hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
キラルリチウムホスホリルフェノキシド触媒を用いる光学活性アルコールの合成法の開発

しかし、ケトンに対しては反応性、基質一般性が十分でなかったため、それらの改善を目指して研究を行い、昨年キラルリチウムホスホリルフェノキシド触媒を用いたケトンのエナンチオ選択的シアノシリル化反応を開発した。本触媒システムは、これまでに用いることができなかった配位性の高いエステル基やシアノ基を有する基質や様々な非メチルアリールケトンに有効で、高収率、高エナンチオ選択的に目的生成物を得た。さらに、得られた生成物からの誘導を検討し、スペルミジンアルカロイドである(+)-13-hydroxyisocyclocelabenzineの合成鍵中間体を光学的に純粋に得ることに成功した。本触媒は、ホスホリル基の6員環キレーション構造によりリチウムフェノキシドのリチウムイオンの配向性を制御することで、高いエナンチオ選択性を発現した。また、NMRやESI-MSなどの分析手法を用いて、水の添加による高活性モノマーの生成とトリメチルシリルシアニドとシアン化リチウムから系中で調製される高活性5配位シリカートが反応活性種であることを見出した。今回、私が開発したキラルリチウム(I)ホスホリルフェノキシド触媒を用いたα,β-不飽和カルボニル化合物のエナンチオ選択的共役シアノ化反応の開発を行った。検討の結果、ケトンのエナンチオ選択的シアノシリル化反応と同様の条件で反応を行ったところ、予想通り高いエナンチオ選択性を発現した。前報のケトンのエナンチオ選択的シアノシリル化反応と同様に、水の添加により高活性モノマー触媒を生成すると同時に、高活性5配位シリカートが触媒活性種であることが示唆された。本触媒は、β-位に電子供与性および電子求引性置換基、へテロ環芳香族を持つ基質に有効で高収率、高エナンチオ選択的に生成物を得た。また、様々な脂肪族置換基を有する基質にも有効で、最高99%収率、97% eeで目的生成物を得た上、最高1.2グラムスケールでの合成も可能だった。さらに、得られた生成物から有用化合物への誘導の検討を行った。まず、抗痙縮作用があり中枢性筋弛緩薬として用いられている(R)-Baclofenに着目した。従来の触媒での適用の困難な電子求引性置換基であるp-クロロフェニル基を有する基質に対して、本触媒反応を行い、目的生成物を95%収率、83% eeで得た。得られた生成物は、再結晶により光学純度を向上させた。その後、シアノ基の選択的還元、環化反応を行い、最後に酸加水分解することでGABA受容体作動薬として用いられている(R)-Baclofenの全合成に成功した。次に、神経障害性疼痛治療薬として用いられる(S)-Pregabalinに着目した。β-位にイソブチル基を有する基質に対してS体の触媒を用いて反応を行い、目的生成物を82%収率、90% eeで得た。ここで得られた生成物も、再結晶により光学純度を向上させた。得られた生成物は2ステップで(S)-Pregabalinへと誘導することが可能である。本研究員は、これまでにケトンのエナンチオ選択的シアノシリル化反応に有効なキラルリチウムホスホリルフェノキシド触媒を開発済である。従来の触媒に比べて反応時間が短い上、従来の触媒では適用できなかった配位性のエステルやニトリルを有する基質にも適用可能だった。また、リチウムとホスホリル部位、フェノキシド部位で安定な6員環構造をとることがリチウム触媒の安定化の鍵となっている。
ベビーサイクロトロンによる水素照射がフェライト鋼の延性脆性遷移現象に及ぼす効果

将来の核融合炉第一壁材料として有望視されているフェライト・マルテンサイト鋼の14MeV中性子照射効果を模擬する研究の一つとして、核変換により生ずる水素原子と偏位損傷が機械的性質、特に延性脆性遷移温度(DBTT)に及ぼす重疊効果を、ベビーサイクロトロンにより加速された高エネルギープロトンの打込みにより調べた。この際微小試験片を用いる必要があり、小型パンチ試験法をDBTT決定のために開発した。本年度行った低温におけるプロトン照射によっても、高温の場合と同様な硬度上昇、X線回折線中、内部磁場の局所的増大が見られたが、その深さ分布は狭い。純鉄の場合には硬度上昇のみが認められた。HT-9鋼の破壊進展抵抗を数値として求め、他の鋼種の実験値と比較した。小型パンチ試験法により求められた破壊エネルギーを統計処理することにより、HT-9のような鋼種においてもDBTTを充分な精度で推定することが可能になった。プロトン照射によるDBTT遷移は今回の実験條件では認められなかった。プロトン照射に用いられる30μm厚さの引張り試験片でも結晶粒径を制御すれば引張り強さに関する有意なデータを得られることを明かにした。高電流のプロトン照射の場合には、照射温度の計測・制御が非常にむずかしい。これを充分な精度で実施するには更に多くの工夫が必要である。
カスパーゼによる生体防御シグナルの遺伝学的解析

カスパーゼは細胞死のメディエーターとして機能するシステインプロテアーゼであり、生体防御機構においても重要な役割を担うことが知られている。カスパーゼ1や11はマクロファージなどの免疫系細胞において炎症性サイトカインの分泌に関与し、同時にカスパーゼはイニシエーターカスパーゼとして細胞死実行カスパーゼであるカスパーゼ3を活性化する。しかしながら、生体防御反応時においていつ、どこでカスパーゼが活性化するのか未だ明らかでない。そこで、カスパーゼの活性化を可視化するツールとして、FRETを用いたインディケーター(SCAT3)を発現するショウジョウバエ系統を作製した。ショウジョウバエの脂肪体は感染時に抗菌ペプチドを産生する器官として知られている。我々は、ショウジョウバエの遺伝学的手法を用いてショウジョウバエの脂肪体にSCAT3を発現させ、感染後のカスパーゼ活性検出を試みた。ショウジョウバエ腹部にE. coliをマイクロインジェクションした後に、時間経過毎に脂肪体を取り出し、単一細胞レベルでのカスパーゼ活性を観察した。その結果、E. coliの注入後30分の間において、脂肪体細胞の一部の細胞で、細胞死を誘導するのに十分なカスパーゼ活性が観察された。感染後の免疫担当細胞におけるカスパーゼ活性化動態の単一細胞レベルでの観察はこれまでに報告が無く、新しい知見である。興味深いことに、カスパーゼ活性が観察されたのは一部の細胞だけではなく、それ以外の細胞においても、微弱な、あるいは一時的なカスパーゼ活性が検出された。この活性が、持続し細胞死を誘導するものかどうかについて、E. coli注入後6時間の脂肪体細胞を観察したところ、活性化が見られなかったことから、感染後初期に誘導された一時的な活性化であることが考えられ、E. coliの感染初期においてカスパーゼが何らかの生理機能を果たしていることが示唆された。宿主は感染を認識してサイトカインを放出する。マクロファージが宿主の感染を感知してだす代表的なサイトカインにIL-1βがあるが、これはマクロファージ内でcaspase-1を活性化させるタンパク質複合体Inflammasomeが活性化されるためである。Inflammasomeを構成するタンパク質にはApaf-1と類似のIpaf,NALP3といった分子があり、シトクロムCに結合して活性化されるApoptosomeと同様、リガンド結合依存的に活性化される。ショウジョウバエではInflammasome形成に必要なApaf-1様分子はゲノム中にdapaf-1しか存在していない。dapaf-1はInflammasome同様にApoptosomeというタンパク質複合体を形成し、リガンド依存的にcaspaseの活性化を誘導する。我々は、ショウジョウバエ組織では恒常的なcaspase活性が観察されることを見出した。この恒常的なcaspase活性はdapaf-1変異体で抑制されていることから、ショウジョウバエにおいてはDapaf-1を中心としたApoptosomeがほ乳類でのInflammasomeの機能を補完して、生体防御を行っていることが示唆される。我々は、Dapaf-1による炎症・免疫応答機構を支持するものとして、dapaf-1変異体が組織傷害(上皮損傷)に対して高感受性となり、数日の内に個体死するという結果を得ており、さらなる解析を進めている。野生型の個体は組織傷害されても個体死しない。我々はショウジョウバエ体液成分に、致死性を誘導する活性を見出し、現在その分子を同定するためにプロテオミクス解析を行っている。また、dapaf-1変異体の致死性は、野生型個体のcaspase活性を阻害した場合にも同様に見られることが判った。ショウジョウバエ遺伝学を用いて、様々な組織に特異的にcaspase抑制タンパク質であるp35を発現させて、caspase活性の必要な責任組織のスクリーニングを行っている。スクリーニング及びプロテオミクス解析は現在進行中である。

この活性が、持続し細胞死を誘導するものかどうかについて、E. coli注入後6時間の脂肪体細胞を観察したところ、活性化が見られなかったことから、感染後初期に誘導された一時的な活性化であることが考えられ、E. coliの感染初期においてカスパーゼが何らかの生理機能を果たしていることが示唆された。
高度農産物生産管理のための低消費電力無線センサネットワークの開発

本研究では,農産物の育成管理を自動化するために必須となる無線センサネットワークの低消費電力な通信プロトコルの要素技術を開発した.開発した技術は,複数の物理量(土壌水分,温度,湿度等)の相関特性に着目して制御する点に大きな特徴である.この技術は,情報理論的観点から導出した集約モデルに基づいている.要素技術として,クラスタ内の間欠送信スケジューリング法,予測センシングによる省電力化技術,およびトラヒック適応スリープ制御法を開発した.本研究では,農産物の育成管理を自動化するために必須となる無線センサネットワークの低消費電力な通信プロトコルの要素技術を開発した.開発した技術は,複数の物理量(土壌水分,温度,湿度等)の相関特性に着目して制御する点に大きな特徴である.この技術は,情報理論的観点から導出した集約モデルに基づいている.要素技術として,クラスタ内の間欠送信スケジューリング法,予測センシングによる省電力化技術,およびトラヒック適応スリープ制御法を開発した.本研究では、農産物の育成管理を自動化するための低消費電力な無線センサネットワークプロトコルを開発することを目指している。開発するプロトコルは、複数の物理量(pH、土壌水分、土壌温度、電気伝導度(EC))の相関特性に着目して制御する。要素技術として、グルーピング(クラスタリング)アルゴリズム、および各グループ内のON/OFFスケジューリング法(スリープ制御)の開発を進めている。初年度は、非同期型MACプロトコルを基に、冗長なプリアンブル送信を削減し、適応的にスリープ時間を変更可能な擬似同期MACプロトコル(Pseudo-Synchronous Medium AccessControl : PS-MAC)を開発した。これは、データ収集型の無線センサネットワークにおけるデータフローのほとんどが、各ノードから基地局方向であり、かつシンクまでマルチホップ通信を必要とすることを利用している。具体的には、ACKパケット内に次にアクティブ状態に遷移する時間情報を記載することで、特定の中継ノードとアクティブ状態の同期を取る。これにより、通信したいノードと円滑に通信でき、消費電力および遅延の削減が可能となる。さらに、PS-MACでは、スリープ時間を2の乗数倍に変更することと、スリープ時間をACKパケットとデータパケット内に記載することで、同期状態を崩すことなくスリープ時間を適応的に変更可能である。これにより、トラフィックの増減に順応して、高いパケット到着率を維持できるようになった。PS-MACの特性評価を行うために、組み込みハードウェア用のオープンOSであるTinyOSを用いて、住友精密工業製のneoMOTEにPS-MACを実装し、実機実験を行った。その結果、PS-MACは高いパケット到着率を維持しながら、X-MACに対して最大でライフタイムを3.2倍、遅延時間を88%削減できることを示した。さらに、得られた実験結果を基に、大規模ネットワークの計算機シミュレーションを行った。その結果、X-MACではキューオーバーフローにより、全体の約17%のパケットしか基地局に届けることができないにも関わらず、PS-MACは93%のパケット到着率を示した。そのような環境においても、PS-MACはX-MACに比べ、ライフタイムを約2.6倍、遅延時間を約90%削減できることを示した。本研究では、農産物の育成管理を自動化するための低消費電力な無線センサネットワークプロトコルを開発することを目指している。今年度はまず,観測対象とする物理量の空間相関特性から得られる二つの集約モデルを構築した。一つは,研究室内に配置した22台のセンサノードで観測される温度と照度,および気象庁で提供されている2009年度の都道府県の気温,湿度,風速について,それぞれ結合エントロピーを計算し,ノード数に対するエントロピー増加量を指数近似した指数型集約モデルである。もう一つは,一定の差分情報のみの送信を想定した線形集約モデルである。次に,これら集約モデルを用いて,クラスタ内ノードの協調間欠送信スケジューリング法を開発した。空間相関特性に基づいてクラスタを構築しているため,各ノードの観測データ間には高い相関があり,集約効果によってデータ送信回数を半減させることができた。さらに,高い集約効果を得られるトポロジーについても探索した。完全集約を仮定すると,できるだけホップ数を大きくしたChain型トポロジーを採用した方が,消費電力削減効果は高い。そうでない場合は,集約率に応じて消費電力を最小とするようなホップ数とクラスタ数が存在することが示された。一方,さらなる省電力化を目指し,予測センシングのシステム開発を進めている。これは,各センサノードに簡易な予測メモリを搭載し観測データの予測を行うことで冗長なデータ送信の削減を図るものである。以上について,現在、屋外実験システムの構築を進めているところである。最終年度は、さらなる省電力化を目指し、予測センシングのシステム開発を行った。これは、各センサノートに簡易な予測アルゴリズムを搭載し観測データの予測を行うことで冗長なデータ送信の削減を図るものである。予測アルゴリズムとして、ハードウェア的制限の厳しいセンサノードに実装が可能な、移動平均、予測メモリ、最小二乗法、カルマンフィルタ、LMS適応フィルタを用いた。そして、パケット損失が予測センシングに与える影響について評価した。

シンクノードが予測失敗を知る唯一の方法は、センサノードから送信される訂正情報(パケット)の受信のみであるため、通信時にパケットの損失が発生すると、シンクノードは予測に成功したと判断し誤った結果をユーザに与え、最悪の場合にはセンシングシステムとして機能しなくなる。評価の結果、送信回数削減率については、カルマンフィルタ、予測メモリを予測アルゴリズムとして用いた場合で高くなり、測定環境によっては最大で95%を越える結果を得た。一方、LMS適応フィルタを予測アルゴリズムに用いた際の送信回数削減率は、LMS適応フィルタのトレーニング期間の影響を受けることで低くなった。また、室温を許容誤差2°Cで予測センシングする場合、カルマンフィルタ等の予測機構を用いることで、パケット損失が90%発生する環境下でも予測誤差が許容誤差以下となった。しかし、測定値の変化が激しいハウス内温度や許容誤差が小さい場合では、パケット損失の影響により予測誤差が許容誤差を上回った。これら環境ではパケット損失の低下を防ぐための何らかの対策が必要である。今後は、各要素技術を統合したシステム開発をし、農産物生産管理技術として評価することが挙げられる。
がんの治療をめぐる医事法上の諸問題の研究

がんの診断・治療法の進歩により告知率・救命率が上昇し、患者の自己決定の保証のために十分な情報提供がより重要となっている。こうした変化により、がんをめぐる医事法上の問題の多くが以前と異なる局面を示す方向にあると解され、それに対して情報提供の観点からの制度整備が検討されるべきである。また、がんが慢性病であることから、サバイバーを視野に入れた疾病の事後対策の整備も同時に重要となっている。本研究は、がんに罹患した患者をめぐって生じる医事法の諸問題について、(i)がん告知のあり方と告知後の患者のケアのあり方、(ii)がんに対する治療方法開発・治験のあり方、(iii)がんが進行し死が不可避に至った場合のケアのあり方、の3つの柱を立てて、その問題点を法的な観点から分析することを試み、それらの検討結果を統合することを通じて、がんをめぐる法的問題点の全般的解決をめざす3年計画の研究である。本年度は1年目に該当し、医学・法学に関する国内外の文献収集・検討を行い、わが国及び諸外国におけるこの問題の処理の状況につての情報収集をおこなうと共に、医療機関への聞取り調査を実施して医療の現場での事情について情報を得た。前者では、特にがん患者に特有の問題ではないが、治療法の選択を通じて法的問題となりやすい免責に関する議論状况をまとめる作業(後掲「アメリカにおける「診療契約論」)を通じて、医療における治療法の選択にかかる患者の権利行使と権利放棄のあり方について、検討する機会を得た。その結果、日本の現在の議論状況と異なり、かなり活発な議論が損害賠償法の一般論との関係で論じられている点が指摘でき、比較法の成果として一定の意義があると考えられる。後者に関しては、がん告知が医師の裁量と認められていた時代から、告知が当然になっている今日の状況を比較するための貴重な意見を得ることができた。その結果は他の医療機関への聞取り調査も今後実施してゆく中で生かしつつ、最終的な成果として報告する予定であるが、医療関係者の直面している諸問題に対して、法的問題の議論は端序にすぎず、望ましい制度設計の必要性が痛感された。来年度は、本年度の研究成果をさらに発展させるとともに、治験等の問題についても検討することを通じて、本研究の目的全般の達成をめざす予定であり、そのための基礎的作業として本年度の作業を位置づけることができる。本研究は、がんに罹患した患者をめぐって生じる医事法上の諸問題に関して、告知・治療法の選択・末期状態におけるケアのあり方、という三つの局面から分析を加えるものであり、本年度は全三年計画の二年目にあたる。告知に関して、近年のがんの治療成績の向上に伴って、がん告知の割合は進んでおり、その告知のあり方を考えることも、従来の枠組みとは異なるものが必要であることが認識された。現代医療の水準で、患者の状態が十分に治癒が望めるものであるとき、告知をためらう理由は存しないと一応いいうるであろう。この点において「告知・不告知」の二者選択ではなく、患者の個性・人生観と病態に即した告知のあり方に注目すべきであり、その点で現状のインフォームド・コンセントから、それを意識しつつ医療関係者の役割に配慮した「共同意思決定」の方面における検討が重要であると認識され、それを一歩進める研究を行った。治療法の選択に関しては、米国の資料を収集してその分析を継続しているほか、国立衛生研究所(NIH)を訪問し、そのスタッフからがん対策の現状等についての情報提供を得たほか、米国大学の医事法研究者と医事法の方法論に関連する議論をつうじて、これらの問題に関するアメリカの状況についての理解を深めた。末期状態におけるケアのあり方、についても、日本の資料の収集作業を継続したほか、医療関係者を交えた研究会において余命告知に関する現状を報告し、意見交換に努めた。この問題については、問題設定が治療成績の向上と相反する部分が存することが自覚され、サバイバーとの関係を再考することが今後の課題として示された。来年度は、上記の実績を基礎として、当初の研究目的であるがん患者の法的保護のあり方のモデルを構築するための作業を進める。なお本研究の成果の一部は来年度4月末出版予定の著書に反映されている。本研究は、がん患者に生じる医事法上の諸問題を検討する研究である。本年度も、がんへの政策についての国内外の文献・資料の分析・検討と、医事法一般論に通じる過去の研究成果(手嶋「アメリカにおける『診療契約論』について」(2010)、同「医療における共同意思決定について」(2011))の延長から特定の疾病に対峙する際の法的対応への接続を通じ、課題の総まとめ作業を継続した。前者のうち日本国内の問題は、がん対策基本法の施行後の変化と課題に関して論じられている議論の情報収集、日本国外の問題は、特に欧米諸国が公表している政府・政府機関の各種報告書を収集・要約することで日本国との課題設定の違い・解決に関するアプローチの差等を比較し、今後の方向性を示唆する視点を得ることを試みた。

後者は、かつて死に至る病の代名詞の疾病が患者に与える負荷の固有性を相対的にとらえ、法的通有性の有無を吟味し、日本のように、医療の社会的な側面が重要な地域では、患者個人の要望がどのような形で医療の実施場面にまで還元されるのか、その過程と方法を法的課題という観点から検討した。本研究では、前者・後者を有機的に結合させることを意識的に展開し、医事法の持つ固有性と一般性とをつなげる方法論を見通すことも併せて考慮に入れた。本研究の成果は、医事法に関する概説書の改版に際し、後者は最高裁判例評釈にそれぞれ反映させた。がんをめぐる社会的・医学的状況は非常に速いスピードで変化しており、日本での高度高齢化社会の進展は、がんに罹患する患者数・国民の割合を飛躍的に増大させ高齢者医療の自己決定の問題の重要度を増している。これについての日本の議論は不十分であることが、本研究課題を通じて明らかになったと考えている。平成23年度内での公表には至らなかったが、この点を検討した論文を平成24年度の早い段階で公表予定である。
酵素間距離を制御する分子コンビナートを用いた非天然化合物合成システムの創製

微生物などが有する天然化合物合成システムに倣い、試験管内で酵素間距離を制御することで、積極的に非天然骨格を有する生理活性物質の生合成を合目的におこなう。そのために、申請者らが開発した試験管内での高効率な物質変換システム「分子コンビナート」を応用し、様々な酵素を組み合わせて非天然化合物を試験管内で高効率に創出できる「分子コンビナート」を創製する。
慢性腎臓病の基盤病態としての内皮障害、内皮/上皮連関の解明と治療法開発への展開

内皮障害はいかなる機序で内皮/上皮連関を破綻させ、腎障害進展の2大病態である「炎症」と「線維化」を惹起させ、CKDを重症化させるのか、この解明に取り組んできた。これまで内皮障害がCKDの基盤病態を形成することを明らかにしてきた。しかしながら、内皮障害がいかにして、腎組織に炎症と線維化を引き起こすのかは不明であった。内皮障害が起点となり、ROS/NO変化がメディエーターとして働き、炎症、線維化が惹起される過程を、慢性炎症の中心機序であるNLRP3-inlammasome経路、線維化に深く関係するWnt/β-catenin経路活性化に注目して解析した。2)糖尿病性腎症、CKDにおける糸球体障害(ポドサイト障害)、尿細管間質障害の両者に内皮/上皮病態連関が関係することを明らかにした。3)内皮障害が上皮細胞にInflammasome活性化を惹起することを示した。詳細な分子機序の解明に取り組んでいる、4)糖尿病、ネフローゼモデルにおけるInflammasome活性化動態のin vivoで解析中である。開発してきたin vivo imaging技術で、糸球体上皮のInflammasome活性化の動態を解析中である。5)内皮/上皮病態連関、内皮細胞障害による上皮のInflammasome活性化動態を解析している。内皮特異的NADPHoxidase(tie2-NOX2 TG)マウスに糖尿病モデルを作成し、内皮に酸化ストレスを負荷したところ、アルブミン尿出現前の早期から、内皮障害だけでなくポドサイトの形態変化(内皮/上皮連関)を認めた。6)尿細管間質病変における内皮障害、内皮/上皮連関の役割の解析にも取り組んでいる。eNOS KO-UUOにおいて間質炎症・線維化が増悪することを見いだしている。正常内皮機能はWnt/β-catenin経路を抑制的に制御しており、内皮障害によるNO不足により線維化が進行することが判明した。1)内皮/上皮病態連関、内皮細胞障害による上皮のInflammasome活性化動態の解析:内皮特異的NADPHoxidase(tie2-NOX2 TG)マウスに糖尿病モデルを作成し、アルブミン尿出現前の早期から、内皮障害だけでなく、ポドサイトの形態変化(内皮/上皮連関)を認めた。ポドサイトにおけるInflammasome活性化のメカニズムを解析している。2)尿細管間質病変における内皮障害、内皮/上皮連関の役割の解析:UUOモデルを作成し、Inflammasome活性化動態を解析した。eNOS KO-UUOにおいて間質炎症・線維化が増悪することを見いだした。PKGがGSK3βと同様にβ-cateninをリン酸化する。正常内皮機能はWnt/β-catenin経路を抑制的に制御しており、内皮障害によるNO不足により線維化が進行すると想定している。sGC刺激薬(BAY 63-2521)をeNOS-KO/UUOに投与し、線維化改善作用検討し、一定の結果を得ている。3)急性腎障害(AKI)からCKDへの移行要因としての内皮障害の役割の解明:eNOS-KOマウスに虚血再灌流モデル(IRI)を作成し組織障害を比較解析した。eNOS欠損により、炎症が遷延し、線維化を生じることが判明した(AKI-CKD移行)。Inflammasome関連遺伝子発現、Wnt/β-Catenin経路遺伝子発現を検討している。内皮障害はどの様な機序を介して、内皮/上皮連関を破綻させ、炎症と線維化を引き起こし、腎障害を進展させるのか、内皮障害と上皮障害を結ぶ機序は何か、内皮機能の保持によって腎障害進展抑制は可能か、を明らかにすることが本研究の目標である。内皮障害はいかなる機序で内皮/上皮連関を破綻させ、腎障害進展の2大病態である「炎症」と「線維化」を惹起させ、CKDを重症化させるのかを解明したい。先端技術も取り入れ、In vivoで経時的に内皮機能変化、血流変化、炎症を評価できる技術を開発しており活用したい。1)内皮障害が起点となり、炎症と線維化が惹起される過程を、NLRP3-inlammasome経路(慢性炎症の中心機序)、Wnt/β-catenin経路(線維化に深く関係)に注目して解析する。2)糸球体病変・尿細管間質障害の両者に内皮/上皮病態連関が関係することを明らかにする。3)急性腎障害(AKI)からCKDへの移行要因としての内皮障害の役割を解明する。4)CKD、加齢腎の基盤病態としての血管内皮障害の分子機序を明らかにする。5)内皮障害、内皮/上皮病態連関の改善を目標とした治療戦略を考案する。抗酸化遺伝子群を包括的に統御するKeap-1/Nrf-2経路活性化による腎保護効果とそのメカニズムを明らかにする。内皮と上皮細胞は近接して存在しており、相互に機能連関(内皮/上皮連関)が存在する。

糸球体・尿細管共に、上皮細胞がVEGF等を産生し、糸球体内皮、傍尿細管毛細血管内皮の維持に必須の役割を果たしている。内皮障害がどのような機序を介して、腎障害を惹起するのか、内皮/上皮病態連関の存在とその詳細を本研究で解明し、治療法開発に繋げたい。内皮障害はいかなる機序で内皮/上皮連関を破綻させ、腎障害進展の2大病態である「炎症」と「線維化」を惹起させ、CKDを重症化させるのか、この解明に取り組んできた。これまで内皮障害がCKDの基盤病態を形成することを明らかにしてきた。しかしながら、内皮障害がいかにして、腎組織に炎症と線維化を引き起こすのかは不明であった。内皮障害が起点となり、ROS/NO変化がメディエーターとして働き、炎症、線維化が惹起される過程を、慢性炎症の中心機序であるNLRP3-inlammasome経路、線維化に深く関係するWnt/β-catenin経路活性化に注目して解析した。2)糖尿病性腎症、CKDにおける糸球体障害(ポドサイト障害)、尿細管間質障害の両者に内皮/上皮病態連関が関係することを明らかにした。3)内皮障害が上皮細胞にInflammasome活性化を惹起することを示した。詳細な分子機序の解明に取り組んでいる、4)糖尿病、ネフローゼモデルにおけるInflammasome活性化動態のin vivoで解析中である。開発してきたin vivo imaging技術で、糸球体上皮のInflammasome活性化の動態を解析中である。5)内皮/上皮病態連関、内皮細胞障害による上皮のInflammasome活性化動態を解析している。内皮特異的NADPHoxidase(tie2-NOX2 TG)マウスに糖尿病モデルを作成し、内皮に酸化ストレスを負荷したところ、アルブミン尿出現前の早期から、内皮障害だけでなくポドサイトの形態変化(内皮/上皮連関)を認めた。6)尿細管間質病変における内皮障害、内皮/上皮連関の役割の解析にも取り組んでいる。eNOS KO-UUOにおいて間質炎症・線維化が増悪することを見いだしている。正常内皮機能はWnt/β-catenin経路を抑制的に制御しており、内皮障害によるNO不足により線維化が進行することが判明した。1)内皮/上皮病態連関、内皮細胞障害による上皮のInflammasome活性化動態の解析:内皮特異的NADPHoxidase(tie2-NOX2 TG)マウスに糖尿病モデルを作成し、アルブミン尿出現前の早期から、内皮障害だけでなく、ポドサイトの形態変化(内皮/上皮連関)を認めた。ポドサイトにおけるInflammasome活性化のメカニズムを解析している。2)尿細管間質病変における内皮障害、内皮/上皮連関の役割の解析:UUOモデルを作成し、Inflammasome活性化動態を解析した。eNOS KO-UUOにおいて間質炎症・線維化が増悪することを見いだした。PKGがGSK3βと同様にβ-cateninをリン酸化する。正常内皮機能はWnt/β-catenin経路を抑制的に制御しており、内皮障害によるNO不足により線維化が進行すると想定している。sGC刺激薬(BAY 63-2521)をeNOS-KO/UUOに投与し、線維化改善作用検討し、一定の結果を得ている。3)急性腎障害(AKI)からCKDへの移行要因としての内皮障害の役割の解明:eNOS-KOマウスに虚血再灌流モデル(IRI)を作成し組織障害を比較解析した。
安全、確実な側頭骨手術のための高精度３D側頭骨モデルの開発

側頭骨内には耳小骨のような微細な構造とともに、神経、血管などの重要構造物が存在する。そのため安全、確実な側頭骨手術を行うには、解剖を熟知することが必須である。近年の3Dモデル造形技術の発展に伴い、CTデータから3Dモデルを作成することが可能となったが、微細な構造が多く、内部に含気腔を持つ側頭骨を再現することは難しかった。今回、その問題点を克服する工夫を行い、外側、内部の再現性の観察とともに、モデル自体をCTと元データの比較、手術トレーニング参加者による評価を行った。その結果、一部の微細な構造以外、ほぼ再現性の良いモデルを作成することができ、手術トレーニングに十分使用できることが検証された。側頭骨手術は骨削開が中心で、硬組織の中に神経などの重要な構造物が含まれている点で、一般的な耳鼻咽喉科手術に比べ習得が難しい。これまで側頭骨手術手技の習得には、患者を対象に実際の手術により習得するか、遺体を用いたCadaver Dissectionが中心であった。Cadaver Dissectionには倫理的、金銭的問題があり、制限があるのが現状である、近年、3Dデータ作成ソフト、プリンターの普及により、高精細な3Dモデルの作成が可能となり、われわれの施設にも導入された。本研究では、側頭骨手術研修に十分利用できる、安価で、精密な3D側頭骨モデルを作成することにより、側頭骨外科医の養成、術前シミュレーションに寄与することを目的とする。それにより安全な手術が可能となり、患者利益にもつながると考えている。われわれの施設では石膏粉末を原料とし、3Dプリンターで造形することで骨に感触が近い精密な3D側頭骨モデルを作製することを目指し、現在予備的なモデルが出来上がっている。精密3D側頭骨モデルを作成する上で重要な過程は、より精密な3Dポリゴンデータを作成すること、ポストプロセスといわれる出来上がってきたモデルから余分な石膏粉末を吹き飛ばし必要な部分だけを残すこと、石膏硬化剤で再現性良く硬化させることである。現時点で作成できた3Dモデルを用い、モデルのCT撮影、耳鼻咽喉科医による削開を行い、その検証を行った。現在、新たなソフトウェアの導入し、さらに効率よく余分な石膏粉末を吹き飛ばすためのドレナージホールの設計、モデルの作成を積み重ねている。計画通り、3Dモデルを作成し検証作業を行っている。側頭骨手術は骨削開が中心で、硬組織の中に顔面神経、半規管などの重要な構造物が含まれている点で、一般的な耳鼻咽喉科手術に比べ習得が難しい。これまで側頭骨手術手技の習得には、熟練者の指導のもと患者を対象に実際の手術で習得するか、遺体を用いた擬似手術により習得することが通常であった。近年、3Dデータ作成ソフト、3Dプリンターの普及により、高精細な3Dモデルの作成が可能となり、手術手技習得のモデルが作成されるようになった。本研究では側頭骨手術研修に十分利用できる、安価かつ精密であり、簡単に作成できる側頭骨3Dモデルを作成し、それを検証することを目的としている。昨年度までの研究により、石膏粉末を原料としたモデルを作成することを行った。われわれが行っている3Dプリント法は石膏粉末積層法であり、いくつかの問題点があった。1つは側頭骨内部の含気化されるべき空間にも石膏粉末が詰まってしまうことであり、これを解決するためにドレナージホールを設計段階から作成した。ドレナージホールからのエアブローにより内部の石膏粉末をある程度除去することが可能になったが、エアブローにより耳小骨など小さな構造物が吹き飛んでしまうという2つ目の問題点が生じた。それを解決するためにもともとは骨組織ではない耳小骨を吊っておくべき靭帯を骨濃度に変化させ安定することができた。最後に顔面神経や半規管、蝸牛などの側頭骨の内部に存在する軟部組織の再現のために、これらの内部構造を色を持ったデータとし、骨削開を丁寧に進めるとそれぞれカラー化された構造として認識できるようなモデルとした。これらの工夫により、簡単にある程度精密な構造まで再現できる側頭骨3Dモデルが完成した。現在さまざまな経験を持つ術者に実際に削開してもらうこと、モデル自体をCT撮影することにより、内部の構造の再現性を検証しており、これを発表していく予定である。当初の計画通り、精密で簡単に作成できる3Dモデルの作成ができており、現在検証作業がほぼ終了している。近年、3Dデータ作成ソフト、3Dプリンターの普及により、高精細な3Dモデルの作成が可能となり、手術手技習得のためのモデルが作成されるようになった。側頭骨手術のためのモデルは、手術時の感触などから、石膏を原料としたモデルが適している。本研究ではは石膏粉末積層法により、モデルを作成したが、それにはいくつかの問題点があった。

それを解決するためにもともとは骨組織ではない耳小骨を吊っておくべき靭帯を骨濃度に変化させ安定することができた。最後に顔面神経や半規管、蝸牛などの側頭骨の内部に存在する軟部組織の再現のために、これらの内部構造を色を持ったデータとし、骨削開を丁寧に進めるとそれぞれカラー化された構造として認識できるようなモデルとした。これらの工夫により、簡単にある程度精密な構造まで再現できる側頭骨3Dモデルが完成した。本モデルを使用し、さまざまな経験を持つ術者に実際に削開してもらい、再現性、手術字の感触をアンケート調査を行った。また、モデル自体をCT撮影することにより、内部の構造の再現性を検証した。本研究成果は学会発表、論文誌上で報告を行った。側頭骨内には耳小骨のような微細な構造とともに、神経、血管などの重要構造物が存在する。そのため安全、確実な側頭骨手術を行うには、解剖を熟知することが必須である。近年の3Dモデル造形技術の発展に伴い、CTデータから3Dモデルを作成することが可能となったが、微細な構造が多く、内部に含気腔を持つ側頭骨を再現することは難しかった。今回、その問題点を克服する工夫を行い、外側、内部の再現性の観察とともに、モデル自体をCTと元データの比較、手術トレーニング参加者による評価を行った。その結果、一部の微細な構造以外、ほぼ再現性の良いモデルを作成することができ、手術トレーニングに十分使用できることが検証された。さらに効率のよいドレナージホールの作成、微細構造の再現を目指し、ポリゴンデータを作成していく。また側頭骨から範囲を少し拡大し、頭蓋底手術でも使用できるモデルの作成を目指している。今後作成された側頭骨3Dモデルの検証作業により得られたデータをもとに論文執筆を行う予定である。耳鼻咽喉科学導入したソフトウェア、消耗品の額により、多少次年度繰越額が生じた。消耗品、学会参加費の金額により、次年度繰越額が生じた。次年度繰越額は多くなく、予定通り、消耗品、学会発表、論文執筆などに使用できるものと考えている。学会発表、論文執筆に使用する予定である。
線維芽細胞増殖因子が歯髄幹細胞の機能と分化を制御する

本研究の目的は、線維芽細胞増殖因子(FGF)の歯髄幹細胞(DPSCs)および口腔上皮由来幹細胞(DESCs)の機能と分化に関する役割を解明することにある。本課題の結果から、1)FGF受容体II型遺伝子(FGFR2b)シグナルは、DPSCsよりもDESCsの分化に大きな影響をおよぼすこと、2)FGFR2bシグナルはDESCsの恒常性維持には関与しないこと、3)FGFR2bシグナルはDESCsのエナメル芽細胞への分化過程を決定づける役割を果たすことが明らかとなった。本研究目的は,線維芽細胞増殖因子(FGF)が歯髄幹細胞の機能と分化に関する役割を解明し,バイオ人工歯根開発/臨床応用へ発展させることにある.本年度はFGFR2b遺伝子ならびにその下流シグナルの歯根形成に与えるメカニズムを明らかにする.本研究には,海外研究協力者であるロサンジェルス子供病院ベルーシ准教授より供与を受けたFGFR2b遺伝子ノックダウンマウスを用いて,FGFR2bシグナルの減弱による歯根形成の表現型について組織学的に検討を行った.実験条件として,マウスの前歯の萌出が完了する出生14日後からFGFR2b遺伝子のノックダウンを開始し,その期間は2・4・8週間とした.この結果,FGFR2b遺伝子ノックダウンによりマウス切歯の根尖部には,新たにエナメル質が形成されないことが明らかとなった.象牙質は,その形成の規則性が大きく乱れることが明らかとなった.またノックダウン開始8週後には上顎切歯は自然脱離することが観察された.この表現型は象牙質形成の乱れが原因であると推察された.免疫化学染色の結果からは,切歯の根尖部には上皮由来の組織は残存していることが確認できた.このことから,FGFR2bシグナルはエナメル質形成に深く関与し,制御していることが明らかとなった.象牙質形成の乱れの原因については明らかではないが,FGFR2b遺伝子の下流シグナルが大きく関与しているものと推察される.以上の結果から,FGFR2b遺伝子ならびにその下流シグナルは,歯(エナメル質・象牙質)の形成において深く関与していることが明らかとなった.本研究目的は,線維芽細胞増殖因子(FGF)が口腔由来の幹細胞の機能と分化に関する役割を解明し、バイオ人工歯根開発/臨床応用へ発展させることにある。本研究には、海外研究協力者であるロサンジェルス子供病院ベルーシ准教授より供与を受けたFGFR2b遺伝子ノックダウンマウスを用いて、FGFR2bシグナルの減弱による歯根形成時の表現型が生じるメカニズムについて組織学的、分子生物学的に検討を行った。実験条件として、マウスの前歯の萌出が完了する出生14日後からFGFR2b遺伝子のノックダウンを開始し、その期間は2・4・8週間とした。前年度の結果から、FGFR2b遺伝子ノックダウンによりマウス切歯の根尖部には、新たにエナメル質が形成されないことが明らかとなっている。これは、FGFR2bが減弱した状態では、口腔粘膜上皮由来幹細胞(dental epithelial stem cell、DESC)塊であるcervical loopは残存するものの、口腔上皮由来幹細胞の、エナメル芽細胞前駆細胞(ameloblast progenitor cell、APC)への分化が抑制されることによることであることが明らかとなった。以上の結果からFGFR2b遺伝子は、DESCsの維持には関与しないものの、DESCsのAPCsへの分化を抑制することが明らかとなった。FGFR2b遺伝子減弱による歯根形成への表現型と同様の表現型を示す報告が、他の遺伝子系でも報告されており、FGFR2b遺伝子と、それら遺伝子のかかわりを明らかにすることが、DESCsのマーカーを探索するうえで重要であると考えられる。本研究目的は,線維芽細胞増殖因子(FGF)が口腔由来の幹細胞の機能と分化に関する役割を解明し、バイオ人工歯根開発/臨床応用へ発展させることにある。また、出生後14日後から出生後42日後まで(4週間)FGFR2

b遺伝子のノックダウンを行った後にFGFR2b遺伝子ノックダウンを止めると、出生70日後で上顎前歯が一旦、抜け落ちるものの、出生91日後には、再萌出を始め、出生120日後に、元通りに生え揃うことが明らかとなった。これは、FGFR2bシグナルが減弱した状態でもDESCsは生存・維持すること、FGFR2bシグナルが復活することで、DESCsのAPCsへ、さらにはAPCからエナメル芽細胞への分化が再開され、歯が再び生え揃ったと考える。この結果は、FGFR2bシグナルはAPCの恒常性維持には関与しないことを明らかにした。また、FGFR2b遺伝子減弱下では、上皮系マーカーである、Sonic hedgehogやSprouty2の発現が抑制されることも明らかとなった。今後、FGFR2b遺伝子と、これらの遺伝子のかかわりを明らかにすることが、DESCsのマーカーを探索するうえで重要であると考えられる。
次世代航空機開発のための最適設計システムの高度化とその工学的応用

まず数値流体解析の信頼性の向上を目指し、数値計算結果から空気抵抗を要因毎に分類する抵抗分解手法を開発・拡張した。この手法では、数値的な影響による非物理的な抵抗要因を除去する事により抵抗予測精度の改善も達成されうる。更にその抵抗要因を流れ場空間に可視化できる事も有用である。この手法の開発により、粗い計算格子であっても数値的な誤差影響を取り除く事により精度良い抵抗値予測が達成でき、更に抵抗低減メカニズムの詳細な解析が可能となった。本手法は6月にアメリカで開催されたAIAA Drag Prediction Workshopや10月に日本において開催されたJAXA高揚力装置風洞模型を用いたCFD Workshopにおいて適用され、開発した抵抗分解手法の妥当性・有効性が確認された。本手法の確立により、数値計算結果の詳細なデータマイニングが可能となった。その上で空力最適設計の高度化・信頼性の向上を目指し、抵抗分解手法と空力最適化手法とを組み合わせた最適設計システムを構築し、その有用性を示した。本最適設計システムは三菱重工業にて開発されている環境適応型高性能小型航空機の翼端形状(ウィングレット)設計にも応用された。この翼端形状最適設計においては空力・構造の多分野融合最適設計にシステムは拡張され、高効率かつ信頼性の高い翼端形状を提案している。また本研究で開発された最適設計システムは羽ばたき翼の翼型・軌道同時最適設計にも応用され、羽ばたき翼の有用な設計知見を得ることもできた。これらの成果は6月、1月にアメリカで開催されたAIAA Conferenceや9月にオランダで開催されたECCOMAS CFD Conference等において口頭発表している。またアメリカ航空宇宙学会等の国際ジャーナルにも本研究成果を投稿中である。まず空力最適化問題の拡張を目指し、翼平面形の最適化を可能とする非構造表面格子の自動生成手法を開発した。デローニー法を用いた非構造格子生成手法を用いる事で、任意の翼平面形周りの非構造格子の自動生成が可能となった。また空力最適化問題をより高度化し、かつ空気抵抗の低減メカニズムをより具体的に考察する手法として、抵抗要素分解手法を開発した。このようにして拡張された空力最適化問題を用い、音速近傍領域での航空機形状の最適化を行った。本空力最適化の結果、空力的に十分改善された音速航空機形状を得ることができた。またその形状の非設計点特性も良好であった。更に開発した抵抗要素分解手法を用いる事で、空気抵抗を精度良く発生原因別に分類する事が可能となった。またCFDの1つのボトルネックである格子依存性の影響を除去できる事も示された。過去に申請者によりなされた翼断面形状のみの空力最適化結果との詳細な比較から、音速航空機の設計においては、主翼断面形状の最適化が造波抵抗の低減に、また主翼平面形状の最適化が誘導抵抗の低減に寄与する事が確認された。本研究結果は、音速航空機の実現に向けた重要な知見であると言える。これらの成果は8月に横浜で開かれた国際航空科学会議(ICAS)において発表し、本会議の学生賞にあたるICAS McCarthy Student Awardの最終候補者5名にも選ばれ、再度の口頭発表を行なう機会を与えられている。また、11・12月にそれぞれ開かれた第4回AFI国際シンポジウム・第18回数値流体力学シンポジウムにおいても口頭発表を行なっている。また日本機械学会の国際ジャーナルへの論文掲載が決定しており、アメリカ航空宇宙学会(AIAA)の国際ジャーナルにも本研究成果を投稿中である。まず空力解析の信頼性・有効性の向上を目指し、構造・非構造格子計算結果から抵抗値分解を行なう手法を開発・拡張した。この手法においては抵抗値を物理成分に分解するだけでなく、数値的な影響による非物理的な抵抗成分を除去する事も可能である。この手法の開発により、抵抗値予測精度の改善・抵抗低減メカニズムの詳細な解析が可能となった。開発した抵抗分解手法の妥当性・有効性を検証するために、本手法を東北大学にて開発された非構造格子ソルバーのTAS-code、ワイオミング大学にて開発された非構造格子ソルバーのNSU3D、三菱重工にて開発された構造格子ソルバーのJanetにそれぞれ適用した。結果、妥当な抵抗要素分解結果が得られ、粗い計算格子であっても数値的な誤差影響を取り除く事により精度良い抵抗値予測が達成できた。本手法の確立により、粗い計算格子における数値計算の信頼性が格段に向上した。その上で空力最適設計の高度化・信頼性の向上を目指し、抵抗分解手法と空力最適化手法とを組み合わせた手法を開発し、実際に精度良くロバストな空力最適設計が行なえる事を示した。本最適設計システムは三菱重工業にて開発されている環境適応型高性能小型航空機の翼端形状(ウィングレット)設計にも応用され、高効率な翼端形状を提案した。これらの成果はAIAA Journal・日本機械学会International Journal等において掲載された。また4月にイギリスにおいて開かれたConference on Finit Elements for Flow Problems、6月にカナダにおいて開かれたAIAA Applied Aerodynamics Conference等においても発表している。来年度もアメリカ航空宇宙学会やECCOMASCFD等において最新の研究成果を報告予定である。

更にその抵抗要因を流れ場空間に可視化できる事も有用である。この手法の開発により、粗い計算格子であっても数値的な誤差影響を取り除く事により精度良い抵抗値予測が達成でき、更に抵抗低減メカニズムの詳細な解析が可能となった。本手法は6月にアメリカで開催されたAIAA Drag Prediction Workshopや10月に日本において開催されたJAXA高揚力装置風洞模型を用いたCFD Workshopにおいて適用され、開発した抵抗分解手法の妥当性・有効性が確認された。本手法の確立により、数値計算結果の詳細なデータマイニングが可能となった。その上で空力最適設計の高度化・信頼性の向上を目指し、抵抗分解手法と空力最適化手法とを組み合わせた最適設計システムを構築し、その有用性を示した。本最適設計システムは三菱重工業にて開発されている環境適応型高性能小型航空機の翼端形状(ウィングレット)設計にも応用された。この翼端形状最適設計においては空力・構造の多分野融合最適設計にシステムは拡張され、高効率かつ信頼性の高い翼端形状を提案している。また本研究で開発された最適設計システムは羽ばたき翼の翼型・軌道同時最適設計にも応用され、羽ばたき翼の有用な設計知見を得ることもできた。これらの成果は6月、1月にアメリカで開催されたAIAA Conferenceや9月にオランダで開催されたECCOMAS CFD Conference等において口頭発表している。またアメリカ航空宇宙学会等の国際ジャーナルにも本研究成果を投稿中である。
石造遺物デジタルアーカイブ化の為の撮影手法の開発

石造遺物の表面に刻まれた文字を取得し、データベースとしてアーカイブするための手法を開発した。まず、石造遺物の文字データを取得するための、画像取得シーケンスを作成し、さらにその再現性を確保するためのデバイスの開発を行った。これにより、カメラと光源の位置関係を決定し、決められたデータを取得することが可能になった。また、画像をアーカイブし、さらに画像中の文字情報を取得するための処理プログラムを搭載したデータベースシステムを作成した。このデータベースは画像処理の過程も保存・検索/閲覧することが出来るため、過去の処理情報を参照することにより、文字情報取得の過程を半自動化することが出来た。【画像処理シーケンスの確立】(上椙真之・上椙英之)本年度、昨年度に開発した画像処理プログラムを元に、画像処理シーケンスを作成した。本研究で作成したプログラムは画像処理の各作業単位毎に独立したプログラムになっており、それらをさまざまに組み合わせることでもっとも効果的な画像処理方法を構築することが出来る。対象となる石像遺物の材質や形状によって効果的な画像処理方法は異なるため、このような手法が最も効果的である。本年度は、この組み合わせと手順を調べ、個々に異なる特徴を持った石像遺物に対して、柔軟に対応出来る画像処理シーケンスを確立することが出来た。しかし、画像処理の精度はまだ改善の余地が有り、今後はさらにプログラムを作成し、画像処理手法の選択肢を増やす。【画像データの取得】(上椙英之・多仁照廣)昨年度テストした画像取得手順を元に、これまでに10以上のデータを取得した。これは、上記の画像取得シーケンスの確立と並行しており、画像処理により効果的な光源位置の調査などを同時に行った。画像データとともに地域情報等もデータベースに登録されており、それらを元に絞り込み検索が出来るようになっている。今後画像処理によって得られた文字データと関連づけてその成因などについての研究を進めていく予定である。【データベースへの画像解析ツールの組み込み】(上椙真之)画像処理ツールはこれまでコマンドラインツールとして開発してきたが、これをデータベースシステムに組み込み、画像処理結果を同時に検索できるよう、データベースを改修した。まだインタフェースの確立が終わっておらず、データベース上からの画像処理実行には不便な点が多い。今後はこのインターフェースの改良を行っていく「画像取得からデータ検索までのシーケンスの確立」本研究の核となるのが、データをアーカイブし、必要なデータをプログラムを介して半自動で抽出するための規格を確立することである。本研究で開発したシステムは、生データをデータベースシステムに登録後、一連の画像データの情報を記した決められたフォーマットのテキストファイルの内容に従って画像処理を施し、半自動で解析することが可能である。これを行うためには、プログラムが理解しやすいよう、あるルールに則った画像データの取得が重要である。本研究ではまず画像処理に必要な情報と画像データの取得シーケンスを確立するため、光源の位置、撮影回数などをパラメータとし、画像処理の精度を調べた。その結果、必要な精度を得るために十分なパラメータを決定することが出来た。「画像処理シーケンスの確立」画像データの取得後、画像処理を半自動で行うためのプログラムの作成を行った。ここで目的としたのは、画像処理シーケンスは前項のルーチンで得られた画像データを処理した後、さらに詳細なデータを抽出するためのシーケンスである。しかし、画像処理のルーチンはphotometric stereo等先行研究が数多くあるが、石像遺物のような風化の激しい表面の文字情報を画一的なルーチンで取得するには十分ではなかった。これは今後の新しい課題となる。「データベースの開発」本研究で開発したシステムは画像データを保存し、閲覧するだけでなく、位置情報や素材、建立者などをxmlベースのテキストデータとして保存し、データベースとして検索・抽出をすることが出来る。このテキストデータの項目内容とデータベースの構造を、石像遺物に対して最適化した。また、このデータベースの階層構造をプラグインを通してコントロールすることが出来るようにすることで、さまざまな研究にも柔軟に対応出来るようになった。【データの取得のための光源移動用カメラステージ作成】(上椙真之・上椙英之)この課題に対し、本年度、デジタルカメラを使用し、石像遺物の文字情報を対象を非破壊・非汚染のままで取得するための装置を作成した。カメラに対する光源の位相角を容易に決定でき、フィールドワークの際の携帯性を高め、さらに狭い場所での撮影にも対応するため、装置を小型化した。【撮影機構の開発と撮影実験】(上椙英之・多仁照廣)実際のフィールドワークにおいてのテストを行い解析に十分なSNを持った連続データを取得することに成功した。装置自体の改良は殆ど行っていないが、現時点では十分な精度を持っていると考えられる。【データ解析のためのツール開発】(上椙真之)