hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
全液体コロイド結晶の創製と超長寿命励起分子科学への展開

一定の粒径を持った(単分散)油滴を水溶液中に発生させるには、電気乳化の方法を利用した。細いパイプを通して、水相中に油のビームを線速度一定の条件で走らせる。この時、油相と水相に一対の電極を挿入して、0.3-1kVの電圧を加えると、油相ビーム表面に静電荷が乗り、ビームの表面張力が低下し直線運動が不安定になる。このため、ビームの下流で油の流れは一定の間隔でちぎれて、単分散の油粒子が発生した。本実験では、この電気乳化法を極限まで精密化し、粒径が100nm程度の油滴を発生させた。生成した油滴は、それぞれが電気的に帯電しているので、静電的にお互いどうし避けあい、粘性により運動量を失いつつ、3次元の格子点を占め(アルダー転移)、液体コロイド結晶ができあがる。次年度以降は、液体3次元コロイド結晶の光物性の測定をおこなう予定である。磁場は、物質と相互作用し、材料に様々な特徴・機能を発現させる。磁場の特徴は、方向性と透過性にあり、本年度では、コロイド結晶^<*1>の構造を磁場によりコントロールし、結晶の持つ光学特性^<*2>を制御する技術の開発を行った。コロイド結晶は、その特異な光学特性を利用して、光の閉じ込め、レーザー発振、低損失導波路など、様々は応用が期待されており、実際の応用という観点から、コロイド結晶の光学特性を磁場によって変調することは非常に重要である。ゾル-ゲル法を用いて、強磁性体微粒子を作成し、さらに、その微粒子をシリカで包んだ強磁性体-シリカ複合粒子(Core-Shell particle)を作成した。次に、その強磁性複合粒子を用いて、3次元-コロイド結晶を組み上げ、その結晶の磁場応答性を検証した。塩化鉄(II)と塩化鉄(III)を含む水溶液を、アンモニア触媒を用いて還元し、単分散のマグヘマイト(γ-Fe_2O_3)粒子を作成した。生成した粒子は、強磁性であり、平均粒径:約20nmであった。ゾル-ゲル法を用いて、強磁性マグヘマイト粒子をシリカで包み込む。マグヘマイト粒子表面をクエン酸で修飾することにより、シリカがマグヘマイト粒子表面に析出させた。複合粒子の粒径・分散性は、核となるマグヘマイト粒子数を調整することにより制御した。合成された複合粒子(Core-Shell particle)のTEM像から、粒子は単分散であり、かつ、ほとんどの粒子が中心にマグヘマイト粒子を内包していることが確認できた。極限まで脱塩された水に、単分散のコロイド粒子を分散させると、コロイド粒子は、表面電荷の静電反発力により、互いを退けあい、粘性により運動量を失いつつ、次第にエネルギー的に最も安定な3次元の格子点を占め、コロイド結晶を組み上げる。合成した強磁性複合粒子(γ-Fe_2O_3-SiO_2 Core-Shell particle)を超純水に分散させたところ、紫の光を強く回折させるコロイド結晶が出来上がった。そのコロイド結晶を磁場(サマリウムコバルト磁石を使用)の中に挿入したとき、コロイド結晶は赤色の光を回折させた。これは、磁場により、コロイド結晶の周期構造が変化し、回折される光の波長が変化した結果であると考えられる。その強磁性複合粒子を用いて、3次元-コロイド結晶を組み上げ、その結晶の磁場応答性を検証した。
新規脂質プローブによる細胞膜微小領域「脂質ラフト」の機能及び構築メカニズムの解析

本研究は,当研究室において新規に開発された細胞膜微小領域「脂質ラフト」の可視化技術により,従来明らかにされていなかった細胞膜微小領域「脂質ラフト」の細部生物学的な構造と機能を解明することを目的として行われ,具体的には,私の先行研究において樹立されたスフィンゴ糖脂質ガングリオシド2(GM2)に対するモノクロナル抗体を用いて,細胞膜において脂質ラフトはフロチリンにおいて構築されていること,また,脂質ラフトがフロチリン依存エンドサイトーシスの基地として働いていることを証明することを目的に実験が進められた。私はまず,ヒトフロチリン遺伝子の単離,フロチリンと蛍光タンパク質との融合タンパク質発現系の構築,フロチリン機能阻害のためのshRNA発現ベクターの構築等の実験系の作製を試み,結果,これらの実験系を構築することに成功した。そして,これらの実験系を用いて研究を進めた結果,フロチリンが凝集を示す変異株を用いた実験モデルにおいて脂質ラフトの凝集が起こっていることがわかり,脂質ラフトとフロチリンとの局在の面におけるさらなる相関関係に関する証拠を得ることができた。他方,フロチリンの機能阻害実験の結果は有意な結果を得るには至らなかった。一方,実験を進める過程で,神経芽腫細胞においてGM2は脂質ラフトをコレステロール包接により破壊した時にリソソームに選択的に輸送されているということを発見するという予期せぬ結果を得ることができた。この結果は,コレステロール包接に伴う神経芽腫細胞のプログラム細胞死(アポトーシス)時において,GM2を含む脂質ラフトは細胞膜の物質の分解の基地として働いているのではないかということを示しており,細胞膜研究の分野において意義のある結果である。私は,これらの成果を当該年度において学術論文としてまとめ,投稿を行った。この論文は,現在査読中である。
アミノ酸による小腸腸管マクロファージからのIL-10産生制御メカニズムの解明

マウスにNSAIDを経皮的に投与した群では、コントロール群と比べて、優位な体重減少および小腸粘膜の透過性亢進が認められた。本モデルでは、NSAID投与3日目に体重が最も低値となり(Acute phase)、その後緩やかに体重の改善傾向を認める(Recovery phase)。Acute phaseにおいて、小腸粘膜組織を採取し炎症性サイトカインの発現をmRNAレベルで調べたところ、TNF-α、IL-6、IL-1βのいずれも上昇を認めた。一方で、抑制性サイトカインであるIL-10の上昇も認めた。本結果から、IL-10が小腸の上皮修復(Recovery phase)に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。続いて、上皮修復におけるIL-10の役割を検討するために、IL-10ノックアウトマウス(KO)を用いて小腸炎モデルを作成した。IL-10KOマウスでは小腸炎の増悪および上皮修復ができずに高い死亡率を呈した。フローサイトメトリーを用いた解析により、小腸炎においてIL-10を産生する最も主要な細胞がCCR2+単球由来のCD64+ Ly6Clo MHC-II+マクロファージであることが明らかにされた。また、これら一連の小腸IL-10産生性マクロファージによる上皮修復が、腸内細菌叢とは関連のないことを示した。今後、このモデルを用いて、小腸マクロファージの制御や上皮修復に関連するアミノ酸の同定を行う。NSAID小腸炎モデルを確立し、小腸マクロファージの機能解析は比較的順調に進んでいる。しかしながら、IL-10を制御するアミノ酸分画の同定実験には至っておらず、引き続き実験系の確立に努める。NSAID小腸炎モデルを用いて、アミノ酸による小腸マクロファージの制御と上皮修復の関連ついて実験を進める。小腸マクロファージの機能制御に関わるアミノ酸同定については、マウスにアミノ酸含有食/アミノ酸非含有食/ある特定のアミノ酸を配合した食事を2週間程度与えた後に、小腸粘膜を採取し、小腸粘膜固有層中のマクロファージ数、粘膜/筋層の萎縮の有無、腸内細菌叢の変化を評価し、小腸の環境維持に寄与する特定のアミノ酸を同定する。小腸のマクロファージの小腸炎における制御性機能を検討した。非ステロイド性抗炎症薬(Non-steroidal anti-inflammatory drug; NSAID)を用いて、マウス小腸炎を誘導し、小腸マクロファージの役割を解析した。さらに、フローサイトメトリーを用いた解析から、NSAID小腸炎モデルでは、小腸のマクロファージからのIL-10 (抑制性サイトカイン)産生が上皮修復に重要な役割を果たしていることが分かった。現在、このモデルを用いて、アミノ酸による小腸マクロファージの制御と上皮修復の関連を検討中である。さらに、小腸マクロファージの機能制御に関わるアミノ酸を探索するために、骨髄由来マクロファージ(Bone marrow-derived macrophage; BMDM)を用いた実験の実験条件を検討している。BMDMを、アミノ酸含有液体培地/アミノ酸非含有液体培地/ある特定のアミノ酸を配合した液体培地でそれぞれ培養し、IL-10産生量を測定する。BMDMを培養するにあたり、L-cell conditioned mediumを調合した液体培地を準備した。マウスの両側大腿骨および脛骨から骨髄を採取し、採取した骨髄を上記液体培地で、37°C、5%CO2で1週間インキュベートする。今後このモデルを用いて培地中のアミノ酸含量を変化させ、IL-10を制御するアミノ酸の同定を試みる。しかしながら、BMDMを用いた実験の実験条件が確立しておらず、IL-10を制御するアミノ酸分画の同定実験には至っていない。今後、液体培地や実験条件の再調整が必要である。

今後、このモデルを用いて、小腸マクロファージの制御や上皮修復に関連するアミノ酸の同定を行う。NSAID小腸炎モデルを確立し、小腸マクロファージの機能解析は比較的順調に進んでいる。しかしながら、IL-10を制御するアミノ酸分画の同定実験には至っておらず、引き続き実験系の確立に努める。NSAID小腸炎モデルを用いて、アミノ酸による小腸マクロファージの制御と上皮修復の関連ついて引き続き実験を進める。一方、小腸マクロファージの機能制御に関わるアミノ酸探索については、BMDMの実験条件が確立次第、アミノ酸分画の同定実験に移行する。もしBMDMの実験条件が確立できなかった場合には、研究計画の変更を検討する。マウスにアミノ酸含有食/アミノ酸非含有食/ある特定のアミノ酸を配合した食事を2週間程度与えた後に、小腸を採取し、小腸粘膜固有層中のマクロファージ数、粘膜/筋層の萎縮の有無、腸内細菌叢の変化を評価し、小腸の環境維持に寄与する特定のアミノ酸を同定する。NSAID小腸炎モデルを用いて、アミノ酸による小腸マクロファージの制御と上皮修復の関連ついて実験を進める。小腸マクロファージの機能制御に関わるアミノ酸同定については、マウスにアミノ酸含有食/アミノ酸非含有食/ある特定のアミノ酸を配合した食事を2週間程度与えた後に、小腸粘膜を採取し、小腸粘膜固有層中のマクロファージ数、粘膜/筋層の萎縮の有無、腸内細菌叢の変化を評価し、小腸の環境維持に寄与する特定のアミノ酸を同定する。本年度に施行予定であった、BMDMを用いたIL-10制御に寄与するアミノ酸分画同定実験を次年度施行予定としたため、そのための備品購入を先送りとした。次年度も、研究計画書に沿って使用する予定である。本年度に施行予定であった小腸IL-10産生性マクロファージ制御に寄与するアミノ酸分画同定実験を次年度施行予定としたため、そのための備品購入を先送りとした。
サイバーースペース上の英語による日本法センター構築の為の研究-日本法の透明化の為に

本研究は、3年間にわたる研究成果として、主として次の二つの面において研究を進め、サイバースペース上の「日本法センター」の構築を実現した。第一に、和英法律用語集の作成である。これについては、海外の研究分担者との協議に基づき、九州大学において、院生・学生の協力を得て、主として民事法、公法、国際取引法、国際法などのビジネス法の分野において、日本語で書かれた学術書や判決などから、重要とみなされる法律用語を抽出し、それらに英訳を割り当てるという作業を行った。そのさい、名詞のみではなく、動詞形をもなるべく多く抽出するよう努めた。この一覧をデータベースとして、サイバースペース上に載せ、海外の研究分担者によるチェック作業を行ってもらうとともに、平成11年度前学期に開講した、九州大学LLMコースの授業「リーガル・ジャパニーズ」で教材として活用した。それらの検討に基づき、修正を加えた和英法律用語集をサイバースペース上に載せ、現在広く一般に公開している。第二に、日本の法令についての既存の英訳を集積するという作業を行った。これについては、平成10年3月国立国会図書館編『日本法令英訳書誌』(英文法令社)が出版された。7470件の情報を収録する、この書誌を基本的な資料として英訳の集積を行い、開設したホームページに、一部の法令の英訳を掲載した。第一の和英法律用語集とあわせて、まだ完成した形ではないものの、サイバースペース上の日本法センターを構築することができた。本年度においては、主として次の二つの研究を進展させた。第一に、和英法律用語集の作成作業である。これについては、海外の研究分担者との協議に基づき、3年間の具体的な作業計画を作成した。それに基づき、本年度は、九州大学において、院生・学生の協力を得て、主として民事法、公法、国際取引法、国際法の分野について、日本語で書かれた学術書や判決などから、重要と見なされる法律用語を抽出し、それらに英訳を割り当てるという作業を行った。そのさい、名詞のみではなく、動詞形をもなるべく多く抽出するよう務めた。全体の計画の約半分程度は本年度中に完成した。残りの半分は来年度半ばまでに完成させ、次の段階(海外の研究分担者によるチェック作業、及び、九州大学LLMコースの授業での検討作業)へと進む計画である。この成果は、データベースとしてサイバスペース上に載せ、公開する予定である。第二に、日本の法令についての既存の英訳を集積するという作業を進めた。日本の法令の英訳は、関係官庁のみならず、個々の法律事務所、海外の研究期間など、多様な主体によって散発的に行われている。現在のところ、これらを網羅的に集積するウェッブ・サイトは存在しない。これには著作権の問題ももちろんからんでくる。本年度については、まず、既存の英訳がどれくらいあるかのかという基礎的作業を行った。また、公開方法の検討のため、試験的にホームページを解説し、ごく一部の法令の英訳を掲載した。第一の和英法律用語集とあわせて、将来的に計画しているサイバースペース上の日本法センター構築のための第一歩を踏み出したことになる。本年度においては、前年度の成果を生かしつつ、主として次の二つの研究を進展させた。これについては、海外の研究分担者との協議に基づき、昨年度九州大学において、院生・学生の協力を得て、主として民事法、公法、国際取引法、国際法などのビジネス法の分野について、日本語で書かれた学術書や判決などから、重要とみなされる法律用語を抽出し、それらに英訳を割り当てるという作業を行った。全体の計画の約半分程度を昨年度終了した。本年度はこの作業を引き続き行い、基礎的作業のほぼ全体を完成させた。来年度は、次の段階(海外の研究分担者によるチェック作業、及び、平成11年度前学期開講予定の九州大学LLMコースの授業「リーガル・ジャパニーズ」での検討作業)へと進む計画である。この成果は、データベースとしてサイバースペース上に載せ、公開する予定である。第二に、日本の法令についての既存の英訳を集積するという作業を引き続き行った。

これについては、平成10年3月国立国会図書館編『日本法令英訳書誌』(英文法令社)が出版された。7470件の情報を収録する、この書誌を基本的な資料として英訳の集積を行い、開設したホームページに、一部の法令の英訳を掲載した。第一の和英法律用語集とあわせて、サイバースペース上の日本法センターを来年度には完成させたい。最終年度である本年度においては、前年度の成果を生かしつつ、主として次の二つの研究の進展させ、サイバースパース上の日本法センターの実現を目指した。第一に、和英法律用語集の作成作業である。これは、九州大学において、院生・学生の協力を得て、主として民事法、公法、国際取引法、国際法などのビジネス法の分野について、日本語で書かれた学術書や判決などから、重要とみなされる法律用語を抽出し、それらの英訳を割り当てるという作業である。昨年度には基礎的作業のほぼ全体を完成させていた。本年度は、次の段階(海外の研究分担者によるチェック作業、及び、平成11年度前学期開講予定の九州大学LLMコースの授業「リーガル・ジャパニーズ」での検討作業)を行った。その成果は、データベースとしてサイバースペース(http://www.law.kyushu-u.ac.jp/kesokeso/dictionary.htm)上に載せ、公開した。第二に、日本の法令についての既存の英訳を集積するという作業を引き続き行った。7470件の情報を収録する、この書誌を基本的な資料として英訳の集積を行い、開設したホームページ"World Legal Wed Japan-DemoVersion 2.0-"(http://law.rikkyo.ac.jp/legalweb/)に、一部の法令の英訳を掲載した。第一の和英法律用語集とあわせて、サイバースペース上の日本法センターをまだ完全な形ではないが、実現した。
ニューロン細胞種決定に関与する転写制御因子の同定と機能解析

(1)mec-3遺伝子の発現解析による、遺伝子ネットワークにおけるおのおのの遺伝子の作用様式の決定:C.elegansの弱い機械的刺激に対する反応を司るTouch receptor neuronsの分化決定において、LIM-homeodomain転写因子MEC-3および協同因子群が必要である.これらの遺伝子間の制御様式を明らかにするため、mec-3-lacZ融合遺伝子の発現パターンをmec-3-lacZの発現が異所性に見られるか否か、消失が起こるか否かを検索することにより、協同因子の変異体のバックグランドで解析した.協同因子群のうち、egl-44とegl-46遺伝子はMEC-3がmec-7遺伝子を活性化するのをrepressすることにより機能していること、sem-4遺伝子の機能は、POU-homeodomain転写因子UNC-86がmec-3遺伝子の活性化を行うのをrepressしていることであること、lin-4とlin-14遺伝子は、mec-3遺伝子の下流で作用する(因子の発現調節を行う)ことにより、AVM/PVMとPVDニューロンの分化決定を行っていることなどが明らかになった.(2)mec-3遺伝子のターゲット遺伝子のクローニングの試み:触覚受容ニューロンの分化決定に関与するmec-3遺伝子は、下流遺伝子や他の分化決定遺伝子と相互作用を行いつつ、機能していることが予想される.遺伝学的手法で同定できなかった因子を探すために、mec-3遺伝子のターゲット遺伝子のクローニングを試みている.線虫ゲノムDNAを抗MEC-3抗体で免疫沈降して得られたDNA断片をクローン化し、塩基配列決定を行った.現在までに、2種のMEC-3結合コンセンサス配列(約300bpに2カ所)を有するクローンを得ている.これらの遺伝子についての解析を進めている.(1)mec-3遺伝子の発現解析による、遺伝子ネットワークにおけるおのおのの遺伝子の作用様式の決定:C.elegansの弱い機械的刺激に対する反応を司るTouch receptor neuronsの分化決定において、LIM-homeodomain転写因子MEC-3および協同因子群が必要である.これらの遺伝子間の制御様式を明らかにするため、mec-3-lacZ融合遺伝子の発現パターンをmec-3-lacZの発現が異所性に見られるか否か、消失が起こるか否かを検索することにより、協同因子の変異体のバックグランドで解析した.協同因子群のうち、egl-44とegl-46遺伝子はMEC-3がmec-7遺伝子を活性化するのをrepressすることにより機能していること、sem-4遺伝子の機能は、POU-homeodomain転写因子UNC-86がmec-3遺伝子の活性化を行うのをrepressしていることであること、lin-4とlin-14遺伝子は、mec-3遺伝子の下流で作用する(因子の発現調節を行う)ことにより、AVM/PVMとPVDニューロンの分化決定を行っていることなどが明らかになった.(2)mec-3遺伝子のターゲット遺伝子のクローニングの試み:触覚受容ニューロンの分化決定に関与するmec-3遺伝子は、下流遺伝子や他の分化決定遺伝子と相互作用を行いつつ、機能していることが予想される.遺伝学的手法で同定できなかった因子を探すために、mec-3遺伝子のターゲット遺伝子のクローニングを試みている.線虫ゲノムDNAを抗MEC-3抗体で免疫沈降して得られたDNA断片をクローン化し、塩基配列決定を行った.現在までに、2種のMEC-3結合コンセンサス配列(約300bpに2カ所)を有するクローンを得ている.これらの遺伝子についての解析を進めている.
幾何学に現れる非線形微分方程式

はじめに、幾何学、物理学のゲージ理論に現れるヤング-ミルズ接続について研究を行った。5次元以上のリーマン多様体上のヤング-ミルズ接続全体の集合をゲージ変換群の作用で同一視した集合をモデュライ空間というが、本研究では、多様体の次元をnとしたとき、曲率のノルムのn乗の積分が共形不変量となることに着目し、その不変量が一様有界であるようなモデュライ空間の任意の部分集合はC^∞位相についてコンパクトになることを示した。この結果についての論文は現在、投稿中である。次に、確率論における重調和擬過程について研究を行った。重調和擬過程は通常の確率過程でないため、その境界条件は今まで知られていたものとは大きく異なる。そこで、重調和擬過程に対する境界条件を設定し、これに対応する擬過程を構成し、この結果を論文として発表した。最後に、球面の稠密な領域上でのスカラー曲線0をもつ完備で共形的なリーマン計量について研究を行った。このような計量は線形楕円型方程式の解によって記述される。本研究では、その方程式が満たす変換則とポテンシャル論をもちいて、その方程式の任意の解はグリーン関数と測度によって積分表示できることを示した。この研究は、次年度以降にも継続する予定であり、クライン群の理論との関係や計算機を用いた数値解析を計画している。
単一細胞内カルシウムイオン絶対濃度測定用のレ-ザ-蛍光顕微鏡システムの開発

細胞内カルシウムイオンは、細胞内シグナル伝達系のセカンドメッセンジャ-として重要である。本研究は細胞を傷害することなく細胞内カルシウムイオン濃度を測定するため、レ-ザ-光線を用いた全く新しいシステムを開発し、初年度で目標とする性能を持った装置の開発に成功した。次年度は本装置を用いて平滑筋細胞内のカルシウムイオン濃度を実際に測定し、疾患や病態との関連を検討した。その結果、すでに高血圧を発症した自然発症高血圧ラット(SHR)由来の培養平滑筋細胞において、細胞内カルシウムイオン濃度は対照である正常血圧ラット(WKY)のそれより高値であることを示し、しかもそれが継代培養後も維持されていること、さらに高血圧未発症のSHRにおいては細胞内カルシウムイオン濃度は対照WKYと差のないことを示した。また高血圧未発症のSHR由来の平滑筋細胞においても、アンジオテンシン等の血管作働物質の刺激でWKY由来細胞に比べ高い反応性を示す細胞群が存在することを示した。これらのことよりSHRの高血圧の発症維持に関しては、細胞ないカルシウムイオン濃度の異常が大きな関与をしていること、およびこの異常は遺伝的因子が関与している可能性を示した。またこの遺伝的因子による異常は、細胞性因子にとどまらず、高血圧を発症したSHRの流血中に液性因子のあることを示した。すなはち、SHR血清と培養した平滑筋細胞内カルシウムイオン濃度は、WKY血清と培養した細胞のそれより高値であることより、SHR血中には細胞内カルシウムイオン濃度上昇因子が存在していること、さらにこの因子は加熱により失活すること、トリプシンで消化されること、分子量約3万であることより、タンパク質と考えられる。A)レーザー螢光顕微鏡の開発顕微鏡本体は、ライツ社エルゴルス落射螢光顕微鏡を基本とし、Indoー1の励起光の波長320350nmに合うように、レンズとフィルターをライツ社に特注して作成し、組み立てた。レーザー光源は、オムニクローム社製HeーCdレーザー装置が研究室に備っていたのでこれを用いた。本装置は紫外線発振レーザーとしては唯一の空冷式であり、簡便に用いられるばかりでなく、信頼性が高い。螢光測光装置は浜松フォトニクス社製フォトマルRー464を用い、レーザー光線を用いた螢光分光顕微鏡を初年度に全て組み立てることが出来た。データ解析にはNECパーソナルコンピューターPCー9801を応用し、測定螢光の分析から細胞内カルシウム濃度を直接算出できるように、標準曲線を基に計算用のソフトを開発して、連続記録を可能にした。螢光色素としては、細胞内に導入しやすく、単一波長の励起光で螢光を発するIndoー1を用いた。B)開発したシステムを用いた単一細胞内カルシウムイオン絶対濃度測定本システムの開発によって、従来の方法では不可能であった単一細胞内のカルシウムイオンの絶対濃度ばかりでなく、その経時的な変化を高時間分解能でかつ即時的に測定することが可能となった。我々は本システムを用いて血管平滑筋細胞を培養し、その細胞内カルシウム濃度を測定すると、自然発症を血圧ラット(SHR)では対照のWKYラットと比較して有意に高値を示し、しかも継代培養しても高値は保持された。このことは、SHRでの高血圧の発症維持機構に、血管平滑筋細胞のカルシウムイオン濃度調節機構に異常が存在し、しかも遺伝的に規定されている可能性を示している。このように、本システムの開発によって細胞障害を起こすことなく細胞内カルシウムイオンの絶対濃度が測定可能となり、高血圧を中心とした病態生理の解析がさらに進展すると期待される。レ-ザ-蛍光分光顕微鏡を基本とした細胞内カルシウムイオン濃度測定装置は昨年度中に完成し、本年度は本装置を用いて平滑筋細胞内のカルシウムイオン濃度を実際に測定し、疾患や病態との関連を検討した。

その結果、すでに高血圧を発症した自然発症高血圧ラット(SHR)由来の培養平滑筋細胞において、細胞内カルシウムイオン濃度は対照である正常血圧ラット(WKY)のそれより高値であることを示し、しかもそれが継代培養後も維持されていること、さらに高血圧未発症のSHRにおいては細胞内カルシウムイオン濃度は対照WKYと差のないことを示した。また高血圧未発症のSHR由来の平滑筋細胞においても、アンジオデンシン等の血管作働物質の刺激でWKY由来細胞に比べ高い反応性を示す細胞群が存在することを示した。これらのことよりSHRの高血圧の発症維持に関しては、細胞内カルシウムイオン濃度の異常が大きな関与をしていること、およびこの異常は遺伝的因子が関与している可能性を示した。またこの遺伝的因子による異常は、細胞性因子にとどまらず、高血圧を発症したSHRの流血中に液性因子のあることを示した。すなわち、SHR血清と培養した平滑筋細胞内カルシウムイオン濃度はWKY血清と培養した細胞のそれより高値であることより、SHR血中には細胞内カルシウムイオン濃度上昇因子が存在していること、さらにこの因子は加熱により失活すること、トリフシンで消化されること、分子量約3万であることより、タンパク質と考えられた。
TNF(腫瘍壊死因子)の抗腫瘍活性機序の解明

TNFの抗腫瘍作用を腫瘍細胞に対する直接作用と間接作用とに分け、主として後者、特に血管内皮細胞に対する作用について検討した。TNFはウサギ由来の天然のもの及びリコンピナニトヒトTNFを用いた。各種血管から採取した内皮細胞は第八因子の存在を確認した後培養し、その増殖に対するTNFの作用を検討した。いずれの内皮細胞も増殖は抑制され、形態学的にも変化を示した。毛細血管由来の内皮細胞に対する作用は特に顕著であり、高力価のTNFでは内皮細胞の死滅が見られた。その他の内皮細胞に対する作用は可逆的であった。つぎに、毛細血管新生に対するTNFの作用を検討した。先ず、in vitroにおける血管新生実験系を確立した。この方法はミオファイブロブラストをフィーダーとして用いるもので、このフィーダーの上に小血管断片をおいて、毛細血管の新生をおこさせる系である。この実験系にTNFを存在させると血管の新生は明らかに抑制された。さらに、この抑制は抗TNF抗体によって改除された。このことは血管新生を抑制する物質がTNFそのものであることを示している。一方TNFは線維芽細胞、ミオファイブロブラストのような細胞の増殖には何らの影響をも与えなかった。血管内皮細胞に対するTNFの効果は時間的にも早く現われ、数時間後には形態変化をおこさせるものである。以上の所見はTNFは血管に強く作用してその内皮に傷害をおこさせ、血管新生を抑制して組織、腫瘍への血流を断ち、その結果として壊死をおこさせることを示している。すなわちTNFの抗腫瘍作用には血管傷害を介する系が大きく関与していることを示すと共に副作用が出得ることを示唆した結果となった。
好酸球の遊走と細胞死の動画解析における人工知能の導入

好酸球遊走モデルの確立し、好酸球増多疾患特に好酸球性副鼻腔炎の疾患理解、治療、予防に役立てるという大きな目標があり、これまでデータを蓄積してきた、Eotaxin-CCR3系から遊走の解析を行い、細胞の移行、次に細胞死の観察を行った。初年度の計画通りPGD2系の解析も行った。現在はディープラーニングによる好酸球遊走動画モデルの作成のため動画解析の方法を模索中である。最終的には仮想の物質に対する好酸球の遊走能の変化、細胞死の変化を観察し、確認作業としてヒト好酸球を用いて再現実験を行う。1年目の目標として、さらなるデータの蓄積のため各種ケモカインに対する遊走を観察することを挙げ10種のリガンドと、そのアンタゴニストを用いる計画とした。現時点では、麻黄湯などの新たな物質やヘパリンの添加による変化を観察した。また、解析法に関してはインターネット上で公開されているプラットフォームを用いて画像解析に関して技術を向上している。数値化に関しては、以前使用していた解析ソフトも使用しており、細胞分布、速度などを数値化し評価した。この内容の一部は好酸球研究会にて報告した。次年度の目標として、一つの好酸球の動きの解析からはじめ、徐々に1視野(約200個)の好酸球の動き、細胞死の際の形態変化を数値化したデータとして得ることを挙げている。本年度は遊走動画の解析結果に関して、耳鼻咽喉科免疫アレルギー学会にて好酸球とプロスタグランジンD2に関し報告した。また、Etosisとシャルコーライデン結晶の形成に関して報告した。今後、データの蓄積、画像解析を行い好酸球遊走モデルを確立していく。特に次年度に重点を置く項目としては、一つの好酸球をモデル化することであり、好酸球の少ない状態での動態解析も同時に行いたい。TAXIScanの解析のみならず光学顕微鏡での経時的な変化特に形態学的な変化についても観察していく。遅れている点としては、リガンド、アンタゴニストに関し10種類程度の追加実験を予定していたが、4種の結果しか得られなかった。理由としては、好酸球の分離の当日に臨床業務が重なり実験開始時刻が遅れ正確なデータが得られなかったことが数度あり、数か月単位での遅れとなった。昨年度、新たな好酸球分離法で得られた好酸球でも検討し、これまでの分離法と有意な差がないことが判明しており、今後はドナーの都合に合わせもう少しフレキシブルに好酸球の採集が可能となる予定であり、遅れは取り戻せると考えている。また、1年目の計画に挙げていた、PGD2の検討に関しては予定よりも早く進んでいる。当初の計画では2年目以降に行う予定であった、好酸球ドナーによる反応の違いも検討することができた。免疫アレルギー学会においてシンポジウムのテーマとして「脂質メディエーター」を頂き、PGD2の理解、新たな考察に結び付いたためと考えられる。これまで通りの予定で実施していく予定であるが、上述のように分離法を新たな方法とすることで、実験時間が自由にとれるようになり基礎実験のデータを容易に増やしていけるものと考えている。画像の画像解析にEotaxin-CCR3系からはじめ、のちにPGD2系とシミュレーションを作成する流れは当初の予定通りである。遊走中の変化、細胞死の変化を形態学的に観察を続け、同時に画像認識ソフトでのモデル作成を行っていく。1年目に達成できなかった10種のリガンドと、そのアンタゴニストを用いることを早急の課題としている。この動画に関しても解析を続けていく。動画解析に必要なプラットフォームは現在インターネット上で公開されているものも多くなり、自分自身の画像解析に関しての技術を向上していく。数値化に関しては、以前使用していた解析ソフトも今後も使用し、細胞分布、速度など好酸球の大まかな動きを解析する。2年目の目標として、一つの好酸球の動きの解析にも力をいれる。1年目は遊走動画の解析結果に関して、耳鼻咽喉科免疫アレルギー学会シンポジウムにて好酸球とプロスタグランジンD2に関し報告した。また、Etosisとシャルコーライデン結晶の形成に関して、一般演題で報告した。今後、更なるデータの蓄積、画像解析を行い、好酸球モデルを確立していく。TAXIScanの解析のみならず光学顕微鏡、倒立顕微鏡での経時的な変化、特に形態学的な変化についても観察していく予定である。途中経過に関しては1年目と同様に、各種学会にて積極的に報告し、好酸球に対する理解を常に向上させていくていく予定である。

1年目の目標として、さらなるデータの蓄積のため各種ケモカインに対する遊走を観察することを挙げ10種のリガンドと、そのアンタゴニストを用いる計画とした。現時点では、麻黄湯などの新たな物質やヘパリンの添加による変化を観察した。また、解析法に関してはインターネット上で公開されているプラットフォームを用いて画像解析に関して技術を向上している。数値化に関しては、以前使用していた解析ソフトも使用しており、細胞分布、速度などを数値化し評価した。この内容の一部は好酸球研究会にて報告した。次年度の目標として、一つの好酸球の動きの解析からはじめ、徐々に1視野(約200個)の好酸球の動き、細胞死の際の形態変化を数値化したデータとして得ることを挙げている。本年度は遊走動画の解析結果に関して、耳鼻咽喉科免疫アレルギー学会にて好酸球とプロスタグランジンD2に関し報告した。また、Etosisとシャルコーライデン結晶の形成に関して報告した。今後、データの蓄積、画像解析を行い好酸球遊走モデルを確立していく。特に次年度に重点を置く項目としては、一つの好酸球をモデル化することであり、好酸球の少ない状態での動態解析も同時に行いたい。TAXIScanの解析のみならず光学顕微鏡での経時的な変化特に形態学的な変化についても観察していく。遅れている点としては、リガンド、アンタゴニストに関し10種類程度の追加実験を予定していたが、4種の結果しか得られなかった。理由としては、好酸球の分離の当日に臨床業務が重なり実験開始時刻が遅れ正確なデータが得られなかったことが数度あり、数か月単位での遅れとなった。昨年度、新たな好酸球分離法で得られた好酸球でも検討し、これまでの分離法と有意な差がないことが判明しており、今後はドナーの都合に合わせもう少しフレキシブルに好酸球の採集が可能となる予定であり、遅れは取り戻せると考えている。また、1年目の計画に挙げていた、PGD2の検討に関しては予定よりも早く進んでいる。当初の計画では2年目以降に行う予定であった、好酸球ドナーによる反応の違いも検討することができた。免疫アレルギー学会においてシンポジウムのテーマとして「脂質メディエーター」を頂き、PGD2の理解、新たな考察に結び付いたためと考えられる。これまで通りの予定で実施していく予定であるが、上述のように分離法を新たな方法とすることで、実験時間が自由にとれるようになり基礎実験のデータを容易に増やしていけるものと考えている。画像の画像解析にEotaxin-CCR3系からはじめ、のちにPGD2系とシミュレーションを作成する流れは当初の予定通りである。遊走中の変化、細胞死の変化を形態学的に観察を続け、同時に画像認識ソフトでのモデル作成を行っていく。1年目に達成できなかった10種のリガンドと、そのアンタゴニストを用いることを早急の課題としている。この動画に関しても解析を続けていく。動画解析に必要なプラットフォームは現在インターネット上で公開されているものも多くなり、自分自身の画像解析に関しての技術を向上していく。数値化に関しては、以前使用していた解析ソフトも今後も使用し、細胞分布、速度など好酸球の大まかな動きを解析する。2年目の目標として、一つの好酸球の動きの解析にも力をいれる。
プラズマ流による密度分布のショック構造形成と輸送の遷移現象についての理論研究

流体中の巨視的な流れは、その流体の特性に様ような影響を与える。磁気流体であるプラズマ中では、プラズマ全体の流れが引き起こす現象とイオンと電子の流速の違いから生ずる電流が引き起こす現象の2つがある。本研究では、高流速中のプラズマ特性と輸送現象の関係と電流によるヘイカルプラズマの輸送の影響について解析を進め、以下のような新しい知見を得た。(1)高流速中のプラズマ特性と輸送現象の関係静磁場中の非圧縮性・静電的なイオンと電子の2流体プラズマにおいて、高速ポロイダル流がある場合のイオン温度勾配駆動型不安定性(ηi)モードの振舞を調べた。マッハ数>1のηiモードの線形成長率は、無流速プラズマの場合に比べて、30%増加することを明らかにした。これは輸送がマッハ数>1のポロイダル流によりηiモードに起因する輸送が70%増加する予測に対応する。しかし、マッハ数1では、圧縮性の効果が重要となるので、マッハ数1では非圧縮性の仮定をはずした解析をする必要があり、この解析は今後の課題である。(2)電流によるヘリカルプラズマの輸送の影響ヘリカル型の磁気プラズマ閉じ込め装置では、磁気軸の位置により新古典論に基づいた輸送特性が大きく影響を受け、プラズマ中のトーラス方向の電流は有限βでの磁気軸の位置に影響を与えることが知られている。我々は、ヘリカル系のブートスラップ電流の向きは怪電場の向きに依存することを明らかにし、怪電場の正の時に、閉じ込めが改善されることを示した。さらに、ヘリカル系において怪電場は温度に関して不連続に変化する可能性があり、その場合には電場による直接の輸送改善以外に平衡の変化による輸送改善も起こることがわかった。
シングルセル空間画分解析に向けたマイクロ流体前処理技術の開発

代表者が開発を進めている臓器や細胞集団から特定の区画の細胞サンプルを回収する技術について、サンプル内部に含まれるRNA分子の網羅解析を行うことを本研究で当初の計画とした。既存の様々な発現解析技術は強力なツールであるが、解析装置に入れるまでのサンプル回収と前処理工程に関しては、現状では、空間情報を失う、微小サンプルの前処理が困難という課題がある。回収技術は継続して開発し、稼働可能な状態であるため、その次工程の夾雑物の除去と反応(逆転写・増幅)を行う簡便な前処理技術および解析対象のサンプルの調製が必要である。そこで、国際共同研究に基づき、標的のRNA分子を精製・増幅し、解析に必要な前処理を行うマイクロ流体デバイスの開発および必要な生体サンプル調製に取り組むことを計画した。渡航先受入研究者のキュリー研究所Viovy博士と研究内容に関する調整を行い、ターゲットをがん細胞、特に、血中に存在する転移に関わるCTCに定め、生体内環境を模倣したマイクロ流体デバイスを開発することで、サンプル調製に加えて、物理的な特性と、細胞内におけるダイナミクスを評価することを試みた。本手法はシングルセルの捕捉や特性計測に利用できることから、国内で開発を行っている細胞回収・解析技術への応用が期待できる。2018年8月末から2019年4月初めまでの約7か月の渡航期間中に、シングルセルイメージングに適した新たなCTC解析用マイクロ流体デバイスを開発することに成功した。本技術によりCTCの物理特性の把握と、毛細血管を通過するCTCの細胞内ダイナミクス、特にDNA損傷の計測を達成した。国際共同研究に基づき、渡航先受入研究者のキュリー研究所Viovy博士と研究内容に関する調整を行い、ターゲットをがん細胞、特に、血中に存在する転移に関わるCTCに定め、生体内環境を模倣したマイクロ流体デバイスを開発することで、サンプル調製に加えて、物理的な特性と、細胞内におけるダイナミクスを評価することを試みた。渡航終了後も継続して、本プロジェクトを推進することに互いに合意し、日本およびフランスで研究を実施する。具体的には、国内でデバイスの作製と新たな設計の試験を行い、フランスでは培養細胞や実際の臨床サンプルを用いた生物学的評価を進める計画である。内定年度:2017代表者が開発を進めている臓器や細胞集団から特定の区画の細胞サンプルを回収する技術について、サンプル内部に含まれるRNA分子の網羅解析を行うことを本研究で計画している。そこで、国際共同研究に基づき、標的のRNA分子を精製・増幅し、解析に必要な前処理を行うマイクロ流体デバイスの開発および必要な生体サンプル調製に取り組む。現在までに渡航先受入研究者のキュリー研究所Viovy博士と渡航に向けた準備についてやり取りを進めており、順調に推移している。また国内で実施する細胞サンプルの回収技術については継続して開発に取り組み安定に稼働できる状態にある。今後、渡航期間中に、研究代表者がマイクロ流体デバイスおよび磁気ピンセットの改善等を行い、臨床サンプルや再構築臓器などを用いた実証実験を行う。また、前処理手法を高感度なシングルセル解析に利用するためには、微小なドロップレットによるRNA精製と反応が必要である。現時点ではドロップレットと磁気ビーズの基本的な物理現象の把握の点で課題が残されていることから、Viovy教授のチームで、シングルセルレベルの解析を安定に行うべく、基礎検討を進める。近年、微小サンプルのRNAをターゲットにした発現解析が様々な分野で注目されており、特にがん研究における強力な手段として期待されている。そのため、基課題の技術で回収する微小量の細胞サンプルについて、その内部に含まれるRNA分子の網羅解析を行うことが求められている。基課題でサンプル回収技術は開発しているため、その次工程の夾雑物の除去と反応(逆転写・増幅)を行う簡便な前処理技術および解析対象のサンプルの調製が必要である。そこで、国際共同研究に基づき、標的のRNA分子を精製・増幅し、解析に必要な前処理を行うマイクロ流体デバイスの開発および必要な生体サンプル調製に取り組む計画を立てている。

代表者が開発を進めている臓器や細胞集団から特定の区画の細胞サンプルを回収する技術について、サンプル内部に含まれるRNA分子の網羅解析を行うことを本研究で当初の計画とした。既存の様々な発現解析技術は強力なツールであるが、解析装置に入れるまでのサンプル回収と前処理工程に関しては、現状では、空間情報を失う、微小サンプルの前処理が困難という課題がある。回収技術は継続して開発し、稼働可能な状態であるため、その次工程の夾雑物の除去と反応(逆転写・増幅)を行う簡便な前処理技術および解析対象のサンプルの調製が必要である。そこで、国際共同研究に基づき、標的のRNA分子を精製・増幅し、解析に必要な前処理を行うマイクロ流体デバイスの開発および必要な生体サンプル調製に取り組むことを計画した。渡航先受入研究者のキュリー研究所Viovy博士と研究内容に関する調整を行い、ターゲットをがん細胞、特に、血中に存在する転移に関わるCTCに定め、生体内環境を模倣したマイクロ流体デバイスを開発することで、サンプル調製に加えて、物理的な特性と、細胞内におけるダイナミクスを評価することを試みた。本手法はシングルセルの捕捉や特性計測に利用できることから、国内で開発を行っている細胞回収・解析技術への応用が期待できる。2018年8月末から2019年4月初めまでの約7か月の渡航期間中に、シングルセルイメージングに適した新たなCTC解析用マイクロ流体デバイスを開発することに成功した。本技術によりCTCの物理特性の把握と、毛細血管を通過するCTCの細胞内ダイナミクス、特にDNA損傷の計測を達成した。国際共同研究に基づき、渡航先受入研究者のキュリー研究所Viovy博士と研究内容に関する調整を行い、ターゲットをがん細胞、特に、血中に存在する転移に関わるCTCに定め、生体内環境を模倣したマイクロ流体デバイスを開発することで、サンプル調製に加えて、物理的な特性と、細胞内におけるダイナミクスを評価することを試みた。これまでに我々が開発した臓器から微小サンプルを回収する技術に合わせて、サンプルをドロップレットに移すための溶液操作技術の開発を国内で行う計画である。回収サンプルをマイクロピペットでデバイスに導入しドロップレット化する。外国機関で開発する技術と平行して取り組むことが可能である。研究代表者とキュリー研究所Viovy博士との日本ーフランス間の国際共同研究を推進する。
ドバトを指標とした都市環境の健康性評価

ドバトは、ヒト社会に密着して生活しているため、ヒトの日常的、社会的活動の影響を受け易い。それ故、都市環境の汚染を反映する指標生物として有用である。最年、猛毒な塩化ダイオキシンが清掃工場由来の煙に含まれるという報告があるため、我々は塩化ダイオキシンによる大気汚染をモニタリングする目的で、都市環境中のドバトに含まれる塩化ダイオキシンを分析した。八塩化物は脂肪あたり、脂肪組織及び肝臓ともに13ppb存在し、成鳥の方が若鳥よりも濃度が高い傾向がみられた。七塩化物は八塩化物の1/21/3量検出され、この場合も成鳥の方に濃度が高かった。最も強毒性の2・3・78-TCDDのドバト中の濃度は極めて低く、その定量的分析は困難であった。清掃工場由来の飛灰中の塩化ダイオキシンのパターンはドバト脂肪中のそれとは異なることから、ドバトの塩化ダイオキシンは工場の飛灰以外の汚染源をもつか、あるいは飛灰のダイオキシンを代謝したパターンを示すものと推察された。ドバトは都市環境の指標生物として有用であるが、排泄物中の病原微生物による感染など厄介視もされている。我々はヒトの感染をも起すクラミジアの抗体保有率を見た。名古屋市内の工場地区の群は40%、住宅団地、郊外は2030%、東京の浅草集団は30%で、集団間の差はそれほど大きくなかった。一方、都市環境もドバトの生態に影響を与えている。物理的因子の一つである光が、ドバトの生活リズムに与える影響をみた。各地のドバト集団が餌場を去る時刻を調べ、さらに夜遅くまで滞在するハトの生態を観察した。ドバトを環境指標生物として扱うためには、各構成集団の個体維持や、種族維持に係わる基本的な生理生態学的情報が利用できることが望ましい。その目的のため、構成集団の月令既知か月令推定可能な個体を対象として繁殖活動と月令との関係について検討した。
体外の皮膚表面変形に応じた体内の筋活動状態モデルに基づく動力義手制御手法の開発

最終年度は,上肢切断者のための電動義手をより操作者の意図通りに操作可能とするための制御手法の構築に取り組んだ.昨年度までの研究成果に基づき,本年度は実際の使用環境に近い検討を行うため,センサ数の削減と装着可能な電動義手システムの検討を行った.昨今のセンサ・処理技術の躍進に伴い注目されている皮膚表面変形という新たな生体信号に対し,原因となる体内の筋変形から体外における計測手段,更に電動義手を適用先とした場合の効果まで,実用化するために検討が必要な課題を網羅した研究を行った.従来の筋電や脳波などの電気信号を制御入力として義肢を制御する場合に比べ,筋収縮に基づく皮膚表面変形は機械的な形態変化であるため,意図する動作量を高い安定性において推定・出力可能であることを明らかにした.これまでの研究の総まとめとして,手関節1自由度に対する皮膚表面変形の利用可能性を明らかにし,他自由度における相違や電動義手以外の義肢技術,生体信号を用いるMan-Machine Interfaceへの応用など,さらなる技術の発展可能性を示し,今後の研究課題の検討を行った.なお,切断者に対する長期適用による提案手法の実用性の検討が課題として残されているが,本研究による研究成果により基礎部分が十分に検討され,結果が得られているため,今後の実証課題として同研究グループにおいて検討を進めることが可能となっている.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。初年度は,上肢切断者のための電動義手をより操作者の意図通りに操作可能とするための制御手法の構築に向け,皮膚表面変形に対する筋活動状態モデルの構築を行った.所属する「文部科学省博士課程教育リーディングプログラム」の一環として,生体モデリングなどを専門とするカリフォルニア大学バークレー校のProf. Ruzena Bajcsyの研究室に約6ヶ月間のインターンを行った.渡航先では,超音波画像から体内の筋形状変化を取得し3次元筋モデルを作成することで、関節角度や関節にかかる負荷を変化させた際の筋形状の変化を明らかにした.滞在先での研究成果はロボット分野における最高レベルの国際会議であるIEEE ICRA2018に採択されており,さらなる成果の学会誌への投稿を予定している.また,皮膚表面形状の変化に対し筋粘弾性モデルの適用による電動義手の実時間制御に関する成果が同会議に採択された.一方でこれまで取り組んできた,意図する関節角度に対する皮膚表面形状変化の関係の検討として,非切断者と前腕切断者の両者を被験者として計測実験を実施した.検討の結果,角度推定に用いる関係式として線形近似が可能であることを明らかにした成果を看護理工学会誌において出版され,高精度に推定可能なモデル,パラメータフィッティング手法の検討として,手関節角度の推定に必要なセンサ数を検討した成果がJournal of Biomechanical Science and Engineeringに採択された.本研究の目的は,皮膚表面変気に基づく体内の筋形状をモデル化し,切断者が意図通りに操作可能な電動義手を開発することである.目的を達成するため,(A)皮膚表面変形に対する筋活動状態モデルの構築と,(B)切断者に早期適用可能な複数の関節角度を制御する電動義手の開発,の2つのサブテーマに分けて研究を実施している.初年度は,特に(A)をさらに以下2つのテーマに分けて実施した.(A-1)筋隆起位置と皮膚表面のひずみを利用した皮膚表面変形の計測:皮膚表面変形の計測手段として,接触センサを使用した計測データに対する解析を行った.切断者と非切断者を被験者とし,意図する関節角度に対する筋隆起分布の変化を広域において計測し,計測結果に対し手関節角度推定に使用するセンサ数を変化させた.オフラインの解析により,高精度に手関節角度を推定するために必要なセンサ数を明らかにしJBSEに採択された.(A-2)統計形状モデルを用いた筋活動状態モデルの構築:UC BerkeleyのProf. Ruzena Bajcsyの研究室に半年間滞在し共同研究を行った.上肢の関節角度と関節にかかる負荷を変えた際の,筋肉と骨の3次元モデルの作成を行った.同時計測した超音波画像と3次元モーションキャプチャシステムのデータから作成した3次元モデルに対し,筋の形態的変化を解析した成果がIEEE ICRA2018に採択された.以上から,研究課題(A)の達成に関しては予定していた通り実施することができた.一方で,1自由度の電動義手への提案する制御手法の実装を並行して実施した.筋肉の粘弾性特性を考慮に入れた手関節角度推定式を用いて,手関節を増設した電動義手の手関節角度のリアルタイム制御を行い,IEEE ICRA2018に採択された.最終年度は,上肢切断者のための電動義手をより操作者の意図通りに操作可能とするための制御手法の構築に取り組んだ.昨年度までの研究成果に基づき,本年度は実際の使用環境に近い検討を行うため,センサ数の削減と装着可能な電動義手システムの検討を行った.昨今のセンサ・処理技術の躍進に伴い注目されている皮膚表面変形という新たな生体信号に対し,原因となる体内の筋変形から体外における計測手段,更に電動義手を適用先とした場合の効果まで,実用化するために検討が必要な課題を網羅した研究を行った.従来の筋電や脳波などの電気信号を制御入力として義肢を制御する場合に比べ,筋収縮に基づく皮膚表面変形は機械的な形態変化であるため,意図する動作量を高い安定性において推定・出力可能であることを明らかにした.

これまでの研究の総まとめとして,手関節1自由度に対する皮膚表面変形の利用可能性を明らかにし,他自由度における相違や電動義手以外の義肢技術,生体信号を用いるMan-Machine Interfaceへの応用など,さらなる技術の発展可能性を示し,今後の研究課題の検討を行った.なお,切断者に対する長期適用による提案手法の実用性の検討が課題として残されているが,本研究による研究成果により基礎部分が十分に検討され,結果が得られているため,今後の実証課題として同研究グループにおいて検討を進めることが可能となっている.今後は,研究課題(B)切断者に早期適用可能な複数の関節角度を制御する電動義手の開発を行うため,提案するシステムを装着可能にする.具体的には,ソケットにより義手とセンサを装着した状態においてもこれまでに得られている角度推定精度を維持するため,センサの取り付け方法とソケットの装着方法を検討する.更に,義手の適用訓練の1つとして行われる日常生活動作を模したPick and Place taskを義手を装着した状態で行い,手関節角度の制御による操作者の身体にかかる負荷の低減について検討を行う.最後に切断者においても同様に義手を装着した状態における手関節角度制御精度の評価を行い,研究の成果を学術誌に投稿する予定である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
国学者の宗教的思考に関する研究-本居宣長・平田篤胤を中心として-

本研究は,平田篤胤の宗教的思考を中心に考察し,次の3点を解明することができた。1.篤胤の思想を,本居宣長のそれと比較した従来の研究は,両者の断絶を強調する。しかし,霊魂観・死生観・宇宙論といった宗教的世界観においては意外に連続性・類似性が強いことを確認できた。今後は,両者に共通する宗教的世界観の意味するところを,日本人の伝統的宗教意識と関連させて,再検討する必要がある。2.篤胤の構想する幽冥界の存在形態およびそれと顕界(現世)との関係について,それが篤胤の思想の核心であるにもかかわらず十分解明されていないのが実情である。本研究ではこの点を深く追求し,篤胤は,幽冥界を,大国主命を頂点とし,人間の霊魂をも含む神々(霊魂の不滅性)がそれぞれに一定の役割を担いつつ,全体としてよく調和のとれた世界であると認識していたこと,しかも幽・顕両界は,補完の関係をなしており,両者の間には強固な一体観(幽顕一体観)が成立していたことを明らかにできた。篤胤の神観念といえば,従来,極端な非合理性と神秘性が強調されるきらいがあったが,この点も改められなければならない。3.死後人間の霊魂はどこへ行くのか。その行方を見定めて死後の「安心」を得たい(精神的救済)。これは,篤胤の最大の学問的課題であった。しかるに霊魂の行方と死後「安心」との関係についても,これまで納得のいく説明は行われなかった。本研究では,霊魂の不滅性と幽顕一体観という2つの概念をよりどころに両者の関係を改めて検討し,篤胤が死後「安心」を得たいとする志願をどのように解決していったのかを論証した。以上3点を明らかにできたことは,篤胤研究のみならず,国学思想を日本人の伝統的宗教意識との関連において見直す契機となるであろう。