hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非観血的筋線維組成測定装置の開発とスポーツ科学への応用

本研究の最終的な目的は,筋線維の伝導速度から筋線維組成を推定することのできる装置を開発し,これを各種スポーツにおけるタレント発掘に役立てることであった。昨年度は,筋線維伝導速度から筋線維組成が推定可能かどうかを再確認するために,等尺性最大膝伸展筋力発揮時の筋線維伝導速度(MFCV)と筋線維組成(%FT線維)との関係を検討した。その結果,両者の間には統計的に有意な相関関係は認められなかった。しかしながら,被検者を%FT線維が高い群と中庸群とにグループ分けをすると,前者は後者より有意に速いMFCVを示した。これらの結果は,MFCVによる正確な推定は困難であるが,速筋型,中庸型,遅筋型などの大まかな分類にはMFCVが利用できる可能性のあることを示唆している。本年度においては,昨年度MFCVと%FT線維との間に統計的に有意な相関関係が認められなかった原因のひとつとして,MFCVの個人内分散の大きさに着目し,それをもたらす要因について検討した。その結果,電極の装着部位の皮下脂肪厚とMFCVの変動係数との間に有意な正の相関関係が認められ,電極の装着部位に皮下脂肪が厚いほど,MFCVの測定値の再現性が悪くなる可能性のあることが示唆された。皮下脂肪厚は身体活動レベルや性差などによって大きく異なり,ヘテロな集団を対象とする場合,わずか1回だけのMFCVの測定では,真に近いMFCVを得ることは困難であると考えられる。このような理由から,MFCVを用いて筋線維組成を推定することには限界があると考えられる。以上の研究成果だけからでは,基礎的データがあまりにも少ないために,精度の高い筋線維組成の推定式を得ることができず,筋線維組成の測定装置を作成するまでには至らなかった。今後,筋線維組成の推定式において独立変数となりうるパラメーターならびにその再現性についてのさらなる検討が必要である。筋線維組成と筋活動電位伝導速度との高い相関が認められた研究をもとに,最大アイソメトリック筋力発揮時のEMGを測定することによって筋線維組成を推定できる装置の開発に着手した.この装置は簡便にかつ非侵襲的に筋線維組成を推定できるものである.当初の予定では本年度においては,試作装置の開発を行い,逐次テストをくりかえし,その結果をフィードバックすることによって装置の改良を重ねる計画であった.実際の進行状況は,現在のところ,筋線維伝導速度から筋線維組成が推定できることを再確認し,さらに他のEMGパラメーターとの筋線維組成の関連を検討中である.これは先行研究において,%FT fiberもしくは%area FT fiberと伝導速度との間に相関が認められているものの,一致した見解が得られていないために行われたものである.また,研究を進めていくにあたって,筋線維伝導速度を規定する要因(温度,血流など)が明らかになってきたため,我々が開発する装置による筋線維組成推定にそれらが影響することを考慮する必要がでてきた.そのため,様々な条件下における測定についての再検討をおこなっている.さらに,筋線維伝導速度の測定に使用するための多点電極を作成し,その有用性を検討している.これらの課題を解決した後,次年度には測定装置を作成し,筋バイオプシー法によって得られた結果との対比を行い,スポーツ選手への応用や,性別,年齢別を考慮した装置の適応範囲について検討していく予定である.本研究の最終的な目的は,筋線維の伝導速度から筋線維組成を推定することのできる装置を開発し,これを各種スポーツにおけるタレント発掘に役立てることであった。
南極有数規模の沿岸ポリニヤの形成機構とそこでの海氷生産量の定量的見積もり

2012年910月に行われた豪州主催の国際南極海氷観測に参加した際の得たデータを用いて解析を行い、海氷厚アルゴリズムの高精度化に貢献する知見と、薄氷厚アルゴリズムの高精度化に直結する定着氷検出アルゴリズムの高精度化につながる知見を得た。本研究で得られた知見により、より高精度の薄氷厚アルゴリズムの作成が期待される。これによって、海氷生産量をより定量的に見積もる事が可能となる。1.海氷(薄氷厚)アルゴリズムの高精度化に必要な現場観測データの取得平成24年910月に行われた豪州主催の国際南極海氷観測に参加した。Massom、Lieser、Williams三博士が豪州側の研究協力者である。この観測は、東経120度付近のドルトンポリニヤを含む海氷域で行われた集中観測で、得られた現場観測データによって薄氷厚アルゴリズム(Tamura et al., 2007)の高精度化が期待される。なお、この観測で申請者は日本から、人工衛星に積んであるマイクロ波センサーと全く同じセンサー(三菱電機製)を積んだ携帯型の放射計(北大・低温研所有;大島教授が日本側の研究協力者)を持ち込み、これをヘリに搭載して観測を行って、現場検証を行った。本研究課題がターゲットとしているポリニヤ域でのヘリ観測に成功し、世界初となる沿岸ポリニヤでのヘリマイクロ波現場データの取得に成功した。現在、観測データの解析処理を行ってる。2.定着氷の取り扱いに関わる検証沿岸ポリニヤを正確に検出する為には、定着氷の位置やその変動を検出することが不可欠であり、薄氷厚アルゴリズムの高精度化にもこれは欠かせない。これまでの薄氷厚アルゴリズム(Tamura et al., 2007)は、85GHz周波帯のマイクロ波データを用いて、定着氷検出アルゴリズムを作成してきたが、上記の現場観測の結果から、36GHZ周波帯のマイクロ波データを用いても、定着氷を検出できる可能性が示唆された。現在、これについても解析処理を行っている。これは、定着氷検出アルゴリズムの高精度化につながる結果であり、薄氷厚アルゴリズムの高精度化に直結する。このように、交付申請書に記載した「研究の目的」及び「研究実施計画」について、上記のように直接的に研究目的に対して成果を上げる事となった。1.現場観測データを用いた、海氷(薄氷厚)アルゴリズムの高精度化平成24年910月に行われた豪州主催の国際南極海氷観測に参加した際の得たデータを用いて解析を行った。この観測は、東経120度付近のドルトンポリニヤを含む海氷域で行われた集中観測で、得られた現場観測データによって薄氷厚アルゴリズムの高精度化が期待される。この観測で申請者は日本から、人工衛星に積んであるマイクロ波センサーと全く同じセンサーを積んだ携帯型の放射計(研究協力者:北大・低温研・大島教授)を持ち込み、これをヘリに搭載して観測を行って、現場検証を行った。この観測データの解析処理を行い、アルゴリズムの高精度化に貢献する知見を論文にまとめて、国際誌に提出した。これまでの薄氷厚アルゴリズムは、85GHz周波帯のマイクロ波データを用いて、定着氷検出アルゴリズムを作成してきたが、上記の現場観測の結果から、36GHZ周波帯のマイクロ波データを用いても、定着氷を検出できる可能性が示唆された。これは定着氷検出アルゴリズムの高精度化につながるものであり、薄氷厚アルゴリズムの高精度化に直結する。この知見を上記の論文の一部としてまとめて、国際誌に提出した。3.冬季観測データの取得平成25年68月に行われたドイツ主催の国際南極海氷観測に研究協力者(野村博士:北大低温研)が参加した。この観測は、南極ウェッデル海で行われた集中観測で、貴重な冬季の現場観測データが得られた。これによって上記のアルゴリズムの高精度化が期待される。前述のように、交付申請書に記載した「研究の目的」及び「研究実施計画」について、直接的に研究目的に対して成果を上げる事となった為。25年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は、(1)「現場観測データを用いた、海氷(薄氷厚)アルゴリズムの高精度化」について知見を論文にまとめ、(2)「定着氷の取り扱いに関わる検証」を行って定着氷検出アルゴリズムの高精度化につなげ、(3)貴重な冬季の現場観測データを取得して上記のアルゴリズムの高精度化を行う。
ヘムタンパク質へのフッ素の導入とフッ素の利点を用いた構造・機能解析の研究

ヘムタンパク質の機能は、ヘムの電子構造とヘム周辺アミノ酸との相互作用により決定されているが、ヘムの電子状態と機能との詳細はあまり検討されていない。そこで、本研究では、ヘムの電子構造に着目し、ピロール、ポルフィリン、ヘムへのフッ素基(F基、CF_3基)の導入を行った。そして、フッ素の利点を用いた構造と機能の関係を^<19>F-NMRと酸塩基平衡定数の測定を用いて解析した。そして、ヘム鉄の電子密度の低下が酸素親和力を低下させることを確認した。本研究の目的は、生体関連化合物へのフッ素の導入及びフッ素の利点を用いた構造解析手法の開発を元に、フッ素の特徴による生体関連化合物の機能変換、特にピロールやポルフィリン色素の特性を生かした抗腫瘍活性やバイオミメティック触媒としての可能性を明らかにすることである。ピロール、ポルフィリン、ヘムのフッ素化による機能変換これまでに合成したモノフッ素化ピロールを原料に、これまでに例のないF基多置換ポルフィリンとして、目的物の一つである2,3,7,8-TFPを微量ではあるが合成できた。しかし、ポルフィリンの環化収率が非常に低いので反応経路・反応条件等の検討を行い収率の向上を図る必要がある。また、F基とCF_3基が混在したモデル化合物として、ポルフィリン環構成ピロールのβ位にF基、ポルフィリン環メソ位にCF_3基が入るようなモデルを考え、その反応経路を設計した。まず、ピロール環β位の二カ所にF基を含むフッ素化ピロールを原料にそのα位にCF_3基を導入するため、トリフルオロアセチル化を行った。しかし、導入したトリフルオロアセチル基のカルボニル基の還元反応がほとんど進行せず、ポルフィリンへの環化反応には至っていない。モデルピロールであるフッ素を含まない無置換ピロールでは、60%前後の収率でトリフルオロアセチル基の還元反応が進行することを確かめているので、今後、フッ素置換によるピロールの反応性等への影響を検討する必要がある。本研究の目的は、生体関連化合物へのフッ素の導入及びフッ素の利点を用いた構造解析手法の開発を元に、フッ素の特徴を利用した生体関連化合物の機能変換、特にビロールやポルフィリン色素の特性を生かした生体触媒等の可能性を明らかにすることである。ピロール、ポルフィリン、ヘムのフッ素化による機能変換フッ素基の導入による機能変換として、F基多置換体モデル及び、F基とCF_3基が混在したモデル化合物の合成を行った。収率向上のためにポルフィリンの環化条件を種々検討したが、いずれのモデルに於いても収率を上げることはできなかった。原因としては、F基は立体的因子、CF_3基については強い電子吸引効果による反応性の低下が考えられ、置換基の導入場所などさらなる検討が必要である。また、F基とCF_3基が混在したモデルで「歪み」をもったモデルの合成には、2,8-DPFの合成方法と原料ピロールが利用可能であり、その原料合成を行った。これまでミオグロビン(Mb)においては、酸素親和性はヘム鉄の電子密度の減少に伴い低下することをCF_3基を導入した置換モデルで示した。また、HbAにおけるアロスデリック効果の解明に重要なサブユニット間相互作用の新規検出法をフッ素置換モデル(7-PF)を元に、酸化型HbA、ヒト胎児ヘモグロビン(HbF,α_2γ_2)を使った酸-アルカリ平衡(pKa)から評価できることを示した。本研究の目的は、生体関連化合物へのフッ素の導入及びフッ素の利点を用いた構造解析手法の開発を元に、フッ素の特徴による生体関連化合物の機能変換、特にピロールやポルフィリン色素の特性を生かした生体触媒等の可能性を明らかにすることである。ピロール、ポルフィリンのフッ素化による機能変換フッ素基の導入による機能変換として、F基多置換体モデル及び、F基とCF_3基が混在したモデル化合物の合成を行った。まず、目的物の一つである2,3,7,8-TFPの環化収率を上げるために、ポルフィンの環化で利用される疑似置換基(トリメチルアセトアルデヒド基)の利用を試した。環化収率は3.4%で疑似置換基がメソ位に導入されたポルフィリンを得たが、それに続く、脱アルキル化反応が進行せず、結果的には環化収率の改善には至らなかった。また、F基とCF_3基が混在した2,3,7,8,12,13,17,18-オクタフルオロ-5,10,15,20-テトラキス(トリフルオロメチル)ポルフィリンの合成は、当初ピロールトリフルオロアセチル基の還元反応が進行しなかったが、反応条件の検討により20%前後で得ることができた。その後のポルフィリン環化では、蛍光成分はでるものの、重合物が主成分となり、酸触媒、溶媒、配位性金属の組合せを検討する必要がある。

フッ素ピロール、ポルフィリンの物性評価、ポルフィリンの前駆体であるピロールでF基の置換による効果が顕著にみられ、置換度が高くなるにつれて、脂溶性の向上等、溶媒、反応性に及ぼす大きな効果が観察された。フッ素置換モデルの利用これまでに合成したF基とCF_3基がそれぞれ1つ或いは、2つ置換したモデル化合物を使い、再構成したミオグロビンにおいて、フッ素の電子的効果による酸素と一酸化炭素の親和性(識別能)が制御されることが明らかになった。
脂肪細胞分化における亜鉛トランスポーターの役割解明

本研究では、亜鉛トランスポーターZIP13と脂肪細胞との関連について調べたところ以下の結果を得た。(1)Zip13-KOマウスでは、皮下脂肪組織で褐色脂肪細胞のマーカー遺伝子の発現上昇が見られ、これはex vivo培養実験から脂肪細胞自律的に起こることが判明した。(2)Zip13-KOマウスでは高脂肪食負荷による体重上昇が抑制される。(3)Zip13-KOマウスではインリン感受性の亢進とエネルギー消費量の増加が認められる。Zip13-KOマウスの脂肪組織を詳細に観察したところ、白色脂肪組織において褐色脂肪細胞のマーカー遺伝子の発現が上昇することを見いだした。そこで、脂肪組織の褐色化が脂肪細胞自律的に起きる現象であるかを調べるために、ex vivo培養を実施した。マウスの鼠蹊部(白色脂肪と褐色脂肪どちらにもなることができる細胞が存在する)周りから前駆脂肪細胞を抽出し、分化誘導を行い、遺伝子発現に変化がみられるか観察した。その結果、前駆脂肪細胞に褐色化の誘導を行うと脂肪細胞分化マーカーであるaP2の発現はコントロールとZip13-KO細胞で同程度であったが、褐色脂肪細胞のマーカー遺伝子の発現がZip13-KO細胞で有為に上昇することがわかった。つまり、Zip13-KOマウスでは脂肪細胞自律的に褐色化が亢進していることが示唆された。現在ZIP13が関わる脂肪細胞褐色化制御の分子機序を解析中である。ZIP13は褐色化を制御することから、次にZip13-KOマウスで褐色化が亢進することにより生体に及ぼす影響ついて調べた。コントロールマウスでは高脂肪食下で飼育した場合、通常食で飼育したものと比較して体重が増加し肥満を呈する一方で、Zip13-KOマウスでは高脂肪食を負荷しても体重の増加は見られず肥満にならないことが判明した。さらにZip13-KOマウスではコントロールマウスに比べてインスリン感受性がよくなることや、エネルギー代謝の亢進が見られた。これらの結果よりZip13-KOマウスでは脂肪細胞褐色化が亢進することによりエネルギー消費量が増加し、肥満を呈しにくくなることが示唆された。古くから糖尿病の発症や進行に亜鉛代謝異常が関与することが観察されてきたが、それにもかかわらず、その分子機序は全くわかっていない。そこで、『糖尿病などの生活習慣病における亜鉛の役割を分子レベルで解明する』ことを目指し、2型糖尿病の発症と関係することが報告されている亜鉛トランスポーター(Zip13)に注目し解析を行った。Zip13ノックアウトマウス(以下Zip13-KOマウスと略す)では、白色脂肪組織の量が減少し、褐色脂肪組織が増加していた。さらに、Zip13-KOマウスでは白色脂肪組織、褐色脂肪組織共に、褐色脂肪のマーカー遺伝子(Ucp1,Cidea,Pgc-1αなど)の発現が上昇することを見いだした。次にこの現象が脂肪組織に由来するものか調べるために、in vitroでMEF細胞の白色化と褐色化の誘導を行った。その結果、褐色化の誘導を行った際に、Zip13-KOマウス由来のMEF細胞では褐色化が亢進することが判明した。これに対し、白色化の誘導を行った際には変化が見られなかった。エネルギーを貯蔵する白色脂肪からエネルギーを消費する褐色脂肪へと変換することができれば肥満の治療に繋がる可能性を有しており、白色脂肪細胞を褐色化するメカニズムの解明は近年注目されている。Zip13-KOマウスでは褐色化が上昇することから、Zip13の肥満における生理機能を明らかにするために、高脂肪食負荷したZip13-KOマウスで糖負荷試験やインスリン抵抗性の測定を進めている。当初、Zip13は白色脂肪細胞の分化過程に関与していると考え実験を進めていたが、予想に反してZip13は褐色化を抑制していることを示唆する興味深い結果を得ており、現在褐色化を検出する様々な系をセットアップしている。一方、同じゴルジ体に存在し細胞質内に亜鉛を輸送することが知られている亜鉛トランスポーターZip9が、B細胞株(DT40細胞)においてBCRシグナル経路を活性化し、Aktのリン酸化を制御することを新たに見いだした(Taniguchi M, et al., PLos One (2013))。そこで、白色脂肪細胞株(3T3-L1)においてZip9がインスリンシグナル経路を活性化し、Aktのリン酸化を制御するか観察したが、影響は見られなかった。これらの結果は、Zip9はB細胞特異的なシグナル経路を活性化している可能性を示唆しており、亜鉛トランスポーター由来の亜鉛が活性化するシグナル経路に特異性があると考えられる。この点は今後の研究方針において留意するべきである。平成25年度は、1Zip13がどのように褐色化を抑制しているのか、その分子機序を明らかにすると共に2Zip13の肥満における生理機能を解明する。

1Zip13の褐色化抑制の分子機序(A)褐色化に必要な遺伝子(Ucp1やPgc1α)のレポーターアッセイ系を確立し、Zip13過剰発現によりレポーター活性が抑制されるか観察し、Zip13が制御する因子やシグナル経路を同定する。(B)Zip13の標的因子の同定とその作用機序を解明するために、(A)で明らかになった分子群に着目して実験を進める。具体的には、WTマウスとZip13-KOマウス由来の前駆脂肪細胞を用いて分化誘導を行い、活性、発現量、細胞内局在などに影響が見られるかを観察する。また変化が見られた因子をZip13がどのように制御しているのか調べる。2Zip13の生理機能Zip13の肥満における役割を解明するために、通常食や高脂肪食を負荷したZip13-KOマウスを用いて糖負荷試験やインスリン抵抗性の測定を行う。該当なし
アンジェラ・カーターの作品に見られる日本の影響とジェンダー・パフォーマティビティ（国際共同研究強化）

英国人作家アンジェラ・カーターの作品における日本の影響について、特にパフォーマティビティに注目した共同研究を行った。カーターの日本滞在の詳細について、近年になってようやく知られるようになってきたこともあって、日本はカーター研究においてのホットトピックとなりつつあるなか、本研究は日本からの知見を国際的に発表するというその目的を果たし、大きな貢献を果たすことができた。具体的には大英図書館とEast Anglia大学図書館アーカイヴにて調査を行い、カーター作品における女性性や男性性の概念が日本の歌舞伎や文楽、また谷崎などの文学の影響を大いに受けていることを論文、インタビュー、口頭発表、シンポジウム開催などの形で国際的活動を行った。2018年1月には単独でUEAでの研究発表を行った他、3月には共同研究者であるStephen Bensonと共に大映図書館でのカーターについての講義を受け持った。さらに4月にはアントワープ大学にて招待講演を行い、本研究について発表した。6月には集大成として、国際シンポジウムをBenson教授と開催した。この国際シンポジウムにはアメリカ、スイス、日本、フランス、そしてイギリス国内からカーター研究者が集まり、カーター学会の立ち上げの場ともなった。本研究はカーター研究の本場であるイギリスを始め、国際的に注目を集め、BBCが2017年8月に放映したカーターについてのドキュメンタリーに出演した。また国際シンポジウムの成果は、Oxford大学出版から発行されているContemporary Women's Writingという著名なジャーナルの特別号となることが決定した。その他の出版成果としては、論文が収録された書籍2冊が出版された他、あと2冊も2019年中には出版の見込みとなっている。今後も日本人カーター研究者として国際的な場でカーター研究に貢献したい。内定年度:2016本年は3月29日と30日に横浜で開催された国際学会Re-Orienting The Fairy Taleに参加し、アンジェラ・カーターの短編"The Loves of Lady Purple"における日本の影響について口頭発表を行った。この学会にはカーター研究者も多く参加していたため、渡航先での研究へのよい準備となった。この短編は人形劇が登場するが、その人形が文楽の人形であることは間違いなく、さらにその名前は源氏物語からの影響を思わせる。これらの要素と物語の内容は密接に結びついており、この短編がカーターによるある種の日本分析になっていることを指摘した。共同研究に向けて、連絡を取りながら、準備を進めている。渡航先ではワークショップなどの他、学会も開催することとなり、現在その日程や会場などについての相談を続けている。また、ワークショップなどで使用する資料、書籍などの選定を進めている。渡航先で使用するコンピュータについては発注した。また、渡航のための飛行機のチケットを購入し、当座の宿の手配を済ませた。ビザ申請は5月からのため、申請に必要な書類を集めているところである。イギリスに渡航しイースト・アングリア大学での研究を開始した。Dr Stepen Bensonと協働し、アンジェラ・カーターの作品におけるジェンダー・パフォーマティビティ、特にその概念に及ぼした日本の影響を研究した。同大学での講演、授業のほか、大英図書館での講義も行い、研究成果の国際発表に努めた。また2018年6月にDr Stephen Bensonと共同開催する国際学会に向けて、準備を行なった。同学会には世界中からこのテーマに興味を持つカーター研究者が集まる予定となっており、研究成果は書籍化する予定である。また、同学会において、イースト・アングリア大学図書館のアーカイヴとも連携して、アンジェラ・カーターと日本というテーマでの展示も行う予定で、そのキュレーションも担当している。カーター研究において、日本と日本の文学や演劇作品の影響はまだ研究が進んでいない分野であるが、基盤研究の成果が今年度続々と刊行されたこともあって、注目が高まっている。特に基盤研究で出版したSeduced By Japan: A Memoir of the Days Spent with Angela Carterは、これまで知られていなかったカーターの日本での日々を明らかにする研究成果で、大きく注目され、BBC2の取材を受けた。また、今後の研究にむけて、University of West EnglandのDr Charlotte Croftsとの協働も開始した。Angela Carterの作品とその消費における「日本」が持つ意味をさらに深く思考していくことを目指している。共同研究者と密にコンタクトを取り、順調に研究が進んでいる。また国際学会の準備も着実に進んでおり、発表者の選抜、依頼が終了している。学会開催の具体的なロジの手配や、展示のキュレーションも順調である。イースト・アングリア大学での大学院生を対象とした講演や、研究者対象の講演のほか、大英図書館では一般聴衆を対象とする授業も行なった。カーターの伝記作家のDr Edmund Gordonの講演も行い、撮影を行なった。また、基盤研究の成果が注目され、BBC2の取材を受けるなど、日本ではかなわなかった研究の発展を経験している。

2018年1月には単独でUEAでの研究発表を行った他、3月には共同研究者であるStephen Bensonと共に大映図書館でのカーターについての講義を受け持った。さらに4月にはアントワープ大学にて招待講演を行い、本研究について発表した。6月には集大成として、国際シンポジウムをBenson教授と開催した。この国際シンポジウムにはアメリカ、スイス、日本、フランス、そしてイギリス国内からカーター研究者が集まり、カーター学会の立ち上げの場ともなった。本研究はカーター研究の本場であるイギリスを始め、国際的に注目を集め、BBCが2017年8月に放映したカーターについてのドキュメンタリーに出演した。また国際シンポジウムの成果は、Oxford大学出版から発行されているContemporary Women's Writingという著名なジャーナルの特別号となることが決定した。その他の出版成果としては、論文が収録された書籍2冊が出版された他、あと2冊も2019年中には出版の見込みとなっている。今後も日本人カーター研究者として国際的な場でカーター研究に貢献したい。8月の渡航にむけて、資料の購入、書籍の購入等を進めながら、研究を続けていく。渡航後は研究を続けながら、研究協力者とともにワークショップを開催し、また平成30年度の春ごろに国際学会を開催するべく準備を進めることとなる。今年度は6月に国際学会を開催する。世界中からこの分野に興味を持つ研究者が集まるので、アンジェラ・カーター研究における日本の存在意義を一層高めることができると見込まれる。学会ではアンジェラ・カーターと日本をテーマにした展示も開催し、それは学会終了後もイースト・アングリア大学で一定期間展示する。この学会の成果は書籍化したいと考えているので、今後はそれに向けて準備を進めていく。またDr Stephen、Dr Croftsらと共に、さらにカーター研究における日本の影響について研究を深めていく。8月には帰国の予定だが、その後も共同研究は続けて行う予定である。
トランスポーターＯＣＴＮ１による中枢神経系制御と神経回路網形成の解明研究

神経回路網の形成において、神経幹細胞(NSCs)及びミクログリア(MG)が重要な役割を担う。NSCsがOCTN1のin vivo基質であるergothioneine(ERGO)を細胞内に取り込むことにより神経分化を促進することを見出したが、その詳細な細胞内メカニズムは不明である。また、MGにおいてOCTN1が機能的に発現することを見出したが、その役割は不明である。これら不明な点を明らかとし、神経回路網形成制御メカニズムの一端を解明することを、本研究の目的とした。まず、ERGOによるNSCsの神経分化促進の細胞内機構について検討した。培養NSCsへのERGOの曝露は、mTORC1及び神経栄養因子シグナルの活性化を介し神経分化を促進した。ERGOを2週間経口投与したマウスの海馬歯状回においても、mTORC1及び神経栄養因子シグナルの活性化が確認された。次に、MGの免疫応答におけるOCTN1の関与を検討した。ERGO存在下では、リポ多糖により活性化された培養MGにおける細胞内活性酸素種の産生及び細胞体の肥大化が抑制された。またOCTN1の発現抑制により、活性化MGにおける炎症性サイトカインの産生は増加した一方、ERGO曝露は著明な影響を及ぼさなかった。MGにおいてOCTN1は、ERGOを細胞内に取り込み活性酸素種の産生や肥大化を抑制する一方、ERGO以外の基質輸送により炎症性サイトカインの産生を負に制御する可能性が考えられる。以上より、NSCsにおいてOCTN1がERGOを細胞内に取り込みmTORC1及び神経栄養因子シグナルの活性化を介し神経分化を促進すること、MGにおいてOCTN1は細胞の活性化を負に制御することが示唆される。今後、ファージ抗体ライブラリを利用しOCTN1の中和抗体を作製し、発達段階・脳部位特異的なOCTN1の機能抑制による神経回路網形成への関与を評価する。28年度が最終年度であるため、記入しない。神経回路網の形成において、神経幹細胞(NSCs)及び脳の免疫細胞ミクログリア(MG)が重要な役割を果たす。一方、我々はNSCsがOCTN1の生体内基質であるergothioneine(ERGO)を細胞内に取り込むことにより神経分化を促進することを見出したが、その細胞内機構は不明である。また、OCTN1がMGに機能的に発現することを見出したが、MGにおけるOCTN1の役割は不明である。そこで本研究は、これら不明な点を解明することにより、神経回路網形成制御メカニズムの一端を解明することを目的として行った。培養NSCsに対するERGO添加は、標的タンパク質のリン酸化を介して神経栄養因子NT4/5の発現を有意に増加させ、神経分化を促進させた。今後in vivoにおいても同効果を評価していく。低濃度ERGO存在化、リポ多糖(LPS)の曝露は、野生型MGの細胞体面積を有意に増加したが、octn1遺伝子欠損マウス由来MGの肥大化は確認できなかった。一方、高濃度ERGOの曝露は、LPSによるMGの肥大化を抑制した。したがって、OCTN1によるMG内へのERGOの取り込みは、MGの免疫能を適切に維持するのに重要である可能性が考えられる。今後、OCTN1によって免疫能を制御されたMGの神経回路網形成への関与を検討する。OCTN1に対する良好な阻害剤がないため、中和抗体の作製に取り組んでいる。非特異的な抗体の産生を避けるため、アフリカツメカエル由来OocyteにOCTN1を過剰発現させたOocyte/OCTN1に対して、ファージディスプレイ法を利用したバイオパン二ングを行っている。得られた抗体は、発達段階・脳部位特異的なOCTN1の機能抑制実験に利用する。OCTN1による神経回路網形成の制御メカニズムとして、神経幹細胞の分化及びミクログリアの免疫能におけるOCTN1の関与を仮説に研究を進めてきたが、神経幹細胞の分化制御メカニズムとしてmTORC1、神経栄養因子シグナルの関与を見出した。またミクログリアの免疫能をOCTN1が制御する可能性を示唆した。国際・国内学会においても、その成果を発表しており、現在国際学術論文を執筆中である。

またOCTN1の発現抑制により、活性化MGにおける炎症性サイトカインの産生は増加した一方、ERGO曝露は著明な影響を及ぼさなかった。MGにおいてOCTN1は、ERGOを細胞内に取り込み活性酸素種の産生や肥大化を抑制する一方、ERGO以外の基質輸送により炎症性サイトカインの産生を負に制御する可能性が考えられる。以上より、NSCsにおいてOCTN1がERGOを細胞内に取り込みmTORC1及び神経栄養因子シグナルの活性化を介し神経分化を促進すること、MGにおいてOCTN1は細胞の活性化を負に制御することが示唆される。今後、ファージ抗体ライブラリを利用しOCTN1の中和抗体を作製し、発達段階・脳部位特異的なOCTN1の機能抑制による神経回路網形成への関与を評価する。OCTN1は生体内基質のERGOを神経幹細胞内に取り込むことでmTORC1シグナルを活性化させ、神経回路網の形成に関与する可能性が考えられる。今後、in vivoにおける同効果の評価を実施予定である。また、OCTN1がミクログリアの免疫能を制御する可能性が示唆された。ミクログリアの貪食能や遊走能におけるOCTN1の役割や、OCTN1によって免疫制御されたミクログリアによる神経幹細胞の増殖・分化能や神経回路網の形成に及ぼす影響について検討していく。Oocyte-panningにより、OCTN1中和抗体ができ次第、マウスにおいて発達段階や脳部位特異的にOCTN1発現抑制を行い、OCTN1の神経回路網への関与を評価していく予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
正標数上の代数多様体に対する双有理幾何学と極小モデル理論

私は、代数幾何学の中の極小モデル理論という分野に興味がある。代数幾何学は多項式の有限個の零点で定義される図形(代数多様体)を研究する学問で、この図形たちを分類する理論の1つとして、極小モデル理論がある。また、係数に使われる(代数閉)体の標数がゼロであるか正であるかによって、ゼロ標数の世界と正標数の世界があり、私は正標数の世界における極小モデル理論に興味がある。より具体的には、正標数における3次元代数多様体の極小モデル理論を完成させる事を最終目標として研究を続けている。(標数はゼロまたは素数になるので、ゼロでない場合を正標数という。)ゼロ標数の2次元の極小モデル理論は100年前頃に既になされていたが、ゼロ標数の3次元の極小モデル理論は1980年代になってやっと定式化および完成された。それから正標数における進展は殆ど無かったが、2013年の1月にHaconとXuによって、標数が7以上で小平次元が0以上の場合に、3次元の極小モデル理論が完成された。当初の研究計画では、正標数の3次元における極小モデル理論を完成させる事を最終目標としていた。標数が7以上の場合には、Hacon及びXuによる論文と、私とCascini及びXuとの共著論文を合わせる事によりこれを達成する事が出来た為、概ね順調であると思う。本研究費は既に辞退した為、書く必要がないかも知れないが、今後も正標数で3次元の極小モデル理論を完成させる為に研究を続けようと思っている。標数7以上の時の論法は一般の正標数には拡張できないと思われるので、別の解決策を模索しつつ、手につく問題から取り組む予定である。私は正標数の3次元の代数多様体の極小モデル理論について研究を続けている。3次元の基定点自由性定理やフリップの存在を証明する事が目標である。昨年度までは2次元の場合に、正標数の極小モデル理論を完成させた。より正確には、3次元の場合に一般化する為、2次元の場合の基定点自由性定理の証明に2つの証明を与えた。しかし、どちらの手法もそのままでは3次元の場合には一般化できない事も分かっている。本年度は、2つの論文を書いた。1つ目は半対数的標準な曲面に対するアバンダンスを証明した論文である。、この論文では、2次元の半対数的標準な多様体に対して、アバンダンス定理を証明した。これはゼロ標数の時に3次元の極小モデル理論を完成させる際に必要となったものなので、正標数でも確立させておく事は非常に重要な問題であった。2つ目はフロベニウスのトレース写像と延長定理の関係について考察した論文である。昨年頃から、原、渡辺、シュウィードらによって確立されたF特異点の理輪が極小モデル理論のいくつかの定理に応用できる事がカッシーニ、ムスタタ、マッカーナンらの論文により分かってきていた。そこで私も、基定点自由性定理やフリップの存在証明にF特異点の理論を応用できるか試行錯誤していた。その最中、ヘイコンとシューによって標数が5より大きい時は、3次元のフリップが存在する事が証明された。彼らの結果もF特異点の理論を用いている。彼らの論文は、正標数の極小モデル理論における大結果であると思う。今回の私の論文でも基定点自由性定理やフリップの存在を取り扱っているが、彼らの結果とは反対にF特異点を用いる方法では標数が2の時に致命的な例が存在する事を示した。ヘイコンとシューによる論文と私の結果を鑑みると、F-特異点を用いる手法は、大きい標数でしか機能しないように思える。なので、基定点自由性定理やフリップの存在を証明する為の道具としては使えないと私の中では結論付けた。まず、知られていたアバンダンス定理を半対数的標準な場合にまで一般化する事ができた。近年、注目されていたF特異点の理論極小モデル理論にいくらかの応用を与えてきたが、基底点自由性定理の証明には役に立たない事を示す事ができた。こういう点において進展しているとはいえるが、計画以上に進展しているとは言えない。

標数が7以上の場合には、Hacon及びXuによる論文と、私とCascini及びXuとの共著論文を合わせる事によりこれを達成する事が出来た為、概ね順調であると思う。私が取り組んでいる問題(正標数の基底点自由性定理)は未だに手探りの状況である。その一方で、多くの専門家は成立すると信じている。現在、私は、ゼロ標数における証明の背後にいるホッジ理論やその周辺について考察している。また、別の方向として、そもそも正標数の基底点自由性定理は成立しないのではないか?という疑念を持ち始めている。この方向で進める場合は、小平消滅定理の反例やF特異点の理論が上手く振る舞わない例を考察する事が重要だと考えている。本研究費は既に辞退した為、書く必要がないかも知れないが、今後も正標数で3次元の極小モデル理論を完成させる為に研究を続けようと思っている。標数7以上の時の論法は一般の正標数には拡張できないと思われるので、別の解決策を模索しつつ、手につく問題から取り組む予定である。
ヘリカル型プラズマ閉じ込め装置におけるプラズマ対向材料移動研究

本研究は実験と計算機シミュレーションの二本柱で進めている。実験では、核融合科学研究所のLHDの真空容器内21カ所に方向性マテリアルプローブ(DMP)を設置し、10月から今年2月までの2018年度実験に供した。今年2月に同実験が終了した後、2019年度初めにDMPを取り出し、分析を開始している。また、ドイツのW7-Xの真空容器内12カ所に、DMPを設置した。同装置実験は7月から10月まで実施され、DMPは12月までに真空容器内から取り出された。今年1月に、研究協力者とともにW7-X真空容器内で、プラズマ対向壁の色分析を実施した。その際、取り外したDMPを受け取るとともに、同装置のプラズマ・壁相互作用研究グループリーダであるC.P. Dhard, D. Naujoksと、今後の分析について議論した。計算機シミュレーションについては、ERO2.0コードのLHDへの適用を進めている。8月にユーリッヒ研究所に研究協力者を派遣した。同研究所のJ. Romazanovらと相談しながら、LHDのシミュレーションのための計算メッシュの構築を進めた。また、3月にもユーリッヒに研究協力者を派遣して研究をさらに進め、初期的なシミュレーションを行った。米国プリンストン大学で開催されたプラズマ・表面相互作用国際会議に出席した。研究協力者1名も派遣し、W7-Xをはじめとするヘリカル型装置におけるプラズマ・壁相互作用研究の進展に関する情報を収集するとともに、W7-Xのプラズマ・壁相互作用研究グループリーダの一人であるS. Brezinsek(ユーリッヒ研究所)と、研究の進め方について議論した。国内の、核融合エネルギー連合講演会、日本表面真空学会、プラズマ・核融合学会にそれぞれ参加し、研究課題に関係する議論、研究情報収集を行った。静岡大学の大矢准教授と、試料表面分析に関する打ち合わせを行った。研究実績報告に記したように、研究計画は概ね順調に進んでいる。実験については、2018年度LHDおよびW7-X実験でプラズマ実験に曝露した方向性マテリアルプローブ(DMP)の分析を進め、真空容器内各所における堆積層組成とその方向性から、堆積層形成メカニズムを検討する。新たなDMPを準備し、LHD真空容器内に設置して同装置の2019年度実験に供する。さらにLHDでは、試料駆動装置を用いたタングステン試料へのプラズマ照射によるタングステン輸送実験も行う。W7-Xにおける次回実験は、2020年度になる予定である。LHDと同様、2018年度の同装置実験に供したDMPの分析を進める。W7-Xにおける色分析について、2018年度に得た第一壁の測定データの解析を進める。2019年度はさらに、同装置の炭素姓ダイバータの色分析を行う。計算機シミュレーションについては、引き続きERO2.0コードのLHDへの適用を進める。ユーリッヒへ研究協力者を派遣し、集中的に適用に必要な作業を進める時期を設け、同コードによるLHDのシミュレーションをさらに進める。当面は、実験で得られている真空容器内の堆積層形成データの再現を目指す。W7-Xのシミュレーションについては、ユーリッヒ研究所グループが進めている。やはり、W7-Xで得られているDMPや色分析データなどを用いて、シミュレーションの妥当性の検証などを進める。国際会議において、本研究課題に関係する発表を積極的に行い、ヘリカル型装置におけるプラズマ対向移動研究について国際的な議論を喚起する。国内会議においても同じく発表・議論を行うことにより、国内研究者の本研究への参加を期待する。これらにより、本研究の目的である、ヘリカル型プラズマ閉じ込め装置におけるプラズマ対向材料移動のメカニズムを明らかにしていく。

研究実績報告に記したように、研究計画は概ね順調に進んでいる。実験については、2018年度LHDおよびW7-X実験でプラズマ実験に曝露した方向性マテリアルプローブ(DMP)の分析を進め、真空容器内各所における堆積層組成とその方向性から、堆積層形成メカニズムを検討する。新たなDMPを準備し、LHD真空容器内に設置して同装置の2019年度実験に供する。さらにLHDでは、試料駆動装置を用いたタングステン試料へのプラズマ照射によるタングステン輸送実験も行う。W7-Xにおける次回実験は、2020年度になる予定である。LHDと同様、2018年度の同装置実験に供したDMPの分析を進める。W7-Xにおける色分析について、2018年度に得た第一壁の測定データの解析を進める。2019年度はさらに、同装置の炭素姓ダイバータの色分析を行う。計算機シミュレーションについては、引き続きERO2.0コードのLHDへの適用を進める。ユーリッヒへ研究協力者を派遣し、集中的に適用に必要な作業を進める時期を設け、同コードによるLHDのシミュレーションをさらに進める。当面は、実験で得られている真空容器内の堆積層形成データの再現を目指す。W7-Xのシミュレーションについては、ユーリッヒ研究所グループが進めている。やはり、W7-Xで得られているDMPや色分析データなどを用いて、シミュレーションの妥当性の検証などを進める。国際会議において、本研究課題に関係する発表を積極的に行い、ヘリカル型装置におけるプラズマ対向移動研究について国際的な議論を喚起する。国内会議においても同じく発表・議論を行うことにより、国内研究者の本研究への参加を期待する。これらにより、本研究の目的である、ヘリカル型プラズマ閉じ込め装置におけるプラズマ対向材料移動のメカニズムを明らかにしていく。
子どものスポーツ意識と総合運動部に関する研究

総合運動部は男子より女子の加入者が多く,女子のスポーツ参加を促進するクラブとなっている.総合運動部ではスポーツの楽しさを味わい,友達をつくり,友達となかよく活動することが重要な要素となっている.総合運動部の活動日数は週2日まで,平日の練習時間は2時間までとなっており,スポーツクラブ非加入者のクラブ加入条件・ニーズと合致している.総合運動部はこれまでスポーツクラブへの加入を躊躇していた者にスポーツの場を提供し,スポーツの楽しさを味わわせ,スポーツの実施を促すことができる組織として注目される.本研究は、子どものスポーツのあり方を検討する意図のもと、小学校に設置が進められている総合運動部の実情や、子どものスポーツ意識について把握し、子どもの立場から子どものスポーツを見直すことを目的としている。研究初年度は、研究対象地となる小学校総合運動部の設置が進んでいる熊本市を訪ね、熊本市教育委員会で小学校運動部・総合運動部の設置経緯や設置状況について情報を収集した。さらに総合運動部設置校を訪ね、校長、総合運動部担当教員等に面談し、運動部の設置・活動状況、総合運動部の設置・活動状況、地域スポーツクラブの活動状況等について聞き取り調査を実施した。研究2年目となる24年度は、初年度に得た情報に基づき、「小学生のスポーツ活動についての調査」を実施すべく、その内容を検討した。日常の生活状況、体育やスポーツに対する意識、運動部・総合運動部・スポーツクラブへの加入状況や活動状況等についての内容を盛り込んだ調査票案を作成した。作成した調査票案をもって再度、熊本市を訪れ、教育委員会担当者及び総合運動部設置小学校4校の校長、総合運動部担当者と面談し、調査内容についての見解を聴取した。その際、4小学校の校長に調査実施の協力依頼を行い、了解を得た。その後、調査票の一部修正を行い、小学校4校において質問紙による調査を実施した。この調査を通して、子どもたちのスポーツに対する意識やスポーツ実施の生の状況を明らかにすることができる。現在、調査票の回収を終了し、データ処理の作業に着手したところである。データ数が多く、やや時間が必要となるが、今後、データ処理を急ぎ、結果の分析・考察をできるだけ速やかに行い、研究結果の取りまとめを行いたい。本研究では,総合運動部の設置が進んでいる熊本市を対象に総合運動部の設置に至る経緯や設置状況及びその活動状況を明らかにすること,さらに総合運動部が設置されている小学校児童のスポーツやスポーツクラブに対する意識,スポーツ実施状況,スポーツ実施の希望等を調査により明らかにし,総合運動部が児童のスポーツ実施に果たす機能について明らかにすることを目的とした.熊本市では,教育改革プログラムの一環として,また,具体的な運動部の活動を規定する運動部活動の指針において,総合運動部の設置を進めることを謳い,総合運動部の活動を展開してきた.総合運動部の設置や活動状況についての聞き取り調査では,平成23年現在,総合運動部の設置校は24校,35部となっており,約800人が総合運動部で活動している.総合運動部の設置経緯については,水泳のみの活動から水泳のシーズン以外に他のスポーツ種目を実施するようになったケース,新たに年間計画を立て,複数種目を実施するようになったケースなど,学校により異なっている.児童に対する質問紙調査の結果,総合運動部は男子より女子の加入者が多く,女子のスポーツ参加を促進するクラブとなっている.総合運動部ではスポーツの楽しさを味わい,友達をつくり,友達となかよく活動することが重要な要素となっている.総合運動部の活動日数は週2日まで,平日の練習時間は2時間までとなっており,スポーツクラブ未加入者のクラブ加入条件・ニーズと合致している.総合運動部はこれまでスポーツクラブへの加入を躊躇していた者にスポーツの場を提供し,スポーツの楽しさを味わわせ,スポーツの実施を促すことができる組織として機能することが期待される.総合運動部は男子より女子の加入者が多く,女子のスポーツ参加を促進するクラブとなっている.総合運動部ではスポーツの楽しさを味わい,友達をつくり,友達となかよく活動することが重要な要素となっている.総合運動部の活動日数は週2日まで,平日の練習時間は2時間までとなっており,スポーツクラブ非加入者のクラブ加入条件・ニーズと合致している.総合運動部はこれまでスポーツクラブへの加入を躊躇していた者にスポーツの場を提供し,スポーツの楽しさを味わわせ,スポーツの実施を促すことができる組織として注目される.本研究は、小学校に設置されている総合運動部の実情を明らかにするとともに、総合運動部が真に子どもが求めるスポーツクラブとして機能するものなのか、子どもの立場から総合運動部のあり方を検討することにある。そこで、小学校総合運動部の設置が進んでいる熊本市を研究対象地として設定した。熊本市で策定されている教育改革プログラム「くまもと輝きプラン」、熊本市教育委員会による「運動部活動の指針」等の資料を収集し、その中に示されている総合運動部への対応方針等を分析した。さらに現地(熊本市)を訪問し、教育委員会の担当者(指導主事)に面談し、熊本市の小学校における運動部活動の状況、また、総合運動部の設置状況について聞き取り調査を実施した。熊本市の各小学校には運動部が設置されており、校務分掌に基づき、全教員が運動部の担当となっている。総合運動部は50%を超える小学校に設置されており、多くの子どもたちが総合運動部で活動している。学校によっては、学校運動部に加えて地域スポーツクラブが併存しているところもあり、子どものスポーツクラブへの加入は多様となっている。このような状況の中で、総合運動部の現状やそこに参加する子どもの実態等を分析することにより、総合運動部のあり方が見えてくるものと思われる。

熊本市教育委員会の紹介により、総合運動部を設置している小学校二校を訪問し、校長、教頭、総合運動部担当教員に面談し、運動部の活動状況、総合運動部の設置経緯・活動状況等について聞き取り調査を行った。シーズンスポーツの実施から多種目実施の総合運動部の設置に至った事例について、また、練習は週2回程度、大会への参加も勝利志向性の高くない小体連主催のフレンドリー大会を中心としていることなど、さまざまな情報を入手することができた。今後はこれらのことを参考にして、子どもを対象とした調査を実施していく予定である。研究対象地となる熊本市の教育委員会、総合運動部を設置している小学校を訪ね、運動部・総合運動部の設置経緯や総合運動部の設置状況について情報を収集し、その概要の把握を済ませている。さらに、総合運動部が設置されている小学校児童のスポーツやスポーツクラブに対する意識、スポーツ実施状況、スポーツ実施の希望等を把握するための調査も実施を終えた。今後は、調査のデータ処理を行い、分析・考察を進めていく。それらを取りまとめて本研究の成果としたい。研究の対象地域が遠隔地のため、1回の現地聞き取り調査には3日程度の日程確保が必要となるが、そのスケジュール確保が極めて困難であった。そのため、当初の研究計画より、やや遅れた進捗状況となっている。しかしながら、研究を進めるに当たっての必要不可欠となる情報については、資料収集、現地調査によって得られており、遅れている子どもを対象とした質問紙調査の作成も順次進めていくことになる。それ以降については、当初の計画通り進めていく予定である。研究対象地の運動部・総合運動部の設置に関する情報についてはほぼ収集を終えている。今後はそれらを整理してまとめることになる。質問紙による調査についても回収を終えており、今後はそのデータ処理を進めることになる。データ処理をできるだけ速やかに行い、結果の分析・考察を進めたい。調査結果の概要をまとめた段階で、研究対象地を再度訪ね、調査結果の概要を伝えるとともに、今後の運動部・総合運動部のあり方等について意見交換を行う。以上の取りまとめを行うことにより、本研究の目的を達成したい。現地での聞き取り調査の日程を確保するなどして、さらなる情報収集に努め、子どもを対象とした質問紙調査の調査票作成を急ぎ、今年度中の調査実施を目指して取り組むこととする。前回の現地訪問の際に、教育委員会ならびに訪問先小学校に質問紙調査の実施協力については依頼済みであり、研究計画を順調に進めることができるものと思う。調査実施後はデータ処理を行い、分析に当たることになる。最終年度は、その取りまとめをする予定となっている。調査のデータ処理、およびデータ処理結果の整理を行うために謝金が必要となる。また、データ処理およびデータ処理の整理に際して、情報を保存するためのメディア等の購入が必要となる。さらに、調査結果の概要をまとめた後、研究対象地を再訪し、調査結果の報告ならびに意見交換を行うための旅費が必要となる。また、本研究の成果を取りまとめた報告書を作成するために印刷費が必要となる。
『源氏物語』の計量的な文体研究

『源氏物語』は日本最古の長編物語であり、日本文学史上において重要な作品である。しかし、作者が単一であるのか、複数であるのか不詳であり、成立過程も定かではない。そこで本研究では青表紙本系の大島本を底本とするテキストデータを用い、『源氏物語』の文体的特徴に注目し統計的な分析を行うことで計量的な観点からこれらの問題に検討を加える。本研究を通じて、今後なされるであろう客観的な議論に耐えうる『源氏物語』各巻の文体についての透明性の高い資料を提出する。