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電磁設計に基づく低損失銀シース高温超電導線材の開発とパワーケーブル応用

今後の展望として、損失低減を施した超電導線材を用いた集合導体ケーブルの交流損失特性の評価に向けて、本研究で得られた知見を評価技術の確立に活用する必要がある。1.断面構造の異なる銀シース高温超電導線材の全交流損失特性の評価交流外部磁界中において交流電流を輸送する高温超電導線材の全交流損失測定装置を新しく構築し,縦磁界および平行横磁界下で交流電流を輸送する銀シースBi2223高温超電導線材の全損失特性を評価した。測定には、通常の加工法で作製した線材と、二軸圧延加工により通電損失低減のために断面構造(超電導フィラメントの形状・配置)を制御した線材を使用した。線材の臨界電流値(I_C)はいずれも30A程度であり,外部磁界に対してフィラメントは電磁気的に結合して振舞うことが確認された。中心到達磁界(10mT)以下の低磁界振幅では通電損失が支配的であるため,断面構造制御による全損失低減効果が確認されたが,それ以上の磁界振幅では磁化損失の寄与が増大し,全損失低減効果は得られなかった。線材の中心到達磁界がI_C値に概ね比例して増大すること,更に送電用パワーケーブルにおいて想定される最大使用磁界振幅が数10mT程度であることから,導体を構成する低損失素線として断面構造制御のみを施した線材を使用するには、100A超の臨界電流値(I_C)を達成する必要があることが示唆された。2.バリア入り銀シース高温超電導線材線材の作製と評価交流磁界印加時の磁化損失増大の主要因であるフィラメント間電磁結合の抑制を目的として,フィラメント間に高抵抗材料をバリア層として介在させた銀シース多芯線材の作製を試みた。バリア層導入方法として,(1)耐熱性酸化物粉末を直接塗布して多芯化する方法(塗布法),(2)単芯線を銅で被覆して多芯化し,細線化後に銅を酸化させる方法(金属内部酸化法)を用いた。(1)では,Bi2223超電導体との反応性が少ないCa_2CuO_3粉末にBi2212粉末を少量混合したものを使用した。試作したバリア線材の臨界電流密度(J_C)は短尺で10^4A/cm^2を超える値が得られ,バリア導入に伴うJ_C劣化を15%程度に抑制できた。また平行横磁界中での磁化損失測定結果から,バリア材導入によりフィラメント間電磁結合が顕著に抑制されることが確認できた。更に(2)では,銅の事前酸化処理工程を最適化することにより,短尺で1.5×10^4A/cm^2と通常線材とほぼ同等のJ_C値を得ることができた。(1)高抵抗バリア入り低損失高温超電導線材の高特性化に関する研究前年度の成果を踏まえて,超電導フィラメント間にCa_2CuO_3粉末にBi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_x(Bi2212)粉末を少量混合したものを高抵抗バリア層として導入した低損失線材の高特性化に関する研究を行なった。作製した線材の断面観察結果より,超電導芯の断線や形状の乱れは殆どなく,バリア層は所々切れている箇所もあるが概ね芯間に介在していることが確認された。バリア層の導入に伴う臨界電流密度(J_c)の劣化は10%以下に抑制されており,数mの線材長全域に渡って10^4A/cm^2を超える均一な売値を得ることができた。77K,平行横磁界下での交流特性の評価結果より,損失低減における重要なパラメータの一つである芯間横断抵抗率(ρ_t)はバリア層の導入により67倍程度向上していることが示唆された。更に,実際の送電ケーブル応用時に想定される最大経験磁界(振幅値)に近い50Hz,50mTの平行横磁界を印加した際に,バリア線材の磁化損失は通常線材と比較して1/4程度に低減されていることを確認した。(2)銀合金シース高温超電導線材の高特性化に関する研究
ナノパルスプラズマを利用したダイヤモンド膜の低温合成

低基板温度でダイヤモンド薄膜を合成する方法を開発した.パルス幅1μs未満のナノパルス電圧をフィラメント重畳させて,メタン+水素のプラズマからダイヤモンド膜合成を試みた結果,-5kV程度の高出力ナノパルスを援用することにより,フィラメント温度1500°C,基板温度はおよそ400°Cでのダイヤモンドの合成に成功した.さらに,プラズマの発光の時間変化を計測し,フィラメントの低温化とともにパルス同士の相互作用が弱くなること,低温合成においては,ナノパルスによる結晶終端の水素引き抜き反応が結晶成長に大きな影響を与えていることを明らかにした.低基板温度でダイヤモンド薄膜を合成する方法を開発した.パルス幅1μs未満のナノパルス電圧をフィラメント重畳させて,メタン+水素のプラズマからダイヤモンド膜合成を試みた結果,-5kV程度の高出力ナノパルスを援用することにより,フィラメント温度1500°C,基板温度はおよそ400°Cでのダイヤモンドの合成に成功した.さらに,プラズマの発光の時間変化を計測し,フィラメントの低温化とともにパルス同士の相互作用が弱くなること,低温合成においては,ナノパルスによる結晶終端の水素引き抜き反応が結晶成長に大きな影響を与えていることを明らかにした.本研究は,ナノパルスプラズマを用いた化学気相成長法により低温度でかつ大気圧下でダイヤモンド薄膜を合成する方法を開発し,摺動部材に適用してその機械的特性を評価することを目的としたものである.そこでまずダイヤモンド気相合成用のナノパルスプラズマ電源の開発を行った.ダイヤモンドを合成するためには,これまでの研究例を考えれば数十kWの高い電力をプラズマに印加する必要がある.現在製造されている電源構成でこのダイヤモンド合成を行うことは不可能であり,素子を新しく構成して最大パルス電力50kWの電源を開発した.そして作製したナノパルス電源を用いて,プラズマ発生実験を行った.この際,安定した放電を実現するためには,多くの実験条件を最適化することが求められる.まず,ガスの種類が重要である.本研究では,原料ガスとして,気相中で重合しにくいメタン(CH_4)を用い,これをH_2で希釈してプラズマを発生させた.そして,1usの分解能を有する高速分光分析により,プラズマ中に存在する化学種とその時間変化を明らかにした.ついで電源の電圧を正パルス+2+10kV間で変化させ,さらに電極・基材間の距離を2mm100mmの間で変化させて,安定な放電が得られる条件を明らかにした.さらに,開発した装置を用いてダイヤモンド膜の堆積を試みた.その結果,ナノパルスプラズマにタングステンフィラメントを援用することにより微結晶のダイヤモンドを生成できることを明らかにした.この際のシリコン基板の温度は8001000°Cと高く,今後低温下に向けて電源の検討,直流電圧の重畳や原料ガスへの酸素の導入を試みることが必要であるという指針を得た.本研究は,ナノパルスプラズマを用いた化学気相成長法により低温度でダイヤモンド薄膜を合成する方法を開発し,摺動部材に適用してその機械的特性を評価することを目的としたものである.昨年度の電源及び装置開発の成果を基に,原料ガスとしてメタン(CH_4)を用い,これをH_2で希釈して,メタン濃度110%でプラズマを発生させた.そして,フィラメント温度を通常の熱フィラメント法で用いられる2100°Cから徐々に下げながらダイヤモンド膜の堆積を試みた.その結果,ナノパルスの周波数を上昇させると,薄膜が微結晶化すること,ダイヤモンドの核生成密度は周波数が0.51kHzで最大となり,1.7×10^9/cm^2に達することを明らかにした.また,標準的な基板温度1000°Cにおける合成速度は,(1)周波数0.51kHzの領域ではパルス周波数に伴って合成速度は増加するが,(2)周波数14kHzの領域では減少し,(3)412kHzの領域で再び増加することを明らかにした.(1)については,周波数の増加により炭化水素ラジカルが生成される回数が増え,それが合成速度の増加に寄与したと考えることができる.対して(2)では,周波数が増加しパルス間隔が狭まることにより,1回のパルス印加により生成された活性種が次のパルス印加時にまだ生存していることが想定される.すなわち,残存した活性種はパルスによってさらなるエネルギーを受けることによりイオン化する.イオンは電気的引力によって基板に衝突し,膜の結晶構造を破壊する働きをしてしまうため,周波数の増加に伴って合成速度が低下したと考えることができる.これらの考察から低温下のパルス印加条件を検討し,最終的に周波数12kHz,フィラメント温度1900°C,基板温度550°Cでのダイヤモンド薄膜合成に成功した.本研究は,ナノパルスプラズマを用いた化学気相成長法により低温度でダイヤモンド薄膜を合成する方法を開発することを目的としたものである.一昨年度の電源及び装置開発及び昨年度の研究成果を基に,メタン(CH4)からH2プラズマから低温でのダイヤモンド膜合成を試みた.その結果,-5kV程度の高出力ナノパルスを援用することにより,過去に前例のない,フィラメント温度1500°Cにてダイヤモンドの合成に成功した.この時基板温度はおよそ400°Cであった.また基板温度が低いことを確認するため,融点が660°Cであるアルミニウム基板への合成を試み,これに成功した.この時基板の溶融は確認されなかった.さらに,プラズマの発光の時間変化を計測した.そして,フィラメントの低温化とともにパルス同士の相互作用が弱くなること,また低温合成においては結晶終端の水素引き抜き反応をより多く発生させる必要があり,原子状水素の生成量が結晶成長に大きな影響を与えていることを明らかにした.

そして,従来のマイクロ秒オーダーのパルスとの比較を行うことにより,ナノパルスは短時間ではあるが非常に高密度なプラズマを発生させることができることから,原子状水素の大量生成に効果的であることを示し,以上の結果を基にナノパルス援用熱フィラメントCVD法によるダイヤモンド膜合成のモデルを提案して,ナノパルスは低温下でのダイヤモンド合成に極めて有効であるという知見を得た.
内因性ジゴキシン様物質によるNa^+,K^+-ATPaseの遺伝子活性化の検討

我々はこれまでに、(1)臍帯血、新生児血中、母乳、各種疾患時の血中尿中、培養内皮細胞培養液中などに、ジゴキシン様物質(DLIS)が存在すること、(2)抽出したDLISにはナトリウム利尿作用が存在すること、を報告した。この事は、電解質異常における臨床上重要な問題を提起しており、その詳細な作用機構の解析が、病態解析においても、治療への応用においても、必要となってきた。今回の研究では、ナトリウムポンプとして主要な役割をゆうするNa^+,K^+-ATPase subunitのgene expressionを指標とし、このDLISによるナトリウム利尿機構とNa^+,K^+-ATPaseの関連を、分子生物学的に明らかにしようとした。実験は、成熟SDラットをもちいる。DLISは、臍帯血より抽出し、腎動脈より持続投与にて行った。投与後、腎を摘出し、mRNAの測定を行い、DLIS投与によるmRNAの時間時変化を追った。mRNAの測定は、Thormasの方法に準じたNorthern blot法にて行なった。Probeは、プラスミドを用いたsubunit cDNAの制限酵素断片よりなるsubunit cRNAを用いた。結果では、各検討の組織中に有意のmRNA増加をえることはできなかった。DLISの作用がNa^+,K^+-ATPase産生を介した機序により作用することの確証はえられなかった。更に今後の検討が必要と思われた。
単一神経細胞の光遺伝学的手法による線虫の摂食運動制御機構の解析

摂食運動は全ての動物に共通する生存に必須の運動であり、生体内・外の環境に依存して複雑に調整される。しかし、複雑な神経系を持つ動物を用いた研究では、各神経細胞が情報処理・運動制御に果たす役割を解析することは難しい。線虫の神経系はわずか302個の同定可能な神経細胞から構成され、個々の神経細胞の接続が記述されていることから、摂食運動を制御するメカニズムを個々の神経細胞のレベルから明らかにできると期待される。本研究では、線虫の摂食運動の指標として咽頭のポンピングに注目し、摂食運動制御機構の解明を目指した。昨年度までに、ポンピングを記録するための顕微鏡システムのセットアップと解析方法の選定を完了し、自由に動き回ることのできる状態の線虫の咽頭を撮影・解析し、ポンピングの定量的データを得ることができるようになった。本年度は、ポンピングを制御する神経回路について手がかりを得るため、神経細胞種特異的プロモーターを利用して光作動性プロトンポンプ(Arch)を咽頭内神経に発現させ、特定の神経細胞の活動の抑制がポンピング頻度に与える影響について評価した。この結果、咽頭内14種の神経細胞の中のひとつの神経細胞の活動を抑制するだけでポンピングの頻度が低下することを明らかにした。この神経細胞については細胞破壊実験の結果がすでに発表されているものの、高いポンピング頻度の維持への寄与は大きくないと報告されていた。本研究の結果は、この神経細胞の活動性がポンピングの頻度維持に重要であることを示す初めての報告となる。さらに、この神経細胞から咽頭筋にシグナルを伝える運動神経細胞を探索するため、データベースよりこの神経細胞から直接シグナルを受け取ると記載されている咽頭内運動神経細胞をそれぞれ破壊した。この線虫のポンピング頻度の低下を調べることで、ポンピング頻度制御に重要な役割を果たす運動神経細胞を同定した。27年度が最終年度であるため、記入しない。摂食運動は全ての動物に共通する生存に必須の運動であり、生体内・外の環境に依存して複雑に調整されている。しかし、複雑な神経系を持つ動物を用いた研究では、各神経細胞が情報処理・運動制御に果たす役割を解析することは難しく、摂食運動の制御機構は未だ解明されていない部分が多い。線虫の神経系はわずか302個の同定可能な神経細胞から成っており、個々の神経細胞の接続が記述されていることから、摂食運動を制御するメカニズムを個々の神経細胞のレベルから明らかにできると期待される。本研究では、線虫の摂食運動の指標として咽頭のポンピングに注目し、摂食運動制御機構の解明を目指す。今年度はまず、ポンピングを記録するための顕微鏡システムのセットアップを行った。自由に動き回ることのできる状態の線虫のポンピングを撮影するための最適な条件を決定し、記録した動画を解析することによって、ポンピングの定量的データを示すことができるようになった。ポンピングを制御する神経回路について手がかりを得るため、神経細胞種特異的プロモーターを利用して光作動性プロトンポンプを咽頭内神経に発現させ、特定の神経細胞の活動の抑制がポンピング頻度に与える影響について評価した。この結果、咽頭内14種の神経細胞のうち複数種の活動操作によりポンピングの頻度が変化することを明らかにした。本研究の光遺伝学的操作により、これまでに行われてきた神経細胞破壊の実験からポンピング頻度の調節にほとんど寄与することがないと示唆されていた神経細胞が、ポンピング頻度の制御に何らかの役割を持つことが新たに明らかになった。咽頭内神経の抑制だけでなく、活性化がポンピング頻度に与える影響も評価する予定である。神経細胞の光依存的活性化のための長期開口型チャネルロドプシン[ChR2(C128S)]を神経細胞種特異的に発現するトランスジェニック線虫の作製はすでに完了している。

この線虫のポンピング頻度の低下を調べることで、ポンピング頻度制御に重要な役割を果たす運動神経細胞を同定した。ポンピングの頻度を定量化する系を立ち上げることができた点、また、神経細胞種特異的プロモーターを利用して光作動性プロトンポンプ(Arch)を咽頭内神経に発現誘導した線虫のポンピングを解析することで、特定の神経細胞の活動の抑制がポンピング頻度に与える影響について評価することができた点は予定通り進展していると評価している。27年度が最終年度であるため、記入しない。神経細胞種特異的プロモーターを用いた発現誘導により、ポンピングの制御に関わる咽頭内神経の候補を挙げることができた。しかし、これらプロモーターを用いた発現誘導では、咽頭外の神経細胞・非神経細胞にも光作動性プロトンポンプの発現が誘導されている場合があり、これら目的の細胞以外の細胞のポンピング制御への寄与を否定することが難しい。この問題点を解決するために、遺伝子発現用赤外レーザー照射顕微鏡(IR-LEGO: Infra-Red Laser Evoked Gene Operator)を用いて単一神経細胞での遺伝子の発現を誘導し、ポンピング制御に決定的な役割を果たす神経細胞を突き止めたいと考えている。また、これらの神経細胞の活動が、自然条件においてもポンピング頻度を制御しているのか検証が必要である。そのために、カルシウムイメージングシステムを立ち上げ、ポンピング頻度の変化と神経細胞の活動の変化を対応付けて明らかにする計画である。カルシウムイメージングのためには、顕微鏡下で神経細胞を継続してモニターするプレパレーションが必須であることから、まずはポンピングを止めることなく頭部を固定する方法を検討している。
正常前立腺および前立腺癌におけるLAT1蛋白発現の解析

【目的】前立腺癌におけるLAT1蛋白の発現およびその意味の検討を目的とした。【症例・方法】杏林大学医学部付属病院にて平成13年・14年に生検されたされた前立腺癌症例115例を用い、LAT1の発現につき検討した。前立腺生検材料をホルマリン固定後、パラフィン包埋ブロックを作製し、薄切標本を作製した。標本をmicrowaveにより抗原賦活化後、LAT1による免疫組織化学染色を施行した。【結果・考察】25/115例(21.7%)で、腫瘍細胞にLAT1の発現が見られた。腫瘍細胞におけるLAT1の発現は局所的ではあるが、陽性部位ではびまん性の陽性像を示した。一部正常前立腺組織でも陽性像が認められたが、正常腺管では少数散在性の陽性像が認められ、また染色性も弱かった。一方腫瘍細胞においても正常腺管で見られる陽性像と同程度の弱い染色性を示すものも認められたが、これらは陰性とし、強陽性像を示すもののみを陽性とした。Gleason score(以下GS)とLAT1の発現との比較では、GS2-6(GS2-5の症例は0例であり、すべてGS6)で2/49例(4.1%)、GS7で3/8例(37.5%)、GS8-10で20/58例(34.5%)の陽性像が認められた。GS7とGS8-10との間ではLAT1の発現に有意な差は認められなかった(p>0.9999)。GS6以下とGS7以上(LAT1陽性率23/66=34.8%)の2群での分類とLAT1の発現との間には有意な相関が認められた(p<0.0001)。これまでGS7を独立した分類とするべきか、GS8-10に含めて一緒にあつかうべきかが議論されてきたが、GS7を高悪性度群に含めるのが適切だということが示唆された。またLAT1の発現と癌の悪性度との間には関連性があると考えられ、予後判定などに寄与できる可能性が示唆された。【症例・方法】杏林大学医学部付属病院にて全摘出された前立腺癌手術症例46例を用い、LAT1の発現につき検討した。前立腺摘出材料をホルマリン固定後、パラフィン包埋ブロックを作製し、薄切標本を作製した。【結果・考察】20/46例(43.5%)で、腫瘍細胞にLAT1の発現が見られた。分化度分類との比較では高分化型腺癌で2/12例(16.7%)、中分化型腺癌で8/19例(42.1%)、低分化型腺癌で10/15例(66.7%)の陽性像が認められた。χ2乗p値=0.0333であり、分化度とLAT1の発現の間に有意な相関が認められた。Gleason score(以下GS)との比較では、GS2-6で4/19例(21.1%)、GS7で1/2例(50.0%)、GS8-10で15/25例(60.0%)の陽性像が認められた。χ2乗p値=0.0351であり、Gleason scoreを元にした分類とLAT1の発現の間に有意な相関が認められた。リンパ節転移、精嚢浸潤を示す症例とLAT1の発現との比較ではχ2乗p値はそれぞれ0.5909と0.0531であり、ともにLAT1との間には有意な相関は認められなかった。Ki-67のlabelling indexとLAT1の発現との比較では、p値=0.0332と有意な相関が認められた。以上からLAT1がびまん性に陽性像を示す場合癌と考えられ、またLAT1の発現と癌の悪性度との間には関連性があると考えられた。

Gleason score(以下GS)とLAT1の発現との比較では、GS2-6(GS2-5の症例は0例であり、すべてGS6)で2/49例(4.1%)、GS7で3/8例(37.5%)、GS8-10で20/58例(34.5%)の陽性像が認められた。GS7とGS8-10との間ではLAT1の発現に有意な差は認められなかった(p>0.9999)。GS6以下とGS7以上(LAT1陽性率23/66=34.8%)の2群での分類とLAT1の発現との間には有意な相関が認められた(p<0.0001)。これまでGS7を独立した分類とするべきか、GS8-10に含めて一緒にあつかうべきかが議論されてきたが、GS7を高悪性度群に含めるのが適切だということが示唆された。またLAT1の発現と癌の悪性度との間には関連性があると考えられ、予後判定などに寄与できる可能性が示唆された。
知識ネットワークの再生と進化－日韓企業の比較研究

本研究の研究成果は,知識創造モデルを分析視角として,日本企業と韓国企業を対象とする実証研究によって,日本企業と韓国企業の知識ネットワーク(中核企業とサプライヤー群で構成される企業ネットワークの知識創造の型)の実態を明らかにしたことにある。具体的には,1日本企業と韓国企業の自動車産業と電機産業の知識ネットワークの規定因と組織成果との相互関係の解明,2日本企業と韓国企業の自動車産業と電機産業の知識ネットワーク構造の解明,3日本および韓国企業の中で,高い業績をあげている,もしくは危機から再生した企業の知識創造プロセスの動態的進化を事例分析を通じて解明した。本研究の目的は,知識創造モデルを分析視角として,日本企業と韓国企業を対象とする実証研究によって,日本企業と韓国企業の知識ネットワークの実態を明らかにすることである。平成25年度では,韓国企業と日本企業の知識ネットワークの動態的展開を明らかにするため,日韓の自動車企業の事例分析,社会ネットワーク分析を行った。当該年度の研究実績は以下の通りである。李(2013)の研究では,現代自動車グループの2010年までの成功要因を例証に,従来の組織能力を修正した枠組みを用いて,後発メーカーの知識ネットワークの再構築のプロセスを明らかにした。現代自動車の知識ネットワークの再構築のプロセスで重要な要因は以下の通りである。第一に,全社的なレベルでの「作り込みの上流化」(Total Front Loading)とも称すべき要因が強く見受けられる。第二に,知識資源(ナレッジ・キャピタル)の集約と共同利用(Pooling)とブランド差別化(Differentiation)のバランスである。第三に,モジュール化と同期序列生産システム(Just In Sequence)によって,自動車生産の仕組みを効率化し,品質確保を強化している。また,朴等(2013)の研究では,自動車メーカーの技術開発戦略について特許情報を利用し可視化することにより,各企業の知識ネットワーク戦略の特徴を明らかにすることを目的とした。具体的には,日本自動車メーカー大手3社におけるトヨタ自動車,日産自動車,本田技研工業の特許戦略の動態的展開を明らかにし,対応分析と自己組織化マップを用いて電気自動車・ハイブリッド技術に関する各社の技術開発戦略の可視化を行った.その結果,ハイブリッド技術開発に重点をおいているトヨタとホンダは活用型の知識ネットワーク戦略を,電気自動車の開発に重点をおいている日産は探索型の知識ネットワーク戦略を取っていることを明らかにした。具体的には,1日本企業と韓国企業の知識創造の規定因(例えば,主要競争戦略,市場の競争度,企業規模,事業内容,創業年数,情報技術・情報システムの整備活用度等)と組織成果との相互関係の解明,2日本企業と韓国企業の中核企業と協力企業群を,「知識ネットワーク」として捉え,テキスト分析と社会ネットワーク分析を用いて,との関係をさらに3高業績企業,および危機的状況から再生を成し遂げた企業の「知識ネットワーク」の動態的展開の解明の3つの課題を達成する。平成24年度では,日本企業と韓国企業の知識創造の規定因を明らかにするために,日韓の自動車企業や協力企業群の調査を行った。また,日本企業のテキスト分析,社会ネットワーク分析も開始した。李(2012)は,韓国現代自動車グループ傘下におかれた起亜自動車に軽自動車を委託生産する,東熙自動車との取引関係について分析した。その中で,トヨタやホンダにおける委託生産との対比を通じて韓国国内の委託生産における企業間関係の形態と企業間取引関係の特性との間の不整合な側面を析出することができた。朴(2012a)では,日経BP社の「日経ビジネス」の記事を用いてテキスト分析を行い,企業再生のために必要な要素間の関連性を検証した。朴(2012b)では,パナソニックグループとソニーグループの資本・取引ネットワーク関係について社会ネットワーク分析を用いて可視化し,両社の経営再生の可能性を知識ネットワークの再構築という観点で比較検討した。本研究の目的は,知識創造モデルを分析視角として,日本企業と韓国企業を対象とする実証研究によって,日本企業と韓国企業の知識ネットワーク(中核企業とサプライヤー群で構成される企業ネットワークの知識創造の型)の実態を明らかにすることである。平成26年度では,日本企業と韓国企業の知識ネットワークの実態を明らかにするために,日韓の自動車企業や自動車部品サプライヤーの事例分析,自動車産業やICT企業の社会ネットワーク分析およびテキスト分析を行った。李(2014)の研究では,自動車部品中間財メーカーの成長戦略の軸を,製品(顧客価値),顧客,コアコンピタンスで構成される知識ネットワークを新たなリサーチフレームワークとして提示している。さらに,アウトミラーを製造する独立系サプライヤー2社の事例を取り上げ、2社が既存顧客との関係性の維持に拘らず,それぞれグローバル・ニッチ戦略と顧客拡大戦略を展開し,新たな存続の基盤,すなわち新たな知識ネットワークを見出そうとしており,一定の組織成果に繋がっていることを検証している。また,朴(2014)等の研究では,日韓の自動車企業やICT企業の特許情報(知識資本)を,社会ネットワーク分析やテキスト分析の手法を用いて分析し,各々の自動車企業やICT企業の技術開発戦略を可視化している。本研究の目的は,知識創造モデルを分析視角として,日本企業と韓国企業を対象とする実証研究によって,日本企業と韓国企業の知識ネットワーク(中核企業とサプライヤー群で構成される企業ネットワークの知識創造の型)の実態を明らかにすることであった。

具体的には,1日本企業と韓国企業の自動車産業と電機産業の知識ネットワークの規定因(例えば,主要競争戦略,市場の競争度,企業規模,事業内容,創業年数,情報技術・情報システムの整備活用度等)と組織成果(ROE:株主資本利益率,ROIC:投下資本利益率)との相互関係の解明,2日本企業と韓国企業の自動車産業と電機産業の知識ネットワークを構成する企業グループに存在する知識構造(主に知識資産:特許ポートフォリオなど)の解明,3日本および韓国企業の中で,高い業績をあげている,もしくは危機から再生した企業の知識創造プロセスが,「なぜ」そして「どのように」して展開されたのか,すなわち「知識ネットワーク」の動態的進化を事例分析を通じて解明する。平成27年度では,日本企業と韓国企業の知識ネットワークの実態を明らかにするために,日本と韓国企業の自動車関連企業,および,ICT企業群の調査・分析を行った。Park(2015)等の研究では,日本のICT企業群の知識構造を特許ポートフォリオを用いて明らかにした。また,李(2015)の研究では,日本の自動車部品サプライヤーを,製品,顧客,コンピタンスの3軸に沿って,その知識ネットワークの進展を分析し,成功事例と失敗事例を通じて,韓国の自動車部品サプライヤーの成長戦略,すなわち知識ネットワークの動態的進化について提言している。本研究の研究成果は,知識創造モデルを分析視角として,日本企業と韓国企業を対象とする実証研究によって,日本企業と韓国企業の知識ネットワーク(中核企業とサプライヤー群で構成される企業ネットワークの知識創造の型)の実態を明らかにしたことにある。具体的には,1日本企業と韓国企業の自動車産業と電機産業の知識ネットワークの規定因と組織成果との相互関係の解明,2日本企業と韓国企業の自動車産業と電機産業の知識ネットワーク構造の解明,3日本および韓国企業の中で,高い業績をあげている,もしくは危機から再生した企業の知識創造プロセスの動態的進化を事例分析を通じて解明した。日本企業と韓国企業の自動車産業とICT産業の知識ネットワークを構成する企業グループに存在する知識構造(主に知識資産:特許ポートフォリオなど)などは,概ね明らかとなった。しかし,昨年度に実施した,「知識ネットワーク」の規定因と組織成果の相互関係の分析の結果,当初想定していた「知識ネットワーク」を構成する規定因の再検討および変更が必要となった。国際経営論,知識経営論「知識ネットワーク」を構成する規定因の再検討と規定因の変更を行い,リサーチフレームワークの修正を実施する。さらに,修正したリサーチフレームワークで,日韓企業の「知識ネットワーク」の動態的進化を明らかにする。平成25年度は,日本と韓国企業の知識ネットワークの動態的展開を,日本企業はトヨタ自動車,日産自動車,本田技研工業の特許戦略を社会ネットワーク分析で,韓国企業は現代自動車グループを事例研究で,各々明らかにすることができたため,研究の達成度を,「おおむね順調に進展している」とした。
若い星の星周シリケイトダスト進化の観測的研究

ケイ酸塩鉱物からなる固体物質(ダスト)は惑星の主原料のひとつである。若い星のまわりに存在するガスとダストからなる星周円盤において、惑星系形成が進むと考えられているが、惑星系形成に伴ってこれらのダストも、初期の状態から変化・進化すると考えられる。我々は、すばる望遠鏡に搭載した中間赤外線観測装置COMICSを用いた観測により、これらの若い星の周りに存在するダスト進化を観測的に探っている。その結果、円盤の降着活動性が低下するに伴い円盤表層のケイ酸塩ダスト粒子のサイズが大きくなるという観測的傾向を見出した。このことは、円盤内での惑星の材料となるダスト粒子の粒子成長を意味しており、惑星系形成の最初のステップである粒子成長が円盤の降着活動性の進化とともに進んでいることを示す新しい観測的な証拠であると考えられる。また、本研究では太陽系における星周円盤(原始太陽形星雲)の物質を凍結保存したと考えられる彗星ダストの観測的研究もすすめている。NASAディープインパクトミッションの地上中間赤外フォローアップ観測により、カイパーベルト起源彗星の内部にも大量の結晶化したオリビンが含まれていることを観測的に明らかにした。このことは原始太陽系星雲において、中心部付近で結晶化したオリビンがカイパーベルト領域(3050天文単位)まで、効率的に輸送されていたことを強く示唆する。今後の太陽系外の惑星系形成現場における、結晶化したオリビンの観測の進展により、彗星の観測から明らかになった上記の事実を確認・検証することにより、太陽系・惑星系形成の詳細な物質科学的理解をすすめることが期待される。その結果、惑星系形成が進み、中心星の周りに惑星の種である「微惑星」とよばれる天体が形成されたと考えられている「ベガ型星」とよばれる天体の一つであるHD145263という星の周りに、結晶化したシリケイトダストが存在していることを明らかにした。ベガ型星からの結晶化したシリケイトダストの検出は2例目であり、ベガ型星のダストが星間空間の非晶質なシリケイトダストから大きく変性していることを示唆している。さらに、HD145263の周りのシリケイトには鉄が多く含まれている可能性があることがわかった。これは、これまでベガ型星よりも若いハービックAe/Be型星やTタウリ型星で見つかってきたマグネシウムに富むシリケイトよりも、隕石で見つかっている鉄・マグネシウムをさまざまな割合で含むシリケイトに組成がより近い。隕石の研究から、鉄を含むシリケイトはガスからの凝縮では形成するのは難しいと考えられており、微惑星と呼ばれるキロメートルサイズの天体内部での変成作用で形成されたとの説が有力である。よって、このような鉄を含んだシリケイトダストの存在は、ベガ型星の周りに微惑星が存在し、そこからダストが供給されているという描像と整合的である。本観測結果は、ベガ型星の周りに微惑星が確かに存在するということの新しい状況証拠の一つであると考えられ、さらにダスト組成から「原始惑星系円盤」と「デブリ円盤」を区別できる新しい手法の可能性を示唆している。
生物活性アミノ酸・ペプチドと受容体タンパク質との相互作用解明を目指した新戦略

本研究において、アミノ酸・ペプチドと受容体タンパク質との相互作用解明のための新規な方法論を確立することにした。(1)クモ毒による神経情報伝達阻害機構の解明-クモ毒ペプチド蛍光標識体の合成1)NPTX-594分子中の右側末端アミノ酸リジンのα-およびε-アミノ基に蛍光標識基として4-ニトロベンゾ-2-オキサ-1,3-ジアゾール(NBD)を導入した誘導体の合成を行った。さらに、NPTX-594分子中の左側末端の2,4-ジヒドロキシフェニル酢酸(Dhpa)残基をNBDに置換した誘導体も合成した。これらのコオロギに対する麻痺活性の測定を行った結果、いずれも活性を示さなかった。2)次に、NPTX-594分子中の左側末端のDhpa残基を7-ヒドロキシクマリン-3-カルボニル(HCC)基で置換した誘導体を合成したところ、天然物NPTX-594の1/10の活性を示すことがわかった。この結果、グルタミン酸受容体とクモ毒との相互作用解明を目指すために必要となる化合物の創製に成功し、本研究課題の一つを達成することができた。(2)ムギネ酸による鉄イオンの植物体内取込み機構の解明1)近年トウモロコシから単離されたFe(III)錯体輸送タンパク質(ZmYS1)の遺伝子を発現させた鉄吸収欠損酵母を用いて、ムギネ酸と同様の活性を有するデオキシムギネ酸の基本骨格をそなえた類縁体5種のFe(III)錯体の取り込み実験を行った。その結果、これらの鉄錯体が受容体タンパク質に認識されるためには、分子の構造および立体化学が鍵を握るという重要な知見を得ることができた。2)デオキシムギネ酸のアゼチジン-2-カルボン酸残基をリジンに置換した類縁体のω-アミノ基をNBDやHCCで修飾した類縁体を合成した。しかし、これらはいずれも極端に水溶性が低下し、鉄錯体を作成することができず、それらの活性を測定することができなかった。したがって、水溶性の蛍光標識類縁体の合成が今後の課題として残された。小分子の生物活性アミノ酸やペプチドは、生体機能維持に極めて重要な化合物である。本研究では有機合成化学を基盤に、アミノ酸・ペプチドと受容体タンパク質との相互作用解明のための新規な方法論の確立を目指した。(1)クモ毒による神経情報伝達阻害機構の解明-クモ毒ペプチド蛍光標識体の合成クモ毒は、脳内における神経伝達機構解明の重要なツールとして期待される一方で、心臓での神経伝達機構解明にも役立ち、新しい薬の開発にもつながるものと注目されている。(1)NPTX-594分子中の右側末端アミノ酸リジンのα-アミノ基に蛍光標識基として4-ニトロベンゾ-2-オキサ-1,3-ジアゾール(NBD)を導入した誘導体の合成を行った。(2)NPTX-594分子中の左側末端の2,4-ジヒドロキシフェニル酢酸(Dhpa)残基は、他の芳香族残基で置換できることから、この位置にNBDを導入した誘導体も合成した。(2)ムギネ酸による鉄イオンの植物体内取込み機構の解明大麦の根から単離された植物シデロフォアーの一種ムギネ酸が、いかにして土壌中の鉄イオンを大麦体内に運搬するのか、その機構の解明を目指した。

(1)ムギネ酸およびムギネ酸の基本骨格をそなえた類縁体5種のFe(III)錯体の構造を比較するため、まず、それぞれのCo(III)錯体を調製し、^1H NMRおよびCDスペクトルを測定した。次に、Fe(III)錯体のCDスペクトルを測定し、Co(III)錯体と同様の立体構造を形成しているという重要な結果を得ることが出来た。さらに、これらの鉄錯体が受容体タンパク質に認識されるためには、分子の立体化学が鍵を握ることも分った。(2)ムギネ酸分子中のアゼチジン-2-カルボン酸残基をリジンに置換した類縁体のω-アミノ基をNBDで修飾した類縁体を合成した。この化合物を用いて、Fe(III)イオンが植物体内へ取り込まれる機構を視覚的に確認する研究へと展開したい。小分子の生物活性アミノ酸やペプチドは、生体機能維持に極めて重要な化合物である。本研究では有機合成化学を基盤に、アミノ酸・ペプチドと受容体タンパク質との相互作用解明のための新規な方法論を確立するための研究を平成16年度に引き続き実施した。以下に、平成17年度の成果について報告する。(1)クモ毒による神経情報伝達阻害機構の解明-クモ毒ペプチド蛍光標識体の合成クモ毒は、脳内における神経伝達機構解明の重要なツールとして期待される一方、心臓での神経伝達機構解明にも役立ち、新しい薬の開発にもつながるものと注目されている。1)NPTX-594分子中の右側末端アミノ酸リジンのε-アミノ基に蛍光標識基として4-ニトロベンゾ-2-オキサ-1,3-ジアゾール(NBD)を導入した誘導体の合成を行った。2)上記誘導体に加え、平成16年度に合成したNPTX-594分子中の右側末端アミノ酸リジンのα-アミノ基にNBDを導入した誘導体およびNPTX-594分子中の左側末端の2,4-ジヒドロキシフェニル酢酸(Dhpa)残基をNBDに置換した誘導体のコオロギに対する麻痺活性の測定を行った結果、いずれも活性を示さなかった。3)新たにNPTX-594分子中の左側末端のDhpa残基を7-ヒドロキシクマリン-3カルボニル(HCC)基で置換した誘導体を合成したところ、天然物NPTX-594の1/10の活性を示すことがわかった。この結果、グルタミン酸受容体とクモ毒との相互作用解明を目指すために必要となる化合物の創製に成功し、本研究課題の一つを達成することができた。(2)ムギネ酸による鉄イオンの植物体内取込み機構の解明1)近年トウモロコシから単離されたFe(III)錯体輸送タンパク質(ZmYS1)の遺伝子を発現させた鉄吸収欠損酵母を用いて、ムギネ酸と同様の活性を有するデオキシムギネ酸の基本骨格をそなえた類縁体5種のFe(III)錯体の取り込み実験を行った。その結果、これらの鉄錯体が受容体タンパク質に認識されるためには、分子の構造および立体化学が鍵を握るという重要な知見を得ることができた。2)デオキシムギネ酸のアゼチジン-2-カルボン酸残基をリジンに置換した類縁体のω-アミノ基をNBDやHCCで修飾した類縁体を合成した。しかし、これらはいずれも極端に水溶性が低下し、鉄錯体を作成することができず、それらの活性を測定することができなかった。したがって、水溶性の蛍光標識類縁体の合成が今後の課題として残された。
脊髄損傷におけるオリゴデンドロサイトの細胞死メカニズムの解明と組織修復の試み

本研究は脊髄損傷への新規治療開発を目指し、損傷組織中のオリゴデンドロサイトの挙動に着目した。初年度の検討より、損傷組織中のオリゴデンドロサイトはその前駆細胞の状態で多くが細胞死に陥っていることが明らかとなった。実験開始時にはオリゴデンドロサイトは分化段階に移行する際に細胞死に陥ると予想していたため、実験計画を一部変更し、オリゴデンドロサイト前駆細胞(以下、オリゴ前駆細胞)の細胞死を研究のターゲットとした。2年目には培養実験系を用い、オリゴ前駆細胞に対し各種炎症性サイトカインを投与し、細胞死への影響を定量的に観察した。その結果、インターフェロンγが他のサイトカインに比べ強く細胞死を誘導していることが明らかとなった。同時に、マウス脊髄損傷モデルの解析から、損傷脊髄中でインターフェロンγは亜急性期にその発現が上昇し、これはオリゴ前駆細胞が組織中で細胞死に陥る時期と一致していた。3年目はそれまでの結果を動物個体レベルで検証した。ラット脊髄損傷モデルへの遺伝子導入による介入が導入効率の問題で困難であることが明らかとなり、インターフェロンγシグナルへの介入をする目的でその受容体欠損マウスの解析を行った。その結果、インターフェロンγ受容体欠損マウスで脊髄損傷後のオリゴ前駆細胞の細胞死が野生型マウスに比べ、抑制されていることが明らかとなった。さらに、このマウスでは運動機能の回復が促進されており、オリゴ前駆細胞の温存が脊髄機能回復につながっている可能性が示唆された。本研究は2つの意義を持っている。一つは脊髄損傷の病態において、オリゴ前駆細胞の保持が治療法開発のターゲットとなりうる可能性を示した点、そしてもう一点は脊髄損傷へのステロイド投与療法に代わる、インターフェロンγを中心とした選択的免疫調整療法の可能性が示唆された点である。本年度は、まずオリゴデンドロサイト前駆細胞の初代培養系において、炎症性サイトカインであるTNF-aplhaをもちいた細胞死誘導を試みた。TNF-alpha 100ng/ml存在下で2日間培養することで約3割のオリゴデンドロサイトが死ぬことが確認されたが、実験遂行のためには不十分であるため、さらなる条件設定の改善が必要と考えられた。培養系の実験と並行して、すでに知られている脊髄損傷亜急性期に生じる細胞死に関連して、ラット脊髄圧挫モデルを用いて細胞死に陥る細胞種の同定を試みた。米国PSI社Infinite Horizon Impactor 150kdynの圧力による損傷が中等度の運動麻痺を生ずると確認されたので、この条件下で損傷後7日目のcleaved Cspase3(細胞死の指標)を発現する細胞の表現型を免疫組織二重染色法で検討した。その結果、既報のようなAPC陽性成熟オリゴデンドロサイト・GFAP陽性アストロサイト・OX42陽性ミクログリア以外に、これまで報告のなかったNG2陽性グリア前駆細胞やnestin陽性未分化前駆細胞も細胞死に陥っていることが明らかとなった。また、損傷組織内の増殖性グリア前駆細胞が経時的に減少することも観察しており、様々な前駆細胞群の細胞死が、損傷脊髄組織再生が生じない一因になっていると考えられた。今後は、増殖性細胞にのみ感染するレトロウイルスの特性を利用して、細胞死シグナルを抑制する遺伝子導入実験などを計画している。前年度までの実験ではオリゴデンドロサイトの初代培養系によって炎症性サイトカインの細胞死誘導を観察していたが、実験の再現性に問題があった。この問題を解決するため本年度は、in vitroのオリゴデンドロサイトの細胞死実験系の見直しを行った。

初代培養系に代わって株化細胞であるラットCG4細胞(オリゴデンドロサイト前駆細胞の株化細胞)に着目し、これを用いた細胞死誘導実験系を作成した。複数のことなる炎症性サイトカインの影響を測定したところ、これまで着目していたTNF-alpha以上にinterferon-gammaによる細胞死誘導能が高いことが観察された。最終年度は細胞内への遺伝子導入による細胞死抑制を試みる。候補遺伝子としては抗アポトーシス蛋白として知られるBcl2ファミリー分子の遺伝子導入を検討している。また、株化細胞を用いた実験によりinterferon-gammaから細胞死にいたるシグナル経路を明らかにすることで、そのシグナル分子の阻害蛋白の導入、あるいはRNA干渉法によるシグナル制御も検討している。最終的にin vivoにおいてオリゴデンドロサイト前駆細胞の細胞死がinterferon-gammaシグナルを制御することで抑制することができるかを検証する。前年度までの実験から脊髄損傷におけるオリゴデンドロサイト細胞死の誘導因子としてインターフェロンγがその主たるサイトカインとして候補に挙がっていた。最終年度の本年度はまず、このサイトカインの発現を損傷脊髄において確認した。定量RT-PCRによりインターフェロンγは亜急性期の脊髄損傷において発現していることが確認された。このサイトカインによるオリゴデンドロサイトの細胞死を抑制するために抗アポトーシス遺伝子の損傷脊髄への導入を試みたが、レトロウィルスを用いた実験では目的の細胞への遺伝子導入は不十分であり、解析できなかった。そこで、細胞死を抑制する方法として、インターフェロンγに対する受容体を欠損したマウス(IFNgR(-/-))の使用を試みた。このIFNgR(-/-)マウスに対し、中等度の脊髄圧挫モデルを作成しその組織評価と運動機能評価を行った。脊髄内でインターフェロンγによって細胞死に陥ると予想されるオリゴデンドロサイト前駆細胞は損傷後BrdUを腹腔投与することでラベルし、免疫染色の際細胞種のマーカーであるOlig2とBrdUの二重染色によって同定した。その結果、IFNgR(-/-)マウスにおいては野生型マウスに比べ損傷後1週間の時点で観察されるオリゴデンドロサイト前駆細胞の数が有意に多いことが明らかとなった。このことはオリゴデンドロサイトがインターフェロンγの受容体を持たないため、その細胞死誘導作用から逃れ生存したことによるものと考えられた。さらに、運動機能評価を行ったところIFNgR(-/-)マウスの脊髄損傷後の後肢歩行能力は野生型マウスのものと比較して有意に改善していることが明らかとなった。運動機能の改善はオリゴデンドロサイト前駆細胞の残存のみならず、インターフェロンγの伝達経路が全般的に遮断されているための免疫反応の変化も一因となっていると考えられた。研究期間を通じて、脊髄損傷に於けるオリゴデンドロサイト細胞死の抑制手段としてインターフェロンγをターゲットとする治療戦略が示唆される結果となった。
21世紀初頭のものづくりの学術基盤としての生産科学・技術の企画調査

20世紀後半はわが国における生産科学技術の輝かしい発展した時期であった.しかし,今後とも豊かな人間社会を安定して維持するためには,新しい「ものづくり」に対する哲学や考え方が問われている.この問題に的確に応えて,我が国が今後とも,生産科学・技術の分野で世界のリーダとして,尊敬を得つつ継承的発展を維持するには,この分野における学術研究をいま一度みなおし,問題点を明らかにし,学術研究の枠組みと戦略を再構築させ,研究活動の活性化と解決策を提示することが緊要といえよう.そこで,本研究では生産分野の14学協会の協力を得ながら,実施計画にあるような調査活動を行い,今後の学術研究の指針を得ることを目的に調査・研究を行った.具体的には,以下の通りである.1)研究会を開催し,また21世紀初頭における生産科学・技術分野の学術研究に対して、学界ならびに産業界がどのような認識を有しているかについて調査研究を行い,特に最近話題となっている「技術伝承および失敗に学ぶものづくり」などの観点から調査研究を行った.2)シンポジウムの開催:研究会における企画調査結果を広く一般に公表することを考え,シンポジウムを開催した.3)成果のとりまとめ:研究会ならびにシンポジウムによって得られた成果をとりまとめて,21世紀へ向けて生産科学技術の分野における学術研究活動の活性化とさらなる発展への基盤づくりとしての指針を提示し,報告書を作成した.20世紀後半はわが国における生産科学技術の輝かしい発展した時期であった.しかし,今後とも豊かな人間社会を安定して維持するためには,新しい「ものづくり」に対する哲学や考え方が問われている.この問題に的確に応えて,我が国が今後とも,生産科学・技術の分野で世界のリーダとして,尊敬を得つつ継承的発展を維持するには,この分野における学術研究をいま一度みなおし,問題点を明らかにし,学術研究の枠組みと戦略を再構築させ,研究活動の活性化と解決策を提示することが緊要といえよう.そこで,本研究では生産分野の14学協会の協力を得ながら,実施計画にあるような調査活動を行い,今後の学術研究の指針を得ることを目的に調査・研究を行った.具体的には,以下の通りである.1)研究会を開催し,また21世紀初頭における生産科学・技術分野の学術研究に対して、学界ならびに産業界がどのような認識を有しているかについて調査研究を行い,特に最近話題となっている「技術伝承および失敗に学ぶものづくり」などの観点から調査研究を行った.2)シンポジウムの開催:研究会における企画調査結果を広く一般に公表することを考え,シンポジウムを開催した.3)成果のとりまとめ:研究会ならびにシンポジウムによって得られた成果をとりまとめて,21世紀へ向けて生産科学技術の分野における学術研究活動の活性化とさらなる発展への基盤づくりとしての指針を提示し,報告書を作成した.
MRAを用いた数値流体力学解析による未破裂脳動脈瘤の無侵襲予後予測法の確立

近年、数値流体力学解析(CFD)解析によるCT血管造影(CTA)を用いた脳動脈瘤破裂リスク予測が試みられている。脳動脈瘤のCFD解析において、元画像にCTAを用いるのがゴールドスタンダードであるが、放射線被曝や造影剤副作用のリスクがあるため、検診や脳ドック等で広く行うことは現実的でない。一方、高磁場3 tesla装置の性能向上により磁気共鳴血管画像(MRA)の画質が大幅に改善したが、MRAによる脳動脈瘤の破裂リスク予測は未だほとんど試みられていない。そこで、本研究では無侵襲なMRAを用いた未破裂脳動脈瘤に対するCFD解析を行い、MRAによる未破裂脳動脈瘤の無侵襲予後予測法を確立することを目的とした。未破裂脳動脈瘤を31症例を対象に同患者のMRAとCTAから血流領域を抽出後、脳動脈瘤を含む血管モデル形状を再構築しCFD解析をおこなった。また、脳動脈瘤破裂のCFD指標である壁剪断応力(WSS)とWSSの空間勾配(WSSG)の最小値、振動せん断指数(OSI)について、MRAとCTA間のCFD解析結果の相関と一致性を検討した。瘤壁の各CFD指標分布は、MRAとCTAにおいて視覚的に同傾向であり、MRAでも破裂リスク予測が可能であることが示唆された。また、定量的検討において破裂に関連する各CFD指標において良好な相関と一致性が見られた。この結果よりMRAがCFD解析の元画像としてCTAの代替となる可能性があり、無侵襲なMRAによる脳動脈瘤破裂リスク予測法が有望と考えられる。本研究は、未破裂脳動脈瘤の前向き研究であり同意の得られた例において、未破裂脳動脈瘤を経過観察をしながらCT血管造影画像と磁気共鳴血管画像を撮像している。撮像された画像データを用いて、数値流体力学解析をするためにそれぞれのモダリティーでの解析症例を増やし、順調に目標解析数を達成しようとしている。前向き研究にて同意の得られた症例について同様に数値流体力学解析をおこなうことにより目標解析数を達成する予定である。引き続き画像解析および統計解析を進め、MRAによる未破裂脳動脈瘤の破裂リスク予測法の確立を目指し、その研究成果を国際学会雑誌に投稿する。近年、数値流体力学(CFD)解析によるCT血管造影(CTA)を用いた脳動脈瘤の破裂リスク予測が試みられている。脳動脈瘤のCFD解析において、元画像にCTAを用いるのがゴールドスタンダードであるが、放射線被曝や造影剤副作用のリスクがあるため、検診などで広く行うことは現実的ではない。一方、高磁場3 Tesla装置の登場や装置性能の向上によって磁気共鳴血管造影(MRA)の画質が大幅に改善したが、MRAによる脳動脈瘤のCFD解析は未だほとんど試みられていない。そこで本研究では、無侵襲なMRAを用いた未破裂脳動脈瘤に対するCFD解析を行い、MRAによる未破裂脳動脈瘤の無侵襲予後予測法を確立することを目的とした。未破裂脳動脈瘤を有する6症例を対象にMRAとCTAから血流領域を抽出後、脳動脈瘤を含む血管モデル形状を再構築し非定常流解析を行った。得られた結果からCFD解析における破裂に関連する指標である壁せん断応力(WSS)とWSSの空間勾配(WSSG)の最小値、振動せん断指数(OSI)の最大値を算出し、MRAとCTA間の相関と一致性を検討した。瘤壁の各CFD指標分布は、MRAとCTAにおいて視覚的に同傾向であり、MRAにおいても破裂リスク予測が可能であることが示唆された。また、WSSとWSSGは相関係数および級内相関係数は高値を示したが、OSIは低値であった。未破裂脳動脈瘤のCFD指標のうちWSSとWSSGはMRAとCTAで高い相関および一致性を示した。MRAはCFD解析の元画像としてCTA代替となる可能性があり、無侵襲な脳動脈瘤破裂リスク予測法として有望と考えられる。同患者のMRAおよびCTAにおける非定常流解析は、1症例あたり計算時間が24時間程度かかる。本年度はMRAとCTAの適切な形状抽出パラメータとCFD解析の境界条件について検討をおこなった。

この結果よりMRAがCFD解析の元画像としてCTAの代替となる可能性があり、無侵襲なMRAによる脳動脈瘤破裂リスク予測法が有望と考えられる。本研究は、未破裂脳動脈瘤の前向き研究であり同意の得られた例において、未破裂脳動脈瘤を経過観察をしながらCT血管造影画像と磁気共鳴血管画像を撮像している。撮像された画像データを用いて、数値流体力学解析をするためにそれぞれのモダリティーでの解析症例を増やし、順調に目標解析数を達成しようとしている。本研究は前向き研究であり、撮像されるCTAとMRAを用いて順次CFD解析を行い、MRAによる未破裂脳動脈瘤の破裂リスク予測法の確立を目指す。前向き研究にて同意の得られた症例について同様に数値流体力学解析をおこなうことにより目標解析数を達成する予定である。引き続き画像解析および統計解析を進め、MRAによる未破裂脳動脈瘤の破裂リスク予測法の確立を目指し、その研究成果を国際学会雑誌に投稿する。初年度にワークステーションPCと血管形状編集ソフトウェアの費用が予定よりかかり、次年度から既に前借り請求しており、その差額を次年度に繰り越している。H29年度に学会に参加するために多めに予算を概算していた。H30年度の予算と合わせて、論文投稿や英文校閲の費用に充てる予定である。本年度は、1年目に購入した血管形状編集ソフトウェアの保守費用に充てるとともに研究成果を発表するために学会発表(旅費)および学会誌(英文校閲費、投稿料)を予定している。