1 0 0 0 OA 柔軟発電体を用いた新しい海洋エネルギー発電装置の開発
申請者は,既往研究において,海洋の流れ・渦・波エネルギーによって柔軟に変形(曲げ,せん断,引張・圧縮)し,デバイス内部に分極(電圧)が生じ,電気エネルギーを生み出すことができる「柔軟発電体」と称するものを開発した.本研究では,この柔軟発電体の変形特性,発電性能を踏まえて,カキ筏のような垂下式弾性浮体ユニットに,複数の弾性圧電デバイスを組み込んだ新しいタイプの海洋エネルギー発電装置を提案・開発することを目的とした.その結果,室内実験およびフィールド試験を通して,本デバイスおよび発電装置の有用性が確認された.また,実用化に向けた設計ツールの開発および設計指針を示した.
1 0 0 0 瞳孔径拡張による外国語理解力の向上: 過剰学習と間隔反復による
本研究は瞳孔径拡張と脳波という心理生理学的要素と学習効果との関連を扱う日本で初めての研究である。本実験計画は瞳孔径を拡大させ、mismatch成分情報に基づく視覚訓練をさせて、無意識的に文法や語彙を学 習できる方法を検証する点で先駆的である。更に学習後30分後に再学習させる「過剰学習」と学習習熟度に応じて復習間隔を次第に大きく「間隔反復法」を組み合わせる研究を行う。文法と単語の学習効果が1週間で現れ、1年後もその言語記憶が維持される過程を探求する複合的な研究は、世界にも先端的なプロジェクトと言える。
1 0 0 0 OA 希少金属類の経済的回収をめざした最終処分場都市鉱山化への方策
地球上の資源は有限である。よって、消費・廃棄された資源を回収し再利用することは持続可能な社会をつくるために必須である。わが国は工業が盛んで多様な金属類から家電製品をつくり、製品の多くは、使用後、処分場に廃棄された。しかし、リサイクル法制定以前に埋立てられた処分場の浸出水にはメタル類はほとんど検出されない。本研究では、埋立層に含まれる「レアメタル」に焦点をあて、それらの含有量と化学形態を明らかにした。さらに、濃集ゾーンを特定する非破壊手法を確立するとともに、埋立層に含まれるレアメタルを物理的に濃縮する方法を検討した。資源の少ない日本では、埋立層からのレアメタル回収は国家戦略といえる課題である。
次世代宇宙マイクロ波背景放射観測実験Simons Observatoryは、地上CMB観測における第3から3.5世代に位置付けられる実験である。昨年度出版したscience forecast paperでは、主に最初の5年間の観測を目的としたスタディを行った(normal plan)。同時に我々は、次の世代である第4世代地上CMB実験「CMB-S4」の準備を進めている。我々はSimons Observatory自体を容易に拡張できる様に設計しており、本年度はnormalの先として「enhanced plan」の検討を進め、様々なscience caseを前回から拡張した。CMB-S4に繋がるenhanced planでは、現在建設している望遠鏡群の数を増やすことで、sigma(r)=1e-3、ニュートリノ総質量は15 meVまで測定可能であることを示した。これらの検討成果を米国の「Astro2020 APC white paper」として報告した。データ解析の準備としては、Bモード測定時における系統誤差の検討、高性能計算機(High Performance computing)での使用を前提としたパイプラインフレームワークの開発を進めた。後者については、開発を主導しているローレンスバークレー国立研究所(LBNL)に併設されているNational Energy Research Scientific Computing Center(NERSC)の研究者の協力のもと、東京大学で開発に関するワークショップ・ハッカソンを開催した。日本国内の多くのCMB研究者に参加していただき、好評を博した。
1 0 0 0 OA 子宮内膜症・腺筋症における幹細胞の役割の解明
- 著者
- 丸山 哲夫 内田 浩 升田 博隆 小野 政徳 BULUN Serdar SCIARRA John J.
- 出版者
- 慶應義塾大学
- 雑誌
- 基盤研究(B)
- 巻号頁・発行日
- 2012-04-01
本研究では、子宮内膜症および子宮腺筋症の発生・進展における幹細胞の役割を明らかにするために、ヒト内膜細胞を用いた腹膜内膜症モデルマウスの開発を行い、磁性体により内膜症様病変をマウス壁側腹膜の任意の位置に局在させ得る戦略が可能で有ることを示した。同時に、新たに幹細胞標識追跡法を開発することで、組織(病変)再構成過程における幹細胞の振る舞いを検証できるin vivoシステムを構築し得た。さらに、子宮腺筋症の類縁疾患である子宮平滑筋腫の病因メカニズムに幹細胞とWNT/β-Catenin経路が関与することを明らかにした。
1 0 0 0 大脳辺縁系と睡眠覚醒制御系との構造的・機能的連関の解明
レム睡眠中には、大脳辺縁系が強く賦活しており、その意義と機構を理解するためにレム睡眠の制御系を含む睡眠醒制御系と大脳辺縁系の関係を解明する必要がある。今年度、ウィルスベクターによるトレーシング技術と光遺伝学を用いて大脳辺縁系と睡眠覚醒制御系との構造的および機能的な相互関係を明らかにすべく研究を進めた。レム睡眠中には大脳辺縁系が強く賦活しているが、同時に運動野もふくめ賦活された脳から運動系への出力を解除するために、全身の抗重力筋の筋緊張が大きく低下していることが知られており、これは脳幹からα運動ニューロンが局在する脊髄前角に投射するグリシンとGABAを介した強力な抑制性経路によってなされている。一方、オレキシンニューロンが欠損したナルコレプシー患者では、覚醒時、情動が発動している時にこの筋弛緩メカニズムが働いてしまい、カタプレキシー(情動脱力発作)と呼ばれる筋緊張の低下をともなう発作を来す。これらのことから大脳辺縁系の活動と、本来レム睡眠中に見られるべき筋緊張低下のメカニズムに深い関係があり、ここにオレキシン系が介在して覚醒時には筋緊張機構を制御していると考えられる。しかしこの三者がどのような神経接続をもって相互に機能しているのか、明らかになっていない。そこで大脳辺縁系と睡眠覚醒の制御系の相互関係を解明するためにcTRIO法をもちいて 脊髄前角に投射する延髄腹側のグリシン作動性ニューロンの上流を明らかにした。この経路はオレキシン欠損マウスにおけるカタプレキシーの発現にも関与していた。一方、ナルコレプシーマウスのカタプレキシー時の扁桃体におけるドーパミンの動態をGRABセンサ ーとファイバーフォトメトリーを用いて明らかにした。扁桃体のドーパミン線維の光遺伝学的操作によりカタプレキシー時のドーパミン動態を模倣するとカタプレキシー様の発作を惹起できることが明らかになった。
1 0 0 0 虚血下肢への高濃度人工炭酸水足浴治療の効果についての検討
【目的】閉塞性動脈硬化症患者の虚血肢に人工炭酸水による足浴を連日行い、足浴時血流量増加反応や下肢虚血症状への影響を検討した.【方法】閉塞性動脈硬化症(Fontaine分類11度)と診断された患者8例の虚血肢8肢を対象とし、人工炭酸水による足浴(約15分間、下腿遠位1/3まで浸水)を1日1回3週間連日で行った(炭酸水群).炭酸水は三菱レイヨン・エンジニアリング社製人工炭酸泉製造装置で作製し、CO_2濃度約1000ppm、水温35℃とした.足浴開始日と、1、2、3週間後に、症状優位側の下肢で足浴時皮膚血流量の変化を測定した.測定は、レーザードブラ血流計(アドバンス社製、ALF-21)を用いて足背部で行った.下肢の自覚症状は冷感・しびれ感を対象とし、血流量測定時10イントスケールで症状の強度を評価した.また、同温の淡水を用いた足浴を8例で行い同様に評価した(淡水群).【結果】炭酸水群では足浴時に最大277-800%(平均429%)の有意な皮膚血流量増加がみられた.また、冷感、しびれ感などの自覚症状が全例で軽減し、症状の強度は、1週間後6.2点、2週間後3.8点、3週間後2.8点(平均)で有意に低下した(p<0.01).初回足浴時の血流量増加率は平均で270%であったが、2週間後には341%、3週後には362%と有意な増加がみられた(p<0.05).一方、淡水群では、足浴中の最大皮膚血流増加率が173%と小さく、症状の改善度は低かった(3週間後平均8.5点).【結語】人工炭酸水の足浴で血流増加反応が得られた,また、炭酸水足浴治療の継続が、閉塞性動脈硬化症患者の冷感、しびれ感などの安静時虚血症状を改善させることが示唆された.
1 0 0 0 排泄障害をもつ女性患者の女性としての生き方を知る
排泄障害が原因で女性としての自尊心に傷を負いながら成人に至る患者に対する支援を考える。その第一歩として、総排泄腔遺残症という排泄障害と性機能障害を合併する稀少難病の患者を対象として研究に取り組む。患者・家族、医療従事者が求める支援を明らかにし、全国的な支援体制構築の促進、支援の均てん化に繋げることを目指す。第一段階は患者・家族、医療従事者を対象にアンケート調査を行い、各々のニーズを明らかにする。第二段階として、第一段階の結果をもとに、患者・家族らによる闘病体験手記を出版する。患者の苦悩を広く公にし、現状に沿った情報が行き届かない全国の患者・家族へ患者側の視点による情報提供を行う。
1 0 0 0 OA Aβ蓄積に伴う味覚障害の発症機序解明とアルツハイマー病早期診断法の開発
本研究は、新たなMRI技術(位相差強調画像化法:PADRE)を用いて、脳内のamyloid beta沈着によるアルツハイマー型認知症による味覚障害を非侵襲かつ早期に見出す診断法の確立を目的とした。ヒトamyloid beta遺伝子導入トランスジェニックマウスのPADRE像と組織染色像とを比較した結果、鉄、老人斑の量、位置ともに月齢に応じた正の相関がみられた。トレーサー実験の結果、ラット大脳皮質味覚野は従来の味覚野および味覚野に接した背側、尾側からも投射があることが分かった。また、リッキングテスト装置の改良に取り組み、効率的な味覚行動実験プロトコルを検索した。
1 0 0 0 OA 地域と図書館を結んだ戦後移動図書館の理念と成立に関する実証的研究
1 0 0 0 OA 突発性難聴と酸化ストレスの関係に関する検討
突発性難聴は特定疾患(難病)に含まれ、患者のQOLを著しく低下させるため疾患の克服が期待されている。信州大学医学部耳鼻咽喉科の管理する難治性内耳疾患の遺伝子バンクに集積された突発性難聴患者のサンプル192例(患者群)およびコントロール群を対象に、過去に騒音性難聴や心筋梗塞、動脈硬化との関連が報告されている酸化ストレス関連遺伝子の遺伝子多型(31遺伝子39SNPs)を中心に、患者群とコントロール群とでの遺伝相関解析を行い、酸化ストレス関連遺伝子であるSOD1が突発性難聴の発症に関与することを見出した。
1 0 0 0 OA 膀胱癌細胞ミトコンドリア内における鉄利用メカニズムの解明とその臨床応用
膀胱癌細胞を鉄で処理すると癌細胞が増殖し、5-アミノレブリン酸(ALA)で処理すると細胞増殖が抑制された。ALAを投与すると、膀胱癌細胞のミトコンドリアにおける鉄の発現が低下し、さらに、膀胱癌細胞内のフェリチン(鉄の蓄積)の発現が低下した。これは、膀胱癌細胞が増殖するために必要な鉄が、ALAによってミトコンドリア内で利用され膀胱癌細胞内での鉄が減少し、膀胱癌細胞の増殖が抑制される可能性が示された。このことはALAが新たな膀胱癌に対する治療薬となる可能性が示唆された。
1 0 0 0 クマ科動物の適応放散と四肢の機能形態学的多様性に関する研究
平成18年度は、レッサーパンダの後肢足根部位のCT撮影をおこなった。CT撮影には、左後肢を用いた。脛骨長軸と足底面が垂直な状態、および、その位置から足を可能な限り回外させた状態の2通りの条件で足根関節部位のCTスキャン撮影を行った。さらに、得られたCT画像データを三次元立体構築して、足根関節の可動状況を観察した。また、肉眼解剖によって、後肢構成筋の形態を検索した。肉眼解剖の結果では、前脛骨筋の筋質はクマ科動物に比べると発達していなかった。さらに、膝窩筋の付着部位は、脛骨の近位に終止し、脛骨遠位端から膝窩筋終止部までの距離を脛骨の全長で割った比率は0.58とマレーグマの0.25-0.34、ジャイアントパンダの0.34-0.35、ホッキョクグマの0.45-0,56、ヒグマの0.49-0.56に比べるとホッキョクグマやヒグマに近い値を示した。この膝窩筋の付着範囲の結果から、レッサーパンダでは効率的な下腿の回内は見られないと考えられる。しかし、レッサーパンダの足根関節のCT画像解析の結果では、距踵中心関節において距骨頭の舟状骨関節面を中心足根骨が大きく回転し、さらに、踵第四関節において第四足根骨が、踵骨の立方骨関節面を大きく内腹側方向にスライドしていた。その結果として足の内側縁がほとんど垂直に挙上し足底が完全に内側を向いていた。これは、マレーグマで観察された足根関節の可動域よりも大きかった。レッサーパンダは生態学的には十分樹上性に適応しているが、筋による樹上適応は認められなかった。しかし、足根関節の樹上適応は明らかに認められた。大型のクマ科動物とは異なり、体重の軽いレッサーパンダにとって、関節の可動域が十分に確保されさえすれば筋を発達適応させなくても木登りは十分可能であると推測される。
1 0 0 0 東南アジア沿岸域に潜在する小型有害渦鞭毛藻の個体群分布
- 著者
- 岩滝 光儀 高橋 和也 鈴木 敏之
- 出版者
- 東京大学
- 雑誌
- 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
- 巻号頁・発行日
- 2019-10-07
東南アジア沿岸域では小型渦鞭毛藻による有害赤潮と漁業被害が頻発し,この対策が喫緊の課題となっている。本研究ではこれまで調査対象外となっていた小型種を選択的に検出することで,近年有害赤潮を形成するようになったカレニア科,そして出現情報が全くないアンフィドマ科渦鞭毛藻を対象に,種組成,毒組成,個体群分布を明らかにする。東南アジアにおける有害藻類研究者の連携体制を強化しながら,潜在する小型有害渦鞭毛藻の種組成と強毒個体群の分布海域を把握することで,被害対策に資する学術基盤を構築する。
研究目的 : ディジタルシステムの制御回路設計や演算アルゴリズムを短時間で実習する環境を提供することを目的とし、プログラマブルデバイスの一つであるFPGA(Field Programmable Gate Array)を用いた実習システムを構築した。その例として種々のソーティングアルゴリズムをハードウェア記述言語を用いてプログラミングし、それを可視化するための表示回路を製作し、その動作確認を行った。研究実施計画 :1. 論理回路の基礎である種々の演算アルゴリズムに対しハードウェア記述言語を用いて回路記述を行い、2進数で与えられた入力の値を7Seg-LEDに10進数で表示させる2つの変換アルゴリズムについて演算速度、回路面積等の評価をする。2. ソーティングアルゴリズムを例として、簡単なアルゴリズムであるバブルソート、選択ソート、挿入ソート、高速なアルゴリズムであるクイックソート、ヒープソート、マージソートなど種々のアルゴリズムをプログラマブルデバイスで実現し性能比較をするとともに処理ステップ毎に可視化できるようなハードウェア構成とする。また、特徴などを解説できる資料の作成を行う。研究結果 :1. 2進数で与えられた値を10進数に変換する方法として、一般的に考えられる減算法と高速な計算ができるシフト演算法の2つについてプログラミングし、FPGAで動作させることによって演算速度の違いを体感できるシステムを構築することができた。また、論理シミュレーションによって2つのアルゴリズムの動作速度やハードウェアの使用面積などを評価でき、短時間で効果的な実習を可能とすることができた。2. 種々のソーティングアルゴリズムについてプログラミングし、論理シミュレーションによって演算終了までの演算速度の比較を行うことができるとともに、演算過程および3段階前までの演算履歴を可視化できるシステムを製作し、アルゴリズムだけでなく表示システムの制御と併せて学習できる実習環境を提供することができるシステムを構築できた。
1 0 0 0 OA 高水素生成型腸内細菌叢プロファイルの解明と酸化ストレス防御への寄与
腸内細菌による大腸発酵で生成した水素は疾病発症に関わる酸化ストレスを軽減する。本研究では、大腸で高水素生成を可能にする難消化性糖質の化学特性および腸内細菌叢を解明し、高水素生成が生体内レドックスバランスに与える影響を調べた。その結果、グルコース以外の構成糖からなる重合度の低い難消化性糖質で水素生成が高まることが判明した。また、水素を高める腸内細菌叢が存在し、これを移植すると水素生成が一層亢進することがわかった。また、水素生成を高めれば、α-トコフェロールの再生を促進することで生体の酸化ストレスを軽減することがわかった。
1 0 0 0 江戸幕府財政史料の研究
江戸幕府の財政史料は明治政府に引き継がれなかったために散逸が甚だしく残存量も少ない。そのためその研究は勝海舟・向山誠斎・大田南畝らが編纂した史料と、第二次大戦後発見・紹介された史料を利用するが、分散的で多岐にわたり利用しにくい。この現状を打破するために、江戸幕府財政史料の全てを調査し、最も良質な底本をもって原稿を作成、原本照合と校訂、索引作業および史料学的研究を行った。江戸幕府財政史料は財政改革に際してその資料として作成されることが多く、大老・老中を勤めた大名家に控写本として残された史料をも調査して、全史料の性格、位置づけ、相互関係を検討し、江戸幕府財政史料の構造ないし組織について体系化を試みた。調査・収集対象は、東京大学史料編纂所所蔵「近藤重蔵関係資料」「維新史料引継本」「向山誠斎雑記及雑綴」、国立国会図書館所蔵「収蔵大原」、国立公文書館内閣文庫所蔵「看益集」、同大田南畝「竹橋蠧簡」 「竹橋余筆」「竹橋余筆別集」、大河内元冬氏所蔵・国文学研究資料館受託「大河内家記録」、豊橋市美術博物館受託「大河内家記録」、姫路市立城郭研究室所蔵「酒井家記録」、徳川恒孝氏所蔵「徳川宗家文書」、笠間稲荷宮司塙東男氏所蔵「笠間牧野家文書」、彦根城博物館所蔵「彦根藩井伊家文書」、首都大学東京図書情報センター所蔵「水野家文書」、江戸東京博物館所蔵勝海舟編「吹塵録」、三井文庫所蔵旧大蔵省文書写本、大阪市史編纂所史料、神宮文庫史料、その他で、新たな史料の発見もあり、それらを複写し、既刊の活字本との照合・校訂を行い、釈文原稿を作成し、人名註、解説、史料解題、索引(人名・地名)、史料編年一覧を付し、大野瑞男編著『江戸幕府財政史料集成』(上下2巻・吉川弘文館・2008年)として出版を行った。本研究の成果は全てここに凝縮されている。
1 0 0 0 OA 日本の初期映画の制度的環境に関する研究
急性骨髄性白血病の治療成績は向上しているが、現在においてもなお難治性である。今後治療成績をさらに向上させるには、患者の予後を正確に予知し、個々の患者に即応した理論的な治療を行う必要がある。本研究では、白血病細胞の増殖能こちにサイトカイン遺伝子発現と予後が相関するかどうかを検討した。まず白血病細胞集団の増殖は、その中の一部の白血病性幹細胞によって維持されていることが確認された。白血病性幹細胞には自己再性能があり、その強弱が患者の予後と相関する事実が見出された。そこで、白血病性幹細胞の増殖機構をさらに検討した。白血病性幹細胞の増殖は、G-CSF、GM-CSF、IL-3、SCFなどのサイトカインによって刺激されることが分かった。その刺激効果は患者間で差異があったが、CSFの刺激効果と患者の予後には有意な相関は見られなかった。白血病細胞にはこれらのCSF遺伝子の発現している症例があった。ただし、サイトカイン遺伝子発現と患者の予後には有意な関連は見られなかった。白血病性幹細胞の自己再生能は種々のサイトカインネットワークによる制御を受けていることが立証されたが、その詳細な機構は解決されていない。今後の研究において、白血病性幹細胞の増殖機構を分子レベルで明らかにし、白血病性幹細胞の根絶を目指した治療体系の確立が重要と考えられる。
1 0 0 0 OA 除草剤が藻類種間競争に及ぼす影響:赤潮発生のトリガーとなる除草剤の網羅的探索
作用機序の異なる11種の除草剤の珪藻キートセロスおよび鞭毛藻ヘテロシグマに対する急性毒性を検討した結果、珪藻はブロマシルなど光合成の光化学系Ⅱ阻害剤に対してより高い感受性を示した。また、近年赤潮が頻発している福山港の環境水中除草剤濃度を測定した結果、環境水中濃度は毒性値より50倍以上低い濃度であった。さらに、福山港表層の微細藻類計測値から微細藻類の多様度変化検討し、多様度を説明する環境パラメータを検討した結果、ブロマシル濃度は多様度変化と有意な相関が認められた。そのため、除草剤は実環境中で鞭毛藻赤潮の発生を含む微細藻類の群集構造に影響を及ぼしている可能性が想定された。