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植民地における「通婚・雑婚」をめぐる研究

本研究は植民地における植民者、被植民者間の性関係や通婚を通して、ジェンダー・人種・階級が人々の境界をいかに構築したかを考察した。対象地域は蘭領東インド(吉田)、フランス領インドシナ(松沼)、日本植民地期の台湾(宮崎)、英国陸軍のグルカ兵(上杉)である。前二者ではいわゆる「混血」が多く存在し、社会問題となった。台湾の台湾人と日本人との通婚は少なく、大きな問題とならなかった。ネパール出身のグルカ兵は外国人女性との通婚を避け、精鋭兵士としての「ブランド」や擬民族的アイデンティティの保持に務めた。各担当者がそれぞれの地域について調査・研究を行い、研究会で情報交換を行なったところ、各地域の通婚・雑婚の状況とその相違点等が明らかになり、互いに大いに刺激を受けた。19年度の実績概要を、各担当ごとに述べる。宮崎は、植民地期台湾における植民者と被植民者の通婚等について、台湾と日本において先行研究を渉猟し、また法学関連の雑誌『台法月報』などにより「日台共婚」に関するデータを収集した。さらに研究成果の一部について、台湾で行なわれた国際学会で口頭報告「帝国における台湾人女性と「内台共婚」」を行い、同様の内容の論文が学会誌に採用された。吉田は以下の研究実績をあげた。1.学会報告.平成19年6月9・10日に開催された東南アジア学会において報告を行なった。内容は旧蘭印における日本人の法的地位に関するものであり、婚姻による地位の変更に関して本科件での調査が役立った。2.研究内容の方向性を定めるにあたり本科研での研究会においてアメリカの研究者による植民地における通婚・雑婚に関する研究について整理、報告を行なった。松沼は、第三共和政フランスの植民地においてフランス人と現地人の間に生まれた混血児の問題に関する先行研究を調査・整理した。そこではインドシナが主たる関心対象となった。他の共同研究者との知見の交換を通じて、フランスの特徴が浮かび上がるとともに、国際法体系のなかでの植民地の位置づけという問題への関心が促された。上杉は、戦争未亡人及びグルカ兵雇用政策についての研究成果を発表した。また、9月には英国に出張し、グルカ兵雇用政策の変更に向けた検討を行っている英国陸軍グルカ政策本部を訪問し、面接調査を実施した。その結果、グルカ兵と外国籍の女性との通婚が香港返還以降、認められるようになったことが、改めて確認された。さらに、その背景となる英国陸軍の外国人兵士雇用政策や家族政策についての認識を深めることができた。宮崎は、日本植民地期台湾における植民者と被植民者(台湾人)間の通婚の制度と実態について、台湾で主として文献調査を行なった(平成20年9月)。これにより先行研究を渉猟し、台湾法学界で台湾人の旧慣と新たな法制度とのすり合わせについて行われた議論や通婚に関する言説を概観した。連携研究者3名については、以下の通りである。吉田は、主に国内に所蔵されている資料の収集を行なった。とりわけ、台湾総督府や拓務省といった機関により戦前に刊行された東南アジア諸地域の法制資料を研究所や大学図書館等を訪ね、確認してきた、そのなかでも、通婚/雑婚を確定する身分法的基盤となる民法の規定、国籍に関する調査を行い、調査成果の一部は論文として公表した。松沼は、前年度に進めた先行研究のレビューに基づき、フランス植民地法判例集を主たる史料として、インドシナを中心とする植民地の混血に関する判例と学説および1920年代以降の法整備を検討し、その成果を論文にまとめて発表した。平成21年2月にはフランスで、20世紀前半の学術書と植民地省の公文書、および植民地関連の有力学術団体であった植民地科学アカデミーのアルシーヴを調査した。上杉は前年度より引き続き、英国陸軍グルカ兵の婚姻に関する研究を行った。特に重点を置いたのが、グルカ兵の市民権と婚姻地位の取り扱い、外国人との婚姻に関する英軍の政策などである。平成20年8月には英国にて文献の収集や関係者へのインタビューなどを実施した。また、比較研究と理論整備のために、傭兵や民間軍事会社、市民権、越境社会空間等についての文献研究を行った。平成21年2月にはその成果の一部を研究会などで発表した。本研究は、植民地における性関係や「通婚・雑婚」、子どもの教育を通して、ジェンダー・人種・階級が人々の境界をいかに構築したかを明らかにすることを目的とした。21年度は、連携研究者3名と共にそれぞれの担当地域、すなわち日本植民地期の台湾(宮崎)、蘭領東インド(古田)、第三共和制期フランス植民地(松沼)、英国陸軍のグルカ兵(上杉)に関して収集した資料の整理、分析を行なった。植民者と被植民者の通婚の多かった仏領インドシナと蘭領東インドにおいては、「混血」の問題は大きかった。

蘭領東インドでは,植民地化の当初、混血が常態であったが、本国民の東インド移入により人種の純粋竹が意識され、混血の社会経済的地位が低下していった。仏領のインドシナ等では、フランス法が保障する権利と保護を享受する「市民」と裁判で認定されるには、「フランス人の血統」を証明する要素として身体的外貌と文化・社会的素養とが重視された。日本植民地台湾では日本人と台湾人(漢族系住民)との通婚は少なく、混血は大きな問題とならなかった。日本は台湾領有の初期から台湾人を日本の民法下に治めようと企図したが、家族制度や財産相続の慣行の差異が大きく、結局それは実現しなかった。ただし総督府は1930年代以降、台湾人の子どもを日本式に育てることを女性に期待した。グルカ兵はネハール出身者を基盤に、旧東インド会社軍と旧英領インド陸軍、英国陸軍の三者によりつくられた。軍隊においてはアイデンティティ管理が重要となる。そのため国際関係や時代により状況は様々であるが、グルカ兵の男性は自ら、あるいは雇用者の期待に応えて、外国人との通婚を避けて民族・カースト内婚を行ない「純枠」なグルカ兵を再生産してきた。以上本研究では、いくつかの植民地における通婚・雑婚についての具体的様相と、ジェンダー・人種・階級がそれを規定する多様なあり方を明らかにした。
ラッセル・シルバー症候群におけるエピジェネティック機構の解明

ラッセル・シルバー症候群は、出生前後の成長障害、相対的大頭症、逆三角形の顔、左右非対称、第5指内彎などを主徴とする先天異常である。近年、エピジェネティック異常による発症が約40%の症例で示されているが、残り約60%の症例では発症機序は未解明である。ラッセル・シルバー症候群30例に対し、独自に作製したカスタムオリゴアレイを用いて、エピジェネティック機構の解明をめざした。7番染色体母性片親性ダイソミーと考えられた症例以外に、有意な微細構造異常をもつ症例は同定されなかった。ラッセル・シルバー症候群は、子宮内発育遅延、出生後の低身長、逆三角形の特徴的な顔貌を主徴とする症候群である。30%の症例は、エピジェネティック機構に異常を認めるが、およそ60%の症例は、原因を特定できていない。本研究では、(1)子宮内発育遅延、(2)診断時低身長、(3)逆三角形の顔貌、(4)第5指内彎、(5)左右非対称のうち3項目以上を満たす(Priceら診断基準)症例を対象に、オリゴDNAアレイCGH法および遺伝子点変異スクリーニングを用いて、ラッセル・シルバー症候群をプロトタイプとする子宮内発育遅延とエピジェネティック異常における発症機構の解明をめざしている。現在、検体集積は26例まで達しているが、目標検体数40例をめざし、今後も小児医療関連施設を中心に、引き続き研究協力を呼びかけてゆく必要がある。マイクロアレイ・デザイン用ソフトウェア(Agilent社のeArray)を用いて、既報のラッセル・シルバー症候群責任領域を標的領域とする、スクリーニング解析に特化したカスタムオリゴアレイを設計した。ゲノム全域に対し約18万個のプローブ(SNP領域プローブおよびCGHプローブ)でアレイをカバーするよう、合成DNAプローブをスライドガラス上に配置した。設計したカスタムオリゴアレイに対し、コントロール検体を用いたバリデーションを開始している。また、近年、ラッセル・シルバー症候群と同じ責任領域に微細構造異常を伴う、過成長を主徴とするベックウィズ・ウィードマン症候群が示されており、この点についても同カスタムオリゴアレイのパフォーマンスを検証中である。成長障害を主徴とするラッセルシルバー症候群(Russell-Silver症候群)の原因は、その約40%がエピジェネティック機構異常によるものと報告され、残り約60%の原因は特定されておらず、遺伝的異質性が示唆されている。本研究の目的は、臨床的にラッセルシルバー症候群を疑う患者を対象に、既存の方法では検出不可能であった微細ゲノム構造異常の有無について、オリゴDNAアレイCGHを用いて網羅的に解析し、ゲノムコピー数異常が検出された当該領域に存在する遺伝子(群)および、エピジェネティックによる発症機構を解明することである。症例集積は30症例まで到達するも、さらなる集積を継続する。SNP+CGHマイクロアレイフォーマットは、ゲノムDNAコピー数変化のほか、片親性ダイソミーやLOH(loss of heterozygosity)も同時に検出可能であることから、マイクロアレイのデザイン用ソフトウェア(Agilent社のeArray)を用いて、ラッセルシルバー症候群に関する複数の疾患関連領域(既報告領域を含む)に特化した、独自のカスタムアレイを既に作成・納品済みである。患者コントロール検体を用いたバリデーションにより、本カスタムアレイは、概ね良好な解析精度であることが確認されている。また、ラッセルシルバー症候群と診断された患者検体に対する一部解析を進めるなか、同じ成長障害を主症状とするMulibrey nanism(17q22q23:TRIM37遺伝子)と考えられた症例を経験し報告した。ラッセルシルバー症候群の遺伝的異質性の高さを加味した解析の必要性が考慮された。ラッセル・シルバー症候群は、出生前後の成長障害、低身長、相対的大頭症を伴う逆三角形の顔貌を特徴する症候群である。既知の発症原因として、11p15領域に存在するメチル化可変領域の低メチル化、7番染色体母性片親性ダイソミー(mUPD7)など、約40%の症例でエピジェネティック異常が認められる。一方、約60%の症例では発症原因は不明である。本研究では従来検出不可能であった微細ゲノム異常を検出するため、独自にオリゴDNAアレイCGH(CGH+SNPアレイ)を設計し、微細ゲノム異常領域に含まれる遺伝子群の詳細な解析を通じて、エピジェネティック異常とラッセル・シルバー症候群の発症機構の解明をめざした。[対象・方法]Priceらの診断基準のうち3項目以上を満たし臨床診断された30例を対象とした。既報告および成長と関連する遺伝子を含む領域を中心に、責任領域の可能性がある領域に対して優先的にオリゴDNAプローブを搭載し、加えて60塩基程度の合成DNAプローブをゲノム全領域に計6万個程度配置した。[結果]有意な微細ゲノム異常を示唆する領域を同定できなかった。mUPD7と考えられた症例の検出は可能であった。

ラッセル・シルバー症候群様の身体的特徴を示し、他の症候群も疑われた対象症例の一部で、当該遺伝子解析により、成長障害を主徴とする他の疾患(MULIBREY nanismなど)が遺伝子診断された。[考察]ラッセル・シルバー症候群では、ゲノム構造異常で発症する症例の割合が高くない可能性が考えられた。臨床像の酷似する他の症候群が対象症例に含まれていたことは本症の遺伝的異質性の高さを示している。成長障害を主徴とするラッセル・シルバー症候群様疾患に対する、種々の既知責任遺伝子における遺伝子変異の有無について、次世代シーケンサーを用いたターゲットシークエンス解析などを併用する必要性が考慮された。検体は順調に集積されているが、遺伝的異質性の高い疾患特性上、臨床診断基準がどれだけの診断精度を保障するものか不確実な部分もあるとおもわれ、さらなる検体集積が望ましいと考える。また、解析の中心となる独自のマイクロアレイの作成は順調に進展しているものと考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題の推進に関して大きな問題、研究計画の大幅な変更の必要性は、現時点において生じていないものと考えている。
脂質ホルモンによる関節リウマチ滑膜・増殖機構の解析とその制御

関節リウマチ関節滑膜細胞及び炎症細胞の増殖,活性化の機構を理解し各段階を制御することが本研究の目的である。本年度までの研究から以下のことが明らかとなった。(1)顆粒分泌、遊走、貧食機能とSrc型チロシンキナーゼの連関:9種類のSrc型キナーゼは種々の組織分布を呈し、一つの細胞に複数のメンバーが発現しているので下流の生物機能との連関を知るには全てのメンバーの機能を抑制する必要がある。共通のC-末端チロシンをリン酸化し機能を負に制御する分子、C-末端Srcキナーゼ(Csk)、機能高進型Csk、優勢抑制型Cskを炎症細胞に導入し以下の様な新たな知見を得た。(i)Src型キナーゼは抗原受容体によるキナーゼ連鎖、カルシウム上昇、分泌機能の開始に必須である。(ii)Cskは活性化されたSrc型キナーゼの反応を終焉させる機能を持つ。(iii)Src型キナーゼはインテグリンを介する接着には必須でないが、その後のFocal Contactへの機能分子及びF-アクチン集合、機能的なPodosome生成に必須であり、Srcを抑制すると細胞は遊走しない。(iv)Fc受容体を介する貧食機能にSrcのキナーゼ活性は必須である。このように滑膜炎症に重要な炎症細胞の動的機能とSrc型キナーゼの関係が明瞭になった。(2)細胞増殖と三量体G蛋白質炎症性アゴニストの代表としてPAF受容体機能の解析を行い以下のことを明らかにした。現在、活性型G蛋白質サブユニットをアデノウィルスベクターに組み込み、滑膜細胞初代培養系を用いたさらなる解析をしている。(i)三量体G蛋白受容体はRaf-MAPKK-MAPK、PI3キナーゼ、FAK、Syk等の増殖シグナルを媒介する分子群を活性化するが、幾つかの細胞では上流因子である低分子量G蛋白質Rasの活性化を伴わない。(ii)炎症性アゴニスト受容体の増殖機能にはGiのみでは無くGq型G蛋白質を経る機能が増殖に深く関与する。
尿中microRNAを用いた腎移植後のBKウイルス腎症の診断

腎移植の成績は向上してますが、現在でも移植後比較的早期に腎機能が失われることがあります。その原因として、急性拒絶反応の他に、BKウィルス感染症というものがあります。BKウィルス感染症は、その診断が難しく、時に急性拒絶反応との鑑別が困難です。BVウィルス感染症の治療は、拒絶反応の治療とは反対で、免疫抑制の減弱です。このため、BKウィルス感染症を早期に正しく診断する方法を見つけなければなりません。本研究では、主として腎移植患者さんの尿を用いて、その中に含まれるmicro RNAと呼ばれる物質の組成の変化などから、BKウィルス感染症の早期診断法の開発につながる知見を得ようとしています。
植物のマグネシウムイオン膜輸送タンパク質の分子機能解析

1植物葉緑体の遊離Mg^<2+>濃度変動機構の解析葉緑体そのものにおける遊離Mg^<2+>濃度測定系を確立し、Mg^<2+>膜輸送系の性格付けを行った。その結果、光非照射条件下ストロマ内のアルカリ化によって遊離Mg^<2+>濃度が上昇することを示した。さらに、ATPase阻害剤が、アルカリ化剤による遊離Mg^<2+>濃度の上昇を阻害し、Mg^<2+>濃度の上昇あるいはその維持には葉緑体包膜のプロトン輸送ATPase活性が必要であることを示唆した。2 Mg^<2+>膜輸送活性測定系の確立放射性^<28>Mgは使用が困難であるため、蛍光性Mg^<2+>濃度測定試薬mag-fura-2を用いて、リポソームによるMg^<2+>膜輸送活性測定系の確立に取り組んだ。現在のリポソーム作成方法では、リポソーム内へのmag-fura-2の保持効率が非常に悪かったが、脂質の種類、水和時間、凍結融解回数の検討、改善の結果、保持効率は30%以上にまで上げることができた。これによって、mag-fura-2を用いる活性測定が可能となった。微生物Mg輸送タンパク質CorAと相同性の高いシロイヌナズナ由来タンパク質のcDNAを発現ベクターに組み込み、昆虫細胞、あるいは、大腸菌で目的タンパク質を発現させた。発現ベクター、可溶化剤の検討、改善の結果、大腸菌から、80%以上にまで目的タンパク質を世界ではじめて精製することができた。上記、活性測定系の確立と合わせ、Mg^<2+>膜輸送タンパク質の分子機能解析が、世界ではじめて可能になった。1植物葉緑体のATPaseならびにATP結合タンパク質ホウレンソウ葉緑体膜のATPaseを界面活性剤で可溶化し、その性質をしらべた。チラコイド膜、包膜のATPaseの可溶化には、それぞれ、オクチルグルコシド、タウロコール酸が最も適していた。どちらのATPaseも、pH7.5付近に至適pHをもっていた。また、いずれのATPaseも活性にMgを必要としたが、基質としてMg・ATPを必要とするものの、Mgイオンそのものは、阻害的に作用した。したがって、チラコイド膜、包膜いずれからも、Mg依存性ATPaseを得ることはできず、Mg輸送タンパク質を精製するためには、他のアプローチが必要である。そこで、ホウレンソウ葉緑体膜のATPaseを界面活性剤で可溶化し、ATPアガロースに吸着させた。可溶化にはTriton X-100が最も有効であった。約10種類のタンパク質がATPアガロースゲルに吸着した。ATPの添加により、ATPアガロースゲルへの吸着が阻害され、また、ATPアガロースゲルから吸着したタンパク質が溶出した。微生物Mg輸送タンパク質と相同性の高いシロイヌナズナ由来タンパク質のcDNAをプラスミドpBAD-His tag vectorに組込み、大腸菌TOP10を形質転換し、目的タンパク質を発現させた。この菌は27°C、13.3μMアラビノース、12時間の培養で最大の発現をウエスタンブロットで確認した。菌体の破砕・可溶化の段階では目的タンパク質の大部分は不溶性画分に回収された。この目的タンパク質を発現させた菌の生育は培地のMg濃度に依存したものの、菌体レベルでの本タンパク質の機能的解析は困難であった。そこで、不溶性画分を尿素で可溶化して、ニッケルアフィニティカラム、ゲルろ過などにより精製を行なった。1植物葉緑体の遊離Mg^<2+>濃度変動機構の解析葉緑体の遊離Mg^<2+>濃度変動機構の解析として、葉緑体そのものにおける遊離Mg^<2+>濃度測定系を確立し、Mg^<2+>膜輸送系の性格付けを行った。

葉緑体をグルコン酸カリウム(pH8.0)中でインキュベーションあるいはNH_4Clを加えると、光を照射しなくてもストロマ内の遊離Mg^<2+>濃度が上昇した。この結果は、光非照射条件下ストロマ内のアルカリ化によって遊離Mg^<2+>濃度が上昇することを示している。ATPase阻害剤であるバナジン酸、モリブデン酸、ジチオスレイトール、N-エチルマレイミドが、いずれもアルカリ化剤による遊離Mg^<2+>濃度の上昇を阻害し、Mg^<2+>濃度の上昇あるいはその維持には葉緑体包膜のプロトン輸送ATPase活性が必要であることが示唆された。シロイヌナズナArabidopsis thaliana cDNAを材料として、微生物Mg^<2+>輸送体タンパク質CorAと相同性の高いタンパク質cDNAを発現ベクターに組み込み、昆虫細胞で発現させた。グルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)との融合タンパク質は発現量が多く、その約40%が可溶性画分に得られた。しかし界面活性剤を用いない精製法では、本融合タンパク質をアフィニティーゲルから溶出することができなかった。そこで様々な界面活性剤を用いて目的タンパク質の可溶化と溶出条件を検討した結果、Nonidet P40またはCHAPSを精製過程のbufferに添加することにより、アフィニティーゲルを用いたバッチ法で精製することができた。今後、プロテアーゼにより融合タグを切断してポソームに再構成し、本タンパク質のMg^<2+>輸送機能を解析する予定である。本研究では、3年計画の最終年度として、(1)リポソームを用いたMg^<2+>膜輸送活性測定系の確立、および(2)微生物のMg^<2+>膜輸送タンパク質と相同性の高い植物タンパク質cDNAを大腸菌で発現、精製して、細胞そのもの、あるいはrecombinant proteinをリポソームに組み込んだMg^<2+>膜輸送系のMg^<2+>輸送能測定に取り組んだ。1 Mg^<2+>膜輸送活性測定系の確立放射性^<28>Mgは使用が困難であるため、蛍光性Mg^<2+>濃度測定試薬mag-fura-2を用いて、リポソームによるMg^<2+>膜輸送活性測定系の確立に取り組んだ。現在のリポソーム作成方法では、リポソーム内へのmag-fura-2の保持効率が非常に悪かったが、脂質の種類、水和時間、凍結融解回数の検討、改善の結果、保持効率は30%以上にまで上げることができた。これによって、mag-fura-2を用いる活性測定が可能となった。現在、Mg輸送体タンパク質として、その遺伝子あるいはcDNAがクローニングされ、Mg^<2+>輸送能が分子レベルで証明されているのは原核微生物のMg^<2+>輸送体(CorA)のみである。本研究では、シロイヌナズナArabidopsis thaliana cDNAを材料として、上記微生物Mg^<2+>輸送体タンパク質CorAと相同性の高いタンパク質cDNAを発現ベクターに組み込み、大腸菌で発現させた。発現ベクター、可溶化剤の検討、改善の結果、80%以上にまで目的タンパク質を世界ではじめて精製することができた。上記、活性測定系の確立と合わせ、今まさに、Mg^<2+>膜輸送タンパク質の分子機能解析が、世界ではじめて可能になったと言えよう。
緑色光による光電容積脈波を用いた血圧推定の試み

平成30年度は,平成29年度に提案した血圧推定モデルの実用性を向上させるために,日内変動や個人差を考慮した汎用的なモデルの構築およびその有効性の検証を行った.前年度の検証で有用性が示された,指尖で計測された緑色光電容積脈波の波形における7個の特徴量を入力とし,連続血圧計によって計測された血圧をターゲットとしたニューラルネットワークによる非線形モデルを構築することとした.提案モデルの有効性を検証するために,被験者20名を対象として,血圧を意図的に変動させるための息こらえ負荷試験と寒冷昇圧試験の2種類の実験を異なる日時で行った.そして,息こらえ負荷試験で得られた実験データを学習データ,寒冷昇圧試験で得られたデータをテストデータとして,血圧の推定精度の検証を行った.その結果,解析可能であった19名のデータにおいて,テストデータにおける血圧の推定誤差が19名中16名で10 [mmHg]以下となり,学習データとテストデータが異なる場合においても高い精度で推定が可能であることが示された.以上の結果から,提案手法では個人ごとのモデルを作成することで,汎用性の高いモデルを構築可能であることが示された.これは,学習データとして用いる息こらえ負荷試験時のデータにおいて,被験者の血圧変動が大きく,血圧の分布が広範囲にわたっていることが推定精度の向上に寄与しているためであると推察される.したがって,一度息こらえ負荷試験を実施し,個人の血圧推定モデルを作成さえすれば,計測条件や日時が異なっても,高精度の血圧推定が可能となると考えられる.今後は,本課題で実現可能となった血圧推定をウェアラブルデバイス等のヘルスケア機器に搭載し,応用性を確認することが必要であると考えられる.さらに,個人によらないより汎用性の高いモデルの提唱を検討することで,モデル構築の負担を減らすことも課題となると考えられる.平成28年度は,緑色光電容積脈波センサの多点計測による血圧の絶対値を推定するモデルの構築を行った.まず最初に,緑色光電容積脈波センサの計測部位の安定性を検証した.前研究課題で製作したセンサや取得したデータを利用することで,指尖,手首,前腕,上腕において,安定した計測が可能であることを確認した.さらに,指尖,手首,前腕,上腕の各部位において緑色光による光電容積脈波計測し,それぞれの部位における脈波信号の波形から11個の特徴量を算出した.そして,各部位から求めた計44個の特徴量を説明変数,平均血圧を目的変数とした重回帰モデルを作成する方法の有効性を検証した.被験者20名を対象とした実験データから,脈波波形における特徴量に基づいて作成した重回帰モデルを用いて,血圧の推定を行った.その結果,実測血圧と推定血圧の間の相関係数が0.9以上となる被験者が見られるほど,高精度での推定が可能であることが示された.加えて,特徴量の個数を半分以下の21個に減らした場合においても,相関係数0.8以上の推定精度が保たれることが確認された.ただし,本研究における推定精度は相関係数による評価であり,推定値が血圧変動の値に近いかどうかの評価である点に注意が必要である.以上の結果から,緑色光電容積脈波センサの計測の安定性を生かした複数部位による計測によって,高精度で血圧変動の推定が可能になったと推察される.今後は,血圧の絶対値としての推定精度を向上させ,長時間の計測においても推定精度が維持できる手法への改良が必要であると考えられる.平成28年度では血圧推定に用いる光電容積脈波センサの計測部位について有用な結果が得られることを確認した.加えて,当該年度の目標であった血圧推定のための数学的モデルを構築し,血圧の実測値と強い相関関係となる推定値が得られることを確認した.本研究のように,複数の計測部位における,緑色光による光電容積脈波信号の特徴量を用いた血圧推定法が検討された先行研究はなく,本研究の成果は新規性がある.そのため,本成果について随時学会等で発表を行っており,さらには学術論文等での報告が可能な状況にある.以上のことから,本研究は当初の計画に沿った形で進捗していると言える.平成29年度は,緑色光電容積脈波センサによって複数の部位で計測した信号から,非線形モデルを用いて血圧の絶対値を推定するモデルの構築およびその有効性の検証を行った.最初に,前年度の成果で有用性が示された,指尖,手首,前腕,上腕の各部位において計測した緑色光電容積脈波の波形から,それぞれ7個ずつ特徴量を算出した.そして,算出された7個の特徴量を入力,連続血圧計によって計測された血圧をターゲットとしたニューラルネットワークによる非線形モデルを構築した.次に,被験者20名を対象とした実験データに対し,光電容積脈波信号における特徴量に基づいて作成したニューラルネットワークによるモデルを用いて,血圧の推定を行った.その結果,重回帰モデルにおいて4箇所の部位におけるすべての特徴量を用いて血圧推定を行った場合と,ニューラルネットワークにおいて指尖における特徴量を用いて血圧推定を行った場合とで,どちらも実測血圧と推定血圧の間の相関係数が0.8以上となり,同等の推定精度があることが示された.以上の結果から,ニューラルネットワークによる非線形モデルの導入によって,より少ない測定部位の情報から高精度に血圧の推定が可能になったと推察される.

これは,光電容積脈波から得られる情報が動脈の容積情報を反映しており,圧ー容積の非線形な関係における推定を行う際,ニューラルネットワークによってその複雑な非線形性を十分に表すことが可能であったためであると考えられる.今後は,血圧の絶対値としての推定精度をさらに向上させるとともに,日内変動や個人差によって血圧推定モデルがどのように変化するか捉える必要があると考えられる.平成29年度では血圧推定に用いる非線形モデルについて,ニューラルネットワークが有用であることを確認した.この結果から,前年度に提案および検証を行った血圧推定のための重回帰モデルを,ニューラルネットワークを用いたモデルによって置き換えることが可能である.さらには,センサ数を減らせる可能性が示されたことから,より有用性の高い推定モデルであると考えられる.今後,ニューラルネットワークの汎化能力を追求することで,より汎用性の高いモデルを構築することも可能である.本研究のように,複数の計測部位における,緑色光による光電容積脈波信号の特徴量を用いた,非線形モデルに基づく血圧推定法が検討された先行研究は少なく,本研究の成果は新規性が高いと言える.そのため,本成果について随時学会等で発表を実施している.加えて,学術論文等での報告が可能な状況にあり,場合によっては知的財産としての申請も視野に入れている.以上のことから,本研究は当初の計画どおりに進捗していると言える.平成30年度は,平成29年度に提案した血圧推定モデルの実用性を向上させるために,日内変動や個人差を考慮した汎用的なモデルの構築およびその有効性の検証を行った.前年度の検証で有用性が示された,指尖で計測された緑色光電容積脈波の波形における7個の特徴量を入力とし,連続血圧計によって計測された血圧をターゲットとしたニューラルネットワークによる非線形モデルを構築することとした.提案モデルの有効性を検証するために,被験者20名を対象として,血圧を意図的に変動させるための息こらえ負荷試験と寒冷昇圧試験の2種類の実験を異なる日時で行った.そして,息こらえ負荷試験で得られた実験データを学習データ,寒冷昇圧試験で得られたデータをテストデータとして,血圧の推定精度の検証を行った.その結果,解析可能であった19名のデータにおいて,テストデータにおける血圧の推定誤差が19名中16名で10 [mmHg]以下となり,学習データとテストデータが異なる場合においても高い精度で推定が可能であることが示された.以上の結果から,提案手法では個人ごとのモデルを作成することで,汎用性の高いモデルを構築可能であることが示された.これは,学習データとして用いる息こらえ負荷試験時のデータにおいて,被験者の血圧変動が大きく,血圧の分布が広範囲にわたっていることが推定精度の向上に寄与しているためであると推察される.したがって,一度息こらえ負荷試験を実施し,個人の血圧推定モデルを作成さえすれば,計測条件や日時が異なっても,高精度の血圧推定が可能となると考えられる.今後は,本課題で実現可能となった血圧推定をウェアラブルデバイス等のヘルスケア機器に搭載し,応用性を確認することが必要であると考えられる.さらに,個人によらないより汎用性の高いモデルの提唱を検討することで,モデル構築の負担を減らすことも課題となると考えられる.今後の研究の推進方策としては,平成28年度の研究結果をもとに,当初の計画どおりに実施していく.具体的には,平成29年度では,平成28年度に提案したモデルの実用性を向上させるために,絶対値の推定も可能にするモデルや個人差を考慮した汎用的なモデルを構築する予定である.
超高品質画像情報伝送システムの構築に関する研究

本研究では、医用画像やディジタルミュージアムなど超高品質が要求される画像情報アプリケーションシステムにおいて要求される機能を明らかにし、それら要求条件を満足する超高品質画像情報伝送システムの構築を目的とした研究を行っている。本年度は本研究の最終年度であり、この研究で得られた成果を下記にまとめる。まず第1に、本研究では、超高精細画像システムが要求する機能を(1)可逆性、(2)段階的表示性、(3)部分復号可能性の3点に整理統合した上で、これらを満足する符号化方式として、リフティング構成による適応的ウェーブレット変換を用いたスケーラブル符号化法を新たに開発した。また、提案した適応的ウェーブレット変換をJPEG-2000(Joint Photographic Experts Group 2000)検証モデルVMO(Verification Model 0)に適用し、シミュレーション実験を行うことにより、提案手法は2値画像、混在画像について効果的であることを明らかにした。第2に、デイジタルミュージアムで取り扱われる芸術作品は、立体物であることを想定し、角度を変えて多数枚撮影された画像を対象とした符号化手法として、回転予測および展開画像を用いた可逆符号化法を開発し、本研究が目的としている超高品質画像情報アプリケーションシステムの基本となる部分を検討した。すなわち、立体物を回転台の上に載せ、微小角度ずつ回転させて高解像度で撮像し、各フレーム間の相関を利用した可逆符号化を行う。このとき、撮像対象画像中の回転対象物の端の領域では、着目画素に対して参照すべき領域が参照フレーム中に存在しない場合がある。そこで、本研究では、通常の順方向回転予測モードに加え、逆方向回転予測モードおよびフレーム内予測モードを用意しておき、この3種類の予測モードの中からもっとも効果的なモードをブロックごとに適応的に選択して用いる手法を提案している。さらに、これとは別に、回転撮像シーケンスから、1枚の展開図(展開画像)を作成し、これをもとに、透視投影と輝度補正により、符号化対象画像の近似画像を作成し、この近似画像と原画像との差分を符号化する手法を提案した。両方式について符号化シミュレーションを行い提案方式の性能を評価した。本研究代表者らは、これまでの一連の研究において、超高精細画像システムが要求する機能を(1)可逆性、(2)段階的表示性、(3)部分復号可能性の3点に整理統合している。本研究の第一年度である本年度は、これらの個々の点に着目し、それらを満足する方式を新たに開発し、シミュレーションを行った。また、同時に、(3)を満たすために開発した符号は、容易に、双方向復号可能な構成をとれることを明らかにし、符号効率の劣化なしに伝送誤りに対して耐性を持たせることが可能であることを明らかにした。以上の検討結果を基に、本研究が目的としている超高品質画像情報伝送システムの基本となる部分を確立した。以下、本年度の具体的な研究成果について下記に述べる。1.符号化モデル部:本研究代表者らは、これまでに、超高精細画像はオフィスドキュメントやWWWなどで通常取り扱われている画像とは情報理論的にも異なった性質を持っていることを明らかにしている。このような画像に対しては、従来の自然画像に対して適用されている可逆符号化方式をそのまま適用することはできない。

そこでまず超高精細画像特有の性質に基づいた符号化方式として、ウェーブレット変換を用いた可逆符号化方式を開発した。この方式は、低次の変換係数から順次伝送することにより、解像度スケーラブルな伝送も可能となり、超高品質画像情報伝送システムの符号化モデル部として適しているものとして採用することとした。2.エントロピー符号化部:本研究で対象としている画像は、画素数4000×4000以上の画像であるため、ディスプレイへの全景画像表示は困難である。このために、エントロピー符号化部では、符号化データの一部のみを復号することによって所望の場所の画像が再生できるようなROI(Region Of Interest)復号機能が必須である。このような符号として修正ゴローム-ライス符号構成を提案し、さらに、この符号は、容易に双方向復号可能な構成をとれることを明らかにし、これに基づいたP-RGR符号を開発した。本研究では、医用画像やディジタルミュージアムなど超高品質が要求される画像情報アプリケーションシステムにおいて要求される機能を明らかにし、それら要求条件を満足する超高品質画像情報伝送システムの構築を目的とした研究を行っている。本年度は本研究の最終年度であり、この研究で得られた成果を下記にまとめる。まず第1に、本研究では、超高精細画像システムが要求する機能を(1)可逆性、(2)段階的表示性、(3)部分復号可能性の3点に整理統合した上で、これらを満足する符号化方式として、リフティング構成による適応的ウェーブレット変換を用いたスケーラブル符号化法を新たに開発した。また、提案した適応的ウェーブレット変換をJPEG-2000(Joint Photographic Experts Group 2000)検証モデルVMO(Verification Model 0)に適用し、シミュレーション実験を行うことにより、提案手法は2値画像、混在画像について効果的であることを明らかにした。第2に、ディジタルミュージアムで取り扱われる芸術作品は、立体物であることを想定し、角度を変えて多数枚撮影された画像を対象とした符号化手法として、回転予測および展開画像を用いた可逆符号化法を開発し、本研究が目的としている超高品質画像情報アプリケーションシステムの基本となる部分を検討した。すなわち、立体物を回転台の上に載せ、微小角度ずつ回転させて高解像度で撮像し、各フレーム間の相関を利用した可逆符号化を行う。このとき、撮像対象画像中の回転対象物の端の領域では、着目画素に対して参照すべき領域が参照フレーム中に存在しない場合がある。そこで、本研究では、通常の順方向回転予測モードに加え、逆方向回転予測モードおよびフレーム内予測モードを用意しておき、この3種類の予測モードの中からもっとも効果的なモードをブロックごとに適応的に選択して用いる手法を提案している。
酸化的リン酸化経路活性化による発がん機構の解析

我々はヒストン脱メチル化酵素Kdm2bの造血幹細胞における過剰発現が白血病発症を誘導することを見いだし、Kdm2b高発現造血幹細胞では酸化的リン酸化経路が活性化していることを見いだした。本研究では、Kdm2bは、1)酸化的リン酸化関連遺伝子に直接結合し発現を上昇させていること、2)S期の細胞周期を有意に亢進させているがG0→G1への移行については関与していないこと、3)ATP産生を上昇させるがROS産生には影響しないこと、を明らかとした。我々の結果は、酸化的リン酸化経路の亢進による白血病発症機構にエネルギー代謝の見地から新しい知見をもたらしたものと考えられる。我々は、ヒストン脱メチル化酵素であるKdm2bに着目し、造血幹細胞(hematopoietic stem cells, HSCs)でKdm2bを高発現するトランスジェニック(Tg)マウスを作製し、Kdm2b Tgは生後約1年で白血病を発症することを見いだした。その原因を検索する目的で、白血病細胞とコントロールの脾臓細胞を用いてトランスクリプトーム解析を行ない、白血病細胞において酸化的リン酸化経路の遺伝子群が有意に発現上昇していることを見いだした。さらに、白血病を発症する前のKdm2b TgのHSCsを単離してGSEAを行なったところ、同様に酸化的リン酸化経路の遺伝子発現の上昇が認められ、酸化的リン酸化活性化は白血病発症と維持の両方に関与していると考えられた。今年度は酸化的リン酸化経路関連遺伝子の発現上昇がKdm2bによる直接作用かについて、コントロールマウスとKdm2b TgマウスからHSCsを単離し、抗Kdm2b抗体を用いたChIP解析により検討を行なった。その結果、酸化的リン酸化経路の遺伝子のうち、Ndufb2, Ndufs6, Uqcrfs1の遺伝子座において、コントロールに比べてKdm2b Tg HSCsに有意に集積が認められた。また、コントロールマウスとKdm2b TgマウスのHSCsにおけるATP産生を測定したところ、コントロールに比べてKdm2b Tg HSCsでATPの有意な産生上昇が認められた。さらに、BrdUとPyronin Yを用いてHSCsの増殖能および細胞周期を検討したところ、細胞周期は変化は無かったが、Kdm2b Tg HSCsで有意な増殖能亢進が認められた。これらの結果は、Kdm2bの脱制御によりHSCsにおいて酸化的リン酸化経路が活性化し、ATPが過剰産生され細胞周期が亢進することにより白血病発症に移行することを示唆している。白血病は、抗がん剤の組み合わせに依る化学療法が著効を示す疾患であるが、完治せずに再発する症例が多い。その原因は、白血病幹細胞が化学療法に抵抗性であり、治療終了後に生存し再び増殖を開始するためと考えられている。従って、白血病を根治するためには、白血病幹細胞の維持機構を解明し、その根絶を目標とする治療法開発が必要である。我々は、マウスにレトロウイルスによるin vivo mutagenesisを行ない、ヒストン脱メチル化酵素であるKdm2bを白血病関連遺伝子として同定した。この遺伝子を造血幹細胞で高発現するトランスジェニックマウスと、全身で欠失させたノックアウトマウスを作製し、トランスジェニックマウスのみが白血病を発症することを見いだした。この結果は、Kdm2b遺伝子の造血幹細胞における過剰発現が白血病の原因となることを示している。この分子機構を検索するため、我々はKdm2bトランスジェニックマウスの造血幹細胞を用いてトランスクリプトーム解析を行ない、Kdm2bはミトコンドリアにおいて酸化的リン酸化経路を恒常的に活性化し、過剰なATP産生を誘導していることを見いだした。また、酸化的リン酸化経路は白血病細胞においても亢進しており、白血病発症と維持の両方に関与していると考えられた。さらにKdm2b抗体を用いたChIP解析により、Kdm2bは酸化的リン酸化経路遺伝子の転写調節領域に直接結合し、その発現を誘導していることを明らかとした。我々の得られた結果は、造血幹細胞におけるATP産生亢進が造血幹細胞の腫瘍化と白血病幹細胞維持の双方に重要な働きをしていることを示しており、エネルギー代謝の見地から細胞がん化の機構に新たな知見をもたらしたものと考えられる。この結果から、白血病の治療においては、通常の化学療法に加えてエネルギー代謝阻害を併用することにより、白血病幹細胞根絶を目標とした新たな治療法の可能性が考えられる。血液内科昨年度、平成25年の予定としていた項目について以下の結果を得た。1)酸化的リン酸化経路関連遺伝子の発現上昇がKdm2bによる直接作用かどうかの検討:コントロールマウスとKdm2b TgマウスからHSCsを単離し、抗Kdm2b抗体を用いたChIP解析により、酸化的リン酸化経路関連遺伝子に結合するかどうかについて検討を行なった。

その結果、酸化的リン酸化経路の遺伝子のうち、Ndufb2, Ndufs6, Uqcrfs1の遺伝子座において、コントロールに比べてKdm2b Tg HSCsに有意に集積が認められた。従って、これらの遺伝子発現上昇については、Kdm2bの直接作用と考えられた。2)酸化的リン酸化経路の活性化による造血幹細胞機能変化の解析:コントロールマウスとKdm2b TgマウスのHSCsにおけるATP産生を測定し、Kdm2b Tg HSCsでATPの有意な産生上昇を認めた。さらに、BrdUとPyronin Yを用いてHSCsの増殖能および細胞周期を検討したところ、Kdm2b Tg HSCsにおいて、細胞周期には変化を認めなかったが、増殖能の亢進が認められた。今後の研究については、以下を予定している。1)酸化的リン酸化経路の活性化による白血病発症機構の解析造血幹細胞における酸化的リン酸化経路の亢進が、いかなる機序により白血病発症に至るかについて、i)活性化酸素種(reactive oxygen species, ROS)の測定, ii)DNA損傷の測定を行なう。2)造血組織以外の組織におけるKdm2b脱制御による腫瘍発症の検討Kdm2発現亢進による酸化的リン酸化経路の活性化と造腫瘍性の獲得が造血幹細胞に特化した現象であるのか、それとも組織幹細胞に普遍的な現象であるかどうかについて、造血細胞以外の細胞にKdm2bを過剰発現する遺伝子改変マウスを作製し、Kdm2発現亢進が固形がんにおいてもが腫瘍化に関与するかについて検討を行なう。
地理と歴史に立脚したソーシャルキャピタル論の構築

地域のソーシャル・キャピタル(社会関係資本)が形成される地理的・歴史的経緯を質的に解明するため、愛知県知多半島に居住する企業労働者・退職者に対する探索的インタビュー調査を実施した。その結果、職位や職業の変化と、社員寮・社宅・持家といった居住地の移動とが並行し、社会関係(特に社縁)の構築と変遷が地理的・歴史的文脈に大きく依存している状況が示された。また、大企業が提供する健康管理や福利厚生が、労働者や家族の社会関係や健康状態を規定する側面もあることから、日本社会においてソーシャル・キャピタルと健康を考える上では、地域だけでなく「会社」というアクターを考慮する必要性が指摘された。本年度は、地域のソーシャル・キャピタル(社会関係資本)か住民の健康に寄与するメカニズムを、地理と歴史に照らして解明するという研究目的にしたがい、愛知県知多半島に移住した企業労働者・退職者に対する探索的インタビュー調査を実施した。とりわけ、「社縁地域」における社会関係構築の実態と実態と意識の探索を目的として、インフォーマントからの情報収集と、住民のライフヒストリーに関するインタビュー調査を進めた。調査内容としては、職場・地域・家庭・移住・退職といった場面における社会関係の様相と変化を、本人の生活に照らして語ってもらい、さまざまな社会関係の意味・役割と、それが構築される場所との関わりを導出することを試みた。得られた語りは文字情報として記録し、質的データ分析の手法を用いて分析した。その結果職位や職業の変化と、社員寮・社宅・持家といった居住地の移動という並行した変化に伴い、社会関係の構築と変遷が生じる地理コンテクストの諸相が具体的に示された。本年度の探索的調査は、今後実施を予定しているアンケート調査を設計する上で不可欠なものであり、サンプリングや設問作成の土台となるものである。他方、今年度の中心なインフォーマントである労働者に加えて、配偶者や退職者、地元出身者といった異なる属性をもつ対象を調査する必要性も浮かび上がった。また、本年度はこれまでに研究を進めたソーシャル・キャピタルと健康に関する研究成果をシンポジウムや学会誌等においで積極的に公表した。
微細機能性凹凸パターンを付与したナノ液体膜のトライボ特性とそのメカニズム

微小な摺動すきまにおける薄膜潤滑技術の確立に向けて,フォトマスクを介した紫外線照射によりナノ厚さ液体膜に微細な機能性凹凸パターンを付与する方法を提案し,その有効性を確認した.本研究では,これまでに開発してきた計測装置および粗視化分子シミュレーション法を一層高機能化し,ナノ厚さ液体膜のトライボ特性について,高精度な評価・解析を可能とした.実験とシミュレーションの結果から,摺動方向と平行なパターンより直交するパターンのほうが摩擦力が小さく,減耗した箇所の膜修復が速いことなど,パターンの形状や寸法がナノ厚さ液体膜のトライボ特性に与える効果を明らかにし,そのメカニズムに関しても重要な知見を得た.マイクロ・ナノマシンや磁気記録装置(HDD)では,微小な摺動すきまにおける薄膜潤滑技術の確立が必須である.そのため,UV照射によりナノ厚さ液体膜に微細な機能性凹凸パターンを付与する方法を提案した.本研究では,ナノ厚さ液体膜のトライボ特性を評価・解析する計測装置と分子シミュレーション法を高機能化するとともに,実験と分子シミュレーションの両面から,ナノ厚さ液体膜のトライボ特性とパターン形状・寸法との関係性や,そのメカニズムを解明することを目的としている.本年度は,主として下記を実施した.1)トライボテスタの高機能化干渉顕微鏡を設計・構築し,トライボテスタに統合した.ナノ厚さ潤滑膜を塗布した固体基板に,摺動ピンを押し付けた際の接触状態のin situ観測を実現し,面内分解能は1.0 μmを達成した.接触部の直径を潤滑剤の種類と膜厚をパラメータとして測定し,接触挙動に及ぼす固液間接触と固体同士間接触の寄与を明らかにした.2)トライボ特性の測定既存の走査型プローブ顕微鏡(SPM)を用いて,潤滑剤の種類や,UV照射時間,SPMプローブの運動速度を変えて,ナノ厚さ潤滑膜の凝着力・摩擦力を測定した.これらの特性について,潤滑膜中の流動分子およびUV照射により形成した固定分子の寄与を明らかにした.トライボテスタを用いた高速摺動での従来の測定結果と定性的に一致することを確認した.3)分子シミュレーションHDD用の極性PFPE潤滑剤について,量子化学計算の結果に基づき,極性基に関する相互作用を高精度に表現した全原子モデルを構築し,バルク粘性や,拡散係数,分子の存在形態を再現できる分子動力学(MD)シミュレーションを実現した.また,全原子モデルのMDシミュレーションで得られた分布関数と等温圧縮率を再現できる高精度な粗視化モデルを構築し,全原子モデルに比べて計算効率を約2桁向上した.主として下記を実施した.1)トライボテスタの高機能化前年度に構築した顕微鏡に,高輝度短波長の光源および高感度の白黒CCDカメラを搭載し,視野絞りの設置や高精度の光路調整を可能とする工夫などを行った.その結果,固体二面間接触状態を観測する際の画像コントラストを2倍,面内分解能を1.0から0.8μm,すきま分解能を17から13nmに向上した.すきま分解能を1nmとするために,摺動子を半径1mmの半球から曲率半径が大きい平凸レンズに変更する方法を検討して,試作を行った.2)トライボ特性の測定高機能化したトライボテスタを用いて,摺動速度をパラメータとして,ナノ厚さ潤滑膜を塗布した磁気ディスクと半径1mmの半球状摺動子との接触面積および凝着力・摩擦力を測定した.その結果,低速領域における薄膜潤滑のメカニズムの構築に十分な定量的な評価が可能となった.また,パターニングしたナノ厚さ潤滑膜について,接触摺動に対する減耗・修復特性に及ぼすパターンの形状・線幅の影響を評価した.耐摩耗性の向上にはパターン線幅の微細化が最も効果的で,修復特性の向上には円周状パターンより放射状パターンのほうが有利であることを明らかにした.3)分子シミュレーションTransverse DPD法を導入し,拡散係数のような動的特性を精確に再現できる粗視化分子動力学(MD)シミュレーションを確立した.固体表面を垂直方向に変位するばねに接続するプログラムを追加し,一定荷重条件での計算を可能とした.ランダムな表面粗さをもつ固体二面に剪断されるナノ厚さ潤滑膜の粗視化MDシミュレーションを実施した結果,剪断特性に及ぼす潤滑剤分子化学構造の影響を明らかにし,その影響が表面粗さに依存することを見出した.パターニングしたナノ厚さ潤滑膜にも粗視化MDシミュレーションを適用可能とし,修復特性に関して実験と定性的に一致する結果を得た.研究実績の概要に述べたように,おおむね交付申請時の計画に応じて進捗しており,結果も得られている.そのため,おおむね順調に進展していると判断する.本年度は,主として下記を実施した.1)ナノ厚さ潤滑膜のトライボ特性の測定前年度に摺動ピンとして設計・製作した曲率半径が大きい平凸レンズを装着するための支持ばね機構を設計・試作し,トライボテスタに搭載した.前年度までに開発を進めてきた干渉顕微鏡を用いて観測した結果,摺動ピンの垂直変位の測定分解能を16.5から0.62 nmに大幅に向上させることに成功し,ナノ厚さ液体膜を介した固体二面の接触状態と摩擦力の高精度な同時計測を実現した.そして,潤滑膜の厚さ,粘度,および摺動速度をパラメータとして,固体二面間の摺動部を観察するとともに,摩擦力と摺動ピンの垂直変位を測定した.その結果,固体二面間における液架橋の形成・成長→破断→回復といった一連の動的挙動,およびナノ厚さ液体膜は固体二面間の摺動部に介在して流体潤滑的な作用を示すことを明らかにした.

2)分子シミュレーション前年度までにモデル化の精度向上を進めてきた高効率な粗視化分子動力学法を用いて,UV照射パターニングにより微細機能性凹凸パターンを付与したナノ厚さ潤滑膜を対象に,流動シミュレーションを継続して実施するとともに,せん断シミュレーションを実施した.パターンが流動・せん断方向と直交する場合は,平行な場合に比べて,流動が遅くまたせん断力が小さいこと,さらに実験で用いたパターンの線幅範囲では,流動特性の線幅依存性が小さいことなどを明らかにした.これらのシミュレーション結果は実験結果と一致することを確認した.また,凹凸パターンの付与による潤滑剤分子の構造・運動の変化に関して,動的分子描像およびそれが流動・せん断特性との関係性をシミュレーションにより明らかにした.微小な摺動すきまにおける薄膜潤滑技術の確立に向けて,フォトマスクを介した紫外線照射によりナノ厚さ液体膜に微細な機能性凹凸パターンを付与する方法を提案し,その有効性を確認した.本研究では,これまでに開発してきた計測装置および粗視化分子シミュレーション法を一層高機能化し,ナノ厚さ液体膜のトライボ特性について,高精度な評価・解析を可能とした.実験とシミュレーションの結果から,摺動方向と平行なパターンより直交するパターンのほうが摩擦力が小さく,減耗した箇所の膜修復が速いことなど,パターンの形状や寸法がナノ厚さ液体膜のトライボ特性に与える効果を明らかにし,そのメカニズムに関しても重要な知見を得た.研究実績の概要に述べたように,交付申請時の計画に応じて進捗しており,結果も得られている.そのため,おおむね順調に進展していると判断する.交付申請時の計画にしたがって,研究を進める.UV照射パターニングなしのナノ厚さ潤滑膜について,摩擦・凝着・接触状態(固体二面の接触面積とすきま)の計測および粗視化MDシミュレーションを継続して実施するとともに,UV照射パターニングありの場合に重点を置く.最終的には,ナノ厚さ液体膜のトライボ特性とパターン形状・寸法との関係性や,そのメカニズムを明らかにする.28年度が最終年度であるため、記入しない。ナノトライボロジー,光応用計測交付申請時の計画にしたがって,研究を進める.干渉顕微鏡とトライボテスタの高性能化を引き続き進めるとともに,固定分子を含めたナノ厚さ潤滑膜の粗視化凝着や剪断シミュレーションを実現する.最終的には,実験と分子シミュレーションの両面から,ナノ厚さ液体膜のトライボ特性とパターン形状・寸法との関係性や,そのメカニズムを明らかにする.摺動子を半径1mmの半球レンズから曲率半径が大きい平凸レンズに変更すれば,固体二面間すきまを1nmの分解能で測定可能の見通しを得たため,かつ最終年度の研究にはより多くの費用が必要と見込まれたため,今年度では検討していた分光器の導入を控えて,次年度使用額が生じた.28年度が最終年度であるため、記入しない。干渉顕微鏡の設計・構築を比較的順調に行えたため,当初の予算額より実支出額が下回り,かつ今後の研究にはより多くの費用が必要と見込まれたため,次年度使用額が生じた.量子化学計算と全原子計算に使用するソフトウェアMaterials Studioの保守費用に主に割り当てる予定である.28年度が最終年度であるため、記入しない。