hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
過分極で活性化される陽イオンチャネルの生体内における役割の解明

過分極で活性化する陽イオンチャネルには4種類のサブタイプが存在する。そのうちの一つであるHCN4は、心臓や視床おいて周期的発火に重要であることが示唆されている。生体内、特に心臓の洞房結節および視床の神経細胞における役割を解明するため、HCN4の発現量をテトラサイクリンの誘導体を投与することによって調節することが出来る遺伝子改変マウスを作製する目的で実験を行った。HCN4の5'非翻訳領域に大腸菌テトラサイクリン耐性オペロンの転写調節に働くタンパク質とオペレーター配列を利用したいわゆるTet-Offシステムを相同組換えで挿入すると、HCN4の本来のプロモーターでTetリプレッサータンパクがつくられ、そのタンパクがHCN4の開始コドンのすぐ上流に挿入されたTetオペレーター配列に結合しHCN4が発現する予定である。昨年度までに相同組換えを起こしたES細胞を得、サザーンブロッティングで確認し、その細胞をマウス初期杯に導入しキメラマウスの作製に成功した。それらをかけあわせて現在、ヘテロに遺伝子が改変されたマウスを得た。今年度、それらのマウスをかけあわせてホモマウスを得ることが出来たが、ホモの生まれる確率は予想されるよりかなり低く、HCN4の発現量が変わることが何らかの表現系を生み出していることを示唆していると考えている。現在、C57/BL6マウスにバッククロス中であり、今後、HCN4の発現が抑制されるかをPCR法、ウェスタンブロッティング法を用いてmRNAおよびタンパクレベルで確認し、心臓及び神経細胞で電気生理学的に機能の変化がないか調べる予定である。過分極で活性化される陽イオンチャネルには今までHCN14の4種類のサブタイプがクローン化されている。そのうちの一つであるHCN4は、申請者がクローン化し、心臓や視床おいて周期的発火に重要な役割を果たしていることが示唆されている。昨年度までに、HCN4の5'非翻訳領域に大腸菌テトラサイクリン耐性オペロンの転写調節に働くタンパク質とオペレーター配列を利用したいわゆるTet-Offシステムを相同組換えで挿入し、HCN4の本来のプロモーターでTetリプレッサータンパクがつくられ、そのタンパクがHCN4の開始コドンのすぐ上流に挿入されたTetオペレーター配列に結合しHCN4が発現するマウスを作製した。今年度は、C57/BL6マウスと戻し交配を行ったが、そのマウスからはホモマウスを得ることが出来なかった。そのため、昨年度F1マウスを用いて作製したホモマウスを用いて実験を行った。3週間テトラサイクリン誘導体をマウス個体に投与し、テトラサクリ誘導体を投与していないマウスとHCN4の発現量をウェスタンブロッティングを用いて比較したところ、心臓においては1/10程度、中枢神経系においても数分の1程度に発現量が抑制されていることが確認できた。心電図では明らかな違いは確認できなかったが、今後、電気生理的手法を用いて細胞レベルで機能の変化がないか確認する予定である。
非平衡反応を用いた新規単結晶成長法と多次元単結晶の作製

本研究では,液体中に浸漬した多結晶バルク物質へのパルスレーザー照射による非平衡な加熱・冷却プロセスを用いた結晶成長手法の基礎を確立し,同手法により多次元単結晶を作製する.液体中に分散したコロイド粒子にナノ秒パルスレーザー光を特定のエネルギー密度条件で照射すると粒径の揃った結晶サブミクロン球状粒子が形成される.これはコロイド溶液中への短パルスエネルギー照射によるナノ粒子の溶融とその後の粒子内部への非平衡な加熱・冷却過程によるものであるとされているが,同手法を多結晶バルク物質に応用し,多次元多結晶物質の単結晶化を目指す.本研究では,液体中に浸漬した多結晶バルク物質へのパルスレーザー照射による非平衡な加熱・冷却プロセスを用いた新規単結晶成長手法の基礎を確立し,同手法により多次元単結晶を作製することを目的としている.液体中に分散したナノ粒子コロイドにナノ秒パルスレーザー光を特定のエネルギー密度条件で照射することで比較的粒径の揃った“単結晶"サブミクロン球状粒子が形成される.このプロセスは液中レーザー溶融法とよばれ,特異な粒子の形成機構はコロイド溶液中への短パルスエネルギー照射によるナノ粒子の溶融とその後の粒子内部への非平衡な加熱・冷却過程によるものであるとされている.一方,原理的には同手法を多結晶バルク物質に応用した場合にも同様に表面から内部へと単結晶化が進行するものと期待され,レーザー照射による多結晶体の単結晶化が期待される.本年度は液体中に浸漬したバルク多結晶へのレーザー照射機構を製作するとともに,液中レーザー溶融法によるサブミクロン球状粒子の結晶成長機構を解明することを目的に,銀サブミクロン球状粒子を対象とした電子後方散乱回折(EBSD)を用いた内部結晶構造解析を行った.サブミクロンサイズの試料をEBSDで評価するためには,試料を固定する基板に導電性ならびに熱伝導特性に優れ,かつ回折がないものが望ましいが,本研究ではバルク金属ガラスを基板として用いることで粒子からの後方散乱により結晶構造の評価を行うことに世界で初めて成功した.また,レーザー照射時間を変えた試料を同手法により評価することで,サブミクロン球状粒子の内部結晶構造はレーザー照射時間の経過とともに成長していることが確認されたが,一方で球状粒子の粒径が一定となると粒子を構成する結晶粒に変化が見られないことがわかった.ここで得られた成果をもとにバルク多結晶の単結晶化を試みる.本年度は液中レーザー溶融法により作製したサブミクロン球状粒子の内部構造の評価手法を確立するとともに,これまで明らかとなっていなかった粒子形成に伴う結晶成長機構について検討を行った.レーザー照射に伴う粒子の溶融・融合反応を経た結晶粒の成長現象について初めて明らかにするとともに,照射レーザーフルエンスに応じた粒子サイズに成長したのちにはその後のレーザー照射において粒子内部の結晶粒にも変化が見られないことがわかった.このことはバルク多結晶に応用した場合にも結晶粒サイズが一定の大きさになったのちにはその後変化が見られないという可能性を示唆した結果であると言える.一方,体中に浸漬したバルク多結晶へのレーザー照射機構も製作済みであり,今後はサブミクロン球状粒子の構造解析と並行してバルク物質へのレーザー照射も行う.本研究では,液体中に浸漬した多結晶バルク物質へのパルスレーザー照射による非平衡な加熱・冷却プロセスを用いた新規単結晶成長手法の基礎を確立し,同手法により多次元単結晶を作製することを目的に研究を行った.液体中に分散したナノ粒子コロイドにナノ秒パルスレーザー光を特定のエネルギー密度条件で照射することで比較的粒径の揃った“結晶性"サブミクロン球状粒子が形成される.“液中レーザー溶融法"と呼ばれる新規粒子合成手法における特異な物質の生成機構はコロイド溶液中への短パルスエネルギー照射によるナノ粒子の溶融とその後の粒子内部への非平衡な加熱・冷却過程によるものであるとされている.一方,同手法を多結晶バルク物質に応用した場合には非傾向プロセスによって再結晶化が起こり多結晶の単結晶化が起こることが期待される.本研究ではまず,液中レーザー溶融法により作製された銀サブミクロン球状粒子を対象とし,電子後方散乱回折法によりシングルナノメートルの分解能で評価することでその内部結晶構造を調べ,粒子の形成過程について考察した.その結果,液中レーザー溶融法によるサブミクロン球状粒子の結晶成長過程は原料であるナノ粒子凝集体へのレーザー照射による溶融と,パルスの繰り返し照射に伴う融合過程によるものであることを明らかにした.サブミクロン球状粒子の粒径は照射レーザーフルエンスによってほぼ一定となることが明らかとなっているが,ナノ粒子の凝集体と形成されるサブミクロン球状粒子の粒径がほぼ等しい場合に“単結晶"粒子が形成されることを示した.一方,バルク多結晶の単結晶化を目指したシリコン基板への同プロセスの適用では,期待した効果は得られなかった.これはレーザー照射による溶融・再結晶化が基板の結晶粒径に起因していること,さらに液体レーザー溶融法を適用した際の酸化が原因であることが示された.本研究では,液体中に浸漬した多結晶バルク物質へのパルスレーザー照射による非平衡な加熱・冷却プロセスを用いた結晶成長手法の基礎を確立し,同手法により多次元単結晶を作製する.液体中に分散したコロイド粒子にナノ秒パルスレーザー光を特定のエネルギー密度条件で照射すると粒径の揃った結晶サブミクロン球状粒子が形成される.

これはコロイド溶液中への短パルスエネルギー照射によるナノ粒子の溶融とその後の粒子内部への非平衡な加熱・冷却過程によるものであるとされているが,同手法を多結晶バルク物質に応用し,多次元多結晶物質の単結晶化を目指す.昨年度までに得られた成果をもとに,まずは液体中に浸漬した多結晶シリコン板を対象とし,非集光ナノ秒パルスレーザーを照射することで照射領域の単結晶化を試みる.上述したように本研究提案の着想は,ナノ粒子を分散したコロイド溶液中への非集光短パルスレーザー照射による“単結晶"サブミクロン球状粒子の形成に関する結果に基づいている.“単結晶"サブミクロン球状粒子の形成機構は,コロイド溶液中への短パルスレーザー照射によるナノ粒子の溶融と,その後それらが結合した粒子内部への一方向の非平衡な加熱・冷却過程に起因するものとされている.従って,バルク多結晶に適用した場合にも同様に,表面から内部方向への非平衡な加熱・冷却過程を通じて表面から単結晶化が進行するものと考えられる.そこで,まずは同手法によるシリコン結晶のサブミクロン球状粒子の形成に関する結果(X. Li et al., Langmuir 27 (2011) 5076-5080.)を参考に,液体中に浸漬した多結晶シリコンを対象として,Nd:YAGレーザーの第二高調波(波長532 nm)を用いてエネルギー密度や繰り返し周波数,照射時間等の実験条件を制御しながら照射実験を行い,その結果得られる照射領域の局所構造を評価することで単結晶化のための最適条件を明らかにする.レーザープロセッシング本年度は液中レーザー溶融法における結晶成長機構について解明するために,サブミクロン球状粒子を対象とした内部構造解析のための手法を確立するとともにレーザー照射条件と結晶成長過程についての関係について明らかにした.したがって,液中に浸漬したバルク多結晶体に対するレーザー照射実験に至らなかったため次年度使用額が生じた.次年度はこれまでに得られた知見をもとに液中に浸漬したバルク多結晶へのレーザー照射実験により単結晶化についての検討を行う.各種材料への適用やステージ走査による選択的結晶化へのアプローチも試みるとともに,各種サブミクロン球状粒子の内部構造評価も同時に行うことで予算を執行する.
思春期に生体肝移植を受けた子どものレジリエンスを高める看護実践ガイドラインの開発

本研究の目的は、思春期に生体肝移植を受けた子どものレジリエンスを高める看護実践ガイドラインを開発することであった。研究者の修士論文の研究結果を発展させるものであり、特に思春期に焦点をあてて研究を行った。思春期に生体肝移植を受けた子どもの特徴として、病気や肝移植を受けたことによる心理社会的な要因が発達課題や自己管理への取り組みの複雑化につながっているということや、病気や肝移植によって起こった連続性の離断から自己を再構築する課題に取り組んでいるという示唆を得た。本研究の目的は、思春期に生体肝移植を受けた子どものレジリエンスを高める看護実践ガイドラインを開発することである。平成27年度の研究計画は、質的因子探索型研究法により、思春期に生体肝移植を受けた子どものレジリエンスの構造を明らかにすること、および質的因子探索型研究によって明らかになったレジリエンスの構造を踏まえ、レジリエンスのプロセスで発揮される子どもの力に沿った『支援が必要な状況』を抽出することであった。データ収集のためのインタビュー調査を実施するにあたり、半構成的インタビューガイドを作成し、プレテストを重ねて洗練化を図った。その後、所属大学の研究倫理審査委員会の承認を得る手続きを行い、承認を得た。データ収集については、現在フィールドへのアクセスのための手続きを行っている。また、思春期に生体肝移植を受けた子どもの理解を深めるために、海外の文献を中心に文献検討を行った。そして、思春期に生体肝移植を受けた子どものレジリエンスを高めるために、心理・社会的な支援や家族への支援も含めたトータルケアが必要であること、思春期の子どもは小児医療から成人医療に移行する段階にあることが障壁となり、この年代に特化した支援のプログラムがないことが課題となっていることが明らかになった。そのため、国際シンポジウム「思春期・若年成人がん患者・サバイバーへの教育・医療・就労支援」に参加し、病気をもつ思春期の子どもの心理・社会的支援や家族支援を含めたトータルケアについて、海外の動向や支援の実際について理解を深めるとともに、同様の国際セミナーに参加し、患者・家族中心型ケアや高度実践看護師が行う思春期・若年成人がん患者のトータルケアについて理解を深めた。思春期に生体肝移植を受けた子どもについて理解を深めるための文献検討を行ったが、日本では先行研究がないため、海外の文献を中心に文献検討を行う必要があった。そのため、文献や書籍の収集に時間を要し、当初計画していた期間よりも文献検討に時間がかかった。また、平成27年度は、教員になった初めての年であり、学内演習や実習など研究以外の業務との調整が難しかったことも理由としてあげられる。平成28年度は、昨年度に引き続き【目標1】思春期に生体肝移植を受けた子どものレジリエンスの構造を明らかにするとともに、【目標2】レジリエンスのプロセスで発揮される子どもの力に沿った『支援が必要な状況と支援内容』の抽出を行い、ガイドラインを作成することであった。本研究では、思春期に生体肝移植を受けた子どもを研究協力者としているため、研究協力者へのアクセスを現実的に遂行することができる方法について、小児看護や臓器移植の専門家、経験が豊かな実践家と情報交換を行い検討した。その結果、患者会から研究協力者へのアクセスを試みたが難航したため、子どもの臓器移植を行っている施設や移植後のフォローアップを行っている施設を中心に研究協力依頼の手続きを行った。研究協力者へのアクセスと並行して、レジリエンスや臓器移植に関する最新の知見についての文献検討を継続した。また、小児看護や臓器移植に関する学術集会、研修会等に参加し、思春期に生体肝移植を受けた子どもの特徴として、病気や肝移植による生命や自己概念の脅かしが、発達課題やアドヒアランスへの取り組みの複雑化につながっているということや、連続性の離断から自己を再構築する課題に取り組んでいるという示唆を得た。今後は、対象者を学童期と思春期に広げ、生体肝移植後の子どものレジリエンスを高める看護実践ガイドラインの開発に取り組む。今年度は、計画的に研究を推進していくために、月2回は研究のために時間を確保するための業務調整を行い、以下の計画を進めていく予定である。まず今年度の前期では、データ収集と分析を中心に行う。現在、インタビュー調査のためのフィールドにアクセスする手続きをとっているため、施設や病院からの承認が得られた後、順次データ収集を行い、思春期に生体肝移植を受けた子どものレジリエンスの構造を明らかにする。また、分析を進めながら、レジリエンスのプロセスで発揮される子どもの力に沿った『支援が必要な状況』を抽出していく。

後期は、前期に明らかになったレジリエンスの構造や、抽出した『支援が必要な状況』をもとに、子どもの生体肝移植看護の経験がある看護師にインタビュー調査を行い、移植後の生活の中で子どもが主体的に生きることや、子どもの力を発揮するための支援について語ってもらい、具体的な支援の内容を抽出し、ガイドラインの枠組みを作成する。28年度が最終年度であるため、記入しない。生涯発達看護学28年度が最終年度であるため、記入しない。
顧みれない原虫病の創薬 : 薬用植物由来クアシノイド類の薬物動態に関する研究

ヒトや家畜のトリパノソーマ症は発展途上国で蔓延している原虫性疾患であるが、予防・治療薬の開発が進んでいないNeglected Tropical Diseases(NTD、顧みなれない熱帯病)である。申請者らは、安全で安価な治療薬の開発を目的として、薬用植物から天然の抗寄生虫活性物質を含む植物の探索を行った。その結果、ニガキ科の薬用植物であるBrucea javanicaに含まれるクアシノイド類が強力な抗トリパノソーマ原虫(Trypanosoma evansi)活性をもっていること、およびクアシノイドの構造と活性とに相関があることを明らかにしてきた。平成23年度は、クアシノイド類が原虫のどの器官を標的としているかを明らかにするためにbruceine類の安定同位体ラベル誘導体の合成を試みた。すなわち、重水素ラベル無水酢酸を用いて重水素ラベルbruceine Aとbruceine Cのアセチル誘導体を合成した(Elkhateeb et al, 2012)。これをトリパノソーマ原虫に作用させ、安定同位体顕微鏡システムを用いて観察した。その結果、解像度は薬剤のターゲット器官を認識できる程度であったが、蓄積した同位体ラベル化合物の検出にはいたらなかった。安定同位体ラベル誘導体の標識部位がアセチル基のメチル基のみであったことが原因と考えられたため、今後は安定同位体ラベル部位を増やし検出感度をあげることが必要である。バベシア症、アフリカトリパノソーマ症(睡眠病)、リーシュマニア症などは発展途上国で蔓延しているが、経営戦略の問題から大手製薬会社が手をつけない「Neglected Tropical Diseases」(NTD、顧みなれない熱帯病)と知られている。こうした原虫性疾患の治療には、安全で安価な治療薬の開発が望まれている。これまで、薬用植物であるBrucea javanicaに含まれるクアシノイド類は強力な抗トリパノソーマ原虫(Trypanosoma evansi)活性があり、クアシノイドの構造と活性とに相関があることを明らかとした。本研究課題では、さらにこの知見を深めるためにquassinoid類の実験動物(ラット、マウス)体内での代謝、ならびに細胞内の標的器官と作用機序に関する研究をすすめることを目的として計画された。平成21年度(半年間)は代謝実験と蛍光標識誘導体作製のために大量のquassinoid類を精製すること奇目的として、中国産Brucea javanica果実を2kg入手し、これを粉砕後、80%メタノールを用いて抽出した抽出液を濾過後、濾液を減圧濃縮し、シラップ状の種子エキスを得た。有機溶媒とH_2Oを用いて、液液分配し、得られた有機溶媒層を減圧濃縮後、ダイアイオンカラムクロマトグラフィー、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、セファデックスLH-20カラムクロマトグラフィー等のクロマトグラムにより目的化合物を精製した。その結果、bruceine A 350mg、bruceine B 250mg、bmceine C 300mgの精製に成功した。アフリカトリパノソーマ症(睡眠病)やリーシュマニア症は発展途上国で蔓延している原虫性疾患であるが、経営戦略の問題から大手製薬会社が手をつけない「Neglected Tropical Diseases」(NTD、顧みなれない熱帯病)として知られている。これらの原虫病の治療には安全で安価な治療薬の開発が望まれている。申請者らは、薬用植物から天然の抗寄生虫活性物質を含む植物の探索を行い、ニガキ科の薬用植物であるBrucea javanicaに含まれるクアシノイド類が強力な抗トリパノソーマ原虫(Trypanosoma evansi)活性を持っていること、およびクアシノイドの構造と活性とに相関があることを明らかにしてきた。平成22年度の本研究課題では以下の研究成果が得られた。1)効率的なbruceine類の単離、精製法の確立のため、Burucea javanicaの乾燥果実の抽出方法について検討を加え、UPLC MS/MS分析でターゲットの化合物の含有量を見積もり、乾燥果実粉末を一度熱湯抽出する手法が有効であることを見いだした。これをもとに、大量の乾燥果実より目的の化合物をそれぞれ単離することができた。2)Bruceine類の作用機序の解明を目的としたラベル類縁体の合成を試みた。すなわち、生物活性を有する重水素ラベルbruceine類が合成できれば安定同位体顕微鏡システムを用いて標的器官の同定が可能となることから、種々のbruceine類のアセチル誘導体を合成し、現在、その活性の測定を行っている。3)Bruceine類の動物体内動態を明らかとするために、ラットにbruceine Aを筋肉内注射し血液中での存在を確認したところ、Bruceine A由来の分解産物が期待される保持時間で観察され、被検の化合物が血液中に含まれていることが確認できた。

平成23年度は、クアシノイド類が原虫のどの器官を標的としているかを明らかにするためにbruceine類の安定同位体ラベル誘導体の合成を試みた。すなわち、重水素ラベル無水酢酸を用いて重水素ラベルbruceine Aとbruceine Cのアセチル誘導体を合成した(Elkhateeb et al, 2012)。これをトリパノソーマ原虫に作用させ、安定同位体顕微鏡システムを用いて観察した。その結果、解像度は薬剤のターゲット器官を認識できる程度であったが、蓄積した同位体ラベル化合物の検出にはいたらなかった。安定同位体ラベル誘導体の標識部位がアセチル基のメチル基のみであったことが原因と考えられたため、今後は安定同位体ラベル部位を増やし検出感度をあげることが必要である。
放電灯用金属(W)-酸化物(SiO_2,Al_2O_3)傾斜機能材料の開発

金属Wの表面性状(表面酸化膜)、金属WとSiO_2およびAl_2O_3粉末の混合比、水の添加量(混合スラリーの組成)を系統的に変化させた金属-酸化物の混合スラリーを、加圧スリップキャスト法で成形することにより、任意の傾斜組成有する成形体の作製が可能となった。成形体を還元焼成と真空焼成を組み合わせた二段階で焼成することにより、W-SiO_2,Al_2O_3傾斜機能材料の作製に成功した。金属Wの表面性状、金属WとSiO_2の混合比および水の添加量(混合スラリーの組成)を系統的に変化させて、SiO_2-W傾斜機能材料の作製を行った。得られた知見は下記の通りである。(1)原料W粉末に酸処理を施して表面酸化物を除去することにより、混合スラリー中でのW粉末の分散性が向上した。(2)酸処理後のW粉末を用いて、W/SiO_2混合比と水の添加量を制御した混合スラリーを加圧スリップキャスト法で成形することにより、任意の傾斜組成有する成形体の作製が可能となった。(3)成形体を真空(2.9×10^<-4>Pa)雰囲気下の1740°Cで焼成することにより、SiO_2-W傾斜機能材料の作製が可能であることがわかった。Al_2O_3粉末の分散剤に及ぼす分散剤の影響、Wの表面性状と粒子径および金属Moの添加が混合スラリーの性状に及ぼす影響を系統的に調査し、Al_2O_3-W傾斜機能材料の作製を行った。(1)分散剤を用いることにより、Al_2O_3スラリー中でのAl_2O_3粉末の分散性が向上した。(2)Al_2O_3の分散剤を用い、W粉末に少量の金属Mo粉末を添加したW-Mo-Al_2O_3混合スラリーを加圧スリップキャスト法で成形することにより、任意の傾斜組成有する成形体の作製が可能となった。(3)成形体を真空(2.9×10^<-4>Pa)雰囲気下の1600°Cで焼成することにより、Al_2O_3-W傾斜機能材料の作製が可能であることがわかった。本年度はAl_2O3-W傾斜機能材料の作製について、原料W粉末と酸化W粉末を用いてスリップキャスティング法により成形体を作製条件と、成形体の焼成条件について検討を行った。得られた知見は以下の通りである。(1)分散剤を添加する事で、pH7のAl_2O_3スラリー中でAl_2O_3粒子のゼータ電位が負となり、分散安定性を示すことがわかった。(2)表面を酸化させたW粒子は、pH7のWスラリー中で原料のままのW粒子に比べ、ゼータ電位の負の絶対値が大きく、分散安定性を示すことがわかった。(3)原料粉末を大気中の200°Cで焼成して表面酸化させたW粉末を、分散剤を添加したpH7のAl_2O_3スラリー中に分散させてスリップキャスティングすることで連続的に傾斜組成化した成形体が得られることがわかった.(4)成形体を真空(2.9×10^<-4>Pa)雰囲気下の1600°Cで焼成することにより、Al_2O_3-W傾斜機能材料の作製に成功した。SiO_2-WおよびAl_2O_3-W系のいずれにおいても,原料W粉末(酸化層厚さ2nm程度)を用いて作製した焼成体では,W-rich層と酸化物rich層に分離し,傾斜機能材料は作製できないことがわかった.一方,表面酸化W粉末(酸化層厚さ4nm程度)を用いて作製した焼成体では,W-rich層側から酸化物層側へとWの体積分率が徐々に変化した傾斜機能材料を作製することができたW粒子はSiO_2粒子およびAl_2O_3粒子に比べて密度が高いため,酸化物粒子よりも沈降しやすいことは自明である.しかし,W粒子の表面性状(今回の場合は酸化物層の厚さ)がその沈降速度に大きな影響を与えることが明らかとなった今後の展開としては,スラリー中での各粒子の分散凝集および沈降速度に影響を及ぼすと推定される粉末の粒子径やスラリーのゼータ電位等の影響を系統的に調査する必要があると思われる
遷移金属クラスターによる二酸化炭素の活性化を用いた触媒反応

本研究では,CoクラスターがCO2を解離吸着して活性化するという真空実験で得られた結果と,この結果に基づいて行った液相実験から得られた,CO2との反応によってCOが遊離するという,理想系と実在系の両面から得られた契機を触媒反応へと展開することを目的としている。平成30年度は,液相中の還元法とは別の手法として,昨年度に引き続きレーザー蒸発法によって得られた金属クラスターを溶液中に取り出すため,クラスターを取り出す溶媒をフラスコ内に低圧雰囲気で共存させてレーザー蒸発法を適用し,生成したクラスターを直接溶液中に取り込むための方法の開発を進め,条件を検討して溶媒中にチオールを共存させてレーザー蒸発を適用した。この改良によって得られたサンプルに対してMALDI質量分析法を適用し,Ag:チオラート錯体の生成が確認できた。また,遷移金属クラスターの実在系での利用を想定した表面の酸化反応についても検討した。平成30年度には,コバルトと同族であるイリジウムのクラスターの酸化の進行に対して,イオン移動度質量分析法を適用して酸化の進行に伴う幾何構造の変化も調べた。解析から,反応前のイリジウムクラスターは立方体ユニットに基づいて成長することが分かった。これは,コバルトなどの一般的な遷移金属が最密充填の面心立方構造になることと異なる結果であった。また,酸素原子は立方体構造の各頂点にOn topで付加した構造を優先的にとることを明らかにした。また,負イオンによるCO2活性化について調べるため,Au原子負イオンとの反応を調べた。CO2はAu(CO2)錯体中で物理吸着と化学吸着が共存した状態をとるが,この比率が温度によって変化することが理論計算から予測されている。そこで,実際にAu(CO2)錯体を生成させて光電子スペクトルを測定した。現在は,室温と低温で物理吸着と化学吸着の比率が異なる様子を観測している。平成30年度は,溶液中でのクラスター合成とサイズ分布の測定について,合成条件の最適化を中心に研究を進めた。また,真空実験と理論計算の組み合わせによるクラスター表面の酸化状態,および小分子活性化の検証も進めた。クラスターの合成においては,化学的な還元法による対アニオンの存在によってクラスターの溶液中での寿命が低下すると考えられる。そのため一般にクラスターの生成後には遠心分離による脱塩処理を適用しているが,嫌気下での処理は簡単ではないため,レーザー蒸発法で金属試料からクラスターを生成し,これを直接取り出す手法を開発しており,AgをターゲットとしてAg:チオラート錯体の合成まで確認できた。この手法が確立すれば,コバルトを始めとする遷移金属のクラスターについても脱塩処理なく対アニオンなしでクラスターが合成可能になり,今後のサイズと触媒活性相関の分析に有用であると考えている。また,真空中でのクラスター表面の酸化や小分子活性化について調べるため,光電子スペクトル測定やイオン移動度測定と理論計算を組み合わせてイリジウムやアルミニウムクラスター,金原子負イオン,およびこれらの反応中間体の構造を調べた。今後は,金属クラスターは,通常の化学還元法で合成するだけでなく,平成29年度から開発を進めているレーザー蒸発法を用いて脱塩処理することなく対アニオンの影響なしで嫌気下でのクラスター合成法を確立する。また,既に導入している電極を用いたHALDI質量分析法を用いて溶液中で合成したクラスターのサイズ分布の測定を進める。一方で,化学還元法も併用して遷移金属(コバルト,ニッケルなど)のクラスターを溶液中で合成し,CO2の反応を検証する。サイズ分布については開発中のHALDI質量分析法を用いるほか,通常のMALDI法で酸化された状態のクラスターの生成分布から元のサイズ分布を推定して,反応性との検証を行う。サイズ分布の検証には,X線吸収スペクトルの適用も検討して,大気中で扱いにくい金属のサイズ分布と反応性の相関を調べる。平成29年度は,溶液中で合成した金属クラスターの生成分布を調べるためのMALDI法によるイオン化の効率を向上させるため,試料に高電圧を印加してイオン化を補助するHALDI法を適用するための電極を作成して真空中に導入し,測定の準備を進めた。また,レーザー蒸発法によって得られたクラスターを溶液中に取り出すため,クラスターを取り出す溶液をフラスコ内に低圧雰囲気で共存させてレーザー蒸発法を適用し,生成したクラスターを直接溶液中に取り込むための方法の開発を進めた。始めに,レーザー蒸発によって生成したAgクラスターをエチレングリコール中に取り出し,紫外可視吸収スペクトルを測定して,10 nm程度のクラスターが得られることを確認した。一方で,Coを始めとする遷移金属クラスターを実在系で利用する場合,表面が酸化されている可能性がある。そこで,真空実験を用いて酸化の進行に伴う電子状態変化を追跡するため,負イオン光電子分光法の適用も進めた。平成29年度には,コバルトと同族であるイリジウムのクラスターについて酸化の進行に伴う電子構造変化について調べ,酸化の進行に伴って電子構造が深くなる様子を観測した。しかし,さらなる酸化の進行の状態を調べるためには,より高エネルギーのレーザー光を用いた測定が必要になるが,その際にクラスター以外に装置由来のノイズシグナルが重畳してS/N比が低下する。これを防ぐためにレーザーバッフルを作成して装置に導入し,ノイズの減少を確認した。

本年度は,溶液中でのクラスター合成とサイズ分布の測定についての開発を中心に研究を進めるとともに,真空実験と理論計算の組み合わせによるクラスター表面の酸化状態,および小分子活性化の検証も進めた。合成したクラスターのサイズ分布を嫌気雰囲気下で測定するための装置では,溶液中で合成した配位子保護金属クラスターのMALDI質量分析は達成されている。しかし,本研究で対象としている高分子保護金属クラスターの質量分析は測定できていない。そのため,酸化されにくいため扱いやすいAuクラスターを例として,通常のMALDI法に加えて高電圧でイオン化を促進するHALDI法のための電極を追加してサイズ分布の測定に取り組んでいる。また,クラスターの合成においては,化学的な還元法による対アニオン(今回は塩化物イオン)の存在によってクラスターの溶液中での寿命が低下すると考えられる。そのため一般にクラスターの生成後には遠心分離による脱塩処理を適用しているが,嫌気下での処理は簡単ではない。そこで,レーザー蒸発法で金属試料からクラスターを生成し,これを直接取り出すための装置を作成し,Agクラスターへの適用によって手法の有用性を検証した。この手法が確立すれば,コバルトを始めとする遷移金属のクラスターについても脱塩処理なく対アニオンなしでクラスターが合成可能になり,今後のサイズと触媒活性相関の分析に有用であると考えている。一方,真空中でのクラスター表面の酸化や小分子活性化について調べるため,光電子スペクトル測定と理論計算を組み合わせてイリジウムやアルミニウムクラスターの構造を調べた。今後,より酸化が進行したクラスターや電子親和力の大きいクラスターによるO2やCO2の活性化について調べるためには,より高エネルギーのレーザー光を用いた測定が必要であり,そのためのレーザーバッフルを製作し,真空装置へと導入した。本研究では,CoクラスターがCO2を解離吸着して活性化するという真空実験で得られた結果と,この結果に基づいて行った液相実験から得られた,CO2との反応によってCOが遊離するという,理想系と実在系の両面から得られた契機を触媒反応へと展開することを目的としている。平成30年度は,液相中の還元法とは別の手法として,昨年度に引き続きレーザー蒸発法によって得られた金属クラスターを溶液中に取り出すため,クラスターを取り出す溶媒をフラスコ内に低圧雰囲気で共存させてレーザー蒸発法を適用し,生成したクラスターを直接溶液中に取り込むための方法の開発を進め,条件を検討して溶媒中にチオールを共存させてレーザー蒸発を適用した。この改良によって得られたサンプルに対してMALDI質量分析法を適用し,Ag:チオラート錯体の生成が確認できた。また,遷移金属クラスターの実在系での利用を想定した表面の酸化反応についても検討した。平成30年度には,コバルトと同族であるイリジウムのクラスターの酸化の進行に対して,イオン移動度質量分析法を適用して酸化の進行に伴う幾何構造の変化も調べた。解析から,反応前のイリジウムクラスターは立方体ユニットに基づいて成長することが分かった。
葉緑体の細胞内局在と運動に関与するタンパク質の網羅的解析

葉緑体の局在制御に重要な役割を持つCHUP1の機能解析を進めた。CHUP1の葉緑体上での局在機構を精細に調べると共に機能部位の葉緑体局在機構における役割について調べた。その結果、CHUP1のN末端の疎水性領域はCHUP1の葉緑体外包膜以降シグナルとして機能しておりCHUP1の局在にとり重要であることがわかった。またN末側のCoiled-coil領域は葉緑体が細胞の脇側に存在して凝集すること無く1層に存在するために重要であることも明らかとなった。この機構自体にはアクチン細胞骨格は必要でない。この結果からCHUP1は葉緑体が細胞内で運動を行うための基礎的配向性を取ることにも関与していることが明らかとなった。次にペルオキソームの局在機構に着眼した研究を進めた。葉肉細胞においてペルオキソームはミトコンドリアや葉緑体の近傍に存在している。今回我々は緑葉ペルオキシソームの局在に異常のある変異体を複数単離してその生理学的解析を進めた。得られた変異体のペルオキシソームは細胞質中で凝集しているものと浮遊しているもので接着機構に異常が生じたと考えられた。これらのペルオキシソームは運動性にも異常が生じていた。さらに電子顕微鏡での微細構造の観察から共通して変異体特異的にペルオキシソーム内に電子密度の高い沈着物が存在していた。またペルオキシソームの形態にも異常が生じていた。これら変異体では植物体の形態、生育に異常が生じ、オルガネラの局在機構が植物の発達と生長において重要であることが明らかとなった。シロイヌナズナを材料として葉緑体運動を制御するタンパク質を網羅的に同定するために、本年度は葉緑体の単離方法の検討と葉緑体の外包膜上のタンパク質(CHUP1)を完全状態で大量に単離する事を中心に研究を進めた。葉緑体の単離方法についてはプロトプラストを介する方法とチョッピングによる方法を行った。また、その後の分離方法等の検討を行いタンパク質の精製度並びに葉緑体上での局在様式を調べる実験を行った。その結果、コントロールとして外包膜に局在するタンパク質であるToc159やToc75等は認識できたことから葉緑体は完全状態で単離されているがCHUP1については量的に少なくまた局在様式についても非常に不安定に外膜上に存在していると予測される結果であった。今後CHUP1が大量に取れる実験系を再度構築する必要性があり次年度の課題としたい。また、2次元電気泳動とその後のTOF-MS解析についても実験を進めており条件等の検討を行った。得られるスポットの量的問題等解決することも次年度の課題とする。次ぎにCHUP1のタンパク質の機能解析を進めた。まずCHUP1のポリクローナル抗体を作成して実際にCHUP1が葉緑体上に存在する事を生化学的に証明した。また移行シグナルを欠損したタンパク質、そこへ他の葉緑体局在型タンパク質の持つ移行シグナルを付加したタンパク質等を発現する形質転換植物を数種類作成して生理学的な解析を行い葉緑体上での局在を調べた。さらにCHUP1の機能部位の欠損したタンパク質を変異株で発現させ、表現形の観察を行い機能部位の役割についての考察を行った。次年度も引き続き解析を進めてCHUP1の葉緑体運動に於ける制御機構について知見を広げたい。CHUP1タンパク質の機能解析を行った。CHUP1のN末側半分は、葉緑体外包膜移行シグナル、coiled-coil領域とアクチン結合領域を含み、これをchup1変異体で過剰発現すると葉緑体は野生株での強光下で示す逃避反応と似た局在を示した。葉緑体外包膜移行シグナルとcoiled-coil領域のみでも類似の局在を示したことからこの領域には細胞膜に存在するタンパク質と相互作用する可能性が示唆された。次に外包膜の単離と2次元電気泳動での野生株と変異株とのスポット比較から新規のタンパク質群の同定を行う研究では葉緑体の外包膜を取る条件が難しく新規のタンパク質を得ることはできず更なる創意工夫が必要となった。また、アクチン細胞骨格の阻害剤による葉緑体の局在異常からアクチンの重合に関与するタンパク質群の関与が示唆され、これらのタンパク質群についての解析を行っている。さらにペルオキシソームと葉緑体との相互作用に着目した研究に着手した。緑葉ペルオキシソームは光合成に付随した光呼吸において葉緑体、ミトコンドリアと代謝系を共有している。これらオルガネラの局在機構と代謝効率との関連性についてはほとんど知られていない。細胞内でのオルガネラの局在と代謝との関係に関する研究は植物の生存戦力を考える上で重要である。ペルオキシソームと葉緑体との局在機構の相関性について調べた結果、光に依存した葉緑体の細胞内局在とペルオキシソームの局在にははっきりとした相関関係があり、これはペルオキシソームの葉緑体への直接的な接着が原因であると明らかとなった。また暗所ではペルオキシソームの形態が変化して葉緑体との接着も著しく低下した。この状態から光を照射すると再度ペルオキシソームは活性化されて葉緑体への接着が起こった。この結果からペルオキシソームの葉緑体への接着は光制御が関与していることが明らかとなった。

CHUP1の葉緑体上での局在機構を精細に調べると共に機能部位の葉緑体局在機構における役割について調べた。その結果、CHUP1のN末端の疎水性領域はCHUP1の葉緑体外包膜以降シグナルとして機能しておりCHUP1の局在にとり重要であることがわかった。またN末側のCoiled-coil領域は葉緑体が細胞の脇側に存在して凝集すること無く1層に存在するために重要であることも明らかとなった。この機構自体にはアクチン細胞骨格は必要でない。この結果からCHUP1は葉緑体が細胞内で運動を行うための基礎的配向性を取ることにも関与していることが明らかとなった。次にペルオキソームの局在機構に着眼した研究を進めた。葉肉細胞においてペルオキソームはミトコンドリアや葉緑体の近傍に存在している。今回我々は緑葉ペルオキシソームの局在に異常のある変異体を複数単離してその生理学的解析を進めた。得られた変異体のペルオキシソームは細胞質中で凝集しているものと浮遊しているもので接着機構に異常が生じたと考えられた。これらのペルオキシソームは運動性にも異常が生じていた。さらに電子顕微鏡での微細構造の観察から共通して変異体特異的にペルオキシソーム内に電子密度の高い沈着物が存在していた。またペルオキシソームの形態にも異常が生じていた。これら変異体では植物体の形態、生育に異常が生じ、オルガネラの局在機構が植物の発達と生長において重要であることが明らかとなった。
ハイブリッドモンテカルロ法によるフレーバー数3の格子QCD計算

格子QCD計算における標準的なモンテカルロ法はハイブリッドモンテカルロ法である。このモンテカルロ法は偶数のフレーバー数の場合に適応できるが、本研究では奇数のフレーバー数に対しても利用できるハイブリッドモンテカルロ法を開発した。現実の世界は(u, d, s)の3つの軽いクォークから成り立っているので、奇数フレーバー数の格子QCD計算を実行することは現実世界の物理量と比較する上で重要である。ハイブリッドモンテカルロ法にはフェルミオン行列の逆行列が現れるが、本研究ではこの逆行列を多項式で近似するというトリックを利用している。もともとこのトリックはLuscherによって導入されたが、これを利用することによって奇数フレーバー数の計算がマルチボゾン法によってできることをForcrandとBoriciが提唱した。本研究ではこのトリックを利用してハイブリッドモンテカルロ法においても奇数フレーバー数の計算ができるように開発をした。更に、逆行列の多項式近似から来るエラーを修正する方法も導入してエラーの無いEXACTなアルゴリズムになるようにした。ハイブリッドモンテカルロ法は標準的な方法で幅広く利用されているので、この方法で奇数フレーバー数の計算ができることになることは意義深い。実際にこの方法が正しい計算結果を与えていることを見るために、近似的なアルゴリズムではあるが奇数フレーバー数の計算ができるR-アルゴリズム法との結果を比較し、正しい結果が得られていることを確かめた。格子QCD計算において、奇数フレーバー数のフェルミオン場の入ったシミュレーションを実行することは、現実世界での実験値と比較する上で重要である。しかし、これまでは奇数フレーバー数のシミュレーションを実行する有効なアルゴリズムが存在しなかった。この研究では奇数フレーバー数のシミュレーションが可能なハイブリッドモンテカルロ法を開発した。ここで用いたアイデアはフェルミオンマトリックスの逆行列をマトリックスの多項式で近似することである。この近似によってボルツマンウエイトの部分を正値と定義でき、確率解釈ができるので、モンテカルロ法が実行できる。従来はこの部分は正値と定義できなかったので、奇数フレーバー数のシミュレーションが困難であった。更に、近似による誤差を取り除くためにNoisyメトロポリス法を導入した。これによって誤差の無いシミュレーションアルゴリズムを構築することができた。実際にアルゴリズムが巧く働いていることを見るために、R-アルゴリズムというこれまでに用いられているアルゴリズムとの比較をした。このR-アルゴリズムは奇数フレーバー数のシミュレーションが可能であるが有限ステップサイズの誤差がある。そのため、このアルゴリズムを用いた場合、正確な結果を得るためには、ステップサイズがゼロの値まで外挿しなければならない。結果を比較したところ、この研究で開発したアルゴリズムからの結果とR-アルゴリズムで外挿して求めた結果と一致した。したがって、この研究で開発したアルゴリズムは巧く働いていることが証明された。
活断層を中心とした地質教材の作成

未曾有の被害をもたらした兵庫県南部地震・東北地方太平洋沖地震により、国民は地震に対して関心が高くなった。兵庫県では活断層としてよく知られている「山崎断層帯」が存在する。この断層帯は兵庫県南部地震を起こした野島断層と共役断層である。マグニチュード7(以下、M)の地震を868年に起こしてから1,145年経っており、東海・東南海・南海地震に誘発され大地震を引き起こすのではないかと心配されている。しかし、ほとんどの県民は山崎断層帯という言葉は知っていても実物は見たことがない。学校教育では小中学校とも理科の地質単元に地震について学習する項目がある。そのため、地域に存在するこの活断層について学校教育面からも社会教育面からもその実態を科学的な見地から知らせることは大切である。そこで、本研究では山崎断層帯を調査し、山崎断層帯はどこに行けば実物を観察できるのかという案内書を作成した。私は山崎断層帯を調査しだしてから33年が経つ。地表に出ている断層を「断層露頭」というが、約110箇所の断層露頭を発見した。また、収集した約1,700本のボーリングデータを基に姫路平野の標高・岩盤の深さ・砂層の厚さ等からM7の地震が起こればどのような災害が起こるかを調べた。これらの成果を調査報告書としてまとめ、市内の学校・教育機関・県及び各市町の防災担当者・大学及び自然計博物館・マスコミ等に送付したところ、問い合わせがあり、県民の防災に対する危機意識の高さに驚いている。本研究は、防災啓発資料として役立つことができ、防災に活かせるものと確信している。
宇宙望遠鏡の新しい開発思想：逆研磨鏡による波面補正の開発実証

宇宙望遠鏡における波面誤差を補正するための、小型の逆研磨鏡の開発を行った。シミュレーションで波面誤差を想定し、それを相殺するように素子を設計した。制作法の比較等ののち、有効径30 mmの素子を制作し、鏡面形状を干渉計で計測した。いくつかの仮定のもと、得られたデータは、赤外線宇宙望遠鏡で太陽系外惑星を直接観測するのに有効であることが示された。本研究の目的は、宇宙望遠鏡の性能を大幅に改善するする「逆研磨鏡」を開発実証することである。その原理は、高精度の宇宙望遠鏡を製造する代わりに望遠鏡の形状誤差を相殺するように研磨した小型鏡を追加するもので、いわばコンタクトレンズの働きをする。高精度の宇宙望遠鏡は地上望遠鏡では代替できない観測を供するが、近年とくにコスト、開発期間、技術的リスクの増大が深刻な問題となっており、ある意味で実現性の限界状態にある。本研究はこの限界状態に対する非常に有効な打開策になり得る。2年間の研究で設計、開発、実証を行う。その際には具体的なプラットフォームとして、赤外線宇宙望遠鏡での系外惑星観測を想定する。成果は、天文衛星のみならず実用衛星など広範な宇宙望遠鏡に適用できる可能性がある。今年度はまず、実験系全体の設計を行った。また、設計と合わせて、アルミニウム切削にて自由曲面鏡を制作を進めた。実験系の主な構成要素は、宇宙望遠鏡が結像、生成した星像を模擬する光源およびピンホール、補正鏡、補正鏡と組み合わせるべき鏡、検出器部である。設計と合わせて、アルミニウム切削で自由曲面鏡を製作する技術に注目し、制作を進めた。母材とアルミニウムで作り、いっぽう保持機構などもアルミニウム製にすることで、熱膨張・収縮時に相似変形し原理的に結像性能に影響しない実験系とする。本研究の目的は、宇宙望遠鏡の性能を大幅に改善する逆研磨鏡を開発することである。その原理は、高精度の宇宙望遠鏡を製造する代わりに、望遠鏡の形状誤差を相殺するように研磨した小型鏡を追加するもので、いわばコンタクトレンズの働きをする。高精度の宇宙望遠鏡は地上望遠鏡は地上望遠鏡では代替できない観測を供するが、近年の大型化の傾向にともない、とくにコスト、開発期間、技術的リスクの増大が深刻な問題となっており、ある意味で実現性の限界状態にある。本研究はこの限界状態に対する有効な打開策になる可能性がある。二年間の研究で設計、開発、評価を行う。用途の具体例としては、天文観測用の宇宙望遠鏡が想定されるが、合わせて、天文衛星のみならず実用衛星など広範な宇宙望遠鏡に適用できる可能性がある。概念検討から素子の製作、および実測によるその評価を行った。評価について、より具体的には、表面の大局的形状をZYGO干渉計で計測、微細構造を顕微鏡型干渉計で測定し、仕様を満たすことを確認できた。基本的に、研究計画に則って開発研究を進める。今年度は、光学系全体を通した実験を行う。つまり、まずクリーンリーム内に設置した光学定盤の上に、光学系を構築する。光学系は光源装置に端を発する。光源装置は点光源より、拡散光(球面波)を射出する。これを受けて、コリメート部が並行光に変換する。コリメートされた光束に分光素子を導入する。その後、結像光学系を経て、検出器に入射させる。検出器はコンピューター制御され、電子的な2次元画像データを取得する。天文学調達方法の工夫などにより、544円の端数が生じた。残額と、H28年度の該当事業を合わせて、光学・電子・エレキ部品購入(消耗品)などに活用する計画である。
技術革新と政策学習に関する研究

本研究では、政策学習の構造及び技術革新の学習という2点の検討を行った。前者に関しては、政策学習の主体としての認識共同体の特徴が明らかになり、またそのプロセスにおける外生的ショックの影響が確認された。後者に関しては、経路変化の類型と社会システムの相互関係が確認されたのとあわせて、情報通信政策の政策過程分析及びその比較分析の結果から、従来の政策の遺産が継続される中、特に強制的圧力の存在の重要性が確認された。21年度は、研究初年度として、まず政策学習に関する理論研究を行った。そこでは、従来の研究で見落とされてきた、(1)認識共同体の構造、(2)技術の学習メカニズム、(3)学習のプロセス、という3つの点を甲心にサーベイを行った。具体的には、認識共同体の構造については、ハーズの代表的研究について再整理した上で、専門知と政治に関する研究や、官僚制度における知識に関する研究を広く参照しながら、アクターの構成、共同体形成の場の特性、等についての考察を行っていった。また、技術の学習メカニズムについては、同分野での研究蓄積のある経営学において、特に一橋大学グループによる技術革新のマネジメントに関する研究も広く参照しながら、知識の受容過程に関して考察を行った。そして、学習のプロセスに関しては、ホールの社会的学習に関する研究について、ペンバートンらの批判的研究も広く参照しながら、制度的要因が学習にどのような影響を及ぼすかということについて考察を行った。これらの理論研究の成果の一部については、日本公共政策学会において研究報告を行った。そして、21年度は事例研究の予備段階の研究として、電気通信産業における第一次規制改革過程の日英比較分析を行った。そこでは、同様の産業状況にあった両国において、民営化による規制改革がどのように進められ、どのような差異が生じたかということに関して分析を行い、その制度的要因を検討した。同研究は熊本大学社会文化研究に学術論文として掲載された。研究のアウトプットということ以上に、個別事例研究及び比較研究の分析フレームワークの構築につながるものであったと思われる。研究の最終年度であった23年度は、(1)日本、英国、仏国の情報通信政策の政策過程に関する分析、(2)日英仏比較研究と研究の取りまとめ、という2つを行った。前者に関しては、各国の情報通信政策の政策過程について、(1)競争政策への政策転換、(2)ブロードバンド技術の登場、(3)次世代技術の台頭、という3つの段階に区分し、政府資料等をもとに分析を行った。そこでは、まず,学習主体となる認識共同体に関して、知識か同程度共有されているものの政策決定への関与の様態に大きな差異があることが確認された。また、その学習においては、旧技術が一種のロックイン効果を発揮し、同時に政策案の構築においても一定の影響を及ぼしたことが確認された。そして、政策学習過程においての共有された認識が政策帰結に多大な影響を与えたことか確認された。後者に関しては、各国の情報通信政策の政策過程について、(1)規制の実施状況、(2)竸争促進の政策フレーム、(3)規制機関の位置付け、(4)規制機関と産業との関係、という点から比較検討を行った。そこでは.従来の規制枠組みが竸争促進型政策の内容に影響を及ぼし、同時に規制機関の制度位置づけが政策のモニタリング及びフィードバックに一定の影響を及ぼしたことが確認された。これらの研究成果によって、本研究で目的としていた、(1)政策学習の構造および規定要因、(2)技術革新の学習の様態、といった点に関して、一定の知見が得られたことが確認された。そして、これらの成果は政策過程での新しい分析枠組みとして注目されていた政策学習の概念をより明確にするもめであり、本研究の重要な意義であることが指摘される。今後これらの研究成果を再度検討し、学内紀要、学術雑誌等に論文として投稿する予定である。
グレリンによる膵内分泌細胞の再生とインスリン産生増強の分子機能の解明

平成17年度は、新生児糖尿病モデルラットにおいて、グレリン(G)の膵臓β細胞増殖やインスリン産生に対する増加作用、およびそれらの作用による糖尿病発症阻止、の可能性が強く示唆された。そこで本年度は、同モデルに対するデスアシルグレリンの投与や他の糖尿病モデルに対するグレリン投与を行い、その影響を検討した。新生児ラット糖尿病モデルラットへのデスアシルグレリンの投与でもグレリンと同様に高血糖抑制傾向を認めた。ただし、インスリン、pdx-1、PHH3の発現には変化がなかった。ヒトデスアシルグレリンも、新生児期の投与で成熟期の高血糖を抑制する傾向を示したが、膵臓のインスリン含量には影響しなかった。STZ投与成獣ラットモデルでは、グレリンをSTZ投与一週間前またはSTZ投与直後から一週間投与して糖尿病病態への影響を検討した。後投与では血糖改善効果は認められなかったが、グレリンのSTZ前投与において血糖の改善傾向を認めた。また、前投与においてインスリン産生やPdx-1遺伝子発現増強傾向も認めた。さらに、膵臓部分切除ラットや胎児ラット膵の培養系を用いて、グレリンのβ細胞に対する分化、増殖またはアポトーシスに対する作用を検討し、前者モデルでグレリン投与による血中インスリン値、膵におけるinsulinおよびPDX-1遺伝子発現、膵β細胞面積の増加を認めた。非肥満II型糖尿病モデル動物であるSDT (Spontaneously Diabetic Torii)ラットでも、より早期からグレリン投与を開始した群において、グレリン投与による高血糖抑制の可能性が示唆されている。さらに、自己免疫性機序によって糖尿病が発症するI型糖尿病モデルであるNOD(Non-obese diabetic)マウスを用いた検討を継続している。グレリン(G)の発現は膵臓に比較的多く胎生期では胃を凌駕するほどである。また、G受容体の膵臓での発現は下垂体・視床下部についで多いと考えられる。従って、Gの膵臓における生理作用が注目されるが、未だ詳細は不明である。そこで我々は、膵β細胞および糖尿病におけるGの病態生理学的意義を解明するために、糖尿病モデル動物を用いて検討した。生後1日のラットにストレプトゾトシン(STZ)100mg/kgを腹腔内投与して新生児糖尿病モデルラットを作成した。尿糖強陽性発現を確認した後、G100μg/kgを一日2回、一週間皮下投与した。コントロール(生食投与)群(C群)、G単独投与群(G群)、STZ単独投与群(STZ群)、STZ+G投与群(STZ+G群)の4群にて比較検討した。Day21とDay70に血糖、血中インスリン濃度、膵臓内インスリンの含量・遺伝子発現・陽性細胞数、Pdx-1の遺伝子発現・陽性細胞数、インスリンとPhospho-histone H3(PHH3)の二重免疫染色による膵臓β細胞の増殖評価などを行った。1)Day21:STZ群に比較してSTZ+G群では、膵臓内インスリン遺伝子発現と同陽性細胞数、膵臓内Pdx-1の遺伝子発現と同陽性細胞数、すべてにおいて有意に増加していた。インスリンとPHH3二重免疫染色では、グレリン投与による二重染色陽性細胞の有意な増加を示した。2)Day70:STZ群に比較してSTZ+G群では有意な空腹時血糖の低下を認めた。膵臓内インスリンの遺伝子発現・陽性細胞数、膵臓内Pdx-1遺伝子発現は、STZ群に比較してSTZ+G投与群で有意に増加していた。以上より、Gの膵臓β細胞増殖やインスリン産生に対する増加作用、およびそれらの作用による新生児糖尿病モデルラット発症阻止、の可能性が強く示唆された。グレリン(G)の発現は膵臓に比較的多く、G受容体の膵臓での発現も確認されている。