hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光応答性を示す集積型ペンタシアノニトロシル錯体における強誘電性と強磁性の光制御

物質の磁気特性や誘電特性を光などの外部刺激によって制御することは化学や物理などの様々な分野で精力的に研究が行われている。本研究は、光により誘電特性と磁気特性の両方を制御することを目的としている。今年度の研究においては、分極構造を有する磁性体の合成を目的として新規錯体の合成を行い、2種類のシアノ架橋型錯体の合成を行なった。1つは光応答性の部位となりうるニトロシル基を有するペンタシアノニトロシルモリブデン酸イオンとランタノイドイオンを組み合わせたシアノ架橋型錯体[Ln(dmf)6][Mo(CN)5(NO)] (Ln = Ce, Pr, Nd, Sm, Tb, Dy, Ho, Er, dmf = N,N-ジメチルホルムアミド)を合成し、物性の評価を行った。単結晶構造解析によってこれらの化合物はすべて中心対称性を持たない分極構造を有することが明らかになった。一連の化合物において第二高調波発生の観測を行い、光測定によってもこれらの化合物が中心対称性を持たない構造であることを示した。2つめは、オクタシアノタングステン酸イオンとマンガン三核錯体が交互につながった珍しい構造を有するシアノ架橋型錯体を合成し、物性の評価を行った。磁気特性を調べることにより、マンガンーマンガン間及びマンガンータングステン間の2種類の反強磁性的な相互作用の存在を分子磁場理論により示し、この錯体が磁気相転移温度が20 Kのフェリ磁性体であることを明らかにした。今年度は、新規のランタノイドーモリブデンシアノ架橋型錯体の合成に成功した。これらの錯体は光応答性部位になりうるニトロシル基を有しているとともに、中心対称性を持たない分極構造を有することから光応答性や誘電特性を示すことが期待できる。したがって、今年度の研究はおおむね順調に進展しているといえる。本研究では、ランタノイドイオンとペンタシアノニトロシルモリブデン酸イオンを組み合わせることにより分極構造を有する錯体の合成に成功した。今後は、新規な分極構造を有する物質の探索を行うとともに、これまでに合成した物質を用いて誘電特性及び磁気特性の光応答性の検討を行う予定である。また、物質の分極に関してさらなる知見を得るために単結晶試料を用いた第二高調波発生の測定やGaussian等の分子軌道計算も行う予定である。
ドメインエンジニアリングを活用した動物細胞での革新的タンパク質生産法の開発

動物細胞を用いて生産したタンパク質は、医薬品や研究用試薬として製薬業界やバイオ産業界において大きな需要を持つ。しかし動物細胞での生産性は低く、画期的な生産法の開発が期待されている。筆者は、動物細胞におけるタンパク質生産の律速段階がmRNAの核から細胞質への輸送(核外輸送)段階であることを発見した。そこでmRNAの核外輸送受容体の構造を改変してより機能の高い輸送受容体を創成することを目的とした。作製した変異体は、野生型よりもタンパク質生産性が向上した。このような状況の中、申請者は動物細胞におけるタンパク質生産の律速段階がmRNAの核から細胞質への輸送(核外輸送)段階であることを発見した。そこでmRNAの核外輸送受容体TapとMS2コートタンパク質を用いて第1世代の標的mRNA専用輸送体を創出し、従来の発現系の5倍の効率でタンパク質を生産することに成功した。本研究は、TapおよびMS2コートタンパク質それぞれの機能に必須な部分のみを取りだし、自由に組み合わせる「ドメインエンジニアリング」技術を用いて、第2世代mRNA輸送体を創成する。これにより革新的な動物細胞生産系を開発する。本研究の成果は、ドメインエンジニアリング技術を用いて様々なタンパク質のドメインを新たなバイオロジーの材料として活用し、基礎研究や産業利用に役立つ分子の設計研究に展開する基盤となる。mRNA輸送体Tapの領域を切り貼りして様々な欠損変異体を作製し、MS2コートタンパク質を融合した融合タンパク質を作製した。これを動物細胞における医薬品タンパク質の生産で最も良く用いられているCHO細胞や基礎研究で汎用されるヒトHEK293細胞で検証した。作製した10種類の変異型Tapタンパク質とMS2コートタンパク質を融合した融合タンパク質は、野生型のTapとMS2コートタンパク質を融合した融合タンパク質よりもタンパク質生産性を向上させることを示した。これを医薬品タンパク質の生産で最も良く用いられているCHO細胞や基礎研究で汎用されるヒトHEK293細胞で検証した。作製した10種類の変異型Tapタンパク質とMS2コートタンパク質を融合した融合タンパク質は、野生型のTapとMS2コートタンパク質を融合した融合タンパク質よりもタンパク質生産性が向上した。加えて、これら変異型タンパク質の発現部位が核内である事を示した。これらの結果から、変異型タンパク質は、タンパク質生産において野生型よりも効果の高いことがわかった。分子細胞生物学これまで野生型のTapとMS2コートタンパク質を融合した融合タンパク質を用いることで従来の発現系よりも高いタンパク質生産性を実現した。今回、Tapの不要な部分を除去することでさらに発現の向上を観察した。現在、一過性の発現においてよりよいタンパク質生産性を確認している。今後、安定発現株においても同様の現象が観察できることを実験的に証明する。また、CHO細胞やHEK293細胞で変異型Tapタンパク質とMS2コートタンパク質を融合した融合タンパク質を安定かつ高度に安定発現する細胞株を作製する。当初期待していた成果が順調に上がったために、予定していた条件検討等の実験をする必要がなくなった。このためそれら実験に使用するための費用の拠出が不要となった。さらに機能の高い因子を創成するために、従来よりも幅広い条件で作製する。このための作製や検証の費用に使用する。
ジンクフィンガーによる相同組換えを用いたライソゾーム病に対する遺伝子治療研究

準備段階としてKrabbe病モデルマウス遺伝子の遺伝情報(シークエンス)から疾患の原因となる点変異を改善するためのdonor plasmid(DP)、相応するZinc Finger Nuclease(ZFN)を作製。モデルマウスのシュワン細胞由来の細胞株に対しZFN,DPをコトランスフェクションし相同組換え状況を検討した結果、ターゲットとした点変異の正常化が見られKrabbe病の欠損酵素であるGALCの酵素活性が元の細胞と比較して導入細胞で有意に上昇(p=0.0208)、同時に蓄積物質サイコシンの低下が見られた。この結果は培養を持続しある程度継代しても維持された。従来遺伝子治療の標準的な方法であったウイルスベクターによる遺伝子導入法とは別に近年注目されている相同組換えによる遺伝子治療(遺伝子編集)を目的として、今回zinc fingerを用いた一塩基置換の改善を計画した。この方法は想定した遺伝子座位の特異的な組換えを可能にするものでランダムインテグレーションされるウイルスベクターと比べて安全性が高いとされている。また疾患モデルとしてKrabbe病を設定した。この疾患はライソゾーム酵素であるGALC(βgalactocerebrosidase)の遺伝子異常による機能異常により細胞内に基質のリゾ体であるサイコシンが蓄積し、主に進行性の脱髄による神経症状が現れる疾患である。今回モデルマウスであるTwitcher mouseのシュワン細胞由来の細胞株336T/Tに対してドナープラスミドをデザインし、zincfinger nuclease、ドナープラスミド、標的細胞(336T/T)を用いてNucleofecta (electropolation)によるコトランスフェクションを施行した。この結果、非導入細胞(コントロール)と比較して有意な酵素活性(欠損酵素GALC)の上昇、蓄積物質(サイコシン)の低下をin vitroで確認した。またダイレクトシークエンスによる塩基配列解析では目的とする遺伝子の相同組換えによる一塩基置換の正常化が確認された。これらの成果は今年度の日本遺伝子治療学会で発表される予定である。遺伝病の遺伝子治療を行う中で染色体への導入部位の特異性が問題となることが多く、今回相同組換えにより部位特異的に目的とする治療遺伝子の挿入が可能なzincfinger nucleussystemを用いて、進行性神経変性疾患であるKrabbe病のモデルマウスの遺伝子治療への応用を試みた。Krabbe病は常染色体劣性遺伝形式をとる先天性糖脂質代謝異常症で、糖脂質代謝酵素のひとつであるGALC(beta-galactocerebrosidae)の欠損または機能不全により発症し、主に中枢・末梢神経系の脱髄により進行性の神経症状を呈する疾患である。モデルとなるマウスは1976年よりJackson研究所で開発されたTwitcher mouseが主に用いられている。まずTwitcher mouse由来のgenomic DNAを抽出し、GALCの機能不全の原因となる変異近傍領域でのシークエンスから効率良く認識、塩基置換できる可能性の高いZinc Finger mRNAをSigma社に委託してデザインし、更に鋳型となるドナープラスミドをデザイン、遺伝子合成した。これらを標的となる宿主細胞(Twitcher mouse由来の繊維芽細胞、またはシュワン細胞)とともにエレクトロポレーション法(Nucleofecta, Lonza社)によりコトランスフェクションすることにより塩基置換へ導く。現在、この予備実験としてマーカーとなるGFP遺伝子を導入する実験には成功している。まずKrabbe病モデルマウスのシュワン細胞由来の細胞株に対しNucleofecta(エレクトロポレーション装置)を用いてZFN,DPをコトランスフェクションしZFNによる相同組換え状況を検討した。その結果シークエンス解析によりターゲットとした点変異の正常化が見られKrabbe病の欠損酵素であるGALCの酵素活性が元の細胞と比較して導入細胞で有意に上昇(p=0.0208)、同時に蓄積物質サイコシンの低下が見られた。先天代謝異常当初の予定では昨年度までにin vivoとしてZinc Finger方法を用いた骨髄細胞への移植実験を計画していたが、予想以上に遺伝子導入効率が低く、現在in vtiroの成果をまとめ・評価し、更にipsなどの幹細胞への導入を検討中である。当初の計画からはドナープラスミドの作製がやや遅れ、シュワン細胞などへの導入も成功していない。原因としては導入効率の低さ、宿主細胞の変異導入などが考慮され、これらの改善を目的に宿主細胞の変更、シークエンスの確認など準備中である。今後は現在施行しているKrabbe病由来のiPS細胞への導入評価をまとめ、更に次世代シークエンサーなどを用いた部位特異的遺伝子改変の検証が主体になる。当初計画していた動物実験は遺伝子導入効率を評価したうえで再計画する予定である。今後、シュワン細胞などへの遺伝子導入(置換)に成功後は、モデルマウス由来のiPS細胞を作成しそれへの導入、更に遺伝子挿入部位の次世代シークエンサーなどを用いた検討を予定している。

当初予定していた動物実験が開始されておらず、また次世代シークエンサー解析費用もまだ使用実施していないため。上記とくに次世代シークエンサー解析費用中心に使用する。これはドナープラスミドを変更した際、条件設定のため同じZinc finger mRNAが更に必要となるため。次世代シークエンサー委託費約103万円当初の予定通り、塩基置換に成功した細胞または組織の遺伝子挿入部位の検討に必要
アシアログライコプロテインのエンドサイトーシスならびに細胞内トランスポート

肝細胞でのアシアログライコプロテイン(ASGP)のレセプターを介した取り込みと細胞内輸送機構を初代培養肝細胞を用い行った。ASGPの動態はASGPに金コロイドを結合させ、その動態を電子顕微鏡にて観察した。レセプターを介さない取り込みは西洋ワサビペルオキシラーゼ(HRP)を用いて行った。細胞内の種々の因子の役割を検討するため微小管の阻害剤であるコルヒチン、微細線維の阻害剤であるサイトカラシンB、エンドゾームやライソゾーム内の低いpHを上昇させるためにクロロキン、バフィロマイシンA1の影響を検討した。コルヒチンはASGPの取り込みを阻害し細胞内輸送をも阻害したが、HRPの細胞内輸送は阻害しなかった。サイトカラシンBはASGPとHRPの取り込み、細胞内輸送ともに影響を与えなかった。クロロキンとバフィロマイシンA1はASGPの取り込みを阻害したが、HRPの取り込みは阻害しなかった。以上より微小管はASGPの取り込み、細胞内輸送に重要な役割を演じていると考えられ、微小管が阻害されるアルコール性肝障害ではこの機構が影響を受けると考えられる。微細線維はこの機構への関与は少なく微細線維が障害される胆汁うっ滞の状態ではこの機構はあまり影響を受けないと考えられた。エンドゾームやライソゾーム内の低いpHもASGPの取り込みには重要であったことより、このpH勾配が障害されるような病態でもこの機構に障害がおよぶと考えられた。
職業と家族とパーソナリティについての同一パネル長期追跡調査

本調査研究では、約25年の期間をおいた長期パネル調査を行い、近年の日本社会のマクロな社会変動とミクロな個人のライフコースとの関係を捉えた。さらに、同様のパネル調査を実施しているアメリカと連携することで、結果の日米比較をおこない、ポスト産業化期の日本社会とアメリカ社会の相同性と異質性を解明した。その結果、入念な調査設計を行なえば、四半世紀以上を経ても、同一対象者を特定して、同一の質問を繰り返す長期追跡パネル調査が実施可能であることがわかった。そして、そのデータはアメリカの1960年代から1980年代を生きた労働者と日本の1980年代から現在までを生きた労働者では、職業がパーソナリティの形成・変容におよぼす効果がよく似ているということを示すものであった。言い換えるならば、産業社会における社会的な機能の同質性が見出されたということになる。他方で、日本の労働規範や伝統的な価値観に基づく、アメリカ社会との差異も見出され、基調としての産業社会の同質性と、比較文化論的な差異をデータから明らかにすることができた。このことから、ライフコース全般にわたって、どのような社会的態度が持続し、どのような社会的態度が生活の構造によって変容するのか、またどのような社会的態度が、中年期から高齢期までの人びとの暮らしに変化をもたらす契機となるのかということについての、実証的なデータを確保することができた。本調査研究は197080年代に日本で行われた『職業と人間』調査の対象家族を追跡するパネル型社会調査であり、20世紀の社会のなりたちとして、ひとつの根幹を成してきた産業社会の構造と文化変容の関連を明らかにすることを目的とする。現代人のライフコースは、様々な生活環境に影響を受けながら、社会的出自から学齢期、就業期、老後へと変容していくが、本調査によって、時系列上の多時点における一定数の同一個人の意識を事後回顧ではなく、直接面接調査にて把握し、その変容を分析することによって、多面的生活構造を実証的に把握することを可能になる。これによって、推測を排除した実証的な現代の日本人の家族、職業、社会的態度、ライフコース、エイジングなどの全体像を明らかにすることができるのである。本年度は、日本での実査を行うための準備を行っている。第一には、本調査研究全体の理解をより深めるために、アメリカ、ポーランド、ウクライナでの国際比較調査を含む、約40年間にわたる一連の『職業と人間』調査の歴史とその成果についてまとめている。その結果は、年報『人間科学』(2005年発行予定)に、2本の論文として掲載される予定である。第二には、アメリカで1990年代に実施されたパネル型社会調査を参考としつつ、さらに日本独自の要因を加味した調査票を作成するために検討を重ねている。そのため、2004年11月に、アメリカでの実査の中心人物であり、前回日本で行った調査の協力者であるC.Scbooler氏を招聘し、パネル型社会調査に関する示唆を受けた。第三には、前回の調査対象者の所在を確認し、最終的な調査対象者の確定を行っている。調査対象者数は2005年4月に確定する予定である。本年度は、実査のためのさまざまな最終準備をおこなった。国際的な広がりをもつ『職業と人間』調査の研究レビューにとどまらず、家族関係やライフコース、エイジング、高齢者就業、パネルデータの分析法など、関連するより広い範囲の先行研究を踏まえつつ、具体的な調査項目の設計に取り組んだ。調査項目の設計にあたっては、関連する研究分野の専門家と連絡をとり、議論を重ねたうえで調査項目の内容に反映させるようにした。7月には、家計経済研究所の村上あかね氏と名古屋市立大学の安藤究氏を招き、それぞれからパネル調査の分析方法とライフコース論のレクチャーを受け、調査設計についての助言を受けた。また8月には、国際比較データの資料収集のため、アメリカ国立衛生研究所(NIH)を訪ねた。そこでは、アメリカにおける『職業と人間』調査の中心人物であり、前回の日本調査の協力者でもあるCarmi Schooler氏から、アメリカ調査のデータ設計にかんするレクチャーを受けた。

日本側からは、これから行われる調査の詳しい説明(調査設計・サンプル追跡状況など)をおこなった。そのうえで、調査のより具体的な方向性について助言を受けた。以上の様々な方面からの助言をもとに、調査票の作成を完了させた。平成16年度から行っている調査対象者の所在の確認作業も継続された。追跡調査の結果、所在が明らかになった対象者にたいしては、調査の協力を郵送で依頼した。その結果、計量分析に耐えうるだけの対象サンプルを確保できることが明らかになった。以上の準備段階を経て、12月2月に面接調査を実施した。本調査研究は、約25年の期間をおいた長期パネル調査を行うことで、近年の日本社会のマクロな社会変動とミクロな個人のライフコースとの関係を捉えることを目的とするものである。さらに、同様のパネル調査を実施しているアメリカと連携することで、日米比較をおこない、ポスト産業化期の日本社会とアメリカ社会の相同性と異質性を解明するという意義をもっている。本年度の主たる研究活動は、補足的面接調査の実施と、収集されたデータの整理、コーディング、基礎分析であった。まず、長期追跡対象となっている世帯について、追加情報を得るための調査を実施した。また、収集されたデータについて、職業条件の評定、職業分類コード、地域コードなどを行ないアフター・コーディングした。そのうえでデータをエディティングし、同一対象者の既存の回答データとの連携を確保し、基礎分析に着手した。加えて以下に記すように、(1)関連する先行研究のレビューとその研究成果の発表、(2)関連データの分析と報告の2点に重点をおいて研究実績をあげた。(1)前年度に引き続き、国際的な広がりをもつ『職業と人間』調査をはじめ、家族関係やライフコース、エイジング、高齢者就業、パネルデータの分析法など、関連する先行研究のレビューとその研究成果の発表をおこなった(吉川他2006:2007)。(2)長期パネル調査の第一波調査にあたる1979年と1982年の「仕事と人間」調査データを用いた分析も研究メンバーによっておこなわれ、研究成果を発表した(吉川2006;長松2006)。これらの研究成果は、今後なされる長期パネル調査の分析にあたって、ひとつの分析枠組を提供するものと位置づけられる。
途中退去のある複数サーバ待ち行列の待ち行列長分布評価法

本研究では途中退去が伴う複数サーバ待ち行列システムの待ち行列長分布について検討した。特に途中退去までの時間が一定の場合を前提として、待ち行列長の定常分布を解析した。サービス中の客のうち、最後にサービスを開始した客の経過系内滞在時間、あるいはシステムの仮待ち時間が従うべき積分微分方程式を導出し、それらの解を行列指数形式の混合として与えた。さらに行列指数形式を安定行列として表現することにより、数値計算に適した待ち行列長分布の評価アルゴリズムを開発した。さらに、客が途中退去する確率、客の待ち時間分布を評価するアルゴリズムも開発した。本研究課題では複数のサーバに対して単一の待ち行列を形成する待ち行列システムにおいて、客の途中退去がある場合を考察対象とした。そのような待ち行列システムの中で、客の到着がポアソン過程に従い、客のサービス時間が相型分布に従い、さらに客がサービスを開始するまでに待つことが許される制限時間が一定である場合を扱った。本待ち行列システムはコールセンターへの応用が期待される待ち行列システムである。到着過程がポアソン過程であることは解析を容易にする方向に寄与するが、サービス時間と途中退去までの制限時間が非指数分布であるため、同待ち行列システムの定常分布の解析は自明ではない。しかしながら、1)客のサービス規律が先着順であること、2)待ち行列システムの双対性に着目することで、サービス中の客の内で最後にサービスを開始した客の経過系内滞在時間(客の到着時点から計測した客の滞在時間の経過時間)の解析を通して待ち行列システムの系内客数(サービス中の客と待ち客の合計)に関する定常分布の厳密な解析を目指した。解析の結果、以下の知見を得た。複数のサーバを有する場合において、経過系内滞在時間の確率密度関数が従う積分微分方程式を導出し、その解がトラヒック密度の値によらず、2つの行列指数関数の線形結合で表現できることを示した。従来の研究では、客の到着過程がマルコフ型到着過程であり、かつサービス時間が指数分布の場合に対する仮待ち時間の確率密度関数について、同様な積分微分方程式が知られていたが、本研究では待ち行列システムの双対性を使うことで経過系内滞在時間についても成立することを明らかにした点に意義がある。さらに、従来の研究ではトラヒック密度が1に等しい場合とそうでない場合で解の構成が異なっていたが、トラヒック密度に関係なく統一した形式で構成できることを示した点も本研究の重要な成果である。本研究は,複数のサーバに対して単一の列をなす先着順待ち行列システムにおいて,待ち客がサービスを受ける前に途中退去する場合を解析することが目的である.特に,系内客数の確率分布を導出することが目的である.客の到着過程がマルコフ型到着過程に従い,客のサービス時間が指数分布に従い,さらに客が途中退去するまでの時間が一定である場合を解析した.この待ち行列システムに対しては,客の仮待ち時間の確率密度関数について既にその解が得られている.先着順サービス規律を前提として,系内客数の確率分布を評価するためには,最後にサービスを開始した客の経過系内滞在時間の確率密度関数が必要である.本研究によって,同待ち行列システムにおける仮待ち時間の確率密度関数と経過系内滞在時間の確率密度関数との関係が明らかになった.なお,サービス時間が指数分布ではなく独立同一分布に,さらに途中退去するまでの時間も独立同一分布に従うとしても,同じ関係が成立することも明らかにした.同関係は,途中退去が伴わない場合について,既に知られていた関係であるが,本研究により,途中退去が伴う場合に拡張しても成立することが証明できた.既知である仮待ち時間の確率密度関数と,経過系内滞在時間の確率密度関数について成立する関係を用いて,待ち客数の確率分布が導出可能であることを示した.すなわち,経過系内滞在時間を用いて待ち客数の確率分布の母関数を導出した.同母関数を行列の指数関数で表現することにより,いわゆる一様化の手法を適用すると数値的に評価可能であることも示した.客の到着過程がマルコフ型到着過程である場合,仮待ち時間の確率密度関数は,2つの行列指数関数の線形結合によって表現できることが知られていた.本研究では到着間隔が相型分布に限定すると,仮待ち時間の確率密度関数が1つの行列指数関数で表現可能,すなわち行列指数関数形をもつことも明らかにした.本研究の目的は複数サーバであって単一の列をなす待ち行列システムにおいて,客が途中退去する場合のモデルを解析することにある.研究開始の初年度では,客がポアソン過程に従って到着し,相型分布に従うサービス時間をもち,一定時間経過後にサービスが開始されなければ途中退去する場合を扱う計画であった.研究計画の2年目においては,客がマルコフ型到着過程に従い,サービス時間が指数分布に従い,途中退去するまでの時間が一定である場合を扱う計画であった.初年度および2年目において得られた成果は,これら2つの待ち行列システムにおける系内客数分布の導出と,数値計算アルゴリズムの構築であり,所期の目的は十分達成したと判断できる.初年度において遭遇した新たな課題,すなわち経過系内滞在時間の確率密度関数が,2つ行列指数関数の線形結合で表現されることに起因する数値計算上の不安定性についても,特殊な場合についてはその不安定性が伴わないことを理論的に示した.すなわち,サービス時間は指数分布であることを前提に,到着間隔を相型分布に限定すると,仮待ち時間の確率密度関数が,よって経過系内滞在時間の確率密度関数が,行列指数関数形で表現できることを明らかにした.この結果は,研究計画の3年目で予定した課題に対する成果ともいえる.以上の理由により,当初の計画以上に進展していると判断する.

本研究課題の目的は途中退去が伴う複数サーバ待ち行列システムの待ち行列長分布の解明である。また、数値計算によって性能評価指標の定量化が可能となるような計算アルゴリズムの開発を目標とした。ただし途中退去までの時間が一定であることを前提とした。本研究では、1)客はポアソン過程に従って到着し、サービス時間が相型分布に従う場合、2)マルコフ型到着過程に従って客が到着し、サービス時間は指数分布に限定する場合、の2つのモデルを扱った。本研究を進めた結果、両者のモデルの待ち行列長分布のみならず、客が途中退去する確率、客の待ち時間分布などの性能評価指標の解析解を与えることに成功し、それらの計算アルゴリズムも構築した。さらに、3)客が再生過程に従って到着し、サービス時間が指数分布に従うモデルを検討するために、2)のモデルで到着過程を相型再生過程に限定したモデルを解析した。同モデルは3)のモデルを任意精度で近似するモデルである。その結果、同モデルにおける仮待ち時間の確率密度関数が行列指数形式解をもつことを証明した。先行研究の結果から、単一サーバで客がポアソン過程に従って到着し、サービス時間が相型分布で与えられるならば、経過系内滞在時間の確率密度関数が行列指数形式解をもつことが知られている。本成果は単一サーバモデルを軸に考え、さらに双対性に着目することで得られる自然な結果ではあるが、複数サーバモデルで成立する点を特徴とする興味深い結果である。以上が期間全体を通じて得られた研究成果である。加えて最終年次では、客が途中退去する確率の厳密解を利用して途中退去時間が大きいときの漸近的な挙動を解析し、客が途中退去する確率の近似式を得た。さらに1)のモデルで知られていた客が途中退去する確率の近似式と本研究による厳密解を比較し、サービス時間の変動係数が大きくなると同近似式と厳密解の差が増大するという知見を得た。本研究では途中退去が伴う複数サーバ待ち行列システムの待ち行列長分布について検討した。特に途中退去までの時間が一定の場合を前提として、待ち行列長の定常分布を解析した。サービス中の客のうち、最後にサービスを開始した客の経過系内滞在時間、あるいはシステムの仮待ち時間が従うべき積分微分方程式を導出し、それらの解を行列指数形式の混合として与えた。さらに行列指数形式を安定行列として表現することにより、数値計算に適した待ち行列長分布の評価アルゴリズムを開発した。さらに、客が途中退去する確率、客の待ち時間分布を評価するアルゴリズムも開発した。本研究では複数のサーバを有する待ち行列システムにおいて、客が途中退去する場合を解析することが目的である。特に、系内客数分布の導出が主な目的である。客の到着がポアソン過程に従い、客のサービス時間が相型分布に従い、さらに客がサービスを開始するまでに待つことが許される制限時間が一定である場合に限定することで、サービス中の客の内で最後にサービスを開始した客の経過系内滞在時間の確率密度関数が解析的に得られた。
冠動脈ステント植え込み後の細胞周期関連蛋白の発現に関する病理組織学的検討

剖検例を用いた免疫組織学的検討より,ステント挿入後の新生内膜増殖と細胞周期関連蛋白の発現を検討した.対象は27例,36ステント.男14,女13例,平均年令74.4才,心臓死19例,非心臓死8例である.植え込みより死亡までの期間は0235(平均63.7)日であった.Hematoxylin-Eosin等の一般染色に加え,抗cyclin D1,Cdk4,p16,p21,p27抗体を用いた免疫染色を施行し,細胞周期関連蛋白の発現を検討した.また,血管平滑筋の同定のため抗α-SMA抗体,増殖型平滑筋同定のため抗C-fms抗体を用いた.症例をステント植え込みから死亡までの日数で014日,1560日,60日以降の3群に分け比較検討した.ステント植え込み後早期ではステントワイヤー周囲に血栓を認め,c-fms陽性の増殖型平滑筋が同部位に発現したが,60日以降には減弱した.α-SMA陽性の収縮型平滑筋細胞は15日以降に増加した.細胞周期関連蛋白では,G1-S期移行に重要な役割をもつcyclin D1はステント挿入後早期より新生内膜に発現したが60日以降でその発現は減弱した.それに対しcyclin D1-Cdk4 complexを抑制するp27は,植え込み後15日から60日までの間発現が減弱していた.p16,p21の発現はステント植え込み後の変動を認めなかった.細胞周期関連蛋白ではp27がCdkIの中でも特に血管平滑筋細胞の増殖に関連して変動し,14日から60日にかけて発現の低下を認めた.近年,再狭窄予防のためsirolimus等の細胞周期関連蛋白に影響を与える薬剤をcoatingしたステントが注目されているが,本研究の結果でもp27のdownregulationやcyclic D1のupregulationを制御することが再狭窄予防に有効である可能性が考えられた.剖検例を用いた免疫組織学的検討より,ステント挿入後の新生内膜増殖と細胞周期関連蛋白の発現を検討した.対象は27例,36ステント.男14,女13例,平均年令74.4才,心臓死19例,非心臓死8例である.植え込みより死亡までの期間は0235(平均63.7)日であった.Hematoxylin-Eosin等の一般染色に加え,抗cyclin D1,Cdk4,p16,p21,p27抗体を用いた免疫染色を施行し,細胞周期関連蛋白の発現を検討した.また,血管平滑筋の同定のため抗α-SMA抗体,増殖型平滑筋同定のため抗C-fms抗体を用いた.症例をステント植え込みから死亡までの日数で014日,1560日,60日以降の3群に分け比較検討した.ステント植え込み後早期ではステントワイヤー周囲に血栓を認め,c-fms陽性の増殖型平滑筋が同部位に発現したが,60日以降には減弱した.α-SMA陽性の収縮型平滑筋細胞は15日以降に増加した.細胞周期関連蛋白では,G1-S期移行に重要な役割をもつcyclin D1はステント挿入後早期より新生内膜に発現したが60日以降でその発現は減弱した.それに対しcyclin D1-Cdk4 complexを抑制するp27は,植え込み後15日から60日までの間発現が減弱していた.p16,p21の発現はステント植え込み後の変動を認めなかった.細胞周期関連蛋白ではp27がCdkIの中でも特に血管平滑筋細胞の増殖に関連して変動し,14日から60日にかけて発現の低下を認めた.近年,再狭窄予防のためsirolimus等の細胞周期関連蛋白に影響を与える薬剤をcoatingしたステントが注目されているが,本研究の結果でもp27のdownregulationやcyclic D1のupregulationを制御することが再狭窄予防に有効である可能性が考えられた.剖検例を用いた免疫組織学的検討より,ステント挿入後の新生内膜増殖と細胞周期関連蛋白の発現を検討した.対象は27例,36ステント.男14,女13例,平均年齢74.4才,心臓死19例,非心臓死8例である.植え込みより死亡までの期間は0235(平均63.7)日であった.Hematoxylin-Eosin等の一般染色に加え,抗cyclin D1,Cdk4,p16,p21,p27抗体を用いた免疫染色を施行し,細胞周期関連蛋白の発現を検討した.また,血管平滑筋の同定のため抗α-SMA抗体,増殖型平滑筋同定のため抗c-fms抗体を用いた.症例をステント植え込みから死亡までの日数で014日,1560日,60日以降の3群に分け比較検討した.ステント植え込み後早期ではステントワイヤー周囲に血栓を認め,c-fms陽性の増殖型平滑筋が同部位に発現したが,60日以降には減弱した.α-SMA陽性の収縮型平滑筋細胞は15日以降に増加した.細胞周期関連蛋白では,G1-S期移行に重要な役割をもつcyclin D1はステント挿入後早期より新生内膜に発現したが60日以降でその発現は減弱した.それに対しcyclin D1-Cdk4 complexを抑制するp

27は,植え込み後15日から60日までの間発現が減弱していた.p16,p21の発現はステント植え込み後の変動を認めなかった.細胞周期関連蛋白ではp27がCdkIの中でも特に血管平滑筋細胞の増殖に関連して変動し,14日から60日にかけて発現の低下を認めた.近年,最狭窄予防のためsirolimus等の細胞周期関連蛋白に影響を与える薬剤をcoatingしたステントが注目されているが,本研究の結果でもp27のdownregulationやcyclin D1のupregulationを制御することが再狭窄予防に有効である可能性が考えられた.ステント挿入後の新生内膜増殖と細胞周期関連蛋白の発現を剖検された冠動脈を用いて免疫組織学的に検討した.対象は30例,39ステント.植え込みより死亡までの期間は0235日であった.H-E等の一般染色に加え,抗cyclin D1,Cdk4,p16,p21,p27抗体を用いた免疫染色を施行した.また,血管平滑筋の同定のため抗α-SMA抗体,増殖細胞の同定のため抗PCNA抗体を,また増殖型平滑筋同定のため抗c-fms抗体を用いた.症例をステント植え込みから死亡までの日数で014,1560,60日以降の3群に分け比較検討した.植え込み後早期ではステントワイヤー周囲に血栓を認め,c-fms陽性の増殖型平滑筋が同部位に発現したが,60日以降では減弱した.PCNAの発現も同様であった.α-SMA陽性の収縮型平滑筋細胞は15日以降に増加した.細胞周期関連蛋白では,cyclin D1はステント挿入後早期より新生内膜に発現したが60日以降で発現は減弱した.それに対しCdk-inhibitorであるp27は14日から60日にかけて発現が抑制されていた.p16,p21の発現はステント植え込み後の変動を認めなかった.近年,再狭窄予防のため細胞周期関連蛋白に影響を与える薬剤を溶出させるステントが注目されているが,本研究の結果でもp27のdownregulationやcyclin D1のupregulationを制御することが再狭窄予防に有効である可能性が考えられた.さらに我々は核内レセプターのひとつで,血管平滑筋の増殖を制御すると考えられているPPARの発現についても同様に検討した.新生内膜の増殖とともにPPARδは血管平滑筋細胞に発現が認められたが、PPARγの発現は植え込み後から長期にわたってわずかにみられるのみであり,細胞周期関連蛋白と特にPPARδ間の関連性が示唆された.
東南アジアの初等教育段階における英語教育の受容と母語教育への影響

1.研究会の開催...2007年6月2日に第2回の研究会合を開催した。研究分担者は、昨年度の各国現地調査の結果を報告し、日本比較教育学会での発表内容や研究成果報告書の執筆内容について検討した。2.追加調査の実施_...これまでの現地調査から、各国の初等英語教育の現状を以下の通り報告する。(1)タイ(鈴木)...「1996年英語教育カリキュラム」から英語が小学校で教科として導入され、「2001年基礎教育カリキュラム」(05年度完全実施)で英語は小学校第1学年から必修となった。私立学校では「1996年英語教育カリキュラム」以前から英語教育に力が入れられ、1998年からイングリッシュ・プログラム(EP)も展開されている。EPでは英語、算数等の一部の教科で英語を用いて授業を行っている。(2)マレーシア(手嶋)...2003年から算数・理科を英語で教える授業が全国の小学校に導入され、教員・児童の学習負担が著しく増大し、言語科目や理数科目で学力格差が広がることが懸念されている。また英語能力によって教員間の待遇にも差が出始めており、教員養成・研修体制の整備・充実が急務である。(3)シンガポール(池田・奥村)_...SEED-EL(英語学習における生徒のより効果的な学び方研究)プログラムを実験校において開発中で、2008年から全国の小学校に導入する予定である。実験校では大型図書を用いた読み聞かせ相互学習、劇化プログラムなどの先進的な試みがなされている。(4)フィリピン(市川)_...2003年に『教育制度における教授言語としての英語使用の強化方針設定」を発し、これまでの国民統合のためのフィリピノ語教育重視の立場から、グローバル化に対応するための英語教育重視への回帰が鮮明となった。英語教員には各種の研修や能力試験が課せられ、教科書・教材の改訂も進められている。3.研究成果報告書の提出_...報告書では各国について、初等英語教育政策の歴史的経緯や教科書・教材、教員研修制度に関して概要をまとめ、現地調査の結果から授業実践の具体的事例を詳細に解説した。4.学会での研究成果の発表_...日本比較教育学会第43回大会で、経過報告を行った。来年度の第44回大会では、報告書や映像DVDを配布し、最終報告を行う予定である。今年度現地調査を行った3ヵ国について、得られた知見・情報を下記報告する。(1)タイ...タイ教育省基礎教育委員会事務局、チュラーロンコーン大学教育学部を訪問し、小学校英語に関する施策や研究に関する資料を収集した。また4校の国立・私立小学校を訪問し、小学校英語の実施状況に関する聞き取り調査、授業実践の観察・記録等を実施した。タイでは、「1996年英語教育カリキュラム」から英語が小学校で教科として導入され、「2001年基礎教育カリキュラム」(2005年度完全実施)で英語は小学校第1学年から必修となった。私立学校では「1996年英語教育カリキュラム」

以前から独自に英語教育に力が入れられ、1998年からはイングリッシュ・プログラム(EP)が展開されている。EPでは、英語、算数などの一部の教科で英語を教授用語として授業を行っている。目下の課題は、外国人講師の確保およびタイ人教員の指導力向上である。(2)マレーシア...マレーシア教育省、ジョホール州教育局、教科書・教材センター、マレーシア工科大学などで英語・母語教育に関する情報収集を行った。また公立小学校4校を訪問し、実際に英語を教授用語に用いた算数・理科などの授業の様子を観察し、ビデオ・写真等に記録した。マレーシアでは、マレー系・華人系・インド系で小学校が分立し、自身の民族母語を用いて授業が行われるとともに、国語であるマレー語も並行して教えられてきた。しかし2003年から算数・理科を英語で教える授業が全国の小学校に導入されたことで、児童は三言語の修得に迫られ、今後は言語科目や理数科目で学力格差が広がることが懸念されている。また英語能力の有無によって教員間の待遇にも差が出始めており、教員養成・研修体制の整備・充実が急務となっている。(3)シンガポール...国立教育学院、地域言語センターなどで、英語科教員養成の概要把握やクラスの見学などを行った。また5校の小学校を訪問して、カリキュラムや教授法の実際を観察・記録した。シンガポールでは、小学校から英語と民族母語を用いた二言語教育が長らく実施されてきたが、今日は生徒がより活動的に英語教育に取り組むために、SEED-EL(英語学習における生徒のより効果的な学び方研究)プログラムを実験校において開発中で、2008年から全国の小学校に導入する予定である。実験校では大型図書を用いた読み聞かせ相互学習、劇化プログラムなどの先進的な試みがなされている。1.研究会の開催...2007年6月2日に第2回の研究会合を開催した。研究分担者は、昨年度の各国現地調査の結果を報告し、日本比較教育学会での発表内容や研究成果報告書の報筆内容について検討した。2.追加調査の実施...これまでの現地調査から、各国の初等英語教育の現状を以下の通り報告する。(1)タイ(鈴木)...「1996年英語教育カリキュラム」から英語が小学校で教科として導入され、「2001年基礎教育カリキュラム」(05年度完全実施)で英語は小学校第1学年から必修となった。私立学校では「1996年英語教育カリキュラム」以前から英語教育に力が入れられ、1998年からイングリッシュ・プログラム(EP)も展開されている。EPでは英語、算数等の一部の教科で英語を用いて授業を行っている。(2)マレーシア(手嶋)...2003年から算数・理科を英語で教える授業が全国の小学校に導入され、教員・児童の学習負担が著しく増大し、言語科目や理数科目で学力格差が広がることが懸念されている。また英語能力によって教員間の待遇にも差が出始めており、教員養成・研修体制の整備・充実が急務である。(3)シンガポール(池田・奥村)...SEED-EL(英語学習における生徒のより効果的な学び方研究)プログラムを実験校において開発中で、2008年から全国の小学校に導入する予定である。
軟体動物殻体中の真珠層形成に関与する細胞の生化学的解析と株化の試み

当該年度には、昨年度行った淡水生のカラスガイを試料とした予察的実験に引き続いて、海生のアコヤガイを試料とした培養実験を行った。しかし、カラスガイの場合には比較的容易であった飼育が、アコヤガイの場合には非常に難しく、培養実験の進行にも影響が出てしまった。すなわち、送付されてきた三重県産のアコヤガイ生貝を本学付属の水生動物実験施設などで、人工海水での飼育を試みたが、天然海水の欠如や餌の問題などから、一週間程度の飼育しか行い得なかった。このため、生息中の貝のマントル上皮組織を次々と採取して培養を行った。培養に際しては、本年度の研究補助金助成が認められたクリーンベンチおよび昨年度の助成金により購入したCO_2イナキュベーターを使用した。培地としては、町井(1974)により示されたアコヤガイの上皮組織培養のための培地をやや改良したもの(199培地、塩類補強液、NBC液、子牛血清、カナマイシンなどの混合液)を用いた。培養中の細胞の観察には、本年度の助成金で購入した倒立顕微鏡がきわめて有効であった。以上のようにして培養した細胞は、多くの場合ほとんど生育せず、培地に入れた当初の状態をそのまま維持しているように観察された。これは、貝自身が非常に弱っていたため、そこから得られた組織片も健康なものではなく、培養には不適当な状態であったのかあるいは培地の組成に問題があるかのどちらかの原因によるものであろう。これに対して、一部の培養細胞については、培養開始から3日程たってから細長い棒状の細胞の逆離が見られ、引き続いてこの新しい細胞が集って塊状の集合体が形成された。ただ、この場合にも、これ以上の細胞の生育は見られなかった。以上のように、アコヤガイ上皮組織培養では未だ十分な成果が得られていないが、今後、飼育条件確立の培地の点検を通じ改善を試みたい。
ダム湖・湖沼底層への表層水供給による水質改善手法の開発

閉鎖性水域では富栄養化に伴う水質悪化が問題となっているが、中でも密度成層下での底層の貧酸素化及び堆積物からの栄養塩回帰の問題が重要視されている。本研究ではこれらの問題に対する解決策の一つとして、溶存酸素の豊富な表層水を貧酸素化した底層部に送り込み、底層の好気化及び内部負荷削滅を目指す水質改善技術を提案した。現垢実験による本システムの有用性の検討のため、北上川水系田瀬ダムに本水質改善装置を設置し、2001年および2002年の夏期に装置稼動の効果を調査する目的で水質観測を行った。2001年の現場実験では、底層においてDO濃度をわずかに増加させることが可能であった。また、DO濃度の水平分布の観測結果から、表層水供給地京から少なくとも20m離れた地点までは本実験装置が有効であることが確認できた。さらに2001年の結果を踏まえ、より水質改善能を高くする目的で本装置の改良を行った。その結果、2002年夏期の現場実験においては実験装置設置場所から少なくとも40m離れた地点までDO濃度を改善することができ、その改善範囲は同心円状に拡大していたことが明らかとなった。また、底層においてDO濃度が改善された期間にはPO_4^<3->-P濃度は減少傾向にあり、装置に近いほど低濃度であったため、本装置稼動により堆積物からのリン溶出が抑制されたことが示された。更に、NH_4^+-N濃度は減少し、NO_<3^->-N濃度は増加していたことも判明した。これは底層の好気化に伴い、硝化反応が促進されたことを意味する。以上の現場観測により確認された水質改善効果は、鉛直一次元水質シミュレーションによっても指示された。以上により、ダム湖レベルのスケールをもつ水域においても本実験装置の稼動により部分的に水質改善効果を得ることができ、継続的に表層水を供給することにでその有効範囲を拡大できる再能性が示された。本研究では、密度成層により嫌気化した底層へ、溶存酸素を豊富に含む表層水を供給する水質改善システムを提案している。平成12年度においては、本システムの実湖沼における水質改善効果を調べる目的で、面積約15,000m^2、最大水深約5mの貯水池において現場実験を行った。実験装置は表層水を送水する水上ポンプ部と、送られてきた表層水を冷却し底層部へ放出して混合させる水中部から構成されている。水質観測は多項目水質センサーにより週に一度の頻度で行った。観測項目は水温、電気伝導度、溶存酸素濃度、pH、濁度、酸化還元電位、水深であり、選定した観測点毎に鉛直方向に0.5m間隔で測定した。さらに代表的な観測点のみ表層、中層、底層において採水し、栄養塩濃度及び溶存金属濃度を測定した。その結果、本システムの稼動により溶存酸素濃度は表層水放出地点付近でのみ若干の回復が確認されたが、他の観測点においては顕著な影響は観測されなかった。しかしながら植物プランクトンの異常増殖の原因となるアンモニア、リン、溶存鉄、溶存マンガンなどの溶存物質濃度については本システム稼動直後から顕著な減少傾向が観測され、稼動1ヶ月後には好気的な環境下での濃度レベルにまで減少した。これは濃度の増加としては確認されない程度の溶存酸素の供給でも、底層、堆積物内部の酸化還元電位を増加させ、堆積物からの溶存物質溶出を抑制した結果であると考えられる。更に、本システム稼動の前後においてそれぞれ採取した未撹乱堆積物コアを用い、室内実験により堆積物による酸素消費速度を計測した。その結果、本システム稼動後には堆積物による酸素消費速度が稼動前の1/2から1/3程度に減少していることが確認された。これは表層水供給により夏期の成層期間中においても堆積物表層での好気的分解がなされ、堆積物中の易分解性有機物量が低下したためと考えられる。以上の研究結果より、本システムによる水質、底質改善効果が定量的に確認された。

更に、NH_4^+-N濃度は減少し、NO_<3^->-N濃度は増加していたことも判明した。これは底層の好気化に伴い、硝化反応が促進されたことを意味する。以上の現場観測により確認された水質改善効果は、鉛直一次元水質シミュレーションによっても指示された。以上により、ダム湖レベルのスケールをもつ水域においても本実験装置の稼動により部分的に水質改善効果を得ることができ、継続的に表層水を供給することにでその有効範囲を拡大できる再能性が示された。平成13年度は,平成12年度に製作した現場型水質改善装置を実際のダム湖に設置し,現場観測により水質改善効果を明らかにすることを目的とした.さらに数値シミュレーションにより,水質改善に関わるメカニズムを定量的に評価し,現場実験結果の再現の可否についても検討を加えた.まず,溶存酸素(DO)を豊富に含んだ表層水を貧酸素化した底層へ送り込む現場型実験装置を北上川水系田瀬ダムに設置し,底層おける水質改善効果を検討した.現地実験は2001年8月3日から9月19日の期間で行った.今回の実験では供給水の冷却が十分ではなかったが,底層においてDO濃度をわずかに増加させることが可能であった.DO濃度鉛直分布の結果から,本装置の有効範囲は50mまでは及ばないが,最低でも20mまでは及ぶと考えられた.また,底層における栄養塩濃度の経時変化から,本装置は上記の有効範囲内で水質改善効果を有するものと考えられた.次に,以上の実験データをもとに簡単なBOXモデルによる数値実験を行い,現地実験での水質改善効果のメカニズムを再現し,パラメーターの変動が水質に及ぼす影響を定量的に評価した.その結果,計算結果は現地実験の結果を概ね再現出来る事がわかった.しかし,現場実験終盤には水面冷却による鉛直混合が起こり,DO及び栄養塩濃度などにおいて計算結果と大きな差異が生じた.密度成層の消長は水質に多大な影響を与えるため,今後は成層構造の再現も可能なモデルの構築が必要である.また,堆積物の最大酸素消費速度が小さく,栄養塩の酸化速度係数が大きく,堆積物からの栄養塩の最大溶出速度が小さくなるほどDO濃度の増加が大きくなり,栄養塩濃度が減少することがわかった.平成14年度は,平成13年度に引き続き現場型水質改善装置を実際のダム湖に設置し,現場観測により水質改善効果を明らかにすることを目的とした。さらに数値シミュレーションにより,水質改善に関わるメカニズムを定量的に評価し,現場実験結果の再現の可否についても検討を加えた.まず,溶存酸素(DO)を豊富に含んだ表層水を貧酸素化した底層へ送り込む現場型実験装置を北上川水系田瀬ダムに設置し,昨年同様底層における水質改善効果を検討した.現地実験は2002年7月26日から9月13日の期間で行った.今回の実験では供給水の冷却がかなりうまく行ったため,底層においてDOの濃度をわずかに増加させることが可能であった.DO濃度鉛直分布の結果から,本装置の有効範囲は50mまで及ぶと考えられた.また,底層における栄養塩濃度の経時変化から,本装置は上記の有効範囲内で水質改善効果を有するものと考えられた.次に,以上の実験データをもとに簡単なBOXモデルによる数値実験を行い,現地実験での水質改善効果のメカニズムを再現し,パラメーターの変動が水質に及ぼす影響を定量的に評価した.
乳癌および正常乳腺における上皮-間葉相互作用

乳癌細胞の産生する細胞外マトリックス分解酵素であるmatrixmetalloproteinase(MMP)の発現誘導について研究した。誘導機構への細胞外マトリックス分子の関与を明らかとするために、乳癌間質に多量に特異的に発現するテネイシン-C(TN-C)を、TN-C欠損マウス乳癌から樹立した細胞に作用させ、複数のMMP発現誘導を検討した。結果、MMP-9の非常に高度な発現が誘導されることが判明した。また、MMP-9の発現は乳癌細胞にパラクリン・オートクリン的に作用していると考えられるTGF-βによっても、誘導されていることが明らかとなった。TGF-βはTN-Cの発現誘導に関与しているため、これら両者が協働的に働く可能性を考えて実験をしたところ、両者が低濃度の時、協働性に働いてMMP-9を誘導することが明らかとなった。さらに、TGF-β作用の阻害抗体や阻害蛋白を加えたところ、TGF-bの作用は中和され、TN-Cの抗体を加えるとTN-Cの増強作用を中和することができ、共動性が確認できた。ヒト乳癌細胞でも同様の作用があることを明らかとし、またこの作用が乳癌細胞のin vitroでの基底膜浸潤能を促進することが判明した。乳癌細胞自体および癌の間質細胞におけるTGF-β産生の意義については、最近の研究のトピックスのひとつであり、これが細胞外マトリックスの産生と分解の両者に関わっており、また相互が密接な関係を有していることが明らかとした。