hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
固体ターゲットを用いた原子炉ニュートリノ検出器の開発

本研究は、従来と比較して小型(1m^3)で可搬性があり商用原子炉建屋の中に置くことができる安全性の高い固体型原子炉ニュートリノ検出器を開発することを目的として行った。プラスチックシンチレータ板、ガドリニウム板などを多数重ねた小型プロトタイプ検出器を製作し、放射線源(Am241-Be)を用いて擬似ニュートリノ反応事象を作り、遅延同時計数法で測定した。擬似ニュートリノ反応の初期信号(γ線)と遅延信号(中性子)を捕らえて反応事象を同定できた。より大型化すれば、原子炉ニュートリノの検出が可能であることがわかった。企業が試作したGd入りプラスチックシンチレータについて、γ線、β線等の放射線源を用いて性能評価を行った。発光量や光の透過率については、それほど悪くないことが分かったが、ドープしているGdには同位体が多数有り、その放射性同位体などのためにシンチレータ自身からのバックグラウンドが増えることが分かった。この問題を解決したGd入りシンチレータを作ると、かなり高価になることが分かったので、通常のプラスチックシンチレータを用いる次のような構造の小型プロトタイプ検出器をGeant4を用いたシミュレーションを行って設計し、製作した。最初のプロトタイプニュートリノ検出器として、通常のプラスチックシンチレータ板(18cm×18cm×2mm)、Gd板、薄い鉛板を重ねたものを1センサーユニットとした。このユニットを50層積み重ねて1つの検出器モジュールとし、5インチ光電子増倍管でその光信号を観測する。このモジュールを多数作ることで、原子炉ニュートリノ検出器になる。このようなモジュールを1つ用いるだけでも、原子炉ニュートリノ反応の生成粒子である中性子を捕まえることはできるので、これを用いて中性子検出のベンチテストを行った。鉛ブロックやボロン入りポリエチレンブロックを多数用いて、この検出器モジュールを遮蔽し、Am241-Be線源からの中性子を捕獲する実験を行った。線源の強度が不足していることが分かったので、新潟大学アイソトープ総合センターでCf252線源を用いて、波形弁別(PSD)による中性子検出実験を行い、その信号を捕らえることに成功した。今後、検出器モジュールの数を増やすことや遅延同時計数を行うことで、より現実的な原子炉ニュートリノ検出のための実験を行う。これらの結果は日本物理学会年会(平成20年3月)で報告した。1)通常プラスチックシンチレータ板(18cm×18cm×2mm)、Gd板、薄い鉛板を重ねたものを1センサーユニットとして、これを50ユニット積み重ね、発生した光を5インチ光電子増倍管で捕らえるプロトタイプニュートリノ検出器モジュールを2個製作した。これらの検出器モジュールに対して、ニュートリノ反応事象に類似した信号を出すことができるAm241-Be線源を用いて疑似ニュートリノ反応(α+Be→n+^<12>C^*, ^<12>C^*→γ+^<12>C)事象測定のベンチテストを行った。遅延同時計数を行うことができるVMEを用いたデータ取得システムを作り、測定を行った。疑似ニュートリノ反応のプロンプト信号、遅延信号を捕らえることができた。取得したデータからこの検出器の中性子検出効率が約1%と求まった。2)通常プラスチックシンチレータの表面に波長変換ファイバーを埋め込んだものを作り、これとGd板、薄い鉛板を重ねたものを1センサーユニットとして、これを50ユニット積み重ねて1つのプロトタイプニュートリノ検出器モジュールとし、これを2個製作した。これについても、Am241-Be線源を用いた疑似ニュートリノ反応のベンチテストを行った。線源による疑似ニュートリノ反応に対して、プラスチックシンチレータで発生した光は、波長変換ファイバーを通して、光電子増倍管で読み出された。光電子増倍管で捕らえた光量が1)の場合の10分の1程度になったが、疑似ニュートリノ反応の信号を捕らえることはできた。3)プロトタイプニュートリノ検出器モジュールについて、シンチレータの分割構造や鉛板の厚さの最適値、原子炉ニュートリノを実際に検出するために必要な検出器モジュール数などを知るためにGeant4を用いたシミュレーションを行った。
整数演算における高精度および高性能なデータ並列処理を実現する計算手法の研究

汎用プロセッサのSIMD命令やGPUのSIMTアーキテクチャ等の大量の同型の数値データを一括して並列に処理するための機構を,多倍長整数演算を主な対象として,様々な応用計算に至るまでの種々の整数演算に適用するために,適切な方法を検討し実証的な実験を行った.対象とした演算には,RNS表現による多倍長整数演算,ビット演算,浮動小数型で保持した整数データ,整数データ群で表現されたグラフ構造などを含み,これらでの高性能なデータ並列処理の有効性を示した。併せて,こうした実証実験を行うための適切なプラットフォームの構築法も習得することができた.本研究の主目的は,整数計算を任意精度で正確に行うための実践的な計算手法の開拓にあるが,計画の初年度である本年度はその準備段階として,主に,研究対象とする題材のアルゴリズムとその骨格を精査し,それに基づく適切なデータ表現の方法の検討を行うと共に,動作確認のための実験的な実装を進めた。RNSで表現された整数を扱う場合,符号判定に浮動小数点数を用いる方法では必要な精度と実行性能を調整する必要があり,また,乗算では精度拡張のための基数変換とリスト処理が必要となり,慎重に実装する必要がある。また,分割統治によるGCD計算では,陽に多倍長整数を扱わない方法を構築し,処理の簡単化を図った。本課題でGPUやSIMD命令の活用も目指しているが,今後使用する予定のプロセッサ等に関する情報を収集し,利用可能性の検討を進めた。ARMプロセッサの開発環境については,32bit版のAndroidに対するの標準的な方法を構築することができたが,64bit版に対する一般的な方法が確立しておらず未整備のため本課題の実験は行っていない。3変数陰関数描画の未解決の問題については,共同研究者らと数理的な探究を進め,着実に進展させている。その内容も含む本課題と関連する研究の従来の成果について,2本の論文にまとめた(投稿中)。また,連携研究者は,一名は任意多倍長整数が必要な計算において浮動小数点数による表現を用いた計算法を進展させ,もう一名は正確な行列式計算に対する計算法の実験と分析を進めている。本研究は、整数計算を任意精度で正確かつ高速に行うことを主目的とし、代数的・記号計算や非数値的な処理においてデータ並列処理を実践する手法を開拓する。今年度前半までは準備として、研究題材の算法とその骨格の精査、適切なデータ表現法の検討、動作確認のための実験的な実装を進めてきた。RNS表現の整数を扱う場合、符号判定に浮動小数点数を用いる方法では必要精度と実行性能間の調整が必要で、また乗算では精度拡張のための基数変換とリスト処理が必要である等、様々な要素を考慮する必要がある。分割統治によるGCD計算では、陽に多倍長数を扱わない方法を構築して処理の簡単化を図り実装実験を進めた。またGPUやSIMD命令の活用も目指して、今後使用予定のプロセッサ等に関する情報を収集し利用可能性の検討を進めた。ARMプロセッサの開発環境について、32bit版Androidに対する標準的な方法の構築は前年度完了し、今年度は64bit版の実験環境の整備と、タグ付きポインタを利用した計算手法の性能評価とその実験法の検討を進めた。陰関数描画については、3変数の場合の研究を進め、従来の実験結果を論文として発表し、未解決の部分についても数理的な探究の結果ほぼ解決することができた。2変数の場合のGPU並列処理では、従来の実験に加え、ブラウザ上でJavaScriptとWebGLによるGPGPUの方法が有効であることを見出し、具体的な方法の検討と実験を開始した。以上は連携研究者らと共同で進めているが、他に、任意多倍長整数が必要な計算において浮動小数点数による表現を用いた計算法の進展や、正確な行列式計算に対する計算法の実験と分析が連携研究者らにより進められた。また、関連分野の著名な国際会議に参加し、数式処理に関連した話題として最短経路探索にGPU並列処理を用いる方法を発表し、併せて関連研究の最新情報を収集した。ソフトウェアの開発と実験のために、32bit/64bitのOS、任意多倍長の整数を多様な表現法で扱うためのリスト操作と任意多倍長の整数を対話的に扱うための計算環境、それらをハードウェアによる内部表現に直結した計算を行うための計算環境等、様々なソフトウェア環境が必要である。そのような環境の整備を、まとまった時間をとることが可能な休暇期間中に実施する予定でいたが、日常的に利用していたノートPCの不調・破損、体調不良と治療および健康への不安といった不測の事態が重なり、十分に実施することができなかった。他方で、WebGLによるGPGPUのように、本研究課題では予定はしていなかったが高い関連性と有効性が見込むまれる話題が見出され、新たな進展の可能性の検討に時間を割いた。本研究の目的は、整数計算を任意精度で正確かつ高速に行い、数式処理の計算や非数値的な処理において効率的・効果的なデータ並列処理を実践するための計算手法を開拓することである。具体的には、陰関数の正確描画をはじめとした典型的な問題例において、SIMD命令等の今日のCPUに共通するデータ並列処理の手法を活用するための適切な方法やアルゴリズムを選択し、更に大規模なソフトウェアライブラリとして一元的に記述する方法を検討することが当初の計画だったが、検討を進めるに従いGPU, SoCはおろか汎用CPUでさえアーキテクチャが予想外に発展し多様化していることが明らかとなり、その準数値処理分野での活用可能性と有効性の検証に重点を置くこととした。

併せて、OpenCL、WebGL等のアーキテクチャに特化していない言語の記述性と効率の検証も行った。本年度は、上記の方針の修正に加え、簡単な実験に基づく様々な検討を進め、従来の成果を総括することと同時に将来の発展が見込まれる部分に重点を置いて研究を進めた。その成果としては、WebGLによるGPGPUやOpenCLによる並列処理の記述の統合化、陰関数の正確描画法(=多変数多項式の零点の探索)及び関連アルゴリズム、ビット演算に特化した線形方程式の解法のGPU処理の性能評価、等が主なものである。WebGLについては、中国剰余定理の利用等、整数演算での有効性が確認できたが、浮動小数については多くのプラットフォーム上で精度不足となることが明らかとなり、精度拡張等を用いることが今後の課題である。OpenCLの利用は線形方程式の例を通し、記述はターゲット独立にできるが、演算処理はターゲット依存とせざるを得ないという知見をえた。陰関数描画については単純化した新たな計算法を提案し、必要となる計算部品と実装法の研究が今後の課題となった。汎用プロセッサのSIMD命令やGPUのSIMTアーキテクチャ等の大量の同型の数値データを一括して並列に処理するための機構を,多倍長整数演算を主な対象として,様々な応用計算に至るまでの種々の整数演算に適用するために,適切な方法を検討し実証的な実験を行った.対象とした演算には,RNS表現による多倍長整数演算,ビット演算,浮動小数型で保持した整数データ,整数データ群で表現されたグラフ構造などを含み,これらでの高性能なデータ並列処理の有効性を示した。併せて,こうした実証実験を行うための適切なプラットフォームの構築法も習得することができた.プロセッサの64bit化に伴い,計算機システムの従来とは異なる利用法に習熟することや,32bitと64bitのOSや開発環境の導入等,計算機環境の構築に手間取った。また,任意多倍長の整数を様々な表現法で正確に扱うには,リスト操作と任意多倍長の整数を対話的に扱えると同時にハードウェアによる内部表現に直結した実験を行うためのソフトウェア開発環境が必要だが,適切な方法の検討と決定に時間を要した。達成度の遅れは、実験的なソフトウェアの開発と実験では不可避なため、ある程度は見込んでいたが、不測の事態の結果、時間不足は決定的となっている。ソフトウェアの開発と実験においては、実用性を高めるには多様な条件を想定して開発と実験を進めるのが一般的だが、今後は時間を有効利用するために、開発と実験は有効性を示し易い方面に重点をおいて進めていき、同時に、JavaScriptやWebGLの利用等、将来の進展が見込める新たな方面の検討を机上で進めていくこととする。昨年度滞っていた64bitARMプロセッサを利用した(タグ付きポインタの実験のための)実験環境については、無事整備することができたため、適切な実験方法の検討と計算機実験を進める。陰関数描画のアルゴリズムについては、3次元の未解決の部分についても解決の見通しが立ってきており、従来の実験内容について今年度まとめた論文をもとに、共同研究者らと共にアルゴリズムの検討と開発を進めていく。上記以外については,当初の計画どおり,研究・開発・実験を目富める方向で進めていく。数式処理達成度の遅れは,実験的なソフトウェアの開発と実験では不可避なたべ,ほぼ計画の予定の範囲内である。
歯髄細胞の硬組織形成細胞への分化に及ぼすメカニカルストレスの影響

ラット歯髄由来細胞株RPC-C2Aはメカニカルストレスを加えることで硬組織形成細胞への分化の指標であるALP活性は低下した。また、ヒト歯髄由来細胞にメカニカルストレスを加えることで、同様にALP活性は低下した。これらのことから、歯髄由来細胞にメカニカルストレスを加えると硬組織形成細胞への分化は抑制されることが考えられる。近年メカニカルストレスを細胞に応用する動的培養系が注目され、静的条件とは違う知見が得られている。歯髄細胞は硬組織を形成する細胞であるが、同細胞に対する刺激を行った研究はない。そこで、本研究ではメカニカルストレスを歯髄細胞に与え、同細胞の硬組織形成に対するメカニズムを解明することを、目的とした。メカニカルストレスがかかる環境を可能とした培養システムであるFLEXERCELLを用い、ヒト歯髄由来細胞にメカニカルストレスを与え硬組織形成細胞への分化に関する予備的検討左行った。予備的検討においては、硬組織形成細胞の分化の指標であるALP活性ならびに最終的な硬組織形成能を評価するカルシウム沈着量はメカニカルストレス与えた群で亢進した。得た結果より異種歯髄細胞にも同等の影響があるかを検討するため、ラット歯髄細胞株RPC-C2Aにメカニカルストレスを与えたところ、ALP活性は与えないコントロール群に比べALP活性は著しく低下した。再現性を確認したところ、同様の結果となった。また、ヒト歯髄由来細胞(予備データで用いた細胞とは別の細胞)を用いて研究を行ったところ、予備データとは逆にRPC-C2Aで得たデータと同様の結果を得ている。検体を変え、数度行っているがALP活性はある一程度上昇するが、コントロール以上には上昇していない。しかしながら、予備データにおいても、同様の結果ながらカルシウム沈着量は亢進したデータもあるため、同実験を再度行い、カルシウム沈着量を計測し、同細胞の硬組織形成能の検討を行う予定である。予備データと逆の結果を得ている現在であるが、その要因としては、ヒトから歯髄を得た際の処理の違いにより起きている可能性、培養継代の低い細胞のため未分化性が維持されたままである可能性等が考えられる。メカニカルストレスがかかる環境を可能とした培養システムであるFLEXERCELLを用い、昨年度ラット歯髄細胞株RPC-C2Aにメカニカルストレスを与えたところ硬組織形成細胞への分化指標であるALP活性は著しく低下した。予備実験で1検体のヒト歯髄由来細胞にストレスを与えたところALP活性は優位に上昇していたため、ヒトとラットではその応答性が違う可能性があると考え、ヒト歯髄由来細胞に焦点を絞り、複数検体で同様の試みを行った。しかしながら、どの検体においてもALP活性は著しく低下し、予備実験で得た知見と大きく異なる結果となった。再現性もあることから、本研究ではメカニカルストレスに対する歯髄由来細胞の硬組織形成細胞への分化は抑制的に働いているものと判断することとし、さらに、同細胞がどのような細胞へ分化しているかを決定する必要性があると考え、現在遺伝子レベルにおける解析を急いで行っている。さらに、常に口腔内でメカニカルストレスの影響を受けているヒト歯根膜細胞の遺伝子発現レベルと対比・検討を行い、ヒト歯髄由来細胞のメカニカルストレスを受けた際の特性を明らかにする予定である。メカニカルストレスがかかる環境を可能とした培養システムであるFLEXERCELLを用い本研究は行われている。昨年度はヒト歯髄由来細胞にメカニカルストレスを与え、タンパク質量とALP活性の2重assayを試み、ALP活性をタンパク質量分で換算した。結果、メカニカルストレスを与えるとヒト歯髄由来細胞のALP活性は予備実験(検体数1)とは異なり、ALP活性は低下した(複数検体において確認)。一昨年行ったラット歯髄由来細胞株RPC-C2Aと同様の結果となり、このことからメカニカルストレスを与えることで歯髄細胞は硬組織形成細胞への分化へは展開せず、むしろ抑制的に働くと考えた。そのため、今年度は硬組織形成細胞への分化は起きていないという仮定を裏付けるため、Ca量の測定とAlizalin red染色を行った。その結果、予測通りCa量はほとんど増えず、また染色性においてもほとんど染色されていなかった。また、細胞分化の方向性をみるため、遺伝子発現量の検討を行うこととした。メカニカルストレスによりヒト歯髄由来細胞は硬組織形成細胞へと分化すると考えられた。

しかしながら硬組織形成細胞へ分化促進ではなく、硬組織形成細胞への分化抑制を示す研究データがでたため、細胞提供検体を変え幾度となく研究を遂行した。その繰り返しにより研究の達成度は遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。歯髄由来の細胞はその潜在性において硬組織形成能を有するが、メカニカルストレスを受けることでその潜在性は抑制され、硬組織形成は起こらない。一方、歯根膜由来の細胞も同様に潜在的に硬組織形成能を有するが、メカニカルストレスを受けることで、その潜在性は解放され、硬組織形成に促進がかかる。この歯髄由来細胞と歯根膜細胞とのメカニカルストレスに対する応答性の差異を、研究データを用いて対比させつつその特性を鑑みることとする。
NSポリペプチドの特性解析と細胞磁気ラベリングへの応用

細胞関連アプリケーション用のマテリアルを開発する際に、共通の問題は、マテリアル表面への細胞の非特異的吸着である。非特異的吸着の抑制に効果があるポリエチレングリコール等の機能性分子の特性を模倣し、非荷電かつ極性アミノ酸であるアスパラギン(N)とセリン(S)から構成された非天然型ポリペプチド(NSポリペプチド)を分子設計した。さらに、磁性粒子上に配することで細胞への非特異的な吸着を抑制可能であることを見出している。一方、NSポリペプチドを配した磁性粒子は細胞の様な比較的大きな標的に対しては効果的であるのに対し、タンパク質等の小さな標的に対しては、十分な非特異的吸着の抑制効果が現れないことが示された。本結果は、磁性粒子表面のNSポリペプチドの被覆密度が低いことに起因していると考えられた。そこで、NSポリペプチドの磁性粒子上への新しい導入方法として、Temporin Lと呼ばれる磁性粒子上の脂質膜への挿入が実証されているペプチドを用いたNSポリペプチドの高密度導入を試みた。ポリペプチドは、Temporin L(LIRGLFKSFWQVF)のN末端に(N_4S)_3を融合したものを使用した(NS-テンポリンポリペプチド)。本ポリペプチドを磁性細菌から抽出した磁性粒子と混合することで、NSポリペプチドの高密度導入、および分子数の制御が可能な導入方法を確立した。さらに、磁性細菌の発現システムにより抗体と結合性をもつProtein GとNSポリペプチド((N_4S)_<20>)の融合タンパク質をディスプレイした磁性粒子を調製し、同様に蛍光標識のNS-テンポリンポリペプチドの固定化に成功した。本磁性粒子は標的細胞に特異的に結合する抗体を導入することにより、細胞への非特異的吸着を抑制した蛍光・磁気ラベリング可能なマルチ磁性マテリアルとなるため、様々な細胞関連のアプリケーションへの利用が期待できる。本研究では、タンパク質や細胞の非特異的できるPEGの特性を模倣したNSポリペプチドを分子設計し、非特異的吸着が極めて低いナノ磁性粒子の創製に着手する。さらに、特異的な細胞を認識し、かつ非特異的吸着の低減を実現した細胞の磁気ラベリング技術を確立し、NSポリペフチドに関わるソフト界面の現象を明らかにする。本年度は、長さの異なるNSポリペプチドを導入したナノ磁性粒子を作製し、細胞に対する非特異的吸着抑制に関する検討を行った。非荷電かつ極性アミノ酸であるアスパラギン(N)とセリン(S)で構成されたポリペプチド(N_4S)_nをNSポリペプチドと定義し、遺伝子融合技術により磁性細菌が合成するナノ磁性粒子上への発現を行った。抗体との結合性を示すProtein GにNSポリペプチド0,50,100merとなる様にそれぞれ発現したナノ磁性粒子の獲得に成功した。各粒子のPBS中における粒度分布測定を行った結果、NSポリペプチドの鎖長に比例して粒子同士の凝集形成を抑制することが示された。次にNSポリペフチドの細胞への非特異的吸着抑制に関して調べた。高い接着性を有するマクロファージ系の細胞(RAW264.7細胞)に対し、100merのNSポリペプチドを発現させた粒子を反応させた場合、非特異的回収率はNSポリペプチドをもたない粒子を用いた場合の1/5にまで低減可能であった。さらにProtein Gと100merのNSポリペプチドの融合タンパク質を発現させた磁性粒子にCD19抗体を導入し、末梢血からのCD19^+細胞の直接分離を試みたところ、95%以上の高純度分離が達成された。NSポリペフチドを導入したナノ磁性粒子は、目的細胞に対し高効率に結合する一方で目的外細胞には非特異的に吸着しない粒子であり、細胞標識用の磁性マテリアルとして有用であると考えられた。

本磁性粒子は標的細胞に特異的に結合する抗体を導入することにより、細胞への非特異的吸着を抑制した蛍光・磁気ラベリング可能なマルチ磁性マテリアルとなるため、様々な細胞関連のアプリケーションへの利用が期待できる。
高速センシングに基づく非接触瞬時印刷システムの研究

本研究では、変形・運動中の紙媒体へ、瞬時に非接触でパターンを印字する新技術の実現を目的とした。この技術によって、印刷対象の紙が人間の手に持った状態でも、必要なデータを印刷することが可能となる。この目的の下、高速カメラと高速レーザで構成されるシステムを新たに開発し、印字対象となる紙の位置と姿勢を高速に追跡する手法と同情報に基づいてパターンを瞬時に投影制御する手法などを確立した。本研究計画では、リアルタイム3次元センシングによって変形・運動中の紙媒体の位置と変形を認識し、高速ビジュアルフィードバックによって対象状態に応じた印字パターンを生成し、高速印刷技術によって非接触で瞬時に印刷を行う技術の実現を目的としている。前年度までに、高速カメラと高速レーザの2つから構成される印刷システムの実験プロトタイプを試作した。本プロトタイプの基本機能として、静止している平面物体に対するパターンの瞬時投影の動作検証を実施した。本年度は、本システムの投影精度向上、運動物体への投影、印刷の遠隔制御の実現、システムの高速化に向けた設計を実施した。まず、投影精度を向上させるために、カメラとレーザプロジェクタのキャリブレーションを高速に実施するための手法を開発した。次に、運動物体への投影を実現するために、ターゲットを継続的に追跡して、同追跡情報に基づいて、レーザの投影を制御するシステムを実現した。さらに、遠隔通信によって離れた場所から屋内の任意の場所に印刷を施すシステム技術を開発した。また、ユーザが印字されたパターンに触れてインタラクションをするための要素技術を開発した。これは、高度な3次元センシングと高速レーザによる印字を組み合わせることで、新しいコミュニケーション手段を確立しようとするものである。最後に、非接触・遠隔・高速印刷システムの発展系を検討し、具体的にシステムの設計を行い、その実現可能性を見積もった。その結果、さらなる高速化が可能となるとともに、性能向上に伴う新たな応用展開が実現できることを確認した。本研究計画では、リアルタイム3次元センシングによって変形・運動中の紙媒体の位置と変形を認識し、高速ビジュアルフィードバックによって対象状態に応じた印字パターンを生成し、高速印刷技術によって非接触で瞬時に印刷を行う技術"Book Flipping Printing"(BFP)の実現を目的としている。この構想の下、ビジュアルフィードバックのための高速3次元センシングの開発、高精度印刷のための超高速画像補正、新機構による高速印字技術の3つの要素技術の開発を行うとともに、これらのシステム統合によって提案技術の実現を図る。本年度は、特に本技術を実現するために、高速カメラと高速レーザの2つから構成される印刷システムの実験プロトタイプを試作した。また、本システムを用いて、印字対象の3次元位置と姿勢を高速に取得する手法を新たに開発した。今回は、印字対象の紙が一般環境下に静止した状態で置かれていることを前提として、ユーザの簡単な指定によって自動的に検出し、その位置・姿勢を高速に3次元認識する手法を設計した。また、光照射を行うためのカメラ・レーザ間の動的観測・投影制御の枠組みを構築した。カメラ上での観測位置と同位置へ投影するためのレーザの制御パラメータの両者の関係を幾何学的に立式するとともに、システム動作のために事前に必要な設計パラメータを簡便に取得する手法を設計した。これらの提案技術を用いて、対象物体を検出して、所望の印字パターンを投影する実験を実施した。この結果、当初の目標通り、静止している平面物体に対して、パターンの投影を瞬時に行えることを実証した。当初の計画通り、プロトタイプシステムの試作と、その動作に向けて必要となる要素技術の開発、および高速カメラを用いた印刷対象の自動3次元認識からパターンの瞬時投影までの一連の動作実験を行い、提案技術が構想通りに実現可能であることを確認した。このように、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。一方で、実験の結果、レーザの投影システムが当初予定していたよりも、より高速な仕様であっても、システムとして動作可能であることが分かった。これによって、本研究が目指す非接触印刷技術の瞬時性を大幅に高めることが期待できると考えられる。この実現に向けて、新システムの構築を予定しており、今後は計画以上の進展が望めると期待される。本年度までに、高速カメラと高速レーザからなる非接触瞬時印刷のための第1次プロトタイプシステムを構築し、その動作のための要素技術の着手と、印刷対象の3次元認識からパターンの瞬時投影までの一連の動作を確認した。これらの研究を遂行した結果、レーザによる光照射を用いた構成で、本研究の構想を具現化できる可能性があると判断した。加えて、より高速なレーザシステムを用いることで、その瞬時印刷の技術レベルを高めることができることを見積もった。今後は、これらの成果に基づいて、新システムの開発に着手する。本システムの開発によって、センシングとプロジェクションの高速化を達成した後に、運動中の物体に印字を行うために必要となるダイナミクス補償に向けた要素技術の開発に着手する。さらに、変形物体への印字を行うための3次元センシング技術の導入を図る。

その後は、技術の更なる高速化を図るために、パターン投影部のマルチヘッド化の構想を検討する。次年度は、非接触印刷技術の更なる高速化を図るための新システムを、本年度に行った設計をもとに開発する。このためには、カメラ、レーザの両デバイスとともに、特殊なガルバノミラー、及び光学素子が必要となるため、これらの調達に研究費を使用する予定である。あわせて、高速な制御を行うための計算機が必要となる。また、システムのマルチヘッド化に向けて、システムの拡張に研究費を計上する予定である。さらに、以上の研究遂行によって実現される非接触瞬時印刷技術を積極的に対外発表する予定であり、このための経費を研究費として使用する。
遺伝子改変動物によるオキシトシン疼痛・炎症関連下行系の可視化・定量化の試み

平成30年度は、成熟雄性オキシトシン(OXT)-単量体赤色蛍光タンパク1(mRFP1)トランスジェニックラットを用いて右側坐骨神経を部分結紮し、複合性局所疼痛症候群(CRPS)モデルを作成した。無処置群と偽手術群を対照群とし処置後7日に断頭した。その際に得られた血液を回収し血中OXT濃度を測定したが、各群間で有意差は認めなかった。さらに断頭後、速やかに脳を摘出しクリオスタットを用いて、脊髄と脳幹の自律神経調整過程を統合する自律神経中枢である視床下部の視索上核(SON)ならびに室傍核(PVN)を含む厚さ12μmの薄切脳切片を作成した。この脳切片を用いて、in-situハイブリダイゼーション法により視床下部におけるOXT mRNAの発現レベルを定量評価した。その結果、坐骨神経部分結紮群で対照群と比較し、OXT mRNA発現レベルが有意に高値を示した。さらに中枢神経の脊髄後角において神経障害が惹起されていることを確認するため、アストロサイトの活性化の指標としてGFAPを、ミクログリア活性化の指標としてIba-1を、それぞれ免疫組織化学的染色法で緑色に発色させ、手術側のL5神経後角を評価した。いずれも術後7日、14日で脊髄後角I- II層におけるGFAPとIba-1の発現が上昇していることが示された。平成29年度と30年度に得られたこれらの結果をまとめ、第40回日本疼痛学会で発表した。さらに、英文雑誌であるNeuroscienceに投稿し、平成31年2月にアクセプトされ、3月に発刊された。平成29年度と30年度の実験から得られた結果をまとめた論文が英文誌にアクセプトされたため。OXT-mRFP1トランスジェニックラットを用いたCRPSモデルが電気生理学的実験に有用か否かを検討する。有用であればCRPSモデルの視床下部OXTニューロンをRFPを指標に同定しながらパッチクランプ法を用いてsEPSCやsIPSCの記録を行い、神経障害性疼痛によるOXTニューロンの可塑性を評価する。成熟雄性オキシトシン(OXT)-単量体赤色蛍光タンパク1(mRFP1)トランスジェニックラットを用いて右側坐骨神経を部分結紮し、CRPSモデルを作成した。無処置群と偽手術群を対照群とし処置後7日に実験を行った。処置前後の痛覚閾値をvon Freyテストで確認したところ坐骨神経部分結紮群で有意に低下していた。その後、灌流固定し、脳および脊髄を採取した。下垂体後葉(PP)は採取後、蛍光顕微鏡を用いてmRFP1の発現を観察した。ホルマリン固定後、ミクロトームを用いて視索上核(SON)、室傍核(PVN)および第5腰髄(L5)脊髄後角を含む30μmの切片を作成。その後、免疫組織化学的染色法でFosタンパクを緑色蛍光で標識し、蛍光顕微鏡でSONおよびPVNにおけるmRFP1ならびにFosタンパクの発現を観察した。PVNは大細胞領域(mPVN)と小細胞領域(pPVN)に分けて検討した。さらに患側L5脊髄後角I-II層におけるmRFP1陽性分泌顆粒数を観察した。その結果、mRFP1平均輝度は観察した全ての領域で坐骨神経部分結紮群で対照群と比較し有意に増加していた。脊髄後角におけるmRFP1陽性分泌顆粒数も坐骨神経部分結紮群で有意に増加していた。処置後7日ではFosタンパクの発現は確認できなかったためmRFP1輝度の経時的変化を確認する事とし、処置後1日ならびに14日で同様の実験を行った。処置後14日の結果は全ての項目で処置後7日と同様だった。処置後1日の痛覚閾値は各群間で有意差を認めなかった。mRFP1平均輝度はPPで坐骨神経部分結紮群と偽手術群で無処置群と比較し有意に増加していた。SONおよびpPVNで坐骨神経部分結紮群で対照群と比較して有意に増加していたが、mPVNでは有意差を認めなかった。脊髄後角におけるmRFP1陽性分泌顆粒数は坐骨神経部分結紮群で無処置群と比較してのみ増加していた。(平成29年度)は、OXT-mRFP1トランスジェニックラットを用いたCRPSモデルの実験を行い、視床下部および脊髄後角のOXT-mRFP1の赤色蛍光の可視化・定量評価を行った。Fosタンパクを指標に活性化したニューロンの確認を試みたが、処置後7日でFosタンパクの発現を認めなかったため処置後1日および14日の追加実験を行った。

この脳切片を用いて、in-situハイブリダイゼーション法により視床下部におけるOXT mRNAの発現レベルを定量評価した。その結果、坐骨神経部分結紮群で対照群と比較し、OXT mRNA発現レベルが有意に高値を示した。さらに中枢神経の脊髄後角において神経障害が惹起されていることを確認するため、アストロサイトの活性化の指標としてGFAPを、ミクログリア活性化の指標としてIba-1を、それぞれ免疫組織化学的染色法で緑色に発色させ、手術側のL5神経後角を評価した。いずれも術後7日、14日で脊髄後角I- II層におけるGFAPとIba-1の発現が上昇していることが示された。平成29年度と30年度に得られたこれらの結果をまとめ、第40回日本疼痛学会で発表した。さらに、英文雑誌であるNeuroscienceに投稿し、平成31年2月にアクセプトされ、3月に発刊された。平成29年度と30年度の実験から得られた結果をまとめた論文が英文誌にアクセプトされたため。次年度(平成30年度)においては、実際にCRPSモデルにおいてOXT合成が増加していることを証明するために、OXTならびにmRFP1のmRNAが増加していることを確認する。OXT-mRFP1トランスジェニックラットを用いて処置後7日で断頭を行い、クリオスタットを用いて12μmの切片を作成しin-situハイブリダイゼーションを行う。また、脊髄後角の抑制性介在ニューロンを抗GABA抗体もしくは抗GAD抗体による免疫組織化学的染色法を用いて緑色蛍光で可視化する。蛍光顕微鏡を使用し、脊髄後角I-II層におけるオキシトシン-mRFP1蛍光陽性の分泌顆粒を含むオキシトシンニューロンの軸索がGABAもしくはGAD陽性細胞に投射するか確認する。本研究の成果は、日本生理学会、日本整形外科学会などの国内学会および国際学会に発表し、国際専門誌に英文論文として発表する予定である。OXT-mRFP1トランスジェニックラットを用いたCRPSモデルが電気生理学的実験に有用か否かを検討する。有用であればCRPSモデルの視床下部OXTニューロンをRFPを指標に同定しながらパッチクランプ法を用いてsEPSCやsIPSCの記録を行い、神経障害性疼痛によるOXTニューロンの可塑性を評価する。
ハロゲン類の気液界面取り込み過程の動力学的研究

1.本研究は、大気中の化学種循環に関与するエアロゾル等への、ハロゲン類の取り込み過程を明らかにするため、インピンジングフロー法を用いて、化学種の界面近傍の濃度分布をレーザー分光法を用いて直接的に測定することにより、気相から水相へのハロゲン化学種の取り込み過程を観測し、取り込み係数を求め、さらに、この取り込みに対する種々の環境条件の影響を解明し、結果を液相での反応や拡散との相互関係を含めて解析することを目的とする。2.本年度は、ヨウ素に対する検討を深め、結果を液相の反応にベースをおいて考察した。純水へのヨウ素の取り込み係数を、温度20°Cの条件下で測定した。接触時間70msから290msまでの測定で、依存性はかなり小さい。Danckwertsの解析式を用い中性条件における液相反応として、反応I_2+H_2O→IOH+I^-+H^+が主要であると考えて、モデル解析を行った。実験結果と計算結果の比較から、中性条件下での取り込み係数の値、及びその接触時間依存性は、採用したモデルの妥当性を示し、また適応係数の値は0.01以上であると推定した。次いで取り込み係数の温度依存性を測定し、解析した。温度の上昇により取り込み係数は減少する傾向にある。取り込み係数の温度依存性は主にヘンリー定数の温度依存性によって説明できた。さらに取り込み係数のpH依存性を検討した。取り込み係数は酸性側では中性の値と大差ないが、アルカリ性側では増加している。この理由としては、アルカリ性条件下ではI_2+OH^-→I_2OH^-が進行するためと推定した。
不規則な運動を伴う三次元現象の計測に関する研究

計測点が動く場合には,計測点の運動にビームスプリッタと合わせ鏡の回転が加えられるため,らせん軌跡が撮影される.計測点の運動に対しビームスプリッタの回転数が十分早い場合は,円軌跡として近似することで容易に解析できるが,計測点の運動が早い場合は,らせん軌跡となる.らせん軌跡を解析するために,異なる時刻に撮影された計測点の移動量を画像から求め,この情報をもとに,らせん軌跡のピッチを推定する手法を用いた.らせんの露光開始時刻でのビームスプリッタと合わせ鏡の位相を検出し,らせん軌跡の描画位置を算出した.この手法の解析性能を評価するために,z軸テーブル上に設置したディスプレイにマルチスポットレーザに見たてたスポットを表示し,このスポットをソフトウェアにより,任意の速度で移動させた.計測器から,対象までの距離,計測点の間隔および計測点の移動速度を任意に変化させながら,画像の解析性能および計測精度を検定した.また,z軸テーブル上に設置した平板にマルチスポットレーザを投光し,z軸テーブルをモータで移動させながら,計測を試みた.光を用いた計測であるために,計測器周りの明るさの影響を受けやすい.そのため,マルチスポットレーザを投光する前の画像をマルチスポットレーザ投光後の画像から,輝度値の引き算を行うことで,画像全域にわたって,輝度値が均等になるようにした.これにより,軌跡の切り出し精度が向上した.以上の処理方法により,距離に対し,誤算約1%の精度で計測できることを確認したCCDカメラを受像面と平行な方向にその水平を保ちながら高速に回転させると,計測点は円軌跡として撮影される.この円軌跡の半径は,CCDカメラの焦点から計測点までの距離に反比例し,近距離であると大きな円を描き,遠距離であると小さな円を描く.撮影された画像をコンピュータにより解析することで,多数の計測点の三次元位置を一度に検出することができる.しかしながら,カメラ自体を高速回転させるのは機構的に難しいのでCCDカメラの前に合わせ鏡を設置し,カメラを固定したままで,カメラ自体を回転させる場合と等価なシステムを試作した.しかしながら,計測点が多数存在する場合には,それぞれの円軌跡が重なり,画像処理が難しくなる問題が発生した.そのため,本研究では,合わせ鏡の一つをビームスプリッタに変更することで,円軌跡の中心を同時に撮影することを試みた.ビームスプリッタの1面に赤色フィルターを設置することで,円軌跡の中心点を赤色で撮影することができる.これにより,円軌跡の中心像の切り出しを容易にすることが可能になる.簡単な実験水槽を製作し,水中で運動するトレーサ粒子の動きを試作した撮像装置で撮影する実験を行った.ほぼ期待通りの画像が得られたが中心点の軌跡にはビームスプリッタによる光の屈折の影響で若干の振動が見られた.また,中心点の位置は,画像の中心から離れるにつれ放射方向にずれることが確認された.また,カラー画像ボードを用いて,色による識別を行い円軌跡と中心点を効果的に区別することが可能であることを確認した.運動立体視に基づく三次元計測装置では,奥行き距離zを示す円軌跡とxy方向の移動を示す中心点が同時に撮影される.しかしながら,中心点は,撮影される画像の中心から離れるにつれ放射方向にずれる問題があった.このずれ量は,CCDカメラから対象までの距離と画像上での画像中心から撮影される位置までの距離に関係することがわかり,この関係式を算出することで補正を行うアルゴリズムを試作した.これにより,計測点の三次元位置を0.5%程度の誤差内で計測できることを確認した.実際の計測においては,マルチスポットレーザを対象に照射することで,計測を行う.対象が動いている場合,撮影される計測点軌跡の形状が変化するため,その検定を行う必要がある.この計測性能の検定を行うために,計測器から距離が既知である検定板に模擬マーカーを投光し,マーカーの移動速度や各マーカー光の間隔を変更することをおこなった.計測点が運動する場合には,らせん軌跡が撮影されるが,60分の1秒間隔で16枚の画像を撮影し,最初に撮影されるらせん軌跡と最後に撮影されるらせん軌跡を画像解析することで計測点の運動情報の検出を試みた.三次元曲面をもった対象にマルチスポットレーザを投光し,対象表面に現れる輝点の位置を計測することで物体の形状を計測することが可能である.流体の自由表面にアルミ粉末で反射膜を作り,この表面にマーカとなるマルチスポットレーザ光を投光し,流体表面に現れる輝点の位置を計測することで,不規則に運動する流体自由表面の形状が計測できることを確認した.計測点が動く場合には,計測点の運動にビームスプリッタと合わせ鏡の回転が加えられるため,らせん軌跡が撮影される.計測点の運動に対しビームスプリッタの回転数が十分早い場合は,円軌跡として近似することで容易に解析できるが,計測点の運動が早い場合は,らせん軌跡となる.らせん軌跡を解析するために,異なる時刻に撮影された計測点の移動量を画像から求め,この情報をもとに,らせん軌跡のピッチを推定する手法を用いた.らせんの露光開始時刻でのビームスプリッタと合わせ鏡の位相を検出し,らせん軌跡の描画位置を算出した.この手法の解析性能を評価するために,z軸テーブル上に設置したディスプレイにマルチスポットレーザに見たてたスポットを表示し,このスポットをソフトウェアにより,任意の速度で移動させた.計測器から,対象までの距離,計測点の間隔および計測点の移動速度を任意に変化させながら,画像の解析性能および計測精度を検定した.

また,z軸テーブル上に設置した平板にマルチスポットレーザを投光し,z軸テーブルをモータで移動させながら,計測を試みた.光を用いた計測であるために,計測器周りの明るさの影響を受けやすい.そのため,マルチスポットレーザを投光する前の画像をマルチスポットレーザ投光後の画像から,輝度値の引き算を行うことで,画像全域にわたって,輝度値が均等になるようにした.これにより,軌跡の切り出し精度が向上した.以上の処理方法により,距離に対し,誤算約1%の精度で計測できることを確認した
金春禅竹と中世文化の心性史

本年度は、金春禅竹作品における「ものすごし」の語を検討することから着手した。禅竹作品の特徴のひとつに特定の語彙の多用が挙げられ、「ものすごし」もまたそのひとつに加えられることを論じた。冷え冷えとした雰囲気を表す「すごし」は、時間帯として夕暮や夜、季節として秋から冬、天候として風や雨の風景に用いられることが多く、『源氏物語』に三十余例使用されている。「すごし」に接頭語がついた「ものすごし」も、意味が重なり合う部分が多い。禅竹作「定家」「芭蕉」「楊貴妃」、くわえて禅竹作と指摘されている「大原御幸」に用いられる当該語は、「ものすごき」風景にシテの心象を投影し、重ね合わせていることを指摘した。「ものすごし」は、荒涼とした風景のなかで一人佇む女性が多い禅竹作品の傾向を端的に表す語であるといえる。今後の展望として2つ挙げる。1つは、「ものすごし」が用いられることで、禅竹作品における修辞の特徴も見いだせるのではないかと考えていることだ。先に挙げた四作品は、「ものすごし」が用いられる前後に漢語が用いられている場合も特徴として挙げられ、漢詩と(ものすごし」が表す相関関係および用法の特徴も探る。もう1点は、「ものすごし」と意味が近接する「ものすさまじ」と「ものすごし」の語の用法を比較検討することである。「ものすごし」は三番目物、「ものすさまじ」は五番目物に多く用いられており、関連性を追究していきたい。なお、本年度は国立能楽堂蔵宝暦五年奥書『喜多流仕舞付』の調査をし、その紹介と考察を行った。『喜多流仕舞付』に記載された曲目および演出方法は、徳川網吉・家宣時代に起こった稀曲・復曲ブームを反映したものである。本書には、面によつて所作を変えたり(「砧」「雲雀山」)、作リ物の位置や出し入れのタイミングが柔軟性をもつて行われていたりと、幅広い方法がとられていることを指摘した。本年度は、金春禅竹作品における時間構造を検討することから着手した。禅竹作品を現在能と夢幻能の分類で考えると、その中間領域に位置する「楊貴妃」と「不逢森」の二作品が重要となる。「楊貴妃」は、舞台を蓬莱国に設定し、そこに現実の人物である方士を登場させたことが特徴的な現在能である。現在能に夢幻能的な手法を取り入れることによって、「楊貴妃」は過去が夢のような色彩を帯びる。かたや「不逢森」は、前場は現在能、後場は夢幻能である両掛能である。現実に夢幻的世界を現出させる装置として、反魂香がある。故事のなかのできごとであるはずの反魂香そのものが、作品で重要な役割を果たす。「不逢森」という物語世界において、李夫人の故事というフィクションが語られることで、二重の虚構性ともいうべき構造が「反魂香」にはあるといえる。反魂香によって、夢幻的世界を現実に立ち上がらせることに成功した「不逢森」は、「楊貴妃」に匹敵する傑作と位置づけられると同時に、禅竹の時間感覚が如実にあらわれた作品であると指摘した。そもそも禅竹作および禅竹作と確実視される作品には、「定家」や「芭蕉」など、三番目物の夢幻能が多い。しかし、どの作品も一曲のうちに、後場が夢であることを明示する語は用いられない(「玉葛」の終曲部「長き夢路」はワキの夢とは考えない)。これは夢幻能の様式が定型化した以後の作品であることを示す。それにより、まるでワキの目前に後シテが現れたかのような印象を与える。それは「野宮」後場で、ワキが破れ車に乗ったシテ・六条御息所を見て「不思議やな」と詠嘆するように、夢が現実に限りなく近づく描写でも明白である。シテが過去を語り舞う契機としての夢の設定が問題となろう。禅竹作の夢幻能形式は、後場でシテの心情を描くことに重点をおく。情景描写とシテの心象風景を重ねあわせる手法によって、現実と夢の一元化が機能しているからだと考えられる。

先に挙げた四作品は、「ものすごし」が用いられる前後に漢語が用いられている場合も特徴として挙げられ、漢詩と(ものすごし」が表す相関関係および用法の特徴も探る。もう1点は、「ものすごし」と意味が近接する「ものすさまじ」と「ものすごし」の語の用法を比較検討することである。「ものすごし」は三番目物、「ものすさまじ」は五番目物に多く用いられており、関連性を追究していきたい。なお、本年度は国立能楽堂蔵宝暦五年奥書『喜多流仕舞付』の調査をし、その紹介と考察を行った。『喜多流仕舞付』に記載された曲目および演出方法は、徳川網吉・家宣時代に起こった稀曲・復曲ブームを反映したものである。本書には、面によつて所作を変えたり(「砧」「雲雀山」)、作リ物の位置や出し入れのタイミングが柔軟性をもつて行われていたりと、幅広い方法がとられていることを指摘した。
中枢神経系ペプチド発現性の可塑的変化

ニューロテンシン(NT)は哺乳動物の大脳、とくに線条体に高含量存在することが知られているが、この高いレベルのNTを供給するニューロンの所在は不明であった。本研究ではネコを用いた免疫組織化学的検索の結果:1.線条件のNTは大半が神経線維・終末に局在すること,2.これらの神経要素にNTを供給するニューロンが線条体内に多数存在すること,3.これらのニューロンは線条体からの投射部位(黒質・淡蒼球)にもNTを供給していること,4.線条体NTニュートロンの約70%はエンケファリンやGABAを含有するニューロンと同一であること,5.これらの共存を示す線条体ニューロンは、上記3種の神経活性物質の豊富な終末領域に主に投射すること,6.のこりの約30%のNTニューロンは、エンケファリンやGABAの終末分布の乏しい黒質領域(主としてドーパミンニューロン)にもっぱら投射すること,7.ニューロン細胞体においてNTとP物質は共存しないことが判明した。以上の7つの所見から、線条体NTニューロンのNT免疫活性は,細胞体が低値、神経線維・終末が高値を通常呈していると判断した。本研究ではさらに、カイニン酸投与によって傷害を受けた線条体のNT免疫活性が変化することを見い出した。カイニン酸投与後4-30日目の線条体中央(ニューロン消失)部からNT神経線維がほぼ消失した。これはNTニューロンの内在性連絡の脱落を示す。この変化とならんで、同一の時期に、カイニン酸投与中央部を取り囲むニューロン残存部において、NTニューロンが多数観察された。換言すれば、中央部から周辺に拡散した低濃度のカイニン酸の影響で、残存する線条体ニューロンの細胞体内NT含量が上昇したことに他ならない。変性疾患に際してみられる線条体の機能的変化に対応するひとつの化学形態学的変化であると推定した。
DNA損傷によって誘発される非相同的組換えと損傷の修復に関する分子生物学的研究

非相同的組換えは、相同性のないDNA間、あるいは短い相同配列間で起こる組換えで、染色体異常の原因となることが知られている。我々は、非相同的組換えがどのように起こり、また、どのように制御されているかを調べるために、遺伝学的及び生化学的アプローチが可能な大腸菌を用いた解析系を構築し、非相同的組換えの機構を調べた。この解析系を用いた実験の結果から次のことが示唆された。(1)組換えは、DNAの損傷とDNA複製フォークが衝突することによって誘導されるDNAの二本鎖が引き金となって起こる。(2)RecJエキソヌクレアーゼは、DNAどうしがつながりやすくなるようにDNA末端の構造を修正する。(3)RecQヘリカーゼは、DNA末端どうしが会合した組換え中間体の結合部分を巻き戻すことにより非相同的組換えを抑制する。(4)DNA結合蛋白質Fisは、DNA断片に結合してDNAを折り曲げ、DNA末端の結合を助ける。(5)ある種のDNAジャイレース変異株では、非相同的組換えが自然に誘発されることがわかった。この組換えは、DNAの損傷によって誘導される非相同的組換えとは異なり、DNAジャイレースによって誘導される組換えである。この組換えには、さらに、二種類の機構が存在することが明らかになった。以上の結果は、いずれも初めて明らかになった事実であるが、中でも次の点が興味深いと思われる。昨年、急性白血病が高頻度で起こるブルーム症候群や若年老化が起こるウエルナ-症候群の原因遺伝子(BLM、WRN)が大腸菌recQのホモログであることが明らかになった。これらの病気の細胞においては染色体異常が頻発することが知られているので、大腸菌recQ変異株に見られる非相同的組換えの高頻度誘発の現象は、これらのヒトの遺伝子疾患のモデルとして有効であると思われる。
肝線維化機序に関与する伊東細胞の遊走能の解析

肝線維化に重要な役割を果たしている伊東細胞は線維化した部位に強く集積しているが、これには伊東細胞の増殖以外に遊走能も関与していると考えられる。このため、その遊走能を明らかにすることを目的とし、今回は、炎症性サイトカインであるplatelet-derived growth factor(以下、PDGF)に対する伊東細胞の遊走能をBoyden Chamber法にて解析する計画を立てた。しかしながら、今回の実験に際し、以下のような問題点に直面し十分な成果は得られなかった。分離直後の伊東細胞では、PDGF receptorは認められず、培養数日後よりPDGF receptorの発現を認めるため、PDGFに対する伊東細胞の遊走能を検討するには、数日間培養した細胞をトリプシン処理でカルチャーデイシュより剥離しBoyden Chamberに移す必要があった。このトリプシン処理により細胞膜に障害が加わるためか、PDGFに対する遊走能は認められなかった。この実験において、PDGFを対象に選んだ問題点はあるが、肝線維化過程にPDGFが大きく関与していることが報告され、線維芽細胞や平滑筋細胞においてもPDGFに対する遊走能が報告されていることからこれらの細胞と近い性質を有する伊東細胞にも同様な作用があると考えられるため、現在、トリプシン処理に関する問題点も含め至適条件を検討中である。
日本古代の集落形態変化の史的研究

5月期に口頭発表をした原稿について7月期に補足・補強して「日本古代の集落形態を村落(共同体)」として発表した(『歴史学研究』、626号、1991年11月)。この要旨について簡単にふれ、以後の研究について記す。一.弥生後期の環濠集落の解体により、古墳時代の豪族居館跡と集落跡とに分化・分裂していく様子を跡づけようとした。豪族居館も6世紀半ばを境に度質し、環濠土塁などの防御施設をもたないものとなっていく実態を,これまでの発堀調査例から指摘した。二.古代史の文献からも7世紀初頭の小墾田宮に環濠土塁は知られず,最近の調査例からも確認されない。その点からも豪族居館跡の変質も類推された。その背景に,志紀県主が屋根に堅魚木を掲げて雄略大王に処断された古事記記事のように,大王様による規制・王法の存在を想定した。三.大王権・主法の関連するこの時期の問題としてミヤケの,とくに後期ミヤケの事例として播磨風土記の扱う揖保郡の開発問題と,上毛野の緑野・佐野屯倉の検討を行った。(そのためのフィ-ルドワ-クと更なる資料蒐集の必要から調査を以後において行った。)四.古代集落をいくつか集めた「村」(共同体)の史的前提の基本をミヤケにおいて理解することは,豪族居館の環濠形態の規制をした大王権・王法を媒介にして可態であると思われ,従って,日本古代の「村」ムラには同称に環濠や村門などがないという特質に結びつく。ミヤケと集落,豪族居館と集落など具体的に実証しなければならない課題を残しつつ,一応巨視的な見通しを確立できたように考えている。以後,こうした実証的課題のために資料蒐集とその分析・検討・フィ-ルドワ-クを重ねているので、成果がまとまり次第発表する予定である。
青色街路灯下における緑内障眼の視力に及ぼす影響について

【目的】青色街路灯が防犯対策に有効であるとして、近年青色街路灯が増えてきている。青色街路灯は、白色街路灯に比べ、雨天や霧の中では極度に視認性が低下し、交通事故等の発生を助長する危険性があると言われている。緑内障眼では眼圧の影響により青錐体が障害されやすく、視野障害の出現よりも早くに青色障害が発生する。青色街路灯下における緑内障眼の視力に及ぼす影響について研究を行った。【対象と方法】正常者群:20歳以上40歳未満は16名、平均年齢30.1歳、等価球面度数-2.87D。40歳以上60歳未満は17名、平均年齢47.9歳、等価球面度数-1.94D。緑内障群:20歳以上60歳未満7名9眼、平均年齢45.0歳、等価球面度数-5.00Dを対象とした。正常群は全例右眼、緑内障群の2名のみ両眼の測定を行った。矯正視力1.0以上有すること、緑内障群では緑内障以外に眼疾患を有さないことを条件とした。屈折異常眼は眼鏡枠を用いて矯正。視野異常はAulhorn分類Greve変法を用いて評価を行った。明所にて視力検査後、暗所での各視力検査は、10分以上の暗順応後に白色蛍光灯下から行い、青色蛍光灯に換え10分以上の色順応後に行った。暗所での視力検査は字ひとつ視標を使用し、室内照度は夕暮れ時の照度を参考に1.0lux±0.5luxにて測定した。【結果】視野異常眼の程度は、平均2.2Stage(13)であった。暗所における白色蛍光灯と青色蛍光灯下の視力は、各対照群ともに明所下の視力より低下した。白色蛍光灯下の視力は、各対照群間で差は認められなかったのに対し、青色蛍光灯下の視力は、各正常者群と比較し緑内障群で有意な低下が認められた(p<0.01)。緑内障群における青色蛍光灯下の視力は、白色蛍光灯下の視力と比較し有意な低下が認められた(p<0.01)。【本研究の意義・重要性】視力は照度が下がると低下する。しかし、同じ照度であっても波長の違いにより眼疾患を有する場合、視力への影響についてはあまり研究されていない。今回、緑内障眼における短波長の青色蛍光灯下の視力は、白色蛍光灯下に比べ有意に視力が低下する結果となった。このことを踏まえて、青色街路灯を使用する場合は、安全性を考慮し道路面の照度を上げる必要性が示された。