hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
チロシンリン酸化反応によるPKCファミリーの活性化とその生理的意義に関する研究

PKCは細胞膜イノシトールリン脂質代謝回転に共役して活性化される蛋白質リン酸化酵素ファミリーであり、10種類の分子種が同定されている。本研究では酸化ストレスによりチロシンリン酸化を伴って顕著な活性上昇が誘導されるδ分子種を用いて、チロシンリン酸化反応による活性調節機構を明らかにすることを目指し以下の成果を得た。まず、δ分子種のGFP融合蛋白質の細胞内動態を共焦点レーザー顕微鏡下に観察し、生理活性物質刺激ではδ分子種の細胞膜移行が観察されるものの、過酸化水素処理では本分子種の細胞膜移行は誘導されないことから、チロシンリン酸化は細胞膜移行とは独立の機構でδ分子種を活性化することが示された。また、酸化ストレスはチロシンホスファターゼ活性を阻害することにより細胞内蛋白質のチロシンリン酸化を引き起こすことが知られている。そこで、δ分子種のチロシンリン酸化に対するチロシンホスファターゼの関与を検討したところ、チロシンホスファターゼの阻害のみではδ分子種のチロシンリン酸化は起こらず、δ分子種のチロシンリン酸化の誘導にはチロシンキナーゼの活性化が必要であると考えられた。次いで、質量分析法によるチロシンリン酸化部位の直接の検討ならびにδ分子種の変異体を用いた解析を行い、δ分子種ではヒンジ領域および触媒領域内の合計3カ所のチロシン残基がリン酸化を受けることを明らかにした。そして、実際に試験管内でLckによるチロシンリン酸化反応によりδ分子種の活性化が生じることを示した。また、リン酸化修飾反応によるPKCの活性化は細胞刺激の数時間後も持続していることから、PKCの活性型への変換は細胞の長期的応答に関与していると考えられた。PKCは細胞膜イノシトールリン脂質の加水分解により生成されるジアシルグリセロールをセカンドメッセンジャーとして活性化されるセリン/トレオニン蛋白質リン酸化酵素であり、10種類の分子種が同定されている。PKC分子種のうちδ分子種は細胞増殖因子刺激によってチロシンリン酸化を受けることが報告されており、一方、私どもは酸化ストレスによって全てのPKC分子種がチロシンリン酸化を受けることを明らかにしている。本研究ではPKCのチロシンリン酸化反応による活性化とその意義を明らかにすることを目的として検討を行った。まず、PKCδ分子種のチロシン残基の欠失および点変異体を発現する細胞の過酸化水素処理を行い、変異の導入によるチロシンリン酸化の変化を指標とした解析を行ない、次いで試験管内でδ分子種の変異体を非受容体型チロシンキナーゼLckおよびBtkを用いてリン酸化し、これらの結果から、δ分子種ではそのヒンジ領域および触媒領域内の合計3カ所のチロシン残基がリン酸化を受けることが示された。現在、これらの残基のリン酸化を質量分析法により直接、確認するための試料を調整している。一方、δ分子種のGFP融合蛋白質を構築し、その細胞内動態を共焦点レーザー顕微鏡下に観察し、ジアシルグリセロールを生成する生理活性物質刺激ではδ分子種の細胞膜移行が観察されるものの、過酸化水素処理は本分子種の細胞膜移行を誘導しないことから、チロシンリン酸化は細胞膜移行とは独立の機構でδ分子種を活性化することが示唆された。また、PKC分子種の結合蛋白質を分離し、その性質を検討したが、δ分子種と結合蛋白質との相互作用はチロシリン酸化によっては影響を受けなかった。なお同時にPKC分子種のジアシルグリセロール結合領域の合成ペプチドを作成しその解析を行っている。今後、これらの成果に基づき、PKC分子種のチロシリン酸化の意義の検討を実施する。PKCは細胞膜イノシトールリン脂質の加水分解により生成されるジアシルグリセロールをセカンドメッセンジャーとして活性化される蛋白質リン酸化酵素であり、10種類の分子種が同定されている。

PKC分子種のうちδ分子種は各種の細胞刺激によりチロシンリン酸化を受けることが報告されている。一方、私どもは全てのPKC分子種が酸化ストレスによりチロシンリン酸化を受けるとともにその活性が上昇し、ことにδ分子種は顕著に活性上昇が誘導されることを明らかにしている。本研究ではδ分子種を用いて、チロシンリン酸化反応による活性調節機構とその意義を明らかにすることを目的として検討を行った。まず、過酸化水素処理による酸化ストレスはチロシンホスファターゼ活性を阻害することにより細胞内蛋白質のチロシンリン酸化を引き起こすことから、過酸化水素と各種のチロシンホスファターゼ阻害剤のδ分子種のチロシンリン酸化に対する効果を比較した。その結果、チロシンホスファターゼの阻害のみではδ分子種のチロシンリン酸化は起こらないことから、過酸化水素処理はチロシンキナーゼの活性化を介してδ分子種のチロシンリン酸化を誘導すると考えられた。そこで、過酸化水素処理により活性化を受けることが報告されている非受容体型チロシンキナーゼLckによって、δ分子種のチロシンリン酸化を試験管内で試みたところ、δ分子種は実際にLckによりリン酸化を受け、その蛋白質リン酸化酵素活性の上昇が生じた。また、去年度の研究により同定されたδ分子種のヒンジ領域内のチロシン残基を置換した変異体では活性上昇は観察されなかった。なお、チロシンリン酸化によるδ分子種の活性化は細胞刺激の数時間後も持続していることから、PKCの活性型への変換は細胞の長期的応答に関与していると考えられた。
培養線維柱帯細胞移植による緑内障治療法の開発

昨年度の研究結果で確立した培養線維柱帯細胞のラベル法を基に,ラベルした培養線維柱帯細胞を生体ウサギ眼の前房中に注入することにより線維柱帯細胞の移植予備実験を行った.その結果,前房内へ注入された培養線維柱帯細胞は流出する房水の流れに乗って線維柱帯部に集積することが隅角鏡を用いて確認できた.しかしながら量的にはきわめて少なく,短期間でラベル細胞の同定が困難となった.組織的な検索では移植細胞の存在が証明できたが,残念ながら線維柱帯部に選択的に存在しているわけではなかった.より確実かつ大量に培養線維柱帯細胞を線維柱帯部へ導くための方策を探索すべく,あらかじめ隅角鏡を用いて手術的に線維柱帯を擦過し侵襲を加える方法,培養線維柱帯細胞の持続注入法なども検討したが,いずれも困難を伴いため理想的な手法とは言い難く,より根本的な手法の必要性を痛感した.すなわち本研究の問題点の解決のためのキーポイントがここに存在することが明らかとなった.線維柱帯細胞移植手技の確立と平行して,我々の作業仮説に基づく線維柱帯細胞疲弊によるウサギ緑内障モデル作成のための基礎実験を行った.すなわちX線照射,紫外線照射,マイトマイシンC処理,過酸化水素処理等の細胞老化手法を培養細胞系において検討し,線維柱帯細胞が老化を起こしうる最適の条件範囲を検討した.次いで実際の実験動物に対して線維柱帯の選択的老化を試みたが,残念ながら処置前後の眼圧に変化がなく,緑内障モデルの作成に至ることはできなかった.いずれも学会発表,論文発表のレベルに達する成果を得ることができなかったため,研究成果の公表を行っていないが,何らかのブレークスルーを見つけるべくその後も研究を継続している.生体ウサギ眼にトレーサーとしての墨汁を30G針により輪部から注入し1時間後に摘出した上で、トレーサーが沈着している領域から線維柱帯部位の特定し,トレーサーを目安にダイヤモンドメスを用いてシュワルベ線と強膜岬の間で切開を入れて線維柱帯部を選択的に採取した。採取した組織に対してヘマトキシリン-エオジン染色を行った結果、線維柱帯部が確かに選択的に採取されていることを確認することができた.線維柱帯細胞がトレーサーである墨汁やIndian inkのパーティクルを貪食している組織所見が得られるかどうかも確認を試みたが,1時間という短時間では明らかな所見を得ることが困難であった。組織学的検索からはウサギにおいては確実に線維柱帯の選択的採取が確認でき,同様の実験をラットならびにマウスにおいても試みた。次いで実験動物線維柱帯の選択的採取が可能となったので線維柱帯細胞の培養系を確立した。すなわち得られた線維柱帯組織をexplant法で培養、コンフルエントに達した後に継代培養を行った.線維柱帯細胞の培養方法は、共同研究者であったイリノイ大学Yue教授より伝授され、これまでわれわれが確立してきたヒト線維柱帯細胞の培養法(Ishibashi Tら、IOVS 2002)に準じて行った。このようにして培養した線維柱帯細胞の細胞特性を知るために、増殖曲線、Hey-Flickの限界等の検討を行った。これらの検討の後に、移植した線維柱帯細胞(donor線維柱帯細胞)を移植先の線維柱帯細胞(recipient線維柱帯細胞)と区別・同定するためのラベル法として,GFPとDiIについて検討を行った.GFPはレトロウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルスを用いて細胞内へ導入し、ラベル強度、ラベルの持続期間を検討した。昨年度の研究結果で確立した培養線維柱帯細胞のラベル法を基に,ラベルした培養線維柱帯細胞を生体ウサギ眼の前房中に注入することにより線維柱帯細胞の移植予備実験を行った.その結果,前房内へ注入された培養線維柱帯細胞は流出する房水の流れに乗って線維柱帯部に集積することが隅角鏡を用いて確認できた.しかしながら量的にはきわめて少なく,短期間でラベル細胞の同定が困難となった.組織的な検索では移植細胞の存在が証明できたが,残念ながら線維柱帯部に選択的に存在しているわけではなかった.より確実かつ大量に培養線維柱帯細胞を線維柱帯部へ導くための方策を探索すべく,あらかじめ隅角鏡を用いて手術的に線維柱帯を擦過し侵襲を加える方法,培養線維柱帯細胞の持続注入法なども検討したが,いずれも困難を伴いため理想的な手法とは言い難く,より根本的な手法の必要性を痛感した.すなわち本研究の問題点の解決のためのキーポイントがここに存在することが明らかとなった.線維柱帯細胞移植手技の確立と平行して,我々の作業仮説に基づく線維柱帯細胞疲弊によるウサギ緑内障モデル作成のための基礎実験を行った.すなわちX線照射,紫外線照射,マイトマイシンC処理,過酸化水素処理等の細胞老化手法を培養細胞系において検討し,線維柱帯細胞が老化を起こしうる最適の条件範囲を検討した.次いで実際の実験動物に対して線維柱帯の選択的老化を試みたが,残念ながら処置前後の眼圧に変化がなく,緑内障モデルの作成に至ることはできなかった.いずれも学会発表,論文発表のレベルに達する成果を得ることができなかったため,研究成果の公表を行っていないが,何らかのブレークスルーを見つけるべくその後も研究を継続している.
算術的代数解析の試み:多変数超幾何関数の整数論的研究

リー群の表現の実現・模型に発場する超幾何可積分系と代数幾何学、特にGauss-Main接続の超幾何可積分系の接点を探るのが当初の研究目標であった。リー群の表現に現れる超幾何可積分系については、研究期間のあいだに一定の成果があり、指導する大学院学生等の研究と合わせると、階数2の分裂する実り一群のWhiblaher関数などの明示的な結果を得るという点については大きな進歩があった。現在まで得られている成果は次のとおりである。2)SP(2, IR)とSU(2, 2)の"大きな"離散系列表現の極小K-typeをもつ行列係数については既にAppellのF_<2>との関係は、あたえられている。かなりの長さの計算の取りまとめに手間取っているが、論文は準備中である。ここまでは確定特異点をもつ超幾何系である。3)Sp(2, IR)のWhittaker関数については主系列の場合に、代表者の学生の石井卓氏がSO(2, G)(q≧3は任意)のクラス1表現の場合に重復度1定理と、その一意に定まる関数の明示的積分表示を得た。SL(3, IR)の主系列Whittalear関数でクラス1でないものに関して代表者の学生の眞鍋廣幸氏が、極小K-typeを持つ場合に、そのWhittalear関数の動径成分のみたす偏微分方程式系を明示的に求め、級数解を得た。これらは各々、博士論文、修士論文にまとめられている。以上、リー群サイドの研究は進展したが、これらを代数幾何的見地から意味付けることには未だ満足な成果を得られていない。ただ、リー群の球関数の研究の途次に表れるMeijerのG関数といわれるものが代数幾何的周期積分に関わることに気付いた。本計画の企画の内、今年度は代数幾何学的な超幾何系については、あまり研究の進展は無かったが、もう一方の柱であるLie群上の球関数から出てくる超幾何系については、以下に述べるような幾つかの成果が得られた.SU(2,2)という実階数が2で制限ルート系がC_2型である半単純Lie群の「大きな離散系列表現」に属し極小K-typeをもつ行列係数の動径成分が、高山信毅氏(神戸大学)の意味でAppellのmodeified F_2 systemであることが分った(変形F_系とは、古典的なAppellの超幾何系の二番目のF_2の原点と無限点を二次元複素射影空間の一次変換で取り替えた系である.二つの方程式の一つがEulerーDarboux作用素になる.)現時点ですぐ分かる課題は、この変形F_2系の解のべき級数表示や積分表示が群全体で収束しないことである.接続公式で切り抜けるか、他の表示を求めるべきははっきりしない.他の人との共同研究を優先させる方針で、上記の研究のプレプリント作成はまだ出来ていない.結果の概要は、千葉県館山市で行われる表現論の集会(平成11年11月)で話した.リー群の表現論に登場する超幾何可積分と代数幾何学に登場する超幾何可積分系の接点を探るのが当研究計画の目標であった。今年度はリー群の表現論に登場する2変数の可積分系の一例として調べた、物理学にも縁の深いSU(2,2)という共形群(conformal group)の離散系列表現の内、丁度真ん中のGelfand-Kirillov次元(五次元)をもつものの行列係数のA動径成分の明示公式に関する研究を完成させ印刷公表にこぎつけた。これは簡単にいうと変数分離型の可積分系に帰着でき、一つの変数についてはLaurent多項式に、もう一方の変数に関してはGaussの超幾何関数になることが分かった。離散系列表現の極小K-typeは一般に高い次元の表現になるので最後は数値に関する差分方程式系を解かねばならない。階数が2以上の群の離散系列表現の旧関数を具体的に調べた研究は極めて少ないので、今後のこの種の研究の参考になると信じる。さらにSU(2,2)の大きな離散系列表現の行列係数がAppellのF_2と関係していることは分かっている。この研究を完成させるのが当面の課題である。翻って、代数幾何学的な可積分系の研究で、例えばF_2に関連するものは未だ見出せていない。むしろここではA型は自然に登場するので、リー群の世界でA型をもっと系統的に調べる必要があるかも知れないと思い、SL(3,R)の場合の準備的な計算はいろいろ行った。来年度以降の成果が期待できるものと信じている。

3)Sp(2, IR)のWhittaker関数については主系列の場合に、代表者の学生の石井卓氏がSO(2, G)(q≧3は任意)のクラス1表現の場合に重復度1定理と、その一意に定まる関数の明示的積分表示を得た。SL(3, IR)の主系列Whittalear関数でクラス1でないものに関して代表者の学生の眞鍋廣幸氏が、極小K-typeを持つ場合に、そのWhittalear関数の動径成分のみたす偏微分方程式系を明示的に求め、級数解を得た。これらは各々、博士論文、修士論文にまとめられている。以上、リー群サイドの研究は進展したが、これらを代数幾何的見地から意味付けることには未だ満足な成果を得られていない。ただ、リー群の球関数の研究の途次に表れるMeijerのG関数といわれるものが代数幾何的周期積分に関わることに気付いた。
臓器鉄過剰蓄積を制御する可溶性トランスフェリン受容体1、2ファミリー

鉄過剰症における主要な鉄沈着臓器である肝への鉄の取り込み機構に関しては、従来からトランスフェリン受容体(TfR)1および2を介した血清トランスフェリン(Tf)鉄の経路がよく検討されてきた。しかしながら鉄過剰症では、血清中にTf非結合鉄(non-transferrin bound iron : NTBI)が存在する。これらNTBIは肝臓に速やかに取り込まれるが、その詳細は明らかにされていなかった。そこで、消化管における鉄取り込みや、細胞内エンドソームから細胞質への鉄移動のトランスポーター分子であるDMT-1が、肝細胞における血清NTBI取り込みに関与するかどうかをくヒト肝癌細胞株であるHuH-7にDMT-1遺伝子を導入して検討した。遺伝子導入細胞株におけるDNT-1蛋白は、細胞膜表面にも発現した。また、この遺伝子導入細胞株では、Tf鉄の取り込みは変わらないが、NTBIの取り込みは著明に亢進した。これらの結果から、肝細胞におけるNTBIの取り込みには肝細胞表面に発現したDMT-1が関与する可能性が考えられた。一方、最近、体内鉄代謝を負に調節する肝細胞由来の液性因子としてヘプシジンが注目され精力的に研究されている。我々もヘプシジンの慢性炎症時における発現調節機構について明らかにしたが、アルコール摂取時には肝臓に炎症を認めないにも関わらず肝組織に鉄蓄積を来すことから、アルコール摂取時におけるヘプシジンの発現に注目した。アルコール性肝疾患患者血清中のプロヘプシジン濃度は健常者に比較して優位に低値を示した。そこでマウスにアルコールを負荷したところ肝組織におけるヘプシジンmRNAの発現は低下した。すなわち、アルコール性肝疾患患者では、肝でのヘプシジン産生が低下することで消化管からの鉄吸収が増加し、血清中で増加した鉄が肝細胞に蓄積するものと推測された。血清中の鉄の担体であるトランスフェリン(Tf)は細胞膜上の受容体(TfR)と結合し細胞内に取り込まれるが、このTfRの一部は細胞膜近傍で切断され血清中に遊離し可溶性受容体(sTfR)として検出される。その濃度は骨髄赤血球産生および細胞内鉄量を非侵襲的に推測できる血清マーカーとして欧米を中心に臨床的に用いられている。しかしながら、その血中における存在形態については不明な点が多い。細胞膜上ではTfRは遺伝性ヘモクロマトーシスの原因遺伝子産物であるHFEおよびβ2ミクログロブリンと複合体を形成していることが知られており、これらの蛋白に注目し血清中のsTfR複合体の構成を検討した。まず健常者のプール血清から、抗TfR単クローン抗体を用いたアフィニティカラムおよびMonoQカラムにてsTfRを含む分画を精製した。この精製物を渡銀染色およびWestern blottingにてその構成成分を解析すると、85KdのsTfRおよび65KdのTfが主要な構成成分であることが明らかになった。次に、HFEに対する抗血清を作成し精製蛋白をWesternblotting解析したところ膜における分子量と同じ48Kdの蛋白として同定され、この分画には、可溶性のHFE(sHFE)が存在することが示された。sHFEがsTfRと複合体を形成していることを明らかにするためsHFE抗血清とTfR抗体を用いて免疫沈降/Western blottingを施行した。その結果、sHFEとTfRはそれぞれの抗体によって共沈することから、血清中で複合体を形成していることが明らかとなった。これらの結果は、細胞膜でTfRと複合して存在するHFE蛋白の一部が,分子量48kDの可溶性フォームとして血清中に放出され,sTfRと複合体を形成していることを示すものである。慢性C型肝炎(CHC)患者肝組織では鉄沈着が認められ、組織に沈着した鉄が肝細胞障害を生じる重要な因子であることが知られている。しかしながら、CHC肝組織に鉄沈着が生じる機序の詳細に関しては明らかとされていない。血清中の鉄はその担体であるトランスフェリンと結合して肝細胞膜上の受容体(TfR1)と結合し細胞内に取り込まれる。そこで始めにCHC肝組織における鉄沈着と肝組織におけるTfR1の発現の程度を免疫組織化学的に検討した。その結果、正常肝組織においてはTfR1の発現はほとんど認められないのに対して、CHC患者肝組織においては高度のTfR1の発現亢進が認められ、CHC患者肝組織における鉄沈着の機序として肝細胞におけるTfR1の発現亢進が関与していることが示唆された。続いて、CHCなどの慢性炎症状態で鉄蓄積を来たす機序を明らかにするために、最近体内鉄調整に重要な役割をしていることが明らかになっているHepcidin(Hep)について検討した。Hepは肝で産生されるペプチドで消化菅からの鉄吸収を抑制し、網内系細胞からの鉄放出を抑制する作用を有する。炎症性サイトカインであるIL-6によりその発現が亢進することが知られていた。我々は、肝癌細胞株であるHuH-7を用いて他の炎症性サイトカインであるIL-1βもIL-6と同様にHep産生の亢進効果を有することを明らかにした。

これらの結果から、CHC患者においては、血清中の鉄が肝細胞表面上に発現増強しているTfR1を介して細胞内に取り込まれると同時に、慢性炎症におけるIL-6、IL-1βなどのサイトカインによって産生が亢進したHepが肝細胞からの鉄放出を抑制することにより肝組織内の鉄沈着を来たす可能性が考えられた。鉄過剰症における主要な鉄沈着臓器である肝への鉄の取り込み機構に関しては、従来からトランスフェリン受容体(TfR)1および2を介した血清トランスフェリン(Tf)鉄の経路がよく検討されてきた。しかしながら鉄過剰症では、血清中にTf非結合鉄(non-transferrin bound iron : NTBI)が存在する。これらNTBIは肝臓に速やかに取り込まれるが、その詳細は明らかにされていなかった。そこで、消化管における鉄取り込みや、細胞内エンドソームから細胞質への鉄移動のトランスポーター分子であるDMT-1が、肝細胞における血清NTBI取り込みに関与するかどうかをくヒト肝癌細胞株であるHuH-7にDMT-1遺伝子を導入して検討した。遺伝子導入細胞株におけるDNT-1蛋白は、細胞膜表面にも発現した。また、この遺伝子導入細胞株では、Tf鉄の取り込みは変わらないが、NTBIの取り込みは著明に亢進した。これらの結果から、肝細胞におけるNTBIの取り込みには肝細胞表面に発現したDMT-1が関与する可能性が考えられた。一方、最近、体内鉄代謝を負に調節する肝細胞由来の液性因子としてヘプシジンが注目され精力的に研究されている。我々もヘプシジンの慢性炎症時における発現調節機構について明らかにしたが、アルコール摂取時には肝臓に炎症を認めないにも関わらず肝組織に鉄蓄積を来すことから、アルコール摂取時におけるヘプシジンの発現に注目した。アルコール性肝疾患患者血清中のプロヘプシジン濃度は健常者に比較して優位に低値を示した。そこでマウスにアルコールを負荷したところ肝組織におけるヘプシジンmRNAの発現は低下した。すなわち、アルコール性肝疾患患者では、肝でのヘプシジン産生が低下することで消化管からの鉄吸収が増加し、血清中で増加した鉄が肝細胞に蓄積するものと推測された。
高知トレーニングに関する基礎研究:低酸素環境下の循環・呼吸器系の動態

(平成17年度)脱神経後低酸素暴露したラット頚動脈小体の形態変化:舌咽神経、舌咽神経と交感神経および舌咽神経、交感神経および副交感神経切断後に低酸素暴露したラット頚動脈小体の形態変化を比較検討した。1)舌咽神経と交感神経を切断後に低酸素暴露した頚動脈小体は血管拡張を伴い有意に肥大した。2)舌咽神経を切断後に低酸素暴露した頚動脈小体と舌咽神経、交感神経および副交感神経を切断後に低酸素暴露した頚動脈小体には頚動脈小体には有意な肥大は認められなかった。3)頚動脈小体内の血管の拡張率は、舌咽神経、交感神経および副交感神経を切断後に低酸素暴露した頚動脈小体のみで顕著な拡張が見られた。これらの結果は、低酸素環境下における頚動脈小体の肥大ならびに血管の拡張には、交感神経支配と副交感神経支配のバランスが関与している可能性を示している。(平成18年度)高血圧自然発症ラット(SHR)頚動脈小体の形態学的特徴:高血圧自然発症ラット(SHR)の頚動脈小体について、その小体内血管の径を組織計測するとともにペプチド性神経線維の分布を調べ、その形態学的特徴を対照群ラット(NWRおよびWKY)と比較検討した。1)SHRの頚動脈小体はNWRおよびWKYに比べ大きく、長径で約1.3倍(P<0.05)大きかった。2)SHR頚動脈小体は肥大しているが、小体内には拡張した血管の割合は低く、その割合いはNWRとWKYに比べ差は認められなかった。3)SHR頚動脈小体内のSP、CGRPおよびNPY線維は、血管周囲および化学受容細胞間に認められ、その分布様式および密度はNWRとWKYと同様であったが、VTP線維は低かった。これらの結果から、SHRの頚動脈小体における肥大のメカニズムはこれまでに報告されている低酸素暴露ラットの頚動脈小体の肥大メカニズムとは異なるものと考えられる。脱神経後に低酸素暴露したラットの頚動脈小体:舌咽神経(SD)、舌咽神経と交感神経(SD+S)および舌咽神経、交感神経および副交感神経(SD+S+V)切断後に低酸素暴露(Hypercapnic Hypoxia : 10% O2 in N2)したラット頚動脈小体の形態変化を比較検討した.舌咽神経と交感神経(SD+S)を切断後に低酸素暴露した頚動脈小体は血管拡張を伴い有意に肥大した.舌咽神経(SD)を切断後に低酸素暴露した頚動脈小体と舌咽神経、交感神経および副交感神経(SD+S+V)を切断後に低酸素暴露した頚動脈小体には頚動脈小体には有意な肥大は認められなかった.頚動脈小体内の血管の拡張率は、舌咽神経、交感神経および副交感神経(SD+S+V)を切断後に低酸素暴露した頚動脈小体のみで顕著な拡張が見られた.これらの結果は、低酸素環境下における頚動脈小体の肥大は、交感神経支配と副交感神経支配のバランスが関与している可能性を示している.高血圧ラットの頚動脈小体:低酸素暴露以外では高血圧による頚動脈小体の肥大が報告されている。自然発症高血圧ラット(SHR)とその対象群であるWistarラット(WKY)の頚動脈小体の形態を組織計測により比較検討した。SHRではWKYに比べ、頚動脈小体の長径が有意(約1.3倍)に大きかった。しかし、低酸素暴露のより肥大した頚動脈小体の特徴である小体内の血管拡張は認められず、高血圧ラットにおける頚動脈小体肥大のメカニズムは、低酸素暴露の際のメカニズムと異なるものと考えられる。

SHRではWKYに比べ血管作動性の神経ペプチドであるVIP免疫陽性線維の分布密度が低かったが、上記結果との関連が推測される.(平成18年度)頚動脈小体は、慢性低酸素暴露により拡張するが、前述のごとく肥大のメカニズムは明らかではない。一方、高血圧ラットの頚動脈小体も肥大すると言われているが、正確に組織計測された所見は報告されていない。本実験では高血圧自然発症ラット(SHR)の頚動脈小体について、その小体内血管の径を組織計測するとともにペプチド性神経線維の分布を調べ、その形態学的特徴を対照群ラット(NWRおよびWKY)と比較検討した。低酸素環境および高血圧という異なる病理学的状況における頚動脈小体の形態学的特徴を比較することで肥大のメカニズムの一端を解明するための手がかりを得ようとした。得られた結果は次の3項目に要約される。1)SHRの頚動脈小体はNWRおよびWKYに比べ大きく、長径で約1.3倍(P<0.05)大きかった。2)SHR頚動脈小体は肥大しているが、小体内には拡張した血管の割合は低く、その割合いはNWRとWKYに比べ差は認められなかった。3)SHR頚動脈小体内のSP、CGRPおよびNPY線維は、血管周囲および化学受容細胞間に認められ、その分布様式および密度はNWRとWKYと同様であったが、VIP線維は低かった。これらの結果から、SHRの頚動脈小体における肥大のメカニズムはこれまでに報告されている低酸素暴露ラットの頚動脈小体の肥大メカニズムとは異なるものと考えられる。高地における低酸素環境への順応の結果、呼吸機能の促進、赤血球の増加および各臓器における血管増生が起こることが一般的に知られているが、この背景には頚動脈小体の機能亢進に伴う肥大が起こるが、化学受容細胞の動態変化は低酸素状態とその神経支配が関与し、血管増生に関しては炭酸ガス分圧とペプチド性神経線維が関与していると考えられる。
レーザ誘起原子層エピタキシーによる純正III-V族半導体結晶の製作

本研究は、申請者らが見いだしたレーザ誘起原子層エピタキシャル成長法により単原子層成長を実現し、最終的には、原子層エピタキシー法に本来期待されているような良質の半導体結晶(純正半導体結晶)を得ることを目的としている。以下の結果を得た。トリエチルガリウム(TEGa)とホスフィンを原料とする有機金属分子線成長法において、熱による成長がほとんど起こらない400°C以下の低温で窒素レーザを照射することによりGaPを成長した。レーザ照射前はTEGaが基板上に飽和吸着しており、GaP成長表面での反射高速電子線回折(RHEED)像の輝度は一定であった。レーザを照射すると急激に輝度は低下する。その後、輝度は徐々に増加し、レーザ照射前の輝度まで回復する。レーザ照射後の輝度の回復時間はホスフィン流量が増大すれば短くなるが、TEGa流量には依存しなかった。レーザ照射により基板に吸着したTEGaが瞬時に分解することにより輝度は低下し、GaがPと反応することで輝度は回復する。このことは、レーザ照射による成長では原料を同時に供給していても、TEGaの分解反応とGaとPの反応を交互に起こすことができることを示している。上記の反応過程を定量的に扱い、RHEEDの輝度変化を半定量的に説明した。実際にレーザ誘起原子層エピタキシャル成長法でGaPを成長したところ、成長速度は最大0.5原子層/サイクルで1原子層/サイクルに達しなかった。これはPと反応していないTEGa分解種が基板上に残留しており、TEGaの基板吸着が阻害されているためと考えられる。レーザ誘起を行なわない通常の熱反応で成長したGaPの混入不純物を二次イオン質量分析法で測定し、また電気的特性を明確にした。今後、レーザー誘起原子層エピタキシャル成長法によるGaPの混入不純物量および電気的特性を明確にする予定である。以下の結果を得た。
空力騒音低減のためのはく離の前兆捕捉とアクティブ制御

本研究では、はく離の渦構造解明、はく離の前兆捕捉、制御用アクチュエータの開発および特性解明を主に行った。定常はく離のオープンループ制御を行い、円柱後流をはく離せん断層に作用させることでディフューザ内のはく離をうまく制御できることを見いだした。これに平行して、3次元物体からの3次元はく離流れの渦構造解明に関する研究を行い、周方向の曲率半径の変化が近傍後流の特性に大きな影響があることを見いだした。また、制御用デバイスの運動量輸送媒体としての渦輪の特性に関する研究を行い、それを用いた薄翼上のはく離の制御にそれを用いることができることを示した。さらに、この渦輪自体の遷移過程を明らかにし、渦輪の軌道把握に対する新たな知見を得た。本研究の成果は環境に及ぼす騒音問題に寄与できるものと期待できる。音圧レベルが一定な音に対してそれが非定常に変化する音は、より耳障りな騒音と感じる。このような騒音に対処する方法を見いだすことが本研究の大きな目的である。これを実現するために本研究では、1)流れのはく離によって発生する空力音が人工的外乱に対してどのように応答するかを解明すること、2)音圧レベルが変化する兆候をとらえ、「流れの制御」による低騒音化技術を確立することなどを行う。非定常流入攪乱に対して、突発的に音圧レベルが変化することを事前に予測できれば発生音の大きな変化を未然に防ぐことができる。平成8年度には、はく離を伴う物体の代表である円柱および平板を用いて、種々の直径の円柱からはく離する空力音の特性(主流速度、測定位置に対する)、および平板のはく離音特性(円柱と同様に主流速度、測定位置に対する)を調べた。また、それらの空力音に及ぼす暗騒音の影響についても調べ、空力音に対する評価基準の確立を行った。これと平行して、多数本の熱線プローブ(ラダープローブ)による多点同時計測を行うために、8chの熱線流速計を製作した。このような騒音に対処する方法を見いだすことが本研究の目的である。これを実現するために、流れのはく離の兆候をとらえ、事前にはく離を制御する低騒音化技術の確立をめざした。非定常流入撹乱に対して、突発的に音圧レベルが変化することを事前に予測できれば発生音の大きな変化を未然に防ぐことができる。さらに、流れと物体との干渉によって発生する音は物体に作用する変動流体力に密接に関係しているため、突発的な音の変化を抑制することは流体機械における衝撃力の作用や異常振動を抑えることでもある。従来の減音対策では定常状態を想定していたのに対し、非定常に変化する流れのはく離の兆候を検出して流れの制御を行い、未然に音圧レベルの増大を抑制することをめざした。これに先立ち、定常はく離のオープンループ制御を行い、円柱後流をはく離せん断層に作用させることでディフューザ内のはく離をうまく制御できることを見いだした。特定の機械に対してのみ有効であった従来の減音対策に対し、本研究により、従来行われなかった「流れの制御」による静粛化技術の確立が達成されれば、その応用範囲の拡大が期待できる。また、本研究の成果は環境に及ぼす騒音問題に寄与できるものと期待できる。
新規Ir-PNP錯体を用いた二酸化炭素の固定化反応の開発

二酸化炭素を基質として用いた新しい触媒反応の開発を目指し、ピラジン環を持つ新規Ir-PNP錯体の合成に取り組んだ。これまでのPNP配位子の合成においては合成中間体となるジリチオ体の溶解性が低く、使用できる前駆体に制限があったが、ピラジンに対して2当量のヘキサメチルリン酸トリアミドを系中に加えることによりこの問題を解決し、低収率ながらピラジン骨格を有するPNP配位子を得た。このピラジン配位子とイリジウム前駆体を水素加圧下で反応させることにより、イリジウムトリヒドリド錯体を得た。赤外吸収スペクトルにおける窒素のtrans位のヒドリドとイリジウムの間の伸縮振動は対応するピリジン骨格を持った錯体の伸縮振動よりも低波数側に観測され、ピラジン配位子はピリジン配位子と比べて金属に対する電子供与性が高いことが分かった。また、得られたピラジン錯体を用いた二酸化炭素の水素化におけるギ酸カリウムの生成速度は対応するピリジン錯体を用いた場合と比べると4倍程度であった。加えて、前年度に引き続きIr-PNP錯体を用いた二酸化炭素の水素化について計算化学による反応機構解析を行い、予想していたジヒドリドアミド錯体を通る経路とは別に水素分子が配位した錯体を通る経路が存在し、2種類の反応経路が協奏的に働いていることを明らかにした。前者の反応速度は塩基の強さに、後者の反応速度は水素圧にそれぞれ影響され、これらの結果は実験事実とよく一致した。ピラジン骨格を持つイリジウムPNP錯体の合成に成功し、イリジウム上の電子密度をより詳細にチューニングできるようになった。また、計算化学による素反応の解析により、実験化学的に観測が困難であった新たな中間体の性質を明らかにした。これらの結果は二酸化炭素の化学のみに限らず、今後イリジウムPNP錯体を用いた新規触媒反応を開発する上で重要な知見となる。本研究で合成した様々なイリジウムPNP錯体に関して、二酸化炭素や水素以外の基質との素反応を詳細に検討することにより、より多くの触媒反応に展開が可能であると考えられる。高活性な二酸化炭素の水素化触媒を開発するため、新規Ir-PNP錯体の合成に取り組み、ピリジルメチル位にベンゾイル基を導入した錯体とピリジン環にスルフィド基を導入した錯体の合成に成功した。これによって、PNP骨格の様々な場所に対し官能基を導入する手法が確立された。合成した錯体を用いて塩基存在下での二酸化炭素の水素化を試みた。その結果、電子求引基であるカルボニル基を導入した錯体を用いた場合に対応するジヒドリドクロリド錯体よりも活性が向上し、当初の想定通りピリジルメチル位の水素の酸性度が二酸化炭素の水素化活性に大きく影響するという知見が得られた。また、計算化学的手法を用いてIr-PNP錯体上でのギ酸の生成機構について考察した。計算手法としてB3LYP、基底関数としてLanl2dz(f)/6-31G++^<**>を用いて単離されている中間体と考えられる遷移状態についてDFT計算を行った。また、PCM法を用いて水の溶媒効果を見積もった。その結果、最も安定な中間体はカチオン性ジヒドリド錯体であると推定され、続く脱プロトン化によって得られるジヒドリドアミド錯体を安定化できれば、律速段階である水素の付加がある程度加速される、すなわち、ピリジルメチル位の水素の酸性度の向上が活性の向上に繋がるであろうという知見が得られた。このように、実験化学と計算化学の両面において、二酸化炭素の水素化活性においてIr-PNP錯体に電子求引基を導入することの有用性が示された。これらの結果は酸性条件での二酸化炭素の水素化を目指す上で非常に重要な知見である。

これらの結果は二酸化炭素の化学のみに限らず、今後イリジウムPNP錯体を用いた新規触媒反応を開発する上で重要な知見となる。本研究で合成した様々なイリジウムPNP錯体に関して、二酸化炭素や水素以外の基質との素反応を詳細に検討することにより、より多くの触媒反応に展開が可能であると考えられる。
数学における問題解決モデルの構築と学習支援システムへの応用

3年間の研究を通し本研究では、数学教育において最も重要な課題である問題を解決する能力の育成を目的に以下の具体的な課題を設定し、その解決を行った。A.問題解決のための数学カリキュラムの研究開発学習者の問題解決を育成するための基礎は、数学カリキュラムである。そこで、本研究では、数学カリキュラム、特にコンピュ-タを活用した数学カリキュラムの分析と開発を重点的に行い、その成果としてコンピュ-タ支援による新たな教示カリキュラムとしてCSC(Curricula Supported by Computers)を提案した。B.問題解決のための認知構造解析の研究学習者の問題解決能力の高場には、その問題解決過程を認知科学的に分析しそのモデル化の研究が重要であり。そこで、本研究では認知を構造的に把握・分析するSS(Semantic Structure)分析による方法を提案し、認知構造モデルを構築した。C.数学教育における多重学習環境の研究開発更なる成果は、AおよびBで得た知見を基に多重学習環境としてコンピュ-タシステム上に実現した。特に新しい概念として、自由探索型の数学学習支援法を提案し、それに基づくカリキュラム学習とハイパ-メディアによる探索学習の多重学習環境を構築し、簡単な評価を行った。本年度は問題解決プロセスの認知構造分析とそのモデル化に重点をおき以下のアプロ-チを行った。a)学習者の問題に対する認知・理解・解釈プロセスの解明既に開発したマルチメディアCAIシステム(THEシステム)の高校数学教材デ-タなどを用いて、生徒の問題解決プロセスとその要因(知識)を分析整理を行った。まずその切口として問題解決のプロセスを問題把握過程、論理的展開過程、具体的思考過程、記述過程に区分し、それぞれの過程において、定義・定理・公式等の“数学的知識"と、問題を把握・分析し解法の道筋を計画して数学的知識を適用するための“戦略的知識"に整理した。その結果として後者の戦略的知識は問題の状態と解決過程の目的により大きく(1)条件ほん訳戦略、(2)目標ほん訳戦略、(3)未知削減戦略、(4)変形戦略(乗法型加法型)、(5)特殊性利用戦略、(6)グラフ→式化戦略、(7)式→グラフ化戦略、(8)具体化戦略の8つの範疇に分類された。次年度はさらに詳細な部分の検討を行う予定である。b)学習者の問題解決プロセスの構造化/定式化(表現法)の応用先に述べた問題解決のプロセスを応用した学習支援システムの第一近似として以下の新たな学習環境を提案した。第1のシステムは、学習者がそれまでの解答と異なる発見的な解法に気づき自ら新たな戦略的知識を獲得することを支援する問題解決法ガイダンスシステムである。とくに、本システムでは、発見的な解法は学習者と同様に獲得しながらガイダンスする機能を有する。第2のシステムは、THEシステムの数学的知識による順次的コ-スウェアが参照する問題デ-タベ-スにおいて、解答や数学的知識分野などのデ-タに、さらに戦略的知識の分類を付加することで、戦略の関連性に基づく学習者の自由探索を可能としたシステムであり、戦略的知識の一般化の学習を目的としている。本年度は元年度の学習者の問題解決過程と戦略的知識の分類の知見をもとに,問題解決支援システムのプロトタイプの開発を行った。本システムは既に開発したTHEシステムを改良し、パ-ソナルコンピュ-タ(MacIIcx)とレ-ザ-ディスクプレ-ヤ及びレ-ザ-ディスク上の圧縮音声を再生するユニットより構成した。またその学習方法についてはこれまでの教材作成者によるコ-スウェアによる方法の他に、新たに以下の学習者の自由な探索による学習方法をハイパ-カ-ドを用いて実現した。(1)戦略学習モ-ド(2)類題検索モ-ド戦略学習モ-ドでは、戦略的知識の適用をガイドする新しいコ-スをシステムが作成し、同一の適用事例を探索することで戦略的知識による分類を意識させることを目的としている。類題検索モ-ドでは学習者が戦略的知識と定義・定理・公式等の数学的知識をキ-ワ-ドとし自ら類書を検索することで各問題の解決の糸口の発見の支援を目的としている。

具体的には、システムが練習問題を提示し、生徒が問題中の戦略的知識あるいは数学的知識をマウスで指示すればいつでもその内容に関する詳細なアドバイスが新たなウィンドウとして表示され、さらにそのウィンドウから戦略的知識あるいは数学的知識によりリンクされた他の問題を探索可能な環境を実現した。来年度は本システムの評価を行い、さらに探索により学習者が経路が不明になり迷うことなどを解決するために学習者の理解をもとに探索を制御する方法を検討する予定である。本平成3年度は、平成2年度までの成果をもとに、問題解決支援システムの実用システムの開発・評価を行ないその成果をまとめることを目的とし、以下の成果を得た。1.教材の拡張と充実高校数学の“図形と式"を中心に60題ほどの問題について、これまでの知見をもとに問題解決の過程を考慮した数学的知識と問題解決方略によるアドバイスを作成し、ハイパ-メディアのオブジェクトとして新たに埋めこんだ。また、上記の問題間の教材関連構造を作成し、学習者へのナビゲ-ションへの利用を可能とした。2.実用システムの研究開発1.で述べた教材の拡張により実用システムを開発した。ハ-ドウェアとしては、レ-ザディスクの画像取込みを24ビットとし鮮明な画像表示を可能とした。ソフトウェアは、基本的な部分をSuperCardに変更し、数学的知識や問題解決方略などのアドバイスを各ウィンドウに割り付け、実用システムとしてのユ-ザインタフェ-スの機能を完成した。3.実践・評価実際に数名の高校生を対象にシステムを使用し、システムの評価を実施した。とくに方略によるアドバイスについて、良好な結果が得られた。4.成果報告書の作成これまでの3年間の実績を“問題解決のためのカリキュラム"、“問題解決のための教材構造分析"、“問題解決のための学習支援システム"としてまとめ冊子とした。
微小ジョセフソン接合デバイスにおける量子状態の操作と量子コヒーレンスに関する研究

微小なジョセフソン接合(超伝導体のトンネル接合)を含む超伝導デバイスは、量子力学に従った動作をするので、量子コンピュータの構成要素である量子ビットとしての応用可能性の観点から注目されている。本研究では、微小ジョセフソン接合デバイスの一種である磁束量子ビットデバイスとそれの測定デバイスであるDC-SQUIDが強く結合した系に関して、量子状態のエネルギーとマイクロ波励起下での量子状態の時間変化を調べ、高次のサイドバンド遷移とよばれる現象を観測し、その起源を解明した。この現象を利用することでさまざまな応用につながる高度な量子状態操作が可能になると考えられる。前年度までに、磁束量子ビットとDC-SQUIDに付随するSQUIDプラズマモードの結合によって生じる高次サイドバンド遷移とサイドバンドラビ振動を観測し、実験結果の解析を行ってきたが、平成25年度には、部分的に改良を加えた試料においてこれらを測定した。試料の主な改良点は、エネルギーギャップを小さくした点と、DC-SQUIDの臨界電流を増加し、量子ビットとDC-SQUIDの結合度を強めた点である。エネルギーギャップが、前回の試料では15GHz以上と大きな値であったが、新しい試料では、ジョセフソン接合面積などのパラメータを修正することにより、約5GHzというほぼ目的とした値のエネルギーギャップが得られた。エネルギーギャップを小さくしたことによって量子ビットの制御性とエネルギー緩和時間が向上することが期待できる。サイドバンド遷移における光子数変化をMとするとき、前回の試料では、M=1、2の遷移のみ明確に観測されたが、新しい試料では3以上のMをもつ遷移が観測された。このことは、予期したとおり、量子ビットとDC-SQUIDの結合度が強まっていることを反映していると考えられる。結合系のハミルトニアンを使って、高次サイドバンド遷移の遷移行列要素の計算を行い、3以上のMをもつ遷移が出現することと矛盾しない計算結果が得られた。ただし、結合定数を実験的に正確に評価することが今後の実験の課題である。このような高次サイドバンド遷移は、量子ビットとDC-SQUIDの間の強い量子エンタングルメントの存在を示すものである。この遷移を利用して、量子情報処理に応用可能な量子状態制御を行うことも可能であると考えられる。Sideband遷移に伴うラビ振動が明瞭に観測された磁束量子ビット試料に関して、Sideband遷移を誘起する低エネルギーの振動子モードの起源を明らかにするために、このモードの周波数が、マイクロ波パルス印加時のDC-SQUIDループ内の磁束およびバイアス電流に対してどのように依存するかを調べた。これらの依存性の実験結果が、このモードの起源がDC-SQUIDに付随するLC共鳴であると仮定したときの計算結果とよく一致していることから、モードの起源がこのようなLC共鳴であることが判明した。ここで、インダクタンスはDC-SQUIDのジョセフソン接合のもつジョセフソンインダクタンス、Cは、DC-SQUIDに並列に作製したシャントキャパシタンスである。以上の理論解析により、シャントキャパシタンス等のパラメータを定量的に評価することができた。次に、通常のラビ振動とBlue-sidebandおよびRed-sideband遷移に伴うラビ振動の振動数の比について理論解析を行った。これらの振動数の比は、DC-SQUIDに付随するLC共鳴モードと量子ビットの間の結合定数などによって理論的に与えられる。解析の結果、LC共鳴モードのわずかな励起を仮定することで、実験結果を説明できることがわかった。この励起の主たる原因は熱励起であると考えられる。振動子(DC-SQUIDに付随するLC共鳴)の2以上の量子数変化を伴う、高次のBlue-sideband遷移およびRed-sideband遷移を初めて観測した。これは、実験に用いた試料において、量子ビットと振動子の結合が極めて大きいことを意味する。この原因が、従来の研究例とは異なり、量子ビットをSQUIDループの外側に位置する構造にしたことにあることがわかった。2013年度までの研究において、3個のジョセフソン接合をもつ磁束量子ビットとDC-SQUIDが結合した系において、高次のサイドバンド遷移を観測し、この現象の起源がDC-SQUIDに付随するシャントキャパシタとジョセフソンインダクタンスによるLC共鳴(SQUIDプラズマモード)であることを明らかした。2013年度に測定した試料では、光子数変化M = 2までの遷移が観測されたが、新たに、DC-SQUIDの臨界電流を増加させることにより結合度を増加した試料を作製し実験を行った結果、M = 3以上の遷移を明瞭に観測することができた。高次のRed sidebandとBlue sidebandがほぼ対称に現れたのは、SQUIDプラズマモードの周波数が低いために熱励起の効果が大きいことが原因である。高次サイドバンドのメカニズムを理論的に説明するために、磁束量子ビットとDC-SQUIDの結合系のハミルトニアンの固有状態を求め、その間の遷移行列要素を計算した。

結合度の実験的な推定は今後の課題であるが、予想される程度の結合度を仮定した計算により、M = 3までの遷移行列要素も無視できない値をもつことがわかった。したがって、理論計算の結果は、実験結果を説明できるものである。遷移行列要素の、磁束量子ビットに与える磁束(磁束バイアス)に対する依存性も計算した。サイドバンド遷移は、磁束バイアスが磁束量子の半分であるときには起こらず、そのバイアス点から離れるほど、顕著に起こることを示した。この結果も実験結果と一致するものである。高次サイドバンドが顕著に観測されるためには、共振器周波数がある程度小さいことが必要であることが、計算により示された。低温物性実験磁束量子ビットとDC-SQUIDに付随するSQUIDプラズマモードの結合系における量子状態の操作として、高次サイドバンド遷移に関する実験的研究を進めてきた。2個以上の光子数変化を伴う遷移は過去に報告されていなかったものであり、これまでに、3個または4個の光子数変化を伴う遷移までが観測できたことと、2個の試料について測定し、再現性を確認できたことは、大きな成果であると考えられる。しかしながら、実験結果の理論的解釈にはまだ問題点が残されている。特に、平成25年度に作製した試料でみられたサイドバンドに伴うラビ振動は、遷移の起源の同定も確実ではないので、今後、更に詳細なデータをとり、それに基づいて、遷移の起源の同定と、ラビ振動周波数の理論的説明に向けて解析を進める。2個の試料における高次サイドバンド遷移の測定結果の差異は、主として量子ビットとDC-SQUIDの結合度の差に起因するものと考えられることから、この結合系のサイドバンド遷移における結合度の重要性を実験的に示すことができた。量子ビットの量子コヒーレンス時間の向上も、目的の一つであったが、これに関しては、エネルギーギャップを前回の試料より大幅に小さくすることで、改善がみられることを期待した。新しい試料では、約5GHzというほぼ目的とした値のエネルギーギャップが得られたが、これまでの実験結果では、コヒーレンス時間の向上はまだみられていない。現在までの実験時間が十分ではないので、今後、バイアス電流などの条件を最適化することで、より長いコヒーレンス時間が得られる可能性はある。コヒーレンス時間が短いことの主な原因として、振動子モードの熱励起によって生じるフォトンノイズの問題が考えられる。今後、この影響を低減した試料を作り、コヒーレンス時間の向上をめざす。本研究課題の目的のひとつは、量子ビットと他の調和振動子モードとの結合系の物理的機構を解明することであるが、今回解析した試料に関しては、DC-SQUIDに付随するLC共鳴モードが振動子モードとして顕著に観測されていることが実験的に明らかとなり、さらに、試料構造がこれらの結合度に大きく影響を及ぼすことも明らかとなったことにより、この目的が達成されたといえる。
大都市圏における婦人保護施設の実態と直接処遇職員の処遇意識に関する研究

1995年より1997年にわたって実施された本調査研究は,タイトルに示すように,当該事業の対象者がより今日的な緊急性をもって存在すると予測される大都市圏の婦人保護施設および一時保護所の実態を明らかにし,かつ,直接処遇職員の視点から当該施設の今日的機能を探ろうとするものである。本調査研究では,1)当該領域に関する基礎データの収集を意図した全国婦人保護施設,一時保護所の実態把握,直接処遇職員の処遇意識に関するアンケート調査,2)大都市圏に所在する婦人保護施設の課題摘出を意図した事例研究,3)関連機関・施設との連携状況,連携可能性と課題についてのヒアリング調査が実施された。調査研究の主な成果としては以下の点が挙げられる。まず,基礎調査では,その形態,意識の変化等,買売春の現代的多様性に伴う課題と「虞れ」概念の適用による利用者が7割以上を占める事実。また,「虞れ」適用ケースの実態として,(1)母子ケースを含む「家庭内暴力からの緊急避難」の増加,(2)知的課題や精神的課題を抱えるケース等,「専門的対応を要する自立困難ケース」の存在,(3)強い実質的・精神的孤立傾向等の諸点が明らかにされたこと。事例研究では,法的用語も含む「虞れ」概念,高齢化に対応し得る制度・施設整備,エイズ等への心身のケアの在り方,改正精神保健法等,関連法制度との連携等の要検討課題が指摘されたこと。ヒアリング調査では,婦人保護問題の今日的状況を,女性の社会的地位をめぐるノーマライゼーションと家族意識の変動のネガティヴな表出ととらえる視点が提示され,地域における問題発見的な機能を担う婦人相談員制度の拡充,利用者の実態に合致した一時保護所の法的整備,子ども同伴の逃避ケースへの母子寮等における緊急保護機能の整備等,既存の制度の拡充と共に,今日的な家族問題への相談・調整機関の整備の必要性など,予防を含む具体的方向性が提起されたこと等である。1)全都道府県の婦人保護施設の実態に関する質問紙調査調査項目:(1)施設概況(設置主体,経営主体,施設設立年,施設認可年,認可定員数,職員構成,施設設備,福祉機器・設備の設置状況,施設設備の開放状況および地域との交流,相談事業,他機関との連携).(2)措置状況等(19601995にかけて5年刻みで「年度別措置者数」,「各年度末現在の在寮者数」,「年度別退寮者数」,「認可定員数」,現利用者の婦人保護施設利用経路,施設入所理由,施設利用直前の同居者).(3)現施設利用者の基本属性(年齢,施設利用期間,最終学歴等).(4)就労状況(内勤・外勤の別等の就労形態,1週間の就労時間,外勤の場合の勤続年数,手取り収入,就労以外の収入,就労先を見つけた方法等).(5)施設利用者の諸状況(利用時の住宅困窮,日常生活上の課題の有無,職業適性,所持金等,婚姻関係,親族関係,友人関係,身体障害者手帳の有無,療育手帳の有無,精神疾患の把握,健康状況,退寮後の同居者,退寮後の住居,退寮時の状況).2)全都道府県の婦人保護施設職員の意識に関するアンケート調査調査項目:(1)婦人保護施設・要保護女子に対する一般からのイメージ,