hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
誘導卵胞構築ユニットを用いたマウスES細胞のみからの卵子産生

近年、マウス多能性幹細胞を卵子へと分化させる技術が確立されたが、卵胞構築のために胎児卵巣細胞を要する。本研究ではこれと同等の細胞をマウスES細胞から誘導し、卵子再構築系を完成させる。代表者は胎児卵巣様細胞(SCLCs)の誘導法を確立したが、卵胞形成効率は胎児卵巣の数十分の一であり、卵胞を形成する細胞セットが十分に誘導されていない様である。そこで、卵巣のサブタイプへの分化を示すレポーターマウスを樹立し、各細胞を分取し、卵胞構築に十分なセットを解明する。このセットをSCLCsから誘導分取することで、高効率で卵胞を構築する完成させる。
CTとMRIを融合させる多元型変形可能な膵臓手術シミュレーションソフトの開発研究

i)CT-MRIフュージョンの高精度化: CT画像上で胆管が認識困難な場合において高精度でMRI画像を融合可能な胆管の尤度分布を利用した非剛体位置合わせアルゴリズムの改良を行った。ii)多元型膵臓変形3Dモデルの構築システムの開発:膵臓領域自動抽出アルゴリズムおよび対話型血管構造抽出アルゴリズムを統合した,膵臓およびその周辺構造(胆管,動脈,静脈)の3Dモデル構築システムを開発した。MRIが撮影不可能な場合に備え、ブラックハット変換を用いた膵管描出法を新たに拡充した。Pancsimの有用性評価iii)腹腔鏡下胃切除術でのPancsimの有用性の評価: Pancsimを用いて患者個別の解剖学的特徴ごとに膵変形,偏位を、術前にPC上でシミュレーションし,胃がん手術の術野展開、リンパ節郭清、血管処理の術前リハーサルが可能であり、正確で安全な手術に寄与した。iv)腹腔鏡下胆嚢摘出術でのPancsimの有用性の評価: Augmented Reality (AR)を取り入れた評価を行った。術中のモニターにPancsimによる胆嚢切除シミュレーション画像を重畳表示して,実際の手術モニターと並べて術中ガイドとして使用し、正確、安全な手術が施行でき、若手外科医の教育に有用であった。v)腹腔鏡下膵体尾部切術でのPancsimの有用性の評価:膵臓を挙上し、脾動静脈の走行を術前に十分確認でき安全で正確な手術に有用であった。特に脾動静脈が膵臓に埋まっているケースや、蛇行しているケースには、拡大視され狭視野である腹腔鏡下手術においては非常に有用であった。28年度が最終年度であるため、記入しない。わが国は世界でも安全に膵臓切除が可能な国のひとつであるが,手術死亡率が数%ありゼロに近づける為の創意工夫が必要である。また、現在、わが国の外科医は減少を続けており10年後に1/3になると予測される。長期のOJT期間が外科を敬遠する原因であり医療崩壊を救うためOJT期間を大幅に短縮可能な実効性のある教育システムが必要である。本研究は、手術に適応した計算解剖モデルと臨床応用,医学教育用システムとして,CTとMRIを融合させる多元型変形可能な膵臓手術シミュレーションソフトの開発研究を行い多元計算解剖学の創成と治療支援の高度化に貢献するものである。今年度に実施した研究開発は、以下のようである。i)多元型膵臓変形データに対する多様なバーチャル切除の設計、実装、ii)バーチャル切除における切離面と臨床における切離面、膵管・血管位置の形状比較、iii)膵臓変形時の血管の走行位置補正のための物理特性値調整i)多元型膵臓変形データに対する多様なバーチャル切除の設計,実装:CTとMRIデータより多元融合型3D化した膵臓を変形可能なシステムにてバーチャル膵臓切除システムを構築.異なるモダリティであるCTとMRIを非剛体位置合わせにより多元融合させ、胆管を含む膵臓の3Dモデルを構築した。ii)バーチャル切除における切離面と臨床における切離面,膵管・血管位置の形状比較:バーチャルの結果と実際の手術結果を比較し血管の走行位置が許容範囲内であることを検証した。iii)膵臓変形時の血管の走行位置補正のための物理特性値調整:ii)の膵臓変形時の血管の走行位置検証で派生した問題点につき,膵臓,膵管・血管の走行位置の調整をシステム情報系の専門家と行い実用性を向上させた。i)CT-MRIフュージョンの高精度化: CT画像上で胆管の同定が困難な場合においても、高精度でMRI画像を融合可能な非剛体位置合わせアルゴリズムを開発する.ii)多元型膵臓変形3Dモデルの構築

システムの開発:膵臓領域自動抽出アルゴリズムおよび対話型血管構造抽出アルゴリズムを統合した,膵臓およびその周辺構造(胆管,動脈,静脈)の3Dモデル構築システムを開発する.iii)Pancsimの有用性の評価(腹腔鏡下胃切除術):腹腔鏡手術において視野展開は極めて重要である。胃癌手術でのD2郭清のためには、膵を損傷することなく膵周囲のリンパ節郭清を行う。膵周囲のリンパ節郭清では、膵を効果的に偏位、変形させ、膵上縁あるいは背側の視野を確保する必要がある。しかし、術中の郭清のために必要な膵変形、偏位の程度は、患者ごとに大きな個体差があり、その難易度も主要血管や膵実質の相対的位置関係など個別の解剖学的特徴により規定される。そこで、われわれは、Pancsimを用いて患者個別の解剖学的特徴ごとに膵変形,偏位をシミュレーションし,腹腔鏡下での胃癌手術の術野展開における有用性を評価する.iv)腹腔鏡下胆嚢摘出術でのPancsimの有用性の評価: Augmented Reality (AR)を取り入れた評価を行う.具体的には,手術室の術野ディスプレイにPancsimによるシミュレーション画像を重畳表示する(ARディスプレイ)。そこに通常の実際の術野ディスプレイを並べる。ARディプレイでは、胆嚢は手術の動きと同様に変形が可能であるため、術中ガイドとして使用可能である。その手術での有用性や若手外科医の教育的効果を評価する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
放射線曝露細胞由来DAMPsが癌病態に及ぼす影響解明と制癌への応用

本研究では,放射線曝露細胞由来DAMPs(ダメージ関連分子パターン)が癌病態に及ぼす影響をDAMPsを含有する放射線曝露細胞由来馴化培地(ICCM)を用いて検討した。結果として,ICCMで前処理したヒト肺癌細胞は放射線誘発細胞死に対して抵抗性を示すこと,そしてICCM処理によってX線照射後の細胞移動能の低下が減弱することが示唆された。以上より,ICCM中のDAMPsが放射線治療効果において負の影響を与える可能性が考えられた。ダメージ関連分子パターン(DAMPs)はストレスに傷害された細胞から放出される因子である。がん治療において癌細胞由来DAMPsは抗腫瘍免疫誘導因子の一つとして注目されているが,ストレスやDAMPsの種類によっては腫瘍の増殖や転移を促進するなど不利益な点も明らかとなってきている。放射線治療は有効ながん治療であるが,放射線曝露細胞由来DAMPsが癌病態に及ぼす影響は不明である。本研究課題では,放射線曝露細胞由来DAMPsが癌病態に及ぼす影響を解析するとともに,そのDAMPs応答機構の解明を目指す。初年度は,DAMPsを含有する放射線曝露細胞由来馴化培地(ICCM)を用いて,癌細胞由来ICCMが癌細胞の細胞増殖および抗がん処理に対する応答性に及ぼす影響を解析した。実験にはヒト肺癌細胞(A549及びH1299)を使用した。癌細胞にX線を照射し,24時間培養後,培養培地を回収,遠心し,上清を回収した。その後,フィルター濾過し,ICCMとして使用した。まず,ICCM処理がA549の細胞増殖に及ぼす影響を評価したところ,ICCM処理による顕著な影響は認められなかった。次に,ICCM前処理が肺癌細胞のX線に対する応答性に及ぼす影響を検討した。非照射及び8Gy照射ICCMで前処理したA549とも8Gy照射により細胞死細胞集団が増加したが,興味深いことに,8Gy照射ICCMで前処理した細胞群では非照射ICCM処理群と比べて照射後の細胞死細胞集団の割合が有意に低かった。この結果から,ICCM前処理により放射線誘発細胞死に対する抵抗性が誘導されることが示唆された。また,p53遺伝子を欠損したH1299においても同様の結果が確認されたため,この現象はp53に依存しないと考えられた。次年度は,この作用機序を解明するとともに,浸潤・転移能などの癌病態解析および正常細胞に対する影響を解析する予定である。最適な実験条件の設定に予想以上に時間を要したため,当初の計画よりも若干の遅れが見られる。しかしながら,本年度で実験条件を確立することができ,また興味深い知見を得ることができたため,次年度における大きな進展が期待できる。がん治療において癌細胞由来DAMPsは治療効果に影響を与える因子の一つとして注目されているが,放射線曝露細胞由来DAMPsが癌病態に及ぼす影響は不明である。本研究では,放射線曝露細胞由来DAMPsが癌病態に及ぼす影響を解析するとともに,そのDAMPs応答機構の解明を目的としている。昨年度の研究成果により,DAMPsを含有する放射線曝露細胞由来馴化培地(ICCM)で前処理されたヒト肺癌細胞A549およびH1299細胞では放射線誘発細胞死が減少することが明らかとなった。今年度はICCM処理がヒト肺癌細胞A549の細胞移動能に及ぼす影響を検討した。8 Gy照射ICCM処理A549細胞の細胞移動能は非照射ICCM処理細胞と同程度であった。しかしながら,非照射ICCM処理A549細胞に8 Gyを照射したところ,照射により細胞移動能が低下した一方で,8 Gy照射ICCM処理A549細胞では照射による細胞移動能の低下は観察されなかったことから,ICCM処理によってX線照射後の細胞移動能の低下が減弱する可能性が示唆された。これらICCMが引き起こす癌細胞への影響は放射線治療効果において不利益となると考えられるため,がん放射線治療有効性向上のためにはその作用機序解明が重要となる。そこで現在はその作用機序を明らかにするために,酸化ストレス応答に着目して解析を進めているが,現時点では作用機序解明には至ってない。DAMPs含有ICCMが癌病態に有利な影響を与えるデータを得ることができたが,その作用機序の解明には至っていないため目的達成度はやや遅れている。しかしながら,現在も作用機序解明のための様々な解析を進めており,それら結果が出る来年度は作用機序解明に向けた新たな知見が得られることが期待できる。DAMPsを含有する放射線曝露細胞由来馴化培地(ICCM)処理がヒト肺癌細胞の細胞増殖等に及ぼす影響を検討した一昨年度の研究成果において,ICCM処理による細胞毒性は観察されなかった。そこで,今年度はまずICCMの細胞毒性と癌細胞の放射線感受性の関連を検討した。

酸化ストレス応答において重要な役割を果たすNrf2遺伝子の発現抑制により放射線感受性を高めたA549細胞を調製し,ICCMの細胞毒性を検討したところ, Nrf2発現制御によって放射線感受性の増加は観察されたものの,放射線感受性の変化に伴うICCMの細胞毒性の違いは認められなかった。従って,ICCMの細胞毒性と放射線感受性の関連性は低いと考えられた。DAMPs含有ICCM処理がヒト肺癌細胞A549の細胞移動能に及ぼす影響を検討した昨年度の研究成果により,X線照射後のA549細胞移動能の低下がICCM処理により抑制されることが示唆されたため,次にX線曝露A549細胞由来ICCMの正常細胞の細胞移動能への影響を検討した。癌細胞の転移においては血管新生を担う血管内皮細胞の役割が重要であるため,血管内皮細胞に着目し検討した。X線曝露A549細胞とヒト血管内皮細胞HUVECをインサートウェルを用いて共培養しHUVEC細胞の移動能を検討したが,非照射A549細胞との共培養,8Gy照射A549細胞との共培養間でHUVEC細胞の細胞移動能に有意な変化は認められなかった。本研究では,放射線曝露細胞由来DAMPs(ダメージ関連分子パターン)が癌病態に及ぼす影響をDAMPsを含有する放射線曝露細胞由来馴化培地(ICCM)を用いて検討した。結果として,ICCMで前処理したヒト肺癌細胞は放射線誘発細胞死に対して抵抗性を示すこと,そしてICCM処理によってX線照射後の細胞移動能の低下が減弱することが示唆された。以上より,ICCM中のDAMPsが放射線治療効果において負の影響を与える可能性が考えられた。本年度実施予定であった癌細胞の浸潤・転移に関する解析は次年度に実施する。本年度得られたICCM前処理による癌細胞の放射線誘発細胞死に対する抵抗性獲得に関しても,次年度にその機構解明に取り組む。その他の検討項目に関しては,当初の研究計画の通りに遂行する。最終年度は,今年度に引き続きICCM前処理による癌細胞の放射線誘発細胞死に対する抵抗性獲得の機構解明に取り組むとともに,癌細胞由来ICCMが正常細胞の細胞生存や細胞移動能等に及ぼす影響を解析する。放射線生物学平成27年度の研究に若干の遅れが生じたため,本年度の支出が当初より少なくなった。解析項目に一部変更が生じたため,本年度の支出が当初より若干少なくなった。平成27年度に実施出来なかった検討項目は次年度に実施するため,繰り越した分の助成金は検討項目実施のための実験消耗品費として次年度に使用する。その他の研究費の使用計画については申請書の通りに遂行する。繰越額は,ICCMが引き起こす癌病態への影響の作用機序を明らかにするための実験消耗品に使用する予定である。
デザイン・ツー・パフォーマンスの導入と実践の効果に関するフィールド研究

本窃究では,デザイン・ツー・パフォーマンス(design to performance: DTP)という概念を導入し,その実践を試みる研究を行ってきた。DTPとは,組織業績を計画段階で戦略的に作り込みことを意図したアプローチをいう。DTPでは,多面的な視角から戦略や計画の良し悪しを慎重に検討することが重要となる。この点から本研究では,バランスト・スコアカード(balanced scorecard: BSC)をDTPを具現化する重要な手段のひとつであると位置づけ,内外のバランスト・スコアカード導入企業を対象としたヒアリングおよびアクションリサーチを中心に研究活動を実施してきた。アクションリサーチとは,企業と研究者が共同で実務の改善をめざして共同歩調をとりながら実践されるリサーチであり,研究者が能動的に研究対象である企業の実務に関与するところに特色がある。われわれはBSCが期待どおりの成果をあげるためには、いまだ多くの改良の余地が残されているとの認識からバランスト・スコアカードをデザイン・ツー・パフォーマンスに繋げるために必要となるサポートツール面の整備あるいは開発を試みた。そして,アクションリサーチによって、開発したツールであるDTPワークシートを実験的に導入して、その有効性の検証を試みた。本研究では,リサーチプロジェクトを推進する過程において、組織内にイノベーションが起こり新たなツール(ツリー型の戦略マップ)も創出された。本研究では、あらたなイノベーションを喚起することを目的として、既存の経営実践にはみられない理論的なツールや概念を実務に導入し、その有効性の検証を試みた。当該研究方法を適用することで、文献研究や既往のフィールドリサーチからは到底期待できない新しいアイデアの導出や、その有効性を検証することが可能となったと思われる。本研究は、計画段階で業績を高い確度をもって作り込むことを企図したデザイン・ツー・パフォーマンスの具体的な実践ツールとして期待されるバランスト・スコアカードについて多面的かつ実証的な研究を目指すものである。ただし、パランスト・スコアカードの導入および実践経験に乏しいわが国の企業では、解決を課題も多い。そこで、本研究にあっては、導入企業に対する訪問調査や国際比較研究等を行って、この課題を抽出すべく検討を行ってきた。具体的には、バランスト・スコアカード導入企業ならびに導入準備企業14社の経営企画部門のマネジャーに対してヒアリング調査を行うとともに、バランスト・スコアカードの実践を支えるデータウェアシステムの提供企業に対してもインタビュー調査を行った。また、国際比較研究という点では、本年はオーストラリアならびに韓国を対象とした訪問調査を実施した。前者については、バランスト・スコアカード導入企業を対象に本格的なアンケート調査が行われていたことから、この調査を実施した研究者との意見交換と導入企業へのインタビューを目的とするものであった。また、後者の韓国訪問は、近年躍進めざましい韓国企業におけるバランスト・スコアカード経営とわが国におけるそれとの相違点を明らかにすることを目的とするものであった。この訪問によって、韓国の先進企業におけるバランスト・スコアカード経営が予想以上にシステマティックに展開されていることに驚かされた。あわせて、韓国におけるバランスト・スコアカードの研究者とのミーティングを通じて、同経営ツールに対して、韓国の経営者ならびに研究者がわが国以上に高い期待をよせていることを感ずることができた。こうした調査研究から得られた情報および資料等現在研究メンバー間で協議を重ね、検討を加えつつあるが、その成果の一部は日本管理会計研究学会ならびに日本原価計算研究学会等において公表するとともに、論文等にもまとめている。本年度は、デザイン・ツー・パフォーマンスの実践手段となるバランスト・スコアカードの導入状況を確認するとともに、運用段階において顕在化しつつある諸問題を抽出することに努めた。この目的のため、国内では東京近郊のバランスト・スコアカード導入

企業の調査を行ったが、訪問回数は少ないものの同様な調査を関西圏にても実施した。パランスト・スコアカードは米国を発祥の地として世界に広まった。共同研究者2名が現在米国のコーネル大学ならびにUC・バークレー校に在外研究につくことになったことから、彼らが中心となって米国の最新の研究成果に関する情報の入手と検討も行ってきた。さらに、ヨーロッパの動向も掴むべく、EC本部のあるブリュッセルにおいて欧州企業へのバランスト・スコアカード導入のサポート経験の豊富なコンサルティング・ファームを訪問調査した。あわせて、イタリアの自動車部品メーカーへのヒアリング調査も実施した。これらの研究活動の結果、わが国はいうに及ばず、米国や欧州企業にあっても、バランスト・スコアカードの導入段階から定着段階をむかえたあたりから、多くの問題が顕在化する傾向があることが明らかとなった。同時に、導入当初はほとんどすべての企業において実感されてきた、たとえば「情報共有化の促進」であるとか、「戦略的組織への転換」といったバランスト・スコアカードの導入効果も、定着段階に向かうにつれ徐々に薄れていっていることが複数の企業で確認された。したがって、こうした諸問題を克服する手段の追及が、さしあたり次年度の研究上の大きなテーマとなると思われる。本研究では、経営計画の初期段階で業績を事前に作り込むことを意図したデザイン・ツー・パフォーマンスの実践ツールとして、バランスト・スコアカードの可能性と課題について検討・分析を重ねてきた。3年間の研究の最終年度の本年度も、昨年度と同様、内外のバランスト・スコアカード導入企業を対象としたヒアリングおよびアクションリサーチを中心に研究活動を実施してきた。特に後者に関しては、同一企業を対象に複数回の調査を実施して経過観察を行うだけにとどまらず、われわれ研究グループが開発した2つの手法(ツリー型戦略マップ、DTPワークシート)を数社で適用してもらい、技術面ならびに組織面の両面においてその効果に関する検討も行ってきた。その結果、当該諸手法を支援ツールとして活用することを通じてバランスト・スコアカードを確実にデザイン・ツー・パフォーマンスへと近づけることができることを確認できた。また、上記の研究活動を通じて、われわれ研究グループは、わが国企業におけるバランスト・スコアカード実践におけるさまざまな問題点ないし課題を抽出した。主なものを列挙するなら、バランスト・スコアカードと予算制度との有機的連携、報酬システムとのバランスト・スコアカードにもとづく業績評価との関連などである。
強相関物質のトポロジカル相

(1)-(3)各々で焦点を定めた研究を発展させた。(1)トポロジカル超伝導体:【カイラル超伝導現象】に関し、前野らは、中性子回折の国際共同研究からスピン揺らぎだけからはSr2RuO4にスピン三重項超伝導が導かれないことを示した。浅野らは多軌道/多バンド超伝導体の不純物硬化の理論を展開した。浅野・米澤・柏谷(B01)・田仲(B01)・前野らは、Sr2RuO4の微細加工系での超伝導干渉効果、自発的ドメイン生成効果、強磁性体との近接効果を明らかにした。【ワイル超伝導・ディラック超伝導】に関し、藤本らは格子歪由来のカイラル電磁現象を予言した。(2)トポロジカル半金属等:【モット半金属】前野・米澤らは、強相関電子系を制御して新たなトポロジカル相を生むための新奇な方法である、定常電流による効果について、観測された超伝導体以外では最大の反磁性磁化率が「モット半金属」と呼べる電子状態で説明出来ることを示した。また、北川・高木・米澤・前野らは、【アンチペロブスカイト酸化物】の電子状態に3次元ディラック電子が現れることを実験から示した。(3)トポロジカル磁性体:【ハニカム格子化合物】でのキタエフ・スピン液体の実現に関し、高木・北川らは、低温まで磁気転移しないH3LiIr2O6での磁気励起を明らかにした。松田・笠原らは、α-RuCl3の磁気転移を磁場で抑制して、マヨラナ準粒子の存在を強く示唆する半整数量子熱ホール効果を発見し、世界に大きなインパクトを与えた。【パイロクロア酸化物】のスピン液体状態に関し、宇田川らは中性子散乱で観測されている磁気構造因子の理論的理解を進めた。また、松田・笠原らは、Pr2Zr2O7の熱輸送測定から、その低エネルギースピン励起が、磁気モノポール・電気モノポール・フォトン励起などの創発準粒子で説明出来ることを明らかにした。特に世界的に大きなインパクトを与えた当初計画以上の大きな成果として、(3)トポロジカル磁性体で半整数量子熱ホール効果の観測から、マヨラナ準粒子の存在を明らかにした論文を出版した。電子スピンの分裂状態としてマヨラナ・フェルミオンと非可換エニオンが出現するという、キタエフ・スピン液体の理論がある。それを実現する候補物質として、本計画研究では遷移金属イリジウムやルテニウムを含む、強相関電子系のハニカム格子物質の研究を進めてきた。松田・笠原・那須(D02公募)らはα-RuCl3の熱ホール効果の測定から、面に平行な磁場で磁気転移を抑制したスピン液体状態では、熱ホール係数が量子化単位の半分に量子化することを発見した。この結果は、マヨラナ・フェルミオンによるカイラル・マヨラナ・エッジ流の存在で説明できる。これまでのマヨラナ準粒子探索舞台は、ナノワイヤー・薄膜・微細加工系での超伝導が主流であった。トポロジカル磁性体でのこの発見は、トポロジカル現象の新たな研究方向性を示すものとして世界的に大きな注目を浴びている。この他、(1)トポロジカル超伝導、(2)トポロジカル半金属等、(3)トポロジカル磁性体、で着実に成果を挙げた。(1)トポロジカル超伝導については、カイラル超伝導・ネマティック超伝導の理解を深める実験・理論で順調に成果を挙げ、アンチペロブスカイト酸化物超伝導の現象解明、ワイル超伝導体のトポロジカル電磁現象の理論も発展させた。(2)では、今後の研究展開の芽となりうる、非平衡状態を利用した強相関電子系の電子状態制御が進んだ。また、正負のイオンの位置が通常物質とは逆になった、アンチペロブスカイト酸化物でのディラック電子の研究も発展させた。(3)では、イリジウム系のキタエフ・スピン液体候補物質Li2IrO3に水素置換を施すことにより、スピン液体の特性を引き出すことにも成功した。最終年度に向けた成果のまとめを進めるとともに、今後の展開の芽となるテーマの研究推進も並行して行う。強相関電子物質でのトポロジカル相を(1)トポロジカル超伝導体、(2)トポロジカル半金属等、(3)トポロジカル磁性体、に系統づけての研究をこれまで通り進める。その中で、特にトポロジカル磁性体でのマヨラナ準粒子の振舞の解明や、トポロジカル超伝導の状態解明に重点を置く。(1)では、ピエゾ素子を用いた一軸加圧装置を駆使しての、カイラル超伝導やネマチック超伝導状態の解明を進める。ルテニウム酸化物超伝導体のトポロジカル超伝導についても結論が出せることを目指す。(2)に関して、今後の展開の芽となる、定常電流下の電子状態制御などの非平衡トポロジカル状態に関連する研究では、実験と理論との連携も含めて推進する。(3)では、キタエフ・スピン液体を舞台とする実験・理論研究で、世界的リーダーシップの重要な一翼を担えることを目指す。公募研究や他の研究項目との共同研究に加えて、国際共同研究も引き続き進めて、研究の総括を行う。本研究では、強相関トポロジカル現象にかかわる以下の研究活動を開始した。【1】カイラル超伝導現象の実証: Sr2RuO4にて、ジョゼフソン電流からカイラル超伝導ドメイン運動を示す結果を得た。

URu2Si2にて、カイラル超伝導揺らぎによる巨大熱磁気応答の理解を深めた。トポロジカルエッジ状態の電流雑音について、計画研究C01と共同研究を進めた。【2】奇周波数超伝導状態の実証:多バンド超伝導体での奇周波数状態の理論を発表した。強磁性金属/超伝導体Sr2RuO4近接接合で、スピン三重項対の強磁性体の侵入を観測した。【3】マヨラナ準粒子の実証に向けた実験:スピン三重項超伝導体の微小リングでの半整数量子化磁束や、重い電子系超伝導人工超格子のエッジ状態の観測を目指す研究を進めた。これに必要な走査型微細加工装置を導入した。【4】ワイル半金属・ワイル型トポロジカル超伝導体の探索:アンチペロブスカイト酸化物、ウラン系超伝導体で、ワイル半金属やトポロジカル超伝導状態の探索を進めた。0.1ケルビンまでの超伝導探索に有効な交流磁化測定装置を開発した。コバルトや鉄のヒ素化合物についてもディラック電子はじめトポロジカル相を探索して超伝導や磁性の研究を行った。ワイル半金属での歪によるカイラル磁気効果の理論を発表した。層状コバルト酸化物の負の磁気抵抗が、トポロジカル現象とのアナロジーから理解できることを論文発表した。【5】モット絶縁体でのトポロジカル相の探索:ハニカム格子のイリジウム酸化物やルテニウム酸化物で、トポロジカル・スピン状態を探索した。後者ではスピン・ダイマーの液体・固体転移の研究を進めた。パイロクロア格子の酸化物では、磁気モノポールで記述できる励起状態の遍歴性を示した。【6】9月にA01班内の研究協力体制構築のための研究会を京都大学で開催し、他班との共同研究も進めた。当初計画の各テーマについて順調に研究を開始している。装置購入に関しては、経費の採択充足率を踏まえて、若干の見直しをしたが、その見直し計画に沿って装置の導入を果たし、研究を進めている。以下(1)-(3)の分類で研究の焦点が定まった。(1)トポロジカル超伝導体:【ネマティック超伝導】の最初の例を、ドープしたトポロジカル絶縁体CuxBi2Se3で発見した。瀬川(B)・安藤(B)の試料で、鄭、俣野らのNMRからスピン三重項超伝導性を実証し、米澤・前野らの比熱測定から結晶の回転対称性を破る超伝導ギャップ振幅を明らかにし、永井(D01公募)が相図の理論解析を行い、トポロジカル超伝導を実証した。【カイラル超伝導現象】に関し、前野・米澤らが、トポロジカル超伝導接合素子での異常雑音から、カイラル超伝導に伴う複数秩序変数の存在を明確にした。【マヨラナ準粒子】の実証に向け、松田・寺嶋・笠原らが超伝導人工超格子のトポロジカル量子相転移を論文発表した。前野・米澤らは微小リングでの半整数量子化磁束観測を進めた。浅野らは微小単結晶での常磁性マイスナー効果の理論、マヨラナ・フラットバンドを介した完全伝導の量子化理論を展開した。【奇周波数超伝導】に関連し、前野・米澤らは近接効果による強磁性金属へのスピン三重項超伝導の誘起に成功し論文発表した。(2)トポロジカル磁性体:【パイロクロア酸化物】のスピン液体状態の研究を松田・笠原・宇田川らが進め、フォトン・モノポール等のトポロジカル励起を熱輸送現象から検出することに成功した。【ハニカム格子化合物】でのキタエフ・スピン液体の実現に関し、高木・北川らがスピン液体状態を実現した。(3)トポロジカル半金属等:【アンチペロブスカイト酸化物】の物質群で初めての超伝導を前野・米澤らが発見し、佐藤昌(D)らとの共著論文を発表した。
実解析学の手法による非有界領域上のNavier-Stokes方程式の研究

2次元全空間および外部領域上のNavier-Stokes方程式について研究を行った.対称性の強い小さな定常外力が存在する場合,遠方での減衰が非常に速い小さな定常解が一意的に存在することが示された.またその定常解が十分小さい場合には,初期摂動についての大きさの限界なしで定常解が安定であることが示された.また平行平板間のNavier-Stokes方程式についての研究も行った.この問題をBesov空間で考察した結果, pが無限大の場合は外力なしの場合にも自明でない解があり,これがPoiseuille流に相当することがわかった.2次元全空間および外部領域上のNavier-Stokes方程式について研究を行った.対称性の強い小さな定常外力が存在する場合,遠方での減衰が非常に速い小さな定常解が一意的に存在することが示された.またその定常解が十分小さい場合には,初期摂動についての大きさの限界なしで定常解が安定であることが示された.また平行平板間のNavier-Stokes方程式についての研究も行った.この問題をBesov空間で考察した結果, pが無限大の場合は外力なしの場合にも自明でない解があり,これがPoiseuille流に相当することがわかった.空間2次元の非有界領域におけるNavier-Stokes方程式の定常解については、外力が存在しない場合には各種の境界条件の下で研究がなされているが、一般的な外力が存在する場合は、殆ど研究がなされていなかった。一方、非線形問題に対する結果は、外力がない場合でも、ある種の対称性の下でのみ得られるということがGaldiらによって示されている。今年度は、この方面の研究の第一歩として、全空間の場合を考察した。結果として、ある種の対称性をみたし、遠方で1次の減衰条件をみたすポテンシャルによって記述される十分小さい外力がある場合、それ自身が1次の減衰条件をみたし、導関数が2次の減衰条件をみたす定常解の存在と、ある関数空間に属する十分小さい解の-意性が示された。また別種の非有界領域として、平行平板間領域におけるNavier-Stokes方程式を考察した。阿部孝之氏は、柴田良弘教授との共同研究で、平行平板間領域上のNavier-Stokes方程式の定常解とその安定性を$L^p$-理論の枠組で考察したが、平行平板間領域での特解として重要であるCouette流,Poiseiulle流等の遠方で減衰しない定常解については考察できなかった。今回阿部氏と共同で、上の方程式の定常問題を関数空間の枠組をSobolev空間およびBesov空間に一般化した。結果として、外力が$0$の場合でも指数事$p$が無限大の場合にはBesov空間に属する自明でない定常解が存在し、それがPoiseuille流の特徴付けになっていることが示された。平行平板間領域におけるNavier-Stokes定常問題については、これまで主にLp-空間で考察されていたが、ここでは負階の関数空間に属する関数や、必ずしも遠方で減衰しない関数についても考察するために、関数空間としてSobolev空間やBesov空間で考察を行った。特にpが1または無限大の場合には、Helmholtz分解がLp-空間あるいはSobolev空間では有界とならないため,Besov空間での考察が不可欠である.結果としては、関数空間の指数pが1と無限大の間にある場合は通常のLp-空間と同様の結果が新たな関数空間について得られたにとどまったが、pが無限大の場合は外力が0であっても自明でない解が得られ、この解がよく知られた特解であるPoiseuille流を表していることがわかった。またこのことと対応して、pが1の場合はすべての小さい外力に対して解が存在するわけではなく、Poiseuille流と直交する外力についてのみ問題の解が存在することがわかった。ある種の対称性をみたすポテンシャルを持つ外力がある場合の、2次元外部領域におけるNavier-Stokes方程式の定常解の研究を行った。これまではラプラシアンの基本解の定める積分作用素を用いて全平面の場合を考察したが、今年度は外部領域において、外力に加えて、対称性をみたす0ではない境界条件を設定した上で、定常解の一意存在についての研究を行った。今年度の最大の成果は、ポテンシャルのクラスを一般化することにより、これまで考察できなかった外力についても考察可能になったことと、柴田良弘氏によるcut-off methodを援用することによって外部領域での考察に成功したことである。このほかの今年度の成果は、積分作用素およびその対称性についての考察をより精密にすることによって、外力の滑らかさについての仮定を一般化できたことと、ポテンシャルがより速く減衰する場合は、定常解の減衰がこれまでの予想より速くなることが示されたことである。前年度までの研究で得られた、外力が存在する場合の2次元空間の外部領域におけるNavier-Stokes方程式の定常解について、今年度はその安定性を研究した。領域の形状および外力に高い対称性がある場合、定常解の遠方における減衰はある範囲で外力の遠方での減衰に従って定まる。得られた結果は以下の通りである。領域および定常解が対称的で十分小さく、遠方での減衰が原点からの距離に反比例するとき、空間L2に属する対称的な初期摂動を与えた場合、非定常Navier-Stokes方程式は時間大域解を持つ。

あるいは定常解が十分小さく、遠方での減衰は上記より更に速く減衰する場合に,空間L2に属する初期摂動を与えた場合、非定常Navier-Stokes方程式は時間大域解を持つ。上記どちらの場合にも初期摂動の大きさには制限はなく、更に時間が無限大に近づくとき、時間大域解と定常解の差は、空間Lp (pは2以上)あるいはH1において0に近づく。この結果は、特に初期値が距離に反比例より速く減衰するとき、定常解が空間L2におけるglobal attractorとなっていることを示すものである。得られる解が当初計画で想定したよりよい性質をみたすことが判明したことと、当初計画では目的としなかった解の大域的安定性を示せる可能性が現れたことは、当初計画以上の進展である。一方対称性に関する条件の緩和は、想定より難しいことが判明した。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後の計画は、対称性の緩和より、より応用上重要な無限遠方どの流速が0ではない場合の考察を中心課題に据えて行う。その際に外部領域におけるOseen半群のみたす評価について、最近菱田俊明氏によって大きな進展がなされたので、菱田氏の結果及び手法を用いることによって目的が達成されることが期待される。
化学ポテンシャル勾配を利用した新しい傾斜機能材料に関する研究

従来の傾斜機能材料は、化学蒸着法や物理蒸着法,スプレー法や焼結法など、主として動的プロセスを利用した合成法により製造されてきた。そのため合成の最適条件を決めることが一般に困難で、安定した傾斜機能を発現させる上でまだ解決すべき多くの問題が残されていると言える。本研究では化学ポテンシャル勾配を利用した傾斜機能材料の新しい構造プロセスについて検討することを目的として、次のような研究を遂行した。すなわち、研究対象に、機能材として優れており、また熱力学的性質がよく検討されている鉄鋼材料を選び、普通鋼,HSLA鋼,高速度鋼,ステンレス鋼など主要な鋼種について、その状態図および化学ポテンシャル図に関するデータベースを構築した。これらを用いて種々の鋼種の組み合わせによる拡散対を想定し、その反応経路を化学ポテンシャル勾配の観点から考察した。その結果、たとえば低Mn低Cの普通鋼(Fe-0.2Mn-0.04Cなど)と高Mn高CのHSLA鋼(Fe-1.2Mn-0.12Cなど)を圧接して600°C前後で拡散処理した場合、熱処理後のC濃度は組成勾配から考えて全合金中で均一にならされるように思えるが、実際には高CであるHSLA鋼が普通鋼のCをほとんど吸収し、より高いC組成を有するように変化するなど、いくつかの興味深い知見が得られた。これは、現実の拡散現象が濃度勾配ではなく化学ポテンシャル勾配によって決定されるためにおこる現象である。今後はこれらの新しい知見をもとに、平衡化熱処理後の拡散対内における合金組成の経時変化を、界面における局所平衡理論と拡散方程式の適用によりシミュレートしていく事を計画している。この結果と実験値との対応を調べることにより、最適傾斜分布の予測に関する理論的根拠の確立を図る事が出来るものと考えている。
速度変調レーザー誘起蛍光法による分子イオンの高分解能分光

本年度より研究計画はスタートしたが、ほぼ計画どうりに進行した。具体的には以下に列記する。(1)速度変調放電電源装置、高速真空排気装置、放電吸収セルはほぼ完成した。電源の周波数特性、昇圧トランスの性能試験を行い、当初の性能を満たしていることを確認した。(2)半導体レーザー装置は、波長領域、単一モード周波数掃引機能を考慮し、EOSI社製品を導入したが、EOSI社側で製造課程に問題が生じ、当初の性能を満たすように要請中である。レーザーが使用可能になり次第、H_2O^+をテスト分子として速度変調蛍光の検出実験を開始する予定である。(3)上記レーザーとは別に、DFB半導体レーザー(日立製)を光源とし、1.6μm帯での分光が可能になり、上記放電装置と組み合わせ、分光測定テストを行った。(4)半導体レーザー分光の重要な応用分野として、大気汚染物質の検出・同定がある。内燃機関中で発生すると思われる窒素酸化物の高分解能・高感度検出への準備段階として近赤外領域でのスペクトルをフーリエ変換分光器を用いて測定した。
日米の教育の相互評価と自己評価に関する総括的研究

本研究では、主として1980年代に行われた日米共同研究以降の研究動向に注目し、(1)日本におけるアメリカ教育研究、(2)アメリカにおける日本教育研究、の2つのテーマに分けて、それぞれの特徴を探った。(1)については、アメリカ教育のもつ多様性を反映して、扱う問題も多岐にわたっているが、主として文献を手掛かりとした高等教育と教師教育に関する研究が多い。それらは、個々の教育事象に関する情報を詳しく得ることに力点が置かれているが、それがアメリカ教育全体あるいは文化・社会全体の中でもつ意味の考察に及んでいるものは多くない。また、日本の教育についての自己評価は、アメリカと日本の比較という手法において自覚され、成果が得られた。(2)については、(1)より件数は少ないが、教育が日本の経済発展を生み出した一因であるとの観点から近年とみに活発化しており、研究者数、論文数ともに増加している。研究関心の中心には、学校教育の効率性の高さとそれを可能にした諸条件があり、アメリカ教育へのヒントを得ようとする動機が見られた。関心は、効率性の犠牲とみなされる諸側面にも向けられ、効率性は高いが創造性に欠けるといった、ステレオタイプ化した日本教育評価が定着してきた。今日では、情報の豊富化にともなって、日本の教育を独自の論理と構造をもった文化として、より全体的、統一的に把握しようとする意図が芽生えてきている。それとともに、日本を見ることでアメリカの教育を支える考え方や慣行をあらためて吟味しなおそうとする見方が生まれてきている。すなわち、相手方を評価することによって自己を相対化する、自己評価の試みがようやく始まったのである。今年度、本研究課題にかかわって行ったことは、主として文献資料の調査と収集およびその分類であり、その他に日本の教育関係者に対する聞き取り調査、米国の教育研究者との意見交換を若干行った。文献資料については、ERICなどのデータベースをも活用して、日本における米国の教育についての研究および米国における日本の教育についての研究に注目し、刊行された図書・雑誌論文や学会等で発表された資料などの調査と収集を行った。日本における米国研究は主として2つに大別される。一つは、米国の教育の政策や提言に注目したものであり、他は学校実践レベルの教育の観察記の類である。それらの特徴を概括すると、前者は、日本との比較の観点が乏しく、動向の紹介に主眼があって評価が抑えられる傾向がある。後者は、日本との比較を意識しているものの、必ずしも十分な根拠にもとづかない印象記のような主観的評価にとどまっているきらいがある。他方、米国における日本教育の研究には、印象記ふうの観察を述べたものもないではないが、自国の教育と対比しつつ共通の尺度で米国と日本の教育を評価しようと試みたものが多い。教育においてもアカウンタビリティを問うという自己評価の視点が日本教育の研究にも表れている。国際学力調査の結果を活用したり独自の量的調査を手掛けた研究が見られることも注目に値する。また、日本の教育の相対的な効率性の高さや規律の高さ、情操教育の充実などに関心が集中しているなど、日本における米国研究と比べると米国の日本教育研究の関心が分散せず、それだけに関心を共有する研究者の間での評価をめぐる議論が活発であるともいえる。今後は、収集した文献資料の整理と問題の焦点化を図り、日米の相互評価だけでなく自己評価の面にも注目したいと考えている。今年度の前半は、本研究の最終年度にあたるため、平成6年度に収集した文献の整理と検討を行うとともに、さらに文献の収集を行い、同時に、本研究をまとめるための枠組みについても検討した。その際に、日米相互の評価にみられる論点の推移にとくに注目した。また、後半には、主として日本におけるアメリカ教育研究の最近の動向を把握するための基礎資料として、文献目録を作成するとともに、研究のまとめに着手し、研究成果報告書を作成した。

日本におけるアメリカ教育研究の特徴は、文献件数が多く、しかもほとんどが個別的・具体的なテーマに関するものであり、アメリカ教育の全体を論じるものが見当たらないという点にある。これは、研究の層の厚く、関心が分化しは反映であるが、同時に、多様性をもつアメリカ教育の総体を評価の視点から概観することのむつかしさをも表わしている。日本の研究者の関心は、高等教育、教員養成(現職教育を含む)、学校管理などのトピックに集中していることは、日本の教育をめぐる課題と無関係ではないものと思われる。自国の教育の弱点ともいえる問題についてとくに相手側の実情を知ろうとする傾向は日米のどちらにも強い。アメリカにおける日本教育への関心は、1980年代以降急速に高まってきたが、その対象は、達成の高さ、そして効率性の高さ、という問題にほぼ集中してきた。ところが、そういった共通の認識を超えたことろでは、評価は大きく分かれている。それらが高い代償の結果であるとネガティブにみる立場と、より客観的に評価する立場とがみられる。これは、日本の教育から何が学べるのかという、性急な見方とも関連がある。近年、このような見方を離れて、日本の教育を学校での営みだけでなく、より広い視野から包括的にとらえようとする研究が芽生えてきていることは注目すべきことである。
老齢犬の脳におけるメタロチオネインの局在とその意義に関する分子病理学的研究

脳アストロサイトにおけるメタロチオネイン(以下MT)の局在に関しては、ヒト、サルおよびラットで報告されている。しかし、MTイソ蛋白どうしのアミノ酸組成が極めて類似していることからそれぞれのMTイソ蛋白を識別する特異抗体の作製が困難であり、そのためこれまでの検索においては、各MTイソ蛋白の脳内での局在に関し蛋白レベルでの検索は行われていなかった。また、遺伝子レベルでの検索もされていなかった。本研究では、イヌ脳MTcDNAクローニングの後、それぞれのMTイソ蛋白mRNAに特異的なプローブを設計・作製し、In situハイブリダイゼーションおよびノーザンブロッティングを実施し、脳内で発現するMTイソ蛋白mRNAを確認することを目的とし、研究を実施した。a.平成8年度に実施したイヌの脳由来MTcDNAクローニング(研究分担者:山野好章)により得られたイヌ脳由来MTcDNAクローンに特異的なプローブを設計・合成し、DIG標識した。イヌの脳より精製したmRNAを電気泳動し、ナイロン膜に転写の後、標識プローブを用いハイブリダイゼーションを実施した。その結果、加齢に伴い、MT-Iのシグナルが増加する傾向にあることが示された(研究代表者:島田章則)。b.In situハイブリダイゼーション(研究代表者:島田章則)a.で得られたそれぞれのMTcDNAクローンに特異的なRNAプローブを設計・合成し、RNAラベリングキットを用いランダムプライマー法ジゴキシゲニン-11-dUTP標識RNAを作製した。本RNAプローブを用い常法に従いIn situハイブリダイゼーションを実施したところ、加齢に伴いMTI陽性アストロサイトが大脳において増生するのが認められた。一方、MT-IIIシグナルは生時よりすでに強い発現を示した。c.MT遺伝子の発現パターンとアミロイド沈着(老人斑)のパターンとは必ずしも一致しなかった(研究代表者:島田章則)。既に抗体が市販されているメタロチオネイン(MT)I&IIのイヌの脳内での局在を免疫組織学的に検討し、アストログリアの核および細胞質に一致して陽性所見が認められることを示した。また、MTIII蛋白mRNAの脳内での発現・分布パターンおよびそのパターンの加齢に伴う変化を明らかにする目的で、イヌの脳由来MTIIIcDNAクローニングを実施した。また、その結果明らかとなった特異的塩基配列をプローブとしてノーザンブロッティング並びにIn situハイブリダイゼーションを実施した。a.イヌの脳由来MTIIIcDNAクローニング(研究分担者:山野好章)過去に報告されているヒト、マウスおよびラットのMTIIcDNAと90%以上のホモロジーを有していた。b.ノーザンブロッティング(研究代表者:島田章則)a.で得られたHIIcDNAクローンに特異的なプローブを設計・・合成し、ランダムラベル法にて32P標識した後、脳の各領域由来のRNAに対しノーザンブロッティングを実施した。その結果、嗅球、海馬および大脳皮質の順に強いシグナルが観察された。c.In situハイブリダイゼーション(研究代表者:島田章則)a.で得られたそれぞれのMIIcDNAクローンに特異的なRNAプローブを設計・合成し、RNAラベリングキット(べーリンガー・マンハイム山之内)を用いランダムプライマー法ジゴキシゲニン-11-dUTP標識RNAを作製した。4%パラフォルムアルデヒド固定脳パラフィン切片に対し、上記の方法で調整したRNAプローブを用い常法に従いIn situハイブリダイゼーションを実施したところ、ノーザンブロッティングの所見に一致して、嗅球、海馬および大脳皮質の順に神経細胞細胞質に強いシグナルが観察された。平成9年度の課題:以上の結果をさらに発展させ、加齢に伴い出現する諸変化とMTの局在を比較し、加齢におけるMTの役割について考察する。

脳アストロサイトにおけるメタロチオネイン(以下MT)の局在に関しては、ヒト、サルおよびラットで報告されている。しかし、MTイソ蛋白どうしのアミノ酸組成が極めて類似していることからそれぞれのMTイソ蛋白を識別する特異抗体の作製が困難であり、そのためこれまでの検索においては、各MTイソ蛋白の脳内での局在に関し蛋白レベルでの検索は行われていなかった。また、遺伝子レベルでの検索もされていなかった。本研究では、イヌ脳MTcDNAクローニングの後、それぞれのMTイソ蛋白mRNAに特異的なプローブを設計・作製し、In situハイブリダイゼーションおよびノーザンブロッティングを実施し、脳内で発現するMTイソ蛋白mRNAを確認することを目的とし、研究を実施した。1.平成8年度に実施したイヌの脳由来MTcDNAクローニング(研究分担者:山野好章)により得られたイヌ脳由来MTcDNAクローンに特異的なプローブを設計・合成し、DIG標識した。イヌの脳より精製したmRNAを電気泳動し、ナイロン膜に転写の後、標識プローブを用いハイブリダイゼーションを実施した。その結果、加齢に伴い、MT-Iのシグナルが増加する傾向にあることが示された(研究代表者:島田章則)。2.In situハイブリダイゼーション(研究代表者:島田章則)a.で得られたそれぞれのMTcDNAクローンに特異的なRNAプローブを設計・合成し、RNAラベリングキットを用いランダムプライマー法ジゴキシゲニン-11-dUTP標識RNAを作製した。本RNAプローブを用い常法に従いIn situハイブリダイゼーションを実施したところ、加齢に伴いMTI陽性アストロサイトが大脳において増生するのが認められた。一方、MT-IIIシグナルは生時よりすでに強い発現を示した。3.MT遺伝子の発現パターンとアミロイド沈着(老人斑)のパターンとは必ずしも一致しなかった(研究代表者:島田章則)。
細胞内局在型水チャネルの消化器官における生理機能の解析

細胞内局在型水チャネルであるアクアポリン11(AQP11)遺伝子の欠損マウスの腎臓、胃、小腸、肝臓、脾臓の表現型の解析を行った。その結果、AQP11欠損マウスでは腎臓における嚢胞形成以外には顕著な形態変化が無いことが明らかになった。AQP11欠損マウスの嚢胞形成時の腎臓においては発現遺伝子の約20%に発現量変化が起こっていることを明らかにし、さらに、その遺伝子プロファイル解析から嚢胞形成の機構を解明した。これらの解析から、AQP11の生理機能の一端を明らかにした。本年度は、アクアポリン11(AQP11)の普遍的な生理機能に関する知見を得るために、Aqp11が最も強く発現する器官である腎臓の解析を行った。まず、嚢胞形成機構の解明を目的に、1週齢のAqp11 KOマウスとその野生型同腹子の腎臓について、マイクロアレイ解析および組織化学的解析を行ったその結果、Aqp11 KOマウスでは腎臓に発現する遺伝子の約20%が有意に発現変動していた。これら発現が変動した遺伝子の機能分類を行ったところ、細胞増殖、細胞外マトリックス、アポトーシス、分化、免疫応答などの項目に分類された。このような遺伝子プロファイルは、発症率が高く、症状が重篤な遺伝病である嚢胞腎症の病態の特徴と類似していた。また、組織化学的解析の結果、Aqp11 KQマウス腎臓において、嚢胞腎症と同様に、尿細管細胞の増殖および細胞外マトリックス関連遺伝子の発現変化が観察された。本研究からAqp11 KOマウスの嚢胞形成機構は、嚢胞腎症の嚢胞形成機構と共通点を有することが明らかとなった。さらに、Aqp11 KOマウスの嚢胞形成に関わるアポトーシスの機構として、嚢胞腎症では報告のない小胞体ストレス誘導性のアポトーシスの関与を見出したこれらの結果は細胞内局在型アクアポリンの生理機能に新たな知見を与えるとともに、未だ不明な点の多い嚢胞腎症の発症機構の解明につながり、さらには、嚢胞腎症の治療法の開発にも寄与するものであると考えている。昨年度は、細胞内局在型水チャネルであるアクアポリン11(AQP11)について、その欠損マウスの腎臓における嚢胞形成機構の一端を解明した。本年度は、消化管を含め、腎臓以外でのAQP11の生理機能を考察するために、AQP11欠損マウスの胃、小腸、肝臓、脾臓の表現型の解析を行った。腎臓においては顕著に嚢胞が形成されている3週齢のAQP11欠損マウスの胃、小腸、肝臓、脾臓に対し、ヘマトキシリン・エオジン染色を行い、組織、細胞形態について観察を行ったところ、これらの組織においては野生型マウスとAQP11欠損マウスの間には違いは見られなかった。次に、Hspa5(Gpr78)を分子マーカーに用いて、これらの組織における小胞体ストレス誘導の観察を行った。腎臓では、欠損マウスにおいて、1週齢と同様に嚢胞周辺の細胞内に空胞を有する細胞で小胞体ストレスの顕著な誘導が観察された。一方、その他の組織においては野生型マウスとの間に差異は見出されなかった。抗Ki-67antigen抗体を用いた免疫組織染色によって、細胞増殖についても観察を行った。その結果、やはり腎臓以外の組織においては野生型マウスと欠損マウスとの間に違いはみられなかった。また、抗cleaced caspase-3抗体を用いた免疫組織染色によって、アポトーシス細胞の頻度についても解析を行ったが、同様に腎臓以外の組織においては野生型マウスと欠損マウスとの間に違いはみられなかった。以上の結果から、組織・細胞形態、小胞体ストレス誘導、細胞増殖、アポトーシスのいずれにおいても胃、小腸、肝臓、脾臓でAQP11欠損の影響がみられないことが明らかになった。このことから、AQP11が腎臓とそれ以外の組織とで異なる生理的役割を担っていることが示唆された。
陽電子ビームによるイオンビーム照射下欠陥分析法の開発

原子力研究総合センター・重照射研究設備の中性子照射室に設置してある低速陽電子ビーム発生装置を短パルス化することを、平成13年度より本科研費によって行った。短パルス化の方法は、低速陽電子DCビームを数ナノ秒の時間幅にチョッピングし、次いでマイクロ波でバンチングする方式である。平成13年度ではこのパルス化のために、試験用ビームラインを設置することとし、ヘルムホルツコイルを手製し、バンチング用キャビティの製作、パルス化用エレクトロニクス一式を準備した。平成14年度ではこれらを組み立てて、先ず電子ビームで短パルス化試験を行うことを行った。この過程で、前年度に製作したバンチング用キャビティに製作ミスがあることが判明し、その手直しに大きく時間をとられた。現在この不具合を解消し、電子ビームをビームガイド全体にわたって貫通させることができている。次いで、陽電子ビームを5nsの幅にチョッピングし、40MHzのRFでバンチングする方式を採用して、パルス幅500psの短パルスビームをつくることができた。このパルス幅はオルト・ポジトロニウムの寿命を測定する目的には十分であり、実際、ポリマーについていくつかの測定を行った。しかし、金属などの格子欠陥やボイドを測定する目的には時間分解能が十分でないので、引き続き改良を重ねていく。関連して発表したオリジナル論文は7件である。東京大学・原子力研究総合センター・照射研究設備の中性子照射室に低速陽電子ビーム発生装置を設置し、ヴァンデグラーフ加速器からのイオンビーム照射と低速陽電子ビーム照射を同時に行うことが行えるようになっている。この低速陽電子ビームは^<22>Na陽電子源からの陽電子を低速・単色化した後にソレノイドコイルの磁場で誘導して引き出しただけのものであるので、DCビームである。従って、現在消滅γ線のエネルギースペクトルやドップラー拡がりを測定することによって必要な情報を得ている。これによって、鉄試料のイオン照射によって生じる欠陥などについて幾つかの測定を行ってきているが、欠陥構造を知るために最も重要な陽電子寿命を測定することが出来ない。そこで、本科研費によってこの低速陽電子ビームラインに短パルス化装置を組み込むことを行っている。パルス化の方法は、モデレータにかける電場を周期的に変化させ、1周期の間の陽電子がほぼ同じ時刻に加速管に到達するように調整する方式である。研究は、(1)パルス化試験用ビームラインの設置、(2)パルス化用エレクトロニクスの構築、(3)パルス化の実現、(4)パルス幅・繰り返し周期の最適化、(5)陽電子寿命測定の実現、という手順で行う予定であるが、H13年度は初年度であるので、必要な部品やエレゥトロニクス類の選定・購入が主となった。本実績報告書執筆時現在、パルス化試験用のビームラインを、本来の低速陽電子ビームラインとは別に組み立てている。本短パルス化の研究では直接の成果が出て居らず発表した論文はない。この過程で、前年度に製作したバンチング用キャビティに製作ミスがあることが判明し、その手直しに大きく時間をとられたが、現在この不具合を解消し、電子ビームをビームガイド全体にわたって貫通させることができている。