hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トンネル切羽の安定度評価システムの開発とその現場適用

(1)トンネルのような撮影場所に制限がある環境においても十分測量が可能であること(2)切羽の凹凸状況をコンピューターの画面上で把握すること可能であること。(3)切羽面の地質構造を3次元座標で精度よく計測できること。(4)これまでの現場技術者の技術に依存した切羽スケッチに変わる普遍的な切羽状態の表示方法としての適用も可能であること。来年度は、実際の切羽面を複数回写真撮影し、切羽の変形が現実に計測できるかについて検証する。また、その精度についても明確にしていく予定である。トンネル切羽の安定度評価システムの基幹技術となる3次元写真測量技術の精度検証と現場適用性に関する検討を行った.写真測量とは,被写体を異なる位置から撮影し,複数枚の写真をコンピューターで立体視処理することにより,3次元の位置を自動的に計測する技術である.本研究で目指しているシステムは,写真測量により切羽の幾何学的形状,変形挙動を面的にしかも簡便に計測することで,同一切羽の変形測定の可能性を追求するものである.昨年度の研究において,3次元の既計測基準点が7点以上必要という制限を遵守するには,切羽での設置作業や計測が伴うため問題が多いことが明らかになった.そこで,切羽面に直接ではなく切羽面から若干離れた計測点を利用して切羽の形状を計測する方法を考案した.トンネル建設工事において,トンネルの天端,側壁に計測ピンを打設しその変形挙動を計測することはしばしば実施されるため,その点を3次元切羽写真測量の基準点として活用することとした.しかし,この方法では計測精度が低下することが予想されるので切羽内に,座標値を与えない「準点」を新たに設定することとし,その数,位置の違いによる精度について評価した.次に,実際の切羽変形挙動を再現するために,厚さ9mmの発泡スチロール版を切羽を模擬した壁面に接着するまえと後とで切羽写真をそれぞれ計測し写真測量を実施した.それらの検討の結果,1)準点数と準点の設置位置について解析値の精度により影響を与えるのは設置位置であり,切羽面を囲むよう準点を設置することが計測精度を向上させるために最も有効であることが明らかとなった.2)デジタル写真測量から切羽面変形挙動をミリ精度で捉えることがほぼ可能とあることがわかった.今後は,写真測量プログラムを改良し,複数回の計測結果の差を計測できるような改良により変形挙動の発生位置,量を面的に把握するように研究を進めていく予定である.
ケーブル・イン・コンジット導体への捩り付加による臨界電流向上の実証研究

Nb3Sn超伝導線を多重に撚り合せて金属管(コンジット)に収納したケーブル・イン・コンジット導体では,超伝導線とコンジットの熱膨張率の違いにより,高温での生成熱処理からの冷却過程で超伝導線に0.6%程度の圧縮ひずみが生じ,そのために超伝導特性が低下することが大きな欠点となっている。本研究の目的は,コンジットを超伝導線の最終撚りと同じ方向に捩ることによって超伝導線の圧縮ひずみが軽減されて超伝導特性が向上することを実証し,本方式の大型導体への適用可能性を示すことである。前年度に引き続き,実験サンプルの製作を進めた。サンプル用導体は,長さ1 m程度のNb3Sn線1本と銅線17本を3本ずつ撚り合わせたサブケーブル6束を直径1.6 mmの銅線の回りに60 mm程度のピッチ長で巻き付け,これらを外径6.0 mm,長さ0.8 mのステンレス管に挿入した後,ボイド率が0.35程度になるように縮径する計画である。前年度は,本研究で開発した2組のローラー治具を用いて外径5 mm程度にまで徐々に縮径することを試みたが,管の断面が2組のローラーの各々で楕円形に変形するために計画したようには縮径を進めることができない問題が生じた。そのため,平成30年度は,超伝導線材等の伸線過程において採用されているダイスを用いた引き抜き加工を適用できるのではないかと考えて,2種類のダイスを製作して,サンプル用導体の製作を進めた。しかしながら,コンジット材として厚さ0.2 mmのステンレス管を選定した場合でも出口径が5.14 mmのダイスを貫通させることができず,本方式による縮径は困難であることが判明した。そこで,楕円変形を許容することとし,前年度に2組のローラーを用いて製作した導体を採用して,実験サンプルを製作することとした。実験に必要な部品は揃っており,2019年度に実験および解析を継続する。Nb3Sn超伝導線を多重に撚り合せて金属管(コンジット)に収納したケーブル・イン・コンジット導体では,超伝導線とコンジットの熱膨張率の違いにより,高温での生成熱処理からの冷却過程で超伝導線に大きな圧縮ひずみが生じることによる特性の低下が大きな欠点となっている。本研究の目的は,超伝導線の撚りと同じ方向にコンジットを捩ることによって,超伝導線の圧縮ひずみが軽減されて超伝導特性が向上することを実証し,本方式の大型導体への適用可能性を示すことである。平成27年度は,実験サンプルと試験治具の設計を行い,部品の一部を購入した。まず,基盤研究(C)(一般),平成2325年度,「ケーブル・イン・コンジット導体への捩り付加による超伝導特性改善の原理実証(研究代表者今川信作)」で得られたケーブル・イン・コンジット模擬導体の捩り実験の分析を行い,その結果を考慮して実験サンプルの詳細寸法を検討し、実験サンプルに使用するNb3Sn線材として,ITERに使用されている線材と近い超伝導特性を有する直径0.798 mmのブロンズ法の線材を購入した。並行して,導体製作治具と実験治具の設計を行った。長さ1 m程度のNb3Sn線と銅線を多重に撚り合わせたケーブルを製作し,それをステンレス管に挿入して管を縮径する計画であり,縮径加工が必要であるため,そのための加工治具の設計を行った。また,導体をバネ形状に曲げる試作を行うとともに,巻線治具および臨界電流の測定方法の際にバネ全長を変えることのできる治具を検討した。平成27年度に実験サンプルとしてケーブル・イン・コンジット縮小導体9本の製作までを実施する計画であったが,治具の設計の完成度を高めるための調査に時間を要したため,研究の進捗に遅れが生じている。実験サンプルおよび治具の設計が固まったので,速やかに治具の製作に着手し,遅れを挽回する予定である。平成28年度は,実験サンプルの製作に必要な導体縮径治具と巻線治具の設計と製作を完了し,サンプルの製作に着手した。特に,長さ1 m程度のNb3Sn線と銅線を多重に撚り合わせたケーブルをステンレス管に挿入してから管を所定の寸法に縮径するための治具の設計に注力した。また,冷却・昇温の熱サイクルがサンプルの超伝導特性に影響を与える可能性があることから,試験方法と試験治具の見直しを行った。当初は,バネ形状の実験サンプルのバネ長さを変える度にクライスタットから取り出す計画であったが,サンプルをクライオスタット内に取り付け,液体ヘリウムに浸漬した状態で,サンプルのバネ長さを連続的に変えることのできる実験装置の設計を行い,サンプル拘束治具を完成させた。

バネ形状のサンプルの上部を拘束する治具と下部を拘束する治具を製作し,下部の位置(高さ)をクライオスタットの外側から変えることのできる設計とした。バネ長さを変更できる範囲として2ピッチを確保した。平成28年度にケーブル・イン・コンジット縮小導体をバネ形状にした実験サンプルと試験装置を完成させて,実験を開始する計画であったが,サンプル製作治具と試験治具の設計の完成度を高めるための検討に時間を要したため,研究の進捗に遅れが生じている。実験サンプルの部品と製作のための治具は完成しており,また,試験装置の改造部分の設計も完了しており,今年度中に実験を行い,研究結果を取得できる予定である。Nb3Sn超伝導線を多重に撚り合せて金属管(コンジット)に収納したケーブル・イン・コンジット導体では,超伝導線とコンジットの熱膨張率の違いにより,高温での生成熱処理からの冷却過程で超伝導線に0.6%程度の圧縮ひずみが生じ,そのために超伝導特性が低下することが大きな欠点となっている。本研究の目的は,コンジットを超伝導線の最終撚りと同じ方向に捩ることによって超伝導線の圧縮ひずみが軽減されて超伝導特性が向上することを実証し,本方式の大型導体への適用可能性を示すことである。平成29年度は,実験サンプルの製作を進めた。まず,長さ1 m程度のNb3Sn線1本と銅線17本を準備し,3本ずつを撚り合わせたサブケーブル6束を作成した。次に,冷却チャンネルを模擬した直径1.6 mmの銅線の回りにこの6束のサブケーブルを60 mm程度のピッチ長で巻き付け,これらを外径6.0 mm,厚さ0.2 mm,長さ0.8 mのステンレス管に挿入した。この模擬導体を本研究で開発した2組のローラー治具を用いて外径5 mm程度にまで徐々に縮径する計画であったが,管の断面が2組のローラーの各々で楕円形に変形するために計画したようには縮径を進めることができない問題が生じた。ローラー加工を繰り返すことにより,ある程度の縮径は可能であるが,これまでのところ計画した縮径量は達成できておらず,また,楕円変形が残る問題もまだ解決できていない。そこで,この成形加工の条件出し作業と並行して,他の成型方法の調査を行った。その結果,本研究の実験サンプルは小型であることから,超伝導線材等の伸線過程において採用されているダイスを用いた引き抜き加工を適用できるのではないかと考えて,治具の設計検討を行った。平成29年度にケーブル・イン・コンジット縮小導体をバネ形状にした実験サンプルと試験装置を完成させて液体ヘリウム中の特性試験を実施し,本研究を纏める計画であったが,実験サンプル製作において,計画通りに進まないところがあり,特に,サンプル径を縮径する際に断面が楕円変形をしてしまうことに対する対策に時間を要してしまったため,研究の進捗に遅れが生じている。他の成型方法の調査を行った結果,本研究の実験サンプルは小型であることから,超伝導線材等の伸線過程において採用されているダイスを用いた引き抜き加工を適用できるのではないかと考えて,その準備を進めている。平成30年度中に,実験サンプルを完成させて液体ヘリウム中の特性試験を実施し,本研究を纏める予定である。前年度に引き続き,実験サンプルの製作を進めた。
応答ストラテジーから考える日英語の省略分裂文と虚辞代名詞主語の第二言語習得研究

本研究は、応答ストラテジーの重要性に鑑み、第二言語習得における問題点を日英語の比較統語論の観点から予測し、その問題点について日本語が母語の英語学習者と英語が母語の日本語学習者を対象に実施した双方向調査を通して考察し、応答学習に対して効果的な指導方法を提案するのが目的であった。実験の結果、焦点情報は英語では「埋込み文」、日本語では虚辞代名詞による「省略分裂文」を用いる違いが母語の転移として応答ストラテジーの習得に影響することが明らかになった。問題点の解決に向けて明示的指導を短期間試行したところ、一定の成果が見られたことから、応答学習を外国語談話教育の中に取り入れることが重要だと述べた。本研究の目的は、日本語あるいは英語を母語とする第二言語学習者による応答ストラテジーの習得について、「省略分裂文」と「虚辞代名詞主語」という統語-談話のインターフェイスから調査し、明示的な指導が学習上の問題点の克服に繋がるかどうかを実証的に検証することにある。平成26年度は、打ち合わせ会議にて研究分担者と研究目標を確認した上で、まず、日英語の応答ストラテジーを統語的に考察し、次に、日本語が母語の英語学習者による応答調査のために予備実験の準備ー(a)被験者の確保、(b)実験文の精査、(c)分析の方法ーを検討し、予備実験を実施した。実験では、被験者12名の大学1年生に対して2回の個人インタビューを行い、wh-疑問文とyes-no疑問文をそれぞれ6文ずつ質問して回答を得た。両インタビューの間に2か月の間隔を置き、その期間中に2種類の疑問文にどのように応答するかという英語特有のストラテジーについて教室で2回(1回約30分)明示的に指導した。実験の結果、(I)第1回目のインタビューではyes-no疑問文に対してYes/Noのみの応答が72.2%あったが、第2回目のインタビューでは例えば`Yes, I did.' 'No, I didn't.'のようにdo-supportを含む解答が91.7%になった。また(II)wh-疑問文に対しては、第1回目では省略分裂文(例えば、Sushi)が45.5%であったが、第2回目では解答の95.8%が`I ate sushi.'に向上した。これらの結果から、初級レベルの英語の応答ストラテジーの習得にとって明示的な指導が効果的であると考えられる。本研究の目的は、日本語あるいは英語を母語とする第二言語学習者による応答ストラテジーの習得について、統語-談話のインターフェイスの観点から「省略分裂文現象」を考察し、習得上の問題点の克服に明示的な指導が役立つかどうかを検証することにある。平成27年度は、次の2つの目的を目指して研究を進めたー(1)日本人英語学習者を対象に平成26年度に行なった実験と指導の結果を分析して、その結果を国際学会で発表し論文にまとめる、(2)日本語非母語者による日本語応答ストラテジーの習得過程について実証データを収集し、虚辞代名詞主語に着目して分析する。(1)については、7月にエジンバラ大学で開催された第11回BAAL(British Association for Applied Linguistics)で発表した上で、参加者からのコメントも考慮に入れつつ、その内容を論文にまとめて紀要Journal of International Relations and Comparative Culture Vol.14に発表した。(2)については、10月にブリティッシュコロンビア大学(カナダ)を訪問し、第二言語として日本語を学ぶ英語母語話者と中国語母語話者の大学生を対象に現地調査を実行した。その調査結果は、その詳細は現在分析しているところであるが、ここまでの観察では、次のような特徴が見られたー(3)母語が英語あるいは中国語に関係なく、省略疑問文が多く使用されている、(4)虚辞代名詞主語の使用が比較的定着している、(5)英語からの転移がほとんど見られなかった。第一に、日本人英語学習者に見られる英語応答ストラテジーの特徴について、昨年度の実験の分析結果を論文にまとめて発表したことが挙げられる。次に、ブリティッシュコロンビア大学(カナダ)から実験の許可を得ることができたので、日本語教師、研究者、学生たちから多大な協力を得た上で、日本語非母語話者による日本語応答ストラテジーの習得について調査が実施できたことが挙げられる。加えて、実験に参加した被験者の中に英語母語話者のみならず中国語母語話者を加えることができたので、データを母語の転移から分析する時に役立つ資料を収集できた。本研究は、第二言語学習者による応答ストラテジーの習得について調査し、統語と談話の接点で母語からの転移が生じるかどうかを実証資料に基づき理論的に考察することを目的とした。。その目的に沿って、平成28年度は英語が母語の日本語学習者による日本語の応答ストラテジーの習得について研究した。実験には北米の大学で日本語を学ぶ英語母語話者15人と日本に住む日本人大学生5人が参加し、主語「誰が」、目的語「何を」、後置詞句「いつ」「どこに」に対する応答を個別インタビューによって引き出し、録音した。録音データを「省略分裂文文」対「応答挿入文」の観点から分析した結果、フォーカス語句が主語では61.54%対38.46%(ただし、母語話者とは25%以上の差)、目的語では37.5%対62.5%、後置詞句では22.22%対63.63%であった(例えば、「ベーグルを食べました」、「2014年に卒業しました」。したがって、予測は総体的に支持されたと言える。

特に目的語や後置詞句が焦点語句となった時に母語からの転移が顕著であったことは重要な発見であった。今後の課題として、省略分裂文が日本語のオーラルコミュニケーションにおいてよく選択される応答オプションである点から、この応答学習を日本語教育にどのように効率的に導入したらよいかを実践的に検証する必要があることを強調した。本研究は、応答ストラテジーの重要性に鑑み、第二言語習得における問題点を日英語の比較統語論の観点から予測し、その問題点について日本語が母語の英語学習者と英語が母語の日本語学習者を対象に実施した双方向調査を通して考察し、応答学習に対して効果的な指導方法を提案するのが目的であった。実験の結果、焦点情報は英語では「埋込み文」、日本語では虚辞代名詞による「省略分裂文」を用いる違いが母語の転移として応答ストラテジーの習得に影響することが明らかになった。問題点の解決に向けて明示的指導を短期間試行したところ、一定の成果が見られたことから、応答学習を外国語談話教育の中に取り入れることが重要だと述べた。本研究は、当初の計画通り、進んでいる。まず、日英語の分裂文について統語的な考察において、英語と異なり、日本語には`省略分裂文'(reduced cleft)が存在することを明らかにし、その理論的な裏付けを日本語では英語の顕在虚辞代名詞'it'に相当する虚辞代名詞proが主語の位置に可能である点に求めた。成果は、吉村が第15回日本語文法学会(大阪大学・11月22ー23日)で口頭発表した。次に、実践的な調査では、英語の基本応答ストラテジーに関して被験者に個別インタビューを行い、その後に明示的な指導をクラスで2回実施し、そして再度個別インタビューを実施した。実験結果は近藤・吉村が平成27年7月に開催されるBritish Association of Applied Linguistics (BAAL)Language Learning & Teaching (エジンバラ大学・7月2ー3日)で口頭発表する予定である。平成28年度は、教室での指導効果も考慮に入れながら、27年度後半に収集した日本語非母語話者による日本語応答ストラテジーの発話資料を分析し、、その結果を国際学会で発表し、論文にまとめる。また、今年度が本プロジェクトの最終年度という点を踏まえ、26年度の英語応答ストラテジーの結果と27年度の日本語応答ストラテジーの結果を比較対照して、非母語話者による応答ストラテジーの第二言語習得過程の本質解明を目指す。省略分裂文と疑似代名詞主語の第二言語習得について総括する。理論言語学・教育言語学・第二言語習得論平成27年度は、前年度の予備実験の実験文や実験方法を修正し、実験の領域を広げて行く。特に、考察の焦点を英語の習熟度がより低い高校生や大学生に絞って調査することとし、個別インタビューと明示的指導を並行して実践して行く。調査では、さらに紙面調査を導入することによって、英語の応答ストラテジーに関する知識と運用能力の違いがあるのかどうかを探ってみたい。両者の間に齟齬がある場合、明示的な指導を通して、運用能力を知識に近づけることができるかどうかも考察の対象とする。
砂質地盤の動的応力-ひずみ挙動とその予測に関する研究

種々の堆積条件、応力系のもとにある原位置砂地盤の動的応力-ひずみ関係を支配する諸要因の解明を目的として、一連の実験的および解析的研究を進めた。本研究で得られた研究成果は、以下のように要約される。1,ブロックサンプリング法によって得た不攪乱砂試料の非拝水繰返しせん断試験から、自然堆積砂地盤の液状化特性に無視できない構造異方性の影響が存在することを示した。さらに進めた解析的研究から、繰返し応力比や繰返し載荷回数によらない内部状態量と考えられるせん断仕事が任意の偏差応力の下で発生間隙水圧と一義的な関係にあるという事実に基づけば、自然堆積砂の異方的な有効応力経路を予測できることが明らかにされた。2,堆積面の傾斜角および圧密条件を種々に変えた平面ひずみ試験から、自然堆積砂の平面ひずみ応力-ひずみ-強度特性は堆積面と最大主応力の方向との関係のみならず、圧密条件によっても著しく変化することを見い出した。また、平面ひずみ応力比-ひずみ増分比関係は異方圧密の影響を受けないが、堆積面の傾斜角に著しい依存性が認められた。3,原位置の異方的な圧密条件および不攪乱試料のサンプリングから試験に至る過程において砂試料が受ける種々の応力(変形)履歴を三軸供試体内でシミュレートした非排水繰返し三軸試験から、次の事実が示された。(1)伸張側に変形履歴を与えると、顕著な液状化強度の増加が認められる。(2)圧縮側や等方圧密条件での種々の変形履歴は、真の液状化強度を変化させるものではないことから、これらの応力条件では初期構造異方性(砂粒子の配列構造)がほとんど保持されていると推定できる。(3)異方的な応力条件での変形履歴によるこのような液状化特性の変化は砂粒子の堆積構造の変化に起因するものである。
呼吸器疾患における細胞膜受容体と核内受容体の機能発見調節と相互作用に関する研究

(1)モルモットにデキサメサゾン0.2mg/mlを超音波ネブライザーで7日間吸入させると、肺β_2-ARは対照群に比し30%増加した(p<0.05)。しかし、脾臓β-ARに変化は認められなかった。また、肺β_2-ARmRNAの発現量にも変化は認められなかった。この結果は、気管支喘息治療における吸入ステロイドの有用性を支持するものと考えられた。(2)ラットにLPS5mg/kgを腹腔注して、肺に炎症状態を惹起させた。このモデルでは、多形核白血球浸潤が肺に認められ、グルココルチコイド受容体(GR)mRNAの低下、ならびに、転写因子NF-κBの増加とGRE様DNA結合活性の低下が見られた。こうした、炎症がみられる時には、β_2-ARの発現が低下していることが予想されたが、β_2-AR、β_2-AR mRNA、ならびに、GREB様DNA結合活性には変化が認められなかった。当初計画していた、健常者と気管支喘息患者の末梢血液中の単核白血球(リンパ球)を対象とした実験は今後行う予定である。
脂肪組織の老化に特異的なlncRNAの同定と発現制御による糖尿病態からの回復

タンパク質に翻訳されないlong non-coding RNA(lncRNA)が、老化による組織機能の低下や病態への移行にどのようなかたちで関連しているかを明らかにするため、若年期、中年期、老年期のマウスの、内臓脂肪と皮下脂肪組織の遺伝子発現変化を、マイクロアレイを用いて比較した結果、細胞老化や慢性炎症に関連するタンパク質に加え、新規の老化関連lncRNAが、月齢特異的に発現変化していた。これらのlncRNAの発現抑制により、他の老化関連タンパク質の発現低下や細胞数の減少が見られたことから、老化関連lncRNAが老化細胞の維持に必要である可能性が示唆された。タンパク質をコードしないlong non-coding RNA(lncRNA)が、多くの生命現象で重要な役割を果たすことが明らかになりつつあるが、老化による組織機能の低下や、それに伴う病態への移行にlncRNAがどのようなかたちで関連しているか、未だ検証された例はない。肥満によって脂肪組織の老化が促進され、慢性炎症の原因となり、脂肪細胞由来の生理活性物質であるアディポカインの分泌異常を通して、インスリン抵抗性などの糖尿病態を引き起こすことが注目されている。本研究では、脂肪組織の老化特異的に発現が変化するlncRNAを網羅的に同定し、その発現を制御することで脂肪組織の老化に伴う糖尿病態を回復させることを目的とする。今年度は、若年期、中年期、老年期のマウスから内臓脂肪と皮下脂肪を採取し、マイクロアレイを用いて遺伝子発現プロファイルを測定した。2か月齢、14か月齢、24か月齢のC57/BL6Nマウスから、内臓脂肪である精巣上体脂肪組織と、皮下脂肪である、そけい部脂肪組織を採取し、Total RNAを精製後、Agilent SurePrint G3 Mouse GEマイクロアレイ8x60K Ver. 2.0で解析した。老化に伴い遺伝子発現が変化することが知られている、細胞老化や慢性炎症に関連する遺伝子の発現変化に加え、新規の老化関連遺伝子または遺伝子群が、月齢特異的または脂肪組織の部位特異的に変化していることを明らかにした。脂肪の組織レベルの老化の分子的実体の一つであるlong non-coding RNA (lncRNA)が糖尿病態に関与するか検証するため、前年度までに取得したマウス脂肪組織の老化に特異的な発現変化を示すlncRNAの情報に加え、一部共通した機序が期待される、マウス胚性線維芽細胞の細胞老化に特異的なlncRNAの情報を統合し、11個のlncRNAに焦点を絞った。これらのlncRNAの機能的意義を明らかにする目的で、発現抑制を行った。4種類の配列からなる、すでにデザインされたsiRNAプール、または新たにデザインした修飾アンチセンスオリゴヌクレオチドを、脂肪細胞への分化能を有するマウス胚性線維芽細胞にトランスフェクションした結果、9個のlncRNAで一過的な発現抑制を確認した。これらのうち、7個のlncRNAの発現抑制では、細胞数の減少も観察された。さらに、少なくとも2個のlncRNAの発現抑制では、継代培養によって増加する細胞老化マーカー遺伝子であるINK4AとARFの発現が低下することが分かった。さらに、これら2つのlncRNAを恒常的に発現抑制するために、shRNAを発現するレトロウイルスベクターを3種類ずつデザイン・構築し、マウス胚性線維芽細胞に感染・発現させ、抗生物質による選択を行った。これらの細胞のRNAを回収し、lncRNAの発現抑制と老化関連遺伝子の発現変化をqPCRで検証した。マイクロアレイを用いた網羅的な遺伝子発現解析により、機能的注釈の不明なものの多いlncRNAの中から、老化に依存して発現変動するものを選び出した。選んだlncRNAの機能を明らかにするために、発現抑制系の構築を試み、11個中9個という高い達成率で発現抑制を実現した。発現抑制と対になる過剰発現の実験系や、lncRNAに物理的に結合する他のタンパク質などの生体分子の同定などは、まだ実現していないので、やや遅れていると判断した。マイクロアレイを用いた老化関連lncRNAトランスクリプトームの解析を進め、若年期、中年期、老年期の脂肪組織に共通の、または特異的な変化を見せる転写物が存在することを明らかにした。老化や糖尿病と関連するトランスクリプトーム情報をデータベースから収集し、Gene Set Enrichment Analysisを用いて、それぞれの細胞状況の類似度、組織特異性、老化特異性を検証した。公開されている、複数の細胞株におけるRNA塩基配列決定情報を情報学的に解析し、老化関連lncRNAの核ー細胞質局在を検証した。細胞株ごとに発現強度の差が存在し、特異的な細胞内局在を示すことが分かった。核酸の機能制御を担う化学修飾を同定する方法論の構築と高感度化を行い、老化に伴う核酸異常の同定を試みた。脂肪細胞へと分化が可能であるマウス胚性線維芽細胞の継代培養を行い、細胞老化の早期において、すでに一部の老化関連lncRNAの発現変化が生じていることを発見した。複数の老化関連lncRNAについて、4種類の配列からなる、すでにデザインされたsiRNAプール、または新たにデザインした修飾アンチセンスオリゴヌクレオチド、あるいはshRNAを発現するベクターを構築し、マウス胚性線維芽細胞に導入した。標的としたlncRNAの発現抑制が確認されたものの一部には、他の老化関連マーカー遺伝子の発現変化や細胞数の減少が見られ、これら老化関連lncRNAが老化細胞の維持に必要である可能性を示唆した。

タンパク質に翻訳されないlong non-coding RNA(lncRNA)が、老化による組織機能の低下や病態への移行にどのようなかたちで関連しているかを明らかにするため、若年期、中年期、老年期のマウスの、内臓脂肪と皮下脂肪組織の遺伝子発現変化を、マイクロアレイを用いて比較した結果、細胞老化や慢性炎症に関連するタンパク質に加え、新規の老化関連lncRNAが、月齢特異的に発現変化していた。これらのlncRNAの発現抑制により、他の老化関連タンパク質の発現低下や細胞数の減少が見られたことから、老化関連lncRNAが老化細胞の維持に必要である可能性が示唆された。遺伝子発現変化を指標に、脂肪組織の老化に伴う病態獲得の原因となるlncRNA遺伝子の候補を選択し、定量PCRによる遺伝子発現変化の確認、発現または発現抑制ベクターの構築、RNAプルダウン法による結合タンパク質の同定を行う。これらの実験手法を、3T3-L1細胞の脂肪細胞分化モデルに適用し、インスリン抵抗性、炎症、細胞老化との関連を明らかにし、新規脂肪老化関連lncRNAの分子機能を明らかにする。発現変動により選択した老化関連lncRNAの発現制御を、マウス胚性線維芽細胞の脂肪細胞分化の実験系に導入し、インスリン抵抗性や炎症マーカー遺伝子発現等の糖尿病態からの回復が可能か検証する。老化のシステム生命科学より確実に糖尿病態と関連するlncRNAを同定するために実験計画を見直し、今年度に行った、1次スクリーニングであるマイクロアレイによる遺伝子発現プロファイルの測定の費用を抑え、次年度以降に行う2次スクリーニングである、過剰発現または発現抑制による機能解析に用いる候補遺伝子を増やすため。脂肪組織の老化に特異的な発現を示すlncRNAに注目した研究を進めるため、発現を確認するのに必要な定量PCR等の分子生物学的試薬の購入や、発現または発現抑制ベクターの構築に必要な試薬の購入を行う予定である。
家畜卵子の品質評価法の創出：卵胞選抜の分子機構に基づいて

哺乳類の卵巣では原始卵胞の卵母細胞(卵子)が胎児期に減数分裂が停止して休眠している。性成熟後、一定数が発育・成熟を開始し、1%以下だけが排卵に至るが残りは選択的に死滅する。これまで内分泌学的にこの選択機構を解明しようとする研究が行われてきたが、未解明である。本研究は、卵胞顆粒層細胞死(アポトーシス)を調節している細胞死リガンド・受容体系の細胞内シグナル伝達系、特にシグナル阻害因子がこの選択に支配的に関わること、および卵母細胞の品質判定の指標としてシグナル阻害因子の発現が有用であることなどを示した。前世紀末から今世紀にかけて様々な家畜の発生工学・遺伝子工学技術が編み出されて体細胞核クローン家畜や遺伝子改変家畜などが作出されるにいたってきた。しかし、いまだにこれらの成功率が低い。その原因のひとつとして、供する卵子(卵母細胞)の品質が低いことが挙げられるが、卵子品質評価を分子レベルで評価しようとした研究は未発達である。哺乳類の卵子は、胎児期に減数分裂の途中の複糸期の状態で休眠している。性成熟後、性周期毎に卵胞上皮細胞(顆粒層細胞)に包まれた卵子の一部が減数分裂を再開して発育・成熟する。この過程で99%以上が選択的に死滅して不都合な卵子が取除かれる機構が備えられているが、これには卵胞の顆粒層細胞のプログラム細胞死(アポトーシス)が支配的に関わっている。申請者らは、20年以上にわたって継続してきた選択的卵子死滅の分子制御機構の解明研究の成果を活用して、卵胞毎に選択的に死滅する卵子を判定し、排卵にいたる高品質な卵子のみを選んで家畜の発生工学などに供し得る評価システムを創出しようとしている。今年度、これまでに見いだしてきた卵胞の顆粒層細胞におけるアポトーシスシグナル阻害因子の発現を指標にすれば卵子の健常度を見極めることができるか否か検討をすすめるとともに、併行して新規な阻害因子の探索もすすめた。特に、個々の卵胞を実体顕微鏡下に切り出して分別し、卵胞毎に卵子の正常性、体外授精後の初期胚の発生の正常性、卵胞液の性状および同じ卵胞の顆粒層細胞におけるアポトーシス阻害因子の発現レベルとこれらとの関連性の精査したところ相関性が高いと考えられた。併行して家畜における簡便かつ高感度な判定システムの開発をすすめるとともに凍結保存、異種移植、卵子の体外成熟と体外受精および初期胚の体外培養からなるシステムの統合を進めた。前世紀末から今世紀にかけて様々な家畜において発生工学・遺伝子工学技術が編み出されて体細胞核クローン家畜や遺伝子改変家畜などが作出されるにいたってきたが、これらの成功率はいまだにきわめて低い。その原因のひとつに供する卵子(卵母細胞)の品質が低いことが挙げられる。しかし卵子の品質を分子レベルで評価しようとした研究はいまだにほとんどない。哺乳類の卵子は胎児期に体細胞分裂を終えて減数分裂の途中(ディプロテン期)で休眠し、性成熟後に性周期毎に分裂を再開して発育・成熟してから排卵に至る。この過程で不都合な卵子が取り除かれる。本研究は、申請者らが継続してきた卵子の選択的死滅制御の分子機構解明研究の成果を活用して、あらかじめ死滅すべき卵子を判定し、排卵にまで至る高品質なもののみを家畜の発生工学や人間の生殖医療に供し得るようにする技術システムを創出することが目的である。前年度から引き続いて顆粒層細胞におけるアポトーシスシグナルの阻害因子の発現を指標にすれば卵子の健常度を見極めることができるか否か検討を実証的にすすめた。個々の卵胞を傷つけないように卵巣から実体顕微鏡下に外科的に単離して卵子の健常性、体外授精後の初期胚の発生の正常性、顆粒層細胞における阻害因子の発現レベルとの関連性を調べた。顆粒層細胞における細胞死阻害因子が高発現している卵胞の卵子に由来する初期胚の発生能が高い傾向が認められ、成果を国際学会の招聘講演で発表した。当初、高感度な判定システムの開発と凍結保存・異種移植・遺伝子導入・卵子の体外成熟と体外受精および初期胚の体外培養からなるシステムの統合も進める予定であったが、下記のように研究代表者と分担者の所属先変更が重なったため、進捗状況がやや遅れている状況となってしまった。今後見出した知見を実際の家畜増産に活用できる実用性の高い方策を具現化していきたい。研究代表者と分担者ひとりが所属先を変更することが重なったために両者で新たな研究体制の再構築などをしなくてはならなくなったこと、および本研究課題と直接は関連しないものの研究代表者が福島原子力発電所事故後に進めてきている家畜と畜産物への事故由来放射性核種の影響調査において、これまでの本研究による成果を応用して卵子(卵母細胞)の健常性を簡便に評価できる技術の創出が可能か否か調べなくてはならなくなり、当初に予定していた項目のいくつかが実施できなかった。このような理由で、進捗状況がやや遅れている状況となってしまった。今年度も、初年度から引き続いて卵胞顆粒層細胞におけるアポトーシス阻害因子(cFLIP・XIAP・DcR3)の発現を指標にすれば卵子の健常度を見極めることができるか否か検討を実証的にすすめた。

すなわち食肉処理場にて入手した家畜の新鮮卵巣から実体顕微鏡下に個々の卵胞を傷つけないように外科的に単離し、個々の卵胞別に卵子の健常性、その卵子に体外授精を施した後の初期胚の発生の正常性(胚盤胞までの発生率と形態の正常性)、これらとレトロスぺクティブに測定した顆粒層細胞におけるアポトーシス阻害因子mRNAおよびタンパクの発現レベルとの関連性を調べた。顆粒層細胞における細胞死阻害因子が高発現している卵胞の卵子に由来する初期胚の発生能が高い傾向が認められたので例数を増やしている。これら成果を招聘された国際学会で口頭発表した。しかしながら、上述のように高感度な判定システムの開発と凍結保存・異種移植・遺伝子導入・卵子の体外成熟と体外受精および初期胚の体外培養からなるシステムの統合を併行して進める予定であったほとんど実施できなかった。今後本研究にて見出した知見を実際の家畜増産に活用できる実用性の高い具現化策とできるように技術開発に注力する。大型哺乳類の家畜を対象とした発生工学技術や遺伝子工学技術が今世紀になって編み出され、実際に体細胞核クローン家畜や遺伝子改変家畜などが作出されてきた。しかしながら、これらの作出の成功率はいまだにきわめて低い。原因のひとつとして供する卵子(卵母細胞)の品質が低いことが考えられるのだが、卵子の品質を分子レベルで評価しようとする研究はいまだにほとんど行われてこなかった。他の脊椎動物と異なって哺乳類の卵子は胎児期に体細胞分裂を終えてディプロテン期で休眠し、性成熟後に性周期毎に分裂を再開して発育・成熟してから排卵に至る。この過程で不都合な卵子が取り除かれる。申請者らが継続してきた卵子の選択的死滅制御の分子機構解明研究の成果を活用して、あらかじめ死滅すべき卵子を判定し、排卵にまで至る高品質なもののみを家畜の発生工学や遺伝子工学のみならず人間の生殖医療にも供し得るようにする技術システムを創出することが本研究の目的である。ひき続き顆粒層細胞におけるアポトーシスシグナルの阻害因子の発現を指標にすれば卵子の健常度を見極めることができるか否か実証的に検討してきた。個々の卵胞を傷つけないように卵巣から実体顕微鏡下に外科的に単離して卵子の健常性、体外授精後の初期胚の発生の正常性、顆粒層細胞における阻害因子の発現レベルとの関連性を調べた。顆粒層細胞における細胞死阻害因子が高発現している卵胞の卵子に由来する初期胚の発生能が高い傾向が認められた。成果を国際学会にて招聘講演した。高感度な判定システムの開発と凍結保存・異種移植・遺伝子導入・卵子の体外成熟と体外受精および初期胚の体外培養からなるシステムの統合も進める予定であったが、前年度に研究代表者と分担者が重なって所属先変更したため進捗状況がやや遅れている。今後本研究で見出した知見を実際の家畜増産に活用できる実用性の高い技術システムを具現化していく。昨年度に研究代表者と分担者のひとりが所属先を変更することが重なったために両者で新たな研究体制の再構築などをしなくてはならなくなったこと、および本研究課題と直接は関連しないものの研究代表者が福島原子力発電所事故後に進めてきている家畜と畜産物への事故由来放射性核種の影響調査においてこれまでの本研究による成果を応用して卵子(卵母細胞)の健常性を簡便に評価できる技術の創出が可能か否か調べて社会に貢献しなくてはならなくなったことなどの要因によって当初に予定していた項目のいくつかが実施できず、進捗はやや遅れている状況となっている。初年度から引き続いて卵胞顆粒層細胞におけるアポトーシス阻害因子(cFLIP・XIAP・DcR3)の発現を指標にすれば卵子の健常度を見極めることができる実証的に検討してきた。
Naチャネルのイオン選択性の調節:slip-modeの単一電流記録による検討

β受容体刺激によりNaチャネルがCaイオン透過性を獲得するというslip-mode説の妥当性を、単一電流レベルで検討した。ラット・モルモット単離心室筋細胞から単一Na電流を記録すると、細胞外Ca濃度0.1mMではテスト電位に応じてその振幅がほぼ直線的に変化したが、Ca濃度を1mM以上にすると-40mV以上でslope conductanceが減少するのみならず、-50mVより深い電位では電圧駆動力の増加にかかわらず振幅が減少していった。このCaイオンによるNa電流の抑制は、チャネル内のCaイオンがチャネル蛋白に電位依存性に結合し、これがNaイオンの動きをブロックすることで説明される。イソプロテレノール5μMの投与はモルモット・ラットいずれの細胞においてもチャネル開口確率を増加させたが、0.110mMのCa濃度で各テスト電位における単一Na電流の振幅は不変であった。ベラトリジン投与はNaチャネルの一価イオンの選択性を低下させるが、この際単一電流振幅は減少しチャネル開口時間は延長する。この条件下においても、イソプロテレノール投与前後で単一電流の振幅は不変であった。これらの結果はイオンとチャネル蛋白の相互作用によって透過性が決定されるmulti-ion poreとしてのイオン透過性モデルの考えや、Caイオンのチャネル内結合部位を仮定する電位依存性ブロックの考えとは両立せず、生理的な交感神経刺激によってnativeのNaチャネルがslip-modeに移行してCa流入に寄与する可能性はないと考えられる。一方LedererらはNaチャネル発現実験でもβ受容体刺激による逆転電位のシフトや細胞内Ca濃度の増加を観察し、その発現にはサブユニット依存性が認められると報告している。"イオンチャネルのイオン選択性の調節"の持つ生理的意義は大きいため、これらの点も含めてさらに検討が必要である。Na電流のCaイオンによるブロックに注目し、ラット・モルモット単離心室筋細胞に単一電流記録法を適用してslip-mode説の妥当性を検討した。保持電位-120mVから脱分極によりNa電流を活性化すると、電極内液(細胞外液)Ca濃度0.1mMではテスト電位に応じてunitary currentがほぼ直線的に変化したが(140mM-Naで約22pS)、Ca濃度10mMではその振幅とslope conductanceが減少するのみならず(約10pS)、-50mVより深い電位でdriving forceの増加にかかわらず振幅が減少する"Caによる電位依存性ブロック"が観察された。Isoproterenol5μMの投与はモルモット・ラットいずれの細胞においてもチャネル開口確立(NPo)を増加させたが、0.110mMのCa濃度で各テスト電位におけるunitary currentの振幅は不変であった。Veratridine投与によりNaチャネルの開口時間を延長させた場合においても、isoproterenol投与前後でunitary currentの振幅が不変であることが確認された。Β受容体刺激によりNPoの変化からNaチャネルの燐酸化が確認できた条件下においてもCaイオンはNaチャネルを電位依存性にブロックしていたことから、生理的な交感神経刺激によってnativeのNaチャネルがslip-modeに移行してCa流入に寄与する可能性は考えにくい。一方Lederer,KassらはNaチャネル発現実験でもslip-modeを観察し、このためにはβsubunitの存在がに不可欠であると報告している。これらの点についてはさらに検討が必要である。

このCaイオンによるNa電流の抑制は、チャネル内のCaイオンがチャネル蛋白に電位依存性に結合し、これがNaイオンの動きをブロックすることで説明される。イソプロテレノール5μMの投与はモルモット・ラットいずれの細胞においてもチャネル開口確率を増加させたが、0.110mMのCa濃度で各テスト電位における単一Na電流の振幅は不変であった。ベラトリジン投与はNaチャネルの一価イオンの選択性を低下させるが、この際単一電流振幅は減少しチャネル開口時間は延長する。この条件下においても、イソプロテレノール投与前後で単一電流の振幅は不変であった。これらの結果はイオンとチャネル蛋白の相互作用によって透過性が決定されるmulti-ion poreとしてのイオン透過性モデルの考えや、Caイオンのチャネル内結合部位を仮定する電位依存性ブロックの考えとは両立せず、生理的な交感神経刺激によってnativeのNaチャネルがslip-modeに移行してCa流入に寄与する可能性はないと考えられる。一方LedererらはNaチャネル発現実験でもβ受容体刺激による逆転電位のシフトや細胞内Ca濃度の増加を観察し、その発現にはサブユニット依存性が認められると報告している。"イオンチャネルのイオン選択性の調節"の持つ生理的意義は大きいため、これらの点も含めてさらに検討が必要である。
星間物質とその進化(総括班)

平成3年から6年度まで行った重点領域研究「星間物質とその進化」は、星冠物質が示す多様多岐にわたる現象に対応し、各種の観測、化学反応や分子構造の理論と実験、固体物性、宇宙物理理論など広い分野での共同的・組織的研究を進め、宇宙における物質の循環・進化の全体像を追及することをめざし、幸いにして極めて豊富で質の高い成果を得ることができた。本研究では、この重点領域研究で実施された多くの研究の成果をとりまとめ、それらを総合的に検討し、成果の公開と今後の研究推進の方向を打ち出した。具体的には、以下の計画を実施した。(1)平成7年8月に、取りまとめの総合シンポジウムを開催した。3日間にわたるシンポジウムに118名の参加者があり、各研究グループからの研究成果報告をもとに総合的に討論を行った。このシンポジウムでは、重点領域研究全体を通じて何が明らかにされ、星間物質の認識について何が進んだかを総合的に把握した。また、今後の星間物質研究に残された問題や、これからの研究戦略の検討を行った。(2)研究成果公開促進経費の補助を得て、平成7年10月に「大学と科学」公開シンポジウムを名古屋で開催し、研究成果を広く一般に報告した。このシンポジウムには一般から344名の出席があり、上記重点領域研究で得られた成果に対する一般の関心の高さがうかがえた。上記総合シンポジウムと公開シンポジウムの内容をあわせ、学生や教師の参考書として活用できる、一般向けの分かりやすい本(大学前期程度での教科書として使えることを目指す)を出版するよう準備を進めている。これについては、平成8年度の研究成果促進経費により出版したいと考えている。本研究は重点領域研究「星間物質とその進化」の総括班として、領域の全体的運営と進行の促進にあたるものである。第2年次にあたる本年度は、以下の活動を行なった。(1)研究経過報告書:H4年10月に学術審議会科研費分科会企画部会小委員会による研究経過等のヒアリングがあり、各研究の進行状況を調査し、報告書を取りまとめて提出した。(2)研究会・ワークショップ:大研究会をH5年1月に開催した。参加105名、発表論文64と規模が拡大し、広い研究分野から報告・討議が行なわれた。総括班後援のワークショップとして、星間分子WS(42名)、星間雲の分裂と星形成WS(36名)、塵形成WS(61名)、銀河系中心領域WS(16名)が開かれた。(3)総括班会議:総括班会議と評価委員会を開き、大研究会で発表された研究状況を検討した。全体として非常に活発に研究が進みつつあり、関連分野から参加が増えている。次年度には成果の中間報告をまとめる。(4)ニュースレターの発行:「星間通信」を3号発行し、研究会公募、研究進行状況など情報交流を行なった。(5)経費追加配分:各研究計画の進行状況を聞き、その進行上特に必要な経費の追加配分を行なった。今年度は2度にわたる追加配分があり、計画研究の進行が大きく加速された。今年度は43件の応募から採択された17件の公募研究をあわせて26件の研究が進み、すでにかなりの成果が報告されている。主なものでは、(1)計画研究「星間分子の総合探査」によるTMC1における8.8-50GHz広帯域分子線探査の完了と、星間分子として初めての含マグネシウム分子MgNCの発見、(2)計画研究「気球による星間C^+線の銀河面サーベイ」による、部分的に電離した星間ガスが多量に存在するという発見、(3)計画研究「星間塵の組成」及び同「暗黒星雲の磁場構造」で最先端の赤外線アレイ検出器を搭載した観測装置がそれぞれ組みあがり、テスト観測で良好な結果が得られた、などがある。第3年度次にあたる本年度は、以下の活動を行った。(1)研究経過報告書:平成5年8月に研究経過等を研究状況報告書としてとりまとめて、提出した。(2)研究会・ワークショップ:大研究会を平成6年2月に開催した。参加者100名、発表論文48により広研究分野から報告・討議が行われた。また総括班後援のワークショップとして、星間分子・ダスト形成合同ワークショップ、星間物質の諸ワークショップ、星間分子の構造と化学反応の理論と実験ワークシヨップが開かれた。(4)ニュースレターの発行:「星間通信」を3号発行し、研究会公募、研究進行状況など情報交換を行った。(5)研究の成果:今年度は41件の公募から採択された16件の公募研究をあわせて24件の研究が進み、すでに多くの成果が報告されている。主なものでは、【.encircled1.】計画研究「星間分子の総合探査」によるTMC1における8.8-50GHz広帯域分子線探査の完了と、暗黒星雲の分子組成と励起の定量解析の進行。【.encircled2.】多くの含重水素分子の検出や低温固体上での分子形成の実験をはじめ、星間物質の固相と気相の関連への手がかりが次々と得られ始めている。【.encircled3.】

計画研究「星間塵の組成」及び同「暗黒星雲の磁場構造」で最先端の赤外線アレイ検出器を登載した観測装置がそれぞれ本観測を開始し、良好な成果が得られつつある、などである。本研究は重点領域研究「星間物質とその進化」の総括班として、領域の全体的運営と進行を進めてきた。最終年次の本年度は以下の活動を行った。(1)研究の成果:CI原子の観測や分子線サーベイ、高励起分子の室内実験、最先端の赤外線アレイを搭載した赤外線観測装置による観測など、多彩な成果がまとまりつつある。銀河の大局的な物質分布が明らかになったこと、星間空間における分子とダストの関係が明らかになったこと、サブミリ波の開拓の見通しが進んでいることなど、本領域が目指してきた成果が現れてきた。全体的な成果のとりまとめは、平成7年度の「まとめ研究会」で行う。(2)公募研究:今年度は最終年度でもあり、公募研究は9件を採用した。4年間の公募研究総数は57件(応募総数159件)である。(3)研究会・ワークショップ:全体の大研究会を平成6年12月に開催した。参加者数100名、講演数42。広範な分野の研究者が出席して、観測の成果が出ているグループからの報告を中心に活発な討議が行われた。星間分子ワークショップ、グレイン形成ワークショップ、PASPワークショプが、総括班後援にて開かれた。(4)総括班会議:大研究会に続いて総括班会議・評価委員会を開き、研究状況、とりまとめの方法、今後の研究の展開などについて検討し、「まとめ研究会」「大学と科学公開講座」の開催、出版、国際シンポジウムの開催などの方向を決めた。(5)ニュースレターの発行:「星間通信」を2回発行し、研究会公募、研究情報交換を行った。(6)研究成果報告書:平成6年8月に研究成果等を研究状況報告書としてとりまとめ、提出した。なお本研究は今年度が最終年にあたるので、別に「研究成果報告書」をとりまとめて提出する。平成3年から6年度まで行った重点領域研究「星間物質とその進化」は、星冠物質が示す多様多岐にわたる現象に対応し、各種の観測、化学反応や分子構造の理論と実験、固体物性、宇宙物理理論など広い分野での共同的・組織的研究を進め、宇宙における物質の循環・進化の全体像を追及することをめざし、幸いにして極めて豊富で質の高い成果を得ることができた。本研究では、この重点領域研究で実施された多くの研究の成果をとりまとめ、それらを総合的に検討し、成果の公開と今後の研究推進の方向を打ち出した。具体的には、以下の計画を実施した。(1)平成7年8月に、取りまとめの総合シンポジウムを開催した。3日間にわたるシンポジウムに118名の参加者があり、各研究グループからの研究成果報告をもとに総合的に討論を行った。このシンポジウムでは、重点領域研究全体を通じて何が明らかにされ、星間物質の認識について何が進んだかを総合的に把握した。また、今後の星間物質研究に残された問題や、これからの研究戦略の検討を行った。(2)研究成果公開促進経費の補助を得て、平成7年10月に「大学と科学」公開シンポジウムを名古屋で開催し、研究成果を広く一般に報告した。このシンポジウムには一般から344名の出席があり、上記重点領域研究で得られた成果に対する一般の関心の高さがうかがえた。