hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高等植物における葉緑体RNAエディティングの分子機構の解明

本研究の目的は、生化学的手法によって、高等植物の葉緑体RNAエディティング因子を単離精製し、その構造・機能・進化を解明することである。本年度は、以下の成果が得られた。(1)RNAエディティング因子の精製前年度の研究によって改良されたタバコ葉緑体由来のin vitroRNAエディティング系から、psbE mRNAに作用するエディティング因子を含む画分を、硫安分画、イオン交換クロマトグラフィー、RNAアフィニティークロマトグラフィー等によって、濃縮・精製した。得られた活性画分を、SDSPAGEによって分離した後、トリプシン分解し、次いで、LC/MS法による質量分析にかけたが、シロイヌナズナのデーターベースを用いた検索では、目的とする蛋白質を同定するには至らなかった。そこで、出発材料をシロイヌナズナの葉緑体に変えて、上記の同様な精製・分析を進めている。(2)RNAエディティング因子のRNase感受性について葉緑体抽出液中のRNAエディティング活性がRNase感受性であることを見出した。RNase感受性を示すメカニズムはまだ不明であるが、RNA成分がRNAエディティングの(1)部位認識、(2)触媒活性、(3)活性の促進、などに関わっている可能性について、現在検討を進めている。(3)部位認識因子の複数部位RNAエディティング部位と部位認識トランス因子との間には一対一の対応関係があると考えられてきた。しかし、タバコのndhB-9部位とndhF-1部位は同一のトランス因子によって共認識されることを明らかにした。この知見は、RNAエディティング部位の進化・多様化のメカニズムを解明する上で、大きな手掛かりになる。高等植物の葉緑体では、RNAエディティングによって、転写後にRNA鎖上の特定のCがUに変換される。エディティング部位は葉緑体ゲノムあたり数十カ所あるが、それらの周辺には共通の配列がみられず、個々の部位は、それぞれ個別のシス・トランス因子によって認識されると予想されている。本研究では、タバコ葉緑体から調製したin vitroエディティング系を使って、このエディティングに関与するトランス因子について解析を進めた。基本的に廣瀬と杉浦の方法(2001)によってin vitro RNAエディティング系を調製しているが、葉緑体の単離・可溶化の方法等を改良した結果、従来比で500%程度の比活性をもった系を再現性よく調製できるようになった。この系を用いて、エディティング反応の基質飽和濃度などを検討したところ、エディティング酵素は従来の予想よりも多量に存在していることが示唆された。現在、この系を用いてエディティング酵素の精製を進めている。(2)UVクロスリンク法よるエディティング因子の比較解析エディティングの標的塩基、またはその近傍のシス因子をそれぞれ放射能標識した基質RNAを調製し、次いで、in vitroエディティング系を用いてUVクロスリンクを行い、上記の標識ヌクレオチドに結合するタンパク質をSDSPAGEで解析した。その結果、psbE-1部位では、標的C塩基とシス因子の双方が同一の56kDaタンパク質によって認識されており、さらに、petB-1部位でも、双方が同一の70kDaのタンパク質によって認識されていた。また、標的C塩基に結合するタンパク質の分子量は、rpoA-1部位、rpoB-2部位、rpoB-3部位ですべて異なっていることが明らかになった。
同居近親者死別による独居高齢者の生活と健康の変化

同居近親者死別後独居の高齢者の生活と健康の変化を知るのが目的である。2013年9月から1年9カ月の間に、死別のため独居となった65歳以上の者に死別6ヶ月後と1年後に面接し調査を行った。調査内容は、障害老人の日常生活自立度判定、簡易生活リズム質問票、SF-8(SF-36短縮版)および健康と生活の近況を尋ねた。死別6カ月後の結果は、男性10名、女性14名、平均年齢は76.8歳で、日常生活自立度は23名がランクJで、1名がランクAであった。簡易生活リズム質問票の結果は先行研究の一人暮らし高齢者と大差はなかった。SF-8スコアリング結果は、7079歳の日本国民標準値と比較して全項目が高値であった。研究二年度目にあたり、昨年の一次調査を基に二次調査への協力可能な20カ寺に対し調査協力の説明をし、同意を得て二次調査対象者の紹介を依頼した。近親者死別後6カ月時点での独居高齢者への調査であるため、対象者の抽出と紹介には困難を伴った。いつ、どの寺院で対象者が発生するかの予測は難しく、対象者への声がけのタイミングも慎重に行われ25年度末には12件の対象者の紹介を得られたにとどまった。12件中、死別6カ月後の二次調査が実施できたのは6件で、今後来年度に順次二次調査を実施する予定である。対象者の背景は秋田県愛媛県まで都市部、地方都市、農村部を網羅している。圧倒的に女性が多く全員が自宅でインタビュー調査することができた。インタビュー調査の印象では、死別後6カ月目でようやく普段の落ち着いた生活に戻ったばかりとの印象を受け、喪失感や悲嘆に暮れている様子はほとんど感じなかった。アンケートの集計及びインタビューの詳細な分析は今年度徐々にすすめていく予定である。対象者数は少ないながらも、研究計画通り進行している。また今後は、調査対象者数の増加を図るため、25年度末から本学部の所在地近隣の寺院に対しても対象者紹介の協力依頼を実施しており、反応と手ごたえを感じているところである。予定より半年間長く対象者紹介の期間を延ばし、目標のデータ数に近づけたいと考えている。研究目的は、同居近親者死別による独居高齢者の生活と健康の変化を明らかにする事である。そのため平成24年度は、本研究の対象である遺族と接触をもつ宗教機関を対象に、一次(予備)調査を行った。対象の宗教機関は、日蓮宗のビハーラ活動を普及・推進する日蓮宗ビハーラネットワークの会員で約120カ寺にアンケート調査を実施した。調査内容は、1同居近親者の死別で独居となった高齢者との接点の時期と内容2過去一年間の高齢者遺族に関する生活と健康状態3二次調査(本調査)の協力の可能性についてであった。その結果、回答41件、回答率25.8%であり、接触の時期は1カ月以内、3カ月以内がいずれも半数を占めた。接触時の話しの内容は、納骨や墓地の相談のほか生活の変化や健康についての話題が挙がっていた。宗教機関の関係者は、高齢者遺族の生活と健康状態について、遺族の信仰への深さの変化のほか、介護から解放されて体調がよくなった者や引きこもりの者がいることに気づいていた。また、宗教活動を通じて人と接する場を多く持ってもらう配慮をしていた。過去1年以内に死別後独居となった高齢者数は135件であった。回答のあった41件のうち二次調査(本調査)への協力の意思表示のあったのは17件であった。以上の一次調査の報告は、平成25年6月開催予定の日本老年看護学会(in大阪〉で発表予定である。また、同居近親者死別による独居高齢者を対象とした本調査の倫理審査資料を作成中で、平成25年度開始と同時に研究計画書等を倫理委員会に提出予定である。研究目的:同居近親者死別による独居高齢者の生活と健康状態の変化を知り、喪失による独居高齢者のダメージを軽減する方策を見出すことである。調査対象:同居近親者の死別(事故や自殺を除く)により独居となった65歳以上で者で、重度の認知や意識障害のない者とする。調査期間:平成25年9月平成27年6月調査方法:一次調査において本研究に協力を表明した寺院で調査該当者が発生した場合、適切な時期に該当者へ調査の目的や方法の説明書とともに調査用紙、調査承諾書、切手を貼った返信封筒の一式を寺院を通じて配布した。調査該当者からの調査承諾書の返信により、本人の連絡先、連絡方法、調査希望日時を把握して調査対象者とした。

死別6ヶ月後および死別1年後に面接し、調査票を受理しインタビュー調査を行った。調査内容:厚労省の「障害老人の日常生活自立度判定基準」で日常生活自立度を判定し、本橋らの開発した簡易生活リズム質問票、およびSF-8(SF-36短縮版)を用いた。また、健康や生活についての近況を面接調査した。調査結果:死別6ヶ月後調査の結果は以下のとおりである。調査対象者24名は、男性10名、女性14名で平均年齢は76.8歳であった。日常生活自立度は23名がランクJで、1名がランクAであった。簡易生活リズム質問票による5つの要因別得点の総得点の中央値と範囲(最小値最大値)は25(1732)で、社会的同調得点は5(38)、身体的同調得点は4(28)、睡眠の質に関する同調得点は5(17)、光照射・生活満足に関する同調得点は6(38)、ウルトラディアンリズム同調得点は5(27)であった。SF-8スコアリング結果は、7079歳の日本国民標準値と比較して全ての項目で対象者が高値であった。一方、死別1年後調査およびインタビュー調査は、平成27年4月現在も続行中であり、研究全体の分析にはさらに時間を要する。在宅看護予定通り二次調査を開始した。データ数は少ないものの、対象者にはアンケート調査及びインタビュー調査を実施している。研究初年度は、同居近親者死別による独居高齢者と接触のある宗教機関への一次(予備)調査を予定しており、予定通りに実施することができた。調査対象者数は当初より100件程度と考えていたので、ほぼ対象者数としても達成できたと思う。この一次調査は、本調査となる同居近親者死別による独居高齢者本人を研究者に紹介してもらえるか否かの予備調査でもあった。一次調査自体の回収数は41件であったが、二次調査への協力の意思を示した宗教機関は17件と少なめであった。本調査の対象である独居高齢者本人は50名を予定しているが、それを17件の宗教機関で充足できるかどうかは未定であり一抹の不安を残すことになった。いずれにしろ一年目の目標はほぼ達成できたと考えている。1調査対象者数を当初の計画通り、出来れば50件少なくても30件を達成したい。そのために、対象者紹介に協力頂いた寺院からさらに別の親しい寺院や仲間を紹介して頂き、紹介者の輪を広げる。また、本学部の近隣地域での紹介者を増やし時間的、経済的に調査活動を容易にする。26カ月後と1年後の変化についての分析方法の検討作業への着手をしたい。26年度内は6カ月後調査の分析に追われることになると推測するが、2回調査の分析方法については26年度中に検討しておきたい。そのために連携研究者を交えた研究会を開催予定である。3研究員の研究活動のアンバランス当初、調査分担数はバランスよく配分したにもかかわらず、紹介のある寺院とまったく紹介のない寺院の格差が大きく特定の研究者に調査が偏ってしまった。研究員の所在地の関係もあり、等分に配分することは叶わずアンバランスのままである。今後の研究分析などの作業で調和が取れるよう解決してゆきたい。2年目となる平成25年度は、二次(本)調査を実施する。同居近親者死別による独居高齢者となった本人に、死別後概ね6カ月後と1年後に健康と生活についての調査を行う。対象者への声掛けは一次調査で調査協力に意思表示した宗教機関が行うが、調査への協力の可否は該当者自身が決定し研究者に返信することで個人情報の保護に配慮する。調査対象者は約50名で、調査対象者の指定するプライバシーの守られる場所で調査は行う。
Ｉｎ　ｖｉｖｏパッチクランプ法による糖尿病性排尿障害の治療に向けた発症機序の解明

近年、我が国における糖尿病患者数は約316万人を超え、その約8割が排尿障害を合併している。しかし、糖尿病性排尿障害の発症メカニズムについては正常時の排尿制御機構が十分に明らかでないため、糖尿病性排尿障害の原因解明が立ち遅れている。そのため、糖尿病性排尿障害に対する有用な治療法が確立されていない。本研究ではまずin vivoパッチクランプ記録を用いて正常動物における排尿に関わる脊髄制御機構を明らかする。そして、糖尿病モデル動物を用いて同定した脊髄制御機構の異常を検証する。
STAT3によるTLR4シグナル抑制機構の解明

IL-10は抗原提示細胞(APC)に対して炎症性サイトカイン、ケモカイン、共刺激分子の発現低下など、多くの効果を有する免疫制御性のサイトカインである。しかしながらIL-10がこれらの効果を発揮するメカニズムにはいまだに不明な点が残されている。IL-10の抗炎症性効果はSTAT3を介していることが知られている。マクロファージや樹状細胞において活性化されたSTAT3はLPS誘導性のIL-6,TNF-α,IL-12遺伝子の発現を抑制する。しかしながら、STAT3によるTLRシグナル抑制のメカニズムは明らかになっていない。本研究ではLPS誘導性NF-kB活性化における恒常的活性化型STAT3(STAT3C)の効果を検討した。HEK293/TLR4細胞に過剰発現したSTAT3CはLPS-TLR4を介するNF-kBレポーター活性を抑制した。これは野生型STAT3(wtSTAT3)または不活性型STAT3(dnSTAT3)では起こらなかった。この分子メカニズムを明らかにするため、プロテオーム解析法を用いてSTAT3C結合タンパクの探索を行った。その結果、新たにSTAT3Cと相互作用する、RNA結合タンパクであるαCP-1を同定した。αCPは、mRNAのシトシンに富む領域特異的に結合するKHドメインを含むRNA結合タンパク質ファミリーである。このタンパク質群は幅広く転写や翻訳などを制御している。αCP-1の過剰発現により、HEK293/TLR4細胞ではSTAT3Cの抑制効果が増強され、RAW264.7細胞ではNF-kB活性化とIL-6産生におけるIL-10の抑制効果が増強された。逆に、siRNAによるαCP-1のノックダウンではSTAT3CやIL-10の効果が減弱した。これらのデータはαCP-1がSTAT3を介したNF-kBの活性の抑制に関与していることを示唆している。本研究ではLPS誘導性NF-コB活性化における恒常的活性化型STAT3(STAT3C)の効果を検討した。HEK293/TLR4細胞に過剰発現したSTAT3CはLPS-TLR4を介するNF-コBレポーター活性を抑制した。STAT3Cの過剰発現は、IコBアのリン酸化およびMAPKの活性化、NF-kBのDNA結合能などのTLR4シグナル伝達には影響を与えなかった。従って、STAT3CはNF-kBの転写活性を直接的に抑制していると考えられる。αCPは、mRNAのCリッチピリミジン領域特異的に結合するKHドメインを含むRNA結合タンパク質ファミリーである。

αCP-1の過剰発現により、HEK293/TLR4細胞ではSTAT3Cの抑制効果が増強され、RAW264.7細胞ではNF-kB活性化とIL-6産生におけるIL-10の抑制効果が増強された。逆に、siRNAによるαCP-1のノックダウンではSTAT3CやIL-10の効果が減弱した。これらのデータはαCP-1がSTAT3を介したNF-kBの活性の抑制に関与していることを示唆している。
リゾ脂質受容体の新しい機能~リポ蛋白質メディエーターと細胞外Phセンサー

リゾ脂質性G蛋白質共役受容体をリポ蛋白質作用の仲介機能ならびに細胞外pHセンサー機能という新しい視点から解析した。その結果、血管内皮細胞や平滑筋細胞における様々なリポ蛋白質作用がスフィンゴシン1-リン酸受容体やリゾホスファチジン酸受容体を介していること、また、細胞外pH低下による骨芽細胞のCOX-2発現におけるOGR1受容体の役割などを明らかにした。リポ蛋白質作用を仲介する機能(1)血管内皮細胞における高密度リポ蛋白質(HDL)作用とスフィンゴシン1-リン酸(S1P):ヒト血管内皮細胞を用い,HDLによるVCAM-1などの細胞接着分子発現抑制を解析した。その結果,HDLの少なくとも一部の作用はHDL中のS1Pを介し,S1P1受容体/Gi/NO合成酵素/NF-kB抑制/細胞接着分子mRNA発現抑制の経路を介していることをS1P受容体特異的なsiRNA,アンタゴニスト,細胞内シグナル系に対する特異的な阻害薬を用い明らかにした。(2)血管平滑筋細胞における低密度リポ蛋白質(LDL)作用とリゾホスファチジン酸(LPA):ヒト血管平滑筋細胞においてLDLは細胞増殖,遊走を促進する。これらの作用は血管形成術後の血管肥厚の原因である。これらの作用がLPAに基づくことを,受容体siRNA,LPAアンタゴニストKi16425などを用い証明した。また,実際にLPAがLDL中に存在することはLPA1受容体過剰発現細胞でのcAMP産生低下を指標にした方法により確認した。細胞外pHセンサー機能(3)従来リガンド非依存性といわれていた応答のプロトン依存性の証明:プロトン感知性受容体を過剰発現すると,リガンド非依存性応答として,各種細胞内転写活性(SREなど)促進,ERK活性化能の抑制など様々な作用が報告されている。そこで,GPR4などの受容体を過剰発現したHEK293細胞を用い,SREプロモーター活性,ERK活性測定を行い,従来リガンド非依存性といわれていた応答が細胞外のわずかなpH変化に基づくことを証明した。(4)好中球の感染防御系におけるTDAG8の役割:細胞外pHの低下は好中球様に分化させたHL-60細胞において走化性ペプチドfMLPによるスーパーオキシド産生を抑制する。この応答がcAMPを介していることをプロテインキナーゼA阻害剤H89など用い証明した。また,マウス好中球,分化HL-60細胞ではTDAG8受容体を発現している。そこで,現在,TDAG8受容体変異マウスから調製した好中球を用い,細胞外pH変化に伴う作用がTDAG8を介しているかどうかを解析している。リゾ脂質G蛋白質共役受容体(GPCR)にはスフィンゴシン1-りん酸(S1P)、リゾスファチジン酸(LPA)などに対するEDg受容体ファミリーと、スフィンゴシルホスホリルコリン(SPC)などに対するOGR4受容体ファミリーが存在する。我々は脂質シグナル分子が血中ではLDL、HDLなどのリポ蛋白質に濃縮していることを見いだした。一歩、OGR1受容体ファミリーは我々を含む国内外のグループにより細胞外pHを感知して種々の細胞内シグナル伝達系を活性化することが見いだされた。そこで、本研究ではリゾ脂質性受容体を(1)リポ蛋白質作用の仲介機能(2)細胞外pHセンサー機能という新しい視点から解析した。その結果、1)リポ蛋白質作用とS1Pの産生:中枢神経系でも、リポ蛋白質はコレステロール輸送に重要で、独自のアポ蛋白質産生系有している。ラットあるいはマウスアストロサイトを用い、siRNA、ABCA1ノックアウトマウスを用い解析した結果、S1P産生はABCD1によるリポ蛋白質の合成と連動していることことが示唆された。(2)血管平滑筋細胞におけるLDL作用とLPA:血管平滑?細胞において、LDLの細胞増殖作用、遊走促進作用がリポ蛋白質中のLPAを介していることをKi16425,siRNA-LPA1を用い証明した。また、細胞増殖は細胞内C2+、カルシニュリン系を遊走はEGF受容体を介していることが示唆された。(3)骨芽細胞におけるPH作用:細胞外pHを低下するとヒト初代培養骨芽細胞においてC0X-2発現、プロスタグランジンE2(PGE2)産生がおきる。siRNA-OGR1を用い、これらの応答がOGR1を介していることが示唆された。(4)炎症反応とOGR1ファミリー:マクロファージにおいてリポポリサッカライド(LPS)はTNF-a、IL6産生などの炎症性サイトカイン産生を高める。このLPS応答は細胞外pH低下によって抑制される。これらの細胞ではTDAG8が多く発現しており、現在、TDAG8の関与を受容体欠損マウス由来のマクロファージを用いて解析している。
「求められる日本語教員に日本語教員養成課程はどう応えるか」に関する総合的研究

本研究・調査では、「多様化する日本語教員の需要に日本語教員養成課程はどう応えていけばよいか」を探るべく、「日本語コミュニケーション能力」「日本語教員の資質・能力」「日本語教員の行動特性」「海外の日本語教員養成課程」について、多角的なアンケート調査やインタビュー調査などを実施してきた。結果として、それぞれの国ごと、機関ごとで求められる日本語教員像が浮き彫りとなり、日本語教員養成課程の教育内容をも検討することができた。近年の日本語教育を象徴するキーワードの1つとして、「多様化」がある。日本語学習者や学習機関、学習形態の多様化に加えて、求められる日本語教員の多様化が挙げられる。大学の日本語教員養成課程では、「日本語教育実習」を人間形成的な重要な学科目と位置づけ、カリキュラムの要として独自の教育実習を実施し、日本語教員を養成している。では大学等の日本語教員養成課程から輩出される日本語教員は、多様な学習者、多様な機関のニーズに応えうるものとなっているのであろうか。日本語教員が備えるべき専門性とは何か、実践能力とはどのようなものか、はたしてそれらは機関ごとに異なり、個別に養成されなければならないのか、日本語教員に共通する土壌としての実践能力は存在するのか、大学の日本語教員養成課程は、どのような日本語教員の養成を目指していけばいいのか。本研究では、現在次の調査を展開中である。1.日本語教員に求められるコミュニケーション能力2.日本語教員に求められる資質・能力3.日本語教員養成のカリキュラム4.日本語教育実習と実習生の人間的成長5.日本語教員の文法・音声能力本調査・研究では、目的として掲げる「多様化する日本語教員の需要に対して、日本語教員養成課程はどのように答えていけばよいか」を探るべく、さまざまなアンケート調査や聞き取り調査を実施している。19年度においても、●日本語コミュニケーション能力●日本語教師の行動特性●日本語教員の資質・能力に関する調査が続行されたことは言うまでもなく、調査中間報告として、●2007年度日本語教育学会秋季大会(於:龍谷大学)パネル・セッション開催●「2007年度調査中間報告書」京都外国語大学日本語学科『無差』15号(2008年3月)掲載にて研究成果の一部公表を行った。また大学紀要等にも成果の一部を公表、学会・研究会においても口頭発表を実施した(裏面参照)。さらに、●韓国・タイ国における日本語教員の養成に関する調査研究を開始、一部は上記『無差』に掲載した。本調査・研究では、目標として掲げる「多様化する日本語教員の需要に対して、日本語教員養成課程はどう応えていけば良いか」を探るべく、さまざまなアンケート調査や聞き取り調査を実施している。20年度においては、●学習者や教員に求められるコミュニケーション能力●日本語教員に求められる資質・能力●日本語教員の実践能力●海外における日本語教員養成課程に関する研究が続行されたことに加えて、●日本語教育世界大会(於:韓国・釜山)、日語教育・日本学研究国際学術研討会(中国・広州)における研究発表●学会・研究会等での研究発表、海外大学等での講演●学会誌・大学紀要等への投稿(裏面参照)●『研究成果報告書』の作成と発行を実施し、3年間の研究成果を広く世に知らしめた。
分解，再構築，模倣，改良を通して創造的感性を磨く工学教育プログラムの開発

本研究では人間が搭乗可能な2輪倒立型移動体を教材とし,学生自らが構造・制御技術およびプログラムを理解し,総合的に設計・製作を行うことを目的としている.この研究では,1から移動体を作りあげるのではなく,まず予め製作してあるものを分解し,その構造等を理解し,再構成・模倣を行ない,その後彼らのアイデアで新しい移動体を製作することをポイントとしている.ほとんどものづくりの経験の無い学生たちであったが,はじめに分解と再構成の経験を行ったことにより,基本的な技術を理解し,最終的には成功体験による達成感や満足感が得られ教育効果が認められた.本研究は人間が搭乗可能な2輪倒立型移動体を教材とし,その構造,制御技術,プログラムを理解し,同様な移動体を学生自らが制作することを目的としている.平成25年度は「創成プロジェクト実践I」(学部3年生)という授業で,昨年度同様に学生グループが予め制作してあった移動体をまずは分解し,再構成を通して,構造,制御技術を理解し,彼らのオリジナルな移動体を制作した.マイコンを用いたモーターの制御技術やセンシング技術については昨年度同様に経験が少なく,目で見ることが難しい現象を想像力を働かせながら理解することは難しいようであった.ただ,サンプルがあるため,まずは模倣しながら再構成すればよかったので,大きなトラブルも無く,一通りの技術については理解でき,教育効果はあったのではないかと評価している.さらに,彼らのオリジナルな移動体の制作として,今年度は無線技術に挑戦し,無線コントローラーを用いた制御方法を実装した.これらは,学生らしい斬新なアイデアであり,学生たちも興味を持って活動を行った.また,昨年度に引き続き制御プログラムを改良して,乗り心地を追求するなど,単に移動体を制作するにとどまらず,実用性,学術性が垣間見る活動となった.これら一連の作業を通じて,まずはトライアンドエラーを繰り返しながら,最終的には成功体験による,達成感,満足感が得られ,今後の彼らの勉学に対する意欲が向上し,活躍が楽しみである.これらの結果を現在,工学教育系の学会で発表,論文としてまとめており,成果を公開する準備をしている.また,今年度の取り組みによる問題点を洗い出し,改善案を取りまとめ,次年度の取り組みにフィードバックしたいと考えている.本研究は人間が搭乗可能な2輪倒立型移動体を教材とし,その構造,制御技術,プログラムを理解し,同様な移動体を学生自らが制作することを目的としている.平成24年度は「創成プロジェクト実践I」(学部3年生)という授業で,学生グループが予め制作してあった移動体をまずは分解し,再構成を通して,構造,制御技術を理解し,彼らのオリジナルな移動体を制作した.ほとんどものづくりの経験が無い学生たちだったので,分解を通した構造の理解にまず苦労した.また,マイコンによるモーターの制御技術やセンシング技術についても経験が少なく,目で見ることが難しい現象を想像力を働かせながら理解することは難しいようであった.ただ,サンプルがあり,まずは模倣しながら再構成すればよかったので,大きなトラブルも無く,一通りの技術については理解でき,教育効果はあったのではないかと評価している.さらに,彼らオリジナルな移動体の制作には,学生らしい斬新なデザインとモーターの制御プログラムを改良して,乗り心地を追求するなど,単に移動体を制作するにとどまらず,実用性,学術性が垣間見る活動となった.これら一連の作業を通じて,まずはトライアンドエラーを繰り返しながら,最終的には成功体験による,達成感,満足感が得られ,今後の彼らの勉学に対する意欲が向上し,活躍が楽しみである.これらの結果を現在,工学教育系の学会で発表,論文としてまとめており,成果を公開する準備をしている.また,今年度の取り組みによる問題点を洗い出し,改善案を取りまとめ,次年度の取り組みにフィードバックしたいと考えている.本研究は人間が搭乗可能な2輪倒立型移動体を教材とし,その構造,制御技術,プログラムを理解し,同様な移動体を学生自らが制作することを目的としている.平成26年度は「創成プロジェクト実践I」(学部3年生)という授業で,学生グループが予め制作してあった移動体をまずは分解し,再構成を通して,構造,制御技術を理解し,彼らのオリジナルな移動体を制作した.ほとんどものづくりの経験が無い学生たちだったので,分解を通した構造の理解にまず苦労した.また,マイコンによるモーターの制御技術やセンシング技術についても経験が少なく,目で見ることが難しい現象を想像力を働かせながら理解することは難しいようであった.ただ,サンプルがあり,まずは模倣しながら再構成すればよかったので,大きなトラブルも無く,一通りの技術については理解でき,教育効果はあったのではないかと評価している.さらに,彼らオリジナルな移動体の制作には,学生らしい斬新なデザインとモーターの制御プログラムを改良して,乗り心地を追求するなど,単に移動体を制作するにとどまらず,実用性,学術性が垣間見る活動となった.これら一連の作業を通じて,まずはトライアンドエラーを繰り返しながら,最終的には成功体験による,達成感,満足感が得られ,今後の彼らの勉学に対する意欲が向上し,活躍が楽しみである.これらの結果を現在,工学教育系の学会で発表,論文としてまとめており,成果を公開する準備をしている.また,今年度の取り組みによる問題点を洗い出し,改善案を取りまとめ,次年度の取り組みにフィードバックしたいと考えている.本研究では人間が搭乗可能な2輪倒立型移動体を教材とし,その構造・制御技術・プログラムを理解し,同様な機能を有する移動体を学生自らが製作することを目的としている.平成27年度は前年度までと同様に「創成工学実践II」という授業で,教員および前年度までの学生が製作した移動体をまず学生が分解・再構成を行ない,構造・制御技術を理解した.

例年と同様にほとんどものづくりの経験のない学生たちだったので,分解を通して構造や特に電気回路は苦手でマイコンによる制御やセンシング技術を理解することに苦労した.ただし,まずは模倣しながら再構成すればよいので,大きなトラブルもなく,基本的な技術は理解できたと思われる.トライアンドエラーを繰り返すこと,最終的な成功体験による達成感や満足感が得られその教育効果,特に今後の学習意欲の向上が期待できる.これらの結果をまとめ,工学教育関係の学会での発表や論文投稿を考えている.また,これまでの問題点を整理,改善案を取りまとめ,今後の教育活動に活用したいと考えている.本研究では人間が搭乗可能な2輪倒立型移動体を教材とし,学生自らが構造・制御技術およびプログラムを理解し,総合的に設計・製作を行うことを目的としている.この研究では,1から移動体を作りあげるのではなく,まず予め製作してあるものを分解し,その構造等を理解し,再構成・模倣を行ない,その後彼らのアイデアで新しい移動体を製作することをポイントとしている.ほとんどものづくりの経験の無い学生たちであったが,はじめに分解と再構成の経験を行ったことにより,基本的な技術を理解し,最終的には成功体験による達成感や満足感が得られ教育効果が認められた.既存の授業でテーマとして学生に提案し,学生が意欲的に取り組んだことと,彼らも同様な移動体を設計,制作,評価まで行い,関連する知識の習得ができたと判断したため.工学教育研究期間は終了するが今年度の授業でもテーマとして学生に提案し,学生たちにはまず分解させ,再構成を通じて,構造,制御技術の取得を行い.彼らオリジナルな移動体の制作を行わせる.また,成果を学会等の場で公開する計画である.このテーマに取り組んでいる学生グループは既存のものの分解から始まり,彼らのオリジナルなアイデアを取り入れ,毎年1台の新しい移動体の製作に取り組んでいるため.既存の授業でテーマとして学生に提案し,学生が意欲的に取り組んだことと,彼らも同様な移動体を設計,制作,評価まで行い,関連する知識の習得ができたと判断したため.平成26年度に新規にモーターおよびバッテリーを購入する予定であったが,モーターはメーカよりサンプルが支給され,バッテリーは平成25年度のものを使用することになったため,未使用額が生じた.申請書の実施計画に基づき,今年度の授業でもテーマとして学生に提案し,学生たちにはまず分解させ,再構成を通じて,構造,制御技術の取得を行い.彼らオリジナルな移動体の制作を行わせる.また,成果を学会等の場で公開する計画である.申請書の実施計画に基づき,今年度の授業でもテーマとして学生に提案し,学生たちにはまず分解させ,再構成を通じて,構造,制御技術の取得を行い.彼らオリジナルな移動体の制作を行わせる.また,成果を学会等の場で公開する計画である.新たな教材開発のうち金属材料,および電子部品等の経費に充てることを計画している.使用予定のモーターをはじめ,各種部品が安価に購入できたこと,また前年度の流用が可能であったため.申請書の実施計画に基づき,研究を遂行することと,次年度使用額については移動体の材料費に使用する計画である.
ポルフィリンの特性を活かした分子触媒の設計と水和反応への応用

本研究では,水溶性のポルフィリンコバルト(III)錯体を設計することで,官能基を有するアルキンの水和反応を試みた.その結果,この錯体がアルキルシリルエーテルやトリチルエーテル,グリコシル結合など,従来法では困難であった官能基を有するアルキンの選択的な水和反応を触媒することを明らかにした.さらにスペクトルと速度論,理論計算を用いて本反応の機構を明らかにした.アルキンの水和反応はカルボニル化合物を合成する有効な手法の一つである.この反応は古くから主に水銀触媒を用いた研究・実用化がなされた.水銀に由来する毒性が問題となって以降,様々な代替触媒が模索されたが,しばしば酸性条件を必要とするため適用できるアルキンの基質が限られていた.そこで本研究ではポルフィリンの特性を活かした分子触媒を設計による官能基選択性の高いアルキンの水和反応の開発を目的とした.その結果,水溶性のコバルトポルフィリン錯体がほぼ中性条件下から微酸性条件下で末端アルキンの水和反応を進行させることを見出した.ハロゲンやニトリル,エステル,アミド,ニトロ基など有機合成に用いられる基本的な官能基は本反応で損なわれない.さらに,本反応では強酸の添加が必要無いことから,従来の手法では適用が困難なグリコシド結合やシリルエーテル,トリチルエーテルなどの官能基の共存が可能であった.以上の結果は医薬品や機能性物質などの有用物質を精密に合成する上で本反応が有効な手法となりうることを期待させる.またNMRやESR, UV-vis, ESI-MSなどのスペクトルや単結晶X線結晶構造解析を用いた解析により触媒前駆体の構造を明らかにした.さらに速度論的およびDFT計算により触媒反応の機構に関して幾つかの知見を得た.本研究では,水溶性のポルフィリンコバルト(III)錯体を設計することで,官能基を有するアルキンの水和反応を試みた.その結果,この錯体がアルキルシリルエーテルやトリチルエーテル,グリコシル結合など,従来法では困難であった官能基を有するアルキンの選択的な水和反応を触媒することを明らかにした.さらにスペクトルと速度論,理論計算を用いて本反応の機構を明らかにした.アルキンの水和反応は,カルボニル化合物を合成する有効な手法の一つである.適切な触媒さえあれば反応の原子効率はほぼ100%であり,高い触媒活性と反応選択性を兼ね備えたプロセスの開発が望まれている.この反応は,古くから主に水銀触媒を用いた研究や工業的な実用化がなされたが,水銀に由来する毒性が問題となって以降,様々な代替触媒が模索された.しかし,しばしば酸性条件を必要とするため,適用できるアルキンの基質が限られている点が,この反応の精密有機合成への応用を阻んでいる.最近,申請者は金属と配位子の共同作用に着目した触媒設計により,ポルフィリン金属錯体が末端アルキンの水和反応を触媒することを見いだした.そこで本研究ではポルフィリンの特性を活かした分子触媒を設計による官能基選択性の高いアルキンの水和反応の開発を目的とした.当該年度は予備検討で得られた結果をもとに水和反応の詳細な基質適用範囲を明らかにした.ハロゲンやニトリル,ニトロ基など有機合成に用いられる基本的な官能基は本反応で損なわれない.本反応では強酸の添加が必要無いことから,従来の手法では適用が困難な基質を用いることができる.以上の結果は医薬品や機能性物質などの有用物質を精密に合成する上で,本反応が有効な手法となりうることを期待させる.またNMRやESR, UV-vis, ESI-MSなどのスペクトルや単結晶X線結晶構造解析を用いた解析により触媒前駆体の構造を明らかにした.これらは触媒反応の機構に対する理解を深め,今後の触媒の設計指針を与える上で重要な知見である.研究目的に掲げた反応の開発と反応機構の解明に関して,想定通りの成果が得られたため.平成23年度の結果を踏まえ,高活性・高官能基選択的な触媒系を創出することで実用的なアルキン類の水和反応へ発展させる.特に中性条件で高効率かつ官能基選択的に進行する反応や,生成物と触媒の分離などプロセス全体として完全な反応へと仕上げたい.また水和反応の詳細な反応機構解析も行う.量子化学計算を用いて反応機構を検証し,新しい触媒作動原理を探る.特にポルフィリンの果たす役割を理解したい.基質や触媒の合成と機能評価,反応機構解析に必要な消耗品として,合成試薬,分析試薬,ガス,ガラス器具類,その他の器具を1782千円を計上する.申請者と学生2名で研究を遂行する際,過去に同規模の研究[若手研究(B)]を行った際の消耗品費からみても必要かつ妥当な金額である.研究遂行における情報収集と研究成果の発表を行うために,化学会年会や有機金属化学討論会などの学会に参加する必要がある.そのため200千円の旅費を申請する.過去数年間の出張経験と旅行代理店への見積もりを根拠にして算出を行い,妥当な金額考えられる.本研究の成果を学術論文として発表する際の英文校閲4回分として,120千円を計上する.国際的に評価の高い論文として発表するためには,英文校閲は必要不可欠である.さらに化学測定機器室の利用料金を計上する.明細に示した機器類の利用は本研究の遂行に必須である.利用料金は化学測定機器室によって決められており,測定回数は我々の研究グループが過去数年館利用した回数と本研究のプロジェクトの規模から算出した.

特にNMRは化合物の構造決定を行う上で最も重要かつ頻繁に測定を行う必要があるため,年間合計360回分の180千円を計上し,全体として年間320千円を計上する.
亜臨界乱流遷移におけるグローバル安定性と大規模間欠構造の複雑流への研究展開

亜臨界乱流遷移において局在乱流の重要性が注目されており,本研究では局在乱流が縞状または帯状に持続する大規模間欠構造について直接数値計算(DNS)により調査してきた.特に,複雑流れ(粗面/粘弾性流体/固液二相)における大規模間欠構造のロバスト性,及び下臨界レイノルズ数(グローバル不安定性)の解明を目的として,DNS解析を実施してきた.当該年度の実施項目:(1) Parametric Forcing Approachによって粗面を模擬された壁面上の流れを対象に,局在乱流領域が形成する斜め縞と垂直縞の構造変化に関する相図を作成し,垂直縞の流動構造やレイノルズ数依存性を明らかにした.レイノルズ数低下に伴い局在乱流領域の面積もしくは乱流帯の幅が一次関数的に減少し,層流化に向かうことが分かった.(2)流体の粘弾性的応答により乱流縞の構造変化および発生条件を明らかにした.乱流構造への応答特性を系統的に調べるため,各種縦渦構造に及ぼす粘弾性の影響を明らかにした.これにより,流体粘弾性が縦渦の三次元化を抑制したり,新たな非定常性をもたらしたりすることが分かった.(3) 2-wayカップリングによる分散性固体粒子を含むDNSを行い,乱流縞の構造変化および発生条件をある程度明らかにした.密度比の大きい重い粒子を含む場合には流路内で一様な乱流誘起が起き,つまり乱流領域の局在性を失うことで即座に層流化に向かう様子を捉えた.これにより,乱流局在性とそれに伴う大規模二次流れの存在が亜臨界条件下での乱流維持に寄与することが示唆された.(4)環状流路の可視化実験により,亜臨界遷移過程の螺旋乱流の発生が実証された.以上の成果により,様々な条件下での亜臨界乱流遷移におけるグローバル安定性と大規模間欠構造の統一的理解が進んだ.当該年度に得られた成果については,引き続き英文学術雑誌にて論文発表していく.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。亜臨界乱流遷移において局在乱流の重要性が注目されており,本研究では閉空間の壁乱流を対象として,(乱流を維持し得る)下臨界レイノルズ数付近での局在乱流が縞状または帯状に持続する大規模間欠構造について直接数値計算(DNS)により調査している.本研究では,複雑化した流れ(粗面壁面・粘弾性流体・固液二相流)における大規模間欠構造のロバスト性,及び下臨界レイノルズ数(グローバル不安定性)と変化の解明を目的として,DNS解析を進めている.本年度は,粗面平面クエット流の解析にParametric Forcing Approach (PFA)を用いて,Navier-Stokes方程式中に粗さ要素による仮想抵抗力項を付加したシミュレーションコードを開発してきた.その付加項には粗さ要素の高さ・分布形状・配置密度の3パラメータを含み,系統的評価がし易くなるよう提案されている.PFA導入の妥当性を層流条件等で検証した後,平面クエット流における遷移過程が粗面条件によっていかに変化するかを調査した.粗さの分布形状・配置密度は限定し,粗さ高さおよびレイノルズ数を系統的に変化させ,遷移構造の多様性を確認した.粘弾性流体の数値計算にはGiesekus粘弾性モデル構成方程式を用いて,回転系平面クエット流の遷移形態の解析を行い,粘弾性流体特有の非定常状態を発見した.固液二相流については,2-wayカップリングによるDNSコードの開発を進めてきたが,まだ多くの課題が残る.また,DNS検証用の水路(環状流路)作成を行った.各種複雑流についてDNS解析がおおむね順調に進んでおり,特に粗面平面クエット流の遷移過程については英文学術雑誌に論文投稿し,査読中である.粘弾性流体についても,2017年度の複数の国際会議(査読付き)にて口頭発表を予定している.固液二相流のDNS解析については,まだ大規模計算をする段階に至っていないが,次年度に実施できる見通しである.Yohann Duguet博士とOlivier Dauchot博士との共同執筆論文も現在,準備中である.DNS結果の検証に必要な実験水路(環状流路)も完成し,予備解析結果によればDNSで見られた現象が確認されつつある.亜臨界乱流遷移において局在乱流の重要性が注目されており,本研究では閉空間の壁乱流を対象として,局在乱流が縞状または帯状に持続する大規模間欠構造について直接数値計算(DNS)により調査している.本研究では,複雑化した流れ(粗面壁面・粘弾性流体・固液二相流)における大規模間欠構造のロバスト性,及び下臨界レイノルズ数(グローバル不安定性)と変化の解明を目的として,DNS解析を進めている.本年度は,粗面平面クエット流を対象に,Navier-Stokes方程式中に粗さ要素による仮想抵抗力項を付加したシミュレーションにより,粗面上の遷移域流れが多様な流動形態を呈することを見出した.特に粗さ高さの大きい場合には,局在乱流が主流に対して垂直に(スパン方向に)一様な分布を呈し,transverse bandと名付けた.粘弾性流体の数値計算にはGiesekus粘弾性モデル構成方程式を用いて,回転系平面クエット流の解析を行い,粘弾性流体特有の非定常状態に至る過程を調査した.ワイゼンベルグ数増加に伴い,波状ロールセルが直線的ロールセルへと変形したり,さらには定常ロールセルが一定の時間周期で拍動し始める様子を捉えることに成功した.

各現象それぞれ,粘弾性流体乱流で観察される乱流抑制効果または弾性乱流の解明につながる発見である.また,乱流縞への影響も調査が進んでいる.固液二相流については,2-wayカップリングによるDNSコードの開発を行い,重い分散性粒子を含むと乱流縞の規則的パターンが崩壊する様子を捉えることに成功した.つまり,固液二相流における乱流縞遷移過程のロバスト性を調査する範囲を特定できた.水路(環状流路と粘弾性流体回転クエット流)による観察実験も開始し,DNSの結果を定性的に裏付ける傾向が確認できている.以上の結果は国内外の学会にて報告し,また英文学術雑誌に論文を投稿中である.各種複雑流についてDNS解析がおおむね順調に進んでおり,英文学術雑誌での論文発表の点では,粗面平面クエット流について1件掲載済みと1件査読中,粘弾性流体について2件査読中の投稿論文が査読中である.固液二相流については,2018年度に国際会議口頭発表を予定している.亜臨界乱流遷移において局在乱流の重要性が注目されており,本研究では局在乱流が縞状または帯状に持続する大規模間欠構造について直接数値計算(DNS)により調査してきた.特に,複雑流れ(粗面/粘弾性流体/固液二相)における大規模間欠構造のロバスト性,及び下臨界レイノルズ数(グローバル不安定性)の解明を目的として,DNS解析を実施してきた.当該年度の実施項目:(1) Parametric Forcing Approachによって粗面を模擬された壁面上の流れを対象に,局在乱流領域が形成する斜め縞と垂直縞の構造変化に関する相図を作成し,垂直縞の流動構造やレイノルズ数依存性を明らかにした.レイノルズ数低下に伴い局在乱流領域の面積もしくは乱流帯の幅が一次関数的に減少し,層流化に向かうことが分かった.(2)流体の粘弾性的応答により乱流縞の構造変化および発生条件を明らかにした.乱流構造への応答特性を系統的に調べるため,各種縦渦構造に及ぼす粘弾性の影響を明らかにした.これにより,流体粘弾性が縦渦の三次元化を抑制したり,新たな非定常性をもたらしたりすることが分かった.(3) 2-wayカップリングによる分散性固体粒子を含むDNSを行い,乱流縞の構造変化および発生条件をある程度明らかにした.密度比の大きい重い粒子を含む場合には流路内で一様な乱流誘起が起き,つまり乱流領域の局在性を失うことで即座に層流化に向かう様子を捉えた.これにより,乱流局在性とそれに伴う大規模二次流れの存在が亜臨界条件下での乱流維持に寄与することが示唆された.(4)環状流路の可視化実験により,亜臨界遷移過程の螺旋乱流の発生が実証された.以上の成果により,様々な条件下での亜臨界乱流遷移におけるグローバル安定性と大規模間欠構造の統一的理解が進んだ.当該年度に得られた成果については,引き続き英文学術雑誌にて論文発表していく.粗面壁面・粘弾性流体・固液二相流の各解析対象について,それぞれ大学院生の協力も得ながら進めていく.粘弾性流体の遷移過程の実験については,Henrik Alfredsson教授(KTH・スウェーデン)と河田卓也博士(東理大)の協力を得つつ,DNS結果の検証をしていく計画である.粗面壁面・粘弾性流体・固液二相流の各解析対象について,それぞれ大学院生の協力も得ながら進めていく.これらの結果に基づき,包括的な議論にも展開していきたい.また,人工ニューラルネットワークや畳込みニューラルネットワークなどの機械学習を取り入れて,パターン形成の特徴抽出にも挑みたい.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
強磁性強誘電性酸化物スパッタ薄膜の物性発現機構と電子デバイスへの応用研究

反応性スパッタ法で作製したBi_2O_3-Fe_2O_3-PbTiO_3三元系酸化物薄膜は、室温で強磁性と強誘電的挙動を示す特異な物性を持ち、600°Cの大気中熱処理によって磁化が発現し、高温の熱処理後もアモルファス状態となっていることが分かっている。更に、室温で磁界印加により膜の誘電率が最大で約1%程度変化し、誘電率変化のパターンが膜の磁化特性と密接に関連していることが見い出されている。これは新しいタイプの磁気電気効果として、新規の機能性デバイスへの応用を拓く可能性が期待される。今回の研究では、まず磁界印加による誘電率変化と磁化特性との関連を明らかにするために、熱処理温度依存性を調べた。その結果、誘電率変化の大きさやヒステリシスの形状は、熱処理後の磁化特性を強く反映しており、磁化の回転によるシンプルな現象論的なモデルを用いた計算結果と極めて良い一致を示すことが分かった。また、1Hz1MHzの広い周波数範囲で磁界による誘電率変化が確認された。これまで薄膜の結晶構造はアモルファス状態であると考えてきたが、数kOeに及ぶ高い保持力と10^7Ωmの高い電気抵抗率から、実際はガラスネットワーク状の誘電体マトリックス中に、回折法では検出困難な微細な強磁性クラスタが分散したナノコンポジット構造を取っていると推察される。そこで次に、誘電体マトリックスの性質を調べるために、膜の誘電率と磁界による誘電率変化の温度特性を測定した。一方、この誘電率変化が見かけ現象では無いことを確認するために、磁界印加時の薄膜表面の電荷変化を電位電流として測定することに成功した。更に、交流磁界を印加した際の誘導電圧を測定し、磁界によって電気分極が誘導されることを確かめた。加えて、この実験結果を先のモデルを拡張したナノコンポジット構造における強磁性クラスタの磁界回転モデルで定性的に説明した。一連の実験によって、磁界印加による誘電率変化が、見かけの現象ではなく、一種のME効果で生じた電気分極に起因することを確認することができた。可視から近赤外にわたって高い透過率を有するこの薄膜の特性を生かし、室温で動作する新しいタイプの光電子素子への応用を目指して、今後も研究を続行する所存である。高周波反応性スパッタ法で作製したFe_2O_3-Bi_2O_3-PbTiO_3鉄基強磁性酸化物薄膜において,磁界による誘電率の変化を熱処理温度や測定周波数を変えて測定した.その結果,誘電率変化の大きさやヒステリシスの形状は,熱処理後の磁化特性を強く反映して大きく変化した.一方,相対誘電率変化Δε_r'(H)/ε_r'は周波数依存性を有し,最大で1%に達した.また,1MHzを超える周波数では誘電損失の磁界による変化

Δε_r"(H)が顕著に観察されたが,これは対向電極にSi基板を用いたことによる薄膜コンデンサの寄生容量等の影響で,Δε_r'(H)成分に位相遅れが生じた結果と考えられる.従って電極材料を吟味することによって,より理想的な平板コンデンサを形成して,より高周波域の誘電率変化の測定ができるよう今後は素子の改良が必要である.本研究では磁界による誘電率変化を容量変化として検出している.しかし容量は磁気ひずみ等によって生じる幾何学的な形状変化によっても生じる.今回用いた試料は弾性的に固い厚いSi基板を用いているので直接磁気ひずみを測定することは困難であるが,10^<-2>10^<-3>の容量変化を磁気ひずみで説明するのは無理があると思われる.更に,誘電率変化の磁界依存性Δε_r'(H)が,磁化の磁化回転による現象的モデルできわめてよい一致で再現できることが分かった.しかし、このような現象がなぜ生じるかは現段階では不明であり、ミクロな観点から現象発現機構の解明にも取り組んでいる.本研究は,Bi_2O_3-Fe_2O_3-PbTiO_3三元系スパッタ薄膜の磁界印加による誘電率が変化する機構を明らかにすることを目的に行った.過去の研究結果より,本試料は強磁性クラスタがガラス状誘電マトリクス中に無秩序に分散したナノ・コンポジット構造を持つと考えられるが,まず誘電体マトリクスの性質を調べる目的で,膜の誘電率εr'と磁界による誘電率変化Δεr'(H)の温度特性の測定を行った.その結果,εr'およびΔεr'(H)ともに類似した温度依存性を持ち50°C以上で急速に増大することが分かった.これは両者が同じ機構によって生じ,誘電マトリクスのガラス・ネットワークのソフト化が50°C付近で起こるものと考えられる.次に本物性が電荷変位による真性の誘電率変化であることを確かめるために,印加磁界を変化させた時に流れる変位電流測定を行い,これを時間積分して磁界による電荷変化を求めた.そしてこの結果が,従来の交流ブリッジによって求めた誘電率の磁界依存性と良い一致を示すことが分かった.更に直流磁界に小さな交流磁界を重畳して薄膜に印加し,磁界印加による電気分極が誘導されることを実験で確かめた.これは一種の(EM)H-効果と考えられ,従来のEM-材料と異なり室温で観測される顕著な現象と考えられる.また,強磁性クラスタの磁界回転という簡単なモデルを提唱し,磁化曲線から算出した磁化回転角を用いた計算によって磁界誘導電気分極の実験結果を定性的に説明できることを示した.
腫瘍関連マクロファージ免疫チェックポイント阻害による新規膠芽腫治療法の基礎研究

膠芽腫の組織をCD163, CD204などのマクロファージマーカーで免疫染色すると、多数のマクロファージ(TAM)が浸潤しているおり、IL-10、STST3などの蛋白発現が上昇していたので、これらのマクロファージは貪食作用を示すM1タイプであるよりは免疫寛容状態となっているM2タイプであることが判明した。膠芽腫の髄液中には他のグリオーマに比較してIL-6が高値であり、マクロファージを膠芽腫の髄液に暴露させると、positive feedbackからIL-6の発現が上昇し、細胞の移動能・浸潤能が亢進し、STAT3の発現が上昇した。これらはIL-6の中和抗体にて抑制されたことから、髄液中サイトカインがマクロファージを活性化していることが明らかとなった。次に、グリオーマにおいてSIRPa、CD47の発現を免疫染色で解析すると、正常のと比較してlow grade gliomaではほぼ同等であり、high grade glioma特に膠芽腫などでは正常脳と比較してSIRPaの発現は低下しており、またCD47の発現も膠芽腫では低下していた。一方、マクロファージにおいてはSIRPaの発現は低下しているものの、CD47の発現は維持されてた。これらのことは膠芽腫においてはSIRPs/CD47シグナルの抑制のみでは不十分の可能性が高く、他の抗体、具体的にはPD1抗体あるいはWT1抗体などの補助抗体が必要である可能性が高いことを示唆する。グリオーマでのSIRPa, CD47の発現を詳細に検討し、今後の方向性を確認できたため。マウスのSIRPa中和抗体(MY-1)をハイブリドーマから抽出、精製し、マウスの膠芽腫細胞およびマウスのマクロファージと共培養して、SIRPaの抑制効果を検討する。また、マウスに膠芽腫細胞を移植したモデルで、SIRPaの中和抗体の抗腫瘍効果について検討する。消耗品の納入が遅くなってしまったため。消耗品として使用する予定です。
イソキノリンによるパーキンソン病モデルの作成

ドパミンより生成されるカテコールイソキノリン、1-methyl-6,7-dihydroxy-1,2,3,4-tetrahydro-isoquinoline[salsolinol]の光学異性体をヒトで分析したところ、脳、脳室液、脳脊髄液には(R)-体のみが存在していた。この生成酵素をヒト脳より分離精製し、ドパミンとアセトアルデヒドから(R)salsolinolを選択的に生成する酵素系があることを見い出した。(R)-salsolinolの誘導体N-methyl(R)salsolinolを線条体に注入して、ラットでパ-キソン病(PD)モデルを作成することに成功した。このモデルは寡動、振戦、異常姿勢などのヒトPDの症状に類似した行動変化が惹起された。また黒質への神経毒の特異的な蓄積と同時にドパミンとノルアドレナリンの顕著な減少と、チロシン水酸化酵素活性の低下が認められた。一方セロトニン系には影響は認められなかった。さらに線条体への持続注入により、黒質のドパミン細胞の脱落を証明した。N-methyl(R)-salsolinolはまた(R)-salsolinolより、N-メチル転移酵素によりドパミン細胞で生成されることを証明し、事実、ヒト脳でも、N-methyl(R)-salsolinolは黒質線状体に蓄積していた。PD患者の脳脊髄液では、N-methyl(R)-salsolinolは、平均8.32±2.89nMと有為に対照群(4.53±2.08nM)より、増加していた。この結果は、PDの発症にN-methyl(R)-salsolinolの生成と代謝に関与する酵素系が内在性因子として、関与していることを示唆している。
冠動脈疾患におけるPD-1/PD-L1の役割の解明

冠動脈疾患患者において次の項目と血球のPD-1、PD-L1発現および血清中の可溶性PD-1、PD-L1値との関連性を調べる2冠動脈血管内超音波(IVUS)で評価した冠動脈プラーク容積3炎症マーカーと炎症性サイトカインの血中濃度冠動脈疾患患者において次の項目と血球のPD-1、PD-L1発現および血清中の可溶性PD-1、PD-L1値との関連性を調べる2冠動脈血管内超音波(IVUS)で評価した冠動脈プラーク容積3炎症マーカーと炎症性サイトカインの血中濃度