hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
褐色脂肪細胞制御による新たなウシ肥育技術開発に向けた基礎研究

「肥育に伴って、褐色脂肪細胞による熱産生が増加し、肥育効率が低下するのではないか?」との仮説の下、本研究の目的は、1)白色脂肪組織において褐色脂肪細胞が出現することの検証、ならびに、2)褐色脂肪細胞の分化・成熟および機能に及ぼす要因の解明を行うことである。成牛の脂肪組織中で褐色脂肪細胞のマーカー遺伝子であるUcp1の発現がタンパク質レベルでもmRNAレベルでも検出され、成人のみならず成牛においても褐色脂肪細胞が存在することが示唆された。肥育期間中に粗飼料:濃厚飼料比の異なる飼料を給与したウシの脂肪組織中のUcp1ならびに褐色脂肪細胞で選択的に発現する遺伝子群の発現をqRT-PCR法により定量したところ、濃厚飼料多給群のウシの皮下脂肪においてこれらの遺伝子群は高発現し、内臓脂肪における発現は給与飼料の影響が見られなかった。褐色脂肪細胞分化に影響を及ぼす因子を培養細胞レベルで検討したところ、褐色脂肪前駆細胞の分化に対して、インスリンが第一義的に必要な因子であること、ならびに転写因子であるSrebp1cの発現誘導を介して分化を推進していることが明らかになった。おおむね当初予定していた計画通りに進んでいるから。褐色脂肪細胞に関する研究はホットな領域で、この1年間に白色脂肪組織中に出現する褐色脂肪細胞の出自に関する新知見が明らかになった。これらの分子群がウシの脂肪組織で発現するかどうか?飼料条件によって発現量の変化が起こるか?これらの検証により当初は想定していなかった新たな機構の解明に繋がる可能性もある。この1年間に褐色脂肪分化に関与する新たな分子群が次々と同定されてきた。本年度得られた成果を受けて、今後は、白色脂肪前駆細胞が褐色脂肪細胞に分化する際にα-トコフェロールやβ-カロテンがどのような影響を及ぼすかについて培養細胞レベルで検討する。また、サイレージ主体の飼料を給与された肥育牛の白色脂肪組織中の褐色脂肪細胞の動態を検討することにより、如何なる飼料因子が褐色脂肪細胞出現に影響を及ぼすかを明らかにする。本年度得られた成果を受けて、今後は、培養細胞レベルでの知見がウシの脂肪組織における褐色脂肪細胞誘導とどのように関わっているか?ウシ脂肪組織での遺伝子発現変化から予想される機構を培養細胞レベルで検証することの双方向で研究を推進し、最終的にウシの肥育効率改善に向けての提言を得る。研究最終年も引き続き、肥育試験から得られるサンプル調製ならびに解析を実施する。また、細胞培養レベルで褐色脂肪細胞分化調節機構を探るので、当初の計画通り、研究費は、これらの研究を推進するために費やされる。本年度は試薬納入業者の値引きや試薬類のキャンペーン時期に当該試薬を購入した結果、当初予定していた執行金額よりも少ない執行金額で研究を推進できた。次年度は、当初の計画通り、ウシ個体を使った飼育試験とその解析、ならびに培養細胞を使った褐色脂肪細胞分化の制御に関する分子機構の解明のために必要な物品の購入を行う。本年度に知り得た情報の一部は当初の予想を超えるものであった。次年度は、本年度の執行残額と当初の予定執行金額を併せた範囲内でさらに研究の深化を図る。
Vγ1Vδ1型γδＴ細胞活性化生薬成分の同定：新たなHIV制御法開発に向けて

これまでの研究で、Vγ1Vδ1型のT細胞レセプター(TCR)を発現したγδT細胞株(clone 1C116)の樹立に成功し、このT細胞がTCR特異的な抗原分子に遭遇した場合、IL-2を放出することを報告してきた。そして、このような抗原分子として天然生薬中に存在するフラボノイド、テルペノイド、アルカロイドなどの影響を調べたところ、その一部が応答することを見出した。本年度は、この事実を基に更に追求を重ねた結果、1C116株が糖質と結合したフラボノイド、2糖類と結合したフラボノイドであるヘスペリジンあるいはリナリンと特異的に応答することを見出した。そして、これらヘスペリジンあるいはリナリンで末梢血細胞を刺激したところVγ1Vδ1型γδ細胞が活性化され、IL-5並びにIL-13のようなサイトカイン、そしてケモカインであるMIP-1α、MIP-1β、RANTESなどのケモカインが放出されることを確認した。このような事実を基に、ヒト末梢血より純化採取したVγ1Vδ1型γδ細胞とR5-型HIV-1を感染させたCD4陽性NKT細胞を共培養した実験系において、ウイルス増殖が全く抑制されない状況下おいて、ヘスペリジンあるいはリナリンを添加した場合、著明なR5-型HIV-1の増殖抑制が認められることを発見した。ヘスペリジンは生薬の陳皮にリナリンは枸杞子の主成分であることから、生薬中に含まれる2糖類と結合したフラボノイドが、Vγ1Vδ1型γδ細胞を活性化した場合、活性化されたγδ細胞より放出されたサイトカインあるいはケモカインによって、NKT細胞内のR5-型HIV-1の増殖が抑制されることが明らかとなった。また、活性化されたγδ細胞は、CD4陽性T細胞内のR5-型HIV-1の増殖も抑制することを確認した。以上の事項をScentific Repotrs誌に投稿し、無事acceptされた。平成28年度は、報告者高橋の末梢血単核球より得たγδ型T細胞にHerpes Saimiriを感染させ不死化させ、その中から限界希釈法を用いてVγ1Vδ1型TCRを発現したT細胞株クローン3-DよりVγ1及びVδ1のTCR遺伝子を採取し、TCR欠損株であるJ.RT3-T3.5に遺伝子導入しVγ1Vδ1型γδT細胞株(1C116)を樹立した。これと同様の手法を用いて、高橋末梢血より得たVγ2Vδ2型T細胞株由来、Vγ2及びVδ2のTCR遺伝子を採取し、J.RT3-T3.5に遺伝子導入しVγ2Vδ2型γδT細胞株(2C21)を樹立した。まず、これらの樹立株1C116及び2C21が、抗CD3抗体を用いてTCRをcross-linkさせるとIL-2を放出することを確認し、これらのγδ型T細胞が特異抗原刺激に伴いIL-2を放出することを確認した。そして、2C21がアルキルアミンであるiso-butylamineに応答するTCRを発現していることを確認後、これまでに報告された他のVγ2Vδ2型TCR刺激活性化物質である結核菌由来のピロリン酸(IPP)、methylamineやethylamine (Immunity, 11:57-65, 1999)、さらにはお茶由来のテアニン(PNAS, 100:6009-6014, 2003)、アミノビスフォスフォネート製剤(Blood, 5:1616-1618, 2001)に応答することを検討した。一方、Vγ1Vδ1型TCRを発現した1C116株はこれらの抗原に全く応答しないことを確認後、天然生薬成分の中から煎じ薬(熱水抽出法)に含まれると推測される成分群であるフラボノイド、テルペノイド、アルカロイド等に着目し、それらとの共培養により1C116からIL-2の分泌が刺激されるかを指標として刺激物質を探ったところ、応答性を有する物質が同定された。Vγ1Vδ1型γδT細胞株を活性化するような生薬中の成分を同定するため、これまで申請者高橋の末梢血単核球より得たγδ型T細胞を不死化させた細胞株群を作成し、その中から限界希釈法を用いてVγ1Vδ1型TCRを発現したT細胞株クローンよりVγ1及びVδ1のTCR遺伝子を採取し、TCR欠損株であるJ.RT3-T3.5に遺伝子導入しVγ1Vδ1型γδT細胞株(1C116)の樹立に成功した。これと全く同様の手法を用いて、末梢血より樹立したVγ2Vδ2型T細胞株よりVγ2及びVδ2のTCR遺伝子を採取し、J.RT3-T3.5に遺伝子導入しVγ2Vδ2型γδT細胞株(2C21)を樹立した。これらの樹立株1C116及び2C21が、抗CD3抗体を用いてTCRをcross-linkさせるとIL-2を放出することを確認した後、特異抗原刺激に伴いIL-2を放出することを確認した。このクローン2C21がアルキルアミンであるiso-butylamineに応答するTCRを発現していることを確認後、これまでに報告された他のVγ2Vδ2型TCR刺激活性化物質である結核菌由来のピロリン酸(IPP)、methylamineやethylamine、さらにはお茶

由来のテアニン、アミノビスフォスフォネート製剤等に応答することを検討・確認した。Vγ1Vδ1型TCRを発現した1C116株はこれらの抗原に全く応答しないことを確認後、天然生薬成分の中から煎じ薬(熱水抽出法)に含まれると推測される成分群であるフラボノイド、テルペノイド、アルカロイド等に着目し、それらとの共培養により1C116からIL-2の分泌が刺激されるかを指標として刺激物質を探った結果、その中より特異的な応答性を有する物質が数個同定された。これまでの研究で、Vγ1Vδ1型のT細胞レセプター(TCR)を発現したγδT細胞株(clone 1C116)の樹立に成功し、このT細胞がTCR特異的な抗原分子に遭遇した場合、IL-2を放出することを報告してきた。そして、このような抗原分子として天然生薬中に存在するフラボノイド、テルペノイド、アルカロイドなどの影響を調べたところ、その一部が応答することを見出した。本年度は、この事実を基に更に追求を重ねた結果、1C116株が糖質と結合したフラボノイド、2糖類と結合したフラボノイドであるヘスペリジンあるいはリナリンと特異的に応答することを見出した。そして、これらヘスペリジンあるいはリナリンで末梢血細胞を刺激したところVγ1Vδ1型γδ細胞が活性化され、IL-5並びにIL-13のようなサイトカイン、そしてケモカインであるMIP-1α、MIP-1β、RANTESなどのケモカインが放出されることを確認した。このような事実を基に、ヒト末梢血より純化採取したVγ1Vδ1型γδ細胞とR5-型HIV-1を感染させたCD4陽性NKT細胞を共培養した実験系において、ウイルス増殖が全く抑制されない状況下おいて、ヘスペリジンあるいはリナリンを添加した場合、著明なR5-型HIV-1の増殖抑制が認められることを発見した。ヘスペリジンは生薬の陳皮にリナリンは枸杞子の主成分であることから、生薬中に含まれる2糖類と結合したフラボノイドが、Vγ1Vδ1型γδ細胞を活性化した場合、活性化されたγδ細胞より放出されたサイトカインあるいはケモカインによって、NKT細胞内のR5-型HIV-1の増殖が抑制されることが明らかとなった。また、活性化されたγδ細胞は、CD4陽性T細胞内のR5-型HIV-1の増殖も抑制することを確認した。以上の事項をScentific Repotrs誌に投稿し、無事acceptされた。本研究では、Vγ1Vδ1型γδT細胞株を活性化するような生薬中の成分を同定するため、Vγ1Vδ1型TCRを発現したT細胞株クローンよりVγ1及びVδ1のTCR遺伝子を採取し、TCR欠損株であるJ.RT3-T3.5に遺伝子導入しVγ1Vδ1型γδT細胞株(1C116)の樹立に成功した。一方、末梢血より樹立したVγ2Vδ2型T細胞株よりVγ2及びVδ2のTCR遺伝子を採取し、J.RT3-T3.5に遺伝子導入しVγ2Vδ2を発現したγδT細胞株(2C21)を樹立した。そして、これら1C116及び2C21が、抗CD3抗体を用いてTCRをcross-linkさせるとIL-2を放出することを確認した後、特異抗原刺激に伴いIL-2を放出することを確認した。そして、クローン2C21が、これまでに報告された他のVγ2Vδ2型TCR刺激活性化物質である結核菌由来のピロリン酸(IPP)等に応答することを確認した。一方、Vγ1Vδ1型TCRを発現した1C116株はこれらの抗原に全く応答しないことを確認後、天然生薬成分に含まれると推測される成分群であるフラボノイド、テルペノイド、アルカロイド等に着目し、それらとの共培養により1C116からIL-2の分泌が刺激されるかを指標として刺激物質を探った結果、フラボノイド群含まれるケルセチンに応答することが確認された。1C116をより強く刺激する物質を類似物質の中より探索した結果、フラボノイド群に含まれるヘスペリジンとリナリンを見いだした。
ブランド・リレーションシップに関する実証研究～ブランドへの愛着の発達メカニズム～

本研究の目的は、ブランド・リレーションシップの発達の論理の解明、すなわち消費者とブランドの関係性がどのようにして生まれ、どのようにして発展していくのかについての論理を既存研究及び調査分析によって展開しながら明らかにすることである。本研究では、ブランド・リレーションシップに関する既存研究の整理を行い、ブランド・リレーションシップ形成に関する仮説を導出、消費者調査によって検証を行っている。本研究の目的は、ブランド・リレーションシップの発達の論理の解明、すなわち、消費者のブランドに対する愛着がどのように生まれ、どのようにして発展していくのかについての論理を既存研究及び実証研究によって展開しながら明らかにすることにある。これにあたり、本研究では3つの研究課題を設定している。本年度は、まず最初の研究課題であるブランドへの愛着の発達メカニズムの論理について、消費者行動研究における愛着形成に関わる既存研究の整理を行った。その成果は、2008年5月に法政大学にて行われた日本商業学会(タイトル:「ブランド研究における関係性問題の位置づけ-ブランド・リレーションシップ概念の検討」)で発表している。ちなみにこれらの既存研究のレビューについては、現在、論文化を進めており、来年度中にまとめて論文化を行う予定である。さらに本年度は、本研究の第2の研究課題である、既存研究からの論理の考察と検証を行っている。そこでまず着目したのは、愛着発達に関わる要因としての状況要因であるライフイベントの影響である。なお、その成果は、2008年6月にADKで行われた日本消費者行動研究学会(タイトル:「ブランド・リレーションシップとライフイベント消費」)で発表し、さらに「変化する女性のライフイベント消費」(青木幸弘他著「ライフコース・マーケティング』)として執筆している。さらに来年度は、愛着発達に関わる要因としてのストレス、及びコ・クリエイション(もしくは共創価値)概念に着目して研究を進める予定であり、来年度中にはこれらの研究成果について論文としてまとめていく予定である。本研究の目的は、ブランド・リレーションシップの発達の論理の解明、すなわち消費者のブランドに対する愛着がどのようにして生まれ、どのようにして発展していくのかについての論理を既存研究及び実証分析によって展開しながら明らかにし、企業のブランド・マネジメント戦略への適用を考察することである。この研究の目的にあたり、本研究は具体的な3つの研究課題から構成される。第1は、ブランドへの愛着の発達メカニズムの論理について、消費者行動研究における愛着形成に関わる既存研究を整理すると共に、発達心理学のBowlby(1969,1973,1980)のアタッチメント(愛着)理論などの他分野における愛着に関わる研究を整理することで、愛着がどのような環境によって発生し、発達していくのかについてのメカニズムを考察することである。第2は、これらの既存研究からの考察から、消費者がなぜ、どのようにしてブランドに愛着を感じるようになるのかについての論理の考察と検討を行い、消費者調査によって論理の検証を行うことである。第3は、第1、第2の研究課題から導き出された論理について、企業のブランド・マネジメント戦略への適用を考察することである。ここでは、特にIMCの視点から、ブランド・コンタクトポイントにおけるブランドへの愛着形成との関連について考察を行い、企業のブランド・マネジメント戦略への適用を検討する。本研究は、これらの3つの研究課題にもとついて研究計画を策定し、平成20年度には、第1課題である愛着の発達に関する文献レビューの整理及び検討、及び第2課題の前半部分である理論モデルの検討と修正までを行った。翌平成21年度には、第2課題の後半部分である理論モデルの仮説の検証、及び第3課題である理論モデルのブランド・マネジメント戦略への適用に取り組んだ。
セルタッチアニメーションのためのモーションキャプチャーを利用した誇張動作の生成

現状の制作環境を解析するために、これまでに制作されてきたセルアニメーションの解析を進めて行く中で、KEY POSEやACTION LINEなどを用いた新しいアニメーションの概念が形成されつつある。特にKIME POSEを有する日本独自のアニメーションの生成手法に着手した事は、今後の研究の進展が期待出来る現状の制作環境を解析するために、これまでに制作されてきたセルアニメーションの解析を進めて行く中で、KEY POSEやACTION LINEなどを用いた新しいアニメーションの概念が形成されつつある。特にKIME POSEを有する日本独自のアニメーションの生成手法に着手した事は、今後の研究の進展が期待出来る本研究の目である「日本式アニメーションの制作環境を根本から改善し,より競争力の高いアニメーションコンテンツの制作支援システムの開発」を行なうために,研究内容を3つ分類した。1つは,現状の制作環境を解析するために,これまでに制作されてきたセルアニメーションを解析する事。2つ目は,解析した内容を使用して,アニメーション制作システムのソフトウエア化,システム化を行なう事。3つ目は,それらのシステムがスムースに制作現場に導入出来るように,論理的なアニメーション制作技術の教育手法を確立する事である。セルアニメーションの解析には,Computer Visionによって図の解析を行なうのでは無く,人間の手によって図の構成を解析した。この手法から,後にアニメーション制作教育手法に発展させる道筋が出来た。アニメーション制作システムのソフトウエア化については,ソウトウエア制作が当初の計画通りには進んでいない。これは,現状のアニメーションの解析を行なった結果,最初に設計した制作支援システムではカバーし切れない要素が発見された為である。本年度は,そういったシステムの不足要素を新たに組み込んだ,アニメーション制作支援システムを設計する。研究の成果として特筆すべきは,科学研究費補助によって,昨年度までよりも現状のセルアニメーション作品の解析作業が進んだため,より多くの研究成果を発表することが出来た。また,システムの不足要素が見えてきた事によって,最終的な目標システムの全体像が固まって来た事が上げられる。本研究の目的は、「日本式アニメーションの制作環境を根本から改善し、より競争力の高いアニメーションコンテンツの制作支援システムの開発」を行なうための基礎研究である。内容は3つ。1.現状の制作環境を解析するために、これまでに制作されてきたセルアニメーションの解析。解析を進めで行く中で、KEY POSEやACTION LTNEなどを用いた新しいアニメーションの概念が形成されつつある。特にKIME POSEを有する日本独自のアニメーションの生成手法に着手した事は、今後の研究の進展が期待出来る。2.解析した内容を使用して、アニメーション制作システムのソフトウエア化、システム化を行なう事。アニメーションのシステム化に対しては、計画よりも進行が送れぎみである。これは、アニメーション原理のシステム化よりも、新しい原理の研究に力が入っているためである。3.それらのシステムがスムースに制作現場に導入出来るように、論理的なアニメーション制作技術の教育手法を確立する事。教育手法の研究については進展があった。アニメーション制作の習熟度とアニメーション原理の理解度は関連性があり、学生に対してさらに実験的なワークを行なわせる事によって、短期間の習熟度アップへつながるメソッドへとつなげて行きたい。
葉緑体包膜の電子伝達タンパク質

無傷葉緑体に光照射すると葉緑体外に添加したシトクロムcが還元されることを見出した。この反応は、葉緑体内で生成するO_2、H_2O_2、NAD(P)H等を介する溶液反応ではなく、包膜に局在する酸化還元成分によるシトクロムcの包膜を横切った電子伝達の結果である。還元型シトクロムcの包膜による酸化反応を利用して電子伝達性分をアッセイし、包膜にはキノン類に近いE^0をもつ分子がタンパク質に結合した構造をもち、オクチルグルコシドで解離する酸化還元成分が包膜の内外膜ともに局在する。無傷葉緑体によるシトクロムc還元に対する電子伝達阻害剤の阻害様式は、プラストキノン部位から電子が包膜に渡されることを示した。包膜電子伝達を経由してシトクロムcに電子をリ-クさせると、炭酸固定反応が抑制され、酸素発生速度も低下した。チラコイド膜のPMS依存の循環的光リン酸化反応、および、フェリシアナイド依存の非循環的光リン酸化反応も単離した包膜を添加して包膜への電子伝達を並行させると阻害された。これらの反応の包膜電子伝達による抑制は、単に還元力がキノン部位から包膜電子伝達にリ-クした分だけ阻害されるのではないことは、包膜電子伝達を通って流される電子当量に比較して、酸素発生のシトクロムc添加によって落ち込む電子当量が数倍大きいことから示唆された。葉緑体外のシトクロムcへのチラコイドから電子伝達は非生理的なものであるが、包膜の電子伝達よりシトクロムcへの電子のリ-クが光合成の炭酸固定や光リン酸化に影響することは、この包膜の電子伝達が光合成の電子伝達を包膜の電子伝達を使ってチラコイド膜間、あるいは葉緑体間の光合成効率の平均化を行っているこれまで知られていなかった光合成の調節を行っていることが示唆された。葉緑体包膜は、これまで、葉緑体内の光合成に必要とする、あるいは、光合成で生成した化合物を細胞質との間で輸送する機能のみを持つと思われてきた。しかし、本研究で包膜にも電子伝達系が存在することが明らかとなり、その調節や触媒する電子伝達タンパク質の性質が興味の的となった。以下に本年度明らかにされた研究の成果は述べる。1.人工リン脂質小胞膜に包膜タンパク質を組み込むことにより、小胞内部の還元剤が外部の酸化物を還元することから膜を横切る電子伝達を包膜タンパク質が行うことを証明した。2.酸化還元滴定により、電子伝達能を持つ包膜タンパク質は4電子輸送体であり、1電子伝達体に解離する。これは少なくとも複数のタンパク質が電子伝達系を構成することを示す。3.包膜の電子伝達に共役して細胞質側のpHがアルカリにシフトし、包膜内外の膜電位が形成されることを見い出した。このエネルギーは光合成に必要な炭酸イオンの輸送のために必要とされる。4.包膜タンパク質を表面活性剤で可溶化し、種々のクロマトグラフィーを用いて生成するための条件を設定することができた。葉緑体包膜は、光合成系とその産物を代謝する細胞質の反応系を分けている脂質膜である。主に、包膜を構成する成分の合成系と、細胞質と葉緑体内の、例えば光合成基質、葉緑体前駆体タンパク質、または、光合成産物などの輸送に関与するタンパク質が局在している。

この包膜に新たに酸化還元反応があることを見いだし、その酸化還元を触媒する成分を単離し、性質と葉緑体での機能を明らかにすることが本研究の目的である。シトクロムc、および、フェリシアナイドが包膜酸化還元反応の有効な電子受容体となること、葉緑体の還元物質は電子供与体とならないことを認め、還元型シトクロムcの酸化活性により包膜酸化還元成分のアッセイ法を確立した。種々の界面活性剤を用いて可溶化し、精製を試みたが単離に至らなかった。そこで、モノクローン抗体を作成し、酸化還元反応を阻害する抗体を得ることによってその抗原となる包膜の電子伝達タンパク質を同定する方法を同時に試み、現在スクリーニング中である。包膜の電子伝達を起こさせると無機炭酸の葉緑体への取り込みが促進されることを見いだした。電子伝達を駆動するエネルギーとして、電子伝達によって包膜外のpHの上昇が認められた。光照射を止め、電子伝達を抑えるとpHは低下して元の値に戻ることから、電子伝達に共役したプロトンの細胞質側への汲み出しが起こると推定した。
栄養塩吸収特性が異なる植物種の組み合わせによる植生浄化技術の高度化

本研究は、これまで見落とされてきた糸状藻類Spirogyra sp.の有効性を発掘し、植生浄化水路において異なる栄養塩吸収特性を持つ植物種を組み合わせることの有用性および栄養塩吸収特性に基づいて植物の配置場所を最適化することの有用性を明らかにすることを目的とした.本年度における研究成果を以下にまとめた.1.糸状藻類や雑草の影響がない高等植物(ヘチマ)単独での浄化性能を実証するために,水面を遮光した植栽浄化水路を休耕田に設置し,遮光しなかった場合との比較を行った.その結果,雑草等まで含めた植物バイオマスの生成量にはあまり差がないにもかかわらず,水質浄化性能は遮光した方が明らかに上回る結果となった.これはSSおよびリンの沈殿が遮光系においてより促進された結果であることが分かった.2.水路に発生した植物根の全長測定により,遮光により根長が7倍増加しており,これが沈殿を促進し水質浄化性能に貢献していることが明らかとなった.3.本年度に設置した植生浄化水路には,遮光の有無に関わらず想定していた糸状藻類が発生しなかった.その原因は,遮光系で得られた高い水質浄化性能に合わせて水面積負荷を増加させたことにあると考えられ,糸状藻類の発生の限界となる流速が存在することが示唆された.4.植生浄化水路における糸状藻類の水質浄化性能の確認が行えなかったため,初年度の実験室でのベンチスケール実験で得た浄化速度式を利用して,水面を遮光した植栽浄化水路の下流部に糸状藻類植栽区を設けた場合に期待できる水質浄化性能のシミュレーションプログラムを作成した.本シミュレーションプログラムにより,糸状藻類や高等植物を単独で利用するケースとこれらを組み合わせたケースそれぞれが,どのような条件(流入負荷条件,目標水質,植生面積)に適しているのかを明らかにすることができた.本研究は、これまで見落とされてきた糸状藻類Spirogyra sp.の有効性を発掘し、植生浄化水路において異なる栄養塩吸収特性を持つ植物種を組み合わせることの有用性および栄養塩吸収特性に基づいて植物の配置場所を最適化することの有用性を明らかにすることを目的としている.糸状藻類Spirogyra sp.の栄養塩の吸収に関する基礎的知見が見当たらないことから,初年度はSpirogyra sp.の栄養塩吸収特性を明らかにすることを計画した。単独培養したSpirogyra sp.を様々な栄養塩濃度条件および供給速度条件下で連続培養し、栄養塩除去能力について調べたところ,窒素負荷速度が0.1g-N/m^2/dayまでの範囲では,25°Cの水温条件下では95%以上の窒素除去率を,12°Cの水温条件下では80%程度の窒素除去率を期待できることが分かった.一方,リン負荷速度では0.039-P/m^2/dayまでの範囲では,25°Cの水温条件下では95%以上のリン除去率を,12°Cの水温条件下では90%程度のリン除去率を期待できることが分かった.これらの結果より,糸状藻類Spirogyra sp.の栄養塩吸収能力が特に低濃度条件下で優れていることを確認することができた.そして,植生浄化水路の下流部を本結果で明らかにしたレベルの栄養塩負荷条件に設定することができれば,そこにSpirogyra sp.を植栽することで植生浄化水路に高度処理機能を付加できることが示唆された.さらにSpirogyra sp.の25°Cと12°Cでの栄養塩吸収能力にあまり差がないことが明らかとなり,水温を10°C程度以上に維持できれば季節によらず年間を通じてこれを利用できる可能性が示された.本研究は、これまで見落とされてきた糸状藻類Spirogyra sp.の有効性を発掘し、植生浄化水路において異なる栄養塩吸収特性を持つ植物種を組み合わせることの有用性および栄養塩吸収特性に基づいて植物の配置場所を最適化することの有用性を明らかにすることを目的とした.本年度における研究成果を以下にまとめた.1.糸状藻類や雑草の影響がない高等植物(ヘチマ)単独での浄化性能を実証するために,水面を遮光した植栽浄化水路を休耕田に設置し,遮光しなかった場合との比較を行った.その結果,雑草等まで含めた植物バイオマスの生成量にはあまり差がないにもかかわらず,水質浄化性能は遮光した方が明らかに上回る結果となった.これはSSおよびリンの沈殿が遮光系においてより促進された結果であることが分かった.2.水路に発生した植物根の全長測定により,遮光により根長が7倍増加しており,これが沈殿を促進し水質浄化性能に貢献していることが明らかとなった.3.本年度に設置した植生浄化水路には,遮光の有無に関わらず想定していた糸状藻類が発生しなかった.その原因は,遮光系で得られた高い水質浄化性能に合わせて水面積負荷を増加させたことにあると考えられ,糸状藻類の発生の限界となる流速が存在することが示唆された.4.植生浄化水路における糸状藻類の水質浄化性能の確認が行えなかったため,初年度の実験室でのベンチスケール実験で得た浄化速度式を利用して,水面を遮光した植栽浄化水路の下流部に糸状藻類植栽区を設けた場合に期待できる水質浄化性能のシミュレーションプログラムを作成した.本シミュレーションプログラムにより,糸状藻類や高等植物を単独で利用するケースとこれらを組み合わせたケースそれぞれが,どのような条件(流入負荷条件,目標水質,植生面積)に適しているのかを明らかにすることができた.
クェーサーの活動性の変動とその起源の解明

クェーサー中心にある降着円盤から輻射圧などで噴き出すガスの流れ(アウトフロー)にみられる時間変動の起源として注目されている「電離状態変動シナリオ」を、その補助機構も含めて観測的に検証した。その結果、アウトフローによる吸収強度がクェーサー光度とリンクしていることや、レンズクェーサーを用いた多視線観測の結果からアウトフローガスが視線間距離よりも小さな構造を持つことなどを突き止めた。これらは自己遮蔽効果を補助機構とする電離状態変動シナリオを支持するものであるが、ガス運動による効果も無視できないことも明らかになった。アウトフロー変動を通してクェーサー活動の変動を探る3つの計画のうち、「mini-BAL/NALクェーサーに対する測光・分光同時モニター観測」の結果をまとめて学術誌に投稿した。これは、国内の望遠鏡(木曽観測所、岡山天体物理観測所)を用いた4年以上に渡る予備調査と、H27年度に実際に行った本観測の集大成である。BALクェーサーと同様に、mini-BALクェーサーに対しても、クェーサー光度とアウトフローによる吸収強度には相関があることを確認した。(ちなみにNALクェーサーについては吸収線の時間変動はほとんど見られない。)この結果は「電離状態変動シナリオ」を支持するものである。一方で、(これもBALクェーサーで確認されていることだが)光度変動の大きさが吸収強度の変動を説明できるほど大きくないことも分かった。ある程度予想されていたこの問題に対しては、解決のための2つの補助機構(クランピーな吸収物質による自己遮蔽効果の変動、アウトフローの根元に存在するwarm absorberの光学的厚さの変動)が提案されている。特に前者についてはアウトフローガスのサイズ評価が重要となる。そこで、すばる望遠鏡による重力レンズクェーサーSDSS J1029+2623(最大離角22.5秒)に対する多視線高分散分光観測を行い、横断方向のサイズの見積もりを試みた。その結果、放出速度が小さい(すなわち光源からの距離が小さい)アウトフローが2視線で共通の吸収構造を持つのに対し、放出速度が1,000km/sよりも大きいアウトフロー吸収は一方の視線でしか検出されないことが分かった。この結果は、一部のアウトフローガスのサイズが、クェーサーレンズ像の視線間距離よりも小さいことを意味する。現時点において、2つの補助機構のいずれも可能性として排除できないことが分かった。アウトフローの変動原因として現在最も有力視されている「電離状態変動シナリオ」を検証するために、測光・分光同時モニター観測と、重力レンズクェーサーを用いた多視線分光観測を行った。これらの観測結果から、BALクェーサーだけでなくmini-BALクェーサーに対しても、クェーサーの光度変動とアウトフローによる吸収線の強度変動の間に相関があることが確認できた。ある程度予想されていた結果とはいえ、4年以上にわたる予備調査、およびH27年度に行った本観測の結果をもとに、吸収線幅が小さいmini-BALクェーサーに対しても同様の傾向がみられたことは重要である。ちなみに吸収線の時間変動が乏しいNALクェーサーに対しても測光モニター観測を行ったが、その光度変動の大きさはmini-BALクェーサーとあまり変わらないことが分かった。つまりアウトフローによる吸収線の変動原因はクェーサーの光度変動だけでは説明できず、何らかの補助的な機構が働くことにより、BAL/mini-BALの吸収強度だけが変動すると考えられる。ここまでの研究は当初の計画通り順調に進んでいると言える。更に我々は時間変動の補助機構を解明すべく、重力レンズクェーサーを用いたアウトフローガスの横断方向のサイズ評価にも着手した。重力レンズクェーサーSDSS J1029+2623の2つのレンズ像に対する多視線分光観測を行ったところ、視線方向による吸収構造の違いを確認した。この結果は、アウトフローガスの横断方向のサイズ評価に利用できるだけでなく、アウトフローを異なる方向から見込むことが出来た点でも興味深い結果であるといえる。上記2つの観測結果についてはすでに学術誌に投稿済みである。当初設定した2つの研究計画のうち「mini-BAL/NALクェーサーに対する測光、分光同時モニター観測」の結果をまとめた。先行研究から4年以上に渡って継続して行った観測結果に基づき、a) mini-BAL/NALをもつクェーサーの光度変動が電離状態変動シナリオを採用できるほど大きくないこと、b) mini-BAL/NALをもつクェーサーの光度変動の傾向に違いが見られないこと、c)光度変動とアウトフローによる吸収強度の変動が僅かな時間差をもってリンクしていること、などを突き止めた。本研究により、BALクェーサーと同様にmini-BAL/NALをもつクェーサーに対しても単純な電離状態変動シナリオは採用できないことを確認した。電離状態変動シナリオに対する補助機構の一つに、高密度低電離ガスによる自己遮蔽モデルがある。このモデルから予想されるアウトフローガスの内部構造は、クランプ状のクラウドが大量に密集しているというものである。このモデルを検証すべく、大離角レンズクェーサーSDSS J1029+2623のレンズ像を用いた多視線分光観測を行った。検出された吸収線のうち、放出速度が小さい(数千km/s以下)ものについては、すでに視線方向に対する吸収構造の違いを確認できていたが、今回あらたに放出速度が大きい(数万km/s程度)NALに対しても同様な違いがあることが分かった。

NALの一部はクェーサーとは無関係な吸収物質による吸収線である可能性が排除できないが、NALの起源を確認するために一般的に用いられる部分掩蔽解析を行ったところ、66本のNALのうち24本がアウトフロー起源である可能性が高いことが分かった。さらにこれらのNALは、特定の放出速度において群れをなすことも確認できた。この傾向は、一部のシミュレーションで再現されているフィラメント構造と一致するものであり、興味深い結果といえる。当初設定した2つの課題のうち「測光・分光同時モニター観測」についてはすでに全観測を終え、H28年度中に学術論文として報告を済ませている。もう一つの課題である「電離状態変動サブシナリオの検証」については現在進行中であるが、重力レンズクェーサーを用いた多視線観測というユニークな手法を取り入れることにより、接線方向に対するクラウドサイズの見積もりという視点から一定の成果を挙げている。現在までに提案されているサブシナリオは「変動する自己遮蔽シナリオ」と「変動する遮蔽物質シナリオ」のふたつである。とくに前者については吸収ガスのサイズが問題となる。クェーサーの光源近くで過電離を避けるためには自身のガス密度は極端に大きく、同時にガスサイズは極端に小さくなければならない。しかし個々のガスサイズの見積もりは困難であり、とくに接線方向の広がりについては単視線の情報しか得ることができない分光観測では不可能である。そこで現在進めているのが、大離角レンズクェーサーSDSS J1029+2623を用いた多視線分光観測である。アウトフローガスの光源からの距離を典型的な値である1pcと仮定すると、レンズ像の視線間距離は0.0001pc程度となる。視線間で異なる吸収構造が確認できたことから、アウトフロー内部の個々のガスサイズに対して極めて小さい上限値を置けたことになる。これは「変動する自己遮蔽シナリオ」の要求を満たすものである。吸収ガスの時間変動性についても、過去3回にわたるモニター観測の結果、4年程度未満のタイムスケールでわずかな時間変動を示すことを確認している。ガスサイズの更なる絞り込みを進めるべく、一桁小さい離角を有するレンズクェーサーSDSS J1001+5027に対する同様な観測もすでに2回行っており、現在、結果を考察中である。このように研究はおおむね順調に進んでいるといえる。本研究課題では、NAL/mini-BALを持つクェーサーに対する3種類の観測(測光・分光同時モニター観測、可視高分散分光モニター観測、可視・X線同時モニター観測)を通して、アウトフローにみられる時間変動の全貌を解明することを目的としている。具体的には、現在最も有力視されている「電離状態変動シナリオ」と、それに対する補助機構を観測を通して検証することである。昨年度までには、NAL/mini-BALクェーサーに対する測光・分光同時モニター観測を完了させ、mini-BALクェーサーに対してもBALクェーサーと同様に、クェーサー光度とアウトフローによる吸収強度に相関があることを確認し、査読論文として発表している。しかし「電離状態変動シナリオ」を単独で再現するには光度変動が小さすぎるため、補助的な機構(変動する遮蔽物質、変動する自己遮蔽)についても検討する必要がある。
K中間子崩壊モード測定による原子核中でのベクトル中間子生成の研究

原子核をはじめとする高密度環境下では、カイラル対称性が回復すると考えられており、その帰結として質量変化が起こり得る。実験的にこの質量変化を検出する方法として、高温高密度物質中でベクトル中間子φ中間子の不変質量を、ハドロン(K中間子)崩壊モードを用いて測定することが大変有効である。本研究では、この為に必須であるハドロン粒子識別用の測定器の開発と運用を行う。
重フェルミオン化合物における高圧力下の物性測定

3d遷移金属間化合物Ce_3Pd_<20>Si_6の結晶構造は立方晶であり、帯磁率、電気抵抗、比熱がすでに調べられている。0.3以下の低温領域で電気抵抗はρ=ρ_0+AT^2のような温度変化を示す。ρ_0は32.5(μΩcm/K^2)及びAは58.8(μΩcm/K^2)である。Ce_3Pd_<20>Si_6の磁気比熱はCe当たりの電子比熱係数が8J/molK^2ときわめて大きく重い電子系と見られている。本年度は、重い電子系は圧力変化に対して敏感は応答を示ので、この化合物における電気伝導及び比熱測定等の圧力効果を研究し、電子状態の確認を行った。1)電気抵抗の圧力変化圧力は^4He温度で定加重型2種類及び^3He温度ではピストンシリンダー型クランプセル1種類を用いた。近藤温度を反映していると見られる抵抗の極大T_<max>は8GPaまで圧力と共に増加する事を確認した。その平均の圧力変化率はdT_<max>/dP=+25(K/GPa)である。2)比熱の圧力効果比熱はピストンシリンダー型クランプセルを用い高圧下で断熱法によって測定した。今まで圧力セル内で使用していたテフロンは圧縮率が極めて大きく、比熱のバックグランドが大きく変化し、誤差が大きくなる。我々はテフロンの代わりにPbを使用しデータの再現性を得た。5.7Kbarまでの圧力変化に対して比熱のC/Tは低温で全く圧力効果を示さない。この結果低温におけるC/Tの増加は近藤効果の寄与ではなく他の原因、たとえば磁気的な寄与、であろうと結論した。
新疆ウイグル自治区小河墓遺跡の学際的調査による砂漠化過程の解明

「人類世」という新しい地質年代を提唱されているが、これは産業革命以降の急速なエネルギー消費により、人間活動が地球環境に大きな影響を及ぼすようになったことを、地質学的にも記述すべきとの判断による。しかし、環境の歴史を丁寧に調査すると、人間活動の影響は産業革命のはるか前から、われわれの想像を超えてはるかに大きかったことがわかってきた。本研究は、これまで研究代表者が総合地球環境学研究所のプロジェクトとして行ってきた研究の継続であるので、初年度である22年度はまず、その先行研究の成果をまとめ発表する作業を主な活動とし、本研究のテーマを新しく始める体制を整えた。その一環として、先行研究で残されていた課題についての調査研究も行い、先行研究の成果を完全なものとすることにつとめた、先行研究で残されていた課題の調査研究としては、新疆ウイグル自治区・小河墓遺跡周辺における土壌ボーリング調査を、海外協力者であるイディリス・アブドゥラスル(新疆文物局)率いるチームによって実施した。結果、約6,000年前から現在までの間に、現在は砂漠である遺跡周辺が湿地であった時代が3期存在し、その1期が小河墓遺跡の時代に当たることがわかった。すなわち、小河墓遺跡の時代には水が豊かであった環境が、過栽培などの原因で現在のような不毛の地になった、という研究代表者らのかねてよりの仮説に、一層確実性をもたせることができた。先行研究の成果まとめおよび発表としては、国際シンポジウムの開催および日・中両国語の研究報告書の作成を行った。国際シンポジウムは、新疆文物局・北京大学・吉林大学との共催で、北京において2010年11月に実施した。日中双方から計15名の諸分野の研究者が、小河墓遺跡に関する研究成果を発表し意見を交換し合い、新疆ウイグル自治区の考古学調査にかつてなかった規模の学際的調査としての成果を認識した。報告書については、本研究費のメンバーの中から、シンポジウムで発表した日本人メンバー6名(共著者含む)の成果報告原稿を中国語訳し、中国側研究者の原稿と併せて出版すべく、編集に当たる海外協力者の元へ提出した。来年度の本研究費を利用して、製本・出版する予定である。当初の予定であった、第1次調査の調査報告書は、23年度の後半に新彊文物局に提出した。この報告者の原稿は日本語であるが、中国側からは中国人研究者による中国語原稿が届けられた。そこで日本語原稿は中国語に翻訳、また中国語原稿は日本語に翻訳の作業を進めた。両言語による印刷公表は24年度に行う予定である。またこれより先に、ウルムチ市で研究交流会を開催し、23年度までの研究成果の確認と24年度研究計画について協議、立案をおこなった。スウェーデンの探検家S.ヘディンが1930年代に行った調査時の記録写真のデジタル・アーカイブ化のためにヘディン財団と協議を行い、事業を継続しておこなった。これと並行して、ヘディンの調査と同じ場所を訪れ、ここ80年間の環境の変化を明らかにするための調査の予備調査を行った。コルラ市付近では、孔雀河の流路はヘディンの調査時とは大きく変化しており、場所の特定が簡単ではないことがわかった。ただし孔雀河の流路ははっきりと残存しており時間をかけて調査すれば場所の特定は可能であると判断された。出土ミイラのピロリ菌の分析は、ミイラが重要文物であり、調査にあたっては別途文物局への許可申請が必要であることが明らかとなったため、23年度の調査は24年度に延期することとし、申請に万全を期すこととした。また、ピロリ菌のDNA分析を進めるため、菌ゲノムの増幅領域を決定する予備的な研究をおこなった。さらに、DNA分析を行う研究機関との協議も開始した。アフリカ原産の穀物である「テフ」であることが疑われる雑穀種子の種の同定作業を開始した。平成24年度は最終年度であり、全体の取りまとめ作業を行った。24年度の成果は以下の3点である。約80年前に撮影された現地の写真をアーカイブした、スウエーデンのストックホルムにあるスエン・ヘディン財団との間で協定を締結し、ヘディン撮影の写真を一部デジタルアーカイブ化した(写真の総数はおそらく数千枚に及ぶ)。これを孔雀河流域におけるここ80年間の環境変化の調査をおこなうための基礎データとした。またヘディン作成の地図、日記等の調査をあわせて行った。なお、デジタル化された画像は日本に持ち帰り、研究代表者の機関である総合地球環境学研究所で保管している。現地調査の一部としては、ヘディンが探検したのとなるべく同じ土地に赴いて位置を特定したうえで写真を撮影し、当時のそれと比較する方法をとった。それにより、孔雀河流域はそのほぼ全域で川が完全に干上がるとともに周囲の乾燥化も極端に進行していることが実地に明らかになった。なお一部に水の残る場所もあったが、流水はなく、付近では土壌の激しい塩性化が認められた。また、新疆考古博物館において発掘されたミイラの検分をおこない、副葬品等の再調査を行うとともに、当時の環境について記したと思われる詳細な文献調査を行った。

一部の調査は、北京大学等中国側の協力で継続され、砂漠下から発見された土壌(粘土等を含む)の年代を、さらに詳しく検討した。さらに、共同執筆による論文作成のため、日本語、中国語、英語3か国語間の翻訳作業をおこなった。申請上の問題に由来するピロリ菌の分析の遅れなどはあったが、テフの分析の進行など予期しなかった成果もあり、全体としてはおおむね達成できたと考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。ピロリ菌の分析は人の集団の移動を明らかにするうえで極めて重要であるので、許可獲得には万全を期し、成果を挙げたい。印刷・公開を確実に行い、次につなげたい。
摂食抑制ペプチドＮｅｓｆａｔｉｎー１の細胞内及びインビボでの作用機構の解明

摂食抑制視床下部ホルモンであるNesfatin-1(NAP-1)の細胞内シグナル伝達経路を探索した。マウス神経芽細胞腫由来NB41A3細胞およびマウス視床下部にはNAP-1受容体の存在が示唆され、NAP-1はNB41A3細胞においてMAPキナーゼもしくはL型カルシウムチャネルの作用を介して細胞内のリン酸化CRE結合蛋白(p-CREB)を増加した。また膵β細胞ではNAP-1は中枢神経系とは異なるシグナル伝達経路を利用する可能性が示唆された。さらにG蛋白共役型受容体(GPCR)候補遺伝子からNAP-1の受容体候補遺伝子GPCRnを同定。同遺伝子ノックアウト(GPCRnKO)マウスを樹立した。摂食抑制ペプチドNesfatin-1(NAP-1)の細胞内シグナル伝達経路を明らかにするために、今年度は種々の神経系培養細胞に既知のシグナル応答配列を付加したluciferaseレポーターを遺伝子導入し、NAP-1添加によるレポーター活性を測定した。その結果マウス神経芽細胞腫由来のNB41A3細胞に、cAMP応答配列(CRE)レポーターの活性化を認めた。M30はNAP-1中央部付近の23ー52アミノ酸からなるペプチドであるが、マウスへの投与で濃度依存性に摂食抑制作用を示す。M30はNB41A3細胞におけるCREレポーターも活性化した。しかしメラノコルチン3/4受容体のアンタゴニストであるSHU9119もしくはin vivoで摂食抑制効果のない変異M30ではこの活性化は消失した。さらにNAP-1はNB41A3細胞内のリン酸化CRE結合蛋白(p-CREB)を増加させたが、細胞内cAMP濃度の増加は認めなかった。キナーゼ阻害薬を用いた実験により、MAPKおよびL型Ca channel blockerによりM30によるCREBリン酸化反応が消失することが判明した。マウス視床下部とNB41A3細胞の膜分画を用いて、125I-NAP-1によるレセプターアッセイを行うとKd値は各々約0.79nM、約0.165nMであり、NAP-1との特異的結合を認めた。一方、膵β細胞系培養細胞ではp-CREBはNAP-1濃度依存的に減少した。マウス視床下部及びNB41A3細胞にはNAP-1受容体の存在が示唆され、またNAP-1は同細胞においてMAPKもしくはL型Ca channelの作用を介してp-CREBを増加すると考えられた。膵β細胞ではNAP-1は中枢神経系とは異なるシグナル伝達経路を利用すると考えられ、NAP-1受容体による組織特異的細胞内シグナル伝達機構が存在することが示唆された。摂食抑制ペプチドNesfatin-1(NAP-1)の細胞内シグナル伝達経路とインビボでの作用の分子機構を明らかにするために、NAP-1の受容体検索を行った。昨年度までの研究成果により、NAP-1受容体はG蛋白共役型受容体(GPCR)であることが予想されていた。そこで今年度は[35S]GTPγSアッセイを用いて、GPCR候補遺伝子からNAP-1の受容体の同定を進めた。[35S]GTPγSアッセイを簡単に説明する。まず目的とするGPCRとG蛋白を融合した遺伝子をpFAST-Bac vectorへクローニングする。VectorをDH10 competent cellに遺伝子導入すると、BacmidとpFAST-Bac vectorの間で遺伝子組換えが起こり、GPCR-G蛋白融合遺伝子がBacmidへ入る。Bacmidを昆虫細胞Sf9細胞に感染させ、バキュロウイルスをパッケージングする。得られたウイルスをSf9に再度感染させ、GPCR-G蛋白融合タンパクを過剰発現させたSf9細胞を得る。膜画分を調整し、[35S]GTPγSを基質としたラジオアッセイを行うというものである。この検討により2つのGPCRがNAP-1受容体と考えられた。現在その2つのGPCRについて局在やNAP-1との結合の特異性を検討している。昨年度までの検討で、膵β細胞ではNAP-1は中枢神経系とは異なるシグナル伝達経路を利用すると考えられ、NAP-1受容体による組織特異的細胞内シグナル伝達機構が存在することが示唆された。このため今年度は視床下部および膵β細胞特異的なNAP-1ノックアウトマウスの樹立を試みた。現在各組織特異的ノックアウトマウスもF1が樹立されてきている。Nesfatin-1は摂食抑制効果を示す新規生理活性ペプチドであり、その活性中心であるM30ペプチドも同様の効果を持つ。Nesfatin-

1はマウス視床下部単離ニューロンにおいて細胞内カルシウムを増加させ、膵島および膵β細胞系培養細胞にてインスリン分泌を惹起するが、その細胞内シグナル伝達経路は未だ不明である。今年度はNesfatin-1による組織特異的な細胞内シグナル伝達機構の解明を目的とした。マウス神経芽細胞腫由来のNB41A3細胞に種々のシグナル応答配列を付加したルシフェラーゼレポーターを遺伝子導入し、Nesfatin-1添加によるレポーター活性を測定したところcAMP応答領域(CRE)レポーターの活性化を認めた。この活性化はM30でも認められ、変異M30ではこの活性化は消失した。さらにNesfatin-1はNB41A3細胞内のリン酸化CRE結合蛋白(p-CREB)を増加させたが、細胞内cAMPの増加は認めなかった。MAPキナーゼ(MAPK)阻害薬およびL型カルシウムチャネル阻害薬により、M30によるCREBリン酸化反応は消失した。マウス視床下部とNB41A3細胞の膜分画を用いて、125I-Nesfatin-1によるレセプターアッセイを行うとKd値は各々約0.79nM、約0.165nMであり、Nesfatin-1との特異的結合を認めた。一方、膵β細胞系培養細胞ではp-CREBはNesfatin-1濃度依存的に減少した。マウス視床下部及びNB41A3細胞にはNesfatin-1受容体の存在が示唆され、Nesfatin-1は同細胞においてMAPKもしくはL型カルシウムチャネルの作用を介してp-CREBを増加させると考えられた。また膵β細胞ではNesfatin-1は中枢神経系とは異なるシグナル伝達経路を利用する可能性が示唆された。研究計画に基づいて研究を遂行し、その結果を適宜学会などで発表している。中枢神経系と膵β細胞でのNesfatin-1受容体は異なる可能性が示唆され、組織特異的な受容体探索を行う。「該当なし」細胞培養に必要な試薬、物品、ラジオレセプターアッセイや遺伝子導入関連試薬の購入を行う。また研究成果発表のための旅費を計上している。
直流電気出力までを含めた１ｍのワイヤレス電力伝送システム

1.13.56MHzでの整流器部分の効率を向上させるために交流側にキャパシタを挿入し、また、整流器前にインピーダンスマッチャーを挿入して実験を行った。その結果、1kwの出力で整流器効率94%が実測された。アンテナのコイルの抵抗分を下げること、等価回路での励磁インダクタンスを最適化することなどの方針を等価回路より導き、アンテナコイルの線材を変更してアンテナを改造した。その結果、アンテナの変換効率96%が実測された。2.上記の2点の改良により、交流電圧源から直流出力までの変換効率は、0.94×0.96=0.9程度は予想されるが、実験では、1.5Kw出力で12cmの距離で89.1%を実測した。直流電力までの伝送効率最大化の方法論の提案と実証実験(1)前年度の整流効率の見直し:13.56MHzの周波数での整流器部分の効率が高くならない点に関して検討を行った結果、SiCダイオードのSPICEでのシミュレーションにより、回復電流の影響が大きいことがわかった。そこで、この効果を抑制するために、交流側にキャパシタを挿入した。また、整流器前にインピーダンスマッチャーを挿入した。その結果、交流側が電流源になり電流連続モードでの動作が可能になった。その結果、整流器の変換効率が高くなり、負荷にも依存するが、1kwの出力で効率94%が実測された。(2)アンテナ部の再検討:一方、アンテナの等価回路を実験データは良く一致するので、アンテナ効率を向上させるための対策を検討した。その結果、コイルの抵抗分を下げること、等価回路での励磁インダクタンスを最適化することなどの方針が導けた。そこで、アンテナコイルの線材を変更してアンテナを改造した。その結果、かなり広い帯域でアンテナ部の変換効率が向上し、96%が実測された。(3)伝送効率の最大化実験:上記の改良により、交流電圧源から直流出力までの変換効率は、0.94×0.96=0.9程度は予想されるが、実験では、1.5Kw出力で12cmの距離で89.1%を実測した。詳しい成果は、2014年5月に開催されるIPEC-Hiroshimaで公表される。平成20年度から平成22年度までの電気磁気結合の原理に基づくワイヤレス電力伝送の研究の結果、20cmの距離においても99%程度の効率で高周波の電力が送れることが確認できた。しかし、このデータは高周波数(約13MHz)での送電端と受電端の電力の測定比のため、送られた電力を電気機器のエネルギー源として使うには、高周波電力を直流に変換する必要がある。しかしながら、一般に高い周波数での電力用整流器は効率が非常に低い。そこで、本研究では、高周波の電力の送電端からワイヤレス受電して、さらに直流変換までを含めた総合効率を向上するための全体システム設計の基礎研究を行う。平成24年度においては、理論構築と実証実験を行い、下記4点の研究を実施した。(1)理論構築と共振型整流器のトポロジーとして、これまでの等価回路を用いたアプローチをベースにし、中継器および共振型整流器を含めた等価回路を提案した。また提案回路の動作をP-SPICEシミュレーションし、共振型整流器のトポロジーによる整流効率の変化を再現し、解析を行った。(2)高周波共振整流回路の製作として、これまでに制作した電気磁気共鳴部を活かしつつ、共振型整流回路部分の製作を行った。(3)電力伝送の理論と実験の比較検討として、まず電気磁気共鳴を用いない状態での共振整流器の動作を確認した。また、電気磁気共鳴により、ワイヤレス電力伝送を行った時点での効率測定を実施した。(4)最適化手順の見直しとして、(1)理論構築と共振型整流器のトポロジーに基づき、効率最大化の手順を検討した。交付申請書に記載したとおり、下記4点の内容について計画どおりに研究を実施し、当初想定した研究結果を得た。(1)理論構築と共振型整流器のトポロジーとしては、ダイオードの逆回復電流を正確に測定し、これまでの等価回路を用いたアプローチをベースにして、共振型整流器を含めた等価回路を提案した。また、その動作を解析した。これらの研究結果は、本研究の目的である高い周波数での電力用整流器の高効率化への基盤技術となりうる。(2)当初の目的通り、これまでに製作した電気磁気共鳴部を活かしつつ、共振型整流回路部分の製作を行った。これにより理論的なアプローチと実機ベースでのアプローチが可能となった。