hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
効率的に対称錐計画法を利用するためのモデリングツールの開発

(3)これらの成果を専門分野の研究者に紹介し、学術交流を通じてその意義を明らかにするため、4本の査読付き論文を発表し、3本の論文を投稿中である。また、2件の国際学会での発表と6件の国内学会での発表を行なった。本研究の目的は、様々な形式で表現された最適化問題に対するモデリングツールを開発することである。平成24年度は次の研究を行なった。(1)多様化・高度化する金融数値計算・数式処理の分野におけるニーズに答えるため、今まで別々のシステムとしてしか存在していなかった金融数値計算と数式処理を統合したインフラを開発した。開発したQuantOnlineは、インターネットを利用した簡単なモデリングによりオンラインで計算が可能となっていることが最大の特徴である。その内部では、金融数値計算のベースに実務でも数多くの企業で採用されているライブラリを収録した“QuantLib"を使用し、数式処理のベースに汎用数式処理システム“Maxima"を使用している。開発したシステムを一般公開し実際にシステムを使用したユーザよりフィードバックをもらうことで、「研究の目指した成果を得ることができた部分」「実用的な機能としては不足している部分」を認識することができた。システムの統合は困難なプロセスであったが、数多くのシステムを統合することで新たな価値の創造を行うことができた。(2)条件数に関する制約を含んだ行列近似問題を効率良く解くアルゴリズムの開発に成功した。条件数を考慮した最適化を行なっているため、安定性のあるロバストな制御が可能となる。また、本手法は従来の手法に対し数千倍から数十万倍高速に解くことができるため、リアルタイム処理にも適している。この問題は非常に基本的かつ実務的であり、欠損値を内包した気象データに対する統計分析など、多くの工学分野に応用することができる。これらの成果を専門分野の研究者に紹介し、学術交流を通じてその意義を明らかにするため、2本の査読付き論文と2本のテクニカルレポートにまとめた。当初の目的であった効率的に対称錐計画法を利用するためのモデリングツールの開発する上で基盤となる研究が着実に進んでいる。25年度が最終年度であるため、記入しない。実務上重要である金融分野において、金融数値計算と数式処理を統合したインフラの開発に成功した。開発したQuantOnlineによって、インターネットを経由して簡単なモデリングをすることによって、オンラインで計算することが可能となった。平成23年度の研究計画としていたが、予定以上に困難であったため終了しなかったプログラミング言語C++を用いたモデリングツールの実装を行う。その際、マニュアルの作成やライブラリ化などの周辺整備も行う。ポートフォリオ選択問題などの応用問題の最適解を出来るだけ短時間で求めるため,効率的に実行できるような構造を持った最適化問題へ帰着させることを目指す.
全窒化物誘電体材料と基板を用いたエピタキシャル超伝導量子ビットの作製

本研究は、超伝導量子回路における誘電損失の原因となる2準位系について調べました。水素終端したシリコン基板上に、TiNをバッファ層として超伝導NbNエピタキシャル成長膜を作製しました。このTiN/NbN2層構造からなる超伝導共振器の誘電損失は2.25 x 10-6で、TiN薄膜単体からほぼ同じレベルであり、MgO単結晶基板上に作製したNbN薄膜の1 x 10-4に比べて劇的な改善が見られました。TiN/NbN2層構造の表面平坦性は0.5nm以下であり、TiN単層膜の0.5nm以上という表面平坦性に比べて改善しており、超伝導量子ビット回路におけるジョセフソン接合の作製により適していると考えられる。工学
子宮頚癌に対する活性炭吸着体外循環回路を用いた超低毒性高用量骨盤潅流化学療法

高用量シスプラチンによる骨盤灌流化学療法を施行した子宮頚癌FIGO臨床病期IIIbIVa期、20例の予後解析ならびに特にIVa期症例に対する本方の臨床的有用性の検討を行った。結果として、本法施行患者においては従来法に比し2年生存率、2年無病生存率において有意の改善をみた。また、本法下の化学療法の有効性に対して分子生物学的側面からの検討も平行して行った。結果として、高用量シスプラチン投与では、投与後早期から腫瘍組織においてはFas/Fas ligand系によるアポトーシスが発現し、これが強力な抗腫瘍効果の要因であることが判明した。また、腫瘍一次効果発現後、早期から、腫瘍がVEGF発現を介して再増殖する可能性が確認された。これらの研究成果は以下の学会にて発表した。平成12年4月、第52回日本産科婦人科学会.1,「膀胱浸潤を伴うIVa期子宮頚癌に対する超高用量・骨盤灌流化学療法の有用性」2,「培養子宮頚部扁平上皮癌細胞(CaSki)の細胞増殖能、アポトーシスならびにテロメラーゼ活性に及すCDDPの影響」3,「子宮頚部扁平上皮癌細胞(CaSki)でのCDDP誘導アポトーシスに伴うFas Fas ligand発現の検討」平成12年6月、第102回近畿産科婦人科学会、シンポジウム「進行子宮頚癌治療における体外活性炭吸着回路を用いた超高用量・骨盤灌流化学療法」平成12年7月、第10回骨盤外科機能温存研究会、シンポジウム「膀胱浸潤・IVa期子宮頚癌に対する術前大量動注化学療法併用排尿機能温存・子宮頚癌根治術」平成12年10月、第38回日本癌治療学会「子宮頚部扁平上皮癌細胞(CaSki)での高用量CDDP誘導アポトーシスに伴うFas/Fas ligandの発現」平成13年2月、第5回日本産婦人科腫瘍マーカー遺伝子診断学会「CDDP添加に伴う子宮頚部扁平上皮癌細胞(CaSki)でのVEGF発現態度の変化」研究実績. 1998,1,6から1998,12,22の間、手術不能の進行子宮頚癌(臨床進行期IVa期:3例,IIIb期:6例)計9例の患者に対して術前高用量骨盤灌流化学療法を計17回施行した。本法施行時の手技による事故は認めなかった。また、本法施行後の腎機能不全等の後遺症、治療関連死はなかった。本法施行後の治療経過は子宮頚癌根治術を6名に、放射線治療を3名に施行した。成果.術前高用量骨盤灌流化学療法施行後のダウンステージ率は67%(6/9)で、現在9名全員が生存中で、8名は無病生存である。また膀胱浸潤を認めたIVa期の3例総てで本法施行後の病理組織学的検討において膀胱病変部の癌細胞の消失が認められた。IVa期におけるダウンステージが達成されたことにより従来子宮頚癌根治術の適応外であったIVa期において根治術が施行可能となったことは本法の有用性を評価するものと考える。安全性評価. CDDP増量に関し、各症例ごとの副作用を評価しつつ200mg/m^2350mg/m^2まで段階的に試行を重ね、かって達成された事のない350mg/m^2も安全に行えること確認した。さらに、5例においてCDDP,Pep1eomycin,mitomycinのコンビネーション使用を検討し、効果と毒性の差違をCDDP単独使用と比較検討中である。また、腎機能検査異常の認められた症例では、通常のハイドレーションで2週間以内に復旧することが確認された。これまでの研究成果は′98,6.第98回近畿産科婦人科学会学術集会、′98,10.第36回日本癌治療学会学術集会にて発表した。展望.手術侵襲の軽減を計るため、局麻下での本法施行の可能性を検討し、さらには本法のデイサージェリー化の可能性を検討する。平成10年度は主として骨盤灌流化学療法システム施行上の技術的検討と高用量抗癌剤薬理動態を子宮頚癌IIIb期を対象にを施行し、特にシスプラチンの投与量と病期のダウンステージの関係を検討したデーターの蓄積を主とした。平成11年は研究対象を子宮頚癌IVa期に拡大し現在まで5例に対して本法を行い。従来に見ない病期のダウンステージ効果により、排尿機能温存したままの根治的治療様式を開発し、以下のごとく平成11年4月、日本産婦人科学会平成11年10月、日本癌治療学会で成果を発表した。膀胱浸潤を伴う子宮頚癌に対し高用量骨盤灌流化学療法を行い、頚部病巣とともに膀胱病巣にも奏功を認め、その後の標準治療が遂行し得た。骨盤灌流化学療法は既報の如く、病巣灌流血中の高濃度抗癌剤を体外循環回路内の活性炭によりその90%を吸着する高用量化学療法支持システムである。MRI、病理診断にて膀胱浸潤を確認したIVa期子宮頚癌5例に対し、内腸骨動脈造影にて膀胱動脈枝を確認後、上・下殿動脈塞栓下に、子宮動脈より、CDDP(200-350mg)、PEP(10-25mg)、MMC(20-40mg)、5-FU(500-2000mg)を2週間隔で2回動脈内投与した。本法施行後、全例に膀胱病変の消失が病理学的に確認された。

Ib期相当にダウンステージした4例では子宮頚癌根治術が施行され、IIIb期相当にダウンステージした1例は標準的放射線療法を施行した。現在、追跡期間は828ヶ月、膀胱病変の無病期間は929ヶ月で、全例生存中である。本法による高用量動注化学療法は膀胱浸潤を認めるIVa期子宮頚癌に対する集学的治療のStrategyとして有用である。高用量シスプラチンによる骨盤灌流化学療法を施行した子宮頚癌FIGO臨床病期IIIbIVa期、20例の予後解析ならびに特にIVa期症例に対する本方の臨床的有用性の検討を行った。結果として、本法施行患者においては従来法に比し2年生存率、2年無病生存率において有意の改善をみた。また、本法下の化学療法の有効性に対して分子生物学的側面からの検討も平行して行った。結果として、高用量シスプラチン投与では、投与後早期から腫瘍組織においてはFas/Fas ligand系によるアポトーシスが発現し、これが強力な抗腫瘍効果の要因であることが判明した。また、腫瘍一次効果発現後、早期から、腫瘍がVEGF発現を介して再増殖する可能性が確認された。これらの研究成果は以下の学会にて発表した。平成12年4月、第52回日本産科婦人科学会.1,「膀胱浸潤を伴うIVa期子宮頚癌に対する超高用量・骨盤灌流化学療法の有用性」2,「培養子宮頚部扁平上皮癌細胞(CaSki)の細胞増殖能、アポトーシスならびにテロメラーゼ活性に及すCDDPの影響」3,「子宮頚部扁平上皮癌細胞(CaSki)でのCDDP誘導アポトーシスに伴うFas Fas ligand発現の検討」平成12年6月、第102回近畿産科婦人科学会、シンポジウム「進行子宮頚癌治療における体外活性炭吸着回路を用いた超高用量・骨盤灌流化学療法」平成12年7月、第10回骨盤外科機能温存研究会、シンポジウム「膀胱浸潤・IVa期子宮頚癌に対する術前大量動注化学療法併用排尿機能温存・子宮頚癌根治術」平成12年10月、第38回日本癌治療学会「子宮頚部扁平上皮癌細胞(CaSki)での高用量CDDP誘導アポトーシスに伴うFas/Fas ligandの発現」平成13年2月、第5回日本産婦人科腫瘍マーカー遺伝子診断学会「CDDP添加に伴う子宮頚部扁平上皮癌細胞(CaSki)でのVEGF発現態度の変化」
同型・異型配偶境界生物間の遺伝子発現プロファイル比較で解く雌雄性出現の分子基盤

現在、地球上で繁栄している真核生物の中でも、高度に多様化している陸上植物と後生動物の双方ともに共通して、雌雄の配偶子サイズと運動能力に顕著な差の認められる「卵生殖」を行う。これら卵生殖は、祖先的で両性の配偶子サイズと運動能力に差のない同型配偶の生物群のなかから、両系統で独立に出現していることから、卵生殖は多様性をもたらす原動力の候補として進化生物学の大問題の一つとして大きな興味を持たれている。しかしながら両系統ともにその卵生殖の獲得時期は古く、祖先的形質を残した近縁な姉妹群が現存しておらず、分子生物学的な比較解析が不可能である。祖先型の同型配偶の中から派生的な異型配偶が出現した過程が全真核生物の系統のうちで唯一現存している、ボルボックス系列緑藻での有性生殖の進化生物学的研究を背景として、同型配偶生物と異型配偶生物のの栄養生殖と有性生殖の間で遺伝子発現プロファイルを比較することにより、雌雄性の進化の直接の原因となった遺伝子(群)を特定し、分子遺伝学的手法で検証することを目的として研究を進めた。具体的には、本研究ではこれを解明するために性特異的発現遺伝子の機能解析については、現在までに既に公表されているクラミドモナス配偶子特異的遺伝子発現プロファイル(Joo, Nishimura, et al 2017 Plant Physiol )をベースとして、クラミドモナスにおけるゲノム編集手法(Greiner et al 2017 Plant Cell )の応用による遺伝子破壊を進め、その配偶子分化における寄与の検証を試みた。また同時に、クラミドモナスにおける性決定転写因子MIDの相互作用因子を探索するために現在、酵母ツーハイブリッド法を応用した相互作用解析を進めた。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。地球上の多様性において重要な位置を占める後生動物も陸上植物も、有性生殖においてはサイズの大きい配偶子である卵と小さい配偶子である精子を作ることで実現している。しかし真核生物の系統関係に照らして有性生殖はもともと両交配型の配偶子サイズに差のない同型配偶が祖先的であったことが知られている。本研究課題は、同型配偶と異型配偶の生物間でゲノムとトランスクリプトームの情報を比較することで、進化生物学の重要な問題である、雌雄の二極化という大問題を分子生物学的に明らかにすることを主眼としている。その材料として本研究では、単細胞同型配偶緑藻のモデル生物であるクラミドモナスに近縁で初期多細胞生物のモデルとして注目されている卵生殖のボルボックスを含む群体性ボルボックス目緑藻の系統関係に着目し、同型配偶ヤマギシエラと異型配偶ユードリナのゲノム配列の遺伝子情報アノテーションを整備し、かつ両生物の有性生殖生活環の各ステージにわたるRNA-seqリードを産生して、各々の性・交配型に特異的にコードされた遺伝子群や、各々の性・交配型の有性生殖過程において特異的に発現する遺伝子群を探索・同定し、これらを同型配偶と異型配偶の生物の間で比較することによって、派生型である異型配偶の出現に対してどのような遺伝子群がリクルートされたのかをあぶり出すことが期待されるものである。本研究期間においては、同型配偶ヤマギシエラと異型配偶ユードリナのゲノム配列を計算機的に解析して遺伝子モデルを構築し、両生物両性の性決定領域ゲノム配列のアノテーションを完了しこれを報告した(Hamaji et al 2018 Commun Biol)。これを基盤として、トランスクリプトームリードの産生と雌雄二極化原因遺伝子群の推定を目指した。本研究期間に予定したトランスクリプトームリードの産生については前段階である大量培養・有性生殖誘導条件に予期しないバラツキを生じており確定に至っていない。

引き続き条件を検討していき、同時に既に得られているクラミドモナスやボルボックスの無性・有性生殖トランスクリプトーム(Lopez, Hamaji et al 2015 Plant Physiol; Joo, Nishimura et al 2017Plant Physiol;浜地ら・未発表)のデータを元に候補遺伝子を推定していく。逆遺伝学的・分子遺伝学的手法についてはクラミドモナスで可能になったCRISPR法(Greiner et al 2017 Plant Cell)の再現で有望な結果を得つつあり、すぐに推定された候補遺伝子の破壊を試みていく。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
日系ハワイ市民のナショナルアイデンティティの構成における多文化的教育経験の寄与

2004年度は2つの課題を設定して研究活動に取り組んだ。1.ホノルルとロサンゼルスの日系人の比較分析2002年9月のホノルルでの聞き取り調査からは、ハワイの日系人のアイデンティティ構成が多元的であることが把握された。2003年10月にはロサンゼルスで同様の聞き取り調査を行い、ハワイと西海岸での日系人を取り巻く社会的力の相違を把握した。2004年度にはこれらの作業の成果を論文にまとめ、「日系合衆国民のアメリカンアイデンティティ--西海岸とハワイの場合」として発表した。また8月にホノルルで開催されたJACL(全米日系市民協会)の大会に参加し、そこでの取材データを元に、アメリカの日系人が掲げる多文化主義が民主主義の実現と国民主義の強化のどちらにより強く帰結していくのかについて分析を行った。2.グローバル化と教育の多文化化の関連についての検討2002年度は、研究実施計画に即して2つの課題を設定し、研究活動に取り組んだ。1.大戦中の日系人強制収容に対する、合衆国の補償法の変遷の検討この作業は先行研究の整理と、ハワイの日系社会の背景を探索することを,目的とした。戦後の補償法の内容を検討することで、1980年代からアメリカのネイション概念に日系人の存在が組み込まれたことが把握できた。この作業の成果は、11月の日本社会学会で「グローバル化とアメリカの国民統合--日系人強制収容への補償にみるネイション概念の変動」という表題で発表した。同内容の論文は日本社会学会の『社会学評論』に投稿し、2003年2月現在、掲載審査中である。また、1988年の補償法で定められた「公教育における日系人史学習の必須化」がどの程度現実化したのかを把握するため、アメリカの歴史教育の内容を探索する作業を派生的に行った。ここでも教育内容における1980年代半ばの変化を把握でき、この知見を日本の歴史教育の特徴と対照させることで、「日米歴史教科書とグローバル時代の歴史教育」をまとめた。この論文は2003年刊行予定の渡辺雅子編『叙述のスタイルから見た歴史教育』(三元社)に収録される。2.ホノルル市在住の日系人への聞き取り調査本研究の主要課題であるフィールドワークを9月にホノルル市で行った。18名の日系人と、4名の白人研究者へのインタヴューを行い、日系ハワイ市民のエスニックアイデンティティの現状を調査した。日系人のアイデンティティ構成に明確な世代差が存在すること、また3世・4世の若者には混血者も多く、「日系人」というカテゴリ自体が成立しにくいことを把握できた。これにより、来年度以降のフィールドワークは量的調査ではなく、質的調査として遂行する方針が確定した。2003年2月現在、この作業の成果をまとめる論文を執筆中であり、2003年度に学術誌にて発表する予定である。2003年度は、前年度に行ったフィールドリサーチから得られた知見を、ハワイ以外の杜会との対比によって分析する作業を、以下の3つの角度から行った。2003年度には10月にロサンゼルスで同様の聞き取り調査を行い、ハワイと西海岸での日系人を取り巻く社会的力の相違を把握した。加えて、ロサンゼルスの日系人博物館が掲げている活動理念をハワイの日系市民協会のそれと比較する作業を行った。これらの作業の成果は、「日系合衆国民のアメリカンアイデンティティ-西海岸とハワイの場合」にまとめ、諸々の研究会で報告を行った。この論文は『ソシオロジ』に投稿し、2004年2月現在、掲載審査中である。2.大戦中の日系人強制収容に対する、合衆国の補償法の変遷の検討この作業は、ハワイおよび西海岸の日系社会の背景を分析するために、前年度から継続しているものである。2003年度には「在米日系人強制収容に対する補償法の変遷-アメリカの国民概念に関する一考察」をまとめ、6月に明治大学の社会構造研究会で報告した後、9月刊行の『社会学評論』214号に発表した。また、1988年の補償法がアメリカの教育内容に与えた影響を分析した論文「日米歴史教科書とグローバル時代の歴史教育」をまとめ、12月刊行の渡辺雅子編『叙述のスタイルと歴史教育』に発表した。3.「グローバル化とナショナルアイデンティティの行方」についての討論グローバル化のもとでのナショナルアイデンティティの再編を、ハワイ社会以外の事例も含めながら考察した。このため6月の移民学会(琉球大学)に参加した。さらに、早稲田大学とウィーン大学との共同ゼミナール(6月)、早稲田社会学会の研究例会(7月)で、このテーマについての基調報告を行った。2004年3月末にも、早稲田大学での「近代合理性についての国際会議」で同様の討論を行う予定である。

また8月にホノルルで開催されたJACL(全米日系市民協会)の大会に参加し、そこでの取材データを元に、アメリカの日系人が掲げる多文化主義が民主主義の実現と国民主義の強化のどちらにより強く帰結していくのかについて分析を行った。2.グローバル化と教育の多文化化の関連についての検討
癌転移抑制を目的とした新しい放射線療法の確立

1. BAG-1の過剰発現によりヒト胃癌細胞の運動能及び腹膜播種能が亢進する。低線量の放射線により癌転移を抑制することを最終目的として,ヒト胃癌細胞のヌードマウスにおける転移システムを確立した。ヒト胃癌細胞MKN74細胞にアポトーシスの抑制分子であるBcl-2結合蛋白BAG-1 cDNA遺伝子を導入し,stableトランスフェクタントを作製した。これらの細胞株は,増殖能には変化はなく,皮下内接種による腫瘍形成能もコントロールと同一レベルであった。しかし,腹腔内における浸潤能は,コントロール群に比し3-4倍も高まっていることが判明した。さらに,これらの細胞は,金コロイド法やトランスウエル法を用いた運動能の評価により,優位に運動能が亢進していることを明らかにした。したがって,BAG-1は,消化器癌の浸潤に重要な因子となりうることが推測された。2.放射線照射後のアポトーシス感受性は、JNKの活性化レベルと相関している。様々なヒト癌細胞における放射線誘導アポトーシスの感受性を調べた結果,放射線照射後のJNKの活性化レベルと高い相関性を示すことが明らかになった。3.照射による腫瘍関連抗原およびICAM-1の発現の増強種々のヒト腺癌培養細胞に低線量の放躬線を照射し、c-erb B-2およびICAM-1の発現の増強を認めた。放射線は免疫能を低下させると言われているが、低線量の放射線は免疫能を高めることが証明され、使用法によっては転移を抑制することが示唆された。1.BCL-2またはBAG-1の過剰発現によりヒト胃癌細胞の腹膜播種能が亢進する。アポトーシスによる影響を見るために,ヒト胃癌細胞MKN74細胞にアポトーシスの抑制分子であるBcl-2/BAG-1遺伝子を導入し,stableトランスフェクタントを作製した。しかし,腹腔内へに接種により生じる腫瘍形成を比較するとコントロール群に比し3-4倍も腫瘍形成能が高まっていることが判明した。したがって,アポトーシスの抑制により,ヒト胃癌細胞が転移能を亢進することが推測された。2.IFN-gammaによりIL-3依存性骨髄細胞はアポトーシスを抑制される。マウス骨髄細胞BAF-B03及び32Dは,IL-3を除去することにより,アポトーシスに陥る。この細胞にIFN-gammaを加えると,アポトーシスが抑制された。この機序として,BCL-2,BAG-1,BCL-XLなどのアポトーシス抑制分子の発現誘導が有力であると思われた。2.放射線照射後のアポトーシス感受性は,JNKの活性化レベルと相関している。

様々なヒト癌細胞における放射線誘導アポトーシスの感受性を調べた結果,放射線照射後のJNKの活性化レベルと高い相関性を示すことが明らかになった。3.照射による腫瘍関連抗原およびICAM-1の発現の増強種々のヒト腺癌培養細胞に低線量の放射線を照射し、c-erb B-2およびICAM-1の発現の増強を認めた。放射線は免疫能を低下させると言われているが、低線量の放射線は免疫能を高めることが証明され、使用法によっては転移を抑制することが示唆された。
自然免疫炎症反応・凝固線溶反応の心停止蘇生後臓器不全への関与

研究開始事前準備の過程で、研究計画に記載した活性化プロテインC抗原量ではなく、より正確な活性化プロテインC活性の測定が、本研究の目的により良い結果を生むことが判明した。研究遂行上、この現象の本質を見極めることが不可欠であることから、活性化プロテインC活性測定も臨床研究で行うこととし、活性化プロテインC活性の測定系確立準備を追加で実施する必要が生じた。この理由により研究が約3ヶ月遅延していたが、昨年度自主臨床研究審査委員会承認を得て院外心停止における自然免疫反応と凝固線溶反応連関に関する臨床研究を開始した。臨床研究開始後、後述する問題が生じたが心停止蘇生後症例登録は進み、2018年度末までに約40症例(120症例予定)を収集して検体を測定した。同時に後方視研究を進め、心停止後症候群におけるportable cardiopulmonary bypass (PCPS)431症例の血液凝固線溶動態を解析した。その結果、1)血小板、凝固線溶動態がPCPS実施に伴い大きく変動する、2)その変動は線溶亢進型播種性血管内凝固症候群「DIC (disseminated intravascular coagulation)」の病態生理に一致する、3)線溶亢進型DIC発症は臓器不全を伴い、心停止蘇生後症例の予後に影響を与える、との結果を得た。これらの研究成果を欧州集中治療医学会で発表した。さらに、心停止の原因を循環器疾患に限定した246症例を対象にして、PCPSが症例の血液凝固線溶動態、臓器不全発症、転帰(病院転帰、神経学的予後)にどのような影響を与えるのかについて解析を実施中である。臨床研究・症例登録を開始したが、新たにヒストンH3測定に関して以下の問題が生じた。研究検体測定をLSI社に依頼していたが、同社はヒストンH3測定に対応出来ず、同検体測定を別会社であるシノテスト社が行う研究計画に変更した。検体測定の為に検体をLSI社からシノテスト社へ移送する必要があるが、変更手続きおよび移送・測定に係る手段および予算等の調整(北海道大学および2社間)に2ヶ月を要した。さらに、2018年年11月に症例集積が当初の予定より少ない事が判明した。月間症例集積数を再設定し、目標症例数達成のために症例登録期間を延長する必要が生じた。1)現在進行中の循環器疾患による心停止・蘇生後症候群においてPCPSが血液凝固線溶系、臓器不全発症、転帰(病院死亡および神経学的予後)に与える影響に関する解析を終了し、その結果を2020年3月の日本集中治療医学会学術集会および2020年2月の米国集中治療医学会で発表予定である。2)申請研究「自然免疫反応・凝固線溶反応の心停止蘇生後臓器不全への関与」に係る症例登録を2019年秋に終了予定とし、その後の解析を経て2020年に日本および国際学会で発表、その成果を英文論文として世界に公表予定である。

1)現在進行中の循環器疾患による心停止・蘇生後症候群においてPCPSが血液凝固線溶系、臓器不全発症、転帰(病院死亡および神経学的予後)に与える影響に関する解析を終了し、その結果を2020年3月の日本集中治療医学会学術集会および2020年2月の米国集中治療医学会で発表予定である。2)申請研究「自然免疫反応・凝固線溶反応の心停止蘇生後臓器不全への関与」に係る症例登録を2019年秋に終了予定とし、その後の解析を経て2020年に日本および国際学会で発表、その成果を英文論文として世界に公表予定である。
新奇な量子流体の物質探索と相制御

新物質開発では、新しいパイロクロア超伝導体KOs_2O_6を発見した。エキゾチック超伝導の可能性が意識され話題を呼んでいる。舞台となるパイロクロア格子は幾何学的フラストレーションの極めて強い格子系として知られている。フラストレーションによって長距離秩序生成が妨げられた結果生じるスピンや電荷の液体状態形成が、超伝導発現に何らかの役割を果たしているのか、今後の展開に期待する。その他にも新しい水を含む層状カルコゲナイド超伝導体や新規三角格子Rh酸化物の熱電材料の開発などの新物質が次々と発見された。新しい物性開拓の手法として、界面を用いた光キャリアドーピングの手法を提唱した。TiO_2やSrTiO_3など還元性の強い物質と様々な物質の界面を作製し、これに紫外光を照射することで界面での光電荷の移動を生じさせ、これによって界面付近にキャリアを注入する。高温超伝導体やMn酸化物などにおいて、キャリア注入を示す電気抵抗の急激な変化を見出した。化学的手法によるドーピングが困難な系の金属化の新しい手法として更なる展開を図る予定である。フラストレーションの強いスピネル酸化物の物質開拓を行い、電荷秩序状態の相制御をAlV_2O_4を舞台に展開したほか、新しい競合相互作用系としてGeNi_2O_4を見出し、複雑な逐次相転移を明らかにした。また、相競合の結果超巨大磁気抵抗を生み出すマンガンペロブスカイト酸化物において陽イオンの秩序化を巧妙に制御することにより、乱れと相競合の関係を実験的に明らかにした。本研究の主題は、磁性を担うスピンが固体(磁気秩序)にならず、一種の液体状態(量子スピン液体)を示す舞台(幾何学的フラストレーション系、低次元系)を積極的に開発し、そこに伝導キャリアを導入する事により、エキゾチック物性の開拓することである。具体的な成果として、3次元のフラストレーション系であるスピネル・パイロクロア格子、1次元系などにおいて、新規物性・新物質が見出された。スピネル型LiV_2O_4において重い電子状態形成を検証し、幾何学的フラストレーョンに起因するスピン液体状態がその背景にあることを実験的に示した。混合原子価スピネル・パイロクロア化合物における「電荷フラストレーション」の概念を提唱した。スピネル型AlV_2O_4において、電荷フラストレーションの存在下で生じる新規な電荷整列状態を発見した。さらに、オスミウムを含むパイロクロア型酸化物における金属絶縁体転移に着目し、その化学置換による変化を調べている。バナジウム酸化物やコバルト酸化物の合成と単結晶育成をはかり、構造評価および電子物性評価を行った。擬一次元導体b-Na_<1/3>V_2O_5では大型単結晶育成に成功し、中性子回折により反強磁性磁気秩序構造を決定した。また、高圧下で、金属-絶縁体転移が抑えられ、超伝導状態が出現することを見出した。酸素欠損型ペロフスカイト化合物YBaCo_2O_<5+x>においては、酸素不定比性を制御し、空格子点規則配列構造をもつ三つの相が存在することを見出した。また、これらの化合物が、電荷整列転移や相分離現象、金属-絶縁体転移、磁気転移、巨大磁気抵抗効果などを示すことを発見した。Cd_2Re_2O_7超伝導体は典型的な幾何学的フラストレーション系であるパイロクロア酸化物において初めて発見された超伝導として注目を集めている。物質の発見後、多くの物性研究者を巻き込む形で、多彩な物性の測定が行われた。その結果、構造相転移の臨界性と超伝導発現の密接な関係が明らかになりつつある。Na_<0.33>V_2O_5の超伝導は電子の自己組織化すなわち電荷秩序が融解したところで現れることに注目が集まっている。V酸化物としてはじめての超伝導であることはいうまでもないが、電子の自己組織化と超伝導発現機構との間の密接な関連をめぐって、多くの議論が巻き起こされている。三次元における幾何学的フラストレーションの代表的な舞台であるスピネル型酸化物の物質・物性開拓が進んだ。AlV_2O_4では静的電荷秩序構造が同定された。幾何学的フラストレーションによる電荷配置の縮退によって、異常な原子価状態を含んだ電荷秩序が実現していることが明らかとなった。量子性の強いS=1/2でかつ三次元フラストレーションを含む系として、その磁性が注目を集めてきたMgTi_2O_4が初めて化学量論比で合成された。その結果、スピンギャップを有する新奇な量子スピン状態が基底状態であることが見出され、理論実験両面からの研究が発展しようとしている。LiMn_2O_4をはじめとするスピネル酸化物の精密化学組成制御が行われた。三次元フラストレーション系の舞台として、スピネル型酸化物、パイロクロ型酸化物の新物質・物性開拓が集中的に行われ、その結果を発信できたと考える。スピン1/2物質MgTi_2O_4の定比組成の試料を世界で初めて合成し、そこでパイエルス的金属-絶縁体転移を発見した。スピンヤーンテラー系CdCr_2O_4において、バルス強磁場下で1/2の磁化プラトーを発見し、AlV_2O_4の電荷秩序と同じ3-1型のスピン秩序が実現していることを明らかにした。この結果は3-1型の秩序がフラストレーションを解消する上で非常に普遍的であることを示している。

パイロクロア酸化物超伝導体Cd_2Re_2O_7において、パイロクロア格子上の遍歴電子系が示す特異な構造と電子状態の不安定性について研究を行った。その結果、高対称なパイロクロア格子は2つの逐次構造相転移を示し、電子系の縮退を解くことによって安定化し、最後に歪んだ格子において超伝導を示すことが明らかになった。また、スピンアイス状態をとるパイロクロア酸化物Dy_2Ti_2O_7において磁場によるスピン次元性の制御を行い、新たにカゴメアイスと呼ばれるマクロに縮退した状態を見出した。フラストレーション系以外でも大きな研究の進展があった。電荷秩序を示すバナジウム酸化物Na_<0.33>V_2O_5において圧力誘起超伝導を発見した。バナジウム酸化物としてははじめての超伝導であるばかりか、電荷秩序と超伝導という観点からも意義が大きい。また新規金属秩序型マンガン酸化物を開発し、その電子相図の全貌を明らかにした。従来のペロフスカイト型マンガン酸化物には見られない、新しい電荷・軌道秩序や軌道・電荷・スビン自由度の分離などの現象を見出した新物質開発では、新しいパイロクロア超伝導体KOs_2O_6を発見した。エキゾチック超伝導の可能性が意識され話題を呼んでいる。舞台となるパイロクロア格子は幾何学的フラストレーションの極めて強い格子系として知られている。フラストレーションによって長距離秩序生成が妨げられた結果生じるスピンや電荷の液体状態形成が、超伝導発現に何らかの役割を果たしているのか、今後の展開に期待する。その他にも新しい水を含む層状カルコゲナイド超伝導体や新規三角格子Rh酸化物の熱電材料の開発などの新物質が次々と発見された。新しい物性開拓の手法として、界面を用いた光キャリアドーピングの手法を提唱した。TiO_2やSrTiO_3など還元性の強い物質と様々な物質の界面を作製し、これに紫外光を照射することで界面での光電荷の移動を生じさせ、これによって界面付近にキャリアを注入する。高温超伝導体やMn酸化物などにおいて、キャリア注入を示す電気抵抗の急激な変化を見出した。化学的手法によるドーピングが困難な系の金属化の新しい手法として更なる展開を図る予定である。フラストレーションの強いスピネル酸化物の物質開拓を行い、電荷秩序状態の相制御をAlV_2O_4を舞台に展開したほか、新しい競合相互作用系としてGeNi_2O_4を見出し、複雑な逐次相転移を明らかにした。また、相競合の結果超巨大磁気抵抗を生み出すマンガンペロブスカイト酸化物において陽イオンの秩序化を巧妙に制御することにより、乱れと相競合の関係を実験的に明らかにした。
アトピー性皮膚炎に代表される幼児の皮膚疾患の実態把握とその予防対策

未就学児の冬季の皮膚症状に関するアンケート調査より、約70%弱の未就学児に何らかの皮膚症状がみられ、「皮膚が乾燥しやすい」が最も多かった。一方、居住環境と症状との関連性は低かった。冬季の保育所の室内湿度の調査では、外廊下に面している教室で過度に乾燥する傾向がみられ、換気の影響が考えられた。室内の乾燥対策を実施した結果、容量の比較的大きい加湿器の使用が、保育士への負担を加味した上でも有効であった。本研究は、アトピー性皮膚炎などの幼児の皮膚疾患にターゲットを絞り、その発症予防を目的に、まずアンケート調査により皮膚症状の実態と環境因子との関連を把握し、住宅・保育施設・外気での暴露環境を検討し、相互関連を検討した。調査対象地域は岐阜西濃地区を中心とし、まず幼児の保護者に冬季の皮膚症状に関するアンケート調査を行った。その結果、岐阜西濃地区で67.7%、東海4県では69.3%の幼児に何らかの皮膚症状がみられ、「皮膚が乾燥しやすい」が最も多かった。しかし、県や人口密度、住宅構造による相違は小さかった。解析を行った結果、皮膚症状に影響を与えている因子として、暖房器具の種類や使用の有無、加湿器の使用有無、カビの発生の有無が挙げられたが、有意差のみられた項目は少なかった。幼児の居住する住宅の冬季温湿度調査は対象住戸が3戸に留まったものの、その結果からは低湿度傾向はみられず、ダニアレルゲン・真菌類の発生も多い傾向はみられなかった。保育所の冬季温湿度実測調査は、まず5保育所の保育室で行った。うち2保育所の保育室で低湿度傾向がみられた。幼児の暴露されている温湿度環境は、時間的な変動が大きいものの、平均的には在室時間の長い保育室の温湿度に大きく左右されていた。以上のことから、アトピー性皮膚炎の発症要因に一つである皮膚乾燥は、保育環境の影響が大きいと推察された。そこで、2年目には低湿度傾向のみられた2保育所の全保育室を対象とし湿度確保を目的に1加湿器使用、2加湿器使用及び換気抑制、3換気抑制のみ、4普段通りの4パターンの環境調整方法を1週間ごとに実施してもらい、温湿度測定を行った。その結果、保育室の乾燥予防対策としては、加湿器の使用が保育士への負担を加味した上でも有効であった。ただし、保育士の間に乾燥の原因となる換気励行の傾向がみられたことは注視すべき点である。幼児の皮膚疾患の実態把握として、岐阜西濃地区において保育所に通う幼児の皮膚症状の実態と、生活環境との関連について、用紙配布によるアンケート調査を実施した。また、同様のアンケートを東海4県においてインターネットにより実施した。生活環境の実態把握では、岐阜西濃地区にある5保育所において冬季3ヶ月間の温湿度・ダニアレルゲン量、真菌類の測定を行った。また、保育所における幼児の暴露環境を把握すべく、保育士に活動調査および温湿度調整行為の記録を1週程度依頼した。さらに、幼児の居住する住宅での温湿度調査・皮膚水分率の測定を3戸で行った。アンケート結果からは、冬季、何らかの皮膚症状をもつ幼児の割合は、岐阜西濃地区で67.7%、東海4県では69.3%であった。その中で最も多い症状は「皮膚が乾燥しやすい」で、岐阜西濃地区、東海4県ともに半数以上の幼児に症状がみられていた。また、アレルギー様症状をもつ幼児の割合は岐阜西濃地区で45.6%、東海4県で29.0%であった。保育所の実測結果からは、部屋使用時のみ暖房を使用する傾向がみられ、保育所間だけでなく、同施設内の保育室間でも温湿度環境に差異がみられることがわかった。また、換気による低湿度傾向の室がみられ、幼児の暴露環境も施設間で相違があることが判明した。年度初めに、予算削減の話が出たため、一部の研究方法を変更して実施した。特に、アンケート調査に遅れが出て、その分、解析が遅れている。また、居住住宅の調査依頼が思った以上に断られ、確保が困難であった。その他は順調に進み、成果も出ている。冬季(3月頭)まで計測した保育所および住宅における温湿度データの分析や、ダニアレルゲン量、真菌類との関連を検討する。また、東海4件におけるアンケート解析がまだ途中であるため、さらに進め、居住環境との関連を明らかにする。また、保育所においては、低湿度傾向の施設がみられたため、改善を試み、幼児の皮膚水分率の実測も行う予定である。これらにより、皮膚疾患の実態と予防対策法を明らかにしたい。なお、成果は随時、学協会において発表する。主に、成果発表やその旅費に使用。また、予防対策を実施するため、その必要機器や消耗品(温湿度センサ)などにあてる。
再生医療を目指した基礎的研究:胚性幹細胞の肝細胞への分化と薬物代謝・排泄機能獲得

マウス胚性幹細胞(ES細胞)は、胚様体(EB)を作製した後、コラーゲン処理プレートに接着させ、さらに培養することにより分化させた。接着後610日で自律拍動が観察されたことからES細胞は一部心筋細胞に分化したものと推察された。一方、α-フェトプロテイン(AFP)、トランスサイレチンのmRNAの発現は培養6日目から、グルコース-6-ホスファターゼのmRNAは培養30日目以降で初めて検出された。Cyp1a1 mRNAは培養初期に、Cyp3a11とCyp7a1のmRNAは培養30日目および36日目に発現が認められた。また、CYP1Aは培養20日目に、CYP3Aは30日目にタンパク質の発現が認められた。さらに、Cyp3a11のmRNA発現量は、肝細胞増殖因子(HGF)を含む培地で30日間培養した系よりも、12あるいは18日以降にHGFを除いた系で培養した方が多かった。また、Mdr1、Mdr3、Mrp1およびMrp2のmRNAは培養初期より連続して発現が認められた。サルES細胞から作製したEBをプレートに接着培養後15および30日にALBおよびAFPのmRNAの発現が認められた。また、CYP7A1のmRNAの発現も認められ、15日培養と比較して30日培養で発現量が増加していた。さらに、CYP1A1のmRNA発現はEB培養5日目から、CYP3A66は10日目から、CYP2C20、CYP2D17やCYP3A8は15日目から発現していた。なお、CYP3A8のmRNAはCYP7A1と同様、培養15日目よりも30日目の方が多く発現していた。また、ヒト胎児肝細胞に特異的に発現するCYP3A7と最も高い相同性を有する新規CYPをサルES細胞から分化した細胞より見出した。本CYPは、テストステロン6β-水酸化およびデヒドロエピアンドロステロン16α-水酸化活性を有することが明らかとなった。胚性幹細胞(ES細胞)の肝細胞への分化過程における機能獲得を明らかにするため、ES細胞の肝細胞への分化に伴う薬物動態因子の発現変動についてシトクロムP450(P450、CYP)を中心として検討した。マウスES細胞から胚様体(EB)の形成は、コニカルチューブを用いた改良法にて行うことで、従来のハンギングドロップ法と比較して極めて容易に、かつ、確実にEBを形成することが可能となった。この方法で得られたEBをゼラチンコートしたプレートに接着、さらに肝細胞増殖因子、繊維芽細胞増殖因子、オンコスタチンM等サイトカインを含む培地にて培養した。EBをプレートに接着後610日間で自律拍動が観察されたことから心筋への分化が推察された。総RNAはEB接着後6日おきに回収し、mRNAの発現解析はRT-PCR法により行った。その結果、α-フェトプロテイン、アルブミン、チロシンアミノ転移酵素等肝細胞マーカーの多くが検出された培養30日目から主要な薬物代謝型分子種であるCyp3all及び胆汁酸生合成の律速酵素であるCyp7alのmRNA発現が確認された。一方、多環状芳香族炭化水素誘導性のCyplalは培養初期からすでに発現していたが、その発現量は培養と共に減少した。

また、ニューロステロイド生合成酵素であるCyp7blは培養初期から強く発現しており、その発現量は殆ど変化しなかった。しかしながら、フェノバルビタール誘導性のCyp2blの発現は全く認められなかった。これらの結果より、ES細胞から肝細胞への分化に伴い、発現するP450分子種が大きく変動することが明らかとなった。現在、サルES細胞について同様な検討を行っているところである。マウス胚性幹細胞(ES)細胞は、胚様体(EB)を作製した後、コラーゲン処理プレートに接着させ、さらに培養することにより分化させた。接着後610日で自律拍動が観察されたことからES細胞は一部心筋細胞に分化したものと推察された。一方、肝細胞の初期分化マーカーであるアルファフェトプロテイン(AFP)やトランスサイレチンのmRNAの発現は培養6日目から認められた。さらに、より成熟した肝細胞に発現するグルコース-6-ホスファターゼのmRNAは培養30日目以降で初めて検出されたことから、本条件においては30日間培養することにより、成熟した肝細胞へ分化していることが示唆された。また、シトクロムP450(Cyp)の解析において、Cyp1a1 mRNAは培養初期に一過性に発現が認められたが、薬物代謝型の主要な分子種であるCyp3a11とコール酸生合成の律速酵素であるCyp7a1のmRNAは培養30日目および36日目に発現が認められた。これらは、発現するCyp分子種が分化に伴い変動することを示すものである。また、免疫染色法によりCYP1Aは培養20日目に、CYP3Aは30日目にタンパク質の発現が認められたことから、これらCYP分子種はES細胞から分化した肝様細胞に発現していることが明らかになった。さらに、Cyp3a11のmRNA発現量は、肝細胞増殖因子(HGF)を含む培地で30日間培養した系よりも、12あるいは18日以降にHGFを除いた系で培養した方が多かった。これより、EBの培養中にHGFを長期間添加することはCypの発現をむしろ抑制することが明らかとなった。また、排泄型薬物トランスポーターであるMdr1、Mdr3、Mrp1およびMrp2のmRNAは培養初期より連続して発現が認められた。サルES細胞においてもマウスと同様に検討を行い、ほぼ全てに自律拍動が認められる条件を確立した。また、AFPやアルブミンの発現も認められたことから、肝様細胞に分化していることが推測された。HNF-3βは肝細胞への分化に重要である。HNF-3βの肝細胞への分化に及ぼす影響を明らかにするために、ヒトHNF-3βのcDNAをクローニングした。現在、アデノウイルスにて発現させるために、発現用ウイルスを構築しているところである。サル胚性幹細胞(ES細胞)は、マウスES細胞の場合と同様にポリプロピレン製コニカルチューブで培養する方法により胚様体(EB)を作成した。分化は、コラーゲンIにてコートされたプレートに接着させ、さらに培養することにより行った。予備的な検討より、EB作成に用いる細胞の量により拍動率並びに肝細胞への分化の効率が異なることが示唆された。そこで、直径3cmのプレート1枚から5個のEBを作成した場合、ほぼ全てにおいて拍動が認められた。また、本条件にて作成したEBをプレートに接着培養後15および30日に総RNAを抽出し、RT-PCR法にて解析したところ、肝細胞マーカーのアルブミン(ALB)およびα-フェトプロテイン(AFP)のmRNAの発現が認められた。
高温衝撃圧縮曲線の計測による金、酸化マグネシウムの高温圧力スケールの直接決定

地球内部構造の研究では、上部、下部マントルの境界付近と下部マントル底部の不連続性の問題が最重点課題として残っている。この研究が進まないのは高温高圧下の圧力スケールの基準となる衝撃圧縮データの精度が不十分であることと、高温の状態方程式に問題があるからである。本研究では、この問題を根本的に解決するために、常温出発のユゴニオの精密な測定、さらに、高温出発のユゴニオを計測することを目的とする。本研究では主要な圧力校正物質である金(Au)、酸化マグネシウム(MgO)を中心に、圧力校正物質でもあり、衝突板や駆動板に用いる銅(Cu)やタンタル(Ta)、タングステン(W)の常温のユゴニオを最高200GPa以上まで計測した。本研究では単結晶や高純度鍛造品などの良質の試料を用いた。Au,Wではロスアモスデータに比べて衝撃波速度が少し大きな結果を得た。MgOでは異方的な弾性限界と塑性域のユゴニオは結晶方向で差がみられるが、圧力が高くなるとその差は小さくなっていく結果が得られた。また、高周波加熱装置を衝撃銃に組み合わせ、セラミックス製の試料マウントを用いて、タングステン、金で、高温出発のユゴニオ計測実験を行った。地球内部構造の研究では、上部マントルと下部マントルの境界付近と下部マントル底部の不連続性の問題が最重点課題として残っている。この研究が進まないのは高温高圧下の圧力スケールの基準となる衝撃圧縮データの精度が不十分であることと、高温への状態方程式の解析に問題があるからである。本研究では、この問題を根本的に解決するために高温のユゴニオを直接決定することを目的とする。本研究ではロスアラモスデータを全く使わずにユゴニオを精度よく決定するために、圧力校正物質でもあり、衝突板や駆動板に用いる銅(Cu)やタンタル(Ta)、タングステン(W)の常温のユゴニオを計測し、金や酸化マグネシウム(MgO)について高温出発のユゴニオを計測する。平成20年度までに、Cu,Ta,Wのユゴニオを100GPa以上まで測定し、次に、本研究の対象物質である金(Au)、酸化マグネシウム(MgO)について50GPa以上まで測定した。金ではロスアモスデータに比べて衝撃波速度が少し大きな結果を得た。MgO単結晶では、弾性限界に大きな結晶異方性があり、<100>軸方向では塑性域の粒子速度が約1km/s以下ではロスアラモスデータに比べて衝撃波速度が少し小さく、それ以上では少し高い結果が得られた。このことは状態方程式を導出する上で重要で、今後、多結晶を用いた測定やさらに高い圧力領域の測定が必要である。また、本年度は5kW高周波加熱装置を導入し、実際に衝撃銃にセラミックス製の試料マウントとタングステン製駆動板を取り付けて、常圧1000°Cまでの加熱も確かめた。今後、高温出発のユゴニオ計測実験を行う計画である。本研究ではロスアラモスデータを全く使わずにユゴニオを精度よく決定するために、圧力校正物質でもあり、衝突板や駆動板に用いる銅(Cu)やタンタル(Ta)、タグステン(W)の常温のユゴニオを計測し、金や酸化マグネシウム(MgO)について高温出発のユゴニオを計測する。平成21年度までに、Cu, Ta, Wのユゴニオを最高200GPa以上まで測定し、次に、本研究の対象物質である金(Au)、酸化マグネシウム(MgO)について90GPa以上まで測定した。MgO単結晶では、弾性限界はく100>方向では駆動圧力に対して減衰し、塑性域のユゴニオは粒子速度が約1km/s以上ではロスアラモスデータに比べて衝撃波速度がかなり高い結果が得られ、状態方程式の改訂につながる結果が得られた。

また、本年度は昨年度導入した高周波加熱装置を用い、実衝撃銃にセラミックス製の試料マウントとタングステン製駆動板を取り付けて、加熱試験を行い、さらに、高温の状態方程式を直接議論するために、出発状態が800°Cでユゴニオ計測実験を開始した。地球内部構造の研究では、上部マントルと下部マントルの境界付近と下部マントル底部の不連続性の問題が最重点課題として残っている。この研究が進まないのは高温高圧下の圧力スケールの基準となる衝撃圧縮データの精度が不十分であることと、高温への状態方程式の解析に問題があるからである。本研究では、この問題を根本的に解決するために高温のユゴニオを直接決定することを目的とする。本研究ではロスアラモスデータを全く使わずにユゴニオを精度よく決定するために、圧力校正物質でもあり、衝突板や駆動板に用いる銅(Cu)やタンタル(Ta)、タングステン(W)の常温のユゴニオを計測し、金や酸化マグネシウム(MgO)について高温出発のユゴニオを計測する。平成21年度までに、Cu,Ta,Wのユゴニオを最高200GPa以上まで測定し、次に、本研究の対象物質である金(Au)について150GPa以上まで、酸化マグネシウム(MgO)について100GPa以上まで測定した。金ではロスアモスデータに比べて衝撃波速度が少し大きな結果を得た。MgO単結晶のユゴニオを100GPa以上まで計測した結果、弾性限界と塑性域のユゴニオは(100),(110),(111)方向で差がみられるが、圧力が高くなると結晶方向の差は小さくなっていく結果が得られた。また、本年度は昨年度導入した高周波加熱装置を用い、衝撃銃にセラミックス製の試料マウントとタングステン製駆動板を用いて、タングステン、金で出発状態がそれぞれ800°C、700°Cでユゴニオ計測実験を行った。タングステンの常温のユゴニオでは、強度の効果が無視できないことが示唆された。
「凍み」操作による農産物の組織形成とその応用

日本で昔から用いられる「凍み」(冬の夜間に食品を凍らせ、昼間にそれを溶かし脱水して乾燥すること)の加工方法を農産物に応用し、新しい食品素材を得るための条件を明らかにした。水戻しがしやすく外観の良い「凍み」製品を得るためには、凍結前に加熱処理を行い、-3-10°Cで710日間凍結し、5°Cで乾燥させるとよいことが明らかになった。この方法を用いて、新たなジャガイモ及びニンジンの乾燥食品素材を作製し、その食味特性を明らかにした。「凍み」操作(凍結と解凍及び脱水を繰り返して乾燥させる方法)によってダイコンの組織形成条件を明らかにすることを目的に研究を行い、平成21年度は以下の成果を得た。〔実験(1)〕「凍み」操作前の下処理の効果ダイコン(φ60×20mm)を試料とし、A.生のまま、B.凍結前に沸騰水中で加熱、C.加熱後流水下で水さらしの下処理を行った後、-53°Cの凍結・解凍プログラムを約20日間繰り返した。その結果、条件Cの下処理をした試料において、製品の外観が白く良好なスポンジ状組織が形成されることが明らかとなった。また、脱水・乾燥過程で収縮した場合でも、「凍み」操作を行った試料は加熱乾燥試料よりも水戻し時の吸水速度は速く、水戻し後の試料の外観及び食味は良好であった。すなわち、従来の加熱乾燥法よりも「凍み」操作による加工を施した製品の方が、新規食品への汎用性が高いと考えられた。〔実験(2)〕スポンジ状組織を形成するための凍結条件の検討同ダイコンを試料とし、凍結条件(-20、-5、-3°Cで896時間)・解凍条件(20°C13時間)を変化させて、内部の気孔数・気孔面積・総空隙率を測定した。その結果、凍結条件では-3°Cで凍結した試料に大きな空隙が多数生じスポンジ状組織を呈することが明らかとなった。また、スポンジ状組織の形成へは、最大氷結晶生成帯通過時間や解凍操作の有無よりも、総凍結時間が大きく影響を及ぼすことが明らかになった。きらに、ダイコンでは部位による影響も大きかったことから、「凍み」操作を他農産物へ応用する際の基礎データを得ることができた。「凍み」操作(凍結と解凍および脱水を繰り返して乾燥させる方法)によって農産物の組織形成条件と適用範囲を明らかにすることを目的に研究を行い、平成22年度は以下の成果を得た。【実験(1)】解凍・乾燥条件の検討-3°Cで2週間保存しスポンジ状組織構造を形成したダイコン試料を用い、5・40・60°Cのインキュベーター内で乾燥させ、最適な解凍・乾燥条件を検討した。その結果、5°Cでは乾燥速度が遅く120時間を要したが、最も着色が少なく、外観が良かった。収縮率にはほとんど差が見られなかった。【実験(2)】根菜類・果菜類への応用「凍み」操作の適用範囲を明らかにし、新規食品素材としての可能性を探ることを目的に、17種類の農産物を試料に用い、-3°Cに2週間保存して、スポンジ状組織の形成状態を観察した。その結果、ニンジン・ゴボウ・レンコン・ジャガイモ・ブロッコリー(茎)・カボチャ・タケノコ(生と水煮)には多数の空隙が認められた。一方、カブ・タマネギ・アスパラガス・キュウリ・ゴーヤ・イチゴ・リンゴ・キウイフルーツ・サツマイモには、空隙が形成されなかった。糖や澱粉を多く含む農産物は空隙が形成されにくい傾向にあると考えられた。「凍み」操作(凍結と解凍および脱水をくり返して乾燥させる方法)によって農産物の組織形成条件と適用範囲を明らかにすることを目的に研究を行い、平成23年度は以下の成果を得た。【実験1】ジャガイモ及びニンジンの「凍み」操作条件の検討ブランチング処理を行ったものと生のジャガイモ及びニンジンを試料に用い、スポンジ状構造を最も形成しやすい凍結条件を検討したところ、何れも-10°C7日間で空隙の面積率及び個数が最も大きくなった。また乾燥条件を検討したところ、時間はかかるものの、105°Cや60°Cより5°Cが乾燥後の製品の着色が少なく収縮も少なかった。ジャガイモの場合は、ブランチング処理を行うとスポンジ状構造を形成しやすく、乾燥後の製品は白く仕上がったが、ニンジンでは差がみられなかった【実験2】ジャガイモ及びニンジンの凍み製品の性状ジャガイモの場合、ブランチング処理を行った製品は、吸水率の上昇が速くまた大きく、煮熟後の破弾力が小さかった。官能検査の結果、ブランチングありの凍みジャガイモは、生ジャガイモの煮熟状態と近いが、煮くずれしにくく、長時間の煮込み料理などに適すると推察された。ニンジンの場合はブランチングの有無では製品の差がほとんどみられなかった。煮熟後の官能検査の結果、生ニンジンより凍みニンジンは外観は劣るが、味のしみこみが良く固い食感であった。