hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
食物アレルギーの網羅的EBMデータソースの構築

平成25年度末に再度検索を行い、追加で必要となった文献については平成26年度に発注をしたため、次年度の使用額となった。また平成25年度に英国在住の研究協力者との打ち合わせ会議を中止し、Web会議とメール会議による打ち合わせのみとした。実際の面談による会議は、平成26年度以降に実施することとした。平成26年度に文献購入費用および英国在住の研究協力者との会議のための旅費として使用する予定である。
細胞形質を指標とした疾患関連遺伝子単離・同定法の開発

ゲノム情報が急速に蓄積されつつある現在、その情報が本来有する生物活性の迅速な同定ならびにゲノム多型情報に対応する生物活性定量法の開発は重要な意義をもつ。本研究は、特定の細胞形質発現をつかさどる遺伝子群を(1)細胞への効率良いcDNA発現ライブラリーの導入(2)目的とする細胞形質を獲得した細胞の選択・選別(3)部位特異的リコンビナーゼによるcDNAの染色体からの切り出し・回収(4)回収されたcDNAの再導入による細胞の再形質転換から構成される過程を繰り返すことにより、迅速かつ包括的に濃縮・単離する系を樹立することを目的とした。まず、テトラサイクリンならびにIPTGの二重制御を受ける誘導発現プロモーター(TcIPプロモーター)の下流に酵母由来の部位特異的リコンビナーゼであるKwリコンビナーゼ遺伝子を接続し、インターロイキン3(IL-3)依存性リンパ系細胞株BaF3に安定的に導入した。得られたトランスフェクタントから、IPTG添加によりKwリコンビナーゼを誘導発現する安定変異細胞株BaF/Kwを樹立した。次に、BaF3細胞株から調整したpolyA(+)RNAを用いてcDNAライブラリーを作製し、レトロウイルスベクター(MarX)に組み込んだ。MarXベクターは3′LTR内にKwリコンビナーゼの認識配列が挿入されており、プロウイルスとして宿主ゲノム内に組み込まれたcDNAはKwリコンビナーゼによりゲノムから選択的に切り出される。同ベクターにBaF3由来cDNAを挿入し、約130万個の独立cDNAから構成される発現ライブラリーを作製した。今後は、BaF/Kw細胞へのウイルス感染によるcDNAライブラリーの導入ならびにIL-3非依存性細胞選択の後、リコンビナーゼ発現依存的にIL-3非依存性増殖能が喪失するcDNAの選択を行う。
有機金属化合物の機能と物性

特定研究「有機金属」が成功理に3年間の研究を終了した。これまで多くの成果が得られ、その業績は内外で高く評価されている。班員の論文発表、内外の学術会議での招待講演や特別講演も、枚挙に暇がない。本研究では、これはでの成果を取りまとめて、出版物として世に問い、またシンポジウムを開催してその成果を広く公開することを目的とした。本研究ではまず「有機金属化学における成果と展望」と題する成果公開のシンポジウムを、平成元年6月26・27日京都会館(京都市)で開催した。シンポジウムは公開で、班員の中から16名を選び講演を行なった。班員をふくめ150名の出席者があり盛会であった。シンポジウムのための予稿集を発行した。さらに3年間の成果につき、英文の報告書及び和文の成果報告書概要を発行した。これらを関係研究機関、研究者に送付した。わが国の研究者はこれまでも国際的にこの用野で世界をリ-ドする研究成果を上げてきたが、本特定研究により研究成果が加速的に上がったのは疑イのない事実である。実際、本特定研究に関連してこれまでに開催された、6回のシンポジウムでは、多くの独創的な興味深い研究成果が報告され、3冊の充実した研究報告書を刊行することができた。現在世界的にも有機金属化学の研究は盛んで、多数の国際学術雑誌が発刊されている。また、国際有機金属化学会議を初めとして、毎年のように重要な国際会議が開催されている。国内でも、日本化学会を中心に、春秋2回の年会、有機金属化学討論会、各種シンポジウムなど研究活動はきわめて活発である。本研究班員がこれらで主導的役割を果たしているのは言うまでもない。本総合研究によって特定研究によって得られた成果を総括することが出来た。
インフルエンザウイルス受容体タンパク質の同定とその標的化合物の探索

昨年度に電位依存性カルシウムチャネルがインフルエンザウイルスの宿主細胞への感染において鍵となる受容体タンパク質の一つであることをCell Host & Microbe誌に報告した(Fujioka et al 2018 Cell Host Microbe)。本論文では、電位依存性カルシウムチャネルのノックダウンによりin vitroでインフルエンザウイルスの細胞への取り込みと感染が抑制されることを明らかにした。また、臨床で高血圧治療に用いられているカルシウムブロッカーが同様にイルスの細胞への取り込みと感染抑制効果を発揮することを示した。さらに、インフルエンザウイルスヘマグルチニン(HA)が電位依存性カルシウムチャネルのシアル酸修飾を介して結合することも示した。実際に電位依存性カルシウムチャネルにおいて糖鎖修飾されるアミノ酸に変異を導入し、糖鎖修飾欠損型変異体を作製したところ、HAとの結合は減弱した。電位依存性カルシウムチャネルをノックダウンした細胞に野生型カルシウムチャネルを発現させたところ、ウイルスの細胞への取り込みおよび感染はレスキューされたが、糖鎖修飾欠損型変異体ではいずれもレスキューされなかった。以上から、電位依存性カルシウムチャネルのシアル酸がHAとの結合およびウイルス感染に重要であることが明らかとなった。また、免疫組織化学染色によりマウス気道組織においてウイルス感染が成立した細胞でカルシウムチャネルの発現が確認された。最終的には、カルシウムブロッカーをマウスに投与するとインフルエンザウイルス感染が抑制されること、およびヒト気道上皮細胞株を用いた三次元培養系でもカルシウムブロッカーがインフルエンザウイルス感染を抑制することを示した。すなわち、in vivoおよびex vivoでもカルシウムブロッカーがウイルス感染抑制効果を有することを見出した。本研究の目標である、「インフルエンザウイルス受容体タンパク質の同定」に関して、電位依存性カルシウムチャネルがインフルエンザウイルスの細胞取り込みと感染を制御すること、およびカルシウムブロッカーがインフルエンザウイルス感染抑制効果を有することを明らかにし、Cell Host & Microbe誌に発表することができた。さらに、免疫組織化学染色により、インフルエンザウイルス感染マウスの気道組織においてウイルス感染細胞での電位依存性カルシウムチャネル発現を確認することができた。以上から、電位依存性カルシウムチャネルを標的とした治療が有効であることが示された。また、電位依存性カルシウムチャネルとインフルエンザHAの相互作用様式も詳細に解析したため、その知見に基づいてそれらの結合を阻害する少分子化合物スクリーニング系の基盤構築を行っている。さらに、蛍光免疫染色法を用いて1細胞あたりの電位依存性カルシウムチャネルの発現量とウイルス感染の関係を検証したところ、両者が正の相関を示したことが明らかとなった。以上から、現在までの進捗状況としては、おおむね順調に進展していると評価している。昨年度までにインフルエンザウイルスのHAと電位依存性カルシウムチャネルのシアル酸を介した結合様式を詳細に明らかにしている。また、電位依存性カルシウムチャネルのシアル酸以外にもHA結合部位が存在する予備的データも得られている。本年度は、さらに詳細な結合様式を検証する。H1N1以外の様々な亜型のインフルエンザウイルスHAが電位依存性カルシウムチャネルと結合することを示す予備的データも得られている。そこで、本年度はそれら相互作用の再現性が確認された亜型のウイルスを用いて、ex vivoおよびin vivoでの感染実験を行い、電位依存性カルシウムチャネルを標的とした治療が亜型によらず広く感染抑制効果を有するか検証する。インフルエンザHAと電位依存性カルシウムチャネルの相互作用を可視化する系を構築する。構築した系を用いて、HAとカルシウムチャネルの結合を阻害する少分子化合物のスクリーニングを行う。同時に、カルシウムブロッカーのうち一種類がHAとの相互作用を阻害する予備的データも得られているので、この薬剤がHAと電位依存性カルシウムチャネルの相互作用を阻害するメカニズムを明らかにする。さらに、この薬剤をリード化合物としてカルシウムチャネルの活性は抑えずに、HAとの相互作用のみを抑制する化合物の探索も行う予定である。さらに、電位依存性カルシウムチャネルの発現量がウイルス感染と正の相関を示したことから、オプトジェネティクスによりカルシウムチャネル発現量を厳密に制御したうえでウイルス感染を評価する。以上により、カルシウムチャネルが真にインフルエンザウイルス感染に鍵となる受容体タンパク質であるかどうか詳細に解析する予定である。インフルエンザウイルス感染をはじめとした感染症は、科学技術が進歩した現代においてもいまだ人類の脅威であり、現状の対抗策のみでは限界を迎えることが危惧されている。これまでに申請者はインフルエンザウイルスが宿主細胞に感染する際に、細胞内カルシウム濃度上昇が生じることを見出している。さらに、このカルシウム濃度上昇によって、細胞内シグナル伝達ネットワークが発動し、細胞が物質を取り込む機構であるエンドサイトーシスが亢進することを明らかにしている。インフルエンザウイルスはこのように自らエンドサイトーシスを亢進させ、それに乗じて宿主細胞に取り込まれるといった巧妙な手段で宿主内に侵入する。そこで、ウイルスが細胞内カルシウム濃度上昇を引き起こす機構を明らかにすることで、インフルエンザウイルス宿主細胞侵入機構が解明され、さらにその経路を標的にした創薬につながるのではないかと考えた。これまでに、ウイルスによる細胞内カルシウム濃度上昇に関与し、かつウイルスタンパク質と結合する膜タンパク質の同定に成功している。昨年度は、これら両タンパク質の結合様式をアミノ酸レベルで明らかにすることができ、さらにその相互作用が感染に重要であることも示された。また、この膜タンパク質の活性を阻害する薬剤をマウスに投与すると、薬剤濃度依存的にウイルス感染抑制効果を示した。この感染抑制効果は薬剤投与をウイルス感染前に行った場合および、感染後に行った場合のどちらにおいても認められたことから、予防的にも治療的にも有効であることが示唆された。以上から、生体内においてもこの膜タンパク質がインフルエンザウイルス感染を制御することが示唆され、この膜タンパク質を標的とした治療が有効であることが期待される。

当初の予定は、予備実験で同定していたウイルス感染に関与する膜タンパク質とウイルスタンパク質の相互作用を詳細に解析することであったが、遺伝子工学的手法および生化学的手法を用いてアミノ酸レベルで結合様式を解明し、且つその結合が感染に重要であることを示すことができた。さらに、当初の予定では次年度以降に行う予定であったマウスを用いたin vivo感染実験において、この膜タンパク質の感染抑制効果を示すことができ、将来的な抗ウイルス感染症対策の基盤構築ができたと考えている。したがって、現在までの進捗状況としては、当初の計画以上に進展していると評価している。インフルエンザウイルス感染をはじめとした感染症は、現代においてもいまだ人類の脅威であり、現状の対抗策のみでは限界を迎えることが危惧されている。これまでに申請者はインフルエンザウイルスが宿主細胞に感染する際に、宿主細胞内カルシウム濃度が一過的に上昇することを見出している。さらに、このカルシウム濃度上昇によって、細胞内シグナル伝達ネットワークが発動し、細胞が物質を取り込む機構であるエンドサイトーシスが亢進することを明らかにしている。インフルエンザウイルスは自らエンドサイトーシスを亢進させ、それに乗じて宿主細胞に取り込まれるといった巧妙な手段で宿主内に侵入する。そこで、ウイルスが細胞内カルシウム濃度上昇を引き起こす機構を明らかにすることで、インフルエンザウイルス宿主細胞侵入機構が解明され、さらにその経路を標的にした創薬につながるのではないかと考えた。昨年度は、カルシウムチャネルがウイルスによる細胞内カルシウム濃度上昇に関与し、ウイルスタンパク質と結合することを明らかにした。さらに、これら両タンパク質の結合にはカルシウムチャネルのシアル化が重要であることを明らかにし、その相互作用が感染に重要であることも示した。また、カルシウムブロッカーをマウスに投与すると、薬剤濃度依存的にウイルス感染抑制効果を示した。この感染抑制効果は薬剤投与をウイルス感染前に行った場合および、感染後に行った場合のどちらにおいても認められたことから、予防的にも治療的にも有効であることが示唆された。H1N1だけでなくH3N2でもin vivoで抑制効果が確認された。
ネオシリコンの集積配列制御と量子情報デバイスの試作

ネオシリコンの集積化技術を検討した。シランカップリング剤による表面修飾条件を最適化し、均一分散溶液を作製しするとともに、基板表面に段差を設けることにより、空乏ストライプ構造の発生を抑えたディップコーティングによる2次元配列構造の形成に成功した。シリコン量子情報素子の作製と電子輸送評価に関しては、電子ビーム直接描画によりSOI基板上に多重結合量子ドットと制御用サイドゲートを作製し、極低温下における電子輸送特性の測定を行った。シリコンナノドットの集積化技術については、ラングミュア・ブロジェット(LB)膜法による高集積2次元配列制御に成功した。LB法では、水面上に浮遊させたシリコンナノ粒子の面積を制御して配列をさせる技術であるので、ナノ粒子が有機溶媒に分散すること、水と反応しないこと、水面に浮くことなどの条件が必要になる。そのためには、ナノ粒子の表面をシランカップリング剤で修飾することが効果的であった。ゼータ電位の測定などを通じて、シランカップリング剤の性質を定量的に調べた。シランカップリング剤としては、HDMSよりも疎水性を向上させたPDMMが有望であることが分かった。ネオシリコン量子情報素子の作製と電子輸送評価に関しては、電子ビームマスク技術により、結合量子ドットをナノスケール電極間に配置した構造の作製に成功した。また、多重アイランド単電子トランジスタ構造を作製し、クーロン振動の解析から、結合量子ドットにおける電荷の所在を高感度に検出することが可能であることをシミュレーションとの比較により実証した。2重リセス構造を有する単電子トランジスタを作製し、強く結合した多重量子ドットに特有なクーロン振動特性を得ることに成功した。この構造のデバイスは、RF整合回路との組み合わせにより、電荷型量子ビットの高速高感度読みとりに対して有望であることを明らかにした。ナノ結晶シリコン(以下nc-Si)形成条件を詳細に検討して、VHFプラズマパワーを最適化することにより、粒径5nmのnc-Siを実現できた。ナノ結晶に不純物(りん)ドーピングを行い、nc-Si表面の酸化膜形成速度が増加すること、磁気共鳴の超微細構造分裂幅から、りんがnc-Si中のシリコン原子を置換していることを明らかにした。Siナノワイヤに加えてGeナノワイヤも低温で形成できることを明らかにして、表面を窒素ラジカルで処理することにより水溶性で不安定な酸化膜形成を防止できることが分かった。nc-Siの2次元集積配列技術に関しては、シランカップリング剤の表面修飾条件を最適化して、従来の5μm四方から10mm四方へと飛躍的に大面積化を実現した。ネオシリコン量子情報素子の作製と電子輸送評価に関しては、多重結合量子ドットを形成して、低温での電気測定結果と等価回路シミュレーションの比較検討を行った。その結果、3重結合量子ドットが実現できていることを世界で初めて観測した。これは、量子情報デバイスにおいて極めて重要なステップである。さらに量子ドットの制御性を向上するため、不純物ドーピング領域を制限して、トップゲート構造による2次元反転電荷を利用する事により、ポテンシャル揺らぎによる偶発的な量子ドットの形成を抑制する新しいデバイス構造を設計し、プロセスを検討したところ、良好なデバイス作製に成功した。本研究の目的は、粒径と粒子間隔を原子スケールで制御したナノ結晶シリコン(ネオシリコン)ドットに最適な配列制御技術を確立するとともに、形成された2次元規則配列ドット構造を利用して、ドット間の静電相互作用に基づくナノ量子情報処理デバイスを設計・試作・評価することにある。シリコンナノドットの集積化技術については、シランカップリング剤などによる表面修飾条件を最適化し、均一分散溶液を作製しするとともに、基板表面に段差を設けることにより、空乏ストライプ構造の発生を抑えたディップコーティングによる2次元配列構造の形成に成功した。量子ドット部分には不純物ドーピングは行わず、トップゲートによりキャリアを発生させる方法を用いたため、不純物原子の形成するポテンシャルによる寄生ドットの影響を排除して設計通りの多重結合量子ドットの作製に成功した。精密で系統的な電気特性の観測結果から、結合量子ドットに特有なハニカム構造と電荷三重点ではスピンブロッケード効果の観測に成功した。この結果はシリコン結合量子ドットで、コヒーレントなスピン操作の可能性を拓くものであり、将来の固体量子コンピューティング応用に対して極めて有望である。
東アジア・東南アジアの大気汚染による健康影響の評価

本研究は,東アジアにおけるエアロゾルの健康影響,特に死亡への影響を,疫学的手法を用いて明らかにしようとした.日本,韓国,台湾の主要都市における粒子状物質濃度,日別死亡数などのデータを収集した.福岡市など九州地域では粒子状物質濃度に越境汚染の影響が示唆されたが,東京などでは大きな影響は見られなかった.死亡への影響ははっきりしなかったが,福岡で大きいという可能性が示唆された.浮遊粒子状物質が死亡に与える影響に関して、欧米では多くの疫学研究がなされてきて、地域差に関しても評価されてきた。しかし、アジア人種での影響に関しては、用いられる手法などが異なるため、地域差に関する評価が困難であった。その理由の一つとしての越境大気汚染が挙げられる。この点に関して、エアロゾル計測グループとの連携によって、エアロゾルおよびその成分が死亡に与える影響を越境汚染と地域汚染に分けて評価することが可能となった。一方、韓国、台湾との共同研究も可能となった。これらの状況を受け、アジア人種におけるエアロゾル及びその成分が死亡に与える影響、特に地域差に越境汚染が関与しているかどうかを評価することを目的として研究を行うこととした。本研究は,東アジアにおけるエアロゾルの健康影響,特に死亡への影響を,疫学的手法を用いて明らかにしようとした.日本,韓国,台湾の主要都市における粒子状物質濃度,日別死亡数などのデータを収集した.福岡市など九州地域では粒子状物質濃度に越境汚染の影響が示唆されたが,東京などでは大きな影響は見られなかった.死亡への影響ははっきりしなかったが,福岡で大きいという可能性が示唆された.曝露情報としての大気汚染データにつき,どのような形式のものが必要か,またどの地域の,どの期間のデータとするかについて,研究代表者,研究分担者,研究協力者が議論を行った.その結果,既存のデータ以外に,このプロジェクトで必要となることが予測される詳細な1kmメッシュデータを作成することとした.本年度は,九州地域について, 2000年度から2006年度の常時監視局測定濃度に基づき, 2002年度から2006年度5年間のメッシュ濃度を,粒子状物質(SPM), SO2およびオキシダントの3物質についての作成が終了した.東アジア・東南アジアにおける健康影響を評価することを目的としているため,韓国,台湾,マレーシア,シンガポールの研究者を招聘し,ワークショップを開催した.ここでは,プロジェクト全体の説明を行った後,疫学研究としてどのような構想を持っているか,また各国の役割はどのようなものがあるのかについて説明し,各国の研究の現状及び問題点に関する議論を行った.韓国,台湾とは統一的な手法で地域の解析を行い,日本を含めて統合解析をも行うこと,およびその方法論についても合意が得られた.マレーシア及びシンガポールの研究者も,非常に強い興味を示した.しかしながら,国の許認可などの問題があるため,共同研究の可否については持ち帰って検討することとなった.なお,このワークショップにおいては,韓国での黄砂の健康影響に関する最新の知見も発表された.解析方法,結果共々,わが国における研究の参考になるものと思われる.本研究は、エアロゾルの健康影響を疫学的に評価することを目的としている。その中で、A01、A02班から得られるエアロゾルの情報を加えることで上記では解明できていない地域における相違の説明を試み、また越境大気汚染の影響についても評価を試みようとするものである。対象都市は、人口が大きく、気温のデータもそろっている札幌、仙台、東京、名古屋、大阪、福岡とした。観察期間は、現時点で得られた大気汚染、死亡、死亡に影響を与える可能性のあるインフルエンザの患者数、日最高気温のすべてが得られた2000年4月から2007年12月とした。来年度には1976年まで期間を延長する予定である。国際的に、インフルエンザの影響を考慮した解析が必要とされているが、これまでそのような解析が日本ではなされていないので、この解析には大きな意義があると考えられる。なお、大気汚染に関しては、一般環境大気測定局(一般局)、自動車排出ガス測定局(自排局)における時別値を用い、1日20個以上のデータが得られている場合に日平均値を算出し、それ未満の場合には欠損とした。健康影響に関しては、予備的に東京の65歳以上、男の循環器死亡との関連を観察した。まず、smoothing splineという手法によって曲線の回帰をおこない、見かけ上はSPM濃度が高い方が循環器疾患の死亡を減少させることができるような関連が認められている。次いで、複数の要因を用いた曲線回帰分析のうち、Generalized additive modelを用いて、時間変化と日最高気温を制御したところ、SPMと循環器死亡との関連は、非常に弱いが正の関連があるように見えた。結論は詳細な分析を待たなくてはならないが、ここで観察した範囲でも、季節、あるいは気温による関連の修飾が考えられる結果となったことは興味深い。本年度,厚労省より得られた死亡小票データを用いた予備解析を開始した.とはいえ,入手データを詳細に検討したところ,出版されている統計表の値と食い違う点が認められ,入手データに問題があることが疑われた.よって,今回の解析は,あくまでも予備的なものであり,後日厚労省から改訂版のデータを入手した後に同様の解析を行う.札幌市,仙台市,東京23区,名古屋市,大阪市,福岡市,長崎市の7都市におけるSPM及び65歳以上死亡数の年次推移を観察し,ついで,各都市におけるSPM濃度と死亡数との関連を一般化加法モデルによって評価した.これは多変数の回帰分析の拡張で,直線以外の関連も扱うことができる.

このとき,年次と日最高気温を制御した.自然3次スプラインという方法によって曲線回帰を行った.全7都市で,1998年あたりから濃度低下が進んでいた.特に東京では規制を強めたことも関係して低下傾向が強い.しかし,福岡市と長崎市は,全体としては低下傾向のように見えるが,2005年以降でも増加局面を示す.このことは,大陸からの越境大気汚染の影響を伺わせる,札幌市も最近やや増加傾向が見られるが,その理由は明かでない.SPMと死亡との関連では,札幌市で直線的に濃度に従って死亡数が上昇しているように見えがが,東京と福岡市では,高濃度の日数が極端に少なく,そのために高濃度域では推定値が単調増加ではなかった.今後の解析を待たなければならないが,この理由の一つは,高濃度域のSPMには黄砂が含まれており,黄砂そのものの健康影響がそれほど大きくないことも関与している可能性がある.なお,仙台市,名古屋市,大阪市も同様の傾向を示した.(1)越鏡汚染評価・影響評価共同研究者である韓国ソウル国立大学のKim教授、台湾国立大学のGuo教授とソウルにて会合を開き,越鏡汚染のモデル、影響評価モデルに関する意見交換を行った。その会合で、用いる方法、モデルに含む変数を暫定的に決定し、日中間三国のデータを入手した。解析結果を日本衛生学会において発表した。一方、上記ソウルにおける会合において、各自の研究成果について報告するとともに、内容について議論を行った。(2)暴露評価上記会合において、韓国における曝露測定担当研究者であるソウル国立大学のYi教授と打ち合わせを行い、越鏡汚染影響評価に必要な項目について、および3カ国共同計測の予備的な解析結果について議論を行った。なお、韓国のソウル市、日本の金沢市、台湾の台北市の三箇所において、同一機器を用いた浮遊粒子状物質(PM10)およびその化学成分の測定を開始した。交付申請書では、「昨年までの死亡小票データを収集し、」とあるが、韓国、台湾との整合性を図るため、2010年までのデータとしたが、「計測グループ、3カ国共同研究によって得られた曝露情報を用いて、Kim教授、竹内助教とともに、越境汚染の死亡影響評価を行う。」という部分に関しては、実行できた。概要としては以下である。1.黄砂の影響は、国、死因によって異なり、北九州では害を及ぼすが、台北では逆に黄砂の飛んだ日に死亡数が減少していた。ソウルでは、循環器疾患で有害作用、呼吸器疾患で死亡率減少が認められた。2.わが国への越境汚染の影響として、局所汚染の代表と考えられる二酸化窒素と、越境汚染の重要な物質の一つである粒子状物質との関連から解析し、九州地域では中国からの越境汚染が近年増加傾向にあり、東京などではそれほどでもなさそうであることが示された。これによる死亡への影響について、PM2.5という微小粒子状物質との関連を評価したところ、統計学的には有意ではないものの、越境汚染が顕著と考えられる福岡においてPM2.5の影響が強い傾向が示唆された。今後更に解析を重ねていく必要があることが明らかとなった。
糖尿病性潰瘍に対するハイブリッド型生体外増幅血管幹細胞による新血管再生治療の開発

糖尿病(DM)性下腿潰瘍は、従来、有効な治療法が存在せず、未だに下腿切断を余儀なくされる症例が多いことから新たに有効性が確実な治療法の開発が切望される。近年、自己末梢血中の未分化血管内皮前駆細胞(endothelial progenitor cell=EPC)移植による血管再生療法の臨床試験が当該施設で行われているが、DM患者では本質的に末梢血中EPC(CD34+細胞)の数、内皮細胞分化能の低下を認め、十分な移植治療効果が得られていない。我々は、DM患者EPCの生体外培養により分化能及び血管再生能が回復することを見出し、末梢血中CD34+細胞の生体外『再教育』による分化増幅培養EPC移植療法の開発を目的として基礎研究を行ってきた。しかし、DM患者末梢血CD34+細胞単独培養では、本細胞の機能的分化能は回復するが、増幅による細胞数の獲得が不十分であることが判明した。そこで、末梢血中には、血管形成促進性血液細胞が存在し、ある細胞はEPCの細胞活性を促進するとの報告からEPC分化増幅培養法の改良法として、これらaccesory細胞と共培養を行うことにより、真にEPCの分化増幅が可能な「EPCハイブリッド分化増幅法」を開発し、その移植効果を検証することを目的とした。平成22年度の研究成果としてハイブリッド型無血清生体外培養増幅法の開発を行った。ヒト末梢血CD34陰性細胞と陽性細胞を混合培養することによりEPCを効率よく増幅でき、血管再生能力も数十倍に改善できた。マウス下肢虚血モデルにおいて従来の血清生体外培養増幅法にくらべハイブリッド型無血清生体外培養増幅法のほうがより高い血流改善、組織内血管形成を認めた。今後、ハイブリッド型無血清生体外培養増幅法の有効性を糖尿病患者末梢血においても確認し、糖尿病性潰瘍に対する新しい血管再生治療としての臨床研究へ進める準備を行う予定である。
系統連系インバータの過渡安定性に関する研究

自励式変換器を適用した直流多端子システムと連系した多端子直流システムに対する動特性モデルを構築し,直流多端子システム側で構成変化が生じた場合に,直流多端子システムのトポロジーの違いにより,システム全体の過渡安定性に現れる違いを明らかにしてきた。本研究で対象としたシステムでは,2つの非同期交流システムが端子直流システムを介して連系されている系統構成を考えている。非同期交流システムの内,一つはは動特性を有する1機の同期発電機と無限大母線を有し,これらは直流多端子送電線を介して2つの自励式変換器に接続されている。他方の交流システムは無限大母線のみが送電線を介して自励式変換器に接続されている。この設定は非同期交流システムにおいて動特性を呈する場合の最も簡単なケースを想定したものである。2種類の異なるトポロジーの直流多端子システムを考え,一つは全ての直流母線が直流送電線を介して互いに接続しており,もう一つはその直流送電線を取り除いた場合に相当する。これらのトポロジーの設定は数値例において結果の差異が見やすいものである。交流システム間で有効電力を授受するような制御指令値を自励式変換器に与えた場合,多端子直流システムの構成により直流送電線に流れる電力潮流の大きさだけでなく方向も異なる。交流システムの直流多端子母線間の送電線に何らかの故障が発生し,2回線送電から1回線送電に切り替わった場合の過渡応答について検討した結果,交流/直流多端子システムは過渡的応答を呈した後に定常状態に収束することを明らかにした。直流多端子システムの過渡応答は発電機の動揺と比べ早く収束している。単位長さあたりの線路抵抗と線路リアクタンスを用いて求めた直流送電線の時定数は同期発電機の時定数と比較して小さく,現象と一致することを確認した。本研究で行う,再生可能エネルギーの大量導入に向けた系統連系インバータの大きな出力変動や系統故障に対する電力系統の過渡安定性を評価に用いる実効値解析モデルの構築のために,本年度は瞬時値解析モデルに対応した実験ミニモデルのコントローラ部のプロトタイプを設計・制作した。本申請により新たなコントローラ用ハードウェアを購入するが,演算用プロセッサの処理能力と,AD,DA変換およびデジタルIOに要求される仕様を決めるため,現有のコントローラを用いてプロトタイプを構成した。現有コントローラの処理能力の限界であるサンプリング周波数10kHzでAD変換したインバータの電圧・電流値を用いて系統連系インバータを動作させた。またインバータ自身から生じる高調波成分の影響を低減するIIRタイプのデジタルフィルタを構成して適用した。瞬時値解析モデルを用いた数値解析結果に比べ,回路図上に明示していない寄生インダクタンスや寄生キャパシタンスの影響により生じた雑音成分が大きく,コンバータのスイッチング周波数を10kHzより高くするためには,さらに高周波数での状態量のサンプリングが必要であり,購入するコントローラの仕様として100kHzサンプリングでの処理が可能なものを選定することとした。特に本研究で対象としている過渡安定度に対して,系統連系インバータでは系統電圧位相検出が重要であることから,既存技術を拡張した複素係数フィルタを用いた同期位相ループを構築し,その引き込み(pull in)および脱出(pull out)領域の評価を行うとともに,大きな系統故障等を想定した過渡条件を与えた場合に対する雑音成分と故障との高速な判別に適したデジタルフィルタの設計を検討した。実験に用いるミニモデルの示す応答を模擬する数値解析モデルの構築を行い,微小擾乱に対する安定性の検討・評価を行った。瞬時値や実効値での数値解析モデルの妥当性検証の基準となる実験用ミニモデルのプロトタイプを構築した。今年度はまず現有のPHILS(Power Hard Ware In the Loop System)シミュレータを利用してミニモデルを構築した。系統連系インバータ部についても,制御速度は遅くなるがサンプリング間隔を100usとすることで上述のPHILSの中で構築し,その動作の検証を行った。変換器の制御ブロックについては実験の実施を優先するために習熟しているMaltab/Simulinkを用いて記述し,Realtime workshopによりハードウェア実装を行った。インバータの電流制御や位相検出に用いるPLLは,複素係数フィルタを用いて構成した。なお高速な制御を実現するために用いるNI-PXIは次年度に購入し,Maltab/Simulink上で記述した制御系をLabViewに変換し,NI-PXIへ実装する。系統連系インバータの一機系統における系統故障に対して過渡安定性を評価した。三相回路の瞬時値解析にはATP-EMTPを用い,線路モデルを用いた検討を行った。この数値解析では,系統連系インバータの主回路は理想スイッチモデルを用いた2レベルの6相ブリッジとして解析を行った。インバータ制御系を模擬するため,アナログ回路の解析時間刻みとは異なるサンプリング間隔で計算を行うマルチレート手法を適用した。実効値解析では,解析対象の一機系統の各構成要素の微分代数方程式をもとに伝達関数としてモデル化し,解析に適用した。ただし実効値解析では三相不平衡の影響を考慮することはできないため,変化の速い過渡現象に対する不平衡成分の影響をどのように考慮していくかが今後の課題である。欧州における北海の洋上ウィンドファームからの電力輸送及び欧州電力システムの信頼性と安定性の向上などを目的として,複数の自励式変換器を直流送電網で相互接続する多端子直流送電システムの導入が計画されている。このように,自励式変換器を用いた多端子直流送電システムの既存交流電力システムへの導入が進められている。多端子直流送電システムの設計,解析,及び制御において,システムの動特性を記述する数式モデルの構築について検討を行った。

電力システムの解析において用いられてきた発電機,電力変換器,変圧器ならびに送電線などの要素毎に動特性を詳細に記述した数式モデルに加え,動特性の背後にある物理的なメカニズムを抽出したシンプルな数式モデルの構築について検討を行ってきた。特に,多端子直流送電システムの計画および制御において物理的解釈及び系統的設計への展開を可能とする数式となるようモデルの構築を行った。変換器の制御入力をスイッチのオン時間と初期位相により表すモデル化を行った。導出した数式モデルの妥当性について,数値シミュレーションにより検証を行った。交直混在システムとして直流送電線は,線路抵抗ならびに線路リアクタンスで構成されたモデル化を行い,中性点が同容量の平滑コンデンサで接地されているものとしてモデル化を行った。交流送電線については,送電線の短絡容量としてモデル化を行い,故障点位置や不平衡故障,故障時間,出力変動幅をパラメータとした解析条件を設定した。数値解析と並行して,購入したNI-PXIを用いたインバータの制御系を構築し,消耗品で購入したパワーデバイスおよびトランス・コンデンサを用いて主回路を作成したミニモデルでの,数値解析の検証を行った。実効値解析用の電力変換器のモデル化では,解析対象の一機系統の各構成要素の微分代数方程式をもとにモデル化し,三相交流の正相分に対する伝達関数としてあらわしたモデル化を行った。正相分を対象とした現象の解析では,発電機等の系統に接続された機器の応答に支配されるため,半導体電力変換器制御系のサンプリングに対して十分遅い現象となるため,変換器のデジタル制御系はアナログ制御系に等価変換して解析に用いており,解析結果よりその妥当性を担保することができた。得られた結果については電気学会電力・エネルギー部門大会で発表を行った。瞬時値解析では,変換器制御系のモデルはそのままミニモデルの変換器制御系に適用できるため,制御演算の構造を変えずにミニモデル制御系に実装した。ミニモデルにおける系統連系インバータの主回路は,SiCやGaNといったワイドバンドギャップ半導体デバイスの開発を見据えたパワーMOSFETを用いた回路となっており,将来の電力系統に使用される機器にも対応可能なものとすることが出来た。また変換器制御系はLabviewをベースに構築・開発し,タイミングクリティカルなハードリアルタイムが必要となる部分にはFPGAを用いた論理回路による実装を行った。この部分については整数演算となるような変数およびパラメータの表現を行った。変換器全体の制御安定度に影響する周波数領域の部分についてはDSPを用いた浮動小数点演算による実装を行った。これにより安定度計算には十分な位相余裕,ゲイン余裕を得ることが出来た。
ヒト疾患モデルとしてのLPLトランスジエニックウサギの有用性に関する検討

本研究では,通常食ならびに高脂肪食負荷による実験的肥満におけるLPL遺伝子導入(Tg)ウサギの糖代謝能を中心に検討を行ってた。以下にこれまでの結果をまとめる。1.通常食飼育下におけるLPL Tgウサギの耐糖能に関する検討では,糖負荷試験,インスリン負荷試験,グルコースクランプ試験等の結果から,LPL Tgウサギではインスリンに対する感受性が亢進していることが観察された。2.高脂肪食負荷による実験的肥満における検討では,血中のグルコースおよびインスリン値は,対照群での高脂肪食負荷後の上昇に対し,LPL Tgウサギでは上昇は観察されなかった。高脂肪食負荷後の糖負荷試験でも,血中のグルコース,インスリンおよびFFAのいずれもLPL Tgウサギで低い値を示し,曲線下面積は有意に低値であった。MRIによる観察では,腹腔内の脂肪沈着がLPL Tgウサギで少なく,実際の脂肪重量も対照群に比べ有意に少ないことが確認された。病理学的観察では,LPL Tgウサギの腹腔内の脂肪細胞の大きさが対照群の脂肪細胞に比べ小さいことなどが観察された。3.LPL Tgウサギと家族性高脂血症のモデル動物であるWHHLウサギとの交配実験においても,LPL Tg WHHLウサギと対照WHHLウサギの糖代謝能に通常食飼育下では差は認められなかったものの,高脂肪食負荷後では,LPL Tg WHHLウサギで脂肪沈着の抑制,糖負荷試験におけるインスリンの推移ならびに曲線下面積で低値が観察された。これらの結果から,LPL Tgウサギでは高脂肪食負荷による肥満の抑制,さらには実験的肥満によって誘導されるインスリン抵抗性などの耐糖能異常が改善されることが示唆された。LPLの過剰発現によりインスリン抵抗性が認められたとするこれまでのLPL Tgマウスでの報告に対して非常に興味深い結果と考えられる。平成15年度実施計画にしたがい,以下の検討を行った。まず,LPL Tgウサギの雄と通常の日本白色種ウサギの雌とを交配し,実験に必要な数のウサギを準備した。生まれた仔ウサギから組織を一部採取しPCRで導入遺伝子の有無についてスクリーニングを行った。2)普通食飼育下におけるLPL Tgウサギの耐糖能,インスリン抵抗性に関する検討次に,LPL Tgウサギが準備でき次第,グルコース負荷試験,インスリン負荷試験ならびにグルコースクランプ試験を実施した。その結果,グルコース負荷試験において,グルコース静注後の血中からのグルコースの消失曲線に差は認められなかったが,グルコース負荷に対するインスリンの分泌と脂肪酸(FFA)には有意な差が認められた。すなわち,LPL Tgウサギでは血中インスリンとFFAは対照(通常のウサギ)よりも低い値で推移し,曲線下面積(AUC)で有意に低値を示した(p<0.05)。インスリン負荷試験では,インスリンの静注によりLPL Tgウサギの血中グルコース値は対照と比較して有意に低下し,AUCにおいても有意に低値を示した(p<0.05)。さらに,グルコースクランプ試験では,一定量のインスリンの持続注入に対してインスリン投与前のグルコース値を維持するのに必要なグルコース注入量(GIR)で,LPL Tgウサギは対照の1.5倍のGIRを示した。以上の結果は,LPLの過剰発現によりウサギではインスリンの感受性が亢進していることを示唆している。これまでに(前年度の検討)で,通常食飼育下におけるLipoprotein lipase(LPL)遺伝子導入(Tg)ウサギの耐糖能に関する検討で,糖負荷試験,インスリン負荷試験,グルコースクランプ試験等の結果から,LPL Tgウサギではインスリンに対する感受性が増加していることが示唆された。LPLの過剰発現によりインスリン抵抗性が認めらたとするこれまでのLPL Tgマウスでの報告に対して興味深いと考えられる。

本年度では,さらに高脂肪食飼育下でのLPL Tgウサギにおける耐糖能について検討を行った。実験に用いた高脂肪食は10%の脂肪(コーンオイル:ラード=2:1)を含んでおり,これを16週間負荷して,体重の推移,血漿脂質,耐糖能に及ぼす影響を検討した。高脂肪食負荷による体重の推移にはLPL Tgウサギと対照群の間で差は認められなかった。血中のグルコースおよびインスリンの値は,高脂肪食負荷により対照群で上昇したのに対し,LPL Tgウサギでは上昇は見られず実験開始前と同様の値を示した。高脂肪食負荷後の糖負荷試験では,血中のグルコース,インスリンおよびFFAのいずれもLPL Tgウサギで低く,曲線下面積は有意に低値を示した。また,MRIによる観察で,腹腔内の脂肪沈着がLPL Tgウサギで少ないことが観察された。実際に,剖検を行って脂肪の重量を測定したところ,LPL Tgウサギの脂肪重量は対照群に比べ有意に少なかった。さらに,病理学的観察では,LPL Tgウサギの腹腔内の脂肪細胞の大きさが対照群の脂肪細胞に比べ小さいこと,肝臓ではTGの沈着によると考えられる脂肪肝を生じていることが観察された。以上のことから,LPL Tgウサギでは高脂肪食負荷による肥満が抑制されること,さらには高脂肪食負荷により誘導されるインスリン抵抗性など耐糖能異常に対して抑制性であることが示唆された。本研究では,通常食ならびに高脂肪食負荷による実験的肥満におけるLPL遺伝子導入(Tg)ウサギの糖代謝能を中心に検討を行ってきた。以下にこれまでの結果をまとめると,(1)通常食飼育下におけるLPL Tgウサギの耐糖能に関する検討では,糖負荷試験,インスリン負荷試験,グルコースクランプ試験等の結果から,LPL Tgウサギではインスリンに対する感受性が亢進していることが示唆された。また,(2)高脂肪食負荷による実験的肥満に関する検討では,血中のグルコースおよびインスリン値は,対照群での高脂肪食負荷後の上昇に対し,LPL Tgウサギでは上昇は観察されなかった。高脂肪食負荷後の糖負荷試験でも,血中のグルコース,インスリンおよびFFAのいずれもLPL Tgウサギで低い値を示し,曲線下面積は有意に低値であった。MRIによる観察では,腹腔内の脂肪沈着がLPL Tgウサギで少なく,実際の脂肪重量も対照群に比べ有意に少ないことが確認された。病理学的観察では,LPL Tgウサギの腹腔内の脂肪細胞の大きさが対照群の脂肪細胞に比べ小さいことなどが観察された。さらに,(3)LPL Tgウサギと家族性高脂血症のモデル動物であるWHHLウサギとの交配実験においても,LPL Tg WHHLウサギと対照WHHLウサギの糖代謝能に通常食飼育下では差は認められなかったものの,高脂肪食負荷後では,LPL Tg WHHLウサギで脂肪沈着の抑制,糖負荷試験におけるインスリンの推移ならびに曲線下面積で低値が観察された。これらの結果から,LPL Tgウサギでは高脂肪食負荷による肥満の抑制,さらには実験的肥満によって誘導されるインスリン抵抗性などの耐糖能異常が改善されることが示唆された。
化学反応を考慮した多相流シミュレータの開発とエアスパージングへの適用

本研究は,汚染物質の移流,CO2地下貯留,エアスパージング等,地下での多相流挙動をシミュレーションするためのモデルの構築を行った.提案するモデルは,気相・液相の動的挙動を表現することができる.また,液相は二つのコンポーネント,気相を接する動かない液相と移動する液相,に分割して考える.これにより,地下水での物質の移行をシミュレーションすることが可能となった.また,温度による相変化を組み入れ,地下水中の溶存酸素析出過程を再現した本研究は,汚染物質の移流,CO2地下貯留,エアスパージング等,地下での多相流挙動をシミュレーションするためのモデルの構築を行った.提案するモデルは,気相・液相の動的挙動を表現することができる.また,液相は二つのコンポーネント,気相を接する動かない液相と移動する液相,に分割して考える.これにより,地下水での物質の移行をシミュレーションすることが可能となった.また,温度による相変化を組み入れ,地下水中の溶存酸素析出過程を再現した地盤内の流体挙動の解明は,地盤工学上非常に重要な課題である.地盤内の流体は,水と空気である.一般に地下水位以下の地盤では,間隙空気の存在をあまり考える必要はないが,豪雨時の地盤災害を引き起こす範囲は,地下水位より上の不飽和領域であることが多い.この問題を解明するには,流体と気体の多相流の挙動を把握することが重要である.また,地盤浄化手法の一つであるエアスパージングやCO2の地下貯留固定技術では,地下水位以下に気体を注入することになり,多相流の挙動把握が必要である.さらに,エアスパージングでは,注入した気体が揮発性有機化合物を取り除くことが想定されており,CO2地下貯留では,温度や圧力によっては,超臨界状態になることが想定されている.これらの場合,多相流の挙動を把握するには,化学反応プロセスを無視することは出来ない.本申請では,化学反応プロセスを考慮できる地下の多相流(液体と気体)シミュレータの開発とその適応性の検討を行うっている.本年度は,気相の動的挙動の検討および気体溶解プロセルの検討を行い,実際にシミュレータのこれらの機能を組み込み,シミュレートできることが可能となった.また,過去に行われた実験に対して,開発したシミュレータで解析を行った結果,実験結果を十分表現できることが確認された.地盤内の流体挙動の解明は,地盤工学上非常に重要な課題である.地盤内の流体は,水と空気である.一般に地下水位以下の地盤では,間隙空気の存在をあまり考える必要はないが,豪雨時の地盤災害を引き起こす範囲は,地下水位より上の不飽和領域であることが多い.この問題を解明するには,流体と気体の多相流の挙動を把握することが重要である.また,地盤浄化手法の一つであるエアスパージングやCO2の地下貯留固定技術では,地下水位以下に気体を注入することになり,多相流の挙動把握が必要である.さらに,エアスパージングでは,注入した気体が揮発性有機化合物を取り除くことが想定されており,CO2地下貯留では,温度や圧力によっては,超臨界状態になることが想定されている.これらの場合,多相流の挙動を把握するには,化学反応プロセスを無視することは出来ない.本研究では,化学反応プロセスを考慮できる地下の多相流(液体と気体)シミュレータの開発とその適応性の検討を行うっている.本年度は,気相の動的挙動の検討および気体溶解プロセルの検討を行い,実際にシミュレータのこれらの機能を組み込み,シミュレートできることが可能となった.また,過去に行われた実験に対して,開発したシミュレータで解析を行った結果,実験結果を十分表現できることが確認された.地盤内の流体挙動の解明は,地盤工学上非常に重要な課題である.地盤内の流体は,水と空気である.一般に地下水位以下の地盤では,間隙空気の存在をあまり考える必要はないが,豪雨時の地盤災害を引き起こす範囲は,地下水位より上の不飽和領域であることが多い.この問題を解明するには,流体と気体の多相流の挙動を把握することが重要である.また,地盤浄化手法の一つであるエアスパージングやCO2の地下貯留固定技術では,地下水位以下に気体を注入することになり,多相流の挙動把握が必要である.さらに,エアスパージングでは,注入した気体が揮発性有機化合物を取り除くことが想定されており,CO2地下貯留では,温度や圧力によっては,超臨界状態になることが想定されている.これらの場合,多相流の挙動を把握するには,化学反応プロセスを無視することは出来ない本研究では,化学反応プロセスを考慮できる地下の多相流(液体と気体)シミュレータの開発とその適応性の検討を行っている.本年度は,気相の動的挙動の検討および気体溶解プロセスの検討を行い,実際にシミュレータにこれらの機能を組み込み,シミュレートできることが可能となった.また,過去に行われた実験に対して,開発したシミュレータで解析を行った結果,実験結果を十分表現できることが確認されたまた,加温条件下でのフラクチャーの流動挙動に関する実験を行い,圧力と熱によりフラクチャーの接触状況が変化すること,それに伴い流体挙動が変化することを実験的に確認した
プロリン特異性ペプチダーゼの構造とプロリン特異性機構解明

プロリンは他のアミノ酸と異なり、イミノ酸として特殊な構造をとることから多くのプロテアーゼやペプチダーゼはプロリン周辺に作用できないことが知られている。そのため、種々のプロリン特異性ペプチダーゼが存在し、多くのプロリンを持つ生理活性ペプチドやプロテオリシスに関係し代謝調節に重要な働きをしていると考えられている。本研究ではプロリン特異性酵素の中、プロリルアミノペプチダーゼの立体構造を明らかにし、更にその構造からプロリンへの選択的基質特異性の発現機構を部位特異的変異法を用いて明らかにした。酵素の活性部位は活性ドメインとヘリックスドメインの間に触媒残基(Ser,His,Asp)が存在し、その近くに疎水ポケットが存在する。この疎水ポケットの中央付近にPhe139とTyr149があることから、これらのアミノ酸をアラニンに部位特異的変異法で変えた。Phe139Alaのみ活性が低下したことからPhe139がプロリンとスタックすることで5員環を認識していることが分かった。次いで、Glu204をGlnに変えた結果、活性に大きく影響したピロリジンのアミノ基の認識に関与することが明らかになった。最後に、Arg136が基質のP1'カルボニル酸素と近い位置にあることから、このArg136をAlaに変えると、ペプチダーゼ作用はほぼ完全に消失した。しかし、アミダーゼ作用がほぼ天然の酵素と同程度残っており、ペプチドのP1'の認識に関与することを明らかにした。以上の結果から、プロリンの認識機構を初めて明らかにすることができた。
低温レーザー干渉計型重力波検出器の開発

平成13年度からスタートしている科学研究費補助金,「特定領域(A)・重力波研究の新しい展開」の計画研究「低温懸架系の開発」では、低温干渉計型重力波検出器用の超低振動小型冷凍機システムの開発を進めてきた。本研究では、上記冷凍機システムの振動特性評価を行った。この評価実験では、冷凍機システムを地面振動レベル(バックグラウンドノイズ)の小さい神岡鉱山内に持ち込み、加速度計を用いてシステム全体の振動レベルのチェックを行った。冷凍機システムそのものは、上記科学研究費で開発を行い、センサーやクライオスタットは高エネルギー加速器研究機構低温工学センターのものを使用した。「特別研究員奨励費」では、測定に必要な真空部品や周波数フィルタの購入、出張旅費等に使用した。測定の結果、我々の開発した超低振動冷凍機システムは、従来の冷凍機より約3桁も低振動であり、神岡鉱山内の地面振動レベルであることが分かった。また、冷凍機システムの詳細な構造解析により、この冷凍機システムには特別大きな構造的共振が無いことも確認した。したがって、我々の開発した超低振動冷凍機システムは、重力波検出器用冷凍機のスペックを十分充たし、今後はこの冷凍機システムを全部で10台生産することとなった。平成14年度からスタートした科学研究費補助金「特定領域(A)」「重力波研究の新しい展開」の一部として、岐阜県神岡鉱山内に実証型の低温干渉計型重力波検出器「CLIO100」の建設が始まっている。CLIO100では、検出器に振動を伝えない冷却システムの開発が重要な研究テーマである。この研究開発の一部として、H14年度は「小型低温冷凍機の振動特性評価」実験を行った。小型低温冷凍機は、寒剤を使用せずに液体ヘリウム温度を達成することができ、重力波観測のような長期運転に適している。しかし、振動特性をキチンと評価した例は少ない。そこで、小型冷凍機の振動測定システムを開発し、数台の冷凍機の振動を評価した。この測定システムの特徴は、冷凍機の熱定常状態で振動を測定できること、Cold HeadとCold Stageの振動を分離計測できること、直交3軸の測定ができることなどが挙げられる。この測定システムは「重力波研究の新展開」(研究計画工:低温懸架系の開発)の予算で開発された。センサーなどは、高エネルギー加速器研究機構・低温工学センターの物を用い、不足分は科学研究費補助金「特別研究員奨励費」で購入した。測定の結果、Pulse-Tube型冷凍機はGifford-McMahon型冷凍機より低振動であることが確認された。しかし、従来言われてきたようなCold Stageの振動には大きな差が見られず、Cold Headの振動に大きな相違があることが初めて明らかになった。また、詳細な解析の結果、Cold Stageの振動は振動ガス圧による冷凍管の弾性変形に起因することが明らかとなった。この測定結果に基づき、小型冷凍機の低振動化に関する研究が現在進行中である。