hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
走査プ-ブ顕微鏡を用いてナノ加工した半導体表面での光電極反応

本研究は面構造が規定された半導体単結晶表面を基板とし、その表面を走査型プローブ顕微鏡システムを用いてnmスケールで加工する技術を開発するとともに表面構造による反応性の違いを観察し半導体の光電極反応を制御することを目的に行っている。本年度はAFM探針による半導体表面ナノ加工法について詳細に検討した。10mM H_2SO_4溶液中で、AFM探針を強い力(10nN)で走査を繰り返すことによってCaA表面を加工できることがわかった。表面加工は、50nmから数μmの範囲で行うことができた。電極電位が同じならば形成される構造の深さは、探針の走査速度には影響を受けず、探針の走査回数に依存し。p-GaAsについては開回路電位よりも電位が正の場合には、表面溶解反応で生じるアノード電流の増加に伴い、加工された構造の深さは深くなった。一方、開回路電位よりも電極電位がなり負であると探針走査を繰り返しても表面加工はほとんど起こらなかった。これは、表面がAFM探針走査によって単に機械的に削られるのではなく、AFM探針を繰り返した部分が反応の活性点になり、表面溶解反応が選択的に起こっていることを示している。また、開回路電位付近で表面加工が起こったのは、カンチレバ-のたわみを検出するレーザー光によって生じたカソード電流を補償するためにアノード電流が流れたためであろう。酸化膜で覆われている部分は、不働態化され、溶解反応が起こりにくくなっているが、探針走査によって表面の酸化膜が除去されると、基板のGaAs表面が出現するために、探針走査を繰り返した部分で選択的溶解が起こると考えられる。n-GaAs電極では表面溶解に関与するアノード電流は光電流であるため、AFM探針による表面加工が光照射に影響を受けた。外部からハロゲンランプによって、n-GaAs電極表面に光を照射するとAFM探針走査による表面加工がより負の電位で起こるようになった。表面加工が起こり始める電位は光電流が流れ始める電位とほぼ一致していた。また同電位では、電極表面に光を照射した時の方が形成される構造の深さは深くなった。これは、光照射によって生成された正孔によって、表面溶解反応が促進した結果であると考えられる。n型電極の場合もp型電極の場合と同様に、かなり負の電位領域では表面は加工されなかった。
AAAプロテアーゼFtsHによる細胞機能制御とFtsHの結晶構造

AAAプロテアーゼFtsHの構造と細胞機能制御について国際共同研究を行った。AAAファミリーATPaseのATP加水分解機構について、変異FtsHの解析と構造モデリングの結果に基づいて「分子間触媒モデル」を提唱し、証明してきた。このモデルにおいて、AAA ATPaseは6量体のオリゴマーを形成し、ATP結合ポケットは2つのサブユニットの境界領域に形成され、両サブユニットの保存された残基がATPの加水分解に重要な役割を演じる。このモデルはさらに、ATP加水分解に伴う構造変化がリング状FtsH ATPaseの中央の穴のサイズを制御するという可能性を示唆した。これは、基質タンパク質のプロテアーゼドメインへの移行反応がこの穴を通して起こり、ATP加水分解によって制御されるというモデルに分子基盤を与えるものである。FtsHのATPaseドメインの結晶化に成功したが、十分な回折データを得られなかった。熱ショック応答機構におけるFtsHおよびDnaKシャペロン系の役割について検討した結果、DnaKシャペロン系はσ^<32>に結合して活性を制御すること、FtsHプロテアーゼによるσ^<32>の分解において、DnaKシャペロンがσ32に直接作用して、FtsHによる分解を受けやすい構造に変化させる可能性が強く示唆された。温度感受性ftsH変異株を新たに2株分離し、これらの変異がすべてC末端側の領域に局在することを明らかにした。また、温度感受性ftsH変異株の新しい表現型としてミニFプラスミドの分配阻害を見いだした。λファージの溶菌・溶原化機構やコリシン寛容性などFtsHプロテアーゼの細胞機能についても研究した。枯草菌FtsHプロテアーゼの基質の一つが胞子形成タンパク質SpoVMであることを明らかにし、SpoVMが膜に作用して細胞増殖に阻害効果を持つことを明らかにした。FtsHATPaseの分子間触媒モデルを証明するため、さらに多数の変異体の活性を調べるとともに、同じAAAファミリーに属するNSF-D2の結晶構造を基にFtsH ATPaseの立体構造モデリングを行った。その結果、分子間触媒モデルはさらに支持され、しかもATP加水分解に伴う構造変化がリング状FtsH APTaseの中央の穴のサイズを制御するという可能性が示唆された。これは、この穴を通して起こる基質タンパク質のプロテアーゼドメインへの移行反応が、ATP加水分解によって制御されるという分子機構を示唆する。σ^<32>の分解におけるDnaKシャペロン系の役割について検討した結果、DnaKシャペロンがσ^<32>のRNAポリメラーゼへの結合を阻害することやFtsHプロテアーゼが局在する膜への移動に関わるという可能性は否定的で、DnaKシャペロンがσ^<32>に直接作用して、FtsHによる分解を受けやすい構造に変化させるという可能性が強く示唆されたが、これをin vitroで証明するには至っていない。FtsHプロテアーゼの基質の一つである枯草菌のSpoVMが膜に作用し、細胞増殖に阻害効果を持つことを明らかにした。温度感受性ftsH変異株を新たに2株分離し、これらの変異がC末端側の領域に局在することを明らかにした。これらの温度感受性がプロテアーゼドメインに変異を持つ不活性なFtsHと複合体を形成して活性型のプロテアーゼを形成することを示唆する結果を得た。5月に小椋と龍田がドイツ側の共同研究者を訪問し、FtsHによるσ^<32>の分解に関する共同研究を行い、9月には小椋がイギリス側の共同研究者を訪問し、枯草菌のFtsHに関する共同研究とFtsHの結晶化についての共同研究を行った。

イギリス側の共同研究者Wilkinson博士とCutting博士はそれぞれ2月と3月に熊本を訪問し、共同研究を行った。5月にイスラエル側共同研究者Oppenheimを招聘し、温度感受性ftsH変異株に関する共同研究を行い、8月には小椋がイギリス側の共同研究者を訪問し、枯草菌のFtsHに関する共同研究とFtsHの結晶化についての共同研究を行った。温度感受性ftsH変異株を新たに2株分離し、これらの変異がすべてC末端領域に局在することを明らかにした。また、温度感受性ftsH変異株の新しい表現型としてミニFプラスミドの分配阻害を見いだした。枯草菌FtsHプロテアーゼの基質の一つであるSpoVMが膜に作用し、細胞増殖に阻害効果を持つことを明らかにした。熱ショック応答機構におけるFtsHおよびDnaKシャペロン系の役割について検討し、FtsHプロテアーゼによるσ^<32>の分解において、DnaKシャペロンがσ^<32>に直接作用して、FtsHによる分解を受けやすい構造に変化させる可能性を強く示唆する結果を得た。AAAファミリーATPaseのATP加水分解機構について、変異FtsHの解析と構造モデリングの結果に基づいて「分子間触媒モデル」を提唱し、証明してきた。このモデルにおいて、AAA ATPaseは6量体のオリゴマーを形成し、ATP結合ポケットは2つのサブユニットの境界領域に形成され、両サブユニットの保存された残基がATPの加水分解に重要な役割を演じる。このモデルはさらに、ATP加水分解に伴う構造変化がリング状FtsH ATPaseの中央の穴のサイズを制御するという可能性を示唆した。これは、基質タンパク質のプロテアーゼドメインへの移行反応がこの穴を通して起こり、ATP加水分解によって制御されるというモデルに分子基盤を与えるものである。
同一価値労働同一賃金に特有な職務評価の発展と普及の研究

本研究の目的は「同一価値労働同一賃金」原則に特有な職務評価の手法と位置づけがどのようにして発展したのか、そして現在、これが欧州諸国でなぜ普及することになったのか、の2点について、明らかにすることであった。本研究年度は、第1の、ILO100号条約の特徴ある第3条の規定は米国政府労働省女性局の主導であったが、その主張の背景と理由は何か、との問を主要な解明目標とした。そのため、既存の文献資料およびデジタル化資料の読み込みを行った。また米国ワシントンDCに出張して、公文書館および議会図書館を訪問して、当時の米国労働省の原文書を調査した。想定していたよりも文書量が多く、また閲覧手続きが煩瑣になっていて、おもな原文書の閲覧でさえ数ヶ月はかかると予測されて、原文書資料調査は断念した。かわって、これまで読解し分析した文献資料とデジタル資料によって、ア)日本語論文を執筆し公刊して、米国政府労働省女性局の主張の背景と理由をあきらかにした。また、イ)学会発表用日本語論文を執筆して、「同一価値労働同一賃金」原則に特有な職務評価の手法と位置づけがどのようにして発展したのか、そして現在、これが欧州諸国でなぜ普及することになったのか、についての仮説をあきらかにした。学会発表は2019年5月の予定である。またア)とイ)は、2019年度に英語で執筆する論文の準備と位置づけている。ワシントンDCでの原文書資料の調査は断念したが、それにかわる調査の方法を思いついた。そのためには、英語論文の公刊が必要であるが、その準備のための日本語論文の公刊と学会発表論文の執筆が予想以上にはかどったため、米国学会での論文発表と学会誌での公刊の展望が開けた。ジュネーブでのILO本部図書館の保存原文書の閲覧調査、および米国ボストンでのエリザベスの文書資料調査を予定している。また、米国学会での英語論文発表と学会誌での英語論文公刊をめざす。この英語論文を活用して、既存研究のなるべく多くの発表者(引退者を含む)に連絡し、発表者がかつて収集し既存研究で活用済みの原文書資料の閲覧を依頼する。こうした原文書資料は、私の研究に必要な文書資料に近接するものであり、私の研究にとって有益なものがあるであろう。私の依頼に数人の研究者が応じてくれるならば、それは重要な文書資料の入手となるであろう。文書資料調査のため米国とジュネーブに出張の予定であったが、米国だけの出張にとどめたため、出張旅費があまった。2019年度は両方に出張予定のため、使用する予定である。
アフリカ牧畜民の社会変容に関する文化地理学的研究

本研究は、ボツワナのサン・カラハリ族、ナイジェリアのフラニ族、ケニアのソマリ族の三つの牧畜社会を対象にして、1980年代の定住化政策に対する社会経済的対応の地域的差異とその要因を明らかにするものである。その結果、ひずれの社会においても、中心集落を拠点にして放牧集団のみが遊動する半定住生活に移行していることが明らかになった。しかし,家畜の商品的価値は、その需要地である都市との距離で異なってくるので,都市に近接して居住するフラニとソマリで盛んな乳や乳製品の販売は、サン・カラハリではみられなかった。その一方で,自らが所有する家畜を他の集団の群れにあずける関係は、サン・カラハリのみに発達していた。つまり、家畜の商品化と家畜をめぐる社会的ネットワークの希薄化には相関関係があると考えられる。しかし,フラニとソマリでも,都市居住者が家畜を所有して村で飼養させる企業家的側面のみられる所もある。
筋萎縮性側索硬化症の分子病態機序に関する研究

筋萎縮性側索硬化症(ALS)は脳および脊髄の運動ニューロンが進行性に脱落し、全身の骨格筋が麻痺する変性疾患でその有効な治療法が切望されている。培養脊髄ニューロンをGlu+PDC、もしくはNOC18に曝露すると、運動ニューロンが選択的に細胞死に陥った。このときGluまたはNOC18を曝露する24時間前より培地中に17βエストラジオール、またはその光学異性体である17αエストラジオールを加えておくと、運動ニューロン死が抑制された。この保護効果はエストロゲン受容体の拮抗阻害薬であるICI182780で抑制されず、受容体を介さない作用であることが示唆された。さらに、還元型グルタチオンを同時投与すると、単独では保護効果を示さない濃度の17αエストラジオールで保護効果が認められた。本研究で興味深いのは、100nMの17αエストラジオールが運動ニューロン死に対して効果があったことである。17αエストラジオールは内分泌的には不活性で、副作用は生じにくいと考えられ、また、100nMという濃度は妊娠女性の血中エストログン濃度の2倍程度である。今後17αエストラジオールあるいはその誘導体の単独、もしくはグルタチオンなどとの併用投与などのかたちでALSの治療を開発し得る可能性が示唆された。また、cyclic GMPアナログが非運動ニューロンに加えて、運動ニューロンに対しても酸化ストレスによる細胞死を保護することを示した。cyclic GMPによる神経保護効果がPKGの活性化を経ており、蛋白合成を介したものであることを示した。このサイクリックGMP-PKGカスケードに関与する保護機序を明らかにすることによって筋萎縮性側索硬化症における治療の可能性が広がるものと期待される。近年家族性筋萎縮性側索硬化症(FALS)の原因遺伝子としてCu/Zn superoxide dismutase(SOD-1)が同定されたが、その病態機序については依然不明である。一方患者組織やtransgenic moseを用いた検討で、細胞内封入体の出現等グリア細胞に比較的早期より変化がみられ、グリア細胞の機能異常がその病態生理に関与する可能性が指摘されている。今回我々は培養グリア細胞におけるFALS関連変異SOD-1の効果について検討を行った。健常人白血球total RNAよりRT-PCR法にて、全長を含んだヒト野生型SOD-1のcDNAを分離し、変異導入法にて既存の2つの変異体(A4V、G85R)を作製した。シークエンスにて確認後、野生型及びA4V、G85R、SOD-1を発現ベクターに組み込み、リポフェクチン法にて培養グリア細胞(C6細胞)に導入した。発現の確認のため、SOD-1の3末端にFLAGエピトープを組み込み、抗FLAG抗体を用いたウエスタンブロット法にて検討した。さらに発現ベクターに組み込まれたネオマイシン耐性遺伝子を利用して持続導入株の選択をおこなった。過酸化水素や一酸化窒素放出剤の負荷、細胞内グルタチオンの除去等の酸化ストレスに対する抵抗性には、野生株導入細胞と変異SOD-1導入細胞には有意の差はみられなかった。一方、導入グリア細胞より調整したconditioned mediaの神経系細胞株(SHSY5Y)への増殖刺激効果は、変異導入細胞にて低い傾向が観察された。以上の結果からは、変異SOD-1はグリア細胞に明らかな毒性を示さないが、増殖因子の産生等グリア細胞の機能変化をもたらす可能性が示唆された。筋萎縮性側索硬化症(ALS)に対する有効な治療法が切望されている。本研究では、ラット脊髄初代培養系を用いてホスホジエステラーゼ(PDE)阻害剤の運動ニューロン保護効果を解析し、ALSに対する新たな治療法の可能性について検討した。

我々は、すでにcGMPアナログが急性ラジカル毒性から運動ニューロンを保護することを見出していたが、今回、PDE阻害剤であるアミノフィリンまたはジピリダモール投与で細胞内のcGMP濃度を持続的に上昇させることにより、低濃度(30μM)のグルタミン酸とグルタミン酸トランスポーター阻害薬を24時間曝露することにより選択的運動ニューロン死をきたす慢性グルタミン酸毒性からも運動ニューロンを保護することができた。PDEには多数のアイソザイムが存在し、一大スーパーファミリーを形成している。現在知られているだけでPDE111のファミリーが存在する。各ファミリーに1から数個の遺伝子が存在し、そのそれぞれについて複数のsplice variantが存在する。このうち、cGMPを分解するのはPDE1,2,5,6,9,10,11の7つのファミリーである。アミノフィリンは非選択的なPDE阻害剤であるが、ジピリダモールはPDE5,6,7,8,10,11の選択的阻害剤である。これらのうち、PDE6は網膜に特異的に発現する酵素でありPDE7,8はcAMP特異的な酵素であることから、運動ニューロン保護効果にはPDE5,10,11もしくは未同定の(新規の)アイソザイムが関与していることが示唆される。今後、このアイソザイム、さらにはsplice variantを決定し、これに特異的な阻害剤を開発することで、ALSに対する新しい治療法につながることが期待される。
ポジトロン核種^<18>F標識生理活性ヌクレオシドの開発

ポジトロン断層法による腫瘍の核酸代謝診断用のトレ-サであるFー18標識した2'ーdeoxyー5ーfluorouridine(FdUrd)の代謝動態を、腫瘍移植マウスとヒト血漿について調べた。分解は極めて速く、主異化物のaー〔^<18>F〕fluoroーbーalanine(FBAL)は、血漿中のほかに、腫瘍組織内にも核酸代謝によるFdUrdの活性化代謝物とともに存在することが明かになった。しかし、これら血漿中異化物の腫瘍への集積に対する寄与を検討したところ、10ー20%と推察された。PETによる脳腫瘍診断においては、正常脳を対照部分位とすることにより、核酸代謝の定量的診断の可能性が示唆された。新規薬剤として、^<75>As(^3He,3n)^<75>Brの核反応にて得た、ポジトロン核種Brー75アニオンとdeoxyuridineあるいはuracilを、chloramineーT法にて反応させ、5ー〔^<75>Br〕bromoー2^'ーdeoxyuridine(BrdUrd)と5ー〔^<75>Br〕bromouracil(BUra)を単離した。腫瘍移植ラットにおいて、どちらも時間ととに腫瘍に集積し、BrdUrdの集積はBrUraの2倍と高かった。生体内での脱臭素化が示唆とれたものの、腫瘍ほの集積は、DNA合成能に基づくものと推察された。そのほかFー18標識化合物として、〔^<18>F〕AcOFあるいは〔18^F〕F_2により5ー〔^<18>F〕fluoroー2',3'ーisopropylideneー5'ーOー(4ーNーacetamideー2,4ーdideoxyー3,6,7,8ーtetraーOーacetylー1ーmethoxycarbonylーDーglyceroーaーgalactoーoctaーpyranosyl)uridineを得た。この化合物は免疫調整作用を持つとされているが、動物実験には至らなかった。また、AcOF法やフッ素アニオンによるadeninosineおよびguanosineの標識効率は極めた低く、実用的ではなかった。ポジトロン断層法による腫瘍診断用のトレ-サとしてこれまで我々が開発してきたF-18標識で-deoxy-5-flurouridine(^<18>FdUrd)の、癌患者における代謝を明かにした。^<18>FdUrd投与後1時間までの血漿中の代謝物をHPCLにより分析した。代謝分解速度は極めて早く、初期にはfluorourail,次いで5,6-dihydroxyfluouraci,更にα-fluoro-β-alanine等の割合が急速に増加した。また、代謝速度に個人差や、投与量依存性が示唆された。血漿中の代謝デ-タを考慮して、ポジトロン断層法により測定した脳腫瘍への^<18>FdUrdの集積をPatlak解析したところ、トレ-サの不可逆的集積が明らかになった。以下の基礎実験の結果と合わせて考えると、^<18>FdUrdによる診断法は、癌組織の核酸代謝の違いを定量的に判断する新しい診断法となることが明らかになった。

^<18>FdUrdの腫瘍への集積の意義を、5種の実験腫瘍を移植したラットとマウスを用いて検討した。^<18>FdUrdと増殖能の指標として^3H-Thymidineを同時投与して腫瘍への集積を比較した。両者の集積に必ずしも相関性は認められなかったが、Lewis Lung carcinomaの転移癌モデルと原発性癌モデルでは、両トレ-サともに転移癌に有意に高く摂取された。また、腫瘍組織内での^<18>FdUrdの代謝産物としてはfluorouracil、FdUMP-Thymidylate synthetase複合体のほかに、5-fluorouridine,FUMP,di-,trinucleotidesおよびRNAが認められた。血漿中の代謝物は、ヒトでの分析結果とほぼ同様であった。主要代謝物のα-fluoro-β-alanineの腫瘍への集積の寄与を、^3H-β-alanineの集積で評価したところ、^<18>FdUrdに対して最大で10%程度と見積もられた。主要設備のフラクションコレクタ-およびカラム類は、ヒト血漿および実験腫瘍等での代謝物の分析に使用された。新規標識化合物としてadenosineおよびguanosineの^<18>F-acetylhypofluoriteによる標識化等を検討中である。ポジトロン断層法による腫瘍の核酸代謝診断用のトレ-サであるFー18標識した2'ーdeoxyー5ーfluorouridine(FdUrd)は、ヒトおよびマウスともに投与後極めて速く分解し、血漿中に主異化物としてαー[ ^<18>F]fluoroーβーalanine(FBAL)が現れ、PET解析に大きな影響を与えた(昨年度報告)。PETによる脳腫瘍診断において、FdUrd投与後の腫瘍へのFー18集積に対する血漿FBALとその他の異化物の寄与を検討したところ、腫瘍への集積放射能の10ー20%と推察され、正常脳を対照部位とすることにより腫瘍内に存在する異化物の割合を評価できそうであることが判明した。Fー18標識化合物としてその他に、[ ^<18>F]AcOFあるいは[18^F]F_2により5ー[ ^<18>F]fluoroー2',3',isopropylideneー5'ーOー(4ーNーacetamideー2,4ーdideoxyー3,6,7,8ーtetraーOーacetylー1ーmethoxycarbonylーDーglyceroーaーgalactoーoctaーpyranosyl)uridineを得た。この化合物は免疫調整作用を持つとされているが、動物実験には至らなかった。また、AcOF法やフッ素アニオンによるadeninosineおよびguanosineの標識効率は極めた低く、実用的ではなかった。ポジトロン核種Brー75(半減期98分)をサイクロトロンによる核反応^<75>As( ^3He,3n)^<75>Brにて得た。Brアニオンとdeoxyuridineあるいはuracilを、chloramineーT法にて反応させ、HPLCにより分離し、5ー[ ^<75>Br]bromoー2'ーdeoxyuridine(BrdUrd)あるいは5ー[ ^<75>Br]bromouracil(BUra)を単離した。腫瘍移植ラットで体内分布を調べたところ、どちらも時間とともに腫瘍に集積し、BrdUrdの集積はBrUraの2倍と高かった。
マンガン(III), (IV)多核錯体の合成と物性

多核マンガン錯体の形成を可能にする配位子として,次の様な型の有機配位子を合成した.1.アルコール酸素を架橋基として含むもの, 2.フェノール酸素を架橋基として含むもの, 3.チオール硫黄を架橋基として含むもの, 4.架橋基を持たないもの等である.これらの配位子をマンカン塩と反応させて種々のマンガン錯体を得た.1.の場合元素分析やX線結晶解析を行った所,配位個のアルコール酸素,メタノール(溶媒)の酸素,酢酸イオンが2個のMnを架橋しさらにメタノールと過塩素酸イオンが配位した特異な二核構造を持つMn(III, III)二核錯体であることがわかった.これらのMnイオン間には反強磁性的相互作用が働き,光化学系IIに特有なESRシグナルは観測されなかった.電気化学的酸化を行うことによりMn(III,IV)やMn(IV, IV)状態をつくろうとしたが,錯体の酸化還元挙動は可逆的ではなかった.2.では配位子のフェノール酸素, 2つのカルボキシル基が架橋したMn(II, II)及びMn(II, III)二核錯体が得られた.後者についてはX線結晶解析,電子スペクトルの結果よりクラスIの混合原子価錯体であることがわかった.これについてもESRシグナルを観測することはできなかった.この他に2.の型のシッフ塩基配位子を用いてMn(II, II), Mn(II, III), Mn(III, III)と考えられる二核錯体を得ており,現在その物性と構造を調べている.3.ではMn(II)の二核及び三核錯体が,そして4.ではMn(II)の二核錯体が得られたが,それらの構造を明らかにする必要があり,現在単結晶を作成中である.その他,光化学系IIへENDOR法を適用するための基礎的データとしてμ-オキソ架橋Mn(III)-Mn(IV)錯体や単核Mn(II)錯体についてENDOR測定を行った.これらの成果を基に今後はMn(IV)錯体の方に力点を置いて行こうと考えている.多核マンガン錯体の形成を可能にする配位子として,次の様な型の有機配位子を合成した.1.アルコール酸素を架橋基として含むもの, 2.フェノール酸素を架橋基として含むもの, 3.チオール硫黄を架橋基として含むもの, 4.架橋基を持たないもの等である.これらの配位子をマンカン塩と反応させて種々のマンガン錯体を得た.1.の場合元素分析やX線結晶解析を行った所,配位個のアルコール酸素,メタノール(溶媒)の酸素,酢酸イオンが2個のMnを架橋しさらにメタノールと過塩素酸イオンが配位した特異な二核構造を持つMn(III, III)二核錯体であることがわかった.これらのMnイオン間には反強磁性的相互作用が働き,光化学系IIに特有なESRシグナルは観測されなかった.電気化学的酸化を行うことによりMn(III,IV)やMn(IV, IV)状態をつくろうとしたが,錯体の酸化還元挙動は可逆的ではなかった.2.では配位子のフェノール酸素, 2つのカルボキシル基が架橋したMn(II, II)及びMn(II, III)二核錯体が得られた.後者についてはX線結晶解析,電子スペクトルの結果よりクラスIの混合原子価錯体であることがわかった.これについてもESRシグナルを観測することはできなかった.この他に2.の型のシッフ塩基配位子を用いてMn(II, II), Mn(II, III), Mn(III, III)と考えられる二核錯体を得ており,現在その物性と構造を調べている.3.ではMn(II)の二核及び三核錯体が,そして4.ではMn(II)の二核錯体が得られたが,それらの構造を明らかにする必要があり,現在単結晶を作成中である.その他,光化学系IIへENDOR法を適用するための基礎的データとしてμ-オキソ架橋Mn(III)-Mn(IV)錯体や単核Mn(II)錯体についてENDOR測定を行った.これらの成果を基に今後はMn(IV)錯体の方に力点を置いて行こうと考えている.
摂食抑制ペプチドのネスファチンの動脈保護薬としての可能性

平成28年度と平成29年度の実験で、1nesfatin-1を持続投与した野生型マウスでは大腿動脈のワイヤー傷害後の新生内膜過形成が抑制されること、2培養のヒト血管内皮細胞をnesfatin-1で刺激するとAMP-activated kinase(AMPK)のリン酸化が増加して一酸化窒素の産生が促進されること、3培養のヒト動脈平滑筋細胞をnesfatin-1で刺激するとAMPKのリン酸化を増加させるが増殖因子誘発性細胞増殖には影響を及ぼさないことを発見した。平成30年度はnesfatin-1トランスジェニックマウスを用いた動物実験を行った。動脈リモデリングモデルは、マウスの大腿動脈にガイドワイヤーを挿入して血管内皮細胞と血管平滑筋細胞を傷害することで作成した。Nesfatin-1トランスジェニックマウスではコントロールマウスと比較して、ワイヤー挿入によって惹起される新生内膜の過形成が有意に抑制されていた。さらにnesfatin-1トランスジェニックマウスでは、新生内膜形成部位の細胞増殖が抑制されており、細胞増殖数と新生内膜面積の間には負の相関が認められた。摂食抑制ホルモンとして同定されたnesfatin-1は心血管系にも作用することが報告されていたが、動脈疾患に対する影響は解明されていなかった。本研究からnesfatin-1が末梢動脈のリモデリングを抑制することが明らかとなった。さらに、nesfatin-1は血管内皮細胞と血管平滑筋細胞に直接作用し、AMPKのリン酸化を増加させることが明らかとなった。これらの研究結果はnesfatin-1が動脈保護的に作用する可能性を示しており、動脈疾患の新たなる治療薬開発につながることが期待される。我々は先行研究でnesfatin-1トランスジェニックマウスでは、動脈傷害後のリモデリング抑制されることを発見した。この機序を解明するために、血管内皮細胞と血管平滑筋細胞を用いた細胞実験を行った。1血管平滑筋細胞に対するnesfatin-1の効果2血管内皮細胞に対するnesfatin-1の効果Nesfatin-1が血管平滑筋の細胞増殖を直接抑制しなかったことから、血管内皮細胞を用いた実験を行った。血管内皮細胞由来の一酸化窒素(NO)は強力に動脈リモデリングを抑制することが報告されている。ヒト臍帯静脈内皮細胞をnesfatin-1で刺激してNO産生を調べた。NO産生は蛍光Griess法で培地中の安定な代謝産物NO2とNO3を測定することで評価した。Nesfatin-1は0.01、0.1、1、10nMと投与量の増加に一致してNO産生を増加させ、10nMでは約3倍の増加であった。このことからnesfatin-1は血管内皮細胞に作用し、NO産生を増加させることで動脈リモデリングを抑制する機序が示唆された。平成28年度の細胞実験から、nesfatin-1が血管内皮細胞においてNO産生を亢進させることが明らかとなった。一方で、nesfatin-1による直接の血管平滑筋細胞の増殖抑制効果は認められなかった。これら結果を足掛かりとして、平成29年度に予定している動物を用いた研究につなげることが出来る。1動物モデルにおけるnesfatin-1の動脈リモデリング抑制作用生後10週齢のオスのC57BL6マウスに生理食塩液もしくはnesfatin-1 (2mg/kg/日)を浸透圧ポンプで持続皮下投与し、大腿動脈にガイドワイヤーを挿入して動脈リモデリングを誘発した。モデル作成から25日後に大腿動脈を摘出して組織学的変化を評価した。Nesfatin-1の投与によって食餌摂取量が低下し、体重増加の抑制傾向が認められた。脈拍、血圧、血糖値、脂質には差が見られなかった。Nesfatin-1の投与は、傷害動脈の新生内膜面積を有意に低下させたが(約30%抑制)、中膜面積と動脈外径を変化させなかった。この結果はnesfatin-1が中膜菲薄化や動脈瘤化など望ましくない動脈の変化を惹起することなくリモデリングを抑制したことを示している。ヒト臍帯静脈内皮細胞をnesfatin-1 (100 nmol/l)で刺激し、NO産生に関与する分子のリン酸化を評価した。Nesfatin-1はAMPKのリン酸化を増加させたが、Akt・ERK1/2のリン酸化には影響を及ぼさなかった。AMPKが血管内皮型NO産生酵素を活性化させることが報告されており、AMPKがnesfatin-1の作用を伝達する分子として作用していることが示唆された。平成29年度の実験から、nesfatin-1が動物モデルにおいて動脈リモデリングを抑制することが明らかとなった。また、その作用には血管内皮細胞におけるAMPKが関与している可能性が示された。平成28年度は細胞実験、平成29年度には動物実験と細胞実験を行い、nesfatin-1の動脈への作用とその機序を示す結果が得られている。平成28年度と平成29年度の実験で、1nesfatin-1を持続投与した野生型マウスでは大腿動脈のワイヤー傷害後の新生内膜過形成が抑制されること、2培養のヒト血管内皮細胞をnesfatin-1で刺激するとAMP-activated kinase(AMPK)のリン酸化が増加して一酸化窒素の産生が促進されること、3培養のヒト

動脈平滑筋細胞をnesfatin-1で刺激するとAMPKのリン酸化を増加させるが増殖因子誘発性細胞増殖には影響を及ぼさないことを発見した。平成30年度はnesfatin-1トランスジェニックマウスを用いた動物実験を行った。動脈リモデリングモデルは、マウスの大腿動脈にガイドワイヤーを挿入して血管内皮細胞と血管平滑筋細胞を傷害することで作成した。Nesfatin-1トランスジェニックマウスではコントロールマウスと比較して、ワイヤー挿入によって惹起される新生内膜の過形成が有意に抑制されていた。さらにnesfatin-1トランスジェニックマウスでは、新生内膜形成部位の細胞増殖が抑制されており、細胞増殖数と新生内膜面積の間には負の相関が認められた。摂食抑制ホルモンとして同定されたnesfatin-1は心血管系にも作用することが報告されていたが、動脈疾患に対する影響は解明されていなかった。本研究からnesfatin-1が末梢動脈のリモデリングを抑制することが明らかとなった。さらに、nesfatin-1は血管内皮細胞と血管平滑筋細胞に直接作用し、AMPKのリン酸化を増加させることが明らかとなった。これらの研究結果はnesfatin-1が動脈保護的に作用する可能性を示しており、動脈疾患の新たなる治療薬開発につながることが期待される。平成28年度の細胞実験でnesfatin-1の血管内皮細胞への作用が明らかとなった。平成29年度の実験では動脈リモデリングの動物モデルを作成し、nesfatin-1を投与する。細胞実験の結果が生体内でも発揮され、nesfatin-1が動脈リモデリングを抑制することが出来るかを明らかにする予定である。平成28年度と平成29年度を足掛かりとして、平成30年度には(a)動物モデルで平成29年度よりも低用量と高用量のnesfatin-1の作用を評価する実験、(b)動物モデルで血管局所におけるAMPKリン酸化を評価する実験を行う予定である。また、平成29年度までの研究結果を、2018年5月25日の第61回日本糖尿病学会年次学術集会と2018年6月24日の第78回アメリカ糖尿病学会年次学術集会で発表予定である。平成28年度に予定していた実験が全て終了せず、一部の実験を平成29年度にも行うため繰り越しが生じた。平成29年度の実験が予定よりも若干早く終了したため次年度使用額が生じた。次年度使用額は平成30年度の助成金と合わせて、計画している実験を行うために使用する。ヒト臍帯静脈内皮細胞の細胞生存性に対するnesfatin-1の効果を調べる細胞実験に使用する。
バーチャルモアリングによる海洋環境計測システムの開発研究

近年全地球規模における環境変化の予測、環境保全に関する研究がますます盛んになってきている。これらの研究を行うためには地球環境に大きな影響を及ぼす海洋の時間的・空間的な観測データが必要であり、係留ブイシステムを利用した観測が行われてきた。しかし、空間的なデータを得るためには、数多くの係留ラインとセンサーが必要であり、莫大な設置コストが必要となる。また、設置海域によっては漁船の曳航網等によって係留ラインが切断され、データの回収が不能になる場合もある。そこで、本研究では、係留ラインを用いることなく、定められた範囲内に留まる(バーチャルモアリング)ことで空間的な海洋環境計測が可能な高機能自律型海中ビークルの開発を目指す。初年度はまず水中ビークルによるバーチャルモアリングシステムの計測アルゴリズムを検討し、水中ビークルに要求される仕様を決定した。また、CFDによりビークル形状を検討するとともに、小型モデルを製作し、流体力計測を行い、得られた流体力係数を用いて運動計算シミュレーターを作成した。次年度は、センサー・データ記録装置を搭載した模型によるグライディング試験を水槽で行い、シミュレーターの精度が良好であることを確認した。さらに、ビークルに内蔵した重錘を移動することにより、安定した運動制御が可能であることをシミュレーションにより確認のうえ、制御アルゴリズム検証用水中ビークル模型"LUNA"を製作し、動作確認を水槽で行った。最終年度は異なるタイプのアクチュエーターを製作し、シミュレーション・水槽試験を実施し、重心の移動によりグライディング中の円盤型ビークルの針路制御が可能であることを示した。以上により、円盤型海中グライダーを用いたバーチャルモアリングシステムが海洋環境計測に有効に利用できることがわかった。そこで、本研究では、係留ラインを用いることなく、定められた範囲内に留まる(バーチャルモアリング)ことで空間的な海洋環境計測が可能な高機能自律型海中浮遊ブイ(ビークル)の開発を目指す。本年度はまず水中ビークルによるバーチャルモアリングシステムの計測アルゴリズムを検討し、水中ビークルに要求される仕様を決定した。また、ビークルのグライディング性能と機器搭載容量を満足する形状について検討を加え、CFDによりビークルに加わる抵抗、ビークルが発生する揚力等を計算し、水中ビークルの形状を決定した。次に計算結果を検証する為に小型モデルを製作し、静的流体力(抵抗、揚力等)計測、強制動揺装置を用いた動的流体力(付加質量等)計測を行った。さらに得られた流体力係数を用いて運動計算シミュレーターを作成した。ビークルの連動制御については、重心の移動による方法を検討し、シミュレーター、模型実験によりグライディングの安定性を検証した。さらにビークルは浮力を調整して潜航、浮上を行うので、浮心の移動による連動制御についても検討中である。

そこで、本研究では、係留ラインを用いることなく、定められた範囲内に留まる(バーチャルモアリング)ことで空間的な海洋環境計測が可能な高機能自律型海中浮遊ブイ(ビークル)の開発を目指す。本年度は、まず、センサー・データ記録装置を搭載した模型によるグライディング試験を水槽で行い、昨年度構築したビークル運動シミュレーターの精度が良好であることを確認した。次に、ビークルに内蔵した重錘を移動することにより、安定した運動制御が可能であることをシミュレーションにより確認した。また、潮流中でのグライディング性能を検討する為のシミュレーションを行い、ビークルによるバーチャルモアリングが可能であることを確認した。最後にアクチュエーター、センサー、コミュニケーション装置を搭載したビークル模型"LUNA"を製作し、動作確認を水槽で行った。近年全地球規模における環境変化の予測、環境保全に関する研究がますます盛んになってきている。これらの研究を行うためには地球環境に大きな影響を及ぼす海洋の時間的・空間的な観測データが必要であり、係雷ブイシステムを利用した観測が行われてきた。しかし、空間的なデータを得るためには、数多くの係留ラインとセンサーが必要であり、莫大な設置コストボ必要となる。また、設置海域によっては漁船の曳航網等によって係留ラインが切断され、データの回収が不能になる場合もある。そこで、本研究では、係留ラインを用いることなく、定められた範囲内に留まる(バーチャルモアリング)ことで空間的な海洋環境計測が可能な高機能自律型海中ビークルの開発を目指す。本年度はまず、回転型の重心移動装置を製作を行った。次に、前年度製作したビークル模型について、グライディング中の針路制御シミュレーションを行い、x-y台車型の重心移動装置と回転型の重心移動装置の性能比較を行った。シミュレーション結果より、回転型の重心移動装置の優れた性能を見出すことができた。最後にぐ模型ビークルに設計したコントローラーを実装し、水槽試験を実施した。水槽試験、シミュレーションにより、円盤型水中グライダーによりバーチャルモアリングを可能とできることがわかった。
尿中オステオポンチン糖鎖変異と関連糖転移酵素による尿路結石症診断・再発予測法

尿路結石症は生活習慣病の一疾患であり、罹患数が大変多く再発率の高い疾患であるが、尿路結石症の成因の究明と再発予防法の確立はされていない。今回、尿路結石の形成過程に必要なオステオポンチンという糖蛋白質に着目し、オステオポンチンの糖鎖の機能と尿路結石形成との関連を調査する。オステオポンチン糖鎖変異が尿路結石形成過程にどのように関連しているのかを調べ、尿路結石診断、再発予測法の確立を目標としている。
口腔内モデルによるActinomycesの活性および定着機構とフッ化物の作用

Actinomycesは歯根面に対する齲飾誘発性ならびに歯齦炎の主たる病原菌として、これまで多くの研究が報告されてきた。本研究の第1の目的は、Actinomycesのこれらの疾患に対する病原性の抑制手段の観点から、口腔内モデルを用いた本菌の糖質代謝におよぼすフッ化物の作用とpH変化の影響を検討することとした。本研究に供試したA.viscosusは、口腔内モデルを想定した連続培養法により培養し、フッ化物の作用を調べるためにNaFにて培地中【F^-】濃度を0500ppmに調製した。さらにpHの影響を検討するためにPPBにて培地中pHを5.08.0に設定した。また、解糖活性測定の反応槽内でも培地中と同様の【F^-】濃度およびpH変化の条件を設定した。この結果、NaF添加後のA.viscosusの解糖活性は、50ppm【F^-】まではフッ化物耐性を示したが、これ以上の濃度では【F^-】濃度に依存した活性の低下を示した。これはFermentation productsのAcetateおよびFormateとLactateの構成比率に関連し、【F^-】濃度の上昇につれてLactateの割合が高くなることから、【F^-】による解糖経路の変化が示唆された。pHの変化と解糖活性については、pH7.07.5で最も高い活性を示し、pH5.0では30%前後まで低下した。フッ化物の添加はさらにこの傾向を強めpH低下と【F^-】濃度の相乗的な解糖活性の抑制効果が明らかとなった(歯科基礎医学会,71,1986)。しかしながらA.viscosusはNaF添加培地での長期間培養により、解糖活性の回復現象も観察されることから(歯科基礎医学会,72,1986)、解糖代謝中間体の測定による代謝経路の変化の解明が必要である。次に口腔内モデルにおけるA.viscosusによるenamelおよびcementumの脱灰状況の観察をレプリカ法を用いて行った。cementumに対する脱灰性の強さは、enamelに比較して明確であったが、定量・定性的なデータを得るまでには至っていない。今後さらに実験条件を検討し、本菌のcolonizationの状態も含めた脱灰現象を解明するつもりである。
小学校の特性を活用した図工科学習モデルの構築

本研究は、特別活動などの教科以外の機会も視野に入れて、発展的な図画工作科における授業の可能性とその意義について考察した。小学校の特性として、1校外学習や学校行事が多い、2一人の教師が複数の授業を担当、36学年にわたる集団生活、の3点に注目し、図工科を校外学習、異学年交流、環境、地域性に関連づけて、モデル例を実践的に検証した。人数的にも内容的にも小学校独自の多彩な造形活動が可能である。造形表現が児童を柔軟に結びつける意義は大きく、小学校には図工科を核とした造形活動の充実が不可欠である。本年度は、小学校2年生と4年生の工作の内容と、6年生の平面表現を取り上げ検討した。1.低・中学年の工作に関しては、現行の学習指導要領で、これまでの「つくりたいものをつくる」から「工作」に変わったことを受け、小学校の特性を中学校美術とは異なる図画工作という教科内容から捉え、実践的にその意義について考察した。また、中学校技術・家庭科の技術分野と関連する教科であることに配慮し、技術科の内容を視野に入れて、弘前大学技術教育講座木材加工の教員も加わり共同研究をした。その研究成果は、「図画工作科における木工作題材の検討と課題」にまとめられた。2.4年生の工作の授業実践の題材「わたしたちのめざすかたちに小さな大工さん」は、昨年の4年生の題材「ようこそ、わたしたちのまちへ」と連携している題材である。そこで、この二つの題材がどちらも地域のねぷた祭りと関連づけられていることから、小学校の特性を地域性という観点から捉えて考察した。その成果は、「地域性を取り入れた図工授業の実践ー題材『ようこそ、わたしたちのまちへ』を通してー」と、「図画工作科における地域性を視野に入れた教材化ーねぷたの灯籠製作をめぐってー」にまとめられた。3.6年生の平面表現は「奥行き」に注目した絵の題材で、小学校高学年の「共通事項」を検討した内容である。本題材は、小学校の6年生の描写力を確認することができる授業実践で、6年生117名分の絵を分析した。その内容は「小学校高学年の造形的特徴『奥行き』に関する一考察」で展開された。本研究では、図画工作科の内容を教科として捉えつつも、閉ざされた教室の中での授業ではなく、空間的にも人数的にも多様に実施される特別活動などの教科以外の機会も視野に入れて、発展的な図画工作科における授業の可能性とその意義について考究した。低・中・高学年とそれぞれの学年を対象とし、学校行事、校外学習などの特別活動と図画工作科との関連や、造形遊び、絵や立体、工作、鑑賞などの学習内容に言及し、授業形態については、個人、班活動、クラス全体の共同製作、学年単位、異学年合同の活動、学級から地域への合流と、多様な人数で実施された造形活動を広く取り上げ検証した。3年目の最終年度には、これまでの研究の総括として、小学校では児童が6年間、集団で学校生活を送ることに焦点をあて、「小学校における集団がもたらす造形活動ー学校行事と図工科の表現を比較してー」と題して考究した。そして、3年間の研究内容を、第1章「校外学習と図画工作科」、第2章「異学年交流と図画工作科」、第3章「環境(アート空間や校舎)と図画工作科」、第4章「地域性と図画工作科」に分類して、研究成果報告書にまとめた。小学校の特性には、大きく3点挙げられる。1学校:校外学習や学校行事が多い。2教師:一人の教師が複数の授業を担当する。3児童:6学年わたって集団生活をする。これらの特性を相互に生かすと、小学校独自の多彩な造形活動が可能である。特に、図工・美術は個の表現が基本であるが、小学校では集団によるダイナミックな活動が実現しやすい状況にある。児童の交流に、造形活動が大いに効果を発揮し、みんなで協力し合って優れた造形活動がなされている。日本のものづくりの原型が、小学校の中で既に培われていると言ってよい。造形活動が子どもたちを柔軟に結びつける意義は大きく、今後、小学校では図画工作科が核となって、益々造形活動が充実していくことが不可欠である。本研究課題「小学校の特性を活用した図工科学習モデルの構築」は、小学校では教科以外にも多様な学習形態があることに着目して、図画工作科との関わりの中でそれらの特色を活かした学習の在り方を検討しながら、小学校の特性を活用した図工科学習モデルを構築しようとするものである。平成23年度は以下の観点から考察した。1.小学校の低学年について、遠足の校外学習との関連から動物をモチーフとする表現の実態に言及し、とくに鑑賞授業に関して実践を行い、検討した。2.3年生と5年生によるペア学級の活動に注目し、「造形遊び」について対比的に考察した。そして「造形遊び」の意義と課題について再検討した。

3.研究者が校長を併任していた2011年に、弘前大学教育学部附属小学校に中庭(パティオ)が整備された。小学校の環境と中庭の整備について取り上げ、彫刻によるアート空間が建設された経緯に言及した。初年度は、当初、本研究について低学年を中心に実施する予定であったが、実際には時機を得た他の内容や他学年の注目すべき活動があり、それらが優先されたことになる。小学校の図工科の授業内容について、校外学習(1・2年生)やペア学級活動(3年生と5年生)、アート空間の環境整備による連携や関連から考察を進めることができた。図工科の内容ー表現と鑑賞について、小学校で行われる行事や校外学習、新たな環境整備によるアート空間の特色と関連づけると、教室の中だけではなく、広がりをもったダイナミックな図工科の活動が可能となる。これからも継続して、小学校の特性を活かした図工科の活動がさらにどのような可能性をもっているのか、他の学年や様々な行事、校外学習などについても、尚一層の考察を進めていきたい。平成23年度は、小学校低学年の校外学習と関連する表現と鑑賞の実態について、3年生と5年生によるペア学級の造形遊び、小学校のアート空間の整備に関する学校環境の視点から、研究を進めており、平成24年度は、2年生と4年生の工作、6年生の絵画製作に注目した。全学年にわたって授業実践ができている。今年度の最終年度は、「図工科学習モデルの構築」という課題にとりかかる。小学校の特性を改めて整理し、それを生かした全学年の図工科の内容を検討しながら、これまでの実践結果を踏まえて、一つのモデルを提案していきたい。そのためには、研究期間内に実施される題材はこれからもできるだけ多く視野に入れながら、同時に学習モデルを構築するという観点で研究を進めていくつもりである。本研究は、小学校の特性を活用しながら新たな図工科学習モデルを構築しようとしており、低学年については、1年生と2年生の表現の実態を振り返りながら、新学習指導要領で求められている鑑賞の問題について言及した。その際、校外学習で実施された動物園への遠足との関連から考察ができた。ペア学級活動は、3年生と5年生がペアになって実施する活動である。両学年が一緒になって実施した活動「巨大迷路をつくろう」が、考察の対象となった。この実践がまさに図工科の「造形遊び」の内容と捉えられ、実践後に書かれた5年生のワークシートを検証しながら、「造形遊び」そのものの意義と課題について再検討することができた。また、研究者が附属小学校長を併任していたため、管理職という立場から独自に考察が可能であったのが、中庭(パティオ)を整備したことである。小学校をとりまく環境という視点から、新たに中庭をアート空間として整備することができた。そのことについて問題意識を整理し、どのようなコンセプトでデザインがなされ、完成に至ったかについてその経緯と現状に言及した。今後このパティオを活用した活動がさらに期待される。平成25年度は、3年生の校外学習や5年生の宿泊体験学習など小学校の特性を示す内容との関連で授業実践を取り上げ、さらに考察を進める予定である。そして、これまでの実践と考察を総合的に捉えて、学習モデルの構築を試みる。また、これまでの研究成果は、今年度が本研究の最終年度となるため、報告書としてまとめていく。平成24年度は、予定されていた幼少連携の活動について考察を進めるとともに、中学年の地域や郷土との連携も視野に入れる。
有機溶剤依存症の病態および治療に関する分子生物学的研究

有機溶剤の吸入により生じる精神症状や精神依存がドーパミンやセロトニンといった脳内モノアミンニューロンの神経伝達や神経可塑性と深く関わっていることから、前シナプスでそれら神経伝達物質を含むシナプス小胞の開口放出においてシナプス前部の細胞骨格(マイクロフィラメント)とシナプス小胞を会合させている分子であるSynapsin Iに着目し、免疫組織学的手法を用いて生体内中枢神経系における有機溶剤依存のメカニズムを検索した。実験動物は生後50日齢のWistar系雄性ラットを用いた。動物を透明なプラスティック容器(60×40×35cm)内にトルエン(2ml,2000ppm)を吸収させたろ紙の入ったシャーレを置き、その中で動物を3時間ずつ吸入曝露させた。対照動物も同様の処置をトルエンの入っていない別の容器を用いて同時に行った。また、容器内のトルエン濃度・酸素濃度も同一条件にした。4%パラホルムアルデヒドで灌流固定後脳を摘出し、クリオスタットにて凍結切片を作成した。Synapsin IおよびP-Synapsin Iに対する特異抗体(1次抗体)を各々室温で4日から7日間反応させたのち、型通りのABC法をおこない光学顕微鏡を用いて観察した。その結果、トルエン急性・慢性曝露両群においては、対象群に比してリン酸化Synapsin I免疫反応が前頭皮質,帯状回皮質,海馬の一部で増強していた。これらが、依存等に関与するドーパミンA10ニューロンの分布に合致することから、有機溶剤による依存の形成にSynapsin Iのリン酸化が関与していることが示唆された。さらにSynapsin I遺伝子の発現量も、脳部位特異的に増加する傾向が確認されたが、発表に至るには、より定量的な検索をおこなう必要がある。
流れ制御による非接触懸垂型マテリアルハンドリングの基礎

本研究では、噴流のみを利用し、搬送材を非接触で懸垂できるエアクッション・サクションパッドの基本特性を明らかにすることを目的としたものである。搬送材に衝突する噴流の流れをパッド形状で自動的に制御し、クッションとサクションの両機能を作り出すにはどの様な流れを作り出せば良いのかを明らかにすることが重要である。そこで、数値解析とそれをサポートする実験を行いこの点について検討した。以下得られた結果を要約する。1.数値解析数値解析手法として、三次元離散渦法を用いた。計算機容量の関係からパッド形状は平板とし、パッド面上部に流出する流れは無視した。計算の空間精度を保つため、渦の伸びが大きくなると分割した。(1)衝突噴流として環状噴流と円柱状状噴流について数値計算した。環状噴流では、搬送材との間隙が小さくなると噴流中心部に圧力室が形成され、搬送材のパッド面への接近に対する反発力を強めることが出来ることが明らかになった。噴流外部に形成される負圧部は噴流による流出渦が搬送材から巻き上げられ、パッド面に近づき、そのために循環流が生じる。この循環流が負圧を大きくする原因であることを明らかにした。(2)さらに、噴流の動圧の減少に伴う圧力の低下(外気の圧力に対する)もあり、従って、ノズル外縁部の長さが負圧形成には重要であることを明らかにした。2.二次元実験数値計算では、過渡的なケースを計算しているため、搬送材表面の圧力の計算はそれほど単純ではない。そこでこの点をサポートし、また数値計算結果の定性的検討を行うことを目的として実験を行った。この結果を要約する。(1)ノズル外縁部端では、外縁部の長さに拘らずほぼ大気圧になる。そこで数値解析でも、この仮定を用いて計算された。(2)負圧部の形成される領域は搬送材との間隙の約5倍である。従って、ノズル外縁部の長さは5倍以上長くしても大きな効果は期待できない。(3)衝突噴流が搬送材表面からパッド面に再付着する長さと負圧部の長さが概略対応しており、数値解析の結果を定性的に補強している。この結果を要約する。本研究の目的は、衝突噴流によって吸引と反発の両機能を持つこと、及びそのメカニズムを数値計算と実験によって明らかにすることである。数値計算には、離散渦法を用いた。ただ、計算機の容量との関係から、実際に想定されるパッド形状そのものは計算できないので、理想化したモデルについて解析している。このモデルは、環状ノズルに周辺部を持つ平板状のパッドで、従って、パッドの上面の流体は自由に運動できる。パッド下面のノズルからの噴流は環状のわきだしを分布させ、噴流によるせん断層を離散渦でモデル化している。このモデルの数値結果から、ノズル周辺部の幅の影響を考察し、この部分の重要性を明らかにするのがねらいである。また、環状噴流を取り扱ったのは数値計算にできるだけ一般性をもたせること、及び二次元パッドの数値結果から、反発力の点において環状噴流が有効と推定されたからである。この理想化したモデルでは、理論的に求められる圧力分布の計算結果が必ずしも現実の場合を表現しているかは疑問であるので、二次元モデルによる実験を行い、圧力計算に有用な仮定について検討した。