hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インスリン抵抗性にともなう血管壁細胞酸化ストレスの分子機構

インスリン抵抗性症候群(内臓脂肪症候群、シンドロームx)は、現代における生活習慣を反映し、多くの冠動脈硬化の危険因子が集積した病態として、現代における糖尿病や動脈硬化症発症の最も重要な病態である。しかし、その発症機構と遺伝的背景、血管障害の分子機構に関しては、殆ど未解決である。更に、肥満、高血圧、糖尿病に伴うインスリン抵抗性状態での内皮依存性血管拡張能の障害機構とその臨床的意義については不明な点が多い。そこで本研究では高果糖食摂取ラットに発症するインスリン抵抗性状態での血管機能異常の分子機構について以下の点を明らかにした。1)インスリン抵抗性状態における血管壁酸化ストレスの分子機構は、血管内皮細胞に由来する活性酸素の過剰産生であった。2)その分子機構として、血管内皮細胞由来の内皮型NO合成酵素活性低下とNAD(P)Hオキシダーゼの活性化が主因であった。3)eNOS活性化異常には、eNOS活性化補酵素のテトラヒドロビオプテリン(BH4)の減少と不活性型補酵素(BH2)の著明な増加が関連していた。4)外因性高インスリン血症では活性酸素の過剰産生は認められず、インスリン抵抗性状態とは異なった。更にBH4/BH2比の低下はインスリン作用不全と関連し、その異常はBH4合成酵素の異常にて説明された。5)動物モデルで見られる異常が、ヒトのインスリン抵抗性状態でもみられるかどうかを検討した。アセチルコリン依存性血管弛緩能は、インスリン抵抗性に伴い低下し、血漿BH4/BH2比の低下に関連し、過酸化脂質の過剰産生と関連した。すなわちヒトのインスリン抵抗性患者でも、内皮依存性血管弛緩異常が血管壁酸化ストレスと関連し、重要な血管障害因子になることが明らかとなった。高果糖食によるインスリン抵抗性症候群誘導の分子機構としては、脂肪合成関連転写因子SREBP-1の遺伝子発現の増強と脂肪酸酸化関連遺伝子PPAR-alphaの遺伝子発現の低下によって誘導された。インスリン抵抗性状態における大動脈壁内皮型NO合成酵素(eNOS)活性調節異常の分子機構(2)インスリン抵抗性動物へのBH4投与による影響:BH4含量の低下がインスリン抵抗性動物の血管内皮機構異常の最も重要な因子であることを証明するために、高果糖食ラットに外因性に1カ月間BH4を投与して血管機能異常の是正を検討した。その結果、eNOS活性の正常化、血管壁酸化ストレスの減少と関連する遺伝子発現異常が是正された(Shinozaki K etal.Circ Res,87:566,2000)。(3)新しい遺伝子治療の検討:生体の微量物質の生合成酵素を骨格筋に過剰発現させ、生体内で微量物質が減少したためにおこる機能障害を治療する治療戦略を提示する。具体的には、BH4生合成系の律速酵素GTP-CH1遺伝子を発現ベクターpCAGGSに挿入し、Atelocollagen(Nature Med 5:707,1999)とそのGTP-CH1遺伝子が挿入されたベクターを混合し、インスリン抵抗性Zucker fatty ratsの骨格筋中に筋肉内注射した。その結果対照ラットの40%に減少した大動脈壁BH4含量が正常化し、eNOS活性の是正、過剰な血管壁酸化ストレスが正常化した(論文発表予定)。●これら異常が、我が国に多いヒト冠攣縮性狭心症発症の病態として重要であることを明らかにした(論文発表予定)。

インスリン抵抗性症候群(内臓脂肪症候群、シンドロームx)は、現代における生活習慣を反映し、多くの冠動脈硬化の危険因子が集積した病態として、現代における糖尿病や、動脈硬化症発症の最も重要な病態である。しかし、その発症機構と遺伝的背景、血管障害の分子機構に関しては、殆ど未解決である。更に、肥満、高血圧、糖尿病に伴うインスリン抵抗性状態での内皮依存性血管拡張能の障害機構とその臨床的意義については不明な点が多い。そこで本研究では高果糖食摂取ラットに発症するインスリン抵抗性状態での血管機能異常の分子機構について以下の点を明らかにした。1)インスリン抵抗性状態における血管壁酸化ストレスの分子機構は、血管内皮細胞に由来する活性酸素の過剰産生であった。2)その分子機構として、血管内皮細胞由来の内皮型NO合成酵素活性低下とNAD(P)Hオキシダーゼの活性化が主因であった。3)eNOS活性化異常には、eNOS活性化補酵素のテトラヒドロビオプテリン(BH4)の減少と不活性型補酵素(BH2)の著明な増加が関連していた。4)外因性高インスリン血症では活性酸素の過剰産生は認められず、インスリン抵抗性状態とは異なった。更にBH4/BH2比の低下はインスリン作用不全と関連し、その異常はBH4合成酵素の異常にて説明された。5)動物モデルで見られる異常が、ヒトのインスリン抵抗性状態でもみられるかどうかを検討した。アセチルコリン依存性血管弛緩能は、インスリン抵抗性に伴い低下し、血漿BH4/BH2比の低下に関連し、過酸化脂質の過剰産生と関連した。すなわちヒトのインスリン抵抗性患者でも、内皮依存性血管弛緩能異常が血管壁酸化ストレスと関連し、重要な血管障害因子になることが明らかとなった。高果糖食によるインスリン抵抗性症候群誘導の分子機構としては、脂肪合成関連転写因子SREBP-1の遺伝子発現の増強と脂肪酸酸化関連遺伝子PPAR-alphaの遺伝子発現の低下によって誘導された。
地域間の廃熱トレードを考慮した長期蓄熱型地域熱供給システムに関する研究

本研究は、都市ヒートアイランド現象の一要因といわれる冷暖房排熱の有効活用を念頭に、都市における建物群の冷暖房廃熱回収による長期蓄熱型地域熱供給システムを提案し、その適用可能性と計画手法に関する一考察を与えることを目的とするものである。前年度には、検討対象地域の絞り込みとその地域の熱負荷に関する吟味を行い、関東地域に所在する商業施設を近隣に持った集合住宅地域を選定した。また、建物熱負荷計算プログラムを用いてこの地域の熱負荷を推定し、その熱負荷特性をもとに具体システムを提案するとともにシステムシミュレーションプログラムを作成した。今年度は、先ず、同対象地域に導入するシステムのバリエーション(機器構成や長期蓄熱媒体)を増やしてエネルギー性能比較を行い、システム各々の特性と適正を考察した。また、提案システムを導入する地域の商業施設と集合住宅の構成割合(熱負荷の日・年間タームでの構成バランス)を変化させてケーススタディを行い、システムがどのような地域に導入するのが相応しいか検討した。結果、システムは年間冷暖房負荷の比が1:1.5程度になる地域に導入する場合が最も省エネ性能が向上する事が明らかとなった。また、提案システム(排熱回収式長期蓄熱型ヒートポンプシステム)と河川熱源ヒートポンプシステム、水冷式冷凍機+ガスボイラーを想定した基準システムのエネルギー性能比較を行ったところ、年間エネルギー消費が基準システムに比べて、河川熱源システムおよび提案システムで長期蓄熱媒体に水を用いる場合は約35%、氷を用いる場合は約25%低減でき、提案システムが有用であることを示した。我国のエネルギー供給・消費構造では、その供給エネルギーの約65%が損失しており、これが都市のヒートアイランド現象に対する一要因となっている。特に夏期においては、建物からの冷房排熱の大気放出によって都市周囲気温が上昇し、更に冷房廃熱増加させるという悪循環を引き起こし、これが電力消費増大要因となっている。よって、持続可能な社会システムの構築には、都市廃熱の有効利用が重要であると言える。そこで本研究では、この問題に対する一方策として、廃熱回収による長期蓄熱型地域熱供給システムを提案し、その適用可能性と計画手法に関して明らかにすることを目的とした。本年度は、上記検討を行うにあたり、先ずは検討対象地域の絞り込みと、その地域の熱負荷に関する吟味を行った。選定した対象地域は、関東地域に所在する商業施設を近隣に持った集合住宅団地であり、この熱負荷について建物熱負荷シミュレーションプログラムを用いて算定した。この結果より、商業施設の熱負荷は年間を通じて冷房起因の温廃熱が多く排出され、集合住宅地域は、年間を通じて温熱需要がかなり高いために、商業施設の温排熱を住宅の給湯・暖房に活用できることを確認した。上記結果を基に、商業建物区とその周囲の集合住宅区の廃熱トレードによる長期蓄熱型地域供給システムの具体システムを検討した。システムは、廃熱回収を行うためヒートポンプ熱源と水蓄熱槽を基本とするものである。本研究では、このシステム構成要素の容量設計と、年間エネルギー消費量解析のためのシステムシミュレーションプログラムを作成した。この計算タイムステップは、システム制御動作とエネルギー消費計算に関しては時間単位、地下に建設される蓄熱槽周りは秒単位としている。開発プログラムを用い、提案システムの年間エネルギーシミュレーションを行い、従来型システムと比較することで、システム適用可能性に関する一考察を行った。
聴覚障害者とともに楽しめるデジタルモバイルシアターの研究

本研究では,開発したPuppet Theaterは,台詞を埋め込んだコンテンツアニメーションと人形とで上映する.コンテンツアニメーションは,途中で鑑賞者が内容を選択できるようになっており,センシング技術を用いて身体動作で選択するとコンテンツの内容が楽しめるのが特色である.Puppet Theaterの有効性について検討するために,健常者と聴覚障害者の二つの群を設定し,それぞれに評価実験を実施した.その結果,情意,共感,デザインの側面,身体動作による物語への参加についても,同程度に楽しめたという結果が得られ,Puppet Theaterの有効性が検証できた.本研究では,開発したPuppet Theaterは,台詞を埋め込んだコンテンツアニメーションと人形とで上映する.コンテンツアニメーションは,途中で鑑賞者が内容を選択できるようになっており,センシング技術を用いて身体動作で選択するとコンテンツの内容が楽しめるのが特色である.Puppet Theaterの有効性について検討するために,健常者と聴覚障害者の二つの群を設定し,それぞれに評価実験を実施した.その結果,情意,共感,デザインの側面,身体動作による物語への参加についても,同程度に楽しめたという結果が得られ,Puppet Theaterの有効性が検証できた.平成23年度において実施した研究内容は以下の3つに分けられる.1指人形劇におけるコンテンツ調査と分析の実施:情報処理学会研究会や,国際会議(ACE)などで先進的な演劇研究を行っている国内外の研究の資料収集を行った.2没入感のあるインタフェースの開発:当初予定していたヘッドマウントディスプレイを用いる手法はユーザにとって適切でないと判断し, Kinectセンサを用いたインタフェースのデザインに着手した.物語の展開の選択する場面において,身体動作を用いて,没入感を高めるようにした.Kinectセンサは,人の手の位置とジェスチャーを読み取り,画面の手の位置に対応し,背景画面内のカーソルが動作する。ユーザはカーソルを操作して,物語の展開に対応したアイコンの中から,好きなアイコンを1つ選択する.カーソルが画面のアイコン上に重なった状態で,「push」の情報を受け取ると,アイコンに対応するアニメーションが動作する.3人形劇コンテンツデザイン:デザイン研究者と教育研究者と連携し,人形劇のためのデザイン指針の策定及び開発を行った.劇中に使用する人形のデザインを行った.制作した人形は,手が動くパペットと呼ばれる形式である.また,インタフェースのデザインに合わせた楽しめ没入感の高いアニメーションコンテンツをflashソフトを用いて開発した.このアニメーションコンテンツは,台詞が中に埋め込まれており,シナリオの途中で,ユーザのアクションによって, Kinectセンサが連動してストーリーが多数の場面に分岐する内容であり,アニメーションが終了すると最初の画面に戻る.本研究では、以下の4つのモジュールで3年間研究を行った。(1)台詞が観客の応答によって変化するシナリオとアニメーションの設計実装(2)動きを検出して台詞を表示するシステムの設計と実装(3)人形および舞台の制作(4)人形劇の公演と研究評価本研究では、聴覚障害をもつ観客とのインタラクションを活性化するために、観客の反応で台詞やシナリオをインタラクティブに変更できるシステムを実現した。平成23年度は、(2)の設計実装のために、人形劇に必要な視覚情報とその提示方法について、調査と開発を開始した。同時に(3)の取り上げる人形劇の演題、および人形の制作についても制作を開始した。平成24年度は、(1)(2)(3)の実装を進め、人形舞台との調整後、台詞の動的に表示するインタフェースのプロットタイプを筑波技術大学の学生に鑑賞してもらい、有効性について検証した。平成25年度は、シアターシステムを改善するとともに関連ソフトウェアの開発を継続した。また茨城県立水戸聾学校および神戸大学付属小学校の教員と児童を対象に公演し、評価をもとに成果をまとめ論文化し、国内、海外で発表し評価を得た。本研究では、聴覚障害をもつ観客とのインタラクションを活性化するために、観客の反応で台詞やシナリオをインタラクティブに変更できるシステムを実現する。平成24年度は、モバイルシアターを開発した。プロトタイプの実験を行い、結果を分析した。詳細は以下である。1モバイルシアターの開発:プロットタイプで実験できるように開発を行った。人形の位置をカメラまたは超音波でリアルタイムに検出することによって適切な場所・タイミングでスクリーンに台詞を表示するとともに、ストーリーの展開に参加性をもたせ、レーザデバイスを用いた即興性を確保する。これには、すでに我々が開発した可搬型レーザ装置とカメラ画像・超音波認識技術を利用した。2モバイルシアターのプロットタイプの実験及び分析評価:モバイルシアターのプロットタイプの実験を筑波技術大学において学生対象に行った。筑波技術大学の学生さんの協力により要素技術の改良点が明確になった。3モバイルシアターの改良及びコンテンツのデザインの改良:コンテンツの彩度、台詞の表示や速度、またシステムインタフェースの子ども向けの改良などを行った。23年度の研究計画に沿って,開発に関する機材の検討が行われ,適切なシステムの開発を行った.また開発したプロットタイプのシステムを用いて,性能の一部に対してユーザ実験を行うことができ,本研究の目的について有効性を検証することができた.25年度が最終年度であるため、記入しない。またプロットタイプで実験を行い、要素技術の改良点が明確となってきた。次年度での養護学校での実験については、養護学校との連携も順調であり、確実に実行できる予定である。今年度の成果も論文化できた。1モバイルシアターの開発:プロットタイプで実験が可能となった。

人形の細かい動きや激しい動きにも対応し、安定して計測が可能かどうかハードウェア・ソフトウェアの精度および、人形劇の人形とシナリオデザインの完成度をユーザの評価によって検証した。3モバイルシアターの改良及びコンテンツのデザインの改良:次年度にむけてプロットタイプの実験分析結果をもとに改良を行った。制作には、映画の台詞の専門家からのアドバイスを受けた。来年度以降は,本来の目的のユーザである特別支援学校の聴覚障害のある児童と,健常の児童を対象に,同様にPuppet Theaterを楽しむことが可能であるかどうか,検証実験を行う予定である。また子供から大人まで,幅広い年齢層が楽しめるよう,分岐の回数の多いシナリオに基づいたコンテンツを制作し,内容の適性を検討する.そして覚障害者と健常者が統合された鑑賞者群でも,同様にPuppet Theaterを楽しむことができるかについての実験,身体動作を用いて参加する機能による聴覚障害者,健常者の協調支援や,アニメーション,吹き出しと実際の人形の動きとを整合させるインタフェース機能の拡張ができるかどうか検討する予定である.25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度に引き続き、25年度はモバイルシアターの改良を行う。評価実験を行い、成果をまとめる。1台詞制御用ソフトウェアの改良:人形劇のシナリオとの整合性を高める。2レーザシステムおよび、位置計測システムの改良:特別支援学校や小学校での教室での実験にむけて、精度を高め、複数の人形を用いるシナリオでの調整を行う。3実証実験の実施及び分析評価:小学校の児童や聾学校の子供たちを対象に、開発したモバイルシアターによる人形劇の演目を公演する。教育的・デザイン的な分析を通して、社会的な波及効果も含めた評価を行う。人形劇団との連携し、一般の子供たち向けのワークショップを実施する。4研究の成果と発表:実証実験の最終成果を国内外の学会で発表し、芸術の側面からユニバーサル社会へのアプローチを提言する。成果を論文化して公表する。
経済格差の拡大が再分配政策に与える影響の分析:有権者の政治・経済知識を通じた考察

本研究の目的は、経済格差の拡大が、有権者の知識・態度を通じて再分配政策にどのような影響を与えるかを明らかにすることにあった。先進民主主義諸国の間で再分配される金額が著しく異なる理由を、有権者というミクロなレベルでの分析を通じて理解することを目指してきた。収集したデータを分析した結果、経済格差を過小評価する有権者は再分配の縮小を望み、経済格差を過大評価する有権者は再分配の拡大を望む傾向が確認された。本研究の目的は、経済格差の拡大が、有権者の知識・態度を通じて再分配政策にどのような影響を与えるかを明らかにすることにある。先進民主主義諸国の間で再分配される金額が著しく異なる理由を、有権者というミクロなレベルでの分析を通じて理解することを目指している。そのために、政治経済学に基づく数理モデルを提示し、そのモデルをOECDに加盟している各国の世論調査データによって統計的に検証するという手順で研究を進める。2010年度は以下の活動を行った。(1)必要なデータの収集作業を行った。各国のデータ保有者に日本からコンタクトを取り、データを譲ってもらった。また、必要に応じて海外まで出向き、直接データを回収した。(2)集めた各国の調査を1つの分析可能なデータセットにまとめる作業を行った。各国ごと、年代ごとに質問の仕方や変数の値などに違いが見られたため、基準を統一し、1つのデータセットとして扱えるよう整理した。(3)経済格差と再分配政策の関係を示すモデルを構築した。このモデルは、低所得層、中産層、富裕層に属する人々がそれぞれ自らの相対的位置をどのように認識するかによって、政治的連合の組み方が変わることを示す。(4)収集したデータを用いて、提示したモデルを検証する作業に着手した。分析にあたっては、個票でありかつ国ごとに集められたというデータの特性を捉えるため、マルチ・レベル分析の手法を採用した。現在、2011年4月に開催される英国政治学会の研究大会ならびに同年5月に開催される日本選挙学会の研究大会で研究成果を報告するために研究を推進している。そのために、政治経済学に基づく数理モデルを提示し、そのモデルをOECDに加盟している各国の世論調査データによって統計的に検証するという手順で研究を進めた。2011年度は、2010年度までに収集したデータを分析する作業をから始め、不足するデータの収集も行った。その後、経済格差に対する知識が正確でなくなる状況を表すモデルを構築し、集めたデータを使って検証した結果、経済格差を過小評価する有権者は再分配の縮小を望み、経済格差を過大評価する有権者は再分配の拡大を望む傾向が確認された。
高品質酸化物ナノ粒子製造のための核発生と成長過程の厳密評価用マイクロデバイス開発

所望の特性(粒径、分布、構造、組成)を備えた高品質酸化物ナノ粒子の連続製造には核発生と成長過程の厳密制御が不可欠である。そこで、不均質核発生の影響を最小限とし、核発生過程を高度に制御可能なマイクロデバイスを開発した。均一相系、固体を含む不均一相系の原料溶液からのナノ粒子製造を実施し生成機構を明らかにするとともに、原料の多段階供給による成長過程の制御法についても検討し、粒子の設計指針を整理した。粒子特性(粒径、分布、組成等)を制御した高品質酸化物ナノ粒子製造法としてマイクロミキサとマイクロリアクタを用いた連続式水熱合成法が注目を集めている。しかし、実用化を視野に入れて高濃度条件で合成すると、マイクロ流路内壁面での不均質核発生/成長による粒径分布の拡大・多峰化、副生成物の生成等の問題が生じる。本研究ではこの問題を解決可能な構造を有するマイクロデバイスを開発し、各種条件(温度、滞在時間、原料金属塩種、濃度等)でナノ粒子合成を行い、金属塩残存濃度、粒径、結晶構造等の情報を蓄積して平衡論、速度論の両面から核発生/成長機構を解析するとともに、所望の粒子特性を有するナノ粒子設計指針を明らかにすることを目的としている。平成23年度は以下の2点を実施した。1.不均質核生成/成長回避型マイクロデバイスの開発流通式水熱合成法用の不均質核生成/成長を回避するためのマイクロデバイスを開発した。マイクロミキサ内壁面での不均質核発生や混合前の原料溶液の加熱の回避を可能とする中心衝突型マイクロミキサ(改良型)の構造を決定した。また、反応管内壁面での粒子付着や結晶成長の回避を可能とする浸み出し構造型二重管を有するデバイスの構造を決定し試作した。さらに、従来のデバイスを用いたナノ粒子合成実験と並行して、適宜CFD解析を積極的に行い、デバイス各部のサイズ、細孔の径と間隔、レイアウト、流量などのパラメータの最適化を実施し、最終的なデバイス構造を決定した。流通式水熱合成装置の流路内に電気伝導度測定用のマイクロ電極を複数個設置することで個々の滞在時間での残存金属塩濃度をIn-situで分析・定量し、高効率な速度論データの蓄積を行うためのデバイスを開発した。また、当該デバイスを含む電気伝導度測定システムも開発した。マイクロ流路を用いた連続式水熱法において、粒径分布が狭く平均粒径を制御した高品質な酸化物ナノ粒子を製造するためには、流路内壁面での不均質核発生/成長による粒径分布の拡大・多峰化、副生成物の生成等の回避が不可欠である。本研究ではこの課題を解決可能な構造のマイクロデバイスを開発し、各種条件でナノ粒子合成を行い有用性を実証するとともに、平衡論・速度論の両面から核発生/成長機構を解析し、所望の粒子特性を有するナノ粒子の設計指針を明らかにすることを目的としている。今年度は、前年度に開発したマイクロデバイスを用いて、水熱反応速度の異なる酸化物(Fe2O3やZnOなど)を対象に研究を実施した。特に滞在時間と粒径と分布の関係について検討した。その結果、デバイスの有用性は実証できた。一方で、水熱反応速度の遅い酸化物(たとえばZnO)では混合を改善しても分布の狭い粒子は得られなかった。この結果の解析により、酸化物種によらず均質なナノ粒子を得るためには数百ミリ秒オーダー以下の滞在時間での混合の完結に加えて『高過飽和比の付与、つまり瞬時に原料金属塩の全てを核発生させ結晶成長過程を経ない粒子生成条件の設定』が不可欠であることが明らかとなった。これは、加熱水と原料金属塩溶液との混合部だけでなく、過飽和比制御のために用いるアルカリ水溶液(NaOHなど)との混合部の構造最適化も重要であることを示している。よって、次年度開発するマイクロデバイスは、この部分の混合促進のために積極的に旋回流構造を導入した構造とする。また、これらの結果は、粒径と分布を制御したナノ粒子合成おいて、核発生と成長を進行させる部分を装置内で明確に分割して原料を多段供給する方法の必要性を示しており、継続的な検討事項である。なお、DLSを用いたナノ粒子の粒径評価法や電極を用いたIn-situ濃度測定法についても検討し一定の指針を得た。マイクロ流路を用いた連続式水熱法において、粒径分布が狭く平均粒径を制御した高品質酸化物ナノ粒子の製造には、流路内壁面での不均質核発生/成長による粒径分布の拡大・多峰化、副生成物の生成等の回避が不可欠である。本研究ではこの課題を解決可能な構造のマイクロデバイスを開発し、ナノ粒子合成を行い有用性を実証するとともに、核発生/成長機構を解析し所望の特性を有する粒子の設計指針を明らかにすることを目的としている。昨年度までに、均質なナノ粒子を得るためには酸化物種によらず数百ミリ秒オーダー以下の滞在時間での混合(昇温)の完結と高過飽和比の付与、つまり瞬時に原料金属塩の全てを核発生させ結晶成長過程を最小限とする条件の設定が不可欠であることが明らかとなった。また、そのためには加熱水と原料金属塩溶液との混合だけでなく過飽和比制御のために用いるアルカリ水溶液との混合の順序や方法も重要であること、各混合部への旋回流の積極的な利用が有効であることも明らかとなった。

本年度は、昨年度まで得られたデバイスの改良指針をふまえて、旋回流の積極的な導入による3液(加熱水、原料、アルカリ)の急速混合(昇温)や不均質核発生/成長の抑制を達成するための高度化デバイスの構造最適化検討と作製を実施した。また、水熱反応速度が極めて遅く粒径制御が難しい「Zn(NO3)2水溶液からのZnO合成系」を対象に実験を実施し、3液の混合特性の把握と、混合条件やデバイス混合部の構造の最適化を実施した。さらに、流量、原料濃度、アルカリ濃度を操作パラメータとしてナノ粒子合成の実験を実施し、開発したデバイスの有用性の実証と、酸化物ナノ粒子の設計指針提供のための実験データを蓄積した。一方で、設計指針提供において不可欠となる反応場での酸化物溶解度について、算出に必要な酸化物の熱力学定数の推算(または相関)の方法について調査を行なった。マイクロ流体デバイス(MFD)を用いた連続水熱法において、粒径分布が狭く平均粒径を制御した酸化物ナノ粒子(NPs)の製造には、不均質核発生/成長による粒径分布の拡大や多峰化等の回避が不可欠である。本研究は、この課題を解決可能なMFDを開発して有用性を実証し、核発生/成長機構を解析して所望の特性を有するNPsの設計指針を得ることが目的である。均質かつ微細なNPs合成には数百ミリ秒以下の滞在時間での混合(昇温)の完結と高過飽和比の付与(瞬時に原料金属塩の全てを核発生させる条件設定)が不可欠である。達成には、過飽和比制御用のアルカリ水溶液との混合方法が重要であり、旋回流の積極的な利用も有効である。そこで、旋回流の導入による3液の急速混合(昇温)や不均質核生成/成長の抑制のためにMFDの構造を最適化した。実際に反応速度が遅く粒径制御が難しいZn(NO3)2からのZnO合成系に、開発したMFDを適用した結果、従来型と比較して顕著な性能向上が認められた。本年度は、旋回流を利用した3液混合のためのMFDにおいて、最も重要となる混合直前までの原料温度の精密制御(主に常温制御)構造を強化した改良型MFDを開発し、核発生過程のより高度な制御を可能とした。また、核生成後の成長過程の制御を目的とし、MFDを連結させることで原料の2段階供給が可能なシステムを構築し、実際に1段目で核発生過程を、2段目で成長過程を制御する手法について検討を行ない、粒径を制御したNPsの設計指針を整理した。以上は水溶性原料が使用できる系での検討であるが、Tiなどを含む酸化物の合成には、TiO2-NPsなどの不溶性原料を含む系での核生成成長過程の把握と制御が不可欠となる。そこで、Ca(NO3)2とTiO2-NPsを原料としたCaTiO3-NPs合成を対象に、滞在時間やアルカリ濃度を操作因子として生成機構を解析し、不溶性原料を含む系での核発生や成長過程の制御因子を整理した。所望の特性(粒径、分布、構造、組成)を備えた高品質酸化物ナノ粒子の連続製造には核発生と成長過程の厳密制御が不可欠である。そこで、不均質核発生の影響を最小限とし、核発生過程を高度に制御可能なマイクロデバイスを開発した。均一相系、固体を含む不均一相系の原料溶液からのナノ粒子製造を実施し生成機構を明らかにするとともに、原料の多段階供給による成長過程の制御法についても検討し、粒子の設計指針を整理した。昨年度の研究の結果、課題達成のために装置構成の変更が必要となったが、本年度の予算の範囲内でなんとか対応できた。一方で、検討項目が増えたことにより、酸化物ナノ粒子の設計指針提供のための実験データの蓄積がやや遅れた。27年度が最終年度であるため、記入しない。化学工学最終年度はこれまで開発してきたマイクロデバイスを駆使してデータを蓄積するとともに、取りまとめを実施する。
大規模ネットワーク化系のための制御論的セキュリティ対策の確立

本研究では,ネットワーク化された大規模制御系に対する悪意のあるサイバー攻撃とその情報セキュリティ対策を制御理論の観点に基づいて考える.攻撃として観測・制御信号の改ざんや無線通信に対するジャミングを想定し,危険な情報が及ぼし得る影響を抑制する制御・推定手法を構築した.主たる成果として,マルチエージェント系の合意問題において異常エージェントが含まれる場合にロバストに合意を達成するアルゴリズムの構築や,無線通信を介した線形制御系がジャミング攻撃やパケット損失の影響下にある場合の安定性解析が挙げられる.通信や計算量の面で制約される環境においても,セキュリティレベルや制御性能を保証する方法を導出した.本研究では,ネットワーク化された大規模制御系に対するサイバー攻撃とその情報セキュリティ対策を制御理論の観点に基づいて考える.今年度は,エージェント系の合意問題において一部エージェントが異常に振舞う場合を検討した.また,エージェント系に関する情報が匿名性を持つ場合の状態推定も並行して研究した.主な結果は以下の3つにまとめられる.1レジリエントな合意アルゴリズムを構築した.ここでは一部の悪意のあるエージェントが正常なエージェントの合意を妨害すべく行動する.正常エージェントは近傍の情報の内,非常に大きな値もしくは小さな値を外れ値として無視する単純なアルゴリズムを実装した.さらに無線センサネットワークの時刻同期のレジリエント化に応用した.2上記のレジリエントな合意アルゴリズムでは,エージェントが持つ値は実数であるが,これを整数値の場合に拡張した.とくに各エージェントが更新を行う時刻を確率的に決定するゴシップ通信の仕組みを導入し,グラフのロバスト性に関するタイトな条件を導出した.3複数の線形システムから構成されるアンサンブル系に対して初期状態の推定問題を考えた.アンサンブル系で得られる観測値は匿名性を有し,各システムと各出力の間の関係は未知である.本研究ではシステム間で情報交換がある場合を検討した.大規模なネットワーク化システムに関して,攻撃による異常情報もしくは匿名性に起因する情報欠落が含まれる場合について,広く研究を進めることができた.上記の研究実績で挙げた課題13の研究結果は,いずれも本研究で目指す方向に沿ったものである.次年度に引き続き取り組むべき課題が多く残されており,新たな発展が期待される.当初,研究計画で検討を予定していた課題で,遅れ気味なのは,実験による検証の内,センサネットワークの構築である.レジリエントな時刻同期に関する理論的な検討が長引いたためである.これについては引き続き取り組む予定である.一方で,ネットワーク化制御に関する基礎的な課題について,いくつか興味深い成果を得ている.4近年,制御系のために用いる通信量を削減する目的で研究されている事象・自己駆動型制御について新たな手法を提案した.とくにリアルタイムに制御器で必要となる計算量の面で効率的なアプローチとなっているが,これは状態空間を2次元空間に写像することで実現している.5制御対象に不確かさが含まれる場合に,通信の削減を実現する量子化制御手法についても検討を進めており,一定の成果を得ている.信号値を離散化する量子化器が持つ粗さは通信量を左右する指標となるが,通信中にデータ損失も起きうる状況下で,いかに粗い情報で制御目的を達成できるかという課題に解析的に取り組んだ.6大規模な制御系において分散的な制御器を用いる際に,制御器間の通信を削減する手法を検討した.とくに情報交換が必要な制御器の組を求めるのに,Googleの検索エンジンにおいてウェブページの重要度を示すPageRankに基づくアルゴリズムを提案した.灌漑用水路の水量制御の問題に適用し,有効性を確認した.本研究では,ネットワーク化された大規模制御系に対するサイバー攻撃とその情報セキュリティ対策を制御理論の観点に基づいて考える.昨年度に引き続き,エージェント系の合意問題において一部エージェントが異常に振舞う場合やその応用の研究を進めた.また,エージェント系に関する情報が匿名性を持つ場合の状態推定,およびジャミング攻撃を受ける無線通信を介したネットワーク化制御系の安定性解析も並行して研究した.主な結果は以下の4つにまとめられる.1レジリエントな合意アルゴリズムを構築した.ここでは一部の悪意のあるエージェントが正常なエージェントの合意を妨害すべく行動する.正常エージェントは近傍の情報の内,非常に大きな値もしくは小さな値を外れ値として無視する単純なアルゴリズムを実装した.とくにエージェントの持つ値が整数値の場合について,時間遅れを伴う場合を扱った.2上記のレジリエントな合意アルゴリズムを応用する形で,無線センサネットワークにおける時刻同期問題を考えた.異常な振舞いをする時計を持つセンサノードが含まれる場合にも,影響を受けずに同期を達成する手法を開発した.3無線通信を介した線形制御システムに対して,ジャミング攻撃が行われた場合の安定性解析を考えた.攻撃に要する消費エネルギーに制約を設け,また正常時にも生じるデータ損失を考慮した.攻撃パターンが無数にあるため,解析に必要な計算効率が問題となるが,従来法よりも精度の高い手法を開発した.今年度も大規模なネットワーク化システムに関して,攻撃による異常情報や通信遮断,もしくは匿名性に起因する情報欠落が含まれる場合について,広く研究を進めることができた.上記の研究実績で挙げた課題13の研究結果は,いずれも本研究で目指す方向に沿ったものである.次年度に取り組むべき課題が多く残されており,新たな発展が期待される.研究計画に挙げたセンサネットワーク構築については,当初予定していた実機実験に代え,高精度な数値実験環境の作成を進めた.これは本研究室で開発した数値計算ソフトMatlabと通信シミュレータQualNetの連成シミュレーション環境を発展させたもので,グラフィカルなシステム開発ツールであるSimulinkに移植して実現した.とくにセンサネットワークのように多数のデバイスから成るシステムをシミュレートする場合に有用であり,時刻同期の例で有効性を確認した.また,ネットワーク化制御に関する基礎的な課題についても興味深い成果を得ている.

4制御対象に不確かさが含まれる場合に,通信の削減を実現する量子化制御手法についても,継続して検討し,新たな成果を得た.信号値を離散化する量子化器が持つ粗さは通信量を左右する指標となるが,通信中にデータ損失も起きうる状況下で,安定化を実現する量子化器として最も粗いものを解析的に導出した.5情報理論に基づくネットワーク制御系の解析手法に関する研究がまとまり,集大成となる研究書が出版された.その一部は本研究課題の中で進められたものである.情報理論におけるエントロピーを活用することで,非線形システムの解析が容易になることが知られる.本研究では,制御理論における古典的な結果であるボードの定理を通信路を含む場合に拡張し,通信量を特徴づける新たな情報論的な測度blurrednessを導入した.本研究では,ネットワーク化された大規模制御系に対するサイバー攻撃とその情報セキュリティ対策を制御理論の観点に基づいて考える.昨年度に引き続きエージェント系の合意問題において一部エージェントが異常に振舞う場合やその応用の研究を進めた.また,ジャミング攻撃を受ける無線通信を介したネットワーク化制御系の安定解析についても一定の進捗が得られた.主な成果は以下の3つにまとめられる.1レジリエントな合意アルゴリズムとして,一部のエージェントが悪意を持って行動し,正常なエージェントの合意を妨害する場合を扱った.最大値ベースの更新則を導入することで,従来法よりも高速な合意達成が可能となった.2レジリエントな合意の応用として,無線センサネットワークにおける時刻同期アルゴリズムを考案した.センサノードの時計が故障や攻撃によって異常を示す場合にも,影響を受けずに同期する手法を考え,とくに情報交換に時刻遅れが伴う場合を扱った.センサネットワークの実機を用いた検証も行った.3無線通信を介した線形制御システムに対して,ジャミング攻撃がなされた場合の安定性解析を検討した.新たに制御信号が量子化される場合を扱い,安定性を保つのに必要な通信量と攻撃の継続時間の間のトレードオフを明らかにした.4情報理論の観点から制御システムを解析し,閉ループ系の感度関数が達成可能な性能の限界を特徴づけた.ネットワーク化システムにおいて通信回線の影響を考慮し,その影響度に関する評価指標を新たに導入した.
金属と酸化物の置換反応を利用する複合材料の製造

NiO,CoO,Cu_2Oの酸化物粉末とTi粉末の置換反応による複合材料の製造をまず検討した.NiOまたはCoOとTiの反応では,1000°C,25時間の反応で,微細に複合化したNiまたはCoとTiO_2のサーメットを作製することができた.用いた反応前のTi試料は50100μmの粒径であったが,反応の進行に伴って微細化し,数μmのオーダーで金属と酸化物が網目状に入り混じった組織が得られた.Cu_2OとTiの反応では,圧粉後,600800°Cでテルミット反応を起こし,融解した.テルミット反応を防止するために,反応に関与しない物質として粒径0.1μmの粉末を添加して試料を作製し反応させた.2wt.%以上添加するとテルミット反応を防止することができた.ZrO_2の添加量が少ないほど焼結性がよく,30wt.%以上添加すると緻密なものは得られなかった.得られた組織はCuとTiO_2が三次元的に微細に入り混じった網目状組織をしており,ZrO_2はCu相内の粒界に存在していた.ついで,金属と酸化物の混合比が反応後の組織に及ぼす影響をCu_2OとFeの反応で調べた.この時生じる反応はCu_2O+Fe=2Cu+FeOおよび4Cu_2O+3Fe=8Cu+Fe_3O_4の2種類があり,Fe/Cu_2O比が高いほど生成物中のFeOの比率が高かった.以上の結果を踏まえて,非常に微細に複合化するNiO粉末とTi粉末の置換反応で,生成した複合組織の気孔率の制御を,反応温度10001200°C,成形圧力0.52t/cm^2の範囲で検討した.気孔率は,反応温度が同じ場合には,成形時の圧力に比例して低くなり,同じ成形圧力では,反応温度が高いほど気孔率は低下し,緻密になった.また,反応温度より低い温度で予備焼鈍を行うと,より緻密なものが得られた.ただし,反応温度が1200°C以上になるとTiO_2相が粗大化した.しかし,NiO粉末に微粒のCr_2O_3を添加すると,反応速度を低下させ,粗大化を防止することができた.NiO,CoO,Cu_2Oの酸化物粉末とTi粉末の置換反応による複合材料の製造をまず検討した.NiOまたはCoOとTiの反応では,1000°C,25時間の反応で,微細に複合化したNiまたはCoとTiO_2のサーメットを作製することができた.用いた反応前のTi試料は50100μmの粒径であったが,反応の進行に伴って微細化し,数μmのオーダーで金属と酸化物が網目状に入り混じった組織が得られた.Cu_2OとTiの反応では,圧粉後,600800°Cでテルミット反応を起こし,融解した.テルミット反応を防止するために,反応に関与しない物質として粒径0.1μmの粉末を添加して試料を作製し反応させた.2wt.%以上添加するとテルミット反応を防止することができた.ZrO_2の添加量が少ないほど焼結性がよく,30wt.%以上添加すると緻密なものは得られなかった.得られた組織はCuとTiO_2が三次元的に微細に入り混じった網目状組織をしており,ZrO_2はCu相内の粒界に存在していた.ついで,金属と酸化物の混合比が反応後の組織に及ぼす影響をCu_2OとFeの反応で調べた.この時生じる反応はCu_2O+Fe=2Cu+FeOおよび4Cu_2O+3Fe=8Cu+Fe_3O_4の2種類があり,Fe/Cu_2O比が高いほど生成物中のFeOの比率が高かった.以上の結果を踏まえて,非常に微細に複合化するNiO粉末とTi粉末の置換反応で,生成した複合組織の気孔率の制御を,反応温度10001200°C,成形圧力0.52t/cm^2の範囲で検討した.気孔率は,反応温度が同じ場合には,成形時の圧力に比例して低くなり,同じ成形圧力では,反応温度が高いほど気孔率は低下し,緻密になった.また,反応温度より低い温度で予備焼鈍を行うと,より緻密なものが得られた.ただし,反応温度が1200°C以上になるとTiO_2相が粗大化した.しかし,NiO粉末に微粒のCr_2O_3を添加すると,反応速度を低下させ,粗大化を防止することができた.NiO,CoO,Cu_2Oの酸化物粉末とTi粉末の置換反応による複合材料の製造をまず検討した。NiOまたはCoOとTiの反応では,それらの混合物を2t/cm^2の圧力で成形後,1000°C,25時間の反応で,微細に複合化したNiまたはCoとTiO_2のサーメットを作製することができた。用いた反応前のTi試料は50100μmの粒径であったが,反応の進行に伴って微細化し,数μmのオーダーで金属と酸化物が網目状に入り混じった組織が得られた。反応は5時間程度でほぼ終了し,粉末の粒径が小さいものほど緻密な焼結体が得られた。Cu_2OとTiの反応では,圧粉後,非常に遅く昇温しない限り,600800°Cでテルミット反応を起こし,融解した。

テルミット反応を防止するためには,反応面積を減少させるのが有効であると考えられるので,反応に関与しない物質として粒径0.1μmの粉末を添加して試料を作製し反応させた。2wt.%以上添加するとテルミット反応を防止することができた。ZrO_2の添加量は少ないほど焼結性がよく,30wt.%以上添加すると緻密なものは得られなかった。得られた組織はCuとTiO_2が3次元的に微細に入り混じった組織をしており,ZrO_2はCu相内の粒界に存在していた。ついで,金属と酸化物の混合比が反応後の組織に及ぼす影響をCu_2OとFeの反応で調べた。この時生じる反応はCu_2O+Fe=2Cu+FeOおよび4Cu_2O+3Fe=8Cu+Fe_3O_4の2種類があり,Fe/Cu_2O比が高いほど生成物中のFeOの比率が高かった。以上の系では,すべて反応に伴って組織が微細化していったが,次に微細化しないCu_2O-Ni系を調べた。この系では1000°C,100時間の反応で緻密な焼結体が得られた。組織を調べると,Cu基地中に球状のNiOが孤立して分散しており,NiO中にCu-Ni合金が存在していた。この系では,反応前の粉末の粒径以下に微細化していないが,CaCl_2,NaClを添加すると組織が微細化し,特にNaClの効果は顕著であった。まず,NiO粉末とZr粉末の置換反応によるNi-ZrO_2複合材料の製造を検討した.1000°Cでの反応では,反応時間の経過に伴って試料が膨張し,緻密なものは得られなかった.温度がより高くなると焼結が進行する傾向が認められたが,顕著な改善は認められなかった.そこで,入手可能な種々のZr粉末を調べたが,焼結しなかった.この原因を詳しく調べた結果,Zr粉末からのガス放出によることが明らかになった.Zr粉末中の溶解ガスを完全に除去できれば,緻密なNi-ZrO_2複合材料の製造が可能であると思われた.この問題については,今後詳しく検討していく必要がある.ついで,前年度すでに成功していた,NiO粉末とTi粉末の置換反応によるNi-TiO_2複合材料の気孔率の制御について,反応温度10001200°C,成形圧力0.52t/cm^2の範囲で検討した.気孔率は,反応温度が同じ場合には,成形時の圧力に比例して低くなり,同じ成形圧力では,反応温度が高いほど気孔率は低下し,緻密になった.また,反応温度より低い温度で予備焼鈍を行うと,より緻密なものが得られた.ただし,反応温度が1200°C以上になるとTiO_2相が粗大化した.しかし,NiO粉末に微粒のCr_2O_3を添加すると,反応速度を低下させ,粗大化を防止することができた.Cr_2O_3の添加量が多くなると,Ni中のCr含有量が増加するとともに,Cr_2O_3とTiO_2が反応し複合酸化物が生成した.Ti中へのAlの添加も,微量であれば,微細化に有効であったが,量が多くなると,テルミット反応を起こす原因になり,爆発的な融解をひき起こした.このようなテルミット反応を防止するには,Alの融点より少し低い温度で長時間の焼鈍を行うことが有効であった.
栄養状態に応答するｍｉＲＮＡと時計遺伝子の発現振動相互作用の解析

miR-92は腫瘍形成に関与することが知られているマイクロRNA (miRNA)であるが、その生理機能や介在するシグナル伝達経路は不明な点が多い。我々は、線虫と哺乳動物の培養細胞を用いてmiR-92と時計遺伝子群との機能的相互作用の可能性を検証した。線虫を用いた解析では、線虫のmiR-92とヒト時計遺伝子Per2のオルソログであるlin-42がお互いの発現を抑制することで、神経や下皮の前駆細胞の分化タイミングを適切に制御することを示唆する知見を得た。また、NIH3T3細胞でマウスmiR-92やそのパラログの発現パターンを調べたが、発現振動を示さなかった。miR-17-92クラスターは、ポリシストロニックに転写される6つのmicroRNA (miRNA)からなり、腫瘍形成に関与することが知られているが、クラスター内の個々のmiRNAの詳細な生理機能や介在するシグナル伝達経路は不明である。申請者らは、近年その中のmiRNAの一つであるmiR-92の線虫オルソログmiR-235を解析し、miR-25ファミリーが時計遺伝子の発現を制御する可能性を見出した。本挑戦的萌芽研究では、線虫と哺乳動物の培養細胞を用いて、この仮説の普遍性を検証し、栄養感知ーmiRNA生合成ー時計遺伝子発現振動のシグナル伝達経路に介在する分子基盤の解明を目指して、以下の知見を得た。まず、幼生発生初期においてperiodオルソログであるlin-42の機能減弱型変異体では、野生型と比較してmiR-235の発現が亢進していることを見いだした。次に、mir-235の欠失変異がlin-42機能減弱型変異体の表皮幹細胞における最終分化のタイミングの前倒しという表現型を顕著に抑制することを見出した。したがって、miR-235がlin-42の発現を負に制御するというこれまでの知見に加えて、同様にlin-42もmiR-235の発現を負に制御する可能性が示唆された。また、時計遺伝子群の発現周期を同調させることが知られているdexamethasoneでNIH3T3細胞を処理し、miR-25ファミリーに属するmiR-25、miR-92、miR-363、miR-367の発現量の経時変化をリアルタイムRT-PCRで調べた。4つのmiRNAのうちmiR-25とmiR-92の発現を検出することができたが、明瞭な振動パターンを示さなかった。今後は、miR-363やmiR-367を発現する細胞株や臓器を同定し、時計遺伝子との関連を精査する必要がある。miR-17-92クラスターは、ポリシストロニックに転写される6つのmicroRNA (miRNA)からなり、oncomir-1とも呼ばれ、腫瘍形成に関与することが知られている。しかしながら、クラスターを構成する個々のmiRNAは、それぞれことなる発現制御を受けていることを示唆する報告がされており、また、詳細な生理機能や介在するシグナル伝達経路は不明な点が多い。申請者らは、TargetscanなどのmiRNA標的遺伝子を予測するアルゴリズムを用いて、miR-17-92クラスターを構成するmiRNAの一つであるmiR-92とその線虫オルソログmiR-235が、ともに時計遺伝子であるPer2やTEFを標的遺伝子とする可能性を見出した。そこで、線虫と哺乳動物において、miR-92/miR-235とPer2やTEFとの相互作用の普遍性を検証することにした。まず最初に、線虫ではmiR-235の欠失変異体が得られていることから、この変異体と野生型において、Per2やTEFの発現量を比較したところ、Per2(線虫ではlin-42とよばれている)の発現が変異体において有為に上昇していることが認められた。また、miR-235変異体は、神経前駆細胞の異常な活性化を示すが、Per2の機能阻害がこの表現系を抑制することから、遺伝学的にもmiR-235の下流でPer2が機能することが示唆された。これまでの予備実験により、miR-235の発現量は、lin-4などのすでによく調べられているmiRNAと比較して、非常に少ないことが分かっているが、条件検討をおこない比較的簡便に定量的RT-PCR法にて発現解析を行うことが可能となった。線虫の実験系では、miR-92がPer2の発現を負に制御していることを認めることができ、一部のデータをすでに論文発表できたことから、おおむね順調に実験計画は進展していると考える。今後は哺乳動物培養細胞実験系により研究のウェイトを移す。

培養細胞を用いて、1)miR-92とそのオルソログの発現振動の検討、2)TEFやPer2が、miR-92とそのオルソログの標的遺伝子である可能性の検討、3)時計遺伝子によるmiR-92発現制御の検討をおこなう予定である。培養細胞を用いた実験を予定ほど行わなかったため、当該助成金が生じた。翌年度分として請求した助成金とあわせて、消耗品費、旅費、謝金等に使用予定である。
U6/U2核内低分子RNAの触媒機能に関する研究

1.我々は、スプライシング反応に関与するU6及びU2RNA遺伝子の構造解析から、これらの遺伝子が蛋白質をコードしていない遺伝子であるにも関わらず、典型的なmRNA型のイントロンを含む場合があることを明らかにしてきた。我々は、これらの核内低分子RNA遺伝子に発見されたmRNA型イントロンは、U6/U2RNA複合体がスプライシング反応において触媒作用を持つために、何らかのmRNA前駆体から切り出したイントロンを、逆に自分自身に取り込み、そのcDNAがゲノム内に固定されて生じた可能性を提唱した。今回、その仮説を検証するため、U6遺伝子に4つのイントロンを持つR. hasegawaeのU6RNAについて、遺伝子に存在するものとは異なるイントロンが取り込まれたU6RNA分子が細胞内に存在していないかRT-PCRを利用して解析した。その結果、遺伝子に存在するイントロンの配列とは異なるイントロン様の配列を含むU6前駆体分子の存在が示唆された。現在、そのイントロン様配列がPCR時の人工産物でない事の証明を含めて、配列の由来等を更に解析中である。2.スプライシング反応に関与する新たな因子の同定と、それらの機能を解析する事を目的として、分裂酵母のスプライシング温度感受性変異株を分離し、変異を相補する遺伝子のクローニングを行った。その結果、prplは配列内に21回繰り返されたTPRモチーフを持ち、GO期で停止する変異遺伝子として分離されたzerl遺伝子と同一である事が判明した。また、prp8は細胞周期変異株cdc28のalleleであり、DEAH boxをもつRNAヘリカーゼをコードしていることがBeach等との共同研究によって明らかにされた。これらの結果は、スプライシング反応と細胞周期の進行との間に、現在まで知られていなかった何らかの相互作用機構が存在する可能性を示唆する。
カンピロバクター腸炎後ギラン・バレー症候群のモデル作成と、新たな治療法の開発

Campylobacter jejuni腸炎後ギラン・バレー症候群(GBS)の発症機序として、分子相同性仮説が提唱されている。つまり、ヒト末梢神経に豊富に存在するGM1様構造をC. jejuniのリポ多糖(LPS)が有することから、C. jejuni腸炎を契機としてIgG抗GM1抗体が産生され、末梢神経障害を来たすと想定されている。この分子相同性の存在がGBSの発症に関与することを証明するために、実験動物にC. jejuni LPSを感作することでGBS疾患モデルの作成が過去に試みられたが、血中に抗GM1抗体が誘導されたのみで神経障害はみられなかった。近年我々は、GM1ガングリオシド感作によりIgG抗GM1抗体上昇を伴ったGBS疾患モデルの樹立に成功した。本研究ではこのプロトコールに倣い、患者から実際に分離された菌株から精製したGM1様LPSを感作することによりGBS疾患モデルの樹立を試みた。GBS患者から分離されたC. jejuni (CF 90-26)からLPSを精製した。Japanese white rabbit23羽にkeyhole limpet hemocyanin 1mg、Freund完全アジュバントとC. jejuniLPSを2.5mg(n=15)もしくは10mg(n=8)を3週に1回皮下に感作を繰り返した。IgM抗GM1抗体産生が誘導されたばかりでなく、IgGへクラススイッチした。LPSを2.5mgずつ感作した群では3羽(20%)に、10mgずつ感作した群では全例に運動麻痺が生じた。脊髄前根の軸索周囲にIgGが沈着していた。坐骨神経にワーラー様の変性像がみられた。脱髄像やリンパ球の浸潤はみられなかった。これに対して、アジュバント対照群10羽では、抗GM1抗体も誘導されず、1羽も発症しなかった。病理組織学的にも明らかな変化はみられなかった。E. coli K12、Salmonella minnesota R595のLPSを感作したウサギでも抗GM1抗体は誘導されず、運動麻痺を呈さず、病理組織学的にも異常はみられなかった。C. jejuniLPSを感作して発症したウサギの末梢神経病変は脱髄ではなく軸索変性を主体とし、C. jejuni腸炎後GBS剖検例と同様の所見を呈した。発症率は感作LPSの量に依存した。本疾患モデルは、分子相同性仮説を支持する直接的な証拠と考えられる。