hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ボルナ病ウイルスの人畜共通感染性に関する疫学的ウイルス学的研究

元来中央ヨーロッパのウマに進行性脳脊髄炎をひきおこすことで知られていたボルナ病ウイルス(BDV)は、最近になって、人にも感染し、何らかの精神性疾患の原因になる可能性が報告された。このBDVの人畜共通感染性を証明するためには疫学的方法が必須であるが、BDV感染診断法はまだ標準化されていない。本研究では、BDVのヌクレオプロテインp40を抗原とする特異抗体検出法について検討した。融合蛋白(GST/p40)を発現する大腸菌ライセートを抗原としたウエスタンイムノプロット(WIB)法を用いて、国内の健常ウマ野外血清(1:100)を反応させてみると、いくつかでGST/p40との反応がみられ(GST対照とは反応が見られない)、BDV抗体の存在が示唆された。しかし同時に大腸菌由来蛋白との反応も見られたので、反応特異性を確認するためにGST/p40を用いて吸収試験を行ったところ、吸収される検体と吸収されない検体が認められた。前者は抗体とp40との特異的な結合を示唆するが、後者はp40の一次構造依存的な非特異抗体吸着性の存在を示唆している。それでp40に存在する抗原部位および非特異的抗体吸着部位を解析するために、制限酵素切断部位を利用した部分欠損融合蛋白をN末側3種類、C末側4種類大腸菌で発現させ、抗p40モノクローナル抗体、BDV感染参照血清、ウマ野外血清との反応性を調べてみた。その結果、p40には全領域を通じて抗原部位が認められるが、特にN末端側のエピトープに対する抗体が、感染動物血清中に優位に誘導されることが示唆された。一方、p40のC末端側に血清と非特異的な反応を引き起こす領域の存在が推定された。従って、この領域を取り除いたp40抗原がBDV特異抗体の検出に応用できると考えられた。ボルナ病は元来中央ヨーロッパのウマなどの引き起こされる致死性脳炎症として報告されていたが、最近になってその原因ウイルスがヒトにも感染しており、さらに何らかの精神性疾患に関与している可能性が報告された。本研究ではわが国におけるボルナ病の浸淫実態をウイルスの人畜共通感染性に焦点を絞り解明することを目的とし、本研究年度は動物、ヒトに対する疫学調査を実施し、以下の成績を得た。(1)過去に私たちが確立したボルナ病ウイルス特異抗体測定法(抗原サンドイッチ法ELISA)を用いて、健康馬301例、動物病院に来院した猫132例について特異抗体を検索したところそれぞれ3例(1.0%)、2例(1.5%)の陽性率が認められた。(2)動物病院に来院した犬84例については全て特異抗体陰性であった。(3)ヒト精神性疾患患者116例、慢性疲労症候群患者20例では全て特異抗体陰性であった。(4)ヒト献血者102例では1例が特異抗体陽性と判定された。(5)別のヒト献血者グループ70例の末梢血単核球中のウイルスRNAの存在をNested RT-PCRで調べたところ、全て陰性であった。これらの成績より、わが国においてもボルナ病ウイルス感染は存在しているが、その浸淫度は低いことが考えられた。しかし地域差があることは予想される。ウイルスの人畜共通感染性を証明するためには、高い陽性率を示す地域での疫学調査が必要とされる。今回の調査ではボルナ病ウイルス感染とヒト精神性疾患、慢性疲労症候群との関連性は認められなかった。
バソヒビンファミリーによる血管新生と免疫逃避を標的とした新たな卵巣がん治療の開発

血管新生調節因子であるバソヒビンファミリーによる、血管新生と腫瘍免疫寛容を標的とした新たな治療戦略確立のため、基礎研究を行っている。最近、バソヒビンファミリーは微小管の重合を促進する酵素であるチューブリンカルボキシペプチダーゼと類似の活性を有するとの報告がなされた(Science 2018)。微小管は卵巣がん治療の基幹化学療法剤のひとつであるパクリタキセル(PTX)の標的分子であり、バソヒビンファミリーの卵巣癌治療への応用において注目される。PTXは重合した微小管を安定化させることにより微小管の動的機能を阻害し殺細胞効果を示す。腫瘍において血管新生促進作用を示すバソヒビン2を標的とした治療戦略は、チューブリンカルボキシペプチダーゼ活性をも阻害し、その結果、重合微小管に作用点をもつPTXの効果を減弱させてしまう可能性が危惧される。この仮説を検証するため、バソヒビン2を高発現する培養がん細胞株を対象に、CRISPR/Cas9を用いてバソヒビン2をノックアウトし、PTX感受性の変化を観察した。その結果、バソヒビン2ノックアウトは培養細胞のPTX感受性をむしろ増強させた。その機序はいまだ不明であるが、バソヒビン2を標的とした治療戦略は腫瘍血管新生抑制のみならず、併用によりPTXの治療効果を増強させる可能性が示唆された。またこれらの研究から観察された新たな知見をもとに、卵巣がんとともに重要な婦人科がんである子宮頸がんにおけるバソヒビンファミリーの機能の検討も行っている。本研究テーマであるバソヒビン2を標的とした治療戦略は、卵巣がん治療の基幹化学療法剤のひとつであるPTXの効果を減弱させる可能性が危惧されたが、今回の検討によりむしろPTXの作用を増強させる可能性が示され、安全性とともにあらたな可能性が示唆された。子宮頸がんの重要な発がん因子とバソヒビン2発現との間に興味ある関係が観察された。バソヒビン2ノックアウトのPTX感受性増強機序の解明を進める。子宮頸がんの発がん因子とバソヒビン2との関係を解明し、あらたな治療戦略の開発につなげる。血管新生調節因子であるバソヒビン1(VASH1)による、血管新生と腫瘍免疫寛容を標的とした新たな治療戦略確立のため、免疫抑制酵素インドールアミン酸素添加酵素(IDO)に対するVASH1の発現抑制機序の解明を試みた。最近、免疫チェックポイント阻害剤に対する癌の耐性機構として、細胞障害性Tリンパ球やナチュラルキラー(NK)細胞などの免疫担当細胞が分泌するインターフェロンγ(IFN-γ)に対する、癌細胞内シグナル伝達系の異常が報告された(Cell 2016)。IFN-γは腫瘍細胞のIDO発現のメディエーターのひとつである。そこで、IFN-γに対する反応性とVASH1との関係を検討した。その結果、IFN-γの受容体下流のJAK-STAT経路に異常を持つ卵巣癌細胞では、既報のとおりNK細胞に抵抗性を示した。一方、以前にわれわれがVASH1強制発現によりIDO発現低下を観察した卵巣癌細胞ではJAK-STAT経路に異常はみられず、NK細胞感受性が確認された。このことから、JAK-STAT経路に異常を持つ卵巣癌細胞はIDOとは無関係に免疫担当細胞に耐性を有すると判断されたため、以後の検討はJAK-STAT経路正常の卵巣癌細胞を対象に遂行した。VASH1強制発現卵巣癌細胞のIFN-γ刺激後のIDO発現を観察したところ、コントロールに比べてIDO発現の低下が認められた。このことから、VASH1によるIDOの発現抑制機序のひとつとして、IFN-γ刺激に対する抑制が示唆された。また最近、バソヒビンファミリーは微小管の重合を促進する酵素であるチューブリンカルボキシペプチダーゼと類似の活性を有するとの報告がなされた(Science 2018)。微小管は卵巣癌治療の基幹化学療法剤のひとつであるパクリタキセル(PTX)の標的分子であり、バソヒビンファミリーの卵巣癌治療への応用において注目される。VASH1のIDO発現抑制機序のひとつとして、IFN-γに対する反応性低下作用が示された。さらに新たな課題であるバソヒビンファミリーと卵巣癌のPTX感受性を明らかにするため、癌細胞株のバソヒビン発現を検討した。その際、癌細胞でのみ高発現がみられるバソヒビン2(VASH2)に注目した。VASH2を高発現する癌細胞を対象にゲノム編集技術を用いてVASH2をノックアウトしたところ、一部の細胞でPTX感受性の変化が観察された。

この仮説を検証するため、バソヒビン2を高発現する培養がん細胞株を対象に、CRISPR/Cas9を用いてバソヒビン2をノックアウトし、PTX感受性の変化を観察した。その結果、バソヒビン2ノックアウトは培養細胞のPTX感受性をむしろ増強させた。その機序はいまだ不明であるが、バソヒビン2を標的とした治療戦略は腫瘍血管新生抑制のみならず、併用によりPTXの治療効果を増強させる可能性が示唆された。またこれらの研究から観察された新たな知見をもとに、卵巣がんとともに重要な婦人科がんである子宮頸がんにおけるバソヒビンファミリーの機能の検討も行っている。本研究テーマであるバソヒビン2を標的とした治療戦略は、卵巣がん治療の基幹化学療法剤のひとつであるPTXの効果を減弱させる可能性が危惧されたが、今回の検討によりむしろPTXの作用を増強させる可能性が示され、安全性とともにあらたな可能性が示唆された。子宮頸がんの重要な発がん因子とバソヒビン2発現との間に興味ある関係が観察された。VASH1のIDO発現抑制機序の解明を進める。IFN-γ受容体下流の経路に注目し、VASH1強制発現による変化を観察する。さらに候補因子上流の阻害剤を用いてVASH1とIDO発現との関連を確認するとともに、新たなIDOを標的とした治療薬剤としての可能性を探る。卵巣癌および他の婦人科癌におけるVASH2と微小管重合との関係を明らかにするとともに、PTX感受性との関係を検討する。現在研究開発中の抗VASH2抗体やVASH2ワクチンとPTXの併用による治療効果増強の可能性を探る。バソヒビン2ノックアウトのPTX感受性増強機序の解明を進める。子宮頸がんの発がん因子とバソヒビン2との関係を解明し、あらたな治療戦略の開発につなげる。本研究テーマに関する他施設からの重要な報告が相次いだことから、今年度はそれらを検証するためのin vitro実験を優先して行った。これらの実験は既存の施設や消耗品で行うことができること、また高額な実験動物を必要としないため、研究費の次年度使用が生じた。これらの検証には引き続き動物実験が必須であるので、次年度以降その費用として執行する予定である。本研究テーマの安全性に関する他施設からの重要な報告が相次いだことから、今年度はそれらを検証するためのin vitro実験を優先して行った。
脊髄神経系のトライフェジック構成則と神経細胞損傷予測

1.固液混相力学挙動のための実験装置の改良脊髄組織が外力を受けたときの液相内圧変化や浸透圧変化、固相と液相の界面摩擦による相互作用を解明するため、昨年度考案した実験装置を改良した。円柱状に切り出した組織試験片が径方向に変形を拘束した単軸圧縮負荷試験が精度良く行えるようになった。負荷中、液相が組織内外で自由流動を保証するため、試験片を押さえる下部プレートに多孔質金属(Ni、平均孔径0.5mm)を用いている。これらの装置は水槽内に設置した.水槽内温度を体温(36±2°C)に設定できるよう改良した。外部負荷装置(インストロン試験機:現有)を用い、直径5mmのインデンター(SUS304)を介して、組織に外力を与えた。そして負荷中の変形挙動を測定した。2.体温下における脊髄組織のBiphasic実験・試験片:脊髄組織試料には、ウシ脊髄の白質と灰白質を使用した。組織を直径5mm、厚さ5mmの円柱状に切り出した。実験の雰囲気環境は、体温下(36±2°C)で、液相と同一の食塩濃度を持つ0.15M NaCl生理的食塩水で行った。・単純圧縮負荷試験・応力緩和試験:ひずみ速度一定で試料を圧縮負荷し、所定のひずみに達した時にインデンターを停止させ、その後の荷重の時間変化を計測することで、応力緩和実験を行った。圧縮時には応力-ひずみ関係を、緩和時には応力-時間関係が得られた。緩和の初期ひずみには、10%、20%、30%とした。また、負荷中のひずみ速度は、2%/mmと10%/mmとした。その結果、脊髄組織は負荷ひずみ速度に依存することと、極端な応力緩和が生じることが確認された。これらの挙動を表示する実験式を提案できた。・膨潤試験:一定の初期荷重下での組織自己膨潤挙動を実験した。初期荷重は、0.05、0.10、0.15、0.20Nの4種類とし、24時間連続して応力変化を測定した。その結果、いずれの初期荷重時でも、負荷後17時間以降で自己膨潤が観察された。1.固液混相力学挙動のための実験装置の考案脊髄組織が外力を受けたときの液相内圧変化や浸透圧変化、また変形中における固相と液相の界面摩擦による相互作用を解明するため、様々な組織負荷試験が必要である。そのため本実験では、円柱状に切り出した組織試験片が径方向に変形を拘束した単軸圧縮負荷試験を考えた。負荷中、液相が組織内外で自由流動を保証するため、試験片を押さえる下部プレートに多孔質金属(Ni、平均孔径0.5mm)を用いた負荷治具と変形拘束容器を作成した。これらの装置は水槽内に設置した。2.脊髄組織のBiphasic実験・試験片:脊髄組織試料には、ウシ脊髄の白質と灰白質を使用した。実験の雰囲気環境は、液相と同一の食塩濃度を持つ0.15M NaCl生理的食塩水で行った。

実験の雰囲気環境は、体温下(36±2°C)で、液相と同一の食塩濃度を持つ0.15M NaCl生理的食塩水で行った。・単純圧縮負荷試験・応力緩和試験:ひずみ速度一定で試料を圧縮負荷し、所定のひずみに達した時にインデンターを停止させ、その後の荷重の時間変化を計測することで、応力緩和実験を行った。圧縮時には応力-ひずみ関係を、緩和時には応力-時間関係が得られた。緩和の初期ひずみには、10%、20%、30%とした。また、負荷中のひずみ速度は、2%/mmと10%/mmとした。その結果、脊髄組織は負荷ひずみ速度に依存することと、極端な応力緩和が生じることが確認された。これらの挙動を表示する実験式を提案できた。・膨潤試験:一定の初期荷重下での組織自己膨潤挙動を実験した。初期荷重は、0.05、0.10、0.15、0.20Nの4種類とし、24時間連続して応力変化を測定した。その結果、いずれの初期荷重時でも、負荷後17時間以降で自己膨潤が観察された。
過大な積雪による木質構造架構の崩壊挙動解明と限界性能予測式の実用化

1.文献調査により、福井・石川・富山・新潟・長野の各県における豪雪災害をまとめ、木造建築物の積雪による被害状況を分析し、被害のパターンを明らかにして、全体崩壊が実際に起こりうるのは「老朽化した軸組構法の建家を豪雪時の過大な積雪が襲うという条件」にほぼ限られることを検証した。2.上述の北陸5県において「住宅の雪対策」に関するアンケート調査を行い、近年の住生活の変化が雪下ろしの習慣を失わしめ、建家に厳しい過大積雪を生じる可能性が高まっている事情を示した。3.以上の成果を踏まえて、「過大積雪荷重」の概念を体系化し、その定量化の方式を定めた。4.小径を変えたスギ実大柱の曲げ試験と鉛直載荷試験のデータに基づいて、木造住宅中の柱の座屈荷重をオイラー式や修正ジョンソン式で簡便に推定する方式を組み立てた。併せて、多雪地域の実在住宅中の柱荷重を推算してその推定座屈耐力と比較し、特に荷重が集中する独立柱が破壊に至る可能性を示した。5.多雪地域の典型的な木造住宅架構を対象に、その壁の配置と壁量が架構の座屈荷重とモードに及ぼす影響について、新たに開発した座屈解析法を適用してパラメトリックに検討し、全体崩壊に至る可能性を持つのは「壁のごく少ない或いは老朽化して裸に近い骨組架構」に限定されることを示した。6.木造住宅では基本的な和小屋組架構の鉛直載荷実験と有限要素法に基づく挙動解析を実施して、両者の結果がほぼ近いことを確認するとともに、小屋梁の曲げ破壊かその接合部の引張割裂破壊で、小屋組は崩壊に至るという機構を明らかにして、その解析法を提示した。7.最後に、以上の諸成果を総括して、過大な積雪による木造軸組住宅の限界性能或いは屋根上での限界積雪深さを予測する方針とその方式の全体構想を提案した。1.北信越5県の積雪による木造建物の被害データを収集し、特に昭和38及び56年の豪雪時を中心に、倒壊・崩壊事例の形態と原因を分析して、構造部材の座屈と屋根・小屋組の陥没が主因であることを明らかにした。2.北信越5県で住民を対象に、住居の雪対策に関するアンケート調査を実施し、道具の変化や高齢化或いは克雪住宅の普及により、多雪地域でも屋根雪下ろしをしない例が多く、過大積雪になりやすい時代状況を把握した。3.北陸地方の典型的な実在木造住宅数棟について、積雪荷重が作用したときの柱軸力を軸組構造から算定し、実験時と解析時に想定すべき過大積雪による載荷荷重の領域を定めた。4.筋かいとパネルを組み合わせた幾つかの単純な木質構造の立体架構模型を製作し、過大な鉛直荷重を受けたときの不安定挙動と最大耐力を明らかにする載荷実験を実施した。さらに、これらの立体架構に対する有限要素法による座屈解析法を考案して、その解析結果を実験結果と比較・検討し、解析法の妥当性と有用性を検証した。5.実験より崩壊機構として「架構全体の捩れ座屈による倒壊」と「部材座屈による崩壊」が存在し、解析によっても特定できること、かつ座屈耐力の解析による推算値は実験で得た最大耐力に近いことを示した。6.全体座屈モードに対応する座屈荷重は部材座屈モードに関する座屈耐力のおよそ半分であり、架構全体の座屈は現実の木質架構の雪荷重に対する設計時に判別すべき重要な崩壊機構であることが分かった。

7.実大の単一柱についての座屈実験を行った結果、過大荷重による座屈発生の前に横架材の顕著なめり込みが生起して限界状態に達する場合もあることが分かり、限界性能の予測には柱の座屈耐力とともに横架材のめり込み耐力を勘案すべきことを示した。1.文献研究により、福井・石川・富山・新潟・長野の各県における豪雪災害をまとめ、年表を作成した。また、木造建築物の積雪による被害状況を調査し、被害の要因について検討した。その結果、前年に引き続き、老朽化した軸組構法の建家を豪雪が襲うとき、全体崩壊が実際に起こりうる可能性を検証した。2.石川県・新潟県・長野県において「住宅の雪対策」に関するアンケート調査を行った。その結果、前年に引き続き、近年の住生活の変化が建家にとって厳しい過大積雪を生じる可能性を検証した。3.スギの実大柱(柱の小径90,105,120,135mm)の曲げ試験及び鉛直荷重試験を行った結果、(1)曲げヤング係数のバラツキが大きい(2)オイラーの座屈荷重と実験値との相関は高いが、小径が大きいと傾きが小さい(3)桁及び土台の接合がある条件の実験結果から接合はピンと見なせるなどの知見が得られ、これらを以下の挙動解析法に組み込んだ。4.木造立体架構の壁の配置と壁量が本架構の座屈荷重及びモードに及ぼす影響について解析的に検討した。すなわち、模型規模の2及び3ブロックの木造立体架構模型を対象とし、剛性の異なる壁パネルの配置と壁量を変化させて、本立体架構の座屈モード(部材座屈型、複合座屈型、架構座屈型)と座屈荷重を線形座屈解析により求めた。5.さらに、上記の解析結果の分析・検討に基づいて、軸組構法建物の座屈荷重及びモードの推定法を提案し、既に実施した模型実験の結果と実際の雪被害事例でその妥当性を検証した。なお、幾つかの克服すべき課題があり、本提案法の適用範囲と精度については来年度の研究課題として実施する予定である。1.文献研究により、福井・石川・富山・新潟・長野の各県における豪雪災害をまとめ、木造建築物の積雪による被害状況を調査し、被害のパターンと全体崩壊が実際に起こりうる可能性「老朽化した軸組構法の建家を豪雪が襲うという条件」を検証した。2.北陸の5県において「住宅の雪対策」に関するアンケート調査を行い、近年の住生活の変化が建家にとって厳しい過大積雪を生じる可能性を検証した。3.以上の成果を踏まえて、「過大積雪荷重」の概念を体系化して、その設定の方針を定めた。4.小径を変えたスギの実大柱の曲げ試験と鉛直荷重載荷試験のデータに基づいて、木造住宅中の柱の座屈荷重を推定する方式を組み立てた。併せて、多雪地域の住宅プランにおける柱の鉛直荷重を推算して、その推定座屈耐力と比較し、荷重が集中する独立柱が破壊に至る可能性を示した。5.多雪地域の典型的な木造住宅架構について、その壁の配置と壁量が架構の座屈荷重及びモードに及ぼす影響について、前年度までに開発した解析法を用いて、パラメトリックに検討し、崩壊に至る可能性を持つのは、老朽化した裸に近い骨組架構に限定されることを示した。6.新たに、住宅として基本的な和小屋組架構の載荷実験と有限要素法に基づく挙動解析を実施して、両者がほぼ近い結果になることを確認して、小屋梁の曲げ破壊かその接合部の破断で、小屋組は崩壊に至ることを示した。7.最後に、3年の研究期間の諸成果を総括して、過大な積雪による木造軸組住宅の限界性能の予測の方針とその方式の全体構想を提案した。
熱帯樹木バイオテクノロジー研究のためのモデルシステムの確立

熱帯樹木のバイオテクノロジー研究推進には、温帯樹木の研究上モデル植物とされているポプラ類のような、取り扱いが容易で、再分化やプロトプラスト培養が容易である熱帯樹木種をモデル植物として基礎的な研究を行う必要がある。そこで、熱帯の代表的な早生樹種である、Gmelina arborea、Peronema canescens、Phlaserianthes falcataria、Azadirachta excelsaについて、腋芽培養、不定芽の誘導などによる組織培養系をそれぞれ確立し、試験管内でクローンを急速克大量に増殖させ、各種実験材料の安定供給を可能にした。この技術は、実際の種苗生産において優良種苗の増殖にも十分利用可能である。また、これらの樹種について、人工種子の作成技術の確立やプロトプラスト培養について試みた。その結果、Gmelina arborea、Azadirachta excelsaの2種についてアルギン酸ゲルで腋芽を包埋する人工種子化技術を確立した。また、人工種子を、熱帯樹木が死滅する10°C以下に置いた場合でも長期にわたって生存し、生殖質の保存に有効であることを確認できた。さらに、Gmelina arboreaおよびPeronema canescensのプロトプラストの単離に成功し、Gmelina arboreaではプロトプラストより細胞分裂を誘導することができた。以上、熱帯早生樹について今後のバイテクノロジー研究を推進する上で重要な基礎技術を確立できた。一方、このこの応用技術として、熱帯の重要樹木であるフタバガキ科樹木の組織培養に取り組んだ結果、Shorea roxburgiiの茎頂から誘導した芽の培養により多芽体を増殖し、それからの植物体再生系を確立できた。このとき、培地に添加する糖は、これまで温帯性植物に用いられてきたショ糖ではなく、マルトースなどが有効であることを明らかにした。これにより、熱帯樹木では温帯樹木とは異なった培養条件を要求することが明らかにできた。本年度は、予定していた、Gemelina arboreaとPheronema canescensの他Azadirachta excelsaについてクローン増殖法を確立した。また、これら樹種のカルスからの植物体再生法について検討し、Gemelina arboreaにおいて、不定芽の形成が認められた。次に、オーストラリア産の熱帯アカシア5種類について、芽生えの試験管内さし木法を開発した。一方、Acacia auriculiformisについて、茎軸組織を用いてカルス誘導を行い,その茎軸由来のカルスを用いてカルスからの植物体再分化を行った。再分化培地においては,まだ植物体の再分化は見られない。しかし,カルス誘導培地より再分化が見られた。また、組織培養により得られたフタバガキ科樹木の苗木を野外へ植栽するための、外生菌根菌の感染方法の確率を試みた。Hopeaodrata,ShorearoxburghiiおよびAnisoptera sp.の実生苗各種10本を、外生菌根を形成しているDipterocarpus gracilis,Hopea odrataおよびShorearoxburghiiの地際部周辺へ植栽したところ、約6ヶ月後すべての苗木に外生菌根の形成が認められた。なお、この共生菌はScleroderma sp.と同定された。今年度,この菌を分離することに成功しており,今後,この菌の接種方法の確立およびフタバガキ苗木への菌の接種効果について調査を行う予定である。さらに、組織培養により増殖・順化した苗木について,順化後の生育状況の調査を行った。Paraserianthes falcataria20本,Gmelina aborea20本およびPeronema canescens2本の順化苗を、樹芸研究所温室内で栽培した。

その結果,Gmelina aboreaおよびPeronema canescensは,すべての苗木が順調に生育を続け,1年後においても,すべての個体が健全であった。また,Paraserianthes falcatariaでは,2個体が枯死した以外は健全に生育した。Paraserianthes falcatariaの枯死原因は、カイガラムシによる虫害であり,組織培養によるホルモン等の影響ではないと考えられた。更に、フタバガキ科樹木の開花促進法として、Dipterocarpus gracilisの約5mの若齢木に剥皮処理を実施した。本年度は、昨年度において組織培養法を確立した、Gmelina arboreaとPeronema canescensについて、人工種子化技術の開発を行った。組織培養で増殖した幼植物体の腋芽部分を切り取って、アルギン酸ゲルで包むことによって、人工種子とした。これを、まず無菌条件下で培養することで発芽させ植物体を再生させることに成功した。このとき、ゲル化する培地の種類、添加するショ糖や植物ホルモンについて最適な量を検討した。また、発芽床として用いる寒天培地の種類やショ糖、ホルモンについても同時に検討し、無菌発芽に必要な条件の検索を行った。また、両種ともにバーミキュライトなどを培地とした、有菌条件下での発芽についても検討した。Gmelinaarboreaでは、有菌条件下でも順調に発芽しそのまま植物体が再生したが、Peronema canescensでは、発芽は見られなかった。さらに、人工種子を、4°C、10°C、15°C、25°Cの各温度において貯蔵した結果、4°Cでは、腋芽組織が脱色枯死してしまったが、10°Cの条件下でも約4週間発芽力を失わずに保存することが可能であった。これにより、熱帯樹種における安定的な人工種子化技術を開発することができた。クローン増殖法に関しては、昨年度増殖法を確立したAzadirachta excelsaについて、葉、茎軸、根などからの、不定芽誘導について検討した。その結果、葉からは不定根の、茎軸からは不定芽の形成が認められた。本研究の目的は、熱帯樹木の組織培養系を多くの樹木について開発し、熱帯樹木バイオテクノロジー研究の発展に寄与させようとするものであり、そのためには、単に組織培養系の開発だけでなく樹木の無性繁殖生理についても明らかにする必要がある。そこで、本年度は、これまで組織培養法を確立した、Gmelina arboreaとPeronema canescens他の熱帯樹木ついて、順化方法の検討および苗木生産に必要な諸条件の検討を行った。バーミキュライトを培地に用い湿度調節可能なインキュベータ内で徐々に湿度を下げるよう管理し、4週間程度で60%まで減少させる方法で、すべての樹木で順化可能であった。
木材およびセルロースからの高機能炭素材料の開発

1・木材の脱リグニン試料および綿・酢酸菌・ホヤ由来のセルロースの炭化挙動と生成物の微細構造を調べ、微細繊維形態の維持には水膨潤状態からの乾燥法が重要であることがわかった。懸濁液の噴霧による急速凍結乾燥およびメタノール-t-ブチルアルコールによる溶媒置換乾燥が有効であり、これらによって炭化前のセルロースエアロゲルの比表面積は150m2/g程度となった。600°C炭化物のそれは通常乾燥で500m2/g程度、上記乾燥法では600m2/g程度で差が小さいが、2000°C処理で黒鉛化すると前者の50m2/g程度に対し後者は150m2/g程度となり、微細繊維形態維持の効果が顕著に現れた。炭化収率の向上のために塩化水素雰囲気での熱処理装置を製作した。この方法によれば窒素中での処理に比べ収率が23倍に向上し、微細繊維の収縮が抑制された。2.セルロースの軽度のアセチル化も乾燥時の収縮と固着を防止する上で有効であった。3セルロース試料に微量の無機物が含まれていると、その微結晶を核としてカーボンナノチューブに類似した炭素ウィスカが生成することを見出した。この現象は窒素雰囲気での処理で、窒素の流量が少ないときにのみ観測される。この物質の構造と生成機構の解明は今後の課題であるが、セルロース分解物からの化学気相沈着(CVD)である可能性が高く、新しい型の炭素材料として注目される。
有機スズ化合物を用いるケトン合成

1.有機合成反応剤として有機スズ化合物の有用性を開発する研究の一環として,これまで未知化合物であったアシルスズの合成法とその反応を調べた.上式に示したようにスズGrignard試薬に二倍量のアルデヒドを作用させると最も良い収率でアルシスズが生成することがわかった.このようにして合成されたアルシスズ化合物は空気中の酸素と速やかに反応し,相当するカルボン酸のスズエステルになる.しかし空気を遮断するとひと月以上保存が可能である.パラジウム触媒存在下アルシスズとのクロスカップリングに用いられるハロゲン化合物は酸塩化物とアリル型ハロゲン化合物であり,前者はα-ジケトンを後者はアリルケトンを生成することがわかった.他のハロゲン化合物,例えば,プロモベンゼンとの反応では触媒効率が悪く,触媒を10モル%用いても目的生成物を19%しか与えない.この時副生成物としてフェニルトリブチルスズを15%生成する.このようにアルシスズの反応には用いられるハロゲン化合物に制限がある.2.α-ハロアセントは活性化されたカルボニル基を分子内に持.ため,スズ化合物とのクロスカップリングに用いることができない.これに代わる等価体として,酢酸2-エトキシー2-プロペニル,炭酸2-エトキシー2-プロペニル,ジエチルリン酸2-エトキシー2-プロペニルを合成し,スズ化合物との反応を調べた.その結果ジエチルリン酸2-エトキシー2-プロペニルがα-ハロアセトンに代わる基質であることがわかった.特にスズエノラートとの反応で収率良く生成物を与える.この生成物は加水分解することにより,相当する14-ジケトンになる.1.有機合成反応剤として有機スズ化合物の有用性を開発する研究の一環として,これまで未知化合物であったアシルスズの合成法とその反応を調べた.上式に示したようにスズGrignard試薬に二倍量のアルデヒドを作用させると最も良い収率でアルシスズが生成することがわかった.このようにして合成されたアルシスズ化合物は空気中の酸素と速やかに反応し,相当するカルボン酸のスズエステルになる.しかし空気を遮断するとひと月以上保存が可能である.パラジウム触媒存在下アルシスズとのクロスカップリングに用いられるハロゲン化合物は酸塩化物とアリル型ハロゲン化合物であり,前者はα-ジケトンを後者はアリルケトンを生成することがわかった.他のハロゲン化合物,例えば,プロモベンゼンとの反応では触媒効率が悪く,触媒を10モル%用いても目的生成物を19%しか与えない.この時副生成物としてフェニルトリブチルスズを15%生成する.このようにアルシスズの反応には用いられるハロゲン化合物に制限がある.2.α-ハロアセントは活性化されたカルボニル基を分子内に持.ため,スズ化合物とのクロスカップリングに用いることができない.これに代わる等価体として,酢酸2-エトキシー2-プロペニル,炭酸2-エトキシー2-プロペニル,ジエチルリン酸2-エトキシー2-プロペニルを合成し,スズ化合物との反応を調べた.その結果ジエチルリン酸2-エトキシー2-プロペニルがα-ハロアセトンに代わる基質であることがわかった.特にスズエノラートとの反応で収率良く生成物を与える.この生成物は加水分解することにより,相当する14-ジケトンになる.
スピン誘起ウィークリンク素子の物理とデバイス創出

2018年度は、スピン誘起ウィークリンク(Spin-WL)素子の作製プロセス検討と、素子の作製に先立って超伝導体NbN及び磁性体NiFe, CuNi, PdNi等の成膜条件の探索、Spin-WL素子の試作、そして微小電圧測定系の立ち上げを行った。まずNbNに関しては、直流マグネトロンスパッタにより成膜し、フォトマスクを用いて4端子測定パターンを作製し、反応性イオンエッチングによりパターンを形成した。成膜時のアルゴン及び窒素ガス比等の成膜条件を変化させつつ、超伝導転移温度や抵抗率等の物理特性を体系的に調べ、最も良好な超伝導性を示す成膜条件を見出した。また磁性体に関しても、交流もしくは直流マグネトロンスパッタを用いて成膜を行い、キュリー温度等の磁気特性を評価した。さらに、超伝導体上の局所的な磁性膜形成のために必要となる、微小領域のリフトオフプロセスが可能かどうか調べるため、膜厚20 nm及び幅2 μmの超伝導体NbN上に、様々なサイズの磁性膜を局所的に成膜後、リフトオフを試み可能であることを確認した。その上で、Spin-WL素子の初期的な試作を行った。また、作製したSpin-WL素子に関して電流-電圧特性評価を行うため、ナノボルトメーターを用いた微小電圧測定系の立ち上げを行った。電流-電圧特性が既知の金属的ジョセフソン接合をリファレンスとして用い、液体ヘリウムにより低温下で測定することで、サブμVの微小電圧を測定できることを確認した。また冷凍機による素子評価も見据え、冷凍機実装用コンポーネントを購入し準備に着手した。以上、Spin-WL素子の実現に向けた基礎となる、素子作製プロセスの実証、成膜条件の最適化、そして微小電圧測定系の構築を行った。まず超伝導体の成膜条件としては、新規成膜装置の立ち上げから始めたが、成膜時のアルゴン及び窒素ガス比等の成膜条件を変化させつつ、超伝導転移温度等の物理特性を体系的に調べ条件出しを行った結果、転移温度15.4 Kの良好な超伝導特性を示すNbN膜の作製に成功した。また磁性膜の成膜及びリフトオフ可能性に関しても、膜厚20 nm及び幅2 μmの超伝導体NbN上に、膜厚190 nm及び幅20 μmで、長さが500 nm, 700 nm, 1 μm, 2 μm, 3 μm, 4 μm, 5 μmの様々な長さをもつ磁性膜を局所的に成膜し、リフトオフプロセスを試みた。その結果、長さ500 nmの磁性膜パターンのみ、リフトオフ時に膜剥がれが生じたが、それ以外の素子はリフトオフプロセスに成功した。以上の結果から、Spin-WL素子作製のために必要となる基本的な条件出しや作製プロセス実証まで、概ね順調に進展しているといえる。また、Spin-WL素子のジョセフソン臨界電流の評価に必須となる、微小電圧を評価可能な電流-電圧特性測定系に関しても、ナノボルトメーターを組み込むことでサブμVを測定できることを確認しており、測定系の立ち上げも順調に進展している。現在は液体ヘリウムを用いて評価しているが、今後の冷凍機による素子評価も見据えて、冷凍機実装用コンポーネント(セミリジッドケーブル)を購入し立ち上げを開始した。現在、試作したSpin-WL素子を構築した微小電圧測定系を用いて評価・解析中である。今後は、超伝導膜及び磁性膜の各膜厚や、局所的な磁性膜の面積等を変化させて多くの素子を作製し、得られた測定結果からフィードバックをかけることで、磁性材料や磁気特性、素子構造の最適化を行う。そして、磁性体からの逆近接効果に起因した、超伝導ワイヤにおけるジョセフソン効果の発現を行い、SQUIDや論理回路等への超伝導デバイス応用を目指す。また、作製プロセスに関しても、より歩留まりや制御性の高い手法の可能性を探索し、現在のコンタクト露光装置によるリフトオフ手法に加え、電子線描画装置やマスクレス露光装置を用いた微小な磁性膜形成についても検討する予定である。電流-電圧特性が既知の金属的

ジョセフソン接合をリファレンスとして用い、液体ヘリウムにより低温下で測定することで、サブμVの微小電圧を測定できることを確認した。また冷凍機による素子評価も見据え、冷凍機実装用コンポーネントを購入し準備に着手した。以上、Spin-WL素子の実現に向けた基礎となる、素子作製プロセスの実証、成膜条件の最適化、そして微小電圧測定系の構築を行った。まず超伝導体の成膜条件としては、新規成膜装置の立ち上げから始めたが、成膜時のアルゴン及び窒素ガス比等の成膜条件を変化させつつ、超伝導転移温度等の物理特性を体系的に調べ条件出しを行った結果、転移温度15.4 Kの良好な超伝導特性を示すNbN膜の作製に成功した。また磁性膜の成膜及びリフトオフ可能性に関しても、膜厚20 nm及び幅2 μmの超伝導体NbN上に、膜厚190 nm及び幅20 μmで、長さが500 nm, 700 nm, 1 μm, 2 μm, 3 μm, 4 μm, 5 μmの様々な長さをもつ磁性膜を局所的に成膜し、リフトオフプロセスを試みた。その結果、長さ500 nmの磁性膜パターンのみ、リフトオフ時に膜剥がれが生じたが、それ以外の素子はリフトオフプロセスに成功した。以上の結果から、Spin-WL素子作製のために必要となる基本的な条件出しや作製プロセス実証まで、概ね順調に進展しているといえる。また、Spin-WL素子のジョセフソン臨界電流の評価に必須となる、微小電圧を評価可能な電流-電圧特性測定系に関しても、ナノボルトメーターを組み込むことでサブμVを測定できることを確認しており、測定系の立ち上げも順調に進展している。現在は液体ヘリウムを用いて評価しているが、今後の冷凍機による素子評価も見据えて、冷凍機実装用コンポーネント(セミリジッドケーブル)を購入し立ち上げを開始した。現在、試作したSpin-WL素子を構築した微小電圧測定系を用いて評価・解析中である。今後は、超伝導膜及び磁性膜の各膜厚や、局所的な磁性膜の面積等を変化させて多くの素子を作製し、得られた測定結果からフィードバックをかけることで、磁性材料や磁気特性、素子構造の最適化を行う。そして、磁性体からの逆近接効果に起因した、超伝導ワイヤにおけるジョセフソン効果の発現を行い、SQUIDや論理回路等への超伝導デバイス応用を目指す。また、作製プロセスに関しても、より歩留まりや制御性の高い手法の可能性を探索し、現在のコンタクト露光装置によるリフトオフ手法に加え、電子線描画装置やマスクレス露光装置を用いた微小な磁性膜形成についても検討する予定である。
バイオ人工膵臓の臨床応用へ向けての有効性評価

膵全摘出犬をレシィピエントに用いてバイオ人工膵臓の有効性評価を行うとともに臨床応用時に生じる問題を明らかにすることを試みてきた。同種移植:犬-犬同種移植へのマイクロカプセルタイプのバイオ人工膵臓の適用実験を行った。雑種成犬より分離した膵ランゲルハンス島(ラ島)をアガロースマイクロカプセル化することでバイオ人工膵臓を作製した。ビ-グル犬の膵臓を摘出して糖尿病とした。膵全摘出犬の大網ポーチ内に体重1kgあたり4,30018,000個のハイクロカプセル化ラ島を移植したところ、インスリン注射なしで血糖値を4,4,28,42,49日間正常化させることが出来た。異種移植:補体消耗能を有する高分子をアガロースマイクロカプセルに添加することで、マイクロカプセル化ラ島が異種動物内で長期間生存し、血糖値を長期間正常化させることが可能であることをハムスター-マウス間で実証してきた。さらに、プタラ島単離技術を有する奈良県立医科大1外科へ、同カプセル化材料を提供し、マイクロカプセル化ブタラ島の膵全摘出犬への移植を行ったところ、血糖値正常化期間は、14,42,89,99日であった。マウスやラットでバイオ人工膵臓の有効性を実証した研究は現在までにも多く報告されてきたが、体重また免疫系がヒトに近い犬をレシィピエントとした実証研究はいままでほとんどなかった。上記したように、この研究で、血糖値正常化期間が数十日ではあるが、バイオ人工膵臓で糖尿病犬の血糖値のコントロールが行えることを明らかにできたことは本研究のもっとも重要な成果であり、バイオ人工膵臓の臨床応用の可能性を示唆するものであると考える。本研究で、大量ラ島分離用媒体の開発、マイクロカプセルの免疫隔離機構の研究、新たなバイオ人工膵臓作製素材の検討等の研究を行った。これらについては発表論文を参照していただきたい。アガロースマイクロカプセルに膵ランゲルハンス島(ラ島)を封入したバイオ人工膵臓の開発研究を進めてきた。本研究では、バイオ人工膵臓の臨床応用に向けての有効性評価を行うために、体重がヒトに近い実験動物であるイヌをレシピエントに用いてその有効性を実証するとともに臨床応用時に生じる問題を明らかにし、それらの解決を試みている。膵臓を全摘して作成した糖尿病犬をレシピエントとし、アガロースマイクロカプセルに封入した同種ラ島を移植し、その後の血糖値変動を追跡した。第1例目の糖尿病レシピエント犬は、マイクロカプセル化ラ島移植前は、6U/dayのインスリンを投与しても空腹時血糖値が400mg/dlを上回る糖尿病状態であったが、6頭のドナー犬より採取した総計41,400(IE)個のカプセル化ラ島を移植し終えた時点から、28日間空腹時血糖値が100-172mg/dlの範囲に保たれるようになり、レシピエント犬はインスリン注射が不要となった。しかし、移植後28日目に、移植に用いた留置カテーテルからの感染により死亡した。第2例目は、移植用カテーテルの長期間留置に伴う感染症予防のために、皮下挿入部に幅10mmのダクロン製フエルトのバンドを装着する工夫を行った。総計122,000(IE)個のカプセル化ラ島を注入した時点で、移植前には、6-8U/day必要としたインスリン注射投与から、0-2U/dayのインスリン注射投与で空腹時血糖値が88-196mg/dlの範囲を推移するようになり、大幅なインスリン投与量の減少をみている。バイオ人工膵臓でも他の臓器移植と同様にドナー不足が問題である。ブタラ島を用いたバイオ人工膵臓の開発は研究者の夢である。ブタラ島を用いたバイオ人工膵臓開発のためには、ブタ膵臓からのラ島単離方法の開発と免疫隔離膜の新たな開発が望まれている。本研究では、外分泌自然脱落法による簡便なブタラ島の分離法の開発を進めている。また、再度工学的な視点より免疫隔離膜の再検討を進め、従来の透過性のみの制御では異種移植に適用できる免疫隔離膜は開発出来ないことを明らかにしつつある。

マウスやラットでバイオ人工膵臓の有効性を実証した研究は現在までにも多く報告されてきたが、体重また免疫系がヒトに近い犬をレシィピエントとした実証研究はいままでほとんどなかった。上記したように、この研究で、血糖値正常化期間が数十日ではあるが、バイオ人工膵臓で糖尿病犬の血糖値のコントロールが行えることを明らかにできたことは本研究のもっとも重要な成果であり、バイオ人工膵臓の臨床応用の可能性を示唆するものであると考える。本研究で、大量ラ島分離用媒体の開発、マイクロカプセルの免疫隔離機構の研究、新たなバイオ人工膵臓作製素材の検討等の研究を行った。これらについては発表論文を参照していただきたい。現在、体重がヒトに近い実験動物であるイヌを用いてバイオ人工膵臓の有効性を実証するとともに臨床応用時に生じる問題を明らかにすることを試みている。バイオ人工膵臓が異種移植に適用出来るとは言え、社会的な許容また患者の心理的受け入れ安さを考慮に入れると、ヒト-ヒト間の同種移植にまずバイオ人工膵臓を適用すべきであると考え、イヌラ島を用いてバイオ人工膵臓の作成、さらに移植実験を行っている。現在まで、5匹のレシピエントにアガロースハイドロゲルにマイクロカプセル化したイヌラ島を体重1kgあたり4,30018,000個を大網ポーチに移植した、その血糖値正常化期間はそれぞれ4、4、28、42、49日であった。これらの実験から明らかになった解決しなければならない問題点として、(1)マイクロカプセル化ラ島の体積を小さくする、(2)一時に多量のマイクロカプセル化ラ島を移植して、高血糖にさらされることで引き起こされるラ島の消耗防止する、(3)再移植を考えて、機能を失った移植マイクロカプセルの除去と再移植方法の検討、が必要であることが明らかになった。現在、問題(1)については、遠心分離マイクロカプセル化法を研究し、10μmの極薄の壁厚を有するマイクロカプセルの開発を行っている、問題(2)については、ラ島凍結保存法を導入することで解決をはかる、問題(3)については福井医科大学の中川原と長谷川により、皮下への誘導した大網内への移植法が開発されつつあり、またわれわれも繊維芽細胞増殖因子を用いて、皮下にマイクロカプセル化ラ島の移植場所の創製を試みている。膵全摘出犬をレシィピエントに用いてバイオ人工膵臓の有効性評価を行うとともに臨床応用時に生じる問題を明らかにすることを試みてきた。同種移植:昨年度より引き続き、犬-犬同種移植へのマイクロカプセルタイプのバイオ人工膵臓の適用実験を行った。雑種成犬より分離した膵ランゲルハンス島(ラ島)をアガロースマイクロカプセル化することでバイオ人工膵臓を作製した。ビ-グル犬の膵臓を摘出して糖尿病とし、バイオ人工膵臓を移植するまで血糖値をインスリン注射でコントロールした。膵全摘出犬の大網ポーチ内に体重1kgあたり4,30018,000個のマイクロカプセル化ラ島を移植したところ、インスリン注射なしで血糖値を4,4,28,42,49日間正常化させることが出来た。異種移植:補体消耗能を有する高分子をアガロースマイクロカプセルに添加することで、マイクロカプセル化ラ島が異種動物内で長期間生存し、血糖値を長期間正常化させることが可能であることをハムスター-マウス間で実証してきた。さらに、ブタラ島単離技術を有する奈良県立医科大外科へ、同カプセル化材料を提供し、マイクロカプセル化ブタラ島の膵臓全摘犬への移植を行ったところ、血糖値正常化期間は、14,42,89,99日であった。マウスやラットでバイオ人工膵臓の有効性を実証した研究は現在までにも多く報告されてきたが、体重また免疫系がヒトに近い犬をレシピィエントとした実証研究はいままでほとんどなかった。
自己組織化マップを応用した新規脳画像解析により統合失調症異種性の神経基盤に挑む

統合失調症はさまざまな異なる病態メカニズムを背景に持つ精神疾患である。すなわち、統合失調症には異種性がある。しかし、これまでの研究の多くでは同疾患は均一な群と扱われており、その異種性にはほとんど注意が払われてこなかった。本研究では、自己組織化マップと非階層型クラスタリング手法を用い、疾患分類などの情報なしに純粋に脳画像データ(皮質厚)情報のみで統合失調症患者群の中に異種なクラスタを見いだすことに成功した。抗精神病薬内服量や臨床症状に特徴を持つクラスタも検出された。本研究の結果は、統合失調症は表現型が同じであっても、その病態に異種性を持つことを示唆している。本研究は、統合失調症の異種性に着目し、統合失調症としてひとくくりにまとめられている患者群から、頭部MRI画像を用いてサブグループを同定することを目的としている。このサブグループの同定には、自己組織化マップを用いている。昨年度は、予備的に統合失調症患者83名、健常対照者90名の頭部MRI画像を用いて、自己組織化マップ解析を行い、統合失調症群を3群に分けられる可能性が示された。本年度は、自己組織化マップ解析用ソフトウェアの改良を行い、恣意性を排してサブグループを同定する方法を確立した。また、頭部MRI画像における指標も局所脳体積のみならず局所皮質厚をも用いて解析を行っている。本研究は、統合失調症の異種性に着目し、統合失調症とひとくくりにまとめられている疾患の中から、頭部MRIを用いて、サブグループを見いだすことを目的としている。サブグループを見いだす方法として、自己組織化マップ解析を用いている。予備的に、統合失調症患者83名、健常者90名の頭部MRI画像を用いて、自己組織化マップ解析を行った。まず、統合失調症と健常者を異なるグループに分けるパラメータを見いだすことはできなかった。しかし、統合失調症群のMRIだけを用いた解析では、同疾患群を3つのサブグループに分けることが出来た。すなわち、1)脳容積の減少が著しい群。2)脳容積の減少が軽度な群、3)若く、脳容積の減少が目立たず、陰性症状が軽度な群、である.この結果は、統合失調症の病態学的異種性を指示するものと考えられる。脳画像で統合失調症の異種性を明らかにすることが出来れば、異種性を考慮した治療法の開発への道が開けることが期待される。【背景】統合失調症は異種の病態を背景に持つ症候群である。しかし、これまでの脳画像研究は患者を均一な群として扱っており、微細な脳画像の異常やその臨床的特徴との関連が見落とされるリスクがある。そこで我々は、新たなアプローチとして、自己組織化マップによるクラスター分類を脳画像解析に応用し、同疾患の亜型分類を試みた。【方法】統合失調症患者108名、年齢・性別をマッチさせた健常対照者121名を対象とした。被験者は構造MRIの撮像に加え、IQ、利き手など基礎情報を得た。全大脳灰白質を68の関心領域にわけ、それぞれの局所脳皮質厚を抽出した。得られた値から年齢、性別の影響を除去した値を自己組織化マップ解析に用いた。自己組織化マップ解析の後、k平均法によりクラスタリングを行った。【結果】被験者(229名)は、その局所脳皮質厚を用いた自己組織化マップ及びk平均法により、6つのクラスターに分けられた。作成された自己組織化マップで、もっとも統合失調症患者の含まれる割合が高かったクラスターに分類された患者は、抗精神病薬を多く内服している傾向が認められ、さらに、側頭葉や前頭葉内側部の皮質厚減少が顕著であった。また、健常者と皮質厚パターンが似ている患者)には、陰性症状が目立たない傾向が認められた。なお、クラスター間で年齢や性別、罹病期間に有意な差はなかった。【考察】自己組織化マップによるクラスター分類を用い、脳画像情報のみで統合失調症の亜型を同定できた。また、同定された亜型は、抗精神病薬内服量や陰性症状と関連し、臨床的な意義も持つことが示された。これらの所見は、本方法によって統合失調症の異種性の神経基盤が明らかとなる可能性を示唆する。精神医学これまであるデータセットを用いて、上記した解析を行っている。予備的解析を繰り返しパラメータの調整を行う必要がある。これまであるデータセットを用いて、上記した予備的解析を行い、その結果を国際統合失調症学会に発表した。また、新たなサンプルの撮像を継続している。さらに、自己組織化マップのソフトウェアの改良も行っている。新たなサンプルを加えた大規模なデータセットを用いて自己組織化マップ解析を行う。

得られた結果をまとめ、海外専門誌に投稿する予定である。新たに撮像されたサンプルを加え、さらに大規模なデータセットを用いて解析を行う。また、MRI画像の前処理の方法にも改良を加える。これらを改良された自己組織化マップ用のソフトウェアを用いて解析することにより、さらに意義のあるサブグループが発見できるか、追究する。該当なし
土骨格変化を考慮した火山灰質地盤の地震時挙動と効果的な対策工の提案

二戸しらすの中密な飽和および飽和度8388%の不飽和土, 5%セメント固化土,Dr90%に突固めた土についての飽和液状化強度試験,変形特性試験,振動台実験を行った.改良土は剛性の増大と正のダイレタンシー効果により,液状化に対する抵抗性,粘り強さが増加した.Dr:65%の液状化強度に対して,Dr:90%で3.3倍,Dr:65%セメント固化で2.5倍強度が増加した.特に突き固めの効果が大きいことが分かった.加振時の水分特性曲線の変化から,間隙構造の変化を推察した.試験結果から得られたパラメータセットをもとに,土水連成解析による東北地方太平洋沖地震の挙動再現を行ったところ,良好な結果が得られた.2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震にて宅地盛土が泥流状崩壊した現場である二戸市と田子町から採取した火山灰質砂(しらす)を用い,その試料を相対密度60%で突き固めた飽和供試体の液状化強度特性試験を行った.さらに二戸市のしらす試料を用いて変形特性試験を行い,液状化しやすさについて定量的に把握した.そして,LIQCAによる液状化解析コードを用い,解析結果と実測値を比較しながら,入力パラメータの決定を行い,1次元地盤をモデル化しての地震時応答解析,現象再現を行った.田子町のしらすを用いて,浸透型薬液を供試体に混合した場合の液状化強度の増加効果を定量的に把握した.さらに,小型振動台を用いた模型土槽(90×20×40cm)実験装置に,八戸しらすを突き固め,境界条件を板のような剛なもの,スポンジのような柔ななものとした場合,土槽の水分量を変化させた場合など,条件を変えて,土槽の入力加速度振動数に対する,地表面の加速度応答特性など,基本的な土槽の特性把握を行った.地震時に軽石混じり火山灰質土からなる盛土や擁壁が,水分の高い状態で液状化に似た泥流状崩壊を生じるメカニズム解明のための研究を行った.2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震にて宅地盛土が泥流状崩壊した現場から採取した火山灰質砂を採取し,水分量の違いが,強度に及ぼす影響の把握を静的に行った.初期サクション0,30,60,90kPa,基底応力45,90kPaでの応力ーひずみ関係などを求めた.残留状態では軸差応力は240kP付近に収束する傾向にあった.サクション90kPaの不飽和状態に比べサクション0kPaの飽和状態ではE50が2.32.6倍低下することが分かった.さらに,その試料を相対密度60%で突き固めた飽和供試体の拘束圧100kPa条件下での液状化強度特性と変形特性試験を行い,液状化しやすさについて定量的に把握した.飽和しらすの液状化抵抗は0.14であった.さらに,平成25年度に実施予定の振動台を用いた模型実験装置の準備を行った.家屋の傾斜に影響を与えるローム地盤の不飽和状態下での強度変化特性についても,静的な単調載荷条件において,間隙モデルを用いた間隙比変化に伴う間隙径の推測やモデル化などをまとめた.不飽和状態の二戸しらすの繰返し三軸試験機による.液状化強度特性試験と変形特性試験を行った.平成25年度に実施した飽和土の結果と比較して,抵抗強度は増すものの,飽和度85%の不飽和状態においても,液状化に至ることが確認された.さらに,セメントを5%添加し,材齢1週間でのセメント固化した二戸しらすの飽和状態下における液状科特性,変形特性試験も行った所,液状化強度が増すことが確認された.不飽和地盤の国際会議(UNSAT2014)に参加し,単調せん断時の火山灰質粘性土の間隙径の変化挙動と水分特性曲線の関係を間隙比の関数として関連づけ,さらにその結果を基に,修正カムクレイモデルを用いてのモデルの解析を行った結果を発表した.また,平成26年度不飽和土研究会にて,八戸ローム土の間隙構造を考慮した場合としない場合の三軸試験の予測解析結果についての発表を行った.実験で水分特性曲線が変化するような材料を用いる場合は,その変化挙動を考慮しないと,精度良い解析結果が得られないことが分かった.また,徳島大学の渦岡先生より,土.水・空気の連成解析についてのご教授をいただいた.飽和度を変化させてのしらす土の不飽和非排気・非排水の繰返し三軸試験を行い,繰り返し載荷時の,飽和度とサクションの関係(土粒子間の間隙の形状変化を反映する水分特性曲線の変化)を把握した.負のダイレタンシー効果により,間隙が収縮し,保水性が高まることが推察され,水分特性曲線をvanGenuchten式へのフィッティングにより定量的に把握出来た.また,小型振動台模型実験により,飽和度,サクションなど水分特性の変化,地表面沈下量,高感度カメラによる地中沈下量を定量的に把握した.地表面の沈下について,深さ40cmの土層に対し,Sr:60%の周波数15Hz,振幅0.5mmの加振後までは,ほとんど変化が見られなかったが,Sr:80%以降は徐々に地表面が沈下し,最終的に1.3cm沈下し,負のダイレイタンシー効果が顕著に現れた.また,この過程での水分特性の変化挙動を定量的に把握出来た.