hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
X線トモグラフィー用高温高圧装置の開発

X線マイクロトモグラフィを使った高温高圧下における3次元イメージングからは試料の形状,体積,界面などの情報が非破壊で得られるため,高圧力科学の分野の応用性を広める技術である。我々はその地球科学的な応用研究をアメリカ合衆国の放射光施設Advanced Photon Source(APS)で行った(平成1819年度)。本研究では,そのときの経験をもとにX線マイクロトモグラフィ用に新しい高圧装置を開発した。平成19年度に作製した高圧装置はSPring-8のイメージング用ビームラインで使用することを念頭に設計され,総重量30kg最大荷重80トンの小型のものである。平成20年度はこの小型高圧装置の性能評価を兼ねてX線マイクロトモグラフィ実験をSPring-8のBL20B2で行った。再構築したCTイメージには高圧装置のフレームに起因する影が認められるが,形状は柱のない場合と解像度の範囲内では一致した。圧力4GPa温度1000Kまでの実験でも十分に可視領域が確保され内部のCT像を得ることが可能であった。このように所定の性能を発揮することを確認した。APSにおけるX線マイクとトモグラフィと比較すると,高圧装置の加圧能力は約2倍,データ収集時間は1/10以下,解像度は2倍程度,我々の方が優れていた。SPring-8とAPSではビームラインのスペックの差もあるが非常に満足の出来る結果であった。高圧装置は高輝度光科学研究センターに寄付されており,共同利用が可能である。高温高圧下における3次元イメージングは,試料の形状,体積,界面など試料の構造の3次元情報が非破壊で得られるため,地球科学的にも物質科学的にも重要な技術である。X線トモグラフィはこのような3次元イメージングの有力な手段であるが,現在までのところアメリカ合衆国の放射光施設Advanced Photon Source (APS)でのみ高温高圧下の実験が可能である。この3年間,我々はAPSのグループと共同して放射光を利用したX線トモグラフィの実験技術の開発を進め,APSにおいて高温高圧における鉄合金メルトの界面張力の研究を行ってきた。我々が開発してきた実験技術を更に発展させ,かつ,日本で実験を行うようにすることは地球惑星科学のみならず,高圧力科学に寄与することが期待される。そこで,本研究では日本の放射光施設でX線トモグラフィの実験を行うことを目的に,これまでに蓄積したノウハウを取り入れた新しい高圧装置を開発している。平成19年度は放射光施設のビームラインに持ち込むことが出来る小型高圧装置の製作を行った。前半は装置の概念設計およびトモグラフィシミュレーションを行って詳細仕様を詰め,後半に専門業者と装置の設計を行い,トモグラフィ実験に使用できる高圧装置の製作に至った。高圧装置は約20cm×20cm×20cmの大きさで重量は40kgほどであり,SPring-8のトモグラフィ専用ビームラインに持ち込んで使用できる。また,今回製作した高圧X線トモグラフィ装置では,通常のトモグラフィ実験と異なり360度全方向の視野が確保できない。このような場合に2次元イメージから3次元イメージを再構築する手法の開発を行った。
ブタ心筋梗塞、心不全モデルでの腎動脈周囲高周波焼灼術による心機能改善効果の検討

平成25年度の研究実施計画は、ブタ左右腎動脈内に焼灼を実施し、6か月後の腎動脈および腎動脈周囲の傷害の程度を腎動脈造影および病理学的に評価を行うことである。また、腎動脈周囲の交感神経の傷害の程度を生理的に評価するために昇圧反応の有無からアデノシン(一般名:アデノシン三リン酸二ナトリウム)の至適投与量および投与方法の検討を行うことである。これらを評価、検討するために、2頭のブタ腎動脈に対して、麻酔下に心臓用の不整脈焼灼カテーテルを用いて1頭目右腎動脈に12時方向を6W1分間、左腎動脈に12時方向を4W1分間、2頭目右腎動脈6時方向4W1分間、左腎動脈6時方向6W1分間にそれぞれ焼灼を行った。2頭とも左右腎動脈の近位部と遠位部に焼灼を行った。左右両腎動脈にアデノシンの急速動脈投与および、アデノシンの持続投与を焼灼6か月後にそれぞれ実施した。すべての手技が終了後、ブタを安楽死させ、腎動脈を摘出し、長軸方向に切開し、焼灼部位周辺部を組織固定した。6か月後、腎動脈造影上、いずれの血管においても狭窄像を認めなかった。ブタを安楽死させた直後に採取した腎動脈において、マクロ像として焼灼部位が白く瘢痕化していた(n=1)。組織標本については現在、作成中のため、今後評価予定。アデノシン10mgをゆっくりまたは急速に腎動脈内投与したところ、10秒後に5秒程度の昇圧反応が観察された。この反応は5mg、20mgの急速腎動脈内投与でも観察された。40mgを腎動脈内に急速投与すると5秒後に昇圧反応が観察されたが、その後、徐脈が出現。心臓に同薬剤が到達したために生じたと考えられた。2頭目の豚ではすべての用量においても昇圧反応は観察されなかった。両腎動脈ともアデノシン1γの持続投与により8分後より710mmHg程度の昇圧が観察されたが、アデノシン投与中止後も血圧は低下しなかった。本研究の目的は市販されている不整脈用焼灼カテーテルを用いた腎動脈周囲神経焼灼術を行った際の遠隔期における解剖学的変化、病理変化に関して検討することである。最近、難治性本態性高血圧症例に対して腎動脈周囲を走行する神経を経カテーテル的に腎動脈内から比較的低エネルギーを用いて焼灼する治療の有用性が示された。本治療は今後本態性高血圧患者全般に応用される可能性がある非薬物治療である。これまで我々はブタを用いた急性実験において、4W-6Wでの焼灼で腎動脈内に血栓形成を認めず、また、腎動脈壁への過大な病理学的変化(外膜を大きく超えるような病変、血管全周の半分を超えるような病変)が生じないことを確認している。今回、6か月後の慢性期に腎動脈の解剖学的変化(狭窄または動脈瘤の形成など)および病理学的変化を検証することを目的とする。全身麻酔に続いて、大腿動脈をセルジンガー法を用いて穿刺、外筒を挿入。腎動脈造影により、術前の腎動脈の血管構造を観察する。またアデノシン製剤の腎動脈内注入を行って血圧の変化を観察する。

その後、焼灼用カテーテルを腎動脈の遠位側に進め、4ー6Wで高周波通電を行う。左右の腎動脈で高周波通電を行った後、腎動脈造影を実施し、腎動脈の狭窄の有無を確認。大腿動脈の穿刺部位に止血処置を行い、急性期実験を終了。その後、6カ月間、同施設の飼育場において通常食を摂取させる。術後6カ月の時点で、同様の麻酔処置ののち、両側腎動脈造影を実施。腎動脈狭窄・拡張の有無を確認する。続いて、アデノシン製剤を腎動脈内に注入し、血圧を観察する。それらの終了後、安楽死措置を講じ、両側腎動脈摘出する。病理学的検討によって、焼灼層の広がりおよび、深達度の評価を行う。これらの実験を3頭に対して実施する。当初、予定していた心不全に対する腎動脈交感神経焼灼術を実施予定であったが、その前に腎動脈焼灼による急性期、慢性期の生理学的、病理学的評価が必要となったため、今回の科学研究費助成事業で日常臨床で使用する心筋焼灼用カテーテルを用いて腎動脈焼灼術を実施した。現在までに焼灼後6か月後の慢性期の実験を実施し、ブタを安楽死させ、病理学的評価を実施するため、病理標本の作製中であり、おおむね研究は順調に進んでいる。今後は腎動脈焼灼術後の病理学的評価を行い、腎動脈における焼灼術後の病理学的変化の観察を実施し、著しい不可逆的変化がないかどうかについてを検討する。また、腎動脈の外周に存在する神経鞘においても変性等の有無を観察する。その結果に基づき、別の研究資金を調達し、ブタ心不全モデルを作成し、腎動脈焼灼術による心筋保護効果を検討する次年度において、焼灼後6か月後の慢性期の実験を実施し、ブタを安楽死させ、病理学的評価を実施するため、病理標本の作製を行い、本技術の有用性評価を病理学的見地から実施し、腎動脈焼灼術の至適エネルギーおよび至適時間の検討を行う予定。
農業経営管理手法の開発と意思決定支援システムの設計

本研究プロジェクトの最終年度では、主としてこれまでの研究の成果を整理し、農業経営管理手法の開発と意思決定支援システムに関わる論理の組み立てに取り組んできたが、これをあわせてこれまでの3年間に渡って行われてきた代表的な経営者を対象とした経営実態調査の中からデータを整理しつつ、報告書の取りまとめを行った。一般に、経営における意思決定においては、経営の目標が具体化され実施にいたるまで様々な関連情報が必要となる。そして意思決定者は、これらの情報をいくつかの代替案にまとめ、各案の評価の結果に基づいて選択された案を実施するのである。研究活動から得られた研究の成果に基づいて、農業経営管理における意思決定の際にもっとも考慮すべき事項を以下にまとめる。第一に、農業経営における意思決定プロセスは、当該経営に必要とされる営農の物理的なプログラムからはじまる。土地利用型農業については、現在導入している作物のほか事業領域、作業面積(または時間、処理量)と労働力の確保状況などが、営農の物理的プログラムの前提条件となる。第二に、現在の当該経営の財務状況を示す諸情報についてであるが、通常の財務諸表のほかキャッシュフローなどがある。これらの財務指標が必要となるのは、各々選択しうる代替案が与える財務的インプリケーションを把握するためであり、言換えれば財務の安全性に照らした投資範囲や資金運用の方向を知るためである。第三に、経営環境指標が取り上げられる。これらの情報は、経営を取り巻く外的環境を意味するものであるが、土地利用型農業に関しては、主として農地の流動化の進展度合い、圃場条件、農地市場をめぐる競争構造、関連制度のあり方などが挙げられよう。特に、これらの指標の如何によっては、投資決定における既存の公式などでは十分に説明できない意思決定を求められ得ることもある。本研究は、農業経営者が実際の経営管理の場で直面する様々な選択の過程を整理し、これを序列化することによって経営者の意志決定過程を軸においた農業経営管理手法の開発と意志決定支援システムの設計を図ることを目的としている。今年度(初年度)の研究では(1)農業経営管理に関する既存の文献・統計資料の収集・整理を行うとともに、(2)経営管理の領域別(研究組織参照)に、多数の代表的経営者を対象とした経営実態調査を通じて(3)個別研究ごとに意志決定を軸にした経営の管理原則の摘出とその優先度の序列づけを可能にし、農業経営管理手法の基本フレームの策定を行うことに重点をおいてきた。これまでの研究では、アメリカ、イギリス等の既に農場管理に関する体系的研究が行われてきた外国の関連文献や資料の収集・整理によって、農業経営における管理領域の設定とともに農業経営者が各管理領域ごとに直面しうる選択肢をより具体杓に想定することができた。さらに、我が国と諸外国との間には農業構造が大きく異なっていることに注目し、農業構造の相違を農業経営管理手法開発に関連づけながら、上述した外国の関連研究の検討結果を我が国の農業経営に適した形に再調整を試みた。このような過程の中で、本研究の今後の課題として与えられたのが、第一に、農地が分散し農場単位が面的にまとまっていない状況下での作業管理手法の開発、第二に、農業経営管理領域に係わってくる農村地域社会問題の位置づけ、第三に、財務管理において企業形態、営農類型、経営の立地などによって異なる財務管理手法の体系化である。今年度の研究では、前年度に引き続き、代表的な経営者に対する綿密な経営実態調査を行うとともに英米の既に農場管理に関する体系的研究が行われてきた諸外国の関連文献や資料の収集・整理に充実してきた。諸外国の関連研究の成果と我が国の農業経営の実態を比較検討していく過程で、以下のようなことが明らかになった。

第一に、我が国の農業経営とりわけ土地利用型農業における圃場の分散は農業経営管理の在り方に大きく影響され、農作業管理が流れ作業として計画されることが困難であために、機械などの圃場間移動や圃場ごとの労働力の配分に関する管理面の工夫が重要である。第二に、財務管理については、企業形態、営農類型によって大きく異なるが、日本の農業は従来から零細な経営規模のゆえに財務管理に対する認識が薄れている。しかし、今後の農産物輸入自由化や米を中心とした国内流通構造の急激な変化が予想されるために、多くの農業経営において試行錯誤を経ながらも財務管理を通じた全体的な経営活動の把握や将来の経営計画作成に積極的に取り組んでいる。第三に、労務管理については、ほとんどの農業経営が家族労働力を中心とする自己完結的経営を営んでいるために、労務管理の領域は、家族労働力の協業体制に関心が集中している。これについては、最近の農業経営の法人化や経営規模の拡大による雇用労働力の導入に伴い、労務におけるインセンティブの問題や雇用者の社会保障問題といった課題を抱えている。このように、今年度は現在我が国の農業経営がもっとも必要としている各々の経営管理の対象を明確にするとともに、各部門ごとに管理手法の開発に取り組んできた。次年度は、これまでの実勢を踏まえてアンケート調査を行い、より具体的かつ体系的な経営管理マニュアルを作成する。今年度は、本研究プロジェクトの最終年度として、主としてこれまでの研究の成果を整理し、報告書取りまとめに取組んできた。なお、去る3年間にわたって行われてきた代表的な経営者を対象とした経営実態調査の中からデータを整理しつつ、必要に応じては補足調査も積極的に行い、意思決定支援システムの完成度を高めようと勤めた。一般に、経営における意思決定においては、経営の目標が具体化され実施に至るまで様々な関連情報が必要となる。そして意思決定者は、これら情報をいくつかの代替案に吸収し、各案の評価の結果に基づいて選択された案を実施するのである。研究活動から得られた研究の成果に基づいて、農業経営管理における意思決定の際に最も考慮すべき事項を以下にまとめる。第一に、農業経営における意思決定のプロセスは、当該経営に必要される営農の物理的なプログラムからはじまる。土地利用型農業については、現在導入している作物のほか事業領域、作業面積(または時間、処理量)と労働力の確保状況などが、営農の物理的プログラムの前提条件である。第二に、現在の当該経営の財務状況を示す諸情報のことであるが、通常の財務諸表のほかキャッシュウーフローなどがある。これらの財務指標が,必要となるのは、各々選択しうる代替案が与える財務的インプリケーションを把握するためであり、言換えれば財務の安全性に照らした投資範囲や資金運用の方向を知ることが出来る。第三に、経営環境指標が取上げられる。これらの情報は、経営を取り巻く外的環境の意味するものであるが、土地利用型農業に関しては、主として農地の流動化の進展度合い、圃場条件、農地市場をめぐる競争構造、関連制度のあり方などが挙げられよう。特に、これらの指標の如何によっては、投資決定における既存の公式などでは充分に説明できない意思決定が求められうこともある。
メタファー・テクスト・コミュニケーションの理論的統合の試みと近現代ドイツ文学

本研究は、「テクスト」における「メタファー」という現象を普遍的な意味転換装置と捉え、その機能を「コミュニケーション」という現象の理論的な解釈に接続させること、また、近現代ドイツ語圏の思想・文学テクストにおける「メタファー」の特徴的な現われを具体的に検討することで、先に挙げた理論的な研究の妥当性を確認することを目的にした。4年間の研究によって得られた知見は多岐に渡るが、主たるものを幾つかのテーマに分けて挙げておく。(1)「メタファー」の意味転換機能の理論的展開について。様々な学問領域において重要な理論的展開をおこなう際に、メタファー的な意味の二重化作用を援用していることが確認された(例えばレイコフの認知論、情報工学におけるテクスト処理等)。これは「テクスト」の成立そのものが「メタファー」の意味転換機能と不可分であることを示唆しており、ブルーメンベルク、キットラー等の現代ドイツ思想家の問題意識と重なっている。(2)「メタファー」の「コミュニケーション」理論への接続について。本人が積極的に主張しているわけではないが、理論的関連性が極めて明確に認められるのがルーマンの社会システム論である。コミュニケーションを「情報・伝達・理解」選択の連続過程とする考え方は、意味論から言えばメタファー的な転換を基礎においており、「メタファー・テクスト・コミュニケーション」統一理論として最も説得力をもつ。(3)具体的なテクストによる理論のフィードバック。(2)と(3)で挙げた理論的な成果を、19世紀以降のドイツ語圏テクストによって具体的に検証する作業がおこなわれ、ゲーテからPopliteraturに至るまで様々な素材が「メタファー・テクスト・コミュニケーション」の関連で再解釈された。現代テクスト分析理論と現代ドイツにおける社会学的コミュニケーション理論を、メタファーという意味転換機能を軸に有機的に関係づけることを目指して、本年度は研究計画に従い、(1)意味転換機能という観点からのメタファー理論の再構成と関連領域理論との比較考量、(2)テクスト論におけるメタファー機能の抽出とテクスト相互関係についての理論的分析、(3)社会学的コミュニケーション理論における意味転換システム機能の抽出とその応用、の三つの理論的なテーマを中心に研究を進めた。(1)に関しては、アリストテレスから始まる古典的隠喩論からビアズリー等の現代的隠喩論に至るまでのメタファー概念の変遷を再整理し、近年の認知心理学等における情報処理過程との類似性が確認された。(2)のテクスト論に関しては、近年注目されているテクストの多層性や相互対話の理論がメタファーの意味転換機能を暗黙裡に前提としていること、また批評行為の原理に構造上組み込まれていることなどが仮説の形で提唱され、来年度以降の検討課題となっている。(3)に挙げた社会システム理論との関連性については、コミュニケーション・システム論における差異の産出、情報・伝達・理解の選択過程、意味の接続とメディアの観点から分析がおこなわれ、やはりメタファーにおける意味転換構造との類似性が確認された。これらの理論的な成果は、来年度に予定されている具体的なテクスト分析研究に応用し、その有効性が検証される予定である。前年度の理論的な研究成果をもとに、今年度は具体的なテクストの分析をおこなうとともに、その結果を理論的な領域へとフィードバックする作業を中心に進めた。次の3点が中心となった。(1)意味転換機能としてのメタファーの分析:中世から現代にいたるドイツ文学におけるいくつかのモチーフ(例えば「森と魔術」)のメタファー的変遷を跡付け、時代と状況に応じて変化する主導的コミュニケーション・メディアとしての役割を果たしていることが確認された。このことは文学テクストのシステム論的分析にとって極めて大きな意味を持っていると考えられる。(2)テクスト相互コミュニケーション機能の分析:

思想的テクストと政治的なテクストの相互作用と波及効果を、シュミット、ベンヤミン、ハイデガー、デリダ、カバラ等の影響関係をもとに分析した。この作業では、思想の直接的(オブジェクトレベルでの)メッセージよりも、メタファー的な(メタレベルでの)解釈と「意味」の進化論的競合が、テクスト相互のコミュニケーションを推進させ、現実的な影響力をもつという仮説が得られた。この問題はメディア技術と社会システム論を含めたさらなる分析が必要と思われる。(3)現在の情報処理テクノロジーにおけるメタファー問題の分析と今後の展望:コンピュータ技術における脳、人工知能、想像力、ことばの意味解釈等に関するいくつかのテクストが検討され、本研究にとっての応用可能性と方法論が整理された。前年度に引き続き、初年度の理論的な研究成果をもとに具体的なテクストの分析をおこなうとともに、その結果を理論的な領域へとフィードバックする作業を中心に進めた。柱となったのは次の3点である。(1)イロニーとメタファー:これは意味転換機能としてのメタファー分析の一環である。従来イロニーに与えられてきた距離と客観化、浮遊と仲介等の機能をメタファー論の観点から分析し、ロマン派から現代にいたるドイツ文学の具体的テクストに即して検討した。その結果、イローニッシュな表現技法の多くがメタフォリカルな意味転換の契機として機能していること、また、20世紀の文学作品においてはこの技法が極めて意識的に用いられていること等が確認された。(2)テクスト相互コミュニケーション機能の分析:思想の直接的(オブジェクトレベルでの)メッセージよりもメタファー的な(メタレベルでの)解釈と「意味」の進化論的競合がテクスト相互のコミュニケーションを推進させるのではないか、という前年度の仮説をもとに、ベンヤミン、ハーバマス、カント、マルクス等の批評的・思想的テクストの分析がおこなわれた。このテーゼの判断には認知心理学・社会心理学等を含めたさらなる具体的分析が必要と思われ、継続して検討されることになった。(3)社会システム論におけるメディア・コミュニケーションとメタファー:社会コミュニケーションに対するシステム論的アプローチをテクスト論との関連で具体的に分析した。その結果、近年のメディア文化論等に見られる機能主義的な方法論が、コミュニケーションの情報処理過程でメタファー的意味転換機能を積極的に利用しており、ポスト・モダン以降のテクスト論とパラレルな関係にあることが確認された。本年度は最終年度ということで、これまでの研究経過の全般的な整理と、各メンバーの分担領域における成果の検討を中心に作業は進められ、年度末には報告論文を執筆した。その主たるテーマとして、(1)遍在する隠喩の諸相に分け入ったもの(メタファーのコンピュータによる処理/Popliteraturにおけるメタファーの新しい機能/メタファーの創造性/キットラーの「伝染」とメタファー的「転移」)、(2)迂回的にメタファーの存在論に迫ったもの(歴史と虚構物語との相互性/
汎用抗ウイルス細胞傷害性Ｔ細胞誘導剤の開発

細胞傷害性T細胞(cytotoxic T lymphocyte: CTL)は、ウイルスに感染した細胞や、がん細胞を体内から除去する機能を有する。我々は、免疫賦活物質を加えること無く目的とするCTLを誘導する細胞傷害性T細胞誘導剤を開発した。ウイルス粒子タンパク質であるsimian virus 40 VP1に目的のCTLペプチドを挿入し、組換え体として発現したものを免疫すると、リンパ球に目的のCTLペプチドに特異的に応答するCD8陽性の細胞が現れることを確認した。今回の研究成果が発展し、免疫によって細胞内に潜伏感染しているウイルスや、がん細胞を体内から除去する方法が開発されることが期待される。細胞傷害性T細胞(cytotoxic T lymphocyte: CTL)は、ウイルスに感染した細胞や、がん細胞などの正常に機能しなくなった細胞を見つけ出して、攻撃し、死滅させる役割を持つ。この性質を利用して、ワクチン接種によって免疫機構に病原体情報を伝達することで、我々の目的とする抗原に対してCTLを誘導し、抗原を発現している細胞を特異的に破壊しようとする試みが行われている。この方法によって、抗体や薬剤では困難であった、潜伏感染性のウイルスや、がん細胞を体内から除去することが可能になると期待されている。しかしながら、現段階では、目的の細胞を除去するのに十分なCTLをワクチン接種によって誘導することが非常に困難である。そこで我々は、ポリオーマウイルス科のsimian virus 40 (SV40)の粒子外殻を構成するタンパク質、VP1を基本骨格とするワクチンプラットフォームを構築し、効能を証明するために、インフルエンザウイルスのマトリックスタンパク質に対するCTLエピトープをこのプラットフォームに挿入することで細胞傷害性T細胞誘導剤を構築した。マウスを用いた実験から、この細胞傷害性T細胞誘導剤で免疫すると期待通り、マトリックスタンパク質に対してCTLが、古典的な免疫賦活剤と比較して、非常に効率的に誘導されることが明らかとなり、その結果、インフルエンザウイルス感染における肺でのウイルス増殖が優位に抑制されることが示された(Virology, 2014, 448: 159-167)。SV40 VP1が細胞傷害性T細胞誘導剤の基本骨格として有効であることが示されたことから、VP1の有する細胞傷害性T細胞誘導剤としての機能解明と、更なる詳細な有効性の評価が待望される。細胞傷害性T細胞(cytotoxic T lymphocyte: CTL)は、体内のいかなる場所に居る標的細胞に対しても、見つけ出して攻撃し、死滅させることができる。この性質から、ウイルス抗原やがん抗原に対してCTLを誘導できるワクチンを開発することで、潜伏感染したウイルス感染細胞やがん細胞を体内から完全に除去することができると期待されている。そこで私は、どのような外来のCTL抗原、CTL epitopeに対してもアジュバントを加えること無く、in vivoで標的細胞を除去するのに十分なCTLを誘導することのできる、タンパク質型のプラットフォームを、ポリオーマウイルス科のSimian Virus 40のウイルス粒子外殻構成タンパク質であるVP1を利用して構築する研究を行った。研究計画で提案した、VP1を基にした7種類のプラットフォームの内、2種類において、導入した外来CTL抗原に対して強力にCTLを誘導することをin vivoで確認した。また、VP1プラットフォームによる強力なCTLを誘導するメカニズムを解明するため、in vitroにおいて、抗原提示細胞の活性化、および、抗原提示能を解析した。ヒトペルペスウイルス(HSV)は、潜伏感染することで、ウイルス粒子の産生を抑制するためのHSVに対する中和抗体によって、体内からHSV感染細胞を完全に除去することが難しいので、HSVに対するCTLによる治療が有用であると考えられる。そこで私は、HSVのCTL epitopeを導入したVP1プラットフォームの免疫により、HSV感染への治療効果があることを確認するために、まず、HSVに対するCTLエピトープはほとんど報告がないため、新規に強力にCTLを誘導することのできるHLA-A2および-A24に対するHSVの新規CTL epitopeを数十種類同定した。研究計画初年度に予定していた、A型インフルエンザウイルスmatrix protein 1 (M1)中のHLA-A2に対するCTL epitope (M1:58-66)を導入した2種類のプラットフォームにおいて、intra-cellular cytokine staining, 51Cr release assay, in vivo CTL assayを用いて、M1:58-66に特異的なCTLの誘導をin vivoで解析した。その結果、M1:58-66特異的なCD8陽性・IFN-γ陽性細胞群の誘導が確認され、この細胞群がM1:58-66に特異的にcytotoxicityを誘導すること、そのcytotoxicityによって、HLA-A2トランスジェニックマウス体内においてM1:58-66特異的に除去することが確認できた。また、研究計画2年度において予定していた、インフルエンザウイルス亜型感染に対する効能も、データとして蓄積することができた。

よって、研究計画初年度で予定していた計画において概ね肯定的な結果を得ることができ、また研究計画2年度に予定していたウイルス感染に対する効能も肯定的な結果が出る糸口を見出すことができた。また、研究計画2年度で予定しているHSVに対する細胞傷害性T細胞誘導剤を構築するために、まず、HLA-A2および-A24に拘束性のあるHSVに対する反応性の良いCTL epitopeを見つけるためにスクリーニングを行った。その結果、intra-cellular cytokine stainingによって効率良くCD8陽性・IFN-γ陽性細胞群を誘導することのできるHSVのCTL epitopeを数十種類同定することができたので、研究計画2年度のHSV感染に対する効能を解析するためにVP1プラットフォームに導入するepitopeの候補を得ることができた。VP1をプラットフォームとした細胞傷害性T細胞誘導剤は、外来のCTL抗原、CTL epitopeに対しin vivoで非常に効率良くCTLを誘導することが明らかとなった。効率的にCTLを誘導するメカニズムを詳細に解明することは、次世代のより効率の良いCTL誘導プラットフォームの構築に必須であると考えられる。VP1プラットフォームの免疫によるCTLの誘導は、細胞にエンドサイトーシスで取り込まれたVP1プラットフォームが、プロテアソームで分解され、分解されたVP1プラットフォーム中に含まれていた外来のCTL epitopeがendoplasmic reticulumでMHC class Iと複合体を組んで、細胞表面に移送されてCTL epitopeが抗原提示されるというクロスプレゼンテーション経路を辿ると予想される。その過程で、抗原提示細胞においては、免疫の活性化が起きると考えられる。そこで、次年度では、VP1プラットフォームによる免疫活性化機構の解明、および、クロスプレゼンテーションを効率良く行う担当細胞を探索する。また、研究計画初年度で同定したHLA-A2および-A24拘束性のHSVに対する新規CTL epitopeがHSVに対するCD8陽性・IFN-γ陽性細胞群が、HSVに特異的なcytotoxicityを誘導すること、また、そのcytotoxicityがin vivoでHSV特異的に細胞を除去すること、その結果として、HSV感染に対して効能を有することを確認した後、VP1プラットフォームにそのepitopeを導入し、HSVに対するCTLワクチンとして機能することを示す。また、同様に、既知のHIVに対するCTL epitopeをVP1プラットフォームに導入し、このCTLワクチンがHIV感染に対する効能も有することを示す。構築したM1特異的に細胞傷害性T細胞を誘導する2種類のVP1プラットフォームのintracellular cytokine staining, 51Cr release assay, in vivo
ケミカル・ロコモーションによるマイクロ・ナノロボットの創製

本研究では,マイクロ・ナノロボットの自律駆動を実現するために,触媒反応を利用したケミカル・ロコモーションに注目した.我々は,非対称性を利用することで,触媒金属である白金のみによる新しいマイクロ・ナノロボット構造による駆動方式を提案した.集束イオンビーム加工を用いてマイクロ・ナノロボットを作製し,マイクロ・ナノロボットの形状や環境条件に応じてマイクロ・ナノロボットの動作を解析することで駆動をモデル化し,将来的なマイクロ・ナノロボットの自律駆動を制御するための基礎的な知見を得た.触媒反応を利用したケミカル・ロコモーションは,マイクロ・ナノスケールの表面力が支配的となるという特異的な現象に基づいた興味深い移動形態である.この現象を利用して,自律型マイクロ・ナノロボットを構築するためには,(1)高精度かつ大量繊細性を有した作成プロセスの確立,(2)推進特製の定量的な評価と理論構築,(3)ロボットの形状依存性の解明と最適設計,が重要な課題である.本年度は,昨年度の実績に基づいて,白金を用いたマイクロ・ナノ構造体駆動性能に関して,溶液濃度,構造体の表面粗さ,黄道帯の形状依存性について検討した.また,自在に構造体を移動させるために,溶液中の温度と移動速度の関係について明らかにした.本研究では,マイクロ・ナノロボットの自律駆動を実現するために,触媒反応を利用したケミカル・ロコモーションに注目した.我々は,非対称性を利用することで,触媒金属である白金のみによる新しいマイクロ・ナノロボット構造による駆動方式を提案した.集束イオンビーム加工を用いてマイクロ・ナノロボットを作製し,マイクロ・ナノロボットの形状や環境条件に応じてマイクロ・ナノロボットの動作を解析することで駆動をモデル化し,将来的なマイクロ・ナノロボットの自律駆動を制御するための基礎的な知見を得た.触媒反応を利用したケミカル・ロコモーションは,マイクロ・ナノスケールの表面力が支配的となるという特異的な現象に基づいた興味深い移動形態である.この現象を利用して自律型マイクロ・ナノロボットを構築するためには,(1)高精度かつ大量生産性を有した作製プロセスの確立,(2)推進特性の定量的な評価と理論構築,(3)ロボットの形状依存性の解明と最適設計,が重要な課題である.本年度は,金と白金部の両方を有するマイクロ・ナノ構造体を作製し,過酸化水素水溶液中での駆動を確認した.新たに,非対称性を利用したマイクロ・ナノ構造体を設計することにより,単一の白金構造体のみで駆動する手法について検討した.実際に,提案した駆動条件を満たすマイクロ・ナノ構造体を作製し,実験的に駆動性能を検証した.また,上記の実験を実現するために,マイクロマニピュレーションを用いて,作製したマイクロ・ナノ構造体を溶液中にリリースし,駆動実験を行うシステムを構築した.当初予定していたマイクロ・ナノロボットの駆動性能の基礎特性評価を実施した.集束イオンビーム加工により試作した白金部を有するマイクロ・ナノ構造体を作製し,金のワイヤの一部を金でスパッタリングにより製膜して,過酸化水素水溶液中での駆動を確認した.また,単一の白金構造体を集束イオンビーム加工により,非対称な形状を有するマイクロ・ナノ構造体を提案した.実際に構造体を,マイクロマニピュレータにより,過酸化水素水の溶液中で構造物をリリースし,作製したマイクロ・ナノ構造体を駆動する様子から,駆動性能を実験的に評価した.実験条件として,溶液濃度や温度などによって,構造体の駆動軌跡や速度などの駆動性能を評価した.今後は,前年の結果に引き続き,溶液濃度や流速などの影響の評価結果に基づいたモデリングについて取り組む.このために,例えば,マイクロチップ技術による定量的な流速制御・溶液置換技術を応用する.また,マイクロ・ナノロボットの駆動力を定量的に評価するために,例えば,マイクロマニピュレーション技術により,選択的にマイクロ・ナノ構造体を操作・固定・計測し,シリコンカンチレバーを用いることで,駆動力を計測する手法について検討する.また,フォトリソグラフィープロセスにより,構造体の効率的な作製を実現し,さらに複雑な形状を有したマイクロ・ナノ構造体を作製し,その駆動性能について評価する.例えば,溶液濃度条件や非対称性な形状による,駆動性能の向上,駆動方向制御性について検討する.これにより,直進駆動の直進性の向上,左右の駆動方向の制御などへの有効性について明らかにする.主に下記の項目への支出を予定している.・マイクロ・ナノ構造体用の材料費など・マイクロマニピュレータ,マイクロチップなどの作製に関わる材料・機械電子部品など・局所温度制御用装置などの触媒反応の制御用装置など・過酸化水素水などの駆動源に必要な材料費など
微小ソレノイドコイルを探針としたSTMでの局所磁場印加による電気抵抗測定画像化

STM(走査型トンネル顕微鏡)の探針として直径0.2mmの多結晶鉄針を用い、これをコアとした全長3mm、200回巻き微小ソレノイドコイルを装着できるSTMスキャナーを作製した。これはコイルとの同軸性を重視し走査用円筒型ピエゾを内側に高さ制御用円筒型ピエゾを外側に配置した構造となっている。この装置を用いれば原子配列に基づくフェルミ面構造と電気伝導性との関係を過電流法の相互インダクタンス変化から非接触にて検出できる。コイルに発生する磁界は1mAの電流を流した場合50A/mである。試料には絶縁体のマイカ上に金を10nm蒸着したものを用いた。室温での抵抗率から算出した電子の平均散乱距離40nmから、試料の電気抵抗は表面と底面での電子散乱に依存すると考えられるが、過電流法から検出された相互インダクタンスは温度依存性を示し、格子振動の影響を測定していることが明らかとなった。またテラス部分で電気抵抗はほとんど一定であるが、探針を軽く接触させるとその部分の結晶構造が乱れ、トンネル電流(10nA)は流れるが過電流は10nmにわたって散乱を受ける。これらの結果から過電流法は表面過電流に敏感であり表面電気物性の測定に有用である。別な利用法として鉄探針の磁化方向をコイルにより切り替えて、トンネル電流のスピンを選択し、磁性薄膜に対するトンネル磁気抵抗効果による電子スピン方向測定が考えられる。試料にはマイカ上にバイアス電圧印加用電極の金薄膜を蒸着しその上にコバルトを蒸着したものを用いた。抵抗変化はスピンのスイッチング周波数の1/2で同期したものとフィードバック制御による探針の振動に伴うものが観測された。スピン向きの決定にはデジタルロックインアンプからの出力を同期している時間のみから計算することが必要である。STM(走査型トンネル顕微鏡)と同様のピエゾスキャナーに全長3mm、70巻きの微小ソレノイドコイルと直径0.3mmの先端を尖らせた鉄心とを装着し、渦電流法電気抵抗測定装置を完成させた。この装置では20nm毎のスキャンができる。測定回路は渦電流法に用いられるシグマテスターの改良型であり、同位相除去比を15:1から4000:1にすることによりプロープど試料とを非接触にて信号の変化を計測できるようにした。試料を銅薄板の半田付部とした場合には接合界面で信号の上部下部ピークに明らかな乱れが観測された。これは接合界面部での渦電流散乱と考えられ、電気接点で用いられるような接合においても電気の流れにくい領域が存在することが分かった。また半導体集積回路における配線によく用いられているAI/Cu冷間圧接部を試料とした場合には大きな変形が加えられているにもかかわらず界面近傍までバルクの銅やバルクのアルミニウムの電気抵抗値を示した。界面部では1μm幅の電気伝導がアルミニウムより劣る領域が存在し、その様子を画像化することができた。この試料を200°Cで1時間熱処理すると、界面部で組織変化が起こる。電気抵抗は界面部の50μm幅でアルミニウムバルクの値から銅バルクの値へと徐々に変化し、界面位置の特定は難しくなった。この電気抵抗遷移領域では銅の電気抵抗が場所により大きく変化する。これはアルミニウム中への銅の拡散により銅中の原子が抜けたために起こるものと考えられる。また銅とアルミニウムとの中間程度の電気抵抗を持つ領域が10μmほど存在し、化合物層の存在を示す画像を得ることができた。
モバイルテクノロジーを応用した新しい都市環境モニタリングシステムの研究

AndroidにCO2濃度等のセンサーを組み込み、リアルタイムに計測データを位置情報、時刻情報とともにサーバーに集約する、ポータブル型環境モニタリングシステムを開発し、ラグランジュ的環境モニタリングの実施をつくばと東京で行った結果、大気汚染現象の局地性がきわめて高いことが具体的な時空間情報として示された。また、送信された被験者の暴露情報と健康情報を組み合わせることにより、リアルタイムのリスク診断が可能となった。2010年度は主としてセンサーの組み立てを行い、代表的なテストサイト(つくば市など)への試行的展開までを行った。センサーは主としてフランスのSenSariS社に発注し、屋外温熱環境(温度、湿度など)のほか、大気汚染濃度(NOX、CO2、VOC、CO、OXなどのうち対応可能な要素)、騒音レベル、磁場(健康関連)、街区の照度(治安関連)、位置情報(GPS機能を内蔵)などを1基45万円程度でそろえた。軽量・小型にして、OS内蔵でプログラム可能なBluetooth(省エネルギー型リチウムイオンポリマー電池で駆動:mini-UBS充電式)をベースとしたセンサーの組み立て・改良に平行し、サーバーを調達し、リアルタイムのデータの収集・空間分布表示システム(Google Mapsをベース)の構築を行った。また、データの収集・転送・処理が安定的に行えることを確認した。さらに都市の街区スケールにおけるモバイルテクノロジーを応用したリアルタイムの大気・熱環境データの収集・空間分布表示システムの構築を行った。加えて屋外温熱環境に限らず、大気汚染濃度や騒音レベル、磁場など各種環境要素についても扱う対象に含め、市民参加型の近隣環境モニタリングシステムの開発を行った。特筆すべき成果は、Android数台にBluetoothをインターフェースとした二酸化炭素濃度等のセンサーを組み込み、WiFiなどを経由してリアルタイムに計測データを位置情報、時刻情報とともにサーバーに集約するシステムを開発し、東京マラソンなどの行事におけるデータ取得ができたことである。屋外快適性を高めるための街区や建築のデザインを属地的に実現するための基礎データとして、高空間解像度の環境情報データベースを、高時間解像度で構築することを目指し、以下の研究を行った。昨年度に引き続き、市民参加による啓発型行事に利用可能なポータブル型環境モニタリングシステム(EcoMobileCitizen)の設計開発を行い、そのシステムを利用したラグランジュ的環境モニタリングの実施をつくばと東京で行った。ここでは筑波大学を中心に学生の観測協力者(利用者)を募り、センサーを配布した。観測は、歩行もしくは自転車による移動をベースとした。その結果、大気汚染現象の局地性がきわめて高いことが具体的な時空間情報として示された。大気汚染への人体暴露影響研究においては、個人個人の行動が多様であるため、暴露情報を時空間的にトレースしていくアプローチが重要であることが改めて認識される結果となった。また、個別の観測者の動きを制御することは困難であるため、モニタリングされたデータの解釈自体にも課題(バイアスなど)が存在することが明らかになった。さらに、送信された被験者の暴露情報(騒音や紫外線なども含む)と健康情報(呼吸数、血圧など)を組み合わせることにより、リアルタイムのリスク診断が可能となった。以上を踏まえ最終年度は、モニタリングデータをリアルタイムで利用者がシェアすることで期待される、環境そのものへの市民啓発、地方自治体における近隣環境政策への貢献を評価する。本研究は、都市の街区スケールにおけるモバイルテクノロジーを応用したリアルタイムの大気・熱環境データの収集・空間分布表示システムの構築を行うものである。屋外温熱環境に限らず、大気汚染濃度や騒音レベルなど各種環境要素についても扱う対象に含め、市民参加型の近隣環境モニタリングシステムの開発を行った。作業に当たっては、SenSariS社(Michael Setton氏)からのフルサポートを取り付けている。従前研究分担者であったVictoria Likhvarが離職・帰国して研究分担者たる資格を喪失したものの、以後の研究推進に本人の協力が必要であることから、海外研究協力者として位置づけ、必要に応じて招聘し、共同研究として推進した。4月につくば地区で数日間、筑波大学大学院の協力を得て、従前開発したシステムを使った総合的なモニタリング実験を行った。期間中は様々な天候が出現し、データのバックグラウンドについて、十分な多様性を確保することが可能となった。また、現場におけるアンドロイド端末操作性に関する様々な問題点が報告されたため、実用性の向上を目的として、ユーザーインターフェイスの改良を進めた結果、現在ではそれらの問題点がほぼクリアーされるに至った。さらに、開発したシステムが設計段階で期待したパフォーマンスを有することが確認できた。今後は観測現場への適用事例を増やし、解析結果の一般化を図っていくことが期待される。挙動のやや不安定なアンドロイドを利用して構築されたシステムではあるが、そのパフォーマンスは予想以上に堅固であり、実用に耐えるものであると考えられる。最終年度にデータの蓄積を重ねていけば、システムの実用化に近づけることが可能と判断した。24年度が最終年度であるため、記入しない。当該システムを利用したデータ蓄積を重ねつつ、モニタリングデータをリアルタイムで利用者がシェアすることで期待される、環境そのものへの市民啓発、地方自治体における近隣環境政策への貢献を評価する。
脳機能計測による重症心身障害児の行動の意図性評価と発達支援に関する研究

表出行動が微弱でその意味が判りづらい重症心身障害児のコミュニケーションに関わる脳機能状態を、脳波基礎律動の事象関連性変動により経年的に定量計測した。刺激の定位やコミュニケーション行動における自発性(意図性)の指標となる期待反応の形成状態の結果を教育・療育現場にフィードバックすることで、呈示される刺激の受容状態や、刺激の受容を促進する予告の方法を客観的評価指標から検討できることを指摘した。つまり、発達支援の現場において、子どもの刺激受容特性を客観的に把握した上で、働きかけ方を工夫し実践することが可能となる。1.脳電気現象計測を研究方略として用いている研究者と連携して、重症心身障害児の療育現場における脳機能評価に適した計測法を検討した。子どもにあまり負荷をかけずに短時間で脳波記録を実施することを志向した。平成25年度は、開眼・閉眼状態での安静覚醒時脳波を各12分記録した後、玩具呈示課題時の脳波を1520分以内で記録する手続きとした。玩具呈示課題では子どもの好きな玩具と嫌いな玩具を用い、好きな玩具の呈示では、期待反応の形成状態の把握のため、「いくよ」という声かけの2秒後に玩具呈示を行う予告刺激有り条件と予告刺激無しで玩具呈示を行う条件を設定した。期待反応の形成状態の把握は、コミュニケーションにおける能動性の発達段階の検討に有効とされる。1人の子どもの脳波記録に要する時間は、記録電極の装着から記録、後片づけまで含めて概ね40分以内とした。2.重症心身障害児の実態把握に際して、脳機能計測を実施した子どもの発達検査(遠城寺式乳幼児分析的発達検査とムーブメント教育プログラムアセスメントーII(MEPAーII)またはムーブメント教育・療法プログラムアセスメント(MEPAーR))のプロフィールを対象児の在籍する特別支援学校より提供いただき、脳機能計測結果と行動的測度で把握される子どもの発達水準との関連性についての検討を開始した。3.特別支援学校(肢体不自由)の小学部に在籍する6名の重症心身障害児の脳機能計測を実施した。このうち、5名は平成24年度に引き続いての計測であった。脳機能計測により、(1)表出行動のみでは把握しにくい刺激呈示や働きかけによる応答性について詳細に検討することができること、(2)行動的評価による発達検査では経年的変化を明確に把握しにくい事例でも脳機能の変化としてとらえることができること、(3)コミュニケーションにおける能動性の発達段階を把握できること、等が検証できた。1.特別支援学校(肢体不自由)の小学部に在籍する5名の重症心身障害児の脳機能計測を、玩具呈示課題下で実施した。このうち、4名は平成25年度に引き続いての計測となった。脳機能計測により、(1)表出行動のみでは把握しにくい刺激呈示や声かけによる応答性について詳細に検討することができること、(2)S1(声かけ)ーS2(玩具呈示)課題時の期待反応の形成状態の検討により、コミュニケーションにおける自発性つまり意図性の発達段階を確認できること、(3)行動的測度による発達検査では経年的変化を明確に把握しにくい事例でも、脳機能の変化としてとらえることができること、等が検証できた。2.重症心身障害児の実態把握に際して、脳機能計測を実施した子どもの発達検査(遠城寺式乳幼児分析的発達検査とムーブメント教育・療法プログラムアセスメント)のプロフィールを、対象児の在籍する特別支援学校より提供いただいた。脳機能計測結果と行動的測度で把握された対人関係領域の発達水準とを比較検討することで、行動上に表出されていなくても脳機能上では実現できていること等を確認でき、子どもの発達段階を多面的に検討することの有効性が示された。3.視覚刺激に先行する予告刺激の有効性を定量的に確認することができ、これらの情報を基に、一人ひとりの子どもの刺激受容特性を把握しつつ、発達支援の働きかけを行うことが肝要であることを確認した。4.脳機能状態の客観的評価情報を重症心身障害児の療育現場にフィードバックすることで、指導者からは子どもの行動の読み取りの裏付けとなり、保護者からは子どもの育ちの証を実感できるとの評価を得た。特別支援学校(肢体不自由)の小学部・中学部に在籍する7名の重症心身障害児の脳機能計測を、玩具呈示課題下で実施した。このうち5名は平成25年度及び26年度に引き続いての計測となった。子どもの実態把握に際して、脳機能計測と行動的測度による発達検査(遠城寺式乳幼児分析的発達検査及びムーブメント教育・療法プログラムアセスメント)の結果を併せて多面的に検討することで、次の点を明らかにすることができた。(1)刺激呈示に対する脳の応答特性の計測により、行動上に表出されていなくても脳機能上では実現できていることがあること等を確認することができ、脳機能測度と行動的測度を用いた多面的指標による実態把握の有効性が示された。(2)予告刺激S1(声かけ、又は声かけ+身体接触)ー命令刺激S2(玩具呈示)課題時の期待反応の形成状態が脳機能上から確認でき、コミュニケーションにおける自発性つまり意図性の発達段階をより客観的に検討できることが示された。(3)予告刺激S1の呈示方法(声かけ、又は声かけ+身体接触)の差異が命令刺激S2(玩具呈示)に対する脳の応答特性に与える影響を確認でき、視覚刺激の認知を促進する働きかけの在り方を検討できることを示した。(4)行動的

測度による発達検査のみでは経年的変化を把握しにくい事例でも、刺激に対する脳機能の応答性の変化として捉えることができることを示した。以上の情報を基に、一人ひとりの子どもの刺激受容特性を把握しつつ発達支援の働きかけを行うことが肝要であることを確認した。また、脳機能状態の客観的評価情報を重症心身障害児の療育現場にフィードバックすることで、指導者からは子どもの行動の読み取りの裏付けとなり、保護者からは子どもの育ちの証を実感できるとの評価を得た。・連携研究者の協力の下、平成25・26年度に引き続き、特別支援学校(肢体不自由)に在籍する重症心身障害児の脳機能計測(脳波記録)を、実際の指導・支援の現場である学校で実施することができた。・当該特別支援学校より、対象児の発達検査のプロフィールを提供いただくことで、脳機能計測結果と行動的測度による評価を統合した多面的指標による客観的実態把握の有効性を確認できた。・脳機能状態の客観的評価情報を対象児の教育現場にフィードバックすることで、指導者からは子どもの行動の読み取りの裏付けとなり、保護者からは子どもの育ちの証を実感できるとの評価を得ている。・対象児の指導担当教員へのインタビューにより、当該児童に関する日常的な指導・支援情報の蓄積を開始した。以上により、おおむね順調に進展していると考える。特別支援学校(肢体不自由)の小学部・中学部に在籍する6名の重症心身障害児の脳波基礎律動記録を玩具呈示課題下で実施し、視覚刺激(事例によって聴覚刺激を含む)定位に関する脳機能状態を計測した。新規の計測参加者は2名であり、4名が経年計測対象者であった。子どもの実態把握に際して、脳機能計測と行動的測度による発達検査の結果を併せて多面的に検討することで、次の点を明らかにした。(1)行動的測度による発達検査で経年的変化をとらえにくい事例でも、刺激呈示時の脳機能の応答性の変化としてとらえることができる。(2)玩具呈示に先立つ予告刺激の呈示方法の差異が脳の応答特性にもたらす影響を、脳波基礎律動の変動という客観的評価指標により確認でき、刺激の定位を促進する働きかけのあり方を検討することができる。(3)刺激呈示に対する脳の応答特性の計測により、行動上に表出されていなくても脳機能上では実現できていることなどを確認でき、脳機能測度と行動的測度を併用した多面的指標による実態把握は有効である。(4)期待反応の形成状態が脳機能上から確認でき、コミュニケーションにおける自発性つまり意図性の発達段階をより客観的に検討できる。以上から、脳機能計測結果を客観的評価情報として重症心身障害児の指導・支援の現場にフィードバックすることで、子どもが刺激(教材・教具,玩具,かかわる人など)を定位しやすい刺激呈示の方法を定量的に検討することができる。つまり、一人ひとりの子どもの刺激受容特性を客観的に把握しつつ、発達支援の働きかけを行うことが可能となることを示した。加えて、表出行動のみではとらえにくい発達的変化を脳機能特性から確認できることから、計測結果をフィードバックした特別支援学校の教員からは、自身の実態把握や指導方針の妥当性について客観的指標による裏付けを得ることができるとの評価を得た。表出行動が微弱でその意味が判りづらい重症心身障害児のコミュニケーションに関わる脳機能状態を、脳波基礎律動の事象関連性変動により経年的に定量計測した。
慢性閉塞性肺疾患における免疫制御性受容体LILRB4の役割解明

2018年度はヒト肺におけるLILRB4発現細胞の同定を試みた。非喫煙者・非COPD喫煙者・COPD患者の肺癌手術肺検体から、非癌部分肺組織を取り出し、当研究室にて確立した分離法(Am J Respir Cell Mol Biol 2012;46:422)により、肺組織単細胞懸濁液を作成した。フローサイトメトリーにて、血球系細胞(顆粒球系細胞、リンパ球系細胞、単球系細胞におけるLILRB4の発現を解析した。その結果、ヒト肺において、単球、マクロファージ、樹状細胞に発現していることが判明した。COPDの病態において、気腫形成やマクロファージ貪食能低下を起因とする感染増悪頻度の増加など、マクロファージは重要であり、マクロファージに着目し、COPD患者におけるLILRB4発現レベルの変化を、非喫煙者、非COPD喫煙者との比較も含め解析した。その結果、肺胞マクロファージでは発現レベルは非喫煙者、非COPD喫煙者と比較し、COPD患者由来肺胞マクロファージにて変化を認めなかった。一方、間質マクロファージでは非喫煙者、非COPD喫煙者と比較し、COPD患者由来肺間質マクロファージにてLILRB4発現が上昇していた。LILRB4発現レベルは肺機能(%FEV1、1秒率、%DLCO)と逆相関していたが、一方、喫煙歴との相関はなかった。肺胞マクロファージについては、LILRB4発現レベルは肺機能(%FEV1、1秒率、%DLCO)とも喫煙歴とも相関はなかった。肺間質マクロファージにおけるLILRB4発現レベルの上昇は喫煙歴とは独立してCOPD指標と相関しており、COPD病態・発症と相関している可能性が示唆された。2018年度はヒト肺におけるLILRB4発現細胞の同定を試み、その結果、ヒト肺において、単球、マクロファージ、樹状細胞に発現していることが判明した。さらに、肺間質マクロファージでは非喫煙者、非COPD喫煙者と比較し、COPD患者由来肺間質マクロファージにて発現が上昇していた。次年度は、LILRB4欠損マウスを使用し、COPD病態におけるLILRB4役割を追求する予定である。効率的にヒト肺検体の解析が実施できたこと、さらには、分離した肺マクロファージの網羅的発現解析を次年度早期に実施することになったため。研究の進捗には影響しないよう、網羅的発現解析を次年度早期に実施する予定。
雨水浸透処理施設の洪水流出抑制効果の評価に関する研究

本研究では、当研究所千葉実験所構内に設置された浸透トレンチ,浸透井の現地模型を始め、他のローム地盤での現寸施設に対する注水実験,円筒浸透試験とボア・ホール浸透試験,および現地採取試料に対する室内試験に基づき、雨水浸透施設の浸透性能の評価手法について理論的・実験的に研究した。主な成果は以下の通りである。(1)浸透トレンチの単位長さ当り浸透速度を求める試験において端部の影響を除去する試験方法を提案し、現地でその有用性を確かめた。(2)鉛直浸透速度を求めるために二重円筒浸透計が使用され、従来内径と外径の寸法について経験的議論しかされていないが、浸透理論に基づく数値シミュレーションを適用した結果、浸透係数が大きい場合には側方浸透の影響が無視できないことが明らかになった。すなわち、飽和透水係数が【10^(-4)】cm/sec程度以上の地盤で通常の寸法の二重円筒浸透計を用いた場合、それから求まる透水係数は真値よりかなり過大な値を与える。(3)二重円筒試験およびボア・ホール浸透試験の浸透速度一時間曲線から、浸透に係わる土壌特性(吸引圧-含水率関係,透水係数-吸引圧関係)のパラメータを逆推定するために、感度分析に基づく最適化手法が適用され、その手法の有用性が確かめられた。(4)現寸の浸透トレンチと浸透井に対する注水実験結果と、(3)で求めた土壌パラメータを用いた数値シミュレーション結果はかなり良い一致を示す。しかし、浸透性の平面的ならびに深度方向の変動性のため、小型浸透計で得られるパラメータは近くても試験場所によってかなり異なる。したがって、施設設置場所で複数の試験が必要である。(5)浸透トレンチに対する長期継続観測結果の分析より、トレンチ内水位と浸透速度との間に実用的にはほぼ直線関係が適用できる。