hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯根膜の幅を規定している要因に関する研究

能を、細胞増殖関連抗原であるPCNA抗体(Proliferatinng Cell Nuclear Antigen)および、細胞増殖に関連したAgNORs(核小体形成体)を検討しており、歯根膜細胞と共に付着上皮基底側および先端部での細胞増殖能が高いことが示された。さらに、矯正力による歯牙移動時の歯根膜細胞およびマラッセの上皮遺残の動態を検索するために、ラット臼歯の歯間部に矯正用ゴム片を挿入することにより歯牙を近遠心的に離開、移動させ、圧迫側および伸展側の歯根膜における細胞の動態を検討している。歯根膜は様々な環境の変化に対して常に一定の幅を保つことがしられている。本研究では、歯根膜の幅を規定し歯牙のアンキロシスを防ぐ因子とマラッセの上皮遺残との関連、マラッセ上皮遺残の細胞生物学的特徴や細胞増殖能の検討と共に、これらの制御因子の解明を目的としている。生後112週のSD系ラット用い、パラフィン包埋切片、凍結切片およびマイクロスライサ-による組織簿片を作製した。Cytokeratinとしては,poly Keratin,CK-8,CK-13,CK-19,CK-20,KL-1抗体、基底膜構成蛋白としては、IV型ColagenおよびLaminin抗体、Gap結合構成蛋白としては、Connexin43抗体、等を一次抗体として、免疫組織化学染色および免疫蛍光染色を行い観察した。また、Phaっloidinによる細胞骨格を構成するactinの標識や、細胞核のマーカーであるPI、TOTO-3、TP-PRO-3等による多重染色を行い、共焦点レーザー生物顕微鏡により三次的に.,形態観察を行った。さらに、培養マラッセ上皮細胞を用いて、in vitroの系における同様の検討を行った。これらの実験結果から、歯牙形成過程におけるエナメル器、ヘルトヴィッヒの上皮鞘、マラッセの上皮残遺には、CK19が強く発現すること、基底膜を標識するラミニンの局在は、歯髄側において象牙芽細胞が分化して象牙質を形成し始める時期に消失していくこと、マラッセの上皮におけるConnexin43発現が著明に見られることなどが明らかとなった。また、付着上皮および歯根膜細胞の細胞増殖能を、PCNA抗体(Proliferatinng Cell Nuclear Anrigen)、AgNORs(核小体形成体)染色を用いて検討し、歯根膜細胞と共に付着上皮基底側および先端部での細胞増殖能が高いことが示された。歯根膜は様々な環境の変化に対して常に一定の幅を保つことが知られている。本研究では、歯根膜の幅を規定し歯牙のアンキローシスを防ぐ因子とマラッセの上皮遺残との関連、マラッセ上皮遺残の細胞生物学的特徴や細胞増殖能の検討と共に、これらの制御因子の解明を目的としている。生後112週のSD系ラット、ブタの培養マラッセ上皮細胞および実験的に歯周炎を惹起させたラットを用いて、CK-8,CK-13,CK-19,CK-20,KL-1等のCytokeratin抗体、IV型Collagen、Laminin、Laminin-5、Integrin群、Cadherin群等の基底膜構成蛋白および接着蛋白に対する抗体、Connexin43、32、26等のGap結合構成蛋白に対する抗体を用いて、免疫組織化学染色および免疫蛍光染色を行った。併せて、細胞骨格構成蛋白のActinをPhalloidinやPhallacidinにより標識するとともに、細胞核をTO-PRO-3等の蛍光色素により染色して多重染色を行ない、共焦点レーザー生物顕微鏡により三次元的に観察した。
難治性〓出性中耳炎の成因解析とその治療法の確立

研究代表者の高坂は,研究分担者の小林・柴原・朴沢・菊地らとともに〓出性中耳炎の成因解析の研究を行うとともに,新たな治療法の確立のために研究の臨床的展開を行った。その成果は,日本耳鼻咽候科学会・日本基礎耳科学会・日本臨床耳科学会・日本耳鼻咽候科免疫アレルギ-学会等で学術講演として発表され,また多くの学術雑誌に投稿されている。特に,平成元年(1989)5月に大阪市で行われた第90回日本耳鼻咽候科学会総会学術講演会において研究代表者の高坂は「〓出性中耳炎ー最新の治療法ー」と題して教育講演を行い,初診時の病期分類とそれに基づいたきめ細かな治療法の選択の重要性を指摘した。更に,平成2年(1990)5月に東京で開催された第91回日本耳鼻咽候科学会総会並びに学術講演会においては,ラウンドテ-ブルディスカッション「換気チュ-ブ留置術の適応とその限界」について司会を担当し研究分担者小林を含む4名の研究者とともに〓出性中耳炎治療における外科的治療のひとつである換気チュ-ブ留置術の効果とその問題点について十分なディスカッションを行った。以上の学術活動並びに出版活動の内容は冊子にまとめられて出版されるのでそれを参照して欲しい。難治性〓出性中耳炎の成因については,個体の感染防御機構の欠陥と急性化膿性中耳炎の不完全な治療によって促進されていることが本研究の経過により次第に明確にされ、これに対する対応の必要性を痛感しているところである。新しい治療法の探求は今後も継続されていくと思われるが、今回の成果が治療成積の向上に少しで役立てば望外の喜びである。難治性滲出性中耳炎の病態解析のために3ケ月以上の保存的治療に抵抗して治癒傾向を示さない病例を集め東北大学付属病院耳鼻咽喉科に入院させ鼓膜切開・換気チューブ挿入術・扁摘アデノトミーなどの手術的治療を行った。手術時に滲出液を無菌的に採取するとともに鼓膜並びに鼓室粘膜の生検を施行し電顕標本とした。更に手術症例の長期追跡も行い予後に与える諸因子の解析も行った。・滲出液中のケミカルメディエーターの解析:アラキドン酸代謝物のプロスタグランディン(PG)類、ロイコトリエン類、さらに補体のC_<5a>の定量を行い、あわせて貯留液中の浸潤細胞数や血漿アルブミン濃度との相関性や患者の合併症・予後との関連について検討した。新知見として、PG類特にPGE_2レベルが成人に比して小児に高く小児滲出性中耳炎における炎症の関与の重要性が確認された。またC_<5a>も他の滲出性病変を示す疾患におけるそれよりも高く補体系を介した滲出性病変が慢性化・遷延化と何らかの関係を有していることが示唆された。・鼓膜並びに鼓室粘膜の電顕病理:15例の鼓膜標本と11例の粘膜標本を超微細構造レベルで観察した。鼓膜病変の顕著なものとしては固有層コラーゲン線維の走行の乱れ・断裂・減少などであり浸潤細胞は好中球・好酸球・マクロファージ・肥満細胞など多彩な様相を示したが鼓室粘膜病変との相関は明確にされなかった。従って主たる滲出病変の舞台は鼓室粘膜並びに耳管鼓室口付近にあり鼓膜はむしろ中耳貯留液中に産出されたメディエーターやエンザイムの影響を受けて受身的な形態変化を示している可能性が進定された。しかし鼓膜の脆弱化が本症の難治化に強くかかわっていることから本研究の継続は必須である。・新しい薬剤療法の検討:内因性ステロイド賦活作用を有する和漢薬柴苓湯と耳管粘膜表面活性剤サーファクテンの効果につき基礎的検討を行った。

基礎的研究として、1)難治滲出性中耳炎(SOM)の中耳貯留液(MEE)中ケミカルメディエ-タ-解析を行い、2)換気チュ-ブ留置術時に生検した中耳粘膜並びに鼓膜標本の電顕検索を行った。1)では現在までアラキドン酸代謝物中に遷延化難治化の指標となるものは見出されていないがMEE中の1eukotrienレベルはprostaglandinsに比して低く今後は補体活性化物質(endotoxinなど)の検索へ方向転換をはかる。2)では23例32耳について検討したが鼓膜固有層の外側放射状線維束は比較的良く保たれているのに反して内側輸状線維束は殆どの例で変性ないし消失していた。高度病変例ほど中間層弾性線維の形態変が著しく結合組織(無構造)に置換されていた。臨床的研究として、1)引き続き難治症例の早期選別法の検討を行い、2)更に局所治療法の新しい薬剤として人工的に抽出精製したサ-ファクタントの効果について検討した。1)では換気チュ-ブ留置術を行った55耳の含気腔容積と予後との関係をみたところ含気腔1.5ml末満の再発率が87%であったの対して1.53.0ml群は45%、3.0ml以上群では26%と有意の低下がみられることが判明しティンパノメトリ-による含気腔容積測定が予後予測に重要な指標となることがわかった。2)については現在パイロット研究を開始したところだが、耳管のpassive opening圧や含気腔容積を指標として選別した難治性SOMを対象に検討をすすめていく予定である。滲出性中耳炎外来担当者を中心にプロトコ-ルを作成し十分な追跡調査が行われている。現在までに9例に対して投与されたが1回投与直後から耳管通気性に改善のみられた症例が2例あり今後更に投与方法・回数・症例の選別法・などについて積極的に取り組み難治性SOM治療法の開拓のための糸口を見出す努力を続けていく所存である。最終年度にあたり,従来より行われてきた基礎研究と臨床研究の総括を行い,特に薬剤療法のあり方について提言を行うことに主眼をおいた。滲出性中耳炎の症状発現に至る過程については不明の点も残されているが,生体感染防御機構の未熟性や不十分な抗菌療法後のIII型アレルギ-が有力視されるので,抗菌療法や抗アレルギ-剤療法についての検討を行った。滲出性中耳炎の薬剤療法では病期について十分に配慮し,それに即した治療法の選択が行われる必要がある。急性期(3週)では,抗生剤投与を第1選択とし,マクロライド系など十分に感受性の期待できる薬剤を選択する。投与期間は10日14日間を目安にする。亜急性期(3週3カ月)では,新世代抗アレルギ-剤や和漢生薬など局所アレルギ-反応の抑制と鼻副鼻腔病変の改善を主眼とした治療にする。中耳腔換気療法も無視しない。いわゆる難治性滲出性中耳炎の慢性期(3カ月以上)のものに対しては,換気不全,分泌機能亢進,粘膜変性など中耳・耳管病態の固着化が進みつつあるので,まず鼓膜切開排液・換気チュ-ブ留置を行ってから薬剤療法に進むのが妥当であろう。以上のすべての病期にわたり,鼻咽腔への処置(ネブライザ-や洗浄を含む)を行い,粘膜の自力回復を援助することも重要である。滲出性中耳炎は,体力や感染防御能が成人のレベルに達する頃(8歳位)に安定し,それ以後は新たな発症や再発が少くなるので,この時期を目標に,日常の丁寧なケアが重要な治療の役割をになっている。
ビタミンEの新規創傷治癒促進機能とその分子機構に関する研究

本研究では、ビタミンEの抗酸化作用によらない創傷治癒促進効果の可能性を探るために、上皮細胞の創傷治癒モデルを用いてその分子機構を検討した。ビタミンE同族体はいずれも創傷治癒を促進した。治癒過程における細胞の極性化を検討した結果、ビタミンEは極性制御分子aPKC, Par3の傷に面した細胞膜への局在化の亢進とaPKC-Par3複合体量の増加を誘導した。さらに、ビタミンEは細胞の極性化に伴ってaPKCの上流でPI3Kシグナルの活性化を誘導することが明らかとなった。以上の結果から、ビタミンEはPI3K/aPKCシグナル伝達経路を介して細胞の極性化を促進し、創傷治癒を早めることが示唆された。ビタミンE同族体(トコフェロール(Toc),トコトリエノール(T3))の非抗酸化作用による創傷治癒促進効果を探るために,培養ヒトケラチノサイトであるHaCaT細胞を用いて,wound healing assayを行い,ビタミンE同族体(α-Tocおよびα-,γ-,δ-T3)の傷修復に対する効果を検討した.また,傷修復過程で起こるゴルジ体の傷面への局在化を指標に細胞の極性化に対するビタミンE同族体の作用を検討した.さらに,細胞の移動時に起こる極性化に関わるaPKCおよびPar3の細胞内局在について免疫組織学的および生化学的手法(膜分画およびウエスタンブロッティング)を用いて検討した.その結果、α-TocとT3は共にHaCaT細胞の傷修復を促進したが,その効果はT3の方がより大きかった.また,傷修復時に起こる細胞の極性化においても同様の促進効果が確認された.一方,他の抗酸化物質であるTroloxやN-acetyl cysteineは,傷修復過程の細胞の極性化を促進しなかったことから,抗酸化作用がこの過程に影響を与えていないと考えられた.ビタミンE同族体は極性制御分子aPKC, Par-3の傷に面した細胞膜への局在化を促進することも明らかとなった.aPKC活性阻害実験以外は計画通りに研究を実施したため.これまでに,ビタミンE同族体(トコフェロール(Toc),トコトリエノール(T3))は極性制御分子aPKC, Par-3の傷に面した細胞膜への局在化を促進することが明らかとなった.aPKCとPar-3がビタミンE同族体(α-Toc, γ-T3, δ-T3)の創傷治癒促進作用に関与することを確認するために,aPKC阻害剤処理とaPKC, Par-3のノックダウンの創傷治癒に対する影響を調べた.aPKC阻害剤処理,aPKC, Par-3のノックダウンのいずれもビタミンE同族体(α-Toc, γ-T3, δ-T3)の創傷治癒促進作用を有意に阻害した.この結果より,aPKC, Par-3がビタミンE同族体(α-Toc, γ-T3, δ-T3)の創傷治癒促進作用に重要な役割を果たしていることが確認された.次に,aPKC,Par-3の細胞形質膜へのリクルートの上流シグナルを探索する目的で,aPKCのリン酸化に関わることが知られているPI3キナーゼ(PI3K)シグナルに対するビタミンE同族体(α-Toc, γ-T3, δ-T3)の作用について検討した.Aktのリン酸化を指標としてPI3Kの活性化を調べた結果,ビタミンE同族体(α-Toc, γ-T3, δ-T3)は細胞の極性化に伴ってPI3Kシグナルの活性化を誘導することが明らかとなった.またその作用はT3の方がα-Tocよりも強かった.PI3K阻害剤処理によりビタミンE同族体による細胞の極性化及び創傷治癒促進作用は抑制された.以上の結果より,ビタミンE同族体(α-Toc, γ-T3, δ-T3)はPI3K/aPKCシグナルの活性化を伴った細胞の極性化を誘導し,創傷治癒過程を促進していると考えられた.当初の研究実施計画に記した細胞極性化時におこるaPKC-PAR複合体の細胞形質膜へのリクルートの分子メカニズムとビタミンEの作用点に関して,ビタミンEが細胞の極性化を誘導し,創傷治癒を促進する過程でaPKCシグナルの上流にPI3Kシグナルの活性化が関与していることを明らかに出来たため.ビタミンE同族体(トコフェロール(Toc),トコトリエノール(T3))の非抗酸化作用による創傷治癒促進効果を探るために,培養ヒトケラチノサイトであるHaCaT細胞を用いて,wound healing assayを行い,ビタミンE同族体(α-Tocおよびα-,γ-,δ-T3)の傷修復に対する効果を検討した.いずれのビタミンE同族体も傷修復を促進した.しかしながら、他の抗酸化物質(ビタミンC,N-アセチルシステイン)を処理しても創傷治癒促進効果は認められなかった.また、極性制御分子aPKC, Par-3がビタミンE同族体の創傷治癒促進効果に関与するかを調べた結果、ビタミンE同族体は極性制御分子aPKC, Par-3の傷に面した細胞膜への局在化を促進することが明らかとなった.aPKC阻害剤処理,aPKC, Par-3のノックダウンのいずれもビタミンE同族体の創傷治癒促進効果を有意に阻害した.この結果より,aPKC, Par-3がビタミンE同族体の創傷治癒促進効果に重要な役割を果たしていることが確認された.次に,aPKC,Par-3の細胞形質膜へのリクルートの上流シグナルを探索する目的で,aPKCのリン酸化に関わることが知られているPI3キナーゼ(PI3K)

シグナルに対するビタミンE同族体(α-Toc, γ-T3, δ-T3)の作用について検討した.Aktのリン酸化を指標としてPI3Kの活性化を調べた結果,ビタミンE同族体は細胞の極性化に伴ってPI3Kシグナルの活性化を誘導することが明らかとなった.さらにPI3K/aPKCシグナルの上流シグナルの探索を行った.ビタミンE(特にT3)による創傷治癒促進効果はエストロゲン受容体(ER)の阻害剤であるタモキシフェン処理により有意に阻害された.また,T3の創傷治癒促進効果はERをノックダウンすることでキャンセルされた.本研究では、ビタミンEの抗酸化作用によらない創傷治癒促進効果の可能性を探るために、上皮細胞の創傷治癒モデルを用いてその分子機構を検討した。ビタミンE同族体はいずれも創傷治癒を促進した。治癒過程における細胞の極性化を検討した結果、ビタミンEは極性制御分子aPKC, Par3の傷に面した細胞膜への局在化の亢進とaPKC-Par3複合体量の増加を誘導した。さらに、ビタミンEは細胞の極性化に伴ってaPKCの上流でPI3Kシグナルの活性化を誘導することが明らかとなった。以上の結果から、ビタミンEはPI3K/aPKCシグナル伝達経路を介して細胞の極性化を促進し、創傷治癒を早めることが示唆された。平成27年度に得られた結果を基にして,細胞極性化時におこるaPKC-PAR複合体の細胞形質膜へのリクルートの分子メカニズムとビタミンE同族体の作用点について検討する.平成28年度に得られた結果を基にして,ビタミンE同族体の創傷治癒促進過程で活性化されるPI3K/aPKCシグナルの上流シグナルの探索とマウスを用いた個体レベルでのビタミンE同族体の創傷治癒促進作用を検討する予定である.生化学、医科栄養学、酸化ストレス学aPKCの阻害実験で阻害剤に加えてaPKCドミナントネガティブ変異体の過剰発現による実験を追加する予定であったが,実施できなかったため次年度使用額が生じた.ビタミンE同族体の創傷治癒促進過程で活性化されるPI3K/aPKCシグナルの上流シグナルの探索とマウスを用いた個体レベルでのビタミンE同族体の創傷治癒促進作用の検討に加え,aPKCドミナントネガティブ変異体の過剰発現による実験を追加する予定である.
新規マウスファシクリンIの骨形成における機能解析

我々は骨形成のメカニズムを解明する目的で骨芽細胞で特異的に発現する遺伝子としてOSF-2(昆虫のファシクリンIと相同分子)、OB-カドヘリン、AEBP-1(転写因子)、CD9などをクローニングした。これらの中でもOSF-2とOB-カドヘリンは骨芽細胞での発現が強く組織特異性も極めて高い分子である。そこで、現在OSF-2についてはその機能を調べるためにマウス骨芽細胞様細胞株MC3T3-E1細胞の培養上清6リットルからOSF-2蛋白の精製を行い、精製蛋白を用いて既存のin vivoアッセイ系で骨形成に於ける役割を検討している。生化学的解析からOSF-2蛋白はホモ2量体を形成し、OSF-2蛋白のみでは不安定であり、その安定性には60kDの未知の蛋白質との結合が必須であることがわかった。興味深いことにin vivoアッセイ系に於いては前骨芽細胞株を用いた試験でアルカリファスファターゼ活性を上昇させる活性を有することが認められた。また、OSF-2蛋白の骨吸収活性、及び60kD蛋白のアミノ酸配列の決定等については現在検討中である。一方、OB-カドヘリンについてはこれまでに骨肉腫細胞から細胞質領域を欠損した変異型OB-カドヘリン分子をクローニングしている。OB-カドヘリンは細胞間接着分子であり、細胞質領域は細胞間接着に必須であるので、変異型は接着性を示さないかあるいは接着を阻害することが予想される。骨肉腫は極めて転移能の高い癌であることが知られており、癌の転移と接着分子は密接に関連するので骨肉腫に於けるOB-カドヘリンの発現及び変異型の発現を調べた。その結果、骨肉腫患者の24検体全てに於いて変異型OB-カドヘリンを発現することが判明した。さらに、その中の極めて悪性の3検体については変異体のみを強く発現することがわかり、変異型OB-カドヘリン分子の発現と癌の転移に強い関連性が示された。L細胞を用いた発現実験では正常OB-カドヘリンが接着性を示すのに対し、変異型は接着性を示さなかった。ゲノム遺伝子の解析から変異型はイントロン内に存在する新たなエクソンが転写されたAlternativesplicingによるものであり、ゲノム遺伝子の変異ではないことがわかった。変異型のコードする領域がチロシンキナーゼと相同性を有すること及び胎生期に於いては正常細胞に於いても変異型の発現が見られることなどから、変異型の新たな機能について現在検討中である。
有用微生物を用いた新たな地盤環境改善技術と国土保全への新展開

最近の集中豪雨では土砂災害により甚大な被害が生じているが土砂災害の危険度を迅速に評価するとともに危険性の高い区域の地盤環境をより安定に保つための国土保全の新たな手法が求められている。本研究では,新たな地盤環境改善技術と斜面安定性の評価法を確立するために,有用微生物の添加による土質特性の変化,土中水の排水および汚染物質の溶出抑制効果を行う。有用微生物による地盤環境の改善効果を確認するために粘土に光合成細菌などの有用微生物を混合し,地盤環境の変化を明らかにする。また,斜面災害の危険性のある地区での現場試験を実施する。地盤環境改善技術として以下の項目を実施した。1.有用微生物の添加による塩分の溶出抑制効果と省水型潅水技術(塩害土壌の回復):有機系肥料による電気伝導率の低減効果を調べるとともに,ひもを用いた省水型潅水方法を提案した。2.底泥の含水比低下手法および微生物の混合による影響:導水ホースを用いてため池底泥の排水効果を検討するとともに,微生物による排水性の効果を明らかにした。3.導水ホースを用いた斜面内地下水の排水技術:道路斜面で湧水が見られる長崎と沖縄の斜面に,新たに開発した導水ホースを設置し,降雨時の斜面からの排水量を測定し,最大で5L/min程度の量が確認できた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。最近の集中豪雨では土砂災害により甚大な被害が生じているが,土砂災害の危険度を迅速に評価するとともに,危険性の高い区域の地盤環境をより安定に保つための国土保全の新たな手法が求められている。本研究では,地中に有機分が蓄積して地盤環境が悪化することにより斜面の安定性が低下するという新たな課題に着目し,有用微生物を用いた地盤環境改善技術を構築する。さらに,傾斜地の強度定数や透水係数を簡易に測定するための原位置調査法の提案を行う。また,地盤工学分野で解決すべき重要な課題である放射能汚染土壌の地盤環境改善と斜面の安定性を向上させる技術としての実証試験を行い,国土保全への新たな展開を図る。本研究では,新たな地盤環境改善技術と斜面安定性の簡易評価法を確立するために,有用微生物の添加による土質特性の変化や汚染物質の溶出抑制効果,現場土圧試験による強度定数や現場透水試験による透水係数の推定を行う。有用微生物による地盤環境の改善効果を確認するために,実際の地盤でニオイの発生する場所を調査し,実証試験の場所の選定を行う。斜面災害の危険性のある地区での現場試験を実施する。さらに,放射能で汚染された森林の急傾斜地で有用微生物による地盤環境改善効果の確認と地盤の簡易安定性評価の実証試験を行う。a)有用微生物の添加による土質特性の変化(微生物の種類と添加量の関係)b)有用微生物の添加による汚染物質の溶出抑制効果(放射性セシウムの溶出)c)実際の地盤でニオイの発生する場所を選定し,簡易現場試験の実施d)現場土圧試験による強度定数の推定以下の項目を実施し,それぞれの結果を得ることができた。a)有用微生物の添加による土質特性の変化(微生物の種類と添加量の関係)b)有用微生物の添加による汚染物質の溶出抑制効果(放射性セシウムの溶出)c)実際の地盤でニオイの発生する場所を選定し,簡易現場試験の実施d)現場土圧試験による強度定数の推定最近の集中豪雨では土砂災害により甚大な被害が生じているが土砂災害の危険度を迅速に評価するとともに危険性の高い区域の地盤環境をより安定に保つための国土保全の新たな手法が求められている。a)有用微生物の添加による土質特性の変化(微生物の種類と添加量の関係):コンシステンシー特性および圧密特性に及ぼす微生物の影響を明らかにした。b)有用微生物の添加による塩分の溶出抑制効果と省水型潅水技術(塩害土壌の回復):有機系肥料による電気伝導率の低減効果を調べるとともに,ひもを用いた省水型潅水方法を提案した。c)底泥の含水比低下手法および微生物の混合による影響:導水ホースを用いてため池底泥の排水効果を検討するとともに,微生物による排水性の効果を明らかにした。d)導水ホースを用いた斜面内地下水の排水技術:道路斜面で湧水が見られる箇所に,新たに開発した導水ホースを設置し,降雨時の斜面からの排水量を測定し,最大で1L/min程度の量が確認できた。土中の水分を低下させるためのサクション導水ホースを用いた新たな排水技術の提案を行った。その手法を粘土の脱水に関する室内実験および道路斜面の排水実験を行った。さらに,塩害土壌に対する省水型潅水技術の提案を行った。

本研究では,新たな地盤環境改善技術と斜面安定性の評価法を確立するために,有用微生物の添加による土質特性の変化,土中水の排水および汚染物質の溶出抑制効果を行う。有用微生物による地盤環境の改善効果を確認するために粘土に光合成細菌などの有用微生物を混合し,地盤環境の変化を明らかにする。また,斜面災害の危険性のある地区での現場試験を実施する。地盤環境改善技術として以下の項目を実施した。a)有用微生物の添加による塩分の溶出抑制効果と省水型潅水技術(塩害土壌の回復):有機系肥料による電気伝導率の低減効果を調べるとともに,ひもを用いた省水型潅水方法を提案した。b)底泥の含水比低下手法および微生物の混合による影響:導水ホースを用いてため池底泥の排水効果を検討するとともに,微生物による排水性の効果を明らかにした。c)導水ホースを用いた斜面内地下水の排水技術:道路斜面で湧水が見られる長崎と沖縄の斜面に,新たに開発した導水ホースを設置し,降雨時の斜面からの排水量を測定し,最大で5L/min程度の量が確認できた。塩害土壌に対する省水型潅水技術の提案を行い,佐賀県玄海町のハウスで検証実験を行い,その効果を確認することができた。また,土中の水分を低下させるためのサクション導水ホースを用いた新たな排水技術の提案を行った。その手法を粘土の脱水に関する室内実験および道路斜面の排水実験を行った。最近の集中豪雨では土砂災害により甚大な被害が生じているが土砂災害の危険度を迅速に評価するとともに危険性の高い区域の地盤環境をより安定に保つための国土保全の新たな手法が求められている。1.有用微生物の添加による塩分の溶出抑制効果と省水型潅水技術(塩害土壌の回復):有機系肥料による電気伝導率の低減効果を調べるとともに,ひもを用いた省水型潅水方法を提案した。2.底泥の含水比低下手法および微生物の混合による影響:導水ホースを用いてため池底泥の排水効果を検討するとともに,微生物による排水性の効果を明らかにした。3.導水ホースを用いた斜面内地下水の排水技術:道路斜面で湧水が見られる長崎と沖縄の斜面に,新たに開発した導水ホースを設置し,降雨時の斜面からの排水量を測定し,最大で5L/min程度の量が確認できた。今年度の結果を踏まえ,さらに地盤環境改善技術として以下の項目を実施する。・有用微生物を用いた塩害土壌の修復・砂漠地の緑化技術としての省水型潅水手法・斜面内地下水の簡易排水手法の検討・泥土の含水比低下手法土中の水分をコントロールするための技術および有用微生物の影響を検討した。これらの成果をもとに,今後は実験規模の拡大および現地実証試験を行っていく予定である。土中の水分をコントロールするための技術および有用微生物の影響を検討した。塩害土壌については,モンゴルの乾燥地での適用を進めている。
機能付加型の癌特異的複製型ヘルペスウイルスベクターの基礎開発

本研究は、ウイルスゲノムを遺伝子工学的に改変して癌細胞で選択的に複製する単純ヘルペスウイルスI型(HSV-1)ベクターに直接免疫刺激遺伝子などの外来遺伝子を挿入し、ウイルス複製に伴う直接的な殺細胞効果に加え特別な機能を有する次世代の癌特異的増幅型ベクターの基礎開発を目的とした。治療域の広い増殖型第三世代HSV-1のG47Δを基本骨格として用い、BACプラズミドと2つの組換え酵素系を利用して、任意の外来遺伝子をHSV-1ゲノムに容易かつ的確に組み込むことができる独自の作製システムを活用した。腫瘍特異性の高い抗腫瘍免疫惹起型のHSV-1開発を目的に、可溶型マウスB7-1を発現するHSV-1(T-mB7.1-Ig)を作製した。HSV-1に感受性の高いA/Jマウスに、低免疫原性のNeuro2a神経芽腫細胞を植えた皮下腫瘍モデルで評価を行ったところ、T-mB7.1-Igは低用量の腫瘍内投与でも、対照ウイルスT-01に比べ高い抗腫瘍効果を示した。更に、基質依存的に発光するCBRルシフェラーゼを発現する遺伝子組換えHSV-1を作製した。CMVプロモータとHSV-1の後期発現型プロモータを用い、感染後すぐに発現が得られるタイプと、ウィルスの複製が開始してから発現が得られるタイプの2種類を作製したところ、前者のHSV-1(T-luc)の方が格段に高いルシフェラーゼ発現を示した。さまざまな経路でT-lucをマウスに投与した後にIVISで観察し、遺伝子組換えHSV-1の体内動態を追跡した。機能付加型HSV-1を活用し、さまざまながんに対するウイルス療法の治療効果向上と最適化を目指していく。本研究は、ウイルスゲノムを遺伝子工学的に改変して癌細胞で選択的に複製する単純ヘルペスウイルス1型(HSV-1)ベクターに直接免疫刺激遺伝子などの外来遺伝子を挿入し、ウイルス複製に伴う直接的な殺細胞効果に加え特別な機能を有する次世代の癌特異的増幅型ベクターの基礎開発を目的とした。治療域の広い増殖型第三世代HSV-1のG47Δを基本骨格として用い、BACプラズミドと2つのrecombinase系を利用して、任意の外来遺伝子をHSV-1ゲノムに容易かつ的確に組み込むことができる独自の作製システムを活用した。本年度は、腫瘍特異性の高い抗腫瘍免疫惹起型のHSV-1開発を目的に、可溶型マウスB7-1を発現するHSV-1(T-mB7.1-Ig)を新たに作製し、HSV-1に感受性の高いA/Jマウスと、同系で低免疫原性のNeuro2a神経芽腫細胞を用いて評価を行った。T-mB7.1-Igは、in vitroでは対照ウイルスT-01と同等のウイルス複製能と殺細胞作用を呈したが、in vivo皮下腫瘍モデルにおいては、1x10^4pfuの低用量の腫瘍内投与でも、T-01に比べ有意に高い抗腫瘍効果を示した。更に、がん治療用HSV-1の体内動態を生体外から観察するためのツールとして、CMVプロモータ制御下にルシフェラーゼを発現するウイルスT-luc(CMV)を作製した。IVISを用いて観察すると新たな感染を検出できる。腫瘍内に直接投与するとNeuro2a皮下腫瘍では7日間、U87MG皮下腫瘍では14日以上のウイルス感染の持続が認められた。またU87MG皮下腫瘍を有するヌードマウスの尾静脈内投与では、肝臓への高い集積を認めるものの数日内に消失し、一方皮下腫瘍に届いたウイルスの感染が遷延することが観察された。これら機能付加型HSV-1を用い、ウイルス療法の治療効果向上と最適化を目指す。
需要家電気エネルギーシステム監視制御による供給信頼度マネジメント

電気エネルギー供給の形態が変化しつつある状況下においても供給信頼性を確保するため,監視情報に基づく方法を検討した。不確定性の増大に対して計測情報を用いた特性抽出およびモデル化により,特性変化の適切な把握およびその変化に適応できる系統制御方式を検討した。また,需要家システムにおいて,特に自立運用状態での電圧維持特性の評価方法,および特性抽出に基づく不安定要素特定による安定性評価方法を検討した。電気エネルギー供給の形態が大規模集中型から小規模分散型の運用へシフトしつつある状況下においても高い供給信頼性は確保されなければならず,分散配置される電源の増加や需要家における負荷機器構成が電力系統の特性に与える影響を的確に捉えることが重要である。本研究では電力系統において監視情報に基づきシステム状態を評価するとともに制御方策を検討した。最終年度においては,電力系統における計測情報を用いた特性抽出に基づく系統制御方式として,複数の計測情報からシステム状態の変化を抽出してモデル化し,その変化分およびモデル化誤差を補償する制御系を設計することで,不確定性を含むシステム状態の変化に対しても高い効果を有する制御系設計方法を検討した。詳細なシステム情報が不要という特長を有し,適応的に系統制御が行えることが確認できた。また,電源を含む需要家システムや小規模グリッドにおける安定度余裕推定方法を検討し,特に自立運転状態においては運用上の制約が大きくなり,周波数や電圧の変動および電力動揺も生じやすくなることから,安定運用を実現するための余裕度を推定するため,固有値算出に基づく各構成機器の寄与度を調べる方法を検討した。この方法により運用上の不安定要素を特定することができ,信頼度を確保するための系統制御方策に対する有用な指標として活用できる可能性を示した。研究期間全体を通じて,計測情報を用いた電力系統特性の抽出およびモデル化と系統制御手法,需要家システムにおける特性抽出に基づく安定性の評価方法について検討し,電力系統シミュレーションにより種々の条件下での検証を実施した。その結果,不確定性の増大に伴う特性変化の把握およびその変化に適応できる制御方式,安定性の適切な評価方法の有用性を示すことができた。本研究では小規模な需要家電力系統を対象として電圧等の監視情報に基づいてシステム状態を評価する方策を検討する。今年度においては以下の項目について検討を実施した。1.電力系統における計測情報を用いた系統特性抽出適切な電力系統制御を行うためには現在のシステム特性を把握した上で制御系の調整を行うことが有効であることから,発電機制御系の入出力信号に着目して計測情報から安定性を特徴づける成分を抽出してシステム同定手法により対象をモデル化する方法を検討した。観測が困難な外乱情報を用いることなく高い精度でモデル化できることが確認され制御系設計への適用可能性を示すことができた。また,需要家電力系統を想定した解析用系統モデルを用いて線形化モデルから導出される固有値から安定度を評価する方法について検討し,多数の機器で構成される複雑な系統モデルから特性を精度よく抽出できることが確認できた。2.需要家電力系統における電圧情報に基づく安定度評価需要家電力系統においては電圧に関する状態監視も重要であり,とくに自立運転状態となって無効電力の供給能力が制限され系統電圧の維持が難しくなる状況を想定し,瞬時電圧低下発生後の電圧回復性について評価を行った。電圧および電力情報の時間推移を平面上に描くことで各機器の動特性を含む安定条件を視覚的に評価する方法を検討した。系統シミュレーションにより,発電機の定格出力に占める回転機負荷の割合や,電圧調整を行う発電機制御系の動作特性を変化させるなど種々の条件下で評価を実施し,電圧崩壊に至る条件を見出した。監視情報に基づく電力系統状態監視方策について,初年度における基礎的検討を進めた結果,系統特性を抽出して安定度の評価に結びつけるとともに,系統制御にも適用できる見通しが得られたことから,研究目的に対する初年度の計画についてはおおむね順調に進展していると考えている。計測情報から電力系統特性を精度よく抽出できる見通しが得られたことから,安定度の指標づけの検討,系統制御や系統保護への適用を考える。需要家電力系統における自立運転状態においては需給バランス調整が難しくなるとともに安定度余裕が少ない状態で運用されることから,計測情報から抽出される特性を常に監視して余裕度を算出する方法について検討を進める。また動揺の安定性とともに電圧の安定性の評価も重要であり,需要家系統における電圧回復性を判定するための指標導出についても検討を進めていく。購入を予定していた備品について当初よりも安価に購入できたことから次年度繰越が生じた。次年度では50万円以上の高額備品の購入は計画しておらず,主として研究調査や学会における成果発表のための国内外旅費での使用を計画している。また,遂行上必要な少額消耗品購入での使用を計画している。
複数のストレスセンサーからのシグナルを統合するしくみ

本研究の目的は、さまざまな種類のストレスに対し、どのような機構がどのように応答して、私たちの体を守るのかを明らかにすることである。選択した題材は、多種多様のストレスに応答する生体防御システムNrf2である。これまでの研究により、ストレスシグナル感知に異常を示す突然変異動物の単離・系統化や動物個体を用いた新規センサー分子の探索システムの構築に成功し、複数のストレスセンサーがNrf2を活性化することを見出した。昨年度は、Nrf2に関連する小胞体ストレスセンサー同定を試み、その実体はリン酸化酵素PERKであることを同定した。本年度は、PERKがどのようにNrf2に小胞体ストレスからのシグナルを伝達するか、そのメカニズム解明に取り組み、次の3点を達成できた。1ゼブラフィッシュPERK遺伝子を単離し、発現解析を行ったところ、PERKは初期胚では発現していないことがわかった。実際に、初期胚に小胞体ストレス誘導剤を処理しても、PERK下流遺伝子の発現誘導は観察されず、初期胚ではPERK経路は機能していないものと推測された。2常時活性化型PERK分子を作製して、ゼブラフィッシュ胚に過剰発現させたところ、eIF2aはリン酸化されるが、Nrf2は活性化されなかった。胚期に機能しない介在因子の存在が浮かび上がった。3介在因子候補であるATF4のゼブラフィッシュホモログを単離し、これがNrf2のタンパク質安定化と活性化に機能することを明らかにした。題材として選んだのは、多種多様のストレスに応答する生体防御システムNrf2システムである。本年度は、過酸化水素センサーと小胞体ストレスセンサーの同定と、特定ストレスにのみ感知できない突然変異ゼブラフィッシュ系統の解析に取り組んだ。その結果、次の3点を明らかにできた。1酸化ストレスセンサー候補にGpx4が、また、小胞体ストレスセンサー候補にPerkが浮かび上がった。今後、シグナル統合システムを解く上で重要な基盤となる。2ジエチルマレイン酸・過酸化水素などに応答できるが、キノン類・プロスタグランジン・重金属などには応答できない突然変異系統it275系統の原因遺伝子の候補が、染色体マッピングにより数遺伝子にまで絞られた。注目すべき遺伝子が二つ存在しており、早急に同定したい。3ストレスに応答して発光するGFPフィッシュと蛍光プレートリーダーを活用した、Nrf2活性化剤解析システムを構築した。これを用いて、内在性の抗炎症シグナルとして注目されているニトロ化脂肪酸が、シクロペンテノン型プロスタグランジンと同様の感知経路でNrf2を活性化することを見出した。ニトロ化脂肪酸は、プロスタグランジンと異なり、比較的簡便に誘導体を有機合成できる。シグナル感知の分子基盤を知る上での優れたツールとなると期待される。
低圧気流中の物体に働く力とエネルギ-伝達の研究

1.剛体球分子ボルツマン方程式によるクヌ-セン層の解析:剛体球分子ボルツマン方程式の精密な数値解法(数値積分核法)を開発し,これによって剪断流,熱ほふく流,温度の跳び,蒸発・凝縮流等の基本的な半県限領域問題を解析し,クヌ-セン層における気体の振舞および境界における速度,温度の跳び(すべり)を正確に求めた。これによって,希薄度が低い場合の気体の一般振舞を記述する一般論(すべり流理論)を完成させた。2.温度場によって誘起される流れる解析:希薄気体では,外力が働いていない系においても温度場が原因となって流れが誘起される。この種の流れは従来,限られた希薄度に対して解析されていたが,本研究では種々の典型的な流れ(低希薄度で熱ほふく流および熱応力すべり流が現れる問題)を全希薄度にわたって精密に解析し,その全容を解明した。この際,1で開発した数値積分核法(および保存された数値積分核のデ-タ)を活明した。3.蒸発・凝縮問題の解析:平面凝縮相からの非定常な蒸発流の振舞を気体論によって詳細に解析した。さらにこれによって平面凝縮相からの定常な強い蒸発流における凝縮相の状態と無限遠の気体の状態との間に成り立つ関係を明らかにした。また,円柱状凝縮相からの蒸発流を解析し,平面凝縮相では見られない種々の特徴的振舞を見出した。これらの解析では,気体中における速度分布関数の不連続の様子をはじめて精密に解析した。4.その他:上記13における新しい解析法の他に,任意の希薄辰に対する結果が容易に得られる変形クヌ-セン数展開法,あるいは無限領域の問題を精密に効率よく取扱う新しい解析法を開発した。これらを応用して,希薄気体の種々の基本的問題(管内流,物体に働く力とエネルギ-伝達等)のはじめての精密な解析を行った。1.解析的研究:(1)気体の希薄度が小さい場合に対して標準型ボルツマン方程式の系統的漸近解析を行い、気体の一般的振舞を記述する流体力学的方程式とその境界条件(すべりの条件)を導いた。(2)曽根による高度に希薄な気体の振舞に関する一般解法を応用し、種々の複雑な系における加熱・冷却物体群に働く力、伝わるエネルギーを厳密に求めた。2.数値解析:(1)上記1(1)のすべりの条件に含まれる種々の定数(すべり係数)および境界近傍(クヌーセン層)における補正項は、1次元線形化ボルツマン方程式の半空間における境界値問題を解くことにより決定される。これを精密に数値解析するために、ベクトル計算機に適した効率の良い衝突積分の計算法を工夫し、線形化ボルツマン方程式の新しい差分スキームを開発した。これを用いて、温度の跳び、せん断すべり流、熱ほふく流等の基本的な半空間境界値問題を解析し、境界での温度の跳びと速度のすべり、クヌーセン層の構造を正確に求めた。これによって第1次の希薄化効果に対するすべりの条件とクヌーセン層補正が完結した。これと平行して、平面凝縮相における蒸発・凝縮の問題も精密に解析した。(2)上記差分スキームを応用して、平板間のポアズィ2流・熱遷移流、異温度平板間の熱伝達等、基本的かつ応用上重要な問題を全範囲の希薄度にわたって解析し、諸量(流速分布、流量等)の希薄度による変化を解明した。(3)非線形モデル方程式をもとに、平面凝縮相における強い非定常蒸発・凝縮を差分法によって精密に解析し、衝撃波や膨張波の形成と伝播の様子および定常な蒸発(凝縮)が起こる場合のパラメータ間の関係を明らかにした。

(4)線形化モデル方程式から導かれる巨視的変数に対する積分方程式を解く反復スキームを開発し、これによって低圧気体特有の温度場によって誘起される流れを解析し、気体中の物体に働く力、伝わるエネルギーを全希薄度に対して正確に求めた。前年度に引続き、次の3系統の数値解析を行った。1.線形化ボルツマン方程式の解析:空間的に1次元の問題に対して前年度に開発した差分スキ-ムを応用して、平行平板間のポアズイユ流、熱遷移流(以上前年度に着手)、クエット流等の基本的かつ応用上重要な問題を全範囲の希薄度にわたって精密に解析し、諸物理量(流速分布、流量、熱流等)の希薄度による変化を解明した。また、異温度平面凝縮相間の気体の蒸発・凝縮による流れを解析し、逆温度勾配現象が起こるパラメ-タの範囲を全希薄度に対して正確に求めた。目下、上述の差分スキ-ムを拡張し、物体を過ぎる流れの解析を進めている。2.非線形モデル方程式の解析:気体中の凝固相物体からの定常な強い蒸発流を、非線形モデル方程式をもとに差分法によって精密に解析し、蒸発流の詳細な構造、物体と無限遠のパラメ-タ間の関係を全範囲の希薄度にわたって解明した。特にこの問題では気体分子の速度分布関数の不連続が問題になるが、それを正確にとらえる差分法を開発した。これと平行して、前年度に強い非定常蒸発流の解析において開発した差分を応用し、固体壁の急激な温度変化によって誘起される希薄気体の非定常流の解析を進めている。3.線形化モデル方程式の解析:(1)線形化モデル方程式は巨視的変数に対する積分方程式に変換できる。無限領域を含む問題に対してこの方程式を解くための反復解法を開発し、これによってスリットを通る希薄気流を解析して気体の流量と両側の圧力差との関係を全希薄度にわたって求めた。(2)標準型線形化ボルツマン方程式に対して、ある希薄度における解が既知のとき他の任意の希薄度に対する解が解析的手段で求められる変形クヌ-セン数展開法を開発し、これをモデル方程式に応用して平行平板間・円管ポアズイユ流、熱遷移流の任意の希薄度における流速分布、流量を瞬時に求めるパソコン用ソフトウェアを作成した。次の4系統の数値解析を行った。1.線形化ボルツマン方程式の解析:空間的に1次元の問題に対して既に開発した剛体球分子ボルツマン方程式に対する数値積分核法を応用して希薄気体の熱応力すべり流を解析し,境界面の適応係数の影響を明らかにした.さらに,物体を過ぎる流れ等の多次元問題を解析するための数値積分核を構築した.2.非線形ボルツマン方程式の解析:剛体球分子に対する非線形ボルツマン方程式に対して数値積分核法を拡張することを試み,解析法を設計するとともに,強い衝撃波の構造を解析するための数値積分核を構築した.3.非線形モデル方程式の解析:前年度に引続き,既に開発した(漸近解との接合および特性曲線法を取入れた)新しい差分法によって円柱状凝縮相からの強い蒸発流の問題を全希薄度にわたって詳細に解析し,気体中における速度分布関数の不連続を正確に記述するとともに,蒸発流の性質,特に凝縮相の状態と無限遠での気体の状態との間に成り立つ関係を明らかにした.また,固体壁面の急激な加熱・冷却によって起こる希薄気体の非定常流を差分法によって解析し,速度分布関数の不連続の伝播と減衰,非線形波の伝播の様子を解明した.4.線形化モデル方程式の解析:
パラボリックフライトによる微小重力下での筋交感神経活動のニューログラム解析

ジェット航空機によるパラボリックフライト時には,放物線軌跡の頂点で約20秒間の微小重力が得られ,その前後で1.52.0Gの過重力状態(約15秒間)が出現する.ヒトの脛骨神経から微小神経電図法によりニューログラムとして記録しうる筋交感神経活動は,重力に依存する体液分布と血流配分を制御することにより循環動態の恒常性を維持するが,その活動は頭から足に向かう重力成分(+Gz)に依存し,微小重力下において抑制され,+Gzの負荷により促通されると推定されている.昨年度において,筋交感神経活動は過重力時に賦活化され,微小重力時に抑制されることが明らかとなったが,その賦活化,抑制は一過性で,体液移動により惹起される血圧変化に依存した.本年度は,0.25Hzの統制呼吸のもと,パラボリックフライト中の循環動態の変化と交感神経活動の反応について検討したところ,1G時に比較して過重力下では177%に,微小重力下では52%まで抑制された.血圧,心拍数,胸部インピーダンスなどの変化も,自然呼吸時に比較してより少なく,微小重力下における血圧低下も有意に低かった.自然呼吸時では成立した微小重力後半の血圧低下と筋交感神経活動の賦活化が,統制呼吸時には成立しなかった.一方,胸腔内血液量変化と筋交感神経活動の賦活化との間には,よりより相関が成立した.自然呼吸下では動脈圧受容器反射優位の筋交感神経活動の制御が,心肺圧受容器反射優位の制御に移行するものと推測され,統制呼吸下では筋交感神経活動の変化がより静的な制御を受けることが推定された.ジェット航空機によるパラボリックフライト時には,放物線軌跡の頂点で約20秒間の微小重力が得られ,その前後で1.52.0Gの過重力状態(約15秒間)が出現する.ヒトの脛骨神経から微小神経電図法によりニューログラムとして記録しうる筋交感神経活動は,重力に依存する体液分布と血流配分を制御することにより循環動態の恒常性を維持するが,その活動は頭から足に向かう重力成分(+Gz)に依存し,微小重力下において抑制され,+Gzの負荷により促通されると推定されている.昨年度において,筋交感神経活動は過重力時に賦活化され,微小重力時に抑制されることが明らかとなったが,その賦活化,抑制は一過性で,体液移動により惹起される血圧変化に依存した.本年度は,0.25Hzの統制呼吸のもと,パラボリックフライト中の循環動態の変化と交感神経活動の反応について検討したところ,1G時に比較して過重力下では177%に,微小重力下では52%まで抑制された.血圧,心拍数,胸部インピーダンスなどの変化も,自然呼吸時に比較してより少なく,微小重力下における血圧低下も有意に低かった.自然呼吸時では成立した微小重力後半の血圧低下と筋交感神経活動の賦活化が,統制呼吸時には成立しなかった.一方,胸腔内血液量変化と筋交感神経活動の賦活化との間には,よりより相関が成立した.自然呼吸下では動脈圧受容器反射優位の筋交感神経活動の制御が,心肺圧受容器反射優位の制御に移行するものと推測され,統制呼吸下では筋交感神経活動の変化がより静的な制御を受けることが推定された.ジェット航空機によるパラボリックフライト時には,放物線軌跡の頂点で約20秒間の微小重力が得られ,その前後で1.52.0Gの過重力状態(約15秒間)が出現する.ヒトの脛骨神経から微小神経電図法によりニューログラムとして記録しうる筋交感神経活動は,重力に依存する体液分布と血流配分を制御することにより循環動態の恒常性を維持するが,その活動は頭から足に向かう重力成分(+Gz)に依存し,微小重力下において抑制され,+Gzの負荷により促通されると推定されている.本研究ではヒトの筋交感神経活動がパラボリックフライトによる重力変化時にどのように変化するかを解析した.名古屋空港に隣接するダイアモンドエアサア-ビス社所属のMU-300を用いて,熊野灘・遠州灘上空あるいは能登半島沖の日本海上空において,パラボリックフライトを1人につき最大10回,計2人に対し行った.下腿三頭筋支配の筋交感神経活動を脛骨神経から記録し,同時に心電図,呼吸,血圧波,胸腔内血液量を測定した.その結果,筋交感神経活動は過重力時に賦活化され,微小重力時に抑制されることが明らかとなったが,その賦活化,抑制は一過性で,体液移動により惹起される血圧変化に依存した.過重力・微小重力区間全体においては,筋交感神経活動の賦活化・抑制はそれぞれ177%・52%であったが,微小重力区間の後半においては血圧低下とともに筋交感神経活動の賦活化が生じた.この賦活化は血液低下との間に相関を示し,動脈圧受容器反射によるものと推測された.この血液低下と,これに伴う筋交感神経活動の賦活化は様々な値を示し,その原因として各パラボリックフライトにおける呼吸変化の関与が考えられた。ジェット航空機によるパラボリックフライト時には、放物線軌跡の頂点で約20秒間の微小重力が得られ、その前後で1.5-2.0Gの過重力状態(約15秒間)が出現する。

ヒトの脛骨神経から微小神経電図法によりニューログラムとして記録しうる筋交感神経活動は、重力に依存する体液分布と血流配分を制御することにより循環動態の恒常性を維持するが、その活動は頭から足に向かう重力成分(+Gz)に依存し、微小重力下において制御され、+Gzの負荷により促通されると推定されている。本研究ではヒトの筋交感神経活動がパラボリックフライトによる重力変化時にどのうに変化するかを解析した。名古屋空港に隣接するダイアモンドエアサア-ビス社所属のMU-300を用いて、熊野灘・遠州灘上空あるいは能登半島沖の日本海上空において、パラボリックフライトを、自然呼吸時と0.4Hzの統制呼吸を行わせながら、下腿三頭筋支配の筋交感神経活動を脛骨神経から記録し、同時に心電図、呼吸、血圧波、胸腔内血液量を測定した。その結果、筋交感神経活動は過重力時に賦活化され、微小重力時に抑制されることが明らかになったが、その賦活化、抑制は一過性で、体液移動により惹起される血圧変化に依存した。過重力・微小重力区間全体においては、筋交感神経活動の賦活化・抑制はそれぞれ177%・52%であったが、微小重力区間の後半において自然呼吸では観察された筋交感神経活動の賦活化が、統制呼吸下では顕著でなかった。胸腔内血液量と血圧変化から、自然呼吸下では動脈圧受容器反射による筋交感神経活動の制御が、心肺圧受容器反射による制御に移行するものと推測された。
機能的耐用年数の延長を目的とした建築の企画・設計・改修手法の体系化に関する研究

1.欧米における歴史的環境を保全する制度と日本における保全制度を比較分析し,日本の制度の問題点を明らかにした。2.日本および欧米における建物の再生・活用事例を176件収集・分析した。その結果,取り壊さずに再生・活用するに至った要因を1)物理的要因,2)社会的要因,3)経済的要因,4)旧建物の文化財的価値,5)経済的利用価値,6)資源・デザイン利用価値の6種類に分類した。3.再生・活用手法を1)既存部分の再利用(4タイプ),2)内部改造(6タイプ),3)ボリューム付加(10タイプ)の計20タイプに分類し,それぞれの特徴を明らかにした。4.公共施設の維持管理者へのヒアリングを行い,公共施設の維持管理業務上の問題点を明らかにするとともに,その対策を示した。5.維持管理履歴が比較的よく残っている戦後建築183事例を調査し,維持管理上の問題点を体系的に整理した。その結果に基づき,維持管理や時間経過を考慮した計画手法を,1)耐久性の確保,2)保全容易性の確保,3)経済性の確保,4)柔軟性の確保の4種類に整理した。6.近年多く見られる「異形建築」の維持管理担当者へのアンケート調査,および清掃業者へのヒアリングにより,「異形建築」の維持管理上の問題点を明らかにした。また,維持管理しやすさを考慮した建築計画上の対策とデザインの両立の可能性を示した。7.大阪市が管理する555施設の維持管理データをもとに,公共施設の適正な保全計画を行うための保全レベルの予測システムを開発した。このシステムを既存施設に適用した結果,その妥当性を確認した。1.気候変動枠組条約第3回締約国会議の結果分析建設関連の採択内容が建築企画・設計に与える影響を検討した.2. EU加盟国における建築の長寿命化への取り組みの実態調査イギリスとドイツの環境政策と地球環境に配慮した建築デザインの動向について,主として文献による調査を行った.3.建築の保存・再生事例の調査日本における建物の保存・再生事例を収集し,保存・再生の動機・手法,用途変更の実態,改修の程度等のデータベースを作成した.4.独立住宅の建て替え時期とその動機に関する悉皆調査台帳調査とアンケート調査に基づき,千里ニュータウンにおける独立住宅の建設時期と改修・建て替えの時期の関係を明らかにした.5.長寿命設計に関する設計者の意識調査設計事務所やゼネコンの意匠設計担当者に,設計段階における長寿命化や維持管理面での工夫,デザインとの関係についてアンケート並びにヒアリング調査を行った.1.日本における建築の保存・再生事例のデ-タベ-ス構築日本における建築の保存・再生事例を建築関連雑誌を中心に収集し,竣工から保存・再生工事までの年数(準寿命),その手法,保存するに至った経緯と克服すべき問題点等をデータベース化した.2.維持管理の状態が優れている建築の事例とその理由の調査同世代の建築と比べて明らかに維持管理状態が優れている現代建築を抽出し,その理由を文献調査およびアンケートにより明らかにした.3.維持管理しやすさを考慮した現代建築のデザイン手法の体系化維持管理に必要な設備機器類をデザイン要素として取り込んだ事例,汚れ防止のディテール上の工夫,外壁の清掃や部材交換のしやすさを十分に考慮した形態事例を収集した.4.公共建築の維持管理システムの調査近畿圏に存在する,国および地方自治体が管理する公共建築の管理担当者に維持管理上の問題点に関するヒアリングを行い,それらを要因別に整理・体系化した.5.建築の機能転用・模様替えの実態調査機能転用または大規模な模様替えが行われた建物の改修動機,改築する場合との費用比較等の調査を継続して行った.この調査はあと1年継続し,12年度にまとめる予定である.1.建築の再生・活用事例の収集とデータベース作成模様替えや増築により新たな機能が加わったり用途変更が行われた建物の事例を国内から154例,欧米から22例の計176例収集し,データシートを作成した。