hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
圧縮性粘性気体の球対称方程式に対する自由境界問題

星の周りの圧縮性粘性気体が真空と連続的に接している場合の自由境界問題を、気体は球対称なバロトロピックと仮定して、連続の式と方程式を考える。これらの方程式系の定常解を含む形での時間大域解の存在について、次のような線の方法を用いることによって、数学的に証明することができた。まず、方程式系を、空間方向のみに差別化して、時間に関する常微分方程式とみなす。次に、その方程式系にたいして、空間方向の刻み幅に依存しない形でのエネルギー評価を求め、刻み幅を0に収束させて、偏微分方程式としてのエネルギー評価を得る。それらの評価式を使って、時間大域的弱解の存在を証明した。このことを更に発展させて、弱解の一意性についても示すことができた(論文投稿中)。時間大域解の定常解への収束状況を調べるために、数値計算を行ってみた。数学的証明のために用いた常微分方程式系を基にして、時間方向にも前進差別をとり、離散化する。初期値として、境界条件や現実的状況を考え、三角関係を与えて、解の時間的変化を近似的に求めた。方程式としては、空間一次元と見なせるのだが、球対称であるために、本質的には三次元であるので、一次元の場合とは違って、差分式の安定性が良く、人工粘性項を加えなくても良好な近似計算結果が得られ、定常解への収束についても、かなり早い段階で、収束している様子が見られた。ただ、自由境界を固定化させるために行った座標変換によるしわ寄せを受ける項の近似については、ある程度精度の良い近似式を用いないと、誤差による振動現象が起こり、数値解を信用できないものにしてしまう。この数値実験の結果より、定常解への収束についても、数学的に証明できる手がかりが得られるのではないかと思っている。
gp91phox遺伝子に対するsiRNAを用いた心不全に伴う心室性不整脈の治療

検討1【目的】心不全患者の心筋において、酸化ズトレス発生が亢進している。中でも過酸化脂質の最終代謝産で、有害アルデヒドである4-Hydroxy-2-nonenal(HNE)が拡張型心筋症患者ならびに拡張相肥大型心筋症患者の不全心筋に蓄積している事を我々は報告してきた(Nakamura K, et al. Circulation2002, J Card Fai1 2005)。今回我々は、HNEが活性酸素発生を介して心筋内カルシウム濃度を増加させると仮定して、実験を行った。【方法】成人ラットの単離心筋においてHNEが活性酸素を発生させるかどうか2',7'-dichlorofluorescin diacetate fluorescence(DCF)を用いて検討した。fura-2を用いて心筋細胞内カルシウム濃度を測定した。【結果】(1)DCF用いて検討したところ、HNE(10 to 100μmol/L)によって、濃度依存性に螢光強度が増強した。すなわち活性酸素が発生した。その発生はNADPHoxidaseの阻害剤(Diphenyleneiodinum : DPIならびにApocynin)によって抑制された。(2)次に、fura-2を用いて心筋細胞内カルシウム濃度を測定した。病的状態に発生しうる高濃度のHNE(400pmol/L)は、心筋において時間依存性に心筋細胞内カルシウム濃度を増加させた。そして最終的に67%の細胞においてhypercontractureをひきおこした。(3)抗酸化酵素であるカタラーゼと、抗酸化作用をもつβ遮断薬であるカルベジロールは心筋細胞内カルシウム濃度増加を有意に減弱させ、hypercontractureの発生を抑制した。抗酸化作用のないβ遮断薬であるプロプラノロールはCa濃度の増加を減弱させなかった。更にL型Ca遮断薬であるverapamilならびにNa/Ca exchanger(NCX)のリバースモードの阻害剤であるKB-R7943も心筋細胞内Ca濃度増加を一部抑制した。【考案】心不全患者の心筋において、酸化ストレス発生が充進しており、その産物であるHNEは、NADPHoxidase由来の活性酸素発生を介して心筋細胞においてCa過負荷を引き起こした。検討2【目的】実際にHNEが心室性不整脈・心室細動(VF)に関与するかどうかBrugada症候群の心筋組織において検討した。【方法】Brugada型心電図の患者の心筋組織におけるHNEeの量とVFの発症について検討する。【結果】SCN5A遺伝子変異を持たない患者においてはVFの有無と心筋HNEの量に関係がなかったが、SCN5A遺伝子変異を持つ患者においては、VF既往患者の方が既往のない患者にくらべ、HNE量が多かった。【考案】Brugada症候群患者において、VF陽性例の心筋で酸化ストレスが増大していた。酸化ストレスがVF発症に関与する可能性が考えられた。【目的】心不全患者の心筋において、酸化ストレス発生が亢進している。中でも過酸化脂質の最終代謝産物で、有害アルデヒドである4-Hydroxy-2-nonena1(HNE)が拡張型心筋症患者ならびに拡張相肥大方心筋症患者の不全心筋に蓄積している事を我々は報告してきた(Nakamura K, et al. Circulation 2002, J Card Fail 2005)。HNEは過酸化脂質の代謝産物であるだけでなく、更なる酸化ストレスのmediatorとしても働くことが知られている。そこでHNEが心不全増悪ど不整脈発生に関与していると考えて、検討をすすめた。今回我々は、HNEが活性酸素発生を介して心筋内カルシウム濃度を増加させると仮定して、その仮説を証明するため次の3つの実験を行った。(1)次にHNEは心筋細胞において活性酸素を発生させるか、さらにそれはNADPH oxidaseを介するか検討した。(2)HNEは細胞内カルシウム濃度を上昇させるか検討した。(3)抗酸化剤は細胞内カルシウム過負荷を抑制するか検討した。【方法】(1)成人ラットの単離心筋においてHNEが活性酸素を発生させるかどうか2',7'-dichlorofluorescin diacetate fluorescence(DCF)を用いて検討した。(2)ならびに(3)fura-2を用いて心筋細胞内カルシウム濃度を測定した。【結果】(1)DCF用いて検討したところ、HNE(10 to 100 μmol/L)によって、濃度依存性に螢光強度が増強した。その発生はNADPHoxidaseの阻害剤〔Diphenyleneiodinum: DPIならびにApocynin)によって抑制された。病的状態に発生しうる高濃度のHNE(400μmol/L)は、心筋において時間依存性に心筋細胞内カルシウム濃度を増加させた。抗酸化作用のないβ遮断薬であるプロプラノロールはカルシウム濃度の増加を減弱させなかった。

更にL型Ca遮断薬であるverapamilならびにNa/Ca exchanger(NCX)のリバースモードの阻害剤であるKB-R7943も心筋細胞内カルシウム濃度増加を一部抑制した。すなわちHNEにより発生した活性酸素はL型CaチャネルとNCXのリバースモードを一部介してCa流入を引き起こすことが示唆された。【考案】心不全患者の心筋において、酸化ストレス発生が亢進しており、その産物であるHNEは、NADPHoxidase由来の活性酸素発生を介して心筋細胞においてカルシウム過負荷を引き起こした。【目的】心不全患者の心筋において、酸化ストレス発生が亢進している。中でも過酸化脂質の最終代謝産物で、有害アルデヒドである4-Hydroxy-2-nonenal (HNE)が不全心筋に蓄積している事を我々は報告してきた(Circulation 2002,J Card Fail 2005)。(1)そこでHNEが心不全増悪と不整脈発生に関与していると考えて、HNEが活性酸素発生を介して心筋内カルシウム濃度を増加させるかどうか検討した。(2)不全心において酸化ストレスが発生する原因として、マクロファージの浸潤などが起きていないか、更に単球・マクロファージを引き寄せるMCP-1の発現が亢進していないか検討した。【結果】(1)DCF用いて検討したところ、HNE(10 to 100 μpmol/L)によって、濃度依存性に螢光強度が増強した。すなわち活性酸素が発生した。さらにESRにても活性酸素の発生が確認できた。次に、fura-2を用いて心筋細胞内カルシウム濃度を測定した。高濃度のHNE(400 μpmol/L)は、心筋において時間依存性に心筋細胞内カルシウム濃度を増加させた。そして最終的に67%の細胞においてhypercontractureをひきおこした。抗酸化酵素であるカタラーゼと、抗酸化作用をもつβ遮断薬であるカルベジロールは心筋細胞内カルシウム濃度増加を有意に減弱させ、hypercontractureの発生を抑制した。抗酸化作用のないβ遮断薬であるプロプラノロールはカルシウム濃度の増加を減弱させなかった。(2)拡張型心筋症患者の心筋においてはマクロファージ(CD68 cell)の心筋内浸潤が有意に多かった。MCP-1の発現も認められ、その発現は心機能と逆相関した。【考案】HNEは、活性酸素発生を介して心筋細胞においてカルシウム過負荷を引き起こした。活性酸素発生の原因となるマクロファージの浸潤が多く、MCP-1の発現も増加していた。検討1【目的】心不全患者の心筋において、酸化ズトレス発生が亢進している。中でも過酸化脂質の最終代謝産で、有害アルデヒドである4-Hydroxy-2-nonenal(HNE)が拡張型心筋症患者ならびに拡張相肥大型心筋症患者の不全心筋に蓄積している事を我々は報告してきた(Nakamura K, et al. Circulation2002, J Card Fai1 2005)。今回我々は、HNEが活性酸素発生を介して心筋内カルシウム濃度を増加させると仮定して、実験を行った。
Aktが賦活する転写因子の同定と転写因子過剰発現マウスによる抗うつ効果の解析

SSRIの一種であるフルボキサミンによってAkt-1のリン酸が増加することを示した。そこで、さらにプロテオミクス的手法を用い抗うつ薬により変化する蛋白質の発現量を解析した。最近の研究によりBDNFはうつ病をはじめとする精神疾患の病態に関与していることがわかり、BDNFの発現は抗うつ薬のdown stream targetであるといわれてきている。申請者は、神経保護作用を有するBDNFと抗うつ薬の中でも特にσ1受容体アゴニストとして神経保護作用をもつといわれているフルボキサミン(FLV)に注目し、これらにより細胞内伝達系の調節作用のあるAktとの関連性を検討し、BDNFは、TrkB(p75NTR)/ PI3K/Akt-1系を介してAkt-1をリン酸し、FLVはシグマ1受容体を介してPLC-γ/ IP3/Ca2+/Akt-1系を介してAkt-1をリン酸することを解明し報告した。今後、Aktを過剰発現した神経細胞とsiRNAベクターをマウス海馬神経培養細胞へトランスフェクションしAktの発現を抑制したAktノックダウン神経細胞を用い、DNAマイクロアレイ解析法を予定している。さらに、Aktを活性化しリン酸化される転写因子をプロテオミクス的手法、DNAマイクロアレー解析法を用い網羅的に同定する。抗うつ薬投与後に変化する転写因子を同定し、抗うつ薬により活性化される転写因子のノックダウントランスジェニックマウスを作成し、強制水泳、慢性変動性ストレスなどの行動観察し、抗うつ薬作用と転写因子の個体レベルでの相関を検討し、うつ病の発生メカニズムを解明する。近年、抗うつ薬の効果はシナプス間隙での変化だけで説明がつかないといわれてきている。申請者は近年精神疾患領域において注目されている、抗うつ薬の受容体以降の情報伝達系に介して研究を行った。このメカニズムはBDNFによるtyrosine kinases receptor (TrkB)を活性化し、phosphoinositide3-kinase (PI3K)を介しての系と、PLC- γ/ IP3/Ca2+ pathwayを介してsigma-1受容体を活性化させたPI3Kを活性化させる系との両方の系が関与しAkt-1のリン酸が増加ていることを示した。そこで、さらにプロテオミクス的手法を用い抗うつ薬により変化するタンパル質を解析した。SNRIであるミルナシプラム耐性HT22細胞を作成し、対照のHT22細胞とのタンパル質の発現の差をプロテオミクス的手法を用いて解析した。両群の比較を2D-DIGE法を用いて二次元電気泳動後、MSにてタンパル質を解析した。その結果、tRNA ligase, glucose-regulated protein, Histone-binding proteinなどのタンパル質変化を認めた。現在さらにこれらのタンパル質が抗うつ薬との作用にどのように関与しているのかを各タンパク質のsiRNAをHT22細胞投与し各タンパク質のノックダウンした後、Akt-1のリン酸が増加ているかを検討している。神経精神医学マウス海馬神経培養細へc-DNA Aktをトランスフェクションする。これによりAktを過剰発現した神経細胞を作成でした。さらにsiRNAベクターをマウス海馬神経培養細胞へトランスフェクションしAktの発現を抑制したAktノックダウン神経細胞を作成した。今後、解析を予定している。Aktを過剰発現した神経細胞とsiRNAベクターをマウス海馬神経培養細胞へトランスフェクションしAktの発現を抑制したAktノックダウン神経細胞を用い、DNAマイクロアレイ解析法を予定している。Aktを活性化しリン酸化される転写因子をプロテオミクス的手法、DNAマイクロアレイ解析法を用い網羅的に同定する。またAktをsiRNAを用いノックダウンさせて細胞内での転写因子の変化をルシフェラーゼアッセイにて測定し、この実験系に抗うつ薬を細胞に投与し、抗うつ薬がAktによって変化する転写因子への作用を如何に調節するかを検討する。
ミクロ統計データを活用した舞台芸術施設運営に関する調査研究

清水・小野田等は「舞台芸術施設の経営に関する研究」(研究代表者山崎正和、1986-88年度)の一環として、昭和61年(1986年)を対象年度とした舞台芸術施設の運営・経営に関する全国的なアンケート調査を実施した。また「わが国文化・芸術情報の体系化と統計調査方法の研究」(研究代表者永山貞則、1990-91年度)の一部として、平成2年(1990年)を対象年度とした同様のアンケート調査を範囲をさらに広げて実施した。本研究は、平成7年(1995年)を対象年度として同様のアンケート調査を再度実施し、舞台芸術施設の運営・経営に関するより的確なデータを得るとともに、最終的には経年変化を分析することをねらいとするものである。平成8年度は、舞台芸術施設データベースの整備、試験調査の実施、調査票の設計、発送準備作業等を行い、平成9年13月にかけてアンケート調査を実施した。平成9年度は、今回のアンケート調査の集計と過去2回の調査を加えた経年変化の分析等を行う予定である。「わが国文化・芸術情報の体系化と統計調査方法の研究」(研究代表者永山貞則、1990-91年度)において作成した「舞台芸術施設データベース」が、現在最も広範で詳細な舞台芸術施設リストである。本研究の調査に備え、不明部分の補完とその後に新設された施設の追加を行い、最新の舞台芸術施設データベースを整備した。また、過去2回の調査と今回の試験調査の結果から得られた知見を基に、舞台芸術施設の不整合な経理処理の実態を解明するために、調査票を再構築した。本研究は、過去2回の調査を引き継ぐことに意義がある。特に、来年度行う予定の経年変化の分析は、継続的なデータの蓄積によって今回初めて可能になるものである。昨今、文化施設に対してその運営や施策が重要視され、アートマネージメントの必要性が叫ばれているが、本研究はその基礎的資料を提供するものである。
多電子励起空間を効率的に繰り込んだ新規分極伝播関数の開発

近年、新しい光触媒や高効率太陽電池の開発に向けて、光照射による電子励起状態を経由して機能性を発現する分子の研究が盛んに行われており、反応機構の理論的解析が強く望まれている。しかし、光機能性材料として注目される有機高分子、多核金属錯体などの大規模系を高精度に扱え、ゴールデンスタンダードと呼べる電子励起状態計算手法は未だ確立されていない。本研究では、簡便かつ系統的な近似精度の向上が望める電子励起状態計算手法として、分極伝播関数に基づく新たな電子励起状態計算手法の構築を目的とした。この目的のもと、2018年度は、新規分極伝播関数の基礎部分を構成する三電子励起空間の繰り込みについて重点的に研究した。二電子励起空間は一電子励起空間と直接結合しているが、三電子励起は非結合部分であるため通常は考慮されない。しかし、現在の高精度電子状態計算理論は、電子配置間の相互作用を見積もり、広大な配置空間をすべて対角化することで多電子励起を考慮している。伝播関数法では相互作用を繰り込むことで対角化を回避できることが利点であるため、三電子励起空間の繰り込み方法を検討した。その結果、二電子励起空間に三電子励起の効果を繰り込み、その補正された二電子励起空間を結合することで、多電子励起空間を考慮した伝播関数の構築に着目した。現在、基礎理論の指針は定まったので、効率的な繰り込み手法の構築およびプログラム開発に取り組んでいる。研究計画において予定した基礎理論の指針は定まっており、また現在取り組んでいる効率的な繰り込み手法の構築およびプログラム開発についても順調に進捗している。以上のことからおおむね順調に進展していると判断する。2019年度は、新規分極伝播関数を効率的に計算可能とするプログラム開発に重点的に取り組み、準粒子近似などの援用可能性について検討する。さらに理論展開として、より高次の電子励起空間を繰り込んだ分極伝播関数についても検討する。また2020年度は当該研究期間の最終年度であることから、国際学会における研究発表と投稿論文としての発表を目標とする。
新しい光検出器(SiPM)を用いたシンチレーション光の二次元位置座標読み出し

次の3種類のファイバー湾曲実験を行った.(a)輪による光損失,(半径r=2.8,3.2,4.0,4.9,6.25cmの5種類)(b)輪の位置による光損失,(半径を4.0cmに固定して発光ダイオードから5cm,中央,フォトダイオードから5cmの3点)(c)多重輪による光損失,(r=2.8cmで5点,r=4.0cmで3点,r=6.25cmで3点)の測定を行った.(a)において,光の損失は半径3.2cm以上では約3%一定となった.また(b)において,発光ダイオード近辺では損失5%であったが他の2点では3.5%となった.さらに(c)において,半径4.0,6.25cmでは巻き数に関係なく損失3%一定であった.しかし,半径2.8cmにおいては損失が巻き数に伴い7%から30%と大きいことが分かった.さらに大きさ10x10x1(cm)のシンチレーター(SCSN-81クラレ社)にウェーブシフティング・ファイバー(Y-11クラレ杜)を組み込むための対角と円形の溝をダイオード用と光電子増倍管用に4種類製作した.シンチレーション光の受光素子であるマルチアノード光電子増倍管H6568-10(4x4)の性能調査を次の項目について行った.(a)各チャンネルでの応答の一様性,(b)各チャンネル間の応答の漏れ(クロストーク),(c)各チャンネルでの応答の線形性(リニアリテイ)の測定をレーザー光を用いて行った.測定より各チャネルの応答の一様性のばらつきは少なく,その広がりは平均で10%であり,また各チャンネル間の応答の漏れは近接したチャンネルにおいても平均で5%であった.また各チャンネルの応答に対するリニアリテイを測定するため,光電子増倍管の前にNDフィルターを挿入して印加電圧に対するレーザー光子数に対する応答の変化を測定した.これは最小電離粒子がシンチレーターを通過して光子を生成し,ファイバーによって導かれる光子数に対応するためである.この測定から印加電圧-400800Vにおいて光子数に対する光電子増倍管からの応答のリニアリテイがあることが確認できた.以上の測定よりシンチレーターとファイバーを組み合わせ,その読み出しをマルチアノード光電子増倍管を用いることにより分割されたシンチレーターからの信号を読み出すことが可能となった.次の3種類のファイバー湾曲実験を行った.(a)輪による光損失,(半径r=2.8,3.2,4.0,4.9,6.25cmの5種類)(b)輪の位置による光損失,(半径を4.0cmに固定して発光ダイオードから5cm,中央,フォトダイオードから5cmの3点)(c)多重輪による光損失,(r=2.8cmで5点,r=4.0cmで3点,r=6.25cmで3点)の測定を行った.(a)において,光の損失は半径3.2cm以上では約3%一定となった.また(b)において,発光ダイオード近辺では損失5%であったが他の2点では3.5%となった.さらに(c)において,半径4.0,6.25cmでは巻き数に関係なく損失3%一定であった.しかし,半径2.8cmにおいては損失が巻き数に伴い7%から30%と大きいことが分かった.さらに大きさ10x10x1(cm)のシンチレーター(SCSN-81クラレ社)にウェーブシフティング・ファイバー(Y-11クラレ杜)を組み込むための対角と円形の溝をダイオード用と光電子増倍管用に4種類製作した.シンチレーション光の受光素子であるマルチアノード光電子増倍管H6568-10(4x4)の性能調査を次の項目について行った.(a)各チャンネルでの応答の一様性,(b)各チャンネル間の応答の漏れ(クロストーク),(c)各チャンネルでの応答の線形性(リニアリテイ)の測定をレーザー光を用いて行った.測定より各チャネルの応答の一様性のばらつきは少なく,その広がりは平均で10%であり,また各チャンネル間の応答の漏れは近接したチャンネルにおいても平均で5%であった.また各チャンネルの応答に対するリニアリテイを測定するため,光電子増倍管の前にNDフィルターを挿入して印加電圧に対するレーザー光子数に対する応答の変化を測定した.これは最小電離粒子がシンチレーターを通過して光子を生成し,ファイバーによって導かれる光子数に対応するためである.この測定から印加電圧-400800Vにおいて光子数に対する光電子増倍管からの応答のリニアリテイがあることが確認できた.以上の測定よりシンチレーターとファイバーを組み合わせ,その読み出しをマルチアノード光電子増倍管を用いることにより分割されたシンチレーターからの信号を読み出すことが可能となった.年度の前半では実験装置の発注と製作をおこなった.シンチレーション光の受光素子であるアバランシェ・フォトダイオードはS88664-10k,マルチアノード光電子増倍管(以後,光電子増倍管)はH6568-10,いずれも浜松ホトニクス社製である.またシンチレーターはSCSN-81,ウェーブシフティング・ファイバー(以後,ファイバー)はY-11,いずれもクラレ社製である.本研究の目的は磁場に強いマルチアノード光電子増倍管とフォトダイオード,シンチレーターとを組み合わせて粒子の通過位置を2次元座標で決定しようとするものである。

実験概要はシンチレーターに直線又は円形の溝を作り、そこにファイバーを配置し、波長変換を行い、それを数チャンネル分まとめて、光電子増倍管で読み出し、そのパルスの時間差で粒子の通過位置を測定し,位置分解能の最適値を求めるのが目的である。まず大きさ100x100x10(mm)のシンチレーターにファイバーを組み込むための対角と円形の溝をダイオード用と光電子増倍管用に4種類製作した.年度後半においてはファイバーの性能評価の基礎データを取るため3種類のファイバー湾曲実験を行った.(a)輪による光損失,(半径r=2.8,3.2,4.0,4.9,6.25mmの5種類)(b)輪の位置による光損失,(半径を4.0mmに固定して発光ダイオードから5cm,中央,フォトダイオードから5cmの3点)(c)多重輪による光損失,(r=2.8mmで5点,r=4.0mmで3点,r=6.25mmで3点)の測定を行った.(a)において,光の損失は半径3.2mm以上では約3%一定となった.また(b)において,発光ダイオード近辺では損失5%であったが他の2点では3.5%となった.さらに(c)において,半径4.0,6.25mmでは巻き数に関係なく損失3%一定であった.しかし,半径2.8mmにおいては損失が巻き数に伴い7%から30%と大きいことが分かった.この得られた結果からファイバーの最適湾曲半径が求められた.さらにシンチレーターの溝の加工を行い,ダイオードと光電子増倍管を用いてシンチレーション光の二次元位置座標読み出しを行い,各読み出しにおける位置分解能の知見を得たいと考えている.昨年度はファイバーの性能評価を行い、3種類のファイバー湾曲実験を行った.(a)輪による光損失,(b)輪の位置による光損失,(c)多重輪による光損失の測定を行った.この得られた結果からファイバーの最適湾曲半径が求められた.さらに昨年度から今年度にかけて、大きさ100x100x10(mm)のシンチレーター(SCSN-81クラレ社)にウェーブシフティング・ファイバー(Y-11クラレ社)を組み込むための対角と円形の溝をダイオード用と光電子増倍管用に4種類製作した.今年度はシンチレーション光の受光素子であるマルチアノード光電子増倍管H6568-10(4x4)の性能調査を次の項目について行った.(a)各チャンネルでの応答の一様性,(b)各チャンネル間の応答の漏れ(クロストーク),(c)各チャンネルでの応答の線形性(リニアリテイ)の測定をレーザー光を用いて行った.測定より各チャネルの応答の一様性の大きさのばらつきは少なく,その広がりは平均で10%であり,また各チャンネル間の応答の漏れは近接したチャンネルにおいても平均で5%であった.また各チャンネルの応答に対するリニアリテイを測定するため,光電子増倍管の前にNDフィルターを挿入して印加電圧に対するレーザー光子数に対する応答の変化を測定した.これは最小電離粒子がシンチレーターを通過して光子を生成し,ファイバーによって導かれる光子数に対応するためである.この測定から印加電圧-400-800Vにおいて光子数に対する光電子増倍管からの応答のリニアリテイがあることが確認できた.以上の測定よりシンチレーターとファイバーを組み合わせ,その読み出しをマルチアノード光電子増倍管を用いることにより分割されたシンチレーターからの信号を読み出すことが可能となった.現在,ダイオードについての実験が行われている.
スマート工場の適正運用に向けた自律分散型生産スケジューリングシステムの開発

生産現場では、指定された優先規則に従って材料を各設備に割り当てていく、現実的な生産スケジューリング法が広く実用されている。計算機技術と情報通信技術の発達によって、設備単位で高度に分散化された生産システムが実現されつつあることを踏まえ、優先規則を用いた生産スケジューリングを、設備間の知的な情報交換のみによって自律分散型の枠組みで実行する手法が開発されてきている。本研究では、種々の優先規則を適切に組み合わせて適正なスケジュールを得るための、組合せの「塩梅」の調整を、知的情報交換により巧みに行ってスケジュールの適正化を図る手法を構築するとともに、計画者が持つ経験や計画現場における要求を踏まえて適正化を図る手法の開発を目的としている。平成30年度は、優先規則の組合せにおける各規則の重みを最適化するシステムを構築した。各規則の重みの数値の組合せを解として、疑似焼きなまし法によって解の近似最適化を行うシステムと、その過程における現行解の情報をブロードキャスト通信によって受け取り、その解に基づいた生産スケジューリングを上記自律分散型の手法によって行う高度分散システムとを連携させ、重みの最適化を行う手法の構築とシステム化を行った。さらに、上記分散型スケジューリング法と同じ分散型の枠組みで生産シミュレーションを実行する、超分散生産シミュレーションシステムとの統合化も行い、スケジューリングの過程で搬送シミュレーションを同時に行って、より正確な評価結果を基に最適化を進めていくことで、より適正なスケジュールが得られる手法の開発とシステム構築を行った。また、この開発において、シミュレーション処理における通信負荷低減法も開発し、統合化システムにおける通信効率の向上も達成した。計画では、平成30年度において、優先規則の組合せにおける各規則の重みを最適化するシステムを確立することとしていた。前述の通り、このシステムの構築は実行でき、順調に進展させることができている。また、計画では、分散生産スケジューリング単体に対する最適化システムの構築を考えていたが、超分散生産シミュレーションシステムとの統合化も達成したことで、より適正なスケジュールを得るシステムを構築することができた。さらに、通信負荷の低減も達成し、効率的な実行を可能にした。以上のことから、当初の計画以上に進展していると評価できる。平成30年度に構築したシステムでは、工程の内容や処理順序が品種によって異なるジョブショップ型の生産を対象としている。この生産形態は、工程を処理できる設備が予め定められていることを前提としているが、実際には、処理できる複数台の設備のどれかに割り当てて生産を行うことが多い。このため、フレキシブル・ジョブショップ型の生産に適用できるよう、システムの拡張を行う。また、このシステムでは、最適化の過程で暫定的に決定された重みに基づいて、生産スケジュールを生成する処理は、分散型の枠組みで実行されるが、最適化の処理は最適化用の計算資源の上で実行される形になっており、集中管理型の処理形態となっている。平成31年度では、この最適化の処理も、できるだけ各生産設備上の各生産資源に担わせ、自律分散型の枠組みで実行できるようにすることを目指し、そのための方法論の構築と検証を行う。

また、このシステムでは、最適化の過程で暫定的に決定された重みに基づいて、生産スケジュールを生成する処理は、分散型の枠組みで実行されるが、最適化の処理は最適化用の計算資源の上で実行される形になっており、集中管理型の処理形態となっている。平成31年度では、この最適化の処理も、できるだけ各生産設備上の各生産資源に担わせ、自律分散型の枠組みで実行できるようにすることを目指し、そのための方法論の構築と検証を行う。初年度については、手法・システム開発を行っていく上で有益な情報を得るべく、研究紹介・意見交換・情報収集のための旅費を主な支出項目として計上していた。学会発表や各種研究会の場への参加のための旅費を中心に執行し、目的は達成したものの、結果として残金が生じた状態となっている。二年目には、国際会議の場での発表・意見交換・情報収集を計画しており、その資金への充当を予定している。また、より大規模な検証システムの構築とそれによる手法検証を考えており、そのための必要機材の購入のためにも執行する予定である。
集積型オクタシアノ金属錯体における高機能光磁性現象の観測

シアノ架橋型金属錯体は、複数の金属イオンと、それを架橋するシアノ基からなる構造を有する金属錯体であり、用いる金属イオンや組み合わせる有機化合物によって構造や物性が大きく変化することから、機能性金属錯体を合成する上で有用な構築素子として、盛んに研究が行われている。中でも、CoとWを組み合わせた錯体においては、相転移を示す錯体や大きな保磁力を示す錯体などの性質を示すものが報告されており、興味深い研究対象である。本研究では、CoとWを組み合わせたオクタシアノ金属錯体であるCo3[W(CN)8]2(purine)2.10H2Oを合成し、その磁気特性と伝導度について、検討を行ったことに加え、有機金属構造体(metal-organic framework; MOF)としての性質として、合成後の粉末サンプルへの有機分子の導入の可能性について検討した。この結果、本錯体は、磁気相転移温度が49 Kの強磁性体であること、および、10ー6 S cmー1程度の伝導度を有することがわかった。また、本錯体を150 °Cで加熱しながら真空引きを行い、窒素置換後、DMSOを滴下して2時間撹拌した。本処理後のサンプルの元素分析を行った結果、硫黄原子が検出された。本錯体は、熱重量測定より、150 °Cでは錯体中に含まれる水分子が全て脱離することがわかっており、Coに配位した水分子は、DMSO分子に置換されていると予想できる。これは、本錯体が本研究では、溶媒であるDMSOを用いたが、導入する有機化合物として、キラリティを有するもの、pKaの低い官能基を有するもの、配位子場強度の強いものを導入することにより、錯体の構造全体へのキラリティの導入、高イオン伝導性や相転移現象の発現などにつながることが期待でき、磁性や伝導性と組み合わせることによって、複合的な機能を有する金属錯体の合成が期待できる。26年度が最終年度であるため、記入しない。電荷移動やスピンクロスオーバーに基づく温度相転移現象は、固体化学の分野において、興味深い研究課題である。中でも、大きな温度ヒステリシスを示す物質は、基礎化学的な観点のみならず、センサーやディスプレイへの応用展開も期待でき、特に興味深い。そこで、本研究では、多孔性を有するオクタシアノCoW金属錯体を用い、相転移挙動の湿度応答性について調べた。具体的には、Co^IIイオンと[W^v (CN)_8]イオン、および誘起配位子であるピリミジンと4-メチルピリジンを組み合わせたオクタシアノCoW金属錯体Co_3 [W(CN)_8]_2(ピリミジン)_2 (4-メチルピリジン)_2xH_2Oを合成し、その結晶構造および相転移挙動の湿度応答性を調べるとともに、熱力学的な観点から考察を行った。この結果、本錯体は、湿度に応じて結晶格子内の水分子を吸脱し、それに伴って、低湿度においては結晶が異方的に収縮することがわかった。また、さまざまな湿度で処理した粉末サンプルについて、磁化率かける温度(x_MT)の温度依存性(x_MT-Tプロット)を測定することにより、本錯体の相転移挙動は湿度に応じて変化し、低湿度条件下では、高湿度条件下に比べ、総転移温度は上昇し、温度ヒステリシスが縮小することがわかった。示差走査熱量測定および相転移の平均場モデルであるSlichter-Drickamerモデルを用いた解析より、このような湿度応答性は、低湿度条件下では水分子が脱離し、水素結合ネットワークが分断されることにより結晶格子内の内圧が低下することに起因し、結果として系中に働く協同効果が減少することによることを明らかにした。

これは、本錯体が本研究では、溶媒であるDMSOを用いたが、導入する有機化合物として、キラリティを有するもの、pKaの低い官能基を有するもの、配位子場強度の強いものを導入することにより、錯体の構造全体へのキラリティの導入、高イオン伝導性や相転移現象の発現などにつながることが期待でき、磁性や伝導性と組み合わせることによって、複合的な機能を有する金属錯体の合成が期待できる。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、相転移錯体の相転移挙動の外場による制御を目的に、Co^IIイオンと[W^v(CN)_8]イオンを組み合わせた錯体において、相転移挙動の湿度応答性を観測した。その結果、協同効果の変化に基づく、相転移温度および温度ヒステリシスの変化の観測に成功した。本年度の研究成果は、学術論文が筆頭著者論文1報、共著論文1報、特許出願が1件となっており、研究はおおむね順調に進展している。本研究では、湿度により結晶格子内部で作用する協同効果が変化し、相転移挙動がそれに応答することを観測した。今後は、さまざまな有機配位子を具体的には、Coイオンと[W(CN)_8]イオンを組み合わせた錯体に、さまざまな有機配位子を導入することで、その相転移挙動や磁気特性に及ぼす影響を調べ、より高性能な性能を有する磁性体や相転移錯体の合成を目指す。具体的には、チアゾールやスルホ基などの極性の高い置換基を有する有機配位子を導入することで、新しい機能性の発現をめざす。また、合成したCoW錯体について、DV-Xαやガウシアンを用いた分子軌道計算を行い、理論的観点からも、物質設計に必要な情報を得る予定である。
18世紀朝鮮王朝の対清朝貿易の変容～物流および貿易品に着目して

本研究の目的は18世紀朝鮮における対清貿易の変容を探ることであるが、平成30年度は日本国内での公刊資料調査と韓国での未公刊資料調査を進め、国際シンポジウム等で成果を発表した。(1)国内での公刊資料調査として、朝鮮と清の年代記資料中の関係記事の収集・分析を行った。朝鮮側は『朝鮮王朝実録』、『備辺司謄録』等の年代記資料のほか、購入した『同文彙考』活字本のなかから貿易関係記事を採集した。清側は『清実録』および本年度購入した『大清五朝会典』のなかから貿易関係記事を採集した。また日本における隣接地域の1719世紀の貿易史研究の二次文献も収集を進め、世界史的意義からみた18世紀東アジア貿易についての意義について探求した。(2)韓国での未公刊資料調査として、11月に韓国で調査を行った。調査地は朝鮮の文書資料を多く所蔵する国立中央図書館、ソウル大学校奎章閣であった。朝鮮清間の国境地帯に関係する資料を中心に調査した。(3)こうした研究の成果をもとに、「朝鮮王朝からみた17世紀初頭の「朝貢」と「互市」」として国際ワークショップ「越境する東アジア:16世紀後半ー17世紀前半を中心に」(2019年12月22日、許南麟(The University of British Columbia)企画、一橋大学開催)と「朝鮮与清朝間地理書交流〔朝鮮と清朝の地理書交流〕」としてシンポジウム『全球視野中的明清鼎革〔グローバルな視野のなかの明清交替〕』( 2018年11月25日復旦大学文史研究院)において発表を行った。年度当初計画では今年度は国内の公刊資料調査を行うとしたが、実際に朝鮮と清の年代記資料中の関係記事の収集分析を行うことができ、購入した『大清五朝会典』のなかから関係記事を収集することができた。また年度当初に韓国での未公刊資料調査を計画したが、11月に実施することができた。はやめに成果発表をすることができたが、まだ概略の段階であり、論文発表の時期がはやまったわけではない。令和1年度は前年度の公刊資料調査につづき台湾・中国での未公刊資料調査を行い、18世紀朝鮮と清朝の間国境地帯で行われた開市貿易の変容(特に関税)について分析を深め、学会発表を行う。(1)台湾・中国での未公刊資料調査として、台北、北京で調査を行う予定である。台北では清朝の公文書を所蔵する中央研究院歴史語言研究所および国立故宮博物院図書文献館、北京では同じく清朝の公文書を所蔵する中国第一歴史档案館において調査を行う。(2)開市の変容についての整理として、開市貿易の変容(特に関税)について情報を集約し、そのプロセスを明らかにする。(3)学会発表は秋以降に開かれる学会において、前述の開市変容について口頭発表を行い、学会誌に論文を投稿する。令和2年度以降についても今のところ計画変更予定はない。

台北では清朝の公文書を所蔵する中央研究院歴史語言研究所および国立故宮博物院図書文献館、北京では同じく清朝の公文書を所蔵する中国第一歴史档案館において調査を行う。(2)開市の変容についての整理として、開市貿易の変容(特に関税)について情報を集約し、そのプロセスを明らかにする。(3)学会発表は秋以降に開かれる学会において、前述の開市変容について口頭発表を行い、学会誌に論文を投稿する。令和2年度以降についても今のところ計画変更予定はない。当初計画した韓国出張計画が、資料デジタル化の進展の恩恵で、予定より短期間で済んだため、経費の節約を行うことができ、次年度使用額が生じた。この次年度使用額は次年度の旅費等に充当する。
咀嚼・嚥下機能に関わる脳幹内介在神経の局在とその機能的役割に関する研究

動物を用いた電気生理学的実験として,覚醒動物を用いた慢性実験と,麻酔下の動物を用いた急性実験を行った.急性実験では,咬筋,顎二腹筋,オトガイ舌筋,甲状舌骨筋,顎舌骨筋に筋電図用双極ワイヤー電極を,下歯槽神経に刺激用双極ワイヤー電極を挿入した.さらに脳幹の介在神経の細胞外記録を行ない,1)大脳皮質咀嚼野や末梢への刺激に対する応答性の検索,2)上喉頭神経への電気刺激による嚥下応答に対する同定されたニューロン群の応答性についての検索を行ったが,上位脳の脳幹内介在神経への影響を詳細に検索することは困難を来たした.目的とする神経が呼吸関連神経の近傍にあり,神経記録のための電極の挿入が呼吸への影響を与える可能性が大きかったこと,さらに呼吸活動に伴う神経活動への影響を無視することができなかったからである.そこで,検索対象を中枢とせずに,その最終出力系である筋活動に評価対象を求めることとした.ウサギを用いた電気生理学的手法による慢性実験を昨年より継続して行った.顎筋および舌筋に筋電図用双極ワイヤー電極を,下歯槽神経IANに刺激用双極ワイヤー電極を挿入した.咀嚼・嚥下運動時に三叉神経系からの末梢入力が嚥下関連活動にどのような影響を及ぼすかを検索した結果,嚥下時においては,咀嚼時同様に開口反射は抑制される結果が示されたが,その強度は咀嚼時よりも強くなかった.開口反射を誘発する末梢刺激は咀嚼中に(咀嚼中枢からの)中枢性の入力を受けて強く抑制を受けることが知られているが,これらの抑制は嚥下中枢においても起きていることが示された.動物において検索された咀嚼・嚥下活動に伴う各筋活動様式がヒトにあてはまるか否かについても検索し,円滑な食塊の移送と咽頭圧の形成,食塊を食道部へと流し込むためにことに舌における特異的な変調が必要であることが明らかとなった.動物を用いた電気生理学的実験として,覚醒動物を用いた慢性実験と,麻酔下の動物を用いた急性実験を行った.急性実験では,咬筋,顎二腹筋,オトガイ舌筋,甲状舌骨筋,顎舌骨筋に筋電図用双極ワイヤー電極を,下歯槽神経に刺激用双極ワイヤー電極を挿入した.さらに脳幹の介在神経の細胞外記録を行ない,1)大脳皮質咀嚼野や末梢への刺激に対する応答性の検索,2)上喉頭神経への電気刺激による嚥下応答に対する同定されたニューロン群の応答性についての検索を行ったが,上位脳の脳幹内介在神経への影響を詳細に検索することは困難を来たした.目的とする神経が呼吸関連神経の近傍にあり,神経記録のための電極の挿入が呼吸への影響を与える可能性が大きかったこと,さらに呼吸活動に伴う神経活動への影響を無視することができなかったからである.そこで,検索対象を中枢とせずに,その最終出力系である筋活動に評価対象を求めることとした.ウサギを用いた電気生理学的手法による慢性実験を昨年より継続して行った.顎筋および舌筋に筋電図用双極ワイヤー電極を,下歯槽神経IANに刺激用双極ワイヤー電極を挿入した.咀嚼・嚥下運動時に三叉神経系からの末梢入力が嚥下関連活動にどのような影響を及ぼすかを検索した結果,嚥下時においては,咀嚼時同様に開口反射は抑制される結果が示されたが,その強度は咀嚼時よりも強くなかった.開口反射を誘発する末梢刺激は咀嚼中に(咀嚼中枢からの)中枢性の入力を受けて強く抑制を受けることが知られているが,これらの抑制は嚥下中枢においても起きていることが示された.動物において検索された咀嚼・嚥下活動に伴う各筋活動様式がヒトにあてはまるか否かについても検索し,円滑な食塊の移送と咽頭圧の形成,食塊を食道部へと流し込むためにことに舌における特異的な変調が必要であることが明らかとなった.ウサギを用いた電気生理学的実験のために,井上誠と山村健介が中心となって実験設備の構築を行った.申請したPowerLab購入後,数羽の動物を用いて予備実験が行われた.実験は,覚醒動物を用いた慢性実験と,麻酔下の動物を用いた急性実験であった.急性実験では,咬筋,顎二腹筋,オトガイ舌筋,甲状舌骨筋,顎舌骨筋に筋電図用双極ワイヤー電極を,舌神経LN,下歯槽神経IAN,眼窩下神経ION,上喉頭神経SLNに刺激用双極ワイヤー電極を挿入した.LN,IAN,IONは三叉神経末梢枝であり,記録対象となるインターニューロンへの入力を調べるため,SLNは末梢性に嚥下運動を誘発させるために用いた.大脳皮質連続刺激により咀嚼様運動および嚥下運動を誘発し,各記録をA/Dコンバータを介してパーソナルコンピュータおよびデジタルデータレコーダに記録した.さらに脳幹の介在神経の細胞外記録を行ない,1)大脳皮質咀嚼野刺激により同定されたニューロンが皮質刺激によりどのような応答を示すのか,2)末梢からの入力の有無を調べるために,口腔内,口腔周囲の機械刺激により,この神経が受容野をもつか否かを検索した.

その後,3)各末梢神経LN,IAN,IONへの刺激に対する応答性,4)上喉頭神経への電気刺激による嚥下応答に対する同定されたニューロン群の応答性についての検索を行った.刺激や記録の面で難を極めた点としては,1)大脳皮質への電気刺激による咀嚼様運動の誘発が安定しなかったために,上位脳の脳幹内介在神経への影響を詳細に検索することが容易ではなかった,2)目標とする神経が呼吸関連神経の近傍にあり,神経記録のための電極の挿入が与える呼吸への影響を無視することができなかった,ことである.今年度はさらにサンプル数を増やし,咀嚼および嚥下機能に関わる神経の局在とその入力パターンについての定量的評価を行いたいと考えている.昨年行った中枢神経活動の記録実験より,中枢内での介在神経の局在を検索するのは技術的な困難な手術を要すること,記録可能なニューロンの数に限りがあることから,本年度は検索対象を中枢とせずに,その最終出力系である筋活動に評価対象を求めることとした.ウサギを用いた電気生理学的手法による慢性実験を昨年より継続して行った.顎筋および舌筋に筋電図用双極ワイヤー電極を,下歯槽神経IANに刺激用双極ワイヤー電極を挿入した.IANは三叉神経末梢枝であり,記録対象となる中枢への入力様式や反射性筋活動を記録するために用いた.咀嚼・嚥下運動時に三叉神経系からの末梢入力が嚥下関連活動にどのような影響を及ぼすかを検索した結果,嚥下時においては,咀嚼時同様に開口反射は抑制される結果が示されたが,その強度は咀嚼時よりも強くなかった.開口反射を誘発する末梢刺激は咀嚼中に(咀嚼中枢からの)中枢性の入力を受けて強く抑制を受けることが知られているが,これらの抑制は嚥下中枢においても起きていることが示された.動物において検索された咀嚼・嚥下活動に伴う各筋活動様式がヒトにあてはまるか否かについても調べた.対象を,嚥下時に食品の取り込み,咀嚼時における食塊形成・送り込みに重要な役割を果たす外舌筋とし,舌圧および舌筋筋電図活動を記録した.嚥下時舌圧測定の結果,食品物性が硬くなるに従って,前方圧はその活動時間が延長し,後方圧は圧の大きさが大きくなった.末梢入力が,嚥下中枢を介して,舌の異なる部位へは異なる出力信号を与えることが分かった.これらの変調は,円滑な食塊の移送と咽頭圧の形成,食塊を食道部へと流し込むために必要な適応であると考えられた.一方,舌筋についても,食塊の物性変化に伴う硬さの変化に従い,オトガイ舌筋における活動時間のみの変化が観察されたことは,舌圧における結果を支持するものと考えることができた.
幾何拘束をもつ柔軟多体系の分布定数モデルに基づいたダイナミクスベースト制御

1.「幾何学的な拘束条件に束縛された柔軟多体系のモデリング」多腕柔軟アームの力制御・協調制御や柔軟な構成要素を結合して構築された柔軟宇宙構造物などの振動抑制制御に適用できるモデルを導出した。2.「分布定数システムの数理的解析」導出した制約条件つきの2階双曲型偏微分方程式を作用素論・半群理論を援用し数理的に解析し、システムのもつ特徴を明らかにした。3.「制御系設計モデルを必要としない出力フィードバック制御系の構築」制御系設計のための有限次元近似モデルを必要としない、分布定数系としての特徴をいかした簡便なダイナミックスベースト制御系を構成した。提案制御則が閉ループ系を漸近安定化することを証明した。構成された制御器の有効性を検証するために、ワークステーションを用いたシミュレーションを行なった。4.「実験による有効性の検証」双腕2リンク柔軟アームに対してカセンサを用いた協調制御系と閉ループ機構をもった柔軟構造物に対して、提案した制御アルゴリズムの有効性を検討した。実験結果より、提案制御則が閉ループ系を安定化すること、物理パラメータの不確定性に対してロバストであることを検証した。1)「幾何学的な拘束条件に束縛された柔軟多体系のモデリング」幾何学的拘束条件を満足する柔軟多体系の分布定数モデルを導出した。ここでは、多腕柔軟アームの力制御・協調制御や柔軟な構成要素を結合して構築された柔軟宇宙構造物などの振動抑制制御に適用できる一般的で、適用範囲の広いモデルを導出した。2)「分布定数システムの数理的解析」1)において導出された制約条件つきの非線形2階双曲型偏微分方程式を作要素論・半群理論を援用し数理的に解析し、システムのもつ特徴を明らかにした。3)「制御系設計モデルを必要としない出力フィードバック制御系の構築」制御系設計のための有限次元近似モデルを必要としない、分布定数系としての特徴をいかした簡便なダイナミックスベースト制御系を構成した。その閉ループ系の安定性と制御器のロバスト性について考察した。4.「実験による有効性の検証」双腕2リンク柔軟アームに対して力センサを用いた協調制御系と閉ループ機構をもった柔軟構造物の振動抑制制御系に対して、提案した制御アルゴリズムを適用した。
絶食時の生体エネルギー恒常性維持における酢酸代謝の重要性

アセチルCoAシンテターゼ2(AceCS2)を欠損する(AceCS2-KO)マウスは長期絶食状態に置くと酢酸を利用できないため低血糖、低体温及び運動持久力の低下を引き起こす。我々は肝臓にのみAceCS2発現するmAceCS2-Livマウスを作製した。mAceCS2-Liv及びAceCS2-KOマウスを48時間絶食させると著しい脂肪肝様の病態を示した。一方、これらのマウスに0.5%クロフィブレートを1週間与えると、脂肪肝の著しい改善効果が観察された。また同時に血糖値、体温及び運動持久力の改善が認められた。これらの結果は、AceCS2-KOマウスに見られる長期絶食下での低血糖、低体温、運動持久力の低下及び脂肪肝の形成は遊離脂肪酸の代謝障害が主要な原因であると示唆された。ミトコンドリア型の酢酸活性化酵素2(AceCS2)欠損マウスは長期絶食状態に置くと、酢酸利用障害のため血中酢酸濃度が著しく上昇し、これと共に低血糖、低体温及び運動持久力の低下を引き起こす。しかし、本マウスの血中脂肪酸及びケトン体濃度は野生型コントロールと比較して有意な違いは見いだされない。そこで、この表現型が血中酢酸濃度上昇による心筋、骨格筋及び褐色脂肪組織のエネルギー代謝障害、すなわち、ケトン体や長鎖脂肪酸の利用障害であるかどうかを解析した。AceCS2を本来発現していない肝臓で発現するトランスジェニックマウスを作製し、AceCS2欠損マウスと掛け合わせた。このマウスでは、血中の酢酸濃度は正常レベルまで低下したが、AceCS2欠損マウスとほぼ同様の表現型を示した。また、通常飼育環境下でのAceCS2欠損マウスの心拍を解析したところ、野生型と比較して高頻度に不整脈が出現することも明らかとなった。これらの結果は、心筋、骨格筋及び褐色脂肪組織に於ける主要なエネルギー源は酢酸であることが明らかとなった。さらに、AceCS2を欠損した雄マウスは不妊で、精子の形態に異常は観察されないことから、精子も運動のエネルギー源として酢酸を利用していることが示唆された。一方、AceCS2欠損マウスは高カロリー食摂取による肥満誘導に対して抵抗性を示す。そこで肝臓特異的AceCS2-TgマウスとAceCS2欠損マウスを掛け合わせることで、AceCS2欠損マウスに見られる肥満抵抗性メカニズムを解析したが、AceCS2欠損マウスとの違いは見いだせなかった。ミトコンドリア局在型のアセチルCoAシンテターゼ2(AceCS2)を欠損するマウス(AceCS2-KOマウス)は長期絶食状態に置くと、酢酸利用障害のため血中酢酸濃度が著しく上昇し、これと共に低血糖、低体温及び運動持久力の低下を引き起こす。AceCS2を本来発現していない肝臓で特異的に発現するAceCS2・トランスジェニック(Tg)マウスを作製し、AceCS2欠損マウスと掛け合わせることで、肝臓にのみAceCS2発現するマウスを得た。このマウスでは、絶食下においても血中の酢酸濃度は正常レベルまで低下したが、AceCS2-KOマウスとほぼ同様の表現型を示した。一方、AceCS2-KOマウスは高脂肪食負荷による肥満誘導に対して抵抗性を示す。そこで本マウ系を用いることでAceCS2欠損マウスに見られる肥満抵抗性メカニズムを解析した。高脂肪食負荷において肝臓特異的AceCS2-TgマウスとAceCS2-KOマウスとの間に体重増加に関する違いは見いだせなかったが、本マウスは24時間絶食後の肝臓において著しい脂肪肝様の病態を示し、肝組織切片のオイルレッド0染色では多数の脂肪滴が観察された。一方、AceCS2-TgマウスやAceCS2-KOマウスの肝臓に脂肪滴はほとんど観察されない。これらの結果は肝臓で発現するAceCS2がミトコンドリア内のアセチルCoAを上昇させ、絶食時においても肝脂質合成を亢進又は分解を抑制していることを示唆した。また、AceCS2が肝臓以外の組織に於いて酢酸の酸化によるエネルギー産生だけでなく、脂質合成にも深く関わっている可能性を示した。

AceCS2を本来発現していない肝臓で発現するAceCS2・トランスジェニック(mAceCS2-Tg)マウスを作製し、AceCS2-KOマウスと掛け合わせることで、肝臓にのみAceCS2発現するmAceCS2-Livマウスを得た。このマウスでは通常飼育下及び絶食下において血中の酢酸濃度は低下したが、AceCS2-KOマウスとほぼ同様の表現型を示した。mAceCS2-LivマウスとAceCS2-KOマウスを2448時間絶食させると肝臓において著しい脂肪肝様の病態を示し、肝組織切片のオイルレッドO染色では肝細胞に多数の脂肪滴が観察された。また、脂肪蓄積量に関しては明らかにmAceCS2-Livマウスで高かった。一方、mAceCS2-LivマウスとAceCS2-KOマウスに0.5%クロフィブレートを1週間与えた後、2448時間絶食後の肝臓組織をオイルレッドO染色で解析した所、脂肪肝様病態の著しい改善効果が観察された。また同時に、血糖値、体温及び運動持久力の改善が認められた。これらの結果はAceCS2-KOマウスに見られる長期絶食下での低血糖、低体温、運動持久力の低下及び脂肪肝の形成は脂肪組織から動員され肝臓に流れ込んだ長鎖脂肪酸の代謝障害がAceCS2-KOマウスに見られる表現型の主要な原因であることが示唆された。22年度に本研究室の耐震補強工事があったため、研究の達成度に若干め遅れが生じている。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度は、肝臓にのみ特異的にAceCS2を発現するTgマウスの肝脂肪滴形成メカニズムを解析する。また、肝臓で酢酸が脂肪酸の酸化により作られるオクタン酸のエネルギー代謝に及ぼす影響についても検討を続ける。