hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
内臓脂肪評価の新基準策定に関する研究

-slice法を用いて腹部断面画像24枚を撮影し,腹部内臓脂肪の分布を評価したところ,腹部内臓脂肪体積と最も関連の強い撮影部位は,従来から用いられている臍位ではなく,臍位より9 cm上部であることが明らかとなった.したがって,内臓脂肪評価部位について再考が必要である.(2)腹部内臓脂肪と心血管系疾患危険因子との関連性について分析した結果,腹部内臓脂肪と有意な関連性がみられたのはHDLコレステロールおよび中性脂肪であった.HDLコレステロールにおいては,臍位より516 cm上位に分布している腹部内臓脂肪体積と,中性脂肪においては,臍位より315 cm上位の腹部内臓脂肪体積と有意な関連がみられた.以上の結果より,腹部内臓脂肪を評価する際,臍位より316 cm上位を計測することが有益であると考えられた.平成24年度の研究目的は,腹部内臓脂肪の変化を定量化するための測定部位および心血管系危険因子の改善と最も関連する測定部位の検討であった.研究実績概要の通り,縦断研究(運動介入,食事介入)の実施により測定部位に関する一定の見解を得ることができたことから,順調に進展しているといえる.また,平成25年度の研究課題に向けて必要な準備を進めており,すでに次の研究課題に取り込み可能な状態に整えてある.なお,本研究課題をより明確にするための対象者数が十分であるとはいえないことから,平成24年度の課題については今後も研究を継続し,より明らかな知見が得られるように努めたい.平成23年度の研究目的は,腹部内臓脂肪を定量化するための測定部位の検討であった.研究実績概要の通り,測定部位に関する一定の見解を得ることができたことから,おおむね順調に進展しているといえる.また,平成24年度の研究課題に向けて,減量介入準備,すなわち医療関係スタッフや運動指導スタッフの調整,会場の確保,対象者募集の手続きが終了し,すでに研究可能な状態に整えある.ただし,本研究課題を明らかにするための対象者数が十分であるとはいえないことから,平成23年度の課題については今後も研究を継続し,より明確な知見を得られるように努めたい.平成23年,24年度の結果に基づき得られた評価部位を独立変数とした内臓脂肪量の推定式を作成する.従来の内臓脂肪面積の基準値の妥当性を検討する.これまでに,得られた評価部位で腹部全体の内臓脂肪量(体積)を推定できる式を作成する.また,疾患リスクの高い肥満を判定する内臓脂肪量のカットオフ値を算出する.課題13で得られた成果から,内臓脂肪の蓄積量を最も反映する評価方法と基準値の提案を目指す.平成23年度において提案した腹部内臓脂肪評価部位について,より明確な測定部位を得るために,横断研究および縦断研究(減量介入研究)を実施する.腹部内臓脂肪のリスクは中年男性において大きいため,対象者を中年肥満男性に絞ることとする.横断研究では,腹部内臓脂肪の測定および心血管系疾患因子の把握を継続し,測定部位の妥当性を検討する.さらに,肥満者のみならず,標準体重者のデータ収集を試み,腹部内臓脂肪と心血管系疾患因子の関連を明らかにする.縦断研究では,減量介入プログラムを提供する.減量介入プログラムは,食事改善プログラム,運動実践プログラムおよび食事改善と運動実践の併用プログラムの3種類とし,平成23年度において提案した部位により定量化した腹部内臓脂肪体積および面積,体力および血液検査結果をもとに,介入プログラムの有効性を検討する.
蝋管等の古記録媒体の音声表現に関する非接触的手法の開発と活用に関する研究

本研究は、日本の文化史上、極めて貴重で重要な価値を有しながら、これまでほとんど研究されてこなかった蝋管等の古記録媒体による録音資料群に関し、以下の研究・調査活動を展開し、基礎的で重要な研究成果を得た。1.蝋管記録音声再生に関する非接触的手法の開発:接触式(加速度センサ法)と非接触式(レーザビーム反射法)の両方式による蝋管再生装置を開発し、軽量(本体3.4kg、ケース込み5.6kg)で優れた再生音質を持っ携帯型装置を完成させた。2.国内外の博物館等における蝋管等の古記録媒体の所蔵状況調査:国内1083機関に対し、蝋管等の所蔵状況の通信調査を行ない、うち788機関から回答を得て、47機関で蝋管資料の存在を確認した。また、欧米12機関への訪問調査を行ない、1900-1901年にパリ、ウィーン、ベルリンで録音された目本語音声資料群の存在を発見した。3.蝋管等からの再生音声表現に関する言語史的・文化史的分析:2で述べた欧州録音の日本語音声資料および既発見の初期録音資料群を用い、20世紀初頭の東京方言および諸地域方言に関する記述的調査を進めた。それらの録音の吹込者の特定や録音の背景についての調査を行ない、中でも、1900年パリ録音が現存最古の日本語録音であることを明らかにし、吹込者を特定することができた。これらの研究から得られた成果を、関連学会発表で明らかにすると共に、平成15年10月と平成17年10月・11月に、国内外の音源所蔵機関研究者等も交えたワークショップとシンポジウムを開催し、テレビニュースや新聞報道も通し、広く社会に公開し、多くの反響を得た。なお、本研究の過程で、大型蝋管や劣化の著しい蝋管等についての保存・再生方法の確立、さらに、これら貴重な音源資料を扱うアーカイブズの創設の必要を痛感した。本研究の継続と発展を期するものである。1.蝋管記録音声再生に関する非接触的手法の開発:装置開発のための基礎的な実験および試作を行ない、ロウ管の状態に応じて、レーザーを利用した非接触式再生方式と高精度のサファイア針を用いた触針式再生方式との両方を簡単に切り替え、最適な再生音が得られる試作機を完成させた。次年度には、この試作機に改良を加え、より簡便に持ち運びが可能な装置を開発する予定である。また、欧州内の複数の録音アーカイブを訪問し、それぞれの機関の再生方式・再生装置を調査し、意見交換を行なった。2.国内外の博物館等における蝋管等の古記録媒体の所蔵状況調査:国内に関しては、訪問調査と通信調査とにより、蝋管・初期平円盤等の所蔵状況調査を行なった。複数の機関で蝋管等の存在が確かめられた。国外に関しては、1900-1901年に欧州で録音された複数の日本語音声資料群の存在を知ることができた。次年度も、国内外とも継続して調査を進める予定である。3.蝋管等からの再生音声表現に関する言語史的分析:復刻CD所収音源を用い、20世紀初頭の東京方言音声に関する記述的調査を行ない、論文にまとめた。また、2で述べた欧州録音の日本語音声資料について、その吹込者の特定および言語内容についての分析を行ない、複数の口頭発表を行ない、論文を準備中である。さらに、2で調査した国内機関のうち、東京文化財研究所所蔵の平円盤コレクションについて、その一部をデジタル録音し、データベース化する作業を試みた。これらについても、次年度に継続して行なう。4.蝋管等からの再生

音楽表現等に関する芸能史的分析:今年度は、主に2の諸機関や復刻CD等での資料音源の調査・整理を行なった。次年度には、その一部について、聴取・分析を行なう予定である。1.蝋管記録音声再生に関する非接触的手法の開発:前年度に試作した、接触式(加速度センサ法)と非接触式(レーザビーム反射法)との両方式を切り替え、最適な再生音を得る蝋管再生装置に改良を加え、ケース込み約20kgの持ち運び可能な装置を作成した。また、本機開発に関する内容を主とする論文を執筆した。2.国内外の博物館等における蝋管等の古記録媒体の所蔵状況調査:国内に関しては、前年度に引き続き、全国の博物館等に対し、蝋管・初期平円盤等の所蔵状況の通信調査を行なった。複数の機関から蝋管を所蔵する旨の返答を得たが、多くは米国製の市販品であった。東京芸術大学、江戸東京博物館など、我が国で録音された蝋管を保有する機関については、訪問調査により、保存状態等を確認した。また、初期平円盤を多数所蔵する昭和館その他についても、訪問調査を行なった。国外に関しては、前年度に明らかにした1900年パリ(同地・民族音楽学研究室所蔵)、1901年ウィーン(同地・録音アルヒーフ所蔵)、1901年ベルリン(同地・録音アルヒーフ所蔵)で録音された日本語音声資料群について、再度の訪問調査を行ない、一部の複写録音を得ることもできた。また、その他の録音アーカイヴ、図書館等も訪問し、音源所蔵調査および関連文献調査を行なった。3.蝋管等からの再生音声表現に関する言語史的・文化史的分析:2で述べた欧州録音の日本語音声資料を用い、20世紀初頭の東京方言に関する記述的調査を進め、成果の一部を、学会口頭発表にまとめた。それらの録音の吹込者の特定や録音の背景についての調査も行ない、現存最古の日本語音声録音の吹込者を特定する等の成果を得て、発表した。なお、主に後者については、新聞やテレビ・ニュースでも広く紹介された。前年度までの成果を踏まえつつ、以下の研究・調査活動を展開、進展させた。1.蝋管記録音声再生に関する非接触的手法の開発:前年度までに開発した接触式(加速度センサ法)と非接触式(レーザビーム反射法)との両方式による蝋管再生装置(約25kg)の小型化と再生精度の向上を図り、基板その他を新たに設計・作成・調整し、ケース込み約10kg(前年度のものは20kg以上)の小型で携帯可能な装置を開発した。2.国内外の博物館等における蝋管等の古記録媒体の所蔵状況調査:国内に関しては、前年度に引き続き、全国の博物館等に対し、蝋管・初期平円盤等の所蔵状況の通信調査を行ない、回答結果を整理し、古記録媒体所蔵データベースを構築しつつある。蝋管および関連資料を有する複数の施設について、訪問調査を行ない、保存状態等を確認し、レ・コード館(北海道)、エジソン・ミュージアム(熊本県)その他で、興味深い関連資料を得た。国外に関しては、前年度までに明らかにした1900年パリ、1901年ウィーン、1901年ベルリンで録音された日本語音声資料群に関し、それぞれの音源所蔵機関および関連資料所蔵機関に対する訪問調査を行ない、特にブリュッセル・ミュンヘンその他で、関連資料を得、知見を広めることができた。3.蝋管等からの再生音声表現に関する言語史的・文化史的分析:2で述べた欧州録音の日本語音声資料および既発見の初期録音資料群を用い、20世紀初頭の東京方言および諸地域方言に関する記述的調査を進め、方言間の発音・アクセント上の異同についての新たな知見を得た。
データ科学の新領域の開拓-文化財データ解析-

本研究では、人文社会科学の中でも、情報化・データ化の研究が遅れていた文化財分野を対象とし、考古学、舞踊、古典文献、浮世絵等の具体的な研究課題の解明を通じて、文化財特有のデータの性質や基盤化、またそれを用いた新しい文化研究の方法論および解析方法の開拓を試みた。データの基盤化に際して、STISを開発し、世界各地の文化遺産や言語情報などをこれに格納し、それらを束ねる実体として文化を復原、評価する研究手法の開発を試みた最終年度には国際シンポジウムを実施し、本課題の成果を公開したこれまで統計科学では,医学・疫学・工学・経済学・社会学など多様な分野のデータを解析対象としてきた.だが人文科学分野,特に歴史や文化を対象としたデータ解析については,先の各分野のように体系・総合的に実践され,その分野で一般的な方法論となっているような現状ではない.これは,歴史や文化の研究対象である資(史・試)料のデータ化に関する方法論の未成熟と,これを用いた領域横断的なデータ解析手法の不在が一因と考えられる.本研究の目的は,これまで個別・分散的に研究されてきた(1)歴史や文化のあらゆる資(史・試)料を「文化財」として体系化し(2)それらを統計科学の解析対象として位置づけると共に(3)全体を統合的に解析する統計学を基礎とした方法論を開発することである.また(4)統計科学の中に文化財データ解析という分野を確立することも目指す本研究では、人文社会科学の中でも、情報化・データ化の研究が遅れていた文化財分野を対象とし、考古学、舞踊、古典文献、浮世絵等の具体的な研究課題の解明を通じて、文化財特有のデータの性質や基盤化、またそれを用いた新しい文化研究の方法論および解析方法の開拓を試みた。データの基盤化に際して、STISを開発し、世界各地の文化遺産や言語情報などをこれに格納し、それらを束ねる実体として文化を復原、評価する研究手法の開発を試みた最終年度には国際シンポジウムを実施し、本課題の成果を公開した●DSCPプロジェクトの体系化と基礎情報の集積本年度は、本研究費をData Science of Cultural Propertiesプロジェクトとして体系化するため、3度の研究会を実施した。この中で、文化財を大きく有形と無形とに峻別し、それぞれについて基礎情報の集積とデジタル化を進めることを確認・実施した。現在、世界の先史・古代遺跡の情報、近現代のサブカルチャーに関する情報、中世期の文学に関する情報、現代の"阿波踊り"に関する動作情報などの集積が終了し、時空間情報を付加され、アーカイブされている状態にある。今後、こうした情報の標準化に向け、各ブランチでの議論と全体での討議を進める。●分析機器の導入・実験体制の整備・実験の開始特に、文化財の物性/形状情報を取得するために、電子顕微鏡の導入を実施した。また、本学施設である元素成分分析装置との連携により、文化財試料の物性情報の取得、これに関する実験体制の構築を行った。現在、同志社大学文化情報学部に解析系実験室を設置し、支援員が日々、集積された文化財の物性調査を実施している。本年度は日本とトルコの土器および建造物に利用された粘土の胎土分析を実施した。また、このデータの定量化・標準化に向け、アナトリア国立博物館などとの共同研究もスタートした。●各ブランチの成果と方向性を報告本年度は、情報処理学会(分科会)[人文科学とコンピュータ]シンポジウム、日本統計学会(分科会)[統計教育]国際シンポジウム(中国・台湾・韓国より講演者を招聘)、日本情報考古学会大会記念シンポジウムの3団体と協賛でシンポジウムを実施した。研究分担者を中心にセッションを設置し、DSCPプロジェクトに関する調査/研究成果の公開を行った。また、計算機統計学会大会においては、文化情報学セッションを設け、同様の成果公開を行った。●DSCPプロジェクトの体系化と基礎情報の集積本年度は、本Data Science of Cultural Propertiesプロジェクトの体系化と議論の場として、2度の研究会を実施した。また、文化庁および東京文化財研究所と協力し、文化遺産情報の標準化と国際的動向に関する研究会を実施し、本DSCPプロジェクトと従来型空間情報基盤の相違について検討した。また、文化遺産国際協力コンソーシアムと協力し、文化遺産情報基盤の構築の技術に関する国際共同研究(ドイツ・アーヘン工科大学)にも参画している。次年度では、この国際研究を進展させ、文化遺産情報標準の国際化を進める。●中国・山西省の地域方言データベースの構築本年度は、特に無形文化遺産である言語に関する方言調査(沈)ならびに、そのGIS化(津村)を中心に、無形文化遺産・言語分野での実地調査ならびに有形文化遺産・建造物分野での調査・データ化を実施した。言語に関しては約50種の詳細な方言データを格納し、文化伝搬と人類の行動生態との時空間関連をGIS分析モジュールを基盤にして実施した。なお、成果については2008年夏の中国での国際会議で報告予定である。●中近東地域文化遺産データベースの拡充先年度より継続して、トルコ・オマーン・パキスタン・タジキスタンなどの文化遺産データベースを実装した。特に、仏教遺跡関連で、中国・敦燈石窟群までのシルクロードに渡る文化遺産の調査・データ化を実施した。この中で、DGPSとLRFを用いた簡易観測システムを開発、調査に利用した。●DSCPプロジェクトにおけるSTISの完成本年度は、本研究課題の根幹システムであるSTIS(時空間情報システム)の実装が完了した。WebGIS技術を基盤技術として、世界各地の文化遺産情報のアーカイブと共有資源化を可能とするために、利用のインターフェイスだけでなく、時間・空間情報の標準化を実施し、様々な地域の情報を格納できるシステムとして実装を実施した。

●有形文化遺産調査における国際標準化本年度は、研究協力者の津村らが進めてきたオマーン国における文化遺産調査に関し、外務省広報文化交流部国際文化協力室とオマーン国文化遺産省との共同声明のフォローアップ委託による調査・研究を実施した。有形文化遺産調査と情報化に関する国際協力を進めた。また、研究協力者の沈と山西大学言語研究所との共同研究を開始し、言語現象に関する無形文化遺産調査を実施したと同時に、その研究成果を国際学会にて報告した。その中で、無形遺産情報にSTISを適用する有用性を明らかにした。●文化遺産情報の多次元VR化研究協力者の岡田らが中心となって進めている中国・敦煌莫高窟における壁画文化遺産のアーカイブに関し、新たに3DGISを基盤としたシステムの開発と実装を実施した。世界的にも新しいシステムであり、壁画劣化の時系列解析や空間相関などに関する分析も進め、日射条件と壁画劣化(退色や剥落)との関係について明らかにした。文化財データ解析の研究として、以下のような文献学、絵画、考古学の領域の研究を行った1.文献のデータ解析の研究としては、『法華経』27巻の成立順序推定ために必要となる『八千頌般若経』『法華経』『十地経』のデータベース(約20万語)を構築し、そのデータベースを用いた『主要梵文大乗経典語彙用例総索引』全6巻(3973ページ)を刊行した。2.絵画のデータ解析の研究としては、浮世絵の美人画や役者絵における顔の描き方の数量分析を試みた。特に写楽の役者絵に関して、女形と立役の描き方の差異を計量的に明らかにした(アートドキュメンション学会、「高次元データの推測理論の開発と応用」研究集会発表)3.考古学のデータ解析の研究としては、古代寺院の金堂の平面形状の分析から、6,7世紀建立の寺院と8世紀建立の寺院の平面形状の差異を分析し、その結果に基づき建立時期が明確でない寺院の建立時期の推定を試みた(日本情報考古学会発表)4.文化の領域のデータ解析に関する教育方法についての研究を行った(統計関連学会発表)また4年間の研究のまとめとして、平成22年1月28,29日に国際シンポジュウム「データ科学の新領域の開拓-文化遺産情報のアーカイブと文化の分析」を開催した。トルコ、ウズベキスタン、モンゴル、フランス、中国及び日本の研究者から以下の講演を含め計14件の講演があった。・文化遺産情報の資源化と共有化・中国敦煌・莫高窟の保存修復活動のためのデータベース開発・中央アジアを中心とした遺跡GISの理念と実践・カンボジア・アンコールワットとアンコール王朝期文化遺産の情報資源共有化
眼組織におけるストレス(熱ショック)蛋白の発現の機能

細胞が環境の変化に応じて防御反応を行う際に産出するタンパク質は、ストレス蛋白として知られ、最近は細胞生物学的解析にとどまらず、臨床医学の場でもその重要性が明らかにされつつある。前年度は、ヒト絶体緑内障網膜に発現することを報告した。近年網膜の加齢による疾患が増加してきており、網膜の老化とストレス蛋白の関係を検討することは意義があると考えられる。我々は、老化モデル動物であるFischer344ラットを用いて、網膜熱ショック応答と加齢の関係を調べた。はじめに、生後3月および20月の網膜において、70kDストレス蛋白(HSP70)の局在を免疫組織化学的に検討し、さらにデンシトメトリーによる解析を行った。その結果、免疫染色の程度は強いほうから網膜外網状層、視細胞内節、内網状層、外顆粒層、内顆粒層、視細胞外節の順であり、月齢による差はみられなかった。次に、ラットを麻酔し温度コントロール状態の保育器に入れ、体温が41.3±0.3°Cとなるような熱ショックを与え、その網膜を同様に解析した。熱ショック後18時間では、生後3月ラットの網膜視細胞外節のHSP70が4倍に増加した。生後20月ラットでは、逆に40%に低下した。生後3月ラットの視細胞内節および網膜外顆粒層では、熱ショック後50時間後に増加したが、生後20月ラットではあきらかな増加は認められなかった。このように、加齢網膜では熱ショック応答が低下することが示された。我々は先にヒトの網膜におけるHSP70の局在を検討した。正常網膜では、HSP70は内、外網状層にわずかに認められるのみであったが、緑内障眼では視細胞内節、外顆粒層、神経細胞層に局在が認められ、ヒト網膜でも機能的役割を演じていることが示された。したがって、加齢網膜におけるHSP70発現の低下は、加齢による眼底疾患の発症と関連することが示唆された。ストレス応答およびストレス蛋白に関する研究は近年急速に進展しており、特に70kDストレス蛋白に関しては細胞生物学的解析にとどまらず臨床医学における重要性も明らかにされつつある。我々はストレス応答およびストレス蛋白の研究が、眼科臨床医学の場においても展開されてしかるべきと考え、本年度はヒト眼球病理組織におけるストレス蛋白の動態を免疫組織化学的に検討した。はじめに円錐角膜に関する検討を行った。角膜移植により得られた円錐角膜組織では、上皮の形態が変化し角膜表層細胞、翼状細胞および基底細胞が〓錘形を呈する異常構造が示された。正常角膜では、70KDストレス蛋白は角膜基底細胞のボーマン膜側にのみ存在していたが、円錐角膜組織においては、角膜表層細胞,翼状細胞,基底細胞の細胞質と核に存在していた。次いで水疱状角膜症の患者角膜について検討を加えたところ、70kDストレス蛋白はすべての角膜上皮細胞の核および細胞質に存在しており、さらにボーマン膜や角膜実質にも認められた。上記の結果より病的角膜において、ストレス蛋白が角膜上皮細胞において核および細胞質に誘導されることが明らかとなった。さらに我々は絶体緑内障のため摘出された眼球に関し70kDストレス蛋白の局在を免疫組織化学的に検討し、正常眼球と比較した。

正常網膜では、70kDストレス蛋白は内・外網状層にわずかに認められるのみであったが、絶体緑内障眼網膜では視細胞内節、外顆粒層、神経細胞層に局在が認められ、網膜においても病的状態において70kDストレス蛋白の組織内局在が変化することが示された。したがって、70kDストレス蛋白は眼組織においても機能的役割を果たしていることが示唆された。細胞が環境の変化に応じて防御反応を行う際に産生するタンパク質は、ストレス蛋白として知られ、最近は細胞生物学的解析にとどまらず、臨床医学の場でもその重要性が明らかにされつつある。近年網膜の加齢による疾患が増加してきており、網膜の老化とストレス蛋白の関係を検討することは意義があると考えられる。我々は、老化モデル動物であるFischer 344ラットを用いて、網膜熱ショック応答と加齢の関係を調べた。はじめに、生後3月および20月の網膜において、70kDストレス蛋白(HSP70)の局在を免疫組織化学的に検討し、さらにデンシトメトリーによる解析を行った。その結果、免疫染色の程度は強いほうから網膜外網状層、視細胞内節、内網状層、外顆粒層、内顆粒層、視細胞外節の順であり、月齢による差はみられなかった。次に、ラットを麻酔し温度コントロール状態の保育器に入れ、体温が41.3±0.3°Cとなるような熱ショックを与え、その網膜を同様に解析した。熱ショック後18時間では、生後3月ラットの網膜視細胞外節のHSP70が4倍に増加した。生後20月ラットでは、逆に40%に低下した。生後3月ラットの視細胞内節および網膜外顆粒層では、熱ショック後50時間後に増加したが、生後20月ラットではあきらかな増加は認められなかった。このように、加齢網膜では熱ショック応答が低下することが示された。我々は先にヒトの網膜におけるHSP70の局在を検討した。正常網膜では、HSP70は内、外網状層にわずかに認められるのみであったが、緑内障眼では視細胞内節、外顆粒層、神経細胞層に局在が認められ、ヒト網膜でも機能的役割を演じていることが示された。したがって、加齢網膜におけるHSP70発現の低下は、加齢による眼底疾患の発症と関連することが示唆された。
遷移金属窒化物を基盤とした応力感応性構造材料の開発

宇宙往還機搭載用機器などの温度環境の過酷な条件下での超精密機器などへの応用展開が期待されるマンガン窒化物負膨張・ゼロ膨張材料に破壊・破断の自己診断機能(応力感応機能)を付与したインテリジェントな構造材料の開発を目指した。平成19年度よりMn_3Cu_<1-x>Ge_xN_<1-δ>セラミックスにおいて窒素欠損を導入することにより、その磁気特性の修飾・変更を試みているが、本年度までに0<x<0.4の組成領域での多量の窒素欠損(δ>0.1)の導入により本来常磁性体であるMn_3Cu_<1-x>Ge_xNを超軟磁性の室温強磁性体に転化させることに成功した。その新奇磁気特性を用いた機能材料への応用展開の過程で、軟磁性体化Mn_3Cu_<1-x>Ge_xN_<1-δ>セラミックスが全く新しい物理現象である応力誘起磁気変態が示唆される応力-歪特性を示すことを見いだした。すなわち、この材料系においてHIP処理による組織の高密度化と窒素欠損量の精密制御による3点曲げ撓み試験時に特定の応力域で負の弾性定数を示すことを示した。強度・靭性などの機械特性は物質を構成する化学結合の状態を強く反映した物理量であり、またその物質が遍歴強磁性体であるならその物質の磁性もまたバンド構造、すなわち物質を構成する化学結合の状態を反映した物理量となる。本研究において見いだされた負の弾性定数は材料への応力の印加に伴う歪みがバンド構造の変化をもたらして辛うじて、保っていた磁気秩序を妨げ、強磁性から常磁性への転移に伴う磁歪め解消が格子体積の減少をもたらすことで3点曲げ時の撓みが解消されると考えると一応の説明がつく。磁気機械結合は従来から予想はされていたもののその現象の実体に迫った研究例はなく今後の検討課題も多いが、本研究の成果が磁気機械結合の研究のフロンティアとなりうるものと確信している。応用的な側面では材料の変形を自ら解消する形状記憶合金類似の性質により超高硬度かつ高靭性構造材料としての展開も示された。宇宙往還機などに搭載する温度環境の過酷な条件下での超精密機器などへの応用展開が期待されるマンガン窒化物負膨張・ゼロ膨張材料に破壊・破断の自己診断機能(応力感応機能)、雰囲気感応性などの機能を付与したインテリジェントな構造材料の開発を目指している。遍歴強磁性体であるマンガン窒化物に元素(Ge)添加によりゼロ膨張性を付与させ、その場合の磁性と機械特性の関連づけを行った。窒素欠陥を導入した遍歴磁性体Mn3CuNの機械的性質は金属的で展性に富むが熱膨張制御のためのGeの大量(50%)添加は母物質に負膨張性を付与させ、その際他の磁性負膨張合金と異なりヤング率と硬度が大幅に増加することが明らかとなった。その際、反強磁性磁気秩序と機械特性の高靱性化は当初予測されたような直接関連性は無いことが明らかとなった。磁性との関連はないもののMn3CuNは窒素欠陥とGeの大量ドープによりゼロ膨張、高靱性セラミック材料となりうることが分かった。一方、バンド構造制御によりかろうじて強磁性秩序が保たれている状態の窒化物遍歴強磁性体に応力・歪みや腐蝕性ガスなど化学的刺激を加えることでバンド構造に修飾を加えた場合、磁気転移や表面で金属絶縁体転移を誘発しその磁性・伝導性が激変するのではないかと考えセンサーとして応用展開も考えている。現在は腐蝕性ガスセンサーへの応用を考え、ヘテロ接合による雰囲気感応性素子構造の最適化を酸化物モデル素子で検討している。応力感応性材料への展開は20年度の課題であり歪みと電気抵抗の関連は現在検討中である。

強度・靭性などの機械特性は物質を構成する化学結合の状態を強く反映した物理量であり、またその物質が遍歴強磁性体であるならその物質の磁性もまたバンド構造、すなわち物質を構成する化学結合の状態を反映した物理量となる。本研究において見いだされた負の弾性定数は材料への応力の印加に伴う歪みがバンド構造の変化をもたらして辛うじて、保っていた磁気秩序を妨げ、強磁性から常磁性への転移に伴う磁歪め解消が格子体積の減少をもたらすことで3点曲げ時の撓みが解消されると考えると一応の説明がつく。磁気機械結合は従来から予想はされていたもののその現象の実体に迫った研究例はなく今後の検討課題も多いが、本研究の成果が磁気機械結合の研究のフロンティアとなりうるものと確信している。応用的な側面では材料の変形を自ら解消する形状記憶合金類似の性質により超高硬度かつ高靭性構造材料としての展開も示された。
パゾパニブの毒性と体内曝露量に関する臨床研究

パゾパニブを投与する悪性軟部腫瘍患者を対象として,毒性に関与する因子を検討するための前向きな探索的臨床研究を実施しており、現在までに22例の患者の同意が得られた。研究への症例登録に引き続きパゾパニブによる治療を開始し,薬物動態解析用ならびに遺伝子多型解析用の血液検体を採取した。パゾパニブの血漿中濃度はHPLCまたはLC/MSMSにて測定した。現在、パゾパニブの投与量,体内動態と毒性の関係を解析中であるが、パゾパニブによる薬物有害反応と薬物動態の明らかな相関は見出されていない。また、経口投与されたパゾパニブの初回通過に影響する因子として考えられるABCG2の遺伝子多型の判定は、全血から抽出したゲノムDNAを用いて,ダイレクトシークエンス法,制限酵素切断長多型法,TaqMan法またはライトサイクラーを用いたFRET法などにより行った。ABCG2遺伝子多型とパゾパニブによる薬物有害反応の頻度および重症度との関連性については明らかな関係は見いだせていない。また、ABCG2遺伝子多型とパゾパニブの薬物動態との関係性も現在のところ明らかではない。現在、ABCG2遺伝子以外の関連因子の遺伝子多型を解析し,薬物動態や毒性との関連性を検討している。今後は臨床試験への患者のエントリーを継続するとともに、引き続き薬物動態の解析や遺伝子多型の判定を行い,パゾパニブによる薬物有害反応との関連性について検討する。軟部肉腫は希少がんであり、症例集積は容易ではないものの、現在までに22例が登録でき、おおむね順調に症例集積が進行している。今後は臨床試験への患者のエントリーを継続するとともに、引き続き薬物動態の解析や遺伝子多型の判定を行い,パゾパニブによる薬物有害反応との関連について検討する。パゾパニブを投与する悪性軟部肉腫患者を対象として,毒性に関与する因子を検討するための前向きな探索的臨床研究を実施しており、現在までに16例の患者の同意が得られた。ABCG2遺伝子多型とパゾパニブによる薬物有害反応の頻度および重症度との関連については明らかな関係は見いだせていない。現在、ABCG2遺伝子以外の関連因子の遺伝子多型を解析し,薬物動態や毒性との関連を検討している。軟部肉腫は希少がんであり、症例集積は容易ではないのであるが、現在までに16例が登録でき、おおむね順調に症例集積が進行している。パゾパニブを投与する悪性軟部肉腫患者を対象として,毒性に関与する因子を検討するための前向きな探索的臨床研究を実施しており、現在までに21例の患者の同意が得られた。軟部肉腫は希少がんであり、症例集積は容易ではないものの、現在までに21例が登録でき、おおむね順調に症例集積が進行している。

現在、パゾパニブの投与量,体内動態と毒性の関係を解析中であるが、パゾパニブによる薬物有害反応と薬物動態の明らかな相関は見出されていない。また、経口投与されたパゾパニブの初回通過に影響する因子として考えられるABCG2の遺伝子多型の判定は、全血から抽出したゲノムDNAを用いて,ダイレクトシークエンス法,制限酵素切断長多型法,TaqMan法またはライトサイクラーを用いたFRET法などにより行った。ABCG2遺伝子多型とパゾパニブによる薬物有害反応の頻度および重症度との関連性については明らかな関係は見いだせていない。また、ABCG2遺伝子多型とパゾパニブの薬物動態との関係性も現在のところ明らかではない。現在、ABCG2遺伝子以外の関連因子の遺伝子多型を解析し,薬物動態や毒性との関連性を検討している。今後は臨床試験への患者のエントリーを継続するとともに、引き続き薬物動態の解析や遺伝子多型の判定を行い,パゾパニブによる薬物有害反応との関連性について検討する。軟部肉腫は希少がんであり、症例集積は容易ではないものの、現在までに22例が登録でき、おおむね順調に症例集積が進行している。今後は臨床試験への患者のエントリーを継続するとともに、引き続き薬物動態の解析や遺伝子多型の判定を行い,パゾパニブによる薬物有害反応との関連について検討する。現在、本研究の対象となる軟部肉腫患者の登録、パゾパニブ投与に際しての血液検体採取が主体となっており、薬物動態解析や遺伝子多型解析に係る費用が発生しなかったため。次年度に関しては、薬物動態解析や遺伝子多型解析のために助成金を使用する予定である。今後、薬物動態解析や遺伝子多型解析に係る物品費などの費用が発生するため、研究費から使用を予定している。
海洋中層における海洋酸性化の生態系影響評価

前2年度において発見された、混合水域中層域における酸性化環境の経年変化、特にアラゴナイト飽和深度およびカルサイト飽和深度の経年変化と、それに対応した浮遊性有孔虫G.scitulaの分布深度の変動について成果をとりまとめ、国際学会での発表および和文雑誌への投稿を行った。またカルサイト飽和深度前後におけるG.scitulaの炭酸殻のXMCT観測を集中的に行った結果、カルサイト飽和深度以深に生息するG.scitulaの殻厚が、同飽和深度以浅に生息する同種の殻厚より有意に増加していることを突き止めた。これは同種が生息海水のカルサイト飽和度に対応して自らの殻厚を変化させることで、酸性化環境に適応している事を示唆している。本結果についても同様に国際学会において成果報告を行っており、さらに現在論文として投稿準備中である。一方、G.scitula殻の多孔度については、カルサイト飽和深度前後における顕著な変化は見られなかった。多数のG.scitula殻の観測結果を年齢別に解析した結果、本種の殻の多孔度は海水のカルサイト飽和度だけでなく、個体の年齢によっても変化している可能性を示唆しているため、多孔度については複数変動要因を考慮した解析が完了したうえで成果の公表を行う予定である。これらの解析と並行して、中層域におけるカイアシ類の層別採取試料の検鏡分析結果についてもとりまとめを行った。中層性カイアシ類について密度幅0.1σθ毎の詳細な層別観測を行ったのはこれが世界初であり、その結果一定の密度帯にのみ集中的に分布するカイアシ類が複数種存在している事が世界で初めて明らかになった。これらのカイアシ類の外殻のMXCT観測も準備中であり、各密度帯に局在するカイアシ類の外殻の厚み・密度の変化と、環境水の炭酸塩飽和度変化との対応の有無について解析を行う予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。2016年7月に調査航海を実施し、混合水域において5点の炭酸系鉛直観測を行った。また同海域においてモックネスネットによるカイアシ類と浮遊性有孔虫の層別採取を実施した。各点における水温・塩分およびアルカリ度の鉛直プロファイルを1997年の同海域における観測値と比較したところ、水塊構造がかなり異なっており、1997年当時と同様な水塊構造の観測点は、実施した5点のうち1点に留まる事がわかった。次年度に同様の調査を2航海予定しており、97年と直接比較可能な水塊構造のデータ数を増やす予定である。浮遊性有孔虫の取得試料は研究対象種であるG.scitulaを顕微鏡下で抽出し、層別の個体数計測とMXCTによる殻状態の計測を開始した。またカイアシ類試料の種組成判別作業を開始した。本年度中にMXCTによるカイアシ類試料の殻密度計測技術を開発する予定であったが、MXCT計測の標準試料となる天然キチン質試料の調整に想定外の技術的困難を要したため、繰り越し申請を行い検討を続けた結果、2017年8月までにカイアシ類試料のMXCT計測条件を確定する事ができた。全く新規の技術開発である、カイアシ類のMXCT計測技術の開発には予定より時間を要したが、繰り越し申請を行い、その期間内に所定の技術開発を行う事ができた。また海洋観測を実施し、海洋炭酸系、浮遊性有孔虫、中層性カイアシ類の全ての項目について所定の試料を取得し、分析を開始する事ができた。平成28年度と平成29年度の3航海で、混合水域における炭酸系の鉛直採水と浮遊性有孔虫の層別採取を行い、1997年との鉛直分布の変化を調べた。1997年と2016・2017年との間で、アルカリ度の鉛直分布に有意な変化は見られなかった一方、全炭酸は中層で顕著な増大を示た。現在のアラゴナイト飽和深度であるσθ=26.8等密度面付近(水深300m-400m)において、1997年と2016・2017年の間のDIC増加量は30μmol/kgに達していた。このようなDICの経年的な増加シグナルは、増加量を減衰させながらσθ=27.0等密度面付近(水深400m-550m)まで認められた。逆に、現在のカルサイト飽和深度であるσθ=27.15等密度面付近(水深500m-700m)では、DICは1997年当時1997当時よりもむしろ10μmol/kgほど小さな値を全測点で示した。このDICの変化を受けて、アラゴナイト飽和深度は1997年時点のσθ=26.9(水深350m-450m)から2016・2017年平均ではσθ=26.8(水深300m-400m)まで上昇した。一方カルサイト飽和深度は2016・2017年平均でσθ=27.3と、1997年および2017年5月のσθ=27.15から増加を示した。浮遊性有孔虫G. scitulaの鉛直分布は、1997年においてはσθ=27.127.3に分布密度のピークを持っていたが、20162017年では分布のピークがσθ=27.227.3に深度増加していた事が判った。

これはカルサイト飽和深度の変化にちょうど対応しており、本種がカルサイト飽和深度の変化に反応して鉛直分布を変動させた可能性を示している。これは海洋中層の生物種が酸性化状態の変化に対する応答を観測した初めての事例となる。予定していた海洋観測を無事終了し、得られた試料の解析から、海洋中層の酸性化進行状況の評価を行うことができた。また浮遊性有孔虫の鉛直分布の経年変化を世界で初めて観測し、この生物が海洋中層の酸性化状況の変化に応じて鉛直分布を変化させている事を示唆するデータを得る事ができた。これらのことにより、海洋中層における酸性化進行状況の把握と、それに対する中層生態系の応答の検出という、本課題の2つの目標をほぼ予定通り達成する事が出来た。前2年度において発見された、混合水域中層域における酸性化環境の経年変化、特にアラゴナイト飽和深度およびカルサイト飽和深度の経年変化と、それに対応した浮遊性有孔虫G.scitulaの分布深度の変動について成果をとりまとめ、国際学会での発表および和文雑誌への投稿を行った。またカルサイト飽和深度前後におけるG.scitulaの炭酸殻のXMCT観測を集中的に行った結果、カルサイト飽和深度以深に生息するG.scitulaの殻厚が、同飽和深度以浅に生息する同種の殻厚より有意に増加していることを突き止めた。これは同種が生息海水のカルサイト飽和度に対応して自らの殻厚を変化させることで、酸性化環境に適応している事を示唆している。本結果についても同様に国際学会において成果報告を行っており、さらに現在論文として投稿準備中である。一方、G.scitula殻の多孔度については、カルサイト飽和深度前後における顕著な変化は見られなかった。多数のG.scitula殻の観測結果を年齢別に解析した結果、本種の殻の多孔度は海水のカルサイト飽和度だけでなく、個体の年齢によっても変化している可能性を示唆しているため、多孔度については複数変動要因を考慮した解析が完了したうえで成果の公表を行う予定である。これらの解析と並行して、中層域におけるカイアシ類の層別採取試料の検鏡分析結果についてもとりまとめを行った。中層性カイアシ類について密度幅0.1σθ毎の詳細な層別観測を行ったのはこれが世界初であり、その結果一定の密度帯にのみ集中的に分布するカイアシ類が複数種存在している事が世界で初めて明らかになった。これらのカイアシ類の外殻のMXCT観測も準備中であり、各密度帯に局在するカイアシ類の外殻の厚み・密度の変化と、環境水の炭酸塩飽和度変化との対応の有無について解析を行う予定である。次年度中に二回の調査航海を行い、1997年の観測結果と比較可能なデータ数を増やす事により、海洋中層の酸性化状況と中層生物の分布について、より確実な経年変化の抽出を行う。また中層浮遊性有孔虫と中層性カイアシ類のそれぞれについて、MXCTによる殻形状の計測を行い、酸性化状況の鉛直的な変化に応じた殻形状の変化の有無を評価する。残り一年の研究期間において、浮遊性有孔虫の分布の変化だけでなく、有孔虫の殻密度や殻形状と言った形態学的な側面への酸性化の影響や、中層性カイアシ類等の他生物種への酸性化影響の評価といった、より高度な酸性化生態系影響評価を実施していく他、これまでに得られた成果を国際学会や論文誌において情報発信していく予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
未知補因子が関与するＲＮＡ硫黄転移機構の構造基盤

本年度はTtuAの活性部位周辺の残基に網羅的にアラニン変異を導入したのち、HPLCを用いてTtuAの酵素活性実験、また水銀ゲルを用いてTtuBの脱硫実験を行った。その結果、残基Ser55、Asp59、Asp161およびLys137にアラニン変異を導入すると酵素活性がほぼまたは完全に阻害されることを見出した。構造情報から、前者の3残基は基質塩基のアデニル化、後者の1残基はTtuBの脱硫反応に関与する仮説を立てた。TtuAに含まれている[4Fe4S]型鉄硫黄クラスターは、活性部位に進入するTtuBまたは硫黄イオンと配位できるとX線結晶構造より観測されている。しかし、この推定された鉄硫黄クラスターの機能は結晶中だけでなく、溶液中における動的な状態をも確認する必要があった。そこで私は電子スピン共鳴(ESR)法に注目した。ESRは分子中に存在する孤立電子対を観測する分光学的な手法であり、鉄硫黄クラスターなどの無機金属補因子の状態を調べるのに適している。今年度は佐賀大学の堀谷正樹助教の協力を得て、i)TtuA単体、ii)カルボキシル化TtuB存在下、iii)チオカルボキシル化TtuB存在下、iv)Na2S存在下における鉄硫黄クラスターの配位状態をEPR法を用いて測定し、それぞれに明確な違いが観測された:何も加えない場合鉄硫黄クラスターのESRスペクトルはRhombic型に対して、カルボキシル化TtuBを加えるとaxial型に変化し、さらにチオカルボキシル化TtuBおよびNa2Sを加えた時ではTtuA単体の時と異なるRhombic型のスペクトルが得られている。これらの実験結果から、鉄硫黄クラスターは結晶中だけでなく、溶液中でもリガンド分子と配位結合を形成することが確認された。現在はこれまでに得られた実験結果をまとめて、国際誌への投稿を準備している。29年度が最終年度であるため、記入しない。tRNAへの硫黄転移は,全ての生命に共通する普遍かつ重要な化学修飾であり,翻訳正確性,環境応答,tRNAの構造安定性など様々な生命現象に関与する.このようにtRNA硫黄修飾が重要な役割を担っているにもかかわらず,その導入機構にまだ不明な点が多く残されている.そのうち,特に真核生物tRNAの32位と原核生物tRNAの54位の硫黄修飾を担うNcs6/TtuAファミリーの酵素活性は好気的な条件下では測定することができず,他の酵素ファミリーに比べ研究が大きく遅れているのが現状である.我々はこれまで好熱性細菌Thermus thermophiles由来のTtuAを用いて,完全嫌気条件下かつ補因子鉄硫黄クラスターが関与する必要があることを見いだした.本研究では生化学,分光学及び構造学的な手法を用いて,3年以内にNcs6/TtuAによる硫黄転移の反応機構の完全解明を目指す.平成27年度の研究では,私は酵素TtuA,硫黄運搬タンパクTtuB,基質tRNA,補酵素の鉄硫黄クラスター及び基質ATPの5者複合体の試料調製を中心に実験を進め,Thermotoga maritima由来のTtuAを用いることによって安定なtRNA複合体を調製する条件を見つけた.来年度以降この条件をもとに5者複合体の結晶化を行う予定である.さらに大量な試行錯誤の中,私はtRNAを除く他の4者からなる複合体の結晶作製及び構造解析に成功した.この構造は複合体を構成する4分子間の相互作用様式や重要な残基の位置を明らかにし,反応機構の全貌への理解を大きく深めることができた.平成27年度には申請書通りに、TtuAによる硫黄転移の反応機構を構造学的に解明するための試料調製を中心に研究を進めた.Native-PAGE及びゲル濾過クロマトグラフィーを用いて,結合温度,時間,塩濃度,pH,基質tRNAの種類, TtuAの生物種など様々な条件検討した結果,高い効率で上述の5者複合体を作製することに成功した.また,私は5者複合体の試料調製だけでなく,tRNAを除く他の4者複合体の構造解析にも取り組み,最終的に分解能2.8オングストロームの回折データの収集に成功した.得られたデータを解析し, TtuA, TtuB及び鉄硫黄クラスターの電子密度マップが観測されたことから,得られた結晶構造は上記の3者の複合体であると判断した.さらにソーキング法により上述3者とATPの複合体の結晶構造解析に成功した.この構造はTtuA-TtuBが基質tRNAと結合する直前の状態であると考えられ,反応機構の全解明に大きく寄与できた.さらに,tRNA硫黄修飾酵素ThiI及びシステイン- tRNA合成酵素SepCysSは,原核生物の紫外線損傷応答及び翻訳において必要不可欠である.これらの酵素はTtuAと異なるファミリーに属しているが,本研究が進むにつれて,TtuAと同様に鉄硫黄クラスターを用いて硫黄を転移する可能性が浮かび上がった.その可能性を検証するために,それぞれのタンパク試料を調製して,嫌気条件下でクラスターを再構成したところ,上記の仮説を支持する結果が得られた.

これはTtuAのクラスター依存的な硫黄転移機構は一部の生物・酵素ファミリーのみならず,より普遍的に生体に用いられる反応であることを示唆した.以上の研究成果をもって,平成27年度は当初計画以上に進展していると判断した.tRNAへの硫黄転移修飾は,普遍かつ重要な生命現象であり,翻訳正確性,環境応答,tRNAの構造安定性など様々な生命現象に関与する.このようにtRNA硫黄修飾が重要な役割を担っているにもかかわらず,その導入機構にまだ不明な点が多く残されている.本研究では好熱性真正細菌由来の硫黄転移酵素TtuAを用いて,完全嫌気条件下かつ補因子鉄硫黄クラスターが関与する必要があることを見いだした.昨年度では我々が硫黄転移酵素TtuA,硫黄運搬タンパク質TtuB,補因子鉄硫黄クラスター及びATPの4者複合体の構造解析に成功した.得られた構造より,鉄硫黄クラスターが硫黄を運搬するTtuBのC末端と直接相互作用することが明らかになったが,相互作用の後どのように硫黄原子をTtuBからtRNAヘ転移するのかが不明であった.X線結晶構造解析法からは分子の静的な空間情報しか得られないため,詳細な反応機構を調べるのに水銀ゲル電気泳動法を用いてTtuBから硫黄の脱離するタイミングを観測する実験系を立ち上げた.これにより,TtuBからの硫黄脱離現象はtRNAの存在に依存する結果を見いだし,硫黄がTtuBから直接tRNAに転移されることが明らかになった.我々は昨年度よりTtuAと基質tRNAの複合体の試料調製を試みたが,安定な複合体が得られなかった.本年度ではTtuAの類縁タンパク質であるTtcAに注目し,遺伝子クローニングと大量発現に成功した.高度に精製したTtcA及びtRNAを用いて,TtcA-tRNA複合体が安定に溶液中で存在することを確認したとともに,高速液体クロマトグラフィーを用いてTtcAの酵素活性を検出し,TtcAはtRNA複合体の結晶化構造解析に適していることを見いだした.本年度では得られた上記の研究成果を国際誌(2報)及び国内学会(3回)で発表した.昨年度では我々が硫黄転移酵素TtuAを含むtRNA硫黄修飾合成4者複合体の結晶構造解析に成功した.得られた構造より,鉄硫黄クラスターが硫黄を運搬するTtuBのC末端と直接相互作用することが明らかになったが,i)クラスターがTtuBのC末端位置を固定化させて,硫黄転移の効率化に寄与しているのか(直接経路),それともii)クラスターが一旦TtuBのC末端からSを受け取ってから,クラスターから基質tRNAに転移するのか(間接経路)がまだよくわかっていない.今年度私たちはこの2つの仮説のもっとも大きな違い, TtuBから硫黄の脱離(i)直接経路の場合には,基質tRNAが結合してからTtuBから硫黄が脱離する; ii)間接経路の場合には,基質tRNAがなくてもTtuBから鉄硫黄クラスターへ硫黄原子が転移する)に注目して,水銀ゲルを用いてTtuBから硫黄の脱離するタイミングを観測する実験系を立ち上げた.これにより,TtuBからの硫黄脱離現象はtRNAの存在に依存する結果を見いだし,直接経路が正しいであることを証明した.さらに我々はTtuAの新規なRNA硫黄転移機構を完全解明するために,今年度引き続きTtuAと基質tRNAの複合体の試料調製を試みたが,安定な複合体が得られなかった.そこでまず生物種およびホモログタンパク質のスクリーニングを行い,その結果,大腸菌由来のTtcAがtRNAと良く結合することを発見した.そこで私たちは高度に精製したTtcA及びtRNAを用いて,TtcA-tRNA複合体が安定に溶液中で存在することを確認したとともに,高速液体クロマトグラフィーを用いてTtcAの酵素活性を検出した.これらの知見を踏まえ,来年度TtcA-tRNA複合体の
原子分子を光学的プローブとする超流動ヘリウムの量子物性検出実験

低温・高密度He(気体・液体・固体)中に中性原子(Mg,Ca),イオン(Ba^+)を生成し,そのスペクトルを測定することにより,不純物原子・イオンとその周りのHeとの相互作用を調べた.1.低温He(気体・液体・固体)中のアルカリ土類原子の分光液体He中の不純物原子はパウリの排他律に基づく斥力により周りのHe原子を遠ざけることにより真空の空洞を形成することが知られているが,Mgではそのスペクトルの幅やピークのシフトがバブルの形成だけでは説明出来ていなかった.本研究では,液固体He中のMg,Caについて,^1S_0-^1P_1遷移の吸収発光スペクトルのHe圧力依存性を調べ,Mgの発光スペクトルは,圧力と伴にピークが長波長側ヘシフトし,他のアルカリ土類原子(Ca,Ba)とは逆の圧力依存性であることが分かった.Mgの励起状態に深い引力ポテンシャルがある場合には,モデル計算によりこの圧力依存性が説明できる.このことは,スペクトルの幅やシフトの大きさを説明するために導入されたエキサイプレックス形成仮説とは整合性がある.さらに詳しく調べるために,低温Heガス中でのMg原子の発光スペクトルを調べた結果,He温度の低下と伴に,線幅の拡大,長波長側の明確な構造の出現があり,温度の低下と伴にこの構造は明確となった.これは,エキサイプレックスを形成するHe原子の個数の変化として説明され,Mg^*-He_n型のエキサイプレックスの形成が検証された.分子構造を明らかにするためにはさらに理論解析を進める必要がある.2.Ba^<+*>-Heエキサイプレックスの形成・解離ダイナミックスBa^+-Heの2体断熱ポテンシャルを理論的に計算し,Ba^<+*>-Heエキサイプレックス(6p^2II_<3/2>)からの発光スペクトルを予想した。低温ヘリウムガス中でレーザーアブレーション・レーザー共鳴により用意したBa^<+*>(6p^2II_<3/2>)とHeとの衝突によりBa^<+*>-Heを生成し,振動バンドを伴う発光スペクトルを得た,レート方程式を用いたモデル解析により,Ba^<+*>とHeとの衝突によるエキサイプレックスの形成,振動緩和,解離などのレートを求めた.低温・高密度He(気体・液体・固体)中に中性原子(Mg,Ca),イオン(Ba^+)を生成し,そのスペクトルを測定することにより,不純物原子・イオンとその周りのHeとの相互作用を調べた.1.低温He(気体・液体・固体)中のアルカリ土類原子の分光液体He中の不純物原子はパウリの排他律に基づく斥力により周りのHe原子を遠ざけることにより真空の空洞を形成することが知られているが,Mgではそのスペクトルの幅やピークのシフトがバブルの形成だけでは説明出来ていなかった.本研究では,液固体He中のMg,Caについて,^1S_0-^1P_1遷移の吸収発光スペクトルのHe圧力依存性を調べ,Mgの発光スペクトルは,圧力と伴にピークが長波長側ヘシフトし,他のアルカリ土類原子(Ca,Ba)とは逆の圧力依存性であることが分かった.Mgの励起状態に深い引力ポテンシャルがある場合には,モデル計算によりこの圧力依存性が説明できる.このことは,スペクトルの幅やシフトの大きさを説明するために導入されたエキサイプレックス形成仮説とは整合性がある.さらに詳しく調べるために,低温Heガス中でのMg原子の発光スペクトルを調べた結果,He温度の低下と伴に,線幅の拡大,長波長側の明確な構造の出現があり,温度の低下と伴にこの構造は明確となった.これは,エキサイプレックスを形成するHe原子の個数の変化として説明され,Mg^*-He_n型のエキサイプレックスの形成が検証された.分子構造を明らかにするためにはさらに理論解析を進める必要がある.2.Ba^<+*>-Heエキサイプレックスの形成・解離ダイナミックスBa^+-Heの2体断熱ポテンシャルを理論的に計算し,Ba^<+*>-Heエキサイプレックス(6p^2II_<3/2>)からの発光スペクトルを予想した。低温ヘリウムガス中でレーザーアブレーション・レーザー共鳴により用意したBa^<+*>(6p^2II_<3/2>)とHeとの衝突によりBa^<+*>-Heを生成し,振動バンドを伴う発光スペクトルを得た,レート方程式を用いたモデル解析により,Ba^<+*>とHeとの衝突によるエキサイプレックスの形成,振動緩和,解離などのレートを求めた.低温・高密度ヘリウム(気体・液体・固体)中に中性原子(Mg,Ca)あるいはイオン(Ba^+)を生成し、そのレーザースペクトルを測定することにより、不純物原子・イオンとその周りのヘリウムとの相互作用を調べた。1.液体・固体ヘリウム中のMg原子の分光液体ヘリウム中の重いアルカリ土類原子(Ca,Sr,Ba)では、スペクトルの解析により、不純物原子がその周りに真空の空洞を形成することが知られている。Mgではそのスペクトルの広がりがバブルの形成だけでは説明出来ず、励起状態でMg^*-He_nのエキサイプレックスを形成している可能性があった。ヘリウムを加圧すると、バルクでは原子間の距離が縮むが、エキサイプレックスでは原子間隔の変化は小さいであろうと予想される。これはエキサイプレックスではHe原子がバルクから孤立している為である。そこで、加圧下(<6MPa)での不純物原子のスペクトルを測定した。