hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微細構造形態による原発不明癌における鑑別診断の臨床応用

大腸癌と卵巣癌で違いの見られる微細構造がホルマリン固定液(20%中性緩衝ホルマリン)と電顕用固定液(0.05M cacodylate buffer, pH7.4に溶解した2.5%グルタールアルデヒドおよび2.0%パラホルムアルデヒド)の違いの影響をどの程度受けるかの確認をブタ正常大腸、卵巣組織を用いて固定法の検討を行い、電子顕微鏡を用いて、実際に観察を行った。その結果、組織固定は電顕用固定液(0.05M cacodylate buffer, pH7.4に溶解した2.5%グルタールアルデヒドを用いた固定法を行うことが有効であると考えられた。現在正常大腸および卵巣組織の形態学的相違について検討中である。原発不明癌の遠隔転移や腹膜播種症例において、原発巣の同定は効果的な治療法の撰択にも影響を与え、また患者やその家族への責任ある説明の点からも重要である。しかしながら、その多くは不明のままであり、それは精度の高い分子マーカーが確立されていないことによるとろが大きい。大腸癌と卵巣癌は転移・播種巣で互いに類似した形態をとることがある。これらの鑑別に関して高精度であるといわれている電子顕微鏡での微細構造を解析し、それに対応する免疫染色法を確立することでより正確、迅速、経済的な鑑別診断の確立を試みる検討をおこなっている。現在、大腸癌と卵巣癌で違いの見られる微細構造がホルマリン固定液(20%中性緩衝ホルマリン)と電顕用固定液(0.05M cacodlate buffer, PH7.4に溶解した2.5%グルタールアルデヒドおよび2.0%パラホルムアルデヒド)の違いの影響をどの程度受けるかの確認をブタ正常大腸、卵巣組織を用いて固定法の検討を行い、電子顕微鏡を用いて、実際に観察を行った。さらに、電子顕微鏡を用いてのブタ正常大腸および卵巣組織の観察を行った。現存正常大腸および卵巣組織の形態学的相違について検討中である。それをもとに今後ヒト正常組織および癌組織標本の観察を行うため、観察試料を調整している。原発不明癌の遠隔転移や腹膜播種症例において、原発巣の同定は効果的な治療法の選択にも影響を与え、また患者やその家族への責任ある説明の点からも重要である。しかしながら、その多くは不明のままであり、それは精度の高い分子マーカーが確立されていないことによるところが大きい。現在、大腸癌と卵巣癌で違いの見られる微細構造がホルマリン固定液(20%中性緩衝ホルマリン)と電顕用固定液(0.05M cacodylate buffer、pH7.4に溶解した2.5%グルタールアルデヒドおよび2.0%パラホルムアルデヒド)の違いの影響をどの程度受けるかの確認をブタ正常大腸、卵巣組織を用いて固定法の検討を行い、電子顕微鏡を用いて、実際に観察を行った。その結果、組織固定は電顕用固定液(0.05M cacodylate buffer、pH7.4に溶解した2.5%グルタールアルデヒド)を用いた固定法を行うことが有効であると考えられた。
銀内包カーボンナノチューブ探針を用いた電場増強ラマン分光

探針増強ラマン分光法(TERS)は回折限界を超えた高い分解能で、材料の光学的評価が可能な装置である。本研究では銀を内包したカーボンナノチューブ(CNT)を用いて、信頼性の高い探針を新規開発することを目的とする。本研究での成果は以下の通りである。(1)銀を原子間力顕微鏡探針の先端のみに薄く塗布することに成功した。(2)上記探針にCNT成長を試みたが、表面がエッチングされるだけであった。対処として、アルミナやPdを介在させてCNT成長を行うことができた。(3)AFM探針に100nmの酸化膜を施すことによりTERS測定が可能であることを示した。測定対象物近傍に金属ナノ粒子を配置し、表面プラズモン共鳴による電場増強効果を利用すると、従来の光学顕微鏡の回折限界を大幅に超えるnmオーダの空間分解能でのラマン分光測定が可能となる。本研究ではラマン装置と原子間力顕微鏡(AFM)を複合化し、AFM探針先端に金属ナノ粒子を配置した探針増強ラマン(TERS)において、“電場増強"と“高分解能化"の両者の役割を担う、銀ナノ粒子プローブを開発する。このプローブは、独自の方法で合成されカーボンナノチューブ(CNT)に銀を内包した構造をもち、高強度・高分解能で、かつ高い構造安定性から、次世代の回折限界を超えた分光計測・イメージングに向けた重要な要素技術となる。本年度は、電気メッキによるAFMカンチレバー探針先端への銀粒子塗布と探針先端へのCVDによるカーボンナノチューブ合成を行った。前者では溶液の表面エネルギーを制御し、市販の銀メッキ溶液を用いて、電圧、印加時間を最適化することにより探針先端4ミクロン程度の範囲の部分のみに塗布することに成功した。電圧は3.3V,印加時間は1msが最適でこの時の銀膜の厚みは約数十ナノメートルであった。次に、CVD法により、探針先端へのCNTの合成を試みた。AFM探針として用いるので、配向性を制御することが必須であり、バイアスにより垂直配向が可能なマイクロ波支援プラズマCVD法を用いた。メタンと水素の流量を変化させたが、表面には基板のSiがエッチングされた構造のみしか合成できなかった。これは銀の融点が低く容易に粗大化が生じたためと判断した。そこでSi上に直接銀を塗布するのでは無く、アルミナ層を介在させたところ、銀の凝集が制限され、CNTが成長できることを見出した。ラマン分光法で評価したところ、直径1.2nmの単層ナノチューブであることが分かった。今後は銀がどのように取り込まれているかなど観察を行う。まず、電気メッキによるAFMカンチレバー探針先端への銀粒子塗布条件の最適化を行い、マイクロ波支援プラズマCVD法による探針先端へのCVDによるカーボンナノチューブ合成を試みた。そこで熱CVD法を用い、さらに、アルミナ層を介在させたところ、CNTを成長することに成功した。次に、蒸着法により作製した銀/Pdコートカンチレバーに対して成長を試み、探針先端を透過型電子顕微鏡(TEM)により評価した。その結果、650°C以上でCNTが成長することが分かった。X線分析(EDX)により先端粒子の組成を調べたところ、PdとAgの両方の元素が検出された。一方、TERS測定に関しては、酸化膜上に銀を蒸着したカンチレバーを用いて、マラカイトグリーンやグラフェンを試料とし、レーザー照射条件の改良などを含め測定の最適化をはかった。後者においては、ステップを用いてラマン信号の空間分解能を評価したところ、通常のラマンの約5倍、また増強効果は200倍となった。交付申請書に記載した電気メッキによるAFMカンチレバー探針先端への銀粒子塗布と探針先端へのCVDによるカーボンナノチューブ合成に関しては予定通り実施できた。

但し、カーボンナノチューブ内に銀がどのように内包されているかは、透過電子顕微鏡などによる詳細な観察が必要である。表面科学、ナノカーボンCNTの合成法として当初ダメージを軽減するためのメッシュを導入したプラズマCVD法を考えていたが、上記のように銀は非常に剥がれやすいことが分かった。交付申請書の研究計画にも示したように、熱CVD法による、よりマイルドな条件での合成法を視野に入れる必要がある。ただ、この場合、どのようにして配向制御するかが大きな課題となる。外部からバイアスを加えるなどの工夫が必要である。また、銀がCNTに内包されるかどうかは、今後の観察に待たねばならぬが、すでにPdでは内包できることが確認できており、必要に応じて、銀とPdを混合して成長を行うことも必要になろう。TERSについてはレーザーの位置合わせなど極めて難しい実験となるが、上記と併行しながら実験テクニックの向上もはかって行く。触媒塗布の最適化に予想外の時間が掛かったため、CNT合成が年度末までずれ込んでしまい、頻繁に学会発表をすることが困難であった。CNT合成用のガスや装置改良のための資金として用いること、及び、研究成果を学会や論文誌に積極的に公表していく予定である。
ナノ磁性ビーズによる癌抑制遺伝子 p21 の活性化に有用な癌予防標的分子の同定

最も重要な癌抑制遺伝子の一つであるp53は、p21の発現を増強することで発癌を抑制している。これまでの研究で、p53が失活している癌細胞に対して、複数の食品成分がp21の発現を増強することが明らかになっていた。本研究では、これらの食品成分に共通して結合する蛋白をナノ磁性ビーズと質量分析計を用いて同定し、p21の発現との関係を調べた。残念ながら、共通で結合する蛋白はp21の発現に関係していなかった。しかし、食品成分に共通で結合してくる蛋白の中に、癌で高頻度に活性化しているAkt蛋白の発現と癌細胞の増殖を制御している蛋白を見出すことに成功した。本研究は、p21を発現誘導することができる食品成分の癌細胞内における直接の結合蛋白(標的分子)を、ナノ磁性ビーズを用いて同定し、食品成分によるp21発現誘導の詳細な分子機構の解明と、それに基づくp21発現誘導を用いたより良い癌予防法の考案を目標としていた。始めに、大腸癌細胞株HT-29に対して、食品成分であるアピゲニン、フコキサンチン、アルテピリンCが、増殖抑制効果を発揮し、その時p21が発現誘導されていることを確認した。次に、HT-29細胞の細胞抽出液を調製し、またこれら3種の食品成分をそれぞれ固定化したナノ磁性ビーズを作製し、結合蛋白の精製を行った。その結果、3種の食品成分に共通する結合蛋白を1種類見出し、質量分析計により同定した。しかし、この蛋白をRNAi法により発現抑制しても、p21の発現に何も変化は起こらなかった。また、アピゲニンとフコキサンチンの2種に共通する結合蛋白として、3種類の結合蛋白を見出し、質量分析計により同定した。そして、その中の1つの結合蛋白をRNAi法により発現抑制すると、癌細胞の増殖が抑制され、癌において頻繁に活性化されているPI3K-Akt経路のAkt蛋白が減少することが明らかになった。本研究により、PI3K-Akt経路を阻害しうる新規分子標的が見出された可能性がある。このことは、食品成分の結合蛋白を比較することにより、食品成分が持つ有用な生理活性のもととなる直接の標的蛋白を同定しうる可能性を示唆している。本研究は、ナノ磁性ビーズを用いたケミカルバイオロジーの手法により、p21を発現誘導することができる食品成分の癌細胞内における直接の結合蛋白(標的分子)を同定し、食品成分によるp21発現誘導の詳細な分子機構の解明と、それに基づくp21発現誘導を用いたより良い癌予防法の考案を目標としている。まず始めに、大腸癌細胞株であるHT-29細胞に対して、p21を発現誘導することが報告されている食品成分であるアピゲニン、フコキサンチン、アルテピリンCが、増殖抑制効果を発揮することを確認した。その増殖抑制を引き起こす濃度において、確かにp21が発現誘導されていることを確認した。その結果、3種の食品成分に共通の結合蛋白として1種類の結合蛋白が見出され、アピゲニンとフコキサンチンに共通の結合蛋白として他に3種類の結合蛋白が見出された。さらに、それら共通の結合蛋白を質量分析計により同定することに成功している。現在、HT-29細胞において、これらの結合蛋白をRNAi法により発現抑制し、p21の発現との関連を調べている。本研究により、食品成分の結合蛋白を比較することにより、食品成分が持つ有用な生理活性の元となる直接の結合蛋白を同定しうる可能性が示唆された。更なる結合蛋白の機能解析により、p21を発現誘導し癌予防に貢献しうる標的蛋白を発見できることが期待される。3種の食品成分に結合する蛋白の同定に成功した。また3種の食品成分に共通に結合する蛋白が、p21の発現誘導に関与しているかどうか検証しているところである。3種の食品成分について共通に見出された結合蛋白を、HT-29細胞においてRNAi法により発現抑制し、食品成分によるp21発現誘導と結合蛋白との関係を調べていく。RNAi法による結合蛋白の発現抑制と機能解析を行うために、siRNA、抗体、細胞培養実験用の試薬・キット・プラスチック製品の購入に使用する。
情報処理過程としてとらえた複雑系のダイナミクス

本研究の目的は無限自由度カオス系の複雑な動的挙動を情報処理の観点から解明する事にある。第一の目的は情報理論に基づいて大自由度カオス系に於る情報の流れを定量化する方法を確立することである。本研究では相互情報量や情報流率,多点相互情報量等を導入する事によって大自由度に分散された機能の動的な連結性を解明する方法が発展させられた。この方法は生体系特に粘菌変形体の協同的アメ-バ運動の解析や物理系,特に非線形光学系や流体系でみられる乱流現象の解析に用いられ成果をあげている。粘菌変形体中の情報伝置に与る位相波の空間的動的な連結性や乱流現象における乱れの発生,伝播の機構が明らかにされてきた。本研究のもう一つの目的は複雑な動的挙動を系に内在する情報処理過程として捉える事にあった。本研究では,特に大自由度カオス系でしばしば見られる「カオス的遍歴」と呼ばれる現象に焦点をあわせ,その解明に力を注いだ。その結果この現象(以下CIと略す)が雑音に誘起されて発生する遍歴現象と著しく異り,高度に組織化された現象であることが明らかになってきた。特にアトラクタ-遷移過程の強い指向性,遍歴の履歴性等が注目に値する。この特性は光乱流や脳神経回路網のモデルに於て特に顕著である。神経回路網のモデルによる解析ではCIが回路網の情報判別機能や学習能力等に積極的効果をもたらす事が示唆された。CIの研究は結合写像格子系でも精力的に進められ,秩序相一カオス相間遍歴や速度選択状態間の遍歴等が新たに発見された。注目に値する発見は大域的結合系の巨視的変量にみられる非熱力学的な揺らぎの存在であろう。これは大自由度カオスの組識化された側面を示す直接の証拠である。実験的には液晶対流系における大自由度カオスの研究が進められ,対流格子上に生成されたタ-ゲットパタ-ンのライフサイクルが研究された。また格子欠陥をつなぐ紐構造の実験的研究も進行中である。本研究の主題は「カオス的遍歴」(chaotic itinerancy;CI)現象の解明である。この現象を情報理論にもとづく手法によって解明すると同時に,その現象が有する特性を情報処理機能という観点から特徴づける作業を進めつつある。以下に各分担者の研究実績概要を示す。●(池田,松本)ー二次元ナビエストークス乱流の情報構造の研究を実行する為の準備がほぼ終った。●(池田)ー光学系モデルで見られる,CIに伴うアトラクター間の低次元経路が自己組織される過程がほぼ解明された。●(津田)確率的ニューラルネットワーク系のCI現象を様々な角度から研究している。津田,池田のモデルで見られる経路の自己組織過程にはさまざまな共通点がみられることがわかってきた。●(金子)大域的結合写像格子の研究を進展させつつある。クラスター集合からなる多数のアトラクターを巡るCIが,自由度数の変動という観点から研究された。このような系では,カオスによって発生する雑音が熱力学的極限で大数の法則に従わないという注目すべき事実を発見した。●(佐野)液晶系に電場変調を加えた時発生するターゲットパターンが生成消滅するライフサイクルを実験的に調べている。

また格子欠陥をつなぐ特異な紐構造のダイナミクスの研究に着手した。●(松本)粘菌変形体での情報伝搬過程の研究を進めている。条件つき情報量を用いて,位相情報の発信中心を同定し,位相波の変調という形で粘菌変形体内での情報伝達が行われていることを解明した。なお本年度は研究会を開催し,広い分野で見られるCI様現象の収集に努めた。大は気象現象から小は液体分子の運動に到る様々な領域でCI現象が広く報告されていることを確認した。本研究の目的は情報理論的手法にもとづく大自由度カオス(乱流)の研究とカオス的遍歴とよばれる大自由度カオス系固有の現象の特性を情報処理機能という観点から研究する事にある。以下に各分担者の研究実績の概要を記す。●池田,松本ー情報理論に基づく解析を流体乱流(2次元乱流)に適用しつつある。渦度のカスケ-ド過程が相互情報量によって明確にとらえられた。時空パタ-ンの映像化と組合せて情報理論的方法の新展開を狙う。●津田一脳の神経回路網モデルにおけるカオス的遍歴(以下CIと略す)が回路の情報処理機能に果す役割が解明されつつある。特に遍歴に長い履歴性が存在する事,遍歴が回路に入力された情報の新奇性を判断する能力をもつ事,遍歴による回路の学習能力の増大の可能性等新しい知見をえた。●金子ー結合写像格子によるCIの研究を進めた。カオス相と秩序相の遍歴運動の幾何学構造が解析され,大域的結合系でみられるクラスタ-構造の階層構造が明らかにされた。局所的結合系でみられる遷度選択状態間のCIの研究を進めている。●佐野ー昨年度にひきつづき液晶対流系によって大自由度カオス現象を実験的に研究している。特に対流格子上に形成されたタ-ゲットパタ-ンの生成成長,崩壊の過程が実験的に解明された。●松本ー粘菌変形体における位相波による情報伝播構造が情報理論の手法によってほぼ解明された。特に給餌によって顕著に発現する長周期の位相変調の伝播構造が明らかにされた。
植民地満洲における遺産としての日本語教育

本研究は、満洲における日本植民地下の日本語教育について、学習者、校舎、当時教師や学習者が残した教材、教師の調査研究によって今まで明らかにしなかった遺産にスポットライトを当てて、戦前の日本語教育が遺産として戦後の現地の自力での日本語教育の発展に果たした役割に関する研究である。
大腸菌のスペルミジン異化経路の解明～バイオフィルム制御とポリアミン生産に向けて

大腸菌のノックアウトライブラリーを高濃度のスペルミジンを添加したM9-0.5%グルコース培地で培養し、菌体外のアセチルスペルミジン濃度が減少した14株を選抜した。しかし、アセチルスペルミジン排出にクリティカルなトランスポーターは見出せなかった。その過程で、プトレッシンを菌体外に排出する新規トランスポーターSapBCDFを見出した。高濃度のスペルミジンを添加し、かつプトレッシンを含まない最少培地で培養したプトレッシンの生合成と異化経路を欠失させた菌体ならびにその培養上澄からプトレッシンを検出できなかったことから、少なくとも本研究条件下ではスペルミジンオキシダーゼ見出せなかった。アルギニンからプトレッシンを生合成するのに必要な酵素をコードする遺伝子speABを欠失、さらにオルニチンからプトレッシンを生合成するのに必要な酵素をコードする遺伝子speC, speFを欠失することにより、プトレッシンを生合成できなくなったMR37株を研究室で作成していた。そこで、γ-グルタミルプトレッシンを経由してプトレッシンを異化するPuu代謝系の最初のステップを触媒する酵素(γ-グルタミルプトレッシン合成酵素)をコードするpuuA遺伝子とプトレッシンのアミノ基をα-ケトグルタル酸に転移することによって代謝するアミノトランスフェラーゼ経路の最初のステップを触媒する酵素(プトレッシンアミノトランスフェラーゼ)をコードするpatA遺伝子を1つずつ、あるいは両方欠失した菌株を作出した。コロニーPCRにより、全ての欠失が計画通りに作成できたことを確認した。スペルミジンをアセチル化することにより無力化するスペルミジンアセチルトランスフェラーゼをコードする遺伝子speGをプラスミド上にクローニングし、T5プロモーターから高発現できるようにした。一方、スペルミジンを菌体外から取り込むトランスポーターとして報告されているPotABCDトランスポーターをコードするpotABCD遺伝子をpMW119とpBelobac上にクローニングした。こちらの方は、potABCD自身が持つプロモーターから発現するようにしている。菌株作成に手間取っているためである。Datsenko & Wanner法による遺伝子の破壊は効率的であるが、変異の導入を重ねていくためには、FRT配列を利用して薬剤耐性マーカーを取り除く必要がある。その際、ゲノムのあちこちにFRTが挿入されていると異常な欠失が起こることがある。特に変異の数が増えていくと、この傾向が顕著である。Polyaminepakカラムを用いたHPLC分析により、プトレッシン生合成酵素であるSpeAB, SpeC, SpeF欠損株の菌体内には、保持時間9分のカダベリンのピーク以外に、野生株には見られない保持時間17分のピークが観察された。上記欠損株はアミノプロピル基転移酵素であるSpeEは正常であるため、このピークは、プトレッシンよりメチレン基が1つ多いカダベリンにアミノプロピル基が転移されたアミノプロピルカダベリンである予想した。上記欠損株をさらにリジンデカルボキシラーゼであるLdcC, CadA欠損にしたところ17分のピークは消失し、プラスミドでldcC, cadA遺伝子を相補したところ17分のピークが再び出現した。また、SpeAB, SpeC, SpeF欠損株をSpeE欠損にしたところ17分のピークは消失し、プラスミドでspeE遺伝子を相補したところ17分のピークが再び出現した。以上は、17分のピークがアミノプロピルカダベリンであることを強く示唆する結果である。アミノプロピルカダベリンは市販されておらずアミンファーマ研究所より供与を受けHPLC分析に供したところ保持時間17分のピークが観察された。さらにGC-MS分析により、SpeAB, SpeC, SpeF欠損株の菌体内にアミノプロピルカダベリンと同じ保持時間にピークを確認し、そのマススペクトルをアミノプロピルカダベリンの標準品のものと比較したところ、極めてよく一致した。大腸菌はポリアミンオキシダーゼを持っていないことを示すデータが得られている。しかし、プトレッシンを全く生合成できない菌株を作成し使用したが、試薬として購入し菌体外から与えているスペルミジンにごくわずかであるがプトレッシンがコンタミしていることが判明した。HPLC分析により、ナカライテスク社製では、0.062%、Sigma社製は0.60%のプトレッシンが混在していた。割合としては極めてわずかではあるが、菌体外から与えたスペルミジンを取り込み、余分なスペルミジンをアセチルスペルミジンに変換した後、スペルミジンオキシダーゼがあればプトレッシンにすると考えている。もし、大腸菌が活性の強いスペルミジンオキシダーゼを持っていれば、著量のプトレッシンを蓄積するため判別は容易であるが、実験の結果、コンタミとしてスペルミジンに含まれている程度のプトレッシンを検出した。そのため、大腸菌はスペルミジンオキシダーゼを持っていないとまでは断定できずにいる。大腸菌は、アセチルスペルミジン排出トランスポーターを持つと予想し、大腸菌の遺伝子ノックアウトライブラリーの「efflux, export, amine transport, amino acid transport」のキーワードに合致した159株を10 mMのスペルミジンを添加したM9-0.5%グルコース培地で培養し、菌体外のアセチルスペルミジン濃度が低下した14株について検討を加えたが、アセチルスペルミジン排出にクリティカルなトランスポーターを見いだせなかった。この研究過程でSapBCDFが大腸菌のプトレッシンエキスポーターであることを見いだし、報告した。一方、大腸菌にはこれまでにアセチルスペルミジンオキシダーゼ活性が報告されていなかった。

プトレッシンの生合成欠損株を高濃度のスペルミジンを添加し、かつプトレッシンを含まない培地で培養すれば、PotABCDが培地から取り込んだスペルミジンはSpeGの働きでアセチルスペルミジンとなり、アセチルスペルミジンオキシダーゼが存在するなら、プトレッシンができてくるはずであるので、菌体の内外を問わずプトレッシンが検出できればアセチルスペルミジンオキシダーゼの存在を示すことができると考え実験を行ったが、プトレッシンを検出することはできなかった。この理由として、アセチルスペルミジンオキシダーゼによって生成したプトレッシンが、大腸菌に存在するプトレッシン異化経路によって分解されてしまうかもしれないと考えた。そこで、プトレッシン生合成の欠失に加えて、2種類あるプトレッシン異化経路の最初の酵素であるPuuAとPatAの遺伝子をノックアウトした株を作成し、高濃度のスペルミジンを添加し、かつプトレッシンを含まない培地で培養したが、プトレッシンを検出できなかった。大腸菌のノックアウトライブラリーを高濃度のスペルミジンを添加したM9-0.5%グルコース培地で培養し、菌体外のアセチルスペルミジン濃度が減少した14株を選抜した。しかし、アセチルスペルミジン排出にクリティカルなトランスポーターは見出せなかった。その過程で、プトレッシンを菌体外に排出する新規トランスポーターSapBCDFを見出した。高濃度のスペルミジンを添加し、かつプトレッシンを含まない最少培地で培養したプトレッシンの生合成と異化経路を欠失させた菌体ならびにその培養上澄からプトレッシンを検出できなかったことから、少なくとも本研究条件下ではスペルミジンオキシダーゼ見出せなかった。(1)大腸菌はアセチルスペルミシジンオキシダーゼを持つかどうかを判定する。プトレッシンは生合成欠損株を高濃度のスペルミジンを添加し、かつプトレッシンを含まない培地で培養し、菌体内外のプトレッシンの有無を確認する。この菌株は作成済みである。(2)(1)において、アセチルスペルミジンオキシダーゼがあると判断できた場合は、その遺伝子のクローニングを行う。N8-アセチルスペルミジンはFluka社から販売されている。分析の結果、スペルミジンを1.73%含んでいたが、プトレッシンは検出限界以下であった。そこで、これまでのスペルミジンに替えて、N8-アセチルスペルミジンを培地に添加し、プトレッシンの生成を調べることにした。応用微生物学菌株の作成が遅れたため、菌株を培養し、菌体内外のポリアミン量を測定できていない。ポリアミン量測定の際に必要な、菌株の培養、サンプル調製、HPLCによる分析に必要な試薬や器具を使用していないためである。研究初年度に比べると2年目は順調に研究が推移したが、初年度で生じた遅れをまだ充分に取り戻せていないため。今年度中には時期に菌株調製を終え、菌体内外のポリアミン量を測定する計画である。ポリアミンオキシダーゼを持つかどうかを確認するためにプトレッシンを測定する予定の菌株はできあがったので、近日中に実験に取りかかる予定である。
炎症性サイトカインによる尿細管薬物トランスポータの機能制御とその役割解明

リポポリ多糖類(LPS)投与により作製した炎症モデルラットにメトトレキサート(MTX)を静脈内投与したところ、LPSラットではMTXの血漿クリアランス(CL)が対照に比べ約50%まで低下した。LPS処置によるMTXの腎CL低下には、糸球体ろ過速度に加え尿細管分泌低下の関与が示唆された。MTXの腎組織/血漿中濃度比、腎組織から管腔への排泄CLはLPSラットで低下し、有機アニオントランスポータ群(rOAT1、rOAT3、rMRP2、rMRP4)の発現量低下と対応していた。結果、LPS処置ラットではMTXの腎CLが顕著に低下し、糸球体ろ過低下と有機アニオントランスポータの発現低下の寄与が示唆された。炎症時におけるメトトレキサート(MTX)の腎排泄挙動変動とその要因解明を目的とし、LPS投与ラットをモデルとした検討を行った。Wistar系雄性ラット(9週齢)にLPS(4 mg/kg)を腹腔内投与し、炎症モデルラットを作製した。MTX全身クリアランス(CL)実験では、大腿静脈からMTX(5 mg/kg)を瞬時投与後、大腿動脈から経時的に採血し、血漿中のMTX量を2-コンパートメントモデルで解析した。In vivo腎CL実験では、MTXを瞬時投与(86 μg/kg)及び持続注入(134.2 μg/hr)後、採取した血液及び尿検体に加え、実験後に摘出した腎組織を用いた。Western Blot分析は、摘出腎から粗膜画分を調製し有機アニオントランスポータ(rOAT1、rOAT3、rMRP4)の特異抗体を用いて行った。免疫染色は、4%PFAで灌流固定したラット腎臓を用い、Alexa594標識二次抗体を用いて行った。MTXの全身CL実験の結果、LPSラットではMTXの血中濃度ー時間曲線下面積(AUC)が約2倍まで上昇、全身CLは約1/2まで減少した。中心コンパートメントからのMTX消失速度は、LPSラット有意に減少したが、分布容積は変化しなかった。MTXの腎CLは、LPSラット顕著に減少し、その主な要因として糸球体ろ過速度および尿細管分泌速度の低下(それぞれ約1/8及び約1/17まで減少)が明らかになった。腎粗膜画分におけるrOAT1、rOAT3、rMRP4発現量は、LPSラットでそれぞれ53%、70%、85%まで減少したが、免疫染色の予備検討では、LPSラットではMRP4の刷子縁膜局在が拡散傾向にあった。以上から、LPS投与ラットではMTXの腎CLが顕著に減少し、その原因として糸球体ろ過の低下に加え、有機アニオントランスポータの低下の関与が示唆された。In vivo腎CL実験では、MTXを瞬時投与(86 micro_g/kg)及び持続注入(134.2 micro_g/hr)後、採取した血液及び尿検体に加え、実験後に摘出した腎組織を用いた。Western Blot分析は、摘出腎から粗膜画分を調製し有機アニオントランスポータ(rOAT1、rOAT3、rMRP2、rMRP4)の特異抗体を用いて行った。LPSラットではMTXの腎組織/血漿中濃度比が減少傾向であり、腎組織から管腔への排泄CLは有意に減少した。腎粗膜画分におけるrOAT1、rOAT3、rMRP2、rMRP4発現量は、LPSラットでそれぞれ53%、70%、49%、85%まで減少した。免疫染色の予備検討では、LPSラットではMRP4の刷子縁膜局在が拡散傾向にあった。MTXの腎組織/

血漿中濃度比、腎組織から管腔への排泄CLはLPSラットで低下し、有機アニオントランスポータ群(rOAT1、rOAT3、rMRP2、rMRP4)の発現量低下と対応していた。結果、LPS処置ラットではMTXの腎CLが顕著に低下し、糸球体ろ過低下と有機アニオントランスポータの発現低下の寄与が示唆された。炎症時におけるメトトレキサートの腎排泄挙動変動とその要因解明を目的とし、LPS投与ラットを用いた解析を行った。Wistar系雄性ラット(9週齢)にLPSを腹腔内投与することにより炎症ラット(以下LPSラット)を作製した。In vivo全身クリアランス実験は大腿静脈からメトトレキサート(5 mg/kg)を瞬時投与後、大腿動脈から経時的に採血し、薬物を高速液体クロマトグラフィーにて測定した。In vivo腎クリアランス実験は、瞬時投与と持続注入により定常状態に達したラットから採血、採尿を行った。同ラットより腎臓を摘出し、薬物の血漿中濃度、尿中濃度、腎組織中濃度を測定した。摘出腎から粗膜画分を調製、rOAT1またはrOAT3の特異抗体を用いてWestern Blot分析を行った。In vivo全身クリアランス実験において、LPSラットメトトレキサートの血中濃度ー時間曲線下面積が約2倍に上昇し、全身クリアランスは約1/2に減少していた。LPSラットの中心コンパートメントからの消失速度定数はShamラットに比べて有意に減少していたが、分布容積に差は認められなかった。In vivo腎クリアランス実験において、LPSラットのGFRはShamラットに比べて約1/10に低下していた。メトトレキサートの腎クリアランスはShamラットに比べて顕著に減少し、糸球体ろ過速度および尿細管分泌速度はそれぞれ約1/8、約1/17に減少した。薬物の腎組織/血漿中濃度比は約60%に減少しており、管腔中への排泄クリアランスは約20%に減少していた。腎粗膜画分におけるrOAT1、rOAT3、rMRP4のタンパク質発現量は、LPSラットではShamラットに比べてそれぞれ53%、70%、85%に減少した。これらから、炎症時におけるメトトレキサートの腎排泄遅延の一因に腎尿細管薬物トランスポータの関与が示唆された。平成24年度は、炎症性疾患モデルラット(LPSラット)から調製した腎スライスを用いた免疫組織学的及び薬物動態学的解析、並びに培養上皮細胞及び単離浮遊尿細管を用いた薬物輸送、並びに薬物トランスポータの発現・機能変動解析を実施する予定になっていた。実際に、免疫染色による組織学的解析については、パラホルムアルデヒドを用いた灌流固定腎を用い、抗rMRP4抗体を用いた予備的検討を実施し、LPS処置によるrMRP4の局在変動に関する知見を得ることができた。しかしながら、ラット腎スライスを用いた3H-メトトレキサートの輸送実験やトシリズマブ、エタネルセプト等を用いた検討は実施できていない。その主な原因は、実験を担当する大学院生が社会人1年生となり、実務修得にかかる負担と研究遂行の両立が困難であったことが考えられる。平成23年度は、炎症性疾患モデルラットにおける有機イオントランスポータの腎発現変動に関する解析、及び炎症性モデルラットにおけるイオン性薬物の全身動態及び腎クリアランスの解析を実施する予定になっていた。実際に、リポポリサッカライド投与(4 mg/kg)により作製した炎症モデルラット(LPSラット)を作製し、摘出腎から抽出した粗膜画分を用いて、OAT1及びOAT3の発現量をウエスタンブロッティング分析で解析した。
女性宇宙飛行士の乳がんリスクにおける年齢および妊娠出産の関与

原爆被爆者や放射線治療患者の疫学調査は、乳腺は放射線による発がんリスクが高い臓器であることを示している。国際宇宙ステーションでは生物学的効果比が高い中性子線の被ばく線量が高く、女性宇宙飛行士の放射線防護には中性子線の影響を考慮する必要がある。また、乳がんリスクは出産経験に大きく左右されるが、放射線による乳がんリスクの情報は少ない。本研究では、ラットを用いてγ線や中性子線による乳がんリスクが妊娠経験によって低減するかを検討した。その結果、出産経験は乳がんの自然発生率を変えなかったが、γ線(4Gy)および中性子線(0.05-0.5Gy)で誘発される乳がんを、ほぼ完璧に抑制することが明らかとなった。本研究課題では、女性の宇宙飛行士の防護に着目し、影響の最も大きい1-2MeVの中性子線(ICRP103, 2007)について、0.05Gyから0.5Gyの被ばくによる乳がんリスクの線量効果関係を明らかにし、また、被ばく時の年齢および妊娠・出産によりリスクがどのように増減するのかも明らかにする。さらに網羅的ゲノム変異の解析から、中性子線が、発がんのinitiationに寄与するのかpromotionに寄与するのかを分子生物学的にアプローチする。現在、中性子線に関するデータの更新はほとんど行われていない。特に、年齢依存性に着目した報告は全くなく、ミッション時の年齢依存的な制限線量値の設定をサポートする実験は重要である。動物実験を開始するにあたり、放射線医学総合研究所に本実験の動物実験計画書および総合実験計画書を提出・審査を受け承認を得た。また中性子線照射のためのマシンタイムを申請・受理された。動物実験には、ヒト乳がんと同様の病理型を示すことがわかっているラットを用いた。乳がん高発系ラットであるSDラット♀(日本クレア)を5週齢で購入し、馴化、ハンドリングを行い、15週齢あるいは35週齢になった時点で中性子線(2MeV)を0.05Gy、0.2Gy、0.5Gyあるいはガンマ線(Cs-137)を2Gyあるいは4Gy照射および非照射群を設定し、SPF環境で飼育観察を行った。妊娠・出産・育児経験群(経産群)は8-10週令および20-22週令時にSD♂ラットと交配を行い、2回とも育児まで行った個体について実験群とし、35週令時に同様の照射を行った。どちらの実験群も照射以前の7週齢時より、腫瘍の発生時期を確定する目的で週1度の乳腺触診を行った。本研究課題では、女性の宇宙飛行士の防護に着目し、影響の最も大きい1-2MeVの中性子線(ICRP103, 2007)について、0.05 Gy、0.2 Gyおよび0.5 Gyの被ばくによる乳がんリスクの線量効果関係を明らかにし、また、被ばく時の年齢(15週齢、35週齢)および妊娠・出産によりリスクがどのように増減するのかも明らかにする目的で実験を進めている。27年度は昨年度に引き続き、残りの照射群の設定を継続し、7月ですべての実験群の設定が終了した。また、週1度の乳腺触診および隔週での体重測定、毎日の健康観察を継続した。腫瘍からの出血による貧血の個体や、腫瘍成長のため人道的エンドポイントと判断される個体、あるいはその他の理由でるい痩、運動低下等の症状が出た個体は、放射線医学総合研究所の実験動物倫理により、安楽死を施したのち、解剖を行い病理解析および分子生物学的解析のためのサンプリングを行った。27年度末までに15週齢および35週齢照射群(ガンマ線および中性子線)と、経産中性子線照射群が共に約6割の解剖が終了し、経産ガンマ線照射群の3割について解剖が終わり、病理学的解析のための標本作製をおこなっている。7月に最後の実験群の照射を行い、15週令照射群、35週令照射群および経産群合わせて約400匹の設定が終了した。個体は隔週で体重測定、週1度の乳腺触診を行い触知した腫瘍の記録を継続した。腫瘍の腫大、あるいは出血等で貧血や人道的エンドポイントと判断された動物について順次、解剖を行い、分子生物学的解析のためのサンプルおよび病理解析用の組織を採取した。27年度末までに約6割の解剖が終わり、病理標本の作製に移っている。本研究課題では、女性の宇宙飛行士の防護に着目し、影響の最も大きい1-2MeVの中性子線(ICRP103, 2007)について、0.05Gyから0.5Gyの被ばくによる乳がんリスクの線量効果関係を明らかにし、また、被ばく時の年齢および妊娠・出産によりリスクがどのように増減するかについて明らかにすることを目的として研究を行っている。28年度は昨年度に引き続き、残りの動物(総数の約4割)について、週1度の乳腺触診および隔週での体重測定、毎日の健康観察を継続した。生後100週あるいは腫瘍からの出血による貧血の個体や、腫瘍成長のため人道的エンドポイントと判断される個体、あるいはその他の理由でるい痩、運動低下等の症状が出た個体は、放射線医学総合研究所の実験動物倫理により、安楽死を施したのち、解剖を行い病理解析および分子生物学的解析のためのサンプリングを行った。全ての動物が10月の時点で解剖が終了し、病理診断のための標本作製をおこなった。病理標本は正常乳腺および肺と、それぞれの個体に発生した乳腺腫瘍全てについてHE標本の作製を終了し、複数名での診断を行うためナノズーマ(病理画像診断システム)への取り込みを行い、それぞれの診断結果をまとめている。

また、全ての個体について、乳腺腫瘍の触知日(発生時)を触診表を元にデータ入力を終了した。10月に最後の動物の解剖が終了し、15週令照射群、35週令照射群および経産群合わせて約400匹の動物実験が終了した。全ての個体について、発生した乳腺腫瘍および正常乳腺・肺の病理標本作成が終了し、現在、研究者3名による仮診断のデータをまとめている。本年度は発生した乳腺腫瘍の最終診断と、特に妊娠効果が見られた線量の悪性腫瘍について、ホルモン受容体発現や増殖関連の免疫染色を行った。また、ドイツで開催された、第43回ヨーロッパ放射線影響学会(ERRS)に参加し、「Refractoriness to neutron-induced mammary carcinogenesis in parous rats」というタイトルでポスター発表を行った。発表内容は、照射時における正常乳腺において、妊娠の有無でホルモンリセプター(ERα、PR)や増殖マーカー(Ki-67)に変化はなかったこと。ヒトの疫学調査の結果とは異なり、SDラットを用いた本研究においては、自然発生の乳がんは妊娠の有無で差は認められなかったこと。しかし、放射線誘発の乳がんは、特に高線量の被ばくによる発がん率を大きく下げる結果であったことを報告した。乳がんに関する情報として、がんの放射線治療では、TGF-beta (Transforming growth factor -beta)の関与についていくつかの報告があった。TGF-betaは、多種多様な機能を持つサイトカインで、正常細胞には増殖阻害、がん細胞には悪性の進展に関わる。近年、TGF-betaがDNA損傷修復にも関与するとこが明らかとなり、NHEJ活性を高め、反対にRad51やBrcaの活性を下げる(トータルとしては、放射線による生存率の低下は抑えられる)。このことは、発がんとがん治療における有益な標的分子であると考えられる。出産を経験したラット乳腺では、TGF-beta3の発現が高まっているという報告があり、このことは出産後の乳腺におけるDNA修復タンパクや、放射線照射後の、gammaH2AXやrad51の発現、アポトーシスなどのDNA損傷応答の変化が考えられ、照射直後の乳腺の状態を調べる必要性を感じた。原爆被爆者や放射線治療患者の疫学調査は、乳腺は放射線による発がんリスクが高い臓器であることを示している。国際宇宙ステーションでは生物学的効果比が高い中性子線の被ばく線量が高く、女性宇宙飛行士の放射線防護には中性子線の影響を考慮する必要がある。また、乳がんリスクは出産経験に大きく左右されるが、放射線による乳がんリスクの情報は少ない。本研究では、ラットを用いてγ線や中性子線による乳がんリスクが妊娠経験によって低減するかを検討した。その結果、出産経験は乳がんの自然発生率を変えなかったが、γ線(4Gy)および中性子線(0.05-0.5Gy)で誘発される乳がんを、ほぼ完璧に抑制することが明らかとなった。生後90週令まで飼育・観察し、病理学的解析を行い、発がんリスクを求めるためには、動物実験の設定が27年度前半までに終了している必要がある。26年度は、15週令照射群は設定が終了し、経産群は80%、35週令照射群約70%の設定を終了した。残りの照射群も7月中旬には設定が終了予定であり、順調に進んでいる。照射した個体は隔週で体重測定、週1度の乳腺触診を行い経過・観察中である。
大規模イベントにおける民俗芸能・祭礼の利用の実態とその影響の調査研究

平成19年度は,これまで行ってきた昭和45年の日本万国博覧会(大阪万博)め「お祭り広場」における催し物と,その実現に大きな役割を果たした宝塚歌劇団郷土芸能研究会の活動にっいてのフォローアップ調査を行った。和歌山県太地町の鯨踊りについては,前年度の渡辺武雄氏とのインタビューにおいて,宝塚郷土芸能研究会が復活に関わったことを知ることができたので,本年度は地元で復活を進めた経緯にっいて,現地調査と聞き取り調査を行った。復活に際しての牽引役であった当時の青年のメンバーに対して行った聞き取り調査によって,現地での復活の機運と,郷土芸能研究会の来訪がタイミング良く重なり,とくに音楽の復元等で郷土芸能研究会の指導を受けた様子などが明らかになった。また,高知県の阿波踊りのフォローアップ調査では,当時進んでいた踊りグループ(連)の再編や,その組織化(阿波おどり振興協会,徳島県阿波踊り協会の発足等)が,直接万博への出演が契機となったとは言えないものの,その出演団体選考などに影響を与えていたことが分かった。現在,有名連として知られる多くの踊りグループは,こうした協会への所属によって正統性を認められているが,その権威化に「万博出演」の果たした役割は大きいと考えられる。また,宝塚歌劇団郷土芸能研究会の活動については,平成20年1月26日に開催された民俗芸能学会第117回研究例会において,池田文庫の鶴岡正生氏を迎えて「阪急学園池田文庫収蔵の日本民俗芸能取材資料の紹介」と題した講演をしてもらい,研究代表者(俵木)が司会・コメンテーターとして,学会にその活動の紹介を行い,残された資料の今後の利用について意見交換を行った。こうした調査の成果をまとめ,3月に研究成果報告書を刊行した。本年度は、調査対象として昭和45年の日本万国博覧会(大阪万博)の「お祭り広場」における催し物、とくに最も主要なイベントとして行われた「日本のまつり」についての調査を実施した。独立行政法人日本万国博覧会記念機構の協力により、公式記録・会場基本計画・常任理事会および各種委員会の議事録、また催し物「日本のまつり」報告やシリーズ全6回の脚本等の資料を収集することができた。また、当時のお祭り広場催し物プロデューサーであった、宝塚歌劇団名誉理事の渡辺武雄氏からの聞き取りを実施した。これにより、このイベントの背景に昭和33年より続く宝塚歌劇団内郷土芸能研究会の活動があることが明らかとなった。同会の活動については今後継続調査を予定している。また、本年度開催された愛・地球博の民俗芸能関連イベントとして、愛・地球大交流祭や、ジャパンウィーク関連イベント、長久手愛知県館の「おまつり広場」のイベント等を調査した。また、大阪万博「日本のまつり」に参加した民俗芸能への影響の調査として、徳島市の阿波踊りと和歌山県太地町の鯨踊りについての現地調査を実施した。阿波踊りはそれ以前から知名度を得ていたものの、万博の開会式で大規模な踊りを披露するなど、このイベントへの出演によって日本を代表するまつりとして知られることとなった。また、万博のPRを兼ねた公演が最初の海外進出であったことや、出演の前年に徳島県阿波踊り協会が発足するなど、影響の大きさが窺われた。太地の鯨踊りでは、昭和初期より伝承が途絶えていたこの踊りが、宝塚郷土芸能研究会によって発掘され復活したらしいことが明らかになった。現在でも万博出演に際して作曲された「鯨太鼓」とともに演じられており、イベント出演が民俗芸能の復活・活性化に繋がった例として大いに興味深いものであった。平成18年度は、昨年度に引き続き、昭和45年の日本万国博覧会(大阪万博)の「お祭り広場」における催し物、とくに最も主要なイベントとして行われた「日本のまつり」についての調査を実施した。なかでも、当時お祭り広場の催し物総合プロデューサーであった宝塚歌劇団の渡辺武雄氏が主宰していた郷土芸能研究会の活動と、「日本のまつり」の企画には密接な関係があることがわかり、渡辺氏への二度のインタビューをはじめとする調査と資料収集を行った。なお、宝塚歌劇団郷土芸能研究会の活動については、舞台作品の創作にとどまらず、民俗芸能や祭礼の資料収集・アーカイブ化の注目すべき例であると認識し、現在同会の資料を保管している阪急学園池田文庫と協力して、これらの資料類の意義と今後の活用法についての調査と考察も行った。その成果の一部は、『館報池田文庫』に発表した。阿波踊りについては、この祭りを長年にわたってサポートしている徳島新聞社の協力により、万博前後の新聞記事を精査し、メディアの伝え方、地元の人々の受け止め方、さらに同時代の地域における社会背景などについて調査を進めた。太地の鯨踊りについては、8月に開催される「勇魚祭」を実地調査した。この祭りは、万博を契機に復興した鯨踊りや、新たに創作された鯨太鼓の上演と合わせて、古式捕鯨の様子を模した行事が行われている。万博への出演で活性化された伝承が、後に伝統的な捕鯨文化を象徴するものとして文脈を変えて意味付けられてきたことがうかがわれ、興味深いものであった。

和歌山県太地町の鯨踊りについては,前年度の渡辺武雄氏とのインタビューにおいて,宝塚郷土芸能研究会が復活に関わったことを知ることができたので,本年度は地元で復活を進めた経緯にっいて,現地調査と聞き取り調査を行った。復活に際しての牽引役であった当時の青年のメンバーに対して行った聞き取り調査によって,現地での復活の機運と,郷土芸能研究会の来訪がタイミング良く重なり,とくに音楽の復元等で郷土芸能研究会の指導を受けた様子などが明らかになった。また,高知県の阿波踊りのフォローアップ調査では,当時進んでいた踊りグループ(連)の再編や,その組織化(阿波おどり振興協会,徳島県阿波踊り協会の発足等)が,直接万博への出演が契機となったとは言えないものの,その出演団体選考などに影響を与えていたことが分かった。現在,有名連として知られる多くの踊りグループは,こうした協会への所属によって正統性を認められているが,その権威化に「万博出演」の果たした役割は大きいと考えられる。また,宝塚歌劇団郷土芸能研究会の活動については,平成20年1月26日に開催された民俗芸能学会第117回研究例会において,池田文庫の鶴岡正生氏を迎えて「阪急学園池田文庫収蔵の日本民俗芸能取材資料の紹介」と題した講演をしてもらい,研究代表者(俵木)が司会・コメンテーターとして,学会にその活動の紹介を行い,残された資料の今後の利用について意見交換を行った。こうした調査の成果をまとめ,3月に研究成果報告書を刊行した。
多次元オーバサンプリングによるアレイセンサの符号化技術

1.多次元オーバサンプリング符号化方式の確立2次元1次Δ-Σ変調符号化による1次元アレイセンサの信号処理に関して時間サンプリング周波数、アレイ間隔と量子化雑音レベルの関連を明らかにした。その結果、時間及び空間のサンプリング周波数に関し、サンプリング周波数を2倍にする、あるいはアレイ間隔を2分の1にするごとにSN比が9dB向上することがわかった。次に、この結果を2次元アレイへ対応することを検討し、マトリクス、サ-キュラ、アニュラの3種類のアレイについて安定動作する方式を確立した。2.符号化システムの試作実数値で与えられた波面を多次元量子化し、得られる複数のビット列を同期して出力するオーバサンプリング符号化システムを試作した。チャンネル数は64である。パターン発生装置のクロック上限は50MHzであるが、今年度試作した駆動回路は上限周波数10MHz、最大出力振幅100Vppである。3.超音波アレイセンサの試作プリント基板上の銅箔をミーリング加工したパターン電極にP(VDF-TrFE)薄膜を積層して高密度の超音波アレイセンサを試作した。また、原理評価用に空中用ダイナミックスピーカアレイも試作した。4.システムの評価と整備設計したシステムの動作試験を行なった。スピーカアレイでは、特性の補償により、収束する音場を発生できる見通しを得た。また、シミュレーションにより指向性と発生する波形の評価を行なった。アニュラアレイでは、2次元1次Δ-Σ変調符号化で得られた1ビット信号による駆動は、変調前のアナログ波形による駆動と比べて指向性の誤差は0.3%(時間・空間のオーバサンプル比がともに16)、収束点での波形のSNは80dBと、高い精度で音場を制御できることがわかった。1.多次元オーバサンプリング符号化方式の確立2次元1次Δ-Σ変調符号化による1次元アレイセンサの信号処理に関して時間サンプリング周波数、アレイ間隔と量子化雑音レベルの関連を調べた。この結果、特別の時間領域のフィルタを用いずに高ダイナミックレンジの音響波を発生できることがわかった。2次元アレイの拡張は円周アレイを採用することで可能であった。2.実験システムの試作実数値で与えられた波面を多次元量子化し、得られる複数のビット列を同期して出力する最高サンプリング周波数50MHz、64chのオーバサンプリング符号化システムを試作した。これを用いて空中の可聴音を使った予備的実験により1ビット駆動による正弦波の発生を確認した。また、DSPシステムを備品費で購入し、高速処理システムの設計に着手した。3.超音波アレイセンサの試作と特性の評価高分子薄膜上にパターン電極を形成し、中心周波数5MHzの超音波アレイセンサを試作した。これを広い周波数帯域のパルスで駆動し、周波数帯域、クロストークなどの特性を評価した。4.システムの評価と整備設計したシステムの評価を行なった。1次元アレイで空間および時間のオーバサンプル比が共に16の場合、焦点でのSN比は時間領域のフィルタを用いずに60dBであり、十分に高くできることがわかった。次に、この結果を2次元アレイへ対応することを検討し、マトリクス、サ-キュラ、マニュラの3種類のアレイについて安定動作する方式を確立した。

超音波アレイセンサの試作プリント基板上の銅箔をミーリング加工したパターン電極にP(VDF-TrFE)薄膜を積層して高密度の超音波アレイセンサを試作した。また、原理評価用に空中用ダイナミックスピーカアレイも試作した。4.システムの評価と整備設計したシステムの動作試験を行なった。スピーカアレイでは、特性の補償により、収束する音場を発生できる見通しを得た。また、シミュレーションにより指向性と発生する波形の評価を行なった。アニュラアレイでは、2次元1次Δ-Σ変調符号化で得られた1ビット信号による駆動は、変調前のアナログ波形による駆動と比べて指向性の誤差は0.3%(時間・空間のオーバサンプル比がともに16)、収束点での波形のSNは80dBと、高い精度で音場を制御できることがわかった。