hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
古墳のデジタル測量と空間データ処理に関する研究

古墳のデジタル地形測量を、調査者1人でハンディGPSを用いて計測した場合に、どこまでの精度でデータを記録できるのか、またトータルステーションを用いた計測データとの精度や形の比較検証をおこなうために、岡山市・造山古墳の各陪塚を対象に簡易測量を実施した。成果として、トータルステーションを用いた地形測量よりも精度は劣るが、地形のプロファイリングなど個人で計測するにあたっては、許容誤差の範囲におさまり、十分今後の研究に有用な方法であり、空間データ処理が可能であると結論づけた。22年度の研究成果に関しては,まず調査に必要な機材として高精度ハンディGPS(MobileMapper-CX)を購入し,分析に必要なGISソフトウェアやPCの購入・セットアップをおこなった。そして一度現地に赴き,古墳墳丘の現在状況を把握し調査の進め方の検討をまずおこなったうえで,墳丘の下草などが枯れ墳丘観察が容易になる冬期(本年度は3月)に,1週間ほどをかけて造山古墳の陪塚5基を対象として,GPSを用いた墳丘デジタル測量を実施した。取得した空間データは随時GISアプリケーションを用いて処理を行い,墳丘上をどのように歩行すれば最も効率がよいのか,あるいは計測ポイントの間隔をどのようにすればよいかなどを検証しながら作業を進めた。現在は,その調査時に取得したデータの後処理および解析の途中であるが,ハンディGPSを用いた測量の精度としては,誤差±1m前後で,やや誤差が大きいものの,次年度の調査に向けて比較のための基礎データとして,有用な成果が得られたと考えている。本研究においては,デジタル測量を実施するにあたっての計測方法とデータの処理過程に着目し,出力される結果の相互比較やデータの精度について検証を行い,今後の古墳時代研究への援用に関して新たな展望をひらき,GPS利用の実用性を検討することを目的とする。次年度は,デジタル測量を実施するにあたっての計測方法を再検証することにより,位置データの精度向上や墳形の精度についても検討を行う予定である。なお,学生や補助者などに作業補助を依頼することはせず,作業をすべて研究代表者がおこなったため,謝金およびその他の経費支出は発生しなかった。23年度の研究成果に関しては,墳丘の下草などが枯れ墳丘観察が容易になる冬期(昨年度3月)に,現地(岡山市・造山古墳群)に赴き高精度ハンディGPS(MobileMapper-CX)を使用して,1週間ほどをかけて造山古墳の陪塚5基を対象として墳丘デジタル測量を実施したデータの処理をおこなった。現在はその調査時に取得したデータの後処理および解析の途中であるが,ハンディGPSを用いた測量の精度としては,誤差±1m前後で,やや誤差が大きいものの,有用な成果が得られたと考えている。そして,その成果の一部を,11月の『第16回遺跡GIS研究会』において,「GPSを用いた遺跡測量の精度検証-岡山市・造山古墳群を例に-」という題目で口頭発表し,さらには,新納泉編『岡山市造山古墳群の調査概報』に「造山古墳陪塚の墳丘デジタル測量」として論文を発表し,本研究課題の成果の一部について言及した。本研究課題の成果の一部を,学会発表・雑誌論文として公表できたことは,一般に還元するという意味でも,重要な意義を持つものといえよう。24年度の研究成果に関しては,昨年度までに現地(岡山市・造山古墳群)に赴き高精度ハンディGPS(MobileMapper-CX)を使用して造山古墳の陪塚5基を対象として実施した墳丘デジタル測量データの処理を継続しておこなった。さらには,上記に加えて,再度現地に赴き,デジタルカメラを使用し墳丘上からの景観パノラマ写真を作成し,それとGPSでの計測データをGIS上で連動させる作業を実施した。デジタルの景観写真と位置情報を連動させることによって,取得した測量データに「現在の景観(風景)」を重ね合わせる事が可能となり,あくまでもヴァーチャルではあるが,コンピュータ上で墳丘景観を復元することができた。これは景観考古学の一手法としても有用な方法論と言え,良好な成果が得られたと考えている。そしてその成果の一部を,24年度内ではないが,25年4月に開催された日文研の『第196回木曜セミナー』において,「古墳はどのような「場所」に築造されたのか-36世紀の前方後円墳の立地と眺望分析から-」という題目で口頭発表し,本研究課題の成果の一部について言及した。本研究課題の成果の一部を,セミナー発表として公表できたことは,一般に還元するという意味でも,重要な意義を持つものといえよう。デジタル測量で得られた空間データに加えて,実際の景観(風景)を重ねる手法は,今後の研究の広がりにもつながる成果と考えている。

なお,学生や補助者などに作業補助を依頼することはせず,作業をすべて研究代表者がおこなったため,謝金およびその他の経費支出は発生しなかった。研究計画の3ヶ年のうちの2年目において,口頭発表および雑誌論文として成果の一部を公表できたことは,当初計画よりも作業が進んでおり,評価としては,おおむね順調に進展していると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,本年度が最終年度にあたるため,成果をまとめ,なんらかの「デジタル測量」の古墳時代研究への援用に関する提言等を発表できればと考えている。
リン酸ミミックを活用する創薬研究

ホスホン酸およびホスフィン酸を組み込んだ分子は、ホスホニル基およびホスフィニル基がリン酸エステルの等価構造あるいはジペプチドの加水分解遷移状態、さらにカルボン酸のバイオイソスターとして作用することから、様々な生物活性を示すことが知られている。本研究においては、ホスホニル基およびホスフィニル基の構造的な特徴を生物活性化合物の創製に利用する研究の新たな展開を期待して、さらに、有機酸触媒や金属キレートなどの機能を有する新規化合物の創製にも注目して、これまで合成が困難であったホスホン酸誘導体あるいはホスフィン酸誘導体の新規合成法の開発と機能評価を行った。生体内機能性物質の特定の部分構造をバイオイソスターで置換する手法は新規な生物活性化合物を見いだす上で有用な方法である。ジペプチドの加水分解遷移状態をミミックした構造は、基質とプロテアーゼ活性中心との親和性の増強に大きく寄与することが期待出来る。このことから、ペプチド性プロテアーゼ阻害剤の創製研究において、ジペプチド加水分解遷移状態ミミックの設計・合成・機能解析は極めて重要となる。テトラヘドラルなリン原子に3個の酸素原子が置換したホスホン酸誘導体は、α位にアミノ基が存在するとジペプチドの加水分解におけるテトラヘドラルな水和遷移状態と類似した構造となることから、ペプチド性プロテアーゼ阻害剤のジペプチドイソスターとしての利用可能と考えられる。本研究は、リン原子の構造的特徴を創薬に活用することを意図して企画された。本研究年度では、光学活性ホスホプロリンの合成に焦点を絞り研究を展開した。ホスホプロリンは、天然アミノ酸の1つであるL-プロリンのカルボキシル基をホスホニル基に置き換えた類縁体である。光学活性ホスホプロリンは、ペプチド性プロテアーゼ阻害剤の構造ユニットとして利用可能である。それ以外にも、アルドール反応の有機酸触媒としての利用も期待できる。しかしながら、光学活性ホスホプロリンの合成法は、数例しか報告されておらず、簡便かつ環境に優しい合成法が求められている。本研究年度では、プロリンから直接ホスホプロリンへ変換する方法を検討したところ、プロリンをトルエン中ベンズアルデヒドおよびジエチルホスファイトと加熱還流するだけで、目的とするNーベンジルホスホプロリンのジエチルエステルが高収率で得られることを見出した。本化合物から、脱ベンジル化反応続く無水酒石酸誘導体とのアミド化反応を経由して、ホスホプロリンの両エナンチオマーがー高純度で大量合成できた。以上の結果は、国際誌で研究成果を公表した。生体内機能性物質の部分構造をバイオイソスターで置換する手法は、新規な生物活性物質を見出す上で有用な方法の一つである。ジペプチドの加水分解遷移状態をミミックした構造は、基質とプロテアーゼ活性中心との親和性に大きく寄与することが期待できる。このことから、ペプチド性プロテアーゼ阻害剤の創製研究において、ジペプチドの加水分解遷移状態のミミック構造の設計・合成・機能解析は極めて重要となる。本年度は、以上の基本方針に従ってホモダイマー構造を有するHIVプロテアーゼに対する阻害剤の創製を目的として、軸対象性のアミノビスホスフィン酸誘導体の簡易合成法の開発と機能解析研究を展開した。本研究については、光学活性体の合成に関する新しい知見と血漿アルブミンに対する親和性などに関する機能解析結果がそれぞれ得られたので、国際誌2報に発表した。一方、分子内にエステル構造を有するセリンプロテアーゼ阻害剤の構造活性相関研究において、エステル構造をホスホン酸エステル構造に化学修飾すると、阻害形式が競合阻害から非競合阻害に変化し、さらにセリンプロテアーゼのうちトロンビンに対する阻害選択性が大きく向上する新しい知見が見出された。本研究については、研究論文としてまとめ、国際誌に投稿準備中である。以上の研究に加えて、新しい複素環化合物の合成法についても検討し、多置換[1,2,4]トリアゾロ[1,5-a]キノリン類の新規合成法の開発に成功した。本複素環化合物は創薬テンプレートとしての有用性を内在しており、リン酸ミミック構造とのハイブリッド分子は有用な生物活性化合物の創製に活用できると期待される。本研究は、ホスホニル基およびホスフィニル基をリン酸エステルの等価構造(ミミック)あるいはカルボン酸のバイオイソスターとして活用し、新規な生物活性化合物の創製を目的に企画された。平成27年度は、以下の研究を展開した。1-ヒドロキ-1,1-ビスホスホン酸誘導体は、カルシュムイオンのキレート能を有することから、骨代謝の制御に有効なことが知られている。本年度は、新たな生物活性を期待して、1-ヒドロキ-1,1-ビスホスホン酸誘導体のホスフィン酸アナログの合成と金属イオンとの錯体形成能を評価し、その結果を国際誌で発表した。また、α位およびα'位にヒドロキシ基を有するホスフィン酸からオキセタンで配座固定されたホスフィン酸誘導体の立体選択的合成法を見出し、国際誌で発表した。一方、分子内にエステル構造を有するセリンプロテアーゼ阻害剤の構造活性相関研究において、カルボン酸エステル構造をホスホン酸エステル構造に化学修飾すると、阻害形式が競合阻害から非競合阻害に変化し、さらにセリンプロテアーゼのうちトロンビンに対する阻害選択性が大きく向上する新しい知見が見出された。本結果については、研究論文としてまとめ、国際誌で発表した。

以上の研究に加えて、新しい複素環化合物の合成法についても検討し、多置換[1,2,4]トリアゾロ[1,5-a]キノリン類の新規合成法の開発に成功した。本複素環化合物は創薬テンプレートとしての有用性を内在しており、リン酸ミミック構造とのハイブリッド分子は有用な生物活性化合物の創製に活用できると期待される。ホスホン酸およびホスフィン酸を組み込んだ分子は、ホスホニル基およびホスフィニル基がリン酸エステルの等価構造あるいはジペプチドの加水分解遷移状態、さらにカルボン酸のバイオイソスターとして作用することから、様々な生物活性を示すことが知られている。本研究においては、ホスホニル基およびホスフィニル基の構造的な特徴を生物活性化合物の創製に利用する研究の新たな展開を期待して、さらに、有機酸触媒や金属キレートなどの機能を有する新規化合物の創製にも注目して、これまで合成が困難であったホスホン酸誘導体あるいはホスフィン酸誘導体の新規合成法の開発と機能評価を行った。分子設計、合成およびその機能解析が順調に行なわれている。さらに、新しい知見が見出され、論文2報として纏めることができた。医薬品化学今年度に見出された新知見を展開し、完成度の高い論文に纏めるためにに、検証実験などを引き続き推進する。本研究年度では、ホスホプロリンの合成に焦点を絞り研究を展開した。目的とする機能評価までには至っていないが、ほぼ、予定通りの進捗と考えている。本年度は、ホスホプロリンの合成に焦点を絞って研究を展開させたが、次年度以降は、合成されたホスホプロリン誘導体の機能解析研究を展開する予定である。研究代表者は、これまでの研究において、ホスフィニルジペプチドイソスター(PDIs)の立体制御合成法を開発している。次年度以降の研究推進の方策として、PDIsを組み込んだペプチド誘導体の合成と機能評価を推進する予定である。具体的には、BACE1の基質ペプチドに注目して、BACE1により切断されるジペプチドをPDIに置き換えた類縁体の合成と機能評価について検討する予定である。
内部通報行動の促進要因に関わる研究

本研究は、組織への帰属意識を意味する組織コミットメントが、内部通報行動に与える影響を検討した。組織コミットメントの3つの次元(情緒的コミットメント・存続的コミットメント・規範的コミットメント)を測定することで、それぞれの組織コミットメントが異なる役割を持つことを確認した。これを、内部通報制度の導入を勧める枠組みに応用するための貢献を行った。本研究の目的は、不正の通報という現象において、内部通報行動の促進要因を明らかにすることにある。その際に、不正の種類が持つ影響と通報者の属性が持つ影響を定量的に区別し、組織行動による視点を取り込むことでその関係を明らかにする。組織と個人との関係を記述するために、組織コミットメントの概念を取り入れることを意図している。組織コミットメントの概念を用いることで、ホイッスル・ブローイングの行動特性が明確になると考える。さらに、先行研究を整理して、行動プロセスのモデル化を行うことも目的としている。本年度は、今後の調査で必要となる質問紙の設計と精緻化を行った。質問紙の設計は、Miceh and Near(1992)によるホイッスル・ブローイングに関する項目に加えて、Meyer and Allen(1997)によって作成された組織コミットメントの項目を加えた。これにより、情緒的コミットメント・存続的コミットメントの測定を行った。ここで作られた質問紙は、本年度に行った予備調査によって不要な項目を特定しており、成果を反映して次年度で用いる。インタビュー調査では、コンプライアンスのツールとして用いられることも多くなっている内部通報制度の設計・運用に関する現状の把握を試みた。この作業はアンケート調査と併せて、制度設計・政策設計のための理論的な基礎の作成につなげることができる。現在は、初年度の文献調査によって明らかになった知見をまとめたワーキング・ペーパーの作成を行っている。特に、組織成員の組織に対する関わり方が、どのように通報行動に影響をするのかについて、本研究で行ったアンケート調査と理論モデルを用いて様々な立場の整理を行った。不正の通報をする組織の成員は、その組織に対してどのような関わりをもとうとしているのかは、組織コミットメントの概念を用いて測定した。組織コミットメントは複数の次元・対象を持つことを整理するために、Meyer and Allen(1997)が主張する組織コミットメントの3次元を測定した。特に、組織コミットメントの主要な次元である情緒的コミットメントと存続的コミットメントを取り上げて分析を行った。これに基づき、内部通報をする前と後とでの存続的コミットメントの働きに着目して、情緒的コミットメントだけでは説明のつかない行動を読み解くための理論的モデルの構築を行った。
高分子ナノ空間内金属クラスターの分子構築とシーケンス反応制御

前年度に引き続き以下の研究成果が得られた。(1)ZrO_2やTiO_2薄膜で修飾した2.8と4.7nmサイズのメゾ細孔チャンネル内でH_2PtCl_6は還元的カルボニル化反応によりさらにクラスター鎖が成長した白金カルボニルクラスター[Pt_3(CO)_6]_n^<2->(n=5,6)が得られることが判った。TEM/EXAFS解析によるとメゾ細札内のpt_<9-15>カルボニルクラスターは、脱力ルボニル化により2-3nmサイズのpt微粒子が細孔内に均一質に合成される事が判った。(2)メゾ細孔チャンネルはPt塩の光還元反応によるナノ細線合成のための鋳型として働くことが判った。ナノ細線の長さはPt塩の担持量や紫外線照射及びγ線の照射時間により変化し、長いものでは300-500nmに達することが電子顕微鏡で観察された。光照射時間を変えて白金ナノ細線の成長過程をTEM、IR,EXAFS等で追跡すると、2時間後でH_2PtCl_6が還元されて細孔内にナノ粒子が生成した。さらに光照射するとこのナノ粒子を中心核としてPtイオンが凝集後に還元され、逐次的に短いナノ細線が生成し始め56時間後に100200nmのナノ細線に成長することが判った。従って、還元とPtイオンの移動過程がナノ細線の生成に大きく影響するものと考察した。(3)Ptナノ細線、ナノ粒子/FSM-16の水性ガスシフト反応及びブタンの水素化分解反応に対して表面Pt当たりの触媒活性はナノ細線はナノ粒子に比べて約3050倍の高活性を示した。これは、細線と粒子の形態の違いに起因するFSM-16の細孔壁との相互作用の差異によると考えられる。XPS/EXAFS測定の結果から、細孔チャンネル中のPtナノ細線はPt粒子に比べて、幾分電子欠陥状態にあることが判った。
代数的符号理論における符号の一般化重みとその応用に関する研究

有限体の線形符号に関する一般化重みの研究及びその研究において派生する組合せデザインやマトロイド等の他の離散数学の分野への応用に関する研究を行った。本年度においては,前年度までに行った基礎研究(特に,符号理論における研究)を基に発展的・応用的な研究を行った。具体的な研究成果は以下の通りである。1.マトロイドからの組合せデザインの構成法の考察前年度までに行った線形符号の部分符号から組合せデザインを構成する手法等をマトロイドに拡張し,新たな見解を得た。特に,有限体上の行列で表現不可能なマトロイド(対応する符号が存在しない場合)についても組合せデザインの構成が可能であることや,2部グラフ等のマトロイドの一種であるものからも新たに組合せデザインが構成できることが判明した。2.Tutte多項式を用いた符号の高次重み多項式の決定問題の考察符号の高次重み多項式(各部分符号の重み分布を係数とした多項式)の決定問題に対して,マトロイド理論において研究がなされてきたTutte多項式を与えられた符号に対して考察することで,この問題へ新たなアプローチを行った。特に,2元体上の符号長48のquadratic residue code(QR符号)に対しては,符号理論的計算手法では高次重み多項式の決定が不可能であるとされていたが,対応するマトロイドのTutte多項式を決定することでこの符号の高次重み多項式をすべて決定できた。当初の研究実施計画に基づいて、本年度はマトロイドに対する符号理論的アプローチの基点となる研究および自己双対符号の一般化ハミング重みに関する研究を行った。具体的には、以下の通りである。1.最初に、線形マトロイド(有限体上の行列から得られるマトロイド)に限らない一般のマトロイドに関して、符号のハミング重み多項式を拡張した多項式(特性多項式)を導入し、双対マトロイドとの関係を表すマックウィリアムズ型の恒等式を証明した。さらに、その恒等式とマトロイドの縮約・制限の概念に着目することでAssmus-Mattson型の定理が成立することを示した。また、その応用として、いくつかの線形でないマトロイド(含、グラフ)の特性多項式を計算し、上記の定理を適用することでそれらのマトロイドのサーキット及びその和集合から得られる新たな組合せデザインを発見した。2.2元体上の極値的な重偶自己双対符号(すべての符号語のハミング重みが4で割り切れる自己双対符号の中で、最小ハミング重みがMallows-Sloane限界式の等号を満たすもの)の一般化ハミング重みに関する具体的な計算を行った。いくつかの代表的なそれらの符号に対して、その重みの分布を調べ、どのような限界値があるか検討を行った。特に、符号のパラメータや符号語から得られる組合せデザインの構造に着目し、(一般的に成立するものではなく、各々の符号に限った場合の)限界式の作成・証明を行った。次年度以降、より一般的な限界式の作成を目標にしている。当初の研究実施計画に基づいて,本年度はマトロイドに対する符号理論的アプローチの基点となる拡張重み多項式の研究および線形符号の部分符号から構成される組合せデザインに関する研究を行った.具体的な研究結果は,以下の通りである.1.前年度に実施した符号の重み多項式のマトロイドへの拡張から得られた拡張重み多項式を考察することで,与えられたマトロイドがどの有限体上の行列から構成できるか,というマトロイドの表現問題を符号理論的視点から考察を試みた.一般的な理論付けを行うために,本年度は具体的に2元体及び3元体上の自己双対マトロイドに限定し,上記の多項式の計算を行い,各マトロイドの新たな特徴づけを行った.次年度以降には,これらの計算結果をもとに理論的考察を深めて行きたいと考えている.2.従来のAssmus-Mattsonの定理は,線形符号の符号語から組合せデザインを構成するための十分条件を与える定理であるが,符号語に代えて部分符号から新たに組合せデザインを得る手法を考案した.つまり,特定な一般化ハミング重みを持つ部分符号の集合をブロックの集まりとみなし,様々な符号(特に自己双対符号)から新たな組合せデザインを構成する定理を得た.さらに,この定理を用いることで,既知の自己双対符号から新たなパラメータを持つ組合せデザインが数個構成できた.次年度以降は,この考え方をマトロイドへ拡張することでさらなる組合せデザインの構成法について考察を深めたいと考えている.有限体の線形符号に関する一般化重みの研究及びその研究において派生する組合せデザインやマトロイド等の他の離散数学の分野への応用に関する研究を行った。

特に,2元体上の符号長48のquadratic residue code(QR符号)に対しては,符号理論的計算手法では高次重み多項式の決定が不可能であるとされていたが,対応するマトロイドのTutte多項式を決定することでこの符号の高次重み多項式をすべて決定できた。
定量的生体分子イメージング・操作法の開発

課題1:生細胞内ではたらく小数分子の可視化・定量法では,細胞内在性のテロメアRNAを1分子レベルで可視化し,その数を計測する新たな技術を開発した.RNA結合タンパク質の一つPumilio (PUM1)にアミノ酸変異を加え,UUAGGGUUを特異的に認識するように分子設計した.生細胞内にプローブを発現させ,全反射蛍光顕微鏡で細胞核内のテロメアRNAを1分子レベルで観測することに成功した.課題2:光によるリン酸化酵素活性の制御法では,細胞内キナーゼ(Akt)活性光操作法を開発した.CRY2にはAktを,CIB1のN末側ドメイン(CIBN)には膜局在化シグナル(Myr)を連結した.光照射すると, CRY2に融合したAktは細胞膜に局在し,Aktの基質タンパク質をリン酸化することを実証した.光強度,照射時間を変え,膜への移行速度,および膜からの解離速度を定量的に解析した.ウエスタンブロッティング法および逆転写PCRによって,光依存的に細胞膜に移行したCRY2-Aktの活性化を評価した.基質タンパク質の1つであるNO合成酵素(eNOS)が光照射回数依存的にリン酸化されること,またAktの下流で制御されているAtrogin遺伝子発現が抑制されることを実証した.課題3:Gタンパク質共役受容体(GPCR)活性の評価法と制御分子の探索では,分割ルシフェラーゼの再構成法"を展開し,GPCRーβarrestin相互作用の高感度検出システムを開発した.重症薬疹の原因リセプターをターゲットとし,化合物ライブラリースクリーニング用細胞の樹立に成功した.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。
ゼオライト触媒上での高沸点有機硫黄化合物の分解(脱硫)反応特性

本研究では、地球環境改善のための高性能ゼオライト系脱硫触媒を開発・設計するために、ゼオライトおよびその関連物質に貴金属を担持した触媒を調製し、これらの触媒上での高沸点有機硫黄化合物であるチオフェンおよびベンゾチオフェンの水素化分解(脱硫)特性の解明とそれに基づく新規脱硫触媒の開発・研究を行った。この結果、チオフェン系有機硫黄化合物は、ゼオライト、層間架橋粘土化合物およびメソポ-ラスシリ力に貴金属である白金(Pt)を担持した触媒上で高い水素化分解(脱硫)反応性を示すことが明らかとなった。この原因は、これらチオフェン系有機硫黄化合物はゼオライトおよびその関連物質上の酸点と強く相互作用して活性化された状態になる。一方、水素は白金(Pt)上で活性化され、スピルオ-バ-水素を生成する。生成したスピルオ-バ-水素は酸点上で活性化されたチオフェン系有機硫黄化合物を攻撃するため、水素化分解(脱硫)反応が効率よく進行することが明らかとなった。本研究では、地球環境改善のための高性能ゼオライト系脱硫触媒を開発・設計するために、ゼオライトおよびその関連物質である架橋したスメクタイト系粘土化合物に種々の貴金属(Pt,Pd,Rh,Ru,Ir,Au)を担持した触媒を調製し、これらの触媒上での高沸点有機硫黄化合物であるチオフェン系有機硫黄化合物(チオフェンおよびベンゾチオフェン)の水素化分解(脱硫)反応特性を検討した。なお、本研究では、ゼオライトとしてZSM-5,FSM-16,MCM-41および架橋スメクタイト系粘土化合物として架橋モンモリロナイト,架橋ヘクトライト,架橋サポナイトを用いた。この結果、これらの有機硫黄化合物はゼオライトおよび架橋粘土化合物に貴金属である白金(Pt)を担持した触媒上で高い水素化分解(脱硫)反応性を示すことが明らかとなった。この原因は、これらのチオフェン系有機硫黄化合物はゼオライトおよび架橋粘土化合物上の酸点と強く相互作用して活性化された状態になる。一方、水素は白金(Pt)上で活性化され、スピルオーバー水素を生成する。生成したスピルオーバー水素は酸点上で活性化されたチオフェン系有機硫黄化合物分子を攻撃するために水素化脱硫反応が効率よく進行することが明らかとなった。本研究では、地球環境改善のための高性能ゼオライト系脱硫触媒を開発・設計するために、ゼオライトおよびその関連物質に貴金属を担持した触媒を調製し、これらの触媒上での高沸点有機硫黄化合物であるチオフェンおよびベンゾチオフェンの水素化分解(脱硫)特性を検討した。昨年度はゼオライトおよび層間架橋粘土化合物に白金(Pt)を担持した触媒上でのチオフェンの水素化分解(脱硫)反応性を検討したが、本年度は主としてメソ多孔体であるメソポーラスシリカ(MCM-41)担持白金触媒上でのチオフェン系有機硫黄化合物の水素化分解(脱硫)反応性を分光学的手法などを併用して詳細に検討した。この結果、チオフェン系有機硫黄化合物はMCM-41表面上の酸点(シラノール基)と強く相互作用して活性化される。生成したスピルオーバー水素は酸点上で活性化されたチオフェン系有機硫黄化合物を攻撃するため、水素化分解(脱硫)反応が効率よく進行することが明らかとなった。
アイデンティティと表象の空間（Placemaking）に関する研究

アイデンティティと表象の空間を視点にプレイスメイキングが持続可能なまちづくりの展開に寄与する要因を探ることを目的に以下の対象にてアクションリサーチに取り組んだ。1)Edible Way (食べられる道):松戸市松戸地区に、布性のプランターバッグを沿道の住居・店舗の地先に置き、食べられる植物を植えて地域のセーフティネット向上に寄与した(2018グッドデザイン賞受賞)。2)茅葺古民家を開くゴンジロー:館山市農村部塩見地区にある築100年以上の朽ち果てかけていた茅葺民家を7年かけて修復再生した。以上のことからプレイスメイキングは究極的には「場所における人々の関係性を創出すること」と結論づけた。1.概念整理既往研究や哲学の文献整理からプレイスメイキングをここでは「場所に人間の存在を関係づける人間の主体的な場づくり」と定義する。一般に公共空間対象に使用されているが、ここでは公共空間のみならず、私有空間の開放も視野に置く。その構成要素(指標)としては現段階で以下の点があげられる。アイデンティティの側面から:居場所性(個人と場所、自分らしく居られる居場所)、地域らしさの表出、イメージアビリティ(わかりやすさ)、シンボル(象徴)性、自発性。表象性の側面から:創造性(DIY、創意工夫)、可変性、実験性(小さなことから)、冒険(チャレンジ)性、協働性、継続性。場所のセンスから:愛着、帰属意識、心地よさ、変換性。コミュニティ面から:交流・コミュニケーション、開放性、協働性、関係づくり、活性化。2.東日本大震災被災地の事例東日本大震災被災地の事例調査から若い世代を中心にDIY的なプレイスメイキングが多様に展開している例をみた。特にIshinomaki.2.0は行政の事業に依拠しない内外の若い世代のDIY的場づくりが活発に展開され注目される。3.まちづくりにおけるプレイスメイキング個人所有の空き屋や駐車場を地域に開くためのプレイスメイキングを実験的に行い、結果、自然と人が交流、アイデアの交換ができた。まちづくりの継続地域では担い手の高齢化が課題であり、このような自然偶発的な場づくりというゆるい関係に若い世代が関わることが期待される。4.海外におけるプレイスメイキング海外の情報収集と現地調査を行い、下記の点が把握された。食をきっかけとした場と人のつながりの形成(ライプツィヒ「日本の家」、英国・Incredible Edible, Todmorden他.)、開放された自由な表現・交流空間(クライスト・チャーチ、マニラ他)、ゲリラ的なプレイスメイキング(シアトル、ポートランド他)。国内のまちづくりの継続地域において停滞している状況をプレイスメイキングで活性化というプロジェクト展開は地域の状況に応じてなかなか困難を極めている。米国のシアトルにてワシントン大学が行なっているDesign & Buildのように実際に場づくりを展開する予定であったが、場所の条件や時期の調整から困難な点があり、計画変更を検討中である。当初は被災地の石巻にて、Placemakingの実験を行おうと企画したが、現地の状況から実施が不可能となり、石巻においては引き続きISHINOMAKI2.0はじめNPOの活動や、子どもの居場所となっている石巻子どもセンター「らいつ」や黄金浜ちびっこ遊び場の調査を実施した。特に子どもたちへのインタビューから被災後、避難所、仮設住宅周辺で遊び場もなく、6年間という子どもにとって重要な成長期に、ずっとそのまま自宅にこもりがちであった子どもが、子ども達自身が計画、建設に携わり居心地のよい場所をつくり出した「らいつ」、またISHINOMAKI2.0を通して外部から来るクリエィターに高校生が事業化を学ぶ「石巻学校」の結果、実際につくられた高校生が運営に関わるカフェ「(かぎかっこ)」のようなPlacemakingの事例の情報を集めた。千葉県館山市でのかやぶきゴンジロウでは古民家の再生を行い、ギャラリー空間を学生のDIYで演出し、地元の陶芸家の展示会を開催したり、場所の運営の段階に入っている。松戸市の松戸駅から千葉大学園芸学部への経路には、「Edible Way (食べられる道)」として野菜等を植えた布製プランターを沿道の協力世帯の入り口前に設置し、収穫時期には空き家で鍋ものなどコモンキッチンとしての試行を行うなど。地域のセーフティネット構築を意図した取り組みを継続的に実施している。とりわけ、このEdible Wayは口コミで広がり、近隣の自治会や他にも広がりを示している。12日には香港で開催された、コミュニティデザイン国際会議に参加し、私空間を公に開いていく形態、公空間に私的空間的関わりを誘引する形態など、Placemakingの様々な形態についての情報を得た。前述のように具体的なプレイスメイキングを被災地で展開することは現地の状況で無理と判断し、南房総や松戸の地域で展開している。しかし、その実践により得られる知見も少なくなく。その成果をまとめる予定である。アイデンティティと表象の空間を視点にプレイスメイキングが持続可能なまちづくりの展開に寄与する要因を探ることを目的にその概念整理と指標化、役割や条件持続可能なまちづくりへの理論化、方法論を探った。プレイスメイキングには様々な定義がある。ここでは多くの事例から、(居)場所性、固有性、創造性、表象性、関係性、社会性、自己組織性、日常性、滞留性、公開性という指標にまとめた。持続可能なまちづくりとの関係においては、担い手が重要となる。米国においては公共空間を対象としているが、この研究の結果、公と私の間にこそ可能性が見られることが明らかとなった。私空間を公に開く、公を(顔の見える)私化することで継続的な担い手、人のつながりが保証される。

方法論としてDesign & Buildのアクションリサーチ的に取り組んだ以下の例においてもそのことが示された。1)Edible Way (食べられる道)(松戸市、千葉大学江口亜維子・木下勇教授他):松戸市松戸地区において、布性のプランターバッグを沿道の住居・店舗の地先に置き、食べられる植物を植えて、収穫を個人で楽しむことを許容しながらも、空き家をつかった共食を共に楽しみ、家にこもりがちの高齢者を外に出し、防犯、防災などセーフティネットへのソーシャルキャピタル向上に寄与した(2017年度グッドデザイン賞受賞)2)茅葺古民家を開くゴンジロー(館山市、東京大学岡部明子教授他):農村部塩見地区にある築100年以上の朽ち果てかけていた茅葺民家を7年かけて修復再生した。茅と職人を探すのも困難な今日、学生が度々行って手をいれるうちに、茅の葺き替えも一巡すると半信半疑であった周囲の住民の目も変わり、今では展示会や様々な催しに人がつながる拠点となりつつある。以上のことからプレイスメイキングは究極的には「場所における人々の関係性を創出すること」と結論づけた。アイデンティティと表象の空間を視点にプレイスメイキングが持続可能なまちづくりの展開に寄与する要因を探ることを目的に以下の対象にてアクションリサーチに取り組んだ。1)Edible Way (食べられる道):松戸市松戸地区に、布性のプランターバッグを沿道の住居・店舗の地先に置き、食べられる植物を植えて地域のセーフティネット向上に寄与した(2018グッドデザイン賞受賞)。2)茅葺古民家を開くゴンジロー:館山市農村部塩見地区にある築100年以上の朽ち果てかけていた茅葺民家を7年かけて修復再生した。実際にプレイスメイキングを東日本大震災被災地で展開する予定であったが、すでに豊富な事例が見られることもあり、関東における空き屋等を活用したプレイスメイキングに方向性を変えて、進めていくつもりである。場をつくればよいというものでもなく、後々の場の運営の仕組みも構築していく必要があり、そのように責任をもって展開できる場は身近な所に存在することから、アクションリサーチ的な展開の継続的発展を考慮して判断していく必要がある。松戸での展開は、さらに継続発展する可能性が高く、引き続き、布製プランターでの野菜など食べられる物の栽培と沿道の風景の形成に力を入れていく。道路と住戸の関係の構築があらたな場所の創造、沿道ランドスケープの変貌を特徴づけることになると予想される。また、太子堂2・3丁目まちづくりの長い歴史の中で、展示スペースの形成の事業が進行しつつあり、場所とアイデンティティの関係を。場所の歴史と絡めながら分析していく。かやぶきゴンジローもそのように場所、空間のもつ歴史性と新たな要素を入れた表象の空間化への展開もみられる。都市計画購入を申し込んでいる洋書の納入が遅れているため。
マイクロ金属線を用いた容器による水素の高速高圧充填化に関する研究

耐圧35MPa(G)まで充填が可能な10Lの高圧水素用アルミ容器を一個試作し、実験は福岡にある水素エネルギー製品研究試験センター(HyTReC)の設備を利用して35 MPa(G)まで充填試験を行った。その結果準等温化圧力容器の温度上昇の抑制性を実験により確認した。耐圧75MPa(G)まで充填が可能な37Lの高圧水素用容器の検討を行った。この容器はType4でアルミ容器に炭素繊維強化プラスチックを巻き付けたType3とは違い、CFRPのみでなっている。高圧水素で最新開発されているType4に容器を用いて、準等温化技術の有効性を確認する。本研究では、水素の温度を急に上昇させることなく、安全かつ省エネルギーで充填時間を短縮するため、容器内に金属製綿を封入することで容器内温度変化を抑制する技術を用いた準等温化圧力容器を開発する。水素燃料電池自動車の容器における70MPa(G)までの高圧充填に掛かる時間の革新的に短縮化し、その研究基盤を確立することを目的とする。本年度は耐圧35MPa(G)まで充填が可能な10Lの高圧水素用アルミ容器を一個試作した。水素における温度変化を35MPa(G)までの圧力領域で充填実験を行うため、実験は福岡にある水素エネルギー製品研究試験センター(HyTReC)の設備を利用して35 MPa(G)まで充填試験を行った。一方、本年度は準等温化の技術を「水素充填容器」の題名で国内特許出願を行った。また、独立行政法人科学技術振興機構(JST)で主催するイノベーション・ジャパン2013に採択され、2013.8.29(木)から30日(金)まで東京ビッグサイトで「準等温化圧力容器を用いた水素充填における時間の短縮化」の内容で展示を行った。国内発表としては2013年10月に東京工業大学百年記念館及び蔵前会館で開催される計測自動制御学会2013年度産業応用部門大会に参加し「準等温化圧力容器における水素充填による温度変化」の内容で発表を行った。水素燃料電池自動車の容器における高圧充填に掛かる時間の革新的に短縮化し、その研究基盤を確立することを目的とする。本年度は昨年試作した耐圧35MPa(G)まで充填が可能な10Lの高圧水素用アルミ容器を用いて、実験は福岡にある水素エネルギー製品研究試験センター(HyTReC)の設備を利用して35 MPa(G)まで充填・放出試験を行った。圧力変化の速度によって温度変化を評価するため、流量が流れる所の大きさが違う三つの絞りを試作した。この絞りはSUS材料で設計し、耐圧40 MPa(G)までの高圧水素実験が可能にした。また、容器表面に三つの温度センサと容器内部に直径φ1mmの温度センサを挿入し温度変化を計測し、準等温化圧力容器の圧力と温度変化を検討した。国内発表としては2014年5月に東京機械振興会館で開催される平成26年春季フルードパワーシステム講演会講演に参加し「準等温化原理を用いた水素貯蔵タンクの提案」の内容で発表を行った。水素燃料電池自動車の容器における70MPa(G)までの高圧充填に掛かる時間を革新的に短縮化し、その研究基盤を確立することを目的とする。本年度は高圧水素で最新開発されているType4に容器を用いて、準等温化技術の有効性を確認した。Type4の容器は関連会社から提供して頂いたもので、耐圧75MPa(G)まで充填が可能で、容器の容量は37Lである。水素燃料電池車用で開発されている容器でアルミ容器を使用せず、炭素繊維強化プラスチック(carbon-fiber- reinforced plastic、CFRP)のみで巻いた容器である。この容器を用いて今までと同じく水素エネルギー製品研究試験センター(HyTReC)の設備を利用して、容器に金属製綿が封入されていない空圧力容器の場合と、金属製綿が封入されている準等温化圧力容器の場合において試験をおこなった。温度センサを圧力容器内の中央部に沿って設置して充填と放出による二つの容器内の時間による温度変化を計測した。100MPa用圧力センサを設置し、充填放出による二つの容器内の時間による圧力変化を計測する。この実験結果から高圧水素ガスにおける準等温化圧力容器の温度変化と伝熱の関係を明らかにし、その有効性を確認した。本研究は、容器内に金属製綿を封入することで容器内温度変化を抑制する技術を用いた準等温化圧力容器を開発し、水素燃料電池自動車の容器における70MPa(G)までの高圧充填に掛かる時間の革新的な短縮を実現することを目的とした。今までの研究で以下のことを明らかにした。135MPa(G)以下の中圧領域における準等温化圧力容器を試作し、準等温化圧力容器が中圧領域でも温度上昇の抑制性を有することを実験的に示した。270MPa(G)までの水素用準等温化圧力容器を設計し、設計指針の基本的な資料とするために容器の基礎特性を計測した。3水素ガスにおける準等温化圧力容器の温度変化と伝熱関係を実験と解析により明らかにした。

本研究では、水素の温度を急に上昇させることなく、安全かつ省エネルギーで充填時間を短縮するため、容器内に金属製綿を封入することで容器内温度変化を抑制する技術を用いた準等温化圧力容器を開発する。水素燃料電池自動車の容器における70MPa(G)までの高圧充填に掛かる時間の革新的に短縮化し、その研究基盤を確立することを目的とする。今までの研究で以下のことを明らかにした。1耐圧35MPa(G)まで充填が可能な10Lの高圧水素用アルミ容器を一個試作し、実験は福岡にある水素エネルギー製品研究試験センター(HyTReC)の設備を利用して35 MPa(G)まで充填試験を行った。その結果準等温化圧力容器の温度上昇の抑制性を実験により確認した。3容器に金属製綿が封入されていない空圧力容器の場合と、金属製綿が封入されている準等温化圧力容器の場合において試験を行った。準等温化圧力容器の内部には直径50μmの銅線を入れ、温度センサを圧力容器内の中央部に沿って設置して充填による二つの容器内の時間による温度変化を計測する。100MPa用圧力センサを設置し、充填放出による二つの容器内の時間による圧力変化を計測し、この実験結果から高圧水素ガスにおける準等温化圧力容器の温度変化と伝熱の関係を明らかにした耐圧35MPa(G)まで充填が可能な10Lの高圧水素用アルミ容器を一個試作し、実験は福岡にある水素エネルギー製品研究試験センター(HyTReC)の設備を利用して35 MPa(G)まで充填試験を行った。耐圧75MPa(G)まで充填が可能な37Lの高圧水素用容器の検討を行った。この容器はType4でアルミ容器に炭素繊維強化プラスチックを巻き付けたType3とは違い、CFRPのみでなっている。高圧水素で最新開発されているType4に容器を用いて、準等温化技術の有効性を確認する。今までの研究では10Lの高圧水素用アルミ容器を一個試作し、実験は福岡にある水素エネルギー製品研究試験センター(HyTReC)の設備を利用して充填試験を行った。試験は容器に金属製綿が封入されていない空圧力容器の場合と、金属製綿が封入されている準等温化圧力容器の場合において行った。準等温化圧力容器の内部には直径50μmの銅線を入れ、銅線の体積充填率を6%にした。温度センサを圧力容器内の中央部に沿って設置し充填における二つの容器内の時間による温度変化を計測した。容器の表面にも三つの温度計を設置し、充填における容器表面の温度変化を計測した。10Lの細長い容器であるため容器内に温度分布が生じましたが、準等温化圧力容器の温度上昇の抑制性を実験により確認した。さらに圧力変化の速度によって温度変化を評価するため、流量が流れる所の大きさが違う三つの絞りを試作し、準等温化圧力容器の圧力と温度変化を検討した。温度変化は充填のみならず放出の時にも放出速度による温度変化を検討した。等温化原理の有効性を確認するため、先行研究を参考に集中定数系における数値解析を行い、タンク素材および充填材の観点から有効性を検証した。まず空のタンクと充填材を封入したタンクでは熱容量による温度抑制効果が表れた。次に等温材と同程度の熱容量を持つ銅の丸棒を封入したタンクと等温化原理を用いたタンクでは伝熱面積の差による充填直後の温度上昇の抑制効果が表れた。
ラフデータ処理支援ツールの構築とアンケートデータ解析への応用

本研究では、ラフ集合理論の概念に基づくデータ解析処理ツールを構築し、アンケートデータ解析への応用を進めた。数値表データに対する多変量解析、特に回帰分析では回帰式により今後の動向を予測する。そして、平均や分散を定義できない数値以外の離散値表データでは回帰式に代わる手法が望まれる。我々は、興味深い含意式(一般にはルールとよばれることが多い)によって離散値表データから今後の動向を予測できると考え、実際の処理ツールの実現を進めた。実際の支援ツールはC言語とProlog言語を利用して記述しており、(A)集合の定義可能性判定ツール、(B)可能同値関係抽出ツール、(C)属性間における依存性判定ツール、(D)被覆度や正確度計算ツール、(E)ルール抽出ツールなどから出発し、種々のプログラムを実現した。また、授業評価アンケートからの興味深い含意式の取り出しも行った。学生による授業の5段階評価では含意式:『教員に好感をもてた⇒5段階評価値は高い』の傾向が認められた。授業における教員の印象は授業の5段階評価に強く影響すると考えられる。本研究の成果は、ラフ集合の概念に基づいて計算機上で処理を実現するための種々のアルゴリズムを提案したこと、さらに提案したアルゴリズムによるプログラム群を作成し、データ解析処理ツールを構築したことである。回帰式と含意式を相互に利用する新たな表データ解析法は今後重要な研究分野になると考えている。情報の集合からルール、傾向やパターンを抽出する技術は近年データマイニングと呼ばれ多くの研究が進められている。代表者は、種々の表形式データに対してラフ集合の概念を用いた解析法を提案し、処理支援ツールの構築を進めている。その際、従来からの手法である多変量解析との接点や違いも十分検討している。例えば4人分の身長と体重のデータ(162(cm),64.3(kg))、(162,64.5)、(164,65.8)、(175,72.8)において、最小2乗法による回帰直線を求めると『体重=0.6445×身長-3.982』の関係式を得る。一方、ラフの視点から見ると例えば、『身長が160(cm)代ならば体重は(64か65)(kg)である』といった含意式を抽出できる。共にデータを特徴付ける重要な情報と考えられる。ラフ集合も多変量解析も互いの利点で相互の不足分を補うことになると考える。実際の支援ツールはC言語とProlog言語を利用して記述しており、(A)集合の定義可能性判定ツール、(B)可能同値関係抽出ツール、(C)属性間における依存性判定ツール、(D)被覆度や正確度計算ツール、(E)ルール抽出ツールなどを実現している。特に、ルール抽出では識別関数の手法を導入し、条件部が最も簡単である極小ルールの抽出も可能にしている。これら(A)から(E)までのツールは決定情報(確定した値)だけでなく非決定情報(特定はできないが正しい値が中に入っていることがわかっている値の集合)も処理できる。アンケートで項目に回答がない場合などは非決定情報と見ることができるので、そのような場合でも特徴あるルールの抽出が可能になると考える。代表者は、種々の表形式データに対してラフ集合の概念を用いた解析法を提案し、処理支援ツールの構築を進め、実際にアンケートデータ解析に応用した。実際の支援ツールはC言語とProlog言語を利用して記述しており、(A)集合の定義可能性判定ツール、(B)可能同値関係抽出ツール、(C)属性間における依存性判定ツール、(D)被覆度や正確度計算ツール、(E)ルール抽出(ルール候補になる含意式を抽出する)ツールなどを実現している。さらに、これら(A)から(E)までのツールは決定情報(確定した値)だけでなく非決定情報(特定はできないが正しい値が中に入っていることがわかっている値の集合)も処理できる。

実現したツールを用いて授業評価アンケートの解析を試みた。本データは受講生の感性情報であり、殆どの質問項目で回答に矛盾が起きていた。そこで、ある程度まで矛盾を認めるようにツールの改善も行った。抽出されたルールで最も特徴的であった含意式は「授業の進め方に好感をもてた=>授業評価は高い」であり、担当教員への印象が評価に強く影響すると解った。この際、多変量解析との接点や違いも検討した。含意式で記述されるルールの内容を理解することは容易であった、反面、特徴的でない部分のデータは含意式に反映されない。一方、回帰式の内容を理解することは容易でない場合が多い、反面、回帰式は全データの特徴を反映している。今後、回帰式と含意式の使い分けや相互補間によるデータ解析が重要な研究課題になると考える。
神経細胞とオリゴデンドロサイト間の相互作用制御による軸索伸長機構の解明

H29年度では、(1) PirBリガンド分子とPirBとの結合に対するLOTUSの作用部位を検討した。LOTUSの各種ドメイン欠失変異体を作製してCOS7細胞株にPirBを強制発現させてLOTUS変異体との結合活性ついて検討したところ、LOTUSのECドメインとPirBが相互作用することが判明した。次に、(2)NgR1-KOマウスの後根神経節細胞において、上記のPirBリガンド分子・PirB相互作用により誘起される軸索伸長阻害に対するLOTUSの拮抗作用を検討したところ、Nogoによって抑制された神経突起伸長がLOTUSの強制発現および投与によってレスキューされ、Nogoの作用を抑制することが判明した。PirBとLOTUSの相互作用によるNogoに対する拮抗作用であることを検証するため、同様の実験系においてLOTUSとPirBの結合を阻害する機能阻害抗体を添加して解析したところ、LOTUSによるPirB拮抗作用が抑制された。このことから、LOTUSはPirBに対する拮抗作用を有することが検証された。29年度が最終年度であるため、記入しない。H28年度では、(1) PirBリガンド分子とPirBとの結合に対するLOTUSの拮抗作用の検討した。COS7細胞株にPirBを強制発現させてLOTUSの拮抗作用が判明していないPirBリガンド分子(MAGとOMgp)のPirBに対する拮抗作用について検討したところ、MAGとPirBの結合においてはLOTUSは抑制しなかった。また、OMgpにおいては、既報とは異なり、我々の実験系ではPirBとの相互作用が確認できなかった。次に、(2)培養神経細胞におけるPirBに対するLOTUSの拮抗作用の検討を行った。PirBが高発現し、LOTUSの発現が極少である後根神経節細胞において、NgR1-KOマウスを用いて、上記のPirBリガンド分子・PirB相互作用により誘起される軸索伸長阻害に対するLOTUSの拮抗作用を検討したところ、Nogoによって抑制された神経突起伸長がLOTUSの強制発現および投与によってレスキューされ、Nogoの作用を抑制することが判明した。現在、PirBとLOTUSの相互作用によるNogoに対する拮抗作用であることを検証するため、同様の実験系においてPirBに対するshRNAを作製し、PirBノックダウン実験を開始している。当初の平成28年度計画にある(1)「PirBリガンド分子とPirBとの結合に対するLOTUSの拮抗作用の検討」においては、ほぼ完了した。ただし、既報にあるOMgpとPirBの相互作用については、既報と全く同じ実験を追試したが再現できなかった。更に、OMgpを大量精製するために必要なタグの挿入位置を様々な位置で作製したリコンビナントタンパク質において、全ての条件で相互作用が見られなかった。既報のデータを他者が更に追試して検証する必要があると思われる。また、(2)「培養神経細胞におけるPirBに対するLOTUSの拮抗作用の検討」においては、培養後根神経細胞を用いた実験においては概ね終了し、得られたデータをshRNAを用いたノックダウン実験で検証する段階に到達した。平成29年度計画にある以下の実験研究を開始する。軸索伸長作用を起す神経細胞上の未知のLOTUS結合分子を同定するため、1)マウス網膜神経節細胞のcDNAライブラリーを用いた同定、および2)生化学的手法(プルダウン法)によって採取したサンプルにおけるプロテオミクス手法を用いた同定の双方を試みる。また、ミエリン膜上のLOTUSを介した軸索伸長の可能性について、野生型マウスとLOTUS-KOマウスから各々調製したミエリン分画を培養基質として網膜神経節細胞を培養し、野生型マウス由来のミエリン分画上で培養された神経細胞に対しては上記で同定されたLOTUS結合分子のRNAiによるノックダウンを行ってLOTUSと当該分子の相互作用で軸索伸長が生じることを検証する。これらの実験研究によってミエリン膜(オリゴデンドロサイト)上のLOTUS分子と、神経細胞上のLOTUS結合分子との相互作用によって神経突起伸長が誘起される新しい軸索伸長機構を解明する。
一酸化窒素を介するグルタミン酸神経毒性に対するニューロトロフィンの保護機構

神経系に作用する代表的な成長因子であるニューロトロフィンのうち、大脳皮質に高発現することが知られている脳由来神経栄養因子(BDNF)の神経保護作用に注目し、グルタミン酸神経毒性に対するBDNFの作用機構の解明を目的として、ラット胎仔由来初代培養大脳皮質ニューロンを用いて研究を行った。BDNFはNMDA受容体を介するグルタミン酸神経毒性に対して強力な保護作用を発現し、その神経保護作用の効力はBDNFの投与時間と投与濃度に依存していた。最大の保護効果を得るためには24時間の前処置を必要としたこと、さらに、その保護作用は蛋白合成阻害薬により抑制されたなどの知見から、BDNFの保護作用発現には何らかの細胞内機能蛋白のde novo合成の関与することが示唆された。BDNFの受容体としては、TrkB受容体とp75受容体が知られている。ウェスタンブロッティングによる解析の結果、BDNFが培養大脳皮質ニューロンのTrkBのチロシンリン酸化を引き起こすことが明らかになった。一方、BDFNの保護作用はp75の機能を抑制する抗p75受容体抗体の投与による影響を受けなかった。さらに、p75に連関する細胞内シグナル伝達系として働くセラミドの産生は神経成長因子の投与により促進したが、BDNFの投与では変化しなかった。これらの知見をもとに、BDNFがTrkB受容体を介して何らかの細胞保護性蛋白のde novo合成を促進することにより神経保護作用を発現するとの結論に至った。NMDA受容体を介するグルタミン酸神経毒性にはアポトーシスとネクローシスの両者の関与が指摘されているが、その両方のニューロン死の過程においてNOとスーパーオキシドの関与するラジカル連鎖反応が重要な役割を果たしている。さらに、グパーキンソン病への関与が指摘されているMPTP神経毒性やアルツハイマー病への関与が指摘されているアミロイドAβ蛋白の神経毒背にもNOの関与することが報告されている。したがって、BDNFがTrkB受容体を介してNO関連ラジカルの神経毒性の制御系の機能を促進することを示す本研究の成果は、ニューロン死を伴う中枢神経疾患の予防・治療薬の創製に新しい戦略を提供するものである。大脳皮質における一酸化窒素(NO)神経毒性の機序を明らかにすること、またNOを介するグルタミン酸神経毒性に対する脳由来神経栄養因子(BDNF)の神経保護作用を明らかにする目的で、ラット胎仔由来大脳皮質ニューロンを用いた研究を行った。グルタミン酸の短時間投与により遅延性神経細胞死が誘発された。このグルタミン酸神経毒性は培地からのCa^<2+>の除去、NMDA受容体拮抗薬であるMK-801および一酸化窒素合成阻害薬であるN^ω-nitro-L-arginineの投与により抑制された。またグルタミン酸神経毒性はBDNFの前投与により濃度および時間依存的に抑制された。BDNFの投与によりBDNFに対する高親和性受容体であるTrkBのチロシンリン酸化が誘発された。カルシウムイオノフォアであるイオノマイシン、NOドナーであるS-nitrosocysteineおよびperoxynitriteを生成するSIN-1の投与により神経細胞死が引き起こされた。これらの神経毒性はいずれもBDNFの前投与により抑制された。