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機能をマテリアル化できる分子インクの開発

そこで、分子量やけん化度が異なる種々のPVAを用いてコーティング膜を作製し、その溶解性や防曇性、防汚性、生体適合性を調査するとともに、その膜特性を生かした応用可能性を検討する。本研究では任意の素材からなる固体材料の表面を簡便に機能化できる手法を開発した。具体的には、合成高分子のひとつであるポリビニルアルコール(PVA)系コーティング剤を用いて任意の素材からなる固体材料の表面をコーティングし、ボロン酸基をアンカー部位に持つ機能性分子を用いてコーティング膜表面に化学修飾を施した。親水性高分子であるPVAは水や有機溶媒に可溶であるため、各種溶剤に安定な膜を形成できる架橋剤の探索をおこなった。添加剤を用いることなくPVAを室温で架橋できるとともに、水に溶解しない複合体を与えるジボロン酸を架橋剤として採用した。コーティング剤となる溶液状態で架橋反応を抑制できる条件を種々検討した。その結果、PVAと架橋剤とを含むエタノール溶液に水を添加することで、溶液中での架橋反応が速度論的に抑制されることを見出した。また、PVAの濃度、ジボロン酸の濃度およびエタノールと水との割合比などを種々検討するすることで、溶液状態では架橋反応が進行せずコーティング剤として長期の保存が可能でありながら、溶媒が蒸発すると安定なPVA架橋膜が形成される条件を見出した。得られた溶液をコーティング剤として用いることで、ポリスチレンやポリエチレンといった各種樹脂やガラス、銅、ステンレスの基板をPVA架橋膜で安定に被膜でき、さらに、ろ紙やガラスファイバーといった複雑な形状を持つ材料もディップ法により簡便にコーティングできた。樹脂基板やガラス基板、ろ紙などを、当該PVAコーティング剤で処理した後、色素分子にボロン酸基を導入した化学修飾剤のエタノール溶液に浸漬したところ、当該化学修飾剤の有意な結合が認められた。これらの結果から、固体材料表面にPVAをコーティングし、ボロン酸基を持つ分子でその表面を化学修飾することで、様々な素材や形状の固体材料を簡便に機能化できることがわかった。固体の表面は物質変換や分離,吸着,情報変換など多くの現象の中心的な役割を担うため、材料表面を機能化する手法の開発は重要である。なかでも化学修飾剤を用いた固体表面の機能化は、有機合成化学的手法にもとづいた化学修飾剤の機能制御が可能であるため、所望の機能をもつ材料を導くうえで極めて有用な手法となる。化学修飾剤の合成は、固体表面と共有結合できるアンカー部位を目的の機能分子に導入することでおこなわれるが、この場合、対象となる材料の素材に応じてアンカー部位を別途準備することになる。よって、さまざまな固体材料の表面を機能化するためには、その都度、目的にあったアンカー部位を機能性分子に導入する必要がある。このような背景において、本研究では、ボロン酸基をアンカー部位にもつ化合物を化学修飾剤して用いることで、任意の素材からなる材料表面を簡便に化学修飾できる手法の開発に成功した。また、本研究で開発されたポリビニルアルコール(PVA)溶液は、固体材料を親水化するためのコーティング剤として高い実用性を持つことがわかった。PVAは水溶性の合成高分子で、高い透明性や化学的安定性、生体適合性を持つため、PVA系コーティング剤は、親水性だけではなく、防曇性や防汚性、生体適合性など様々な機能特性を固体表面に付与できる。しかしながらPVAは水溶性であるため、コーティング剤として用いるためには架橋による不溶化処理が必要となるが、架橋反応は溶液状態でも進行するためコーティング剤としての使用が難しく、その実用性は低い。
新規抗リウマチ治療の為のインテグリンOPNシグナル阻害の研究

リウマチモデルとしての抗II型コラーゲン抗体カクテルを用いた関節炎の誘導に際してオステオポンチンのノックアウトマウスにおいてはこの関節炎の表現型である関節の腫脹のレベルが抑制され、また腫脹する関節の数から見た頻度(関節炎スコア)においても抑制が認められる。さらには関節軟骨表面の軟骨の粗造化をもたらす軟骨基質のプロテオグリカンの量の低下および関節軟骨の細胞のアポトーシスの関節炎による亢進に対するオステオポンチンの欠失による抑制がそれぞれ観察される。以上のことからオステオポンチンの作用を阻害することにより、関節リウマチモデルにおける軟骨破壊の抑制が可能となることが想定されこの点についての検討を行った。即ち軟骨細胞を野生型のマウスおよびオステオポンチンノックアウトマウスより調整し細胞培養を用いてこの軟骨細胞に対する直接的なTNFαによる作用がOPNの分子機能の欠失によって阻害できるか否かを検討した。まずオステオポンチンのノックアウトマウスならびに野生型よりえられた軟骨細胞のTNFαによるLDHの放出を指標とした細胞死について観察した。この結果LDHのTNFαによる細胞外への流出は野生型では促進されたがオステオポンチンのノックアウトによってそのレベルが減少した。即ちTNFα依存性の細胞のアポトーシスがオステオポンチンの活性の阻害により抑制することが明らかとなった。この作用は細胞培養条件でおきることから生体の他臓器に対する作用を介した間接的なものではなく、細胞に対する直接的なものであることが明らかとなった。さらにこの作用の用量依存性の検討を行った結果TNFαの濃度に従って野生型ではアポトーシスが亢進し、そのいずれの濃度においてもオステオポンチンの欠失がLDHの培養液中への流出を抑止することが明らかとなった。さらにアデノウィルスによるオステオポンチンの強制発現によりノックアウトによるアポトーシスの阻害が解除され、OPNの阻害の特異性と有効性が明らかとなった。
超高磁場対応型の高弾性生体内金属開発

前回までの実験で、Au-Pt-Nb合金では、通常のMR撮影やMR Angiography (MRA)において、ほとんど金属アーティファクトが生じないことが判明した。この合金の組成をいろいろと変化させ、脳動脈瘤クリップの作製を行ったが、市販のクリップと比較して、弾性力が向上しなかった。そのため、クリップの複数回の開閉の後の把持力に問題が生じる可能性があるため、このままでは、市販とすることは非常に問題あると判断された。一定以上の弾性力を得るためには、クリップの形状を新しく創作するか、基本の太さを太くするかの、いずれかの方法が必要であること示された。どちらの方法を検討するにしても、新たなクリップ用の金型が必要であり、金型作製費用を考えると、採択された科学研究費の金額では作製できないことがわかった。現在のところ、その時点でAu-Pt-nb合金を用いた脳動脈瘤クリップ作製に関する実験が中断している。また通常のMR撮影やMRAにおいては、適切な組成を有するAu-Pt-Nb合金の周囲の組織は十分な画像が得られることから、血管栓塞用コイルの材料としての有用性が期待され、線引き加工を行った。現在、ある程度細くでき、コイル状態を作製することができた。さらに、Au-Pt-Nbの機械的性質の限界から、より向上する機械的性質を有する、新しい合金作製を併行して行った。これまでの研究によりAu-Nb合金はAu2Nb析出により磁化率が低下し、熱処理によって磁化率の調節が可能であることも示されたことから、Ptのかわりに、生体親和性のあるTiやZrを転化した合金作製を行った。Au-Pt-Nb合金は組成を変えても、熱処理方法をかえても、一定以上の機械的性質の向上はほとんど困難であることが示された。そのため、Au-Pt-Nb合金よりも機械的性質が向上する金属を探していたがなかなか見つからなかったため、実験が当初の計画よりもやや遅れた。しかし、Au-Nbを基本とすることで、機械的性質を向上させることができるといった実験方針を進めるうえで非常に有益な情報が得られ、今後の実験は順調に行うことができると考えている。Au-Nb合金を基本として、TiやZrを添加することで、従来のAu-Ppt-Nb合金を上回る機械的性質を有する生体内合金が作製できる可能性があることが示されたので、その合金の適切な組成割合を決定する。機械的性質に理想的な合金が得られたならば、製品化を考え、種々な用途で使用できるような加工品を作製する。これまでの研究でAu-Pt-Nb合金は3Tの高磁場MR装置においても、明らかな信号欠損や像の歪みなどのアーティファクトを生じないことが明らかとなった。しかし、弾性率、硬度などの機械的特性が脳動脈瘤クリップや血管内ステントの材質としては、現状の市販製品と比較して劣ることも示された。そこで新たな目標として、脳動脈瘤内の塞栓用コイルとしての有用性の検討を行った。非磁性を示した組成のAu-Pt-Nb合金で細線加工を行い、コイルの材料とした。また、脳動脈瘤の模擬ファントムの作成も行った。脳動脈瘤模擬ファントムは歯科用シリコンを用い、大きさ約1cm径の球形の空洞がシリコン内にできるようにし、その空洞に接するように血管を模擬したシリコンチューブを走行させることができるような構造とした。このファントムの球形状の空洞内にAu-Pt--Nb合金の細線をできるだけ詰め込んだ(充填率約50%)。その後、ファントム全体を水中に沈め、血管模擬チューブ内に、造影剤注入器を用いて一定量の速さで流れるように水を流した。3T-MR装置を用い、time of flightシークエンスによりMR Angiography (MRA)の撮影を行った。得られたMRA画像では、血液を模擬した水の信号はコイルの有無に関係なく、脳動脈瘤のファントム内に信号欠損像や歪みなどのアーチファクトはまったく認められなかった。この結果から、Au--Pt-Nb合金の細線を用いた脳動脈瘤コイルの実現性に近づいたと考えられた。最初の計画どうりに、脳動脈瘤のファントムのプロトタイプが作成できた。従来からの研究で開発された非磁性生体内合金の細線で脳動脈瘤の塞栓術に用いるコイルの材料として、MR Angiographyの撮影により、予想どおりの結果を得ることができた。以上のことから、実験は順調に進行していると考えられる。

また通常のMR撮影やMRAにおいては、適切な組成を有するAu-Pt-Nb合金の周囲の組織は十分な画像が得られることから、血管栓塞用コイルの材料としての有用性が期待され、線引き加工を行った。現在、ある程度細くでき、コイル状態を作製することができた。さらに、Au-Pt-Nbの機械的性質の限界から、より向上する機械的性質を有する、新しい合金作製を併行して行った。これまでの研究によりAu-Nb合金はAu2Nb析出により磁化率が低下し、熱処理によって磁化率の調節が可能であることも示されたことから、Ptのかわりに、生体親和性のあるTiやZrを転化した合金作製を行った。Au-Pt-Nb合金は組成を変えても、熱処理方法をかえても、一定以上の機械的性質の向上はほとんど困難であることが示された。そのため、Au-Pt-Nb合金よりも機械的性質が向上する金属を探していたがなかなか見つからなかったため、実験が当初の計画よりもやや遅れた。しかし、Au-Nbを基本とすることで、機械的性質を向上させることができるといった実験方針を進めるうえで非常に有益な情報が得られ、今後の実験は順調に行うことができると考えている。今回の実験で非常に良好の結果が得られたAu-Pt-Nb合金を用いて、できるだけ細い細線の作製を行う。市販のプラチナータングステンコイルでは、素線の直径は約0.05mmであることから、この径までの細線化を行う。細線化と同時に、弾性率、引っ張り強さなどの機械的性質の測定を行い、市販のコイルとの比較を行う。また、現在作製できた細線で市販のコイルと同様な形状である、2次コイルの作製を行い、充填率の向上を試みる。さらにAu-Pt-XのNb以外の金属Xにより、Au-Pt-Nb合金で得られなかった機械的性質の向上が得られる金属Xを探し、新しい非磁性生体内合金の可能性をあわせて追求する。Au-Nb合金を基本として、TiやZrを添加することで、従来のAu-Ppt-Nb合金を上回る機械的性質を有する生体内合金が作製できる可能性があることが示されたので、その合金の適切な組成割合を決定する。機械的性質に理想的な合金が得られたならば、製品化を考え、種々な用途で使用できるような加工品を作製する。当初の計画では、新しい合金を作成するための金や白金などの金属購入の経費を計上したが、今までの研究で利用した金属の細線化の実験を最初に行ったため、新規の金属購入を行わなかったため、予算消化ができなかった。次年度の計画では、現在良好な結果が得られた組成の合金で複数の径の細線化を行うことや、新しい合金作製の実験も合わせて行うため、多量で、多種の金属が必要となることが考えられ、その製作費用や金属購入代金にあてる予定である。Au-Pt-Nb合金を基に開発を進めていたが、機械的性質の向上に限界があることが、判明したため、添加金属の探索を行っていた。そのため、金属組成が定まらず、かなりの金額を計上していた金属材料の購入を見送ったため、全額を使用できなかった。
DNA.タンパク質相互作用検出のための新規なクロスリンカーの開発

両末端にDNA結合部位とタンパク質結合部位を有する新しい架橋分子を設計し、その合成法を確立した。また、架橋分子と選択的に結合を形成させるための、タグつきタンパク質の発現系を構築した。架橋分子とタグつきタンパク質の結合実験、および架橋分子と2本鎖DNAとの結合実験をおこない、電気泳動により評価したところ、両者ともゲル上に新たなバンドが検出された。これらの結果は、架橋分子と生体分子間の結合の形成を示唆している。(1)新規クロスリンカーの合成(代表者):新規クロスリンカーは、DNA結合部位、転写因子結合部位、両者をつなぐスペーサーの3つの部位からなる。それぞれのパーツとして、光反応で核酸塩基のチミンとシクロブタン環を形成するpsoralen、SNAP-tag付きの転写因子と特異的に反応するO^6-benzylguanine、PEGスペーサーを用いた。これら3つのパーツを組み合わせて、計3種類の新しいクロスリンカーを合成した。1つの化合物の合成には市販の試薬を原料として、10段階程度の合成ステップを要するが、再現性にも問題がないことを確認した。化合物の同定は、^1H NMR、^<13>C NMR、マススペクトル、元素分析などを組み合わせて用いた。合成した化合物のうちの1つは、市販のPEG試薬を用いて、長さをある程度自由に変えられると期待されるものである。(2)融合タンパク発現系の確立(分担者):エストロゲン受容体(ER)にSNAP-tagを含む3種類のタグを付けた融合タンパク質を設計し、実際に発現させることができるようになった。ここで、SNAP-tagはクロスリンカーとの架橋のために必要であり、他のタグは免疫沈降の際に抗体に認識される部分となることなどを想定している。ERの融合タンパクを用いたゲルシフトアッセイにより、タグがついても、ER結合配列に特異的に結合することを確認した。(3)新規クロスリンカーと融合タンパク質との架橋反応の検討(代表者、分担者):in vitroの系において、上記の融合タンパク質とその標的となるDNA、および合成したクロスリンカーを共存させると、ウエスタンブロッティングで高分子量のバンドが検出させた。これはクロスリンカーがタンパクとDNAを架橋した生成物である可能性があるため、今後詳しく検討する(1)新規クロスリンカーの合成(代表者):新規クロスリンカーは、DNA結合部位(psoralen)、転写因子結合部位(O^<6->benzylguanine)、両者をつなぐスペーサー(PEG)の3つの部位からなる。前年度確立したモデル化合物の合成ルートをもとに、市販のPEGスペーサー(PEG3、PEG5、PEG11)を用いることで、長さの異なるクロスリンカーを合成した。本研究はSNAP-tag(転写因子に結合している)とDNAを架橋するのが目的であるが、最適な橋の長さは事前には分からず、また転写因子ごとに異なると考えられる。長さの異なるクロスリンカーを揃えれば、状況に応じて最適な長さの分子を使うことができる。3種類のPEGスペーサーを用いてクロスリンカーを合成できたことは、さらに長さの異なるクロスリンカーを合成できることを意味している。(2)クロスリンカーとDNAとの光架橋反応(代表者、分担者):合成したクロスリンカーと短い2本鎖DNA(1020塩基対)を混合し光照射したのち、HPLCにて反応の進行を分析した。これは、光照射の条件を決めるために重要な実験である。本年度は、HPLCの分析条件を最適化するための検討をおこなったが、最適化は十分でなく、引き続き来年度も実験をおこなう。合成したクロスリンカーと比較的長い2本鎖DNA(500塩基対程度)との架橋反応の解析も検討中である。(3)クロスリンカーと融合タンパクの架橋反応(分担者):エストロゲン受容体(ER)にSNAP-tagを含む3種類のタグを付けた融合タンパク質と、複数のクロスリンカーとの架橋反応をおこなった。クロスリンカーの濃度の増加にともない、高分子量の複合体が生成することがわかった。得られた複合体の構造を詳細に調べることによって、架橋反応に関する重要な知見が得られる可能性がある。(1)新規クロスリンカーの合成(代表者):前年度までの研究で、DNA結合部位(psoralen)、転写因子結合部位((O^<6->benzylguanine)、両者をつなぐスペーサー(PEG)の3つの部位からなる新規クロスリンカーの合成法を確立した。最近、DNAと光照射により共有結合を形成する分子として、シアノビニルカルバゾールが報告された。そこで、psoralenの代わりにシアノビニルカルバゾールをDNA結合部位として持つクロスリンカーの合成を検討した。これまでの合成経路を有効利用することで、その合成経路を確立した。(2)クロスリンカーとDNAとの光架橋反応(代表者、分担者):合成したクロスリンカーと蛍光標識した合成オリゴヌクレオチド(1520塩基対)を混合し光照射したのち、アクリルアミドゲル電気泳動により反応結果を分析した。

2本鎖DNAとクロスリンカーを様々なモル比で混合し、365nmの紫外線を照射したところ、2本鎖DNA:psoralenをDNA結合部位として持つクロスリンカー=1:1000の条件で、新たなバンドが出現することを確認した。一方シアノビニルカルバゾールをDNA結合部位として持つクロスリンカーでは、同じ条件で新たなバンドを確認できなかった。この結果は、psoralenをDNA結合部位として持つクロスリンカーが目的とする光反応を起こすことを示唆している。現在HPLCを用いて、光反応の進行を追跡する検討をおこなっており、この新たなバンドに含まれる化合物の構造を明らかにするため、反応生成物の単離に向けた実験を計画している。
発癌遺伝子の導入により作製した永久増殖化細胞株の脳内移植による組織再構築

幼若神経細胞の移植により、損傷を受けた中枢神経系を再構築するための基礎的条件を検討するため、成体ならびに新生マウス脳内へ移植された不死化神経細胞株の移動、文化、宿主神経構築への統合に関する形態学的解析を行なった。移植に用いた不死化細胞株は、マウス間脳原基の初代培養細胞にレトロウイルスベクターを用いて温度感受性発癌遺伝子taA58を導入することにより作製した。この細胞株は32°Cでは活発に増殖し未分化な性質を示すが、39°Cでは増殖速度が低下し、ニューロン或いはグリアへの分化が促進され、遺伝的に均一な幼若神経細胞のモデルとしての性質を示す。この細胞をcarbocyanine系蛍光色素DiIで標識し、定位的に小脳および海馬に移植して、一定期間後、共焦点レーザー走査顕微鏡を用いて、宿主-移植細胞間の相互作用について検討した。この細胞を新生マウス脳内に移植した場合、海馬では歯状回層構造に対応した配列を示し、アストログリアの分布と密接な相関を示した。また、小脳では、移植細胞はプルキンエ細胞と配列を示した。また、内顆粒層に分布したものは、顆粒細胞ニューロン様の形態を示した。成体マウス脳内にV1細胞を移植した場合、小脳では、新生時期と同様にプルキンエ細胞に対応した層状配列、Bergmannglia様の分化を示したが、海馬では特定の分布配列様式を示さなかった。以上の結果から発達期脳内に移植された不死化細胞株V1は宿主発生過程の細胞分化、移動、層形成機構に統合されることが示唆された。これに対し、宿主成体脳では、部位によって移植細胞を神経構築内に統合する能力が存続する部位と、失われている部位があることが明らかになった。マウス胎仔間脳の初代培養細胞に、レトロウイルスベクターを用いて発癌遺伝子の一つSV40T抗原遺伝子の温度感受性変異体tsA58を導入した。そして、形成されたコロニーから不死化細胞株V1を確立した。この細胞株は32°Cの培養条件ではSV40T抗原を発現し活発に増殖した。39°CではSV40T抗原の発現が抑制され、一部の細胞はニューロンへの分化のマーカーであるニューロフィラメント蛋白(NF)を発現した。さらに、39°Cの培養条件で神経成長因子(NGF)を加えるとNF免疫陽性細胞が増加した。このV1細胞をカルボシアニン系蛍光色素DiIで標識して成体マウスの間脳内に移植した。移植後2週間から3ケ月の間にマウスを潅流固定し、移植部位の凍結切片標本を作成した。そして共焦点レーザー走査顕微鏡を用いてDiIで標識された移植細胞の分布を観察するとともに、同一部位におけるニューロンの分化マーカーの発現について免疫組織化学的に観察した。移植3ケ月後には、生着した移植細胞は集団を形成し、一部の細胞は突起を伸展していた。これらの突起にはNFが発現しており、移植細胞はニューロンに分化して、軸索を伸展していることが明らかになった。移植細胞の分化過程を観察するために、移植して2週間後の移植部位を免疫組織化学的に観察した。DiIで標識された移植細胞において、細胞体にMAP-2蛋白の発現が認められ、伸展した突起にはNFの発現が認められた。また、移植細胞には低親和性NGF受容体の発現が認められた。抗GFAP抗体により免疫染色をおこない、アストログリアの分布について検討すると、移植細胞に接した宿主組織内にはGFAP免疫陽性細胞の集団が認められたが、移植細胞にはGFAPの発現は認められなかった。以上の結果より、不死化神経細胞株V1は成体宿主脳内で少なくともその一部はニューロンに分化していることが明らかになった。

また、脳以外の組織に移植してもニューロンへの分化が認められなかったことから、この分化誘導機構には、宿主体温が39°CであることによるSV40T抗原の不活性化と、宿主脳組織由来の神経栄養因子群による作用が考えられる。さらに、V1細胞を小脳内に移植すると、移植細胞の一部は皮質内へ移動し、プルキンエ細胞層に近接して配列した。これらの細胞の多くはBergmann gliaの突起に接しており、移動したV1細胞の宿主脳内における配列にはグリアの突起との相互作用が関与することが推測される。齧歯類の成体脳組織内に幼若神経細胞を移植すると、移植細胞は移動、突起伸展等の発生現象に対応した挙動を示し、宿主神経組織に統合されうる。このような現象は、移植細胞が成長・分化する能力と成体宿主の可塑性との相関の上に成立すると考えられる。host-graft間に認められるこのような相互作用を解析するためには、均一でしかも分化能を有する移植細胞を特異的に標識して用いることが望ましい。神経上皮細胞に発癌遺伝子を導入して不死化した細胞株V1を成体マウスの脳内に移植すると、一部の細胞は突起を伸展し、ニューロンの分化マーカーを発現した。この不死化細胞株を移植することにより、可塑性のある幼若脳組織をどのように再構築し得るかを検討するため、新生マウス脳内への移植実験を行なった。新生仔期にはマウスの小脳、海馬では神経細胞の移動、突起伸展、シナプス形成が進行している。この発達時期のマウス頭部に適合する脳定位装置を新たに作製して、小脳、海馬内にV1 cellを定位的に移植した。移植細胞はcarbocyanine系蛍光色素DiIで標識し、12週間後に移植部位の切片標本を作成して、生着した細胞を共焦点レーザー走査顕微鏡で観察した。小脳外顆粒層内に移植されたものは、接線方向に移動し、あるいは内顆粒層へ移動して突起を伸展し、顆粒細胞様の形態をとるものが認められた。海馬内に移植された細胞は発達中の宿主海馬采の神経線維の走行に組み込まれるかたちで突起を伸展した。また、アンモン角領域に生着したものの一部には、錐体細胞と同様の極生をもって配列するものが認められた。さらに、DiI標識をDAB溶液中で蛍光照射して電子密度の高い標識に変換し、移植細胞の分化の様式を電顕的に観察した。このようなV1 cellの移植実験の結果と、これと関連した遺伝子導入初代培養グリア、あるいは幼若プルキンエ細胞の脳内移植実験の結果も併せて考察すると、移植神経細胞は、移植部位の神経構築に対応した分化形態をとり、しかも宿主神経回路内に統合されうることが示唆された。
P-糖タンパク質を介したスフィンゴ脂質の新規選択的吸収機構の解明

スフィンゴ脂質の構成成分であるスフィンゴイド塩基の化学構造は生物種によって異なり、極めて多様である。我々ほ乳動物のスフィンゴイド塩基構造は比較的シンプルであるが、植物や無脊椎動物などでは、ほ乳動物には存在しない化学構造を有するスフィンゴイド塩基が存在している。スフィンゴ脂質は他の食品脂質成分に比べて充分な評価がなされておらず、ほ乳動物に存在しないスフィンゴイド塩基を有するスフィンゴ脂質の消化管吸収動態についての情報は極めて少ない。これらの多様なスフィンゴ脂質の消化吸収機構や生体内での働きはそれぞれ異なっている可能性がある。本年度はナマコ(タマナコ)からスフィンゴイド塩基の調製を行った。極めて微量であるが一定量の塩基を調製でき、スフィンゴイド塩基組成はほ乳類と異なり、トリエン型であることを見いだした。また、アポトーシス作用を調べるためにヒト肝臓ガン細胞HepG2に調製した塩基を添加した。アポトーシス関連因子として、細胞増殖、DNA断片化、カスパーゼ-3活性、アポトーシス関連遺伝子のmRNA発現を調べた。いずれの因子もナマコスフィンゴイド塩基がアポトーシスを惹起することを示した。特に、PPAR-γmRNAのUp-regulationが見いだされた。このことから、ナマコスフィンゴイド塩基のHepG2に対するアポトーシス誘導作用はPPAR-γmRNAのUp-regulationとカスパーゼ-3活性により進行することが示唆された。
日本帝国経済の崩壊と旧植民地域の再生-東アジア経済圏における「連続」と「断絶」

本研究は、1930年代後半から40年代前半における日本の戦時経済体制と旧植民地域(満州を含む)・中国占領地域との緊密な経済的連関を日本帝国主義経済圏の構築過程として捉えた上で、その過程がこれら地域の経済構造をどのように変化させていったかを、貿易・財政金融・重工業・軽工業・農業(土地制度)の諸側面から解明し、次いで、敗戦による日本帝国主義経済圏の崩壊と東アジアにおける新たな国際秩序の形成過程において、これら旧植民地域や中国がどのような経済的諸条件の下で復興の道を歩んだかを明らかにしつつ、戦時における日本帝国経済の規定性がこれら地域の復興・発展とどのような関わりをもっていたかを明確にし、東アジアにおける戦時・戦後の「連続」と「断絶」の問題に、独自の観点から接近しようとしたものである。『研究成果報告書』には、上記の問題意識にもとづく次の五つの論考が収められている。(1)長岡新吉「日本のインフレーション」(2)西川博史「中国のインフレーション」(3)平井廣一「台湾・朝鮮の戦時経済と戦後復興」(4)長谷部宏一「日本鉄鋼業と東アジア」(5)萩原充「中国における戦時・戦後の工業化政策」ただし、この『報告書』の論考はその成果の一端(表・図等を一切省いた研究成果の簡単な要約)にすぎず、研究分担者は裏面記載のとおり個別論文の形で別個の研究成果を生み出しており、また最終的な研究成果は、これらを総合し単行本『日本経済と東アジア-戦時・戦後-』(仮題)として本年12月にミネルヴァ書房(京都市)から刊行される。平成4年度においては、研究代表者・研究分担者それぞれの役割分担に応じて、戦前・戦時期の「日本帝国経済圏」を構成していた国・地域の経済状態の解明に取り組み,併せてこれまでの研究史上の問題点について検討するとともに資料の収集・整理にも努力してきた。この過程で明確となった問題点とそれに対応する研究の進展状況は次のとおりである。(1)従前の日本帝国主義研究では戦前・戦時と戦後を連続して把握する視点が希薄であり、また近年の「低開発国経済発展理論(開発論)」に基づく研究においては、戦後の出発点を戦前・戦時の問題の克服のあり方に求めていく、という歴史的考察の視点が欠落している。(2)以上の認識を前提に,戦前・戦時の「日本帝国経済圏」に組み込まれた国・地域の経済実態を対象に、総花的分析を避け、それぞれに共通する次の四つの問題に限定して研究を進めてきた。A)インフレーションとその克服過程,B)土地改革,C)貿易と鉄関係,D)経済の復興と再生過程3)平成4年度は主に戦前・戦時期を対象とし、研究会・合宿等を通じて研究者相互の共通の認識にほぼ到達でき、戦後についても資料の収集・整理をある程度進めてきた。こうして東アジア経済圏におけるそれぞれの国・地域の抱えていた問題とその克服過程を歴史的に解明できるようになった。なお、研究成果は、「研究成果報告書」とは別に、より本格的な共同著作として出版社より刊行できる見通しができたことも付記しておく。刊行は平成5年度末か遅くとも6年上半期となる予定である。本年度は、戦前期の日本帝国主義経済圏の実態把握に重点を置いた前年度の研究を前提に、戦後の東アジアをめぐる国際的諸条件の変化、とりわけ日本帝国経済圏の崩壊と新たな国際秩序の形成過程の下での東アジア圏の経済復興過程に焦点を絞り、文献・資料の収集と整理、統計数値の整合性の検討等を共同で行なったほか、それぞれの研究分担に応じて分析を深め、インフレーション(とその収束過程)・土地改革・貿易(対外関係)・経済再建の各側面から課題に接近した。数度にわたる共同研究会(合宿を含む)を通じて浮かび上がった主な論点は次のとおりである。

(1)戦時インフレーションと戦後インフレーションの「連続」と「断絶」における日本・旧植民地(満州を含む)・中国相互間の関連と異同。(2)土地改革における地価(買収価格)査定方式と対価支払い方式の差異に起因する改革の内実の比較検討の重要性。(3)戦後経済復興期の貿易面における米国の対アジア政策の地域的差異のもつ規定性。(4)主要原料の対外依存性に由来する再建日本経済の戦後(復興期)的特質。これらの論点を軸に、各自が前年度の研究実績を踏まえ、「連続」と「断絶」の視角にから論文作成の体制を整えたのが、本年度の研究状況である。『研究成果報告書』は極めて限られたスペースの範囲でその一端(表・図等を一切省いた研究成果の簡単な要約ないしごく一部分)を示したものにすぎず、別記のとおり関連論文4編、最終的には単行本1冊となって成果は公表される。
保育活動における幼児の摂食行為の発達と保育指導に関する研究

本研究は保育園の給食場面の長期縦断観察による子どもの行動変化の記述的研究である。3歳以降の子どもにとって重要な課題は、摂食それ自体ではなく、仲間と「楽しく食べる」談話活動への参加である。従来、幼児の給食は栄養補給の場としての役割が強調されてきたため、共食時の談笑には必ずしもよい評価が与えられてこなかった。しかし、社会性やコミュニケーション能力の発達に対して共食場面は極めて重要な学習の場であることが示唆された。保育園に在籍する子どもの摂食行為がどんな社会的資源に支えられ、どのような様式で、どのような経過を経て発達するものであるのか明らかにすることが本研究の目的である。本研究は02歳までの子どもの摂食行為研究の継続研究である。(1)調査当該年度のフィールドリサーチでは、4歳児の食事場面の記述を可能にする資料を得た。基礎資料は参与観察から得られたフィールドノーツ、ビデオ記録、ICレコーダー等による会話記録、それに保育者、栄養士のインタビュー記録である。4歳児クラスの保育集団全体をみると同時に、これまで集中的に観察してきている数名を中心的に調査した。(2)既存データの分析調査と平行して既存データとしてH17年度に申請者が収集して来た3歳の子どもの食事場面のデータを整理した。保育者による介助行為、子どもの摂食行動に大きな変化が見られた観察回を取り出し、その観察回のビデオ記録の食事場面をデータベース化した。その中から、さらにポイントとなる行為場面を取り出し、その部分の保育者と子どものやりとりを集中的に分析した。クラス編成や新園舎の利用といった大きな環境変化を除くと、年齢が低い頃には椅子やテーブル、食具、食べ物など、その物理的環境に大きな変化が見られたが、後半になるとむしろソフト面として保育指導内容が複雑になり、言語・表象環境の変化が見られた。特に、三歳以降の時期に特徴的なのは、子どもたちがただ「食べているだけではない」ことである。何よりも特徴的なのは、その談話のあり方である。食事は食具を使って食べ物を処理していく道具的活動(instrumental work)(Shultz etal.,1982)である。しかし、この頃の語りはその「食べる」という活動に動機付けられたものだけではなく、それとは全く無関係な内容についてもなされる。その会話の連続性は「今ここ」の状況(配膳された食べ物など)だけでなく、言語によって照会される「そこにはない」共通の話題によって保たれる(ErickSon,1990)。これは大人の食事場面における談話の一般的特徴である。(3)研究成果発表VAD研究会(2006.9北海道大学)、日本発達心理学会大会(2007.3埼玉大学)、NERA(ノルディック教育調査学会大会)(2007.3フィンランド、Turku大学)にて成果を報告。保育園に在籍する子どもの摂食行為がどんな社会的資源に支えられ,どのような様式で,どのような経過を経て発達するものであるのか明らかにすることが本研究の目的である。(1)調査当該年度のフィールドリサーチでは5歳児クラスの食事場面の記述を可能にする資料を得た。基礎資料は参与観察から得られたフィールドノーツ,ビデオ記録,ICレコーダー等による会話記録,それに保育者,栄養士のインタビュー記録である。(2)既存データの分析調査と平行して既存データとしてH18年度に申請者が収集して来た4歳クラスの子どもの食事場面のデータを整理し,その観察毎の食事場面のビデオ記録をデータベース化した。保育園における4歳児クラスの食事場面に特徴的であったのは,食事場面が「食べる場」である以上に「コミュニケーションの場」になっていることであった。つまり,食べるという行為と「話す・聞く」という行為の二つが同時に行われるという,対物的,対人的に見て複雑な相互行為に子どもたちは関与していた。特に興味深いのは子どもたちが眼前の食べ物や人について言及する以上に,眼前にない対象について語り合うことである。では,どのようにそうした会話は可能になるのであろうか。今回の分析から示唆されたことは子どもたちが共通に持っている文化的資源の利用である。特にテレビ等に出てくるキャラクターなどがその主要な資源になっていた。ただし,子どもたちの会話は他者の発言の意味を直接引き継ぐものではなく,同一の項目が出たら,それに自分の持っている知識をただ開陳するというものであった。同一項目が連続することにより,一見談話内容の一貫性が維持されているように知覚される会話が実現されるのである。こうしたいわば「会話練習」が食事という道具的行為の場で行われていることの意味を今後さらに検討していきたい。本研究成果はヨーロッパ幼児教育学会の年次総会(EECELA)で報告された。幼児期の子どもの摂食行為がどんな社会的資源に支えられ、どのような様式で、どのような経過を経て発達するものであるのかが検討された。今回の調査では3歳以降の子ども達の食事中の摂食行為と他者とのコミュニケーションを中心としたふるまいが分析された。

3歳から5歳では給食は栄養摂取の場というよりもむしろ社交の場である。本研究ではこうした3歳クラス以降の子ども達の給食時における仲間や保育者との社会的交流の特徴を明らかにすることを目指した。その結果、以下の点が明らかになった。(1)保育者は子ども達に対して社会的なマナーや偏食解消を含む食べ方について指導するが、子ども達と楽しく会話する存在としての役割も同時に担う。(2)子ども達は、保育者の指導に対して、様々な形の「抵抗」を試みるが、それは多様な戦略を用いた交渉であり、社会的スキルの発達に寄与する。(3)幼児は他者と話しながら食べることが多く、従来こうしたふるまいは「ながら食べ」などといわれ、問題視されてきたものである。しかし、こうした行為も、食べるという行為に対するポジティブな態度を形成する上で重要であることがわかった。保育者もしばしばそのことを自覚した対応を行う。また、そうした食事中の会話は複雑な会話や言語使用の学習の場となっていた。年中、年長児は食事をしながら眼前にない事物や話題について複雑な会話を行う。言語学習の場として共食場面を捉え直す必要がある。なお、本研究と本研究の先行研究を通して一児について0歳から6歳までの長期的な食事場面の映像資料を収集することができた。これは子どもの観察資料として貴重である。
ストリーム暗号の安全性評価手法に関する研究

本研究では,ストリーム暗号を利用した無線LANプロトコルWPA-TKIPについて,改ざん攻撃への安全性を評価した.従来の方法はIEEE802.11e(QoS機能)を利用した通信のみ改ざん可能という制限があったが,本研究で提案した攻撃対象のパケットをQoSパケットへ修正の上で改ざんする方法ではその制限を回避できることが分かった.さらに,改ざん攻撃の手順を改良することで攻撃の実行時間を削減することに成功した.その結果,WPA-TKIPにおいて偽造したDNSサーバのIPアドレスを受理させる攻撃が実環境で実行できることが明らかになった.本研究では,ストリーム暗号を利用した無線LANプロトコルWPA-TKIPについて,改ざん攻撃への安全性を評価した.従来の方法はIEEE802.11e(QoS機能)を利用した通信のみ改ざん可能という制限があったが,本研究で提案した攻撃対象のパケットをQoSパケットへ修正の上で改ざんする方法ではその制限を回避できることが分かった.さらに,改ざん攻撃の手順を改良することで攻撃の実行時間を削減することに成功した.その結果,WPA-TKIPにおいて偽造したDNSサーバのIPアドレスを受理させる攻撃が実環境で実行できることが明らかになった.通信の高速化及び情報の大規模化に伴い,高速処理に優れた暗号化技術であるストリーム暗号の需要は非常に高くなっている.しかしながら,ストリーム暗号の安全性評価の研究は十分に成熟しているとはいえず,未だ包括的な評価基準が定まっていない.本研究では近年議論が活発化している差分解読法を中心に,アルゴリズム単体への攻撃からプロトコルとしての利用での欠陥までを含めたストリーム暗号の安全性評価手法について検討することで,ストリーム暗号の設計および利用方法の策定に役立つ知見を得ることを目的としている.本年度はまずストリーム暗号の解読法に関する文献を収集し,サーベイを行った.個別のアルゴリズムに関しては特に差分攻撃および等価鍵に関する文献,プロトコルに関しては無線LANで使われているWPA-TKIPに関する文献を重点的に調査した.その過程において,WPA-TKIPにおいてストリーム暗号の構造に起因した重大な欠陥となり得る知見が得られた.この欠陥は実際に使われている無線LAN製品の安全性に関わる緊急性の高いものであったため,本年度はWPA-TKIPに関する検討を優先して進めることにした.本研究では,従来のIEEE802.11eに対応した一部の機器でしか有効でないとされていた攻撃手法に対して,中間者攻撃またはQoS偽造攻撃(通常のパケットをQoSパケットの偽造する手法)を導入することで広範な機器に対して攻撃できることを示した.特にQoS偽造攻撃に基づく方法では,特別な条件を必要とせずにWPA-TKIPを用いている大部分のネットワーク機器を攻撃可能である.さらに,その方法を用いて,ネットワークの遮断(DoS攻撃)およびDHCPで設定されるDNSサーバのIPアドレスを偽造できることも実証実験により確認した.来年度はWPA-TKIPに関する成果をまとめて論文誌に投稿すること,および個別のアルゴリズムに対して差分攻撃および等価鍵に関する詳細な検討を行いたい.通信の高速化及び情報の大規模化に伴い,高速処理に優れた暗号化技術であるストリーム暗号の需要は高くなっている.しかしながら,ストリーム暗号の安全性評価の研究は十分に成熟しているとはいえず,未だ包括的な評価基準が定まっていない.本研究ではアルゴリズム単体への攻撃からプロトコルとしての利用での欠陥までを含めたストリーム暗号の安全性評価手法について検討し,ストリーム暗号の設計および利用方法の策定に役立つ知見を得ることを目的とする.まず平成21年度にストリーム暗号の解読法に関する文献,個別のアルゴリズムでは差分攻撃および等価鍵に関する文献,プロトコルでは無線LANで使われているWPA-TKIPに関する文献を重点的に調査した.その過程でWPA-TKIPにおいてストリーム暗号の構造に起因した重大な欠陥となり得る知見が得られた.この欠陥は実際に使われている無線LAN製品の安全性に関わる緊急性の高いものであるため,WPA-TKIPに関する安全性の検討を本課題の中心として進めることとした.平成21年度中,従来のIEEE802.11eに対応した一部の機器でしか有効でないとされていた攻撃手法に対して,中間者攻撃やQoS偽造攻撃(通常のパケットをQoSパケットの偽造する手法)により広範な機器に対して攻撃できることが明らかになった.さらに,その方法を用いて,ネットワークの遮断(DoS攻撃)およびDHCPで設定されるDNSサーバのIPアドレスを偽造できる(DHCP-DNS攻撃)ことも実証実験により確認した.平成22年度はQoS偽造攻撃の攻撃能力の詳細な考察およびDHCP-DNS攻撃の実環境における有効性について検討し,QoS偽造攻撃が有効になる条件およびDHCP-DNS攻撃が市販のアクセスポイントの初期設定程度のパラメータでは現実的に実行されてしまうことを示した.また,それらの攻撃への対策についても検討した.これらの結果は,国際会議JWIS2010の論文および国内会議FIT2010(査読付き論文)で分割して発表し,専門家との意見交換を行いながら研究で得られた知見を明確化した.
徐放型多血小板血漿と骨伝導バイオマテリアル混合移植による新規頭蓋骨再生治療法開発

頭蓋骨欠損に対する骨補填材料として様々な材料が用いられてきた。しかし自家骨採取部の傷や人工骨の感染など課題は多い。そこで創傷治癒促進として最近注目されている多血小板血漿(PRP)を、生体親和性の高い人工骨であるβ-TCPと組み合わせて用いることで骨形成の期間が短縮されるのではないかと考えた。PRPからの成長因子放出を一定期間持続させることでさらに骨形成が促進されることがわかり、この複合体は安全で効果的な骨補填剤となりうる可能性が考えられた。1徐放化PRP(多血小板血漿)の作成:Fisherラットの採取血液からPRPを作成した。PRP単独、ゼラチンハイドロゲルを加えた徐放化PRPとして培養液中で保存した。比較のためPRP作成時に使用した抗凝固剤によりEDTA群、ACD-A群として以降の実験を行った。2標本の採取および解析: PRPから放出される各成長因子量を経時的に測定した。成長因子量はPDGF-AB、IGF-1においてはEDTA群が高値、VEGFではACD-A群の方が高値、HGF、TGFβ-1では各群とも同程度であった。一方、動物実験における骨新生表面積率はEDTA群の方が高値であった。以上の結果から抗凝固剤はEDTAを用いることとして、本実験を行った。徐放化PRPの成長因子量計測は今後行う予定である。3ラット頭蓋骨欠損モデルの作成と頭蓋骨形成促進効果検証:頭蓋骨欠損モデルを作成し、PRP群、徐放化PRP群、PRP+β-TCP群とした。現在までにモデル作成は終了し、μCTおよびHE染色として結果を検討中である。μCTによる評価の際、β-TCPと新生骨との区別がつかずに新生骨形成率が正確に計測できなかったため、μCTをマクロ画像として骨新生を評価した。4研究の意義:PRP調整方法は各施設で異なっており、使用する抗凝固剤についても確立された方法はない。使用する抗凝固剤について比較した報告はあるが、経時的に成長因子を計測したもの、さらに動物実験を併用した報告はほとんどないため、今回の研究で抗凝固剤について評価できたのは有意義と考える。またμCTによる骨新生率の評価では徐放化PRP群が高値となっており、徐放化PRPの使用は骨再生期間を短縮させる可能性が十分にある、という結論を示唆している。1徐放化PRP(多血小板血漿)の作成と成長因子計測:Fisherラットから血液採取後、PRP、ゼラチンを加えた徐放化PRPを作製した。PRP、徐放化PRPをDMEM培養液中で保存し、ELISAキットを用いて培養液上清の成長因子(PDGF-AB、IGF-1、TGF-β1)を定量した(n=4)。2ラット頭蓋骨欠損モデル作成と頭蓋骨形成促進効果検証:PRP群、徐放化PRP群、PRP+β-TCP群、徐放化PRP+β-TCP群、及び対照群とした(n=4)。μCTおよびHE染色、TRAP/ALP染色、マッソントリクローム染色標本により各群の骨新生ならびに骨代謝関連細胞動態を評価した。3研究の意義:PRP単独群よりも徐放化PRP群の方か骨新生率は高く、また徐放化PRP群で放出された成長因子量はPDGFAB、TGF-b1で高かったことから、これらの成長因子が骨新生に寄与している可能性が示唆された。またβ-TCP使用例においてはブロック状よりも顆粒状のものを用いた方が骨新生率は高かったことから、ゼラチンの分子量を考慮した最適なβ-TCPの形態についても検討が必要と思われた。今回の研究経過として、徐放化PRP(多血小板血漿)の作成と成長因子計測、ラット頭蓋骨欠損モデル作成および検体採取、μCT撮影、HE染色、特殊染色、免疫染色までは終了している。これらの結果の判定一部未実施であり、当初の実験計画よりやや遅れていると考える。本研究の目的は、徐放化多血小板血漿(platelet rich plasma:PRP)とβ-Tricalcium phosphate(β-TCP)とを組み合わせて用い、骨再生の期間を短縮させることである。組織再生に重要な成長因子を多く含むPRPの応用は有用な手法であるものの、PRPから産生される成長因子が一過性にしか放出されないことが課題である。そこでPRPを徐放化ハイドロゲルと混和し、β-TCPとともに骨欠損部に移植することで、PRP/徐放化ハイドロゲルから放出される成長因子が持続的に局所に作用し、β-TCPへの骨芽細胞誘導能、破骨細胞誘導能が向上すると考えた。1徐放化PRPの作成と成長因子計測:Fisherラット血液からPRPを作成し、ゼラチンを加えて徐放化PRPを作成した。PRP、徐放化PRPをDMEM培養液中で保存し、培養液上清の成長因子(PDGF-AB、IGF-1、TGF-β1)を定量した(n=4)。2ラット頭蓋骨形成促進効果検証:PRP群、徐放化PRP群、PRP+βーTCP群、および対照群とした(n=4)。マイクロCTおよびHE染色、TRAP/ALP染色、マッソントリクローム染色標本により各群の骨新生ならびに骨代謝関連細胞動態を評価した。3結果:PRP単独群よりも徐放化

PRP群のほうが骨新生は高く、また徐放化PRP群で放出された成長因子量はPDGF-AB、TGF-β1で高値であったことから、これらの成長因子が骨新生に寄与している可能性が示唆された。TRAP/ALP染色、マッソントリクローム染色についてはPRP+βーTCP群において骨芽細胞が早期に出現したが、有意差は得られなかった。β-TCP使用例においてはブロック状よりも顆粒状のものを用いたほうが骨新生率は高かったことから、ゼラチンの分子量を考慮した最適なβーTCPの形態についても検討が必要と思われた。頭蓋骨欠損に対する骨補填材料として様々な材料が用いられてきた。しかし自家骨採取部の傷や人工骨の感染など課題は多い。そこで創傷治癒促進として最近注目されている多血小板血漿(PRP)を、生体親和性の高い人工骨であるβ-TCPと組み合わせて用いることで骨形成の期間が短縮されるのではないかと考えた。PRPからの成長因子放出を一定期間持続させることでさらに骨形成が促進されることがわかり、この複合体は安全で効果的な骨補填剤となりうる可能性が考えられた。今回の研究経過として、1PRPおよび徐放化PRPの作成、DMEM培養液中での保存および検体採取、2各成長因子の計測(PRP単独のみ)、3ラット頭蓋骨欠損モデル作成および検体採取、μCT撮影、HE染色標本作成までは終了している。徐放化PRPの成長因子計測、各特殊染色ならびに免疫染色は未実施であり、当初の実験計画よりやや遅れている。PRP作成時に使用する抗凝固剤によりPRPからの成長因子放出量に差が出ることが判明し、抗凝固剤についての検討に時間を費やしたためと考えている。徐放化PRPおよびβ-TCP使用による骨新生促進については、マクロでは確認済みであるが定量評価は計測中である。以上より研究目的に対する達成度としては、やや遅れていると考える。特殊染色であるTRAP/ALP染色、マッソントリクローム染色の結果を分析し、骨代謝関連遺伝子発現を評価する。またPRPと徐放化PRPに対する、in vitroとin vivoでの効果の違いなどを評価する予定である。頭蓋顎顔面外科まずは採取した検体の分析を詳細に行う。具体的にはHE染色標本による骨新生表面積率の計測と分析を行う。さらに各特殊染色、免疫染色を行い、骨代謝関連遺伝子発現を評価する。標本評価に使用した各種抗体が予定よりも安価であったことや、人件費・謝金が発生しなかったためと思われる。今年度中に実施予定であった標本評価が終了しておらず、そのため各種抗体などが未購入となっている。また機材費や画像フィルムなど、申請していたものの結果的に不要となった経費があったためと思われる。今後の評価次第ではさらに後退を購入する必要が生じると思われる。各種試薬、抗体は次年度以降購入予定である。また前年度で不要となった分の機材費、画像フィルム代などでさらに抗体を購入し詳細な検討を加える予定である。
歩行者をセンサノードとした広範囲・高密度バリア情報の直感的可視化システムの研究

障がい者の自由な移動を支援する上で,屋内外に存在するバリア情報を提供するバリアフリーマップが重要な役割を果たすが,現在のバリアフリーマップは,広範囲・高密度の情報を提供できず,バリア情報を直感的に提示できない。これらの問題に対し,本研究は(A)バリア情報入力,(B)バリア情報分析,(C)バリア情報出力の観点から解決を目指す。Aでは健常者が歩行やゲームをするだけで加速度データを収集できる方式に取り組む。Bでは人工知能で歩行時加速度データから路上のバリアの存在・種別を高精度に判定する技術に取り組む。Cでは直感的なバリアフリーマップ表現や,バリア通過時の様子を体感できるVRシミュレータに取り組む。
エコンドライト母天体の構成物質と形成過程

エコンドライトは,太陽系初期に始源的物質により溶融と結晶化などにより,分化した隕石であり,これらの物質が存在していた原始的な惑星のような天体(母天体)があったとされている。本研究では,これらの隕石の広領域の研究者により,その母天体の構物質を再構築することにより,その形成と物質進化の過程を推定しようとするものである。今年度は最終年度であるので,その結果を総合した考察を試みるため,コンピュ-タ-の画像処理の方法を確立することともに,その画像デ-タベ-ス化も試みた。画像処理方法の主なものは,走査型電子顕微鏡にエネルギ-分散型の分光器を組合せ,ディジタル電子線ビ-ムコントロ-ルにより得られたSi,Mg,Fe,Caなどの二次元元素分布画像を,画像処理するものである。輝石中のCa,Mg,Feの端成にRGBの三原色をふりつけ,任意の組成のものをその合成色によって表現し,分布画像に色をつけるプログラムを開発した。これらの応用により特有な化合組成をもった領域が,容易に発見できるようになり,その画像をもとに,ある化学組成をもつた輝石の存在比を示めることができるようなった。これらのデ-タを光磁気ディスクに保存し、顕微鏡画像と対応させた。これらの方法により,原始的エコンドライトが,コンドライト的物質から微惑星の衝突などにより,Ca,Alを失い,Fe,N,Sなどが一部分,移動分離することにより形成されたことがわかり,小惑星帯にもっとも多い,S型のものに対応づけられることを示した。ユ-クライトについては,その母天体上でのクレ-タが形成された隕石衝突で,部分的に溶融するほど高温により熱変成を受けるのもであることが推論されたMgに富むユ-クライトも,マグマ大洋の深い所でできたものが,隕石衝突によりクレ-タ-ができた時,一部分堀り出されて,また冷却されるような歴史を示すことも判明した。本研究は太陽系初期に原始的物質より溶融と結晶化などの分化の過程をへて形成された隕石(エコンドライト)の母天体が、どのような物質から構成されているかを研究し、その形成過程を推定されるものである。今年度は初年度であるが、同じ研究課題で行なった研究の新しく継続のみとめられたものである。前研究課題で購入した走査型電子顕微鏡に本年度は二次元画像処理ソフトを追加した。またその画像をパ-ソナルコンピュ-タ-に取り込み、画像処理をして鉱物種別の画像,化学組成の二次元的変化などをみるソフトの開発を行なった。さらに光学顕微鏡画像をこの装置で処理するため,CCDカメラによる像を記録する装置を購入した。この画像デ-タ利用は次年度に行う。これらの化学組成画像を使ってエコンドライトのうち輝石及び斜長石よりなるユ-クライト、超塩基性岩的組成をもつユレイライト及び原始的エコンドライトを研究した。また月から来た隕石も同様の方法で研究した。ユ-クライトについては一つの隕石の中に形成時の冷却速度の違いによる種々の組織をもっているが、輝石の化学組成は同じものを研究した。これらの隕石は母天体上での結晶化ののち、クレ-タ-形成にともなう化学組成の均質化が起ったものであることがわかった。ユレイライトについては炭素のない新隕石の研究を行い、これがむしろ原始的エコンドライトに近いことを発見,ユレイライトと原始的エコンドライトの形成過程の類似性を指摘した。