hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マクロファージ-筋線維芽細胞を基軸とした腎線維化の病理発生の解明と治療法の確立

慢性腎臓病の基本病態である腎線維化の機序を明らかにする目的で、線維化部位に出現するマクロファージと筋線維芽細胞の機能特性を病理学的に解析した。その結果、腎傷害部位には多彩なマクロファージ群が出現し、マクロファージから産生される因子により筋線維芽細胞が誘導されることが明らかとなった。マクロファージの出現を抑制することで線維化の進行が軽減されることが示された。また、肝線維化と創傷治癒過程での線維化についても病理学的に比較解析した。腎線維化の形成において重要な役割を担うマクロファージと筋線維芽細胞の特性を多角的に解析するとともに、これら細胞の相互関連を基軸とした病理発生機序を解明し、その機序に基づいた新たな治療法を探索する。さらに、線維化病変である肝線維化と皮膚の創傷線維化病変を同様の方法で解析し、腎線維化の発生機序を比較病理学的に解明する。本研究の目的は、腎線維化部位に出現するマクロファージと筋線維芽細胞の特性を病理学的に解析し、それらの機能に基づいた腎線維化の有効な治療法を探索することである。本年度は以下の成果を得た。尿管結紮及びシスプラチン誘発のラット慢性腎線維化モデルを用いて、筋線維芽細胞の細胞骨格の変化について解析した。その結果、筋線維芽細胞はα-平滑筋アクチン、ビメンチン、デスミンを種々の割合で発現することが示された。また、再生尿細管上皮においてもα-平滑筋アクチンとビメンチンが発現することが分かった。これらのことから、細胞外基質を産生する筋線維芽細胞は、間質の線維芽細胞のみならず傷害後再生する尿細管上皮にも由来する可能性が示唆された。また、豚の尿細管上皮由来細胞株に線維原性因子であるTGF-β1を添加したところ筋線維芽細胞特有の細胞骨格が発現し、さらにTGF-β1とPDGF-BBを同時添加するとその発現が相乗的に増強することが示された。これらの因子は傷害部位に滲出するマクロファージから産生されるサイトカインで、腎線維化におけるクロファージと筋線維芽細胞の緊密な関連が明らかになった。また、ラット腎線維化モデルに抗炎症剤であるデキサメサゾンを投与する実験を行った。その結果、ED1陽性の浸潤マクロファージの出現が抑制され線維化が軽減された。しかし、ED2陽性固着マクロファージとOX6陽性抗原提示マクロファージの出現には影響が見られなかった。さらに、腎線維化に有用な細胞モデルを開発する目的で、ラットの悪性線維性組織球腫からマクロファージの特性を示す細胞株(KJ-A)の樹立に成功した。今後、この細胞株の特性と本研究における有用性についてさらに解析を進める。1.腎毒性を有するシスプラチンをラットに投与し腎線維化モデルを確立し、その病態の解析から線維化にはマクロファージと筋線維芽細胞が中心的な役割を担うことを明らかにした。このモデルに、抗炎症剤であるデキサメサゾンを投与する実験を行ったところ、ED1陽性の浸潤マクロファージの出現は抑制されたが、ED2陽性固着マクロファージとOX6陽性抗原提示マクロファージの出現には影響が見られなかった。また、デキサメサゾンはTGF-β1依存性の筋線維芽細胞の形成を抑制することが示された。デキサメサゾンの効果的な利用は腎線維化の治療に有効である可能性が示された。2.腎線維化には細胞外基質を産生する筋線維芽細胞が重要であることから、in vitroでの実験系を作成する目的で筋線維芽細胞に分化し得る細胞株(MT-9)の開発に成功した。3.腎線維化において、マクロファージから産生される因子により線維化が進行することが示されている。今回、肝傷害と肺傷害モデルラットを用いて出現するマクロファージを検出するバイオマーカーを探索する研究を行い、いくつかの可能性ある候補因子を見出すことに成功した。4.また、高血圧自然発祥ラットを用いて、腎と心臓におけるマクロファージの出現を解析するとともに、このモデルに小豆抽出物を投与するとマクロファージの出現が抑制されることを見出した。5.現在、さらに腎病変の形成に係わるマクロファージと筋線維芽細胞の役割を解明するためにシクロオキシゲナーゼ因子の関与や血管系・間質細胞の係わりに焦点を当てた研究を行っている。本研究の目的は、腎線維化に出現するマクロファージと筋線維芽細胞の特性を病理学的に解析し、それらの特性に基づいた腎線維化の有効な治療法を探索することである。

さらに、同じ発生機序で形成される肝線維化についても解析を加えた。本年度は以下の成果を得た。1)抗癌剤であるシスプラチンをラットに投与することで誘発した腎線維化モデルを用いて、特にマクロファージの出現とシクロオキシゲナーゼ(COX)の発現について解析した。その結果、このモデルでは、COX2の発現が減じるとともに、COX1の発現が増加した。また、傷害尿細管上皮にはCOX合成酵素とPGE2のレセプター、特にEP4が増加することが分かった。シスプラチン誘発モデルでは、他の腎線維化モデルで示されているようなCOX2の関与はなく、むしろCOX1の関与がマクロファージの出現において重要であると思われた。また、筋線維芽細胞の形成にはThy-1の発現が関ることが示された。2)以上に加え、チオアセトアミド誘発急性肝線維化ラットモデルを作製し、出現するマクロファージについて解析した。その結果、傷害部位に出現するED1陽性の貧食活性の高いマクロファージの多くがOX6に対しても免疫組織化学的に反応することが示された。これは、細胞残屑を貧食した浸潤マクロファージが抗原提示能を有することを示唆する。さらに、マクロファージの誘導に係るMCP-1は類洞周囲細胞から産生されることをミラー標本を用いて明らかにした。3)さらに、LPSを投与したラット脳髄膜に出現するマクロファージ群の特性についても解析を行った。その結果、脳傷害では固着マクロファージが重要な役割を演じることが示された。本研究の目的は、腎線維化に出現するマクロファージと筋線維芽細胞の特性を病理学的に解析し、それらの特性に基づいた腎線維化の有効な治療法を探索することである。さらに、同じ発生機序で形成される肝線維化や創傷治癒の病態についても比較解析を行うことで、腎線維化の病態をより明らかにすることである。以下の研究成果を得た。(1)シスプラチン誘発ラット腎線維化モデルを用いて新生血管の特性を解明した。マクロファージの出現に伴い線維化が進行し、その部位にCD34陽性の新生血管が出現し、かっ血管新生には血管増殖因子が関わることが示された。さらに、骨髄幹細胞などの未分化間葉系細胞を認識するA3抗体陽性の血管内皮が、線維化部位に顕著に出現することが示された。線維化部位の血管は、骨髄幹細胞から常に動員されている可能性が示唆された。(2)腎線維化における筋線維芽細胞の特性解析として、特にThy-1発現細胞との関わりについて詳細に検討した。シスプラチン誘発ラット腎線維化モデルと尿管結紮腎障害モデルを用いた。その結果、皮質から髄質外帯に線維化が生じ、その線維化部位にThy-1発現細胞が著しく出現した。この細胞はvimentinを発現したが、α-SMA(筋線維芽細胞のマーカー)は発現しなかった。さらに、結紮腎では髄質内帯にも線維化が生じたが、この部位ではThy-1発現細胞とvimentinさらにはα-SMA発現細胞が一致した。皮質と髄質の間質細胞はThy-1の発現が異なることが分かった。以上よりThy-1発現細胞の出現は腎の部位により異なり、かつ筋線維芽細胞との関連も部位により異なることが示された。(3)さらに、チオアセトアミド誘発肝線維化と創傷治癒過程での線維化部位には、多種多様なマクロファージが出現し、筋線維芽細胞の誘導に関わることを明らかにした。
早期反応性マーカーを用いた胃癌RTK/KRAS標的治療における感受性予測法の確立

胃癌は検出される遺伝子異常が非常に複雑であることが知られるが、RTKおよびその下流のKRASを含むRTK/KRASシグナルに関わる因子の異常が高頻度に検出されることから、これらのシグナルを標的とした治療法が期待されている。研究代表者はこれまで、RTK/KRASシグナル標的治療のひとつであるMEK阻害治療では薬剤投与後のタンパク質リン酸化変化率(早期反応性マーカー)により感受性予測が有用であることを見出した。本研究ではMEK阻害剤に加えて、MET阻害剤・FGFR阻害剤・PI3K阻害剤などのRTK/KRASシグナル標的治療薬における早期反応性マーカーを胃癌細胞株を用いて同定を目指した。まずRTK/KRAS異常を有する胃癌細胞株を用いてMET阻害剤やFGFR阻害剤の感受性を比較したが、どちらの阻害KRAS変異を認める株に耐性を示す傾向があるものの、早期反応性マーカーの同定には至らなかった。今後RTK/KRAS異常が検出されない株において、その感受性と投与後のタンパクの活性変化を比較しマーカーの同定を目指す必要があると考えられた。来年度以降に予定していた進行胃癌オルガノイド樹立も開始した。手術または内視鏡検査生検を用いて培養を開始。現在数種類の培地を用いてそれぞれの症例で最適な培養条件を検討している。細胞株とオルガノイドでは薬剤感受性や検出される早期反応性マーカーの検出時間や濃度の範囲が大きく異なる可能性を考慮し、胃癌のオルガノイド樹立に並行して、すでに樹立、培養条件が確立している大腸癌オルガノイドを用いてオルガノイド培養における最適な感受性予測方法の確立を早期反応性マーカーの検出の条件振りを行っている。得られた条件を元に胃癌オルガノイドでの検出を検討する。早期反応性マーカーの同定については、解析する細胞株を増やす必要があると考えるが、タンパクリン酸化アレイで早期マーカーの候補の抽出には成功している。さらに胃癌オルガノイド樹立もまだ培養条件の検討段階ではあるが、前倒しで行えており、研究計画は順調に進展していると判断した。胃癌細胞株を用いた感受性試験とマーカーの抽出:RTK/KRAS異常を有する胃癌細胞株を用いてMET阻害剤やFGFR阻害剤の感受性を比較したが、どちらの阻害剤もKRAS変異を有する細胞株に耐性を示す傾向があるものの、早期反応性マーカーの同定には至らなかった。そこで、RTK/KRAS異常を有さない細胞株を用いて更なる解析(MTSアッセイによるIC50の算出とWBとタンパクアレイによるマーカーの検出)を予定している。5FUを含む他の薬剤に関しては20株での感受性の評価を行った。今後最も感受性を示した株および耐性株において、タンパクリン酸化アレイの予定を行いマーカー候補となる因子の抽出を目指す。動物マウス移植モデルでの検証:胃癌細胞株に加え、オルガノイドを用いた移植実験も必要であると考えられるため、オルガノイドの樹立・マーカーの検出を先行する方針とした。胃癌オルガノイドでの検証:現在、メディウム4種類を用いて夫々の症例で適切な培養条件を検討中である。3D-Gloアッセイのためtrypleでの適切な処理時間についても検討を行う。条件が確定した症例より3D-Gloアッセイキットを用いて感受性の評価を行う。WBまたは免疫染色により細胞株において抽出された早期反応性マーカーの検出を行う。感受性の評価やマーカーの検出の濃度や時間などの条件決定には、すでに樹立できている大腸癌オルガノイドを用いて行う方針とする。胃癌細胞株を用いた感受性試験とマーカーの抽出:RTK/KRAS

異常を有する胃癌細胞株を用いてMET阻害剤やFGFR阻害剤の感受性を比較したが、どちらの阻害剤もKRAS変異を有する細胞株に耐性を示す傾向があるものの、早期反応性マーカーの同定には至らなかった。そこで、RTK/KRAS異常を有さない細胞株を用いて更なる解析(MTSアッセイによるIC50の算出とWBとタンパクアレイによるマーカーの検出)を予定している。5FUを含む他の薬剤に関しては20株での感受性の評価を行った。今後最も感受性を示した株および耐性株において、タンパクリン酸化アレイの予定を行いマーカー候補となる因子の抽出を目指す。動物マウス移植モデルでの検証:胃癌細胞株に加え、オルガノイドを用いた移植実験も必要であると考えられるため、オルガノイドの樹立・マーカーの検出を先行する方針とした。胃癌オルガノイドでの検証:現在、メディウム4種類を用いて夫々の症例で適切な培養条件を検討中である。3D-Gloアッセイのためtrypleでの適切な処理時間についても検討を行う。条件が確定した症例より3D-Gloアッセイキットを用いて感受性の評価を行う。WBまたは免疫染色により細胞株において抽出された早期反応性マーカーの検出を行う。感受性の評価やマーカーの検出の濃度や時間などの条件決定には、すでに樹立できている大腸癌オルガノイドを用いて行う方針とする。
糖尿病罹患による呼吸システムへの影響

実験対象には、13週齢の雄性WistarラットにStreptozotocinを腹腔内注射して1型糖尿病を発症させた1型糖尿病モデルラットを糖尿病群として、同週齢の雄性Wistarラットを対照群として用いる。平成31年度(令和元年度)は呼吸中枢の出力系である横隔神経の軸索や神経筋接合部に障害が生じているかについての検討を行う。平成32年度(令和2年度)は呼吸中枢の入力系である内外肋間筋や肺組織の状態についての検討を行う。平成33年度(令和3年度)は、呼吸中枢がもつ呼吸を調整する機能が障害されていないかについての検討を行う。
肝癌の進展過程における活性酸素消去酵素GSH-PX遺伝子の発現低下機序とその意義

肝癌の自然発症モデルであるLECラットでは、細胞型グルタチオン・ペルオキシダーゼ(GSH-Px)の発現が先天的に低下している。我々はp53ノックアウトマウスでもLECラットと同様にGSH-Px活性が約30-40%肝臓でのみ低下していることを見出した。本年度は1)GSH-Pxの発現とp53との関連と2)GSH-Pxの発現低下とLECラットの肝炎・肝癌発生との関連について研究した。GSH-Px遺伝子の5′上流域2kbのdeletion mutantsを作製し、これらのDNA断片をルシフェラーゼ遺伝子に連結した。そして野生型および変異型p53cDNAをラット肝癌細胞で過剰発現させてGH-Pxプロモーターのルシフェラーゼアッセイを行った。その結果、野生型および変異型p53の両方で同等のシルフェラーゼ活性の上昇が認められた。この結果から、p53のN-末端にあるactivation domainがGSH-Pxの発現を促進していることが示唆された。GSH-Px活性は飼料中に含まれるセレニウム濃度によっコントロールすることができるので、セレニウム欠乏食飼育群(GSH-Px活性低下群)と補充群のLECラット(対照群)で、肝炎と肝癌の発生率を調べる実験を行った。その結果、意外なことにセレニウム欠乏食飼育LECラットの方が補充群のLECラットに比べて有意に肝炎の発生が遅延した。肝癌の発生に関しては、実験開始後まだ1年6カ月経過していないめ経過観察中であるが、ER-1細胞でのin vitroの実験からセレニウム欠乏食飼育LECラットでは発癌が促進されると予測される。ラットの乳癌細胞ER-1は自然退縮型腫瘍であるが、増殖因子EGFを一ヶ月間in vitroで作用せせると悪性化して宿主を殺すまで増殖を続ける。しかし、この細胞にEGFと共にセレニウムを添加して培養すると細胞内の過酸化水素の産生が抑制され、悪性化も起こさないことが見出された。またヒドロキシルラジカルでDNAが修飾されて生じる8-ヒドロキシグアニン量も抑制された。LECラットでは細胞型グルタチオン・ペルオキシダーゼ(GSH-Px)活性が銅の蓄積とは無関係に肝特異的に低下している。LECラットのGSH-Px遺伝子には変異が認められないことから転写調節因子に異常のあることが想定された。そこでGSH-Px遺伝子の5′フランキング領域のdeletion mutantを作製し、これらをルシフェラーゼ・レポーター遺伝子に連結し、HuH-7肝癌細胞にトランスフェクトしてルシフェラーゼ活性を測定した(図1)。その結果、p53蛋白結合配列の一部が削られるとルシフェラーゼ活性の低下することが見い出された。このp53蛋白結合配列はラット、マウス、およびヒトのGSH-Px遺伝子で保存されていることからp53蛋白によるGSH-Px遺伝子の発現制御機構の存在が示唆された。そこで、p53ノックアウトマウスにおける肝、腎、および赤血球のGSH-Px活性を測定した結果、p53ノックアウトマウスでは推測どうり正常対照ラットに比べてその活性が肝では32%、腎では22%低下していたが、赤血球ではその低下は認められなかった。p53ノックアウトマウスにおけるこの結果はLECラットのそれと極めて類似している。以上の結果から、LECラットではp53蛋白によりGSH-Pxの発現調節に異常のあることが示唆された。

肝癌の自然発症モデルであるLECラットでは、細胞型グルタチオン・ペルオキシダーゼ(GSH-Px)の発現が先天的に低下している。我々はp53ノックアウトマウスでもLECラットと同様にGSH-Px活性が約30-40%肝臓でのみ低下していることを見出した。本年度は1)GSH-Pxの発現とp53との関連と2)GSH-Pxの発現低下とLECラットの肝炎・肝癌発生との関連について研究した。GSH-Px遺伝子の5'上流域2kbのdeletion mutantsを作製し、これらのDNA断片をルシフェラーゼ遺伝子に連結した。そして野生型および変異型p53cDNAをラット肝癌細胞で過剰発現させてGSH-Pxプロモーターのルシフェラーゼアッセイを行った。その結果、野生型および変異型p53の両方で同等のルシフェラーゼ活性の上昇が認められた。この結果から、p53のN-末端にあるactivation domainがGSH-Pxの発現を促進していることが示唆された。GSH-Px活性は飼料中に含まれるセレニウム濃度によっコントロールすることができるので、セレニウム欠乏食飼育群(GSH-Px活性低下群)と補充群のLECラット(対照群)で、肝炎と肝癌の発生率を調べる実験を行った。その結果、意外なことにセレニウム欠乏食飼育LECラットの方が補充群のLECラットに比べて有意に肝炎の発生が遅延した。肝癌の発生に関しては、実験開始後まだ1年6カ月経過していないため経過観察中であるが、ER-1細胞でのin vitroの実験からセレニウム欠乏食飼育LECラットでは発癌を促進されると予測される。ラットの乳癌細胞ER-1は自然退縮型腫瘍であるが、増殖因子EGFを一ケ月間in vitroで作用せせると悪性化して宿主を殺すまで増殖を続ける。しかし、この細胞にEGFと共にセレニウムを添加して培養すると細胞内の過酸化水素の産生が抑制され、悪性化も起こさないことが見出された。またヒドロキシルラジカルでDNAが修飾されて生じる8-ヒドロキシグアニン量も抑制された。
薬物代謝酵素CYPを舞台とした薬物間相互作用の網羅的解析

シトクロムP450(CYP)はヒト薬物代謝の中心的役割を演じる重要な酵素であり,CYPの基質結合ポケット内における薬物間相互作用は予期せぬ副作用の原因となる。本研究では,薬物間相互作用を引き起こす薬物の組合せとSNPの影響を明らかにするため,薬物結合性と代謝活性の網羅的測定を行った。その結果,基質結合ポケット内における薬物配向性を分光学的に検知できること,さらには2種の薬物が共存することによって活性中心の構造が影響を受けることを明らかにした。シトクロムP450(CYP)はヒト薬物代謝の中心的役割を演じる重要な酵素であり、その活性はヒトゲノムの一塩基多型(SNP)により大きく影響を受ける場合がある。CYPの基質結合ポケット内における薬物間相互作用は予期せぬ副作用の原因となるが、それ自身の複雑さに加えてSNPの影響による複雑さもあいまって、解析がほとんど進んでいないのが現状である。そこで本研究では、薬物間相互作用を引き起こす薬物の組合せとSNPの影響を明らかにするため、(1)薬物間相互作用の網羅的測定、(2)薬物間相互作用の構造解析、という2つのサブテーマを設定して検討する。本年度においては、多種の薬物代謝に関わり多数の薬物間相互作用に関する報告がなされているものの、その解析が特に遅れているCYP2D6、CYP3A4を大量調製するため、これらの精製法に改良を加えた。培地に加えるタンパク質安定化剤やヘム合成基質の量を加減することにより、従来法に比べて2倍以上の収量を得ることに成功した。次に、これらのCYPを用い、紫外可視吸収滴定により薬物結合過程を精査した。その結果、CYP3A4ではその基質となるプロゲステロンやテストステロンが2段階の結合過程を示すことを見出した。さらに共鳴ラマン法を用いて検討した結果、これらの基質は第1段階目の結合によりヘム鉄に対する水分子の配位を促進することがわかった。この結果は他のCYP基質とは異なる挙動であり、酵素反応にとってむしろ阻害的な影響を及ぼすと考えられた。このことを逆に考えれば、第2の結合分子がエフェクターとして酵素活性を上昇させることを意味しており、多段階結合を示す薬物の特徴を表す可能性であると思われた。そこで本研究では、薬物間相互作用を引き起こす薬物の組合せとSNPの影響を明らかにするため、(1)薬物間相互作用の網羅的測定、(2)薬物問相互作用の構造解析、という2つのサブテーマを設定して検討する。昨年度の研究により、多種の薬物代謝に関わり多数の薬物間相互作用に関する報告がなされているものの、その解析が特に遅れているCYP2D6、CYP3A4の大量調製に成功した。これにより、ヒトの主要な5種のCYPすべてが揃ったため、今年度はすべてのCYPを用いた網羅的解析へと研究を展開した。その結果、これまでCYP2C19の基質であると考えられてきたジアゼパムはCYP2C9にも高い親和性を持っことがわかった。しかしながら、ジアゼパムは2C9によって代謝されず、他の2C9の代謝を強く阻害することがわかった。この結果は、これまで知られていなかったジアゼパムが関わる薬物間相互作用が起こりうることを強く示唆している。また、これまで報告されているCYPIA2のSNP変異体をすべて調製した結果、いくつかの変異体はうまく発現しないことがわかった。これは変異によってタンパク質立体構造に大きな変化が起こっているためだと考えられた。発現に成功した変異体について薬物代謝活性を測定した結果、SNPの影響は反応最大速度にはほとんど影響しないものの、ミカエリス定数に対して最大数倍程度の変化が見られることが明らかとなった。そこで本研究では、薬物間相互作用を引き起こす薬物の組合せとSNPの影響を明らかにするため、薬物結合性と代謝活性の網羅的測定を行った。ヒト薬物代謝に関わる5つの主要なCYP(1A2、2C9、2Cl9、2D6、3A4)をすべて調製し、SNP情報が得られている変異体を作成した。CYPlA2については16種すべてのSNP変異体の発現を試み、8種の発現に成功した。

このCYPでは、ある薬物に対する最大代謝速度VmaxにはSNPの影響がほとんど見られなかったが、薬物親和性の目安となるミカエリス定数kmには最大5倍程度の変化が観測された。また、CYP2C19については既報の26種のSNP変異体のうち、13種の発現に成功した。いくつかの薬物に対する代謝活性を測定した結果、野生型に比べて活性が半分程度に低下する4種の鯉変異体を特定することができた。さらに、CYP2D6の薬物結合性について共鳴ラマン分光法を用いて検討した結果、基質結合ポケット内における薬物配向性を分光学的に検知できることが明らかとなった。これらに加え、CYP3A4の薬物結合性について検討し、2種の薬物が共存することによって活性中心であるヘムの構造が影響を受けることを明らかにした。
スター・ブロック共重合体の新合成と構造転移に関する研究

本研究はマクロモノマーの重合を制御して(AB)nおよびAnBn型スターブロック共重合体の新規合成法を確立して、そのミセル形成、秩序一無秩序転移、ミクロ相分離に至る過程を体系化づけることを目的とする。得られた成果は以下の通りである。1.AnBn型スターブロック合成:逐次アニオン重合によりブロック結合点にビニルベンジル基イソプレン(I)基を有するブロックマクロモノアニを合成した。このミクロ相分離膜ではこれらの重合性官能基が相分離界面(厚み2mm)に凝縮配列される。重合性官能基の光固相重合や縮合重合によるゲル化反応よりAnBn型スターを合成し、新しい組織化重合の概念を確立した。2.(AB)n型スターブロック合成:ポリ{エスレン(S)-b-I}のブロックアニオンを合成し、p-クロロメテルスチレン(CMS)の反応等量比を変化させることにより、一段階アニオン重合法により(AB)n型スターの合成法を確立した。またブロックモノマーのミセル中でミクロゲル化反応より肺数nが1530の(AB)n型スターを合成し、ミセルを利用する組織化重合の概念を確立した。3.(AB)n型スターの単分子ミセル形成:(AB)n型スター(B組織18〓%)のミクロ相分離TEM観察より、m=1530の範囲では評状Bドメインは共重合体単分子でのコア半径に等しいことがわかった。これはweak-segregationのスピノーダル付近で単分子ミセルを形成し、固体に至る濃縮過程でも形態が凍結され、stnong-segregation領域のミクロ相分離構造になることを明らかにした。この挙動は分岐ポリマーに一般的な現象であることも推論できた。本研究はマクロモノマ-の重合を制御して(AB)n型およびAnBn型スタ-・ブロック共重合体の新規合成法を確立して,そのミセル形成,秩序ー無秩序転移,ミクロ相分離に至る過程を体系化づけることを目的とする。本年度は以下の事項を明らかにした。1.(AB)n型スタ-・ブロック合成:Aセグメントにステレン(S),Bにイソプレン(I)を選び,S,Iの遂付アニオン重合によりブロックアニオンを合成し,Pークロロメタルスチレン(CHS)をリビング末端当量以下で反応させ,アクロモノマ-⇒残存リビングへの付加重合の競争系より(AB)n型スタ-の合成皮を確立した。また上述した反応でABブロックマクロモノマ-を合成した。このマクロモノマ-(LE)をベンゼン中でミセル化(PIの球、ラメラ状ミセル),エチレングリコ-ルジメタクリ-ト(EGDM)存在下でドメイン内でのラジカル架稿重合より,単分散(AB)n型スタ-を合成した。ここで腕数のはポリマ-濃度,〔EGDM〕/〔LE〕比を変えることにより30本程度まで制御できた。これはブロック共重合体の形成するミクロな反応場の概念(組織化重合)を提出したものである。2.AnBn型スタ-・ブロック合成:S,Pージビニルベゼン,メタクリル酸tーブチルの遂次アニオン重合を制御することにより,ブロック結合点にビニルベンジル基を有するブロックマクロモノマ-を合成した。このマクロモノマ-を開始剤・光増感剤存在下でキャストレミクロ相分離膜をえた。このときビニルベンジル基は相分離界面(厚み2nm)に凝縮配列される。これをUV照射下の光固相重合よりAnBn型スタ-を合成し,新しい組織化重合の概念を確立した。現在,これらスタ-共重合体のミセル形成,ミクロ相分離挙動を検討している。

本研究はマクロモノマーの重合を制御して(AB)n型およびAnBn型スター・ブロック共重合体の新規合成法を確立して、そのミセル形成、秩序ー無秩序転移、ミクロ相分離に至る過程を体系化づけることを目的とする。本年度は以下の事項を明らかにした。前年度に確立したジブロックマクロモノマーのミセル中でのミクログル化反応(組織化重合)より腕数nが1530の(AB)n型スター共重合体を調製した。この共重合体(B組成18wt1/2)の固体断面のTEM観察よりミクロ相分離構造を検討した。腕数n=1530の範囲では小さな球状Bドメインを示し、共重合体単分子でのコア半径に等しいことがわかった。平均場理論より推論されたweakーsegregationのスピノーダル付近で単分子ミセルを形成し、固体に至る濃縮過程でも形態が凍結され、strongーsegregation領域のミクロ相分離構造になることが明かにされた。この挙動は分岐ポリマーに一般的な現象であることを推論した。2.AnBn型スター共重合体の合成スチレン、イソプレン(I)、2ービニルピリジンの遂次アニオン重合より、ブロック結合点に工基を有する官能性ブロックポリマーを合成した。この共重合体を製膜し、ミクロ相分離膜をえた。このとき工基は相分離界面(厚み2nm)に凝縮配列される。この膜を一塩化イオウ、ジアジド化合物と固相状態で反応させ、工基の縮合によるゲル化反応を達成させた。生成物を溶解させることによりAnBn型スター共重合体になることを明かにした。この手法も組織化重合として位置付けることができる。
高次元アフィン空間における自己同型群の構造と自己同型性判定

アフィン空間の自己同型群や自己同型射の構造を明らかにすることを目標とし、座標と呼ばれる多項式に着目した研究を行なった。座標とはアフィン空間の軸に相当する多項式である。例えば2次元ならx軸やy軸に相当する多項式のことである。座標をよく理解することはアフィン空間そのものやアフィン空間の自己同型射を理解することに直結する。研究代表者は、これまでの研究で座標を含む新しい概念を発見し、それを分解閉多項式と名づけた。研究代表者は、小島秀雄氏、北澤千秋氏と共同研究を行い、これまで2次元の場合でしか得られていなかった分解閉多項式に関する研究成果を、一般次元の場合に拡張させることに成功した。これにより、高次元の場合での座標の研究を進展させることができるようになった。特に、これまでのアフィン代数幾何学の研究において重要視されていた種々の具体例(Danielewski曲面、Koras-Russell3次元多様体等)が、座標ではない分解閉多項式であることを明らかにした。従来の研究とは別視点でこれらの例の重要性を示したことになる。さらに、多項式環の部分環でレトラクションと呼ばれる性質を持つものに関して、1977年にDouglas L Costaが提唱した問題に対する研究成果を得た。基礎体の標数が0で変数が3の場合には肯定解を得た。また基礎体の標数が正でかつ変数が4以上の場合には、この問題に対して反例があることも明らかにした。Gene Freudenburg氏との共同研究では、楕円的なG_m作用を持つ2次元の一意分解的有理代数多様体に対する分類結果を得た。環への次数付けから得られる新たな概念を導入し、その応用の1つとして前述の分類を完成させた。類似の結果は1977年に森重文氏によって与えられているが、我々の手法は森氏の幾何学的な手法とは異なり、座標環の次数構造に着目した純代数的なものである。この点において、我々の手法は3次元以上の高次元の場合に対しても有効である。分解閉多項式に関する研究成果は、2018年の7月にプレプリントサーバのarXiv (arXiv:1807.09105)にて公開している。当初想定していたよりも早い段階に、一般次元で分解閉多項式に関する結果を得ることができた。これにより、座標に関する研究において、高次元の場合に対するアプローチを早い段階から行うことができている。さらに、一般次元での分解閉多項式の特徴づけは、幾何学的視点と可換環論的視点の双方を関連づけるものであり、これは後述の研究成果の基礎となるアイデアの1つでもある。多項式環におけるレトラクトに関する研究成果は、アメリカ・ウエスタンミシガン大学のGene Freudenburg氏の下で研究活動をしている際に得られたものである。本研究は、研究代表者がこれまでに得た整閉多項式の理論を、多項式の組に対して拡張させるというアイデアを主軸において行われている。多項式環におけるレトラクトは、組に対する整閉多項式の理論の部分的な定式化を与えており、思いもがけない方向から本研究の進展があった。こちらの研究成果も、2018年11月にプレプリントサーバのarXiv (arXiv:1811.04153)にて公開している。さらに、Gene Freudenburg氏との共同研究では、基礎体の乗法群G_mの作用を持つ代数多様体の分類に取り組んだ。Freudenburg氏と共同研究を行う前は基礎体の加法群G_aの理論にのみ着目して研究を行なっていた。Freudenburg氏はG_a作用を用いいた研究手法に長けており、元々本研究完成のために、G_a作用の観点からの議論を同氏と行う予定で渡米した次第であった。しかし、共に研究を進めているうちに、G_aの理論だけでは足りない点とG_mの理論の利便性に気づくことができ、前述の研究成果を得た。2018年12月にプレプリントサーバのarXiv (arXiv:1812.04979)にて公開している。本研究の最終目標は、座標を多項式の対へ一般化した概念の導入と定式化をし、高次元アフィン空間の自己同型射の性質を明らかにすることである。2018年度までの研究で、座標をどのように一般化するべきか、いくつかのアイデアを得ることができた。さらに、多項式環のレトラクトに着目した結果、ある特殊な場合での一般化に成功している。2019年度はこれらの部分的な結果を考察することで、多項式の対に関する理論の定式化を目指す。また、Gene Freudenburg氏との共同研究を引き続き行い、G_mの作用を持つ代数多様体の構造解明を試みる。これまでの研究では、2次元の場合には分類を完成させることができた。また、3次元の場合にも部分的な結果は得られている。これらの結果を発展させることで、3次元以上の高次元の場合での分類や構造解明に取り組む。他方で、2018年度に行った研究の副産物として、多項式環における微分作用の性質で、正標数特有の現象を発見した。この性質は、環の拡大に関する潤滑性と呼ばれる性質に着目することで、統一的に理解できることもわかった。現在は、この内容に関する論文を執筆中であり、2019年度内に学術雑誌へ投稿し、発表する予定であるアフィン空間の自己同型群や自己同型射の構造を明らかにすることを目標とし、座標と呼ばれる多項式に着目した研究を行なった。

座標をよく理解することはアフィン空間そのものやアフィン空間の自己同型射を理解することに直結する。研究代表者は、これまでの研究で座標を含む新しい概念を発見し、それを分解閉多項式と名づけた。研究代表者は、小島秀雄氏、北澤千秋氏と共同研究を行い、これまで2次元の場合でしか得られていなかった分解閉多項式に関する研究成果を、一般次元の場合に拡張させることに成功した。これにより、高次元の場合での座標の研究を進展させることができるようになった。特に、これまでのアフィン代数幾何学の研究において重要視されていた種々の具体例(Danielewski曲面、Koras-Russell3次元多様体等)が、座標ではない分解閉多項式であることを明らかにした。従来の研究とは別視点でこれらの例の重要性を示したことになる。さらに、多項式環の部分環でレトラクションと呼ばれる性質を持つものに関して、1977年にDouglas L Costaが提唱した問題に対する研究成果を得た。基礎体の標数が0で変数が3の場合には肯定解を得た。また基礎体の標数が正でかつ変数が4以上の場合には、この問題に対して反例があることも明らかにした。Gene Freudenburg氏との共同研究では、楕円的なG_m作用を持つ2次元の一意分解的有理代数多様体に対する分類結果を得た。環への次数付けから得られる新たな概念を導入し、その応用の1つとして前述の分類を完成させた。類似の結果は1977年に森重文氏によって与えられているが、我々の手法は森氏の幾何学的な手法とは異なり、座標環の次数構造に着目した純代数的なものである。この点において、我々の手法は3次元以上の高次元の場合に対しても有効である。分解閉多項式に関する研究成果は、2018年の7月にプレプリントサーバのarXiv (arXiv:1807.09105)にて公開している。当初想定していたよりも早い段階に、一般次元で分解閉多項式に関する結果を得ることができた。これにより、座標に関する研究において、高次元の場合に対するアプローチを早い段階から行うことができている。さらに、一般次元での分解閉多項式の特徴づけは、幾何学的視点と可換環論的視点の双方を関連づけるものであり、これは後述の研究成果の基礎となるアイデアの1つでもある。多項式環におけるレトラクトに関する研究成果は、アメリカ・ウエスタンミシガン大学のGene Freudenburg氏の下で研究活動をしている際に得られたものである。本研究は、研究代表者がこれまでに得た整閉多項式の理論を、多項式の組に対して拡張させるというアイデアを主軸において行われている。多項式環におけるレトラクトは、組に対する整閉多項式の理論の部分的な定式化を与えており、思いもがけない方向から本研究の進展があった。こちらの研究成果も、2018年11月にプレプリントサーバのarXiv (arXiv:1811.04153)にて公開している。さらに、Gene Freudenburg氏との共同研究では、基礎体の乗法群G_mの作用を持つ代数多様体の分類に取り組んだ。Freudenburg氏と共同研究を行う前は基礎体の加法群G_aの理論にのみ着目して研究を行なっていた。
反転磁界配位プラズマの多極磁界による安定化の研究

逆バイアステーターピンチ方式によって発生したFRCプラズマは多極磁界によって安定化されることが4極磁界を用いた実験で明らかにされ、理論的研究によって得られた不安定抑制に必要な多極磁界の強さのしきい値と比較された。その値がプラズマ半径、回転角速度に比例すること、プラズマ密度の平方根に比例することについては理論と実験の結果はよい一致を示すことがわかった。ただし、その絶対値については理論値は実験値の約3倍の大きさとなる。なお、この理論は磁気流体力学に基づいた理論で改良が必要である。また、実験において使用した測定法は磁気プローブおよびレーザー干渉計を用いた方法であり、これらの方法はプラズマの回転速度を正しく推定することは困難である。プラズマのイオン温度、回転速度の測定は従来はプラズマ中に含まれる不純物イオンからの発光スペクトルのドップラープロフィルの測定によって行なっていたが、測定誤差が大きいこと、不純物イオンとプラズマの水素イオンとが同じ速度で回転しているか否かということなどが問題である。そこで、新しく開発したパルス水素原子ビームを用いたビームプローブ分光法によって、水素イオンの速度分布関数を直接測定することを試みた。その結果、FRCプラズマは磁気容器中に移送された後に回転角速度が次第に増大し、その回転エネルギーがプラズマ柱の表面付近で約10eVに達した頃に回転不安定が始まることが明らかにされた。一方、理論的研究においては、数値計算により、回転不安定抑制に必要な程度の多極磁界を印加しても、多極磁界自身によるFRCプラズマの平衡状態の変化は大きくないことが確認されている。現在、有限ラーマー半径効果がFRCプラズマの安定化に及ぼす影響を取り入れた理論的考察を行なっている。
寿命制御におけるコレステロールの役割の解明

コレステロールは生体膜の構成成分やステロイドホルモンの前駆体として働くなど、様々な生命現象に関わる分子である。我々ヒトにおいて、血中コレステロール値は寿命に影響を与えることが知られているが、コレステロールが老化そのものを制御する分子メカニズムはほとんど分かっていない。本研究は、線虫C. elegansを用いて、コレステロールが寿命に与える影響と、寿命を制御する分子メカニズムを解明することを目的としている。昨年度までの研究で、食餌制限による寿命延長の制御や、食餌制限による寿命延長に重要であることが知られていたシグナル伝達経路の下流の転写因子の制御に、コレステロールが関与していることを明らかにしていた。そこで本年度は、コレステロールがどのように食餌制限による寿命延長に重要な転写因子の制御に関与しているかを調べることを目的として研究を進めた。まず、コレステロールに結合することがこれまでに知られていたタンパク質の遺伝子をノックダウンし、自由摂食時と飢餓時において寿命への影響を調べた。その結果、その遺伝子が食餌制限による寿命延長に関与していることを見出だした。また、その遺伝子が、食餌制限による寿命延長に重要な転写因子の制御に、どのように関与しているかについても調べた。その結果、その遺伝子がコレステロールの濃度依存的に、転写因子の局在制御に関与していることを明らかにした。これらの結果は、コレステロールが食餌制限による寿命延長に重要なシグナル伝達経路を制御し、老化そのものの制御に関与しているという新しい知見を示している。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、線虫C. elegansを用いてコレステロールが寿命に与える影響と、寿命を制御する分子メカニズムを解明することを目的としている。食餌制限による寿命延長は酵母から哺乳類に至る様々な生物において起こることが知られている重要な現象である。私は本年度の研究において、線虫の寿命の測定を行い、コレステロールの有無が自由摂食時の寿命、および食餌制限下における寿命にどのような影響を与えるかを調べた。次に、この関係性がどのような分子メカニズムによるものであるかを解明するために、コレステロール有り・無しのそれぞれの条件で、自由摂食時と飢餓時の線虫のRNAを抽出し、マイクロアレイを用いてそれぞれのサンプルの遺伝子発現を比較した。その結果、コレステロールの有無がどのような遺伝子の発現に影響を与えるかを明らかにした。また、このマイクロアレイの結果をもとにプロモーター解析を行い、コレステロールがどのような転写因子を制御するかを調べた。さらに、この転写園子の変異体の線虫の寿命を測定し、コレステロールの有無で寿命にどのような影響が生じるかを調べた。私は線虫C. elegansを用いてコレステロールが寿命制御に与える影響について研究を行っている。昨年度の研究から私はコレステロールが食餌制限による寿命延長に重要な働きをすることを見出だしており、本年度の研究ではコレステロールがどのようなシグナル伝達経路を介して食餌制限による寿命延長に関与しているのかを調べることを目的として実験を行った。コレステロールは様々な生物において体内でステロイドホルモンに代謝される。線虫においては、線虫ステロイドホルモンが生殖腺欠損変異体における寿命延長に関与していることが知られている。そこで私はそのようなステロイドホルモンが食餌制限による寿命延長に関与しているかどうかを調べた。そのステロイドホルモンの存在下での寿命測定や、ステロイドホルモン受容体の変異体を用いた寿命測定を行った結果、そのステロイドホルモンが食餌制限による寿命延長に関与するかどうかを明らかにした。また、昨年度に行ったマイクロアレイの結果を詳細に解析し、コレステロール依存的に飢餓によって発現が上昇した遺伝子がどのようなシグナル伝達経路に制御されるかを同定した。さらに、コレステロールがどのようなメカニズムでこのシグナル伝達経路を制御しているのかを、下流の転写因子にGFPを融合させたタンパク質を発現する線虫を用いて調べた。その結果、コレステロールがその転写因子の飢餓時の局在変化を制御していることを見出だした。

コレステロールがどのようなシグナル伝達経路を介して寿命を制御しているかを明らかにし、更にコレステロールがその下流の転写因子の局在を制御していることを明らかにすることができたため。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後はコレステロールによる転写因子の局在制御がどのような分子メカニズムによるものであるかを解析していく予定である。コレステロールが自由摂食時と飢餓時の寿命にどのような影響を及ぼすかについて明らかにし、さらにマイクロアレイによる解析から、コレステロールによる寿命制御機構の分子メカニズムの一端を明らかにすることができたため。今後は、本年度に行ったマイクロアレイの解析結果をもとに、コレステロールが寿命を制御する分子メカニズムについて、変異体を用いた寿命測定や、顕微鏡による蛍光観察などを行い、より詳細に調べる予定である。
細胞の情報伝達系に登場した新しいNAD代謝酵素の機能解析

我々は先に、NAD^+を基質とした細菌毒素の触媒するG蛋白質のADPリボシル化の研究を背景に、レチノイン酸によるHL-60細胞の好中球への分化過程にNADアーゼが誘導され、この酵素活性がリンパ球表面抗原のCD38分子によることを明らかにした。CD38はアメフラシの卵精巣より単離されたADPリボース環化酵素と構造上類似し、さらにその生成物である環状ADPリボースは、IP_3と同様にある細胞内プールからCa^<2+>を放出させる作用、あるいはその調節因子として機能することが期待されている。本研究では、細胞内外でNAD^+を基質とする代謝酵素がシグナル伝達系において果たす生理的役割を解析し、以下の知見を得た。1.CD38-発現リンパ球系細胞をある種の抗CD38単クローン抗体で刺激すると、c-cbl癌遺伝子産物を含むいくつかの細胞内蛋白質がチロシンリン酸化された。2.この抗CD38抗体刺激は、化学遊走因子の受容体を介する活性酸素産生を著しく増強した。3.刺激性抗CD38抗体のエピトープはすべてCD38のC-末端近傍部位に位置し、この領域はNADアーゼの活性発現にも重要であった。4.抗CD38抗体刺激による細胞内チロシンリン酸化へのシグナル伝達経路には、CD38の細胞内領域及び細胞外の糖鎖修飾は関与せず、FcγII-受容体を介する機構が推定された。5.CD38遺伝子の第1イントロン内には核内レチノイン酸受容体との結合が予想される共通配列が存在し、レチノイン酸によるCD38の転写調節はこの領域を介することが明らかにされた。1.CD38-発現リンパ球系細胞をある種の抗CD38単クローン抗体で刺激すると、c-cb1癌遺伝子産物を含むいくつかの細胞内蛋白質がチロシンリン酸化された。
カルコゲナイドスピネル化合物における圧力誘起超伝導-絶縁体転移の機構解明

昨年に引き続き、我々が発見した硫化スピネルCuRh_2S_4の圧力誘起超伝導体絶縁体(S-I)転移の発現機構の解明をめざし研究を行った。これと並行し,CuRh_2S_4単結晶育成も開始した.(i)圧力下磁化測定圧力誘起S-I転移の特徴を磁気的側面から調べるため,圧力下における磁気測定を行った.圧力が増加すると,超伝導転移T_Cや熱力学的臨界磁場H_C,上部臨界磁場H_<C2>,磁場進入長λ,ギンツブルグ-ランダウ(GL)パラメータκが上昇すること,下部臨界磁場H_<C1>が変化しないこと,GLのコヒーレンスの長さξ_<GL>が減少することがわかった.これらをまとめ低温国際会議LT24(米国フロリダ)で発表した。(ii)単結晶育成に向けてS-I転移の起源を解明するためには,良質な単結晶試料を用いて研究することが重要である.しかCuRh_2S_4単結晶の育成に成功したという報告は無い.我々はBiフラックス法による単結晶育成を試みた.単結晶育成のためには石英管に封入するCuRh_2S_4とBiのモル比,溶融させる温度,昇温・除冷速度等の数多くの育成条件を決定しなければならない.これまでのところCuRh_2S_4単結晶試料は得られなかったものの,CuRh_2S_4がBi溶液に溶融することがわかった.このことは,CuRh_2S_4単結晶育成にあたって,Biフラックス法が有効な手段となりうる事を意味する.単結晶育成の成功に向けて,大きな手応えを得た.(iii)リエントラントスピングラス物質CuRh_2S_4と同じ結晶構造をもつ硫化スピネル物質群の物性を系統的に調べる目的でCuCrZrS_4の比熱,磁気測定を行った.この物質は温度減少にしたがって強磁性相からスピングラス相へ変化する,リエントラントスピングラスを示すことが知られていた.磁気測定から,T_C=56Kで強磁性的な振る舞いを示すものの,ひねつ測定からは長距離秩序を示すような異常は見られなかった.これをまとめ,国際ワークショップ(広島)と日本物理学会(愛媛大学)で発表した.フェライトなどでよく知られるスピネル酸化物の酸素を硫黄やセレン、テルルなどで置き換えた、いわゆるカルコゲナイドスピネルは、磁性や電気伝導において様々な物性を示す。たとえばCuRh_2S_4がTc=4.7Kの超伝導体であるのに対し、CuIr_2S_4はT_<MI>=226Kで金属絶縁体転移を起こすことが報告されている。最近申請者のグループはCuRh_2S_4が圧力誘起超伝導-絶縁体転移を起こすことを見出した。本研究ではカルコゲナイドスピネル化合物で見られる圧力誘起の超伝導-絶縁体転移の発現機構を明らかにするため、その特異な物性について詳細に調べていく事を目的としている。CuRh_2S_4のSイオンを、よりイオン半径の大きなSeイオンで置き換えたCuRh_2Se_4の圧力下(P<8GPa)電気抵抗率測定を行った。その結果、圧力によってTcが緩やかに増加し、また電気抵抗が増大することをみいだした。この振る舞いは、CuRh_2S_4の圧力下電気抵抗率の低圧領域の振る舞いによく似ており、さらに高圧にすることで、CuRh_2Se_4もCuRh_2S_4同様、圧力誘起の超伝導絶縁体転移を起こす可能性がる。これらの事をまとめ、日本物理学会(2004年3月、九州大学)および、国際会議(2004年11月、米国フロリダ)で報告した。またCuRh_2S_4の圧力下帯磁率測定を行い、超伝導パラメータの圧力依存性を詳細に調べた。これらをまとめ日本物理学会(2004年9月、青森大学)で報告した。CuRh_2S_4の高圧下絶縁体相の低温における結晶構造解析を大型放射光施設(SPring8)を利用しておこなった。常圧では立方晶であった結晶対称性は高圧低温下ではより対称性の低い結晶構造に変化している事を見いだした。これをまとめ日本物理学会(2005年3月、東京理科大学)で報告する。(ii)単結晶育成に向けてS-I転移の起源を解明するためには,良質な単結晶試料を用いて研究することが重要である.しかCuRh_2S_4単結晶の育成に成功したという報告は無い.我々はBiフラックス法による単結晶育成を試みた.単結晶育成のためには石英管に封入するCuRh_2S_4とBiのモル比,溶融させる温度,昇温・除冷速度等の数多くの育成条件を決定しなければならない.これまでのところCuRh_2

S_4単結晶試料は得られなかったものの,CuRh_2S_4がBi溶液に溶融することがわかった.このことは,CuRh_2S_4単結晶育成にあたって,Biフラックス法が有効な手段となりうる事を意味する.単結晶育成の成功に向けて,大きな手応えを得た.(iii)リエントラントスピングラス物質CuRh_2S_4と同じ結晶構造をもつ硫化スピネル物質群の物性を系統的に調べる目的でCuCrZrS_4の比熱,磁気測定を行った.この物質は温度減少にしたがって強磁性相からスピングラス相へ変化する,リエントラントスピングラスを示すことが知られていた.磁気測定から,T_C=56Kで強磁性的な振る舞いを示すものの,ひねつ測定からは長距離秩序を示すような異常は見られなかった.これをまとめ,国際ワークショップ(広島)と日本物理学会(愛媛大学)で発表した.
反発型磁気浮上系のセルフパワードアクティブ振動制御に関する研究

反発型磁気浮上方式は,静的には安定であるが,原理的に磁気減衰力が小さいため動的安定性が不十分である.よって,十分な動的安定性を得るためには何らかの制御が必要となる.このような必要性により,磁気浮上装置は大型化になり浮上系に悪影響を与えることになる.磁気浮上システムを輸送・搬送機械として利用した場合,磁気浮上系は絶えず振動にさらされることとなる.また,近年,アクティブ制御を行う際に,エネルギを回生して,その回生したエネルギを用いて制御を行う,セルフパワードアクティブ制御が提案されている.そこで本研究では,反発型磁気浮上系の振動エネルギを電磁気的に回生し,回生したエネルギを用いてアクティブ振動制御を行う,合理的な反発型磁気浮上系のセルフパワードアクティブ振動制御システムの可能性を探ることである.本年度は,反発型磁気浮上系におけるセルフパワードアクティブ振動制御のコンピュータシミュレーション,および,現有する反発型磁気浮上方式の小型実験装置の改良を行い,制御実験を行った.その結果,実験より反発型磁気浮上系においてセルフパワードアクティブ振動制御が,条件により可能であることが明らかになった.今後は,様々な条件による模型実験の検討,さらに,制御方法の検討および模型実験装置の改良などが必要である.反発型磁気浮上方式は,静的には安定であるが,原理的に磁気減衰力が小さいため動的安定性が不十分である.よって,十分な動的安定性を得るためには何らかの制御が必要となる.このような必要性により,磁気浮上装置は大型化になり浮上系に悪影響を与えることになる.磁気浮上システムを輸送・搬送機械として利用した場合,磁気浮上系は絶えず振動にさらされることとなる.また,近年,アクティブ制御を行う際に,エネルギを回生して,その回生したエネルギを用いて制御を行う,セルフパワードアクティブ制御が提案されている.そこで本研究では,反発型磁気浮上系の振動エネルギを電磁気的に回生し,回生したエネルギを用いてアクティブ振動制御を行う,合理的な反発型磁気浮上系のセルフパワードアクティブ振動制御システムの可能性を探ることである.本年度は,反発型磁気浮上系におけるセルフパワードアクティブ振動制御の解析モデルを構築し,コンピュータシミュレーションにより検討を行った.その結果,制御則としてスカイフック制御を使用した場合,本システムは可能であることが明らかになった.また,現在,現有する反発型磁気浮上方式の小型実験装置を,蓄電デバイスとして,従来のコンデンサより容量の大きい電気二重層コンデンサを適用できるように改良している.今後は,制御方法の検討および本システムが可能であるか小型実験装置を用いた模型実験による検討を行っていく予定である.反発型磁気浮上方式は,静的には安定であるが,原理的に磁気減衰力が小さいため動的安定性が不十分である.よって,十分な動的安定性を得るためには何らかの制御が必要となる.このような必要性により,磁気浮上装置は大型化になり浮上系に悪影響を与えることになる.磁気浮上システムを輸送・搬送機械として利用した場合,磁気浮上系は絶えず振動にさらされることとなる.また,近年,アクティブ制御を行う際に,エネルギを回生して,その回生したエネルギを用いて制御を行う,セルフパワードアクティブ制御が提案されている.そこで本研究では,反発型磁気浮上系の振動エネルギを電磁気的に回生し,回生したエネルギを用いてアクティブ振動制御を行う,合理的な反発型磁気浮上系のセルフパワードアクティブ振動制御システムの可能性を探ることである.本年度は,反発型磁気浮上系におけるセルフパワードアクティブ振動制御のコンピュータシミュレーション,および,現有する反発型磁気浮上方式の小型実験装置の改良を行い,制御実験を行った.その結果,実験より反発型磁気浮上系においてセルフパワードアクティブ振動制御が,条件により可能であることが明らかになった.今後は,様々な条件による模型実験の検討,さらに,制御方法の検討および模型実験装置の改良などが必要である.