hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子被覆硫化銀微粒子による綱引きモデル型情報処理の基本動作実証

本研究では、「硫化銀微粒子から成長可能な銀ワイヤーの高さには限界がある」という前回の公募研究の成果を用いて、集積可能な固体材料による「綱引きモデル」に基づく情報処理システムの動作実証を行うことを目的としている。最終年度となる平成29年度は、分子膜をギャップ層とする素子構造の作製とその動作特性評価に注力した。なお、綱引き動作に基づく銀ナノワイヤーの成長と収縮はこの素子構造では分子膜中で起こる。分子膜中を成長する銀ナノワイヤーの動作を詳細に観察した結果、入力電圧の大きさや頻度に依存した短期記憶や長期記憶に基づく素子動作、ならびに確率動作が起こっていることが判明した。これらは、硫化銀内部の銀イオン分布の時間変化に加えて、分子膜中における銀ワイヤーの成長が容易に起こり、かつ、その崩壊現象も期待通りに起こっていることを示している。これらの現象を用いた情報処理の実現には素子の集積化が不可欠であることから、集積化が容易な縦型素子構造の開発にも取り組んだ。具体的には、銀ナノワイヤーの成長源となる固体電解質電極として、集積化に適した酸化タンタルと銀の共蒸着膜を用い、その上下に分子膜と対向金属電極を配置した素子を作製した。その結果、それぞれの分子膜中での銀ナノワイヤーの成長と収縮の制御には成功したが、綱引き動作の実現には至らなかった。この原因は、固体電解質電極のサイズと分子膜厚の最適化が為されていなかったことにあると考えられる。今後、素子サイズならびに素子作製プロセスの最適化を行うことで、研究をさらに発展させて行く予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、「硫化銀微粒子から成長可能な銀ナノワイヤーの高さには限界がある」という前回の公募研究の成果を用いて、集積可能な固体材料による「綱引きモデル」に基づく情報処理システムの動作実証を行うことを目的としている。具体的には1)銀微粒子を硫化して情報蓄積と情報発信が可能な「硫化銀微粒子」とすること、2)硫化銀微粒子を数ナノメートルから十数ナノメートルの間隙を空けて配置すること、3)情報伝達の場となる分子層を硫化銀微粒子間に配置することを目指している。平成28年度は、硫化銀微粒子のサイズ最適化を目的として、本領域の計画班(A01班)が作製した硫化銀微粒子からの銀ナノワイヤー成長の観察を走査型トンネル顕微鏡で行った。併せて、基板上への硫化銀微粒子の分散技術の開発を行った。その結果、直径が数十ナノメートルの硫化銀微粒子では、銀ナノワイヤーの成長高さは最大でも数ナノメートル程度であることが判明した。この結果は、硫化銀微粒子を被覆する分子の長さを決定する際の重要な指標を与える。一方、分散技術の開発では、硫化銀微粒子を基板上に滴下する際の溶媒濃度とスピン塗布する際の回転速度をパラメーターとしてネットワーク動作に適した単層膜を形成できることが分かったが、硫化銀微粒子間の距離を制御することは難しいことも判明した。この結果、次年度では、硫化銀微粒子を分子被覆してから基板上に分散することで、微粒子間隔の揃った単層膜の形成を目指すこととした。平成28年度に実施を予定していた研究項目である硫化銀微粒子の作成と分子被覆に関する研究、ならびに、硫化銀微粒子からの銀ナノワイヤーの成長実験を予定通り行った。このうち、硫化銀微粒子の作成では、複数の手法を用いて硫化銀微粒子を作成した。作成した硫化銀微粒子からの銀ナノワイヤー成長高さを測定した結果、銀ナノワイヤーの成長高さが硫化法に大きく依存していることが明らかになるなど、次年度に研究を実施する上での重要な指針が得られた。一方、分子被覆の方法については、化学的な手法と熱蒸着法とでいずれにすべきか、未だ探索研究中であり、次年度も引き続き探索研究を行う予定である。研究項目毎に細かくみると、計画以上の進展が見られた項目、若干遅れ気味の研究項目があるが、全体としてみれば、概ね順調に推移しているものと判断できる。

今後、素子サイズならびに素子作製プロセスの最適化を行うことで、研究をさらに発展させて行く予定である。計画の変更が必要となる案件はなく、採択時の研究計画に沿って、引き続き、研究を行っていく。29年度が最終年度であるため、記入しない。
ミトコンドリアATP合成酵素-分子構築,エネルギー変換とCa制御の分子機作の解明

今年度は,主として下記の2つの方向の研究成果を得た.1.ラットH^+-ATP合成酵素のサブユニットの各種臓器におけるmRNA量に関する研究:ラットFoのサブユニットのうちで核遺伝子にコードされている全サブユニット[subunit b,subunit d,subunit e,subunit c(2種),Factor6,OSCP]の各臓器におけるmRNA量の定量を行った.その結果,b,d,e,OSCP,cのmRNA量は,ATPが常時必要な心臓,筋肉で高く,脳,肝臓,腎臓では低いといった臓器間の発現パターンもほぼ等しいことが確認された.ところが,驚いたことに,IF1のmRNA量は,心臓,脳,腎臓で高く,筋肉,肝臓で低く他のサブユニットの発現パターンと全く異なっていることが明かとなった.この結果は,浪費的なATPの分解を阻止するIF1の生理的な必要性が臓器によって異なることを示唆しているものと思われ興味深い.又,subunit c P1及びP2のmRNA量は,臓器間での発現パターンに違いがみられ,P1,P2各々の役割に違いがあることが推測される.2.ミトコンドリアH^+-ATP合成酵素のCa制御に関わっていると思われるsubunit eに関する研究:Foのサブユニットの一つであるsubunit eの34-65のアミノ酸配列が,筋肉のtroponin T等のCa^<2+>-依存性のtropomyosin結合部位の共通配列と高いホモロジーがあることが判明した.今年度は,ヒトのsubunit eのcDNA及び遺伝子のクローニングを行うと共に,subunit eの34-65のアミノ酸配列の各種ペプチドを合成,それらに対する抗体を作製,そしてCa^<2+>に依存してsubunit eに結合し活性を制御していると思われるtropomyosin様因子をマトリックスから探索中である.今年度は,主として下記の2つの方向の研究成果を得た.1.ラットH^+-ATP合成酵素のサブユニットの各種臓器におけるmRNA量に関する研究:ラットFoのサブユニットのうちで核遺伝子にコードされている全サブユニット[subunit b,subunit d,subunit e,subunit c(2種),Factor6,OSCP]の各臓器におけるmRNA量の定量を行った.その結果,b,d,e,OSCP,cのmRNA量は,ATPが常時必要な心臓,筋肉で高く,脳,肝臓,腎臓では低いといった臓器間の発現パターンもほぼ等しいことが確認された.ところが,驚いたことに,IF1のmRNA量は,心臓,脳,腎臓で高く,筋肉,肝臓で低く他のサブユニットの発現パターンと全く異なっていることが明かとなった.この結果は,浪費的なATPの分解を阻止するIF1の生理的な必要性が臓器によって異なることを示唆しているものと思われ興味深い.又,subunit c P1及びP2のmRNA量は,臓器間での発現パターンに違いがみられ,P1,P2各々の役割に違いがあることが推測される.2.ミトコンドリアH^+-ATP合成酵素のCa制御に関わっていると思われるsubunit eに関する研究:Foのサブユニットの一つであるsubunit eの34-65のアミノ酸配列が,筋肉のtroponin T等のCa^<2+>-依存性のtropomyosin結合部位の共通配列と高いホモロジーがあることが判明した.今年度は,ヒトのsubunit eのcDNA及び遺伝子のクローニングを行うと共に,subunit eの34-65のアミノ酸配列の各種ペプチドを合成,それらに対する抗体を作製,そしてCa^<2+>に依存してsubunit eに結合し活性を制御していると思われるtropomyosin様因子をマトリックスから探索中である.
メタン及び炭酸ガス濃度のライダーによる高精度空間分布計測

大気中のメタンガス及び炭酸ガスは温室効果ガスとしてその増減が地球温暖化に大きな影響を与えるが、その高度分布、水平分布や、地表面以外の各高度での時間変化等は測定されていない。本研究では距離分解能を持った遠隔計測法である差分吸収ライダー(DIAL)法を用いることにより、これらのガス濃度の高精度空間分布計測を実現する。メタンガス及び炭酸ガスは近赤外の波長帯に吸収線を持つが、近赤外域の波長可変レーザーとして、効率の良いTi:サファイアレーザーとラマンシンフタ-を利用することにより安定な光源を開発した。Ti:サファイアレーザーは従来よく用いられているNd:YAGレーザの第2高調波励起ではなく、フラッシュランプ励起のものを用いた。DIALではレーザー光スペクトルを狭帯域化し、波長同調を行う必要があるが、我々はそのために外部共振器型半導体レーザーを試作し、それによるインジェクションシーディングを行うことによりこれを実現した。さらに、Ti:サファイアレーザーをメタンガスを充填したラマンシフタ-に注入し2次のストークス光を得ることにより、基本波820.3nmから1572nmの炭酸ガスの吸収線に合ったレーザー光をを得た。更に基本波836.4nmから1632nmのメタンガスの吸収線に合ったレーザー光を得た。受光用の光検出器には近赤外域(1.4μから1.7μm)まで感度を持つ光電子増培管を用い、液体窒素による冷却を行いダ-クカウントを減らし、フォトンカウンティングによる光検出を可能にした。
酸化還元反応のマトリックス単離

生体内での分子挙動の理解と反応制御を目指して,昨年度見出したヒドロキノンの光酸化反応の詳細な実験研究を進めてきた。今年度の研究ではヒドロキノンの光酸化反応メカニズムを明らかにすることに成功した。ヒドロキノンは生体内で酸化還元反応を司る重要な分子であるが,気相など孤立系ではこの反応は進行しないために,これまで反応機構は解明されていなかった。今回マトリックス単離赤外分光と量子化学計算を用いた研究によって,ヒドロキノンに水分子が2つ水素結合を形成した錯体への紫外光照射によって,ヒドロキノンからベンゾキノンへの酸化反応が進行することを初めて実験的に検出することに成功した。このとき水分子は電子供与体としてヒドロキノンの水酸基にそれぞれ水素結合を形成することで,光照射による水素引抜酸化反応が進行するため,錯体構造と光反応性の関係をはっきりと示すことができた。また,ここでの反応はヒドロキノンと水が錯体を形成することで新たに生成するCT遷移を通して進行するため,ヒドロキノン単独の吸収波長よりも低エネルギーで反応が進行する。このような生体分子-水錯体の反応はDNA塩基やアミノ酸などでも起こり得ると考えられるために,今後,生体分子と水錯体の光反応の理解が必要になっていくと考えられる。現在は,シトシンなどのDNA塩基-水錯体およびアルギニン-水錯体の光反応の研究を引き続き行っている。また,派生研究として,イオン液体のカチオン-アニオン対の構造決定や,HBrと酸素錯体からHOOBrの生成,高圧酸素の吸収発光のダイナミクスを明らかにし,投稿論文として発表した。生体内反応で重要な酸化還元反応の多くは溶液相では観測できるが、孤立相では観測することができない。こうした反応メカニズムの理解のためには分子レベルでの反応機構を解明する必要がある。そこで、本研究ではマトリックス単離赤外分光法を用いて、酸化還元反応系の代表であるヒドロキノン-ベンゾキノンの光酸化反応を研究した。具体的には、ヒドロキノンおよびその水錯体を単離し光反応性の違いを赤外分光法を用いて研究することで、孤立相と溶液相反応の違いの補完と光酸化反応機構の解明を試みた。その結果、ヒドロキノンは単独では光酸化されないで光分解されることがわかった。その一方、ヒドロキノン-水錯体では光照射によるヒドロキノンからの水素脱離反応が進行し、ベンゾキノンが生成することが明らかとなった。マトリックス単離実験に量子化学計算を併用して解析することにより、この光酸化反応はヒドロキノン1分子と水2分子の錯体で進行することが強く示唆された。また、ヒドロキノンが電子受容体として水分子と錯体形成すると、S_1-S_0エネルギーが大きくレッドシフトし、エネルギー的に有利に反応が進行する。すなわち、酸化反応には水素結合による錯体形成の重要性が示される結果となった。また、この実験を行うための試料蒸発システムの開発を行い、これまで気化させることが困難であったイオン液体のマトリックス単離赤外分光スペクトルの測定に成功し、気相におけるイオン対構造を実験的にはじめて決定した。
鎖骨下動脈-内胸動脈冠動脈バイパス盗血現象の病態生理の解明

【背景】内胸動脈(ITA)を用いた冠動脈バイパス症例において心筋虚血が発生する原因のひとつに鎖骨下動脈-内胸冠動脈バイパス路から腋窩・上腕動脈への盗血現象が考えられる。【目的】非冠動脈バイパス患者を対象に鎖骨下動脈から上肢へ向かう末梢動脈の血管抵抗を変化させITA血流への影響を検索した。【方法】同意を得られた全身麻酔下予定手術患者15名(Age63±16)を対象とした。全身麻酔導入後(GOS)、血行動態が安定した時点で超音波診断装置を用い、傍胸骨アプローチにてITA血流速度の測定を開始した。5分間の左上腕ターニケット阻血および解除時の同側のITA最大血流速度(MBV)を測定した。測定項目は左ITAのMBV、右上腕平均血圧とし、測定時期はターニケット阻血前、阻血後、阻血解除直前、阻血解除直後、阻血解除5分後の5ポイントとした。【結果】左ITAのMBV(cm/s)は左上腕ターニケット阻血前69±20、阻血後72±22、阻血解除直前96±13、解除直後65±19、解除5分後73±21であった。血流速度は解除直前と解除直後との間(p<0.001)および解除直後と解除5分後との間(p<0.01)に有意な変化を認めた。測定期間中右上腕動脈圧の変化は認めなかった。【結論】上腕ターニケット阻血解除時にITAの血流低下が有意に認められた。ITAを用いた冠動脈バイパス術を受けた症例において前腕手術時等でのターニケット解除時など上肢血管抵抗の急激な低下をもたらす場合にはバイパス領域の心筋虚血の発生に注意すべきである。虚血性心疾患患者の冠動脈バイパス手術は近年増加し、内胸動脈を使用した冠動脈バイパス術は確立された治療法として認識されている。しかしながら、内胸動脈を用いた冠動脈バイパス術を受けた症例において運動負荷時に心筋虚血が発生する原因のひとつに鎖骨下動脈-内胸動脈冠動脈バイパス盗血現象の可能性が考えられている。しかしながら、鎖骨下動脈-内胸動脈冠動脈バイパス盗血現象発生時における心血行動態ならびに鎖骨下動脈から末梢動脈における血管抵抗の関与、さらには内胸動脈分岐部における狭窄の有無などその病態生理は明らかでない。現在、正常成人(非動脈硬化群5名:平均年齢26歳)と虚血性心疾患患者(動脈硬化群)において、超音波診断装置を用い前胸壁より内胸動脈の血流速度を測定している。その後上腕動脈圧迫による前腕虚血を5分間負荷し、急激に圧迫解除に伴う内胸動脈血流速度の軽時的変化を測定している。これまでの結果では非動脈硬化群では内胸動脈最大収縮期血流速度は圧迫負荷前(78±33cm/分;100%)圧迫負荷中(81±27cm/分;105%)、負荷解除3分後(69±21cm/分;90%)負荷解除5分後(87±40cm/分;111%)を示した。体血圧には変動は見られなかった。前腕の虚血負荷解除3分後に一過性に血流速度が低下し、5分後には反応性過剰血流反応が見られた。虚血性心疾患患者において、負荷前血流速度が48cm/分で低下していた。また、拡張期における急峻な血流速度の減少が特徴的で、拡張期血流速度の低下が見られた。この現象は血管のコンプライアンスの低下が関与していると考えられ、血管コンプライアンスの低下が鎖骨下動脈-内胸動脈冠動脈バイパス盗血現象の出現に関与していることを示唆する。今後、さらに動脈硬化群の症例を増やし、鎖骨下動脈-内胸動脈冠動脈バイパス盗血現象の病態生理を検討し、上腕虚血再灌流時における内胸動脈血流測定検査の臨床的意義を明らかにする。【結論】

上腕ターニケット阻血解除時にITAの血流低下が有意に認められた。ITAを用いた冠動脈バイパス術を受けた症例において前腕手術時等でのターニケット解除時など上肢血管抵抗の急激な低下をもたらす場合にはバイパス領域の心筋虚血の発生に注意すべきである。
近代原子論のアリストテレス主義的起源

今年度はこれまで進めてきた研究成果をまとめ、一本の論考と複数の発表に結実させることができた。まず博士論文以降すすめてきた研究成果をまとめた論文「アリストテレスを救え16世紀のスコラ学とスカリゲルの改革」を論集『知のミクロコスモス中世・ルネサンスのインテレクチュアル・ヒストリー』(ヒロ・ヒライ、小澤実編集、中央公論新社、2014年3月)に寄稿した。古代からルネサンス期までの知の歴史を追う形で執筆された本論文には、15世紀後半から16世紀前半までのイタリアでの大学教育について行った研究成果が反映されている。また結論部において、アリストテレス主義の哲学が新科学の台頭の中いかに生きのびていったかをしるすことで、17世紀以降についての調査成果も統合した。この成果と並んで、4月と7月にそれぞれアメリカと日本の学会にて研究成果を発表した。両者とも16世紀のアリストテレス主義をめぐる発表である。以上の論考執筆、発表と平行して、本年度は書籍の解説記事やいくつかの書評記事の執筆を行うことで、研究成果の共有と評価につとめた。榎本恵美子『天才カルダーノの肖像ルネサンスの自叙伝、占星術、夢解釈』(勁草書房、2013年)の解説記事では、16世紀の医学者カルダーノをめぐる近年の研究状況を解説し、あわせて同書の特色と意義を論じた。書評記事としては、古代から近世までの生理学を扱った論文集と、アリストテレスの物質論の歴史を扱う論集をとりあげた。(抄録なし)残念ながら昨年度は研究成果を発表するには至らなかったものの、今後の研究の土台となるいくつかの基礎的調査を行うことができた。まずは15世紀後半から16世紀初頭にかけてのイタリアでの大学教育とそこで発展していた哲学の諸特徴の理解を、主要な研究文献と史料を読むことで深めた。この作業により本研究計画の出発点となるルネサンスイタリア哲学の制度的背景を明らかにすることができた。具体的には、大学史、哲学史、およびユリウス・カエサル・スカリゲル(1484-1558)の著作の読解を通じて、神学部を欠くイタリアの大学では哲学を信仰から切り離して論じる傾向が表れており、それに対するいわば反動が16世紀の半ばに特殊な形の物質論を生み出すにいたったという道筋を史料から確認することができた。これと並行して、アルプス以北のドイツ、フランス、イングランドで17世紀に発展することになる機械論哲学(mechanical philosophy)について最新のヒストリオグラフィをおさえることを行った。これにより伝統的歴史叙述では見逃されがちであった、化学と生物学の分野が新たな原子論・粒子論を妥当性を判定するいわば試金石として機能していたことを学ぶことができた。この調査により今後、前世紀までにイタリアで発展していた哲学がいかに北方に移植されて、その後化学・生物学の分野でどのように独自の発展をとげたのかを調査する準備作業が完成したと言える。なおこれらの成果は代表者が運営しているブログ上にて随時報告・公開されている。本年度は昨年度に書き上げた博士論文"Julius Caesar Scaliger,Refomer of Renaissance Aristotelianism:A Study of Exotericae Exercitationes"につき、口頭試問をうけ博士号を取得した(12月)。全9章からなる博士論文から、今後論文化可能なものを順次雑誌論文として投稿していく予定である。また同博士論文の一部を5月の日本科学史学会、6月の西洋中世学会において発表した(「反自然主義から原子論へ:ユリウス・カエサル・スカリゲルの哲学とその受容」「変容する存在の大いなる連鎖:中世とルネサンスにおける最善世界論」)。これらの活動は年次計画における『顕教的演習Exotericae Exercitationes』からの論点抽出作業に相当するものである。学会外での活動として、7月に立教大学で行われた一般にも開かれたシンポジウムにて研究発表「アリストテレスを救え:16世紀のスコラ学とスカリゲルの改革」を行なっている。この発表内容は2013年に発行予定の論文集に収録される予定である(現行提出済み)。この他に『科学史研究』と『化学史研究』に4本の書評を執筆した(共著含む)。以上の発表・執筆活動と並行するかたちで、イエズス会士によるアリストテレス注解書、およびヤコポ・ザバレラの著作の分析をすすめた。特にザバレラの著作の分析は博士論文の一部としてもすすめており、その成果を来年度以降発表していく予定である。また年度末には、総合研究大学院大学「科学知の総合化」プログラム研究会「人文社会系研究者は他分野の大学院教育にどのように貢献できるか」にて、「理工系大学院教育における歴史学教育の役割」と題された発表を行い、理工系教育における歴史教育の意義について議論を行なった。

この成果と並んで、4月と7月にそれぞれアメリカと日本の学会にて研究成果を発表した。両者とも16世紀のアリストテレス主義をめぐる発表である。以上の論考執筆、発表と平行して、本年度は書籍の解説記事やいくつかの書評記事の執筆を行うことで、研究成果の共有と評価につとめた。榎本恵美子『天才カルダーノの肖像ルネサンスの自叙伝、占星術、夢解釈』(勁草書房、2013年)の解説記事では、16世紀の医学者カルダーノをめぐる近年の研究状況を解説し、あわせて同書の特色と意義を論じた。書評記事としては、古代から近世までの生理学を扱った論文集と、アリストテレスの物質論の歴史を扱う論集をとりあげた。博士論文の執筆が昨年度にまでずれこんでしまったため、成果を公表するための学会での口頭報告が十分にできなかったため。博士論文の執筆完了、学会発表、論文完成稿提出など、研究は順調に推移していると思われる。今後は昨年度に行った研究文献の読み込みを受けて、初期近代に執筆された諸著作の読解、およびその成果を口頭発表や論文投稿によって形にしていく予定である。今後も史料の読解、研究成果の口頭発表、そして成果の論文投稿をすすめていくこととする。(抄録なし)
植物体表面における物質輸送のビーム偏向・蛍光・吸光度リアルタイム計測法の開発

本研究はビーム偏向法をO2の蛍光消光法、さらに吸光度法とを結合することにより、植物体表面の物質輸送の新たなリアルタイム計測法の開発を研究した。具体的には、植物体表面近傍にレーザープローブ光を通過し、その偏向信号を測定することにより、生理的物質輸送の動的過程をモニタリングし、また、ルテニウム錯体のO2による蛍光消光変化を測定することにより、溶存酸素の時間変化をモニタリングし、さらに、吸光度変化を測定することにより、レーザー光波長で光吸収を示す物質のモニタリングを行った。アナカリスなどの水生植物を実試料として用い、光合成過程と呼吸過程の違いを明らかにし、本法の有用性を実証した。1.植物体表面における生理的物質の輸送のビーム偏向・蛍光・吸光度測定系の改良平成24年度作成したビーム偏向・蛍光・吸光度測定系は実際の測定過程で、レーザー光源自体の強度変化に起因する変動があることを明らかにし、それを補正するために、光路にハーフミラーを導入し、反射光強度をフォトダイオードでモニタリングできるように改良した。一方、蛍光信号のバックグランドに変動があり、その原因の解明及び解決を行っている。2.水生植物の光合成・呼吸過程におけるO2輸送の選択的測定培養液に10-5M程度のルテニウム錯体を添加し、その蛍光消光をモニタリングすることにより、水生植物Egeria Densa表面近傍のO2濃度の時間変化をモニタリングした。それと同時に、Egeria Densa表面近傍のすべての物質輸送を反映する偏向信号もモニタリングした。結果として、光合成・呼吸過程で水生植物Egeria Densa表面近傍の物質輸送過程をモニタリングし、さらにO2濃度変化に由来する蛍光強度の変化もモニタリングした。3.ビーム偏向法と吸光光度法との併用による酸性雨の植物への影響の検討:水生植物Egeria DensaとCerastium demersumをモデル植物として用い、まず、異なるpHの塩酸溶液の影響を検討した。結果として、植物から溶出された物質の吸光度の時間変化は植物近傍を通過するプローブ光の偏向信号の時間変化より、一定時間遅れているが、その動的な過程は似ていた。また、塩酸水溶液のモデル植物への損傷敷値はそれぞれpH3.04.0とpH4.05.0であることを推測できた。さらに福岡で降っている雨のモデル植物への影響を検討した。結果として雨水に浸したモデル植物から何らかの成分を溶出していることが確認された。1.植物体表面における生理的物質の輸送のビーム偏向・蛍光・吸光度測定系の作製:測定系は、ブルーレーザーダイオード(波長445nm)をプローブ光及び蛍光・吸光度測定用の光源として使用した。そのレーザー光をまずダイクロミラーを通し、レンズによりセル中の植物表面近傍に絞った。セルから出てくるプローブ光はもう一個のレンズにより、位置検出器の中心に絞った。植物体表面近傍の蛍光はダイクロミラーにより反射され、ピーンホール/フィルター/PMTにより測定される構造になっている。共焦点方式の蛍光測定なので、植物体表面近傍の蛍光だけが測定されている。植物体入れのセルはX-Y-Zステージに乗せ、植物体の任意部位の表面近傍にプローブ光を通すように調整した。また、セルに植物の培養液(Hoagland培養液等)を入れている。蛍光強度はPMTにより測定される。また、位置検出器により偏向信号を測定している。蛍光強度、吸光度、偏向信号はマルチチャンネルデジタルマルチメーターにより検出し、パソコンで保存されている。2.植物体を用いた測定系の有用性の実証:水草アナカリスを用い、試作した装置系の有用性を実証した。1)偏向信号、蛍光、吸光度のバックグランド測定:プローブ光が空気、Hoagland培養液中を通る際の偏向信号、蛍光、吸光度のバックグランド及び、その変動範囲をそれぞれ測定した。2)植物体表面近傍の偏向信号、蛍光、吸光度の同時モニタリング:水を含有するセルにアナカリスを入れ、プローブ光をアナカリスの近傍を通し、偏向・蛍光・吸光度を同時にモニタリングした。水で植物体から蛍光性及びプローブ光を吸収する物質の放出があるかどうかを検討したところ、今のところ、まだ検出されていない。また、光照射下と暗室での偏向信号の測定結果を比較し、光合成と呼吸過程の違いを明らかにした。1.植物体表面における生理的物質の輸送のビーム偏向・蛍光・吸光度測定系のさらなる改良平成24,25年度で作製したビーム偏向・蛍光・吸光度測定系は実験している過程で、蛍光強度は温度に影響され、また、水溶液中の溶存酸素の絶対濃度を測定できない問題を明らかにした。さらに、レーザー光源が極端に不安定であることも分かった。

そこで、新たな半導体レーザー(波長405nm)を導入し、また、市販の溶存酸素センサー(含温度センサー)も導入することにより、蛍光消光法による水溶液中の溶存酸素の絶対濃度の測定ができ、また偏向信号・吸光度信号も同時に測定できるようになった。2.本測定系を水草アナカリス近傍の光照射下での光合成過程、暗室状態の呼吸過程での溶存酸素の濃度変化に起因する蛍光強度変化、偏向信号の変化、吸光度の変化を測定したところ、明らかに水草と離れたバルク溶液での変化と異なることを明らかにした。従って、本法は植物近傍の局所的な物質の出入り過程のモニタリングに利用できると言える。3.本測定系を稲の発芽過程の計測に応用したところ、稲の近傍の溶存酸素が発芽とともに減少していくことを明らかにした。分析化学作製した測定系に色々な問題が出てきて、改良しながら進めているが、概ね当初計画した実験を行っている。今までの研究成果に基づいて設計し、またメーカーと十分な打ち合わせをした上で、ビーム偏向・蛍光・吸光度測定系を作製した。さらに植物体の測定に応用している。性能的には当初目指したものをほぼ確認され、さらに最適化も行っている最中である。まず、測定系を試作したメーカーと連携しながら、測定系の蛍光バックグランドの変動原因を究明し、さらに改善していく。次に、当初予定している植物体表面の生理的物質輸送過程の環境ストレスによる変化を明らかにし、本測定系の有用性および応用性を明らかにする。今後はほぼ当初計画通りに実行していく。具体的には、水草アナカリスなどの植物体表面におけるO2輸送の選択的測定を行う。酸素はルテニウム錯体の蛍光を消光することが知られているので、培養液に10-5M程度のルテニウム錯体を添加し、その蛍光消光をモニタリングすることにより、根表面近傍のO2濃度の時間変化を計測する。同時に濃度変化を反映する偏向信号も測定する。これらの測定結果から、アナカリス等植物表面におけるO2の出入り過程を定量的に計測する。また、光照射下のO2放出速度(光合成速度)及び暗室でのO2吸収速度(呼吸速度)をそれぞれ測定する。更に、偏向信号と蛍光・吸光度信号との比較から、O2以外の物質の輸送情報も検討する。一部の試薬代金は科研費で支払うつもりだったが、事務上のミスでその他の予算から支払われたため。ほぼ計画通りに実行していく。具体的には、今年度の直接経費と上記残額は主に試薬などの消耗品の購入および学会発表の旅費に使う計画である。今年度はほぼ計画通りに実行してきたので、蛍光性試薬などの一部の消耗品を前倒して購入し実験した。その結果、研究費はー275,540円を生じた。次年度研究費110万円の使い分けは、今年度使い込んだ275,540円を除いて、10万円を研究分担者に配分し、残りは試薬、植物体などの消耗品(40万円前後)と学会発表などの旅費(30万円前後)に使用する。
日本・東アジア地域と北米地域の経済成長パターン及び経済統合に関する理論実証研究

本研究では、平成911年度にわたって、アジア太平洋地域における経済問題に関する経済分析、とくに、(1)地域内のマクロ連関、(2)地域参加国(とくに中国、アメリカ、日本)の国内マクロ諸課題に関する分析、(3)APEC地域の貿易連関、(4)アジア通貨危機を主な研究課題として理論および実証研究を行った。その間、中国、アメリカなどの研究機関およびPROFMEX(Consortium for Mexican Studies)と共同研究体制を組み、年一回のペースで国際会議を開催し、研究成果に関する討議を積み重ねた上で、研究成果を随時、学術雑誌、単行本などに発表した。また、平成12年度中に別途、主な研究成果を再整理した上で独立した書物の形で公表する予定である。これらの研究成果のうち、本報告書では、(1)東アジア通貨危機を初めとする金融不安に関する基礎研究論文が4編、(2)日本経済の構造問題と90年代の長期不況に関する研究分析論文が6編、(3)アジア太平洋地域の経済連関と通貨危機に関する論文が8編、(4)アメリカ経済の90年代の長期拡大に関する研究分析論文が4編を添付するが、その他にも雑誌、国際シンポジウムなどの場で日本経済の金融、財政、貿易政策、援助政策、環境政策などに関して政策提言を行った。1.課題についての研究成果を中間報告として公表し検討するために、研究代表者と主要な研究分担者がPROFMEX主催の国際コンファンレス"Mexico and the World"(於Morelia,Mexico)に参加した。そこでの報告者と研究発表論題は以下の通りである。2.研究代表者と全研究分担者によって、国内コンファレンス(於同志社大学今出川校地)を開催した。そこでの報告者と研究発表論題は下記の通りである。高木保興:同上(内容は改定後のもの)、地主敏樹・藤原秀夫:同上、(内容は改定後のもの)高阪章:アジア通貨危機をどう見るか、西村理:環太平洋地域の経済成長パターン3.別紙に記載のように、主要な研究分担者は初年度から課題について積極的に研究成果を公表している。また、国内の各種機関(科学技術振興財団、アジア経済研究所、北海道大学)に調査及び資料収集に出かけ、研究課題についてのデータベースを作成しつつある。さらに、各種研究会に出席し、研究成果を発表している。2.研究代表者は、別途、以下の国際会議に参加し、本研究における研究成果の中間報告を行った。(1)中国社会科学院主催「亜太地区政治経済情勢與中日関係」国際討論会(天津市)1998年5月2931日、発表論題「日本の貿易構造と生産ネットワーク:90年代の特徴」3.別紙に記載したように、主要な研究分担者は引き続き研究課題についての研究を重ね、その成果を公表する以外に、各種研究会、セミナーなどで研究成果を発表している。1.本プロジェクトは、99年8月24日から26日までの3日間、中国西安市・西北大学で国際コンファレンス「中国と日本の経済改革について」を、中国西北大学経済学会・国際交流学院と共同で開催した。これに、研究代表者と研究分担者の一部が出席し、本研究の研究成果の一部を報告して中国の研究者からのリファーを受けるとともに、討論に参加した。このコンファレンスは、日本経済が低迷状態を脱しきれず中国経済も先の全人代でも議論された諸々の問題を抱えるなかで開かれ、日中双方の参加者にとって有意義なものとなり、本プロジェクトの課題遂行の上でも重要な位置づけをもつものとなった。本プロジェクトからの参加者と報告論題は以下の通りである。篠原総一「日中両国のマクロ経済の展開と構造改革」西村理「日本企業のコーポレート・ガバナンス-新たな有効性を求めて-」藤原秀夫「日本と中国の金融改革について」阿部茂行「自動車産業の日中比較」浅子和美「財政構造改革と日本経済」地主敏樹「コーポレート・ガバナンスについて-日来比較を中心に-」2.本プロジェクトの研究期間は、今年度で終了する。研究の総括としてこの間、研究代表者及び研究分担者は、機会あるごとにそれぞれの研究成果について交流を重ねてきた。これについては、後に提出する「研究成果報告書」において明らかにする。3.別紙に記載したように、主要な研究分担者は引き続き研究課題についての研究を重ね、その成果を公表する以外に、各種研究会、セミナーなどで研究成果を発表している。
「中部日本言語地図」の仕上げ

本研究は、中部日本地方の全域を対象にした言語地理学的研究の一環である。この研究は大きく三段階に分けられる。(1)「中部日本言語地図」のための臨地調査(2)「中部日本言語地図」の製図学的研究(3)「中部日本言語地図」の解釈研究上記のうち、平成元年度には、既に完成している老年層の調査地点に近接する地点についての少年層調査が実施された。その調査範囲は、愛知県・静岡県・岐阜県・福井県・富山県・石川県・新潟県・長野県・山梨県に渡る。更に中部地方の東西に隣接する三重県・京都府・神奈川県・東京都・埼玉県・群馬県において、若干数の地点が選ばれた。しかし、本年度内には、少年層調査は完了しなかった。さて、老年層調査後13年めに調査(少年層)を行い、以下の諸点が印象づけられた。(1)共通語化が進み、理解語としての方言事象が得られにくくなった。(2)ただし、文法関係の方言事象は、まだ、かなり残存している。(3)方言卑下の意識は見られず、カラッと明るい。ところで、いまだ調査は途中であり、資料の分析、考察は今後の仕事である。
ゼオライトの骨格構造原子の同形置換及び置換体の形態制御と触媒特性

3年間にわたる本研究で得られた成果は次の通りである。(1)高シリカゼオライトZSMー11のGa置換体、即ち、Ga,Al-ZSM-11固溶体の生成条件が分かり、GaとAl間での固溶関係及び生成結晶の成長と形態の関係も判明した。また、それら生成結晶のプロトン(H)型イオン交換体によるメタノールからガソリンへの触媒特性も明かになった。(2)フェリエライトのFe置換体、即ち、Fe,Al-フェリエライト固溶体の触媒特性が明らかになった。特に、これらのプロトン型イオン交換体によるメタノールから炭化水素への転化反応における触媒活性、選択性及び寿命についての知見か得られた。(3)ホウフッ石のGa置換体、即ち、Ga,Al-ホウフッ石の合成条件が判明し、GaとAl間での固溶関係と生成結晶の成長と形態の関係も明らかになった。(4)高シリカゼオライトZSM-5のGa置換体、即ち、Ga,Al-ZSM-5固溶体の合成条件と共にGaとAl間での固溶関係と固溶限界が明らかになり、また、それら生成結晶の成長と形態との関係が判明した。(5)ゼオライトと同形構造の合成ロブダライは、その骨格構造にBeO_4とSIO_4四面体からなる3員環をもつが、この連結様式はIR測定に基づきエネルギー的に安定であることが明らかになった。(6)(3)で述べたホウフッ石の合成研究を通して、粒径か600μmに達する単結晶が得られた。これは、既に報告されているどの合成ゼオライト種の粒径よりも大きく、新記録である。更に大きく成長する可能性があるため、ゼオライトの成長機構の解明を目的に、ホウフッ石の単結晶育成実験を今後の研究課題の筆頭に挙げたい。水熱反応装置を用いてフェリエライト及びZSMー11のAl^<3+>を、前者ではFe^<3+>で、後者ではGa^<3+>で同形置換する実験を行ない、これら置換体の生成条件がほぼ判明した。反応温度は、いずれも150°Cが最適であったが、反応時間はフェリエライトでは10日程度必要であり、ZSMー11では比較的短く6日であった。特に、ZSMー11は安定な結晶でないため、反応時間が長引くと容易にZSMー5に変わることが判った。フェリエライトではAl端成分は得られるが、Fe量の増加と共に、小量のモルデナイトも共存した。しかし、Feが35%以上置換するとフェリエライトのみ生成した。つまり、Fe量の多い側でのみ固溶体が得られた。一方、ZSMー11では、元来高シリカゼオライトであるため、Alの含有量が少ないので、従ってGaによる置換量もわずかであった。Ga端成分の最大置換量は、化学分析の結果、単位格子当たり2.63Gaであり、これとほぼ同数のAlを含むAl端成分との間で連続固溶体が得られた。この時、出発物質と生成物におけるAlとGaの量的関係から、ほぼ理想固溶とみなすことができた。その原因は、合成時のシリカ源に高純度の金属ケイ素(99.999%)を用いたことにある。次に、置換体の結晶形態であるが、フェリエライトには2種類の形態が見られ、一つは柱状晶であり、他は板状晶がキャベツのように球状に集合したものであった。これらの形態は天然のフェリエライトでも見いだされている。また、これらの形態はFeの含有量には無関係に常に混在した。ZSMー11では、出発物質の水の含有量によって変わり、水が多いと単柱状に大きく成長し、少ないと板状の微結晶の集合体になった。

メタノ-ルから炭化水素への転化反応については現在実験中である。また、ホウ沸石のGaにるAlの同形置換実験も現在進行中である。ホウフッ石のGa置換体(Gaーホウフッ石)の合成法はほぼ確立できた。従って、実験の次の段階としてAlーホウフッ石とGaーホウフッ石との間の固溶体の合成を行った。その結果、これら端成分間では連続固溶体が得られ、出発組成と生成物のそれぞれのGa/(Al+Ga)原子比の関係は、理想固溶を示す直線関係が得られた。また、得られた固溶体の格子定数は全て立方晶で表示でき、その値はGa含有量の増加と共に増大し、Ga端成分で最大であった。これは、AlよりもGaの方がイオン半径が大きいことによって起こる。なお、この格子定数の増大と固溶液体のGa含有量の関係は厳密なVegard則が当てはまらなかった。その理由は、固溶体のSi/(Al+Ga)比が一定ではなく、この比はGa含有量の少ない側では幾分高く、多い側では幾分低下するため、イオン半径差だけではなく、これらの効果も加わって格子定数はS字カ-ブを描きながら増大することが分かった。結晶の成長はGaの含有量で異なり、その増大と共に大きく成長することが判明した。このため、Gaー端成分の形態はよく発達した。全てのホウフッ石が二十四面体(trapezohedron)を示した。ZSMー5のGa置換体の合成を行ったところ、これも容易に置換できることが判明した。そこで、Al置換体との間での固溶体の合成を試みた。その結果、このゼオライト系でも連続固溶体が生成する合成条件を、現在確立しつつある。これまでに判明しているところでは、GaとAlの端成分の結晶形態はいずれも針状ないしは柱状晶として発達し、その大きさもほぼ似てることある。このため、触媒反応を調べるには大変に都合よい。これまでのゼオライトの合成は、全てシリカ源に金属ケイ素を使用してきたが、使用上注意すべきことは粉末ケイ素の表面酸化である。最近、ZSMー5のGa置換体を合成して再現性の低下によって判明した。(1)ホウフツ石のGa置換体の合成法がほぼ確立されたので、引き続きその成長と形態について調べた。最大に成長した結晶の大きさは200μmぐらいであった。しかし、それ以上に成長したものは、複数の結晶が相互に凝集するため単結晶として分離できなかった。合成条件を同一にしてA1ホウフツ石を合成したところ、最大600μmまで成長した単結晶が得られた。これは、これまでに報告されているホウフツ石の単結晶に比べて最大の大きさである。従って、さらに大きく成長させることも可能であり、今後の研究課題として残したい。(2)Ga-ZSM-5とGa,A1-ZSM-5固溶体の合成法もほぼ確立されたので、これらの成長と形態について調べた。主な形態は、針状晶が放射状に集合し、径が1315μmに成長した球晶である。球晶の大きさはA1含有量によって変わり、A1量が多いほど大きく成長してA1端成分では18μmに達した。このとき放射状に集合した針状晶も幾分太く、長く成長した。このようなことから、これらの結晶は濃厚な溶液中で成長したと考えられる。また、ケイ素をシリカ源として合成したシリカライト1のSiO_2/A1_2O_3モル比は、2x10^5に達し、これは従来の報告例にない高い値である。その格子定数は、斜方晶としてa=20.103,b=19.950,c=13.436Aであった。(3)ゼオライトと同形のBeを含むロブダライトは、ゼオライトのBe置換体を研究する上で大切である。
船尾流場推定用乱流モデルの高度化に関する研究

最近の計算流体力学の進歩は著しく,船舶・海洋工学の分野においても様々な応用や展開が試みられている.しかしながら,これまでに開発されてきた流れの解析コードにおける最大の難点は,いまだに船尾における縦渦近傍の複雑な流れと乱れ場に対して信頼し得る合理的なモデル,すなわち乱流モデルがないことである.本研究の目的は,この問題を解決するために,船体流場,特に船尾縦渦を伴う流場に適した乱流モデルを開発することである.本研究は,平成10年度12年度の3ヵ年で行われた.初年度(平成10年度)では,乱流モデルの調査改良,および基本流場での検討を行った.従来のk-ε乱流モデルの改良方法を提案し,その改良モデルを平板上縦渦流場に適用した結果,従来モデルの難点を明らかに改善する結果が得られた.続く第2年度(平成11年度)では,前年度に得られた改良k-ε乱流モデルを船尾流場計算へ適用した.加えて渦動粘性モデルの非線形表現に関する検討も行い,より有効な乱流モデルの構築を目指した.その結果,本研究で開発したモデルは,従来困難とされてきた船尾流場の平均速度場やレイノルズ応力の予測精度を明らかに向上できることを確認した.そして最終年度(平成12年度)では,改良k-ε乱流モデルの船尾流場計算への適用を継続し,その結果をさらに詳細に検討するとともに,一般の利用に供せられるように乱流モデルの係数および特性を網羅したデータベースを構築した.加えて,改良k-ε乱流モデルを円管内旋回乱流場計算にも適用し,その妥当性の確認も行った.以上の検討の結果,本研究で開発した乱流モデルは,船尾流場だけでなく,円管内旋回乱流などの内部流場へ適用した場合にも妥当な精度を有するものであることが明らかとなった.以上の結果より,本研究の所期の目的は,十分な成果をもって達成できたものと考えられる.最近の計算流体力学の進歩は著しく,船舶・海洋工学の分野においても様々な応用や展開が試みられている.しかしながら,これまでに開発されてきた流れの解析コードにおける最大の難点は,いまだに船尾における縦渦近傍の複雑な流れと乱れ場に対して信頼し得る合理的なモデル,すなわち乱流モデルがないことである.本研究の目的は,この問題を解決するために,船体流場,特に船尾縦渦を伴う流場に適した乱流モデルを開発することである.本研究は,平成10年度12年度の3ヵ年で行われた.初年度(平成10年度)では,乱流モデルの調査改良,および基本流場での検討を行った.従来のk-ε乱流モデルの改良方法を提案し,その改良モデルを平板上縦渦流場に適用した結果,従来モデルの難点を明らかに改善する結果が得られた.続く第2年度(平成11年度)では,前年度に得られた改良k-ε乱流モデルを船尾流場計算へ適用した.加えて渦動粘性モデルの非線形表現に関する検討も行い,より有効な乱流モデルの構築を目指した.その結果,本研究で開発したモデルは,従来困難とされてきた船尾流場の平均速度場やレイノルズ応力の予測精度を明らかに向上できることを確認した.そして最終年度(平成12年度)では,改良k-ε乱流モデルの船尾流場計算への適用を継続し,その結果をさらに詳細に検討するとともに,一般の利用に供せられるように乱流モデルの係数および特性を網羅したデータベースを構築した.加えて,改良k-ε乱流モデルを円管内旋回乱流場計算にも適用し,その妥当性の確認も行った.以上の検討の結果,本研究で開発した乱流モデルは,船尾流場だけでなく,円管内旋回乱流などの内部流場へ適用した場合にも妥当な精度を有するものであることが明らかとなった.以上の結果より,本研究の所期の目的は,十分な成果をもって達成できたものと考えられる.最近の計算流体力学の進歩は著しく,船舶・海洋工学の分野においても様々な応用や展開が試みられている.しかしながら,これまでに開発されてきた流れの解析コードにおける最大の難点は,いまだに船尾における縦渦近傍の複雑な流れを乱れ場に対して信頼し得る合理的なモデル,すなわち乱流モデルがないことである.本研究の目的は,この問題を解決するために,船体流場,特に船尾縦渦を伴う流場に適した乱流モデルを開発することである.本年度(平成10年度)は初年度であり,研究の主眼は乱流モデルの調査改良および基本流場での検討に置かれた.従来のk-εモデルの改良方法を提案し,その改良モデルを平板上縦渦流場に適用した結果,従来モデルの難点を明らかに改善する結果が得られた.船尾流場への適用は次年度に予定されており,本年度所期の目的はほぼ達成できた.最近の計算流体力学の進歩は著しく,船舶・海洋工学の分野においても様々な応用や展開が試みられている.しかしながら,これまでに開発されてきた流れの解析コードにおける最大の難点は,いまだに船尾における縦渦近傍の複雑な流れと乱れ場に対して信頼し得る合理的なモデル,すなわち乱流モデルがないことである.本研究の目的は,この問題を解決するために,船体洗場,特に船尾縦渦を伴う流場に適した乱流モデルを開発することである.本年度(平成11年度)における研究の主眼は,前年度に得られた新しいk-ε乱流モデルの船尾流場計算への適用とした.加えて,渦動粘性モデルの非線形表現に関する検討も行い,より有効な乱流モデルの構築を目指した.

その結果,本研究で開発したモデルは,従来困難とされてきた船尾洗場のレイノルズ応力の予測精度を明らかに向上できることを確認した.船尾洗場の解の詳細な検討,およびモデルのさらなる改良は次年度への課題となったが,本年度所期の目的はほぼ達成できたと考えられる.最近の計算流体力学の進歩は著しく,船舶・海洋工学の分野においても様々な応用や展開が試みられている.しかしながら,これまでに開発されてきた流れの解析コードにおける最大の難点は,いまだに船尾における縦渦近傍の複雑な流れと乱れ場に対して信頼し得る合理的なモデル,すなわち乱流モデルがないことである.本研究の目的は,この問題を解決するために,船体流場,特に船尾縦渦を伴う流場に適した乱流モデルを開発することである.本年度(平成12年度)における研究の主眼は,前年度に得られた新しいk-ε乱流モデルの船尾流場計算への適用を継続し,その結果を詳細に検討するとともに,一般の利用に供せられるように乱流モデルの係数および特性を網羅したデータベースを構築することであった.加えて,本乱流モデルを円管内旋回乱流の計算にも適用し,その妥当性の確認も行った.以上の検討の結果,本研究で開発した乱流モデルは,通常のk-ε乱流モデルに比べ,船尾流場の平均速度場だけでなく従来困難とされてきたレイノルズ応力の予測精度を明らかに向上できることを確認した.また本乱流モデルは,円管内旋回乱流などの内部流場へ適用した場合にも十分な精度を有するものであることが明らかとなった.以上の結果より,本年度所期の目的はほぼ達成できたと考えられる.
骨形成タンパク質およびホスホホリンを用いた直接覆髄剤の開発に関する研究

象牙質の石灰化に重要な役割を有していると思われるフォスフォフォリンの機能に関してin vitro実験を行った.その結果,石灰化誘導のためにフォスフォフォリンのリン酸基が主要な役割を占めており,石灰化誘導の際のフォスフォフォリンと誘導された石灰化物との間の界面張力を測定したところ,ハイドロキシアパタイト上の結晶成長時の界面張力に匹敵する値であった.また,フォスフォフォリンが脱リン酸をうけた場合には,カルボキシル基とリン酸基の共同作用が石灰化誘導のために重要となることが明らかになっている.また,フォスフォフォリンが石灰化を誘導するためにはそれが共有結合されるための不溶性支持体が必要であるが,支持体となるコラーゲンに関しては,コラーゲン線維の構造を種々変化させて,つまり,インタクトなコラーゲン線維,テロペプチドを除去したアテロコラーゲン,コラーゲンの還元性架橋を安定化させた還元コラーゲン線維の3種類のコラーゲン線維にフォスフォフォリンを共有結合させたところ,コラーゲン線維の安定化,つまり,支持体の安定化がフォスフォフォリンの共有結合の安定化につながり,石灰化誘導能を増強させることが明らかになった.また,骨形成タンパク質の支持体として,コラーゲン線維に構造が擬似しているガラス線維を用いて,ラットの皮下結合組織内に骨形成タンパク質・ガラス線維複合体を移植したところ,良好な硬組織形成が確認され,骨形成タンパク質の支持体として臨床応用の可能性が示唆された.今後は,フォスフォフォリン・骨形成タンパク質・線維性支持体複合体を用いて歯髄保存療法剤の開発を行う予定である.前年度までの研究において、研究代表者は、BMPの担体としての線維状ガラス膜の有用性に関して報告してきた。しかし、研究に用いたBMPはウシ大腿骨より抽出した粗BMP画分であり、他の未知物質も含有されているため、臨床には適さないことが判明した。そこで、リコンビナントBMPを用いてラット皮下結合組織内に移植したところ、天然BMPと同様に旺盛な骨誘導が認められ線維状ガラス膜・リコンビナントBMP複合体が骨誘導に有効なものであることがわかった。さらに、象牙質形成誘導にBMPを応用するために、BMPの補助因子の検討をin vitro実験系を用いて行った。象牙質中には、象牙質リンタンパク質が存在しており、象牙質の石灰化に重要な役割を果たしていると考えられている。この非コラーゲン性タンパク質に注目して、石灰化誘導におけるコラーゲンとの相互作用に関して検討した。その結果、象牙質リンタンパク質は、コラーゲン線維と静電気的に結合した場合には、石灰化を抑制するものの、共有的に結合した場合には、石灰化を誘導することが明らかになった。このことから、象牙質リンタンパク質をなんらかの不溶性象牙質基質に架橋結合させて、BMPと複合することにより、生体親和性を有し、積極的に象牙質を誘導するような歯髄保存療法剤の開発が期待できることが示された。今後は、この複合体を用いて、in vivoにおいて、イヌの人工露髄面における実験を行う予定である。象牙質の石灰化に重要な役割を有していると思われるフォスフォフォリンの機能に関してin vitro実験を行った.その結果,石灰化誘導のためにフォスフォフォリンのリン酸基が主要な役割を占めており,石灰化誘導の際のフォスフォフォリンと誘導された石灰化物との間の界面張力を測定したところ,ハイドロキシアパタイト上の結晶成長時の界面張力に匹敵する値であった.また,フォスフォフォリンが脱リン酸をうけた場合には,カルボキシル基とリン酸基の共同作用が石灰化誘導のために重要となることが明らかになっている.また,フォスフォフォリンが石灰化を誘導するためにはそれが共有結合されるための不溶性支持体が必要であるが,支持体となるコラーゲンに関しては,コラーゲン線維の構造を種々変化させて,つまり,インタクトなコラーゲン線維,テロペプチドを除去したアテロコラーゲン,コラーゲンの還元性架橋を安定化させた還元コラーゲン線維の3種類のコラーゲン線維にフォスフォフォリンを共有結合させたところ,コラーゲン線維の安定化,つまり,支持体の安定化がフォスフォフォリンの共有結合の安定化につながり,石灰化誘導能を増強させることが明らかになった.また,骨形成タンパク質の支持体として,コラーゲン線維に構造が擬似しているガラス線維を用いて,ラットの皮下結合組織内に骨形成タンパク質・ガラス線維複合体を移植したところ,良好な硬組織形成が確認され,骨形成タンパク質の支持体として臨床応用の可能性が示唆された.今後は,フォスフォフォリン・骨形成タンパク質・線維性支持体複合体を用いて歯髄保存療法剤の開発を行う予定である.
心筋虚血再灌流障害の発生機序の研究-TLR4のシグナル細胞内伝達経路の解明-

Wild type (WT)マウス、MyD88 knock-out(KO)マウス、及びTRIF KOマウスにて「30分間虚血+120分間再灌流」の心筋虚血再灌流障害(MIIR)モデル、及び「5分間虚血+5分間再灌流+5分間虚血+5分間再灌流+5分間虚血+30分間再灌流+30分間虚血+120分間再灌流」のischemic pleconditioning (IPC)モデルを作製し、梗塞範囲の測定を行った。MyD88 KOはMI/RにおいてWTに比して有意な梗塞範囲の抑制を認めたが、IPCではWT同様に梗塞範囲の抑制を認めるもWTと比して有意差を認めなかった。一方、TRIF KOはMI/RにおいてWTに比して有意な梗塞範囲の抑制を認めず、またIPCにおいては梗塞範囲の抑制を認めず、WTと比して有意差を認めた。前年度に引き続き、wild-type(WT)、TLR4/MyD88/TRIF knock-out(KO)マウスを用いて「30分間虚血+120分間再灌流」の心筋虚血再灌流障害(MI/R)モデル、「5分間虚血+5分間再灌流+5分間虚血+5分間再灌流+5分間虚血+30分間再灌流+30分間虚血+120分間再灌流」のischemic preconditioning (IPC)+MI/Rモデルを作製し、梗塞範囲に加えMAPKs活性、転写因子活性、炎症性メディエーター発現、及びアポトーシス関連タンパク質/遺伝子発現を測定した。MI/Rにおいて、TLR4 KO及びMyD88 KOではWTと比べ、梗塞範囲は有意に抑制され、同時にJNK活性、NF-κB活性、及び炎症性メディエーターの発現も有意に抑制された。一方、IPC+MI/RにおいてWT及びMyD88 KOでは、IPC直後にJNK及びNF-κB活性の有意な上昇を認め、梗塞範囲及び炎症性メディエーターの発現は有意に抑制されるも、TLR4 KO及びTRIF KOではIPC直後のJNK及びNF-κB活性の有意な上昇を認ず、梗塞範囲及び炎症性メディエーターの発現の抑制を認めなかった。アポトーシス関連タンパク質/遺伝子発現においてはMI/R、IPC+MI/Rいずれにおいても有意差を認めなかった。以上より、TLR4を介した細胞内シグナル伝達においてMyD88依存経路がMI/Rを、MyD88非依存経路がIPCを誘導することが示された。したがって、TLR4からNF-κBに至るシグナル伝達経路の相違がNF-κBの相反する作用の振り分けに関与していることが示唆された。