hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シリコン表面上の金属半導体成長における外部応力効果の研究

3属原子であるInを下地温度450500°Cの条件でSi(001)表面上に蒸着し、その表面上に形成される4×3構造の分域構造について外部応力の影響を調べた。具体的には4×3構造の方位分域である4×3、および3×4分域の面積比が、外部応力の印可によりどのように変化するかを調べた。その結果、あらかじめ圧縮性の応力を印可しておいて、その表面上にInを蒸着したときに形成される4×3構造の分域と、蒸着前の2×1清浄表面の分域との間の関係を調べたところ、印可する一軸性応力の方向と垂直な分域である1×2分域上に形成される3×4分域は、蒸着前の1×2分域に比べてその面積が増大し、3×4構造の形成が、下地の2×1表面内部応力を弱める働きをしていることが分かった。また、Si表面上のGeの成長における外部応力の永享についても調べた。具体的には、3次元の島成長の始まる臨界膜厚は、圧縮性の応力を印可した場合に縮小し、伸張性の応力を印可した場合に増大することがわかった。また、この傾向は、わずか0.1%の応力を印可しただけでも認められることがわかった。これは、SiにくらべGeの格子定数が約4%大きいことから、伸張性の応力を印可した場合には、下地の格子がわずかながら増大することで、蒸着したGeの格子の歪みの程度が小さくなることが原因であると考えられる。また、伸張応力の印可により、サイズの小さな3次元の島が消失することも観察された。平成10年度の実験に用いるための応力印加型加熱STMホルダーを設計・製作した。応力印加型加熱STMホルダー納入までは、予備的な実験として、既存の超高真空電子顕微鏡を用いて実験を行った。すなわち、電顕内で、電子顕微鏡用の応力印加ホルダーを用いて、Si(001)面上に3属原子であるInを吸着して得られる表面について、表面応力のIn吸着構造に及ぼす影響について調べた。清浄Si(001)面は、ダイマー(2量体)を形成することにより、室温以上では2×1構造となっていることは良く知られている。このため、この構造の表面層は、常に、ダイマーボンドの向きに平行に伸張応力下にある。この表面上にInを吸着させると4×3構造が形成され、この4×3構造は、清浄表面の2×1構造と同様に2種類の方位分域が存在する。本研究では、外部応力の影響により、この4×3構造にどの様な影響があるかを調べた。その結果、In吸着によって得られるる吸着構造は変わらないが、その分域構造に、表面応力の影響が認められた。また、Si表面上のGeの成長における外部応力の影響、たとえば3次元島成長のはじまる臨界膜厚や、臨界サイズの応力依存性等についても調べた。その結果、0.01%程度の圧縮応力を印可しただけで、3次元の島成長が促進されることがわかった。逆に、同程度の伸張応力を印可すると、3次元の島成長が抑制される傾向があることがわかった。これらの結果は、Geの格子定数が、Siのそれに比べて4%大きいことによると考えられる。ホルダー納入後、ホルダーの動作確認を行い、成長実験の準備を進めている。電子銃タイプの蒸着装置を設計・製作し、この蒸着装置を用いて3族原子であるInを下地温度450゚C程度の条件でSiの(001)表面上に蒸着し、その表面上に形成される4×3構造の分域構造について外部応力の影響を調べた。具体的には4×3構造の方位分域である4×3、および3×4分域の面積比が、外部応力によりどの様に変化するかについて調べた。

その結果、その表面上のダイマーボンドの向きが、印加する一軸性応力の方向と平行な分域である2×1分域上に形成される4×3分域は、表面に伸張性の応力を印加したときにその面積が増大し、圧縮性の応力を印加したときに収縮することが分かった。清浄表面においては、伸張性の応力を印加することで、2×1構造領域がその面積が増大し、圧縮性の応力を応力を印加することでその面積が減少することと同様な傾向を示しており、4×3構造は4倍方向に圧縮性の歪みがあることを示唆している。また、Si表面上のGeの成長における外部応力の影響についても調べた。具体的には、3次元島成長のはじまる臨界膜厚が、外部応力によりどのような影響を受けるかを調べた。その結果、3次元の島成長のはじまる臨界膜厚は、圧縮性の応力を印加した場合に増大し、伸張性の応力を印加した場合に減少することが分かった。また、この傾向は、わずか0.1%の応力を印加しただけでも認められることも分かった。これは、Siに比べGeの格子定数が約4%大きいことから、伸張性の応力を印加した場合には、下地の格子がわずかながら増大することで、蒸着したGeの格子の歪みの程度が小さくなることが原因であると考えられる。
免疫抑制剤不使用下での皮下膵島移植の実現とその免疫寛容機構の解析

糖尿病ラットの皮下に膵島を移植し、免疫抑制剤非投与下で膵島が長期に生着した。移植部位を作製するためにSEK-1005あるいはbFGF含有アガロースロッドを埋め込んだ。アガロースロッド埋め込み部位近傍の免疫抑制的に働く制御性T細胞(Treg)の比率が高くなり、また、膵島移植後もTreg細胞の比率は高い値を維持していた。アガロースロッド周囲の肉芽組織を埋め込み7日後に回収し、遺伝子網羅的に解析したところTregの遊走・誘導に関する遺伝子の発現が優位に高くなっていた。また、肉芽組織の近傍の浸出液中のTGF-β1の濃度も高くなっていた。これらのことからが原因で免疫寛容する環境が構築されたと考えている。免疫抑制剤を用いない膵ランゲルハンス氏島(膵島)の皮下移植の実現を目指して研究を行ってきた。F334ラットから膵島を分離し、ストレプトゾトシンで糖尿病を誘発したACIラットへ移植する系を用いた。ACIラットの皮下に繊維芽細胞増殖因子(bFGF)含有アガロースロッドを7日間埋め込むことで皮下に血管網が豊富な組織を誘導し、その部位にF334ラットから分離した膵島3000個を移植した。7匹中全てのレシピエントにおいて移植膵島が拒絶を受けることなく、血糖値が長期間正常化した。アガロースロッド周囲の免疫状態を解析するためにbFGF含有アガロースロッド周囲に形成された組織からリンパ球を回収しフローサイトメーターで解析を行った。免疫抑制的に働く制御性T細胞(Treg細胞)の比率(Foxp3/CD4 x 100)が20 -30%であった。比較のために行ったbFGF不含アガロースロッド周囲ではこの比率が10 -15%であった。さらに、膵島移植後もTreg細胞の比率は持続的に20 -30%の高値を維持していた。また、所属リンパ節や脾臓内のTreg細胞の比率は10%以下であった。一方、細胞障害性T細胞(CD8陽性細胞)について解析を行ったところbFGF含有アガロースロッドを埋め込んだ周囲の組織ではCD8陽性細胞とCD4陽性細胞の割合(CD8/CD4 x 100)が30 -80%であり、bFGF不含アガロースロッドの周囲の組織では50 -70%であった。この比率については有意な違いはなかった。また、膵島が長期間生着しているレシピエントACIラットにドナーF344ラットの脾細胞を腹腔内注入したところ、生着していた膵島が拒絶され血糖値が上昇した。以上のことからbFGF含有アガロースロッドを埋め込むことで皮下に局所的な免疫寛容環境が形成されたと考えている。医歯薬学
新規機能性脂質によるメタボリックシンドローム予防に関する研究

食品油脂成分は構造や構成脂肪酸により生体内での利用率や生理機能は異なる。前年度までの研究において、リン脂質はトリグリセリドに比べてメタボリックシンドロームや非アルコール性脂肪肝の改善作用が高く、さらに脳機能障害の改善作用を持つ可能性を報告した。しかし、EPA含有脂質の生理機能に関する総合的な研究は少ない。本研究では、はじめにリン脂質に結合しEPAのメタボリックシンドロームやアルツハイマー病など疾患に及ぼす影響を検討した。高脂肪食(HF食)で栄養ストレスを与えた認知症モデルマウスSAMP8に対するEPA-ホスファチジルコリン(EPA-PC)添加食が記憶や行動に及ぼす影響を検討した。その結果、空間認知機能や記憶はEPAーPCで改善し、その機序として脳・海馬のアミロイドβ42およびアミロイド前駆タンパク質量の低下が観察された。さらに、SOD、GSH、MDA、NO、NOSやILー1bおよびTNFα遺伝子発現やタンパク量に影響することから、酸化ストレスや炎症の予防作用が関与することを示した。また、EPAーPCの効果はDHAーPCに比べて同等か、いくらか弱い傾向を示した。次に、EPA型リン脂質とEPAエチルエステルのパーキンソン病への影響を比較検討した。その結果、EPAーPL食は強い行動不全の改善作用が認められた。その機序として、酸化的ストレスとアポトーシスの抑制によりミトコンドリアを介した経路でドーパミン依存性ニューロン機能障害の改善作用が示唆された。EPA-EEの効果は限定的であった。したがって、EPA含有リン脂質はメタボリックシンドロームの改善作用のみならず、神経変性疾患(アルツハイマー病やパーキンソン病)の予防効果を示し、機能性食品やサプリメントとして応用できる可能性が示唆された。研究の進捗は、当初の予定通りには進まなかった。その理由として、研究期間中に病気加療する時間が必要となり十分な研究時間の確保ができず、当初の計画通りに進捗できなかったことがある。しかしながら、研究期間中にデータをまとめ数編の論文を報告することはできた。現在、研究条件は整ったことから本年度の研究計画に沿って研究を順調に進めることができるものと考えている脂質構造や構成脂肪酸の組み合わせによって、新規の栄養生理機能を持つ機能性脂質(脂質構造異性体)を創製するとの着想を得た。そこで、本研究は新規機能性脂質を天然資源から検索・単離し、活性成分を組み合わせた構造脂質のメタボなど生活習慣病や神経変性疾患の予防・改善機能について総合的解析を行うことを目的とする。調製した構造脂質の生活習慣病予防・改善機能についてin vitro実験系で評価を行う。高脂血症への影響はヒト肝臓細胞における脂質の合成と培地中への分泌を指標とし、糖尿病への影響はインスリン抵抗性発症との関与が指摘されている脂肪細胞アディポネクチンおよび小腸骨格筋インクレチンへの影響を指標とする。続いて、病態モデル動物を用いて評価を行う。動脈硬化についてはヒトに類似の進展した動脈硬化病変を発症するアポE欠損マウスを用い、高脂血症および糖尿病については食欲抑制因子であるコレシストキニンの受容体欠損により過食を生じ肥満・高脂血症・糖尿病を発症するOLETFラットを用いて生理機能を評価する。さらに、老化促進マウスSAMP8を用いて認知症に対する作用を検討する。本研究は、生活習慣病に対する改善機能のスクリーニングにおいて、個体からスケールダウンした各病態モデルin vitro実験系を用いることにより、各脂質構造体の生理作用の解析が効率よく行われるという特徴を持つ。また生活習慣病の発症には遺伝的並びに環境的因子が複合して作用することから、設定した各病態に対する分子マーカーが適切であることをin vivo実験系で証明することにより、生活習慣病や脳機能障害の予防・改善に対する食環境の評価が容易に行える独創的な実験系の構築が期待される本研究は世界的に問題となっているメタボリックシンドロームの予防・改善に活用できる機能性食品,機能性脂質の発見や創製を目的としている。その研究の一環として、脂肪酸分子種の異なるホスファチジルコリンの脳機能改善機能について検討した。スコポラミンによって誘発された認知症マウスに、イカ由来ホスファチジルコリン(SQ-PC)及びナマコ由来(SC-PC)を給餌して、モーリスの水迷路試験を用いた認知症改善評価を行い、次に脳の各部位におけるアセチルコリンエステラーゼ(AchE)、スーパーオキシドジスムターゼ(SOD)、モノアミンオキシダーゼ(MAO)の活性及びマロンジアルデヒド(MDA)含量を測定して生理学的変化を評価した。その結果、卵黄レシチン(EL)群と比較して、イカ-PC群とナマコ-PC群では学習記憶障害の改善作用が顕著であり、リン脂質分子種の違いが認知症改善効果に影響することが示唆された。また、イカ-PCとナマコ-PCの給餌によりアセチルコリンエステラーゼ活性の減少とスーパーオキシドジスムターゼ活性の増加が認められ、同時にマロンジアルデヒド量および大脳白質のモノアミンオキシダーゼ活性の低下が認められた。したがって、イカおよびナマコ由来ホスファチジルコリンの認知症改善作用には、アセチルコリンの分解抑制に伴う情報伝達の維持、セロトニンやノルアドレナリンなど生体アミン濃度の維持や、生体酸化の抑制などが相乗的に関与していることを示唆した。使用したリン脂質によりその作用の程度はいくらか異なることから、ホスファチジルコリンの脂肪酸分子種の違いが脳機能改善効果に影響することが示唆された。研究期間中、体調不良のため病欠、休職したため当初の目標に到達することはできなかった。しかし、一部興味ある結果は得られた。イカやナマコ

由来のリン脂質ホスファチジルコリンを調製し、スコポラミンによって誘発された認知症マウス脳機能への影響を検討した.対象群には卵由来ホスファチジルコリン(EL)を用いた。その結果、モーリスの水迷路試験を用いた認知症改善評価では、卵黄レシチン(EL)群と比較して、イカ由来ホスファチジルコリン(SQ-PC)及びナマコ由来(SC-PC)では学習記憶障害の改善が認められた。また、イカ-PCとナマコ-PCの給餌によりAchE活性の減少とSOD活性の増加が認められ、MDA量と大脳白質のMAO活性の減少が認められた。以上の研究結果は、構成脂肪酸分子種の異なるホスファチジルコリンは認知症マウス脳機能に異なる作用をもつことを示唆している。以上の様に一部興味ある新知見が得られているが、機能性脂質、構造脂質の創製に関してやや遅れているものと評価している。本研究の目的はメタボリックシンドロームの予防改善に活用できる機能性油脂の探索・創成と活用である。これまで、メタボリックシンドロームの進展は記憶や認知症と関連することが認められている。その予防にn-3系多価不飽和脂肪酸(n-3系FUFA)の有益な作用が報告されている。しかし、多くはDHAを用いて研究されており、EPAの効果については殆ど注意が払われていない。さらに多くはトリグリセリド(TG)型脂質を用いて検討されている。はじめに認知症に対するTG型DHAとリン脂質型DHAの効果の違いについて検討し、DHA-ホスファチジルコリン(PC)はDHA-TG+eggPCやDHA-TG+αglycerophosphorylcholine(GPC)に比べて、認知症予防改善に対してより有効であること示し、その作用機序の一端も明らかにした。次に、認知症モデルマウス(SAMP8)に対するDHA-PCおよびEPA-PCのアルツハイマー軽減作用と機序について検討した。その結果、記憶や認知症の改善作用は両群で見られたが、EPAに比べてDHA-PCで効果が高いことを示した。両群ともアミロイドβを低下させ、アポトーシスや酸化ストレスを低下させ、炎症反応をdown- regulateし、ニューロン劣化に対する改善効果も示した。次に、EPA-PC・PEおよびEPA-PSの効果を検討した。その結果、両群とも認知症を改善し、酸化ストレスとアポトーシスの顕著な改善を示した。EPA-PSはtauおよびb-アミロイド蓄積を軽減した。したがって,これらの機能性脂質はサプリメントあるいは脳機能を改善できる機能性食品成分として利用できる可能性を示唆した。脂質の構造がメタボリックシンドローム予防・改善に重要である。最近の知見では、メタボリックシンドロームは脳機能を介して老化やアルツハイマー病などと関係することが知られている。平成29年度はグリセロ脂質構造,リン脂質及びトリグリセリドと結合した多価不飽和脂肪酸EPA, DHAを摂取した認知症マウスへの影響と作用機序について検討した。
隣接ノード間干渉を考慮した無線アドホックネットワークのための通信容量予約手法

無線アドホックネットワークにおいて、通信容量を予約したデータメッセージ配送をおこなうための、複数経路探索および通信容量予約のためのプロトコルを考案し、シミュレーション実験による評価および移動無線ノードへの実装を行った。各無線リンクの容量が比較的小さい無線アドホックネットワークにおいて、要求される通信容量の予約成功率を高めるために、合流や分流のある複数の無線マルチホップ配送経路に含まれる無線リンクに対して通信容量を予約する。提案手法は、従来の有線ネットワークを対象とした手法と異なり、無線ネットワークでは隣接無線ノード間で干渉が発生するために通信容量予約がより困難となる問題を解決している。無線アドホックネットワークにおける最大流量問題の理論的検討を行った。すなわち、送信元無線ノードから送信先無線ノードまでの合流、分流のある複数の配送経路を用いた場合における最大流量の算出方法を考案した。(1)最大流量算出アルゴリズムの考案:ブロードキャストを基礎として隣接無線ノードとの通信を行うアドホックネットワークにおいては、各無線リンクの通信容量を他の無線リンクとは独立に使用することはできない。そこで、晒し端末、隠れ端末との関係を考慮した残容量制約条件を充足する最大流量計算手法を考案した。この方法は、有線ネットワークを対象として考案されていた流量増加経路を順次追加しつつ、既に無線リンクに割当て済みの流量を修正する手法を無線アドホックネットワーク環境に適合するように拡張したものである。この方法は、従来の独立に検出された流量増加経路を単純に組み合わせる方法に対して流量の拡大を実現する一方、必要な計算時間が延長する問題がある。実用的には、ネットワークアプリケーションが要求する流量を充足できるかを確認し、可能である場合には流量を無線リンクに対して予約することができれば十分である。そこで、より短時間に要求流量の確保が可能であるかを判定するための探索手順を考案した。(2)通信容量予約プロトコルの構成:(1)の成果に基づいて、要求容量確保の可否を検証し、可能であれば通信路に含まれるすべての無線リンクに対して必要な容量の確保を行う通信プロトコルを構成した。ここでは、各無線ノードがすべての2ホップ隣接無線ノードの残容量情報を維持管理することを前提としたプロトコルとした。すなわち、全域的な無線ノード情報を用いることなく実現する分散的手法を考案した。本プロトコルの性能を評価するために無線ネットワークシミュレータへの実装を一部行った。昨年度までの無線アドホックネットワークにおける最大流量問題についての理論的検討に基づき、送信元無線ノードから送信先無線ノードまでの合流・分流を含む複数の無線マルチホップ配送経路によってネットワークアプリケーションが要求する通信容量を満足する流量予約を行なうプロトコルを検討、設計した。ここでは、基本方針として、単一の経路探索要求メッセージを送信元無線ノードから送信先無線ノードまでユニキャスト転送しながら流量増加経路を探索し、送信先無線ノードへの到達をもって流量増加経路を検出するものとした。流量予約は、検出した流量増加経路に沿って経路探索応答メッセージを逆方向に無線マルチホップ配送することによって行なう。経路探索要求メッセージは、送信先無線ノードと中継無線ノードの隣接無線ノードの位置情報に基づいて転送先隣接無線ノードを決定する位置ベースルーティングプロトコルを基礎として転送されるが、2ホップ隣接無線ノードまでの残容量および2ホップ隣接無線ノードまでに接続する無線リンクにおける予約途中流量の情報をも用いることとする。この転送先決定においては、流量増加経路を構成することが可能となるための必要条件の検証による絞り込みと、複数の可能な転送先候補から択一選択するためのヒューリスティックとの組み合わせ手法を適用している。現在までに、簡易シミュレータにおける実装を終え、正しく動作することを確認した。問題の特性から、ある程度規模の大きなネットワークにおいて有効性が明確になることが期待されるが、計算時間が長くなることが見込まれることから、ノード数の大きなネットワークでのシミュレーションが可能なシミュレータでの性能評価実験の準備を進行中である。また、性能が十分ではない無線ノードに対しても適用可能な軽量なヒューリスティック手法を検討し、これを適用したプログラムを球体小型移動ノードに実装した。無線マルチホップネットワークにおける通信容量予約手法について、昨年度までに考案、設計したプロトコルの性能評価をシミュレーション実験によって行なうとともに、開発済みである球形移動無線ノードに実装した。提案手法の適用により、単一経路による通信容量予約、合流/分流のない複数経路による通信容量予約と比較して、提案手法による通信容量予約では複数経路の合流/分流を可能としていることから、予約成功率を大幅に改善することができることが確認された。特に、中継移動無線ノードが比較的高密度に分布する領域において、中継無線ノードを接続する無線リンクに対して既に予約した通信容量を削減することによって、中継無線ノードに残される未予約の通信容量を減少させることなくエンドエンドの予約通信容量を増加させるケースが多数発生することが明らかとなった。実機への実装では、適用するマイコンをRaspberry Pi 2とした実験環境を構築し、提案手法を実装した。また、追加予約容量を得ることができる無線マルチホップ配送経路の探索に要するコストを削減するために、探索範囲を縮小する手法を考案した。ここでは、エンドエンドの通信容量を増加させない無線マルチホップ経路の探索を途中で打ち切る枝刈りのための規則を検討し、通信容量予約プロトコルを改良した。この改良は、移動無線ノードが高密度に分布する領域で特に有効に機能し、探索時間の短縮を実現した。また、これまでは個々の移動無線ノードがそれぞれ独立で単一の管理者のもとにはないことを前提としてきたが、逆に単一の管理者のもとにあることを前提とする手法も考案した。ここでは、各移動無線ノードの隣接関係と各移動無線ノードに接続する無線リンクにおける通信容量予約状況を資源管理サーバが把握し、要求する通信容量を予約するための計算を資源管理サーバで行ない、各移動無線ノードに計算結果を通知する。

無線アドホックネットワークにおいて、通信容量を予約したデータメッセージ配送をおこなうための、複数経路探索および通信容量予約のためのプロトコルを考案し、シミュレーション実験による評価および移動無線ノードへの実装を行った。各無線リンクの容量が比較的小さい無線アドホックネットワークにおいて、要求される通信容量の予約成功率を高めるために、合流や分流のある複数の無線マルチホップ配送経路に含まれる無線リンクに対して通信容量を予約する。提案手法は、従来の有線ネットワークを対象とした手法と異なり、無線ネットワークでは隣接無線ノード間で干渉が発生するために通信容量予約がより困難となる問題を解決している。プロトコルの設計については、当初予定よりも深い検討を進めることができており、順調な進捗であると判断している。シミュレーション実験についても、新シミュレーションソフト上での実験準備が順調に進行している。実機実験については、プログラムの実装がやや遅れ気味ではあるが、最終年度となる来年度において成果をまとめるという点では問題はない。情報工学現在までに設計したプロトコルの評価を中心として今年度の研究を進める。無線ノード数が比較的多く、ある程度ノード密度の高い環境を想定すると、隣接無線ノード間の干渉によって新たな無線マルチホップ配送経路群による流量予約が行われることによる影響が以降の流量予約に現れること、複数の経路を組み合わせることによって要求流量を充足できることなど、提案手法の効果が明確になることが期待される。このような環境における本手法の有効性と環境条件が異なる場合における本手法の性能について実験評価し、本研究成果の効果を明確にするとともに、今後、解決するべき問題点を明確にする。実機評価を行なう環境については、無線ノードに指向性アンテナが搭載されていることを考慮した手法を検討し、実装を進めている。こちらについても、実験評価により提案手法の有効性を明らかにする予定である。今回設計した流量予約プロトコルでは、経路探索要求メッセージをユニキャスト送信する手法を適用している。この方法は、複数の経路探索要求メッセージを同時並行に取り扱わないことでプロトコルを簡易にしている。しかし、要求する流量を獲得するまでに複数の無線マルチホップ配送経路を探索、検出する場合には予約時間が延長するという欠点がある。シミュレーション実験によってこのオーバヘッドを評価する計画であるが、並行して、フラッディングあるいはそれに準じた方法によって複数の経路探索
多層カーボンナノチューブの局部座屈と全体座屈を評価するための不安定解析の構築

本研究では,カーボンナノチューブ(CNT)への軸方向圧縮時に生じる座屈挙動について,円筒形状が一部から崩れるような局部座屈挙動と円筒形状を保ったまま湾曲するような全体座屈挙動の発生機構の違いについて,原子レベルでの力学的安定性の観点から評価することを目的としている.平成30年度は,これまでも対象としていたarmchair型の多層CNTを対象として,層数や寸法などを変化させた種々のモデルを作成して,分子動力学法による圧縮シミュレーションを実施することで生じる座屈挙動を検討した.いずれのモデルでも,軸方向長さを長くして,最外層の直径と軸方向長さの寸法比であるアスペクト比を大きくすることで,座屈挙動が局部座屈から全体座屈に移行することが確認できた.一方で,局部座屈と全体座屈の境界となるアスペクト比はモデルごとに異なっており,層数や最外層もしくは最内層の直径などで整理することが難しいことが明らかになった.さらに,各原子位置における応力ひずみ勾配に相当する原子弾性剛性係数を評価したところ,いずれのモデルでも,局部座屈発生箇所と原子弾性剛性係数マトリクスの第2最小固有値が負となっている領域が一致していたが,全体座屈時には第2最小固有値の変化が無いことが確認でき,第2最小固有値の正値性変化は円筒形状の変化に対応することが示された.また,多層CNTの座屈挙動についての理解を深めることを目的として,CNT単体だけではなく周辺にポリマー構造を充填したモデルや内部にフラーレンを含有したようなモデルを対象とした座屈挙動についても検討しており,周辺の構造から受ける不均一な相互作用によって,局部座屈が誘起されることなども分子動力学シミュレーションにより明らかにした.平成30年度は,アスペクト比の違いによる座屈挙動の違いについてのデータベースを作成するために,層数や長さ寸法を変化させた様々な多層をCNTを対象する分子動力学シミュレーションを実施して,それぞれの座屈挙動について検討した.全体座屈を検討するためにアスペクト比の大きなCNTを解析するには,より多くの原子を含んだ解析モデルを対象とする必要があり,予定よりも計算時間を要したために,当初の予定よりもわずかながら進捗が遅れた.これまでに実施した様々なモデルを対象とした座屈挙動について整理して,各モデルにおいて局部座屈と全体座屈を分けている要因について詳細に検討することに加えて,CNTを構成する原子配列方向の違いや欠陥による影響などについても検討する.さらに,局部座屈については原子弾性剛性係数による検討で評価できることが示されたので,今後は全体座屈時における力学的不安定性を評価する方法についても,検討する.本研究では,カーボンナノチューブ(CNT)への軸方向圧縮時に生じる座屈挙動について,円筒形状が一部から崩れるような局部座屈挙動と円筒形状を保ったまま湾曲するような全体座屈挙動の発生機構の違いについて,原子レベルでの力学的安定性の観点から評価することを目的としている.平成30年度は,これまでも対象としていたarmchair型の多層CNTを対象として,層数や寸法などを変化させた種々のモデルを作成して,分子動力学法による圧縮シミュレーションを実施することで生じる座屈挙動を検討した.いずれのモデルでも,軸方向長さを長くして,最外層の直径と軸方向長さの寸法比であるアスペクト比を大きくすることで,座屈挙動が局部座屈から全体座屈に移行することが確認できた.一方で,局部座屈と全体座屈の境界となるアスペクト比はモデルごとに異なっており,層数や最外層もしくは最内層の直径などで整理することが難しいことが明らかになった.さらに,各原子位置における応力ひずみ勾配に相当する原子弾性剛性係数を評価したところ,いずれのモデルでも,局部座屈発生箇所と原子弾性剛性係数マトリクスの第2最小固有値が負となっている領域が一致していたが,全体座屈時には第2最小固有値の変化が無いことが確認でき,第2最小固有値の正値性変化は円筒形状の変化に対応することが示された.また,多層CNTの座屈挙動についての理解を深めることを目的として,CNT単体だけではなく周辺にポリマー構造を充填したモデルや内部にフラーレンを含有したようなモデルを対象とした座屈挙動についても検討しており,周辺の構造から受ける不均一な相互作用によって,局部座屈が誘起されることなども分子動力学シミュレーションにより明らかにした.平成30年度は,アスペクト比の違いによる座屈挙動の違いについてのデータベースを作成するために,層数や長さ寸法を変化させた様々な多層をCNTを対象する分子動力学シミュレーションを実施して,それぞれの座屈挙動について検討した.全体座屈を検討するためにアスペクト比の大きなCNTを解析するには,より多くの原子を含んだ解析モデルを対象とする必要があり,予定よりも計算時間を要したために,当初の予定よりもわずかながら進捗が遅れた.これまでに実施した様々なモデルを対象とした座屈挙動について整理して,各モデルにおいて局部座屈と全体座屈を分けている要因について詳細に検討することに加えて,CNTを構成する原子配列方向の違いや欠陥による影響などについても検討する.さらに,局部座屈については原子弾性剛性係数による検討で評価できることが示されたので,今後は全体座屈時における力学的不安定性を評価する方法についても,検討する.当初計画で見込んでいたよりもわずかに安価に研究が進んだために,次年度使用額が生じた.次年度は発表件数が増える見込みなので,旅費などの経費として使用する予定である.
異常磁気相を示す複合アニオン二次元正方格子磁性体の探索と物性評価

本年度の主な研究成果として,磁性物質との比較物質として偶然得られた新規酸硫化物を報告する.本研究に先立ち報告された鉄酸硫化物SrFe2S2OはFe中心の多面体が稜共有で連なったスピン二重鎖を形成している.過去の報告では逐次相転移が観測されたが原因は未解明のままであった.当初,その起源を探るために非磁性の参照物質SrZn2S2Oの合成をフラックス法にて試みた.その結果得られた組成は期待通りではあったが,構造は全く異なる極性構造であることがX線構造解析により明らかになった.Znは2つの異なるサイトを有し,どちらも3つの硫黄原子,1つの酸素原子に囲まれた歪んだ四面体配位を形成している.Zn中心四面体はSr原子で遮られる形でab面内で二重鎖を作り,さらにウルツ鉱構造で見られるような最密充填方式でc軸に互い積層したインターグロース構造をとる.紫外可視吸収スペクトル測定の結果,3.86 eVのエネルギーギャップを持つことが分かった.さらに,第一原理計算により,直接遷移型であることも明らかになった.反転対称の無い物質に対して第二高調波発生(SHG)が期待されるが,本物質はSHG活性であることはもちろん,位相整合を満たすことが粉末測定法で判明した.SHG信号強度もベンチマーク物質であるKDP (KH2PO4)の二倍に匹敵する,応用上重要な結果を得た.これまでに報告されている極性物質CaZnSOは位相整合を満たさないこととは対照的であり,今後位相整合と構造の関係を探っていく予定である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。3d遷移金属の高原子価イオンはその深いd準位のため,酸素の2p軌道と強い軌道混成を形成すると同時に,酸素にリガンドホールと呼ばれる特異な状態が現れる.この状態は通常のバンドモデルでは説明できない新奇な電気伝導性,磁気状態の発現に導き,多くの複合酸化物において研究されている.本年度に注目した物質は高原子価Cr4+からなるペロブスカイト物質SrCrO3である.SrCrO3は常磁性金属であり,低温まで長距離磁気秩序しないことが知られている.一方,SrからLaに置換したLaCr3+O3は反強磁性絶縁体となる.両者の電気磁気物性が大きく異なることから,双方が競合するCrの価数で非自明な状態が現れることが期待される.これまでに,カチオンだけでなくアニオン置換による価数変化を伴った物性変化が研究されているが,どれもLaCr3+O3を出発点とした化学置換に限られる.一方で,Cr4+サイドの物性探求が進んでいないが,その大きな理由はCr4+を含有する化合物の難しさが挙げられる.当グループは高原子価の合成に効果を発揮する高圧合成装置を有しているため,SrCrO3のフッ素化を行うことによってCr4+サイドから物性変化を調べた.異なるフッ素量を含むSrCrO3-xFx (0 < x < 0.5)を高圧合成によって作成し,その構造,電気・磁気物性を調べた.その結果,0.25 < x < 0.30を境に常磁性から反強磁性状態へ磁気状態が変化することが分かった.一方,金属状態はx = 0.1のわずかなフッ素ドープ量で絶縁体状態に変化した.構造については合成を行ったx = 0.5まで立方晶を維持しているが,x = 0.4と0.5については不純物が多く存在することから,基礎物性も含めて試料の質の改善が必要である.現在,磁気構造の解明,試料の質の向上,0.5 < xの組成の合成を検討している.現在,粉末放射光X線回折法による精密構造解析,中性子回折実験による磁気構造解析を検討している.実験室系の粉末X線構造解析によるとすべての組成は立方晶で同定できる.しかし,x = 0.4, 0.5については未反応の不純物だけでなく,F量が異なることに起因すると考えられる相分離が見られるため,合成条件の検討を行っている.現在,SrCrO3-xFx以外についても,層状Cr酸ハロゲン化物の合成についても検討しており,Sr2CrO3X (X = F, Cl)の高圧合成に成功している.磁化率測定でみるかぎり,両物質ともに磁気秩序の兆候を見せず,二次元磁性体の理想物質である可能性がある.これらの物質についても構造から物性まで詳細に調べる予定である.本年度の主な研究成果として,磁性物質との比較物質として偶然得られた新規酸硫化物を報告する.本研究に先立ち報告された鉄酸硫化物SrFe2S2OはFe中心の多面体が稜共有で連なったスピン二重鎖を形成している.過去の報告では逐次相転移が観測されたが原因は未解明のままであった.当初,その起源を探るために非磁性の参照物質SrZn2S2Oの合成をフラックス法にて試みた.その結果得られた組成は期待通りではあったが,構造は全く異なる極性構造であることがX線構造解析により明らかになった.Znは2つの異なるサイトを有し,どちらも3つの硫黄原子,1つの酸素原子に囲まれた歪んだ四面体配位を形成している.

Zn中心四面体はSr原子で遮られる形でab面内で二重鎖を作り,さらにウルツ鉱構造で見られるような最密充填方式でc軸に互い積層したインターグロース構造をとる.紫外可視吸収スペクトル測定の結果,3.86 eVのエネルギーギャップを持つことが分かった.さらに,第一原理計算により,直接遷移型であることも明らかになった.反転対称の無い物質に対して第二高調波発生(SHG)が期待されるが,本物質はSHG活性であることはもちろん,位相整合を満たすことが粉末測定法で判明した.SHG信号強度もベンチマーク物質であるKDP (KH2PO4)の二倍に匹敵する,応用上重要な結果を得た.これまでに報告されている極性物質CaZnSOは位相整合を満たさないこととは対照的であり,今後位相整合と構造の関係を探っていく予定である.初年度は,3次元構造をもつペロブスカイト物質に注目し,価数変化を伴う複合アニオン化により初めてSrCrO3の常磁性金属状態が反強磁性絶縁体状態へ変化するかを発見することができた.しかし,フッ素原子は酸素原子と似たX線,中性子散乱因子をもつため,X線,中性子回折実験では各アニオンの比の定量化は難しい.現在,放射光X線,中性子回折実験の計画を進めているが,O/Fの組成比を調べる手段としてX線吸収測定を計画しており,現在プロポーザルの提出準備中である.得られたすべての実験データを総合的に検討して,Fドープクロム酸化物の実態を明らかにする.また,合成に成功した層状クロム酸塩化物についても同様に構造解析を進め,磁気状態を詳細にするためにESR, NMR,さらに中性子回折実験を予定している.これらはCr三価の化合物であるが,今後,Cr4価へ価数変化させて電気・磁気物性の変化を詳細に調べ,ペロブスカイト物質の系との違いを精査することを検討している.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
コンピューターとロボットを用いたテクノロジーの活用を目指す教材の開発と実践

本研究の目的は,身の回りに増え続けるコンピュータやロボットを題材に,仮説・実験・検証を通した改善プロセスやプログラミング等の活動を通して,工学的な考え方・論理的な考え方を身に付ける場を設計することである。テクノロジーの発展に伴い,コンピュータやロボットの存在はより一層意識する機会が少なくなることが見込まれる。しかし,より良い社会を目指す生徒を育成する上で,現在の社会の「しくみ」に深く関わっているこれら「機械」の存在を無視することはできない。それゆえ,これらを認識し操る能力は今後ますます重要になる。その能力を身に付け向上させる場および入口として興味・関心を惹くことが必要である。研究の方法は次の考え方に沿っている。目的に適う教材開発と実践においては,座学による知識の習得と実習による体験に基づく理解の両方を提供することが必要である。これらを準備し試行する。座学には,事例収集や現物を含む教示資料を入手・加工する必要がある。実習には,実習教材の入手・準備や資料の作成をする必要がある。これらを組み合わせたクラスを高校生の一部の生徒を対象に試行し,効果の度合いを評価・検討する。研究成果として,次のことが挙げられる。電子回路基板として教育用シングルボードコンピュータを利用した。ビジュアル・プログラミング開発環境を利用したプログラミング活動の場を提供し, I/Oポートに接続したLEDの色を切り替えるプログラムの作成等に取り組んだ。活動の前後には3Dプリンター,マルチコプター,シングルボードコンピュータでコントロールしているロボットなどを活動の背景と関連付けて認識させた。興味・関心の変化に関するアンケートでは, 5段階の回答項目のうち肯定的な回答をした生徒の割合は78.5%であった(N=65)。今後,小・中学校での情報教育が充実すれば, JavaScriptやPython等によるコーディングも視野に入れることができるだろう。
日本との比較からみた中国上海における中心地業務地区の再開発事業制度に関する研究

本年度に、復旦大学人口研究所長彭希哲教授の招聘を受けて、補足調査として、上海市都市計画管理局と浦東地区都市計画設計院への訪問調査、浦東地区を含む上海市の現地調査などを実施した。具体的に、2002年8月19日27日、上海市復旦大学人口研究所、深せん市土地管理局の協力を得て浦東地区再開発事業の関連資料の収集、深せん市都市開発の関連調査を行った。本年度中、調査結果と資料に基づいて、分析作業を行い、まとめられた研究成果を国際会議、日本建築学会、都市計画学会の学術雑誌へ投稿準備中である。その内容として、第1に、「中国上海市における浦東地区大規模開発と抑制性詳細計画の役割について」をまとめている。第2に、昨年中に行われた従業員アンケート調査に基づいて、「Analysis of Pudong Large-scale Development Project Based On Questionnaire Survey In Shanghai, China」をまとめ、復旦大学と共同的に中国の学術雑誌へ投稿準備中である。第3に、再開発後の浦東地区の都市構造を把握するため、地理情報システムデータと1995年時点における浦東地区の企業統計、人口関連資料、不動産関連の資料を合わせて、都市構造の変容に関する考察を進めている。本年度に、復旦大学人口研究所長彭希哲教授の招聘聰を受けて、浦東地区に関する共同研究の企画、上海市都市計画管理局と浦東地区都市計画設計院への訪問調査、浦東地区を含む上海市の現地調査などを実施した。具体的に、2001年9月9日30日、上海市復旦大学人口研究所の協力を得て浦東地区再開発事業の関連資料の収集を行った。成果として、第1に、浦東地区再開発事業の経緯を把握するために、浦東地区再開発事業の関連参考論文、歴史的文献、政策や法律などの関連文献資料の収集ができた。第2に、事業計画内容とその特徴を把握するため、浦東地区のマスタープランの関連資料、都市計画管理局に保存されている浦東地区再開発事業計画の許可状況などの資料を収集することができた。第3に、再開発後の浦東地区の都市構造を把握するため、1995年時点における浦東地区の企業統計、人口関連資料、不動産関連の資料を収集することができた。さらに、2001年11月5日13日、浦東地区における従業員アンケート調査を行った。復旦大学人口研究所の大学院生を中心に調査員組織を結成し、浦東地区人民政府社会発展局の協力を得て、無作為的に浦東地区にある800企業を抽出して、アンケートの対象にした。アンケート調査方式は、中国の訪問調査の方式を利用したため、調査員が回答者を直接に訪問して回答を聞いて記入した。配布した調査票はほぼ全数回収した。現段階では、地理情報システムにおいて今年度の調査データベースの構築、アンケート調査結果の入力作業が終了し、研究成果を段階的まとめることができるようになった。平成14年度に、再開発事業前の関連資料などの補足調査を行い、研究論文をまとめ、日本建築学会、日本都市計画学会への発表を積極的に準備する。
in vitroシュミレ-タ-による実験的動脈瘤の研究

動脈瘤のガラスモデルを用いてin vitro simulatorを作成し、動脈瘤の血管内治療のシュミレ-ションをビデオカメラを用いて観察解析を行ってきた。これは人の内頚動脈、椎骨脳底動脈に生じる巨大動脈瘤モデルをガラスにより作成し、血流ポンプにて人工血流の潅流を行い印流を生じさせながら、バル-ンカテ-テルや金属コイルによる動脈瘤の血管内治療をin vitroにてシュミレ-ションを行うとするものである。これにより動脈瘤開口部の小さなものには2個のカテ-テルを用いたダブルバル-ンテクニックが有用であることが判明した。動脈瘤内の乱流もまた治療後の血栓形成に重要であるとともに、バル-ン閉塞後の動脈瘤破裂にも関係していることが示唆された。動脈瘤内圧の計測も行い、バル-ン閉塞後内圧は全身血圧より50mm Hg程度上昇していることが判明し、これもバル-ンによる動脈瘤内腔閉塞後に遺残する腔があると動脈瘤破裂を来す可能性があることを示している。さらにラテックス、シリコ-ンの材質の異なるバル-ンを用いると動脈瘤内腔の閉塞にあたって差がみとめられた。これはin vivoモデルで我々が見出したのと同一の所見であり、シリコンバル-ンでは血流の低下は軽度であり、ラテックスのそれは著明であった。これはラテックスバル-ンを動脈瘤底部に用い、一方シリコンバル-ンを動脈瘤茎部に用いた方が良好な結果を得やすいことを示している。またバル-ン閉塞後の残存腔にコイルを用いることも有用であるが、コイル単独では完全な閉塞をうることが困難であることも判明した。これらin vitroシュミレ-タ-は実際的動脈瘤の研究に有用と考えられる。動脈瘤のガラスモデルを用いてin vitro simulatorを作成し、動脈瘤の血管内治療のシュミレ-ションをビデオカメラを用いて観察解析を行っている。本年度は、人間における内頸動脈、脳底動脈に生じる巨大動脈瘤モデルをガラスにより作成し、水流ポンプにて人工血流の還流を行い、血流を生じさせることにより、あたかも血管内をバル-ンカテ-テルが走行するが如き状態をつくることが可能となった。この方法を用いて現在我々が開発中のバル-ンカテ-テルをあらかじめ試用することが可能となった。さらにこのシュミレ-タ-においてバル-ンカテ-テルを用いて、臨床例における手術手技を考案している。このなかでは2つのバル-ンカテ-テルを用いたダブルバル-ン法が動脈瘤開口部の小さな動脈瘤に応用しうると考えられた。また、ビデオカメラによる観察により動脈瘤内の乱流が、血栓形成に大きく関与していること、またバル-ン閉塞後の破裂に関与していることが判明した。また巨大動脈瘤モデルでは開口部を大きくした場合、閉塞バル-ンが血管内腔に突出しやすく、バル-ン形状を考慮しなければならないと思われた。バル-ンを複数個使用する場合の遺残スペ-スにおこる乱流も治療効果に影響を与えるものと考えられた。これらの結果の一部は、平成元年11月に行われた第5回日本脳神経血管内手術法研究会で発表した。本年度は前年と同様に人間における内頚動脈,脳底動脈に生じる巨大動脈瘤モデルをガラスにより作成し、水流ポンプにて人工血流の還流を行い、血流を生じさせながら、動脈瘤内腔の圧変化の計測を行っている。この計測とバル-ンカテ-テルを組み合せることによりバル-ン閉塞後の動脈瘤内の圧変化が計測可能となった。

これによるとバル-ン閉塞後残存した腔では圧は、全身血圧より50mmHg程度上昇していることが判明した。これはバル-ンによる動脈瘤内閉塞時に遺残する腔が存在したりすると動脈瘤破裂を来す可能性があることを示唆している。さらに複数個のバル-ンを使用した場合に互いのバル-ン間に生じる間隙の圧も同様に計測可能であり、軽度ながら上昇がみられた。これらの所見から動脈瘤をバル-ンで閉塞する場合は遺残スペ-スをなるべくつくらないようにすること、あるいはスペ-スが生じた場合は必ず他の物質により充填しておく必要があることが判明した。さらに現在このバル-ン閉塞後の残存腔を充填する物質の検索を行っており、金属コイルが有用であることが判明した。また、液体塞栓物質についても検索を行っている。これらの成果の一部は、第18回神経放射線研究会で報告した。動脈瘤のガラスモデルを用いてin vitro simulatorを作成し、動脈瘤の血管内治療のシュミレ-ションを行い、ビデオカメラを用いて観察解析を行った。今年度は従来行ってきたバル-ン形状による動脈瘤内腔の血流変化と動脈瘤内圧の圧変化の計測を同時に組み合わせることにより理想的な形状と共にその材質の検討も行った。我々はすでにin vivoの実験でラテックスとシリコ-ンによるバル-ンの実験を行い、シリコ-ン製で動脈瘤破裂の多いことを見出した。in vitroでも同様の実験を行いシリコ-ン製でバル-ン間の血流が保たれており、当初期待したほどの血流低下はなく、これによりシリコンバル-ンでは動脈瘤閉塞後の破裂の危験性が示唆された。一方ラテックスではバル-ン間の密着度がつよくバル-ン間の血流低下は明らかであった。これからラテックスバル-ンをまず動脈瘤底に用い、シリコンバル-ンを動脈瘤茎部に用いることにより動脈瘤破裂を防ぐことが可能と考えられた。さらに磁石によるバル-ンの誘導を試みたが、1cm以下の至近距離でも誘導は困難であり実用性に乏しいと考えられた。次いで、金属コイルによる動脈瘤内腔閉塞のシュミレ-ションを行ったが、内腔における血流の低下、圧低下は緩徐であり、ただちに閉塞をうることはできなかった。この点から金属コイルを用いる場合は動脈瘤内の血流は充分低下させるためには多量を用いる必要がありこれによる副作用の発現を防ぐことが重要であることが解明された。これらの成界の一部は、第7回日本脳神経血管内手術研究会に発表された。
糖尿病の成因解明に関する分子生物学的研究(とくに糖輸送担体について)

遺伝的素因を大きな要因とする糖尿病の発症機構を明らかにする目的で、ラ氏島でのインスリン分泌と末梢組織でのインスリン依存性の糖の取り込みに重要な役割を演じている糖輸送担体(GLUT)の遺伝子発現について検討を行った。まづ、糖尿病ラットとして、高インスリン血症、肥満を伴うWistar fattyラットと低インスリン血症、やせを伴うストレプトゾシン(STZ)処置ラットを用いてGLUT2ならびにGLUT4の発現を検討した。肝におけるGLUT2遺伝子の発現は、高血糖が顕著となった14週令では対照の2.6倍(P<0.001)と有意に上昇した。さらにSTZラットにおいてもGLUT2の発現は対照群の1.6倍(P<0.1)と有意の上昇を認めた。一方、下腿筋におけるGLUT4の発現はWistar fattyラット、STZラットともそれぞれの対照と有意差を認めなかった。以上の結果より、肝におけるGLUT2遺伝子の発現は高血糖の進展とともに増大しており、これらの、モデル動物において肝からの糖放出の亢進に寄与している可能性が示唆された。一方、筋におけるGLUT4遺伝子の発現は変化せず、両ラットの末梢での糖の取り込みの低下は遺伝子発現の障害による可能性は少ないと推定される。一方、膵ラ氏島における糖輸送担体遺伝子の発現につき検討を加えたところ、GLUT1とGLUT2の発現が認められ、GLUT2は高濃度ブドウ糖の存在下に遺伝子、蛋白とも著明な発現の亢進を認めた。したがってGLUT2は膵β細胞でブドウ糖濃度を認識することにより、インスリン分泌に大きな役割を果たすと考えられ、この発現の低下が糖尿病の発症にかかわっている可能性が示唆された。遺伝的素因を大きな要因とする糖尿病の発症機構を明らかにする目的で、ラ氏島でのインスリン分泌と末梢組織でのインスリン依存性の糖の取り込みに重要な役割を演じている糖輸送担体(GT)の遺伝子発現について検討を行った。本年度は特に糖尿病ラットを用いて、血糖の恒常性維持に重要な肝臓ならびに筋肉におけるGT遺伝子の発現を検討した。現在までに糖輸送担体は複数個あり、一つのファミリ-を形成しており、ある程度組織特異的に発現していることが明らかにされている。肝臓ではGLUT2、筋肉ではGLUT4がそれぞれ主要なGTとして発現している。そこで、糖尿病ラットとして、高インスリン血症、肥満を伴うWistar fattyラットと低インスリン血症、やせを伴うストレプトゾシン(STZ)処置ラットを用いてGLUT2ならびにGLUT4の発現を検討した。Wistarfattyラットは5ならびに14週令のもの、STZラットは処置した3週令のものを用いた。その結果、肝におけるGLUT2遺伝子の発現は、Wistar fattyラットの5週令では対照のやせラットと差を認めなかったが、高血糖が顕著となった14週令では対照の2.6倍(P<0.001)と有意に上昇した。さらにSTZラットにおいてもGLUT2の発現は対照群の1.6倍(P<0.01)と有意の上昇を認めた。以上の結果より、肝におけるGLUT2遺伝子の発現は高血糖の進展とともに増大しており、これらのモデル動物において肝からの糖放出の亢進に寄与している可能性が示唆された。一方、筋におけるGLUT4遺伝子の発現は変化せず、両ラットの末梢での糖の取り込みの低下には関与していないと推定される。遺伝的素因を大きな要因とする糖尿病の発症機構を明らかにする目的で、ラ氏島でのインスリン分泌と末梢組織での糖代謝に重要な役割を演じている糖輸送担体(GLUT)の遺伝子発現について検討を行った。本年度は特に正常ラ氏島の糖輸送担体の発現について検討を加えた。

現在までに糖輸送担体は複数個あり、一つのファミリ-形成して、ある程度組織特異的に発現している。このうちGLUT2には肝臓以外にも膵`β細胞に存在していることが明らかにされ、グルコ-スによるインスリン分泌との関連が注目されている。さらに膵β細胞にはGLUT2以外にブドウ糖に対する親和性の高い糖輸送担体が存在する可能性も示唆されている。そこで正常Wistarラットの膵ラ氏島を単離し、現在知られているすべての糖輸送担体遺伝子の発現について検討を加えた。その結果ラ氏島にはGLUT2mRNAの著明な発現がみられ、それ以外にもGLUT1mRNAの発現が認められた。しかし、GLUT3,4,5mRNAの発現は認められなかった。さらに、ブドウ糖濃度を変化させてGLUT1、GLUT2の発現を検討すると高濃度ブドウ糖存在下ではGLUT2mRNAは著明に発現が亢進した。GLUT1mRNAも僅かではあるが発現の亢進が認められた。また蛋白レベルについても検討を加えたところ、高濃度ブドウ糖存在下にGLUT蛋白は増加した。したがって、ラ氏島の糖輸送担体としてはGLUT2のみならずGLUT1も発現して、とくにGLUT2はブドウ糖濃度の上昇によって増加することにより、ブドウ糖によるインスリン分泌と密接に関連する可能性が明らかになった。
英国における社会統合とマイノリティ教育―「コミュニティの結束」政策を中心に

本研究では、2000年代以降の英国労働党による社会統合政策の柱となる「コミュニティの結束」概念が公教育にもたらしたインパクト、また今後の同国の社会的統合の実現にいかなる可能性と影響力をもつのかという点をエスニック・マイノリティ教育の事例分析を通して検討した。本年は、主に1997年から2010年の同党政権下の教育政策と同概念の理論的背景となった現代コミュニタリアニズム思想と実際の政策の関係性をこれまでに実施したフィールド調査の結果と関連させ、整理、分析した。社会の多様化が進行する今日、従来の公教育の理念・あり方にも再検討が求められる。英国では、1980年代以降多文化主義教育に関する議論が繰り返されてきたが、2001年代に大規模な人種間暴動が発生し、その結果政府は再転換を迫られ、新たな人種政策の柱として「コミュニティの結束」概念を導入、推進した。これは、「社会資本」により分離を是正しようとする社会統合政策であり、公教育においても「コミュニティの結束」への貢献が義務化された。しかし、同政策では、国家への帰属に力点がおかれる点で、ナショナリズム的社会統合の概念への逆行ではないかという疑問が生ずる。また、文化的多様性と社会的結束の対立においては後者がより重要視されているが、多文化の共存にあたっては、両者が相互に補完し合うことが肝要である。人々が共有するべき「共通の価値」が誰の価値観を基として形成されているか、マイノリティのマジョリティへの「同化」とは如何に異なるのか、マイノリティ児童の教育の権利、平等の問題とも関連づけ、今後も引き続き検討する。2009年度は、前年度までにイギリスで実施した「コミュニティの結束」政策とトルコ系クルド人児童の教育に関するフィールド調査のデータ分析を中心に研究活動を進めた。調査は、主にロンドン、ハリンゲイ地区の小学校と同地域に位置するトルコ系クルド人コミュニティが開設する補習校において行ったものであるが、同期間中には、イングランドの教育省にあたる子ども・家庭・学校省のエスニック・マイノリティ政策担当官と「コミュニティの結束」政策担当官に対する聞き取りも行った。以上の調査を踏まえ、英国において多文化主義に替わる新たな人種政策の柱とされる「コミュニティの結束」概念に対する現時点での評価と教育政策における影響、ならびに、同国でも比較的新しいマイノリティ・グループとて近年注目されるトルコ系クルド人の教育の事例を分析し、国内外の学会等における口頭発表、論文の形で発表した。また、2009年9月末から10月初頭にかけて、英国コヴェントリー大学のInstitute of Community Cohesion、ならびにロンドンのImprovement and Development Agencyにおいて、「コミュニティの結束」政策を専門とする研究者、ならびに同政策の立案・策定に際して重要な役割を果たしたテッド・キャントル氏への聞き取り調査、大学図書館を中心とした文献収集を主としたフィールド調査を実施した。この調査により、本研究の対象となる政策における重要なアクター、ならびに同政策に関わる研究を行っている現地の研究者の見解を得ることができたことは研究を進める上で大きな成果であった。