hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規なかご状含チタンシロキサン化合物の理論的分子設計

本研究では、チタンを含む優れた特性を持つ新規な化合物の設計を目的として、前年度から引き続きチタノシルセスキオキサンの構造や安定性、反応性についてab initio分子軌道計算を行っている。元来チタンでは優れた触媒活性を示す化合物が知られていることから、今年度は特に触媒活性能と構造との関連に着目して研究を進めた。計算方法は、6-31G^*あるいはTZVP基底関数を用い、HF, B3LYP, MP2レベルで行った。実験によると、チタンを含むシリカは過酸化水素あるいはOOH基を持つ化合物の存在下でオレフィンの酸化反応の有用な触媒となる。そこで、我々のチタン化合物のこの反応に対する活性能を明らかにする目的で、まず最も簡単なチタン-酸素化合物である、TiH(OH)_3と過酸化水素よるエチレンの酸化反応について調べた。この反応は1)チタン化合物と過酸化水素から[Ti]-OOHが形成され、2)そのチタン過酸化物よるエチレンの酸化からエポキシドが生成されるという二段階で進行することが知られている。今回調べたTiH(OH)_3の場合、2)が律速段階であることが分かったので、ケイ素原子も含む様々なチタン化合物に関して二段階目のエネルギー障壁の計算を行った。その結果、1)エチレンのHOMO(π)とチタン化合物のLUMOとの相互作用が重要であるため、チタンの数が多い程LUMOが下がり反応に有利であること、2)ケイ素の存在はこの反応を阻害する傾向にあること、3)鎖状構造では水素が多いとflexibleなためにdeformation energyも小さく反応に有利であるが、水素が少ない場合は環やかご状構造の方が有利になる、等が明らかとなった。また、エチレンのZiegler-Natta触媒による多量化反応を参考にした触媒活性についても計算を行い、これら環およびかご状化合物の有用性を確認した。本研究では、チタンを含む優れた特性を持つ新規な化合物の設計を目的として、チタノシルセスキオキサンの構造上の特徴や安定性についてab initio分子軌道計算を行っている。今回はチタノシルセスキオキサン骨格を形成するTi-O-Ti結合の性質を明らかにするため、この結合を持つ鎖状および環状化合物の構造についても計算した。計算方法はHF/SBKおよびTZVP基底関数を用いたHF,MP2法によった。Ti-O-Ti結合を持つ最小の化合物であるH(OH)_2TiOTi(OH)_2Hの最安定構造はC_2対称性を持つゴーシュ構造で、Ti-O-Ti変角のポテンシャルエネルギー面はシロキサン結合より更に平坦である。環状化合物では、[H(OH)TiO]_3,[H(OH)TiO]_4のいくつかの構造のうち、可能な限りOH基が環の上下に位置する構造が最安定という結果を得た。チタン化合物ではケイ素化合物とは異なり水素結合は構造決定の重要な因子とはならない。かご状構造形成の部品とも考えられるこれらの化合物の構造上の特徴の差は、ケイ素とチタンのシルセスキオキサンの構造および合成経路の差に影響を与えるものと予想される。また、立方体型(T8)のTi/Si混合体については、可能なすべての異性体構造をHF/TZVPレベルで構造最適化し相対安定性を比較したが、エネルギー差はHF/SBKの値より更に小さく明確な傾向を見出せなかった。また、アルミニウム類似体のHF/6-31G^*相対エネルギーと比較してもチタンの場合の差は極端に小さい。しかし、アルミニウム置換ゼオライトにおいて最近接構造を嫌うというLowenstein則は立方体型分子ではチタンが3つ以上の場合にあてはまることが分かった。今回の計算の結論としては、チタンのゼオライト中における位置選択性はアルミニウムの場合の様には明確ではなく、どこにでも配置しうると考えられる。
臓器・機能の温存を指向した頭頸部癌に対する放射線療法と化学療法の同時併用の研究

1990年から頭頸部癌に対するCBDCAと照射の同時併用を試みた結果,喉頭癌,口腔癌,鼻副鼻腔癌において良好な成績が得られ、さらに喉頭癌ではT2、T3症例で喉頭温存生存率が照射単独に比べて優れていた。そこで,今回はCBDCA+照射vs CDDP+照射の無作為化比較試験を実施した。実施方法の詳細は報告書の通りである。対象はCBDCA群50例,CDDP群46例で計96例である。完遂例はCBDCA群41/50例,CDDP群37/46例で計78例である。完遂例の3年生存率はCBDCA群87.8%,CDDP群61.5%であったが有意差はみられなかった。症例の多かった中咽頭癌,下咽頭癌,喉頭癌について3年overall survivalをみると,中咽頭癌ではCBDCA群:100%,CDDP群:64.3%であり,下咽頭癌ではCBDCA群:60%,CDDP群:83.3%,喉頭癌ではCBDCA群:94.1%,CDDP群:63.2%であったが,いずれも有意差はみられながった。しかし,喉頭癌について喉頭温存生存率についてみると,先ず亜部位別では声門癌の3年喉頭温存生存率は,CBDCA群:86.7%,CDDP群:55.6%で有意差はみられなかった(p=0.0627)。しかし,声門上癌では3年喉頭温存生存率は85.7%,CDDP群:13.9%で有意差が認められた(p=0.0241)。次ぎにT2,T3症例についてみると,先ずT2ではCBDCA群は13年までの喉頭温存生存率はすべて90%であるのに対し,CDDP群での生存率は各々65.1%,56.1%,42.1%であり,両群間に有意差が認められた(p=0.0097)。T3では,両群とも症例数が少ないため有意差はみられなかった。副作用についてみると,CBDCA群では粘膜炎の頻度,gradeも低いのに対して,骨髄毒性はつよく,一方,CDDP群では口内炎などの粘膜炎の頻度,gradeは高いが,骨髄毒性は低く,各々の薬剤の特徴が現れている。今後も症例数を増やしさらなる検討を続けていく予定である。1995年3月から1996年12月までの症例の登録状況についてみると合計52例で、CBDCA群26例、CDDP群26例である。CBDCA群では26例中、完遂例は21例で副作用による中止1例、脱落不適格4例である。CDDP群では26例中、完遂例は20例で副作用による中止3例、脱落不適格3例である。

完了例は両群併せて41例であるが、部位別では喉頭が22例で最も多く、次いで中咽頭10例、下咽頭9例、口腔0である。また病期別ではI期ではなくII期:17例、III期:15例、IV期:9例である。不適格例は7例あるが、その内訳は姑息的治療:2例、投与回数不足:2例、途中で治療拒否:2例、Ccr↓で投与不可能:1例である。副作用により中止した4例の内訳はCDDP群が3例、CBDCA群が1例で、副作用の内容はCcrの低下および皮膚または粘膜炎(grade 2-3)が3例、Ccrの低下のみが1例である。grade 3以上の副作用は13例にみられた。その内訳は悪心・嘔吐:2例(CDDP : 2例)、粘膜炎7例(CDDP : 5例, CBDCA : 2例)、白血球減少3例(CDDP : 1例,CBDCA : 2例)、血小板減少2例(CBDCA : 2例)と薬剤の特徴が現れている。次に治療経過について見ると、喉頭癌では照射+CBDCA→再発なし: 9例、照射40Gy+CBDCA+手術→再発なし: 1例(T_4N_<2c>)であり、照射+CDDP→再発なし: 8例、照射+CDDP→再発あり+手術1例、照射40Gy+CDDP→手術は3例あり、その内訳は再発なし: 1例(T_3N_1)、再発あり: 2例(T_4N_<2b>→肺転移、T_4N_0→頸部転移)である。中咽頭癌では照射+CBDCA→再発なし: 5例、照射40Gy→手術→再発なし: 1例(T_3N_<2a>)であり、照射+CDDP→再発なし: 3例、照射+CDDP→再発あり: 1例(T_2N_0)である。下咽頭癌では照射+CBDCA→再発なし: 1例(T_2N_0)、照射40Gy+CBDCA→手術→再発なし: 2例(T_3N_0, T_2N_1)、照射+CBDCA→再発あり→手術1例(T_2N_1)、照射40Gy+CBDCA→手術予定1例(T_2N_1)であり、照射+CDDP→再発なし: 2例(T_3N_0,T_2N_1)、照射40Gy+CDDP→手術→再発なし: 2例(T_3N_1, T_2N_1)である。1995年3月から1997年10月までの症例の登録状況についてみると合計77例で、CBDCA群38例,CDDP群39例である。CBDCA群では38例中,完遂例は32例で副作用による中止1例,脱落不適格5例である。完了例は両群併せて62例であるが,部位別では喉頭が35例で最も多く,次いで下咽頭14例,中咽頭12例,口腔1例である。病期別ではI期はなくII期:27例,III期:21例,IV期:14例である。不敵格例は10例あるが,その内訳は姑息的治療:3例,投与回数不足:3例,途中で治療拒否:2例,Ccr↓で投与不可能:1例,Stage不適格1例である。副作用により中止した5例の内訳はCDDP群が4例,CBDCA群が1例で,副作用の内容はCcrの低下および皮膚または粘膜炎(grade2-3)が2例,Ccrの低下のみが2例,尿量減少1例である。grade3以上の副作用は19例にみられた。その内訳は悪心・嘔吐:2例(CDDP:2例),皮膚・粘膜炎12例(CDDP:7例,CBDCA:5例),白血球減少3例(CDDP:1例,CBDCA:2例),血小板減少2例(CBDCA:2例)と薬剤の特徴が現れている。次に治療経過についてみると,喉頭癌では照射+CBDCA→再発なし:16例,照射40Gy+CBDCA→手術→再発なし:1例(T_4N_<2c>)であり,照射+CDDP→再発なし:7例,照射+CDDP→再発あり→手術1例,照射40Gy+CDDP→手術は6例あり,その内訳は再発なし:1例(T_3N_1),再発あり:4例(T_4N_<2b>→肺転移,T_4N_0→頸部転移)である。中咽頭癌では照射+CBDCA→再発なし:5例,照射40Gy→手術→再発なし:2例(T_3N_<2a>)であり,照射+CDDP→再発なし:3例,照射+CDDP→再発あり:1例(T_2N_0)1例である。下咽頭癌では照射+CBDCA→再発なし:1例(T_2N_0),照射40GY+CBDCA→手術→再発なし:4例(T_3N_0,T_2N_1),照射+CBDCA→再発あり→手術
パイロクロア型イリジウム酸化物における金属絶縁体転移とトポロジカル量子相の研究

申請者は、角度分解光電子分光法(ARPES)を用いて強相関系遷移金属酸化物における金属絶縁体転移について研究を行った。その中でも、大きく分けて2つのテーマを扱った。まず一つ目として、パイロクロア型オスニウム酸化物Cd2Os2O7について研究を行い、金属絶縁体転移に際する電子状態の変化をARPESによって直接観測することに成功した。パイロクロア型酸化物は、劈開が難しいために今までARPESによる報告例がなかったが、申請者によって初めてARPESによる電子状態の観測に成功した。そして二つ目に、層状ルテニウム酸化物Sr3(Ru1-xMnx)2O7について研究を行い、理論的に発現すると予測されていた軌道選択的モット転移を実験的に初めて立証することに成功した。また、軌道選択的モット転移によって反強磁性秩序が秩序化しやすいフェルミ面が形成されるという興味深い実験結果を観測し、磁気秩序の起源がネスティングによることを明らかにした。申請者は、これらの研究成果について学会発表を複数回行い、Physical ReviewLetters誌へ論文として投稿中である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
組成変調を有する高分子単結晶の傾斜材料作製に関する基礎的研究

溶液重合過程でのポリ(4-オキシベンゾイル)(POB)のウィスカ-生成に与える共重合成分の化学構造、ならびに共重合様式の影響を検討した。(1)4-アセトキシ安息香酸(ABA)とS-アセトキシ-4-メルカプト安息香酸との流動パラフィン(LPF)中での溶液共重合について検討した。ランダム共重合の場合は、ABAの仕込み比が6090モル%ではオリゴマーの液-液相分離により球状微粒子が生成してしまい、70モル%以上、ならびに10モル%以下の場合にのみウィスカ-は生成する。また、生成物の共重合組成は仕込み組成とほぼ一致しており、重合結晶化過程での成分分別は起こらない。これは、両モノマーの反応性に差がないこと、ならびにオリゴマーの相分離挙動が組成に依存しないことに起因していると推察される。ポリ(4-オキシベンゾイル-co-4-メルカプトベンゾイル)を与える交互共重合の場合は、ウィスカ-が生成した。(2)ABAと3-クロロ-4-アセトキシ安息香酸とのLPF中での共重合では、ランダム共重合の場合は、ABAの仕込み比が80モル%以上の場合にのみウィスカ-が生成した。交互共重合の場合は微粒子のみが生成し、ウィスカ-は生成しない。しかし、ポリ(4-オキシベンゾイル-per-4-オキシベンゾイル-per-3-クロロ-4-オキシベンゾイル)を与える周期性共重合を行うとウィスカ-を生成する。(3)ABAと3-メトキシ-4-アセトキシ安息香酸のLPF中での溶液共重合では、ランダム共重合の場合はABAの仕込み比が90モル%以上の場合しかウィスカ-は生成せず、交互ならびに(2)と同様な周期性共重合の場合もウィスカ-の生成は見られない。以上より、共重合成分が結晶性を低下させる程度に応じて共重合の規則性を高めることにより、共重合ウィスカ-の調製が可能であることが分かった。
外国籍住民調査の結果から敷衍するソーシャルワーク倫理の新たな可能性

外国籍住民が日本の医療サービスにアクセスする場合の障壁を調査・分析した。本調査の最大の特徴は、6つの言語(フィリピン語、タイ語、インドネシア語、ベトナム語、ポルトガル語、スペイン語)の母語話者が調査票作成過程にかかわり、質問文が含む文化間の価値の違いに配慮したことと、さらに聴き取り調査も担当したことである。調査結果が明らかにしたことは、過去に外国人医療問題とされた「社会保険がない」「病院に行けない」という点ではなく、「医療を利用する時に言葉の障壁があり、専門通訳などの公的な手助けがない」ことや、「日本人なら当たり前に知っている基本的な医療や社会保障情報を知る手だてがない」ことであった。本研究は、先行研究にあたる「健康リスクに向き合う人々の多様な生と〈ケアのコミュニティ〉の記述(平成2628年度・基盤(C)、本研究代表者は研究分担者として参加)で行ったタガログ語によるパイロット調査結果(本年6月刊行学術誌に公表予定)に基づいて、実査内容や手続きを改良した上で行われる大規模多言語医療調査である。初年度を終えるにあたり、当初より計画・予定していた5カ国語(タイ、スペイン、ポルトガル、ベトナム、インドネシア語)の調査票は、当該言語母語者の協力を滞りなく得ることが出来、バックトランスレーションも含めてすべて遅延なく完成した。(研究計画通り、2年次にあたる本年度に全言語において実査の見通しである。)多文化・多言語にわたるこれらの調査票作成過程は、日本語の概念カテゴリーと当該言語との間で生じる文化・価値観の相違の検証素材となるとともに、調査における文化等価性の手続きの妥当性の検証材料ともなる。このデータは、研究分担者の出口真紀子准教授(上智大)によって、文化心理学の見地から分析と論考が進められている。また、多文化コミュニティに実査に入ることで生じたさまざまな価値観の葛藤や齟齬については、「多文化社会調査の倫理問題」として、研究代表者の横田および研究分担者の大北全俊助教(東北大学)により、多文化社会論と医療倫理学の視点を重ね合わせた論考として、現在、分析・研究の途上である。初年度に予定通り調査票を全言語完成させることが出来、調査員のリクルートとオリエンテーションの準備を始めることが出来ている。2年目となった平成28年度は、滞日外国人に対し、本格的に多言語(タイ語,ベトナム語、ポルトガル語、スペイン語、インドネシア語)を用いて医療・健康行動の調査の実施準備を行った。昨年度(初年度、平成27年度)に行ったフィリピン語によるパイロット調査は、「外国籍住民の医療アクセス実態が示唆する文化障壁の諸要因:滞日フィリピン語コミュニティに対するパイロット調査から」(神戸女学院大学研究所「論集」2016.6., p.vol.63(1), p.141160)として、成果発表を行っており、これに準拠して一斉に多言語で展開する予定であった。しかし、それぞれの言語に調査票を翻訳する際のバックトランスレーション期間が思いのほか長引いたのみならず、対象言語のネイティブ話者を調査員としてリクルートし、その人びとに調査の手続きや回答者との対峙方法を理解して頂くためのオリエンテーションも難航を極めた。具体的には、「なぜそのような手続きで行わねばならないのか」「なぜ標準化するべきなのか」の理解・解釈が、それぞれの文化・慣習によって異なったのである。結果、計画は次年度までの延長を余儀なくされている。現時点で振り返ると、この「調査員オリエンテーションの困難」「一定の手続きに準拠したコミュニケーションに基づく関係の構築を前提とし、それを遵守するよう要求すること」を巡って起こる日本人研究者と外国語話者との齟齬そのものが、「多文化であること」を研究者の側に突きつけており、次年度(最終年度)は、調査結果とともにこの「調査課程に生じるさまざまな齟齬」そのものも分析対象となることであろう。調査員のリクルート、オリエンテーションにおいて、日本人研究者が前提(あたりまえ)としていた価値観や解釈が外国語ネイティブの調査員との間で文化的齟齬を生じることが多く、その調整と合意形成に多大な時間を要した。本年度は、先行研究として前年度までに調査を終え、成果発表を行ったフィリピン語コミュニティに関する実査とその結果をふまえ、ベトナム語圏、スペイン語圏、ポルトガル語圏、インドネシア語圏、タイ語圏の外国籍住民に対して、同じ質問項目を用いて母語による「医療資源へのアクセス実態」を実施した。調査票作成から実査に至るまでの手続きは、先行研究であるフィリピン語コミュニティに対するものと同様とした。まず、母語話者を研究協力者に加えてバックトランスレーションを実施し、翻訳調査票を確定したのちに、母語話者調査員による訪問面接調査を行うという、価値等価性に配慮した方法である。回答者は、いくつかのエスニック・コミュニティ支援団体の呼びかけに応じた外国籍住民を対象に、調査に関わる倫理的説明とそれに対する承諾を得たのち実施され、各言語グループごとに30票が回収された。回答者の属性傾向は、概ね11年(SD±8.6)の滞日経験をもち、50歳以下が8割であった。インフォーマル・ネットワークはエスニックコミュニティ内で概ね築けているものの、日常の日本語環境は豊富ではない。そのため回答者の8割以上が生活の中で身につけた日本語で日常を生きており、社会的・職業的水準での日本語の読み書きには大きな不足を抱えつつも、その習得機会に日本語教室などの正規ルートを組み込めないままでいる。本研究の主な目的である医療へのアクセスについては、回答者の中に無保険者は殆どおらず、その点は社会的改善が見られる。

さらに病気や怪我の際に病院に行く行動も、日常的に形成されていることがわかった。ただし医療現場では、7割以上の回答者が、医療者の話し言葉や処方・説明の書き言葉の双方において言語障壁を認めており、加えて、基本的な医療福祉制度へのアクセス方法や申告方法が殆ど理解できていないことも判明した。外国籍住民が日本の医療サービスにアクセスする場合の障壁を調査・分析した。本調査の最大の特徴は、6つの言語(フィリピン語、タイ語、インドネシア語、ベトナム語、ポルトガル語、スペイン語)の母語話者が調査票作成過程にかかわり、質問文が含む文化間の価値の違いに配慮したことと、さらに聴き取り調査も担当したことである。調査結果が明らかにしたことは、過去に外国人医療問題とされた「社会保険がない」「病院に行けない」という点ではなく、「医療を利用する時に言葉の障壁があり、専門通訳などの公的な手助けがない」ことや、「日本人なら当たり前に知っている基本的な医療や社会保障情報を知る手だてがない」ことであった。本年度は、研究2年目にして最終年度でもある。当初の計画通り、上半期に調査員オリエンテーションと実査をすすめ、下半期に分析と成果抽出、年度の終了時をめどに、多領域にわたる成果公表を行う所存である。調査票の回答の解析,分析に留まらず、調査実施までのさまざまな多文化プロセスを詳細に分析することで、当初の研究計画より意義のある結果を出すことができると思われる。研究計画そのものに若干の遅れはあるものの、基本的なプロトコルが変更されることはなく、予定通り進みつつある。社会福祉学準備段階での研究会議の開催回数が、予定より少なかったため、研究者の旅費が予定より執行されなかったことが主な理由である。研究スケジュールの遅れにより、一年期間延長を行ったため。次年度は全国での実査が計画されており、それに伴う調査員謝金(オリエンテーションを含む)、解析担当者(委託予定)への専門謝金支払い、調査員のマネジメントを担う研究者の交通費などが使用予定として考えられている。当初の計画に従い、最終年度となる2017年度は、5言語の調査票による実査とその解析を行う。
CD8陽性T細胞のHIV複製抑制活性とエイズ発症に関する研究

HIV感染者における体内HIV負荷とCD8陽性T細胞HIV複製抑制活性との関連、およびその作用機序について解析した。HIV-1感染者の末梢血単核細胞からCD8陽性T細胞を除去後に培養し、培養上清中に産生されるHIV-1量が、CD8陽性T細胞を混合培養することによりどの程度抑制されるかを解析した結果、HIV感染者の末梢血中CD8陽性T細胞のHIV複製抑制活性が病期の進行と共に低下し、従来の末梢血からのHIV分離成功となり、体内のHIV負荷も増大していくことが示唆された。HIV-1感染性DNAクローンあるいはHIV-2感染性DNAクローンをHUT78にトランスフェクションした後、CD8陽性T細胞と混合培養し、細胞変性効果の出現および培養上清中に産生されるHIV量を検討した結果、HIV-1感染者から得られたCD8陽性T細胞には、HIV-1のみならず、HIV-2の複製をも抑制する活性が存在することが示唆された。また、HIV-1感染者のCD8陽性T細胞の混合培養によりHIV複製抑制がみられる例では、HIV-1のみならずHIV-2LTRの転写の抑制も観察された。これらの結果から、HIV-1およびHIV-2感染症において、両ウイルス間に保持されている共通エピトープに対する交差免疫が存在すると考えられた。ごく最近、CD8陽性T細胞から産生されるHIV複製抑制活性物質としてRANTES、MIP-1α、MIP-1β、IL-16が報告されたが、われわれのHIV複製抑制活性物質との異同を検討中である。
サブ10アト秒精度の量子位相操作と単一分子量子コンピューティング

我々は、分子内に発生した2個の振動核波束の量子干渉をほぼ完全に制御し、この干渉の時間発展をリアルタイムに観測することに成功した。このリアルタイム観測によって波束の時間発展が波束を構成する各振動固有状態間の位相関係に敏感であることを実証した。また、このような精密干渉技術を用いれば、分子の振動固有状態のポピュレーションの組み合わせ(ポピュレーションコード)として情報を書き込み、読み出すことができる。本研究では、これらのリアルタイム観測とポピュレーションコードを組み合わせることによって、波束に含まれるすべての量子情報を読み出すことが可能であることを実証した。さらに、このような波束干渉によって分子内に過渡的に発生する量子定在波(量子リップル)を、ピコメートルの空間分解能とフェムト秒の時間分解能で可視化する技術を確立した。ごく最近では、このように可視化された時空間模様(量子ファブリック)を自在に書き換えることにも成功している。一方、これらの先進的な基盤技術を用いた分子メモリーの開発にも成功した。この分子メモリーは、振動固有状態をビットとして動作する量子メモリーで、各ビットの振幅と位相の両方を書き込んで読み出すことができる。固有状態の重ね合わせ状態を用いれば量子ビットとして動作させることも可能である。さらに、この分子メモリーを量子情報処理に活用するために、量子ゲートと量子アルゴリズムの開発を行った。これら一連の成果は、分子を媒体とする光位相メモリーや量子コンピューターの可能性を示唆する。量子位相を操作するための有望な戦略の一つとして、物質の波動関数に波としての光の位相を転写する方法が考えられる。例えば、二原子分子に核の振動周期よりも短い光パルスを照射すると、「波束」と呼ばれる局在波が結合軸上を行ったり来たりするような状態を造り出す事ができる。波束の発生に際して、数フェムト秒からアト秒のサイクルで振動する光電場の初期位相は波束の初期位相として分子内に保存されるので、光学サイクルを凌駕する精度で光の位相を操作すれば波束の位相を操作することができる。我々は、この考えに基づき、10アト秒以下の精度で波束の量子位相を操作する技術を開発する事に成功した。さらにこの技術を用いて、熱的なアンサンブル中に置かれた分子内に発生した2個の振動核波束の量子干渉をほぼ100%の変調強度で完全制御することに成功した。この高精度分子波束干渉計を用いれば、パルスの時間間隔を変えるだけで三つの振動固有状態の任意の重ね合わせ状態をつくりだすことができる。このような波束内の情報は、各振動固有状態のポピュレーションを使って読みだすことができ、このポピュレーション情報は、系全体のコヒーレンスが消失した後でも分子集団内に長時間保存されることを実証した。さらに、波束を構成する振動固有状態の組から成るキュビット(二準位系)やキュトリット(三準位系)を構築し、これらに対して高精度および高安定の回転量子ゲートを開発した。また、1個目の波束の発生から2個目の波束との干渉を経て新たな波束へと変換される一連の事象を、別のフェムト秒レーザーパルスを用いて実時間観測し、ポピュレーション情報に加えて固有状態の位相情報を引き出す事に成功した。この他にも、同様の情報操作を周波数毎に位相変調した単一レーザーパルスで制御する事を目的に、周波数分解アト秒位相変調器(FRAPS)の開発を行なった。我々は前年度までに、独自に開発したアト秒位相変調器(APM)を用いて10アト秒以下の精度で光学位相を操作する技術を開発し、これを用いてHgArファン・デル・ワールス錯体内に発生した2個の振動核波束の量子干渉をほぼ100%のコントラストで完全制御することに成功した。また、干渉直後の波束の位相情報は、各振動固有状態のポピュレーション比を使って読みだすことができ、この各固有状態の振幅情報は、系全体のコヒーレンスが消失した後でも分子集団内に30ns以上保存されることを実証した。これら一連の知見は、分子の内部量子状態を用いた情報処理の可能性を示唆するものである。

今後、分子の内部量子状態をより高度な情報処理に応用するにあたって、これまで行なってきたデコヒーレンス後のポピュレーション測定をコヒーレンスの直接測定に発展させる事が望ましい。そこで我々は、ヨウ素分子内に発生させた2個の振動波束の干渉を実時間観測する試みを開始した。APMによってアト秒精度で位相ロックされたフェムト秒レーザーパルス対をヨウ素分子に照射し、同様に位相ロックされた振動波束対をB状態ポテンシャル上に発生させる。これらの量子干渉を、別のフェムト秒レーザーパルスを用いたレーザー誘起蛍光法によって実時間で観測する。これによって、コヒーレンスの時間発展が、波束を構成する各振動固有状態間の位相関係に敏感である事がわかった。ポピュレーション測定とコヒーレンス測定を組み合わせる事によって、振幅情報と位相情報の両方を分子に書き込んで保存し、読み出すことが可能であることを実証した。振動固有状態の組を量子ビットとして用いる一分子量子コンピューターの可能性が示された。我々は前年度までに、独自に開発したアト秒位相変調器(APM)を用いて10アト秒以下の精度で光学位相を操作する技術を開発し、これを用いてHgArファン・デル・ワールス錯体内に発生した2個の振動核波束の量子干渉をほぼ100%のコントラストで完全制御することに成功した。また、干渉直後の波束の位相情報は、各振動固有状態のポピュレーション比を使って読みだすことができ、この各固有状態の振幅情報は、系全体のコヒーレンスが消失した後でも分子集団内に30ns以上保存されることを実証した。さらに、ヨウ素分子内に発生させた2個の振動波束の干渉の実時間観測にも成功した。ここでは、APMによってアト秒精度で位相ロックされたフェムト秒レーザーパルス対をヨウ素分子に照射し、同様に位相ロックされた振動波束対をB状態ポテンシャル上に発生させ、これらの量子干渉を別のフェムト秒レーザーパルスを用いたレーザー誘起蛍光法によって実時間で観測した。これら一連の知見は、分子の内部量子状態を用いた情報処理の可能性を示唆するものである。今年度は、このような波束干渉によって発生する量子リップルを、1ピコメーターの空間分解能と100フェムト秒の時間分解能で可視化する技術を確立した。ごく最近では、このように可視化された時空間模様(量子ファブリック)を自在に書き換えることにも成功している。また、これらの基盤技術を用いた分子メモリーの開発にも成功した。この分子メモリーは、振動固有状態をビットとして動作する量子メモリーで、各ビットの振幅と位相の両方を書き込んで読み出すことができる。固有状態の重ね合わせ状態を用いれば量子ビットとして動作させることも可能である。さらに、この分子メモリーを量子情報処理に活用するために、分子の内部量子状態を用いた量子ゲートと量子アルゴリズムの開発を行った。
規範意識の向上を中心に据えた市民教育プログラムの開発

青少年の規範意識や道徳心・自律心の低下,家庭や地域の教育力の低下などにより,子どもによって受け止め方に違いがあり,求められた行動に大きな差異が生じるなど,子どもの価値観の継承が困難になっている。そこで,学校で学んだことと実社会で生きることをつなぐ学習を展開し,集団的な価値規範の意識と共同体意識の向上が実践に結びつくことを活用して,規範意識の向上を中心に据えた市民教育プログラムを開発し,その効果を検証した。その結果次のような成果が明らかになった。(1)市民プログラムの初めに,児童に行動規範・道徳規範を提示すると規範意識が高まりよりよい行動に結び付く。また,回避事項を具体的に提示すると,児童の判断規準が明確になり道徳規範が高まりやすくなる。(2)幅広い道徳性やスキルを身に付けさせる学習は,自信や表現力につながり,市民教育プログラムには有効である。(3)よりよい行動を促すためには,問題場面の討論の際に映像を用いた学習を盛り込むと効果的であった。しかし,映像を用いた学習は取り上げた問題に対して効果があったが,映像に影響力があり過ぎて広がりや他の規範や行動に応用転移させることが難しかった。ただ,映像と映像を教師の言葉でつないでやると,子供はイメージを広げようと想像力を働かせ,見つけた基準を他の行動にも応用転移しようとする。(4)情報モラル教育を位置づける際には,危険回避の方法の理解やセキュリティの知識・技術などを育てる以上に,心の部分である情報社会における正しい判断や望ましい態度を育てることに重点を置いて進めることが大切である。(5)個人の道徳性は,集団の道徳性(集団の価値規範の意識と共同体意識)に規定されるため,道徳的実践の場の確保のためにも,「集団の道徳性」に焦点を当てた指導が必要である。即行動に結びつけるには集団の道徳性を高めることが必要である。市民教育プログラムでは,個人の道徳性と集団の道徳性を併せて高めることが必要である。
エネルギーデバイスを用いた切離における組織補強素材の検討

エネルギーデバイスでの血管切離に補強素材を使用することによる凝固切開の向上を研究した。エネルギーデバイスはHarmonic Aceを使用し、組織補強素材としてポリグルコール酸シート、酸化セルロース貼付剤、シート状生物学的組織接着・閉鎖剤などを使用した。切離対象はブタの頸動静脈で補強素材を一重に巻きエネルギーデバイスで切離し、その切離時間、断端の耐圧性、断端の癒合距離で評価を行った。結果、補強素材により切離時間や耐圧性に差がみられ、断端の癒合距離には影響しないことが確認できた。このことからも補強素材の使用により速く確実に血管切離できる可能性が示唆される結果となった。エネルギーデバイスは凝固と切開を同時に行うことが可能であり外科手術で普及してきた。そこでエネルギーデバイスで血管を切離する際に補強素材を使用することで切離能力の向上を図ることで、より安全な手技を目的として行ってきた。その概要は組織補強素材としてポリグルコール酸シート(ネオベール®)、酸化セルロース貼付剤(サージセルニューニット®)、シート状生物学的組織接着・閉鎖剤(タココンブ®)、コラーゲン使用吸収性局所止血材(インテグラン®)などを使用し、対照群として何も使用しないで切離を行った。切離対象は豚の血管(頸動静脈)で実験を行い、切離時間、断端の耐圧性、断端の癒合距離で評価を行った。その結果、補強素材によっては耐圧性に関して有意差は見られないものの上昇傾向を示し切離時間においては有意に短縮がみられた。また断端の癒合距離には影響しないことが確認できた。このことからも適切な補強素材を選択・使用することによって、より速く、癒合能力を落とさずに血管切離できる可能性が示唆される結果となった。また豚を用いた大動物実験でも血管切離の際に補強素材を使用することで同様の結果を確認した。本研究によりエネルギーデバイスによる血管切離での補強素材の有用性が示唆された。取り分け切開力の向上が確認できた。また使用した補強素材により切開・凝固への影響に差がみられたことから、素材の選択あるいは新素材の開発により更なる改善も期待される。現在細胞膜構成成分に注目しリン脂質であるレシチンの付加などの追加実験を行っている。、最終的には安全・確実な医療に寄与するものと考える。前年度までの実験で補強素材を使用することで切離時間の短縮が期待できる結果を得ていた。今年度は切離対象となる豚血管を増やし確認実験を行った。切離対象は豚頸動脈(全6群,各群n=10,血管径2.55.5mm,平均4.4mm)。補強素材としては酸化セルロース貼付剤(サージセルニューニット®)、酸化セルロース貼付剤(サージセルガーゼ®)、ポリグルコール酸シート(ネオベール®)、コラーゲン使用吸収性止血材(インテグランシート®)、シート状生物学的組織接着・閉鎖剤(タコシール®)を使用した。評価項目は断端の耐圧性、切離時間、断端の癒合距離とし、対照群との比較検討などを行った。結果、2種類の酸化セルロース貼付剤を使用した際に有意に切離時間を短縮することが確認できた。またこの2種類の酸化セルロース貼付剤の中でも厚みのあるサージセルニューニット®で最も切離時間が短い結果となった。一方の耐圧性に関しては切離時間の短縮による低下は見られなかった。切離に影響を与える因子の1つとして素材の違いや垂直荷重などによる摩擦抵抗が考えられた。更には摩擦に影響する因子としては超音波凝固切開装置の振動数により凝固切離に影響を与えることも指摘されていることから追加実験としてオシロスコープにより振動数を変化させ凝固切開への影響を確認する作業をおこなっている。研究成果報告としては2013年11月の日本内視鏡外科学会、2014年4月の日本外科学会で随時経過報告を行った。今後は国外に向けては2014年6月のComputer Assisted Radiology and Surgery 2014での報告を予定している。大動物の血管の切断をモデルに実験を組み立てた。豚の径5mm前後の筋性血管である頚動静脈と細い腸間膜動脈の径の異なる血管を対象にハーモニックエースでの切断実験を行った。実験手法の概要としては、まず対照実験として(1)何も使用せずにそのまま血管をハーモニックエースで切断し、続いて補強素材として(2)ネオベール、(3)タココンブ、(4)サージセルニューニットでそれぞれ血管に巻き、その上からハーモニックエースで切断した。その後に切断した血管に内圧をかけ、断端の破断するときの圧力を計測した。それぞれ複数本の血管で測定し比較を行った。また、切断に要する時間(秒)を記録した。

結果は、サージセルニューニットを巻き、血管切断を行うことが、もっとも耐圧性が高く、そのままと比較すると概ね2倍に上昇することを確認した。切断時間も通常のそのまま切断したものと比較し約35割短縮され5秒以内であった。一方タココンブでは切断時間が1.5倍要する逆の結果となった。その組織学的根拠を求めるべく、切断断端のPFA包埋とHE染色を行った。このときに、人工物と生体組織の界面がある小さな組織片からの組織の薄切切片を作成する手順確立に難渋を極めた。包埋までは問題なく行えるものの、取り分け使用した補強素材が熱変性により硬化するため柔らかい血管壁との境界部位の硬度に差があり組織が崩壊してしまい薄切操作が困難であった。現在、この問題を解決しHE標本の作製することが可能となり全ての組織標本の画像データを得ている。エネルギーデバイスでの組織切離での補強素材の有用性を検証している。現時点で豚頸動脈を使用したin vitroでの実験と大動物(豚)実験まで終了することができた。ただし実験において組織レベルでの切離断端の変化を観察するためにHE標本の作製を行った。しかし補強素材が熱変性により硬化するため組織との硬度差を生じ薄切に難渋し標本作製が遅れた。現在、この問題を解決し事業を遂行している。また補強素材に関連して新規の形態や材料のものが確認されたため、それらを加え追加実験を行っている。理由エネルギーデバイスを用いた組織切離を行った場合の豚の血管のモデルで切断部の変成癒合タンパク質のコアギュラムの染色と評価方法が未だ確立できていない。これは、組織補強素材を用いて切断した断端をパラフォルムアルデヒドで処理してヘマトキシリンーエオジン染色をするために組織薄切するときに、素材と生体組織の界面で組織が崩壊してしまう。様々な組織固定の方法を調整し、2012年1月になって、一定した組織固定と切片作成方法が確立できた。新たな補強素材の検討と小動物(ラット)実験を行い長期成績を検証を予定している。初年度での組織固定と切片作成の方法で一定した条件で組織を作り、組織採取時のデータを分析しつつ、組織補強素材に必要な要件を見いだす実験を行い発表する組織作成で遅れと追加実験により研究費の使用延長申請を行った。次年度に追加素材の検証と小動物実験を行い長期成績を検証するとともに、これまでの研究内容・成果を学会や論文で発表していく予定である。初年度で、達成できなかったデータ採取と評価をおこなうために、動物材料による実験を行う。2012年12月までに実験データをまとめ、来年度の国際学会で発表を行う。
細胞内遊離ヘム：細胞増殖／細胞分化を関連付けるシグナル機能の解析

細胞が分化する際、細胞増殖の変化を伴うことは広く知られている事実である。例えば、増殖(分裂)していない血液幹細胞から様々な血液細胞を生み出すためには、血液幹細胞が増殖することが必要である。さらに増殖する血液幹細胞から生み出される様々な血液細胞の前駆細胞は、それぞれの系列に固有の細胞増殖能を持つことも知られているが、細胞増殖と分化を関連付けて制御する分子機構の詳細は不明である。細胞にとって最も基本的な性質である細胞増殖と細胞分化の関係を正しく理解し、その作動原理の全体像を明らかにすることは、生物学に残された重要な課題の一つである。この課題の解明には、細胞増殖と細胞分化を関連付けて制御している新しい因子の同定が必要であると考えられるが、そういった機能を担う因子を同定しようとする試みは今のところ成功していない。申請者は、増殖と分化を結びつける候補機能分子として『細胞内遊離ヘム』に注目した。本研究では、細胞増殖能の変化に先行して変動する『細胞内遊離ヘム』が、生体内で分化制御因子として機能している可能性を検証する。本年度は、細胞内遊離ヘム検出のためのFRET型プローブの開発に着手したが、細胞株を用いた予備実験において、細胞内遊離ヘムの検出がうまくいかず、現在様々なコンストラクションを試している状況である。消光型のヘムプローブは、細胞株における細胞内遊離ヘム検出には成功した。このプローブを用いた遺伝子座特異的トランスジェニックマウス用コンストラクトの作成に難航したため、実験は当初の計画より遅れ気味である。遺伝子発現マウス作成用のコンストラクション作成の遅れ、FRET型ヘムプローブ開発の遅れによって実験スケジュールの変更が必要になった。少なくとも今年度中に消光型ヘムプローブを発現するTgを作成し、細胞分化とヘムとの関係を検索する実験を行う予定である。今後は実験の継続と成果発表を行い、本研究計画を遂行していきたい。
子どもの放課後の生活実態調査に関する研究-学童期の地域子育て支援

1、子どもの学校生活調査現代の小学生の学校生活の実態について明らかにした。小学校生活への適応過程や、学校で観察される子どもの遊びの特徴など、子どもの視点から分析するために子どもの記述を使用した。2、子どもの放課後の生活調査(1)生活時間調査の実施:小学生の放課後の生活時間を調査した。また幼児も同様に調査し、比較も行った。睡眠時間の減少、不安定さ、就寝時刻の遅延化は顕著に表れた。幼児期は家族の生活時間の状況に連動するが、小学生は学年を問わず生活時間が一定していない。(2)小学生の習い事状況:習い事・塾通いなど複数通う児童がかなりを占めた。またさまざまな習い事、塾に通う子どもとともに、同じ塾や習い事に1週間に複数日通う児童も目立った。3、児童指導員への研修の状況調査勤務状況の改善という悩みとともに、放課後の小学生と関わる中で、小学生の子どもの発達のつまずきや悩みにどう対応すべきか悩むこと、それぞれの子どもに幼児期からの長期継続したケアが求められることなど研修の必要性は高いと感じているが、研修の実施状況は自治体で差があり、全体として十分でない。3つの研究プロジェクトをたちあげ、1年目、17年度は以下のように実施、結果を得た。プロジェクトA:児童の放課後生活実態調査現代の小学生の放課後の生活を明らかにするために、低学年と高学年を対象に生活実態調査を実施した。小学生の放課後の実態を、学校生活と家庭生活双方を含めた子どもの生活全体から、質問紙と行動観察を通して捉えることに本調査の特徴がある。研究結果からは、低学年が家族の生活時間の影響を強く受け、生活時間が乱れやすいこと、低学年,高学年双方とも行動観察から、生活内での行動の変容、特に姿勢の乱れや手指の使用の悪さが明らかになった。次年度は質問紙と行動観察の対象をさらに広げ、考察を行う予定である。プロジェクトB:放課後児童指導員の勤務体制調査放課後児童指導員の勤務体制調査の予備調査として、現在、放課後児童クラブに勤務している放課後児童指導員と自治体の子育て支援課の担当者をまじえ、聞き取り調査を行った。そこでの聞き取り調査の結果をもとに、次年度に実施する質問紙調査を作成した。次年度はこの質問紙調査を実施し、勤務体制について考察を行う予定である。プロジェクトC:放課後児童指導員研修の実態調査研修プログラム開発に向けて、現在自治体で実施している放課後児童指導員研修の実態と研修内容について調査を行った。まず予備調査として放課後指導員と自治体の子育て支援担当者に聞き取り調査を行い、その結果をもとに質問紙を作成、200自治体に実施した。現在結果を集計中である。18年度は3つのプロジェクトをすすめながら、それらの結果を合わせ、放課後児童指導員の研修プログラムの開発と小学生の放課後支援について考察していく予定である。実施2年目にあたる18年度は、前年度の研究結果をふまえ、以下のように実施、結果を得た。プロジェクトA:児童の放課後の生活実態調査前年度実施した現代小学生の生活実態調査の結果をふまえ、内容の修正を加え、対象を広げ、小学生の生活実態を質間紙調査および行動観察調査を通して行なった。特に放課後の行動に影響を与えると考えられる子どもの遊びの実態を、低学年、高学年に対し、学校生活と家庭生活双方から明らかにした。その結果、家で行なう遊びと学校の休み時間に行なう遊びが大きく異なること、学校で紹介された遊びや授業でとりくんだ遊びは共通して子どもたちの遊びのレパートリーに取り入れられていることが明らかになった。また子ども自身の記載による生活時間調査を行なったが、子どもの習い事に通う頻度や通うパターンなどが具体的に示された。プロジェクトB:放課後児童クラブ指導員の勤務体制調査昨年度のインタヴュー調査をもとに作成した、放課後児童指導員の勤務体制に対する調査として質問紙を実施した。特に自由記述の項には、今まで以上に児童が放課後の居場所としての場として求めているものの、登録している子どもの人数との関係で十分に受け止めきれないという厳しい実態を訴えていた。プロジェクトC:放課後児童指導員研修の実態調査自治体を対象に行った、放課後児童指導員に対する研修の実施状況と内容について、昨年度からさらにデータを追加し、結果を集計分折中である。最終年度となる19年度は、各プロジェクトの3年間の結果を総合させて、研修プログラムの開発と実施にとりくむ予定である。平成19年度は最終年度であり,以下のような形で研究を実施した。児童の放課後の生活実態調査

(1)生漬時固調査の実施:現代小学生の生活時間を調査した。合わせて幼児も調査し,比較も行った。睡眠時間の減少,不安定さ,就寝時刻の遅延化は顕著に表れた。幼児期は家族の生活時間の状況に連動するが,小学生は学年を問わず生活時間が一定していないとも特徴にあげられた。(2)小学生の習い事,塾通いの実態:習い事・塾通いなど複数通う児童がかなりを占めた。また,さまざまな習い事,塾に通う子どもとどもに,同じ塾や習い事に1週間に複数日通う児童も目立ち,児童の新たな生活スタイルとうかがわれた。放課後児童指導員研修の状況調査(1)勤務状況の改善という悩みとともに,放課後の小学生と関わる中で,小学生の子どもの発達のつまずきや悩みに触れることが多いこと,それに対するケアのしかたに悩むこと,幼児期からの長期継続したケアが求められること,したがって,就学前の子どもに関わる保育者め意識調査も必要であることがうかがわれた。(1)勤務状況の改善という悩みとともに,放課後の小学生と関わる中で,小学生の子どもの発達のつまずきや悩みに触れることが多いこと,それに対するケアのしかたに悩むこと,幼児期から長期継続したケアが求められること,したがって,就学前の子どもに関わる保育者め意識調査も必嬰であることがうかがわれた。(2)長期的支援を見通したケアのあり方を明らかにするために,就学前の子どもに関わる保育者への意識調査も行うた。子どもの発達への不安や気になる悩みを抱くことは多いが,どのように対応すればいいか悩むことや,日々の保育で心理的余裕がないこと,保護者との人間関係に悩むこと示多くあげられた。調査結果の総合的考察
地域間輸送需要構造を考慮した海上輸送システム設計と船舶の初期計画

この研究の目的は、船舶の初期計画の最上流情報である地域間輸送需要についてその構造を分析し海上輸送需要予測に適した方法論について研究するとともに、輸送システム計画の最適化を含むシステム設計法を考究することにある。このため、2ケ年計画のもとに以下の事項に関して研究を実施した。1.地域間輸送構造分析とそのモデリングについて最適な手法の選択。2.上記に関連して、専用データ・ベースの検索・解析手法の開発。3.海上輸送システム計画の最適化モデルの作成とシミュレーションの実行。昭和62、63年度を通して、以下の事項について具体的に作業を進め、成果を挙げた。すなわち、a.地域間輸送需要の構造分析・予測手法として地域間産業連関分析とシステム・ダイナミックス手法の導入をはかり、その有効性を検証するとともに、モデリング支援システムを新たに開発した。b.地域間輸送構造分析、需要予測のための社会・技術データ・ベースの検索・解析手法として概念クラスタリングの簡易手法を開発した。c.海上輸送システム計画の核となるVRPの定式化を行なうとともに、神経回路モデルによる離散的最適化手法の提案を行ない、その有効性を検証した。なお、補助金設備備品費により32ビット計算機用CRT、数値演算プロセッサ、ハード・ディスク等を購入し、数値計算に使用した。また、研究テーマに関する資料調査、研究会出席に旅費を使用した。最後に、予定していたインドネシア東ジャワ州近海への提案手法の適用については計画期間内に作業を終了するには到っていないが、近日中に得られた成果について研究発表を行なう予定である。発展途上国の工業化戦略の一環として内航輸送システムの拡充・整備は緊急を要する課題であり,本研究の目的は,その最上流情報である地域間輸送需要の予測方法の確立,さらにその需要予測に基づく内航輸送システムの最適設計の方法を考究することである.そのために,今年度は以下の事項に関して研究を計画・実施した.1.地域間輸送需要構造分析と予測手法に関する調査と研究2.輸送システム設計の最適化の手法に関する調査と研究上記研究事項について具体的に作業を進め,以下の成果・結論を得た.a.輸送需要の構造モデルを半自動的に作成するモデリング支援システムを開発し,輸送需要構造の定性分析やシステム・ダイナミックス分析を容易に行なうことができるようにした.b.より定量的な地域間輸送需要の予測手法として,地域間産業関連分析のシステムを開発するととにも,国際産業関連分析に適用しその有効性を検証した.c.輸送計画問題特有の性質として離散化制御変数による組合せ最適化問題に対する有効・簡便な解法の確立が必要であり,そのために神経回路網を用いた最低化手法について調査し,試験的プログラムを作成してその有効性を確認した.次年度の課題としては,内航輸送システム設計問題を定式化し,神経回路網による最適化プログラムと適合させること,さらにそれを多目的最適化プログラムで包含することが最重要である.尚,補助金消耗品費としてデータ管理ソフトを購入し,統計データの整理に使用した.また,データ収集および研究テーマに関する研究会出席に旅費を使用した.この研究の目的は、船舶の初期計画の最上流情報である地域間輸送需要についてその構造を分析し海上輸送需要予測に適した方法論について研究するとともに、輸送システム計画の最適化を含むシステム設計法を考究することにある。1.地域間輸送需要の構造分析とモデリングについての最適な手法の選択・確立。昭和63年度は、計画の第2年次であり、以下の事項について具体的に作業を進め、成果を挙げた。すなわち、a.地域間輸送構造分析と需要予測のための社会・技術データ・ベースの検索・解析手法として概念クラスタリングの簡易手法を開発した。

b.海上輸送システム計画の核となるVRPを定式化するとともに、人工的な神経回路モデルによる最適化手法の提案を行ない、その有効性を検証した。また、当初予定していたインドネシア東ジャワ州近海への提案手法の適用は計画期間内に終了するには到っていないが、近日中に計算を終了し結果の研究発表を予定している。尚、補助金備品費で32ビット計算機用CRT、数値演算プロセッサを購入し、数値計算に使用した。また研究テーマに関する資料調査、研究会出席に旅費を使用した。
脂肪細胞における新規形質転換メカニズムの組織学的解析

ジアシルグリセロール(DG)は中性脂質(TG)合成の中間産物であり、かつ細胞内二次伝達物質としても機能する脂質である。よって、DGの代謝はTG合成と細胞内情報伝達系の両方を制御すると考えられる。研究代表者はDGをリン酸化してフォスファチジン酸を産生する酵素、DGキナーゼ(DGK)の機能解析を行ってきた。最近、epsilon型DGK(DGKe)遺伝子欠損(KO)マウスを高脂肪食(HFD)で40日間給餌すると、精巣上体周囲白色脂肪において脂肪細胞の大型化や脂肪沈着が亢進し、肥満が生じることを報告した(科研#26460265、Nakano et al. 2018)。当該プロジェクトを遂行する過程で、HFDで長期間給餌すると白色脂肪組織中に褐色脂肪様細胞が出現することを見出し、DGKe-KOマウスで“褐色化"が促進する可能性を考え、本研究プロジェクトを立案した。これまでの報告により、褐色化惹起因子として、1長期間の高エネルギー摂取、2寒冷暴露、3交感神経刺激が知られている。本研究プロジェクトの計画初年度(平成29年度)においては1に関する詳細な解析を行った。その結果、高脂肪食給餌40日で増悪したDGKe-KOマウスの耐糖能は90日以上の長期間の高脂肪食給餌条件では改善され、組織学的にも脂肪細胞のサイズが小型化することを見出し、学会で報告した(第64回日本解剖学会支部会)。計画2年目である平成30年度は、前述の「2寒冷暴露による褐色化」に着目した実験を行った。その結果、14日間の寒冷暴露により、DGKe-KOマウスでは体重の増加および皮下脂肪重量に増加傾向が認められ、褐色脂肪様細胞が増加することを見出し、学会発表を行った(第124回日本解剖学会総会)。現在、さらに詳細な組織学的解析を行うことにより褐色化との関連を精査し、計画完遂に向けての準備を行っている。研究計画2年目である平成30年度は、寒冷暴露条件下におけるDGKe-KOマウス脂肪組織の褐色化について解析した。6-8週齢の雄野生型およびDGKe-KOマウスを室温(20C)および4Cで14日間飼育した。その結果、DGKe-KOマウスでは、野生型と比較して、摂食量に差はないにも関わらず体重の増加傾向が認められた。この時、皮下脂肪重量が亢進していた。一方、ヘマトキシリン・エオシン染色による組織学的解析によって、DGKe-KOマウスでは室温条件下においても脂肪細胞のサイズが小型であることが明らかとなった。計画初年度で明らかにした高脂肪食給餌により顕著な変化で生じた精巣上体周囲白色脂肪組織では重量の亢進などは認めらなかった。寒冷環境では褐色脂肪組織が体温制御に中心的な役割を果たすことから、現在はこの部位の解析を進めている。以上の経緯はおおよそ当初の計画通りである。本研究プロジェクトの最終年度である令和元年度は計画1-2年度で得た知見をもとにさらに詳細な検討を行う。これまでの結果、DGKe-KOマウスの脂肪組織ではストレス負荷条件(長期高脂肪食給餌および寒冷暴露)によって異なる部位の脂肪組織が応答することが明らかになった。すなわち、長期間の高脂肪食負荷によっては精巣上体周囲の白色脂肪組織、寒冷暴露においては皮下脂肪組織で特異な応答が生じる。しかしながら、なぜDGKeの欠損により脂肪組織の形質が変化するのかについては不明のままである。よって最終年度では、この点を明らかにするために培養の実験系を構築する。高脂肪負荷を模した系には、野生型およびDGKe-KOマウスの精巣上体周囲白色脂肪組織からコラゲナーゼ法により単離した成熟脂肪細胞およびstromal-vascular cells (SVCs)と呼ばれる脂肪前駆細胞をオレイン酸(400 uM)存在下で7日間培養する。寒冷暴露を模す実験では、皮下脂肪から単離した脂肪細胞をb3アドレノレセプター刺激剤存在下で培養する。これらの細胞から得たタンパクを用いて、ウェスタンブロット解析および各種特異抗体を用いた免疫細胞化学解析を施行して、DGKeの下流に存在し、脂肪細胞の形質変換を惹起するメカニズムの詳細を明らかにする。脂肪細胞はエネルギー貯蔵を目的とした白色脂肪細胞と熱産生を目的とした褐色脂肪細胞に大別される。褐色脂肪細胞は成人では退化的と考えられてきた。しかし、近年成人においても存在することが報告され、さらに白色脂肪組織中に褐色脂肪様細胞が出現するいわゆることが、「褐色化」として知られるようになり、生活習慣病の治療の観点でも、褐色化のメカニズムが注目されている。研究代表者はε型ジアシルグリセロールキナーゼ(DGK)欠損マウスを高脂肪食で長期間給餌すると、精巣上体周囲白色脂肪組織に褐色脂肪様細胞が出現することを基礎データとして、本研究では、DGKεの褐色化メカニズムにおける役割の解析する。計画1年目である平成29年度はDGKε欠損および野生型マウスを高脂肪食で長期間(90日および120日間)給餌し、表現型解析を行った。