hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
家庭における自然エネルギーの有効利用とスマートハウス構築に関する研究

1.研究目的,意義(1)自然エネルギーの安定利用や供給予想のためのシステム構築自然エネルギー(太陽光,風力,太陽熱等)の有効な組み合わせの検討と最適な基礎システムを提案する。(2)恵那エネルギー環境研究所のスマートハウス化と自然エネルギーの供給量,使用効果の算出電気,石油,ガス等の使用量と自然エネルギーの利用を比較検討し,次世代ライフプランを提案する。2.研究方法(1)家庭における太陽光発電,風力発電,太陽熱利用の併用システムの有効評価システムの整備・自然エネルギー計測データロガーシステムの再構成を行い,気象の影響を探るため気象データとの相関を明らかにし,自然エネルギーの供給予測ができる計測システムの機器拡充を図る。(2)既存の住宅をスマートハウス化し,ゼロエミッション住宅をめざす基礎システム機器の追設・太陽熱を中心に,自然エネルギーの計測情報が収集できる基本システム設計を図る。3.研究成果とその重要性(1)太陽熱エネルギーの計測(温度,太陽放射量)に関する基本システムの設計・設置・太陽熱を計測するための基本システム設計をすることができた。季節によって非常に違いがあり,4月から9月ぐらいまでは,太陽熱給湯システムだけで風呂の給湯はほぼまかなえることが明らかになった。(2)既存の住宅をスマートハウス化のための基礎情報の収集・電気,ガス,灯油,ガソリンの使用量の年間を通した使用量の基礎資料の作成ができた。(3)自然エネルギーの研究施設やデータの活用・報告の実施・研究の成果を授業(理科,環境教育),イベント,市民講座,講演等に広く活用することができた。・研究成果を論文,各実践報告,恵那エネルギー環境研究所のWebなどで報告した。
視線計測による教材読解初期の動機づけ向上プロセスのモデル化

非連続型テキスト(挿絵、図)を含む説明文を対象として、教材読解の動機づけ向上プロセスについて検討した。4実験を実施し、内2件で視線計測を用いた。実験の結果、(a)挿絵の動機づけ効果は読解初期3秒までの間はかわらない、(b)読解初期10秒までの間に徐々に文章を読む比率が高まり、主観的わかりやすさが高まる、(c)読解力が高い個人は読解後半で図を参照する比率が高まる、などの結論を得た。どんなによい教材でも、利用されなければ意味がない。従来の教材研究が「教材のわかりやすさ」を対象としてきたことに対し、応募者は「教材を使ってみようと思うプロセス」、つまり、読解初期の動機づけの向上プロセスを明らかにすることを目指している。本年度は、(1)視線計測環境の整備、(2)読解プロセス全体にわたる視線計測と分析、(3)実験プログラムの調整の3点を行った。(1)視線計測環境の整備については、昨年度に環境整備ができたが、研究室の耐震工事による一時移転により、再度の調整が必要になった。一時移転中に(2)と(3)を実施し、工事後の再移転を経て、最終年度に研究課題が遂行できる準備を整えた。(2)読解プロセス全体にわたる視線計測と分析については、非連続型テキストを含む説明文の読解を事例として研究を実施した。状況モデルの構築を求められる場合には後半で非連続型テキストを見る比重を増やす読解方略を用いており、非連続型テキストを重視した表象を形成していることなどを明らかにした。成果については、紀要論文として投稿中であり、最終年度の学会発表を予定している。当初予定では、読解の極めて初期における非連続型テキストの読解プロセスを明らかにする予定であったが、その比較対象として、先行研究が多いスパンの読解プロセスに着目した研究を行った。ここでの視線データの分析ノウハウは、最終年度の課題に生かされる。(3)実験プログラムの調整については、実験PCの入れ替えにともない、実験プログラムの調整を行い、当初予定の実験が実施できる環境を整えた。最終年度では、読解初期の10秒程度までにおける読解プロセスについて、(2)の知見や先行研究と比較しながら、非連続型テキストの処理に着目した研究を実施する予定である。従来の教材研究が「教材のわかりやすさ」を対象としてきたことに対し、申請者は「教材を使ってみようと思うプロセス」、つまり、読解初期の動機づけの向上プロセスを明らかにすることを目指している。最終年度では、(1)読解プロセス全体にわたる視線計測研究結果の公表、(2)注意特性に関する研究のデータ分析、(3)読解初期の10秒程度までにおける読解プロセスの3点について研究を行った。(1)読解プロセス全体にわたる視線計測研究結果の公表については、昨年度行った研究成果を、信州心理臨床紀要誌において学術論文として刊行した。また、本研究の結果をふまえ、教授・学習過程への視線計測を中心としたビッグデータ利用についてのアイデアを提案し、日本デジタル教科書学会2013年度年次大会において発表した。(2)注意特性に関する研究のデータ分析については、読解初期4秒までの注意特性検討した昨年度までに取得済みのデータについて分析を行った。その結果、読解初期の少なくとも4秒までの間は、注意特性には変化がないことが示唆された。(3)読解初期の10秒程度までにおける読解プロセスについては、視線計測を用いて読解初期の認知プロセスを評価した。その結果、読解初期の10秒間の間に、時間が進むにつれて文章を読む比率が高くなること、および、そのプロセスを通して主観的わかりやすさが増加することが明らかになった。研究期間全体については、上記を含め4実験を実施し、内2件で視線計測を用いた。本年度は、(1)視線計測環境の整備、(2)動機づけ効果の時間特性の実験的検討の2点を行った。(1)視線計測環境の整備については、視線計測装置を導入し、試験的に視線計測をはじめている。現在のところ、視線計測とその分析手法までシミュレーションできているが、具体的データの取得は来年度から実施する。従来の実験材料の提示システムを使うために、プログラムの改良が必要となっており、来年度の課題として残されている。(2)動機づけ効果の時間特性の実験的検討については、従来2秒の提示時間に固定されていた成果を、1.5秒と3秒の2条件を比較する実験を行った。

それと同時に、従来の実験で繰り返し提示されていた実験材料を、1回の実験で1度のみにして、従来の実験結果の妥当性を検証した。その結果、動機づけ効果自体は新たな実験材料で確かめられたが、時間特性については要因操作の結果は得られなかった。この成果は、2012年に開催されるCogSci2012において発表予定である。違いがみられなかった点については、時間条件を再検討し、動機づけ効果の違いが出る条件を探る必要がある。それと同時に、視線計測を実施して、時間特性の違いを明らかにすることを目指している。当初予定では、読解初期の視線計測のデータを本年度までに取得し、認知科学的モデル化を最終年度に実施する予定であった。しかし、研究室の一時移転による作業量増加と、読解プロセス全体の視線計測と分析を本研究に先立って行った方がよいとの判断から、読解初期の視線計測のデータを来年度に取得することとした。以上の進展状況の中で、研究がおおむね順調に進展しているとした理由は、以下の2点である。(1)認知科学的モデル化については当初から遅れを想定し、本研究後の課題とすることを見越していたため。(2)当初予定にはなかったが、昨年度と本年度において一定の学術的成果を挙げることができ、最終年度の研究に生かせるため。視線計測装置の測定環境については、従来のプログラムを走らせる点について課題が残っているが、測定環境はおおむね整えることができたので、初年度としては順調に進展している。また、時間特性の評価については、結果的に期待した成果は得られなかったが、今後の実験に役立つデータが得られており、成果発表まで計画することができた。以上から、おおむね順調に進展していると評価できる。当初計画では、読解初期の視線計測を実施済みの予定であったが、達成できなかった。この点は、最終年度の最優先課題とする。一方で、読解プロセス全体の視線計測と分析を本研究に先立って実施した結果、読解プロセスにおける非連続型テキストの役割について、一定の学術的成果を挙げることができた。非連続型テキストは、PISA型学力などで注目がなされているため、当初計画に加え、この点も検証していきたいと考えている。また、読解プロセス全体の検討を並行して行うことによって、当初計画の読解初期の特徴が明確に明らかになると考えている。当初計画では、初年度に動機づけ効果の視線計測を実施する予定であったが、本年度は達成できなかった。したがって、この点を第1の課題とする。また、従来検討してきた挿絵やタイトルのマニュアルだけではなく、広く一般的なドキュメントについて視線計測を行い、その読解初期を中心に分析を進める。それらのデータをもとに、読解プロセスのモデル化を実施する。次年度への繰り越しについては、次の3点の理由で生じた。(1)人件費を用いてデータ収集を行う予定であったが、読解初期の視線計測を次年度にまわしたためである。(2)初年度、当初計画よりも備品が安く購入できたためである。(3)出張予定を繰り下げたためである。上記の繰り越し金と平成25年度の資金を合わせ、以下のように執行する予定である。(a)上記(1)、(3)の当該作業に対する経費。(b)コンピューター、ソフトウェア、資料など、研究実施に必要な物品の購入による研究実施環境の整備。
単純複素五員環を利用した高度不斉合成プロセスの開発

本研究では、簡単な複素五員環化合物、2-オキサゾロンや1,3-ジヒドロ-2-イミダゾロンあるいは2-チアゾロンを反応素子とし、高度の反応性制御を指向した研究を展開する事を目的とし、上記ヘテロ五員環化合物類に共通に見られる付加反応特性を基盤としたヘテロ環系人工不斉源等の不斉機能分子を多岐にわたる不斉反応系に適用し、その有用性について精査した。その結果、これら複素五員環体と環状ジエン類との環化付加により容易に得られる三環性"屋根付き"人工不斉源の開環体及びその誘導体が、従来の複素環系不斉配位子には無い、本骨格の立体配座固定と立体的嵩高さを反映した効率良い不斉合成プロセスの確立に寄与するという興味ある知見を得た。(1)アリルアセテートの触媒的不斉アルキル化:三環性"屋根付き"2-チアゾリジノン体より誘導した"屋根付き"2-イミノチオエーテル体が不斉配位子として、パラジウムを利用したアリルアセテートの触媒的不斉アルキル化反応において有効に機能し、高い反応活性及びエナンチオ選択性で目的物を与える事を見出した。(2)不斉Diels-Alder反応:先述の"屋根付き"2-チアゾリジノン体より誘導合成した2-チアゾリン系二座配位子は、ルイス酸触媒不斉Diels-Alder反応における不斉配位子として、有効に機能することを見出した。また、本配位子は対応する2-オキサゾリン類似体に比しても格段に高い立体選択性を示し、本配位子の優位性を示した。(3)水素移動型不斉還元反応:三環性"屋根付き"2-イミダゾリジノン体の開環体であるN-トシル-"屋根付き"cis型ジアミン体を不斉配位子としたRu(II)錯体は、ギ酸塩存在下アリールケトン類を高エナンチオ選択的に効率良く還元することを見出した。本触媒は既出の野依型Ru錯体よりも高活性であるとともに、立体障害の大きいアリールケトン類においては活性・エナンチオ選択性ともに凌駕した。本研究では、単純複素五員環化合物を反応素子として利用した、多官能性生理活性化合物群のキラル合成や不斉合成上重要な効率不斉空間の構築など、高度の反応性制御を指向した研究を展開することを目的としている。今年度においては、その基盤として、複素五員環と環状ジエン類との環化付加により容易に得られる三環性"屋根付き"人工不斉源を利用した触媒的高度不斉合成プロセスの探索を鋭意検討し、以下のような成果を得た:(1)アリルアセテートの触媒的不斉アルキル化:三環性"屋根付き"2-チアゾリジノン体より単工程で調製可能な"屋根付き"2-イミノチオエーテル体が不斉配位子として、パラジウムを利用したアリルアセテートの触媒的不斉アルキル化反応において有効に機能し、高い反応活性及びエナンチオ選択性で目的物を与える事を見出した。また、本反応においては塩基及び溶媒によってその反応性が大きく変化することも併せて明らかにした。

(2)不斉Diels-Alder反応:先述の"屋根付き"2-チアゾリジノン体より誘導合成した2-チアゾリン系二座配位子は、ルイス酸触媒不斉Diels-Alder反応における不斉配位子として、有効に機能することを見出した。また、本配位子は対応する2-オキサゾリン類似体に比しても格段に高い立体選択性を示し、本配位子の優位性を示した。(2)水素移動型不斉還元反応:三環性"屋根付き"2-イミダゾリジノン体の開環体であるN-トシル-"屋根付き"cis型ジアミン体を不斉配位子としたRu(II)錯体は、ギ酸塩存在下アリールケトン類を高エナンチオ選択的に効率良く還元することを見出した。本触媒は既出の野依型Ru錯体よりも高活性であるとともに、立体障害の大きいアリールケトン類においては活性・エナンチオ選択性ともに凌駕した。本研究では、単純複素五員環化合物を反応素子として利用した、多官能性生理活性化合物群のキラル合成や不斉合成上重要な効率不斉空間の構築など、高度の反応性制御を指向した研究を展開することを目的としている。今年度は、昨年度までに得られた、複素五員環と環状ジエン類との環化付加により容易に得られる三環性"屋根付き"人工不斉源を利用した触媒的不斉合成反応系に関する幾つかの基礎的知見をもとに、その反応特性から応用展開及び適用限界について詳細に検討し、以下のような成果を得た。また、新規反応系の開拓にも別途着手した:(1)アリルアセテートの触媒的不斉置換変換反応:昨年度その有効性が確認された、三環性"屋根付き"2-イミノチオエーテル体を不斉配位子とした、パラジウムを利用したアリルアセテートの触媒的不斉アルキル化反応を、他種のジエステル型炭素求核剤や環状型の窒素求核剤に適用したところ、何れにおいても高反応活性及ぴエナンチオ選択性で目的物を与える事を見出し、本配位子の有効性・汎用性を実証した。更に、本配位子の原料である2-アミノチオールの二量体より容易に調製される対称型"屋根付き"イミノジスルフィド配位子を利用したところ、中程度の化学収率及びエナンチオ選択性ながら生成物の立体選択性がイミノチオエーテル使用時と比べて反転するという極めて興味深い知見も併せて明らかにした。(2)水素移動型不斉還元反応:三環性N-トシル-"屋根付き"cis型ジアミン-Ru(II)錯体を利用した水素移動型不斉還元反応を各種アリールイミン類に適用したところ、既出の野依型Ru錯体よりも高活性を維持しつつ、対応する光学活性アミン体を最高90%eeで収率よく得た。また、本反応系におけるエナンチオ選択性はイミンのE/Z比により大きく影響を受けるという新知見を明らかにした。
紀伊ALS/PDCにおける新規血液バイオマーカーの開発

神経変性疾患では、主に髄液を用いたバイオマーカー研究が行われており、我々も紀伊ALS/PDCの髄液でAβは減少し総タウ、リン酸化タウは増加しない、という結果を得ている。(J Neurodegenerative Diseases 2013)しかしながら、髄液検査は侵襲性が高く簡便な血液バイオマーカーの開発が求められている。本研究では、紀伊ALS/PDCの生前診断に有用な血液バイオマーカーの開発を目指す。台湾のベンチャー企業であるMagQu(磁量)が開発した超高感度磁気検出システム(Immuno Magnetic Reduction; IMR)を用いて、タウ、α-synuclein、TDP-43およびAβの測定を試み、血液中の特異的バイオマーカーを探索する。IMRは、従来のLuminex法と比較して約1,000倍の感度を有し、物質をpgfg/ml orderで測定できるため、血液中の微量蛋白を検出可能である。本疾患では脳内にタウ、α-synuclein、TDP-43蛋白が多重蓄積するため、血液中でこれらの蛋白質を検出できれば、近い将来の臨床研究に向けた生前診断法の確立に結びつけることができる。2018年度は、本研究の倫理申請を行い承認された。IMR解析に使用する血液サンプルの採取に向けたマニュアルを作成した。検査へのリクルートに利用するために、これまで構築してきた患者レジストリを整備している。6名の患者についてのPBB3リガンドを用いたタウPET解析結果についてNeurology誌に公表した。PBB3は、紀伊ALS/PDC患者の脳内タウ蛋白を検出でき、タウ蓄積は認知症の程度と相関した。また、preclinical stageの患者でもタウの蓄積が検出できることがわかり、発症前診断の有力なバイオマーカーと考えられた。2019年度から2020年度は、数名の患者で、タウPET、IMR、SIMOAを同時に行い、相互の関連を明らかにすることを目指す。IMRの結果のvalidationとしてタウPETによるタウ蛋白の脳内蓄積とSIMOA (Single Molecular Assay)での血液バイオマーカー測定を平行して行う。次年度使用額が生じた理由:2018年度は、本研究の倫理申請、血液サンプルの採取に向けたマニュアルの作成、検査対象者をリクルートするための患者レジストリの整備、タウPET解析など血液バイオマーカー測定のための準備を行い、血液バイオマーカーの測定自体は2019年度に繰り越したため。
デンマークにおける自治体条件差を包含するインクルーシヴ教育制度構築過程の特質

本研究では、自治体の条件に応じて多様な制度運用が必要とされるインクルーシヴ教育制度について、地方分権の進んだデンマークを対象に全自治体のフィールド調査を通じて特徴を明らかにすることを目的とした。特に、人口や財政規模、教員養成、住民の教育への意識などの点における各地域固有の条件をどのように包含しながら効果的なインクルーシヴ教育を展開しようと模索しているのかを研究代表者および研究分担者が、直接全自治体を訪問して情報収集をする方法でのフィールド調査によって探った。眞城、是永、石田の3名が担当自治体を分担して現地調査を実施した。4年間の研究期間を通じて、全98基礎自治体(Kommune)のうちの8割を超える自治体について訪問調査することができ、同国全体でのインクルージョン政策枠組みはあるものの、各自治体における様相は同一国内とは思えないほどに大きく異なり、人口や財政規模等の有利不利といった条件を超えたインクルーシヴ教育の運用が展開されていることが具体的に明らかとなってきた。インクルーシヴ教育の効果的な推進には各地域の諸条件に応じた柔軟な制度設計や運用が必要であることがUNESCOをはじめとして強調されてきたものの、従来の研究ではその実態については限られた自治体の例のみを各国の代表事例として取り扱ったものばかりであった。これに対して本研究ではデンマークの全自治体を悉皆調査対象とし、同国のインクルーシヴ教育制度の多様な運用実態を浮かび上がらせるために必要なデータを80カ所を超える自治体から聞き取り調査を通じて収集することができた。この点は海外におけるフィールド調査を通じて基礎資料を得てその蓄積を図るという意味で海外学術調査種目の趣旨の一つに合致したものであり、今後のデンマークにおけるインクルーシヴ教育の展開に関する様々な分析のための情報を得ることができた点で大きな成果であった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、デンマークにおける2007年の大規模自治体再編後の急激な地方分権制度の進展に伴うインクルーシヴ教育制度の混乱とその収束に向けた取り組みの実態をフィールド調査を通じて明らかにすることを目的としたものである。海外学術調査の趣旨に鑑みて、現時点でしか収集することが難しい情報をフィールド調査を通じて集積することに特徴がある。平成27年度は、研究所年度として、デンマーク政府のパイロットスタディに参加した自治体を中心にフィールド調査を実施した。合計で9市を対象に聞き取り調査を実施し、また資料を収集した。また、研究成果の報告と我が国における新たな研究関心の喚起を目的としてデンマークから専門家を招聘した国際講演会を開催した。デンマーク政府が推進しようとしている通常学校において学習機会に参加する生徒の割合を向上させる方針を、各自治体がどのように推進しようとしているかについて、1)少数の教師を長期研修に派遣して、特にインクルーシヴ教育に関する知識と具体的方法を学習させ、その教員たちに市内全体の教員研修の中心的役割を課す方法をとった自治体、2)地域全体の生活水準が安定している自治体では、全体の評価基準を緩やかに設定することで、多様な能力差のある生徒の学習活動への参加の範囲を拡大しようとした自治体、3)学校長のリーダーシップを特に重視して、管理職の意識向上による学校マネジメントを推進の原動力にしようとした自治体、4)保護者の教育水準の全体的な高さを背景に、学習能力の高い生徒向けの学習機会を保障するとともに、特に支援の必要な生徒への対応への理解を求めた自治体など、予想した以上に多様な実態があることが浮かび上がってきた。次年度以降には、さらに多くの自治体を対象にしたフィールド調査を実施し、継続的な情報収集を行う。平成27年度は、対象にした自治体がパイロットスタディの最終年度にあたったことから、十分な情報提供をすることが難しい自治体が複数あり、このため当初調査を予定していた自治体の中に一部調査ができなかったものがあるため。28年度は14カ所の自治体を訪問し、各市において教育行政担当者を中心に調査を実施した。本年度の研究において得られた最も重要な知見は、自治体再編後のデンマークにおいて各自治体の裁量が拡大した状況下では、政府が提示したインクルーシヴ教育推進の具体的数値目標を達成するために、特別学校を廃止してこれを目指した自治体もある一方で、反対に特別学校が存在しなかった自治体において特別学校を新設して目標達成を図ろうとした自治体もあるということであった。つまり、インクルーシヴ教育に関わる教育制度は、学校種や学級種という次元とは異なる新しい視点から捉え直すことが可能であり、また、そこに次代のインクルーシヴ教育の姿を模索する端緒を得たと考えられるのである。特に、特別学校を新設しつつインクルーシヴ教育の推進を図ろうとした自治体では、特別学校の役割を明確に限定するとともに、在籍生徒数が減少した通常学校において複数担任制を導入しつつ、教師を特別学校に配分して特に集中的な指導が必要な生徒への対応も提供できるようにして、市内全体で学校の機能を高める方策が適切にかみ合う仕組みを創設していた。この知見は、従来より、インクルーシヴ教育推進のためには特別学校の廃止が不可欠の要素であるかのように論じられることが多い日本での感覚からすると大変興味深い結果であった。表面的には特別学校の廃止と新設という、全く正反対の制度設計のようにもみえるが、「学校における教育の質を全体的に高めること」という考え方が双方に共通して置かれていたのであった。29年度以降には、特に社会資源が十分ではない自治体や、都市部にあって財政状態が思わしくない自治体などを対象にフィールド調査を継続して、さらなる知見を得られるようにしたい。

本年度は、デンマーク政府のパイロットスタディに参加した自治体以外への調査を実施したが、パイロットスタディに参加した自治体ほどに体制が整っていないことから、訪問調査の了解が得られにくかったことと、シリア難民受け入れが各自治体に強制的に割り当てられたことに伴う学校への受け入れに伴う混乱が大きかったために、調査への協力時期を延期してほしいとの回答がいくつもの自治体から寄せられ、フィールド調査の進行にやや遅れが生じている。現時点では、29年度以降に訪問する予定であった自治体への調査依頼を前倒しするなどして、遅れの幅を最小限にするように努めている。平成29年度までに調査予定全体の6割を超える自治体の調査を終えた。予定では7割を超える状態にしたかったのでやや遅れていると評価した。本研究では、自治体の条件に応じて多様な制度運用が必要とされるインクルーシヴ教育制度について、地方分権の進んだデンマークを対象に全自治体のフィールド調査を通じて特徴を明らかにすることを目的とした。特に、人口や財政規模、教員養成、住民の教育への意識などの点における各地域固有の条件をどのように包含しながら効果的なインクルーシヴ教育を展開しようと模索しているのかを研究代表者および研究分担者が、直接全自治体を訪問して情報収集をする方法でのフィールド調査によって探った。眞城、是永、石田の3名が担当自治体を分担して現地調査を実施した。4年間の研究期間を通じて、全98基礎自治体(Kommune)のうちの8割を超える自治体について訪問調査することができ、同国全体でのインクルージョン政策枠組みはあるものの、各自治体における様相は同一国内とは思えないほどに大きく異なり、人口や財政規模等の有利不利といった条件を超えたインクルーシヴ教育の運用が展開されていることが具体的に明らかとなってきた。インクルーシヴ教育の効果的な推進には各地域の諸条件に応じた柔軟な制度設計や運用が必要であることがUNESCOをはじめとして強調されてきたものの、従来の研究ではその実態については限られた自治体の例のみを各国の代表事例として取り扱ったものばかりであった。これに対して本研究ではデンマークの全自治体を悉皆調査対象とし、同国のインクルーシヴ教育制度の多様な運用実態を浮かび上がらせるために必要なデータを80カ所を超える自治体から聞き取り調査を通じて収集することができた。この点は海外におけるフィールド調査を通じて基礎資料を得てその蓄積を図るという意味で海外学術調査種目の趣旨の一つに合致したものであり、今後のデンマークにおけるインクルーシヴ教育の展開に関する様々な分析のための情報を得ることができた点で大きな成果であった。研究方法には問題がなく、協力の許可がなかなか下りない自治体があり、やや収集に遅れが生じているものの、必要な情報収集は着実に進められていることから、平成28年度も27年度と同様のフィールド調査を継続して行う。残りの2年間で都市部と地方部における調査を進めるが、すでに訪問した自治体の関係者の協力を得ながら、効率的に調査を進め、目標とする全自治体の調査を終えたいと考えている。
ゲージ理論に関連する３次元双曲多様体の不変量

3次元多様体の分類問題は、1970年代以降の幾何化予想のプログラムの進展の帰結として、3次元双曲多様体の分類に帰着される。一方、1980年代に数理物理的手法がトポロジーに導入され、3次元トポロジーには量子不変量が、4次元トポロジーにはゲージ理論がもたらされた。この両者は不変量の圏化によって関連づけられる。また、3次元双曲多様体の量子不変量のある種の漸近挙動に双曲体積が現れることが予想されている(体積予想)。この漸近挙動には、最近導入された不変量である3d-indexが関連することが期待されている。本研究では、これらを手がかりにして、「3次元双曲多様体の量子トポロジー」を創出することをめざす。
ヒト消化管正常粘膜からの発癌物質ーDNA付加体の検出

今回我々は、食物に由来すると考えられる発癌物質が、ヒトの胃及び大腸においてDNA付加体を形成していることを^<32>Pーポストラベル法を用いて検出する事に世界で初めて成功した。今までに、我々はTrpーPー1という食べ物に含まれる発癌物質が健常なヒトの血液ヘモグロビンに結合して存在していることを明らかにした。そこで今回、多数のヒトの胃及び大腸正常組織のDNAを^<32>Pーボストラベル法により調べたところ、食物を介して摂取したと考えられる発癌物質が結合していることがわかった。すなわち、胃粘膜のDNAでは6種類、大腸粘膜DNAでは2種類の臓器特異的な発癌物質が結合しており、しかもこれらは多数の被験者に広く共通に認められた。これらは食事を摂取しない新生児には認められなかいこと、また、消化管の内腔側である粘膜に存在するが、隣接した外側の筋層には全く認められないことから、食物に含まれる発癌物質が消化管内腔側により暴露しているものと考えられる。発癌物質のDNAの結合量は、粘膜細胞1個当り3ー1000分子と、動物の長期発癌実験モデルにおける発癌物質結合量に比べても大きな遜色なく、ヒトに発癌をおこさせる可能性を示すものであった。非常に興味深いのは、胃では6種類、大腸では2種類とごく少数と言える臓器特異的な代表的発癌物質が存在していることが今回明らかになった事である。このことは、従来は、ヒトの癌は、環境中に微量ずつだが非常に多種類存在する発癌物質の総合された障害作用によりDNAの構造異常(遺伝情報の改変)をきたしていると考えられていたことと大きく異なる知見である。ここで発見された発癌物質を同定することは、癌の一次予防を行う上で、重要な情報を提供すると考えられる。
植物の形態構築と細胞骨格の遺伝制御機構に関する解析

本研究の目的は、従来の視点からは解析が困難であった双子葉植物の葉の形態形成を、発生遺伝学的に解明することである。今年度は、葉の形態に関する新たな突然変異株の単離と、その遺伝学的・解剖学的また組織化学的解析、タッギングによる変異体の単離を計画した。変異体に関しては、興味深い変異体を新たに単離・命名した。葉の縦の長さは正常で横幅が短いangustifolia変異体とカウンターパートになる、rotundifolia変異はその一つで、葉の横幅は正常で縦が短い新規のカテゴリーの変異体である(塚谷1994,柘植と塚谷in press)。これらの解析結果からアラビドプシスの葉形は、細胞の極性伸長レベルで、独立に縦方向と横方向に制御を受けていることが判明した。その他、多数の変異体の単離と解析を進めた。一方これまでの解析から、ANGUSTIFOLIA遺伝子が標的とする未知の因子が想定されたので、angustifolia変異を抑圧する変異の単離を試み、候補を得た。これまでに得た変異体についても、相互作用を解明すべく、二重変異体を作出中である。また子葉に着目した解析の結果、アラビドプシスの子葉の特性を生かせば、葉の形態形成を容易に解析できると判明したので、これを新たなモデル系として提唱した(Tsukaya et al.1994)。さらに、葉と花茎の細胞伸長に欠損のあるacaulis変異体について、細胞壁微小管の配向に異常を見い出した(Tsukaya et al.in press)。タッギングラインからの葉形態形成遺伝子単離の試みからは、いくつか候補を得た。現在、挿入遺伝子と変異遺伝子との連鎖を確認している。以上の成果は、アラビドプシスをモデル植物とした、双子葉植物の葉の形態形成過程の発生遺伝学的解析として初のものであり、今後この分野の先駆けとなるものである。
ピグミー系狩猟採集民の人口動態と生活史：人口変遷の歴史からみる集団存続の未来予測

2014年7月9月にかけて、カメルーン共和国東部州の地方都市L市近郊に点在するピグミー系狩猟採集民Baka族の定住集落4村にて現地調査を行った。20122014年の各2ー3月において得られた縦断的センサス情報から、対象とした4村においてはこの3年間で人口が自然増加傾向にあることが明らかになった(自然増加率:29.8ー29.9/人口1,000人対比)。dejure人口は全体的に減少傾向にあったが(594→589→581人)、これは社会的要因による人口流出が原因と考えられた。家系図調査から出生力の世代間比較を行った。自身と子孫世代の婚姻出産状況によって、再構築された家系図内に登場した女性を4群(各世代はおよそ15年間隔)に分類した。いずれの年代においても自然人口増加のポテンシャルは高く、一世代を超えるごとに人口が2ー3倍に、単年の自然人口増加率に換算すると0.0410.051程度ほどと算出された。前年度に算出された平均完結パリティ(5.03±3.05人:n = 295、19401990年代に出生し、現在2070代の女性)を用いると、本集団における結婚前までの死亡率が比較的低いことが予測される。身長・体重・上腕囲・皮下脂肪厚の計測と、体格体組成指標の算出から対象集団の栄養状態を評価した。80%の成人男女のBMIが「標準」的と判定され、やせに分類されたものは全体の15%ほどであった。子ども集団においては成長・身体発達にかんする国際レファレンス(CDC2000)と比較した。本対象集団の子どもたちは個人の身長に対して十分な体重を有して、また身長に対する上腕筋面積のZ-scoreから、米国同身長の子どもとほぼ同程度の上腕筋肉量を有していると示唆された。これらのことから、ピグミー系狩猟採集民Baka族の子どもたちにおける栄養状態は比較的良好であると推測された。26年度が最終年度であるため、記入しない。2013年7月10月にかけて、カメルーン共和国東部州において現地調査を行った。東部州の地方都市L市近郊に点在するピグミー系狩猟採集民Baka族の定住集落4村への訪問を通して、1)縦断的センサスデータ収集(2011年2月)による、出生率・死亡率の算出2)家系図の遡及的聞き取りによる、出生力の時代変遷の検討3)複数集落にまたがる居住者の並び替え、現地イベントとの符合による住民の年齢推定(約500名)4)身体計測調査(身長・体重など)による、同集団の子どもにおける栄養状態の評価を目的とした諸調査を行った。得られたデータの解析を通じて、対象地域における2011-2012年の居住者(4村、611人)における、平均年齢・性比・12ヶ月での粗出生率/粗死亡率を明らかにし、また家系図の遡及的インタビュー調査によって、家系図内に登場した既婚女性295人における平均完結パリティ(ある女性一人あたりの平均出生児数)を算出した。また、継続的な身体計測から得られたデータを元に、国際レファレンスデータから体格/体組成からみる栄養状態を推定し、さらに成長曲線・成長速度曲線を描画することで子ども期間における定量的な成長パターンを推測した。本年度の調査・研究活動を通じて、本研究の2つの軸である、1)生活史の解明(とくに子どもの成長速度、再生産期間における平均児出生数)と、2)人口動態変遷の歴史(現在の出生力)のそれぞれについて進捗を得ることができた。また、研究実施計画において予定していた投稿論文執筆・学術大会における発表においても、それぞれ概ね計画通りの成果を上げることができた。(投稿論文:英文原著筆頭1、図書:英文筆頭1,共著1、国際学会・研究会発表:筆頭3,共箸1、国内学会:筆頭1)。

80%の成人男女のBMIが「標準」的と判定され、やせに分類されたものは全体の15%ほどであった。子ども集団においては成長・身体発達にかんする国際レファレンス(CDC2000)と比較した。本対象集団の子どもたちは個人の身長に対して十分な体重を有して、また身長に対する上腕筋面積のZ-scoreから、米国同身長の子どもとほぼ同程度の上腕筋肉量を有していると示唆された。これらのことから、ピグミー系狩猟採集民Baka族の子どもたちにおける栄養状態は比較的良好であると推測された。26年度が最終年度であるため、記入しない。フィールド調査においては、継続的なデータ収集(人口学調査・身体計測調査)を行いながら、既婚女性を対象としたデリケートなインタビュー調査においても、有用性の高いインタビューデータが得られた。また、フィールド調査で得られたデータは、論文執筆(英文原著:筆頭1、英文図書:筆頭1,共著1)・学術大会/研究会発表(国内:筆頭1、国際:筆頭3,共著1)などに確実に結実することができている。2014年度においても、夏季に同地域にて現地調査を展開し、さらなるデータ収集を行う予定である。カメルーン共和国東部州に現在居住しているピグミー系狩猟採集民の人口分布・人口動態について調査し、また家系図の遡及的インタビュー調査を継続して行うことによって、過去・現在それぞれにおける、同集団の出生力と人口増加傾向について明らかにする予定である。
流れの可視化と画像処理による開水路乱流の三次元計測法に関する研究

洪水流の表面流況の航測写真から洪水流を解析する方法が開発されたが、洪水流の内部構造を知るには実験により洪水流の表面流況と内部構造との関係を明らかにする必要がある。また、洪水流はボイルや並列らせん流を含む三次元構造を有するとともに、流れの非定常性という重要な特徴をもつ。実験水路においてこの様な流れの構造を三次元的に把握することは河川工学上重要である。さらに、実際の河川の流れは蛇行しており、その断面形状も複断面となっている場合が多いので、種々の特徴をもつ複断面蛇行流の大規模乱流構造を把握して、どのような条件の河道が最適複断面河道であるかを明らかにすることが重要である。本研究においては、まず、開水路内の三次元計測に関する実験方法と画像解析の方法が示され、解析結果を用いて開水路内の流速と渦度の三次元分布特性が明らかにされた。実験においては、水深3.7cmの開水路流れの水平断層面をスリット光で照明し、断層面の高さを水路床から水面まで2.5mmずつ次々と移動させて、水路床から水面までの15の水平断層面内の流況を35mmムービーカメラで約1secで撮影する方法が開発され、画像解析においては、多段階相互相関法が用いられている。次いで、120秒周期で最小流量0.5l/secから最大流量1.5l/secまで正弦波状に変化する開水路の非定常流の縦断面内の流況が可視化され、流況撮影結果が画像解析された。増水期の約4秒間の乱流構造を動画像的に解析した結果から、開水路の非定常流において形成される馬蹄型渦や並列らせん流の構造とその時間変化特性が明らかにされた。最後に、堤防法線形状と低水路法線形状の位相差と振幅を変えた3種類の複断面蛇行流の大規模乱流構造が可視化され、流況撮影結果の画像解析から最適複断面河道形状の流れの特徴が明らかにされた。本年度においては、可視化法により乱流状態にある複雑な流れの三次元構造を数量的に把握するために、まず、流れの場の断層面撮影を次々と高速かつ連続的に行う装置の開発に努めた。すなわち、流れの場をスリットを通した明るいシート状の平行光線で照らして、断層面内の流況を連続的に撮影する方法をほぼ確立した。本方法においては、マイクロコンピューターによる制御の下に、照明光を瞬時にかつ正確に任意の断面に移動できるようにし、その移動のタイミングがカメラのシャッターのタイミングと一致するようにされている。つぎに、開発された手法を非定常流に適用して、非定常開水路流の乱流構造の特徴を明らかにするために、実験室において非定常流を発生させる装置を完成した。現在、非定常流に関する実験の準備中であるが、本年度内に非定常流を可視化撮影して、画像を解析するところまでは至っていない。その理由は、非定常流の流量変化の各段階における三次元流況撮影をする多量の写真画像が必要であり、写真用カメラを用いる場合にはそのコマ数に限界があるため、高速像度のビデオカメラ(2000×1000画素)を利用するシステムを導入しようとしているためである。次年度のできるだけ早い時期に上記の問題を解決して、非定常開水路流を可視化撮影し、流れの可視化により得られた流れ画像を画像処理することにより、非定常の開水路乱流の三次元構造の特徴を明らかにする予定である。

前年度においては、可視化法により乱流状態にある複雑な流れの三次元構造を数量的に把握するために、まず、流れの場の断層面撮影を次々と高速かつ連続的に行う装置の開発に努めた。すなわち、流れの場をスリットを通した明るいシート状の平行光線で照らして、断層面内の流況を連続的に撮影する方法を確立した。本年度においては、開発された手法を非定常流に適用して、非定常開水路流の乱流構造の特徴を明らかにするために、実験室において非定常流を発生させる装置を完成した。また、複断面蛇行流の特徴を解明するための実験水路を製作し、ほぼ完成した。現在、非定常流および複断面蛇行流に関する実験の準備中であるが、本年度内にこれらの流れをを可視化撮影して、画像を解析するところまでは至っていない。その理由は、非定常流の流量変化の各段階における三次元流況撮影をするためには、多量の写真画像が必要であり、写真用カメラを用いる場合にはそのコマ数に限界があるため、高解像度のビデオカメラ(2000×1000画素)を利用するシステムを導入しようとしているためである。次年度のできるだけ早い時期に上記の問題を解決して、非定常開水路流および複断面蛇行流を可視化撮影し、流れの可視化により得られた流れ画像を画像処理することにより、非定常の開水路乱流および複断面蛇行流の三次元構造の特徴を明らかにする予定である。初年度においては、可視化法により乱流状態にある複雑な流れの三次元構造を数量的に把握するために、まず、流れの場の断層面撮影を次々と高速かつ連続的に行う装置の開発に努めた。前年度においては、非定常開水路流の乱流構造の特徴を明らかにするために、実験室において非定常流を発生させる装置を完成し、また、複断面蛇行流の特徴を解明するための実験水路を製作してそれをほぼ完成させた。本年度は、非定常流の実験を成功させるための適当な水路勾配や水路下流端の堰の構造、発生させる非定常流の流量や周期の選定、水位あるいは流量変化を画像に記録するための装置、流況撮影に用いるトレーサーの選定、流れの可視化に用いる照明装置の設置方法、複数の画像を重ね合わせるために写し込む指標の設置、流れを可視化撮影するためのカメラの整備と設置方法などに関して準備を行い、非定常流に関する実験を成功させるために努めてきたが、満足のいく流れの可視化画像を得て、その画像を解析するところまでは至っていない。次年度のできるだけ早い時期に、非定常開水路流の流況の可視化撮影と撮影結果の画像処理を完了して、非定常の開水路乱流の特徴を明らかにし、さらに、複断面蛇行流に関する実験と画像処理によって複断面蛇行流の三次元構造を明らかにする予定である。
野生チンパンジーにおけるアカンボウと非母親との社会交渉：チンパンジーは単独育児？

本研究は、「チンパンジーの育児が母親による単独型と言ってよいか」という問いの元、移動の開始の場面に着目してすすめてきた。結論として、移動に際しては基本的に母親が単独で子の世話をする。ただ、一定の成長段階に達したアカンボウに対しては、非母親(とくに姉)が世話をすることがある。また、それによって母親の負担が減っている可能性がある。さらに、従来チンパンジーの母親は、非母親によるアカンボウの世話を「許容することがある」とされてきたが、母親自ら年長の子供(アカンボウにとって年上のきょうだい)を頼り、任せている可能性がある。分析に用いたのは、タンザニア・マハレ山塊国立公園に生息するチンパンジー12母子ペアの行動データである。日常的に移動を共にする兄を持つアカンボウはいなかったため、収集できたのは姉を持つアカンボウのデータのみであった。アカンボウが移動時に自力で歩くことができる2歳以上の母子ペアにおいて、1.母・姉ともに、移動開始時の母子間距離が大きいときほどアカンボウを待つこと、2.姉がいない母子ペアと比べ、姉がいる母子ペアのほうが、母親がアカンボウを運ぶ頻度および待つ頻度が低いこと、がわかった。さらに、線形混合モデルを用いて母親がアカンボウを待つ行動に影響を与える要因を調べたところ、母子間距離が大きいとき、アカンボウが鳴いたとき、そして姉がいないペアにおいて、より多く待つことが示唆された。母・姉ともに、互いのおよびアカンボウの位置や状況を把握し、アカンボウがより待ってもらうことを必要としているときに待っている可能性が高い。また、姉がいることが母親による世話行動を減らし、母親の負担を小さくしている可能性がある。本研究をまとめた論文は、数カ月以内に投稿予定である。2017年度は国内学会および国際シンポジウムでの発表を行ったほか、事例報告の共著論文を投稿し、年度明けに受理された。29年度が最終年度であるため、記入しない。申請時,中心的なデータは非母親とアカンボウとの社会交渉について,になる予定であった。観察をすすめるうち,少々変更を加える必要性を感じるようになった。子供の養育や保護という観点からはやはり,遊びなどよりも,移動における運搬等が重要となる。2016年度の調査からは,特定の母子ペアとほぼつねに移動をともにする特定の非母親(以下,便宜的に「乳母」)が,母親とともに一定の役割を果たしている様子が見えてきた。移動の開始場面に関して,現在までに出ている主要な結果を一部記す。母親による運搬は,以下の順に多い。1.乳母をもつ母子ペアにおいて,乳母がその場にいないとき, 2.乳母をもたない母子ペア, 3.乳母をもつ母子ペアにおいて,乳母がその場にいるとき母親がアカンボウを置いて先行する距離は,以下の順に大きい。1.乳母をもつ母子ペアにおいて,乳母がアカンボウの近くにいるとき. 2.乳母をもたない母子ペア, 3.乳母を持つ母子ペアにおいて,乳母がアカンボウの近くにいないとき乳母は,母親がアカンボウを置いてより大きく先行するほど,アカンボウを待つ傾向がある(有意傾向はないものの,目で見て確認することも多くなる)。これらの結果からは,1.母親は,乳母がいないときほど,よりアカンボウに配慮し面倒を見ること,2.乳母は,母親がアカンボウに配慮してやっていないときほど,自らがアカンボウに配慮することが示唆される。母親と非母親は,互いの状況や状態を把握したうえで,アカンボウにとって必要な行動を調整している可能性がある。また,従来,チンパンジーのアロマザリング(母親以外の個体による養育行動)は,それをあまり望まない母親が「許容してやる」ことによって成り立つと思われてきたが,場合によっては母親自身が特定の個体に一定の役割を果たすことを期待しているようにも思われる。引き続き分析を行う。2016年度は10月末に調査地へ向けて出国し,11月3日から翌1月23日にかけてフィールド調査を行った。観察条件に恵まれ,目安である100時間/月の追跡を行うことができた。現地滞在中からデータ入力を行い,帰国後は順調に分析を進めている。現在までに得られている結果からは,非母親が母親とともに,単なる遊び等を超えてアカンボウに目配りをしていることが示唆され,研究の目的に照らして望ましい。ただ,申請時は1年目でデータ収集を追える予定であったところ,下に記すように,データを増やす意向である。

アカンボウが移動時に自力で歩くことができる2歳以上の母子ペアにおいて、1.母・姉ともに、移動開始時の母子間距離が大きいときほどアカンボウを待つこと、2.姉がいない母子ペアと比べ、姉がいる母子ペアのほうが、母親がアカンボウを運ぶ頻度および待つ頻度が低いこと、がわかった。さらに、線形混合モデルを用いて母親がアカンボウを待つ行動に影響を与える要因を調べたところ、母子間距離が大きいとき、アカンボウが鳴いたとき、そして姉がいないペアにおいて、より多く待つことが示唆された。母・姉ともに、互いのおよびアカンボウの位置や状況を把握し、アカンボウがより待ってもらうことを必要としているときに待っている可能性が高い。また、姉がいることが母親による世話行動を減らし、母親の負担を小さくしている可能性がある。本研究をまとめた論文は、数カ月以内に投稿予定である。2017年度は国内学会および国際シンポジウムでの発表を行ったほか、事例報告の共著論文を投稿し、年度明けに受理された。対象個体(アカンボウ)の月齢差を考慮し,今年度もデータ収集を行う。乳母をもつ個体と持たない個体との比較に用いるデータを増やしたい意向である。この2群の平均月齢が近くなるようデータを収集する。分析自体は順調であり,大きな変更は予定していない。フィールド調査が終わり次第,新たなデータを分析に加える。29年度が最終年度であるため、記入しない。
テラヘルツ時間領域分光法による励起子モット転移の研究

半導体中に高密度に光励起された電子正孔系は、電子正孔対の密度、温度に依存して励起子ガス、電子正孔プラズマ、電子正孔液体といった多彩な相を示す。密度の増加に伴う励起子気体から電子正孔プラズマへの移行は、励起子モット転移(正確にはクロスオーバー)と呼ばれ、電子正孔系の絶縁体金属転移として長い研究の歴史を持つ。低密度領域ではワニエ方程式に基づく励起子気体描像、高密度領域の電子正孔プラズマ相は平均場近似がよく成り立ち、実験、理論ともによく理解されている。しかし、励起子モット転移濃度近傍の中間密度領域では、電子相関の効果を摂動で扱うことは理論的には困難であり、実験的にも励起子がどのように遮蔽されて金属相に至るのかは明らかになっていなかった。我々はこの問題に、テラヘルツ分光法という新たな手法で挑んだ。モデル半導体として、Si、Geを取り上げ、励起子相関が電子正孔対密度の増加とともにどのように遮蔽されていくかを、温度・密度を変えながら調べた。テラヘルツ帯の複素誘電率スペクトルに対してドルーデ-ローレンツモデルによるフィッティングを行い、電子正孔プラズマと励起子の寄与を成分分解し、励起子イオン化率を決定することに成功した。Si、Geいずれの場合も、励起子相関がモット密度を越えても残存すること、1s-2p遷移のエネルギーはほとんど変化しないことを明らかにした。クーロン遮蔽に寄与する縦波誘電率関数に、プラズモンのピークに加えて励起子内部遷移に付随するピークが存在し、それがモット密度を越えても残ることを明らかにした。このことは、従来のクーロン遮蔽の議論で用いられる単一プラズモンポール近似が適当ではないことを示している。また、励起子のイオン化率を定量的に決定することに成功し、イオン化率を指標としてSiの電子正孔系の相図を決定することに成功した。24年度が最終年度であるため、記入しない。間接遷移型半導体Siを対象に、励起子気体絶縁相から電子正孔プラズマ金属相への移行(励起子モットクロスオーバー、以下、励起子モット転移と呼ぶ)をテラヘルツ分光法により調べた。電子と正孔が空間的に一様に分布する条件下で励起子モット転移を調べるために、密度の不均一化をもたらす電子正孔液滴の形成を避け、電子正孔液滴の臨界温度(23K)以上で電子正孔対密度を連続的に変化させながらテラヘルツ周波数帯の複素誘電関数を計測した。誘電率スペクトルのドルーデ-ローレンツモデルによる解析を行い、励起子の密度、自由キャリアの密度、励起子のイオン化率、励起子1s-2p遷移エネルギーとその緩和定数、自由キャリアの散乱レートを定量的に決定することに成功した。その結果から、励起子のイオン化率が急激に増大する密度、即ち励起子モット転移密度を明確に決定することができた。さらに、(1)励起子の束縛エネルギーが励起子モット転移密度の前後でも大きく変化しないこと、(2)励起子モット転移密度以上でも励起子相関が強く残っていること、(3)自由キャリアの散乱レートがモット転移密度近傍で著しく増大する一方で励起子の振動子強度と緩和定数は大きくは変化しないこと、(4)この濃度領域では、キャリア散乱レートが励起子相関に起因して運動エネルギーより一桁程度大きくなり異常金属相が出現していること、を明らかにした、さらに、励起子がモット転移密度近傍で励起子とプラズモンが結合した新しい素励起が現れていることを光学スペクトルから求めた損失関数の考察から明らかにした。

24年度が最終年度であるため、記入しない。誘電関数スペクトルの定量的な解析に基づき、半導体Siの励起子モット転移についての深い理解が得られた。従来の平均場理論では説明のつかない強い電子相関効果が励起子モット転移濃度近傍で顕在化することを見出し、半導体電子正孔系の動的電子相関を実験的に明瞭かつ直接的な形で見出すことができた。本研究で独自に提案したテラヘルツ分光法による励起子モット転移、電子正孔系の多体電子相関の研究へのアプローチが大変有用であることを実証することができた。半導体Siでの励起子モット転移についての理解は深化した。今後は、広い温度範囲での測定から相図の決定を行うともに、励起子モット転移について微視的な観点から理解することを目指す。得られた結論がSi特有の現象なのか、あるいは半導体電子正孔系に普遍的な現象なのかを明らかにするために、これまでに開拓した実験技術を活用して他の物質系における励起子モット転移の機構解明を推進し、半導体電子正孔系の動的電子相関に関して包括的な理解を得ることを目指す。
抗癌剤の腫瘍組織へのターゲッティングを目指した組織分布機構の速度論的解明ーP糖蛋白の関与する輸送解析ー

抗癌剤の腫瘍組織および正常組織への分布性の差異を検討し、腫瘍組織への選択的ターゲティングを図るため、モデル化合物としてビンクリスチン(VCR)を用いて検討を加えた。VCRの組織分布には、P-糖蛋白が関与することが考えられたため、この蛋白が発現している正常組織として肝(胆汁排泄)に着目し、速度論解析を行った。ここで、肝はVCRに主要な処理臓器である。また、副作用発現に関与しうる組織として中枢神経系に着目し、以下の検討を加えた。肝灌流系を用いた実験の結果、VCRは胆管側膜を介して濃縮的の排泄されることが示された。ラットをフェノチアジン処理して、胆管側膜上のP-糖蛋白量を増大させ、処理ラットから胆管側膜小胞を調製してVCR輸送実験を行ったところ、VCR輸送は、処理により亢進することが示された。また、in situおよびin vivoのVCR胆汁中排泄を速度論解析したところ、処理ラットにおいて、VCRの胆管側膜を介した輸送が亢進することが示された。以上の結果から、胆管側膜上に存在するp-糖蛋白は、正常動物におけるVCRは胆汁排泄に大きく関与することが示され、またin vitro情報から組織内分布を構築することにも成功を修めた。また、VCRの中枢分布は、血液脳脊髄液関門における輸送系による影響を受けるため、この関門を形成する脈絡叢上皮組織を単離し、in vitroにおけるVCR輸送実験を行った。その結果、VCRは脈絡叢におけるエンドサイトーシス等の機構により、中枢神経系から汲み出されることが明らかとなった。更に、速度論解析の結果、本in vitro実験の結果を組織レベルに外挿することにも成功を修めた。以上、in vitro情報に基づき、腫瘍組織と正常組織の差異という観点から、抗癌剤の各組織内挙動を予測することに成功し、本研究の目的が達成された。