hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非長周期系の新奇ナノ粒子や薄膜の原子配列構造の解析

異なった焼成温度や時間でNiナノ粒子(NPs)-MOFハイブリッド材料(Ni-MOF-74)を熱分解処理して作製した試料の局所構造と電子状態を調べた。調べた試料は、Ni-MOFハイブリッド材料(Ni-MOF-74)、バルクNi(参照試料)、さらに、Ni-MOFー74を熱分解で作製した623K for 12 h (Ni36)、673K for 12 h (Ni39)、673K for 24 h (Ni40)の5種類である。用いた手法は、高エネルギーX線回折(XRD)の2体分布関数解析、X線吸収微細構造分光(XAFS)、硬X線光電子分光(HAXPES)、高分解能走査型透過電子顕微鏡(HR-STEM)である。XRDの結果は、Ni36ではNi NPとNi-MOF-74が2相混合していること、Bi39, Ni40ではナノクラスターが形成されたことを示した。HR-STEM観察からそのクラスターサイズは、4.3、4.5、5.0 nmであった。HAXPESの価電子帯スペクトルの解析から、Ni-MOF-74 →Ni36 →Ni39 →Ni40と変化するにつれ、その電子状態は、Ni2+からNi0に還元されたが、Ni40においても完全に金属Niになっていなかった。試料加熱温度が上昇したとき、価電子帯が大幅に狭くなること、およびdバンド中心がフェルミ準位へ移動することを示している。N39のXAFSの吸収端のエネルギー位置は、Ni36に比べて低エネルギーにシフトしていた。また、両方の吸収端近傍のスペクトル解析結果は、MOF配位子と金属の間で電荷移動が生じていることを示唆していた。原子間距離の解析から、加熱温度の上昇とともにNi格子の大きさはバルクNiに近づいたが、ナノサイズ粒子と表面配位子との界面応力の結果、Ni36、Ni39ではNi格子がわずかに圧縮されていることが分かった。新規のfcc構造を有する粒径3.5 nmより大きいルテニウム(Ru)ナノ粒子が、COの酸化性能が優れていることを構造情報と関係づけることが研究の目的であった。ナノ粒子の構造解析はこれまで結晶系の情報にとどまっていたが、さらに原子スケールの構造情報を得るため、SPring-8の高エネルギーX線回折プロファイルを測定し、散乱ベクトルの絶対値qの広い情報(0.162 =< q =< 25.5 Å^-1)を使った。1)リートベルト解析と2)2体分布関数(PDF)と逆モンテカルロモデリングの組み合わせ、2つの方法で別々に解析した。単色入射X線のエネルギーは61.7 keVであった。調べたルテニウムナノ粒子は化学還元法で作製され、新規のfcc構造の平均粒径2.4、3.5、3.9、5.4 nmであり、hcp構造の平均粒径2.2、3.5、3.9、5 nmであった。得られた構造情報は、fcc構造を有するRuナノ粒子の高いCOの酸化性能は、次の構造情報と関係づけることができた。1)静的な原子位置の乱れを表す大きな温度因子で説明できること。2)近距離から中距離の構造の秩序はあるが、長距離の構造秩序はないこと。2)については、とくにPDFの最近接配位数のピーク幅と原子の結合角分布の約60度にあるメインピークの幅の両方が狭いことが、相関していた。さらに、元素を高ドープした薄膜の原子配列の乱れの定量的な解析ができた。サファイア(0001)単結晶上のエピタキシャルLi0.5Ni0.5O薄膜からの1-11、2-22回折の積分反射強度をもとに、デバイ・ワーラー因子とデバイ温度を281±39 Kと算出した。得られた2乗平均平方根振幅を(1-1 1)の面間隔で除すると6.3%になり、バルクNiOのそれの4.6%よりもかなり大きかった。研究実績の概要に記載したように、ルテニウムナノ粒子についての測定を行い2体分布関数(PDF)と逆モンテカルロモデリングを用いた解析により、近-中距離の原子配列構造のモデルを得ることができた。その際、逆モンテカルロシミュレーションのソフトウエアを変更して用いた。以上は計画通りである。さらに、予定以上に次の2点が進捗した。1)ルテニウムナノ粒子の全散乱データを、リートベルト解析でき、温度因子や格子歪の情報を得ることに成功した。2)高濃度に元素をドープした半導体薄膜は長周期構造を乱されていると考えられるが、その結晶性の評価する方法を新たに提案できた。また、X線異常散乱(AXS)測定の準備は進めた。しかし、まだAXSの測定データの差分をフーリエ変換してPDF解析ができる処理プログラムは完成していない。fcc、およびhcpタイプのRuナノ粒子の構造パラメータを新たに探索し、その触媒活性と構造とを関連づけることに成功した(Sci.Rep. 6, 31400 (2016), Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 30622(2016))。高エネルギーX線(入射エネルギー61.46 keV)を用いてRuナノ粒子から回折・散乱データを収集した。データを2体分布関数(PDF)、逆モンテカルロ(RMC)モデリング、リートベルト法を組み合わせて解析した。

PDFやRMCの解析からナノ粒子内のすべての原子位置を推測できたので、原子の個数分布、配位数分布や原子間の結合角度の分布に関する近-中距離の局所構造の情報を得た。リートベルト法からは、格子歪や温度因子に関する平均的な構造情報を得た。最近接原子の個数分布や原子間の結合角度の分布を基にした局所的な近距離に関する構造秩序パラメーターを定義した。それぞれの分布の幅が小さいほどそのパラメーターの値は小さくなり、局所的に見ると構造秩序が良くなることを定量的に表す。粒子サイズが3.5 nm以上の場合、fccタイプの構造のナノ粒子はより高い構造秩序を有していた。平均構造からは、fccタイプのナノ粒子はhcp構造のナノ粒子より約1.3倍大きな格子歪を示した。また、fccタイプのナノ粒子の温度因子はhcpタイプ構造のナノ粒子の約2倍の大きさであった。温度因子が大きいことは、原子が平均位置からの位置の乱れが大きいことを意味する。以上から、fccタイプの粒子サイズが3.5 nmから5 nm付近では、局所的に見ると構造秩序が良くなる反面、ナノ粒子全体の格子歪と平均的な原子位置の乱れは大きくなる。このことが、fccタイプの粒子サイズが3.5 nmから5 nm付近で高い酸化触媒活性と関連していると考えられる。研究実績の概要に記載したように、fccとhcpの2種類のRuナノ粒子の構造を系統的に解析することができ、その結果原子配列構造と酸化触媒活性との関係を計画通りに明らかにできた。さらに、予定以上に進展したことは以下である。排ガス浄化触媒であるRh-Cu合金ナノ粒子についても硬X線光電子分光を用い酸化状態を調べることができた(Sci.Rep. 7, 41264(2017))。約8割がRhである高Rh組成のタイプと、約半分がRhで残りがCuである2つのタイプの合金ナノ粒子の電子状態(酸化数)を調べた。その結果、Rh組成が多いタイプでは、Rhナノ粒子と類似の酸化状態が観測されたが、Cu組成が約半分であるタイプではRhナノ粒子で観測されたRhの酸化状態をもつ割合が減り、Cuの酸化成分が増大することが観測された。また、AXSのデータ解析の準備も進んでいる。Pd1-xPtxの固溶体合金ナノ粒子の原子配列構造、電子状態と水素吸蔵特性との関連を調べた。高エネルギーX線散乱、2体分布関数、逆モンテカルロモデリング、X線吸収微細構造(XAFS)、硬X線光電子分光(HAXPES)を用いた。1) Pd0.92Pt0.08に固溶体NPにおける水素吸蔵特性が増大することは、cavityの体積と関連付けられた。2) Pd0.92Pt0.08に固溶体NPのPd-Pdの配位数が大きいことと、その水素吸蔵特性に関連がある。3) x>0.15ではxの増加とともにPd1-xPtx固溶体NPの水素吸蔵特性が減少するのは、伝導体のホールの減少と関連する。4) Pd1-xPtx固溶体NPの水素化合物の安定性と価電子帯のd-band centerを議論し、xの減少とともにd-band centerはフェルミレベルに近づくという相関を得た。MgxNi1-xO酸化物薄膜の原子配列構造、電子状態を解析した。シンクロトロンX線を用いた薄膜回折、XAFSにより構造を調べ、HAXPES、理論計算により、電子状態を調べた。得られた結果をリストする。1)ドーパントのMgはNi置換サイトに入る。Mgのドープ量が増えると、NiO6八面体は面内方向に大きくなった。2)薄膜回折の結果から、薄膜の構造秩序パラメータを導入し、薄膜のデバイ温度と関係づけた。
吸着能制御に基づく一酸化炭素水素化反応用ニッケル触媒の設計

環境に対する負荷を軽減するために化学反応においても省エネルギー化は時代の要請であり、特に穏和な条件で機能する触媒の化学は重要な課題である。本研究は一酸化炭素を低温で化学的に活性化する触媒の設計に資することを目的として、触媒と反応物の相互作用を多面的に明らかにし、合わせてニッケル触媒に対する修飾の効果を検討することを目的とした。1.吸着相互作用の分光学的解析本研究者らの従来の研究経過をふまえ、吸着質の赤外分光法による解析を本研究の重要な一部として位置づけ、先ず広い条件範囲で使用可能な測定セルの試作を含む実験手法の開発を行った。次に、測定対象に種々のゼオライト系、メソポーラスシリ力系、さらに固体自身の妨害吸収のため測定が殆ど不可能と云われていた大表面積の炭素系などの触媒および触媒担体への、物理吸着をも含めた測定・解析を広く行い、多くの有用な知見を得た。2.一酸化炭素水素化能に及ぼすラネーニッケル触媒の調製条件の効果ニッケルは代表的な一酸化炭素メタン化触媒であるが、種々の第2成分の添加により一酸化炭素の吸着選択性が変化し、触媒活性が影響を受けることを示した。さらに、ラネーニッケルの展開方法によって同様の効果を生じることが認められ、炭素数2以上の炭化水素の選択性が著しく上昇することを見いだした。化学反応においても省エネルギー化は時代の要請であり、温和な条件で機能する触媒の化学がますます重要となりつつある。本研究は一酸化炭素を低温で化学的に活性化し得る触媒の設計に資することを目的とし、一酸化炭素とラネ-ニッケル触媒との相互作用を多面的に明らかにしようとする。1.一酸化炭素とニッケルとの相互作用の解明本年度は先ず、展開(共存金属の溶出)の程度を調節して組成及び構造の種々異なるラネ-ニッケル触媒を調整し、これらの触媒と一酸化炭素との相互作用状態を拡散反射赤外スペクトル法により調査した。ラネ-触媒は空気中で酸化を受けやすく極めて不安定であることを考慮し、試料をスラリー状で導入しその場で空気に触れぬ状態で乾燥して測定のできるセルを設計製作した。なお、極めて微弱なシグナルを与える吸着メタンの赤外吸収スペクトル測定を行い、製作したセルの健全性を検証した。2.触媒反応挙動の把握上記1で準備した各触媒を用い、一酸化炭素の水素化反応試験を行った。温度、圧力は通常この種の反応が行われる条件より低い値を中心に設定し、反応温度、各成分の分圧、反応時間の各パラメータを種々変更してデータを取得した。さらに、同じ触媒上での二酸化炭素の水素化反応についての検討を現在進めている。人間活動の環境に対する負荷を軽減するために、化学反応をできるだけ常温・常圧に近い条件で行うことは触媒化学の重要な課題の一つである。本研究は、一酸化炭素を在来の触媒より低温で活性化する触媒の設計に必要なデータの取得を目的に、前年度に引きつづき、ラネ-ニッケルの展開方法と一酸化炭素水素化触媒活性に関する検討を続けている。さらに、反応雰囲気の共存水蒸気の分圧をコントロールする方法で、触媒金属の吸着能力を制御する方法の検討を開始した。1.触媒反応挙動の検討ニッケルは代表的な一酸化炭素メタン化触媒であるが、展開方法によっては炭素数2以上の炭化水素の選択性が上昇し、鉄あるいはコバルト触媒に近い性質を示すことを、触媒反応活性の観察から見いだした。これは、一酸化炭素と水素とに対する各解離吸着の選択性が変化したことを予想させるもので、さらに吸着能に関する具体的な検討を続ける計画である。2.吸着測定手法の検討活性炭など赤外域に連続的な強い吸収を有する試料上の吸着種の赤外吸収スペクトル測定用拡散反射セルの開発を行った。この装置・手法は金属微粉末触媒などにも応用可能である。

1.吸着相互作用の分光学的解析本研究者らの従来の研究経過をふまえ、吸着質の赤外分光法による解析を本研究の重要な一部として位置づけ、先ず広い条件範囲で使用可能な測定セルの試作を含む実験手法の開発を行った。次に、測定対象に種々のゼオライト系、メソポーラスシリカ系、さらに固体自身の妨害吸収のため測定が殆ど不可能と云われていた大表面積の炭素系などの触媒および触媒担体への、物理吸着をも含めた測定・解析を広く行い、多くの有用な知見を得た。2.一酸化炭素水素化能に及ぼすラネーニッケル触媒の調製条件の効果ニッケルは代表的な一酸化炭素メタン化触媒であるが、種々の第2成分の添加により一酸化炭素の吸着選択性が変化し、触媒活性が影響を受けることを示した。さらに、ラネーニッケルの展開方法によって同様の効果を生じることが認められ、炭素数2以上の炭化水素の選択性が著しく上昇することを見いだした。
代数群上の保型形式と保型L-関数の研究

本研究の目的は、古典群Gと一般線形群の積の上の保型形式に付随するL関数の研究である。その目的は、Gが直交群の場合には、ほぼ満足すべき形で解決することができた(広島大理・菅野孝史氏、京都大総合人間・加藤信一氏との共同研究)。以下、実施計画に沿ってその概略を述べる。1.直交群G=O(m)上の保型形式Fと一般線形群H=GL(n)上の保型形式fの組に対しいわゆるRankin-Selberg積分Z(s;F,f)を構成し、それが(F,f)に付随する保型L関数を表示しているかが当初の問題であった。Z(s;F,f)は、Fから定まる一般化されたWhittaker関数Wと、fから定まる通常のWhittaker関数W^*を用いて表されるある種の積分として表示される(基本公式)。W^*については、その局所的性質はよく知られている。2.Fから定まる一般化されたWhittaker関数Wが局所的に良い性質を満たすことが期待されていたが、本研究により、次の結果が示された。(1)Wは、両側からのHecke作用素の作用に関し同時固有関数であるが、その固有値によりそのような関数は、局所的には(定数倍を除いて)一意的に定まる。(2)局所的な一般化されたWhittaker関数の積分表示が得られた。これにより、存在性も示される。(3)局所的な一般化されたWhittaker関数の明示公式3.上記の結果と組み合わせ論的考察をあわせることにより、Rankin-Selberg積分Z(s;F,f)が、(F,f)に付随するテンソル積L関数として表されることが示された。
イスラム圏における市の比較研究ー異文化接触のメカニズムー

イスラム圏の各地における定期市の分布状況を広域的に調査すると共に、それぞれの地域で開かれる定期市の持つ特徴を明らかにした。また、定期市を通して見られる地域社会での異文化接触の様相に関する資料を、言語学、歴史学、民族学の立場から、それぞれ収集した。常設市に関しては、各市の構造と機能に加え、その立地条件(地理的・生態的)及びそこに出入りする商人、職人、芸人、遊牧民などの人間集団の相互接触の諸相を、現状及び歴史的変遷の両面から調査した。各調査地域での活動は、以下の通りである。1.シリア[永田,斉藤担当]:(1)北部シリアの都市アレッポを中心とした[アレッポ市場圏]を想定し、その市場圏内の生態的条件と定期市の分布及び市日、商品、そこに出入りする人間集団の接触の諸相に関する実態調査を行った。(2)同市場圏の性格と機能の歴史的変遷を明らかにするために、18世紀に時期を限定して同市場圏と伝統的国際貿易との関係、商人やトルコ系・クルド系・アラブ系遊牧民の役割、国家による市場圏の管理などに関する歴史文献(イスラム法延文書、オスマン中央政府文書など)を収集した。2.トルコ[永田,家島,林,上岡,羽田担当]:(1)西部トルコの都市イズミルを中心とした「イズミル市場圏」を想定し、市場圏内の生態的条件と定期市の分布、市日、商品、そこに出入りする人間集団の接触の諸相に関する実態調査を行った。(2)同市場圏の格性と機能の歴史的変遷を明らかにするために、18世紀に時期を限定して、同市場圏と伝統的国際貿易との関係、国家による市場圏の管理などに関する歴史文献を収集した。(3)中部トルコの「ボル市場圏」おいて、現代の定期市の分布・市日を調査し、定期市が地域住民の日常活動とどう関わるかを調査した。(4)「ボル市場圏」において、同地域内の方言分布調査を行い、定期市ネットワ-クと同地域における言語活動との関連についての資料を得た。(5)トルコ国内の定期市の分布状況の概略を知るため、イスタンブルからアンタキアまでの地域、特に南トルコの隊商ル-ト上にある定期市を調査した。3.チュニジア・マルタ島[家島,中野担当]:(1)チュニジアおよびマルタ島の全域にわたる定期市ネットワ-クを確認し、その実態調査を行った。(2)同地域の市の活動に関する歴史文献資料(写本)等を収集した。4.モロッコ[中野担当]:(1)モロッコ南部ス-ス地方の山村における週市の社会学的・民族学的調査を行った。(2)モロッコ中部アトラス地域の農村で見られる週市の社会学的・民族学的調査を行った。(3)同地域で話されている方言アラビア語とベルベル語の言語調査を行い、両言語の市における相関関係を調査した。5.エジプト[家島,西尾担当]:(1)都市内ハ-ラ(地区)および都市周辺部に成立する近代型定期市とそのネットワ-クについての実態調査を行った。(2)市の活動に関する歴史文献資料(写本)および文書・統計資料を収集し、市の歴史的変遷過程を探った。(3)シナイ半島において遊牧民を対象に、物流及び人間の移動(婚姻によるものも含む)を通して見た、各部族の上下関係を含む社会関係と、それに応じて市及び物品交換の場で見られる言語活動の状況について、物品の基礎語彙の異同に焦点をあて、実態調査を行った。6.イラン[上岡,羽田,家島,林担当]:イランにおいては、ザクロス山脈越えの伝統的隊商ル-トにおける定期市の分布状況と、市における各種人間集団の相互接触の諸相を調査する予定であったが、イランに入国した際テヘラン空港においてイラン情報省職人に旅費および調査研究諸費を押収され、早期の出国を強要されたため帰国を余儀なくされた。これによりイランでの調査が遂行不可能となった。しかし、本調査は広範囲なイスラム地域を比較することを目的としており、しかもザクロス山脈と極めて類似した生態系、歴史的伝統を持つ南トルコの隊商ル-トの調査結果から、イランでの調査の欠落を補うことができるものと確信しており、イランにおける未執行部分が全体に及ぼす影響は軽微なものと考えられる。また、押収金については、拉致・監禁されかねない状況下で再三返還を要求し、善良な管理をすべく最大限の努力を行なった結果一部が返還された。

(2)同市場圏の性格と機能の歴史的変遷を明らかにするために、18世紀に時期を限定して同市場圏と伝統的国際貿易との関係、商人やトルコ系・クルド系・アラブ系遊牧民の役割、国家による市場圏の管理などに関する歴史文献(イスラム法延文書、オスマン中央政府文書など)を収集した。2.トルコ[永田,家島,林,上岡,羽田担当]:(1)西部トルコの都市イズミルを中心とした「イズミル市場圏」を想定し、市場圏内の生態的条件と定期市の分布、市日、商品、そこに出入りする人間集団の接触の諸相に関する実態調査を行った。(2)同市場圏の格性と機能の歴史的変遷を明らかにするために、18世紀に時期を限定して、同市場圏と伝統的国際貿易との関係、国家による市場圏の管理などに関する歴史文献を収集した。(3)中部トルコの「ボル市場圏」おいて、現代の定期市の分布・市日を調査し、定期市が地域住民の日常活動とどう関わるかを調査した。(4)「ボル市場圏」において、同地域内の方言分布調査を行い、定期市ネットワ-クと同地域における言語活動との関連についての資料を得た。(5)トルコ国内の定期市の分布状況の概略を知るため、イスタンブルからアンタキアまでの地域、特に南トルコの隊商ル-ト上にある定期市を調査した。3.チュニジア・マルタ島[家島,中野担当]:(1)チュニジアおよびマルタ島の全域にわたる定期市ネットワ-クを確認し、その実態調査を行った。(2)同地域の市の活動に関する歴史文献資料(写本)等を収集した。4.モロッコ[中野担当]:(1)モロッコ南部ス-ス地方の山村における週市の社会学的・民族学的調査を行った。(2)モロッコ中部アトラス地域の農村で見られる週市の社会学的・民族学的調査を行った。(3)同地域で話されている方言アラビア語とベルベル語の言語調査を行い、両言語の市における相関関係を調査した。5.エジプト[家島,西尾担当]:(1)都市内ハ-ラ(地区)および都市周辺部に成立する近代型定期市とそのネットワ-クについての実態調査を行った。(2)市の活動に関する歴史文献資料(写本)および文書・統計資料を収集し、市の歴史的変遷過程を探った。(3)シナイ半島において遊牧民を対象に、物流及び人間の移動(婚姻によるものも含む)を通して見た、各部族の上下関係を含む社会関係と、それに応じて市及び物品交換の場で見られる言語活動の状況について、物品の基礎語彙の異同に焦点をあて、実態調査を行った。6.イラン[上岡,羽田,家島,林担当]:イランにおいては、ザクロス山脈越えの伝統的隊商ル-トにおける定期市の分布状況と、市における各種人間集団の相互接触の諸相を調査する予定であったが、イランに入国した際テヘラン空港においてイラン情報省職人に旅費および調査研究諸費を押収され、早期の出国を強要されたため帰国を余儀なくされた。これによりイランでの調査が遂行不可能となった。しかし、本調査は広範囲なイスラム地域を比較することを目的としており、しかもザクロス山脈と極めて類似した生態系、歴史的伝統を持つ南トルコの隊商ル-トの調査結果から、イランでの調査の欠落を補うことができるものと確信しており、イランにおける未執行部分が全体に及ぼす影響は軽微なものと考えられる。また、押収金については、拉致・監禁されかねない状況下で再三返還を要求し、善良な管理をすべく最大限の努力を行なった結果一部が返還された。1.イエメン(1)サヌア市内の常設市の社会言語調査を終了した。(2)また、日本人としては初めてソコトラ島を訪れ、1週間の調査を実施しえた。(3)さらに、ハドラマウトなどの東部地域の地方小市場の実態を解明できた。
時系列モデリングにおける罰則付きＭ推定と動的疎性の統計理論

現代の大規模データ解析において、少数のパラメータで記述される古典的な統計モデルは上手く当てはまらず、一方で柔軟な表現力を持つパラメータ数の大きいモデルではパラメータ推定や分布予測において安定性に欠けることがしばしばである。パラメータ数が大きいモデルにおいて、非零の値が推定されるパラメータが自動的に疎になるようデザインされた、LASSOに代表される統計手法はこの問題を解決する手段として近年非常に盛んに研究されてきた。本研究ではこの分野において通常仮定されてきた、データの独立同分布性、また目的関数の凸性などの条件を緩めた状況で、推定量の漸近挙動や、有限標本での推定誤差限界を理論的に解析した。時系列モデルを含む一般的な統計モデルに対して、凸でないスパース推定量の解析において、推定誤差限界の評価などいくつかの重要な成果を得た。凸性はスパース推定のこれまでの理論研究において本質的な仮定であり、線形回帰モデルを超えた複雑なモデルの解析を阻む制約条件であった。例えば擬似尤度関数は一般にパラメータの凸関数ではないため、擬似尤度関数に罰則項を導入して得られるスパース推定量の挙動は既存研究の手法では捉えられない。本研究では集中不等式に着目した評価により、凸でない推定関数を扱う一般的な枠組みの構築に成功した。また実データによる予測力の評価、シミュレーションによる検証を通して提案手法の有用性を明らかにした。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。順調に進展している。
放射線治療の為の近赤外領域発光シンチレータの開発

本研究では、放射線治療時の過剰・過少照射による医療事故を防止するためのリルタイム線量計測システムに用いる近赤外領域発光シンチレータ結晶を開発することを目的としている。シンチレータ結晶の主要な要求特性としては、人体による吸収が少ない波長700-1400 nmの近赤外域、特に吸収が少なく、Si光検出器の量子効率がある1000 nm付近で高輝度に発光することである。本年度は、Ti添加したガーネット結晶を中心に結晶育成及び特性評価を行った。昨年度の研究の結果に基づき、Gd3Ga5O12結晶をベースにして各サイトを置換して結晶場を変化させ、Ti3+の発光ピークを長波長にシフトさせた。特に、Gdのサイトの一部をアルカリ希土類(Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+)に置換した際に発光ピークは800 nm付近にまでシフトした。また、同時に発光量の増大のためにはバンドギャップを狭めることが望ましい。そこで、バンドギャップを測定したところ、(Gd0.9M0.1)3(Ga0.9Zr0.1)3Ga2O12結晶(M = Mg, Ca, Sr, Ba)は順に、5.16, 4.89, 4.74, 4.63 eVとなりいずれもGd3Ga5O12よりバンドギャップは狭くなった。これらより、リルタイム線量計測システムに用いる近赤外領域発光シンチレータ結晶して有望である。近赤外発光を示す結晶のシンチレーション特性はこれまでほとんど研究されておらず、新しい知見を得るとともにリルタイム線量計測システムに有望な材料を見出すことができた。しかし、材料の変更などにより当初予定していた研究計画と遅延が生じたために動物肉を用いた透過実証実験が行えておらず、こちらは今後実施予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、放射線医療時の投与線量をワイヤレスでリアルタイムに計測するシステムを構築するための近赤外領域発光シンチレータを開発することである。具体的には、人体による吸収が少ない波長650-1100nmの近赤外域で高輝度に発光するシンチレータの作製を目標とする。本年度前期はマイクロ引下げ法を用いて賦活剤としてNd^<3+>及びYb^<3+>を添加した酸化物結晶を育成した。ホスト結晶としては、レーザー結晶として高効率が報告されているCaYAIO_4やバンドギャップが小さいBaTiO_3、LiNbO_3を選択した。これらの結晶をX線励起による発光スペクトルを測定したところ、目的としたf-f遷移に起因する発光ピークがそれぞれ観測された。しかし、発光量測定としてパルスハイト測定を試みたが有意な信号を得ることができなかった。これは、発光波長領域における検出器の量子効率が極めて低いこと、発光減衰時間が長いこと(数百μs数msオーダー)による検出ロスまたは発光量そのものが低いことに起因する。そこで、本年度後期では700-800nm近傍で発光が期待されるCr^<3+>のd-d遷移を活用すべく、賦活剤をCr^<3+>にして結晶育成を行った。ホスト材料もガーネット型結晶及びペロブスカイト型結晶を中心に育成し、結晶の構成元素を順次置換することでバンドギャップを制御し、発光量の増大及び発光波長の長波長化を目指した。Y_3Al_5O_<12>のAlをGaに置換していくことでCr^<3+4>A_2→^4T_1及び^4A_2→^4T_2の吸収バンドが長波長へシフトしていきバンドギャップが小さくなることを確認した。また、Gd_3Ga_5O_<12>結晶においてα励起によるパルスハイト測定に初めて成功した。Bi_3G_4O_12結晶と比較して約30%程度の発光量を示した。実際のモニタリングシステムでは入射放射線を積算させて検出するので、十分に明るいことが示される。

近赤外発光を示す結晶のシンチレーション特性はこれまでほとんど研究されておらず、新しい知見を得るとともにリルタイム線量計測システムに有望な材料を見出すことができた。しかし、材料の変更などにより当初予定していた研究計画と遅延が生じたために動物肉を用いた透過実証実験が行えておらず、こちらは今後実施予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。希土類元素を賦活剤にするよりも、遷移金属元素にした方が高効率であることを見出すなど、目に見える成果が得られている。パルスハイト測定が可能な程度の発光量を示すサンプルの製作の成功や結晶場の変動に伴う発光ピークの変位の観測等の成果も既に出始めている。今後の予定としては、実際の利用方法を見据えて積分型での発光量測定も予定しており、そのための測定装置のセットアップを現在準備中であり、主要な部材の準備は完了している。賦活剤としては引き続きCr^3+を添加し、ホスト結晶としてはバンドギャップの観点からベロブスカイト型結晶に焦点を絞って、結晶を育成していく予定である。他の遷移金属元素(Ti3+, Fe3+)の添加や当初予定していたジルコン型結晶の探索についても検討している。良好な特性を示す試料については動物肉を用いた透過実験により実証実験を行う次第である。
視覚認識経路と視覚行動経路の運動情報処理機構の解明

人間の視覚系における運動検出処理過程の基礎的な研究を行った.代表者の見いだした静止運動残効の高周波優位,フリッカー運動残効の低周波優位という現象を利用して,遅い運動刺激の処理メカニズムと速い運動の処理メカニズムを分離することに成功した.それにより,それぞれの運動検出器の特性の相違を検討し,両者が質的に異なる処理系によることを強く示唆する結論を得た.今後それぞれの運動処理の特性と機能的相違を検討することで,映像コンテンツなどの視覚情報の評価や交通安全や景観などに関連する視環境の評価における運動情報有効利用が期待できる.人間の視覚系における運動検出処理過程の基礎的な研究を行った.代表者の見いだした静止運動残効の高周波優位,フリッカー運動残効の低周波優位という現象を利用して,遅い運動刺激の処理メカニズムと速い運動の処理メカニズムを分離することに成功した.それにより,それぞれの運動検出器の特性の相違を検討し,両者が質的に異なる処理系によることを強く示唆する結論を得た.今後それぞれの運動処理の特性と機能的相違を検討することで,映像コンテンツなどの視覚情報の評価や交通安全や景観などに関連する視環境の評価における運動情報有効利用が期待できる.運動視は、その機能が重要であるばかりではなく,初期視覚の2つの経路,大細胞経路と小細胞経路の前者を特徴づける点でも重要である。これらの2つの経路は,網膜から大脳への中継地点である外側膝状体(LGN)の細胞の特性を基に2分されるが,それぞれ主に大脳視覚野における行動経路と認識経路の2つの経路に情報を伝える。18年度には、運動残効の特性についての心理物理実験に基づき、時間的に低周波、空間的に低周波の選択性をもつ運動検出メカニズム(速い運動検出器)に加えて、時間的に高周波、空間的に高周波の選択性をもつ運動検出メカニズム(遅い運動検出器)の存在を明らかにした。さらにそれぞれの運動検出器と行動への影響を調べるために、眼球運動に対する運動残効を測定し、それが知覚と類似時空間的な性質を持つことを確認した。この類似は、逆方向に運動する2種類の運動刺激に対する順応効果の方向と持続時間に関するものであり、知覚と眼球運動が共通のメカニズムに支配されていることを強く支持する。さらに、これらの速い運動検出器と遅い運動検出器の関連脳内部位を確認するためには、脳活動の計測が必要であり、fMRIの実験の準備も行った。それに伴い、fMRIと心理物理実験で共通に利用できる実験条件として、応答時間を利用する方法を開発した。通常、運動残効は、静止刺激に対する残効時間で測定するが、静止刺激は運動処理の関連部位を強く賦活することはないため、運動刺激を用いた残効の測定が必要である。我々はそのために運動刺激の方向判断に対する応答時間が利用できることを示した。運動視は、その機能が重要であるばかりではなく,初期視覚の2つの経路,大細胞経路と小細胞経路の前者を特徴づける点でも重要である。19年度には、運動残効の特性についての心理物理実験に基づき、時間的に低周波、空間的に低周波の選択性をもつ運動検出メカニズム(速い運動検出器)と時間的に高周波、空間的に高周波の選択性をもつ運動検出メカニズム(遅い運動検出器)の特性を比較し、以下の事柄を明らかにした。回転や拡大/縮小などの大域運動に対して、速い運動検出器と遅い運動検出器の関与を比較し、大域運動が主に遅い運動検出器の出力によって決まっていることを示した。眼球運動に対する運動残効の測定から、追従眼球運動が知覚とほぼ同じ性質を持つことを明らかにし、速い運動検出器も遅い運動検出器も眼球運動の処理に関わっていることを示した。さらに、これらの速い運動検出器と遅い運動検出器の関連脳内部位を確認するためには、fMRIの予備実験を行った。その結果、運動刺激に関連部位の同定方法をほぼ確立した。また、fMRI対応んために開発した応答時間による残効測定法を利用することで、運動刺激に対する感度低下が運動残効と同じメカニズムによることも示した。その他関連する知見として、立体視に対する刺激速度の影響、運動刺激を利用した色覚メカニズムの解明の研究成果も得た。人間の視覚系における運動検出処理過程の基礎的な研究を行った.代表者の見いだした静止運動残効の高周波優位,フリッカー運動残効の低周波優位という現象を利用して,遅い運動刺激の処理メカニズムと速い運動の処理メカニズムを分離することに成功した.それにより,それぞれの運動検出器の特性の相違を検討した.その結果,両者の違いは,空間周波数特性,時間周波数特性,相対運動への感度,方位選択性,大域運動への感度などで顕著に異なり,両者が質的に異なる処理系によることを強く示唆する結論を得た.その違いは,初期視覚過程の2つの処理経路である,大細胞経路と小細胞経路と類似している点もあるが,方位選択性や大域運動への感度の差は必ずしもその考えと一致しない.また,運動残効による眼球運動への影響は,その運動知覚への影響と類似していることから,行動と知覚の乖離を利用した経路の分類は適当でないことも明らかにした.

これは,大細胞経路の出力先と考えられる行動経路の特性を反映すると考えられる眼球運動に対して,速い運動経路と遅い運動経路の両方の影響があることを意味し, 2つの運動検出器は,大細胞経路と小細胞経路の2つの経路の関係で説明することはできない.むしろ,大細胞経路の中において,異なる処理が行われている可能性を示すことから,脳活動計測どの対応実験による成果が期待される.脳活動計については,予備的な実験を行った結果,それに適した実験手法の開発が必要であることが明らかになったため,その開発を行った.脳活動を賦活するために必要な高いコントラストの運動刺激で運動残効を測定する方法を開発することができたため,今後それを利用した実験を行う予定である.一方,今後それぞれの運動処理の特性と機能的相違を検討することで,映像コンテンツなどの視覚情報の評価や交通安全や景観などに関連する視環境の評価における運動情報有効利用も期待できる.
在宅ケアを受ける要介護老人の身体的精神的健康状態の経時的変化に関連する要因の分析

本研究は、訪問看護・在宅診療を受けている在宅要介護老人とその家族(介護者)を追跡調査し、患者とその介護者の身体的精神的状況の経時的変化を調べ、その変化に関連する要因を検討することを目的とする。平成10年度の研究では、平成9年度の初回調査対象者(患者とその家族19組)を追跡すると同時に、初回調査実施後に新たに訪問看護・訪問診療の対象となった患者・家族(16組)についても新規対象者として追跡した。初回調査対象者(19名)のうち、半年後の第2回調査で再調査が可能であった者は8組で、一年後の再調査でも追跡が可能であった者は6組であったが、身体的精神的状況の大きな変化を捉えることはできなかった。一方、介護者では、身体的精神的状況の変化は半年毎の観察でも把握することができ、約半数で体調悪化や介護負担感増強が報告された。この理由として自分の身体の変化が、体調悪化と負担感増強の両方においてほぼ全員で訴えられ、自分の気持ちの変化をその理由として挙げていた者も少数いた。また、介護者の体調悪化の理由として被介護者の病状変化を挙げた者は一人もいなかったが、介護負担感増強については理由として挙げていた者が少数いた。従って、今回の調査結果より、在宅ケアを支援する訪問看護・訪問診療では、患者の病状把握はもちろんのこと、介護者についても定期的に健康管理がなされる必要があることが示唆されよう。本研究では当初3-4ヶ月毎の再評価を予定していたが、初回追跡患者の追跡開始後3-4ヶ月では身体的精神的状況の変化は認められなかったため、観察間隔を半年毎に延長して、変化を捉えようとした。しかし、観察期間を延長したところで追跡可能であった患者の状況にはほとんど変化がなく、その一方で急性疾患発症によって入院して脱落群を多く生じる結果となってしまった。要介護高齢者の追跡研究は、健常集団とは異なった研究デザインが必要である。今年度の研究では、調査対象施設の選定と経時的変化を捉えるための測定項目の選択が中心的な課題となった。調査対象施設の選定は、東京近郊の在宅訪問診療・訪問看護を行っている医療機関(1、2カ所)とし、さらに在宅ケアの導入判定や訪問に際して、医師・看護婦の他、医療ソーシャルワーカーや理学療法士、栄養士等のco-medical staffも関与している施設であることを条件とした。最終的に、埼玉県西部にある医療機関で調査協力が得られた。対象となったこの医療機関は、約15年前より訪問看護・訪問診療を行っており、二次救急医療提供医療機関でもあることから、様々な疾患を有する患者が訪問看護・訪問医療の対象となっていた。調査項目は、在宅ケアを受けている患者の情報とその介護者に関する情報の二つに分かれる。今年度の研究において実施されたベースライン調査の結果は以下の通りである。平均年齢は患者(平成9年12月現在、のべ29名)が80.3歳(レンジ:26-95歳)、介護者(平成10年1月現在、有効回答19名)は63.1歳(レンジ:48-84歳)であった。性別は、患者の64%介護者の83%が女性であった。厚生省による寝たきり判定基準によると、25%がランクA、40%がランクB、そして33%がランクCであった。また、痴呆を有する患者は全体の30%を占めていた。医学的処置については、尿道カテーテル使用者は5名、気管カニューレ使用者は2名、在宅酸素療法施行者は1名であった。一方、介護者の生活機能は74%の者で障害が認められなかった。介護負担感は、介護を負担に思う者が約半数を占めていた。生活の質関連項目(生活の張り、生活満足度、主観的幸福感)は、その項目も78割が普通と回答していた。社会的支援の状況は、手段的並びに情緒的支援を受けている者が68割おり、情緒的支援を提供している者も同程度存在していた。

本研究では当初3-4ヶ月毎の再評価を予定していたが、初回追跡患者の追跡開始後3-4ヶ月では身体的精神的状況の変化は認められなかったため、観察間隔を半年毎に延長して、変化を捉えようとした。しかし、観察期間を延長したところで追跡可能であった患者の状況にはほとんど変化がなく、その一方で急性疾患発症によって入院して脱落群を多く生じる結果となってしまった。要介護高齢者の追跡研究は、健常集団とは異なった研究デザインが必要である。
ホワイトキューブの源泉－フォルクヴァング美術館における展示形式の発展と非西欧美術

当該年度の研究実施期間(平成24年4月から9月まで)に、1)本研究の主旨とこれまでの研究成果の概要を第33回国際美術史学会国際会議にて、ポスターと短い口頭発表で発表した。非西欧の文化的造形物が、19世紀末から20世紀前半の西欧の美術館にどのように受け入れられ、展示されたか、という問題を扱った本研究は、とりわけ西洋の芸術という考え方や美術館という制度のあり方の相対化を目指した視点が評価され、会議参加者の内外の研究者から有意義な質問、コメント、情報の提供を受けた。また、2)昨年度にドイツおいて行った資料調査を基に、ジャポニスム学会例会において、フォルクヴァング美術館の初期日本美術コレクションについて研究発表を行った。質疑応答を通じて、イギリス、フランスに端を発するジャポニスムの歴史の終局的段階に当コレクションを位置づける視座を得ることが出来た。これを踏まえ、9月に実施したドイツでの学術調査では、当コレクションの蒐集歴についてさらなる資料調査を行った。その結果、例会発表の時点では看過していた問題、修正が必要な点に気付くとともに、さらに詳しい購入歴を明らかにすることが出来た。3)この調査旅行では、カール-ヴィートと、ヨーロッパでも有数の非西欧美術コレクションであるエドゥアルトーフォン・デア・ハイト・コレクションに関する調査も行った。コレクションの大部分が所蔵されているリートベルグ美術館(スイス、チューリヒ)および同市立公文書館では、ヴィートが1930年代に取り組んだフォン・デア・ハイト・コレクションの総目録作成作業について調査し、30年代のヴィートの活動の一端を明らかにすることができた。ヴィートについてはまた、4)1913年の9ヶ月間に及ぶ彼の日本滞在について、その足跡をたどり、彼の日本体験の内容の一部を明らかにすることができた。今日ほとんど知られていないが当時優れたアジア美術研究者とみなされていたヴィートの活動をまとめる基礎的な調査を遂行することが出来た。
鼻アレルギー鼻粘膜上皮細胞層肥満細胞,好酸球の集積機序の研究(鼻粘膜上皮細胞の増殖の関与)

鼻アレルギー鼻粘膜上皮層には粘膜型肥満細胞が集積し、鼻アレルギー症状の発現に重要であることは周知のこととなっているが、集積機序は未だ必ずしも解明されていない。我々の以前の実験で、鼻粘膜上皮細胞の増殖が肥満細胞の集積していることを示唆した。平成6年度の我々の研究は以下のことを明らかにし、肥満細胞集積機序の解明に大いに貢献した。(1)鼻粘膜上皮細胞の増殖した状態である鼻Inverted papilloma組織内の肥満細胞は、鼻アレルギー鼻粘膜上皮層に集積する肥満細胞に類似していることを超微細構造的に証明した。(3)鼻Inverted papilloma腫瘍内でのGM-CSFの分布は、粘膜型肥満細胞の分布に類似していることを免疫組織学的手法で証明した。(4)抗GM-CSF抗体によって鼻Inverted papilloma培養上精中の好塩基性細胞/好酸球刺激活性が抑制されることを培養系の実験で証明した。以上の結果は、鼻アレルギー鼻粘膜においてもGM-CSFが肥満細胞の分化、集積に関与していることを強く示唆するものであって、今後も継続した研究が重要である。
放射線間質性肺炎の予防に対する肝細胞増殖因子の投与効果に関する研究

マウス肺の放射線照射によって引き起こされる肺臓炎、間質性肺炎の予防に対して外因性肝細胞増殖因子(ヒト組換え型HGF)の投与効果があるかどうかを調べた。25および30Gy照射群(C57Bl/6Jマウス、麻酔下)では照射後1カ月以降有意な体重減少がみられた。30Gyの肺局所照射を受けたマウスに対して、HGF(1μg/マウス/日、照射後10日目から投与)の静注4日関連日投与は、被照射マウスの6ヶ月間死亡率を抑制する傾向を示した。しかし、肺臓の組織学的変化を指標にした場合には、肺肪構造の破壊や肺線維化の予防および改善について明確なHGFの投与効果を示すことができなかった。C3H/HeN(15Gy)では、HGF投与(6日間)の有無によらず、照射後240日間全てのマウスが生存した。麻酔下での照射が肺臓炎、間質性肺炎を抑制したためかもしれない。また、照射後10ヶ月での肺臓内コラーゲン量は0Gy,15Gy,30Gyおよび30Gy+HGFの4群間で有意差は無かった。HGFは早期肺臓炎の予防に効果があるのかもしれない。マウス(ICR)の肺臓、肝臓および腎臓では、放射線の照射によって臓器内の内因性HGFタンパク質の増加が誘導されることが見いだされた。HGFタンパク量の照射後の経時的変化動態は、臓器の種類および線量に依存する。例えば、2Gy全身照射では肺臓でのみ72時間目にHGFタンパク量が増加した。一方、30Gy照射では肝臓と腎臓では12時間目に一過性にHGFタンパク量の増加を認め、48時間以降再度増加した。また、局所照射を受けた肺臓では、肺組織内のHGFタンパクと共に、c-met mRNA量が照射後一過性に増加することが示された。放射線障害が引き金になって、HGFタンパク量およびHGF受容体数が増加し、その結果、肺細胞の増殖および運動性等が促進される可能性を示唆する。放射線障害組織の修復にHGFが関与していることを想像させる。C57BLマウス(7W、雄)の胸部をγ線16Gyおよ20Gy照射した。照射後160日間を経過した時点では、照射群および非照射群のマウスに死亡例は無かった。180日間の生存率を調べるため、観察を継続している。また組織標本を作成し、照射による変化を検索している。マウス(ICR、雄、8週令)の肺臓、肝臓、腎臓および血中の肝細胞増殖因子(HGF)量を酸素免疫学的方法で測定した。肺臓、肝臓、腎臓及び血漿中のHGF濃度はそれぞれ、およそ900ng/g(組織重量1g当たり)、73ng/g、230ng/gおよび3.9ng/mlであった。肺臓については、組織試料の作成法に問題があると思われ、上記の値は実際よりも小さい可能性があり、アッセイ法の改善を検討している。マウスをγ線により全身照射し、組織中のHGF量を調べた。肝臓、腎臓および血漿については、2Gy照射ではγ線照射によるHGF量の変化はみられなかった。

30Gy照射では、肝臓、腎臓中のHGF濃度は、照射後12時間目に一過性の増大があり、その後48時間から72時間にかけて再び増加した。血漿中のHGF濃度は30Gy照射後12時間目に減少する傾向が見られるが、その後72時間までは照射前の濃度と同じであった。肺臓については、予備的データであるが、2Gy照射で24時間目の減少、30Gy照射で24時間目の増加がみられた。胸部照射のみ行われたマウスから各種臓器を経時的に採取したが、肺内HGF量の測定は、試料作成に伴う問題点を解決した後に行う予定である。1。放射線間質性肺炎致死に対する肝細胞増殖因子投与効果BDF1マウス(7-8週令)の胸部に15、20、25および30Gy照射し、マウス生存率を調べた。15およびGy照射群は照射後180日まで全て生存した。30Gy照射単独群は100日までに40%のマウスが死亡したが、30Gy照射後肝細胞増殖因子(ヒト組み替え体)を2日間静注投与(50ng/kg)された群は全例生存した。この結果は、肺障害に起因するマウス致死が肝細胞増殖因子投与により抑制された可能性を示している。投与回数の増加による効果、組織像の変化について検討を加えている。2。肺臓でのc-met遺伝子発現に対する放射線照射効果胸部に15Gyを照射されたマウスの肺臓を摘出後、ノーザンハイブリダイゼーション法でc-met遺伝子発現を調べた。照射後48時間ではc-metの発現は照射前に比べ減少傾向にあった。更に例数を増やし、また48時間以内の変化を調べている。3。マウス肺臓内肝細胞増殖因子量の測定昨年度の経験から、摘出後の肺に生食水を注入し脱血する操作を止め、直接肺臓を秤量、ホモジナイズし肝細胞増殖因子量を測定した。この結果マウス固体毎のバラツキが改善された。肺照射(15Gy)後48時間目には、非照射群と比べ肺臓内肝細胞増殖因子濃度(1g当たり)が増加した。一方血液中の肝細胞増殖因子濃度には変化がみられなかった。照射後48時間以内の継時変化を測定中である。1.肺臓でのc-met遺伝子発現に対する放射線照射効果胸部15Gy照射マウスの肺臓を材料にして、c-met遺伝子発現を調べた。非照射群に比べ、照射後1224時間で一過性に増加する傾向があり、48時間目には減少した。c-metを介した細胞情報の伝達および増殖に影響が有る可能性を示唆する。2.放射線肺臓炎致死に対する肝細胞増殖因子(HGF)投与効果。マウス(C3H/HeN)の胸部を15Gy照射し、照射後11日目よりHGF(ヒト組み換え体)を6日間(50ng/g)連日腹腔内投与した。マウス体重変化に対しては、HGFの投与による相違はみられていない(4ヶ月経過時点)。照射4週後および8週後の肺組織像では、肺胞II型細胞へのダメージがみられるが、HGF投与の有無による顕著な相違はみられていない。照射されたマウスの死亡するまでの期間(間質性肺炎の程度を反映)を調べるため、マウスの生存期間を観察している。照射後4ヶ月半の経過時点では、HGFの有無によらず、死亡マウスは観察されていない。3.胸部照射マウスの臓器内HGF量胸部放射線照射(15Gy)を受けたマウスの肺臓および血液中のHGF量をELISAで測定した。肺臓では照射後12時間後には非照射群に比べHGF濃度(1g当たり)は増加し、48時間後まで高値を示した。3週間後にはHGF濃度は減少し、コントロール値に近ずいた.血液中のHGF濃度には肺臓でみられたような経時的変化は認められなかった。
生殖生長への転換機構に関する研究

本研究は、植物の栄養成長から生殖成長への変換を支配する花成ホルモンをはじめとして各種植物ホルモンの変動の解析に関する研究と、花芽誘導時に特異的に出現するたんぱく質やmRNAの解析、ならびに花成を支配する遺伝子の研究から成り立っている。先ず、花成ホルモンの究明のために、丸茂は、短日処理タバコ葉1300枚の葉柄滲出液から花梗切片への花芽形成活性を指標として超微量活性物質をクロマト的に単一ピ-クとして単離した。谷本は、アサガオの短日処理した子葉滲出物中に茎頂組織培養系で花成を誘導させる分子量約2万の活性物質の存在を証明した。竹葉はアオウキクサの花成誘導活性を有する分子量約22KDのペプチドを単離し、N末端アミノ酸20箇を決定した。藤伊はアサガオの成長点の形態変化およびパ-オキシダ-ゼアイソザイム変化を指標として花成物質の精製を行った。岩村は、アスパラガスに花成を誘導できるカ-バメイト化合物を合成し、その花成誘導がクロロゲン酸生合成経路と密接に関係することを明らかにした。酒井と山口(五)は、ヤエナリとアブラナを材料としてジベレリンとオ-キシンの結合性蛋白を精製しホルモン受容体としての性質を調べた。菊池は、イネ集団の出穂性変異を感光性およびアイソザイム遺伝子を用いて解析し、抑制遺伝子の重要性を示した。山縣は、イネの出穂開花性を支配する遺伝子の解析と座乗染色体の解析を行った。菅はシソを用いて花成刺激物質の美事な生物検定法を確立し、茅野はイネの篩管液中のリン酸化タンパク質が光条件で変動することを見出した。米田と岡田は共にシロイヌナズナを材料として、開花遅延を引き起こす変異体遺伝子のクロ-ニングと花芽形成に異常を示す挿入突然変異体の分離を通じて、花成に関与する遺伝子の発現調節機構の解明に貢献した。このように本研究は従来困難と考えられた花芽誘導機構の物質を基盤とした解明に、花成ホルモンを含めて大いに寄与する成果を得た。
Ｃｅｒｅｂｌｏｎにより脳内に新生した神経細胞の機能解析

Cereblon (CRBN)を一過的に過剰発現したゼブラフィッシュ胚は拡大した脳を持つ。脳内には通常より多くの神経細胞とグリアが正常な空間分布で形成される。本研究ではこれらの過剰に分化した神経系が動物の高次機能に実際に貢献しているかを以下の方法で検証した。1)カルシウムセンサーによる過剰発達した脳内ニューロンの活性測定:(結果)終脳のニューロンの安静時の活性は受精後6日目の稚魚で正常個体の約1.4倍に増加した。また光刺激時の活性も有意に増加した。2)光刺激と電気ショックを用いた2方向性能動的回避学習:(結果)この解析でもCRBNを過剰発現した個体群の方が高い値を示した。(目的)タンパク質Cereblon (CRBN)が中枢神経系の増殖を亢進する特性を利用してヒト大脳および神経変性疾患の再生医療の基礎研究を行う。本研究では脳内に増加した神経細胞が実際に機能しているかを解析し、CRBNそのものまたはその機能を活性化する薬剤の認知症・運動障害等への適用の可能性を検証する。(要旨)タンパク質Cereblon (CRBN)は脊椎動物の中枢神経系で細胞分裂と細胞分化の両方を促進する機能を持つ。CRBNを一過的に過剰発現したゼブラフィッシュは正常より大きな脳と増加した神経細胞とグリアを持つ。また個体は健康に成魚まで成長し子孫を残す。これを機能正常型巨脳症(Macrocephaly)のモデル動物とし、増えた神経細胞がもたらす脳機能の解析を行う。(方法)カルシウムセンサーを神経系で発現するトランスジェニック系統の受精卵にCRBNを過剰発現させ、稚魚の脳活動を可視化(イメージング)する。脳活動は1安静時2光刺激時の2条件で測定する。またより高次な機能の検証として、光刺激と電気ショックによる2方向性能動的回避学習解析による検証も行う。(結果)稚魚の終脳ニューロン群で神経活動を観察した結果、安静時、光刺激時ともにCRBN過剰発現個体のほうが神経の興奮値が有意に大きかった。さらに2方向性能動的回避学習の能力もCRBN過剰発現個体群のほうが優れていた。(結論)CRBNにより過剰に発達した脳は、通常のゼブラフィッシュの脳より高い機能をもつことが分かった。この結果はCRBNそのもの、またはCRBNの機能を活性化する薬剤がヒト脳の再生治療に応用できる可能性を提示する。平成24年度の研究実績今年度の研究目的:「Cereblon (CRBN)過剰発現個体に対する恐怖条件付け」についてはまず神経系で恒常的にカルシウムセンサーを発現する既存の系統にCRBNのmRNAをマイクロインジェクションし、一時的に過剰発現させた。この個体群の中枢神経系は正常(未処理)個体と比較し縫線核・松果体を含むほとんどすべての神経細胞が整然と増加しており、これまでの研究結果を再現した。次にこれらの個体を通常通り水槽で飼育し、その過程で受精後3か月・6か月の2つの時期で赤色光と電気刺激による恐怖条件付けを実施した。その結果、未処理個体群は両時期で1週間程度から比較的明瞭に光刺激だけで水槽の反対側へ逃避する傾向が認められたが、CRBNを一過的に過剰発現した個体群でもほぼ同じ時期に逃避行動が明瞭になった。そこで現在は、逃避行動が明瞭化するまでの時間ではなく、CRBN過剰発現個体群が敏感な傾向がある光刺激を受けた直後の反応(硬直・反転・逃避時遊泳速度)に焦点を変えて比較検証中である。もしこれらの観点からCRBN過剰発現個体群が正常個体群より迅速な反応を見せた場合は、過剰に生まれた神経が付加的に機能することを示唆するので、機能的な神経新生因子として脳・神経系の再生医療への応用が期待できる。「CRBN過剰発現個体と正常個体の脳神経活動の初期基準値の比較」については、カルシウムセンサーの発現を検出する測定系の新規設置が難しく、予定より遅れ気味である。受精後3ー7日の稚魚を寒天で包埋し、リンガー内に置いて頭部背側から励起光を照射し神経細胞群のマクロな興奮を観察する系の構築を目指したが、検出側の感度が低く当初期待したような明瞭なイメージはまだ得られていない。しかし検出画像をモノクロ化することで感度を上げ、正常個体群とCRBN過剰発現群の脳の興奮を比較できるように鋭意改良中である。研究の目的(平成24年度)は以下の通りである。「Cereblon (CRBN)の一時的過剰発現個体が機能的な神経を脳内に新生するかの検証」:これについては以下の3段階の研究展開が実施された。1)カルシウムセンサーを神経系に恒常的に発現するゼブラフィッシュ系統に一過的にCRBNを過剰発現させ、脳内で発生した過剰な神経が機能的であるか否かを検証する。