hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
モルフォロジーに基づく画像の圧縮符号化の研究

1.分布関数による画像領域の形状記述画像の通信や蓄積のためのデータ圧縮を目的として、領域の形状を少ないデータ量で効率よく記述するための一方式を提案した。本方式は図形の内部領域を基本形状要素の集合で表現し、その基本形状要素には濃度分布関数で輪郭線が定義されるものを用いる。さらに、さまざまな近似度や解像度で領域を復元するために、輪郭線をガウスフィルタで平滑化することにより得られた領域の多重解像度表現に基づいて、要素の集合を木構造で構成する方式を提案した。2.モルフォロジーに基づいた楕円体による画像領域の形状の記述と表現画像の領域を効率よく記述し、また、復元するための一方式として、対象領域の内部を楕円体の集合に分解することに基づく方式を提案した。そのための対象領域から大きさの降順に楕円体を分離抽出していくアルゴリズムをモルフォロジーで構成している。さらに、形状分解により得られた要素の集合をその大きさと隣接関係とに基づいて階層的な木構造で表す。また、要素の系列のうちの先頭から始まる部分系列を用いて領域を近似表現することにより、データ量の削減を図っている。このときの要素間の隙間を埋めるために1の研究で得られた濃度分布関数で定義した大円体を用いている。3.2値画像の情報非保存型符号化のための文字の近似に関する研究ファクシミリ画像などの2値画像の高能率符号化方式として原画像を完全には復元しない情報非保存型の符号化に関する研究を行った。このときの復元画像の画質を制御するために、2値図形の大きさに応じて心線に基づく記述と輪郭線に基づく記述とを切り換えることを検討し、本年度はそのうちの文字図形に関する検討を行った。文字の心線をベクトルあるいは高次の曲線分で近似したときの記述データ量を復元文字の判読性の観点から検討し、大幅なデータ削減が可能であることをシミュレーションにより確認した。
離島における集落活動を継承する新たな主体形成の実践に関する研究

本研究課題は、企業や公益財団等による集落支援活動が始まりつつある瀬戸内海の二つの離島を対象に、住まいや生活環境を継承していくための新しい主体形成の実践にともなう、現実的な課題や可能性を明らかにすることを目的としている。本研究の2年目にあたる2018年度(平成30年度)は、研究計画の第二段階として、集落支援活動に民間企業や財団法人等が参加することに対する受入地域の住民側の意識について、住民や関係者へのヒアリングにより明らかにし、双方の意識の違いも整理することを計画していたところである。関係者へのヒアリング調査を定期的に実施するとしていた部分については、企業・財団等へのヒアリングそのものは定期的に実施してきた。その一方で、現地調査や住民へのヒアリングの実施については、平成30年7月豪雨の影響により、調査対象地域もライフラインも大きな被害・影響を受けたことから、計画的な実施が困難となり、被災後の状況把握のためたびたび現地を訪問して調査を実施したものの、研究計画における本来の意図を反映した調査を行うことは不可能であった。その一方で、当初の研究計画立案時には想定していなかった新たな動きも生まれており、そうした活動の実態については、継続的に調査を行い、把握することができた。全体として、研究の進捗は実態としてやや遅れているが、これまでの研究活動の成果については、継続的に学会等において報告するなどして還元されている。本研究課題が調査対象としている地域は、平成30年7月豪雨災害において、大きな被害を受けた。ライフラインにも大きな被害・影響があり、現地でのヒアリング調査の実施に大きな障害となった。もっとも重要視していた調査期間である夏季期間を直撃し、現実的に、調査対象地域において住民に対する体系だったヒアリング調査の実施は不可能であった。研究の遅れの主たる要因は、上記豪雨災害によるものであり、不可避のものである。現地の住民に対する調査については、災害時の状況についてのフォローを行いつつ、生活基盤そのものは概ね回復してきたことから、基本的には当初の予定から一年間遅らせて、2019年の夏に現地における調査を実施できるよう準備を進めているところである。研究の遅れの要因は、自然災害の影響によるものであり、不可避のものである。災害という異常事態下での諸活動は、本研究課題の目的を達成する上で、付加的な知見を得る効果はあるものの、本来目指していたものではなく、いずれにしても平常の生活が回復した後の調査実施は必要である。また、本研究課題は、実際の生活環境を継承する主体形成の実践を扱っており、災害の影響による研究計画の遅れを取り戻すことは困難である。その一方で、生活環境が安定すれば、当初の計画に沿って研究を遂行する上での障害は特にない。以上のことから、基本的には、当初三年間であった研究期間の延長も見据えて、現地の住民を対象とした調査については、当初の予定から一年間遅らせて、2019年の夏に実施できるよう準備・調整を行っているところである。物理的に調査を実施できなかったことにより、調査に必要な研究費の執行もされていないことから、遅れをともなう研究計画の履行には特に問題はない。過疎地域には、いわゆる限界集落と称され、常時居住する住民だけでは集落活動を維持することが困難な集落が多数存在している。一方、常時居住者だけに頼るのでなく、二地域居住など多様な生活形態をとる個人や、集落活動に積極的に関与する民間の組織の支援を受けながら、地域環境創生に取り組むコミュニティも出現している。本研究は、企業や公益財団等による集落支援活動が始まりつつある瀬戸内海の二つの離島を対象に、住まいや生活環境を継承していくための新しい主体形成の実践にともなう、現実的な課題や可能性を明らかにすることを目的としている。研究の初年度にあたる平成29年度は、研究の第一段階への取り組みとして、民間企業や財団法人が集落支援活動を実施する上で、制度や規定上生じる制約や課題について、集落支援に取組む組織関係者へのヒアリングにもとづいて整理を進めた。民間企業や財団法人によって具体的に行われている集落支援活動の実態についても、現地や関係者への継続的な取材・調査を通して整理を進めている。また、研究の第二段階にあたる、集落支援活動に民間企業や財団法人が参加することに対する受入地域の住民側の意識について、住民や関係者へのヒアリングにより明らかにし、双方の意識の違いも整理するという部分についても、可能な部分から調査と整理を開始している。平成29年度中に、これらの調査・研究にもとづく成果を、国内学会における日本語による学術論文2編、国際学会における英語による学術論文2編、共著による書籍1冊の形で発表した。集落支援活動の課題や問題点の整理は順調に進んでいる。三原市、尾道市の両事例ともに、集落支援組織の形態に変化が見られることから、こうした影響もふまえつつ慎重に調査を進める。集落支援組織の活動実態の把握と並行して、支援主体と住民との意識の違いについて、調査を進めていく。

その一方で、現地調査や住民へのヒアリングの実施については、平成30年7月豪雨の影響により、調査対象地域もライフラインも大きな被害・影響を受けたことから、計画的な実施が困難となり、被災後の状況把握のためたびたび現地を訪問して調査を実施したものの、研究計画における本来の意図を反映した調査を行うことは不可能であった。その一方で、当初の研究計画立案時には想定していなかった新たな動きも生まれており、そうした活動の実態については、継続的に調査を行い、把握することができた。全体として、研究の進捗は実態としてやや遅れているが、これまでの研究活動の成果については、継続的に学会等において報告するなどして還元されている。本研究課題が調査対象としている地域は、平成30年7月豪雨災害において、大きな被害を受けた。ライフラインにも大きな被害・影響があり、現地でのヒアリング調査の実施に大きな障害となった。もっとも重要視していた調査期間である夏季期間を直撃し、現実的に、調査対象地域において住民に対する体系だったヒアリング調査の実施は不可能であった。研究の遅れの主たる要因は、上記豪雨災害によるものであり、不可避のものである。現地の住民に対する調査については、災害時の状況についてのフォローを行いつつ、生活基盤そのものは概ね回復してきたことから、基本的には当初の予定から一年間遅らせて、2019年の夏に現地における調査を実施できるよう準備を進めているところである。三原市については、今後集落支援活動を行っている財団とより緊密に連携しながら、情報の整理と活動内容の把握を進めていくこととしている。尾道市についても、活動主体の組織形態の変化を慎重に把握しながら、連携して状況を分析していく。研究の遅れの要因は、自然災害の影響によるものであり、不可避のものである。災害という異常事態下での諸活動は、本研究課題の目的を達成する上で、付加的な知見を得る効果はあるものの、本来目指していたものではなく、いずれにしても平常の生活が回復した後の調査実施は必要である。また、本研究課題は、実際の生活環境を継承する主体形成の実践を扱っており、災害の影響による研究計画の遅れを取り戻すことは困難である。その一方で、生活環境が安定すれば、当初の計画に沿って研究を遂行する上での障害は特にない。以上のことから、基本的には、当初三年間であった研究期間の延長も見据えて、現地の住民を対象とした調査については、当初の予定から一年間遅らせて、2019年の夏に実施できるよう準備・調整を行っているところである。物理的に調査を実施できなかったことにより、調査に必要な研究費の執行もされていないことから、遅れをともなう研究計画の履行には特に問題はない。90万円に対して2404円の余剰金はほぼゼロに近く、ほぼ予定通りの執行である。不必要な物品を購入するよりは来年度の経費と一緒に使うことが合理的であるため。すでに研究計画の進捗状況で述べたとおり、平成30年7月豪雨により、調査対象地域も大きな被害・影響を受けたことにより、研究計画の主要な部分を占める、現地での調査活動を実施することができなかった。
蚕卵休眠に動員される情報伝達系に関する天然物有機化学的研究

カイコの卵休眠は休眠ホルモン(DH)によって誘起される。今回の研究ではこれまでの研究成果に立脚し、活性発現に寄与するDHの部分構造の解析と体液中での分解に抵抗する活性分子作成を目指した。今回新たに合成したPRLaは弱いながら活性を示し、別経路合成による以前の結果を確認できた。一方、合成途上の保護ペプチドよりアルギニン保護基のみを脱離させたFMOC-PRLaは無修飾のPRLaよし10倍強い、FGPRLaに匹敵する活性を示した。そこで、芳香族アシル基のアシル部分の鎖長の異なったPRLa誘導体と芳香環を持たない脂肪酸で修飾したPRLa誘導体を合わせて13種類合成し、現在、これら試料の生物活性試験を行い、芳香環の活性発現に対する寄与を解析中である。一方、すでに確立している手法で調製したダブシル-DHやDNS-DHを用い、カイコ蛹の体液中で変化するか否かを調べた。その結果、これらの試料が、トリプシン分解とほぼ同じ経路で分解されることを見いだした。そこで、トリプシン的分解を受けにくい低分子休眠ホルモン断片類縁体を分子設計した。すなわち、D-アルギニンのC末端にシクロペンチルアミンを、N末端にイソブチルマロン酸アミドを、結合させた類縁体を合成した。なお、L-体についても同様に調製した。これらの分子はマロン酸部分の異性体混合物となるが、それぞれはHPLCで単離可能であった。得られた各試料を予備的にトリプルシン処理したところ、L-体に基づく異性体のうち一種のみが分解され、D-体由来の試料は分解を受けないことがわかった。これらの試料が体液処理で分解されるか否か、分解を受けるならばその経路はいかなるものか、および、これら試料の休眠誘導活性の有無を検討している。
エイコサペンタエン酸の抗動派硬化作用の機序の解明

エイコサペンタエン酸(EPA)の泡沫細胞形成抑制作用:ラットに精製EPAを投与して得られたEPA-richな腹腔マクロファージにおいては対照と比較してコレステロールの蓄積が減少していた。又その際アセチルLDLの受容体数が減少しており、これらの成積はEPAに泡沫細胞形成抑制作用があることを示している。又EPA-richのマクロファージブの血小板由来増殖因子の産生が強く抑制されていることが判明した。EPAの酸化LDL産生抑制作用:ラビットにEPAを投与し得られたEPA-richのLDLをCaの存在下でのLDLの酸化度をMDA値をもって表示した。興味ある所見としてEPA-richのLDLでは過酸化脂質の産生が低下しており、酸化LDL産生が抑制されることが判明した。EPAの血管平滑筋細胞増殖抑制作用:オレイン酸やリノール酸にはラット血管平滑筋細胞抑制作用は殆んどみられなかったが、EPAやDHAには強い増殖抑制作用がみられた。EPAの方がDHAよりもより強い増殖抑制作用がみられた。血管平滑筋細胞におけるEPAのプロスタサイクリン(PGI_2)産生促進作用:EPA投与によりEPA由来のPGI_3のみならず、アラキドン酸(AA)由来のPGI_2の産生え進がみられる。この場合抗酸化剤を添加するとこのPGI_2産生え進が抑制されることを見出した。このことは増養血管平滑筋細胞に於て産生されたEPA由来の少量の過酸化脂質がシクロオキシゲナーゼ活性を刺激しその結果PGI_2産生が増加する可能性を示唆している。以上の成疑よりEPAに抗動派硬化作用があることが明日となった。魚脂に豊富に含まれるWー3系多価不飽和脂肺酸の一種であるエイコサペンタエン酸(EPA)には抗血栓抗動脈硬化作用があることは数多くの内外の研究発表からよく知られていることである。動脈硬化病巣の特徴的な病理所見の一つとして流血中の単球が血管壁中に浸入し脂質の貧食して泡沫細胞化して決着する現象があげられる。抗動脈硬化作用を有するといわれているEPAが単球の泡沫細胞化を抑制する可能性が推測されるが,現在迄のところそれに関する研究報告はみられていない。そこで我々は,ラットに高純度のEPAーethylester(EPAーE)を投与し,単球の泡沫化に及ぼす影響について検討した。6週今の雄性ウィスタ-ラットにEPAーEを,0,100,300mg/kg1日の割り合いで4週間経口投与し,腹腟よりマクロファ-ジを調整した。細胞を24時間前培養した後,種々の濃度のアセチルLDLと共に更に24時間培養し,マクロファ-ジに蓄積されたコレステロ-ルエステルの含有量を測定した。マクロファ-ジ中のEPA含量はEPAの経口投与量に依存して有意に増加したが,逆にマクロファ-ジに蓄積されたコレステロ-ルエステルの含有量は有意に減少した。この事実はEPAに単球の泡沫胞化を抑制する作用があることを示唆しており,EPAの抗動脈硬化作用の機序で説明しうると考えられた。動脈硬化症の血管壁における病態の本態は,脂質吸着(泡沫細胞の形成)と血管壁平滑筋細胞の増殖である。特に動脈硬化の発症の早期より,流血中の単球が血管内膜下に於て集積した脂質を貧食し泡沫細胞化し,その過程で種々の生理活性物質し動脈硬化種病変を進展させるものと考えられる。抗血栓抗動脈硬化作用を有するといわれるWー3多価不飽和脂肪酸の一種であるエイユサペンタエン酸(EPA)が泡沫細胞形成及び酸LDLの産生にいかなる影響を与えるかを検討した。

6週〓雄性Wistar ratにEPA100300mg1kg1日4週〓口投与し,腹腔マクロファ-ジを摂取し, ^<125>IアセチルLDL( ^<125>IーAcLDL)のとりこみ, ^<125>IーAcLDLリセプタ-活性,AcーLDL存在下でのマクロファ-ジのコレステロ-ルエステル蓄積量を検討した。興味ある所見として,EPAに富むマクロファ-ジのコレステロ-ルエステル蓄積量は減少した。又AcーLDLのEPAに富むマクロファ-ジへのとりこみは減少しており,AcーLDLのマクロファ-ジでの受容体数の減少もみられた。このことはEPA摂取により泡沫細胞形成が抑制されることを示している。更にラビットにEPAを投与しEPAに富むLDLを血漿より採取し,Cu^<++>による酸化LDLの産生を検討した。興味ある所見として,EPAに富むLDLは,対照に比しCu^<++>による被酸化性が抑制されていることが判明した。以上の成績は,EPAに抗泡沫細胞形成,抗酸化作用があり,このことはEPAに抗動脈硬化作用があることを示しているEPAの酸化LDL産生抑制作用ラビットにEPAを投与し得られたEPA-richのLDLをCa^<++>存在下でのLDLの酸化度をMDA値でもって表示した。興味ある所見としてEPA-richのLDLでは過酸化脂質の産生が低下しており、酸化LDL産生が抑制されることが判明した。血管平滑筋細胞におけるプロスタサイクリン(PGI_2)産生促進作用EPA投与により、EPA由来のPGI_3のみならず、アラキバン酸(AA)由来のPGI_2産生亢進がみられる。この際抗酸化剤を添加するとPGI_2産生亢進が抑制されることを定出した。このことは培養血管平滑筋細胞に於て産生されたEPA由来の少量の過酸化脂質がシクロオキシゲナーゼ活性を刺激しその結果PGI_2産生が増加した可能性を示唆するものである。
難治性角結膜疾に於ける上皮系細胞の病態に関する研究

角膜表層の障害で周囲の結膜組織が侵入する疾患ではそれを防御するのが困難である。これらには上皮の病態を解明すること、涙液、感染など炎症、免疫機構を明らかにすること、角膜輪部の働きを知ること、そして治療法の工夫など多角的な知識が要求される。おこないその増殖能が大きいことを確かめた。ついで輪部の移植を角膜、結膜個々の細胞を利用し行ない興味ある結果を得た。又輪部に対する異なる薬剤を使い反復する障害を与えて初期の変化を調べた。角膜のみならず結膜にも及ぶ表在性の障害に対してタウリン、ヒアルロン酸の効果を確かめ、臨床応用につき有用なデ-タ-が得られた。治療については、更に、従来より行なわれている結膜被履術に関して、上皮の修復及び実質にみられる修復に関係ある基質や細胞の病態がいくつか明らかにされた。角膜に発生する炎症、血管侵入は上皮の創傷治癒を妨げるものであり、これらの引金となる免疫機構については結膜にみつかった局所リンパ系を明確にとらえた組識学的成果は特筆に値するものであった。その他、角膜実質内の異物反応に関する細胞系、上皮に対するスペキュラ-マイクロスコピ-ではムチン層の形態が明らかにされるなど、基礎的な知見のみならず治療面でも有用な成果を挙げることが出来た。結膜、角膜により形成される前芽部の環境は感染、アレルゲン、薬物等の外的因子の他に、局所の免疫相当細胞、組織自体のバリア機構などにより形づくられている。本年度はこれらのうち(1)角膜輪部を中心にした上皮細胞の培養とその増殖特性の比較(2)障害修復時における角膜実質と上皮細胞との相互関係(3)結膜におけるリンパ組織及び乳頭形成(4)病的角結膜組織への新しい薬物治療などにつき多角的に研究を行った。以下それらに付き述べる。ヒト角膜上皮細胞に組織培養は兎のそれと比べ困難であるが、江波戸等はSHEM培地で角膜輪部及び角膜周辺より得られた上皮細胞を培養を行いその増殖に部位による特性即ち水平方向より垂直方向、中心より周辺、更に輪部の増殖能力が高いことを「新しい眼科」で述べ本年2月の角膜カンファランスで藤岡等と発表している。(吉沢、北野)障害を受けた角膜組織の修復に3%タウリンの点眼が予防及び治療効果があること(船木、北野;第55回日本中部眼科学会)、上皮細胞の修復にはヒアルロン酸の特異的な治療効果があること(伏見、崎元;眼科第31巻)、更に結膜被覆術に見られる病理組織所見より上皮組織の正常化が実質の創傷治癒に大きな影響を与えていることなど(藤沢,江波戸、北野;第43回日本臨床眼科学)を明かとした。結膜における生体防衛機構については結膜リンパ系組織(CALT)を覆う上皮細胞にGoplet細胞と異なる分泌細胞の存在を証明し(庄司、崎元;新しい眼科第6巻)こけらは従来から北野等が述べているocular surface免疫機構の一端を担っているものと思われた。(北野;眼科第31巻)その他角膜上皮病変のspecular microscopy(葛西)、結膜乳頭形成(伏見、崎元;第14回角膜カンファランス)等の発表を行った。本研究では、角膜上皮の培養を部位別特に輪部に隣接する上皮系を中心におこないその増殖能が大きいことを確かめた。

治療については、更に、従来より行なわれている結膜被覆術に関して、上皮の修復及び実質にみられる修復に関係ある基質や細胞の病態がいくつか明らかにされた。角膜に発生する炎症、血管侵入は上皮の創傷治癒を妨げるものであり、これらの引金となる免疫機構については結膜にみつかった局所リンパ系を明確にとらえた組織学的成果は特筆に値するものであった。その他、角膜実質内の異物反応に関与する細胞系、上皮に対するスペキュラ-マイクロスコピ-ではムチン層の形態が明かにされるなど、基礎的な知見のみならず治療面でも有用な成果を挙げることが出来た。
複雑ネットワークに対する構造的に頑健な制御手法

申請者らが近年明らかにしてきたグラフ理論における支配集合と線形制御理論にける構造的可制御性の関係をもとに、一部の辺や頂点が利用不可能になってもネットワーク全体を制御可能とするために必要な最小の頂点集合の計算法を整数計画法に基づき開発し、そのサイズを理論的に解析した。さらに、辺が確率的に故障する場合にも頑健となる確率的支配集合という概念を提案し、計算法を開発するとともにそのサイズの理論解析を行った。一方、遺伝子ネットワークの離散数理モデル(ブーリアンネットワーク)の制御手法および観測手法についても研究を行い、制御および観測に必要な頂点数の解析や代謝ネットワーク解析への応用を行った。支配集合に基づく構造的に頑健な制御については、C個の辺の故障に対して頑健なRMDS(Robust Minimum Dominating Set)という概念を定義し、スケールフリーネットワークに対する平均的サイズの理論解析を行った。その結果、べき指数γが2未満の場合に、最低次数をDとした際のRMDSのサイズのオーダーが、最低次数をD-C+1とした際のMDSのサイズのオーダーと一致するという興味深い結果を得ることができた。さらに整数計画法を用いたRMDSの計算法の開発にも成功し、それをシミュレーションデータ、および、実際のネットワークデータの解析に適用した。その結果、理論解析の妥当性を示すことができた。また、辺が確率的に故障する場合に対応したPMDS(確率的MDS)という概念を定義し、そのサイズの理論解析を行うとともに、整数計画法を用いた計算法を開発した。ブーリアンネットワークについては、ブーリアンネットワークの確率的拡張として知られる確率ブーリアンネットワークのネットワーク構造(各頂点に対するブール関数の集合)を例から推定するという課題について考察した。その結果、ブーリアンネットワークの場合とは異なり、例から推定するのが不可能なネットワークのクラスがあることが判明した。一方、比較的広いクラスについて推定が可能であるという結果も得られつつある。平成27年度に明確な形式で結果を得る見込みである。代謝ネットワークについては2個のネットワークと目的化合物が与えられた際に、両者に共通で、かつ、最小個数の反応をノックアウトすることにより、一方でのみ化合物を生成不可能にするという問題について研究を行い、整数計画法に基づくアルゴリズムを開発し、実際のネットワークデータに適用することにより、その有効性を検証した。支配集合に基づく構造的に頑健な制御については、本年度は当初計画から少し別の方向への展開を図った。具体的には、以前の研究において提案した、すべての最小支配集合に現れる重要頂点(critical頂点)に関して研究を深化させた。その一つとして、二部グラフ構造を持つネットワークに対する重要頂点の計算法を開発し、その理論解析を行い、それを実際の非コードRNAとタンパク質のなす相互作用ネットワークの解析に適用した。その結果、ネットワーク構造が大きく二つに分断されることを見出すとともに、重要頂点が疾患と関連するものが多いことも見出した。もう一つの成果として、重要頂点の計算手法の改良を行った。以前に提案した手法では整数計画法を直接適用していたが、今回、前処理を行うことにより大幅な高速化に成功した。そのため、より大規模なネットワークに対して重要頂点の計算を行うことが可能となった。ブーリアンネットワークについては、昨年度より開拓してきた確率ブーリアンネットワークに対する例からのネットワーク構造の正確な推定という課題に関して、AND/OR関数、かつ、1個の頂点に2個のブール関数が割り当てられている場合を主対象に研究を行い、推定可能なクラスと不可能なクラスを特徴づけることに成功した。さらに、推定可能なクラスについては推定に必要なデータ数を理論的に導くとともに計算機によるシミュレーション実験を行い、理論的結果とシミュレーション結果がよく合致することを確認した。また、既存研究において広く利用されている確率ブーリアンネットワークの形式をサーベイ・分類し、それらのクラスにおいてネットワーク構造が例だけから正確に推定できるかどうかについて理論的に解析した。支配集合に基づく構造的に頑健な制御については、当初予定とは少しずれたが、支配集合の重要頂点の計算法、拡張、生体内相互作用ネットワーク解析への適用に関して有用な成果を得ることができた。来年度は当初予定の構造的に頑健な制御に重点的に取り組む予定である。ブーリアンネットワークについては、昨年度より開拓してきた確率ブーリアンネットワークの構造推定について最初の成果をJournal論文としてまとめることができた(in press)。ネットワーク推定に関する新たな方向性を開拓した研究であり、良い成果が得られたと考えている。支配集合に基づく頑健な制御については、昨年度に引き続き少し別の観点から研究を行った。最小支配集合のサイズが複雑ネットワークの次数分布だけではなく次数相関にも影響されることが知られていたが、その定量的な解析は十分に行われていなかった。そこで次数相関を持つネットワークに対して、ネットワーク分割と、正則二部グラフ構造の再帰的解析を組み合わせた新たな解析手法を開発し、その手法を最小支配集合のサイズの解析に適用した。その結果、正の次数相関はあまり影響を与えないが、負の次数相関はサイズを小さくすることに大きく影響することなどが示された。ブーリアンネットワークの制御については、指定された目標状態に導くための最小制御頂点集合を計算する問題に対して整数計画法を用いた計算手法を開発した。さらに、制御に要する時間ステップ数が小さい場合の最小制御頂点の理論解析、および、シミュレーション解析を行い、両者が比較的良い一致を示すことを確認した。さらに、シミュレーション解析により長い時間ステップを用いても制御頂点数が一定以下には減らないことを見出し、その結果が妥当であることを理論解析により示した。

代謝ネットワークのブーリアンモデルについても研究を行い、正常細胞と異常細胞の遺伝子発現データが与えられた際に、遺伝子ノックアウト後の結果ができるだけ異常細胞の発現パターンに近くなるように制御頂点を選択するという問題の定式化を行い、整数計画法に基づく選択手法を開発した。実際の代謝ネットワークおよび遺伝子発現データを用いた解析により、既存の統計的手法に基づく選択手法と比較して提案手法がより妥当な結果を得られることを示した。また、研究代表者らがこれまでに行ってきた最小支配集合を用いた複雑ネットワークの制御に関する結果などをまとめた解説論文を出版した。当初の予定とは少し別の展開を見せているが、最小支配集合における重要頂点の効率的な計算手法の開発や次数相関との関連の新規な解析手法の開発など研究成果は着実に得られており、研究は順調に進展していると判断できる。また、頑健性を高めるための新たな方法論として最小支配集合の概念を複数ネットワークに拡張するという新たなアイデアを生まれており、このアイデアの深化のために、研究機関を延長して研究を続けることになった。ブーリアンネットワークモデルにおける可制御性解析についても、最小制御頂点の漸近的な解析のための新たな手法を開発することができ、当初と少し方向性はずれているが新たなアイデアが生まれ、着実に研究成果も出て順調に進展している。最小支配集合に基づく頑健な制御については、昨年度に引き続き少し別の観点から研究を行った。以前の研究において無向ネットワークにおける最小支配集合に基づく必須頂点の計算法を開発したが、本年度は有向ネットワークにおける最小支配集合に基づく必須頂点の計算法を開発した。具体的には、必須頂点や冗長頂点を局所的な情報のみから数多く同定する前処理手法を適用し、それに以前に開発した整数計画法に基づく手法を適用するという手法を開発した。その結果、以前に開発した手法と比較し最大で170倍程度の高速化を達成し、かつ、6万5千頂点からなるネットワークに対して厳密解を計算することが可能となった。ブーリアンネットワークの制御については、静的および動的な定常状態(アトラクター)を識別するのに必要な遺伝子数について研究を行った。この研究は細胞の種類を見分ける遺伝子マーカーの発見に応用できる可能性がある。主要な結果の一つとして、2個の動的定常状態を識別するには2個の遺伝子の動的状態を観測すれば十分であることを中国剰余定理を用いて証明した。また、与えられた定常状態を識別するための最小数の遺伝子群を見つけるアルゴリズムを開発した。そのアルゴリズムを実際の遺伝子ネットワークのブーリアンモデルの解析に適用した結果、少数の遺伝子で定常状態を識別可能であることを確認した。また、ブーリアンネットワークのアルゴリズムに関して代表者がこれまでに行ってきた研究を中心に説明した英文書を出版した。
自己免疫疾患におけるアスパラギンエンドペプチダーゼによる免疫記憶の調節

アスパラギンエンドペプチダーゼ(AEP)は、AsnのC末端側で切断するシステインプロテアーゼであり、後期エンドソームからリソソームに局在する。最近、AEPは外来抗原や自己抗原(ミエリン塩基性タンパク質:MBP)のプロセッシングの初期過程を担うことを示唆する報告が相次いだ。しかし、これらの報告はAEP阻害剤を用いたin vitroの実験系であったので、AEP KOマウスを用いて、抗原のプロセッシングと抗原提示並びに免疫寛容の成立と破綻におけるAEPの役割を明らかにすることを本研究の目的とした。本年度は、MBPペプチドを用いた実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)発症におけるAEPの役割を中心に研究を進めた。EAEはMHC拘束性であるので,まずEAE感受性のSJL系統との交配によりH-2^sをホモに持つEAE感受性のAEP KOマウスを作出した。つぎにAEPの切断点を含むMBP_<89-101>ペプチドを用いて、AEP KOマウスとコントロールマウスでEAEの発症を比較したが、発症率やピークスコア、発症日数に有意な差は認められなかった。MBP_<89-101>ペプチドはcryptic-dominantなエピトープを中央に持つが、両端にはsub-dominantなエピトープを含むことと、カテプシンGの切断点も含んでいたので、現在各々のエピトープだけを持つペプチドでEAE発症を比較している。なお、マウスでは胸腺並びに末梢のB細胞において、AEPとカテプシンGは両方とも発現していることを明らかにした。一方、AEP KOマウスは、加齢と共に脾臓が異常に肥大することがわかった。赤脾随と白脾随の境界や濾胞構造が形成されず、リンパ球の比率が半分以下となり、未成熟な単球系や顆粒球系の細胞が異常に増加していた。抗原提示とどのように繋がるかは不明であるが、ヒトの疾患との関連も模索しながら原因解明を進めている。
凝集体形成を指標としたエンドソーム・レトロマー動態多次元解析による神経病態研究

パーキンソン病やアルツハイマー病などの神経変性疾患の多くには、神経細胞の内外に異常な凝集体(Abeta、レビー小体、TDP-43/FUS封入体)が観察されるが、その意義と毒性には未解明な部分が大きい。難治性神経変性疾患の治療薬が切望されているおmのの、分子標的治療法開発や創薬シーズ探索を難しくしている理由の1つは、薬剤効果の明確な指標がないことである。そこで、神経変性程度の指標となる現象を可視化できれば治療法開発への効果的なツールになると考えた。本研究課題では、細胞内輸送を担うレトロマーと細胞内凝集体形成の相関を調べ、独自で開発中のインディケータを用いてα-シヌクレインやTDP-43の細胞内凝集を検出したうえでレトロマー動態と神経変性の相関を調査し、凝集体形成阻止を目指している。レトロマーは、エンドソームからゴルジ体への積荷タンパク質の逆行輸送を担うVPSタンパクの複合であり、レトロマー昨日不全がパーキンソン病においてドパミンニューロン死及びα-シヌクレインの蓄積のきっかけになるイベントである可能性が指摘されている。そこで、本研究を「凝集体形成を指標としたエンドソーム・レトロマー動態多次元解析による神経病態研究」と位置づけ、これまでに、パーキンソン病患者由来のiPS細胞から分化させた神経細胞においてレトロマーの大きさと動きが変化していることを見出した。本年度は、そのレトロマー動態について、統計解析を用いた確実な動態変化判断のための準備、顕微鏡により観察されるレトロマーからの輝度を取得するための高効率な手法を検討した。7月までの研究機関に観察の試行と解析準備を行い、8月以降は育児休暇のため研究を一時中断した。育児休職中のため1年間の育児休職から復職後、採択時に計画した要領で推進していく。特に、凝集体について休職中の1年間で脳神経科学領域では新たな知見が報告されることが予想される。休職中に論文検索等で情報収集をしておき、復職後には新しい知見等を考慮して速やかに本研究課題を推進できるようにする。復職後に本研究計画の変更等の必要がある場合は速やかに報告する。8月以降に育児休暇を取得し、本研究課題も一時中断させていただいているため
生体組織分子網羅的分析のための深紫外励起生体自家蛍光分光イメージング法の創出

深紫外励起自家蛍光スペクトルイメージング装置を開発した。この装置では、LED光源から射出される深紫外光をスリットに通しライン状のビームを得る。このビームにより試料をライン照明励起する。試料において励起された蛍光は分光器の入射スリット面に結像し、カメラにより1次元蛍光ハイパースペクトルデータして記録される。さらに、試料をステージスキャンすることにより、2次元蛍光ハイパースペクトルデータを得る。このようにして、ラット肝臓の生組織の自家蛍光スペクトルイメージングに成功した。異なる倍率の対物レンズを用いることにより、細胞レベルの観察を可能にする高空間分解能観察と、組織レベルの観察を可能にする広視野観察とを行うこともできた。低倍レンズを用いた観察では3.3x0.4mmの範囲を5-10分で測定できた。また、得られた自家蛍光ハイパースペクトルデータを主成分分析および回帰分析できるデータ解析プログラムも開発した。正常肝組織の自家蛍光ハイパースペクトルデータを主成分分析した結果、トリプトファンとレチノールに由来する自家蛍光スペクトルを分離できた。当初の予定通り、深紫外励起の自家蛍光スペクトルイメージングを行える機器を開発し、ラットの生組織を短時間で測定できた。また、取得したデータを多変量解析および回帰分析するアルゴリズムをMATLABプラットフォーム上において開発した。このように研究は概ね順調に推移している。当初の予定通り、自家蛍光分子網羅的イメージング法の医学生物学における具体的な有用性を示す。肝疾患モデルのマウス・ラットを対象とする。正常肝、脂肪肝、非アルコール性肝疾患などを試料とし、疾患による組織学的な変化を反映する自家蛍光分子イメージング画像の取得を目指す。また、組織学的にはわからない分子病態を可視化できるかどうかも検証する。さらに、網羅的分子イメージングのために機器の構成と調整、および測定条件を最適化する。
小麦粉製品の低アレルゲン化に向けた調理条件の提案と経口減感作療法への検討

加熱条件及び発酵条件の異なる小麦粉製品の抗原量に及ぼす影響について研究を行った。普通小麦粉及びスペルト小麦粉を用いてヨーグルト発酵液及び麹発酵液を添加した各種ソースを作成し、それらの抗原量を、発酵液を添加しない基準ソースの抗原量と比較した結果、いずれのホワイトソースに比べてもブラウンソースの抗原量が少なく、発酵液添加ホワイトソースでは基準ホワイトソースよりも多く低アレルゲン化の可能性が期待された。小麦粉製品の調理加工による低アレルゲン化についてはまだまだ未解明な部分が多く、調理条件による抗原の変化を明らかにすることは喫緊の課題である。本研究で得られた成果を低アレルゲン化製品の実用化に発展応用させ、アレルギー児と保護者のQOL向上をめざすことを目的としている。当該年度は、クッキー製品の嗜好性を維持しながらより低アレルゲン化する調理条件(発酵方法、加熱温度、加熱時間)を官能評価から検討し、次年度の抗原量測定、抗原性の評価に用いる試料の選定を主に行った。これまでの研究でパンの発酵種に使用し、抗原量の低下が期待できた発酵液(ヨーグルト、麹)で予備発酵させた小麦粉バッターを原料に菜種油と砂糖を合わせて、焼成温度を180°C又は200°Cと焼成時間を7,9,13,15分と変えた薄焼きクッキーを調製した。発酵液を添加しないクッキーを基準クッキーとして、外観、におい、風味、硬さ、総合評価について5段階評価を実施した。ヨーグルト発酵液クッキーはいずれの温度でも焼成時間が7、9分加熱では生焼けとなり、クッキーとしては不適当であった為、13分と15分の焼成時間とした。官能評価では、180°C及び200°C15分焼成クッキーが外観、におい、風味、総合評価で有意に好ましくない結果となった。麹発酵液クッキーは180°C及び200°C7分焼成クッキーで焼き色が薄く、硬さ、総合評価でも好まれなかった。以上より、嗜好性が維持でき、低アレルゲン化が見込まれる調理条件としてヨーグルト発酵液クッキーは180°C及び200°C13分加熱、麹発酵液クッキーは180°C及び200°C9分加熱を今後の測定試料として決定した。また、ELISA法による抗原量の測定についても行ったが、次年度、測定回数を増やし、結果を確認していく。当該年度は、昨年度決定した焼成条件(160°C、180°C及び200°C)で発酵液添加クッキーを作成し、色度や硬さについての機器測定と抗原量測定を主に行った。また、小麦粉製品として発酵液添加小麦粉ソースについても物性と抗原量の測定を行った。普通小麦粉を用いて、ヨーグルト発酵液添加クッキー及び麹発酵液添加クッキーを作成し、発酵液を添加しない基準クッキーと比較した結果、焼成前後の物性(破断エネルギー)は類似しており、発酵液添加クッキーは基準と劣らないクッキーであることが示唆された。また、基準クッキーとヨーグルト発酵液添加クッキー間での抗原量の差は確認できなかったが、高温加熱のクッキーでは低アレルゲン化が確認された。また、発酵液を添加した加熱条件の異なる(120°C、180°C)ソースを調製し、製品の物性と抗原量を比較検討した結果、発酵液添加ソースは基準ソースに比べ、120°Cソースでは基準ソースと比べて,麹・ヨーグルト発酵液を添加したソースのG'(貯蔵弾性率),G"(損失弾性率)は共にわずかに低値を示した。180°Cソースでは基準ソースと比べて麹・ヨーグルト発酵液を添加したソースのG',G"は共にわずかに高値を示し、粘弾性に違いが見られた。基準ソースと発酵液添加ソースの抗原量に有意差はなかったが、基準ソース180°C加熱のブラウンソースで低アレルゲン化がみられ、高温で加熱することで低アレルゲン化につながると考えられた。平成26年12月末から27年3月末まで産休により研究活動を中断しており、全体の研究遂行に遅れが生じているため。食物アレルギーを持つ子どもは多く、中でも小麦はパン、菓子類、ソース等、子どもが好む製品に多く使用されている為、代替食品に苦慮している。最近では症状が出ない程度に原因食物を摂取し続けて耐性獲得を目指す、経口減感作療法が進められており、低アレルゲン化された食品を利用することで、治療の進展につながる事が期待されている。しかし、小麦粉製品の調理加工による低アレルゲン化についてはまだ未解明な部分が多く、調理条件による抗原の変化を明らかにすることは喫緊の課題である。本研究で得られた成果を低アレルゲン化製品の実用化に発展応用させ、アレルギー児と保護者のQOL向上を目指すことを目的とした。調理試料はクッキーとルウ(ソース)とし、使用する小麦粉は普通小麦と普通小麦の原種で、良好な嗜好性と抗酸化性の高いスペルト小麦とした。試料の調理工程において、これまでの研究でパンの発酵種に使用し、抗原量の低下が期待できた発酵液(ヨーグルト、麹)で予備発酵させた小麦粉バッターを原料にクッキー及びルウを調製し、外観、物性変化、抗原量(ELISA法)の測定を行った。

普通小麦粉及びスペルト小麦粉を用いてヨーグルト発酵液及び麹発酵液添加クッキーを作成し、発酵液を添加しない基準クッキーと比較した結果、焼成前のバッターは発酵液添加により基準に比べ粘弾性に影響を及ぼしていたが、焼成後の破断エネルギーは類似していた。また、基準クッキーとヨーグルト発酵液添加クッキー間での抗原量の差は確認できなかったが、高温加熱のクッキーでは低アレルゲン化する傾向が確認された。発酵液を添加したソースを調製し、製品の物性と抗原量を比較検討した結果、発酵液で調製したホワイトソースは粘弾性が低下する傾向であった。抗原量は、ホワイトソースよりもブラウンソースのグリアジン量が少なく、発酵液添加ソースでは基準ソースよりも低アレルゲン化の可能性が期待された。加熱条件及び発酵条件の異なる小麦粉製品の抗原量に及ぼす影響について研究を行った。普通小麦粉及びスペルト小麦粉を用いてヨーグルト発酵液及び麹発酵液を添加した各種ソースを作成し、それらの抗原量を、発酵液を添加しない基準ソースの抗原量と比較した結果、いずれのホワイトソースに比べてもブラウンソースの抗原量が少なく、発酵液添加ホワイトソースでは基準ホワイトソースよりも多く低アレルゲン化の可能性が期待された。発酵液を添加することで、予想以上に調理条件設定に時間を要した。また、平成26年12月末から27年3月末まで産休により研究活動を中断していた。普通小麦の製品では加熱条件による低アレルゲン化は確認できたが、発酵液による影響は認められなかった。そこで、普通小麦の原種で、良好な嗜好性と抗酸化性の高いとされるスペルト小麦についても同様の抗原量の測定と物性試験を行うことを考えている。さらに低アレルゲン化が認められた試料に対して小麦アレルギー患者とのイムノブロッティング法による抗原抗体反応試験を行い、調理条件によるアレルゲン性の強弱を明らかにしたい。調理科学平成26年度の実施計画で行う予定であった、製品の色度や硬さについて機器測定を行うこと、抗原量をELISA法で定量することをまず行う。ELISA法についてはこれまで、グリアジンを指標とするキットで行ってきたが、抗原量の全体像を見るには数種の抗原を定量することができる他社キットでの測定も検討している。得られた結果より、現在、経口減感作療法の中で使用されている“ゆでうどん"の抗原量に対して、どの程度にあたるのかを明らかにする。そして、小麦アレルギー患者血清とのイムノブロッティング試験へ進めていきたい。平成26年12月23日から平成27年3月27日まで産休を取得していたため、妊娠期間も含め、研究の進行に遅れが生じているため。物品費(1,222,986円)、旅費(49,200円、日本調理科学会参加予定)、謝金(120,000円、論文作成における専門知識の享受)、その他(54,000円、試料送料など)当該年度で行う予定であった実験の物品費に充てる。物品費(1,618,000円)、旅費(49,200円、日本調理科学会参加予定)、謝金(120,000円、論文作成における専門知識の享受)、その他(54,000円、試料送料など)
プラズマ支援燃焼場を利用した酸素燃焼技術の高度化に関する研究

燃焼現象とは、わが国の供給エネルギーの5割にのぼる熱エネルギーに、燃料が有する化学エネルギーを効率よく変換する技術である。この燃焼技術は、日本国の将来の高効率エネルギー利活用システムを構想するうえで重要な要素技術であり、制御技術や排ガス浄化技術のさらなる高性能化が必要である。酸化剤に高濃度酸素を利用する酸素燃焼技術は高温燃焼場を生成可能であることから次世代型高効率発電システムや高温工業炉へ応用することで高効率エネルギ「利活用システムの構築に大きく寄与される。高温燃焼場の流れや、化学種の制御皮術を確立することで、酸素燃焼技術は普及し、高効率エネルギー利活用社会が実現する。申請者は、酸素燃焼場を荷電粒子が存在するプラズマ流体であるという、新しい観点からの酸素燃焼場の高度利用技術として、プラズマ支援という新しい概念を導入した。高周波電磁波を印加して非平衡プラズマを生成させたプラズマ支援燃焼場により酸素燃焼場を促進制御する手法を提案した。本手法の確立に向けて以下の検討に対し得た成果を記す。高周波電力印加に伴う燃焼火炎への影響を燃焼火炎中の電子物性値を評価指標として、プローブ法を用いた計測理論を構築し妥当性を検討した。計測結果から、燃焼火炎中の電子密度、電子導電率、電子温度の評価としては十分妥当であることを明らかにした。本検討により構築した計測法により、高周波電力印加の影響を評価した結果、一例として燃焼火炎温度が約100K上昇したことが明らかとなり、印加の影響を電子物性の観点から定量評価し、燃焼反応を促進したことを明らかにした。プラズマ支援燃焼場のプラズマ諸量を計測することは、場の中で生じている変化を定量的に判断するために必要不可欠である。だが現状ではプラズマ支援燃焼場は学術的に未踏領域であるため、計測する理論が存在していない。そのため、本研究室において多くの知見を有するダブルプローブ法と分光計測を併用したプラズマ支援燃焼場のプラズマ諸量の計測理論を構築し、プラズマ支援燃焼場のプラズマ特性を解明する。プラズマ中にプローブを挿入し、その電流-電圧特性を得てそれを解析することで局所的なプラズマ諸量(電子密度、電子温度)を算出する。化学燃焼プラズマ(酸素燃焼)の電流-電圧特性を計測し、シース内での特性からプラズマ諸量の理論構築を行う。電流-電圧特性でシース構造が生成されなかったプラズマでは、分光学的プラズマ諸量の計測による電子温度計測を行いその結果と照らし合わせることで相互補完を行う。また、熱平衡が成立していると考えられるため、電子温度は燃焼温度と等価であり、電磁気学的手法を用いた燃焼温度の評価も可能である。実験装置を作成する際の問題点を挙げる。プローブ材料には0.5mm径の円筒タングステンロッドを用いるが、予備検討の段階でタングステンプローブは酸素燃焼火炎中の滞在時間が数秒程度で溶融する結果を得た。そのため本研究では、圧縮空気の動力を利用して計測時にのみ火炎中にプローブを挿引させる空気圧縮駆動型高速挿引プローブの作成を提案する。この高速挿引プローブにより火炎中の滞在時間は約0.10.2秒になりプローブの溶融は防げると考えちれる。本年度はこれらを考慮して実験装置を作成し、高周波電力を印加する前の酸素燃焼火炎の電子物性の評価法の確立を目指した。プローブ法で電子導電率を算出し、イオン、電子まで考慮した平衡計算かち算出される導電率とフィッティングして酸素燃焼火炎のプラズマ物性を算出する方法を確立した。プラズマ支援燃焼揚のプラズマ諸量を計測することは、場の中で生じている変化を定量的に判断するために必要不可欠である。前年度までの成果により、ダブルプローブ法を用いた酸素燃焼火炎の電子物性値の評価法を確立した。本年度は、酸素燃焼火炎への高周波電磁波印加の影響をダブルプローブ法を用いて定量的に評価することを試みた。高周波電源は、燃焼火炎中のプラズマ周波数との兼ね合いを考慮して、27MHzの周波数を選定した。高周波整合器を自作し、燃焼火炎が吸収した電力と電子物性値の変化を評価した結果、1.5kW電力を投入した状態で、酸素燃焼火炎中の電子物性値は無付加状態より上昇し、高周波電力の影響が、電子物性値から定量的に評価可能であることが明らかとなった。この成果は日本燃焼学会第45回燃焼シンポジウムにおいて発表を行い、ベストプレゼンテーション賞を獲得するなど一定の評価をいただいた。さらに高効率投入法の確立を目指して熱流体解析を行った。今後熱流体解析と実験の両面からアプローチを行い、プラズマ支援燃焼により酸素燃焼場の制御技術の確立を目指す。

燃焼現象とは、わが国の供給エネルギーの5割にのぼる熱エネルギーに、燃料が有する化学エネルギーを効率よく変換する技術である。この燃焼技術は、日本国の将来の高効率エネルギー利活用システムを構想するうえで重要な要素技術であり、制御技術や排ガス浄化技術のさらなる高性能化が必要である。酸化剤に高濃度酸素を利用する酸素燃焼技術は高温燃焼場を生成可能であることから次世代型高効率発電システムや高温工業炉へ応用することで高効率エネルギ「利活用システムの構築に大きく寄与される。高温燃焼場の流れや、化学種の制御皮術を確立することで、酸素燃焼技術は普及し、高効率エネルギー利活用社会が実現する。申請者は、酸素燃焼場を荷電粒子が存在するプラズマ流体であるという、新しい観点からの酸素燃焼場の高度利用技術として、プラズマ支援という新しい概念を導入した。高周波電磁波を印加して非平衡プラズマを生成させたプラズマ支援燃焼場により酸素燃焼場を促進制御する手法を提案した。本手法の確立に向けて以下の検討に対し得た成果を記す。高周波電力印加に伴う燃焼火炎への影響を燃焼火炎中の電子物性値を評価指標として、プローブ法を用いた計測理論を構築し妥当性を検討した。計測結果から、燃焼火炎中の電子密度、電子導電率、電子温度の評価としては十分妥当であることを明らかにした。本検討により構築した計測法により、高周波電力印加の影響を評価した結果、一例として燃焼火炎温度が約100K上昇したことが明らかとなり、印加の影響を電子物性の観点から定量評価し、燃焼反応を促進したことを明らかにした。
オレフィン重合触媒のモデル化を分子設計

一般に、固体触媒の表面には迸択性の異なる複数の活性種が存在する。オレフィンの重合触媒として著名なチグラー・ナッタ触媒も例外ではない。これは反応性の高いAlR_3を助触媒として用いることに起因するところが大きい。その様な見地より、我々はすでに反応性の低いCp_2TiMe_2を助触媒に用い、均質な活性種を触媒表面に付与することに成功した。本年度は、この系(TiCl_3-Cp_2TiMe_2)を用い、まず種々のオレフィン(C_3C_2_0)の重合を試みた。その結果、いずれのオレフィンに対しても極めてアイソタクチック度の高い(100%)ポリマーを与えた。この系はまた、共重合に対してもホモポリマーを生成することなく、モノマー組成にばらつきのない均質な共重合体を与えた。ついで複雑なMgCl_2担持型の工業触媒を用い同様の実験を行い、上記の系で得られた結果との比較から、内部および外部ドナーとして併用するルイス塩基の立体特異性に及ぼす作用機構を明確にした。このように、超高立体特異性触媒の分子設計に関してはほぼ研究を完了した。一方、これとは正反対の非立体特異性ポリマーの需要が最近急速に増大している。しかし、通常の固体触媒を用いる限りその目的は達成しえないとされてきた。我々は、上記の知見の総合から非立体特異性触媒の分子設計についても手がけ、超低立体特異性触媒(0%)の調製にも成功した。現在は、超低立体特異性触媒から超立体特異性触媒への自在な変換法の確立を目指して研究を進めており、その成功を待って、両触媒系における重合活性種の同定に取り組む予定である。本研究は、高分子合成化学および触媒化学の分野における最難関テーマの一つと考えられ、その完成にはさらに若干の時間を要する。通常のチグラー・ナッタ触媒は多成分系から成り,かつ反応性の著しく高いアルキルAl化合物を共触媒に用いているため,重合活性種の研究には向かない.我々は,アルキルAl化合物の代りに,アルキルTi化合物を用いることにより,本質的にはTiのみから成る重合触媒を開発した.この触媒は,オレフィン重合における選択性,即ち,立体特異性を向上させるために従来不可欠とされたルイス塩基を一切併用することなく,極めて高い立体特異性を有するポリオレフィンを与えることが実証された.これにより,オレフィン重合触媒は著しく単純化され,最難関研究テーマの一つと考えられた重合活性種の同定が可能となりつつある.本年度の研究においては,この新しい触媒系の開発とその高性能化に力点を置いた.その結果,上述のように,触媒系が極めて単純化されているにもかかわらず,従来の工業触媒より選択性が高く,しかもそれらと同程度の重合活性を示す触媒系を得ることができた.また,従来の触媒には,Tiの酸化数や立体特異性の異なる数種の活性種が混在しているのに対し,この触媒の活性種は均質化していることも明らかになった.この特性を利用すると,高性能なオレフィン共重合体やオレフィンとスチレンの共重合体等をも合成できることがわかった.次年度は,重合活性種の解明に向けて研究をすすめる予定である.重合活性種が解明されれば,理想的な触媒の分子設計は自在となる.一般に、固体触媒の表面には迸択性の異なる複数の活性種が存在する。
戦前東アジアにおける哲学：日本の植民地支配の観点から

本研究は、20世紀の植民地体験が日本人哲学者の思索にどのような影響を与えているのか、そして植民地下で日本の臣民として育ち、日本の大学で学んだ台湾人や朝鮮人の哲学者が、京都学派をはじめとする当時の日本における哲学研究とどのように格闘し、自身の哲学を練り上げていったかを探る。台北帝国大学に勤務した務台理作、柳田謙十郎、京城帝国大学に赴任した安倍能成、台湾人哲学者として、日本に留学した林茂生、洪耀勲、曾天従、朝鮮人哲学者として朴鐘鴻などが主な分析対象である。個々の思想家の純哲学的な理論構成に配慮しつつ、思想史的観点から当時の東アジアを舞台とした具体的な知的交流の様相を明らかにする。
膀胱上皮の神経様機能-伸展・圧受容とアセチルコリン分泌機構

膀胱上皮は神経に類似した性質をもっており、ある種の感覚器であると目されている。中でも、膀胱の伸展に伴い膀胱上皮から放出されるアセチルコリン(Ach)は、過活動膀胱の発症に重要な役割を果たすと考えられている。膀胱上皮におけるAch分泌に関する分子のうち、分泌輸送体および伸展刺激受容体の発現様式と局在を組織化学的に解析する。また、過活動膀胱の病態モデルにおけるそれら分子の発現変化を調べることが本研究の目的である。まず、初年度はAchと拮抗的に働くアドレナリンの関与を明らかにすべく、膀胱上皮のα1Aアドレナリン受容体の排尿における役割をさぐった。免疫組織化学とブロッティング解析において、ラットの膀胱上皮がα1Aを発現していた。α1Aの免疫反応は上皮表層のアンブレラ細胞(被蓋細胞)に特異的に認められた。意識下のラットにおいて膀胱内ノルアドレナリンの投与は膀胱の排尿間隔を有意に短縮した。最大排尿圧maximum voiding pressureには影響が出なかった。α1Aの拮抗剤であるtamsulosinの前処置(静脈内投与)によりノルアドレナリンの作用が消失した。しかし、tamsulosinの膀胱内前投与は影響しなかった。別のα1A拮抗剤であるsilodosinの前処置(膀胱内投与)により、ノルアドレナリンによる膀胱収縮反応は起きなかった。以上の結果から、膀胱上皮のα1Aとα1Dは膀胱の求心路に影響し、排尿反射を起こしやすくする(排尿間隔を短縮する)ことが示唆された。排尿は交感神経系と副交感神経系により調節されている。これらの調節系の入力部が膀胱上皮に存在すると予想される。これらの知見を元に、対峙するアセチルコリン調節系の関与を明らかにすれば、排尿調節系の全容が明らかになるであろう。