hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カプセル内視鏡による潰瘍性大腸炎の小腸病変の検討

これまで潰瘍性大腸炎の病変は大腸に限局すると考えられてきたが、大腸以外の病変の報告も散見される。しかし、これまでその解剖学的な特徴により長らく暗黒の臓器と呼ばれていた小腸に関しての報告は非常に少なく、その病態は不明であった。我々は全消化管を可視化できる新規モダリティであるカプセル内視鏡を用いて、潰瘍性大腸炎患者の小腸を検索し、潰瘍性大腸炎患者は高頻度に小腸病変を有すること、健常人に比してカプセル内視鏡スコアが高値であることを発見した。また、初発未治療患者は非常に効率に小腸病変を有し、潰瘍性大腸炎の治療を行うと小腸病変も改善することを発見した。わが国のUCの患者数は、113.306人(平成21年度特定疾患医療受給者証交付件数より)と報告されており、毎年おおよそ8,000人増加している。病因としてはこれまでに腸内細菌の関与や腸管免疫機構が正常に機能しない自己免疫反応の異常、あるいは食生活の欧米化などが考えられているが、まだ原因は不明である。これまでUCの病変は大腸に限局すると考えられてきたが、近年、胃・十二指腸などの上部消化管や、全大腸炎型から回腸末端に連続する逆行性回腸炎(backwashileitis)や大腸全摘後の回腸嚢炎(pouchitis)など大腸以外の病変の報告も散見される。我々は全消化管を可視化できる新規モダリティであるカプセル内視鏡を用いて、潰瘍性大腸炎患者の小腸病変の実態解明を行うためにカプセル内視鏡を施行した。カプセル内視鏡の所見では、健常人は小腸病変の有所見は10%程度であったのに対して、潰瘍性大腸炎患者では約60%程度の患者に小腸病変を認め、有意に小腸病変の有所見率が高かった。また小腸病変の重症度は、クローン病などで用いられるルイススコアで評価したが、潰瘍性大腸炎の重症度のDAIと有意に相関していた。初発未治療患者では約90%の患者は小腸病変を有していた。さらに治療により寛解導入した後にカプセル内視鏡を再検すると、小腸病変は改善していた。潰瘍性大腸炎の活動期では下部消化管内視鏡検査w行うと症状の像悪などを認めることがあり、カプセル内視鏡は非襲侵的に潰瘍性大腸の病態を把握するのに有用なツールである可能性が示唆された。本研究の成果を、英文誌Digestionおよび、和文誌消化器内科に報告した。我々はこれまでにカプセル内視鏡(以下CE)を用いて、潰瘍性大腸炎(以下UC)患者の小腸を検索し、UCの病態と小腸病変の関連の詳細を全世界に先駆けて報告している。今回の研究では、UC患者の小腸病変をまずCEを用いてより詳細な検討を行い、UCの評価方法としてのカプセル内視鏡の有用性を検討することを目的とする。またCEで見いだされた病変に対しては小腸内視鏡で生検を行い、その病理学的な特徴や、遺伝子異常を解析することによりUCの発生メカニズムの解明や新たな治療への応用を目指すものである。今回、UC患者25名と健常ボランティア23名のカプセル内視鏡所見の比較を「消化器内科Vol.56 No.3 262-8」において報告した。これまでの検討と同様にUC患者は健常ボランティアと比較して有意に小腸病変の頻度が高く、病変数が多い結果であった。本研究で特に注目したいのが、初発のUC患者の多くに小腸病変を認め、また小腸病変の重症度がUCの重症度と相関したことである。また治療により緩解導入が得られたのちにCEを再検すると小腸病変も改善していた。今年度の研究実施計画としては、同意の得られた患者よりバルーン内視鏡を用いて小腸病変より生検を行い遺伝子プロファイルを作成中し、疾患遺伝子の同定、治療への道筋を立てることと、病理学的な検査を行い浸潤炎症細胞、サイトカインなどを検討することである。炎症細胞の同定や部位の特徴がわかればそれに対する治療の足がかりになると思われる。UC患者、特に初発患者の集積が遅れている。また、小腸バルーン内視鏡はやや侵襲的な検査のため、患者の同意が得られにくい状況にある。引き続き症例の集積を行い、当初予定の解析を目指す。また、本研究に付随して、UCの発症には口腔内細菌の中の高病原性s.mutansが悪化に関与している可能性を発見した。このことについても現在解析を行っている。該当なし
空間多重を導入してリンク容量を向上した無線マルチホップ仮想セルラーネットワークの研究

次世代無線通信ネットワークでは超高速パケットサービスの提供が期待されているが,送信電力は無線伝送レートに比例して増大するという大きな問題がある.そのため,現在のセルラーネットワークの無線セル内に多数の中継用無線ポートを分散配置し,マルチホップにより中央ポートに信号を転送するバーチャルセルラーネットワーク(VCN)が提案されている.ところで,利用できる周波数帯域には制限があるから,周波数利用効率を高くするためには同一周波数をセル内のマルチホップルートで繰り返し利用しなければならない.これにより大きな同一周波干渉(CCI)が発生してしまう.マルチホップVCNの技術課題はCCIの効果的な抑圧である.本研究期間では,2ホップVCNを対象に,適応アンテナアレー(AAA)を用いる空間分割多重アクセス(SDMA)を導入してCCIを抑圧する課題に取り組んだ.下記の研究成果が得られた.1.2ホップVCNにおいて,複数の中継無線ポート間で受信情報を交換することにより,中継無線ポートでの受信信号対雑音電力比(SNR)を向上し,中継局で送信AAAを行い,受信局で最大比合成受信する協調中継伝送法を提案した.2.上記2ホップ中継における,受信SNRを最大とする送信AAAアンテナ重み,受信アンテナ重みを理論的に導出し,ビット誤り率(BER)特性を計算機シミュレーションにより求め,従来法に比べ良好なBER特性が得られることを明らかにした.さらに中継局の最適配置を明らかにした.次世代無線通信ネットワークでは超高速パケットサービスの提供が期待されているが,送信電力は無線伝送レートに比例して増大するという大きな問題がある.そのため,現在のセルラーネットワークの無線セル内に多数の中継用無線ポートを分散配置し,マルチホップにより中央ポート(基地局)に信号を転送するバーチャルセルラーネットワーク(VCN)が提案されている.ところで,利用できる周波数帯域には制限があるから,周波数利用効率を高くするためには同一周波数をセル内のマルチホップルートで繰り返し利用しなければならない.これにより大きな同一周波干渉(CCI)が発生してしまう.マルチホップVCNの技術課題はCCIの効果的な抑圧である.本研究期間では,2ホップVCNを対象に,適応アンテナアレー(AAA)を用いる空間分割多重アクセス(SDMA)を導入してCCIを抑圧する課題に取り組んだ.1.2ホップVCNにおいて,複数の中継無線ポートがSDMAを用いて協調して中継し,これらを受信局でAAA合成受信する協調中継伝送法を提案した.また,信号対雑音電力比を最大とするAAAアンテナ重みを理論的に導出した.2.上記2ホップ中継におけるビット誤り率(BER)特性を計算機シミュレーションにより求め,従来法に比べ良好なBER特性が得られることを明らかにした.次世代無線通信ネットワークでは超高速パケットサービスの提供が期待されているが,送信電力は無線伝送レートに比例して増大するという大きな問題がある.そのため,現在のセルラーネットワークの無線セル内に多数の中継用無線ポートを分散配置し,マルチホップにより中央ポートに信号を転送するバーチャルセルラーネットワーク(VCN)が提案されている.ところで,利用できる周波数帯域には制限があるから,周波数利用効率を高くするためには同一周波数をセル内のマルチホップルートで繰り返し利用しなければならない.これにより大きな同一周波干渉(CCI)が発生してしまう.マルチホップVCNの技術課題はCCIの効果的な抑圧である.本研究期間では,2ホップVCNを対象に,適応アンテナアレー(AAA)を用いる空間分割多重アクセス(SDMA)を導入してCCIを抑圧する課題に取り組んだ.下記の研究成果が得られた.1.2ホップVCNにおいて,複数の中継無線ポート間で受信情報を交換することにより,中継無線ポートでの受信信号対雑音電力比(SNR)を向上し,中継局で送信AAAを行い,受信局で最大比合成受信する協調中継伝送法を提案した.2.上記2ホップ中継における,受信SNRを最大とする送信AAAアンテナ重み,受信アンテナ重みを理論的に導出し,ビット誤り率(BER)特性を計算機シミュレーションにより求め,従来法に比べ良好なBER特性が得られることを明らかにした.さらに中継局の最適配置を明らかにした.
非侵襲性の摂食リスク見守り装置の開発に向けたベースデータの構築に関する研究

目的は摂食リスク見守り装置の開発に向けたベースデータの収集である。目的のために非侵襲センシング装置を改良した。改良した装置を使って、喉頭、呼吸、嚥下音の波形を収集した。さらに二次元画像ソフトを使ってVF検査データも解析した。結果、障害群は波形のずれや欠損、甲状軟骨や舌骨の不規則な運動波形が認められた。22年度の研究計画は、従来使用していた非侵襲的センシング装置を改良して、在宅や学外での臨床データの収集を可能にすると共に、被検者のセンサに対する違和感の軽減、収集するデータの信頼性を高めることを目的に、「非侵襲センシング装置の改良」を行うことであった。非侵襲センシング装置の改良のポイントとしては、(1)装置自体の小型化及び附属品の装置への一体化、(2)センサの不安定感や違和感の軽減、(3)トリガの手動からタッチ式への変換などであった。(1)については軽量化と小型一体化が図られて臨床でのデータ収集が容易になったと思われる。(2)については喉頭の動きを捉えるセンサと甲状軟骨部分との完全接着が困難で、数回のデモにより固定材料や固定方法のやり方を工夫するも解決が困難なために、フィルム状センサに切り替えて、センサの変更により完成に近かったデータ収集用のマイコンボードやプログラムについても修正が必要となった。(3)についてはタッチ式へ変更を行ったが、タッチした部分で反応が起こることから、トリガとして一定の基準化ができるかが疑問の残るところである。23年度は、臨床で改良した非侵襲センシング装置を使って、波形状の摂食リスクを捉えて一定のデータ化を図るとともに、非侵襲センシング装置の更なる改良点についても併せて検討する計画である。22年度は従来使用していた大型の非侵襲的センシング装置を改良して、在宅や学外での臨床データの収集を可能にすることを目的に、「非侵襲センシング装置の改良」を行うことであった。改良のポイントは、(1)増幅部品などの附属品を含んだ装置の一体化と小型化、(2)トリガの手動からタッチ式への変換などであった。23年度は小型一体化した非侵襲センシング装置を使い、臨床現場で検証試験を行った。結果、ハード面は良好でデータの収集場所を制限することなく、食事時間中継続してデータの収集が可能になった。しかし、ソフト面は多くの問題が残った。その問題の一つはセンサの精度と感度が低く、これからの改良の必要性がある。二つ目はタッチ式のトリガスプーンを試作して検証試験を行ったが、食器や身体の一部に当たるとトリガとして記録されることから、口腔に食物が入った時点がトリガとなるような改良が必要である。さらに装置の検証試験を行う中で、摂食リスクの出現を見守るためにはセンシング装置による波形データだけでは不十分であり、どのような食物形態や食事姿勢の中で発生した摂食リスクであるかを同時に記録するシステムが必要であることが、23年度の検証試験で示唆された。24年度は小型一体化した非侵襲センシング装置のセンサ面の問題を解決するのは費用の関係で困難であることから、現状維持の状態でデータの収集に努める。さらに口腔に食物が入る前までの環境や条件が摂食リスクに及ぼす影響因子についてのデータを収集する予定である。【健常群】健常者波形は、従来型および改良型非侵襲センシング装置のいずれにおいても、波形自体の相違は認められなかった。健常群の基本波形は、襲来型非侵襲センシング装置で得られた波形と非常に類似しており、縦並列をとることも一致していた。しかし、喉頭波形において二相性や多相性が出現し、さらに相の出現時間つまり喉頭運動時間が個人により異なることの原因について特定することは困難であった。【VF検査により、誤嚥(+)と誤嚥(ー)と診断された者】VF検査により誤嚥の有無を診断された者に対して、改良型非侵襲センシング装置を使ってデータを収集・解析した。結果、健常群波形と比較して、摂食・嚥下障害の疑い群には3つの運動波形が縦並列をなさず、左右にずれて波形が出現する傾向が、特に(ー)群よりも(+)群の方に多く見られた。さらに、トリガスプーンから3つの波形が出現するまでの潜時が(ー)群より(+)群の方が延長する傾向が見られた。この結果は、準備期や口腔期にも障害が及んでいることが考えられる。また、(+)群の方は(ー)群に比べて、呼吸障害(特に呼吸回数が多い頻呼吸)を示す者が多く、これらの者は嚥下性無呼吸の波形が不明瞭であった。さらにこれらの者はむせの出現や、3つの波形の縦並列をなしていなかった。このような結果は呼吸機能低下を中心とした全身耐久性の低さが、摂食・嚥下機能にも影響を及ぼしていると考えられる。センサの感度と精度に問題があり、ベースデータとしての波形データの収集が不十分な状態である。

24年度が最終年度であるため、記入しない。研究の最終年度において、センサの感度と精度を高めるための改良費の捻出は困難なため、現状のセンサによりベースデータとしての波形データを収集して、リスク波形であるか否かの判別ができることを目的に、臨床データの収集をしたい。さらに口腔に食物が入る前までの摂食条件が摂食リスクに及ぼす影響についても同時に検討したい。
月南極域における地質解析

本研究では、月南極域(緯度70°以南)において最新のリモートセンシングデータを用い、既存の古い地質図を更新する。既存の地質図(1979年作成)は、当時の低解像度画像で見える地形を基に作成されたため、現在利用可能な多波長の反射率マップで新しく見えてきた地表構成物質の空間変化を反映していない。地質図更新を通じて極域の地表構成物質・地質構造を詳細に把握することにより、これまで検証が難しかった3つの月科学における課題:1)月地殻成長プロセスとマントル物質、2)永久影内部および周辺の構成物質、3)宇宙風化の主要因、を検証する。
非線形特性を活用した化学エネルギーのベクトル化

本課題では、非線形特性こそが、スカラー的な化学エネルギーとベクトル過程を結合され得るものであることに着目して、実験・理論両面から研究を進めた。(1)化学的振動反応系の相互作用(引き込み同調現象)の研究BZ反応と類似の実験系や、電極反応の振動系など巨視的なリズムの発生する実験系を取り上げ、反応系同士の相互作用を調べた。相互作用する振動系のお互いの固有振動数が余り大きく違わない場合には、2つの振動子は結合して、「同一位相」から「反対位相」の2つのモードが出現することを明らかにした。さらに、3つの反応系が相互作用すると、「全てが同一位相」になる場合と「互いに120度位相の異なった3相モード」の2つが出現することを実際の実験で確認した。また、各々のモードの安定性を理論・実験の両面より詳しく解析し、振動子系の“フラストレーション"が多重安定性を引き起こすのに、決定的に重要な役割を果たしていることを明らかにした。(2)膜や界面の自発的運動の研究界面張力の周期的な変動を起こす実験系に特に注目して、系統的な実験を行った。特に、方向を制御した界面運動を発生させる実験系を研究することに重点を置いた。具体的には、キラルなローターを用いることにより、ランダムな界面運動を一方向への運動へと変換することが可能であることを、実験的に明らかにした。これとは別に、BZ反応で酸化還元電位の振動に伴い、気水界面の張力が周期的に変化することを新たに見い出した。これらの研究成果は化学エネルギーが直接機械的エネルギーに変換できることを示したものとして興味深い。本年は、自励発振する化学反応系の、相互引き込み現象に注目し、化学反応の位相を制御することにより、トルク的な運動を得ることに的を絞って研究を進めた。自励発振を示す実験系としては、ベロ-ソフ・ジャボチンスキ-反応をとりあげ、CSTR(連続流通撹拌反応槽)の間の、結合を変化させることにより、同期のモ-ドを調べた。このとき、振動子間の結合の非対称性の効果を、特に詳しく調べた。結合が対称のときは、同位相のモ-ドが、非対称のときには逆位相のモ-ドが安定化することを、実験・理論両面から明らかにした。このことは、結合の対称性を変化させるだけで、同位相と逆位相の安定性を支えることが可能であることを意味しており、極めて重要な意味をもつ。同位相と逆位相のモ-ドを、夫々、スピンの強磁性相を作用・反強磁性相互作用と対応づけて、理論的な考察を行なった。その結果、3つ以上の振動子が相互作用しているシステムでは、フラストレ-ションが重要な役割を果たすことが分った。フラストレ-ションが存在すると、振動子系は、多重安定性を示す。この多重安定性を、振動子間の相互作用の対称性により、変化させることが可能となる。このことにより、空間対称性のカイラルな破れを、設計する道が拓かれた。具体的には、三角形の形に配置した、3つのCSTRの間では、双安定な三相モ-ドが出現することを、実験でもって明瞭に示すことに成功した。このことは、右廻りと左廻りの、反応位相モ-ドがあることを意味しており、CSTRの間の結合の対称性を変化させることにより、いずれか一方のモ-ドが安定化する。すなわち、化学反応から、空間的なベクトル性のあるトルクを直接取り出せることが明らかとなった。

相互作用する振動系のお互いの固有振動数が余り大きく違わない場合には、2つの振動子は結合して、「同一位相」から「反対位相」の2つのモードが出現することを明らかにした。さらに、3つの反応系が相互作用すると、「全てが同一位相」になる場合と「互いに120度位相の異なった3相モード」の2つが出現することを実際の実験で確認した。また、各々のモードの安定性を理論・実験の両面より詳しく解析し、振動子系の“フラストレーション"が多重安定性を引き起こすのに、決定的に重要な役割を果たしていることを明らかにした。(2)膜や界面の自発的運動の研究界面張力の周期的な変動を起こす実験系に特に注目して、系統的な実験を行った。特に、方向を制御した界面運動を発生させる実験系を研究することに重点を置いた。具体的には、キラルなローターを用いることにより、ランダムな界面運動を一方向への運動へと変換することが可能であることを、実験的に明らかにした。これとは別に、BZ反応で酸化還元電位の振動に伴い、気水界面の張力が周期的に変化することを新たに見い出した。これらの研究成果は化学エネルギーが直接機械的エネルギーに変換できることを示したものとして興味深い。
全固体薄膜リチウム電池技術を応用したイオン・電子伝導分離に関する基礎研究

正極薄膜のイオン伝導度を研究するために、薄膜電池技術を応用した電子ブロッキング電極を作製した。正極材料のイオン伝導度は全固体二次電池の性能を制限する本質的な因子である。電子ブロッキング電極は、固体電解質薄膜とリチウム薄膜を用いて作製した。正極材料として、コバルト酸リチウム薄膜のイオン・電子伝導度を明らかにした。さらに、化学的リチウム脱離法によりLi1-xCoO2薄膜を作製し、同手法を適用してイオン・電子伝導度を明らかにした。本研究は、混合伝導体である正極材料LiCoO2薄膜のイオン伝導度・電子伝導度を分離して計測する新しい手法を開発することを目的としている。昨年度の研究で、アモルファスLi3PO4電解質薄膜を電子ブロッキング電極として、LiCoO2薄膜のイオン伝導度を測定することに成功した。しかし定比組成のLiCoO2はLiサイトがすべて占有されている状態であり、Liイオン伝導性は低いと予想される。実際のリチウム電池では、Liを脱離した非化学量論組成(ノンストイキオメトリ)のLi1-xCoO2として充放電が行われており、そのイオン伝導性を調べることが重要である。そのため今年度の目標は、(3)正極薄膜からのLi脱離手法の確立、および、Li脱離Li1-xCoO2薄膜のイオン伝導と電子伝導度の評価とした。・不純物を含まない定比組成のLiCoO2薄膜を作製して電子伝導性を調べたところ、1.1×10-2 Scm-1であった。NO2BF4を用いた化学的Li脱離法によりLiを脱離して、Li1-xCoO2(x=00.3)を得た。Li量は濃度、時間のどちらでも制御可能であった。構造変化はXRDとRaman分光法により検出した。本研究は、固体電解質薄膜を利用して混合伝導体である正極材料薄膜のイオン伝導度・電子伝導度を分離して計測する新しい手法を開発することを目的としている。今年度の目標は、(1)イオン・電子ブロッキングセルの開発(2)インピーダンス測定によるイオン・電子伝導度の分離である。(1)本年度の実績として、まずPt/LiCoO2/Ptイオンブロッキングセルをガラス基板上にパルスレーザー堆積(PLD)法で薄膜として作製した。LiCoO2薄膜はc軸方向に配向した配向膜であった。これは、ab面内がイオン伝導・電子伝導ともに高いと期待され、実際の伝導度は6×10-2 Scm-1 (25°C)、活性化エネルギーは0.13 eVであった。この値は単結晶LiCoO2のab面方向の電子伝導度と良く一致し、LiCoO2薄膜の高い配向性を裏付けるものであった。一方、Li+イオンのみを通す固体電解質としてLi3PO4を薄膜化したアモルファスLPO薄膜を用い、電子ブロッキングセルを作製した。セルの構造は、Li/LPO/LiCoO2/LPO/Liの多層膜であり、ガラス基板上にPLD法と熱蒸着法により作製した。(2)インピーダンス測定の結果、複素インピーダンスプロット上で電子伝導とイオン伝導に起因する2つの円弧が観測された。等価回路による解析の結果、電子伝導とイオン伝導を分離して観測することに成功した。インピーダンスの温度依存性測定の結果、イオン伝導度は2×10-4 Scm-1 (25°C)、活性化エネルギーは0.51 eVであった。また、インピーダンスの自動測定を行うため、温度範囲-100°C200°Cの範囲で複数のセルを切り替えながら測定可能なシステムを開発した。以上の成果は、アジア固体イオニクス国際会議(ACSSI-2012)、日本物理学会および固体イオニクス討論会で発表された。本研究の目的は、混合伝導体である正極材料のイオン伝導・電子伝導度を分離して計測する手法を開発することである。そのために、薄膜電池技術を用いて電子ブロッキング電極を作製し、可逆的にリチウムイオンを通すことでイオン伝導を分離測定した。初年度はコバルト酸リチウム薄膜のイオン伝導・電子伝導度を評価するために、アモルファスのリン酸リチウム薄膜を電子ブロッキング電極として用いたセルの作製を行い、インピーダンス法によりイオン伝導・電子伝導度を評価した。室温(25°C)でのLiCoO2薄膜のイオン伝導度は2.8×10-5 Scm-1、電子伝導度は1.1×10-2 Scm-1であった。さらに、イオン伝導の活性化エネルギーは0.3 eVと見積もられた。本研究により初めて正極材料のイオン伝導・電子伝導度の評価に成功した。二年目以降は、正極の充電時の物性を明らかにするために、リチウムを脱離したコバルト酸リチウム薄膜のイオン伝導・電子伝導度を評価した。

充電時にリチウムが電気化学的に脱離されると、コバルト酸リチウム結晶のリチウムサイトに空孔ができ、同時にコバルトのd軌道が形成する価電子帯にホールが導入されてイオン伝導・電子伝導ともに大きく変化すると予想される。リチウム脱離は酸化剤NO2BF4による化学的手法で行い、リチウム量は酸化剤の濃度と処理時間で制御した。リチウム脱離による構造変化はラマン分光法、X線回折法により検出可能であった。室温(25°C)でのLi0.9CoO2薄膜のイオン伝導度は1.2×10-4 Scm-1、電子伝導度は1.3 Scm-1であった。イオン伝導の活性化エネルギーは0.3 eVと見積もられた。予想されたように、イオン伝導と電子伝導のどちらも上昇し、リチウム拡散がきわめて速いことが実験的に裏付けられた。以上の成果はLIBD2013国際会議、日本物理学会において発表された。固体イオニクス概ね当初の計画通りに進展している。化学的手法によるLi脱離は順調に進展した。化学的Li脱離に伴う、LiCoO2の体積変化や溶出の問題が懸念されたが、溶液の濃度・脱離時間や膜厚を制御することで解決可能であった。電子伝導性の測定についても順調に行う事が出来た。一方、固体電解質を用いた電子ブロッキングセルはLi脱離の手順が増えたことにより、やや難易度が上がったが、固体電解質薄膜の厚さを十分に確保することで短絡の問題を克服することが出来た。また、電子伝導性が上昇したことにより、低周波(10-4 Hz)での測定が必要となったため、長期安定性の高いセルを作製する必要があった。以上の検討の結果、Li量をLi1-xCoO2 (x = 0, 0.9, 0.8)と変化させて電子伝導性・イオン伝導性の評価を行うことが出来た。構造と組成の評価も同時に行うことが出来た。Li脱離に伴いLiサイトに空サイトが増え、イオン伝導性が上昇する事が確かめられた。電子伝導についても価電子帯にホールが生成されて伝導度が大幅に上昇することが確認された。計画では電気化学的Li脱離によってもイオン伝導度を調べる予定であったが、現状では全固体薄膜電池の電気化学的評価により化学拡散係数を調べるに留まっており、イオン伝導性の直接測定が課題である。概ね当初の計画通りに、順調に進展している。当初の計画通り、LiCoO2薄膜の電子・イオン伝導度の見積もりに成功し、温度依存性から活性化エネルギーを算出した。本研究で用いた電子ブロッキングセルは固体中のイオン伝導度測定に関する非常に基礎的な手法であり、リチウムイオン電池の基礎物性を明らかにする重要な意味がある。しかし、これまではリチウムイオンのみを通す固体電解質を薄膜化する良い方法がなかった。本研究ではPLD法を用いて、正極/固体電解質界面を清浄に保つことが出来たこと、真空チャンバーやグローブボックスの改良により短絡が減少したことが順調に進展する一つの要因となった。今後の研究については、(1)化学的にLi量を制御して、Li1-xCoO2の組成依存性を明らかにする。昨年度までに開発した手法でLi量を変化させた上で、インピーダンスと温度依存性の測定を行うことで、電子・イオン伝導度の組成依存性を明らかにする。(2)これまでに開発した手法をLiCoO2の他の混合伝導体(正極材料)に適用する。特にスピネル系の正極材料が電子伝導性とイオン伝導性の両方に優れているため、研究対象とする予定である。また、(3)化学拡散係数との比較検討を行い、全固体薄膜電池中での正極材料の出力を制限している要素を明らかにする。
急性クロロキン中毒死をモデルとした薬物性心臓性突然死の法中毒学的研究

1ヒト急性クロロキン中毒事例を用いた研究タンザニアのムヒンビリ医科大学病理学教室で解剖されたクロロキン(以下CQと略)急性中毒死3症例の組織中CQ濃度をHPLCで定量した。3例の急性中毒事例における血中CQ濃度は、大腿静脈血でそれぞれ8.48、48.36、43.80μg/mlであり致死レベルであった。何れの症例においても右心血が左心血よりも1.43.4倍高い値であり、高値を示した肝臓による影響と考えられた。その他の臓器においては腎臓で高く、脳で低い値であった。心臓の病理組織所見としては一部の症例では局所的な炎症性細胞浸潤や心筋の繊維化が認められたが、何れも生前の病的変化と考えられ、急性CQ中毒に特徴的な所見は認められなかった。2急性クロロキン中毒マウスにおけるCQの組織内分布CQの代謝物であるビスデスエチルCQを免疫原として作成した抗CQ抗体を用いてCQ中毒マウスにおけるCQの組織内局在について検討した。その結果、心臓では心筋細胞の全般とプルキンエ細胞と思われる部位への局在が認められ、CQによる急性中毒死の毒性機序との関連が示唆されたが、今後の更なる検討が必要である。その他の臓器では以下の部位への局在が認められた。脳:脳脈絡叢と軟膜、肺臓:気管粘膜、II型肺胞細胞、肺胞マクロファージ、肝臓:中心静脈周辺細胞、腎臓:髄質、特に集合管。3急性クロロキン中毒モルモットにおける心電図変化モルモットを実験動物としてCQによる心電図変化を検討した。その結果、3、10および20mg/kgのCQを投与した場合のQTcは投与前に比べてそれぞれ72、119および200ミリ秒延長し、CQ投与量依存性のQTc延長を確認した。CQのQTc延長作用の強さはキニジンとほぼ同程度であった。4抗CQモノクローナル抗体を用いたCQの簡易半定量システムの構築免疫組織染色用抗体として調製した抗CQモノクローナル抗体を用いたELISA法によるCQの簡便な半定量法を考案した。各種濃度のCQを添加した試料を判定した結果、ほぼ正確に致死量、中毒量および治療量の判定が可能であった。1ヒトの急性クロロキン中毒事例を用いた研究タンザニアのムヒンビリ医科大学病理学教室で解剖されたクロロキン急性中毒死4症例のホルマリン固定心臓組織について、HE染色、Masson trichlom染色およびVan Gieson染色を行い、刺激伝導系を中心とした心臓組織を病理組織学的に検討した。その結果、いずれの症例においても急死を示唆する高度な鬱血以外にクロロキン中毒に特徴的と思われる所見は認められなかった。ただ、一部の症例では局所的な炎症性細胞浸潤や心筋の繊維化が認められたが、何れも生前の病的変化と考えられた。それらの所見がクロロキンによる心臓毒性を助長して急死した可能性が考えられた。この点については今後さらに検討する。2実験動物を用いた研究(マウスを用いた予備実験)新規に購入したデータ収録解析装置を用い、マウス(ddy,♂)をペントバルビタールで麻酔して、第一誘導によって心電図を測定した。

次に、同マウスにクロロキンを腹腔内投与(25mg/kg)してクロロキンによる心電図変化を観察した。その結果、いずれのマウスでもクロロキン投与前に比べてクロロキン投与後ではQ-T間隔が1519%増加し、クロロキンによるQ-T間隔延長が確認された。本年度の研究期間は実質的に約3ヶ月だけであったために、いずれの研究も予備実験に留まった。次年度は本年度の結果をもとに、ヒトにおけるクロロキン急性中毒死の症例数を増やして心臓組織の病理組織学的検索を継続するとともに、実験動物を用いてクロロキン投与量依存性の心電図変化および病理組織学的変化についてさらに検討する。1ヒト急性クロロキン中毒事例を用いた研究(1)タンザニアのムヒンビリ医科大学病理学教室で解剖されたクロロキン(以下CQと略)急性中毒死3症例の組織中CQ濃度をHPLCで定量した。3例の急性中毒事例における血中CQ濃度は、大腿静脈血でそれぞれ8.48、48.36、43.80μg/mlであり致死レベルであった。何れの症例においても右心血が左心血よりも1.43.4倍高い値であり、高値を示した肝臓による影響と考えられた。その他の臓器においては腎臓で高く、脳で低い値であった。(2)心臓の病理組織所見としては一部の症例では局所的な炎症性細胞浸潤や心筋の繊維化が認められたが、何れも生前の病的変化と考えられ、CQ中毒に特徴的な所見は認められなかった。2実験動物を用いた研究(1)CQの代謝物であるビスデスエチルCQを免疫原として作成した抗CQ抗体を用いてCQ中毒マウスにおけるCQの組織内局在について検討した。その結果、心臓では心筋細胞の全般とプルキンエ細胞と思われる部位への局在が認められ、CQによる急性中毒死の毒性機序との関連が示唆されたが、今後の更なる検討が必要である。その他の臓器では以下の部位への局在が認められた。脳:脳脈絡叢と軟膜、肺臓:気管粘膜、II型肺胞細胞、肺胞マクロファージ、肝臓:中心静脈周辺細胞、腎臓:髄質、特に集合管。(2)モルモットを実験動物としてCQによる心電図変化を検討した。その結果、3、10および20mg/kgのCQを投与した場合のQTcは投与前に比べてそれぞれ93、159および200ミリ秒延長し、CQ投与量依存性のQTc延長を確認した。QTc延長作用の強さは心臓性突然死と密接に関連しており、今後、同様な作用を持つキニジンや向精神薬などと比較検討の予定である。
窒化炭素構造体を基盤とする新奇二次元物質を用いた高効率電極触媒の創製

当該年度において、前年度の成果である高結晶性の窒化炭素構造体の合成法を駆使し、それから得られた様々な構造体を電極触媒の基盤材料とした。この電極触媒を、燃料電池や金属空気電池などエネルギーデバイスの主反応である酸素還元反応や最も基本的な多電子-多プロトン移動反応である水素発生反応をモデル反応とし、その活性を検討した。結果として、バルクでは、電子伝導性の影響で反応を活性化させる触媒は、得られなかった。しかし、一方でバルクの構造体を剥離し、二次元物質として金属などの電子伝導体と接合させると、電極触媒として機能することがわかった。一方で、これまでの窒化炭素構造体と比較して高結晶化に成功したとはいえ、詳細な結晶構造解析をするには、まだ十分ではない。そのため、物質を二次元化したときになぜ電極触媒として機能するか、その詳細な微視的機構は不明である。そのため、当該研究によって窒化炭素構造体が電極触媒として機能することは、示すことができたものの、同物質系における電極過程の微視的機構を理解するには、NMRなどを駆使して結晶構を決定し、そうして得られた実験データを計算科に展開する必要があることがわかった。本研究は、研究テーマとして「窒化炭素構造体を基盤とする新奇二次元物質を用いた高効率電極触媒の創製」を設定し、窒素と炭素原子のみで構成された構造体の新規な電極触媒としての特性を探索することを目的としている。窒化炭素構造体は、新しい層状化合物であり、その電子特性が注目されているが、その高結晶化がこれまでの課題となっていた。上記の問題のため、本年度(H29)は窒化炭素構造体の高結晶化に関する問題を解決するための研究に注力した。この目的のために、まずは出発材料の高純度化と共に合成条件の精査を行った。結果として、高結晶化に必要な、実験方法を確立することができた。最適化された合成条件で得られた構造体を透過型電子顕微鏡で観察したところ、明瞭に層状の物質を見ることができた。層間はおよそ0.32 nmであった。また、X線回折法で得られたピークからも、これまでの合成手法よりも格段に結晶性が改善されていることが示された。上記の成果に加え、合成した構造体はイオン交換を行うことによって、そのバンドギャップを制御できることが示された。即ち、単純なイオン交換を行うのみで構造体の電子特性を制御することが可能であることが示された。このことにより、基本骨格が同じ構造体でも、イオン交換により配位しているイオンを選択的に変えることにより、構造体の電子構造を調節できるため、それと強い相関があるとされる電極触媒としての特性も制御できると考えている。研究の基盤となる物質の合成手法が確立できたため。H29年度において合成された高結晶性の窒化炭素構造体の電子構造を様々に制御することで、電子構造と電極触媒としての特性の相関を明らかにし、高効率な非白金電極触媒の合成に繋げることを目指す。
郊外住宅地のマネジメント方策に関する研究-米国MSPの発展的活用の可能性と課題

本研究は、地方都市において「街なか居住」施策の推進と同時に進行しつつある郊外住宅地の空洞化に対応する政策として、地域マネジメントの視点から、住み替えシステム構築の可能性を探るとともに、単なる居住者数の復活ではなく地域の存在意義を持続させるための活動の必要性を、米国のメインストリート・プログラムの実態調査により解明したものである。本研究は、地方都市において「街なか居住」施策の推進と同時に進行しつつある郊外住宅地の空洞化に対応する政策として、地域マネジメントの視点から、住み替えシステム構築の可能性を探るとともに、単なる居住者数の復活ではなく地域の存在意義を持続させるための活動の必要性を、米国のメインストリート・プログラムの実態調査により解明するものである。平成21年度は、米国における中心市街地を対象とした地域マネジメントのプログラムの発想および組織体制づくりを、我が国における地方都市の郊外住宅地の持続可能性を検討する場面に活かすための具体的な検討を目的として、米国のNational Main Street Centerに対するヒアリング調査を実施するとともに、ワシントン市内の実際のモデル地区に対する実地調査を実施し、住民自らが地域をマネジメントしていくための方策とその実践事例について資料を収集した。また郊外住宅地への適用の可能性について大きな示唆を得ることができた。一方で、我が国におけるモデル適用事例として街なか<通り>再生事業実施の先進事例である小田原市に対する実地調査を実施して、我が国への適用の可能性を検討した。また盛岡市松園ニュータウンに存在するマネジメント組織(ライフサポート松園)へのヒアリング調査を実施し、現実的にコミュニティ存続のためのマネジメントのニーズが存在し、またそれを、コミュニティビジネスとして実践していく大きな可能性があることを明らかにすることができた。また同様にマネジメント組織の構築を検討する北方建築総合研究所(旭川市)の研究者との討論を実施し、北海道における新たな住み替え促進施策の動向を明らかにし、次年度の調査対象選定に関する重要な知見を得た。平成22年度は、日本版メインストリート・プログラムのモデル地区として、街なか通り再生事業が適用されている大館市御成町地区における実践について、昨年度に引き続き、定点観測的調査を実施した。また先行事例の小田原市銀座通り商店街のプログラムについては、概ね活動が終了した状況で関係者へのヒアリング調査を実施し、我が国におけるメインストリート・プログラムの活用可能性と課題を明らかにすることができた。一方で、地方都市に適応した住み替えモデルの推進のための課題と可能性を明らかにするために、青森市戸山団地および幸畑団地の居住者を対象に、郊外居住者が将来的な居住志向をどう持って、どのような居住観を抱いているのか、住み替えモデルの提案をどのように受け止めるか、持ち家を賃貸に転用させることへの抵抗感等、住み替えモデル推進のためのフィジビリティ・スタディに向けた基本的な知見を調査結果の分析から明らかにすることができた。また、本研究の最終的な結論につながる調査として、郊外住宅地の持続可能性の向上に向けた公的施策の実態調査として北海道立北方建築総合研究所を対象にヒアリングおよび団地視察を行い、担当者との意見交換を行った。また、昨年調査を実施した盛岡市松園ニュータウンに新たに登場した団地住民自らによるマネジメント組織へのヒアリング調査を実施し、現実的にコミュニティ存続のためのマネジメントのニーズが存在し、またそれを、コミュニティビジネスとして実践していく大きな可能性を明らかにすることができた。本研究は、地方都市において「街なか居住」施策の推進と同時に進行しつつある郊外住宅地の空洞化に対応する政策として、地域マネジメントの視点から、住み替えシステム構築の可能性を探るとともに、単なる居住者数の復活ではなく地域の存在意義を持続させるための活動の必要性と可能性を、米国のメインストリート・プログラムをモデルにしながら、解明するものである。平成23年度は、日本版メインストリート・プログラムのモデル地区として、街なか通り再生事業が適用されている大館市御成町地区における実践について、昨年度までに引き続き、定点観測的調査を実施した。またその継続の中で、新たに青森県黒石市中心商店街において、同様のプログラムの必要性について地域住民および行政に理解していただき、同様のプログラムをスタートすることに成功した。この実践により、大館市あるいはそれ以前に調査を実施した小田原市の事例が特殊解ではなく、我が国におけるメインストリート・プログラムの活用可能性と課題を明らかにすることができた。一方で、地方都市に適応した住み替えモデルの推進のための課題と可能性を昨年度に明らかにしたものの、東北の地方都市の場合に単純な住み替え施策では需要を喚起できないという結果が明らかになったことから、日常生活のサポートや買い物支援等、郊外住宅地の持続可能性の向上に向けた先進的施策の実態調査を、盛岡市松園ニュータウンの支援組織および北上市、千葉市等の複数の住民組織およびNPOに対してヒアリング調査を行い、単に空き家を解消するという行政側からの志向ではなく、地域に住み続けていくために必要となる包括的な生活サポートのためのプログラムの必要性を明らかにすることが出来た。それらを団地住民自らがマネジメントする組織がいくつか登場してきており、それらは、コミュニティビジネスとして成立する可能性も大きいことが示唆された。
エラー訂正技術による高信頼性ソリッド・ステート・ドライブ（ＳＳＤ）の構築

データセンター向けのソリッド・ステート・ドライブ(SSD)のために、高信頼SSDを開発する必要がある。また、SSDはNANDフラッシュメモリによって構成されており、高速不揮発性メモリ(ストレージ・クラス・メモリ)を組み合わせることでさらなる高速化が期待されている。交付申請書に記載した計画のとおり、本年度は「NANDフラッシュメモリや高速不揮発性メモリのエラーの傾向の研究」および「NANDフラッシュメモリと高速不揮発性メモリを協調させた高信頼SSDの研究」を行った。高速不揮発性メモリの一つである抵抗変化型メモリ(ReRAM)のエラーの傾向を調査し、フレキシブルR_<Ref>と適応的非対称符号を提案した。フレキシブルR_<Ref>は書き換え回数によって変化する抵抗値に読み出し基準抵抗値を追随させ、ビットエラー率(BER)を65%削減させる技術で、適応的非対称符号は書き換え回数によって支配的なエラーが、1→0エラーから0→1エラーに変化することに合わせて非対称符号を変化させ、最大で35%BERを削減させる技術である。また、大容量化が可能である3ビット/セル(TLC)のNANDフラッシュメモリではページの種類によってBERが大幅に異なることに注目し、バランスドRAID-5/6を提案してRAIDの高信頼化を行った。RAIDは1ないしは2つのページのデータが壊れてもデータが復元できる技術である。バランスドRAID-5/6では信頼性の低いページのみでRAIDが構成されることを避けるようにデータが配置され、RAID不良率は最大で98%削減できた。さらに、書き換え回数におけるNANDフラッシュメモリ/高速不揮発性メモリの協調SSDの性能と信頼性の解析を行った。上述した研究によって、NANDフラッシュメモリと高速不揮発性メモリを協調させたSSDの信頼性面での実用化が推し進められたと期待できる。(抄録なし)ソリッド・ステート・ドライブ(Solid-statedrive,SSD)は半導体メモリであるNANDフラッシュメモリを用いて構成されたストレージで、回転する円盤に磁気を書き込むことで記録するハード・ディスク・ドライブ(Hard disk drive)に比べて小型・堅牢・低消費電力・高速といった特徴がある。特にHDDに比べて高速であるという利点から、現在ではHDDを置き換えつつある。しかしながらNANDフラッシュメモリは微細化とともに信頼性が悪化するという問題がある。現在NANDフラッシュメモリのゲート長は20nmを切るほど微細化が進んでいる。最近、隣接メモリセルによる干渉が大きくなり、信頼性を低下させている。SSDでは信頼性を保つためにエラー訂正符号(ECC)が用いられている。現在はBCHエラー訂正符号が用いられているが、微細化による信頼性の悪化でBCH符号よりもエラー訂正効率の高い低密度パリティ検査(LDPC)符号が用いられると考えられている。提案のエラー予測LDPCのコンセプトを記す。従来のLDPC符号では読み出ししきい値電圧を従来より多く設定する必要がり、長い読み出し時間になってしまう問題点があった。提案のエラー予測LDPCでは読み出ししきい値電圧を従来と同じ数にすることで読み出し時間の増大を抑えることができる。その代りに、隣接メモリセルデータや、書き換え回数、保持時間を用いることで高い信頼性を実現する。保持時間を書き換え回数などから予測することで必要な隣接メモリセル間干渉の情報をあらかじめ用意したテーブルから取り出す。そこから各メモリセルのビットエラー率を算出しLDPC符号のデコーダの入力とする。従来のBCH符号と提案のエラー予測LDPCを用いた場合の保持時間の測定結果を記す。符号化率が9/10のときと2/3のときそれぞれで提案のエラー予測LDPCを用いることで保持時間が2.8倍、11倍長くなることを示した。符号化率が低いエラー訂正符号はより多くのエラーを訂正することができる。提案のエラー予測LDPCによる保持時間の向上は、低い符号化率でより顕著である。したがって微細化が進んで、エラーが増大したSSDで提案手法が大いに役に立つとみられる。ビッグデータが注目を浴びるなか、高速・高信頼なデータセンターが重要となっている。そのためには従来のハード・ディスク・ドライブ(HDD)に特化したシステムから、ソリッド・ステート・ドライブ(SSD)やNANDフラッシュメモリ向けに信頼性の最適化を行う必要がある。本年度では、申請書に記したようなNANDフラッシュメモリのエラーの傾向の研究からデータセンター向けの高信頼ストレージシステムを開発した。高信頼ストレージシステムのために、逆ミラーリング、エラー削減機構、ページRAID、エラーマスキングの4つの技術を提案した。NANDフラッシュメモリのエラーの傾向の研究から、ミラーリングする際にプライマリとミラーのNANDフラッシュメモリにデータを書き込むページの順番を入れ替えることで信頼性が向上できることがわかった(逆ミラーリング)。さらに、エラーには非対称性があり(1→0エラー等)、これを考慮に入れると重複化したデータに不一致が見られても90%以上のエラーを訂正することが出来る技術を開発した(エラー削減機構)。従来のメモリでは行方向のみにエラー訂正符号による冗長化を行っていたのに加え、列方向に冗長化を行うことでエラー訂正符号でも救えないエラーにも対応できるようになった(ページRAID)。さらに、メモリセルで発生したエラーの位置情報を記録しておくことで、次回データを読み出した際にあらかじめエラーをマスクした状態にすることが出来る(エラーマスキング)。上述した4つの高信頼技術を用いることで、従来のミラーリング手法に比べて32倍許容できるNANDフラッシュメモリのビットエラー率が向上した。前述したとおりビッグデータの増大とともにデータセンターは拡大し、NANDフラッシュメモリにとって非常に重要な市場となる。

本技術は信頼性向上のための中核となる技術であると考えられる。データセンター向けのソリッド・ステート・ドライブ(SSD)のために、高信頼SSDを開発する必要がある。また、SSDはNANDフラッシュメモリによって構成されており、高速不揮発性メモリ(ストレージ・クラス・メモリ)を組み合わせることでさらなる高速化が期待されている。交付申請書に記載した計画のとおり、本年度は「NANDフラッシュメモリや高速不揮発性メモリのエラーの傾向の研究」および「NANDフラッシュメモリと高速不揮発性メモリを協調させた高信頼SSDの研究」を行った。高速不揮発性メモリの一つである抵抗変化型メモリ(ReRAM)のエラーの傾向を調査し、フレキシブルR_<Ref>と適応的非対称符号を提案した。フレキシブルR_<Ref>は書き換え回数によって変化する抵抗値に読み出し基準抵抗値を追随させ、ビットエラー率(BER)を65%削減させる技術で、適応的非対称符号は書き換え回数によって支配的なエラーが、1→0エラーから0→1エラーに変化することに合わせて非対称符号を変化させ、最大で35%BERを削減させる技術である。また、大容量化が可能である3ビット/セル(TLC)のNANDフラッシュメモリではページの種類によってBERが大幅に異なることに注目し、バランスドRAID-5/6を提案してRAIDの高信頼化を行った。RAIDは1ないしは2つのページのデータが壊れてもデータが復元できる技術である。バランスドRAID-5/6では信頼性の低いページのみでRAIDが構成されることを避けるようにデータが配置され、RAID不良率は最大で98%削減できた。さらに、書き換え回数におけるNANDフラッシュメモリ/高速不揮発性メモリの協調SSDの性能と信頼性の解析を行った。上述した研究によって、NANDフラッシュメモリと高速不揮発性メモリを協調させたSSDの信頼性面での実用化が推し進められたと期待できる。最も大きな研究の目的はソリッド・ステート・ドライブ(SSD)の信頼性向上である。SSDに使用されているNANDフラッシュメモリはコストを抑えるために微細化が進められている。そこで微細化によってNANDフラッシュメモリの信頼性が低下しているために、エラー訂正符号(ECC)を用いた高信頼性技術が必須となっている。そこで従来のECCを用いた場合に比べて10倍以上SSDの保持時間を向上する技術を開発した。これは従来に比べて読み出しサイクルを増大させずに実現できるもので、「半導体のオリンピック」と言われているIEEE International Solid-StateCircuitsConferenceで2012年2月に発表した。上記理由から当初の計画以上に進展していると評する。
幹細胞療法による薬剤性歯根形性障害への挑戦

本研究では、抗がん剤投与によるヘルトヴィッヒ上皮鞘(HERS)細胞と歯乳頭と歯小嚢の未分化間葉系幹細胞への影響を、インスリン成長因子(IGF-1)シグナル経路を中心として解析し、歯根形成を担う歯原性細胞の感受性を明らかにすることを目的としている。まず、in vitroにおいては、ヒトのHERS由来細胞に小児がんで比較的多く使用されるシスプラチンでの刺激を行い、増殖活性に与える影響について、また、歯根形成に重要であるインスリン様成長因子(IGF-1)にも着目し、そのレセプター(IGF-1R)と上皮系マーカーの発現について、免疫染色を用いて検討した。その結果、シスプラチン各濃度による細胞の生存率には相違なかった。しかし、シスプラチン濃度の上昇に伴い、CK14, Ki67およびIGF-IRの陽性率の低下を認めた。つまり、抗がん剤刺激により、HERS01a細胞の生存率の低下は認めなかったが、IGF-1Rの発現障害が明らかとなった。この結果は臨床で問題となっている抗がん剤投与による歯根形成障害にIGF-1/IGF-1Rの相互作用が関与していることが示唆される。in vivoにおいては、抗がん剤投与によるマウス歯根形成停止モデルの作製を行うために、臼歯歯根形成期である生後5日齢から腹腔内投与し、出生後の仔マウスの歯の形成状態を組織学的に確認した。しかし、埋伏した臼歯を確認することが出来ず、HE染色においては組織学的に対照群との明らかな違いは認められなかった。よって、最適な条件を検索するにとどまり、今後の解析をさらに進めていく予定である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
父性アリル依存的に発現する転写因子群によるイネ受精卵の発生制御機構

本研究では、雄性ゲノム(配偶子)由来の父性因子群によるイネ受精卵の発生制御機構の解明に取り組む。これまでの研究で同定されたイネ受精卵(配偶子融合後約4時間)内で父性アリル依存的に発現する23遺伝子のうち、転写因子をコードする5遺伝子を標的遺伝子として機能解析を行う。また、受精卵の初期発生ステップ(融合後0-4時間)においても雌雄配偶子の機能差の存在が示されていることから、精細胞から持ち込まれるRNA・タンパク質にも焦点をあて、植物受精卵発生の開始・進行を司る鍵因子を探索・特定することで、雌雄配偶子が融合後どのように協調的に働き、受精卵発生が進行するのかという分子基盤の一端の解明を目指す。
釧路湿原における酸性霧及び酸性融雪水の湿原生態系への影響の研究

北海道東部地域の釧路市内や釧路湿原周辺において雨、霧、積雪の酸性度の測定においても全国平均、時には平均以上の高い酸性度が観測され、年々酸性化が進んでいる。特に、霧の酸性度は一時的ではあるが夏期間に著しく高い酸性霧が発生する。北海道においても人間活動の影響の少ない山間部や北海道の自然環境においても酸性化する地球の影響を受けつつあると考えなければならない。例えば、霧多布湿原では釧路市内以上の酸性霧の発生が観測された。冬期においては雪の酸性化が顕在化し、春期の融雪水が動植物に及ぼす影響が大きな問題となる。長距離輸送される硫黄酸化物が日本のどこでどのような影響を及ぼすのかが懸念される。釧路湿原および周辺地域における雪氷水文圈の研究を行い、湿原の生態系への影響調査を始めている。冬期の積雪は積雪層内に大気汚染の化学物質などを滞留させる働きをし、34月の融雪期に融雪水と共に短期間に流出するために、土壌植生、動物に酸衝撃として大きな影響を及ぼすと考えられ、湿原などの生態系への影響が顕在化する可能性がある。この3年間、湿原における生態系の可視的被害状況と酸性化の影響を調査し将来予測の研究を始めたが、現在、顕著な影響は確認できない。雨、霧、雪の酸性度の測定を継続して実施し、湿原における34月の融雪期における融雪水の酸衝撃と土壌、植生、動物に与える影響を調査した。釧路湿原に設置した定常的な調査地点での雨、霧、雪の酸性度の測定を継続している。平成7年度は、分別雨水捕集器を製作し、釧路市における観測体制を確立した。現在、霧水の自動採取、雨水の自動採取が確立し、霧粒の観測や衛星による霧の分布など研究の調査項目を広げることができるようになった湿原内での積雪、融雪水の採集が継続して実施されており、また林内雨などの観測をした結果、ハンノキは酸性雨を中和する緩衝作用を有することが明らかになってきた。北海道東部地域の釧路市内や釧路湿原周辺において雨、霧、積雪の酸性度の測定においても全国平均、時には平均以上の高い酸性度が観測されている。特に、霧の酸性化は雨以上であることが明らかになっている。北海道各地の都市部のみならず、人間活動の影響の少ない山間部や北海道の自然環境においても酸性化する地域の影響を受けつつあると考えなければならない。さらに、冬期においては雪の酸性化が顕在化し、春期の融雪水が動植物に及ぼす影響が大きな問題となる。今後、中国、韓国などの東アジア諸国の工業化がさらに進むにつれ、大気汚染物質が日本のどこに、どのように影響を及ぼすのかが懸念される。このように地球規模環境を視点に捉えながら、釧路湿原および周辺地域における雪氷水文圏の地球科学的研究を行い、湿原の生態系への影響調査を始めた。中でも、冬期の積雪は積雪層内に大気汚染の化学物質などを滞留させる働きをし、34月の融雪期に融雪水と共に短期間に流出するために、土壌、植生、動物に酸衝撃として大きな影響を及ぼすと考えられるので、湿原などの生態系への影響が顕在化する可能性がある。そのため積雪と融雪水の化学物質濃度の分析・解析を行い、同時に釧路湿原における生態系の可視的被害状況と酸性化の影響を調査し将来予測の研究を始めた。