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岩石の風化帯構造に起因する崩壊発生メカニズムの研究

・表層崩壊の発生メカニズムを明らかにするため,その最も重要な素因の1つである風化帯構造とその形成メカニズム,およびそれらと崩壊との関連を以下のように明らかにした.対象とした岩石は,花崗岩類,火砕流凝灰岩,堆積岩である.・花崗岩類に典型的な風化プロセスとして,マイクロシーティングをともなうタイプの風化と球状風化とが認められた.マイクロシーティングによって薄板状になった花崗岩は,斜面表層部でゆるみ,崩壊の素因となる.球状風化は,マイクロクラックの形成と化学的な溶脱との相互作用で進む.深層風化によって中程度に風化した花崗岩は,掘削や崩壊によって地表に露出すると急速に緩む.降雨浸透水はこの緩んだ部分を主に流れ,この部分の飽和と間隙水圧の発生,およびサクション消失による粘着力減少とが崩壊の主たる要因となる.・火砕流凝灰岩には,非溶結のもの,気相晶出作用を受けて軟岩になったもの,および強く溶結したものがある.非溶結火砕流凝灰岩の風化帯は明瞭なフロントを持ち,浸透水は風化フロントとで毛管障害効果によって下方浸透をさえぎられる.その結果,降雨時には風化帯の自重が増加し,これとサクション消失による粘着力減少とが崩壊の主たる要因となる.・気相晶出作用を受けた火砕流凝灰岩の風化帯の特徴は,強く風化した風化帯の下底が明瞭なフロントであり,その上に岩石が斜面に平行な板状に割れたゾーン(剥離帯)が形成されることである.このゾーンの下の岩石はほとんど割れ目を持たず難透水である.剥離帯以浅の層での間隙水圧の上昇とサクション消失による粘着力減少が崩壊の主たる要因となる.・堆積岩の風化帯は,酸化フロントと溶解フロントとで特徴付けられる.これらの風化帯は,地表からの浸透水と岩石との連鎖的な化学反応で説明される.堆積岩地域では,酸化フロントあるいはその下にすべり面を持つ地すべりが多く発生しており,これは,上記の風化による物性変化を反映している.・表層崩壊の発生メカニズムを明らかにするため,その最も重要な素因の1つである風化帯構造とその形成メカニズム,およびそれらと崩壊との関連を以下のように明らかにした.対象とした岩石は,花崗岩類,火砕流凝灰岩,堆積岩である.・花崗岩類に典型的な風化プロセスとして,マイクロシーティングをともなうタイプの風化と球状風化とが認められた.マイクロシーティングによって薄板状になった花崗岩は,斜面表層部でゆるみ,崩壊の素因となる.球状風化は,マイクロクラックの形成と化学的な溶脱との相互作用で進む.深層風化によって中程度に風化した花崗岩は,掘削や崩壊によって地表に露出すると急速に緩む.降雨浸透水はこの緩んだ部分を主に流れ,この部分の飽和と間隙水圧の発生,およびサクション消失による粘着力減少とが崩壊の主たる要因となる.・火砕流凝灰岩には,非溶結のもの,気相晶出作用を受けて軟岩になったもの,および強く溶結したものがある.非溶結火砕流凝灰岩の風化帯は明瞭なフロントを持ち,浸透水は風化フロントとで毛管障害効果によって下方浸透をさえぎられる.その結果,降雨時には風化帯の自重が増加し,これとサクション消失による粘着力減少とが崩壊の主たる要因となる.・気相晶出作用を受けた火砕流凝灰岩の風化帯の特徴は,強く風化した風化帯の下底が明瞭なフロントであり,その上に岩石が斜面に平行な板状に割れたゾーン(剥離帯)が形成されることである.このゾーンの下の岩石はほとんど割れ目を持たず難透水である.剥離帯以浅の層での間隙水圧の上昇とサクション消失による粘着力減少が崩壊の主たる要因となる.・堆積岩の風化帯は,酸化フロントと溶解フロントとで特徴付けられる.これらの風化帯は,地表からの浸透水と岩石との連鎖的な化学反応で説明される.堆積岩地域では,酸化フロントあるいはその下にすべり面を持つ地すべりが多く発生しており,これは,上記の風化による物性変化を反映している.今年度は,花崗岩および堆積岩の風化について以下の研究を行った.1.花崗岩の風化に関する研究これまで崩壊を多発してきた花崗岩は一般に数十m程度の深さまで深層風化しており,その内表層の厚さ1-2mの緩んだ部分が崩壊する場合が多い.この緩みの実態と形成メカニズムを明らかにするために,12年前に掘削された人工法面を対象にして法面掘削後の岩石の性質の変化を調べた.その結果,掘削前に風化の程度が小さかった岩石ほど掘削後急速に再風化したこと,この再風化は主に物理的な緩みであること,緩みはおそらく応力解放と乾湿繰り返しによって進行したことが明らかになった.また,この急速な再風化は明瞭なフロントを持つこと,このフロントよりも上の部分が降雨によって急速に飽和することが明らかになった.天然での風化花崗岩の崩壊は,こうした明瞭なフロントよりも上の物質が崩壊する場合が多く,本研究成果は,その形成メカニズム,および,それと崩壊との関連を示している.2.堆積岩の風化に関する研究堆積岩からなる山地のボーリングコア解析および掘削年の明らかな巣堀りトンネル壁の調査を行った.

その結果,泥岩および砂岩ともに岩石中に含まれる黄鉄鉱が酸化して硫酸が形成されること,その硫酸が方解石などの鉱物を溶解して岩石を劣化させること,また,これらの反応に対応して特徴的な風化帯(酸化帯,溶解帯)が形成されることが普遍的にあることが明らかになった.天然には酸化帯下底付近にすべり面を持つ地すべりが多いことが経験的に知られており,上述の結果は,この風化帯構造の形成メカニズムを示している.さらに,素掘りトンネル壁での調査から,不飽和帯における上述の風化速度を明らかにし,また,この風化速度を酸化フロントでの化学反応,およびこのフロントまでの酸素の拡散によって説明することができた.今年度は花崗岩と凝灰岩の風化について以下の研究を行った.1.花崗岩平成11年6月に多数の崩壊が発生した広島の花崗岩の風化帯調査を行った結果,これらの崩壊には風化帯の構造が極めて重要な役割をしていることが明かとなった.すなわち,この花崗岩は,地表から深さ50m付近まで,応力解放によって厚さ1mmから2cmの薄いシートに割れており(マイクロシーティング),これらの薄いシート群が深さ1m程度まで著しくゆるみ,ゆるんだ部分が豪雨で崩壊したことが明かとなった.さらに,もう1つの花崗岩の代表的風化形態である球状風化について,その風化プロセスにおいて起こる現象を初めて定量的に明らかにすることができた.すなわち,もともと塊の花崗岩体が,割れ目沿いから次第に内部に向けて風化し,風化部が皮膜となって内側のコアから分離し,さらにマサ化する過程を,鉱物学的および化学的変化と物理的性質の変化として明確化した.このようにして球状風化した花崗岩は,豪雨によって崩壊し,球状の岩石部分が高い慣性力をもつため,移動経路にあるものを破壊してゆくことが想定される.2.凝灰岩代表的な凝灰岩の1つで,我が国などの変動帯に広く分布し,大雨によって崩壊を繰り返してきた火砕流堆積物の風化帯構造を明確にした.特に,毎年「人が死ななければ梅雨があけない」と言われる鹿児島県のシラス(非溶結火砕流堆積物)の風化帯が,特徴的な風化帯構造を持つことを初めて明確にした.すなわち,風化帯の下部にガラスがおそらく水和によって軟質になったゾーンがあり,その上にハロイサイトに富むゾーンがあること,そして,後者の上部にはハロイサイト濃集部が複数のバンドを形作っていることが一般的であることを明らかにした.本年度は,気相晶出作用を受けた火砕流凝灰岩と非溶結火砕流凝灰岩を対象として,次の研究を行った.1)気相晶出作用を受けた火砕流凝灰岩の風化帯の特徴の解明1998年の福島県南部豪雨災害によって崩壊の多発した白河火砕流の風化帯調査を行い,次のことを明らかにした.・白河火砕流の多くは気相晶出作用を受けて,軟岩となっている.・その風化帯は,下位から,水和して化学成分がやや溶脱された水和帯,化学成分の溶脱と共に著しく劣化して板状に分離した剥離帯,もとの岩石の構造を失った分解帯にわけられる.・これらはいずれも明瞭なフロントを持つ.特に剥離帯の下底で大きな物性の変化がある.・剥離帯下部にすべり面を持つ崩壊が多発した・崩壊発生の原因は,剥離帶での強度低下,流れ盤をなす剥離構造の存在,その下の水和帯が難透水であったことに求められる.・ここで明らかになった風化メカニズムと風化帯の特徴は,気相晶出作用を受けた火砕流凝灰岩に一般的であると推定されることから,ここで明らかになったのと同様の崩壊発生メカニズムが気相晶出作用を受けた火砕流凝灰岩分布域に広くあてはまると推定される.2)非溶結火砕流凝灰岩の風化帯内降雨浸透挙動の解明鹿児島県に分布する代表的非溶結火砕流凝灰岩であるシラスを例として,平成13年度に明らかにした風化帯構造に基づいて,テンシオメーターを用いた地中浸透水の挙動観測を行った.その結果,次のことが明らかになった.・降雨の地中浸透は,風化帯の構造に大きく支配される.・風化フロントでは,毛管障害効果が発揮され,そこで一時的な貯留が起こる.
マウス胚発生における最初の分化過程で発現される遺伝子の解析

1.発生段階特異性の検証:マウス8細胞期桑実胚から単離したMO25遺伝子の発現パタ-ンをRTーPCR法を用いて調べたところ、2細胞期から8細胞期にかけて転写物の著しい蓄積が認められた。また着床以後の胚においても弱い発現が続いていた。2.完全長cDNAの単離:マウス8細胞期桑実胚から得たMO25cDNAクロ-ンは約300bpであり、ノ-ザンブロッティングによりもとめたmRNAのサイズである3.5kbの10%以下しかない。そこでMO25の発現が認められた16日胚cDNAライブラリ-から完全長cDNAのクロ-ニングを試みた。その結果、5'上流域全体とオ-プンリ-ディングフレ-ム(ORF)を含むと思われる2.3Kbのクロ-ンが得られた。3.MO25にコ-ドされるタンパクの予想:MO25cDNAの塩基配列を決定したところ、984塩基からなるORFが見出された。このORFの配列から予想されるポリペプチド鎖は328個のアミノ配からなり、分子量は37.8Kdであった。またロイシンが全体の13%と多く、Nーグリコシド結合型糖鎖付加シグナルが3ケ所存在していた。ただし、現在のところMO25の塩基配列もアミノ酸配列も既知の配列と相同性は認められていない。現在はMO25遺伝子の発現制御機構解析のために、ゲノムDNAのクロ-ニングを行っている。さらにMO25タンパクの特徴を調べるためにcDNAを発現ベクタ-に組み込み、大腸菌でタンパクを作らせ抗体を作製している。
善珠『梵網経略抄』の総合的・領域横断的研究

善珠『梵網経略抄』の戒律全五十八戒の内の三十九戒について、経典本文および注釈部の本文校訂作業、善珠が注釈のために参照・引用した中国・朝鮮の先行注釈書の特定、引用元と引用文との本文異同の確認作業を終えた。その第一の成果として、信頼できる校訂本文を得ることができた。第二の成果として、善珠は中国・朝鮮の先行の注釈書を正確に理解した上で、必要な取捨や改変を加えて自著に引用(切り貼り)しており、その細部に彼の思考の固有性が宿っていることが明らかになった。彼の「切り貼り」の機微を読み解くことで、八世紀の東アジアの中で日本僧がどのように仏典なるものを理解し、血肉化したのかを解明する糸口が開けた。善珠『梵網経略抄』の本文校訂作業、善珠が同書に参照・引用した『梵網経』の先行注釈書の特定、引用元と引用文との異同の確認作業などを進めた。具体的には9回の研究会を開催し、『梵網経略抄』下巻の内「第十軽戒」までの戒律の規定とその注釈について上記作業を終えた。『梵網経略抄』の本文校訂については、そもそも写本の数が限られていることから、むしろ同書が引用した先行注釈書の本文との対比作業が重要で、特に多くを依用する新羅僧の注釈書の校訂と本文対比を進めている。いまだ『梵網経略抄』の全体的特質が把捉できたというところまでは至っていないが、以下のような点は明らかになりつつある。すなわち、善珠は主として新羅・太賢『梵網経古迹記』に多く依拠し、唐・法銑『梵網經菩薩戒疏』を依用する箇所もあることが昨年度明らかになったが、本年度はさらに新羅・義寂『菩薩戒本疏』の依用が明らかになった。また、善珠がそれらを引用しつつ随所に加えている改変の中に、戒律を厳しくしたり緩めたりという、きわめて重要な変更も含まれることがわかってきた。善珠の引用態度および独自説の特徴を明らかにするという本研究の目的において最重要の問題の核心に迫りつつある。『梵網経略抄』から明らかになりつつ、善珠の注釈行為や注釈的思惟の特徴を踏まえ、そこから古代日本の文化・思想・文学の〈読み直し〉をするという、本研究の大きな目的については、研究会に参加している連携研究者・研究協力者により少しずつ進みつつある。たとえば、研究協力者・渡部亮一による口頭発表「「因論生論」が生むテキスト」(於・古代文学会、平成26年4月)はその成果の一部である。具体的には11回の研究会を開催し、『梵網経略抄』下巻の内「十重戒」と呼ばれる最も重い戒律の規定とその注釈について上記作業を終えた。『梵網経略抄』の本文校訂については、そもそも写本の数が限られていることから、むしろ同書が引用した先行注釈書の本文との対比作業が重要で、特に多くを依用する『梵網経古迹記』の校訂と本文対比を進めるべきことが了解された。すなわち、善珠は主として新羅・太賢『梵網経古迹記』に多く依拠しているが、他にも唐・法銑『梵網經菩薩戒疏』を依用する箇所もあること、善珠は随所に改変を加えて引用していること、などである。特に後者は善珠の引用態度および独自説の特徴を明らかにするという本研究の目的に照らして重要な問題であり、その答えが徐々に明らかになりつつある。『梵網経略抄』に見られる知見から古代日本の文化・思想・文学の〈読み直し〉をするという目的については、研究会に参加している連携研究者・研究協力者により少しずつ進みつつある。なお、善珠関連の故地、すなわち、『梵網経』に依拠した最澄と論争した会津若松の徳一関連寺院、および奈良の善珠関連寺院を訪れ、臨地研究を行った。

具体的には12回の研究会を開催し、『梵網経略抄』下巻の内「第十一軽戒」から「第二十九軽戒」までの戒律(計十九戒)の規定とその注釈について上記作業を終えた。特に『梵網経』本文の諸本については中国の金石文の写真版も収集し、校訂を行った。上記作業については『梵網経略抄』全五十八戒のうち十九戒を残しているが、最終年度であることに鑑み、年度後半より、研究会で各人がレポートとして提出した校訂本文・校異・出典のデータをWeb公開用に整理する作業に入った(研究協力者・渡部亮一氏を中心に行い、アルバイトの補助も得た)。『梵網経略抄』から得た知見により古代日本の文化・思想・文学の読み直しをするという課題については、特に『略抄』の注釈部に興味深い問題がさまざまに見出された。たとえば、『三宝絵』などの説話集に影響を与えたであろう釈迦の前世譚が引かれている、最澄の怨霊鎮魂の願文にも見える「怨を以て怨に報いず」との言葉が見える、『日本霊異記』でもテーマとなる仏菩薩の「形像」の信仰的意味が語られる、等々である。これらは研究協力者たちによって今後問題化されることが期待される。なお、奈良市および仙台市周辺の古代仏教関連史跡・寺院の実地見学をそれぞれ行い、文献理解に資する知見を得た。古代日本文学難解な内容に対して、精密な諸本比較と意味づけが要求される作業のため、予想以上に時間がかかっている。注釈という基礎作業の途上にあるため、よりマクロな古代日本の文化・思想・文学の〈読み直し〉作業に至っているメンバーは少ない。本文校訂と注釈作業はおおむね順調に進んでいるが、善珠が依用した先行注釈書の写本収集と本文校訂までは進めていない。また、注釈という基礎作業の途上にあるため、よりマクロな古代日本の文化・思想・文学の〈読み直し〉作業には至れていない。校訂に参観すべき諸本の選択についてはほぼ固まってきたので、注釈作業自体のペースを挙げること、可能なら合宿などにより研究会の回数を増やすことが考えられる。また、『梵網経略抄』には新羅仏教からの影響が顕著であることが明らかになってきたので、韓国での隣地研究も推進に資すると考えられる。注釈作業自体のペースを挙げること、可能なら合宿などにより研究会の回数を増やすこと、先行注釈書の写本収集を進めることなどが考えられる。連携研究者・研究協力者を研究会に招聘するための旅費、諸写本の写真版収集、参考図書の購入、寺院等の臨地研究に使用する。
セミ・オープンイノベーションによる地域中小企業の新規事業展開の支援に関する研究

産学官の連携を地域中小企業で効果的に推進する策を定性的研究法により探索的に事例から調べることを試みた。産官学連携の経験がある2社(中国・四国)を調査した。明らかになったのは新規事業に至るまでの複雑な過程である。過程は大きくプロトタイプ完成時点を境に前半と後半で分けることができる。前半では、まず産学連携による開発がスタートするが、プロトタイプに仕上がって、再現性に乏しいことなど、本来掌握すべき技術のハードルも初めて浮き彫りになる。重要なのはこれらの浮き彫りとなった課題をどう受け止めて行動するかの後半である。長い時間をかけて新たな顧客との関係性構築を遂げたりして新規事業の売り上げに到達している。このように真の顧客要求を導くためのプロトタイプの重要性と、プロタイプを期に獲得した顧客の要求を受け止めた後は、産学連携の枠を外し、それまでに獲得した過程を「学習」として臨機応変に活用しながら、自社開発への集中と市場開拓を続けることが新規事業としての製品創出に鍵となることが明らかとなった。2019年3月にはカルフォルニア大学サンタバーバラ校(UCSB)の工学系研究科と技術経営プログラムの教員と材料分野に関する創造性発揮に関して技術討議を行うとともに創造性発揮に関するセミナー(2019年3月12日に実施、Ph.D.プログラム学生を中心とする約50人が参加)を行った。同校の材料研究と近隣でのベンチャー企業への技術移転に関して知見を得ることができた。中国四国地域のセミ・オープンイノベーションのフィールド調査だけでなく、米国の事例も調査が一部完了。地域の特性だけでなく日米比較などに関してもデータが取得でき、当初の計画以上に進展がはかられている。実証テータの取得をさらに広範囲に進めるとともに、取得したインタビューデータからのテープ起こし、コーディング分析など推進を加速していく。出張費用に差が生じたため。次年度は早めに出張を確定していく。
TRP・Kvチャネルを介した新規グルコースセンシング-インスリン分泌連関

本研究は、膵β細胞における"グルコース代謝-細胞膜興奮・分泌"連関分子としてのTRP・Kvチャネルを介した新たなインスリン分泌制御機構を解明し、その細胞生理学的意義(センサー機能)およびシステム生理学的意義(糖代謝調節)を明らかにすることを目的とする。1.インスリン分泌不全2型糖尿病Goto-Kakizaki(GK)ラットおよび正常WistarラットにおけるKv2.1の発現を免疫組織化学的に検討した結果、GKラットではβ細胞Kv2.1の発現が増大していた。2. GKラットではβ細胞Kvチャネル電流が増強しており、Kv2.1チャネルブロッカーのGuangxitoxin-1E存在下では、GKラットβ細胞Kvチャネル電流の増強が観察されなかった。3. Guamgxitoxin-1Eは、GKラットβ細胞におけるグルコース刺激による細胞内Ca^<2+>濃度上昇を増加させ、分離膵島からのグルコース誘発インスリン分泌を促進した。4.ラットおよびマウスβ細胞に対するTRPチャネルブロッカーの効果を検討した結果、TRPM2チャネルブロッカーがグルコース誘発β細胞内Ca^<2+>濃度上昇を抑制した。以上の結果から、Kv2.1がβ細胞のグルコースセンシングーインスリン分泌連関の抑制因子として機能しており、2型糖尿病ラットではKv2.1の発現増大によりチャネル電流が亢進していることが明らかになった。さらに、TRPM2がインスリン分泌制御因子として機能している可能性を示した。1.非選択的KvチャネルブロッカーのTetraethylammonium(TEA)やKv2.1チャネルブロッカーのStromatoxin(ScTx)およびGuangxitoxin-1Eは、ラット分離膵島からのグルコース(8.3mM)誘発インスリン分泌を促進したが、低グルコース条件下での基礎インスリン分泌には無効であった。2.Kv1.3チャネルブロッカーのMargatoxinやCa^<2+>活性化K^+チャネルのブロッカーであるCharybdotoxinはラット膵島からのインスリン分泌に影響しなかった。以上の結果から、膵β細胞ではKv2.1チャネルがグルコースセンシングーインスリン分泌連関の調節因子(センサー)として機能しており、β細胞の興奮性を制御していると考えられる。また、グルコース代謝によって生じたcAMP-PKAシグナルがKv2.1チャネル活性を制御することが示唆された。
超高真空極低温微小領域抵抗測定装置の開発

近年の超高真空技術の発展により、固体表面に形成される物質を精密物性科学として議論できるようになってきた。そこで物性測定装置の一つとして、本研究では、超高真空中で清浄表面を加工することによって作製された試料の抵抗測定を極低温超高真空中で行うことができる装置を開発した。開発において最初に重要であったのは、全体の設計である。効率のよい測定を目指して、試料導入室、超高真空試料作製室、クライオスタット室を自由に試料が行き来できる設計とした。実験では、大気から導入室に導入した単結晶表面を、超高真空試料作製室で清浄化加工して、そのまま超高真空中をクライオスタットに搬送する。クライオスタット中では、電極を試料に押しつけ、室温から極低温までの抵抗測定を行うことができるようにした。試料移動機構のうち、試料を超高真空中で室温から極低温のクライオスタットに輸送する部分には、電極を取り出すための簡便さを考えて、ベロー式直線移動方式を採用した。さらに、抵抗測定のために、ピエゾ素子を用いて試料表面に微細電極を押しつける機構を開発した。この設計は、超高真空極低温走査トンネル顕微鏡の応用であり、オームギアとステップモーターによる粗動機構と円筒型ピエゾ素子による微動機構を組合わせることにより、mmの粗動からnmの微動までを制御した。また、装置開発と平行して、金属やガスが吸着した半導体や金属表面試料の作製法、極低温での精密な走査トンネル分光法、極低温での微細な系の抵抗測定方法などを開発し、電気伝導や磁性の測定を行った。本年度は、超高真空試料作製室、試料導入室、クライオスタットの詳細仕様を決め、製作可能な装置の具体的な設計および製作を行った。まず、その最低限必要な仕様として以下を決定した。1)超高真空中で清浄表面をもつ金属や半導体試料を作製し、その表面上に必要なガス吸着や真空蒸着ができるような試料準備室をつける。2)超高真空中で、室温から液体ヘリウム温度まで温度域、磁場が8Tまでの環境で、試料の抵抗測定ができるようにする。3)測定の効率を上げるために、試料を大気中から導入できる試料導入容室をつける。この仕様のうち、2)を実現するための室温部から極低温部までの1.2m垂直移動のための機構の設計が技術的に困難であった。磁気結合トランスファーロッドと超高真空ベロ-を用いる方法を、技術的に比較検討し、後者を採用することにした。移動は速度可変なモーター駆動とし、傾斜角度を変化させることができるように設計し、製作を行った。超高真空試料準備室、試料導入室などの超高真空容器および液体ヘリウムデュワ-もこの機構とうまく整合するように設計し作製を行った。また、これら超高真空容器を排気するためのターボ分子ポンプを選択し購入した。上記により装置の全体像が決定したので、その他の部分の細かい部品等の設計を行っている。超高真空中で試料を移動するための試料移動機構や抵抗測定のための試料ホルダーの設計はほぼ完了し、現在抵抗測定機構や試料準備機構の設計を行っている。本年度は最初に、装置全体の架台の設計と製作を行った。本装置は、超高真空装置なので実験前に150°Cまでのベーキングが不可欠であり、ベーキング不可能な超伝導磁石とプラスチックデュワーをベーキング後に超高真空装置と接続する必要がある。そのために、超高真空装置全体をつり下げることが可能な架台を設計製作した。この架台に、昨年度作製した超高真空試料作製室、試料導入室およびクライオスタットとバルブや真空ポンプ等の部品を取り付けて抵抗測定装置の真空容器を組み立てた。この容器の真空試験および超高真空ベロー移動機構の試験を行い良好な結果を得た。昨年度に設計した抵抗測定機構を試作した。

この機構は、走査トンネル顕微鏡の粗動機構の原理を応用して、ギヤの組み合わせによって、超高真空中で電極を試料表面に押し付けるものである。試作品は電極の接触性に多少問題があったが、その改良のための設計を完了した。また、微小領域の抵抗測定のために、1ミクロン以下の微小な電極を作製する技術を開発している。フォトリソグラフと電子ビームリソグラフを用いてシリコン基板に微小な凹凸を作製することに成功し、その上に金の蒸着によって微小な電極を作製している。今後の発展としてさらに小さな電極を作製するために、収束イオンビームを用いたリソグラフによる方法を検討している。現在抵抗測定装置を製作中であり、まもなくこれを超高真空装置に組み込む予定である。今後この装置を用いて抵抗測定実験を行う。
組織における共通の主観的確率の形成と「阿吽の呼吸」：組織の限定合理性の理論と実験

チーム生産を行う組織がcoordination failureに直面したとき、それを緩和するひとつの方策として、明示的な言葉による指示やコミュニケーションではなく、構成員の共通認知を前提とした暗黙的なコミュニケーション(「阿吽の呼吸」)による方が効率的である場合があり得ることを、理論と実験によって検証する。複数のナッシュ均衡が存在する実験的状況を想定し、下位の均衡から上位の均衡へ移行するための条件を明らかにする実験的状況を構築した。我々は、カント型主体とナッシュ型主体の混在するゲームにおける均衡条件を導出することに成功し、社会的厚生に関する理論的命題を導出した。特に我々の理論的結果を踏まえ、ナッシュ型とカント型に区別された目的関数を持つ経済主体が混在する場合と同一の場合に集団的意思決定が異なるか否かを実験的に明らかにする公共財供給ゲームの実験を実施した。実験の概要は以下の通りである:まず事前アンケートによって被験者を、ナッシュ的行動原理に従う者とカント的行動原理に従う者に分ける。次に両者に公共財供給ゲーム型の投資決定をコンピューターとの対戦ゲームによって実施する。コンピュータはカント的行動原理に従うものと、ナッシュ的行動原理に従うものが存在する。その比率は実験によって異なる。確認すべきは、共同利潤最大化行動へ収斂するか否かである。特に事前のアンケートでナッシュ型とみなされた被験者が、カント型としてふるまうコンピュータと対戦した場合にカント型の投資行動を取る(「阿吽の呼吸」が実現する)かが興味の対象となる。事前のアンケートと「結果」が同じになるかどうかで、実験を通じて人々の考え方が変化するかどうかも、事後のアンケートでチェックした。実験結果からは必ずしも明快な結論を得ることが出来なかった。コンピュータのアルゴリズムの改善も含めた実験の精度をあげることが課題となる。理論的展開:理論的課題の中心は、組織の限定合理性を定式化しその含意を明らかにすることであり、特に構成員間のコミュニケーションの不完全性と不確実な事象に対する主観的確率の不均一がもたらす非効率性の分析を当面の課題とした。出発点として、縦割り行政などが典型例である「サイロ効果(たこつぼ型の意思決定)」が組織内に生じている際に、複数部門の組織内決定者に「阿吽の呼吸(mutual “wink back" consensus)」が存在している場合とそうでない場合について、その相違を比較した。ここでは、「阿吽の呼吸」があるというのは、複数部門間の意思決定者が「同じ目的関数」を有している場合であり、当該の意思決定者が「異なる目的関数」を有している場合であると想定とした。この場合、阿吽の呼吸のある方が、ない方よりも、より効率的になる場合が存在することを示すことができる。経済実験の準備:パレート順序付け可能な複数のナッシュ均衡が存在する実験的状況を想定し、下位の均衡から上位の均衡へ移行するための条件を明らかにする実験的状況を構築した。特に上記の理論的結果を踏まえ、目的関数が異なる場合と同一の場合に集団的意思決定が異なるか否かを実験的に明らかにする公共財供給ゲームのシステムを構築する準備を行った。また、自らの利得の最大値や最小値などの組み合わせは相手の戦略には依存しないが、相手の利得と全体の利得は相手戦略に依存する利得表の組み合わせを対象としたコンピュータ対戦ゲームを準備し、対戦相手の戦略に対する主観的確率を実験的に計測するとともに、「想定外の事象」への対応を検証するために、ノイズを導入した実験の可能性を検討した。理論的分析は予定通りの進捗であったが、実験の実施を想定していた経済実験設備の端末に問題があることが判明し多数PC入れ替えが必要となったため、準備的な経済実験の実施が困難となった。昨年に引き続き、組織の限定合理性を定式化しその含意を明らかにすることを目的に、構成員間のコミュニケーションの不完全性と不確実な事象に対する主観的確率の不均一がもたらす非効率性の分析へ向けて理論モデルの検討を行った。特に、情報非効率のために「サイロ効果(たこつぼ型の意思決定)」が組織内に生じている際に、組織構成メンバーに「阿吽の呼吸(mutual “wink back" consensus)」が存在している場合とそうでない場合について、その相違を比較した。ここでは、「阿吽の呼吸」があるというのは、複数部門間の意思決定者が「同じ目的関数」を有している場合であり、当該の意思決定者が「異なる目的関数」を有している場合であると想定した。実験システムと機器の更新作業のため、実験の実施にやや遅れが生じた。

チーム生産を行う組織がcoordination failureに直面したとき、それを緩和するひとつの方策として、明示的な言葉による指示やコミュニケーションではなく、構成員の共通認知を前提とした暗黙的なコミュニケーション(「阿吽の呼吸」)による方が効率的である場合があり得ることを、理論と実験によって検証する。パレート順序付け可能な複数のナッシュ均衡が存在する実験的状況を想定し、下位の均衡から上位の均衡へ移行するための条件を明らかにする実験的状況を構築した。我々は、カント型主体とナッシュ型主体の混在するゲームにおける均衡条件を導出することに成功し、社会的厚生に関する理論的命題を導出した。特に我々の理論的結果を踏まえ、ナッシュ型とカント型に区別された目的関数を持つ経済主体が混在する場合と同一の場合に集団的意思決定が異なるか否かを実験的に明らかにする公共財供給ゲームのシステムを構築する準備を行った。また、自らの利得の最大値や最小値などの組み合わせは相手の戦略には依存しないが、相手の利得と全体の利得は相手戦略に依存する利得表の組み合わせを対象としたコンピュータ対戦ゲームを準備し、対戦相手の戦略に対する主観的確率を実験的に計測するするとともに、「想定外の事象」への対応を検証するために、ノイズを導入した実験の可能性を検討した。さらにカント均衡の理論的含意を検討し、アダム・スミスの示唆した「共感」が出現する条件を明らかにするとともに、その応用についても、新たな研究の方向性を示した。たとえば人工知能が人間に「共感」を示すための条件が得られる可能性を検討し、その社会的応用について人工知能学会で報告することが確定している。実験システムの構築のために時間を要し、被験者を募集する時間的余裕がないため、最終実験の実施に遅れが生じた。すでに理論モデルについての論文は最終段階を迎え、実験の結果を検討する段階にある。複数のナッシュ均衡が存在する実験的状況を想定し、下位の均衡から上位の均衡へ移行するための条件を明らかにする実験的状況を構築した。特に我々の理論的結果を踏まえ、ナッシュ型とカント型に区別された目的関数を持つ経済主体が混在する場合と同一の場合に集団的意思決定が異なるか否かを実験的に明らかにする公共財供給ゲームの実験を実施した。実験の概要は以下の通りである:まず事前アンケートによって被験者を、ナッシュ的行動原理に従う者とカント的行動原理に従う者に分ける。次に両者に公共財供給ゲーム型の投資決定をコンピューターとの対戦ゲームによって実施する。コンピュータはカント的行動原理に従うものと、ナッシュ的行動原理に従うものが存在する。その比率は実験によって異なる。確認すべきは、共同利潤最大化行動へ収斂するか否かである。
慢性感染成立に寄与する消化管寄生線虫成分と宿主免疫応答

ヒトの身体には病原体を認識して排除する“免疫"が備わっているにも関わらず、消化管の寄生虫は長期間、寄生(感染)し続ける。この不思議な現象がどのようにして起きているのかを、マウスを用いて研究した。その結果、長期間寄生し続ける(慢性感染する)寄生虫の感染を受けたマウスは、感染の早い段階から免疫応答が抑えられているようであった。それは寄生虫由来の物質によって誘導されていることが考えられたが、どのような物質であるかは、未だ解析が終了していない。本研究の目的は、マウス感染モデルを用いて消化管寄生線虫による慢性感染の成立メカニズムを明らかにすることである。具体的には、急性に感染が終息するNippostrongylus brasiliensis(Nb)感染と、感染経過が慢性に移行するHeligmosomoides polygyrus(Hp)感染における樹状細胞とT細胞の応答を比較することから、慢性感染の成立に寄与する細胞と分子、関与するサイトカインの特定、およびそれらを誘導する寄生虫成分を探索する。平成24年度は、フローサイトメトリーによる解析を詰め、いくつかの問題点の解決に努めた。Nb感染では腸管への定着後1日で腸間膜リンパ節の樹状細胞に一過性の活性化を認め、引き続きCD4T細胞の活性化を認めたが、Hp感染では樹状細胞の一過性の活性化を認めなかった。逆に、Nb感染で活性化後に認める樹状細胞上の抗原提示分子の発現低下が、Hp感染ではより早期に認められた。さらに、抑制性のシグナルを伝達するPD-1分子のT細胞上での発現を早期に認めた。Nbは腸管粘膜上に定着するが、Hpは一旦筋層に侵入して発育した後に腸管腔に戻り、粘膜上に定着する。筋層のHpに対する樹状細胞応答と、樹状細胞上の抗原提示分子の発現低下が腸間膜リンパ節あるいは腸管固有層のどちらで誘導されているのかを明らかにするために、固有層における樹状細胞応答の解析に着手した。一方、Nb感染において、活性化した樹状細胞の亜群をそれぞれフローサイトメトリーで分取し、既感染CD4Tリンパ球(メモリーT細胞)に対する増殖促進能を調べ、感染を終息させる免疫応答に寄与する樹状細胞の同定を行った。本研究成果は、感染の終息/維持に繋がる経路を明らかにする点で粘膜免疫学へ大きく貢献しうると期待される。消化管寄生線虫症のほとんどは慢性に感染している。本研究の目的は、マウス感染モデルを用いて消化管寄生線虫による慢性感染の成立メカニズムを明らかにする事である。このために、急性に感染が終息するNippostrongylus brasiliensis(Nb)感染と、感染経過が慢性に移行するHeligmosomoides polygyrus(Hp)感染における樹状細胞とT細胞の応答を比較し、合わせて関与する寄生虫成分を探索した。最終年度の実績:1)抗原特異性の高い虫体の培養上澄中タンパクを質量分析にかけて比較し、両種のESTデータベースで分子同定を進めた。2) Hpの切片を作成し、FlexImaging(Bruker)によって解析した。各m/zの局在パターンから成分をピックアップし、代謝物データベースMETLINを用いて、スペクトルパターンとの検討から代謝物候補の推定を行った。3)腸管固有層の樹状細胞の解析は寄生虫感染時においては困難であったものの、予備データでは感染による樹状細胞上のMHC class II発現低下は固有層の樹状細胞においては認めない。成果のまとめとその意義:腸管寄生線虫感染において、その主免疫応答の場である腸間膜リンパ節では適応免疫の主軸であるT細胞への抗原提示の担い手が時系列的にシフトしていることを明らかにした。この応答はT細胞への刺激後、寄生虫の排除に関係なく早い段階で抑制的に働くようになり、その早さと強度および感染部位が慢性感染への移行に影響すると考えられた。解析が未完であるが、これに寄生線虫の代謝産物が関わっていることが他の研究グループからの報告でも支持されてきている。この予想外の成果は、免疫応答の初動と調節に種々の細胞が入れ替わりながら関わっていることを具体的に示したものとして、その理解に大きく貢献した。さらにこれを基に感染の慢性化を破綻させる具体的な方策が見出されてくることが期待される。具体的には、急性に感染が終息するNippostrongylus brasiliensis (Nb)感染と、慢性感染するHeligmosomoides polygyrus (Hp)感染における樹状細胞とT細胞の応答を比較する事から、慢性感染の成立に寄与する細胞と関与するサイトカインなどの因子の特定、およびそれらを誘導する寄生虫成分を探索する。平成23年度は主にフローサイトメトリーによる細胞の応答を両感染系で解析した。1)フローサイトメトリーによる解析:急性感染系においては、Nbが消化管へ到達した翌日に腸間膜リンパ節での樹状細胞の一過性の活性化が認められた。

T細胞においても翌日および翌々日に活性化が認められた。同リンパ節において、Nbが消化管へ到達した3日後にはTh2サイトカインであるIL-4の産生が顕著に認められた(ELISA法によるIL-4タンパクの定量による)。慢性感染系では、急性感染で認められた早期の樹状細胞およびT細胞応答の顕著な変化は認められていない。慢性感染系で先行させている腸間膜リンパ節での制御性T細胞の解析では、内因性の制御性T細胞は増加を認めるが、誘導性の制御性T細胞は減少傾向を示した。2)フローサイトメトリーによる細胞の分取:次年度以降に向けて、フローサイトメトリーによる細胞の分取の準備を行った。Nb感染においてMHC class II分子の発現を変化させた樹状細胞を分取し、同分子の発現に最も深く関わるCIITAの遺伝子発現を検討した。近年、腸管粘膜免疫における樹状細胞およびT細胞の解析は、細菌感染系においてTh1応答における機序が明らかにされつつあるが、Th2応答は手つかずのままである。本研究成果の粘膜免疫領域へのインパクトは大きい。1)Hp感染に対する樹状細胞応答を、所属リンパ節で明らかにすることができなかった。これは、筋層での樹状細胞応答が所属リンパ節まで伝わらず、筋層局所で発現し、調節されている可能性を示唆している。これを確かめるために固有層からの樹状細胞の分離方法を導入した。これに時間を要した。2)樹状細胞の亜群をどのように定めるかは、各研究グループによって様々である。これまでの分類では、関与する細胞群を上手く抽出できていないようで、別のマーカーを用いた分類方法に転換したために、一部データの取り直しが必要となった。3)研究補助員の配置換えによるマンパワーの減少1)フローサイトメトリーの機器更新により、一度に解析しうる解析パラメーターが増えたが、その設定に手間取った。2)また、それまでのデータと新しいデータとの擦り合わせのための確認データ取得に時間をかけた;とくに急性感染系。3)しかしながら、パラメーターが増えたことで、より的確なデータを得つつある。4)次年度に向けたフローサイトメトリーによる細胞の分取とreal-time PCRによる遺伝子発現解析の実験系を立ち上げた。5)急性感染系と慢性感染系のフローサイトメトリーによる比較解析がまだ終了し得ていないが、その後の実験への移行準備はできた。残金10,882円は計画的に使用していたうえでの端数であり、来年度の研究経費の一部として使用する予定である。1)寄生虫感染によって、樹状細胞が抗原提示分子の発現低下と共に、T細胞に対する抑制性シグナルを発現している可能性が出てきた。これを受けて、Hp感染における樹状細胞の抑制性分子の発現をフローサイトメトリー解析し、細胞を分取して産生するサイトカイン、共培養した際のT細胞の変化を検討する。さらに、その細胞群の移入によって、生理的機能を確かめる。2)樹状細胞を欠損するマウスが利用可能となりつつある。このマウスへ上記樹状細胞を移入して、その効果を検証する。
免疫抑制性sPLA2の機能に関する基盤構築とその創薬に向けた展開

本研究では様々な皮膚疾患におけるsPLA2-IIDの機能を解析し、病態制御における本酵素の免疫抑制作用の普遍性を検討した。IID欠損マウスのリンパ節では構成的にω3脂肪酸代謝物が減少し、乾癬(Th17応答)モデルが増悪したが、IID過剰発現マウスでは真逆の表現型を示した。活性化樹状細胞やリンパ節細胞のTh17サイトカイン産生はω3脂肪酸やその代謝物により抑制された。皮膚癌モデルを適用したIID欠損マウスでは抗腫瘍免疫が賦活化して癌が抑制された。以上より、IIDはリンパ組織において構成的にω3脂肪酸代謝物を動員して炎症病態を改善する一方、癌病態を促進する二面性的役割を持つことが明らかとなった。本研究では、将来的なヒト疾患への展開を視野に、sPLA2-IID遺伝子改変マウスを用いて様々な疾患における本酵素の免疫抑制作用の普遍性を検証し、本酵素を標的とした創薬展開に向けての理論基盤を構築することを目的としている。本年度は、乾癬(Th17応答)モデルを中心に本酵素の遺伝子欠損(KO)マウスおよび全身性遺伝子過剰発現(TG)マウスの表現型解析を行った。その結果、KOマウスでは、これまでに報告した接触性皮膚炎(Th1応答)のみならず、Th17応答依存的な乾癬も増悪することが分かった。また、TGマウスでは、Th1およびTh17応答のどちらの炎症性疾患モデルにおいても、野生型マウスと比較して病態が改善することが明らかとなった。これらの成果は、炎症免疫疾患におけるsPLA2-IIDの「免疫抑制作用」の普遍性を強く示唆するものであり、本研究の1つの目標達成に近づいたと思われる。さらに、最近、樹状細胞特異的TGマウスの導入にも成功し、sPLA2-IIDによる免疫機能制御メカニズムを解明するための有力なツールとして活用できるものと考えている。本研究は、様々な疾患に対するsPLA2-IIDの欠損または過剰発現の効果を検証し、本酵素による免疫抑制の普遍性およびその欠損による癌免疫賦活化のメカニズムを解明することで、免疫抑制・癌免疫賦活化を指標とした新規治療戦略を模索することを目的とした。本年度は、皮膚化学発癌モデルを用いたsPLA2-IIDによる癌免疫制御機構の解析を中心に研究を実施し、これまでに解析を進めていた本酵素の遺伝子欠損(KO)マウスに加えて全身性遺伝子過剰発現(TG)マウスの表現型解析を行った。その結果、(1)腫瘍形成早期のKOマウスでは、野生型マウスと比較して皮膚の炎症が減弱し、腫瘍形成促進に働くM2マクロファージが減少し、抗腫瘍に働く細胞障害性T細胞が増加することを見い出した。また、(2)KOマウスのM2マクロファージの減少は定常状態からみられる変化であり、(3)各皮膚炎症疾患モデルや皮膚癌モデルを適用したTGマウスはKOマウスでみられた表現型と逆の結果を示すことが分かった。さらに、(4)sPLA2-IIDによって産生されるω3脂肪酸およびその代謝物は、樹状細胞やリンパ節細胞の炎症性サイトカインレベルを直接抑制することが明らかとなった。これらの結果から、sPLA2-IIDは主な発現組織であるリンパ組織のω3脂肪酸バランスを構成的に調節することで、炎症免疫や抗腫瘍免疫を抑制し、病態の発症や進展を制御するものと結論した。本年度は、乾癬モデルを用いた解析を積極的に行い、KOマウスとTGマウスの表現型について予定していたほぼ全ての検証を終えることができた。樹状細胞特異的TGマウスは、現在、実験に用いる個体数を得るために繁殖を行っており、間もなく病態モデルを施行できる段階にある。樹状細胞特異的TGマウスに病態モデルを適用した際の表現型解析、および、ex vivoの系を用いた解析は、本酵素の「免疫抑制作用」の解明に有用であり、本マウス導入の意義は非常に大きい。また、Th1やTh17応答モデル以外にも、代謝組織の慢性炎症を評価するメタボリックシンドロームの病態解析が進んでおり、一般的な炎症病態モデルの解析はほぼ網羅できたと思われる。さらに、遺伝子改変マウスに皮膚癌モデルを適用した際の病態解析も進行中であることから、本酵素のもう1つの機能である「癌免疫賦活化作用」のメカニズムについての検証も完了しつつある。しかしながら、まだ検討を行えていない病態モデルがいくつかあるため、今後の研究はこの点を重点的に推進していく必要があると考えられる。脂質生化学今後の研究は主に以下の3つの項目を重点的に推進したい。

(1)樹状細胞特異的遺伝子改変マウスにおける各炎症免疫疾患モデルの病態解析:導入の遅れにより計画全体が遅延していた樹状細胞特異的遺伝子改変マウスを用いた解析に積極的に取り組み、樹状細胞を介したsPLA2-IIDの作用メカニズムを明らかにする。(2)他免疫モデルへの応用展開:まだ実施できていない病態モデルを各遺伝子改変マウスに適用し、本酵素の機能を多角的にとらえる。(3)創薬に向けての応答展開:所属研究機関ならびに共同研究医療機関から提供を受けたヒト疾患病態組織を用い、これまでにマウスで構築した本酵素の機能と発現変動との相関性をヒト疾患に展開する(倫理委員会承認済み)。また、本酵素自体やその代謝産物の「免疫抑制薬」としての可能性、および、本酵素阻害薬や中和抗体の「癌免疫賦活薬」としての可能性を検証するため、モノクローナル抗体の作製に早急に取り掛かる。樹状細胞特異的遺伝子改変マウス獲得の遅れにより、本研究の主な検証事項の1つである樹状細胞に着目した解析全体が停滞した。これにより、解析に使用予定であった各消耗品の購入が減少し、結果、消耗品費の使用額が低下した。計画遅延の原因であったマウス導入の遅れが解決したため、当該年度に予定していた検証は次年度に集中して行うこととする。次年度使用額は、この解析を行うための消耗品費として使用し、先に次年度内で計画していた各使用内訳には変更ないものとする。
薄暮時実用視力計の開発とその臨床的有効性の評価

薄暮時実用視力計を新規開発した.健常者68人で測定を行い,明視時実用視力の結果と比較検討した.測定は既に市販化されている実用視力計(AS-28,コーワ)を使用し,まず明視時実用視力を測定した.その後15分間の暗順応を行い,今回開発した測定装置で薄暮時実用視力を測定した.測定は片眼ずつ行い60秒間連続測定した.結果を比較すると薄暮時ではほぼ全ての測定バラメータが悪化していたが,特に注目すべきは最高視力と最低視力の差や標準偏差が薄暮時で有意に大きくなり,つまり薄暮時の環境下では視機能が低下するだけでなく,その低下した視機能を継時的に維持するのが困難になるということが初めて明らかとなった.昨年度に試作した薄暮時実用視力計を使用して,各疾患毎の患者の測定を試みた.しかし健常者と異なり,同条件での測定は困難であり明らかなfloor effectが認められた.したがって,疾患が進行すると測定不能患者が増加してしまった.そこで,視標の背景輝度を0.1cd/m2から0.8cd/m2へと変更したところ,白内障眼,緑内障眼,網膜疾患等での測定も可能となった.現在この改良装置を用いて症例数を蓄積中である.今年は最終年度となるので,さらに症例を蓄積したうえで,データの解析を行い,それぞれの特徴を見出したい.また2年目以降の検討課題であった瞳孔径や瞬目自動測定機能の搭載にも取り組んでいる.まだ完成はしていないが,これらの追加機能により,視機能と瞳孔径の関連や瞬目との関連についても深く考察していきたいと考えている.さらに波面センサー(KR-1W,トプコン)や散乱測定装置(OQAS II,Visiometrics)による光学的質の変化についても測定を開始している.これらのデータの集積により高次収差や散乱光が薄暮時実用視力へ及ぼす影響を検討する.瞳孔径や瞬目数,そして光学的質(高次収差,散乱)と薄暮時実用視力検査の結果は健常人においても検討が終了していないので,病的眼の解析と併せて健常眼の評価も進めていきたい.いずれの検討においても未だ他施設からの報告は認められず,何とか期限までに有意義な結果が得られるように努力を続けていく所存である.薄暮時実用視力計を新規開発した.健常者68人で測定を行い,明視時実用視力の結果と比較検討した.測定は既に市販化されている実用視力計(AS-28,コーワ)を使用し,まず明視時実用視力を測定した.その後15分間の暗順応を行い,今回開発した測定装置で薄暮時実用視力を測定した.測定は片眼ずつ行い60秒間連続測定した.結果を比較すると薄暮時ではほぼ全ての測定バラメータが悪化していたが,特に注目すべきは最高視力と最低視力の差や標準偏差が薄暮時で有意に大きくなり,つまり薄暮時の環境下では視機能が低下するだけでなく,その低下した視機能を継時的に維持するのが困難になるということが初めて明らかとなった.薄暮時実用視力計を試作した.視標照度は0.1cd/m2と設定し,暗室で15分の暗順応を行ったのちに,薄暮時実用視力検査を行った.本年度はまず正常値の決定のために,健常ボランティアをリクルートし,68症例68眼の検査を施行した.対象者の年齢は24.0±4.4 (平均±標準偏差)歳(2143),性別は男性40例,女性28症例,屈折は-2.97 ±2.87D(-11.50 0.00 D)であった.これらの症例に薄暮時実用視力を60秒間測定.各パラメーター(実用視力,最高/最低視力,視力維持率,瞬目数)を明視下での結果と比較した.その結果,薄暮視でのlogMAR実用視力は0.52 ±0.14,logMAR最高/最低視力は0.33 ±0.12/0.78 ±0.20,視力維持率は0.94 ±0.04,瞬目数は7.23 ±6.20であった.薄暮視では瞬目数を除いた全ての項目が明視下での結果よりも有意に悪化していた(p < 0.0001).上記に示したように,薄暮視では視力が低下するだけでなく,安定性も悪くなることが判明した.この原因として,暗い背景の中の小さな視標を判別するという環境が調節微動を増加させ,視力変動を増大させた可能性が考えられた.過去にこのような視機能の安定性を証明した報告は認められず,今回の検討による新知見である.本検査法は視機能低下をより鋭敏に検出できるツールとして臨床応用できる可能性がある.以上の結果は,第66回日本臨床学会総会(2012年,10月,京都)において,一般演題として報告した.今後は今回の正常眼の結果をもとに,病的眼の特徴を調査していく予定である.薄暮時実用視力計の試作を行い健常眼での測定を行った.また明視時実用視力検査も同時に行い,結果の比較を行ったところ,瞬目を除く全てのパラメータで薄暮時視機能が低下することが判明した.

特に注目に値するのは60秒間の視力変動を表す標準偏差値と最高視力と最低視力の差であるが,薄暮時にはこれらのパラメータが有意に低下することが判明し,つまり薄暗い環境下では視力が低下するだけでなく,その低下した視力を維持することが極めて困難であることが判明した.この原因として調節微動の関与が考えられ,つまり照度が低下するにしたがい,調節微動が増加することが既に報告されているが,暗所では視標を判別することが極めて困難となるため,ピントを合わせるための調節微動が大きくなり,これが視力の不安定性をもたらしていると考えられた.また眼球運動や固視微動も暗所では大きくなることが知られており,これも今回確認された薄暮時視力の不安定性と関連しているかもしれないと考えられた.上記の内容は英文論文“Mesopic functional visual acuity in normalsubjects"に既にまとめており,PLOS ONE誌に投稿中である.その他,白内障眼や緑内障眼,網膜疾患を有する患者でも薄暮時実用視力が低下する結果が得られており,従来の視機能検査よりも鋭敏に検出できることが判明した.QOLとの相関もみられ,これらの結果は現在論文にまとめている.眼科学計画通りに進行しているから.研究は順調に進んでいる.当初の予定通りである.次年度も計画通りに進めていきたい.様々な病的眼における薄暮時実用視力検査結果の特徴を明らかにする.上記に記した通り,研究は予定通り順調に進んでいる.今後も予定通り着実に研究を進めていく予定である.次の目標は病的眼やさまざまな治療眼において,当検査を応用し,それぞれの特徴を抽出することである.また瞳孔解析機能の掲載も試みていきたい.該当しない.
ゲルを用いたソフトマイクロポンプの開発に関する研究

不連続かつ可逆的に体積変化するハイドロゲルの特性を利用し、ゲル内部の溶液の流動を、ごく小さな外部環境(温度など)の変化により制御あるいは駆動できるようにするために、以下の研究を実施した。(1)熱応答性のN-イソプロピルアクリルアミドと、熱的に安定なアクリルアミドを初めとした様々な高分子からなるハイブリッドゲルを、前年度と同様に光重合開始剤を用いて合成した。合成温度または溶媒の種類を選択して、合成時の疎水-親水バランスを変化させることにより、高分子網目の相分離を利用した不均一性を導入することができた。さらに、架橋密度を変化させることにより、ネットワークゲルからコロイドゲルまでの多様な網目構造を作成した。(2)前年度と同様の方法で流速、流量、緩和時間の測定を行ない、ゲルの不均一な網目構造と相分離構造を取り入れた輸送モデルにより、ハイブリッドゲルの特性を評価した。ゲルの変形速度は網目構造に依存し、特性時間が著しく変化した。低温恒温水槽により体温付近の温度を精密に制御するための最適な制御条件を検討し、ハイブリッドゲルの合成条件にフィードバックしながら、流れの制御に最適なシステムの構築原理を明らかにすることができた。(3)前年度の研究結果を踏まえ、実用に適したバルブおよびポンプを設計・製作した。長期の繰り返し動作による耐久性等、デバイスの寿命や耐久性の検討を行なった。また温度や圧力の急激な変化による性能変化や、不純物が混入した場合の耐久性など、実際の使用を想定した状況の性能測定を行なった。以上、ゲルを用いた新しいソフトマイクロアクチュエータの開発原理を築くことができた。(1)熱応答性のN-イソプロピルアクリルアミド、架橋剤、光重合開始剤を純水に溶かし,一定温度にて紫外線を照射し、ガラスキャピラリー中にゲルを合成した。ガラス管はシランカップリング剤で処理し、合成時にゲルを化学的に固着した。ゲルに少量のイオン基を導入することにより、転移温度を体温付近にもつゲルを合成した。未反応モノマーや合成に使用した薬品などの不純物を除去するために、合成直後ゲルに、室温にて一定圧力をかけ、一定時間静置して純水を流した。(2)流れが微量なため、マーカとデジタルマイクロスコープを利用してガラス管中のメニスカスの位置を正確に測定して管内流速と流量を計測した。ゲル中に超純水を流した時のキャピラリーの断面積、ゲルの架橋密度、ゲルの収縮による安定状態になる緩和時間の影響を考慮して、それぞれの流量を長時間測定して摩擦係数が断面積にどのように依存するか、また摩擦係数が架橋密度にどのように依存するかを調べた。さらに、流れが定常に達するまでの時間を測定し、各種の条件下での特性時間を測定した。(3)ゲル中の溶媒流動を、ゲルの網目構造を管径が網目の相関長(高分子網目の平均的大きさ)に等しい毛細管の集まりであると仮定することで、ハーゲンポナゼイユの式を基礎にした毛細管における液体の流動で近似した。流れの経路長がゲルのサイズとどのような関係にあるかを検討し、ゲルの不均一な網目構造と相分離構造を取り入れた、ゲル網目と溶媒の摩擦の基礎原理を構築した。