hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
標識アミノ酸投与動物の全身オートラジオグラフィーと代謝産物の分離分析

代謝の臓器特異性を元唆している。酸不溶性画分をげル濾過により分析した結果、膵,肝,腎や小腸では分子量3万から4万の蛋白質画分に高い放射能が認められ、このことに臓器間の大きな差異はなかった。アルギニンの場合臓器剔出、分画及び分析は来年度計画している。
結晶方位解析による金属基複合材料の高速超塑性変形機構の解明

本研究では、構造部材の軽量化に有望なアルミニウム系複合材料の積極的な実用化に必要な加工技術として、高速超塑性加工技術の確率を目的とし、結晶方位組織の観点から複合材料の高速超塑性変形機構の解明を目指した。○本年度に科学研究費補助金によって実施した研究は次の項目である。・結晶方位分布を定量的に解析し、それを視覚的に表示できるシステムを構築する。・粉末素材からホットプレス-熱間押出し-熱間圧延により微粒子分散アルミニウム複合材料を作製し、その高速超塑性挙動を測定する。・初期の結晶方位分布と高速超塑性変形の進展に伴う方位分布の変化を定量的に解析する。○これらの研究から、次のような成果が得られた。・測定した集合組織を正極点図として表示し、さらに複数の正極点図の結果を基に三次元結晶方位分布関数を展開して、結晶方位分布図として表示する一連のシステムを確立した。・作製した複合材料の初期集合組織は、一般のアルミニウム合金の圧延集合組織と類似であり、変形温度での加熱保持のみでは大きく変化しない。・高速超塑性変形により初期集合組織は次第にランダム化し、新しい変形集合組織や再結晶組織の発現はほとんど見られない。・この複合材料の高速超塑性変形における変形の素過程としては、ほとんどが結晶回転や粒界滑りであると考えられる。
乳歯歯根吸収に関する遺伝子の同定と吸収制御メカニズムの解明

乳歯歯根吸収に関与する遺伝子の同定と吸収制御メカニズムの解明のために、以下の研究を前年に引き続き行った。OPG/OCIFおよびOPGL/ODFが蛋白質として産生されているかどうかを検討するため、OPG/OCIFではWestern blot analysis、OPGL/ODFには免疫染色および免疫電顕を行った。OPG/OCIFの蛋白質産生量はNorthern blot analysisの結果に一致した。OPGL/ODFの産生は全ての細胞においてRT-PCRの結果に一致して、免疫染色陽性であった。蛋白質が実際に細胞膜表面に発現しているかどうかを、免疫電顕よって検討した。その結果OPGL/ODFの発現が、細胞膜表面に局在していることが明らかとなった。以上の結果から、乳歯および永久歯由来の、歯根膜細胞、歯髄細胞は、全てOPG/OCIF,OPGL/ODFのmRNA発現が可能であった。またそのmRNAの発現強度は、Vit.D,DEXによって調節されていた。またOPG/OCIFの蛋白質産生量もVit.D,DEXによって調節されていた。OPGL/ODFの蛋白産生が可能なことも、免疫染色、免疫電顕であきらかとなった。さらに産生したOPGL/ODFはin vitroで破骨細胞の誘導が可能であることが明らかとなったが、乳歯と永久歯で破骨細胞の誘導数に有意差は認められなかった。さらにin vitroで再現性高く破骨細胞を誘導するためには抗OPG抗体の投与が必要であったことから、今回解析を行った全ての細胞は破骨細胞の誘導能は有するが、生理的条件下では破骨細胞の誘導を抑制していることが考えられた。以上の結果から乳歯の歯根吸収には、他の調節機構が存在することが示唆された。北海道大学歯学部附属病院小児歯科に来院する患者より、乳歯および永久歯の歯根膜細胞/歯髄細胞を分離し実験に使用した。これら細胞とC57BL6マウス骨髄細胞との共存培養を行い、破骨細胞の誘導能の検討を行った。全ての細胞において破骨細胞の誘導が可能である事が明かとなった。従来骨吸収因子として考えられていたinterleukin-1 beta(IL-1 beta),IL-6,IL-11 mRNAsの発現の有無をRT-PCRで検討した。またosteoprotegerin(OPG)およびOPGLについても検討を行った。その結果、全ての細胞においてIL-1 beta,OPGLはcontrol時から発現は認められなかったが、IL-6,IL-11,OPGの発現は認められた。破骨細胞誘導時にもIL-1 betaの発現は認められなかったが、他の全ての因子の発現が認められた。歯根膜細胞/歯髄細胞では乳歯および永久歯で各因子のmRNAsの発現の有無に差異が認められなかったため、OPGおよびOPGL mRNAの発現量の比較をNorthern Blottingでおこなった。その結果、永久歯ではOPGの発現が強く、○PGLの発現が弱かったが、乳歯では全く逆の傾向を示した。これは歯根膜細胞、歯髄細胞の両者において同様の結果であった。歯根膜細胞においてmechanical stressを与えて培養した場合、OPGLの発現が誘導されるかどうか検討を行った結果、乳歯および永久歯でmRNA発現の誘導が認められた。以上の結果から、OPGおよびOPGLが歯根膜細胞/歯髄細胞で発現し、歯根吸収における破骨細胞の誘導に関与すると共に、乳歯の歯根吸収にも関与する可能性がある事が明らかとなった。また機械的刺激によってもOPGLの発現が誘導される事から、矯正治療時に生じる歯根吸収にも関与する可能性も考えられた。
モデル合成ペプチドを用いた平面膜法によるイオンチャネルの構造・活性相関の研究

電位依存性Kチャネルのイオン通過孔予想形成部位(H5領域)と同様な一次構造を持つポリペプチド(H5ペプチド)を合成し、脂質膜との相互作用を調べた。H5ペプチドはその構造中にトリプトファン(Trp)を2残基有するので、Trpの蛍光測定により、膜とH5ペプチドとの相互作用およびH5ペプチドの膜中における存在位置を確かめた。Trpの蛍光位置およびヨウ化カリウムやアクリルアミドによる蛍光消光の結果から、H5ペプチドのTrp残基が膜中に存在することが示唆された。CDスペクトルから膜中における二次構造を調べた結果、リポソームとの相互作用によってβ構造の割合が増大することがわかった。このH5ペプチドは脂質平面膜にイオンチャネルを形成した。以上の結果より、電位依存性KチャネルのH5領域は膜中に埋まりβ構造をとって膜を貫通してイオンチャネルのイオン通過孔を形成して得ることが示された。電位依存性NaチャネルのS4セグメントは塩基性アミノ酸が一定残基毎に存在するという特徴的な構造を有する。この特徴を模した種々のモデルペプチドを合成し膜との相互作用を調べた。その結果、これらのペプチドは膜にカチオン選択性のイオンチャネルを形成することが明らかになった。このような相互作用・チャネル形成において、ペプチドの長さ、ヘリックス構造をとッた場合の両親媒性の様子、疎水性アミノ酸の側鎖の大きさ、親水性アミノ酸の電荷の種類等、多くの因子が影響を与えていることがわかった。今後、このような因子の影響をより定量的に評価することが重要であり、このような基礎データを集積することにより、複雑なイオンチャネル蛋白質のような膜蛋白質と脂質二重層膜との相互作用に関する研究に貢献できると思われる。電位依存性のイオンチャネルで一次構造が明らかにされているものには、Naチャネル、Caチャネル、Kチャネルがある。疎水性の評価から、どのチャネルも共通して、膜貫通部分が6ー8個からなるユニットの集合体として機能していると予想されている。このうちのNaチャネルとCaチャネルは、一分子中に4ユニットが含まれる巨大分子であるのに対して、Kチャネルは同一のユニットが4個集合してチャネルを形成していると予想されているので、モデル研究に適している。そこで、Kチャネルのイオン通過孔を形成していると予想されている部位(SS1ーSS2)の一次構造を有するポリペプチドを合成し、膜中におけるその高次構造を調べた。固相合成法により合成したポリペプチドは、高速液体クロマトグラフィ-により精製し、アミノ酸分析および質量分析により目的物であることを確認した。このポリペプチドをリポソ-ム中に入れてCDスペクトルをとり二次構造を予測した。典型的なαヘリックス,βシ-ト,ランダムの構造はとらず、構造を確定することは難しかった。溶液のイオン強度等を変えてさらに実験する予定である。αヘリックスを形成する両親媒性ペプチドを合成し、膜に対する作用を平面膜法で調べたところ、イオンチャネル活性を示すことがわかった。このペプチドの構造をいろいろ変えてイオンチャネル活性を測定した。ペプチドの長さが、12、16、20、24残基の4種類の合成ペプチドを作り、それらの膜中での構造、抗菌活性、イオンチャネル活性を比較したところ、膜を貫通する長さを有する24残基のペプチドが最も活性が高かった。すなわち、ペプチドの長さが膜との相互作用において重要な因子であることが示唆された。電位依存性Kチャネルのイオン通過孔予想形成部位(SS1-SS2あるいはH5領域と呼ばれる)と同様な一次構造を持つポリペプチド(H5ペプチド)を合成し、脂質膜との相互作用を調べた。CDスペクトルから膜中における二次構造を調べた結果、αヘリックスとβターンから成ることが示唆された。このH5ペプチドを脂質平面膜に組み込むとイオンチャネル活性が検出された。

このチャネルの150mMKCl溶液中におけるコンダクタンスは140pSであった。非対称溶液条件の逆転電位からもとめたK^+,Na^+,Cl^-の間の透過性比は1:0.4:3.2でありアニオン透過性であった。ゲーティングに電位依存性はなく、Kチャネルのブロッカーの一つであるテトラエチルアンモニウムはこのチャネル活性を阻害しなかった。H5ペプチドはその構造中にトリプトファン(Trp)を2残基有するので、Trpの蛍光測定により、膜とH5ペプチドとの相互作用およびH5ペプチドの膜中における存在位置を確かめた。Trpの蛍光位置およびヨウ化カリウムやアクリルアミドによる蛍光消光の結果から、H5ペプチドのTrp残基が膜中に存在することが示唆された。以上、CD、平面膜法、蛍光測定の結果より、電位依存性KチャネルのH5領域は膜中に埋まり膜を貫通してイオンチャネルのイオン通過孔を形成し得ることが示された。膜にカチオン選択性のイオンチャネルを形成する合成塩基性ペプチドArg-4_3[構造はAc(LARL)_3NHCH_3]の3個のアルギニン残基をグルタミン酸に置換したGlu-4_3を合成し膜への作用を調べた。脂質平面膜へのGlu-4_3の作用により膜コンダクタンスが経時的に上昇し、さらに開時間の短いカチオン選択性チャネルが重なって観察された。この結果より、膜に対するGlu-4_3の作用はArg-4_3の作用とは大きく異なることが明らかになった。
不均一系白金族触媒的重水素標識法の開発と連続フロー式重水素標識法への応用

水素(H)の安定同位体である重水素(D)で標識された重水素標識化合物は、代謝経路や有機反応の機構解明など幅広い研究分野で利用されている。最近では、同位体効果に基づく生体内代謝遅延を期待した重水素標識医薬品や、性能や耐久性を向上させた重水素標識機能性材料が注目されている。本申請研究は、重水素標識医薬品や機能性材料の合成前駆体として有用なオレフィン化合物の重水素標識法を確立する。また、フロー反応は微細な流路に反応液を送液して目的化合物を連続合成する方法論であり、重水素標識化合物の工業的合成法の開発を目的とした連続フロー式重水素標識法の達成も目指す。
歯周組織再生過程における細胞分化に関与する生理活性物質の検討

本研究では、e-PTE膜を用いたGTR法を3壁性の垂直性骨欠損(3部位)、2壁性の垂直性骨欠損(3部位)、2度の根分岐部病変(1部位)に実施した。e-PTFE膜を用いた全症例を通じて由肉炎指数(GI)およびプラーク指数は著明に変化しなかったが、GTR前にプロービング時の出血(BOP)が認められた部位では術後BOPが消失した。3壁性および2壁性の垂直性骨欠損を有していた6部位では、e-PTFE膜を用いたGTR法実施により被験部位全てにおいてプロービング深さ(PD)が平均3.8mm減少し、GTR後3mm以下に改善した。アタッチメントレベル(AL)に関しても1部位を除いて2mm以上のアタッチメントゲインが認められアタッチメントゲインが認められた5部位の平均アタッチメントゲインは3.2mmであった。さらに、X線的にもGTR6カ月後には数症例で骨欠損部透過像の改善が確認された。また、2度の根分岐部病変を有する被験部位は1部位のみであったが、GTR後水平的ならびに垂直的PDが2mm減少し、2mmのアタッチメントゲインが認められた。また、e-PTFE膜除去時に採取した新生肉芽組織および歯肉中における各種生理活性物質のmRNA発現量を測定した結果、新生肉芽組織におけるplatelet-derivedgrowth factor(PDGF)のmRNA発現量が歯肉に比べ高かった。以上の結果より、非吸収性のe-PTFE膜を用いたGTR法の垂直性骨欠損部や2度の根分岐部病変に対する臨床的有用性が確認され、PDGFがGTR法における歯周組織再生に関与している可能性が示唆された。大阪大学歯学部付属病院を受診し初期治療を終了した3人の被験者を対象として、Gore-Tex膜を用いた組織再生誘導法(GTR法)を実施した。術前にGTR法を実施する部位の規格X線写真の撮影と臨床的パラメーター(歯肉炎指数、プロービング深さ、アタッチメントレベル、プロービング時の出血の有無、排膿の有無、プラーク指数)の記録を行った。そして、Gore-Tex膜を用いたGTR法を実施し1次手術の46週間後膜を除去する2次手術時に骨欠損部に新生された肉芽組織の過形成された部分を微量採取し、新生肉芽組織を歯肉弁で被覆した。この時同時にGTR実施部位の歯肉弁から歯肉を微量採取した。現在、採取した組織片は採取後直ちにGTC溶液に入れホモジナイズし総RNAの抽出を行った後、分析に必要な十分数の試料採取されるまで超低温フリーザ-にて保存している。また、GTR6ヵ月後に術前と同様のX線撮影と臨床的パラメーターの記録を行い、GTR後の臨床評価を経時的に行なっている。また、微量組織中の各種生理活性物質のmRNA発現量を測定する方法を確立した。すなわち、採取した組織より抽出されたRNAから、reverse transcriptaseとrandam primerを用いてcDNAを合成し、IL-1、IL-6、IL-8などの生理活性物質の特異的プライマーを用いてPolymerase Chain Reaction(PCR)を行い、得られたPCR産物を2%アガロースゲルに電気泳動し、各種生理活性物質特異的な非放射性オリゴヌクレオチドプローブにてハイブリダイゼーションし、ケミルミネッセンスにてX線フィルムを感光させ画像解析して生理活性物質のmRNA発現量を測定する方法を開発した。すでに、予備実験として微量歯肉中の各種生理活性物質のmRNA発現量の測定に成功している。
グラスファイバーを利用した配向拡散法によるエナメル質石灰化のモデル実験

カチオン選択性透過膜を生体膜モデルとして利用することにより,エナメル質石灰化機構のinvitro実験を行ってきた.その結果,イオンを一方向的に拡散させることにより,生成結晶を配向析出させることに成功した.この際のイオン供給速度をコントロールすることにより,析出相は変化し,エナメル質様のリボン状に成長したオクタカルシウムフォスフェート(OCP)から無配向の象牙質・骨様のハイドロキシアパタイト(HAp)まで,自由に調節して析出させ得ることも判った.また,極く微量のフッ素イオンの存在はOCPの加水分解速度ならびに析出結晶粒子の形態にも影響をおよぼすことが明らかとなった.OCPを加水分解してHApに転化させる際の加水分解条件も結晶の形態を支配する重要な因子であり,結晶核形成・結晶成長・加水分解の各過程における経過時間が最も大切であることも判った.グラスファイバーを利用することによる配向拡散においては,ファイバーの孔経が重要な因子となり,市販のグラスファイバーではイオン選択性透過膜に近い効果を得ることは困難であった.アパタイトの結晶成長に対して阻害効果を示すカーボネイトイオンは, OCP結晶の形成ならびに成長には特異的に作用し, 5mMまでのCO_3^<2->の共存はかえってOCP形成を促進した.これは, CO_3^<2->共存条件下でのアパタイトの溶解性の増大とOCPの加水分解速度との相関によるものと考えられた.一方,少量のマグネシウムイオンの共存はOCP形成を抑制した.また,極く少量のフッ素イオン共存によるOCPの加水分解において,板状の結晶はC軸に沿って細分化され,結局, C軸方向の配向性が保たれたままアパタイトに転化することも明らかとなった.カチオン選択性透過膜を生体膜モデルとして利用することにより,エナメル質石灰化機構のinvitro実験を行ってきた.その結果,イオンを一方向的に拡散させることにより,生成結晶を配向析出させることに成功した.この際のイオン供給速度をコントロールすることにより,析出相は変化し,エナメル質様のリボン状に成長したオクタカルシウムフォスフェート(OCP)から無配向の象牙質・骨様のハイドロキシアパタイト(HAp)まで,自由に調節して析出させ得ることも判った.また,極く微量のフッ素イオンの存在はOCPの加水分解速度ならびに析出結晶粒子の形態にも影響をおよぼすことが明らかとなった.OCPを加水分解してHApに転化させる際の加水分解条件も結晶の形態を支配する重要な因子であり,結晶核形成・結晶成長・加水分解の各過程における経過時間が最も大切であることも判った.グラスファイバーを利用することによる配向拡散においては,ファイバーの孔経が重要な因子となり,市販のグラスファイバーではイオン選択性透過膜に近い効果を得ることは困難であった.アパタイトの結晶成長に対して阻害効果を示すカーボネイトイオンは, OCP結晶の形成ならびに成長には特異的に作用し, 5mMまでのCO_3^<2->の共存はかえってOCP形成を促進した.これは, CO_3^<2->共存条件下でのアパタイトの溶解性の増大とOCPの加水分解速度との相関によるものと考えられた.一方,少量のマグネシウムイオンの共存はOCP形成を抑制した.また,極く少量のフッ素イオン共存によるOCPの加水分解において,板状の結晶はC軸に沿って細分化され,結局, C軸方向の配向性が保たれたままアパタイトに転化することも明らかとなった.カチオン選択性透過膜を生体膜モデルとして利用することにより、エナメル質石灰化機構のin vitro実験を行ってきた。その結果、イオンを一方向的に拡散させることにより、生成結晶を配向析出させることに成功した。この際のイオン供給速度をコントロールすることにより、析出相は変化し、エナメル質様のリボン状に成長したオクタカルシウムフォスフェート(OCP)から無配向の象牙質・骨様のハイドロキシアパタイト(HAp)まで、自由に調節して析出させ得ることも判った。また、極く微量のフッ素イオンの存在はOCPの加水分解速度ならびに析出結晶粒子の形態にも影響をおよぼすことが明らかとなった。OCPを加水分解してHApに転化させる際の加水分解条件も結晶の形態を支配する重要な因子であり、結晶核形成・結晶成長・加水分解の各過程における経過時間が最も大切であることも判った。グラスファイバーを利用することによる配向拡散においては、ファイバー経が重要な因子となり、直径が小さいものほど配向性の向上がみられる。また、本実験条件ではカチオン選択性透過模の場合に比較して反応溶液の濃度依存性が大きく、エナメル様アパタイトの生成には極く低濃度の狭い範囲であることが明らかとなった。イオン拡散速度をコントロールするために稀薄な寒天や澱粉,ポリビニールアルコール等の溶液を用いることによりこの反応領域を拡大することができ、生体細胞内でのイオン拡散速度を考察するための示唆が得られた。なお、このような条件ではオートタイトレータならびにpHスタットによるpH調節が困難となり、この条件変動による結晶形態の不揃いが観察された。今後はファイバー径のさらなる狭少化とpHコントロールの改善により、配向性と結晶形態の向上をはかる予定である。
単一磁束量子論理回路によるストカスティック論理ニューロ演算のハードウェア化

信号のレベルを確率的なパルス頻度で表現して演算を行うストカスティック論理表現によるニューロ演算を実現する回路を、超伝導体の単一磁束量子を情報担体とする回路を用いて集積化を行った。神経細胞モデル上での入力と結合荷重値の乗算を行う回路、その結果を積算し膜電位を生成する回路、膜電位の値に応じた出力を行う回路等の基本演算ブロックの集積化を行った。これらの主要な演算回路の正常な動作確認に成功した。本年度はこれまでの研究成果から集積化に見通しが得られているストカスティックニューロ演算回路の基本構成演算ブロックの数値解析・レイアウト設計を行った。ニューロ演算用の磁束量子回路の試作では超電導工学研究所の標準プロセスを利用した集積回路の試作が行われた。同試作チップを用いたストカスティックニューロ演算システムの設計において、これまでに提案を行ってきた膜電位の生成に用いる新規のアップダウンカウンタの実験的な動作検証を行った。4ビットのアップダウンカウンタを集積化したチップでは正常な論理動作が確認された。本アップダウンカウンタはアップカウントとダウンカウントを独立な回路で行い、値の読み出し時にアップカウンタの値からダウンカウンタの値を減算する方式である。数値解析と2ビットのテスト回路による高速信号応答から、本アップダウンカウンタでは100GHz以上の磁束量子パルスをカウントすることが可能である。また、ストカスティックパルスコーディングに利用する4ビットの疑似乱数生成回路と、符号の正負を識別してストカスティックパルス列の入力方向を切り替えるセレクタ回路の動作検証も確認された。ただし、膜電位の値に応じた出力を行う活性化関数回路の動作検証まで達成できなかったため、次年度も演算ブロックの試作を継続して行う必要がある。必要な演算機能に関してはほぼ集積化が可能であることが実験を通して確認されたため、次のステップとしてのニューロ回路試作への展開に見通しを得ることができた。本年度はこれまでの研究成果から集積化に見通しが得られている、ストカスティックニューロ演算回路の基本構成演算ブロックを用いたストカスティックニューロ回路の数値解析とレイアウト設計を行った。回路全体を構成する上で、各演算ブロックのタイミング制御やチップの利用可能領域(5mm角)中に集積化を行うための回路レイアウトの構築に問題があり、回路全体の試作までは達成できなかった。本年度の計画としては8ビットのワード長の回路を使用してニューロ演算回路の構築を目指すこととしていたが、ニューロ演算の膜電位の値に応じた出力を得るための活性化関数回路を実現するためのディジタル比較器において、回路面積が増大し、既存の回路レイアウトでは5mm角のチップ上に集積化することが困難であることが判明した。これに伴い回路レイアウトの改良を要することとなり、そのためのタイミング制御の設計が未達となっている。チップ上に搭載可能な回路サイズの上限が決まっていることから、ワード長を小規模に縮小した回路の設計が必要となる可能性もあり、回路全体の構成変更も考慮する必要があることが判明した。以上のことから、基本演算ブロックの回路レイアウトの縮小化と、チップ上に搭載可能な演算回路の探求を、設計による試作を通じて次年度も継続して行う必要がある。これらの得られた新たな課題や知見により、ストカスティックニューロ回路試作への展開に見通しを得ることができた。本年度はこれまでの研究成果から集積化に見通しが得られている、ストカスティック論理演算回路の基本構成演算ブロックを用いたストカスティックニューロ回路の集積化設計を行った。昨年度、ニューロ演算の膜電位に応じた出力を得るための活性化関数回路を実現するディジタル比較器において、回路面積が増大し、既存の回路レイアウトでは5mm角のチップ上に集積化することが困難であることが判明しており、ワード長を8ビットから4ビットに縮小したディジタル比較器の設計を行った。タイミング制御を含めた回路の設計を実施し、数値解析により正常な動作を確認した。このディジタル比較器は、ニオブ集積回路のチップワァンダリを利用した試作を行ったが、実測では正常な回路動作が得られず、その原因として集積化チップのパラメータ不安定性に伴う、回路動作マージンの低下やタイミング設計エラーなどによるものであると推測している。また、このディジタル比較器を含めたストカスティックニューロ回路の設計と試作を同時に進めたが、ディジタル比較器の動作検証が得られておらず、ニューロ回路の検証を行うことは未達となった。集積プロセスの信頼性の向上と、回路の動作マージンの拡張が回路動作を得るためには必須であると考えられる。一方、本年度は超伝導ニューロン回路による最適値問題解法への応用を提案し、応用面での新たな知見を得ている。応用分野への展開と、ジョセフソン接合の高臨界電流密度化による高性能な集積化プロセスを用いた回路の高集積・高信頼化により、ストカスティックニューロ回路の有効性が見込まれており、本研究によりその実現への見通しを得ることができた。
二成分蒸気の相変化における自発液滴移動現象を利用する新形式二相ループの創生

マランゴニ滴状凝縮における、伝熱面温度分布に基づく凝縮液滴の自発移動現象を適用し、ウイックレスの自発液体移動二相流体ループ伝熱デバイスを創生することを目的とする。重力の影響を小さくするため、気液相変化二相流体ループを水平設置とし、作動液のエタノール濃度,ヒータ加熱量を変化させて実験した.表面張力差液滴移動現象をヒートパイプの作動液輸送に適用することで,ウィックレスヒートパイプが実現できることを示した.ヒートパイプとしての最大熱輸送量は蒸気の低エタノール質量分率において最大値を示し、電子機器の発熱密度と比較して,十分な値の熱輸送量が得られることを示した.本研究では、2成分蒸気のマランゴニ滴状凝縮における、伝熱面温度分布に基づく凝縮液滴の自発移動現象を適用し、ウイックレスの気液相変化を伴う自発液体移動二相流体ループ伝熱デバイスを創生する。マランゴニ凝縮においては、凝縮液滴は伝熱面低温部から高温部へ自発的に移動することから、外力の存在無しに、凝縮液は蒸発・沸騰部へ供給され、気液相変化熱移動を実現する。本現象を密閉空間二相流体ループ伝熱デバイスへ適用する基礎を確立し、機器としての適用可能性を解明することを目的として、以下の事項を実施した。気液相変化二相流体ループ伝熱装置の基本構想と設計・製作を実施した。作動流体として水ーエタノール2成分混合液・蒸気を封入する構造とした。実験装置の基本構造として、伝熱面に適切な温度勾配を付与するために、従来のマランゴニ凝縮熱伝達率を境界条件に与えた数値解析手法を用いて、伝熱面材質、厚さおよび装置長さをパラメータとして、実験装置の基本構成を設計した。重力の影響を小さくするため、気液相変化二相流体ループを水平設置とした。実際に混合液を実験装置に封入し、加熱部,冷却部長さをそれぞれ20mm,試験部全体の長さを100m,高さ10mm,幅20mm,冷却水温度20°C,流量1L/minの条件において,作動液のエタノール濃度,ヒータ加熱量を変化させて実験した.その結果、水-エタノール混合蒸気の凝縮時の,温度勾配による表面張力差液滴移動現象をヒートパイプの作動液の輸送に適用することで,ウィックレスヒートパイプが実現できることを示した.また、ヒートパイプとしての最大熱輸送量はエタノール濃度が小さくなるほど増加する傾向が見られ,蒸気のエタノール質量分率が0.06において最大値150Wを示し、電子機器の発熱密度と比較して,十分な値の熱輸送量が得られ,機器としての実用性が示された.マランゴニ滴状凝縮における、伝熱面温度分布に基づく凝縮液滴の自発移動現象を適用し、ウイックレスの自発液体移動二相流体ループ伝熱デバイスを創生することを目的とする。マランゴニ滴状凝縮現象においては、凝縮液滴は伝熱面の低温部から高温部へ温度差の存在だけで自発的に移動することから、外力の存在無しに、凝縮液は液体の減少する高温部である蒸発・沸騰部へ供給され、良好な熱コンダクタンスのもとに気液相変化熱移動を実現する。本現象をベーパーチャンバーなどの気液相変化を伴う密閉空間二相流体ループ伝熱デバイスへ適用する基礎を確立し機器としての適用可能性を解明することを目的として、以下の事項を今年度実施した。気液相変化二相流体ループ伝熱装置の基本構想に基づいて、気液相変化二相流体ループ伝熱装置の基本構想と設計・製作を実施した。すなわち、作動流体として水ーエタノール2成分混合液・蒸気を封入する構造とした。さらに、実験装置の基本構造として、伝熱面に適切な温度勾配を付与するために、従来のマランゴニ凝縮熱伝達率を境界条件に与えた数値解析手法を用いて、伝熱面材質、厚さおよび装置長さをパラメータとして、実験装置の基本構成を設計した。装置の温度条件は、作動流体の圧力を変化させるため、作動流体の自然循環特性および伝熱特性に影響することが考えられるので、後述のように測定パラメータとして検討する。実験装置構造の決定のため、数値解析を実施して多くのパラメータを整理する必要があった。さらに、それらの結果を反映させるための実験装置製作に時間を要している。引き続き実験装置の製作を行い、気液相変化二相流体ループ伝熱装置の基本特性を確認後、伝熱装置としての主要支配因子に関するパラメトリックな測定を行い、その得られた結果を基にそれぞれの支配因子の影響を明らかにする。さらに、伝熱装置としての特性解析を行い、提案デバイスの総合的特性を系統的に解明する。実験装置の製作、数値解析および成果報告などの経費として使用する予定。
膀胱癌における免疫環境と遺伝子変異の包括的解析によるBCG抵抗性機序の解明

1.腫瘍検体における組織アレイとRNAシークエンスの検討自施設が中心となって行った『尿路上皮癌における癌関連遺伝子変異に関する多施設共同前向き研究』として収集された腫瘍検体の組織アレイの免疫染色ならびにRNAシークエンスの結果を検証した。1FGFR3変異と免疫環境との関連性の評価: FGFR3変異陽性例でCD8Aの発現および腫瘍内CD8陽性T細胞数は低くCD274の発現も低い傾向を示した。2FGF-FGFRシグナル活性化別の腫瘍内免疫環境の評価:FGF ligandおよびFGF受容体subtypeの発現とFGFR3変異との関連を評価した。FGF ligand subtypeとFGFR3変異例との間に関連性は認めなかった。FGF受容体subtype別ではFGFR3変異陽性例ではFGFR3の発現値が高く、FGFR1,4は低かった。膀胱癌でよく検討されているFGFR1およびFGFR3に着目し検討した。FGFR1の高発現例では腫瘍内CD8およびCD274発現が高い傾向を示しFGFR3変異陽性例と正反対の性格を示した。3BCG抵抗性検体を用いた免疫染色による腫瘍免疫環境の検討:BCG抵抗性症例の組織アレイをPD-1, PD-L1, CD4+,CD8+,Foxp3+,CTLA-4の抗体を用いて免疫染色を行った。現在免疫染色の結果とRNAシークエンスの結果から膀胱癌におけるドライバー遺伝子変異の有無と免疫環境に関わる遺伝子発現との関連を検討中である。2. BCG抵抗性に関わる免疫環境や遺伝子変異の同定筑波大学附属病院にて2010年から2016年までに筋層非浸潤性膀胱癌に対してBCG療法を施行した症例のうち再発もしくは進展をきたした30症例を用いてBCG施行前後の組織のPD-L1の染色を行った。現在BCG前後でのPD-L1の発現の差異ならびに再発期間とPD-L1の発現関連について検討中である。1.腫瘍検体における組織アレイの作成とPD-L1発現の同定自施設が中心となって現在進行中である『尿路上皮癌における癌関連遺伝子変異に関する多施設共同前向き研究』として収集された腫瘍検体を用いる。非筋層浸潤性膀胱癌50例、筋層浸潤性膀胱癌40例、転移性尿路上皮癌40名、計130例のホルマリン固定組織(FFPE)を用いて組織アレイを作成した。抗PD-L1抗体(E1L3N, Cell Signaling)による免疫染色を行った。免疫染色の条件はすでに陽性コントロールに胎盤組織を用いて設定した。各組織あたり代表的な3スポット(2mm/スポット)を搭載するように作成した。PD-1, PD-L1, CD4+,CD8+,Foxp3+の抗体を使用して、それぞれ陽性コントロールを用いて免疫染色の条件設定を行った。作成した組織アレイを用いて、PD-L1, CD4+,CD8+,Foxp3+の染色を行い、陽性コントロール含めて染色がうまくいくことを確かめた。2.BCG抵抗性検体を用いたtarget sequencingによるドライバー遺伝子変異の同定筑波大学附属病院にて2000年から2015年までに膀胱癌にてBCG療法を施行した135症例のうち、再発もしくは進展をきたした28症例(BCG-refractory 7例、BCG-relapsing 21例)を用いて検討を行うために、スライドを薄切しDNA抽出の準備を行った。予定の組織アレイの作成が終了し、使用可能であることを確認した。来年度に使用予定の抗体の染色条件を決定することができた。ドライバー変異とPD-L1を含む免疫関連分子との関連を明らかにするために、研究一年目は組織アレイを作成して検討を行った。本年度はRNAシークエンスを行い、膀胱癌におけるドライバー遺伝子変異の有無とPD-L1発現を含む免疫環境に関わる遺伝子発現との関連を検討した。106例の膀胱癌凍結組織(筋層非浸潤性60例、筋層浸潤性40例、転移性6例)からRNAを抽出し、RNAシークエンスを行った。既に得られている癌関連遺伝子の点変異解析結果(50癌関連遺伝子の計約2,800点変異)と免疫関連分子の遺伝子発現との関連を検討した。ドライバー遺伝子の中からTP53 FGFR3 PIK3CA, RASとの関連を検討したところ、PD-1, PD-L1の発現は、FGFR3融合、FGFR3変異を有する症例において有意に低下していた。また、腫瘍組織内のCD8Aの発現も同様にFGFR3融合、FGFR3変異を有する症例に有意に低下していた。PD-L2の発現はFGFR3融合、FGFR3変異,RAS変異を有する症例は有意に低下した。一方、CTLA4はFGFR3融合を有する症例においてのみ有意に低下していた。他のFGFRシグナルと免疫関連分子との関連を検討したところ、FGFR1はその発現が高いほど免疫関連分子の発現が亢進することが明らかとなった。以上から、FGFR3変異または融合を有する症例は腫瘍内免疫活性が低下(免疫学的無視)と関連していることが示唆された。さらに同じFGFシグナルの中でも、FGFR1の高発現症例においては腫瘍内免疫環境がFGFR3と異なり活性化していることが示唆された。昨年度までに、ドライバー遺伝子の異常、とくにFGFRシグナルと免疫環境の関連を明らかにした。実際のBCG抵抗性の臨床検体を用いた免疫染色ならびに、ドライバー遺伝子の変異解析を行うためのサンプルの選定は行ったが、DNA抽出に至っていない。1.腫瘍検体における組織アレイとRNAシークエンスの検討

自施設が中心となって行った『尿路上皮癌における癌関連遺伝子変異に関する多施設共同前向き研究』として収集された腫瘍検体の組織アレイの免疫染色ならびにRNAシークエンスの結果を検証した。1FGFR3変異と免疫環境との関連性の評価: FGFR3変異陽性例でCD8Aの発現および腫瘍内CD8陽性T細胞数は低くCD274の発現も低い傾向を示した。2FGF-FGFRシグナル活性化別の腫瘍内免疫環境の評価:FGF ligandおよびFGF受容体subtypeの発現とFGFR3変異との関連を評価した。FGF ligand subtypeとFGFR3変異例との間に関連性は認めなかった。FGF受容体subtype別ではFGFR3変異陽性例ではFGFR3の発現値が高く、FGFR1,4は低かった。膀胱癌でよく検討されているFGFR1およびFGFR3に着目し検討した。FGFR1の高発現例では腫瘍内CD8およびCD274発現が高い傾向を示しFGFR3変異陽性例と正反対の性格を示した。3BCG抵抗性検体を用いた免疫染色による腫瘍免疫環境の検討:BCG抵抗性症例の組織アレイをPD-1, PD-L1, CD4+,CD8+,Foxp3+,CTLA-4の抗体を用いて免疫染色を行った。現在免疫染色の結果とRNAシークエンスの結果から膀胱癌におけるドライバー遺伝子変異の有無と免疫環境に関わる遺伝子発現との関連を検討中である。2. BCG抵抗性に関わる免疫環境や遺伝子変異の同定筑波大学附属病院にて2010年から2016年までに筋層非浸潤性膀胱癌に対してBCG療法を施行した症例のうち再発もしくは進展をきたした30症例を用いてBCG施行前後の組織のPD-L1の染色を行った。現在BCG前後でのPD-L1の発現の差異ならびに再発期間とPD-L1の発現関連について検討中である。まずは、染色したスライドの評価を行い、すでに得られている遺伝子変異の情報との関連を検討し、腫瘍免疫環境に関連する変異を明らかにしたい。BCG抵抗性の症例数を増やすために、引き続き昨年度、本年度のBCG施行症例の予後を明らかにして、適応症例の抽出を行う。昨年度はRNAシークエンスを行い、膀胱癌におけるドライバー遺伝子変異の有無とPD-L1発現を含む免疫環境に関わる遺伝子発現との関連を検討した。FGFR3変異または融合を有する症例は免疫学的無視と関連していること、さらにFGFR1の高発現症例では腫瘍内免疫が活性化していることが示唆された。最終年度においては、実際のBCG抵抗性の臨床検体を用いた免疫染色ならびに、ドライバー遺伝子の変異解析を行うことにより、BCG抵抗性腫瘍に特徴的な免疫環境やドライバー遺伝子異常を明らかにしたい。シークエンスの推進のために、前処理の自動化システムであるIon Chefを用いて研究をすすめる予定である。研究技官と大学院生はすでに講習を受講済でありシステムの稼働を習得している。
海馬ドパミン・ノルアドレナリン入力バランス制御によるうつ病治療戦略の確立

これまでに海馬歯状回のドパミンD1受容体シグナルが抗うつ薬の作用発現に重要であることを明らかにしてきた。一方で、抗うつ効果に必要なドパミン入力経路は未だ確定されていない。近年、歯状回へのドパミン入力は、腹側被蓋野由来だけでなく、青斑核ノルアドレナリン神経からの共放出が存在すること、ストレス負荷により青斑核神経でドパミンからノルアドレナリンへの変換が増加することが報告され、ノルアドレナリン神経伝達亢進とうつ病の病態との関連が示唆されている。脳内のp11タンパク質はセロトニン受容体の膜発現やドパミンやノルアドレナリンの放出制御に関与していると考えられている。本研究では、腹側被蓋野ならびに青斑核から歯状回へのドパミン、ノルアドレナリンおよびセロトニン入力におけるp11の役割を解析し、p11によるモノアミン放出制御とうつ様行動との関連について解明する。チロシン水酸化酵素(TH)細胞特異的にp11を欠損したTH-Cre p11flox/floxマウスでは、抗うつ薬フルオキセチン慢性投与による抗うつ作用が発現しにくいという研究結果を得た。また、TH-Cre p11flox/floxマウスは、慢性拘束ストレス負荷を行っても、うつ様行動を発現しにくいという研究結果を得た。さらにドパミン神経およびノルアドレナリン神経におけるp11の役割を明らかにするために、p11過剰発現ウイルスベクターを用いて、腹側被蓋野ドパミン神経または青斑核ノルアドレナリン神経で個別にp11をレスキューし、行動解析を行った結果、どちらの脳部位にp11を過剰発現させた場合も慢性拘束ストレス負荷によりうつ様行動を示すようになった。これらの研究成果により、ドパミン神経およびノルアドレナリン神経におけるp11は、ストレス応答および抗うつ薬の作用発現において重要な役割を担っていることが示唆された。ウイルスベクターを用いて、TH陽性細胞特異的p11欠損マウスの青斑核-海馬歯状回ノルアドレナリン神経、腹側被蓋野-海馬歯状回ドパミン神経において選択的にp11レスキューを行い、行動解析を行っている。また、DREADDシステムにより、青斑核-海馬歯状回ノルアドレナリン神経、腹側被蓋野-海馬歯状回ドパミン神経を選択的に制御する研究を実施している。これらの解析に用いる遺伝子改変動物の繁殖も順調であり、おおむね計画通りに研究が進展している。TH陽性細胞特異的p11欠損マウスの青斑核-海馬歯状回ノルアドレナリン神経、腹側被蓋野-海馬歯状回ドパミン神経における選択的p11レスキューならびに、DREADDシステムによる、青斑核-海馬歯状回ノルアドレナリン神経、腹側被蓋野-海馬歯状回ドパミン神経の選択的制御による検討を引き続き実施する。生化学的検討を併せて実施し、うつ病の病態および抗うつ薬の作用発現に重要な神経メカニズムを解明する。さらに、DBH-Creマウスを使用した検討を行い、青斑核-海馬歯状回ノルアドレナリン神経におけるドパミン・ノルアドレナリンのバランスと、うつ病の病態および抗うつ薬の作用発現との関係の詳細を解明する予定である。

また、DREADDシステムにより、青斑核-海馬歯状回ノルアドレナリン神経、腹側被蓋野-海馬歯状回ドパミン神経を選択的に制御する研究を実施している。これらの解析に用いる遺伝子改変動物の繁殖も順調であり、おおむね計画通りに研究が進展している。TH陽性細胞特異的p11欠損マウスの青斑核-海馬歯状回ノルアドレナリン神経、腹側被蓋野-海馬歯状回ドパミン神経における選択的p11レスキューならびに、DREADDシステムによる、青斑核-海馬歯状回ノルアドレナリン神経、腹側被蓋野-海馬歯状回ドパミン神経の選択的制御による検討を引き続き実施する。生化学的検討を併せて実施し、うつ病の病態および抗うつ薬の作用発現に重要な神経メカニズムを解明する。さらに、DBH-Creマウスを使用した検討を行い、青斑核-海馬歯状回ノルアドレナリン神経におけるドパミン・ノルアドレナリンのバランスと、うつ病の病態および抗うつ薬の作用発現との関係の詳細を解明する予定である。試薬の投与量が少量で効果を示したことから試薬の消費量が抑えられたことと、研究機関にて繁殖させている遺伝子改変マウスを用いた検討を重点的に実施したことから、試薬購入とマウス購入の予定金額が残り、次年度へ繰り越しとなった。必要消耗品にて使用する予定である。
摂動に基づく，プログラミング言語の文法知識習得支援技術の研究開発

コーディングサンプルにシステム主導で変更を加える(これを摂動と呼ぶ)とともに,その変更内容に絡む質問を学習者に出題し,回答させるシステムを開発・導入して,プログラミング言語の文法知識を習得させる。このような学習法を「摂動に基づく学習法」と呼ぶ。このような学習法を導入すれば,教材作成者の意図を反映させた形で教材を用意することができる。このため,教材作成者の工夫によって充実した教材を用意できれば,学習者に文法知識を効率良く,しかも広くて深いレベルで習得させることができると考えられる。このような学習法を支援するシステムを構築するための基礎となるミューテーション解析統合環境を構築した。下記のような研究課題について研究を進め,その研究成果を電子情報通信学会と情報処理学会の研究会で,それぞれ発表した。(1)開発対象となるプログラムに求められる要求仕様を,このプログラムの開発を分担する人達が,プログラミングする前にみんなで議論することにより,要求仕様の内容の妥当性をチェックするとともに,要求仕様の内容に対する理解をプログラムの開発を分担する人達全員で共有する必要がある。(このプログラムの開発を分担する人達が,要求仕様の内容を勝手に解釈してプログラムを開発すると,プログラム間の接続仕様が悪くなり,それが原因でソフトウェアの設計不良が生じる。)これらを可能にするために,議論に参加しなかった人達でも,このときの議論の内容を理解し易いような形で即時記録する方法を検討した。(2)プログラミングの初学者にとって,プログラムの記述から,そのプログラムの挙動を思い描くことは難しい。その原因は,プログラムの実行を制御する構文の記述内容が変わると,プログラムの挙動がどのように変化するかということを初学者が理解できていないからだと考えられる。そこで,プログラムの実行を制御する構文(制御構文と再帰関数)に着目し,その部分のプログラムの(実行時の)挙動を可視化するシステムAZURを開発し,授業に導入して,その有効性を評価した。(3)ソフトウェア開発の対象となるソフトウェアを,オブジェクト指向の概念に基づいてモデル化する作業を学習する演習授業において,初学者にとって習得が難しい箇所を自動検出する手法と,検出する作業を支援するシステムを試作した。以下に述べる研究課題について研究を進め,研究成果を派生開発コンファレンス,国際会議SERA,電子情報通信学会のKBSE研究会,情報処理学会のSE研究会,IGIの国際論文誌IJSIなどに発表した。(1)要求仕様の内容理解と妥当性チェックのための議論を即時記録し,議論に参加しなかった人でもそれを読めば,議論の内容を容易に理解できるような記録形式のモデルの検討(ソフトウェア開発プロジェクトが本格化する前に,技術的に明るく経験豊かな人達数人がネットワーク上で議論することにより,要求仕様の内容を理解するとともに,その妥当性をチェックする。上記のようなモデルに基づく支援ツールができれば,議事録を読むことにより,要求仕様の妥当性と要求仕様に対する正しい理解を,プロジェクトの参加者全員で共有できる。そのようになれば,ソフトウェアの開発作業に無駄が無くなり,ソフトウェアの不良も激減する。)(2)オブジェクト指向プログラムのクラス設計における難所を検出するツールの構築(オブジェクト指向の概念に基づいてプログラミングするとき,クラス設計が正しく行われないと,プログラムの処理アルゴリズムが複雑になり,プログラムの保守性が悪くなる。初学者がクラス設計の何処で躓いているのかを検出できれば,保守性の高いプログラムを作れるようになる。)(3)プログラムの挙動を可視化するシステムの構築(プログラムの振る舞いを制御する構文には,制御構文と再帰関数がある。これらの構文の記述の意味を正しく理解しないと,これらの記述によってプログラムがどのように振る舞うかを正しく想像することができない。プログラムの挙動を可視化することによって,プログラミングの初学者がこの課題を乗り越えられるように支援する。)(4)コンパイルエラーの修正作業を支援するツールの構築(初学者でもエラーメッセージを一人で修正できるように支援する)以下に述べる研究課題について研究を進め,研究成果を国際会議ACIT2015,電子情報通信学会の知能ソフトウェア工学研究会,教育工学研究会,情報処理学会のソフトウェア工学研究会などで発表した。(1)ソフトウェア開発作業の細粒度の履歴情報を自動取得するツールを開発し,作成するソフトウェアの品質の良さと,try & errorの数の多さとの間に相関があるか否かを,このツールを使って実験し,その結果をACIT2015で発表した。(2)プログラミングの演習授業では,学習者ごとに異なる学習の進度と,演習課題ごとに設定された演習の狙いとが一致していることが望ましい。両者を一致させるために必要な,学習者ごとの両者の情報をリアルタイムに取得するツールを開発したので,このツールの内容を発表した。(3)同時期に複数のプロジェクトに従事する作業者の作業優先順序を決定する方法を発表した。摂動(コーディングサンプルに変更規則)に基づき,既存のコーディングサンプルに変更を加える処理の処理方式の検討が遅れている。具体的には,(P1)コーディングサンプルを収集して,摂動の対象(コーディングサンプルに変更を加える箇所)と変更内容を検討する作業、(P2)コーディングサンプルに摂動を加える方式の検討作業(方式設計),(3)変更後のコードをどのように評価し,その評価を学習者に,どの時点でどのように返すか,等を検討する作業,これらの作業には殆ど進展がない。その理由は,共同研究者になる約束だった研究代表者の教え子2名(いずれも,この研究テーマが採択された後に,任期付きでない助教に就任した)の協力が(彼らの勤務先の事情で)得られず,代役を探すのに時間がかかったからである。

以下に述べる研究課題について研究を進め,研究成果を国際会議ACIT2015,電子情報通信学会の知能ソフトウェア工学研究会,教育工学研究会,情報処理学会のソフトウェア工学研究会などで発表した。(1)ソフトウェア開発作業の細粒度の履歴情報を自動取得するツールを開発し,作成するソフトウェアの品質の良さと,try & errorの数との間に相関があるか否かを,このツールを使って実験し,その結果をACIT2015で発表した。(2)プログラミングの演習授業では,学習者ごとに異なる学習の進度と,演習課題ごとに設定された演習の狙いとが一致していることが望ましい。両者を一致させるために必要な,学習者ごとの両者の情報をリアルタイムに取得するツールを開発したので,このツールの内容を発表した。(3)同時期に複数のプロジェクトに従事する作業者の作業優先順序を決定する方法を発表した。この研究で目指す「摂動に基づく,プログラミング言語の文法知識習得システム」を実現する上で必要となる「ミューテーション解析統合環境を構築した。コーディングサンプルにシステム主導で変更を加える(これを摂動と呼ぶ)とともに,その変更内容に絡む質問を学習者に出題し,回答させるシステムを開発・導入して,プログラミング言語の文法知識を習得させる。このような学習法を「摂動に基づく学習法」と呼ぶ。このような学習法を導入すれば,教材作成者の意図を反映させた形で教材を用意することができる。このため,教材作成者の工夫によって充実した教材を用意できれば,学習者に文法知識を効率良く,しかも広くて深いレベルで習得させることができると考えられる。このような学習法を支援するシステムを構築するための基礎となるミューテーション解析統合環境を構築した。摂動に基づき,既存のコーディングサンプルに摂動(変更)を加える処理の方式設計の検討が遅れている。具体的には,(P1)コーディングサンプルを収集して,摂動の対象(コーディングサンプルに変更を加える箇所)と変更内容を検討する作業、(P2)コーディングサンプルに摂動を加える方式の検討作業(方式設計),(P3)変更後のコードをどのように評価し,その評価を学習者に,どの時点でどのように返すか,などを検討する作業,これらの3つの作業には殆ど進展がない。その理由は,共同研究者になる約束だった研究代表者の教え子2名(いずれも,この研究テーマが採択された後に,任期付きでない助教に就任した)の協力が得られず,他の研究者7名にコンタクトし,共同研究者になるように依頼した(研究テーマには興味を持って戴けた)が,いずれも断られたからである。一方,本研究の成果を利用する段階で必要となる,(1)要求仕様の内容
占領期における地方メディアと知識人に関する歴史社会学的研究

地方メディアの独自性の展開とそこへの知識人の関与を、歴史社会学の手法を用いて明らかにするという研究目的を遂行するために、本研究では、次の3つの課題にそって研究を進める。すなわち、課題1占領下の演芸番組の実態の解明、課題2占領下の放送政策の展開と地方放送局への影響、課題3地方メディアにおける知識人の関与と独自性の創出である。調査方法としては、関東、関西の放送施設や演芸資料館での史資料の調査、および関係者へのインタビュー調査を実施する。
生体・環境モニタリングのための微分分光画像化システム

生体・環境モニタリングのための微分分光画像化システムの開発研究のために、波長微分原理の理論的考察および画像撮像系の設計・試作を行ない下記のように研究を進めた。まず波長可変干渉フィルタの透過特性と撮像系の光学特性の実測値から波長微分動作のシミュレーションを行なった。使用した光学系の透過特性と撮像素子の感度から、撮影対象物の反射スペクトルに対する出力値を求め、これを基にして対象物の波長微分相当画像を再構成することが可能である。再構成されたシミュレーション画像は、実際の微分撮像画像と良く一致した。また、波長変調と並んで蛍光変調および偏光変調による差分撮像を試み、スペクトル情報からだけでは得られない画像抽出が可能であることを確認した。蛍光変調撮像では、植物の葉緑素が持つ蛍光を通常の昼光下でも撮影することができた。偏光変調撮像では、ガラス面や水面の画像から反射光成分と透過光成分を独立して抽出することが可能であることを示した。一方、波長変調撮像系において、二波長同時観測装置と狭帯域バンドパスフィルタを組み合わせることにより、真のリアルタイム撮像系を構築した。差分前の二画像の取得に時間差が生じないため、時間と共にスペクトルが変化する対象物の特徴抽出が可能となった。これを用いて、生体モニタリングとして、血液中のヘモグロビンの酸化・還元についての画像化を試みた。手首部分を圧迫することにより静脈血の還流を妨げ、時間と共に手の甲の表面近くの毛細血管の静脈血が滞留する様子を観測した。酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸収スペクトルの差を利用して、スペクトルのピーク波長に応じた干渉フィルタを組み合わせることにより、静脈血の滞留を画像化することができた。これら技術を組み合わせることにより、農作物の成育状態や森林被害等の環境モニタリング、また入院患者や在宅医療における遠隔モニタリングにおける特徴画像抽出が可能になると考えられる。生体・環境モニタリングのための微分分光画像化システムの開発研究のために、波長微分原理の理論的考察および画像撮像系の設計・試作を行い以下のように研究をすすめた。まず、波長可変干渉フィルタの透過特性と撮像系の光学的特性の実測値を用いて波長微分動作のシミュレーションを行なった。フィルタの透過特性の実測値と撮像素子の感度特性を用いて、入射光に対するトータルの光学系としての応答を数値計算し、実際の撮影に用いた対象物の反射スペクトルに対して得られるであろう撮像素子からの出力信号の値を求めた。この値を用いて対象物の波長微分相当画像を再構成し、実際の波長微分画像との比較を行った。その結果、シミュレーションによる再構成画像は実撮影画像とよく一致することが分かった。これにより、シミュレーション結果をフィルタ特性にフィードバックすることにより、対象物から抽出したい特徴に合せてフィルタの最適な設計を行うことが可能になると考えられる。また、波長変調と並んで蛍光変調および偏光変調による差分撮像を試み、スペクトル情報だけからでは得られない画像抽出が可能であることを確認した。蛍光変調撮像では、対象物が蛍光を発している画像と通常画像の差分をとることにより、通常の昼光下の環境でも微弱な蛍光をとらえることに成功した。偏光変調差分撮像では、ガラス面や水面等の画像から反射画像成分と透過画像成分を選択的に抽出することが可能である。これらを波長微分と組み合わせることにより、農作物や森林の生育状態や酸性雨被害等の画像化等の環境モニタリングにおいて、更に詳細な特徴抽出が可能になると考えられる。二波長同時観測装置と狭帯域バンドパスフィルタ(干渉フィルタ)を組み合わせてリアルタイム波長変調撮像系を構築した。これまでの圧電駆動型波長可変干渉フィルタに比べて、特徴帯域の透過光量を大きくとることができ、また機械的駆動部分が無くなったため透過帯域のスペクトルの安定性が向上した。