hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トリアゾリウムカチオンを架橋部にもつ水易溶性人工核酸の創製

種々検討の結果,伸長単位の保護基と固相担体へのリンカー部の改変を行うことで長鎖のTLDNAの合成において一段階あたりの平均収率を76%から93%にまで向上させることができた.続いてTLDNAに対するメチル化反応によりTLDNA+の合成法を開発した.固相合成法を用いた検討では,短鎖のTLDNA+の合成において反応は問題なく進行したが,比較的長鎖の5量体のTLDNA+の合成においては目的生成物が全く得られず,固相担体からの切り出し条件下で分解反応が生じていることがわかった.そこで温和な反応条件である液相合成法を用いたところTLDNA+ 5量体が99%の高効率で得られた.得られたTLDNA+の水への溶解度はメチル化する前と比べて1000倍に向上したことが明らかとなり,主鎖に正電荷を付与することで,水への溶解性を格段に向上させることができた.[意義・重要性]DNAのリン酸ジエステルを中性の骨格に置き換えた人工核酸は医学・生物科学での利用が期待されているが,水への溶解度の低さが不可避の問題であることが知られている.本研究では,中性の人工核酸TLDNAの連結部を一段階の簡便な手法によりトリアゾリウムカチオンへと変換することで,主鎖に正電荷をもつ水易溶性人工核酸を実現することができた.特に原料であるTLDNAの合成法を改良することにより,TLDNA+の高効率かつ量的供給を可能とすることができた.これにより来年度以降の機能探索が迅速に行えるものと考えている.本年度は,天然核酸への高い錯形成能および,自己二重鎖能を明らかにすることができた.研究開始当初,その主鎖の正電荷ゆえに,負電荷を帯びた天然DNA存在下では非特異的な凝集が生じる可能性が懸念されていたが,今回,TLDNA+が再現性よく錯形成させることができる条件を明らかにすることができた.さらに水銀架橋を活用した自己二重鎖形成能をもつこともわかったことから,最終年度における,TLDNA+の機能探索が迅速に行えるものと考えている.さらに今年度新たに展開したオリゴリボヌクレオチドの合成法の開発においては,高効率・高選択的かつ簡便な合成法を実現することができた.既存の人工RNAは,その2'位ヒドロキシ基の存在のために高効率・高選択的な合成を実現するのは難しく,デオキシリボヌクレオチドの合成に比べて遅れているのが現状である.現在,その利用への期待はsiRNAとしての利用をはじめと高まっており,新たなリボヌクレオチドの登場が望まれている.本手法では,効率・選択性・簡便性いずれをとっても,既存の人工RNA合成法を凌駕する手法であり,その核酸医薬としての展開を期待することができる.これらの検討においては,長鎖になるにつれ,溶解度の問題に直面することが想定されるが,今年度に確立したメチル化法により,解決可能と考えている.今後,水易溶性オリゴリボヌクレオチド(TLRNA+)の機能展開を期待できる.本年度は,本研究課題の要となっているTLDNA+の高効率・高選択的かつ簡便な合成法を実現することができた.当初,TLDNA+の合成に加えて錯形成能の評価を予定していたが,研究を遂行するなかで,特に出発原料であるTLDNAの合成法の効率および量的供給に問題があることに着目し,これが今後の機能の展開において大きな妨げとなるとの認識のもと,その問題点の克服を優先して行うこととした.その結果,既存の人工核酸合成を凌駕する高い効率で,かつ簡便な手法による人工核酸合成法を実現することができた.原料であるTLDNAの量的供給が可能となったことで,TLDNA+の量的供給も可能となり,実際,比較的長鎖のTLDNA+ 5量体が数十ミリグラムスケールでの合成をこれまでに行っている.
慢性家兎における小脳血液循環調節中枢の制御機構

運動の協調や姿勢の保持に重要な制御を行っている小脳が一方において血液循環調節に関与していることが示唆されている。これまでの我々の研究により、小脳虫部皮質に血液循環の制御に関与する小領域3ケ所の存在が明らかになった。更にこれらの部位が体血圧及び交感神経活動を抑制性に制御していることを明らかにした。しかし、これまでの研究はすべて麻酔下で行ったものであり、実際に目覚めた状態で行動しているときにどのように小脳が循環系を制御しているかは明かではない。本研究では上述の小脳血液循環中枢のひとつ、乗物酔いとか姿勢の制御に関係すると考えられているIXX小葉皮質外側部の循環中枢について、無麻酔動物ではどのように機能しているかを明らかにすることを目的とした。第一歩として除脳及び麻酔下のウサギを用いて腎交感神経活動及び体血圧、腎及び大腿動脈血流量を測定し、小脳血液循環中枢を電気刺激し、その刺激効果を比較検討した。その結果(1)麻酔下では小脳循環中枢の刺激により、腎交感神経活動の抑制、体血圧の降下及び、腎並びに大腿動脈血流量の一過性の増加後減少がみられた。刺激電流を800μAまで増加させても同一の反応を示し、その大きさが増した。(2)除脳ウサギでは同様の刺激により刺激電流が弱いときには麻酔下と同様の反応を示したが、100μA以上になると体血圧が上昇し、腎交感神経活動は一過性の抑制後著明な増加を示し、腎動脈血流量は減少した。一方大腿動脈血流量は血圧の上昇にしたがって増加した。すなわち麻酔下のウサギにおける小脳核刺激の効果と一致した。以上の結果より、除脳ウサギにおいては刺激に対する閾値が低下し、強い刺激により小脳核の刺激効果が優位になったと考えられ、無麻酔状態においても麻酔下と同様小脳虫部IXX小葉皮質プルキンエ細胞により腎交感神経活動及び体血圧は抑制性に制御されていると考えられる。
アンチゴケ科,カブトゴケ科,ツメゴケ科地衣類の化学分類

資料収集北海道(平成7年度),秋田(平成8年度),奈良大台ケ原(平成9年度)においてカブトゴケ属,アンチゴケ属地衣の収集を実施した.北海道では当初期待したとうりの成果があったが,他の秋田,奈良,四国では大気汚染のためかほとんど大型のカブトゴケ類は消滅しており,充分な量を採集することができなかった.また,各地の標本館に所蔵する標本を借覧して化学分類研究にあてた.とくに,フィンランド・ヘルシンキ大学,オーストリア・グラツ大学のチベット,中国地方の採集品が新たに加わった.地衣成分日本産の多量の資料を得たことから,セズジアンチゴケでズブロバ-ル酸,オクソロバ-ル酸の新成分が明らかになった.カラフトカブトゴケはレチゲラ酸Bのみであり,シアノバクテリアのカブトゴケモドキのレチゲラ酸AとBとは違っている.ツブカブトゴケにはジロフォール酸のほかに4-Oメチルジロフォール酸かジロフォール酸メチルエステルが含まれている.カブトゴケ類のアトラノリン様物質はプソイドシフェラリンAであることが判明した.セカロン酸Aがアンチゴケ属で種に特異的に出現する.形態凍結ミクロトームの使用により,地衣体の皮層とくに下皮層の構造を調べた.これにより,カブトゴケ属(広義)をいくつかの属に分けることを提案した.新属として中南米のDurietzia属,古い属の復活としてLobarina属を認めた.アンチゴケ科以上の新知見を基に,新種12を加えて,世界のアンチゴケ科地衣類はツヅレウメノキゴケ属(2種),アンチゴケ属アンチゴケ節8種,同セスジアンチゴケ節23種でさらに未記載の新種2である.カブトゴケ科中南米を中心として研究を発表し,世界のカブトゴケ類を以下のようにまとめた.カブトゴケ属カブトゴケ節11種,同カブトゴケモドキ節6種,同オレゴンカブトゴケ節1種,ハイイロカブトゴケ属2種,Durietzia属5種,さらにエビラゴケ類については主としてオーストリア産の資料待ちの状態で研究が未完であるが,ヤマトエビラゴケ類11種,エビラゴケ類7種,Lobaria peltigera類8種,Labaria patinifera類8種を認めた.ツメゴケ科当初よりモノグラフ的研究を予定せず,緑藻とシアノバクテリアの共生藻の違いや地衣化による形態,成分の違いを検討する材料とした.形態形成と成分については密接に関係していることが判明した.資料収集北海道(平成7年度),秋田(平成8年度),奈良大台ケ原(平成9年度)においてカブトゴケ属,アンチゴケ属地衣の収集を実施した.北海道では当初期待したとうりの成果があったが,他の秋田,奈良,四国では大気汚染のためかほとんど大型のカブトゴケ類は消滅しており,充分な量を採集することができなかった.また,各地の標本館に所蔵する標本を借覧して化学分類研究にあてた.とくに,フィンランド・ヘルシンキ大学,オーストリア・グラツ大学のチベット,中国地方の採集品が新たに加わった.地衣成分日本産の多量の資料を得たことから,セズジアンチゴケでズブロバ-ル酸,オクソロバ-ル酸の新成分が明らかになった.カラフトカブトゴケはレチゲラ酸Bのみであり,シアノバクテリアのカブトゴケモドキのレチゲラ酸AとBとは違っている.ツブカブトゴケにはジロフォール酸のほかに4-Oメチルジロフォール酸かジロフォール酸メチルエステルが含まれている.カブトゴケ類のアトラノリン様物質はプソイドシフェラリンAであることが判明した.セカロン酸Aがアンチゴケ属で種に特異的に出現する.形態凍結ミクロトームの使用により,地衣体の皮層とくに下皮層の構造を調べた.これにより,カブトゴケ属(広義)をいくつかの属に分けることを提案した.新属として中南米のDurietzia属,古い属の復活としてLobarina属を認めた.アンチゴケ科以上の新知見を基に,新種12を加えて,世界のアンチゴケ科地衣類はツヅレウメノキゴケ属(2種),アンチゴケ属アンチゴケ節8種,同セスジアンチゴケ節23種でさらに未記載の新種2である.カブトゴケ科中南米を中心として研究を発表し,世界のカブトゴケ類を以下のようにまとめた.カブトゴケ属カブトゴケ節11種,同カブトゴケモドキ節6種,同オレゴンカブトゴケ節1種,ハイイロカブトゴケ属2種,Durietzia属5種,さらにエビラゴケ類については主としてオーストリア産の資料待ちの状態で研究が未完であるが,ヤマトエビラゴケ類11種,エビラゴケ類7種,Lobaria peltigera類8種,Labaria patinifera類8種を認めた.ツメゴケ科当初よりモノグラフ的研究を予定せず,緑藻とシアノバクテリアの共生藻の違いや地衣化による形態,成分の違いを検討する材料とした.形態形成と成分については密接に関係していることが判明した.資料収集は北海道富良野の東京大学北海道演習林を中心として実施し,約90点の資料を採取した.カブトゴケ,及びカラフトアブトゴケは多量に採取できた.成分を研究中である.トゲカラフトカブトゴケLobaria kazawaensis(Asah.)Yoshim.は本州群馬県鹿沢のタイプしか知られていなかったが,はじめて第二の産地として採集できた.アンチゴケについては量的には多く採集できなかった.

四国では横倉山,吾川村で実施したが,量的には多くを採集できなかった.分類中南米のアンチゴケ属地衣8種について発表した(J.Daniels et al. (ed).: Flechten Follmann, Gologne, Germany).新種2:Anzia lopezii Yoshim., A.masonii Yoshim.ニューギニアのアンチゴケ属地衣について発表した(Bibliotheca Lichenologica,58:439-469).12種のうち,2種が従来から知られていたもので,2種は旧熱帯での新記録である.他の8種は新種である.Anzia endoflavida Yoshim. etSipman, A.isidiolenta Diederich & Sipman, A.isidiosaYoshim., A.pustulata Yoshim.また,両地域の比較を植物学会(金沢)で発表した.カブトゴケ科,ツメゴケ科についての研究をすすめている.化学成分(1)アンチゴケ科地衣類の多量採集が出来ていないので,シバリカート酸とセッカ酸との形態分化との関係はまだ研究が進んでいない.(2)カブトゴケ科におけるジロフォール酸の関連物質はいくつかの成分が検出されている.(3)中南米のカブトゴケ属地衣に出現するアトラノリン類似物質は機械分析(UVおよびNMR)の結果pseudocyphellarin Aと同定した.(4)新種Anzia endoflavidaの黄色髄層の成分がsecaronic acid Aではないかと推定された.資料収集秋田県白神山地付近,男鹿半島,八幡平,田沢湖周辺などを中心として8日間かけて調査と資料収集を実施した.10年前の調査と比較すると,極端に地衣類,殊に樹皮着生の大型地衣の生育状況が悪く,大量採集はできなかった.なお,日本海側の地衣の生育の悪さは大気汚染が主な原因と推定される.それでも,採集した地衣類は整理の結果116点に達した.このなかで,アンチゴケ類,カブトゴケ類については成分等を研究中である.分類1.インド・ヒマラヤ地方のアンチゴケ属3種について研究し,発表した.新種1.Anzia kohimana Yoshim.基準標本の選定1.Anzia Physoidea Smith.2.オーストラリアのカブトゴケ類について,キャンベラ大学のJ.Elix博士と共同研究を実施し,7種を分類した.内3種の帰属について検討中である.培養研究ヒロハツメゴケについての培養研究を植物学会福岡大会シンポジウムで発表した.とくに緑藻とシアノバクテリアによる形態形成を透過型電子顕微鏡で観察した.ツメゴケ,カブトゴケなどの分類の根幹にかかる研究であるが,結果の検討を継続中である.インドのAnzia属地衣を調べ,新種Anzia kohimanaを発表した.また,日本産のセスジアンチゴケから新物質(sublobaric acidとoxolobaric acid)を発見し,近縁種との違いを明らかにした.カブトゴケ科の地衣は大気汚染で急速に消滅しつつあり,近畿地方の大台ケ原での調査ではヨロイゴケ類やエビラゴケ類はみられたがカブトゴケ類を観察できなかった.なお,このようなカブトゴケ類の消滅は世界的な規模で起こっており,現状を平成10年5月ウクライナのカルパチア山地で現地シンポジウムに招待され,発表する.
IL-27を産生する新規制御性T細胞の分化と生理的機能の解析

IL-27は、IL-12サイトカインファミリーに属し、免疫抑制作用を持つサイトカインである。IL-27はこれまでマクロファージや樹状細胞などの骨髄由来の抗原提示細胞から産生されるとされ、解析が行われてきた。申請者らは、IL-27が、マラリア原虫に感染したマウスにおけるT細胞から産生され、免疫抑制作用を示すこと、また産生T細胞は、TregやTr1など既知の制御性T細胞とは異なる細胞集団に属することなどを報告してきた。本研究ではこのIL-27を産生するT細胞(Tr27)の詳細を解析することを目的とし、これまでにIL-27p28サブユニットの下流に蛍光色素の遺伝子を接続したレポーターマウスを作成した。作成されたマウス由来のマクロファージの骨髄由来抗原提示細胞をLPSなどで刺激したところ、蛍光色素の発現が確認された。T細胞を抗原非特異的に刺激した場合には、IL-27p28の発現は認められなかったため、Tr27の分化誘導には特殊な条件が必要とされることが推察されている。今年度には、このマウスのB6系統への戻し交配を完了した。戻し交配が完了したマウスにマラリア原虫感染を行ったところ、ごく低いパーセントながらレポーター陽性T細胞を検出できたため、今後、時間経過などを含めた解析を行っていく。また、BCG感染を行ったところ、マクロファージなどからのILー27産生(レポーター陽性)を確認できたが、T細胞からの産生は現時点で確認できて折らず、この詳細も検討を行っていく。さらに、このマウスを、いくつかの感染実験に供するほか、自己免疫・炎症性疾患のモデル実験に供し、T細胞がIL-27を産生する条件、病態などの解析を行っていく予定である。またレポーター発現により、IL-27産生細胞の分取が可能になったため、免疫疾患モデルにおいて移入による免疫抑制作用・治療効果の検討を行う。申請者らは、IL-27が、マラリア原虫に感染したマウスにおけるT細胞から産生され、免疫抑制作用を示すこと、また産生T細胞は、TregやTr1など既知の制御性T細胞とは異なることなどを報告してきた。本研究ではこのIL-27を産生するT細胞(Tr27)の詳細を解析することを目的とし、今年度はIL-27p28サブユニットの下流に蛍光色素の遺伝子を接続したレポーターマウスを作成した。作成されたマウス由来のマクロファージなどの骨髄由来抗原提示細胞をLPSなどで刺激したところ、蛍光色素の発現が確認された。T細胞を抗CD3抗体などで抗原非特異的に刺激した場合には、IL-27p28の発現は認められなかったため、Tr27の分化誘導には特殊な条件が必要とされることが推察される。感染に用いるため、このマウスをB6系統に戻し交配を行い、現在F6程度まで戻し交配が進み、またNeo遺伝子など不必要な配列が削除されたことも確認している。今後、このマウスを、マラリアや、その他の原虫感染、および実施可能な細菌・ウイルス感染実験に供するほか、自己免疫・炎症性疾患のモデル実験に供し、T細胞がIL-27を産生する条件、病態などの解析を行う。また、マラリア感染実験、あるいはその他の系におけるIL-27p28産生T細胞を分取し、その特異的マーカーや転写因子などを解析する。今年度は、マウスの作成を計画しており、目的のマウスが完成した。今後、各種免疫実験において、T細胞がIL-27を産生する条件、環境を検討していく。本研究ではこのIL-27を産生するT細胞(Tr27)の詳細を解析することを目的とし、昨年度までにIL-27p28サブユニットの下流に蛍光色素の遺伝子を接続したレポーターマウスを作成した。作成されたマウス由来のマクロファージの骨髄由来抗原提示細胞をLPSなどで刺激したところ、蛍光色素の発現が確認され、これはELISAで測定したIL-27(p28サブユニットを含む)と同様の傾向を示した。感染に用いるため、このマウスをB6系統に戻し交配を行い、現在F9程度まで戻し交配を進めた。戻し交配途中のマウスの一部を用いてマラリア原虫感染、BCG感染を行ったが、マウスの数の問題で感染後の詳細な経過を追うことができず、時間経過などを含めた解析が必要と考えている。今後、このマウスを、いくつかの感染実験に供するほか、自己免疫・炎症性疾患のモデル実験に供し、T細胞がIL-27を産生する条件、病態などの解析を行う。

また、マラリア感染実験、あるいはその他の系におけるIL-2 7p28産生T細胞を分取し、その特異的マーカーや転写因子などを解析する。マウスの作成と戻し交配に時間がかかったことと、感染実験のためには戻し交配の済んだマウスを増やす必要があるため。ただし、戻し交配の途中のマウスを用いることにより予備的検討を行い、レポーターマウスの特製や、マラリア感染実験を行った。IL-27は、IL-12サイトカインファミリーに属し、免疫抑制作用を持つサイトカインである。IL-27はこれまでマクロファージや樹状細胞などの骨髄由来の抗原提示細胞から産生されるとされ、解析が行われてきた。申請者らは、IL-27が、マラリア原虫に感染したマウスにおけるT細胞から産生され、免疫抑制作用を示すこと、また産生T細胞は、TregやTr1など既知の制御性T細胞とは異なる細胞集団に属することなどを報告してきた。本研究ではこのIL-27を産生するT細胞(Tr27)の詳細を解析することを目的とし、これまでにIL-27p28サブユニットの下流に蛍光色素の遺伝子を接続したレポーターマウスを作成した。作成されたマウス由来のマクロファージの骨髄由来抗原提示細胞をLPSなどで刺激したところ、蛍光色素の発現が確認された。T細胞を抗原非特異的に刺激した場合には、IL-27p28の発現は認められなかったため、Tr27の分化誘導には特殊な条件が必要とされることが推察されている。今年度には、このマウスのB6系統への戻し交配を完了した。戻し交配が完了したマウスにマラリア原虫感染を行ったところ、ごく低いパーセントながらレポーター陽性T細胞を検出できたため、今後、時間経過などを含めた解析を行っていく。また、BCG感染を行ったところ、マクロファージなどからのILー27産生(レポーター陽性)を確認できたが、T細胞からの産生は現時点で確認できて折らず、この詳細も検討を行っていく。さらに、このマウスを、いくつかの感染実験に供するほか、自己免疫・炎症性疾患のモデル実験に供し、T細胞がIL-27を産生する条件、病態などの解析を行っていく予定である。またレポーター発現により、IL-27産生細胞の分取が可能になったため、免疫疾患モデルにおいて移入による免疫抑制作用・治療効果の検討を行う。作成された、IL-27p28レポーターマウスを用いて、各種免疫実験において、T細胞がIL-27を産生する条件、環境を検討していく。分担研究者が、マラリア原虫感染実験を行い、IL-27がT細胞より産生されることを確認し、さらに産生条件を解析するほか、申請者は他の原虫感染、および自己免疫モデル実験や、炎症誘導実験などを行い、IL-27がT細胞から産生される条件、環境を解析する。また、マラリア感染実験、あるいはその他の系におけるIL-27p28産生T細胞を分取し、その特異的マーカーや転写因子などを解析する。戻し交配は完了したので、マラリアや結核菌・BCG感染実験を共同研究先とともに実施し、感染経過やTr27の分化条件などを詳細に検討する。また、T細胞に限定せず、レポーターマウスの特性を活かし、IL-27が産生される条件や場所、時間経過など、これまでに得られてきた解析結果を時空間的に展開し、IL-27のさらなる解析を進める。本年度の研究は、マウスの戻し交配とレポーターの確認までで、可能であれば実施を予定していた感染実験や、自己免疫実験(いずれも予備的検討の開始)などを行わなかったため。
多重モード応答型分子履歴認識ゲート膜の開発

生体においては極微量のシグナル分子の存在を記憶することで、多彩で柔軟な生命現象を発現することが知られている。本研究においては、pHなどの履歴に応じて複数の準安定な相(多重相)を採りうるポリアンフォライトに、シグナルイオン認識部位(クラウンエーテル)を導入した分子認識ポリアンフォライトを創出し、これを多孔質基材にリニアポリマーとしてグラフト固定化した新規ゲート膜を設計・作製した。そしてこの膜が環境履歴に応答して透過機能が変化する機能や化学的論理ゲート機能等、多様な高機能を発現する分子履歴認識ゲート膜であることを示した。生体と同様に、微小な分子シグナルを履歴として記憶し、大きな出力へと変換する簡便なシステムがあれば、センサーから物質生産に至るまで非常に広範な応用が期待される。正負双方の電荷を持つポリアンフォライトは、複数の相互作用の協調によりpHなどの履歴に応じて複数の準安定な相(多重相)を採りうる。本研究ではこのポリアンフォライトに分子認識部位(クラウンエーテル)を導入した分子認識ポリアンフォライトを創出し、これを多孔質基材にグラフトポリマーとして固定化することで、環境・分子シグナル履歴に応じて多様な機能を示す多重モード応答型分子履歴認識ゲート膜の開発を目指している。基材を傷つけずにリニアポリマーをグラフト固定化できる有用な手法としてプラズマグラフト重合法を採用しているが、従来法では電荷を持つモノマ0のグラフトは困難であった。本年度の研究では、添加剤としてドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を加えることにより、分子認識ポリアンフォライトの構成要素であるクラウンモノマー・正電荷モノマー・負電荷モノマーそれぞれのプラズマグラフト重合に成功した。またこれらのモノマーのグラフト共重合及び共重合比の制御にも成功している。これに加え、SDSがプラズマグラフト重合に与える効果の解明も行った。SDSによって疎水性のポリエチレン多孔質基材の細孔内部にまでモノマー溶液が浸潤することで、細孔内部までグラフト重合が行われることを見出だした。さらにグラフト反応開始基であるパーオキサイド基の解裂に酸が関わっていることを見出だし、常温から程度の低温でのグラフト反応に成功している。本研究ではこのポリアンフォライトに分子認識部位(クラウンエーテル)を導入した分子認識ポリアンフォライトを創出し、これを多孔質基材にグラフトポリマーとして固定化することで、環境・分子シグナル履歴に応じて多様な機能を示すゲート機能膜の開発を目指している。平成25年度においては、平成24年度までに開発を行った新規プラズマグラフト重合法を用いて、クラウンエーテルとアクリル酸をグラフト共重合した機能膜の開発を行い、その性能評価を行った。クラウンエーテルに認識されるイオン(K+やBa2+)が存在しないときは、機能膜の透過特性は通常の弱電解質と同様のpH依存性を示したが、認識イオンの存在下では、あるpHのところで透過特性の極大を示すという等電点的な挙動を発現した。これは今までに類を見ない特異な透過特性である。これに加え、新規プラズマグラフト重合の特性解析も進んでいる。グラフト重合に用いるモノマーの種類を変えることによって、特にビニル基周りの電子状態に応じて、グラフト重合量のpH依存性が大きく変化することを見出した。この結果はエネルギー効率が良く、環境にやさしい表面修飾法である本手法の、機構解明につながる重要な結果であると考えている。平成25年度までに分子認識ポリアンフォライトゲート膜の開発を行ってきた。ポリアンフォライトは正負双方の電荷をポリマー内に共存し、pHの履歴に応じて多重相を取りうる。我々はこれにシグナルイオンの認識が可能なクラウンエーテル部位を導入することで、pHやシグナルイオンの濃度に応じてポリマーサイズが変化する分子認識ポリアンフォライトを開発した。さらに、これを多孔質基材中にグラフト固定化したゲート膜を開発している。平成26年度は、この分子認識ポリアンフォライトゲート膜の特性解析を進め、pHとシグナルイオン濃度の双方が低い時にのみゲートが開き、それ以外の条件(pH/シグナルイオン濃度=高/低・低/高・高/高)ではゲートが閉まるという特徴的な化学的論理ゲート挙動を示すことを明らかにした。またpHの上昇/下降操作に対して、ヒステリシスすなわち履歴認識の挙動をも見出だし、当初の目的である履歴認識ゲート膜としての性質を確認した。高性能ゲート膜の開発のためには、グラフトに適したポリマー自体の開発も必要になる。

我々はそのようなポリマーの一つとして、温度に応答して膨潤収縮するN-isopropylacrylamideポリマーと、ゲスト分子を包接するホスト分子シクロデキストリンを共重合させたポリマーが、ゲスト分子の存在下で自律膨潤収縮する現象を見出だしてきたが、平成26年度はさらに、シクロデキストリンと主鎖間にゲスト分子を導入することで、従来ポリマーでは自律膨潤収縮現象を誘起しないゲスト分子に対しても現象を誘起することに成功している。将来的にはこれらのポリマーをグラフトしたゲート膜の開発が見込まれる。26年度が最終年度であるため、記入しない。化学工学26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は当初予定していた、プラズマグラフト重合法による各種モノマー(分子認識モノマー・正荷電モノマー・負荷電モノマー)のグラフト固定化・制御に加え、プラズマグラフト重合進行に重要な要件をも見出だしている。通常パーオキサイド基の解裂には80°C程度の高温が必要であるが、酸により常温程度で解裂反応が進行することを発見し、熱に弱いモノマーへの応用可能性を開いた。この知見はグラフト重合のみならず、低分子開始剤を用いた重合にも応用できる可能性があり、さらなる機能性材料の創出にも重要な結果であると考えている。本年度の研究においては、ポリアンフォライトに分子認識部位クラウンエーテルを加えた分子認識アンフォライトをグラフトポリマーとして持つ膜を開発し、その特性解析を進めることで、本機能膜の新しい特性を見出している。この際、膜基材を分解することによって、膜の特性解析に重要なファクターであるグラフトポリマーの分子量分布・数密度などの情報を得ることにも成功している。以上の進展は当初の計画に沿ったものである。上記の検討に加え、本年度においては、新規プラズマグラフト重合法の特性解析に関しても検討を行っており、メカニズムに関する重要な知見を得ることに成功している。この点が当初の計画以上に進展していると判断した理由である。平成25年度には、24年度に作成に成功した分子認識ポリアンフォライトグラフト膜に対して、膜透過流速・浸透圧評価を行うことで多重モードの評価を試みる。また膜にグラフトされたポリアンフォライトを単離してその性状(共重合組成・分子量分布・数密度)を調べることで、分子履歴認識ポリアンフォライトの形態変化と膜細孔径変化の定量的な議論を行う。ここで得た単離グラフトポリマーの性状は平成26年度の多重モードの解析にも活かす、平成26年度には、分子認識ポリアンフォライトグラフト鎖中において、各種相互作用を個別に評価することで各種相互作用の寄与の評価を行う。例えば膜中での水素結合・疎水性相互作用を膜の2次元IRや固体NMRにより、また膜の荷電状態を滴定・膜電位測定を通して評価する。
ヘリコバクター・ピロリ除菌治療による胃ＭＡＬＴリンパ腫治癒機構の解明

胃マルトリンパ腫は胃の粘膜下で増えるリンパ球の癌であり、ヘリコバクター・ピロリ(HP)感染による慢性胃炎を背景に発症することが多く、HPを除菌するだけで6-8割が治る。しかし、HP除菌がマルトリンパ腫の治癒に繋がる機構が分かっていない。HPはヒトの免疫から自分を守るために周囲の免疫反応を抑制するが、癌細胞も同様の機構を持つ。両者の類似点に注目し、HP除菌治療に伴い癌周囲の免疫反応の変化を検討したところ、免疫を抑制する制御性T細胞の数が、除菌前は高く除菌後に減少することを認めた。このことよりHP除菌治療は癌に対する免疫反応を改善させて癌細胞を排除することがその機構である可能性が示唆された。今年度は以下の3項目を進めた。新規症例の登録;胃MALTリンパ腫の発症頻度は非常に低いため、千葉大学、帝京大学と協同して登録を進めている。組織学的に胃MALTリンパ腫の診断を確定した未治療H.pylori陽性症例で、本臨床研究の参加に文書で同意を得た症例は、現在XX例あり、H.pylori除菌治療開始前・除菌治療終了1カ月後の組織生検が終了している。現在、より多くの施設に協力を仰いでいる。RNA発現解析;保存した検体よりtotal RNAを抽出しところ、ばらつきはあるものの0.310.0 ugのRNAが回収できた。cDNAを合成して、免疫に関連した膜蛋白質およびサイトカイン・サイトカインレセプター遺伝子計40遺伝子の発現変動を定量RT-PCR法で測定した。除菌治療開始前の検体から採取したRNAをcalibratorとし、GAPDHの発現量で標準化した各遺伝子の発現レベルの相対量を⊿⊿Ct法で算出し、治療開始前の発現値から各検体採取時点における発現変動を測定した。15倍の変動を認めた遺伝子がある一方で、検出限界以下の発現のため評価不能な遺伝子も認められた。(3)過去の症例の検索:新規症例の登録が少ないため、過去に当院にて内視鏡生検を行い組織学的に胃MALTリンパ腫の診断を確定した未治療H.pylori陽性症例を検索した。組織のホルマリン固定パラフィン包埋ブロックが保存されている症例はXX例であった。胃MALTリンパ腫の症例集積が遅れ、予定した症例数に達しなかったため、遺伝子発現および免疫組織染色解析による腫瘍局所の免疫動態変化とMALTリンパ腫寛解の解析は不十分であった。解析可能な前向き症例数は3例のみで、内1例のみがH.pylori陽性であり、2例は陰性であった。陰性例も含めて除菌治療を行い、経時的に内視鏡検査による組織採取で除菌前後の経過を見たところ、H.pylori陽性例のみでMALTリンパ腫の寛解を認めたが、陰性の2例は寛解に達しなかったため36カ月後に放射線治療を施行し寛解を得た。H.pylori陽性除菌成功例では、除菌後2カ月後の内視鏡検査でMALTの寛解を得た。この1例につきRNA発現解析を16遺伝子に関して施行し、除菌前の発現レベルに対する発現量の増減を経時的に見たところ、Foxp3、CD4はそれぞれ除菌後前値の3%、19.5%に減少を認めた。他の免疫抑制性分子・活性化分子の発現動態に関しては一定の傾向を示さなかった。Foxp3の免疫染色では除菌前Foxp3陽性細胞数97.7±35.5/HPF、除菌後0/HPF (p=0.037)と除菌治療に伴い有意な減少を認め、遺伝子発現解析の結果を指示する結果を得た。当院で過去に除菌治療を行った8例のH.pylori陽性胃MALTリンパ腫症例の病理検体を用いて、除菌治療前後のFoxp3陽性細胞数を経時的に評価した。除菌治療によりMALTが寛解した症例ではFoxp3陽性細胞数は短期間で減少する傾向を認めたが、MALTの寛解に至らなかった2症例では逆にFoxp3陽性細胞数は有意な上昇を認め、局所放射線治療を必要とした。また、除菌治療後、MALTリンパ腫の寛解に時間を要した1例ではFoxp3陽性細胞数の減少が緩やかであり、制御性T細胞の免疫抑制と胃MALTリンパ腫寛解の間に相関性を示唆する結果であると解釈できる。胃のMucosa-associated Lymphoid Tissue (MALT)リンパ腫は、Helicobacter pylori (H. pylori)の除菌により60-80%が治癒するがその機構は不明である。

そこで、H.pylori除菌前後における腫瘍微小環境の免疫応答の変化とMALTリンパ腫の排除の相関を経時的に定量的に測定し、MALTリンパ腫の治癒機構の解明と治療反応性予測に有用な新規のバイオマーカーの開発を目指している。そこで、今年度は以下の4項目を進めた。(1)症例の登録;胃MALTリンパ腫の発症頻度は非常に低いため、千葉大学、帝京大学と協同して登録を進めている。組織学的に胃MALTリンパ腫の診断を確定した未治療H.pylori陽性症例で、本臨床研究の参加に文書で同意を得た症例は、現在3例あり、H.pylori除菌治療開始前・除菌治療終了1カ月後の組織生検が終了している。現在、より多くの施設に協力を仰いでいる。(2)内視鏡的な胃MALTリンパ腫の寛解を評価するため、潰瘍の改善度、胃粘膜隆起の改善、病変範囲の縮小を指標としてスコアを作成した。(3)免組織学的解析に用いる抗FoxP3抗体、抗CD68抗体、抗CD3抗体の選定と評価を行った。(4)RNA発現評価を行うために、膜蛋白質およびサイトカイン・サイトカインレセプター遺伝子計40遺伝子に対するプライマーを設計し、正常リンパ節組織および正常脾臓組織から抽出したtotal RNAより合成したcDNAをテンプレートに、SYBRGreenによる定量RT-PCR法を用いてプライマーの評価を行った。以上により、今年度計画した研究内容は、概ね達成されたと考える。新規症例の登録が少ないため。当院のみならず、関連医療機関2病院にも症例収集への協力を依頼していたが、当院以外では症例の登録がなかった。1.他施設への研究協力による症例登録数増加2.内視鏡所見のスコア化作成3.抗FoxP3抗体、抗CD68抗体、抗CD3抗体の選定と条件の設定4.膜蛋白質およびサイトカイン・サイトカインレセプター遺伝子計40遺伝子に対するプライマーの設計および、正常リンパ節組織および正常脾臓組織から抽出したtotal RNAより合成したcDNAをテンプレートに、SYBRGreenによる定量RT-PCR法を用いたプライマーの評価、条件の設定以上が本年度の成果として挙げられる。関連医療機関に新規症例の登録を継続して依頼する。また、協力医療機関を増やせるよう働きかける。過去に内視鏡生検により胃MALTリンパ腫の診断を確定した未治療H.pylori陽性症例のホルマリン固定パラフィン包埋ブロックを収集し、RNA抽出を行い、免疫関連遺伝子の発現解析が可能であるか評価を行う。RNA発現解析では、一部の遺伝子で発現量が検出限界以下であり、評価が困難なものがあったため、より高感度な測定系を構築する。1.MALT組織検体の集積2.病理組織学的評価3.免疫組織学的評価以上を基本情報として、集積したデータを用いてH.pylori除菌治療後のMALTリンパ腫の(内視鏡的・組織学的)治療効果と、免疫抑制性細胞(Treg, TAM)またはCD3陽性T細胞の腫瘍浸潤のレベルの相関を解析する。また、免疫抑制関連遺伝子または免疫促進関連遺伝子の発現変動との相関を解析する。検体集積の費用、運搬費、免疫組織学的評価に使用する抗体の購入費などで使用する予定。主として検体集積にかかる通信費、運搬費。また、免疫組織学的評価に使用する抗FoxP3抗体、TAMの腫瘍内浸潤評価のための抗CD68抗体、抗CD3抗体、RNA発現解析のための市販キットなどの購入費として使用する予定である。
炭酸水による血管拡張作用および温熱作用の機序解明-スポーツ科学への応用-

高濃度人工炭酸水への浸漬による生理的効果について検討した。炭酸水の主成分であるCO2は皮膚から吸収されることで、皮膚血管を拡張(末梢循環の改善)させ、温感を促進(高水温による生体への負担軽減)させることが確認できた。また、夜間睡眠前の炭酸水への入浴は、睡眠初期の体温の低下を促進させ、睡眠中の迷走神経活動を亢進させるためにより深い睡眠が得られ、積極的な疲労回復効果が期待できることが明らかとなった。高濃度の二酸化炭素を含む温泉(高濃度炭酸泉)は強力な皮膚血管拡張効果を持つことから、高血圧症者や末梢循環障害を有する患者などに対する温泉療法として適用されており、その効果についても多くの報告がみられる。近年では、プロサッカー選手やオリンピック出場選手などトップアスリートを対象に、トレーニング後の疲労回復効果を期待した高濃度炭酸泉への入浴が行われている。しかしながら、現在のところ「疲れがとれやすくなった」や「ぐっすり眠れるようになった」などの心理的効果のみ明らかではあるが、疲労回復に関する生理的効果についてはほとんど明らかになっていない。本研究は、高濃度人工炭酸泉への入浴による疲労回復効果を明らかにする目的で、人工炭酸泉およびさら湯への入浴(水温39度、10分間)後に人工気候室内(室温24°C、相対湿度50%)にて7時間(23:006:00)の夜間睡眠を行わせたときの覚醒レベルおよび夜間睡眠深度、心拍変動および体温変動を比較・検討した。結果、深部温は、炭酸泉浴後およびさら湯浴後ともに睡眠初期に大きく低下したが、それは炭酸泉浴後でやや大きかった。また、睡眠中の前頭部皮膚温の低下も炭酸泉浴でやや大きかったことから、炭酸泉浴後では発汗や皮膚血管拡張による熱放散の促進がさら湯浴後よりも大きいと考えられた。心拍数は、睡眠開始後約60分後まで大きな低下がみられ、それは炭酸泉浴後がさら湯浴後よりも大きかった。また、炭酸泉浴後では迷走神経活動の亢進によると考えられる入眠潜時の短縮やより深い睡眠深度が得られ、自己申告による中途覚醒も炭酸泉浴後の方が少なかった。さらに、睡眠感の主観評価も炭酸泉浴の方が高かったことから、高濃度炭酸泉への入浴後の睡眠は、さら湯浴後と比較してより積極的な疲労回復効果が期待できることが明らかとなった。高濃度人工炭酸泉は血管拡張効果を有することから、高血圧症者や末梢循環障害を有する患者に対しての温泉療法として用いられている。また、「疲れが取れやすい」、「ぐっすり眠れる」などの主観評価があることから、アスリートに対しても適用されている。しかしながら、これらはあくまで主観的な感想のみであり、炭酸泉への浸漬が睡眠効率を上げる生理学的根拠については明らかになっていない。今年度は、就寝前の炭酸泉への浸漬が、睡眠深度および睡眠評価に及ぼす生理学的効果を明らかにするために、さら湯への入浴と比較・検討した。健康な男子大学生6名を被験者とした。湯温39°Cに設定した高濃度人工炭酸泉(1000ppm)へ10分間の全身浴を行わせた後、人工気候室内(室温24°C、湿度50%)にて午後11時午前6時まで睡眠を行わせた。睡眠中の心電図、脳波、深部温、皮膚血流量の測定と、起床直後の気分評価(VAS)の聞き取りを行った。対照実験として、同じ条件下でのさら湯浴を行った。直腸温(深部体温)および前頭部皮膚温は、炭酸泉浴後およびさら湯浴後ともに睡眠初期に大きく低下したが、それは炭酸泉浴後でやや大きいことから、炭酸泉浴後では発汗や皮膚血管拡張による熱放散の促進がさら湯浴後よりも大きいと考えられた。迷走神経活動の指標である心拍変動のHF成分は、心拍数は、炭酸泉浴後がさら湯浴後よりも大きく、炭酸泉浴後でのリラックス感が高いことが明らかとなった。また、入眠潜時は、炭酸泉浴後がさら湯浴後よりも早い傾向にあり、深い睡眠深度が得られる(睡眠ステージ3と4の増加)という結果であった。加えて、自己申告による中途覚醒数も炭酸泉浴の方が少なかった。以上の結果から、炭酸泉入浴後の睡眠は、さら湯浴後と比較して入眠時の深部体温の低下を促進させると共に、迷走神経活動を上昇させることで、より深い睡眠が得られることが明らかとなった。炭酸水への浸漬時には同水温でのさら湯への浸漬時よりも温かく感じることが知られているが、これはCO_2が皮膚の温受容器を興奮させ、冷受容器を抑制させることによると考えられている。本研究は冷受容器および温受容器を興奮させる効果があることが知られているメントールとカプサイシン塗布後の炭酸水への浸漬が浸漬部位の温度感覚におよぼす効果について検討した。室温26°C、相対湿度40%に設定した人工気候室内にて行った。10%20%

ハッカ油溶液(メントール30%以上含有;健栄製薬)を両側の前腕屈側部位に塗布(約7×5cm)し、10分間の椅座位安静後に右前腕を炭酸水(1000ppm)に、左前腕をさら湯に10分間浸漬させた。退水後は直ちにタオルで水分を拭き取り、安静時と同じ状態で10分間の回復をとらせた。後日、同じ方法にて0.1%0.5%カプサイシン溶液(カプサイシン65%/ジヒドロカプサイシン35%;アルドリッチ社)を塗布した時の変化を観察した。水温はいずれも33°Cとした。実験開始時から実験終了時まで、浸漬部位での温度感覚(7段階)および痛みの感覚(VAS:10段階)の聞き取りを2分毎(浸漬中は1分毎)に行い、数値化して演算処理をした。尚、メントール実験とカプサイシン実験は、少なくとも24時間以上の間隔をおいて行った。メントール塗布部位での浸漬中の温度感覚は、炭酸水およびさら湯ともに冷感を感じていたが、冷感はさら湯よりも炭酸水の方がより弱かった。これは、炭酸水ではCO_2による冷受容器の抑制効果とメントールによる刺激効果が相殺された結果であると推察される。カプサイシン塗布部位での浸漬中の温度感覚は、ほとんどの被験者がさら湯よりも炭酸水でより大きな温感を感じており、塗布部位と塗布していない浸漬部位との温度感覚の差は、さら湯よりも炭酸水の方がより大きかった。これはCO_2による温受容器の刺激に加え、カプサイシンによる刺激が、温感を促進したものと考えられる。以上、メントールおよびカプサイシン塗布部位では、炭酸水およびさら湯への浸漬により異なる温度感覚を示したことから、CO_2が温度受容器に直接または間接的に作用していることを裏付けることになる。
地盤の支える機能から流れる性質までの統合表現による数値シミュレーション

(a)弾塑性挙動と粘性流動挙動の両方とそれらの遷移挙動を表現可能な材料構成則の開発(20192020前半)、(b)高性能MPMの開発(20192020前半)、(c) (a)と(b)のプログラム実装と検証計算(2020後半)、(d)地盤の支える機能と流れる性能に関する物性取得試験(2019前半2020後半)、(e)固体から流体への遷移挙動の模型実験(2020後半)、(f)パラメータ同定とキャリブレーション(2020中盤)、(g)固液遷移挙動の再現解析による解析手法の妥当性確認(2020後半2021前半)、(h)実際の土砂災害を対象とした再現計算による性能検証(2021)本研究は、マルチフィジックス計算科学に関する研究提案であり、特に地盤構造物の安定状態から崩壊過程(固体力学と流体力学の両方にまたがる)を経て最終形態に至るまでを一気通貫に再現可能な数値シミュレーション手法の開発である。具体的には、物性変化をシームレスに繋ぐ数理モデルを構築し、物質粒子法(MPM)を改良したシミュレーション手法を開発する。本研究が対象とする崩壊過程は、ゲリラ豪雨時の地崩れなど社会的応用も含み重要性が高い。また、学術的にはマルチフィジックス計算手法の未踏領域を含んでおり、研究成果が出れば一つのブレークスルーになりえる。仮に基本的物理法則(構成則、数理モデル)の構築に至らなくとも、シミュレーション手法の進展は期待できる。(a)弾塑性挙動と粘性流動挙動の両方とそれらの遷移挙動を表現可能な材料構成則の開発(20192020前半)、(b)高性能MPMの開発(20192020前半)、(c) (a)と(b)のプログラム実装と検証計算(2020後半)、(d)地盤の支える機能と流れる性能に関する物性取得試験(2019前半2020後半)、(e)固体から流体への遷移挙動の模型実験(2020後半)、(f)パラメータ同定とキャリブレーション(2020中盤)、(g)固液遷移挙動の再現解析による解析手法の妥当性確認(2020後半2021前半)、(h)実際の土砂災害を対象とした再現計算による性能検証(2021)
細胞周期依存性の細胞接着変化を活用した間葉系幹細胞の高効率培養法の確立

本研究は、ヒト関節軟骨を用いて効率的な培養法を検証した。結果、生存細胞の最大収量とコラゲナーゼ浸漬時間の関係は、コラゲナーゼ濃度が0.6%以下で24時間、1.2%で6時間、2.4%で4時間であった。この時0.3%以下では残存軟骨片を認めた。アポトーシスアッセイではコラゲナーゼ濃度が上昇するにつれて細胞へのダメージは増加する傾向にあった。また、いずれのコラゲナーゼ濃度でも、播種濃度を3,000 cells/cm2とし、1週間の培養で最大収量を得ることができた。よって、関節軟骨の単離では0.6%コラゲナーゼを用いて、24時間浸漬し、さらに播種濃度は3,000 cells/cm2が最適である。現在、研究計画に則り、効率的な培養方法を研究確認中である。培養時間ごとの浮遊細胞数の計測では、ヒト関節軟骨細胞を用いて、培養時間24h後、48h後、72h後、さらに72hで培養液を交換し、その後24h後、48h後、72h後の計6群の浮遊細胞数を、自動細胞計測装置NucleCounter(Chmometec社製)を用いて計測し、その回収した浮遊細胞を播種して培養した。この実験を計3回施行し、この計測結果より、播種後初回培養液交換時までに残存する浮遊細胞の特性を検討中である。また、培養液交換後の浮遊細胞がどの程度、どのくらいの割合で出現しているかに関しても検証している。さらには、どのタイミングで培養液を交換すれば無駄のない効率的な培養法であるかを解析中である。播種後の細胞獲得収量を計測し、その分化特性を評価播種後1週間で接着細胞と浮遊細胞を培養したものを回収し、細胞数を計測し、接着細胞数で回収できた総量と、浮遊細胞で回収できた総量を明らかになってきている。また接着細胞と浮遊細胞の細胞特性の違いがないかをRA-apoptosis assayにて検証している。以前のヒト耳介軟骨細胞の効率的な培養方法の開発に関わる研究結果(K.yonenaga et.al. 2012)を踏まえ、比較検討することで、より精度の高い結果を確認できてきている。あらかた研究は順調に進んでおり、現在研究成果を論文にまとめる作業に取り掛かかっている。研究計画にほぼ沿って進捗しており、現在結果のまとめと分析、および論文作成に取り掛かっている。引き続き研究計画に沿って、研究結果の妥当や整合性を追研究を行いながら確認し、精度の高い研究となるように推進していく方針である。28年度が最終年度であるため、記入しない。歯学28年度が最終年度であるため、記入しない。
合金の短範囲規則（SRO）状態の再定義

合金や各種結晶化合物において原子スケールで起こる構造揺らぎの一種である短範囲規則(Short-Range Order:SRO)状態の定義として知られる「個々の規則領域(ドメイン)のサイズが規則格子の単位胞以上(Long-Range Order: LRO状態)または単位胞サイズ未満(SRO)で区別する」という記述を再考し、局所的に形成される規則構造とその逆位相ドメイン境界の構造から、SRO状態およびSRO-LRO転移で生ずる構造揺らぎのメカニズムの理解を深め、規則-不規則転移温度の意味をミクロな構造揺らぎと関連づけようとしている。さらに、SRO状態の原子配列の完全解明という、合金相転移研究における長年の課題に挑戦している。具体的な研究実績の概要は以下の通り。(1)研究協力者(九州大学総合理工学研究院斉藤光助教、インド・バーバー原子力研究所(BARC)材料科学部門J. Mittra、U.D. Kulkarni、A. Arya博士ら、大阪大学工学研究科中野貴由教授)と従来研究のレビューを行うとともに、互いの実験・理論計算手法の理解に努め、従来と異なるアプローチによるSRO構造解析の指針を立てた。(3)従来の研究では、観察が容易な特定の結晶方位(例えば、[001]など)からの観察や解析が主であり、立体的な構造解析の観点に乏しいことが指摘された。本研究では、SRO構造の3次元解析に取り組むことで、従来見落としていたSRO構造の特徴を見つけ、単位胞を定義できないSRO故の構造モデルの曖昧さをできる限り排除した構造解析を目指すこととした。(1)研究協力者との連携は良好である。第一原理計算やクラスター展開法などの各種理論計算手法をベースとした合金相安定性の大規模計算、原子分解能分析電子顕微鏡観察、3次元イメージング・回折実験などの適用を検討している。(2)結晶方位と膜厚を制御した薄膜試料作製、低加速電圧での収差補正観察、試料冷却によるダメージ・コンタミ抑制など、SRO構造を壊さずに同一条件で電子顕微鏡観察するための各種周辺技術の検討も並行して進めている。主にNi-Mo合金を対象として以下を行う。(1)SRO構造モデルの構築(SQS)、(2)相安定性および準相安定性の原子間相互作用からの解析(DFT計算)、(3)動径分布関数およびWarren-Cowleyパラメータに基づくSRO構造の定義、(4)SRO状態の収差補正TEM/STEM観察(スルーフォーカス、HOLZ-STEMイメージング)、(5)SRO状態の連続傾斜電子回折およびトモグラフィーアルゴリズムによる逆空間三次元再構成、(6)実験と計算の比較によるモデルおよび実験内容の修正最終年度は以下を予定している。(7)SRO→LRO遷移過程の解析、(8)原子間相互作用と逆位相ドメイン教会構造の関係づけによる、SRO状態の新たな定義づけ、(9)Al-rich TiAlおよびCu3Au合金系等への展開合金や各種結晶化合物において原子スケールで起こる構造揺らぎの一種である短範囲規則(Short-Range Order:SRO)状態の定義として知られる「個々の規則領域(ドメイン)のサイズが規則格子の単位胞以上(Long-Range Order: LRO状態)または単位胞サイズ未満(SRO)で区別する」という記述を再考し、局所的に形成される規則構造とその逆位相ドメイン境界の構造から、SRO状態およびSRO-LRO転移で生ずる構造揺らぎのメカニズムの理解を深め、規則-不規則転移温度の意味をミクロな構造揺らぎと関連づけようとしている。(7)SRO→LRO
先史時代ワールドモデルの構築

本研究の最終段階として,平成7年度-平成9年度の成果を踏まえ、これまでに開発したシミュレーションモデルを用い、(1)技術革新・文化革命説、(2)気候変動・ストレス説、(3)人口圧力・食域拡大説の、農耕革命の発生に関する三つの主要仮説の理論的検討を行い、その成果をまとめた。とりわけ(3)については、昨年度開発した総合モデルを「農耕発生地域」と「その他地域」に二重化することにより、初期土地利用率の差から、両者の時間的なズレを解明することに成功。この仮説の有効性を確認することができた。このモデルの二重化は、また農耕革命の時間的広がりを地理情報にリンクする上で重要な第一歩となるである。が、実際のリンクには、さらにモデルを多重化する必要があること、また、現在使用しているパーソナル・コンピュータの計算速度では困難であるが判明し、今後の研究課題として残された。なお、これらの成果は,『第6回日本情報考古学会』(98年9月:共立女子大学),『第4回シンポジウムー人文科学における数量的分析』(99年3月:総合大学院大学葉山キャンパス)『第7回日本情報考古学会』(99年3月:奈良先端科学技術大学)において発表した。また平行して,昨年度の成果を論文化し『情報考古学』VOL4(2)に掲載するとともに、雑誌『人文科学と情報処理』(勉誠社)を通じ、本研究や、人文科学におけるコンピュータの重要性について執筆、広く一般研究者への啓蒙に努めた。なお本研究により1998年3月に日本情報考古学会より「1997年度論文賞」を、1999年1月には学校法人東海大学より「1998年度松前重義賞(学術部門)」を受賞した。