hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
組合せ論的位相幾何学の新しい手法の可換代数への応用

アファイン有向マトロイドは,超平面配置の組合せ論的構造を抽象化したもので,その有界複体がいつ球体と同相となるかは, 70年代のZaslavskyの研究に始まる重要な問題である。今回の研究では,アファイン有向マトロイドに(Sturmfelsらの意味で)付随する可換環がCohen-Macaulayとなる為の組合せ論的特徴づけを与え,さらにこの時,有界複体が可縮な境界付きホモロジー多様体となることを示した。この研究も25年度から着想を得ていたが, 2年間にわたり改良を加え, 27年度に論文の投稿を行った。この研究は, 28年度からの研究課題『アファイン有向マトロイドの位相的研究への可換代数の応用』へと発展したスペインやアメリカの研究者と共同で,多項式環の単項式イデアルによる剰余環のLyubeznik数を研究した。たとえば,polarizationは,この不変量を実質的に保つことを示した。また,村井聡氏(大阪大学)と共同で,旗複体のcd-指数の研究に,squarefree加群の理論を応用した。さらに,岡崎亮太氏(福岡教育大学)と共同で,単項式イデアルの胞体的自由分解について研究し,アファイン有向マトロイドへの応用を模索した。納得できる結果も得られ、論文執筆も順調で、既に幾つかは受理または出版されている。ただし、研究の基本思想は申請時と変わらないものの、取り扱う具体的な題材は,当初想定したものとはやや異なってきている面もある。総合的に評価すれば,「おおむね順調」であろう。数物系科学現在進展中の題材で、最も有望と思われるのは、アファイン有向マトロイドの研究への可換環論的手法の応用である。これは、そもそも本研究課題申請時には全く想定していなかったものであるが、本課題の基本思想には非常によく合致したものと言える。来年度は、この方向を中心に研究を進めたい。申請時に想定した幾つかの方向性の内、Borel fixed idealの極小自由分解に付随するCW複体に関しては予想以上の進展が有り、また、flag complexのcd指数や単項式イデアルのLyubeznik数の研究への導来圏の応用など、当初考えていたものとは若干異なる角度で発展したものも有る。他方、これら以外の方向性については、あまり進展が無かった。トータルで考えれば、おおむね順調と言えるであろう。当該年度の支出に関しては申請時の計画通りであったが、前年度からの繰越分が残った(前年度に計画通り支出できなかったのは、本務校の用事の為、海外出張を見送ったことによる)。上述の通り、申請時に想定していた幾つかの方向性のうち、進展が有ったものと無かったものとの差がはっきりしてきた。今後は、進展の有った有望な方向に集中する。具体的に言えば、(特定のクラスの)単項式イデアルの極小自由分解に付随するCW複体、flag complexのcd指数や単項式イデアルのLyubeznik数の研究への導来圏の応用などである。これらの題材に関しては、現在の研究方法をそのまま継続・発展させて行きたい。もちろん、新たに有望なアイデアが得られた場合は、適宜取り入れていく。現在、岡崎亮太氏(福岡教育大学)との共同研究が好調であり、間もなく実際の執筆作業に入る段階である。先方を何度か訪ね、緊密に連絡を取りながら進めて行きたい。また、L. Katthan氏(独、オスナブリュック大学)との共同研究も進行中であり、こちらも十分に意見交換・研究打合せを行いながら、結果の更なる改良を目指す。一方、27年度は本研究課題の最終年度であるので、成果発表にも力を入れる。
アルミニウムの超高純度化と高完全度化

アルミニウムの超高純度化は、当初計画に基づき、垂直に置いた棒状試料を赤外線加熱で浮遊帯精製した。精製を定常的に12回繰り返し残留抵抗比26000の試料を得たが、この方法では処理できる試料のサイズが小さく、真空度も10^<-4>Pa程度であり、帯精製を繰り返すと試料表面が黒ずむ問題があった。次に、横型の冷却坩堝内のアルミニウムを高周波加熱による浮遊帯溶融法で精製した。帯溶融精製時の真空度は6×10^<-6>Paで、溶融部の幅3050mm、移動速度70mm/hで10回繰り返し、素材の残留抵抗比13000に対して35000のアルミニウムを得た。さらに、超高真空溶解炉を用い、直径60mm長さ100mmの素材を、2×10^<-7>Paの超高真空中で浮揚溶解した。その結果、残留抵抗比は素材の8000に対して約20000に向上した。そして、溶解後の試料内部には転位密度が10^7m^<-2>程度で、直径約60mm長さ約50mmの大きな単結晶が成長していた。これはいわゆる高完全度アルミニウム結晶であり、帯溶融することなしに、ただ一回の超高真空溶解で高完全度アルミニウム結晶を得ることに成功した。また、GDMS法による残留不純物の分析を行い、純度の向上を確認するとともに、超高真空溶解では分配係数が1より小さい元素の精製効果が顕著であることを見出した。超高純度アルミニウムの性質では、アルミニウムの転位密度が10^7m^<-2>程度になると、300°C以上でも原子空孔が熱平衡濃度に到達するまでには数時間を要し、さらに残留抵抗比85000の場合は転位密度が1×10^5m^<-2>以下に減少し、360°Cでの熱平衡濃度に到達するまでには400時間程度を要することを見出した。また、濃塩酸によるアルミニウムの腐食挙動を99%99.9999%のアルミニウムに対して系統的に調べ、純度向上とともに濃塩酸に対する耐食性が向上すること、表面の酸化皮膜が消滅すると結晶粒内を含む全面腐食を呈すること等を明らかにした。現有設備「赤外線加熱単結晶製造装置」による浮遊帯精製法は,試料を縦方向に置き,ハロゲンランプからの光を集光し,試料の一部を溶解し,そしてその溶融部を移動さす方法である。この方法は試料を他の物質と接触させずに溶解することができるので,溶解中に不純物が混入しない点にメリットがある。しかし,この方法で最も困難なことは,溶融部分を適当な長さに制御する点にある。つまり,溶融部の長さが短か過ぎると固まってしまい,長すぎると溶け落ちてしまう。したがって,本年度はその溶融条件を得るために,純度99.999%のアルミニウムを用いて浮遊帯精製を試みた。その結果,溶融部約7mmで90mmの範囲を溶解処理できるようになり,これを12回繰り返すことに成功した。そして,室温での電気抵抗と液体ヘリウム温度での電気抵抗の比(抵抗比:RRR)が約26000である試料が得られた。

この抵抗比は純度約99.9999%に相当するものであり,現在のところ,純度を1桁上げることに成功している。また,浮遊帯精製した部分は単結晶となることも確認した。また,純度99%,99.9%,99.99%,99.999%アルミニウムと,これまでに得ている99.9999%と99.99999%アルミニウムの濃塩酸による腐食挙動を調べた。その結果,99%アルミニウムは2時間程度で消滅するが,99.9%アルミニウムは48時間後でも質量減少割合が25%程度であり,99%と99.9%の試料の間には非常に大きな違いがあること,また,質量減少の割合は99.999%までは純度に依存するが,それ以上の純度のアルミニウムは48時間後でも数%で大体同じ程度であることを見出した。さらに,表面の酸化膜が腐食の挙動に大きく影響し,その存在による腐食の進行や腐食の起点の違いが判明した。「赤外線加熱単結晶製造装置」による浮遊帯精製法で,99.999%のアルミニウム素材の純度を1桁上げることに成功し,単結晶を得ることもできた。しかし,この方法で処理できる素材は,直径8mm長さ100mm程度のものであり,溶解中の真空度も最高10^<-4>Pa程度であるため,更に大量でしかも超高純度のアルミニウムを精製するために,超高真空溶解炉による精製を行った。超高純度化のためには,素材表面の汚染は無視出来ない。そのため,精製前の表面処理条件の確立を目指した。本年度設備備品費で購入した「電解研磨装置」を用い,表面の清浄化を行った。素材のアルミニウムを過塩素酸とエタノールの混合液中で電解研磨し,蒸留水,エタノール,アセトンの順に洗浄し,その表面付近を「プラズマ固体発光分析装置」で分析した結果,表面には主に炭素,硫黄等が厚さ約5nm付着していた。この程度の付着層であれば,超高純度化には問題無いので,表面処理方法を確立できた。表面を清浄化した素材は,「超高真空溶解炉」で溶解した。素材の形状は直径60mm長さ100mmの円柱で,これをコールドクルーシブル内で高周波加熱による浮揚溶解を行った。溶解は真空度2×10^<-7>Paで約1時間行った。溶解後は徐々に冷却し,結晶の粗大化を計った。その結果,素材の抵抗比約5000に対して,約20000のアルミニウムを精製できた。この純度向上は約1.5桁に相当する。また,溶解後は一部に直径約60mm長さ約50mmの粗大化した結晶粒が形成されており,本研究の目的の1つである高完全度化も目途がついた。高周波加熱による浮遊帯溶融法でアルミニウムを精製した。素材のサイズは直径10mm、長さ280mmであり、残留抵抗比は13000であった。帯溶融は周波数200kHz、電力3kWで行い、溶融部の輻は約3050mmで、移動速度は70mm/hであった。帯溶融精製時の真空度は6×10^<-6>Paで、繰り返し10回パスさせた。その結果、残留抵抗比35000のアルミニウムを得た。さらに、より大量の超高純度アルミニウムを得るために、超高真空溶解炉による精製を行った。素材の形状は直径60mm長さ100mmの円柱で,溶解は真空度2×10^<-7>Paの超高真空雰囲気で行った。溶解後は一部に直径約60mm長さ約50mmの粗大化した結晶粒が形成されており,その単結晶の転位密度はl0^7m^<-2>程度の低いものであった。
エネルギー市場とその不確実性を考慮した最適環境政策

電力産業の温室効果ガス排出量は多大で、環境への影響が甚大である。このため、化石燃料による発電を抑制し、再生可能エネルギーによる発電を促進する環境政策が、現実に各国で実施されている。特に米国では、キャップ・アンド・トレード方式の環境規制だけでなく、企業のパフォーマンスベースの環境規制を各州が選択的に導入できる仕組みになっている。本研究では、異なる市場構造のもとで、パフォーマンスベースの環境規制が社会厚生にどのような影響を与えるかを分析した。企業のパフォーマンスベースの環境規制は、実質的に、火力発電に「税金」を課し、他方で再生可能エネルギーによる発電に「補助金」を与えるのと同じ効果がある。このような税金と補助金の導入は、社会厚生に歪みを与えうる。実際、完全競争的な市場では、パフォーマンスベースの環境規制は、社会厚生の点でキャップ・アンド・トレード方式の環境規制よりも劣る。しかし、市場が寡占的な場合には、市場支配力の行使により発電量が抑制され、これにより税金と補助金のもたらす歪みが緩和されうる。この歪みを緩和する効果が相対的に大きい場合には、パフォーマンスベースの環境規制のもとで、完全競争市場よりも寡占的な市場において社会厚生が大きくなりうることを示した。本研究では、電力市場の均衡を考慮した上での環境規制の最適水準を、二段階計画問題により分析することを一つの目標としている。本年度は、環境規制の水準を所与とした場合の市場の均衡や社会厚生の問題、すなわち、二段階計画問題のうちの下位問題を定式化し分析を行った。本年度は、昨年度の分析をもとに、二段階計画問題のうちの上位問題を定式化・分析し、社会厚生を最大化する環境規制の最適水準を導出する予定である。理由:2019年度に研究成果を国際学会で複数発表することとし、その旅費に充てるために次年度使用が生じた。計画:2019年度に海外出張により、研究成果を国際学会で複数発表し、また海外研究者と研究上の意見交換を行う予定である。
造形表現・保育方法・情報技術連携による幼児教育への情報技術導入法の研究

情報化社会に対応できる資質の高い保育者を育成するという観点から、学生自身が現場で活用できるマルチメディア教材の製作、現場での実践、点検・評価という、保育の実際のサイクルに「デジタル紙芝居」を導入し、教材としての確立を図った。また最終年度は、マルチカメラシステムを導入し、点検・評価において、学生が自分の実践をより理解できるよう実践過程を映像に記録し、振り返りに活用した。保育現場で活用できるマルチメディア教材の研究をとおして、保育教材を単に制作するだけでなく、実際に教材を見た子どもたちの反応や現場保育者からの反応や意見を踏まえ、再度、教材を制作し、実践するというプロセスが、学生自身の情報リテラシー能力、問題解決能力を高めることが確認できた。このような観点に立って、学生が、デジタル紙芝居等のマルチメディア教材を用いた実践場面を、ビデオ画像を用いて分析することで、さらなる問題解決能力の伸長を目指した。マルチカメラシステムの特性である多方向からの映像の記録は、通常、学生側から見る保育場面とは異なる方向からの映像も記録され、記憶に頼るのみの振り返りや反省では得られない映像情報を得られることが、確認できた。また、マルチカメラシステムのその他の特性として、映像を単に記録するだけでなく、問題が起きた時点から遡って記録し、編集することが可能だということもあり、学生自身が保育実践時に気づいた課題点や問題点においても、何に起因していたのかを提示しやすい。実際の保育実践の振り返りや反省会では、保育実践での問題点を記録した教員がマルチカメラの編集映像を資料として利用したところ、どの学生においても、反省点や問題点がわかりやすいと答えた。また、自分自身の保育場面を見たことがない学生がほとんどでもあり、映像を介することによって、自分自身の姿を第三者的に捉えることができることから反省点を踏まえやすいとの感想を述べる学生がほとんどであった。高度情報化社会である今日、保育者(幼稚園教諭、保育士)となる幼児教育系大学の学生にとって、情報技術の修得はきわめて重要である。保育者には、教材制作時における著作権への配慮、携帯電話等の情報ツールを媒体とした保護者とのコミュケーション、ニューメディアの子どもに与える影響への配慮等、現代社会に対応したより高度な情報技術と知識が必要とされているからである。また、幼児教育系大学では、従来、ワープロ・表計算ソフトの利用方法を情報教育の主軸としてきた。しかし、今後は、上記要件を踏まえ幼児教育本体や子育て支援に活かせる専門性の高い情報リテラシー教育が要求される。特に、高校での「情報」科目を修得した学生が入学する2006年度に向けて、実践的かつ総合的な力を養う情報教育カリキュラムの確立が急がれる。そこで、本研究では、学生が、保育現場に立ったときに必ず行うであろう教材制作をテーマとしたカリキュラムを提案する。マルチメディアを表現手法の一つとして捉え、大画面に写し出される紙芝居や仮想空間を自由に動きまわれるような3次元画像を用いた遊具、遊びの環境を想定し、保育方法、表現(造形・美術)等の知識・技術を総合し、情報技術を活用して保育活動に用いる教材の制作を行う。学生が、情報技術で解くべき問題点を自覚し、目的意識を持って修得できるカリキュラムの確立を目指している。具体的には、メディアミックス的要素を念頭に、デジタルカメラやイメージスキャナ等の画像、MIDI等の音源を活用して、液晶プロジェクタ等の大画面にも対応した紙芝居の制作、3次元画像を用いた遊具を制作し、幼稚園等で保育活動に利用する。更に、その保育活動を観察し、幼児教育的見地から教材や表現方法の良し悪し、保育方法について評価を行う。学生は、情報技術を基軸とした保育実践(教材作成、保育活動、評価)を体験する。

高度情報化社会である今日、保育者には、教材制作時における著作権への配慮、保護者とのコミュケーション、ニューメディアの子どもに与える影響への配慮等、より高度な情報技術と知識が必要とされている。本研究では、学生が、保育現場に立ったときに必ず行うであろう教材制作をテーマとしたカリキュラムを提案する。マルチメディアを表現手法の一つとして捉え、大画面に写し出される紙芝居や仮想空間を自由に動きまわれるような3次元画像を用いた遊具、遊びの環境を想定し、保育方法、表現(造形・美術)等の知識・技術を総合し、情報技術を活用して保育活動に用いる教材「デジタル紙芝居」の制作を行う。学生が、情報技術で解くべき問題点を自覚し、目的意識を持って修得できるカリキュラムの確立を目指している。平成17年度は、1)絵や写真だけでなく動画(アニメーション)の利用等、教材を作成するための表現方法として効果的な方法の検討。2)幼児教育の観点から保育現場での情報技術の活用方法を検証するとともに、幼児への影響を検証し、幼児教育における活用方法の明確化。3)「デジタル紙芝居」の評価実験を通して、保育者に必要な情報リテラシーの確立。4)オープンソース理論に基づき「デジタル紙芝居」を中心とした情報技術を利用した保育教材の普及と標準化。を課題として研究を進めた。保育をより豊かにできるマルチメディアのあり方や教材制作、保育環境の設定について考察し、それに必要な情報リテラシーやスキル獲得できるカリキュラムについて検討を進めた。実際の保育現場において、学生が、制作した保育教材・遊具を用いて保育活動を行い、子どもの活動に与える影響について検証を行った。また、学生が作成した「デジタル紙芝居」をWEBで公開し、インターネットを介して学生の作品を閲覧できるようにした。WEBでの公開は、まだ実験段階であるが、将来的には、「デジタル紙芝居」を教材として配信できるようにしたいと考えている。平成18年度は、前年度の研究成果を踏まえ、紙芝居のストーリー性と動画(アニメーション)の両軸の相互可動的な視点を強化し、表現方法やマルチメディアを介在させる遊びの可能性について実際の保育現場で検証を行った。実際の保育現場での実用を目指し、教材としての制作・利用過程のコンパクト化・簡素化の方法を検討した。
ウイルス・卵菌複合抵抗性を支配する植物免疫受容体の機能解明と防除応用への分子基盤

キュウリモザイクウイルス黄斑系統[CMV(Y)]抵抗性遺伝子RCY1の発現量は、CMV(Y)抵抗性の強さと相関する。RCY1発現およびCMV(Y)抵抗性を調節する新規宿主因子の探索するため、キメラタンパク質・病原体因子相互作用解析を行っていたところ、想定以上にイオン強度とpHが相互作用解析の結果に影響を及ぼしていることが判明した。研究の遂行上、目的とする相互作用解析を行うためには、安定した結合条件を検討する必要があることから、最適な結合条件を見い出すために相互作用解析の条件検討を行い、キメラタンパク質・病原体因子相互作用解析を再度行う必要が生じた。そこで、最適な結合条件を見い出すために相互作用解析の条件検討を行ったが、キメラタンパク質と病原体因子が安定的に結合する条件を見出すことはできなかった。そこで、本申請課題の終了後の研究継続を視野に入れ、CMV系統とササゲ品種の相互作用に関する解析を行った。国内外で栽培されている約200のササゲ品種のCMV黄斑系統[CMV(Y)]に対する応答を解析したところ、接種葉に局部壊死病斑(NLL)が形成されず、ウイルス外被タンパク質(CP)も検出されないエジプト産ササゲ品種(EG)を見出した。CMV(Y)接種EGでは全身病徴も認められず、非接種上位葉でもCPは検出されなかった。さらに、GFP発現CMV(Y)を接種したEG葉では、1細胞レベルでもウイルス複製は認められず、NLL形成に伴う防御応答遺伝子発現も誘導されないことから、EGはCMV(Y)に対して高度抵抗性(ER)を示すと考えられた。さらに、ササゲ品種(EG)のCMV(Y)に対するERの誘導は、CMVのRNA2によりコードされている2アミノ酸残基の種類により決定されていることを明らかにした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。抵抗性対立遺伝子座RCY1、HRT、RPP8は、Cucumber mosaic virus (CMV)、Turnip crinkle virus (TCV)、アブラナ科べと病菌(Hyaloperonospora arabidopsidis: Hpa)に対するCC-NB-LRR型抵抗性タンパク質をコードしている.RCY1/RPP8キメラ遺伝子に対するCMVとHpaの応答解析のための予備実験として、本年度は、RCY1とその対立遺伝子であるHRTの間で、RCY1/HRTキメラ遺伝子を作成し、CMVまたはTCV感染Nicotianabenthamiana葉で一過的発現解析を行った。その結果、LRRドメインの相互置換により、CMVとTCV抵抗性が反転した。LRRドメインは、病原体のもつ非病原性因子を直接的あるいは間接的に認識することにより、抵抗性タンパク質の高次構造を変化させ、下流シグナル伝達系を活性化させることにより抵抗性を誘導するモデルが提唱されているが、本結果は、そのモデルに合致するものであった。次に、CMV外被タンパク質遺伝子へのランダム変異導入による非病原性機能の喪失解析では、既報のN末端近傍3アミノ酸に加え、新たに39、140、142、164、191残基目のアミノ酸の非病原性機能への関与が示唆された。外被タンパク質サブユニットの高次構造予測によれば、これらアミノ酸は、外被タンパク質サブユニットの表面に位置していることが推察された。これらの知見はCMV抵抗性の分子基盤を理解する上で有効と考えられる。シロイヌナズナの第5染色体に座乗するRCY1とRPP8は、キュウリモザイクウイルス黄斑系統[CMV(Y)]RCY1とアブラナ科べと病菌の抵抗性を支配する対立遺伝子RPP8である。CMV(Y)抵抗性遺伝子RCY1は、CMV(Y)の外被タンパク質(CP)を認識して細胞死を伴う抵抗性反応(HR)を誘導する。RCY1を形質転換したN. benthamianaおいても、CMV(Y)接種によりHRの誘導が認められた。しかし、ウイルス粒子の形成能または安定性を低下させる1アミノ酸変異(L39P)をCPにもつCMV(Y)は認識を逃れ、HRの誘導は認められなかった。また,この残基を含むCPの3147番目のアミノ酸残基がαへリックス構造をとり、b, e座位の残基が形成する疎水性面同士の結合がCP多量体化・粒子形成に寄与することが構造解析で示唆されていることから、このαへリックスドメインの欠失変異体と、アミノ酸挿入/欠失でαへリックスの位相をずらした変異体を作製して上述の形質転換体N. benthamianaに接種したところ、いずれもHRを誘導しなかった。このドメインを介したCP多量体化がRCY1によるCP認識に必要である可能性が明らかになった。一方、RCY1の対立遺伝子であるRPP8が認識するアブラナ科べと病菌Emco5のエフェクターについては、RXLRドメインを指標とした候補遺伝子のクローニングは終了しているが、それら遺伝子のRPP8形質転換N. benthamianaでの発現には成功しておらず、RPP8が認識するべと病菌エフェクターの同定は今後の課題である。平成28年1月、エフェクター機能の解析の結果、すべての候補遺伝子において機能発現が認められなかった。

RCY1発現およびCMV(Y)抵抗性を調節する新規宿主因子の探索するため、RCY1形質転換シロイヌナズナ系統Col::pRCY1-HA#13 (以下#13)に変異原EMSを処理し、後代からCMV(Y)高度抵抗性が誘導されなくなる変異株[suppressor of RCY1-mediated resistance to CMV(Y) (src) ]を独立に8系統(m1m8)単離した。野生型の#13は、RCY1遺伝子を10コピー有し、CMV(Y)に対して単一細胞レベルの高度抵抗性を誘導する。src8系統(m1m8)では、CMV(Y)初期感染部位において過敏感細胞死が誘導されずCMV(Y)が全身移行した。またm1m8系統では#13に比べてRCY1蓄積量が1/100前後に減少していた。したがって、変異株におけるCMV(Y)高度抵抗性誘導能の欠失は、RCY1 mRNAレベルの低下を介したRCY1タンパク質蓄積量の減少に起因することが考えられた。m1m8系統では、RCY1発現を制御する因子に変異が生じている可能性が考えられたことから、RCY1発現が#13の1/100前後減少しているsrc1-src8系統と#13系統間の交配後代F2を用いて、RCY1発現量とCMV(Y)に対する応答を解析した。その結果、1-6%の個体のみがCMV(Y)に対して高度抵抗性を示した。よってsrc変異によるRCY1発現減少は、エピジェネティックな調節に起因すると考えられた。RCY1上流領域のメチル化シトシン(mC)は、#13系統に比べて、src1-src8系統で増加していた。また#13系統とsrc系統間の交配後代F2において、RCY1発現減少レベルとmCレベルが相関していた。以上より#13src系統においてRCY1メチル化が,RCY1発現抑制に関与しているものと推察された。本研究課題では、RCY1遺伝子発現制御システムの解析と同時に、RCY1タンパク質と病原体因子の結合実験を計画しているが、当初の予想以上に、イオン強度とpHが結合に影響することが明らかになった。研究の遂行上、安定した結合条件を見出す必要があることが明らかになったため。キュウリモザイクウイルス黄斑系統[CMV(Y)]抵抗性遺伝子RCY1の発現量は、CMV(Y)抵抗性の強さと相関する。RCY1発現およびCMV(Y)抵抗性を調節する新規宿主因子の探索するため、キメラタンパク質・病原体因子相互作用解析を行っていたところ、想定以上にイオン強度とpHが相互作用解析の結果に影響を及ぼしていることが判明した。研究の遂行上、目的とする相互作用解析を行うためには、安定した結合条件を検討する必要があることから、最適な結合条件を見い出すために相互作用解析の条件検討を行い、キメラタンパク質・病原体因子相互作用解析を再度行う必要が生じた。そこで、最適な結合条件を見い出すために相互作用解析の条件検討を行ったが、キメラタンパク質と病原体因子が安定的に結合する条件を見出すことはできなかった。そこで、本申請課題の終了後の研究継続を視野に入れ、CMV系統とササゲ品種の相互作用に関する解析を行った。国内外で栽培されている約200のササゲ品種のCMV黄斑系統[CMV(Y)]に対する応答を解析したところ、接種葉に局部壊死病斑(NLL)が形成されず、ウイルス外被タンパク質(CP)も検出されないエジプト産ササゲ品種(EG)を見出した。
多孔性配位高分子とポリマーの分子的複合化で実現するチャネル型ガス分離膜の創製

細胞膜に存在する膜貫通タンパク質のイオン分離機構に着想を得て、本課題では多孔性配位高分子(PCP)をチャネルに見立てたガス分離膜の開発を行った。PCPと高分子の複合化手法を検討する過程で、PCPの分子状類縁体である中空ケージ錯体「有機-金属多面体(MOP)」の表面から高分子をグラフト重合する手法を見出した。得られた高分子グラフトMOPをフィルム化し、ガス透過性を評価したところ、フィルムは二酸化炭素を選択的に透過させることがわかった。ガス透過機構については今後調査する必要があるが、MOPの空隙をチャネルとして気体分子が移動、分離されるチャネル型ガス分離膜のモデルに相応しい材料設計を提案できた。本課題では、生体の細胞膜に存在する膜貫通タンパク質(イオンチャネル)におけるイオン分離機構に着想を得て、多孔性配位高分子(PCP/MOF)を選択的ガス分離チャネルに見立てた斬新な機構で高選択的ガス分離を達成する「チャネル型ガス分離膜」の開発を目的としている。本年度はPCP結晶表面を重合開始点とする重合開始法の開発を目的として研究を遂行した。種々の検討の結果、PCP微結晶表面の修飾およびその表面からの重合開始は非常に困難を極めることがわかった。そのため、早い段階で対象をPCPからPCPナノフレームワーク(PCP細孔構造の最小単位)へとシフトさせ研究を展開した結果、新規ナノPCP/ポリマー複合体を得ることに成功した。詳細な反応追跡から、PCPナノフレームワーク表面からのモノマー(スチレン、メチルメタクリレート等)の重合はリビング機構で進行することが確かめられ、原子間力顕微鏡および動的光散乱測定により、得られた構造体はPCPコアをポリマーのコロナで覆ったコアーシェル構造を有していることが明らかとなった。本化合物は汎用の有機溶媒(トルエン、THF、クロロホルムなど)へ可溶であり、本化合物のクロロホルム溶液を基板上にキャスト後、剥離することで柔軟な自立フィルムを得ることに成功した。生体の細胞膜に存在するイオンチャネルにおけるイオン分離機構に着想を得て、本課題では多孔性配位高分子(PCP/MOF)を選択的ガス分離チャネルに見立てた斬新な機構で高選択的ガス分離を達成する「チャネル型ガス分離膜」の開発を目的とした。昨年度までの検討の結果、PCP結晶表面からの重合開始反応の最適化が非常に困難であることがわかり、研究対象をPCP結晶のフレームワークの最小単位である「ケージ状錯体」に着目し、研究を展開した。具体的には、有機-金属多面体(MOP)と呼ばれる有機金属ケージ錯体の表面を重合性官能基で修飾し、スチレンやアクリレートモノマー存在下、表面開始重合をおこなった。本複合体は、ナノサイズのMOPをコアにして高分子をグラフトした構造を有しており、ポリマー素材の特有の熱可塑性を持ち、様々な有機溶媒に可溶であった。本複合体の単分子、およびバルク状態でのナノ構造は、原子間力顕微鏡および小角X線散乱で詳細に明らかにすることができた。溶液塗布法により本複合体をフィルム化し、二酸化炭素/窒素混合気体からの二酸化炭素分離性能を試験したところ、中程度の分離選択性を示すことがわかった。今後の研究において、グラフト高分子およびMOPコアの最適化を行うことで高選択性を実現できる可能性が十分に期待できる。以上、本課題においてPCPおよびMOPをコアとする高分子グラフト手法を確立し、得られた複合体をフィルム化させることで新規のガス分離メンブレンを得ることに成功した。種々の検討の結果、PCP微結晶表面を重合開始部位を備えた官能基で安定的に修飾することが困難であったため、チャネル部位となる対象構造物をPCP結晶からPCPナノフレームワークへとシフトさせることとしたが、これによる当初の達成目標に変更はなく、本研究の進捗は概ね順調であると言える。なお、本年度の成果については日本化学会第95春季年会(2015)にて口頭発表1件、特許出願1件を行っている。27年度が最終年度であるため、記入しない。高分子材料化学次年度(平成27年度)は、当初の予定どおり「PCP/ポリマー複合体の成形加工法の検討」および「チャネル型ガス分離膜としての機能評価」を軸として、本年度(平成26年度)で得た知見を応用し展開してゆく。具体的には、得られたナノPCP/ポリマー複合体のフィルムを種々の手法で作成し、そのナノ構造をX線小角・広角散乱法(SAXS・WAXD)、走査・透過型電子顕微鏡観察(SEM・TEM)、および原子間力顕微鏡観察(AFM)を用いて詳細に解析する。ポリマーコロナや内部PCPコアの最適化を図り、チャネル型分離膜へ適したフィルムの内部構造を探索する。最終的には、フィルムのガス透過性評価および混合ガスの分離選択性評価を行い、目的としているガス分離性能が得られることを確かめる。

また、ガス分離にとどまらず、イオンの分離も視野に入れ、本研究の可能性を幅広く探索する。27年度が最終年度であるため、記入しない。
位相幾何学の数理物質への応用と数式処理の研究

研究実績内容は各分担について以下の通りである:(1)山口耕平:最近話題となっている(ラベル付き)Configuration-空間のトポロジーを調べることを第1の目標とした。とくにArnold達によって研究されてきた,(ラベル付きConfiguration-空間の典型例のひとつである)次数d重複度がn未満の複素係数多項式の空間SP^d_n(C)のトポロジーの研究によりそれまでの結果を含む一般的な結果を得た。(これに関しては論文準備中であり,今春の日本数学会の特別講演で講演予定である。)またこれに関連して,F.Cohen,R.CohenやVassiliev達のこれらの空間に関する安定ホモトピー型に関する結果の別証明も得られた。(それについても論文準備中である。)さらにそれに類似した結果として複素係数有利関数の空間に関する結果も類似の方法で得られた。(これについては論文投稿中である。)またそのために必要となる向き付きConfiguration-空間のトポロジーに関する結果も得られた。(これについての論文が今年中に発行される予定である。)最後に,これらに関連して特異点論の研究および数式処理の研究も行った。(2)内藤敏機:バナッハ空間上で無限の送れを持つ場合の線形関数微分方程式の研究を行った。とくに,その解半群のスペクトル分解が成立することを一般的の場合で証明した。またその具体例を一般に調べそれらの解の安定性を調べた。(3)大久保謙二郎:常微分方程式の研究とそれに関する数式処理の研究を行った。とくに数式処理の工学的応用および教育的応用の研究も行った。
イン・ビボ－マウス脳における単一神経細胞のカルシウム動態の解明

新型多光子レーザー顕微鏡を用いて樹状突起からのカルシウムイメージング法を確立した。この方法とさらに複数の手法を用いて次の点について研究の進捗があった。マウス一次体性感覚野(S1)と二次運動野(M2)との間に相互的な投射が存在することを確認した。M2からの入力が樹状突起スパイクを誘起しそれによりS1における5層神経細胞の選択的な発火を引き起こすことを明らかにした。触覚を用いる行動実験において、M2からの入力を光遺伝学的手法を用いて抑制するとマウスの知覚が不正確になると解釈できる結果を得た。本研究によって樹状突起のカルシウム応答が知覚形成の基本的な構成要素となっていることを明らかにした。1新型三次元多光子レーザー顕微鏡を用いたカルシウム測定法を確立した。本顕微鏡を用いて、マウス一次体性感覚野皮質(後肢)からカルシウムイメージングを行った。ピエゾ素子を用いて対物レンズを20Hzで上下に数百マイクロメートル振動させ、樹状突起の複数の場所からカルシウムイメージングを行った。2単一神経細胞樹状突起からのカルシウムイメージング法を確立した。生きているマウスから、ホールセル記録法を行い単一神経細胞にカルシウム色素を充填し、樹状突起のカルシウム変化と細胞体の膜電位変化を同時測定した。また、カルシウムプローブを遺伝的に発現している遺伝子改変マウス(GCaMPマウス)を用いて樹状突起のカルシウム変化の測定法も確立した。3これらの方法とさらに複数の手法を用いて、トップダウン入力によって制御される神経回路をマウスの体性感覚系において同定した。具体的には、1.マウス一次体性感覚野と二次運動野との間に相互的な投射が存在することを確認した。2.二次運動野からのトップダウン入力が、樹状突起スパイクを誘起し、それにより5層神経細胞の選択的な発火を引き起こすことを示した。3.後肢の触覚を手がかりとする行動実験において、二次運動野からのトップダウン入力を光遺伝学的手法を用いて抑制すると、マウスの知覚が不正確になると解釈できる結果を得た。当初の目的であった「カルシウムウエーブが生きた動物でも生じるかを検証する」を達成することはできなかったが、本研究によって樹状突起のカルシウム応答が知覚形成の基本的な構成要素となっていることを明らかにした。新型多光子レーザー顕微鏡を用いて、マウス一次体性感覚野皮質(後肢)の600 μmの深さ(皮質5層)からカルシウムイメージングを行った。また、カルシウムプローブを遺伝的に発現している遺伝子改変マウス(G-CaMPマウス)を用いて樹状突起のカルシウム変化の測定法も確立した。3これらの方法を用いて、マウス後肢感覚刺激、および皮質電気刺激により誘起された樹状突起のカルシウム変化を観察し、皮質間の情報がどのように樹状突起に入力されているかを明らかにした。さらに、膜電位感受性色素を用いた皮質の膜電位イメージング法、神経トレーサーを用いた形態観察法、および細胞外電位記録法を用いて、皮質間の情報連絡のメカニズムを明らかにした。4予備研究の段階ではあるが、生きた動物の脳でカルシウムウエーブと思われる現象を観察した。今後はこの現象のメカニズムや生理的意義の解明を行う。52012年度には、日本神経科学学会、北米神経科学学会、日本生理学会にて上記内容のポスター発表を行った。「目的1.新規三次元多光子レーザー顕微鏡を用いたCa2+測定法の確立」本目的を達成することができた。理由を以下に述べる。対物レンズを数百マイクロメートルの範囲で最大20Hzの頻度で上下させ、広範囲の単一神経細胞の樹状突起からCa2+応答を数十ミリ秒の時間分解能で観察できるようになった。この手法によりCa2+ウエーブが樹状突起を伝播する様子が観察できるようになった。「目的2.生きた動物でもCa2+ウエーブが神経細胞で観察されるか。」本目的を一部達成することができた。予備実験の段階ではあるが、生きた動物でCa2+ウエーブと考えられる現象を観察することができた。「目的3.Ca2+ウエーブの生理的意義の解明」本目的は未達成である。1「生きた動物で観察されたCa2+ウエーブのメカニズムの解明」目的:予備実験で観察されたCa2+ウエーブのメカニズムを確立した手法を用いて明らかにする。

方法:Ca2+ウェーブを特定するために、Ca2+応答の時空間的特徴(刺激からの潜時の長さや、どの程度局所的にCa2+応答が誘起されるか)を観察する。Ca2+ウェーブはIP3受容体を介したCa2+放出によって誘起されるので、IP3受容体の阻害剤を用いる。2「Ca2+ウェーブの生理的意義の解明」目的:脳スライスを用いた研究により、Ca2+ウエーブは、シナプス可塑性を誘起することが報告されている。これよりマウスの学習とCa2+ウエーブに相関があるか検討する。方法:覚醒下のマウスにGo/No-go課題として後肢体性感覚による刺激弁別課題ができるよう訓練させる。課題遂行中のマウスの行動と樹状突起の活動の相関を検討する。課題に慣れていない(初心者)時期と、課題に十分に慣れた(経験者)時期とで、樹状突起のCa2+応答パターンに違いがないか、Ca2+ウエーブと相関がないかを検討する。相関がある場合、そのメカニズムを薬理学的手法を用いて検討する。該当なし
交流分析を用いた、新人看護師の就労支援の在り方の検討

新人看護師の離職については、性格、不安特性、コミュニケーション能力などの特性に、仕事要因が加わることで自己の限界を感じ、離職につながってことが多い。よって、どのような特性を持つ者が、自己限界に陥りやすいのか、また、どのような仕事要因に接することで自己限界に陥るのか、これらの傾向をつかむことができれば、高リスク者に焦点を当てた、個のフォローが可能となる。入職時に新人看護職の特性を、交流分析法などにて調査する。その後自己限界を感じた者と業務が継続できている者との特性比較、また自己の限界を感じた者の要因を聴取し、特性ー要因の関連を解析し、自己限界に陥りやすい特性傾向をつかむ。
進化工学を利用した蛍光プローブの開発研究

機能的アプタマーを用いた蛍光プローブ開発:カルシウムイオンに感応し蛍光を発するG-CaMPのメカニズムを模倣し、標的分子に結合することにより蛍光を発する蛍光センサー分子を創製することを目的に以下のような分子デザインを行った。標的分子をすでに2種類のペプチドアプタマーが得られているIL-6Rとし、これに結合するCys2とCys4という2種類の結合サイトが異なるペプチドアプタマーをEGFPのN末端、C末端の両端にランダム領域を挟んで連結した構造をもつライブラリを構築し、cDNA displayライブラリの評価を行ったところ、目的の分子が合成されていることが分かった。ランダム配列を持つアプタマーを用いた蛍光プローブ開発:カルシウムセンサーG-CaMPの蛍光素子部分のN末端およびC末端にランダム配列のペプチドアプタマーを連結したライブラリーを構築した。反応条件を最適化し、理論上10の12乗-10の13乗の多様性を持つDNAライブラリを構築した。mRNA display分子を合成した。高速スクリーニング法の確立:セルソーターを用いた高速スクリーニング法を検討し、実験者の技量による影響を少なくした。本研究は従来のペプチドアプタマーライブラリーより分子量において、各段に大きな分子量のライブラリーを構築するものであり、この目的のためにはライブラリー構築における各ステップで効率を落とさないように反応系を最適化する必要がある。本年度はライブラリー構築の条件を検討し最適化した。この成果はこれまで非常に困難であった分子量の大きなライブラリーの構築に大きく寄与するものと考えられる。IL-6Rに結合するCys2とCys4という2種類の結合サイトが異なるペプチドアプタマーをEGFPのN末端、C末端の両端にランダム領域を挟んで連結した構造をもつライブラリを構築した。Cys-3,-4はいずれもアミノ酸残基で25残基程度であるため、併せても50残基程度である。また、ランダム部分は30残基程度である。そのため、GFPは238残基であることを考慮すると、ほぼ300残基程度のタンパク質ライブラリとなる。しかし、300残基のタンパク質を提示したcDNA display分子は発現効率が低いことが判明し、効率化をさらに高めるための最適化を行う必要が生じた。機能的アプタマーを用いた蛍光プローブ開発:ライブラリー構築の更なる効率化に取り組む。ランダム配列を持つアプタマーを用いた蛍光プローブ開発:ライブラリー構築の更なる効率化に取り組む。高速スクリーニング法の確立:酵母ディスプレイ法やファージディスプレイ法は発現タンパク質の評価がしやすい系である。cDNAディスプレイ法に酵母ディスプレイ法を組み合わせてスループットよくスクリーニングできる方法を検討する。蛍光タンパク質およびそれを応用した可視化技術は生物、医学分野で非常に重要な技術となっている。我々はGFPをもとに蛍光Ca2+プローブG-CaMPを開発してきた。また最近では赤色蛍光カルシウムプローブ(R-CaMP)も開発している。これらのプローブは線虫、ショウジョウバエ、ゼブラフィッシュ、マウス、等多くのモデル生物で利用され、神経細胞の活動のモニターや、再生医療の基礎研究でも分化した細胞の活動のモニターに応用されている。一方、ペプチドアプタマーは特定の分子と特異的に結合するペプチドで、通常ランダム配列の巨大なライブラリー中から選び出してくる。アプタマーは近年、分子認識が可能な生体物質として、生物工学的応用、薬剤への応用が検討されている分子である。本研究ではG-CaMPの蛍光リポーター部分を用い、分子認識部分にペプチドアプタマーを結合させ、種々の分子を認識できる蛍光プローブを迅速に作成する技術を開発する。可視化技術は生物学、医学、薬学においてますます必要とされている重要な技術である。本研究は蛍光プローブの革新的開発手法に関するものであり、新たに開発する方法論では、蛍光プローブの作成でペプチドアプタマーを用いることにより、これまでよりより短時間に高性能な蛍光プローブが開発できるようになる。また、本研究で開発が見込める高性能な蛍光プローブを生物学、基礎医学、疾患の原因解明、創薬、疾患バイオマーカー等の検査薬、医薬品に利用することにより人類社会に貢献できると期待される。(1)機能的アプタマーを用いた蛍光プローブ開発:機能的アプタマーとして既知のペプチドアプタマーを用い、それをGーCaMPのレポーター部分と分子生物学的に融合させたペプチドアプタマー蛍光プローブを作成した。このプローブを大腸菌に発現させ結合活性、蛍光に及ぼす影響について、機能解析した。(2)高速スクリーニング法の確立:プローブ作成においてこれまで収率が低かった律速部分について新たなアイデアにより高速化を試みた。その結果、反応時間をこれまでより大幅に短縮させることが可能になったとともに、安定してプローブを作ることが可能になった。また、リポソームのスクリーニング法についてリポソームの作成条件を検討した。セルソーターの導入により、スクリーニングを高速化することが可能になった。また、マイクロカロリーメーターの導入により、固定化していないサンプルの結合状態を例え蛍光を発しない状態でも検討することが可能になった。機能的アプタマーを用いた蛍光プローブ開発:緑色蛍光Ca2+プローブG-CaMPの蛍光素子部分を基に作製した改変GFPの両端に、リンカーペプチドを介して基質に結合する2種類のペプチドアプタマーを遺伝子工学的に連結したライブラリーを作製した。ランダム配列を持つアプタマーを用いた蛍光プローブ開発:一般に、プローブのスクリーニングのために核酸とタンパク質の対応づけを行う。この目的のために、しばしば核酸とタンパク質を融合させることが行われる。この過程で融合率が低いとライブラリーの収率の低下やライブラリーサイズの低下を引き起こす。

我々はelectrophoresis mobility shift assay (EMSA)を用いて融合効率を上げる検討を行った。その結果タンパク質と融合させる核酸の配列を選択することにより、融合効率を高めることができることを見出した。また、種々の融合手法を検討した結果、これまでよりも高効率にDNA配列を、目的タンパク質をコードするDNAに結合させたDNAライブラリーを作成できるようになった。高速スクリーニング法の確立:セルソーターを用いたスクリーニング法は高速に多数の細胞や細菌、酵母、リポソームなどをスクリーニングし分取することができる。分子をスクリーニングするために、しばしば細胞やリポソームの表面に分子を固定化することが行われる。我々はリポソームにアンカーする新規ペプチドを開発した。さらに、このペプチドを用いて分子を細胞膜やリポソーム膜に効率的に固定化することが可能となった。測定装置の故障により一部の研究で時間がかかってはいるが、アプタマーを用いたライブラリーの作成や、抗体を用いてのプローブ開発で成果が上がっている。また、スクリーニング方法においてもリポソームにアンカーする新規ペプチドを開発し、このペプチドを用いて分子を細胞膜やリポソーム膜に効率的に固定化することが可能にしており、これらの成果から、全体的にはおおむね順調に進展していると判断した。機能的アプタマーを用いた蛍光プローブ開発:カルシウムイオンに感応し蛍光を発するG-CaMPのメカニズムを模倣し、標的分子に結合することにより蛍光を発する蛍光センサー分子を創製することを目的に以下のような分子デザインを行った。標的分子をすでに2種類のペプチドアプタマーが得られているIL-6Rとし、これに結合するCys2とCys4という2種類の結合サイトが異なるペプチドアプタマーをEGFPのN末端、C末端の両端にランダム領域を挟んで連結した構造をもつライブラリを構築し、cDNA displayライブラリの評価を行ったところ、目的の分子が合成されていることが分かった。ランダム配列を持つアプタマーを用いた蛍光プローブ開発:カルシウムセンサーG-CaMPの蛍光素子部分のN末端およびC末端にランダム配列のペプチドアプタマーを連結したライブラリーを構築した。反応条件を最適化し、理論上10の12乗-10の13乗の多様性を持つDNAライブラリを構築した。mRNA display分子を合成した。高速スクリーニング法の確立:セルソーターを用いた高速スクリーニング法を検討し、実験者の技量による影響を少なくした。
スクアレン・エポキシダーゼ遺伝子の転写制御機構

まずマウスL929細胞を用いてウエスタンブロッテイング及びノーザンブロッティングを行い、スクアレンエポキシターゼ(SE)遺伝子がステロールにより主に転写レベルで制御されていることを明らかにした。またヒトHeLa細胞を用いてさらに詳細な解析を行い、その転写が酸化ステロールによって効率的に抑制されるが、コレステロールによってはほとんど抑制されないことを明らかにした。またHMG-CoA還元酵素阻害剤とSE阻害剤による転写誘導が、HMG-CoA還元酵素遺伝子とSE遺伝子とでは異なることを見出し、この結果はHMG-CoA還元酵素遺伝子にはステロール及び非ステロールメバロン酸代謝産物からのフィードバック制御が行われ、SE遺伝子にはステロールのみによるフィードバック制御が行われていることを示唆している。次に、ラット及びヒトSE遺伝子ゲノムをクローニングしてその構造を決定し、またヒトSE遺伝子が染色体8番のq24.13に位置していることを見出した。最近コレステロール代謝異常による先天奇形が注目されているが、この8q24.13にはLanger-Giedion症候群と呼ばれる先天奇形がマップされていることからこの病気との関係が注目される。またプロモーター領域についてルシフェラーゼアッセイやゲルシフト法等を用いて解析を行った結果、少なくとも2つの制御領域が存在し、一つにはSREBPが結合すること、もう一つの制御領域にはNF-Yの結合配列が存在することを明らかにした。このSREBPの結合配列は今までとは異なった新たな配列である。
ミソプロストールによる食物アレルギー、アスピリン蕁麻疹の症状誘発抑制の検討

本研究では、食物依存性運動誘発アナフィラキシーに対し、症状誘発を抑制する治療法の確立およびその機序の解明を目指すものである。昨年度申請者は、小麦依存性運動誘発アナフィラキシーが疑われる患者に負荷試験を行い、症状誘発の有無を確認した。症状が誘発された場合には、後日同じ条件で負荷開始1時間前にミソプロストールの前投与を行い、症状が抑制できるかどうかを観察した。食物依存性運動誘発アナフィラキシーは通常の食物アレルギーとは異なり、患者の体調、運動、NSAID内服の有無により症状誘発の閾値が低下するため予測が困難である。日常的に摂取する食材の場合は、完全な除去が難しい。症状誘発を抑制できる薬剤が判明すれば、患者のQOL向上につながるものと考える。また、症状誘発および抑制の機序が解明されれば、新たな治療法の開発にもつながる。昨年度から引き続き、小麦以外の食材も含めて食物依存性運動誘発アナフィラキシーが疑われる患者に、入院下で負荷試験を行い対象患者の集積をおこなった。摂取、運動、アスピリン内服(500mg)の負荷でそれぞれ単独で症状を認めないことを確認した後、摂取+運動、アスピリン+摂取、アスピリン+摂取+運動の負荷を行い、症状が誘発された時点で陽性と判定した。これまでに32例に負荷試験を行い、そのうち29例が陽性であった。29例のうち、同意が得られた23例にミソプロストールの前投与を行ったところ、20例は症状誘発を抑制できた。また、症状を認めた3例も軽微な症状であった。全例外食時などで原因食物を摂取するかもしれない場合には、ミソプロストール前投与により事なきを得ている。本研究は、小麦依存性運動誘発アナフィラキシーとアスピリン蕁麻疹に焦点を絞って、症状誘発を抑制する治療法の確立およびその機序の解明を目指すものである。今年度申請者は、既往歴および血液検査、皮膚テストの結果から小麦依存性運動誘発アナフィラキシーが強く疑われる患者に、同意を得た上で入院下で負荷試験を行い、症状誘発の有無を確認した。症状が誘発された場合には、後日同じ条件で負荷開始の1時間前にミソプロストール200mgの前投与を行い、症状が抑制できるかどうかを観察した。症状が抑制された患者には、日常生活においてやむを得ず小麦を摂取する場合にミソプロストールを事前内服していただき、その後の経過を確認し臨床情報を集積した。現時点では高い確率で症状誘発を抑制できている。同時に、同意が得られた症例においては経時的な血清サンプルを集積している。小麦依存性運動誘発アナフィラキシーは通常の食物アレルギーとは異なり、特定の条件がそろった際に強いアレルギー症状を引き起こす疾患である。患者の体調、運動、NSAID内服などにより症状誘発の閾値が低下するため、症状出現の予測が困難となり症状を認めた際には重篤化しやすい。また、小麦は日常的に摂取する食材であり、完全な除去が難しい。また、症状誘発および抑制の機序が解明されれば、新たな治療法の開発にもつながると思われる。本研究の初年度は、小麦依存性運動誘発アナフィラキシーが疑われる患者に、入院下で負荷試験を行い対象患者の集積をおこなった。これまでに26例に負荷試験を行い、そのうち23例が陽性であった。23例のうち、同意が得られた19例にミソプロストールの前投与を行ったところ、16例は症状誘発を抑制できた。また、症状を認めた3例も軽微な症状であり、全例外食などで小麦を摂取するかもしれない場合には、ミソプロストール前投与により事なきを得ている。

また、症状を認めた3例も軽微な症状であった。全例外食時などで原因食物を摂取するかもしれない場合には、ミソプロストール前投与により事なきを得ている。負荷試験をおこなった際、同意が得られた患者には経時的に採血を行い血清を採取している。その血清を用いて、肥満細胞活性化マーカー(トリプターゼ、ヒスタミン、PAF)を測定するとともに血液中の抗原(グリアジン)濃度測定を行う予定にしている。また、アスピリン蕁麻疹が疑われる患者の集積を行い、小麦依存性運動誘発アナフィラキシーと同様に、ミソプロストールの前投与を行い、症状誘発が抑制できるかどうかを検討していく方針である。実際に得られた臨床データについて統計ソフトの購入を検討していたが、機能を吟味した上で次年度に購入することにしたため。繰り越し金額については統計ソフトの購入に充当する予定である。
エネルギー吸収型ブレースの改良とその建物の地震応答制御設計への適用法に関する研究

申請した研究計画に基づいて、下記の研究を行った。1)鋼板履歴ダンパーの疲労特性向上のための実大実験鋼板履歴ダンパーパネル部に普通鋼を用いると、せん断座屈やエネルギー吸収性能劣化の問題を生ずる。そこで、普通鋼パネル部に水平スチフナによる面外補剛を施したせん断抵抗材について、K型制振ブレース架構に組み込んだ時を想定した実大実験を行った結果、本せん断抵抗材は、弾性限界が小さく、大変形時にも優れた塑性変形性能を有し、面外変形を拘束する補剛を施せば、多数回の繰り返し載荷に対しても、エネルギー吸収性能に優れた紡錘型の復元力特性を持つことなどを明らかにした。2)ブレース部材の力学的性能向上に関する研究鋼管に平鋼を挿入したものに、高強度の膨張コンクリートを充填すれば、鋼管の拘束によるコンクリートのケミカル・プレストレスによって、引張・圧縮ともに剛性と強度の著しいものが得られる。このようにして作られた、制振ブレース単材のプレストレス分布や、繰り返し引張力に対する荷重変形特性、内部コンクリートの引張特性及び平鋼との付着性状などを明らかにし、本ブレース部材は、水比の少ない膨張性のよいコンクリートと高張力平鋼を使用することによって、高引張加力時においても極めて優れた性能を発揮することを示した。3)制振ブレースの配置法と高層建築架構構造特性設定法に関する基礎資料の収集制振ブレースが配置された鉄骨架構建築の地震応答特性を調べるために、軟弱な地盤で採られた多数の地震波に対して、一質点系にモデル化された弾塑性振動系の応答を求めた結果、本制振ブレース架構は、高層建築架構の地震応答を制御する上で、極めて優れた性能を有し、低降状震度で設計することができることを明らかにした。