hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヘリカル系プラズマの閉じ込め性能の向上に関する理論共同研究

本共同研究の主な活動は、(1)電磁流体力学的安定性(MHD安定性)、(2)粒子軌道・新古典理論・加熱、(3)磁気島生成に関するシミュレーション研究、(4)新しいプラズマ輸送モデルの構築及び閉じ込め改善の4つに大きく分類できる。MHD安定性に関しては、2次元及び3次元磁場配位の類似点と相違点、LHDとW7-Xとの類似点と相違点を明らかにする事を主な目的とした。先ず、3次元理想MHD安定性コード「CAS3D〕と、2次元MHD安定性コード「RESORM」とのベンチマークテストを行った。LHD配位に対しては、両者の間に、限界ベータ値及び成長率とも良い一致を見た。高nバル-ニングモードの完全3次元解析をLHDとW7-Xプラズマに対して行い、両者の相違点・類似点を明らかにし、更に3次元高nバル-ニング方程式からシャフラノフシフトを考慮したモデル方程式をステラレータ展開を基に導出する事により、トカマクとは全く異なる性質を3次元系で発見し、その物質機構を明らかにした。ステラレータ的磁気シア-領域における低nバル-ニングモードの解析を「CAS3D」で行い、高nモードとの比較を考えた。その結果、高nバル-ニングモードは局所シア-で安定化させられるが、低nバル-ニングモードは大域的シア-で安定化させられるという重大な事を発見した。粒子軌道・新古典理論・加熱の研究では、先ず、3次元磁場配位に対する一般的な平行粘性の表式を導出した。この結果から、電子とイオンの衝突領域が異なると径電場に比例する新古典電流(ブートストラップ電流)が存在する事が明らかになった。電子及びイオンが各々、1/2及びプラトウ領域に存在する時、新古典的に定まる径電場は圧力駆動によるブートストラップ電流を大巾に減少させる。また、ブートストラップ電流等のトロイダル電流がMHD安定性に及ぼす影響を研究し、その結果、電流が回転変換を減少する方向に流れると交換型モードを著しく安定化し、閉じ込め改善に大きく寄与するという重要な結果を得た。加熱に関しては、これまでの日本側のICRF及びNBI加熱解析の結果を紹介し非軸対称系におけるプラズマ加熱について議論した。ICRF加熱における高エネルギーイオンテイルの効果を含んだエネルギー閉じ込め時間について検討し、テイル効果を含むエネルギー閉じ込め時間の表式を導いた。核融合科学研究所で開発された平衡コード「HINT」を用いてLHD及びW7-Xでの磁気島生成の計算を行った。磁気島生成、即ち磁気面破壊の問題は磁気閉じ込め核融合にとっては本質的問題であり、閉じ込め改善と深く関わっている。このテーマの共同研究所の大きな成果は、「Self-Healing」現象の発見である。W7-Xでは真空磁場配位(β=0)でm=6/n=5の大きな磁気島が生成される。しかし、βが上昇すると、この磁気島は消減することが「HINT」コードを用いたシミュレーションで明らかにされた。これは真空磁場での磁気島と有限ベータの平衡電流の作る磁気島の位相がずれ丁度相殺したものと考えられ、プラズマ自身による磁気年破壊の回避であり、きれいな磁気面を作りプラズマの閉じ込めを大巾に改善するものである。新しい輸送モデルの構築及び閉じ込め改善の研究では、日本側から新しい輸送理論の提案を行い、理論と実験との詳細な比較・検討を行い閉じ込め改善策の共同研究を行った。この理論で従来謎とされていた実験結果を説明する事ができ、多くの成果をあげる事ができた。されに、ヘリオトロン・ステラレーター・トカマクの閉じ込め性能の相違・類似が明らかにされ、各々の閉じ込め改善策が議論された。回転変換や電流分布の抑制が閉じ込め改善に重要である事が明らかにされ、また、ヘリカル系におけるH・モードの改善度がトカマクと比べ小さい事も解明すべき重要な課題であり、これに関して径電場・新古典拡散の重要性も検討された。以上のように2年間で日・欧の間で協同研究を強力に推進する事ができ、協同研究の目的に合致した多くの研究成果を得る事ができた。ヘリカル系、トカマク等において理論・実験で巾広く研究を行っている欧州とは、今後もこのような共同研究を続けていく事は重要な事と思われる。

粒子軌道・新古典理論・加熱の研究では、先ず、3次元磁場配位に対する一般的な平行粘性の表式を導出した。この結果から、電子とイオンの衝突領域が異なると径電場に比例する新古典電流(ブートストラップ電流)が存在する事が明らかになった。電子及びイオンが各々、1/2及びプラトウ領域に存在する時、新古典的に定まる径電場は圧力駆動によるブートストラップ電流を大巾に減少させる。また、ブートストラップ電流等のトロイダル電流がMHD安定性に及ぼす影響を研究し、その結果、電流が回転変換を減少する方向に流れると交換型モードを著しく安定化し、閉じ込め改善に大きく寄与するという重要な結果を得た。加熱に関しては、これまでの日本側のICRF及びNBI加熱解析の結果を紹介し非軸対称系におけるプラズマ加熱について議論した。ICRF加熱における高エネルギーイオンテイルの効果を含んだエネルギー閉じ込め時間について検討し、テイル効果を含むエネルギー閉じ込め時間の表式を導いた。核融合科学研究所で開発された平衡コード「HINT」を用いてLHD及びW7-Xでの磁気島生成の計算を行った。磁気島生成、即ち磁気面破壊の問題は磁気閉じ込め核融合にとっては本質的問題であり、閉じ込め改善と深く関わっている。このテーマの共同研究所の大きな成果は、「Self-Healing」現象の発見である。W7-Xでは真空磁場配位(β=0)でm=6/n=5の大きな磁気島が生成される。しかし、βが上昇すると、この磁気島は消減することが「HINT」コードを用いたシミュレーションで明らかにされた。これは真空磁場での磁気島と有限ベータの平衡電流の作る磁気島の位相がずれ丁度相殺したものと考えられ、プラズマ自身による磁気年破壊の回避であり、きれいな磁気面を作りプラズマの閉じ込めを大巾に改善するものである。新しい輸送モデルの構築及び閉じ込め改善の研究では、日本側から新しい輸送理論の提案を行い、理論と実験との詳細な比較・検討を行い閉じ込め改善策の共同研究を行った。この理論で従来謎とされていた実験結果を説明する事ができ、多くの成果をあげる事ができた。されに、ヘリオトロン・ステラレーター・トカマクの閉じ込め性能の相違・類似が明らかにされ、各々の閉じ込め改善策が議論された。回転変換や電流分布の抑制が閉じ込め改善に重要である事が明らかにされ、また、ヘリカル系におけるH・モードの改善度がトカマクと比べ小さい事も解明すべき重要な課題であり、これに関して径電場・新古典拡散の重要性も検討された。以上のように2年間で日・欧の間で協同研究を強力に推進する事ができ、協同研究の目的に合致した多くの研究成果を得る事ができた。ヘリカル系、トカマク等において理論・実験で巾広く研究を行っている欧州とは、今後もこのような共同研究を続けていく事は重要な事と思われる。本共同研究は3年計画として実施の申請をしたが,残念ながら2年間しか認められず予算額も減額されたため,計画を縮少し個々の課題はかなり絞らざるを得なくなったが,プラズマ輸送と閉じ込め性能の研究を発展させ,また,ヘリカル系のMHD安定性の研究,異なる配位の相違・類似点の比較検討等に成果を挙げる事ができた。当該年度研究実績は以下の二つにまとめられる。
山梨感情障害プロジエクト研究

J. Angstより提供された経過表を改定、日本語版を作成し1998年6月29日より感情障害の追跡調査を開始している。Angstによる経過表はチューリッヒコホート研究でも用いられており、日本語版を作成することにより、国際間での調査の比較が可能になるものと考えた。エントリー患者総数は56例で病相の追跡が終了していないものと追跡不可能となったものが8例存在したため、48例について今回はまとめた。男女比は48例中、男性24例、女性24例であった。病相開始時年齢は56.66歳であり、病相期間は289.6日であった。病気を引き起こした誘引は33例に認められた。病相の前駆症状では、心気症状7例、妄想3例、パニック発作1例、離人症状1例、が認められた。病相期間は289.6日であった。病相の前躯症状では、心気症状7例、不安症状3例、妄想2例、パニック発作1例、離人症状1例が認められた。病相で認められた症状群は、抑うつ症状群が45例、躁症状群1例、混合状態が1例、パニック発作が3例、健忘症状群が2例、強迫症状が1例、パレイドリアが1例に認められた。病相極期のGAFスコアは50.20点、ハミルトンスコアは22.18点であった。自殺帰途は2例に認められ、内訳は溺死未遂1例、刃物による未遂は1例であった。現在も調査は続行中であり、今後も症例数を重ねていくことにより、日本における感情障害の予後の長期調査が可能になるものと考えられる。
インターネット利用による知的法律CAIシステムの開発研究

本研究では,科学研究費重点領域研究「法律エキスパートシステム」に関する研究成果,および知識情報処理に関するコンピュータ援用教育システム(CAI)の開発実績の二つの基本的成果を融合し,法律教育における計算機援用教育を促進するための基礎研究を目的とし,交渉過程におけるあいまいさを考慮した法的推論エンジンの開発および,CAIとしての実装を行い,法学部学生を中心とした試用を通じて基本的機能および教育効果の評価を行った.題材としては国際統一売買法(CISG)を採用し,これを事例データベースとして構築し,推論を行う.初年度(平成11年度)は,ファジィ推論に基づく,あいまいな事例表現および事例間の類似性判断を行うことのできる推論エンジンの開発を行った.二年度(平成12年度)には,法的推論を行う上で重要な基礎となる,類似度についての研究を重点的に行った.最終年度にあたる今年度は,前年までの成果をもとに,法的推論をファジィ推論に基づいて行う法的エキスパートシステムの実装を行い,CAIシステムとしての利用可能性を検証した.開発したエキスパートシステムは推論エンジン,インタフェース部,事例データベースの3主要構成要素から構成されており,事例データベースとしては前年度までにも部分的に利用していた,国際統一売買法の事例をデータベースとして整備し,システムで利用可能なものとした.法学部学生を中心とした被験者による試用の結果,計算機援用教育が他分野に比べて遅れがちな法律分野において,計算機・インターネットによる学習支援の普及・促進につながるものとの評価を得た.また,本研究の成果は,関連書籍3冊,学術論文2編,口頭発表13件(内招待講演・基調講演5件を含む国際会議10件)にもまとめられており,中でも平成12年10月に飯塚(福岡)で開催された国際会議IIZUKA2000では優秀論文賞を受賞するなど,高い評価を得ている.本研究では、科学研究費重点領域研究「法律エキスパートシステム」に関する研究成果、および知識情報処理に関するコンピュータ援用教育システムCAIの開発実績の二つの基本的成果を融合し、法律教育における計算機援用教育を促進するための基礎研究を目的とし、交渉課程におけるあいまいさを考慮した法的推論エンジンの開発およびCAIとして実装し、法学部学生を中心とした試用を通じて基本的機能および教育効果の評価を行う。初年度にあたる本年度は、ファジィ理論に基づく、あいまいな事例表現および事例間の類似性判断を行うことのできる推論エンジンの開発を行った。上記先行研究の成果として、法的推論の工学的モデル化には事例ベース推論(CBR)が適していること、および事例法を適用する際の解釈および当てはめの判断には、あいまい性の存在が避けられない事が、法学専門家との議論を通じてわかっているが、従来のCBRに基づく法的推論エンジンでは、この様なあいまい性が、あまり考慮されていなかった。本研究では、ファジィ理論におけるメンバーシップとベイグネス両概念を用いて、あいまいさを含んだ事例ルールの記述、および推論を可能にした。具体的には、入力となる相談事例に対し、事例ルールの要件要素を満たすか否かをファジィ推論により判定し結論を導出する。また、入力事例が各要件を満たす程度を基に、類似する先例を推論する。両推論結果より、相談事例の事例ルールに基づく結論と、類似先例の結論が同じ場合には、先例と同じ結論を持つと判断する。国際統一売買法(CISG)を題材として事例ルールを構築し、評価実験を行った結果、あいまい性を考慮した推論が行えることを確認した。本研究では,科学研究費重点領域研究「法律エキスパートシステム」に関する研究成果,および知識情報処理に関するコンピュータ援用教育システム(CAI)の開発実績の二つの基本的成果を融合し,法律教育における計算機援用教育を促進するための基礎研究を目的とし,交渉過程におけるあいまいさを考慮した法的推論エンジンの開発および,CAIとしての実装を行い,法学部学生を中心とした試用を通じて基本的機能および教育効果の評価を行った.題材としては国際統一売買法(CISG)を採用し,これを事例データベースとして構築し,推論を行う.初年度(平成11年度)は,ファジィ推論に基づく,あいまいな事例表現および事例間の類似性判断を行うことのできる推論エンジンの開発を行った.二年度(平成12年度)には,法的推論を行う上で重要な基礎となる,類似度についての研究を重点的に行った.最終年度にあたる今年度は,前年までの成果をもとに,法的推論をファジィ推論に基づいて行う法的エキスパートシステムの実装を行い,CAIシステムとしての利用可能性を検証した.開発したエキスパートシステムは推論エンジン,インタフェース部,事例データベースの3主要構成要素から構成されており,事例データベースとしては前年度までにも部分的に利用していた,国際統一売買法の事例をデータベースとして整備し,システムで利用可能なものとした.法学部学生を中心とした被験者による試用の結果,計算機援用教育が他分野に比べて遅れがちな法律分野において,計算機・インターネットによる学習支援の普及・促進につながるものとの評価を得た.また,本研究の成果は,関連書籍3冊,学術論文2編,口頭発表13件(内招待講演・基調講演5件を含む国際会議10件)にもまとめられており,中でも平成12年10月に飯塚(福岡)で開催された国際会議IIZUKA2000では優秀論文賞を受賞するなど,高い評価を得ている.本研究では、科学研究費重点領域研究「法律エキスパートシステム」に関する研究成果、および知識情報処理に関するコンピュータ援用教育システムCAIの開発実績の二つの基本的成果を融合し、法律教育における計算機援用教育を促進するための基礎研究を目的とし、交渉過程におけるあいまいさを考慮した法的推論エンジンの開発およびCAIとしての実装を行い、法学部学生を中心とした試用を通じて基本的機能および教育効果の評価を行う。二年度にあたる本年度は、法的推論を行う上で重要な基礎となる、類似測度についての研究を重点的に行った。

第一に、法的推論における類似測度は、一般のそれとは性質が異なるものであり、従来主に用いられてきた、距離や特徴に基づく類似測度の様な、表層レベルのものだけでは不十分であることを示した。第二に、表層レベルの類似測度で得られる結果を評価するための、コンテキストや要因に基づく深層レベルの類似測度を新たに提案した。具体的には、法律に関する知識の持つ階層構造に着目し、要因間の関係はコンテキストに基づく類似測度で、要因における各要素は要因に基づく類似測度に基づいてそれぞれ評価を行う。提案手法は、前年度に開発した推論エンジンのプロトタイプに統合され、国際統一売買法(CISG)を題材とした評価実験でその有効性を確認した。研究成果は5件の国際会議等で発表され、10月に飯塚(福岡)で開催された国際会議IIZUKA2000では優秀論文賞を受賞するなど、その内容は高く評価されている。本研究では,科学研究費重点領域研究「法律エキスパートシステム」に関する研究成果,および知識情報処理に関するコンピュータ援用教育システム(CAI)の開発実績の二つの基本的成果を融合し,法律教育における計算機援用教育を促進するための基礎研究を目的とし,交渉過程におけるあいまいさを考慮した法的推論エンジンの開発および,CAIとしての実装を行い,法学部学生を中心とした試用を通じて基本的機能および教育効果の評価を行った.題材としては国際統一売買法(CISG)を採用し,これを事例データベースとして構築し,推論を行う.初年度(平成11年度)は,ファジィ推論に基づく,あいまい事例表現および事例間の類似性判断を行うことのできる推論エンジンの開発を行った.二年度(平成12年度)には,法的推論を行う上で重要な基礎となる,類似度についての研究を重点的に行った.最終年度にあたる今年度は,前年までの成果をもとに,法的推論をファジィ推論に基づいて行う法的エキスパートシステムの実装を行い,CAIシステムとしての利用可能性を検証した.開発したエキスパートシステムは推論エンジン,インタフェース部,事例データベースの3主要構成要素から構成されており,事例データベースとしては前年度までにも部分的に利用していた,国際統一売買法の事例をデータベースとして整備し,システムで利用可能なものとした.法学部学生を中心とした被験者による試用の結果,計算機援用教育が他分野に比べて遅れがちな法律分野において,計算機・インターネットによる学習支援の普及・促進につながるものとの評価を得た.また,本研究の成果は,関連書籍3冊,学術論文2編,口頭発表13件(内招待講演・基調講演5件を含む国際会議10件)にもまとめられており,中でも平成12年10月に飯塚(福岡)で開催された国際会議IIZUKA2000では優秀論文賞を受賞するなど,高い評価を得ている.
低酸素応答転写制御ネットワークの網羅的解析による慢性腎臓病の病態生理の解明

siRNAlibraryスクリーニングとChIPシークエンスおよびmicroarrayにより、hypoxia-inducible factor(HIF)の転写制御ネットワークの解析を行った。新規HIF調節分子および新規HIFターゲット遺伝子の同定に成功し、そのうちの1つであるGene Aについては、腎細胞癌の予後とよく相関し、細胞質分裂に重要な役割を果たすことを見出した。本研究の目的は低酸素応答という重要な個別生命現象に焦点を絞って転写制御ネットワークの網羅的解析を行い、得られた知見を腎臓病学の病態生理に応用するものである。まず、低酸素応答で重要な役割を果たす分子を同定するため、HIF応答レポーターベクターを恒常的に発現している細胞を利用してsiRNA libraryスクリーニングでの網羅的探索を行った。その結果、複数の新規HIF調節候補遺伝子を同定し、更に蛋白レベルでのHIFの発現の変化を調べ、特にHIF調節能の強い5つの新規遺伝子を同定した。今後、これらの遺伝子の具体的なHIF調節機構に関して研究を進める予定である。同時に、ChIPシークエンスを用いてHIFの転写制御ネットワークの解明を行うため、ヒト血管内皮細胞(HUVEC)を使用した実験を行った。HIF-1については信頼性のあるデータを得ることができており、従来HIF-1のターゲット遺伝子として知られていたものに加え、複数の新規HIF-1ターゲット遺伝子の同定に成功している。現在結果について網羅的解析を行っているが、並行してこれらの遺伝子に対するHIF-1の結合が機能的なものであることを確認するため、siRNAによるノックダウンの実験を行っている。一方、HIF-2についてはシグナルノイズ比が悪く再現性のある結果が得られていない、種々の抗体で行ったが、HIF-1の解析がうまくいっていることと考え合わせ、技術的な問題ではなくHIF-2の抗体の特異性の問題と考えており、現在新たにHIF-2の抗体の作成を開始している。前年度から引き続いて行っている培養細胞を用いたChIPシークエンスによるHIFの転写制御ネットワークの研究について、条件設定の最適化を行い、当初HIF-1結合遺伝子として同定されたものが122遺伝子だったものを、567遺伝子に増やすことができた。同時に、低酸素状態においてEIF-1が正常に発現している細胞とHIF-1をノックダウンした細胞におけるmicroarrayを施行し、293遺伝子がHIF-1依存性に発現が変化することを見出した。これらに共通するものとして47遺伝子を同定し、これをHIF-1による直接の低酸素制御が確実な遺伝子とした。47遺伝子の中には、従来からHIF-1による調節が知られていたものに加え、従来HIFによる調節が知られていなかった新規遺伝子があり、それらについてはその機能の検証を進めている。例えば、GeneAについては、GeoProfileにて腎細胞癌における発現の亢進が再現性をもって報告されており、tissue arrayを施行することで腎細胞癌における蛋白レベルでの発現亢進を確認することが出来た。HIF-2については未だChIPシークエンスに使用可能な質の高い抗体が得られず、新しいHIF-2の特異抗体の作成を昆虫細胞の系を用いて継続して行っている。前年度から引き続いて行っている培養細胞を用いたChIPシークエンスによるHIFの転写制御ネットワークの研究について、条件設定の最適化を行い、低酸素下でのHIF-1結合遺部位を2060箇所同定した。同時に、低酸素状態においてHIF-1が正常に発現している細胞とHIF-1をノックダウンした細胞におけるmicroarray解析の条件も最適化し、480遺伝子がHIF-1依存性に発現が変化することを見出した。これらに共通する新規HIF-1ターゲット遺伝子であるGeneAについては、GeoProfileにて腎細胞癌における発現の亢進が再現性をもって報告されており、tissue arrayを施行することで腎細胞癌における蛋白レベルでの発現亢進を確認することが出来た。レポーターアッセイを行い、HIF-1のGeneAのintronへの結合が低酸素状態での発現亢進に必須であることを確認した。また、GFPとのfusion proteinを培養細胞に発現させ、GeneAの蛋白産物が細胞質分裂の終期にintercellular bridgeに集まること、低酸素では培養細胞のうち多核細胞が増加すること、GeneAをノックダウンすると多核細胞が更に増えることを見出し、GeneAが低酸素状態での細胞質分裂に重要な役割を果たすことを示した。
水酸基活性化に基づく非天然アミノ酸の高効率合成

非天然型アミノ酸及びその誘導体は擬似ペプチド医薬品の創製の根幹に関わる重要な化合物であるが、入手は一般に困難である。研究代表者らはこれまでにジオール類をキラル銅触媒とキレート環形成させればその水酸基が活性化されるという概念を提唱し、ジオール類の一方の水酸基のみを不斉に官能基変換できる反応の開発を行ってきた。本研究課題では、プロキラルジオールの一方の水酸基のみを不斉モノスルホニル化や不斉酸化することにより多様な4級キラル分子素子への変換を目指した。先ず入手容易なプロキラル2ーアミノー1,3ージオールから多様な4級キラル分子素子を簡便かつ高効率に合成できる反応の開発を目指し、研究に着手した。鋭意検討した結果、PhBOXと銅塩からなるキラル銅触媒と臭素カチオン源を酸化剤とすることにより、様々な置換基を有するα-置換セリノール誘導体を不斉非対称化し、高効率にα-置換セリンエステルに変換することに成功した。また、スルホニル化による光学活性4ー置換アジリジン合成法を開発し、4ー置換アジリジンカルボン酸や非天然4ー置換アミノ酸合成に応用した。4置換アミノアルコールの不斉酸化による光学分割に加え、グリセリン誘導体のグリセリン酸誘導体への不斉酸化にも成功した。ここで、不斉配位子の構造に着目し、PhBOXの配位角度が小さくなるように構造変換したところ、S値や不斉収率、及び反応収率は大幅に改善され、効率的に光学活性四置換アミノ酸やグリセリン酸を高効率に合成できるようになった。これらにより、多様な置換基を有する非天然アミノ酸の簡便合成法が開発できた。非天然型アミノ酸及びその誘導体は新規擬似ペプチド医薬品の創製の根幹に関わる重要な化合物であるが、入手は一般に困難である。申請者らはこれまでにジオール類をキラル銅触媒とキレート環形成させればその水酸基が活性化されるという概念を提唱し、ジオール類の一方の水酸基のみを不斉に官能基変換できる反応の開発を行ってきた。この研究の過程で、プロキラルジオールの一方の水酸基のみを不斉モノスルホニル化や不斉酸化することにより多様な4級キラル分子素子に変換できる可能性を見出した。本研究課題では、入手容易なプロキラルジオールから多様な4級キラル分子素子を簡便かつ高効率に合成できる反応の開発を目指し、研究に着手した。また、その絶対配置をジアステレオマーに誘導化後、X線結晶構造解析することにより明らかにした。一方、上記不斉非対称化の反応条件では、ラセミ体のα,αー二置換アミノアルコールを酸化的光学分割はその効率を表すS値は低く、再現性にも乏しかった。そこで、不斉配位子の構造に着目し、PhBOXの配位角度が小さくなるように構造変換したところ、S値は改善され再現性も取れるようになり、効率的に光学活性四置換アミノ酸を合成できるようになった。これら見出した2つの反応により、多様な置換基を有する非天然アミノ酸の簡便合成法が開発できた。多様な置換基を有する重要な非天然アミノ酸を簡便且つ効率的に合成できる、不斉酸化反応による光学分割や不斉非対称化を開発することができたので、おおむね順調に進展していると評価できる。また、4置換アミノアルコールの不斉酸化による光学分割に加え、グリセリン誘導体のグリセリン酸誘導体への不斉酸化にも成功した。ここで、不斉配位子の構造に着目し、PhBOXの配位角度が小さくなるように構造変換したところ、S値や不斉収率、及び反応収率は大幅に改善され、光学活性四置換アミノ酸やグリセリン酸を高効率に合成できるようになった。多様な置換基を有する重要な非天然アミノ酸を簡便且つ効率的に合成できる、不斉酸化反応による光学分割や不斉非対称化を開発することができた。また、類似構造のグリセリン類のグリセリン酸誘導体への不斉酸化にも成功したので、おおむね順調に進展していると評価できる。

研究代表者らはこれまでにジオール類をキラル銅触媒とキレート環形成させればその水酸基が活性化されるという概念を提唱し、ジオール類の一方の水酸基のみを不斉に官能基変換できる反応の開発を行ってきた。本研究課題では、プロキラルジオールの一方の水酸基のみを不斉モノスルホニル化や不斉酸化することにより多様な4級キラル分子素子への変換を目指した。先ず入手容易なプロキラル2ーアミノー1,3ージオールから多様な4級キラル分子素子を簡便かつ高効率に合成できる反応の開発を目指し、研究に着手した。鋭意検討した結果、PhBOXと銅塩からなるキラル銅触媒と臭素カチオン源を酸化剤とすることにより、様々な置換基を有するα-置換セリノール誘導体を不斉非対称化し、高効率にα-置換セリンエステルに変換することに成功した。また、スルホニル化による光学活性4ー置換アジリジン合成法を開発し、4ー置換アジリジンカルボン酸や非天然4ー置換アミノ酸合成に応用した。4置換アミノアルコールの不斉酸化による光学分割に加え、グリセリン誘導体のグリセリン酸誘導体への不斉酸化にも成功した。ここで、不斉配位子の構造に着目し、PhBOXの配位角度が小さくなるように構造変換したところ、S値や不斉収率、及び反応収率は大幅に改善され、効率的に光学活性四置換アミノ酸やグリセリン酸を高効率に合成できるようになった。これらにより、多様な置換基を有する非天然アミノ酸の簡便合成法が開発できた。合成したαー置換セリンエステルを有用なシステイン誘導体へ変換を行う。また、グリーンケミストリーの観点から、現在臭素カチオン源として使用している臭素化合物を触媒量の臭化物塩に置き換えることができるよう、電気化学的手法の開発に取り組む。合成したグリセリン酸誘導体を有用なアミノ酸誘導体へ変換を行う。
セキュリティの変化に迅速に対応できるパターン指向ソフトウェア開発法の研究

セキュリティ要求の変化に対して迅速な対応を行うためには、対策の設計を行う前に、複数の対策から適切な対策を選択する指針となる高精度な対策コストの予測と、選択した対策が可能な限り自動的に追加できる仕組みが必要である。そこで、本提案では、セキュリティパターンを脅威・攻撃・対策パターンの3つに分類し、それぞれの関連を明らかにすることで、各開発工程でモデル化されるセキュリティの関心事間の関連を導出できるようした。さらにアプリケーションとパターンの関連を明らかにするために、セキュリティパターンにより得られる情報を、セキュリティモデル中のステレオタイプで付加する方法を提案した。従来のセキュリティ開発手法では、さまざまな対策案がパターンとしてカタログ化されていたが、どのような対策をソフトウェアのどこに施すかは、開発者が判断し、その判断基準は開発中のモデルには明示されていなかった。また、セキュリティ要求の変化に対して迅速な対応を行うためには、対策の設計を行う前に、複数の対策から適切な対策を選択する指針となる高精度な対策コストの予測と、選択した対策が可能な限り自動的に追加できる仕組みが必要である。そこで、本提案では、セキュリティパターンを脅威パターン、攻撃パターン、対策パターンの3つに分類し、それぞれの関連を明らかにすることで、各開発工程でモデル化されるセキュリティの関心事間の関連(縦方向のトレース)を導出できるようにする。さらにアプリケーションとパターンの関連(横方向のトレース)を明らかにするために、セキュリティパターンにより得られる情報を、セキュリティモデル中のステレオタイプで付加する方法を提案する。これらの分析結果を新しい攻撃や脅威の対応の際に再利用することで、対策コストの予測やその自動追加が実現できる。平成24年度はセキュリティ分析・設計に必要な情報を整理しながら行い、インパクトの予測と自動化が扱える統一的な言語を構築した。具体的には、セキュリティ情報を既存のモデルに追加する手法を吉岡が中心になって開発し、パターンからインパクトを分析する手法を海谷が開発した。そして、対策を自動追加する仕組みを鷲崎が中心に開発した。さらに、オープンソースの事例を使ってこれを評価している。さらに、オープンソースの事例を使ってこれを評価した。平成25年度は、さらに中規模な事例として大学の学生管理システムを提案手法に基づき設計し、その問題点をもとにメタモデルの改良を行った。具体的には学生管理システムの要求仕様を作り、設計を行った。その後、産学の協力者により、この仕様に対するセキュリティ要求とそれに対応した設計を本手法を含むいくつかの手法を使って作成した。その結果、従来手法で発見が難しかった脅威や要求が摘出され、本手法の有効性が確認できた。また、プライバシーの考慮など、これまで提案手法で考慮していなかった観点についても分析手法が必要であることが確認され、今後の課題が整理できた。最終年度となる平成26年度は、ツールを洗練しWebから公開を行った。

さらに、プライバシーの考慮など、これまで提案手法で考慮していなかった観点についても分析を行い、ツールの有効性と今後の課題が整理できた。26年度が最終年度であるため、記入しない。セキュリティソフトウェア工学26年度が最終年度であるため、記入しない。各研究分担者の技術に対して、パターンを中心に統合し、各開発工程でモデル化される情報間の関連を整理することができた。具体的な例題を構築でき、実用性の評価および今後の課題が整理できた。提案手法の有効性を示すために、事例の作成と評価を中心に推進予定である。平成25年度の評価結果を受けて、手法を洗練化させるとともに、開発プロセスをサポートするツールを改良する。そして、課題に挙げられたプライバシー要求等への拡張を行う。さらに、ツールを普及させるためにドキュメント等整理し、Webから公開する。平成24年度に構築した言語をもとに、Webサービス分野で中規模な事例を設計し、提案するモデルの拡張性および、有効性を評価し、問題点を整理する。中規模の事例の構築に学生の謝金を計上していたが、教育の一環として構築を行ったため研究補助として計上していた謝金費用が不要となった。平成25年度に整理できた課題を解決するためにツールを拡張し完成度を向上させるための費用とする。さらに、事例の洗練を行うために学生への研究補助のための謝金、およびその他の費用で外注として使用する。
顎関節におけるBMP-6の抗アポトーシス作用に関する研究

【実験方法】1.細胞培養:顎関節内障の患者から採取した滑膜組織、および関節円板組織を培養し、実験に使用した。2.ヒト顎関節内障の滑膜、関節円板組織標本の免疫染色:抗BMP-6抗体にてBMP-6の発現の局在を免疫組織学的に検討した。また、同標本においてTUNEL法を用い、apoptosisの評価を行った。3.咬合不全ラットの顎関節滑膜、関節円板組織標本作製、免疫染色:頭部をパラフィン包埋し、顎関節の薄切切片(5nm)を作製した。ヒト標本と同様に評価。【結果】1.ヒト顎関節培養滑膜細胞で、インターロイキン-1βを添加したものにおいて、BMP-6のmRNAの発現が上昇していた。低酸素刺激によるBMP-6のmRNAの変化はほとんど認められなかった。2.ヒトの顎関節内障の滑膜・関節円板パラフィン包埋標本(1)BMP-6の発現:滑膜組織に明確なBMP-6の発現は見られない。円板組織には円板内の軟骨細胞様細胞にBMP-6の発現が認められた。線維化が強く円板内に軟骨細胞様細胞が少ないヒト顎関節円板組織は発現が少なかった。顎関節内障と正常顎関節の関節円板を比較すると、正常関節円板における軟骨細胞様細胞のBMP-6の陽性率が約20%であるのに対し、顎関節内障の関節円板の軟骨細胞様細胞のBMP-6の陽性率は関節円板の位置によって差があるが約60%に認められた。正常関節円板においては関節円板内の前方肥厚部や後方肥厚部に比較し、中央狭窄部の軟骨細胞様細胞に比較的陽性率が高い傾向にあると考えられた。(2)apoptosisの評価:TUNEL法によるapoptosis陽性細胞は約3%未満でほとんど陽性反応を認めない。3.咬合不全ラットの滑膜・関節円板パラフィン包埋標本(1)ラット顎関節滑膜組織には、実験群、対照群ともに明確なBMP-6の発現は見られない。ラット顎関節円板組織には実験群、対照群ともに円板内の軟骨細胞様細胞にBMP-6の発現が認められるが、両者に明確な差異は認められない。(2)apoptosisの評価:TUNEL法によるapoptosis陽性反応を認めない。【実験方法と経過】細胞培養:顎関節内障の患者から採取した滑膜組織、および関節円板組織を培養し、その細胞の増殖に成功した。ヒト顎関節内障の滑膜、関節円板組織標本作製:顎関節内障の滑膜・関節円板をパラフィン包埋し、薄切切片(5nm)を作製した。抗BMP-6抗体、HRP標識二次抗体を反応させ、DABにて発色を行い、BMP-6の発現の局在を免疫組織学的に検討した。咬合不全ラットの作製:8週齢のWistar系ラットを用い、全身麻酔下、右側上顎臼歯部を抜歯し、ラットに咬合不全を生じさせた。【結果】ヒトの顎関節内障の滑膜・関節円板パラフィン包埋標本の薄切切片(5nm)におけるBMP-6の発現の免疫組織学的評価およびTUNEL法によるapoptosisの評価(1)BMP-6の発現:滑膜組織に明確なBMP-6の発現は見られない。ただし顎関節内障と正常顎関節の関節円板を比較すると、正常関節円板における軟骨細胞様細胞のBMP-6の陽性率が約20%であるのに対し、顎関節内障の関節円板の軟骨細胞様細胞のBMP-6の陽性率は関節円板の位置によって差があるが約60%に認められた。(2)apoptosisの評価:現段階では標本数が少ないが(15標本)、TUNEL法によるapoptosis陽性細胞は約3%未満でほとんど陽性反応を認めない。

線維化が強く円板内に軟骨細胞様細胞が少ないヒト顎関節円板組織は発現が少なかった。顎関節内障と正常顎関節の関節円板を比較すると、正常関節円板における軟骨細胞様細胞のBMP-6の陽性率が約20%であるのに対し、顎関節内障の関節円板の軟骨細胞様細胞のBMP-6の陽性率は関節円板の位置によって差があるが約60%に認められた。正常関節円板においては関節円板内の前方肥厚部や後方肥厚部に比較し、中央狭窄部の軟骨細胞様細胞に比較的陽性率が高い傾向にあると考えられた。(2)apoptosisの評価:TUNEL法によるapoptosis陽性細胞は約3%未満でほとんど陽性反応を認めない。3.咬合不全ラットの滑膜・関節円板パラフィン包埋標本(1)ラット顎関節滑膜組織には、実験群、対照群ともに明確なBMP-6の発現は見られない。ラット顎関節円板組織には実験群、対照群ともに円板内の軟骨細胞様細胞にBMP-6の発現が認められるが、両者に明確な差異は認められない。(2)apoptosisの評価:TUNEL法によるapoptosis陽性反応を認めない。
ボルネオ島・スマトラ島での野外調査にもとづく東南アジアの樹木フロラの網羅的解明

本研究は種多様性がとくに高いボルネオ島とスマトラ島でトランセクト調査を集中的に実施し、これらの地域の樹木多様性を定量的に記述すること、また、クスノキ科などについて東南アジア全種を対象に分類学的研究を進め、新種を記載し、チェックリストを発表するを目的としている。平成29年度はボルネオ島(サラワク州、ブルネイ国)でトランセクト調査を実施し、東南アジアでもっとも種多様性が高いボルネオ島のデータを充実させた。また、重点的研究対象としているクスノキ科のDNAサンプルの分析と分類学的研究・新種記載を集中的に進め、クスノキ科についての東南アジア産全種チェックリストを作成した。クスノキ科の分類学的研究資料をさらに充実させるため、ミャンマー・タイ・マレー半島・ラオス・カンボジアで補足調査を実施した。これらの資料にもとづき、シロダモ属、ニッケイ属、シナクスモドキ属についてMIGseq, ITSによる系統解析を行った。ITSでは近縁種間の違いがなかったり、近縁種間で多型が共有されているケースがあったが、このような場合でもMIGseqでは近縁種間で顕著な違いが見られ、種判別を行うことが可能だった。MIGseqにもとづく解析の結果、シロダモ属では55種が確認され、うち38種(69%)が新種だった。シナクスモドキ属では27種が確認され、うち14種(52%)が新種だった。ニッケイ属では104種が確認され、うち31種(30%)が新種だった。これらの結果から、東南アジア熱帯林にはいまなお多くの未記載種が残されていることが明らかになった。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度は、2015年9月にスマトラ島での調査を計画したが、大規模な森林火災のために調査を延期し、2016年3月および10月(繰越予算を使用)にスマトラ島で調査を実施した。また、2016年1月にボルネオ島(サラワク州バリオ)で調査を実施した。また、インドシナ半島とマレーシアの種を対象にクスノキ科の分類学的研究を進めた。標本調査から新種比率が高いことが判明したベトナムにおいて、新種記載のための標本採集調査を実施した。スマトラ島リアウ州では3地点において100mx5mトランセクトを設置し、全種調査を行い、329種、285種、248種を記録した。また、クスノキ科タブノキ属、Nothaphoebe属などにおいて、新種候補を得た。サラワク州バリオでは予備調査としてトランセクトによらない標本採集を実施し、235種を記録した。クスノキ科において、属が確定できない新種候補を得た。クスノキ科シロダモ属、タブノキ属について、インドシナ半島とマレーシア・スマトラ島・ジャワ島・カリマンタンでこれまでに得た資料からrbcL, matK, ITS配列を決定し、分子系統樹と形態的特徴にもとづいて分類学的研究を行なった。その結果、シロダモ属では69点の標本が35種に分類され、うち22種(62%)は新種と判定された。タブノキ属では34種が認識され、うち27種(79%)が新種と判定された。これら新種候補のうち、花か果実の標本が採集され、形態的特徴づけが明確なシロダモ属2種、タブノキ属2種について新種記載の論文を投稿した。野外調査については計画を達成できた。平成27年度のスマトラ森林火災のために延期した調査は28年度に実施できた。クスノキ科についての分類学的研究も順調に進展し、形態的特徴づけが明確なシロダモ属2種、タブノキ属2種について新種記載の論文を投稿した。平成28年度はボルネオ島で2回の調査を実施した(7月と9月にランビル国立公園)。また、平成27年度の研究でクスノキ科の新種があることが判明し、論文発表のために追加資料が必要となったため、ベトナム・ミャンマーにおいて野外調査を実施し、新種記載のための標本採集を実施した。ランビル国立公園では、100mx5mのトランセクトにおける全種調査を2地点で実施し、514種と472種を記録した。東南アジア各地での同じ方法による調査結果の中で、これらはもっとも高い記録である。クスノキ科バリバリノキ属において特徴が明確な新種を採集し、記載論文を投稿した。ITS配列の結果とハーバリウム標本にもとづいて、インドシナ産シナクスモドキ属の分類学的研究を実施した。de Kok (2015)のrevisionで他種のシノニム(同種異名)とされた種のうち5種は独立種であり、さらに4種の新種が確認され、インドシナ半島産の種数は16種から25種に増えた。

その後のITS配列にもとづく研究によって隠ぺい種がさらに確認された。また、タイ産タブノキ属の分類学的研究を行い、合計20種を認めた。このうち新種は7種(35%)だった。ベトナム・ミャンマーの野外調査において、タブノキ属、シナクスモドキ属などの新種がさらに採集された。東北大陶山博士の協力を得て、次世代シークエンサーによる迅速かつ高精度な分子系統解析法を検討した(このため、東北大学陶山研究室を5月に訪問した)。シロダモ属において、ITS系統樹よりもさらに解像度の高い系統樹が得られ、さらなる新種が確認された。計画した調査は順調に進行し、標本資料・DNAサンプルが蓄積されている。また、これまでに蓄積された標本・DNAサンプルの分析も順調であり、論文発表も進んでいる。本研究は種多様性がとくに高いボルネオ島とスマトラ島でトランセクト調査を集中的に実施し、これらの地域の樹木多様性を定量的に記述すること、また、クスノキ科などについて東南アジア全種を対象に分類学的研究を進め、新種を記載し、チェックリストを発表するを目的としている。平成29年度はボルネオ島(サラワク州、ブルネイ国)でトランセクト調査を実施し、東南アジアでもっとも種多様性が高いボルネオ島のデータを充実させた。また、重点的研究対象としているクスノキ科のDNAサンプルの分析と分類学的研究・新種記載を集中的に進め、クスノキ科についての東南アジア産全種チェックリストを作成した。クスノキ科の分類学的研究資料をさらに充実させるため、ミャンマー・タイ・マレー半島・ラオス・カンボジアで補足調査を実施した。これらの資料にもとづき、シロダモ属、ニッケイ属、シナクスモドキ属についてMIGseq, ITSによる系統解析を行った。ITSでは近縁種間の違いがなかったり、近縁種間で多型が共有されているケースがあったが、このような場合でもMIGseqでは近縁種間で顕著な違いが見られ、種判別を行うことが可能だった。MIGseqにもとづく解析の結果、シロダモ属では55種が確認され、うち38種(69%)が新種だった。シナクスモドキ属では27種が確認され、うち14種(52%)が新種だった。ニッケイ属では104種が確認され、うち31種(30%)が新種だった。これらの結果から、東南アジア熱帯林にはいまなお多くの未記載種が残されていることが明らかになった。引き続き、計画している野外調査を実施し、標本資料とトランセクトデータを蓄積する。一方でクスノキ科についての分子系統学的・分類学的研究を進め、新種を記載し、東南アジアにおける樹木チェックリストのクスノキ科分を完成させる。次年度は最終年度なので、重点的研究対象としているクスノキ科のDNAサンプルの分析と分類学的研究・新種記載を集中的に進め、クスノキ科についての東南アジア産全種チェックリストを完成させる。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
多層膜X線望遠鏡による硬X線の撮像スペクトル観測

超新星の残骸、活動銀河核、銀河団等の硬X線での撮像観測を目指して、多層膜スーパーミラーを用い硬X線望遠鏡を開発した。それを搭載した最初の気球実験を2000年の夏に予定している。この望遠鏡は円錐近似によるWolter1型の斜入射光学系であり、X線天文衛星ASTRO-E(2000年2月10日に打ち上げられたが軌道に乗らず)と同じ多重薄板型レプリカ鏡による方式である。20-40keVのエネルギー領域で有効面積の増大を図るために、鏡面にはPt/C多層膜スーパーミラーを成膜する。金レプリカ鏡にスーパーミラーを成膜して硬X線望遠鏡を試作し、目標とする結像性能が得られることを確認した。その後、白金レプリカ鏡でより優れた性能が得られることが明らかになり、その大量生産方式を確立するとともに、製作を開始した。NASA/GSFCに研究者を派遣して共同研究を進め、気球実験に関する打ち合わせを行った。以下のような研究成果が得られた。1.鏡面基板の製作アルミ薄板をベースにしたPtレプリカ鏡で最も優れた性能が得られ、NASAと共同で鏡面基板の大量生産を開始した。1台の望遠鏡を組み上げるには2000枚程度の量産が必要である。2.多層膜の成膜と性能評価Pt/C多層膜スーパーミラーをDC及びRFスパッター装置によりレプリカ鏡に成膜し、特性X線及びSPring-8の硬X線ビームラインを用いて反射率の測定を行った。スーパーミラーの新たな設計法を見出し、性能向上を図った。3.硬X線検出器の開発NASA/GSFCはCdZnTe半導体を用いた撮像型検出器の開発を進めているが、我々はシンチレーションカウンターによる硬X線の撮像型検出器の開発を始めた。4.望遠鏡の設計と製作望遠鏡の鏡筒を設計・製作し、反射鏡を組み込んで結像性能の評価を行ったところ、ASTRO-Eと同程度の性能が得られた。本研究で目指す、硬X線望遠鏡の開発は大きく三つに分けられる。それは、高い効率と滑らかな表面の創製を目指す薄板基板の製作、広い帯域で高い反射率を得る為の多層膜スーパーミラーの設計製作と、反射鏡/望遠鏡の評価である。今年度の調査研究の中では、基板の加工と評価を担当する難波が、国際会議での成果発表と合わせ、基板製作を担当するNASA/GSFCを訪問した。田村は、これまで名古屋で行って来た多層膜反射鏡の開発成果を国際会議で発表すると共に、NASA/GSFCで製作された基板に名古屋で最適設計した多層膜を蒸着してGSFCへ持ち込んだ。ここで、米国側研究者と共に、望遠鏡として組み上げ、世界で初めての硬X線の撮像実験に成功した。これは、基板を準備したSerlemitsos group、多層膜スーパーミラーを製作した名古屋グループ、硬X線撮像検出器を準備したTueller/Gehrels groupの国際協力の賜物である。この成果をまとめて国際会議で発表することと、その後の多層膜開発の成果の議論と実験をNASA/GSFCで行うため、芳賀が渡米した。一方、焦点面に置いて反射像を評価する検出器の開発研究の打ち合わせに寺島をGSFCに派遣している。年度の最後には国枝が基板製作、多層膜蒸着に関する研究打ち合わせのためGSFCを訪問する。また、米国側研究者と気球実験を目指した計画全体を議論するため、山下が渡米する。

今年度は、目標としたDemonstration Modelの試作に成功し、タイミング良く整備の進んだ硬X線撮像型検出器と組み合わせることができ、世界に先駈けて硬X線望遠鏡システムの実用化を実証することができた。(敬称略)1.「あすか」衛星の観測による銀河団の研究銀河団の内部を満たす高温プラズマからのX線放射を、「あすか」衛星を用い撮像スパクトル観測を行った。特にかみのけ座銀河団を詳しく観測したところ、温度分布があることが分かり、銀河団が静水圧平行に落ち着いた構造ではなく、併合・合体の途上にあることが示された。また、数十個の銀河団のX線輝度と温度分布の観測から、銀河団を構成する、高温ガスおよびダークマターの分布を独立に求めることができた。中心部にダークマターがより多く集中していることは、銀河団の構造と進化を解明する大きな手がかりとなる。2.硬X線望遠鏡の開発前年度、試作に成功した多層膜スーパーミラーは、望遠鏡全体の一部にあたる。望遠鏡の異なる半径においては、入射角が異なり、それに合わせた多層膜の最適設計を行った。また、曲率半径の違いは、多層膜製膜の条件を個別に調整する必要が有り、これに対応するべく製膜装置の特性測定、調整を行い、ほぼ全体の半径に対応し、そして10cm平方以上のサンプルで均一な製膜法を確立した。その他、来年度以降の気球本観測を目指して、2000枚に及ぶ多量の反射鏡生産の検討、試作を始めている。気球搭載用硬X線望遠鏡は円錐近似によるWolter1型の斜入射光学系であり、X線天文衛星ASTRO-E(2000年2月10日に打ち上げられたが軌道に乗らず)と同じ多重薄板型レプリカ鏡による方式である。20-40keVのエネルギー領域で有効面積の増大を図るために、鏡面にはPt/C多層膜スーパーミラーを成膜する。2000年6月に最初の気球実験を予定しており、スーパーミラーレプリカ反射鏡の大量生産方式を確立するととも製作を開始した。NASA/GSFCに研究者を派遣して共同研究を進め、気球実験に関する打ち合わせを行った。硬X線領域の性能評価をSPring-8のビームラインを用いて行った。研究成果をSPIE及び多層膜の物理国際会議で発表した。今年度の目標はほぼ達成され、以下のような研究成果が得られた。1.鏡面基盤の製作アルミ薄板をベースにしたPtレプリカ鏡で最も優れた性能が得られ、NASAと共同で鏡面基盤の大量生産を開始した。1台の望遠鏡をくみ上げるには2000枚程度の量産が必要である。2.多層膜の成膜と性能評価Pt/C多層膜スーパーミラーをDC及びRFスパッター装置によりレプリカ鏡に成膜し、特性X線及びSPring-8の硬X線ビームラインを用いて反射率の測定を行った。スーパーミラーの新たな設計法を見出し、性能向上を図った。3.硬X線検出器の開発、NASA/GSFCはCdZnTe半導体を用いた撮像型検出器の開発を進めているが、我々はシンチレーションカウンターによる硬X線の撮像型検出器の開発を始めた。4.望遠鏡の設計と製作望遠鏡の鏡筒を設計・製作し、反射鏡を組み込んで結像性能の評価を行ったところ、ASTRO-Eと同程度の性能が得られた。
ニューロカインによる末梢侵害受容機構の修飾

健常ラットを用いた実験では、感覚神経を支持している細胞が放出する神経栄養因子のひとつが、熱疼痛閾値を低下させている可能性が示唆された。また、侵害刺激後にドップラー血流計で血流変化をとらえることができ、新たな末梢神経機能解析方法として疼痛研究領域で応用が期待される。19年度には科学研究費補助金でパッチクランプ記録のために必要なセットアップの一部を追加し、より効率的に電気生理学的実験を進めることができるようになった。1)「逆向性染色法」による足底皮膚・筋に分布する神経の同定これまでに同様の方法で内臓感覚神経の同定は確立できているが、足底に分布する体性感覚神経の同定に関しては、まだ安定した結果が出ていない状況である。染色物質の注入部位、確認時期の検討も行っている。また、投与する注射針をさらに細く(30G)するなど、足底皮膚・筋に分布する神経の同定方法に改善を加え、比較的安定した結果が得られはじめている。2)パッチクランプ記録による侵害受容器における痛覚受容に関わる受容体・イオンチャネル、特にカプサイシン受容体を含め、その性質を明らかにした。pH感受性の容量依存性、熱閾値、カプサイシンの濃度依存性を中心に検討した。カプサイシン感受性感覚神経を用いて、パッチクランプ記録を行なっているが、マウス培養後根神経節細胞(感覚神経)を用いた実験では、酸(プロトン)に対する反応から、異なるpHに反応する数種類の酸感受性が認められており、虚血組織、炎症組織でのこれらの感覚神経・イオンチャネルの関与が示唆される。現在、ニューロカイン投与による影響を検討中である。3)行動実験も並行してはじめている。足底にCNTFを投与したあとの変化を機械刺激と熱刺激に対する反応を観察し、現在検討中である。現在までの結果では、CNTF存在下で熱痛覚過敏を起こすようである。神経障害性疼痛の原因としてグリアの関与が注目されてきており、グリアが侵害受容器の感作に影響を与えている可能性があるのではないかと考え実験を行った。シュワン細胞は繊維芽細胞増殖因子(FGF)を初め、多くの栄養因子(ニューロトロフィン)は、損傷した神経線維に働きかけ生存と再生に作用することがわかっている。すでに神経栄養因子である神経成長因子(NGF)や脳由来神経栄養因子(BDNF)が、神経損傷モデルにおいて神経の過敏性亢進にかかわるとする報告がされている。しかし、シュワン細胞が産生するCNTFに関しては一次感覚神経への作用は未知の部分が多く、いまだ痛みにかかわる研究はわれわれの知る限り見当たらない。平成20年度は、行動実験を中心に行った。CNTFを投与した行動実験足底にCNTFを局所投与した後の痛覚閾値変化を、機械刺激と熱刺激を行い測定した。健常ラットを用いた実験で、温熱痛覚過敏に関しては、CNTF投与後に疼痛閾値の低下を引き起こす可能性が示唆された。拮抗薬による、閾値再の変化に関してはまだ調査の余地がある。このほかに、痛覚過敏における末梢神経機能を解析する方法として、新たに末梢神経の神経伝達物質分泌能に着目し、ドップラー血流計を用いた末梢神経分泌機能の解析を行った。侵害刺激後にドップラー血流形で測定される血流増加を認め、同時に測定した疼痛スケールも増加しており、比較的低侵襲で客観的に末梢神経機能の状態が解析できそうであり(日本ペインクリニック学会第42回大会発表)、新たな末梢神経機能解析方法として期待される。最近、神経損傷後の修復過程においてシュワン細胞が産生するニューロトロフィンのひとつFGFが、疼痛に関与することが報告された。神経障害性疼痛の発症メカニズムにおいて、軸索-グリア関連は益々重要視されてきていおり、CNTFもこれらの痛覚過敏の一機序になっているかもしれない。