hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
NF-κB DNA decoyを用いた炎症関連遺伝子発現の調節による歯周病態制御

RAW264.7細胞でのレポーターアッセイ系が歯周組織由来細胞での炎症反応を解析する目的で有効なスクリーニング系であるかについて検討した。ヒト咽頭上皮ガン細胞由来であるκB細胞に対して遺伝子導入を行ったところLPSによる反応性は、低値であったが、炎症性サイトカインであるIL-1の添加によってLuciferase活性が顕著に上昇することが確認された。よってNF-κBの活性化を指標にしたレポーターアッセイ系が、歯周組織由来細胞に対しても有効な系であることが明らかとなり、本アッセイ系を用いることで歯周病態を制御する核酸や医薬を簡便にスクリーニングすることが可能になると考えられる。本研究では、歯周組織細胞におけるNF-κBの制御により、炎症の制御が可能であることを確認し、既存の抗炎症性薬剤の性能と比較することで、NF-κB結合配列を持つおとりDNA(NF-κB decoy)を用いた歯周病態制御の可能性を検討する。平成16年度では、まず始めにNF-κB decoyの評価系の確立を行った。その目的で炎症反応に応答して、NF-κBシグナル伝達経路が活性化したか否かを簡便にモニターすることが可能なNF-κB Transcription Reporter Vector (pNF-κB-Luciferase)を調製した。遺伝子導入細胞としては、RAW264.7細胞(マウスマクロファージ)を用いた。本細胞に対し、一過性にpNF-κB-Luciferaseのトランスフェクションを遺伝子導入試薬、Superfectにより行い、その48時間後に炎症を惹起するLPS(最終濃度100ng/ml)で4時間刺激し、NF-κBの活性化の指標であるホタルルシフェラーゼ活性を定量した。その結果、pNF-κB-Luciferase plasmid DNAは、炎症性物質LPSの添加により34倍程度、非添加群に比べてLuciferase活性が高くなることが確認された。よってLPS誘導性の炎症反応(NF-κBシグナル伝達経路の活性化)を簡便にモニターできる実験系が確立できた。平成17年度では、確立されたレポーターアッセイ系が、歯周組織由来細胞に対しても有効な系であるかについて検討を進め、炎症性歯周組織由来細胞に対するNF-κB decoyの抗炎症効果を明らかにする。
子宮内膜癌におけるJAM1の発現および機能の解析

子宮内膜癌は婦人科領域では最も頻度の高い悪性腫瘍である。特に進行期あるいは再発性の子宮内膜癌は有効な治療法が無いため予後不良であり、その平均生存期間は1年に満たない。そのため、子宮内膜癌の病因の解明が必要である。研究代表者は、定量的プロテオミクス手法を用いて、正常子宮内膜細胞と比較して、子宮内膜癌細胞株で有意に高発現する蛋白質の1つとしてJunctional adhesion molecule 1 (JAM1)を同定した。JAM1はTight-junctionを構成するタンパク質の1つであるが、癌におけるJAM1の機能は不明な点が多い。本研究において研究代表者はJAM1が子宮内膜癌に対する新規治療標的なるかどうかを検討するため、子宮内膜癌におけるJAM1の機能解析を行った。JAM1陽性子宮内膜癌由来の細胞株であるHEC1およびSNG-IIに対してJAM1の発現をsiRNAで抑制した結果、細胞増殖の有意な抑制が認められたため、JAM1が子宮内膜癌細胞の増殖に関与していることを明らかにした。JAM1の発現抑制による細胞増殖抑制の分子機序を解明するためにフローサイトメトリーを用いて細胞周期解析を行った結果、G0/G1期での細胞周期停止が誘導される事を発見した。SNG-II細胞においてJAM1の発現抑制によりp21の発現上昇がウェスタンブロット法により認められた。これらのことから、JAM1を介した細胞増殖制御にはp21の関与が示唆された。さらに、子宮内膜癌手術組織を用いてJAM1の免疫組織化学染色を行った。免疫組織化学染色によるJAM1の発現をスコア化し、臨床情報との関係を解析した。JAM1の発現は正常子宮内膜と比較し子宮内膜癌組織にて有意に高発現を示し、JAM1の発現は筋層浸潤と相関することを明らかにした。一方、JAM1の発現と癌のステージ、再発との間に有意差は認められなかった。これらの結果、JAM1を標的とした治療は子宮内膜癌の増殖抑制が期待されるのみならず、筋層浸潤の阻害にも有効である可能性が示唆された。本年度においては、JAM1陽性子宮内膜癌由来の細胞株であるHEC1およびSNG-IIに対してJAM1の発現をsiRNAでノックダウンし、WST-8試薬の添加後に細胞増殖活性を測定した結果、いずれの細胞株においてもnegative control siRNAと比較してJAM1のsiRNA処理群にて細胞増殖が低下することを明らかにした。JAM1の発現抑制による細胞増殖抑制の分子機序を解明するためにフローサイトメトリーを用いて細胞周期解析を行った結果、G0/G1期での細胞周期停止が誘導される事を明らかにした。このことから、JAM1を介した細胞増殖制御にはp21の関与が示唆された。現在、JAM1による細胞周期制御の詳細な機序について検証中である。計画予定通り、子宮内膜癌細胞の増殖におけるJAM1の機能解析を、JAM1のsiRNAを用いてin vitroで解析した。子宮内膜癌細胞株のHEC1およびSNG-IIに対してJAM1の発現をsiRNAでノックダウンし、WST-8試薬を用いて細胞増殖活性を測定した結果、いずれの細胞株においてもnegative controlsiRNAと比較してJAM1のsiRNA処理群にて細胞増殖が低下することを明らかにした。

このことから、JAM1がこれらの細胞株において、癌細胞の増殖と関係のある分子である事が示唆された。さらに、細胞周期解析を行った結果、JAM1の発現抑制はG0/G1期での細胞周期停止を誘導する事を明らかにした。SNG-II細胞において、JAM1の発現抑制によりp21の発現上昇がウェスタンブロット法により認められた。このことから、JAM1を介した細胞増殖制御にはp21の関与が示唆された。現在、JAM1による細胞周期制御の詳細な機序について、p21の転写に関与するp53の制御についても解析を進めている。<1>子宮内膜癌細胞の増殖・浸潤・転移におけるJAM1の果たす役割の解明JAM1からのシグナル伝達経路が子宮内膜癌細胞の増殖・浸潤・転移に対して果たす役割を解明するため、JAM1陽性子宮内膜癌細胞株に対してJAM1に対する特異的なsiRNAあるいはコントロールsiRNAを遺伝子導入した細胞より抽出した蛋白質について、最先端の質量分析計(LTQ Orbitrap velos)および市販のリン酸化蛋白アレイを用いて網羅的なリン酸化蛋白質の定量・発現解析を行う。JAM1の発現抑制によって変動するリン酸化蛋白質について、各種抗体を用いてウェスタンブロット法にて再度確認し、JAM1による増殖・浸潤・転移のメカニズムを明らかにする。<2>子宮内膜癌組織におけるJAM1発現解析と予後との関係の解明子宮内膜癌組織における発現を解析するため、正常子宮内膜組織及び子宮内膜癌組織(研究協力者、上田豊、大阪大学医学系研究科産婦人科助教により手術検体の一部を供与していただく)に対して免疫組織化学染色とウェスタンブロット法を行うことで、子宮内膜癌組織にJAM1が高発現することを確認する。JAM1発現量と臨床病理学的因子との相関について統計学的に解析し、またJAM1発現量と予後との関係についても検討を行う。<3>in vivoにおけるJAM1阻害による抗腫瘍効果の検討以上の解析で子宮内膜癌の治療標的分子としてのJAM1の有用性がin vitroで解明される。続いて、in vivoにおける直接的な治療標的としての有用性を検討する。免疫不全マウス(ICR nu/nu)の皮下にJAM1陽性子宮内膜癌細胞株を移植する。腫瘍が生着した後、JAM1の発現を抑制するsiRNAを腫瘍組織内に局所投与して、腫瘍の発育を観察する。抗腫瘍効果は腫瘍体積および腫瘍重量の計測結果、病理解析により検討する。病理解析としては、摘出した腫瘍組織に対してJAM1および細胞増殖マーカーであるKi67の免疫組織化学染色を行う。発注予定であったマウスの在庫がなかったため。次年度の研究計画に含めて使用する。
貧光下で植物の育成を可能にする抗植物病原性有機肥料の開発

研究題目:貧光下で植物の生育を可能にする抗植物病原性有機肥料の開発最初に数種の栽培植物(ダイコンなど)で、貧光下でかつ無菌的に生育させる条件で、ムラシゲ・スクーグ無機培地を基本とし、有機物として、蔗糖、果糖、ブドウ糖、マニトール、ソルビトール、キシリトールを濃度を変えて検討した。なお保持体としてゲルライトを用いた。貧光下無菌条件で発芽後、10数日後では、新鮮重当たりでは蔗糖0.3%が最も生長促進を示した。なお全ての植物で徒長が観察された。そこで成長を維持しながら、貧光下での徒長を抑制するため、矮化剤B-9を加えたが、徒長と成長の両方が抑制された。そこで、リンゴの発色農薬として開発されたジャスモン酸類似体である、プロヒドロジャスモン(日本ゼオン)を加えたところ、徒長は抑制されたが成長は維持された。この結果は、まず無菌的な条件では貧光下での徒長抑制を達成しつつ、有機物添加での成長維持の目途が達成されたと考えている。次に、強貧光下の室内でかつ非無菌的条件での生育条件を調べるため、成長に強い日照を必要とする、茶樹を植物材料に用いた。茶樹を用いた理由として、カビの生育しにくい強酸性土壌でも生育可能な点、また酸性土壌で土壌材から溶出するアルミニュウム陽イオンにも強い耐性を持つ点が挙げられる。そこで、通常の水耕液(A)、(A)をpH4.5に調整した水耕液(B)、(B)に蔗糖0.3%を加えた水耕液(C)、(C)に食品添加に用いられる防カビ剤を加えた水耕液、(c)に0.1mM塩化アルミを加えた水耕液等、様々な水耕液で、室内で生育を観察した。その結果、多くは室内に置いてから2週間目に落葉がはじまり、4週間で全ての茶樹が落葉したが、(C)の水溶液で最も落葉の遅延が観察された。この後はこの結果をもとに更に落葉が抑制される条件を検討する。
非筋細胞における骨格筋型triadの構築並びに興奮収縮連関機能発現様式

興奮収縮連関の機能制御に直接関わる筋細胞内膜系には、横行小管(T)系及び筋小胞体(SR)と呼ばれる2種類があり、筋原線維周囲を包み込むように位置している。T管とSRは骨格筋細胞の決まった位置でtriadと呼ばれる内膜複合体を形成する。また、triadには2種類のCa^<2+>チャンネル(dihydropyridine receptorとryanodine receptor)が存在し、興奮収縮連関の一連の過程の中でCa^<2+>放出機構の一翼を担っている。筋細胞内膜系及びCa^<2+>チャンネルは、発育、運動、不活動等に伴い比較的容易にその構造様式を変化させることで興奮収縮連関の機能的変化に応答している。不活動に伴い筋細胞内膜系は発育に逆行する変化を示し、縦断方向のT管の増加、triadの方向及び位置の変化が観察される。さらに、不活動に伴う代償作用と考えられるpentad(2本のT管と3本のSR終末槽)あるいはheptad(3本のT管と4本のSR終末槽)といった内膜系の特殊構造体の出現も観察される。Ca^<2+>チャンネルについても構造あるいは配列の乱れが生じ、内膜系の構造の乱れと共に、収縮機能低下の要因となるものと推察される。長期間の運動トレーニングでは収縮速度の変化、酵素活性値の上昇、等の機能的変化が報告されている。しかし、長期間の運動トレーニングでは、筋細胞内膜系及びCa^<2+>チャンネルの構造並びに形態的変化は観察されなかったことから、電子顕微鏡を用いてもなお捕らえることができない分子レベルでの構造的変化が生じるものと推察される。収縮蛋白質の構造崩壊を引き起こすことが知られている伸張性筋収縮を伴う下り走を行わせたラット骨格筋では、筋細胞内膜系の崩壊かつ新生が観察される。このように、筋細胞内膜系及びCa^<2+>チャンネルは活動や不活動、等の外的刺激に対して比較的容易にその構造、形態的特徴を変化させることで機能の変化を引き起こし、極めて合目的に外的刺激に対して適応しているものと考えられる。骨格筋の興奮収縮連関(ECC)の機能発現は、筋細胞内膜系(横行小管(T管)、筋小胞体(SR))やCa^<2+>チャンネル(ジヒドロピリジン受容体:DHPRとリアノジン受容体:RyR)、さらにT管とSRの両者によって形成されるトライアド(triad)に局在する数種類のタンパク質が関係する時・空間的に極めて緻密に制御されている生理機構である。ECCの一連の機構の中でも、トライアドにおけるT管からSRへの情報伝達機構の詳細については不明な点が多い。ECCの機能解明を遅らせる理由の一つに、骨格筋細胞以外にトライアドを形成する生物材料がなく、トライアド関連蛋白質以外にも数種類のタンパク質が存在する筋細胞そのものを実験材料として研究を行わざるを得ないという点があげられる。ECCの詳細な機能解明には筋細胞に代わり、トライアド関連蛋白質のみで骨格筋型トライアドを構築する生物材料の開発が必要不可欠である。今回我々は、チャイニーズハムスターの卵巣細胞(CHO細胞)に、骨格筋型のDHPRとRyR及びトライアドに発現するジャンクチン(junctin)のcDNAを組み込み、非筋細胞に骨格筋型のトライアドを構築する試みを行った。CHO細胞をそれぞれのタンパク質に特異的な抗体で標識し、共焦点レーザ走査蛍光顕微鏡で観察した結果、CHO細胞には3種類全てのタンパク質の発現が観察された。しかし、DHPRは核の周辺に発現が限局されており、RyRは小胞体に発現が観察された。また、従来より報告されている通り、RyRとDHPRの構造上のcouplingは観察されなかった。ジャンクチンを組み込んだCHO細胞では、小胞体が細胞表層部分まで移動し、細胞膜との間でダイアド(dyad)類似構造体を形成している様子が電子顕微鏡による観察で確認された。

収縮蛋白質の構造崩壊を引き起こすことが知られている伸張性筋収縮を伴う下り走を行わせたラット骨格筋では、筋細胞内膜系の崩壊かつ新生が観察される。このように、筋細胞内膜系及びCa^<2+>チャンネルは活動や不活動、等の外的刺激に対して比較的容易にその構造、形態的特徴を変化させることで機能の変化を引き起こし、極めて合目的に外的刺激に対して適応しているものと考えられる。
社会システム正当化の深層過程ー統制感覚と相補的世界観ー

人は、格差や不平等など不条理な現実に直面すると、相補的世界観を喚起させ、平等幻想を生成することによって現行の社会システムを正当化することが知られている。本研究は、このような心理過程が環境に対する個人の統制感覚が低減しているとき起こりやすいことを検証することを目的とした。大学生を対象とするシナリオを用いた質問紙実験と社会人を対象とするWEB調査を実施したところ、概ね、予測を支持する結果が得られた。本研究では、補償的統制説(人間は個人レベルでの統制感覚の欠如を外在的な力により補おうとするという考え方)に基づき、(1)環境や人生に対する統制感覚を阻害する状況に置かれると、外在的な力により相補性原理が働き、格差や不平等が解消されるであろうという期待が高まる(2)個人的統制感(自らの力で社会を変えうるという感覚)を強めると、相補的世界観にもとづく平等幻想の生成が抑制され、人々は格差や不平等の解消に動機づけられるようになるとする2つの理論的仮説を検証することを目的としている。平成23年度は、研究の基本的前提となる統制感覚と相補的世界観、及びシステム正当性信念との関係を質問紙調査により検討した。その結果、人は相補的世界観を信ずることによって努力の効果を信じられるようになること、現行システムの正当性を信じることによって自己効力感を維持していることが示唆された。また、学歴による雇用格差を素材にしたシナリオ実験の結果から、相補的世界観が格差への感受性を高め、格差是正への動機を強める一方で、相補的事例により幸福度における平等幻想が生成されると格差是正への動機が抑制されることが示された。23年度の研究により本研究の理論的前提を確認することができた。平成24年度は、個人特性としての統制感が相補的事例による平等幻想の生成をいかに調整するかを検討した。すると、予想に反して、統制感覚の強い個人ほど相補的事例による平等幻想を生成しやすいことが見出された。しかし、これは特性としての統制感覚を測定したため、見出された関係の因果的方向性は明らかではない。そこで、統制感覚を実験的に操作し、統制感覚の一時的変化をとらえる尺度により操作の有効性を確認し、相補的事例への反応の影響を検討した。その結果、理論予測に沿った結果が得られ、統制感覚が一時的に低減した個人は相補的事例への感受性が高まる傾向を示した。本研究では、補償的統制説(人間は個人レベルでの統制感覚の欠如を外在的な力により補おうとするという考え方)に基づき、(1)環境や人生に対する統制感覚を阻害する状況に置かれると、外在的な力により相補性原理が働き、格差や不平等が解消されるであろうという期待が高まる(2)個人的統制感(自らの力で社会を変えうるという感覚)を強めると、相補的世界観にもとづく平等幻想の生成が抑制され、人々は格差や不平等の解消に動機づけられるようになるという仮説を検証することを目的としている。平成25年度は、平成23年度と平成24年度に実施して得た研究知見を別の角度から検証した。平成23年度は、研究の基本的前提となる統制感覚と相補的世界観、及びシステム正当性信念との間に理論的に想定される関係について、大学生を対象に質問紙調査を実施し検討したが、平成25年度は30代、40代の社会人を対象にWEB調査を実施した。その結果、日本社会は学歴によって社会的成功が決まると信じている場合に、相補的世界観によって現行の社会システムを肯定する傾向が顕現化することが示された。換言すれば、「学歴社会」への統制感の低さを相補的世界観への信奉によって補い正当化していると考えられる。また、大学生を対象にシナリオ実験を実施し、社会的成功は本人の意志や努力によるというメッセージを提示することによって統制感覚を強めると、相補的世界観を起動させ現行システムを正当化する傾向が弱まるかを検討した。ところが、予想に反して、努力や意志によって社会的成功と失敗が左右されるというシナリオに接触した条件のほうが、相補的世界観による正当化が明確になった。社会経済的格差の原因を内的要因に帰属したことによって両者の差異を弁明する余地がなくなったためかもしれず、人がどのような場合に相補的世界観を起動させるかについて新たな知見が得られる可能性が示唆された。本研究では、補償的統制説(人間は個人レベルでの統制感覚の欠如を外在的な力により補おうとするという考え方)に基づき、(1)環境や人生に対する統制感覚を阻害する状況に置かれたとき、外在的な力により相補性原理が働き、格差や不平等が解消されるであろうという期待が高まる、(2)個人的統制感(自らの力で社会を変え得るという感覚)を強めると、相補的世界観にもとづく平等幻想の生成が抑制され、人々は格差や不平等の解消に動機づけられるとする2つの理論仮説を検証することを目的としている。

平成23年度は、上述の目的達成のための第一段階として、研究の基本的前提となる統制感覚と相補的世界観、及びシステム正当性信念との関係を質問紙調査により検討し(研究1)、次に、これらが格差是正動機にどのように影響するかについてシナリオを用いた実験により検討した(研究2、研究3)。研究1では、統制感覚に関連する「自己効力感の欠如」「コントロールの内在化」「コントロールの外在化」のそれぞれに対応する下位尺度を構成し、これら下位尺度と相補的世界観及びシステム正当性信念との関連について相関分析を行った。その結果、「コントロールの内在化」と「相補的世界観」の間に有意な正の関係が認められ、「自己効力感の欠如」と「コントロールの外在化」の間に正の関係、「自己効力感の欠如」と「システム正当性信念」の間に負の関係が認められた。これらより、人は相補的世界観を信ずることによって努力の効果を信じられるようになること、現行システムの正当性を信じることによって自己効力感を維持していることが示唆された。研究2と研究3は、学歴による雇用格差を素材にしたシナリオ実験を実施し、相補的世界観が格差への感受性を高め、格差是正への動機を強める反面、相補的事例により幸福度における平等幻想が生成されると格差是正への動機が抑制されることが示された。平成23年度は、統制感覚と相補的世界観、及びシステム正当性信念との間に理論的に想定される関係について、大学生を対象に質問紙調査を実施し検討した。平成24年度は、大学生を対象にシナリオ実験を実施したが、予想に反して、努力や意志によって社会的成功と失敗が左右されると言うシナリオに接触した条件のほうが、相補的世界観による正当化が明確になった。社会経済的格差の原因を内的要因に帰属したことによって自己責任論が喚起されたためかもしれない。平成25年度は30代、40代の社会人を対象にWEB調査を実施した。その結果、日本社会は学歴によって社会的成功が決まると信じている場合に、相補的世界観によって現行の社会システム(学歴社会)を肯定する傾向が顕現化することが示された。平成26年度は、WEB調査のデータを再分析した。その結果、個人レベルでの統制感が低いほど、相補的世界観によって現行制度を正当化するという仮説を支持する結果が、大学生では得られなかったのに対して、30代、40代の社会人においては、明確な結果が得られた。また、社会人を対象とした調査では、学歴社会に対する統制感が低い者は、相補的世界観によって、学歴社会だけでなく、日本社会全体のシステムの正当化を図ろうとする傾向が認められた。本研究が想定している心理的メカニズムは、実社会の経験を経たことにより起動しやすくなるのではないかと考えられる。社会心理学24年度の前半の研究結果が予想と異なり仮説に疑問が生じたが、統制感覚を一時的に変化させる手法用いた実験を実施したところ、統制感覚と平等幻想の生成の因果的関係に関して理論予測に沿った結果が得られ、研究が進捗した。人がどのような場合に相補的世界観を起動させ、現行システムの正当化を図るかと言う点については、環境への統制感との関係で当初想定していた以上の知見が得られている。他方、本研究の第2の目的である、人がどのような場合に現行システムの変革に動機付けられるかについては、仮説とは逆の結果になり、新たな検討課題が浮上した。本研究の理論的前提を予備的研究により確認できたことにより所期の目的は一定程度達成できた。しかし、特性としての統制感覚を測定する尺度の検討は行えたものの、状態としての統制感を測定するための尺度の検討が十分できていない。
人工細胞壁を用いたヘミセルロースの機能解明と機能性材料の創出

本研究では、細胞壁の構造を模倣した人工細胞壁用いて、細胞壁中のヘミセルロースの機能を解明することと、ヘミセルロース吸着人工細胞壁を肝実質細胞の培養基質として利用するための検討を行った。人工細胞壁の基本骨格はハニカムパターン化セルロースフィルムであり、これに、広葉樹の代表的ヘミセルロースであるキシランとカラマツに特有なアラビノガラクタン(AG)を吸着させ、その物性変化を追跡した。両ヘミセルロースとも吸着によりフィルムの引張強度を向上させた。キシラン吸着フィルムをマイクロ波処理することで、吸着を強固にでき、弾性率が向上することを見出した。また、力学測定の結果を基に、木材の荷重下における変形モデルの検証を行ったところ、Bending-strerchingmodelがハニカム状の配列を取る細胞壁断面の変形を適確に表現していることが明らかとなった。一方、培養基質としての検討では、小孔径のハニカムフィルムが肝細胞の機能を発現させると報告されているスフェロイドを形成させ、AGの吸着で見かけ上の接着細胞数は増加した。しかし、生細胞数は減少した。この結果より、弱い吸着しか示さないAGは培養中に溶出して細胞接着を阻害することが示された。また、大孔径フィルムでは、一つの孔に一つの細胞が嵌り込む現象が観測され、細胞アレイとしての有用性が示唆されたが、接着細胞数が少なく、この改善が今後実用に向けての課題あることも分った。本研究では、ヘミセルロースが吸着したハニカムパターン化セルロースを人工細胞壁の基本骨格と考え、この材料の物性を解明することで、細胞壁中のヘミセルロースの機能を解明すると共に、この材料の細胞培養基質としての有用性を明にすることを目的としている。そこで、本年度は、人工細胞壁創製において重要な検討課題であるヘミセルロースとセルロースの相互作用について、最初に検討した。この結果、主要な広葉樹ヘミセルロースであるキシランは、セルロースに強固に多量吸着することが明らかとなったが、カラマツ特有のヘミセルロースであるアラビノガラクタンは非常に弱い親和性しか示さないことが分った。さらに、引張試験より、ヘミセルロース吸着によりハニカムパターン化セルロースの力学強度は若干増加することも明らかとなった。細胞培養基質として有用性を評価する予備試験として、アラビノガラクタンを吸着させたハニカムパターン化セルロースフィルム上での肝実質細胞の培養を試みた。アラビノガラクタンが吸着することで、フィルムへの接着肝細胞数は増加した。また、細胞の接着形態は、スフェロイド状のものが多かったが、20μmの孔径をもつハニカムフィルムでは、一つの細胞が球状に丸まり、ハニカムの孔に嵌まり込むものも観察された。この結果は、ハニカムパターン化フィルムがDNAマイクロチップのように細胞配列させた分析用アレイとして使用できる可能性を示唆している。本年度は、針葉樹にも存在するが広葉樹の主要ヘミセルロースであるキシラン、カラマツのみに存在するアラビノガラクタンをハニカムパターン化セルロースに吸着させて人工細胞壁を作成し、その人工細胞壁の力学的特性の変化から、樹木中におけるヘミセルロースの機能を推測することを第一の目的とした。また、本課題では、アラビノガラクタン吸着人工細胞壁を、肝細胞培養基質として利用することを当初の目標としており、本年度は、アラビノースを強固に吸着させる方法の探索を第二の目的とした。昨年度の検討より、アラビノガラクタンはキシランより弱い吸着しか示さないことが明示されたが、いずれのヘミセルロースも吸着によりハニカムパターン化セルロースの引張強度、引張弾性率とも上昇させた。この試験結果を細胞壁の変形モデルに適用すると、bending-stretchingモデルが最も好適であり、ヘミセルロース吸着により、その決定係数が向上した。この結果は、提案されてきた3種のモデルの中で、前述のモデルがハニカム形状の樹木細胞壁の応力下での変形を適確に表現していることを検証した。

また、昨年度の肝細胞培養基質を創出する検討では、細胞一個一個がハニカムの孔に埋まる現象が観測され、細胞アレイの創成が示唆されたが、孔壁が低い、更に、アラビノガラクタンの吸着が不安定などの問題が明らかとなり、その改善策を検討した。孔壁の問題は、イオンビームでエッチングした鋳型を用いてハニカムフィルムを調製することで解決できた。一方、アラビノガラクタンの吸着は、マイクロウェーブ処理で向上し、フィルムの弾性率も向上した。現在、電子線照射によるヘミセルロースの吸着率向上を検討している。本年度は、荷重下における木材の変形機構を、人工細胞壁を用いて解明することを第一の目的として、先ず、3Dレーザー顕微鏡と我々が開発した微小サンプル用引張試験装置との組み合わせにより、顕微鏡下でヤング率を測定できる分析機器を作製した。この機器を用いて、ハニカムパターン化セルロースフィルムに2種のヘミセルロースを吸着させた人工細胞壁に対して、ヤング率とPoisson比を同時に測定した。この結果、Poisson比は、ハニカムの孔径に関係なく0.93から0.98の値を示し、木材小口面で報告されている値とほぼ等しくなった。このことは、人工細胞壁が木材を分析するための好適なモデルであると共に、木材小口面には異方性が少ないことを示唆している。また、本測定より、人工細胞壁中のセルロースのヤング率が、112GPaという高い値であることも示された。第2の目的は、ヘミセルロースが堆積したハニカムパターン化セルロース中で、モノリグノールの重合を行い、より木材の細胞壁を模倣した人工細胞壁の創製であった。モノリグノールの合成は完了したが、リグニンの分析が可能な量の重合は達成できなかった。第三の目的は、カラマツ特有のヘミセルロースであるアラビノガラクタン(AG)を吸着させた人工細胞壁を、肝実質細胞の培養基質として利用できるかの評価であった。AGの吸着を強固にするため、電子線照射を行ったが若干の向上しか観測されなかった。この弱い吸着のため、細胞培養中に吸着したAGが溶け出し、細胞の接着阻害を引き起こすことが分り、共有結合で確実にAGをフィルムに固定化する必要性が明らかとなった。また、セルロースの結晶構造と肝細胞の接着との関係も調べた。その結果、セルロースII型のフィルムは、スフェロイドを形成し、培養基質として有用であるが、セルロースI型ハニカムフィルムは、肝細胞が変形して吸着するので、基質として不適であることが分った。
変動するグローバル社会における中等学校市民性教育カリキュラムの日英米比較研究

本研究は,日本・英国・米国の中等学校市民性教育の教師作成カリキュラムについてフィールドワークを通して検討・比較していく中で,その特質を導き出し,類型化をはかることを目的としている。そのために,昨年度に引き続いて本年度は次の3点を行った。(1)日本における学校市民性教育カリキュラムについての教師への継続調査とその発表,(2)米国における学校市民性教育カリキュラムについての教師への調査,(3)日英米のカリキュラムの比較検討とその発表である。(1)については、昨年度の質問紙の成果を5月にアメリカ・エモリー大学で行われたCitizEd international conferenceで発表した。続いて、広島県内の高校にて1週間の介入調査を行い、所属する7人の教師へのインタビュー・観察法を組み合わせて情報を収集することでより深い理解をはかった。本調査の成果は2012年5月にヨークでのCitizEd international conferenceでの発表が決定した。(2)については,アメリカの大学で教師教育を担当している米国研究者4人にインタビューを行った。(3)については,昨年度からの研究成果を踏まえて,主に英米の比較からその類似性に注目した「多様な学校カリキュラム開発を前提とした国家シティズンシップ教育カリキュラム内容構成原理」(同志社大学『教職課程年報』第一号)として発表した。さらに、上の成果を踏まえて,日本の社会科教育におけるカリキュラム研究の振り返りと今後への示唆を説明したものを「「カリキュラム研究」からみた社会科研究の特質と課題」(『社会科教育論叢』第48集)として提示した。本年度の成果としては、日本・英国・米国の市艮性教育の学校教育上の位置と特質,カリキュラム開発における教師の制度,またそれに伴う教師の意識の違いの理解がより深まり,日本の特質を相対的に把握できたこと。さらに、研究上への意義だけに留まらず,日本の学校教育制度や教育研究への示唆を引き出したことで,実践と研究の両面に貢献できた点が意義として挙げられよう。そのために,本年度は次の4点を行った。(1)国際比較を行うフレームづくりの確定,(2)英国(イングランド)における学校市民性教育カリキュラムについての教師への調査とその発表,(3)日本における学校市民性教育カリキュラムについての教師への調査とその発表,(4)米国での調査準備である。具体的には,(1)については,(1)学校市民性教育カリキュラム内容(教育目標・教育内容・教育方法)と(2)カリキュラム開発のファクターという2つの視点から探求することとした。(2)については,英国南部の5人の教師へのインタビュー調査を行い,その調査結果の発表を,2010年7月の鳴門社会科教育学会(鳴門教育大学),及び10月の全国社会科教育学会(同志社大学)で行った。(3)については,広島県内の教師12人への質問紙調査を行い,その調査結果を2010年11月のNCSS annual conference(アメリカ・デンバー)において発表した。(4)については,先述の11月のNCSS annual conferenceにおいて,米国の研究者と意見交換を行った。以上の4点を行ったことにより,本年度の成果としては,日本・英国の市民性教育の学校教育上の位置,カリキュラム開発における教師の制度,またそれに伴う教師の意識の違いの理解が深まり,日本の特質を相対的に把握できたこと,また教師作成カリキュラムを研究する上でのフレームワークや,研究方法論上の課題が明示化できた点をあげることができる。

さらに、研究上への意義だけに留まらず,日本の学校教育制度や教育研究への示唆を引き出したことで,実践と研究の両面に貢献できた点が意義として挙げられよう。
海洋有殻動植物プランクトンの鉛直分布と適応放散

北西太平洋に生息する有殻動植物プランクトン、とくに浮遊性有孔虫と放散虫について群集の鉛直分布、微量元素分析、一部の種について遺伝子解析を行った。対馬海峡から得られた浮遊性有孔虫について、これまで知られていなかった第四の系統を発見し、その空間分布と安定同位体比を初めて明らかにすることに成功した。また各種の浮遊性有孔虫のMg/Caを測定し、北西太平洋における水温換算式を初めて提示した。今年度は、淡青丸KT06-11次航海において、親潮域から小笠原沖にかけて7測点においてプランクトン採取及び、CTDによる海洋観測を行なった。観測には海外からの参加者5名を含む、計11名が乗船した。本航海では亜寒帯域から亜熱帯、黒潮域にかけて各種有殻動植物プランクトンサンプルを採集することができた。特に、鉛直多層式開閉ネット(Vertical Multiple Plankton sampler ; VMPS)を用いることで、水深1000m以深を含め精密な深度別サンプリングをすることができた。得られたサンプルは以下の項目について現在解析中である。(1)有殻動植物プランクトンの深度分布;(2)有殻動植物プランクトンの形態と遺伝子解析;(3)浮遊性有孔虫殻の安定同位体比・微量元素分析。(4)海水中の安定酸素同位体比測定。以下に現在までの結果の一部を記す。水深200m以浅の海水の安定酸素同位体比の測定を行った結果、海水の酸素同位体比は-0.80.4‰(VSMOW)の値を示し、CTD観測によって得られた塩分値とよい相関を示した。船上におけるクロロフィルa測定の結果、Site A(北緯40度、東経143度),Site B(北緯40度、東経145度)におけるクロロフィルaの値は躍層上の表層部で高く、躍層以深で急激に低下するという傾向を示した。これは親潮域における春季ブルームの特徴を反映しているといえる。一方、亜熱帯水域にあたる残りのサイトでは、Site F(北緯34.5度、東経139度)における海面直下を除くと一概にクロロフィルaの値は低く、特に黒潮の外側にあたるSite G(北緯33.3度、東経140度)では明瞭なピークが存在しない。このSite Fの水面直下は高温・低塩分であることより、沿岸水と共に沿岸の植物プランクトンが流れ込んでいることがクロロフィルaの値が高い理由であると推測される。有孔虫骨格の安定同位体を用いた高精度な古水温計確立のため、浮遊性有孔虫の同位体非平衡値(vital effect)を知ることは重要である。本年は、各種浮遊性有孔虫の酸素同位体比とそれの生息していた海水の酸素同位体比との非平衡値を見積もるべく、KT06-11航海で北西太平洋から得られた水深100m以浅の試料中の代表的な5種(G.ruber,G.sacculifer,G.aequilateralis,P.obliquiloculata,N.dutertrei)について酸素同位体比分析の分析を行った。各水深における上記5種の浮遊性有孔虫の酸素同位体比は、周囲の海水の酸素同位体比よりも値が小さく、すべて軽い値を示すことが明らかとなった。それぞれの種の取りうる非平衡値の幅は、0.5-1.4‰の幅を持っていた。これまでに公表されている大西洋での種の非平衡値と比較すると、とくにG.aequilateralisとN.dutertreiでそれぞれ約0.5‰、0.3‰ぶんの酸素同位体比が小さい傾向が見られた。このことより、浮遊性有孔虫の酸素同位体非平衡値は海域によって異なる可能性がある。また、この酸素同位体比と採取した水温とを比較すると、両者の問にほぼ直線的な関係が得られたことから、浮遊性有孔虫の酸素同位体比は骨格を形成した水温情報を反映しているといえる。来年度はそれぞれの浮遊性有孔虫の微量元素であるMg/Caを測定し、北西太平洋における水温換算式を確立すべく研究を行う予定である。2006年度は学術研究船淡青丸航海において、親潮域から小笠原沖にかけて7測点においてプランクトン採取及びCTDによる海洋観測を行なった。本航海では亜寒帯域から亜熱帯、黒潮域にかけて鉛直多層式開閉ネット(Vertical Multiple Plankton Sampler;VMPS)を用い、各種有殻動植物プランクトンサンプルを採集した。プランクトン採取と同深度の水深200m以浅で、海水の安定酸素同位体比の測定を行い塩分との関係を求めた結果、海水の酸素同位体比は-0.80.4‰(VSMOW)の値を示し、観測された塩分値とよい相関を示し、以下の関係式を得た(δ^<18>O swは海水の酸素同位体比、VSMOW、Sは塩分)。

親潮域(三陸沖-房総沖)δ^<18>O sw=0.521×S-17.96黒潮域(伊豆沖)δ^<18>O sw=0.352×S-11.93現在、有殻動植物プランクトン群集の深度分布および遺伝子解析を進めている。2007年度には、対馬海峡にてプランクトンネット観測を実施した。本海域では100μm以下の浮遊性有孔虫Gallitellia vivansが極めて多く産出することを明らかにした。本種について16S rDNA解析を行い、系統関係を調べたところ、これまで報告のない第四番目の新しい浮遊性有孔虫の系統であることが明らかとなった。これらはいずれも最初の報告となり、極めて重要な成果である。放散虫では、本来日本海約500m以深の固有水中に産出するCycladophoradavisianaが対馬海峡で産出することを初めて明らかにした。これは日本海固有水が対馬海峡を通じ東シナ海に流出している可能性を示唆し、プランクトンの分散、生物地理区を明らかにする上でも重要な結果であるといえる。2008年は上記の成果をまとめ、その一部が国際誌に2編公表された。
架橋型フェノキシド配位子をもつ金属錯体による小分子の活性化

3つのフェノキシド基をオルト位でメチレン鎖で連結した鎖型のフェノキシド3両体を3座型補助配位子として用いて、4から6属遷移金属錯体ヒドリド錯体の合成を行った。フェキシド-ヒドリド錯体から水素分子が還元的脱離すれば、極めて反応活性な化学種が生成し、特異な小分子(窒素分子、一酸化炭素、二酸化炭素等)の活性化反応が達成できると期待できる。4属遷移金属錯体を用いた反応では、2つの金属間に3つのヒドリド配位子が架橋した2核錯体が得られた。ジルコニウム錯体では酸化数IVであり、金属間に結合はない。一方、チタン錯体では酸化数がTi(III)の3重ヒドリド架橋2核錯体が得られた。温度可変NMRスペクトルでは化学シフトに温度依存性はない。さらに、X線構造解析より、金属間の距離は極めて短く、金属間結合の存在を示している。これはチタン3価の化合物で金属間結合をもつ極めて珍しい化合物である。5属遷移金属ヒドリド錯体の合成では、窒素分子の活性化が観測された。例えば、ニオブ錯体では金属2個に対し、窒素分子1つが活性化され、窒素-窒素3重結合の切断が起こり、ニトリド配位子架橋の2核錯体が生成する。ヒドリド錯体を中間体として反応が進行していると考えており、現在、その中間体の単離および反応機構の解明を進めている。一方、タンタル錯体では窒素分子の活性化は起こらず、多座配位子のC-HおよびC-O結合活性化が観測された。6属遷移金属では金属間に多重結合を持つ化合物が得られた。今後、本研究で得られたフェキシド-ヒドリド錯体を基盤に、新しい小分子活性化反応に取り組む。反応過程での配位子の不均化の防止、配位不飽和種の創出および分子認識能の付与を目指し、新規配位子としてメチレン鎖架橋のフェノール3量体(L)を設計・合成し、錯体合成を行った。本年度は、前周期遷移金属であるチタンおよびニオブを対象に研究を行った。その結果、配位子LはTi(IV),Ti(III),Nb(V),Nb(IV),およびNb(III)の酸化状態をもつ金属錯体を安定化できることを明らかにした。さらに、配位子Lをもつニオブ錯体とヒドリド試薬を窒素雰囲気下で反応させると、室温、常圧で窒素-窒素3重結合の切断が起こり、ニトリド錯体が生成することを見い出した。これは従来に無いタイプの窒素固定反応であり、温和な条件下での金属錯体を用いた窒素固定反応への展開が期待できる。また、金属錯体の構造が配位子Lの置換基、特に金属近傍の置換基に大きく依存することを見い出した。今後、配位子Lの置換基を変化させることにより、金属錯体の反応性を制御することが可能であると考えている。反応過程での配位子の不均化の防止、配位不飽和種の創出および分子認識能の付与を目指し、新規配位子としてメチレン鎖架橋のフェノール3量体(L)を設計・合成、錯体合成を行った。前年度は、ニオブ錯体とヒドリド試薬を窒素雰囲気下で反応させると、室温、常圧で窒素-窒素3重結合の切断が起こり、ニトリド錯体が生成することを見い出した。そこで、本年度は、ニオブを同族金属であるタンタルを用いて同様の反応を検討した。その結果、窒素分子の活性化は起らず、ヒドリド配位子架橋のタンタル(V)2核錯体が生成し、続いてフェノキシド部位の炭素-酸素結合切断が起ることを見いだした。また、このヒドリド-タンタル(V)2核錯体が溶液中で低原子価タンタル錯体の前駆体になることをNMRおよび反応性の研究から明らかにした。現在、鎖状フェノール3量体を配位子として利用しているが、フェノール骨格を基盤としたtripod型3座配位子およびハイブリット型配位子を新規配位子として設計・合成し、金属との錯形成を検討中である。

例えば、ニオブ錯体では金属2個に対し、窒素分子1つが活性化され、窒素-窒素3重結合の切断が起こり、ニトリド配位子架橋の2核錯体が生成する。ヒドリド錯体を中間体として反応が進行していると考えており、現在、その中間体の単離および反応機構の解明を進めている。一方、タンタル錯体では窒素分子の活性化は起こらず、多座配位子のC-HおよびC-O結合活性化が観測された。6属遷移金属では金属間に多重結合を持つ化合物が得られた。今後、本研究で得られたフェキシド-ヒドリド錯体を基盤に、新しい小分子活性化反応に取り組む。
自己抗体産生に関わる新規濾胞性ヘルパーT細胞の解明と疾患における動態の解析

マウスを用いた2種類の異なる実験系において、それぞれ自己抗体産生に関与する濾胞性ヘルパーT細胞(T follicular helper cells, TFH)サブセットを同定した。一つは自己反応性T細胞の胸腺における新たな分化経路としてのTFH(natural-TFH)であり、もう一つはリンパ球減少下でリンパ球が生理的に増殖(Lymphopenia-induced Proliferation : HP)する際に分化するTFH(HP-TFH)である。まず、全てのCD4+T細胞が全身性核内自己抗原に反応し機能的Foxp3を欠くRDBLSfマウス(Rag2-/-×Ldn-OVA×DO11.10×Foxp3sf/sf)を作製し、このマウスに出現するT細胞を解析した。RDBLSfマウスは皮膚以外臓器障害がなくトレランスが維持されており、出現するT細胞はin vivoでanergicであった。従って、本研究により胸腺で自己反応性T細胞が既知のclonal deletionとTreg細胞への分化以外にanergicなT細胞に分化する新規経路が判明した。このT細胞はB細胞とTCR刺激下で共培養するとB細胞のIgG抗体産生を促進し、更にB細胞の存在するTCRα-/-DBLSfマウス(TCRα-/-×Ldn-OVA×DO11.10×Foxp3sf/sf)では血清IgG、IgA、IgE、抗核抗体およびOVA特異的IgGが上昇し、脾臓では本細胞群が存在する胚中心が形成されていた。即ちこのT細胞はTFH(natural-TFHと呼ぶ)であり、本系では自己抗体産生に関与していた。natural-TFHは、自己反応性T細胞由来で、anergicかつ単球や顆粒球機能を抑制するCD200を発現し、胸腺における新規自己反応性回避機構と考えられるが、更に正常もしくは病的過程においてTFH類似機能を有する可能性が示唆されたnatural-TFHおよびHP-TFH共に、従来のTFHと比較し、TFHの主要な表面マーカーCXCR5が陰性で、自己抗原により分化する点が異なるが、その他の表面マーカー(PD-1,ICOSなど)や転写因子(Bc1-6など)の発現は従来のTFHと類似していた。
ディジタルホログラフィを用いた高精度ダイナミック3D-PIVの開発と応用

本研究では,ディジタルホログラフィを用いて単眼で3次元空間内の流速分布を計測できる高精度ダイナミック3D-PIVアルゴリズムの開発を行い,数値シミュレーションによる性能評価および構築した観測装置を用いる実証実験により開発手法の実用化を図った.まず,数値再生した再生像空間において可視化トレーサ粒子の時間追跡を可能にする時系列ホログラム観測装置を構築した.カメラレンズを外した高速度カメラをインライン型レーザ照明装置と組み合わせ,空間分解能の高い時系列ディジタルホログラムを時間分解能高く記録した.次に,高数密度微小トレーサ粒子群の検出法を開発した.相対位相情報を基とした再生像の画像化を行い,再生像空間内に高密度に分布する粒子群を明瞭に再生することが出来た.数値シミュレーションによって,観測できる対象粒子数密度を従来の4倍程度に拡大することができ,奥行き位置および粒径測定精度も改善されることが示された.さらに,3次元非定常流れの流速分布計測法を開発した.1つは,検出した粒子位置を時間追跡する従来の手法で,上述の相対位相情報に基づき再生像空間を構成することで粒子位置検出精度の改善を図った.相対位相情報は通常の光強度情報よりも粒子像の奥行き方向の伸びが小さく,奥行き位置検出精度が10-20μmに改善されることが示された.もう1つは,再生像空間の光強度時間変化から粒子移動量(流速)を直接時空間微分法で捉える方法である.奥行き方向流速成分を精度よく検出できるこの手法を立方体内回転流の観測実験に適用したところ,容器内の3次元流動の瞬時構造が精度良く観測できた.また,応用計測技術として,流体中を運動する微小な繊維状物体の姿勢計測法へ拡張した.姿勢計測としてはカメラから2次元計測可能な面内角度と計測不可能な奥行き角度の2つの角度で姿勢を表現したが,何れの角度についても1deg程度以下のRMS誤差で計測できることを示した.本研究では,ディジタルホログラフィを用いて単眼で3次元空間内の流速分布を計測できる高精度ダイナミック3D-PIVアルゴリズムの開発を行い,数値シミュレーションによる性能評価および構築した観測装置を用いる実証実験により開発手法の実用化を図った.まず,数値再生した再生像空間において可視化トレーサ粒子の時間追跡を可能にする時系列ホログラム観測装置を構築した.カメラレンズを外した高速度カメラをインライン型レーザ照明装置と組み合わせ,空間分解能の高い時系列ディジタルホログラムを時間分解能高く記録した.次に,高数密度微小トレーサ粒子群の検出法を開発した.相対位相情報を基とした再生像の画像化を行い,再生像空間内に高密度に分布する粒子群を明瞭に再生することが出来た.数値シミュレーションによって,観測できる対象粒子数密度を従来の4倍程度に拡大することができ,奥行き位置および粒径測定精度も改善されることが示された.さらに,3次元非定常流れの流速分布計測法を開発した.1つは,検出した粒子位置を時間追跡する従来の手法で,上述の相対位相情報に基づき再生像空間を構成することで粒子位置検出精度の改善を図った.相対位相情報は通常の光強度情報よりも粒子像の奥行き方向の伸びが小さく,奥行き位置検出精度が10-20μmに改善されることが示された.もう1つは,再生像空間の光強度時間変化から粒子移動量(流速)を直接時空間微分法で捉える方法である.奥行き方向流速成分を精度よく検出できるこの手法を立方体内回転流の観測実験に適用したところ,容器内の3次元流動の瞬時構造が精度良く観測できた.また,応用計測技術として,流体中を運動する微小な繊維状物体の姿勢計測法へ拡張した.姿勢計測としてはカメラから2次元計測可能な面内角度と計測不可能な奥行き角度の2つの角度で姿勢を表現したが,何れの角度についても1deg程度以下のRMS誤差で計測できることを示した.本年度は数値シミュレーションによる微小粒子群粒径分布測定精度の改善,繊維状物体の姿勢計測の測定精度評価および実験による3次元非定常流れの流速分布測定法の測定精度改善を中心に研究成果を上げた.まず,微小粒子群粒径分布測定法については,位相情報を基とした再生像の画像化を行い,背景部の奥行き方向変化を生じさせない処理を施すことにより,再生像空間内に高密度に分布する粒子群を個々にかつ明瞭に再生することが出来た.これにより,観測できる対象粒子数密度を従来の4倍程度に拡大することができ,粒径測定精度も改善された.次に繊維状物体の姿勢計測法では,直線状物体に限定し,重心周りを回転しながら3次元空間を並進する運動について測定性能を評価した.姿勢計測としてはカメラから2次元計測可能な面内角度と計測不可能な奥行き角度の2つの角度で姿勢を表現したが,何れの角度についても1度程度以下のRMS誤差で計測できることを示した.現在,対象空間内に複数個の繊維状物体が存在する場合の測定法として拡張を図っている.最後に,3次元非定常流れの流速分布計測法であるが,光強度で表した再生像空間分布の時間変化から時空間微分法により可視化トレーサ粒子の3次元速度成分を精度良く検出することに成功した.従来の粒子位置を特定してからそれを時々刻々追跡する手法では,奥行き位置測定精度が十分ではないため,奥行き方向速度成分に著しい誤差を含んだが,本提案手法では奥行き方向に伸びる再生像の特徴を利用して再生像空間分布情報から速度ベクトルを直接測定するため,奥行き方向速度成分の検出精度を著しく改善できた.

数値シミュレーションにおいて測定精度を評価した後,高速度カメラを用いた立方体内回転流の実験観測ホログラムにこれを適用したところ,容器内の3次元流動の瞬時構造が精度良く観測できることを実証した.本結果は日本機械学会論文集に報告した.本研究では,ディジタルホログラフィを用いて単眼で3次元空間内の流速分布を計測できる高精度ダイナミック3D-PIVアルゴリズムの開発を行い,数値シミュレーションによる性能評価および構築した観測装置を用いた実証実験により開発手法の実用化を図った.混相流や回転機械内流れなど幅広い実験解析に適用できる粒子画像流速測定法(PIV)を簡便な3次元計測法に拡張するため,時間分解能高く記録された時系列ディジタルホログラムを空間分解能高く干渉縞解析することにより流速3次元3成分の時間変化を測定する手法を開発した.ホログラムパターンはカメラレンズを外した高速度カメラ(650Hz,1kx1k画素)を用いて記録し,数値的に再生した再生像空間において可視化トレーサ粒子の時間追跡を可能にした.粒子追跡法は2つの手法を提案した.1つは再生像空間の光強度時間変化から粒子移動量(流速)を直接時空間微分法で捉えるもので,測定位置の検出精度は改善されないが,その誤差が流速計測精度に影響を与えない方法である.数値シミュレーションおよび基礎性能実験により評価された粒子奥行き移動量測定誤差は10-30μmであったが,これは従来のディジタルホログラフィPTV法に較べ著しく改善されている.もう1つの手法は,従来法と同じく粒子3次元位置を時間追跡する手法であるが,新しく相対位相情報に基づき再生像空間を構成することで粒子位置検出精度の改善を図るものである.相対位相情報は通常の光強度情報よりも粒子像の奥行き方向の伸びが小さく,奥行き位置検出精度が10-20μmに改善されることが数値シミュレーションにより示された.
社会格差が健康格差を生み出す心理社会的メカニズムに関する階層的因果推論分析

物質的に困窮していなくても、周囲に比べて自分の財や社会的ステータスが著しく低いと感じる場合(相対的剥奪状態)、その心理社会的ストレス(希望の喪失・劣等感・ねたみなど)から多彩な健康問題を生じ得る。これを健康科学における相対的剥奪仮説といい、社会経済格差が健康格差を生み出す心理社会的メカニズムとして注目されている。本研究では、相対的剥奪仮説に注目して、社会経済格差が不健康と健康格差を生み出す心理社会的なメカニズム、およびそれらの関連に影響を与えるマクロな社会環境要因を、国内外の大規模な統計データを用いて明らかにしてきた。平成23年度は、高齢者の長期縦断データである愛知老年学的評価研究のデータを用いて、所得の相対的剥奪が大きいほど男性の循環器疾患死亡を高めるが、がんや呼吸器による死亡は高めないことを明らかにした。また、同じデータを用いて、高齢者の社会的排除状態(経済的困窮等により社会生活が著しく制限されていたり、閉じこもりがちな生活パターンを送っている状態)により死亡リスクが大きく高まるが、そのリスクの大きさのパターンは男女で異なることを明らかにした。たとえば女性では単に相対的貧困であることはリスクを高めないが、社会的孤立状態が加わるとリスクが男性以上に大きくなった。現在、我が国の社会保障を抜本的に見直す動きが見られているが、これらの知見は今後の社会保障のあり方を健康の視点から検討するための資料として重要である。これを相対的剥奪仮説といい、社会経済格差が健康格差を生み出す心理社会的メカニズムとして注目されている。本研究の目的は、地域社会レベルの要因の時間変化や作用修飾を明示的にモデル化するアプローチにより、特に相対的剥奪仮説に注目して、社会経済格差が不健康と健康格差を生み出す心理社会的なメカニズムを、国内外の大規模な統計データを用いて明らかにすることである。平成22年度は、メタ回帰分析のアプローチにより、所得格差と不健康との関連性を修飾する要因について、検討し、所得格差の閾値効果(格差水準が一定以上になると健康への悪影響が増加する)、時代効果(90年以降のデータのほうが強い関連を示す傾向にある)、ラグ効果(所得格差と健康指標の測定時期にタイムラグがある分析ほど、強い関連が見られやすい)といった関係が、個人の社会経済状況や所得格差の算出に用いる地域単位に関わらず見られることが示された。また、スウェーデンの研究者と連携し、同国の国勢調査及び死亡者データベースとをリンケージした悉皆調査による縦断データを用いて相対的剥奪仮説を検証し、日本で過去に観察された結果と同様の結果が示された。