hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自然免疫を標的とする脳梗塞治療の研究

脳血管障害の7割を占めている脳梗塞は、急性期に拡大・増悪し、時に急性期死亡をもたらすが、近年急性期脳梗塞における分子機構・シグナル伝達が徐々に明らかになりつつある。脳梗塞の病巣には従来から著明な炎症細胞浸潤を生じることが知られていたが、近年、脳梗塞の増悪過程における免疫応答、特にT細胞の重要性を示す報告が行われてきている。我々はこれまでに、遺伝子導入法ならびに遺伝子改変動物を用いた直接的な分子標的への干渉によって、新たな治療対象を探る研究を行っており、抗MCP-1遺伝子やインターロイキン10 (IL-10)の遺伝子などの導入が、脳虚血後の治療開始であっても脳梗塞を著明に縮小すること、マクロファージから産生されるインターロイキン23 (IL-23)が浸潤γδT細胞でのインターロイキン17 (IL-17)産生を惹起し、脳梗塞の増悪に寄与すること、また、IL23-IL17 axisの上位シグナルとして、ペルオキシレドキシン(Prx)が損傷神経細胞から放出され、damage-associated molecular pattern molecule (DAMP)として免疫担当細胞のToll-like receptor (TLR)を刺激することなどを明らかとしてきた。本研究では、脳梗塞の急性期に重要な役割を果たしていると考えられる自然免疫を中心とした炎症反応・免疫応答の重要性をさらに探究することを主要な目的とし、免疫担当細胞の動態ならびに周皮細胞の応答について検討を行った。また、国産ベクターであり細胞質型RNAベクターとしてその発展が期待されているセンダイウイルス(SeV)ベクターを用いた遺伝子導入を行い、国産遺伝子導入ベクターの有用性を追求することも予定している。我々がすでに重要性を明らかにしたIL23-IL17 axisの上位活性化シグナルであり、脳虚血における新たなDAMPsとして我々が同定したperoxiredoxin (Prx)による炎症惹起の機構に注目し、当該年度は、虚血性炎症反応を収束させる機構についての検討を行った。虚血脳に集簇する脳由来ミクログリアおよび血液由来のマクロファージなどの免疫担当細胞を対象に、PrxやHMGB1などのDAMPsを取り込む細胞種の同定を行い、遺伝子改変動物や遺伝子導入技術を駆使して、取り込みに重要な分子機構についての解析を行った。また、同不活化機構を活用した脳梗塞治療の可能性を検討した。その結果、DAMPsのクリアランスには骨髄由来探究が重要で、その作用にはクラスAスカベンジャー受容体であるMSR1やMARCOの発現・活性化が重要であること、その発現をもたらす治療により、脳梗塞後の免疫・炎症反応の終息を誘導し、脳梗塞病巣の縮小と神経機能の改善をもたらす可能性が示唆された。これらの成績は、日本神経学会総会や欧州脳卒中学会で発表し、国際脳循環代謝学会でも発表を予定している。超高齢社会を迎えてますます重要性を増している脳血管障害であるが、その後遺症を軽減する画期的な治療法は未だ開発されていない。脳血管障害の7割を占めている脳梗塞は、急性期に拡大・増悪し、時に急性期死亡をもたらすが、近年脳梗塞の組織傷害における分子機構・シグナル伝達が徐々に明らかになり、脳梗塞の増悪過程における免疫応答の重要性が注目されている。
ブラックホール直接撮像をおこなう気球サブミリ波VLBIのキーテクノロジー

スパースモデリングを適用した電波干渉計による高解像度イメージングにより超巨大ブラックホールの直接撮像を、成層圏に気球VLBI局を打ち上げるアプローチでおこなうことを目指した研究である。本研究期間にて、気球VLBI局プロトタイプ(1号機)を開発する。2年目である平成27年度は、(1) VLBI機器および制御系が搭載された気密容器の熱設計および製作、(2)気密容器システムの熱真空動作試験、(3)電源システムの設計・製作、(4)耐振り子振動電波指向システムの開発・地上検証実験、(5)検波器を用いた電波源自動指向システムの開発と地上検証実験、をおこなった。その結果、JAXA大気球実験に採択され、大樹航空宇宙実験場から放球されることが決定した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究期間中は、気球VLBI局プロトタイプ(1号機)の段階である。平成26年度は、試験的フライト実機の観測機能部分についてのおおかたの完成を目指した活動をおこなう予定であった。開発段階でのゴンドラシステムを地上にて懸垂し、気球ーゴンドラ系の力学環境を模擬し、機能確認をおこなうというのが実験のすがたである。具体的には、(1)姿勢決定センサ群の出力とVLBI観測データを統合処理する局位置決定システムの動作、(2)姿勢決定値を基にフィードバック制御をおこなう姿勢制御システムの動作、(3)スパースモデリングを用いた撮像法アルゴリズムとのI/F、について検討・実現する予定であった。これらを実現するための開発項目は:(i).ジャイロ/スタートラッカー/加速時計/傾斜計/GPSコンパス/地磁気計など各コンポーネント立ち上げ、それらの出力を統合する位置変動モニタシステム、最終的な位置決定を含んだフリンジサーチアルゴリズム、(ii).ピボット、リアクションホイール等の姿勢制御駆動系の製作と制御アルゴリズムの構築、(iii).気球VLBI局を含めた観測局配置と各局感度を考慮したイメージングシミュレーション研究、(iv).ゴンドラ構体の設計と製作、であった。今年度の進捗は、(i)(ii)(iv)については開発・実験に成功した。(iii)については、研究に着手した段階である。本年度のシステム開発は、(1)局位置決定システム、(2)姿勢決定・制御システム、(3)ゴンドラ構体の3つであり、これをシステムとして組み上げて動作実証試験をおこなうことが予定であった。しかし実際には、それ以上のレベルまで到達した。VLBI干渉計観測に必要なシステムをほぼすべてゴンドラに仮搭載し、吊り下げ状態にて振り子運動をさせながら自律的な姿勢制御をおこない、VLBI観測をおこなった。実験は、宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)の気球VLBI電波望遠鏡ゴンドラシステムと、国立天文台VLBI観測所(岩手県水沢市)の水沢10メートル電波望遠鏡とで同時におこなわれ、400km離れた2つの電波望遠鏡の間で電波干渉に成功した。これは、地上実験とはいえ、不安定に位置が揺れ続ける観測局でもVLBI観測ができることを世界で初めて示した実験であり、成層圏での気球観測局でのVLBI観測が可能であるという原理の実証となった。観測システムは、機能としてはほぼ完璧に動作した。平成27年度は、試験的フライト実機の観測機能部分について耐低温・耐真空環境性能の確認試験を一部実施しながら、電源系・通信系などのバスシステム部分に関する開発もおこない、構成としては最終形態に近い状態まで到達し、観測運用を見据えた検討をおこなう。今年度の開発項目としては:(1) VLBI機器および制御系が含まれた気密容器の熱設計および作り込み、(2)気密容器システムの熱真空動作試験、(3)電源システムの設計・製作および熱真空動作試験、(4)耐振り子振動電波指向システムの開発・地上検証実験、(5)スタートラッカーを用いた5点法電波軸補正運用アルゴリズムの検討と地上検証実験、(6)ゴンドラと気球システムとのインターフェース部の検討・製作、(7)スパースモデリングを利用した超解像イメージング手法の適用シミュレーション検討、を目標とする。
強相関ぺロブスカイト酸化物を用いた二次元トポロジカル絶縁体の実現

近年、ペロブスカイト型酸化物の(111)面方向の薄膜・表面が三角格子や六角格子を形成してトポロジカル物性が発現する可能性が理論的に示唆されており注目を集めている。このような物性を輸送特性から検出することを長期的な目的として、強いスピン軌道相互作用を持つTaを含むタンタル酸カリウムを対象物質として選出し、(111)面研磨の単結晶基板表面に電子をドープして低温での輸送特性を測定した。まず、パルスレーザー堆積法でアルミナ薄膜を基板上に堆積し、酸素ゲッタリングによって基板表面近傍に酸素欠損を導入し、電子ドープする方法を試みた。電気伝導が観測できるような薄膜成長条件を見出し、2Kまでの低温で輸送特性を測定したところ、温度の低下とともに抵抗が増加する絶縁体的挙動が見られた。これとは別に、単結晶基板表面をチャネルとした電気二重層トランジスタ(EDLT)を作製し、より高いキャリア密度領域での電気伝導も検証した。フォトリソグラフィの光学マスクをデザインしてデバイス作製手順の条件出しを行い、温度240Kでのトランジスタ動作を実現した。これらのEDLTデバイスもアルミナ薄膜デバイスと同様に低温での移動度低下を伴う絶縁体的挙動を示した。また、バンドギャップ以上のエネルギーをもつ紫外光を照射して単結晶基板に光キャリアを発生させたところ、この場合も低温で抵抗が増加した。以上三つの異なる電子注入法すべてで電気伝導と低温における絶縁体的挙動を観測できた。しかしホール効果測定の結果によれば、酸素ゲッタリング試料とEDLT試料は移動度が減少し、一方で光キャリアの場合はキャリア密度が減少しており、これらの現象の詳細なメカニズムは現時点では明らかでない。ペロブスカイト型酸化物の(111)面内二次元電気伝導は他の物質を含めても実験報告が多いとはいえず、本研究から得られた知見は、遷移金属酸化物中のトポロジカル物性の研究において今後重要になると期待できる。(抄録なし)近年、ペロブスカイト型酸化物の(111)面方向の薄膜・表面が三角格子や六角格子を形成してトポロジカル物性が発現する可能性が理論的に示唆されており注目を集めている。(抄録なし)
ゲノム編集技術を用いたレーバー先天黒内障の病態解明

網膜ジストロフィは重篤な視力障害を来す眼疾患であり、現在有効な治療法はない。その一型であるレーバー先天黒内障16型(Leber's congenital amaurosis type16以下LCA-16)ではイオンチャネルKir7.1をコードするKCNJ13遺伝子に異常があり、KCNJ13遺伝子は眼の網膜色素上皮(以下RPE)細胞に多く発現していることが知られている。しかしKCNJ13遺伝子がRPEや網膜を含む眼球全体に及ぼす影響には不明な点が多い。そこで本研究ではゲノム編集技術を用いてLCAの病態を明らかにし、治療法開発の基盤となる研究を行う。
二酸化炭素の触媒的不斉固定化反応の開発

光学活性コバルト錯体をルイス酸触媒として用いると,N, N・ジフェニルアミノメチルオキシランへの二酸化炭素挿入反応が速度論的光学分割を伴って進行し,対応するエポキシドと環状炭酸エステルがそれぞれ光学活性体として得られることをこれまでに報告した。本年度は立体選択性のさらなる向上,基質の展開を目的に詳細な検討を行った結果,コバルト錯体の不斉ジアミン部にシクロヘキサンジアミン,側鎖に直鎖のエステルを有するコバルト錯体が最も良い結果を与えることを見いだした。反応圧力,共触媒の最適化の後,種々のエポキシドに対して二酸化炭素挿入反応を行った結果,様々なグリシドール誘導体が対応する光学活性な環状炭酸エステルに変換され,特にグリシジルアミン類の反応では高い立体選択性が発現することがわかった。二酸化炭素の固定化における次の展開として,プロパルギルアルコールへの触媒的な二酸化炭素固定化反応を試みた。プロパルギルアルコールは二酸化炭素と反応し,環状炭酸エステルを与えることは知られているが,高温・高圧の条件が必要であること,適用可能な基質は末端アルキンに限定され,かさ高い置換基を有する第3級アルコールの場合には反応性が著しく低下することが指摘されていた。アルキンを活性化する金属種について探索した結果,金属触媒として銀塩,塩基としてDBUを用いると温和な条件で反応が速やかに進行することがわかった。この触媒系は,末端アルキンのみならず従来法では困難とされていた内部アルキンを有する多置換プロパルギルアルコールに対しても速やかに二酸化炭素との反応が進行し,かさ高い置換基を有するプロパルギルアルコールの場合にも高収率で,しかも単一の異性体として環状炭酸エステルを与えることを見いだした。
マウス表皮内T細胞の研究

T細胞は抗原レセプター(TCR)を構成する鎖によって,αβ型とγδ型とに分けられる.マウス表皮にはγδT細胞に属するdendritic epidermal Tcell(DETC)が存在する.その成熟分化の過程に関しては不明な点が多い.zeta-chainassociated protein(ZAP)-70はTCRζ鎖に会合するチロシンキナーゼで,T細胞活性化シグナルの伝達物質である.申請者が作製したZAP-70欠損マウスの解析結果から,同分子がαβT細胞の成熟分化と選択に必須であることが判明している(Negishi I., etal. Nature 376:435-438,1995).本研究では,マウスDETCの成熟分化におけるZAP-70の働きを探求するためにZAP-70欠損マウスのDETCについて解析した.H14年度は免疫組織染色とフローサイトメトリーにより,形態学的な観察を行った.その結果,ZAP-70欠損マウスの皮膚ではDETC数の減少と樹枝状突起の短小化,DETC表面のγδTCR,Thy-1.2の発現量の減少が認められた.H15年度はDETCを分離し,Con Aや抗CD3抗体で刺激して増殖反応を観察した.その結果,ZAP-70^<-/->DETCでは,増殖反応が起こらなかった.T細胞は抗原レセプター(TCR)を構成する鎖によって,αβ型とγδ型とに分けられる.マウス表皮にはγδT細胞に属するdendritic epidermal T cell(DETC)が存在する.その成熟分化の過程に関しては不明な点が多い.zeta-chainassociated protein(ZAP)-70はTCRζ鎖に会合するチロシンキナーゼで,T細胞活性化シグナルの伝達物質である.申請者が作製したZAP-70欠損マウスの解析結果から,同分子がαβT細胞の成熟分化と選択に必須であることが判明している(Negishi I., etal. Nature 376:435-438,1995).本研究では,マウスDETCの成熟分化におけるZAP-70の働きを探求するためにZAP-70欠損マウスのDETCについて解析した.H14年度は免疫組織染色とフローサイトメトリーにより,形態学的な観察を行った.その結果,ZAP-70欠損マウスの皮膚ではDETC数の減少と樹枝状突起の短小化,DETC表面のγδTCR,Thy-1.2の発現量の減少が認められた.H15年度はDETCを分離し,Con Aや抗CD3抗体で刺激して増殖反応を観察した.その結果,ZAP-70^<-/->DETCでは,増殖反応が起こらなかった.T細胞は抗原レセプター(TCR)を構成する鎖によって、αβ型とγδ型とに分けられる。マウス表皮にはγδT細胞に属するdendritic epidermal Tcell (DETC)が存在する。その成熟分化の過程に関しては不明な点が多い。zeta-chain associate protein (ZAP)-70はTCRζ鎖に会合するチロシンキナーゼで、T細胞活性化シグナルの伝達物質である。申請者が作製したZAP-70欠損マウスの解析結果から、同分子がαβT細胞の成熟分化と選択に必須であることが判明している(Negishi I., etal. Nature 376 : 435-438, 1995)。本研究では、マウスDETCの成熟分化におけるZAP-70の働きを探求するためにZAP-70欠損マウスのDETCについて解析した。免疫組織学的解析の結果、ZAP-70欠損マウスの皮膚ではDETCの細胞数が減少し、形態学的特徴である樹枝状突起が短小化していた。フローサイトメトリーを用いた解析では、DETCの表面分子であるγδTCR、Thy-1.2の発現量はコントロールマウスのDETCに比べて減少していた。T細胞は抗原レセプター(TCR)を構成する鎖によって,αβ型とγδ型とに分けられる.マウス表皮にはγδT細胞に属するdendritic epidermal T cell(DETC)が存在する.その成熟分化の過程に関しては不明な点が多い.zeta-chainassociated protein(ZAP)-70はTCRζ鎖に会合するチロシンキナーゼで,T細胞活性化シグナルの伝達物質である.申請者が作製したZAP-70欠損マウスの解析結果から,同分子がαβT細胞の成熟分化と選択に必須であることが判明している(Negishi I., etal. Nature 376:435-438,1995).本研究では,マウスDETCの成熟分化におけるZAP-70の働きを探求するためにZAP-70欠損マウスのDETCについて解析した.H14年度は免疫組織染色とフローサイトメトリーにより,形態学的な観察を行った.その結果,ZAP-70欠損マウスの皮膚ではDETC数の減少と樹枝状突起の短小化,DETC表面のγδTCR,Thy-1.2の発現量の減少が認められた.H15年度はDETCを分離し,Con Aや抗CD3抗体で刺激して増殖反応を観察した.その結果,ZAP-70^<-/->DETCでは,増殖反応が起こらなかった.
先駆的Web学習システムによる学生の学習意欲向上と教育効果の保証

最新Web技術を活用し,オンライン・オフラインに関わらずシームレスに利用できるWeb学習システムの開発を行った.Web学習システムとしては,情報通信ネットワークのしくみや挙動を自学自習できるものとしている.PCのみならず近年普及が著しい携帯情報端末からの利用も可能とした.開発システムのユーザビリティ評価においては高評価が得られると同時に,研究代表者が実施する達成度評価試験において,学習者の理解度の向上も確認され,一定の教育効果が得られることがわかった最新Web技術を活用し,オンライン・オフラインに関わらずシームレスに利用できるWeb学習システムの開発を行った.Web学習システムとしては,情報通信ネットワークのしくみや挙動を自学自習できるものとしている.PCのみならず近年普及が著しい携帯情報端末からの利用も可能とした.開発システムのユーザビリティ評価においては高評価が得られると同時に,研究代表者が実施する達成度評価試験において,学習者の理解度の向上も確認され,一定の教育効果が得られることがわかった学習者のノートパソコン等情報端末がオフライン時にもシームレスに学習が可能な学習用Webコンテンツを開発し,学生の学習意欲を向上させ,その効果を検証するのが本研究の目的である.平成21年度は,オンライン状態に関わらずシームレスに利用できるWeb学習システムの開発を進めた.システムの開発にあたり,その学習用コンテンツの内容について検討を行った.筆者が担当している授業を中心に学生のこれまでの理解度,習熟度をアンケート等を用いて調査し,さらに他機関などで用いられている参考となる有用な教育用Webシステムの調査・考察も行った.これらの調査の後,システムの基本設計を行い,Google社から提供されるGoogle Gearsを用いてJavascriptによるオンライン学習システムを作成した.作成を計画した主な機能は以下の4つである.(1)授業や実験を解説するテキスト教材(2)理解度を確かめるための小テスト機能(3)達成度評価を行うためのテスト機能(4)利用者のオンライン・オフラインごとの利用状況を把握・管理するためのログ機能このうち,(1)および(2)の機能をローカルデータベースに学習コンテンツを実装することで作成を行った.この後,コンテンツ内容をさらに増やすため,GoogleGears内のデータベースに実装を変更した.しかし一部の動作に不具合が生じ,この移行を完全に行うことができなかった.これにともなって(3)(4)についても今のところ完全な機能を持つものとしては完成していない.また,HTML5の発表に伴い,Google Gearsのサポートが平成21年度終了し,その機能を使うことができなくなっており,これ以降の開発作業は平成22年度に継続して行うこととした.本研究では1.オンライン状態に関わらずシームレスに利用できるWeb学習(e-Learning)システムの開発,2.授業でのシステム活用,3.学生の利用状況分析,5.達成度評価試験を用いた教育効果向上の検証とその質の保証を主に計画している.H21年度までに,「1.オンライン状態に関わらずシームレスに利用できるWeb学習システムの開発」について,Google社が提供する「GoogleGears」を用いて開発を行ったが,そのサポートが途中で終了したため開発が困難になった.そこで,今年度は同様のサービスを提供するHTML5を用いて新たにシステム開発を行った.昨年度までに開発したシステムをベースに,情報処理技術者試験の自学自習コンテンツを題材とした資料提供や理解度を確かめるための小テスト機能を持つWeb学習システムを構築した.HTML5のキャッシュ機能により,PCがネットワークに接続できないオフライン状態においても学習を行うことを可能とするシステムを実現した.また近年,携帯情報端末の高機能化が著しい.そこでPCのみならず,スマートフォンに代表される携帯情報端末上でも実用的に利用できるWebアプリケーションの開発も行った.当初計画した以上に負荷の軽い,利用しやすいシステムの開発を行うことができた.さらに,開発したシステムにより「2.授業でのシステム活用」を前提とした基本的な評価をおこなった.システムに実装された機能を用い,学生にパソコンやスマートフォンからコンテンツを利用してもらうことにより,不具合やさらに必要な機能の追加等の改善作業を行った.計画された仕様のシステムの開発がほぼ完了し,システムがもたらす教育効果への検証を行うための基盤が今年度整備された.本研究では1.オンライン状態に関わらずシームレスに利用できるWeb学習(e-Learning)システムの開発,2.システム活用,3.利用状況分析,5.達成度評価試験を用いた教育効果向上の検証とその質の保証などを行なうこととしている.H22年度までに,HTML5を用いた,オンライン状態に関わらずシームレスに利用できるWeb学習システムの開発を行なったが,今年度はワイヤレス端末の普及を背景に,PCに加えてスマートフォンやタブレットなどの携帯情報端末において高度な利用が可能なシステムへと機能拡張を行なった.具体的には,これまで開発したWebシステムと連携して携帯端末上で単体で動作するアプリケーション開発である.ネットワーク工学初学者がネットワーク性能や詳細な動作をわかりやすく学ぶことを支援するものである.そして,開発したシステムのユーザビリティおよび教育効果の検証のため,以下のようになログ収集を行い,データベース化した.・利用者のオンライン・オフラインごとの利用状況を把握・管理するためのログ収集.・利用者のユーザビリティと理解度調査アンケート以上のような評価に必要と考えられる項目は他大学や研究機関等で意見や資料収集を行い,参考としている.そして,これらログやアンケート結果をデータベース化し,多面的な方向でシステム全体の評価検討を行なえるようにした.現在のところ,詳細な検討までは至っていないので,次年度で作業を実施し,さらにシステムの改善につなげていく予定としている.

また,システム開発と評価,およびシステムの一部であるネットワークシミュレーションを利用した新しいネットワークシステムの提案などについて,別に示す論文,講演等において発表を行なった.本研究においては,オンライン状態に関わらずシームレスに利用できるWeb学習システムの開発とその教育効果検証等を行なうことが主な目的である.平成24年度は研究最終年度であり,前年度までに開発したシステムの最終調整と効果検証および総まとめを行なった.なお,Web学習システムとして,情報通信ネットワークのしくみや挙動を,ネットワークシミュレータを介して学習できるシステムを最終的なコンテンツとして構築を行った.平成23年度までには,本システムの中核となる,オフライン時でも利用可能な自学自習で活用できるHTML5を用いたWeb学習システムを開発したが,これは主にPC上のブラウザを利用するように設計されていた.しかし,近年のタブレット端末等携帯情報端末を用いた学習の機会が著しく増加しており,これに対応できるようさらにシステムの改良と拡充を行った.以上のように開発したシステムの最終的な評価・検証を行った.まず,システムのユーザビリティ評価を行っている.ネットワーク学習の初級者を被験者として,与えられたタスクについてシステムを利用してもらい,実行時の行動を観察し,さらに事後の質問を行ってその回答をもとに評価した.ユーザビリティ評価においては高評価が得られ,教育システムとして十分な性能を持つことが確認できた.一方細かい操作性の不備については得られたユーザビリティ評価に従って改善を行っている.さらに,システム利用履歴(ログ)の解析を通して,利用場所・時刻・利用コンテンツ等について検証し,システムを利用した場合の研究代表者が行う達成度評価試験の結果において,その優位性を確認することができた.以上のようなシステムの開発と評価について,電子情報通信学会等で発表を行った.また,開発したシステムは外部からも利用できるようにWebで公開している.技術背景や社会背景が激しく推移しており,新たな技術への対応等への取り組みが必要となっているが,その都度,それらに対応しており,システム開発については計画以上に進展があると思われる.そのため教育効果や達成度評価についてはやや遅れている部分もみられるが,これを行なうための基盤はほぼ整えられているため,今後の研究により,当初計画も達成できると考えている.24年度が最終年度であるため、記入しない。上記で述べたように,教育効果,達成度評価をテーマとして,システムの評価検討を今後進める予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
両肺一括同時移植に関する実験的研究

昭和62,63年の科学研究費補助を得て計31頭の成犬を用いて両肺一括の自家移植実験を行った。方法は全身麻酔下に開胸し、左右両脇と左右縦隔組織、大動脈等との間を十分に剥離した後、人工心肺による体外循環下に肺動脈、左房壁、気管の順に切離し、左右両肺を肺動脈、左房壁、気管によって各々連結した状態のままで摘出、直ちにそれを再移植した。吻合は左房壁、主肺動脈、気管の順に行ない、次いで体外循環を解除した。全部で31頭の成犬に対して実験行ったが、そのうち肺剥離操作中に死亡したり、再移植後体外循環からの離脱が不可能であったものは11頭であった。再移植後体外循環からの離脱が可能であった20頭の成績を述べると肺剥離操作に要した時間の平均は750分、両肺を摘出後再移植の吻合終了までに要した時間は平均59.2分、肺の阻血時間は平均87.3分であった。体外循環からの離脱後最長時間生存した犬の生存時間は3時間18分で、その他は体外循環からの離脱後7分1時間20分で死亡した。外因については、後縦隔、吻合部からの出血が大きな要因となったと思われるものが10頭、肺水腫5頭で、大部分が心拍出力の低下による血圧低下で、心拍出力の出ない眞の原因が不明なものが多かった。実験の後半には手技上もまず完成したが、以上の如く術語最長時間はわずか3時間18分という満足すべき結果が得られなかった。その原因として一番大きなものは、本部における成犬が人工心肺下体外循環の実験に不適当である身でそれは他の研究者も一致した意見である。本研究者も本研究の成績から見て、今後本実験に成犬を利用することを断念せざるを得ないと思われる。そこで、将来この両肺一括移植実験を成功させるには霊長類を使用するのが最良の方と考えられた。研究費の交付を受けて後,昭和62年7月8日より動物実験を開始した.まず基礎実験として,犬3頭を用いて両肺一括自家肺移植術の解剖学的可能性の検討ならびに移植手段の完成のための予備実験を行い,本術式が解剖学的および手技的に可能であることを確認した後昭和62年9月2日より人工心肺による体外循環下癌移植実験を開始し,今日に及んでいる. 1回の実験に用いる実験犬は2頭で,うち1頭は人工心肺の充填用血液を脱血するために利用し,他の1頭を移植実験に用いた.実際の移植手技ならびに人工心肺下体外循環の方法は当初から計画した通りで,実験を重ねるに従い,動脈カニュレーションの方法,心筋保護法,肺動脈等からの空気除去の方法に多少の工夫を追加しわずかの変更を行った.

両肺一括自家移植実験は昭和62年9月2日より昭和63年3月30日までに計16回行い,そのうち3頭は両肺の従縦隔からの剥離操作中に血圧の低下を来たし,回復不能で体外循環の装置に到る前に実験を中止し, 4頭は再移植後に体外循環を停止する以前に心停止を来たして実験を終了, 4頭は再移植後体外循環を停止した直後に血圧低下,徐脈,心室細動となって死亡, 4頭は体外循環停止後1時間1時間30分後に血圧低下,心停止, 1頭は体外循環停止後37分で死亡していた.以上の如く,再移植後体外循環からの離脱不能および体外循環からの離脱後に長時間の生存が得られなかった原因としては,主に体外循環そのものに伴う手技上ならびに全身管理上の不備が考えられ,両肺一括自家移植術そのものが死亡の原因となったものはなかった.実験も回数を重ねるにつれて体外循環の技術に多くの向上が見られるようになっており,今後さらに長時間の移植後生存が期待できるものと思われる.昭和62年度の研究に引き続いて昭和63年度も同様に成犬を用いて両肺一括の自家移植実験を行った。昭和62年度の実験成績を反省し、本年度は実験方法に種々の改良を加えた。まず開胸法として昭和62年度は胸骨横断を含む両側肋間開胸を行ったが、これを胸骨縦断による両側開胸術へ変更したこと、体外循環の送血ルートとして大動脈起〓部から股動脈へ変更したこと、このため前年度より更に体重の多い成犬を実験犬として使用したこと等で、両側肺剥離操作、左房壁、肺動脈、気管の吻合方法、吻合順序に関しては前年度とほぼ同様に行った。以上の如く実験手技上の改良により、その後の大部分の再移植操作は順調に行われ、人口心肺からの離脱が行われたが、多くの例で人口心肺中止後心拍出量が十分に得られず低血圧をきたし、それに出血、肺水腫等が重なり、人口心肺離脱後長時間の生存例は得られなかった。結局、昭和62、63年の両年度に計31頭に実験を行い、最終的に人口心肺離脱後最長生存時間は3時間18分で、わずか1頭のみであり、その他は780分で心停止を来した。以上の如く、本年度には実験手技上もほぼ完成したにも拘らず再移植後満足すべき術後生存が得られなかった。このことから、特に本邦での成犬は活力にとぼしく、血管も脆弱で人口心肺下体外循環実験後の生存に適さないという印象を受けた。またこの事実は本邦における他の多くの研究者も指摘していることであり、今後本研究を更に発展させて良好な成績を得るためには、実験動物を成犬から霊長類へと変更することが必要と思われた。
「がん抑抑遺伝子」Sept4遺伝子破壊マウスの解析

白血病や固形腫瘍におけるセプチン遺伝子異常が多数報告されている。しかし、その意義や分子機構はよくわかっていない(MCB2005)。培養細胞レベルの知見であるが、スタンフォード大学との共同研究により、細胞質分裂に先立つ染色体整列・分配にもセプチン系が必須であることを明らかにした。すなわち、セプチン系の破綻が染色体不安定化(異数性)につながり、がんの発生や悪性化に寄与する可能性がある(Science 2005)。セプチンサブユニットの1つSept4に関しては、ヒトの大腸がんにおいて高発現する一方、白血病においてはアポトーシス誘導活性によってがん抑制効果をもつという矛盾した仮説が異なるグループから提示されている。我々は、この問題を解決するために、Sept4遺伝子欠損マウスとSept4過剰発現マウスを作成して個体レベルの機能解析を行った。まず、いずれのマウス系統でも自然発がん傾向は見られないことを確定した。次に、Fasによる劇症肝炎モデルにおいて、Sept4欠損マウスでアポトーシス耐性が低いことが確定した。その原因を探索する過程で、Sept4蛋白質が肝実質細胞ではなく、肝炎や細胞外マトリックスの蓄積に重要な役割を果たす星細胞(Hepatic Stellate Cells, HSC)に特異的に発現することがわかった。このユニークな発現パターンを利用して、四塩化炭素による肝線維化モデルやジメチルニトロサミンによる発がんモデルにおけるHSC機能とSept4の存在意義を解析し、興味深い知見が得られた(祝迫ら、投稿準備中)。なお、本領域の主旨からは外れるが、生物学的に重要な知見も得られたので付記する。本マウスが予想外の雄性不妊を呈することが判明したため、精子鞭毛内の輪状小体がセプチンの環状高次集合体(セプチンリング)であり、その破綻によって生殖機能を失うこともわかった。同時にヒトの精子無力症検体でもセプチンリングの破綻を認め、セプチン細胞骨格の生殖医学的意義を発見した(Dev Cell 2005)。以上のような研究の進展によってセプチン系を再定義する機が熟し、総説を発表した(Curr Opin Cell Biol 2006)。
歯肉増殖症由来のヒト培養線維芽細胞の遺伝子組織化学的研究-細胞外基質蛋白発現と細胞活性能との相関性について

抗痙攣剤であるフェニトイン、カルシウム拮抗剤であるニフェジビンあるいは免疫抑制剤であるシクロスポリンの服用により、しばしば歯肉増殖が起こることが知られている。今回、歯肉増殖症を示す歯肉組織を用い、線維芽細胞の細胞活性能及び細胞外基質蛋白質(アルカリフォスファターゼ(ALPase))の発現を検索し、正常歯肉との比較検討を行なった。【材料及び方法】フェニトイン、ニフェジビン服用により、歯肉増殖を示した患者の切除歯肉を用いた。また、コントロールとしてヒト正常歯肉を用いた。(1)摘出物を唇頬・口蓋ないし唇頬・舌側で半割し、一方を培養(ダルベッコ変法イーグル培地+10%牛胎児血清)に、他の一方を光顕観察に用いた。培養用の半割片は、唇頬側口腔歯肉上皮側、歯肉溝上皮側とでさらに半割し、上皮成分を除去し、結合組織成分を採取した。(2)光顕観察用試料の作成:培養開始時に光顕観察用に割断した標本についてH.E.染色、AgNORs染色、ALPase免疫染色を施した。【結果及び展望】H.E.染色では、歯肉増殖症例ではコントロールに比して、(1)唇頬側口腔歯肉上皮において上皮突起の細長い伸長が見られた。(2)上皮下に細胞成分に富んだ膠原線維の増生がみられた。(3)血管周囲性に慢性炎症性細胞浸潤がみられた。また口腔歯肉上皮側と歯肉溝上皮側とでは、後者でより強く炎症性細胞侵潤がみられた。AgNORs染色による細胞活性能の検索では、歯肉増殖症の症例でより線維芽細胞の活性能が高かったが、硝子様変化を示した症例では活性能はコントロールより低かった。口腔歯肉上皮側と歯肉溝上皮側とでは明らかな差異はみられなかった。ALPase免疫染色では、歯肉増殖症例の歯肉溝上皮側で陽性細胞が目立った。これらの検索は、歯肉増殖症における、線維芽細胞の動態の解明の上で役立つと考えられる。薬剤性の歯肉増殖病変は、薬剤服用者の年齢や薬剤服用期間によって歯肉増殖に差異が現れること、プラークコントロールによる歯肉炎症の軽減により歯肉増殖の抑制が起こることが報告されているが、これらの差異がいかにして起こるかについては、未だ不明な点が多い。研究代表者は、フェニトインの長期服用により、歯肉増殖を示した患者の切除歯肉を用い、歯肉線維芽細胞における細胞動態を解明することを目的とした。【材料及び方法】フェニトイン服用患者からの切除歯肉を半割して、一方をホルマリン固定・パラフィン包埋し、連続切片を作製し、他方を培養用とした。対照群としてフェニトインを服用していないエプーリス患者由来の切除歯肉を用いた。パラフィン包埋した連続切片において、HE染色及び細胞増殖能の指標としてAgNOR染色を施し、線維芽細胞の細胞活性能を検索した。【結果】HE染色では線維芽細胞に富んだ密な線維性結合組織の増生がみられ、ポケット上皮側の血管周囲性に軽度から中等度の慢性炎症性細胞浸潤を伴っていた。AgNORs染色では、フェニトイン服用群においてポケット上皮側の線維芽細胞の平均AgNORs数は、歯肉上皮側の平均AgNORs数より高値を示した。また、フェニトイン服用群の歯肉上皮側の線維芽細胞と対照群とでは、やや服用群で高値を示した。口腔歯肉

上皮側と歯肉溝上皮側とでは明らかな差異はみられなかった。ALPase免疫染色では、歯肉増殖症例の歯肉溝上皮側で陽性細胞が目立った。これらの検索は、歯肉増殖症における、線維芽細胞の動態の解明の上で役立つと考えられる。
現代ドイツ自治体福祉行政の管理をめくる管理職,専門職,政治職間の関係の分析

補助金が交付された3年間に行った研究によって得られた成果は、以下のとおりである。1.一年目においては、「行政組織のスリム化による公共政策実現上の機能性・機動性の向上」という、日本・ドイツにおける地方自治体行政管理改善の基本方向を、作業仮説としてつくりあげた。2.二年目においては、「スリムな組織に最大限の行政機能を発揮させるための管理改善方法は何か」という準拠枠組みの下で、ドイツの多くの中規模都市で共通に採用されている管理改善方法を明らかにした。それらは、(1)「行政資源責任分権化」(2)「集権的で戦略的なコントローリング」である。また、ドイツの各自治体において、(1)(2)の両立化がそれぞれの仕方で模索されていることも、明らかになった。3.三年目においては、2.の(1)(2)に対応させて、研究目標を、(1)行政資源の中で特に要員資源の分権化について、ドイツ諸都市ではどのように実践されまた改善されているのか、(2)集権的なコントローリングが、ドイツ諸都市では、どの程度にどのような形で実践されているのかということにした。その結果、次のことが明らかになった。(1)人事管理の能率性向上措置の一環として、人事業務の分権合理化と人事関連中央予算費目の解消・各部局振分がなされていること。(2)財務管理の改善という目的を含みつつも、行政指導部の将来志向的意思決定の支援を主目的とするという意味で戦略性を帯びた「行政コントローリング」が、行政管理改善先進都市において導入され始めていること。4.ただ、「給付行政をめぐる、管理職・専門職・政治職間の統制関係・調整関係・協働関係を明らかにする」という、研究目的に照らしてみるならば、13の成果は、「行政一般をめぐる管理職間の統制関係・調整関係・協働関係」のうちの「統制関係」を一定程度明らかにできたことにとどまる。3年計画(平成1012年度)の本研究の1年目については、自治体行政の経営管理について現場では何が問題になっているかということを、日本の特定の中規模都市のケース・スタディにより確認した。その際、研究対象を、中核市でありかつ経営管理改善で実績がある石川県金沢市にし、分析対象(1次資料)を、この市の各部課・庁内委員会が作成した報告書・統計書・その他の文書にした。そして、研究成果を、本報告書の11.に記した二つの学術論文にまとめた。金沢市における経営管理上の成果は、次の諸方面において顕著に現れた。1.オフィスオートメーション化の推進により、手続・組織の簡素化並びに職員数削減を達成すること。2.人事管理上、厳選された正規職員の政策作成能力を向上させ、庁内の各プロジェクトチームにおいて彼らの能力を政策づくり・組織作りの両側面で生かすこと。3.財務管理において、経常的経費を節減して政策的経費を増額し、かつ政策的経費において施設関係費を節減すること。4.より多くの事務事業、特に公の施設の管理業務を外部に委託すること。6.住民・市民にかかわる事業の実施を住民・市民に任せることにより行政需要を非行政的に処理すること。以上の成果を一言で表現するならば、「行政組織のスリム化による公共政策実現上の機能性・機動性の向上」である。この特徴は、日本・ドイツの中規模都市において経営管理改善上の規範的は重要論点となっていると考えられる。今後、他の都市の状況を調べてこの仮説を検証する。

大枠においてこれが正しいならば、この認識を踏まえて、平成11年度には、ドイツの行革先進都市におけて広く採用されている経営管理改善方法を調べる。そして、次の2点を確認する。1.各種の経営管理改善方法が上記の規範的重要論点にどのように貢献しているのか。2.その際、管理職・専門職・政治職の間に意見上の・行動上の相違はあるのか。本研究(3年計画)の1年目(平成10年度)においては、「行政組織のスリム化による公共政策実現上の機能性・機動性の向上」という、日本・ドイツにおける地方自治体行政管理改善の基本方向が仮説として得られた。本研究の2年目(平成11年度)においては、「スリムな組織に最大限の行政機能を発揮させるための管理改善方法は何か」という準拠枠組みの下で、ドイツの多くの中規模都市で共通に採用されている管理改善方法を解明することを目標にした。そのために、「財団法人自治体行政簡素化研究所」(KGSt)の勧告書・報告書・調査結果資料を分析した。そして、分析して得られた次の知見を、本報告書の11.に記した学術論文にまとめた。(1)ドイツ自治体「行政現代化」の青写真である「新しい管理運営モデル」には、(1)「(当該地方自治体の)行政資源に対する(行政専門部局の)責任の分権化」という方法或いは方向性と、(2) (1)を前提にし、当該自治体行政全体レベルで、「集権的で戦略的なコントローリング」を支援手段とする「集権的かつ戦略的な管理運営」体制を再確立するという方法或いは方向性が論理的に内在している。(2)1.(1)の方法或いは方向性の本質的引照点である「生産物」記述について、専門部局目標の明確化及び専門部局目標の合意促進という成果が得られている。しかし、目標記述・生産活動記述が必要以上に詳しくなりすぎるという問題が生じている(3)1.(2)の方法或いは方向性の中の「集権的で戦略的なコントローリング」について、その手段の中では報告制度(特に財務報告制度)の整備が進捗している。しかし、その他の手段の整備は遅れており、また「集権的コントローリング」を総合的に保証する中央行政機関は一般的に設置されていない。平成12年度には、「ドイツ自治体行政における専門職に対する管理の実態・論理」を調べる。そして、次の3点を究明するつもりである。(1)人事管理上、特に専門職全般に対する人事管理上何が問題になっており、これらの問題に対してどのような改善がなされているのか。(2)コントローラーの役割を、ライン管理職とスタッフ的管理専門職がそれぞれどのように担っているのか。(3) (1)・(2)において、政治任用官吏・議員は、どのような形で関与しているのか。本研究の3年目(平成12年度)においては、研究目標を、(1)行政資源の中で特に要員資源の分権化について、ドイツ諸都市ではどのように実践されまた改善されているのか、(2)集権的なコントローリングが、ドイツ諸都市では、どの程度にどのような形で実践されているのかということにした。(1)KGStは、「行政現代化」進展中のドイツ地方自治体における人事管理の能率性向上措置として、業務の分権合理化と予算編成制度の脱集権化を特に提案し、規模が大きい自治体は、人材開発予算関係で脱集権化を部分的に実践している。(2)各自治体における人材開発の実施率は、他の措置のそれと比べて高い。
麻酔薬によるシナプス可塑性抑制作用の解明:細胞GABA濃度の関与

細胞外GABA濃度が、脳高次機能の調節に影響することが最近注目されている。我々は細胞外GABA濃度がPropofolの鎮静作用に影響することを報告したが、Propofolの記憶抑制(健忘)作用にも影響している可能性がある。この研究では、遺伝子改変や薬理学的手法などで細胞外GABA濃度を意図的に操作した場合、記憶の分子基盤の一つである海馬の長期増強現象(Long-term potentiation : LTP)にどのような影響があるかを生理学・薬理学的に検討し、シナプス可塑性への細胞外GABA濃度の関与について解明することを目的とした。これにより、さらなる麻酔薬によるシナプス可塑性抑制作用の解明が進むと考えられる。まず、マウス海馬CA1領域でグルタミン酸受容体によって誘発される興奮性シナプス伝達へのPropofolの効果について研究を開始した。野生種マウスでグルタミン酸受容体によって誘発される興奮性シナプス伝達へのPropofolの効果を、濃度を変化させて調べた(10μM、30μM、60μM)。以前の研究では健忘作用は起こすが催眠作用は起こさない麻酔濃度に注目したため、健忘作用濃度のSevofluraneの結果と比較し、LTP誘導実験で用いるPropofolの濃度を30μMと決定した(今までの報告のPropofol濃度では催眠作用も有すると考えられるので)。次に、遺伝子改変マウスでも野生種と同様のLTPが誘導されることがわかった。そこで、決定した濃度のPropofolがGAD65KOマウスのLTPにどう影響するのか検討した。30μMのPropofolは野生種マウスのLTPを抑制したが、GAD65KOマウスのLTPは30μMのPropofolでは抑制されないということがわかった。
脳虚血による神経細胞障害と細胞内トロンボキサンA_2に関する研究

ラット海馬スライス標本よりCA-1錐体細胞より細胞内記録法を行い、脳虚血溶液負荷(Krebs溶液中のglucoseを当量のNaClに置換し、95%N2+5%CO2で飽和したもの)に対してアラキドン酸カスケードの活性化が神経細胞損傷に関与しているか否かを検討した。5-6分間脳虚血溶液を潅流投与すると、検討ニューロンすべて膜電位は急速に脱分極し不可逆的な細胞膜変性を生じた。この時、Fura-2をもちいた細胞内Ca濃度測定を行うと著名なCa濃度の上昇が観察された。このCa濃度の上昇が細胞膜の燐脂質を分解しアラキドン酸カスケードを活性化させ、神経細胞損傷の一因となっていると考えられる。メチルプレドニゾロンあるいインドメサシンで前処置した標本では脳虚血溶液負荷後normal Krebs液に戻すと膜電位はコントロールのそれには復しなかったが、部分的には回復の兆しが見られた。トロンボキサンA2(TXA2)合成阻害剤であるOKY046あるいはCV4151で前処置した細胞は脳虚血溶液負荷に対して、濃度依存性に細胞膜保護効果を示しre-oxygenation後には、膜は静止電位に復した。これらの薬剤は膜電位、シナプス電位に何ら影響を及ぼさないことからCa influxそのものには関与していないと思われる。さらに、TXA2 antagonistも同様の中枢神経細胞保護効果を有していた。従って、脳虚血時、細胞内にTXA2が過剰に産生されることが神経障害の重要な因子であると推定される。一方、PGI2 analogであるTRK100は細胞膜保護効果は認められなかった。この結果は、日本脳卒中学会、The 3rd Annual conference of the international Associtation for the Study of Traumatic Brain Injury、日本神経科学大会、日本神経外傷研究会にて発表した。
バイオセンサネットワークにおける生体内電磁波伝搬モデルおよび信号伝送技術の研究

センサノード間の無線信号伝送技術確立のための知見を得ることを目的として、バイオセンサーネットワークの構成要素である生体内センサノードに焦点をあて、生体内電磁波の伝搬モデルと無線信号伝送について検討した。前者については、電磁波伝搬に関連する筋肉・臓器などの物理的定数を踏まえて、生体通信用無線周波数を考慮して代表的な通信経路における伝搬損失を求めた。後者については、最終的には微弱な無線信号を効率的に生体内への導入問題に帰着することから複数被験者の生体インピーダンスを測定し、想定インピーダンス範囲での整合を行う装置を実現した。研究成果については、バイオエンジニアリング関係の論文誌に投稿し採録された。本課題は、バイオセンサネットワークの構成要素である生体内センサノードに焦点を当て、生体内における電磁波の伝搬モデルおよび信号伝送について原理検証し、生体内センサノード間の無線通信技術確立のための知見を得ることを目的とする。初年度の平成25年度は、生体内センサノード間電磁波伝搬モデルと通信信号伝送技術の基本検討が主たる実施項目である。まず、要求条件の整理として、筋肉、臓器など生体各部位の誘電率・導電率など電磁波伝搬に関わる物理定数や生体インピーダンスの調査および重要度の整理を行った。ついで、生体内の電磁波の伝搬について、代表的な生体の形状と組織の分布に基づいて、通信路が各組織をまたがる場合の伝搬特性をコンピュータシミュレーションにより算出し、任意の2点間の伝搬モデルを3次元的に導くための基礎方針を検討した。この場合、対象とする周波数は、主として生体インプラントと体外の装置で使用されている数百MHz帯を中心に検討することとしていたが、生体内通信に関してIEEE802.16での検討状況も考慮し、42MHz帯での検討を優先的に進めた。本課題は、バイオセンサネットワークの構成要素である生体内センサノードに焦点をあて、生体内における電磁波の伝搬モデルおよび信号伝送について原理検証し、生体内センサノード間の無線通信技術確立のための知見を得ることを目的とする。平成25年度は、センサノード間電磁波伝モデルと通信信号伝送技術の基本検討が主たる実施項目であり、要求条件の整理として、筋肉・臓器など生体各部位の誘電率・導電率など電磁波伝搬に関わる物理乗数や生体インピーダンスの調査および重要度などについて整理した。さらに、生体の形状と組織分布に基づき、各生体組織をまたぐ通信路の計算機シミュレーションを行い、三次元のおける伝搬モデル化のための基礎方針を検討した。これら検討結果を国際会議(NCSP2014)において口頭発表した。平成26年度は、前年度の検討結果に基づいて、センサネットワークシステムの構築に向けた検討を行うこととし、生体に高周波信号を直接注入したときの伝送特性について検討することを当初計画とした。一定の変調方式のもとに、信号伝送速度に対応した誤り率特性を実験的に検討する予定であった。また、BANなどで検討されているプロトコルのもとでコンピュータシミュレーションを実施する予定であったが、後述するように協力を期待していた大学院生の退学にともない進捗の遅延が生じた。このような状況下で、前年までの検討内容をさらに精査した論文を国際会議(NCSP2015)で口頭発表した。さらに、効率的に高周波信号の生体への注入を行うための、自動整合動作を行う制御回路をPIC(Peripheral Interface Controller)で構成し、その原理と特性についてとりまとめ国際会議へ論文投稿した。この論文については、平成27年6月に口頭発表予定である。残された検討項目については引き続き検討を進め、遅延の早期回復を目指す。伝送技術に関しての注入回路は制御動作確認に時間を要したものの、ほぼ初期の目的を達成した。生体内伝搬モデルの基礎となる生体インピーダンス測定データ蓄積をはかり信号伝送技術の汎用性向上に向けた実験を進めているところである。これまでの成果をまとめてバイオエンジニアリング関連国際会議に投稿し採録が決定した。生体内センサーノード間の電磁波の伝搬モデル化に関して、生体内伝搬モデルの基礎となる生体インピーダンスデータの蓄積のため、学内の研究倫理審査委員会の承認のもとに被験者から生体情報の取得に着手した。アプローチとしては、体表各部相互間の複素インピーダンスを多点測定し統計処理することにより、皮膚・筋肉・骨・臓器などの存在下での主要パラメータの抽出が可能である。生体内センサーノード間の通信伝送品質評価に関して、昨年度に続いて微小電力を用いた生体通信の基盤となる高周波信号の効率的注入のための自動整合回路の完成に傾注した。本回路は、生体通信の実施対象者の生体インピーダンス特性に依存することなく、極めて短時間(試作例では500ms程度以下を実現)で自動整合を完了することを確認した。整合を確定後、高周波変調信号を送信するための実験系を構築して測定を開始したところである。自動整合動作のために必要となる反復的整合フローを設定し、これに基づいてPIC(Peripheral Inteface Controller)制御プログラムを作成し、所定の動作性能を実現した。当初27年度内に事業終了予定であったが、データ補充のため一部実験の実施や学会発表を理由として28年度まで延長の承認を得た。生体内伝搬についても並行して検討を進めた。本検討では、主として理論的アプローチを採った。

理論的検討結果と実際の生体環境での伝搬を比較検討するため、ネット上で公開している機関に対して生体データの提供を求めたものの使用許諾が得られず、検討結果の妥当性については検証に至っていない。本件については、別のアプローチの可能性について引き続き検討する。検討結果については、とりまとめを行い、できるだけ早い時点で論文投稿する予定である。センサノード間の無線信号伝送技術確立のための知見を得ることを目的として、バイオセンサーネットワークの構成要素である生体内センサノードに焦点をあて、生体内電磁波の伝搬モデルと無線信号伝送について検討した。前者については、電磁波伝搬に関連する筋肉・臓器などの物理的定数を踏まえて、生体通信用無線周波数を考慮して代表的な通信経路における伝搬損失を求めた。後者については、最終的には微弱な無線信号を効率的に生体内への導入問題に帰着することから複数被験者の生体インピーダンスを測定し、想定インピーダンス範囲での整合を行う装置を実現した。研究成果については、バイオエンジニアリング関係の論文誌に投稿し採録された。当初、実験実施補助として期待していた大学院生が、諸事情により年度中途で退学したことに伴い、検討が滞っている。急遽、学部生の手を借りる状況となり、その指導に時間を要することとなった。現在、徐々に前に進みつつあるものの、その進捗度は必ずしも順調とは言えず、紆余曲折状態にある。通信工学達成度の項で述べたように進捗が滞っている状況にあるが、この後学部生を叱咤激励し、何とか動ける状況まで引っ張っていく予定である。連休明けには就職活動も小康状態となることを期待して、検討の加速化をはかりたい。あわせて、共同研究者との連携を強化して所定の成果が得られるように努力する所存である。研究協力者に依存するところが多いコンピュータシミュレーションに関わるプログラム作成がやや遅れている。主として国際会議での論文投稿と発表に要する経費を確保するため実験の遅延により研究費執行額が予定額を下回った。国際会議関連費用(参加登録費、出張旅費)、論文投稿(英文原稿校閲費、掲載料)研究協力者の修了・他大学への就職に伴い検討実施体制が厳しくなるが、前述の遅延挽回のため最大限の力を傾注し、所定の成果が得られるように検討を推進する。最終年度の当初執行予定額は21万円程度と併せた結果85万円となった。実験の遅延解消にともなう研究費執行、および、国際会議参加登録費および旅費および論文投稿費等により全額執行できる見込みである。百十四経済研究所発行「調査月報」の経済情報コラムに香川大学シーズとして「ピコ/ナノセルネットワークの基本技術の応用」と題して紹介される予定である。(現在、校正中)電磁波伝搬モデルのシミュレーションプログラム開発遅延が生じたことにより、当該プログラムを用いたシミュレーション結果の妥当性を検証するための補助的実験の実施が遅れたことにより、物品費の執行が遅れている状況である。