hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミクロ繁殖したPteris多芽球体におけるサイトカイニン集積と代謝

1.^<14>C-BAの多芽球体への集積および植物体再生時の^<14>C-BAの動態Pterisの多芽球体を^<14>C-BA(benzylaminopurine-8-^<14>C:40μCi/mmol)を添加した培地で4週間培養した。培地に与えた^<14>C-BAのうち16.4%が多芽球体組織内に存在した。これは多芽球体生体重が培地の0.8%に過ぎないことから、多芽球体は生長とともに積極的に^<14>C-BAを吸収していることを示唆している。^<14>C-BAを吸収・増殖した多芽球体をBAフリー培地に移植すると、4週間で放射能活性は移植時の47.2%に低下し、28.3%は培地に放出していた。多芽球体が生長するため、組織内の濃度は培養開始時の1.3%にまで低下した。多芽球体組織内の放射能の42.0%はブタノール相分画に、58.0%は水相分画にみられた。ブタノール相分画は遊離のBAと同定されたが、水相分画はまだ未同定でだが、結合型BAと推察された。2.植物体再生時における多芽球体の^<14>C-BAおよびIAA含量の経時変化BAフリー培地に移植後、4週間目まで毎週サンプリング行い、多芽球体中の^<14>C-BAおよびIAA含量を測定した。その結果、^<14>C-BAは1週間後には移植時の28.7%に低下しており、葉形成が肉眼で確認できる23週間目には、それぞれ10.4、4.5%に低下した。一方、IAAは移植後5日目に若干増加したが大きな変動はなく、開始時の33.7から23.0ng/gFWと、葉形成にともない徐々に低下した。以上の結果から、Pteris多芽球体はBA添加培地で培養中はBAの取り込みを継続しながら増殖し、再生培地(BAフリー培地)へ移植すると、一部を培地へ放出しながら、自己の生長とともに組織内のBA濃度を低下させ、増殖時の1/10程度に濃度が低下すると葉形成が始まるものと推察された。葉形成とIAA含量の間には密接な関連はみられなかった。多芽球体を^<14>C-BA(benzylaminopurine-8-^<14>C:40μCi/mmol)を加えた培地で30日間培養した後、多芽球体および培地からBA抽出を行ったところ、多芽球体には与えた7.8%、培地には63.0%の^<14>Cが存在した。多芽球体中の^<14>Cは水相とブタノール相にほぼ等量存在し、HPLCプロフィールからブタノール分画は遊離BAと同定されたが、水相分画は外地の結合型BAとは明らかに異なる保持時間で溶出され、現在同定の準備を進めている。これらの結果、多芽球体は活発にBAを吸収し、吸収した半分は結合形BA(水相分画)に代謝されたものと推察された。

1.で得た^<14>C-BAラベルの多芽球体を植物生長調節物質無添加の培地で培養し、葉形成の兆候が観察された23日目にサンプリングを行い、多芽球体および培地からBAを抽出した。培養後、多芽球体が保持していた^<14>Cのうち21%が培地に放出されており、その92%が遊BAであった。また、多芽球体は23日間で生体重が約30倍となっており、これらの結果、多芽球体内の^<14>C-BAは143倍に稀釈された。従って、Pteris多芽球体はBA添加倍地で培養中は継続してBAを倍地から取り込みながら増殖を続けるが、再生倍地(植物生長調節物質無添加)へ移植した場合、一定量増殖すると組織中のBAが相対的に稀釈され、ある閾値以下の濃度となると葉形成が始まるものと推察された。平成10年度は、この閾値の明確化およびオーキシン生合成との関連を検討する。平成9年度の実験では与えた核種の量が少なく、継代培養後の放射能活性が不足していたので、平成10年度は核種の添加量を増やし再実験を行った。その結果、与えた^<14>C-BAのうち16.4%が多芽球体組織内に存在した。これは多芽球体生体重が培地の0.8%に過ぎないことから多芽球体は生長とともに積極的に^<14>C-BAを吸収していることを示す。^<14>C-BAを持つ多芽球体をBAフリー培地に移植すると、3週間で放射活性は移植時の47.2%に低下し、28.3%は培地に放出していた。多芽球体が生長するため、組織内濃度は培養開始時の1.3%にまで低下した。多芽球体組織内の放射能の42.0%はブタノール相分画に、58.0%は水相分画にみられた。ブタノール相分画は遊離のBAと同定されたが、水相分画はまだ同定できていないが、結合型BAと推察された。2.植物体再生時における多芽球体の^<14>C-BAおよびIAA含量の経時変化BAフリー培地に移植後、4週間目まで毎週サンプリング行い、多芽球体中の^<14>C-BAおよびIAA含量を測定した。その結果、^<14>C-BAは1週間後には移植時の28.7%に低下しており、葉形成が肉眼で確認できる23週間目には、それぞれ10.4、4.5%に低下した。一方、IAAは移植後5日目に若干増加したが大きな変動はなく、開始時の33.7から23.0ng/gFWと葉形成にともない徐々に低下した。以上の結果から、Pteris多芽球体はBA添加培地で培養中はBAの取り込みを継続しながら増殖し、再生培地(BAフリー培地)へ移植すると、一部を培地へ放出しながら、自己の生長とともに組織内のBA濃度を低下させ、増殖時の1/10程度に濃度が低下すると葉形成が始まるものと推察された。葉形成とIAA含量の間には関連はみられなかった。
ケミカルバイオロジーを用いた新規オートファジー制御機構の開発

オートファジーは、細胞が自己成分を消化し、新陳代謝などに貢献する機構である。新規オートファジー(Atg5を利用しないオートファジー)の変調は、貧血、神経変性疾患、皮膚炎、炎症性腸疾患など様々な疾患の原因となりうる。本研究では、新規オートファジーを誘導できる低分子化合物/天然物から、種々の疾患治療に資する化合物/天然物の同定を目的として研究を行なった。その結果、がん、ポリグルタミン病、タウオパチーに対して有効性を示す化合物を各々3種類、2種類、2種類開発できた。また、脂肪肝に対して有効性を示す天然物を2種類同定できた。新規オートファジーは、私たちのグループが発見した新しいタイプのオートファジーである。従来、オートファジーの実行にはAtg5やAtg7などの分子が必要不可欠であると考えられてきた。一方、新規オートファジーは、Atg5/Atg7を使わずに実行されるオートファジーである。また、新規オートファジーは、(1)酵母細胞から哺乳動物細胞まで種を越えて保存されていること、(2)新規オートファジーとAtg5依存的オートファジーは役割を分担していること、(3)赤血球の最終分化をはじめ様々な生理現象に関わっていること、などより、生体にとって欠かすことができない細胞機能であることがわかっている。本研究では、82種類の新規オートファジー誘導化合物の中から、疾患治療に応用可能な化合物の同定を目的として研究を行なっている。平成28年度は、様々な病態モデル細胞にこれらの化合物を投与し、病態を改善しうる化合物の探索を行なった。その結果、ポリグルタミン病モデル細胞に有効な化合物を2種類、がん細胞特異的に有効な化合物を3種類、肝細胞の脂肪滴除去に有効な化合物を2種類などの同定に成功した。これらの化合物は、引き続き該当する疾患モデルマウスに投与して経過を観察している。また、化合物の標的分子を同定する為の手技の開発も並行して行なっており、化合物に2種類のアジド基を付与し、紫外線を照射することによって、標的分子を効率よく同定する方法の確立に成功した。82種類の新規オートファジー誘導化合物の中から、様々な病態モデル細胞の病態改善に有用な化合物を複数同定できており、研究は順調に進展している。具体的には、ポリグルタミン病モデル細胞に有効な化合物を2種類、がん細胞特異的に有効な化合物を3種類、肝細胞の脂肪滴除去に有効な化合物を2種類の同定に成功している。本研究では、新規オートファジーを誘導できる低分子化合物/天然物から、種々の疾患治療に資する化合物の同定を目的として研究を行なった。まず、約30000種類の低分子化合物ライブラリー/天然物ライブラリーから、約100種類の新規オートファジー誘導化合物/天然物を同定した。その後、これらの化合物/天然物を、がん、神経変性疾患、炎症性腸疾患、紫外線誘導性皮膚炎、脂肪肝などのin vitro病態モデル細胞に投与し、その有効性を検討した。その結果、各々4種類、4種類、2種類、10種類、10種類の新規オートファジー誘導化合物/天然物において、細胞レベルでの有効性が認められた。これらのうち、がん、神経変性疾患に有効性を発揮した化合物に関しては、さらに化合物の合成展開を行なった。その結果、担がんマウス、ポリグルタミン病モデルマウス、タウオパチーモデルマウスに対して抗がん作用、抗神経変性作用を発揮しうる化合物を各々3種類、2種類、2種類開発することができた。また、脂肪肝に関しては、2種類の天然物においてマウスの個体レベルでの有効性を確認できた。これらの結果より、化合物/天然物を用いて新規オートファジーを誘導することに、種々の疾患治療が可能であることが示された。現在、同定した化合物を疾患モデルマウスに投与して有効性を検証しており、残りの研究期間内に、複数の病態改善化合物を同定できるものと考えている。細胞生物学
＜アートの拡張＞をふまえた題材・授業開発－美術教育における「遊び」概念に基づいて

<課題1美術教育における「アート概念の拡張」の整理・構築><課題1に基づく題材及び授業モデルの開発と実践・検証><課題3美術教師教育プログラムへの展開>の3つの研究課題を進めた。代表者が整理した研究課題1の内容について幼小中高教員である研究協力者と意見交換の上,<単元・題材>並びに授業モデルを開発し,研究協力者の勤務校で,その実践・検証を行った(研究課題2)。課題1柴田和豊氏,長田謙一氏,神野真吾氏などの芸術教育活動に対する論考を基にした提案を先行研究として参照し,2017年3月改訂の小中学習指導要領の中核事項とも関連させ,「アート概念の拡張」の考察を進めた。また,「アート概念の拡張」を活用していると考えらえる奈良,大阪などの現役教師に対する面接調査と,その教師が実践している授業観察を行い考察の基礎資料をつくった。さらに,現代アートと教育実践との繋がりについて,その原理と教育原理の共通基盤について考察するために,現代アートの授業への取り入れについての先達である海外研究協力者のウアラス教授(ドイツ・ハイデルベルク教育大学)やトク博士(米国・カリフォルニア州立大学)などと情報・意見交換した。課題2研究協力者との打ち合わせ会議の場で,課題1に関する代表者からの報告を受け,各協力者は先行実践を学び,各勤務校の情報を交換・検討し,紙コップや紙皿など身近な材料を用いた題材,様々な材料を用いた版題材,様々な紙や光源を用いた光を活かした題材,伝統文化財から展開する題材,表現に連鎖させる「鑑賞遊び」などの<題材及び授業>モデル開発を進めた。課題3これらの成果をふまえて大学教師教育に取り入れ,一部を現職教員研修会で実施し,改善案を作成した。<研究課題1>に関しては,文献調査,現場訪問,海外研究協力者との意見交換を通じて,考察を行なった。そして,その一部については,第41回美術科教育学会北海道大会(於:札幌大谷大学)で,「美術教育の「遊び」概念における<アートの拡張>についてー実際の授業像や教師の意識をふまえてー」と題して口頭発表した。その上で発表参加者と発表内容について意見交換をし研究内容を彫琢した。<研究課題2>に関しては,紙コップなど身近な材料を用いた題材,様々な紙や光源を用いた光を活かした題材,伝統文化財から展開する題材,表現に連鎖させる「鑑賞遊び」などの<題材及び授業>モデル開発を行った。また,3Dスキャナー・コピー機器活用の「キャラクターづくり」題材については,昨年度,第40回美術科教育学会滋賀大会(於:滋賀大学)で口頭発表した内容に加筆修正を行い,「個人向け3D機器を用いた<図画工作・美術科授業題材>開発のための基礎研究」として『奈良教育大学次世代教員養成センター研究紀要』第5(通巻41)号に誌上発表した。<研究課題3>これらの成果をふまえて大学教師教育に取り入れ,日々の授業や学生・院生指導を行った。また,2018年6月開催の奈良県図工・美術研究会総会講演(県内教員向け研修会)や2018年8月開催の中高教員向け免許更新講習で実施し,改善案を作成した。さらに,2018年11月開催の日本教育美術連盟主催第69回造形表現・図画工作・美術教育全国大会奈良市大会(幼小中高教員の全国大会)とも連動させて,奈良市立伏見小学校,奈良市立富雄南中学校,奈良市立平城東中学校,奈良教育大学附属中学校などで教員研修を進めた。<研究課題1>に関しては,文献調査,海外共同研究者のウアラス教授(ドイツ)やトク博士(米国)との意見交換を通じて,考察をさらに深める。ドイツの芸術家ヨーゼフ・ボイス(1921-1986)の言う「拡張された芸術概念」や「生きる術として芸術」といった理念的枠組み,ヴィジュアル・カルチャー,マルチメディア時代のアートの拡がり,既存の題材との関係性などについて,2017年改訂学習指導要領の中核事項とも関連させ,小論にまとめる。<研究課題2>前年に引き続き,以下の研究協力者との打ち合わせ会議の場で,代表者は課題1に関する報告を行い,各協力者は先行実践を学び,検討・実施・検証する。身近な材料を用いた題材,様々な材料を用いた版題材,様々な紙や光源を用いた光を活かした題材,伝統文化財から展開する題材,表現に連鎖させる「鑑賞遊び」,3D機器を利用した題材,木片題材,描画材を工夫した平面題材などの<題材及び授業>モデル開発を実施・検証していく。<研究協力者>岡田陽子(四天王寺大/奈良佐保短大非常勤),吉田和子(常磐会学園大非常勤/奈良県立青翔中),石垣倫生(近大附属高),田邊憲幸(茨木市立東中),臼井佳奈(大阪市立住之江中学校),尾西啓充(平群町立平群小),松本隆行(大和郡山市立郡山南小),加舎章二郎(独立研究者/元八尾市立亀井小学校),麻生実希(奈良育英学園幼稚園),辻大地(こどもアートスタジオ),赤座雅子(子ども絵画造形教室Kids'craft主宰),宮崎藤吉(独立研究者)ほか。<研究課題3>これらの成果をふまえて大学での教師教育に取り入れる。また,昨年度2018年11月開催の日本教育美術連盟主催第69回造形表現・図画工作・美術教育全国大会奈良大会(幼小中高教員の全国大会)の研究基盤を継続させ,奈良県内を中心に教員研修を進める。<課題

1美術教育における「アート概念の拡張」の整理・構築><課題1に基づく題材及び授業モデルの開発と実践・検証><課題3美術教師教育プログラムへの展開>の3つの研究課題の基盤作りを行なった上で,研究課題1,2を中心に進めた。代表者が整理した研究課題1の内容について幼小中高教員であるの研究協力者と意見交換の上,<単元・題材>並びに授業モデルを開発し,研究協力者の勤務校で,その実践・検証を行った(研究課題2)。課題1柴田和豊氏や長田謙一氏の芸術活動に対する論考を基にした提案を先行研究として参照し,2017年3月改訂の小中学習指導要領の中核とも関連させるようにして,「アート概念の拡張」の考察を進めた。また,「アート概念の拡張」を活用している奈良,大阪などの現役教師に対する面接調査と,その教師が実践している授業観察を行い考察の基盤をつくった。さらに,現代アートと教育実践との繋がりについて,現代アートの原理と教育原理の共通基盤について考察するために,現代アートの授業への取り入れについての先達である海外研究協力者のウアラス教授(ドイツ)やトク博士(米国)と2017年8月開催の第35回InSEA(国際美術教育学会)世界会議韓国大邱大会やドイツ訪問を通じて,情報・意見交換した。課題2研究協力者との打ち合わせ会議の場で,課題1に関する代表者からの報告を受け,各協力者は,先行実践を学び各勤務校の情報を交換し検討し,<題材・授業モデル>開発をし,各勤務校で実践・検証した。3Dスキャナー・コピー活用の「キャラクターづくり」,光を活かした題材、表現に連鎖させる「鑑賞遊び」などの<題材及び授業>モデル開発が特に進んだ。課題3これらの成果をふまえて大学教師教育に取り入れ,一部を現職教員研修会で実施し,改善案を作成した。<研究課題1>に関しては,文献調査,海外研究協力者との意見交換,現地訪問を通じて,考察の基盤を固めた。そして,その一部については,『美術教育学の現在から-<美術教育学叢書1>』に「教育現場の研究と学会における学術研究の豊かな関係性とは」と題し,『やわらかな感性を育む図画工作科教育の指導と学び』に「グローバル,グローカルの視点と造形教育」と題して,それぞれ発表した。3Dスキャナー・コピー活用の「キャラクターづくり」題材については,試行錯誤を重ね,「家庭用3D機器を用いた<図画工作・美術授業題材>開発のための基礎研究」と題して,第40回美術科教育学会滋賀大会で口頭発表した。表現に連鎖させる「鑑賞遊び」題材については,『やわらかな感性を育む図画工作科教育の指導と学び』に「我が国の美術・文化財,世界の美術・文化財」と題し,『奈良教育大学次世代教員養成センター研究紀要』に「奈良教育大学附属中学校美術科特別授業「仏像の魅力」報告」と題して,それぞれ発表した。<研究課題3>これらの成果をふまえて大学教師教育に取り入れ,一部を現職教員研修会(小学校教員免許状更新講習会)で実施し,改善案を作成した。<課題1美術教育における「アート概念の拡張」の整理・構築><課題1に基づく題材及び授業モデルの開発と実践・検証><課題3美術教師教育プログラムへの展開>の3つの研究課題を進めた。
SPIRAL2/NFS施設を利用した中間エネルギー遮蔽ベンチマーク実験

本研究の目的は、p/d-Li, Be反応を利用した加速器型中性子源の遮蔽設計の高度化を目指し、フランスGANIL-SPIRAL2の新しい中性子源施設NFS(Neutron for Science)を利用した、20-55 MeV中性子入射による遮蔽実験を実施することである。箔放射化法によるスペクトルインデックス測定を併用することで、精度の高いデータの取得が可能となる。本年度はまず、昨年度実施した再解析結果に基づき、実験体系の製作を行った。その後、実験体系及び測定システムの確認を行った。実験体系は設計通り製作されており、また、測定システムも正常に動作することを確認した。また、NFSで使用するものと同等の気送管システムを用いてガンマ線検出器と共に動作確認を行い、動作が問題ないことを確認した。NFS施設は運転に必要な準備がすべて終了し、既に取り付けられていたリチウムコンバーターに加えて、2018年4月に回転ベリリウムコンバーターが取り付けられ、大電流運転の準備が整った。コンバーター室の照射チェンバーとこれに付随する気送管システムは2017年9月に設置が完了し、以来調整が続けられてきた。NFS施設との取り合いの問題がいくつか残っていたが、これらは2019年初頭の作業で解決し、運用が可能となった。一方で、SPIRAL-2は、いくつかの放射線許認可に関連する問題が発生し、施設の運用許可が得られておらず、当初2019年頭を目標としていた初実験が延期された。SPIRAL-2およびNFS施設のコミッショニングが完了すれば、速やかに実験に移れる状況ではあるが、残念ながら、本研究期間中の実験データの取得には至らなかった。今後、実験を実施し、得られたデータの解析から、中性子輸送計算の精度を定量的に明らかにし、計算に用いられるデータベースのどの部分に問題があるかを明らかにする計画である。本年度は、GANIL-SPIRAL2のNFS施設を利用した遮蔽ベンチマーク実験に向けて、実験体系の最適化のための予備解析を行った。モンテカルロ計算コードMCNPXを用い、NFS施設に設置されるBeターゲットおよびLiターゲットのアッセンブリーと加速器機器、照射室等を模擬した計算ジオメトリで解析を実施した。本年度はまず、鉄体系に対し、厚さと寸法を変化させて解析を行い、最も効果的に実験を行える条件を検討した。その際には、体系内のスペクトル変化および種々の放射化箔の予想収量を評価した。その結果、ビーム試験初期に予想しているビーム電流下では、若干放射化箔の収量が不足する可能性が明らかになった。また、幅広いエネルギー範囲に対して検証を行うため、ある程度の体系厚さが必要であることが明らかになった。これらの結果を踏まえ、NE213検出器を体系内に設置する測定についても検討を行うこととし、双方の測定手法について実験体系の最適化を実施し、実験体系の最終的な候補を見出した。今後、さらに詳細な3次元計算や感度解析を行い、実験体系の有効性の最終評価を行った上で、実験体系の製作を開始する予定である。当初は本年度中に実験体系の製作を行う予定であったが、NFS施設の実験環境および当初の試験条件を踏まえて、複数の条件での解析を行ったため、当初の想定より実験体系の決定に時間を要し、本年度中に製作を行うことができなかった。本年度は、GANIL-SPIRAL2のNFS施設を利用した遮蔽ベンチマーク実験に向けて、実験体系の準備を行った。SPIRAL2施設を訪問し、実験を予定しているNFS施設のターゲット室、気送管システムの確認と、担当者との打ち合わせを行った。加速器のコミッショニングは予定通り進展しており、間もなくNFS施設において実験が開始される予定である。厚いベリリウムターゲットを用いて比較的早い段階で定格電流を達成できる見通しであることが分かった。これらの情報を基に、最終的な実験条件を決定し、測定手法や放射化箔の選定を行った。放射化箔の使用で十分な収量が得られる見通しが得られたため、実験体系の構造を再度見直し、モンテカルロ計算コードMCNPを用いて再評価を実施した。本年度は実験体系の製作を行う予定であったが、NFS施設の調整試験で達成されたビーム条件と、今後の試験計画の結果を反映して実験条件を再度見直したため、実験条件の最終化に時間を要し、本年度中に製作を行うことができなかった。本年度は、GANIL-SPIRAL2のNFS施設を利用した遮蔽ベンチマーク実験に向けて、実験体系の製作準備と、実験に向けた打ち合わせを実施した。本年度後半に実験を実施する計画で準備を行っていたが、NFS施設で放射線許認可に関わる問題が発生し、実験開始が遅れる旨の連絡があり、止む無く実験を先送りした。これに伴い、加速器のビーム条件と中性子線源条件に若干の見直しの必要が生じ、急遽、実験体系の再検討を実施した。モンテカルロ計算コードMCNPを用い、実験体系における中性子分布を求め、放射化箔の収量の解析を実施した。実験体系の製作は再度保留することになったが、最終的な実験条件を見出すことができた。本年度は実験体系を製作し、年度後半にNFS施設で実験を行う予定であったが、NFS施設の放射線許認可上の問題が発生し、実験を先送りした。これにより、実験条件の見直しが必要になったため、本年度中に実験体系の製作を行うことができなかった。

本研究の目的は、p/d-Li, Be反応を利用した加速器型中性子源の遮蔽設計の高度化を目指し、フランスGANIL-SPIRAL2の新しい中性子源施設NFS(Neutron for Science)を利用した、20-55 MeV中性子入射による遮蔽実験を実施することである。箔放射化法によるスペクトルインデックス測定を併用することで、精度の高いデータの取得が可能となる。本年度はまず、昨年度実施した再解析結果に基づき、実験体系の製作を行った。その後、実験体系及び測定システムの確認を行った。実験体系は設計通り製作されており、また、測定システムも正常に動作することを確認した。また、NFSで使用するものと同等の気送管システムを用いてガンマ線検出器と共に動作確認を行い、動作が問題ないことを確認した。NFS施設は運転に必要な準備がすべて終了し、既に取り付けられていたリチウムコンバーターに加えて、2018年4月に回転ベリリウムコンバーターが取り付けられ、大電流運転の準備が整った。コンバーター室の照射チェンバーとこれに付随する気送管システムは2017年9月に設置が完了し、以来調整が続けられてきた。NFS施設との取り合いの問題がいくつか残っていたが、これらは2019年初頭の作業で解決し、運用が可能となった。一方で、SPIRAL-2は、いくつかの放射線許認可に関連する問題が発生し、施設の運用許可が得られておらず、当初2019年頭を目標としていた初実験が延期された。SPIRAL-2およびNFS施設のコミッショニングが完了すれば、速やかに実験に移れる状況ではあるが、残念ながら、本研究期間中の実験データの取得には至らなかった。今後、実験を実施し、得られたデータの解析から、中性子輸送計算の精度を定量的に明らかにし、計算に用いられるデータベースのどの部分に問題があるかを明らかにする計画である。本年度中にほぼ鉄体系に対する実験条件を固めることができたため、次年度早々に実験体系の製作を行う。コンクリート体系については引き続き同等の解析を実施する計画である。また、次年度中にNFS施設への気送管設置が予定されており、研究協力者と打ち合わせを実施し、可能であれば測定体系について現地確認を実施する計画である。現時点ではビーム照射試験開始時期がまだ明確になっていないが、実験開始に向けて必要な実験資材の準備を行う。本年度中に実験条件の最終化を行うことができたため、次年度早々に実験体系の製作、実験試料の手配を行う。また、次年度中に計画されている初期実験に向けて、準備を進める予定である。本年度中に実験条件の再検討を完了することができたため、次年度早々に実験体系の製作、実験材料の手配を行い、年度後半に計画されている実験に向けて準備を進める予定である。当初は本年度中に実験体系の製作を行う予定であったが、NFS施設の実験環境および当初の試験条件を踏まえて、複数の条件での解析を行ったため、当初の想定より実験体系の決定に時間を要し、本年度中に製作を行うことができなかった。当初は本年中に実験体系の製作を行う予定であったが、NFS施設の調整試験で達成されたビーム条件と、今後の試験計画の結果を反映して実験条件を再度見直したため、実験条件の最終化に時間を要し、本年度中に製作を行うことができなかった。また、実験開始が次年度へ延期されたため、旅費の使用額が減少した。
超高圧凝固合金のアモルファス化に関する研究

凝固膨張型元素と凝固収縮型元素あるいは凝固膨張型元素同士を組み合わせたいくつかの合金系について高圧状態図を推定し、アモルファス形成条件の仮説をもとにアモルファス化が起こり得る系として、Bi-Sb系(全率固溶体型),Al-Ge系(共晶型)およびBi-In系(金属間化合物形成型)の3つの系について高圧凝固実験を行った。Bi-Sb合金のX線回析図形には特定の条件において約30-40°にブロードなビ-クが認められ、その後、常圧相に戻る現象が見られた。また、組織観察から鋳放し試料にはみられなかった微細な結晶粒が現われた。この微細な結晶粒は室温で高圧を負荷しただけの試料にもみられることから、高圧負荷により生じた高圧相が常圧相に相変態するときに現われたものと考えられる。Bi-20at%In合金の高圧凝固試料のX線回析図形には顕著な変化はみられなかったが、Bi-Sb系合金でみられた微細な結晶が観察された。鋳放し試料と高圧凝固試料について点分析により共晶組織の割合を調べたところ、高圧凝固試料は鋳放し試料よりBi/BiIn共晶量が増加していることが知られた。この割合から高圧での共晶点の位置がBi側に移動していることが示唆され、Bi-In系高圧状態図を推定した。Al-40at%Ge合金の高圧凝固試料のX線回析パターンには液体急冷法により得られている準安定γ_1相(Al_2Ge)とγ_2相(AlGe)の存在が認められ、これらの相は2カ月後においても安定に存在した。BSE組成像においは、γ_1相とγ_2相は縞状の共晶組織を形成しており、γ_1/γ_2共晶の平均組成は約37at%Geで鋳放し試料の共晶の平均ゲルマニウム濃度より約8at%高いことが知られた。これよりAl-Ge系高圧状態図を推定し、γ_1/γ_2共晶が現われるための臨界圧が1020kbarにあることを示した。また、液体急冷法において得られている共存相と冷却速度の関係との対比から、本系合金においてアモルファスを得るためには、100kbar近くの高圧が必要になることが予想された。凝個膨張型元素同士の組合わせで、結晶構造も同一のBi-Sb系は全率固溶体を形成し、凝個膨張量がSb濃度の増加とともに減少することが予想されたので、凝個膨張量とSb濃度の関係を調べるために赤外線変位センサ装置を作製した。本装置によりBi-Sb合金の凝個膨張率を測定した結果、凝個膨張率は下に凸の緩やかな曲線でSb濃度とともに減少することが知られた。この結果をもとに、Bi-10,20,30at%Sb合金を約65kbarの高圧下で溶解・凝個された。これらの合金のX線回折図形には、特定の条件において強度値の小さくなった常圧相のピークのほかに約30-40°にブロードなピークが認められ、数時間で常圧相のピーク値が戻る現象がみられた。しかし、このような現象の再現性は低く、高圧負加ならびに冷却条件に大きく左右されることが知られた。

また、純Biにおいて知られている高圧相はSbを含む合金の高圧凝個試料の常温1気圧においては認められなかった。高圧凝個試料の組織観察と溶質濃度分布の測定から高圧状態図について検討した結果、これらの合金の凝個過程は冷却速度と除荷速度に大きく依存することが予想された。他方、Bi-In系の20at%In合金の高圧凝個試料のX線回折図形には50at%In合金においてみられた高圧相のピークは認められなかったが、Bi/BiInの共晶量の増大がみられたことから、BiIn相は約65kbarの高圧においても安定に存在し、組織の定量からもとめた共晶組成からBi/BiInの共晶近傍の高圧状態図を推定した。これらの合金系ならびにBi-Sn系における高圧相の存在に関しては、さらに高圧状態図の推定とともに再現性を確認する必要があるが、アモルファス化の機構は高圧相の存在ならびに冷却・除荷条件が重要な因子であることが知られた。今年度は凝固膨張型元素と凝固収縮型元素の組み合わせで、共晶型の状態図をもつAl-Ge系について高圧凝固実験を行った。負荷荷重10tの条件で溶解、凝固させたAl-40at%Ge合金試料のX線回折パターンには常圧において存在するaAlとGeのピークの他に、未知のピークがみられ、それらは通常の急冷凝固により発生することが報告されている準安定相のY1(Al_2Ge)とY2(AlGe)相と同定された。高圧凝固処理から約1週間後にはそれらの高圧相のピークは幾分強くなり、その後小さくなったが、1か月後においてもそれらの高圧相の存在は認められた。1か月後の光学顕微鏡組織観察においてはAl/Geの微細な層状共晶組織の他に、淡灰色の相がみられた。この相の内部構造をEPMAとBSE像により詳細に調べた結果、BSE像においては濃度差による淡いコントラストの共晶組織が現出し、この相に隣接するαAl/Ge共晶のコントラストとの比較から、この共晶はGe濃度が比較的近いAl_2GeとAlGeの共晶であることが知られた。さらに、EPMA分析の結果から、高圧凝固試料中の共晶の平均組成は36.7at%Geで、高圧処理前の試料の共晶の平均濃度29at%Ge(平衡状態図においては28.3at%Ge)より約8at%高いことが知られた。推定高圧状態図との比較から、今回の高圧凝固試料は約3万気圧下で凝固したものと考えられた。この圧力は予想圧の約5万気圧より小さいが、これは液体の加圧においてリ-クが生じたためと思われる。以上のように、高圧凝固においても通常の急冷凝固において現われる準安定相が得られることは高圧の負荷が冷却速度の増加と同様の効果をもつことを示唆している。本系においては、冷却速度の増加とともに、準安定相→過飽和固溶体→アモルファスが得られることが報告されており、高圧凝固法によりアモルファスを得るためには、さらに高い圧力が必要であることが予想された。
扁桃免疫による安全で特異的な抗P. gingivalis唾液IgAの選択的誘導

平成12年度の研究では,歯周病原性菌のPorphyromonas gingivalisを扁桃投与とした場合も,既に研究代表者らが示した齲蝕原性菌の場合と同様に,特異性が高い唾液IgAを誘導できることを明らかにした.平成13年度は,まず扁桃投与法で誘導した唾液IgAとあらかじめ反応させたP.gingivalisは10%FBS添加Eagle's MEM(抗生物質不含)中のヒト歯肉上皮細胞株(Ca9-22)への付着率が,唾液IgAと反応させなかった同菌のそれの約25%に低下することを示し,誘導した唾液IgAによって上皮細胞とP.gingivalisとの付着をin vitroで阻害できることを明らかにした.このとき,特異的唾液IgAが誘導されたウサギでは,末梢血中のIgE抗体量は生食投与群の対照と同程度で,皮内反応における発赤・腫脹も認められなかったことから,副作用である即時型および遅延型過敏反応は全く惹起されていないことも確認した.このとき,口蓋扁桃,脾臓,その他のリンパ系組織からTリンパ球を分離し,WST-1法を応用して研究代表者らが確立した方法で,Th1タイプとTh2タイプのヘルパーTリンパ球の割合を測定したところ,細胞レベルでも過敏反応に関する応答は認められなかった.これらの結果から,扁桃投与法によって歯周病原性菌のP.gingivalisに対する唾液IgAを誘導すると,副作用なく安全に同菌の歯周組織への定着を抑制することで,同菌を口腔内から選択的に排除できる可能性が示唆された.研究代表者らの開発した扁桃投与法で齲蝕原性菌を抗原として免疫すると,誘導された唾液分泌型IgA(SIgA)は齲蝕原性菌特有の菌体表層多糖抗原を選択的に認識し,他の口腔常在菌とは全く交差反応せずに,実験的齲蝕を抑制できた.申請者は,歯周病原性菌のPorphyromonas gingivalisを扁桃投与法の抗原とした場合も,特異性が高く,口腔常在菌の中からP.gingivalisだけを選択的に排除できる可能性が高いと考えた.そこで,扁桃投与法でP.gingivalisホルマリン死菌体を投与し,誘導された唾液SIgAの特異性,および唾液SIgAが認識する抗原が何かを調べた.扁桃投与法で誘導されたP.gingivalis特異的な唾液SIgA量と血清IgG量をELISA法で調べたところ,グラム陽性菌を用いたこれまでの報告とほぼ同程度であった.また,誘導された唾液SIgAは,P.gingivalis以外の他の歯周病原性菌や口腔常在菌とは反応せず,菌種特異性が高いものであった.このとき,誘導された唾液SIgAとP.gingivalis超音波破砕菌体成分をELISA法とウェスタンブロット法で調べたところ,約半分がP.gingivalisのタンパク抗原を認識しており,約半分は多糖抗原を認識していた.これらの結果から,扁桃投与法でP.gingivalis死菌体を投与すると,グラム陽性菌と同様に特異性が高いSIgAを唾液中に多く誘導でき,同法によってP.gingivalisを口腔内から選択的に排除できる可能性が示唆された.この平成12年度によって得られた成果に基づき,平成13年度は扁桃投与法で誘導した唾液IgAによるヒト歯肉上皮細胞株へのP.gingivalisの付着(感染)抑制効果を検討する予定である.平成12年度の研究では,歯周病原性菌のPorphyromonas gingivalisを扁桃投与とした場合も,既に研究代表者らが示した齲蝕原性菌の場合と同様に,特異性が高い唾液IgAを誘導できることを明らかにした.平成13年度は,まず扁桃投与法で誘導した唾液IgAとあらかじめ反応させたP.gingivalisは10%FBS添加Eagle's MEM(抗生物質不含)中のヒト歯肉上皮細胞株(Ca9-22)への付着率が,唾液IgAと反応させなかった同菌のそれの約25%に低下することを示し,誘導した唾液IgAによって上皮細胞とP.gingivalisとの付着をin vitroで阻害できることを明らかにした.このとき,特異的唾液IgAが誘導されたウサギでは,末梢血中のIgE抗体量は生食投与群の対照と同程度で,皮内反応における発赤・腫脹も認められなかったことから,副作用である即時型および遅延型過敏反応は全く惹起されていないことも確認した.このとき,口蓋扁桃,脾臓,その他のリンパ系組織からTリンパ球を分離し,WST-1法を応用して研究代表者らが確立した方法で,Th1タイプとTh2タイプのヘルパーTリンパ球の割合を測定したところ,細胞レベルでも過敏反応に関する応答は認められなかった.これらの結果から,扁桃投与法によって歯周病原性菌のP.gingivalisに対する唾液IgAを誘導すると,副作用なく安全に同菌の歯周組織への定着を抑制することで,同菌を口腔内から選択的に排除できる可能性が示唆された.
"古典めがね"で探る量子の世界-経路積分法による(場の)量子論の解析-

初年度と2年目にかけては、背景場として、非可換ゲージ場があり、それと結合している、南部-Jona-Lasinio模型を、補助場の方法でフェルミ粒子の積分を行った後、ゲージ場の量子効果を含めて解析した。これは、2ループ効果を計算することになり、多大の労力と計算時間を経た後、結果は、(1)ゲージ場の量子効果は、カイラル対称性を破る方向に常に働き、QCDで我々の期待するところと全く矛盾はない。(2)その磁気的背景場依存性は、フェルミオンの場合(背景場の下では無限小の力で、カイラル対称性が破れる)に比べて非常に複雑であった。すなわち、4次元では、磁気的背景場の大きさと共に、カイラル対称性の破れの指標、すなわち、力学的(フェルミ粒子の)質量、が単調に大きくなっていくことが判った。これに対して、3次元では、カイラル対称性の破れの小さい領域では、質量は背景場の単調な増加関数として振る舞うが、大きな破れの領域では、逆に、単調減少関数となることが判った。2年目から最終年度は、こうした南部Jona-Lasinioでの補助場の有効性をより基本に立ち返り、調べる研究へと進んだ。まず、補助場の自由エネルギーに対する高次効果を計算した。結果は、対称性の破れを強める方向に働き、最近一部で主張されていた、補助場の高次効果が対称性の破れを回復するという議論-これが真実であれば従来の補助場による解析は意味をなさない-を退けた。さらに、より明確に補助場の効果を調べるため、自明な模型での考察に入った。具体的には、グラスマン積分(=0次元の理論)における、4次の項を補助場で消した場合の結果の吟味である。その過程で、これが、作用の2階微分が1階微分とともにゼロになる、いわゆる火線(Caustics)と呼ばれる場合の最も簡単な例になっているという副産物が得られた。結果は、予想通り、高次効果を採り入れることで、より正確な値に一致させることができることが示された。現在、論文として投稿中である。さらに、分析を進め、量子力学の4体相互作用の場合(これも、解ける模型である)について計算を進行中である。一方、昨今の場の量子論の教科書の大部化に対して、一年で読み上げることを目標として、『演習場の量子論』初年度から2年目の間に書き上げた。本年度は、補助場の方法ついての研究を行った。背景場として、非可換ゲージ場があり、それと結合している、南部-Jona-Lasinio模型を、補助場の方法でフェルミ粒子の積分を行った後、ゲージ場の量子効果を含めて解析した。これは、2ループ効果を計算することになり、多大の労力と計算時間を経た後、ようやく結論に達することができた。結果は、ケージ場の量子効果は、カイラル対称性を破る方向に常に働き、QCDで我々の期待するところと全く矛盾はないが、問題は、背景場との関係である。

フェルミオンは、磁気的背景場が無限小でも存在すると、無限小の力でも凝縮を起こして、カイラル対称性が破れることが知られているが、ゲージ場の場合はこれが逆で、磁気的背景場は、カイラル対称性を回復する方向に(つまりフェルミオンの結合定数を小さくする方向に)働いていることがわかる。結果の数値的解析は、パソコン(バイオノートブック、などで)行った。従来のパソコンを、CPUアップグレードなどで補い、(これらは消耗品で購入)また、Mathematica,PhotoShop,Canvas,などのソフトウエアを計算の解析、結果のプレゼンテーションに使うため購入した。現在、投稿準備中である。これらの成果は、8月のロシア・ドブナでの国際会議(XXIII International Colloquium on Group Theoretical Methods in Physics,Dubna,Russia)、および、12月のベトナムでの国際物理学校(VII-th Vietnam school of physics,Hanoi,Vietnam)で発表した。12月のベトナムでは研究成果の発表と共に、若い、東南アジアの理論物理を志す人たちへ向けての、経路積分法および、ゲージ場の量子論の入門的解説も行い、非常に闊達な質問がでて有意義であった。補助場研究のもう一方は、補助場についての高次オーダーのギャップ方程式への寄与を、解析することである。これは、もとのフェルミ粒子グラフでいうと2,3ループグラフの効果を取り入れることで、大変面倒な計算である。現在その計算を始めたところであり、来年度の早い時期での結果を出す予定である。若い大学院生と協力して計算は進めており、その際の、教育的なテキストとして3冊のテキストを購入した。論文とは別に、演習書の執筆も行っており、これは3月にサイエンス社から出版される。昨年度から継続していた、背景場として非可換ゲージ場を考え、それと結合している南部-Jona-Lasinio模型の解析を終えた。これは、補助場を導入した後、フェルミ粒子の積分を行い、さらに非可換ゲージ場の量子効果を採り入れた解析であった。技術的には、2ループ効果を計筆することになり、多大の労力と計算時間を経た後、結論に達することができた。結果は、(1)ゲージ場の量子効果は、カイラル対称性を破る方向に常に働き、QCDで我々の期待するところと全く矛盾はない。(2)その磁気的背景場依存性は、フェルミオンの場合(背景場の下では無限小の力で、カイラル対称性が破れる)に比べて非常に複雑であった。すなわち、4次元では、磁気的背景場の大きさと共に、カイラル対称性の破れの指標、すなわち、力学的(フェルミ粒子の)質量、が単調に大きくなっていくことが判った。これに対して、3次元では、カイラル対称性の破れの小さい領域では、質量は背景場の単調な増加関数として振る舞うが、大きな破れの領域では、逆に、単調減少関数となることが判った。今年度は、補助場が南部-Jona-Lasinio模型の中で果たす役割を、より明確にするため、補助場の量子効果を採り入れた、ギャップ方程式を調べた。結果は、カイラル対称性の破れをより強くする方向に働くということが分かり、一部の主張-補助場の高次効果はカイラル対称性を回復する-を退けた。現在論文作成中である。さらに、補助場の有効性をより直接的ににチェックするため、解ける(自明な)0次元、1次元系での4体フェルミ模型へ補助場を導入した場合の解析を進めている。一方、昨今の場の量子論の教科書の大部化に対して、一年で読み上げることを目標として、『演習場の量子論』を書き上げた。
血管内皮リパーゼのＤｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ＨＤＬと動脈硬化の成因に及ぼす影響

高比重リポ蛋白(HDL)中の構成成分の変化により抗炎症作用が減弱したHDL (dysfunctional HDL)が生成される。本研究では、dysfunctional HDLの評価方法や、HDL代謝の制御因子である血管内皮リパーゼ(EL)の関与、冠動脈疾患における意義を検討した。血清EL mass/活性は動脈硬化、食事、冠危険因子に連動して上昇し、低HDL-C値の原因となることが示唆された。次に、基礎的および臨床的にヒト血清HDLの機能を評価したところ、血清中のdysfunctional HDL量は冠動脈疾患の予後に影響を及ぼしし、スタチンやn-3脂肪酸(EPA)はHDLの機能を改善した。高比重リポ蛋白(HDL)は多面的な抗動脈硬化作用を有するが、糖尿病や脂質異常症、動脈硬化症などの病態では、HDL中の脂質および蛋白構成成分が量的および質的に変化し、抗動脈硬化作用が減弱したHDL(dysfunctional HDL)が生成されることが報告されている。しかし、dysfunctional HDLの簡便な評価方法や冠動脈疾患における意義は不明である。本研究では、ヒト血清におけるdysfunctional HDLの診断法を確立し、動脈硬化の成因における役割を明らかにすることを目指した。本年度の成果を以下に示す。1.ヒト血清中のHDLがもつ抗動脈硬化作用の評価方法として、1)培養マクロファージからのコレステロール引抜き能、2)抗酸化酵素パラオキソナーゼの活性および蛋白量、3)アポA1を変性させるミエロペルオキダーゼ蛋白量、4)培養血管内皮細胞の創傷治癒促進作用、5)接着分子VCAM1発現の抑制作用、を組み合わせることにより、ヒトにおいてdysfunctional HDLを半定量的に測定できるアッセイ系を確立した。3.オメガ3系脂肪酸を経口投与することにより、HDL中のリン脂質を構成する脂肪酸の中でオメガ3系脂肪酸の含有量を増やすことにより、HDLのコレステロール引抜き能、抗酸化能、血管内皮細胞再生作用、VCAM1発現抑制作用が改善し、dysfunctional HDLを減少させることができた。「善玉」と呼ばれるHDLは、炎症などの病態では含有脂質や蛋白質成分が変化し、「dysfunctional =悪玉」となることが報告されている。本研究は、ヒトにおいてHDLの質的変化が冠動脈疾患の発症にどのように関与しているのかを明らかにする。1) dysfunctional HDLの測定系の確立:本年度は、dysfunctional HDLの指標として、ミエロペルオキシダーゼ(MPO)とパラオキソナーゼ1(PON1)を測定し、患者血清中のHDLの抗炎症作用とMPO/PON1比との関係を検討した。血清MPO/PON1比は、冠動脈疾患患者において非冠動脈疾患患者と比べて有意に高値を示し、冠動脈画像診断(冠動脈造影とOCT)による検討の結果、冠動脈形成術後の再狭窄や新規病変の進展が認められた患者において高値を示した。細胞学的検討により、MPO/PON1比が高い患者のHDLは抗炎症作用が減弱していた。すなわち、MPO/PON1比はdysfunctional HDLの簡易マーカーとなることが示された。2)スタチンによるHDLの質的改善作用の検討:スタチン治療によってHDL-C値が増加することはよく知られているが、スタチン治療後のHDL質的評価は検証されていない。そこで、スタチン投与前後血清を用いてHDLの質的評価を行った。スタチンはHDL-Cを増加させたが、増加したHDLはコレステロール引抜き能や抗酸化能を保持していた。すなわち、スタチンはHDLの機能を改善し、スタチンによって増加したHDLは抗動脈硬化作用を有していることが確認された。スタチンはLDL低下作用に依存しない心血管イベント抑制効果を有することが報告されているが、その作用に一部にHDLの質的改善作用が関与することが示唆された。3)血清HDL値の規定因子である血管内皮リパーゼの新規の測定系を開発した。1. HDLの抗動脈硬化作用の評価方法として、従来は、患者から採取したHDL分画と、放射性標識したコレステロールを取り込ませた培養マクロファージとを共培養し、HDLに取り込まれたコレステロール量を測定することによりHDLのコレステロール引抜き能を評価していた。今回、我々は放射性同位元素や培養細胞を用いず、簡便にHDLのコレステロール取込み能を評価する方法を開発した。96穴プレート上に固相化したアポA1抗体により患者由来HDL粒子を捕捉した後、蛍光標識コレステロールと共培養し、HDLに取り込まれたコレステロール量の蛍光強度を測定することによりHDLのコレステロール取込み能を評価していた。

2.上記方法を用いて、冠動脈疾患患者におけるHDLのコレステロール取込み能を評価したところ、カテーテル治療後の冠動脈疾患イベントが再発した患者では、再発のない患者にくらべて有意にHDLのコレステロール取込み能が低下していた。一方、急性冠症候群や重症冠動脈疾患患者では、血中EL濃度が上昇しており、高感度CRPと相関していた。以上より、ELはHDL-C濃度のみならずHDL機能を修飾し、dysfunctional HDL量の成因に関与することが示唆された。循環器内科1.順調に進んでいる点1)ヒト血清におけるdysfunctional HDLの診断法を確立できた。2)ヒトにおいてdysfunctional HDLとの動脈硬化病変との関連性を明らかにすることができた。3)ヒトにおいて、HDL中のリン脂質を構成する脂肪酸に変化させることにより、dysfunctional HDLを減少させることが可能であることを証明できた。2.やや遅れている点1)現在のところ、血管内皮リパーゼの発現量や活性とdysfunctional HDLの量、およびプラーク性状との有意な関係が証明できていない。その理由として、血清サンプルの保存状態、血清と血漿とで発現量や活性の測定方法を変える必要がある、サンプル数(n)の不足、などの要因が考えられる。これらの問題を克服する必要があると考えている。2) WHHLウサギを用いて、ELのdysfunctional HDL生成における役割を検討してきたが、ウサギのHDLの質的特性の解析が技術的な問題から遅れている。2)スタチンは、dysfunctional HDLのコレステロール引抜き能や抗酸化能、抗炎症作用を改善することが判明し、HDL機能に対する薬物治療の効果判定が可能となった。3) dysfunctional HDLは冠動脈疾患で高値を示し、とくにカテーテルによる冠動脈形成術後の再狭窄や新規病変の進展と有意に相関していた。以上より、今後は症例を重ねて前向きに追跡し、冠動脈病変の組織性状や心血管イベントとdysfunctional HDLとの関連性を明らかにできる見通しが立った。さらに、血清HDL値の規定因子である血管内皮リパーゼの役割についても検討が可能となった。今後は本研究の当初目的を達成すべく、以下の点に重点をおいて研究を推進していく方針である。1.ヒト血清におけるdysfunctional HDLの診断法をさらに簡素化、標準化する。2.ヒトにおいて血管内皮リパーゼがdysfunctional HDLを介して動脈硬化病変の進展に及ぼす影響を症例を増やして明らかにする。3.血管内皮リパーゼの活性と蛋白量の測定系に改良を加え、血清サンプルの保存状態、血清と血漿における再現性などによる結果の安定性を確保した上で、サンプル数(n)を増やして検討を行なう予定である。4.質量分析や二次元電気泳動を用いて、高脂血症/動脈硬化モデルウサギにおけるELのdysfunctional HDL生成における役割とその分子機序を解明する。すでに、学内外の研究室との共同研究が進行中である。