hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノギャップによるイオン閉じ込め効果の究明

陰陽イオンが膜中を移動するとき,陽イオンが優位に透過するため,低濃度側の溶液には陽イオンが過多となり,他方は陰イオンが過多となる.一方,正負電荷はクーロン力で引き合うため,拡散とクーロン力の釣り合うところで平衡状態となる.一般に,液中では局所的にも電気的中性が保たたれるとされる.本研究では,陽イオン交換膜を優位に透過した陽イオンが低濃度側の厚みが100μmの液相を拡散し,陰イオンに優先して対面する電極まで到達する事実を明らかにした.このことは,非定常的であるが液相が帯電した状態にあることを示し,液中で電荷の偏りが存在するのは帯電する壁面近傍の電気二重層に限られるとする従来の局所中性の理論を超越するものである.この結果をもとに,イオン交換膜に替えてナノメートルオーダのスリットを介した濃度差のある2液相を用いても同様の結果が得られることを数値解析により示し,定常状態に至るまでの時間が短縮されることを示した.本研究では,電解質溶液中のマイクロ・ナノギャップにイオンを閉じ込め,正または負のいずれかの電荷を支配的とすることで電気的中性条件の破れた液体を生成する手法を提案し,その存在を理論と実験の両面から調べた.液中の平衡状態では電気的中性条件が満たされることが一般的に知られるが,濃度差のある溶液間にイオン選択性界面を置き,陰陽イオンの透過性の差から拡散係数に差を与えることで非定常過程における電気的中性の破れが確かめられた.固体表面近傍の電気二重層よりも広範囲なイオンの拡散が生じ,液層の両端に電位差が発生することが示された.これまでに,切頭円錐形電極を用いて1100μmオーダまでの電極間ギャップを連続的に可変とし,イオン電流の応答特性から電気泳動と拡散の時空間スケールについて切り分けて観測することを可能とした.しかしながら,1μmのオーダからそれ以下のギャップについて,電極対の中心軸のずれや切削加工による表面粗さ(200nm)のため,実験データのばらつきが大きく改善が必要とされる.そこで,100nmオーダのギャップにおけるイオン電流応答を得るため,ガラスまたはシリコン基板に金薄膜を成膜して平行平板電極とし,ピエゾステージを用いた電極間距離の精密調整を検討する.平成28年度は,塩化カリウムや塩化ナトリウムの水溶液を用い,溶液中に正負イオンが同数個存在する電気的に中性な環境下での計測を行ったが,次年度は正負いずれかのイオンが支配的に存在する電気的に偏りのある溶液中での計測を行い,イオンの閉じ込め効果を実証する.そのために,電解質溶液と超純水をイオン交換膜を用いて区切ることにより電解質溶液中のイオンを選択的に超純水側へ浸透させて帯電した溶液を生成し,それを電極間のギャップへ誘導する.たとえば,塩化カリウム溶液と超純水を陽イオン交換膜を用いて区切ると,カリウムイオンが純水側へ浸透して正に帯電した溶液となることが期待される.このような溶液を用いて,そのイオン電流応答とこれまでに得た電気的に中性な溶液との差異を明らかにする.さらに,帯電した溶液に電圧を印加して電極間に電荷を充電した後,両電極を短絡するとギャップ間にイオンが閉じ込められることが期待される.このとき,たとえばカリウムイオンが過多な溶液を用いた場合,相対的に溶液が正の電極が負の電位となって定常状態が得られる.この事実を確かめるため,銀/塩化銀電極を用いて溶液の電位差を測り,交流電場によるインピーダンス計測によりイオン濃度を解析する.分子流体力学
荷電レプトン質量式が示唆したTeVスケール物理の探究

九州大学での講演で「残る問題」とは,次の問題である:荷電レプトンの質量式は驚くべき精度で観測値によって満たされている.しかし,この式は理論的に導かれた式であり,running massesによってみたされるべきものであり,観測値(pole masses)ではない!「なぜ,観測値で驚くべき精度で満たされるのか」についてはすでに隅野により,「ファミリーゲージボゾンの存在のため」との説が提案されている.基本的アイディアはよいのだが,そのモデルの具体案にはまだ多くの問題が残されている.これは今後の解決すべき問題である.一方,ファミリー対称性U(3)×U(3)'対称性に基ずクォーク・レプトンの統一模型も大きく進展させることができた.(ニュートリノの質量と混合については,まだ多少強引なところがあり,本年中に,よりナチュラルなモデルへと,改訂版を出す予定.)本研究課題は、荷電レプトンの質量公式が示唆するファミリー対称性を擁する模型の改良・発展、そして、その実験検証の可能性検討を目的とする。昨年度、フェルミオンの質量構造を理解する新たな試みとして、世代に依存したパラメーターとして荷電レプトン質量の観測値、そして、世代に依存しないわずか6つのパラメーターを用いてクォークとニュートリノの質量行列を観測値とほぼ無矛盾にもたらす模型を提案した(Koide-Nishiura, Physical Review D, Vol.92)。今年度、その模型をより現実的なものへと発展させた(Koide-Nishiura, Modern PhysicsLetters A, Vol.31)。具体的には、数学構造$U(3) \times U(3)'$に基づく素粒子模型をベースに、Rチャージと呼ばれる量子数を適切に割り当てることで、模型のダイナミクスを記述するポテンシャルの構築に成功した。また、ファミリーゲージ模型の検証手段の1つとして、ミューオン-電子転換探索に注目し、本模型に対する検証感度を調べた(Koide-Yamanaka, PhysicsLetters B, Vol.762)。ミューオン-電子転換探索実験で用いられる様々な原子核ごとに、本模型におけるミューオン-電子転換率を算出し、将来実験の検証可能性を定量的に示した。近未来のミューオン-電子転換探索実験において、U(3)ゲージ対称性模型を確立、または、完全に棄却できることを明らかにした。実施計画に記した研究を遂行し、それを論文雑誌掲載という形で発表することができた。さらに、いくつかの研究会にて講演し、さらなる模型の改良・検証に繋がる議論を研究会参加者と交わした。こういった成果を基に、本研究課題は順調に進展していると判断した。荷電レプトンは3個知られている.従って,その質量比は,独立なものは2つである.この質量比についての関係式は,すでに1982年にKoideによって見つけ出されていて,今回の研究課題の名称にも使われている.本年度,ついに残る1つの関係式を理論的に導くことに成功した(Y.Koide, Phys.Lett.B, 2018).また,隅野モデルの不満足点を改変した新しいモデルの提唱(MPLA, 2017)やニュートリノ質量行列についての新しいモデルの提案(Phys.Rev.D, 2017)を行った.さらにU(3)×U(3)'ファミリーモデルでのクオーク・レプトンの統一模型の構築を西浦の助力のもとで,進めた.「研究実績の概要」で述べたように,予定外の発見があったので,実験的な検証の問題から少し離れて,その理論的な問題に追われている.それでも,隅野理論の改訂版の提案に基づいて,LHCでの陽子・陽子散乱での軽いファミリー・ゲージ・ボソンの検出可能性の予言を行った(Y.Koide, PMLA, 2017).九州大学での講演で「残る問題」とは,次の問題である:荷電レプトンの質量式は驚くべき精度で観測値によって満たされている.しかし,この式は理論的に導かれた式であり,running massesによってみたされるべきものであり,観測値(pole masses)ではない!「なぜ,観測値で驚くべき精度で満たされるのか」についてはすでに隅野により,「ファミリーゲージボゾンの存在のため」との説が提案されている.基本的アイディアはよいのだが,そのモデルの具体案にはまだ多くの問題が残されている.これは今後の解決すべき問題である.一方,ファミリー対称性U(3)×U(3)'対称性に基ずクォーク・レプトンの統一模型も大きく進展させることができた.(ニュートリノの質量と混合については,まだ多少強引なところがあり,本年中に,よりナチュラルなモデルへと,改訂版を出す予定.)初年度に続き、ファミリーゲージ対称性を擁する模型の改良・発展に関する研究と、その実験検証を並行して進める。上述の研究(Koide-Nishiura, Modern PhysicsLetters A, Vol.31)において、$U(3) \times U(3)'$対称性は2つのスケール$\Lambda$、$\Lambda'$で破れる。これらのスケールはニュートリノ・クォークの質量行列を導くうえでカギとなる。これらのスケールの値を決めるダイナミクスについては議論の余地が残っている。模型の発展の1つの方向性として、これらスケールの理解を目指す。一方、模型検証に関し、2017年にLHC実験から報告された興味深い現象に目を向けてみる。LHC実験はB中間子の2つの崩壊反応を測定した:(1) $B \to K \mu \mu$(2) $B \to K e e$。

既知の理論計算に基づくと、これらの反応はおおよそ同じ割合で起こる。ところが、測定が示した結果は、(2)に比べ(1)の割合が3割ほど小さいというものであった。本課題が研究を進めるファミリーゲージ模型はまさにこういった現象をもたらす構造を持っているため、定量的考察を行ない、模型の検証を進めていきたいと考えている。研究分担者である山下と,新しい質量公式を含めた2つの荷電レプトン質量式を,超対称性理論の下で再導出する試みに取組中である.また,研究分担者の山中とは,ファミリー・ゲージ・ボソンの実験的探索についてさらなる研究を進める予定.購入予定であったパソコンを安く仕入れる事が出来たため2017年に長期入院をしたので,予定していた海外出張ができなかった.今年度は,いくつかの海外出張をする予定でいる.また,PCの拡張も予定している.購入予定の消耗品を増額する
問題解決方略をコンピュータに教えて学ぶグループ学習を支援するシステム

学習者グループによる協調学習を支援するシステムとして,知識が不十分なコンピュータに対し,グループのメンバが協調して問題解決の手順を教えていくことにより,問題の本質をとらえ,自分達の知識の体系化をおこなうことができるような学習環境の構築を試みた.具体的には,ネットワークを介した学習者間のコミュニケーションと協調作業を支援する協調学習プラットフォームサーバをインプリメントした.そのバックエンドで,特定分野の学習支援アプリケーションシステムとして,Teaching AssistantとしてのコンピュータエージェントTA agentと,未熟な仲間コンピュータエージェントmate agentをインプリメントする.TA agentには,問題型のメニューと解説,問題型とプランの対応や,各問題型をプランやサブプランに使った解決事例集,そして基本知識の使い方の手続を持たせる.学習者グループは,クライアントプロセスとしての共同作業場HCIを介して,TA agentからアドバイスやガイダンスを受けて,議論しながら,TA agentが持つ知識からプランを作ってmate agentに与えることにより,これを教育する,というメタファによって学習を行う.この際の効果的な問題解決プランの使い分けの獲得を支援するため,言語習得過程の仮説にヒントを得て,そうした使い分けは,解決事例エピソードの比較対照に基づいて獲得されるという仮説をたて,その確認のためのシステムを作成して評価実験を行った.電気抵抗回路網の問題の解決事例集の各事例に,その解決に使われたプランやサブプランを手掛かりとしてつけ,同じ/異なるプランを用いた解決事例を検索させることにより,そうしない場合に比べて,汎化された解決プランを獲得する可能性が増えるか否かを見た.その結果,1つの訓練問題の解決でプランを当てはめて見せても効果はなく,やはり,複数の事例を共通のプランの窓で観察させることで始めて獲得があるという結果を得た.学習者グループによる協調学習を支援するシステムとして,知識が不十分なコンピュータに対し,グループのメンバが協調して問題解決の手順を教えていくことにより,問題の本質をとらえ,自分達の知識の体系化をおこなうことができるような学習環境の構築を試みた.具体的には,ネットワークを介した学習者間のコミュニケーションと協調作業を支援する協調学習プラットフォームサーバをインプリメントした.そのバックエンドで,特定分野の学習支援アプリケーションシステムとして,Teaching AssistantとしてのコンピュータエージェントTA agentと,未熟な仲間コンピュータエージェントmate agentをインプリメントする.TA agentには,問題型のメニューと解説,問題型とプランの対応や,各問題型をプランやサブプランに使った解決事例集,そして基本知識の使い方の手続を持たせる.学習者グループは,クライアントプロセスとしての共同作業場HCIを介して,TA agentからアドバイスやガイダンスを受けて,議論しながら,TA agentが持つ知識からプランを作ってmate agentに与えることにより,これを教育する,というメタファによって学習を行う.この際の効果的な問題解決プランの使い分けの獲得を支援するため,言語習得過程の仮説にヒントを得て,そうした使い分けは,解決事例エピソードの比較対照に基づいて獲得されるという仮説をたて,その確認のためのシステムを作成して評価実験を行った.電気抵抗回路網の問題の解決事例集の各事例に,その解決に使われたプランやサブプランを手掛かりとしてつけ,同じ/異なるプランを用いた解決事例を検索させることにより,そうしない場合に比べて,汎化された解決プランを獲得する可能性が増えるか否かを見た.その結果,1つの訓練問題の解決でプランを当てはめて見せても効果はなく,やはり,複数の事例を共通のプランの窓で観察させることで始めて獲得があるという結果を得た.本年度は、研究計画に基づきシステムを実現するための基盤となるソフトウェアの開発を行った。我々はすでにMIP(Media Interface Prolog)と呼ばれる分散オブジェクト指向の学習支援環境開発システムの基礎を構築しており、その考え方に基づいてさらに拡張を行うことによって本システムのコアを作成した。具体的には、ユーザインターフェースの作成、通信プログラムの作成、知識ベース処理部の作成等を行った。これらの構成要素は当初は個別に構成されたが、現在はそれらをまとめて具体的なシステムを実現する検討を行っている。また、近年のインターネットの爆発的な普及を考慮し、インターネットへの対応も可能なように、オブジェクト指向言語JAVAも開発言語として取り入れ、プラットホームに依存せずインターネットへの拡張も容易なシステムの実現を行っている。具体的なシステムのインプリメンテーションとしては、分散した学習者が議論できるための共有ホワイトボードの作成、学習者が過去の議論の結果やその他の情報を容易に検索できるようなFAQシステムの構築を行った。現在これらのシステムに付いて、インターネット経由でのテストおよびデバッグを行っており、信頼性の向上を図っている。現在インターネット接続された複数台のワークステーション間で学習者同士が議論を行えるようなシステムのプロトタイプが構築されており、基本的なテキストベースでの議論がGUI経由で行え、議論の取りまとめや、過去の履歴の管理等を行うことができる。今後はグラフィック、映像、音声などを使用できるようにシステムを拡張し、具体的な学習者を対象としたテストを行っていく計画である。我々は,知識を持って問題解決を支援する学習支援システムを開発するための環境CAFEKS(Computer Assisted Free Exploration of knowledge stracture)を開発してきた.CAFEKSでは,問題型に,問題解決手順と方略に基づいた支援をスクリプトして記述しておくことができる.

そこで,学習者に同じ問題型のいくつかの問題を解かせ,予め記述された基本的な解決手順の選択肢に出会うたびに,学習者グループに,その時々の問題解決状況に対して,選択肢を選択させることとした.帰納論理アルゴリズムを工夫して,システムは,問題解決状況の抽象化を行ないながら,学習者が各選択肢を選ぶ基準を学習し,それを学習者に伝えることができるようにすることを目指している.選択肢の選択に際して,グループに,どのような問題解決状況に鑑みてどの選択肢を選ぶべきかを議論させてその経過を記録し,あとで記録をたどり,システムが行なった学習結果と比較させる.グループで相談することにより,いろいろな視点が提供され,互いに説明することで,自分の考えを整理し,伝達するスキルを養うことができる.いくつか解いたところで,システムと合意した選択基準で他の問題を解かせ,グループとしてその良し悪しを評価して,変更を加える,という学習行為を実現させることが目標である.今年度は,大きく改良されたCAFEKSの,分野独立な部分を完成させることができた.さらに,グループでの議論を支援するために,問題型に対して,発話内容の大わけを示すタグのセットを用意して,発言者が自分でタグを選んでつけることで,後からの議論の見直しが容易になるような試み,また,問題解決に使う図を共有して議論を行なうことができるような試みをを行なった.まず,ネットワーク上で,学習者グループによる様々な協調作業を支援すべく,非同期で議論のあとづけを支援するグループメモリとしての特別なFAQを整備し,個人作業のタスク支援プログラムを協調作業場での支援プログラムに容易に変身させることができる協調作業プラットフォームを構築した.コンピュータに解る形で,問題解決プランを学習者に入力させるために,基本的にCAFEKSプロジェクトの問題型に基づく問題解決支援の仕組みを利用して,各ステップでの問題解決状態コンテキストを陽に表示することとし,また,問題解決プランスクリプトの構成要素となる問題型(prob)と実行支援型(exec)のレパートリを整備し,メニュー選択で組み合わせることができるように,工学系専門教育における電気回路,電気機械系,力学系の分野をサンプル分野として,問題型,実行支援型のレパートリをつくり,体系化を行った.
パルボウイルスB19感染の病態多様性とその機構に関する研究

1986年から1997年までの保存血液ないし髄液のうち23検体からパルボウイルスB19(B19)感染を証明した.これら感染ウイルスストレインと臨床症状の関連の有無を、ウイルス中和に重要とされるB19DNAのVP1領域の多様性に着目し、その領域をPCR法で増幅しNon-isotopic RNase Cleavage Assay^<TM>(NIRCA^<TM>)および塩基配列を直接決定することにより検索した.23検体から得られたVP1領域はNIRCA^<TM>で3つの電気泳動パターンに大別された.標準ストレインと比較して、塩基配列については14塩基の変異とアミノ酸については4つの置換が認められた.塩基変異は0.3から2.7%、アミノ酸置換は1.0から3.0%に相当した.NIRCA^<TM>に従いVP1領域の変異を1、2および3型の3タイプに分類した.1型と3型は類似した塩基配列であるが、2型は全く異なるものである.一つのNIRCA^<TM>型にはいくつか異なる塩基配列も存在したが、それらはアミノ酸置換を伴わないものであった.結論的には、臨床症状とNIRCA^<TM>型ないしは臨床症状と塩基配列との相関は認めなかった.しかし、1987年以前の検体はすべて2型であったが、1989年以降では20例中19例が1型から、ゲノム型と流行は関連していることが判明した.新たに、B19感染により血球貧食症候群を呈した遺伝性球状赤血球症の母子例およびB19再感染と考えられる悪性腫瘍の1例を発見したので、これらのウイルスストレインについても検索の予定である。パルボウイルスB19(B19)感染の診断確定には血中B19DNAの検出、抗B19IgM抗体、抗IgG抗体の測定等が必要である.血液以外の臨床検体についてB19DNAの検出を試み診断の有用性を検討した.B19感染症である伝染性紅斑と診断された37例の児から得られた血清、咽頭拭い液、尿からB19DNAをPCR法を用いて検出を試みた.血清ではsingle PCRで32例(86.5%)、nested PCRで37例全例に検出された.咽頭拭い液ではsingle PCRで9例(24.3%)、nested PCRで全例、尿ではそれぞれ1例(2.7%)、29例(78.4%)であった.咽頭拭い液からは血清B19DNA量が多ければsingle PCRで、nested PCRを用いるならば全例に検出され、有用な臨床検体であることが判明した.急性胃腸炎様症状で発症し汎血球減少を呈した5歳女児および児の発症12日後に同症状を示した41歳母親について、B19感染による無形成発作と診断し基礎疾患として遺伝性球状赤血球症の存在を証明した.これまでにB19感染により2系統ないしは汎血球減少を呈する例があることから、その機序について検討した.血球減少を呈したB19感染4例および伝染性紅斑4例について検索した.血球減少を呈した4例中3例に骨髄で血球貧食像が認められた.造血抑制性サイトカインであるINFγ、TNFα、IL1は、血球減少を呈したB19感染4例のうちINFγのみが2例で増加していたが、伝染性紅斑4例ではすべて測定感度以下であった.アポトーシスは血球減少を呈した4例中1例に認められた.INFγによる造血抑制のみならずマクロファージ活性化による血球貧食が示唆されるが他の機序も存在すると考えらた.B19感染により種々の病態を呈する症例の発見とウイルスDNAの保存を試みている.

パルボウイルスB19(B19)感染が疑われる例の発見とその診断の過程で潜伏感染と考えられる例を発見した.B19はこれまで単一の免疫血清型のみを有すると考えられて初感染後に再感染することはないとされていた.症例は9歳の悪性リンパ腫の児である.1991年3月にPCRでB19DNAが検出されB19IgM・IgG抗体価の上昇から初感染と診断された.3年後の1994年4月再びB19DNAが検出されB19IgM-IgG抗体価上昇が確認された.この間IgG抗体は陽性であった.B19ゲノム型をnested PCR増幅・制限酵素切断パターンから検討した結果,本児の1991年のB19ゲノム型は1994年と同一と判定された.対照として1991年および1994年の伝染性紅斑患児から得られたB19のそれぞれのゲノム型は異なるものであった.これらの結果から,1994年の感染はB19の異なるストレインの再感染というよりも初感染時B19の潜伏感染による再活性化が考えられた.B19は,ヒトDNAウイルスとしては最小でエンベロープを欠くことから濾過や各種界面活性剤処理による不活化に抵抗性であり,かつ熱に安定な性質を示す.したがって血液製剤へのウイルスの混入によるB19感染の危険性は否定できない.これまでに輸血に使用された濃厚赤血球3,342単位につき検索したところ,B19DNAは7単位(0.21%)から,B19IgM抗体は22単位(0.66%)から検出された.これらの結果から輸血を介するB19感染防止のためにスクリーニングが必要と考えられた.B19VP1領域遺伝子変異の有無からストレイン関連の病態につき検索を開始した.1986年から1997年までの保存血液ないしは髄液のうち23検体からパルポウイルスB19(B19)感染を証明した.これら感染ウイルスストレインと臨床症状の関連の有無を、ウイルス中和に重要とされるB19DNAのVP1領域の多様性に着目し、その領域をPCR法で増幅しNon-isotopic RNase Cleavage Assay^<TM>(NIRCA^<TM>)および塩基配列を直接決定することにより検索した.23検体から得られたVP1領域はNIRCA^<TM>で3つの電気泳動パターンに大別された.標準ストレインと比較して、塩基配列については14塩基の変異とアミノ酸については4つの置換が認められた.塩基変異は0.3から2.7%、アミノ酸置換は1.0から3.0%に相当した.NIRCA^<TM>に従いVP1領域の変異を1、2および3型の3タイプに分類した.1型と3型は類似した塩基配列であるが、2型は全く異なるものである.一つのNIRCA^<TM>型にはいくつか異なる塩基配列も存在したが、それらはアミノ酸置換を伴わないものであった.結論的には、臨床症状とNIRCA^<TM>型ないしは臨床症状と塩基配列との相関は認めなかった.しかし、1987年以前の検体はすべて2型であったが、1989年以降では20例中19例が1型から、ゲノム型と流行は関連していることが判明した.
海外駐在員のメンタルヘルスのセルフケア能力を高める教育プログラムの開発

上海の海外駐在員のメンタルヘルスのセルフケア能力を高めるための教育プログラムを開発することを目的に、実態調査、講演会、ワークショップの開催、教育ツールを開発した。調査結果から、駐在員はストレスが高い状況下で生活をしているが、特に中小企業においてはメンタルサポートの体制が手薄であることや赴任前の精神保健に関する研修を受けておらず不安を抱えており、赴任前から帰国後まで継続的にサポートが必要であることが明らかとなった。開発した教育ツール「海外勤務者ノート」は、自己覚知や不調の際の対処、生活情報に関する内容から構成され、「海外勤務者ノート」の紹介を目的としたワークショップでは、概ね高評価が得られた。本研究の目的は、海外で働く日本人駐在員の職業性ストレスとそれによるメンタルヘルスおよびストレスに対するセルフケア能力を高める教育プログラムを開発することである。初年度である平成27年は、まず最初に、国内外の文献検討により海外駐在員の職業性ストレスを明確にした。その後、中国上海にて日本人の診療に携わっている医師3名と日本企業が所属する商工会の担当者1名にインタビューを実施し、現地での海外駐在員のストレスについて情報収集を実施した。情報収集により上海に在住している駐在員のメンタルヘルスにおける課題として以下のキーワードが見出された。属性では【壮年期】【男性】【単身赴任】【初回赴任】、ストレスの内容としては、【文化の相違】【日本との業務の相違】【言語の問題】であった。この調査により海外駐在員がメンタルヘルスの課題を抱えていることが明らかとなった。さらに駐在員が抱えるストレスの状況や現地での対応などの実態を調査するため講演会を企画、実施した。講演会終了後にアンケート調査に同意を得られた15名にアンケートを実施した。アンケート結果は対象者が少なく海外駐在員のストレスを正確に把握することが難しい状況ではあるが、海外駐在が決まった時に不安があったと半数が回答し、その後も文化や業務内容の相違によるストレスを抱えていることが明らかとなった。今後は、計画通り上海で働く日本人のメンタルヘルスのセルフケア能力を高める教育プログラムを開発する予定であるが、プロクラム作成にはさらなる実態の把握が必要であり、今年度は上海にて日本人の診察に携わっている医師と連携をしながら上海で働く駐在員の特徴やストレスの内容を明確にする予定である。平成27年度の計画では、研究目的に沿った文献検討と上海での日本人駐在員からの聞き取り調査により、メンタルヘルスに関する実態を把握することを目標にしていたが、連携協力者である産業医、現地日本人医師の助言と協力を得ることができ、初年度の計画にはなかった「海外生活とストレス」のタイトルで講演会を実施した。講演会終了後にはメンタルヘルスの状況についてアンケート調査を実施した。このことは、専門家が連携協力者に加わったことにより、多様な意見や方法を見出すことができ、研究目的に沿って研究方法論を修正・追加することになったが研究は順調に進展している。平成28年度は、海外駐在員のメンタルヘルスのセルフケア能力を高める教育プログラムを開発することを目標とした。メンタルヘルスの教育プログラムを開発するにあたり、1.駐在員の特徴を明らかにすること、2.メンタルヘルスのセルフケアプログラムの内容を検討することを計画した。1.駐在員の特徴を明らかにするという目標に対しては、平成27年度に実施したアンケート調査の分析を実施した。分析の結果、1海外赴任が決定した時点で不安があったこと、2赴任前研修を受けていない駐在員が多い、3駐在中は文化や業務内容の相違によりストレスがあるの3点の課題がみえ、海外赴任前研修がメンタルヘルスのサポートに必要であることや駐在してからのストレスに対する対策、ストレスに気づく能力の育成の必要性が示唆された。2.メンタルヘルスのセルフケアプログラムの内容検討では、研究者各自が文献検討を行い、研究代表者はヨガの学習、実践をした。セルフケアの実践的なものとしてマインドフルネスについて研究者間の学習会を開催し、マインドフルネスの概要、内容を理解した。学習会や会議での検討によりセルフケア能力を高めるプログラムとして「海外勤務者ノート(仮)」を作成することになった。平成29年度は、「海外勤務者ノート(仮)」の内容を検討し、試作運用、修正を経て完成をめざす予定である。平成28年度は、メンタルヘルスプログラムのセルフケア能力を高める教育プログラムを開発することであった。プログラム開発に向けて、年度初めに、平成27年度に実施したアンケートを再分析し、駐在員の特徴を理解した。その後、メンタルヘルスのセルフケアとしてどのような方法があるのか研究者各自が文献検討を実施し、学習会(マインドフルネスについて)を実施した。これらの実施により、セルフケアプログラムの概要を見出すことができた。平成28年度の研究成果により、最終年度はメンタルヘルスのセルフケア能力を高める教育プログラムとして、「海外勤務者ノート」を開発した。先行研究をもとに、研究者間で海外勤務者ノートの構成内容を検討した。検討の結果、メンタルヘルスのセルフケア能力を高めるためには、自己理解が必要であり、そのためには精神的に元気なときや不調になった時の自身の状況を整理しておくことが必要であると考察した。そこで、海外勤務者ノートの構成は自己覚知を促す項目、不調の際の対処法、セルフケアに役立つ情報(メンタルヘルスの知識、現地情報)とした。

開発した「海外勤務者ノート」の紹介を目的に、平成29年10月に上海の海外駐在員を対象としたワークショップを開催した。本ワークショップは前回開催したセミナー参加者の意見から、開催日、時間、運営内容を検討し、平日開催、講義と参加型のグループワークとした。参加者は12名(男性8名、女性4名)、上海駐在年数の平均は4.9年、海外赴任回数平均は2.6回であった。終了後のアンケート結果では、ワークショックの内容は十分理解でき、上海の生活に役立つものであったと高評価を得た。また、海外勤務者ノートの内容は理解でき、全員が使用してみたいとの回答を得た。「自分で使用するほかにも部下にも紹介したい」「単身者用、家族別、妻、子ども別情報があればいいと思う」といった意見も寄せられ開催したワークショップの内容と海外勤務者ノートへの関心高かったことが伺えた。グループワークでは、様々な意見交換と情報共有がなされ、人的なネットワークの形成に繋がった。上海の海外駐在員のメンタルヘルスのセルフケア能力を高めるための教育プログラムを開発することを目的に、実態調査、講演会、ワークショップの開催、教育ツールを開発した。調査結果から、駐在員はストレスが高い状況下で生活をしているが、特に中小企業においてはメンタルサポートの体制が手薄であることや赴任前の精神保健に関する研修を受けておらず不安を抱えており、赴任前から帰国後まで継続的にサポートが必要であることが明らかとなった。開発した教育ツール「海外勤務者ノート」は、自己覚知や不調の際の対処、生活情報に関する内容から構成され、「海外勤務者ノート」の紹介を目的としたワークショップでは、概ね高評価が得られた。平成27年度の講演会実施時には広報活動と現地で研究の実施時期に関する課題があった。上海に駐在する日本人を対象にする研究の場合、国外の研究者が広報活動をする手段が限られており対象者が集まらないことがあった。そのため、今後は現地の連携協力者と協議をしながら広報活動やリクルート方法を検討し対策を講じる。また、研究の実施時期については、長期休暇となる国民行事や駐在員の移動・転勤の時期を避けた時期での計画を年度初めに立案することで対応する。平成29年度は、セルフケア能力を高めるための知識・技術の教授として、上海にて講演会を計画する。その際はこれまでに確立した現地の研究協力者と連携するとともに、新たな研究協力者・企業をリクルートし確保するようにしたい。また、「海外勤務者ノート(仮)」の完成に向けて、ノートの内容についての検討後、上海で駐在している日本人に試作案の使用を依頼、使用(記載)していただき意見の聴取、内容の修正、完成というステップで進める予定である。最終年度であるため、年度の初めに計画スケジュールを立案し計画的に進めるようにする。国際看護学・災害看護学
緑色脂肪トランスジェニックマウスの開発

前年度同様、マウス由来aP2プロモーターにEGFP遺伝子を連結させ、脂肪細胞特異的にGFP蛋白を発現させたaP2/EGFPトランスジェニック(Tg)マウスの作成を目的とする。aP2プロモーターは、当該のDNA配列が挿入されたpBS/aP2 vectorを入手し、これを用いる。pBS/aP2ベクターのaP2プロモーター下流へpEGFP-N1 vectorから制限酵素切断により切り出したEGFP遺伝子断片を挿入し、これをTgベクターとする。本ベクターを用い、C57BL/6J.Jcl(B6)マウス前核期受精卵へのinjectionによりTgマウスを作出し、導入遺伝子のDNA検査およびタンパクの発現検査を行い、陽性個体が得られるかを確認する。まずpEGFP-N1 vectorを用い、SmaI,NotI酵素切断によりEGFP断片746bpの切り出しを行った。そしてgel extractionkitを用い、アガロースゲルからEGFP DNA断片を抽出した。最後にpBS/aP2 vectorについてもpEGFP-N1 vectorと同様にSmaI, NotI酵素切断の後に切り出しと抽出を行った。その結果、NotI-SmaI酵素切断により、ピックアップした3クローンすべてにおいて746bpのEGFP断片の挿入が認められた。この結果からEGFP遺伝子がpBS/aP2ベクターへ正しく挿入されていることが示された。まず脂肪細胞に特異的な発現遺伝子であるPPARG2のcDNAとEGFPの融合遺伝子を作製した。大腸菌へPPARG2遺伝子の導入されたプラスミドを導入し、LB培地で培養後、プラスミドDNAを大量調整した。得られたプラスミドを鋳型とし、プライマーを用いてPPARG2遺伝子を増幅した。得られたPPARG2のPCR生成物を切り出し、TAクローニングを行った。次に、PPARG2遺伝子をベクターを用いてGFPとfusionさせた。ベクターから制限酵素を用いてPPARG2遺伝子を切り出し、GFPの導入されたベクターに挿入し、PPARG2-GFPの融合遺伝子を作製した。次に、この融合遺伝子を細胞にトランスフェクションし、融合遺伝子の発現解析を行った。導入した細胞では、GFPとPPARG2が共に発現していることを蛍光顕微鏡で確認した。さらに、PPARG2-GFPの融合遺伝子を導入した細胞で、RT-PCRを行ったところ、PPARG2,GFP,PPARG+GFPそれぞれの発現が認められた。よって、融合遺伝子が作製された。現在、この融合遺伝子を発現するベクターの構築を行っており、各種細胞での発現を確認中である。ベクターの構築では、PPARG2プロモーターをクローニングし、ベクターへ導入した。ベクターへの導入を確認した後に、Lipofectaminを用いて脂肪細胞に遺伝子を導入、現在、GFPの発現およびPPARG2の発現を確認している段階である。
超音波励振電磁放射測定による絶縁材料内部の空間電荷プロファイルの描画

高電圧絶縁材料の物性研究においては、材料内部に蓄積される空間電荷の挙動の解明が長年にわたる懸案課題となっている。本研究では、空間電荷蓄積領域のプロファイルの画像化を最終目標として、先ずトリーイング針-平板電極系を構成したポリエチレン(PE)試料を作成した。この試料を絶縁油中で測定セルに装着し、事前に測定して求めたトリーイング破壊電圧の70%程度の直流電圧を印加してトリー発生直前まで放置し、PE試料内の針先端領域に空間電荷蓄積領域を形成した。次に、その領域に中心周波数25MHz、繰り返し周波数1kHzの収束超音波パルス・ビームを照射し、励振される極めて微弱な電磁放射の検出を試みた。実際の計測に先立って、蓄積電荷量、電荷の振幅及び観測点までの距離に適切な数値を想定し、励振される電界強度の計算機シミュレーションを行った。その結果得られた数値(数100nW程度)は、極めて微弱ではあるが、電磁遮蔽や電子回路的な工夫によって検出可能な数値であると判断した。その後、測定セルに組み込む電磁放射検出用のコイルの形状及び配置の検討、高周波(RF)信号検出回路及び検波器の設計・試作をそれぞれ数回にわたって繰り返し、信号の検出を試みた。しかし、測定システム全体のSN比がまだ十分でないために、これまでのところ超音波により励振された空間電荷による明確な電磁放射信号を検出するには到っていない。現在、シールドルームの再検討及び位相検波回路の採用等の検討を継続している。一方、超音波画像形成のために、精密X-Yステージに超音波アクチュエータをマウントして構成した超音波ビーム走査システムを用いて電気トリー発生のリアルタイム観測を行い、トリー発生から進展過程におけるトリーのリアルタイム画像を得たことを付記する。平成11年度は、次の(1)(3)の3系統から成る計測システムの設計・試作及び試験計測をそれぞれ役割分担して行った。また、(4)の通り、予備実験によって得られた成果を静電気学会春季講演会論文に取りまとめた。(1)空間電荷蓄積領域からの電磁放射を検出するための高周波(RF)計測システム(渡辺)空間電荷蓄積領域からの電磁放射を検出するための測定用セルの設計・試作を行った。特に、電磁放射検出用センサ(RFコイル)のS/N比向上のため、その配置、周囲の雑音源からの遮へい等について検討を行うと共に、高入力インピーダンスRF増幅器の設計・試作を数度にわたり繰り返し、条件設定を行った。また、RF出力を積算し、ディジタル信号処理を行って最終的にコンピュータによる画像処理を行うために、主要設備としてディジタル・ストレージ・オシロスコープ[HP Infiniumオシロスコープ\1,856,400]を購入し、(3)に述べる統合システム内に組み込んだ。(2)精密X-Yステージによる超音波探触子の走査系統を含む超音波励振システム(守屋、吉沢)超音波探触子及びそれを駆動する超音波パルサー・レシーバーから成る超音波励振システムの構築を行った。当初購入を予定していたこのシステムに不可欠なパルス・モータ駆動精密X-Yステージについては、当面他の研究グループから借り入れた。(3)コンピュータ応用画像形成システムの開発(西川、吉沢)上記(1)及び(2)より得られた信号を統合・処理して空間電荷蓄積領域のプロファイル及び電荷密度分布を可視化するためのソフトウェア開発を含むの開発をほぼ完了した。(4)電気トリーのリアルタイム観測及び論文発表(渡辺、他)上記の計測システムによって同時に観測が可能な電気トリーの発生・進展過程のリアルタイム観測を行い、画像データの形成に成功した。これらの成果を静電気学会春季講演会(平成12年3月9日開催)の論文としてとりまとめた。

昨年度中に、精密X-Yステージによる超音波探触子の走査系統を含む超音波励振システム(守屋、吉沢)及びコンピュータ応用画像形成システムの開発(吉沢)がほぼ完成した。平成12年度は、下記の(1)記載の微弱電磁波信号検出用電子回路に関わる研究が中心となった。すなわち、(1)電磁放射信号検出用高周波計測回路システムの検討、設計及び試作(渡邉、吉沢)平成12年度は、主に空間電荷蓄積領域からの電磁放射を検出するための高周波計測回路システムの設計、試作及び試験計測を行った。特に、電磁放射検出用コイル及びその信号を受ける高入力インピーダンスRFヘッドアンプの設計・試作を数度にわたり繰り返し、条件設定を行った。(2)空間電荷蓄積条件の検討(渡邉)試験片に適切な量の空間電荷を蓄積させるため、使用するポリエチレン試料の直流トリーの開始電圧を求める実験を行うと共に、試験片作成の条件の最適化及び針一平板電極系の改良を行った。その結果得られたトリーイング試験用の新たな電極系を持つ試験片形状に関する提案を取りまとめた。(3)成果発表(渡辺、他)本研究により開発された計測システムに関する報告及び(2)に述べた新たな試験片形状に関する提案を平成13年電気学会全国大会(平成13年3月23日開催)の2つの論文にとりまとめた。
原子層における超伝導探索

本研究では、金属の原子層を作製する手法を確立することで、2次元金属における超伝導の研究の進展に寄与することを目的とした。そのため、NbS2やNbSe2などバルク結晶では超伝導体として知られている層状物質を対象とし、化学気相成長法(CVD法)および分子線エピタキシー法(MBE法)を用いてその単層を選択的に成長させることを目指した。その結果、NbS2、NbSe2いずれについても単層を得ることに成功した。特に、NbSe2についてはMBE法を用いることで単層の選択成長に成功した。初年度はバルクでは超伝導性を示すことが知られている層状物質NbSe2、NbS2に着目し、単層NbSe2、単層NbS2の成長法の確立を目的に進めた。単層のNbSe2およびNbS2を成長するため、新たに分子線エピタキシー(MBE)法を導入した。このために、Kセルおよび電子銃エバポレーターを備えたMBEチャンバーを建設し、ビームフラックスの計測と制御、基板温度の計測、真空まわりの整備、などを行い、安定運転をするための基盤構築を行った。また、CVD法においても安定して原料を供給するために原料供給法を変更など、より再現性の高い成長が行うための検討を行った。上記の結果、MEB法を用いて単層のNbSe2を成長させることに成功した。成長したNbSe2は13層程度であり条件をコントロールすることで単層を主生成物とすることに成功した。グレインサイズは最大で数百ナノメートル程度であったが、直線のファセットが成長した結晶性の高い試料の作製に成功した。また、CVD法においても単層のNbS2を成長することに成功した。こちらは単層が主生成物とはならなかったが、グレインサイズは数ミクロンに達した。これまでにCVD法による単層のNbS2の成長は報告されておらず、世界初である。2端子デバイスを作製して電気伝導度を測定したところ、30 K以上の領域では温度の低下に比例して電気抵抗が小さくなる挙動が観測され、バルクと同様に金属であることがわかった。当初は、初年度は単層の金属原子層の成長法を確立することを目的としていたが、上記したとおり単層のNbSe2および単層のNbS2を成長することに成功した。さらに、NbS2については極低温まで電気伝導度の測定を行い、バルク結晶と同様に金属であることまで確認できた。以上のことから、当初の計画以上に進展していると判断した。本年度は、初年度に予定していた分子線エピタキシー法の装置の改造を進めるとともに、それを実際に運用して、物性開拓に資する二次元金属試料の成長法の確立を進めた。初年度においてすでに、バルク結晶では超伝導体として知られているNbSe2を対象として、分子線エピタキシー法による単層の結晶成長に成功している。しかし、初年度の検討を通して、高真空・高温下のNbSe2の結晶成長では、Seの熱的な脱離に起因するSe欠陥の生成が、物性評価に有用な高品質なミクロンサイズの単層NbSe2を成長させる上で大きな問題であることが明らかとなった。本年度は、カルコゲン供給用のKセルにクラッキング機構を装着し、Seクラスターとしてルツボから蒸発したSeを原子状のSeへと分解してから基板へと供給することでSeの反応性を上げ、NbSe2骨格へSeが効率的に組み込まれるように改善を行った。また、無収差分光器を導入することで高分解能分光システムを構築し、作製した試料の低波数からのラマン分光、発光分光を用いた評価も進めた。今後は成長法のさらなる精密化を行うとともに、成長に成功した単層のNbSe2およびNbS2の物性探索を進める。とくに、単層における超伝導の発現について、またそのゲート変調を調べ、バルクの超伝導体にはないユニークな特長を見出していく。物質科学予定していた分子線エピタキシー法の装置のアップグレードをするまえに単層のNbSe2が成長できたため、アップグレード前の構成で検討を続けたため。予定していたアップグレードを次年度に行う予定。
ウナギ仔魚の餌料としての溶存態有機物

ウナギ目仔魚が溶存態有機物を栄養源の一部にしている可能性が指摘されている。本研究はウナギ仔魚による溶存態有機物の取り込みと代謝を放射性同位元素(^<14>C)や微小コロイド粒子(甲イカ墨汁粒子)を用いて明らかにし,その栄養源としての意義について検討することを目的とした。実験材料として,茨城県大洗海岸地先で採集されたマアナゴの仔魚(最大伸長期のレプトケファルス)と変態直後の稚魚を用いた。^<14>Cで標識したグリシンを30μ1/1の濃度で溶かした海水中でマアナゴ仔魚を1,2,4,6,24,48時間飼育し,それぞれの飼育期間中に仔魚により吸収およびCO_2として排出された^<14>C量を測定した。供試魚に吸収,あるいはCO2として排出された放射活性は,いずれも飼育時間に伴い上昇したことから,マアナゴの仔魚および変態直後の稚魚は海水からの溶存態有機物を取り込み,代謝するものと考えられた。魚体内に吸収された^<14>C量と呼吸で排出された^<14>C量を加えた量を供試魚による全取り込み量とすれば,乾燥重量当たりの全取り込み量は仔魚と稚魚はほぼ同様の値(仔魚:74651cpm/日,稚魚:93015cpm/日)となった。これらの値を供試魚の飲水量に換算すれば200300μl(/日)となり,通常の海産魚類仔稚が浸透圧調節のために飲む海水量にほぼ匹敵する。ウナギ目仔魚は十分な浸透圧調節能力をもたないといわれていることから,仔魚の飲水は浸透圧調節よりも,むしろ栄養吸収,すなわち栄養源としての溶存態有機物の吸収に関与するものと考えられる。150μCi/lの^<14>C-グリシンを溶かした海水で0.5,1,4,24時間飼育したマアナゴ仔魚および稚魚についてラジオオートグラフを作成し,溶存態有機物の取り込み経路を検討した。放射活性は消化管内と消化管上皮で強かったことから,溶存態有機物の主要な取り込み経路が消化管であり,これまで言われてきたような体表からの取り込みは多くないものと考えられた。このことは甲イカの墨汁コロイドを用いた組織学的な検討によっても支持された。
場の量子論の非摂動論的側面とその応用

2001年11月に来日して以来,Baseilhac氏は研究課題の場の量子論の非摂動的側面とその応用について活発な研究を続け,今年は最終年度に当たる.彼は,母国フランスのCNRSの永久の研究職が得られたので,約1ヶ月半ほど予定を早めて日本を去った.共形場の理論の可解な摂動の方法を用いて量子動力学的な境界自由度を持つ可解な場の理論や超対称な境界自由度を持つ可解な場の理論等について合計5編の論文が出版されている.他に3編を準備中である.研究課題として掲げた事柄の大部分は成し遂げられ,臨界的なイジング模型に結合した量子的なリュービル場の理論,境界自由度を持った半直線上の可解な場の理論,ブロウ・ドッド模型の第3次の子孫場とそれに関連した摂動を受けた共形場の理論等は既に出版された.本研究年度中の主な業績としてはN=2の境界超対称性と極小模型の摂動がある.ここでは,最も簡単なN=2の超対称共形極小模型に,境界相互作用を導入した.可積分性とN=2の超対称性とを保つために,フェルミオン場が自然に導入されることを示した.境界反射行列を具体的に構成し,N=2の境界超対称性代数を実現した.応用として,不純物を持つ非等方近藤模型や,境界的アシュキン・テラー模型を扱い,その作用を明示的に与え,厳密な結果を導いた.「境界を持つ超対称性の保持には,特別に境界に量子動力学的自由度を付加する必要がある」という予測を,具体的な問題において明示的・肯定的に示した.また「境界変換演算子」の具体的な例も与えた.これらは,他の研究者の結果を肯定し強めるものになっている.他にXXZスピン鎖と動力学的な境界,2+1次元の反ド・ジッター量子重力の漸近形とリュービル場の理論,境界相互作用で摂動を受けた共形場の理論の極小模型は,最近の話題に属するもので,準備中である本研究では、「場の量子論についてその種々の非摂動的側面を具体的に研究することにより場の理論(無限大自由度の量子力学)そのものを摂動論の枠組みを越えて深く理解すること」を目標としている.具体的には,超対称代数に基づいたアファイン戸田場の理論に関する厳密な結果の導出や,境界を持った可解なアファイン戸田場の理論の一般論の構成,可解模型を特徴づける無限次元代数の特異ベクトル(代数的特徴付け)と高次の子孫場の関係の理解などを目指す.対称性(代数的性質)と力学的・統計力学性質との関連の理解等,理論物理学の根幹の問題の解明を,具体的な物理系を通じて明らかにする.第2年度には,Baseilhac氏は,臨界的なIsing模型と結合した量子Liouville場の理論(単著),境界に動力学的自由度を付加した理論の可解性(小泉と共著),N=2の超対称性を併せ持つ境界可解場の理論(小泉と共著,準備中),Bullough-Dodd理論とそれに関連する可解変形共形場理論において現れる種々の子孫場(Descendents)の真空期待値(Stanishkovと共著),境界に動力学的自由度を付加したXXZスピン鎖(Doikou,小泉と共著,準備中)などを論じ所期の結果を得た.有限自由度の系については,有限自由度の古典・量子力学系で可積分性と超対称性を併せ持つCalogero-Moser系とその種々の拡張を中心に研究した.具体的には,古典可積分性と量子可積分性の密接な関係を,古典論のポテンシャルの平衡点の周りの微小振動の周波数,Lax行列の固有値,ルート形に付随する多項式の決定などにより示した.これらの量は,「量子化」されており,可解性の持つ強い代数的制限を明示している.1パラメタで変形されたCalogero-Moser系(Ruijsenaars-Schneider模型)の平衡点近傍微小振動の周波数についても,顕著な性質があることを明らかにした.また,楕円的量子群の表現について,「入れ子型」のベーテ仮説について論じた.2001年11月に来日して以来,Baseilhac氏は研究課題の場の量子論の非摂動的側面とその応用について活発な研究を続け,今年は最終年度に当たる.彼は,母国フランスのCNRSの永久の研究職が得られたので,約1ヶ月半ほど予定を早めて日本を去った.共形場の理論の可解な摂動の方法を用いて量子動力学的な境界自由度を持つ可解な場の理論や超対称な境界自由度を持つ可解な場の理論等について合計5編の論文が出版されている.他に3編を準備中である.研究課題として掲げた事柄の大部分は成し遂げられ,臨界的なイジング模型に結合した量子的なリュービル場の理論,境界自由度を持った半直線上の可解な場の理論,ブロウ・ドッド模型の第3次の子孫場とそれに関連した摂動を受けた共形場の理論等は既に出版された.本研究年度中の主な業績としてはN=2の境界超対称性と極小模型の摂動がある.ここでは,最も簡単なN=2の超対称共形極小模型に,境界相互作用を導入した.可積分性とN=2の超対称性とを保つために,フェルミオン場が自然に導入されることを示した.境界反射行列を具体的に構成し,N=2の境界超対称性代数を実現した.応用として,不純物を持つ非等方近藤模型や,境界的アシュキン・テラー模型を扱い,その作用を明示的に与え,厳密な結果を導いた.

「境界を持つ超対称性の保持には,特別に境界に量子動力学的自由度を付加する必要がある」という予測を,具体的な問題において明示的・肯定的に示した.また「境界変換演算子」の具体的な例も与えた.これらは,他の研究者の結果を肯定し強めるものになっている.他にXXZスピン鎖と動力学的な境界,2+1次元の反ド・ジッター量子重力の漸近形とリュービル場の理論,境界相互作用で摂動を受けた共形場の理論の極小模型は,最近の話題に属するもので,準備中である
哺乳類嗅覚系における新生神経細胞の動態を規定する機構の解析

本研究は、哺乳類の嗅覚系で恒常的に起こっている神経細胞新生の、脳機能における機能的意義と分子機構を知ることを目的としている。我々は既に、神経幹細胞に発現するネスチン遺伝子の発現調節領域の支配下にGFPを発現するトランスジェニックマウスを作製し、嗅球の介在神経細胞である顆粒細胞の新生を、GFPの蛍光によって可視化できる生体系を樹立しており、このマウスを用いて解析を行っている。新生顆粒細胞の動態が匂い刺激によってどのように影響を受けるかを検討するため、マウスの一方の鼻孔を焼却して塞ぎ、匂い刺激を偏側性に遮断した。まず、BrdU投与によって新生顆粒細胞を標識し、その動態を経時的に観察したところ,顆粒細胞の産生量や、嗅球への移動については匂い刺激を遮断した側と健常側の間で有意な差は見られなかったが、その後匂い刺激を遮断した側では新生顆粒細胞が急速に脱落、消失していくことが分かった。GFP蛍光に基づき新生顆粒細胞の形態を観察すると、神経突起の発達が著しく抑制されており、その伸長方向も正常と異なりばらつきが見られた。これらのことから、新生顆粒細胞の成熟過程が、匂い刺激に基づく神経活動によってコントロールされていることが判明した。逆に、強い匂い刺激を与えることの影響を調べるため、マウスにプロピオン酸を数ヶ月にわたり嗅がせ続けた。c-fos、zif268などの神経活動依存性に発現する分子の発現から、プロピオン酸によって嗅球の背内側部を中心とした特定の領域が活性化されることを確認した。現在その領域のGFP陽性顆粒細胞の数、形態について検討中である。また、嗅球のスライス培養、タイムラプス顕微鏡による観察法をセットアップしており、今後顆粒細胞の動態をリアルタイムで観察する予定である。