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国際的租税回避に関する制度設計の観点からの研究

国際的租税回避及び国際的租税回避に対する否認のための制度設計について,研究代表者のこれまでの研究成果を踏まえて,研究水準を一歩前進させた。具体的には,国際租税法について一般国際法の内国民待遇との議論との関連を指摘し(1920年代に,内国民待遇の議論をベースとして国際課税に関する源泉地国課税を中心とする考え方が成立した),タックス・ヘイブン対策税制については同族会社に対する留保金課税との共通性(どちらも,同一のアメリカの制度に起源を有する)を指摘した。平成22年度においては、かつて執筆した助手論文を改訂・補充した論文「取引・法人格・管轄権(2)-(5・完)」を公刊することができた。この論文は、もともと、国際的租税回避への関心から執筆を始めたものであり、その一部は平成16年に公刊していた。しかし、その後、諸事情のため、また問題の本質を捉えられていないのではないかという危惧から、続編を公表できていなかった。ところが今回の科研費の研究を通じて、一気に本質を捉えるに至った。単なる国際的なモノの物理的な移動が問題なのではなくて、課税所得計算主体をどのようにとらえるかということが、いわゆる本支店間「取引」を認識する必要性と結びついているということが判明した。また、国内法に関する基礎的な概念を振り返るという趣旨の論文集において執筆した論文(「適正所得算出説を読む」)を通じて、以上の議論を国内法(法人税法22条2項等)の解釈論として展開する可能性を示唆した。こちらについてはまだどの程度学界の支持を得られるかわからないが、先行業績に対してこれまでとは違った角度から光を当てることができたのではないかと自負している。本研究の開始時点で、国際的租税回避に関して「どのように制度設計をするか」という観点から研究することを志したが、以上のような暫定的な結論が得られたため、これを次年度以降の作業において具体的に移転価格税制等について分析する際の理論的基礎とすることができるようになった。平成22年度の実施計画においては、実務界へのインタビュー等を考えていたが、上記のとおり理論的研究を先行させてしまったため、次年度以降において実務界へのフィールド・ワーク等を行い、暫定的な結論の妥当性を検証することとしたい。平成23年度においては、前年度の研究成果も生かして、比較的多くの研究成果を公表することができた。それぞれはそれほど分量の多いものではないが、将来の私自身の研究にもつながり、学界全体の研究にもつながる、意味のあるものであると自負している。その多くは、事例研究であり(なお、媒体の性質上科研費の助成を受けたことを明記できない場合があったことをお詫びしたい)、具体的な事実関係を通じて、租税法の機能ないし機能不全を描くことができたと考えている。具体的には、以下のような研究成果を公表した。移転価格税制に関するアメリカの最新判例を紹介する論文は、前年度の研究課題である移転価格税制についての成果である。『租税法概説』は概説書であるが、本研究の全般にかかわる国際租税法の全体について構想をまとめたものである。公刊したものには脚注が存在しないが、詳細な脚注を付して突っ込んだ検討を行ったバージョンを研究者仲間に配布し、コメントを頂戴した。法人格内部の取引に関する論文は、前回の科研から今回の科研に至る一連の研究の中で得られた一般的な理論をまとめたものである。破産管財人の源泉徴収義務に関して、判例研究と関連論文を公表した。これは一見本研究とは関係がなさそうに見えるが、実際には、源泉徴収のメカニズムが国際課税において鍵となっていること、破産管財人の源泉徴収義務を否定することが国際的な事案における租税の徴収に対して深刻な影響を与えること、の二点により密接な関係が存在する。本年度の研究実施計画に記した「資産」の概念については、このテーマに関する別の科研プロジェクトにおいて報告の機会を得たほか、有力な研究者による最新の論文をも踏まえて、研究を継続している。法人格内部の資産移転についても、ドイツ法を中心に研究を続けており、次年度中には成果を公表したい。平成25年度においては,国際的租税回避に関するこれまでの研究を踏まえて,租税法以外の分野をも視野に入れた研究を進めた。まず,租税法の分野においては,タックス・ヘイブン対策税制(外国子会社合算税制)の起源を探り,これが同族会社の留保金課税(特別税率)と共通の起源を有することを突き止め,そのことを論文の形で公表した。これは,かつて執筆したタックス・ヘイブン対策税制に関する論文を発展させたものであると同時に,(国際的なそれに限らず)いわゆる租税回避一般についてその否認規定(ないし防止規定)の性質を探求するものでもあった。具体的には,タックス・ヘイブン対策税制や同族会社の留保金課税は,通常の「所得」を課税標準とする所得課税とはその性質において異なるところがあるのではないか,という仮説を提示することができた(なお,上記論文については昨年度脱稿済みと記したが,結局校正段階でかなり手を入れて内容を精査したことを附記しておく)。また、上記仮説を贈与税の文脈で検証する論文も執筆した。

租税法以外の分野においては,研究を進めたものの,残念ながら,現時点では研究成果を論文の形で公表したり,研究会で発表したりするには至っていない。ただし,昨年度の実績報告書に記した憲法と租税法の関係についての論文を本年度末になって公表することができた。内容が国際的租税回避に直接かかわるわけではないが,本科研費の研究成果からアイデアを得て発展させたものであるので記しておく。平成24年度においては、国際的租税回避に関する、あるいは、それとつながる、重要な諸問題についての論文を公表することができた。すなわち、媒体の性質によって本科研費への謝辞を記載することがかなわなかったが、国際課税における「法人」の意義に関する判例研究、同じく「住所」の意義に関する判例研究を公表した。また、国際租税法において重要な役割を果たしている「信託」について、その財産承継の場面での利用(民事信託)にしぼって考察して、それを信託法学会で報告した他、大学の紀要に詳細な論文を掲載することができた。さらに、国際租税法について長年論じられてきた、外国法人・非居住者に対する課税方式の問題(帰属所得主義か全所得主義か)について、最近のOECDや日本での議論をふまえて、見通しを与えるような論文を商業誌に公表することができた。該当期間には公表するに至っておらず、また、これまた媒体の性質上科研費への謝辞を記載できない可能性があるが、本年度の研究実施計画において予告したタックス・ヘイブン対策税制と同族会社の留保金課税についての論文も近々刊行できる予定であり(脱稿済み)、憲法と租税法の関係についても論文を執筆済みである(脱稿済み)。いずれにおいても、これまで必ずしも指摘されていない事実や観点を指摘できたのではないかと自負している。他方で、研究実施計画で予告したもののうち移転価格税制の本質論についての各論研究は、今のところ、論文の公表につながるほどまとまった成果には達しておらず、今後の課題となる。研究の目的」に記したテーマそのものについて、暫定的な結論を示す論文を公表できたほか、国際課税全般について研究が進んでおり、また、タックス・ヘイブン対策税制についてもこれまで全く指摘されていなかった角度からの研究成果を示せる目処がついたため。25年度が最終年度であるため、記入しない。既に前年度に本研究の研究目的として記したテーマについて暫定的な結論を示す論文を公表できていたが、本年度に公表された論文や脱稿済みの論文を通じて、本研究で扱おうとした内容が単に国際租税法に関する制度設計にとどまらず、より大きな文脈において位置づけられることが明らかになってきたため。具体的には、タックス・ヘイブン対策税制と同族会社の留保金課税の共通性、「法人」や「信託」といった概念の諸相、とりわけ、こうしたエンティティに対する背後の個人の関わり方(デット的なのか?エクイティ的なのか?等)、帰属所得主義対全所得主義の論争で見落とされていた問題、等について明らかにすることができたため。今後も本年度と同様に、地道にケース・スタディーを行い、そこから一般的な理論を導けるように努力したい。研究計画は順調に消化できているので、特に変更の必要はない。実務家や他の分野の専門家からのアドバイスをこれまで以上に求めていきたい。
性フェロモンの作用機構に関する研究

雄イモリ肛門腺から同定されたペプチド性雌誘引物質"ソデフリン"の生理作用を解明することを目的として研究を行った。これまでの研究で雌誘引物質の受容器官と確認された雌嗅上皮の各部位でソデフリンを作用させた結果、鼻腔外側部において最大の電位変化(嗅電図応答)が生じること、また、この部位における細胞内Ca濃度の上昇が見られることを新たに確認した。一方、DiIの注入によりこの部位から副嗅球への投射がすでに確認されている。そこで、鼻腔外側部に対しソデフリン刺激を行ったところ副嗅球およびその周辺部における神経細胞において雌誘引物質に対する応答性が広範囲にみられることを電気生理学的手法(細胞外および細胞内記録法)により確かめた。よって、ソデフリンは鼻腔外側部で受容され、その情報は副嗅球およびその周辺部における神経細胞へ伝達され処理を受けると考えられる。一方、雄イモリ肛門腺にはアンドロステンダイオンやプレグネノロンなどのステロイド群が存在することが最近わかってきた。これらステロイド画分が雌誘引活性を示すこと、それぞれ単独では無効な濃度のソデフリンとステロイド画分を組み合わせると雌誘引活性を持つようになることがわかった。このことからソデフリンとステロイド画分は求愛行動時に協調的にフェロモンとして働く可能性が示唆された。また、ホルモン(性ホルモン、プロラクチン)が生殖行動の発現に重要な働きをすることが従来より知られているが、本研究で新たに内因性プロラクチンが脳のプロラクチン受容体に作用することにより求愛行動発現に関与することをイモリプロラクチン抗血清およびプロラクチン受容体アンタゴニストの脳室内投与により明らかにした。雄イモリ肛門腺より単離・同定されたペプチド性雌誘引物質"ソデフリン"の中枢での生理的作用を解明することを目的として研究を行った。これまでの研究で、雌誘引物質の受容器官と確認された雌嗅上皮の各部位で雌誘引物質を作用させた結果、鼻腔外側部において最大の電位変化(嗅電図応答)が生じることを確認しており、さらに、この部位にDiIを注入したところ、副嗅球への投射を確認している。このことは副嗅球がイモリフェロモンの第一次中枢である可能性を示唆している。今年度、副嗅球およびその周辺部における神経細胞において雌誘引物質に対する応答性がみられることを電気生理学的手法(細胞外および細胞内記録法)により確かめた。現在、さらにその応答性と応答細胞の分布状態や形態などに注目し、詳細な解析を進めることにより、副嗅球でフェロモン情報がどのように処理されているかを明らかにしようとしているところである。

雄イモリ肛門腺にはアンドロステンダイオンやプレグネノロンなどのステロイド群が存在することが最近わかってきた。これらステロイド画分が雌誘引活性を示すこと、それぞれ単独では無効な濃度のソデフリンとステロイド画分を組み合わせると雌誘引活性を持つようになることがわかった。このことからソデフリンとステロイド画分は求愛行動時に協調的にフェロモンとして働く可能性が示唆された。
超伝導重力計による地球自由振動コア・モードの観測

1.超伝導重力計によって得られた、1994年6月ボリビア深発地震の記録を用いて、地球自由振動コア・モードの解析を行った。観測史上最大の深発地震であるこの地震は、地球の深部にエネルギーを持つような地球自由振動ノーマル・モードを強く励起しており、コア・モードが精度良く検出されることが期待された。データとしては、茨城県八郷町の東京大学理学部研究施設に設置されている超伝導重力計(GWR Instruments, TT70, s/n 011)の記録を用いた。データの解析には、存否スペクトル解析法を用いた。時間領域のウインドウおよび周波数領域のウインドウをたんねんに最適化し、時系列モデルの自由度の選択を適切に行うことによって、地球自由振動の多くのノーマル・モードが精度良く検出された。それらのうち、コア・モードと考えられる信号もいくつか検出された。これらの信号の減衰の程度は特に小さいということはなく、コア・モードはそれほどQが高くないということが確認された。また、この結果によって、超伝導重力系が長周期地震計としてすぐれた性能を有している可能性があらためて示された。2.超伝導重力計の長周期地震計としての性能を最大限に開拓するための基礎実験として、超伝導重力計の機械的特性の測定を行った。測定は、東京大学海洋研究書および国立天文台の2台の超伝導重力計について行った。その結果、機械的なマス-スプリング系としての超伝導重力計の支持系について、4ないし5秒程度の固有周期が得られた。また、テスト・マスである超伝導球に対するダイビングはほぼ線形であり、その係数が非常に大きいことがわかった。
生活活動音の深層学習による独居者家庭内事故等の検出方法に関する研究

音による家屋内事故等の異常検出を目的に,マイクロフォン1本を用いて採取した日常の生活活動音(生活音)の特徴抽出とその自己学習の方法,および足音識別への深層学習の利用を検討した。なお,生活音などの採取においては,秋田大学の研究倫理審査委員会の承認を受け,被験者の同意を得たうえで行った。主な成果を以下にまとめる。(1)生活音の特徴抽出と自己組織化マップの利用に関する検討:男性1人暮らしのアパート内で録音(サンプリング周波数192 kHz)した日常の生活音について,時間-周波数解析を行った。特徴量として,周波数帯域幅80 kHzを15個に分割したサブバンド内の合計電力(特徴ベクトルA)と,12次MFCC(特徴ベクトルB)を求めた。そして,教師なし学習の1つである自己組織化マップ(SOM)の利用を検討した。生活音約6時間分の特徴ベクトルを学習させ,SOMを作成した。異常候補を判別するため,勝ちニューロン数が多いニューロンの周辺を平滑化するフィルタリングし,学習に用いたデータのほとんど(例えば99.5%)が含まれる領域を日常音,それ以外を異常候補となるように二値化した。異常模擬音として転倒時の音10音と悲鳴4音の判別を試みた結果,特徴ベクトルAを用いた場合の方が成績がよく,転倒音を全て異常候補として検出したが,悲鳴については半数であった。(2)足音の深層学習による歩行者識別の試み:足音(サンプリング周波数44.1 kHz)の時間-周波数解析を行い,20次MFCCを求めた。画像認識などに用いられるLeNetを改良したネットワーク構造で深層学習を行い,足音の識別を試みた。被験者10名とし,足音8歩分のMFCCを教師用データと検証用データとして交差検証を行った結果,被験者の足音を80%以上の識別率で検出できた。足音認識への深層学習の利用の可能性が示唆された。2018年度は,日常の生活活動に伴う音の特徴抽出とその学習方法に関する検討を中心に行った。日中の生活音の特徴抽出に関する検討から,可聴領域より高い周波数帯の情報を用いるとよい可能性が示唆された。ただし,これまで試作してきたプログラムでの比較であり,現時点で評価方法を確立できないため,より適当な特徴量の抽出には至っていない。また,夜間睡眠時の音については,呼吸音の採取が容易ではなく,詳細な検討は今後の課題となった。特徴量の学習方法については,異常候補(異常を模擬した音)の判別方法の検討が必要になるが,自己組織化マップの利用の可能性が示唆された。通常の生活内では異常音の情報(判別のための教師信号)を得ることが困難であり,他の教師なし学習方法の利用の可能性も含めた検討が必要である。一方,足音の識別については,8歩分のMFCCを画像情報として教師信号に用いることで深層学習を利用でき,識別率向上の可能性が得られた。履物や場所などの環境および歩行速度の違いへの対応が,今後の課題である。これらの課題については,2019年度の計画に組み込み,引き続き検討を行う予定である。2019年度は,日常の生活音を日中と夜間(睡眠時),および足音に分け,それぞれに適する採取(録音)方法,特徴抽出,学習方法,および識別方法についての検討を行う。日中の生活音については,抽出した特徴量(特徴ベクトル)を自己学習させるための教師なし学習方法を選定する。長時間の生活音から得た膨大なデータを数個の状態(クラスタ)に集約させて確率モデルを作成し,それを用いて音の発生確率を算出する。そして,音の発生確率の変化から異常候補を検出する方法を検討する。夜間の音については,睡眠時の呼吸の検出を中心に検討する。足音については,履物などの環境の違いや歩行速度の違いに対応可能な学習および識別方法を検討する。本研究では,必要に応じて,被験者を用いた音の採取,および主観評価試験を行う。そのため,本年度においても秋田大学の人を対象とした研究倫理委員会の承認を受けた。2020年度は,異常候補の検出方法の検討と,可搬な実験システムの試作を行う。異常候補の検出には,これまでに検討・抽出した特徴量を用い,それらを組み合わせた検出方法(アルゴリズム)を検討する。転倒などの異常を模擬した音を多数用意し,検出率(識別率)を求めて評価する。また,判断基準(しきい値など)を適切に決める必要があり,その方法についても検討する。これと並行して,異常候補検出アルゴリズムを搭載した,可搬かつリアルタイム処理が可能なシステムを試作する。これを被験者宅の部屋内に設置し,日常の生活状況での動作確認と調整を行う。そして,条件(環境,被験者)を変えて実験を行い,検出アルゴリズムの評価と改良を加える予定である。

特徴量として,周波数帯域幅80 kHzを15個に分割したサブバンド内の合計電力(特徴ベクトルA)と,12次MFCC(特徴ベクトルB)を求めた。そして,教師なし学習の1つである自己組織化マップ(SOM)の利用を検討した。生活音約6時間分の特徴ベクトルを学習させ,SOMを作成した。異常候補を判別するため,勝ちニューロン数が多いニューロンの周辺を平滑化するフィルタリングし,学習に用いたデータのほとんど(例えば99.5%)が含まれる領域を日常音,それ以外を異常候補となるように二値化した。異常模擬音として転倒時の音10音と悲鳴4音の判別を試みた結果,特徴ベクトルAを用いた場合の方が成績がよく,転倒音を全て異常候補として検出したが,悲鳴については半数であった。(2)足音の深層学習による歩行者識別の試み:足音(サンプリング周波数44.1 kHz)の時間-周波数解析を行い,20次MFCCを求めた。画像認識などに用いられるLeNetを改良したネットワーク構造で深層学習を行い,足音の識別を試みた。被験者10名とし,足音8歩分のMFCCを教師用データと検証用データとして交差検証を行った結果,被験者の足音を80%以上の識別率で検出できた。足音認識への深層学習の利用の可能性が示唆された。2018年度は,日常の生活活動に伴う音の特徴抽出とその学習方法に関する検討を中心に行った。日中の生活音の特徴抽出に関する検討から,可聴領域より高い周波数帯の情報を用いるとよい可能性が示唆された。ただし,これまで試作してきたプログラムでの比較であり,現時点で評価方法を確立できないため,より適当な特徴量の抽出には至っていない。また,夜間睡眠時の音については,呼吸音の採取が容易ではなく,詳細な検討は今後の課題となった。特徴量の学習方法については,異常候補(異常を模擬した音)の判別方法の検討が必要になるが,自己組織化マップの利用の可能性が示唆された。通常の生活内では異常音の情報(判別のための教師信号)を得ることが困難であり,他の教師なし学習方法の利用の可能性も含めた検討が必要である。一方,足音の識別については,8歩分のMFCCを画像情報として教師信号に用いることで深層学習を利用でき,識別率向上の可能性が得られた。履物や場所などの環境および歩行速度の違いへの対応が,今後の課題である。これらの課題については,2019年度の計画に組み込み,引き続き検討を行う予定である。2019年度は,日常の生活音を日中と夜間(睡眠時),および足音に分け,それぞれに適する採取(録音)方法,特徴抽出,学習方法,および識別方法についての検討を行う。日中の生活音については,抽出した特徴量(特徴ベクトル)を自己学習させるための教師なし学習方法を選定する。長時間の生活音から得た膨大なデータを数個の状態(クラスタ)に集約させて確率モデルを作成し,それを用いて音の発生確率を算出する。そして,音の発生確率の変化から異常候補を検出する方法を検討する。夜間の音については,睡眠時の呼吸の検出を中心に検討する。足音については,履物などの環境の違いや歩行速度の違いに対応可能な学習および識別方法を検討する。本研究では,必要に応じて,被験者を用いた音の採取,および主観評価試験を行う。そのため,本年度においても秋田大学の人を対象とした研究倫理委員会の承認を受けた。2020年度は,異常候補の検出方法の検討と,可搬な実験システムの試作を行う。
無ひずみシリコン系ヘテロ接合の新しい作製手法とその超高速素子への応用

B,Geを注入量を変えてSi基板にイオン注入し、固相エピタキシャル成長させたSiGeB混晶の格子定数をX線回折法により求めたところ、その格子定数はB添加によりSiGe単体の格子定数からSiの格子定数に接近することが観測され、B原子導入による格子定数可変性が裏づけられた。同時にRBS測定を行いSiGeB混晶の結晶性がB原子導入により改善されることが確認された。またB原子の結合半径として閉殻構造イオン半径を用いることによりGe:B比が20:1のときSiGeB混晶がSiと格子整合することが理論的検討からも示され、実験結果とよい一致を得た。その格子整合条件がほぼ満たされた場合、BはSiGeB混晶中で4配位結合しやすくなること、すなわちBのアクセプタ-不純物としての活性化率が上昇することを示した。さらにこの場合、Bの拡散定数が小さくなることが観測され、SiGeB膜の熱的安定性も改善されることを明らかにした。次にSi_2H_6,GeH_4ガスを用い、熱反応CVD法によるSiGeのエピタキシャル成長を行った。基板温度600°Cでは結晶性が悪いが、基板温度700°Cでは、原料ガスの還元作用によると思われる表面クリ-ニング効果により、SiGe膜がエピタキシャル成長するという結果を得た。Ge組成12%で膜厚を変えてSiGe膜を作製しX線回折法により格子定数を測定した結果膜厚が400nmまで歪成長することを明らかにした。またB_2H_4ガスを添加することによりBド-ピングを行った結果、キャリア濃度1×10^<20>cm^<-3>が得られ、高濃度ド-ピングが可能であることが分かり、デバイス応用上有用であることを示した。B,Geを注入量を変えてSi基板にイオン注入し、固相エピタキシャル成長させたSiGeB混晶の格子定数をX線回折ピ-クにより求めたところ、その格子定数はB添加によりSiGe単体の格子定数からSiの格子定数に接近することが観測され、B原子による格子定数可変性が裏づけられた。この格子整合条件がほぼ満たされた場合B原子はSiGeB混晶中で4配位結合をし、安定に存在し、かつBの活性化率は向上すると考えられる。そこでホ-ル測定によりキャリア濃度を求め、導入したB原子の4配位結合割合をキャリアの活性化率として評価した結果、B添加量に最適値があることが示され、このB濃度近傍で基板Siと最も格子整合がとれていることが実証された。しかし、SiGeB/Sip^+nヘテロ接合の電気的特性は十分ではなかった。これはイオン注入損傷が600°Cの固相成長温度では完全に回復していないためであると予想し、さらに850°Cの追加アニ-ルを行った結果、約2桁逆方向リ-ク電流が減少することが確認された。CVD法によるSiGeの結晶成長(次年度研究計画)を一部開始し、ジシランガスの還元作用によりSi基板表面の自然酸化膜除去が800°C程度の基板か熱で可能であること、Si基板上にSiGe膜がひずみ成長することが分かった。この結果からB添加により無ひずみSiGeB混晶を形成できるものと期待されるので、研究を続ける予定である。
銅酸化物高温超伝導体の磁気励起

銅酸化物における高温超伝導の発現機構に関して残された問題、さらには他の関連物質系の物性研究を行った。我々は高温超伝導の発現機構を、磁気的相互作用による擬ギャップ形成を中心に据えた相図を作成して自然に理解している。一方、一部の銅酸化物系(La_<2-x>Sr_xCuO_4やLa_<2-x-y>2Nd_ySr_xCuO_4等のいわゆるla214系)では"ストライプ"と呼ばれる1次元的電荷秩序が正孔濃度x=p1/8に現れ種々の物理量に影響を与え、さらには超伝導を抑制する(いわゆる1/8異常)が、逆に動的な"ストライプ"はその空間的非一様性を通して超伝導電子対の形成を促進するのではないかとの考えが出てきた。この考えの正否を知る目的で、超伝導電子対形成に影響を及ぼすほどゆっくりした"ストライプ"ゆらぎが、La214系以外の高温超伝導体にも存在するかどうかを知らねばならない。このことに関して、YBa_2Cu_3O_y(Y123)系のほかに、低温域で静的"ストライプ"秩序を持つLa_<1.6>Nd_<0.4>Sr_xCuO_4(x=O.12)を取り上げ、その磁気励起スペクトルX"(q,w)(q,wはそれぞれ、磁気励起の波数ベクトルとエネルギー)やフォノンの中性子散乱による測定を進め、さらに電子ドープ系のNd_<2-x>Ce_xCuO_4のX"(q,w)を含めたそれらの挙動の解析を総合的に行った。その結果、Y123系では、X"(q,w)の特徴的振舞いが、"ストライプ"を考慮しないモデルでよく説明される一方、La214系には動的"ストライプ"の影響がX"(q,w)に色濃く反映される事がはっきりと示された。このことは、たとえ、CuO_2面を共通に持つ銅酸化物においても、"ストライプ"ゆらぎが常にその超伝導発現に役割を果たすとは限らないことを示し、擬ギャップ形成を中心に据えた発現機構が当を得たものであることを正当化する。また、フォノンの挙動に関しても同様の興味で研究が進んだ。銅酸化物高温超伝導体および他の関連物質系の物性を研究した。特に銅酸化物の高温超伝導発現機構が磁気的相互作用によるとする立場から残った問題に取り組んだ。La214系では"ストライプ"と呼ばれる1次元的電荷秩序が正孔濃度p1/8に現れ種々の物理量に影響を与え、さらには超伝導を抑制する(いわゆる1/8異常)。逆に動的な"ストライプ"はその空間的非一様性を通して超伝導電子対の形成を促進するのではないかとの考えも提案された。この考えの正否を探るには、超伝導電子対形成に影響を及ぼすほどゆっくりした"ストライプ"ゆらぎが、La214系以外の高温超伝導体にも存在するかどうかを知らねばならない。このことに関して、YBa_2Cu_3O_y(Y123)系やNd_<1.6-x>Ce_xSr_<0.4>CuO_<4-δ> (T^*)系、さらにはLa214系のひとつで静的"ストライプ"秩序を持つLa_<1.6>Nd_<0.4>Sr_xCuO4_4(x=0.12)を取り上げ、その磁気励起スペクトルやフォノンの中性子散乱による研究、種々の手段による1/8異常の有無に関する研究等を行った。その結果、Y123系の磁気励起スペクトルにおいて、動的"ストライプ"の存在を示すといわれたその特徴が、"ストライプ"を考慮しないモデルでよく説明されることがわかった。動的"ストライプ"が存在する場合にその効果が見られるはずのフォノンにもなんら効果が見られない。T^*系のCu-NQR信号のwipeout現象にも他の物理量にも1/8異常が全く見られず、動的"ストライプ"がどの系にも共通に存在し超伝導発現に関わっているという可能性はかなり小さくなった。"ストライプ"はLa214系の構造上の特徴に深く結びついて現れるようだが、現在、La_<1.6>Nd_<0.4>Sr_xCuO_4(x=0.12)を用いて構造との関係を詳しく調べているところである。

このことに関して、YBa_2Cu_3O_y(Y123)系のほかに、低温域で静的"ストライプ"秩序を持つLa_<1.6>Nd_<0.4>Sr_xCuO_4(x=O.12)を取り上げ、その磁気励起スペクトルX"(q,w)(q,wはそれぞれ、磁気励起の波数ベクトルとエネルギー)やフォノンの中性子散乱による測定を進め、さらに電子ドープ系のNd_<2-x>Ce_xCuO_4のX"(q,w)を含めたそれらの挙動の解析を総合的に行った。その結果、Y123系では、X"(q,w)の特徴的振舞いが、"ストライプ"を考慮しないモデルでよく説明される一方、La214系には動的"ストライプ"の影響がX"(q,w)に色濃く反映される事がはっきりと示された。このことは、たとえ、CuO_2面を共通に持つ銅酸化物においても、"ストライプ"ゆらぎが常にその超伝導発現に役割を果たすとは限らないことを示し、擬ギャップ形成を中心に据えた発現機構が当を得たものであることを正当化する。また、フォノンの挙動に関しても同様の興味で研究が進んだ。
専門分野留学を目標とするグローバル人材育成用「ムーク利用学習」プログラムの構築

本研究では、本格的反転授業ではなく1自作電子書籍をMOOC導入補助教材として用いた、専門分野のグローバル人材育成のためのMOOCsを利用したブレンド・モデル授業実施の試みを行い、2MOOCsをはじめとするオンライン無料教材の現状と利用方法を検討し、3国際PBL (Project-based Learning)や研究留学を予定している学部高年次生・大学院生を対象に一貫した学習プログラムを構築することを目指した。具体的な研究の流れであるが、まず、イギリスのMOOCプラットフォームであるFutureLearnの講座登録やディスカッションの参加の仕方、課題提出の方法や注意点などを盛り込み、初心者が各講座にスムーズに参加ができるような心構えを形成する導入ハンドブックを電子ブックの形で作成した。次に、実験授業参加の学生に授業を始める前にハンドブックを配布しMOOCs利用のEAPブレンド・モデル実験授業を行った。さらに実験授業をサポートする無料のオンライン・ツール集の電子ブック版も作成した。本実験授業で、ハンドブックだけでなくツール集を電子ブック形態で提供することにしたのは、配付の容易さだけでなく、電子ブックの場合、オンライン素材の内容が更新されたとき差し替えが簡単に行えるからである。最終的には、マサチューセッツ工科大学(MIT)のOCWやedXなどFutureLearn以外のMOOCプラットフォーム導入のハンドブックも作成した。これらのハンドブックを作成した理由は、学生の専攻が多岐に渉っていることから、より幅広いコンテンツを紹介することで彼らの専攻により近い講座を見つけることを容易にするためであった。最終的に授業のひな形のパッケージ化も行い、教員が変わっても授業が行える環境を整えた。実験授業における学生の反応は良く電子ブックを用いた反転授業の試みの有効性が確認できた。本研究では、本格的反転授業ではなく1自作電子書籍を補助教材として用いた、専門分野のグローバル人材育成のための、ムークを利用したブレンド・モデル授業実施の試みを行い2海外PBLや研究留学を予定している学部高年次生・大学院生を対象に一貫した学習プログラムを構築することを目的としている。研究期間内には、1電子書籍形式でオンライン学習サポート教材を作成する2ムークを利用したブレンド・モデル授業のプロトタイプを考案し、実験授業を実施する。3グループワークを中心としたアクティブ・ラーニング形式の授業となることから、図書館のラーニング・コモンズを実施場所とし、図書館利用の活性化にも繋げる4学部高年次生から大学院生まで一貫してグローバル人材育成を目的としたEAP (English for Academic Purposes)授業の枠組みを構築する。以上の14を研究目的としている。初年度の平成28年度は、Mac iOS X上で作動する電子書籍オーサリングツールiBooks Authorを用いてイギリスのMOOCsプラットフォームであるFutureLearn講座の導入ハンドブックとなる「.iba」形式の電子書籍を作成した。iBooks Authorは動画やテキストと音声同期が可能であり、語学教材作成には非常に適したオーサリングツールである。Windows OSで動く電子書籍フォーマットの「.pdf」「.epub」形式の電子書籍も同時に提供することになるが、QRコードを採用することで、ネット上の動画や音声の同期が可能になることから、この形式の電子書籍も現在準備中である。また、教材の配付を容易にするためホームページの整備も行っている。これらの教材は、平成29年度の2nd quarterから始まる大学院のAcademic readingにおいて使用し、ブレンド・モデル実験授業を行うことにしている。現在、電子書籍の作成に関して、プロトタイプのFutureLearn導入ハンドブックはすでに作成済みで、そのフォーマットに沿って、MITのOCWとCourseraの導入ハンドブックや、その他のオンライン教材を作成中であり、当初の予定通りの進行状態である。昨今、講義資料がオンラインで無料提供されるオープンコースウェア(Open Course Ware: OCW)や、教授資料に加えてオンラインで学習活動を支援したりするムーク(Massive Open Online Courses: MOOCs)が教育現場で採用されるようになってきている。OCWは質の高い教材を入手出来るということで、それが提供する可能性に多くの期待が寄せられていた。しかし、講義動画と講義資料の両方を公開しているコースは少数であり、多くが講義を補完する講義資料のみの公開となっている。さらに、双方向性がないことから、提供された講義資料を受け身に学習するだけでは、学習を続けるモティべーションを維持するのは困難である。そこで、本研究ではOCWの有効な利用方法を検討課題の1つとした。また一方で、MOOCsは、OCWと異なり、他の受講生とネット上でディスカッションをしたり助け合ったりするという双方向性が担保されている。研究代表者の所属する大学では、「グローバル・エンジニア」を育成するために、従来の語学留学ではなく、研究室留学や専門分野に関連してのPBL (Project-based Learning)体験留学をする「専門分野留学」に全学で取り組んでいる。これらの「専門分野留学」に参加予定の学生対象にOCWやMOOCs利用の授業を導入すれば、留学シミュレーション体験をさせることができ大きな効果が望めるはずである。現在、予定の実験授業も終え、そのフィードバックを盛り込んだ本格授業教材を作成中であるが、概ね順調に作成しており、9月末までには完成させる予定である。

具体的な研究の流れであるが、まず、イギリスのMOOCプラットフォームであるFutureLearnの講座登録やディスカッションの参加の仕方、課題提出の方法や注意点などを盛り込み、初心者が各講座にスムーズに参加ができるような心構えを形成する導入ハンドブックを電子ブックの形で作成した。次に、実験授業参加の学生に授業を始める前にハンドブックを配布しMOOCs利用のEAPブレンド・モデル実験授業を行った。さらに実験授業をサポートする無料のオンライン・ツール集の電子ブック版も作成した。本実験授業で、ハンドブックだけでなくツール集を電子ブック形態で提供することにしたのは、配付の容易さだけでなく、電子ブックの場合、オンライン素材の内容が更新されたとき差し替えが簡単に行えるからである。最終的には、マサチューセッツ工科大学(MIT)のOCWやedXなどFutureLearn以外のMOOCプラットフォーム導入のハンドブックも作成した。これらのハンドブックを作成した理由は、学生の専攻が多岐に渉っていることから、より幅広いコンテンツを紹介することで彼らの専攻により近い講座を見つけることを容易にするためであった。最終的に授業のひな形のパッケージ化も行い、教員が変わっても授業が行える環境を整えた。実験授業における学生の反応は良く電子ブックを用いた反転授業の試みの有効性が確認できた。平成29年度は、作成したプロトタイプのFutureLearn導入教材を実験授業に使用する予定で、その成果を反映しながら、その他の教材を仕上げていく。授業では、双方向性を補償する「.iba」形式の電子ブックを利用する予定であるが、iPadを所有していない学生には貸し出しを行って全員が電子書籍のフル活用が行える環境を整える。ただし、導入予定のiPadの搬入時期によって、実験授業に間に合わない場合、iOSのPCを所有している学生に頼らなくてはいけないので、各自が電子ブック体験をする環境が整わないかもしれない。当初の計画から最大半年遅れで実験授業が行われることがあるかもしれないが、既に実験授業用の電子ブック教材に関しては整っているので、研究期間内で充分調整可能である。10月以降に行う授業で、完成した授業教材を用いて更に実験授業を行い、最終チェック結果を反映する。12月末までには、研究協力者の実験授業レポートも集約、1月末を目途に最終報告書をまとめる。設備備品として、予定していたパソコンが予定額より安く入手できたことと、4回分の会議開催費を見込んでいたが、初年度の平成28年度は1度の会議だけで、あとはメールのやりとりですますことができたことが、次年度使用額が生じた理由である。予定していた東京での研究分担者を交えた会議が中止になったため。
専門志向化の概念枠組みによるスポーツ選好行動のコンジョイント分析

本研究では、レクリエーションの専門志向化の概念枠組みを用いて類型化した登山者の選好行動を明らかにするためにコンジョイント分析を適用した。まず、専門志向化の測定指標として、参加・経験次元、技能・知識次元、用具・投資次元、中心性次元という4つの次元による多次元指標を作成した。次に、コンジョイント分析の属性設定については、登山往復の「所要時間」、登山コースの「難易度」、登山を行う「季節」、登山道での「混雑感」を取り上げた。各属性における水準については、所要時間は「4時間」、「6時間」、「8時間」、難易度は「初級」、「中級」、「上級」、季節は「春・秋」、「夏」、「冬」、混雑感は「人がいない」、「人が少ない」、「人が多い」のそれぞれ3水準を設定した。調査においては、直交計画に基づいて生成された9種類のプロファイルに対する順位づけを求める全概念法を用いて、ある休日に登山に出かけると仮定した場合の仮想的な条件に対して、第1位から第9位までの評価を回答者に依頼した。本研究の調査は、くじゅう山系における登山者を対象として、質問紙を用いて実施した。調査期間は、2004年11月57日の3日間に設定した。大分県の長者原登山口および牧ノ戸峠登山口において調査員各2名が質問紙を挟んだバインダーを帰着した登山者に手渡し、その場で回答を求めて回収した。データ収集においては397票の質問紙を回収し、データクリーニングをすることによって386票を有効標本とした。データ分析では、専門志向化指標として採用した変数のデータを標準化し、クロンバックのα係数を算出して信頼性分析を行った。次に、専門志向化測定項目の主成分分析を行い、算出された因子得点を用いてクラスター分析を行った。その結果、専門志向化の概念枠組みを用いて登山者グループを類型化することができ、各グループの選好行動の違いをコンジョイント分析によって実証的に解明した。本研究では,レクリエーションの専門志向化の概念枠組みを用いて類型化したウインドサーファーの選好行動を明らかにするために,コンジョイント分析を適用した.まず,専門志向化の測定指標として,参加次元,用具次元,技能次元,中心性次元という4つの次元による多次元指標を作成した.次に,コンジョイント分析の属性設定については,レジャー活動における参加の変動性の要因となる「季節」,自宅から活動場所までの「所要時間」,ウインドサーフィンの種目特性の要因として「風速」,レジャー活動の空間利用における要因として「混雑感」,活動場所の条件として「付帯施設」を取り上げた.それぞれの属性における水準については,季節は「春から秋」,「冬」の2水準,'所要時間は「45分」,「90分」の2水準,風速は「弱風」「中風」,「強風」の3水準,混雑感(人数)は「少ない」,「多い」の2水準,付帯施設は「温水シャワー」,「レストラン」の2水準を設定した.調査においては,直交計画に基づいて生成された10種類のプロファイルに対する順位づけを求める全概念法を用いて,ウインドサーフィンに参加する際の仮想的な条件を10段階評定尺度によって評価するよう回答者に依頼した.本研究の調査は,インターネット調査法を用いて実施した.データの収集は,回答者がウェブサイト上の調査票に入力したデータを電子メールで回収するという方式を取った.調査協力の依頼は,ウインドサーフィン関連のメーリングリスト,掲示板,ウェブマガジンを介して行った.本インターネット調査では,約2ヶ月間に319票のサンプルを得ることができた.データ・クリーニングによって,完全回答のデータのみを抽出したことによって,有効標本は249票となった.現在,専門志向化の分析枠組みによって,ウインドサーファーの選好行動について分析中である.本研究では、レクリエーションの専門志向化の概念枠組みを用いて類型化した登山者の選好行動を明らかにするためにコンジョイント分析を適用した。
HIV感染ヒト単球のサイトカイン産生不全状態の原因解明

一方,HIV感染Moにおけるサイトカイン産生不_状態の原因解明のためにヒトIL8遺伝子5'-上流域のLPS,IL1/TNF反応性エンハンサ-を解析しAP-1+NFkBならびにNF-IL6+NFkB様核蛋白結合部位より成り立つことを確定した。
骨粗鬆症抑制活性を有するゾアンタミン類の全合成と転写因子との相互作用解析

珊瑚礁に群生するスナギンチャクから単離されたゾアンタミンは、抗炎症活性を有する海産アルカロイドである。最近、同族のノルゾアンタミンが、骨粗鬆症モデルマウスに対して優れた骨吸収抑制活性を示し、かつ、副作用がほとんどないことが報告された。骨に対しての作用メカニズムは不明だが、極めて興味深い。収束的な全合成を達成すべく、まず、A環部とC環部を立体選択的に連結した。鍵工程となる溝呂木-Heck反応は、反応点近傍の立体障害のため基質の微妙な改変が重要であった。検討の末、10位をMOM基で保護すれば、閉環反応が進行することがわかった。ヨウ化サマリウムで21位をエピ化させながら還元後、19位メチルを導入し、ABC環骨格を合成した。更にごく最近、シクロプロパン化により、9位の構築に成功した。これにより、難関であるC環の近接四級炭素(9,12,22位)の構築を達成できた。また、不斉Diels-Alder反応によりC環部の構築を検討した。モレキュラーシーブの添加により、同一の不斉チタン錯体から付加体の両鏡像体を作り分けられることを見出した。モレキュラーシーブは系内に発生するHClを捕捉して、チタン錯体の構造を変化させる可能性が高いことが分かった。上村らから供与されたゾアンタミン類を用いて、エストロゲン受容体に結合する蛍光性リガンドとの競争結合阻害実験を検討した。蛍光偏光法での測定から、エストロゲン受容体(ヒトα及びβ)へのゾアンタミン類塩酸塩の親和性は低いことが分かった。これは、エストラジオール等の投与で問題となる子宮重量増加等の副作用が、ゾアンタミン類塩酸塩では起こらないことと合致する。
食品ポリフェノールの酸化付加反応による蛋白質の修飾と生理作用発現機構の解明

本研究では、細胞内の蛋白質へ酸化付加反応を介して共有結合する食品ポリフェノールを評価・探索するとともにその標的蛋白質の同定を行った。さらに、ポリフェノールの結合によってもたらされる標的蛋白質の機能変化と細胞応答を並行して解析することによって、ポリフェノールの多様な生理機能の発現機構を解明することを試みた。その結果、主要な緑茶ポリフェノールであるepigallocatechin-3-gallate (EGCG)の標的蛋白質を同定し、その抗癌作用への関与を明らかにすることができた。近年、ポリフェノールが、抗癌作用、抗アレルギー作用、血圧上昇抑制作用、抗動脈硬化作用などの様々な生理作用を持つことが報告され、ポリフェノールの摂取による癌や循環器疾患などの生活習慣病の予防効果に大きな期待が寄せられている。ポリフェノールの摂取による健康増進効果は、その強い抗酸化活性の解明によりひとつの化学的根拠が与えられた一方で、多くの研究が進む過程で抗酸化活性だけでは説明できない様々な生理作用も報告されてきている。申請者らは、緑茶ポリフェノールの主成分であるカテキンが蛋白質中のシステイン残基のチオール基と付加体を形成することを見出している。本研究は、この現象がポリフェノールの多様な生理作用の発現の一端を担っていると考え、蛋白質システイン残基へのポリフェノールの結合が蛋白質機能に及ぼす影響を調べるとともに、ポリフェノールが結合する標的タンパク質を特に培養癌細胞中から同定し、その機能とポリフェノールの生理活性の関係を解明することを目的として遂行した。当該年度は、フラボノイド類、フェノール酸類、リグナン類、クルクミン類に大別される代表的な食品ポリフェノールの蛋白質への結合性を評価した。その結果、緑茶カテキンであるエピガロカテキンガレートが最も強い蛋白質との結合活性を持ち、また、エピガロカテキン、およびフラボノイドの一種であるミリセチンも結合することを明らかにした。また、申請者らは、ポリフェノールのカテコール基とフェニルボロネイトアガロースゲルの親和性を利用することによって特異的にポリフェノール付加タンパク質をアフニティー精製する技術の開発に成功した。この手法を応用することによってポリフェノールが結合した蛋白質をアフィニティーゲル上でトリプシン消化することでポリフェノール結合ペプチド断片を特異的に分離しMSIMS解析することによってそのアミノ酸配列を同定する手法の開発に成功した。緑茶カテキンは、抗癌作用、血圧上昇抑制作用、血中コレステロール調節作用、血糖値調節作用、抗アレルギー作用などの多彩な生理機能性を有することが知られている。これらの機能性は、主に緑茶カテキンの非常に強い抗酸化活性によってもたらされると考えられていたが、最近になって、緑茶カテキンとタンパク質などの生体分子との相互作用が、機能性発現の重要な分子機構の一つであることが明らかにされつつある。研究代表者等は、主要な緑茶カテキンであるepigallocatechin-3-gallate(EGCG)の自動酸化によって生成するEGCGキノンが、タンパク質のシステイン残基のチオール基に求電子的に共有結合すること、さらに、その結合によってタンパク質機能を制御しうることを見出している。本研究では、培養細胞においてEGCGが共有結合する細胞内標的タンパク質を同定し、EGCGの結合によってもたらされる標的タンパク質の機能変化を解析することによって、緑茶カテキンのもつ生理機能性の発現機構を解明することを目的とした。当該年度は、EGCGが結合する細胞内標的タンパク質としてp68(ddx5)を初めて同定した。p68は、癌細胞において過剰に発現しており、c-mycやcyclin D1などの癌関連遺伝子の転写活性化を誘導するβ-cateninのコアクチベーターとして機能し、癌の発生と進展に密接に関与している。EGCGの投与によってp68のリン酸化レベルやβ-cateninとの複合体形成には影響が認められなかったが、細胞質と核内のp68とβ-cateninのタンパク質レベルの顕著な減少が観察された。さらに、β-cateninの標的癌遺伝子産物であるc-mycとcyclin D1の発現レベルが減少することを明らかにした。以上の結果から、EGCGはp68に結合することによってプロテアソームを介したp68の分解を誘導して、β-cateninの標的癌遺伝子の転写を抑制し、癌細胞の増殖を阻害するという抗癌作用発現機構が考えられた。
アニオン性低原子価イリジウムオキソクラスター錯体の創製と機能開拓

イリジウムオキソ錯体は、水の酸化反応や一酸化炭素の酸化反応の触媒あるいはその前駆体として機能することから、学術的な興味のみならず、資源・エネルギー・環境などの社会問題とも深く関わり得る物質群として注目されている。本研究では、これまでに類例のないきわめて電子豊富なイリジウムオキソ種であるアニオン性Ir(I)オキソクラスター錯体Na[{(cod)Ir}3(mu3-O)2](1; cod = 1,5-cyclooctadiene )を創成し、X線解析により構造の詳細を明らかにするとともに、1の特異的な高い求核性に基づく新たな反応化学の開拓にとりくんでいる。[Ir(mu-OH)(cod)]2に対してNaN(SiMe3)2を反応させることにより、2つの3重架橋オキソ配位子を有するアニオン性3核Ir(I)オキソクラスター(1)がほぼ定量的に得られた。(1)はこれまで1例しか報告例のないIr(I)オキソ錯体であり、アニオン性化合物Ir(I)オキソ錯体としては初めての例である。(1)とM(PR3)Cl (M = Au, Ag; R = Me, Ph)とを反応させると、2の3つのIr中心が形成する三角形の一辺に[M(PR3)]+フラグメントが結合した異種貴金属4核オキソクラスター[{Ir(cod)}3(mu3-O)2}M(PR3)](2a, M = Au, R = Me; 2b, M = Au, R = Ph; 2c, M = Ag, R = Ph)が80%程度の収率で得られた。一方、(1)とAgClとの反応では、異種貴金属8核オキソクラスター[{Ir(cod)}3 (mu3-O)2}Ag(mu-Cl)]2 (3)がほぼ定量的に生成することも明らかにした。(1)、(2a)(2c)、(3)はいずれも1HNMRおよびX線解析により構造の詳細を明らかにした。これまでに類例のないきわめて電子豊富なイリジウムオキソ種であるアニオン性Ir(I)オキソクラスター錯体Na[{(cod)Ir}3(mu3-O)2](1; cod = 1,5-cyclooctadiene )を創成し、X線解析により構造の詳細を明らかにすることに成功した。さらに(1)の高い求核性を利用し、4核、5核及び8核骨格を有する異種金属クラスターの構築に成功した。2018年度に得られた成果を基に、当初の計画を軸として一層の進展を図る。特にオキソ架橋アニオン性3核イリジウム(I)クラスターを錯体配位子とする4核以上の異種金属クラスター骨格の構築と、異種金属クラスターを反応場とする新規な分子変換反応の開拓に集中的にとりくむ予定である。

2018年度に得られた成果を基に、当初の計画を軸として一層の進展を図る。特にオキソ架橋アニオン性3核イリジウム(I)クラスターを錯体配位子とする4核以上の異種金属クラスター骨格の構築と、異種金属クラスターを反応場とする新規な分子変換反応の開拓に集中的にとりくむ予定である。本研究で新たに合成したアニオン性イリジウムオキソクラスターが計画の立案時には想定していなかった無限鎖構造を有することが明らかとなり、固体状態における各種物性の検討に多くの時間を費やす必要が出たことによる。次年度には、前年度計画分と合わせて予算の全額を使用する予定である。
時間治療のための腫瘍内低酸素と生物時計の相互作用の解明

担癌動物(Balb/c, nu/nu)の作成および解析を引き続き行い、統計学的解析を可能とするための例数を増やした。行動リズムの明暗周期からの脱同調すること、リズム周期が恒常暗条件下で変わらないことを確認した。光入力が原因として予想されるため網膜の観察を行ったが形態学的な変化を見出すことはできなかった。一方、担癌動物の腫瘍内低酸素細胞のリズム評価に関連して、1日のうちでの様々なタイミングでの低酸素自体がマウス個体の行動パターンを変化させることを見出した。明期開始から9hの低酸素はそれに続く暗期の活動量の上昇を抑制し活動終了期の活動量を上昇させた。この2相性の反応は明暗条件下で活動量の日内変動を示している時計遺伝子欠損マウスにおいても見られた。このマウスでは恒常暗条件に移行すると活動量の日内変動が消失するが、2相性の反応は明暗条件下から恒常暗条件に移行した直後においてのみ見られた。これにより、2相性の行動変化は活動量の日内変動が存在するならば時計遺伝子は必要ないことが明らかとなった。明期の低酸素暴露直後の前脳mRNA網羅的解析によりこの2相性の行動変化を調節する因子が2つ明らかとなった。明期の低酸素は脳内の睡眠物質として知られる生理活性物質のレベルを低下させた。さらにこの生理活性物質の阻害剤を明期の開始時に投与することにより明期の低酸素によりみられた2相性の行動変化と同様の行動変化が見られた。一方、明期の低酸素は中枢神経を活性化するホルモンレベルの上昇をもたらした。このホルモンの合成阻害により明期の低酸素による暗期の活動量の上昇の抑制が大きくなった。担癌マウスの活動リズムの明暗サイクルからの脱同調を安定的に再現することができた。低酸素暴露による個体レベルでの行動変化のメカニズムが明らかとなった。引き続き担癌マウスを作成し、腫瘍内リズム構築の解析を行う。また担癌マウスの明暗周期からの脱同調の原因を検索する。低酸素暴露による個体レベルでの行動変化解析の結果を論文として発表する。In vivoでの腫瘍リズム解析のために分子時計振動の指標となるレポーター遺伝子を安定導入した大腸癌細胞株(HCT116:DBP-luc)のマウスへの移植実験を行った。HCT116:DBP-lucを培養し単離、BALB/c SLC-nu/nuマウスに移植を試みたが生着がみられなかった。また、In vivoでの腫瘍リズムモニタリングのための腫瘍発光連続検出系の作成を行った。当初の計画通り円形の飼育エリアからの動物の発光を放物面鏡で集光し光電子増倍管により検出するin vivo測定ユニットを作成した。腫瘍が生着した動物が得られなかったため培養細胞発光を指標としてユニットの条件検討を行った。腫瘍細胞リズムは検出されたが検出系の感度が高くかつ遮光が十分でなかったため測定ユニットの外の光情報(点灯、消灯)がバックグラウンドとしてデータに混入した。一方、担癌動物の腫瘍内低酸素細胞のリズム評価に関連して、1日のうちでの様々なタイミングでの低酸素自体がマウス個体の行動リズムへ与える影響を評価する実験を行った。明期開始から9hの低酸素はそれに続く暗期の活動量の上昇を抑制するが、この条件で低酸素を暴露されたマウスにおいて前脳の遺伝子の変化をマイクロアレイにて網羅的に検索したところホルモン及び細胞内情報伝達系に関連するいくつかの遺伝子群の発現量の上昇がみられた。その結果より低酸素によって上昇するあるホルモンは低酸素暴露による活動量の低下に抵抗する役割を担っていることが明らかとなった。nu/nuマウスではHCT116:DBP-luc腫瘍の生着は見られていないがNOD-scidマウスなどを試みることで改善が期待できる。またIn vivoでの腫瘍リズムモニタリングのための腫瘍発光連続検出ユニットは遮光の問題を改善することで使用可能となる。腫瘍低酸素とホスト個体のリズムの相互作用を知るために免役不全マウス(Balb/c nu/nu SLC)に大腸癌細胞株(HCT116 DBP-luc)を移植し行動リズムの観察を行った。飼育環境は照度は約50lux、明暗12時間:12時間、焦電型赤外線センサーで活動を検出した。免役不全マウスにおいても野生型マウスと同様暗期に活動量の上昇がみられたが腫瘍の増大に伴い活動開始時刻が前進し暗期の開始点から明期へ移行、さらには明暗周期に同調できなくなる個体も見られた。ここで外科的に腫瘍を切除したところ手術日から活動開始点は徐々に後退し数日かけて暗期の開始点まで戻った。また手術で腫瘍を完全に切除できなかった個体では腫瘍の再増大に伴い明暗周期からの脱同調も再び見られるようになった。この現象の原因として腫瘍の影響で1生物時計周期が短くなった、2生物時計の光同調機能が弱まった、のいずれかが考えられたため担癌マウスを恒常暗環境に移行させた。その結果、担癌マウスの行動リズム周期は非担癌マウスとほぼ変わらず、2生物時計の光同調機能が弱まった、が正しいと思われた。ヒトで悪性腫瘍随伴網膜症といった病態が知られており本研究においても生物リズム光受容器としての網膜への影響が考えられる。そのため、担癌マウスにおいても網膜のメラノプシン細胞といった光受容細胞の変化を観察する。また今後「癌細胞由来光同調阻害物質」を検索する方向で研究を展開させる。脱同調メカニズムの解明により癌患者の睡眠障害の病態解明に寄与できる可能性がある。