘上・棘間靭帯を切除した群との間には明らかな差はみられなかった。幼若ウサギに対する動物実験用のNd:YAG Laser針を開発したが、有効なLaser照射が得られず8週令への照射による背柱変形の矯正実験を断念した。4.胸椎の成長軟骨層破壊実験臨床応用のためにすでに開発されている空気冷却機構を備えた18Gauge Laser針を用いて1620週令の成長したLSRの新鮮死体の胸椎に対するLaser照射による成長軟骨層破壊実験へ計画を変更し、至適照射条件を検索中である。今後は椎間板および成長軟骨破壊が背柱変形の矯正の一役を担う可能性を追究する。1.椎骨及び椎間板の病理組織学的検討848週齢の遺伝的胸椎前弯・前側弯ウサギLordoscollotic Rabbit(LSR)を用い、脊柱弯曲部の椎間板、椎体骨端部・成長軟骨層の病理組織学的検索を行った。この結果、変形発症初期の8週齢のLSRでは椎間板内の変化、すなわち髄核の偏位、線維輪の伸展・圧縮が主であり、12週齢以降になって椎体成長軟骨層の変化が観察された。24週齢ではさらに椎体骨端部の楔状化、髄核の変性・消失がみられ、これらの所見は脊柱変形の構築化していく過程の組織学的変化を明確に示していた。2.後方要素への処置実験8週齢のLSRを用い、変形の発症高位の傍脊柱筋の剥離、切除、さらには棘上・棘間靱帯の切離を行ったのち、脊柱変形の進行状況をX線学的に検討した。その結果、傍脊柱筋の切除群では単なる剥離群に比べ前弯変形の進行は緩徐になる傾向がみられた。また傍脊柱筋切除群とさらに棘上・棘間靱帯を切除した群との間には明らかな差はみられなかった。現在、動物実験用のNd:YAG Laser針の照射条件の設定を行っている。問題点としては使用する光ファイバーの径が200mumと細いため高出力では先端の破損を来すことが挙げられ、今後は照射出力は12W以下とし照射回数の設定を行う予定である。またLaser針の刺入方法については現在は開胸下に行っているが、将来的にはX線透視下での刺入をめざしている。1.Lasernucleotomyによる脊柱変形の矯正実験2.Laser照射による成長軟骨破壊実験現在、空気冷却機構を備えた18GaugeLaser

針を使用した至適照射条件の検索中である。照射出力としては23Gaugeスパイナル針の外筒と組合せたモデルに比べ高出力の1520Wが可能となり、照射回数を設定中である。その評価は組織学的所見によるが、いまのところ、出力20Wの5回照射では照射エネルギーが不足している、と評価しており、照射回数を増やしているところである。また、Laser針の刺入方法は正中前方より行っているが将来的には後側方からの刺入を考えている。
情報モデルに基礎を置く製品や生産技術開発のための情報プラットフォーム

製品や生産システムに関する知識を体系化し、過去の知見や物理的・知的資産を無駄なく活用・再利用して、適切な製品や対応する生産システムを迅速に開発・構築・再構築できることが望まれている。この課題解決の基礎として、製品の全ライフサイクルを対象として、製品自体や対応する生産システム、関連する環境なども含めて、包括的にモデル化できるような製品や生産システムに関するライフサイクルモデルは重要である。体系化なモデル構築のために、製品や生産システムに関する基礎知識をオントロジーとして整理し、生産システム構築のための情報モデルを形式的に記述することを考え、情報モデルに基づくシステム構築のための情報プラットフォームの研究を行った。本年度は、前年度の研究に基づき、より具体的に、一般的な要素情報モデルを組み合わせ、製品や対応する生産システムに固有の情報を詳細化して、製品・生産システム開発支援のための情報システムを構築する手法を追及した。このような要素情報モデルとその組み合わせによるシステム構築手法をまとめたものが情報プラットフォームを構成する。情報プラットフォームの詳細を検討し、そのプロトタイプシステムを構築した。製品開発や対応する生産システム開発の考え方や具体的な手法は地域により特徴がある。日欧比較により技術的評価を行ない、生産システム構築に適用して情報プラットフォームの有用性を評価した。情報プラットフォームの具体的な適用事例として、基本的には大量生産されるが急激な製品変化や生産量変動が起こるような状況で、機械機能部品を効率的に設計生産するための情報モデリングと設計生産支援のシステムを考えた。個別の事例には暗黙的に含まれる不必要な拘束条件を除去し、本来あるべき姿で設計と生産を連携させ、生産システムに対する不必要な変動を低減して製品の多様性を可能とするようなシステム構築法を明らかにした。体系化なモデル構築のために、製品や生産システムに関する基礎知識をオントロジーとして整理し、生産システム構築のための情報モデルを形式的に記述することを考え、情報モデルに基づくシステム構築のための情報プラットフォームの研究を行なう。自動車産業を主な対象分野として、製品や生産システム構築のための情報モデリングの研究現状をまとめ、具体的なモデリング手法を検討した。また、情報モデルに基づいて製品開発や生産支援の情報システムを具体的に構築するために、製品や生産システムに関する基礎知識をオントロジーとして整理することを考え、それにより情報プラットフォームの基本概念を検討した。上記の検討に基づき、製品開発や生産システム構築のための情報モデリングの具体化を進めた。標準化の観点からは充分に検討されていない協調作業や意志決定を含む技術開発プロセスのモデル化も検討した。特に、切削加工を主体とする自動車用の機能部品を対象として、一般的な要素情報モデルを組み合わせ、製品や対応する生産システムに固有の情報を詳細化して、製品・生産システム開発支援のための情報システム構築の手法を検討した。UMLを用いて、必要な情報モデルを体系的に記述し、製品と対応する生産システムの関係を表現できるようなプロトタイプシステムを構築し、情報モデルの評価を行った。
エストロゲン受容体による細胞骨格蛋白および神経ペプチド発現調節機構の解明

脳の性的二型核の形成におけるエストロゲンおよびエストロゲン受容体の機能を検索するため、視床下部ニューロンを用いて研究を行った。胎主期および生直後の雌ラットの視床下部内側視束前野を摘出し、初代分散培養を行い、ニューロンの突起伸長に及ぼすエストロゲンの作用について検討した。ニューロンに特異的な細胞骨格であるMAP2およびタウ免疫反応陽性性の突起は、エストロゲン投与後3日目以降に有意な突起伸長を示した。またエストロゲン受容体免疫反応陽性ニューロンは、陰性のものに比べて有意に突起を伸長した。さらに胎生期のラットを用いて視床下部ニューロンの低密度分散培養を行い、培養後早期におけるエストロゲンの影響を走査電子顕微鏡を用いて観察した。培養開始後12時間以前では、エストロゲン投与群とコントロール群とに差は認められなかったが、24時間以降、エストロゲン投与群において、軸索と思われる突起の伸長およびバリコシティーの増加が観察された。次いで、胎生期の雌雄ラットにおけるエストロゲン受容体の発現をエストロゲン受容体に対する抗体を用いて免疫組織学的に検索した。視床下部内側視束前野においては、雌ラットにおいて胎生17日目よりエストロゲン受容体陽性ニューロンが観察されたが、雄においては19日目以降に陽性ニューロンが認められた。また免疫陽性反応は雌において強く観察された。以上の結果より、エストロゲンは、胎生期のラットの視床下部にエストロゲン受容体を介して作用を及ぼす、ニューロンの極性の確立やバリコシティーの形成に影響を与え、突起の伸長を促進し、脳の形態に性差をもたらす可能性をもつことが示唆された。Sprague-Dawley系雌ラット胎生17日目および生後1日目を用い、分散培養は、視床下部の内側視束前野を摘出し、5万個/cm^2の密度にて細胞を培養用カバーグラス上に播種した。培養液には、ステロイドを除去した正常牛胎児血清を10%含むDulbecco's MEMを用いた。培養細胞を2群に分け、エストロゲン投与群にはestradiol-17βを培養液に100ng/mlになるよう投与し、コントロール群にはvehicleのみを添加し、細胞播種後、1、3、5、7日目に細胞を固定した。免疫組織化学には、第一抗体としてMAP2、タウ、エストロゲン受容体に対する抗体を用いてABC法を行い、DABを基質として免疫染色を行った。ニューロンをイメージスキャナーにて取り込み、軸索および樹状突起の長さを画像解析装置を用いて計測し統計処理を行い、エストロゲンの細胞骨格蛋白および神経ペプチドに対する影響を統計学的に解析した。タウ免疫反応陽性の突起は培養後3日以降においてエストロゲン投与群で有意な突起の伸長が観察された。またMAP2免疫反応陽性の突起についても同様に3日以降においてエストロゲン投与群において有意な突起の伸長が認められた。突起の長さについてのヒストグラムを作成したところエストロゲン投与群においては2相性の分布が得られたことより、特定のニューロンがエストロゲンの影響で突起伸長を起こしたことが確認された。エストロゲン投与群におけるエストロゲン受容体陽性ニューロンの突起と陰性ニューロンの突起の長さを比較したところ前者において有意な突起伸長が認められたことより、エストロゲン受容体を介した細胞骨格蛋白産生への影響が示唆された。脳の形態形成におけるエストロゲンおよびエストロゲン受容体の機能を検索するた、胎生17,19日および生後0日の雌雄ラットを灌流固定し、30ミクロン厚の凍結切片を作成し、エストロゲン受容体に対する抗体を用いて免疫組織化学法を施行した。