hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小学校への移行期のインクルーシブ保育・教育におけるプロジェクト活動の展開方法

本研究では、幼稚園・保育所から小学校への移行期に、発達障害支援等の「特別な配慮」を必要とする幼児を含むインクルーシブ保育における、興味・関心に基づくプロジェクト活動の効果とその展開方法について、保育実践の継続的観察及び保育者等からの聞き取り調査の分析により明らかにすることを目的としている。本年度は、以下のような成果があった。1.観察・調査対象の保育園で観察し、プロジェクト活動や子どもたちの変化について保育者からの聞き取り調査(カンファレンス)を行い、記録を作成し、保育者の働きかけ、環境設定の工夫、ドキュメンテーション(記録)の活用方法等について分析している。2.日本保育学会第71回大会における自主シンポジウム「スウェーデンに学ぶドキュメンテーションの活用」を研究協力者とともに企画・実施し、スウェーデンの保育者と日本の保育者によるドキュメンテーションの考え方やそれを活用した実践の報告と、研究代表者によるコメントを行った。3.スウェーデンの保育者を7月に招き、スウェーデンの近年の保育・教育の動向やプロジェクト活動とその基礎となる教育的ドキュメンテーションに関する聞き取り調査を行い、紀要にまとめた。また、3月には、別のスウェーデンの保育者(ペダゴジスタ)を招聘し、インクルーシブ保育についての知見と実践を紹介してもらった。本研究は、小学校への移行を見通し、子どもの興味に基づいて展開される長期的なプロジェクト活動や異年齢保育を含む保育形態に着目した点に特徴がある。集団編成(年齢別・異年齢)に応じたプロジェクト活動を展開する効果的なインクルーシブ保育の実践的方法が開発されることにより、保育者・支援者による見通しをもった保育・援助が可能となり、「特別な配慮」が必要な子どもへの支援にとっても意義が大きいと考える。本年度は、「保育園における特別な配慮を必要とする幼児が在籍するクラスのプロジェクト活動に関する異年齢保育場面及び年齢別保育場面での観察・聴き取り調査の実施及び分析」を行う予定で、研究実績で述べたように計画通りに進んでいる。研究実績2,3のように成果は学会及び紀要で発表することができた。また、「プロジェクト活動や発達障害・多動/衝動的傾向を示す幼児への対応の実践事例、異年齢保育及びインクルーシブ保育に関する資料を文献や学会発表から収集する」という計画についても、文献の収集と学会・研究会への参加により遂行している。当初は、スウェーデンの就学前教育施設を訪問し、プロジェクト活動の展開方法、発達障害の子どもの援助、小学校入学1年前の就学前教育での支援方法について、観察・聴き取り調査を行う計画であったが、本研究の研究代表者は、公務多忙のため現地調査の実施が難しかったので、スウェーデンの保育者を日本に招聘して、聴き取り調査を行った。今後も、2018年度と同様、保育園での観察・聞き取り調査及び資料収集は継続し、調査結果を分析していく。2019年度もスウェーデンの就学前学校の保育者を日本に招いて、プロジェクト活動の展開方法、発達障害の子どもの援助、小学校入学1年前の就学前教育での支援方法について、聴き取り調査を行う予定である。1.観察・調査対象の保育園を決め、対象児を3,4歳児とし、異年齢クラス(35歳、15歳)と年齢別クラスを観察し、プロジェクト活動や子どもたちの変化について保育者からの聞き取り調査(カンファレンス)を行い、記録を作成し、保育者の働きかけ、環境設定の工夫、ドキュメンテーション(記録)の活用方法等について分析している。2.保育園の異年齢クラス(35歳児)での前年度の調査結果を分析・考察し、3歳児期から朝の身支度や集まりになかなか参加できず、一人遊びやトラブルが多かった子どもが、5歳児期に迷路・まちづくりから「病院ごっこ」のプロジェクト活動に参加していく過程において、有効な指導方法について明らかにした。3.スウェーデンにおけるプロジェクト活動とその基礎となる教育ドキュメンテーションに関する観察・調査の結果や、レッジョ・エミリア・アプローチにおけるドキュメンテーションの考え方について論文にまとめた。集団編成に応じたプロジェクト活動を展開する効果的なインクルーシブ保育の実践的方法が開発されることにより、保育者・支援者による見通しをもった保育・援助が可能となり、「特別な配慮」が必要な子どもへの支援にとっても意義が大きいと考える。本年度は、「保育園における特別な配慮を必要とする幼児が在籍するクラスのプロジェクト活動に関する異年齢保育場面及び年齢別保育場面での観察・聞き取り調査の実施及び分析」を行う予定で、研究実績で述べたように計画通りに進んでいる。研究開始に際しては、愛知県立大学研究倫理審査委員会に申請し、研究実施の承諾を得た。研究実績2,3の成果は、学会及び紀要で発表することができた。

本年度は、以下のような成果があった。1.観察・調査対象の保育園で観察し、プロジェクト活動や子どもたちの変化について保育者からの聞き取り調査(カンファレンス)を行い、記録を作成し、保育者の働きかけ、環境設定の工夫、ドキュメンテーション(記録)の活用方法等について分析している。2.日本保育学会第71回大会における自主シンポジウム「スウェーデンに学ぶドキュメンテーションの活用」を研究協力者とともに企画・実施し、スウェーデンの保育者と日本の保育者によるドキュメンテーションの考え方やそれを活用した実践の報告と、研究代表者によるコメントを行った。3.スウェーデンの保育者を7月に招き、スウェーデンの近年の保育・教育の動向やプロジェクト活動とその基礎となる教育的ドキュメンテーションに関する聞き取り調査を行い、紀要にまとめた。また、3月には、別のスウェーデンの保育者(ペダゴジスタ)を招聘し、インクルーシブ保育についての知見と実践を紹介してもらった。本研究は、小学校への移行を見通し、子どもの興味に基づいて展開される長期的なプロジェクト活動や異年齢保育を含む保育形態に着目した点に特徴がある。集団編成(年齢別・異年齢)に応じたプロジェクト活動を展開する効果的なインクルーシブ保育の実践的方法が開発されることにより、保育者・支援者による見通しをもった保育・援助が可能となり、「特別な配慮」が必要な子どもへの支援にとっても意義が大きいと考える。本年度は、「保育園における特別な配慮を必要とする幼児が在籍するクラスのプロジェクト活動に関する異年齢保育場面及び年齢別保育場面での観察・聴き取り調査の実施及び分析」を行う予定で、研究実績で述べたように計画通りに進んでいる。研究実績2,3のように成果は学会及び紀要で発表することができた。また、「プロジェクト活動や発達障害・多動/衝動的傾向を示す幼児への対応の実践事例、異年齢保育及びインクルーシブ保育に関する資料を文献や学会発表から収集する」という計画についても、文献の収集と学会・研究会への参加により遂行している。当初は、スウェーデンの就学前教育施設を訪問し、プロジェクト活動の展開方法、発達障害の子どもの援助、小学校入学1年前の就学前教育での支援方法について、観察・聴き取り調査を行う計画であったが、本研究の研究代表者は、公務多忙のため現地調査の実施が難しかったので、スウェーデンの保育者を日本に招聘して、聴き取り調査を行った。今後も、平成29年度と同様、保育園での観察・聞き取り調査及び資料収集は継続し、調査結果を分析していく。平成30年度はスウェーデンの就学前教育施設を訪問し、プロジェクト活動の展開方法、発達障害の子どもの援助、小学校入学1年前の就学前教育での支援方法について、観察・聞き取り調査を行う計画であったが、本研究の研究代表者は、公務多忙のため現地調査の実施は難しい。その代わりに、スウェーデンの保育者を日本に招聘して、聞き取り調査を行う予定である。
蓄積リングにおけるイオントラップ現象の3次元可視化シミュレーション研究

電子蓄積リングの真空中に僅かに残留するガス分子は蓄積された電子ビームとの衝突によりイオン化され,ビームの作るポテンシャルに捕獲される(イオントラップ)。捕獲されたイオンは蓄積電子ビームの安定性や高品質な放射光の発生に影響を与えるため,蓄積リング内の複雑な場におけるイオンの挙動を明らかにすることは重要である。本研究では蓄積リング内の複雑な場(エッジ部を含む偏向電磁石や四極電磁石あるいはアンジュレーター)の3次元磁場分布の数値計算を行い,これらの複雑な磁場中におけるイオンの軌道を計算し可視化を行った。PICシミュレーションコードはquadcoreのMacintosh上でIntel Fortranにより開発し,計算データの解析および可視化にはTecplotおよびpgplotを使用した。本研究では,(1)電子ビームの進行方向に垂直な断面内でのイオンの空間分布,(2)ドリフトスペースで発生しビーム方向に進行するイオンが偏向電磁石の磁気バリアで反射される様子,(3)四極電磁石やアンジュレーダー磁場内で発生したイオンが複雑な磁場内で捕獲される様子等を可視的に明らかにし,(4)イオン挙動が発生箇所や初期条件に強く依存する事を明らかにした。蓄積リング内のイオンの運動は非常に複雑で,単純なモデルに基づく解析では実際の現象がビームに与える影響を定量的に評価するのは困難であり,数値シミュレーションに基づく研究が不可欠であると考えられる。本研究では放射光専用電子蓄積リングにおいて高エネルギー電子との衝突により生成されたイオンが複雑な場(蓄積リングの偏向電磁石、四極電磁石、挿入光源およびビーム自身が作る場の複合)の中でどのような挙動をするのかを3次元多粒子シミュレーションを用いて解明する。特に放射光リングにおいて挿入光源が使われたときに、挿入光源の周期的な磁場の中でイオンがどのような挙動をするのか明らかにする。平成18年度においてはシミュレーション研究のための計算機環境の整備を行い、イオンの運動方程式(物理モデル)からシミュレーションに適した計算モデルを構築した。また3次元粒子シミュレーションコードの前段階としての2次元コードの開発をFortran言語を用いて行った。電子蓄積リングにおける様々な磁場(ドリフトスペース、偏向電磁石内およびその周辺、4極電磁石、6極電磁石、アンジュレータ磁場、等)および集群した電子ビームの作る電場の下におけるイオンの運動を明らかにするため、先ずは最も簡単なドリフトスペース内でのイオンの運動をシミュレーションにより解析し、またその計算結果の可視化を行えるようにした。平成19年度には、シミュレーションコードを3次元に拡張し、様々な磁場環境におけるイオンの挙動を計算を行えるようにする。さらに蓄積リングにおけるイオントラップのビームパラメータ依存性を明らかにし、イオントラップによるビーム不安定性を避けるための手段を検討する。
中国新石器時代末期における環太行山脈地区文化圏の形成過程-土器分析を中心に-

環太行山脈地区は太行山脈周辺の山西省、内蒙古自治区中南部、河北省・北京市を含む。これらの各地域ごとに土器編年を作成し、それぞれの併行関係を整理すると、6期に区分できる。これら地域間では第5期以前には部分的な交流は認められるが、太行山脈を隔てて異なる地域文化が存在した。しかし第6期になるとそれ以前より徐々に形成されてきた交流ルートを通して、内蒙古中南部に発する空三足器を中心とする文化要素を各地域が受容する。そして最終的に近似した土器様式を有する環太行山脈地区文化圏が形成されるに至る。本年度は、主に内蒙古自治区中南部の土器データベースを構築し、さらに土器編年を作成した。また、併せて河北省、北京市の土器データベースの構築を行い、土器編年を作成する過程で現地調査に赴いた。土器の型式分類を行い、形式間における各型式の共伴関係から内蒙古自治区中南部の土器編年を作成し、主に様式の変化から時期区分を行うと、当該地区は大きく5期に区分することができた。その結果、特に研究史上で見解の相違がみられたいわゆる阿善三期文化、老虎山文化、永興店文化の併行関係について、阿善三期文化と永興店文化は前後関係にあるが、その両文化に跨るように老虎山文化が位置づけられることが分かった。また、5期は13期、4期、5期とまとめることができ、それぞれ他地域からの影響で地域文化を形成する段階から、次第に独自な文化を形成し、最終的に外部への影響力を持つ文化へと変化することが分かった。また、当初の計画では本年度に内蒙古自治区中南部の現地調査を行う予定だったが、冬季に調査を行うことは困難という情報を得たため、上記編年の確認のための現地調査を来年度に回し、本年度は太行山脈東側の河北省と北京市で現地踏査と土器実見を行った。河北省と北京市で見られる新石器時代の土器データベースは本年度で大方終わらせることができた。その情報を元にあらかじめ重要になる土器を選定し、その確認作業を行うために土器の実見に赴いた。土器の色調や形態、あるいは現地研究者との意見交換を通して新たな情報を得たため、来年度はその情報を元に太行山脈東側の土器編年を作成する。本年度は、多少の計画変更はあったものの、内蒙古自治区中南部の土器編年の作成、河北省、北京市の土器データベースの作成と実見調査を遂行することができ、太行山脈北側および東側の土器の様相をかなり明らかにすることができたと考える。本年度の研究では、年度開始時より河北省・北京市を中心とする太行山脈東部の土器を報告書より集成する作業を行った。それと併行して、8月には内蒙古地区の現地調査を行い、前年度までに作成した土器編年の細部を確認する作業を行った。その結果、太行山脈北側の内蒙古自治区中南部を岱海地区、黄河南流両岸地区、陰山地区の3地区に分け、それぞれの併行関係を整理し、大きく5期に区分することができた。太行山脈東部の土器編年は、本年度の資料集成に昨年度の現地調査の結果を踏まえ、結果的にやはり5期に区分した。次に、研究実施計画では地理情報システムを活用して、自然地理的に見た地域間交流を探る予定であった。これは、太行山脈を越える交流ルートを明らかにすることを目的としていた。内蒙古中南部および山西省についてはすでに遺跡データベースを構築したが、河北省では未だ遺跡情報の詳細が掲載された『中国文物地図集』が未刊行であり、遺跡データベースの構築が難しいことが明らかになった。したがって、太行山脈を通した交流ルートを探る資料として古典籍に記載されたルートを参考にした。さらに、北魏期を主とした太行山脈における石窟に関する地理情報システムを用いた分析が公表されているため、それも合わせて参考にした。その結果、太行山脈の東西を繋ぐ3あるいは4ルートがあることが明らかになった。10月以降は、太行山脈西部、北部、東部の3地域間の併行関係を整理し、さらに地域間における交流関係を明らかにした。その結果、環太行山脈地区を6期に区分し、次第に地域間交流が活発になる中で交流ルートが増加したことが分かった。その中で、第6期に内蒙古中南部で出現した空三足器が各ルートを通り拡散し、はじめて環太行山脈地区に共通性の高い文化要素が見られるようになり、一つの文化圏が形成されたことが明らかになった。なお、これらの成果は報告書として製本済みである。当初は23年度に内蒙古中南部、24年度に河北、北京を対象とし、それぞれデータベースの構築、編年の作成、現地調査という順で研究を進める計画であった。ただ、本年度の内蒙古中南部の調査が難しく、その時間を河北と北京での調査に費やした。

作業段階の逆転はあったが、土器編年を作成した後に修正のため調査を行うか、先に現地調査で確実な情報を得て編年を作成するかの違いなので、大きな問題ではなくおおむね順調といえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。既述した通り、本研究は当初は23年度に内蒙古中南部、24年度に河北、北京を対象とし、データベースの構築、編年の作成、現地調査という順で研究を進めている。その中で、23年度は内蒙古中南部の現地調査と河北、北京の現地調査が本年度は入れ替わった。したがって、まず24年度は内蒙古中南部の現地調査を行い内蒙古中南部の土器編年を確定する。それから河北、北京で行った現地調査の情報を活かし、土器編年を作成する。併せて環太行山脈地区の地理情報を整理し、現地踏査を行いたい。上記作業を行い、10月以降は土器の地域的な分布図を作成し、具体的な地域間交流を描く。そして1月以降は内蒙古中南部、河北、北京に以前分析した山西省を加え、環太行山脈地区の広域編年を構築し、地理的情報を加味して地域間交流の具体像を解明する。
中央アジアにおけるソ連時代の記憶：過去と現在の照射

本研究は、中央アジアのカザフスタンにおいてソ連時代を生きた世代の人々を訪ねてインタビューを行って当時の社会や生活の記憶を収録し、これを分析するものであった。ソ連時代については、すでにソ連期に現代史研究の成果があり、また共産党の蓄積した膨大な文書資料があるが、これらはソ連の政治的なイデオロギーに強く規定されたものである。また、ソ連解体後の各国のナショナル・ヒストリーでは、独立との対比でソ連時代を否定的に描くことが多く、ソ連時代を正当に評価するには十分ではない。そこで、このような偏りを避けるために人々の記憶に着目した研究の結果、ソ連時代を考察するための重要な参照軸を得ることができた。2012年度の海外調査は7-8月の夏季に集中して行った。この間に研究分担者と協力者はアルマトゥ市でインタビュー調査に際しての質問項目について再確認を行うとともに、インタビュー可能な回答者に関する情報の収集と対象者の選定を行った。実際のインタビュー調査は、アルマトゥ市とその近郊のほか、カザフスタン東部のウスチカメノゴルスク州で行い、カザフ人、ロシア人、ウイグル人、ドゥンガン人など合わせて17人からソ連時代の記憶を聴取することができた。ウスチカメノゴルスク州では州都を遠く離れた村落部で聞き取り調査を行ったほか、新たな質問項目としてソ連時代のセミパラチンスクにおける核実験に関する記憶を加えた。ソ連時代この核実験について情報は公開されておらず、その意味でも人々の記憶は大きな意味を持つと考えられる。また、回答で大きく評価の分かれたのはソ連末期のゴルバチョフ政権であり、ソ連を崩壊させた同政権の未熟さや能力の不足を批判する声と同時に、ペレストロイカは当初は有害に見えたとしても、その後には生活条件の顕著な向上をもたらしたとして高く評価する意見も聞かれた。このような見解の相違は回答者の民族や過去と現在の境遇などとどのような相関関係にあるのか、今後とも継続して検討すべき課題と考えている。収録されたインタビュー内容は現在文字起こしの作業を進めており、非ロシア語の回答についてはロシア語への翻訳を合わせて行っている。以上の、海外調査と並行して、最終的な成果のとりまとめとして予定している英文論文集について、研究分担者と協力者は企画の検討を行った。2013年度の海外調査は7月末ー8月の夏季に集中して行った。この間に研究分担者と協力者は、アルマトゥ市でインタビュー調査に際しての質問項目について再確認を行うとともに、インタビュー可能な回答者に関する情報の収集と対象者の選定を行った。実際のインタビュー調査は、カザフスタン北部の都市コスタナイとその周辺、その後中北部のアスタナで行った。コスタナイをはじめとする北部は、ソ連以前からロシア人などスラブ系の人口が多かった地域であり、ソ連時代から鉱業で知られるルードゥヌィ市でもロシア系住民は多い。今回は、カザフ人のほか、ロシア人やウクライナ人など8名の人々からソ連時代の記憶を聴取することができた。コスタナイ州では州都を遠く離れた村落部でも聞き取り調査を行った。回答で大きく評価の分かれたのはソ連末期のゴルバチョフ政権であり、ソ連を崩壊させた同政権の未熟さや能力の不足を批判する声と同時に、ペレストロイカは当初は有害に見えたとしても、その後には生活条件の顕著な向上をもたらしたとして高く評価する意見も聞かれた。収録されたインタビュー内容は、現在文字起こしの作業を進めており、非ロシア語の回答についてはロシア語への翻訳を合わせて行っている。本年度は、まずカザフスタンで現地調査を行った。ただし、当初予定していたカザフスタン西部のウラルスク州での調査は空港改修のためにアクセスがむずかしいことから次年度に延期することとし、東南部のアルマトゥ市近郊でのインタビュー調査に変更した。これと並行して、本研究と関係する学術刊行物・資料の収集をカザフスタンとウズベキスタンで行った。その結果、まだ萌芽的な段階とはいえ、オーラル・ヒストリーへの関心は現地の研究者の間にも生まれていることを確認することができた。次に、これまでにカザフスタンで収録したインタビューの録音71件をすべて文字起こしした。これは研究分担者と研究協力者の間で共有して今後の分析の基礎資料となるが、ロシア語やカザフ語などからの英訳の作業は今後に残されている。以上に加えて、研究成果の発表について研究分担者と研究協力者の間で協議を行って、英文の論文集を刊行することを決定し、章の構成と分担についても合意を得た。また、もう一つの成果発表の機会として、2015年9月11ー12日に開催されるNIHUプログラム・イスラーム地域研究主催の国際シンポジウムでSoviet-era Memories in Central Asiaと題するセッションを開設することを決定した。このセッションでは、これまでの中央アジアにおけるソ連時代の記憶に関する研究成果を報告するとともに、文化人類学などの他分野および記憶に関する理論的なアプローチの専門家をコメンテータに迎えて総合的な議論を行う予定である。本年度は、まずカザフスタン西部のウラルスク州で現地調査をおこない、カザフ人、コサック、ロシア人を含めて計7名にインタビューを実施した。これにより、カザフスタンでのインタビューは合計78名となった。また、カザフスタンとウズベキスタンでソ連時代の記憶に関する資料の収集にあたった。以上の作業と並行してインタビュー録音からの文字起こしと英訳の作業を進めた。

その後、2名の討論者からコメント得て、活発な討論がおこなわれた。このシンポジウムでの報告と討論をふまえて、最終的な成果の発表となる英語論文集のための論考執筆を進めた。これは最終年度に、イギリスのPalgrave社から刊行の予定となっている。カザフスタンにおけるインタビュー調査は、現在78件までおこなっているが、これは当初予定していた100件にかなり近づいていると判断する。広大な国土を有するカザフスタンの全域をカバーすることは容易ではないが、最終年度に可能な限りの現地調査をおこなうことにしたい。インタビューの録音についても、文字起こしの作業はほぼ終えているので、あとは英訳の作業に集中することにしたい。最終的な成果のとりまとめとして英語の論文集の計画を立てていたが、論文の作成は順調に進んでおり、イギリスの出版社とも出版契約を結ぶ見通しが立っている。今年度は、本研究の最終年度にあたるため、おもに研究のとりまとめに取り組んだ。まず、これまでにカザフスタン各地で収録したインタビューのうち、カザフ語によるものを優先して、英語への翻訳作業を進めた。これは、今後の研究に資すばかりではなく、将来におけるインタビュー資料の公開に備えるためである。この成果を現地の研究者とも共有するために、今年2月カザフスタンのアルマトゥ市に所在するカザフ国立大学で開催された国際セミナーAsian Powers, Central Asia and the NewSilk Roadおよび同じくアルマトゥ市内のKIMEP大学で開催された「中央アジアにおけるソ連時代の記憶」に関する研究報告会に出席して、カザフスタンをはじめとする海外の研究者との意見交換を行った。その結果、中央アジアの現地においても、本研究テーマへの関心は高いこと、また本研究の副題である「過去と現在の照射」が示すとおり、ソ連時代の記憶とは、ソ連時代の歴史資料であるばかりではなく、現代を生きる人々の政治・社会意識を反映していることが確認された。本研究は、中央アジアのカザフスタンにおいてソ連時代を生きた世代の人々を訪ねてインタビューを行って当時の社会や生活の記憶を収録し、これを分析するものであった。ソ連時代については、すでにソ連期に現代史研究の成果があり、また共産党の蓄積した膨大な文書資料があるが、これらはソ連の政治的なイデオロギーに強く規定されたものである。また、ソ連解体後の各国のナショナル・ヒストリーでは、独立との対比でソ連時代を否定的に描くことが多く、ソ連時代を正当に評価するには十分ではない。そこで、このような偏りを避けるために人々の記憶に着目した研究の結果、ソ連時代を考察するための重要な参照軸を得ることができた。カザフスタンにおけるインタビュー調査は、現在71件まで行っているが、これは当初予定していた100件にかなり近づいていると判断する。広大な国土を有するカザフスタンの全域をカバーすることは容易ではないが、残された期間に可能な限りの現地調査を行うことにしたい。
マイクロスケール熱流動科学の数値解析的研究

本研究は将来のマイクロ熱交換器を念頭におき,流れがすべり流となるようなマイクロスケールにおける熱流動場について数値解析的手法を用いて検討し,マイクロ熱流動現象の基礎的知見を得ることを目的としている.前年度には支配方程式に境界層近似を施すことで得られる放物型偏微分方程式を数値的に解く計算プログラムを作成したが,本年度にはこれをさらに改良し,マイクロスケール流れにおける粘性消散の影響について検討した.その結果,マイクロスケールでは,流れが層流となるような充分に低いレイノルズ数域であっても流速は大きいため,壁面近傍における速度勾配が非常に大きくなることから,粘性消散の影響により断面内の温度分布が非一様となることがわかった.またやはり前年度に作成した,境界層近似を施さず支配方程式の楕円型微分方程式を数値的に解く計算プログラムを利用し,マイクロスケールノズルを対象に,これまで検討された例が少ないマイクロスケール流路の入口効果についての検討を行った.その結果,ノズル入口部において流体の加速と流れのはく離によって大きな圧力損失が生じ,それに付随して流体温度もこの位置で急激に低下することなどがわかった.さらに差分法による直接数値解析(DNS)プログラムを用いて壁面にすべり境界条件を課したチャネル乱流の計算を行った.この計算では,流路の代表長さが数ミリ程度でありその意味ではマイクロスケール流れとは呼べないものの,壁面の表面粗さを代表長さとするクヌッセン数が大きいような場合を想定している.このような場合の壁面境界条件についての確固とした知見は得られていないが,本計算ではそのモデルとしてすべり境界条件を適用したものである.その結果,壁面すべり速度が大きくなると,壁面近傍における主流方向とスパン方向の乱れ強さはともに大きくなることなどがわかった.本研究は将来のマイクロ熱交換器を念頭におき,熱交換器内の流れがすべり流となるようなマイクロスケールにおいて,主に流体の希薄性・圧縮性が熱流動場に与える影響について数値解析的手法を用いて検討し,マイクロ熱流動現象の基礎的知見を得ることを目的としている.平成12年度には,当初の計画通り既存のマクロスケール熱流動場解析用コードを改良し,流体の希薄性と圧縮性を考慮に入れたマイクロスケール流れ用計算コードを作成した.この計算コードを用いた単純形状流路流れの結果は解析的に求まる結果と良好に一致し,コードの妥当性が確認された.そこで本来は次年度に行う予定であった,はく離・再付着を伴う複雑熱流動場についての検討を行うべく,更なるコードの改良を行った.これを用いてマイクロスケールにおけるバックステップ流れの数値解析行った結果,流体の圧縮性が熱流動場に大きな影響を与えること,特に流路の急拡大部では圧力低下に伴い流体が膨張し局所的に流体温度が下がること,それによりその位置での見かけの熱伝達率が非圧縮を仮定した場合の結果に比べて増大することなどがわかった.さて,上述の計算のコードは支配方程式である楕円型偏微分方程式を数値的に解いたものであり,循環流がある場合などの複雑熱流動場の解析には適する.しかしながら,実験的研究でたびたび使用されるような,管径に比して流路の流れ方向長さが非常に長い場合の流れ場の数値解析に適用すると,非常に長い計算時間が必要となるなどの問題点が明らかになった.そこで支配方程式に境界層近似を施すことで得られる放物型偏微分方程式を数値的に解く計算コードを新たに作成し,流体の圧縮性・希薄性の影響について検討した.その結果,流れ方向圧力分布が非線形化すること,断面内の流速分布が放物型分布ではなくなることなどがわかった.本研究は将来のマイクロ熱交換器を念頭におき,流れがすべり流となるようなマイクロスケールにおける熱流動場について数値解析的手法を用いて検討し,マイクロ熱流動現象の基礎的知見を得ることを目的としている.前年度には支配方程式に境界層近似を施すことで得られる放物型偏微分方程式を数値的に解く計算プログラムを作成したが,本年度にはこれをさらに改良し,マイクロスケール流れにおける粘性消散の影響について検討した.その結果,マイクロスケールでは,流れが層流となるような充分に低いレイノルズ数域であっても流速は大きいため,壁面近傍における速度勾配が非常に大きくなることから,粘性消散の影響により断面内の温度分布が非一様となることがわかった.またやはり前年度に作成した,境界層近似を施さず支配方程式の楕円型微分方程式を数値的に解く計算プログラムを利用し,マイクロスケールノズルを対象に,これまで検討された例が少ないマイクロスケール流路の入口効果についての検討を行った.その結果,ノズル入口部において流体の加速と流れのはく離によって大きな圧力損失が生じ,それに付随して流体温度もこの位置で急激に低下することなどがわかった.さらに差分法による直接数値解析(DNS)プログラムを用いて壁面にすべり境界条件を課したチャネル乱流の計算を行った.この計算では,流路の代表長さが数ミリ程度でありその意味ではマイクロスケール流れとは呼べないものの,壁面の表面粗さを代表長さとするクヌッセン数が大きいような場合を想定している.このような場合の壁面境界条件についての確固とした知見は得られていないが,本計算ではそのモデルとしてすべり境界条件を適用したものである.その結果,壁面すべり速度が大きくなると,壁面近傍における主流方向とスパン方向の乱れ強さはともに大きくなることなどがわかった.
北海道産の稚内層珪藻頁岩を利用した人間生活環境の環境負荷低減技術に関する研究

稚内層珪藻頁岩は、420nmのメソ孔を多く有する天然の多孔質材料であり、その細孔構造に起因した自律的な調湿機能を有する材料として建材等に幅広く利用されている。本研究では、珪藻頁岩による環境負荷低減のための技術開発を目的に、潮解性物質担持による吸湿性能の向上、アルカリ改質による細孔分布制御とVOC吸着性能の改善、定悪臭物質に対する空気浄化作用について検討を行った。潮解性物質である塩化リチウム(LiCl)、塩化カルシウム(CaCl_2)水溶液に珪藻頁岩を含浸、乾燥させることで、潮解性物質担持珪藻頁岩を調整した。担持量の増加とともに、吸湿量が増大し、例えば塩化リチウム120mg/g(含浸濃度20wt%)で最大吸湿量は900mg/g(RH95%)に到達した。しかし、吸湿量が増えると溶けた潮解性物質が細孔内から溶出してしまった。そこでスキャナーで求めたRGBの色調変化から溶出が起こらない担持量を定義し、塩化リチウムで19.3mg/g,塩化カルシウムで36.3mg/gが限界担持量であると決定した。このときの最大吸湿量はLiClで330mg/g、CaCl_2で320mg/gであった。さらに温度23°C、相対湿度(RH)75%→40°C、RH28%を6時間周期で行い、200回以上の繰り返しでも安定した吸放湿性能を得ることができた。稚内層珪質頁岩に水酸化ナトリウムを用いたアルカリ改質を行い、細孔構造を様々に変化させることが出来た。とくに、2mol/Lの水酸化ナトリウムで処理を行ったとき、2.5nm以下の細孔が新たに形成され、トルエン吸着性能が1.5倍向上した。また、人間の生活環境で発生する様々な臭気成分の脱臭性能について、稚内層珪藻頁岩を用いて評価し、アンモニア、トリメチルアミンなどの塩基性ガス、イソ吉草酸などの有機酸、アセトアルデヒドなどで、備長炭よりも高い脱臭効果を示した。しかし、硫化水素、メチルメルカプタンなどの硫黄系は、備長炭の方が優位であった。さらに25°C、RH50%の条件で5.0gの珪藻頁岩粒子(1-2mm)を充填したカラムに1ppmのイソ吉草酸を導入し、50日以上に渡る持続的な高い脱臭効果を確認した。本研究では、珪藻頁岩による環境負荷低減のための技術開発を目的に、VOCガスおよび水中有機塩素化合物の除去性能について検討した。

湿気を伴う60ppmのトルエンガスを連続的に接触させた時のトルエン飽和吸着量は、相対湿度30%,50%,60%,80%時でそれぞれ0.356,0.314,0.237,0.198mg/gとなり、湿度の増加とともにトルエン吸着量は減少し、トルエンと水の吸脱着が競争的でることが分かった。そこでトルエン吸着性能向上のため、12mol/Lの水酸化ナトリウムの加熱浸積処理による細孔構造改質を試みた。その結果、1mol/L処理では細孔が10nm程度拡大した。一方、1.5mol/Lでは、10nm付近の細孔容量が少し減少し、3nm以下の細孔が形成された。2mol/Lでは、4-20nmの細孔がほぼ消失し、1.5mol/Lと同様な3nm以下の細孔が出現した。これら改質珪藻頁岩のトルエン吸着性能は、細孔が拡大した1mol/L処理では、原石よりも1割程度減少したが、3nm以下の細孔が形成された1.5および2.0mol/Lではトルエン吸着量が向上し、最大で1.8倍の吸着量を示した。また40ppmのテトラクロロエチレン(PCE)水溶液を連続的に供給したときの珪藻頁岩のPCE吸着量は1.27mg/gであった。珪藻頁岩は親水性で急速に水を吸収することから、水中では細孔表面は水で満たされてしまうため、疎水性であるPCEの吸着は、多量の吸着水に阻害されていると推測される。そこで、ジメチルジクロロシランによる、細孔表面の疎水化を行った。その結果、PCE吸着量が7.30mg/gと5.7倍改善された。さらに150°Cの加熱熱再生処理を行い、再生後もPCE吸着量が維持されていることを確認し、低温での再生が可能であることが分かった。稚内層珪藻頁岩は、420nmのメソ孔を多く有する天然の多孔質材料であり、その細孔構造に起因した自律的な調湿機能を有する材料として建材等に幅広く利用されている。本研究では、珪藻頁岩による環境負荷低減のための技術開発を目的に、潮解性物質担持による吸湿性能の向上および特定悪臭物質に対する空気浄化作用(吸着、脱着特性)について定量的に評価した。潮解性物質である塩化リチウム(LiCl)、塩化カルシウム(CaCl_2)水溶液に珪藻頁岩を含浸、乾燥させることで、潮解性物質担持珪藻頁岩を調整した。担持量の増加とともに、吸湿量が増大し、例えば塩化リチウム120mg/g(含浸濃度20wt%)で最大吸湿量は900mg/g(RH95%)に到達した。しかし、吸湿量が増えると溶けた潮解性物質が細孔内から溶出してしまった。そこでスキャナーで求めたRGBの色調変化から溶出が起こらない担持量を定義し、塩化リチウムで19.3mg/g,塩化カルシウムで36.3mg/gが限界担持量であると決定した。このときの最大吸湿量はLiClで330mg/g、CaCl_2で320mg/gであった。さらに温度23°C、相対湿度(RH)75%→40°C、RH28%を6時間周期で行い、200回以上の繰り返しでも安定した吸放湿性能を得ることができた。また、人間の生活環境で発生する様々な臭気成分の脱臭性能について、稚内層珪藻頁岩を用いて評価し、アンモニア、トリメチルアミンなどの塩基性ガス、イソ吉草酸などの有機酸、アセトアルデヒドなどで、備長炭よりも高い脱臭効果を示した。しかし、硫化水素、メチルメルカプタンなどの硫黄系は、備長炭の方が優位であった。さらに25°C、RH50%の条件で5.0gの珪藻頁岩粒子(1-2mm)を充填したカラムに1ppmのイソ吉草酸を導入し、50日以上に渡る持続的な高い脱臭効果を確認した。また25°C、RH10%の乾燥空気へ切り替えたとき、水蒸気が急激に脱離するが、臭気成分は薄い濃度で緩やかに脱離していることが解った。
転写調節因子NFκBの不活性化による放射線抵抗性がんの感受性化機構

放射線抵抗性脳腫瘍細胞にNF-κBの阻害蛋白であるI-κ.B遺伝子を導入し、以下の知見を得た。1.ヒトI-κBα/MAD3cDNAを発現ベクターpcDNA3に組み込んでI-κBαの発現プラスミドを作成し、細胞に導入後、NP-κBのDNA結合活性を測定した結果、導入した過剰I-κBαの発現がNF-κBとの複合体を保持し、NF-κBの活性が阻害されているこ々を確認した。さらに、これら発現クローンの放射線感受性化を認めた。2. in vitroカイネースアッセイの結果、I-κBα導入クローンにおいて、照射後のシグナル伝達が抑制されていることが示唆された。また、照射後のp53遺伝子発現については、wild-typeMO54細胞のI-κBa導入クローンでは抑制が、またmutant-typeT98細胞のクローンでは変化が見られなかった。3.次にI-κBα遺伝子のリン酸化部位(32および36番のセリン、42番のチロシン)のアミノ酸を塩基置換により変更し、このcDPNAをpcDNA3に組み込んで、この発現プラスミドを作成した。4.これらリン酸化阻害I-κBαの発現プラスミドを脳腫瘍細胞に導入し、得られたクローンの放射線感受性化の程度を調べた結果、両セリンの置換ならびにチロシンの置換で放射線感受性化がさらに増し、これらすべてのリン酸化阻害によって、最も著しい放射線感受性化が認められた。本研究によって,放射線抵抗性脳腫瘍細胞において、NF-κBの阻害蛋白であるI-κBα遺伝子を導入することにより、I-κBα過剰発現がNF-κBの核移行によるDNA結合活性を抑制し、抵抗性細胞の放射線感受性化を得ることができた。また、このようなNF-κB随害による放射線感受性化の機構の1つとして、本来細胞内で行われている放射線照射後のNF-κB転写調節に影響を与えた結果であると考えられる。さらに、I-κBαのセリンおよびチロシンを変更したリン酸化阻害型遺伝子を作成し、脳腫瘍細胞に導入した結果、リン酸化部位により放射線感受性化の程度が異なり、セリン置換の場合とチロシン置換の場合はほぼ同等で、セリンおよびチロシン共に置換された場合に最大であった。このことはI-κBαのそれぞれのリン酸化が細胞の放射線感受性化に対し独立した形で働いていることを示唆している。
溶融スラグ用塩基度センサの試作

初年度では4CaO・P_2O_5を固体電解質に用いた塩基度センサの可能性を調べた結果、溶鋼温度で精度良くスラグ中の活量を測定できることが分った。一方、溶鋼中のCaのポテンシャルと酸素分圧を測定する方が熱伝達が早く、実用性が高いので、2年度では合金中のCaポテンシャルを測定する研究を行った。すなわち、Caイオン伝導体である4CaO・P_2O_5を固体電解質に用いたCaセンサの作製、と応答性の良いZrO_2系固体電解質を用いた塩基度センサの作製を行った。4CaO・P_2O_5を固体電解質に用いてガルバニ電池を構成し、CaO-Al_2O_3系溶融スラグのCaOの活量を測定した。固体電解質は直径約10mm、厚さ約3mmの円盤状の焼結体である。起電力の測定温度は共晶温度の1573Kから1873Kの範囲で、空気中で行った。スラグの組成はCaOのモル分率で0.55から0.73の範囲である。得られた起電力は昇温時、降温時共によく一致し再現性は非常に良かった。起電力の変化する温度は状態図と非常に良く一致した。起電力から得られたCaOの活量はラウール規準より負に偏寄しており、Gibbs-Duhemの積分からCaOの活量を用いて計算したAl_2O_3の活量も負に偏寄している。Ag-Ca溶融合金を用い、4CaO・P_2O_5を固体電解質に用いたCaセンサを作製した。Ca濃度の異なるAg-Ca溶融合金を4CaO・P_2O_5固体電解質の両極に置きガルバニ電池を構成したところ、非常に安定した起電力が得られた。CaO-Al_2O_3系スラグと平衡する溶鉄について、Ca、Al、Oのポテンシャルの内2つが分っていれば、そのスラグ中のCaOの活量は決定できる。酸素センサであるZrO_2系固体電解質の表面にAl_2O_3をコーティングすることによりAlセンサとして作動する原理を用い、Alのポテンシャルを測定した。ZrO_2系固体電解質を用いた塩基度センサの平衡関係を調べるため、CaO-Al_2O_3-ZrO_2系平衡状態図を作成した。4Cao・P_2O_5を固体電解質に用いてガルバニ電池を構成し、CaO-Al_2O_3系溶融スラグのCaOの活量を測定した。固体電解質は直径約10mm、厚さ約3mmの円盤状の焼結体で、市販のリン酸三カルシウムと炭酸カルシウムを混合し圧粉、焼結、粉砕を繰返して作製した。電池の構成は、白金皿にスラグを溶かし、白金線を渦巻き状にしたものをスペ-サ-として置き、その上に固体電解質、参照極の円盤状のCaO焼結体、白金板を順に乗せてアルミナの棒でバネを使って押しつけた。CaO焼結体の固体電解質との接触界面近傍には白金線を渦巻き状にして電極として埋め込み、これから一方の電極を取り出した。他方の電極は白金皿から取った。

起電力の測定温度は共晶温度の1573Kから1873Kの範囲で、空気中で行った。スラグの組成はCaOもモル分率で0.55から0.73の範囲である。得られた起電力は昇温時、降温時共によく一致し再現性は非常に良かった。起電力の温度依存性は共晶温度1633K、CaO・Al_2O_3や3CaO・Al_2O_3(1812K以下で安定それ以上ではCaO)の化合物と溶融スラグの液相線で変化し、その変化する温度は状態図と非常に良く一致した。起電力から得られたCaOの活量はラウ-ル規準より負に偏寄しており、Gibbs-Duhemの積分からCaOの活量を用いて計算したAl_2O_3の活量も負に偏寄している。3CaO・Al_2O_3と溶融スラグが平衡する組成では1773KでCaOの活量は0.906でAl_2O_3の活量は0.0154である。この積から得られる3CaO・Al_2O_3の標準生成自由エネルギ-は著者らが別の方法で測定した値と良く一致する。初年度では4CaO・P_2O_5を固体電解質に用いた塩基度センサの可能性を調べた.その結果,溶鋼温度で精度良くスラグ中の活量を測定できることが分った.一方,溶鋼中のCaのポテンシャルと酸素分圧を測定する方が熱伝達が早く,実用性が高いと判断できるので,2年度では合金中のCaポテンシャルを測定する研究も行った.そのために,(1)Caイオン伝導体である4CaO・P_2O_5を固体電解質に用いたCaセンサの作製,および(2)応答性の良いZrO_2系固体電解質を用いた塩基度センサの作製を行った.まず,Ag-Ca溶融合金を用い,4CaO・P_2O_5を固体電解質に用いたCaセンサを作製した.Ca濃度の異なるAg-Ca溶融合金を4CaO・P_2O_5固体電解質の両極に置きガルバニ電池を構成したところ,非常に安定した起電力が得られた.CaO-Al_2O_3スラグと平衡する溶鉄について,Ca,Al,Oのポテンシャルの内2つが分っていれば,そのスラグ中のCaOの活量は決定できる.酸素センサであるZrO_2系固体電解質をCaセンサに用いる原理は次のとうりである.固体電解質の表面にAl_2O_3をコーティングすることによりAlセンサとして作動し,Alのポテンシャルを測定することができる.そこでAl_2O_3をコーティングしない酸素センサから溶鋼中の溶解酸素分圧を測定し,スラグ中のCaOの活量を得る.30Kg真空溶解炉で溶鋼を溶かし,Al_2O_3をコーティングしたセンサとしないセンサを浸せきして,それらの起電力を比較したところAl_2O_3をコーティングしたセンサの方が高い起電力を示した.すなわち,酸素分圧を高く測定する傾向を示した.これは明らかに逆の結果であり,溶鋼の攪拌が小さかったためコーティングしたAl_2O_3が酸素の供給源になってしまったためである.現在,強攪拌の実機での実験を行っている.ZrO_2系固体電解質を用いた塩基度センサの平衡関係を調べるため,CaO-Al_2O_3-ZrO_2系平衡状態図を作成した.
希少糖生産酵素Ｌ－リボースイソメラーゼの改良および希少オリゴ糖生産技術の開発

1.L-リボースイソメラーゼのX線結晶構造解析と部位特異的変異を用いた酵素の機能改変L-リボースイソメラーゼの結晶構造解析を利用した触媒メカニズム等といった部分においては昨年度までで終えている。そのため、本年度は、本酵素を用いた希少糖生産に従事した。本酵素の熱安定性を向上させ、再利用を可能にするため、固定化L-リボースイソメラーゼを作成した。作成した固定化酵素と基質となる希少糖L-プシコースまたはD-タガトース(昨年度から徐々に生産している)を作用させ、希少糖L-アロース、D-タロースを生産した。生産に関しては、学術雑誌にて報告している。2.希少糖を構成単位とする新規の希少二糖・オリゴ糖を生産する技術の開発新規希少二糖・オリゴ糖の生産技術の開発を目的として、微生物の生産する糖脱水素酵素と糖ホスホリラーゼを組み合わせた反応により、新規希少二糖・オリゴ糖(次世代希少糖)の生産を試みた。(1)マルトースホスホリラーゼを用いた二糖生産を試みた。マルトースとアロースを基質として反応させると、マルトースからグルコース1リン酸を生成後、グルコース1リン酸とアロースが本酵素の逆反応にてGlucosyl(α1-4)Alloseが生産された。(2)糖脱水素酵素を用いた二糖生産も試みた。セロビオースを基質に用い、3-ケトセロビオースを生成し、これを還元することにより、Allosyl(β1-4)Glucoseを約50 mg生産した。また、マルトースも同様に反応させ、3-ケトマルトースを生産し、還元を行うことで、Allosyl(α1-4)Glucoseを生産した。(3)α-グルカンホスホリラーゼ等の他のホスホリラーゼも大量生産に成功した。ホスホリラーゼを用いて(1)・(2)において生産した希少二糖が作用するかどうかを今後は検討すべきと考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。1. L-リボースイソメラーゼのX線結晶構造解析と部位特異的変異を用いた酵素の機能改変L-リボースイソメラーゼは今後の希少糖生産においても重要な位置づけにある。しかし、本酵素でのみ生産可能な希少糖の一部は、触媒効率が低いため生産性に乏しいという問題がある。したがって、生産性の向上のため本酵素の機能改変が急務である。そこで、本酵素の基質認識メカニズム、熱安定性関与アミノ酸残基を構造学的に解明することで、生産性向上へ繋げることを目的としている。(1)本酵素の結晶化、分子置換法にて結晶構造のモデリングに成功した。また、酵素基質複合体の結晶構造モデリングも同時に行い、得られた本酵素の結晶構造から基質認識メカニズムを解明した。(2)変異導入技術等を用いたところ、本酵素は酵素活性維持のためには四量体形成が必要であることが示唆された。このことは、その他の酵素についても当てはまることと考えている。2.希少糖を構成単位とする新規の希少二糖・オリゴ糖を生産する技術の開発単糖よりオリゴ糖の方が安定で高い生理活性が認められていることから、生理活性を持つ希少糖を構成単位とする希少二糖・オリゴ糖の生産技術の開発は重要である。そこで、新たに分離した微生物の生産する糖脱水素酵素、キナーゼと糖ホスホリラーゼを組み合わせて新規希少二糖・オリゴ糖を生産できるのではないかと考えた。(1)生産に必要となる糖ホスホリラーゼ等の酵素を大量に得ることに成功した。(2)糖ホスホリラーゼにおいては、本来の基質であるセロビオース、セロデキストリン以外には、D-マンノースを構成糖に含む二糖・オリゴ糖に作用することが分かった。ガラクトキナーゼにおいては、D-アロースの反応性は悪いことが示唆されたが、D-タロース、L-アルトロースなどへの反応が見られた。

また、マルトースも同様に反応させ、3-ケトマルトースを生産し、還元を行うことで、Allosyl(α1-4)Glucoseを生産した。(3)α-グルカンホスホリラーゼ等の他のホスホリラーゼも大量生産に成功した。ホスホリラーゼを用いて(1)・(2)において生産した希少二糖が作用するかどうかを今後は検討すべきと考える。特別研究員採用後、希少糖生産酵素L-リボースイソメラーゼのX線結晶構造解析と部位特異的変異を用いた酵素の機能改変という研究課題については、酵素の結晶化までに多くの時間を要したが、結晶後速やかに構造を解析することができ、L-リボースイソメラーゼの結晶構造解析をもとに、基質認識メカニズム、本酵素の熱安定性が多量体構造にも依存していることを解明した。次に、希少糖を構成単位とする新規の希少二糖・オリゴ糖を生産する技術の開発という研究課題においては、ホスホリラーゼを用いた二糖・オリゴ糖合成に必要となる前駆物質の生産は一筋縄ではなく予想以上に難しいものであるが、特別研究員提出時に考えていた、代替案も試行しながら研究を行っている。さらに、研究を行っているうち、さらに見えてくるものもあった。例えば新規ホスホリラーゼ・糖転移酵素をクローニングし、多種類の希少二糖・三糖(オリゴ糖)生産に応用していくなど検討している。本研究は始まったばかりなので,結果は出にくい部分もあるが、さらなる努力を重ねていきたいと考えている。得られた結果は、特許関連を除き、国際学会・国内学会にてポスター・口頭発表を行い、学術論文1報を報告し、上記のことも含め、このように自己評価をしている。27年度が最終年度であるため、記入しない。1.L-リボースイソメラーゼのX線結晶構造解析と部位特異的変異を用いた酵素の機能改変Cellulomonas parahominis由来のL-リボースイソメラーゼ変異酵素は、酵素活性がなくなる変異酵素も存在するため、変異前酵素・変異酵素の固定化条件等も含め検討し、固定化L-リボースイソメラーゼ酵素を作成し、作用が確認できた希少糖の大量生産を目標とし、酵素の諸性質、希少糖生産を検討する。2.希少糖を構成単位とする新規の希少二糖・オリゴ糖を生産する技術の開発現状大量生産に成功したホスホリラーゼは反応性が悪いことが予測でき、他のホスホリラーゼも希少二糖・オリゴ糖生産に応用できる可能性があるので大量生産を試みる。さらに原料の天然に存在する二糖に糖脱水素酵素を作用させて、二糖の3位が酸化された新規希少デヒドロ糖を生産し、そこから、ホスホリラーゼを作用させてホスホリラーゼの反応基質の生産も視野に入れる。また、希少デヒドロ糖にホスホリラーゼを作用させ新規希少オリゴ糖への転換も試みる。
ステロイド誘起性うつ病における病態実験モデル構築と治療薬の評価

本研究の目的は、副腎皮質ステロイド剤によって誘起されるうつ症状について、その発症機序および治療薬への知見をin vitroおよびin vivoモデルにより見出し提案することにある。本年度では、in vitroモデルとしてPC12細胞を用いた神経突起伸展作用に対する中枢疾患治療薬の効果評価を行った。ステロイド剤であるデキサメタゾンによる神経突起の伸展抑制に対して、すでに臨床で用いられる抗うつ薬を中心に検討を行った。まず、抗うつ薬においては、SSRIとして分類される薬剤において神経突起伸展に対する増強、減弱または無効の作用を有するものが確認された。また、SSRIらの神経突起伸展に対する作用はシグマ受容体のサブタイプ1を介していることを明らかにし、その結果について国際誌にて報告した。一方、デキサメタゾンによる神経突起伸展の抑制に対しては、SSRIは改善作用を有していた。驚くべきことに、神経突起伸展に負の作用を有していたSSRIにおいてもデキサメタゾンによる抑制に対して改善作用を有していることが明らかとなった。また、抗うつ薬以外の薬剤についてスクリーニングした結果、アルツハイマー治療薬であるドネペジルやリバスチグミンも同様に神経突起伸展の増強作用を有していることが明らかとなり、中でもリバスチグミンはこれまで未知であったシグマ受容体のサブタイプ2に作用を有していることを初めて報告した。本年度の結果は、ステロイド誘起性うつ病に対して、シグマ受容体が重要なターゲットとなることを支持している。現在、最終年度に向けたデータ整理を行っている。本年度では、PC12細胞を用いた検討によって新たな知見を得ることができた。本研究の目的であるステロイド誘起性うつ病に対して、シグマ受容体が重要なターゲットとなることが明らかとなった。現在、シグマ受容体の昨日に関して既知のものと今回新たに得た知見について慎重に精査を行っている。本年度までに、本研究の目的であるステロイド誘起性うつ病に対する治療ターゲットとして、シグマ受容体をピックアップし、またそれらを支持するデータを得ることに成功した。一方で、シグマ受容体に関しては未だ未知の部分が多く、機能の大半は明らかとなっていない。したがって、最終年度に向けてシグマ受容体に関する新たな知見を報告すべく準備を行っている。現在、すでに臨床で用いられる抗うつ薬を中心に、さらにアルツハイマー治療薬や漢方薬についても検討を行った。その結果、抗うつ薬においては、SSRIとして分類される薬剤の中でも神経突起伸展に対して増強、減弱または無効の作用を有するものが確認され、その一部を報告した。加えて、その他抗うつ薬以外にも同様の効果を得ていることから、今後ステロイド剤との併用時における効果を評価するとともに機序を探索し今後のin vivoモデルでのバイオマーカーを得る予定である。PC12細胞を用いた神経突起伸展作用において、抗うつ薬として同様の作用機序を有するも全く異なる挙動を見せるといった興味深い結果を得ている。これまでの結果から、作用点にシグマ受容体の関与が考えられた。しかし、有効・無効だけでなくマイナスの反応も見られさらなる機序解明の必要が浮上した。すなわち、副腎皮質ステロイド剤でのうつ症状に対して、本作用の機序が今後の有効薬剤の選択に重要となる可能性があり詳しく探索する必要あった。本研究の目的は、様々な疾患の治療に用いられる副腎皮質ステロイド剤によって誘起されるうつ症状について、その発症機序および治療薬への知見をin vitroおよびin vivoモデルにより見出し提案することにある。これまでステロイド誘起性うつ病への対策は、該当薬剤の中止や減量にとどまり本疾患の治療の妨げとなっていた。また、対策となる薬剤候補の選別や発症メカニズムもいまだ不明なままである。その中で、アルツハイマー治療薬や漢方薬について検討を行った。その結果、アルツハイマー治療薬のリバスチグミンにおいて、神経突起の増強作用を有していることを明らかとした。また、リバスチグミンの作用メカニズムは、これまでに得てきたSSRIによる神経突起への増強作用のメカニズムと共通するものであった。一方、漢方薬で神経症などに用いられる抑肝散において、神経突起の増強作用を確認し、またこの作用メカニズムを探索したところ神経成長因子の作用を増強する効果を有していた。神経成長因子を増強することにより、今後他の薬剤の補助療法などの有益な効果を期待させるものであった。今後、SSRIだけでなく両薬剤も加え、ステロイド剤併用時における神経突起の抑制効果に対する評価を行うとともに機序を探索し今後のin vivoモデルでのバイオマーカーを得る予定である。PC12細胞を用いた神経突起伸展作用において、今年度は抗うつ薬以外の薬剤についても検討を行ったところ、同様の作用機序を有するといった興味深い結果を得た。このことから、治療候補薬剤の追加につながるものとしてさらなるメカニズムの解明を行った。その結果、リバスチグミンにおいてはSSRIと同様の効果、抑肝散においては神経成長因子の作用増強という新たな発見につながった。一方で、副腎皮質ステロイド剤でのうつ症状に対して、本作用の機序が今後の有効薬剤の選択に、多面的な検討を必要としたことから詳しく探索する必要があった。