hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
臨床と看護基礎教育の融合のためのバーチャル教育導入システムの開発

著者はICT(Information and Communication Technology)を用いた仮想病棟を作成した。作成した教材は、1病室の配置、2.視力低下患者が見えるであろう病棟、3.病室および廊下の壁の色、4.病室の天井画、5.ナイチンゲールが提案した病棟の動画の5つである。これらの仮想病棟は、学生の学習状況に応じた教育プログラムの作成であることから疑似体験が学生の思考力の育成に有効であった。さらに、このICT教材の特徴は、市販の建築用設計ソフトを使用しているため、安価で、パソコンの初心者の教員でも教材作成ができること、学内の情報技術に関する環境の整備が必要でないことである。快適な入院生活を過ごすとともに安全で確実な医療行為を行うには,医療施設の環境デザインの適切さが求められる.基礎看護学の単元「環境」の授業では,医療施設,とくに病棟のイメージがつかないまま環境の学習をする看護学生が多く,その理解が不十分で患者の援助に繋がらないことが多く見受けられる.建築用コンピュータソフト(ウインドウズ8)上で動作する「3DマイホームデザイナーPro8」を利用し,医療施設において患者に最適な療養環境としての環境デザイン学習の可能性を検討するために,平面図上の医療施設を作り3D画像に変換した後,コンピュータの画面上で病棟内を疑似歩行体験できる仮想病棟動画を作成した.動画は, a)「病室」の壁の色彩を変化させたもの, b)「病棟配置」はナースステーションの位置と病室の配置の違い,c)「視力の低下を体験できる外来」では白内障による視力低下で視界がぼやけてみえる外来の3種類からなる.対照群は静止画群を動画と同様に(a,b,c)の3種類作成した.c)の静止画については説明書付きとした.作成した動画と静止画について看護師と看護学生にアンケート調査を行った。その結果,a)の動画・静止画において両者の視聴後の感想に差はみられなかった.またb)の動画は,看護師と看護学生の記述内容に違いが見られなかった.臨床経験のない看護学生は動画により病棟内を歩く疑似体験を通じて,視覚的・体験的に病棟の環境を理解できたと考える.c)の動画は,看護師・看護学生とも患者の視点での記述が多かった結果から,看護教育において仮想病棟動画の活用は疑似体験ができることで,学生の準備状況に合わせた教育プログラムの作成が可能であることが推察できた.研究計画通りに進めることができている。ICTをもちい仮想病棟を2つ作成した。1つは、患者にとって病室の天井デザインがもつ意味を学生に考えさせることを目的に、数種類の写真画像(題材)を天井画像として用いた仮想病室である。学生が仮想病室の天井に用いる画像(天井画)として単体で見た際にもっとも適していると判断した題材であっても、病室の一部の天井画像としてはめ込んだ同じ画を見た際に否定的意見が生じた。仮想病室の作成と提示により、「学生が,素材画を単体で見る時と、病室の天井画としてみるときでは評価に差があること」の気づきに役立つことが確認された。2つ目は、ナイチンゲール病棟の仮想病棟の動画である。学生の仮想病棟に対する反応を、看護師視点、患者視点、看護師と患者との共通視点の3つに分けて検討した。看護師視点では「患者を観察しやすい」、患者視点では「プライバシーがない」、共通視点では「広い」が最も多くみられた学生の反応であった.これらはすべてナイチンゲール病棟の特徴であり、仮想病棟を看護教育に用いることの有効性が示唆された。さらに、ホスピタルアートに関する文献レビューを行った。その結果、対象文献は海外3件、国内22件であった。研究対象は内科入院患者1件、外来患者1件、小児科病棟5件、医学生1件であった。その他は、療養環境におけるホスピタルアートの評価や実態調査、ホスピタルアートの概要に関する文献が17件であった。研究内容を類型化したところ、<ホスピタルアートの導入と実践例><アートの要素><療養環境におけるホスピタルアートの効果><ホスピタルアートの歴史的変遷>の4つに分類された。患者を対象にした研究の蓄積がなく、施設の取り組みや実態調査にとどまっていた。今年度は、新たに2つの仮想病棟を作成した。その結果、臨床経験のない学生が看護師視点、患者視点で病棟を見ることが出来た。臨床と教育の乖離を軽減できる教材開発が出来ていると考える。さらに、国内だけでなく、海外の文献のレビューも行った。講義での効果は確認できているが、作成した教材が臨地実習に効果があったかを判断できていない。以上から、おおむね順調に進展していると判断した。看護基礎教育においては、疑似体験できることが少なく、教育と臨床の乖離が問題になっている。乖離の解決策として、臨床経験をもたない学生が、病棟のイメージを正しく把握することである。そのために、現状に近い療養環境での自分の行動をリアルに体験できるようにICT(Information and Communication Technology)を用いて仮想病棟を作成した。作成した仮想病棟は「援助計画のためのアセスメント能力の向上とケア上での安全性を考慮できるための情報をデザインした仮想病棟」であり、1.一般病棟でのナースステーションと病室の配置の違いに関する動画、2.視力低下患者の立場から見えるであろう病棟の動画、3.病室および廊下の壁の色の違う病棟の動画、4.数種類の写真画像を天井画像として用いた病室の画像、5.ナイチンゲールが提案した病棟の動画の5つである。

その結果、臨床経験のない学生においても、臨床で働く看護師と同じ視点で患者を捉えることができたなど学習効果が得られた。最終年度は、ICT教材の教育効果と誰でもがICT教材作成に取り組めるように、これまでの教材の整理を行った。ICT教材作成では、ウインドウズ8(マイクロソフト社)上で動作する建築設計用コンピュータソフト「3DマイホームデザイナーPro8(メガソフト社製)」を用いた。私たちが作成したICT教材の特徴は、低価格であること、市販の建築用設計ソフトであることからパソコンの初心者の教員でも教材作成ができること、学内の情報技術に関する環境の整備が必要でないことである。さらに、病棟の具体的な配置や使用形態を適宜工夫することが出来ることで、1つのパターンだけでなく各病棟の特殊性を考慮した教材を作成することが出来ることである。そのため、この教材は、学生の看護援助活動に対する思考の訓練にもつながり、看護実践能力の育成としての学習支援の装置として有効であることが示唆された。著者はICT(Information and Communication Technology)を用いた仮想病棟を作成した。作成した教材は、1病室の配置、2.視力低下患者が見えるであろう病棟、3.病室および廊下の壁の色、4.病室の天井画、5.ナイチンゲールが提案した病棟の動画の5つである。これらの仮想病棟は、学生の学習状況に応じた教育プログラムの作成であることから疑似体験が学生の思考力の育成に有効であった。さらに、このICT教材の特徴は、市販の建築用設計ソフトを使用しているため、安価で、パソコンの初心者の教員でも教材作成ができること、学内の情報技術に関する環境の整備が必要でないことである。臨床経験のない学生は臨床場面を想定することが困難で,看護基礎教育と臨床との乖離があり,臨床現場での戸惑いが大きい.そのため看護基礎教育においては臨床に即した教育を行なうことが課題である.今後は、看護学生が、安全や安楽を考慮した環境調整の在り方を考える要因として、高齢者の捉える病棟と看護学生が捉える病棟の安全・安楽の視点の違いを明確にする。そのために高齢者への仮想病棟のアンケート調査を行う予定である。さらに、病棟における患者の事故が多い「浴室」や「夜間」の環境,心理面から考えた「壁紙」などの環境についても仮想病棟の動画を作成し,疑似体験を通して看護基礎教育の充実をはかる.それにより,看護基礎教育と臨床の実際との乖離の減少につながると考えられる.また、患者は入院中の生活や検査においても仰臥位をとることが多く、その場合、もっとも長い時間視野に入るのは病院の天井である。しかし、どのような天井がより患者に安心感をもたらすかを調べた研究はほとんど見られない。そこで、コンピュータを用いて天井の色と模様を変化させた静止画像および視線を天井に固定させた仮想病棟動画を作成し、臨床経験のない看護学生において患者の視点にたった病院の天井のもつ意味をどのように理解することができるかを試みる。静止画像と動画の製作については、ウインドウズ8(マイクロソフト社)上で動作する『3Dマイホームデザイナー・プロ8(メガソフト社製)』を用い、コンピュータの画面上で外来または病棟の静止画像および疑似歩行体験用の動画を作成する予定である。
ファームコントラクターの産業組織に関する国際比較研究

調査研究で明らかになった諸点を整理する。1.日本のファームコントラクターは、株式会社、有限会社などの法人経営体から農協直営組織、農業公杜、数戸の農家で構成する営農集団まで多様な経営形態の産業構造となっている。しかしながら、1つのエリアで複数の事業体が競争する構造とはなっておらず、むしろ棲み分けができている。2.ファームコントラクターによる作業の効率性を見ると、大型機械を装備し、作業受託規模が大きな有限会社や農協組織では、作業規模の拡大による規模の経済性が認められるが、営農集団では規模の経済性は認められない。その一方で、飼料作部門から参入したコントラクターは、季節の繁閑性を克服するために事業の多角化を図る傾向があり、耕種部門、畜産部門の堆肥散布などに参入している。これにより範囲の経済性を生み出している。3.コントラクターと委託者との契約は直接相対で行われるケースがほとんどであるが、両者の間に「仲介・調整組織」が介在することで、作業の調整、機械、労働力の調整を行うことができ、両者の取引コストを軽減しているケースが生じている。4.ドイツ北部ではマシンネンリングの中にコントラクターも加入し、耕種部門、飼料部門だけでなく、除雪、公園清掃、コンポストの収集作業、汚泥処理など農村環境整備とも言える分野への参入を始めている。5.国内におけるファームコントラクターの展開に当たって、新たな米政策改革と自給飼料増産政策の影響もあり、飼料稲の供給に関わる組織の増大が特筆される。それは、従来の畜産地帯のみならず、東北、関東の水田地帯に比較的多く展開した。産業組織的には稲作における受託組織からの参入があることが明らかとなった。6.北海道を中心に、混合飼料の最終製品としてのTMR供給を業務とするコントラクターへの展開が明らかとなった。これは、自給飼料基盤の確立という視点からは、究極のコントラクターの姿に近づいていると評価される。本年度は、日本、海外諸国のファームコントラクターの産業構造を実態調査、文献研究によりできるだけ正確に把握することにつとめた。海外調査については、欧州におけるコントラクターの産業組織を明らかにするために、イギリス、ドイツでの調査を行った。以下、本年度の調査研究で明らかになった諸点を整理する。1.日本のファームコントラクターは、株式会社、有限会社などの法人経営体から農協直営組織、農業公社、数戸の農家で構成する営農集団まで多様な経営形態の産業構造となっている。本年度は、昨年度の研究成果を踏まえてアンケート調査を実施した。

また、国内調査により飼料生産コントラクターの新たな役割が明らかとなった。さらに、昨年度の海外調査の結果を踏まえて、機械共同利用組織の状況やコントラクターの業務が比較的日本と類似しているドイツ南部における実態調査を行った。以下、明らかになった諸点を示す。1)コメの生産調整の対象作物として期待されている飼料稲の普及、定着の担い手として、従来稲作等土地利用型耕種部門のコントラクターが参入しているケースが多く、水田部門における転作作物の定着と畜産部門の飼料供給という「耕畜連携」に重要な機能を果たしていることが明らかとなった。2)家畜糞尿の堆肥化施設の利用が課題となっているが、農協のコントラクターが散布の担い手となって参入することで、園芸農家等における堆肥の潜在的需要を掘り起こし、堆肥需要が飛躍的に増加し、循環型畜産の成立に大きく寄与したことを明らかにした。3)ドイツ南部におけるマシンネンリングの調査によると、従来、リングの重要な機能であった個別農家の機械の利用共同の業務が低下してきた。それは、機械作業受委託におけるコントラクターの存在が農家に浸透してきたためであり、コントラクターの経済性、作業の正確性、作業を委託することへの信頼性が高まってきたといえる。それにより、マシンネンリングの中にコントラクターが参入するという状況も生じている。4)コントラクターの経営基盤の確立という視点から、地域の農畜産業にどのように組み込まれていくかというプロセスとその条件を明らかにすることが最終年度に向けた課題である。最終年度は、各研究分担課題の補足調査と研究とりまとめの調整を行った。以下では、明らかになった諸点を整理する。1.国内におけるファームコントラクターの展開に当たって、新たな米政策改革と自給飼料増産政策の影響もあり、飼料稲の供給に関わる組織の増大が特筆される。それは、従来の畜産地帯のみならず、東北、関東の水田地帯に比較的多く展開した。産業組織的には稲作における受託組織からの参入があることが明らかとなった。2.北海道を中心に、混合飼料の最終製品としてのTMR供給を業務とするコントラクターへの展開が明らかとなった。これは、自給飼料基盤の確立という視点からは、究極のコントラクターの姿に近づいていると評価される。3.過年度の調査からも明らかになったことであるが、ファームコントラクターの業態が従来の粗飼料受託組織のみならず、一層複合化、多様化してきており、農村における総合コントラクターとしての位置づけが明確になってきている。従って、範囲の経済性の発揮が一層求められる。4.ファームコントラクターの産業組織形態としては、任意集団組織が法人化したり、農協の事業部門から農協出資型の法人へ展開するなど、よりサービス事業体として安定的な組織形態として展開していることが明らかとなった。産業構造としても、徐々に基盤が形成されつつあることが明らかとなった。
癌遺伝子産物を標的とした新しい癌免疫療法

以上の検討にもとづき、本療法の臨床応用を当施設倫理委員会に申請し、承認を得、現在症例を集積している。健常人末梢血20-50mlよりDynabeadsを用いてCD4^+T細胞を分離し、固相化抗CD3抗体とInterleukin-2(IL-2)により培養を開始した.さらに筆者らが開発した濃縮回転培養法を導入し大量培養を行い、CD4^+T細胞を養子免疫療法に利用しうる10^9個レベルにまで増殖せしめることが可能であった.しかも、それらの培養T細胞はIL-2産生能のみならず細胞障害活性をも有していた.また、担癌生体においても十分大量培養が可能であり、増殖培養されたCD4^+T細胞は、健常者とほぼ同等のIL-2産生能ならびに細胞障害活性を有することが明かとなった.つぎに、健常人および乳癌患者末梢血より培養したCD4^+T細胞と抗CD3×抗c-erbB-2 BSAbをもちいてin vitroでの細胞障害活性およびIL-2産生能を検討した.種々のc-erbB-2陽性乳癌細胞株に対する細胞障害活性は、乳癌患者由来のCD4^+T細胞も健常人のそれと同等の活性を有していた.また、IL-2産生能においても同様で両者に差を認めなかった.以上より、担癌患者末梢血より分離、培養したCD4^+T細胞も健常人と同様に十分なhelperおよびkiller活性を有していることが明かとなり、抗CD3×抗c-erbB-2 BSAbをもちいることによりin vitroにおいてc-erbB-2陽性腫瘍細胞にtargettingすることが可能であると考えられた.次年度は、in vivoでの効果を検討する予定である.以上の検討にもとづき、本療法の臨床応用を当施設倫理委員会に申請し、承認を得、現在症例を集積している。
血液ろ紙と線維芽細胞を用いたGC/MSによる脂肪酸β酸化異常スクリーニング法

脂肪酸β酸化異常症診断のため、以下の分析法を開発、検討した。1.遊離脂肪酸分析分析方法を確立し、2000年から2004年に当科に送られた918検体を分析した。MCAD欠損症を4例、VLCAD欠損症6例グルタル酸尿症2型を16例診断した。2.3-ヒドロキシ脂肪酸分析法の確立3.線維芽細胞への脂肪酸の取り込み(β酸化能)実験グルコースフリーの培養液を用い、培養液中にリボフラビンを様々な濃度で加え、パルミチン酸放射性同位体の取り込みおよび分解(β酸化)を検討した。検体にはグルタル酸尿症2型の細胞を用いた。その結果、筋型ではβ酸化能は正常対照と変わらなかった。以上から脂肪酸β酸化異常症の診断において、遊離脂肪酸分析と3-ヒドロキシ脂肪酸分析はタンデムマススペクトロメトリーによるアシルカルニチン分析結果を相補する診断法として有用と思われる。線維芽細胞でのパルミチン酸放射性同位体の取り込みβ酸化能の検査は軽症型では対照との差がなく、診断できる感度のよい方法を開発する必要があると思われた。研究課題に関して以下3項目について平成15年に行った内容を報告する。1)遊離脂肪酸分析分析方法と定期的に測定するシステムを血液ろ紙と血清について確立し、全国から送られてきたハイリスクスクリーニングの検体の分析を行った。平成15年度は182検体を分析した。グルタル酸尿症2型、極長鎖アシルCoA脱水素酵素欠損症、中鎖アシルCoA脱水素酵素欠損症を診断した。本法はアシルカルニチン分析とともに、脂肪酸β酸化異常症の診断に有用であった。これまでの分析結果を第15回国際先天代謝会議2003年9月、ブリスベーンで発表した。2)3-ヒドロキシ脂肪酸分析法の確立検体量・前処理法を検討した。検体量血清100ulを用い、炭素数9から17までの奇数鎖3-ヒドロキシ脂肪酸を内部標準とした。マイクロチューブを用い、酢酸エチルで溶媒抽出をした。トリメチルシリル誘導化してガスクロマトグラフイー/質量分析計で測定した。今後、疾患について測定の予定である。3)線維芽細胞への脂肪酸の取り込み実験培養、分析条件設定の決定グルコースが含まれない培養液を用い、培養液中にリボフラビンを様々な濃度で加え、パルミチン酸放射性同位体の取り込みを検討している。検体にはグルタル酸尿症2型の細胞を用い、重症型と軽症型の違いとリボフラビンに対する反応性を明らかにするため実験中である。また、安定同位体を用い、付加された脂肪酸の代謝を明らかにする系を検討中である。研究課題に関して以下3項目について平成16年に行った内容を報告する。1)遊離脂肪酸分析分析方法を確立し、全国からのハイリスクスクリーニングの検体の分析を行った。平成16年度は282検体を分析した。グルタル酸尿症2型疑いが6例みられた。2)3-ヒドロキシ脂肪酸分析法の確立3)線維芽細胞への脂肪酸の取り込み(β酸化能)実験グルコースフリーの培養液を用い、培養液中にリボフラビンを様々な濃度で加え、パルミチン酸放射性同位体の取り込みおよび分解(β酸化)を検討した。軽症型では、より鋭敏なβ酸化能の系が必要であると思われた。
懸濁粒子の海藻の基材への着生に及ぼす影響濃度に関する研究

本年度の研究目標は3種類の実験的研究を行うことであった。それぞれの研究目標と実績を述べる。(1)殻胞子の基材(カバーグラス)への着生に適切な方法を求めること。(1)自然の状態に近い通気培養法下での基材への着生法、(2)一定の殻胞子濃度を得るために適切と考えられる濾過法(テフロン性濾材、セラミック性濾材)、(3)殻胞子濃度と実験の容易性に優れた自然沈降法、及び(4)最も実験容易なポリスチレン容器底への自然沈澱法について検討した。これらのうち、(3)の自然沈降法による基材への殻胞子の着生法が最も安定な着生率とその後の細胞分裂が得られた。(2)懸濁粒子の種類、濃度及び存在状態によるノリ殻胞子の基材(カバーグラス)への着生と細胞分裂への影響濃度を知ること。懸濁粒子(カオリン)がノリ殻胞子の基材への着生に影響を及ぼす現象に関する知見を得るため、自然条件下で起こり得る殻胞子と粘土粒子の物理的な3つのパターンについて実験した。条件(1):懸濁粒子と殻胞子が同時に混合した状態で基材に到達した場合、条件(2):懸濁粒子が基材に沈降し、その上から胞子が基材に到達した場合、条件(3):胞子が基材に沈降し、その上から懸濁粒子が基材に到達した場合。カオリン懸濁海水は1/20PES培地にカオリンを加えて作成し、カオリン濃度は1、2、5、10、100、1000mg/lとなるように添加した。ノリ殻胞子(濃度約1x10^3個/ml)は実験当日にフリー糸状体から1/20PES培地中に放出されたものを用いた。(1)懸濁海水と胞子液を同時に基材上に添加し、(2)懸濁海水を基材上に添加し24時間放置後、沈降した懸濁粒子上に胞子液を静かに添加し、(3)胞子液を基材上に添加し24時間放置後、沈降した胞子上に懸濁海水静かに添加した。対照区として、胞子液と1/20PES培地のみを用いて基材上に胞子を着生させた。培養条件は、15°C、7000Lux(L:D=10:14)とした。5日間後、カバーグラスをろ過海水で洗浄後、基材に着生している胞子数と発芽体数を倒立顕微鏡を用いて計数した。最も阻害された条件は、(1)のカオリンと胞子を同時に添加した場合であり、着生数は10mg/lで対照区の25%に減少し、1000mg/lでは殻胞子は全く着生しなかった。沈降した懸濁粒子上に胞子を添加した条件(2)では、着生数は5mg/lまでは対照区と比較して有意差は見られなかったが、10mg/lでは対照区の40%に急減し、1000mg/lでは胞子は全く着生しなかった。胞子が基材上に沈降後カオリンを添加した条件(3)では、阻害が少なく、50mg/lにおいて対照区の60%の着生率を示し、1000mg/lの懸濁粒子が沈降しても25%が基材に着生した。発芽率は着生した発芽体数を全着生固体数より算出した。条件(2)では着生した胞子の発芽率が最も低く30-40%であった。これに対して条件(3)では、全ての懸濁濃度において着生した胞子の発芽率は90%であり、発芽に関して阻害が観察されなかった。(3)発芽体に占める生細胞を蛍光法で定量化する方法の検討。本年度はこの課題に関して報告できる成果が得られておらず、次年度の課題としたい。

ノリ殻胞子(濃度約1x10^3個/ml)は実験当日にフリー糸状体から1/20PES培地中に放出されたものを用いた。(1)懸濁海水と胞子液を同時に基材上に添加し、(2)懸濁海水を基材上に添加し24時間放置後、沈降した懸濁粒子上に胞子液を静かに添加し、(3)胞子液を基材上に添加し24時間放置後、沈降した胞子上に懸濁海水静かに添加した。対照区として、胞子液と1/20PES培地のみを用いて基材上に胞子を着生させた。培養条件は、15°C、7000Lux(L:D=10:14)とした。5日間後、カバーグラスをろ過海水で洗浄後、基材に着生している胞子数と発芽体数を倒立顕微鏡を用いて計数した。最も阻害された条件は、(1)のカオリンと胞子を同時に添加した場合であり、着生数は10mg/lで対照区の25%に減少し、1000mg/lでは殻胞子は全く着生しなかった。沈降した懸濁粒子上に胞子を添加した条件(2)では、着生数は5mg/lまでは対照区と比較して有意差は見られなかったが、10mg/lでは対照区の40%に急減し、1000mg/lでは胞子は全く着生しなかった。胞子が基材上に沈降後カオリンを添加した条件(3)では、阻害が少なく、50mg/lにおいて対照区の60%の着生率を示し、1000mg/lの懸濁粒子が沈降しても25%が基材に着生した。発芽率は着生した発芽体数を全着生固体数より算出した。条件(2)では着生した胞子の発芽率が最も低く30-40%であった。これに対して条件(3)では、全ての懸濁濃度において着生した胞子の発芽率は90%であり、発芽に関して阻害が観察されなかった。(3)発芽体に占める生細胞を蛍光法で定量化する方法の検討。本年度はこの課題に関して報告できる成果が得られておらず、次年度の課題としたい。
遺伝子組換え動物を用いた哺乳類における受精の分子メカニズムの解析

本研究課題の最終年度は、2つの遺伝子欠損(KO)マウスの解析に注力した。一つ目は初年度に作製したSpesp1KOマウスである。すでに前年度までにKOマウスの表現型解析はほぼ完了しており、KO雄マウスは生殖能力が野生型に比べ低下することが分かっていた。前年度からの解析の結果、このSpesp1KO精子は雌の子宮から輸卵管へと昇る能力の低下が見られ、さらには卵細胞膜との融合能も低下しているという、複合的な原因により生殖能力の低下が引き起こされていることが明らかとなった。また、KO精子ではいくつかの精子膜タンパク質の局在異常が見られたことから、KO精子の電子顕微鏡観察を行ったところ、KO精子では卵子と融合する際に必要な部位であるエカトリアルセグメント膜が消失した精子が多く観察された。これらの解析結果をまとめると、SPESP1タンパク質はその他の精子膜タンパク質を正しい場所に存在させておくことにより、受精に必須の部位であるエカトリアルセグメント膜の安定化に機能していることが示唆された。この研究成果は、Journal of Cell Scienceに掲載予定である。もう一つは、前年度に作製したSpacalKOマウスである。KO雄マウスは、精子頭部の形態異常により完全に不妊となった。KO精子の形態は、ヒト男性不妊症の一つである巨大円形精子症の表現型と非常に酷似していたことから、Spaca1KOマウスはヒト不妊症のモデルマウスとして有用であることが分かった。現在、精子形成におけるSPACA1タンパク質の役割を明らかにするために解析を進めている。本研究の初年度は、主に受精関連因子の同定及びその因子に関する遺伝子組換え動物の作製を行った。受精現象における最終ステップである精子と卵子の融合において、精子は頭部のequatorial segmentと呼ばれる部位で卵子細胞膜と融合すると言われている。そこで本研究では、ヒト精子においてequatorial segmentに特異的に存在することが確認されているSpesp1 (sperm equatorial segment protein1)に着目し、この遺伝子を欠損させたマウスを作製し、その精子の受精能について解析を行った。相同組換え法によりSpesp1遺伝子欠損ES細胞を作製し、キメラマウスを経てヘテロ欠損マウスが得られた。その後、ヘテロ欠損マウス同士の交配からはメンデルの法則に従って正常に発育するSpesp1遺伝子欠損マウスが得られた。Spesp1遺伝子欠損マウス精子は、in vivoにおいて正常な受精能を持つことからSpesp1は受精に必須の因子ではないことが判明した。しかし、この精子の受精能をIVF (in vitro fertilization)の系で検討すると、ヘテロ欠損、ホモ欠損型の精子は野生型の精子に比べ有意に低い受精率を示すことが判明した。次年度は、Spesp1遺伝子欠損マウス精子のin vitroにおける表現型が、受精においてどのような役割を持っているのか、さらに詳細な解析を行いたい。また、次年度の計画通りBAC recombineering法を用いた新たな遺伝子組換え技術の開発を行い、効率よく遺伝子組換え動物を作製しハイスループット解析を実現したい。前年度の解析より、マウスSpesp1は受精に必須の因子ではないことが明らかとなったが、さらに詳細な解析を行った結果、非常に興味深い因子であることが分かった。産仔数を比較すると、野生型に比ベヘテロ欠損型、ホモ欠損型共に有意に低い産仔数を示した。この結果は、前年度に明らかどなったIVF(in vitro fertilization)assayの結果と一致する。これらの結果から、Spesp1遺伝子KOマウスは受精に必須の因子ではないが、受精現象において何らかの役割を果たしているということが明らかとなった。この原因を探るために、本研究の目的の一つであるKO精子のUTJの移行を調べたところ、KO精子が野生型に比べ移行した精子数が少ないことが分かった。この解析は申請書に記載した蛍光精子を用いることによりin vivoでの精子の局在を観察することが可能となった。次に、本年度の研究計画にも記載したUTJ通過に重要な役割を果たしていると考えられているADAM3に着目して解析を行ったところ、Spesp1遺伝子KOマウスとの関連が見られる結果が得られた。しかし、これにっいてはさらに詳細な解析が必要だと考えられる。最終年度は、これまでに作製したKOマウスの解析と現在試みている迅速な遺伝子組み換え動物作製法の確立を目指して研究を行っていく。KO雄

マウスは、精子頭部の形態異常により完全に不妊となった。KO精子の形態は、ヒト男性不妊症の一つである巨大円形精子症の表現型と非常に酷似していたことから、Spaca1KOマウスはヒト不妊症のモデルマウスとして有用であることが分かった。現在、精子形成におけるSPACA1タンパク質の役割を明らかにするために解析を進めている。
全身麻酔における脳グリア細胞からの伝達物質開口放出の役割

本研究は、ビデオ増感顕微鏡(生きた細胞の微小構造の動的変化を画像処理することにより超高倍率でリアルタイム観察を可能とする方法)を用いて、脳グリア細胞からの伝達物質開口放出を観察し、全身麻酔におけるグリア細胞開口放出の役割を明らかすることを目的とした。2-5日齢のラット脳視床下部を摘出し、蛋白分解酵素で神経細胞およびグリア細胞を単離し、カバーガラス上で培養した。ビデオ増感顕微鏡を用いて、10,000-20,000倍の高倍率でグリア細胞を生きたまま観察した。37°C条件下でグリア細胞表面から小胞の開口放出が観察された。高カリウム液を投与し細胞を脱分極させると開口放出の頻度が増加した。興奮性アミノ酸であるグルタミン酸やそのアゴニストであるNMDAを投与しても開口放出頻度が増加した。一方、全身麻酔薬であるpentobarbitalsodiumを投与したところ、開口放出頻度は低下した。pentobarbital sodiumの細胞標的部位とホモロジーであるGABA_A受容体の選択的アゴニストmuscimolも同様に開口放出を抑制した。これらの結果から、pentobarbital sodiumは少なくとも、視床下部のグリア細胞からの化学物質放出を抑制して周囲の神経細胞の興奮性の調節をしていることが示唆された。また、その作用はGABA_A受容体を介することが示唆された。今後、他の脳部位でも同様の実験を施行し全身麻酔薬の作用部位を確定すること、及び、開口放出物質を同定することを主眼として研究を続行する予定である。
鎌倉時代の後鳥羽上皇の水無瀬離宮に関する政治経済史ならびに比較史的考察

後鳥羽上皇の水無瀬離宮は、複数の御所群から成る中核区域(ここには順徳天皇の母である修明門院のための小御所も造営された)だけでなく、御願寺、皇族や有力近臣の邸第が広く展開していた。後鳥羽上皇は、この離宮に職事弁官や蔵人頭などの朝廷の中枢官僚を京から呼び寄せ、政務の報告を行わせるとともに、自らの内意を朝廷に伝達させ施政に反映させていた。とりわけ国家大事として当時位置づけられた除目に対しては、春秋の除目よりも自由な形式である臨時除目を活用して自らの裁定を反映させた。水無瀬離宮での除目の裁定に関しては、源通親や藤原兼子などの近臣の意向も大きく影響し、その宿所へ後鳥羽上皇が赴いて諮問している場合もある。また水無瀬離宮では、院の近臣を奉者とする御教書や女房の書状、或いは上皇自らが書いた御書によって上皇の裁定が発給されることもあった。水無瀬離宮は交通も至便で、しかも平安京と適度な距離で隔たっていることが、後鳥羽上皇を頂く近臣集団が朝廷の政務に関与する上できわめて都合のよい場所であったといえる。またここを押さえることは、平安京と西国をつなぐ物流を掌握することにもなり、建保年間に魚市が移設されたことは大きな経済戦略であったといえる。西国経営に軸足を置く上でも、ここはその拠点としてふさわしい場所であった。中国の隋唐代の離宮では皇帝が所在する時、その離宮が政務の中心となった。後鳥羽上皇の時代にあっては上皇が最高の統治権を有しており、上皇がこの水無瀬に滞在する時は、水無瀬離宮が日本の政治的な中心であったということも過言ではないであろう。
有明海におけるアゲマキガイの資源回復に向けた嚆矢（こうし）的研究

有明海に生息するアゲマキと,本種の捕食者と考えられるカニやゴカイ類等の消化管内容物とC, Nおよびアミノ酸(PheとGul)の安定同位体比を測定した結果,(1)アゲマキは泥中の珪藻等を主たる餌料とするが,泥中に含まれる腐食物もわずかに同化していること,(2)アゲマキは体長2cm以下の稚貝時に,主にカニ類に捕食されることが示唆された.また,資源量増大を目指し,本種の好適生息環境を把握するために,(1)(2)の結果,と有明海の底質,水環境等の空間分布動態を解析した結果,有明海でのアゲマキの好適環境と考えられる地域(面積)に対し,実際に本種が生息している地域(面積)が著しく小さいことが示唆された.佐賀県沿岸において採集された天然アゲマキのアミノ酸(フェニルアラニンとグルタミン酸)の安定同位体比の測定と共に,消化管内容物の観察を行い,アゲマキの食性解明のための手法を確立させた.本手法の確立により,今後,高精度に栄養段階推定を行うことが可能となった.本手法は今後,アゲマキの捕食者の特定と捕食圧の時空間変異の解明活用する予定である.アゲマキ生息環境の把握を行うために,有明海の底質,水環境,餌生物・捕食者の分布動態を,既存のメタデータの整理を引き続き行い,これらのデータを統合した本種の生息に好適な環境条件の効果的な抽出手法の確立を目指す.アゲマキの食性解明を行うために,消化管内容物の観察とともに,特にアミノ酸(フェニルアラニンとグルタミン酸)の安定同位体比について測定を行い,食性解明のための手法を確立させた.本手法の確立により,今後,高精度に栄養段階推定を行うことが可能となった.アゲマキの捕食者の特定と捕食圧の時空間変異の解明のために,天然アゲマキが分布する海域での捕食者採集を行い,カニ類などを採集した.上述の確立した技術を用いて,今後アゲマキの捕食者を決定させる予定である.アゲマキ生息環境の把握を行うために,有明海の底質,水環境,餌生物・捕食者の分布動態を,既存のメタデータの整理を引き続き行っている.また特に,物理科学的な環境動態の中でも貧酸素動態に注目し,二枚貝の生存戦略に関する内容を既に論文で公表できた.これらのデータを統合した本種の生息に好適な環境条件の抽出を引き続き行っている.佐賀県沿岸において採集された様々なサイズ(成長段階)の天然アゲマキと,佐賀県の室内飼育による人工種苗のアゲマキの炭素・窒素安定同位体比,およびアミノ酸(フェニルアラニンとグルタミン酸)の安定同位体比の測定を行うとともに,消化管内容物の観察を行った.天然アゲマキと人工種苗アゲマキとのアミノ酸の安定同位体比と消化管内容物の結果の差異から,有明海に生息するアゲマキの好適食性が完全に解明されつつある.今後も本手法を用いて空間を広げ,八代海等も対象に高精度なアゲマキの栄養段階推定を行う.また,有明海でアゲマキの捕食者と考えられるカニ類,ゴカイ類等を採集し,それらの炭素・窒素安定同位体比,アミノ酸の安定同位体比を測定するとともに,消化管内容物の観察を引き続き行っている.これらのデータセットを基にアゲマキの捕食者の特定と捕食圧の時空間変異の解明を目指している.アゲマキ好適生息環境の解明・把握を行うために,有明海の底質,水環境,餌生物の空間分布動態を,既存のメタデータの整理を昨年度から引き続き行っている.データセットを基に,有明海・八代海でのアゲマキの好適環境と考えられる地域を算出した結果,好適な環境と考えられる地域(面積)に対し,実際に生息している地域(面積)が著しく小さいことが示唆された.本結果に対するデータ精度の確認を行うとともに,引き続き本種の生息に好適な環境条件の効果的な抽出手法の確立を目指している.アゲマキの好適食性解明を行うために,天然アゲマキと,室内飼育による人工種苗のアゲマキの消化管内容物の観察とともに,炭素・窒素安定同位体比,およびアミノ酸(フェニルアラニンとグルタミン酸)の安定同位体比について測定を行い,得られた結果の差異から,有明海に生息するアゲマキの好適食性が完全に解明されつつある.また,アゲマキの捕食者と考えられるカニ類,ゴカイ類等の炭素・窒素安定同位体比,アミノ酸の安定同位体比の測定中であり,これらのデータセットを基にアゲマキの捕食者の特定と捕食圧の時空間変異の解明を引き続き目指している.アゲマキ好適生息環境の把握においては,有明海の底質,水環境,餌生物の分布動態を,既存のメタデータの整理を行った.その結果,有明海・八代海でのアゲマキの好適な環境と考えられる地域(面積)に対し,実際に生息している地域(面積)が著しく小さいことが示唆された.また特に,データ統合の際に得られた知見を活用して,有明海の二枚貝の好適生息環境に関する内容の論文を公表することができた.

引き続き,本結果に対するデータ精度の確認を行うとともに,本種の生息に好適な環境条件の効果的な抽出手法の確立を目指す.アゲマキの好適食性解明を行うために,天然と人工種苗のアゲマキの消化管内容物の観察とともに,炭素・窒素安定同位体比,およびアミノ酸(PheとGul)の安定同位体比について測定を行い,得られた結果の差異から,有明海に生息するアゲマキの好適食性を推定した.天然と人工種苗のアゲマキの各値の比較の結果,アゲマキは生息場である泥中に含まれる珪藻等を主たる餌料とするが,泥中に含まれる腐食物もわずかに同化していることが明らかになった.本結果を元に,好適生息環境の解明においては,腐食成分を含む泥質を好適採餌場として解析を行った.また,アゲマキの捕食者と考えられるカニ類,ゴカイ類等の消化管内容物の観察,および炭素・窒素安定同位体比,アミノ酸の安定同位体比を測定した.その結果,アゲマキは成貝時に捕食されることはなく,主に体長2cm以下の稚貝時に,主にカニ類に捕食されていた.本結果を元に,好適生息環境の解明においては,肉食性カニ類の密度を捕食圧とみなして解析を行った.好適生息環境の把握のために,有明海の底質,水環境,餌料,捕食者の分布動態の既存データを整理した.その結果,有明海でのアゲマキの好適な環境と考えられる地域(面積)に対し,実際に生息している地域(面積)が著しく小さいことが示唆された.また,データ統合の際に得られた知見を活用して,有明海のアゲマキガイと同所的に生息する二枚貝の好適生息環境に関する内容の論文を公表した.現在,暫定作成したアゲマキのハビタット・マップの精度の再確認にも着手している.さらに本研究によって,アゲマキは有明海南部(緑川河口干潟)や八代海北部にもわずかに生息していることが明らかになった.これらのアゲマキ個体群は我が国固有の天然個体である可能性がある.そこで現在,新規に集団遺伝解析を行うことで,より人工種苗に適したアゲマキ個体を判別する研究にも着手している.有明海に生息するアゲマキと,本種の捕食者と考えられるカニやゴカイ類等の消化管内容物とC, Nおよびアミノ酸(PheとGul)の安定同位体比を測定した結果,(1)アゲマキは泥中の珪藻等を主たる餌料とするが,泥中に含まれる腐食物もわずかに同化していること,(2)アゲマキは体長2cm以下の稚貝時に,主にカニ類に捕食されることが示唆された.また,資源量増大を目指し,本種の好適生息環境を把握するために,(1)(2)の結果,と有明海の底質,水環境等の空間分布動態を解析した結果,有明海でのアゲマキの好適環境と考えられる地域(面積)に対し,実際に本種が生息している地域(面積)が著しく小さいことが示唆された.アゲマキの食性解明については,現在主な対象海域としている佐賀県沿岸域だけでなく熊本県沿岸域等のアゲマキの発見例がある有明海内の他の場所にも注目して解析を行う.また,アゲマキの捕食者についても幾つかの地域を比較することで,普遍的な関係性を抽出できることが期待される.アゲマキ生息環境の把握については,主に過去の有明海のメタデータを使用しているができるだけ現在に近いデータセットを用いるために,各関係機関との調整を行う予定である.また,統合解析に向けたより決定論的な空間統計的手法について引き続き検討を行う.アゲマキの食性解明および捕食者・捕食圧の特定については,引き続き有明海南部や天草,八代海等の他の地域のアゲマキの発見例がある有明海内の他の場所にも注目して解析を行い,アゲマキ周辺の食物網に関する普遍的な関係を抽出できることが期待される.アゲマキ生息環境の把握については,主に過去の有明海のメタデータを使用しているができるだけ現在に近いデータセットを用いるために,引き続き各関係機関との調整を行う.また,暫定結果に対するデータ精度の確認を行うとともに,効果的な統合解析に向けたより決定論的な空間統計的手法について引き続き検討を行う.海洋生態学,個体群生態学,群集生態学野外調査で使用した車のガソリン代(物品費)が当初の見込額より低く抑えられたため.雇用していた臨時職員がご家庭の事情(妊娠・出産)により予定よりも早期に退職となったためガソリン費用に組み込んで物品費として使用する.今年度の雇用期間を長くして使用する
導電性を制御可能な航空機構造用CFRPの創出と電撃損傷挙動に関する研究

高い導電性と力学特性の両立を目指し、導電性高分子・ポリアニリン(PANI)とドーパント、硬化ポリマーからなる導電性樹脂について、ドーパント、硬化ポリマーの組成や硬化プロファイルの最適化を実施し、高い導電性(厚み方向1.0S/cm以上)と高い力学的特性(曲げ強度500 [MPa]以上)の導電性CFRPを実現した。また、開発した導電性CFRPの実用化を加速するための研究として、従来のエポキシ系CFRPに比べ、力学的特性と成形性(粘度及び保存安定性)に課題を有することから、エポキシ系CFRPと導電性CFRPのハイブリッド構造の検討と、新規硬化型ドーパントの適用による成形安定性の向上とプリプレグ開発も実施した。ハイブリッド構造による高強度と耐雷性の実現と、低粘度・長期保存安定性を有する導電性プリプレグの実現性の目処を得ることができた。あわせて、PANI含有熱硬化樹脂について、ドーパントを内包したマイクロカプセル化と機械的処理によるPANI/ドーパント粒子の微粉砕化検討を実施した。その結果、良好な導電性(0.050.5S/cm)と未硬化樹脂の保存安定性が改善する(3日間以上)ことが確認された。開発されたCF/PANI、および従来材であるCF/PEEK, CF/Epoxy等のCFRPに対してインパルス放電試験と損傷後の非破壊検査を実施し、樹脂の電気伝導特性,および熱特性の違いが雷撃損傷挙動に与える影響を明らかにした。模擬雷撃試験の実験結果に基づき、電気伝導度の異なるCFRPを対象として有限要素法による電撃損傷過程のシミュレーションを行った。電気伝導度や熱分解特性を反映した損傷モデルを構築し、損傷解析手法の高度化を実現した。さらに電気伝導度に加えて、熱分解特性(耐熱性)、層間破壊じん性などがCFRPの電撃損傷挙動に及ぼす影響についても定量的に明らかにした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。高い導電性と力学特性が得られる樹脂組成として、導電性高分子・ポリアニリン(PANI)とドーパント・ドデシルベンゼンスルホン酸(DBSA)、硬化ポリマー・ジビニルベンゼン(DVB)の組み合わせについて、硬化プロセスの最適化を行い、導電性、成形性、強度特性の両立を図る実験的検討を実施した。PANIとDBSAの事前加熱ドーピング処理を施すことで、樹脂単体で高い導電性と強度特性を両立することを見出した。また、CFRP成形の際に、検討した最適加熱プロセス適用することで、面外導電率1[S/cm]以上、曲げ強度400[MPa]以上となるCFRPが得られた。更にPANIに対して種々のドーパント(エチルへキシルフォスフェート(EHP)/p-トルエンスルホン酸(PTSA)混合物、アクリレート基含有ドーパント(AOP))を用いることで導電性、成形性、機械特性を制御できることも見出した。CNT分散系CFRPとしては、垂直配向MW-CNTアレイと、これを水平方向に引き出すことによって得られる配向CNTシートを、樹脂リッチ層を有する航空機用CFRPの層間に挿入することによって、CFRPの面外導電率を0.0010.1 [S/cm]の範囲で制御できることを実証した。試作したPANI系CFRPおよびエポキシ系CFRPに対して、インパルス電流試験装置を用いた模擬電撃試験を実施し、電撃損傷特性を評価した。その結果、エポキシ系CFRPと比較して、PANI系CFRPにおいて損傷が大きく低減することが実証された。有限要素法(FEM)による熱・電気連成解析、熱応力解析等により、電撃荷重が負荷されたCFRP積層板の電撃損傷挙動に関する数値シミュレーションを実施した。その結果、厚さ方向の導電率が0.001から0.1 [S/cm]まで高くなると電撃による層間はく離離面積は5060%まで低減できる可能性が示された。本研究では、高い導電性と力学的特性を両立するCFRPを得るための方策として、導電性高分子を用いており、ドーパントの最適化、硬化ポリマーの最適化、混合・成形プロセスの最適化により、目的を達成するための研究を進めている。今年度は高い導電性が得られる組み合わせとしてPANI・DBSA・DVB混合樹脂を用いて、混合・成形プロセスの最適化により、従来性能(面外導電率:0.7[S/cm]、曲げ強度:250[MPa]程度)を凌駕する性能が得られている。エポキシ系のCFRPと同等の力学特性(曲げ強度:500[MPa]以上)を目指して研究を進める上で、十分な予備検討結果が得られている。また、PANI/EHP/PTSA/DVBからなる樹脂は、従来樹脂と比較して高い導電性(0.5S/cm)と長い保存安定性(-20°C、2週間以上)、可使時間(30°C、3時間)を有することを見いだしている。CNT分散系CFRPについても厚さ方向の導電性を3桁にわたって可能であることが実証されている。以上のことから、導電性制御CFRPについては順調に研究が進んでいるといえる。また、CFRPの電撃損傷評価試験と数値解析に関しては、樹脂の熱分解挙動を数値解析において考慮することによって、実験結果と計算結果が概ね対応している結果が得られており、評価・解析技術についても順調に研究が進展している。

高い導電性と力学特性の両立を目指し、導電性高分子・ポリアニリン(PANI)とドーパント・ドデシルベンゼンスルホン酸(DBSA)、硬化ポリマー・ジビニルベンゼン(DVB)からなる導電性樹脂について、ドーパントの複合化、事前ドーピングの適用、樹脂硬化プロファイルの最適化を実施し、CFRPの試作・実験的評価を実施した。改良したプロセスを経ることで、試作したCFRPは、成形安定性や品質安定性に課題は残るものの、高い面外導電率(1 [S/cm]以上)と優れた曲げ強度(500 [MPa]以上)を発現することを確認した。模擬雷撃試験を実施し、100 kAまでの瞬時大電流を付与した場合にも目立った損傷が発生しないことも確認された。さらに、PANIとカーボンナノ材料との複合化に関する検討もはじめ、導電率及び力学特性共に、個々の特性向上を合わせた以上の特性向上(相乗効果)が得られることを見出した。あわせて、スチレン誘導体やエポキシ樹脂などの硬化モノマーと、PANI/ DBSAとの反応性を制御することを目的として、新規酸性官能基含有ポリマーの少量添加とドーパントの配合プロセスの検討を行った。その結果、従来プロセスと比較して、保存安定性が大幅改善するとともに、粘度低減することが確認された。模擬雷撃試験の実験結果に基づき、電気伝導度の異なるCFRPを対象として有限要素法による電撃損傷過程のシミュレーションを行った。電気伝導度や熱分解特性を反映した損傷モデルを構築し、損傷解析手法の高度化を進めた。さらに電気伝導度に加えて、熱分解特性(耐熱性)、層間破壊じん性などがCFRPの電撃損傷挙動に及ぼす影響について調べるため、エポキシ樹脂、ビスマレイミド(BMI)、およびPEEK樹脂をマトリクスとするCFRPに対して模擬雷撃試験による評価を実施し、電気伝導度以外の影響も大きいことを新たに見いだした。PANI系導電性樹脂を適用したCFRPの開発、ナノカーボンの複合化による導電性の制御など、材料開発については当初の予定通りの成果が得られている。また、雷撃損傷挙動に及ぼす導電性の影響に関しても、実験的な評価に加えて有限要素法によるシミュレーションによる検討もなされている。更に、電気伝導度以外の材料物性値がCFRPの雷撃損傷挙動に大きく影響するという新しい知見も得られており、研究は順調に進展していると考える。高い導電性と力学特性の両立を目指し、導電性高分子・ポリアニリン(PANI)とドーパント、硬化ポリマーからなる導電性樹脂について、ドーパント、硬化ポリマーの組成や硬化プロファイルの最適化を実施し、高い導電性(厚み方向1.0S/cm以上)と高い力学的特性(曲げ強度500 [MPa]以上)の導電性CFRPを実現した。また、開発した導電性CFRPの実用化を加速するための研究として、従来のエポキシ系CFRPに比べ、力学的特性と成形性(粘度及び保存安定性)に課題を有することから、エポキシ系CFRPと導電性CFRPのハイブリッド構造の検討と、新規硬化型ドーパントの適用による成形安定性の向上とプリプレグ開発も実施した。ハイブリッド構造による高強度と耐雷性の実現と、低粘度・長期保存安定性を有する導電性プリプレグの実現性の目処を得ることができた。あわせて、PANI含有熱硬化樹脂について、ドーパントを内包したマイクロカプセル化と機械的処理によるPANI/ドーパント粒子の微粉砕化検討を実施した。その結果、良好な導電性(0.050.5S/cm)と未硬化樹脂の保存安定性が改善する(3日間以上)ことが確認された。
中性ボーズ並びにフェルミ原子気体における超流動性の理論的研究

研究課題に沿って、研究を遂行した。今年度においては特に中性ボーズ系で内部自由度を有するスピナーボーズアインシュタイン凝縮を研究した。超微細スピンFがF=2の系においてcyclic相に基底状態が存在する場合、その系に回転下に分数の巻き数をもつ特異な渦、即ち1/3-vortexの安定性を5成分に拡張したGross-Pitaevskii方程式を数値的に解くことによって明らかにした。Rochester大学や学習院大学での実験に沿ってRb原子気体を光学的にトラップした状況を念頭において、現実的なパラメーターを選んで計算を遂行した。その結果、1/3-vortexが十分な安定度をもって実験的に実現することが可能であることを示すことに成功した。Fの更に大きな系を考察した。この場合双極子-双極子相互作用が重要になるのでこの効果もモデルに取り込んで数値計算を実行した。その結果、spin-vortexと呼ばれる特異な渦が静止下で出現する可能性を新たに見出した。この理論は近い将来行われるであろう実験に指針を与えるものであり、この分野に重要な貢献をするものである。Huhtamaki氏は2008年秋から私の研究室に参加したので、現時点での成果としての論文発表はないが、研究は順調に進行しているので以下にはその状況を記すことにする。彼とのプロジェクトは1)スピナーBose-Einstein condensation(BEC)の研究と2)フェルミ原子気体のd波対称性をもつ超流動の研究とからなる。両者はボーズ粒子系とフェルミ粒子系と全く異なる統計に属する原子集団であるが、いったん超流動状態になると極めて似た理論構造を有していて共通の数学的な手法で記述することが可能である。一方で、これらの複数の秩序変数で記述される超流動体は前者がスピン空間の縮退から生じているのに対して、後者は対の相対軌道角運動量、即ち実空間での縮退から生じているという相違がある。従って、両者を同時平行的に研究していく十分の意義が存在する。1)の課題のスピナーBECについておこなったことは以下の通りである。まず系の基礎方程式であるGross-Pitaevskii方程式を書き下し、数値計算のためのプログラムを完成させたこと。次に系のパラメーターを適当に選んでcyclic相を安定にした。このcyclic相を回転させて生起する渦を詳細に調べた。その結果、渦の量子化が分数の、即ち1/3-vortexが他の可能な渦状態よりも安定なことを見出した。1/3-vortexはnon-commutativeなnon-Abelian vortexであるので、こうした特異な渦がスピナーBECのcyclic相に安定に存在することを初めて証明したことになる。実験の提案としてF=2にある87Rb原子気体を回転下に置けば、適当な成分比のもとでは1/3-vortexが生成できるというものである。2)の課題についても研究を進めた。Ginzgurg-Landau方程式をd対称の秩序変数の場合について導出した。それをとじ込めポテンシャルが存在する場合について数値計算を交えて解析した。弱結合と強結合の場合について理論を展開した。弱結合では強磁性状態が安定することを見出した。強結合ではcyclic状態を安定にするパラメーターのもとで、系を回転下に置いた。そこで生起する渦が1/3-vortexであることを見出した。この1/3-vortexの低励起構造を空間の様々な場所で計算し、局所状態密度を求めた。その結果、1/3-vortexの安定性の物理的な理由の一端を理解することができた。今後は1)につては系の集団励起構造を調べ、1/3-vortexにまつわる固有の集団モードの発見に努める。2)については1/3-vortexの渦芯回りのフェルミオン励起構造をしらべ、渦芯束縛状態を明らかにする。
喘息発症における上咽頭細菌叢の関与：16s rRNA解析を用いた網羅的検討

対象は当院呼吸器内科で気管支喘息の診断を受けた成人の喘息患者1名、健常者1名である。図3に示したように採取した上咽頭ぬぐい液をPowerSoil、DNA Isolation Kitを用いてDNAを抽出する。さらに抽出したDNAの中の16SrRNA遺伝子のV4領域をPCRで増幅、PCRによって大量に得られたDNAのヌクレオチドの塩基配列を次世代シークエンサー(Illumina MiSeq)にてシークエンスし、得られた配列データからバーコード配列を除去し、データベースにある既知菌種に帰属させることにより、細菌ゲノムを同定した。結果、喘息症例asthma1健常症例asthma2とした。細菌のゲノム数に差はみられたがぬぐい液でのDNA抽出は可能であった。OTUの数がことなっていたが2症例とも属レベルでの細菌の同定が可能であった。喘息群はcorynebacterium属の占める割合が多く、健常群はStaphylococcus属の占める割合が多かった。Hiltyらは喘息患者ではProteobacteriaが増加しBacteroidetesが低下していることを報告し、特にproteobacteriaの中ではHaemophilus属の増加が顕著であった。これよりProteobacteriaの増加は喘息患者の下気道のマイクロバイオームの一つの特徴であると考えられている。また特定の細菌が喘息の重症化や表現型に関与する可能性が示唆されており、M.catarrhalis,S.pneumoiae,H.influenzaeのいずれかが優勢な喘息患者は好中球炎症の割合が高く、喘息の罹患年数が長く、一秒率が低いことも報告されている。今回の結果は2症例であったが上咽頭でのHaemophilus属の割合が低い結果になっているが今後の症例数を増やした検討が必要である。今回2症例ではあったが喘息症例、健常症例の上咽頭ぬぐい液で16S rRNA解析による解析をおこなったところ上咽頭細菌叢の採取は可能であった。また2症例に差異がみられた。傾向などを述べるには至らず、今後症例を重ねて検討したい。また難治性の喘息群に関しても検討を重ねる予定である。しかし、上咽頭細菌叢は多彩とはいえず、採取方法、採取するスワブの種類、凍結の方法などに試行錯誤をくりかえしている途中である。今後も細菌叢の採取をすすめていき、適切なスワブ、凍結方法について検討する方針である。健常群、喘息群について進めていく予定である。細菌叢のデータが安定しておらず、症例数がまだ少数であるため。国際学会参加が困難であったため。