hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
一般すべり流理論の非定常系への拡張と応用

マイクロ流路などの微小系の気体流の振舞いは,通常の巨視的流体力学では正確に把握できない.しかし,この場合にも,ボルツマン方程式の系統的な漸近理論(曾根の一般すべり流理論)により,微小系の気体流の多くは通常の流体力学を適切に補正して扱える.一般すべり流理論によると,気体の振舞いは大域的には流体力学的方程式と所定の適切なすべり境界条件で記述でき,境界近傍の薄い層では補正(クヌーセン層補正)が加わる.ここで,境界条件中に現れるすべり係数の値とクヌーセン層補正のデータは,層の構造を決める線形化ボルツマン方程式の空間1次元の半無限問題(クヌーセン層問題)を解いて得られる.一般すべり流理論は定常系に対してはクヌーセン数展開の2次まで確立されている.一方で,非定常問題に対しては,1次までの結果が曾根により導かれているものの, 2次のレベルでのそれは未だ知られておらず,定常理論と同じレベルの完成度には至っていなかった.本研究では,非定常問題に対する一般すべり流理論をクヌーセン数の2次まで構築する.前年度までに,解の構造を半解析的に把握できるというボルツマン方程式の積分形の利点を活かした2次クヌーセン層問題の新たな解法を構築し,データの収集を終えていた.今年度はまず,その結果を学術誌に投稿し,これは掲載された.本年度の残りの時間では,マッハ数の大きさが有限の非線形な低希薄度気体の振舞いに関する研究を行った.曾根の非線形理論では,定常問題に対して,気体の振舞いが大域的にはオイラー方程式と粘性境界層内部の境界層方程式により記述できることが明らかにされている.一方で,本研究では,気体の非定常的な振舞いをクヌーセン数の1次まで正しく与える圧縮性のナビエ・ストークス方程式に対するすべり境界条件をチャップマン-エンスコグ展開とクヌーセン層解析を用いて導出した.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は,低希薄度気体の振舞いを記述する一般すべり流理論を非定常系へと拡張し,応用を行うことである.一般すべり流理論によると,気体の振舞は大域的には流体力学的方程式と所定の適切なすべり境界条件で記述でき,境界近傍の薄い層(クヌーセン層)ではすべりに付随したクヌーセン層補正が加わる.一般すべり流理論は,すべり境界条件及びクヌーセン層補正の構造をクヌーセン数(気体分子の平均自由行程と系の代表長の比)の2次の寄与まで明らかにしているが,種々の2次クヌーセン層補正の具体的な値はボルツマン方程式の簡易モデルであるBGKモデル方程式以外ではほとんど得られていない.そこで,平成25年度はボルツマン方程式の2次クヌーセン層問題の数値解法の構築に取り組んだ.2次クヌーセン層問題は数理的に微妙で複雑な問題を含んでおり従来の直接差分による解法で高精度な解を得ることが難しいため,まず,解の構造を半解析的に把握できるというボルツマン方程式の積分形の利点を活かした新たな解法の設計を行った,そして,その解法の有効性については,既往研究の存在するBGKモデルの2次クヌーセン層問題に適用し,既往研究の結果とよい一致を得るという形で確認できた,しかし,その次に,目的であるボルツマン方程式のクヌーセン層問題に解法を適用したところ,満足な精度の解を得られなかった.これは, BGKモデルとボルツマン方程式の間で形が異なる衝突項について,当初は同程度のやさしさで扱えると想定していたのに反して,実際にはボルツマン方程式の場合はより精密な扱いを要することが判明したためである.その後,改めて対策を施した解法を確立し,問題点は解決できた.現在は,この解法を用いてデータを収集している.マイクロ流路などの微小系の気体流の振舞は,系の代表長が短く気体分子の平均自由行程に比べて無視できないため,通常の巨視的流体力学では正確に記述できない.しかし,この場合にも,分子気体力学のボルツマン方程式の系統的漸近展開に基づいた一般すべり流理論により,微小系の気体流の多くは通常の流体力学を適切に補正することで扱えることが知られている.一般すべり流理論によると,気体の振舞は大域的には流体力学的に記述でき,境界近傍の薄い層(クヌーセン層)で補正が必要になる.このクヌーセン層補正の具体的な値は,層の構造を規定する線形化ボルツマン方程式の空間1次元の要素半無限問題を解くことで決まる.一般すべり流理論は,クヌーセン数(平均自由行程と代表長の比)の2次まで構築されているが,ほとんどの2次クヌーセン層補正の具体的な値はボルツマン方程式のBGKモデル方程式以外では得られていない.2次クヌーセン層の要素問題は数理的に微妙で複雑な問題を含んでおり従来の直接差分による解法では適切な計算が難しい.今年度は,この前年度に構築した新解法を元にデータを収集した.まず,未知であった2次クヌーセン層補正のうち,境界の曲率効果に関係しないものについて,解の微妙な振舞いも含めて精密に計算できていることを確認した.その結果をまとめた論文が現在査読審査中である.次に,前年度に構築した解法をさらに深化させ,解の特異性が著しい境界の曲率効果に関係する補正について,解の特異性を抽出して数値的に安全に計算できる方法を開発した.そして,その解法を用いて解が精密に計算できていることを確認した.

これにより,一般すべり流理論で必要となるクヌーセン層補正が本来のボルツマン方程式の場合に完備された.現在,その結果をまとめた論文を準備中である.マイクロ流路などの微小系の気体流の振舞いは,通常の巨視的流体力学では正確に把握できない.しかし,この場合にも,ボルツマン方程式の系統的な漸近理論(曾根の一般すべり流理論)により,微小系の気体流の多くは通常の流体力学を適切に補正して扱える.一般すべり流理論によると,気体の振舞いは大域的には流体力学的方程式と所定の適切なすべり境界条件で記述でき,境界近傍の薄い層では補正(クヌーセン層補正)が加わる.ここで,境界条件中に現れるすべり係数の値とクヌーセン層補正のデータは,層の構造を決める線形化ボルツマン方程式の空間1次元の半無限問題(クヌーセン層問題)を解いて得られる.一般すべり流理論は定常系に対してはクヌーセン数展開の2次まで確立されている.一方で,非定常問題に対しては,1次までの結果が曾根により導かれているものの, 2次のレベルでのそれは未だ知られておらず,定常理論と同じレベルの完成度には至っていなかった.本研究では,非定常問題に対する一般すべり流理論をクヌーセン数の2次まで構築する.前年度までに,解の構造を半解析的に把握できるというボルツマン方程式の積分形の利点を活かした2次クヌーセン層問題の新たな解法を構築し,データの収集を終えていた.今年度はまず,その結果を学術誌に投稿し,これは掲載された.本年度の残りの時間では,マッハ数の大きさが有限の非線形な低希薄度気体の振舞いに関する研究を行った.曾根の非線形理論では,定常問題に対して,気体の振舞いが大域的にはオイラー方程式と粘性境界層内部の境界層方程式により記述できることが明らかにされている.一方で,本研究では,気体の非定常的な振舞いをクヌーセン数の1次まで正しく与える圧縮性のナビエ・ストークス方程式に対するすべり境界条件をチャップマン-エンスコグ展開とクヌーセン層解析を用いて導出した.今年度において,本研究課題の中核である2次クヌーセン層補正の求解を完了できた.クヌーセン層補正の特異な構造のため,計算方法の開発には予想以上の時間を費やした.しかし,結果的には非常に精度の高い数値解を得ることができ,満足している.これで,一般すべり流理論で必要になるデータが本来のボルツマン方程式の場合に完備されたことになる.この成果は,最終年度の研究の土台と研究総括の基礎として十分なものである.27年度が最終年度であるため、記入しない。全体の研究計画を大きく変更する必要はないと考えている.まず,今年度の2次クヌーセン層補正の計算の成果をまとめ,流体力学に関する国際学術誌に投稿する.次に,すべり流理論の応用に取り組む.また,これまでの研究ですべり流領域では気体の圧縮性の効果が重要であることが分かってきたため,当初の計画には含まれていなかったが,より圧縮性の強い波動現象等をターゲットにしたすべり流理論の研究にも取り組みたい.モデル方程式を用いた予備計算に基づく当初の予測に反して,目的であるボルツマン方程式の2次クヌーセン層問題の計算には様々な工夫が必要になることが判明し,その後,対策を施した解法を確立するのにやや時間を要した.現在は,計算上の問題点は解決できており,データを収集している.27年度が最終年度であるため、記入しない。全体の研究計画を変更する必要はないと考えている,まずは,現在の解法を用いて2次クヌーセン層の十分なデータを収集し, 2次すべりの枠組みを完結させることに注力する,その後,すべり流理論の応用に取り組みたい.
安心安全運航のための水上飛行機離発着場整備に関する研究

本研究では,近い将来において普及が期待される水上飛行機(以下,水上機)の離発着場に関する運用方法について研究を行ってきた.具体的には,海外での水上飛行場の実態(船舶などとの共用方法),国内の水面の利用実態と水上機の離着水可能性,さらに水上機の離発着運航を支援するシステム機器の開発(設計と試作),水上機離発着運用ルールについての検討を行い,安心安全に水上機が船舶等と共存して水域を利用できる環境整備に寄与することが目的であった.本年度は,過年度までに実施してきた研究の継続として,以下の2点を中心に進めてきた.1)冬季における水上飛行場の運用実態に主眼をおいて調査を実施した.世界最大規模のアラスカ・アンカレッジ水上飛行場を訪問し,現地調査を実施した.一部の水上機は,湖面が凍結している状況でも,フロートをスキーに履き替えて氷上を滑走路として運用していた.また,一般の自動車が通行する道路と航空機の誘導路を共用しているなど,日本の運用と大きな違いがあることがわかった.2)過年度までに設計した水上機運航支援のための水上飛行場情報提供システムの試作品を製作した.試作品は,風速・風向・波高の情報取得システム,取得した情報の端末機への送信システム.パイロット等への情報表示システムからなっている.試作システムは,水上機(超軽量飛行機)のコックピットに情報端末を設置し,飛行しての実証実験を実施した.その結果,システムは正常に稼働し,パイロットに風速や波高などの情報を的確に提供できた.パイロットからは,離着水において極めて参考になる情報が得られるのは効果的であるとの使用感が得られ,有効性を証明できた.これまでの研究を踏まえ,水上飛行場において安全安心な運用のあり方を明確にでき.運航を支援する情報提供システムの開発に一定の目途をつけることができた.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,わが国においても普及しはじめた水上飛行機の離発着場に関する運用方法の開発を行うことを目的としている.具体的には,海外での水上飛行場の実態(船舶などとの共用方法),国内の水面の利用実態と水上飛行機の離着水可能性,さらに水上飛行機の離発着運航を支援するシステム機器の開発(設計と試作),水上機離発着運用ルールについての検討を行い,安心安全に水上機が船舶等と共存して水域を利用できる環境整備に寄与することを目的として,研究を進めている.平成28年度は,カナダのバンクーバー,ヴィクトリア,ウィスラーの水上飛行場の事例を実施した.ヴィクトリアで定められている狭域の水面を船舶利用者などと協働で使う運用ルールを策定した背景と運用実態などの詳細情報を得ることができた.また,バンクーバーやビクトリアなどのトラフィックが多い水上空港では,管制塔からの航空管制や運航情報提供を行い,それらの無線はその海域を通行する船舶もモニターして,情報を共有していることがわかった.新たに日本に整備された尾道の水上飛行場についても,現地調査を実施した.日本では関連する知見が不足しており,展開上の課題が多々あることがわかった.また,水上飛行機の離発着運航を支援するシステム機器の開発のための基礎調査として,前述の海外調査のインタビュー調査などで得た先進事例を整理し,さらに文献調査から海上や航空機からセンサーにより気象や海況データを取得する装置などの先端技術の動向を整理し,あわせて水上飛行機が欲している情報を洗い出した.なお,本研究課題は,日本大学理工学部教授・青木義男,同教授・小林直明,同教授・居駒知樹,同専任講師・大竹智久,同助教・江守央,同兵頭知,東京工業大学環境・社会理工学院融合理工学系助教・川﨑智也を連携研究者として進めている.先行研究である挑戦的萌芽研究課題(平成2728年度)と併せて,水上機離発着の運用に関して,バンクーバー,ヴィクトリア,ウィスラーなど海外の先進事例の調査・分析を実施してきた.水域設定の実態,船舶などと共用で水面を使用する運用ルールがあることなどを明らかにできた.また,水上機運航を支援するシステムの開発を見据えて,システムへの機能ニーズ,関連技術動向などを整理してきた.これらは,当初予定どおりに成果をあげていると考えている.一方,船舶など水面利用の実態調査は,効果的な調査方法の検討に手間取り,実査は未着手であった.それに代わり,システム開発の要素研究として,波浪状況をGPSを用いて計測した場合の精度について基礎実験を実施し,概ね期待する精度が得られることがわかった.本研究は,近い将来において普及が期待される水上飛行機(以下,水上機)の離発着場に関する運用方法の検討と支援システムの開発を行うものである.具体的には,海外での水上飛行場の実態(船舶などとの共用方法),国内の水面の利用実態と水上機の離着水可能性,さらに水上機の離発着運航を支援するシステム機器の開発(設計と試作),水上機離発着運用ルールについての検討を行い,安心安全に水上機が船舶等と共存して水域を利用できる環境整備に寄与することを目的としている.本年度は,前年度の研究成果をもとに,以下の事項について研究を行った.(1)海外の先進事例の動向調査・分析:水域利用区分および利用ルールの設定基準などについて,文献調査及び現地調査を実施した.ICAOの水上飛行場設置基準などを整理し,日本導入時の課題を整理した.またデンマーク,モルディブの先進導入国の実態を調査し,日本導入時への示唆を得た.(2)船舶等利用実態調査・分析:東京湾の漁業やレジャーボート等の小型船舶の航行実態を把握し,水上機との共同利用可能性を把握した.(3)水上機運航支援システム:水上機の運航支援システムの設計コンセプトを整理した.

そのコンセプトにもとづき,開発するシステムの要求事項を整理し,設計のための要件定義を行った.(4)水上機運用ルールづくり方針:上記(1)(3)の結果を踏まえて,我が国における水上飛行場の運用ルールづくりについての指針について検討を行った.当初の計画では,アメリカにおける水上機の運行実態を調査する予定であった.しかし,研究を進める中で,アメリカの運航形態はカナダなどに近いため,北米と異なる運航形態の地域を対象として調査をすべく,方針転換を行った.そこで,最近になって運航を開始したデンマークの事例,日本と同じく島嶼国であり,世界最大規模の運航を行っているモルディブを対象とすることとした.調査場所を変えたため,モルディブ調査が3月にずれ込み,その取り纏めが多少遅れているが,5月には成果報告を纏め上げる予定である.なお,アメリカの実態については,ICAOおよびFAAの報告書などから情報を整理し,当初目的に近い情報はほぼ得ている.本研究では,近い将来において普及が期待される水上飛行機(以下,水上機)の離発着場に関する運用方法について研究を行ってきた.具体的には,海外での水上飛行場の実態(船舶などとの共用方法),国内の水面の利用実態と水上機の離着水可能性,さらに水上機の離発着運航を支援するシステム機器の開発(設計と試作),水上機離発着運用ルールについての検討を行い,安心安全に水上機が船舶等と共存して水域を利用できる環境整備に寄与することが目的であった.本年度は,過年度までに実施してきた研究の継続として,以下の2点を中心に進めてきた.1)冬季における水上飛行場の運用実態に主眼をおいて調査を実施した.世界最大規模のアラスカ・アンカレッジ水上飛行場を訪問し,現地調査を実施した.一部の水上機は,湖面が凍結している状況でも,フロートをスキーに履き替えて氷上を滑走路として運用していた.また,一般の自動車が通行する道路と航空機の誘導路を共用しているなど,日本の運用と大きな違いがあることがわかった.2)過年度までに設計した水上機運航支援のための水上飛行場情報提供システムの試作品を製作した.試作品は,風速・風向・波高の情報取得システム,取得した情報の端末機への送信システム.パイロット等への情報表示システムからなっている.試作システムは,水上機(超軽量飛行機)のコックピットに情報端末を設置し,飛行しての実証実験を実施した.その結果,システムは正常に稼働し,パイロットに風速や波高などの情報を的確に提供できた.パイロットからは,離着水において極めて参考になる情報が得られるのは効果的であるとの使用感が得られ,有効性を証明できた.これまでの研究を踏まえ,水上飛行場において安全安心な運用のあり方を明確にでき.運航を支援する情報提供システムの開発に一定の目途をつけることができた.海外等の先進事例調査は引き続き実施する.また,国内で運航を始めた瀬戸内についても運航上での課題や船舶との調整の実態について調査を行う.水上飛行機の離発着運航を支援するシステム機器の開発は,昨年度の基本スペック調査の結果を受け,基本設計を行う.
現代大都市におけるホームレス問題の実態解明と政策提言への地理学的貢献

2年度を通じて、本調査の主眼である、大阪府の野宿者に対する悉皆聞き取り調査への関与、1999年に実施した大阪市における同様の聞き取り調査との比較分析、同じく2000年初頭におこなった野宿者問題にかんする市民意識調査がいまだ検討されておらず、この調査結果に関する詳細な分析、2000年度に相次いで大阪市に開設された3ヶ所の自立支援センターの入所者に対する、サービスの適合調査、および、こうした自立支援センターを就労退所した人を対象にしたアフターケア調査を行った。またこれらの多くの聞き取り調査を総合した野宿者の職歴と就業構造の特質の解明をおこなった。大阪府調査においては、1999年の大阪市調査や2000年の東京都調査の比較を中心に、そして野宿者に対する一定程度の政策が進行したことを踏まえ、その政策需要への評価を聞くことを新たに主題して加えている。地理学的な観点からすれば、大阪市では主要な構成要素をなしている釜ヶ崎経験者が3割台と大幅に減り、建設経験がありながら釜ヶ崎経験がない、あるいは非建設のサービスや事務職からの野宿経験者がより増えていることが特徴的であった。政策受容においては、野宿生活を続ける、自力で野宿生活を脱出する、福祉の助力を得て野宿生活を終えるというタイプがほぼ同数ずつの分布となって見られることがわかった。一方野宿脱出のための大きな受け皿となる自立支援センターについては、入所者のサービスの満足度については高かったが、最大のネックは就労の困難さ、また就労持続のさらなる困難さであり、また集団生活によるプライバシーのなさと人間関係構築の難しさにあった。就職に関しては、退所就職は4割近くに達しているが、その後の就労状況の不安定さもあり、アフターケア調査によれば、半分以上が就労対処後になんからのトラブルなどで就労がストップし、それが即生活の不安定、あるいは生活保護、そして最悪の場合再野宿へと移行している例が見受けられた。結局就労アパート自立の可能性が1割ちょっとにすぎないという厳しい現実が明らかになった。本年度の活動は,大きく3つに分けられる。ひとつは1998,1999年度に大阪市大で行った,大阪市の野宿生活者調査をまとめ,活字化し,あわせて一般への啓蒙活動を図ることにあった。福原,島はそれぞれこの調査を使い,座談会や雑誌への寄稿を行った。そして大部となった「野宿生活者(ホームレス)に関する総合的調査研究報告書」の一部の記述に,この科研での研究成果を用いた。大阪市以外,地方都市の野宿生活者の現状については,堺市や,北九州市と和歌山県の各都市において聞き取りや概数調査を行う準備調査を行った。第二に,野宿生活者問題に関する国際交流をはかるために,8月にソウルでホームレス問題のワークショップを行い,あわせて現地の運動家との交流もはかった。その成果の一部はまとめて「特集韓国の野宿者問題」として,雑誌「シェルターレス」に寄稿した。水内,福原,中山のほかに,韓国側からのワークショップ出席者の多くが寄稿し,韓国の野宿者対策の先進性を改めて知る機会となった。第三に,西成の特に釜ヶ崎における新たにおこりはじめたまちづくり運動にブレーンとして大きく関わり始めたこともひとつの成果である。2000年は大阪市の野宿生活者対策が一挙に動き出し,NPOを含めた支援体制に一段と注目されるようになった。

本研究グループは,特に自立支援や野宿脱出の高齢者の介護問題を中心に,何度も研究会をもち、その成果を活字化し,来年度にその成果の刊行と,政策の推進の一助となる活動をおこなった。本年度は、本調査の主眼である、大阪府の野宿者に対する悉皆聞き取り調査への関与、および、一昨年度に開設された自立支援センターの入所者に対する、サービスの適合調査、および、就労退所者を対象にしたアフターケア調査を行った。大阪府調査においては、1999年の大阪市調査や2000年の東京都調査の比較を中心に、そして野宿者に対する一定程度の政策が進行したことを踏まえ、その政策需要への評価を聞くことを新たに主題して加えている。地理学的な観点からすれば、大阪市では主要な構成要素をなしている釜ヶ崎経験者が3割台と大幅に減り、建設経験がありながら釜ヶ崎経験がない、あるいは非建設のサービスや事務職からの野宿経験者がより増えていることが特徴的であった。政策受容においては、野宿生活を続ける、自力で野宿生活を脱出する、福祉の助力を得て野宿生活を終えるというタイプがほぼ同数ずつの分布となって見られることがわかった。一方野宿脱出のための大きな受け皿となる自立支援センターについては、入所者のサービスの満足度については高かったが、最大のネックは集団生活によるプライバシーのなさと人間関係構築の難しさにあった。また就職に関しては、退所就職は4割近くに達しているが、その後の就労状況の不安定さもあり、アフターケア調査によれば、半分以上が就労対処後になんからのトラブルなどで就労がストップし、それが即生活の不安定、あるいは生活保護へと以降している例が見受けられた。
金属系多層膜構造の安定性に関する材料組織学的基礎研究

1.CoとCuの2元素からなる多層膜を真空蒸着法により作製し,オ-ジェ分光法,透過電顕観察,走査型電顕観察,X線マイクロアナリシス,光電子分光法などにより,熱的安定性を調べた結果,以下のことが明かとなった.(1)作製したままの状態の多層膜は,良好な周期的積層構造を有しており,各層は微細な結晶粒からなっている.(2)最表層がCuの多層膜を短時間時効すると,最表面Cu層が消失してゆくとともに,Cu粒子が表面に形成される.(3)長時間時効では,周期構造は完全に崩れ,CoとCuの2相が3次元的に入り交じった状態に変化する.(4)短時間時効において,内部の周期構造がまだ保たれている状態でも,各層の濃度プロファイルはCo/Cu界面から徐々に崩れ始め,蒸着時の急峻な界面は容易に失われる.(5)最表面がCo層の多層膜も熱的に安定でなく,時効とともに周期構造は徐々に崩れてゆくが,上記(2)のようなCu粒子の形成はほとんど見られない.2.相分離型状態図を構成する2元素からなる多層膜は,従来安定であると考えられてきたが,必ずしも安定であるとは限らない.適当な温度に加熱すると,3次元的な拡散が起き,多層構造が崩れてゆく.この変化は,多層構造を有する相分離組織からエネルギ-的により安定な別の相分離組織への変化であると考えることができる.3.多層構造の時効変化,特に時効初期における濃度プロファイル変化は,CahnーHilliardの非線形拡散方程式を利用した計算機シミュレ-ションによりうまく再現できる.このようなシミュレ-ションにより,多層膜の安定性に関する理解がさらに深まるものと考える.1.CoとCuの2元素からなる多層膜を真空蒸着法により作製し,オ-ジェ分光法,透過電顕観察,走査型電顕観察,X線マイクロアナリシス,光電子分光法などにより,熱的安定性を調べた結果,以下のことが明かとなった.(1)作製したままの状態の多層膜は,良好な周期的積層構造を有しており,各層は微細な結晶粒からなっている.(2)最表層がCuの多層膜を短時間時効すると,最表面Cu層が消失してゆくとともに,Cu粒子が表面に形成される.(3)長時間時効では,周期構造は完全に崩れ,CoとCuの2相が3次元的に入り交じった状態に変化する.(4)短時間時効において,内部の周期構造がまだ保たれている状態でも,各層の濃度プロファイルはCo/Cu界面から徐々に崩れ始め,蒸着時の急峻な界面は容易に失われる.(5)最表面がCo層の多層膜も熱的に安定でなく,時効とともに周期構造は徐々に崩れてゆくが,上記(2)のようなCu粒子の形成はほとんど見られない.2.相分離型状態図を構成する2元素からなる多層膜は,従来安定であると考えられてきたが,必ずしも安定であるとは限らない.適当な温度に加熱すると,3次元的な拡散が起き,多層構造が崩れてゆく.この変化は,多層構造を有する相分離組織からエネルギ-的により安定な別の相分離組織への変化であると考えることができる.3.多層構造の時効変化,特に時効初期における濃度プロファイル変化は,CahnーHilliardの非線形拡散方程式を利用した計算機シミュレ-ションによりうまく再現できる.このようなシミュレ-ションにより,多層膜の安定性に関する理解がさらに深まるものと考える.
ゼオライト細孔内に吸着した分子の固体NMR法によるキャラクタリゼーション

ゼオライト細孔内に吸着された分子の状態について、吸着分子自身、及び吸着分子と相互作用する金属イオンの両者をモニターすることによって調べるために固体NMRを用いて研究を行った。ゼオライトとしては、骨格構造、細孔径、孔路径の異なるY型とA型ゼオライトを用い、吸着分子としては最も簡単な水分子を対象とした。初めに、ゼオライトのイオン交換能を利用し、核四極子相互作用によるスペクトル線幅の広がリを持たないCdイオンをゼオライト構造内に導入した後、飽和吸水した試料を調整した。この試料を加熱し吸水量を種々変えた後、NMR測定を行った。水分子の^1H NMRについては通常の測定と併せ緩和時間の測定を、またCdイオンの固体^<113>Cd NMRについては通常の溶液と同じシングルパルスによる測定、これにMASを併用した測定、及びCP-MASによる測定を行った。これらのNMR測定と得られたスペクトルの解析から次の結論が得られた。Y型ゼオライト細孔内の水分子には^1H NMRで観測される溶液状態に近い比較的運動の速い水分子と、^1H NMRでは観測が不可能であるが、^<113>Cd NMRのCP-MAS法によってのみ存在が確認される非常に運動の遅い水分子とが存在する。一方、A型ゼオライトにおいては、Y型における2種類の水の中間の状態にあるような一種類の水だけが存在することが確認された。Y型とA型ゼオライト中に存在する水分子の運動の違いは、ソーダライト構造を結ぶ骨格構造の違いと、この構造によって作られるスーパーケージの大きさの違いを反映していることが示された。
ビザンツ帝国の教会・修道院改革についての体系的研究

本研究は、東ローマ/ビザンツ帝国において展開した教会と修道院を対象とする改革運動を体系的に考察し、その特質を包括的に把握することを意図したものである。同時代の記述史料の分析と修道院遺跡の地誌的調査を同時に進めた結果、改革の多くの局面で、生活規律の強化ないし古代的伝統への回帰を追求する修道士集団が主導的な役割を果たしており、彼らの政治的理想が改革の範囲と方向を規定していたことを明らかにした。本研究の目的は、ビザンツ帝国において進展した教会と修道院の改革運動の特質を、とりわけ帝国の政治・社会状況および修道士の生活環境との関連において解明し、11世紀以降、西ヨーロッパ・カトリック世界で進展した教会改革、いわゆるグレゴリウス改革との比較を試みることである。本研究では、ビザンツにおいて教会・修道院の改革運動が本格的に開始された11世紀から、帝国が滅亡する1453年までの約4世紀を以下のように区分し、それぞれの時期について、記述史料の分析と現地での地誌調査(おもにトルコ共和国内の都市・遺跡)の両面から、改革運動の要因、構造、後代への影響を明らかにする。(1)初期:11世紀から12世紀末まで成文規則(ティピコン)の導入による修道生活の再編と俗人に対する修道院貸与慣行の改革について(2)中期:13世紀初めから14世紀初めまで総主教アタナシオスの改革と彼の広範な改革を可能ならしめた政治的背景について(3)末期:14世紀初めから帝国滅亡まで正教の神秘主義霊性ヘシカズムの興隆とヘシカズムを実践する修道士(ヘシカスト)の教会組織と帝国の政治と社会へのかかわりについて本研究は、東ローマ/ビザンツ帝国において展開した教会と修道院を対象とする改革運動を体系的に考察し、その特質を包括的に把握することを意図したものである。本年度には、13世紀から14世紀にかけてビザンツ教会で進展した教会改革の特徴を把握するべく、その主要な担い手であるコンスタンティノープル総主教アタナシオス(在位1289-93年、1303-9年)の事績と、13世紀後半までに、アタナシオスを含む厳格主義的な修道士層に広く共有されるにいたった政治思想を集中的に検討した。アタナシオスについては本年度、アタナシオス自身が1310年代半ばに、写字生の一人として自身の書簡集写本(ヴァティカン写本; Codex Vaticanus Graecus 2219)の制作に関与したこと、そして、彼が1297年より自身の手元に残し始めたオリジナル書簡の写しが、ヴァティカン写本の主要史料になっていたことを明らかにした。また、アタナシオスの周辺で発生したとされる奇跡をとりあげ、1289年における彼の最初の総主教就任と、14世紀半ばの公的な聖人認定に、その奇跡伝承が大きな役割を果たしていたことを指摘した。13世紀後半に一部の修道士らに広まったのは、正教会とローマ教会の合同への反対意見を表明する際に、ラテン人(=カトリックの西欧人)を異端者であると公言することと、魂の身体に対する優越という、古代ギリシャ哲学に由来するレトリックを使用することである。本年度の研究では、形なきものを形あるものに優先する立場から、ラテン人を異端者と公言する行為が、1273年の首都の会議における高位聖職者ヨアニス・ベッコスの発言を端緒とし、その後、特定の文書を通じて合同反対派の修道士らに深甚な影響を及ぼしたこと、そして、その行為は1054年のいわゆる東西教会のシスマ以前の、両教会の教義・慣習上の相違に源を発していたことを明らかにした。本研究全体の課題は、イコノクラスム論争終結後にビザンツ帝国において進展した教会組織と修道生活の双方にかかわる改革運動の性質を、ビザンツ帝国の記述・考古学資料の分析および同時期の西欧・カトリック世界で進展したいわゆるグレゴリウス改革との比較にもとついて把握することである。平成21年度の研究目的は、教会聖職者の生活の改革よりも先に追求された修道院の制度的改革を明らかにすることであり、研究そのものは主として二つの方法、すなわち研究課題に関連する文献資料の読解と実地・地誌的調査により遂行された。本年度、考察に大きな比重を置いたのは、修道院改革に帝国内の主要な修道院や著名な修道士が及ぼした影響の範囲である。11世紀に本格化した修道院改革の中心地の一つは、地中海東方、シリア・パレスティナ一帯の修道院にあった。中でも多大な役割を果たしたのは、コンスタンティノープル出身の修道士、黒山のニコンと彼がアンティオキア北部の山岳地帯(黒山)に創始した修道院である。ニコンが弟子の修道士のために執筆・編纂したギリシャ語の書物はやがて彼の修道院以外にも読者を見出し、アラビア語や教会スラヴ語に翻訳された。この修道士ニコンの著述がスラヴ語に翻訳され、ロシア北方域まで伝播した現象の背景および実態については、平成21年11月に北海道大学スラブ研究センターで開催されたシンポジウムにおいて口頭発表を行った(発表原稿は既刊)。一方、ビザンッ帝国の教会・修道院遺跡の実地調査を平成21年12月にトルコ共和国領内のイスタンブール(コンスタンティノープル)、エディルネ(アドリアノープル)、エフェス(エフェソス)において実施した。

この調査結果の一部は、コンスタンティノープル総主教アタナシオス1世(在位1289-93年、1303-9年)の教会改革を主題とする、現在執筆中のモノグラフで公表する予定である。本研究全体の課題は、イコノクラスム論争終結後にビザンツ帝国において進展した教会組織と修道生活の双方にかかわる改革運動の性質を、ビザンツ帝国の記述・考古学資料の分析および同時期の西欧・カトリック世界で進展したいわゆるグレゴリウス改革との比較にもとづいて把握することである。昨年度(平成22年度)の課題は、ビザンツにおける修道院改革の展開を、修道士の移動とコミュニケーションの側面から明らかにすることであった。重点的な考察を試みたのは、コンスタンティノープル市内に位置した二つの著名な修道院、コーラ(今日のカーリエ博物館)およびストゥディオスと、地中海東方の都市アンティオキア(今日のアンタクヤ)の修道院である。ビザンツ中期、とくにイコノクラスム終結後から十字軍時代まで、一定数の修道士がコンスタンティノープルと地中海東方地域を往来したこと、そして、その移動と通信、写本の授受によって修道生活の成文規則(ティピコン)が帝国内の各地の修道院に伝播したことを記述史料にもとづいて確認した。一方、ビザンツの修道士の生活世界についての地誌的研究も記述史料の分析と並行して進め、昨年度はトルコ共和国のイスタンブール、アンカラ(アンキラ)、コンヤ(イコニオン)、アンタクヤを訪問し、それぞれの都市における中世の市域と修道院の位置関係および修道院の遺跡(とくにアンタクヤ付近の聖シメオン修道院跡)を調査した。昨年度の研究成果については、静岡県立大学と東洋大学で別テーマの口頭発表を行い、コンスタンティノープルのコーラ修道院における写本制作を扱った論文を『早稲田大学高等研究所紀要』に発表した。以上の研究のほか、13世紀以降、ビザンツ・正教スラヴ世界で普及した神秘主義霊性、ヘシカズムについての社会史的考察も開始し、その成果の一部を「聖山アトスの静寂」と題する論文にまとめた。本研究の課題は、イコノクラスム論争終結後にビザンツ帝国において進展した教会組織と修道生活の双方にかかわる改革運動の性質を、ビザンツ帝国の記述・考古学資料の分析および同時期の西欧・カトリック世界で進展したいわゆるグレゴリウス改革との比較にもとづいて把握することである。平成23年度の課題は、ビザンツ帝国の中期から末期にかけての教会・修道院改革の進展について、これまで行った個別の研究の精度を高めると同時に、包括的な研究成果を準備することである。本研究の出発点は、13世紀から14世紀にかけて二度コンスタンティノープル総主教を務めたアタナシオス一世(1289-1293年、1303-9年)によるラディカルな改革運動への関心であり、彼の改革を可能ならしめた諸条件・諸背景と、彼の政治の実態と思想の変遷に焦点を当てたモノグラフの刊行準備を継続した。アタナシオスの改革は、10世紀の修道士、ストゥディオスのテオドロスの「規則」導入をもって始まる修道院の規律強化と、12世紀に在位した皇帝マヌイル1世コムニノスの強権的教会政策の流れを汲むものであったと思われるが、当年度は俗人による修道院経営への法的規制が本格化した11世紀の政治状況、とくに哲学者ミハイル・プセロスのはたした役割に注目した。
欧米の親教育プログラムと親の発達に関する研究

現代の親の発達支援という視点から、英国、米国及びカナダの親教育プログラムや家族支援について現地調査を行った。主な知見は以下の通りである。(1)家族支援や親教育の普及の背景には、貧困、ひとり親、青少年非行、未成年の妊娠・出産といった社会の変化がある。(2)親教育プログラムは包括的な子育て支援・家族支援の一部である。(3)多くの親教育プログラムが親子の相互作用促進と親同士のネットワーク形成の両方を視野に入れている。(4)地域の実情にあったプログラム開発が重要である。欧米では多様な親教育プログラム(parenting program)が開発され実施されているが、それは単なる子育てスキルの伝授ではなく、親自身の社会的ニーズや心理的ニーズに焦点をあわせ、親のエンパワーメントを図るという視点を含んでいる。親の役割は社会的・文化的に形成されるものであり、長期的で包括的な親としての発達のプロセスの中で獲得される。本研究は、現代の親に対してその発達をいかに支援するかという視点から、欧米の親教育プログラムについて、その内容・方法・効果等を比較分析するものである。具体的には、イギリス、アメリカ及びカナダの親教育プログラムについて、その文化的背景や社会経済的背景等を考慮しつつ比較検討する。本年度は、イングランド及びスコットランドにおいて現地調査を行い、具体的な親教育プログラムの資料を収集するとともに、家族支援や親教育の担当者に対してインタビューを行った。得られた知見の主なものは以下の通りである。(1)犯罪や非行の増加、貧困といった状況の中で、親教育に力を入れるようになった。(2)子どもと子育てをめぐる様々な問題に対して包括的に対応しようとしており、親教育はその一部である。(3)親子関係をいかに取り結ぶかに焦点を当てている(4)個別の地域ごとに親教育プログラムが開発・実施されており、地域のニーズに合わせたものとなっている。(5)学齢前の子どもの親が対象である場合が多いが、ティーンエイジャーの親に対する支援も始めている。(6)問題のある親ばかりではなく、すべての親に共通するニーズとして親教育を位置づけつつある。(7)学校との連携が大きなポイントとなる。(8)親教育プログラムをきっかけとして、ゆっくりとではあるが親としての発達が促され、親が自信をもって子育てに携わるようになっている。本研究は、現代の親に対してその発達をいかに支援するかという視点から、欧米の親教育プログラム(parenting program)について、その内容・方法・効果等を比較分析するものである。昨年度はイングランド及びスコットランドにおいて現地調査を行ったが、本年度はアメリカ(ロサンゼルス)及びカナダ(ベンクーバー)における家族支援や親教育の実施状況について現地調査を行い、具体的な親教育プログラムについての資料収集及び分析を行うとともに、スコットランド(エジンバラ)において補充調査を実施した。その結果、以下のような知見が得られた。(1)家族と親の経済的・文化的状況に合わせた形で、家族支援と親教育が提供されていう。(2)地域ごとに親教育プログラムを開発しているイギリスとは異なり、アメリカとカナダにおいては有効なプログラムの購入・実施が盛んである。(3)各国に共通して、親子関係をいかに取り結ぶかに焦点を当てている。(4)カナダにおいては、自助グループの活動の一部として親教育プログラムが活用されている。(5)ティーンエイジャーで親となった学生や祖父母が孫を育てなければならない事例が増加しているのに対応して、そうした親(保護者)を対象とする支援が行われるようになってきた。(6)家族をベースとした子育てを支援するために、問題を抱えた家族の家庭を訪問する形でサービスが提供されることも多い。(7)幼児期の発達支援という観点から、親教育と家族支援のサービスが提供されるようになってきた。本研究は、現代の親に対してその発達をいかに支援するかという視点から、欧米の親教育プログラム(parenting program)や家族支援策について、その内容・方法・効果等を分析するものである。本年度は、英国(ロンドンおよびエジンバラ)、米国(ロサンゼルス)、カナダ(バンクーバー)において昨年度までに実施した現地調査の結果を整理・検討することを中心に研究を進めた。その際、英国については一部の小学校をベースに実施されている家族学習(family learning)に焦点を当て、米国およびカナダについては親参加幼稚園(parent participation preschool)タイプの親教育とソーシャルワークの一環としての親教育に焦点を当てて検討した。その結果として得られた主な知見は以下のようなものである。(1)英国の場合は、政府の強力なイニシャチブとボランティア団体によって親教育や家族支援が普及した。(2)同じ英国でもロンドンとエジンバラとでは、親教育や家族支援が焦点を当てる課題が若干異なっており、ロンドンでは読み書き能力の向上に力を入れる傾向が見られるが、エジンバラでは子育ての課題や教育問題に焦点が当てられている。(3)米国(ロサンゼルス)においては、スクールソーシャルワークの一環として若年の親を対象とする親教育が提供されているとともに、親参加幼稚園タイプの親教育もコミュニティ・カレッジ等において無料で提供されている。

(4)カナダにおいては、中流階層を中心とする親参加幼稚園が減少傾向にあるのに対して、家族支援プログラムがさらに拡大・普及しつつある。(5)多くの親教育プログラムが親子の相互作用促進と親どうしのネットワーク形成の両方を視野に入れている。(6)各国とも法廷命令による親教育プログラム受講の制度が取り入れられているが、その効果については必ずしも明確ではない。
血液脳関門におけるＡβ輸送システムの改変

アルツハイマー病(Alzheimer's disease: AD)では,Aβ蛋白の蓄積が発症や病気の進展に関与している.本研究ではヒトの血液脳関門(BBB)を介したAβ蛋白輸送機序を明らかにする目的で,我々の樹立したヒトin vitro BBBモデル(TY09細胞)を用いた解析を行った.その結果,LRP1とABCG2がAβ蛋白輸送に関与していることが示された.また,リファンピシンによってABCG2とLRP1の遺伝子発現が増大することも明らかになった.これらの知見は,Aβの脳内濃度を減少させるという新たなADの治療あるいはADの予防法開発に進展しうるという点で非常に意義深いものである.アルツハイマー病(Alzheimer's disease: AD)に特徴的な老人斑アミロイドはAβ蛋白からなり,Aβの蓄積がADの発症や進展に関与しているとするアミロイド仮説は現在ADの病因として広く受け入れられている.一方,LRP-1やRAGEなどいくつかの輸送担体が血液脳関門(BBB)を介したAβ蛋白の輸送に関与していることを示唆する報告がなされているが,LRP1に関しては動物モデルでの報告がほとんどであり,ヒトのin vitro BBBモデルを用いた検討が必要であった.また,RAGEやLRP1以外にAβ輸送に関わる分子の存在がいくつかの研究で示されてはいるものの,いまだ不明な点が多いのも事実である.H24年度は,我々の樹立したヒトin vitro BBBモデル(TY09細胞)に発現しているLRP1,ABCG2, P-glycoprotein(P-gp), MRP4をRNA干渉技術(siRNA)を用いて減少させ,これらの蛋白の発現を減少させたTY09細胞とcontrolのTY09細胞における125I-Aβの取り込みを比較することによって,これらの輸送蛋白がヒトBBBにてAβ輸送に関与しうるか否かの検討を行った.結果,LRP1およびABCG2の発現を低下させるとTY09細胞へのAβ蛋白の取り込みは増加した.一方,P-gpとMRP4の発現を低下させてもTY09細胞へのAβ蛋白の取り込み量には変化がみられなかった.すなわち,ヒトBBBにおいてもLRP1はAβ蛋白のBBBからの排出に関わる重要な分子であることが示されたとともに,ABCG2もLRP1と同様にヒトのBBBでAβ蛋白の脳外への排出に寄与しうることが示唆された.これらの知見は,Aβの脳内濃度を減少させるという新たなADの治療あるいはADの予防法開発に進展しうるという点で非常に意義深いものである.アルツハイマー病(Alzheimer's disease: AD)に特徴的な老人斑アミロイドはAβ蛋白からなり,Aβの蓄積がADの発症や進展に関与しているとするアミロイド仮説は現在ADの病因として広く受け入れられている.ヒトではLRP1とABCG2が,血液脳関門(BBB)を介したAβ除去機構に関与していることを示す研究成果をH24年度に報告した.また,LRP1とABCG2に加え,p-gpもBBBを介したAβ除去機構に関与しているとする報告も散見される.その一方で,これらのAβ除去機構に携わっている分子の発現を制御するメカニズムは未解明であった.最近,マウスの個体やマウス由来の脳微小血管内皮細胞株を用いた実験系で,リファンピシンがBBBのLRP1とp-gpの発現を増加させるという報告がなされた.最終年度であるH25年度は,リファンピシンがヒトのAβ輸送に関与しうる分子の発現を制御しうるかどうかをヒトBBB由来内皮細胞株(TY09株)を用いて検討した.結果,TY09細胞にリファンピシンを作用させるとLRP-1とABCG2の発現が増加した.この事実は,リファンピシンはヒトのBBBに発現するLRP1とABCG2の発現を増加させ,脳から血液側へのAβ蛋白輸送を促進させる可能性があることを示唆している.この知見は,Aβの脳内濃度を減少させるという新たなADの治療あるいはADの予防法開発に進展しうるという点で非常に意義深いものである.アルツハイマー病(Alzheimer's disease: AD)では,Aβ蛋白の蓄積が発症や病気の進展に関与している.本研究ではヒトの血液脳関門(BBB)を介したAβ蛋白輸送機序を明らかにする目的で,我々の樹立したヒトin vitro BBBモデル(TY09細胞)を用いた解析を行った.その結果,LRP1とABCG2がAβ蛋白輸送に関与していることが示された.また,リファンピシンによってABCG2とLRP1の遺伝子発現が増大することも明らかになった.これらの知見は,Aβの脳内濃度を減少させるという新たなADの治療あるいはADの予防法開発に進展しうるという点で非常に意義深いものである.アルツハイマー病(Alzheimer's disease: AD)に特徴的な老人斑アミロイドはAβ蛋白からなり,Aβの蓄積がADの発症や進展に関与しているとするアミロイド仮説は現在ADの病因として広く受け入れられている.一方,LRP-1やRAGEなどいくつかの輸送担体が血液脳関門(BBB)を介したAβ蛋白の輸送に関与している可能性を示唆する報告が蓄積されてきており,注目されている.アルツハイマー病の新規治療法を開発するために,アミロイドβ蛋白(Aβ蛋白)のBBBを介した輸送機構を我々が新たに構築したヒトin vitro BBBモデルを用いて解明することが本研究の目的である.

H23年度は,我々の樹立したin vitro BBBモデルに発現しているtransporterの発現をRNA干渉技術を用いて減少させ,当該transporterがAβのBBBを介した輸送に関わっているか否かを検討する,という手法で研究を進めた.まずP-gp, MRP-1, ABCG2,MRP-4の4つのtransporterについてRNA干渉実験を行った.実験条件の調整に多くの時間を費やしたが,P-gp, MRP-1, ABCG2の3つについて蛋白発現をknock downすることに成功した.当該transporterの発現が減少したBBBモデルと減少していないBBBモデル(control)のAβ蛋白輸送を比較した.その結果,ABCG2がAβ蛋白のBBBを介した輸送に関与していることが示された.その一方でP-gp, MRP-1に関してはAβ40蛋白のBBBを介した輸送への関与を示唆する結果は得られなかった.この知見は, Aβの脳内濃度を減少させるという新たなADの治療あるいはADの予防法開発に進展しうるという点で非常に意義深いものである.H24年度は我々が樹立したヒトin vitro BBBモデル(TY09細胞)を用いて,LRP1が動物モデルだけではなく,実際にヒトのBBBでAβ蛋白の輸送に関与しうるか否かの検討を行うことを最大の目標とし,その他のtransporterについても同様の検討を行う予定であった.それに加えて種々の市販薬がAβ蛋白の輸送に影響を与えるか否かの検討を行うことができれば理想的であった.薬物による検討は行えなかったものの,LRP1に加えてMRP4の蛋白発現を制御するsiRNA実験に成功し,Aβ蛋白のTY09細胞への取り込み実験を実施することができた.以上H24年度が終了した現段階ではおおむね順調に本研究は進展していると考える.H23年度の目標はRNA干渉技術を用いて,我々が樹立したin vitro BBBモデルに発現しているtransporterがAβのBBBを介した輸送に関与するかどうかを明らかにすることであった.当初RNA干渉の詳細な実験系を確立することに多くの時間がかかることが想定されていた.想定通り,各種transporterの蛋白発現の高効率のknock downを実現させるためのsiRNA実験の条件設定に半年以上の時間が必要であった.具体的には,播種する内皮細胞の数,siRNAの濃度,siRNAをトランスフェクションさせる際の細胞の密度,siRNAと内皮細胞の接触時間などの細かい条件設定が各transporterごとに必要であった.その結果,P-gp, MRP-1, ABCG2の3つについて蛋白発現をknock downさせることに成功した.結果,これらの3つのtransporterについてAβ輸送解析を実施することができた.LRP-1やRAGEについてもようやくsiRNA実験系が確立されつつあり,我々のin vitro BBBモデルでのAβ輸送への関与について今後解析予定である.以上,H23年度が終了した現段階ではおおむね順調に本研究は進展していると考える.今後も我々が樹立したin vitro BBBモデルを用いて,すでに認可されている市販薬や植物由来成分などの物質のうち,AβのBBBを介した輸送に影響を及ぼす物質をできるだけ多く同定する.本研究で得られた結果がアルツハイマー病モデル動物の治療実験を経てヒトへの臨床応用へとつながっていくことを想定して,今後も研究を推進していく予定である.
海馬シナプスの形成・機能を担うCbln1-GluD1結合の解析

Cbln1-GluDシグナルは小脳平行線維-プルキンエ細胞のシナプスの形成及び機能において必須の役割を果たす。これらの分子は海馬シナプスにも発現し、海馬依存的な空間・恐怖学習に必要であることも分かっているが、どのようにシナプス機能を制御するかは分かっていない。本研究は貫通線維-海馬歯状回シナプスの機能を形態的および電気生理学的に明らかにすることを目的とした。平成29年度の研究計画は1シナプス形成機構の解明および2シナプス可塑性制御機構の解明である。1に関しては免疫組織化学を用いて海馬歯状回分子層のPSD-95シグナル密度がCbln1欠損マウスでは有意に低下していることを見出した。さらにゴルジ染色および電子顕微鏡解析においても同様にシナプスの減少を示す結果をCbln1およびGluD1欠損マウスで得た。さらに電気生理学的解析を用いて貫通線維-海馬歯状回シナプスの神経伝達効率を調べたところCbln1およびGluD1欠損マウスでは減少が見られた。以上の事からCbln1-GluD1シグナルは貫通線維-海馬歯状回シナプスの形成に必須の役割を果たすことが明らかとなった。2に関しては海馬急性切片を作製し、ホールセルパッチクランプ法を用いてGluD1欠損マウスの貫通線維-海馬歯状回シナプスの可塑性解析を行った。その結果、野生型マウスと比べGluD1欠損マウスでは長期増強の程度が小さく、Cbln1-GluD1シグナルはシナプス形成だけでなく、シナプス可塑性にも重要であることが明らかとなった。また平成30年度に計画していた成熟個体における神経新生でのCbln1-GluDシグナルの役割についても調べ、大人で新生した神経が既存の神経回路へ組み込まれるプロセスにもCbln1が関与すること、さらにこのシグナルが成体神経新生に依存的した記憶学習に必要である可能性が高いことも見出した。平成29年度に実施を予定していた実験内容の主要な項目を実施し、本研究の仮説を裏付けられる一貫した十分な確度の結果を得ることが出来た。平成29年度の一部の項目はまだ実施していないがこれは平成30年度に実施予定の「成体での新生神経での機能解析」の実施時期を繰り上げたためであり、着実に実施の準備を進めている。平成29年度で得られた結果が仮説通りであったため、実験計画は大幅に変更を加えず、海馬と貫通線維の投射元の嗅内皮質の接続様式のラベリング解析や阻害ペプチドを用いたin vivoにおける結合阻害実験、および成体神経新生でのCbln1-GluD1シグナリングのシナプス機能(形態・電気生理および行動)について引き続き解析を行う。

当初は質の高い成熟個体の海馬急性切片を作製するためLeica製の標本作製用スライサーが必要だと思われていたが、実験手技の工夫により既存の堂阪イーエムのスライサーでも十分な品質の切片を作製できるようになったため他の物品を購入した。そのため実支出額が予定より少なくなった。この差額分は平成30年度に電気生理の試薬に使用する予定である。
微生物由来DNAがマウス関節炎モデルにおける関節炎の発症および抑制に与える影響

第三にanti-CpG-DNAをCIIマウス関節炎モデルに投与したところ、関節炎の発症が抑制された。以上の結果より、微生物由来DNAは関節炎の発症あるいは増悪に関わっている可能性が示唆された。微生物由来DNAはtoll like receptor(TLR)9を介して自然免疫を活性化することが知られていることより、TLR9を介した刺激を抑制することは、新たな抗炎症療法となる可能性のあることが示された。第二に我々はCpG-DNAの一部をメチル化することによって、CpG-DNAに対し抑制的に作用する合成DNA (anti-CpG-DNA)を作成した。In vitroで抗原提示細胞をCpG-DNAと共に培養するとinterferon-12を始めとする種々のサイトカインが誘導されるが、我々が作成したanti-CpG-DNAはCpG-DNAの免疫刺激作用を抑制する傾向のあることが観察された。現在anti-CpG-DNAの抑制作用を既報告の抑制性DNAと比較検討中であるが、これまで報告されたどの抑制性DNAよりも強い免疫抑制作用のあることが示唆されている。第一に我々は免疫刺激性DNA(CpG-DNA)の一部をメチル化した合成DNAを作成し(MCpG-DNA)、CpG-DNAに対する抑制効果を他の抑制性DNAと比較した。In vitroで抗原提示細胞をCpG-DNAと共に培養するとinterferon-12を始めとする種々のサイトカインが誘導され、NF-kBが活性化されるが、我々が作成したMCpG-DNAはこれまで報告された抑制性DNAと同等かあるいはより強くサイトカイン産生とNF-kBの活性化を抑制することが示された。第二に我々はMCpG-DNAの関節炎発症に与える影響を観察した。タイプIIコラーゲンをComplete Freund Adjuvant(CFA)と共に投与したマウス(CII/CFA)を陽性コントロールとし、免疫時にMCpG-DNAを投与すると関節炎の発症が抑制された。以前の検討結果から関節炎の発症に微生物由来DNAが関わっている可能性が示唆されており、MCpG-DNAはその作用を抑制することにより、関節炎の発症を抑制する可能性のあることが示唆された。