hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発がん性化学物質への感受性に及ぼすプロスタグランジン最終合成酵素発現の影響の検討

環境化学物質による発がんへのプロスタグランジン最終合成酵素であるmPGES-1、PGISの関与について明らかとするために、mPGES-1およびPGIS遺伝子欠損(KO)マウスを用いて化学発がん剤への感受性について解析を行った。その結果、アゾキシメタンによる大腸化学発がんも、7,12-dimethylbenz(a)anthravenおよび12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetateによる皮膚化学発がんもmPGES-1の欠損によって抑制され、PGIS KOの欠損によって促進されることが示唆された。平成25年度には、化学発がん剤であるアゾキシメタンを用いて野生型マウス、mPGES-1欠損マウス、PGIS欠損マウス、mPGES-1/PGIS両欠損マウスにおける大腸化学発がんを評価した。その結果、これまでに報告している通り、mPGES-1欠損マウスでは野生型マウスと比較して大腸ポリープの発生が抑制されており、組織標本のHE染色像からも発がんが抑制されることが認められた。これに対し、PGIS欠損マウスでは発がんの促進が認められ、mPGES-1/PGIS両欠損マウスでは野生型マウスよりも発がんは抑制されたものの、mPGES-1欠損マウスよりは発がんが促進されていた。この結果より、mPGES-1の欠損はアゾキシメタンによる発がんを抑制するのに対し、反対にPGISの欠損が発がんを促進することが示唆された。このときのPGISの発現を免疫組織染色によって検討したところ、大腸組織の血管に発現が認められた。また、PGIS欠損マウスのポリープではPGI2代謝物の6-keto PGF1aは検出されず、mPGES-1/PGIS両欠損マウスでは6-keto PGF1aの欠損とPGD2の増加が認められ、シャンティングが生じていた。また、アゾキシメタン投与から11週後に大腸を摘出しマイクロアレイ解析を行い発現上昇が認められた遺伝子のmRNA発現を定量的PCRにて解析した。その結果、PGIS欠損マウスでは野生型マウスと比較して血管新生を担い、がんとの関連も報告されているAngiogeninの発現上昇が認められたことから、PGISの欠損はAngiogeninの発現上昇を介して発がんを促進した可能性も考えられた。さらに、マウス大腸がん細胞株Colon-26および肺がん細胞株LLCにPGI2アナログのカルバサイクリンを添加して培養したところ、いずれの細胞株においても細胞増殖の抑制が認められた。これらの結果より、in vivo、in vitroともにPGI2が、がんに対し抑制的に作用する可能性が示唆された。平成26年度にはmPGES-1 KOマウス、PGIS KOマウス、mPGES-1/PGIS両欠損マウスを用いて7,12-dimethylbenz(a)anthraven (DMBA)および12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA)による皮膚発がんモデルの解析を行った。野生型マウスではDMBA塗布から20週後にはほとんどすべてのマウスの皮膚に腫瘍が形成されたことに対し、mPGES-1 KOマウスでは12.5%にしか発がんが認められなかった。DMBA/TPA塗布によって野生型マウスでは皮膚組織中のPGE2量が増加したが、mPGES-1 KOマウスではPGE2量が野生型マウスよりも顕著に減少していた。また、PGIS KOマウスでは野生型マウスと同じく、ほとんどすべてのマウスに発がんが認められ、腫瘍数も同程度であった。一方、mPGES-1/PGIS両欠損マウスでは野生型マウスよりは発がん率は低いものの、半分以上の個体に発がんが認められ、mPGES-1 KOマウスよりも促進されていた。さらに、PGIS KOマウスの皮下に大腸がん細胞株Colon-26を移植したところ、移植腫瘍の増殖が促進される傾向が認められた。これらの結果より、大腸がん、皮膚がんともにmPGES-1の欠損は発がんに抑制的に、PGISの欠損は促進的に関与することが示唆された。衛生薬学平成25年度に計画していたアゾキシメタンによる化学発がんモデルの解析をmPGES-1欠損マウス、PGIS欠損マウス、mPGES-1/PGIS両欠損マウスを用いて行い、mPGES-1とPGISがアゾキシメタンによる発がんに対してそれぞれ促進と抑制の反対の役割を担うことが明らかとなった。さらに、平成26年度に予定していたマイクロアレイ解析も行い、PGISの欠損によって発がん初期に変動する遺伝子の網羅的解析を行った。一方、他に計画していた発がんモデルについては現在解析中である。また、平成25年度の計画していたとおり、がん細胞増殖へのPGI2の作用を検討したところ、大腸がん細胞および肺がん細胞へのPGI2アナログの添加によってがん細胞の増殖が抑制されることが明らかとなった。これらの状況を踏まえ、おおむね計画通りに研究は進展していると考えた。

アゾキシメタンによる発がんではmPGES-1欠損マウスは発がんが抑制され、PGIS欠損マウスでは促進されたが、他の発がんモデルでも同様であるか、あるいは、どのように異なるのかPG合成や発がんに関わる遺伝子発現の解析によって検討する。さらに、PGISの欠損によって発がんが促進されたことについて、血管新生関連因子の発現増加との関連や、どの受容体を介しているのかといった機構についてマイクロアレイの結果をもとに遺伝子発現を解析する。また、マウスの大腸がん組織において、PGISは血管に発現していたこと、in vitroにおいて大腸がん細胞の増殖がPGI2アナログによって抑制されたことから、がん細胞の周辺組織に発現するPGISによって産生されたPGI2ががんの増殖を抑制することが考えられる。そこで、移植腫瘍に対する宿主側のPGISの役割を検討するため、PGIS欠損マウスにがん細胞を移植し、増殖能を解析する。また、血管におけるPGISとがん細胞の相互作用について検討するために、がん細胞と血管内皮細胞の共培養を行い、それぞれの細胞の相互作用へのPGISの役割を明らかとする。
近世における音曲と演劇テクストの総合比較研究

本研究において、近世日本に出版され広く流布した演劇書の調査と研究を通して、音曲のあり方と、文化史におけるその意義と推移の模様を究明することを目的とした。具体的に、東京大学教養学部国文・漢文学教室に所蔵される黒木勘蔵氏(1882-1930年)旧蔵の黒木文庫約3,000点を中心として、調査と研究を行ってきた。黒木勘蔵氏は、旧制東京高等学校の教授であったが、教務のかたわら各地へ出向いては音楽文献を調査し、また関東大震災後には、近世日本音楽を1箇の研究分野に押し上げるほどの功労者でもあり、一代の目利き、本のコレクターでもあった。戦火をくぐった黒木氏の蔵書は、やがて新制・東京大学教養学部国文・漢文学教室へ移管され、以来半世紀以上研究者のあいだで知られてはいたが、広く活用される機会がないまま眠っていた。今回の研究では、黒木文庫を中心とする同教室所蔵の演劇害コレクションを悉皆書誌調査をし、電子撮影による画像制作を行ったうえで、タイトル・作者にかぎらず、ジャンル、出版地、画工、興行地など、検索が縦横に可能な画像データベースを構築し、東京大学情報基盤センターから無料公開した(http://kuroki.dl.itc.u-tokyo.ac.jp/)。これに加えて、黒木文庫を中核にすえた、日本近世音楽文献と画像の実物による特別展覧会「江戸の声-黒木文庫でみる音楽と演劇の世界-」を東京大学駒場博物館で開催し(2006年3月27日同年5月7日)、その期間中に講演会・シンポジウム「江戸の声:日本の音楽が語りえたもの」も実施した。特別展開催に当たって、ここに研究成果報告書として提出する研究・資料集『江戸の声-黒木文庫でみる音楽と演劇の世界-』を執筆公刊し、配布することができた。本年度の研究活動は下記3つのプロジェクトに即して行われた。(1)東大駒場黒木コレクションの文献資料調査および書誌情報採取と整理に着手した(キャンベル、佐藤知乃〔補助〕)。従来使われてきた東大駒場国文学漢文学教室和図書目録(手書き原稿を印刷したもの)の近世演劇部門を文書処理して校正を加え、芝居番付については詳細な書誌データを作成し付加した。(2)近世音曲資料について、研究発表会を2度開いた(松岡心平、池山晃、ロバート・キャンベル、黒石陽子、黒石真、小森陽一、斎藤希史、武井協三、兵藤裕己、古井戸秀夫、安田文吉、山下則子)。第一回・2003年7月28日、於東大駒場キャンパス14号館608号室。研究活動範囲および分担に関する検討を行った。黒木文庫電子画像化計画の内容について方針を決定。第二回・2003年11月17日、於東大駒場キャンパス14号館608号室。音曲資料に関する研究発表と討議を行った。研究発表は、古井戸秀夫「音曲正本」および安田文吉「音曲資料の特質について」。(3)東大駒場黒木コレクションの全冊電子画像撮影に着手した(松岡、キャンベル、佐藤知乃〔補助〕)。業者(株式会社・光楽堂)に発注し、撮影および加工仕様について検討し決定した。撮影期間を4回設けて(9月、10月、11月、1月)、合計30,563コマ分のデジタル撮影を行いこれを納品・検収した。本年度の研究活動は、昨年の活動を継続発展させる形で、下記3つのプロジェクトに即して行われた。(1)東大駒場黒木コレクションの文献資料調査および書誌情報採取と整理を続行させた(キャンベル、佐藤知乃)。従来使われてきた東大駒場国文学漢文学教室和図書目録(手書き原稿を印刷したもの)の近世

演劇部門を文書処理して校正を加え、芝居番付については詳細な書誌データを作成し付加した。予定通り、この作業はほぼ終了した、なお未調査であった明治大正期〔林長三郎書抜〕391点について悉皆書誌調査を行い、撮影する準備を整えた(佐藤知乃、キャンベル)。(2)近世音曲資料について、研究発表会を1度開いた(松岡心平、池山晃、ロバート・キャンベル、黒石陽子、佐藤知乃、武井協三、古井戸秀夫、安田文吉、山下則子)。2004年11月13日、於東大駒場キャンパス14号館608号室。池田晃と佐藤知乃による研究発表に続き、黒木文庫電子画像化計画の内容と進捗について検討をした。(3)東大駒場黒木コレクションの全冊電子画像撮影を続行させた(松岡、キャンベル、佐藤知乃)。業者(株式会社・光楽堂)に発注し、撮影および加工仕様について検討し決定した。撮影期間を3回設けて(5月、8月、10月)、合計35,000コマ分のデジタル撮影を行いこれを納品・検収した。電子撮影は、予定通りほぼ終了した。本年度の研究活動は、一昨年度・昨年度の活動を継続しながら、成果として下記3つのプロジェクトを完成させ、公開することができました。(1)東大教養学部国文・漢文学部会所蔵黒木文庫および同部会所蔵林又一郎舞台資料全点の書誌整理と画像調整を終え、画像データベース「電子版黒木文庫」として構築し、公開した(http://kuroki.dl.itc.u-tokyo.ac.jp)。(キャンベル、佐藤)(2)黒木文庫の原典を中心とした特別展示「江戸の声-黒木文庫でみる音楽と演劇の世界」を開催した(キャンベル、松岡、黒石、武井、安田、山下、佐藤)。平成18年3月27日同年5月7日まで東京大学教養学部・駒場博物館において開催(入場無料)。(3)上記特別展「江戸の声」の図録として、学術研究書『江戸の声-黒木文庫でみる音楽と演劇の世界』を編集し、刊行した(キャンベル編集、キャンベル、黒石、武井、安田、山下、佐藤執筆、東京大学駒場博物館発行、2006年3月27日発行)。
水圏無脊椎動物からの細胞機能系作用物質の探索と作用機序の解析

日本各地で採集した海洋無脊椎動物について、P388マウス白血病細胞に対する細胞毒性、ラット線維細胞3Y1の形態変化、タンパク質脱リン酸化酵素など多数の酵素に対する阻害作用を検索し、浮かび上がった有望検体から活性物質の単離と構造決定を試みたところ、71種の新規化合物を発見することができた。またカリクリン類の構造-活性相関を検討して、その酵素との相互作用について重要な知見を得ることができた。アクチン重合阻害剤であるマイカロライド類について作用機序の詳細な検討を行ったところ、これらのマクロライドはサイトカラシンDやラトランキュリンAとは異なるアクチンの部位に結合することが明らかとなった。さらに、ビスセネライドA、アプロニンAおよびペクテノトキシン2もアクチン重合阻害作用を示し、ビスセオネライドA1分子は2分子のG-アクチンと結合して重合を阻害することが判明した。スッテレッタミドAは平滑筋の収縮を誘起するが、これはカルシウム依存性タンパク質のカルモヂュリンを阻害することによりミオシン軽鎖のリン酸化が阻害されたためだあることが分かった。また、デイスコデーミンAは生体膜中にポアを形成して細胞膜透過性亢進作用をしめすこと、セオネラミドAとFは17β-ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼIVおよびグルタミン酸デヒドロゲナーゼと親和性を示すことが判明した。イトマキヒトデ受精卵の発生に影響する物質を主に海綿から検索した結果、胞胚形成を特異的に阻害するアンコリノシドAおよび原腸形成を阻害するノルセスタテルペンのロパロ酸BおよびCを発見することができた。一方、ジャスピシンはバフンウニの孵化酵素を特異的に阻害することが分かった。最後に、バフンウニ卵の小胞体タンパク質ANO39のリン酸化されるアミノ酸部位を特異的に認識する抗体を作成し、オカダ酸やカルクリンAなどのタンパク質脱リン酸化酵素阻害剤を検出できる簡便な系を樹立することができた。1)ラット線維芽細胞の形態変化を指標に、海洋無脊椎動物についてスクリーニングを行った結果、多くの海綿に強い活性が認められた。このうち有望な未同定海綿から、特異なテロラミン酸を含むポリエン配糖体数種が活性物質として得られた。2)タンパク質脱リン酸化酵素阻害剤calyculin類の新規誘導体5種、およびラット線維芽細胞の形態を変化させる新規ritterazine誘導体13種をそれぞれ単離・構造決定した。また、アクチン重合を阻害する2つの新規水溶性mycalolide誘導体を紀伊半島産海綿Mycalesp.から得た。3)海綿由来のbistheonellide Aは、その1分子がアクチン2分子と結合するが、アクチン切断作用を示さず、Gアクチン隔離作用で受動的にアクチン線維を短くすることを明らかにした。海綿由来抗カビ物質stellettamide Aは、カルモジュリンを特異的に阻害することを明らかにした。5)西日本産海綿を対象に、イトマキヒトデ受精卵に発生を阻害する物質を検索したところ、徳島産のAncorinasp.から胞胚形成を阻害するancorinoside Aと命名された特異な配糖体が得られた。本化合物を0.4μg/mL以上の濃度を添加すると、イトマキヒトデ胚は256-512細胞期まで正常に発生が進行するものの、胞胚形成には至らなかった。1)ラット線維芽細胞の形態変化を指標に、本年度採集した海綿、ソフトコーラル、およびホヤについてスクリーニングを行い、多くの海綿に顕著な活性を認めた。

これらのうち、Siliquariaspongia japonicaおよびStelletta globostellataから、ruborosideと命名した8種のテトラミン酸配糖体およびイソマラバラカントリテルペン類をそれぞれ単離・構造決定した。2)アクチン重合を阻害する6種の新規mycalolide誘導体を海綿Mycale spp.から分離するとともに、カルモジュリン依存性ホスホジエステラーゼを阻害するアルカロイドstellettazole Aを海綿stelletta sp.から発見した。3) MycalolideBとkabiramide Dをbiocytin化して結合タンパク質の検索を行ったところ、前者は非特異的な結合能を示したが、後者はアクチンに特異的に結合することが判明した。4) MycalolideBの血小板凝集に対する作用を、サイトカラシンDの作用と比較した結果、前者は細胞レベルでも強力なアクチン脱重合作用を持つことが明らかとなった。また、swinholide A、aplyronine Aおよびpectenotoxin 2もアクチン脱重合作用を示すことを発見した。5)イトマキヒトデ受精卵において原腸形成を阻害する新規ノルセスタテルペンのrhopaloic acid BおよびCをRhopaocides属海綿から単離するとともに、構造ー活性相関に重要な知見を得た。さらに、先に海綿から発見したjaspisinがバフンウニの孵化酵素を直接阻害することを明らかにした。また、本物質は、孵化酵素(マトリックスエンドプロテイナーゼ)のグループに属すヒトがん細胞のジェラチナーゼも阻害するが、トリプシンなどのプロテアーゼには活性を示さなかった。生物活性スクリーニングの結果浮かび上がった抽出液から、活性成分の単離・構造研究および作用機序の解析をした。それらの結果を以下に示す。1.Pseudotheonamide類八丈島産海綿Theonellaswinhoeiからセリンプロテアーゼ阻害活性を示すペプチドを単離した。それらのスペクトルデータは既知のcyclotheonamide類と似ていたが、二次元NMRデータの解析および科学分解実験などで構造決定を行ったところ、後者と共通の部品を持ち環化の様式が異なるペプチドであることが判明した。2.Calyculin誘導体のコンフォメーション解析式根島産海綿Discodermia calyxから発見されたcalyculin類は低濃度でタンパク質脱リン酸化酵素を阻害する細胞毒性物質である。この類緑体として得られたdephosphonocalyculinAはリン酸エステルを持たないにも関わらず、強い同酵素の阻害剤であった。このことに興味を持ち、両者の溶液中での構造解析を行ったところ、いずれも同様のコンォメーションをとることがわかった。3.TheonellamideFの活性発現機序八丈島産の海綿Theonella sp.由来の双環性ペプチドのtheonellamideFの標的分子を特定するための研究を行った。まず、動物細胞に対する作用を詳細に検討し、この化合物の存在下培養を行うと、細胞内に多数の液胞が生じることを見いだした。前年度に引き続き、日本各地で採集した海洋無脊椎動物のスクリーニングおよび活性物質の単離・構造決定を行うとともに、主な化合物について作用機序の解析を行った。その概要は以下の通りである。
マイクロアークによる熱加工現象の研究

本研究ではマイクロアーク放電を熱源として微小サイズの溶接を行う上での問題点を明らかにするため、基礎実験を行ってきた。平成10年度においては、実用化にあたって不可欠となる大気圧下でのマイクロアーク実験装置を試作し、マイクロアークの電気特性を調べた。平成11年度では放電現象の時分解観察と熱加工現象を調べた。得られた結果を項目別に報告する。1.マイクロアークの電気的特性と放電現象の時分解観察タングステン電極の径と先端形状を電解研磨によって整形し、直径300μmと25μmの電極について、試作した高圧定電流電源を用いて放電形態を比較した。実験は主にアルゴン気中で行い、ICCDカメラによる外観観察と電圧波形を調べた。その結果、いずれの電極においても現れる放電の形態は、電流値・放電時間によって、アーク・グロー遷移、グロー、アークの3つに分類できた。さらに、アーク放電の条件として、直径300μmの電極では0.2A以上の電流値が必要であるが、直径25μmの場合には5mAでも放電時間を5ms以上にするとアークとなることが明らかとなった。2.マイクロ熱加工現象の解析アーク放電が起こると、電極サイズによらず母材陽極が溶融し、電流値やギャップ長によって穴があいたり、平坦な溶融スポットが形成されることが分かった。溶融スポットサイズと放電電力に基づいて熱伝導解析を行ったが、今後、入熱分布や境界条件を厳密に設定した詳細な検討を要する。電極と試料との間のギャップ長をサブマイクロメートル程度に設定すると、数100Vで絶縁破壊が起こりマイクロサイズのアーク放電を発生させることができる。このとき、試料表面には直径10μm程度の溶融部が形成されるが、マイクロアーク溶接法といえる微細加工技術を完成させるためには、アーク放電現象を支配するパラメータを明確にし、再現性のある溶融部を形成するための制御方法を確立する必要がある。そこで、本研究ではマイクロアークによる溶融・蒸発現象を明らかにし、マイクロ溶接のための放電条件の最適化と実用化に対応できる制御方法を確立することを目的とする。得られた結果を研究実施計画に従って報告する。1.マイクロアーク実験装置の設計・製作現有装置をベースにして、マイクロアークトーチの製作を行うとともに、ピエゾアクチュエー夕を用いてナノメートルオーダの精度で位置決めができる装置を製作し、実験を行った。2.マイクロアークの電気的特性と放電現象の時分解観察電極として0.3mmの細径タングステン線を用いた。電極先端形状は電解研磨により調整し、マイクロアーク放電の実験を行った。定電流特性の電源を試作し、放電電流値を1mA1Aの範囲で変え、電圧波形を調べるとともに放電形態を高速シャッターICCDカメラで観察した。その結果、シールドガスをアルゴンガスとして、ギャップ長0.510μmにおける実験範囲では放電電流が0.3A以上で、電圧が2030Vのアークが発生し、それよりも低い電流値ではアークとグローが交互に繰り返す放電形態になることが明らかとなった。とりわけ実用化にあたって不可欠となる大気圧下でのマイクロアーク放電の現象を実験的に調べてきた。今年度に得られた結果を研究実施計画に従って報告する。1.マイクロアークの電気的特性と放電現象の時分解観察(昨年度に引続き実施)タングステン電極径と先端形状を電解研磨によって整形し、直径300μmと25μmの電極について、試作した高圧定電流電源を用いて比較した。その結果、いずれの電極においても現れる放電形態は、電流値・放電時間によって、アーク・グロー遷移、グロー、アークの3つに分類できた。さらに、アーク放電の条件として、直径300μmの電極では0.2A以上の電流値が必要であるが、直径25μmの場合には5mAでも放電時間を5ms以上にするとアークが発生した。

2.マイクロ熱加工現象の解析電極サイズによらずアーク放電が起こると、母材陽極が溶融し、電流値やギャップ長によって穴があいたり、平坦な溶融スポットが形成されることが分かった。溶融スポットサイズと放電電力に基づいて熱伝導解析を行い、マイクロアークの熱効率を40-80%と推定したが、今後、入熱分布や境界条件を厳密に設定した詳細な検討を要する。
蛋白立体構造に基づく6種カテプシン分別阻害剤開発とそれによる新生理機能の解明

此の研究の終局の目的は、6種のリソゾームカテプシン夫々の生理的な代謝分担を明らかにする為に、夫々に選択的な阻害剤を作り、これらを使用してカテプシン夫々の代謝分担を明らかにすることにある。標的カテプシン群のX線結晶回析に基づくコンピューター立体画像に基づき理論的に、現在確認されている6種のカテプシン群B、L、S、K、C、Hの基質結合ポケットの差異から、全てに対する分別阻害剤のデザインに成功している。カテプシンBの特異的阻害剤CA-074とCA-030を開発した(1)。次いでCLIK-066,-088,-148,-181及び-195はカテプシンL特異性を示し、CLIK-060はカテプシンSに特異性を持つものを開発(2)。更にピリドキサール誘導体でCLIK-164はカテプシンKに一番強い阻害剤を開発した(3)。此等を使用して夫々異なった生理作用を追及した。骨粗鬆症、骨コラーゲンの分解亢進、抗原のプロセッシング、IgE生産の抑制効果等を明らかにした。更に、カスパーゼ3関与(活性化)のアポトーシスにカテプシンLが関与している事を見い出した。此の活性化機構におけるカテプシンLの関与の仕方を明らかにし、アポトーシスの制御をカテプシンL阻害剤で出来るようにする。更に肝癌細胞がアポトーシスの抑制されている細胞であるが、此のカスパーゼ-3活性化酵素の欠損が明らかとなった。
ハンガリー語動詞接頭辞の意味と機能-認知言語学的研究

本研究では,認知意味論の枠組みを使って,ハンガリー語の動詞接頭辞の多義性とその意味構造を明らかにすることを試みた.成果として,次のような知見が得られた.・動詞接頭辞という文法カテゴリーは,プロトタイプ的なカテゴリーを構成する.・動詞接頭辞の多様な意味は,プロトタイプ的なカテゴリーを構成する.・動詞接頭辞のプロトタイプ的意味は,中心イメージ・スキーマあるいは基本イメージ・スキーマとして記述可能である.・動詞接頭辞の多義的な用法は,基本イメージ・スキーマの変換という意味拡張プロセスによって説明することが可能である.・イメージ・スキーマ変換による意味拡張を引き起こす要因には,比喩(メタファー,シネクドキー,メトニミー)が関連している.・イメージ・スキーマを使った分析により,複数の異なる意味の関連性を図式化することができる.・ハンガリー語教育の観点からは,個々の動詞接頭辞のプロトタイプ的意味とそこから意味拡張された主な意味を提示し,それらの関連性を示すことによって,統一的な理解が可能となり,習得の助けになると考えられる.・動詞接頭辞が有する完了アスペクトを付与する機能は,経路の終端焦点化という認知プロセスによってもたらされたのではないかという仮説が得られた.これを検証するためには,動詞接頭辞の意味と用法をディスコースのレベルで分析する必要がある.・「前後」や「上下」といった空間関係は,人間の身体性に起因するものである.それが言語の構造と深く関わっていることのヒントが得られた.身体性と言語構造との関係を明らかにするためには,動詞接頭辞だけでなく,また,ハンガリー語に限らず,空間移動表現に関わるあらゆる言語現象についてさらなる研究を行う必要がある.本研究では,認知意味論の枠組みを使って,ハンガリー語の動詞接頭辞の多義性とその意味構造を明らかにすることを試みた.成果として,次のような知見が得られた.・動詞接頭辞という文法カテゴリーは,プロトタイプ的なカテゴリーを構成する.・動詞接頭辞の多様な意味は,プロトタイプ的なカテゴリーを構成する.・動詞接頭辞のプロトタイプ的意味は,中心イメージ・スキーマあるいは基本イメージ・スキーマとして記述可能である.・動詞接頭辞の多義的な用法は,基本イメージ・スキーマの変換という意味拡張プロセスによって説明することが可能である.・イメージ・スキーマ変換による意味拡張を引き起こす要因には,比喩(メタファー,シネクドキー,メトニミー)が関連している.・イメージ・スキーマを使った分析により,複数の異なる意味の関連性を図式化することができる.・ハンガリー語教育の観点からは,個々の動詞接頭辞のプロトタイプ的意味とそこから意味拡張された主な意味を提示し,それらの関連性を示すことによって,統一的な理解が可能となり,習得の助けになると考えられる.・動詞接頭辞が有する完了アスペクトを付与する機能は,経路の終端焦点化という認知プロセスによってもたらされたのではないかという仮説が得られた.これを検証するためには,動詞接頭辞の意味と用法をディスコースのレベルで分析する必要がある.・「前後」や「上下」といった空間関係は,人間の身体性に起因するものである.それが言語の構造と深く関わっていることのヒントが得られた.身体性と言語構造との関係を明らかにするためには,動詞接頭辞だけでなく,また,ハンガリー語に限らず,空間移動表現に関わるあらゆる言語現象についてさらなる研究を行う必要がある.本研究の目的は,ハンガリー語の動詞接頭辞の意味と機能を認知言語学の観点から分析することである.ハンガリー語の動詞接頭辞は,中立文においては動詞の前に接続して,動詞に完了の意味を付加したり,動作の方向を表すなど,さまざまな副詞的意味を付け加える要素である.意味論のレベルでは,動詞に前接する接辞と考えられるが,構文によっては動詞から分離して,動詞の前方や後方に置かれることや,条件によっては,動詞接頭辞だけで文の構成要素になることが可能であるなど,統語論のレベルでは独立した品詞のような振る舞いをする.このような統語上の複雑な性質に加えて,その意味と機能はさらに変化に富んでおり,記述がきわめて困難とされている.本研究では,動詞接頭辞の多様性に富んだ意味は,認知言語学でいうところの家族的類似性によって結びつけられた多義的カテゴリーであると仮定して,さまざまな動詞接頭辞の意味と用法は,もっとも基本的な意味である空間的用法(基本的スキーマ)からメトニミーやメタファーなどの意味拡張によってもたらされるものと考える.各動詞接頭辞の多義的カテゴリーの構造を明らかにするために,準備段階として,初年度は以下の作業を行った.(1)学習者用のハンガリー語の教科書などを分析して,使用頻度が高い動詞接頭辞付き動詞をリストアップした.(2)上記の動詞を接頭辞別に分類した.(3)動詞接頭辞付き動詞の意味をどのように記述するかについて検討した.本研究の目的は,ハンガリー語の動詞接頭辞の意味と機能を認知言語学の観点から分析することである.ハンガリー語の動詞接頭辞は,中立文においては動詞の前に接続して,動詞に完了の意味を付加したり,動作の方向を表すなど,さまざまな副詞的意味を付け加える要素である.意味論のレベルでは,動詞に前接する接辞と考えられるが,構文によっては動詞から分離して,動詞の前方や後方に置かれることや,条件によっては,動詞接頭辞だけで文の構成要素になることが可能であるなど,統語論のレベルでは独立した品詞のような振る舞いをする.

このような統語上の複雑な性質に加えて,その意味と機能はさらに変化に富んでおり,記述がきわめて困難とされている.本研究では,動詞接頭辞の多様性に富んだ意味は,認知言語学でいうところの家族的類似性によって結びつけられた多義的カテゴリーであると仮定して,さまざまな動詞接頭辞の意味と用法は,もっとも基本的な意味である空間的用法(基本的スキーマ)からメトニミーやメタファーなどの意味拡張によってもたらされるものと考える.各動詞接頭辞の多義的カテゴリーの構造を明らかにするために,今年度は以下の作業を行い,次のような結果が得られた.1.使用頻度が高い接頭辞なしの動詞と,その動詞に接頭辞がついた形の動詞について,意味分析を行った.2.接頭辞なしの動詞と接頭辞つきの動詞を比較することにより,ほとんどの接頭辞の基本的な意味は空間的な意味であることがわかった.3.基本的な意味である空間的意味に加えて,ほとんどの接頭辞に完了を表す意味機能が存在することがわかった.本研究の目的は,ハンガリー語の動詞接頭辞の意味と機能を認知言語学の観点から分析することである.ハンガリー語の動詞接頭辞は,中立文においては動詞の前に接統して,動詞に完了の意味を付加したり,動作の方向を表すなど,さまざまな副詞的意味を付け加える要素である.意味論のレベルでは,動詞に前接する接辞と考えられるが,構文によっては動詞から分離して,動詞の前方や後方に置かれることや,条件によっては,動詞接頭辞だけで文の構成要素になることが可能であるなど,統語論のレベルでは独立した品詞のような振る舞いをする.このような統語上の複雑な性質に加えて,その意味と機能はさらに変化に富んでおり,記述がきわめて困難とされている.本研究では,動詞接頭辞の多様性に富んだ意味は,認知言語学でいうところの家族的類似性によって放射状に結びつけられた多義的カテゴリーであると仮定して,さまざまな動詞接頭辞の意味と用法は,もっとも基本的な意味である空間的用法(基本的スキーマ)からメトニミーやメタファーなどの意味拡張によってもたらされるものと考える.各動詞接頭辞の多義的カテゴリーの構造を明らかにするために,今年度は以下の作業を行い,次のような結果が得られた.(1)前年度に引き続き,使用頻度が高い接頭辞つき動詞の意味分析を行った.(3)上記の主な動詞接頭辞について,その多義的カテゴリーの構造の構築を試みた.(4)空間的意味,完了的意味以外にそこから派生したさまざまなメタファー的あるいはメトニミー的意味があることがわかった.しかし,関連づけることの困難な事例もあり,来年度の課題とした.本研究では,動詞接頭辞の多義性とその意味構造を明らかにするために,最終年度の今年度は,使用頻度が高い主な動詞接頭辞meg,fel,le,ki,be,atについて,次の作業を行った.・各動詞接頭辞のプロトタイプ的意味を認定する.・複数の意味の相互関係を明らかにする.・複数の意味すべてを統括できるような枠組みを探求する.
腫瘍由来熱ショック蛋白と腫瘍細胞融合による癌特異的樹状細胞ワクチンの開発

癌細胞は宿主の免疫監視機構から逃れるために巧妙に対応している。Tリンパ球は腫瘍抗原を認識する能力が乏しく、腫瘍抗原の認識には樹状細胞(DC)に代表される抗原提示細胞(APC)と腫瘍細胞の接触が必要である。抗原を認識したAPCは活性化されて遊走因子により多数のAPCを集め、また腫瘍特異的細胞障害性Tリンパ球(CTL)を誘導する。しかし癌細胞には抗原提示に必要な主要組織適合抗原遺伝子複合体(MHC)の発現異常や癌特異抗原、接着因子、共同刺激因子などの低発現が認められ、APCによる腫瘍抗原の認識は容易でない。また腫瘍細胞はvascular endothelial growthfactor(VEGF)を産生してDCの成熟を障害したり、CTLをはじめとするエフェクター細胞の機能を障害して、免疫系による補足から逃れている。免疫機構が癌に対して有効でない基本的原因は癌抗原の認識障害であり、最も有力な抗原提示細胞であるDCを利用した治療法が期待される。近年末梢血単核球からのDCの分離や骨髄幹細胞からのDCの誘導が可能になり、DCの機能的解析や治療への応用が行われている。そこで今後は癌細胞の免疫回避機構を排除してDCの機能を十分に発揮し、多様な癌抗原のそれぞれに特異的なCTLを誘導できる抗原提示システムを構築する必要がある。今回の研究は、腫瘍細胞融合DCおよび熱ショック蛋白(hsp)パルスDCを作製し、腫瘍抗原特異的なCTLの効率的な誘導をはかり、癌の免疫回避機構を排除することにより、DCとエフェクター細胞の機能を亢進させ、腫瘍特異的な抗腫瘍効果を増加させることであった。その結果、腫瘍細胞融合DCはCTL活性を有するエフェクター細胞を誘導し、高い抗腫瘍活性を示した。hspパルスDCの機能解析を行うべく、準備中である。1)ヒト末梢血からCDの誘導ヒト末梢血からリンパ球濾過後比重遠心法でDCを分離し、平均1×10^7個のDCを得た。一方ヒト末梢血全血50mlから付着細胞を分離し、GM-CSFとIL-4を加えて1週間培養し、DCを誘導すると、1×10^6個のDCがを得られた。DCは、凍結保存して実験に供した。2)マウスにおけるDCの分離雄性BALB/Cマウスの骨髄単核球を採取し、GM-CSFとIL-4を加えて1週間培養し、DCを誘導した。DCは凍結保存して実験に供した。3)腫瘍細胞とDCの細胞融合細胞融合遺伝子導入装置を用いて腫瘍細胞とDCを細胞融合させることを試みた。ヒトでは胃癌細胞株MKN28、MKN45をDCと電気的融合を行い、マウスではMeth A腫瘍細胞を用いてDCとの融合を行った。交流高周波の作用により、細胞がパールチェーン状になり、その後直流パルスの通電の通電によって細胞膜にPoreを開いて細胞が融合した。顕微鏡観察下で交流から直流パルスに切り替えることにより、細胞の融合効率が変化した。現在のところ細胞融合の効率は数パーセントと低く、今後細胞融合に適したDCの成熟度や細胞融合のタイミングについて、十分に検討する必要がある。1.ヒト末梢血からリンパ球濾過後比重遠心法でDCを分離し、平均1×10^7個の樹状細胞を得た。また末梢血50ml中の単核球からGM-CSF(キリンビール株式会社)とIL-4(小野薬品工業)にて1週間培養して平均5×10^6個の樹状細胞を誘導した。末梢血リンパ球をIL-1、IL-2、IL-4、IL-6を含むサイトカインカクテルで1週間培養し、Tリンパ球を誘導した。

株化胃癌細胞のtumor lysateをパルスした樹状細胞をTリンパ球と混合培養し、腫瘍細胞特異的な細胞障害性Tリンパ球の誘導を確認した。2.株化胃癌細胞からADPアフィニティカラムを用いてhsp70を精製し、ConAセファロースカラムを用いてhsp90とgp96を精製した。また外科切除した胃癌組織のパラフィン包埋切片から癌細胞をmicrodissectionにて切り出してRNAを抽出し、hspのcDNAをコードするプライマーを用いてRT-PCRで増幅し、腫瘍由来のhspを精製した。3.細胞融合遺伝子導入装置を用いて株化胃癌細胞とDCを細胞融合させた。交流高周波の作用により細胞をパールチェーン状にし、その後直流パルスの通電によって細胞膜にporeを開いて細胞を融合させた。顕微鏡観察下で交流から直流パルスに切り替え、細胞の融合効率を10%弱にまで引き上げた。4.現在、hspをパルスした樹状細胞とTリンパ球の混合培養、細胞融合DCとTリンパ球の混合培養によって誘導される細胞障害性Tリンパ球の機能解析に向けて準備中である。癌抗原に対する免疫機構の認識障害を克服するため、最も有力な抗原提示細胞である樹状細胞(DC)を利用した治療の開発に取り組んだ。すなわち、ヒト末梢血単核球からDCを誘導し、DCの機能解析を行うとともに、癌細胞の免疫回避機構を排除してDCの機能を十分に発揮し、多様な癌抗原のそれぞれに特異的な細胞障害性Tリンパ球(CTL)を誘導できる抗原提示システムを構築し、癌治療へ応用することを目的とした。まず、腫瘍細胞融合DCを作製し、腫瘍抗原特異的なCTLの効率的な誘導をはかった。ヒト末梢血からリンパ球濾過後比重遠心法でDCを分離し、GM-CSF(キリンビール株式会社)とIL-4(小野薬品工業)にて1週間培養してDCを誘導し、Flt-3L、IL-1、IL-2、IL-4、IL-6を含むサイトカインカクテルで1週間培養した。電気的細胞融合遺伝子導入装置を用いて腫瘍細胞とDCを細胞融合させた。原理的には交流高周波の作用により細胞をパールチェーン状にし、その後直流パルズの通電によって細胞膜にporeを開いて細胞を融合させた。顕微鏡観察下で交流から直流パルスに切り替えることにより、細胞の融合効率を最適な条件にまで上げることができる。その結果、アラインメント電圧50V、フュージョンパルス電圧200Vの設定において、融合効率約10%、細胞のviabilityが70%となり、至適条件と考えられた。そこで、この腫瘍細胞融合DCの細胞表面抗原を解析し、リンパ球との混合培養により誘導されるエフェクターT細胞の細胞障害活性を検討したところ、臨床的にも有望な抗腫瘍活性を示すTリンパ球が出現しも現在、癌の免疫回避機構在排除することにより、DCとエフェクター細胞の機能を亢進させ、腫瘍特異的な抗腫瘍効果を増加させるため、IL-10、VEGF、TGFβなどの細胞性免疫抑制に関わるサイトカインの影響を調べている。
構造物のモニタリングと損傷度検出システム

本研究は、強震時における構造物の損傷程度と損傷位置の検出システムと経年的な構造物の劣化をモニターする健全度評価システムを構築するためにセンサーを含むモニタリング技術の開発、地震時における構造物の非線形地震応答を同定するアルゴリズムの開発ならびに構造物の地震時損傷の評価・検出アルゴリズムを導き、都市重要施設・建築物など既存構造物の安全性・信頼性を保全するとともに、構造物の最適維持管理計画の策定に有用なライフサイクルコスト解析法の開発を行うことを目的として、以下に列挙する研究を行った。最大ひずみ記憶センサとしての一方向強化CFRP複合材の電気・力学的挙動のモデル化、構造ヘルスモニタリング用ブラッグ格子型光ファイバセンサ、マイクロ波を利用したコンクリート構造物の損傷検知のための三次元画像処理技術、コンクリート構造物の損傷度と内部欠陥評価のための非破壊検査法の開発、フレキシビリティに基づく損傷指標と振動ジャイロによる振動計測を用いた構造物の損傷追跡、条件付非ガウス場の状態推定、履歴構造物の非線形同定、非線形構造同定とヘルスモニタリング手法の開発、ウェブレット手法による木造住宅の振動台実験時の損傷検出、知的パラメータ可変法を用いた構造ヘルスモニタリングと損傷推定、地震の影響を考慮した橋梁構造物のライフサイクルコスト解析、橋梁構造物の地震リスク評価とライフサイクルコスト解析に関する研究である。これらの構造ヘルスモニタリングシステムの基本となる要素技術については、上記で述べたように大いなる進展が計られた。次世代システムとして社会的にも要望されている技術の実用化に向けては、さらなる関連する要素技術の開発とともにシステム技術の開発を進める必要がある。本研究では、地震時によって被害を受けた構造物や経年的劣化を伴う構造物の健全度をモニターする計測・解析システムの開発と構造物の信頼性の向上させるための次世代システムを開発することを目的として、以下の3つの分担課題に分類して研究を進めた。1)構造物の地震時損傷評価法の開発:構造物の地震時における非線形応答ならびに動力学特性を推定するために、忘却機能を有する最小2乗法とカルマンフィルターによるアルゴリズム、H無限大フィルタリング手法、マルコフフィルター手法、推定誤差法、ウエーブレット手法による同定法を開発し、非線形システム同定アルゴリズムを構築している。また、カルマンフィルターやベイズ更新手法によるアルゴリズムを開発して時空間における地震動推定を行った。さらに、構造物の地震時損傷推定、構造物の動的破壊規範モデルおよびそれに対応する損傷の尺度を設定して、構造物の地震時応答とともに地震時損傷を推定する人工知能(AI)手法や確率微分方程式による定式化法の開発を行った。2)構造物の健全度モニタリングシステムの開発:ハイブリッド合成センサーを用いた最大歪み計測や振動ジャイロスコープによる歪みおよび加加速度測定に関する技術開発を行った。損傷検出システムについては、超音波やアコースチック・エミションによる構造物の損傷等の検出技術の開発を行った。3)構造物の信頼性向上のための技術開発:制御装置の許容限界を考慮した非線形制御アルゴリズムを開発し、数値シミレーションおよび振動台による制震実験によって制御アルゴリズムの検証を行った。また、構造制御による応答低減効果のベンチマーク評価を行い構造制御システムの設計法について検討を行った。地震時に被害を受けた構造物や経年的劣化を伴う構造物の健全度をモニターする計測・解析システムの開発と構造物の信頼性の向上させるための次世代システムを開発することを目的とする本研究で得られた成果は、以下のようにまとめられる。1)構造システムの動特性の同定:動特性の非定常性を実時間で同定することを目的として、新しく適応型モンテカルロフィルタを開発した。次に、非線形構造システムに対しで、線形化した状態空間モデルを用いた同定手法とし、逐次線形化法を用いた手法、復元力モデルの非線形パラメータを同定する手法を提示した。さらに、非線形状態空間モデルを用いた同定手法を開発するとともに、数値シミュレーションや実大構造物の微動計測によって有効性を検証した。2)構造物の健全度モニタリングシステムの開発:炭素繊維の導電性を利用したCFRP複合材料を用いて健全性評価について研究を行った。ここでは、電気的無効長さという新しい概念を導入し、CFRP材内部導電パスのモデリング方法を提案し、解析モデルによるCFRP材の電気-力学挙動の特性の検討を行い、その妥当性を実験により確認するとともに、最大歪記憶型パッチセンサの基礎付けを行った。3)構造物の地震時損傷評価法の開発:構造物系に含まれる不確定性を考慮した地震時損傷解析法として、確率微分方程式を用いた定式化による方法を開発し、復元力特性を有する非線形構造物系に適用した。地震時に被害を受けた構造物や経年的劣化を伴う構造物の健全度をモニターする計測・解析システムの開発と構造物の信頼性の向上させるための次世代システムを開発することを目的として、研究分担者3名に研究協力者5名を加えて実施している。1)構造物の非線形同定法の開発:構造物の非線形動力学特性を同定する目的で,忘却機能を有する最小2乗法とカルマンフィルターによるアルゴリズム、H無限大フイルタリング手法,推定誤差法(PEM)、ウエーブレット手法,ブートストラップ・モンテカルロフィルター手法を用いて非線形システム同定アルゴリズムの開発を行った。2)構造物の健全度モニタリングシステムの開発:超音波やアコースチック・エミションによる構造物の損傷検出システム技術の開発を行った。また、炭素繊維の導電性を利用したCFRP複合材料を用いて最大歪記憶型パッチセンサの技術開発を行い、最大歪などの計測が可能となった。

構造物や破壊規範に含まれる不確定性が構造物の地震応答や信頼性に大きく影響することが指摘された。4)構造物の信頼性向上のための技術開発:制御装置の許容限界を考慮した非線形制御アルゴリズムを開発し振動台による制震実験によって制御アルゴリズムの検証を行った。大地震時には、このような非線形制御アルゴリズムが有効であることが分かった。また,伝統的木造建築物の構造メカニズムの解明とダンパー等による耐震性能の向上を目的とした実大振動実験を実施し、伝統的木造建築物は地震時の揺れに対応する機構を有している、さらに制震装置の導入により地震時応答を低減することが可能であり、今後、より有効な構造制御法の開発に期待される。地震時に被害を受けた構造物や経年的劣化を伴う構造物の健全度をモニターする計測・解析システムの開発と構造物の信頼性の向上させるための次世代システムを開発することを目的として、研究分担者3名に研究協力者6名を加えて実施している。1)構造物の非線形同定法の開発:構造物の非線形動力学特性を同定する目的で,ウエーブレット手法,ブートストラップ・モンテカルロフィルター手法を用いて非線形システム同定アルゴリズムの開発を行った。複雑な履歴特性を有する木造建物の非線形同定法に適用した。2)構造物の健全度モニタリングシステムの開発:超音波やアコースチック・エミションによる構造物の損傷検出システム技術の開発を行い、構造物の累積損傷や地中埋設管の亀裂検知システムに応用している。また、炭素繊維の導電性を利用したCFRP複合材料や光ファイバーセンサーを用いて計測技術開発を行った。3)構造物の地震時損傷評価法の開発:構造物系に含まれる不確定性を考慮し構造物の耐震性能評価法や損傷解析法を開発して、木造構造物に適用した。また、鉄筋コンクリート構造物の層剛性と柱脚回転角を利用した損傷評価有限要素法解析により損傷評価を行った。4)構造物の信頼性向上のための技術開発:構造物の地震時応答を制御する非線形制御アルゴリズムの重み係数を決定する方法を開発し、その効果を検証した。ニューラルネットワークを用いた非線形動特性同定法を免震建物に応用して免震効果を検証した。また,木造建築物の耐震性能向上を図る制震補強法としてダンパー等を組み込んだ実大振動実験を実施するとともに制震補強設計法を提案した。本研究は、強震時における構造物の損傷程度と損傷位置の検出システムと経年的な構造物の劣化をモニターする健全度評価システムを構築するためにセンサーを含むモニタリング技術の開発、地震時における構造物の非線形地震応答を同定するアルゴリズムの開発ならびに構造物の地震時損傷の評価・検出アルゴリズムを導き、都市重要施設・建築物など既存構造物の安全性・信頼性を保全するとともに、構造物の最適維持管理計画の策定に有用なライフサイクルコスト解析法の開発を行うことを目的として、以下に列挙する研究を行った。
複雑媒体中の衝撃波現象の解明と学際応用

特別推進研究「複雑媒体中の衝撃波現象の解明とその学際応用」では、(1)複雑組成の媒体中の衝撃波現象、(2)化学変化、相変化を伴う媒体中の衝撃波現象、(3)複雑境界を過ぎる衝撃波、また、極低温および高温境界を過ぎる衝撃波、および(4)きわめて大きな時間変動を伴う衝撃波現象を解明し、その成果を医療、地球物理など学際領域研究に発展させ、また、産業応用への展開の基盤技術の確立を目指した。また、この本研究拠点が国内外に衝撃波学際応用研究センターとなることを目標に研究を推進した。ここに、過去および最近5年間の衝撃波研究の成果が体系化され、本拠点活動が国内の衝撃波研究会活動を支援するばかりでなく、平成17年3月に国際衝撃波学会(International Shock Wave Institute)の設立に結びついたこと述べ、特別推進研究「衝撃波」を総括する。主な研究成果は:i)基礎的研究くさびを過ぎる衝撃波反射に粘性効果に起因する遷移遅れを実験と精緻な数値模擬結果との対比から、始めて実証した。この現象が凹面および凸面さらに円錐面にも現れることを明らかにし、流体力学の教科書を書き直すに足る事実を見いだしている。また、大型縦型衝撃波管内に加速度計を内蔵した球を吊し衝撃波を負荷するという巧妙な実験で、衝撃波負荷での球の非定常抗力を実測し、衝撃波ないし爆風負荷での各種形状物体の非定常抗力計測に始めて成功している。この結果は数値模擬法との組み合わせで、粉塵気体中の衝撃波伝播に非定常抗力の効果明らかにしている。縦型無隔膜衝撃波管、大型無隔膜衝撃波管などを設計法を開発して、衝撃波の実験研究の精度を飛躍的に向上させ、また、衝撃波研究に微小爆薬の爆発を導入するなど、独創的な衝撃波実験法を発展させている。高性能の二段式軽ガス銃を設備し、弾道飛行実験装置の機能を加えて、高速飛行および高速衝突の動力学の体系化に成功している。直径1mのシュリーレン鏡を導入して大視野で、高レイノルズ数流れの二重露光ホログラフィー干渉計測定法を確立し、さらに、これを位相変位ホログラフィー干渉計法を展開し、音波に近い非常に弱い衝撃波の計測に成功している。気体、液体、混相媒体中の衝撃波現象の解明に適した数値模擬法を開発している。ii)水中衝撃波現象の解明とその医療応用医学部の共同者と衝撃波の医療応用を推進し、衝撃波医療システムが構築されようとしている。水中でパルスレーザー光照射でのマイクロ衝撃波発生の物理を解明し、成果を種々の医療装置開発に結びつけることに成功している。カテーテル内でのレーザー光照射で気泡と衝撃波を発生し、カテーテル先端から直径0.1mm、速度20m/s程度の水ジェットを制御して噴出させ、これを空気中で用いて生体軟組織の切開装置を試作し、また、これを血管内で用いて低侵襲的な脳血栓血行再建術装置を試作している。これら装置での基礎実験、動物実験を終了させて現在臨床実験を開始しようとしている。また、衝撃波と細胞の相互作用を組織学的にまた生化学的に解明するための、医学と工学の連携研究が進行中である。パルスレーザー光を金属膜に作用させ発生するレーザーアブレージョンでの金属膜の高速変形を用いて微粒子を高速で打ち出す過程を詳細に解明して独創性の高いドラッグデリベリー法を開発している。この原理は微粒子分布と貫通深さを制御した物理的遺伝子導入法の開発に拡張され、現在、実用研究が進行中である。iii)地球物理、火山学への応用地球物理学者との連携で研究を推進し、地球進化史に巨大隕石衝突が重要な役割を果たし、そのとき固体および水中衝撃波が激変の素過程となっていることを、アナログ実験と数値模擬により様々の角度から実証している。また、火山の爆発的な噴火では短時間のエネルギー解放が重要な素過程となり、同様に衝撃波の関与が重要となっていることを実証している。特に、マグマの微粒化の動力学的機序をアナログ実験で解明した。iv)産業応用爆発騒音、自動車排気騒音およびトンネルソニックブームの機序を解明し、防止あるいは低減法を提案している。また、レーザー光を用いる新しい海底岩盤掘削法開発の基礎を確立した。v)学会活動5年間の拠点形成過程を通じて日本衝撃波研究会事務局を、また、ShockWave International Journalの編集長と編集事務を担当し、さらに、拠点活動の一環として平成13年アジア太平洋衝撃波研究会を発足させ、これを平成17年3月国際衝撃波学会(International Shock Wave Institute)の設置に発展させている。(I)複雑媒体中の衝撃波現象の解明(1)複雑媒体中の衝撃波の挙動の解明に関連して、直径が一様な寒天球を水中に分布させて、複雑媒体中の水中衝撃波の伝播と減衰の機構を明らかにした。(ii)微小爆薬にパルスレーザーを照射して気中および水中で起爆して球状衝撃波を発生する機序を詳細に明らかにし、この実験法を確立した。この方法は安定で、また、微小爆薬のTNT等量を求め、微小爆発も爆発の相似則に従うことを初めて明らかにした。(iii)気泡が分布する液体中を伝播する衝撃波現象を定量的に明らかにするために、リポゾームで微小気泡を発生し、分布させる手法を確立した。(iv)空気と過飽和液体蒸気の混合気体に膨張波を作用させて微粒液体を発生させて、無隔膜衝撃波管を試作し、その特性を明らかにした。

この装置は、今後の衝撃波研究の発展の方向を示すものである。(v)金属に高速飛行体が秒速4-5kmで衝突するとき発光現象が現れる。発光のスペクトルを計測して、高速衝突で現れる高温を定量的に計測することに成功した。特に、スペースデブリバンパーシールドの設計法の基礎となる複合材料の衝突特性を解明した。(vi)高速衝突で金属面から電磁波が発生することを検知した。今後電磁波の発生を精密に計測して、衝突孔形成過程の診断法を確立する見通しを得た。(vii)パルスホロミウム:ヤグレーザーを光ファイバーで水中に導き、フォーカッシングして衝撃波を発生する過程を詳細に解明した。その結果は、今後の衝撃波医療の発展に重要な手段になることを示した。(viii)極低温液体中での衝撃波の発生と伝播に関する実験装置を完成した。また、次年度計画では、ヘリウム中の衝撃波現象を観察して、衝撃波現象に現れる量子効果を明らかにする準備を完了した。(2)高粘度液体中の衝撃波の挙動と気泡と衝撃波の干渉の解明に関連して(i)高粘度媒体として100,000cStのシリコーン油中の気泡と衝撃波の干渉を計測し、その結果を1,000,000cStあるいはそれを超える高粘度液体中の観察に展開する手法を確立した。水中爆発ではなくて高速飛行体の打ち込みによって液中衝撃波を発生する実験装置を製作した。(ii)火山噴火の機序を衝撃波研究の見地から解明するために、日本の火山研究者との研究協力関係を確立し、火道内の流動を模擬する装置を製作した。(II)計測法および数値シミュレーション法の開発(1)圧力、温度および状態量の計測(i)粒子速度干渉計を購入して、液体中で瞬間的に変化する粒子速度を計測して比較的低圧領域での液体の状態方程式を求める手法を確立した。(ii)ピエゾ効果を利用する圧力計は温度変化を伴う現象の計測には不適当である。金属隔膜の圧力変化に対応する変位を光ファイバーで伝達しレーザー光の変調を利用して検地する圧力計を国際研究協力により開発し、これを衝撃波研究に応用する準備を完了した。(iii)液体中の微小領域に波長の異なる四レーザー光を交差させて配置し、その点での衝撃波フォーカッシングに伴う温度上昇を非接触的に計測する手法を開発中で、オーストラリア国立大学物理学科、アメリカ航空宇宙局ラングレー研究所との共同研究で実用の見通しを得ている。(2)ホログラフィー干渉計法の性能向上と画像処理(i)既存の二重露光ホログラフィー干渉計法を高性能化し、デジタル位相変位干渉計法を開発し、非常に弱い衝撃波背後の密度変化の計測に成功した。(ii)複雑な三次元画像を取り込んで数値格子を形成する手法を確立した。この方法を用いて、脳血管の血流解析を行い、動脈瘤の処置に関わる術式の選択の基準を得ることに成功した。(iii)カラーシュリーレン法の開発を行いホログラフィー干渉計法との同時可視化法を初めて開発した。(3)強拡大視野での高速撮影法の開発(i)直径1ミクロン程度の微粒子を金属箔に貼りつけ、その反対側からパルスレーザーを照射してアブレーションを起こし、その時、金属箔中に現れる衝撃波の反射で微粒子を数100m/sの速度で打ち出す方法を初めて確立した。