hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
魚類の効率的人工授精に向けた「卵－精子相互作用」の分子機構解明

魚類の卵は厚い卵膜に保護され、精子は一か所だけ存在する卵門とよばれる孔を通って受精することから、卵から何らかの働きかけなしに受精することは困難と推察された。この研究では卵門への精子誘導と卵巣腔液の精子活性化機能に焦点を当て、精子に対する一連の働きかけである卵巣腔液に含まれる因子による精子運動活性化と卵門周辺の因子による精子誘導からなる「卵-精子相互作用」が硬骨魚類に共通して存在することを新たに分子生物学的研究を導入して明らかにし、養殖等の種苗生産の効率化に有用な情報を得た。硬骨魚類の卵では、厚い卵膜を貫通する卵門とよばれる孔が一か所のみ存在し、精子はそこを通らなければ受精できないことから、卵から何らかの働きかけなしに精子が卵門に進入し、受精することは困難と推察される。この研究では卵門への精子誘導と卵巣腔液の精子活性化機能に焦点を当て、精子に対する一連の働きかけ、「卵-精子相互作用」が硬骨魚類に共通して存在することを分子生物学的研究から明らかにし、その作用機構解明の端緒を開く。また、それら基盤的知見を背景に、種苗生産への適用技術を開発し、養殖や栽培漁業の効率化に貢献することを第二の目的とした。これまでに、ニシン卵巣cDNAライブラリーから精子誘導因子(SMIF)遺伝子候補をクローニングした。平成23年度は、さらに解析を進め、2つのサブタイプの解析を完了した。その情報をもとに、ウナギSMIFの配列解析を完了すると共に、新たにカタクチイワシの飼育を行い、SMIF遺伝子の配列解析に着手した。さらにニシンSMIF遺伝子候補についてバキュロウイルスベクターによりリコンビナントタンパク質を作製し、特異抗血清を作製した。これを用いて候補遺伝子がSMIFのものであることを確認するため、ニシン卵について免疫組織化学を実施した。極度の非特異反応を抑制する方法を考案し、SMIFタンパク質が卵門の周辺のみに局在していることを確認した。また、解析した遺伝子配列からリアルタイムPCR系を作製し、成熟に伴う遺伝子発現量の増加を明らかにした。精子活性化因子に関し、卵巣腔液による精子活性化が顕著なクロマグロに加え、より扱いやすいマツカワについて、画像解析による精子運動活性評価法を用いて対象種の精子運動に対する卵巣腔液の効果を調べた。クロマグロでは精子運動比率は明確に高まり、運動時間、運動速度はいずれも2倍以上に達した。液体クロマトグラフィーによる活性化因子の分画では、比較的低分子のタンパク画分に精子運動活性化作用が認められた。硬骨魚類の卵では、卵膜を貫通する卵門とよばれる孔が一か所存在し、精子はそこを通らなければ受精できない。この研究では卵門への精子誘導と卵巣腔液の精子活性化機能に焦点を当て、精子に対する一連の働きかけ、「卵-精子相互作用」が硬骨魚類に共通して存在することを明らかにするとともに、それらをもとに養殖や栽培漁業の効率化に貢献する。平成25年度はカタクチイワシ産卵期の卵巣から調整したcDNAより、精子誘導因子(SMIF)遺伝子候補の全長配列を得た他、クロマグロの配列解析をほぼ終了した。ホモロジーの解析から同遺伝子は生体防御に機能するα2ーマクログロブリンファミリーに属する可能性が示されたことから、同遺伝子の機能の確定を進めることに重点を置き、作業を順序立てて実施した。ニシンでは現在までに、1)卵膜から目的タンパクを大量に精製する方法を開発、2)N-末端及び内分アミノ酸配列を解析し、その情報をもとに上記SMIFcDNAを解析、3) SMIF遺伝子よりリコンビナントタンパク質を作製し、特異抗血清を作製、4)SMIF免疫組織化学の方法を確立。免疫組織の結果は、卵門周辺を特異的に染色し、1つの間接的証拠を得たと言える。さらに、平成25年度、同配列情報をもとにリアルタイムPCR系を作製し、卵巣の発達が開始される10月以降、各月の卵母細胞を用いて、同遺伝子の発現量を測定した結果、SMIF遺伝子発現は卵母細胞の発達と共に増加し、2つ目の間接的証拠を得た。同遺伝子の研究は新規なものであり、その確定作業を慎重に行う。精子活性化因子に関しては、平成24,25年複数種を用いて高速CCDカメラの画像解析により、卵巣腔液に運動精子の比率を高めることに加えて精子運動速度を速める効果を持つ因子が含まれ、クロマトグラフィーによる分画化と精子活性を組み合わせた試験により、タンパク質等高分子量の分画に活性が存在した。

また、それら基盤的知見を背景に、種苗生産への適用技術を開発し、養殖や栽培漁業の効率化に貢献することを第二の目的とした。これまでに、ニシン卵巣cDNAライブラリーから精子誘導因子(SMIF)遺伝子候補をクローニングした。平成24年度は、さらにウナギSMIFの配列解析を完了した。それらの情報をもとに、カタクチイワシ、メダカ、クロマグロの産卵期の卵巣から調整したcDNAより、SMIF遺伝子の部分配列を得た。これによって、5魚種の硬骨魚類の卵巣にSMIFあるいはSMIF様遺伝子が発現していることが確認され、SMIFによる卵門への精子誘導が,硬骨魚類に広く共通する現象である可能性が浮き彫りにされてきた。平成23年度に、ニシンSMIF遺伝子よりバキュロウイルスベクターを用いて作製したリコンビナントタンパク質を免疫して作製した特異抗血清を用いて候補遺伝子とSMIFタンパクの同一性を確認するため、ニシン卵について免疫組織化学を実施した。そこでの試験及び本年度の試験から、ブアン固定のみでは、卵膜の粘着物質に対し、極度の非特異反応を起こすこと、70%エタノール固定では、卵門周辺の非粘着領域の外側に非特異反応が引き起こることが明らかとなり、抑制する方法として、ブアン固定とオートクレーブによる粘着性物質の破壊が有効であることを確かめ、粘着性卵におけるSMIF免疫組織化学の方法を確立した。当該研究では、硬骨魚類の卵門への精子誘導と卵巣腔液の精子活性化機能に焦点を当て、精子に対する一連の働きかけ、「卵-精子相互作用」が硬骨魚類に広く存在することを明らかにすることを主目的としている。平成26年度、カタクチイワシを用いて高速CCDカメラによる精子運動撮影と画像解析を組み合わせて精子活性を解析した結果、実験時刻による顕著な精子活性の差異があることを見出した。そのため、一定の飼育環境下で雌の排卵時刻(午後8-9時)を特定し、それをもとに午前9時、午後1時、午後5時、午後9時、午前1時に精巣をサンプリングして、海水中での精子運動活性を解析した。その結果、運動活性を示す精子の比率は午前9時の10%未満から時間を追って増加し、雌の排卵時刻午後9時には65%以上に達した。このことから、輸精管内の精子は雌の排卵に合わせて運動能を獲得する「概日リズム」を持つことを明らかにした。排卵時刻午後9時の精子を用いて卵巣腔液の精子活性化機能の解析を行った結果、精子運動速度を高める効果が認められた。同活性は卵巣腔液を約0.1%添加した海水で強く認められ、タンパク質等の機能性因子の存在を強く裏付けた。平成26年度、先に得られたカタクチイワシ精子誘導因子(SMIF)遺伝子候補の配列に加え、卵巣、精巣で発現するα2ーマクログロブリンファミリー遺伝子1種及び肝臓にて発現するα2ーマクログロブリン様遺伝子の解析を実施した。その結果、3種の遺伝子は極めて高い相同性を示し、先の候補がSMIF遺伝子であることを示唆する明瞭な根拠を得るには至らなかった。しかし卵巣特異的な遺伝子の配列をもとにスマ等の他魚種の成熟卵巣でPCR解析を行った結果からは、相同性を持つ配列が得られ、精子誘導因子(SMIF)遺伝子候補の配列が多くの魚種で見出されることが分かった。26年度が最終年度であるため、記入しない。水産増養殖26年度が最終年度であるため、記入しない。
19世紀中葉のオランダ対アジア外交政策(1850-70)-日本問題を中心にして

本年度も主に一次史料をもちいた論文作成に従事した。博士論文は未だ審査中であるが、その中で扱わなかった問題について再検討し、論文として纏めた。簡単に説明すると、日本の開国はアメリカの武力によってなされた。アメリカはいわゆる鎖国を続けていた日本を世界に開国させたとして、その成果を自ら称え、その一方で鎖国状態に甘んじ、その開国を遅らせた国として、オランダを非難した。このアメリカの非難に対して、オランダは強く抗議することにした。その際オランダは、日本との良好な関係を世界に示すことで、自らの正当性を誇示しようとした。最適と思われたことは、17世紀初頭のオランダ・マウリッツ公の将軍にあてた手紙とそれに対する将軍の返書の原本を捜索することであった。これらの文書は多少知られてはいたが、当時どの文書館が所蔵しているかが分からなかった。そこでこの文書の原本が発見されれば、オランダと日本との互恵的関係、さらに当時の将軍の朱印状によりオランダは既に自由貿易が認められていた事実を具体的に証明することができ、それにより日本とオランダの良好な関係を歴史的に示すことが出来ると考えられた。同論文では、この事件の顛末について扱っている。1月からオランダに再渡航し、博士論文の成就に向けてその仕事に従事した。これはほぼ終了した。そこで論文はライデン大学において再審査に入る予定になっている。3月にはイギリスへの研究旅行を実施した。国立公文書館と大英図書館において、イギリスとオランダの日本問題に関する協調関係を示す文書を検索・分析し、必要な史料を複写した。オランダに戻ってから、その史料を翻字し、さらに検討することで、その成果を博士論文に付け加えた。研究に従事する一方で、当地の研究者との研究交流にも努めた。オランダではNIOD(戦争史料研究所)のペーター・ポスト博士と、またイギリスではSOASのアングス・ロキアー博士と面会し、自らのテーマについて意見交換をし、大変有意義な時間を持つことが出来た。指導教授三宅立先生と研究打ち合わせを行い、指導を受けた。その際教授は、私の博士論文が主にオランダ国立中央文書館(ARA)が所有するオランダ植民省・外務省の日本関係文書から構成されたことから、この次は当時の新聞を史料として、新しい論文を作成されたらどうかと助言された。この博士論文作成の際、日本開国当時、一般のオランダ国民はどのように日本問題を観察し、またその関心はどの程度であったかとの問題が生じ、残っていた。さらに博士論文内で提起した「オランダにとって日本は、単なる蘭領東インドの出先機関に過ぎなかった」とのオランダにある通念は妥当であるかとの問題に関して、別の角度から回答を与える必要があった。これらの諸問題に回答を与えるためには、当時一般に膾炙した新聞を用いて歴史を構成、再現する作業が最適と思われた。そこでこの教授の助言に従った。この作業内では、主にオランダ国立図書館(KB)において、同図書館がマイクロフィルムで所有するオランダの新聞「ロッテルダム新聞」から、日本用件の記事を検索・複写・収集し、その後検討・分析を行った。その際特に、アメリカのペリー提督が日本に来航した1853年から、日本用件が、同用件にほとんど興味を持たない外務省にオランダ植民省から移管された1863年までの10年間に注目した。本年2月国会図書館における作業とその分析が終了し、その後論文として構成し、現在ほぼ完成した。この新しい論文は「オランダ国民の日本用件への関心(1853-63)-主にロッテルダム新聞に掲載された日本関係の記事に注目して」という題で、次年度出版したいと希望している。自らの博士論文では、主に1850-63年間のオランダ対日外交政策を扱っている。ここからオランダ王立中央文書館(ARA)所有のオランダ植民省・外務省文書に含まれる同時期の日本関係文書を再検討・再分析し、その中でオランダの対日政策において特に重要と思われた文書を翻字し、史料集を作成した。この量はフロッピーディスクに二枚半ほどになった。当時のオランダ語は現在のと異なるため、現在これはオランダ人研究者のチェックを受けている。将来この史料集は単独で出版するか、あるいは博士論文の付録になる予定である。この作業を継続する一方で、雄松堂出版新異国叢書第III輯9『シェイスオランダ日本開国論』の最終チェックを行った。本書は2005年8月に出版された。また財団法人海外職業訓練協会の依頼を受け、『海外・人づくりハンドブックオランダ編」の一部を担当した。これは広くオランダに関する知識を解説するものであり。そのテーマは地理・歴史・文化と幅広く、また現在の教育制度にまで及んだ。この作業の中で、現在と過去のオランダを比較することができ、よい成果となった。すなわち過去と現在においてもオランダは、小規模国家であるが国内は十分豊かであり、またヨーロッパにおいて重要な役割を占めていることが理解された。この本は、来年度初頭に出版される予定である。自らの博士論文において、更なる検討、特に現在既に出版されている研究成果を十分におさえること、が求められた。そこで19世紀における日蘭外交史、オランダ対外史、英蘭関係史の文献を広く収集し、その分析・検討を行った。博士論文はもっぱらオランダの一次史料から構成されていたが、この作業により自らの研究テーマを、他の文献・研究成果からも補完することができた。この成果は、来年度に必ず成就させたい。

本年度も主に一次史料をもちいた論文作成に従事した。博士論文は未だ審査中であるが、その中で扱わなかった問題について再検討し、論文として纏めた。簡単に説明すると、日本の開国はアメリカの武力によってなされた。アメリカはいわゆる鎖国を続けていた日本を世界に開国させたとして、その成果を自ら称え、その一方で鎖国状態に甘んじ、その開国を遅らせた国として、オランダを非難した。このアメリカの非難に対して、オランダは強く抗議することにした。その際オランダは、日本との良好な関係を世界に示すことで、自らの正当性を誇示しようとした。最適と思われたことは、17世紀初頭のオランダ・マウリッツ公の将軍にあてた手紙とそれに対する将軍の返書の原本を捜索することであった。これらの文書は多少知られてはいたが、当時どの文書館が所蔵しているかが分からなかった。そこでこの文書の原本が発見されれば、オランダと日本との互恵的関係、さらに当時の将軍の朱印状によりオランダは既に自由貿易が認められていた事実を具体的に証明することができ、それにより日本とオランダの良好な関係を歴史的に示すことが出来ると考えられた。同論文では、この事件の顛末について扱っている。1月からオランダに再渡航し、博士論文の成就に向けてその仕事に従事した。これはほぼ終了した。そこで論文はライデン大学において再審査に入る予定になっている。3月にはイギリスへの研究旅行を実施した。国立公文書館と大英図書館において、イギリスとオランダの日本問題に関する協調関係を示す文書を検索・分析し、必要な史料を複写した。オランダに戻ってから、その史料を翻字し、さらに検討することで、その成果を博士論文に付け加えた。研究に従事する一方で、当地の研究者との研究交流にも努めた。オランダではNIOD(戦争史料研究所)のペーター・ポスト博士と、またイギリスではSOASのアングス・ロキアー博士と面会し、自らのテーマについて意見交換をし、大変有意義な時間を持つことが出来た。
過冷却凝固法による高性能熱電変換材料の創製

熱から電気に直接変換する熱電変換材料の高性能化を目指し,過冷却凝固法を利用した凝固組織の指向制御について追究した.Bi-Te系の熱電変換材料を供試した実験的研究により,冷却操作の方法に関する凝固パラメータがミクロ組織に与える影響について調査し,環境発電デバイスとしての高性能熱電変換材料を開発するための方法について検討された.結論的には,本プロセスによって結晶構造を熱電変換の性能にとって有利な方向に制御できることが明らかとなった.本研究は,過冷却凝固を利用した組織制御によって,高性能な熱電変換材料を熱的操作ワンパスで達成させる新しい材料製造法を開発することを目的とするものである.前年度までに,実験装置を組み上げ, BiTe系の熱電材料を供試した実験を行い,過冷却と外部冷却とを併用による冷却操作によって,結晶の成長方向を指向制御できることを確認した.本年度は,凝固相に現れるミクロ性と熱的な操作パラメータとの関係について明らかとすることを目的として,過冷度と温度勾配を変化させた実験を行い,凝固中の温度を測定するとともに,凝固後の試料に対しては顕微鏡による組織観察,X線アナライザーによる組成分析,ならびにEBSD法(電子線後方錯乱回折法)による結晶構造解析などを行い,熱電変換材料の高性能化の可能性について検討した.本年度で得られた具体的な成果を以下に示す.(1)凝固組織は無数のBi2Te3化合物と共晶マトリックスからなり,Bi2Te3の結晶モフォロジーは板状ファセットとなること明らかとなった.(2)ファセット状の化合物結晶の自由成長機構が,結晶まわりに発達する温度濃度共存場,過冷場と関連づけて,従来のデンドライト結晶の成長モデルとの比較のもとで示された.(3)ミクロ組織に関しては,過冷度ならびに温度勾配が大きいときほど,結晶数密度が大きくなり微細組織が形成されること,また,繊維状組織の指向性は温度勾配が大きくなるほど向上することが明らかとなった.(4)結晶構造(原子配列)に関しては,温度勾配が大きい条件下では,六方晶系となるBi2Te3結晶のC軸が冷却面とほぼ平行となるように配向することが明らかとなった.C軸面では熱電変換の性能指数が高いことが知られているため,本研究が提案する方法が高性能な熱電変換材料の開発に利用できることが明らかとなった.熱から電気に直接変換する熱電変換材料の高性能化を目指し,過冷却凝固法を利用した凝固組織の指向制御について追究した.Bi-Te系の熱電変換材料を供試した実験的研究により,冷却操作の方法に関する凝固パラメータがミクロ組織に与える影響について調査し,環境発電デバイスとしての高性能熱電変換材料を開発するための方法について検討された.結論的には,本プロセスによって結晶構造を熱電変換の性能にとって有利な方向に制御できることが明らかとなった.本研究は,過冷却による凝固を利用して,熱電性能の向上につながるミクロ組織の高配向化と微細化を,熱的操作ワンパスで達成させる新しい材料製造法を開発することを目的とするものである.研究の初年度である本年度は,上記目的を達成するための試験装置を組み上げ,その性能試験を兼ねた熱電半導体の過冷却凝固の実験を行った.供試試料としては,将来の環境発電デバイスへの進展を考え,常温付近で性能を発揮するBi2Te3系を供試した.本年度で得られた具体的な成果内容を以下に示す.(1)試料を不活性雰囲気のもとで融解させ,任意の過冷却状態と温度勾配のもとで凝固させることのできる実験装置を製作した.試料を融解するための加熱系には,赤外線加熱炉を使用した.試料の酸化を抑えるため融解・凝固を行うための供試体全体を密閉石英管内に設置し,石英管内を不活性ガスで充填するための排気系を設置した.本過冷却凝固法の製造原理においては,任意の過冷却状態と温度勾配を如何に設定するかが課題となる.この問題に対して試料成形金型の両サイドに冷却体と蓄熱体を設置することにより,凝固温度付近において約40K/mmまでの温度勾配の任意設定が可能になった.(2)温度勾配については組織の微細化と指向性の両方に効果的に作用することが低融点合金を用いた予備実験から明らかにされた.また初期に過冷却された領域では非過冷域に比べて微細な組織が形成されることが示された.(3)熱電材料であるBiTe系の凝固組織は無数の柱状ファセット形態のBi2Te3化合物結晶からなり,それらは概ね壁面から垂直方向に成長することが確認された.壁面近傍の過冷却領域では結晶の配列間隔は規則的で緻密な方向性組織となっていることから本手法の高性能熱電材料製造への応用の可能性が明らかにされた.本研究は,過冷却凝固法を利用した凝固組織の指向制御を追究するものであり,その結果を高性能な熱電変換材料の開発に応用させようとするものである.本年度は,前年度に引き続き,BiTe系の熱電変換材料を供試した実験を行い,過冷却度,温度勾配,初期組成などの凝固パラメータがミクロ組織に与える影響について調査するともに,将来の環境発電デバイスとしての高性能熱電変換材料を開発するための方法について検討した.具体的な研究成果を次に示す.(1)本研究の材料製造法は,冷却端と加熱端の熱流制御を用いて非一様性の強い過冷却場を形成させ,組織スケールの指向性・傾斜性から原子スケールの結晶構造の配向性に至までの秩序性の高い微視的構造を発現させる凝固法である.

そのための凝固場を達成するための試験装置の構成が提示された.(2)本プロセスを経て形成されるミクロ組織は,ファセット状の化合物結晶と共晶マトリックスからなる.ある一定の条件下で形成される凝固組織は指向性と傾斜構造を兼ね備えており,さらには六方晶系のBi2Te3結晶のC軸が熱電変換の性能に対して有利な方向に整えられることが明らかとされた.(3)凝固組織の微細化に関しては過冷度ならびに温度勾配が大きくなるほど結晶の数密度が大きくなり,また結晶の成長指向性に関しては温度勾配が大きくなるほど指向性が向上することが明らかとなった.初期組成の影響については,初期組成が初晶となる化合物組成より大きくなるにつれて結晶の繊維幅と繊維体積率が小さくなり,指向性はある一定の初期組成以上で達成し得ることが明らかとなった.以上,凝固パラメータが組織に与える影響と高性能な熱電変換材料を開発するための操作条件が概ね明らかとされた.熱工学研究の初年度では,供試体,加熱系,冷却系,駆動系,測定機器からなる装置を組み上げ,生活温度域で性能を発揮するBi2Te3型の熱電材料を試料として選定し,凝固に伴う潜熱の除去に過冷却と外部冷却とを併用する手法を試行して,無数の板状ファセット形の化合物からなる結晶群に対して,指向性や傾斜性などのミクロ特性の制御が可能であることを明らかにした.以上,初年度計画において優先事項であった実験装置の組み上げとその性能試験を兼ねた凝固実験を行うことができた.平成25年度では,前年度に引き続き,非一様な過冷却場を発現させた凝固実験を行い,研究計画通りに,マクロな熱的操作条件(過冷却,温度勾配)と得られるメゾスケールのミクロ組織のモフォロジー(形態,配列間隔,成長方位)との関連性について追究し,結晶寸法の微細化には過冷度と温度勾配を大きくすることが有効であり,結晶成長の指向性には温度勾配が支配的となるなどの成果を得ることができた.さらに,電子線後方散乱回折法によって分子スケールの結晶格子の配向性の調査を行い,本研究で提案する手法によって,結晶モフォロジーの指向性のみならず原子スケールにおいても,熱電変換効率を高める結晶構造の配向制御が概ね可能であることが明らかにされていることから,今年度の達成度をおおむね順調に進展していると判断した.交付申請書に記載した当初の計画通り,供試体,加熱系,冷却系,駆動系,測定機器から構成される装置を製作した.また材料調査を行い,将来の環境発電デバイスへの進展を考え,供試試料にはBi2Te3型を選定した.以上の装置と試料により,凝固に伴う潜熱の除去に過冷却と外部冷却とを併用する手法を試行した.凝固条件の一つである温度勾配の設定は,赤外線管状炉を使用し,不活性気密雰囲気中に設置された金型に冷却体と蓄熱体を設置するなどの工夫を施すことにより達成された.しかし,BiTe融液が融解容器を構成する一部の部材と反応し浸食させる問題が生じた.この問題を解決するため容器の材質と形状を一部変更するなどの改良を余儀なくされた.また過冷却度を大きくするための冷却壁面の性状および試料融液とのぬれ性の問題に絡んで冷却体としての材質選びに試行錯誤の時間を要した.現在では,上記問題を概ね解決し,試料の注湯性を向上させて良好な試料融液の金型内成形を達成させている.得られた凝固組織は無数の柱状ファセット形の化合物結晶からなることが観測された.
接触角ダイナミックスの数理

流体による濡れ現象に代表される発展自由境界問題の数学的な理解とそれに続く幅広い応用の展開を目指し,本研究では運動する界面ネットワークの解析手法のための土台を確立した.とくに,エネルギー勾配流によるネットワーク運動とエネルギーを保存する振動運動の数値解法の基となる近似法を提案し,その数学的な根拠を与え,近年の研究で注目される特異性や制約条件を含む界面ネットワーク運動のシミュレーションを可能にするアルゴリズムを開発した.これらの成果は細胞組織形成の研究や新材料開発においてより高度なシミュレーションを可能にした.接触角の運動モデルをまずスカラーの場合に考えた上で一般的なベクトル値モデルの解析を始めることが当初の研究計画だったが,26年度は順番を少し変更し,主にベクトル値のモデルに着目した.特に,液滴の表面と内部流体を連成させたモデルの基本構造を構築し,この連成モデルを数値計算する方法の基礎を確立した.モデルとその数値解法の開発過程で新しい疑問点が現れたため,それらの解決にも集中した.その一つは,界面ネットワークの運動で,それぞれの界面の表面張力が異なるとき,接合点が非対称になり近似として通常のレベルセット法を利用できないため,BMOアルゴリズムを一般化し,異なる表面張力と空間座標に依存するbulkエネルギーに対応できるようにした.もう一つの課題は,BMOアルゴリズムの数値計算において一様な格子を用いたときに界面が停滞してしまう問題である.2相の問題では符号付距離関数の援用によりすでに解決されているが,界面ネットワークの問題ではベクトル値のBMOアルゴリズムとなるため,対策が知られていなかった.そこで,符号付距離関数の概念を拡張したスキームを開発し,その解析を行った.また,本研究の主な目的である曲率による加速度をもつ(双曲型の)界面運動においても進展があり,数値計算のための近似法とその主な解析が完了している.さらに,体積保存条件によりBMOアルゴリズムの過程で現れる自由境界問題の解析を行い,その数値計算においてペナルティ法を用いることが正しいという事実を証明した.本研究には,現象モデルの構築,数学解析,そして数値解法の開発と三つの側面があるが,重要な要素である数学解析は依然として大きな進展が得られていない.それは,界面ネットワークの接合点の運動の解析と双曲型自由境界問題の解析はともにほとんど理論が確立されていない挑戦的な研究テーマで,アプローチするアイデアがあるが,それを展開している段階にあるためである.具体的には,接合点の運動の場合は接合点のない界面に対してすでに開発されているレベルセット法をベクトル値版に拡張する試みを行い,双曲型自由境界問題の場合はすでに解析されている正の反発係数の問題において反発係数のゼロ極限をとる方法を開発している.一方では,モデル化と数値計算においては成果が得られた.特に,界面の加速度が曲率に比例する運動の効果的な近似を提案し,それに基づいた数値解法を確立した.そのアイデアは速度が曲率に比例する運動に対して知られているBMOアルゴリズムからきているため,BMOアルゴリズムについて行った多相の問題,体積保存問題,非等方的エネルギーの問題などへ拡張が双曲型の問題についても適用可能となる.接合点を含む双曲型平均曲率流では先駆的な結果である.また,ヒステレシスのモデルとして,界面が運動する個体表面の粗さのスケールがゼロに近づく状況を考えることになり,その数値計算が非常に難しい.そこで,Multiscale有限要素法という方法を我々の界面運動に対するBMOアルゴリズムに組み込んで,格子よりはるかに細かい振動を考慮した数値解法を開発した.その解析とヒステレシス現象への応用は現在,進行中である.数学的解析においてはまだ結果が出ていないが,問題の難しさと先行研究の欠如の観点から見て,ある意味で仕方のないことだと考えている.研究計画としては具体的な成果をあげるべきだったが,アイデアがあってそれを進めている段階にあるので,現時点では近いうちになんらかの結果が得られると楽観的である.また,双曲型運動の有効的な近似と接触角のヒステレシス現象のモデリングといった応用的研究において顕著な成果が得られたから,その知見からも数学解析のためのヒントが掴められると思われる.ここ1年間の研究では,動く界面の接触角への慣性の効果に注目した.これは双曲型作用素に支配される界面の自由境界問題にあたり,非常に難しい問題であるが,放物型問題(平均曲率流など)の場合の最近の研究結果を元に,双曲型でも適用できる方法を確立した.すなわち,平均曲率流に従って運動する界面の個体上の接触角を調べるのではなく,個体を(極めて動きにくい)界面として一般化し,接合点を含む界面ネットワークの運動に帰着させるアイデアが発表された.加速度が曲率に比例するタイプの双曲型の界面ネットワーク運動についても同じような定式化を行い,物理的な法則に基づいた界面運動モデルを設計した.これにより,接合点(接触)の角度に対する支配方程式が自然に決まり,解析が可能となる.数学的解析は3つの界面が接合点で交わる場合に現在,行っている(発表予定).一方では,界面ネットワークの双曲型運動に対し,効率がよく,数学的に裏付けられた数値解法がこれまで開発されていなかったが,今回はレベルセット法の枠組みに分類される方法を確立し,その解析を行った.この方法は,問題の次元によらず,位相変化や非局所的な制約を自然に表現することができ,強力な方法であると思われる.また,平均曲率流の場合にそうであったように,双曲型運動の数学的な理解にもつながるアプローチになると期待している.

本研究の目標である双曲型自由境界問題の数学的な理解と応用は,研究結果がほとんどない難しい課題で,研究計画で意欲的に書いたような多くのことを解明することが短期間では困難なことがわかった.より簡単とされる放物型問題でも未解決な部分に対応するところがあるため,双曲型での接合点の挙動を定式化し,解析できるようにし,数値解法を提案したのが十分価値のある成果だと思う.しかし,研究計画から見るとほんの一部しか成し遂げていないことになってしまう状況である.接触角ダイナミックスの数学的な理解は,近年多くの研究者が注目する問題である.本研究を通して,数値計算において利用できる適切な近似法を考察する方向から攻める方法で,この問題の部分的な解決に貢献した.具体的には,変形中に起こる位相変化などの特異性を扱うことのできるレベルセットによる表現に着目し,接触角の運動が代表例となる多相発展問題をベクトル値関数の等高面を用いて近似できることを示し,このアプローチの数学解析を行い,実装可能な数値スキームを開発した.特に,接合点における収束が重要な新しい結果である.次に,接触角の運動問題においてそれぞれの界面の表面張力が異なる特徴,そして相の体積が保存される制約条件を数学的に扱う方法を提案し,対応する数値解法の解析を行った.これにより,細胞組織の形成のような実際問題の界面モデルによる数値実装が可能となった.慣性(界面の加速度)を考慮しない従来のモデルでは運動中の接触角は一定で面白いダイナミックスが見られないことから,研究の後半では界面の形状に依存する加速度の効果を調べた.この種の最も単純なモデルである双曲型平均曲率流でさえ位相変化まで踏み込んだ数値解析は行われていなかったが,本研究ではレベルセット法に基づいた近似を開発した.最終年度において,この双曲型界面運動の数値解析と接触角問題で求められる多相設定や体積に関する拘束条件に対応するための高度化に専念し,これらの要素を含む正しい近似法を確立した.さらに,他研究者が並行して得た結果を取り入れ,応用上で重要となる非等方的な界面エネルギーへ拡張した.以上の通り,接触角ダイナミックスを完全に説明する数学的な理論という本研究の最終目標には至っていないが,数学的な根拠をもつ汎用的な近似法の開発により,現象のシミュレーションの正確な再現を可能にしただけではなく,理論を完成させるのに必要な知見も得た.流体による濡れ現象に代表される発展自由境界問題の数学的な理解とそれに続く幅広い応用の展開を目指し,本研究では運動する界面ネットワークの解析手法のための土台を確立した.とくに,エネルギー勾配流によるネットワーク運動とエネルギーを保存する振動運動の数値解法の基となる近似法を提案し,その数学的な根拠を与え,近年の研究で注目される特異性や制約条件を含む界面ネットワーク運動のシミュレーションを可能にするアルゴリズムを開発した.
皮質-皮質間誘発電位における刺激位置と誘発反応分布についての定量解析

皮質-皮質間誘発電位(cortico-cortical evoked potential: CCEP)は脳機能ネットワークに依拠した現象であり、これを脳機能マッピングに応用する試みが進んでいる。しかしながら、CCEPが生じる電気生理学的メカニズムは未だ明らかになっていないことも多く、マッピング法としての標準化も不十分である。本研究ではメカニズム解明の一端として、高密度電極を用いて刺激位置と誘発反応の空間分布・大きさの関係性を定量的に評価することを目的として行った。平成30年度は本研究で予定していた通りの課題が実施できたのは1例のみであった。実臨床に沿った研究であるため、目標患者数(2-5例)の確保が困難であった。一方で、本研究の方法には完全に合致はしないものの、類似の計測は2例で行い得た。平成29年度に行った3症例及びそれ以前のデータもまとめると、いずれの症例でも同一機能野内を刺激しているにも関わらず、その刺激位置に応じて誘発反応の分布や電位の大きさに違いが認められている。さらに推定される機能野少し外れると反応に大きな変化が生じることも確認された。これらの変化の症例間の規則性については完全には見いだせていないが、症例毎の個人差の影響もあると考えている。これらの結果は未だに報告されていない内容でメカニズムを解明する上で重要な知見と考えている。予定していた症例数には完全には届かず、データの論文化及び学会発表での成果報告が遅れているが、現在、論文化を具体的に進めている段階であり、平成31年度早期に論文として発表できるように計画している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。現在の標準的脳機能マッピング法である皮質電気刺激マッピングと比較して、低侵襲で適用範囲が広いことが利点と考えられる。CCEPではある機能野を刺激してそれと関連する領域の誘発反応を記録するが、機能野内で刺激位置を変化させた場合に誘発反応の空間分布や大きさがどのように変化するかは詳細に記述されていない。本研究では高密度電極を用いて、刺激位置と誘発反応の空間分布・大きさの関係性を定量的に評価することを目的としている。本研究で得られる成果はCCEPを用いた脳機能マッピングの標準化へ重要な示唆を与えることが予想される。平成29年度は2-3例での計測とデータ処理、症例毎の解析を計画していた。実際には平成29年度に3症例の計測を行い得た。現在、解析を終えた症例では、同一機能野内を刺激しているにも関わらず、その刺激位置に応じて誘発反応の分布や電位の大きさに違いが認められた。現在、さらに症例間でこれら反応の変化に規則性があるか検討を行っているところである。もともと2年間で5-8症例、平成29年度は2-3例で計測を行う予定であった。実際には平成29年度内に3症例の計測を行い得ており、目標とする症例数に到達ができた。また、解析についても症例毎のinitialなものは順調に進んでおり、症例間での検討を行っているところである。現在は計画通りでおおむね順調と考えている。平成30年度は引き続き可能な範囲で計測を重ねるとともに、症例毎に行うのみならず、症例間での比較・統合を行っていく。特に刺激位置の変化量と空間分布・大きさの変化量について相関関係を記述していく予定である。今年度後半の論文発表に向けてデータを整えていく。
マルチカメラ監視システムにおける現場状況の要約ビデオの自動生成

本研究課題が採択された平成22年度9月から今までの半年間において、実施した研究の進展政び成果をまとめて報告させていただく。研究計画書に書いた通り、一年目には、カメラネットの設置及びビデオ撮影による実験データの収集作業と共に、従来のデータベースに基づき自動要約手法の検討を行った。主に、以下の内容が含まれる:1.実験室内カメラネットの設置。実験環境を構築するために、カメラ仕様の決定、購入及び設置工事を行った。同期撮影できるように、ネットワークの調整、カメラ制御及びビデオ取得するプログラムの開発を行った。2.実験用ビデオデータの撮影。監視システム環境に起きる典型的な異常事件を列挙し、撮影対象となる動作リストを定義することで撮影実験を設計した。本学のライフサイエンス委員会に撮影実験の許可を得て、一回目の撮影実験を行った。撮影されたデータをまとめて、研究者向けのビデオデータベースを作成し、無料で公開した。3.自動要約手法の検討。監視システムにおいて、異常事件発生の時間帯以外には、事件発生前後の経過及び関係者の軌跡も事件の理解に役立つであろう。それゆえ、ここでは、重要度の低いビデオ内容をより高い速度で再生することで、内容を簡単に省略することにより、最大限に事件記述の完全性を保持できる。さらに、視覚上の快適さも重視し、軌跡の運動速度なども考慮して再生速度を決めた。アダプティブな高速再生が可能な自動要約手法を提案して、従来のスポッツビデオデータベースで検証した。関連論文はICME2011に採用された。4.追跡、事件認識に関連する手法の検討。撮影されたデータを用いて、複数カメラ環境における人物追跡、動作認識及び事件認識手法を検討している。従来手法を用いて、人物の軌跡が精度よく抽出された。抽出された3次元物体形状に基づいて、動作認識を検討しており、関連論文を既に国際会議ICVS2011に投稿した。
日本におけるエスニックヒエラルキー形成過程の解明

本研究は、日本におけるエスニックヒエラルキーの形成過程を明らかにすることを目的としている。エスニックヒエラルキーとは国内に居住する外国人に対する好意の順位を指し、例えば日本では中国人よりもアメリカ人のほうが多くの場合好まれている。こうした順位の存在は多くの国で指摘されているが、なぜ、そしてどのようにそのような順位が形成されるのかについては未だに研究がなされていない。本研究では外国人をその構成要素に分解し、実験を用いて、どういった要素があればある外国人を他の外国人よりも好むようになるのかを検討する。
臓器拒絶反応に関わる漢方生薬の作用機序の解析と生薬由来成分の同定

臓器移植における最大の課題である拒絶反応を制御する薬剤の探究のため、保険適応となっている148種類の漢方薬とその構成生薬をマウス心臓移植モデルに投与し、生着延長期間を調査した。148種類の漢方薬の中で、四逆散、小半夏加茯苓湯、六君子湯を調査した。四逆散と小半夏加茯苓湯の投与によって生着期間を認め、制御性T細胞の誘導を確認した。各構成生薬投与群も調査し、甘草投与群のみが生着延長効果を認めたため、含有成分のグリチルリチン酸投与群の調査も行い同様の結果を得た。また、六君子湯の調査では、術後1週間の投与により軽度生着延長効果を示すとともに、術後急性期における食事摂取量低下を軽減させる効果も確認した。臓器移植における最大の課題である拒絶反応を抑制、制御する薬剤の探究のため、保険適応となっている148種類の漢方薬とその構成生薬をマウス心臓移植モデルに投与し、生着延長期間を調査した。当研究は2012年度科研費(基盤研究C; H24H26年;課題番号24590900;研究代表者新見正則)で採用された研究を発展させたものである。平成27年度は網羅的に解析した全148種類の漢方薬の中で、四逆散(TJ-35)を調査した。四逆散は芍薬、枳実、甘草、柴胡を構成生薬とする漢方薬であり、四逆散投与により約20日間の平均生着期間を認めた。同時に単独生薬投与群も調査し、甘草投与群のみが18日間の生着延長効果を認めた。当研究は日本東洋医学会雑誌に報告予定である。さらに、甘草の構成成分を調査し、単独成分ごとの投与群を調査中である。・保険適応の漢方薬の内、四逆散と小半夏加茯苓湯を調査した。・その構成生薬で、主に茯苓、半夏、生姜、芍薬、枳実、甘草、柴胡投与による調査も行った。平成28年度内で保険適応の漢方薬のほぼすべてを調査した。網羅的に解析した全148種類の漢方薬の中で、マウス心臓移植片の生着延長を示した四逆散(TJ-35)、小半夏加茯苓湯(TJ-21)、六君子湯(TJ-43)を調査した。四逆散と小半夏加茯苓湯の投与により、それぞれ約20日、70日の平均生着期間を認め、制御性T細胞の誘導を確認した。同時に、各構成生薬単独投与群も調査し、甘草投与群のみが18日間の生着延長効果を認めたため、現在甘草単独投与群、含有成分であるグリチルリチン酸投与群の調査も同時に行っている。また、六君子湯の調査では、術後1週間の投与により20日程度の軽度生着延長効果を示すとともに、術後急性期における食事摂取量低下を軽減させる効果も確認した。これは外科手術や腸閉塞時後の食欲低下時に使用される六君子湯の効果を裏付ける報告となった。当研究はChinese Journal of Integrative Medicine、Transplantation Proceedings、Surgery等に報告予定である。各構成生薬の解析は更に細分化されるため、構成生薬単独投与群の解析は、構成成分の解析も含めて行われるため、今後も継続する予定である。・保険適応の漢方薬のほぼすべてを調査した。・現在、各構成生薬を追加調査中である。

各構成生薬の解析は更に細分化されるため、構成生薬単独投与群の解析は、構成成分の解析も含めて行われるため、今後も継続する予定である。臓器移植における最大の課題である拒絶反応を制御する薬剤の探究のため、保険適応となっている148種類の漢方薬とその構成生薬をマウス心臓移植モデルに投与し、生着延長期間を調査した。148種類の漢方薬の中で、四逆散、小半夏加茯苓湯、六君子湯を調査した。四逆散と小半夏加茯苓湯の投与によって生着期間を認め、制御性T細胞の誘導を確認した。各構成生薬投与群も調査し、甘草投与群のみが生着延長効果を認めたため、含有成分のグリチルリチン酸投与群の調査も行い同様の結果を得た。また、六君子湯の調査では、術後1週間の投与により軽度生着延長効果を示すとともに、術後急性期における食事摂取量低下を軽減させる効果も確認した。平成27年度の実験を更に進める。特に、甘草の成分の解析を継続すると同時に、各成分ごとの投与群を作成する。また、感冒生薬エキスの解析は30種類が終了したばかりである。手に入る100種類を目標に網羅的に解析する。解析方法は既に過去に多数行っており、フローサイトメトリー分析や養子移植実験、免疫組織染色、サイトカイン定量等を行う。実験は研究代表者である内山雅照が行う。大学院生である殷恩智も研究に協力している。免疫組織染色は獨協医科大学医学部マクロ解剖学教室の機器を借用して我々自身が行っている。平成28年度の実験を論文化する。現在5本の論文を作成し提出している段階である。多くの論文報告を行うため、多くの追加実験を要する事態も想定している。移植免疫・マウス繁殖が予想より順調であり、追加購入するマウスが少なかった。・手術用機材、薬剤(麻酔薬、縫合糸など)を節約し、当該年度の追加購入を控えることが出来たため手術用機材、薬剤(麻酔薬、縫合糸など)を節約し、当該年度の追加購入を控えることが出来たため。また、論文化できた研究が当初よりも多くなったため、論文掲載費用を確保しておく必要があったため。平成28年度研究経費は平成27年度同様ほぼ消耗品である。研究設備は既存の設備(新見正則研究室)で全く問題ない。移植にはマウスがレシピエントとドナーで2匹必要である。CBAとC57BL/6はそれぞれ2000円程度であり、1移植あたり4000円が必要となる。1群には少なくとも10組必要であり、漢方エキス剤148種類、それらの構成生薬を約100種類となると100種類×10組×4000円=400万円となる。このマウス購入費を減らすために、帝京大学中央動物センターと研究室においてマウスの交配を行っている。交配させるマウスの購入は必要であるが、すべての実験に必要な数を購入するよりも約10分の1となる。飼育費用は別途必要で、この研究計画書の実験を行うには交配用マウスの購入費用とマウスの飼育費用で約80万円となる。免疫学的解析費用は細胞分離用のビーズやフローサイトメトリー用抗体、サイトカイン測定キット、リンパ球培養キットのものである。主に論文掲載費用に充てる予定である。但し、追加実験も予想されるため、マウス購入費、解析費用にも充てられる予定である。
超高密度磁気記録を可能とする多値記録方式の原理に関する研究

磁気記録は原理的な記録密度の限界を迎えつつあり,新規方式の開発が急務となっている.多値記録方式はビット占有面積を小さくすることなく記録密度を増大させることが可能であり,原理的に超高密度化に適しているが,その実現のためには記録の安定性に加えて,現行もしくは将来技術に対する整合性が不可欠である.本研究では,新原理に基づいた安定な多値記録方式の原理実証を目指す.当初の予定では,反強磁性体と強磁性体の界面に生ずる交換結合を利用した反強磁性体/強磁性体の積層構造型の媒体のみを対象としていたが,それに加えて,マイクロ波アシスト方式による多値記録の可能性についても併せて検討を行った.まず良質な反強磁性エピタキシャル薄膜の形成条件の検討を行い,酸化物系として代表的なNiO,CoO,PtMnをMgO(100)基板上に単相成長させることに成功した.それらのエピタキシャル反強磁性薄膜と強磁性Coとの積層構造膜を作製し,その磁気特性ならびに交換結合の評価を行った.さらに微細加工技術によりナノスケールの加工を施すことにより,特性長と交換結合の相関についても検討を行った.次に,新規記録方式として注目されるマイクロ波アシスト方式の原理的な計算を行い,そのスイッチング機構について考察した.検討の結果,本手法ではマイクロ波周波数と外部磁場をパラメータとすることにより,十分に安定な多値記録方式として可能性があることが分かった.今後,マイクロ波アシストを用いた多値記録に適した媒体材料,構造などについて検討を進める予定である.磁気記録は原理的な記録密度の限界を迎えつつあり,新規方式の開発が急務となっている多値記録方式はビット占有面積を小さくすることなく記録密度を増大させることが可能であり,原理的に超高密度化に適しているが,その実現のためには記録の安定性に加えて,現行もしくは将来技術に対する整合性が不可欠である.本研究では,新原理に基づいた安定な多値記録方式の原理実証を目指す.当初の予定では,反強磁性体と強磁性体の界面に生ずる交換結合を利用した反強磁性体/強磁性体の積層構造型の媒体のみを対象としていたが,それに加えて,マイクロ波アシスト方式による多値記録の可能性についても併せて検討を行った.まず良質な反強磁性エピタキシャル薄膜の形成条件の検討を行い,酸化物系として代表的なNiO, CoO, PtMnをMgO(100)基板上に単相成長させることに成功した.それらのエピタキシャル反強磁性薄膜と強磁性Coとの積層構造膜を作製し,その磁気特性ならびに交換結合の評価を行った.さらに微細加工技術によりナノスケールの加工を施すことにより,特性長と交換結合の相関についても検討を行った.次に,新規記録方式として注目されるマイクロ波アシスト方式の原理的な計算を行い,そのスイッチング機構について考察した.検討の結果,本手法ではマイクロ波周波数と外部磁場をパラメータとすることにより,十分に安定な多値記録方式として可能性があることが分かった.今後,マイクロ波アシストを用いた多値記録に適した媒体材料,構造などについて検討を進める予定である.磁気記録は原理的な記録密度の限界を迎えつつあり,新規方式の開発が急務となっている.多値記録方式はビット占有面積を小さくすることなく記録密度を増大させることが可能であり,原理的に超高密度化に適しているが,その実現のためには記録の安定性に加えて,現行もしくは将来技術に対する整合性が不可欠である.本研究では,新原理に基づいた安定な多値記録方式の原理実証を目指す.当初の予定では,反強磁性体と強磁性体の界面に生ずる交換結合を利用した反強磁性体/強磁性体の積層構造型の媒体のみを対象としていたが,それに加えて,マイクロ波アシスト方式による多値記録の可能性についても併せて検討を行った.まず良質な反強磁性エピタキシャル薄膜の形成条件の検討を行い,酸化物系として代表的なNiO,CoO,PtMnをMgO(100)基板上に単相成長させることに成功した.それらのエピタキシャル反強磁性薄膜と強磁性Coとの積層構造膜を作製し,その磁気特性ならびに交換結合の評価を行った.さらに微細加工技術によりナノスケールの加工を施すことにより,特性長と交換結合の相関についても検討を行った.次に,新規記録方式として注目されるマイクロ波アシスト方式の原理的な計算を行い,そのスイッチング機構について考察した.検討の結果,本手法ではマイクロ波周波数と外部磁場をパラメータとすることにより,十分に安定な多値記録方式として可能性があることが分かった.今後,マイクロ波アシストを用いた多値記録に適した媒体材料,構造などについて検討を進める予定である.
水疱性類天疱瘡における炎症誘起機序の解明と新たな治療法の開発応用

これまでの一連の研究で、高齢者に多い自己免疫性水疱症である水疱性類天疱瘡(BP)の発症メカニズムに、ヘミデスモソーム分子であるBP180が自己抗体と結合することによって、マクロピノサイトーシスによる同分子の細胞内への取り込みが誘導され、その結果、細胞接着能が低下し、水疱が形成されることが分かった。現在、類天疱瘡抗体結合後の炎症機構の解明を目指して、1BP-IgG結合にともなうBP180エンドサイトーシス後の炎症シグナルの解明および2BP-IgG結合に伴うBP180エンドサイトーシスで生じるポリユビキチン化の解明に関する研究を行っているところである。実際には、GFP標識したBP180(GFP-BP180)を遺伝子導入した培養ケラチノサイト(NHEK)をBP-IgG投与にて刺激し、細胞の状態に関する評価を4D Live-cell imagingの手法を用いて行う予定である。現在、GFP-BP180の作成および遺伝子導入の効率化の検証を行っている。また、炎症性サイトカインであるIL-6および-8の定量法の確立に関しても評価を行っているところである。また、1の結果に加えて、ユビキチン化自体がさまざまな炎症シグナルを誘起することが広く知られていることも踏まえて、BPでの炎症発症機構を制御するメカニズムがBPの新規治療法の開発につながるかどうかの検討を行う予定。炎症シグナル抑制はsiRNAを用いたノックダウン実験で検証する予定であるが、現在siRNAを用いたノックダウン実験が本研究で用いる予定の培養ケラチノサイトで問題なく行えるかどうか予備実験を行っているところである。当初の予定通り、ヒト表皮角化細胞の初代培養法を確立し、遺伝子導入用のGFP-BP180を作成している段階である。このGFP-BP180のヒト表皮角化細胞への遺伝子導入はまだ行えていないが、それに向けての予備実験を行っている。ヒト表皮角化細胞の培養に成功し、遺伝子導入用のGFP-BP180を作成することができれば、実際にGFP-BP180をヒト表皮角化細胞に遺伝子導入し、水疱性類天疱瘡患者から得られた、BP-IgGを投与し、細胞の状態や、細胞が産生、分泌する炎症性サイトカインの定量比較を行う予定。また、BP-IgG刺激した角化細胞におけるNF-kappaBの核内移行、さらには標的遺伝子の発現状態を免疫細胞染色、免疫ブロットで確認する予定。
薬液注入における薬注効果の判定手法に関する研究

砂地盤における薬液注入効果と判定する管理手法を調べるため、内径30cm,高さ30cm鋼製の円筒セル内にケイ砂6号を詰め,瞬結性薬液および緩結性薬液の二種類について,様々な注入条件での固結体の形状と注入圧の変化を調べた。この結果,緩結性薬液においては,すべての条件で浸透注入が行われて固結体形状がほゞ球状になるのに対し,瞬結性薬液では,拘束圧が小さい場合には割裂注入状態となり,固結体の形状が著しく不規則となることが知られた。しかし,瞬結性薬液の場合でも5kg/cm^2以上の高拘束圧においては固結体の形状が球形に近くなり,浸透注入に近い状態の注入効果が得られることが知られた。一方,高拘束圧状態では,固結体の体積は低拘束圧の浸透注入状態における固結体の体積よりかなり減少し,緩結性薬液で約1割,瞬結性薬液で約2割程度改良範囲が縮小することが知られた。これは,実際の地盤深部での注入施工において改良効果の範囲を推定する場合に考慮すべき重要な問題である。注入時における注入圧の変動を記録したP-tチャートを検討し,割裂注入状態ではP-tチャートの曲線の乱れが著しく,浸透注入ではなだらかな曲線を描くことを見出した。これにより浸透注入条件を保持するためには,P-tチャートによる施工管理が可能であることが判明した。水圧破砕が発生する限界注入圧については,理論的には予測可能であるので本研究の目的である注入効果の判定のための施工基準の推定も可能である。本年度は,内径30cm,高さ30cmの鋼製のセル内で薬液注入実験を行うための試験装置を購入し,ケイ砂6号を用いて瞬結性薬液による地盤改良効果の検討を行った。供試体上部にはゴムメンブレンを介して空気圧により様々な圧力を加えることが可能であり,地盤の様々な深さでの注入実験に相当する室内試験を,注入量・注入速度を変化させて行った。この結果,緩結性薬液においては,すべての条件で浸透注入が行なわれて固結体形状がほゞ球状になるのに対し,瞬結性薬液では,拘束圧が小さい場合には割裂注入状態となり,固結体の形状が著しく不規則となることが知られた。しかし,5kgf/cm^2以上の高拘束圧においては,瞬結性薬液でも固結体の形状が球形に近くなり,浸透注入に近い状態の注入効果が得られるが,固結体の体積は低拘束圧の浸透注入状態における固結体の体積の1割以上小さくなり,改良範囲が予想よりかなり小さいことが知られた。これは,実際の地盤深部での注入施工において改良効果の範囲を推定する場合に考慮すべき重要な問題を提起している。一方,注入時における注入圧の変動を記録したP-tチャートを薬液注入の施工管理に用いることの意味について検討を行うために固結砂の強度試験を行い,水圧破砕が発生する限界注入圧について検討を行った。この結果については,まだ明確な結論は得られていないが注入圧Pの変化は施工管理の指標として有用であることは実証された。次年度には,浸透解析を行いつつ,水圧破砕圧と割裂注入との関係を明らかにして行く予定である。砂地盤における薬液注入効果を調べるため,内径30cm,高さ30cmの鋼製の円筒セル内にケイ砂6号を詰め,瞬結性薬液および緩結性薬液の二種類について,様々な注入条件での固結体の形状を見た。

しかし,瞬結性薬液の場合でも5kgf/cm^2以上の高拘束圧においては固結体の形状が球形に近くなり,浸透注入に近い状態の注入効果が得られることが知られた。一方,高拘圧状態では,固結体の体積は低拘束圧の浸透注入状態における固結体の体積より,かなり減少し,緩結性薬液で約1割,瞬結性薬液で約2割程度改良範囲が縮小することが知られた。これは,実際の地盤深部での注入施工において改良効果の範囲を推定する場合に考慮すべき重要な問題である。注入時における注入圧の変動を記録したP-tチャートを検討し,割裂注入状態ではP-tチャートの曲線の乱れが著しく,浸透注入ではなだらかな曲線を描くことを見出した。これにより浸透注入条件を保持するためには,P-tチャートによる施工管理が可能であることが判明した。水圧破砕が発生する限界注入圧については,理論的には予測可能であるので本研究の目的である注入効果の判定のための施工基準の推定も可能である。