hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動脈硬化の発生・進展におけるキチナーゼの役割

培養マクロファージにおける過剰発現・抑制実験で、キチナーゼはPPARγ、LXRαを介してCD36、ABCA1、ABCG1発現を増加することによりコレステロール取込み及びApo-AI依存性排泄を亢進し、AP-1活性化抑制により炎症性サイトカインMCP-1、TNFα発現を低下することが明らかとなった。ApoE欠損マウスの動脈硬化病変はキチナーゼ阻害剤投与により有意に増加したことから、キチナーゼは抗動脈硬化的に働くことが示唆された。平成21年度は主に培養マクロファージ(RAW264.7細胞)を用いたin vitro実験を行った。<マクロファージにおけるキチナーゼの発現調節の検討>では、RAW264.7細胞にIFN-γ(Th1)刺激あるいはIL-4、IL-13(Th2)刺激を行ったところIFN-γ刺激によりキチナーゼの発現及び活性増加を認めた。動脈硬化の進展には炎症促進的に働くTh1優位の免疫応答が重要な役割をはたしており、キチナーゼ発現の増加にもTh1免疫応答が関与することが示唆された。<キチナーゼ過剰発現・抑制によるマクロファージ機能への影響の検討>では過剰発現にはキチナーゼ発現プラスミド遺伝子の導入を行い、抑制にはキチナーゼ阻害剤アロサミジンを使用した。その結果、(a)マクロファージの遊走能は過剰発現、抑制によりともに抑制された。(b)コレステロール代謝に関しては、抑制によりコレステロールの取り込み・蓄積(泡沫化)、ApoAI依存性のコレステロール排出が抑制された。過剰発現では安定した結果が得られなかった。(b)動脈硬化関連サイトカインの発現は、過剰発現では炎症性サイトカインのMCP-1、TNF-αが減少し、抑制により増加した。その他のサイトカインに関しては、有意な変化を認めなかった。以上の結果、キチナーゼはマクロファージの炎症反応は抑制し、泡沫化を促進することが示唆された。過剰発現・抑制実験結果の不一致の部分に関しては、薬剤(アロサミジン)使用による非特異的作用が考えられ、今後、特異的抑制が可能なキチナーゼmiR RNAi発現プラスミドの遺伝子導入などによる確認実験が必要と考えられた。<マウスを使用した予備実験>に関してはC57BL/6マウスを使用し、採血及び血清キチナーゼ活性の測定、心臓左右腸骨動脈分岐部の採取及び大動脈基部および大動脈弓部下行大動脈の標本の作製の練習に留まった。平成22年度は、in vitroにおいて培養マクロファージ(RAW264.7細胞)にマウスキチナーゼmiR RNAi発現プラスミドを遺伝子導入しキチナーゼ特異的阻害による作用を検討し、in vivoにおいてApoE欠損マウスにキチナーゼ阻害剤アロサミジンを投与しキチナーゼの動脈硬化における役割を検討した。<キチナーゼ過剰発現・抑制によるマクロファージ機能への影響の検討>では、アロサミジン処置とキチナーゼ遺伝子導入による(a)マクロファージの遊走能、(b)コレステロール代謝の結果に一致をみていなかったが、miR RNAiによるキチナーゼの特異的阻害でも確定的な結果を得られなかった。(c)動脈硬化関連サイトカインの発現に関しては、アロサミジン処置、キチナーゼ遺伝子導入の結果と一致して、miR RNAiによるキチナーゼの特異的阻害により炎症性サイトカインMCP-1、TNF-α発現は増加し、その他のサイトカインに有意な変化を認めなかった。<ApoE欠損マウスの動脈硬化の発生・進展におけるキチナーゼの役割の検討>では、ApoE欠損マウスに浸透圧ポンプを用いて対照液またはアロサミジン(1mg/kg/日)投与を行い、西洋食(21%脂肪、0.15%コレステロール)負荷6週間後に動脈硬化の評価を行った。経過中、2群間の体重、血圧、脈拍、総コレステロール値、中性脂肪値に有意差は認められなかった。また、アロサミジン投与によりキチナーゼ活性は約40%抑制された。動脈硬化の解析では大動脈弓部における動脈硬化は有意に増加し(約1.6倍)、下行大動脈の動脈硬化については有意差を認めなかった。大動脈基部の動脈硬化、性状に関しては現在解析中であるが、以上の結果からキチナーゼは炎症を抑制することにより抗動脈硬化に働くと考えられ、キチナーゼは動脈硬化の新たな治療標的となりうる可能性が示唆された。
超小型衛星の宇宙実験による軌道上における宇宙エレベータの運動解析

本研究は,超小型衛星を用いて宇宙空間においてテザーを伸展し,テザー上においてエレベータの昇降機を移動させる宇宙実験を実施することを目的としている.テザー伸展技術は山極(静岡大),昇降機移動技術は青木(日本大)が担当し,超小型衛星として能見(静岡大)が取り纏める体制で,50kg級衛星の試験機を開発した.しかしながら,本衛星のミッションは米国NASAが制定するデブリ発生抑制ガイドラインに抵触する可能性があることから,国際調整を必要とすることとなった.このため,試験機の改良を進めるとともに,スケールを縮小した二基の10cm立方サイコロ衛星CubeSatによるミッションを実施することとした.試験機の開発では、ガイドラインに従い二種類の検討を行った.第一は,テザー伸展回収を昇降機移動実験を含めて数時間以内に実施することとし,テザーリールの改良,具体的にはテザー張力測定装置の改良および伸展ガイド機構による巻き取り性能の改良を図った.第二に,推進機搭載により安全な軌道へ移動してミッションを行うこととし,超小型衛星用推進装置の搭載検討,および搭載可能推進器による軌道変更を検討した.両者とも設計上は可能であることが分かった.CubeSatは長さ10m程度のテープ形状の金属製テザーを用い,エレベーターの昇降機(クライマー)は3x3x6cm程度の小規模なものを開発した.2018年9月23日にH-IIBロケットにより打ち上げられ,同年10月6日に国際宇宙ステーションから放出されたが,通信不調によりミッション実施には至っていない.しかしながら開発過程において,ミニエレベーターの2U CubeSat開発,CubeSat搭載可能なクライマーを開発,コンベックステザー伸展回収機構を開発について,地上試験による機能検証を行った.これらの研究開発成果は,次の宇宙実験に繋がると期待できる.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,超小型衛星を用いて宇宙空間においてテザーを伸展し,テザー上においてエレベータの昇降機を移動させる宇宙実験を実施する.本宇宙実験のキー技術は,テザー伸展および昇降機移動となる.テザー伸展技術および昇降機移動技術について,それぞれ専門知識を有する研究者が担当し,超小型衛星全体を研究代表者が取り纏める.・テザー伸展:2kmオーダーの長距離テザー伸展について,当初スプール式テザー展開装置を用い,バネ式テザー放出を行うことが適していると考えていた.しかしながら,当該年度に国内外の過去のミッション等を調査し,その結果からリール方式が妥当であると判断した.この結論を受けて,テザー材質および形状を考慮してリール方式のテザー伸展装置の試作機を製作した.そして,試作機を用いて伸展抵抗等の計測を行う地上実験を実施した.また,テザーの柔軟性を考慮した力学定式化を行い,シミュレーションによる挙動解析を実施した.・昇降機移動:テザー形状・材質を含めた昇降機の設計を検討し,車輪式移動機構を持つ試作機を製作した.とくにテザー接触面の車輪に関しては,接触状態を複数の実験的評価を行うことができるものとし,地上実験による評価を行った.そして,超小型衛星搭載可能なサイズとすることを達成した.次に宇宙環境仕様とすることが課題である.・超小型衛星全体:本衛星はH-IIAの無償相乗りを視野に入れ,50kg級とする.これより,テザー伸展装置および昇降機のサイズを検討し,とくに重要となる親衛星および子衛星(この間をテザーで繋ぎ、そのテザー上を昇降機が移動する)の結合機構について検討し,試作機を製作した.また,電力系,制御系,データ取得系,通信系を検討し,とくに重要となる姿勢制御について通信系を含めた電気システムを試作した.H27年度は,本宇宙実験のキー技術について,テザー伸展技術は山極(静岡大),昇降機移動技術は青木(日本大)が担当し研究開発を進めた.また,超小型衛星として能見(静岡大)が取り纏めて進めた.・テザー伸展(山極担当):従来研究の調査から2kmテザーの伸展に適する伸展方式を選定,その試作機を設計製作して基本性能を実験的に確認した.当該年度の計画である試作機の開発を達成したと評価できる.・昇降機移動(青木担当):昇降機の設計を検討し,車輪式移動機構を持つ試作機を製作した.従来研究の調査から車輪式を採用,試作機による車輪機構の検討を行い,試験機への見通しを得ることができた.当該年度の計画である試作機の開発を達成したと評価できる.・超小型衛星(能見担当):本研究で開発する衛星は50kgであり,試作機としてとくに重要となるのは,親衛星および子衛星(この間をテザーで繋ぎ、そのテザー上を昇降機が移動する)の結合機構である.当該年度には,結合機構を検討した結果を踏まえた試作機を製作した.また衛星の電気システムに関しては,テザー伸展および昇降機移動の観点から,とくに重要となる姿勢制御について試作した.電力系,データ処理系,通信系については,過去の衛星開発実績を利用できると考えている.とくに本衛星のキーとなる技術を評価する試作機の設計製作を達成したことから,当該年度の計画を達成したと評価できる.テザー伸展技術は山極(静岡大),昇降機移動技術は青木(日本大)が担当し,超小型衛星として能見(静岡大)が取り纏める体制で進めた。以下に,各技術の研究実績を記載する.

・テザー伸展(山極担当):初年度に選定したリール方式の制御方法を構築した.これと並行して耐宇宙環境性能を持つ試験機を設計開発し,テザー伸展制御に関する地上実験評価を行った.また,軌道上のテザー伸展に関する実験的挙動解析は困難であるため,初年度に用いた力学定式化によるシミュレーションを用いて評価した.・昇降機移動(青木担当):初年度に開発した試作機によるテザー上移動性能の評価を継続して実施し,その結果を踏まえて宇宙環境を考慮した試験機の開発した.ここでは,実ミッションを想定した電気システムなども搭載し,宇宙機仕様とした.そして地上模擬環境において,昇降機のテザー上移動に関する評価検証を行った.・超小型衛星(能見担当):初年度に開発した試作機を用いて,とくに親衛星と子衛星の結合機構について,ロケット打ち上げ環境に耐えること,および確実に分離できることを地上実験により評価検証した.また姿勢制御に関して,制御則を実装した機能評価を行った.また本衛星のキー技術について,とくにテザー伸展(バネによる放出初速度,テザー伸展抵抗)および昇降機の動作(テザー上移動速度,移動精度)について,地上模擬環境における評価検証を行った.テザー伸展技術は山極(静岡大),昇降機移動技術は青木(日本大)が担当し,超小型衛星として能見(静岡大)が取り纏める体制で進めたことにより,各分担内容を確実に実行していくことができた。各担当部分については,宇宙環境仕様の試験機を設計開発,製作できたことから,打ち上げ機に向けて統合していくこと,そして統合試験を実施していくことにより,宇宙実験を実施できる見通しである.ただし,打ち上げロケットの確保がまだできていない.遅くとも三年目までには打ち上げロケットを確保,それに合わせた打ち上げ機開発が必要となるため,三年初めは打ち上げロケットの確保を行う.これを受けて打ち上げ機を開発することとなる.なお、本研究において開発する超小型衛星のミッションはテザー伸展が必須となるが、テザーは宇宙デブリ発生抑止の観点から危険性を内包しており、NASAのガイドラインでは厳しい要求が記載されている。これを考慮しつつ打ち上げロケットを確保することが重要となる。本研究は,超小型衛星を用いて宇宙空間においてテザーを伸展し,テザー上においてエレベータの昇降機を移動させる宇宙実験を実施することを目的としている.テザー伸展技術は山極(静岡大),昇降機移動技術は青木(日本大)が担当し,超小型衛星として能見(静岡大)が取り纏める体制で,50kg級衛星の試験機を開発した.テザー伸展(山極担当)はリール方式とし,地上実験評価およびシミュレーション評価を経て製作した.昇降機移動(青木担当)は試作機によるテザー上移動性能の評価を経て,電気システムなどを搭載した宇宙機仕様として製作した.そして,超小型衛星(能見担当)試験機として製作,とくに親衛星と子衛星の結合機構,およびリアクションホイールによる姿勢制御機能を搭載した.これらの成果は,国内では宇宙科学技術連合講演会,国際的にはInternational Astronautical Congressにおいて,それぞれ関係セッションに各担当が発表した.しかしながら,本衛星のミッションは米国NASAが制定するデブリ発生抑制ガイドラインに抵触する可能性があることから,打ち上げが難しいこととなった.解析の結果,テザー伸展回収を昇降機移動実験を含めて数時間以内に実施すること,もしくは推進機搭載により安全な軌道へ移動してミッションを行うことが必要となり,本研究期間でこれらの技術を実現することは困難であることとなった.
Bi系高温超伝導酸化物のLiのインターカレーションと二次電池正極材への応用の試み

Bi系高温超伝導酸化物(Bi-2212相など)は層状構造を有する化合物であり、これまで電極反応によるLiのインターカレーションの可能性が期待されていたが、現在まで殆ど報告例がない。本研究は、Bi-2212相へ電気化学的にLiを導入することを試み、得られたBi-2212相の超伝導特性、構造及び酸素量と構成イオンの価数変化を明らかにするとともに、固相反応法によるLi導入の結果と比較検討することにより、Liのインタカレーションの特徴を明らかにし、更にLiディインターカレーションを試みることによって、Bi-2212相がLi二次電池の正極材として応用できる可能性を検討することを目的とした。得られた結果を要約すると以下の通りである。1.電気化学的手法を用いれば、LiをBi-2212相に常温・常圧でインターカレートすることが可能であり、Li量の制御は極めて容易であることを明らかにした。3.電気化学的Li導入では固相反応の場合とは全く異なり、酸素量は全く変化せず、Biの平均価数が減少する結果、Cuの平均価数がX≧0.3.で+2.0まで減少し、これがTcの著しい変化の原因であることを明らかにした。4.予め導入したLiは電気化学的な逆反応(放電反応)によって、Bi-2212相より放出できる、すなわちディインターカレーションが可能であることを初めて見い出した。このディインターカレーションによって、Bi-2212相の構造、超伝導特性、酸素量とBiとCuの平均価数は可逆的に変化することを明らかにした。5.以上の結果より、Bi-2212相へのLi二次電池の正極材への応用の可能性は極めて高いことを示した。本研究は,極く最近我々が予備的研究で世界で初めて見い出したBi系高温超伝導酸化物(主としてBi_2Sr_2CaCu_2O_z:Bi-2212相)への電気化学的Liインターカレーションを利用し,この超伝導体をLi二次電池の正極材に応用展開することを最終ターゲットとする独創的研究である。初年度の本年は,Bi-2212相へのLiの電気化学的インターカレーションおよび一部ディインターカレーション挙動をLiの導入量,結晶構造変化,超伝導特性Tcの変化,酸素量と構成イオン(BiとCu)の平均価数の変化を詳細な研究により明らかにすることを目的とした。本研究では,組成Bi_2Sr_2CaCu_2O_zのBi-2212相を研究対象として選び,Li導入後の超伝導体の組成をLi_xBi_2Sr_2CaCu_2O_zと表記した。以下に得られた主な成果を示す。1.Liの導入量:Bi-2212相を負極,Ptを正極とし,0.1MLiClO_4のPC溶液中で-3.0V-1.0Vの一定電位で室温にて充電および放電反応を行って,Bi-2212相へLi^+イオンの導入を試みた。Li^+イオンは充電時間とともにBi-2212相へほぼ放物線則に従って導入されることが明らかとなった。導入速度は電極電位の増加に伴い大きくなる。最高のLi導入量Xmaxは本研究の実験範囲で現時点では0.78である。2.結晶構造変化:まず,充放電反応によりBi-2212相へ正方晶構造を保ったままLi^+イオンを導入・放出可能であることを明らかにした。更に,格子定数(a,c)はLi^+イオンの導入により増加し,放出によって減少すること,しかもこれらの変化は全く可逆的であることを見い出した。これらの結果は,電極反応によるBi-2212相へのLi^+の導入・放出反応はインターカレーション・ディインターカレーション反応であることを意味している。3.超伝導特性Tcと酸素量と構成イオンの価数の変化:Tcは少量のLi^+イオン導入では増加し,X0.1で最高値Tc=94Kを示した後,Xの増加とともに減少し,X【greater than or equal】0.3で非超伝導体となることを初めて見い出した。さらに,酸素量はLi量Xが増加しても変化しない特徴がある。また,BiとCuイオンの平均価数は,固相反応によるLi導入と異なり,Li量Xの増加とともに減少することを明らかBi系高温超伝導酸化物(Bi-2212相など)は層状構造を有する化合物であり、これまで電極反応によるLiのインターカレーションの可能性が期待されていたが、現在まで殆ど報告例がない。

3.電気化学的Li導入では固相反応の場合とは全く異なり、酸素量は全く変化せず、Biの平均価数が減少する結果、Cuの平均価数がX≧0.3.で+2.0まで減少し、これがTcの著しい変化の原因であることを明らかにした。4.予め導入したLiは電気化学的な逆反応(放電反応)によって、Bi-2212相より放出できる、すなわちディインターカレーションが可能であることを初めて見い出した。このディインターカレーションによって、Bi-2212相の構造、超伝導特性、酸素量とBiとCuの平均価数は可逆的に変化することを明らかにした。5.以上の結果より、Bi-2212相へのLi二次電池の正極材への応用の可能性は極めて高いことを示した。
内分泌かく乱物質と内因性性ホルモンの精子形成での分子相互関係の解明

内分泌攪乱物質のうち、p-ノニルフェノール(NP)、ジエチルスチルベストロール(DES)、ビスフェノールA(BPA)、アトラジン(AZ)およびベノミル(BM)の5種類の化学物質の精子形成に与える影響をウナギ精巣器官培養系を用いて形態学的に調べた。上記の化学物質単独でのウナギ未熟精巣への作用を調べたところ、NPでは10μg/ml、DESでは100pg/ml、BAでは1ng/ml、AZでは10ng/mlおよびBMでは1ng/mlの濃度で雌性ホルモン:エストラジオール-17β(E2)に匹敵する精原幹細胞の再生分裂誘導能を示した。しかし、これらの化学物質の単独処理では、精原幹細胞の再生分裂以外には大きな影響を示さなかった。雄性ホルモン:11-ケトテストステロン(11-KT)とこれらの化学物質との精子形成への相互作用を調べたところ、11-KT存在下でのDES、NPおよびBA処理では、培養精巣片に変態した精子が認められ、これらの化学物質は精子形成の進行自体には大きな影響を与えていないように思われた。しかし、11-KT存在下でのDESとNP処理に関しては、セルトリ細胞の顕著な肥大化が観察され、その結果として、精巣片中に含まれる生殖細胞の割合は著しく減少した。一方、11-KT存在下でのAZとBM処理は、精子形成の進行自体に多大なる影響を示した。11-KTとAZの同時処理では、若干の精原細胞の増殖が認められたものの、ほとんどの生殖細胞は精原幹細胞のままであった。11-KTとBMの同時処理では、11-KT単独処理と同様、精原幹細胞は増殖を開始したが、4ないし5回分裂を経験した精原細胞にアポトーシスが観察され、それ以上に発達した生殖細胞は全く認められなかった。
線虫を用いた内分泌撹乱物質の簡便な生物学的影響評価法の開発

昨年度の研究の結果,線虫を天然の女性ホルモンであるエストラジオールあるいはビスフェノールA等のいくつかのホルモン様活性を持つと言われる化学物質に曝露することで卵黄タンパク質ビテロジェニンが誘導される事を明らかにできた.本年度は定量性を高めるためにcompetitive PCRの実施を試みた.その結果,約40および80塩基対欠失させて作成した2種類のcompetitorは両方ともビテロジェニンcDNAと定量的に競合し,定量可能であった.しかし,本年予定していた抗ビテロジェニン抗体の作成はタンパク質の発現条件の検討が上手くいかず作成できなかった.また,本年度は重金属類の多くもホルモン様,抗ホルモン様作用が疑われていることから,重金属の影響を検討した.方法は線虫のメタロチオネイン遺伝子の特異的プライマーを作成し,ビテロジェニンとメタロチオネイン遺伝子の発現を同時にRT-PCRによって測定した.その結果,水銀,カドミウムにおいては曝露30分後から定量的にメタロチオネイン遺伝子の誘導が検出でき,従来の培養細胞を用いた検出系と比較して遜色ないかそれ以上の検出感度を示した.同時にビテロジェニン遺伝子は,いくつかの重金属によってわずかではあるが誘導される傾向も見られた.以上のことから,タンパク質レベルでの評価系を構築することはできなかったが,本研究課題の目的である内分泌撹乱物質の影響が線虫のビテロジェニンおよびメタロチオネイン等の遺伝子を指標としたRT-PCR法で簡便に評価できる可能性があること,さらには近年問題となっている動物に変わる代替材料として線虫は非常に有効なツールとなる事を示すことができた.本年度は研究実施計画に従い,線虫ビテロゲニン遺伝子の特異的プライマーを用いて,RT-PCR法によるmRNA定量法の確立を試みた.まず,線虫の継代培養を行い,線虫のtotalRNAを調製した.Oligo(dT)をプライマーに用いて逆転写反応を行い,cDNAを作製した.そのcDNAを用いてPCR反応条件について検討した.20から35サイクルまで比較的定量的に増幅できることが分かった.次に,天然のホルモンであるエストラジオールをコントロールとして線虫におけるビテロゲニンの誘導について検討を行った.しかし,成虫においてビテロゲニンが大量に発現していることから,成虫,幼虫の共存した試料を用いるとエストラジオールによるビテロジエニンの誘導効果がほとんど見られなかった.そこで,線虫の幼虫と成虫の分離を試みた.Sephadex G-25によるゲルろ過で1から2期の幼齢幼虫と成虫,卵が完全分離できた.その幼虫を用いてエストラジオールの影響を調べた.1ppbのエストラジオール,2時間から4時間処理でビテロゲニンの誘導が観察された.また,濃度について検討したところ,100ppt程度のエストラジオールでも誘導が見られた.内分泌かく乱物質といわれているビスフェノールAは,1ppmでビテロゲニンを誘導した.所属施設ではノーザンブロット分析を行うために十分な設備がないため,定量性の高いcompetitive RT-PCRを行って定量を行う予定であり,competitorを作製したところである.ビテロゲニンタンパク質の発現系の構築は,全cDNAをクローニングは終了したが,pETベクターを用いた系では全タンパク質の発現はできなかった.特異抗体を作製するためには部分配列でも可能であると考え,今後N末端あるいはC末端等の欠損変異体を作製し,タンパク質発現を試みる予定である.昨年度の研究の結果,線虫を天然の女性ホルモンであるエストラジオールあるいはビスフェノールA等のいくつかのホルモン様活性を持つと言われる化学物質に曝露することで卵黄タンパク質ビテロジェニンが誘導される事を明らかにできた.本年度は定量性を高めるためにcompetitive PCRの実施を試みた.その結果,約40および80塩基対欠失させて作成した2種類のcompetitorは両方ともビテロジェニンcDNAと定量的に競合し,定量可能であった.しかし,本年予定していた抗ビテロジェニン抗体の作成はタンパク質の発現条件の検討が上手くいかず作成できなかった.また,本年度は重金属類の多くもホルモン様,抗ホルモン様作用が疑われていることから,重金属の影響を検討した.方法は線虫のメタロチオネイン遺伝子の特異的プライマーを作成し,ビテロジェニンとメタロチオネイン遺伝子の発現を同時にRT-PCRによって測定した.その結果,水銀,カドミウムにおいては曝露30分後から定量的にメタロチオネイン遺伝子の誘導が検出でき,従来の培養細胞を用いた検出系と比較して遜色ないかそれ以上の検出感度を示した.同時にビテロジェニン遺伝子は,いくつかの重金属によってわずかではあるが誘導される傾向も見られた.以上のことから,タンパク質レベルでの評価系を構築することはできなかったが,本研究課題の目的である内分泌撹乱物質の影響が線虫のビテロジェニンおよびメタロチオネイン等の遺伝子を指標としたRT-PCR法で簡便に評価できる可能性があること,さらには近年問題となっている動物に変わる代替材料として線虫は非常に有効なツールとなる事を示すことができた.
微分力学系のgenericな性質に関するPalisの予想

当該研究課題のPalis予想は「任意の力学系は、モース・スメール系か横断的ホモクリニック点を持つ力学系で近似できる」というもので、2次元の場合がPujalsとSambarinoによって最近解決された。平成10年度の研究では、「モース・スメール系と横断的ホモクリニック点を持つ力学系の閉包の補集合において、無限個の点を含む台を持ち、かつ、弱い双曲性が台上に存在するような不変測度を持つ力学系が稠密に存在する。」という結果を得たので、それをICM99(ベルリンの国際数学者会議)で発表し、Proceedingに結果を掲載した。平成11年度は、さらにその研究を進めた。上に述べた弱い双曲性とは、Lyapunov splittingに適合したdominated splittingの存在を意味するが、Lyapunov指数0に対応するsubbundleの存在がホモクリニック点を持つことを妨げる要因になっている。このsubbundleを消去するために、Pujals-Sambarinoの論文で中心的に用いられる議論、すなわち、双曲型周期点の安定部分空間と不安定部分空間のなす角度が十分小さければ、わずかな摂動でホモクリニック点が作れるという議論を一般次元で適用し、Lyapunov指数0に対応するsubbundleの各ファイバーの次元が2以上の場合消去する。その次元が1のときはこの議論で消去できないが、その方向以外では十分な双曲性があるのでその方向に摂動することでホモクリニック点を作ることが可能に思える。証明の手がかりはすでにつかんでいるので、3月にブラジルのIMPA(純粋・応用数学研究所)に出張しIMPAの研究者と議論することでアイデアを整理した後、所長のPalis教授のレビューを受ける予定である。この議論においては、1997年にAnnals of Mathematicsに掲載された本研究者の論文で導入されたConnecting Lemmaを一般化した定理を用いるので、まずはその部分の証明を論文にしたい。交付申請書で述べたPalisの予想(Morse-Smale系と横断的homoclinic点を持つ力学系を合わせた力学系の集合はdenseである。)については、最近、2次元、C^1位相に対して、PujalsとSambarinoによって解決された。しかし、高次元については彼らの方法が適用できない本質的な困難がある。したがって、高次元の解決にはhomoclinic点をC^1摂動によって作るための全く新しい方法が必要とされる。そのための前段階として、ある重要な部分に弱い双曲性を持つような力学系がdenseにあることを示す。完全な双曲性があればhomoclinic点は存在するので、それに近い状態を仮定した上で、新しい摂動の方法を次年度に開発したい。上の弱い双曲性をある部分に持たせる定理は、今年度中に結果が出たのでそれをBerlinで開かれた国際数学者会議において結果だけを報告したが、まだ論文にしていないので来年度はその論文の完成と、新しい摂動方法の開発に努力する。さらに、Berlinの国際会議ではflowの安定性予想のある意味での拡張といえる結果(安定なベクトル場が属するg^1(M)のベクトル場で特異点のないものはAxiom Aとno cycle conditionを満たす。)も報告した。これは、安定性予想の解決で重要な役割を果たしたC^1 connectinglemmaを一般化した定理を用いて証明するが、Palis予想にも有効であると思える。この結果については、Berlinの国際会議の直後に開かれたTriestでの力学系理論国際会議で講演を行った。これも来年度中に論文としてまとめる予定である。
高い耐磨耗性を有するセラミッス微粒子とニッケルの複合めっきに関する研究

アゾベンゼン修飾カチオン性界面活性剤(AZTAB)を用いて種々のセラミックス微粒子をニッケルめっき浴に分散し、定電流電解によりニッケルイオンの還元と同時にAZTABを還元して分散能を失わせる方法により、これらの微粒子の含有率の高いニッケルとセラミックスの複合皮膜の作成に成功している。得られた複合皮膜におけるセラミックス微粒子の含有率はシリコンカーバイトで約60%、ダイヤモンドで約58%、B4Cで約45%あった。一方、酸化還元不活性な界面活性剤を用いた場合、シリコンカーバイトで30%以下、ダイヤモンドで20%以下、B4Cで9%であった。このように酸化還元活性な界面活性剤を用いることにより含有率の高い複合皮膜が得られた理由は、アゾベンゼン修飾カチオン性界面活性剤では、Niイオンの還元と一緒に界面活性剤が還元され、粒子表面から界面活性剤が脱着し、粒子が基板表面で析出するため、ニッケルマトリックスへの取り込みが容易になることに起因すると考えられた。得られた複合皮膜のビッカーズの硬度は粒子の含有率とともに増加し、Ni/ダイヤモンドで最大1000Hv、Ni/B4Cで800Hvであった。これらの値はニッケル硬度(200)および既に報告されている酸化還元不活性な界面活性剤を用いて作成された複合皮膜の硬度に比べ大幅に大きかった。また、これらの皮膜の耐摩耗性も微粒子の含有率とともに大幅に向上した。これらの実験結果より、還元により分散能が失われる界面活性剤を用いることにより含有率が高く、機械的物性の良いNi/セラミックス複合皮膜を容易に作成できることが明らかとなった。還元により界面活性能が失われるアゾベンゼン修飾カチオン性界面活性剤を用いて炭化ケイ素.(SiC)およびダイヤモンドの微粒子をニッケルめっき浴に分散し、ニッケルイオンの還元と同時に界面活性剤を還元する方法により、これらの微粒子とニッケルとの複合皮膜を電解により作成している。この方法によりSiCの含有率は60%以上、ダイヤモンドでは最大約46%であった。一方、酸化還元不活性な界面活性剤を用いた場合、SiCで30%以下、ダイヤモンドで20%以下であった。これは、酸化還元不活性な界面活性剤では、ニッケルイオンの還元時に界面活性剤が微粒子表面に吸着したままであり、その結果、微粒子が基板表面で析出せず、ニッケルマトリックスに高率よく取り込まれず、さらに、取り込まれても吸着した界面活性剤が新たな微粒子の取り込みを妨害してしまうためである。一方、アゾベンゼン修飾カチオン性界面活性剤を用いた場合、Niイオンと一緒に界面活性剤が還元され、粒子表面から界面活性剤が脱着し、粒子が基板表面で析出するため、ニッケルマトリックスへの取り込みが容易になり、複合皮膜中の粒子の含有率が高くなったと推察される。本法により得られた複合皮膜の耐摩耗性はNi/SiC複合皮膜では体積含有率とともに大きくなり、52%で最大となることが明かとなった。Ni/ダイヤモンド複合皮膜でも高い耐摩耗性を示した。

このように酸化還元活性な界面活性剤を用いることにより含有率の高い複合皮膜が得られた理由は、アゾベンゼン修飾カチオン性界面活性剤では、Niイオンの還元と一緒に界面活性剤が還元され、粒子表面から界面活性剤が脱着し、粒子が基板表面で析出するため、ニッケルマトリックスへの取り込みが容易になることに起因すると考えられた。得られた複合皮膜のビッカーズの硬度は粒子の含有率とともに増加し、Ni/ダイヤモンドで最大1000Hv、Ni/B4Cで800Hvであった。これらの値はニッケル硬度(200)および既に報告されている酸化還元不活性な界面活性剤を用いて作成された複合皮膜の硬度に比べ大幅に大きかった。また、これらの皮膜の耐摩耗性も微粒子の含有率とともに大幅に向上した。これらの実験結果より、還元により分散能が失われる界面活性剤を用いることにより含有率が高く、機械的物性の良いNi/セラミックス複合皮膜を容易に作成できることが明らかとなった。
新しい蛋白質モデル構築法を用いたナトリウムチャネル機能の解明

近年、蛋白質の立体構造をシミュレートするようデザインされた合成ペプチドを用いて蛋白質の機能を解明しようとする試みが行われるようになってきた。本研究では、ナトリウムチャネルの電位センサー領域であるS4領域に着目し、複数の異なるヘリックスを組織化することによってどのようにチャネル機能が高度化されて行くかについての手がかりを得ることを目指した。まず、互いにアミノ酸配列の異なる4本のヘリックスを導入可能であるようなペプチド性テンプレートを用いる新しい蛋白質構造構築法を開発した。次いで、Electrophorus electricus由来のナトリウムチャネルのリピートI-IVのS4に対応するペプチドユニットの調製を行った後、これらを選択的にテンプレートに導入し、目的のS4蛋白質を得た(分子量約13,000)。得られた蛋白質のCDスペクトルは207nmおよび220nm付近に極小値を持ち、この蛋白質が膜中でヘリックス構造をとることが示唆された。さらに、チャネル蛋白質が配列の異なる4本のS4から構成されていることの意義に関する情報を得るため、テンプレート上のヘリックスをすべて、S4のうち最も塩基性に富むリピートIVのS4とした蛋白質(ホモ4量体)の構築を行った。前者のS4蛋白質のチャネル活性をパッチクランプ装置を用いるTip-Dip法で測定したところ、この蛋白質は脂質二重膜中で実際にチャネル活性を示すことを見いだした。チャネル活性の詳細およびホモ4量体、あるいはテンプレートで組織化されていないヘリックス(単量体)との活性の比較については現在検討中である。
アルツハイマー型認知症予防のための新規食品成分検索とその細胞内作用機構の検証

アルツハイマー病患者の脳では微小管形成阻害が起こっていると考えられる。神経細胞モデルであるPC12細胞培養培地に脂質過酸化物(PO)を添加した結果、細胞生育や微小管形成が阻害されることを確認した。この事実は、アルツハイマー病発症原因として脂質過酸化物が考えられることを示しており、その予防のための食品成分として抗酸化物質が有効であろうと推察される。そこで、PC12細胞を脂質過酸化物で劣化させたのち、抗酸化物質を添加して、細胞増殖の確認を行い、抗酸化系酵素の変動を観察した。その結果、アスコルビン酸やエピカテキン・βーカロテンの添加は生細胞数を増加させたし、抗酸化酵素活性を元に戻した。アルツハイマー型認知症予防のための新規食品成分検索とその細胞内作用機構の検証という研究課題で本研究はスタートした。すなわち、本研究課題は「新規食品成分の検索」と「細胞内作用機構への影響検証」という2つの事項を含んでいることから、それぞれの事項を同時並行的に進めている。アルツハイマー型認知症発症のメカニズムの一つとしてコリン作動性神経の劣化がある。そこで本研究では予防のための食品成分としてアセチルコリンエステラーゼ阻害物質を想定して、食品素材からの当該物質の精製を検討している。具体的には「紅タデからのアセチルコリンエステラーゼ阻害物質の検索」を進めており、2012年10月日本栄養・食糧学会近畿支部大会において研究進展状況を報告した。アルツハイマー型認知症の発症メカニズムとして、コリン作動性シナプスの消失ならびに微小管の崩壊による軸索輸送障害やヘリックス繊維対形成による神経原線維変化が考えられている。本研究のタイトルである「アルツハイマー型認知症予防のための新規食品成分検索とその細胞内作用機構の検証」は、対応策そのものとメカニズムの検証という2つの内容を含んでいる。そこで、実施研究も2つの事柄を並行して行われた。1つは、コリン作動性シナプスの消失がアセチルコリンエステラーゼの阻害によって免れることができるであろうという考え、食品中に存在するアセチルコリンエステラーゼ阻害物質を検索することであり、他の一つは、脂質過酸化物を培養細胞の培地に添加して微小管の崩壊を確認し、その後の抗酸化系酵素群の動きを観察することであった。第一の研究では、タデを材料として当該阻害物質を検索した。酢酸エチル抽出物についてシリカゲルカラムに供した結果、酢酸エチル溶出画分に酵素阻害活性を認めた。阻害活性画分をSilica 60-HPLCに供し、純度を検定した。得られたピークの一つに、ピーク面積と酵素阻害率との間に相関が認められたことから、そのピーク中にAChE阻害物質が含まれると考えられた。よって、本研究の一つの目的は達成されたと考えている。(2013年日本食品科学工学会発表)また、第2の検討課題であるアルツハイマー型認知症の微小管形成崩壊メカニズムについては、リン脂質過酸化物(PO)が微小管形成を阻害して、生細胞数を減少させること、また細胞膜を損傷させることを明らかにしているので、次いで、細胞内抗酸化系酵素群の活性変化、更にはその変化に及ぼす抗酸化物質の影響を検討することに進んでいった。(2013年日本栄養・食糧学会発表)皮膚劣化に関して、柑橘類からのチロシナーゼ阻害剤検索の成果を日本食品科学工学会で発表予定である。アルツハイマー型認知症では、脳細胞の委縮やその数の減少が観察されており、その原因として微小管形成の阻害が起こっていると考えられる。本研究課題では、予防のための新規食品成分を検索することを目的としている。そこで、本症発症の要因として脂質過酸化物(PO)を仮定し、それによる微小管形成阻害を確認することを本年度の研究の最初とし、次いで、抗酸化系酵素の変動を観察することとし、更に抗酸化物質による微小管形成の回復を検討することとした。POで劣化させた細胞にエピカテキンまたはβ-カロテンを添加すると抗酸化剤無添加と比べて生細胞数が増加し、それらの濃度依存性もみられた。細胞骨格形成の検討ではケルセチンまたはエピカテキン添加の効果が認められた。更に、β-カロテンまたはケルセチン添加で細胞内のスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)の活性化が認められた。また、β-カロテン、エピカテキン、サポニンの添加により細胞膜の過酸化が減少した。これらのことより、抗酸化剤によって劣化した細胞の増殖に関係するもの、劣化した細胞骨格形成を形成しなおすもの、細胞内抗酸化系であるSODの活性化をするものなど、さまざまな影響を及ぼすものの存在がみられた。それらの結果は、平成24年3月の日本農芸化学会大会で報告した。

また、新規食品成分の検索では、本症発症要因としてコリン作動性シナプスの減少を仮定して、アセチルコリンエステラーゼ阻害剤の検索を開始した。食品素材としては、紅タデを用いた。その結果、紅タデ水抽出部中にアセチルコリンエステラーゼ阻害活性の存在を見出し、その精製に取り組んできている。精製法としては、イオン交換法、ゲルろ過法を用いた。現在、精製法についてはシリカゲルを用いた別法を検討中である。昨年提出した今後の研究推進方策では、アセチルコリンエステラーゼ(AChE)阻害剤の精製とそれから進んで当該阻害物質の構造解析があった。そこで、前者については昨年秋の日本栄養・食糧学会近畿支部大会において「紅タデからのアセチルコリンエステラーゼ阻害物質の検索」の演題のもと、HPLC的に精製が可能なピークを見出した。構造解析についてはTOF-MSで試みる予定である。また、脂質過酸化物による細胞劣化がアルツハイマー型認知症を招いているという著者の発症メカニズム仮説に対しての発症予防のための食品成分として各種抗酸化物質・抗酸化性ビタミン(エピカテキン、アスタキサンチン、カフェ酸、ケルセチン、サポニン、アスコルビン酸、βーカロテン、αートコフェロール)の細胞膜酸化、生細胞数、微小管形成への効果を検討した。その成果については現在論文として報告するべく準備中である。以上、アセチルコリンエステラーゼ阻害物質の精製が進行していること、各種抗酸化剤の脂質過酸化物で劣化した細胞への効果が検討できていることを考慮して、本研究課題はおおむね順調に進展していると言える。初年度の目的として、アセチルコリンエステラーゼ阻害物質の検索とその精製があった。その結果、上述のように紅タデ水抽出物中に阻害活性を見出した。そして、当初計画通り、イオン交換法やゲルろ過法を用いての精製を試みた。現在、部分精製まで至っている。当初の計画では、大量精製法の確立を平成24年度前半としている。その点を考慮すると、おおむね順調に進展しているといえる。また、当初計画ではAChE阻害物質の検索・精製に加えて、神経モデル細胞の培養をあげていた。すなわち、阻害物質がヒトへどのような影響を及ぼすかを明らかにする必要があるため、まず、神経モデル細胞へどのような影響を及ぼすかを検討するための予備実験である。本研究室では他のグループによってラット副腎由来褐色細胞腫で、神経モデル細胞として知られているPC12細胞を実験材料としてしており、そこからその細胞の培養に関する基本情報を得ている。この点でも、研究目的はおおむね順調に進展しているといえる。実績状況欄で述べたように本研究課題は2つの事項を含んでいるので、今後もそれら2つの事項に対応して、研究を推進しようと考えている。1つはアセチルコリンエステラーゼ阻害物質の精製から構造解析・酵素化学的諸性質の解明に至るものである。精製については昨年までの研究でほぼ進んだものと考えており、現在構造解析のためのMS分析の学習に取り組んでいる。本学にはLC-MSやTOF-MSが設置されているが専任のそれら装置を運転操作するものがいないので、筆者ら自ら装置を動かさなければならず、現在その運転を学習中である。操作法等について修得したのちは、実際に当該物質の解析にあたる予定である。
半導体結晶成長その場観察のためのX線散乱測定装置の開発

究極の半導体デバイス開発に必要な、1原子層の精度で界面を評価するX線CTR散乱測定の新しい測定系の開発を行った.固定された試料結晶が焦点に来るように集光されたX線源と2次元の検出器を組み合わせることで、1)実験室レベルのX線源で実現可能、2)可動部を不要、3)他の装置等との組み合わせ可能、などの様々な利点を持つ測定系が構築でき、従来のより大型の装置と遜色のない性能をえた.究極の半導体デバイス開発に必要な、1原子層の精度で界面を評価するX線CTR散乱測定の新しい測定系の開発を行った.固定された試料結晶が焦点に来るように集光されたX線源と2次元の検出器を組み合わせることで、1)実験室レベルのX線源で実現可能、2)可動部を不要、3)他の装置等との組み合わせ可能、などの様々な利点を持つ測定系が構築でき、従来のより大型の装置と遜色のない性能をえた.本研究では、半導体結晶成長その揚観察のためのX線散乱測定装置に必要なX線光学系を新しく構築することを目指した。最も重要なのは、入射光に角度分散のあるX線を使用することで、これによって、試料結晶の角度を変化させてスキャンを行なう必要が無くなり、実験室レベルのX線源でX線CTR散乱測定が可能となる。角度分散のあるX線源を使用することのもう一つの大きなメリットは、結晶、検出器等、測定系を構成する要素を全て固定することができ、測定のために回転移動させる必要がなくなることである。これはX線を使ったその場観察を行う際に特に重要である。従来であれば、入射X線の角度を変えるために、結晶成長装置を含めて全体を専用に設計されたその場観察の測定系が必要であった。これに対して、本研究で開発する測定系では、結晶を全く動かす必要がないことから、既存の設計の結晶成長装置をそのまま使用することができる。さらに、線源側、検出器側共に全く可動する必要がないため、各々の構成要素を、容易に着脱可能な独立のユニットとして結晶成長装置周りに配置することができ、既存の結晶成長装置に取り付け可能な場観察装置とすることができる。H19年度には、集光回折結晶の設計と設置を行った。集光結晶は予定していた強度のと集光角を実現しており、その場観察可能なX線散乱測定そうちの実現が期待できる。H20年度には、検出器側には2次元X線検出器を準備し、測定系としての完成を目指す。本研究では、新しいX線CTR散乱の測定系を開発し、より広く一般に利用可能な測定法とし、さらには既存の結晶成長装置とも組合せ可能な新しい結晶成長その場観察手法とすることを目的とした。これによって、原子層単位で設計された半導体デバイス作製に大きな発展が期待される。これによって構造と機能を完全に人間が制御したナノ構造の作製を可能し、結晶成長、半導体物理、半導体デバイスなど様々な分野の発展に貢献する。具体的には、1)既存の結晶成長装置とも組み合わせ得る測定系の開発、2)強力なX線を発生する放射光源の様な特殊なX線源を不要にすること、3)測定の高速化を行なうこと、を目的に研究を進めた。最も重要なポイントは、入射光に角度分散のあるX線を使用することで、試料結晶の角度を変化させてスキャンを行なう必要を無くし、実験室レベルのX線源でX線CTR散乱測定が可能とする点である。角度分散のあるX線源を使用するもう一つの大きなメリットは、結晶、検出器等、測定系を構成する要素を全て固定することができ、測定のために回転移動させる必要がなくなることである。本研究ではこのような、角度分散のあるX線をヨハンソン分光結晶で実現し、検出器側には2次元X線検出器を準備した。個々の構成要素の設計と、測定系としての配置を検討した結果、集光結晶を用い、実際にX線CTR散乱測定が可能であることを実証することができ、目的の1), 2)を達成した。今回導入したヨハンソン結晶は約3度の分散角を有し、試験的な測定対象としたInP/InGaAs系の半導体結晶の002ブラッグ点周りの測定を行う場合、逆格子空間中での指数にして約0.4の範囲をカバーできた。また、約1分程度の測定時間でも得られたCTR散乱スペクトルは十分な質を有しており、目的の3)をも達成した十分有用な測定系が構築できたと言える。
消化管の形態形成に関与する遺伝子と腫瘍化の関連

目的胃ガンは大きく分化型と未分化型に分類され、一部では腸上皮化生との関連が言われているが、がん化に関与する遺伝子変化についてはまだよくわかっていない。我々は、従来の研究とは視点を変えて、形態形成に関連する遺伝子の発現に着目して、がん化との関連を検討した。結果と考察CDX1と2は、小腸や大腸の形態形成に関与する転写因子である。胃がん細胞株11例におけるこれらの遺伝子の発現を、RT-PCR法で検索した。CDX2の発現は、分化型胃がん細胞で最も強く、未分化型になるにつれて弱まり、硬がんの2例では陰性だった。CDX1の発現は、11例全てで見られなかった。故に、腸特異的転写因子であるCDX2の発現が、分化型胃がんに特徴的であることが明らかとなった。今後、腸上皮化生などでのCDX2の発現を調べて、さらにがん化への関与を検討したい。GATA4,5,6も転写因子であるが、腸よりも胃の分化に関連が強い。これらを同様に11例の胃がん細胞株で発現を調べた結果、GATA4と5は、各々4例と6例で発現が検出されなかった。一方、GATA6は全ての細胞で発現がみられた。従って、GATA4と5は一部の胃がんの発現機構に関与している可能性が示唆された。
組織工学による人血管の生体内イメージング自己化機序検討

自己組織化人工血管における生体適合は、内腔面(血液成分)と周囲組織との接触により構築されることが示唆された。これらは内腔表面の色調及び平滑さ、そして外膜側からの血管新生によって評価される。現在臨床で使用されている血管内超音波法、光干渉断層像並びに血管内視鏡によりこれらの状態は観察可能であった。これは従来の剖検による組織診断に変わり、生体内での経時的な人工血管の状態を観察する新しい評価方法を示すものである。2008年度は、まず物品購入と手技の安定性に重点を置いた。購入物品は内視鏡のカテーテル7本、画像の変換・編集にかかる物品を購入した。本研究では、画像診断によって自己組織化を観察するために画像の取得・編集・解析において十分な容量のデジタルデータの保存が必要である。手技に関しては、内視鏡システムの取扱並びに人工血管の吻合を課題とした。既存のヒトに対する内視鏡システムを、イヌで観察する際のカテーテル径の寸法などにつき検討を行った。本件は、直視下の超急性期所見には導入カテーテルは必要なく、直接的に血管に穿刺したイントロデューサーからの観察が可能であることが明らかとなり、通常のシステムにて必要なガイドワイヤーなどが不要となり、煩雑な手技と透視施設のない場所での実験が可能であることが明らかとなった。血管吻合の手技に関しては、吻合部狭窄などの出現は本実験の結果に大きく影響を及ぼす可能性があるため人工血管径の見直し(また、小径化によってより臨床応用に近い状態となる)と手術手技そのもののトレーニングを心臓血管外科医に協力を要請している。また、単一個体から多くの情報を得るために、頸動脈だけでなく大腿動脈における人工血管留置の可能性を模索中である。また、上記にかかる本年度の研究費使用は上記画像処理システムに実験動物加え\1,800,000-であった。2009年度は、前年度の試みや課題を実践する年度であった。実際に、従来のようなカテーテルを用いないで直接的な穿刺による標的病変へのアプローチを導入することで、放射線被ばくを軽減することに成功した。このことから実験室の確保に余裕ができた。また、大腿動脈を標的血管とする試みは、実際の人工血管置換には小径すぎて適さないことが明らかとなったが、対照健常血管としての評価部位としては十分とは言えないが、症例を選べば使用できる可能性が見出された。また、問題点としては検体のイヌの供給に問題があったことと移植血管の開存があった。供給については後半期には解決したが、置換した人工血管の閉塞が大きな問題となった。その要因としては、より臨床に近い状況の環境提供を目的としたがこれが閉塞の1つであったと考えられる(実際の臨床でも未だバイパス術に人工血管は使用されていない)。また、植え込む人工血管と固有血管のサイズのミスマッチがその原因として考えられた。逆に、十分な大きさのイヌを用いないことによりこのことは惹起されうると思われた。また、意外に本研究で用いた種のイヌでは頚動脈径のバリエーションを有することにも注意をしなければならないと思われた。本件に対する解決策として抗血小板剤の投与にて対処することが有効であると考えられた。次年度への課題は、病理標本の切片を如何に画像診断の結果と対比しやすいように作成するかということ、移植血管の開存、エバンスブルーによる生体染色の条件を設定することである。平成22年度は小径人工血管の供給の中止、研究者の移動により症例を追加せずこれまでの画像を総合的に解析した。これまでの研究で得られた血管内超音波(IVUS)、光干渉断層法(OCT)、血管内視鏡の画像に加えて一部エバンスブルー染色を含む組織標本につき解析した。人工血管の生体適合性と自己化の評価には血管壁・血管外組織との関係・血管内腔の評価が重要であり、今回用いた人工血管口径においては、微妙な血管径の差が評価機器選択に重要であった。再閉塞や再狭窄をきたしていない人工血管は良好な張力を有し血管外組織との関連はIVUSでしか評価ができなかった。今回用いた完全開存の人工血管は、血流再開とともに張力を受け4.5mmほどの血管径を示し、IVUSにおける血管壁評価は生体内では石灰化に近い高輝度を示した。一方、内腔の微細な変化(他のモダリティーでの陽性所見)はIVUSの解像度では評価不能であった。内腔径(<3.0mm)となれば血管内視鏡とOCTが自己化の機序解明に有用であった。内腔の陽性所見はOCTでは内腔側の血栓様の付着物、血管内視鏡では内腔に白色斑状の島形成として認められた。これらは内皮細胞への分化能を持つ細胞集団である可能性が示唆されたが、画像診断上は"血栓"であった。

以上より血管壁と内腔の評価は、大口径でなければOCTでの評価が期待される。一方、内視鏡では内腔面の新生内膜進展が評価可能である。OCTによる自己血管へ同化(弾性板の同定等)は今回得られなかったが、超遠隔期であれば3層構造などの評価も可能かもしれない。しかし基礎データでは内皮化の時期であり、一致しない結果であった。むしろ血管内視鏡による内腔面の評価に一致し、自己化は血管壁全層に渡らずとも内腔面から完成してゆく可能性が示唆された。EPC等はここに大きな役割を果たすものと思われ、今後抗体ラベル等を用いた追試の実験系が期待される。
マン・ロボットシステムにおける作業者の行動と作業能率に関する研究

今まで産業場面におけるロボットの研究は、マン・マシン・システムにおけるロボットの研究が中心であり、しかもロボットによる事故対策としての安全面の研究に力が入っていたことはいなめない。本研究では、産業現場の人手不足対策として、多くの企業でロボットが導入され、その結果、現場では、ロボットと人間が協働をよぎなくされている現実をふまえて、ロボットによる規制作業に対して、作業者がどのような生理・心理学的な影響を受けているかを明らかにしたものである。研究成果では以下のようである。1.ロボットと協働して組立作業を行っている組立ラインの作業者のフリッカ-値は、ロボットによる作業の規制度が強い規制作業のためか、作業後のフリッカ-値が低下しており、単調作業としての特徴が認められたほか、作業後にそれなりの労働負担が残っていることがうかがわれた。また作業終了後10分後のフリッカ-値は上昇例が多く、作業中の大脳機能の低下していることが示唆された。2.作業者の副次行動をみると、午後の副次行動が多発しており、作業中の大脳の活動水準の維持への努力が認められた。また休憩時間終了後には、副次行動が減少しており、作業者が休憩によりリフレッシュしていることが認められ、休憩の効果が確められた。3.作業能率を組立個数とサイクルタイムの関係からみていくと、休憩後1時間から1時間半後に作業能率が上昇しており、作業者がロボットと協働して必死で働いている様子が明らかになった。4.作業感情調査が結果では、ネガティブ感情が日を経るにして増大し、午前から午後へと時間帯も遅くなるなど、単調さが問題になっていた。5.ロボットを使用した作業で、残業が長くなると、ロボットによる規制作業のほかに残業の影響が大きく表われ、作業者の負担が増していた。産業現場の人手不足が進とともに、多くの企業ロボットが導入されている。しかし、FA化が進んだといっても、完全にロボットで生産が行われている工場は、少数の特別な企業のみである。ほとんどの企業では人間とロボットが協働するマン-ロボットシステムが導入され、ロボットに人間が使われているといってもよい状態にある。今年度調査を行った、組立ロボットを導入したベルトコンベア作業を行っているコンパクト製造ラインでは、1ライン9名の女子作業者がロボットと協働していた。まず、女子作業者のフリッカ-値をみると、作業開始(8:00)から10時の10分休憩まではフリッカ-値は上昇し、12時の休憩前に低下が見られた。昼食休憩後にフリッカ-値は大きく上昇し、作業前値以上に上昇するものも少くなかった。午後は15時の休憩前にCFF値は低下するものの、10分の休憩で回復し、作業終了時の16:40分には、ほとんどの作業者のCFF値が作業前値を下廻っていた。この結果をみると、ロボットによる作業規制度が強い規制作業のためか、作業後のフリッカ-値が低下して、単調作業としての特徴が見られるほか、作業後にそれなりの労働負担があることが示唆された。また作業終了後10分後のフリッカ-値をみると上昇例が多く、作業中の大脳機能(覚醒水準)が低下していることもうかがわれた。この結果を裏付けるように、作業者の午後の副次行動が多発しており、作業中の活動水準の維持への努力が認められた。休憩時間と副次行動の関係をみると、休憩時間終了後には、作業者がリフレッシュされたためか、副次行動が減少しており、休憩効果が認められた。