hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノジルコニアを用いたオールセラミッククラウンに最適なフレーム形態を探る

ジルコニアセラミック修復において、ナノジルコニアの有する優れた物理的性質がクラウン強度に影響する重要な因子として考えられている。本研究では、ナノジルコニアのクラウンフレームワークに最適な形態を検討するため、Y-TZPとナノジルコニアを使用しジルコニアクラウンフレームワークの厚みを変化させ、破壊強度試験を行った。ナノジルコニアではフレーム厚みが従来の規定値(0.5 mm)よりも薄い0.3 mmでも十分な強度を有していることが分かり、ナノジルコニアを用いるとクラウンフレームワークを従来のジルコニア修復よりも薄くできることが示唆された。歯科補綴修復治療においてオールセラミック修復が関心を集め、ジルコニアセラミック修復が広く浸透してきている。本研究の最終的な目標は、ナノジルコニア(Ce-TZP/Al)のクラウンフレームワークに最適な形態を検討することである。本年度は、ジルコニアセラミッククラウンにおけるフレーム形状を変化させると破壊強度にどのような違いを及ぼすかについて、ナノジルコニアとY-TZPの2種類のジルコニア材料を用いて検討を行っている。そこで、補綴装置に審美と機能の双方が要求される上顎第一小臼歯を被験歯とし、メラミン模型歯をクラウン支台歯形成、印象を行い、支台歯模型の複製として、コンポジットレジン支台歯模型(レジン支台築造・天然歯を想定)および金属支台歯模型(金属支台築造を想定)を作製している。本研究に用いているナノジルコニアは、Y-TZPと比べ高い破壊靱性値を示す等の優れた機械的性質を有する材料であり、ジルコニアフレームの厚さが薄くても高い破壊強度を持つことが報告されており、従来から広く用いられているY-TZPよりも薄いフレーム厚みでの応用が期待されている。ナノジルコニアを用いた薄いフレーム厚みでのジルコニアセラミッククラウンの応用可能性が明らかにされれば、結果的に支台歯形成量の削減、歯髄保護や歯髄腔の大きな若年者での臨床応用の拡大につながり、Minimal Interventionの観点からも有益であり、医学的にも重要な意味を持つ。歯科補綴修復治療においてジルコニアセラミック修復が広く浸透してきている。ジルコニアの中でもイットリア安定型正方晶ジルコニア多結晶体(Y-TZP)が広く用いられているが、最近ではさらに物理的強度に優れたセリア安定型正方晶ジルコニア多結晶体・アルミナナノ複合体(ナノジルコニア、Ce-TZP/Al)が用いられてきている。本研究の意義は、ナノジルコニアのクラウンフレームワークに最適な形態を検討し、ジルコニアの臨床応用の拡大に寄与することである。ジルコニアセラミッククラウンにおけるジルコニアフレーム形状を変化させることによりクラウンの破壊強度にどのような影響を及ぼすかについて、ナノジルコニアとY-TZPの2種類のジルコニア材料を用いて検討を行った。補綴装置に審美と機能の双方が要求される上顎第二小臼歯を被験歯とし、メラミン模型歯をクラウン支台歯形成、コンポジットレジン支台歯模型(レジン支台築造・天然歯を想定)を複製し、各種ジルコニアクラウンフレームワークを舌側サポート形状付き0.3mm厚、0.5mm厚で作製、支台歯にジルコニアフレームを接着性レジンセメントで合着した。試料には歯軸方向に荷重し、破壊時最大荷重を測定した。その結果、舌側サポート形状付き0.3mm厚のナノジルコニアクラウンフレームワークは0.3mm厚、0.5mm厚のY-TZPフレームワークより有意に高い強度を示した。ナノジルコニアを用いた薄いフレーム厚みでのジルコニアセラミッククラウンの応用可能性が示唆された。このことは支台歯形成量の削減、歯髄保護や歯髄腔の大きな若年者での臨床応用の拡大につながり、Minimal Interventionの観点からも有益である。26年度が最終年度であるため、記入しない。医歯薬学26年度が最終年度であるため、記入しない。研究室改修工事に伴う実験機器の移動、使用制限に伴い、当初の計画よりも若干の遅れが生じている。また、研究条件の設定に時間を要している。当初の計画に沿って、ジルコニアセラミッククラウンを作製し、支台歯に合着後、万能試験機を用いて破壊試験を行い、試験結果をデータ解析、統計処理を行っていく。データ、試料数等について再検討を行い、続いて学会発表、論文投稿を行う。
糖化反応物による生活習慣病発症機構解明と高感度診断法構築のための基盤的研究

糖化反応中間体であるジヒドロピラジン(DHP)類は、糖尿病患者の血中や尿中で酸化により増加するピラジン類に変化するが、これまでDHP類による細胞毒性の報告はなく有効な測定法もない。そこで、DHP曝露したヒト肝由来細胞を用い、酸化的ストレスを中心に検討した。DHP曝露後、細胞内の酸化型グルタチオン濃度の顕著な増加が認められ、抗酸化ストレス遺伝子が誘導された。さらに、細胞骨格の減少、細胞接着能の低下、細胞周期の停止、細胞死の誘導が観察された。加えて、細胞骨格の脱重合、細胞接着能の低下、細胞周期の停止、細胞死を誘導する機構が明らかになり、DHP毒性測定の基盤となる新たな知見が得られた。平成25年度の研究実績として、糖化反応物による生活習慣病発症機構解明の基盤となる、糖化反応物曝露により応答する遺伝子の解析を行った。DHPを曝露したヒト肝がん細胞HepG2細胞より抽出したRNAを用いて、マイクロアレイ解析を行い、発現変動を示した遺伝子を検出した。このうち発現変動が著しく顕著であった遺伝子群は、抗酸化ストレス遺伝子GCLC、GCLM、HO-1であることが明らかとなった。これら抗酸化ストレス遺伝子は、DHP誘導体、DHP-1(2,3-Dihydro-5,6-dimethylpyrazine), DHP-2(2,3-Dihydro-2,5,6-trimethylpyrazine), DHP-3(3-Hydro-2,2,5,6-tetramethylpyrazine)のうち、DHP-3が最も強い転写誘導活性を持つことがreal time RT-PCR法により明らかになった。さらにwestern解析の結果、DHP曝露により抗酸化ストレス転写因子Nrf2の細胞内蓄積が抗酸化ストレス遺伝子転写誘導に先んじて起こることが明らかになった。加えて、Nrf2結合配列である酸化ストレス応答配列(ARE)依存的にDHP転写誘導が起こることがルシフェラーゼレポーターアッセイにより明らかになった。これらの結果は、DHPによる酸化ストレスがNrf2-ARE経路を活性化したことを示している。食の欧米化による生活習慣病は現代社会において克服すべき重大疾病である。近年、糖尿病による合併症の発症機構として、グルコースなどの還元糖とアミノ基を有するタンパク質などが非酵素的反応(メイラード反応)の生成物であるAGEsと呼ばれる低分子化合物の存在が注目されている。本研究ではAGEsの一種、ジヒドロピラジン類(DHP類)を用い、1) DHP類による毒性評価を酸化的ストレスの発生、並びに生体内機能性高分子化合物の酸化的修飾を焦点に解析し、2) In vivoにおけるDHP類の検出、並びにその定量による実際の症例との関連性を明らかにする。平24年度の研究実績として、3種のDHP(DHP-1: 2,3-Dihydro-5,6-dimethylpyrazine, DHP-2: 2,3-Dihydro-2,5,6-trimethylpyrazine, DHP-3: 3-Hydro-2,2,5,6-tetramethylpyrazine)を、ヒト肝癌細胞HepG2細胞に曝露した結果、いずれのDHPも時間依存的な細胞死を示した。細胞内の還元型グルタチオン濃度を測定した結果、DHPの曝露による変化は認められなかった。これに対し、酸化型グルタチオン濃度は、DHP-3処理においてのみ、曝露12時間後から顕著な増加が認められた。さらに、DHP-1とDHP-2の曝露における還元型/酸化型-グルタチオン比は、コントロールに比べ変化が見られなかったが、DHP-3曝露に伴い顕著な減少が認められた。以上の結果から、DHP-1、DHP-2およびDHP-3は、いずれもHepG2細胞に対して細胞障害性を示すことが明らかとなった。また、その機構は、DHP-1とDHP-2は同じである可能性が考えられるものの、DHP-3は異なっていることが示唆された。糖尿病による合併症の発症機構として、グルコースなどの還元糖とアミノ基を有するタンパク質などとのメイラード反応により生成するAGEsと呼ばれる糖化反応物の存在が注目されている。AGEsの一種であるジヒドロピラジン( DHP )類は、酸化により糖尿病患者の血中や尿中で増加するピラジン類に変化するが、DHP類による細胞毒性の報告はなく有効な測定法もなかった。本研究では、これらDHP類に注目し、DHP類による毒性評価を酸化的ストレスの発生、並びに生体内機能性高分子化合物の酸化的修飾を焦点に解析し、DHP類の検出法の基盤について検討した。DHP曝露したHepG2細胞では、抗酸化ストレス遺伝子GCLC、GCLM、HO-1などの発現が著しく増加していた。

さらに、抗酸化ストレス転写因子Nrf2の細胞内蓄積が抗酸化ストレス遺伝子転写誘導に先んじて起こることが明らかになった。また、Nrf2結合配列であり、抗酸化ストレス遺伝子発現を調節する酸化ストレス応答配列(ARE)依存的であることが明らかになった。DHP曝露したHepG2細胞について、F-actinの局在化の変化、特に細胞接着面でのF-actinの減少が観察された。細胞周期解析の結果から、DHP暴露細胞ではG2/M期細胞の割合が増加し、caspase-3の活性化が観察された。これらの結果より、DHPによる細胞骨格の変化を介し、細胞接着能の低下、細胞周期のG2/Mアレストならびにcaspase活性化による細胞死を誘導する機構が解明され、DHP毒性測定の基盤となる新たな知見が得られた。衛生学、分子生物学、生化学DHP類の生体への影響についての解明は、DHP曝露により抗酸化ストレス応答経路であるNrf2-ARE経路が活性化されることが明らかになり、DHPによる細胞障害性の本態が酸化ストレスであることが確かめられたことから、本研究はおおむね順調に進展している。DHP類の生体への影響についての解明は、研究計画に基づきHepG2細胞を用い酸化ストレスを介した細胞障害性を明らかにすると共に、その細胞障害作用の回避が細胞内に比較的多量に存在する還元型グルタチオンにより可能であることが明らかになったことからおおむね順調に進行している。DHP類の検出法の開発に関して、DHP化キャリアータンパクをウサギに免疫して得た抗DHPポリクローナル抗体を作製済であり、現在その特異性および認識する化学構造の解析を進めており、こちらもおおむね順調に進行している。DHP類の生体への影響についての解明に関して、極初期に発現誘導する遺伝子を明らかにするため、特に効果が強かったDHP -3を、HepG2細胞にDHP-3を1 mM, 1時間曝露したのち、RNAを抽出し、高感度DNAチップを用いたマイクロアレイを行って発現変動を示した遺伝子の検索を行う。細胞障害作用の回避が細胞内に比較的多量に存在する還元型グルタチオンにより可能であることからDHP類とグルタチオンの反応性をLC-MSにより解析する。DHP類の生体への影響についての解明に関して、その細胞障害機構を遺伝子発現レベルで明らかにするため、特に効果が強かったDHP-3を、HepG2細胞にDHP-3を0.5 mM,もしくは1 mM, 24時間曝露したのち、RNAを抽出し、高感度DNAチップを用いたマイクロアレイを行って発現変動を示した遺伝子の検索を行う。DHP類の検出法の開発に関して、抗DHPポリクローナル抗体を用い免疫化学反応による測定法を確立する。次年度使用額19,227円が生じた理由は、主に本年度使用の物品費の納入価格が予定より低かったため生じたものである。消耗品のための費用として次年度使用する予定である。次年度使用額として58,852円があげられているが、これは本年度使用計画にあった主要な物品(Inteliwasher3D-IW)の納入価格が予定より低かったため生じたものであり次年度使用する予定である。
上演における参与者の感情と行為―90年代京都のエイズをめぐる社会運動を事例として

前年度までの研究において、90年代京都のエイズをめぐる社会/芸術運動における参与者の「感情」に注目し調査を行ってきた。結果当該運動の構成員は運動に参与する際経験する感情は「怒り」や「悲しみ」といった分節化できるものというよりは前言語的で衝動的なもの、すなわち「情動」に近いものであるという事実が明らかとなった。今年度はさらに聞き取り対象者を増やし、資料調査を加え、運動参与者のどのイベントからの影響があるのかを中心に調査した。結果、二つの重要なイベントが見受けられた。ひとつめのイベントは、1992年10月芸術家の古橋悌二が、HIVに感染したという「手紙」を友人に送ったこと、ふたつめのイベントは、1994年初演のパフォーマンス《S/N》であった。参与者の「感情/情動」のうち特徴的であったのは「責任responsibility」の感覚であり、何かを受け取ったため、何かをしなければならないといった衝動であった。これらの感覚には当該イベントに関する負の反応、すなわちイベント自体への拒否感等も含まれていた。これらのことが参与者自らも事業やプロジェクトを開始する契機となった。またその要因としてはすでに京都市左京区を中心にゆるやかなコミュニティが存在し、古橋悌二を中心とした成員と参与者は既知の間柄であったことが考えられた。既に運動のとなるゆるやかな共同性が存在したのである。したがって、今回の調査においては、未知の構成員の参与については明らかになされなかった。今後の課題としたい。今年度は新たに当該社会/芸術運動に関する資料調査を加え、聞き取り調査もより広範囲の方に行うことができた。おおむね順調に進展していると考えられる。今回の調査においては、当該運動の基礎となるゆるやかなコミュニティが存在したことが明らかになったため、未知の構成員の参与については明らかになされなかった。聞き取り調査の範囲を広げ、未知の構成員の参入に関しても調査の対象としたい。謝金支出について。対象者が謝金を固辞する場合、無理にお渡しするわけにもいかず、対策はないといってよい。支出計画に誤りがあったので、今後の計画に生かす。本研究「上演における参与者の感情と行為ー90年代京都のエイズをめぐる社会運動を事例として」は、「上演」という経験を経ることにより、上演の参与者の感情がどのように変容し構造化されているのか明らかにすることを目的としている。本研究が依拠しているフィッシャー=リヒテの議論では、上演時に、パフォーマンス参与者にとって主体と客体、演者と観客、現実と芸術といった二項対立的な枠組みが崩れ、変容状態に入る。この変容ははじめに知覚や感情の変化といった身体的、生理的反応として現われるが、この変容状態も含めて「上演」とされる。平成26年度はエリカ・フィッシャー=リヒテの上演に関する理論を実証に耐えうるものにするための理論的検討、および予備調査を行った。文献の検討が主な研究方法となる。結果、フィッシャー=リヒテが論じる「上演」は対面的な相互作用が起こる場面に限られており、かつ人間の演者と観客がいる場合しか想定されていないため、今日の芸術やパフォーマンス状況に適合しない場合もあることが判明した。さらに、パフォーマンス時の変容を適切に捉えるためには社会科学の知見や手法が不可欠であることも確認できた。したがって本研究では、「上演」概念を以下のようなものとして、記述することを目指す。社会システム理論との接合により、人間ではない「演者」(例えばロボット)と観客との相互作用をも対象に含めることができる。さらに「上演」概念を対面的相互行為だけでなく、さらに時間的スパンを大きくしたイベントとして捉えることで、その間に生産された言説(インタビュー・批評)を含め、さらに「上演」を大きなダイナミズムとして捉えることとした。これらの措置により、上演の記録や観察、追試が困難であるといった難点を克服できる。さらに新しい演劇の形態のみならず、社会的イベント、アートプロジェクトも、「上演」の対象に含めることができる。前年度の研究成果における「上演」に関する理論を実証に耐えうるものにするための理論的検討の結果、社会システム理論や社会運動論との接合により、「上演」概念を対面的相互行為だけでなく、時間的スパンを大きくしたイベントとしてとらえることとした。このことにより、その間に生産された言説(批評・インタビュー)等も研究に使用できることになり、上演の記録や観察、追試が困難であるといった難点を克服できる。研究手法としては質的な社会調査が適当であると判断された。今年度は、政治学、社会運動論、感情社会学、カルチュラル・スタディーズ、神経科学における感情/情動に関する先行研究を概観し、「上演」理論に応用するための視座をととのえた。また、前年度の成果をもとに、時間的スパンを広く取ってインタビュー調査、言説分析、作品分析を行った。感情と行動/行為における先行研究結果では、「怒りanger」が社会運動への参与等の行動を促進させるものとして代表的とされている。しかしながら、本研究では参与者から「怒り」の感情が聞かれることはなかった。むしろ自分たちがそれまで考えていなかった政治的領域に携わることができるのだ、といった「希望hope」という側面が大きいということが判明した。また、調査対象者の語りには「語りえない感覚/衝動」が登場することも特徴的であった。その後対象者は芸術分野、HIV/AIDS政策において90年代京都に強く影響を受けた活動を行っていることがわかった。

これは「怒り」や「悲しみ」等の言語に分節化される以前の「情動」(Gould 2009の定義による)的側面であると考えられる。今後は調査対象を増やし、上演参与者のどのような感情/情動がどのような行動/行為に結びつく傾向があるのか、さらに詳細な調査を行うこととする。今年度は、理論的検討および、対象者へのインタビューを活動的に行うことができたため、調査は順調に進んでいると考えられる。ただし、成果のアウトプット(とくに文章でのアウトプット)が多少遅れているため来年度はそれを鑑みて、集中して執筆に励むこととする。前年度までの研究において、90年代京都のエイズをめぐる社会/芸術運動における参与者の「感情」に注目し調査を行ってきた。結果当該運動の構成員は運動に参与する際経験する感情は「怒り」や「悲しみ」といった分節化できるものというよりは前言語的で衝動的なもの、すなわち「情動」に近いものであるという事実が明らかとなった。今年度はさらに聞き取り対象者を増やし、資料調査を加え、運動参与者のどのイベントからの影響があるのかを中心に調査した。結果、二つの重要なイベントが見受けられた。ひとつめのイベントは、1992年10月芸術家の古橋悌二が、HIVに感染したという「手紙」を友人に送ったこと、ふたつめのイベントは、1994年初演のパフォーマンス《S/N》であった。参与者の「感情/情動」のうち特徴的であったのは「責任responsibility」の感覚であり、何かを受け取ったため、何かをしなければならないといった衝動であった。これらの感覚には当該イベントに関する負の反応、すなわちイベント自体への拒否感等も含まれていた。これらのことが参与者自らも事業やプロジェクトを開始する契機となった。またその要因としてはすでに京都市左京区を中心にゆるやかなコミュニティが存在し、古橋悌二を中心とした成員と参与者は既知の間柄であったことが考えられた。既に運動のとなるゆるやかな共同性が存在したのである。したがって、今回の調査においては、未知の構成員の参与については明らかになされなかった。今後の課題としたい。今年度は新たに当該社会/芸術運動に関する資料調査を加え、聞き取り調査もより広範囲の方に行うことができた。おおむね順調に進展していると考えられる。平成26年度の目標達成度は85%ほどである。平成26年度の研究計画1)エリカ・フィッシャー=リヒテの理論の検討はほぼ達成できたが、2)感情/情動に関する先行研究の検討・整理が当初の予定より進んでいない。社会システム理論や社会学の調査に予想以上に時間を取られたことが原因であると考えられる。この研究2)についても、平成27年度6月中には終わらせる予定とする。研究課題に取り組んで3年目である来年度は、上演参与者のインタビューと資料調査に集中して取り組み、上演参与者のどのような感情/情動がどのような行動/行為に結びつく傾向があるのか、さらに詳細な調査を行うこととする。さらに神経科学分野の先行研究より、感情システムと認知システムは別であるが非常に近いところにあることが判明した。
ヒューメイン情報環境に基づくネットワークロボティクス

本研究では人と共存可能なロボットには、ユーザが他者と対話するかのような、直感的に理解できる自然な対話を可能とするため、システムが人を見て状況を判断し作用する人間中心型のネットワークシステムが必要であると考えた。直感的に利用できるインタフェースを備え、インタラクティブに人と関わるシステムとして、環境に埋め込まれたアンコンシャス型ロボットによる人間のジェスチャー認識、対話的にユーザの意図する対象物を認識するバーチャル型ロボット、環境に合わせサービスを行うビジブル型ロボットの3タイプのロボットがネットワークで結ばれ協調し動作するシステムを構築した。ジェスチャーとして指差し動作に着目し研究を進めた。指差し動作は動作の行われた状況や対象物によって、ユーザが求めているサービスが異なる。そこで、昨年度までに検証したボトムアップ型のオントロジーによって、ユーザの動作と環境情報(指差し対象物の情報やユーザの位置)さらにロボットの動作の関連を記述し、個々のロボットが環境に合わせてサービスを行う。対象物が持ち運び可能であれば、ロボットアームを搭載した移動ロボットが自律的にサービスを開始し、対象物の把持・運搬を行う。主としてサービスを行っているロボットの行動を疎外しないように他のロボットはセーフティスペースとして設定された場所まで移動し待機する。実世界にはさまざまな物があり、個々の対象物に対する知識をロボット内に置くとこは不可能である。そこで、本研究ではロボット内ではなく環境に知識を置くことにより、ロボットが必要とする情報を必要な時に参照する。オブジェクトの情報をXML形式で記述することにより、ロボットアームがオブジェクト把持しようとした際に知識を参照し、サービスを提供することが可能となった。近年情報インフラストラクチャーの整備が進められ、ネットワーク情報システムが形成されているにもかかわらず、システムが有効に利用者に働きかけているとは言いがたいのが現状である。また社会的に関心の高まっているロボットも、歩行・認識・ネットワークへのアクセス等ハードウェア要素は進歩しているが、ロボット単体でのシステムに留まるものが多い。本研究では、従来の「人間がシステムに働きかけて作用するシステム」ではなく、「システムが人間を見て状況を判断し作用する人間中心型のネットワークシステム」が必要であると考えた。ヒューメイン情報環境を構成するため、人間や外界と物理的に相互作用を深めることで知的ネットワークにおいて成長するエージェント群を実現するためには以下の具体的な要素課題があげられる。a)共通基盤構成:ボトムアップオントロジーによる知的ネットワークの核b)固有機能利用:エージェントが持つ固有機能の活用c)情報再構成:ネットワーク空間における情報再構成と人間動作・環境変化の把握これらの融合によりヒューメイン情報環境におけるネットワークロボティクスを実現する。本研究では脳科学によるミラーニューロンに基づいたボトムアップオントロジーをニューラルネットワークを用いて構築し、構造の異なったエージェント間の概念共有に利用、エージェント間において共通の概念を構築する手法を提案した。本年度は人の動作認識から意図を認識し、動作ニューロンの活性にみられるような、インスタンスの獲得・活性を経て、アクションフェーズへとつながるネットワーク構築、および実証を行った。さらに状況の認識・人の動作認識の強化・充実を図り、より指差し動作など、人と人とのコミュニケーションで用いられる自然な動作を、人とロボットとのインタラクションへと用いた。近年、ロボットの活動分野は産業だけでなく、エンターテイメントやサービスなど専門知識を持たない一般の人を相手とした分野へと広がっている。一般社会において人と共存可能なロボットには、ユーザーが他者と対話するかのような、直感的に理解できる自然な対話が望ましい。つまり、従来の「人間がシステムに働きかけて作用するシステム」ではなく、「システムが人間を見て状況を判断し作用する人間中心型のネットワークシステム」が必要である。本研究では脳科学によるミラーニューロンに基づき認識機構を模擬することで、人間の動作を観察しその人の意図を認識する、ボトムアップオントロジーの獲得が可能となると考えた。このボトムアップオントロジーをニューラルネットワークを用いて構築することにより、人間と機器との間の共通基盤を構築し、構造の異なったエージェント間の概念共有に利用する手法を提案した。本年度(平成17年度)は、16年度に引き続きオントロジーの構築と成長について考察を行った。さらに、人の動作を認識する視覚センサに特化したアンコンシャス型ロボット、直感的かつインタラクティブなインタフェースを提供するバーチャル型ロボット、及び自律行動を行うビジブル型ロボットの3タイプのロボットをネットワークで結び、機種の異なったロボット間においてオントロジーの有効性を検証した。指差し動作と環境情報からオントロジーによって、ユーザーが着目している対象物を認識し、環境に合わせて自律的に役割を発現するソフトDNAの機構によって、バーチャル型ロボットであれば対象物を点滅させる、ビジブル型ロボットであれば人間と同様にアームを用いて対象物を指し示すまたは対象位置へ移動する、とロボットの機構にあった動作を示すことができた。さらに国際会議に参加し研究成果の発表を行い、他研究者との意見交換をおこなった。

そこで、昨年度までに検証したボトムアップ型のオントロジーによって、ユーザの動作と環境情報(指差し対象物の情報やユーザの位置)さらにロボットの動作の関連を記述し、個々のロボットが環境に合わせてサービスを行う。対象物が持ち運び可能であれば、ロボットアームを搭載した移動ロボットが自律的にサービスを開始し、対象物の把持・運搬を行う。主としてサービスを行っているロボットの行動を疎外しないように他のロボットはセーフティスペースとして設定された場所まで移動し待機する。実世界にはさまざまな物があり、個々の対象物に対する知識をロボット内に置くとこは不可能である。そこで、本研究ではロボット内ではなく環境に知識を置くことにより、ロボットが必要とする情報を必要な時に参照する。オブジェクトの情報をXML形式で記述することにより、ロボットアームがオブジェクト把持しようとした際に知識を参照し、サービスを提供することが可能となった。
明治期の談話筆記・回想録の総合的研究

本研究は、明治期の談話筆記と回想録の総合的研究をテーマとし、第1に明治中期に組織された史談会と同会が刊行した「史談会速記録」の全体像を追究し、その特質を分析した。第2に史談会幹事の岡谷繁実の活動を追究し、談話筆記作成の実態とその問題点を明らかにした。第3に各地の談話筆記と回想録を調査し、特に山口県文書館が所蔵する長州藩関係者の談話筆記や各種の日記・略伝などを収集してその内容を研究した。第4に高知県佐川町の青山文庫で田中光顕関係史料の調査・収集を行い、田中の回想録や伝記類に関係した史料を分析し、「史談会速記録」や伝記類に記述されなかった維新政治の裏面を解明した。明治・大正期に作成された談話筆記や回想録を調査・収集し、内容はもとより地域や時代、あるいは人物や出身などの分析を重ね、総合的に考察する。談話筆記の対象となった人物の身分や経歴、社会的背景などの再検討を進め、それらをネットワーク化することで、談話筆記類に登場した人物の明治維新観やその裏面の解明が可能になる。明治22年に設立された史談会が出版した「史談会速記録」、温知会や維新史料編纂会などの各種の談話筆記や回想録の収集・検討を行い、さらに談話の聴取や編集・出版の中心となった人物・団体の活動と成果を考察し、その後の伝記編纂事業や明治維新観の形成に与えた影響を研究する。本研究は、明治・大正期に作成された談話筆記や回想録を調査・収集し、時代や地域、あるいは人物や出身を精査して、総合的な研究を行うことを目標にした。初年度は、柳生四郎編『幕末明治研究雑誌目次集覧』をもとにし、主に原書房から昭和46年に合本1が復刻された『史談会速記録』全46巻の整理・分類を行つている。具体的には、「史談会速記録」全411輯の分類を行い、その内容にそった整理と分折を進めている。王政復古、戊辰戦争、草葬隊、府県設置などの項目を設定し、各談話筆記を分類するとともに、その概要をパソコンに打ち込んでいる。項目にそった分類・整理に続く分析としては、最初に史談会の幹事となって大きな役割を果たした岡谷繁実に焦点を当て、談話筆記作成に向けたその具体的な活動を追究している。また、史談会に大きく関わった岡谷自身も談話筆記を残しており、その岡谷が戊辰戦争で活躍した信州、および新政府の地方官として着任した会津若松などの出張調査を行った。さらに岡谷を抜擢・庇護した木戸孝允についても調査を実施した。岡谷の出身である館林藩は長州藩と姻戚関係があり、岡谷は幕末長州戦争の際に長州藩の救済に尽力している。それらに関連した回想録類の山口・長野両県内での調査にも着手した。本年度は、談話筆記や回想録の調査・収集を継続するとともに、その背景となる幕末維新の実像あるいは裏面を把握する関係史料の調査・収集に全力をあげた。具体的には、山口県文書館・同県立山口図書館に出張し、長州藩関係者の「松菊余影」「木戸孝允言行録」「藤公實歴」「伊藤博文言行録」「宍戸備後(宍戸〓)畧履歴」などを調査・収集した。言行録・実歴の類は十分な史料批判が必要あるが、『松菊木戸公伝』や『伊藤博文伝』などに記されていない裏面、あるいは宍戸〓のようなしっかりとした伝記が公刊されていない有力者の実像を明らかにする史料として、検討・分析を進めている。また、青森県史編纂室に出張して戊辰戦争や戦後の弘前藩政・青森県政に参画した杉山龍江関係の「杉山丕家文書」などを調査・複写し、弘前市立弘前図書館でも弘前藩関係者の諸記緑などの調査とデジタルカメラによる撮影・収集を行なった。これらの文書・記緑からは、明治3年に弘前藩権大参事となり、廃藩置県後に青森県内の郡長を歴任し、西南戦争に際して旧弘前藩士族の政府軍参加に尽力した杉山龍江の数奇な軌跡など、これまで知られていなかった旧弘前藩関係者の動向が明らかになる。さらに、中央大学図書館に所蔵されている『史談会速記録』全411輯の複写・分類を継続し、あわせて同館所蔵「明治初期名家書簡・草案集」の整理・分析を行なった。『史談会速記録』については、主な記事の複写を行ない、ファイルに整理した。複写記事の仮目録を作成し、その上で王政復古、戊辰戦争、廃藩置県、府県政などの項目を立て、分類作業を進めている。史談会の有力幹事であった岡谷繁実の同会における活動、その背景となる政治活動との関係についても、調査・分析を重ねている。

本年度は、談話筆記や回想録の調査・収集を継続するとともに、その背景となる幕末維新の実像あるいは裏面を把握する関係史料の調査・収集に全力をあげた。具体的には、山口県文書館、青森県史編纂室、山梨県立図書館などに出張し、幕末維新関係史料の収集を行った。山口県文書館では、最後の山口藩知事であった毛利元徳の「忠愛公伝」や「忠愛公贈位申請一件」「毛利元徳事蹟概要」などの写真撮影を実施した。青森県史編纂室では昨年に引き続いて杉山龍江関係の「杉山丕家文書」などを複写し、さらに明治9年の天皇巡幸とそれに関係した旧弘前藩士族の動向が明らかとなる史料の調査に着手した。山梨県立図書館の郷土資料室では、幕末から明治への転換期の史料とその時期に関する回想録の類を調査・収集した。市町村史編纂で明らかになった史料については、大月や富士吉田での現地調査を実施した。いずれもこれまで知られていなかった史料や活用が十分でなかった史料の収集ができ、今後の研究の基盤づくりとなる成果を得ることができた。それらと『史談会速記録』などの談話筆記との比較検討を行うことにより、談話筆記類の歴史資料としての意義と課題が具体的に明らかになると考えている。また、中央大学図書館所蔵の「明治初期名家書簡・草案集」についても、写真版を作成して具体的な分類・整理作業を進めた。作業は大学院生などと手分けして行い、史料ごとの作成者や年代推定の検討を重ね、史料解説文の作成を進めた。史談会の有力幹事であった岡谷の同会における活動に関しては、国文学研究資料館などでの岡谷繁実関係史料の調査を予定し、その準備作業に着手した。本年度は談話筆記・回想録研究の具体的な作業として、長州藩関係者史料の調査・収集および土佐藩関係者田中光顕史料の調査・収集に全力をあげた。前者の長州藩関係では、昨年に引き続いて山口県文書館などに出張した。同館の各種文庫中の談話筆記や伝記関係史料を調査し、「両公伝編集史料」などの編纂過程で作成された談話筆記類を収集することができた。山口市歴史民俗資料館に出張し、木戸孝允や大村益次郎関係史料の調査を行った.また、山口県内では下関市立長府博物館の見学・調査を行い、長州藩の市藩関係省の史料の概要を把握することができた。さらに、新たな分野として田中光顕関係史料の調査に着手し、2回にわたって高知県佐川町の青山文庫の史料調査・収集を行った。田のは幕末の志士として活躍し、兵庫県権判事に登用された後、大蔵省や陸軍省の要職、元老院議官・警視総監を歴任し、明治31年から宮内大臣を11年間在職するなど、明治・大正期の政治的裏面に通暁した興味深い人物である。みずから『維新風雲回顧録』『維新夜話』などの回想録を執筆し、生前に出版された『田中青山伯』や『伯爵田中青山』などには、談話筆記が数多く収録されている。それらの談話筆記と実際の史料を突き合わせて吟味することで、征韓論政変における由中の活躍、伊藤博文や木戸孝允らの長州藩有力者と田中の関係など、これまで十分に検討されないできた田中の実像を解明することができた!回想録作成および伝記編纂の過程で作成された談話筆記類の存在とその課題を具体化することができた意義は大きい。なお、継続作業として、山梨県立図書館の岡谷繁実関係高松隊史料の収集、および史談会関係史料の整理を行った。研究成果として、「幕末の志士田中光顕と維新政権」(『中央史学』第33号)を発表し、松尾正人編『幕末・明治期名家書翰草稿』を刊行した。
Common経路とspecific経路による食道癌化学療法感受性の解析

昨年までの段階:食道癌化学療法感受性因子をDNAマイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析を用いて、発現変化の頻度は低いが、その変動(増加もしくは減少)の幅が大きく、細胞機能に強く影響すると思われる遺伝子(specific gene)を同定しようと試みた。化学療法前の生検標本を用い、12遺伝子(CD63,KRT18,FCGBP,DKKI,LRRC,BYSL,TNFSF10,ABCC2,SLC25A6,CHKB,KRT8,FN1)を感受性候補遺伝子として同定した。これらについてRT-PCRや免疫組織染色にて検証を行った。そしてこれまでにKRT18,KRT8,DKK1が新たなる感受性因子、予後因子であることを見いだしたので論文報告した。今年は新たにABCC2(=MRP2)について、免疫組織染色と細胞実験を行なった、siRNAを用いてMRP2の発現を抑制したところ、シスアラテンに対する感受性の回復を認めた。臨床研料においてもMRP2免疫染色と感受性の間に関連を認めた。これを論文報告した。(Br J Cancer, in press, 2010)。また、本研究の基本となる生検サンプルを用いてDNAチップにて感受性を予測するという研究についても報告した(Int J Oncol.37:1113-1120,2010)。また、本研究を推進するにあたり、癌間質細胞と癌細胞の遺伝子発現の違いが解析を困難にしているという事実を確認したので、マイクロダイセクションを行い、腫瘍部分の間質部分を分けて評価し、感受性因子を検索するというプロジェクトを開始した。この手法を用いてまず、FOXC2が予後因子であることを報告した。引き続いて間質部分に注目し間質にて強発現するテネイシンが新しい予後因子であること、感受性と関連することを見いだした。これについても論文投稿中である。食道癌化学療法感受性因子をDNAマイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析を用いて、発現変化の頻度は低いが、その変動(増加もしくは減少)の幅が大きく、細胞機能に強く影響すると思われる遺伝子(specific gene)を同定しようと試みた。化学療法前の生検標本を用い、12遺伝子(CD63,KRT18,FCGBP,DKK1,LRRC,BYSL,TNFSF10,ABCC2,SLC25A6,CHKB,KRT8,FN1)を感受性候補遺伝子として同定した。次にRT-PCR,免疫染色による確認を行った。まず、進行食道癌24例術前化学療法12例、未治療12例の切除標本でこれらの遺伝子の発現を検討したところ12遺伝子は化学療法後で高発現する傾向を認め、抗癌剤の獲得耐性に関係している可能性が示唆された。現在、12遺伝子の関与を生検材料のRT-PCRで前向きに検証している。続いて感受性遺伝子の中でKRT18,KRT8,DKK1について詳細に検討するために、切除標本200例の免疫染色を行った。いずれも強発現する群が有意に予後不良であった。食道癌の新規の予後マーカーとして論文報告した。続いて細胞株を用いてこれら遺伝子の機能解析を行った。siRNAを用いてこれら感受性遺伝子の発現を抑制し、増殖・浸潤などの腫瘍の悪性度が亢進する、抗癌剤感受性が増大するか?の検討を行っている。一定の傾向はあるものの確定には至っておらず現在条件設定を行っている段階である。一方、既存のマーカーとしてp53遺伝子の遺伝子変異と抗癌剤・放射線療法の感受性を臨床材料を用いて検討した。有意な関連を認めたので論文報告した。これを論文報告した。
後水尾院幡枝御茶屋・岩倉御茶屋との関連にみる修学院離宮の造営に関する研究

後水尾院の幡枝御茶屋・岩倉御茶屋について、その位置・沿革・建物等を検討した。判明した諸点は次の通りである。(1)幡枝御茶屋は、従来円通寺(京都市左京区岩倉幡枝町)がその跡であるとされていたが、誤りであって、旧幡枝村のうち木野(左京区岩倉木野町)に位置した。(2)幡枝御茶屋は遅くとも慶安2年(1649)には存在し、漢文12年(1672)に近衛家に下賜され、以後明治まで近衛家が所有した。(3)幡枝御茶屋には、「寿月観」と呼ばれる御殿と「鷺聴亭」と呼ばれる御茶屋、山上に位置する「邇遐」の、3棟の建物が存在したが、漢文12年にはすでに失われていた。このうち寿月観は、修学院離宮に同じ名の御茶屋があり、移築された可能性がある。(4)岩倉御茶屋は、明暦2年(1656)頃御殿が造られ、女三宮の山荘として整備された。御殿は少なくとも延宝7年(1679)まで存続し、敷地は宝永5年(1708)以降岩倉住の山本家の管理となった。(5)岩倉御茶屋の敷地は、2棟の御殿が建つ部分と万年岡から成り、御殿の敷地は京都市左京区岩倉忠在地町の岩倉川東岸、万年岡はその西に位置した。(6)岩倉御茶屋には、2棟の御殿と、万年岡の御茶屋の、少なくとも3棟の建物が存在したが、いずれも宝暦5年までに失われた。このうち後水尾院御殿については、林丘寺書院として現存する可能性がある。
滑膜組織と滑膜由来間葉系幹細胞の至適保存条件の検討

滑膜由来の間葉系幹細胞(滑膜幹細胞)は、軟骨再生や半月板再生に対する有用な細胞源と考えられるが、細胞加工施設は国内でも限られており、細胞を用いた新たな治療の普及には、滑膜組織や分離した幹細胞を適切に保存し輸送することが必須となる。本研究では人工膝関節置換術にて採取された滑膜組織を用いて組織と分離した滑膜幹細胞を保存、搬送するための至適保存条件について調べた。滑膜組織は1318°Cでの保存が適していると分かった。滑膜幹細胞はヒト血清中に13°Cで保存する方法が最も適していることが分かった。本研究で得られた知見により、多くの患者への適応を前提とした再生医療の基盤技術を確立できるものと期待される。間葉系幹細胞は、成体のさまざまな間葉組織から採取可能であるが、なかでも滑膜由来の間葉系幹細胞(滑膜幹細胞)は、自己血清を用いた培養での増殖能が高く、軟骨分化能が高いことから、軟骨再生や半月板再生に対する有用な細胞源となる。当施設では軟骨損傷に対して自家滑膜幹細胞を軟骨欠損部に移植する新たな治療法を開発し、良好な成績を得ているが、細胞を分離・培養するための施設(細胞治療センター)は限られており、本治療方法をより広く普及させるためには、滑膜組織や分離した幹細胞を適切に保存し輸送することが必須となる。この細胞移植治療を普及させるためには病院で採取した滑膜を細胞培養施設に搬送し、滑膜幹細胞を病院に再度搬送するようなビジネスモデルが必要であることから、採取された滑膜組織および滑膜間葉系幹細胞の保存・移送条件の最適化が必要であると考え、検討を行った。人工膝関節置換術の際に切除された滑膜組織を検体材料とし、滑膜組織を保存する至適条件とその時間的限界を明らかにするため、候補となる各種溶液(乳酸リンゲル液、HBSS、PBS、ヒアルロン酸など)に一定時間保存し検討を行った。滑膜組織をHBSSで保存する実験では、24時間後には線維芽細胞内に空砲が形成され、48時間後ではその空砲空胞変性が進行し、滑膜組織は保存が難しいことが判明した。さらに、各種保存液の検討をおこなったところ、滑膜組織を12時間以上保存することは容易ではないことが明らかとなった。種々の検討の結果、ReagentAを添加することにより滑膜組織の保存が可能になることがわかった。間葉系幹細胞は、成体のさまざまな間葉組織から採取可能であるが、滑膜由来の間葉系幹細胞(滑膜幹細胞)は、自己血清を用いた培養での増殖能が高く、軟骨分化能が高いことから、軟骨再生や半月板再生に対する有用な細胞源となる。当施設では軟骨損傷に対して自家滑膜幹細胞を軟骨欠損部に移植する新たな治療法を開発し、良好な成績を得ている。しかし、移植用細胞を分離・培養するための施設としての高い基準を有した細胞加工施設は国内でも限られており、多くの施設で我々の開発した治療法を普及させるためには、滑膜組織や分離した幹細胞を適切に保存し輸送することが必須となる。以上より、本研究課題では、手術後に採取された滑膜を各地の細胞加工施設に搬送するための保存・移送条件の最適化を試みた。人工膝関節置換術時に切除された滑膜組織を検体材料とした。本年度は、滑膜組織の保存条件を最適化するために、初年度に検証した条件を基盤として温度条件の検証を行った。各種溶液に浸漬した滑膜組織を4°C、25°C、37°Cに24時間から14日間静置し、その組織を用いて細胞数およびコロニー形成能の評価を行った。さらに、最適な保存条件を抽出するための新たな検査系としてアポトーシスの指標であるcaspase-3の検出系を立ち上げた。昨年度に検討し確立した本検査により本年度の解析においても強力なツールとなることが期待される。現在、得られた成果を論文として作製準備をしている。さらに昨年度に研究代表者が所属する研究チームは、これまで培ってきた技術を臨床的に応用するため、滑膜幹細胞の総合的な細胞操作技術を特許化した(特許第5656183号:滑膜由来間葉幹細胞(MSCs)の軟骨・半月板再生への応用)。今回の研究により得られた知見と特許化した技術を統合することにより、多くの患者への適応を前提とした再生医療の基盤技術を確立できるものと期待される。以上より、本研究課題では、手術後に採取された滑膜と分離した幹細胞を搬送するための保存・移送条件の最適化を試みた。

本年度は、滑膜組織から得られた滑膜幹細胞の保存条件を最適化するために、初年度、昨年度に検証した条件を基盤として温度条件と保存液の検証を行った。滑膜幹細胞を乳酸リンゲル液または100%ヒト血血清に4°C、13°C、37°Cで48時間保存した後に、細胞生存率、コロニー形成能、軟骨分化能の評価を行った。結果、細胞生存率、コロニー形成能、軟骨分化能いずれもヒト血性、13°Cでの保存が最も適していることが分かった。現在、得られた成果を論文として作製準備をしている。さらに一昨年度に研究代表者が所属する研究チームは、これまで培ってきた技術を臨床的に応用するため、滑膜幹細胞の総合的な細胞操作技術を特許化した(特許第5656183号:滑膜由来間葉幹細胞(MSCs)の軟骨・半月板再生への応用)。今回の研究により得られた知見と特許化した技術を統合することにより、多くの患者への適応を前提とした再生医療の基盤技術を確立できるものと期待される。滑膜由来の間葉系幹細胞(滑膜幹細胞)は、軟骨再生や半月板再生に対する有用な細胞源と考えられるが、細胞加工施設は国内でも限られており、細胞を用いた新たな治療の普及には、滑膜組織や分離した幹細胞を適切に保存し輸送することが必須となる。本研究では人工膝関節置換術にて採取された滑膜組織を用いて組織と分離した滑膜幹細胞を保存、搬送するための至適保存条件について調べた。滑膜組織は1318°Cでの保存が適していると分かった。滑膜幹細胞はヒト血清中に13°Cで保存する方法が最も適していることが分かった。本研究で得られた知見により、多くの患者への適応を前提とした再生医療の基盤技術を確立できるものと期待される。初年度に検証した条件を基盤として温度条件の検証を行った。各種溶液に浸漬した滑膜組織を4°C、25°C、37°Cに24時間から14日間静置し、その組織を用いて細胞数およびコロニー形成能の評価を行った。さらに、最適な保存条件を抽出するための新たな検査系としてアポトーシスの指標であるcaspase-3の検出系を立ち上げた。軟骨再生半月板再生最適な保存条件を抽出するための新たな検査系としてアポトーシスの指標であるcaspase-3の検出系を立ち上げた。引き続き組織保存、細胞保存の至適条件について検討する予定である。滑膜組織をHBSSで保存する実験では、24時間後には線維芽細胞内に空砲が形成され、48時間後ではその空砲空胞変性が進行し、滑膜組織は保存が難しいことが判明した。さらに、各種保存液の検討をおこなったところ、滑膜組織を12時間以上保存することは容易ではないことが明らかとなった。本年度は実験に必要な細胞培養のための物品等は実験室に既存のものを使用できたため。また実験に必要なサンプルそのものの入手は手術時の検体が得られたため。今後、組織保存液、細胞保存液におけるReagent Aの最適濃度を明らかにするとともに、分化・増殖能への影響の検討、ならびにウサギを用いたin vivoでの軟骨再生への影響を検討する予定である。今後、実験解析のための物品を購入する必要がある。また実験の成果が得られたところで学会発表の予定もあり学会参加費・旅費等が必要になる。また実験に必要なサンプルそのものの入手は手術ののものが得られたため。今後、実験の解析のための物品を購入する必要がある。また実験の成果が得られたところで学会発表の予定もあり学会参加脾・旅費等が必要になる。
中性の温暖化が与えるオホーツク文化の遺跡立地

本研究は、目的および研究実施計画に基づき実施した。その研究実績の概要は、次の項目のとおりである。1.オホーツク文化の遺跡と立地環境埋蔵文化財包蔵地台帳、報告書、論文などで遺跡立地図を作成し、時期ごとに遺跡の分布状況をデータ化した。また、環境に関する気候・河川・流氷などの関連文献を収集した。2.オホーツク文化と関係諸文化の立地環境続縄文文化、擦文文化、トビニタイ文化との立地環境の比較・検討をおこなったが、データ化までにはいたらなかった。今後の課題とする。3.出土遺物の検討土器、石器、骨角器、金属器などの時期構成の検討、動物遺存体の出土状況ならび構成種の検討を行った。大陸・本州関係については、文献収集だけにとどまった。4.遺跡現地踏査・関連する調査北海道北部および東部などの遺跡調査を実施し、博物館や大学などの研究機関および関連分野からの情報収集を行った。以上のことから総合的に検討した結果、8世紀を中心とする中世の温暖化が与える影響はもとより、その前後に1世紀、3世紀、5世紀、11世紀と海進があったことが確認された。しかも、確実に海が川や低地に進入し、湖沼が形成されていた痕跡なども海岸部および河口部で確認された。これらは、オホーツク文化を含め続縄文文化、擦文文化にいたるまで大きく遺跡立地に影響を与えていたことは確実であり、海岸部および河口部に形成された湖沼の大小により遺跡の規模も関連し、移動の拠点である船着き場の規模についても同様なことがいえる。オホーツク文化は北海道において、その湖沼を中心に移動が展開されたものである。今後、これを基にオホーツク文化や関連文化の拡散と地域適応の過程を究明していきたい。今後の課題とする。
微生物の多重流加培養法

2種類以上の基質を同時に流加する微生物培養の方式を多重流加培養法と名付け,その最適化の手法を目指して,実験的並びに理論的研究を行った.多重流加培養で流加する基質は, 2種類以上の化合物あるいは天然栄養源(コーンステープリカー,脱脂大豆粉末,酵母エキスなど)である.前者例として,メチロトローフを用いたメタノールと酸素の同時供給によるセリンの高濃度生産を研究した.微孔性テフロンチュービングセンサーと自動制御系とによるメタノールの自動流加と,溶存酸素電極と自動制御系とによる酸素の自動供給とにより,高いセリン生成を達成できた.天然栄養源の自動流加は,それらを直接検出するセンサーがないため,間接的指標を採用せざるを得ない.間接的指標として, pHと廃ガス中のCO_2濃度が考えられる.天然複合基質は各種炭素源や窒素源を含むので,廃ガス中のCO_2濃度は基質律速のよい指標とはなり得ない場合が多く, pH変動の方がよい指標となる.Streptomyces laurentiiによるチオストレプトン生産は,このような例であり, pHが上昇するときにグルコースと複合基質とを供給する方法を用いることにより,菌体濃度157g/Lおよびチオストレプトン濃度10.5g/Lを達成できた.合成培地でかつ流加基質が油脂のような水不溶性基質の場合は,廃ガス中のCO_2濃度が指標として有効であった.Pseudomonas aeruginosaによるリパーゼ生産において,廃ガス中の炭素ガス濃度に比例してオリーブ油を自動流加することにより, 1000unit/mLという高い最終酵素濃度が得られた.流加培養法によって高菌体濃度にすることが経済的に有効かどうかを,原料コストとランニングコストの両面から考察した.高菌体濃度培養は, 1.より多量の培地成分を消費する, 2.培養時間がより長時間となる, 3.培養上澄液量の割合が減少する,の3つの特色があるため,必ずしも経済的とはならない場合もあることがわかった.2種類以上の基質を同時に流加する微生物培養の方式を多重流加培養法と名付け,その最適化の手法を目指して,実験的並びに理論的研究を行った.多重流加培養で流加する基質は, 2種類以上の化合物あるいは天然栄養源(コーンステープリカー,脱脂大豆粉末,酵母エキスなど)である.前者例として,メチロトローフを用いたメタノールと酸素の同時供給によるセリンの高濃度生産を研究した.微孔性テフロンチュービングセンサーと自動制御系とによるメタノールの自動流加と,溶存酸素電極と自動制御系とによる酸素の自動供給とにより,高いセリン生成を達成できた.天然栄養源の自動流加は,それらを直接検出するセンサーがないため,間接的指標を採用せざるを得ない.間接的指標として, pHと廃ガス中のCO_2濃度が考えられる.天然複合基質は各種炭素源や窒素源を含むので,廃ガス中のCO_2濃度は基質律速のよい指標とはなり得ない場合が多く, pH変動の方がよい指標となる.Streptomyces laurentiiによるチオストレプトン生産は,このような例であり, pHが上昇するときにグルコースと複合基質とを供給する方法を用いることにより,菌体濃度157g/Lおよびチオストレプトン濃度10.5g/Lを達成できた.合成培地でかつ流加基質が油脂のような水不溶性基質の場合は,廃ガス中のCO_2濃度が指標として有効であった.Pseudomonas aeruginosaによるリパーゼ生産において,廃ガス中の炭素ガス濃度に比例してオリーブ油を自動流加することにより, 1000unit/mLという高い最終酵素濃度が得られた.流加培養法によって高菌体濃度にすることが経済的に有効かどうかを,原料コストとランニングコストの両面から考察した.高菌体濃度培養は, 1.より多量の培地成分を消費する, 2.培養時間がより長時間となる, 3.培養上澄液量の割合が減少する,の3つの特色があるため,必ずしも経済的とはならない場合もあることがわかった.2種類以上の基質を同時に流加する培養方式を多重流加培養法と名付けその最適化手法の確立を目指して、本年度は次の2点について研究した。1.目的代謝産物が菌体外に蓄積する例として、Pseudomonas aeruginosaによるリパーゼの生合成を取り上げ、回分および多重流加培養を多数回実施し次のような知見を得た。(1)回分実験により、温度は23°C、pHは6.5が、リパーゼ生産に最適であることが判明した。また、炭素源として、オリーブ油を高濃度(200g/1)に仕込むと、330unit/mlに達するが、これは、オリーブ油当りの収率に換算すると著しく低く、回分培養は生産性が低いことがわかった。(2)オリーブ油の定流量流加実験により、窒素源として尿素よりアンモニアを用いる方が、酵素の生成が高くなることがわかった。また、これらの一連の実験により、酵素比生産速度及び酵素収率両面において、最適なオリーブ油比供給速度の存在することがわかった。(3)以上の結果に基づき、発生する炭酸ガスに比例してオリーブ油を供給したところ、比例定数が3033(gーoil/mol C【O_2】)の時に、1000unit/mlという高い最終酵素濃度を得た。(4)最終的に、回分培養を20時間行い、次の25時間は発生炭酸ガスに対するオリーブ油の供給速度を高くし、その後は低くするという流加培養により、1200unit/mlという極めて高い最終酵素濃度を得ることができた。

2.目的代謝産物が菌体外に蓄積する場合の原価に関する理論的考察微生物反応プロセスの直接コストは原料コストとランニングコストの和であると考え、各培地成分基準の目的代謝物収率及び目的代謝物の生産牲の和から成る計算式を提出した。そして、高菌体濃度だけ達成することは望ましくないことを明らかにした。