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文部官僚を中心とした近代日本の教育行政に関する研究

【研究の目的】本年度は、明治前期(元田・伊藤の「教育議」論争以前)における文部実務官僚層の意識や思想を素材として、彼らが知育と徳育をいかなる関係性で捉えていたのかを明らかにすることを、研究の目的とした。【研究成果】本年度は、上記研究目的を達成するために、「江藤新平関係文書」や「三島通庸関係文書」など佐賀県立図書館や国立国会図書館に所蔵されている資料などを調査し、次のような成果が得られた。明治前期の文部官僚層の教育行政(「知育」と「徳育」をいかに施すか)にかんする思想は次の三類型に分けられた。○類型A:「知」洋学「徳」宗教(神道)○類型B:「知」国学「特」宗教(神道)○類型C:「知」洋学、「徳」非宗教(治教)類型Aは江藤新平に代表される考え方であるが、これは、知育と徳育とを分離したものと捉え、知育には近代化(富国・強兵)を達成するために洋学を、徳育は神道国教化政策と歩を合わせて神道を中心に構成される宗教教育を行おうとしたものである。類型Aでは、神道による宗教教育がかなり重要なものとして捉えられており、洋学を用いた知育は、徹底的に、近代化が達成されるまでの手段と考えられていた。類型Bは類型Aに対抗する言説として登場してきたものである。三島通庸に代表的に見られる考え方で、知育と徳育とを一体として捉えようとする。そのため彼らは、知育を施すツールを作り出すことを重視し、国字改良などを展開していた。こうした彼らの運動は、新たな国字辞書の編纂事業などを通じて明治期なかばまで根強く残り続けた。類型Cは、従来の研究でいわゆる「開明派」官僚として理解されてきた人々に多く見られる考え方である。類型Cに関して本研究のオリジナリティとして明らかにしたのは、彼らは徳育重視しており、非宗教的な徳育を、彼らが「天皇の治教」という言葉でしか表現しなかったことが、後の徳育論に大きな影響を及ぼしたことを指摘した。明治前期から中期にかけての文部官僚の動向を把握し、さらに同時代の地方における教育政策の展開過程などを明らかとするため、平成21年度はおもに下記の調査・研究を行った。上半期(4月9月)には、国立国会図書館憲政資料室を中心に史料調査を行い、文部次官や大日本教育会会長など、明治期教育界の要職にながらく就いていた辻新次の関係文書を調査した。書簡を中心とした調査で、その数は膨大であったが、数度の調査を重ねたことによりほぼすべての書簡の概要を把握し、データベースを作成した。これにより、当時の教育行政に携わった人々の関係性や政策志向などを、実体的に把握することができた。また、この作業と平行しつつ5月には歴史学研究会大会への参加などを通じて学外研究者との情報交換を行い、また国際学会(日韓次世代フォーラム)へは討論代表者として参加するなど、学会活動にも努めた。さらに、同学会が発行する国際学術雑誌『次世代人文社会研究』に、研究論文が掲載されるなど、研究成果を発表することもできた。下半期(10月3月)には研究の視角をさらに広げ(申請時の研究遂行計画に大幅修正を要するものではない)、明治前期の地方における教育政策の展開過程を明らかにするため、愛媛県をフィールドに、行政文書などを中心とした調査を行った。ここでは、非公開史料であった「中島町役場文書」を、松山市教育委員会の特別許可を得、数度にわたり閲覧、写真撮影をすることができた。これらの調査成果を12月に学会報告(大会)することが決定していたが、開催日を挟む日程で2週間ほどの病気療養を余儀なくされ、中止せざるを得なかった。大会発表は断念したものの、しかし成果の活字化作業には精力的に取り組み、投稿できる段階のものを3月中に準備した。また、こういった作業と平行しながら、他研究者の成果を吟味するために書評を執筆し、11月に『立命館史学』に掲載された。

三島通庸に代表的に見られる考え方で、知育と徳育とを一体として捉えようとする。そのため彼らは、知育を施すツールを作り出すことを重視し、国字改良などを展開していた。こうした彼らの運動は、新たな国字辞書の編纂事業などを通じて明治期なかばまで根強く残り続けた。類型Cは、従来の研究でいわゆる「開明派」官僚として理解されてきた人々に多く見られる考え方である。類型Cに関して本研究のオリジナリティとして明らかにしたのは、彼らは徳育重視しており、非宗教的な徳育を、彼らが「天皇の治教」という言葉でしか表現しなかったことが、後の徳育論に大きな影響を及ぼしたことを指摘した。
土壌硝化細菌のアンモニアモノオキシゲナーゼ遺伝子のPCRによる検出

本研究計画の申請時以降現在までに数種アンモニア酸化菌のアンモニアモノオキシゲナーゼ(AMO)遺伝子(amo)の塩基配列がデータベースに登録されたので、適宜利用した。またこのため、申請書の計画の一部を割愛し、より先に進めた。N.europaeaATCC25978及びN.multiformis ATCC25196から得たDNAを鋳型として、N.europaeaのアンモニアモノオキシゲナーゼのアミノ酸配列を基に当研究室で設計したオリゴヌクレオチドをプライマーとしてPCRを行った。N.europaeaからの増幅産物についてその大部分の塩基配列を決定したところ、既報のN.europaeaのamoの塩基配列と98%の相同性が得られた。また、N.multiformisからの増幅産物は、サザンハイプリの結果この細菌のamoに特異的なプローブとハイブリダイズした。しかしながら、ここで用いたPCRプライマーでは、N.multiformisではN.europaeaに比べアニーリング温度を10°C下げる必要があり、極めて多量の鋳型DNAを必要とした。このため、更に高感度で特異性の高いプライマーを設計し、Nested PCRを試みた。プライマーはamoに近縁のpmoを含めて増幅する組み合わせと、その内側のβ-Proteobacteriaのアンモニア酸化菌のamoに特異的な領域を標的としてより厳しい条件で増幅する組み合わせの2組を用いた。その結果、N.europaea及びN.multiformisの両者からフェムトグラムオーダーの鋳型DNA量から増幅産物が得られた。データベースに登録されたamoの塩基配列にみられる両者の増幅産物の差、約20bpはアガロースゲル電気泳動では区別できなかったが、特異的プローブを用いたサザンハイブリによりPCR産物の起源を識別できた。ここで設計したPCRプライマーを用いて、間接抽出法で得た土壌DNAを鋳型としてNested PCRを行い、amo遺伝子の検出を試みた。供試土壌はイチゴ栽培施設土壌で、アンモニア酸化菌密度は生土1g当たり4×10^4だった。土壌DNAを鋳型としても、純粋培養のN.europaeaDNAからと同じ位置に泳動されるバンドを得た。また、サザンハイブリによりN.europaeaのamoの特異的プローブとハイブリすることを確認した。
リンク交通量による道路網交通需要推計モデルの定式化方法とその精度比較分析

1.エントロピーモデル、最尤法モデルは定式化が非線形となるため解法が煩雑であるが、残差平方和モデルは連立一吹方程式で解が容易に得られる。2.リンクフローの実測値と推計値の関係は、一致制約条件式としてよりも誤差最小化を実現する月的関数として用いるほうが、各種先決データの誤差に対して推計値が安定している。3.リンクフローのみによる残差平方和モデルは、ODパターンが変化したとき更新可能であるという利点を有するが、リンクフロー観測誤差が大きいときは求解不能(負値を与える)となる欠点がある。またリンク観測地点数が少なくなると、推計誤差が大きくなる性質がある。4.OD交通量あるいは発生交通量の既存パターンと推計時パターンのずれ最小化を目的関数に導入するモデルは、推計値は常に安定しているが、パターン変化に対応できない。また観測地点数が多いと推計不能の場合がある。5.ODあるいは発生交通量パターンのずれ最小化と、リンクフローの実測値と推計値の誤差最小化を加算した定式化が、各種先決データの誤差に対する安定性と、ODパターン変化に対する更新可能性から最も実用的であると考えられる。また両者誤差平方和の重みを変更できる矛軟性を持つ。6.目的地選択確率を先決するモデルは、これを一重制約型重力モデルで表わすことによって、ODパターン変化に追従できる。7.エントロピーモデル,最尤法モデル,残差平方和モデルは定式化と計算方法が異るだけで、基本的には同一の考えにもとづいており、推計結果もそれほど顕著な差はない。8.大規模なネットワークに対してはメッシュ分割による方法が考えられ、金沢都市圏道路網に適用したところ、その実用可能性が確かめられた。
困難を乗り越える意志力を駆動する神経基盤の解明

スポーツや勉学、仕事などにおいて、ヒトは常日頃、将来の目標を敢えて高く設定し、現実との間に生まれる差を「乗り越えよう」と努力し、その姿勢をむしろ美化する傾向にすらある。この機能が不足すると、挫折を味わった後のひきこもりや抑うつなどの問題につながるかもしれない。しかし、このような「困難を乗り越える意志力」を担う神経メカニズムは解明されていない。本研究は、「困難を乗り越える」動物行動モデルを開発し、最先端の神経活動計測法や操作法を用いて、その神経メカニズムを解明する。
転移性肝腫瘍に対する人工知能（AI）を用いた治療効果予測の確立

・申請者らは、大腸癌肝転移に対する化学療法後の造影CTの形態評価が、病理組織学的な壊死の性質の違いを強く反映していることを明らかにした。・本研究の目的は、人工知能(artificial intelligence=AI)を応用して化学療法後の大腸癌肝転移のCT画像の定量解析と病理組織診断を結びつけ、予後予測や治療効果予測へ反映させることである。・計画している研究項目は1化学療法レジメンの種類による病理組織学的な壊死の違いの解明、2CT画像の定量解析により得られた結果と、術後病理組織標本上で得られた腫瘍壊死の割合、壊死の種類との関連の検討、3人工知能を応用した画像解析と予後予測の確立、である。
ヒト新アミラ-ゼ遺伝子の酵母による発現産物の基質特異性に関する研究

ヒトには生合成の場所の異なる唾液およびすい臓型の二種のαーアミラ-ゼが存在すると考えられていた。ところが最近これらの何れでもない非唾液非すい臓αーアミラ-ゼ遺伝子の構造が松原らによって明らかにされさらにその遺伝子が酵母で発現し、酵素タンパク質として分泌されることが示された。しかしこのaーアミラ-ゼ(yHXA)に特異的な単クロ-ン抗体やαーアミラ-ゼインヒビタ-はなく、このαーアミラ-ゼ遺伝子が通常ヒトで発現しているかどうか現在不明である。このことを明らかにするためにこのαーアミラ-ゼと酵母で同様に産生されたホト唾液αーアミラ-ゼ(yHSA)とすい臓αーアミラ-ゼ(yHPA)の三種類の酵素のマルトペンタオ-スの誘導体の合成基質MG5φ(MGーGーGーGーGーφ.MG:6ーアミノー6ーデオキシ-Dーグルコ-ス残基、グルクロン酸残基、あるいは6ーデオキシー6ーヨ-ドーDーグルコ-ス残基;G:グルコ-ス残基:φフェニル基;ー:αー1.4ー配糖体結合)およびFG5P(FGーGーGーGーGーP、FG:6ーデオキシ-6ー[(2ーピリジル)アミノ]ーDーグルコ-ス残基:P:pーニトロフェニル残基)に対する作用を調べ、基質特異性の相違によりyHXAを識別する方法を検討した。MG5φおよびFG5Pをそれぞれの酵素で消化し、各消化物を高速液体クロマトグラフィ-で分析し、反応生成物の量および生成比を求めた。MG5φはMGーGとGーGーφaruiはMGーGーGとGーφに水解され、またFG5PはFGーGーGとGーGーPあるいはFGーGーGーGとGーPに水解された。生成物の生成比が三種類の酵素で最も異なっている基質はFG5Pであった。このFG5Pに対する作用様式の相違を利用してヒト非唾液非すい臓αーアミラ-ゼの発現を分光光度計により検出する方法を提示した。
水素化された遍歴電子メタ磁性体の高圧下における磁気的な性質

遍歴電子メタ磁性、即ち、磁性を持たない金属が磁場によって強磁性体に変化する現象、を示す物質が発見され、基礎的な研究が著しく進展すると共に、近年、遍歴電子メタ磁性体は磁歪や磁気冷凍材料などの応用材料としても注目をあびている。応用材料としての特性を変化させる有力な手段として水素化の方法が考えられているが、水素化よる物性変化のメカニズムは未だ不明である。本研究では、典型的なメタ磁性体の水素化物Y(Co_<1-x>Al_x)_2H_y(x=0.06,0.075)磁気的な性質を調べた。Y(Co_<1-x>Al_x)_2H_yは水素濃度を増加させるとメタ磁性転移はブロードになるが、水素濃度がy【less than or equal】0.72まで明瞭な転移が観測された。転移磁場はy【less than or equal】0.28までリニアーに減少し、その後、少し増加した。これまで、水素化よる磁性の変化は主に水素化による体積の増加で説明されてきたが、観測された転移磁場の変化は体積の増加だけでは説明できない。そこで水素濃度がy【less than or equal】0.28の試料を用い、水素化物に高圧を加え、体積の減少による転移の振舞いを調べた。圧力を加えると転移磁場は圧力に比例して増加する。この結果は、水素化によって体積が増加すると、メタ磁性の転移磁場が減少することを示している。しかし、水素化による転移磁場の減少は、体積の増加から予想されるよりも2倍以上も大きいことが判明した。これらの結果は、水素化によるメタ磁性転移の変化が、体積が増加する効果の他に、Coの3dバンドが水素との共有結合によって大きく変化することによって生じることが判明した。
無限次元空間の単位球上の正則写像に関する研究

無限次元空間内の領域上の、正規化された正則写像について、増大度定理と同様な評価が成立する条件を研究し、写像による像に条件を付加することにより、増大度定理の精密化を研究し、次のような結果を得た。まず、1次元の複素平面内の円板上の非負値調和関数について知られているハルナックの不等式に注目し、それを拡張して、複素バナッハ空間内の領域上での評価を検討し、ハルナックタイプの評価式を得た。さらに、適当な線形汎函数を選び、f(e^<2π√<-1>k>z)=e^<2π√<-1>k>f(z)が成立するときの評価式が得られた。次に、(E,‖・‖)を無限次元バナッハ空間とし、Bをそのノルム‖・‖に関する単位開球とする。さらに、kを自然数とし、正則写像f:B→Eは、次の条件を満たすとする。(1)fは、h=h(v,t)を補助写像とする媒介変数表現f(z,f)を持つ。このとき、適当な線形汎関数ψ:E→Cに対し、評価式が成立する。また、この評価式を適切な測度を用いて計算することにより、評価式が成り立っことを示した。その他、f(・t)に対する増大度定理や被覆定理を証明し、さらに、これらの条件を満たす写像の例として、星型写像や凸写像について考察した。また、Taylor展開したときの係数の有界性題やフレンケルの補題についても研究し、その結果を公表した。無限次元空間内の領域上の、正規化された正則写像について、増大度定理と同様な評価が成立する条件を研究し、さらに、写像による像に条件を付加することにより、上記の増大度定理の精密化を研究し、次のような結果を得た。まず、1次元の複素平面内の円板上の非負値調和関数$u$について知られているハルナックの不等式に注目し、これが複素バナッハ空間内の領域上での評価を検討し、次のようなハルナックタイプの評価式を得た。さらに、適当な線形汎函数ψを選び、f(e^<2π√<-1/k>>z)=e^<2π√<-1/k>>f(z)が成立すれば、次の評価式が得られた。次に、この評価式を弧長パラメータを用いた測度でアレンジすることによって,複素バナッハ空間内の単位球B上の双正則写像について、fで、f(0)=0,df0)=1を満たし,その象f(B)が星形領域であり、さらに、ある自然数kに対し、e^<2π√<-1/k>>f(B)=f(B)が成立すれば、評価式が成り立つことを証明した。前年度の結果をふまえて、無限次元空間内の単位球上の正則写像に対して、その増大度に関して研究し、次のような結果を得た。まず、(E,‖・‖)を無限次元バナッハ空間とし、Bをそのノルム‖・‖に関する単位開球とする。(1)fは、h=h(v,t)のを補助写像とする媒介変数表現f(z,t)を持つ。このとき、適当な線形汎関数φ:E→Cに対し、評価式が成立する。これは、ハルナック型の不等式と位置づけられる。また、この評価式を適切な測度を用いて計算することにより、評価式が成り立つことを示した。これは、前年度の研究成果の更なる一般化である。その他、シュワルツの補題やフレンケルの補題についても研究し、その結果を公表した。前年度の結果をふまえて、あるバナッハ空間内の単位球上の正則写像に対して、その増大度に関して研究し、次のような結果を得た。

まず、(E,‖・‖)を複素バナッハ空間とし、Bをそのノルム‖・‖に関する単位開球とする。さらに、kを自然数とし、正則写像f:B→Eは、次の条件を満たすとする。(1)fは、媒介変数表現f(z,t)を持つ。評価式が成立する。その他、f(・,t)に対する増大度定理や被覆定理を証明し、さらに、これらの条件を満たす写像の例として、星型写像や凸写像について考察した。また、Taylor展開したときの係数の有界性についても解析した。
脊髄損傷治療に向けた幹細胞由来エクソソームの大量精製技術の開発

本研究申請者は、脊髄損傷の新たな治療技術を開発することを目的に、間葉系幹細胞が分泌するエクソソームに着目し、研究を進めている。エクソソームの回収法は超遠心法や沈殿法などの方法が用いられているが、これらの方法では治療に必要なエクソソーム量を回収することが困難であり、大量に回収する技術の構築が必要である。また、エクソソームにも様々なタイプが存在することが明らかとなりつつあり、これらの中で治療効果のあるエクソソームの分離が重要である。申請者はヒト骨髄間葉系幹細胞を無血清培地を用いて細胞が生存することを確認し、培養上清中のエクソソームをカラムクロマトグラフィー法を用いて回収および濃縮することに成功した。また、エクソソームを定量するためのサンドイッチELISAを開発し、定量を行った。さらに溶出条件の違いによって2種類のエクソソームに分類することが可能であった。現在、これらのエクソソームの特性をウエスタンブロット法およびリアルタイム定量PCRを用いて、分析を行っている。また、これらのエクソソームの効果について、動物モデルを用いて検討を行っている。次にイヌ骨髄間葉系幹細胞を用いて無血清培地を用いてエクソソームの回収を試みたが、多くの細胞が死滅したため、ヒトとは異なる培養条件が必要であることが明らかとなった。犬由来の1%血清を添加することによって、細胞死を抑制することが可能であった。また、培養上清中のエクソソームの存在をウエスタンブロット法を用いて明らかにした。現在、イヌの培養上清中のエクソソームをカラムクロマトグラフィー法を用いて回収および濃縮することが可能か検討を行っている。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
緑茶カテキンＥＧＣＧをリード化合物とするがん幹細胞を殺傷する新規化合物の作製

緑茶ポリフェノールであるEGCGのすい臓がん幹細胞性に対する影響をスフェロイドアッセイやコロニーアッセイ、及び動物実験に基づき評価を行い、高濃度のEGCGはがん幹細胞性を阻害することを見出した。さらに、その作用機構についてがん幹細胞の枢要とされるCD44の分解を誘導することを見出した。これまで、CD44を阻害する戦略としては発現レベルの阻害や、抗体による阻害がほとんどであり、CD44の分解を誘導する戦略は報告されていない。そこで予想される作用機構を活性化させるactivatorを用いてマイクロアレイに基づく網羅的探索を行った結果、これまでがん抑制遺伝子と報告されていた分子、FOXO3ががん幹細胞性に重要であることを見出し、論文に掲載された(Kumazoe et al. Oncogene 2016)。また、EGCGの67LRアゴニストとしての作用を強化した誘導体を用いたところ、強力ながん幹細胞性阻害作用を見出し、論文に掲載された(Kumazoe et al. Scientific Reports 2017 in press)。28年度が最終年度であるため、記入しない。近年の研究から、癌幹細胞という少数の細胞集団が化学療法後の患者体内に残存することで、癌の再発が生じることが明らかとなった。実際に膵臓癌治療における標準治療薬ゲムシタビンは、非癌幹細胞に対して強力に細胞致死を誘導する一方、癌幹細胞に対する効果はない。このことから膵臓癌の根治には、癌幹細胞に有効な抗癌剤の開発が望まれる。しかし、膵臓癌幹細胞を標的とした抗癌剤は未だ存在しない。そこで、本研究では天然物の作用機構を応用することで癌幹細胞に有用な化合物の創出を目指した。これまでの検討で天然物のレセプターに結合する上で重要な構造の確定を終えた。実際に結合に重要な構造を変異させることでレセプターへの結合能を低下することを確認しており、作用増強を意図する誘導体の合成に必要となる基礎的知見を取得できたと判定できる。また、これらの結果を基に活性の強い誘導体の創出に成功している。膵臓癌は画像診断による早期発見が極めて難しく、診断時に大半の患者において既に遠隔転移を有している場合が極めて多い。ゆえに、外科的手術といった局所療法による根治は極めて難しく、化学療法の拡充が強く求められている。膵臓癌における化学療法の発達は近年著しく、生存期間の延長が見られつつあるが、5年生存率は5%と非常に予後不良であり、40年間改善されていない。近年の研究から、癌幹細胞と呼ばれる化学療法に強い抵抗性を有した癌細胞集団が抗癌剤治療後も生残することが癌の再発の原因であると考えられてきた。これまでの報告によると膵臓癌治療における標準治療薬ゲムシタビンは、非癌幹細胞に対し細胞致死を誘導する一方、癌幹細胞に対する効果はない。これらのことから、膵臓がんに対する根治的治療には癌幹細胞に有効な薬剤の開発が必須である。しかし、現在は膵臓癌幹細胞を標的とする抗癌剤は未だ存在しない。申請者はこれまでに、cGMP産生誘導によりCD44が阻害され、癌幹細胞としての機能が破綻するという新規の癌幹細胞機能阻害機構を発見している。さらに膵臓癌幹細胞において67LRが過剰に発現していることを発見している。そこでその分子機構の詳細を明らかにする。本年度、EGCGの誘導体の一部がEGCGより強力なアゴニスト活性を有することを明らかにした。当該アゴニストを実際の病態に近いマウス腹膜播種モデルに投与した際、顕著な延命効果を示すことを既に確認しており、現在論文を執筆中である。さらに、cGMPが癌細胞を抑制する機構の詳細を明らかにし、此方に関しては現在論文を投稿中である。以上のことから、研究の進捗状況は期待以上と結論付ける。熱力学的解析を用いることで、天然物のレセプターに結合する上で重要な構造の確定を終えた。実際に結合に重要な構造を変異させることで、レセプターへの結合能を低下することを確認しており、作用増強を意図する誘導体の合成に必要となる基礎的知見を取得できたと判定できる。また、癌幹細胞を殺傷する誘導体をスクリーニングする上で重要となってくる幹細胞阻害機構の解明に成功しており、既に現在論文を執筆中である。これらのことから、研究の進捗状況は期待以上と結論付ける。現在明らかになった作用メカニズムの充実を図る。

具体的にはCD44の分解機構の詳細を明らかにする。現在既に候補分子Xを見出しているため、本分子をノックダウンした場合のcGMP産生誘導がCD44発現に与える影響の評価を中心に検討を進める。本分子機構の解明を切り口に新規の癌幹細胞阻害戦略の拡充を目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。膵臓癌幹細胞機能維持に特異的に重要な機構を明らかにしたため、その機構に対する天然物の誘導体の作用を評価する。高い活性が得られた成分に関して、熱力学的手法によりレセプターとの結合性評価を行い、同時に作用機構についても確認を行う。これらのうち結果が良好なものついて膵臓癌幹細胞としての性質をもった細胞株を用いて癌幹細胞機能阻害作用について再度検討を行う。
CAGリピート病の病態解明と治療法の開発

球脊髄性筋萎縮症(SBMA)はアンドロゲン受容体(AR)遺伝子内のCAGリピートの異常延長により、運動ニューロンなどが特異的に変性死に陥る神経変性疾患である。我々はchicken β-actinプロモーターの調節下で異常延長したCAGリピートをもつヒトの全長AR遺伝子を発現するトランスジェニックマウスモデルに種々の治療的介入実験を施行した。まず、雄に去勢術を施行したところ、運動機能障害や核内封入体などの病理所見に顕著な治療効果を認め、核内に集積する変異ARが著明に減少した。逆に雌にテストステロンを投与したところ症状や病理所見が著明に増悪した。さらに、精巣からのテストステロン分泌を抑制するLHRHアナログ(leuprorelin)についても去勢と同等の治療効果があることを明らかにした。これらの研究結果から、テストステロン濃度の高い雄では、変異ARの核内蓄積が促進されて病態が進行し、逆に治療によるテストステロン減少により核内蓄積が抑制されて治療効果が発揮されると考えられる。現在、この研究結果に基づきリュープレリンを用いた臨床試験を実施中である。次に、異常タンパク質による神経細胞障害を防止する試みとして、分子シャペロンであるHSP70の効果に注目し、SBMAトランスジェニックマウスとHSP70高発現マウスとの交配によりダブルトランスジェニックマウスを作成した。HSP70高発現に伴い変異ARの核内凝集体形成は抑制され、症状、病理所見は著明に改善した。このとき同時に変異ARのモノマーの量も減少していた。すなわち、HSP70は変異ARの分解を促進し、変異ARの蛋白量を減少させ凝集体形成を抑制し、神経障害を軽減すると考えられる。CAGリピート病は責任遺伝子のcoding region内のポリグルタミンをコードするCAGリピートの異常延長によって引き起こされる遺伝性神経変性疾患であり、球脊髄性筋萎縮症(SBMA)、ハンチントン病、脊髄小脳変性症などが含まれる。SBMAは進行性の四肢筋力低下と球麻痺を主症状とする成人発症の下位運動ニューロン疾患であり、アンドロゲン受容体(AR)のCAGリピートの異常延長を原因とし、男性のみに発症する。我々は、SBMAのモデルとして、chicken β-actinプロモーターの調節下で異常延長したCAGリピートをもつヒトの全長のAR遺伝子を発現するトランスジェニックマウスを作製した。このモデルでは症状の性差が著しく、雄でより重篤な表現型がみられ、SBMAの臨床所見に一致する所見が得られた。さらに、去勢によるテストステロン分泌抑制がこの雄マウスの症状を劇的に改善し、男性ホルモンであるテストステロンの投与は逆に雌の症状を増悪させることを明らかにした。またこのモデルでは変異ARが核内に蓄積するが、去勢によってこの蓄積が消失し、テストステロン投与によって増強した。テストステロンはARの核内移行を促進することが知られており、これらの結果からテストステロンが変異ARの核内移行を介して症状の発現を強くコントロールしていることが明らかとなった。さらに、SBMAトランスジェニックマウスとHsp70高発現マウスとのダブルトランスジェニックマウスを作製したところ、運動機能や寿命の著しい改善が得られ、病理学的にもHsp70の核内封入体との共存が証明された。加えて、Hsp70の高発現は凝集していない変異ARのモノマーの量も減少させることを明らかにした。現在、臨床応用可能な薬剤の探索のため、LHRHアナログおよびARアンタゴニストの効果をこのマウスモデルを用い検討中である。球脊髄性筋萎縮症(SBMA)は、アンドロゲン受容体(AR)遺伝子内のCAGリピートの異常延長により、運動ニューロンなどが特異的に変性死に陥る神経変性疾患である。

まず、雄の去勢術に運動機能障害や核内変異AR蓄積などの病理所見に顕著な治療効果を認め、逆に雌のテストステロン投与には症状や病理所見の著明な増悪効果を認めていたため、臨床応用を念頭に、精巣からのテストステロン分泌を抑制するLHRHアナログ(leuprorelin)についても有効性を検討した。そしてLHRHアナログにも、運動機能障害の著名な改善効果や核内変異AR集積の著明な減少効果があることが判明した。一連の研究結果から、テストステロン濃度の高い雄では、変異ARの核内蓄積が促進されて病態が進行し、逆に治療によるテストステロン減少により核内蓄積が抑制されて治療効果が発揮されると考えられる。次に、異常タンパク質による神経細胞障害を防止する試みとして、分子シャペロンであるHSP70の効果に注目し、SBMAトランスジェニックマウスとHSP70高発現マウスとの交配によりダブルもトランスジェニックマウスを作成したHSP70高発現に伴って変異ARの核内凝集体形成は抑制され、症状、病理所見は著明に改善した。さらに同時に変異ARのモノマーの量も減少していた。すなわち、HSP70は変異ARの分解を促進し、変異ARの蛋白量を減少させ凝集体形成を抑制し、神経障害を軽減すると考えられる。
遠赤外線と赤外線映像装置を用いたひびわれ調査方法に関する研究

前年度までの結果を踏まえて、赤外線反射法に及ぼす諸要因(赤外線映像装置の種類、赤外線カメラおよび熱源との距離、供試体温度と外気温の差・直射日光の有無・熱源からの赤外線放射の有無・昼夜の別など)を変えて、さらに実験を進めた。得られた知見は以下の通りである。【.encircled1.】コンクリート供試体の温度と外気温との温度差の影響は、温度差の絶対値が大きいほど、小さなひびわれを検出できることが明かとなった。供試体の温度が低い場合、赤外線はコンクリート面に多く吸収され、供試体温度が高い場合はコンクリート面で多くの赤外線が反射されるから、+でも-でも温度差が大きくなる程、ひびわれが明確に検出できるようになる。【.encircled2.】赤外線映像装置880LWBとTVS-2000を比較すると前者が、6mで0.2mmのひびわれが検出できるのに対し、後者は0.8mmしか検出できない。両者の解像力の差がそのまま表れている。【.encircled3.】直射日光がコンクリート面に当たっている場合は、温度差に関係なく6m10mから0.2mmのひびわれが検出でき、最もよい結果となっている。しかしながら、ひびわれが問題となるのはコンクリート床版、桁等の下面で直射日光が当たらない箇所がほとんどである。赤外線反射法が必要となるのはそのためである。【.encircled4.】解像力が縦画素と横画素で若干差があるにもかかわらず、検出できる縦ひびわれと横ひびわれとの差は必ずしも一定の傾向を示さなかった。ひびわれの方向については、コンクリート面と赤外線ヒーター・カメラ等のなす角度や温度差などの検討が必要である。本年度は下記の2点について実験的検討を実施した。(1)モデル的にひひ割れを入れたコンクリ-ト供試体に赤外線を照射し、供試体のコンクリ-ト面における一様な乱反射及ひび割れ部分における一様な乱反射を同装置で測定してひびわれを検出する。(2)赤外線映像装置と熱源の組合せ、太陽光の影響、供試体の表面温度と外気温の関係等を考慮に入れて、ひび割れの位置及びその程度を推定する。赤外線映像装置にはTVS3000と880LWBの2種類を、熱源には赤外線ヒ-タ-とハロゲンライトを2種類を、供試体にはひび割れを入れたRC板(ひび割れ幅0.101.0mm)をそれぞれ使用した。デ-タはデジタル量としてパソコンに取り込み、ディスプレイ上に表示させた。実験状況を図ー1に示す。実験の種類は、(1)設置条件において、L_1,L_2を固定しθ_1及びθ_2を変化させる。(2)赤外線映像装置と熱源の組合せを変える。(3)環境状態を変える(直射日光の有無、昼間と夜間、室内と屋外、供試体の表面温度)の3種類とした。研究結果を要約すると次の通りである。(1)赤外線映像装置と供試体の距離が3.0mで、熱源と供試体の距離が6.0mのひび割れ幅が0.30mmのものが観測可能であった。(2)供試体の表面温度と外気温の温度差が大きい程良好な結果が得られた。(3)太陽光の影響の下でも、赤外線映像装置を用いてひび割れの観測を行うことができる。本研究の目的は、現在、コンクリート構造物のタイル剥離診断等に使用されている赤外線映像装置を用いて、10m程度の遠距離から、遠隔操作でひびわれを調査できるか否か、検討することである。

これまでの本研究の成果から、遠赤外線を照射してその反射光を同装置で撮影する方法で、微少なひびわれをパソコンディスプレイ上の温度分布変化として表示できることが確かめられている。特に、気温とコンクリート表面温度との関係が映像に微妙に影響することが明かとなったので、本年度は0.02mmから2mmのひびわれ幅を有する鉄筋コンクリート版供試体を作製して、温度条件を変えて、10m離れた位置からの計測を試みた。赤外線映像装置にはアゲマ社製TVS-2000(10mの観測距離で1画素の観測視野25mm×25mm)、アビオ社製880LWD(10mの観測距離で1画素の視野6.28mm×3.92mm)の両方を用いた。その結果、880LWDの場合、供試体温度と外気温との温度差の絶対値が5°C以上あれば、約10m離れた位置からでもひびわれを観測することが可能であった。一方、TVS-2000の場合は温度差に関係なく、10mの位置から観測できるひびわれ幅は0.8mm程度であった。それらの結果から、880-LWDが比較的劣化度の低い初期ひびわれを観測できるのに対し、TVS-2000ではかなり劣化度の進んだひびわれしか観測できないことが明らかとなった。しかしながら、そのことはひびわれ診断にとっては好都合であり、両装置を同時に用いてひびわれを観測することにより、コンクリート構造物の劣化度の程度をある程度把握できるものと考えられる。
MgB2超伝導体の組織形成のマルチスケール追跡による粒間構造制御と臨界電流向上

超伝導材料はその特異性から、電流ロスのない送電線などの社会基盤エネルギー材料からMRIなどの医療機器材料として期待されている。そのなかでも本研究で注目した二ホウ化マグネシウム超伝導体はレアメタルフリーかつ作製も容易な材料である。しかし、超伝導特性の一つである臨界電流特性が実用において十分ではない。本研究では、電子顕微鏡法を用いて臨界電流特性に重要な粒間組織の解析と制御を試みた。その結果、銅の添加が粒間の磁束ピニング力を高め、臨界電流特性を向上させる可能性があることを見出した。また解析技術としてFIB-SEM法により粒間の結合を妨げる不純物相や空隙の分布の三次元イメージングに成功した。平成28年度はMgB2バルクの作製とFIB-SEMを用いた3次元形態観察およびTEMを用いた微細組織観察を行った。また、MgB2と同様に焼結法で作製できる鉄系超伝導体を用いて3次元組織解析方法の探索を行った。その結果、以下の知見を得た。1. MgB2バルク作製については不活性ガス封入装置を稼働させ、MgB2を反応焼結で作製することができた。さらに、添加用の原料もそろえ、現在添加してのバルク作製および組織解析を進められるまでに至っている。2. Cu添加したMgB2バルクを用いてFIB-SEMによる3次元断面観察を行った。その結果、バルクの密度を知るうえで重要となるポアのサイズや分布を観察することができた。また、同バルクにおいてHAADF-STEM法により、Cuを含む析出物がMgB2のab面上に数nmの厚みで存在していることがわかった。3.研究協力者である九州大学波多聰教授の協力を得て、FIB-SEMを用いた3次元EBSDを試みた。MgB2では菊池線の強度が弱く、FIBのビーム電流の最適化が必要であることがわかった。一方で、比較的菊池線の強度が得られる鉄系超伝導体では、条件が完全ではないが3次元での結晶方位情報を得ることができた。4.鉄系超伝導体では初期材料や焼結条件を変えることで粒間の構造を変わることがわかった。そのメカニズムについてもSEMやTEMによる解析を行うことで推測することもできており、現在はMgB2にもそのメカニズムが応用できるか検討している。研究実績の概要に示した通り、作製と解析のいずれにおいても手法の確立が進んでおり、Cuの添加が有効であることを得つつあることから、本研究課題は概ね順調に進展していると考えている。平成29年度はMgB2の高密度化を狙い、熱間等方加圧(HIP:hot isostatic pressing)法による複数元素を添加したMgB2バルクの作製およびその微細組織の評価を行った。組織解析は平成28年度から引き続きFIB-SEMによるマクロスケールでの3次元観察およびTEMによるナノスケール観察により実施した。結果として、HIP法による高密度MgB2バルクの作製方法を得ることができ、粒界析出に有効な添加元素についても示唆することができた。以下に詳細な結果を示す。(1)HIPによるMgB2バルク作製法の確立を行った。焼結時の温度均一性や、狙いとするシース材からの元素添加のため作製法を工夫し、銅パイプの一方を溶接後、原料粉末を充填、その後にもう一方を溶接で閉じた試料を作製しHIP法を行った。しかし、充填した粉末が加圧により移動し、加圧焼結の失敗があった。そこで、初期粉末を冷間等方加圧(CIP)によりあらかじめ固めるプロセスを導入することで失敗なく加圧焼結ができるようになった。(2)添加元素についてはNiやTiといったMgと反応しにくく融点がMgより高い金属については焼結後もそのまま残留し組織に影響を及ぼさなかった。一方でSnはMgやシースのCuと合金を作りポアを埋めていた。ただし、優先的に粒界を被覆する様子もなかったため、加圧焼結条件の最適化によりポアの体積が減少したときに有効なプロセスであることが示唆された。平成28年度に有効と示唆されたCuについてはMgB2のab面と方位関係をもつことが観察され、粒界に析出する理由を明らかとすることができた。引き続き申請書に記載の研究実施計画に沿って実施する。特に作製においてはCuの添加方法や、焼結条件の改善を試みる。さらに、予定はしていなかったが、高密度焼結に有用なHIP処理を新たに使用できる環境を得たので、高圧焼結との組み合わせを試みる。解析については、3次元組織のイメージングから目的としていた結合しやすいまたはしにくい領域の解明を行う。材料組織学物品費については3次元再構築用ソフトウェアが、為替の変動による価格高騰により購入できなかったことにある。

さらに、予定していた電子顕微鏡の使用量についても、電子顕微鏡のトラブルにより使用できない期間が長く、見積もりよりも少なくなったことが挙げられる。3次元再構築は、ナノテクノロジープラットフォームなどの共同利用施設で行うこととして、繰り越した額をそれら施設・装置の使用料金や旅費に充てることで実現する予定としている。また、次年度は申請時には予定としていなかった招待講演や研究会での講演依頼もあるのでそれら旅費にも使用する。
人工遺伝子回路による人工肝組織モデルの構築

合成生物学的手法を開発することにより肝組織器官形成のin vitroモデルを構築するために、我々は哺乳類における合成生物学的アプローチのプラットフォームの確立を目指した。各発生段階のマウス肝の遺伝子発現解析をおこない、肝組織分化を補助するための肝由来内皮細胞株を樹立した。肝臓発生初期のES細胞を未分化維持または内胚葉系分化のためにLIFまたはアクチビンのコンディショナル発現システムを構築し、内皮細胞に導入した。マイクロ流体デバイスを用いた肝前駆細胞から肝組織の成熟分化手法を確立した。哺乳類の合成生物学のためのプラットフォームとして、細胞間クロストークを考慮した例を示すことができた。本研究では、分化誘導因子の時空間的制御をしながら、ES細胞やiPS細胞を成熟肝細胞まで分化誘導する合成生物学的アプローチを開発し、高機能in vitro肝臓モデルを構築することを目的とする。本年度からスタートし、研究する設備は整いつつあり、以下に進捗状況を記す。第一に、ヒトES・iPS細胞から肝組織構築までのプロセスが安定的にできることを確認した。さらに、肝組織構築までの各段階の遺伝子発現の解析をRT-PCRによりおこなった。現在、リアルタイムPCRを用いて詳細な解析をおこなっている。第二に、in vitro肝組織に培地流路のあるマイクロデバイスを開発し、マウスES細胞由来肝組織チップにおいて肝機能を向上させることに成功した。さらに、独自に樹立した門脈結紮誘導肝幹細胞から安定的に肝細胞誘導や肝組織構築することに成功した。この肝幹細胞1つから成熟肝細胞へ分化するような微小環境コントロール可能なデバイスの開発を進めている。第三に、成熟肝細胞へ分化誘導巣をサポートするための内皮細胞の樹立を試みた。現時点では、類洞内皮細胞を樹立するため、温度感受性SV40T抗原変異DNAの作製し、発現ベクターに組み込んだ。この発現ベクターをマウス個体へ導入し、類洞内皮細胞の樹立を試みている。さらに、他の肝非実質細胞の樹立も同時に試みている。第四に、遺伝子回路設計のための応答性プロモーターの設計・シミュレーションを行った。本研究は、分化誘導因子の時空間的に厳密に制御できる支持細胞を作製し、ES細胞やiPS細胞を成熟肝細胞まで分化誘導するシステムを開発し、個体の肝臓に匹敵するin vitro肝臓モデルを構築し、遺伝子回路による合成生物学的手法が社会的貢献できる道筋を示すことが目的である。1マウスES細胞から分化誘導して作製した肝細胞と内皮細胞を有した肝組織を用いて、オルニチンによる尿素回路の活性化がアルコールによる肝細胞死を抑制することを見出せた。2独自に開発したリアクターシステムによりマウス初代培養肝細胞を高密度で培養し、コラーゲン細線維を有するような肝組織を構築することに成功した。この培養システムは、本研究で当初考えていたマイクロリットルスケールからミリリットルスケールとなり、臨床応用へも期待できると思われる。3内皮細胞結合性のヒアルロン酸と肝細胞結合性のガラクトースキトサンを混合したハイブリッドスポンジスキャフォールドを用いることにより、実際の肝組織に近い状態で肝細胞と内皮細胞を共培養する手法の開発に成功し、本研究目的への応用の可能性を示すことができた。4肝組織を構築するための非実質細胞の株化:TSプロモーターの下流にSV40T抗原遺伝子を連結させた発現ベクターをマウス肝非実質細胞へ導入し、8つの株化細胞を得た。この中には、脂肪滴を多く有する星細胞様株や内皮細胞様株が含まれている。本研究の支持細胞として使用できることを期待して生化学的な解析をおこなっている。本研究は、分化する側のES/iPS細胞ではなくて、その分化を補助・教育する側の支持細胞(内皮細胞)に遺伝子回路を導入して、ES/iPS細胞の分化を制御し、肝組織の構築をすることを目的としている。1未分化を維持する役割を有する白血病抑制因子(LIF)をテトラサイクリン応答プロモーターで発現制御するシステムを構築し、ヒト臍帯静脈内皮細胞HUVECと肺癌上皮細胞株A549を細胞融合したEhy926細胞株に導入し、Dox【テトラサイクリンの代替化合物)を添加し、その遺伝子発現を確認した。21を調べるために、未分化のレベルの維持の指標を検定する系を検討したが、マウスES細胞培養のためのマウス胚初代培養線維芽細胞に比べると効果的ではなかった。高発現クローンを選別する必要性がわかったので、現在、選別中である。3しかし、Ehy926細胞株ではなく、本研究で樹立したマウス肝内皮細胞株を用いたいと考え、増殖を試みたが、増殖速度が大変に遅いことから、増殖速度を速める工夫を検討中である。4また、ヒトiPS細胞由来肝細胞と血管内皮細胞による肝組織において、ヒトiPS細胞由来肝細胞単独に比べて尿素合成能の向上に成功した。さらに、このin vitro肝組織を長期間培養できるために改良した流体デバイスによる肝機能のさらなる向上を示すことができた。54のヒトiPS細胞由来in vitro肝組織にB型肝炎ウイルスを感染させ、感染・増殖を示すことができた。分化誘導因子の時空間的に厳密に制御できる支持細胞を作製し、幹細胞を肝組織中の成熟肝細胞まで分化誘導するシステムを開発し、個体の肝臓に匹敵するin vitro肝臓モデルを構築し、遺伝子回路による合成生物学的手法の検討のためのプラットフォーム構築を目的とした。1分化補助細胞は長期間内皮細胞としての特性を維持することが必要である。

ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)をEHSゲル上に播種することで管腔様構造が構築できるが、長期間の維持は難しかった。この構造をより長く維持できるようにするため、星細胞に着目した。HUVECを用いた血管様構造へ星細胞を導入することで、より生体に近い構造を再構築し、維持期間の延長を試みた。その結果、HUVEC単独での血管様構造と比較して、星細胞を導入することでより長い期間血管様構造を維持できることが確かめられた。2肝機能は日周期で変動しているため、薬物の応答性や代謝は投与される時間で大きく異なる。動物実験や臨床試験に対応できるin vitro試験を目指すためには、概日リズムを導入した系が必要である。そこでin vitro肝組織において概日リズムを導入することを目指し検討をおこなった。Hepa8F5細胞や初代培養肝細胞に概日リズム補正因子を投与することで概日リズム誘導をおこなった。その結果、時計遺伝子において周期の傾向が観られた。3膜型層流マイクロデバイスを用いて肝前駆細胞の肝細胞と胆管上皮細胞への分化制御を試みた。胆管への分化誘導では、マトリックスが重要であることが知られていることから、デバイス内に細胞を播種した後、細胞上層にゲルを流し込むことを試みた。ゲルを導入後、培地流入側より各種分化誘導培地を層流になるように流し12日間培養をおこなった。その結果、細胞を12日間培養すると、デバイス内で不均一に増殖する様子が観察された。合成生物学的手法を開発することにより肝組織器官形成のin vitroモデルを構築するために、我々は哺乳類における合成生物学的アプローチのプラットフォームの確立を目指した。各発生段階のマウス肝の遺伝子発現解析をおこない、肝組織分化を補助するための肝由来内皮細胞株を樹立した。肝臓発生初期のES細胞を未分化維持または内胚葉系分化のためにLIFまたはアクチビンのコンディショナル発現システムを構築し、内皮細胞に導入した。マイクロ流体デバイスを用いた肝前駆細胞から肝組織の成熟分化手法を確立した。哺乳類の合成生物学のためのプラットフォームとして、細胞間クロストークを考慮した例を示すことができた。本研究では、ES細胞の厳密な分化モデルの検証を行い、その一連のプロセスにおける各分化誘導因子を適宜発現するストローマ細胞を開発することを前半の目標としてきた。分化誘導因子の時空間的制御をしながら、ES細胞やiPS細胞を成熟肝細胞まで分化誘導する、分化系譜に応じた各分化誘導因子を発現するように設計した遺伝子回路を開発する。まずは、分化誘導課程の動的シミュレーションのための遺伝子発現を網羅的に解析するため、未分化マウスES細胞と我々が独自に開発した分化誘導法における肝組織(分化18日目)における遺伝子発現のリアルタイムPCRアレイによる発現解析系を確立した。また、アルブミン遺伝子発現制御配列を上流に有するDsRed2遺伝子を導入したマウスES細胞を用いて、各分化誘導因子を添加する条件で分化誘導の検討を行った。さらに、ES細胞の未分化と初期分化における二つの因子の遺伝子発現スイッチについて検討を行った。H25年度にさらに精密な発現の切り替わりができるシステムを開発する。
樹脂含浸象牙質(ハイブリッド層)へのレジン成分浸透性に関する分子分光学的検討

最近の歯質接着性レジンシステムの象牙質に対する接着機構は,レジンモノマーが脱灰された象牙質表層に浸透,硬化することによって樹脂含浸象牙質(ハイブリッド層)を形成することであると考えられている。しかし,このハイブリッド層の深層には,酸で脱灰されてはいるものの,レジンモノマーの浸透が不十分な領域が存在し,生体では長期間にわたればここに石灰化が生ずる可能性が指摘されている。しかし,このハイブリッド層に関する検討は,その形態学的な観察にとどまっているものがそのほとんどである。申請者らは,上述の研究背景から,臨床で多用される2ステップボンディングシステムについて,これまで未解明であったハイブリッド層に浸透したレジンモノマーの濃度傾斜を詳細に分析するとともに,この層に浸透したレジン成分の未反応モノマー量を検討することによって,2ステップシステムの接着機構を解明することを目的として検討を行った。歯質接着性材料としては,市販の歯質接着システム製品を選択し,ウシ抜去歯を用いて接着試片を製作した。次いで,エナメル質とレジンの接合界面をダイヤモンドペーストを用いて鏡面研磨を行い,顕微ラマン分光分析用試片とした。次いで,空間分解能0.8μmの分解能を有する顕微ラマン分光分析装置(System-2000,Renshaw)を使用し,試片をレジン側から歯質方向にマッピングステージを用いて0.2μm幅で焦点を移動しながら,連続的にラマンスペクトルを得ることによって,ハイブリッド層のレジン濃度傾斜性あるいは未反応モノマーの残留率を計測し,その詳細の一端を明らかとした。申請者らは,上述の研究背景から,臨床で多用される2ステップボンディングシステムについて,これまで未解明であったハイブリッド層に浸透したレジンモノマーの濃度傾斜を詳細に分析するとともに,この層に浸透したレジン成分の未反応モノマー量を検討することによって,2ステップシステムの接着機構を解明することを目的として本研究を行った。その結果,以下の結論を得た。1.本実験で用いたレーザーラマン分光分析装置の空間分解能は0.60.8μmを達成した。2.本装置で得られたラマンスぺクトルにおける定量性は,低濃度領域ではモノマー成分のブリードアウトの影響を受けるものの,仕込み値と実測値の間に直線性が得られた。3.脱灰象牙質へのレジンモノマー浸透性については,適切なピークを選択することによって定量的に捉えることが可能であることが示された。4.象牙質接合界面のボンディング材中の未反応モノマーについては,ラマンスペクトルを用いることによって,二重結合の残存率として算出可能であることが示された。申請者らは,上述の研究背景から,臨床で多用される

2ステップボンディングシステムについて,これまで未解明であったハイブリッド層に浸透したレジンモノマーの濃度傾斜を詳細に分析するとともに,この層に浸透したレジン成分の未反応モノマー量を検討することによって,2ステップシステムの接着機構を解明することを目的としている。歯質接着性材料としては,市販の歯質接着システム製品を選択し,ウシ抜去歯を用いて接着試片を製作する。次いで,エナメル質とレジンの接合界面をダイヤモンドペーストを用いて鏡面研磨を行い,顕微ラマン分光分析用試片とする。次いで,空間分解能0.8μmの分解能を有する顕微ラマン分光分析装置(System-2000,Renshaw)を使用し,試片をレジン側から歯質方向にマッピングステージを用いて0.2μm幅で焦点を移動しながら,連続的にラマンスペクトルを得ることによって,ハイブリッド層のレジン濃度傾斜性あるいは未反応モノマーの残留率を計測する。
ポジトロンを用いる水素吸蔵合金の特性評価-プロチウム吸蔵位置,水素解離圧,およびヒステリシスに注目して-

代表的な水素吸蔵合金である、LaNi_<5-x>Al_x、mMmNi_<5-x>Al_xを作成しそれぞれについて、陽電子消滅測定を行ない、(1)十分に焼鈍された各試料には構造欠陥はほとんど存在しない事、(2)陽電子は格子間位置に存在し、プロチウムも同様と結論できる事、(3)水素解離圧と陽電子寿命は、これまで用いられてきたセル体積よりも精度よく対応する事などが明かにした。さらに、従来のセル体積等の指標では整理できなかった合金系、例えばCaNi_5系などについて陽電子消滅測定を実施し、合金開発に新たな指標を得た。また、水素吸蔵・放出ヒステリシスの原因を明らかにするために、プロチウム吸蔵後の試料の陽電子消滅寿命を測定したところ、予期に反して多量の結晶格子欠陥が導入されていることが判明した。陽電子を用いる水素吸蔵・放出現象の研究は、活性化過程や、繰り返し使用における水素吸蔵合金のサブナノスコピックな構造変化の解明に留まらず、プロチウムによる固溶媒体自身の構造変化メカニズムの原子スケールでの解明にも道を開くと期待される。
ゲノムの逆位及び増幅機構の単純ヘルペスウイルスを用いた解析

細胞の癌化に伴ない、染色体異常及びDNA増幅がおこるが、その機構に関しては不明な点が多く、発癌機構解明のためにもその研究推進が必要である。しかし細胞内におけるゲノムの変化を解析するのは容易ではなく、モデル系を用いた研究が考えられる。単純ヘルペスウイルス(HSV)は、LとSの2部分に分れる160kbのゲノムを有し、LとSの各々の両端には倒置反復配列が存在し、LとSの各々は独立して2つの方向性をとり得る(L-S逆位)といった特性がある。本研究では、ゲノムの特異な挙動を示すHSVをモデルとして用い、ゲノムの逆位の機構解析を進めた。HSVの逆位では、ゲノムの両端及びL-S結合部に存在する"a"配列がvsに作用していることを示すデーターが提出されていた。ところが、"a"配列以外の配列間での組み換えにより、逆位がおこり得るデーターが出された。当研究者も、ユニークな配列が倒置反復配列の一部へ転換をおこした特異なHSVを分離し(J.Gen.Virol.1986,67,1035-1048)、"a"配列以外の組み換えの可能性を支持した。これをより明確にするため、L領域の倒置反復配列(RL)のポリモルフィズムマーカーがヘテロであるHSVを用い、RL間の組み換えを解析した。その結果、RL間の組み換えは高頻度かつランダムで、RLの位置に影響されないことを明らかにした(J.Virol.1987,in press)。また、HSVにより細胞の癌関連遺伝子発現がどのように影響されるのか、今後の興味ある点である(Biochem.Biophys.Res.Comm.1986,135,521-526)。