hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
回転する金型に金属板を押し付けて成形するスピニング加工をロボットにより行う際に、発生する振動を抑制する制御を研究し、軽量なロボットによる大サイズの加工を実現する

本研究では,回転する金型に金属板を押し付けて成形するスピニング加工をロボットにより行う際に発生する振動を抑制する制御方法を研究し,軽量なロボットによる大サイズの製品の加工を実現することを目指す.スピニング加工では従来XYステージ型の直線機構によってローラ工具を駆動しているが,これをより動作範囲の大きなアーム型のロボットに置き換えても実用的な加工が可能かどうかを明らかにする.アーム型ロボットを用いてスピニング加工実験を行い,振動抑制制御の効果を確認した.6軸のロボットアーム(三菱重工PA-10-6C)を用い,スピニング加工用ローラ工具をロボットアームの先端に装着した.ロボット手首部の6軸力覚センサでローラ工具先端の加工力を検出した.制御用パソコンからARCNET経由でロボットアームを位置制御・速度制御した.また円錐形状の金型を簡易旋盤で回転させた.まず,振動整定時の速度符号に応じて位置目標値を偏移させることにより振動エネルギーを吸収する振動抑制制御側をC言語で開発し制御用パソコンに実装した.自由空間内での運動において振動抑制の効果を確認し次いで本制御側を適用して実際にアルミ板のスピニング加工を行った.ローラ工具における加工力の変動やロボット各関節の振動などのデータを収集し,本制御側を用いた場合と用いない場合を比較した.ローラ送り速度,金型回転数などの加工パラメータを変化させ,それらが加工中の振動や成形結果の良否に及ぼす影響を調べた.ローラ送り速度を上げると,フランジ部分にしわが発生しやすくなる.また振動抑制制御側を適用すると加工中の振動が減少する.以上の結果を国際会議論文3件にまとめ発表した.本研究では,回転する金型に金属板を押し付けて成形するスピニング加工をロボットにより行う際に,発生する振動を抑制する制御方法を研究し,軽量なロボットによる大サイズの製品の加工を実現することを目指す.スピニング加工では従来XYステージ型の直線機構によってローラ工具を駆動しているが,これをより動作範囲の大きなアーム型のロボットに置き換えても実用的な加工が可能かどうかを明らかにする.アーム型のロボットはXYステージ型と比較して剛性が低く加工の際に振動が生じやすい.そこで,振動抑制御によりローラ先端の振動を低く抑えながら加工を行う方法を試みる.本年度はアーム型ロボットを用いてスピニング加工を行うための実験環境を整え,予備実験を行った.6軸のロボットアーム(三菱重工PA-10-6C)を用い,スピニング加工用のローラ工具を設計試作し,ロボットアームの先端に装着した.ローラ工具先端の加工力を検出する6軸力覚センサをロボット手首部に設けた.また簡単な円錐形状の金型を作成し,簡易旋盤で回転させた.本ロボットアームは制御用パソコンからARCNET経由で位置制御・速度制御及びトルク制御が可能である.上記の装置構成を用いてスピニング加工を行うための基本プログラムをC言語により開発した.予備実験においてローラ工具における加工力の変動やロボット各関節の振動などのデータをリアルタイムで収集するためのソフトウェアを作成し,動作を確認した.本研究では,回転する金型に金属板を押し付けて成形するスピニング加工をロボットにより行う際に,発生する振動を抑制する制御方法を研究し,軽量なロボットによる大サイズの製品の加工を実現することを目指す.スピニング加工では従来XYステージ型の直線機構によってローラ工具を駆動しているが,これをより動作範囲の大きなアーム型のロボットに置き換えても実用的な加工が可能かどうかを明らかにする.本年度はアーム型ロボットを用いてスピニング加工実験を行い,振動抑制制御の効果を確認した.6軸のロボットアーム(三菱重工PA-10-6C)を用い,スピニング加工用ローラ工具をロボットアームの先端に装着した.ロボット手首部の6軸力覚センサでローラ工具先端の加工力を検出した.制御用パソコンからARCNET経由でロボットアームを位置制御・速度制御した.また円錐形状の金型を,簡易旋盤で回転させた.まず,振動整定時の速度符号に応じて位置目標値を偏移させることにより振動エネルギーを吸収する振動抑制制御側をC言語で開発し制御用パソコンに実装した.自由空間内での運動において振動抑制の効果を確認し次いで本制御側を適用して実際にアルミ板のスピニング加工を行った.ローラ工具における加工力の変動やロボット各関節の振動などのデータを収集し,本制御側を用いた場合と用いない場合を比較した.ローラ送り速度,金型回転数などの加工パラメータを変化させ,それらが加工中の振動や成形結果の良否に及ぼす影響を調べた.以上の結果を国際会議論文として投稿し,うち1件が採択されている.本研究では,回転する金型に金属板を押し付けて成形するスピニング加工をロボットにより行う際に発生する振動を抑制する制御方法を研究し,軽量なロボットによる大サイズの製品の加工を実現することを目指す.スピニング加工では従来XYステージ型の直線機構によってローラ工具を駆動しているが,これをより動作範囲の大きなアーム型のロボットに置き換えても実用的な加工が可能かどうかを明らかにする.アーム型ロボットを用いてスピニング加工実験を行い,振動抑制制御の効果を確認した.6軸のロボットアーム(三菱重工PA-10-6C)を用い,スピニング加工用ローラ工具をロボットアームの先端に装着した.ロボット手首部の6軸力覚センサでローラ工具先端の加工力を検出した.制御用パソコンからARCNET経由でロボットアームを位置制御・速度制御した.また円錐形状の金型を簡易旋盤で回転させた.まず,振動整定時の速度符号に応じて位置目標値を偏移させることにより振動エネルギーを吸収する振動抑制制御側をC言語で開発し制御用パソコンに実装した.自由空間内での運動において振動抑制の効果を確認し次いで本制御側を適用して実際にアルミ板のスピニング加工を行った.ローラ工具における加工力の変動やロボット

各関節の振動などのデータを収集し,本制御側を用いた場合と用いない場合を比較した.ローラ送り速度,金型回転数などの加工パラメータを変化させ,それらが加工中の振動や成形結果の良否に及ぼす影響を調べた.ローラ送り速度を上げると,フランジ部分にしわが発生しやすくなる.また振動抑制制御側を適用すると加工中の振動が減少する.以上の結果を国際会議論文3件にまとめ発表した.
小児急性リンパ性白血病における治療法の改善および新規癌抑制遺伝子の同定

95例の小児ALL検体を用い、遺伝子異常メチル化を解析した。RAR beta(33%),FHIT(28%),p15(25%)において高頻度のメチル化が認められた。MGMTとp16のメチル化は高い年齢と関係していた。p15とSHP1のメチル化はT-ALLに多く認められ、一方DAPKのメチル化はprecursorB-ALLに多く認められた。複数遺伝子のメチル化を有する患者はT-ALLで、中間または高リスクに分類された。以上の結果から、遺伝子異常メチル化は小児ALLの臨床・病理的特徴と関連している事が明らかになった。本年度行った研究にて、申請者は以下の知見を得た。(1)小児ALLにおける、TNF遺伝子多型の解析。214例の小児ALL検体よりDNAを抽出し、tumor necrosis factor(TNF)遺伝子に関し、その遺伝子産物の機能・活性に違いを生じるSNPsに特異的なプライマーとPCRサーマルサイクラーを用いてSNPs部分を増幅し、その産物をSNPs特異的な制限酵素で切断した後、サブマージ・アガロース電気泳動検出セットで解析することにより遺伝子多型の解析を行った。その遺伝子多型と、各種臨床情報の関連を解析した結果、高リスクと考えられる遺伝子多型は年齢が高い患者に有意に多く認められた(p=0.024)。しかし、TNF遺伝子多型は、白血球数、性別、化学療法反応性、および予後とは有意な関係を示さなかった。以上より、TNF遺伝子多型のインパクトは限定的である。(2)多発性骨髄腫(MM)における各種癌抑制遺伝子プロモーターのメチル化の検討。MM49例を対象に、14遺伝子について、methylation-specific PCR法を用いて、DNAメチル化パターンを解析した。p16,DAPK,FHIT遺伝子において、25%以上のメチル化が認められたが、p21,p27,cyclin D2遺伝子ではほとんどメチル化が認められなかった。これらの結果を、以前解析した小児急性リンパ性白血病(ALL)の結果と比較した。p21,p27,cyclin D2遺伝子はMM,ALLともにメチル化がほとんど認められなかった。また、DAPK,FHIT遺伝子は、MM,ALLともに高頻度のメチル化が認められた。一方、p15,RARβ遺伝子のメチル化はALLでのみ認められた。以上の結果より、MMとALLは発症機序が一部共通であると考えられた。白血病における癌抑制遺伝子プロモーター部分のメチル化の解析は、その発症メカニズムを理解する上で極めて重要である。本年度行った「小児急性リンパ性白血病(ALL)における各種癌抑制遺伝子プロモーターのメチル化の検討」という研究にて、申請者は以下の知見を得た。95例の小児ALL検体を用い、methylation specific PCR法にてp14,p15,p16,RB,hMLH1,MGMT,APC,RAR beta,DAPK,FHIT,p21,p27,cyclin D2,SHP1遺伝子の異常メチル化を解析した。その結果、RAR beta(33%),FHIT(28%),p15(25%)において高頻度のメチル化が認められた。一方、p14およびp21遺伝子には、異常メチル化は全く認められなかった。69%の症例において、少なくとも1つの遺伝子のメチル化が認められた。いくつかの遺伝子のメチル化は同時に起こっておりその関係を調べた結果、p15のメチル化は、p16、MGMT、およびRAR betaのメチル化に関連していた(それぞれP=0.049、P=0.004、P=0.013)。メチル化と臨床情報の関連を調べた結果、MGMTとp16のメチル化は高い年齢(それぞれP=0.01とP=0.03)と関係していた。p15とSHP1のメチル化はT-ALLに多く認められ(それぞれP=0.02、P=0.01)、一方DAPKのメチル化はprecursorB-ALLに多く認められた(P=0.01)。複数遺伝子のメチル化を有する患者はT-ALLで、中間または高リスクに分類された(それぞれP=0.004とp=0.03)。1,慢性骨髄性白血病急性転化(CML-BC)における、各種遺伝子プロモーターのメチル化の検討。CML-BC16例を対象に、13遺伝子について、methylation-specific PCR法を用いて、DNAメチル化パターンを解析した。P15遺伝子で18%、MGMT遺伝子とRARβ遺伝子でそれぞれ12%、p16遺伝子・DAPK遺伝子・およびFHIT遺伝子において、それぞれ6%の症例でメチル化が認められ、全体としては、25%の症例で、少なくとも1つの遺伝子のメチル化が認められた。

一方、p14・RB・hMLH1・hMSH2・APC・RIZ・およびSOCS-1遺伝子ではメチル化が認められなかった。以上の結果より、DNAミスマッチ修復遺伝子より細胞周期調節遺伝子の方が、CML-BCに関与していると考えられた。ただ、本検討では慢性骨髄性白血病慢性期のメチル化については検討できていない。したがって、これらの異常がCMLの発症に関与するのか、CML-BCへの進展に関与するのかは不明である。2,小児急性リンパ性白血病における新規癌抑制遺伝子の同定申請者がこれまで発見した、149個の癌抑制遺伝子の候補について、リアルタイムRTPCRを用いて、急性リンパ性白血病細胞株(TALL1,PALL-1,NALL-1)において発現が減弱しているか検索した結果、76個の候補遺伝子の発現が低下していた。次に、それらの遺伝子の発現が臨床ALL検体において減弱しているかどうか調べた結果、52個の候補遺伝子の発現が低下していた。これらの候補遺伝子の予想される機能から、癌抑制遺伝子であると考えられるか検討し、データを総合して候補を絞り込んだ結果、新規癌抑制遺伝子として適当なものが23個同定された。
温度応答性磁気ナノビーズとイムノクロマト法を用いた甲状腺乳頭がん診断キットの開発

東京慈恵会医科大学で開発された甲状腺乳頭がんに対するモノクローナル抗体が認識する抗原は甲状腺乳頭がんで高頻度に発現することが特長である。本研究ではこの抗原に対する抗体を利用し、温度応答性磁気ナノビーズを利用した方法および金コロイドを用いたイムノクロマト法を用いて簡便、迅速に甲状腺乳頭がん抗原を血液から検出するシステムを確立することを目的とした。研究では抗体の大量精製法、抗原結合部位への影響が少ない温度応答性磁気ナノビーズ及び金コロイドへの結合方法を確立し、抗原測定用のナノビーズとイムノクロマトキットを作成、抗原との反応性を確認した。本研究のゴールは甲状腺乳頭がんが産生する抗原に対する抗体を利用して温度応答性磁気ナノビーズを利用した方法および金コロイドを用いたイムノクロマト法を開発し、簡便、迅速に甲状腺乳頭がん抗原を血液から検出するシステムを確立することである。本年度、抗体の精製を行い、温度応答性磁気ナノビーズへの結合を行った。1.単クローン抗体の精製。精製は臨床に応用することを想定してマウス腹水からの大量回収や血清培地を用いず無血清のコスメディウムを使用して抗体を産生するハイブリドーマを培養し上清を得た。上清からの抗体回収についてアフィニティーカラム、サイズカラム等を用いて検討し、最終的にIgM及びIgYによるトラッピングカラムで抗体を精製した。ウエスタンブロット法で精製した抗体を調べ活性の低下がないことを確認した。2.抗体の標識法の検討。抗原と結合した単クローン抗体の検出には標識された二次抗体を用いる方法が一般的である。しかし本研究では二次抗体の影響を回避するため単クローン抗体に直接ナノビーズ等を標識することとした。基本的には抗体のアミノ基を用いてN-ヒドロキシスクシンイミド活性エステル法を用いて抗体にペルオキシダーゼ、ビオチン等を結合させ結合条件を確立した。3.温度応答性磁気ナノビーズ等への結合。得られた抗体をストレプトアビジン標識の温度応答性磁気ナノビーズと反応させその後、カラムを用いてビーズを精製、活性を抗原との反応性により確認した。これにより次年度、量の異なる抗原間での反応性の比較が可能となった。本研究では甲状腺乳頭がんの診断のための簡易迅速診断法を開発することを目的にしている。具体的には甲状腺乳頭がんが産生する抗原に対するモノクローナル体を利用して抗体が結合した温度応答性磁気ナノビーズを利用したり、および金コロイドを用いたイムノクロマト法によるキットを作成したりして、簡便かつ迅速に甲状腺乳頭がん抗原を検出する方法を確立する。昨年度までにモノクローナル抗体の精製、抗体の標識法、温度応答性磁気ナノビーズ等への結合を行った。本年度は抗体を結合させた温度応答性磁気ナノビーズの特徴と金コロイドへの結合を検討した。1.抗体のアミノ基にN-ヒドロキシスクシンイミド活性エステル法を用いて抗体にビオチンを結合させ、ストレプトアビジン標識の温度応答性磁気ナノビーズと反応させカラムを用いて精製したビーズは、下限臨界溶解温度(LCST)の摂氏20度以下の温度では分散して磁器ビーズとしての性能を果たせずマグネットに反応しなかったが、37度などLCST以上の温度では相変化を起こしてマグネットと反応した。また段階的に希釈した抗原をこのビーズと反応させることにより、酵素抗体法(ELISA)およびイムノブロット法で定量できることを示し国際学会で発表した。2.金コロイドとの結合を、協力研究者であるアドテック株式会社研究開発部の小林行治氏の協力を得て開始した。条件はまだ最適化していないが開発状況について研究会で発表した。本年度に予定していた課題は、抗体を結合させたナノビーズおよび金コロイドが実際の抗原の検出に利用できるかどうかを調べ、安定した結合条件を確立することである。特に抗体のクラスがIgMであり通常のIgG型の抗体との結合ではないため、標識率や抗体の安定性が問題となっていたが、ナノビーズへの結合法については本年度の実験でほぼ確立したと考えられる。金コロイドの結合についてはまだ十分に検証されているわけではないが、使用する抗体は十分量確保されているので条件の最適化は進んでいくと思われる。コストについても比較的安価に抑えることができるため、現在までの達成度はおおむね順調に進展していると自己評価する。東京慈恵会医科大学で開発された甲状腺乳頭がんに対するモノクローナル抗体が認識する抗原は甲状腺乳頭がんで高頻度に発現することが知られており、本学を含めた専門の13施設、288例を対象とした組織を用いた臨床試験で乳頭がんの96%に検出されることが報告されている(151例/158症例:96%.細谷哲男ら甲状腺乳頭癌関連抗原に対するJT-95の組織反応性.癌の臨床37: 721-724, 1991)。また抗原はがん患者の血液中にも存在することが知られており、血液検査でも甲状腺がん初発例で51%(21例/41人)、再発例で80%(12例/15人)の症例で抗原が検出されるため、抗原が甲状腺乳頭がんの腫瘍マーカーとして使用できる可能性が示唆されている(癌の臨床50:825-830, 2004)。しかしこれまでの抗原の検出法としてサンドイッチ法を利用した酵素抗体法(いわゆるサンドイッチELISA法)が用いられているが、抗体のクラスがIgMであるため標識率や測定値の安定性などに問題が生じている。

本研究ではこの抗原に対する抗体を利用し、温度応答性磁気ナノビーズを利用した方法および金コロイドを用いたイムノクロマト法を用いて簡便、迅速に甲状腺乳頭がん抗原を血液から検出するシステムを確立することを目的とした。研究では抗体の大量精製を行って抗原結合部位への影響が少ない修飾法を用いて温度応答性磁気ナノビーズ及び金コロイドへの結合を行って抗原測定用のナノビーズとイムノクロマトキットを作成、抗原との反応性を確認した。東京慈恵会医科大学で開発された甲状腺乳頭がんに対するモノクローナル抗体が認識する抗原は甲状腺乳頭がんで高頻度に発現することが特長である。研究では抗体の大量精製法、抗原結合部位への影響が少ない温度応答性磁気ナノビーズ及び金コロイドへの結合方法を確立し、抗原測定用のナノビーズとイムノクロマトキットを作成、抗原との反応性を確認した。当初の計画では、本年度、以降の実験に差し支えないよう十分量の抗体を確保することと磁気ナノビーズとイムノクロマト用金コロイドへの結合条件を明らかにすることであった。このうち抗体の精製法を確立し、次年度の実験に差支えない量の精製抗体(3mg)を得ることができた。また磁気ナノビーズとの結合条件を明らかにすることができた。抗体量については全ての年度で必要な抗体まで精製は行わなかったが培養法と精製条件が定まったのでいつでも3か月程度で精製抗体を得ることができるようになっている。また金コロイドへの結合については本年度では行わなかったが抗体の修飾法が決まったためイムノクロマトを作成する段階で結合条件を確認できる状態となっている。以上のことから現在までの達成度はおおむね順調に進展していると思われる。ナノビーズについては結合条件が確立し、金コロイドについても安定した結合法が判ってきたので、個別に抗原と結合したビーズの温度応答性やイムノクロマト法での移動度を本年度確認する。最終的に甲状腺乳頭がんに対する抗原システムを完成させる。本研究では当初の計画に従って、抗原として抗原量が既知のサンプルや抗原の一部を含む甲状腺がん細胞SW1736の培養上清(分子量約250 kDa:糖鎖修飾型ファイブロネクチン)のみを用いる研究となるが、研究終了後に臨床試験に進んでいける程度の精度のものの完成を目指す。分子細胞生物学平成27年度は抗体を結合させたナノビーズおよび金コロイドが実際の抗原の検出に利用できるかどうかを調べ、安定した結合条件を確立する予定である。これまでの臨床サンプルを用いた試験では抗原の検出系としてサンドイッチ法を利用した酵素抗体法(いわゆるサンドイッチELISA法)を用いてきたが抗体のクラスがIgMであるため標識率や抗体の安定性などに問題が生じていた。スクリーニングのためには、感度を保ちながら検出の迅速化を図ることや検査のコストを低く抑えることに加え再現性が大きな要素になる。安定した標識ができるようになればそれ自体がナノビーズおよびイムノクロマトでの実際の測定に寄与することとなる。また抗体の標識率が向上するためサンドイッチ法を用いた酵素抗体法自体の精度も上がるため、この方法との対比も容易になり研究計画全体の質を上げることも容易になる。
ピロリ菌病原因子による宿主細胞エンドサイトーシス阻害から胃疾患誘導への機序解明

胃疾患を引き起こすピロリ菌が宿主胃内環境に適応する上で、主要な病原因子である高活性型VacAとCagAの両方を保有することが有利であると疫学的に示唆されているが、両病原因子の機能的関連は不明である。我々は、CagAがピノサイトーシス経路を特異的に阻害して、VacAの細胞毒性を抑制することを報告する。この結果は、ピロリ菌はVacAを分泌して遠方の細胞を傷害する一方で、菌体が接着している細胞にはCagAを注入してVacA毒素から細胞を守り、局所的な生育場所を確保していることを示唆する。この機構によってピロリ菌は、傷害と保護のバランスを取り持続感染を可能にしているのかもしれない。ピロリ菌は、胃粘膜に定着して世界人口の半数以上に生涯持続感染し、胃炎、胃潰瘍、さらに胃ガンを誘発することが証明された唯一の病原細菌である。新たな治療戦略の開発にはピロリ菌による発ガン機構解明が急務である。ピロリ菌は病原性タンパクCagAを宿主細胞内に注入し、増殖シグナルや細胞極性の異常を起こし、発ガンに関与する可能性がある。しかし、CagAにより撹乱される細胞内情報伝達系や発ガン分子機構の全容はいまだ不明である。我々は、酵母を用いた遺伝学的解析、ヒト胃上皮系培養細胞を用いた細胞生物学的解析から、CagAは宿主細胞内にて宿主細胞のエンドサイトーシスを阻害していることを発見した。さらにエンドサイトーシス阻害によりCagAは、ピロリ菌の分泌性細胞空胞化毒素VacAの細胞内への侵入抑えていることも明らかにした。CagA発現細胞ではVacAの他にも、コレラトキシンB,デキストランの取り込みが低下していたことから、これらのタンパク質がエンドサイトーシスされる時の共通経路であるピノサイトーシス経路を、CagAは特異的に阻害していると考えられた。VacA受容体のひとつであるRPTPαの恒常的エンドサイトーシスを、特異抗体により追跡すると、CagA発現細胞ではRPTPαは細胞膜に留まりやすく、エンドサイトーシスがゆっくりになっていた。このことから、CagAはさまざまな細胞膜蛋白のエンドサイトーシスに影響を与えて、胃疾患誘導に関与する可能性が示唆された。ピロリ菌は、胃粘膜に定着して世界人口の半数以上に生涯持続感染し、胃ガンを誘発することが証明された唯一の病原細菌であり、新たな治療戦略の開発にはピロリ菌による発ガン機構解明が急務である。病原性タンパクCagAはピロリ菌により宿主細胞内に注入され、増殖シグナルや細胞極性の異常を起こし、発ガンに関与する可能性があるが、その全容は不明である。CagA発現細胞では、コレラトキシンB,デキストランの取り込みが低下していたことから、これらのタンパク質のエンドサイトーシス共通経路であるピノサイトーシス経路を、CagAは特異的に阻害していると考えられた。さらにCagAは、ピロリ菌の分泌性細胞空胞化毒素であるVacAの細胞内への侵入を抑えていた。そこで、VacA受容体細胞膜蛋白質RPTPalphaのエンドサイトーシスを解析した。RPTPalphaを特異抗体によって標識し、その恒常的エンドサイトーシスを追跡した。CagA発現細胞においてはコントロール細胞と比較してRPTPalphaは細胞膜に留まりやすく、エンドサイトーシスが遅延していた。さらにピロリ菌野生株、cagA遺伝子破壊株、vacA遺伝子破壊株を感染させた細胞において、RPTPalphaの細胞内局在を確認した。VacAを発現している細菌の感染細胞においてRPTPalphaは細胞質顆粒や空胞内大顆粒として局在し、VacAとともにエンドサイトーシスされていることが示唆された。一方CagA発現細菌の感染細胞においては、RPTPalphaは細胞膜近傍に留まっていた。よって、CagAはさまざまな細胞膜蛋白のエンドサイトーシスに影響を与えて、胃疾患誘導に関与する可能性が示唆された。CagAとVacAの量的バランスにより、RPTPalphaは細胞内局在を大きく変えていたことから、VacAにもCagAと相対する分子としての新たな機能が示唆された。ピロリ菌は、胃癌を誘発することが証明された唯一の病原細菌であり、新たな治療戦略の開発にはピロリ菌による発癌機構解明が急務である。病原性蛋白質CagAはピロリ菌により宿主細胞内に注入され、増殖シグナルや細胞極性の異常を起こし、発癌に関与することが実験的に示されたが、その機構は未だ明らかではない。

本研究で我々はこれまでに、CagAは宿主細胞のエンドサイトーシス、特にピノサイトーシス経路を阻害すること、さらにその機能によりピロリ菌の分泌性細胞空胞化毒素であるVacAの細胞内への侵入を抑えていることを明らかにしてきた。VacA受容体細胞膜蛋白質RPTPalphaのエンドサイトーシスを解析すると、CagA発現細胞においてはコントロール細胞と比較してRPTPalphaは細胞膜に留まりやすく、エンドサイトーシスが遅延していた。ここまでの研究を論文にまとめ報告した。さらに、日本人患者由来ピロリ菌株、および同株のcagA遺伝子欠損株、vacA遺伝子欠損株、両遺伝子欠損株を細胞に感染させてRPTPalphaの局在を観察すると、CagAが存在する感染ではRPTPalphaは細胞膜近傍に留まりやすい一方、VacAが存在する感染では、細胞質内で小顆粒や空胞内大顆粒として観察された。このように、CagAとVacAの存在バランスにより、RPTPalphaは細胞内局在を大きく変えていたことから、VacAとCagAはRPTPalphaのエンドサイトーシスに関して相対する分子であることが示唆された。この現象を、欧米人由来の標準株感染とその遺伝子破壊株を作成して追試したところ、基本的には日本株と同様であったが、CagAのみが存在する感染細胞においては、RPTPalphaはより強く細胞膜に局在するだけでなく、細胞外に突出して菌体に絡み付いている様子も観察された。CagAとVacAによる細胞膜蛋白質の局在変化はRPTPalphaのみならず、他の細胞膜蛋白のエンドサイトーシスにも影響を与えて胃疾患誘導に関与する可能性が考えられたので、様々な細胞膜蛋白質の細胞内局在を検証中である。
京都工芸繊維大学美術工芸資料館の染織資料の公開に向けた調査・研究

京都工芸繊維大学美術工芸資料館の裂地コレクションについて、染織技術史的に裂地に用いられた染、織の技法を解明するために個別的な資料の目視および科学的調査を行なった。この成果をもとに2008年3月より5月まで企画展『裂地を辿る--京都工芸繊維大学美術工芸資料館蔵染織品の初公開--』を開催した。また、本調査・分析成果を冊子としてまとめ図録として刊行した。京都工芸繊維大学美術工芸資料館の裂地コレクションについて、染織技術史的に裂地に用いられた染、織の技法を解明するために個別的な資料の目視および科学的調査を行ない、この成果をもとに2008年3月より企画展『裂地を辿る--京都工芸繊維大学美術工芸資料館蔵染織品の初公開』を開催した。主な成果は以下の通りである。【1】裂地数が82363点であることを確定し、その内の90%について写真撮影を行った。【2】特徴のある裂について、染織技術史的目視調査を行ない、詳細な調査票を作成した。【3】文化財染織品の材質分析について、収蔵場所での染料分析と繊維素材分析の非破壊分析手法の開発を行なった。変色の著しい一部資料について染料成分の特定に成功し、それに基づく制作当時の色彩をデジタル的に再現した。技術史的背景にこの化学分析および先端技術を加えた文理融合型展示と解説を行った。【4】化学分析に基づく成果を視覚的に伝えるためのデジタル復元手法を用い、展示に反映させた。【5】成果をデータベース化し、学内限定でWeb上にて試験公開した。【6】特徴のある裂について、大学所有の最先端研究機器を用いる調査を行った。特に、江戸時代の時代裂における紅染めについて一部資料を三次元蛍光分光法により詳細に調査したところ、ほとんどの事例で黄色染料が重ね染めされており、黄檗の使用が多数であることを明らかにした。【7】染織品調査会メンバーによる研究成果報告会を開催した。50数名の専門家の出席を得た。この成果をもとに2008年3月より5月まで企画展『裂地を辿る--京都工芸繊維大学美術工芸資料館蔵染織品の初公開』を開催した。更に本年度は、裂地以外の染織品についても調査活動を行った。【1】裂地展会期中にギャラリートークを二回開催し、220名を超える出席を得た。【2】所蔵染織品について写真撮影及び、染織技術史的目視調査を継続して行ない、詳細な調査票を作成した。技術史的背景にこの化学分析および先端技術を加えた文理融合型調査を行った。【4】化学分析に基づく成果を視覚的に伝えるためのデジタル復元を行った。【5】成果をデータベース化し、学内限定でWeb上にて公開した。脱落糸片を利用し、ESIイオン化質量分析を導入した超微量破壊分析を試みた。
歯根膜内の受容器の特性を有する食感センサを用いた食感の定量化に関する研究

本研究の目的は、食感センサと咀嚼運動機構に食感知覚処理方法を組み合わせた食感計測システムの実現及び食感知覚の定量化である。異なる応答特性をもつ2種のセンサ素子を有する磁気式食感センサの高度化を進めるとともに,それら2種類の時系列データから食感を定量する方法を検討した.さらに,咀嚼運動を生成する駆動系を製作し,センサ,方法,駆動系を組み合わせた食感計測システムを構築する計画として実施した.平成28年度では,3つのサブテーマを実施した.1つは,磁気式食感センサの電気特性に対応した特注のプリント基板を設計し回路全体のノイズを1/5まで低減化した.もう1つは,多軸の咀嚼運動の可能な駆動システムを製作し,咀嚼時の楕円軌道を生成できることを確認した.さらに3つ目のサブテーマとして計測データの特徴量と官能評価で得た評価値とをロジスティックモデルを用いて関連付けられることを見出した.平成29年度では,2つのサブテーマを実施した.1つは,食感センサで計測した力と振動の時系列データとそれぞれのデータから生成した標準データ間との類似度にもとづいて食感を定量評価する方法を確立した.他方のサブテーマでは,リカレントニューラルネットワークを用いた食感定量化方法も検討し,実験において,ニューラルネットワークの出力が官能評価と同じ傾向をもつことを確認した.最終年度である平成30年度では,先の2年間の研究成果をまとめて食感計測システムとして構成した.初年度のロジスティックモデルをベースとしたモデルと,2年目の時系列データ処理の方法を組み合わせた新しい食感定量評価の方法を考案し,その有効性について実験的に検証した.3年間の研究成果として,目標とした食感計測システムを実現するとともに,新たな食感定量化の方法を考案した.当初の計画通りに研究を実施することができた.本研究の目的は、食感センサと咀嚼運動機構に食感知覚処理方法を組み合わせた食感計測システムの実現及び食感知覚の定量化である。平成28年度では、この食感計測システムの核の技術となる磁気式食感センサの高精度化を実施した。この食感センサは磁気抵抗素子とインダクタの2種類の素子を搭載しており、磁気抵抗素子で静的な情報である変位及び力を、インダクタで動的な情報である振動を取得することが大きな特長である。サブテーマa)の「磁気式食感センサの高精度化及び高感度化」では、まず、専用のプリント基板を設計し低ノイズの計測アンプを実装することで、回路全体のノイズを低減化しS/N比を5倍以上改善した計測回路を実現した。次にセンサに取り付けるプローブについて、臼歯、門歯、犬歯の3種類の形状を設計しそれぞれにより異なる応答波形が得られることを確認した。また、サブテーマb)の「多軸の咀嚼運動による食感評価の有効性の検証」では2軸の咀嚼運動を実現する駆動システムを構築し、繰り返しの咀嚼楕円運動を生成できることを確認した。次に、サブテーマc)の「食感の知覚処理過程のモデル化」では、計測される波形からの特徴量群の抽出とそれらの食感への関連性を決定する方法を提案した。官能検査で得られた食感の評価結果との結果のすり合わせを行いロジスティック回帰モデルのパラメータを決定した。次にそのモデルを用いることで未知の食品に対しても食感の定量化が可能な結果を得た。本研究では3つのサブテーマを並行に推進し、最終年度においてそれらを集約し食感の定量評価の可能な食感計測システムの実現する計画とした。この計画において平成28年度では、サブテーマa)の「磁気式食感センサの高精度化及び高感度化」にてシステムの重要な要素技術となる食感センサの高精度化と高感度化を検討・設計することとなっていた。実績としては「研究実績の概要」において報告した通り、既に高精度化と高感度化を実現する食感センサと増幅回路の製作は完了しており、一部の動作確認もできている。また、サブテーマb)の「多軸の咀嚼運動による食感評価の有効性の検証」における駆動系の多軸化については、2軸の駆動系を構築し既に実験結果も得ている。さらにサブテーマc)の「食感の知覚処理過程のモデル化」では、計画どおり知覚処理のモデル化についての神経系モデルを決定している。それに加えてロジスティック回帰モデルを用いた新たな食感処理方法の提案も行いその有効性を検証している。これらの研究実績の内容から、計画で挙げた3つのテーマをそれぞれ計画通りに推進しており、さらに計画を前倒しにした成果も得られている。これらの理由から計画以上の進展ができていると判断し、区分として「(1)当初の計画以上に進展している。」を選定した。平成29年度では、人間の感じる食感感覚と平成28年度に設計・製作した磁気式食感センサで計測した応力と振動の関係を定量的に評価するための研究を推進した。これには2通りの取り組みを行った。1つ目は、ある食感の代表的な食品の応力と振動の時系列データをテンプレートとして、別のサンプルから得られた応力と振動の時系列データとテンプレートとのマッチングにより類似度を求めそれを食感評価値とする方法である。この方法では振動の時系列データはそのままマッチングするのではなく、振動の累積和の時系列データを用いた。2種類の実験を行った。

1つは、食感の異なる食品を用いた。食感評価値となる類似度の差やパターンから、食感の違いを明確に示せることを確認した。2つ目の実験では、類似の食感のもつ食品を用いた。先に述べた実験に比較して当然ながら差やパターンの違いは小さくなるが、類似度の差は官能評価値と同じ傾向をもつことを確認した。これらの結果から、食感の違いの大きいあるいは小さい食品間においても、同じ方法により食感を定量的に評価できることを実験的に確認した。2つ目の取り組みとして、リカレントニューラルネットワークを用いて食感の定量評価を行った。リカレントニューラルネットワークは時系列データの入力を許容し、学習された内容にしたがって出力パターンを出力できる。実験では、まず官能評価により12種類の食品に対し3種類の食感の有無を評価させた。次にニューラルネットワークが8種類の食品の時系列データにもとづき3種類の食感の有無を学習した。最後に、学習に用いていない4種類の食品に対してニューラルネットワークにより食感有無を評価し、その結果が官能評価が同じ傾向をもつことを確認した。本研究では3つのサブテーマを並行に推進し、最終年度においてそれらを集約し食感の定量評価の可能な食感計測システムを実現する計画とした。この計画において平成29年度では、サブテーマa)の「磁気式食感センサの高精度化及び高感度化」に関連して、パターンマッチングによる類似度を用いた食感の定量化に関する研究を推進した。平成27年度に製作したセンサ基板と増幅回路を用いた実験を行い、官能評価と実験の結果から食感の定量化が可能であることを示した。サブテーマb)の「多軸の咀嚼運動による食感評価の有効性の検証」については、咀嚼運動システムの開発が主であり、システムは平成28年度に完了している。平成29年度においては、円弧軌道での咀嚼運動制御を実装し、平成30年度においてそれを計測された応力に応じた咀嚼運動の生成へ応用していく。サブテーマc)の「食感の知覚処理過程のモデル化」については、知覚処理モデルとしてリカレントニューラルネットワークを用いた食感評価を行った。このモデル化では別のニューラルネットワークを用いる計画であったが、学習の速さや拡張の容易さからリカレントニューラルネットワークを用いた。実験では食品を破断した際の応力と振動の時系列データを用いることで、官能評価の結果と同じ傾向をおもつ食感評価が可能なことを確認した。これらの研究実績の内容から、計画で挙げた3つのサブテーマをそれぞれ推進していることから順調に研究が進捗していると判断し、区分として「(2)おおむね順調に進展している。」を選定した。本研究の目的は、食感センサと咀嚼運動機構に食感知覚処理方法を組み合わせた食感計測システムの実現及び食感知覚の定量化である。異なる応答特性をもつ2種のセンサ素子を有する磁気式食感センサの高度化を進めるとともに,それら2種類の時系列データから食感を定量する方法を検討した.さらに,咀嚼運動を生成する駆動系を製作し,センサ,方法,駆動系を組み合わせた食感計測システムを構築する計画として実施した.平成28年度では,3つのサブテーマを実施した.1つは,磁気式食感センサの電気特性に対応した特注のプリント基板を設計し回路全体のノイズを1/5まで低減化した.
在宅痴呆性高齢者へのケアマネジメント効果指標の開発

在宅痴呆性高齢者へのケアマネジメント効果指標を開発するために、ケアマネジメントの枠組みの作成、文献の検討、ケアマネジメント開始後6ヶ月と7ヶ月以降のニーズ解決度についての研究を実施し、次の事項についての知見を得た。1.Anne Walsh, Mery Brodらの先行研究を参考した枠組みを使用してケアマネジャーらを対象に歩行自立の痴呆性高齢者の共通事例について検討したところ、アセスメントのカテゴリーには、(1)身体機能、(2)認知レベル、(3)視覚、(4)聴覚、(5)痴呆の付随・精神症状、(6)意思の伝達・理解の程度、(7)受療状況、(8)服薬管理、(9)日常生活行動、(10)身体状況、(11)居住環境、(12)精神的な安寧、(13)家族介護者、が含まれる。精神的な安寧の項目である感受性、生活満足度についてはさらに検討が必要である。また、ニーズ領域では、(1)安全、(2)行動障害への対応、(3)栄養、(4)日常生活ケアと活動、(5)日常生活行動における残存機能維持、(6)家族介護者のニーズの6領域が含まれた。栄養領域では必要項目としての見解の一致度がやや低いものがあったが、「脱水予防」「十分な食事時間と適切な食事の準備」を必要と認識する割合が高かった。2.在宅痴呆性高齢者へのケアマネジメント効果の研究は少ない。介入評価研究は家族介護者を対象としている内容が多くみられた。介護保険サービス効果についての研究では、問題行動がある在宅痴呆性高齢者は問題行動がない場合より状態像の悪化があり、現在の介護サービスは家族介護の代替補完をするには不十分と報告さていた。3.在宅痴呆性高齢者へのケアマネジメント実施6ヶ月後にニーズ解決率が50%以上であったのは、早期診断・早期治療、緊急時の対応、定期的な整容、適切な服薬、できる仕事・役割の継続、清潔維持、社会との交流、普段繰り返される日常生活の継続、社会資源の利用、のニーズであった。未解決率が20%以上であったのは、心身状況・生活歴を評価した家庭環境、行動障害で対応しきれない状況への対応、介護者の悲しみ・うつ、であった。7ヶ月以降のニーズ解決率については6ヶ月後と重複していた項目が多かった。<目的>在宅痴呆性高齢者へのケアマネジメント指標の作成のため、アセスメントおよびケアニーズの枠組みを明確化する。また、ケアニーズを満たすための社会資源を明確化する。<結果>1.アセスメントでは、身体機能、認知レベル、視覚、聴覚、痴呆症状、意思伝達・理解、服薬管理、日常生活行動、身体状況、居住環境、生活の質、家族介護者、について64%-100%の者が必要と判断した。2.ケアニーズは6領域(47下位項目)で構成され、安全(4)、行動障害への対応(7)、栄養(8)、日常生活ケアと活動(7)、日常生活行動における残存機能の維持(10)、家族介護者への支援(11)であり、これらについて3段階のLikert Scaleで回答を求めた。ケアニーズのうち、70%以上の者が「思う」と回答したのは27項目であり、「やや思う」を含めると43項目(91.5%)であった。

3.社会資源で必要と判断された割合で上位2位(63.6%-100%)の社会サービスは、「安全」領域に訪問看護と居宅介護住宅改修、「行動障害の対応」に医師の診療と訪問看護、「栄養」に訪問看護と訪問介護、「日常生活ケアと活動」に訪問介護と訪問看護、「残存機能の維持」に医師の診療とデイサービス・ケア、「家族介護者への支援」にケアマネージャーの教育相談とショートステイであった。平成13-14年に実施されたケアマネジメント調査結果を分析し、在宅痴呆性高齢者へのケアマネジメント効果についての前向き調査のための変数を検討した。分析の結果は次のとおりであった。1.9居宅介護支援事業所に所属するケアマネジャーが担当する利用者のうち、ケアマネジメントが比較的良好とケアマネジャーが判断した在宅痴呆性高齢者61名のケアマネジメント期間は9.7ヶ月(SD2.2,最短2ヶ月-最長11ヶ月)であり、ケアマネジメント目標の達成度を6ヶ月未満者(6名)と7ヶ月以上者(55名)を比較した結果、有意な差は認められなかった。2.痴呆性高齢者の同一事例について22名の熟練ケアマネジャーから、必要と考えるアセスメント項目、ケアニーズ、について調査した結果、全員が必要と判断したケアニーズは、次のようであった。またそのケアニーズに該当する61名の痴呆性高齢者の目標達成状況については部分達成がもっとも多かった。・本人の心身状況と生活歴を評価した家庭環境(6名):部分達成(83%)未達成(17%)・介護者の痴呆症状への理解(6名):部分達成(100%)・大声・攻撃的な行動・妄想、幻覚、幻想への対応(1名):達成・尿失禁、便失禁、尿道感染のリスクへの対応(6名):達成(58%)部分達成(25%)未達成(17%)・介護負担の軽減(37名):達成(41%)部分達成(51%)未達成(8%)3.90%以上のケアマネージャーが必要と判断したのは「虐待予防」「脱水予防」「自尊心を尊重し残存する機能を刺激する」「短・長期介護計画の見通し」であった。4.「日常生活の維持」のための目標設定が最も多く、「栄養」についての目標設定は1名のみであった。脱水の既往がある事例についての検討では、ほとんどのケアマネジャーが「脱水予防」をケアニーズとして意識した。しかし、61名の利用者のなかで痴呆性高齢者の栄養管理について目標設定がほとんどなかったのは、栄養管理のケア優先順位が低いか、あるいはケアマネジャーの栄養管理についての認識が低いためと考えられる。研究目的:認知症状の認められる在宅高齢者へのケアマネジメント開始後6ヶ月、7ヶ月以降のニーズの解決度とニーズ解決の影響要因を明確化する。研究方法:福井県の自治体保健師に推薦された熟練ケアマネジャー12名に依頼し、認知症高齢者45名のケアマネジメントを記録に基づいて調査した。調査内容は、利用者の特性とサービス利用状況、介護状況、およびZangらの文献を参照した認知症の在宅ケアニーズの6カテゴリー(安全、行動障害への対応、栄養、日常生活ケアと活動、日常生活行動の残存機能維持、家族介護者)、44項目について、ニーズの有無、マネジメント開始後6ヶ月、7ヶ月以降のニーズ解決度等であった。結果・考察:利用者45名は女性75.6%、要支援要介護1が66.7%、認知症の境界域軽度40.0%であった。マネジメントニーズが利用者の50%以上あったのは、社会との交流、介護者の痴呆理解、自尊心を尊重し残存機能刺激、清潔維持、適切な服薬、介護者の身体的疲労等であった。
Design of Large-Scale Quantum Networks

本研究では、多くの独立した量子リピータネットワークを接続して巨大な量子インターネットワークを構成する「Quantum Recursive Network Architecture」と言う量子ネットワークアーキテクチャを開発した。また、ネットワーク工学において重大な問題となる通信プロトコルとネットワーク資源の公平な割り当て手法、効率的な通信経路を選択するアルゴリズムのQRNA用のものを開発し、シミュレーションによって評価した。巨大な量子ネットワークを実現するため、下記四点の結果を得た。SCQCはsurface codeと呼ばれる量子エラーコレクションコードを使い、量子通信のエラーを解決する。二、「Quantum Dijkstra」というネットワーク経路選択のアルゴリズムを開発した。量子ダイクストラアルゴリズムは古典的なダイクストラのアルゴリズムの上で定義した。経路選択について以下の二点が必須となる:リンクコストの定義および複数のリンク経路のコストの計算方法。シミュレーション上で、我々の提案は経路の帯域定義と選択アルゴリズムで計算したコストの総関係が利用可能であると証明した。このアルゴリズムは世界初の量子経路選択である。三、量子リピータのPurification Controlプロトコルのステートマシンをデザイン中である。Entanglement Swapping Controlプロトコルは経路選択と関係があり、量子ダイクストラの研究と同時に進めている。また、ディバギング、対外発表、解析、新しい方法などを発見するために、量子リピータシミュレーターの結果を動画で視覚化することを可能とした。四、分散アルゴリズムとエンタングルメント利用方法の研究も行う。量子鍵交換の鍵をIPsec暗号で利用するプロトタイプの開発を行なった。この技術をインターネットで使用可能とするための標準化を進めている。Internet Draftの標準提案を書いて、Internet Engineering Task Force(インターネットの標準化のグループ)に投稿した。ネットワークの重要な機能、経路選択と帯域制御に焦点をあてる。古典的なネットワークの分野において、現在までにもこのテーマは深く研究されてきているが、量子リピーターネットワークについては、この二つの概念はまだ作られていない。現在、物理学者が量子リピーターを理想的な環境でしか考慮していない状況であるため、我々は古典的なネットワーク知識の基盤上で、実世界までをも視野に入れ、量子リピーターネットワークを拡張している。経路選択について、量子ダイクストラアルゴリズムを検討中である。帯域制御について、統計多重処理やあるいは時分割多重は使用可能か、又、回路交換は必要であるのか、様々な視点から、研究を進めている。なお、量子ネットワークを利用するために、分散アルゴリズムは必須である。量子鍵配送は実現されているが、古典的なネットワークとつなぐためには、量子鍵配送で作成する鍵をIPsec(インターネット上の暗号のプロトコル)で使用可能になるよう、実装、実験、標準化をしなければならない。H22年度、四つの重要な結果ができた:*独立されているネットワークのため、Quantum Recursive Network Architecture(QRNA,再起的量子ネットワークアーキテクチャ)を開発した。論文はProgress in Informatics 5に発行された。*リピーターネットワークの基本の多重方式をシミュレートした。2011/8月SPIE学会で発表予定。*リピーターネットワークの経路選択アルゴリズムのシミュレーションの実装、評価。論文は現在査読中(SIGCOMM 2011)複雑なトポロジの構造で、競争があるネットワークは実際のネットワークだが、一本線の理想的なネットワークとの行動は違う。複雑なトポロジは、経路選択に動的経路制御プロトコル必要とする。古典的なネットワーク(インターネット)ではDijkstraアルゴリズム等を利用して最短経路選択をおこなっている。我々は、過去の研究において、Dijkstraアルゴリズムがpurificationとentanglement swappingをおこなう量子ネットワークで応用可能であることを示した。その中で、リンクコストは単位時間あたりにBellペアが作られる量であると定義し、経路コストはリンクコストの総計であるとした。また、"work"は観測操作の総数である。この結果、経路コストとwork(観測の数)の間に強い相関関係があることを示した。これにより、数百ノードから構成されるネットワークで、効率的な経路選択が可能になった。その中で、古典的ネットワークにおけるOSPFのような分散経路制御プロトコルに利用するアルゴリズムの設計や実装をおこなう。また、数千ノード規模のネットワークへ応用できる程度のスケーラビリティを確保するため、ネットワークの階層化を図る。Purificationとentanglement swappingのプロトコル有限状態機器を定義して、シミュレーションで正しい運用を確認した。資源の動的割り当てでは、統計多重化や回路交換、その他の既知手法を利用し得る。我々は、統計多重化は少なくとも、特定の環境における資源の浪費を減らすことを示した。ボトルネックリンク(つまり、帯域を制限するリンク)を共有している2つの管理されたコネクションが、1つのコネクションが資源を独占して通信を行なうよりも高いパフォーマンスを実現することを示している。
北海道高山地域の永久凍土とその形成環境についての研究

1.大雪山永久凍土の分布と形成環境:2ケ年にわたる現地観測によって、大雪山の永久凍土の水平・垂直分布が明らかになった。分布する地域は、忠別岳から白雲岳・北海岳・小泉岳に拡がる平坦な山頂部である。平均の高度は20002100mであり、森林限界(15001700m)よりもかなり高位にある。水平分布は約3×2kmであり、主として大雪山の北部にかたよっている。垂直分布では、忠別岳近くで1800mともっとも低く、北海岳と白雪岳火口原が2200mともっとも高い。年平均気温は-3.8゚Cであり、これはアラスカ中央部フェアバンクスとほぼひとしい。永久凍土の分類では、不連続的分布で山岳永久凍土にあたっている。2.永久凍土の深さと活動層:2ケ年にわたる北海平における地中温度分布によると、永久凍土の下限は550cmであることが明らかになった。また凍土が凍結と融解を繰り返す深さ(活動層)は、120cmであることも確認された。こうした凍土の厚さは、冬季に凍土内に発生する急な温度勾配で、凍土に割れ目が発生した。これは、連続的永久凍土地域で形成されるツンドラ構造土とほぼ同じものであり、ソイルウェッジポリゴンとされている。活動層の厚さが120cmにも及ぶことから、凍結-融解による土中の礫の移動が活発に生じて、結果として大規模な構造土を形成させている。これも永久凍土の分布と深くかかわる現象である。3.永久凍土の地球物理的性質について:現地でサンプリングした試料を用いて、凍土の熱伝導率、一軸圧縮強度、せん断強度を測定した。これらの物理量により、凍土の割れ目発生の条件を計算し、実測と一致することを確認した、また、地表面での熱収支モデルによる、永久凍土内の温度変化を計算した。これも実測とよい一致がみられた。このプログラムを一般化し、南極地域との比較を行なった。
心筋の虚血障害に対する耐性獲得とその成因に関する研究-酸素ラジカル消去系の役割-

本研究者らは、In vivoの動物実験モデルにおいて、非致死的な虚血負荷後24時間を経過した晩期において、心筋の虚血耐性が亢進している現象を見いだした。この際、心筋組織中の抗酸化酸素系の新たな誘導がかかる耐性獲得メカニズムである可能性を、培養心筋細胞に低酸素負荷モデルを用いて検討した。1)新生児ラット培養心筋細胞において、低酸素負荷は負荷24時間後に心筋細胞の低酸素耐性を亢進させるとともに、心筋細胞内のミトコンドリアマンガンスーパーオキシドジスムターゼ(Mn-SOD)mRNA、蛋白質、ならびに、活性の増加をもたらした。2)Mn-SODに対するアンチセンスオリゴヌクレチド(AODN)投与すると、Mn-SOD誘導が阻止されるとともに、低酸素耐性の獲得も認められなかった。3)α1アンドレナリン受容体刺激を培養心筋細胞に負荷すると、低酸素負荷と同様にMn-SOD誘導とともに心筋細胞の低酸素負荷耐性が亢進した。Mn-SODに対するAODNは、かかるα1刺激の効果を消失させた。4)低酸素負荷、α1アドレナリン刺激によるMn-SODの誘導は、C-キナーゼ阻害剤投与により抑制された。以上より、心筋細胞は低酸素負荷・アドレナリン負荷などのストレスに対し、C-キナーゼ経路を介して内因抗酸化酵素Mn-SODのde novo合成で応答し、負荷耐性を獲得する事が明らかとなった。かかる培養細胞系における知見は、in vivoの心臓における蛋白合成による新たなストレス応答機構の存在を示唆する物と考えられる。研究内容本年度の研究の目的は1)低酸素負荷によるフリーラジカル消去系酵素誘導の確認2)フリーラジカル消去系酵素誘導と虚血耐性獲得との関連であり、これらの検討をラット新生児培養心筋細胞を用いて検討した。1)短時間(1時間)の低酸素負荷-再酸素化刺激により、Mn-SOD活性及び蛋白量は再酸素化24時間後に有意に亢進し、かかる誘導はCキナーゼ阻害剤により抑制された。これらのことより、低酸素、再酸素化刺激後24時間においてMn-SODはCキナーゼ系を介して合成が誘導されることが認められた。2)Mn-SODが誘導される再酸素化24時間後に再度長時間の低酸素再酸素化刺激を与えると培養液中のクレアチンキナーゼ(CK)値は低酸素負荷群では無負荷群に比し有意に減少し、心筋細胞の低酸素耐性現象が認められた。ここで、Mn-SODmRNAに対するアンチセンスオリゴデオキシヌクレオチドを投与するとMn-SODの誘導は完全に抑制されるとともにCK値の減少は消失した。以上より、低酸素耐性獲得にはMn-SODの誘導が中心的な役割を果たしていると考えられた。本年度は、1)α1-アドレナリン刺激によるフリーラジカル消去系酵素、特にミトコンドリア内抗酸化酵素であるマンガンスーパーオキシドジスムターゼ(Mn-SOD)の誘導の確認2)α1-アドレナリン刺激による虚血耐性獲得とフリーラジカル消去系酵素誘導の関連の検討を目的とし、ラット新生児培養心筋細胞の低酸素負荷モデルを用いて研究を行った。1)α1-アドレナリン刺激により、培養心筋細胞のMn-SODmRNAは刺激開始30分後において有意に増加し、Mn-SOD活性はα1-アドレナリン持続刺激24時間後に有意に亢進した。かかるMn-SODの誘導はCキナーゼ阻害剤により抑制された。これらのことより、α1-アドレナリン刺激後24時間においてMn-SODはCキナーゼ系を介して合成が誘導されることが認められた。2)Mn-SODが誘導されるα1-アドレナリン刺激24時間後に低酸素再酸素化刺激を与えると、培養液中のクレアチンキナーゼ(CK)値は、α1-アドレナリン刺激群では無刺激群に比し有意に減少し、心筋細胞の低酸素耐性現象が認められた。

ここで、Mn-SODのmRANに対するアンチセンスオリゴデオキシヌクレオチドを投与するとMn-SODの誘導は完全に抑制されるとともにCK値の減少は消失した。以上より、α1-アドレナリン刺激による低酸素耐性獲得にはMn-SODの誘導が中心的な役割を果たしていると考えられた。