hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
波長変換ファイバー読み出しを応用した純ヨウ化セシウム複合型検出器の開発

本研究計画の目的は大強度陽子加速器J-PARCで行なわれる中性K中間子実験で性能を発揮する光子・中性子複合検出器を開発することである。光子検出器であると同時に中性子を測定でき、実験中に常時中性子量をモニターできる検出器を開発することを目的としている。研究は本課題申請当時の所属機関(京都大学)の大学院生と共に遂行した。平成21年度の成果は(1)基礎開発の継続、(2)実用機製作、(3)試用による性能評価、に分類される。(1)ファイバーなどの検出器構成の最適化純ヨウ化セシウム結晶シンチレータと前年度に選別した波長変換ファイバーの組み合わせに加え、ファイバーの本数や反射材の材質など最適化を行なった。また、奥行き方向に結晶を3分割して別々のファイバーで読み出す基礎モジュールを製作し、6月に東北大学電子光理学研究センター(当時、原子核理学研究施設)の電子ビームを利用して評価実験をおこなった。検出光量、入射位置毎の光量一様性、時間分解能など、基本性能を満たすことを確認した。(2)プロトタイプ検出器の製作基礎モジュールを3x3の行列状に積み上げた実用機の製作を行なった。これは光子と中性子の識別方式の試験を可能とする基本構成にあたる。9台の基礎モジュールの製作と個別試験を経た後、光を遮蔽する暗箱内に積み上げてプロトタイプ検出器(重量約100kg)とした。ファイバーからの光は通常の光電子増倍管の他、マルチアノード光電子増倍管を併用し、コストの最適化も図った。(3)中性ビームラインでの試用J-PARCハドロン実験施設に建設された中性ビームライン(KLライン)のビーム調査実験で試用をし、光子、中性子に対するレスポンスを確認した。12月に設置し、データ収集は平成22年2月まで断続的に続けられた。光子は奥行き方向第一層に強い出力がある一方、中性子は複数層にまたがって出力しやすいという特有のパターンを観測することに成功した。詳細の解析は継続している。本研究計画の目的は大強度陽子加速器J-PAECで行なわれる中性K中間子実験で性能を発揮する光子・中性子複合検出器を開発することである。中性K中間子が中性パイ中間子と二つのニュートリノに崩壊する過程の研究はフレーバー物理において最も重要な課題の一つである。この過程の発生確率を測定し、小林益川理論を礎とする現在の素粒子標準模型との比較をおこなうことで、標準理論を越える新しい物理の知見を得られる。1000億回に一度程度しか起こらない非常に稀な現象のため、信号事象とバックグラウンド事象の確実な分離が実験の鍵となる。本研究では、バックグラウンドを適切に排除する光子検出器であると同時に最大のバックグラウンド源であるハロー中性子を実験中に常時モニターできる検出器を開発することを目的としている。今年度は純ヨウ化セシウム結晶シンチレータと波長変換ファイバーを組み合わせた検出器を考案し、その基礎テストをおこなった。検出器デザインの最適化、特に使用する波長変換ファイバーの選択、および、純ヨウ化セシウムとの光学的接触の最適化をおこなった。異なる吸収スペクトラムを持ち、かつ、形状も異なる複数種類の波長変換ファイバーによって読み出し試験をおこない、検出光量を指標に評価をおこなった。発光量そのものに加え、実用レベルで必要とされる長さのファイバーを使用したときの自己再吸収による減衰長の影響も考慮し、使用ファイバー、および、反射材を選定した。この結果をもとにした試作機を製作し、ベータ線源、宇宙線、600Mev電子ビーム、などで実測をおこない、十分な性能を得られることを実証した。実測実験と並行して、中性K中間子実験で必要とされる性能をシミュレーションによって評価した。また、そのレベルに達するための解析方法を開発し、実際に使用する検出器デザインに反映する枠組みを作り上げることができた。

12月に設置し、データ収集は平成22年2月まで断続的に続けられた。光子は奥行き方向第一層に強い出力がある一方、中性子は複数層にまたがって出力しやすいという特有のパターンを観測することに成功した。詳細の解析は継続している。
南海トラフ地震発生時における効果的な救援物資輸送実現のための地理学的研究

自然地理学の立場からの被災予測と輸送ルートの体制の評価に関しては,楮原らを中心として取り組み,道路や鉄道,河道の閉塞をもたらす要因である斜面崩壊に関して,不安定斜面の抽出のための地形データの整備・検討を進めた。具体的には,米軍および国土地理院が撮影した空中写真をSfM(Structure from Motion)ソフトウェアを用いて処理し,DEMデータおよびオルソ画像の作成を進めた。次に人文地理学の立場からの集落の社会環境や物流環境の把握と救援物資の需要予測という観点からは,主に佐々木と中村が取り組んだ。佐々木は主として農村地域の食料需要の推計に着手し,和歌山県を事例対象にして,東日本大震災との比較を念頭に農業集落カードを用いて集落農家の構成の違いを検討した。一方,中村は高知県内の山間部における緊急輸送道路を実際に走行することで,その発災時の利用可能性を検討するとともに,高知県室戸市における住民を対象とした在宅医療・介護のニーズ調査、生活の実態調査を実施するための現地住民へのフィールドワークを実施した。GISの立場からの被災状況のシミュレーションと輸送ルートの選定という観点は田中と熊谷が以下の通り研究を進めた。田中は広域物資輸送拠点に指定されている全6か所の施設および地域内物資輸送拠点に指定されている11か所の施設を訪れて、災害発生時の物資輸送に対応する施設利用および物資配置等の計画について調査し,熊谷は年齢構成や集落の分布状況に応じた被災地での物資需要を想定するために、和歌山県を対象として、小地域の統計に基づき、さまざまな地理的ユニットで人口動態の分析に着手した。また,荒木は代表者の立場から研究を統括するとともに,和歌山県の過去の災害記録を用いて当時の救援活動を検討し,今日救援活動への総合的なフィードバックへの取り組みに着手した。本年度は初年度であるために,十分な研究成果の公開にまでは至っていないが,当初計画した理論的検討,マクロスケールでの検討,個別のケーススタディの各項目に関わって,概ね順調に推移した。まず,理論的な検討は予定通り年度の前半に会合を持つことができ,全体での突き合わせを行なった。また,マクロスケールでの検討は上記の「研究実績の概要」に記載したように,各方面で基本的なデータの入手や分析に着手している。個別の事例研究については本年度は予察的な取り組みとしており,本格的な調査は完成していないが,次年度に向けた準備を進めることはできた。なお,当然ではあるが個別の部分では予期していないことも見受けられたが,現状では問題なく対応できている。例えば,以下のようなものである。データ作成範囲を紀伊半島全体とした空中写真の分析において,用いた空中写真は戦後直後の1940年代後半,1960年代としたが,年代を遡る毎に画質の悪さが影響して,まとまったSfM処理で標定されない写真が多くなることが分かり,1枚1枚処理してデータを補完することとした。また,GISの分析の上で,徳島県広域防災活動計画(平成31年1月)の見直しに伴い、GIS上の物資輸送拠点および緊急輸送ルート等のデータを修正・更新した。などである。理論的検討,マクロスケールの検討,個別のケーススタディの各項目に関わって,初年度の予察的な検討は概ね完了しつつあり,本年度以降は前年度の成果を踏まえつつ,調査研究を本格化させる。マクロスケールからの検討では,引き続きデータの収取に努めるとともに,すでに入手した四国や紀伊半島の既存の集計データ,統計データを用いた分析と成果発表へとつなげたい。具体的には都道府県や市町村,さらには旧村単位や集落単位のデータ,あるいはメッシュデータなどの分析から,当該地域の地形的な条件を始め,人口分布と属性,農業の現状と食料供給能力の把握などに務める。例えば,和歌山県の旧村別データや農業集落カードなどはすでに入手しており,順次分析を進めたい。加えて,四国や紀伊半島という直接的な被害が想定される地域のみならず,それら地域への救援物資の供給を担う地域に対しての資料の収集や調査も併せて進めたい。同様に地形学的な分析においても,具体的に昭和東南海・南海地震以降の地表形態の変化をDEMの差分から抽出することを進めていく。ケーススタディに関しては,四国や紀伊半島での輸送ルートの脆弱性に関わる自然地理学的な調査を遂行するとともに,経済地理学や人文地理学の立場からの事例調査地を選定し,想定される物資輸送ルートとそれが抱える問題点をより具体的に描き出したい。例えば,和歌山県御坊市を中心とした地域において現状での人口の分布や年齢構成を踏まえた上での救援物資輸送の問題点や効果的な方策についての検討を開始している。並行して四国の太平洋岸などでもケーススタディを進める。

一方,中村は高知県内の山間部における緊急輸送道路を実際に走行することで,その発災時の利用可能性を検討するとともに,高知県室戸市における住民を対象とした在宅医療・介護のニーズ調査、生活の実態調査を実施するための現地住民へのフィールドワークを実施した。GISの立場からの被災状況のシミュレーションと輸送ルートの選定という観点は田中と熊谷が以下の通り研究を進めた。田中は広域物資輸送拠点に指定されている全6か所の施設および地域内物資輸送拠点に指定されている11か所の施設を訪れて、災害発生時の物資輸送に対応する施設利用および物資配置等の計画について調査し,熊谷は年齢構成や集落の分布状況に応じた被災地での物資需要を想定するために、和歌山県を対象として、小地域の統計に基づき、さまざまな地理的ユニットで人口動態の分析に着手した。また,荒木は代表者の立場から研究を統括するとともに,和歌山県の過去の災害記録を用いて当時の救援活動を検討し,今日救援活動への総合的なフィードバックへの取り組みに着手した。本年度は初年度であるために,十分な研究成果の公開にまでは至っていないが,当初計画した理論的検討,マクロスケールでの検討,個別のケーススタディの各項目に関わって,概ね順調に推移した。まず,理論的な検討は予定通り年度の前半に会合を持つことができ,全体での突き合わせを行なった。また,マクロスケールでの検討は上記の「研究実績の概要」に記載したように,各方面で基本的なデータの入手や分析に着手している。個別の事例研究については本年度は予察的な取り組みとしており,本格的な調査は完成していないが,次年度に向けた準備を進めることはできた。なお,当然ではあるが個別の部分では予期していないことも見受けられたが,現状では問題なく対応できている。例えば,以下のようなものである。データ作成範囲を紀伊半島全体とした空中写真の分析において,用いた空中写真は戦後直後の1940年代後半,1960年代としたが,年代を遡る毎に画質の悪さが影響して,まとまったSfM処理で標定されない写真が多くなることが分かり,1枚1枚処理してデータを補完することとした。また,GISの分析の上で,徳島県広域防災活動計画(平成31年1月)の見直しに伴い、GIS上の物資輸送拠点および緊急輸送ルート等のデータを修正・更新した。などである。理論的検討,マクロスケールの検討,個別のケーススタディの各項目に関わって,初年度の予察的な検討は概ね完了しつつあり,本年度以降は前年度の成果を踏まえつつ,調査研究を本格化させる。マクロスケールからの検討では,引き続きデータの収取に努めるとともに,すでに入手した四国や紀伊半島の既存の集計データ,統計データを用いた分析と成果発表へとつなげたい。具体的には都道府県や市町村,さらには旧村単位や集落単位のデータ,あるいはメッシュデータなどの分析から,当該地域の地形的な条件を始め,人口分布と属性,農業の現状と食料供給能力の把握などに務める。例えば,和歌山県の旧村別データや農業集落カードなどはすでに入手しており,順次分析を進めたい。加えて,四国や紀伊半島という直接的な被害が想定される地域のみならず,それら地域への救援物資の供給を担う地域に対しての資料の収集や調査も併せて進めたい。
大量肝切除および病態肝の肝切除における肝不全発症の早期予知とその臨床応用

胆道癌に対する拡大肝切除は,術後の肝不全の誘因となりうる.正確な残存肝予備能の把握と術後肝不全の早期予知およびその防止は臨床上重要な課題である.われわれは,閉塞性黄疸ラットモデルおよび大量肝切除ラットモデルを用いてビリルビンおよび胆汁酸代謝や有機アニオントランスポーターの発現の変化を検討してきた.閉塞性黄疸ラットモデルでの検討結果から,胆汁外瘻と比較して胆汁内瘻による減黄の有用性が示唆された.また,大量肝切除ラットモデルでの検討結果から,肝切除術後の胆汁流量や胆汁酸排泄量の変化,有機アニオントランスポーターの発現の変化が術後肝不全発症を早期に予知するうえでの指標となる可能性が示唆された.胆道癌に対する拡大肝切除は,術後の肝不全の誘因となりうる.正確な残存肝予備能の把握と術後肝不全の早期予知およびその防止は臨床上重要な課題である.われわれは,閉塞性黄疸ラットモデルおよび大量肝切除ラットモデルを用いてビリルビンおよび胆汁酸代謝や有機アニオントランスポーターの発現の変化を検討してきた.閉塞性黄疸ラットモデルでの検討結果から,胆汁外瘻と比較して胆汁内瘻による減黄の有用性が示唆された.また,大量肝切除ラットモデルでの検討結果から,肝切除術後の胆汁流量や胆汁酸排泄量の変化,有機アニオントランスポーターの発現の変化が術後肝不全発症を早期に予知するうえでの指標となる可能性が示唆された.進行胆道癌に対する拡大肝切除は,残存肝予備能の限界に近い大量肝切除となることも多く,正常肝であっても術後の肝不全の誘因となりうる.特に閉塞性黄疸や肝機能障害を有する病態肝における肝切除術はさらに術後肝不全の発生率が高く,術前の正確な残存肝予備能の把握と術後肝不全の早期予知およびその防止は臨床上きわめて重要な課題である.われわれは,大量肝切除ラットモデルおよび閉塞性黄疸ラットモデルを用いてヒリルビンおよび胆汁酸代謝や有機アニオントランスポーター(取り込み系のntcp,oatp,排泄系のBsep,Mrp2,Mrp3など)の発現の変化を検討してきた.これらの一部は原著論文(J Surg Res 2006;134:81-86)として発表し,また以下のような結果を主要な学会(第105回日本外科学会,第60回日本消化器外科学会)や班会議(平成18年度肝内結石症に関する調査研究班第1回打ち合わせ会)で発表して現在論文作成中である.1)閉塞性黄疸ラットモデルでは,胆管閉塞によりMrp2,Bsep,oatpおよびntcpの発現低下とMrp3の発現亢進が認められた.1週間の閉塞性黄疸後,胆汁外瘻あるいは内瘻により胆管閉塞を解除すると発現が低下していたMrp2は亢進し,発現が亢進していたMrp3は低下した.胆汁外瘻と内瘻を比較すると内瘻の方が有意にMrp2の発現亢進とMrp3の発現低下が認められ,内瘻による減黄の有用性が示唆されている.2)術後急性肝不全モデルとして大量(90%)肝切除ラットモデルを用いた肝予備能評価をおこなった.術後48時間の生存率は90%肝切除群は50%,70%肝切除群は100%であった.90%肝切除群は70%肝切除群に比べて術後早期(6時間)に胆汁流量および胆汁中胆汁酸排泄の有意な低下がみられた(J Surg Res 2006:134:81-86).また90%肝切除群と70%肝切除群との間で肝切除術後の有機アニオントランスポーターの発現変化の様式が異なり,90%肝切除群ではMrp3のmRNAおよび蛋白の発現低下を認め,70%肝切除群との間に有意な違いを認めた.これらの結果から肝切除術後の胆汁流量や胆汁酸排泄量の変化,有機アニオントランスポーターの発現の変化が術後肝不全発症を早期に予知するうえでの指標となる可能性が示唆された.進行胆道癌に対する拡大肝切除は,残存肝予備能の限界に近い大量肝切除となることも多く,正常肝であっても術後の肝不全の誘因となりうる.特に閉塞性黄疸や肝機能障害を有する病態肝における肝切除術はさらに術後肝不全の発生率が高く,術前の正確な残存肝予備能の把握と術後肝不全の早期予知およびその防止は臨床上きわめて重要な課題である.われわれは,大量肝切除ラットモデルおよび閉塞性黄疸ラットモデルを用いてビリルビンおよび胆汁酸代謝や有機アニオントランスポーター(取り込み系のntcp, oatp,排泄系のBsep, Mrp2, Mrp3など)の発現の変化を検討してきた.これらの一部は原著論文(J Surg Res 2006;134:81-86)として発表し,また以下のような結果を主要な学会(第105回日本外科学会,第60回日本消化器外科学会)や厚生労働省の班会議(平成18年度肝内結石症に関する調査研究班第1回打ち合わせ会)で発表してきた.現在論文を作成し,投稿中である.1)閉塞性黄疸ラットモデルでは,胆管閉塞によりMrp2, Bsep, oatpおよびntcpの発現低下とMrp3の発現亢進が認められた.

1週間の閉塞性黄疸後,胆汁外瘻あるいは内瘻により胆管閉塞を解除すると発現が低下していたMrp2は亢進し,発現が亢進していたMrp3は低下した.胆汁外瘻と内瘻を比較すると内瘻の方が有意にMrp2の発現亢進とMrp3の発現低下が認められ,内瘻による減黄の有用性が示唆されている.2)術後急性肝不全モデルとして大量(90%)肝切除ラットモデルを用いた肝予備能評価をおこなった.術後48時間の生存率は90%肝切除群は50%,70%肝切除群は100%であった.90%肝切除群は70%肝切除群に比べて術後早期(6時間)に胆汁流量および胆汁中胆汁酸排泄の有意な低下がみられた(J Surg Res 2006;134:81-86).また90%肝切除群と70%肝切除群との間で肝切除術後の有機アニオントランスポーターの発現変化の様式が異なり,90%肝切除群ではMrp3のmRNAおよび蛋白の発現低下を認の発現低下を認め,70%肝切除群との間に有意な違いを認めた.これらの結果から肝切除術後の胆汁流量や胆汁酸排泄量の変化,有機アニオントランスポーターの発現の変化が術後肝不全発症を早期に予知するうえでの指標となる可能性が示唆された.また,臨床面においても進行胆道癌,とくに進行胆嚢癌における肝切除範囲(術式)と予後との関係を解析し,進展度別の至適術式を検討した.これらの結果については主要学会(第45回日本癌治療学会総会,第62回日本消化器外科学会,第69回日本臨床外科学会総会,第43回日本胆道学会学術集会)で報告するとともに原著論文(J Gastrointest Surg 2007;11:1025-1032)として発表した.胆道屈癌に対する拡大肝切除は,術後肝の不全の誘因となりうる.術前の正確な残存肝予備能の把握と術後肝不全の早期予知およびその防止は臨床上きわめて重要な課題である.われわれは,大量肝切除ラットモデルおよび閉塞性黄疸ラットモデルを用いてビリルビンおよび胆汁酸代謝や有機アニオントランスポーター(ntcp, oatp, Bsep, Mrp2, Mrp3)の発現の変化を検討してきた.これらの結果は原著論文(J Surg Res 2006;134:81-86)(Hepato-gastroenterology2009; in press)として発表し,また主要な学会(第105回日本外科学会,第60回日本消化器外科学会)で発表してきた.1)閉塞性黄疸ラットモデルでは,胆管閉塞によりMrp2, Bsep, oatpおよびntcpの発現低下とMrp3の発現亢進が認められた.1週間の閉塞性黄疸後,胆汁外瘻あるいは内瘻により胆管閉塞を解除すると発現が低下していたMrp2は亢進し,発現が亢進していたMrp3は低下した.胆汁外瘻と内瘻を比較すると内瘻の方が有意にMrp2の発現亢進とMrp3の発現低下が認められ,内瘻による減黄の有用性が示唆されている.2)術後急性肝不全モデルとして大量(90%)肝切除ラットモデルを用いた肝予備能評価をおこなった.術後48時間の生存率は90%肝切除群は50%,70%肝切除群は100%であった.90%肝切除群は70%肝切除群に比べて術後早期(6時間)に胆汁流量および胆汁中胆汁酸排泄の有意な低下がみられた.また90%肝切除群と70%肝切除群との問で肝切除術後の有機アニオントランスポーターの発現変化の様式が異なり,90%肝切除群ではMrp3のmRNAおよび蛋白の発現低下を認め,70%肝切除群との間に有意な違いを認めた.これらの結果から肝切除術後の胆汁流量や胆汁酸排泄量の変化,有機アニオントランスポーターの発現の変化が術後肝不全発症を早期に予知するうえでの指標となる可能性が示唆された.また,臨床面においても進行胆嚢癌における肝切除範囲(術式)と予後との関係を解析し,進展度別の至適術式について原著論文(J Gastrointest Surg2007;11:1025-1032)として発表した.
低酸素に対する胎仔脳保護機構の分子メカニズム:in vivo光学的測定による解析

1.発達脳においては低酸素に対するカスパーゼー3の活性上昇が抑制されて回復することが示唆された。これによって、細胞死(アポトーシス、apoptosis)が起こりにくくなり脳障害から保護することに働いていると考えられる。2.低酸素負荷によって胎仔脳のカスパーゼー3活性が上昇するがその後30以内に回復した。多くの胎仔ではこの反応が見られ生存した。しかし、カスパーゼー3活性の上昇が長時間持続する少数例については、殆ど死亡した。このことから胎仔脳はアポトーシスを引き起こす最終決定因子であるカスパーゼー3の活性上昇を抑制する機構をもつと考えられる。3.カスパーゼー3の活性上昇反応はカスパーゼー3 inhibitorならびにシクロスポリン-A(cyclosporin-A)によって抑制された。シクロスポリン-AはミトコンドリアからチトクロームCの放出を抑制することによって、つぎに続くカスパーゼー系の活性化を抑制する働きをもつ。すなわち、胎仔脳はチトクロームC放出の下流にカスパーゼー3活性を抑制する機構をもつと考えられる。4.カスパーゼー3の活性上昇反応はスーパーオキサイドデイスムターゼ(superoxide dismutase, SOD)によって影響を受けなかった。低酸素ならびに再還流によってミトコンドリアの呼吸鎖が障害され活性酸素が産生される。この活性酸素はアポトーシスを促進する働きをもつといわれている。SODは活性酸素を除去するアンチオキシダント(antioxidant)な酵素系の1つである。胎仔脳は低酸素に対して非常に強いことが知られている。それゆえ、胎仔脳は低酸素に対する保護機構をもつことが十分考えられる。私たちはそのメカニズムを明らかにしようとしている。本研究は胎仔脳において低酸素負荷後、Ca2+イオンの流入に続いて活性化されるアポトーシス誘導因子(カスパーゼー3、チトクロームC)の細胞内動態を光学的イメージング法により解析し、胎仔脳の保護機構について検討を行うものである。母体ラットと臍帯でつながった胎仔を用いて、臍帯結紮による低酸素負荷を行い、上丘の[Ca2+]iの変化を測定した。胎仔脳では反応が弱いため、倍率40倍の対物レンズを用いて測定の感度を上げた。さらに、画像データの加算平均を行うための演算ソフトを用いて、胎仔上丘の微少領域のノイズレベルを減少させることができた。臍帯結紮により、上丘の[Ca2+]iは増加しプラトーに達した。結紮後、[Ca2+]iの増加反応は上丘の外側から尾側のより広い領域に広がった。結紮解除後、[Ca2+]iは緩やかにもとのレベルに回復した。結紮解除から3時間後において、臍帯結紮による[Ca2+]iの増加反応は著しく減少した。上丘局所電気刺激による[Ca2+]iの動態と低酸素負荷の影響については今回改良した手技を用いて実験を進めている。今後、アポトーシス誘導因子であるカスパーゼー3とチトクロームCの細胞内動態と低酸素の影響について調べる。さらにカスパーゼー3阻害剤とチトクロームCの放出抑制剤の効果についても検討して行く。私たちはそのメカニズムを明らかにしようとした。本研究は胎仔脳において低酸素負荷後、アポトーシス誘導の最終決定因子であるカスパーゼー3活性を光学的イメージング法により解析し、胎仔脳の保護機構について検討を行った。妊娠末期(胎齢22日)のラットはウレタン麻酔下(1.2g/kg, i.p.)で、胎仔を帝王切開により母体より取り出した。胎仔脳は固定装置に固定し、上丘表面を露出した。低酸素負荷は臍帯をグリップにより結紮(5-10分間)することによって行った。カスパーゼー3活性は蛍光カスパーゼー3基質をロードし、その蛍光を光学測定装置により継時的に測定した。

臍帯結紮によって、カスパーゼー3活性は一過性に上昇した。臍帯を再還流するとカスパーゼー3活性は急峻に増加し、30分以内に元のレベルに戻った。しかし数例の胎仔において、カスパーゼー3活性が全く回復せず、死亡した。最初の結紮から2時間と3時間後において、臍帯結紮によりカスパーゼー3活性は持続的に上昇した。臍帯再還流によりカスパーゼー3活性はより長く持続し元のレベルに回復した。これらの反応はカスパーゼー3インヒビターの前投与により、抑制された。さらに、ミトコンドリアのアポトーシス誘導因子であるチトクロームcの関与を調べた。ミトコンドリア内膜の透過性亢進によるチトクロームcの放出を抑制するシクロスポリンAはカスパーゼー3活性の上昇反応を抑制した。これらの結果から、胎仔脳は低酸素に対してチトクロームcを介するカスパーゼー3活性の上昇を抑制し、アポトーシスから脳を保護するような機構をもつことが示唆された。
CCD X線検出器のバックグラウンド

X線天文衛星ASTRO-D1993年2月20日に打ち上げられあすかと命名された。あすかに塔載されたCCDX線検出器SISは初期の動作チェックで観測を開始して以来一年を経た現在も順調に運用されている。しかし、軌道上での観測においては打ち上げ前には予期しない問題も発生した。地球からの太陽の反射光の影響、hot pixelとして知られるpixelの一種欠陥などである。本研究ではまず主に前者の影響について、詳しい解析を行い、これらを取り除く方法を開発した。これを用いてこういった問題を取り除いた上でバックグラウドの系統的な解析を進めた。具体的には、打ち上げ初期のデータから約半年の観測データを衛星の姿勢、軌道などをパラメータとして分類し、そのエネルギーペクトル、空間的な分布を調べた。これは大量のデータを高速に扱う必要があり、今回購入した高性能のワークステーションなしには不可能であった。この解析今後も継続する必要があるものであるが、これまでに以下のような量を決定することができている。onboard softwareによる荷電粒子バックグラウンドの除去率、バックグラウンドの絶対量、荷電粒子バックグラウンドのCCDchip上位置依存性、検出器内で作られる特性X線バックグセウンドのエネルギーと強度、荷電粒子バックグラウンドの衛星の軌道上の位置に対する依存性。現在この結果を今後のあすかのデータ解析にfeed backする努力が払われている。一方これらの結果は初めて実際に測定されたものであり、今後のCCDX線検出器のハードウエアーとソフトウエアーの設計にとって貴重なものである。
工学的手法を用いた英語リスニング教材における難易度自動判定の研究

ある任意のニュースを英語リスニング教材として使用するには、その難易度が学習者にとって適切かどうか判断しなければならないが、従来、話し方やスピードなどをどのように感じるかによって、授業を担当する教員、あるいは学習者自身が感覚的に判断することが多かった。昨今はコーパス言語学の視点を応用して語彙レベルを判定する方法も用いられているが、これはあくまでもテキストベースの話であり、音声自体の難易度を判定するものではない。本研究の目的は、我々がこれまで蓄積してきた膨大なリスニングデータを利用しながら、人間が判定する感覚的難易度を工学的音響分析の手法を用いて自動判定し、そのシステムをe-ラーニングプログラムに応用することである。2018年度もこれらの目的を遂行するために以下を実施した。1.<<国内新規特許査定>>すでに映画英語教育学会全国大会にて発表し、特許出願済みのプログラム「外国語の難易度判定装置」(特開2016ー42158)に関して、審査請求を実施し査定された(特許第6468584号)。2.<<音声認識エンジン>>当初予定していたアセスメントテストの録音状態がナチュラルなため、音声認識エンジンによる解析がほぼ不可能であった。さらに本研究に適する音声認識エンジンが入手困難のため、ディープラーニングの利用により認識エンジンの代用ができないか実験を開始した。実験段階での使用データは手作業で振り分けることとした。2015年度はこれらの目的を遂行するために以下を実施した。1.これまでのe-ラーニングプログラムの開発により、すでに収集された膨大なリスニングデータ中、基本英単語(中学英語レベル)のみで構成された180センテンスから日本人学習者の誤答傾向を分析した。2.本研究で使用可能な音声認識エンジンの選定を試みた結果、当初想定していた認識エンジンが不適合であることが判明した。。3.日本語音声認識エンジンを利用して外国人被験者にとってのリスニング教材難易度を判定するために、データ収集用のサイトを構築した。4.映画英語教育学会全国大会で本研究の概要をポスター発表し、すでに特許出願済みのプログラム等に関して専門家の意見を求めた。本研究に利用できる音声認識エンジンの選定が想定以上に遅れているため。2016年度はこれらの目的を遂行するために以下を実施した。1.昨年度、映画英語教育学会全国大会にて発表し、すでに特許出願済みのプログラム「外国語の難易度判定装置」(特開2016-42158)に関して専門家の意見を求め、審査請求の準備を進めた。2017年度中に審査請求を予定。2.リスニングデータ収集のため使用した開発済みe-ラーニングプログラムのアセスメントテストの録音状態がナチュラルなため、音声認識エンジンによる解析がほぼ不可能であることが判明した。そのため、再度データを収集するために、リスニング問題研究用ツールを新たに開発した。2017年度にデータを再収集する。3.昨年度、当初想定していた認識エンジンが本研究には不適合であることが判明した。本年度も継続して使用可能な音声認識エンジンの選定に取り組んだ。本研究に対応する音声認識エンジンが予算内で見つけることができていない。

2.<<音声認識エンジン>>当初予定していたアセスメントテストの録音状態がナチュラルなため、音声認識エンジンによる解析がほぼ不可能であった。さらに本研究に適する音声認識エンジンが入手困難のため、ディープラーニングの利用により認識エンジンの代用ができないか実験を開始した。実験段階での使用データは手作業で振り分けることとした。ある任意のニュースを英語リスニング教材として使用するには、その難易度が学習者にとって適切かどうか判断しなければならないが、従来、話し方やスピードなどをどのように感じるかによって、授業を担当する教員、あるいは学習者自身が感覚的に判断することが多かった。昨今はコーパス言語学の視点を応用して語彙レベルを判定する方法も用いられているが、これはあくまでもテキストベースの話であり、音声自体の難易度を判定するものではない。本研究の目的は、我々がこれまで蓄積してきた膨大なリスニングデータを利用しながら、人間が判定する感覚的難易度を工学的音響分析の手法を用いて自動判定し、そのシステムをe-ラーニングプログラムに応用することである。2017年度もこれらの目的を遂行するために以下を実施した。1.<<国内新規特許審査請求>>すでに映画英語教育学会全国大会にて発表し、特許出願済みのプログラム「外国語の難易度判定装置」(特開2016-42158)に関して、審査請求を実施した。2.<<データ収集>>当初予定していたアセスメントテストの録音状態がナチュラルなため、音声認識エンジンによる解析がほぼ不可能であった。そのため、昨年度改めて開発したリスニング問題研究用ツールにより再度データを収集した。3.<<音声認識エンジン>>本研究に適する音声認識エンジンが入手困難のため、一時的に手作業で音声を分析し、そのデータをAIの利用により認識エンジンの代用が可能かどうかの検討に入った。本研究に適する音声認識エンジンが入手困難のため、手作業で音声を分析して、そのデータを認識エンジンの代用としてAI利用を検討しているため。音声認識エンジンの選定の幅を広げ、研究に利用できるエンジンの選定を急ぎ対応していく。「外国語の難易度判定装置」(特開2016-42158)の審査請求と新たなプログラムによるデータ収集を実施。本研究に対応する音声認識エンジンが見つからない場合は、既存の音声認識エンジンを複数組み合わせる手法を検討する。これまでと同様可能な音声認識エンジンの選定を継続して行うが、同時にAIの適用を検討しながら問題の解決に当たっていく。2015年度は想定していた認識エンジンの使用料を支出できなかったから。研究用認識エンジンの費用を支出できていない。また、研究の遅れとともに学会発表の実施予定がずれ込み、出張旅費が支出できていない。本研究に適する音声認識エンジンが入手困難のため、手作業で音声を分析し、そのデータを認識エンジンの代用としてAI利用の検討を始めた。そのため研究計画が遅れており次年度に使用額が生じることになった。
数学教育における問題点の研究と新しい教材の開発

本研究では、主にコンピュータが、数学教育において、どのように活用できるかを、扱った。1.CAI教在の作成CAIについては、いろいろといわれているが、わが国では、ともかくまだ実践不足であり、教材をCAI化する努力を重ねなければならない。大阪府下における多くの学校の先生方の尽力で、いろいろな教材がつくられてきている。2.新しいCAI(1)パソコンの威力を取り入れた新しいCAI教材のありかたとして、まず動きを取り入れたものが考えされる。グラフの移動、立体図形の回転など。また、サインカーブなども、静止した曲線でなく、動く波としての実感をもたせることなど。3.新しいCAI(2)オプショナルな設備として、レーザーディスクを活用すること。これは、将来のメインの方向となると考えられ、その運用の仕方について、実験的研究をすすめた。しかし、レーザーディスクの自作となると、手間が大変であることを実感した程度の段階で、いろいろなパートの専門家によるチームワークが必要である。4.CALへの動き生徒個々に機械を与えて実践するCAIでなく、先生が必要に応じコンピュータを使った提示を行なうCALも、研究課題とした。CAIでは個々の生徒の到達度が問題となるのに対し、こちらは、教場での教育を如何に効果的にするかということであり、今後この研究を大いに推進したいと考えている。このほかに、以前からの継続として、スローラーナー問題がある。数学教育が大衆化した現在、この観点に立った数学教育全体の見直しの要請のもとに種々協議を重ね、大阪府下の高等学校の先生方による実験的実践が行なわれ、成果を検討している。1.CAI教材の作成CAIについては、いろいろといわれているが、わが国では、ともかくまだ実践不足であり、教材をCAI化する努力を重ねなければならない。2.新しいCAI(1)パソコンの威力を取り入れた新しいCAI教材のありかたとして、まず動きを取り入れたものが考えられる。このほかに、以前から継続して行なっている研究として、スローラーナーの問題がある。数学教育が大衆化した現在、この観点に立った数学教育全体の見直しが要請されている。これについては、種々協議を重ね、大阪府下の高等学校の先生方による実験的実践が行なわれ、成果を検討している。
経営組織へのエントリー・マネジメントが組織社会化と仕事の意味発見に与える効果

組織へのエントリー・マネジメントの当事者(企業の人事部)にとっても、その対象(これから会社に入る学生)にとっても、最大のパラドクスは、リアリズムに徹することの難しさにある。これから入る世界の真の特徴は、学生にとって入ってみないとわからない。しかし、人事部は、彼らが入ってくる前に、会社の特徴について情報を与えなければならない。その情報はかなりの程度操作可能である。会社の良いイメージを中心に情報の内容を構成すると、より多くの候補者を引きつけるが、リアリズムに依拠していないと、入社後の「リアリティ・ショック」が大きい。逆に、当該の会社で仕事をする際のつらさなどのネガティブな面も含め、リアルに会社のあり方を提示すると、より厳選(自己選択)した、したがってより適合性の高い候補者にしぼってひとを引きつけることにはなるが、潜在的候補者の母集団を小さくしてしまう。この問題は、米国の産業心理学ではRJP(realistic job preview)問題として知られているが、わが国では未開拓のテーマである。RJPをめぐる意味世界を探るために、学生と企業の人事部担当者に対して、フォーカス・グループ・インタビューを通じて、定性的データが収集された。学生からは、就職活動を通じて(1)最後まで迷った会社(産業)との比較,(2)最も有益/有害だった情報源,(3)会社について事前にイメージしていたことと大きく懸け離れていたこと,(4)その会社でやりたいことなどの、項目について事前に記述してきたものをもとに、GFAを実施した。また、人事担当者には、(1)RJPについてのこれまでの研究についての説明,(2)RJPについての質疑応答,(3)RJPのイメージが固まった後、その実施可能性・限界についての自由討議をしたRJPは、有効であるかもしれないが、日本の産業社会では(1)中途採用者,(2)社内公募により有効であると、示唆された。RJPについての質問票調査や電話インタビューを今後おこなう。
機能ゲノミクス・プロテオミクスのための次世代バイオナノデバイスの創成

タンパク質解析の高性能化を実現できるマイクロデバイスを開発し、白血病関連細胞の熱ショックアポトーシスへの解析に応用した。その結果、分子量7千および1万8千付近にアポトーシスにより高発現している2種類のタンパク質を同定した。また、分子量6万および16万付近にアポトーシスにより低発現している2種類のタンパク質を同定することに成功した。これらのタンパク質は、2次元ゲル電気泳動による結果と一致していた。細胞からタンパク質を抽出する段階をマイクロデバイス化するために、細胞からのタンパク質抽出および抽出したタンパク質の前処理について、従来法についての検討を行い、マイクロデバイス上でのタンパク質の前処理を実現するデバイスの設計を行った。抽出および前処理それぞれのステップについて、設計したデバイスを試作し、基礎検討を行った。その結果、細胞からタンパク質を抽出するステップを従来法では数時間要するところを、デバイスを用いることで1分以内に抽出できることを実証した。抽出したタンパク質の前処理についても、簡素化を実現した。これらのマイクロデバイスを実際のプロテオミクス解析に展開するために、タンパク質の翻訳後修飾部位(N結合糖鎖)を解析するために、生体試料の調製方法を検討し、既存の方法で解析することで方法の評価を行った。レクチン親和性クロマトグラフィーで糖鎖結合タンパク質を濃縮し、グリコペプチダーゼによって糖鎖を切断した。切断の際に糖鎖修飾残基を安定同位体で標識し、LC-MS/MSで被標識部位を同定した。実際に線虫を試料とした実験で、約400の糖鎖結合部位を同定することが可能であった。処理システムのミクロ化によって、携帯型診断技術への適用も可能と考えられた。これらの結果は、プロテオーム解析を目指す、タンパク質の高スループット解析および将来のタンパクによる携帯型診断技術開発にとって重要な成果である。本研究は、ゲノム創薬研究への応用をめざして、最先端の微細加工技術を駆使し、フィンガートップサイズのチップ上に、極微量のゲノムDNAあるいは単一細胞中で発現しているタンパク質の抽出、反応、増幅、電気泳動、検出等の集積化を実現するナノチップ生命分析素子を創製することを目的とする。本年度は、LIGAプロセスを用いて、プラスチック基板上に、DNAおよびタンパク質の抽出、反応、増幅等に必要なマイクロチャンバーを作成し、PCR等の反応の条件の最適化を行った。その結果、PCRであれば10分以内にDNAを増幅できる条件を確立した。また、DNA、タンパク質解析のためのマイクロチャンネルアレイを設計・作成し、既に試作しているマイクロチャンネルアレイ中を泳動するDNA・タンパク質を検出するためのレーザー誘起蛍光検出システムを用いて、マイクロチャンネルに満たす分離担体の種類と濃度、電圧、マイクロチャンネルの長さなどの解析条件を変化させて、DNA断片やタンパク質を1分以内に解析できる条件を確立した。また、マイクロチップ上で、無細胞系のタンパク合成条件を検討し、マウスのエネルギー代謝関連のタンパク質を数種類合成することに成功した。さらに、LC-MS/MSを用いて、プロテオミクス解析を進め、1000種類のタンパク質のプロファイリングに成功した。現在、これらの各分担者による研究を統合化し、マイクロデバイス化するために、シミュレーションソフトを用いて、反応およびDNA・タンパク解析の最適化と最適デザインの設計を行っている。LIGAプロセスで作成したマイクロ加工の鋳型をもとに、ニッケル電鋳により金型を作成し、ホットエンボシングにより、マイクロチップの作成技術を確立した。また、微細加工技術に基づいて、タンパク質解析用のチップを試作し、チップ上でのタンパク質解析の条件を検討した。マイクロチャンネル内への高分子添加剤の開発を行い、この添加剤の濃度と高分子の種類を変更し、タンパク質解析の条件を検討した。その結果、糖鎖を含む溶液を添加することにより、マイクロチャンネルの内壁へのタンパク質の吸着を防ぐことが可能になり、タンパク質の解析の高速化と高分解能化を達成した。

さらに、タンパク質をマイクロチャンネル中に導入するために、電場と圧力を併用する方法を考案し、最適な導入条件では、タンパク質の分離能力が、従来法より著しく向上することを見出した。早稲田大学庄子教授の研究グループと共同研究を進めることができるようになり、庄子教授のグループが進めているマイクロフルイディクスの研究成果に基づいた、流体シミュレーションを行うことが可能になった。さらに、このシミュレーションにより、タンパク質解析の最適条件をこれまでより短時間で見いだすことが出来るようになった。以上の検討結果ならびに、シミュレーション結果をもとに、解析条件の最適化を行い、タンパクの解析の高性能化に成功した。さらに、この条件をマルチチャンネルチップに適用し、同時に多数のタンパクサンプルを解析できる条件を検討し、12サンプルを15秒で解析できることを明らかにした。さらに、マルチチャンネルチップにより、分子量5千20万までのタンパク質を解析できる条件を確立し、白血病関連細胞の熱ショックアポトーシスへの解析に応用した。これらの結果は、プロテオーム解析を目指す、タンパクの高スループット解析および将来のタンパクによる携帯型診断技術開発にとって重要な成果である。タンパク質解析の高性能化を実現できるマイクロデバイスを開発し、白血病関連細胞の熱ショックアポトーシスへの解析に応用した。その結果、分子量7千および1万8千付近にアポトーシスにより高発現している2種類のタンパク質を同定した。また、分子量6万および16万付近にアポトーシスにより低発現している2種類のタンパク質を同定することに成功した。これらのタンパク質は、2次元ゲル電気泳動による結果と一致していた。細胞からタンパク質を抽出する段階をマイクロデバイス化するために、細胞からのタンパク質抽出および抽出したタンパク質の前処理について、従来法についての検討を行い、マイクロデバイス上でのタンパク質の前処理を実現するデバイスの設計を行った。抽出および前処理それぞれのステップについて、設計したデバイスを試作し、基礎検討を行った。その結果、細胞からタンパク質を抽出するステップを従来法では数時間要するところを、デバイスを用いることで1分以内に抽出できることを実証した。抽出したタンパク質の前処理についても、簡素化を実現した。これらのマイクロデバイスを実際のプロテオミクス解析に展開するために、タンパク質の翻訳後修飾部位(N結合糖鎖)を解析するために、生体試料の調製方法を検討し、既存の方法で解析することで方法の評価を行った。レクチン親和性クロマトグラフィーで糖鎖結合タンパク質を濃縮し、グリコペプチダーゼによって糖鎖を切断した。切断の際に糖鎖修飾残基を安定同位体で標識し、LC-MS/MSで被標識部位を同定した。
高血圧の病態生理におけるアルドステロンの腎細動脈収縮作用の意義

アルドステロンは従来よりナトリウム・水貯留ホルモンとして知られていたが、近年、直接的な心血管作用を介して高血圧や心疾患・腎疾患の病態に関与することが明らかにされている。我々も以前にアルドステロンがnon-genomicな機序を介して腎輸出入細動脈を収縮させることで腎血管抵抗や糸球体内圧を上昇させうる可能性を報告している(J Am Soc Nephrol14:2255,2003,Hypertension43:352,2004)。本研究では、まずアルドステロンのnon-genomicな血管収縮作用とミネラルコルチコイド受容体を介して生じる緩徐な作用(genomic action)の間にinteractionが存在するか否かを検討した。しかしながら、我々の実験系ではアルドステロンのgenomic作用の詳細を検討することはできず、このinteractionの可能性を検討することは困難であった。次に、アルドステロンの輸出入細動脈収縮作用における酸化ストレスの関与を検討した。tempol(酸化ストレスの抑制薬)や内皮を除去した輸出入細動脈を用いて検討を行ったが、直接的な関与は認められなかった。現在、アルドステロンが成因に関与している食塩感受性高血圧の病態生理を検討する目的でDescending Vasa Recta(DVR)の単離灌流実験系確立を目指している。残念ながら(単離はできるものの灌流が困難なため)まだ実験系は確立できていないが、今後、アルドステロンを含む種々の血管作動物質に対するDVRの反応性とその機序を解明し,食塩感受性高血圧の病態生理に関する新知見を得たいと考えている。また,種々の動物モデルにも応用することを考えながら,実験系の確立を目指している。アルドステロンは従来よりナトリウム・水貯留ホルモンとして知られているが、近年、直接的な心血管作用を介して高血圧や腎疾患の病態・進展に関与する可能性が示唆されている。高血圧・腎疾患の病態には糸球体血行動態の異常が重要な役割を演じていることから、以前我々は糸球体血行動態の調節に重要な輸出入細動脈へのアルドステロンの作用を検討し、アルドステロンがnon-genomicな機序を介してこれらの細動脈を収縮させること及びその機序を明らかにした(J Am Soc Nephrol 14: 2255,2003,Hypertension 43:352,2004)。これらの研究の中で、アルドステロンのnon-genomicな血管収縮作用とミネラルコルチコイド受容体を介して生じる緩徐な作用(genomic action)の間にinteractionが存在する可能性が示唆されたが詳細は不明であった。そこで今回、このinteractionを検討する目的で1-10nMのアルドステロンで3時間輸出入細動脈を前処置してgenomic actionを引き起こしてからnon-genomicな血管収縮作用を改めて検討しようとしたが、残念ながらこの前処置ではgenomic actionは引き起こされず、interactionを検討することはできなかった。その他の血管収縮刺激とのinteractionが存在するか否かの検討も行ったが、アルドステロンの血管収縮作用と相加的または相乗的に作用する血管収縮機序を明らかにすることはできなかった。現在、アルドステロンによる輸出入細動脈収縮作用における酸化ストレスおよび血管内皮機能の関与をテンポール(酸化ストレスの抑制薬)などを用いて検討している。さらに、以前に我々が得た研究成果を病態モデルで検証すべく、高血圧ラット等を用いた実験を行う準備をしているところである。我々も以前にアルドステロンがnon-genomicな機序を介して腎輸出入細動脈を収縮させることで腎血管抵抗や糸球体内圧を上昇させうる可能性を報告している(J Am Soc Nephrol

14:2255, 2003, Hypertension 43:352, 2004)。近年、種々の臓器においてアルドステロンが酸化ストレスを増大させるという報告が多数あり、アルドステロンによる臓器障害との関連が注目されている。そこで本年度我々は、アルドステロンの輸出入細動脈収縮作用における酸化ストレスの関与を検討した。しかしながら、現在のところ有意な結果が得られていないのが現状である。また、アルドステロンのgenomicな血管作用を検討する目的でスピロノラクトンの影響を検討したが、こちらの研究においても有意な結果は得られなかった。現在、より選択的なアルドステロン受容体拮抗薬であるエプレレノンを入手して詳細を検討している。スピロノラクトンとエプレレノンの作用の相違から、アルドステロンの血管作用に関する新知見が得られる可能性もあると考えて研究を進めている。さらに、以前に我々が得た研究成果を病態モデルで検証すべく、高血圧ラット等を用いた実験を行う準備をしているところである。アルドステロンは従来よりナトリウム・水貯留ホルモンとして知られていたが、近年、直接的な心血管作用を介して高血圧や心疾患・腎疾患の病態に関与することが明らかにされている。我々も以前にアルドステロンがnon-genomicな機序を介して腎輸出入細動脈を収縮させることで腎血管抵抗や糸球体内圧を上昇させうる可能性を報告している(J Am Soc Nephrol14:2255,2003,Hypertension 43:352,2004)。本研究ではアルドステロンのnon-genomicな血管収縮作用とミネラルコルチコイド受容体を介して生じる緩徐な作用(genomic action)の間にinteractionが存在する可能性を検討してきたが、昨年度までの研究で我々の実験系ではアルドステロンのgenomic作用の詳細を検討することは困難であることが判明したため、本年度には新たな実験系の開発に取り掛かった。現在、アルドステロンが成因に関与している食塩感受性高血圧の病態生理を検討する目的でDescending Vasa Recta(DVR)の単離灌流実験系確立を目指している。残念ながら(単離はできるものの灌流が困難なため)まだ実験系は確立できていないが、今後、アルドステロンを含む種々の血管作動物質に対するDVRの反応性とその機序を解明し、食塩感受性高血圧の病態生理に関する新知見を得たいと考えている。また、種々の動物モデルにも応用することを考えながら、実験系の確立を目指している。
相対論的シュレディンガー作用素のレゾルベント

相対論的シュレディンガー作用素をスペクトル散乱理論の立場から詳しく解析するために、この作用素のレゾルベントの性質を多角的に調べるのが本研究の目的であった。この分野の多くの専門家の共通認識として言えることと思われるが、一般に作用素自身は捕え所のないものの、その特徴はスペクトルに反映される。一方、スペクトルとレゾルベントは本来的に表裏一体の関係にある。この故にスペクトル散乱理論においてレゾルベントの性質を調べることに意義がある。さて、本研究においては、まず相対論的シュレディンガー作用素に対する極限吸収原理を導いた。その次に、相対論的シュレディンガー作用素の連続スペクトル(実軸上の無限区間になる)の上でのレゾルベントの境界値(拡張されたレゾルベント)に関して新しい結果を導いた。即ち、スペクトルパラメータが大きくなるとき、拡張されたレゾルベントはノルム位相では決して0に収束しないが、作用素の強収束の意味で0に収束することがわかった。また、拡張されたレゾルベントの特徴付けを与えるように、相対論的シュレディンガー作用素に対して適切な放射条件を見い出すことにも成功した。これらの結果は相対論的シュレディンガー作用素に対して従来得られていた結果の改良ではないことを強調したい。本研究で得られた知見により、相対論的シュレディンガー作用素はレゾルベントの性質に関する限りディラック作用素に近く、通常のシュレディンガー作用素とは異なることがわかる。今後の課題として、ポテンシャルに関する強い制約条件を取り除きたいと考えている。
生物発光イメージングによる発達期時計遺伝子発現リズム解析-非光同調臨界期の探索

発達期マウスのリズム中枢(視床下部視交叉上核)における時計遺伝子発現リズムは、非光刺激により位相依存的に位相変位するのに対し、成獣マウス視交叉上核においては大きな位相反応はみられないことが示された。この結果は、成熟期においては主要なリズム調節因子は光刺激であるのに対し、幼弱期には母親からの非光シグナルの影響が大きいという生物時計の調節機構の違いを反映しているものと考えられる。本研究の目的は、幼若期における生物時計機構の発達を、機能的及び形態的に分析・比較検討することである。生物時計機構の指標として、哺乳類のリズム中枢である視床下部視交叉上核における時計遺伝子Bmall発現リズムを生物発光レポーターを導入したトランスジェニックマウスを用いてリアルタイムに連続測定し、遺伝子発現の発達段階による差を解析した。これまでの実験結果より、幼弱期マウス培養視交叉上核におけるBma11現リズムは、非光刺激である培地交換により位相依存的に位相変位するのに対し、成獣マウス視交叉上核においては大きな位相反応はみられないことが示された。また、測定した全ての成獣マウス視交叉上核がはっきりとした概日振動を示したのに対し、約半数の幼弱期マウスは培養初期において二峰性リズムを示した。このことから、幼弱期においては視交叉上核内振動体間の連絡が未熟である可能性が示唆された。本研究の目的は、哺乳類生物時計機構の発達過程を明らかにすることである。生物時計機構の指標として、リズム中枢である視床下部視交叉上核および末梢の様々な組織における時計遺伝子発現リズムを生物発光レポーターを導入したトランスジェニックマウス・ラットを用いてリアルタイムに連続測定し、遺伝子発現の発達段階による差を解析した。これまでの実験結果より、幼弱期マウス培養視交叉上核における時計遺伝子Bma11発現リズムは、非光刺激である培地交換により位相依存的に位相変位するのに対し、成獣マウス視交叉上核においては大きな位相反応はみられないことが示された。以上の結果はすでに国際学会(Eleventh Meeting of the Society for Research on Biological Rhythms, 2008, USA)および英文学術雑誌(Nishide et.al., Eur. J. Neurosci, 2008)において発表した。さらに、様々な発達段階におけるラット末梢組織の時計遺伝子Per2発現リズムの計測を行ったところ、組織により、発達とともに遺伝子発現位相が変化するものと、胎生期から成獣に至るまで変化しないものに分かれることが示された。今後、発達期においてリズム位相を変化させる因子を解明するための研究を続ける予定である。