hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マルチコプターに主翼を付加した垂直離着陸機の開発

これらは当初の研究計画よりは早く進展している.年度当初より可変ピッチ翼の実証試験機が完成し,またカイト翼を付加したマルチコプターの発案と試作も早い段階でできたため,機体の原理検証までの成果発表を先に行ったために,研究計画で記載していた機体の安定性、飛行性能、電力消費量についての定量的な検証はできていない.また自動操縦と最適飛行ルートの検証についても,新規機体の製作と改良を同時に行っていたために自律飛行の飛行許可申請を出せておらず,飛行実験を行っていない.以上より,研究の研究の進捗の早いもの遅いものがあり,両者を勘案しておおむね研究は計画通りに進展していると考えている.当初提案した主翼を有するマルチコプターをもとにした垂直離着陸機,および一昨年度の研究成果として新規に開発したカイト翼を有するマルチコプターについて,本年度は詳細な飛行特性の調査を行った.この結果,可変ピッチの固定翼を持つ機体について主翼有の場合は翼の空気抵抗により細かい機体の振動はおきにくいものの,急な姿勢変化ができないために,フライトコントローラの姿勢制御による推力変化に対する機体姿勢変化の遅れがでて,長周期の機体姿勢の変動が起こることが分かった.旋回飛行時の飛行姿勢の変化については翼の効果で滑らかな旋回姿勢に入り易いがことが分かった.一方,フレキシブルなカイト翼を有するマルチコプターの場合は,可変ピッチの固定翼の場合と比較すると急な機体の姿勢変化についてはカイト翼が弛む方向については反応性が良いことが確認できた.昨年度考案したカイト翼付きティルトローターVTOLについて開発を進めた.昨年度は機体作成と屋内での飛行姿勢変化と低速飛行までできていたが,本年度は屋外での高速飛行試験を行った.その結果,マルチコプターのフライトコントローラのファームウェアを流用したままでは制御に不具合を起こし,ローターを完全にティルトした高速飛行ではダッチロールを起こしてしまうことが分かった.これを改善するために,尾翼の追加とフライトコントローラの設定変更を行い,ローターのティルト角とロール,ピッチ軸との関連付けと調整を行い,滑らかに完全に水平飛行遷移ができる機体を実現できた.得られた成果は特許出願と国内外の学会発表および論文としてまとめた.固定翼機とマルチコプターの中間に位置する機体として,本研究で提唱する主翼を有するマルチコプターの試作機,実証試験機を製作し,その機体性能の調査を行ったことについてはおおむね当初の計画通りの進捗をしている.また,研究をもとに新たに開発したカイト翼付きのVTOLについても有用な成果が得られている.自動操縦と最適飛行ルートの検証については,国土交通省に自律飛行の飛行許可が申請できていないため,飛行実験を行っていない.更に,カイト翼の可変ピッチ及び開閉機構の効果に着目しこの研究成果から派生して,空中風力発電用の離着陸可能なカイトの提案と新規開発に着手した.カイト翼の開閉及びピッチ可変に加えカイトの左右の翼面積の可変機構を付加することにより,カイト翼の飛行特性を変えることができ,マルチローターを有することで安定な離着陸可能なカイトとなるため,空中風力発電の飛行プラットフォームとして最適な機体の提案を行った.有用性を広く知ってもらうために学会発表および各種展示会での公開をしている.
表面分子化学における超高分解能原子間力顕微鏡と光技術の融合の研究

2016年6月に物質・材料研究機構へ移設した極低温超高真空原子間力顕微鏡(AFM)システムの立ち上げを行った。初年度では、移設に伴い発生した必要な物品の設計製作に時間を費やしていたため、実測を基とした装置立ち上げを行うことができなかった。本年度では、走査型トンネル顕微鏡モードを主として実測を行い、不具合や改善点を洗い出した。若干の電源ノイズがまだ存在しているが、Z軸方向のノイズが0.5pm以下になり本プロジェクトを推進するのに必要な環境が整った。実際にホウ素をドープしたグラフェンナノリボンの内部構造を観察して、その電子状態を測定することに成功した。また、赤外光を導入する機構を設計し製作した。一方で、前年度に測定した、ハロゲン結合を用いたふたつの異なる分子膜による表面電子準位の精密制御の結果を詳細に解析し報告した。また、スイスのバーゼル大学とフィンランドのアート大学と国際共同研究を行い、単分子内の芳香属性と反芳香族性について結合長を測定することにより議論できることを示した。さらに、二つの異種元素を導入したグラフェンナノリボンを生成することに成功した。この材料を用いて、原子間力顕微鏡は炭素薄膜内に埋め込んだ異種元素の同定が行えることが分かった。前年度に、実験装置の移設を行うのに際して解体と組み立てに関連して発生した進捗の遅延が本年度の進捗にそのまま影響を与え当初予定していた研究内容が行えなかった。一方で、分子の内部骨格を観察できるところまで装置を立ち上げることができたたため、“やや遅れている"といえる。一方で、装置立ち上げ期間を利用して国際共同研究を推進した。その結果、(1)ホウ素と窒素を導入したグラフェンナノリボンの実現(2)原子市間力顕微鏡を用いた原子種の違いの検出(3)結合長による単分子内の反芳香族性の検出など本研究の目的を達成するのに非常に重要な知見を得ることに成功しており、この部分は“当初の計画以上の進展"である。総合して、“おおむね順調に進展している"と考えられる。開発した光導入機構を用いて分子の状態を制御することを行う。これまでに、液体ヘリウムと液体窒素のシャッターの性能が低いため、光を導入すると安定して実験ができないことが判明している。早急にシャッターの設計と試作を行うことで改良し、液体ヘリウム温度を維持したままで光を導入できるようにする。更に、単分子を低温の試料の上に直接蒸着するのに必要な機構を開発する。これにより、本研究内容を行うための装置が完成する予定である。一方で、研究を加速させるために博士研究員の雇用を予定している。また国内の共同研究者からの修士・博士課程の学生の派遣を積極的に受け入れ、不足しているマンパワーを補うことに努める。さらに、これまで培った海外の共同研究者と連携を強め、国際共同研究をさらに推進する。内定年度:2015所属研究機関:バーゼル大学(スイス)2016年4月に現職への着任に伴い、前任地のスイスバーゼル大学から物質・材料研究機構へ研究拠点を移した。本年度は、本研究課題(帰国発展研究)の援助を得て、これまで行っていた研究を更に発展するために必要な研究設備を整えることに注力した。まず、2016年6月に極低温超高真空原子間力顕微鏡システムを日本に移設した。本システムは、大型で複雑なものであり、空輸するために解体を行う必要があった。その理由で、当初の予定より立ち上げに時間を要した。また、前任地で共有していた装置(金属蒸着機器や液体ヘリウム容器や液体ヘリウム移送菅や液体窒素容器)や装置開発の一部である除振台の設計製作などを行った。また、立ち上げる過程で真空装置の不具合が発生したため、質量分析装置を用いて原因を解析して修復した。更に、検出系が故障していたため修理した。本研究課題では、光により分子を励起して、反応および状態の変化を移設した超高分解能の原子間力顕微鏡を用いて検出することを目的としている。本年度では、紫外光による光反応機構を本システムに導入した。これらの移設および装置開発には時間がかかるため、並行して国際共同研究(スイス・フィンランド・スペイン)を推進して、分子を用いた表面化学の実験を行った。その結果、一酸化炭素で探針を終端することで、水素結合の力を直接測定できることに成功した。また、原子間力顕微鏡を用いることで分子内の水素原子を直接観察できることを示した。この観察技術は、ポリマーやDNAなどの三次元の分子に応用できる可能性がある。更に、ハロゲン結合で凝集した空孔を有する分子膜を用いることでその分子の並び方によって表面エネルギー準位を制御できることが分かった。実験装置の移設を行うのに際して解体と組み立てを行う必要が発生したため、当初予定していた期間より立ち上げに時間を要した。その理由で当初予定していた実験が行えなかった点は、“やや遅れている"といえる。その結果、(1)水素結合力の直接測定(2)多段階の熱化学反応を表面で実現(3)空孔を有する分子膜を用いた表面エネルギー準位の超精密制御など本研究の目的を達成するのに非常に重要な知見を得ることに成功しており、この部分は“当初の計画以上の進展"である。

初年度では、移設に伴い発生した必要な物品の設計製作に時間を費やしていたため、実測を基とした装置立ち上げを行うことができなかった。本年度では、走査型トンネル顕微鏡モードを主として実測を行い、不具合や改善点を洗い出した。若干の電源ノイズがまだ存在しているが、Z軸方向のノイズが0.5pm以下になり本プロジェクトを推進するのに必要な環境が整った。実際にホウ素をドープしたグラフェンナノリボンの内部構造を観察して、その電子状態を測定することに成功した。また、赤外光を導入する機構を設計し製作した。一方で、前年度に測定した、ハロゲン結合を用いたふたつの異なる分子膜による表面電子準位の精密制御の結果を詳細に解析し報告した。また、スイスのバーゼル大学とフィンランドのアート大学と国際共同研究を行い、単分子内の芳香属性と反芳香族性について結合長を測定することにより議論できることを示した。さらに、二つの異種元素を導入したグラフェンナノリボンを生成することに成功した。この材料を用いて、原子間力顕微鏡は炭素薄膜内に埋め込んだ異種元素の同定が行えることが分かった。前年度に、実験装置の移設を行うのに際して解体と組み立てに関連して発生した進捗の遅延が本年度の進捗にそのまま影響を与え当初予定していた研究内容が行えなかった。一方で、分子の内部骨格を観察できるところまで装置を立ち上げることができたたため、“やや遅れている"といえる。一方で、装置立ち上げ期間を利用して国際共同研究を推進した。その結果、(1)ホウ素と窒素を導入したグラフェンナノリボンの実現(2)原子市間力顕微鏡を用いた原子種の違いの検出(3)結合長による単分子内の反芳香族性の検出など本研究の目的を達成するのに非常に重要な知見を得ることに成功しており、この部分は“当初の計画以上の進展"である。総合して、“おおむね順調に進展している"と考えられる。引き続き国際共同研究を推進して、単分子の状態を原子間力顕微鏡で検出する技術を開発する。その状態や形態を制御するために、光を探針と分子の界面に導入する機構を開発する。本年度は、その光導入機構を開発して製作する。また、反応機構が既知の標準的な分子を用いて予備実験を行う。極低温の実験では単分子レベルの測定を超高感度行うことが可能であるが、温度の低下とともに走査範囲が小さくなってしまうため、広域の試料を観察することができない。一方、最近になり室温でも単分子の内部構造を観察したという報告がある。本研究テーマを室温でも実現できれば実デバイスへの更なる応用と展開を期待できるため、室温の原子間力顕微鏡を新規に導入することにした。開発した光導入機構を用いて分子の状態を制御することを行う。これまでに、液体ヘリウムと液体窒素のシャッターの性能が低いため、光を導入すると安定して実験ができないことが判明している。早急にシャッターの設計と試作を行うことで改良し、液体ヘリウム温度を維持したままで光を導入できるようにする。更に、単分子を低温の試料の上に直接蒸着するのに必要な機構を開発する。これにより、本研究内容を行うための装置が完成する予定である。一方で、研究を加速させるために博士研究員の雇用を予定している。
損傷骨格筋における筋線維タイプ移行のメカニズム解明

筋線維タイプは収縮特性から速筋と遅筋に大別され、持久性トレーニングや長期臥床で、筋線維タイプの移行が生じる。しかしながら、筋肉が直接損傷された場合の筋線維タイプ移行に関する報告はみられない。本論文では骨格筋損傷後の筋線維タイプ移行を経時的に調べ、さらに転写調節因子の1つで、遅筋形成に関与するperoxisome proliferators-activated receptor(PPAR)-gammma coactivator-1 (以下PGC-1)と筋線維タイプ移行との関係について検討した。fMHC、sMHCを用いた蛍光免疫染色にて、筋線維タイプは速筋、遅筋、および両者の中間型ともいえる混合型に分類できた。CTX注入後、経時的に速筋は減少、遅筋は増加した。混合型は2週後まで増加し、その後減少した。以上より、骨格筋損傷後に筋線維タイプが速筋から遅筋に移行することが示された。Western blotでは、CTX注入後fMHCに変化はなかったが、sMHCとPGC-1は経時的に増加していた。蛍光免疫染色でPGC-1は再生骨格筋の中心核に発現していた。中心核を有する再生骨格筋の筋線維タイプは、経時的に速筋と混合型が減少、遅筋が増加していた。PGC-1は転写調節因子で、遅筋形成に関与しているので、骨格筋修復過程の中心核で働き、速筋から遅筋への移行を促進しているものと考えられた。運動器疾患の中で骨・関節に関する研究は多いが、筋肉に関する研究は少なく、特に整形外科が深く関わるべき筋肉損傷の修復メカニズムに関する研究は立ち遅れているのが現状である。筋肉損傷はスポーツ活動、交通事故、労働災害等様々な原因で発生し、整形外科の日常臨床で良く遭遇する外傷であり、その病態を解明することは重要である。筋肉損傷の修復メカニズムを明らかにするには、筋肉を形態的にも機能的にも評価する必要があるが、筋線維タイプ分類はこの両者を評価できる有力な方法のひとつである。マウス骨格筋の筋線維タイプは、myosin heavy chainfastとmyosin heavy chain slowに対する抗体を用いた蛍光免疫染色にて、速筋、遅筋、および両者の中間型ともいえる混合型に分類できた。次いで、マウスのひらめ筋、前脛骨筋および腓腹筋を用いて、断裂、牽引、打撲、蛇毒注射の4つの異なるモデルを作成した。そして、筋肉損傷後2、4、6、8、12週の筋線維タイプを、上述の抗体を用いて、蛍光免疫染色およびWestern blotで経時的に調べた。その結果、損傷後に明らかな筋線維タイプの割合が変化したのは蛇毒注射モデルのひらめ筋で、損傷後8週まで経時的に遅筋が増加していた。
生命現象の解明に資する革新的高速ＡＦＭの開発

分子・細胞で起こるダイナミックな現象を高解像で直接可視化できる高速原子間力顕微鏡を世界に先駆けて完成させた。その結果、いくつかの機能中のタンパク質分子の動的構造変化や動的分子プロセス、生きた細胞で起こる動的現象を撮影することに成功し、この新規顕微鏡の有効性、革新性を実証した。我々が世界に先駆けて開発した高速AFMを完成させ、この新顕微鏡の生命科学における有効性・革新性を具体的に実証する。また、高速AFMが適用できる試料系を分子から細胞などに拡大するために、カンチレバーTip走査方式の高速AFM、非接触高速AFM、及び、高速内視AFMといった次世代高速AFMを開発する。それにより、細胞表面で起こる分子プロセスや細胞内オルガネラの動的プロセスをも観察可能にする。我々は世界に先駆けて高速原子間力顕微鏡(高速AFM)を開発し、それを用いてタンパク質分子が示すナノメータスケールの動的挙動を撮影することに成功している。そのイメージングにより、いくつかの試料系の機能メカニズムの解明にも成功している。しかし、探針と試料との接触は極めてデリケートな試料に対しては無視できるほどには十分弱くはない。生きた細胞表面は極めて柔らかく、探針との接触で大きく変形するため、そこで起こる分子プロセスを観察することはできない。また、細胞内部を観察することができない。本研究では、我々が開発してきた高速AFM技術を更に発展させ、現在困難なこれらの観察を実現することを目指す。初年度である今年度は、新規な観察を可能にする技術の原理的な探索に重点を置いて研究を進めた。1.力の軽減化:カンチレバーの変位信号から試料・探針間に作用する力をリアルタイムで検出する回路の作成を試みた。高周波を扱うため、かなり難しい技術開発であることが分かった。2.超音波を利用した接触の検出:2つの異なる周波数の超音波を試料ステージ、カンチレバー側から照射し、それらの非線形干渉で生ずる低周波のカンチレバー振動を探針・試料間の距離の関数として測定した。試料表面に非接触の状態で振動が生ずることを期待したが、接触して初めて生ずる現象であった。但し、超音波の周波数がカンチレバーの共振周波数に比べて十分大きい条件となっておらず、まだこの方向の検証を続ける必要がある。3.超音波を利用した表面下構造の検出:上記と同様な設定で超音波を照射し、非線形干渉で生ずる低周波のカンチレバー振動の位相を検出した。金コロイドを樹脂に埋め込んでイメージングしたところ、表面下に埋められている微粒子の像を観察することができた。しかし、走査範囲は分子の観察には問題ないが、細胞の観察には狭すぎる。2年度目である今年度は、広範囲走査を可能にするプローブ走査型AFMと蛍光顕微鏡一体型の高速AFM製作に必要な要素技術を開発するとともに、新規な観察を可能にする技術の原理的な探索を去年度に引き続き進めた。1.プローブ走査型で必要なカンチレバートラッキングを高速に行える方法を見出すことに成功した。また、広域スキャナーの振動ダンピングの技術を開発した。これら技術を組み込んだ蛍光顕微鏡一体型の高速AFMの設計を進め部分的な試作を済ませた。2.超音波を利用した接触の検出:超音波の非線形干渉を利用した方法では非接触条件を見出せていない。超音波の周波数を上げるために、ピエゾ素子の検討、及び、レーザドップラ振動計測法の導入を検討した。3.超音波を利用した表面下構造の検出:表面下に構造をもつ標準試料の作成法をいくつか検討した。超音波の非線形干渉による表面下構造の観察は大気中ではうまくいくが、水中ではカンチレバーがほとんど励振されず困難であることが分かった。試料ステージ側からの超音波でカンチレバーを励振させる方法では水中でも表面下構造が観察できたように思われる。だが、十分な再現性が未だ得られていない。表面の構造が平滑でないと表面下の構造を観察しているのか明確にならないという問題があり、理想に近い標準試料の作成をいくつか検討した。本研究では、我々が世界に先駆けて開発してきた新しい顕微鏡(高速AFM)を完成させ、その生命科学における有効性・革新性を実証するとともに、細胞にも適用可能な更に革新的な高速AFM(非接触高速AFM、高速内視AFM)、及び、これらの装置の基盤となるTip走査型高速AFMを開発することを目指している。(1)精製した生体分子の動的プロセスを観察する高速AFMは完成し、この装置を使って種々のタンパク質の動的プロセスの観察を行っている。本年度には、これらの観察結果の一部を論文で発表した(Natureなど)。

(2)細胞のように大きい試料に適用できるTip-走査方式の高速AFMを本研究で開発してきたが、2frames/sでイメージング可能な装置を試作した。速度を律しているカンチレバー支持具を色々検討したが、まだ十分な解決に至っていない。拡大機構付きスキャナーについては、逆伝達補償のダンピングを利用して最大で50μmの範囲を高速にXY走査可能となった。ヒステリシスの効果が顕著に現れるため、これを補償する手法を検討している。(3)非接触で高速イメージングを可能にする原理の検討を行ってきたが、試料ステージを超音波で励振し、試料表面近傍の水の振動をカンチレバーで検出する手法で試験した。十分な非接触条件でイメージングできることを確認したが、探針先端での振動検出ではなくレバー部での検出と推定され、分解能は高くない。レバー形状、探針形状などを工夫し、探針での検出を可能にする方法を検討している。(4)表面下構造(試料内部の構造)を観察可能とする原理の検討を先行研究に倣い行ってきたが、先行研究の像形成に関する解釈が間違いであると結論付けるデータを得た。そこで、既存の走査型超音波顕微鏡法を試験し、その改良によって目標とする機能を実現する可能性を検討した。本研究では、我々が世界に先駆けて開発してきた新しい顕微鏡(高速AFM)を完成させ、その生命科学における有効性・革新性を実証するとともに、細胞にも適用可能な更に革新的な高速AFM(広域走査高速AFM、非接触高速AFM、高速内視AFM)、及び、これらの装置の基盤となるTip走査型高速AFMを開発することを目指している。(1)精製した生体分子の動的プロセスを観察する高速AFMは完成し、この装置を使って種々のタンパク質の動的プロセスの観察を行っている。本年度には、これらの観察結果の一部を論文で発表した(回転軸のないF1-ATPaseの構造変化の伝搬とCellulaseのCellulose分解反応の研究成果は両方ともScience誌に発表)。(2)細胞のように大きい試料を観察するに必要な広範囲走査可能なスキャナと振動のアクティブダンピング技術の開発をほぼ完成させた。XY方向に最大43μm走査可能である。これにより、生きた細胞(神経・Hela・Bacillus細胞),のダイナミックな形状変化を高解像で撮影することに成功した。更には、バクテリア細胞観察後にその局所をイメージングし、細胞膜表面にあるタンパク質分子(Porinと同定)のダイナミクスの観察にも成功した。(3)蛍光顕微鏡に搭載可能なTip-走査方式の高速AFMについては、新たに設計・試作し直し、これまで問題であった振動の問題を解決できた。(4)非接触高速イメージング可能であると去年度実証した溶液振動高速AFMの空間分可能を向上させるためにカンチレバーの形状を種々検討した。(5)表面下構造(試料内部の構造)を観察可能とする超音波を利用した新しい原理の検討を行った。試料中を伝搬してきた超音波の検出を確実にするために、超音波発射後に遅れて現れる超音波のみを検出する方法の開発に着手した。
鉄道駅整備計画へのビデオ画像を用いた歩行者行動分析の適用に関する研究

本研究は,鉄道駅整備計画を行なう際には,歩行者行動を分析し,その結果を計画に反映していかなくてはならないという立場から,その方法を議論するものである.まず,駅構内に設置されている保安用監視カメラを模してビデオカメラを設置し,それらから得られたビデオ画像を用い,歩行者データを獲得することを本年度実施した.具体的には,埼玉県春日部市にあり東武伊勢崎線と野田線の乗換え駅である春日部駅を分析対象駅として,駅構内および改札前に20数台ビデオカメラ設置し,ホーム,階段,エスカレータ,改札等の旅客流動を撮影した.撮影時間は,通勤ラッシュ前から夕方の帰宅ラッシュまでの連続した時間である.撮影は,平日1日,休日1日の2日間を行なった.撮影されたビデオ映像を1フレーム毎に画像として分解し,それらの画像に対して,画像処理の技術を援用し,個々の歩行者に着目した軌跡データ,空間利用に着目した密度データ,空間モデュールデータ等を作成すること行なった.本年度の研究成果は,第一に,歩行者行動分析に使用するための乗換え駅におけるビデオ映像を得ることができたこと,第二に,その映像から自動的に歩行者の位置座標,軌跡データ等を得るシステムを開発し,ある程度の精度でデータ取得可能であることを確認したことである.本研究は,鉄道駅整備計画を行なう際には,歩行者行動を分析し,その結果を計画に反映していかなくてはならないという立場から,その方法を議論するものである.まず,駅構内に設置されている保安用監視カメラを模してビデオカメラを設置し,それらから得られたビデオ画像を用い,歩行者データを獲得することを本年度実施した.具体的には,埼玉県春日部市にあり東武伊勢崎線と野田線の乗換え駅である春日部駅を分析対象駅として,駅構内および改札前に20数台ビデオカメラ設置し,ホーム,階段,エスカレータ,改札等の旅客流動を撮影した.撮影時間は,通勤ラッシュ前から夕方の帰宅ラッシュまでの連続した時間である.撮影は,平日1日,休日1日の2日間を行なった.撮影されたビデオ映像を1フレーム毎に画像として分解し,それらの画像に対して,画像処理の技術を援用し,個々の歩行者に着目した軌跡データ,空間利用に着目した密度データ,空間モデュールデータ等を作成すること行なった.本年度の研究成果は,第一に,歩行者行動分析に使用するための乗換え駅におけるビデオ映像を得ることができたこと,第二に,その映像から自動的に歩行者の位置座標,軌跡データ等を得るシステムを開発し,ある程度の精度でデータ取得可能であることを確認したことである.
SF6ガス絶縁キュビクル(GIC)の絶縁条件に関する研究

【SF_6】ガスは、数気圧でGIS(ガス絶縁変電所)等に用いられている。このように高気圧封入のための高価な耐圧容器が必要となり、【SF_6】ガス絶縁の低い電圧階級での普及が阻まれている。1979年GIS国際会議において【SF_6】の絶縁能力利用の大幅な拡大を可能にするGISが発表され、現在【SF_6】と空気混合ガスの1.2気圧でのキュービクルの実用化が進められている。このGICの実現に際して生じる諸問題を実験的に把握し、GICの最適絶縁条件を見い出すことが本研究の目的である。本年度得られた結果は、次のようである。1).【SF_6】+空気混合ガスの放電基礎パラメータである実効電離係数を不平等電界下の破壊電圧、破壊過程解析に利用しうるよう高E/P(2000V【cm^(-1)】【Torr^(-1)】)まで測定し、【SF_6】混合率の上昇でほぼ直線的に増加し(E/P>400)95%で極大値を示し(E/P>1200)、【SF_6】の値に達することを見い出した。2).【SF_6】+空気混合ガスの不平等電界(針平板、丸棒平板電極)下における破壊電界強度測定を、直径1m長さ1.2mのテストキュービクルでガス圧1気圧の条件で行った。直流高電圧は、今年度予算で購入した最大200KVトランスを、インパルス電圧は、最大500KV発生装置を使用した。直流破壊特性では、【SF_6】混合率の増加で急激に上昇するが【SF_6】の耐圧を越えることはなく、インパルス特性で、【SF_6】5%と90%で極大値を持ち、90%で【SF_6】のそれを越え混合による相乗効果が認められた。3).58年59年度で得られた諸結果を総合すると、平等電界下および【SF_6】の弱点である不平等電界下での特性から、【SF_6】80100%混合率の【SF_6】耐電圧を上回る混合ガスが、1気圧近辺でのGIC絶縁条件に最適ではないかと考えられる。また、本研究で実効電離係数の広範囲測定で、実用GICの破壊予測等に有効なデータを与えると思われる。
電池材料開発に資するゼロ磁場ESRの研究

電池材料開発に資する電子スピン共鳴(ESR)測定を実現するための装置開発を行った。想定された問題点、すなわち(1)誘電損失によるマイクロ波キャビティの共振特性の低下(2)電気伝導性がもたらす表皮効果による有効試料体積の制限(3)空気接触による試料の劣化、に対処するために、ゼロ磁場分裂相互作用を利用することによるゼロ磁場ESRを目指した。また、検出器にはマイクロストリップラインを用いた非共鳴型のものを採用して、薄い平面型の試料の測定を可能にすることを目指した。そして、試料を大気暴露させないための、汎用の小型グローブボックスに収まるサイズのコンパクトなESRシステムの開発を行った。遷移金属酸化物試料のゼロ磁場ESRを行うために、マイクロストリップラインを用いた平面型のマイクロ波検出器の開発に着手した。低損失基盤を材料に用い、基盤加工機で銅の伝送線路パターンを削り出して、SMA同軸コネクタをハンダ付けして検出器の初回プロトタイプを製作した。この伝送線路の特性をネットワークアナライザで解析したところ、上限周波数12GHzまで良好な透過を示した。またXバンドマイクロ波コンポーネント(発振器・ミキサ・サーキュレーター)を組み合わせて、周波数のアップコンバータ・ダウンコンバータを構築して、ラジオ波からマイクロ波への変調、またマイクロ波からラジオ波周波数への復調が出来るようにした。また、今後のESR測定に備えてデスクトップ型のグローブボックスを導入した。これまでに、遷移金属酸化物試料のゼロ磁場ESRを行うために、マイクロストリップラインを用いた平面型のマイクロ波検波器の開発に着手するとともに、マイクロ波の送受信システムを構築してきた。26年度はゼロ磁場実験に先立って、開発したマイクロ波システムにおいてマイクロ波の送受信が正常に行われているかを確かめるために、磁場中に置かれたフリーラジカル試料および銅錯体試料のESR信号測定を行った。市販の一対のコイルに自作の鉄心を取り付けて、直流安定化電源と組み合わせることによって、グローブボックス内にも持ち込める小型サイズで、かつ試料空間ギャップ10mm、上限0.4テスラまで発生することが可能なコンパクト電磁石を製作した。ここに誘電体共振器を用いたXバンドマイクロ波共振器を組み込むことにより、ESR信号を検出することに成功した。また、マイクロストリップラインを用いた非共鳴の平面型検出器を用いた場合でも、ESRの標準試料であるジフェニルピクリルヒドラジル(DPPH)の不対電子起因のESR信号を検出することに成功した。これまでに、平面型の伝送線路および・マイクロ波送信器および受信器を組み合わせて、標準試料のESR信号を検出することに成功した。測定の感度を向上させるために、27年度は装置の改良を行った。電磁界シミュレータを用いて伝送線路の設計を見直し、マイクロストリップラインの試作および性能評価を行った。誘電損失による感度の低減化を避けるために、電磁界シミュレータを用いて電場のプロファイルを検討して、電場が電解質を横切らない回路の構造を検討した。また、マイクロ波回路の信号伝送効率や雑音の影響を評価し、その低減化に努めた。また、将来システムをグローブボックス内に構築するために、マイクロ波部品の配置を工夫して装置の小型化を図った。マイクロストリップラインを用いたゼロ磁場ESR信号の検出に成功しており、概ね当初の予定通りの進捗であると考えている。電池の正極材料の電子スピン共鳴(ESR)を実現するために、グローブボックス内で充放電のin-situ ESR測定が可能なゼロ磁場ESR実験システムを構築することを目指して研究開発を行なった。そのためにはマイクロ波の送受信系を小型化する必要があったため、従来広く用いられている空洞共振器ではなく、平面型のストリップライン伝送線路を用いた検出器を開発して、ゼロ磁場ESRの信号取得を試み、標準試料のESR信号の検出に成功した。測定の感度を向上させるために、電磁界シミュレータを用いた伝送線路の設計の見直しと試作を繰り返し、広帯域の非共振型の検出器とともに、狭帯域ではあるが感度的に有利である共振型の平面型検出器も開発した。また、マイクロ波の損失を避けるために、電場の空間分布を算出して、電場が試料空間をなるべく横切らない構造を検討した。さらにマイクロ波回路の信号伝送効率の向上や雑音の影響の最小化等のシステムの最適化も行なった。様々なパルスESRの手法を適用するために、変調を施したマイクロ波の送信を可能にする信号生成システムも開発し、Ku帯およびX帯における任意波形の生成を可能にした。この装置群を用いてESR測定のデモンストレーションを行った。製作したマイクロ波送受信システムを用いて、ゼロ磁場ESR信号の取得に試みたものの、まだ信号検出には至ってない。ゼロ磁場ESRの前に磁場を用いる通常のESR測定を行い、両者共通の周波数帯であるXバンド帯において送受信の効率を最適化するのが得策であると判断し、静磁場を供給するための電磁石の製作に注力することにした。

そして、磁場下における通常のESRの実験を行い、実際にESR信号を取得することに成功した。当初目標である、ゼロ磁場ESRの検出はまだ出来ていないため、研究の進捗はやや遅れていると言わざるを得ない。しかしながら磁場下でのESR信号は見えているために、今後迅速に様々な測定条件・ハードウェア構成の下で感度をチェックしてシステムを最適化できれば、今後ゼロ磁場ESRも可能になると考えている。電池の正極材料の電子スピン共鳴(ESR)を実現するために、グローブボックス内で充放電のin-situ ESR測定が可能なゼロ磁場ESR実験システムを構築する。そのために、マイクロ波の送受信系を小型化する。電池の正極材料に使われる遷移金属を含む酸化物についてゼロ磁場ESR測定を行い、電池の充放電に伴う構造変化、価数変化、劣化過程などの研究が可能であることを示して、電池開発に資することをめざす。28年度が最終年度であるため、記入しない。磁気共鳴分光学上記で述べたマイクロ波受信効率の最適化を迅速に行い、ゼロ磁場ESR測定の実現を目指す。ゼロ磁場ESRのデータが文献に報告されていて、検出が可能であることが既知である試料を用いて信号の取得を試みる。検出に成功した後は、ゼロ磁場ESR実験のパラメータ・装置構成を変えつつ感度をチェックして、最適化に努める。また、電池材料への応用を意識して、ゼロ磁場ESRが報告されていない、未知試料を用いた実験も行っていく。これまでに、マイクロ波コンポーネントを組み合わせてマイクロ波の送受信が出来るようになっている。またマイクロストリップライン検出器の初回プロトタイプの製作も完了しているため、おおむね当初の研究計画に沿った進捗であると考えている。今後はこれまでに組み上げたマイクロ波照射・検出回路とマイクロストリップライン検出器を組み合わせて実験システムを構築する。そしてこのハードウェアを用いて、実際にゼロ磁場ESRの信号検出実験を行う。まずはゼロ磁場ESRが報告されていて検出が可能であることが既知の試料(例:(NH4)2(SO4)2.6H2O)を用いて信号の取得を試みる。その後、検出効率が最大となるように、検出器のデザインおよび実験条件の最適化を試みる。
酸性物質の長距離輸送に及ぼす雲物理と大気流れの相互作用に関する数値解析

1.昨年度に再現性の検証を行った1996年9月及び12月の名古屋大学大気水圏科学研究所による航空機観測時の北西太平洋域での3次元非静力学メソスケールモデル(PSU-NCAR MM5)による気流場及び積雲生成の数値シミュレーションに対して、客観解析データからの初期条件の作成手順を再検討することによって再現性を向上することができた。2.昨年度に定式化を行った酸性物質の輸送・反応・沈着過程の大気化学モデルを用いて、同領域での酸性物質の輸送・反応・沈着の数値シミュレーションを行った。利用した大気化学モデルは、38の化学種と90の反応を含むものであるが、積雲対流に関するモデルは、従来はサブグリットスケールでパラメータ化されたモデルを用いていたが、本研究によりメソスケールモデルで計算される積雲に伴う詳細な気流場に基づいて鉛直輸送を再現することが可能となった。3.大気化学モデルにおけるエアロゾル粒子の役割の重要性が様々な観点から指摘されていることから、長距離輸送モデルに適用可能な大気化学平衡モデルに基づく大気エアロゾルモデルの構築とその評価を行った。特に大規模な都市や工業地帯のほとんどが海洋に接して立地しているわが国の状況を踏まえ、海塩粒子の影響を反映したモデルの拡張を行いボックスモデルにおいて妥当性が確かめられた。4.本研究で気流場および積雲生成についての再現性が検証されたメソスケール気象モデルを、東南アジア地域での水文・土壌流出モデルと有機的に結合して、インフラ整備などの開発行為に伴う土壌損失の危険性を局所的な地理特性や気象特性を反映させて評価できる影響評価手法を構築することができた。1.名古屋大学大気水圏科学研究所による航空機観測が行われた期間でもある1996年9月及び12月の客観解析データを利用して、雲微物理過程及びサブグリッド積雲対流モデルを含む3次元非静カ学メソスケールモデル(PSU-NCAR MM5)により、北西太平洋域の気流場及び積雲生成を再現することができた。これは、衛星画像からの雲域解析結果との比較により妥当性が確認された。2.上記で得られた気象場を利用して、同領域での酸性物質の輸送・反応・沈着過程を再現するために、大気化学モデルの構築を行った。利用した大気化学モデルは、38の化学種と90の反応を含むものであるが、湿性沈着量推定に関するモデルはサブグリッドの積雲対流モデルに対するパラメータ化は為されているが、雲微物理過程に基づく水象相への酸性化学物質の移動に関するモデル化は行われていない。本年度の研究では、雲微物理過程での水蒸気の凝結量・雲水の落下速度の情報を用いて酸性化学物質の移動に関する定式化を行った。3.大気化学モデルにおけるエアロゾル粒子の役割の重要性が様々な観点から指摘されていることから、長距離輸送モデルに適用可能な大気化学平衡モデルに基づく大気エアロゾルモデルの構築のために、定式化及び1次元モデルによる数値計算を行った。これは、次年度の研究において長距離輸送モデルに適用可能である。4.対象領域である東アジア及び北西太平洋地域の窒素酸化物および硫黄酸化物の人為排出量、植物からの炭化水素排出量、海洋からの硫黄含有物質の生成量、航空機・雷放電による窒素酸化物の上空での生成など、シミュレーションに必要な基礎資料の収集・整理を行なった。
脳梁を介した大脳皮質一次運動野からの運動出力と二足歩行

私たちは当たり前のように二足歩行できる.すなわち二足歩行はヒトにとって最も基本的な運動と言える.一方で,この障害はヒトの尊厳にも関わる大きな問題である.しかし,二足歩行が中枢神経系(脳)によってどのように制御されているのか,その詳細は未だ明らかではない.本研究は,その制御メカニズムの解明に迫るもので,障害後の歩行機能の再獲得リハビリテーション方法の立案やそれに向けた機器の開発を提案する上でも有益である.私たちは当たり前のように二足歩行できる.すなわち二足歩行はヒトにとって最も基本的な運動と言える.一方で,この障害はヒトの尊厳にも関わる大きな問題である.しかし,二足歩行が中枢神経系(脳)によってどのように制御されているのか,その詳細は未だ明らかではない.本研究は,その制御メカニズムの解明に迫るもので,障害後の歩行機能の再獲得リハビリテーション方法の立案やそれに向けた機器の開発を提案する上でも有益である.
ハギア・ソフィア大聖堂の修復および補強の歴史に関する研究

1)ハギア・ソフィア大聖堂(イスタンブール)の中央ドーム、東側半ドーム、西側半ドーム、および中央ドーム直下の大ペンデンティヴについて、昨年度実施の現地調査(科研費国際学術研究)による写真測量データをメッシュ・データとして離散化し、約220,000点の格子点に関する形状解析を行なった。解析は、なお進行中であるが、現在までのところ、中央ドームに関しては、5世紀創建時の部分(主として南側および北側の約4分の1部分)と10世紀再建部分、14世紀再建部分の接合線が、内壁の曲率分布の相違から明らかになりつつある。再建部分の特定は、ドーム基部のコ-ニスについては、既往研究で指摘されているが、殻面に沿って明瞭に区分した研究はなく、来年度5月にギリシャで開催される歴史的建築物保存の国際会議で報告の予定である。2)東側半ドームについては、南北方向の断面に沿う形状図(基準円からのずれを視覚化した図)と曲率分布図を作成し、この部分が経線方向に沿う頂部と緯線方向に沿うやや低い部分に高曲率面をもち、その中間帯は低曲率面であることが判明した。特に、基部に近い部分で高曲率と低曲率が接し合う位置は、14世紀の再建工事の開始点と考えられ、興味深い結論となった。3)東側半ドームとアプシスの半ドームについて、南北断面の曲率分布から微小弧の中心を算定し、分布図を描くと、多くの中心点が上に開いた三角形のなかに入る。現在、この分布と半ドームの施工方法、特に曲面決定方法との関連を考察中である。4)解析用コンピューターと画像入力器材の選定と調達にやや時間を要したため、3月上旬の時点でペンデンティヴの解析には取りかかれない状況であるが、研究のぺ-スを早めて結果を出し、中央ドーム、東西半ドームとの比較を行なう予定である。研究期間前半に当たる今年度は、並行して進められている海外調査のための基礎研究として、19および20世紀の修復と補強の歴史に関する資料の照会、収集を行なった。19世紀半ばのフォッサ-ティ兄弟による大々的な修復作業に関しては、彼らによって設置し直された2階ギャラリ-の円柱を資料の上から特定し、昨年810月の海外調査で現地での確認を行なった。平成4年度の現地調査では、2階ギャラリ-部分の写真測量を行なう予定であり、この測量によって明らかになる床面、円柱基台、円柱、上部ア-チ等の傾き、変位の定量的、定性的傾向を考察する上での基礎資料が本研究によって整備されたことになる。本研究は、並行して行なわれる学術調査の課題、成果を有機的に関連させつつ、現地調査では困難な基礎的資料研究を国内で行なうことを目的としており、初年度はこの目標がほぼ達成されたといえる。また、フォッサ-ティによる修復・補強を意識した実測計画、構造調査計画を立案することができたことも本研究の成果である。しかし、フォッサ-ティによるド-ム基部の鉄製リングの設置工事に関しては、予想した資料が発見できず、現在のところ、資料研究が中断している。平成4年度の現地調査の析に、イスタンブ-ル古大書館でさらに資料調査を行う予定であるが、原資料に関して見通しが得られない場合には、もう一つの研究対象である20世紀半ばまでの修復関係資料をイスタンブ-ル修復研究所で調査し、帰国後に本研究費により資料研究を進めることにしている。1920世紀半ばのハギア・ソフィア大聖堂の修復、補修工事に関する資料、図面の現地での保管状態は混乱しており今後の調査と将来の保存策にとって、早期にそれらを基礎資料として整理することが必要である。来年度はこの作業を主目標としたい。

本研究は、科研費海外学術研究(研究課題:『小アジアとその周辺地域における大規模な組積造ドームの構造と歴史に関する学術調査』)と並行して進められた。昨年度に続き、本年度はフォッサーティ兄弟によるハギア・ソフィア大聖堂の修復工事に関する文献と資料の整理を行ない、さらにイスタンブール修復センターに保管されている図面および資料から、20世紀半ばのさまざまな修復工事を部位別に整理した。ベッリンゾーナ資料館所蔵のフォッサーティ関係資料からは、会堂本体の構造に関わる以下のような修復工事の内容が判明している。a)ギャラリー階エクセドラの12本の傾斜円柱の据え直し。b)ドームのクラック(特に東側に多かった)の充填、および二つの鉄製リングでによるドーム基部の補強(このうち一つはドームの基部、一つは方形のドーム・ベースの周囲とされている)。この文献研究の成果は、上記科研費海外学術研究の研究成果報告会(平成5年3月20、21日)であわせて発表する予定である。一方、20世紀半ば以降の修復資料については、修復センターでの保管・整理状況が極端に悪く、当初想定した図面ないし資料が一部しか収集できていない。しかし、今世紀後半の修復は室内表層の塗り直し、屋根鉛板の葺き替えなど、構造に直接関わる事項が少ないので、現在は、研究の力点を19世紀末から20世紀前半に移し、海外調査を通じて収集した資料・文献に関する研究を進めている。この研究成果も、併せて上記研究報告会で公表する予定である。
茎の内皮形成機構の解明に向けた研究基盤の整備

植物の茎の横断面には、外側から表皮・皮層・内皮などの組織が同心円状に配置する。このような組織の放射パターンは茎の先端の未分化な組織(茎頂分裂組織)で形成されるが、その形成機構はほとんど明らかにされていない。本研究は、茎の放射パターン形成の機構を理解することを大きな目標として、茎の内皮層に注目し、研究材料の工夫と近年開発された観察技術の利用を通して、茎頂分裂組織における内皮幹細胞および内皮形成に関連する遺伝子群を同定することによって、茎の内皮形成機構の解明に向けた研究基盤の整備をおこなった。本研究は、維管束植物の茎の組織形成および放射パターン形成の機構を理解することを大きな目標として、茎の基本組織である内皮に注目し、研究材料の工夫と近年開発された観察技術を利用して、茎頂分裂組織(Shoot Apical Meristem; SAM)における内皮幹細胞と内皮形成関連遺伝子群の同定を行う。これにより茎の内皮形成機構の解明に向けた研究基盤を整備する。特に本研究では、側方器官である花芽を形成しないシロイヌナズナpin-formed1(pin1)変異体の花茎SAMをモデルとして、茎の内皮幹細胞の同定と、内皮形成の機構解明に取り組む。今年度、茎の内皮を欠失するshort-root(shr)変異体、およびscarecrow(scr)変異体と、pin1変異体との二重変異体(pin1 shr、pin1 scr)を作成した。また、SAMで働く内皮幹細胞特異的遺伝子や内皮形成関連遺伝子を効率的に同定する目的で、これらの花茎SAMの遺伝子発現プロファイルを比較するためのサンプルの検討を行った。さらに、茎の内皮特異的マーカー遺伝子として、SCR遺伝子のプロモーターの制御下で核局在蛍光レポータータンパク質などを発現させるコンストラクトを、pin1変異体に導入した。今後、野生型、shr、scr、およびpin1、pin1 shr、pin1 scrを用いて、1)組織学的観察、新規開発された組織の透明化方法による高解像度ホールマウントイメージング、レポーター遺伝子の発現解析を行い、SAM構造と内皮細胞系譜を立体的に捉えるとともに、2)マイクロアレイ解析による遺伝子発現プロファイル比較から、茎の内皮幹細胞特異的遺伝子や内皮形成関連遺伝子を同定する。茎の内皮を欠失するshort-root(shr)変異体、およびscarecrow(scr)変異体と、pin1変異体との二重変異体(pin1 shr、pin1 scr)を作出することに成功し、本研究に必要となる実験材料を準備できた。また、茎の内皮特異的マーカー遺伝子として、SCR遺伝子のプロモーターの制御下で核局在蛍光レポータータンパク質などを発現させるコンストラクトをpin1変異体に導入した系統を確立するとともに、花茎SAMの遺伝子発現プロファイル比較のためのサンプル検討を終えた。これらにより計画した実験をスムーズに次年度に行うことが可能である。本研究は、維管束植物の茎の組織形成および放射パターン形成の機構を理解することを大きな目標として、茎の基本組織である内皮細胞層に注目し、研究材料の工夫と近年開発された観察技術を利用して、茎頂分裂組織(Soot Apical Meristem:SAM)における内皮幹細胞および内皮形成関連遺伝子群を同定する。これにより内皮形成機構の解明に向けた研究基盤を整備する。特に本研究では、側方器官である花芽を形成しないpin-formed1 (pin1)変異体をモデルとして、茎の内皮幹細胞の同定と、内皮形成の機構解明に取組んだ。これまでに茎の内皮を欠失するshort-root (shr)変異体、およびscarecrow (scr)変異体と、ピン状の茎頂を持つpin1変異体との二重変異体(pin1 shr、pin1 scr)を作出した。また、茎の内皮特異的マーカー遺伝子として、SCR遺伝子のプロモーターの制御下で核局在レポータータンパク質などを発現させるコンストラクトを、pin1変異体に交配により導入した。SAMで働く内皮特異的遺伝子や内皮形成関連遺伝子を効率よく同定する目的で、これらの花茎SAMの遺伝子発現プロファイルを比較するためのサンプル検討を行った。さらにまた、pin1、pin1 shr、pin1 scr変異体を用いて、マイクロアレイ解析による茎頂部の遺伝子発現プロファイル比較を行い、茎の内皮細胞特的遺伝子候補や内皮形成関連遺伝子候補を探索した。これらの解析を通して、維管束植物の茎の内皮形成機構の解明に向けた研究基盤の整備が進み、今後、SAMにおける内皮幹細胞および内皮形成関連遺伝子群を同定につながることが期待される。1)野生型、shr、scr、およびpin1、pin1 shr、pin

1 scrを用いて、1)組織学的観察、新規開発された組織の透明化方法による高解像度ホールマウントイメージング、レポーター遺伝子の発現解析を行い、SAM構造と内皮細胞系譜を立体的に捉え、内皮形成部位における細胞分裂様式の比較から内皮幹細胞を同定する。2)上記の野生型、変異体系統を用いたマイクロアレイ解析を行い、遺伝子発現プロファイル比較から、茎の内皮幹細胞特異的遺伝子候補や内皮形成関連遺伝子候補を同定し、既存の発現データベース情報を参照し、特徴付けを行う。また、絞り込まれた遺伝子については、野生型の花茎SAMにおける発現解析、機能解析を行い、茎の内皮形成に関わる内皮幹細胞特異的遺伝子、内皮形成関連遺伝子を同定する。植物生理学・発生学
内臓脂肪蓄積病態への腸間膜リンパ節の関与を明らかにする研究

内臓脂肪蓄積を基盤としたメタボリックシンドロームは糖脂質代謝異常や心血管疾患の危険因子である。腸間膜脂肪の基部には腸間膜リンパ節が存在しており、肥満にともなって、脂肪組織には炎症性細胞が浸潤する。マウスの腸間膜リンパ節を切除すると、OGTTでの耐糖能が悪化した。腸間膜脂肪ではマクロファージ数が著明に増加し、高脂肪食によってさらに増加した。腸間膜脂肪では抗炎症的に作用するTregマーカーが減少していた。すなわち、腸間膜リンパ節を切除するとTreg数の減少や、マクロファージの増加といった免疫系の変化が起こり、耐糖能が悪化する可能性が示された。マウスにおける腸間膜リンパ節切除モデルを作成した。リンパ節切除モデル群とsham operation (Sham)群にそれぞれ普通食、高脂肪高ショ糖食を摂取させ、4群間での体重、血糖、腸間膜脂肪組織におけるマクロファージ浸潤を測定した。普通食群、高脂肪高ショ糖食群双方とも、リンパ節切除群とsham群で体重差は認めなかった。普通食群では随時血糖の変化は認めなかったが、高脂肪高ショ糖食において、リンパ節切除群は血糖が高値であった。私どものこれまでの解析では、腸間膜脂肪組織では普通食摂取状態においてマクロファージは観察されないが、リンパ節切除群では普通食においてマクロファージが浸潤しており、高脂肪高ショ糖食によってさらに増加した。以上のことから、リンパ節切除モデルでは腸間膜脂肪組織におけるマクロファージの浸潤増加が、高血糖に関与する可能性が示唆された。脂肪組織で産生される抗炎症因子であるアディポネクチンが腸間膜リンパ節へ及ぼす作用を明らかにするために、アディポネクチンKOマウスを用いて、免疫細胞数の変化をFACSを用いて解析した。KOマウスの血液、脾臓、精巣周囲脂肪、腸間膜リンパ節におけるCD4+Tリンパ球、CD8+Tリンパ球、Bリンパ球、Treg数を測定した。血中および脾臓では細胞数に変化を認めなかった。腸間膜リンパ節ではTreg数の減少傾向はあったものの有意ではなかった。一方で、精巣周囲脂肪におけるTreg数はアディポネクチンKOマウスで有意に減少していた。また、精巣周囲脂肪ではマクロファージ数も減少した。すなわち、アディポネクチンKOマウスでは腸間膜リンパ節におけるTregの変化は認められず、脂肪組織における免疫細胞数のみが変化していた。したがって、腸間膜リンパ節の免疫機能に対するアディポネクチンの作用は認められず、脂肪組織特異的にマクロファージとTregの両者に対して作用することが明らかになった。マウスに腸間膜リンパ節切除を施行した。切除モデルの耐糖能を解析したところ、切除群ではOGTTでの血糖が高値であり、耐糖能が悪化した。フローサイトメトリーによって脂肪組織におけるマクロファージ数を測定したところ、精巣周囲脂肪では変化は認めなかった。一方で腸間膜脂肪ではマクロファージ数が著明に増加し、高脂肪食によってさらに増加した。腸間膜脂肪における免疫細胞マーカーの遺伝子発現量をリアルタイムPCRで測定したところ、腸間膜脂肪においてFoxp3の発現量が低下していた。すなわち、腸間膜リンパ節切除によって、腸間膜脂肪組織では抗炎症的に作用するTregが減少することで、マクロファージの浸潤が増加し、その結果、耐糖能が悪化する可能性が示された。アディポネクチンKOマウスでは、精巣周囲脂肪におけるTreg数とマクロファージ数が減少した。一方で腸間膜リンパ節におけるTregの変化は認めなかった。したがって、アディポネクチンは精巣周囲脂肪組織の免疫細胞に強く影響することが明らかになった。作年までに腸間膜リンパ節切除モデルにおける耐糖能異常と、腸間膜脂肪組織における炎症状態の惹起を明らかにしている。当初の計画通りに、本年度は抗炎症作用を有し、脂肪細胞から分泌されるアディポネクチンの作用を明らかにするための解析を行った。その結果、アディポネクチンが脂肪組織における免疫細胞数に影響を及ぼし、慢性炎症の病態形成に関与していることを見出した。したがって、目標は十分に達成されたと考える。医歯薬学現在までの研究によって腸管膜リンパ節切除によって腸間膜脂肪組織で炎症状態が惹起されること、アディポネクチン欠損によって脂肪組織のマクロファージとTregが減少することを見出した。次年度は炎症細胞のmRNA測定や、FACSによる解析などの詳細な検討を行う。腸間膜リンパ節と脂肪組織との関連を明らかにすることで、内臓脂肪型肥満における腸間膜リンパ節の意義を明らかにすることができると考える。本年度の実験によって腸間膜リンパ節が、腸間膜脂肪組織の炎症状態の惹起に関与していることを見出した。

さらに、平成26年度の予定であった高脂肪高ショ糖食負荷による糖代謝異常、マクロファージ浸潤増加を見出しており、目標は十分に達成されたと考える。平成27年度にFACSを行うため、抗体を購入する予定であり、次年度使用とした。現在までの研究によって腸管膜リンパ節切除による重要なフェノタイプを捉えることができたので、次年度はmRNA測定や、FACSによる細胞腫の同定などの詳細な解析を行う。腸間膜リンパ節切除によって変化するサイトカイン、リンパ球を明らかにすることで腸間膜リンパ節の内臓脂肪型肥満における意義を明らかにすることができると考える。糖代謝指標測定、FACS用の抗体、マウス購入費用、PCR関連試薬、RNA抽出試薬、遺伝子発現量測定試薬の消耗品に使用する。平成26年度にFACSの抗体を大量に購入する予定であり、次年度使用とした。研究に必要な糖代謝指標測定、FACS用の抗体、マウス、PCR関連試薬、RNA抽出試薬、遺伝子発現量測定試薬の消耗品に使用する。