hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グルコース反応性β細胞株MIN6を用いたバイオ人工膵島の開発

糖尿病の発症や合併症の予防をなし得る抜本的な治療法として、膵島移植の研究が進められている。この膵島移植に、選択的透過膜を用いて免疫隔離をおこなったものが、バイオハイブリッド型人工膵島である。本研究では、移植膵細胞としてマウスインスリノーマ細胞株MIN6を用いて、拡散chamber内での膵細胞の機能維持を来すための培養基材の検討、免疫隔離膜としての高分子膜の孔径の評価、異種移植の可能性についての検討などを進めた。さらに、高分子化された糖鎖高分子の構造的な違いによる細胞膜の認識性を検討したところ、グルコーストランスポーターIIを持つMIN6細胞は、グルコースを非還元末端糖鎖として持つPVMAと相互作用が高いことが判明し、基質と細胞との相互作用を、糖鎖の種類によって制御出来ることが明らかになった。また、異なるリガンド分子を有したポリマーがMIN6細胞に及ぼす影響について検討した。膵b細胞からのインスリン分泌に重要な役割を果たしているK+チャンネルを制御できる脂溶性薬物スルホニルウレア(SU)を、糖鎖含有ポリスチレン誘導体と共重合させた。インスリン分泌能の高いMIN6細胞は非還元型グルコースとSUをダブルリガンドとして持つ共重合体P(VMA-CO-SU)との相互作用(細胞接着)が強いことが判明した。MIN6細胞に共重合体を様々な手法により接触させ、インスリン分泌能を検討した結果、溶解ポリマーを用いた0次元とゲル内に埋入した3次元の相互作用系でそれぞれ顕著なインスリン分泌促進効果が見出された。よって、P(VMA-CO-SU)は、バイオ人工膵臓のマトリックスとしての応用が期待されることがわかった。このように、拡散chamber型人工膵島の安全性、長期機能維持、異種移植の可能性について、大きな改良を進めることができたことは、バイオハイブリッド型人工膵島の実現化に大きく貢献するものである。食生活の変化に伴い、我が国でも糖尿病患者はますます増加する蛍光にあるが、糖尿病の抜本的な療法の可能性を担うバイオハイブリッド型人工膵島を実用化するに当たり、ブタから必要な量の膵島を確保することは実際上困難である。インスリンのプロセッシング、分泌制御などの問題点を考えると、株化β細胞の利用の可能性を検討することが重要である。我々がトランスジェニックマウスに発生するインスリノーマから樹立したβ細胞株MIN6は、ブドウ糖に対してよく反応してインスリンを分泌する。本研究では、この細胞株をバイオ人工膵島に利用するための開発研究を行った。まず、拡散チャンバー型人工膵島の機能の改善、すなわち物質の透過性などに関して、より高度な機能を持つ高分子膜の開発を行うとともに、その安全性と耐久性の検討、さらに三次元培養におけるMIN6細胞の機能を長期間維持させるための培養基質の改良、チャンバー構造の改良などを行った。その結果、拡散チャンバー型人工膵島にMIN6細胞を組み込み、これをラットに移植したところ、約3カ月にわたり、血糖値の上昇を抑えることが示された。さらに、これを大型動物の人工膵島に適用できるようにするために、このβ細胞株MIN6を遺伝子工学的に修飾して、ヒトインスリンをブドウ糖に反応して分泌するように修飾することを試みた。今後、この細胞株を糖尿病イヌに適用して、効果を検討する予定である。

本研究では、移植膵細胞としてマウスインスリノーマ細胞株MIN6を用いて、核酸chamber内での膵細胞の機能維持を来すための培養基材の検討、免疫隔離膜としての高分子膜の孔径の評価、異種移植の可能性についての検討などを進めた。さらに、高分子化された糖鎖高分子の構造的な違いによる細胞膜の認識性を検討したところ、グルコーストランスポーターIIを持つMIN6細胞は、グルコースを非還元末端糖鎖として持つPVMAと相互作用が高いことが判明し、基質と細胞との相互作用を、糖鎖の種類によって制御出来ることが明らかになった。また、異なるリガンド分子を有したポリマーがMIN6細胞に及ぼす影響について検討した。膵b細胞からのインスリン分泌に重要な役割を果たしているK+チャンネルを制御できる脂溶性薬物スルホニルウレア(SU)を、糖鎖含有ポリスチレン誘導体と共重合させた。インスリン分泌能の高いMIN6細胞は非還元型グルコースとSUをダブルリガンドとして持つ共重合体P(VMA-CO-SU)との相互作用(細胞接着)が強いことが判明した。MIN6細胞に共重合体を様々な手法により接触させ、インスリン分泌能を検討した結果、溶解ポリマーを用いた0次元とゲル内に埋入した3次元の相互作用系でそれぞれ顕薯なインスリン分泌促進効果が見出された。よって、P(VMA-CO-SU)は、バイオ人工膵臓のマトリックスとしての応用が期待されることがわかった。このように、拡散chamber型人工膵島の安全性、長期機能維持、異種移植の可能性について、大きな改良を進めることができたことは、バイオハイブリッド型人工膵島の実現化に大きく貢献するものである。
数学的船型記述法に関する研究

本研究は、造船設計における熟練技術者が経験的に形而上学的に得たであろう「形」を量的に記述し、理論計算、模型実験、実船試験で得られる諸性能と船体形状の関係を明らかにすることを目的として行われた。その第一段階として、船体の肋骨線形状をパラメター表現・記述する方法の調査を行い、「フーリエ記述子法」がその目的に適うことを明らかにした。船体の肋骨線形状をフーリエ記述子(Fourier Descriptors:FD)で表現する場合、6項のパラメター(FD)で船尾部形状の複雑な変化を表現・記述することが可能であることを示した。第二段階では、フーリエ記述子法の第一の適用例として、動揺する二次元柱状体の造波流体力の推定にこの方法が有効であり、波浪中船体応答の推定に用いられている造波減衰力、附加質量の推定に対して、従来のルイスフォーム変換では表現できない肋骨線形状の微小変化とその流体力への影響を評価できることを明らかにした。第三段階では、フーリエ記述子が、設計技術者最も苦労してきた船体抵抗・推進性能と船体後半部肋骨線形状の関係を量的把握するのに有効であり、設計技術者の経験と勘が性能設計過程において「形而上学的」に有効に機能し、性能推定、船型改良に大きく寄与してきたことを確認できた。最終段階では、船型改良のためになされる微妙な肋骨線形状の変更とそれに対応する自航要素の微妙な変化の関係を記述・表現・評価する方法としてフーリエ記述子法が極めて有効であることを示した。本年度は,フーリエ記述子(FD)により船体横断面形状の表現が可能であることを示し,FD各項と復元図形形状との関連づけを行って,FD各項と船体横断面形状の面積,縦横比,各部の凹凸との関係を明らかにした.また,従来船体横断面形状の性質を示すために用いられている力学的パラメターとFDとの関係を明らかにした.次に,船体の流体力計算時に船体横断面形状を表現するために用いられるルイスフォーム変換とFDによる表現方法を船首部,船尾部の横断面形状の復元形状によって比較した結果,FDは6箇の係数(第5項まで)を用いることで船体形状を精度よく表現でき,ルイスフォーム変換では表現不可能な形状も精度よく表現できることを示した.さらにルイスフォームの各係数とFD各項との関係を明らかにした.また,船体横断面形状の特徴と船体性能を対応づけるため,FDを用いて2次元船体断面上下揺流体力計算手法について考察した.その結果,ルイスフォームUrsell-田才法の場合と同様に2次元断面の上下揺流体力計算にFDを適用することが可能であることを示すと同時にFDを6箇用いた場合の流体力の計算の式を導出した.なお,本年度においては,FDに関する論理的考察と実船の船型データの収集及び入力作業,FD計算プログラムの構築などのパーソナルコンピュータ上での作業が主として行われたため,資料印刷費,計算機使用料などの支出はなく,パーソナルコンピュータ関連の消耗品費の支出が増した.本年度の研究実績について以下に概要を述べる.1.フーリエ記述子による船体形状記述法を用いた2次元船体横断面上下揺れ流体力計算手法の論理的展開,検討及び本手法の計算部分の数学的展開を行い,本計算手法と従来から上下揺れ流体力計算に用いられているルイスフォームUrsell-田才法を,計算精度と計算対象となる形状の特徴と流体力の関連づけの容易さの2点について比較検討,考察を行った.2.本研究を遂行する上で必要となるプログラム群をパーソナルコンピューター上に構築した.作成したプログラムを以下に列挙する.(1)船体形状(ボディプラン,オフセットテーブル)からフーリエ記述子を導出するプログラム(2)フーリエ記述子から船体断面形状を復元するプログラム(3)フーリエ記述子による2次元船体横断面上下揺れ流体力計算プログラムまた本計算手法と比較・検討するため,以下に示すプログラムをパーソナルコンピューター上に構築した.(4)ルイスフォームのパラメターを導出するプログラム(5)ルイスフォームのパラメターから形状を復元するプログラム

(6)ルイスフォームUrsell-田才法による上下揺れ流体力を計算するプログラム次年度以降の研究では,上記のプログラム群を整備し,上述の船体形状記述関数を用いた2次元断面の流体力計算手法による計算結果と従来の流体力計算法による計算結果の比較し,船体形状-数学的形状記述法-船体性能の関係について明らかにする予定である.本年度研究実績を以下に述べる。1.数学的記述法による船型の数学的表現の検討を行い,船体肋骨線形状の微妙な変化を記述可能な形状記述法としてフーリエ記述子法が適当であることを確認し,フーリエ記述子法の性質として項数を少なくすると水面付近および船底付近で近似度の低下が見られることを明らかにした。2.フーリエ記述子法による船体形状記述法と特異点分布法を組み合わせ,ストリップ法で用いられる2次元柱状柱体の上下動揺に対する造波減衰力および付加質量を例として,断面形状の変化が流体力に及ぼす影響を調査した。その結果,船体の縦運動に関しては船形の微小な変化はあまり影響せず,従来のLewis Form近似,Ursell-田才法による流体力推定を基本としたストリップ法有用性を認める結果となった。ただし,船体前半部がU型の断面を持つ船形に関しては,付加質量の推定に留意しなければ応答の位相特性影響が現れる可能性があることがわかった。3.船体形状-数学的記述法-船体性能の関係のデータベースシステム構築を行うための周辺環境を整備として,船形と船体性能の関係を示す資料の収集および船体形状の数値化を行った。なお,本年度の研究成果の1部は日本造船学会秋季講演会において講演した。本年度研究実績を以下に述べる。1.船舶の推進性能とフーリエ記述子の関係の把握船体形状と船体推進性能の関係を把握するため,船体推進性能のうち,特に自航要素に注目し,フーリエ記述子との関係を調査した。調査手順を以下の(1)(3)に示す。(2)対象船各断面のフーリエ記述子を算出(3)対象船の自航試験結果を読みとり,整理以上の操作を,調査対象として選出した肥大船,瘠型船139隻に対して行った。結果はすべて計算機に入力されている。得られたデータ郡から,各船体の船尾のフーリエ記述子およびフーリエ記述子の船長方向の微係数と自航要素(1-w)をプロットすることによって,肥大船,瘠型船の特徴とそれぞれの自航要素の概略の関係を把握した。2.自航要素に対する船体形状の影響運輸省船舶技術研究所における模型試験結果から,1軸船型で船体後半部の肋骨線形状を系統的に変化させたもの,および微小変化させたものを9組20隻選出し,肋骨線の形状変化とフーリエ記述子の関係を詳細な把握,および自航要素との関係を考慮した肋骨線の形状変化とフーリエ記述子変化の関係の把握を行った.次に船尾部肋骨線の変形と自航要素の変化の関係を明らかにするため,推進器への流入速度に対する影響が強いsq.st.11/2およびsq.st.3/4におけるフーリエ記述子各項と自航要素(1-w)の変化を類似船型ごとに調査した.以上の結果により,比較的少ない項数のフーリエ記述子を用いて船尾部肋骨線形状の微妙な変化を捉えることができ,微妙な形状の変化よって生じるフーリエ記述子の変化と自航要素(1-w)の変化を対応づけることが可能であることを明らかにした.
慢性腎臓病と心血管病の連関機序としてのアルブミン尿出現の分子機序の解明

慢性腎臓病CKDの中核病態であるアルブミン尿出現と心血管疾患発症の共通メカニズムを内皮機能障害に求め研究を行った。本研究の結果として、糖尿病では、1)糸球体内皮細胞障害がアルブミン尿出現に関与し、2)内皮機能障害の機序として、NO産生酵素(eNOS)の機能異常(eNOS uncoupling)が関与すること、3)酸化ストレスによるeNOS補酵素BH4の酸化・減少が関与することが判明した。また、酸化ストレス産生にはレニン・アンジオテンシン系(RA系)活性化とNADPH-oxidaseが関与しており、RA系抑制が内皮障害を抑制しアルブミン尿を減少させることが判明した。慢性腎臓病CKDでは、微量のアルブミン尿が心血管病(Cardiovascular Disease:CVD)発症と強く連関している。CVD発症の早期病態は血管内皮機能障害であり、CKDとCVDの連関機序、共通基盤病態として内皮(機能)生涯の関与が有力視されている。CKD進展・CVD合併阻止のための新規治療法立案に必要な理論基盤を確立することを目的として本研究を遂行している。これまでの検討で、アルブミン尿と糸球体内皮細胞の機能異常、特にeNOS uncouplingが重要な役割を果たしており、さらにeNOS uncouplingには補酵素BH4の減少が関与することを解明した。そこで本年度はBH4産生の律速酵素であるGTPCH-1活性・発現調節の分子機構の解明に取り組んだ。GTPCH-1はeNOS機能発現に必須であり、内皮機能調節において中心的役割を果たしている。GTPCH-1はproteasome依存性経路により分解調節されているが、糖尿病腎組織において減少していることを見いだした。AMP-activated protein kinase (AMPK)はproteasome抑制活性を有しており、AMPK活性化はGTPCH-1の分解抑制を介してGTPCH-1発現を維持することを明らかにした。MetforminはLKB1(Peutz-Jegher syndrome tumor-suppressor遺伝子産物)依存性にAMPKをリン酸化・活性化する。糖尿病モデル(Akita,STZ)にmetforminを投与したところ、AMPK活性化を介したGTPCH-1発現亢進による腎障害進展の抑制効果があることを明らかにした。また培養細胞(HUVEC等)を用いて、高糖濃度下でのAMPK活性変化、GTPCH1活性変化、metforminの効果を解析した。前年度までに引き続き、CKDの中核病態であるアルブミン尿出現機序を内皮障害に求め、内皮機能の維持にcriticalな分子群の役割を以下の遺伝子改変動物を用いて研究を進めた。1内皮特異的promoterであるtie2制御下でeNOS遺伝子を高発現するtransgenic mouse(tie2-eNOS Tg)、2内皮特異的にGTP-CH1遺伝子を高発現するtie2-GTP-CH Tg、3内皮特異的にNADPHoxidase構成成分gp91phoxのサブタイプであるNOX2を高発現するtie2-NOX2 Tgである。これらの遺伝子改変動物に糖尿病マウスであるAKITAマウスを交配した糖尿病モデルを作成した。tie2-eNOS Tgに糖尿病マウスであるAKITAマウスを交配し、糖尿病モデルを作成した。通常のAKITAマウスでは8週目以降にアルブミン尿の出現を認めるが、tie2-eNOS TgーAKITA糖尿病モデルでは4週目よりアルブミン尿の出現を認めた。4週時において、同モデルでは糸球体内皮障害(fenestrae消失)、一部糸球体上皮細胞障害を認めた。本研究から糖尿病では、糸球体内皮細胞がアルブミン尿出現に関与し、同時に内皮障害は上皮障害を惹起する(内皮ー上皮クロストーク)事が判明した。GTP-CH1はBH4産生の律速酵素である。tie2-GTP-CH Tgでは腎組織内BH4レベルが亢進していることを確認した。tie2-GTP-CH Tg - AKITAでBH4レベルが維持されeNOS uncouplingの改善効果が認められ、同時に糸球体内皮の形態異常が改善され、アルブミン尿の減少を認めた。AMPKによってGTP-CH1蛋白は分解は抑制的に制御されている。糖尿病では腎組織におけるAMPK活性化が低下しており、それ故にGTP-CH1蛋白が減少し、BH4産生が低下することも判明した。AMPK活性化能を有するmetoforminがBH4産生を回復させ、アルブミン尿抑制作用を有することも明らかにし得た。慢性腎臓病における糸球体内皮細胞の機能的・形態的変化の解析とアルブミン尿出現の解析

(1)糸球体内皮細胞の形態的変化:Fenestrae、Glycocalyx層の変化等の解析:糸球体内皮細胞は有窓性で、その表面を50-100nm厚のGlycocalyx層が覆っている。これらをlanthanumやlectin (WGA,Isolectin B4等)を用いて電子顕微鏡及び蛍光顕微鏡で可視化可能となった。MetSモデルであるZucker obese ratを用いてアルブミン尿期にGlycocalyxが減少していることを見いだした。同モデル及び高食塩負荷Dahl食塩感受性ラット、5/6腎摘モデルラットにおけるGlycocalyx変化を解析した。さらに走査型電子顕微鏡を用いてアルブミン尿期における内皮Fenestraeの変化を解析した。PV-1は内皮細胞表面にカベオリン蛋白とco-localizeして存在する2量体構造の糖蛋白である。PV-1分子を指標としてCKDにおけるGEC細胞形質変化を評価した。(2)糸球体血管内皮細胞の機能的変化の解析:活性酸素種産生、NO変化:組織において活性酸素種(ROS)生成と一酸化窒素(NO)を同時に直接可視化検出する方法(in situ可視化法)を確立した。蛍光NO指示薬と蛍光ROS指示薬と共焦点レーザー顕微鏡を用いて、生成NOをROSと同時に組織上で可視化検出可能となった。(3)糸球体内皮層の機能的・形態的変化とアルブミン尿出現との関連の検討: Leica社製TCS SP22光子レーザー顕微鏡を用いて生体腎における輸出入細動脈経変化、微小血管血流、濾過、再吸収、病的状態下でのpermeability亢進を可視化検出しうる技術を確立した。慢性腎臓病CKDでは、ごく微量のアルブミン尿が心血管病発症と強く連関している。CVD発症の早期病態は血管内皮機能障害であり、CKDとCVDの連関機序、共通基盤病態として内皮障害の関与が有力視されてきた。しかしながら糸球体内皮細胞は有窓性であるが故に、その役割については疑問視されてきた。1)各種CKDモデルにおける糸球体内皮の機能的・形態的変化を解析し、2)アルブミン等のmacromoleculeの透過性制御における糸球体内皮細胞の役割、糸球体ECDよるアルブミン尿出現の可能性、3)糸球体ECD、特にeNOS uncouplingの分子機序の解析、4)アルブミン尿がCVDと連関する分子機序、以上を解明しCKDの治療法立案に資することを目的に設定し本研究を遂行してきた、従来の研究技術上の隘路は、生体内で腎微小血流、透過性変化を解析する技術の不在であった。2光子(two-photon)励起方式レーザー顕微鏡を利用し、各種分子量の蛍光標識probeを用いラット、マウスの腎内微小血流、透過性変化を直接可視化するin vivo imaging法を確立することができた。さらに腎組織において活性酸素種(ROS)生成とNOを同時に直接可視化検出する方法(in situ可視化法)を確立することもできた。両方法を組み合わせることで、これまで不可能であった腎臓病における糸球体内皮細胞の病態形成における役割を解析することが可能となった。これらの独創的な新規技術を駆使して、CKD進展、及びCKDと心血管病との連関に血管内皮機能障害が関与することを明らかにしてきた。研究成果は、関連分野の一流国際に発表すると同時に国内外の学術集会で発表してきた。
半導体超微粒子積層薄膜による第二高調波発生の試み

1.NaCl中のCuCl超微粒子について、第二高調波散乱と励起子ルミネッセンスの時間分解分光を行なった結果、量子サイズ効果により励起子共鳴より長波長側領域において第二高調波散乱が優勢であることが明かとなった。2.2光子顕微分光法により、2光子励起可能なP型励起子状態とS型状態では光学フォノンとの混合の様子が異なることが分った。また、この閉じ込めP型励起子状態は縦波励起子的性格を有する可能性が示された。3.個別に膜厚モニターを設置することにより、2蒸発源真空蒸着装置においてNaCl中にCuCl超微粒子を分散した堆積膜試料の作成に成功した。膜厚を数10nmに制御した多層膜試料に於て、鋭い励起子吸収、発光の観測に成功し、併せて多層構造を示す干渉縞構造を確認できたことにより、良質試料が期待できることが分った。4.基板として石英、サファイアを比較したが、発光効率としては前者が、スペクトルの鋭さは後者が優れていた。担持母体であるNaCl結晶の配向性の制御や、熱処理による微粒子サイズ制御とNaCl層への拡散防止がどの程度両立するかは今後の課題である。5.以上の成果に立った成膜条件から考えると、薄い膜厚で実現可能な反射型素子が有望であることが分った。周期堆積膜の各種パラメータに対する第2高調波発生効率の変化と発光の時間波形を現在測定中であり、その結果からコヒーレント倍波光発生の確認とともにその発生効率の入射光子エネルギー依存性を調べ、動作原理の確認とともに、高い効率と再現性を持った第2高調波発生のための素子条件を詳しく検討して行く。
飼育サンゴ骨格を用いた酸素同位体比等の温度指標の高精度化に関する研究

サンゴ骨格を用いた海洋環境復元は大きな期待を集めている。骨格の環境指標の中でも重要なのは「酸素同位体比」と「ストロンチウム/カルシウム比(Sr/Ca比)」である。近年,長尺サンゴ試料分析例が多く報告されてきているが、これらの骨格化学指標と水温あるいは塩分との関係式には、誤差や研究者間の差異が大きい。そこで、野外ではなく、水温等を制御した実験水槽で飼育されたハマサンゴ属の炭酸塩骨格中の酸素同位体比およびストロンチウム/カルシウム比の水温依存性を高い精度で定式化することが、本課題の目的である。課題2年目にあたる平成15年度は、サンゴ骨格の酸素同位体比について考察を深めるとともにSr/Ca比の分析を行った。恒温水槽を用いて6ヶ月間に渡り飼育したハマサンゴの骨格染色実験の観察では、飼育期間中に25mmの骨格成長量が認められた。この実験では21°Cから29°Cにまでの5段階の温度区で、各5群体ずつの飼育が行われた。このサンゴ骨格をスラブ(厚さ7mm)に加工し,超音波洗浄器を用いて純水洗浄した後、ボール盤式の切削装置を用いて、成長軸方向に0.4mm間隔で微小サンプリングを行い、切削されたサンゴ骨格粉末の酸素同位体比を測定した。骨格の酸素同位体比と水温は負の相関関係を示した。同様の関係はSr/Ca比についても確認された。酸素同位体比については、同一温度区内について大きな群体間変異がみとめられた。これは骨格の酸素同位体比が,低成長速度において,骨格の成長速度に依存することに起因すると考えられる(反応速度論的同位体効果).この結果は、安定同位体サンゴ骨格気候学への示唆に富む。高精度環境復元には,骨格成長速度の大きい群体について最大成長軸に沿うサンプリングが極めて重要であり、今後の飼育実験に,クローン骨格片を用いることが強く求められる。近年,長尺サンゴ試料分析例が多く報告されてきているが,これらの骨格化学指標と水温あるいは塩分との関係式には,誤差や研究者間の差異が大きい。そこで,野外ではなく,水温等を制御した実験水槽で飼育されたハマサンゴ属の炭酸塩骨格中の酸素同位体比およびストロンチウム/カルシウム比の水温依存性を高い精度で定式化することが,本研究課題の目的である。初年度にあたる平成14年度は,サンゴ骨格の酸素同位体比の温度依存性について検討した。恒温水槽を用いて6ヶ月間に渡り飼育したハマサンゴ(Porites sp.)の骨格染色実験の観察では,飼育期間中に25mmの骨格成長量が認められた。この実験では21°Cから29°Cにまでの5段階の温度区で,各5群体ずつの飼育が行われた。このサンゴ骨格をスラブ(厚さ7mm)に加工し,超音波洗浄器を用いて純水洗浄した後,ボール盤式の切削装置を用いて,成長軸方向に0.4mm間隔で微小サンプリングを行い,切削されたサンゴ骨格粉末の酸素同位体比を測定した。骨格の酸素同位体比と水温は負の相関関係を示し,各温度区について3郡体の分析結果を総合すると,その傾きは酸素同位体比1パーミルあたり,水温0.24°Cであった。これは,従来知られている値より若干大きい。今後,飼育海水の酸素同位体比の影響についても検討を行う予定である。

高精度環境復元には,骨格成長速度の大きい群体について最大成長軸に沿うサンプリングが極めて重要であり、今後の飼育実験に,クローン骨格片を用いることが強く求められる。
歯の牽引方向の変化に伴う歯根膜線維と歯槽骨改造の関連性について-走査型電子顕微鏡による観察-

1.今年度に行った研究によって得られた知見実験には,13週齢のウィスター系雄性ラットの上顎右側第一臼歯を初期荷重約10gで近心,または遠心方向に移動を行い,初期荷重約10gの力が作用するように調整し,12,24,48,72時間,1週間経過したものを用いた.非脱灰標本を用いた歯槽骨表層の形態観察を行う上で,顎骨より歯と歯根膜を含む有機成分を除去し,第一臼歯の遠心2根の歯槽窩中央で頬舌的に割断した.割断試料を走査電子顕微鏡を用い観察した結果,対照群で近心側は骨添加,遠心側は骨吸収が三次元的に観察され,近心移動では,吸収と添加が反転し,近心側が骨吸収,遠心側が骨添加を示した.さらに遠心移動では,吸収,添加側が引き続き持続的にみられる様相が確認された.この結果をふまえた上で,X線マイクロアナライザーを用いた分析電顕的観察を行い,骨の深部における含有Ca,P元素の濃度分布を観察した.試料を非脱灰の状態で第一臼歯遠心根のほぼ中央部で半切し,エネルギー分散型分光器(Kevex7000型)により線分析と点分析を用いて定性分析を行った.含有Ca,P元素の濃度分布については波長分散型分光器を用いてcontour mapをそれぞれ作成した.これにより近心移動では,既存の骨と新生骨が吸収と添加が移動後に反転する様相が確認され,遠心移動では,近心側で柱状の新生骨の存在が確認され,Ca,Pの分布から石灰化の様相が明確に観察された.これは歯根膜線維の伸展が影響を及ぼしているものと思われた.2.今後の研究の展開走査電子顕微鏡を用い三次元的に観察した結果から,同一実験系を用いて,透過型電子顕微鏡による観察を行い,細胞レベルでの骨添加,吸収系細胞の関連性について検討を行う必要があるものと思われた.1.今年度に行った研究によって得られた知見実験には,13週齢のウィスター系雄性ラットの上顎右側第一臼歯を初期荷重約10gで近心,または遠心方向に移動を行い,初期荷重約10gの力が作用するように調整し,12,24,48,72時間,1週間経過したものを用いた.まず観察には光学顕微鏡を用い,歯槽骨表層の組織学的観察としてToluidine blue染色,Hematoxyline-Eosin染色を行い,初期の経時的な骨の吸収,添加の様相を確認し,近遠心面における骨の性状が明らかに異なること,牽引方向を変えることによって形態変化が起きることが観察された.続いて非脱灰標本を用いた歯槽骨表層と歯根膜線維の形態観察を対象群並びに近心移動群において走査電子顕微鏡を用いて観察した.2.今後の研究の展開非脱灰標本を用い,遠心移動を行った歯槽骨表層,並びに歯根膜線維の形態観察を走査電子顕微鏡を用い三次元的に観察する.その結果に併せ,X線マイクロアナライザーを用いた分析電顕的観察を行い,既存の骨と移動後に形成された新生骨や吸収側の骨表面の性質とこれに隣接した歯根膜線維の石炭化の様相についてCa,Pの元素濃度分布状態を把握する.以上の結果から,様々な条件下において矯正的な歯の移動時において,歯を支持し,均衡を保つ役割を担っているといわれる歯根膜線維が近遠心方向への牽引を加えられることによって,どのような形態変化を示し,骨改造に影響を与えるか検討する.1.今年度に行った研究によって得られた知見実験には,13週齢のウィスター系雄性ラットの上顎右側第一臼歯を初期荷重約10gで近心,または遠心方向に移動を行い,初期荷重約10gの力が作用するように調整し,12,24,48,72時間,1週間経過したものを用いた.非脱灰標本を用いた歯槽骨表層の形態観察を行う上で,顎骨より歯と歯根膜を含む有機成分を除去し,第一臼歯の遠心2根の歯槽窩中央で頬舌的に割断した.割断試料を走査電子顕微鏡を用い観察した結果,対照群で近心側は骨添加,遠心側は骨吸収が三次元的に観察され,近心移動では,吸収と添加が反転し,近心側が骨吸収,遠心側が骨添加を示した.さらに遠心移動では,吸収,添加側が引き続き持続的にみられる様相が確認された.この結果をふまえた上で,X線マイクロアナライザーを用いた分析電顕的観察を行い,骨の深部における含有Ca,P元素の濃度分布を観察した.試料を非脱灰の状態で第一臼歯遠心根のほぼ中央部で半切し,エネルギー分散型分光器(Kevex7000型)により線分析と点分析を用いて定性分析を行った.含有Ca,P元素の濃度分布については波長分散型分光器を用いてcontour mapをそれぞれ作成した.これにより近心移動では,既存の骨と新生骨が吸収と添加が移動後に反転する様相が確認され,遠心移動では,近心側で柱状の新生骨の存在が確認され,Ca,Pの分布から石灰化の様相が明確に観察された.これは歯根膜線維の伸展が影響を及ぼしているものと思われた.2.今後の研究の展開

走査電子顕微鏡を用い三次元的に観察した結果から,同一実験系を用いて,透過型電子顕微鏡による観察を行い,細胞レベルでの骨添加,吸収系細胞の関連性について検討を行う必要があるものと思われた.
半単純リー群のユニタリ表現の分岐則の「離散分解可能モデル」とその応用

ユニタリ表現の分岐則を調べることは,表現論の最も基本的な問題の一つである。しかし、非コンパクトなリー群の場合,その困難さゆえに過去50年間、非常に限られた設定でしか実質的な研究がなかった。申請者がInvent.Math.(1994)において提唱した「離散分解可能モデル」はユニタリ表現の分岐則の問題を考えるにあたって、「重要かつ良いクラス」を抽出し、そのクラスに限って深い研究を目指すものである。今年度の研究成果の主たるものは以下の通りである。i)「離散分解可能モデル」の基礎づけを与えた。文献(Annals of Math.1998)では超局所的手法により解析的離散分解の十分条件を証明し,文献(Invent.Math.1998)では離散分解の代数的な定式化を行い、代数的離散分解の必要条件を随伴多様体の性質を用いて証明した。さらに.解析的離散分解と代数的離散分解の定式化の差を積極的に捉え.Wallachの有限重複度予想を証明した。iii)離散分岐理論の大域解析を用いて、等質空間上の新しい離散系列表現の発見と構成を行った(J.Funct.Annal.1998)。その証明は,離散分岐理論と前年度に実行した「非対称空間上の不変測度の漸近挙動の記述と部分多様体における測度の漸近挙動に関する比較定理」(Crelle J.1997)を基盤として行われる。iv)等質空間に離散群が作用しているとき.その作用が固有不連続になるための判定条件を決定し、その判定条件を用いて、擬Rieinnann等質多様体における不連続群の変形を研究した。特に、3次元のLorentz多様体におけるGoldmanの予想を高次元を含めて肯定的に解決した(Math.Ann.1998)。ユニタリ表現の分岐則を調べることは,表現論の最も基本的な問題の一つである.しかし,非コンパクトなリー群の場合,その困難さゆえに過去50年間,非常に限られた設定でしか実質的な研究がなかった。申請者がInvent.Math.(1994)において提唱した「離散分解可能モデル」はユニタリ表現の分岐則の問題を考えるにあたって,「重要かつ良いクラス」を抽出し,そのクラスに限って深い研究を目指すものである。今年度の研究成果の主たるものは以下の通りである.ii)(i)を用いたトポロジーへの応用として,モジュラー多様体の消滅型定理を与えた(織田孝幸氏と共同;文献Comment.Math.Helveticiに掲載予定)iii)(i)を用いて新しい離散系列表現の発見と構成を行った(文献J.Funct.Anal.他).v)簡約型等質多様体の不変測度の漸近挙動を研究した(文献Crelles J.).今年度は,20回以上の講演(国際会議や国外での招待講演6回を含む)を行った.その内容の幾つかのものは上記の論文で発表し,その他のものは,来年度以降に,論文および著書の形で発表する計画である.ユニタリ表現の分岐則を調べることは,表現論の最も基本的な問題の一つである。
ミュオンスピン回転緩和法による低温高圧下における強相関有機伝導体の研究

大強度陽子加速器施設ミュオン実験施設(J-PARC/MUSE)において、これまで以上の高い圧力下でミュオンスピン回転緩和法実験を行うために、新たな圧力容器を設計し、作成を行った。従前の圧力容器は試料空間の直径が8mm、圧力容器の壁の厚さが4mmであり、発生最大圧力は実際にミュオンスピン回転緩和実験を行うヘリウム温度において0.5GPaであった。新しい圧力容器はミュオンスピン回転緩和法実験の際にミュオンが試料に静止する割合を多少犠牲にしてより高い発生圧力を目指すこととし、試料空間の直径を7mm、圧力容器の壁の厚さを6mmとした。これにより計算上は1GPa以上の圧力下においてミュオンスピン回転緩和法実験が可能になると期待される。なお圧力容器の材質は圧力容器に良く用いられる非磁性材料の中でミュオンスピン緩和が比較的小さいことが分かっているNiCrAl合金を採用した。作成した圧力容器についてロックウェル硬さを測定し、文献通り十分な硬度を有していることは確認した。現在新しい圧力容器の加圧試験を行っており、予定通りの圧力が発生できるか検査しているところである。本研究の主目的である有機反強磁性絶縁体β'-(BEDT-TTF)2ICl2の純良単結晶試料は全体で0.3gの育成をすることができた。引き続き育成を行いトータル1g程度の試料を準備し、0.5GPa以上の圧力下でのミュオンスピン回転緩和法実験により、β'-(BEDT-TTF)2ICl2の圧力下における磁気的性質の解明を行う予定である。1年目の研究の主目的である新しいミュオンスピン回転緩和法実験用圧力容器の設計・作成を遂行したので、研究計画はおおむね順調に進行している。ただし、圧力容器の完成を当初は2018年末と見込んでいたが、制作業者の都合により2019年3月にずれ込んでしまった。そのため圧力容器の性能テストが若干当初の予定より遅れている。しかし、テストはすでに取り掛かっており、2019年度早々に結果は出ると予想され、実際のミュオンスピン回転緩和法実験に影響はないと考えられる。2019年度前半に作成したミュオンスピン回転緩和法実験圧力容器の性能テストを行い、設計に沿った発生最大圧力を発生できることを確かめる。同時に冷却時における圧力容器の温度勾配の測定も行う。以上は佐藤が中心に行う。測定を行うβ'-(BEDT-TTF)2ICl2の試料はすでに数100mgの作成を終えているが、今年度前半の間にさらに作成を行い、全体で1gの試料を準備することを目指す。試料作製は谷口が担当する。圧力下ミュオンスピン回転緩和法実験はJ-PARCに課題申請を行い、今年度後半に遂行する予定である。実験は佐藤・髭本が担当する。

試料の作成が予定していたより順調に進み、そのため薬品の使用量が予定より若干少なく済んだ。次年度では別の試料の合成も考えており、当該助成金はそのための薬品購入に充てる。
20世紀プエルトリコにおける独立論とアイデンティティ形成

本研究は、「非独立」状況にあるプエルトリコの独立論を、20世紀初頭から1930年頃までの時期に焦点を当てて再検討することを目的としてきた。二年目に当たる今年度は米国に現れる独立論を検討するため、前年度に収集した資料も含めて文献調査を行いつつ、論文をまとめる作業をおこなった。ニューディール期に行われたプエルトリコの経済改革に携わった米国人政治家や官僚、知識人などの人々が、どのような認識でプエルトリコの将来的な政治的ステイタスを展望して来たのか、プエルトリコ独立をめぐる思潮は、経済関係との相互交渉のなかで議論されるべき問題であり、さらなる調査の継続と深化が必要となることがわかった。一方、米国に移民したプエルトリカンの間でアフリカ系アメリカ人としての自己意識を涵養させながら、アメリカにおける黒人の公民権運動につながる活動を支えてきたプエルトリカンの存在は、島の独立論とはまた意趣を異にする重要な機制であることがわかった。今後の課題となりうる重要な論点を発見した。今年度は、従来の研究のなかでふまえてきた政界・財界のプエルトリコ認識に加えて、法曹界(米国最高裁)での市民権付与にまつわる議論にも焦点を当て、分析出来たことが大きな成果であった。また沖縄をはじめとする多様なマイノリティとの接触を経験したハワイ移民社会においてプエルトリコアイデンティティがどのような構想力を持ったかどうか、米国の帝国主義論の新展開としてフィリピン、メキシコとの比較研究を試みるなど、研究発表の機会を得て、意見の交換を行い、より大きなフレームワークのなかでこの問題を考える機会を得た。本研究は「非独立」状況にあるプエルトリコの独立論について、20世紀初頭から1930年代頃までを中心として歴史・思想的系譜を再検討することを目的としている。初年度に当たる平成13年度は、在米プエルトリカンの独立論に焦点を絞って、移民コミュニティの形成されたニューヨークにおけるプエルトリカンの資料、米国ナショナル・アーカイヴズに収められたプエルトリコへの福祉政策関係の文書を収集し通読・分析することに主眼を置いた。その他、関連する複数冊の研究書も入手した。ニューヨーク市立大学ハンター校は米国におけるプエルトリコ研究の拠点であるが、そのプエルトリコ研究センターにおいて、移民コミュニティのなかに見られた独立思想に関する一次資料、20年代初頭に出版されている図書を収集した。なかでも、著述家にして杜会運動を指導したヘスス・コロンの思想的系譜を辿るための個人文書の収集は、人種意識・階級意識と独立思想の複雑な相関を知る上で非常に有益なものであった。また米国ナショナル・アーカイヴズ所収のプエルトリコ経済再建局文書の一部分を収集した。ここでは、なかでも農地改革・自営農育成プランなどから30年代当時の米国による福祉政策投下に直面した現地プエルトリカン知識人の政治意識、これに深く関与した米国人官僚の植民地観を知ることの出来るドキュメントを多数入手することが出来た。以上の研究成果の一部は、複数の研究会・シンポジウムでの報告において言及し、討論を重ねることで今後の分析の精緻化のための端緒が得られた。来年度は、今回の調査で所在が明かとなった未入手の文書資料を追加収集しつつ、これら資料から得られた分析の成果を、雑誌論文、博士論文の一部として執筆し発表する計画である。
小売企業の仕入活動における組織的プロセス革新に関する研究

日本の小売企業を対象とする質問票調査のデータに基づいて、小売企業の仕入革新・マーチャンダイジング革新に関する実証分析を進める一方で、アパレル小売企業やドラッグストア・チェーンの仕入革新についての事例研究を行い、その研究成果を論文で公表した。また、これらの研究を通じて、企業間関係、部門間連携、継続的な改善の3つの条件の相互作用を捉え、小売企業の仕入活動革新における企業間関係と部門間連携との関連性についての研究を展開した。本研究は、小売企業の仕入活動における組織的プロセス革新の展開とその条件を考察することを目的としている。この組織的プロセス革新とは、具体的には、小売企業と卸売企業・製造企業とが情報を共有して行う共同マーチャンダイジング、物流や生産を同期化するSCMの構築、小売企業によるPB開発などの取組みである。そして、これらの組織的プロセス革新が企業間のパートナーシップ、小売企業組織における部門間連携と知識管理、継続的な改善という企業間関係や組織体制の条件のもとで展開されることを通じて競争優位の基盤となることを明らかにしようとするものである。22年度では、まず小売企業の仕入活動やマーチャンダイジング、SCM、PBについての既存研究のレビューと研究会による討議に基づいて、本研究の分析枠組みを構築し、日本の小売企業における商品仕入担当責任者を対象とする大規模な質問票調査を8月に実施した。この調査データは、日本の小売企業の仕入活動を捉えた貴重なデータであり、この質問票調査データに小売企業の組織・人事や業績に関する二次データを組み合わせたデータベースに基づいた研究成果は、来年度に公表する準備を進めている。また、その作業と並行して、多様な小売業態の仕入活動におけるプロセス革新やその問題と密接に関連する情報システムや人事制度の諸問題を中心とする概念研究や事例分析が実施された。その研究成果は、Inoguchi(2011)、Urakami,Komiya,Kim and Inoguchi (2010)、平野(2010,2011)、Hirano(2011)、松尾・早川・高嶋(2010)等の研究成果として公表された。さらに、仕入革新で先進的な小売企業として、イケア・ジャパンやイタリアのCRAIの個別事例の研究が行われ、その研究成果が南によって海外の学術・商業雑誌にて公表された。本研究は、小売企業の仕入活動における組織的プロセス革新の展開について考察することを目的としており、とくに組織的プロセス革新が企業間関係や小売企業の組織体制、小売企業における部門間連携の構築や知識管理などを通じて小売企業の競争優位の基盤となることを明らかにすることをめざしている。23年度では、22年度に引き続き、小売企業の仕入活動やマーチャンダイジング、SCM、PBといった諸問題について、研究会による討議に基づき、本研究の分析枠組みの構築と検討を行った。また、22年度に実施した日本の小売企業における商品仕入担当責任者を対象とする質問票調査のデータと小売企業の二次データを組み合わせたデータベースに基づく実証研究を推進し、その研究成果の一部を高嶋(2012)や学会報告で公表するとともに、24年度におけるさらなる成果公表に向けた準備を進めた。その作業と並行して、多様な業態における小売企業の仕入活動におけるプロセス革新に関する聞き取り調査を実施し、仕入活動のプロセス革新やその問題と密接に関連する情報システムや人事制度の諸問題を中心とする概念研究や事例分析が行われた。その研究成果は、南(2011)、Minami and Nishioka (2011,2012)、Godsell, Johnson, Minami and Nishioka (2011)、西村(2012)、松尾・高嶋(2012)等の研究成果として公表された。また、卸売企業との協調的関係のもとで推進される小売企業の共同マーチャンダイジング活動についての研究成果は、近藤(2011,2012)等で公表するとともに、卸売企業を対象とする調査データの収集・分析が継続して進められた。そして、これらの一連の研究成果を通じて、小売企業の仕入活動革新における企業間関係と部門間連携との関連性が明らかにされている。平成22年度に実施された日本の小売企業における商品仕入担当責任者を対象とする質問票調査のデータと小売企業の組織・人事や業績に関する二次データを組み合わせたデータベース、および、平成24年度に実施されたスーパーマーケット・チェーンの店長を対象とした質問票調査データに基づいて、小売企業の仕入活動やマーチャンダイジング活動に関する実証分析を進め、その研究成果を論文や学会報告の形で公表した。まず、研究代表者の高嶋は、その実証分析から、小売企業の仕入活動における組織的プロセス革新が小売企業におけるマーチャンダイジング権限の集権的な配置と商品部門ー店舗間での情報交換という組織的条件によって影響されることを明らかにし、その研究成果を査読雑誌において発表した。また、研究分担者の松尾は、小売企業の人材育成や業務改善に影響するリーダーシップ特性を検討し、海外の査読雑誌において、その研究成果を発表した。

さらに、小売企業の仕入活動革新についての事例分析を昨年度に引き続いて行い、研究分担者の南は、アパレル小売企業における情報システムを利用した仕入先企業間ネットワークについての事例研究を行い,その研究成果を海外査読雑誌において公表した。また、ドラッグストア・チェーンの仕入活動革新についての事例研究や中堅スーパーにおける顧客の購買履歴データを活用した小売企業のマーチャンダイジング革新の事例研究なども、研究分担者の猪口や金によって行われた。こうして平成24年度は、上記の研究や上記以外の研究も含めて、企業間関係、部門間連携、継続的な改善の3つの条件の相互作用や成立条件、その影響について深く考察することで、小売企業の仕入活動革新における企業間関係と部門間連携との関連性についての研究を進めることができた。23年度の計画について、小売企業の質問票調査データに基づく実証分析や事例研究等が順調に実施され、論文や学会報告の形での公表が予定通り、実施されたと判断できるため。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度においても、22・23年度と同様に、研究会の定期的な開催を行い、研究の進捗状況を報告し、研究成果の情報を共有することで、研究の分析枠組みの構築を進めることにする。また、24年度は、本研究課題の最終年度となるため、研究成果の公表に比重を移していく予定である。
光照射で濡れ性制御が可能なポリイミドの創成とエレクトロニクス・バイオ分野への応用

本研究は最近,学術・産業の両面で重要な研究課題となっているプリンテッドエレクトロニクスなどに応用可能な,光照射により表面濡れ性を制御可能なポリイミドを創成するものである。本研究は1疎水性⇒親水性への不可逆変化の高感度化を達成し,更に2光照射により疎水性⇔親水性を可逆的にスイッチング可能なポリイミドを新たに開発するものである。また,応用分野としてプリンテッドエレクトロニクスに加えて,表面の濡れ性制御が重要な意義を持つ3バイオメディカル分野に本研究を適用する検討を行った。上記の13の項目の内、1の高感度化は高反応性の光反応性基の導入により平成28年度に既に目標達成しており、平成29年度は2の疎水性⇔親水性の可逆的スイッチング、及び3のバイオメディカル分野への応用に注力した。その結果、2はアゾベンゼン類、及びスピロピラン類をポリイミド骨格に導入することにより、紫外線照射⇔可視光照射を繰り返し行うことにより目標であるスイッチング化を達成した。3のバイオメディカル分野への応用に関しては植物細胞の培養において、本研究による光照射で濡れ性制御が可能なポリイミドを用いた場合、通常のガラスシャーレ、一般的なポリイミドフィルムと比較し、培養の効果がある実験例を見いだした。最終年度の平成30年度においては2に於いて、スイッチング化に適した光照射条件の最適化、ポリイミド構造の最適化を検討し、フッ素系置換基の導入により、光照射前の撥水性を高めることに成功した。3のバイオメディカル分野への応用に関しては通常の植物細胞ではなく、植物プロトプラスト化細胞を用いた場合でも本研究によるポリイミドが培養に有効であることを見出し、動物細胞を用いる際の足掛かりとなる成果を得た。従来,申請者の研究も含めて光照射により表面濡れ性を疎水性から親水性に不可逆的に変化させるポリマーが主で,その濡れ性変化の感度も十分とは言えなかった。本研究では1上記の疎水性⇒親水性への不可逆変化の高感度化を達成し,更に2光照射により疎水性⇔親水性を可逆的にスイッチング可能なポリイミドを新たに開発するものである。また,応用分野としてプリンテッドエレクトロニクスに加えて,表面の濡れ性制御が重要な意義を持つ細胞培養足場材料などのバイオメディカル分野に本研究を適用する検討を行う。28年度の実績としては、上記1の高感度化をほぼ目的通りの水準で達成した。この高感度は半導体フォトレジストなどに適用されている特殊な分子骨格の導入(専門的にはt-Boc基などの導入)により、短時間(1分程度)、低エネルギー(長波長:365nmランプの使用)で目標を達成したものである。上記2の疎水性⇔親水性を可逆的にスイッチングする手法も特殊な分子骨格の導入(専門的にはアゾベンゼンやスピロピラン)により目的通りのスクリーニング実験結果を得ることができた。上記3のバイオメディカル分野への応用に関しては、未達ではあるが、培養実験のスクリーニングを行い、実験技術の習得に勤めた。1光照射表面濡れ性制御の高感度化をほぼ目的通りの水準で達成した。この水準に到達するにはこの高感度は1年以上の期間を要すると考えていたが、28年度半ばで既に目標の水準に到達することができた。また、2の疎水性⇔親水性を可逆的にスイッチングする手法の開発も28年度半ばで目的通りのスクリーニング実験結果を早期に得ることができた。3のバイオメディカル分野への応用に関しては最終年度(30年度)に実施する予定であったが、先行して培養実験のスクリーニングを行い、実験技術を習得することができた。この様な観点で、当初の計画以上に進展していると考える。また,応用分野としてプリンテッドエレクトロニクスに加えて,表面の濡れ性制御が重要な意義を持つ3バイオメディカル分野に本研究を適用する検討を行っている。上記の13の項目の内、1の高感度化は平成28年度に既に目標達成しており、平成29年度は2の疎水性⇔親水性の可逆的スイッチング、及び3のバイオメディカル分野への応用に注力した。尚、スイッチング化に適した光照射条件の最適化、ポリイミド構造の最適化も検討し、最終年度の平成30年度に研究を繋げる目途を得た。3のバイオメディカル分野への応用に関しては植物細胞の培養において、本研究による光照射で濡れ性制御が可能なポリイミドを用いた場合、通常のガラスシャーレ、一般的なポリイミドフィルムと比較し、培養の効果がある実験例を見出し、最終年度の平成30年度に研究を繋げる目途を得た。疎水性⇔親水性の可逆的スイッチングは目標通りの結果を得ることができて、次年度は最適化検討を残すのみとなった。

バイオメディカル分野への応用に関しては植物細胞の培養において、本研究による光照射で濡れ性制御が可能なポリイミドの効果を確認した。この分野ではこの様なポリイミドを培養に適用した例は殆どなく今後の展開が大いに期待される。本研究は最近,学術・産業の両面で重要な研究課題となっているプリンテッドエレクトロニクスなどに応用可能な,光照射により表面濡れ性を制御可能なポリイミドを創成するものである。本研究は1疎水性⇒親水性への不可逆変化の高感度化を達成し,更に2光照射により疎水性⇔親水性を可逆的にスイッチング可能なポリイミドを新たに開発するものである。また,応用分野としてプリンテッドエレクトロニクスに加えて,表面の濡れ性制御が重要な意義を持つ3バイオメディカル分野に本研究を適用する検討を行った。上記の13の項目の内、1の高感度化は高反応性の光反応性基の導入により平成28年度に既に目標達成しており、平成29年度は2の疎水性⇔親水性の可逆的スイッチング、及び3のバイオメディカル分野への応用に注力した。その結果、2はアゾベンゼン類、及びスピロピラン類をポリイミド骨格に導入することにより、紫外線照射⇔可視光照射を繰り返し行うことにより目標であるスイッチング化を達成した。3のバイオメディカル分野への応用に関しては植物細胞の培養において、本研究による光照射で濡れ性制御が可能なポリイミドを用いた場合、通常のガラスシャーレ、一般的なポリイミドフィルムと比較し、培養の効果がある実験例を見いだした。最終年度の平成30年度においては2に於いて、スイッチング化に適した光照射条件の最適化、ポリイミド構造の最適化を検討し、フッ素系置換基の導入により、光照射前の撥水性を高めることに成功した。3のバイオメディカル分野への応用に関しては通常の植物細胞ではなく、植物プロトプラスト化細胞を用いた場合でも本研究によるポリイミドが培養に有効であることを見出し、動物細胞を用いる際の足掛かりとなる成果を得た。(1)フィードバック検討;28年度に得られた光照射濡れ性制御の検討結果,各種の分析・解析を元にフィードバック研究を行い,より高性能の光照射濡れ性制御ポリイミドを探索する。現在、新たな分子骨格の導入方法に成功しており、不可逆型、可逆型共に更なる高性能化を図る。特に可逆型は未検討の領域(例えばリサイクル性)があり、これらを重点的に検討する。(2)プリンテッドエレクトロニクス,バイオメディカル分野への応用;実験室レベルでの簡易パターニング(簡易フォトマスクとUVランプを利用した水のパターニング),一般的な菌もしくは植物細胞の培養実験で本ポリイミドフィルムを用い、細胞培養プレートとしての効果を確かめる。疎水性⇔親水性の可逆的スイッチングに於いては更なる高感度化、繰り返し変化(サイクル特性と呼ばれる)を中心にポリイミド骨格の新規な合成方法を含めて最終的な最適化検討を行う。バイオメディカル分野への応用に関しては植物細胞の培養においての可能性を見出す検討を行うと共に、動物細胞への対応に向けて植物プロトプラスト細胞を用いたスクリーニングを行う予定である。物品の使用額が当初、予定した金額を下回った為、55,254円の繰越金が発生した。次年度使用額、(B-A)が270,606円となった理由:薬品類、器具類、学会発表