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ディーゼル排気ガスによる精子産生能力低下とその作用メカニズムの解析に関する研究

一方、精子形成の場であるセルトリ細胞に変化は認められなかったことより、ライディッヒ細胞のテストステロン合成能力が低下していることが示唆された。3)ライディツヒ細胞の黄体刺激ホルモン(LH)受容体のmRNAレベルの検討:ライディツヒ細胞傷害の生化学的事実を調べる為、黄体刺激ホルモン(LH)の受容体mRNAレベルの変化を調べたところ、正常動物の1/5以下に低下していた。これらの事実から、ディーゼル排気の精子産生能の低下は、DEP中のいずれかの成分が精巣のライディツヒ細胞に損傷を及ぼし、精子の産生と成長に必須な男性ホルモンの合成か、ホルモンの機能発現傷害かを起こしているものと考えられる。今年度は、昨年のマウスの結果と比較するため、以下の3点について検討を行った1)ディーゼル排気(DE)の精子形成過程に及ぼす影響:ラットにディーゼル排気微粒子(DEP)濃度として、1時間平均値として0.3,1.0及び3.0mg/m^3の濃度のディーゼル排気(DE)を1日12時間ずつ、7.5ヶ月間吸入させた。(その為、日平均値は0.15,0.5及び1.5mg/m^3となり、低濃度群の濃度は大都市部では日常的に発生するレベルである)。その結果、ラットでは精子産生能力は0.30および1.0mg/m^3群でそれぞれ38%と41%の低下を示した。しかし、3.0mg/m^3群では31%の低下に留まり、高濃度になると量-反応関係は失われていた。2)ディーゼル排気(DE)のラットの精巣の組織形態に及ぼす影響:DEに7.5ヶ月間暴露したラットの精巣を光学顕微鏡で形態観察したところ、わずかに精巣ライディツヒ細胞損傷と精細管の退行性変化が認められた。一方、精子形成の場であるセルトリ細胞はインヒビン-αの抗体で染色したが顕著な変化は認められなかった。3)ライディッツヒ細胞の3β-hydroxysteroid dehydrogenaseレベルの検討:ライディツヒ細胞傷害の生化学的事実を調べる為、3β-hydroxysteroid dehydrogenaseレベルの変化を調べたところ、正常細胞には見られない空胞化細胞の出現がみとめられた。これらの事実から、ディーゼル排気の精子産生能の低下は、DEP中のいずれかの成分が精巣のライディツヒ細胞に損傷を及ぼし、精子の産生と成長に必須な男性ホルモンの合成か、ホルモンの機能発現損傷かを起こしているものと考えられた。今年度は、ディーゼル排気微粒子(DEP)の次世代への影響の解明と妊娠マウスに及ぼす影響を調べた。ディーゼル排気微粒子(DEP)の皮下投与による次世代マウスの奇形発生に関する研究:ディーゼル排気ガス暴露(1mg/m^3)した雄マウスと正常無処置の雌マウスを交配し、100匹に1匹の割合で膣閉塞を起こした子供が生れた。これがDEPによるものか或いはディーゼル排気ガス暴露でなければ生じないものかどうかを検討した結果、DEPの皮下投与によっても膣閉塞が生じることを見出した。DEP投与は一回当たり(1)0mg、(2)0.066mg、(3)0.2mg、(4)0.66mg、(5)2mgを週2回ずつ合計10回皮下投与した。(3)群においてのみ76匹中3匹に膣閉塞児がうまれ、DEPは精子に質的異常を起こし、その結果次世代に生殖器奇形を起こすことが確認された。1)ディーゼル排気微粒子(DEP)の皮下投与による流産についてDEPは精子に量的及び質的変化を及ぼすことが明らかになったので、妊娠中のマウスにも影響を及ぼす者かどうかを調べた。妊娠8、10、12日目のマウスにDEPを皮下投与したところ、0.006mgのような微量レベルでも35.7%の流産が認められた。
熱誘起相分離法による新規なグラディエント構造ポリオレフィン限外ろ過膜の創製

非対称性構造高分子膜はスキン層での透過分離選択性を保ちつつ、支持層となるスポンジ層での透過性が高いため、高選択性と高透過性を併せ持つ機能性材料と言える。ポリエチレン等のポリオレフィン膜は、耐薬品性や耐熱性に優れていることから膜材料として魅力的であるが、従来は主に機械的な延伸法により孔を作製していたため、非対称性構造の作製に関する検討例はほとんどない。本研究では、熱誘起相分離法(TIPS法)により非対称性ポリプロピレン膜の作製について検討を行った。まず、TIPS法において溶液に冷却速度勾配を形成させることにより、非対称性構造の達成を行い、得られた膜のUF分離特性を評価した。得られたポリプロピレン多孔膜が限外ろ過特性を有していることを明らかとした。またCDSモデルを用い、相分離のシミュレーションを行い、非対称構造形成メカニズムの検討を行った。実験で得られた構造と同様な非対称性構造をシミュレートすることができた。次に高分子分子量が多孔構造に及ぼす影響について検討を行った。光散乱実験より、低分子量のものは初期構造は小さいものの構造の成長が速く、数秒後には構造の大きさが逆転することがわかった。従って得られた構造は、高分子量のものはスピノーダル分解機構に由来する二層連続構造であったが、分子量が小さいものは海島構造となることがわかった。さらに、ポリプロピレンとポリブテンの高分子ブレンド系について多孔膜の作製を行った。ポリブテンはトルエンにより抽出が可能であるため、溶媒を除去した膜について、さらにポリブテンを抽出した膜の特性を評価した。ポリブテンの抽出により膜の分画特性はほとんど変化しないが、透過性が向上することが明らかとなり、このような2種類の高分子を用いる方法は、TIPS法による新しい手法となり得ることがわかった。熱誘起相分離法(TIPS法)による多孔膜の作製では、従来はほとんど等方性構造(孔径が膜の断面方向で一定の構造)について検討されてきた。しかし、非対称性構造膜では、孔径の小さい層での選択性を保ったままで高い透過性が得られるため、UFやMF分離膜として望ましい構造と言える。本研究では、TIPS法において溶液に冷却速度勾配を形成させることにより、非対称性構造の形成を行い、その膜のUF分離特性を評価した。また、CDS(cell dynamics system)モデルを用いることにより、スピノーダル分解過程のシミュレーションを行い、非対称構造形成メカニズムの検討を行った。用いた高分子と溶媒は、isotactic polypropyleneとdiphenyl etherである。厚さ100μmの固体状の高分子/溶媒サンプルをガラスボトルに入れ、サンプルをシール後、融解させるために433Kに熱した。その後、ガラスキャップを取り、溶融溶液の上面のみを所定温度(298K、333K)の水に所定時間浸漬し、片面のみを冷却させた後、ガラスキャップをはめ、室温で全体を冷却させた。相分離を誘起した後、結晶化により固化させた構造体中の溶媒はメタノールで抽出し、メタノールを蒸発させることにより多孔膜を作製した。両表面付近の拡大図より、水冷却面で孔径が小さく、ガラス面で孔径が大きいという非対称性構造が得られたことが確認された。得られた膜の限外ろ過特性を評価したところ、分子量14600のリゾチームについてさえ、0.95以上の阻止率を示した。このことは、得られたポリプロピレン多孔膜が限外ろ過特性を有していることを示している。CDSモデルによるシミュレーションを行った結果、速い冷却面でskin層が形成され、また遅い冷却面に近づくにつれて孔径が大きくなるという実験で得られた構造と同様な非対称性構造をシミュレートすることができた。

非対称性構造高分子膜は、片面に均一なスキン層を、他面に多孔性のスポンジ層を有するグラディエント化構造体であり、スキン層での透過分離選択性を保ちつつ、支持層となるスポンジ層での透過性が高いため、高選択性と高透過性を併せ持つ機能性材料と言える。ポリエチレン等のポリオレフィン膜は、耐薬品性や耐熱性に優れていることから膜材料として魅力的である。また、その低価格性のため産業界からの関心も高い。これらのポリオレフィンは室温では溶解させる溶媒がないため、通常の湿式法(非溶媒誘起相分離法)では作製することができない。従って、主に機械的な延伸法により孔を作製していたため、非対称性構造の作製に関する検討例はほとんどない。本研究では、熱誘起相分離法(TIPS法)により非対称性ポリプロピレン膜の作製について検討を行った。昨年度の検討より、TIPS法において溶液に冷却速度勾配を形成させることにより、非対称性構造の達成を行い、得られた膜のUF分離特性を評価した。またCDSモデルを用い、相分離のシミュレーションを行い、非対称構造形成メカニズムの検討を行った。今年度は、基礎的な検討課題として、ポリプロピレン分子量が多孔構造に及ぼす影響について検討を行った。光散乱実験より構造の成長過程の測定を行い、低分子量のものは、初期構造は小さいものの構造の成長が速く、数秒後には構造の大きさが逆転することがわかった。従って得られた構造は、高分子量のものはスピノーダル分解機構に由来する二層連統構造であったが、分子量が小さいものは孔が海島構造となることがわかった。さらに、ポリプロピレンとポリブテンの高分子ブレンド系について多孔膜の作製を行った。ポリブテンはトルエンにより抽出が可能であるため、溶媒を除去した膜について、さらにポリブテンを抽出した膜の特性を評価した。ポリプテンの抽出により膜の分画特性はほとんど変化しないが、透過性が向上することが明らかとなり、このような2種類の高分子を用いる方法は、TIPS法による新しい手法となり得ることがわかった。
行列模型の閉弦自由度と非可換等質空間の研究

超弦理論によれば、時空は超弦理論の非摂動論的自由度であるDブレーンの凝縮によって微視的に理解される可能性がある。このような理論的可能性を研究するためには、最大の超対称性を持つIIB行列模型が有用と考えられる。IIB行列模型においては、行列の固有値分布が時空の構造を決定すると考えられている。このような具体例として、非可換等質空間が構成可能である。群Gの生成演算子を背景行列と取る事により有限次元の行列を用いて構成可能であり、非摂動論的性質を理解するために有用であると期待される。超弦理論において、ドジッター宇宙のような正の宇宙項を持つ時空を構成することは、摂動論的には困難であるが、この種の正の宇宙項を持つ等質空間を超弦理論の非摂動論的定式化を与えると期待されるIIB行列模型を用いて構成できることは興味深い。背景行列を指定したIIB行列模型の有効作用は、背景行列に対応する時空が実現される確率を与えると考えられる。それ故非可換等質空間の有効作用を研究することは、宇宙の起源を理解する上で本質的な問題である。ラージN極限において、有効作用が時空の次元で決定されるユニバーサルなスケール則を示す事を様々な等質空間に関して明らかにした。行列模型において、重力の微視的な理解を図るためには、重力子に対応する演算子の相関関数の研究が重要と予想される。この種の非可換時空上のウィルソンラインオペレーターの相関関数を研究し、行列模型と重力の関係を研究した。理論の超対称性を半分にした場合、6次元の超対称ゲージ理論のラージNリダクションした模型を得るが、この模型がどのような理論を与えるかは興味深い問題である。我々は、リトルストリング理論と呼ばれる、重力を含まない弦理論に対応することを頂点演算子の研究から示した。IIB行列模型において、超重力的自由度に結合する頂点演算子のフェルミオン的自由度を含めた構造を研究するとともに、非可換時空および長距離における相関関数を研究し、重力理論と整合する結果を得た。超弦理論の非摂動論的自由度として、D-ブレーンが重要な役割を果たす。行列模型は、D-ブレーンの有効作用として登場したが、行列のサイズを無限大にする極限において超弦理論の非摂動論的定式化を与えると期待される。アインシュタイン方程式は、時空の構造と物質場を関連ずけるが、行列模型においては、両者が一つの行列自由度の中に統一される。行列模型においては、力学的に時空が決定し、その背景場の揺らぎとして物質場が登場すると期待される。その具体例として、非可換時空上のゲージ理論があげられる。特にコンパクトな非可換等質空間上のゲージ理論は、行列模型により非摂動論的に定式化される。我々は、2次元球面及びその高次元直積空間上のゲージ理論の量子論的性質を研究した。量子補正の大きさを次元解析によって同定し、行列のサイズを無限大にする極限のとり方(トホーフト結合定数の同定)を決定した。その結果超対称行列模型において、2次元非可換時空上のゲージ理論の量子補正は小さいが、4次元非可換時空では、非自明であることを見出した。特に超弦理論の非摂動論的定式化が期待されるIIB型行列模型においては、非可換時空のなかで4次元的時空が有効作用を最小化することを示した。

更に4次元的時空において有効作用は行列の次元に比例し、非可換スケールはトホーフト結合定数によって決定されることを見出した。この結果は、時空の4次元性を解析的に説明する可能性を示したという点で大きな意義があると考えている。超弦理論は、重力を含む素粒子の相互作用の統一理論として有望視されているが、物理的予言を引き出すためには非摂動効果の理解が不可欠である。行列模型は、超弦理論の非摂動効果に重要な役割をはたすD-ブレーンと密接な関係を有し、超弦理論自体の非摂動論的定式化の可能性を持つ興味深いアプローチである。行列模型において、時空とゲージ場は、行列自由度の中に統一され、時空は行列によって表現される。非可換等質空間は、その具体例となっており、空間の対称性に対応した商空間として群論的に構成される。行列模型においては、マイアーズ項を導入して古典的に構成可能であり、量子論的に実現される可能性も2ループレベルで見出された。行列模型を、非可換等質空間を実現する背景場の周りに展開すると、非可換等質空間上のゲージ理論が実現される。臨界超弦理論に対応する行列模型は、超対称性を有するが、この種の行列模型を用いて構成された非可換等質空間上のゲージ理論は、ソフトな破れを除いて超対称性を非摂動論的に保つ点で非常に興味深い。非可換等質空間上のゲージ理論におけるゲージ不変なオペレーターは、Wilson lineと呼ばれるが、それは理論の基本的変数である行列の多項式のトレースを取ったものである。Wilson lineの相関関数を計算することは、非可換時空の幾何学的性質や、重力的自由度の理解に不可欠である。実際AdS/CFT対応と呼ばれる考え方によれば、重力理論は、ゲージ理論の双対的な記述という、量子論的レベルで実現される。非可換等質空間上のゲージ理論においても、重力的自由度の理解には、AdS/CFT対応が有用な指針を与えると予想されるが、超重力子に対応するオペレーターの相関関数の研究によって、その超重力理論的記述法を同定した。超弦理論が示唆する時空の微視的構造の研究を推進した。超弦理論によれば、時空は超弦理論の非摂動論的自由度であるDブレーンの凝縮によって微視的に埋解される可能性がある。このような理論的可能性を研究するためには、最大の超対称性を持つIIB行列模型が有用と考えられる。IIB行列模型においては、行列の固有値分布が時空の構造を決定すると考えられている。このような具体例として、非可換等質空間が構成可能である。群Gの生成演算子を背景行列と取る事により有限次元の行列を用いて構成可能であり、非摂動論的性質を理解するために有用であると期待される。超弦理論において、ドジッター宇宙のような正の宇宙項を持つ時空を構成することは、摂動論的には困難であるが、この種の正の宇宙項を持つ等質空間を超弦理論の非摂動論的定式化を与えると期待されるIIB行列模型を用いて構成できることは興味深い。背景行列を指定したIIB行列模型の有効作用は、背景行列に対応する時空が実現される確率を与えると考えられる。それ故非可換等質空間の有効作用を研究することは、宇宙の起源を理解する上で本質的な問題である。ラージN極限において、有効作用が時空の次元で決定されるユニバーサルなスケール則を示す事を様々な等質空間に関して明らかにした。
顕著な光吸収特性変化を示すイオン会合試薬の合成と水溶液内イオン会合反応の研究

本研究では,水溶液中における疎水的イオン会合反応を,新規開発のイオン会合試薬を用いて平衡論的な面と速度論的な面から研究した.更に,合成・開発したイオン会合試薬を用いて,水溶液内イオン会合反応に基づく分析化学的研究を行なった.具体的には,(a)水溶液中で顕著なソルバトクロミズム発現のイオン会合試薬の合成・開発,(b)低濃度領域におけるイオン間のイオン会合反応の平衡論的解析法の確立,(c)水溶液における疎水的イオン会合反応の実験的検証,(d)疎水的イオン会合反応の平衡論的解析を基に疎水的相互作用の見積り,(e)陽イオン,陰イオンの疎水性尺度の決定と疎水性相互作用の推算法確立,(f)比較的遅い反応となる長鎖アルキル基を持つイオン間のイオン会合反応の速度論的解析,(g)新規合成試薬を用いる水溶液内イオン会合反応の分析化学的応用を行った.顕著な光吸収特性変化(ソルバトクロミズム)を示す陰イオン性試薬として,フェニルアゾ系陰イオン試薬,ジフェニルアミン系試薬,アゾフェノール系試薬及びトリフェニルメタン系試薬の類縁体を合成し,疎水性陽イオンとのイオン会合発色反応について水溶液中で検討した.また,陽イオン試薬として,トリフェニルメタン系試薬及びフェニルアゾアニリニウム系試薬の類縁体を合成し,疎水性陰イオンとのイオン会合反応について検討した.これらの試薬の吸収極大波長は,イオン会合により短波長又は長波長にシフトする.これら光吸収特性変化を利用した水溶液中での吸光光度定量法を開発し,イオン会合滴定の終点検出試薬として利用したイオン性界面活性剤の滴定法を開発した.また,本研究で開発したイオン会合反応解析法により,様々なイオン会合平衡の平衡定数を求めることができた.求めた多数のイオン会合定数の結果は,筆者の提起した新しいイオン会合性の概念が正しいことを実験的に初めて証明した.本研究では,水溶液中における疎水的イオン会合反応を,新規開発のイオン会合試薬を用いて平衡論的な面と速度論的な面から研究した.更に,合成・開発したイオン会合試薬を用いて,水溶液内イオン会合反応に基づく分析化学的研究を行なった.具体的には,(a)水溶液中で顕著なソルバトクロミズム発現のイオン会合試薬の合成・開発,(b)低濃度領域におけるイオン間のイオン会合反応の平衡論的解析法の確立,(c)水溶液における疎水的イオン会合反応の実験的検証,(d)疎水的イオン会合反応の平衡論的解析を基に疎水的相互作用の見積り,(e)陽イオン,陰イオンの疎水性尺度の決定と疎水性相互作用の推算法確立,(f)比較的遅い反応となる長鎖アルキル基を持つイオン間のイオン会合反応の速度論的解析,(g)新規合成試薬を用いる水溶液内イオン会合反応の分析化学的応用を行った.顕著な光吸収特性変化(ソルバトクロミズム)を示す陰イオン性試薬として,フェニルアゾ系陰イオン試薬,ジフェニルアミン系試薬,アゾフェノール系試薬及びトリフェニルメタン系試薬の類縁体を合成し,疎水性陽イオンとのイオン会合発色反応について水溶液中で検討した.また,陽イオン試薬として,トリフェニルメタン系試薬及びフェニルアゾアニリニウム系試薬の類縁体を合成し,疎水性陰イオンとのイオン会合反応について検討した.これらの試薬の吸収極大波長は,イオン会合により短波長又は長波長にシフトする.これら光吸収特性変化を利用した水溶液中での吸光光度定量法を開発し,イオン会合滴定の終点検出試薬として利用したイオン性界面活性剤の滴定法を開発した.また,本研究で開発したイオン会合反応解析法により,様々なイオン会合平衡の平衡定数を求めることができた.求めた多数のイオン会合定数の結果は,筆者の提起した新しいイオン会合性の概念が正しいことを実験的に初めて証明した.光吸収特性変化(ソルバトクロミズム)を示す陰イオン性試薬の合成・開発とイオン会合によるソルバトクロミズム現象およびイオン会合性について系統的研究を行った.(1)イオン会合により短波長シフトする試薬の設計・合成電子供与性のモノアルキルおよびジアルキルアミノ基を持つジフェニルアゾベンゼンはその回りの極性変化によってソルバトクロミズムを示すことを発見した.そこで,アルキル鎖長の異なるアゾベンゼンスルホン酸を合成した.アルキル鎖長はC1C10までのモノ,ジアルキルアミノ誘導体を合成し,メタノールから再結晶し,化学的特性について調べた.18種のアルキルアミノアゾベンゼンスルホン酸,ニトロ基,カルボキシル基を持つ試薬7種,スルホン酸基の位置異性体6種,ナフタレンスルホン酸系試薬12種を新たに合成した.(2)イオン会合により長波長シフトする試薬の設計・合成電子供与性のニトロ基を持つポリニトロフェニルアゾフェノール類を設計し,合成した.ジアゾ化-カップリング反応により,25種の誘導体を合成し,各試薬の化学的特性を調べた.(3)イオン会合反応解析法の開発とソルバトクロミズム解析合成試薬とアルキル鎖長および対称性の異なる第4級アンモニウムイオンとのイオン会合反応を検討した.合成した試薬はイオン会合により大きな波長シフトを示した.試薬および長鎖アルキルアンモニウムイオンのアルキル鎖長が長くなるにつれて反応性は大きくなり,吸光度変化を示した.一方,対称性の良いテトラアルキルアンモニウムイオンではソルバトクロミズムはほとんど見られなかった.吸光度変化量からイオン会合定数を決定することに成功した.

また,キャピラリー電気泳動移動度(CE法)の変化量からもイオン会合定数を決定する方法を開発した.CE法では,対称性の良いテトラアルキルアンモニウムイオンのイオン会合定数も決定した.ソルバトクロミズムにはアゾ基の回りの極性変化が最も重要であることを見いだした.疎水的イオン会合に関し,新規開発の陰イオン性及び陽イオン性イオン会合試薬を用いて,吸光光度法とキャピラリー電気泳動法の手法により,平衡論的な面から研究できる解析法を開発した.本年度の研究実績は次の4点に要約される:(a)水溶液中で顕著なソルバトクロミズム発現のイオン会合試薬の合成・開発に成功した,(b)水溶液における疎水的イオン会合反応の実験的検証を行う新しい手法の開発に成功した,(c)疎水的イオン会合における疎水的相互作用の寄与を明らかにした.(d)陽イオン,陰イオンの疎水性の尺度の決定,疎水性相互作用の推算法に関する新しい知見を得た.1.顕著な光吸収特性変化(ソルバトクロミズム)を示す陰イオン性試薬の設計・合成とイオン会合反応解析モノ及びジアルキルアミノフェニルアゾベンゼンスルフォン酸誘導体(アルキル基:C_1C_<10>)を合成し,長鎖アルキルアンモニウムイオンとの強いイオン会合相互作用を見いだし,顕著な短波長側へのソルバトクロミズム発現を実証した.イオン会合反応を吸光光度法により解析する新しい手法(酸解離法)開発にも成功し,反応の精密解析と,アルキル基の寄与に関する知見を得た.長波長側へのソルバトクロミズム発現試薬として,ニトロフェニルアゾフェノール誘導体を合成し,イオン会合反応の平衡論的解析にも成功した.これら試薬を用いる分析法も開発した.2.ソルバトクロミズム発現陽イオン性試薬の設計・合成とイオン会合反応解析N-(モノ,ジニトロフェニルアゾベンジル)一N,N,N-トリアルキルアンモニウムイオン誘導体の合成に成功した.この陽イオン性試薬は長鎖アルキルスルフォン酸イオン,アルキル硫酸イオンなどの陰イオン界面活性剤と水溶液中で反応し,顕著なソルバトクロミズムを発現した.反応の平衡論的解析にも成功した.3.イオン移動度測定に基づく水溶液内イオン会合反応の精密解析手法の開発キャピラリー電気泳動法による移動度の精密測定法を開発し,弱いイオン会合反応の解析に成功した.この解析手法を用いて,有機,無機イオン間のイオン会合反応を解析し,イオン間における疎水的相互作用の寄与及び尺度の決定と疎水性相互作用の推算,イオン会合定数の推算に成功した.1.顕著な光吸収特性変化を示すイオン会合試薬として,陽イオン性ソルバトクロミズム発現試薬を合成・開発し,水溶液内イオン会合反応の平衡論的解析に成功した.更に合成・開発した試薬を用いて,水溶液内イオン会合反応に基づく分析化学的応用の研究を行った.疎水的イオン会合に関し,新規開発のアゾ系陽イオン試薬を用いて,吸光光度法とキャピラリー電気泳動法(CE)の手法により,平衡論的研究を可能とする解析法を開発した.本年度の研究実績は次の5点に要約される.(a)水溶液中でイオン会合により顕著なソルバトクロミズム発現性の陽イオン試薬の合成・開発に成功した.(b)CEによる水溶液内イオン会合反応の精密解析手法の開発に成功した.(c)水溶液内イオン会合性に及ぼす各種因子の寄与を明らかにした.(d)陽イオン,陰イオンの疎水性の尺度の決定,疎水性相互作用の推算法に関する新しい知見を得た.(e)水溶液内イオン会合によりもたらされるソルバトクロミズムによる陰イオン界面活性剤の吸光
アミオダロンの脳保護作用の検証

本年度は虚血低酸素脳症モデルを用いてアミオダロンの脳障害への作用を検証した。虚血低酸素脳症は、左総頚動脈結紮と25分間もしくは40分間の吸入酸素濃度8%環境への暴露にて作製した。40分間のモデルでは7日間の神経学的機能および生存率を、25分間のモデルでは組織学的評価を中心に行った。虚血低酸素暴露直後にアミオダロン50mg/kgを投与した群では、コントロール群と比較し有意に神経学的欠損スコアが高く、7日間死亡率が高かった。心拍数や血圧などの循環動態には両群で有意差はなかった。TTC染色による組織学的評価および、誘導プラズマ発光分析により、アミオダロン投与により脳梗塞体積、ナトリウムおよび水分の組織中の含有量が有意に大きくなることが示された。さらに、アミオダロンを投与したマウスにおいて、腹腔内注射などの疼痛刺激に対する反応が弱くなり、また全身麻酔の必要量が軽減されることに着目し、各種疼痛試験を用いてアミオダロンの鎮痛作用についても併せて検証を行い、アミオダロン50mg/kg以上の投与により有意に疼痛反応が抑制されることを示した。これらの結果は国際学会(American Society of Anesthesiologists Annual Meeting 2018およびInternational Association for the Study of Pain 2018 World Congress on Pain)にて発表し、論文執筆中である。概ね計画通り虚血低酸素脳症モデルを用いてアミオダロンの脳障害への作用の検証実験を行った。虚血低酸素暴露後のアミオダロンの投与では脳障害が悪化することが示され、脳組織内のナトリウムおよび水分貯留が関与している可能性が示された。今後はメカニズムに関しての検証を行う。研究結果に関しては適宜学会で報告および論文化する予定である。マウスの局所脳虚血モデルにおいて、アミオダロンの虚血前投与は脳梗塞巣の減少および神経学的機能の改善を示した。しかし虚血傷害後の投与ではこれらの保護作用は認めなかった。また、アミオダロンの虚血前投与による脳保護効果は、電位依存性Naチャネル開口薬の投与により抑制された。このことより、アミオダロンの脳保護作用は少なくとも部分的に電位依存性Naチャネルの阻害を介していることが考えられた。一方でアドレナリンβ受容体拮抗薬の投与はアミオダロンの脳保護作用に影響を与えなかった。及ぼす影響を臨床においてアミオダロンが投与される患者は重症不整脈や心停止を来していることが多く、これらの患者群の神経学的予後は極めて重要である。本研究で示されたアミオダロンの脳保護作用は、不可逆的な脳虚血が生じる前に、アミオダロンが投与されれば、脳障害やそれに引き続く神経学的機能障害を予防できる可能性を示唆している。本研究では心肺蘇生時のアミオダロンの投与量を踏まえて投与量を設定した。虚血前投与により心拍数は有意に低下したが、不整脈は生じず血圧にも変化は認めなかった。一方で倍量投与では脳保護作用が得られないだけでなく、徐脈性不整脈の出現や著明な低血圧などの有害事象が認められた。以上より、心肺蘇生時のアミオダロンの投与量は脳保護効果を得るために至適であると考えられた。一方で、アミオダロンの薬理作用は多岐に渡り、脳虚血時に障害的に働く可能性のある作用(ナトリウムポンプ阻害作用)も有すため、病態や投与条件に脳虚血を悪化させる可能性もある。今後は全脳虚血モデル・低酸素モデルを用いてアミオダロンの脳保護作用をさらに検証する予定である。初年度の研究目的は局所脳虚血モデルを用いてアミオダロンの脳保護作用を検証することであり、概ね予定通りの研究が行えている。しかし、副次的な研究アウトカムとして評価を予定していた炎症性細胞の浸潤や活性化に関してはまだ行えていない。全脳虚血・低酸素モデルを用いてアミオダロンの脳保護作用の検証を行う。虚血前投与により脳梗塞体積の縮小および神経学的機能の改善が認められた。

しかしアミオダロンの持つNa+-K+-ATPase阻害作用は、細胞内エネルギーの保存に役立つ一方で、虚血の程度が強い場合や広範囲に及ぶ場合など、高度なエネルギー飢餓状態ではNa貯留に伴う浮腫や細胞死を助長する可能性がある。アミオダロンは複雑な薬理作用を有すため、虚血脳への潜在的な作用についても多面的な検証が必要である。全脳虚血・低酸素モデルを用いた研究では、脳梗塞体積・残存神経細胞数に加え、脳浮腫の程度や組織中のNa量も定量化し評価する。研究は週1回行う予定であるが、計画通りに進まない場合は週2回行うなどして計画通りに進むよう対応する。各脳虚血モデルにおいてマウスの死亡率が高い場合は、麻酔深度や脳虚血時間の調節およびアミオダロンの投与用量を変更することで対応する。虚血低酸素暴露後のアミオダロンの投与では脳障害が悪化することが示され、脳組織内のナトリウムおよび水分貯留が関与している可能性が示された。今後はメカニズムに関しての検証を行う。研究結果に関しては適宜学会で報告および論文化する予定である。組織学的評価のための消耗品(スライドガラスやミクロトーム替刃など)の消耗品の追加購入が不要であった。これらの物品は次年度で必要となるため購入して使用する予定である。
慢性関節リウマチの病巣を形成する間質細胞と円形細胞の相互反応の分子生物学的解明

従来、RAの病巣としては関節滑膜が主病巣と考えられ多くの研究が続けられてきたが、我々はRA患者、特に重症RA患者の手術所見において関節内の滑膜増殖がむしろ少ないことから、主要病巣が関節滑膜以外にあるのではないかと考えた。そして、重症RA患者の骨髄中に異常な骨髄球系細胞を認めた。すなわち、重症RA患者の罹患関節部骨髄中に異常な膜抗原を有する細胞を認め、これらは全身造血系である腸骨骨髄中の一見正常な膜抗原を有する細胞よりIL-1 bata及びGM-CSFに促進され、T細胞に抑制されながら分化誘導されていた。また軽症RA患者の腸骨骨髄中においても、リンパ球系細胞の異常増多と活性化、及びIL-1、IL-8の増加が認められた。さらに重症RA患者の腸骨骨髄から得た細胞の培養系において破骨細胞の出現も認め、重症RA患者における全身性の骨萎縮との関連が考えられた。これらの異常な細胞は通常の培養条件では増殖維持できない。そこで我々は骨髄中で造血系細胞を支持する間葉系細胞に着目し、RA患者骨髄及び滑膜から間質細胞(ナース細胞)を樹立した。ナース細胞はリンパ球系の細胞をその下に抱き込み(pseudoemperipolosis)、分化・増殖維持させるとともにアポトーシスにも関与し、免疫反応において重要な機能を持つ細胞である。RAナース細胞は自身もIL-6、IL-8、G-CSF、GM-CSFやヒアルロン酸を産生するとともに、リンパ球系細胞との共培養系ではIL-1 beta及びTNF-alphaなどの炎症性サイトカインや、matrix metalloproteinaseやcathepsinなどの生産も認め、直接関節破壊に関与していると考えられる。また、これら異常細胞の排除機構が破綻している機序として、RA患者骨髄中において可溶型Fasリガンドが増加しており、アポトーシスが抑制されていることを明らかにした。以上の事実からナース細胞は種々の細胞間ネットワークの中心となってRAの病巣を形成するとともに、それ自身関節破壊に関わっていると考えられる。本研究の目的は、我々が新たに見出した慢性関節リウマチ(RA)病巣としての骨髄間質細胞(ナ-ス細胞)の場でどの様な機序で各種の異常細胞がネットワークを作り維持されているかを解明することである。1)RA病巣を形成するナ-ス細胞の特性と機能の解明:RAの骨髄および滑膜からRA特異的なナ-ス細胞を樹立した。このナ-ス細胞の誘導機序、特異膜抗原、他の免疫細胞を抱き込む機能についてはほぼ解析は完了し、現在ナ-ス細胞に発現する接着分子とそのリガンドの機能、遺伝子構造、またアポトーシスとの関連の解明を進めている。2)RA病巣に特異的に集積する細胞の病態解明:ナ-ス細胞はRA病巣の異常な細胞群と混合培養すると、それらの細胞を抱き込む機能を持つ。RA滑膜あるいは骨髄病巣由来のナ-ス細胞は、そこに集積するリンパ球系細胞を活性化し、またRA骨髄病巣由来のナ-ス細胞はRA特異的である異常な骨髄球系細胞を維持する機能を持つことが明らかとなった。3)炎症および組織破壊局所での病態解明:組織破壊局所における蛋白分解酵素(MMP)およびその阻害物質(TIMP)などの関連と組織破壊機序の分子生物学的解明を進めている。

4)異常細胞のアポトーシスと阻害機序の解明:異常亢進した免疫系細胞の増殖・活性化・維持の機序の一つに正常なアポトーシス機能の喪失が考えられたが、その阻害機構の一部が明らかとなった。5)活性因子の阻害実験:RA炎症あるいは、骨・関節破壊における細胞の反応を制御する活性因子・接着分子の機能特性と病態につながる破綻機序を解析中である。従来、RAの病巣としては関節滑膜が主病巣と考えられ多くの研究が続けられてきたが、我々はRA患者、特に重症RA患者の手術所見において関節内の滑膜増殖がむしろ少ないことから、主要病巣が関節滑膜以外にあるのではないかと弁えた。そして、重症RA患者の骨髄中に異常な骨髄球系細胞を認めた。すなわち,重症RA患者の罹患関節部骨髄中に異常な膜抗原を有する細胞を認めこれらは全身造血系である腸骨骨髄中の一見正常な膜抗原を有する細胞よりIL-1 beta及びGM-CSFに促進され、T細胞に抑制されながら分化誘導されていた。また、軽症RA患者の腸骨骨髄中においても、リンパ球系細胞の異常増多と活性化、及びIL-1、IL-8の増加が認められた。さらに重症RA患者の腸骨骨髄から得た細胞の培養系において破骨細胞の出現も認め、重症RA患者における全身性の骨萎縮との関連が考えられた。しかし、これらの異常な細胞は通常の培養条件では増殖維持できない。そこで我々は骨髄中で造血系細胞を支持する間葉系細胞に着目し、RA患者骨髄及び滑膜から、異常な骨髄球系細胞を抱き込み増殖維持させる機能を持つ間質細胞(ナース細胞)を樹立した。ナース細胞は自身もIL-6、IL-8、G-CSF.GM-CSFを産生するとともに、B細胞との共培養系ではIL-1 beta及びTNF-alphaなどの炎症性サイトカインや、matrix metalloproteinaseやcathepsinなどの産生も認め、直接関節破壊に関与していると考えられた。以上の事実からナース細胞は種々の細胞間ネットワークの中心となってRAの病巣を形成していると考えられる.そして、これら異常細胞の排除機構が破綻している機序として、RA患者滑液中において可溶型Fasリガンドが増加しており、アポトーシスが抑制されていることを明らかにした.このように間質細胞と円形細胞の相互作用に着目することでRAの病因、病態解明の大きな手がかりが得られた。
遺跡探査パルスレーダ用アンテナの設計と埋設物のイメージング法に関する研究

本研究は,高性能な遺跡探査レーダを開発することを目的にその基本要素となるアンテナの設計コードの開発と埋設物のイメージング法の確立を図ろうとするものであり,本年度は以下の成果を得た.1.遺跡探査レーダ用アンテナの設計法:設計法としては汎用性が極めて高く高精度の電磁界およびアンテナ解析が可能なFDTD法を採用し,一部改良すべき部分は残っているが,地表近傍に置かれたフェライト内装キャビティ付き抵抗装荷アンテナの解析を行うコンピュータコードの開発をほぼ終えた.この設計コードを用いてキャビティサイズ,フェライトの厚さや装着位置,抵抗値等の最適化を行うとともに,この結果をもとにアンテナの試作を行った結果,アンテナの良好な特性を保ったまま大幅な小型化と軽量化を実現できた.2.埋設物のイメージング法:本研究者らは以前より近似をほとんど含まないバイスタティックアクティブイメージング法を提案し,その有効性を数値シミュレーションおよび実験によって実証してできた.本年度はさらに改良を施し,より鮮明なイメージを得るための方法を提案し,その有効性を明らかにした.3.探査レーダシステム及び遺跡探査実験:5つのアンテナを有するバイスタティックレーダの開発と測定の効率化を図るための測定システムの改良を図った.その結果,従来のレーダより格段に高速な測定が可能になり,実験の効率化が図れた.さらにこのレーダを用いて宮城県一迫町山王囲遺跡の探査実験をおこない,多くの有用なデータを得た.本研究は,高性能な遺跡探査レーダを開発することを目的にその基本要素となるアンテナの設計コードの開発と埋設物のイメージング法の確立を図ろうとするものであり,本年度は以下の成果を得た.1.遺跡探査レーダ用アンテナの設計法:設計法としては汎用性が極めて高く高精度の電磁界およびアンテナ解析が可能なFDTD法を採用し,一部改良すべき部分は残っているが,地表近傍に置かれたフェライト内装キャビティ付き抵抗装荷アンテナの解析を行うコンピュータコードの開発をほぼ終えた.この設計コードを用いてキャビティサイズ,フェライトの厚さや装着位置,抵抗値等の最適化を行うとともに,この結果をもとにアンテナの試作を行った結果,アンテナの良好な特性を保ったまま大幅な小型化と軽量化を実現できた.2.埋設物のイメージング法:本研究者らは以前より近似をほとんど含まないバイスタティックアクティブイメージング法を提案し,その有効性を数値シミュレーションおよび実験によって実証してできた.本年度はさらに改良を施し,より鮮明なイメージを得るための方法を提案し,その有効性を明らかにした.3.探査レーダシステム及び遺跡探査実験:5つのアンテナを有するバイスタティックレーダの開発と測定の効率化を図るための測定システムの改良を図った.その結果,従来のレーダより格段に高速な測定が可能になり,実験の効率化が図れた.さらにこのレーダを用いて宮城県一迫町山王囲遺跡の探査実験をおこない,多くの有用なデータを得た.
水月湖コア試料に含まれる火山ガラスの多元素同時定量分析法による識別および対比

平成30年度は、水月湖コア試料に含まれる、目視で確認可能なテフラ(火山砕屑物)に含まれる火山ガラスの主要・微量元素同時分析を、昨年度に引き続きレーザー掘削式ICP-MS(LA-ICP-MS)法を用いて実施した。また、水月湖コア試料に含まれるテフラ層に対比されると予測される、幾つかの広域テフラ試料に関しても同様に測定を行った。さらに、三瓶・大山火山や九重カルデラから噴出したテフラ試料が示す特異な元素濃度パターンについて考察するため、アダカイトの名前の由来であるアダック島で採取されたテフラ試料に関しても、測定を行った。水月湖コア試料に含まれるテフラ層試料に関しては、現在測定可能なものに関しては全て測定を終了したので、これを一区切りとして、これらの試料に含まれる火山ガラスの主要・微量元素組成に基づくテフラの対比と識別、分類に関する論文を執筆、Journal of Quaternary Science(JQS)誌に投稿した。また、本研究の基盤情報となっている、水月湖コア試料中の各テフラの岩石学的特性(ガラスおよび鉱物の屈折率、鉱物構成比など)の分析データを纏めた論文を「地学雑誌」に投稿した。さらに、JQS誌投稿論文でも応用した階層型クラスター分析法の応用例として、濃尾平野コア試料に含まれる火山ガラス混合物を個々のテフラ成分に分離する試みに関する論文を執筆、「第四紀研究」誌に投稿した。平成30年度中に、本研究に関連して発表された論文としては、平成29年度2月に「第四紀研究」誌に投稿した、火山ガラスの主要・微量元素濃度に基づく菖蒲谷層群のテフラの識別と対比に関する論文が、12月に正式出版となった。本論文では先行研究の同様なデータとの直接比較が試みられており、本研究で開発と適用が進められている分析データが、先行研究で得られた数値と直接比較が可能であることを示した最初の例となった。平成30年度は、現在実際に分析可能な(試料が手元にある)水月湖コア試料の測定を全て行うことができた。さらにそれらの識別および分類、対比の数理統計的手法として、これまで使用してきたチューキー・クレーマー検定法に加えて、階層型クラスター分析法を実際の分析データに適用し、概ね理に適っていると思われる良好な結果を得ることができた。当初の研究計画では、元素濃度パターン図の形の比較(パターン認識)などを考えていたが、このクラスター分析法により、各テフラ試料間の相互関係や関係の度合いも、比較的簡便に定量化することが期待できる。また本手法は、火山ガラスの混合物を幾つかのグループ(=元々のテフラ成分)に分別するという目的でも応用が可能であることも確認できた。これらの結果は、平成30年度中に2本の論文を執筆、投稿しており、現在両方とも改訂稿を提出済みで、現在はさらなる改訂あるいは受理を待つという状態である。一方、水月湖コア試料と対比すべき広域テフラ試料に関しては、三瓶山および大山起源のテフラ試料の測定が残されているという状態である。アダカイト試料の測定に関しては、元々の試料が測定困難な状態(主にガラス粒子形状およびサイズの制約)というのもあったが、測定した試料の元素濃度パターンは北海道の火山を給源とするテフラに類似したものであり、アダック島試料と三瓶・大山試料との直接比較の試みは、本研究では中断ということになった。今後の方針としては、水月湖コア試料と対比すべき広域テフラ試料、特に三瓶山および大山を給源とするテフラ試料の測定とデータ解析が、第一の課題となる。さらに可能であれば(試料が入手可能ならば)、九州カルデラ由来のテフラ、特に阿蘇カルデラのテフラ群(例えばAso3/4)に関しても測定を試みたい。現在投稿中の論文では、水月湖コア試料に含まれるテフラ層のクラスター分析結果に関して論じているが、さらに一歩進めて、各々のコア試料と対比される広域テフラ試料も含めたクラスター分析を行い、その関係性を見ることを試みる。また、個々の試料の中でも特に、その分類や対比に未だ議論が残るようなものや、先行研究でも曖昧なまま現在に至ったようなテフラに注目し、より掘り下げた議論を行う予定である。さらに可能であれば、ガラス中の微結晶に関する結晶鉱物的研究も行う。微結晶の存在に意識的であることは、火山ガラスやテフラの形成過程を考察する上で重要であり、実際の分析結果にも影響を与えることのある因子として、無視できないものである。これに関しては、微結晶の存在をX線回折法による「間接的」な方法で捉えるのに加えて、電子顕微鏡観察による直接的な証拠を得たいと考えている。平成29年度は、水月湖コア試料に含まれる、目視で確認可能なテフラ(火山砕屑物)に含まれる火山ガラスの主要・微量元素同時分析を、レーザー掘削式ICP-MS(LA-ICP-MS)法を用いて実施した。現在保有する水月湖コア試料のうち、試料量が非常に少ないため試料作成に注意を要するもの3試料を除く25試料の測定は完了し、各試料の多元素濃度パターンは相互に比較可能な形で取得済みである。また水月湖コア試料と対比される、他地域で採取されたテフラ試料の測定を水月湖コア試料の次に測定を開始した。現在までに三瓶山を給源とすると思われる試料の一部と、九州の火山が給源とされる試料など、合計8種に関して測定が行われた。

水月湖コア試料に含まれるガラス粒子のサイズおよび形状から見て、試料作成や測定により繊細さが求められるであろう三瓶山および大山を給源とするテフラ試料に関しても、現在入手可能なもの9種について樹脂固め済みで、順次研磨など仕上げ作業を行っている。水月湖コア試料の中には、三瓶山および大山が給源と思われる試料とは全く異なり、東北日本の火山を給源とするものに似通ったパターンを持つ試料が見出された。この事は、西南日本のみに限定されない、広範な地域由来のテフラも比較対象とする必要がある事を意味する。これに関しては、以前から進められていた首都大学東京都市環境学部・鈴木毅彦教授との共同研究を通して、東北テフラ試料13種の測定を実施、より確実な識別対比のための情報を取得した。さらに、中国および九州地方を給源地域とする、一部の水月湖コア試料から得られた微量元素組成が、Yが少なくSr/Y比が大きい、いわゆる「アダカイト質」と表現される場合がある事に関連し、多元素濃度パターンの比較検討のために、アダカイトの名の由来であるアダック島で採取されたテフラ試料合計8種に関して、樹脂固め試料を作成した。本研究の中核である水月湖コア試料に関しては、試料作成に慎重を要する3試料を除く、現在入手可能な全ての試料の測定が一通り終了している。水月湖コア試料の測定と結果の処理および相互比較の過程で見えてきた課題の一つとして、西南日本のみならず東北日本の火山に給源を持つテフラ試料の情報も増やすというものがあるが、これに関しては複数の東北テフラ試料を測定する機会を得る事ができた。また水月湖コア試料と対比されるテフラ試料(現状で入手可能なもの)の樹脂固めは一通り終了しており、研磨および実際の測定に関しても順次進行中である。また西南日本の試料(中国地方と九州の一部)でしばしば言及される特徴的な微量元素組成に関連する物質として、アダック島のテフラ試料の測定準備も進行中である。これらは水月湖コア試料自体からは外れるものの、火山ガラスの化学的特性に基づくテフラ分類に貢献し得るものであり、本課題における化学的テフラ分類の指標の一つとなり得るものである。一方、実現すべき課題の一つである「元素濃度パターンの形状自体による比較」に関しては、パターン認識および形状比較のための手法開発が様々な分野で重要性が高まっているものの、現状は研究者各々が工夫しつつ試行錯誤している段階という事で、本課題でも未だ具体的には進められていないのが現状である。平成30年度は、水月湖コア試料に含まれる、目視で確認可能なテフラ(火山砕屑物)に含まれる火山ガラスの主要・微量元素同時分析を、昨年度に引き続きレーザー掘削式ICP-MS(LA-ICP-MS)法を用いて実施した。また、水月湖コア試料に含まれるテフラ層に対比されると予測される、幾つかの広域テフラ試料に関しても同様に測定を行った。さらに、三瓶・大山火山や九重カルデラから噴出したテフラ試料が示す特異な元素濃度パターンについて考察するため、アダカイトの名前の由来であるアダック島で採取されたテフラ試料に関しても、測定を行った。水月湖コア試料に含まれるテフラ層試料に関しては、現在測定可能なものに関しては全て測定を終了したので、これを一区切りとして、これらの試料に含まれる火山ガラスの主要・微量元素組成に基づくテフラの対比と識別、分類に関する論文を執筆、Journal of Quaternary Science(JQS)誌に投稿した。また、本研究の基盤情報となっている、水月湖コア試料中の各テフラの岩石学的特性(ガラスおよび鉱物の屈折率、鉱物構成比など)の分析データを纏めた論文を「地学雑誌」に投稿した。
ディジタルマンガの制作から利用までを支援するメタデータフレームワーク

現在、電子書籍化が盛んに進められ、制作過程等にもいろいろな変化が期待されているが、現実にはディジタルフォーマットに代わっただけの変化しか見られない。本研究では、電子書籍化によって作り方も読み方も大きく変わる可能性を持つマンガを対象として、ディジタルマンガの制作から検索、読書までの全過程を支援する手法とツールの開発を進めた。本研究では、研究代表者等が提案したマンガメタデータフレームワークを基盤として、書誌情報からのFRBR第1グループの作品実体の同定技術、マンガオントロジーとそれを利用したアクセス支援ツール、マンガ制作の上流工程を指向したマンガ制作支援のためのモデルとツールの開発を進めた。本研究では、1.マンガメタデータフレームワーク(MMF)に関する基礎的研究、2.ディジタルマンガの構成方式、3.マンガ制作の上流工程支援、4.ディジタルマンガの読書環境を主たる研究項目として研究を進めている。平成25年度においては、1.に関して、京都国際マンガミュージアムの協力により提供された書誌情報からFRBRのWork他の実体を同定する研究を進めた。この過程において、冊子体のマンガに関するWork実体の捉え方に関する新たなモデルの提案、書誌情報からのWork実体の同定の自動化に関する評価等を行った。2.に関して、MMFの視点から、ディジタルマンガとビデオコンテンツとの対比の試みを進めた。3.に関して、ディジタルマンガの制作過程をモデル化し、それに基づく制作支援ツールの開発を進め、ネームの制作時におけるアノテーション作成と利用、過去の制作過程で作られた資料の利用支援等に関する研究を進めた。4.に関して、マンガへのアクセス支援と内容の記述の視点から、マンガに関するオントロジーの研究、ならびにディジタルマンガのためのディジタル書棚に関する研究を進めた。書誌情報からのWork実体の同定実験においては、冊子指向である従来の図書館等の書誌情報に加えて、Wikipedia等の情報資源を利用することで一定レベルでのWork同定は可能であること、一方、ストーリー内容を単位とする同定が十分には行えないといった課題が明らかになった。制作支援ツールの開発、ディジタル書棚の開発の取組みでは、ソフトウェアツールを試作し、それに基づく機能要求の再検討等を行った。また、オントロジー開発においては、映画に関する既存のオントロジーを基礎とし、Wikipediaの階層構造等を参考にし、さらにLinked Open Dataへの対応を考慮して研究を進めた。本研究では、1.マンガメタデータフレームワーク(MMF)に関する基礎的研究、2.ディジタルマンガの構成方式、3.マンガ制作の上流工程支援、4.ディジタルマンガの読書環境を主たる研究項目として研究を進めた。平成26年度においては、1に関して、マンガへのアクセス性を高めるユーザインタフェース等の基盤として、前年度までの成果を基礎としてWork実体の同定のための新しいデータモデル、ストーリーとその記述内容を基礎とするメタデータに関する研究等を進めた。2に関して、Linked Open Dataの視点からマンガを捉えることでディジタルビデオ等の異種コンテンツとのリンクのための基盤づくりの試みを進めた。3.に関して、ディジタルマンガの制作過程をモデル化し、それに基づく制作支援ツールの開発を進めた。4.に関して、前年度に引き続き、マンガへのアクセス支援と内容の記述のためのマンガに関するオントロジーの研究、ならびにディジタルマンガのためのディジタル書棚に関する研究を進めた。本研究全体を通して得た主要な成果は、(1)マンガ制作の上流過程において作成されるいろいろな作成物を蓄積し再利用することの有用性とその過程を支えるツールが持つべき基本機能を明らかにしツールを、試作したこと、(2)ディジタル環境におけるアクセス支援に役立つマンガに関する情報を書誌データの視点、コンテンツの視点等から検討し、それらを組織化し、形式的に表し、さらにそれに基づくアクセス支援ツールを試作したこと、(3)異種の文化的ディジタルコンテンツ間をLinked Open Data技術を利用して結ぶためのメタデータに関する基礎的な知見を得たことである。なお、本研究から得た成果は、2年間で学術雑誌論文2件、査読付き国際会議発表3件、著書1件、学会口頭発表10件、国際会議招待講演2件において発表した。デジタルアーカイブ本研究の目的は、制作から検索、読書までの全過程を支えるメタデータスキーマのモデルであるマンガメタデータフレームワーク(MMF)を提案し、それをベースにしたディジタルマンガ制作の上流工程やネット上での読書を支援するソフトウェアツールの試作を進めることである。平成25年度は、研究実績の概要欄に示したように4つの研究項目について研究を進めた。本研究の挑戦的なテーマは、マンガ制作の上流工程の支援技術、ディジタル環境におけるマンガの新しい読み方に関わる技術の開発である。平成25年度においては、前者に関して、マンガのストーリー作成からネーム作成に関わる過程をモデル化し、付箋紙のメタファによるデザイン支援、中間段階での制作物の再利用支援等に関する機能要求を検討し、ツールの試作を進めた。後者に関しては、マンガへのアクセスの視点から取り組むこととし、マンガのための電子書棚を実現するためのマンガの電子的配架(分類と順序付け、配列)のための規則を作ることを中心として研究を進めた。

また、ストーリー作品を主とするマンガを対象とする上で、Work実体からのアクセスを可能にするため、図書館等の所蔵資料を表す書誌情報からFRBRのWork実体を同定する研究を進めた。オントロジーを含めマンガのためのメタデータに関わる研究に関しては、既存の書誌情報、Wikipedia等のインターネット上で公開されているリソースを利用して進めた。これまでの研究成果は国際会議他で発表してきており、一定の成果は出ていると考えている。マンガ制作の上流工程に関わる支援ツールについては、まだ試作段階であり、その評価と評価に基づく開発の継続が必要である。マンガへのアクセス、マンガの読み方に関する研究についても、同様に平成25年度の成果に対する評価が十分には済まされていないので、平成26年度は、それらの評価に基づき、研究を継続する。本研究の2年目の主たるテーマとして、マンガ制作の上流工程の支援ツールの開発とインターネット環境におけるマンガへのアクセスと読みの支援手法を中心に研究を進める。本研究では、MMFとLinked Open Data(LOD)を基礎とした研究を進める。また、本研究の推進に関連して、研究者、民間企業の技術者、専門家を交えたメタデータの研究会等を主催することで、多様な視点からの知見を得て研究を進める。マンガ制作の上流工程支援ツールの主たる課題は、平成25年度の試作ツールを基礎として実験のためのツールを作成し、評価実験を行うことを目標とする。また、このツールでは、制作過程において作成されるメタデータをResource Description Framework形式で出力保存し、LOD環境における利用性、相互運用性を高めるようにする。インターネット環境におけるマンガへのアクセスと読みの環境に関しては、これまでのディジタルマンガ向けディジタル書棚と、それを支えるメタデータスキーマ並びにオントロジーの研究が中心となる。ディジタル書棚は、いわゆる本棚のグラフィックインタフェース化ではなく、並べられる書籍とその利用方法に応じてチューンされる書籍へのアクセスのためのインタフェースであり、いわば対象と利用方法に応じたメタデータの可視化である。図書館ではマンガがあまり扱われてこなかったが故にマンガの分類や件名の語彙が整理されていない一方、ネット上には多数の関連情報資源が存在するといった背景の下で、本メタデータを核とする研究を進める。また、本研究では、LODに対応するメタデータを組み込んだマンガのコンテンツを作成して本研究に利用することを計画している。こうしたコンテンツを利用することで、コンテンツ間のリンクを利用した新しいアクセス方法について研究を進める。研究計画に基づき研究を進めた。