hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Tumorーdormancy研究のためのモデル動物の育成

γとs系fibroblastの差の有無を検討する。選抜交配を通じて確立した2系;(1)Ehrlich腹水癌細胞(2×10^7)を背部皮下に移植すると著しい増殖を示し固形癌を形成する亜系(prg系と略)、(2)同じく癌細胞を移植しても増殖を示さず癌細胞は長期間dormancy(休眠)になるもの(drm系と略)を利用して次の研究を行った。(1)drm系における癌休眠状態は最長、何日位持続するか。drm系の背部皮下にEhrlich腹水癌細胞(2×10^7)を移植後,間隔をおいて休眠状態にあると思われるnodule(平均3mm×3mm)を摘出,それをprg系皮下に移植して再増殖の発現の有無を観察した結果,多くは3ケ月程度の休眠であったが,中に261日あるいは300日以上経過したものの再増殖発現の例も得られた。2)prg系とdrm系の遺伝的分離について。ddYマウス同一コロニ-からの選抜交配を続け,現在既にdrm系が15代目,prg系が9代目に入っているが,尾の皮膚移植試験の結果,drm系個体とprg系個体間の移植皮膚は10日以内に拒絶される。リンパ球混合培養試験(MLC test)でも同様な結論となった。3)皮膚fibroblastの培養系の確立。両亜系宿主のfibroblastのEhrlich癌細胞に対する反応性を比較するため,まず,fibroblastの初代培養系を確立した。幼若マウスの皮膚を使うのが良い方法と分った。4)休眠を覚ます人工的手法。休眠を起す宿主要因の解明が最終目標であるが,その手がかりを得る間接的手法として,休眠を覚まさせる人工的手段が欲しい。これまで,2,3薬物の投与を試みているが,いわゆるBRM(Biological response modifier)と総称される物質で休眠を覚ますものは見いだせていない。さらに研究を続行する。1.Ehrlich癌休眠系マウス(drmマウスと略)の皮下で休眠中の癌組織と同癌増殖系マウス(prgマウス)の皮下で増殖中の癌組織について、宿主白血球の浸潤状態を比較した。免疫組織化学的にCD4,CD8の組織内分布を比較する限り、いずれの癌組織にもCD4、CD8リンパ球の浸潤が見られ、両系マウス間に有為な差は認め難かった。2.数種steroid,免疫抑制剤、起炎性物質、コラゲナ-ゼなどを休眠中の癌組織の近辺に連続投与したが休眠癌の覚醒は起こらなかった。3.drmマウスの癌休眠形質は、血清の移入によって伝わらない。したがって、血清中に直接癌を休眠させる因子は含んでいないと思われる。4.drmマウスの癌休眠形質は、このマウスの脾臓細胞をprgマウスに移入すると、その能力が伝わる。特に、癌細胞であらかじめ免疫したリンパ球の活性が強かった。5.両系マウスの遺伝的多型を分析した。マウスリンパ球表面抗原に対するモノクロ-ナル抗体を用い、drm(F15)、prg(F10)のクラスI(Hー2)のハプロタイプを同定した。その結果、drmはHー2^B,prgはHー2^qに分離していることが分かった。比較のため、他の近交系マウス皮下における同癌細胞の増殖性を調べた。その結果、Hー2ハプロタイプのk,q,vは増殖グル-プ、dとrは休眠グル-プ、pとsは拒絶/休眠、bは拒絶であることが判明した。
オルガネラ膜表面をin situで構造解析するための細胞膜剥離法の開発と応用

細胞膜剥離法(unroofing)は細胞質の可溶性成分を流出させ、細胞内のオルガネラや線維を露出させる方法である。原子間力顕微鏡の標本作製法に適用するとカンチレバーを直接細胞内に導き、オルガネラ表面やアクチン線維の表面構造を分子レベルで解析できることが明らかとなった。また、クライオ電顕と組み合わせると極めて高コントラストで細胞骨格などが観察できることがわかった。このように極めて有効な標本作製法であるが、再現性は悪く、改良が期待されていた。そこで我々は二つの細胞膜剥離法の開発改良を行った。観察、分析機器の発展と情報処理技術の向上はめざましく、抽出精製された核酸やタンパク質であれば、そのシークエンスや分子構造までも決めることができる。しかし、細胞内小器官の形態やin situでのタンパク質の分子構造となると、解析法は限定されると言うか確立されていない。抽出や精製は明らかに一つの標本作製法であり、その意味ではin situ構造解析のための標本作製法がないといえる。そこで我々は細胞膜を剥離し、可用性タンパク質を除去することにより、膜細胞骨格の空間構造を観察することを考えた。これまで、水中で超音波により細胞膜剥離を試みてきたが、刺激が強すぎて細胞全体が丸ごと流失してしまうなど、歩留まりの良い方法ではなかった。そこで、我々はなぜ超音波で細胞破壊が起こるかを考察し、その理由として、cavitationが起こり、それが破裂する衝撃波で細胞膜が破壊されると考えた。そこで、低出力でも細かいcavitationが発生し、徐々に細胞膜が剥離できるような超音波発生装置を考案した(27KHzの場合0.30.5W)。また、この装置と実体顕微鏡、斜光照明を組み合わせることで、膜の剥離程度を予想することができ、腹側の膜細胞骨格を残したまま容易に背側の膜の剥離ができるようになった。細胞膜剥離法はクライオ顕微鏡、原子間力顕微鏡、走査型電子顕微鏡のための標本作製にとって極めて有用な方法であった。実際、原子間力顕微鏡ではこれまで不可能であった、細胞内微細構造を原子間力顕微鏡が本来持つ高分解能で観察できた。すなわち、水中において、アクチン線維の短周期、長周期の確認やその構成Gアクチンの形から方向性までをも決定することができた。一つは従来からの超音波を利用した細胞膜剥離法であり、他の一つは接着性を高めたメッシュやガラスによる引き剥がし法である。超音波によるunroofingは比較的再現性が良いが、市販の装置は出力が50Wと高く、1W未満での制御が出来ないのが現状である。そのため、瞬間的に超音波を照射してunroofingしていたが、多くの場合、膜の内面は観察できても、大半のオルガネラや細胞骨格は流出してしまう。このため、出力0.31Wで有効なcavitationを起こす超音波発生装置を開発した。また、試料を観察しながら効率よくunroofingが出来るように、超音波発生プローブの位置制御装置、実体顕微鏡、水平照明装置を組み合わせ、新たに総合的な細胞膜剥離装置を開発した。これにより、AFMにより水中で細胞骨格の高分解能像や細胞膜直下の滑面小胞体の存在などを明らかにすることができた(Nature Science Reportに投稿中)。さらにmildなunroofingを求め、接着性を高めたメッシュやガラスによる引き剥がし法を改良した。これは、超音波法よりもさらに歩留まりが悪い方法であるが、特別な装置を必要としないなどの長所がある。また、核やミトコンドリアなどの多くのオルガネラを残したまま、細胞膜を剥ぐためには必須の方法でもある。現在も改良中である。我々は細胞膜剥離を容易に行える超音波発生装置(sonicater)を開発した。超音波プローブ先端にV字状の溝を切ることにより、多くの気泡が発生することがわかった。次のステップは、出力の低下と気泡発生の相関を得ることである。我々の実験により、27kHzのピエゾの場合、0.3Wまで落としても、気泡の発生が認められた。また、気泡が発生する限り、膜を微小破壊することも分かった。これらの事実から我々は27kHzのピエゾを用いて、0.1W3Wの範囲で出力制御できる装置を開発した。

通常の超音波発生装置は最大出力が50Wであり、1050 Wの範囲内でしか制御できない。また、プローブの先端形状も変化させていることから単なる超音波発生装置ではない。細胞膜が剥離される様子を観察しながら最適状態で標本を作るために、斜光照明を備えた実体顕微鏡と一体化し、細胞膜剥離装置として、特許申請を行った。これにより細胞の流失を最小限に抑えて、細胞膜剥離(unroofing)ができるようになり、膜細胞骨格の観察は容易になった。これは極めて重要な研究の進捗であることから、十分な達成度が得られたとした。出力を弱めることで、細胞内小器官や細胞質細胞骨格も残存し、観察の機会も増えたが、大きなオルガネラである細胞核の観察などにはまだ不満な点が多い。核や細胞内小器官を大量に残す方法として、接着性を高めたガラスなどで細胞膜を引き剥がす方法がある。これはRip-Off法と呼び以前我々が考案した方法である。しかし、この方法は極めて歩留まりが悪いために現在はほとんどしようしていないが、現在これと極微低出力のsonicationとの併用法を考えている。細胞生物学前述のように、当初の目的は一応達成している。今後の方向として、多くの応用研究をして、細胞膜剥離法を定着させることである。また、装置として小型化、使用法の簡便さを追求し、商品化を試みる。現在、細胞膜剥離法はクライオ電子顕微鏡のための標本作製に使用している。欧米では凍結切片の観察がなされているが、膜細胞骨格のnativeな状態の観察には細胞膜剥離法の方が明らかに優れている。特に細胞膜の細胞質側表面を立体的に観察するためにはこの方法しかなく、また、freeze-etching replica法との比較ができるため構造解析の信頼性が増す。現在、この方法を原子間力顕微鏡観察のための標本作製に使用している。これにより、これまで不可能であった細胞内の微細構造を水中で本来の分解能で観察が可能となった。実際、クラスリン被膜を構成するトリスケリオンの構造を直接観察することにも成功した(現在論文作成中)。また、アクチン線維の短周期や長周期に加え、Gアクチン分子の直接観察からその重合の方向性までも明らかにできた。このような分子構造を水分を含む細胞中で明らかにできることは画期的であり、他の分子構造も明らかにするため今後とも細胞膜剥離法を原子間力顕微鏡観察の標本作製法として、利用し確立する予定である。平成26年度は細胞膜剥離のための低出力超音波発生装置の開発に重点を置いた。また、開発研究の進捗が予想以上に順調であったので、無駄遣いをせずに済んだ。また、来年度は開発装置の手直しとともに応用研究を広く行うことと、論文作製などに経費がかかると予測されたため、論文の投稿料程度の金額を繰り越すことにした。平成27年度は26年度より交付額は少ないが、実際は応用研究などを含めると前年度と同程度の予算規模が必要となる。そのため、32万円程度を繰り越し、前年度同じ規模の予算とした。これにより、応用研究を幅広く行うことができる。まず、低出力超音波発生装置をより完成形にするため、細部の手直しを行うことに予算を使う。また、開発機器により細胞膜剥離標本を作製し、細胞内in situで標的タンパク質分子の分子構造解析を原子間力顕微鏡による直接観察から試みる。
近視の原因解明と治療に関する分子細胞生物学的研究

強度近視は視覚障害の重要な原因疾患であるが、眼軸が延長するメカニズムは未だ不明であり根本的な治療法はない。強度近視眼では強膜が著しく非薄化することが知られている。本研究では、幼若なヒト強膜細胞を用い、網羅的遺伝子発現解析を行った結果、ヒト強膜細胞が種の違いを超えて軟骨の性格を保持しており、軟骨関連遺伝子、TGF-bataファミリーなどのサイトカンが前部よりも後部で発現上昇し、眼球形状維持のための制御機構の存在が示唆された.強度近視は視覚障害の重要な原因疾患であるが、眼軸が延長するメカニズムは未だ不明であり根本的な治療法はない。本研究では、幼若なヒト強膜細胞を用い、網羅的遺伝子発現解析を行った結果、ヒト強膜細胞が種の違いを超えて軟骨の性格を保持しており、軟骨関連遺伝子、TGF-bataファミリーなどのサイトカンが前部よりも後部で発現上昇し、眼球形状維持のための制御機構の存在が示唆された.強度近視眼は眼軸長(眼球の長さ)が長く、眼軸延長に伴い様々な合併症を生じる。強度近視は失明原因の第4位であり、遺伝が原因である場合が多く見られるが、遺伝と環境が互いに作用しあっており、その本態はまだ十分に解明されていない。網膜の萎縮と強膜のひ薄化というヒト強度近視の病態はヒヨコなどの動物モデルでも類似所見が得られるため、生化学的・分子生物学的な研究はもっぱら動物モデルを用いて行われ、ヒト強度近視の臨床研究は主に大人の患者を対象に行われている。ヒト強度近視では、近視化への運命付けは先天的あるいは後天的に学童期以前に起こると考えられ、幼弱な近視眼あるいは非近視眼の臨床研究および幼弱なヒト眼球由来強膜および網膜の解析、特に早期発症の片眼強度近視眼の解析は、非常に独創性が非常に高く、意義深いものである。今年度は特に早期発症近視患者の臨床データの解析として国立成育医療センターの患者のうち、特に網膜変性症や全身疾患の合併がある患者、あるいは屈折異常のみの患者を、両眼近視群と片眼近視群とに分け、屈折データ、家族歴、網膜所見とOCT所見などを分析した。また、幼弱なヒト眼球由来強膜および網膜の解析国立成育医療センター倫理委員会(承認番号156)にて、承認を受けた子供の眼手術検体から得た強膜細胞と網膜細胞の遺伝子発現プロファイリングをGene Chip (Affy metrix)を用いて行った。強度近視眼は眼軸長(眼球の長さ)が長く、眼軸延長に伴い様々な合併症を生じる。網膜の萎縮と強膜のひ薄化というヒト強度近視の病態はヒヨコなどの動物モデルでも類似所見が得られるため、生化学的・分子生物学的な研究は専ら動物モデルを用いて行われ、ヒト強度近視の臨床研究は主に大人の患者を対象に行われている。ヒト強度近視では、近視化への運命付けは先天的あるいは後天的に学童期以前に起こると考えられ、幼若な近視眼あるいは非近視眼の臨床研究および幼若なヒト眼球由来強膜および網膜の解析、特に早期発症の片眼強度近視眼の解析は非常に独創性が高く、意義深い。国立成育医療センター倫理委員会(承認番号156)にて、承認を受けた子供の眼手術検体から得た強膜細胞の遺伝子発現プロファイリングをGene Chip(Affimetrix)を用いて行い、種々の間葉組織由来細胞と階層的クラスター分析によって比較すると、ヒト強膜細胞は軟骨細胞と最も近い遺伝子発現パターンを示し、種の違いを超えて軟骨の性格を保持していることが示唆された。また、軟骨に関連し、TGF-bataファミリーも高発現がみられた。さらに、強膜の前・中・後数箇所から組織を採取し、各々の遺伝子発現パターンを分析し、ヒト強膜前後軸の遺伝子発現解析を行い、PRELPを初めとした軟骨関連遺伝子、TGF-bataファミリーを含めサイトカンネットワークとシグナル伝達機構が明らかになったので、検体数を増やし、再現性をもって前後軸で発現量の異なる遺伝子を明らかにした。強度近視は、最近我が国で行われた大規模住民健診(多治見スタディ)において失明原因の第3位を占め(Ophthalmology, 2006)、視覚障害の重要な原因疾患である。近視は、強膜が変形することによって、眼軸長(眼球の長さ)が伸びて網膜に像が結ばれない状態である。強度の近視になると、眼軸延長に伴って網膜脈絡膜萎縮症、黄斑部脈絡膜新生血管、網膜剥離、緑内障など様々な合併症を生じ、失明に至る場合もある。眼軸が延長するメカニズムは不明であり近視の根本的な治療法がないのが現状である。多くは遺伝と環境が互いに作用しあっており、その本態はまだ十分に解明されていない。世古は、近視化に伴う眼軸延長に成長因子やレチノイン酸が関与することをヒヨコ実験近視モデルを用いて明らかにしてきたが(Seko Y,etal. IOVS, 1995、他)、強膜が軟骨から成るヒヨコの近視モデルと強膜が線維組織から成るヒト強度近視との違いが問題になっていた。

そこで、国立成育医療研究センターにおいて、子どもの眼手術検体から倫理委員会の承認を得て単離・培養された強膜細胞の遺伝子発現プロファイリングをGene Chip (Affymetrix)を用いて行った。その結果、ヒト強膜細胞が種の違いを超えて軟骨の性格を保持しており、ヒト強膜前後軸における網羅的遺伝子発現解析では、軟骨関連遺伝子、TGF-bataファミリーなどのサイトカンが前から後ろにいくに従って発現上昇していた。この傾向は異なる3眼において同じ傾向を示した。一方で、強膜の前部で後部よりも著明に高発現する遺伝子も抽出された。この遺伝子のシグナル伝達を調べた結果、眼球の形状が維持される制御機構の存在が示唆された。この成果は、現在有効な治療法がない近視に対し、新規メカニズムを介した治療法の開発につながると考えられる。強度近視の成因に関する研究の他、強度近視性網脈絡膜萎縮に対する治療に関する研究として、再生の研究も平行して進めてきたが、23年度に論文が受理された(掲載は24年度)。24年度が最終年度であるため、記入しない。網羅的遺伝子発現解析の結果をもとにして、眼球の前後でそれぞれ働くシグナル伝達のメカニズムを、細胞生物学的な手法で明らかにし、論文化する。
インターディシプリナリーアプローチによるサゴヤシの商品作物化

(1)サゴヤシ栽培標準手順書の作成-(a)栽培クイックマニュアルの作成の一環として,効率的な健全苗の育成技術の確立に向けた調査研究を実施した。1)種子形成メカニズムの解析:栄養繁殖と種子繁殖の両方が可能なサゴヤシ(Metroxylon sagu)では,一般的に栄養系移植が行われるが,定着率が60%と低い。その対応として,活着が良い実生の利用を検討しているが,発芽力のない種子が生じることもあり問題となった。そこで,種子繁殖のみの同属Coelococcus節植物との比較から,種子形成メカニズムを解析した。サゴヤシでは開花後に3つある胚珠の2つが退化して1つだけが発育すると,発芽力をもつ種子を生じることが明らかになった。2)播種前物理的処理が発芽に及ぼす影響:果実,胚上の種子包被組織の一部,あるいは全ての包被組織を除去した3条件で発芽を比較したところ,全除去処理で発芽率が最も高く,一部除去は僅かに低く,無処理果実では全除去の1/2程度と低かった。現在,発芽後の成長を調査している。-(b)肥培管理指針の検討:1泥炭低湿地では施肥効果が発現し難いとの報告の一方,ヤシに窒素固定細菌やアーバスキュラー菌根菌(AMF)が内生することが報告されている。そこで,日本で市販されているAMF資材2種を用いて接種試験を行った。接種から2ヶ月後の側根を観察したところ,Rhizophagus irreaularisを含む資材を接種した個体では,菌糸,樹枝状体が,未公開の有用微生物を複数含む資材を接種した個体では,菌糸,樹枝状体と嚢状体が確認できた。2AMFの感染と植物生育への寄与効果は,土壌への施肥量と大きく関わることから,サゴヤシ実生の基本的な対肥料反応性を調査した。その結果,サゴヤシは窒素施肥に対する反応が最も顕著で,リン酸には窒素と併用された場合に反応が大きいことが明らかになった。本研究では,3年間の実施期間で,(1)サゴヤシ栽培標準手順書の作成-(a)栽培クイックマニュアルの作成,(b)肥培管理指針の検討,(2)サゴ澱粉グレーディングシステム確立,(3)サゴ澱粉用途開発,(4)バリューチェーン分析を行い,サゴヤシを真の地域資源として開発して商品作物化し,関連地場産業の育成を通じた食料生産と栄養改善の強化に資することを目的としている。本特設分野研究は,初年は年度途中からの実施となったが,(1)-(a)のための種子形成メカニズムの解析を行うことができ,また,高い発芽率を得るための播種前の種子包被組織の除去といった物理的処理が効果的であることを改めて確認することができた。また,(1)-(b)のため,日本で市販のAMF資材がサゴヤシ根に感染することを示し,既存のAMF技術をサゴヤシ栽培の高度化に向けて活用し得る可能性を示すことができた。さらに,これまでにサゴヤシ実生を用いた施肥への反応を調査した例は(当研究グループの土壌酸度,塩害の試験を除き)みられないが,本年度の試験で実施することができ,基本的な対肥料反応性を明らかにすることができた。また,それらの成果を含めて,2018年12月5日(水)に名古屋大学農学部において,「次世代の農資源利用研究プロジェクツキックオフシンポジウム」(主催:名古屋大学大学院生命農学研究科・高等研究院・農学国際教育研究センター・アジア共創教育研究機構,共催:名古屋大学大学院環境学研究科)を開催した。このシンポジウムでは,名古屋大学,宮城大学,立教大学,共立女子大学,愛国学園短期大学,三重大学,倉敷芸術科学大学,愛媛大学からスピーカー,コメンテーター等として参加の他,スカイプを使ってインドネシア・北ルー県知事の参加も得ることができた。2年目には,(1)サゴヤシ栽培標準手順書の作成-(a)栽培クイックマニュアルの作成,(b)肥培管理指針の検討を継続して進めるとともに,(2)サゴ澱粉グレーディングシステムの確立に向けては,生産国の澱粉製造現場ではポストハーベスト設備・技術が一様でなく,澱粉の製造量と品質が農家によって,日によって,季節で大きく異なることを想定し,サゴ澱粉消費ニーズの高まりに対して,関連産業が十分に応えられるよう,澱粉抽出・精製技術の向上を基に,易抽出澱粉と難抽出澱粉をいくつかの水準に分け,グレードで品質が異なる澱粉のラインナップを検討する。また,現在慣習として行われている漂白処理のような化学処理がサゴ澱粉加工特性に対して大きな影響を及ぼすことが考えられることから,利用者側に理解が容易となるサゴ澱粉農産物規格規程の作成を進める。その他,(3)サゴ澱粉用途開発では,異なる澱粉のグレードごとに新たな至適用途開発も取り組む。さらに,(4)バリューチェーン分析では,栽培,澱粉抽出から,精製澱粉の小売,加工業者まで,バリューチェーンの活動ごと(各レイヤー)の強みや問題を明らかにし, (1)(3)がいかに問題の解決に向けて貢献し得るかを検討する。(1)(2)は各々標準手順書,指針,規程を国内で作成し,最大生産国インドネシアへの提供を検討して,次年度には,現地でのその試行とモニタリングを行なうことを検討する。(3)は日本国内で実施して成果を関係機関等へ提供すること,(4)は各レイヤーの視察を行なって分析することを想定して各小課題の取り組みを推進する。

(1)サゴヤシ栽培標準手順書の作成-(a)栽培クイックマニュアルの作成の一環として,効率的な健全苗の育成技術の確立に向けた調査研究を実施した。1)種子形成メカニズムの解析:栄養繁殖と種子繁殖の両方が可能なサゴヤシ(Metroxylon sagu)では,一般的に栄養系移植が行われるが,定着率が60%と低い。その対応として,活着が良い実生の利用を検討しているが,発芽力のない種子が生じることもあり問題となった。そこで,種子繁殖のみの同属Coelococcus節植物との比較から,種子形成メカニズムを解析した。サゴヤシでは開花後に3つある胚珠の2つが退化して1つだけが発育すると,発芽力をもつ種子を生じることが明らかになった。2)播種前物理的処理が発芽に及ぼす影響:果実,胚上の種子包被組織の一部,あるいは全ての包被組織を除去した3条件で発芽を比較したところ,全除去処理で発芽率が最も高く,一部除去は僅かに低く,無処理果実では全除去の1/2程度と低かった。現在,発芽後の成長を調査している。-(b)肥培管理指針の検討:1泥炭低湿地では施肥効果が発現し難いとの報告の一方,ヤシに窒素固定細菌やアーバスキュラー菌根菌(AMF)が内生することが報告されている。そこで,日本で市販されているAMF資材2種を用いて接種試験を行った。接種から2ヶ月後の側根を観察したところ,Rhizophagus irreaularisを含む資材を接種した個体では,菌糸,樹枝状体が,未公開の有用微生物を複数含む資材を接種した個体では,菌糸,樹枝状体と嚢状体が確認できた。2AMFの感染と植物生育への寄与効果は,土壌への施肥量と大きく関わることから,サゴヤシ実生の基本的な対肥料反応性を調査した。その結果,サゴヤシは窒素施肥に対する反応が最も顕著で,リン酸には窒素と併用された場合に反応が大きいことが明らかになった。本研究では,3年間の実施期間で,(1)サゴヤシ栽培標準手順書の作成-(a)栽培クイックマニュアルの作成,(b)肥培管理指針の検討,(2)サゴ澱粉グレーディングシステム確立,(3)サゴ澱粉用途開発,(4)バリューチェーン分析を行い,サゴヤシを真の地域資源として開発して商品作物化し,関連地場産業の育成を通じた食料生産と栄養改善の強化に資することを目的としている。本特設分野研究は,初年は年度途中からの実施となったが,(1)-(a)のための種子形成メカニズムの解析を行うことができ,また,高い発芽率を得るための播種前の種子包被組織の除去といった物理的処理が効果的であることを改めて確認することができた。また,(1)-(b)のため,日本で市販のAMF資材がサゴヤシ根に感染することを示し,既存のAMF技術をサゴヤシ栽培の高度化に向けて活用し得る可能性を示すことができた。さらに,これまでにサゴヤシ実生を用いた施肥への反応を調査した例は(当研究グループの土壌酸度,塩害の試験を除き)みられないが,本年度の試験で実施することができ,基本的な対肥料反応性を明らかにすることができた。また,それらの成果を含めて,2018年12月5日(水)に名古屋大学農学部において,「次世代の農資源利用研究プロジェクツキックオフシンポジウム」(主催:名古屋大学大学院生命農学研究科・高等研究院・農学国際教育研究センター・アジア共創教育研究機構,共催:名古屋大学大学院環境学研究科)を開催した。
カントの実践哲学おける偶然性の問題

本研究はカントの実践哲学における偶然性の契機について考察するものであり、この問題を特に人間の尊厳概念との関連において考察した。人間の尊厳は、普遍性や必然性という契機によって捉えられることが一般的であるが、しかし同時に唯一性や固有性といった偶然性の契機も含意している。後者に関して十分な検討がなされてこなかったことを踏まえ、本研究において、カントの理性的存在者に対して、交換不可能な唯一の傷つきやすい存在者としての特徴を読み込む可能性を検討した。本研究はカントの実践哲学において論じられている人格の尊厳概念を、「偶然性」概念に着目することによって考察し直すものである。人格の尊厳は、普遍性や必然性という様相だけではなく、自由や唯一性という、「偶然性」の様相とも緊密に結びついている。交換不可能な価値を備えた(かけがえのない)「個人」の尊厳(絶対的価値)を語るためには、こうした偶然性概念に基づいた分析もある程度果たす必要がある。こうした考察を進めるにあたって本研究では、九鬼周造が『偶然性の問題』において展開した概念分析ならびに哲学的洞察を利用する。その意味では、九鬼の哲学的洞察が人格の尊厳という問題にどれだけ関与しているか、という考察も同時に含んでいる。以上のような意図のもと、平成27年度においては、特にカントの実践哲学における偶然性概念の分析を進めた。偶然性は必然性と対比して用いられるが、人間の行為や意志の必然性に関しては、少なくとも自然必然性と道徳的必然性が関わっており、それに応じて偶然性もまた二様の意味を持っている。そこで、仮言命法に基づく行為や他律的行為の持つ両義的な特徴づけに着目することによって、偶然性の語られ方を整理した。すなわち、それらの行為が一方では必然的(自然必然性と近い意味で)と語られ、他方では偶然的(道徳的必然性との対比で)と語られる文脈を検討し、その背後にある行為理解の視点の特徴を明らかにすることを試みた。カントの実践哲学における偶然性概念の分析に関しては、予測していた以上に表現が多様であることがわかってきた。必然性に自然必然性と道徳的必然性があるとしても、これ以外に、分析/綜合という区別も付け加わってくる。したがって、分析的な関係が持つ必然性に対する(経験的)綜合的命題の偶然性もまた適切に扱うことが必要となる。この新たな部分は、平成28年度中に検討する。九鬼の偶然性概念に関しては、順調に進んでおり、本質的な問題の拡がりや範囲が明確になりつつある。本研究はカントの実践哲学において論じられている人格の尊厳や自由の概念を、「偶然性」の様相に着目することによって考察し直すものである。それにあたって、九鬼周造が『偶然性の問題』において展開した概念分析と洞察を利用する。また同時に、九鬼の哲学的洞察が人格の尊厳という実践的問題にどれだけ関与しているかについても検討する。こうした意図のもと、平成28年度は、主として九鬼の「原始偶然」の概念とカントの自由概念の関係について考察を進めた。これにあたっては、この数年に活発となっている九鬼哲学に関する研究をひととおり確認することで、大筋の見通しをつけた。特に小浜善信編・注解『時間論』(岩波文庫、2016年2月)や、『現代思想:九鬼周造』(2017年1月号、青土社)が、問題整理と研究動向の整理に役立った。カントの実践哲学に関しては、当事者の視点や一人称の視点に関する議論を検討することで、問題考察を進めることができた。当該の議論は、S. DarwallのThe second-person standpoint (Harvard University Press, 2006)や、これに対する一人称的な考察であるJ. GrenbergのKant's Defense of Common Moral Experience (Cambridge University Press, 2013)の議論を中心として、近年活発に論争されている問題群である。これらの諸応答を検討することを通して、カントの実践哲学から「個」の契機や偶然性の様相を取り出す道筋を得た。なお、当該の論争では、一人称性と三人称性(あるいは二人称性)の相違が主要な論点となっているが、しかしその本来の問題は、「個」と「普遍」の関係にある。本研究では、人称性をめぐる表面的な論争から、背後に存する本質的な問題整理を進めるに至っている。平成28年度は、九鬼周造の偶然性について多方面から検討することを主要な課題としていたが、この点に関しては、近年の文献の充実に助けられ、順調に進んだ。また、カント哲学の研究に関しても、重要な知見を含んだ文献に当たることができたため、順調に進んだ。したがって、研究素材の収集および問題整理に関しては進展している。ただし論文執筆という点は遅滞気味である。本研究はカントの実践哲学において論じられている人格の尊厳や自由の概念を、「偶然性」の様相に着目することによって考察し直すことを目的としている。それにあたって、九鬼周造が『偶然性の問題』において展開した概念分析と洞察を手引きとして利用する。こうした意図のもと、最終年度である平成29年度は、次のように研究を進めた。平成28年度中に考察した九鬼の「原始偶然」概念を、カントの実践哲学における自由概念と関係づけることにより、九鬼に特徴的な個物の問題とカントに特徴的な意志の問題を相互に補完しながら考察した。九鬼の考察は大筋としてはカントの宇宙論的理念としての自由概念の考察に相当するが、しかし同時に個々人の現存の自由を基礎づけており、より特徴的には、個人の固有性や唯一性の基礎を与えている。

この議論を利用することで、カントにおいて強調されがちであった理性的存在者の普遍性に対して、その固有性や唯一性の契機を読み込むことが可能となった。その考察の成果の一部は、平成29年度の日本カント協会大会において、「カント倫理学と討議倫理学ー格率の主観的吟味と相互主観的吟味」という題目のもとで、カント解釈の一つとして提示した。当該発表では、カントの普遍的で理性的な行為主体から、偶然的で固有な、唯一の当事者としての次元を取り出すとともに、他の理性的存在者についても偶然的で固有な当事者としての側面を、すなわち代替不可能な個人としての側面を指摘することを試みた。発表内容は、平成30年度中に発刊予定の学会誌に掲載される見込みである。なお、九鬼の偶然性に関する考察については、山形大学OB&OGセミナー(平成29年度)(2018年3月3日開催)の場で研究成果の一部として言及する機会を得た。本研究はカントの実践哲学における偶然性の契機について考察するものであり、この問題を特に人間の尊厳概念との関連において考察した。人間の尊厳は、普遍性や必然性という契機によって捉えられることが一般的であるが、しかし同時に唯一性や固有性といった偶然性の契機も含意している。後者に関して十分な検討がなされてこなかったことを踏まえ、本研究において、カントの理性的存在者に対して、交換不可能な唯一の傷つきやすい存在者としての特徴を読み込む可能性を検討した。平成28年度は、主として九鬼の「原始偶然」の概念とカントの自由概念との関係について考察を進める。九鬼の「原始偶然」は存在論的な文脈で問題にされているが、それを実践哲学の文脈で捉えた場合に、どの程度の変容が必要なのかを見極めることが大きな課題となる。また、九鬼の偶然論の背景には、彼の時間論があるため、その検討を踏まえて考察を進めることが必要である。これについては、詳細な注解が付された九鬼周造『時間論』(小浜善信編・注解、岩波文庫、2016年2月)が重要な手引きとなる。最終年度となる平成29年度は、カント哲学の再解釈としての意味づけをはっきりさせる予定である。九鬼の偶然性とカントの実践哲学の自由概念とを、相互に接近させて論じる作業に携わる。九鬼の考察は、存在論的な分析にも見えるが、しかし当事者性をも十分に取り出すことのできる議論の枠組みとなっている。他方でカントの実践哲学は、普遍的な行為者一般(理性的存在者)をモデルにしているように見えるが、しかし「格率」概念のうちには個々の当事者としての視点が組み込まれている。こうした九鬼とカントの考察が邂逅する地点を明確にすることを通して、行為者の一回性と唯一性について分析を進めたい。成果の一部は、カント哲学関連の学会にて発表する予定である。哲学課題研究に関連する適切な学会および研究会が、当該年度においては比較的少なかったため、旅費の支出が少なくなった。課題研究に関連する適切な学会および研究会が、次年度に多く開催されるため、参加旅費として使用する。
脳毛細血管内皮細胞における血液脳関門関連膜蛋白の発現機構と病態生理

ヒト脳腫瘍血管における血液脳関門関連蛋白及び酵素であるP糖蛋白とγ-GTPの発現を免疫・酵素組織化学的に検討した.その結果1.多剤耐性遺伝子mdr産物であるP糖蛋白は正常脳の毛細血管に発現しており、さらに神経膠腫においても腫瘍血管の内皮細胞に発現していたことから、脳腫瘍における化学療法を考える上で新たな克服すべき問題点があることが判明した.2. γ-GTPの発現もP糖蛋白と同様の結果を示し、神経膠腫では血液脳関門の機能が保たれている場合が多いことが明らかとなり、化学療法に対して抵抗性を示す一因と考えられた.3.一方、髄膜腫・聴神経鞘腫・転移性能腫瘍などの血管にはこれらの蛋白は発現しておらず、神経膠細胞からの因子が関与していると考えられた.そこで腫瘍血管新生をきたす成長因子(bFGF, TGF-α, -β, VEGF)の発現につき、各種脳腫瘍組織手術標本を用いて遺伝子レベルで検討した.その結果、(1)これらの成長因子の内、VEGFの発現のみが神経膠腫と髄膜腫において、腫瘍組織における血管数と統計的有為さをもって関連していた.(2)他の血管成長因子も発現されており、血液脳関門の機能に関する神経膠腫細胞由来の特異的な因子はいまだ明らかではない.つぎに、ラット中大脳動脈閉塞モデルを用いて、梗塞巣、周辺脳組織内の血管形成とP糖蛋白とγ-GTPの発現、脳浮腫の形成過程を計時的に検討した.その結果、(1)梗塞後3日目にP糖蛋白発現血管は消失し、脳浮腫がピークに達した.(2)同時期にP糖蛋白未発現の新生血管が現れ、58日目にかけて反応性膠細胞の出現と合わせて新生血管の成熟が起こりP糖蛋白を発現した.(3) γ-GTPの発現もP糖蛋白の発現と同様の結果を示し、あらためて血液脳関門の形成には血液脳関門関連蛋白及び酵素であるP糖蛋白とγ-GTPの発現と神経膠細胞からの因子が関与していると考えられた.(4) VEGF発現の経時的変化は、VEGF産生細胞が異なること、脳浮腫の形成には少なくとも2段階が存在し、サイトカイン・血管成長因子の発現・その受容体の発現が経時的に関与していることが明らかとなった.ヒト脳腫瘍血管における血液脳関門関連蛋白及び酵素であるP糖蛋白とγ-GTPの発現を免疫・酵素組織化学的に検討した.その結果1.多剤耐性遺伝子mdr産物であるP糖蛋白は正常脳の毛細血管に発現しており、さらに神経膠腫においても腫瘍血管の内皮細胞に発現していたことから、脳腫瘍における化学療法を考える上で新たな克服すべき問題点があることが判明した.2. γ-GTPの発現もP糖蛋白と同様の結果を示し、神経膠腫では血液脳関門の機能が保たれている場合が多いことが明らかとなり、化学療法に対して抵抗性を示す一因と考えられた.3.一方、髄膜腫・聴神経鞘腫・転移性能腫瘍などの血管にはこれらの蛋白は発現しておらず、神経膠細胞からの因子が関与していると考えられた.そこで腫瘍血管新生をきたす成長因子(bFGF, TGF-α, -β, VEGF)の発現につき、各種脳腫瘍組織手術標本を用いて遺伝子レベルで検討した.その結果、(1)これらの成長因子の内、VEGFの発現のみが神経膠腫と髄膜腫において、腫瘍組織における血管数と統計的有為さをもって関連していた.(2)他の血管成長因子も発現されており、血液脳関門の機能に関する神経膠腫細胞由来の特異的な因子はいまだ明らかではない.つぎに、ラット中大脳動脈閉塞モデルを用いて、梗塞巣、周辺脳組織内の血管形成とP糖蛋白とγ-GTPの発現、脳浮腫の形成過程を計時的に検討した.その結果、(1)梗塞後3日目にP糖蛋白発現血管は消失し、脳浮腫がピークに達した.(2)同時期にP糖蛋白未発現の新生血管が現れ、58日目にかけて反応性膠細胞の出現と合わせて新生血管の成熟が起こりP糖蛋白を発現した.(3) γ-GTPの発現もP糖蛋白の発現と同様の結果を示し、あらためて血液脳関門の形成には血液脳関門関連蛋白及び酵素であるP糖蛋白とγ-GTPの発現と神経膠細胞からの因子が関与していると考えられた.(4) VEGF発現の経時的変化は、VEGF産生細胞が異なること、脳浮腫の形成には少なくとも2段階が存在し、サイトカイン・血管成長因子の発現・その受容体の発現が経時的に関与していることが明らかとなった.当初ヒト培養系内皮細胞株の樹立を試みたが、血液脳関門特有の機能蛋白、構造を温存したまま継代する事が困難であったため、まずヒト脳腫瘍血管における血液脳関門関連蛋白及び酵素であるP糖蛋白とγ-GTPの発現を免疫・酵素組織化学的に検討した.その結果1.多剤耐性遺伝子mdr産物であるP糖蛋白は正常脳の毛細血管に発現しており、さらに神経膠腫においても腫瘍血管の内皮細胞に発現していたことから、脳腫瘍における化学療法を考える上で新たな克服すべき問題点があることが判明した.2.γ-GTPの発現もP糖蛋白と同様の結果を示し、神経膠腫では血液脳関門の機能が保たれている場合が多いことが明らかとなり、化学療法に対して抵抗性を示す一因と考えられた.一方、髄膜腫・聴神経鞘腫・転移性能腫瘍などの血管にはこれらの蛋白は発現しておらず、神経膠細胞からの因子が関与していると考えられた.

そこで腫瘍血管新生をきたす成長因子(bFGF,TGF-α,-β,VEGF)の発現につき、各種脳腫瘍組織手術標本を用いて遺伝子レベルで検討した.その結果、1.これらの成長因子の内、VEGFの発現のみが神経膠腫と髄膜腫において、腫瘍組織における血管数と統計的有為さをもって関連していた.2.他の血管成長因子も発現されており、血液脳関門の機能に関する神経膠細胞由来の特異的な因子はいまだ明らかではない.つぎに、ラット中大脳動脈閉塞モデルを用いて、梗塞巣、周辺脳組織内の血管形成とP糖蛋白とγ-GTPの発現、脳浮腫の形成過程を計時的に検討した.その結果、1.梗塞後3日目にP糖蛋白発現血管は消失し、脳浮腫がピークに達した.2.同時期にP糖蛋白未発現の新生血管が現れ、5日8日目にかけて反応性膠細胞の出現と合わせて新生血管の成熟が起こりP糖蛋白を発現した.3.γ-GTPの発現もP糖蛋白の発現と同様の結果を示し、あらためて血液脳関門の形成には血液脳関門関連蛋白及び酵素であるP糖蛋白とγ-GTPの発現と神経膠細胞からの因子が関与していると考えられた.ヒト脳腫瘍血管における血液脳関門関連蛋白及び酵素であるP糖蛋白とγ-GTPの発現を免疫・酵素組織化学的に検討した.その結果1.多剤耐性遺伝子mdr産物であるP糖蛋白は正常脳の毛細血管に発現しており、さらに神経膠腫においても腫瘍血管の内皮細胞に発現していたことから、脳腫瘍における化学療法を考える上で新たな克服すべき問題点があることが判明した.2.γ-GTPの発現もP蛋白と同様の結果を示し、神経膠腫では血液脳関門の機能が保たれている場合が多いことが明らかとなり、化学療法に対して抵抗性を示す一因と考えられた.3.一方、髄膜腫・聴神経鞘腫・転移性能腫瘍などの血管にはこれらの蛋白は発現しておらず、神経膠細胞からの因子が関与していると考えられた.そこで腫瘍血管新生をきたす成長因子(bFGF, TGF-α, -β, VEGF)の発現につき、各種脳腫瘍組織手術標本を用いて遺伝子レベルで検討した.その結果、(1)これらの成長因子の内、VEGFの発現のみが神経膠腫と髄膜腫において、腫瘍組織における血管数と統計的有為さをもって関連していた.(2)他の血管成長因子も発現されており、血液脳関門の機能に関する神経膠細胞由来の因子はいまだ明らかではない.つぎに、ラット中大脳動脈閉塞モデルを用いて、梗塞巣、周辺脳組織内の結果形成とP糖蛋白とγ-GTPの発現、脳浮腫の形成過程を計時的に検討した.その結果、(1)梗塞後3日目にP糖蛋白発現血管は消失し、脳浮腫がピークに達した.(2)同時期にP糖蛋白未発現の新生血管が現れ、58日目にかけて反応性膠細胞の出現と合わせて新生血管の成熟が起こりP糖蛋白を発現した.(3)γ-GTPの発現もP糖蛋白の発現と同様の結果を示し、あらためて血液脳関門の形成には血液脳関門関連蛋白及び酵素であるP糖蛋白とγ-GTPの発現と神経膠細胞からの因子が関与していると考えられた.(4)VEGF発現の経時的変化は、VEGF産生細胞が異なること、脳浮腫の形成には少なくとも2段階が存在し、サイトカイン・血管成長因子の発現・その受容体の発現が経時的に関与していることが明らかとなった.
マルチチャンネル・ビジョンシステムを用いた物体認識

本研究の目的は,照明環境や観測の幾何学的条件に依存しない高精度で安定した物体の認識手法の開発とシステムの実現である.このために,まずマルチチャンネルの高機能ビジョンシステムを製作した.次にマルチチャンネルの多次元画像データから物体表面の反射特性を推定するアルゴリズムを開発した.そして物体表面反射率の分光情報から物体を認識するためのアルゴリズムとシステムを開発した.本研究では,3次元光反射モデルに基づいて分光反射率といったスペクトル情報を推測する.このためにRGBの3センサよりもセンサの多いマルチバンドカメラを制作した.このカメラは液晶フィルタ,カラーフィルタ,モノクロCCD冷却カメラ,およびパソコンを組み合わせたシステムとして実現している.ビジョンシステムの特徴は適切な波長バンドで高分解能の分光画像が獲得できることである.この方式は照明光と反射率を分離して抽出するため,処理は安定で推定精度も高い.また有限次元線形モデルで記述するので分光データの大幅な圧縮が可能で,通常のカメラデータと比べても,データ量はさほど増大しない.このような技法で物体表面に固有の分光反射率が推定でき,これに基づいて照明環境と観測条件に依存しない物体の識別が可能となる.また,表面分光反射率が既知となれば,任意の照明環境と観測条件下での物体のレンダリングが可能となる.実際,絵画を記録・保存・再現するディジタルアーカイブ研究に取り組み,分光反射率の利用は極めて有効であることがわかった.すなわち,物体認識のみならず,VR・CGで物体の見えを任意条件下で映像化する手法を明らかにした.本研究の目的は,照明環境や観測の幾何学的条件に依存しない高精度で安定した物体の認識手法の開発とシステムの実現である.このために,まずマルチチャンネルの高機能ビジョンシステムを製作した.次にマルチチャンネルの多次元画像データから物体表面の反射特性を推定するアルゴリズムを開発した.そして物体表面反射率の分光情報から物体を認識するためのアルゴリズムとシステムを開発した.本研究では,3次元光反射モデルに基づいて分光反射率といったスペクトル情報を推測する.このためにRGBの3センサよりもセンサの多いマルチバンドカメラを制作した.このカメラは液晶フィルタ,カラーフィルタ,モノクロCCD冷却カメラ,およびパソコンを組み合わせたシステムとして実現している.ビジョンシステムの特徴は適切な波長バンドで高分解能の分光画像が獲得できることである.この方式は照明光と反射率を分離して抽出するため,処理は安定で推定精度も高い.また有限次元線形モデルで記述するので分光データの大幅な圧縮が可能で,通常のカメラデータと比べても,データ量はさほど増大しない.このような技法で物体表面に固有の分光反射率が推定でき,これに基づいて照明環境と観測条件に依存しない物体の識別が可能となる.また,表面分光反射率が既知となれば,任意の照明環境と観測条件下での物体のレンダリングが可能となる.実際,絵画を記録・保存・再現するディジタルアーカイブ研究に取り組み,分光反射率の利用は極めて有効であることがわかった.すなわち,物体認識のみならず,VR・CGで物体の見えを任意条件下で映像化する手法を明らかにした.(1)マルチチャンネル・ビジョンシステムの基本部を狭帯域液晶チューナブルフィルタと本申請によるモノクロCCDカメラ(Retiga 1300),パソコン(Thikpad 237361J)で構築した.このシステムの特徴は,(1)分光画像が約20-30nmと狭帯域で,しかも帯域が可変であることと,(2)ダイナミックレンジが12ビットと広いことである.従来システムより機能は大幅に改善している.なおカラーフィルタによる分光システムを同じカメラ系を用いて構築している.(2)総合したシステムの分光特性の正確な知識が必要なため,モノクロメータを用いて実測に基づいて特性を決定する技法を開発した。まず各種フィルタとレンズの分光透過率,CCDカメラの分光感度を求め,これよりカメラ系の総合的な分光感度を決定した.次にフィルタを制御しつつ分光画像を自動的に計測するシステムを構築中である.特に分光画像は暗いので,12ビットの広いレンジで画像データが獲得できるように設定している.(3)マルチチャンネル画像データから照明光の分光分布と物体表面の分光反射率を高精度で推定するためのアルゴリズムを検討した.(i)センサからの直接推定法,(ii)基底関数を用いる方法,(iii)Wiener推定法,の3つの方法について観測条件と推定精度等の点から評価中である.(4)3次元光反射モデルとして適したモデルとしてここではTorrance-Sparrowモデルを選択した.カメラデータから反射率や表面粗さを含むモデルのパラメータを推定する方法を検討した.(5)本ビジョンシステムの応用として,[1]油彩絵画の表面特性の計測と画像レンダリング,及び[2]自然環境下の全方位光源分布の獲得問題への適用を試みた.(1)分光方法として液晶フィルタとカラーフィルタの二通りに方法を考案して,計測システムを構築した.前者は液晶チューナブルフィルタ,モノクロCCDカメラ,パソコンからなり,後者は複数枚のカラーフィルタとモノクロCCDカメラ,パソコンからなる.2つのシステムを用いて実際の物体について分光画像データを取得した.(2)ビジョンシステムのチャンネル数は可視域[400-700nm]で6から31まで想定して,チャンネル数・選択波長帯と分光情報の推定精度の関係を検討した.液晶フィルタのシステムではおおよそ21-31チャンネルを計算機制御できるようにし,カラーフィルタのシステムでは6フィルタを手動で取り替えるようにした.この6バンドが最も効率良いことがわかった.(3)物体表面の分光反射率を推定するために,

(i)センサからの直接推定法,(ii)基底関数を用いる方法,(iii)Wiener推定法,の3つのアルゴリズムを開発した.(4)応用問題として,まず電子回路のプリント基板上の要素を識別する問題を検討した.すなわち開発したマルチチャンネル・ビジョンシステムを用いて,プリント基板上の金属線,レジスト,ハンダといった要素の領域処理と材料同定を試みた.(5)さらにディジタルアーカイブ問題への応用を検討した.絵画としては油彩画と水彩画を対象としたが,特に油彩画の表面特性の推定と画像レンダリングの方法を考案した.
道徳的行為者のロボット的構築による＜道徳の起源と未来＞に関する学際的探究

人間は己の存在形態を正当化するために神話や宗教などを創造してきた。道徳において先鋭化するこれらは、人間を取り巻く自然条件によって偶然に枠組みが定められたものであり、条件が変容すればその内容は根底的に変わりうる。現在、様々な技術が人間の心理的身体的能力を拡張し始めると伴に、人間を凌駕する知的ロボットが創造されつつある。我々はこうした事態を自然条件の大きな変容の始まりと捉え、未来に向けた提言が必要と考える。そこで本研究は、ロボット工学や心理学などの経験的手法を取り入れつつ、ロボットのような新たな存在を道徳的行為者として受容できる社会にむけた新たな道徳理論の主要テーゼを導出することを目的とする。本研究は、〈知的なロボットのような新たな存在を、道徳的行為者として受容できる社会を構想するための新たな道徳理論の主要テーゼとは何か〉という問題について、概念的探究と実証実験(人間とロボットとのインタラクション実験等)を通じて検証する。具体的には、1道徳の起源の解明、2ロボットが道徳的行為者性を獲得するために満たさなくてはならない諸条件の解明、3道徳的運のロボット的な解明、の三つの課題に取り組む。ロボットと人間が共生する社会が実現しつつある現代において、既存の道徳理論の適用可能性を超え、道徳の起源に遡って、生死、善悪、生きる意味など、従来の人間の生存条件に基づく諸概念を根本的に問い直すことは、喫緊の課題である。本研究課題で実施する、哲学概念的な研究と実験研究との協働体制を通じて、これからの社会を根底で支える新たな道徳理論が提示されることが期待される。
拡散層内ガス流れを考慮した高出力・高寿命固体高分子形燃料電池セルの開発

固体高分子形燃料電池(PEFC)は発電性能向上のために、出力低下や耐久性の低下を抑える必要がある。しかし実規模スケールのセルにおいて、電極面積の拡大に伴い、これらの性能低下が顕著になるという報告がされている。研究者はその原因を構成部材の一つである拡散層を通じてのガス流路間のリークと考えた。拡散層は多孔質体であり、そのリーク量は拡散層の透過率に依存するが、前年度までに、透過率に及ぼすガス流量、電流密度、発電時間および締め付け圧力の影響を定量的に評価した。そしてこれらの値を基に、拡散層内ガスリーク量とカソード側酸素物質移動速度をモデル化し、発電時の拡散層内の対流拡散現象を含む実機規模のセルにおけるPEFC反応流動連成解析コードを開発した。今年度はこの数値解析モデルを用い、流路長や流路深さの影響について検討し、流路部が高圧損になるほど流量不均一は顕著になり、蛇行流路等の流路に沿った流れから、供給ガスの入出口間を通る流れヘシフトする傾向が見られた。特に折り返し部において近接する流路間の圧力差が高くなるため、この箇所の最適化を試みた。一つの方法として折り返し部を分散させた流路構造を作成し解析を行った。その結果、流量分布が均一化され、ガス欠乏に伴う低電流密度域の発生を抑制でき、電流密度が均一化された。また複数点で拡散層内のリーク流れが生じるため、操作条件によってはセル電圧の向上も確認できた。本研究成果はPEFC内部のガス流動状態の予測のみならず、セル構造の最適化に応用することができ、PEFCの高性能化に貢献できるものと考える。固体高分子形燃料電池(PEFC)は高出力密度,低作動温度型であるため自動車用動力,家庭用定置型電源として有望視されている。近年では構成材料の要素開発が目覚しく実証試験の段階に進んでいるが,本格的な実用化のためにはより高寿命化,高効率化,低コスト化されたセルを開発する必要がある。研究者は電極面積の拡大に伴い,出力低下や寿命低下が生じるという報告を得て,その原因を拡散層を通じてのガス流路間のリークと考えた。具体的には電極面積の拡大により流路間の圧力差が増加し,それに伴い反応ガスが拡散層内を通り隣接する別の流路にリークし,電極面全面への反応ガスの供給が不十分な状態になると考えた。そこで本研究では従来のガス流路をもつセルと異なり、拡散層中をガスが直接流れる拡散層リーク測定用のセルを作成し,発電時のガス流量,圧力損失の測定から拡散層の透過率を求め,それと締付圧力,電流密度,発電時間の関係を求めた。その結果締付圧力が大きい場合,拡散層の空隙が潰れて透過率が低くなることが,また締付時の拡散層厚みと透過率は等倍の関係にあることがわかった。また高電流密度になるにつれて拡散層内に生成水が凝縮・滞留し,透過率が低下することがわかった。さらにこの拡散層内のフラッディングと限界電流密度に関してモデル作成を行った。今後はこの測定用セルを改良し,操作温度などの種々の条件に対して拡散層内の透過率データを整理しその因果関係をまとめる。これにより拡散層内ガスリーク量をモデル化する。また実験により測定したデータを基に拡散層リーク流れを含む解析モデルを作成する。また計算の妥当性を検討するため,種々の流路形状及び操作条件において発電実験を行い,解析結果との比較を行う予定である。固体高分子形燃料電池(PEFC)は電極面積の拡大に伴い、出力低下、寿命低下が生じるという報告がされている。リーク量は拡散層の透過率に依存するが、締め付け圧力や発電時の水の生成によりその透過率は変化すると予想し、昨年度作成した、拡散層リーク測定用のセルを用い、拡散層の透過率に及ぼすガス流量、電流密度および発電時間の影響を定量的に評価した。その結果、拡散層内の水の滞留量はそれまでの電流密度・発電時間に依らず、ガス流量に依存することがわかり、そしてセル電圧と水蓄積量の相関を得た。次に実験で得た透過率を基に、拡散層内ガスリーク量とカソード側酸素物質移動速度をモデル化した。そしてこれまで研究者が作成してきたPEFC内の電気化学反応と熱流動を連成させた解析コードに、このモデル式を組み込み、発電時の拡散層内の対流拡散現象を含む実機規模のセルにおけるPEFC反応流動連成解析コードを開発した。この解析により拡散層を通るリーク流れは流路形状に依存し、流路が長い場合や、浅い場合等、高圧損になるほど顕著になり、反応ガスの不均一流れにより電流密度が不均一になることがわかった。一方で拡散層内の酸素物質移動性能は向上し、セル電圧は向上することがわかった。また流路形状の工夫により、拡散層内のガス流れを制御し、電流密度均一化、出力性能向上が図れる可能性があることを明らかにした。今後は作成した拡散層リーク流れを含むPEFC解析モデルを用い、ガス流量の偏りが少なく、高出力が得られる最適形状、最適条件を決定する。そして同形状のセルを作成して発電性能を計測し、PEFCセルの高性能化を確認する。

研究者はその原因を構成部材の一つである拡散層を通じてのガス流路間のリークと考えた。拡散層は多孔質体であり、そのリーク量は拡散層の透過率に依存するが、前年度までに、透過率に及ぼすガス流量、電流密度、発電時間および締め付け圧力の影響を定量的に評価した。そしてこれらの値を基に、拡散層内ガスリーク量とカソード側酸素物質移動速度をモデル化し、発電時の拡散層内の対流拡散現象を含む実機規模のセルにおけるPEFC反応流動連成解析コードを開発した。今年度はこの数値解析モデルを用い、流路長や流路深さの影響について検討し、流路部が高圧損になるほど流量不均一は顕著になり、蛇行流路等の流路に沿った流れから、供給ガスの入出口間を通る流れヘシフトする傾向が見られた。特に折り返し部において近接する流路間の圧力差が高くなるため、この箇所の最適化を試みた。一つの方法として折り返し部を分散させた流路構造を作成し解析を行った。その結果、流量分布が均一化され、ガス欠乏に伴う低電流密度域の発生を抑制でき、電流密度が均一化された。また複数点で拡散層内のリーク流れが生じるため、操作条件によってはセル電圧の向上も確認できた。本研究成果はPEFC内部のガス流動状態の予測のみならず、セル構造の最適化に応用することができ、PEFCの高性能化に貢献できるものと考える。