hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
モバイル環境向けコンテンツ開発のための自然言語処理に関する研究

携帯端末の多様化、進化を受けて、携帯端末向けのコンテンツ開発のために既存のテキストコンテンツを自然言語処理によって変換する。特に高圧縮率の自動要約に加え言い換えを加味した処理を行う。具体例としては、名詞句(固有名詞など)の言い換え、構文的言い換え、とりわけ体言止め、助詞止めなどが重要になる。このような処理を実現するためには、要約元の文書と要約ないし言い換え結果を集めたコーパスが必要になる。そのために以下に述べる言語資源の収集をした。(1)収集:インターネットでPCを想定した新聞記事(1日200記事以上)と、i-モード端末を対象にした新聞記事(1日40記事程度)が毎日発信されている。ただし、i-モード記事は1日で消えてしまう。そこで、これを4月以来、毎日収集した。(2)対応付け収集した記事群で1日単位にPC向け記事とi-モード記事の対応付けを行う。この対応付けを行うと、PC記事の言い換え、要約の言語データとしてi-モード記事を対応させる対応付けコーパスができる。i-モード記事中の名詞とPC向け記事中の名詞を調べ、3x(PC記事見出しとi-モード記事の名詞一致数)+(PC記事本文とi-モード記の名詞一致数)の値が35以上の場合を対応が付いたとすることにより、現在までの実験で80%近いi-モード記事を100%の精度で対応付けができた。そこで、この方法で1年分の対応付けコーパスを完成した。このように収集した対応付けコーパスを利用して形態素解析、構文解析を利用する小規模な要約実験を行い良好な結果を得た。
SuperDARNレーダーを用いた極域電磁圏ダイナミクスの研究

南極昭和基地のHFレーダーは国際HFレーダー網観測(SuperDARN)の一環として活動している。本研究目的は、昭和基地を含めたSuperDARNレーダーを用いて、南極域と北極域の電離圏や磁気圏で生起するプラズマダイナミックスの形態を明らかにする事を目的にしている。昭和基地HFレーダーとSuperDARN観測データを用いての2年間の研究成果概要は以下のとうりである。1.オーロラサブストームに伴い、夜側磁気圏でリコネクションが起こり、磁気圏・プラズマシート境界域が急激に地球方向に向かって早い速度で移動する事実をつきとめた。2.昼間側の磁気圏では、太陽風と地球磁気圏との相互作用により、太陽風の南向き磁場成分に伴い、早い極方向のプラズマ対流が存在する事を、新たに開発した高時間分解能観測で明らかにした。3.衛星で観測したグローバルなオーロラ形態のダイマミックな変化とHFレーダーによるプラズマ対流のダイナミックな変動との同時観測から、可視オーロラの発達過程と電磁気圏電場の変動との相関関係を明らかにできた。4.極域でのプラズマ対流が赤道付近のジェット電流の大きさ・方向と良い相関がある事が分かり、極域の磁気圏電場が瞬時に赤道域まで達している事を明らかにした。5.高密度で高温の極域プラズマ・パッチの発生と運動とが、大規模プラズマ対流の発達過程と対流パターンに沿っている事を明らかにした。国際HFレーダーのネットワーク観測であるSuperDARNデータを用いて、両極域の電離圏や磁気圏のダイナミクスを研究する事を目的としている。HFレーダーは、広い範囲のプラズマ対流を高い時間分解能で観測できる利点がある。南極昭和基地において1995年から観測を開始したたHFレーダーはこのSuperDARNの一局の役割も担っている。平成8年度の本研究では、1996年の4月に日本に持ち帰られた昭和基地のデータのなかから特に興味深い現象を選びだし、外国のSuperDARNデータとも比較しながら詳しい研究を開始した。以下に今年度に得られたいくつかの研究成果の概要を示す。プラズマパッチの運動プラズマパッチは、高温で密度の高いプラズマ大気がパッチ状に孤立している領域を呼ぶ。このプラズマパッチはHFレーダーでしばしば観測される。HFレーダー観測の利点は広域をカバーする事から、この運動を長時間追跡する事ができる。本年度の研究から、このパッチの生成領域である昼間側のカスプ域から極冠域を通り、夜側のオーロラ帯にたどり着く経路と運動が極域全域にかかる対流電場で説明がつく事が明らかになった。夜側のオーロラサブストームにともなう急激な領域の移動磁気圏の爆発現象であるサブストームの原因がいまだ良く解っていない。現在考えられている原因の一つに、磁気圏の夜側で磁場のリコネクションが起こり、このエネルギーの開放現象がサブストームであるという説がある。この説を検証する観測事実として、HFレーダーでサブストームに伴う急激な運動をするプラズマ領域を見い出した。この興味深い研究の観測事実の例はまだ限られているが、今後の研究で重要な事実をつきとめる可能性がある。解析ソフトウエアの開発SuperDARNのネットワークデータの解析を様々な方法で簡便に実行できるソフトウエアの開発も行った。この開発では、すでに多くの実績のある米国や英国のSuperDARN研究者の多くの協力を得て行われた。この開発により、来年度のデータ解析研究はよりスムーズに実行できるものと期待している。本研究目的は、昭和基地を含めたSuperDARNレーダーを用いて、電離圏や磁気圏で生起するプラズマダイナミックスの形態を明らかにする事を目的にしている。本年度の測定面での特記事項は、SuperDARNを中心と位置づけての、EISCATレーダー、GeotailやAkebono衛星との同時観測を企画し、磁気圏境界面付近プラズマの時間的・空間的変動について貴重な観測情報を得る事ができた。SuperDARN観測データを用いての研究成果概要は以下のとうりである。1.オーロラサブストームに伴い、夜側磁気圏が急激に地球方向に早い速度で移動する事実をつきとめた。

2.昼間側の磁気圏では、太陽風と地球磁気圏との相互作用による早いプラズマ対流が存在する事を、新たに開発した高時間分解能観測で明らかにした。3.衛星で観測したグローバルなオーロラ形態とHFレーダーとの同時観測から、可視オーロラの発達過程と電磁気圏電場の変動との相関関係を明らかにできた。4.極域でのプラズマ対流が赤道付近のジェット電流と良い相関がある事が分かり、極域の磁気圏電場が瞬時に赤道域まで達している事を明らかにした。
ショウジョウバエ複眼形成に関与するタンパク質の細胞内配置と機能

本研究では、複眼の主細胞である光受容細胞の機能分化と形態維持を中心に解析を行った。まず、液体ヘリウムによる急速凍結法によって、網膜を生きた状態に最も近い条件で固定し、視細胞の構造と視物質欠損状態における異常を解析した。この方法によって、光受容膜上で視物質が螺旋配列をとることが明かとなり、光受容の特性にこのことが深く関与していることがわかった。次に、光情報変換の中心的な機能分子群である、ホスファチジルイノシトール代謝に関与する蛋白質の局在と突然変異による異常を解析した。その結果ジアシルグリセロールキナーゼ(rdgA protein),CDP-ジアルグルセロールシンターゼ(CDS)および、ホスファチジルイノシトール転移蛋白質(rdgB protein)が、光受容部に隣接する滑面小胞体subrhabdomeric cistemae(SRC)上に局在することが明かになった。これらの蛋白質の遺伝子突然変異体ではSRCが崩壊し、その結果光受容部が変性することがわかった。SRCは、イノリトール三燐酸感受性のカルシルムプールであることが知られており、光情報変換系において、イノシトール三燐酸を介する情報伝達系とホスファチジルイノシトール再生系が同一の細胞内構造上に集合していることにより、光情報変換過程が常に作動出来る仕組みになっていることがわかった。このような情報伝達系の分子群の集合は、光情報変換過程のみでなく、他の細胞系にもあてはまると考えられる。ホスファチジルイノシトール系以外の情報伝達系でも、機能分子群がアダプター蛋白質によって会合する例や、細胞骨格系を中心に機能分子群が集合する例が発見されつつあり、一つの機能系を担う分子群のトポロジーが機能発現に果す役割が今後ますます注目されると考えられる。このような局面を解析するうえで、分子生物学的手法の応用が容易なショウジョウバエを用いた研究が大きく役立つと考えられる。本研究はショウジョウバエ複眼の形態形成や機能分化に関与する遺伝子の、遺伝子産物相互の位置関係や、細胞構造との関係を電子顕微鏡レベルで明らかにし、これらの分子の細胞内配置と複眼形成における機能発現との関係を明らかにしようとするものである。本年度は基礎的なデータとして、視細胞の機能である光情報変換に関与する蛋白質分子の細胞内配置を、成虫において解析した。新しく導入された免疫電顕プローブ、ナノゴールドを用いた免疫染色法を確立する事により、細胞内構造をよく保存した状態で抗原の局在を調べることができるようになった。そこで、ロドプシン、Gq蛋白質、diacylglycerol kinase(DGK)、phosphatidylinositol transfer protein(PITP)、について細胞内の分布と突然変異によるその異常について解析した。その結果ロドプシンやGq蛋白質、phospholipase Cのような光情報変換の初期過程に関与するタンパク質分子は光受容膜に局在し、DGKやPITPといった、光情報変換過程の調節に関与すると考えられる分子は、光受容膜に隣接した滑面小胞体網工、subrhabdomeric cisternae(SRC)の膜内やその近傍に集中していることがわかった。また、ninaA蛋白質(オプシンの細胞内輸送に、関係するシャペロン)の細胞内分布を調べたところ、核膜や粗面小胞体及びこれに連続している小管状の滑面小胞体全体に存在していた。この小管はSRCとも連続しているが、SRCの領域ではninaA蛋白質はほとんど認められなかった。SRCにはオプシンは存在することを考え合わせると、SRCでninaA蛋白質とオプシンが遊離し、選別される可能性が考えられる。

現在形態形成時の視細胞について、上記の蛋白質の分布及びその変化と、形態形成との関係を解析中である。本研究はショウジョウバエ複眼視細胞の形態形成や光情報変換に関与する蛋白質の細胞内構造上での局在を電子顕微鏡と免疫組織化学的手法を用いて明らかにし、これらの分子の細胞内配置と機能発現との関係を明らかにしようとするものである。本年度は主としてロドプシン依存性G蛋白質および、ホスファチジルイノシトール代謝に関連しているタンパク質(rdgB,rdgA)について解析を進めた。1.ドロプシン依存性G-タンパク質(dgq):後包埋免疫電顕法によってdgqタンパク質の分布を調べたところ、複眼のすべての型の視細胞の光受容膜上に局在していた。2.rdgBタンパク質(ホスファチジルイノシトール転移タンパク質):rdgBタンパク質は光受容膜の近傍に存在する滑面小胞体網工(SRC)の内在性タンパク質であることが、SRCの欠損する突然変異体を利用した免疫電顕法よる解析から明かとなった。3.rdgAタンパク質:抗ペピチド抗体を用いた免疫電顕法によって、rdgAタンパク質が、SRC膜上または、SRCの周辺の細胞質に高濃度に存在していることが明かとなった。また、rdgA遺伝子の導入実験から、rdgAタンパク質のジアシルグリセロールキナーゼ活性が、SRCの形態維持に必要であることが明かとなった。また、単眼視細胞にもrdgAおよびrdgBの局在するSRC様構造が存在していることがわかった。さらに、rdgAおよびrdgB遺伝子の突然変異により、複眼と同様にSRCの消失にひき続いて光受容膜の変性が起こることもわかり、単眼においても光受容膜の形成や代謝過程に同様の機構が関与している可能性が高いと考えられた。本研究はショウジョウバエ複眼光受容細胞の形態形成や構造維持に関与する蛋白質の細胞内構造上での局在と機能との関係を、電子顕微鏡法と分子遺伝学的手法を用いて明らかにしようとするものである。本年度は主としてrdgAタンパク質(eye-specific diacylglycerol kinase,eye-DGK)について解析を進めた。1.これまでに我々はrdgA遺伝子突然変異では、光受容膜近傍の特殊な滑面小胞体(subrhabdomeric cisternae,SRC)が欠損することを示した。さらにrdgAタンパク質の細胞内局在を免疫電子顕微鏡法によって調べたところ、rdgAタンパク質がSRC膜に局在する事が明かとなり、DGKが主としてSRC膜で機能していることが強く示唆された。そこで、rdgAタンパク質のSRCへの局在化機構を明らかにする目的で、rdgAタンパク質のC-末端領域に存在するアンキリンリピート(AK)ドメインの役割を調べた。AKドメインを欠損するrdgAタンパク質を光受容細胞に強制発現させたところ、このタンパク質は正常なタンパク質同様、SRCに局在していた。このことから、AKドメインはSRC膜との結合には関与せず、むしろ何らかの調節機能を有している可能性が考えられた。
ヒトの下腿筋力の年齢変化

直立二足歩行を基本としたヒトの運動形態からして、下腿筋力は姿勢を保持しながら身体活動を行うのに重要な機能を果たしていると考えられる。筋力は日常生活での活動状態を速やかに反映する特徴を有することより、加齢に伴って変化を示すと考えられる。この様な観点から、4歳より70歳代までの男・女3627名に対し、足関節の底屈力と背屈力を測定し、次の様な結果を得た。【.encircled1.】発育期における下腿筋力の年間増加量の変化はスキャモンの形態発育パターンに類似し、その傾向は底屈力では身長の発達曲線、背屈力では体重の発達曲線とにあった。また、第2発育急進期の急増は女子の方が男子より約1-2年早く出現し、その傾向は背屈力の方が顕著であった。【.encircled2.】青年期に出現すると考えられるピーク値は、男女とも同様傾向を示し、底屈力は20歳代、背屈力は19歳にみられた年齢差のあることが認められた。【.encircled3.】ピーク値を100%とした発達の経過をみると、95%に達するまでの発達経過は、底屈力では男子19歳、女子17歳に、背屈力では男子17歳、女子14歳に達し、底・背屈力に発達速度に約2-3年の差があり、男女差においても2-3年女子の方が早く到達していた。その95%の保持期間の上限は底・背屈力及び男・女に関係なくいずれも30歳代までであった。したがって、背屈力の方が長期間ピーク値に近い筋力を保持しており、その傾向は女子の方に強く認められた。【.encircled4.】中・高年齢者の加齢に伴う筋力の変化をピーク値に対する比率でみると、底屈力では男子40歳代87.8%、50歳代74.1%、60歳代64.9%、70歳代60.1%であり、女子40歳代90.5%、50歳代78.5%、60歳代66.4%、70歳代59.6%であった。同じく背屈力では男子40歳代90.8%、50歳代76.9%、60歳代74.3%、70歳代67.3%であり、女子40歳代87.6%、50歳代82.7%、60歳代77.9%、70歳代67.4%と加齢に伴い規則的(約10%)に低下していく傾向が認められた。以上より、下腿筋力の発育及びピーク値おいては年齢・性及び筋群間に特徴的な差が認められ、また、加齢に伴う低下においては背屈力よりも底屈力の方が、女子よりも男子の方が著しく変化を示したことより、男・女間の筋力差が少なくなることが明らかとなった。

以上より、下腿筋力の発育及びピーク値おいては年齢・性及び筋群間に特徴的な差が認められ、また、加齢に伴う低下においては背屈力よりも底屈力の方が、女子よりも男子の方が著しく変化を示したことより、男・女間の筋力差が少なくなることが明らかとなった。
動作セットシフト課題におけるセット内動作切換とセット間切換に関わる神経機構

複数のターゲットへ眼を向ける運動を交互に行なうことを行動ルールとして、試行錯誤で正しいルールを見出す際に、どのような神経機構が関与するかを解明する目的で、眼球運動のルールシフト課題をサルに訓練した。この課題では、スクリーン中央の固視点を一定時間固視すると周辺に4つの点が表示された。更に遅延期間の後に固視点が消えると、これをゴー信号として一つの点へサッカードを行った。4つの点のうち2つを選びセットとし、試行ごとに交互に正解のターゲットとなるようにした。4つのセットのルールを用意し、一定試行数繰り返すと指示なく別のルールに変更した。この課題遂行中に、前頭前野からの入力を受けている補足眼野から細胞活動を記録し解析した。サッカードに関連する細胞活動以外に、行なっている2つのサッカードのペア、ルールに選択的な細胞活動を示す補足眼野の細胞が見出された。さらに、特定のルールセットの特定のサッカードで活動を示す細胞も存在した。このような細胞活以外に、その試行で正しくターゲットにサッカードしたか、否かで活動の異なる細胞が見出された。またエラーした時に増える細胞活動も、どのルールセットで行なっているときのエラーかという状況に依存したエラー関連活動が見出された。このような細胞活動から、補足眼野は、眼球運動のルールに従った眼球運動を行なう実行に関与する以外に、その試行の結果を反映したモニタリングに関連した活動もあり、ルールの内的な更新過程に大切な機能を果たしている可能性が示唆された。また別の課題で複数のルールで行動を変更させる運動課題を遂行中に、運動前野、前頭前野の細胞活動を記録したところ、ルールや動作には依存しないが、課題の目標や、視覚像の運動情報を反映する細胞活動が見出された。ルール選択的な細胞活動とルールに非依存的な高次の行動制御に関わる細胞活動は、どちらも相補的であり重要な行動制御の側面を表現している事が明らかになった。
根圏での樹木と林床植生間の競争緩和が窒素動態と菌根を介した樹木の生長に及ぼす影響

冷温帯林において樹木と地下資源をめぐって競争しているササの消失が、森林の土壌窒素動態および外生菌根菌動態を介して樹木生長へ及ぼす影響を明らかにするために、ササ地上部を実験的に除去し、その前後での土壌窒素量や土壌環境、細根動態、樹木の生産量および外生菌根の形成を調べた。各プロット内においてササ除去処理前後に土壌中の無機態窒素(硝酸態、アンモニウム態)量、土壌環境(土壌水分、地温)、細根量と細根生産量、微生物バイオマス窒素、ミズナラ葉生産量などを定量した。また、対象としたミズナラの細根を採取し、外生菌根の形成化率および菌根菌の種組成を調べた。前年度から継続して土壌窒素量や土壌環境の測定を行い、ササ除去処理から1年経過後の変化を追跡した。土壌中の硝酸態・アンモニウム態窒素量は処理前後ともに処理区間で有意な差はなく、ササ除去処理1年後においても土壌の無機態窒素量にササ除去処理の影響はみられなかった。窒素形態別ではアンモニウム態窒素が優占し、硝酸態窒素量(プール)は小さかった。季節別では、土壌中の無機態窒素量は生物活性が高い生育期後期(9ー10月)よりも休眠期直後(5ー6月)に高かった。ササ細根量はササ除去区で対照区よりむしろ高まっていた。土壌微生物バイオマス窒素にササ除去処理の影響は見られなかった。また、ミズナラ細根中の外生菌根菌の種同定の解析を進め、ササ除去処理前後でそれぞれ11および10種(OTU)が同定された。以上から、地下茎でつながるクローナル植物であるササは、外部との資源のやり取りができるため、短期間においては地上部の撹乱に対して地下部動態の変化は小さく、その結果土壌の窒素動態の変化も小さいと考えられた。ササ除去処理後の現地観測を継続し、順調にデータ採取ができたため。また、外生菌根菌の種同定の解析を進められたため。ササの地上部撹乱に対する抵抗性が非常に大きいことが分かったため、ササ除去後に発生した新稈の除去を継続するとともに、地下での外部との接続を切断する処理を検討する。また、外生菌根菌の組成を含めて各環境要因の関係について総合的に解析を進める。冷温帯林において樹木と地下資源をめぐって競争しているササの消失が、森林の土壌窒素動態および外生菌根菌動態を介して樹木生長へ及ぼす影響を明らかにするために、ササ地上部を実験的に除去し、その前後での土壌窒素量や土壌環境、細根動態、樹木の生産量および外生菌根の形成率を調べた。北海道北部の冷温帯林内で成熟したミズナラ(Quercus crispula)個体の周囲にプロットを設定し、ササ除去区ではクマイザサ(Sasa senanensis)地上部を刈り取り、プロット外へ搬出した。そして刈り取りを行わない対照区と比較した。各プロット内においてササ除去処理前後に土壌中の無機態窒素(硝酸態、アンモニウム態)量、土壌環境(土壌水分、地温)、細根量と細根生産量、微生物バイオマス窒素、ミズナラ葉生産量を定量した。また、ミズナラ細根の外生菌根形成率を測定した。土壌中の硝酸態・アンモニウム態窒素量は処理前後ともに処理区間で有意な差はなく、ササ除去処理1年目の土壌の無機態窒素量にササ除去処理の影響は見られなかった。形態別ではアンモニウム態窒素が多くを占めた。土壌水分率はササ除去後に低下することはなく、土壌の乾燥化は見られなかった。ササ除去前の細根量は、樹木根とササ根の間で有意な差がなく、両者は地下資源をめぐって拮抗していた。一方、ササ除去後の細根生産量は処理区間でほぼ同等であったが、ササ根は減少し、その減少分を樹木根が補償していた。土壌の微生物窒素はササ除去区で高まる傾向があった。ミズナラ根の外生菌根形成率、ミズナラ葉生産量にはササ除去処理の影響はみられなかった。以上から、冷温帯林でのササ除去直後には土壌の無機態窒素量の変化は小さいことが示された。これはササ除去後もササおよび樹木への窒素吸収が維持されることや、微生物への窒素の取り込みも増加したために、生態系内で窒素が保持されたためと考えられた。森林における調査地・プロット設定とササ除去処理前の土壌・植物に関する観測を行い、またササ除去処理を実施して処理直後の観測データを採取することもできたため。

窒素形態別ではアンモニウム態窒素が優占し、硝酸態窒素量(プール)は小さかった。季節別では、土壌中の無機態窒素量は生物活性が高い生育期後期(9ー10月)よりも休眠期直後(5ー6月)に高かった。ササ細根量はササ除去区で対照区よりむしろ高まっていた。土壌微生物バイオマス窒素にササ除去処理の影響は見られなかった。また、ミズナラ細根中の外生菌根菌の種同定の解析を進め、ササ除去処理前後でそれぞれ11および10種(OTU)が同定された。以上から、地下茎でつながるクローナル植物であるササは、外部との資源のやり取りができるため、短期間においては地上部の撹乱に対して地下部動態の変化は小さく、その結果土壌の窒素動態の変化も小さいと考えられた。ササ除去処理後の現地観測を継続し、順調にデータ採取ができたため。また、外生菌根菌の種同定の解析を進められたため。ササは地下茎を発達させるために地上部を1回刈っただけでは消失しないので、引き続きササ刈り取りを複数回行う予定である。そしてササ除去からの時間経過により、土壌窒素動態や細根動態、樹木の生長がどのように変化するか明らかにするために、継続して各データを採取していく。外生菌根菌の種組成解析に関しては、ササ除去処理前のデータを得ることができたが、処理後データについても今後引き続き解析を行う予定である。ササの地上部撹乱に対する抵抗性が非常に大きいことが分かったため、ササ除去後に発生した新稈の除去を継続するとともに、地下での外部との接続を切断する処理を検討する。また、外生菌根菌の組成を含めて各環境要因の関係について総合的に解析を進める。出張の旅程が他の用務と連続し、当初計上していた旅費より少なくてすんだため次年度使用額が生じたが、次年度に予定している研究計画と合わせて計画的に使用する。
画像認識アルゴリズムを利用した太陽ダイナモ理論モデルの観測実証

本年度は、研究計画に沿って「子午面還流の検出とその磁気塊パラメータ依存性探査」を中心に行った。年度途中に、購入した計算サーバの故障や解析データであるSolar Dynamics Observatory衛星のNASAデータサーバストレージが破損する、などの予想外の問題はあったが年度初期から継続して研究を行ったことで、無事に計画を進展できた。また、これまでの研究で開発した磁気塊の自動認識・追跡コードの言語をInteractive Data LanguageからPythonへ書き換え、さらにアルゴリズムの並列化を終えることができた。アルゴリズムの並列化は最終年度に予定していたもので、次年度や最終年度の解析に要する計算時間を非常に短くすることができた。実際に本年度も、データストレージの故障に伴って解析計算がストップしてしまったものの、並列化による高速化で順調に研究計画に沿って実行できた。得られた1つの大きな科学成果は、子午面還流の検出にとどまらず、サイズなどの磁気要素パラメータにその大きさが依存することを見出したことだ。これは、これまでにない莫大な数の磁気要素運動の解析から、1/100画素の運動を検出に成功したことによって、初めて見出された。一方でこの結果からは大きな表面磁気要素が、想像していた以上に深い内部の太陽流れ場を反映している可能性があることを示す。この結果は日本天文学会などで口頭講演を行っている。また、本研究計画の実行中に黒点自動判別についても新しいアイディアを得て、その研究を進めることで学術会議で発表を行った。この結果は次年度に計画していた黒点付近の自動検出にも影響を与える結果であり、さらなる解析を予定している。データ解析は当初計画よりも大きく進展した一方で、論文出版については本年度内では間に合わなかった。そのため、研究トータルの進展としてはおおむね順調であると言える。まずは、本年度の成果である「子午面還流の検出と磁気塊パラメータ依存性探査」を学術論文として直ちに出版する。次に、研究計画の2番目の項目である「黒点の拡散過程の評価」を行う。本項目の実施には、黒点の観測リストが必要である。そのために必要なSolar Dynamics Observatory衛星の観測データは入手済みである。一方で、黒点領域はこれまでに解析した太陽静穏領域に比べて磁場が密に存在し、これまでに開発した磁気塊の認識手法の改良が必要な可能性が高い。これまでは、画像全体である閾値を定める「Threshold Method」で認識を行ってきたが、「Watershed Method」などの密な画像に強い手法も組み合わせて取り入れて改良する。また同時に、最終年度で行う「各輸送過程の太陽周期依存性探査」を行うための大量のデータを入手しておく。本年度は論文出版を行わなかったために、次年度使用額が生じた。ただちに出版を行うことで、次年度に使用する。
波形を使ったリアル・タイム地震学

本研究では、日本周辺の地震について長周期地震波形データを自動的に解析するシステムを構築し、地震発生後、30分以内に地震の大きさとメカニズムを決定し公表できるようになることを目指していた。グローバルな地震についてはすでに方法は確立し、地震発生から36時間くらいの間に地震の大きさとメカニズムを自動的に決定し世界の研究者に情報を流している。この方法について、解析の手順・解の統計的性質などについてまとめ論文として公表した。同様の方法を日本周辺の地震について応用し、地震発生後30分程度で同様の解析が自動的に出来るようなシステムを構築した。この方法で得られた解を、気象庁が地震波の初動の押し引きのデータから決めたものと比較したところ、現在の方法はマグニチュウド5.5以上のものには十分に応用できることが分かった。またこの比較から、両者の解が一致しないときは、マグニチュウド5.5以上のものについては、気象庁の解に問題があることもわかった。このような解析からえられる地震の大きさは、気象庁が短周期地震波の振幅から決めているマグニチュウドなどと比べて、地震の物理的大きさをより正確に反映していると考えられる。今までの解析から、気象庁のマグニチュウドは多少過大評価の傾向があることも明らかになった。マグニチュウド4程度の小さな地震についても新たな方法を開発し、関東地方の地震について実験的に応用した。地震研究所および防災科学技術研究所が関東地方周辺に設置している20程の広帯域地震計の記録をほぼリアルタイムで収集するシステムと併せて、関東周辺の地震のCMT(セントロイド・モーメント・テンソル)を地震発生後20分程度で自動で決定するシステムを構築し、実験的にルーチン自動解析を行っている。既存の観測点配置・データの質の制約を考慮しても、マグニチュウド4.0までの地震なら信頼できる解が得られることがわかった。本研究の延長としては、衛星回線の使用などにより広帯域地震計のデータがリアルタイムで収集することが出来るようになれば、長周期波形を使ってリアルタイムで日本列島の地震活動場をモニターするシステムを構築できることが示された。本研究では、日本周辺の地震について長周期地震波形データを自動的に解析するシステムを構築し、地震発生後30分以内に地震の大きさとメカニズムを決定し公表できるようになることを目指している。同様の方法を日本周辺の地震について応用し、地震発生後30分程度で同様の解析が自動的に出来るようになった。この方法で得られた解を、気象庁が地震波の初動の押し引きのデータから決めたものと比較したところ、現在の方法はマグニチュウド5.5以上のものには十分に応用できることがわかり、近々解を研究者に公表する予定である。次年度は、本システムを実用運用することと、より小さな地震についても解析可能な別の方法を開発・応用することを目指す。

本研究の延長としては、衛星回線の使用などにより広帯域地震計のデータがリアルタイムで収集することが出来るようになれば、長周期波形を使ってリアルタイムで日本列島の地震活動場をモニターするシステムを構築できることが示された。本研究では、日本周辺の地震について長周期地震波形データを自動的に解析するシステムを構築し、地震発生後30分以内に地震の大きさとメカニズムを決定し公表できるようになることを目指していた。グローバルな地震についてはすでに方法は確立し、地震発生から36時間くらいの間に地震の大きさとメカニズムを自動的に決定し世界の研究者に情報を流している。この方法について、解析の手順・解の統計的性質などについてまとめ論文として公表した。同様の方法を日本周辺の地震について応用し、地震発生後30分程度で同様の解析が自動的に出来るようなシステムを構築した。この方法で得られた解を、気象庁が地震波の初動の押し引きのデータから決めたものと比較したところ、現在の方法はマグニチュウド5.5以上のものには十分に応用できることが分かった。またこの比較から、両者の解が一致しないときは、マグニチュウド5.5以上のものについては、気象庁の解に問題があることもわかった。このような解析からえられる地震の大きさは、気象庁が短周期地震波の振幅から決めているマグニチュウドなどと比べて、地震の物理的大きさをより正確に反映していると考えられる。今までの解析から、気象庁のマグニチュウドは多少過大評価の傾向があることも明らかになった。マグニチュウド4程度のの小さな地震についても新たな方法を開発し、関東地方の地震について実験的に応用した。地震研究所および防災科学技術研究所が関東地方周辺に設置している20程の広帯域地震計の記録をほぼリアルタイムで収集するシステムと併せて、関東周辺の地震のCMT(セントロイド・モーメント・テンソル)を地震発生後20分程度で自動で決定するシステムを構築し、実験的にルーチン自動解析を行っている。既存の観測点配置・データの質の制約を考慮しても、マグニチュウド4.0までの地震なら信頼できる解が得られることがわかった。
世代毎の交通行動の特徴に焦点をあてた高齢社会における都市鉄道計画に関する研究

アクティブシニアの社会経済活動への参画を支える上で,都市鉄道が果たす役割は極めて大きく,今後の高齢者の都市鉄道サービスに対するニーズを捉え,適切な施策を行うことは重要である.本研究では,1990年から2005年のデータを用い,年齢階層別の鉄道経路選択行動の特性を明らかにするとともに,団塊の世代の定年退職による交通への影響の定量的に示すことにより,高齢社会における都市鉄道計画のあり方を論じている.アクティブシニアの社会経済活動への参画を支える上で,都市鉄道が果たす役割は極めて大きく,今後の高齢者の都市鉄道サービスに対するニーズを捉え,適切な施策を行うことは重要である.本研究では,1990年から2005年のデータを用い,年齢階層別の鉄道経路選択行動の特性を明らかにするとともに,団塊の世代の定年退職による交通への影響の定量的に示すことにより,高齢社会における都市鉄道計画のあり方を論じている.本年度は,団塊の世代に着目し,鉄道経路選択行動の時系列変化を分析した.具体的には,年齢階層別にデータが整備されている1990年以降の大都市交通センサスの個票データを用いて鉄道経路選択行動分析を行った.まず,対象とした13年齢階層(2000年は10年齢階層)×4時点(1990年, 1995年, 2000年, 2005年)のOD別の実選択経路および代替経路の所要時間,運賃,乗換え回数,アクセス時間,イグレス時間といったサービスレベルデータの整備を行った.ここでは,経路選択が可能で利用者の多いODとなるように,また,できる限りすべての時代,年代において同一のODとなるように,対象とするODパターンを設定した.次に, 5年齢階層(20歳代60歳代)×4時点に集計し,そのデータを用いて,実選択経路の所要時間や乗換え回数の平均,標準偏差等が,時代の変化,年齢階層の差により,どのような違いがあるかを整理した.時代,年代によって,所要時間も乗換え回数も差は見られたが,様々な要因が混じりあっていることから,単純な規則性がないことを明らかにした.またその知見を踏まえ,各時代,各年代の鉄道経路選択行動モデル構築し,そのパラメータ推定結果より,時間評価値や乗換えに対する抵抗等が,時代変化とともに,また,加齢とともにどのように変化してきたのかを明らかにした.以上の分析結果より,来年度に実施予定の「東京都市圏を対象とした需要推計」に用いる年齢階層別の鉄道経路選択モデルを決定している.年齢階層別にデータが整備されている1990年以降の大都市交通センサスの通勤目的サンプルを用いて,年齢階層別の鉄道経路選択行動の時系列分析を実施した.具体的には,対象とした13年齢階層×4時点(1990年,1995年,2000年,2005年)の鉄道経路選択モデルの構築を行った.説明変数は,所要時間,運賃,乗換え回数,端末交通(アクセス+イグレス)時間,混雑指標等である.推定されたパラメータより,「他の年齢階層と比べた場合,3050歳代の時間価値は近年ほど高くなる傾向にあること」,「団塊世代は乗換え待ち時間の短縮に大きな価値を有していること」,「年齢が高くなるほどオフピーク時間帯の通勤を行なっており,混雑に対する抵抗を計測するためには出発時刻選択も含めた分析が今後は重要になること」を明らかにした.また,分析結果を踏まえ,さらなるデータの精度向上を進めるとともに,モデル推定時の代替経路の設定方法等についても検討を行った.
悪性胸膜中皮腫における抗ＩＬ－６受容体抗体療法の開発

Interleukin-6 (IL-6)は、関節リウマチなどに深く関与し、IL-6受容体抗体トシリズマブ(アクテムラ)は関節リウマチ治療に用いられている。今回、悪性胸膜中皮腫に対するトシリズマブの効果を評価した。トシリズマブは単剤で1025%の増殖抑制を認めたが、ペメトレキセド、シスプラチン、トシリズマブの組み合わせでは、3剤併用投与は2剤併用より高い抗腫瘍効果を認めた。また、MEK阻害剤との併用では、MEK阻害剤単剤と比較し1012%の増殖抑制効果の増加を認めた。p-Stat3はトシリズマブ単剤で1/31/5に減少、MEK阻害剤を追加した場合、さらに約3050%減少した。悪性胸膜中皮腫細胞株のマウス皮下モデルの確立現在保有する悪性胸膜中皮腫細胞株5種類についてそれぞれ500万個をヌードマウスの皮下に接種し、皮下腫瘍の形成を観察した。そのうちH226が安定的に皮下腫瘍を形成することを確認出来た。悪性胸膜中皮腫手術患者の経時的血中サイトカインの測定悪性胸膜中皮腫患者の血液中IL-6については高値であり、予後との関連性は報告されている。しかし手術侵襲ストレスおよび術後経時的な変化に関する報告は認められない。今回、悪性胸膜中皮腫患者に対する手術(胸膜肺全摘術または肺剥皮術)を施行された患者の術前、術後の血中サイトカインの測定を行った。測定したサイトカインは12種類(IL1a, IL1b, IL2, IL5, IL6, IL10, IL12, IL13, Gm-csf, TNFa, G-csf, TGF-b1)をELISA法にて測定した。IL-6は術後翌日に一過性の上昇を認めたが、術後7日目には低下していた。G-csfは術後翌日に高値を示し、術後7日目にもわずかではあるが高値を認めた。また、TGF-b1は術前から高値を示し、術後も同様に高値を維持していた。他のサイトカインについては有意な変化は認められなかった。アクテムラと他の分子標的薬剤との併用効果我々は悪性胸膜中皮腫細胞株に対するMEK阻害剤の抗腫瘍効果を確認出来ている。MEK阻害にてStat3活性抑制を認めているため、アクテムラ投与によるIL-6/Stat3抑制効果の増強が予想される。そのため、アクテムラとMEK阻害剤の併用効果をWSTアッセイおよびStat3活性をウェスタンブロットで評価した。(b) Western blot ( p-Stat3)211Hの場合、コントロールと比較し、アクテムラ5ug/ml投与でp-Stat3は1/5に減少、MEK阻害剤を追加した場合、さらに約30%減少した。H2052の場合、アクテムラ5ug/ml投与でp-Stat3は1/3に減少、MEK阻害剤を追加した場合、さらに約50%減少した。現在、悪性胸膜中皮腫細胞株のマウス皮下モデルを用いた悪性胸膜中皮腫に対すアクテムラの抗腫瘍効果を検証中である。悪性胸膜中皮腫に対するアリムタの効果検討MTTアッセイにてアリムタの腫瘍増殖抑制効果を検討した。悪性胸膜中皮腫細胞株H2052, H211, H28に対して50nmol10umolのアリムタを投与した。いずれも濃度依存性に腫瘍の増殖抑制効果を認めた。H28のアリムタに対する感受性はH211, H2052に劣っていた。悪性胸膜中皮腫に対すアクテムラ、アリムタ、シスプラチン単剤、または併用の効果検討MTTアッセイにてアリムタのH2052に対する腫瘍増殖抑制効果を検討した。コントロールに対して、アリムタ10nM,シスプラチン100nM,アクテムラ2mg/mlのそれぞれ単剤投与で25%の増殖抑制を認めた。次にアリムタ10nM,アクテムラ2mg/mlの併用投与では25%の増殖抑制、シスプラチン100nM,アクテムラ2mg/mlの併用投与では37%の増殖抑制を認めた。これはアリムタ10nM,シスプラチン100nM併用投与と同等の効果であった。最後にアリムタ10nM,シスプラチン100nM,アクテムラ2mg/mlの3剤併用投与では60%の増殖抑制を認めた。

初年度に悪性胸膜中皮腫に対するin vitroでの抗IL-6受容体抗体(アクテムラ)の単剤での腫瘍抑制効果、およびアリムタまたはシスプラチンとの併用効果でも良好な結果が得られた。本年度はその結果を動物実験で示すための準備として悪性胸膜中皮腫皮下腫瘍を安定的形成することを確認出来た。おおむね計画通りに進み、悪性胸膜中皮腫に対するin vitroでの抗IL-6受容体抗体(アクテムラ)の単剤での腫瘍抑制効果を認めた。また、アリムタまたはシスプラチンとの併用効果でも良好な結果が得られ、次のステップ(動物モデルでの検証)に進ための良い経過をたどっている。悪性胸膜中皮腫細胞株のマウス皮下モデルを用いた悪性胸膜中皮腫に対すアクテムラ、アリムタ、シスプラチン単剤、または併用の効果検討in vitro上記の良好な結果を得たため、安定的なマウス皮下形成を確認出来た細胞株を用いて、抗腫瘍効果を検証する。アクテムラと他の分子標的薬剤との併用効果悪性胸膜中皮腫においてIL-6のシグナル遮断によって腫瘍増殖抑制を認めたため、そのシグナル伝達、遮断の行程をウエスタンブロットにて明らかにする。それと同時に他の分子標的薬剤との併用によりそのシグナル伝達、遮断の行程に影響がないかを検討する予定である。悪性胸膜中皮腫細胞株のマウス皮下モデルの確立、マウス皮下モデルを用いた悪性胸膜中皮腫に対すアクテムラ、アリムタ、シスプラチン単剤、または併用の効果検討現在、悪性胸膜中皮腫細胞株のマウス皮下モデルの確立を行っている。5種類の中皮腫細胞株について条件検討を行い、うち数種について皮下腫瘤形成を確認している。前年度、in vitro上記の良好な結果を得たため、マウス皮下モデルの確立の後、抗腫瘍効果を検証する。上記計画を進めるにあたり、ヌードマウス、試薬(アクテムラ、アリムタ、シスプラチン)の入手、ウエスタンブロットに使用する各種抗体の購入が予定される。
心血管疾患の基因となる白血球の血管内皮細胞障害とその抑制機構

本研究では、虚血再潅流における血管内皮細胞機能障害および多形核白血球(PMN)と血管との相互作用により弛緩作用はどう影響されるか、さらにPMNの放出する活性酸素(過酸化水素)が内皮細胞における一酸化窒素生成に如何に関連しているかについて検討した。1)ウシ大動脈内皮細胞の培養、2)活性酸素存在下で可能な一酸化窒素測定系の確立、3)腹腔内浸潤白血球の採取、4)cGMPの酵素免疫測定法、5)血管弛緩反応測定、6)ラットを用いた虚血再潅流モデル作成、以上の基礎的方法を確立し、以下の命題に関して研究した。検討事項1)活性化白血球処理血管における弛緩活性の変化2)活性化白血球の産生する過酸化水素は、内皮細胞内における一酸化窒素生成に影響を与えるか。3)虚血再潅流により血管内皮細胞依存性弛緩反応は影響を受けるか。無刺激のPMNは摘出血管の弛緩活性を有し、これはPMN由来の一酸化窒素に基ずくと考えられた。さらに、fMLPで刺激したPMNは、摘出血管の弛緩活性を処置後15秒及び5分で有意に抑制した。この時、ニトロプルッシドで誘導した平滑筋自身の弛緩活性には影響がなく、血管内皮細胞内のcGMP産生が低下していた。また、fMLP刺激により同時に活性酸素を大量に産生していることから、PMNから遊離するNOが活性酸素により消去された結果と考えられる。このことから、白血球の活性化によりNOと活性酸素のバランスにより血管トーヌスが調節されていることが示された。培養内皮細胞を過酸化水素(白血球が産生する活性酸素)を適用したところ、処置後1時間以内では内皮細胞内の一酸化窒素産生が一過性にに増加した。しかし、2時間後では細胞壊死に伴いNO酸性も低下した。ラットにおける虚血再潅流モデルにおいて、虚血30あるいは60分後、再潅流5ないし15分で弛緩反応が強く抑制されたが、再潅流を持続することにより弛緩活性は回復した。弛緩反応の抑制は、白血球接着分子の抗体を共存させることにより遮断された。白血球の活性化により、自ら活性酸素と一酸化窒素を放出し、この活性酸素が内皮細胞内での一酸化窒素生成を促進する。又、内皮細胞に接着した白血球は内皮細胞内に酸化的ストレスをかけると同時に、NO合成を促進的に働く因子とNO合成を阻害する反応がほぼ同時に進行している可能性が示された。

本研究では、活性化した多形核白血球(PMN)による内皮細胞機能、主に血管平滑筋のトーヌス調節への影響について検討すると同時に、PMNの放出する活性酸素が内皮細胞における一酸化窒素生成に如何に関連しているかについて検討した。1)ウシ大動脈内皮細胞の培養、2)活性酸素存在下で可能な一酸化窒素測定系の確立、3)腹腔内浸潤白血球の採取、4)cGMPの免疫想定法、以上の基礎的方法を確立し、以下の命題に関して研究した。検討事項1)活性化白血球処理血管における弛緩活性の変化2)活性化白血球の産生する過酸化水素は、内皮細胞内における一酸化窒素生成に影響を与えるか。その結果、zymozanで刺激した白血球は、摘出血管の弛緩活性を処置後2時間より有為に抑制した。この時、平滑筋自身の弛緩活性には影響がなく、血管内皮細胞内のcGNP産生が低下していた。このことから、活性化白血球は、内皮細胞を障害して内皮細胞依存性の弛緩活性を消失する事が判明した。また、培養内皮細胞を過酸化水素(白血球が産生する活性酵素)を適用したところ、内皮細胞内の一酸化窒素産生が一過性にに増加した。このことから、一酸化窒素が細胞障害に促進的に働くのか、抑制的に働くのかについて今後明らかにしたい。本研究では、虚血再灌流により活性化した多形核白血球(PMN)の血管弛緩反応に及ぼす影響について検討した。ラット腹部大動脈を用いた収縮弛緩反応測定およびラット腹部大動脈の虚血再灌流モデル確立した。弛緩活性は、腹部大動脈を幅約5mm切り開きトランスバースストリップ標本を作製し、これをマグヌスバスに装着した。静止張力1gを負荷し、血管反応をFDピックアップを介して等尺性の張力変化を記録した。フェニレフリン10^<-5>Mにて予め収縮させ、アセチルコリン10^<-5>Mによる弛緩反応を観察した。また、虚血再灌流は、ラット麻酔下で露クレンメで血流を遮断し再開することにより行った。虚血時間は、30分、60分および120分、再灌流は、5、15、30、45および60分とした。その結果、虚血直後の弛緩活性は、60分以上の虚血により弛緩活性は減弱された。また、30分の虚血後、5および15分の再灌流により、弛緩反応が抑制された。さらに再灌流を継続することにより対照値まで回復した。60分の虚血後、強く抑制された弛緩反応は、再灌流を継続することにより60分で50%まで回復した。また、虚血再灌流による弛緩活性の抑制は、白血球接着分子の抗体処置により抑制された。さらに、抑制された弛緩活性は、L-arginineの添加により回復した。これらのことから、大動脈における虚血再灌流において、短時間の虚血後で認められる弛緩反応の抑制は可逆的であり、活性化された白血球の接着により内皮細胞機能が一時的な活性酸素障害を受けたためと思われる。NO産生阻害は、基質であるL-ariginineの供給減少による可能性が考えられた。
ジスルフィド結合を有する刺激応答性自己修復熱可塑性エラストマーの開発

自己修復材料は生体のもつ修復能力を人工合成材料に付与する試みであり,製品の寿命,安定性,信頼性向上が期待できる新しい材料である。本研究ではゴム弾性を示し良好な成形加工性を有する熱可塑性エラストマーに修復機能を付与するジスルフィド結合を導入して刺激応答性自己修復熱可塑性エラストマーを合成し,その機能を評価した。合成試料を意図的に破断した後密着させてから紫外光を照射すると密着部分が修復し,破断伸びが90%以上回復した。修復はジスルフィド結合の動的組み替えとラジカル発生による架橋反応により達成された。本研究は熱可塑性エラストマーに自己修復性を付与する新しい方法論として波及効果が期待される。セグメントマルチブロック共重合体型熱可塑性エラストマーのソフトセグメントに動的共有結合であるジスルフィド結合を導入して刺激応答性自己修復熱可塑性エラストマーを合成することが本研究課題の目的である。平成27年度はチオール基を両末端にもつソフトセグメント(ポリスルフィド)とハードセグメント(芳香族ポリスルホン)を合成し,これらを酸化することにより結合点にジスルフィド結合をもつセグメントマルチブロック共重合体を合成し,特性評価を行った。分子量測定,粘度測定により高分子量重合体の生成を確認した。熱分析ではソフトセグメントのガラス転移が確認され,ソフトセグメントがハードセグメントと相分離構造を形成せいていることが示唆された。マルチブロック共重合体はテトラヒドロフランなどの有機溶媒に可溶であり,溶液からのキャスト法により薄膜が作製可能であった。AFM観察より,膜表面にミクロ相分離構造が形成されていることを確認した。マルチブロック共重合体薄膜はソフトセグメント導入により大きな伸びを示し,ソフトセグメント導入量の増加とともに伸びは大きくなった。ソフトセグメントを70wt%導入したマルチブロック共重合体薄膜を切断した後,破断面を密着させて修復試験を行った。ソフトセグメントの分子量が約4000を用いたマルチブロック共重合体では未破断試料に対しUV光は38%,加熱では52%の伸びの回復が観察された。ソフトセグメント分子量が2000のマルチブロック共重合体では熱による修復試験で88%の修復が得られた。セグメントの分子量はマルチブロック共重合体のジスルフィド濃度に大きな影響を与える。ソフトセグメント分子量を下げることで動的共有結合であるジスルフィド濃度が高くなった効果と考えられる。計画していた両末端にチオール基をもつソフトセグメント,ハードセグメントそれぞれを合成した。両セグメントの酸化によるジスルフィド結合の形成とセグメントマルチブロック共重合体の合成を行った。マルチブロック共重合体が高分子量体であること,ミクロ相分離構造を形成していること,有機溶媒に可溶であることを確認した。UV光照射と加熱による修復試験に対する実験方法の最適化を行い,修復実験に対するプロトコルを確立した。複数の試料で修復試験を行い,ソフトセグメント分子量が修復率に大きな影響を与えることを見いだした。これらは計画が従業に進展していることを示しており,特にソフトセグメント分子量を制御することで目標とする高い修復率をもつ熱可塑性エラストマーの合成が達成された。現在,修復率とソフトセグメント分子量や構造の関係について検討中である。平成27年度はチオール基を末端にもつソフトセグメント(ポリスルフィド)とハードセグメント(芳香族ポリスルホン)を合成しこれらを酸化することにより結合点にジスルフィド結合をもつマルチブロック共重合体の合成に成功した。これらマルチブロック共重合体がミクロ相分離構造を示すこと,熱可塑性エラストマーと同様な大きな伸びを示すこと,切断試料がUV光により修復性を示すことを明らかにした。平成28年度はソフトセグメント分子量が異なる2種類のマルチブロック共重合体を合成し,修復特性を詳細に検討した。試験片を破断した後密着させ,破断部位にUV光を照射することで破断伸びの回復率を評価したところ, UV光を5時間照射すると93%の回復率を示した。本試料は密着性があるためUV光を照射しない参照実験も合わせて行うことで,UV光により引き起こされた修復率は51%と見積もられた。これら回復率と修復率はソフトセグメント分子量が低い方が高い値を示し,マルチブロック共重合体中に存在するジスルフィド結合の量が影響を与えることが明らかとなった。UV照射後の色や溶解性の変化から,修復が主にジスルフィド解裂により生成したチイルラジカルが関連した架橋反応であることが示唆された。マルチブロック共重合体中のジスルフィド濃度が低いため,ジスルフィド結合の交換より架橋反応が優先的に進行したと考えられる。ジスルフィド結合の高いマルチブロック共重合体の合成と修復特性について平成29年度に検討を行う。計画していたマルチブロック共重合体の合成と修復特性の評価については終了し,学術論文として投稿中である。UV照射による修復率の向上を目指したジスルフィド濃度の高いマルチブロック共重合体の合成のも部分的に成功している。

平成27年度はチオール基を末端にもつソフトセグメント(ポリスルフィド)とハードセグメント(芳香族ポリスルホン)を合成しこれらを酸化することにより結合点にジスルフィド結合をもつマルチブロック共重合体の合成に成功した。これらマルチブロック共重合体がミクロ相分離構造を示すこと,熱可塑性エラストマーと同様な大きな伸びを示すこと,切断試料がUV光により修復性を示すことを明らかにした。平成28年度はソフトセグメント分子量が異なる2種類のマルチブロック共重合体を合成し,修復特性を詳細に検討した。試験片を破断した後密着させ,破断部位にUV光を照射することで破断伸びの回復率を評価したところ, UV光を5時間照射すると93%の回復率を示した。この共重合体ではソフトセグメントの接続部位にのみジスルフィド結合があるため,ソフトセグメント分子量が低い方が高い修復性を示した。平成29年度はジスルフィド結合から構成されるソフトセグメントを合成し,ジスルフィド結合濃度の高いマルチブロック共重合体の合成と修復特性について検討した。ジスルフィド濃度の増加により,照射に必要なエネルギーを170J/cm-2と大幅に低くすることに成功した。いずれの共重合体においてもUV照射によりジスルフィド結合の解裂によりチイルラジカルが生成するが,修復はジスルフィド結合の交換に加え,架橋反応により達成されることが溶解性変化より確認された。自己修復材料は材料の信頼性や寿命を向上することが期待でき,本研究はミクロ相分離型熱可塑性エラストマーに自己修復性を付与する新しい方法論として大きな波及効果が期待される。自己修復材料は生体のもつ修復能力を人工合成材料に付与する試みであり,製品の寿命,安定性,信頼性向上が期待できる新しい材料である。本研究ではゴム弾性を示し良好な成形加工性を有する熱可塑性エラストマーに修復機能を付与するジスルフィド結合を導入して刺激応答性自己修復熱可塑性エラストマーを合成し,その機能を評価した。合成試料を意図的に破断した後密着させてから紫外光を照射すると密着部分が修復し,破断伸びが90%以上回復した。修復はジスルフィド結合の動的組み替えとラジカル発生による架橋反応により達成された。本研究は熱可塑性エラストマーに自己修復性を付与する新しい方法論として波及効果が期待される。現時点で高い修復率を達成しているマルチブロック共重合体について,セグメント分子量と修復率の関係を精査し,ジスルフィド含有量と修復率の関係を精査する。ソフトセグメントの主鎖骨格としてよりガラス転移温度が低いポリテトラヒドロフランや骨格自体がジスルフィド結合により構成されるポリジスルフィドなどを用い,ハードセグメントと重合することでセグメントマルチブロック共重合体を合成し,修復特性とソフトセグメントの分子構造や分子量の関係について検討する。最終的にはジスルフィド結合の動的共有結合特性を活かした自己修復性熱可塑性エラストマーの分子設計指針を確立する。ジスルフィド結合を多く含むソフトセグメントを用いたマルチブロック共重合体を合成し,修復特性について評価する。
成人の急性呼吸不全に対する一酸化窒素の効果

重症急性膵炎による呼吸不全2例、術後呼吸不全3例、肺高血圧3例の人工呼吸患者に対し一酸化窒素(NO)吸入を行った。[方法]5から30ppmのNOを吸入させ吸入開始30分後に効果を調べた。NOの体内への取り込み及び副作用の指標としてメトヘモグロビン、血漿Nitrate+Nitrite濃度を測定した。[結果]急性膵炎による呼吸不全症例ではPaO2/FiO2 ratioの改善が認められた。改善度は吸入NO濃度と相関しなかった。1例では肺動脈圧/体血圧(Pp/Ps)の低下がみられた。シャント率は改善を示し改善度とPaO2/FiO2 ratioの改善度は一致する傾向がみられた。術後呼吸不全の患者で術前から肺機能の定価していた症例では効果がなかった。肺高血圧症例では僧帽弁置換術後の2例ではPp/Psの改善は得られなかったが心筋梗塞後では低下が見られた。長期肺高血圧症例では吸入前のPaO2/FiO2 ratioは正常であったがNOにより逆にPaO2/FiO2 ratioの低下がみられた。ヘモグロビンはNO吸入開始後上昇を示し中止後減少した。血漿Nitrate+Nitrite濃度もNO吸入で上昇した。今回の症例では全例にNOのとりこみがあったと考えられる。今回の吸入濃度では濃度依存性は得られず5ppmという低濃度でも有効だった。[考察]呼吸不全症例ではPaO2/FiO2 ratioの改善が得られたがシャント率の改善程度と相関する傾向がみられた。機序としてシャント率改善が寄与する可能性が考えられる。心筋梗塞による急性肺高血圧に対しては肺血圧低下作用が見られたが長期の肺高血圧症例では効果は得られず器質的変化のある肺高血圧には無効である可能性がある。NO吸入濃度では5ppmで効果が得られ吸入濃度を上昇させても効果は相関せず低濃度で治療効果が得られるものと考えられる。