hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カオス及び分岐を示す非線形系における分布関数の発展演算子の固有値問題の解析的研究

3)反応拡散型多重パイこね変換の定常解の構成:多重パイこね変換において2種類の粒子を用意し,それらの間の相互転換過程を導入して,反応拡散型の多重パイこね変換を構成した。このモデルの定常分布をde Rham型の関数方程式を用いて構成した。反応サイト間の距離が短いと定常状態は累積分布が考えられないほど特異的なものになる。本研究では密度分布関数のレベルでいくつかのカオス力学系のふるまいを解析的かつ厳密に調べ、以下の結果を得た。1)エネルギー座標を含む多重パイこね変換における微視的散逸機構:外場の下での拡散、エネルギー輸送を表すモデルとして多重パイこね変換に運動エネルギーに相当する座標を導入した可逆な保存力学系を構成し、その定常状態、緩和モード、巨視的極限、過去への時間発展を調べ、不可逆現象の発現機構と力学的可逆性の関係について詳細な検討を行った。このモデルでは、各サイトに水平方向の切り口が正方形になるような立体をはりつける。垂直方向の軸は運動エネルギーに相当しており、断面積は「エネルギー」によって変わる。運動は、外場のポテンシャルエネルギーと運動エネルギーの和および相空間体積を保存し、通常の多重パイこね変換と同様双曲型である。このモデルで未来への時間発展を考え、長時間経った後に巨視的極限をとると分布関数が不可逆なSmoluchowski型方程式に従うことが示される。さらに、非平衡定常状態及びその状態への緩和モードを表す測度を厳密かつ具体的に構成でき、これらはSmoluchowski型方程式から得られるものと完全に同一の性質を持ち、フラクタル分布となる。特に定常状態では拡散のFickの法則、熱伝導のFourierの法則が成り立っており、可逆な力学法則に従う系で不可逆現象が発現することが厳密に示された。また、測度の過去への時間発展を考えると、負の拡散係数や熱伝導率が得られ、丁度時間の向きを反転した定常状態および「増大」モードが得られる。これは、測度の時間変化が常に時間反転した定常状態から通常の定常状態に向かって一方向的に変化することを示しており、これは力学法則の可逆性と何ら矛盾しない。2)間欠性を示す写像の分布の発展演算子のスペクトル分解:間欠性を示す一次元写像の発展演算子のスペクトル分解を求め、間欠性のため連続スペクトルが現われること、レゾルベントの分岐点近傍の振舞が間欠性のパラメータによって変化することが分かった。本研究では密度分布関数のレベルでいくつかのカオス力学系のふるまいを解析的かつ厳密に調ベ、以下の結果を得た。1)エネルギー座標を含む多重パイこね変換における微視的散逸機構:昨年度に導入した運動エネルギーに相当する座標をもつ多重パイこね変換において、拡散のフィックの法則に従う定常状態について粗視化エントロピー生成を計算し、i)その符号が正であること、ii)粗視化セルを細かくするとエントロピー生成が零になること、iii)スケーリング極限で非平衡熱力学から期待される表式を持つことを明らかにした。さらに、温度に対応する量を導入し、スケーリング極限での輸送現象を詳細に調ベ、物質輸送および熱伝導が存在し現象論的法則が成り立つことを示した。2)周期的間欠性写像の輸送現象:間欠性を示す区分的線形な一次元写像を周期的につないだ写像の示す輸送現象を、分布関数の発展方程式を厳密に解いて調べた。
連歌資料の国語学的研究

連歌資料(連歌作品、連歌学書、連歌辞書など)の国語学的研究においては、まず資料の収集に多くの努力を要した。『連歌貴重文献集成』など公刊されたものばかりでなく、写本の閲覧、筆写などを要した。次に本文作成では、公表されている翻刻も、写本と校合するに、かなりの訂正を要することが判明したが、国語学的厳密さによる本文研究は重要である。米翻刻資料も多く、また活字化されていても、写本の異なること多く、校合作業を要した。語彙研究には、索引作成が欠かせない。連歌作品の中で価値の高い、宗祇関係千句連歌七種(熊野千句、河越千句、三島千句、美濃千句、美濃十花千句、葉守千句、永原千句)については、底本を定め、自立語彙引の作成を完了した。この語彙カードだけでも31,000枚になる。次いで、宗祇の連歌句集(蓋草、老葉、下草、宇良葉)の自立語彙引作成にとりかかり、ほぼ完了した。莵玖波集、新撰莵玖波集の二選集についてもその重要性から研究を進めるべきで、共に既刊索引はあるものの方針に異論を抱く点が多く、これもカード化を実施した。語彙資料として、辞書は重要で、詞林三知抄、〓材集などは、利用し易いように編成し直した。以上の如く基礎的作業に多くの努力を必要とした。連歌語彙の研究面では、計量的全体把握を行い、語彙表の作成、意味分類の実行、更にその図式化の試みなどを行い、発表した。これらは全て、未だ類似の研究がないものであって、殊に図式モデルの公表は、完全な独創であると思う。また、文法面でも、助詞・助動詞の注目すべき例を集成しており、今後発表してゆくつもりである。句の連接法については、小論一種を公表した。以上の如く、語彙を中心として研究は大きく進んだので、索引の公刊などに今後の力を注ぐことになる。60年度の段階をふまえて、連歌語彙のカード化とその整理を主に行ったのが、本年度の実績である。・主な対象となったのは下記の通り。1.宗紙関係千句連歌七種熊野千句、河越千句、三島千句、美濃千句美濃十花千句、葉守千句、永原千句以上は、本研究助成以前に基礎的作業を行っていたが、本助成により写本から再検討し、修正し、出版可能の段階まで整理することができた。2.宗紙句集四種萱草、老葉、下草、宇良葉以上は、本助成により新しく分析に着手し、カード作成を終え、整理作業もほぼ所定の目標に達した。まず前二者について、大まかな索引化を行って、整理方法の検討を行ったので、助成終了後ではあるが、他二者を加えた総合索引を刊行可能なまでにもってゆくつもりである。3.莵玖波集・新撰莵玖波集準勅撰として連歌史上重要なこの二書は、時期、歌詞を異にし、語彙にも差異があると思われるので、対照して編集すると、興味深い結果が予想される。そこで、本文のコピー、カード化までの作業は完了した。今後その整理・索引化を実行するつもりである。・語彙・語法研究として、本年度内に2編の論文を公表した。

一つは句と句の連接関係を論じたもので、連歌学書を多く用いた。一つは語彙構造を量的な組成をふまえて、それを意味関係から分析し、相互関係を考察して、それを図式化したものである。連歌に限らず、語彙の意味構造の図式化は未だ発表されたものがないのである。
高速ネットワークのための文字列ストリーム処理アルゴリズム

文字列の高速検索のために用いられるデータ構造である接尾辞木について,それを圧縮したデータ構造を開発した.このデータ構造は従来の接尾辞木でできる操作は全て可能であり,その計算量もほとんどの操作では圧縮前と同じである.このデータ構造により,多くの文字列処理問題を解くために必要なメモリを削減することができる.Rank/Select辞書とは,順序集合$S in {0,1,...,m-1}$において${it rank}(x,S)=|{y in S|y le x }|$と${it select}(i,S)$($S$の中で$i$番目に小さい要素)を返すデータ構造である.これは文字列,木,グラフなどの圧縮データ構造の基本構成要素であり,多くのデータ構造が提案されている.しかしそれらは漸近的な性能のみを考えており,実データに対する性能は良くない.本研究では単純なRank/Select辞書を提案する.特徴としては,集合$S$の要素数が小さい場合にデータ構造のサイズを縮小できることと,データ構造が単純であるために実装が容易で,実データに対する性能(データ構造のサイズと問い合わせ時間)が良い.実験により,既存の実装よりも速度,サイズともに優れていることを示した.集合$S$は長さ$m$の${0,1}$のベクトル$B[0,m-1]$を用いて表現できる.しかしベクトル$B$をそのまま格納するデータ構造は,$S$の要素数$n$が小さい場合,または多い場合にはサイズに無駄が多い.なぜなら$B$は$m choose n$通りしかないため,$B(n,m)=log{mchoosen}approx n log frac{m}{n}+(m-n)log frac{m}{m-n}$ビットで表現できるからである.Ramanら$rank$と$select$を定数時間で求める$B(n,m)+Order(m log log m/log m)$ビットのデータ構造を提案した.本研究で提案するデータ構造は,疎なベクトルに対してデータ構造のサイズが小さくなり,問い合わせ時間は既存のどのデータ構造よりも高速である.データストリームを扱うための基本的なデータ構造およびアルゴリズムについて研究した.まずデータを圧縮したまま高速に取り出せるデータ構造を開発した.長さnの文字列に対し,そのk次マルコフエントロピーをHkとすると文字列をnHk+o(n)ビットに圧縮でき,かつ任意の指定された位置の文字を定数時間で復元できることを示した.さらにこれは1文字だけでなく連続するlog nビットも定数時間で復元することができる.これは圧縮されていない文字列を読み込む際の計算量と同じであり,つまりデータを圧縮することによる代償がないということを意味する.これは文字列に対する圧縮法であるが,任意のデータは文字列とみなすことができるため,汎用的な圧縮法と言える.次に,実数データの量を削減するためのアルゴリズムを開発した.データに特徴がある場合,特に1次元実数データで山型になっている場合にそれを最小の2乗誤差で近似する折れ線を求める線型時間アルゴリズムを開発した.これによりデータの削減ができ,またデータに含まれるエラーを無視することができる.また,1次元実数列を0,1に丸め,全ての部分区間でのL1誤差を1未満にするアルゴリズムを開発した.ネットワークを探索するアルゴリズムを開発した.記憶を必要としない単純なアルゴリズムでネットワークの全点をその数に比例するステップ数で回れるようにネットワークにラベルをつけられることを示した.また,複数の進化系統ネットワークを統合するアルゴリズムを開発した.文字列の高速検索のために用いられるデータ構造である接尾辞木について,それを圧縮したデータ構造を開発した.このデータ構造は従来の接尾辞木でできる操作は全て可能であり,その計算量もほとんどの操作では圧縮前と同じである.このデータ構造により,多くの文字列処理問題を解くために必要なメモリを削減することができる.Rank/Select辞書とは,順序集合$S in {0,1,...,m-1}$において${it rank}(x,S)=|{y in S|y le x }|$と${it select}(i,S)$($S$の中で$i$番目に小さい要素)を返すデータ構造である.これは文字列,木,グラフなどの圧縮データ構造の基本構成要素であり,多くのデータ構造が提案されている.しかしそれらは漸近的な性能のみを考えており,実データに対する性能は良くない.本研究では単純なRank/Select辞書を提案する.特徴としては,集合$S$の要素数が小さい場合にデータ構造のサイズを縮小できることと,データ構造が単純であるために実装が容易で,実データに対する性能(データ構造のサイズと問い合わせ時間)が良い.実験により,既存の実装よりも速度,サイズともに優れていることを示した.集合$S$は長さ$m$の${0,1}$のベクトル$B[0,m-1]$を用いて表現できる.しかしベクトル$B$をそのまま格納するデータ構造は,$S$の要素数$n$が小さい場合,または多い場合にはサイズに無駄が多い.なぜなら$B$は$m choose n$通りしかないため,$B(n,m)=log{mchoosen}approx n log frac{m}{n}+(m-n)log frac{m}{m-n}$ビットで表現できるからである.Ramanら$rank$と$select$を定数時間で求める$B(n,m)+Order(m log log m/log m)

$ビットのデータ構造を提案した.本研究で提案するデータ構造は,疎なベクトルに対してデータ構造のサイズが小さくなり,問い合わせ時間は既存のどのデータ構造よりも高速である.
腫瘍関連マクロファージ形成における低酸素及び活性酸素感受性TRPチャネルの関与

マクロファージは単球から分化する細胞で、腫瘍にはM1マクロファージとM2マクロファージが集積し、特にM2マクロファージは腫瘍の成長に有利な環境を構築する。我々は、これまでに活性酸素感受性チャネルであるTRPM2欠損(KO)マウスでは、腫瘍の成長が抑制されることを見出している。そこで、平成28年度は、TRPM2チャネルの役割に焦点を当て研究を行った。野生型(WT)マウスとTRPM2 KOマウスの骨髄より調製した単球をマクロファージ(M0)に分化させ、そのM0マクロファージを種々の条件に暴露することによるM2マクロファージへ極化を検討した。WTマクロファージにおいて、IL-4の添加、マウス肺がん細胞の培養上清の添加または低酸素暴露により、M2マクロファージへの極化が認められた。そこで、WTマクロファージとTRPM2 KOマクロファージで比較実験を行ったが、いずれの実験条件でも差は認められなかった。TRPM2は、活性酸素感受性チャネルである。そこで、さらに過酸化水素の添加実験を行ったが、WTマクロファージのM2マクロファージへの極化は認められなかった。以上の結果より、M0マクロファージのM2マクロファージの極化には、TRPM2の関与はないとの結論に至った。我々は、近年TRPM2活性の阻害物質としてtyrphostin AG関連化合物を見出している。そこで、ヒト単球系細胞株U937細胞を用いて、過酸化水素刺激によるTRPM2を介したサイトカイン分泌及び細胞死に対するtyrphostin AG関連化合物の効果を検討した。その結果、tyrphostin AG関連化合物はサイトカイン分泌を抑制するが、細胞死には影響しないことが明らかとなった。Tyrphostin AG関連化合物は、活性酸素感受性チャネルTRPM2の機能解析に有用であると考えられる。28年度が最終年度であるため、記入しない。マクロファージは単球から分化する細胞で、免疫・炎症反応において重要な役割を担っている。腫瘍にはM1マクロファージとM2マクロファージ(腫瘍関連マクロファージ)が存在する。M1マクロファージは、炎症反応を惹起して腫瘍の増殖に抑制的に働くのに対して、M2マクロファージは腫瘍の成長に有利な環境を構築する。腫瘍の微小環境は、低酸素や活性酸素の増加などの特徴を有する。従って、単球やマクロファージはそれら微小環境を感知して様々な機能を発現していると推察される。近年、細胞が酸素分圧や活性酸素を感知するCa2+透過性チャネルとしてTRP関連タンパク質が同定されている。本研究は、単球及びマクロファージのM2マクロファージとしての機能獲得や機能発現における酸素分圧及び活性酸素感受性TRPチャネルの関与を中心に検討し、腫瘍形成の制御機構を明らかにすることを目的に研究を進めている。平成27年度は、まず骨髄単球をマクロファージに分化させTRPs mRNA発現を検討した。その結果、マクロファージにはTRPM2 mRNAの高い発現が認められ、TRPA1 mRNAの発現も高くはないが認められた。一方、TRPV1 mRNAは検出限界以下であった。そこで、酸素分圧感受性チャネルであるTRPA1の役割を明らかにするために、低酸素(0.1%酸素)によるマクロファージのM2およびM1マクロファージへの極化における細胞外Ca2+の影響を検討したが、影響は認められなかった。これらの観察より、TRPA1が関与している可能性は低いと考えている。我々は、これまでに活性酸素感受性チャネルであるTRPM2欠損マウスでは、腫瘍の成長が抑制されることを見出している。今後は、TRPM2の役割を中心に検討を進める予定である。マクロファージのM2マクロファージへの極化におけるTRP関連タンパクの影響について、低酸素の影響を中心に検討を進めた。骨髄より調製した単球をマクロファージ、M1及びM2マクロファージへ極化させる系を確立し、各細胞のTRPs mRNA発現を測定したところ、どの細胞においてもTRPM2 mRNAの高い発現が認められ、TRPA1 mRNAの発現も高くはないが認められた。一方、TRPV1 mRNA発現は認められなかった。平成27年度は、酸素分圧感受性チャネルであるTRPA1に焦点を当て、低酸素によるマクロファージのM2マクロファージへの極化の評価系を作成し、細胞外Ca2+の影響を検討したが影響は認められなかった。今後、TRPA1阻害剤の影響も検討する予定であるが、M2マクロファージへの極化においてTRPA1が関与している可能性は低いと考えている。今後は、TRPM2の役割を中心に研究を進める予定である。

WTマクロファージにおいて、IL-4の添加、マウス肺がん細胞の培養上清の添加または低酸素暴露により、M2マクロファージへの極化が認められた。そこで、WTマクロファージとTRPM2 KOマクロファージで比較実験を行ったが、いずれの実験条件でも差は認められなかった。TRPM2は、活性酸素感受性チャネルである。そこで、さらに過酸化水素の添加実験を行ったが、WTマクロファージのM2マクロファージへの極化は認められなかった。以上の結果より、M0マクロファージのM2マクロファージの極化には、TRPM2の関与はないとの結論に至った。我々は、近年TRPM2活性の阻害物質としてtyrphostin AG関連化合物を見出している。そこで、ヒト単球系細胞株U937細胞を用いて、過酸化水素刺激によるTRPM2を介したサイトカイン分泌及び細胞死に対するtyrphostin AG関連化合物の効果を検討した。その結果、tyrphostin AG関連化合物はサイトカイン分泌を抑制するが、細胞死には影響しないことが明らかとなった。Tyrphostin AG関連化合物は、活性酸素感受性チャネルTRPM2の機能解析に有用であると考えられる。平成27年度の研究で、マクロファージのM2マクロファージへの極化に酸素分圧感受性TRPA1チャネルの関与が否定的となった。我々は、これまでに活性酸素感受性チャネルであるTRPM2欠損マウスでは、腫瘍の成長が抑制されることを見出している。今後は、TRPM2チャネルの役割に焦点を当て研究を推進する。野生型マウスとTRPM2欠損マウスに腫瘍細胞を移植し、腫瘍を形成させ腫瘍内のM2およびM1マクロファージの集積数や腫瘍内分布を比較検討する。また、平成27年度に確立した骨髄より調製した単球をマクロファージ、M1及びM2マクロファージへ極化させる系を用いて、活性酸素の影響を野生型マウスとTRPM2欠損マウスから分離した細胞で比較する。活性酸素の影響が認められた場合には、そのシグナル伝達系を解析する。また、M1及びM2マクロファージを活性酸素に暴露し、どのような機能が発現するか検討する。これらの結果を総合的に解析することにより、腫瘍形成における活性酸素感受性TRPM2チャネルの役割を明らかにしていく予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
液体界面における高分子のナノスケール構造・物性とその制御

界面におけるポリメタクリル酸メチル(PMMA)の分子鎖熱運動性を検討した。空気界面ではセグメント運動に対応するαa過程だけでなく、主鎖の局所運動と側鎖の束縛回転がカップルした運動のβ過程も、バルクの緩和温度より低温側で観測された。また、空気界面におけるPMMAの緩和挙動は立体規則性に著しく依存した。液体界面におけるPMMAの力学物性についても検討した。その結果、界面近傍の弾性率は液体分子の収着の程度に応じて変化した。以上の結果は、異種相界面における高分子の凝集状態は、その分子鎖熱運動性、ひいては、力学物性に大きく影響を与えることを示している。換言すれば、界面での高分子の凝集状態を制御できれば、分子運動特性も制御できるといえる。高分子材料の濡れ、吸着、接着、生体適合性といった機能特性は異種媒体との界面において発現する。したがって、異種媒体界面における高分子の構造と物性を正確に理解し、制御することは、学術的な興味はもちろん、高度に機能化された材料の創成へと繋がる。今年度は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)と代表的な非溶媒である低級アルコールの組み合わせに着目し、非溶媒による高分子薄膜の膨潤構造に関する更なる検討を行った。試料として数平均分子量(M_n)が296k、分子量分布(M_w/M_n)が1.05の重水素化PMMA(dPMMA)を用いた。非溶媒にはメタノール、エタノール、1-プロパノールを選択した。dPMMA薄膜は、PMMAのトルエン溶液から石英基板上にスピンキャストすることで製膜した。膜厚は60-70nmとし、製膜後423Kで24hr熱処理した。アルコール下におけるdPMMA膜の構造は、中性子反射率(NR)測定により評価した。用いた全てのアルコール分子は非溶媒であるにもかかわらず膜中へ浸透し、それに伴い膜は厚化した。アルコールとの界面厚は空気との界面厚と比較して拡がっており、その程度は膨潤度に比例した。また、石英基板界面においては、(b/V)値の低下が観測された。これは、基板界面にアルコール分子が濃縮したことを示している。アルコールの炭素数の増加とともに、膜の膨潤率は低下した。これは、炭素数の増加に伴うヒドロキシル基の数密度の低下および分子サイズの増大のためであると考えられる。溶解度パラメータ(δ)から相互作用パラメータ(χ)を算出し、dPMMAと各アルコールとの相互作用を見積もることも可能となった。膜の膨潤度はχパラメータに比例したが、石英基板界面におけるアルコール分子の過剰量はχに依存しなかった。これらの結果は、高分子と非溶媒分子の相互作用における格子モデルの適用限界を示している。本年度は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)と代表的な非溶媒である低級アルコールの組み合わせに着目し、非溶媒による高分子薄膜の膨潤構造に関する更なる検討を行った。非溶媒としてメタノール、エタノール、1-プロパノールを選択した。アルコール下におけるdPMMA膜の構造は中性子反射率(NR)測定により評価した。その結果、各アルコールはdPMMAの典型的な非溶媒であるにもかかわらず、明らかに膜中に浸入し、その膨潤の程度はアルコール分子のアルキル鎖長に強く依存した。これは、メタノールのモル体積がアルコールの中で最も小さく、メタノールがdPMMAの側鎖中にあるカルボニル基と高密度で水素結合することを考えると説明出来た。また、アルコール環境下におけるdPMMA膜の厚さは大気中での膜厚と比較して増加していた。また膜内部におけるアルコールの体積分率を用い、Floryの式を適用することで、dPMMAとアルコール間のxパラメータを算出することに成功した。また、アルコールと接したPMMA界面の厚さは空気界面におけるそれと比較して拡がっており、その拡がりはアルコールの炭素数すなわちxパラメータと関係があった。さらに、アルコール分子は膜に浸透し、基板界面に濃縮していた。また、基板界面側の濃縮量はアルコールの分子サイズで整理できたことから、エントロピー支配であることを明らかにした。これまで得られ成果を総括することで、非溶媒との接触界面における高分子の構造および物性の特異性、また、その発現機構を明らかにすることが出来た。

H23年度は、接触角測定に基づき、水界面におけるポリメタクリル酸メチル(PMMA)の分子運動特性を評価した。PMMA膜上に水滴を滴下した際の接触角は着滴直後から時間(t)に対して指数関数的、に減少し、その後、単調に減少した。これまでに、PMMA膜最外層の局所コンフォメーションは、水と接触すると室温でさえも変化することを明らかにしている。したがって、着滴直後に観測された接触角の減少は、水との接触によって誘起されたPMMA膜最外層の局所コンフォメーション変化に対応する。一方、接触角が単調に減少する時間域は、水の蒸発に起因する。実験結果を式{(θ_<ini>-θ_<ter>)exp(-t/τ)+kt+θ_<ter>}に基づきフィットし、水との接触によって誘起されたPMMA膜表面のコンフォメーション変化の時定数(τ)を求めた。ここで、θ_<ini>およびθ_<ter>はそれぞれ着滴直後および膜界面のコンフォメーション変化が擬平衡状態に到達した際の接触角・kはま蒸発による接触角の減少速度である。接触角の時間依存性に基づき評価したτは約2sであった。水界面におけるPMMA膜の凝集構造変化を議論するため、τの温度依存性を評価した。τがArrhenius型の温度依存性をとると仮定し、見かけの活性化エネルギー(△H)を算出でした。直線の傾きより評価した△Hは32kJ・mol^<-1>であった。水平力顕微鏡(LFM)測定に基づき評価した水との界画における主鎖のセグメント運動の△H=120kJ・mol^<-1>と比較すると、その値は著しく小さい。水中LFM測定の分析深さが4.5nmであるのに対し,接触角測定は膜の最界面の情報を反映している。したがって、界面におけるPMMAの分子鎖熱運動は水相に近づくほど速いといえる。さらに、NR測定から、水界面に存在するPMMAは室温においてさえも大きなスケールの構造再編成を達成できることが明らかとなっている。これらの結果を考慮し、水界面に存在するPMMA鎖には膜厚方向に分子鎖熱運動の勾配があると結論した。
光ファイバーを用いた高効率高分散分光による太陽系外惑星探査

岡山天体物理観測所の188cm望遠鏡に装着された可視光高分散エシェル分光器用に、望遠鏡カセグレン焦点から光を導く光ファイバー天体導入システムの開発を行った。また、ファイバー集光システムに付随する問題点とその解決策を明らかにした。さらに、巨星周りの惑星探査計画を進め、散開星団に世界ではじめて系外惑星を発見するなど、巨星周りに惑星を新たに8個発見することに成功し、恒星質量・年齢と惑星質量・軌道半径の間に相関関係が存在する兆候を見出した。平成18年度は、岡山天体物理観測所188cm望遠鏡のカセグレン焦点部に、光ファイバーに高精度かつ安定に天体を導入するための「カセグレン焦点精密天体導入機構」の設計を行い、製作のための基礎実験を行った。まず、全体システムの設計を吉田が行い、それを元に、光学系の基本設計を泉浦が行った。光学系の配置、筐体など機械系の設計は沖田が行った。清水は駆動部分の制御系の設計を行った。光ファイバーの位置決めのための精密位置決め装置、基礎光学系の試験および組み立てのための光学定盤を購入して、装置設計・製作のための基礎的な実験を行った。また、ガイド用のCCDカメラを購入し、ガイド系ソフトウェアの製作を行った。佐藤、竹田は現有システムでの観測を進めながらデータ処理を行い、系外惑星探査計画を進め、散開星団中のG型巨星に世界で初めて惑星を発見することに成功した。年度当初に全体システム設計を行い、カセグレン焦点精密天体導入機構の仕様をまとめたが、この段階で、光ファイバーへの天体光の高精度導入法に関する予想外の新たな知見が海外からもたらされたので、この確認のための基礎実験を行った。このため、年度後半に予定していた装置各部分の製作・組み立ては次年度に持ち越して完成した。平成19年度前半は、前年度の繰越事業として「カセグレン焦点精密天体導入機構」の具体的製作を行い、製作された装置につき、その基礎実験を行った。そのために、擬似星生成装置を製作し、実験室内にて擬似的に星の像を作って装置内に導入し、調整および性能試験を行った。また、「クーデ焦点ファイバー機構」の概念設計を行い、カセグレン焦点とクーデ焦点を結ぶ光ファイバーの入射および出射光学系を設計・製作した。こうした各種実験・製作のためにクリーンブースを設け、実験環境の整備も行った。さらにシステム全体のソフトウェアの概念設計を行った。これらの結果、来年度に188cm望遠鏡のカセグレン焦点に精密天体導入機構を装着するための準備が整った。研究面では、G型巨星周りの系外惑星探査がさらに進み、世界で初めて散開星団(ヒアデス星団)に惑星を持つ恒星を発見するという画期的な成果を挙げることができた。散開星団は、構成している恒星の年齢が非常によく求められており、惑星の形成時間に良い制限が付けられる。また、中国の研究者と共同して、巨星周りに褐色矮星を発見した。これは、恒星に近いところを回る褐色矮星がほとんど発見されていない、というこれまでの観測事実に対し、母星が巨星であれば褐色矮星が存在するかもしれないという新しい示唆を与えるものである。平成20年度は、ファイバー機構のカセグレンユニットを製作し、調整および性能試験を行った。カセグレンユニットは、筐体、光ファイバー切替部、ガイダー、較正光源入射部、ヨードセル部、制御ボックスから構成される。光ファイバー切替部は3つのファイバー経路を切り替えることができ、そのうち一つは精密高速ガイドができるようになっている。ガイダーは、カセグレン焦点部を等倍もしくは1/3倍で観察し、望遠鏡にフィードバックをかける。また、「クーデ焦点ファイバー機構」の設計を行い、分光器に効率よくファイバーからの出射光を導入するためのイメージスライサーを設計・製作した。こうした各種実験・製作のための実験環境の整備も適宜行った。平成20年度末には、188cm望遠鏡のカセグレン焦点にカセグレンユニットを装着して、光軸調整および天体導入の試験を行うことに成功した。以上より、ほぼ研究計画当初の予定していたハードウェア製作を終了した。研究面では、G型巨星周りの系外惑星探査がさらに進み、巨星周りの惑星を新たに7個発見するという大きな成果を挙げることができた。これで、これまでわれわれのチームで発見していた3個とあわせて、全部で10個の惑星を巨星周りに発見したことになる。これまでに巨星周りで発見された惑星の数は20個であり、われわれのチームはその半分を見つけたことになり、単独チームとしては世界で最も多くの惑星を巨星周りに発見している。さらに、巨星では、太陽型星周りで数多く発見されているような軌道半径の非常に小さな惑星が存在せず、また、惑星の質量も大きな傾向があるなど、興味深い結果も得た。
生物の階層構造における細胞の社会的ふるまいを利用した大きさと形の決定ロジック

多細胞生物のからだは、遺伝子(ゲノム)/代謝/細胞/組織/個体といった階層構造を持つ。生物の形づくりでは、個々の細胞はローカルな細胞外情報をもとに遺伝子・代謝ネットワークにしたがって自らのふるまい(増殖、分化、運動など)を制御し、細胞相互の作用によって組織、個体レベルで適切な大きさと形に形成される。したがって、生物の形づくりには細胞が相互に情報交換を行い細胞社会のレベルで大きさと形を感知するしくみと、その情報を細胞内の遺伝子・代謝ネットワークにフィードバックするしくみが必要である。本研究では、細胞の社会的ふるまいと階層を超えたフィードバック制御に着目し、組織・器官の大きさと形の決定ロジックの解明を試みた。ゼブラフィッシュの左右軸の決定に関わるクッペル胞の形成をモデルとして用い、クッペル胞の大きさと形がその機能にどのように関わるか、また適切な大きさと形がどのように決められるかを解析した。クッペル胞は20個程度のdorsal forerunner cells (DFC)が集合し、増殖することによって100個程度の細胞から構成されるクッペル胞に分化する。我々はDFCの一部をレーザー照射によって除去することにより、DFCの数を減少させ、機能的なクッペル胞形成に必要な最少の細胞数を決定した。また、DFCの増殖分化には自身が分泌するFGFが必須であるが、FGFシグナル強度を計測して、FGFシグナルが機能的なクッペル胞を形成するのに必要なDFCの数を規定していることを示唆するデータを得た。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、細胞の社会的ふるまいと階層を超えたフィードバック制御に着目し、組織・器官の大きさと形の決定ロジックを明らかにする。マウスおよびゼブラフィッシュの体節形成とゼブラフィッシュのクッペル胞(KV)形成をモデルとして、組織・器官が適切な大きさと形に形成されるしくみを明らかにする。体節形成では、体節分節化を周期的におこす機能が失われているHes7ノックアウトマウスを用い、体節の大きさや数を計測することを試みている。また20個程度のdorsal forerunner cells (DFC)が細胞内でFGFシグナル依存的にカドヘリンを発現し、集合することによって100個程度の細胞から成るKVが形成されることが知られているが、レーザーでDFCを除去あるいはNodalの強制発現によってDFCの数を増やすことにより、KVを構成する細胞数、KVの大きさ、機能を調べて、数理モデルを構築するなどして、大きさとかたちが決められるロジックを明らかにすることを試みている。体節形成の解析、クッペル胞の形成の解析共に順調に進行しているのでおおむね順調に進展していると考えている。レーザーアブレーション、ライブイメージングなど技術的な問題は特にない。引き続き解析を進める。
臨界点近傍における圧縮性多成分系流体の特異的熱輸送に関する研究

流体の臨界点近傍では比熱や圧縮率などの熱物理学量が発散するため、特異な熱的振る舞いを示す。単成分系流体の臨界点近傍における熱輸送に関しては、これまで数多くの研究がなされているが、多成分系流体についてはほとんど報告されていない。本研究の目的は多成分系の流体である空気の、相変化プロセスや最大露点近傍(臨界点近傍)での熱輸送現象を解明することにある。最終年度である本年度は、2成分系の人工空気(窒素79%、酸素21%)を用いて、実験セルの底部、及び、上部からそれぞれ加熱を行ったときの熱輸送現象を、レーザーホログラフィー干渉計で捉える可視化実験を実施した。実験セル底部から加熱を行った時、温度勾配の形成に伴い密度勾配が形成されるソレ効果を捉えることができた。一方、実験セル上部から加熱を行った時はソレ効果に加え、ピストン効果の存在を強く示唆する実験結果が得られた。このピストン効果で形成される密度場の特徴は熱流東が増すにつれ、より明確に現れることが確認できた。人工空気で得られた実験結果と通常の空気で得られた実験結果を比較すると、人工空気で得られた実験結果の方が、ソレ効果やピストン効果の特徴がよく現れていた。通常の空気の場合、窒素や酸素の他にアルゴンや微量の他の分子を含むため、現象が複雑になると考えられる。なお、圧縮性多成分流体においてもピストン効果による熱輸送が行われると予測していたが、本実験により、はじめてこのことを明らかにすることができた。また、本年度は空気の主成分である窒素の超臨界域、擬臨界線周りで現れるピストン効果についての研究結果、及び、臨界点近傍において分子がクラスター化するという特性に着目した超臨界空気からの酸素の磁気分離に関する研究結果を国際誌上で発表した。本年度はシャドウグラフ法を用いて、空気の気液二相共存状態から超臨界状態への相変化過程を調べると共に、実験セル底部から加熱を行ったときの熱輸送現象について調査を行った。相変化過程観察より、空気の場合も単成分系流体と同様のプロセスを経て相変化することが分かった。更に、空気の場合は単成分系の窒素に比べ、広い温度・圧力範囲で臨界淡白光現象が現れることが分かった。次に、レーザーホログラフィー干渉計を用いて、超臨界空気中で現れる熱輸送現象を捉える可視化実験を行った。ここでは自然対流の発生を抑制させる温度分布を形成させ、実験セル底部に置いた平板ヒーターからステップ的に定常加熱を行う試験を実施した。その結果、ピストン効果の存在を示唆する実験結果が得られた。ピストン効果とは熱エネルギーが流体中を音波のように伝わる現象で、臨界点近傍における流体の高圧縮性と低熱拡散性により発現する特異な熱輸送現象である。空気も圧縮性流体であることからピストン効果による熱輸送が行われると考えられる。また、濃度変化によると考えられる大きな密度勾配の形成を確認した。現在、これらの現象をより明確に捉えるため、対流の影響を大幅に抑制した実験セル天井部からの加熱試験を実施している。数値解析については窒素の2次元熱現象解析コードを完成させ、ピストン効果に関する計算を行っている。一方、空気に関しては濃度変化を伴うため、単成分系としての取り扱いが不適当であることが分かった。本研究の目的は多成分流体である空気の、最大露点近傍(臨界点近傍)において発現する諸熱物理学現象を解明することにある。ここでは、レーザーホログラフィー干渉計を用いて、超臨界空気中で発現する諸現象を捉える可視化実験を行っている。昨年度行った実験より、最大露点近傍の超臨界空気中の上下において温度差を設けると、単成分系の流体では現れない大きな密度勾配が形成されることが分かった。本年度、対流の影響を大幅に抑制した実験セル天井部からの加熱試験を行い、詳細にこの現象を捉えることができた。調査の結果、この密度勾配は、温度変化に伴う濃度分布の変化により形成されたもので、「ソレ効果」と呼ばれる現象であることが分かった。更に、多成分流体の臨界点近傍では、このソレ効果が顕著に現れることが判明した。なお、この実験についてまとめた結果を低温工学誌上において発表した。次に、多成分系の空気においても相変化を行う際、臨界淡白光現象が観測できる。このことは空気を構成する分子がクラスター化していることを意味する。この時、磁場を印加すれば常磁性体の酸素を選択的に分離できると考えた。磁気力が体積力として働く点に着目した。今回、金属製(材質:Permendur49 [Co49/Fe49/V2])の棒を挿入した実験セルを作成し、レーザーホログラフィー干渉計を用いた超臨界空気からの酸素の磁気分離に関する可視化実験を試みた。この装置は、実験セルの外側に突き出た棒の一端にネオジウム磁石を着脱させることにより、磁場のON・OFFを行う仕組みを有する。

実験の結果、磁場勾配の大きな所に酸素が強く引きつけられる様子を可視化することができた。なお、米国において開催された学術会議CEC・ICEC2003において、この実験結果を発表した。流体の臨界点近傍では比熱や圧縮率などの熱物理学量が発散するため、特異な熱的振る舞いを示す。単成分系流体の臨界点近傍における熱輸送に関しては、これまで数多くの研究がなされているが、多成分系流体についてはほとんど報告されていない。本研究の目的は多成分系の流体である空気の、相変化プロセスや最大露点近傍(臨界点近傍)での熱輸送現象を解明することにある。最終年度である本年度は、2成分系の人工空気(窒素79%、酸素21%)を用いて、実験セルの底部、及び、上部からそれぞれ加熱を行ったときの熱輸送現象を、レーザーホログラフィー干渉計で捉える可視化実験を実施した。実験セル底部から加熱を行った時、温度勾配の形成に伴い密度勾配が形成されるソレ効果を捉えることができた。一方、実験セル上部から加熱を行った時はソレ効果に加え、ピストン効果の存在を強く示唆する実験結果が得られた。このピストン効果で形成される密度場の特徴は熱流東が増すにつれ、より明確に現れることが確認できた。人工空気で得られた実験結果と通常の空気で得られた実験結果を比較すると、人工空気で得られた実験結果の方が、ソレ効果やピストン効果の特徴がよく現れていた。通常の空気の場合、窒素や酸素の他にアルゴンや微量の他の分子を含むため、現象が複雑になると考えられる。なお、圧縮性多成分流体においてもピストン効果による熱輸送が行われると予測していたが、本実験により、はじめてこのことを明らかにすることができた。また、本年度は空気の主成分である窒素の超臨界域、擬臨界線周りで現れるピストン効果についての研究結果、及び、臨界点近傍において分子がクラスター化するという特性に着目した超臨界空気からの酸素の磁気分離に関する研究結果を国際誌上で発表した。
形成過程から見た我が太陽系の普遍性と特殊性に関する研究

(1)原始惑星系円盤中のダストの沈殿・成長が及ぼす円盤の力学構造への影響:惑星形成の母体となる原始惑星系円盤内の物質(ガス・ダスト)分布は、惑星形成過程の初期条件を決定する。その原始惑星系円盤からどのような惑星系が誕生するのかに決定的影響を及ぼす。太陽系とその他の系外惑星系との特徴の違いはこの初期条件の違いが重要な影響を及ぼしたものと考えられる。昨年初年度の研究では、原始惑星系円盤内の乱流がどのような物質分布をもたらすのかを数値シミュレーションによって調べた。現太陽系の惑星分布から推測されたガス・ダスト分布の標準モデルが存在するが、さまざまな初期状態から始めた数値シミュレーションはいずれもこの標準モデルよりもなだらかな物質分布をもたらすことが明らかになった。今年度は、円盤中のダストの沈殿・成長が乱流の維持や終息にどのような影響を及ぼすのか、この点について集中的に研究を行った。その結果、ダスト成長は、熱対流に対しては数万年ぐらいでこれを安定化すること、磁気回転不安定性に対してはこれを維持するが、円盤の一部(1AUから10AUあたりの赤道面付近)においては10万年ほど経過しても安定性が維持されることなどが明らかになった。また、ダストの沈殿・成長が水素スペクトル輝線や熱輻射スペクトルに及ぼす影響なども調べた。今後も本研究を継続し、多様な惑星系の起源の解明を進めていくつもりである。(2)二重星の周りを公転する微惑星の集積について:銀河内の恒星の大半は連星系をなしている。したがって、このような連星系も惑星を伴って誕生したと考えるのは自然であろう。今後、連星を巡る惑星の発見も期待される。そこで、二重星の周りを公転する微惑星の集積について研究を行った。このような微惑星は二重星の摂動により一般に大きなランダム速度を持つため、衝突後の速度が脱出速度を越えて合体が不可能になる可能性がある。二重星の周りの微惑星の公転運動を数値計算してランダム速度を大きさを見積もり、微惑星の集積可能な領域を明らかにした。本研究課題初年度の研究として、主に次の二つの研究を行った。(1)原始惑星系円盤の乱流粘性進化について:惑星形成の母体となる原始惑星系円盤内の物質(ガス・ダスト)分布は、惑星形成過程の初期条件を決定する。原始惑星系円盤内の乱流がどのような物質分布をもたらすのかを数値シミュレーションによって調べた。現太陽系の惑星分布から推測されたガス・ダスト分布の標準モデルが存在するが、さまざまな初期条件から始めた数値シミュレーションはいずれもこの標準モデルよりもなだらかな物質分布をもたらすことが明らかになった。次年度はさらに、乱流の終息時期が円盤の場所によって異なることを仮定して、最終的にどのような物質分布が惑星形成の初期条件として実現するのかを明らかにしたい。

二重星の周りの微惑星の公転運動を数値計算してランダム速度を大きさを見積もり、微惑星の集積可能な領域を明らかにした。本研究課題最終年度の研究として、主に次のテーマについて研究を行った。原始惑星系円盤中のダストの沈殿・成長が及ぼす円盤の力学構造への影響:惑星形成の母体となる原子惑星系円盤内の物質(ガス・ダスト)分布は、惑星形成過程の初期条件を決定する。その原始惑星系円盤からどのような惑星系が誕生するのかに決定的影響を及ぼす。太陽系とその他の系外惑星系との特徴の違いはこの初期条件の違いが重要な影響を及ぼしたものと考えられる。昨年初年度の研究では、原始惑星系円盤内の乱流がどのような物質分布をもたらすのかを数値シミュレーションによって調べた。現太陽系の惑星分布から推測されたガス・ダスト分布の標準モデルが存在するが、さまざまな初期状態から始めた数値シュミレーションはいずれもこの標準モデルよりもなだらかな物質分布をもたらすことが明らかになった。今年度は、円盤中のダストの沈殿・成長が乱流の維持や終息にどのような影響を及ぼすのか、この点について集中的に研究を行った。その結果、ダスト成長は、熱対流に対しては数万年ぐらいでこれを安定化すること、磁気回転不安定性に対してはこれを維持するが、円盤の一部(1AUから10AUあたりの赤道面付近)においては10万年ほど経過しても安定性が維持されることなどが明らかになった。また、ダストの沈殿・成長が水素スペクトル輝線や熱輻射スペクトルに及ぼす影響なども調べた。今後も本研究を継続し、多様な惑星系の起源の解明を進めていくつもりである。
ホスホリルコリンの二相作用を応用した新たな粘膜ワクチンの開発

1)ホスホリルコリン(PC)舌下投与によるアレルギー性鼻炎症状の抑制:PC-KLHの舌下投与によるOVA特異的IgE産生およびアレルギー性鼻炎症状の抑制効果を観察したところ、経鼻投与と同様の効果が認められた。しかし、CD4陽性細胞からのサイトカイン産生プロフィールが異なり、舌下免疫では制御性T細胞の作用によってアレルギー性炎症が抑制されると推測された。2)PCの抗炎症作用に関する研究:PC特異的免疫応答の抗炎症作用を観察するため、IgA腎症および急性喉頭蓋炎などの重症急性上気道感染症におけるPC特異的免疫グロブリンの役割を検討した。その結果、IgA腎症では予後良好群で扁桃におけるPC特異的IgM産生細胞が有意に多く、また、急性上気道感染症では、CRP値が低い症例の血清中PC特異的IgMが高値であった。すなわち、PC特異的IgMは抗炎症作用を有し、PCワクチンによってこの抗体活性を増強することで、種々の炎症反応を抑制できると考えられた。3)PCによる細菌接着の抑制作用:ヒト培養上皮細胞をPC-KLH、抗血小板活性化因子(PAF)受容体抗体で処理、あるいは肺炎球菌およびインフルエンザ菌を抗PC抗体で処理したのちに、両細菌の上皮細胞への接着そして細胞内侵入を観察した。その結果、PCを高発現する肺炎球菌およびインフルエンザ菌の細胞接着、さらにインフルエンザ菌の細胞内侵入が上皮細胞ならびに細菌の前処理によって有意に抑制された。したがって、PCの発現が強い高病原性の細菌では、その上皮細胞への接着そして細胞内侵入にPCとPAF受容体の結合が関与しており、PCの投与が直接的にこれを阻止すると推測された。これらの研究結果から、PCはワクチンとして免疫応答を誘導するとともに、上皮へ直接作用して感染症を予防すること、すなわち、その二相作用が示された。1)ホスホリルコリン(PC)と肺炎球菌ワクチンの経鼻投与による免疫応答の誘導:臨床で使用されている肺炎球菌ワクチンであるニューモバックス&reg;(PPV)、プレベナー&reg;(PCV13)の経鼻免役ではそれぞれのワクチン抗原に対する免疫応答が認められたが、PC特異的免疫応答は極めて軽微であった。そこで、PCV13で初回免疫後、PC-KLHを経鼻投与したところ、PC-KLH単独群よりも高いPCに対する粘膜免疫応答が誘導され、PC経鼻ワクチンによる増強効果が確認された。しかし、PC-KLHを2回投与した場合よりも低値であった。2)PCワクチン投与によるアレルギー性鼻炎発症の抑制:PCV13の併用による粘膜免疫応答の増強効果が得られなかったため、PC-KLHのみを用いて実験を行った。その結果、粘膜アジュバントのコレラトキシンを使用せずとも、PC-KLHの単独経鼻および舌下投与によって卵白アルブミンによって誘導されるアレルギー性鼻炎症状が抑制された。3)PCによる細菌接着およびバイオフィルム形成の抑制作用:PC配合体であるMPC-PMBによって、肺炎球菌とインフルエンザ菌のヒト咽頭粘膜上皮細胞への接着が有意に抑制された。また、それに伴って、インフルエンザ菌によるバイオフィルムの産生も有意に抑制された。一方、MPC-Cによる抑制効果はあまりみられなかった。4)PCの抗炎症作用:PC-KLHはMPC-PMBと同様に細菌の接着を抑制し、その後の炎症反応を軽減した。しかし、LPS刺激による炎症反応の抑制はみられなかった。ホスホリルコリン(PC)が肺炎球菌の細胞膜構成成分であることから肺炎球菌ワクチンとの併用あるいは前投与によってPC-KLHによるPC特異的免疫応答が増強されると予想していた。しかし、市販の肺炎球菌ワクチンにはPCがほとんど含まれておらず、そのためPCに対する免疫増強効果が得られなかった。そのため、アレルギー性鼻炎の抑制効果についての実験はPC-KLHを用いて行った。PCの抗炎症作用については、PCがLPSと同じくTLR-4と結合することから、その競合作用を期待したが、予想したほどの抗炎症作用はみられなかった。使用するPCの量が影響していると考えられる。1)ホスホリルコリン(PC)経鼻ワクチンのブースター効果:PC配合体に免疫原性がなく、KLH化合物のPC-KLHと臨床で使用されている肺炎球菌ワクチンであるニューモバックスを併用し経鼻投与したが、有意な免疫応答が得られなかった。そこで、蛋白結合型肺炎球菌ワクチン(プレベナー&reg;:PCV13)を腹腔内投与し、その後、再度PCV13を腹腔内投与する群とPC-KLHを経鼻投与する群でPCおよび莢膜多糖体に対する免疫応答を比較した。その結果、PC-KLHを経鼻投与した群では、当然のことながら、PCV13を腹腔内追加免疫群よりもPC特異的免疫応答が高く、さらに莢膜多糖体に対しては、同等の血清抗体価の上昇が認められた。したがって、PC経鼻ワクチンがPCV13に対してブースター効果を有すると考えられた。2)PC毛鼻ワクチンによるアレルギー性鼻炎発症の抑制:昨年度の研究で、PC-KLH経鼻投与後に卵白アルブミン(OVA)で全身感作および経鼻刺激すると、OVA特異的IgEの産生そしてアレルギー性鼻炎症状が抑制されることを明らかにした。そこで今年度は、OVA全身感作後にPC-KLHを経鼻投与し、OVAで経鼻刺激後のアレルギー反応を観察した。その結果、OVA感作後であっても、PCーKLH経鼻投与によってOVA特異的IgE産生およびアレルギー性鼻炎症状が抑制された。

3)PCによる細菌接着の抑制作用:PCの細菌接着への関与を明らかにするため、ヒト培養上皮細胞をPC-KLHで処理し、肺炎球菌およびインフルエンザ菌の上皮細胞への接着を観察した。その結果、両細菌ともPCの発現が強い菌株ではその接着が有意に抑制され、PCの発現が弱い細菌では細菌の接着が弱く、上皮細胞のPC-KLH処理による影響はみられなかった。したがって、PCは粘膜ワクチンとして粘膜免疫応答の誘導によって細菌のクリアランスを亢進するとともに、直接的に上皮細胞の血小板活性化因子受容体と結合しで細菌の接着を阻止すること、すなわち、その二相作用が示された。PCはニューモバックスには含有されていなかったが、PCV13には約150ng/ml含まれることが予備実験で分かった。そこで、ニューモバックスではなく、小児に定期接種化されているPCV13に対するPC経鼻ワクチンのブースターホ効果を観察したところ、予想通り、PCに対する免疫賦活作用が認められた。さらに、興味深いことに、莢膜多糖体に対してもPC経鼻ワクチンによるブースター効果が認められ、PC経鼻ワクチンが実用化された時の祖の位置付けが明確にされた。OVA感作後にPC経鼻ワクチンを投与してもIgEの産生が抑制されることから、PC経鼻ワクチンをアレルギー性鼻炎の予防に加えて治療にも応用できることが示唆される。今回は経鼻のみで実験を行ったが、舌下投与によってもこうした結果が得られるかを確認する必要がある。PCが上皮細胞に直接作用して細菌の接着を阻止することが示された。しかし、これが実際に血小板活性化因子との結合によるものであることを実証するためには、抗血小板活性化因子抗体によって上皮細胞を処理、さらにPCを抗PC-IgA抗体で処理することでその機序を確認する必要がある。さらに、PCの発現強度によってPCの作用が異なることから、PC経鼻ワクチンはPCの発現が強い高病原性の細菌のみに作用すると推測される。このことはPC経鼻ワクチンが上気道の常在菌叢を破壊しないという利点を示唆しており、これについてもさらに実験をおこない、確認していきたい。1)ホスホリルコリン(PC)舌下投与によるアレルギー性鼻炎症状の抑制:PC-KLHの舌下投与によるOVA特異的IgE産生およびアレルギー性鼻炎症状の抑制効果を観察したところ、経鼻投与と同様の効果が認められた。しかし、CD4陽性細胞からのサイトカイン産生プロフィールが異なり、舌下免疫では制御性T細胞の作用によってアレルギー性炎症が抑制されると推測された。2)PCの抗炎症作用に関する研究:PC特異的免疫応答の抗炎症作用を観察するため、IgA腎症および急性喉頭蓋炎などの重症急性上気道感染症におけるPC特異的免疫グロブリンの役割を検討した。その結果、IgA腎症では予後良好群で扁桃におけるPC特異的IgM産生細胞が有意に多く、また、急性上気道感染症では、CRP値が低い症例の血清中PC特異的IgMが高値であった。すなわち、PC特異的IgMは抗炎症作用を有し、PCワクチンによってこの抗体活性を増強することで、種々の炎症反応を抑制できると考えられた。
フライホイールエネルギー貯蔵装置を用いた長寿命無停電電源装置の開発

フライホイールをバッテリーに代るエネルギー貯蔵要素とした高性能長寿命無停電電源を試作、開発することを目的とする。主な成果は、1.10kw1分のシステムについては本予算以外の物で、試作は完了しているがまだ、真空システムに問題があり実験には入っていない。2.真空の問題についてはチタンから高性能のジルコニウムゲッタに変更し、3ヶ月ほど運転試験を行なったがOリング、容器(鋳物製)よりのリークが確認され現在ステンレス等用いて対策中である。3.IGBTを使用し16kHzのスイッチングで無騒音化し(従来品の5dB減)、かつソフトスイッチングで損失を減らしフアンレス、長寿命化を図った。その結果、フィン温度を13°C下げることができた。4.寿命が短く大型の電解コンテンサを除去するため、電解コンテンサレスインバータを採用した。コンテンサ容量は停電時からの立ち上げでも200μF以内で可能でフイルムコンテンサの使用が可能となった。5.電流追従速度の改善の結果、整流器負荷で出力電圧歪を1%にでき、かつ中性点電圧制御の結果トランスレス化が可能となった。6.上記の手法を用い入力力率99%以上が1/5負荷以上の領域で達成できた。7.寿命に関係のあるフォトカプラをパルストランスと放電回路を併用したもので取り換え全システム15年以上の長寿命化を達成できた。8.効率94%が目的(市販品90%以下)で、スイッチング損失回収回路、アモルファスリアクトルなど採用したが93%が限度であった。9.フライホイール電動発電機に直接トルク制御を用い回転センサレス化を図り、真空容器の設計を簡単にし真空度を高められる構造にできた。などの成果が得られた。試作予算、真空系に問題はあり主に5kWのシステムで実験を行なったがほぼ所定の目標を達成できた。フライホイ-ルを用いた長寿命無停電電源装置の開発として、本年度の計画に従って以下のことを行った。(1)メ-カの好意により、10KW1分のフライホイ-ルを試作中である。完成は本年6月頃になると思われるが、風損をさらに減らすため10^<ー3>Torr程度まで圧力を減らす必要があった。このため、チタンの代わりにジルコニウムゲッタを使用した。(2)電力変換器にIGBTを用いたPWMインバ-タを使用し、さらに無騒音化するために16KHzのスイッチングをした。このためスイッチング損が増加し、これを回収するソフトスイッチングの手法を開発した。これにより、変換品のみで94%の効率を得ることができた。(3)長寿命化のため、電解コンデンサを除去しなければならないが、停電時の誘導発電機の電圧立上りが問題となる。5KWのシステムで実験を行ったが、110μFのコンデンサで可能で、長寿命のフイルムコンデンサが使用できた。(4)コンバ-タとインバ-タの中性点を電子的に制御し、出力の変圧器を取り除く手法を提案した。実験の結果、電圧差を3V以内にすることができ、上記の理論を実証できた。(5)ホトカプラの代わりにパルストランスを用い、伝送遅れが0.3μsの長寿命IGBTドライブ回路が試作できた。(6)入出力フィルタにアモルファス鉄心のリアクトルを使用し、高調波損失を減らした。リアクトル巻線の設計の最適化をはかることにより、鉄心の温度上昇を80°C以下に抑えることができた。以上、(1)を除いて初期の計画を充分達成できた。