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クラスター分子のイオン対状態に関する研究

分子の溶媒効果に関する新しい知見を得ることを目的とし,クラスター分子のイオン対状態に関する研究を,光イオン化質量分析法と発光スペクトル測定の二つの方法を用いて行った.光イオン化質量分析法においては,超音速ノズルビームを用いてクラスターを生成し,生成したクラスター分子をスキマーを通した後,四重極質量分析計のイオン化室に導き,そこで希ガスの共鳴線を用いた真空紫外光で光イオン化し,生成した正負両イオンを各々四重極マスフィルターを通し,チャンネルトロンで検出した.検出方法は正イオンについては直接チャンネルトロンで,負イオンに関してはチャンネルトロン直接と,コンバーターを用いた負イオン→正イオン変換法を併用して用いた.実験はCF_3Cl, CF_3Br,およびCH_3Clの各気体のクラスターについて行った. CF3Clではアルゴンの共鳴線(11.83ev)を用いて, CF^+_3, Cl^-の各正負イオンが見つかり,この光でこの分子がイオン対創成を起している事が判明した.しかし一般にシグナルは弱く,クラスターシグナルを検出するには至らなかった. CF3Brではクリプトンの共鳴線(10.64ev)を用いるとCF^+_3, Cl^-の両イオンが見つかり,やはりイオン対創成反応が起っている事が分った.この場合正イオンのシグナルはかなり強く(CF_3)n(CF_3Cl)^+_mのシグナルも検出された.負イオンシグナルの方は強度はまだ十分でなく,クラスターシグナルを検出するに至らなかった.今後は負イオンシグナルの検出感度の向上が必要とされた.発光スペクトルの研究では主に塩素分子を中心に研究を行い,真空紫外部の発光スペクトルの測定を行った.興味ある現象としては塩素とNOの混合気体をクリプトンの共鳴線で励起した際,真空紫外部(170-190mm)に今まで報告された事のない構造を持った発光スペクトルが観測された事である.この発光は, NDClのイオン対状態に起因するものと考えて,目下検討中である.分子の溶媒効果に関する新しい知見を得ることを目的とし,クラスター分子のイオン対状態に関する研究を,光イオン化質量分析法と発光スペクトル測定の二つの方法を用いて行った.光イオン化質量分析法においては,超音速ノズルビームを用いてクラスターを生成し,生成したクラスター分子をスキマーを通した後,四重極質量分析計のイオン化室に導き,そこで希ガスの共鳴線を用いた真空紫外光で光イオン化し,生成した正負両イオンを各々四重極マスフィルターを通し,チャンネルトロンで検出した.検出方法は正イオンについては直接チャンネルトロンで,負イオンに関してはチャンネルトロン直接と,コンバーターを用いた負イオン→正イオン変換法を併用して用いた.実験はCF_3Cl, CF_3Br,およびCH_3Clの各気体のクラスターについて行った. CF3Clではアルゴンの共鳴線(11.83ev)を用いて, CF^+_3, Cl^-の各正負イオンが見つかり,この光でこの分子がイオン対創成を起している事が判明した.しかし一般にシグナルは弱く,クラスターシグナルを検出するには至らなかった. CF3Brではクリプトンの共鳴線(10.64ev)を用いるとCF^+_3, Cl^-の両イオンが見つかり,やはりイオン対創成反応が起っている事が分った.この場合正イオンのシグナルはかなり強く(CF_3)n(CF_3Cl)^+_mのシグナルも検出された.負イオンシグナルの方は強度はまだ十分でなく,クラスターシグナルを検出するに至らなかった.今後は負イオンシグナルの検出感度の向上が必要とされた.発光スペクトルの研究では主に塩素分子を中心に研究を行い,真空紫外部の発光スペクトルの測定を行った.興味ある現象としては塩素とNOの混合気体をクリプトンの共鳴線で励起した際,真空紫外部(170-190mm)に今まで報告された事のない構造を持った発光スペクトルが観測された事である.この発光は, NDClのイオン対状態に起因するものと考えて,目下検討中である.
バラ科ナシ亜科果樹における配偶体型自家不和合性花粉側因子の同定

バラ科サクラ属果樹の多くは配偶体型自家不和合性を示し,このことが栽培・育種上の大きな問題となっている.バラ科の配偶体型自家不和合性はS遺伝子座と呼ばれる単一の複対立遺伝子によって支配されており,その遺伝子座に座上する2つの因子(花粉側因子,花柱側因子)の相互作用により自己花粉を認識し,花粉管伸長を阻害している.花柱側因子はS-RNaseと呼ばれるリボヌクレアーゼ活性をもった糖タンパク質であることが既に明らかとされており,様々な配偶体型自家不和合性を示す植物種で同定・単離されている.近年,これまで同定されていなかった5遺伝子座の花粉側因子の有力な候補としてSFB遺伝子(S haplotype-specific F-box protein)がオウトウやウメで同定・単離された.本年は,PCRによりニホンナシ8品種から計16種類のSFB様配列を得た.これらの推定アミノ酸配列はSFB様配列間で6597%,Sassaら(2007)の単離したニホンナシのSFBB(SFB brothers)とは5871%,リンゴのSFBBとは6384%の相同性を示した.これら16個の配列は全て異なっており,供詩した品種のSハプロタイプが計7種類(S^1S^7)であることから,少なくとも9種類以上は花粉側因子であるSFB遺伝子とは異なる遺伝子由来のものであると考えられる.このことから,ニホンナシのゲノム中にはSFB遺伝子と非常に相同性の高いSFB様遺伝子が多コピー存在し,その配列はかなりの多様性をもつことが示唆される.今後は,これらSFB様遺伝子の発現やSハプロタイプ特異性,配列の品種間差異についてさらに調査を進める予定である.バラ科サクラ属果樹の多くは配偶体型自家不和合性を示し,このことが栽培・育種上の大きな問題となっている.バラ科の配偶体型自家不和合性はS遺伝子座と呼ばれる単一の複対立遺伝子によって支配されており,その遺伝子座に座上する2つの因子(花粉側因子,花柱側因子)の相互作用により自己花粉を認識し,花粉管伸長を阻害している.花柱側因子はS-RNaseと呼ばれるリボヌクレアーゼ活性をもった糖タンパク質であることが既に明らかとされており,様々な配偶体型自家不和合性を示す植物種で同定・単離されている.近年,これまで同定されていなかったS遺伝子座の花粉側因子の有力な候補としてSFB遺伝子(S haplotype-specific F-box protein)がオウトウやウメで同定・単離された.オウトウ,ウメなどと同じバラ科でナシ亜科に属するリンゴ,ナシはナス科やバラ科サクラ属の植物種と同様にS-RNaseによる配偶体型自家不和合性を示す.リンゴ,ナシのS-RNaseに関しては既にいくつもの対立遺伝子が単離され,それを利用したS遺伝子型の同定法も確立しているが,花粉側因子についてはまだ同定されていない.そこで,本研究ではバラ科ナシ亜科果樹における配偶体型自家不和合性花粉側因子がF-boxタンパク質であると仮定し,その同定を試みた.今年度はニホンナシ`二十世紀'の花粉を採取し,花粉からcDNAライブラリーを作成した.一方,SFBの抗体に関しては作成を試みたが,うまくいかなかった.しかし,幸いなことにサクラ属のSFBに関して共同研究を行っている京都大学大学院農学研究科果樹園芸学研究室の田尾助教授がSFBの抗体作成に成功しているので,今後はこの抗体を提供していただいてこのライブラリーからナシ亜科め花粉側因子遺伝子のスクリーニングを行っていく予定である.バラ科サクラ属果樹の多くは配偶体型自家不和合性を示し,このことが栽培・育種上の大きな問題となっている.バラ科の配偶体型自家不和合性はS遺伝子座と呼ばれる単一の複対立遺伝子によって支配されており,その遺伝子座に座上する2つの因子(花粉側因子,花柱側因子)の相互作用により自己花粉を認識し,花粉管伸長を阻害している.花柱側因子はS-RNaseと呼ばれるリボヌクレアーゼ活性をもった糖タンパク質であることが既に明らかとされており,様々な配偶体型自家不和合性を示す植物種で同定・単離されている.近年,これまで同定されていなかった5遺伝子座の花粉側因子の有力な候補としてSFB遺伝子(S haplotype-specific F-box protein)がオウトウやウメで同定・単離された.本年は,PCRによりニホンナシ8品種から計16種類のSFB様配列を得た.これらの推定アミノ酸配列はSFB様配列間で6597%,Sassaら(2007)の単離したニホンナシのSFBB(SFB brothers)とは5871%,リンゴのSFBBとは6384%の相同性を示した.これら16個の配列は全て異なっており,供詩した品種のSハプロタイプが計7種類(S^1S^7)であることから,少なくとも9種類以上は花粉側因子であるSFB遺伝子とは異なる遺伝子由来のものであると考えられる.このことから,ニホンナシのゲノム中にはSFB遺伝子と非常に相同性の高いSFB様遺伝子が多コピー存在し,その配列はかなりの多様性をもつことが示唆される.今後は,これらSFB様遺伝子の発現やSハプロタイプ特異性,配列の品種間差異についてさらに調査を進める予定である.
珪藻殻の形状支配因子タンパク質を用いた半導体ナノパターニング

半導体ナノ領域のプロセス技術では、構造物の自己組織化過程として、生体鉱物化機能(バイオミネラリゼーション)の応用が注目されている。珪藻は、被殻形成時の高度な自己組織化機能を有しており、次世代ナノテク技術への展開が期待されている。珪藻タンパク質の機能発現に関する研究には、1999年Krogerらによって、顆粒状固体シリカを形成させる機能タンパク質silaffinが、Cylindrotheca fusiformisの被殻から精製された。2005年、我々の研究グループは大腸菌の形質転換を利用した組換silaffinの大量発現系の構築に成功し、silaffin活性を初めて確認した。本研究では、新しい組換えsilaffinの大量精製法の確立ならびにシリカ粒形成に関する機能発現の実証、さらに化合物半導体GaAs基板をsilaffinに対する支持担体に選び、選択的固定化が可能となる条件探索を具体的な目的とした。珪藻Cylindrotheca fusiformisの被殻から単離されたSilaffinは珪酸存在下でシリカ沈積能を有する機能ペプチドである。それは遺伝子上では7回のタンデムリピートとしてコードされているが、機能については不明であった。本研究では分子生物学的手法を用いて、7回タンデムリピート型及び単リピート型の2種類の組み換えSilaffinの発現系を構築し、シリカ沈積能について詳細な比較解析を行った。その結果、両型のどちらの場合も、シリカ沈積能を有していることが明らかになった。次に形成されるシリカ粒形状について比較したところ、1μMの7回タンデムリピート型から形成されるシリカ粒の平均サイズΦ350nmに対し、7μMの単リピート型ではシリカ粒の平均サイズΦ400nmであった。このことから、組み換えSilaffinに含まれる機能ペプチドのユニット数を改変することで、シリカ粒サイズ制御の可能性が示唆された。silaffinの固体表面への固定に関する研究では、半導体基板上への直接固定化に関しては報告されていない。一般に、タンパク質の固定化には、電気的要因(イオン電荷均衡)と構造要因(表面形状)が知られている。本研究では化合物半導体GaAsを対象に電気的要因として、GaAs基板の面極性((100),(110),(111)A,(111)B)についてsilaffinの吸着率を評価したところ、(111)A>(100)>(110)>(111)Bの順序で固定化が選択的に行われることを初めて見出した。本機能の発現により、GaAs微細加工を施した、極性の異なる結晶面で囲まれた微小"反応領域"において、選択的なシリカ粒形成機能を制御できる可能性が示唆された。珪藻の殻は幾何学的に組織化された数十ナノメートルの素構造を有する。

本研究では、(1)珪藻殻の自己組織化機能に関与する因子としてSilaffin遺伝子の配列に注目し、珪藻CylindrothecafuciformisよりSilaffin遺伝子を単離した。Silaffinは7回までのドメイン繰り返し構造を有するが、今回のPCRクローニングの結果、繰り返し数の異なるSilaffin遺伝子が同時に得られた.(2)このうち一回繰り返し型遺伝子を大腸菌に形質転換した。得られた形質転換体を通常の培地で大量に培養し、大腸菌体内でSilaffinを生産した。(3)Silaffinのタンパクの物理化学的性質を利用し、Silaffinを大腸菌破砕液の中から精製したところ、電気泳動的にほぼ単一の標品タンパク質を得ることが出来た。(4)この組換えSilaffinタンパク質に珪酸溶液を作用させることにより、粒状バイオシリカの形成に成功した。次に支持基板上に組換えSilaffinタンパク質を固定化し、その表面に珪酸溶液を封入した。その結果、基板表面にバイオシリカの構造体が形成されたが、このシリカ構造体の識別にはPDMPO(2-(4-pyridyl)-5-((4-(2-dimethylaminoethyl aminocarbmoyl)methoxy)-phenyl)oxazole)標識を用いた蛍光発光法により評価を行った。本手法により作製されたシリカ構造体の中心には、不定形であるが紋様構造を持ったシリカ個体が基板に固定された状態で存在し、このクラスターを取り囲むようにバイオシリカの薄壁が形成されているのを確認した。この結果、Silaffinの固定化がシリカ固体形成反応にある程度の形状制限を与えていることが示唆された。半導体基板上への展開に対しては、炭化珪素(SiC)基板を用いて、反応溶液内の対流が抑制された"極薄溶液環境"を構築し、その物理的制限環境での組換えSilaffinの固体形成反応について評価を行った。その結果、数マイクロメートル程度の直径をもつ球状バイオシリカが自己配列化されるのを実証した。珪藻殻はシリカが沈積した非結晶性の殻を持ち、その内部にはナノメートルオーダーの精緻なフラクタル多孔体構造を持つ生物である。2種類の海洋珪藻の殻からこれまでに数種類のタンパク質が抽出されており、Silaffinと名づけられている。このタンパク質の特徴は、試験管内においても溶存酸化ケイ素を沈積するバイオミネラリゼーション活性を有することにある。珪藻Cylindrotheca fuciformisのSilaffin遺伝子は、珪酸沈積機能を持つ18アミノ酸配列が7回リピートした構造をコードしているが、今回われわれはこの遺伝子の全長をクローニングした後、これを基にして、1回リピート構造および7回リピート構造をコードする2種類の遺伝子断片を構築した。このそれぞれに対して、ヒスチジン6量体をコードするタグ(His-tag)をそれぞれSilaffinのカルボキル末端に付加するようにSilaffin遺伝子に付加し、これをpET21aベクターに継いだ後大腸菌BL21株に形質転換して大量発現系を構築した。IPTG誘導によりそれぞれのリピート型Silaffinを大腸菌内で発現させた後His-Tagを使って精製した。
東ドイツにおける素材型及び加工組立型工業の産業史・企業史的分析

戦後東ドイツ工業の出発条件を規定した素材型及び加工組立型部門の企業の復興を対ソ賠償との関連で分析した。従来の研究が戦後賠償の規模に焦点をあてたのに対して、本研究では、分析対象を産業部門や企業レベルにおき、賠償が与えたダメージの具体像に踏み込むことができた。そして、復興期の東ドイツ工業の供給上の隘路の実態がより鮮明となった。本年度の研究では、第一に、ソ連占領期の東ドイツ工業が、対ソ賠償向けの「デモンタージュ(工場解体)政策」によって戦前・戦中期の構造から断ち切られたのか、否かを検証することに主眼を置いた。また、その際、ソ連側の思惑が、どの程度まで賠償政策に反映され、それが東ドイツの社会主義化にどのような影響を与えたのかについても考察した。その成果は、紀要論文としてまとめ発表した(ソ連占領地域における戦後賠償(1)-デモンタージュと工業の再編-)。論文においては、対ソ賠償が、素材型工業部門の旧コンツエルン傘下企業(合同製鋼、クルップ、IGファルベン)にはじまり、それが段階的に加工組立部門(光学機器、航空機メーカーなど)に拡大していく過程を追うとともに、ソ連の占領地域に対する態度の変化(全ドイツへの影響力の拡大という思惑の頓挫と東ドイツの社会主義化へのてこ入れ)を確認することができた)。研究の第二の目標は、「社会主義化」に関するソ連本国とドイツ社会主義統一党の見解の微妙な相違=ズレについて、スターリン、フルシチョフとW。ウルブリヒトの思惑を探り、そのうえで東ドイツの社会主義化の真の主導者は誰かを検討することにあった。明白な結論は導き出せなかったものの、建国前はウルブリヒト・グループの社会主義化への意欲が非常に大きかったように見受けられた。社会主義の放棄はSEDの存立基盤の喪失を意味したからである。建国後には、ソ連による東欧諸国の囲い込みの延長線上に東ドイツが位置づけられたものの、しばらくの間(50年代半ばまで)は、統一ドイツ構想は廃棄されないでいた。ソ連と東ドイツの思惑が一致したのは、50年代半ば以降と思われるが、東ドイツの独自路線色(ウルブリヒト色ともいえる)もまた同時に強まった。それは、隠れたソ・独対立として、60年代末にそのピークを迎えた。*以上については、政治経済学・経済史学会東北部会において、「ウルブリヒト時代の東ドイツにおける計画経済化」として報告した。本年度は、昨年度に続き、戦後の東ドイツ工業の出発条件を規定した素材型部門と加工組立型部門の復興について、対ソ賠償との関連で分析した。具体的には、ザクセン・アンハルト州の化学素材メーカー(旧IGファルベンのロイナ、ブナエ場、アグファ写真工場)、航空機メーカー(ユンカース、ヘンシエル、ジーベル)、光学機器メーカー(カール・ツァイス・イエナ)について、前年度から収集してきた文献(古書、新刊本)を用いて検討した。分析から得られた知見は、初期の懲罰的な対ソ賠償(デモンタージュ=工場解体)が、占領地域(=東ドイツ)の復興の条件を著しく阻害していたことである。それは、当初解体を免れていた航空機、化学、光学・精密機器の企業(上記の企業)にも及ぶようになり、東ドイツの復興にブレーキがかかった。その後、東西冷戦下で東ドイツが社会主義化する過程でソ連政府は賠償政策を段階的に転換し、東ドイツは1950年代前半にようやく復興のスタート地点に立つことができた。従来の研究が戦後賠償の規模に焦点をあてたのに対して、本研究では、分析対象を産業部門レベルや企業レベルにおいたことで賠償の内容に踏み込むことができた。思いがけない成果としては、ドイツの非軍事化に関するソ連の徹底ぶりを確認できたことである。占領地域の「社会主義化」よりも、その点に賠償政策の重心があったといっても過言ではなかろう。今後の課題は、個別企業を事例に国有化と計画経済の実像とその裏表を分析することである。
象形文化の継承と創成に関する研究

本研究プログラムは、人文科学の基礎となる「原資料批判の方法論」に関する再評価と情報科学と連携した新たな資料学の構築を目的としている。この目的遂行のために象形文化資料のデジタル画像とその記載データに基づく象形文化アーカイブを構築する一方で、積聚された文書資料による研究を併用し、歴史空間の復元とその解析について、以下のような成果をあげた。A.古代ローマ文化および日本近世文化を中心とした象形文化アーカイブを構築した。特に、ポンペイとローマに関するアーカイブの完成度の高さは、国際的に注目されている。B.アーカイブ構築過程に置いて、その媒介資料となるアナログ写真とデジタル画像の比較研究を行い、資料の色彩表現に関してはアナログ写真が優れていることを明らかにした。C.象形文化資料の記載について、多言語使用の可能性を研究し、複数の言語システムを活用し、成果をあげた。D.稀覯本などの貴重文献資料のデジタル化を行い、資料の復元研究を行った。たとえば、1800年ごろに活躍した版画家ピラネージの作品をデジタル化し、そこに表された情景を現代と比較し、新古典主義の特質を明らかにした。E.こうした象形文化アーカイブを活用し、共時的研究を行った。特にポンペイに関するアーカイブ構築によりポンペイ遺跡内における地域的特徴を明確にし、新たな社会構造に言及するまでに至った。F.日本近世文化に関しては、回向院周辺の広場的空間復元研究を行った。上記した数々の実績を基礎として、今後も古代ローマに関する象形文化資料を中心とした収集・公開を進め、研究を推進する予定である。このため、現在の研究組織を継続させるのみならず、象形文化研究拠点のハード・ソフトの両面で改善をはかり、国際的な「卓越した研究拠点」として成長させることが期待されよう。I象形文化アーカイブ構築のための各種資料の収集・整理・記載(1)ローマ、ポンペイに関する資料の収集・整理・記載ローマに現存する古代の遺構・遺物等の文化財および歴史的景観の写真撮影を1,000件以上行い、それらの整理・記載を和伊2カ国語で行う。ポンペイに関しては資料収集のための写真撮影チームを派遣し写真2,000点以上、ビデオ約20時間相当、QTVR約20件を入手し、整理・記載を和伊2カ国語で行う。以上の作業にはナポリ大学よりイタリア人研究者を招聘し、協力を得た。なお、ローマ、ポンペイいずれの場合も学術上の使用及びインターネットによる発信に関して一定範囲内での著作権を確保しいるが、インターネットにのせる画質に関しては制約が大きく、現在イタリア文化財省と交渉中である。(2)フィレンツェ、スティッベルト美術館における資料の収集・整理・記載NTTが開発した超高精細デジタルカメラ(4K×5K:16bit)によって約60点の美術品を撮影し(カット数は約200)、それらの整理・記載を和伊2カ国語で行う。また超高精細デジタルカメラによる撮影資料が学術資料として使用可能かどうかを調査研究した。以上の作業にはスティッベルト美術館より学芸員を招聘し、整理・分類・記載等で協力を得ることができた。なお、学術上の使用及びインターネットによる発信に関して一定範囲内での著作権を確保した。(3)日本中世・近世の肖像画資料の収集・整理・記載東京大学史料編さん所所蔵の肖像画資料約200点の写真撮影を行い、現在整理・記載をおこなっている。(4)過去25年間に撮影した写真資料の整理・記載古代地中海文化の遺構・遺物等の写真約8,000点のうち約3,500点の整理・記載を和伊2カ国語で行った。これらの写真の大部分はモノクロフィルム(6×6cm,4×5inc)であるため、デジタル画像化の難点であるモノクロ画像の画質向上を合わせて検討中である。

この作業にはイタリア人研究者の協力を得ると同時に、ローマにあるドイツ考古学研究所及びパリの国立博物館でも同定等に関して専門家の協力を得ている。なお記載言語として独語、仏語、英語を部分的に採用し、検索システムの開発研究に活用する予定である。II学術資料としてのアナログ写真とデジタル画像の比較研究すでに撮影した被写体を観察しながら、銀塩写真とデジタル画像の画質を比較研究すると同時に、保存・分類・比較等の要件にそれぞれがどのような特性を有しているかを検討した。最終的成果もしくは結論は来年度末までかかると考えられるが、デジタル化にあたって銀塩写真の重要性が確認されており、今後どのような保存法と整理法を確立し、「原典」としての銀塩写真の価値を確立するかが課題である。III象形文化アーカイブ構築のための記載方法の研究銀塩写真・デジタル画像の学術資料化に必要な多国語による記載の要件と方法をI-(1),(2),(3),(4)などの抽出サンプルにもとづきながら研究中である。とくに各国語によって異なる地名などの固有名詞については、対照表に基づく辞書を象形文化アーカイヴに内蔵することも検討中である。IV象形文化アーカイヴのアーキテクチュアに関する研究大規模画像データベースを核とする象形文化アーカイブのアーキテクチュアに関して、日本語を含む多国語使用を前提として開発研究を初期段階を行った。この開発研究においては日立製作所試作開発センターの協力を得ながら、画像データの検索システムの構築だけでなく、検索に使用可能な「共通言語」の策定、画像データの属性の増大など将来の研究データとして活用しうる方策導入を研究課題としている。V文書・文献資料の象形文化アーカイヴへの導入・活用方法に関する研究文書・文献資料を写真撮影し各種のデジタル化を行うことによって、また文字のデジタル化によって象形文化アーカイヴへいかに導入し、活用し得るかを研究を開始した。I象形文化アーカイブ構築のための各種資料の収集・整理・記載(1)ローマ、ポンペイに関する資料の収集・整理・記載ローマに現存する古代の遺構・遺物等の文化財および歴史的景観の写真撮影を1,200件以上行い、それらの整理・記載を和伊2カ国語で行う。ポンペイに関しては資料収集のための写真撮影チームを派遣し写真5,000点以上、ビデオ約24時間相当、QTVR約30件を入手し、整理・記載を和伊2カ国語で3,400件行う。以上の作業にはナポリ大学よりイタリア人研究者を招聘し、協力を得た。なお、ローマ、ポンペイいずれの場合も学術上の使用及びインターネットによる発信に関して一定範囲内での著作権を確保しいるが、インターネットにのせる画質に関しては制約が大きく、現在イタリア文化財省と交渉中である。(2)フィレンツェ、スティッベルト美術館における資料の収集・整理・記載NTTが開発した超高精細デジタルカメラ(4K×5K:16bit)によって平成11年度に撮影し美術品の整理・記載を和伊2カ国語で行った。また超高精細デジタルカメラによる撮影資料が学術資料として使用可能かどうかを調査研究した。
高齢女性尿失禁患者への快適で漏れないおむつ装着技術の開発

看護師17名を対象とし、圧センサーを設置した女子高齢者モデル人形に対して、対象者がおむつを装着している動きを、3次元動作計測装置、ネットワークカメラで撮影した。「快適性」「尿が漏れない」と「おむつ装着動作」「上肢の動き」の関係について統計学的に分析を行った結果、鼠径部に近い立体ギャザーを把持し左右肘関節の屈曲伸展を繰り返しながら尿取りパッドを山型にして当てテープを下→下→上→上の順番に止めることであった。この方法について、療養型病床で日常的におむつを装着し排尿管理を受けている、65歳以上の寝たきり女性22名を対象に検証した結果、尿取りパッドからの尿の逆戻り量と仙骨部角質水分量は有意に低下した。研究協力の同意を得たおむつ装着研修を修了した看護師17名を対象とし、実験プロトコールに準じて、圧センサーを設置した女子高齢者モデル人形に対して、対象者がおむつを装着している動きを、3次元動作計測装置、ネットワークカメラで撮影した。快適性の指標のうち、逆戻り量が少ない動作は、鼠径部に近い立体ギャザーを把持する(P=0.038)、おむつ装着後のテープの止めなおしはしない(P=0.028)、装着後のギャザー部分の確認は、指を入れて確認しない(P=0.002)であった。仙骨部への擬似尿の流れ込みがなかった動作は、尿取りパッドを山型にして当てる(P=0.015)であった。外陰部への擬似尿の残存を認めなかった動作は、尿取りパッドを山型にして当てる(P<0.001)、おむつとモデル人形の中心を合わせる(P=0.047)、テープは下→下→上→上の順番に止める(P=0.023)であった。おむつの密着を高める右鼠径部の圧センサーへの接触が多かった動作は、鼠径部に近い立体ギャザーを把持する(P=0.028)であった。また、おむつの安定性を高める左腸骨部の圧センサーへの接触が多かった動作は、おむつとモデル人形の中心を合わせる(P=0.004)、テープは下→下→上→上の順番に止める(P=0.020)、下のテープは上向きに止める(P=0.011)、左右のテープは対称に止める(P=0.032)であった。左右鼠径部に接触させるための上肢の動きは、左右肘関節の屈曲伸展回数が多かった(左鼠径部;左肘P=0.008、右肘P=0.004、右鼠径部;左肘P=0.001、右肘P<0.001)。また、尿が漏れないことと、おむつ装着動作は有意な差を認めなかった。平成27年10月から12月に療養型病床で日常的におむつを装着し排尿管理を受けている、65歳以上の寝たきり女性を対象とし、対象施設で実施されているおむつ装着方法(介入前)と、平成26年度に実施した準実験研究で快適性を検証したおむつ装着技術による方法(介入後)を比較した。評価項目は、排尿量と尿漏れの有無、尿取りパッドの吸収量と尿の逆戻り量、大転子部/仙骨部の皮膚生理機能(角質水分量、経皮水分蒸散量、pH)で、導入後3週間目のデータを介入後データとし統計学的に解析した。実施に際しては、兵庫医療大学倫理審査委員会の承認を得て実施した。介入方法の導入時は、以下の1から5について実施者に対して講義・演習を行った。1おむつと体の中心を合わせる2尿取りパッドは山型にあてる3テープ止めおむつは鼠径部に近い立体ギャザーを把持4左右の手を細やかに動かし立体ギャザーを直接鼠径部に添わす4テープ止めは下下上上の順5上のテープは下向きに止める。その結果、分析対象者は22名(平均82.4歳)で、計測時に尿取りパッドに吸収していた尿量および尿漏れの割合は介入前後で差はなかった。尿取りパッドからの尿の逆戻り量と仙骨部角質水分量は、介入後有意に低下した(0.9vs0.4g P=.012、37.5vs23.6 P=.008)。部位別特徴としては、仙骨部は大転子部よりもTEWLとpHが介入前後とも有意に高かった(介入前TEWL:仙骨部19.2vs大転子部11.2 P=.019、介入後:19.3vs8.6 P=.006)(介入前pH:5.9vs5.0 P=.001、介入後:5.8vs5.3 P=.002)。以上より、鼠径部に近い立体ギャザーを把持することで、尿取りパッドの吸収面を外陰部にフィットさせることができ、尿の逆戻りを減少させ、仙骨部の角質水分量の上昇を有意に抑制した。部位別特徴では、仙骨部は尿との接触により大転子部よりもTEWL/pHともに上昇を認めた。

この方法について、療養型病床で日常的におむつを装着し排尿管理を受けている、65歳以上の寝たきり女性22名を対象に検証した結果、尿取りパッドからの尿の逆戻り量と仙骨部角質水分量は有意に低下した。研究計画書通りに研究を実践し、平成27年度の介入研究への準備が整っているため。基礎看護学平成26年度の研究結果を基に、おむつを装着している高齢女性を対象とした介入研究を行う。研究協力者が予定していた人数よりも下回ったため、謝礼並びに実験で使用する物品に対する費用に未使用額が生じた。そのため支出が減少した。次年度の臨床における介入研究で使用するおむつやパッドなど必要物品の購入に充当する。
学術情報の意味的・計量的分析に向けた論文抄録のリンクトデータ化手法に関する研究

本研究は,オープンサイエンスへの取り組みを支援することを目的に,学術情報(特に自然言語で記述されたテキスト情報)のLinked Data化を実施した.具体的には,論文や特許,プロジェクト情報等を対象に文書の構造を解析し,Linked Dataを構成する要素(主語,述語,目的語,場所,時間など)を抽出,抽出語句をノードとするグラフ上のネットワーク(Linked Data)を構築するにあたり,ネットワークのスキーマ設計,およびノードへのオントロジーのアノテーション等に関する研究開発を行った.これにより非構造化データであった学術情報の意味的な分析や計量的な分析を容易にするものである.また昨今,人工知能研究において重要なトピックとなりつつある説明可能なAIシステムの実現にむけて,論理推論と機械学習を組み合わせた新しいアプローチを研究開発するための評価セットとなるナレッジグラフの構築にも応用した.初年度となる平成28年度は,学術情報(主に国内外の論文誌論文,国際会議予稿論文,全国大会発表論文,およびファンディングプロジェクトの概要文など)を収集し,Linked Data化手法の研究開発を行った.具体的には,従来,ソーシャルメディアやコールログなど個別の事案に向けて開発してきたシステムやツールを整備し,学術情報を対象としたトリプルの抽出が可能となるよう,精度面と速度面のトレードオフを考慮しながら技術開発を行った.技術的には,Conditional Random Fields(CRF)による確率的な推定や,ロジックに基づくルール判定,更には両者を組み合わせた統計的関係学習法Markov Logic Network(MLN)といった技術のSRL,NERへの適用を検討した.SRLとは,自然文の中から「誰が(Subject, Agent),何を(Object),誰に(Patient),どうした(Action, Predicate)」といった単語間の意味的な関係を抽出する処理である.格文法においては,文の意味構造を動詞{深層格{名詞という関係の集合として捕えており,SRLで抽出される関係は格文法における深層格に相当し,Linked Dataのトリプルにおいては述語に相当する.また,時間や場所は時間格,場所格として扱われる場合もあるが,多くの場合,SRLでは対象とされないため,時間や場所はNERの一環として,personやorganizationと共に抽出対象とした.学術情報の収集に時間がかかったが,おおむね順調に推移している.2年目となる平成29年度は,Triplification(トリプル化)された学術情報(主に国内外の論文誌論文や国際会議予稿論文,全国大会発表論文の抄録,およびファンディングプロジェクト情報の概要文など)を対象に文書単位,単語単位で類似性を判定する技術の研究開発を行った.具体的には,日本語で書かれた学術情報と英語で書かれた学術情報をそれぞれトリプル化し,Linked Data形式のグラフ構造に変換した上で,グラフ間の類似度を計算し,同時に共通点を抽出するための技術開発を行った.技術的には,Googleらが開発したニューラルネットワークを用いた文書ベクトル化技術をベースに独自のGraph Embedding技術を開発し,日英対訳の付与された学術論文抄録1000編を対象に精度評価を実施し,高い相関性を確認した.一方で,グラフのノードとなる単語・句の間のEntity Linking技術に関しては,JST科学技術用語シソーラスおよび大規模辞書を参照し,シソーラス概念毎にShannonの情報エントロピーを算出し,エントロピーに基づいて単語ベクトルを概念ベクトルにクラスタリングすることで類似ノードを集約する技術を開発した.しかし,Springer Nature社のSciGraphやJSTのJ-Global knowledgeといった学術情報Linked Data,またはDBpediaといった一般情報に関する外部リソースへの結合は遅れており,引き続き最終年度でのサービス公開に向けて研究開発を続ける.外部リソースへの結合が遅れているが,おおむね順調に推移している.本研究は,オープンサイエンスへの取り組みを支援することを目的に,学術情報(特に自然言語で記述されたテキスト情報)のLinked Data化を実施した.具体的には,論文や特許,プロジェクト情報等を対象に文書の構造を解析し,Linked Dataを構成する要素(主語,述語,目的語,場所,時間など)を抽出,抽出語句をノードとするグラフ上のネットワーク(Linked Data)を構築するにあたり,ネットワークのスキーマ設計,およびノードへのオントロジーのアノテーション等に関する研究開発を行った.これにより非構造化データであった学術情報の意味的な分析や計量的な分析を容易にするものである.また昨今,人工知能研究において重要なトピックとなりつつある説明可能なAIシステムの実現にむけて,論理推論と機械学習を組み合わせた新しいアプローチを研究開発するための評価セットとなるナレッジグラフの構築にも応用した.最終年度に向けて学術情報のリンクトデータ化サービスに関する研究開発を進める.研究企画の詳細化および学術情報データ収集に時間を要したため,設備等の物品購入を2年度目に先送り,また初年度出張旅費を節約し,2年度目以降の計画を増やしたため.年度末に購入手続きが遅れたため,次年度冒頭に購入を行う.サーバー等の設備購入,および海外発表の推進を行う.
自己啓発型ヘルス・コミュニケーションツールの開発と評価

本研究の目的は、自己啓発型ヘルス・コミュニケーションツールの開発と評価である。開発を目指す自己啓発型ツールとは、これを通して自分の健康に何が必要で、どのよううにすれば健康的な生活につながるのかという意識の向上と、あわせて健康であるために必要な知識も習得できるものである。この目的を遂行のために、いわゆる発展途上国であるパキスタン・イスラム共和国を調査地として選び、同国の就学児童を主対象にしてどのような資料やその提示が有効であるのかを調べた。調査は平成29年9月にパンジャブ州ラホール市の私立小学校の協力を得て、同小学校の低学年児童を対象にして実施した。試作案は日本の素材を用いて作成した。その経緯と結果については、「健康教育教材の試用と今後の課題ーパキスタンの小学校での試みー」(『アジア研究』静岡大学人文社会科学部アジア研究センター第13号(2018)25-33)として発表した。この中では、日本の幼児児童を対象にしているイラストや写真は、本研究の調査地でも有用であることを示した(宗教的な制約を極度に意識する必要はないということ)。一方で、発展途上国というひとくくりでとらえるよりも、都市部・非都市部という区別のほうが重要な要因になるかもしれないことを示した。つまり、都市部で暮らす児童は、日常生活において非都市部の児童よりも衛生管理への意識を払っているし、害虫にさらされる危険も少ないことが分かった。そのため、都市部と非都市部では、児童の健康意識にも差があることが浮かび上がってきた。このことは、一律の教材を用いるよりも、地域差を反映できるような要素を考慮する必要を示すことになった。平成30(2018)年度は研究活動の最終年度であった。調査地(パキスタン・イスラム共和国パンジャブ州)を訪問するとともに現地の協力者を日本に招聘し、最終成果物の作成を予定していた。しかしながら、調査予定時期が同国での総選挙と重なったことで、現地での協力体制を整えることができなったことから現地訪問ができなかった。あわせて、現地協力者の招聘時期もずれ込んだ。これらのことか課題達成に遅れが生じた。調査地との協力を得て、最終成果となる学習教材の作成を行う。併せて、現地を訪問し、最終成果物の報告と、現地協力者への提供を行うことを予定している。本研究の目的は、自己啓発型ヘルス・コミュニケーション教材の開発とその評価である。対象は発展途上国の就学児童としている。初年度の平成28年の当初目標は、研究対象国であるパキスタンイスラム共和国(以下、パキスタン)の保健衛生と健康にかかわる基本的情報の収集と分析および教育教材ゲーム作成のための資料収集および試作品の作成としていた。このうち、パキスタンの保健衛生および健康課題については、「パキスタンにおける健康課題とヘルス・リテラシーの可能性」Asian Studies(アジア研究)、(静岡大学人文社会学部アジア研究センター編、第12号:41-50、2017年3月)として論文を発表した。この中では、パキスタンにおいても国連主導のMDGsのプログラムが推進されてきており、時系列で検討していくと国全体としての健康状況はそれなりの改善もみることができる。しかしながら、他国との比較からは期待ほど改善がすすんでいない。論文では、パキスタンにおける保健衛生および健康の今日的課題として出生率、平均寿命、乳幼児死亡率、妊産婦死亡率の推移を整理し、今日同国が抱えている疫学な面での課題を確認した。教材開発のための資料収集は関連ゲームの開発を推進しているVorarlberg University of Applied Sciences(オーストリア)を訪問し、現地での研修を実施した。また、ドイツのエッセン市で開催されているゲーム展示会を訪問し、教育・知育ゲームを開発している企業を中心にして資料収集を行った。研究開始以来現地の協力者との情報交換は行っているが、現地の都合などにより訪問することができなったことが大きな理由である。研究2年目に当たる平成29年度の主要な成果は以下のようにまとめることができる。1つは、ヘルス・コミュニケーションのためのツールの試作品の試用と評価のための現地調査をパキスタン・イスラム共和国(パンジャブ州・ラホール市)で実施したことである。この調査で用いたツールは、メモリーゲーム(邦語では「神経衰弱」とも称されている)形式のもので、これはカードごとに描かれている情報の特徴を理解し、それと対になる別のカードを選びながら、複数のカードの組み合わせを見つけていくというゲームである。試用に協力してくれたのはラホール市内の私立小学校に通う低学年就学児童であった。児童たちの担任の教員と小学校の役職者が協力をしてくれた。調査では、今回用いたツールに描かれていた、日本の生徒児童にも利用されているようなイラスト素材は情報提示に十分有用であることが明らかになった。一方で、試作品に示されたイラスト間の排他的関係が「一目瞭然」といえるほど明確でないこともあった。特に、パキスタンの生活実態や文化的志向と、日本の児童をめぐる生活の状況の違いが影響していたようである。この点は、改良を予定している次の試作品に反映させる予定である。2017年度の調査については「健康教育教材の試用と今後課題ーパキスタンの小学校での試みー」『Asian Studies(アジア研究)』静岡大学人文社会科学部アジア研究センター2018(13): 25-33として発表し、静岡大学附属図書館のリポジトリとして閲覧可能になっている。研究計画段階で予定した試作品の試用ができ、その評価が可能になっていることが、上記の進捗状況にかかる判断となっている。

現地での試みから、最終年度の改良品制作への道筋ができつつあると考えられる。本研究の目的は、自己啓発型ヘルス・コミュニケーションツールの開発と評価である。開発を目指す自己啓発型ツールとは、これを通して自分の健康に何が必要で、どのよううにすれば健康的な生活につながるのかという意識の向上と、あわせて健康であるために必要な知識も習得できるものである。この目的を遂行のために、いわゆる発展途上国であるパキスタン・イスラム共和国を調査地として選び、同国の就学児童を主対象にしてどのような資料やその提示が有効であるのかを調べた。調査は平成29年9月にパンジャブ州ラホール市の私立小学校の協力を得て、同小学校の低学年児童を対象にして実施した。試作案は日本の素材を用いて作成した。その経緯と結果については、「健康教育教材の試用と今後の課題ーパキスタンの小学校での試みー」(『アジア研究』静岡大学人文社会科学部アジア研究センター第13号(2018)25-33)として発表した。この中では、日本の幼児児童を対象にしているイラストや写真は、本研究の調査地でも有用であることを示した(宗教的な制約を極度に意識する必要はないということ)。一方で、発展途上国というひとくくりでとらえるよりも、都市部・非都市部という区別のほうが重要な要因になるかもしれないことを示した。つまり、都市部で暮らす児童は、日常生活において非都市部の児童よりも衛生管理への意識を払っているし、害虫にさらされる危険も少ないことが分かった。そのため、都市部と非都市部では、児童の健康意識にも差があることが浮かび上がってきた。このことは、一律の教材を用いるよりも、地域差を反映できるような要素を考慮する必要を示すことになった。平成30(2018)年度は研究活動の最終年度であった。調査地(パキスタン・イスラム共和国パンジャブ州)を訪問するとともに現地の協力者を日本に招聘し、最終成果物の作成を予定していた。しかしながら、調査予定時期が同国での総選挙と重なったことで、現地での協力体制を整えることができなったことから現地訪問ができなかった。あわせて、現地協力者の招聘時期もずれ込んだ。これらのことか課題達成に遅れが生じた。2年目の平成29年はサンプルとなる教材資料を試作する。年度途中に現地を訪問し、その評価を受ける予定である。最終年度にあたる平成30年度には、次の2項目を実施する予定である。1つは、改良したヘルス・コミュニケーションツールの改良版を現地に持参し、改めて評価を試みることである。そしてその評価に基づいて、教材ツールを作成する。その過程は、年度末に向けて公表する予定である。調査地との協力を得て、最終成果となる学習教材の作成を行う。併せて、現地を訪問し、最終成果物の報告と、現地協力者への提供を行うことを予定している。教育ツールの試作が遅れたためその費用分(印刷)を使用することができなかった。試作品作成費用の支出を抑制することができたため。
ファイバ方式を用いた完全同時分光イメージングによる金星大気雲層観測

本研究では、完全同時の二次元分光を実現させる入射側二次元・出射側一次元配列光ファイバユニットのファイバ素線本数を増やすための基礎開発を行った。簡便かつ効率的なファイバユニット作成方法を考案し、新たな手法で作成したファイバユニットを用いた面分光装置作成した。この面分光装置を望遠鏡に取り付けることで金星紫外域の観測を実施し、二次元画像の同時分光データを取得することに成功した。これにより、ファイバ素線本数1000本クラスのファイバユニットの実用化の見通しがついた。本研究の目的は、1)完全同時二次元分光と高速撮像を組み合わせた高い空間分解・多波長の二次元イメージ観測を実現し、2)金星紫外雲模様の違いが出る波長域を明らかにすることである。地上観測から金星雲層模様差の原因を明らかにするには、地球大気の影響を極力小さくするために、同時刻の複数波長の二次元画像を比較する必要がある。これを実現するために、ファイバ方式を用いた完全同時二次元面分光の高空間分解化と高速撮像観測システムの開発を進めている。これによりシーイングの良い同時刻の多波長画像データを多数取得し、模様の違いがどの波長から現れるのか測定可能にする。初年度は、本研究の肝となるファイバ方式面分光の高空間分解能化を達成するために不可欠となる「簡便で精度の良いファイバ配列手法」の検討を行った。試行錯誤を繰り返しつつファイバユニットの最小構成部の試作をおこなった。1)ファイバユニットの片側となる一次元配列を方法については、ファイバ素線を初めから必要な長さに切り取らず、ロール状に隙間なく配列し、一部を固定したのちに切断する方式、2)ファイバユニットのもう片側の二次元配列方法については接着剤の張力を用いることで束ねるといった方法を組み合わせることで比較的効率的に工作できる見込みを立てることができた。平成26年度試行錯誤し考えた方法を用いておよそ100本のファイバからなる片側一次元配列、片側二次元配列のファイバユニットを試作した。このファイバユニットを用いた簡易分光器を試作し、実際の観測要求を満たすのに必要な開発項目を洗い出した。出来合いのファイバでは光を伝達する一本一本のファイバコア間の距離が狭すぎるため、分光時に隣のファイバからの光との干渉が避けられない。ファイバをコーティングしている樹脂の厚みを適切にする必要性があり、国内ファイバメーカの協力を得て必要なコア径・外径比のファイバを入手できる見込みができた。平成28年度末に本特注ファイバの試作品を入手し、光学評価をしているところである。試作品を作り検討するなかで、出来合いの紫外透過型ファイバには無いコア径・外径比の特注ファイバが必要であることが判明した。この製造に関して国内ファイバメーカーの協力を得られたが、メーカーでも紫外透過型のファイバへのコーティングについて新たな設備導入などが必要となる内容であったため時間がかかった。他の開発事項も含め、一つずつ解決できており、目的1)は順調に達成できると考えるが、2)の達成にあたっては当初計画では平成27年度中に金星観測を開始する予定のところ、平成28年度の観測実施となる点でやや遅れていると判断する。平成28年度は、それまでに作成方法を確立した光ファイバユニットを実際に望遠鏡に組み込むための開発・実験を行った。ファイバユニットの両端の研磨方法が新たな課題となったが、ファイバと硬度の近いガラスエポキシ樹脂で挟み込み研磨する方法が良いことが分かった。望遠鏡焦点面に配置するファイバユニット二次元配列側と、分光光学系へ射出する一次元側ファイバのつながりを検査するための装置を作成した。これにより、ファイバ本数1000本程度のユニットを比較的簡単に作成することが可能となった。開発したファイバユニットを用いた観測を実現するために、ファイバ出射側に配置する分光計の光学設計を実施した。分光光学系において紫外域で入手が可能であったレンズでは、光学中心から離れたところで分光像がボケてしまい、各ファイバの分離が困難になることが判明した。我々が作成出来るようになったファイバユニットを最大限生かすことが出来ないものの、ファイバ本数を1/3に減らした分光計にて観測をすることとした。ファイバユニット作成方法の考案に想定よりも時間が掛かってしまったため、当初予定の2015年6月から10月の金星最大離隔期間の観測に間に合わず、2017年6月の金星最大離隔期間をターゲットとして観測準備を行っている。ファイバユニットの新たな作成方法を確立できた点において目的1)は順調に達成できると考える。

2)の達成にあたっては当初計画では平成27年度中に金星観測を開始する予定のところ、金星と地球の位置関係を考慮し平成29年度の観測実施と延長した点で遅れていると判断する。本研究は、1)完全同時二次元分光と高速撮像を組み合わせることで高い空間分解・多波長の二次元イメージ観測を実現するための基礎研究として、簡便で精度良いファイバ配列手法を確立し、2)この手法で作成したファイバユニットを用いた分光器を設計・作成し、金星を観測することで金星紫外雲模様の違いが出る波長域があるかを調べるものである。平成28年度までに作成方法を確立した入射側二次元出射側一次元配列の光ファイバユニット(一次元約300本のユニット3段による900本相当)を用いた分光器を設計したところ、ファイバユニットより後段の分光光学系において、予算内で入手可能な紫外光学材料では結像性能が足りず、隣り合うファイバの光を分離できないことが判明した。今回の金星観測においてはファイバ120本程度あれば視野を確保できるため、出射一次元側は中央の1段のみとし、さらにファイバを一本毎に間引き、ファイバ間隔をあけたファイバユニットを再製作することで対応した。このファイバユニットを用いた分光器を作成し、東北大がハワイハレアカラ山頂に設置している口径60cmのクーデ焦点反射望遠鏡に取り付け、2017年6月の金星最大離隔期間をターゲットとして観測をおこなった。露出時間500ミリ秒で約30分間の金星撮像とバックグラウンドの空の撮像、キャリブレーション用の光源撮像を1セットとして、6月21日から26日までの観測で49セットの330nmから500nmまでの二次元分光データを取得した。金星面上の明るさの異なる領域のスペクトルを比較することに成功した。本研究で考案した手法で作成したファイバユニットを用いた観測実証ができた。紫外域においては後段の光学系の設計の難しさが課題であることが判明したものの、ファイバ本数を増加させる目途がついたことは大きな成果である。本研究では、完全同時の二次元分光を実現させる入射側二次元・出射側一次元配列光ファイバユニットのファイバ素線本数を増やすための基礎開発を行った。簡便かつ効率的なファイバユニット作成方法を考案し、新たな手法で作成したファイバユニットを用いた面分光装置作成した。この面分光装置を望遠鏡に取り付けることで金星紫外域の観測を実施し、二次元画像の同時分光データを取得することに成功した。これにより、ファイバ素線本数1000本クラスのファイバユニットの実用化の見通しがついた。交付申請時に有力であると考えていた「パスタ方式」を用いたファイバ素線配列手法を実際に試みたところ、素線が微細になると素線自身の巻癖や自重が十分にないことなどのために、想定よりも隙間なく整列しきれないことが判明した。しかしながら、ファイバ配列方法について、片側を初めから必要な長さに切り取らず、ロール状に隙間なく配列し、一部を固定したのちに切断する方式等を組み合わせることで比較的効率的に工作できる見込みを立てることができた。いかに精度よく効率的にファイバを配列できるかが、ファイバ面分光の高空間分解能化にとっての重要課題であり、よりよいファイバ配列工作方法を試行錯誤するために当初想定よりも余計に時間を要したものの、現実的かつ効率的な方法を初年度内に見つけることができたので、ほぼ予定通りの進度である。
圧負荷心における変異型MCP-1遺伝子導入による心筋線維化・拡張障害の防止

1)ドミナントネガティブMCP-1 7ND変異遺伝子の作成と投与:前年度の研究にて腹部大動脈縮窄による圧負荷肥大心には心筋線維化リモデリングに先行した炎症・細胞増殖反応が惹起し、慢性期には左室拡張障害を来した。また、MCP-1/TGF-βの介在を確認した。そこでドミナントネガティブ活性を持ち得るMCP-1 7ND変異遺伝子による心筋線維化リモデリングの抑制効果を検討した。まず、ドミナントネガティブMCP-1 7ND変異遺伝子はhuman 7ND cDNAをPCRにて増幅後、wild type MCP-1 cDNAをtemplateとしvector plasmidを用いて作成した。MCP-1 7ND変異遺伝子は圧負荷ラットモデルの1日目・14日目にnaked plasmidの状態で下肢骨格筋に投与した。対照モデルはPBSを投与した。2)MCP-1 7ND変異遺伝子投与における心リモデリングの評価:7ND変異遺伝子投与後、第28日目の評価にて心筋線維化率は約60%の減少したが心筋細胞肥大に有意差はなかった。また、左室収縮能には対照群と変化はなかったが、圧負荷群で認められた左室拡張能(E/A比低下・LVEDP上昇)はMCP-1 7ND変異遺伝子投与において著しく改善した。3)炎症細胞浸潤・細胞増殖の検討:MCP-1 7ND変異遺伝子投与により圧負荷早期の心筋内に浸潤するMφは著明に抑制をうけた。更に、間質の線維芽細胞の増殖が抑制された。4)TGF-βの関与の検討:MCP-1 7ND変異遺伝子投与群の圧負荷心においてTGF-βmRNAおよび蛋白発現の抑制効果を認め、心筋線維性リモデリングでの関与が示唆された。現在、慢性期圧負荷心モデル(Dahl rat)にての検討が進行中である。これにより、慢性圧負荷心疾患にての心筋線維性リモデリングおよび拡張不全の遺伝子治療可能性が示唆される。1)圧負荷肥大心モデルの作成と心機能評価:心肥大期モデルとしてWistarラットの腹部大動脈縮窄術を施行し、圧負荷心不全期モデルとしてDahl食塩感受性ラットを8%高食塩食にて飼育した。各圧負荷ラットにおいて心エコー・ミラーカテーテルを用い心機能・形態を評価した。2)圧負荷心リモデリングの評価:摘出心を用い左室重量/体重比により左室肥大を組織染色法にて心筋細胞肥大・心筋線維化を確認し、コンピューター画像処理にて肥大率・線維化率を定量評価した。圧負荷による心筋細胞肥大と心筋間質線維化・心筋脱落所見を観察し、左室拡張障害出現後に収縮不全が血行動態上観察され圧負荷ラットにおける心リモデリングを認めた。3)心リモデリング過程における細胞増殖・細胞死の検討:圧負荷心における細胞形態変化を免疫組織染色法により検討した。細胞周期マーカーであるPCNA陽性細胞は圧負荷早期の心筋間質に一過性の発現を認め、これらの細胞は共焦点レーザー顕微鏡を用いた二重染色法にて主にαsmooth muscle actin陽性のmyofibroblastである事が観察された。また、アポトーシス関連蛋白(bcl-1,bax, cdk)も同様の一過性発現が認められ、これらの細胞の主体は間質細胞であったが一部の心筋細胞にも認められた。4)炎症細胞浸潤の評価:心リモデリングにおける炎症細胞の意義を免疫染色法にて検討した。圧負荷1-3日目の心筋内小血管から血管周囲にMΦ主体の炎症細胞浸潤が認められ、これらの反応は細胞増殖時期に先行して認められた。5)ケモカイン/サイトカインの関与:圧負荷心リモデリング進行過程における炎症/細胞増殖反応にMCP-1/TGF-βの関与をノザンブロット法にて検討した。MCP-1 mRNAは圧負荷1-3日目、TGF-βmRNAは圧負荷3-7日目に発現のピークを認め、心リモデリング過程での関与が認められた。