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置換フラーレン類の選択的合成とその応用

本研究ではフラーレン類の特異的な化学反応性に注目し,フラーレン炭素との選択的な炭素-炭素結合生成反応による種々の有機フラーレン誘導体の合成法を見いだすと共に,有機フラーレン誘導体の官能基での選択的な化学変換の手法の開発を行なった.さらに,得られた有機フラーレン誘導体が生理活性などの新しい性質を持つことについても明らかにした.1.フラーレンの化学変換法の開発C_<60>オレフィンの求電子的な性質に着目し,求核的な反応試剤との付加環化反応によるC_<60>の化学変換法について検討を行なった.すなわち,トリメチレンメタン活性種やジメチレンケテンアセタールとの[3+2],あるいは[2+2]付加環化反応がフラーレンの化学修飾法として有効であることを明らかにした.さらに,上記反応で得られたフラーレン誘導体の有機官能基に着目し,C_<60>誘導体の官能基での選択的な化学変換の検討を系統的に行ない,弱い塩基性から強い酸性条件下でフラーレン部位を損なうことなく様々な化学変換が選択的に行なえることを見いだした.2.有機フラーレン誘導体の生理活性上記手法を用い,カルボン酸残基を持ち水中でエマルジョンを形成するフラーレン誘導体を合成したところ,この化合物が光の存在下においてのみ種々の生理活性を持つことを明らかにした.すなわち,この化合物は暗所では全く活性を示さなかったのに対し,蛍光燈程度の光照射下において,細胞の成長阻害活性やDNAの切断活性,さらに酵素の活性阻害活性などの幅広い生理活性を示した.また,これらの生理活性の真の活性種が一重項酸素である可能性が高いことを明らかにした.本研究ではフラーレン類の特異的な化学反応性に注目し,フラーレン炭素との選択的な炭素-炭素結合生成反応による種々の有機フラーレン誘導体の合成法を見いだすと共に,有機フラーレン誘導体の官能基での選択的な化学変換の手法の開発を行なった.さらに,得られた有機フラーレン誘導体が生理活性などの新しい性質を持つことについても明らかにした.1.フラーレンの化学変換法の開発C_<60>オレフィンの求電子的な性質に着目し,求核的な反応試剤との付加環化反応によるC_<60>の化学変換法について検討を行なった.すなわち,トリメチレンメタン活性種やジメチレンケテンアセタールとの[3+2],あるいは[2+2]付加環化反応がフラーレンの化学修飾法として有効であることを明らかにした.さらに,上記反応で得られたフラーレン誘導体の有機官能基に着目し,C_<60>誘導体の官能基での選択的な化学変換の検討を系統的に行ない,弱い塩基性から強い酸性条件下でフラーレン部位を損なうことなく様々な化学変換が選択的に行なえることを見いだした.2.有機フラーレン誘導体の生理活性上記手法を用い,カルボン酸残基を持ち水中でエマルジョンを形成するフラーレン誘導体を合成したところ,この化合物が光の存在下においてのみ種々の生理活性を持つことを明らかにした.すなわち,この化合物は暗所では全く活性を示さなかったのに対し,蛍光燈程度の光照射下において,細胞の成長阻害活性やDNAの切断活性,さらに酵素の活性阻害活性などの幅広い生理活性を示した.また,これらの生理活性の真の活性種が一重項酸素である可能性が高いことを明らかにした.
硫酸化糖を分子基盤とする抗BSE試薬の開発と異常プリオン抑制機構の解析

硫酸化ペントサン、ヘパリンなどのグリコサミノグリカンや硫酸多糖体がプリオンの増殖阻害活性を有することは古くから知られている(Ehlers & Diringer, J Gen Virol.,65:1325-1330,1984. Caughey & Raymond, J Virol.,67:643-650,1993.)。これらは、長年にわたり、プリオン病治療法への応用が期待されてきたが、現在まで、硫酸多糖体を使用したプリオン病治療法は確立されていない。天然の硫酸多糖体は硫酸化やアセチル化の部位や割合などが制御されていないため、硫酸多糖体の構造とプリオン増殖阻害活性の構造活性相関の解析が困難である。プリオン増殖阻害活性を担う硫酸化糖の基本骨格が明らかになれば、これをリード化合物として、新たなプリオン病治療薬が創出できる可能性がある。そこで、本研究では、硫酸化部位を正確に制御した合成硫酸化糖を研究代表者の糖鎖モジュール化法を適用することで合成を行い、硫酸化糖の構造とプリオン増殖阻害活性の関係について解析することを目的とした。(1)合成硫酸化糖によるプリオン増殖阻害試験プリオン持続感染細胞I3/I5-9は、10%FBSを含むOpti-MEM(Invitorgen)で培養した。硫酸化糖はMili-Qに溶解して、使用直前に0.45μmのフィルターで濾過滅菌した。硫酸化糖を加え2日間培養した後、PrP^<Sc>検出用の試料を調整した。陽性対象として、プリオン増殖阻害活性を有する硫酸デキストラン500(DS)を使用した。PrP^<Sc>の検出用試料の調整は2-2(5)に述べた通りに行った。また、SDS-PAGEおよびウエスタンブロットは共同研究者の堀内らの方法に従って実施した。(2)結果・成果硫酸化糖のプリオン増殖阻害活性をPrP^<Sc>の産生量を指標に評価した。8種の合成硫酸化糖のPrP^<Sc>産生阻害活性を比べた。陽性対象であるDS500(DS)は1μg/mlの濃度でも、PrP^<Sc>の産生を70%程度阻害した。調べた硫酸化糖のうち、Hは濃度依存的にPrP^<Sc>産生を阻害した。検量線グラフからPrP^<Sc>量を陰性対照の50%にする50%効果濃度(ED_<50>)は約20μg/mlと推定された。また、硫酸化糖Bも100μg/mlでPrP^<Sc>量が陰性対照の50%以下となり、弱いながらもPrP^<Sc>産生阻害活性を有する可能性が示唆された。BSEやクロイツフェルト-ヤコブ病に関わる異常プリオン(PrP^<SC>)抑制剤の開発が急務の課題となっている。PrP^<SC>産生を抑える作用点は数カ所提案されているが、正常プリオンが異常プリオンに転移する際に関与するプロテイン-Xの構造と作用機序が明らかにされていない事から、大きな進展が見られていない。代表者らは、プリオンが高度にシアリル化された糖タンパク質であること、並びに、そのライフサイクルが数10分と極めて短いことに着目して、糖鎖を分子ベースとした抗BSE素材の分子設計を行ってきた。平成16年度の研究では、1)各種の硫酸化グリコサミン誘導体を位置選択的に精密合成するための、酵素化学的手法を開発することができた。本法は、化学的な硫酸化法に加えて、スルファターゼによる位置選択的な脱硫酸化反応を組み合わせた新しい手法である。これにより、約30種の硫酸化糖並びに関連する糖鎖ライブラリーを作成した。2)糖とタンパク質との相互作用を増幅させる目的で、糖鎖ライブラリーの一部をアクリルアミドとの共重合により高分子化した。これらは、人工糖タンパク質モデルとしてプリオンタンパク質との解析に利用した。3)1,3ベンゾジオキソール骨格を蛍光発色団として持つ、新規蛍光プローブ、糖結合蛍光プローブをそれぞれ開発した。4)糖結合フラーレンを合成し、その評価を行った。これら独自の糖鎖ライブラリー並びに糖分析試薬を用いた細胞試験を行い、特定の分子構造を持つ硫酸化糖が正常プリオンから異常プリオンへの転移を顕著に抑制することを見出すことができた。

そこで、本研究では、硫酸化部位を正確に制御した合成硫酸化糖を研究代表者の糖鎖モジュール化法を適用することで合成を行い、硫酸化糖の構造とプリオン増殖阻害活性の関係について解析することを目的とした。(1)合成硫酸化糖によるプリオン増殖阻害試験プリオン持続感染細胞I3/I5-9は、10%FBSを含むOpti-MEM(Invitorgen)で培養した。硫酸化糖はMili-Qに溶解して、使用直前に0.45μmのフィルターで濾過滅菌した。硫酸化糖を加え2日間培養した後、PrP^<Sc>検出用の試料を調整した。陽性対象として、プリオン増殖阻害活性を有する硫酸デキストラン500(DS)を使用した。PrP^<Sc>の検出用試料の調整は2-2(5)に述べた通りに行った。また、SDS-PAGEおよびウエスタンブロットは共同研究者の堀内らの方法に従って実施した。(2)結果・成果硫酸化糖のプリオン増殖阻害活性をPrP^<Sc>の産生量を指標に評価した。8種の合成硫酸化糖のPrP^<Sc>産生阻害活性を比べた。陽性対象であるDS500(DS)は1μg/mlの濃度でも、PrP^<Sc>の産生を70%程度阻害した。調べた硫酸化糖のうち、Hは濃度依存的にPrP^<Sc>産生を阻害した。検量線グラフからPrP^<Sc>量を陰性対照の50%にする50%効果濃度(ED_<50>)は約20μg/mlと推定された。また、硫酸化糖Bも100μg/mlでPrP^<Sc>量が陰性対照の50%以下となり、弱いながらもPrP^<Sc>産生阻害活性を有する可能性が示唆された。
ダイズ遺伝資源の分子的評価と開発研究

ダイズは、アジアで起源した作物の一つであり、アジアの様々な地域に食文化や栽培環境と深く関わった多様な在来種が存在する。本研究は、ダイズの起源や伝播経路ならびにその遺伝的分化の様相を明らかにすることを目的に、アジア各地から収集された栽培および野生ダイズについて、葉緑体や核に散在する単純反復配列(SSR)の多型を解析した。ダイズ連鎖地図上にマップされた41のSSR座について、アジア各地から導入された130系統の遺伝子型を同定しUPGMA法およびPCA分析を用いた解析から、アジアのダイズ集団が日本と中国に対応した二つの生殖質プールに分割されることを明らかにした。また、栽培ダイズ系統および野生ダイズ系統について6の葉緑体SSRの多型を明らかにし、栽培ダイズが8種の細胞質型に分類されその各々が異なる野生ダイズから起源したとことを明らかにした。また、タイ、ミャンマー、ベトナム、カザフスタン、ロシア、ウクライナ、ポーランド、スイス、オーストリアおよびイタリアなど10カ国で栽培されるダイズについて現地調査を行い、種子の収集を進めた。特に、タイ北部で収集されたダイズ系統の遺伝的変異の様相を、日本と中国の生殖質プールを特徴づける9個のSSR座の解析より明らかにし、タイ北部で栽培されるダイズが、過去の奨励品種を主体に、在来種との混合、あるいは在来種と奨励品種の交雑に由来すると考えられる組み換え型から構成されることを明らかにした。また、多様な遺伝資源を用い、開花期の低温ストレスにより生じる種子の臍周辺部の着色の遺伝的変異を明らかにした。とくに白毛ダイズ系統について、毛茸色を支配するフラボノイド3'水酸化酵素遺伝子の分子多型を解析し、新たな遺伝的変異体を発見した。これまでの研究調査では不十分であった地域として、中央アジアのカザフスタンならびにウズベキスタンおよび北部タイに焦点を当てて,ダイズ在来種の栽培実態調査および遺伝資源の収集を行った。中央アジアの調査にはノボシビルスク大学教授シャフルコフ博士の協力を,またタイ北部の調査にはカセサート大学教授シュリニベス博士の協力を得た。両地域から収集された遺伝資源は30点にのぼる。これら遺伝資源の一部について,これまでに収集保存されていた遺伝資源とともに,遺伝的多様性を知る尺度として核SSR標識の多型を調査した。また,それらの耐冷性に関する予備調査を行った。20個の核SSR標識の変異を解析した結果,供試材料に多様な変異が観察され,個々の品種系統を充分に特徴づけることが可能であった。本年度収集した品種についても,いくつかの系統についてSSR標識の多型を解析したところ,カザフスタンや北部タイで収集された在来種は,中国のダイズ品種の変異に含まれることが判明した。これら収集された遺伝資源の一部,ならびにこれまでに収集保存されていた遺伝資源について,異なる生育時期における耐冷性を評価した。調査した時期は,発芽期,栄養成長期ならびに開花期である。特に,栄養成長期の耐冷性の評価では,カザフスタンで収集された在来種の中に耐性を示す品種が存在した。核SSR標識の多型解析ならびに耐冷性評価は現在供試材料を増やして継続している。これまでの研究調査では不十分であった地域として、アジア地域ではミャンマーおよびタイを、また早生・耐冷性素材の豊富な北欧地域としてポーランドとウクライナに焦点を当てて、ダイズ遺伝資源の栽培実態調査および収集を行った。ポーランドおよびウクライナの調査には、ポーランド農業アカデミーのコニエチニ博士の協力を得た。また、ミャンマーおよびタイの調査ではタイカセサート大学教授シュリニベス博士の協力を得た。両地域から収集された遺伝資源は40点である。これら遺伝資源の一部について、これまでに収集保存されていた遺伝資源とともに、遺伝的多様性を知る尺度として核SSR標識の多型を調査した。

1.ミャンマーより収集された遺伝資源のうち5点について20個の核SSR標識の変異を解析した。その結果、系統間に大きな変異が認められた。供試系統の遺伝的組成は、日本のダイズ集団のそれとは大きく異なり、中国のダイズ集団の遺伝的組成と類似していた。2.これら収集された遺伝資源の幼苗期の耐冷性を評価する手法を確立するため、耐冷性が異なることが明らかにされているダイズ品種を用いて、昼間10°C夜間5°Cの人工気象下における耐冷性を評価した。低温ストレスによる障害の程度は光強度に依存しており、高強度の下で特に耐冷性の弱い品種で葉身のクロロシスが生じ、葉緑素計で量的に評価することができた。現在、収集系統を含む遺伝資源の耐冷性をかかる環境下で検定している。なお、ベトナム中部並びに南部のダイズ遺伝資源調査を予定していたが、研究協力者であるフエ農林大学教授テエン博士の都合により次年度に延期した。過去2年間の研究調査では不十分な地域として、アジア地域ではベトナム南部を、また、低温ストレス耐性の遺伝資源を有するヨーロッパではイタリアとスイスを中心に、栽培ダイズに関する情報収集およびその遺伝資源の収集を行った。また、タイ・カセサート大学のプロンパン研究員を招聘し、過去2年間タイ各地より収集されたダイズ在来種の農業特性および遺伝学的特性を解析し、各地域でリリースされた改良品種のそれらの特性と比較した。得られた成果は以下のようにまとめられる。タイ北部より収集された在来種20系統について、9個のマイクロサテライトマーカーの多型ならびにアイソザイム遺伝子型の多型を解析した。いずれのマーカーにも多様な変異が存在した。各地域でリリースされた改良品種の多型を併せて解析した結果、収集された在来種系統の多くは改良品種の遺伝的組成と良く似た組成を示した。しかしこれらの在来種系統の中には改良品種には認められない在来種固有の変異体を併せ持つ系統があり、これらの系統がリリースされた改良品種と古くから栽培されてきた在来種の混合またはそれらの雑種に由来することが明らかになった。このような遺伝的構造は、形態形質の解析からも示唆された。一方、遺伝資源の収集は、9月上旬にイタリアおよびその周辺国について、また、ベトナム中部並びに南部については、カントー大学教授ユン博士の協力を得て12月上旬および翌2月に、ダィズ栽培の実態調査を行い、併せて栽培種(在来種を含む)計25系統を収集した。これらについては、増殖および一次特性の評価後、マィクロサテライトマーカーを用いた多型解析を行う予定である。
わが国における父性に関する歴史人類学(神話学)的研究

本研究は、現在の父親に関する研究書、歴史学及び民俗学の資料等に関する分析を通じて、現代日本における父親の不在にまで至る父親言説の歴史的変化を再構成しようと試みるものである。平成8年度における研究では、特に、現在の父親に関する諸研究を踏まえた上で、以下のような研究のための視点を提示した。すなわち、1.現在の「父親なき社会」において、その不在が問題になっているのは、戦前・戦中における家父長的父親のイメージと関連するような父親あるいは機能である。2.このイメージの源泉は、一方ではヨーロッパ19世紀において古代イスラエルや古代ローマからシミュレートされた二次的家父長制にあり、他方では武家社会に存する。3.前者に関して言えば、現代の日本において家父長的な父親というものを復活させようという試みは、現実的基盤から遙かにかけ離れた二重のシミュレーションとなり、おそら実現不可能である。4.後者に関して言えば、例えば家訓類を資料として武家における父親のイメージの発展を歴史的に遡れば、儒教規範から仏教規範へ、仏教規範から母性社会的人間関係へというように、徐々に不明瞭となってゆく。従って、武家の伝統に基づいて家父長的父親の復活を目指すことも不可能である。5.従って、現在、失われたものの復活を目指そうとするのであれば、失われたものは実体としての父親ではなく、むしろ我が国の社会がかつて有していた父性的機能であるといった発送の転換が必要である。6.こうした機能に着目すれば、父親ではなく、むしろ仮親的人物が遂行していた機能に着目すべきである。平成8年度における研究成果は、以上の通りである。
新生仔マウス胸腺内に存在する自己Ia反応性T細胞特異的抑制性細胞の解析

1.B6【E(^d_α)】トランスジェニックホモ接合体マウスの作製。以前に作製したC57BL/6(B6【E(^d_α)】)トランスジェニックマウス同士を交配させ【E^d】遺伝子に関してホモ接合体のマウスを作製した。ホモ接合体か否かは正常B6マウスと交配させ、その子孫について【E(^d_α)】分子が発現しているか否かを調べ、すべての子孫が【E(^d_α)】分子を発現していた場合、その親をホモ接合体とした。このような方法で2匹の【E(^d_α)】ホモ接合体マウスが作製された。しかしながら、トランスジェニックマウスの繁殖力はやや弱く、本年度はこのホモ接合体マウスを用いた実験は遂行できなかったため、以前より行なっていたB6とC3H/Heマウスを用いて実験を行なった。2.正常新生仔胸腺細胞は、抗Ia抗体処理によるsMLR(同系混合リンパ球反応)の増強を抑制することが確認された。3.しかしながら、新生仔胸腺細胞のアロ抗原反応性は、抑制されなかった。5.さらにアロ抗原反応性T細胞クローンの増殖反応に対する抑制もみられなかった。すなわち抗I-【E^k】,抗I-【A^b】アロ抗原反応性T細胞クローンの増殖反応に、種々の数の新生仔マウス胸腺細胞を加えてもその増殖抑制は観察されなかった。6.細胞融合法により、胸腺細胞ハイブリドーマを作成したが、現在のところ明らかな抑制活性を有するハイブリドーマは得られていない。結論として、新生仔マウス胸腺細胞中に存在する抑制性細胞は、胸腺細胞のsMLRのみを抑制する機能を有すると考えられる。T細胞が胸腺内において自己トレランスを獲得する過程において、この抑制細胞が重要な役割を演じていることが推測される。
シェル架橋ミセルを前駆体とした高分子中空ナノ粒子の創製と応用

本研究では、親水鎖と疎水鎖が熱で容易に開裂するアルコキシアミンにより結合した両親媒性ブロック共重合体よりなる高分子ミセルのシェルのみに選択的な架橋を施すことにより架橋高分子ミセルを合成し、これを前駆体に用いることで中空ナノ粒子を創出する事を試みた。小角X線散乱測定の結果、親水鎖にポリアクリル酸、疎水鎖にポリスチレンを持つシェル架橋高分子ミセルが調製されている事を確認した。さらに、このシェル架橋ミセル溶液とトルエンの二相混合物を加熱する事により、親ー疎水鎖間の結合が開裂し、疎水鎖がトルエン相に移行する事により中空ナノ粒子を得る事に成功した。本研究の目的は、薬物送達システム等のナノキャリアーとなりうる、柔軟かつ安定な殻からなる高分子中空ナノ粒子を創製することである。昨年度までに、前駆体となるブロック共重合体の合成に成功している。また、得られた高分子からなる高分子ミセルの構造を明らかにし、外殻の架橋にも成功している。本年度は、前駆体高分子ミセルの外殻ー内核切断による中空ナノ粒子への変換と内部構造の詳細な解析法を構築を目指して研究を実施した。前駆体高分子ミセルの中空ナノ粒子への変換においては、変換処理を施すことにより、高分子ミセルの構造に変化は見られ、外殻と内核が切断されたことが確認できた。しかしながら、小角X線散乱測定による内部構造の詳細な解析を行ったところ、粒子内部が中空になっておらず、外殻から切断された疎水性高分子鎖が内部に残存していることが示唆された。次いで、粒子内部の組成分布を明らかにするための詳細な解析法として、小角X線異常散乱(ASAXS)法の確立を行い、変換前後でのミセル内部の状態を明らかにすることを試みた。その結果、ASAXSを用いた高分子ミセルの内部構造解析に、他に先駆けて成功し、高分子ミセル内部の組成分布解析の新たな手法を確立することができた。この手法を用いて、変換前後におけるミセルの内部構造解析を行ったところ、返還後の粒子内部には前駆体由来の疎水性高分子が多く残存していることが明らかになった。これは、外殻が架橋されているために、切断された高分子鎖が通過することができず、粒子内部に残存したと考えれることができる。今後は、外殻の架橋密度の調整、抽出方法の検討など、外殻ー内核の切断処理後の粒子内部に残存している疎水性鎖を効率よく取り除く手法を確立し、目標とする高分子中空ナノ粒子を創製する。本課題では、コアーシェル構造を持つ高分子ミセルのシェル部を選択的に架橋し、コアとの結合を切り離すことにより、高分子中空ナノ粒子の創製を行うことを目的として研究を行った。原子移動ラジカル重合とニトロキサイド媒介制御ラジカル重合の重合開始能を持つ双頭型の開始剤を合成し、これを用いて官能基を持つ親水鎖(ポリアクリル酸またはポリ(アクリル酸N,N-ジメチルアミノエチル))と疎水鎖(ポリスチレン)が動的共有結合により結合した両親媒性ブロック共重合体を合成した。得られたブロック共重合体のミセルに対し、シェル部の選択的架橋を施した。小角X線散乱(SAXS)から、架橋前後でのシェル部の電子密度が大きく変化していることがわかり、選択的架橋がなされたことを確認した。次いで、フリーラジカル存在下でミセル溶液を加熱することで、コアとシェルの切断を試みた。SAXS測定から、加熱処理後のミセルにおけるコアの電子密度は加熱処理前のものと比較して大きく低下していることから、コアとシェルが切断され、コアを形成していた疎水性高分子が系外へ除去され、中空のナノ粒子が得られたことが分かった。しかしながら、コア部を構成する高分子が完全には除去されず、部分的に粒子内に残存していた。これは、シェル部が低密度ではあるが架橋されているため、および、コアの成分に用いたポリスチレンのガラス転移温度が室温より高いため、切断された高分子がミセル外に排出されるために長時間を要するために、完全な除去が達成されなかったと考えることができる。そこで、油ー水の液ー液抽出システムを適用し、コア部の除去を試みた。このシステムを用いて調製したナノ粒子に対するSAXS測定の結果から、ミセルのコア部の高分子がほぼ除去されたことがわかり、中空ナノ粒子が得られたことを確認した。本研究ではシェル架橋ミセルを前駆体として中空ナノ粒子を創製することを最初の目標としている。この目標と達成するためには、シェル架橋ミセルの構成成分となる異種高分子鎖間の連結点を容易に切断することが可能な両親媒性ブロック共重合体の合成が必要となる。

そこで、まず、目標とする高分子の合成を可能にする、2つの異なる制御ラジカル重合の開始能を持つ開始剤(双頭型制御ラジカル重合開始剤)の合成を行い、次にこの開始剤を用いた両親媒性ブロック共重合体の合成を試みた。本研究では、2つの制御ラジカル重合機構として原子移動ラジカル重合(ATRP)とニトロキサイド媒介ラジカル重合(NMRP)を選択した。開始剤の合成は一段階の反応で、高収率で目的物を得ることができた。これを用いてブロック共重合体の合成を行ったところ、開始剤が持つ2つのラジカル重合を逐次反応で行う場合、ATRPから行うと重合は進行しないが、NMRPから行うと制御ラジカル重合が進行することが分かった。この結果により、連結点の切断が可能なブロック共重合体の合成が可能になった。次に上記の方法で合成した両親媒性ブロック共重合体のミセル溶液の調製および加熱による連結点の切断について検討を行った。調製した溶液内で、合成したブロック共重合体がミセルを形成していることを小角X線散乱法および動的光散乱により確認した。このミセル溶液を加熱したところ、切断を誘発するための助剤を特に何も加えない場合、80°Cまで加熱しても切断が生じないことが分かった。これに対し、切断を誘発するためにニトロキサイドラジカルを加えて加熱したところ、7080°Cにおいて連結点が切断されることが分かった。この結果をシェル架橋ミセルに適用することで、中空ナノ粒子の創製が可能になると期待できる。今年度終了までに目標としていた、ブロック共重合体の合成、前駆体となる高分子ミセルの作成、高分子ミセル外殻の選択的架橋によるシェル架橋型高分子ナノ粒子の創製および動的共有結合を利用した、シェル架橋型高分子ナノ粒子の外殻ー内核切断手法の確立は達成した。完全な中空ナノ粒子化はいまだ達成されていないが、ほぼ順調に進展していると考える。また、主たる研究目的からはずれるが、放射光を利用した新しい高分子ナノ粒子の内部構造解析手法として、小角X線異常散乱法を利用した内部構造解析法を確立した。この手法は、本研究のみならず、多方面に活用することが可能である手法である。この手法を他に先駆けて確立した点は、研究の進展として評価できると考える。今年度の最大の目標は、連結点を容易に切断することができる両親媒性ブロック共重合体の合成である。そのために、双頭型開始剤に組み込む制御ラジカル重合機構を検討し、実施可能な分子設計を確立した。さらに、これを用いて両親媒性ブロック共重合体の合成を実現する手法を確立できた。連結点の切断については、当初計画では添加剤等を利用することを計画していなかったが、それでは目標の達成が難しいため、添加剤を利用した。ただし、これによるミセルの構造、物性等の変化がなかったため、研究の大筋に対する変更ではなく、研究を成功に導くための最善の方法である。また、連結点の切断については、次年度も引き続き実施する予定ではあったが、今年度の成果で方法が確立されたため、計画よりやや進んでいるが概ね計画通り進展していると判断できる。現在、未達の課題は、シェル架橋型高分子ナノ粒子の中空ナノ粒子への変換である。外殻と内核の切断は達成されているが、切断された内核成分を外殻を通して粒子外部へ排出する原理の構築が最終年度の最重要課題である。これを達成するために、1)外殻の架橋密度のの最適化、2)内核成分の抽出方法の検討を行い、外殻ー内核の切断処理後の粒子内部に残存している疎水性鎖を効率よく取り除く手法を確立することで、高分子ナノ中空粒子の創製を目指す。
自己細胞を用いた新しい肺再生医療モデルの開発

本研究の目的は、ミニブタモデルにおいて自己細胞をもとに再生肺を構築し生体内で長期間ガス交換能を維持できるか検証を行うことである。再生肺の構築のために我々は脱細胞化技術を用いた。本研究の達成のために我々は次の4つの事項を成し遂げる必要があった。1つ目は肺の脱細胞化を実現させることである。2つ目はブタの自己細胞を分離培養することである。3つ目は脱細胞化された肺スキャフォールドに、自己細胞由来の細胞を配置することである。4つ目は構築された再生肺を適切に移植させることである。1つ目の事項である肺の脱細胞化は既報の方法を用いて施行した。脱細胞化処理された肺の組織染色やDNA定量を通じて、適切な脱細胞化が行われていることが確かめられた。2つ目の事項であるレシピエント自己細胞の分離培養であるが、これはブタの切除肺から酵素法ならびに抗体を用いた方法で気道上皮系であるKRT5+p63+細胞と、血管内皮系であるCD31+細胞を分離培養させた。それぞれの系統の細胞を培養増殖させた後に免疫染色ならびにフローサイトメトリーを行い、適切に特徴化され、目標とした細胞群が得られたことを確認した。3つ目の事項である、脱細胞化された肺への自己細胞由来の細胞の配置は、既報に則った方法で施行した。構築された肺組織の染色を行い、脱細胞化され細胞が全く見られなかった肺組織に、自己細胞が配置されていることを確認した。4つ目の事項である、再生肺の移植であるが、我々は現在までに2件施行した。超急性期におけるガス交換能について、同種他家肺移植をコントロール群として検証した。結果は学会、誌上報告で公表予定である。本研究における課題はおおまかには施行されつつあるが、依然として次の2つが課題として残る。細胞に関する課題と肺移植後長期生存に関する課題である。1つ目の課題は、適切な細胞を適切な数まで短期間に増殖させることである。現状では当初目標としていた10の9乗個の細胞を1-2週間の培養期間で得ることは達成できていない。現時点ではブタ肺組織を分離培養し、2-3週間の培養で気道上皮基底細胞・血管内皮細胞ともに10の5乗から6乗個程度まで感染することなく増殖することを確認した。培養方法はともにラットやヒトで報告されている手法を踏襲したものである。また、現時点では我々が分離培養した細胞群が再生において適切な細胞であったかが示されていない。適切な細胞群の選択を検討する必要がある。2つ目の課題は、再生肺の生体内における機能の長期間の観察である。現状では超急性期のみでしか観察していない。当初は全身麻酔下での呼吸循環管理の未熟により肺移植手術そのものが不安定であった。現在は、検討を重ねたことで全身麻酔下での管理は進歩し、超急性期での肺移植は実行できている。しかしながら手術手技については術中出血量が多く手術時間も長いため、長期生存が可能であるか不明である。また動脈ラインや静脈ラインの確保といった周術期管理に必要な技術も不安定であり、技術向上が必要である。本研究で浮き彫りとなった2つの課題についてそれぞれ克服方法を下記で述べる。1つ目の課題である細胞については、短期間での増殖を目指すこと、そして適切な細胞群であるかの2点を検討・検証する必要がある。短期間での細胞増殖について、我々が分離培養した気道上皮基底細胞(TP63+KRT5+)はブタ肺においては約1mm程度の比較的太い細気管支周囲に発現していることから、ブタ肺末梢組織でなく細気管支から経気管支的に組織を採取することで、より効果的に大量の細胞を確保できる可能性があると考える。また、血管内皮細胞については肺以外の臓器や組織からの採取により効果的に回収でき、短期間での増殖ができる可能性があり、引き続き検討を行う。適切な細胞群の選択については、我々が分離培養したレシピエント由来の自家細胞をもとに構築した再生肺の移植を行い生体内の機能を確認することで、細胞の検証を実行できると考える。2つ目の課題である長期生存については、術中出血量の軽減と手術時間の短縮が必須である。手術手技の向上だけでなく、手術器機の改良も進めていく必要がある。さらに長期間の観察のために適切な周術期管理の向上が望まれる。具体的には動脈ラインや静脈ラインの確保といった技術面の向上が必須である。さらに周術期における合併症管理の予測、対応方法、必要薬剤について我々はまだ熟知しておらず、検討を重ねることで周術期の諸問題の解決を目指していきたい。

2つ目の事項であるレシピエント自己細胞の分離培養であるが、これはブタの切除肺から酵素法ならびに抗体を用いた方法で気道上皮系であるKRT5+p63+細胞と、血管内皮系であるCD31+細胞を分離培養させた。それぞれの系統の細胞を培養増殖させた後に免疫染色ならびにフローサイトメトリーを行い、適切に特徴化され、目標とした細胞群が得られたことを確認した。3つ目の事項である、脱細胞化された肺への自己細胞由来の細胞の配置は、既報に則った方法で施行した。構築された肺組織の染色を行い、脱細胞化され細胞が全く見られなかった肺組織に、自己細胞が配置されていることを確認した。4つ目の事項である、再生肺の移植であるが、我々は現在までに2件施行した。超急性期におけるガス交換能について、同種他家肺移植をコントロール群として検証した。結果は学会、誌上報告で公表予定である。本研究における課題はおおまかには施行されつつあるが、依然として次の2つが課題として残る。細胞に関する課題と肺移植後長期生存に関する課題である。1つ目の課題は、適切な細胞を適切な数まで短期間に増殖させることである。現状では当初目標としていた10の9乗個の細胞を1-2週間の培養期間で得ることは達成できていない。現時点ではブタ肺組織を分離培養し、2-3週間の培養で気道上皮基底細胞・血管内皮細胞ともに10の5乗から6乗個程度まで感染することなく増殖することを確認した。培養方法はともにラットやヒトで報告されている手法を踏襲したものである。また、現時点では我々が分離培養した細胞群が再生において適切な細胞であったかが示されていない。適切な細胞群の選択を検討する必要がある。2つ目の課題は、再生肺の生体内における機能の長期間の観察である。現状では超急性期のみでしか観察していない。当初は全身麻酔下での呼吸循環管理の未熟により肺移植手術そのものが不安定であった。現在は、検討を重ねたことで全身麻酔下での管理は進歩し、超急性期での肺移植は実行できている。しかしながら手術手技については術中出血量が多く手術時間も長いため、長期生存が可能であるか不明である。また動脈ラインや静脈ラインの確保といった周術期管理に必要な技術も不安定であり、技術向上が必要である。本研究の目的は、ミニブタモデルにおいて自己細胞をもとに再生肺を構築し生体内で長期間ガス交換能を維持できるか検証を行うことである。再生肺の構築のために我々は脱細胞化技術を用いた。本研究の達成のために我々は次の4つの事項を成し遂げる必要があった。1つ目は肺の脱細胞化を実現させることである。2つ目はブタの自己細胞を分離培養することである。3つ目は脱細胞化された肺スキャフォールドに、自己細胞由来の細胞を配置することである。4つ目は構築された再生肺を適切に移植させることである。1つ目の事項である肺の脱細胞化は既報の方法を用いて施行した。脱細胞化処理された肺の組織染色やDNA定量を通じて、適切な脱細胞化が行われていることが確かめられた。
情報の次元を考慮した多次元ニューラルネットワークによる知的制御手法

本研究は、ニューラルネットワークを多層に立体的に配置したキュービックニューラルネットワークを応用して、多次元の情報処理を行う知的制御手法の確立を目指した。このキュービックニューラルネットワークにおいては、情報の次元が低いレベルに対しては定量的な情報処理を行い、高いレベルに対しては定性的な情報処理を行うことによって、定量的な情報処理の前提が何らかの原因によって崩れたような状況でも定性的な判断によって情報処理を行うことができるようにした。定量的な制御と定性的な制御の切り換えを自律的に行うために定量的な制御器の評価器を作成し、そのパラメータを遺伝的にアルゴリズムで最適化した。定性的な制御系については、定量的な制御器の情報処理をファジィニューラルネットワークによって定性化する方法を提案した。提案した知的制御手法の有効性を確認するために、まずセンサー異常を起こす倒立振り子の制御系を製作し、本手法を適用した。安定化のための定量的な制御は最適制御理論によって作成し、これを2段階に抽象化して定性的な制御器を作成した。実験の結果、最適制御では角度センサーの増幅度が平常時の3割減で不安定になるにも拘わらず、本手法では平常時の10分1になっても安定することが示された。さらに、振り子の振り上げから倒立に至る制御に本手法を応用した。振り上げの定量的な制御は極配置理論から作成し、これを抽象化して定性的な制御器を作成した。初期条件から振り上げ、倒立を行う実験を行った結果、本手法はあらゆる初期条件から振り上げから倒立に至る制御が可能で、他の手法に比較して短時間で倒立に至ることが示された。このような実験を通して、本手法の有効性を明らかにした。
結晶磁気異方性に基づくゼオライト細孔の配向性制御と高度ガス分離用緻密配向膜の創製

本研究では、結晶磁気異方性を利用して、b軸に沿って0.26 ×0.57 nm、c軸に沿って0.67 ×0.70 nmの細孔を有するモルデナイトと、c軸に沿って0.71 ×0.71 nmの一次元細孔を有するL型ゼオライトの磁場配向挙動を初めて明らかにし、静磁場印加プロセスによってb軸が優先的に配向したモルデナイトおよびc軸が優先的に配向したL型ゼオライト配向体の作製に成功した。さらに、組成制御が施された反応溶液中での水熱処理によって配向体が配向状態を維持しながら緻密化することを明らかにした。本年度は、使用ゼオライトの合成、本年度主な検討対象としたモルデナイトゼオライトの磁化容易軸と磁化困難軸の調査、ならびに得られた知見に基づきモルデナイトが配向した前駆体膜を作製するための磁場印加条件の検討を主に実施した。以下に得られた研究成果の概要を記す。・主な検討対象としたモルデナイトに加え、b軸に沿って細孔を有するMFI型並びにc軸に一次元細孔を有するL型ゼオライトの合成を検討し、モルデナイト合成では、化学組成6Na_2O-Al_2O_3-30SiO_2-780H_2Oの反応溶液を用いると、モルデナイト粒子が多数析出し、一方水組成を3000程度まで増やした反応溶液では顕著な結晶析出は起きないことがわかった。また、MFI型では、合成時に用いた構造指向材は300°C付近での熱処理で除去可能であることがわかった。磁場中成形のため、ゼオライト粒子高分散懸濁液の調製を検討した結果、粉末のボールミル処理ゼオライトの非晶質化を誘発してしまうことが明らかになった。また、出発粉末の沈降分離による分級処理が懸濁液の分散性向上に効果的であうことがわかった。・調製したゼオライト粒子高分散懸濁液を用いて、磁場中成形を行うことによって、モルデナイトの配向体を作製することができた。X線回折による検討から、モルデナイトは静磁場印加の下磁場印加方向に対してb軸配向性を示すことがわかった。また、回転磁場環境下ではc軸配向性を示すことも明らかになった。これらの結果から、モルデナイトの磁化容易軸はb軸、磁化困難軸はc軸であることが明らかになった。・印加磁場強度の影響を調べた結果、6T以上の磁場印加でモルデナイトの配向性が向上することがわかった。・L型に関しても、磁化容易軸および磁化困難軸の検討を行ったが、本年度中にその特定には至らなかった。本年度は、前年度および前々年度に得た知見に基づき、磁場印加によって配向性制御が施されたゼオライト配向膜を緻密化させるための水熱固化プロセスの検討と、得られた膜の評価を主に行った。・製膜におけるプロセス技術の改良から、磁場中でのスリップキャストにて、配向性を示す厚さ10マイクロメートル以下の薄膜のモルデナイト成形体を得ることに成功した。・水熱反応中での核形成と新たな結晶生成を可能な限り抑制し、基板上に塗布された種結晶の成長によって膜を緻密化させるための水熱固化条件を検討した結果、6Na2O・Al2O3・30SiO2・3500H2Oの反応溶液組成の下、170°Cで適当な時間処理すると、種結晶製膜時の配向性を示すモルデナイト緻密膜を得ることに成功した。水組成を1500とした場合には、膜は二層構造となり、微細構造観察とX線による生成相の同定結果から、水組成1500では溶液からの新たな結晶析出が示唆され、一方水組成を10000に増やした場合には、配向性は維持されるものの、膜の緻密化が進行しないことがわかった。・モルデナイト膜のガス分離機能をCO2/N2混合ガスを用いて検討した結果、CO2に対する選択的な透過は観測されなかった。以上本申請研究3カ年を通して、本研究実施者が提案する磁場印加プロセスによって、モルデナイトおよび異方性が大きいゼオライトLの配向性を制御することができ、さらに水熱反応条件を調整することによって、配向性を維持しつつ膜の緻密化が達成可能であることがわかった。本年度は、前年度に得た知見に基づき、モルデナイト配向膜の作製ならびに配向性の制御、本研究で提案するプロセスの他のゼオライトへの適用性を明確にするために、モルデナイト結晶より異方性が大きいL型ゼオライトを用いた検討を主に実施した。

・モルデナイト粒子懸濁液を用いてスリップキャストを磁場中で行い、配向膜作製を試みたが、成形体作製時のように、モルデナイトの配向性制御には至らなかった。これに関して詳細に検討した結果、スリップキャストの初期段階では非常に強い毛細管吸引力が懸濁液に作用し、基板表面近傍で流速が急激に増加し乱流を生じるために配向組織をランダム化させ、配向膜作製が困難であったと考えられた。また、配向性制御をロットゲーリング法による評価結果を踏まえ検討したところ、完全配向体作製においては粒子形状と粒子の分散性が、磁場印加の大きさに加え、極めて重要な実験因子であることがわかった。・ゼオライトLに対して、モルデナイトと同様な検討を行い、その磁気異方性を検討した。その結果、ゼオライトLのc軸が磁化容易軸であることが明らかになった。その結果を基に、磁場中電気泳動堆積法にて、c軸配向性を有し、厚さ3ミクロン程度のゼオライトL前駆体膜を多孔質基板上に作製することに成功した。なおその製膜に際しては、ゼオライトLの磁気異方性を踏まえ、粒子泳動方向に沿って磁場を印加した。本年度、テルデナイトを主な研究対象とし、その磁化容易軸と磁化困難軸を明らかにでき、配向体作製にも成功したものの、その薄膜化を進めると配向性が著しく低下する結果が得られ、配向性を有す薄膜の作製には至らなかったので、現在までの達成度はやや遅れていると判断している。25年度が最終年度であるため、記入しない。代表的なゼオライトであるモルデナイトに加え、ゼオライトLにおいても、磁気異方性を明らかにし、それらの配向体作製に成功したものの、スリップキャストの初期段階で生じる基板表面近傍での懸濁液の流れの影響で、膜化は困難な状態にある。膜化に関しては、電気泳動堆積法を用いると対応可能であることが検討で明らかになり、その展開性は明るい。しかし、直線的なゼオライト細孔がc軸に沿って構造内に存在するモルデナイトでは磁化容易軸はb軸で、モルデナイトのc軸配向膜を得るには回転磁場環境下での電気泳動堆積実験を行う必要がある。これらの現状を踏まえ、達成度はやや遅れていると判断した。今後は、モルデナイトに関する検討を深化させながら、本プロセス技術の有用性を明示する目的で、他のタイプのゼオライトに対しても検討を加えていく予定である。また、薄膜化に関しては、プロセス中に起きる現象をまえながら、薄膜化条件を変え検討を進める予定である。今後は、これまでの検討結果を踏まえ、さらにその検討を深化させるとともに、現在問題となっている点に関して検討を加える予定である。また、それとは別に、前駆体膜の水熱固化に関する検討を進めるとともにガス分離特性評価を行い、本研究で提案するプロセスで作製された膜の微細構造とガス分離特性の関係を明らかにする予定である。
ロシア語言遊戯

ソ連時代、ロシア語の言語遊戯は言語学の対象外であった。日本でも英語やフランス語の言語遊戯に関する文献はいくつも出版されているが、ロシア語に関してはソ連の言語学の影響を受け、取り上げられることはまったくなかった。なぜ対象外であったかというと、民衆の不満を鬱積させた社会ではしばしば言語遊戯が、体制に対する抵抗手段として用いられるからだ。ソ連では言語遊戯そのものが言語学の対象とはなりえなかった。ソ連時代、小話や不用意に発した冗談などで反ソ、反革命分子として投獄された人々がいたことを思えば、言語遊戯も同様に危険極まりないものであった。こういった言語遊戯が私たち外国人の耳にも入るようになり、活字として確認できるようになったのは、ペレストロイカ以降だ。ロシア語にもさまざまな言語遊戯があり、いろいろなニュアンスを添えて言葉を豊かにしている。話し言葉には諺、成句や広く定着している表現、単語などの言語遊戯が多数存在している。またロシア人は言葉遊びを駆使した文章を書いており、言葉を遊んでいるか気がつくかどうかでは解釈も大きく違ってくる。ロシア本国でもロシア語の言語遊戯に関する研究はまだ皆無に等しい。当然日本でも取り上げられたことはない。約20年ロシア語の俗語・話し言葉辞典を作成してきたが、その過程で言語遊戯も研究してきた。科研費奨励研究課題「ロシア語言語遊戯」は20年以上続けている研究課題「現代ロシア語話しことば辞典」(2003年3月出版)の延長線上にあり、かなりの表現を辞典に収録してきた。今回は子供の名前のからかい言葉に言語遊戯が豊富にあることから、それらを重点的に検討、収集し、出版予定の「現代ロシア語話しことば辞典」増補版に収めた。増補版の出版は3年後に考えている。
保健所保健・福祉サービス調整推進会議を通じた地域ケア体制づくり

保健所保健・福祉サービス調整推進事業は、保健・医療・福祉の連携強化を図ることで、より充実した保健福祉体制を確立することを目的としている。そこで今回、地域のケア支援体制づくりの観点から、鹿児島県(鹿児島市を除く)における調整推進事業の実施状況(平成36年度)および今後の課題を明らかにするため、事業報告書の内容分析および保健指導係長への面接聞き取り調査を行い、以下の点について検討したので報告する。1)会議は、看護や福祉関係の実務者レベルの出席が多く、互いに連絡・連携を図っている現状が認められたが、更に組織の管理職や地域の非専門職を巻き込んで実施する必要性が示唆された。また、各保健所における会議テーマ・内容の継続性・発展性を経年的に分析したが、5保健所における6テーマの実施に止まっており、会議の発展性を考慮した計画的取組の必要性が明らかになった。2)事例検討は、処遇検討に止まらず、当該事例の問題や課題を地域のこととして一般化させ、その共有化と互いの認識確認を意図しての実施は、全体の1割と少なかった。また、家族や地域の実情を代弁する家族会の代表や自治会長、警察・消防関係など地域を動かすキ-・パーソンの出席は非常に少なく、意図的に出席者として組み入れる必要性が示唆された。3)今度、地域のケア支援体制づくりを効果的に進めるためには、事例検討と会議の機能役割を明確化した上で、事例検討から抽出された地域の課題を会議のテーマとするなど、会議と事例検討を連動させた一連の事業システムの構築が必要であろう。また、事業システムの中に評価を位置づけるためにも、評価指標として活用できる報告書のあり方を検討する必要性が明らかになった。4)今後は、調整推進事業における地域のケア体制づくりの形成過程を、帰納的に分析するとともに、オンタイムな質的分析を行いたい。
時間分解原子核乾板多段シフターの大面積化・長時間化のための研究開発

大面積化・長時間化を実現するための新型多段シフター(ローラー駆動方式)を考案し、試作機を三鷹光器社と製作した。動作・性能試験を進め、要求駆動再現性1ミクロンを切る良い駆動再現性が得られつつある。2015年JAXA豪州気球実験において、多段シフターを導入し、ミリ秒オーダーに迫る時間分解能を達成し、将来的なパルサー位相ごとの偏光測定の展望を拓いた。2014ー2015、2016年に、J-PARCニュートリノビーム照射実験T60に多段シフターを導入し、126.7日にわたり秒レベルの時間分解能(時間分解数10の6乗)を実現しつつあるとともに、INGRID検出器とのハイブリッド解析を確立した。時間分解原子核乾板多段シフター(多段シフター)は、本来時間分解能を持たない原子核乾板に秒以下の時間分解能の付与を可能にし、気球搭載原子核乾板ガンマ線望遠鏡を実現する。大面積で長時間の気球フライト観測を実現することにより、従来の宇宙高エネルギーガンマ線観測に対して、一桁近く優れた角度分解能での撮像観測、およびこの帯域では有意な観測がなされていない偏光観測を可能にする(GRAINE計画)。また、多段シフターの大面積化・長時間化は、原子核乾板を使った新たな加速器実験や宇宙線観測の可能性を拓く。本研究開発では、従来型(ステージ板スライド方式)の単純な拡張では困難な大面積化・長時間化を実現するためのモデルのプロトタイピングを目的とする。大面積・長時間モデル(ローラー駆動方式)の概念設計をおこない、仕様を固めた。従来型の多段シフターを共同開発してきた三鷹光器社と議論を重ね、詳細設計を仕上げた。そして、実際に大面積・長時間モデルの試作機構築を開始し、1段目が完成した。完成した1段目については駆動テストをおこない、設計値程度の駆動再現性が得られていることが確認できた。新型多段シフター試作機の、詳細な挙動理解のための試験手法を検討し、そのために必要な装置を選定した。また、エマルジョンガンマ線望遠鏡による宇宙ガンマ線精密観測に向けて、2015年5月12日に、アリススプリングスにおいて、日豪でのJAXA大気球実験を行い、口径面積3780cm2、14.4時間(高度37kmの水平浮遊11.5時間)の気球フライトをやり遂げた。本気球実験に、口径面積3780cm2を持つ従来型の多段シフターを実装し、ミリ秒オーダーの時間分解能を狙った運用を達成した。時間情報付与によってベラパルサーの結像を目指すとともに、89ミリ秒周期をもつパルス放射の位相分解解析のための研究開発をおこなっていく。また、本気球実験に向けた実験設計、様々な改良や準備、そして実際の実験について技術論文としてまとめPTEPに投稿した。次に、口径面積・フライト時間の拡大を図り、科学観測phaseへの移行を目指す。科学観測開始を実現するための次期気球実験の実現可能性を検討した。本研究開発において進めている新型多段シフターの実現により、2015年気球実験の10-30倍程度の大面積化が図れることを見出した。また、ユニットサイズ拡大に伴う総消費電力の低減により、搭載電池量をおおそ3分の1に減らせる軽量化・低コスト化が図れることを見出した。これらを併せ、次期気球実験の展望を拓いた。J-PARCにおいて原子核乾板を使ったニュートリノ反応精密測定実験を進めており、2014年度に実現可能性を実証するために、標的質量kgで、月スケールの照射を繰り返した。原子核乾板検出器のタイムスタンパーとして、従来型の小型多段シフター(口径面積125cm2)を実装し、通算126.4日にわたり安定した長期運用を達成した。2015年度に、データ解析をおこない、実際に原子核乾板の飛跡に秒の時間情報を付与した。また、時間情報も併せたニュートリノ反応事象再構成の実現や、原子核乾板検出器の後方に位置する粒子識別を目的にしたINGRID検出器との対応付けを達成し、ハイブリッド解析が実現可能であることを実証した。次に、標的質量や照射期間の拡大を図り、検出器性能実証を目指す。2015年豪州気球実験後に回収した従来型の大型多段シフター(口径面積3780cm2)を調整・試験し、2016年1月にJ-PARCに実装した。現在、連続100日を越えるような安定した長期運用を達成している。大面積化・長時間化の実現を目指した新型多段シフターの試作機において、動作・性能試験のための環境を構築した。そして、実際に動作・性能試験をおこない、駆動再現性1マイクロメートルを切るような良い精度が得られることを実証し、新型多段シフターが実現可能である見通しが得られた。また、更なる軽量化を見据えた改良を施した。これにより、開口面積あたりの重量が従来型多段シフターの5分の1となる飛躍的な軽量化を実現し、気球実験における大展開面積(トータル10平方メートル)の実現見通しが得られた。エマルションガンマ線望遠鏡による科学観測に向けた気球実験の検討・概念設計を進めた。口径面積10平方メートルで、気球フライト時間1-2日から科学観測を開始できる見通しを得た。新型多段シフターによって、そのような気球実験は実現可能であり、エマルションガンマ線望遠鏡の科学観測気球実験の展望を拓いた。2015年JAXA豪州気球実験におけるフライトデータ解析を進めている。

多段シフターにおいては、ミリ秒オーダーに迫る時間分解能を達成し、パルサーの位相分解解析の展望を拓いた。2015年気球実験で得られた経験・実績を基に、ガンマ線収量の拡大を図り、望遠鏡の総合的な性能実証のための、2018年JAXA豪州気球実験が採択された。ニュートリノ反応精密測定やニュートリノ振動異常の精密検証を目指し、J-PARC T60実験を開始し、多段シフターを導入した。2014-2015年にかけておこなった照射実験で得られた技術的な成果をまとめ、PTEPに投稿した。2016年には、スケールアップした照射実験をおこない、126.7日にわたり秒レベルの時間分解能(時間分解数10の6乗)を実現しつつある。大面積化・長時間化を実現するための新型多段シフター(ローラー駆動方式)を考案し、試作機を三鷹光器社と製作した。動作・性能試験を進め、要求駆動再現性1ミクロンを切る良い駆動再現性が得られつつある。2015年JAXA豪州気球実験において、多段シフターを導入し、ミリ秒オーダーに迫る時間分解能を達成し、将来的なパルサー位相ごとの偏光測定の展望を拓いた。2014ー2015、2016年に、J-PARCニュートリノビーム照射実験T60に多段シフターを導入し、126.7日にわたり秒レベルの時間分解能(時間分解数10の6乗)を実現しつつあるとともに、INGRID検出器とのハイブリッド解析を確立した。実際に大面積・長時間モデルの試作機構築を開始できた。また、これまで開発を進めてきた次期気球実験で用いる多段シフターについて、低温特性の大幅な改良や、ステージ間ギャップを詰める改良に成功し、次期気球実験においてミリ秒オーダーでの運用が実現可能な状況に到達できた。また、J-PARCにおける原子核乾板を用いたGeV領域ニュートリノ反応精密測定実験において、原子核乾板に時間分解能の付与が必要となり、加速器ニュートリノ実験において初めて多段シフターを導入した。そして、0.25ー1.25秒の時間分解能で、通算126日にわたり安定した運用に成功した。また、原子核乾板ガンマ線望遠鏡の初めての気球実験(2011年度にJAXA大樹航空宇宙実験場で実施)で得られた成果(多段シフターによるタイムスタンプも併せた解析結果も含む)をまとめた論文が「Progress of Theoretical and Experimental Physics」に受理された。また、多段シフターの開発状況をまとめた論文が応用物理学会放射線分科会会誌「放射線」に掲載された。また、これまでの多段シフターの開発功績が認められ、2014年度日本写真学会進歩賞を受賞した。新型多段シフター試作機の試験手法を確立させ、試験を進める。素粒子宇宙物理学(実験)大面積・長時間モデル試作機の詳細な駆動テストをおこない、挙動の理解を深める。その経験・実績に基づき、改良を図りながら試作機の構築を進める。並行して、来る次期気球実験を成功させ、多段シフターの気球実験における経験・実績を培う。また、加速器ニュートリノ実験で運用した多段シフターの原子核乾板の解析を進め、実際にニュートリノ反応事象に時間分解能を付与し、ニュートリノ反応解析につなげる。物品購入を来年度に変更。今年度の交付額はほぼ全て使用し、極めてわずかな割合の未使用額について、繰越制度を活用し、次年度へ繰り越した。物品購入に充てる。