hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プロトン置換した層状遷移金属酸化物によるメタンのアノード酸化反応活性化

燃料メタンの直接利用において、固体酸化物燃料電池(SOFC)のエネルギー変換効率を高めるために、メタン燃焼反応に高い活性を示す電極触媒(アノード)の開発を試みた。このために、同種イオンが層状に規則配列した結晶構造をもつ層状遷移金属酸化物に着目し、メタンの電気化学的な酸化反応におよぼす活性化効果について、以下の項目を検討した。(1)スピネル型λ-MnO_2におけるイオン交換にともなう結晶構造変化とMnイオンの表面価電子状態変化、(2)HCoO_2粒子およびHCrO_2粒子の微細構造とアノード分極、および(3)複合型の層状遷移金属酸化物(LiCoO_2,LiNiO_2,PdCoO_2)によるメタンのアノード酸化反応活性化。(1)LiMn_2O_4におけるプロトン置換反応は粒子表面で起こるため、バルクはλ-MnO_2、表面はHMn_2O_4の異なった組成を、それぞれもつことを示し、メタンと気相酸素の低温燃焼反応ではプロトン脱離にともなうMnイオンの表面価電子数の増加が寄与する機構を明らかにした。(2)プロトン置換型酸化物粒子(HCoO_2およびHCrO_2)の分散状態が、アノード分極におよぼす効果を検討した。これらの酸化物粒子を多孔質電極基質に分散し、酸素イオン伝導型10mol%Sm_2O_3-Bi_2O_3電解質に接合した場合、メタンのアノード酸化反応に対しては期待した効果が得られなかったが、水素に対しては高い活性化効果を示した。この活性化効果は、酸化物粒子の分散量に依存することを示し、さらに、電解質-電極界面における酸化物粒子の均一接触による分極抵抗低下に基づくことを明らかにした。(3)複合型遷移金属酸化物のPdCoO_2粒子を多孔質白金電極に分散させ、イットリア安定化ジルコニアに接合した場合、メタンのアノード酸化反応に対する高い活性化効果を見い出した。この効果は、PdCoO_2の金属的電子伝導性とメタンの部分的酸化反応で生じたCO分子の解離吸着を抑制する電子的相互作用に基づくものであることを明らかにした。このために、同種イオンが層状に規則配列した結晶構造をもつ層状遷移金属酸化物に着目し、電気化学的触媒活性化作用について検討した。平成8年度内において、(1)スピネル型λ-MnO_2におけるイオン交換にともなう結晶構造変化とMnイオンの表面価電子状態変化、(2)HCoO_2粒子およびHCrO_2粒子の微細構造とアノード分極、および(3)複合型の層状遷移金属酸化物(LiCoO_2,LiNiO_2,PdCoO_2)によるメタンのアノード酸化反応活性化について、それぞれ検討を行ない、以下の結果を得た。(1)LiMn_2o_4におけるプロトン置換は表面で起こるため、バルクはλ-MnO_2、表面はHMn_2O_4の異なった組成を、それぞれもつことを示し、メタンと気相酸素の低温燃焼反応ではプロトン脱離にともなうMnイオンの表面価電子数の増加が寄与する機構を明らかにした。

(2)プロトン置換型酸化物粒子(HCoO_2およびHCrO_2)の分散状態が、アノード分極におよぼす効果を検討した。これらの酸化物粒子を多孔質銀電極に分散させ、酸素イオン伝導型10mol%Sm_2O_3-Bi_2O_3電解質に接合した場合、メタンのアノード酸化反応に対しては期待した効果が得られなかったが、水素に対しては高い活性化効果を示した。この活性化効果は、酸化物粒子の分散量に依存することを示し、さらに、電界質-電極界面における酸化物粒子の均一接触による分極抵抗低下に基づくことを明らかにした。(3)複合型遷移金属酸化物のPdCoO_2粒子を多孔質白金電極に分散させ、イットリア安定化ジルコニアに接合した場合、メタンのアノード酸化反応に対して、Pt単体電極およびニッケル(ジルコニアサ-メット)電極を上回る活性化効果を見い出した。この効果は、PdCoO_2の金属的電子伝導性とメタン吸着に対するPdイオンとCoイオン複合作用によりもたらされることを示した。燃料メタンの直接利用において、固体酸化物燃料電池(SOFC)のエネルギー変換効率を高めるために、メタン燃焼反応に高い活性を示す電極触媒(アノード)の開発を試みた。このために、同種イオンが層状に規則配列した結晶構造をもつ層状遷移金属酸化物に着目し、メタンの電気化学的な酸化反応におよぼす活性化効果について、以下の項目を検討した。(1)スピネル型λ-MnO_2におけるイオン交換にともなう結晶構造変化とMnイオンの表面価電子状態変化、(2)HCoO_2粒子およびHCrO_2粒子の微細構造とアノード分極、および(3)複合型の層状遷移金属酸化物(LiCoO_2,LiNiO_2,PdCoO_2)によるメタンのアノード酸化反応活性化。(1)LiMn_2O_4におけるプロトン置換反応は粒子表面で起こるため、バルクはλ-MnO_2、表面はHMn_2O_4の異なった組成を、それぞれもつことを示し、メタンと気相酸素の低温燃焼反応ではプロトン脱離にともなうMnイオンの表面価電子数の増加が寄与する機構を明らかにした。これらの酸化物粒子を多孔質電極基質に分散し、酸素イオン伝導型10mol%Sm_2O_3-Bi_2O_3電解質に接合した場合、メタンのアノード酸化反応に対しては期待した効果が得られなかったが、水素に対しては高い活性化効果を示した。この活性化効果は、酸化物粒子の分散量に依存することを示し、さらに、電解質-電極界面における酸化物粒子の均一接触による分極抵抗低下に基づくことを明らかにした。(3)複合型遷移金属酸化物のPdCoO_2粒子を多孔質白金電極に分散させ、イットリア安定化ジルコニアに接合した場合、メタンのアノード酸化反応に対する高い活性化効果を見い出した。この効果は、PdCoO_2の金属的電子伝導性とメタンの部分的酸化反応で生じたCO分子の解離吸着を抑制する電子的相互作用に基づくものであることを明らかにした。
口腔機能改善と平衡機能を含む運動器機能改善に関する無作為化比較試験

本研究の目的は、運動器機能の低下の恐れのある高齢者に対して口腔機能訓練を運動器機能訓練とあわせて行うことによって、平衡機能に影響を及ぼす口腔機能および頸部機能の項目を明らかにすることである。その結果、舌圧および頸部可動域は平衡機能と関連していた。また、運動器機能訓練のみの場合と比較し、運動器機能訓練と口腔機能訓練をあわせて行った場合、頸部可動域がさらに改善した。本研究の結果より口腔機能訓練における運動器機能改善の可能性が示唆された。高齢者の体力の低下は,日常生活動作(ADL)の遂行に大きく影響を与える。起居動作や階段昇降など,屋内外で個人が活動する際の基本動作に,筋力,平衡機能などの体力要素が大きく関わってくるからである。これらの体力要素は生活体力と呼ばれる。一方,高齢者の体力の低下は転倒の大きな要因であることがわかっている。転倒の要因について調べたメタ分析では,筋力,歩行能力,平衡機能のいずれもが加齢の影響や認知機能の低下以上に高いリスク要因であることがわかった。高齢者のADL低下による閉じこもりや転倒を契機とした寝たきりへの移行は,生活の質(QOL)を著しく低下させる。したがって,高齢期における体力の維持、あるいは低下の予防は、単なる生物学的な寿命の延伸というよりも,QOLに重きをおいたいわゆる健康寿命の延伸にとって重要な要素といえる。本調査の目的は,運動器機能の低下の恐れのある高齢者に対して,口腔衛生指導および口腔機能訓練を運動器機能訓練とあわせて行うことによって,1口腔機能の改善によって平衡機能の改善を含む運動器機能の増強効果が生じたか,2特に平衡機能に影響を及ぼす口腔機能訓練項目を明らかにすることである。今年度新潟市および近郊市町村を中心に候補地区の選定作業を行った。当初予定した地区担当者と打ち合わせを行ったが,既に口腔体操を施策として実施していたこともあり調査の実施に対し合意には至らなかった。その後も対象地区の選定に手間取った。新潟県行政,新潟市行政,および新潟医療福祉大学の協力を得ながら,ようやく新潟市内において2地区を選定できる見込みとなった。今後,具体的な調査方法について担当者に説明していく予定である。新潟市および近郊市町村を中心に候補地区の選定作業を行い,当初予定した地区担当者と打ち合わせの中で,既に口腔体操を施策として実施していることから調査対象には不適であった。その後,対象地域を広げての選定に時間を要したが,現在,新潟県行政,新潟市行政,および新潟医療福祉大学の協力を得ながら,ようやく新潟市内の2地区を選定できる見込みとなった。高齢者の体力低下は,日常生活動作(ADL)の遂行に大きく影響を与える。転倒の要因について調べたメタ分析では,筋力、歩行能力,平衡機能のいずれもが加齢の影響や認知機能の低下以上に高いリスク要因であることがわかった。したがって、高齢期における体力の維持,あるいは低下の予防は,単なる生物学的な寿命の延伸というよりも,QOLに重きをおいたいわゆる健康寿命の延伸にとって重要な要素といえる。平成27年度に選定した新潟市内2地区において,今年度は介入研究を実施した。対象者の選定およびベースライン調査を行い,3ヶ月間の訓練を経て,フォローアップ調査を行った。今後はさらなるデータの分析,学会発表および論文作成を行う予定である。計画当初予定していた対象者人数は200名(介入群100名,対照群100名)に対して,現在約90名のデータを収集した。当初予定していた新潟市および近郊市町村では,すでに口腔体操を施策として実施していることもあり,調査に対して地区担当者の合意が得られなかったことが要因として考えられる。引き続き,新潟県行政,新潟市行政および新潟医療福祉大学の協力を得て進めていく予定である。高齢者では栄養摂取量の低下、運動量の低下などから、加齢に伴う筋量および筋力の低下(サルコペニア)を生じる。先行研究において、運動器機能の低下の恐れのある高齢者に対して運動器機能訓練と口腔機能訓練をあわせて行った場合に、口腔機能訓練の介入が開眼片足立ち時間の改善に影響を与えるという結果が得られた。この結果より、口腔機能訓練が口腔と周辺組織の機能改善に結びつき、頭位の安定を通じて身体機能の改善に寄与する可能性が示唆された。本研究の目的は運動器機能の低下の恐れのある高齢者に対して口腔機能訓練を運動器機能訓練とあわせて行うことによって、平衡機能に影響を及ぼす口腔機能および頸部機能の項目を明らかにすることである。本研究のベースライン調査の結果から、舌圧および頸部可動域が高い者は開眼片足立ち時間が長く、重心動揺が少ない傾向があった。この結果から舌圧および頸部可動域は平衡機能と関連しており、舌圧および頸部可動域は平衡機能に影響を与える可能性が示唆された。

また、介入前後の比較では口腔機能訓練による舌圧の改善はみられなかった。本研究の対象者の平均舌圧は20kPa以上で、ベースライン調査時点で比較的高い値を示していた。そのため介入による効果が現れにくかったことが考えられる。一方で、運動器機能訓練のみの場合と比較し、運動器機能訓練と口腔機能訓練をあわせて行った場合、頸部可動域がさらに改善するという結果が得られた。本研究の目的は、運動器機能の低下の恐れのある高齢者に対して口腔機能訓練を運動器機能訓練とあわせて行うことによって、平衡機能に影響を及ぼす口腔機能および頸部機能の項目を明らかにすることである。その結果、舌圧および頸部可動域は平衡機能と関連していた。また、運動器機能訓練のみの場合と比較し、運動器機能訓練と口腔機能訓練をあわせて行った場合、頸部可動域がさらに改善した。本研究の結果より口腔機能訓練における運動器機能改善の可能性が示唆された。現在,新潟県行政,新潟市行政,および新潟医療福祉大学の協力を得て,ようやく新潟市内の2地区を選定できる見込みとなったことから,介入群100名と対照群100名について計画通りの介入研究を開始できる見込みである。現在,平衡機能に影響を及ぼす口腔機能の項目について分析を行い,平成29年度に学会発表にて報告することが確定している。同時に,介入研究の前後比較について分析を進め,平成29年度中に論文作成を行う予定である。口腔衛生学今年度は新潟市および近郊市町村を中心に候補地区の選定作業を行い,研究対象者を選択する予定であったが調整が不調に終わったため,実際の介入研究に要する経費に大幅な予算が残額となった。調査対象地区の決定が遅れ、調査期間の時期および人数が変更となったため、次年度使用額が生じた。平成28年度に新潟市内の2地区で研究を開始できる見込みとなったことから,残り2年間で当初予定の通りの対象者数(介入群100名と対照群100名)に対する研究予算とする計画である。平成29年度は研究の成果について学会発表および論文作成を行う予定であり、これらの研究予算とする計画である。
ウイルス型IRFによる抗インターフェロン作用の分子機構

(1)野生型および変異型vIRF1を発現するヒト細胞株の樹立ヒトB細胞株にFlp-In/TRExシステムを導入し、野生型および欠失変異型vIRF1遺伝子の誘導性発現を可能にした細胞株を樹立した。上記ヒトB細胞株におけるvIRF1発現系を用いた解析により、vIRF1発現にともなってがん抑制遺伝子産物p53蛋白質の発現量が低下することを見出した。vIRF1によるp53蛋白質の発現抑制は、p53 mRNA量の低下によるものではないことがRNase Protection Assayによって確認された。一方、vIRF1の発現にともない、p53蛋白質のユビキチン化が亢進すること、およびp53蛋白質のSer15のリン酸化レベルが低下することが明らかとなった。(3)vIRF1に会合する宿主蛋白質ATMの同定vIRF1によるp53蛋白質のユビキチン化亢進の分子機構を明らかにするために、vIRF1に会合する宿主蛋白質の同定を行った。その結果、vIRF1の転写活性化ドメインを介して、宿主蛋白質ataxia telangiectasia-mutated (ATM)が会合することが明らかとなった。さらに、ATM蛋白質にvIRF1蛋白質が会合することによって、エトポシドによるATMの活性化(Ser1981のリン酸化)が抑制されることが示された。以上の知見から、vIRF1はATMと会合することでATMの活性化を阻害し、その結果p53の活性化(Ser15のリン酸化)を抑制する。さらに、vIRF1によってp53のユビキチン化が促進され、p53の分解が亢進するものと考えられた。ヒト腫瘍性ウイルスであるヒトヘルペスウイルス8型(HHV-8またはKSHV)がコードするウイルス型IRF(viral interferon regulatory factory, vIRF)のもつ抗インターフェロン活性の分子機構を明らかにする目的で以下の実験を行った。vIRF1は、細胞性IRFとアミノ酸配列が類似する領域を有し、N末端側よりプロリン残基に富むドメイン,DNA結合ドメイン,転写活性化ドメインの各ドメインに分けられる。しかし、vIRF1のもつ抗IFN作用における各ドメインの役割の詳細は不明である。そこで、vIRF1遺伝子において抗IFN活性を示すために重要な領域を同定することを目的として以下の実験を行った。(1)複数の欠失変異型vIRF1を発現するプラスミドを構築した。(2)上記発現プラスミドを用いて、IFN反応性を示す特徴的な配列GAS(IFN-γ-activated sequence)およびISRE(IFN-stimulated response element)を含むプロモーターの活性化を指標としたルシフェラーゼアッセイを行い、抗IFN作用に重要な領域の同定を試みた。(II)野生型および変異型vIRF1を発現するヒト細胞株の樹立vIRF1に会合する宿主蛋白質を同定するために、ヒト細胞株へHistidineタグを付加した野生型および変異型vIRF1遺伝子の導入を行っている。今後、各遺伝子の導入および発現誘導を確認した後、この細胞から総蛋白質を抽出し、Ni-NTA(nickel-nitrilotriacetic acid)agarose column法を用いてvIRF1の機能ドメインに会合する細胞性蛋白質の検索を試みる予定である。(1)野生型および変異型vIRF1を発現するヒト細胞株の樹立ヒトB細胞株にF1p-In/TRExシステムを導入し、野生型および欠失変異型vIRF1遺伝子の誘導性発現を可能にした細胞株を樹立した。(2)vIRF1によるがん抑制遺伝子p53蛋白質の発現抑制上記ヒト

B細胞株におけるvIRFI発現系を用いた解析により、vIRF1発現にともなってがん抑制遺伝子産物p53蛋白質の発現量が低下することを見出した。vIRF1によるp53蛋白質の発現抑制は、p53mRNA量の低下によるものではないことがRNase Protection Assayによって確認された。一方、vIRF1の発現にともない、p53蛋白質のユビキチン化が亢進すること、およびp53蛋白質のSer15のリン酸化レベルが低下することを見出した。(3)vIRF1に会合する宿主蛋白質ATMの同定vIRF1によるp53蛋白質のユビキチン化亢進の分子機構を明らかにするために、vIRF1に会合する宿主蛋白質の同定を行った。その結果、vIRF1の転写活性化ドメインを介して、宿主蛋白質ataxia telangiectasia-mutated(ATM)が会合することが明らかとなった。さらに、ATM蛋白質にvIRF1蛋白質が会合することによって、エトポシドによるATMの活性化(Ser1981のリン酸化)が抑制されることが示された。以上の知見から、vIRF1はATMと会合することでATMの活性化を阻害し、その結果p53の活性化(Ser15のリン酸化)を抑制する。さらに、vIRF1によるp53活性化の抑制にともなって、p53のユビキチン化が促進され、p53の分解が亢進するものと考えられた。
実行環境に動的に適応するソフトウェアの基本機構とそれに基く言語の研究

現在までの主な成果を以下に示す.(1)動的適応のための基本機構DASとそれにもとづく言語LEAD++実行環境に動的に適応可能なソフトウェアを実現するための基本機構DASを提案した.基本的なアイデアは,呼び出された時点における実行環境に応じて振舞いを柔軟に変化させることができる適応可能手続きの利用にある.さらにこの機構自身が適応可能手続きを用いて(自己反映的に)実現される.そのため,実行環境の状態にもとづくソフトウェアの機能の一時的な制限やその解除といった柔軟な適応動作を,元のプログラムを修正することなく実現することができる.我々はDASを実現する言語LEAD++を設計・実装し,動的適応可能なソフトウェアの実装を通してDASの有効性を確かめることができた.LEAD++はJava言語へのトランスレータとして実装しており,複数のオペレーティングシステムで稼動する.(2)部分継続にもとづく移動コード機構分散システムにおける動的適応を実現するためには,移動コードの技術が有効である.本研究で提案する機構では,部分継続(partial continuation)を具現化(reify)し,それを移動する単位としている.この機構では,プロセス移送(goプリミティブ),遠隔実行,巡回エージェント等の様々なコード移動形態を表現できる.特に巡回エージェントでは,(単純なgoとはちがって)必要な部分継続のみを最初に(具現化して)転送することが可能である.さらに具現化された部分継続を再利用すると,複数回の巡回に際し,継続の移動は最初の1回のみで済むというメリットがある.現在までの主な成果を以下に示す.(1)動的適応のための基本機構DASとそれにもとづく言語LEAD++実行環境に動的に適応可能なソフトウェアを実現するための基本機構DASを提案した.基本的なアイデアは,呼び出された時点における実行環境に応じて振舞いを柔軟に変化させることができる適応可能手続きの利用にある.さらにこの機構自身が適応可能手続きを用いて(自己反映的に)実現される.そのため,実行環境の状態にもとづくソフトウェアの機能の一時的な制限やその解除といった柔軟な適応動作を,元のプログラムを修正することなく実現することができる.我々はDASを実現する言語LEAD++を設計・実装し,動的適応可能なソフトウェアの実装を通してDASの有効性を確かめることができた.LEAD++はJava言語へのトランスレータとして実装しており,複数のオペレーティングシステムで稼動する.(2)部分継続にもとづく移動コード機構分散システムにおける動的適応を実現するためには,移動コードの技術が有効である.本研究で提案する機構では,部分継続(partial continuation)を具現化(reify)し,それを移動する単位としている.この機構では,プロセス移送(goプリミティブ),遠隔実行,巡回エージェント等の様々なコード移動形態を表現できる.特に巡回エージェントでは,(単純なgoとはちがって)必要な部分継続のみを最初に(具現化して)転送することが可能である.さらに具現化された部分継続を再利用すると,複数回の巡回に際し,継続の移動は最初の1回のみで済むというメリットがある.
中学校技術・家庭科の機械領域における内燃機関学習のCAI教材の研究

(1)CAI教材導入前の学習過程の分析:被験者を大学生とした中学校技術・家庭科の教科書を参考にした内燃機関の分解組立学習を行い、作業分析を行った。この結果をもとに、まず、簡易型燃焼実験装置の製作、ビデオによる気化器の学習教材の製作を行った。簡易型燃焼実験装置についてはその結果を産業技術教育学会全国大会に報告した。さらにこれらの教材開発をもとに、CAIの導入効果が得られる内容を検討し、その第一段階として内燃機関の機構学習につながるリンク装置のCAI教材を開発することにした。(2)CAI教材の作成技法の開発:開発の理念として、単にリンク装置の動きを理解するという基本的な学習としての、一方向的な内容にするのではなく、基本的な学習内容をさらに応用化する能力を養うために自主的に教材に参加できる双方向的な内容にすることとした。具体的には、生徒にリンクの動く範囲をマウスを用いて入力させると、その動きを満足するリンク装置がディスプレイに動画表示され、ついで、このリンク装置の各リンクにマウスを用いて絵を重ねさせると、これらの絵がリンクの動きに従ってシミュレーション表示されるソフトになる。この内容は、産業技術教育学会情報部会において報告した。この中で用いた動画技法は、非常に簡便にかつ容易に複雑な絵(モジュール)を任意の関数で動画出来るものであり、リンク機構の学習以外の教材に広く応用できるので、今後開発を続行していきたい。(3)授業実践:2項で述べた開発ソフトを用いて初任者教師による授業実践を行い、開発教材の検討を行った。個性的で創造性の高い学習結果が得られ、CAI教材が学習効果の質を高めるのに非常に有効であることが明らかになった。この結果は来年度の産業技術教育学会で報告する。
高齢者の転倒回避に有効な代償的ステップ動作の評価とエクササイズプログラムの開発

本研究では、高齢者の側方への転倒回避動作として有効な代償的ステップ動作の評価とそのエクササイズプログラムを開発することを目的とした。側方リーチ動作後の代償的ステップは、スライドステップとクロスオーバーステップに分類された。スライドステップは反応遅延、およびステップ後の不安定性が示唆された。また、スライドステップする高齢者の転倒リスクが高かった。本研究ではクロスオーバーステップ成就能力を改善するためにエクササイズを提案し、さらにその効果を検証するFour Cross Step Testを開発した。5ヶ月間のエクササイズ介入により、クロスオーバーステップ成就能力の改善が認められた。高齢者の転倒予防プログラムは、主に転倒リスクに関連する身体的機能(下肢筋力、バランス能力など)の向上を目的としている。しかし、転倒を回避する動作、すなわち外乱に対してバランスを崩したときに支持基底面を拡大させる代償的ステップ動作に関する評価方法、エクササイズは提案されていない。高齢者の転倒、特に側方、後方への転倒は大腿骨頸部骨折や脊椎圧迫骨折など移動能力を著しく損なう障害に発展するケースが多い。高齢者はステッピング反応性が鈍化するだけではなく、適切にステップできないために脚がもつれたり、引っかかったりして転倒を回避できない。本研究では、高齢者の前後左右方向の代償的ステップ動作特性を明らかにし、転倒回避に有効な代償的ステップの評価、および改善エクササイズの提案を目的とした。自立した生活を営む在宅高齢者218名を対象として、側方へのファンクショナルリーチ動作を指示し、姿勢保持限界を突破した後の代償的ステップのステップ幅、前方からのビデオカメラ撮影による動作特性を検証した。その結果、側方への代償的ステップは重心移動側の足をスライドステップするものと、反対側の足をクロスステップするものに分類された。スライドステップは、一旦重心移動と反対の足に重心を移動しなければならないため、腰部および体幹位置を戻す動作が認められ、反応遅延が示唆された。また、ステップ幅もスライドステップの方が小さい傾向にあり、姿勢を保持するために複数のステップが必要であった。さらに、スライドステップをとる被験者はクロスステップできない傾向にあることや、左右片側のみクロスステップできる被験者もみられた。以上の動作特性を考慮して、高齢者の代償的ステップを改善するためのエクササイズの作成に取りかかった。本研究では高齢者の前後左右方向の代償的ステップ動作特性を明らかにし、転倒回避に有効な代償的ステップの評価、および改善エクササイズの提案を目的とした。6590歳の在宅自立高齢者80名の左右側方リーチ動作における重心制御限界突破後の代償的ステップを計測し、転倒リスク得点との関係を検証した。左右ともスライドストップした(S-S)群(19名:75.9±5.4歳)、一方のみスライドストップした(C-S)群(25名:78.4±6.4歳)、左右ともクロスステップした(C-C)群(36名:75.4±5.3歳)に分類された。転倒リスクの推定には、出村の転倒リスクアセスメントを利用し、リスク要因(易転倒性、身体機能、疾病・身体症状、環境、行動・性格)ごとに得点を算出した。ADL得点は、文科省ADL調査票を利用した。一要因分散分析の結果、ADL得点、および身体機能、疾病・身体症状、環境の転倒リスク得点に有意差が認められ、いずれもS-S群がC-C群より劣る、またはリスクが高かった。最終年度では、高齢者の代償的ステップを改善するためのエクササイズによる介入を実施し、その効果を検証する。

これまでの研究成果から、適切な代償的ステップ動作には、これまでの筋力、バランス、歩行能力に加え、敏捷的な応答、側方への外乱に対するクロスオーバステップ、外乱応答時に体幹を支持基底面側に引き戻す体幹筋力が重要であることが示唆された。これらを考慮したラバーバンドエクササイズとラダーエクササイズを組み合わせた代償的ステッピング向上エクササイズを考案し、その効果を5ヶ月間の介入研究より検証した。その結果、介入群は統制群(教育講座受講群)に比べ、筋力、バランス、歩行とも改善傾向にあったが、とりわけ、敏捷的なクロスステップ動作が含まれる敏捷性ステップテストにおいて著しい改善傾向が認められた。介入群のADLおよび転倒恐怖感においても有意な改善が認められ、日常生活における身体的自己効力感も高まることが示唆された。
超臨界流体活性化法を用いた分子認識機能を有する多孔性配位高分子膜の開発

超臨界流体法による多孔性配位高分子(PCP)および金属有機構造体(MOF)の高機能化法について検討した。超臨界流体を用いた乾燥法により、PCP/MOFの比表面積が劇的に増加し、細孔構造が活性化されていることを示した。また、超臨界流体を用いた含浸法により、従来の汎用溶媒では困難とされてきたシングルナノレベルの微細な細孔内に化学物質を注入できることを示してきた。超臨界流体の含浸法により、生理活性物質であるイブプロフェンの含有量を30wt.%程度まで向上させることを達成した。さらにPtやPdなどの貴金属ナノ粒子を細孔内部に分散した状態で固定化し、高い活性を有する触媒の調製に成功した。金属イオンと有機配位子で構成される多孔性配位高分子(もしくは金属ー有機骨格体)は、規則正しいナノサイズの細孔を持つ多孔性結晶であり、新たな分離膜、ガスや生体分子の認識センサー、ガス貯蔵材料等としての工業的利用が検討されている。本申請者は、超臨界流体という特殊な環境を利用した多孔性配位高分子の活性化法を提案し、これらの手法を利用して分子認識の可能な多孔質材料を開発することを研究目的として、研究に取り組んでいる。特に本研究では、プロセシング(製造技術)の観点から、多孔性配位高分子の製造プロセスにおける超臨界流体技術の利用方法について検討している。すでに本申請者は超臨界流体活性化法を用いて、多孔性配位高分子の比表面積を大幅に増幅させることに成功した。本研究では超臨界流体活性化法を用いて、多孔性配位高分子の高比表面積化や細孔内へのリガンド分子(特定分子と特異的に結合する材料)の注入・表面処理技術を確立した。特に、水熱およびソルボサーマル条件下(高温高圧下の水および有機溶媒)で合成した数種類の多孔性配位高分子の超臨界二酸化炭素による活性化試験を試みた。超臨界流体を用いた多孔性配位高分子の活性化技術を確立し、高感度のガスや生体分子認識センサーとしての利用方法を提案するために、巨視的な操作温度、圧力、減圧速度などが細孔形状や結晶構造に及ぼす影響について検討した。今後は作成した表面改質多孔性配位高分子を利用した分離膜、高感度のガス・生体分子認識センサーとしての応用を目指す。多孔性配位高分子(PCP)および金属ー有機骨格体(MOF)とよばれる多孔性金属錯体は、従来のゼオライト・メソ孔シリカ・活性炭等の吸着や膜分離材料と比較して分子デザインが極めて容易であり、優れた目的物質の吸着・分離特性、電気化学的性質が報告されており、その工業化が国内外で期待されている。今年度は、PCPおよびMOFの微細な細孔内部に貴金属ナノ粒子を含浸・固定化することで特異的な電気化学的性質を発現し、「分子認識性を有するガス分離膜」、「高選択性・高活性を有する触媒」、「新たな薬剤を探索するための分子認識デバイス」への応用の可能性を示した。従来手法である通常の汎用溶媒を用いたPCP/MOFの分子レベルの微細なナノ空間の化学修飾や貴金属ナノ粒子の固定化技術の開発は、界面張力による構造崩壊や低浸透性により、微細構造が制御されたPCP/MOF-貴金属ナノ粒子複合体の製造は極めて困難であった。本研究では、超臨界状態の二酸化炭素が、他の汎用溶媒に比べ極めて大きな浸透力、極めて小さな界面張力(もしくはゼロ)といった特異な性質を有することに着目し、ナノレベルの微細な構造を有する精密材料の合成に適用可能であり、超臨界流体技術がPCP/MOFの高機能化に極めて有効であることを見出し、研究に取り組んできた。具体的には、超臨界流体活性化法により、通常の減圧乾燥法に比べ、多孔性配位高分子の比表面積が20倍以上に増加し、ガス吸着量も100倍以上に増加することを確認できた。さらに、多孔性配位高分子の高比表面積化や細孔内部への生理活性物質や触媒前駆体の高濃度充填や構造制御に極めて有効であることを解明し、特許出願および論文投稿を実施した。また、PdやPtナノ粒子をMIL-101(Cr)やCu3BTC2の細孔内部に分散・固定化できることを示し、優れた触媒活性や電気化学的特性を有することを示した。多孔性配位高分子(PCP)および金属ー有機構造体(MOF)は、従来のゼオライト・メソ孔シリカ・活性炭等の吸着や膜分離材料と比較して分子デザインが極めて容易であり、優れた目的物質の吸着・分離特性、電気化学的性質が報告されている。しかしながら、金属イオンおよび有機配位子から構成されるPCP/MOFの細孔内の構造や疎水/親水性は極めて複雑であり、汎用溶媒を用いた含浸による細孔中へのナノ粒子の分散・固定化は難しい。さらに汎用溶媒を用いた液相プロセスでは、溶媒除去時における界面張力による構造崩壊や低浸透性により、微細構造が制御されたPCP/MOFー貴金属ナノ粒子複合体の調製は極めて困難であった。そこで本研究課題では、超臨界CO2と極性溶媒のハイブリッド混合流体が、超臨界CO2単独に比べ目的物質の溶解特性を維持したまま、他の汎用溶媒に比べ極めて大きな浸透力、極めて小さな界面張力(もしくはゼロ)といった特異な性質を有することに着目し、超臨界流体法がPCP/MOFの高機能化に極めて有効であることを見出した。

これらの成果では、超臨界流体を用いた乾燥法により、PCP/MOFの比表面積が劇的に増加し、細孔構造が活性化されていることを示した。超臨界流体の含浸法により、PCP/MOF細孔中への生理活性物質であるイブプロフェンの含有量を30wt.%程度まで向上できることを示した。さらに、超臨界流体を用いた含浸法により、従来の汎用溶媒では困難とされてきたシングルナノレベルの微細な細孔内に化学物質を注入できることを示した。本手法では、PtやPdなどの貴金属ナノ粒子をPCP/MOF細孔内部に分散した状態で固定化が可能であり、高い活性を有する触媒の調製に成功した。超臨界流体法による多孔性配位高分子(PCP)および金属有機構造体(MOF)の高機能化法について検討した。超臨界流体を用いた乾燥法により、PCP/MOFの比表面積が劇的に増加し、細孔構造が活性化されていることを示した。また、超臨界流体を用いた含浸法により、従来の汎用溶媒では困難とされてきたシングルナノレベルの微細な細孔内に化学物質を注入できることを示してきた。超臨界流体の含浸法により、生理活性物質であるイブプロフェンの含有量を30wt.%程度まで向上させることを達成した。さらにPtやPdなどの貴金属ナノ粒子を細孔内部に分散した状態で固定化し、高い活性を有する触媒の調製に成功した。超臨界流体を用いた乾燥法により、多孔性配位高分子(PCP/MOF)の比表面積が劇的に増加し、細孔構造が活性化されていることを示した。とくに超臨界乾燥法において、多孔性配位高分子の比表面積の増加は、それらの細孔構造に大きく起因することを明らかにした。また、超臨界流体を用いた含浸法により、従来の汎用溶媒では困難なされてきたシングルナノレベルの微細な細孔内に化学物質を注入できることを示してきた。超臨界流体の含浸法により、生理活性物質であるイブプロフェンの含有量を30wt.%程度まで向上させることに成功した。また、Ptナノ粒子を細孔内部に固定化することに成功し、高い活性を有する触媒の調製に成功した。このような超臨界流体特有の多孔性配位高分子の改質技術を用いれば、従来の多孔質材料の性能を凌駕する優れた分子認識能を有する多孔質材料の開発が可能であり、分子認識の可能な、ガス分離膜、生体認識素子センサー、触媒の開発が可能である。このような理由から、本研究はおおむね順調に進展していると思われる。プロセス工学高選択性・高活性を有するPCP/MOFを担体とするナノ粒子触媒を開発するために、既に超臨界流体法により調製したPCP/MOF-貴金属(Pt,Pd)複合体の最適な生成条件について検討する。すでに、超臨界流体法では、汎用溶媒を用いて調製した触媒に比べ、数倍の活性を有していることを本研究グループでは確認している。そこで、さらなるPCP/MOF複合体の独自の触媒としてのポテンシャルを引き出すため、MOF/PCPを構成する有機配位子への分子認識を有する化学修飾を試み、選択性の向上を目指す。また、新たな薬剤を探索するための分子認識デバイスとしてのPCP/MOFの応用方法を検討する。水晶振動子(QCM; Quartz Crystal Microbalance)上に成膜した多孔性配位高分子(PCP/MOF)を用いて、高感度の分子認識デバイスとしての薬剤探索デバイスの開発を試みる。モデルケースとして、敗血症・感染症に大きな影響を及ぼすことが知られている細胞質内タンパク質HMGB1の抑制薬剤のモデル薬剤物質の探索としての利用について検討する。HMGB1を固定化した多孔性配位高分子膜を水晶振動子上に成膜し、HMGB1と薬剤との相互作用を水晶振動子により解析する。
ジベレリン処理によるブドウの単為結果誘起の機構解明

本研究では,植物ホルモンであるジベレリンによってブドウの果実が種なしになるメカニズムの解明をのため,種なし化(単為結果)に関係している遺伝子の解析を行った.その結果,ジベレリン処理による反応に関係していると考えられるジベレリンを植物体内で代謝する遺伝子,種が無くても果実が肥大するために必要であると考えられる細胞分裂関連遺伝子,果実に糖を蓄積するのに必要な遺伝子を同定することができた.本研究では,植物ホルモンであるジベレリンによってブドウの果実が種なしになるメカニズムの解明をのため,種なし化(単為結果)に関係している遺伝子の解析を行った.その結果,ジベレリン処理による反応に関係していると考えられるジベレリンを植物体内で代謝する遺伝子,種が無くても果実が肥大するために必要であると考えられる細胞分裂関連遺伝子,果実に糖を蓄積するのに必要な遺伝子を同定することができた.ジベレリン(以下GA)処理によるブドウの無核化技術は現在広く用いられている重要な栽培技術の一つであるが,その作用機構についてはほとんどわかっていない.そこで本研究では, GA処理した果実における遺伝子発現を調査することにより, GA処理による無核化機構解明を試みている.本年度は,植物ホルモン(GAおよびオーキシン)処理による果実の無核果率および遺伝子発現の変化について調査した.収穫果実の無核果率について調査した結果, GA処理では96%の果実で無核となったが,オーキシン処理では53%と対照区の38%よりもやや高い程度であった.しかし,オーキシン処理では不完全種子および不受精胚珠の数が有意に増加した.これらの結果から, GAは種子形成を阻害すると同時に果肉の肥大を促進することによって単為結果するが,オーキシンは不受精胚珠のような擬似的な種子様組織を形成することによりシンク力を高めて単為結果するのではないかと考えられた.次に,ホルモン関係遺伝子の発現を調査するため, GA処理と無処理果実からRT-PCRにより遺伝子を単離した.その結果, GA生合成系については, GA2酸化酵素(以後GA2ox)を3種類, GA20酸化酵素(以後GA20ox)を2種類, GA3酸化酵素(以後GA3ox)を1種類単離できた.また,オーキシンシグナル伝達系のIAA9も単離したが,これは既知の配列と同じであった.これらに加え,データベース検索からGA2oxをさらに2種類, GA20oxを3種類, GA3oxを1種類同定した.これら13遺伝子の塩基配列からプライマーを設計し, GAおよびオーキシン処理果と無処理果で遺伝子発現の違いをRT-PCRにより経時的に調査した結果,オーキシン処理と無処理では発現にあまり違いが見られなかったが, GA処理では,活性型GAを合成するGA20oxとGA3oxの発現が減少し,活性型GAを不活性化するGA2oxの発現が高くなっていた.次年度は,これら遺伝子の発現について品種間差や処理濃度による違いなどさらに詳細な調査を行う予定である.ジベレリン(GA)処理によるブドウの無核化技術は現在広く用いられている重要な栽培技術の一つであるが,その作用機構についてはほとんどわかっていない.そこで本研究では,GA処理した果実における遺伝子発現を調査することにより,GA処理による無核化機構解明を試みている.本年度は,バイオインフォマティクス的手法による単為結果に関係していると考えられる各種遺伝子の探索とジベレジン処理濃度の違いによる無核化率および遺伝子発現を調査した.GA処理による各種遺伝子発現の変化を調査するため,単為結果に関係していると考えられる細胞分裂および糖代謝に関係している遺伝子をバイオインフォマティクス的手法によりブドウのゲノム配列およびそこから推定される転写産物の配列から探索した.その結果,細胞分裂に関係しているCyclinのA1を1種類,B1を2種類,D1を1種類,D3を1種類,および糖代謝に関係しているスクロース合成酵素を5種類,中性インベルターゼを7種類,細胞壁結合型酸性インベルターゼを2種類,液胞型酸性インベルターゼを3種類同定できた.これらの多くははデータベース上で機能未知とされている遺伝子であったが,全て各遺伝子特有のモチーフを有しており,他植物の同種の遺伝子と非常に高い相同性が見られたことから,それぞれの機能を有する遺伝子である可能性が高いと考えられた.収穫果実の無核果率について調査した結果,慣行のGA25ppm処理では85%であったのに対し,50ppm処理区では84%と慣行との差は見られなかったが,12.5ppm処理区では58%であり,無処理の32%と慣行処理の中間を示した.そこで,これら無処理,12.5ppm処理,25ppm処理果実に関して,昨年度に単離したジベレリン生合成系遺伝子および上記の各種遺伝子に関してRT-PCRによる発現解析を試みたが,処理時における果房内での開花のステージにばらつきがあったためか反復問の再現性が乏しく,処理区間の発現に差を見出すことはできなかった.
東京湾周辺地区の沖積層形成過程の海洋物理学的手法による解明

平成30年度は、海面が上昇し、東京湾に海水が本格的に侵入した過去1万年にわたる潮汐の変化を数値シミュレーションにより復元した。当初の予想に反し、東京湾で最も潮汐が発達していた(湾内における潮差増幅率が最も大きかった)のは湾域が拡大していた縄文海進期ではなく、その前の完新世初期と呼ばれる約9千年前で、潮汐はその後次第に弱くなっていったことが明らかになった。古潮汐復元に際しては、最初に潮汐推算の精度を左右する当時の海底地形のデータ作成を行った。関東平野南部は世界的に見ても完新世の地層が詳細に調べられている地域であるが、本研究の対象となる東京湾周辺域の地形発達を統一的に復元した例は過去40年間行われていなかった。そのため過去10年間に実施された東京低地、中川低地における高密度地質調査の結果など、最新の知見を取り入れるとともに、各地の地質学的研究成果の収集・統合を進めることにより研究対象域の千年ごとの地形変化を復元した。今回作成した地形データでは、例えば東京低地の埋没谷地形の最大水深が、これまで古環境復元にて一般的に使用されてきた30年前の推計値の3倍に達し、この違いは今回の潮汐推算結果にも大きく影響していた。併せて、本研究から得られた古潮汐変動のメカニズムについても力学的に解析を行い、潮汐が次第に弱くなった要因として、完新世初期から中期(約7千年前まで)にかけては急激な海面の上昇が、それ以降の時期は湾長の縮小が寄与していたことが明らかになった。今回得られた成果は、東京湾のみならず、伊勢湾や韓国南岸域など、東・東南アジアに多く存在する小規模内湾での千年スケールの潮汐変動や将来の海面上昇や埋め立てによる海岸線の縮小が内湾潮汐に与える影響を理解する上で役立つことが期待される。平成30年度は当初の計画通り、古地形データの作成、並びに数値シミュレーションによる古潮汐復元を実施することができた。数値シミュレーションからは、事前の予想に反して潮汐が最も強かった時期が、東京湾が最も拡大した完新世中期ではなく、海面が低かった完新世初期であるとの結果が得られ、その解釈に時間を要したが、力学的な検討を進めたところ東京湾のような湾長が100km弱の小規模で細長い内湾の場合、完新世の潮汐変動は海面変動と湾長変化という2つの要素を考えることで統一的に理解できることが判明した。この成果は英文国際誌に投稿中で、現在査読を受けているところである。古地形復元に関しては、数多くの資料を収集し、取りまとめることで、東京湾周辺域全体を統一的に扱った古地形データを作成した。関東平野南部では、各地で詳細な地質調査が行われているが、全体をとりまとめた資料は過去40年間作成例がなく、今回の成果は特に過去10年間に実施された東京低地、中川低地の高解像度の地質解析結果が反映されていることが特長である。ただし、東京湾の千葉県側などデータ作成に際し、十分な資料が得られていない地域もあり、より多くの資料を収集し、地形データの精度向上に取り組む必要がある。今後2年間は、(1)古地形データの精度向上、(2)波浪モデルの開発、(3)得られた古波浪、古潮汐復元結果と東京湾周辺の古地形や堆積情報との対比、(4)堆積輸送モデルの開発、(5)数値計算結果と地質資料との対比から得られた知見に基づく沖積層形成過程の理解、を目指す。古地形データに関しては、令和元年度中に公表見込の千葉県北部のボーリングコア解析結果を利用する予定である。現時点では、研究計画の大幅な変更は想定していない。

平成30年度は当初の計画通り、古地形データの作成、並びに数値シミュレーションによる古潮汐復元を実施することができた。数値シミュレーションからは、事前の予想に反して潮汐が最も強かった時期が、東京湾が最も拡大した完新世中期ではなく、海面が低かった完新世初期であるとの結果が得られ、その解釈に時間を要したが、力学的な検討を進めたところ東京湾のような湾長が100km弱の小規模で細長い内湾の場合、完新世の潮汐変動は海面変動と湾長変化という2つの要素を考えることで統一的に理解できることが判明した。この成果は英文国際誌に投稿中で、現在査読を受けているところである。古地形復元に関しては、数多くの資料を収集し、取りまとめることで、東京湾周辺域全体を統一的に扱った古地形データを作成した。関東平野南部では、各地で詳細な地質調査が行われているが、全体をとりまとめた資料は過去40年間作成例がなく、今回の成果は特に過去10年間に実施された東京低地、中川低地の高解像度の地質解析結果が反映されていることが特長である。ただし、東京湾の千葉県側などデータ作成に際し、十分な資料が得られていない地域もあり、より多くの資料を収集し、地形データの精度向上に取り組む必要がある。今後2年間は、(1)古地形データの精度向上、(2)波浪モデルの開発、(3)得られた古波浪、古潮汐復元結果と東京湾周辺の古地形や堆積情報との対比、(4)堆積輸送モデルの開発、(5)数値計算結果と地質資料との対比から得られた知見に基づく沖積層形成過程の理解、を目指す。古地形データに関しては、令和元年度中に公表見込の千葉県北部のボーリングコア解析結果を利用する予定である。現時点では、研究計画の大幅な変更は想定していない。予定より1年早く英文国際誌へ投稿することになり、当初想定していなかった論文校閲費を計上することになった一方で、研究遂行に必要なデータの発刊時期が1年遅れることが判明したため、資料収集のための出張を実施しなかった。以上2点が主な要因となり次年度使用額が発生した。
A・N・ホワイトヘッドにおける「有機体の哲学」研究:「出来事」を中心に

A・N・ホワイトヘッドの哲学は重要であるにもかかわらず、日本だけでなく世界でも研究があまりなされてこなかった。そこで申請者はホワイトヘッドの哲学の中心に位置する「有機体の哲学」という形而上学的考察を中心に同時代の影響や後への影響を精査してきた。この「有機体の哲学」を下支えするのが、「現実的存在」というタームであり、その内実に「出来事」というタームが存在する。申請者はこの「出来事」というタームを掘り下げることで、同時代のアインシュタインやベルクソンとの影響関係、そして後のドゥルーズへの影響関係を検討してきた。科学と生活世界の乖離、そしてそれらの統合という観点からホワイトヘッドの哲学の「出来事」というタームを検討することで、科学と生活世界がいかに乖離し、具体的な経験という仕方でいかに統合されるかをみてきた。そこではまずもって「感受」という事物の側面が明らかになり、物と心というデカルト以来の哲学的問題に突き当たった。ホワイトヘッドの哲学では、「出来事」が中心であるがゆえに、物と心という分離ではなく、その「出来事」に物と心が含み込まれるという図式を提供している。それゆえ、その「出来事」から生活世界と科学的思考が分離するのであり、その「出来事」において統合されているさまを明らかにしてきた。詳細には、アインシュタインの相対性理論とは別様にわれわれの具体的な経験から練り上げられた重力理論の提示や、具体的な自然観と抽象的な自然観との乖離と統合をホワイトヘッドの哲学の議論から抽出し、もろもろの論文や執筆を行なってきた。またホワイトヘッドを軸にしつつもドゥルーズや身体芸術、文明論などについて執筆を行い、商業誌等で広く世に問うてきた実績も付け加えたい。哲学史に偉大な軌跡を残したA・N・ホワイトヘッドの哲学を研究する。重要であるにもかかわらず、あまり詳細に研究されてこなかった彼の哲学を研究することで、従来おろそかにされていた彼の哲学の全貌を明らかにし、なおかつ現代哲学で問題となっている諸哲学の乖離問題(分析哲学と宗教哲学の乖離など)を接続することが目的である。具体的には、彼の出来事概念を中心に辿ることで、その射程をはかることである。『自然という概念』などの中期の作品で述べられている出来事や、『過程と実在』などの後期の作品で述べられている現実的生起は、最も具体的な「真なるモノ」として定式化されており、この最も具体的なモノに定位しながら研究を行った。そこでは、出来事の主体性や経験性が重要なファクターであることを明らかにし、出来事の自律的な主体性とそれによる経験論について論じた。またこうしたホワイトヘッドの哲学と共鳴関係にったH・ベルクソンや、ホワイトヘッドの哲学から影響を受けたG・ドゥルーズの理論も共に参照し、生成する主体的出来事の同時代性や展開を検討した。以上のように、申請者はホワイトヘッド哲学の核心的議論である出来事性とその主体性、そして経験性を検討し、なおかつホワイトヘッド哲学の発展的系譜を精査してきた。こうした研究の展望として、ホワイトヘッド哲学の哲学史における位置づけが可能のなると考えられるし、近年の思弁的実在論の流れと関わらせながら検討することが可能になると考えられる。
ニュートリノの質量を含む超対称性標準模型における物質の起源の解明

右巻きニュートリノを加えて拡張した超対称性標準模型(νMSSM)における、Affleck-Dine機構によるleptogenesisシナリオに関しては、スカラー場の運動としてスニュートリノとスレプトンの両方を数値計算で詳細に調べた。この結果、スニュートリノが最初に振動を開始してスニュートリノの粒子-反粒子非対称性を生成し、次いでこの振動するスニュートリノが湯川相互作用を介してスレプトンのポテンシャルを揺らすことでスレプトンも振動を開始して、最終的なレプトン数が生成されることが明らかになった。このシナリオは十分なバリオン数生成が可能でgravitinoの過剰生成を予言することから超対称性理論では厳しいと見られるthermal leptogenesis以外のバリオン数生成のシナリオ候補となる。宇宙のバリオン非対称性を決めているレプトン数は初めのスニュートリノの振動のみに依存するため、予言されるバリオン非対称性は湯川相互作用の強さに依存しない。この点は、非常に小さな湯川相互作用を要求するLHu-flat directionを用いたAffleck-Dine機構に比べて大きな利点となる。この研究に関しては昨年度中に大半を終えており、Journal of Cosmology and Particle Astrophysics 0711(2007)015に既に掲載されている。本年度はleptogenesisについて扱う範囲を広げ、インフレーションを起こす粒子からの崩壊で直接ニュートリノを生成し、ニュートリノの崩壊からレプトン数を生成するシナリオを考えた。このシナリオでは、ニュートリノの崩壊が適度に遅く、相対論的な時期に崩壊する場合に関して今まで詳細な検討がなされていない。今回の研究では、この場合も含め広いパラメータ領域でこのシナリオを調べ、新しく指摘した領域では熱的に生成されるgravitinoだけでなく非熱的に生成されるgravitinoの問題も回避する可能性があることを示した。特に、非熱的gravitinoの議論から厳しい制限が与えられるhybrid inflationを救う可能性がある点が興味深いシナリオであることが判明した。
肺傷害に伴う線維芽細胞の場の記憶に関 する研究

肺線維症を始めとする臓器線維化は、線維芽細胞により主に産生される、細胞外基質の過剰沈着により重篤な臓器障害に至る病態である。臓器線維化は慢性炎症疾患に伴い幅広く認められ、個体の老化に伴い発症頻度が上昇することが知られている。慢性炎症や老化は、DNAメチル化変化などのcell-intrinsicな変化、細胞外基質の構築変化、組織内微小環境の変化などの、『場の記憶』をもたらし、細胞や臓器レベルの機能変化に繋がる。しかしながら、線維芽細胞における特異的介入手段の不足のため、炎症に伴い線維芽細胞に刻まれる『場の記憶』、およびそれに伴う機能変化の実態は未だ不明である。本研究では、提案者らの新たな線維芽細胞特異的介入手段に基づき、肺傷害に伴い肺線維芽細胞に生じる『場の記憶』の実態と肺炎症反応における意義を解明することを目的とした。線維芽細胞の由来に依存せず、ブレオマイシン誘導肺線維症における炎症の場によって線維芽細胞に生じる変動を同定するため、脂肪組織または肺より調製した線維芽細胞を傷害肺へと移入し、網羅的遺伝子発現解析を行った。その結果、移入に伴い共通して発現低下する遺伝子としてDcn(Decorin)が見出された。実際に、Dcnを過剰発現させた肺線維芽細胞は炎症抑制能があることが肺への移入系により明らかとなった。さらに、Dcn-GFP-P2A-Creノックインマウスを作出し、Dcn陽性細胞の空間的分布・ブレオマイシン傷害に伴う変化を解析したところ、Dcnは気道・気管支周囲の線維芽細胞特異的に発現し、ブレオマイシン傷害に伴いその数が減少することが見出された。さらに、ブレオマイシン傷害肺のシングルセルトランスクリプトーム解析により、Dcn陽性・陰性線維芽細胞の両者ともに、炎症収束後のday21においても発現変動している遺伝子群が、炎症収束後も保持される線維芽細胞の変化として見出された。本研究では、提案者らの新たな線維芽細胞特異的介入手段に基づき、肺傷害に伴い肺線維芽細胞intrinsicに生じる『場の記憶』の実態、その分子制御機構、肺炎症反応における意義を解明することを目的とした。今年度(H29年度)は、線維芽細胞の由来に依存せず、ブレオマイシン誘導肺線維症における炎症の場によって線維芽細胞に生じる変動を同定するため、脂肪組織または肺より調製した線維芽細胞を傷害肺へと移入し、網羅的遺伝子発現解析を行った。H30年度は、ブレオマイシンにより誘導される炎症が収束した後も保持される遺伝子発現変動、ブレオマイシン傷害を再び生じさせた場合の応答の差異をトランスクリプトーム解析を中心として解明することを目指す。当初の研究計画において、肺傷害に伴い肺線維芽細胞intrinsicに生じる『場の記憶』の実態の解明を目的として設定していた。H29年度までに、線維芽細胞の由来(脂肪組織あるいは肺)に依存せず共通して、ブレオマイシン誘導肺線維症の進行に伴い発現変動する遺伝子として、プロテオグリカンの一種であるDcnがあることが見出された。Dcnが実際に肺線維症病態に対して寄与しているか否かを検証するため、Dcnを過剰発現させた肺線維芽細胞をブレオマイシン傷害肺に対して養子移入した。その結果、炎症初期3日めまでに移入した群ではコントロール細胞移入群と比較して、肺線維症が改善することが明らかとなった。これらの結果により、線維芽細胞の2つの由来に共通して、傷害肺という炎症の場に起因した変化が生じていること、またその生じている変化の一つDcnの発現低下が肺線維症病態を悪化させていることが示唆された。本研究は当初の計画通り、順調に進展していると考えられる。