hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
南九州における過去３万年間のテフラ編年と古環境編年の高精度化に関する研究

過去15,000間の急激な温暖化含む過去30,000年間は,大きな気候変化に支配された様々な環境の変化が起こった時期として知られる.古環境編年の厳密な指標で,南九州に多数分布する火山灰層の編年に基づき,過去15,000年間の南九州の海岸環境を中心とした古環境変化を精度よく編年し,グローバルな環境変化との対比を行った.その結果,南九州の海岸,鹿児島湾,南九州周辺海域での古環境変化が,火山灰層により高精度で対比され,これをグローバルな高精度古環境変化の中に位置づけて,精度のよい総合編年モデルを作成した.南九州,大隅半島の肝属平野の河口近くにおいて,最終氷期最大海面低下期以降の環境変化を解明するために,深度75mの機械ボーリングを行った.その結果,約70m付近において沖積層基底礫層を確認した.基底礫層の下位には不整合面を介して,大隅降下軽石層が認められる.基底礫層上位には,中粒砂を主体とする砂質堆積物が堆積している.この堆積物から,貝化石やテフラ,微化石分析用の試料を採取し,古環境変化の有益な試料を得た.このボーリングコアは最終氷期最盛期以降,特に最終融氷期の海面変化,環境変化を知る上で,重要な資料である.ここから,指標テフラを見いだし,同定することによって,これまでテフラによる高精度編年がなされている国分平野や東シナ海海底の古環境変化との高精度対比が可能となる.桜島テフラ群の火山ガラスの化学組成をEPMAによって求めた.これまで,他の方法では,桜島テフラ群の各テフラの識別は困難であったが,火山ガラスの化学組成には意味のある違いがあり,これによって桜島テフラの各テフラの同定が可能となった.これを,桜島北東方に位置する燃島の海底堆積物のテフラ同定に適用した.この堆積物は鹿児島湾の古環境が詳細に明らかにされており,野外での特徴と火山ガラスの化学組成によるテフラ同定の結果,桜島テフラ群の主要なテフラが識別された.この結果,鹿児島湾の古環境変化の高精度編年を可能となり,周辺域の古環境変化との高精度対比を行うことができた.南西諸島,喜界島の完新世砂丘と更新世砂丘堆積物からテフラを見いだした.これは,これらの同定は南九州の広域な高精度古環境編年を行う上で意義ある知見と考える.過去15,000間の急激な温暖化含む過去30,000年間は,大きな気候変化に支配された様々な環境の変化が起こった時期として知られる.古環境編年の厳密な指標で,南九州に多数分布する火山灰層の編年に基づき,過去15,000年間の南九州の海岸環境を中心とした古環境変化を精度よく編年し,グローバルな環境変化との対比を行った.その結果,南九州の海岸,鹿児島湾,南九州周辺海域での古環境変化が,火山灰層により高精度で対比され,これをグローバルな高精度古環境変化の中に位置づけて,精度のよい総合編年モデルを作成した.1鹿児島湾奥北岸に面する国分平野でボーリング掘削とそのコアの堆積物の解析を行った.今回の掘削は,これまでよりさらに精度のよい環境変化を得るために,既存の掘削地点の間で行った.掘削地点は現在の天降川河口から4.8km内陸の天降川氾濫原にあり,その標高は6.7m,掘削深度は60mである.このコアでは,深度48m以下に12m以上の厚さで基底礫層が出現した.これより上位は,粗粒砂堆積物を主体として,中・細粒砂,礫の堆積物が介在し,変化に富む.貝化石は認められず,全体としては氾濫原の堆積物と考えられる.深度46.33mと24.50mに一次堆積の降下軽石が存在する.これまでの国分平野構成堆積物のテフラ編年研究からみると,前者のテフラは,桜島薩摩テフラ(Sz-S,12,900 cal yr BP),後者は桜島高峠3(Sz-Tk3, 10,600 cal yr BP)と推定される.Sz-Sは基底礫層の示す古天降川床礫に近い層準にあることから見て,最終氷期最盛期以降,13,000 cal yr BPごろまで,この地点には扇状地が形成されていたと考えられる.この結果は,これまで得られている地形発達と整合する.鬼界アカホヤ火山灰に特有のガラス質火山灰は認められない.周辺に完新世段丘が分布していることから見て,縄文海進最盛期の堆積物は,現在の氾濫原にある地点では削剥されていると考えられる.2南九州の過去3万年間のテフラの層位・分布調査および資料の採取を道路工事や考古遺跡発掘などで露出した断面で行った.そのうち特に最終融氷期の古環編年に役立つ桜島起源の主要テフラの化学分析を行った.3国分平野で既存ボーリングコアの化学分析を行い,桜島テフラ群に対比されるテフラを同定した.4海底コアについては,今年度はこれまでトカラ海峡東部において採取したテフラ分析の化学分析のための前処理を行った.鹿児島湾沿岸のテフラ編年を行った.重要な知見の一つは,1779年の桜島安永噴火に伴って隆起した新島の海成堆積物に関するもので,その堆積物から鹿児島湾の晩氷期以降の古環境変化が明らかにされてきた.

これを,テフラ編年に基づき最終氷期最盛期以降の湾岸低地の古環境変化と対比することで,統合的な古環境変化像を進展させることができる.今回,島の南北に露出するテフラの同定を行い,C-14年代調査と併せて高精度の年代軸を確立した.ここには厚い水中火砕流堆積物(燃島シラス)を基本指標として,この上位に10枚以上のテフラが存在する.これらのテフラの野外観察と室内分析により同定を行った結果,最上位から,桜島文明,桜島末吉,米丸,桜島上場,桜島高峠3の各テフラの一次堆積物,桜島薩摩テフラの二次堆積物,燃島シラスの二次堆積物を認定した.この層序,堆積状態は南北の露頭できわめて類似し,燃島シラスとその上位の堆積物の時期が南北で異なるという従来の報告とは異なった新知見を得た.特に最終融氷期の南九州の陸上と海底の古環境,人類史を統合的に高精度編年する上で重要な桜島薩摩テフラに注目した.燃島シラスの上位にある軽石堆積物を詳細に試料採取し,火山ガラスの屈折率と化学組成の分析を行った.その結果,その多くは,燃島シラスの二次堆積物で,Sz-Sの一次堆積物は見いだせなかった.しかし,燃島シラスの二次堆積物の中にSz-Sの軽石を同定し,Sz-Sの二次堆積物が,燃島シラスの直上付近まで存在しており,Sz-Sの降下層準は燃島シラスにきわめて近く,燃島シラス上のシルト堆積物は最終融氷期後半,新ドリアス期以降のものであることが明らかとなった.それは.測定したC-14年代とも調和する.これらの知見を基に,テフラを基準として,さらに進展させた南九州の人類・古環境変化の高精度統合化ダイヤグラムを作成した.自然地理学今年度は予定通り肝属平野でボーリングを行い,首尾よく最終氷期最盛期の基底礫層をとらえ,これ以降の堆積物を採取することができた.テフラ編年は,特に桜島のテフラの識別が火山ガラスの化学組成によって可能であることが確かめられ,この同定指標によって,桜島テフラ群が介在する南九州の各種堆積物と古環境の広域な高精度編年が可能となった.最終氷期以降の古環境変化と海面変化の高精度編年は,資料収集の優位性から特に国分平野でのボーリング掘削によって進められてきた.今回追加したボーリングコア資料は,古環境変化の空間的な高精度化に貢献する.さらにテフラの化学分析による同定指標の蓄積は,確度の高い編年指標を提供し,海岸域の古環境編年の高精度化関してモデル的な地位を確立するのに着実に寄与していると考える.本研究課題の目的は,南九州の最終氷期以降,特に最終融氷期の各種古環境変化を編年し,これをテフラにより対比し,南九州の各種古環境編年の高精度統合化にある.これまでいくつかの古環境の編年をテフラによって明らかにしてきたが,次年度は,これまで行ってきたテフラの分析を推進し,これによって古環境編年の精度を上げて,全体を統合した高精度地域古環境編年図を作成し,これをグローバルな環境編年の中に高精度で位置づける.この研究課題を進展させるためには,テフラ同定資料の充実をさらにはかる必要がある.これまで行ってきた電子線マイクロアナライザーを駆使したテフラの化学組成の整備は特に重要であるので,この分析をさらに推進する.陸上での古環境変化の高精度化にとって,その変化と南九州周辺海域の海底コアで得られている高精度な古環境変化との対比は重要である.これまでの研究で,東シナ海の海底コア編年との対比が一部なされている.
自律分散システムにおける通信機能

自律分散指向は,複雑にして巨大なインフラストラクチャの柔軟にして安定なシステム構築を可能ならしめるほとんど唯一の設計思想であるとわれわれは考えている.自律分散システムにおいて,各サブシステムは主として局所情報に基づき自律動作を行っているが,その設計法や実現法について研究を行った.本研究の中心となる通信機能について,自律動作はもはや当然の実現法であることから,自律的思想を既存のOSIの階層プロトコルを参照することにより各研究者の研究方針が明らかになった.具体的には,階層によらないモデルを用いた分散協調処理のモデル化とモジュールの性質について,並列実効性や実効可能性,安全性,相互依存性などのシステムの性質の検証をペトリネットや状態機械を用いて解析を行った.また,ミクロ的なモデルである遺伝的アリゴリズムの理論的解析により,プロトコルという知識の獲得を実現する分散的なアリゴリズムを提案した.さらに,計算機ネットワークであるLAN上での通信様相を比較分析し,自律分散システムが具備すべき通信機構として,現在広く利用されている通信方式であるCSMA/CD方式の改良のために新たにプロトコルを提案し,その実験的な解析を行った.また広域通信網であるインターネット上でのセキュリティプロトコル,分散システムでのネットワークの管理,およびネットワークラフィックを軽減し分散環境上で情報を有効に利用するファイル管理プロトコルを提案し,分散ネットワーク上で実装し,実験的な解析を行った.これらの諸成果により,自律分散環境での通信機能に要求されるものを明らかにし,さの実現方法について,理論的および実験的な解析手法を提案し、協調処理を保証する様々な実現法を確立した.自律分散指向は,複雑にして巨大なインフラストラクチャの柔軟にして安定なシステム構築を可能ならしめるほとんど唯一の設計思想であるとわれわれは考えている.自律分散システムにおいて,各サブシステムは主として局所情報に基づき自律動作を行っているが,その設計法や実現法について研究を行った.本研究の中心となる通信機能について,自律動作はもはや当然の実現法であることから,自律的思想を既存のOSIの階層プロトコルを参照することにより各研究者の研究方針が明らかになった.具体的には,階層によらないモデルを用いた分散協調処理のモデル化とモジュールの性質について,並列実効性や実効可能性,安全性,相互依存性などのシステムの性質の検証をペトリネットや状態機械を用いて解析を行った.また,ミクロ的なモデルである遺伝的アリゴリズムの理論的解析により,プロトコルという知識の獲得を実現する分散的なアリゴリズムを提案した.さらに,計算機ネットワークであるLAN上での通信様相を比較分析し,自律分散システムが具備すべき通信機構として,現在広く利用されている通信方式であるCSMA/CD方式の改良のために新たにプロトコルを提案し,その実験的な解析を行った.また広域通信網であるインターネット上でのセキュリティプロトコル,分散システムでのネットワークの管理,およびネットワークラフィックを軽減し分散環境上で情報を有効に利用するファイル管理プロトコルを提案し,分散ネットワーク上で実装し,実験的な解析を行った.これらの諸成果により,自律分散環境での通信機能に要求されるものを明らかにし,さの実現方法について,理論的および実験的な解析手法を提案し、協調処理を保証する様々な実現法を確立した.
中高齢者の歩行動作調整力に関するバイオメカニクス的研究

本研究は高齢者における自由歩行の調整能を探ることを目的として、歩行時の身体重心のエネルギー変化の分析を行った。被験者は、健康な男子33名(19-89歳)と女子70名(18-87歳)の計103名である。体育館内に埋設したフォースプレート上を「気持ちのよいスピード」で歩行(自由歩行)させ、その時の鉛直方向と水平方向の地面反力を測定するとともに歩行フォームを側方からビデオカメラで撮影した。地面反力とビデオ画像から筋活動による出力パワー(以下外的パワーと言う)と歩行中の力学的エネルギー授受の効率(以下「振子効率」という)を算出した。以上の分析の結果、自由歩行における高齢者の動作的特徴として、1)力学的エネルギーについては、若年者では速度の速い人ほど筋活動によるエネルギーの使用量が多く、振子に見られるようなエネルギーの変換効率が低いのに対して、高齢者は、速く歩く人ほどエネルギーの使用量が多く、しかも振子のエネルギー効率も高い、2)片足支持の時間が若年者より短く、両脚支持の時間が長いことから、高齢者の方が歩行動作における不安定さが示唆される、3)歩行速度が若年者より遅く、その原因がピッチの遅さよりも主として歩幅の小ささに起因する、という結果を得た。また、振子効率の高い人は、遊脚が支持脚と交差する時間的経緯が安定しており、腰が支持脚の鉛直上方に位置したときに両脚が交差していたのに対して、振子効率の低い人は、交差の時間的経緯が不安定で、交差の時期が一定しないという特徴がみられた。
視覚障害児に適した主体的・対話的な生体情報を用いたプログラミング学習方法の開発

本研究は,特別支援が必要な子供たちにも深い学びを得られる学習活動を推進できるよう情報通信技術を活用した指導法・評価法・ガイドラインを開発することを目的とする。具体的には,新学習指導要領で必要とされる資質・能力を育成するために,視覚支援が必要な子供たちにも,主体的で対話的な学び(いわゆるアクティブ・ラーニング)を充実できるよう,生体情報(表情,脈拍,脳波)計測のリアルタイム処理によって,非言語情報を相互に認知できる方法を開発し生徒の主体性を引き出して,対話的な学習活動の意義を高めることを目指す。プログラミングの学習活動では,触覚型プログラミング言語を開発し,従来の視覚に頼るプログラミングの課題を解決することを目指し,その評価法・ガイドラインを作成する。初年度では,通常学級および視覚支援学校における主体的・対話的な学習場面の実態把握と課題の整理,触覚型プログラミング言語のコア技術開発を目標としており,実際に視覚支援学校の教員および生徒へのヒアリングを行うことができた。学習場面については,授業や活動時の生徒数が少ないことから,個別の学習となることもあるが,相互の状況を把握することで意見交換や話し合いのような学習も可能である。しかし,相手の使用する言葉や声色のみで状況や相手の感情を推測するため,無言の状態で思考している場面では,対話性を維持することが容易ではないと思われた。コア技術としてはQRコードを読み取ることで,そのブロックの処理をRaspberryPiへ送り,アクチュエーターの制御を行うことができるようになった。また,簡易的な脳波デバイスからデータを取得するプログラムを開発することもでき,物質プログラミングについては,コア技術となる部分について開発を進めることができた。当初計画で予定していた研究内容は全て達成でき,さらに来年度に予定していた物質プログラミングのコア技術部分の開発にも着手することができたため。来年度の研究予定の部分が先取りして進めることが出来たため,来年度はプロトタイプを開発しワークショップなどの実施を行うことができないか検討している。当初見積もり計上していたプログラミング方法の開発支援費用において,より廉価なデバイスが発売され,予定していた手間や工数が掛らず,安価になったため。この費用については,来年度以降に予定している生体情報取得・処理まわりの処理については,当初予定よりも多くの手間と工数が予想されているので,それに充てる予定。
地下水硝酸汚染に対する気候変動影響評価のための土壌窒素循環モデルの開発

本研究は,土壌中の窒素動態・水分・熱移動について,モデル構築とシミュレーション,および室内・現場観測に基づいて明らかにすることを目的としたものである。植生のある地表面における熱収支式と窒素・炭素連結モデルを構築し,水分・熱・溶質移動の予測を可能にした。窒素成分移動実験を行い,水分移動にともなう無機態窒素の移動,特にアンモニア態窒素の土への吸着と亜硝酸態・硝酸態窒素への形態変化について明らかにした。畑地における水循環を解明するために、ダイズ栽培圃場試験とポット実験により、植物根の吸水特性と蒸発散について明らかにした。本研究は,気候変動による土壌環境の変化が窒素動態に与える影響を明らかにし,地下水汚染レベルを予測することを目的とする。そのため,土壌中の窒素循環・水分・熱移動の連結モデルを構築,シミュレーションを行ない,実験における実測値を用いてモデルの検証を行なう。さらに,気候モデルによる気候変動を条件として与えることで,硝酸態窒素の下方浸透量を評価,予測する計画である。土壌中の窒素動態は土中水分移動と温度環境に大きく影響を受ける。そこで平成25年度は,気象条件を考慮した地表面熱収支式を,土中水分・熱・溶質移動予測プログラムであるHYDRUS-1Dに組み込んだ。特に,畑地における窒素循環の予測を目的にしていることから,植生を含む地表面の熱収支モデルの開発を行った。本改良プログラムを用いることで,気候変動モデルに基づく中・長期的な気象予測値を入力し,土壌環境変化を予測することができる。また,肥料としての窒素成分の移動を考えるためには,植物根がどの深さでどの程度の吸水を行っているかを明らかにする必要がある。そのため,ポットと圃場においてダイズ栽培を行い,水分センサーを各深さに埋設することによって,吸水過程の水分量変化と蒸散速度の測定を行った。実測データと既存の根の吸水モデルのシミュレーション値を比較することで,土中の根量を表す根密度分布と吸水量を表す吸水強度分布の関係について調べた。その結果,根の吸水は必ずしも根密度が大きい深さで起こらず,深い位置に存在する比較的新しい根が活発に吸水していることが分かった。この根の条件を取り入れることで,土壌中での窒素成分の変化をより定量的に明らかにできると考えられる。平成26年度は,植生のある地表面における熱収支式を,土中水分・熱・溶質移動予測プログラムであるHYDRUS-1Dに組み込んだ。また,生物地球化学反応プログラムPHREEQCを用いて窒素・炭素連結モデルを構築し,HYDRUS-1Dによる水分・熱・溶質移動の予測と結合した(HP1プログラム)。このプログラムでは,有機態窒素,アンモニア態窒素,硝酸態窒素の窒素形態変化に加え,植物根の吸水と養分吸収についても表現することができる。また室内実験では,蒸発過程における水分・窒素成分移動実験を行い,水分移動にともなう無機態窒素の移動,特にアンモニア態窒素の土への吸着と亜硝酸態・硝酸態窒素への形態変化について明らかにした。窒素の各態の測定には,吸光光度計DR6000を用いた。肥料としての窒素成分の挙動を考えるためには,植物根がどの深さでどれだけの水を吸水し,蒸散していくかについての把握が不可欠である。そこでポットと圃場においてダイズ栽培を行い,水分センサーを各深さに埋設することによって,吸水過程の水分量変化と蒸散速度の測定を行った。特に平成25年度に比べ,植物の生長に焦点を当てた。ポット試験では根の伸長にともなう吸水分布の変化について,実測水分データと根の吸水モデルを含む数値シミュレーションから定量的に明らかにした。圃場試験では,土中水分量の実測データに基づき,植物体の生長にともなう地表面蒸発と蒸散の変化について明らかにした。土壌物理学本研究は,気候変動にともなう土壌水分量や地温といった土壌環境の変化が,窒素動態に与える影響を明らかにするため,実験によるデータの蓄積と数値シミュレーションによる予測という2つの手法を用いている。平成25年度の達成度から,数値シミュレーションについては順調に進展しており,「圃場調査」と「室内実験」による実測については,遅れが見られている。当初は初年度測定した実測データを,2年目に窒素循環・水分・熱移動の連結モデルを用いて解析する計画であったが,目的を達成するために,それぞれを独立して推進する。数値シミュレーションについては,まず開発した地表面熱収支モジュールとともに窒素循環モデルをHYDRUS-1Dに組み込む。気候モデルから得られた気象変動のシナリオと,文献から得られる窒素形態変化反応定数の水分・温度依存性を用いることで,土中の窒素動態,それにともなう硝酸態窒素の地下水到達度について予測を行う。「実験」と独立することにより,目的の達成を早めることができると考えられる。

「圃場調査」は,平成25年度に設置した気象観測・土壌環境測定システムを用いて現場の窒素動態について測定を行う。「室内実験」については遅れがある窒素形態変化反応定数の水分・温度依存性については文献値をまずは用いることとし,アンモニア態窒素溶液の下方浸透実験について推進する。下方浸透実験から得られるデータを用いて,上述の窒素循環モデルの検証を行い,予測精度の向上に用いる。本研究は,気候変動にともなう土壌水分量や地温といった土壌環境の変化が,窒素動態に与える影響を明らかにするため,実験によるデータの蓄積と数値シミュレーションによる予測という2つの手法を用いている。平成25年度の達成度から,数値シミュレーションについては順調に進展しており,「圃場調査」と「室内実験」による実測については,遅れが見られている。当初は初年度測定した実測データを,2年目に窒素循環・水分・熱移動の連結モデルを用いて解析する計画であったが,目的を達成するために,それぞれを独立して推進する。数値シミュレーションについては,まず開発した地表面熱収支モジュールとともに窒素循環モデルをHYDRUS-1Dに組み込む。気候モデルから得られた気象変動のシナリオと,文献から得られる窒素形態変化反応定数の水分・温度依存性を用いることで,土中の窒素動態,それにともなう硝酸態窒素の地下水到達度について予測を行う。「実験」と独立することにより,目的の達成を早めることができると考えられる。平成26年度分で26,258円の残高が生じたが,額が少ないこともあり次年度の消耗品費に回した方が有益であると判断した。上記の残高は,消耗品として必要となる分光光度計の試薬購入費に充てる予定である。平成26年度分として請求した助成金は,当初計上していた通り,室内実験に必要である定温インキュベータとフラクションコレクター(ともに備品)の購入費に充てる予定である。
医療・介護ビッグデータを用いた再入院の実態把握とわが国の再入院予防策への提案

本研究では、医療・介護ビッグデータ(レセプトデータ)を用いて、心身機能の低下した入院患者における退院直後の再入院の実態を把握するとともに、退院前後のケアに関わる医療・介護サービスが退院直後の再入院予防に与える効果を明らかにする。平成30年度は、医療ビッグデータのクリーニング作業と、再入院の中でも予防可能な再入院に着目し、リハビリテーションを受けた退院患者における退院支援サービス利用の有無と退院後30日以内の予防可能な再入院発生との関連を検討した。医療ビッグデータより、DPC病院に入院し、疾患別リハビリテーションを受け、家庭に退院した75歳以上約3万名を分析に用いた。予防可能な再入院は、再入院の契機となった傷病名を用いて定義した。退院後30日以内の予防可能な再入院の有無を目的変数、各退院支援サービス(退院支援、退院時リハビリテーション指導、地域ケアとの連携)利用の有無を説明変数とし、患者の特性(性別、年齢、慢性疾患数等)と病院内クラスタリングの影響を調整するため、一般化推定方程式を用いて解析を行った。退院後30日以内の予防可能な再入院の発生割合は3%だった。各退院支援サービスの利用は、退院後30日以内の再入院抑制との関連を認めなかった。一方で、退院後30日以内の予防可能な再入院は、入院前に訪問診療の利用者(基準:利用していなかった者)、入院でのリハビリテーション単位数が多かった者(基準:少なかった者)、Hospital Frailty Risk Scoreが高かった者(基準:低かった者)と正の関連を示した。現在、本研究内容は、リハビリテーション医学系の国際雑誌に投稿中である。平成30年度は、退院直後に再入院しやすい集団の特性の解明と、退院支援サービスの利用状況及びその利用と再入院発生との関連の分析を計画していた。研究は計画通り進んでいるため、「概ね順調に進展している」と判断した。今後は、医療・介護連結データを用いて、リハビリテーション入院患者の退院直後の介護サービスの利用状況に関する実態把握と退院直後の再入院との関連を検討していく。今年度、研究結果を国際雑誌に投稿することはできたが、査読後による再投稿に係る作業までに至らなかった。そのため、査読後の再投稿に係る作業に必要な経費(英文校正費など)を次年度に使用する予定である。
近代日本の科学技術の発展過程における歴史的独自性に関する研究

近代日本の科学技術の発展過程における歴史的独自性を明らかにするために、同時代の世界科学技術史についての見直しや現代における科学技術と社会をめぐる研究と並行して、歴史的事例の実証的研究に分担して取り組み、それらについて議論し理論的枠組みを検討するために5回の研究会を行った。3年計画の初年度である今年度においては、とくに基礎作業として、1次資料2次資料の電子的デ-タベ-スの構築に力点をおいて進めてきた。2次資料としては日本科学技術史大系の編纂に当たって参照された文献資料をデ-タベ-ス化した。1次資料のひとつとして明治以来第II次大戦前までに出版された自然科学工学関連の書籍目録をデ-タ・ベ-ス化した。その分析から、次のような事実が示された。1)自然科学書を刊行した出版社数は、30社程度から1917年から3倍以上にとなり、1925年以後はほぼ120社を数え、1社あたりの刊行点数も増大する。タイトルからこの変化の背景には大正デモクラシ-による科学啓蒙の高まりがあると考えられる。2)昭和に入る頃から、数学及び理化学に関する刊行点数が減少し、変わって工業に関する著書の刊行点数が大きく増加する。タイトルを分析すると軍事関係のものが急激に増大していることが分かる。3)大正時代以後各種資格試験のための受験対策書、問題集の類が数多く出版されるようになる。わが国における科学技術の普及・定着などが各種資格試験による人材養成と密接に関係していたことが出版事業の面から強く示唆される。4)維新以来西欧文明導人の旗頭であった丸善が出版点数でも最大であったがその後影を潜め、岩波書店や成文堂新光社、工業図書株式会社などが出版点数が最大になる。こうして盛衰は科学技術研究の変質と関連していると推察される。これらはデ-タベ-スだけからの予備的な分析結果であり、来年度以降、事例研究と結びつけた形でさらに検討される予定である。
生物の筋肉をモデルとした集積形微小静電モ-タの開発

本研究では、生物の筋肉をモデルとした微小集積形静電モ-タの開発を目標とし、基礎として静電モ-タの基本素子を提案し、その性能について検討することを目的とした。実用レベルの出力を得ることを主眼として、まず小形化に適した静電モ-タの基本構造を提案した。この静電モ-タは、誘電体を一対の対向する電極がはさみ込む構造をしており、電極間に電圧を印加すると誘電体が対向する電極間に引き込む力が働き、この力を利用してスライダを駆動するようになっている。次にその推力発生の理論式を導出した。さらに理論式に基づいて発生推力の増強法を検討した。この結果基本素子の発生推力を増強するには、(1)スライダの比誘電率を大きくする、(2)スライダと電極のギャップを小さくする、(3)電極とスライダの幅を大きくする、(4)印加電圧を大きくする、(5)スライダの厚さを最適値にする、(6)ギャップ充槇材の比誘電率を最適値にする、という条件を満足すればよいことが分かった。また推力を増強すべく、基本素子を集積化するには電極の長さを短くし、かつ電極間内外の電界密度の差を大きくすればよいことが分かった。さらに静電モ-タの拡大基本素子を用いた実験によりスライダの挿入量に対する静電容量の変化量の比(推力係数)を測定したところ、推力係数は電極へのスライダの挿入量に関わらず一定である等、理論通りの結果が得られ、理論式の妥当性が確認された。本研究ではこのように静電モ-タの開発を目標としたが、理論の面からまた基礎実験からも、現在の加工技術を用いて適切な形状に製作すれば、十分実用レベルの出力が得られることが分かった。本研究では筋肉の収縮の原理を応用して,無機物質からなるバイオモータとしての集積形微小静電モータを,現在の超微細加工技術を用いて開発することを目的とした.その手初めとして,モータ設計のために必要なデータを得るべく以下のような検討を行った.静電リニアモータ内における電位分布を解析するために,基本素子(コンデンサ)を数個直列に並べたコンピュータシミュレーションモデルおよび水槽を用いたシュミレータを制作した.これらのシュミレーションより静電リニアモータの電極形状,電極配置,電極間隔など,幾何学的寸法と,その材料の導電率などによる電位分布への影響を検討した.その結果を用いて,単一電極モデルと二電極モデルを設計試作した.電極は材料に抵抗損失の少ない銀を用い,電極を支持体に真空蒸着することで制作した.また電極支持体には平面度やギャップの精度を出すために石英ガラスを用いた.この二つの実機モデルを用いて,ロータの位置と発生推力の関係の実測値とシュミレーションによる理論値との違いを検討した.その結果,一電極モデルでは理論値と測定値では若干の違いが認められたが,これはロータが電極内に挿入される前は,電極端の端効果の影響,挿入後は誘電損失の影響によるものと考えられた.二電極モデルでは,理論値と測定値の差が一電極モデルより大きくなった.これは電極とロータ間のギャップ管理の不十分さに起因する電荷の漏洩による影響と考えられた.また電極が単一の場合より,端効果はより大きくなることも分かった.以上より,電極とロータ間のギャップを高い精度で管理することが重要なこと,また多電極を配置する場合は,なんらかの方法で,二つの電極間の電位分布の勾配が小さくならないように,電位の勾配が電極端近傍できわめて大きくできる,新な工夫が必要なことが分かった.静電モータの単一素子の出力自体は小さく、総出力を上げるにはこれらの素子を集積する必要がある。

集積するうえで問題となるのは、i)電圧をかけると電極間で吸引力が発生し、ステータが歪みロータと接して大きな摩擦力を生じる。ii)ロータとステータ間のギャップが小さく(数μm)、表面の加工精度によっては摩擦力が極めて大きくなり、推力が発生しない、等である。これらは従来のモータでの常識的な手法では解決できない問題である。この点の解決の緒を得るために、本年度はi)剛性の高い支持機構を設けず、液体潤滑によってギャップを管理し、摩擦力の低減を計る。ii)ロータとステータが転がり接触をする機構によりギャップを管理し、摩擦力を低減する、等の方法について検討した。その結果、拡大基本モデルを用いた実験では、なにもしない場合の動摩擦力は約40mNであったが、水を用いた流体潤滑法では2030mNに低下させることができた。また直径8μm程度の微小球を、電極表面に適当な間隔で散布して行った転がり摩擦法では、約40%程度動摩擦力を削減することができた。一般に推力は電極数に比例する。同面積中で電極数を増加させるには電極長さを短くすれば良いが、むやみに増加させるとかえって吸引力は低下してしまうことが判明した。これに関して検討を行ったところ、アスペクト比(電極間距離/電極長さ)を0.5以下にする必要があることが分かった。また、理論解析により、i)電極の間口を広くする。ii)電圧をできるだけ高くする。iii)ギャップをできるだけ小さくする。iv(電極対間距離を最適値にする。v)ロータの比誘電率を大きくする等の方法により、モータの推力を高めることができることが分かった。それにより得られる推定出力を求めたところ、1cm^2の面積を持つ静電モータの推力は最高400mN程度になることがわかった。本研究では筋収縮の原理を応用し、無機物質からなるバイオモ-タとしての集積形微小静電モ-タの開発を目標として、静電アクチュエ-タの基本素子を提案し、その性能について検討し実用レベルの推力を得る方法を見いだすことを目的とした。本年度はモ-タの出力増強のため、まずどのように単一素子を集積するか検討を行った。電極間隔を詰めすぎると電極一つ当りの推力は低下するため、出力を最大にする最適な電極間隔について検討した。二対の電極を用いた基礎実験と、それに基づくコンピュ-タシミュレ-ションにより、電極の最適間隔は対向する一対の電極間の距離によって影響され、電極間隔は電極間距離の2倍とするのが良いことが分かった。また電極どうしの間に接地部分を設けることにで、より稠密に電極を配列できることが分かった。さらに理論式を詳細に検討した結果、推力を飛躍的に増加させる手段として、ステ-タとスライダ間のギャップを、比較的誘電率が高く絶縁性も高い液体で満たすのがきわめて有効であることが分かった。この方法によればギャップが数10μm程度と比較的大きな場合、推力を一挙に100倍程度増大させることができるのを静推力特性試験の結果からも確認した。一方、静電モ-タを実用化するに当たって、大きな問題となるのは摩擦力である。この摩擦力を低減する方法として、1)スライダとステ-タの間で転がり接触する機構を設ける、2)空気潤滑や液体潤滑機構を設ける、等について検討した。この結果、液体潤滑が適していることが分かった。以上の検討にをもとに、現在の技術で加工可能な素子でも十分実用レベルの推力を出し得ることが分かった。
2コイルシステムを用いた脳血流MRI画像

本研究では、脳内に流入する動脈血液中のプロトンに、頚部において磁気的なしるし付けをして、そのしるし付けによる脳内の信号変化から血流量を求める手法(arterial spin labeling : ASL)の中でも、信号雑音比の良好な連続波(continuous-ASL)を利用し、さらに頸部のtransmitter coilと頭部のdetection coilの2つのコイルシステムを用いることにより、磁化移動効果(magnetization transfer effect)による信号低下を排除した、定量的脳血流画像に関して検討した。健常ラットにおける実験において撮像前および撮像中に得られたMABP=123±15mmHg(平均±標準偏差、以下同様)、Paco2=35.6±5.47mmHg、Po2=131±10mmHgと撮影前後でほぼ正常値に保たれており、その場合のT1値は1.69±0.27s、局所脳血流値は168±30ml/100g/minであった。一方半球梗塞ラットにおける実験では全例においてTTC染色により半球梗塞の存在が確認された。撮像前および撮像中に得られたMABP=141±19mmHg(平均±標準偏差、以下同様)、Paco2=32.8±7.22mmHg、Po2=142+14mmHgと撮影前後でほぼ正常値に保たれており、非梗塞半球におけるT1値は1.76±0.31s、局所脳血流値は151±38ml/100g/minとほぼ正常データと同様であったが、梗塞半球中心部におけるT1値は2.11±0.36s、局所脳血流は44±39ml/100g/minと正常および対側半球データと比較して前者は延長、後者は著減していたがこのデータは他の報告値と比べてほぼ同等と考えられた。MRIを用いた脳血流量の定量化は現在臨床段階では実用化されておらず、動物実験レベルにおいても試用段階にある。さらにラット半球梗塞モデルにおいて脳血流量を定量化した報告は数少ない。今後は今回開発した脳血流定量及び、われわれが今まで研究を重ねてきた脳内自由水の拡散量(と組み合わせることにより、脳虚血性疾患診断のキーポイントである、梗塞及びpenumbraの診断を非侵襲的に可能にする期待がもたれ、臨床医療における脳虚血性疾患の診断・治療に大きなインパクトを与えることが期待される。<目的>磁気共鳴画像(magnetic resonance imaging:MRI)は、優れた空間・コントラスト分解能を有し、脳神経疾患の形態的な画像診断法として揺るぎない地位を占める。最近では、functional MRIに代表される、神経細胞の機能的活動度を非侵襲的に測定する方法が次々に登場している。しかし脳梗塞発症の最も大きな要因は脳血流の低下であり、MRIで絶対的脳血流量を測定する手法が確立されれば、拡散強調画像などとあわせて梗塞の存在および部位、神経細胞のreversibilityなどの情報すべてが、一回のMR検査により得られることが期待される。

今年度我々は、脳内に流入する動脈血液中のプロトンに、頚部において磁気的なしるし付けをして、そのしるし付けによる脳内の信号変化から血流量を求める手法(arterial spin labeling:ASL)の中でも、信号雑音比の良好な連続波(continuous ASL)を利用し、さらに頸部のtransmitter coilと頭部のdetection coilの2つのコイルシステムを用いて、完全に非侵襲的な定量的脳血流画像を作成する。将来的には脳梗塞ラットにおける脳血流量の絶対値と、組織学的検討によって決定された梗塞範囲とを比較・検討することを目標としている。<対象および方法>MRI装置の2コイルシステムの確立を目的として2ndフルバンドチャンネル(発信器、増幅器)及びサーフェスコイルチューナーを導入した。2ndチャンネルを利用して頚部に流入するプロトンにしるし付けをし、1stチャンネルを利用して画像を得る。これら脳血流画像作成に必要なパルスシークエンスをプログラムし、正常ラット(Wistar rat 5匹、体重250-300g)を用いて、MRIによる脳血流の測定値を報告値に対して比較・検討し、最適化を試みた。<結果および考察>得られた局所脳血流値は124±67ml/100g/minであった。この値は報告値にほぼ一致するもののばらつきがやや大きく、信頼性の高いデータを得るためには来年度以降、手法の洗練、個々のラットの条件統一(たとえば動脈二酸化炭素分圧など)が必要と思われた。<目的>脳虚血性疾患における治療法選択の指標として磁気共鳴画像(magnetic resonance imaging:MRI)の占める役割は大きい。現在臨床においては梗塞巣の評価には造影剤を用いる灌流画像(perfusion imaging)が用いられているが、血流の絶対値が求められない弱点を有し、大脳半球両側に血流低下が生じている症例については正確な血流評価が困難である。本研究において我々は、脳内に流入する動脈血液中のプロトンに、頚部において磁気的なしるし付けをして、そのしるし付けによる脳内の信号変化から血流量を求める手法(arterial spin labeling:ASL)の中でも、信号雑音比の良好な連続波(continuous-ASL)を利用し、さらに頸部のtransmitter coilと頭部のdetection coilの2つのコイルシステムを用いることにより、磁化移動効果(magnetization transfer effect)による信号低下を排除した、定量的脳血流画像を得ることを目標としている。将来的には脳梗塞ラットにおける脳血流量の絶対値と、組織学的検討によって決定された梗塞範囲とを比較・検討することも予定している。<対象および方法>MRI装置の2コイルシステムの確立を目的として2ndフルバンドチャンネル(発信器、増幅器)及びサーフェスコイルチューナーを昨年度導入し、脳血流画像作成に必要なパルスシークエンスをプログラムした。正常ラットおよびナイロン糸を用いた中大脳動脈梗塞ラット(Wistar rat各5匹、体重250-300g)を用いて、MRIによる脳血流の測定値を報告値に対して比較・検討し、最適化を試みた。<結果および考察>得られた局所脳血流値は正常ラット177±55ml/100g/min、梗塞中心部33±41ml/100g/min、梗塞辺縁部85±70ml/100g/minであった。この値は報告値にほぼ一致するものの依然ばらつきが大きく、信頼性の高いデータを得るためには来年度以降、プログラムや手法の洗練、個々のラットの条件統一(たとえば動脈二酸化炭素分圧など)が必要と思われた。
オピオイド鎮痛薬副作用脆弱性の遺伝子メカニズムの解明

オピオイド性鎮痛薬は有用であるが、副作用に注意が必要であり、しかも副作用の出現は患者ごとに大きく異なる。一方、近年のゲノム科学の進歩は著しく、研究代表者らは、いくつもの鎮痛薬感受性関連遺伝子多型を見出し、テーラーメイド疼痛治療を開始している。そこで本研究では、(1)オピオイド鎮痛薬副作用に関連した収集済みの2020症例のサンプルと臨床・ゲノムデータのセットおよび鎮痛薬感受性に関連した4000例以上の既存試料を解析することで、副作用脆弱性関連遺伝子多型を見出すこと、(2)関連遺伝子多型判定を用いた、患者ごとの副作用出現を予測する数式を統計学的に構築することを目的とした。平成30年度は、がん研有明病院において研究に同意し全身麻酔手術を受けた成人患者2020例に関して、研究分担者(森野)および研究協力者(横田)がオピオイド鎮痛薬副作用(特に悪心嘔吐)などの臨床データおよび属性データを確認し、固定した。また、平成30年度までに、これらの患者のゲノムDNAの精製が完了した。さらに、平成30年度までに、上記DNA検体のうち805症例分に関して、主に研究分担者(西澤)と研究協力者(長谷川)が主にHumanOmniExpressExome v1.2 DNA Analysis BeadChipのキット(Illumina K.K.)を用いて全ゲノムジェノタイピングを行い、一塩基多型(Single nucleotide polymorphism:SNP)を中心とする90万以上のマーカー遺伝子多型の遺伝子型を判定した。本研究の成果は、副作用出現の遺伝子メカニズムの解明に繋がるとともに、テーラーメイド疼痛治療の改良に貢献するものである。2020症例の臨床データを確認し、解析すべきデータベースを確定させることができた。また、これらの症例のゲノムDNAの精製が完了した。さらに、DNA検体のうち予定通り805症例分に関して、全ゲノムジェノタイピングを行い、90万以上のマーカー遺伝子多型の遺伝子型を判定した。1)候補関連多型のオピオイド鎮痛薬副作用データ付きゲノムDNA 1215症例における検証:上記805症例の臨床データ及び遺伝子多型の遺伝子型判定結果を基に、主に研究分担者(西澤)がゲノムワイド関連解析(GWAS)を行う。上記で候補関連多型となる多型に関して、残りの1215症例における臨床データとゲノムDNAを用いて、主に研究分担者(西澤)と研究協力者(長谷川、中山、江畑)が検証試験を行う。2)副作用脆弱性関連遺伝子多型の鎮痛作用感受性等との関連解析:研究代表者(池田)らは、オピオイド鎮痛薬鎮痛作用データとゲノムDNAのセット(850症例)、健常者疼痛感受性データとゲノムDNAのセット(1300症例)、鎮痛薬感受性や疼痛感受性等に関するゲノムワイド多型判定データベース(2000症例)を有している。これらの試料およびデータベースを用いて、上記で同定する副作用脆弱性関連遺伝子多型が鎮痛作用感受性や疼痛感受性などと関連するか否かを、主に研究分担者(西澤)と研究協力者(福田、林田、青木、長谷川、中山、江畑)が解析する。3)オピオイド鎮痛薬副作用予測式の構築:上記で見出される鎮痛薬副作用脆弱性関連遺伝子多型に関して、主に研究分担者(西澤)が、それぞれの染色体上の領域周囲の多型データも含めて連鎖不平衡解析を行って多型間の連鎖関係を同定し、関連遺伝子多型群を選定後、ハプロタイプ解析も行う。関連多型および上記の臨床データを基に、遺伝子検査によりオピオイド鎮痛薬副作用を予測する式をステップワイズ法により構築する。4)予測式の臨床応用と関連遺伝子多型の機能解析の計画立案:研究代表者(池田)が、上記で構築され検証される予測式の臨床応用と、上記で見出される関連遺伝子多型の機能解析の研究計画を立案し、研究成果の活用の準備を行う。平成29年度は、がん研有明病院において研究に同意し全身麻酔手術を受けた成人患者2020例に関して、研究分担者(森野)および研究協力者(横田)がオピオイド鎮痛薬副作用(特に悪心嘔吐)などの臨床データおよび属性データを確認した。また、平成29年度中に、これらの患者に関して、主に研究分担者(森野)および研究協力者(横田)が4 mlの末梢血を採血し、研究代表者(池田)からの業務委託によりLSIメディエンス社においてゲノムDNAを精製した。さらに、平成29年度中に、上記DNA検体のうち544症例分に関して、主に研究分担者(西澤)と研究協力者(長谷川)が主にHumanOmniExpressExome v1.2 DNA Analysis BeadChipのキット(Illumina K.K.)を用いて全ゲノムジェノタイピングを行い、一塩基多型(Single nucleotide polymorphism:SNP)を中心とする90万以上のマーカー遺伝子多型の遺伝子型を判定した。

また、これらの症例のゲノムDNAを精製することができた。さらに、DNA検体のうち予定通り544症例分に関して、全ゲノムジェノタイピングを行い、90万以上のマーカー遺伝子多型の遺伝子型を判定した。オピオイド性鎮痛薬は有用であるが、副作用に注意が必要であり、しかも副作用の出現は患者ごとに大きく異なる。一方、近年のゲノム科学の進歩は著しく、研究代表者らは、いくつもの鎮痛薬感受性関連遺伝子多型を見出し、テーラーメイド疼痛治療を開始している。そこで本研究では、(1)オピオイド鎮痛薬副作用に関連した収集済みの2020症例のサンプルと臨床・ゲノムデータのセットおよび鎮痛薬感受性に関連した4000例以上の既存試料を解析することで、副作用脆弱性関連遺伝子多型を見出すこと、(2)関連遺伝子多型判定を用いた、患者ごとの副作用出現を予測する数式を統計学的に構築することを目的とした。平成30年度は、がん研有明病院において研究に同意し全身麻酔手術を受けた成人患者2020例に関して、研究分担者(森野)および研究協力者(横田)がオピオイド鎮痛薬副作用(特に悪心嘔吐)などの臨床データおよび属性データを確認し、固定した。また、平成30年度までに、これらの患者のゲノムDNAの精製が完了した。さらに、平成30年度までに、上記DNA検体のうち805症例分に関して、主に研究分担者(西澤)と研究協力者(長谷川)が主にHumanOmniExpressExome v1.2 DNA Analysis BeadChipのキット(Illumina K.K.)を用いて全ゲノムジェノタイピングを行い、一塩基多型(Single nucleotide polymorphism:SNP)を中心とする90万以上のマーカー遺伝子多型の遺伝子型を判定した。本研究の成果は、副作用出現の遺伝子メカニズムの解明に繋がるとともに、テーラーメイド疼痛治療の改良に貢献するものである。2020症例の臨床データを確認し、解析すべきデータベースを確定させることができた。また、これらの症例のゲノムDNAの精製が完了した。さらに、DNA検体のうち予定通り805症例分に関して、全ゲノムジェノタイピングを行い、90万以上のマーカー遺伝子多型の遺伝子型を判定した。1候補関連多型のオピオイド鎮痛薬副作用データ付きゲノムDNA 1476症例における検証上記の臨床データ及び遺伝子多型の遺伝子型判定結果を基に、主に研究分担者(西澤)がゲノムワイド関連解析(GWAS)を行う。上記で候補関連多型となる多型に関して、残りの1476症例における臨床データとゲノムDNAを用いて、主に研究分担者(西澤)と研究協力者(長谷川、中山、江畑)が検証試験を行う。遺伝子多型の判定には、TaqMan法を用いる。2副作用脆弱性関連遺伝子多型の鎮痛作用感受性等との関連解析研究代表者(池田)らは、オピオイド鎮痛薬鎮痛作用データとゲノムDNAのセット(850症例)、健常者疼痛感受性データとゲノムDNAのセット(1300例)、鎮痛薬感受性や疼痛感受性等に関するゲノムワイド多型判定データベース(2000例)を有している。
ランダム作用素のスペクトルの研究

本研究は我が国におけるランダム作用素の研究を振興するために国際的な研究集会を開催することを目的としていた。主な研究集会は平成18年12月11日から15日までの5日間にわたって京都大学吉田南キャンパスにおいて「Spectral Theory of Random Operators and Related Fields in Probability Theory」と題して開き、海外から招いた7人の研究者を含め凡そ50人の研究者の参加を得て有意義な研究交流の場を設けることが出来た。更に平成19年11月14日(水)から16日(金)までの3日間にも京都大学大学院人間・環境学研究科において小規模な研究集会を「ランダム作用素のスペクトルと関連する話題」と題して開き、海外から招いた1人の研究者を含め凡そ30人の研究者の参加を得て密接な研究交流の場を設けることが出来た。そこで話し合われた内容はランダムシュレディンガー作用素やランダム行列に関する様々な話題を中心としたものであったが、ファイナンスや政治学の話題も提供され、非常に広範囲に及ぶものであった。ランダム作用素に関連する話題は数学的立場からのものが主であったが、物理学的立場からの話題提供もあり充実した内容であった。これらの研究集会において上木はランダムなベクトルポテンシャルをもつシュレディンガー作用素に対するウェグナー型評価とそのアンダーソン局在についてのHislop-Kloppの理論の詳細な検討を発表し、南はアンダーソンモデルの順位統計についての予想を述べ、中村はシュレディンガー方程式の解の波面集合の準古典近似的な特徴付けについての結果を発表し、小谷は時空変数について定常となっているKdVフローの佐藤の無限次元グラスマン多様体上の力学系の理論による構成についての研究発表を行った。に残してある。その研究集会において南はアンダーソンモデルの順位統計についての予想を述べ、中村はシュレディンガー方程式の解の波面集合の準古典近似的な特徴付けについての結果を発表し、小谷は時空変数について定常となっているKdVフローの佐藤の無限次元グラスマン多様体上の力学系の理論による構成についての研究発表を行った。また今年度の期間中に上木はランダムなベクトルポテンシャルをもっシュレディンガー作用素に対するウェグナー型評価とそのアンダーソン局在についてのHislop-Kloppの理論を詳細に検討し、低エネルギーではそれが実際に有効になる例の存在を確かめた。現在その内容について論文にまとめている。本研究は我が国におけるランダム作用素の研究を振興するために研究集会を開催することを目的としていた。主要な研究集会については昨年度に開催し、今年度はその報告書をまとめた。その記録はウェブページに残してある。今年度は新たにドイツからLeschke教授を招き、「ランダム作用素のスペクトルと関連する話題」という名称の小規模な研究集会を平成19年11月14日(水)から16日(金)まで京都大学大学院人間・環境学研究科棟2階226室において開いた。凡そ30人の研究者が参加した密接な研究交流の場であった。そこで話し合われた内容はランダムシュレディンガー作用素やランダム行列に関する様々な話題であり、数学的立場からのもののみならず、物理学的立場からの話題提供もあり充実した内容であった。その研究集会において南はアンダーソンモデルの順位統計についての予想を述べ、上木はランダムなベクトルポテンシャルをもつシュレディンガー作用素に対するウェグナー型評価とそのアンダーソン局在についてのHislop-Kloppの理論の詳細な検討を発表した。また上木はその研究集会で京都大学大学院理学研究科博士課程の福島竜

輝氏が発表したFrenkel欠陥をもつメディアにおけるLifshitz挙動の研究についてその後福島氏と共同で研究を深化させ、ポテンシャルの厚さを増すにつれてLifshitz挙動からPastur挙動に変遷していく過程を明らかにした。
ヒト胎児用チトクロームP-450の機能と発現調節機構に関する基礎的研究

1.ヒト胎児型P-450として我々が単離したP-450IIIA7cDNAをSRalphaプロモーターの下流に接続したpM56発現プラスミドを構築した。このプラスミドをヒト乳癌由来細胞であるMCF-7細胞に遺伝子導入を行い、形質転換細胞(M21及びM27)を得た。これらの形質転換細胞を用いて多くのチトクロームP-450の基質として知られているアフラトキシンB_1に対する細胞致死効果を検討した。その結果、親株であるMCF-7では、50%致死量が17.0mug/mlであるのに対し、M21及びM27形質転換細胞では共に1.4mug/mlとなり、約12倍の感受性の増大が認められた。この結果は、MCF-7細胞内で導入されたP-450IIIA7cDNAが機能的に働いていることを示唆するものであった。2.P-450IIIA7蛋白質を大量に得る目的のために昆虫細胞での発現を試みた。すなわち、nuclear polyhedorosis virus(NPV)にP-450IIIA7cDNAを挿入した組換え体ウイルス(NPVHF1)を作製し、昆虫細胞であるSf9細胞に感染させ、P-450IIIA7蛋白質を過剰に発現する細胞を作製した。全細胞蛋白質1mg当たり約1.10nmolのP-450IIIA7蛋白質が発現しており、アフラトキシンB_1を用いたumu試験の結果、細胞内で発現させたP-450IIIA7蛋白質は、機能的に働いていることを明らかにした。3.P-450IIIA7(胎児型P-450)遺伝子及びP-450IIIA4(成人型P-450)遺伝子を単離し、その構造を解析した。その結果、共に13エクソンが20kb以上にわたり散在しており、非常に良く似た遺伝子構造であることがわかった。このことは、この2個の遺伝子は、元々1個の遺伝子より分岐したのではないかと推察された。また各々の5′上流配列を決定したところ両遺伝子間には、91%の高い相同性が認められた。4.ddY系マウス肝臓よりP-450IIIAファミリーに属するcDNAの単離を試みた。その結果、新規のP-450IIIA分子種を2種類を得ることに成功し、それぞれをP-450IIIA_<M1>及びP-450IIIA_<M2>と命名した。P-450IIIA_<M1>は、マウス肝臓に常在型であり、その発現は、デキサメタゾンの投与で著しく増大された。一方P-450IIIA_<M2>は、肝臓においてその発現は殆ど見られなかった。P-450IIIA