hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
知識処理を含む制御系設計支援システムの開発

1.「システムモデリング支援システム」:離散時間システムの同定を行うシステムで、モデルの選定・推定手法の選定が自由に選択でき、同定結果の評価を含ませた点に特徴がある。この評価を基に、モデルの選定ミスがあるときの診断を表示し、選定ミスに対する対処が行いやすい機能を有している。2.「制御系設計支援システム」:多入力・多出力制御系設計において、従来の多変数制御系設計手法および新たに考案した周波数依存型重み付きLQ制御とHoo混合感度問題を取り扱ったロバスト制御設計手法を取り入れた。これらの設計手法を用いたときの結果を時間領域・周波数領域において自由に選択・表示できる機能を有する。これにより、設計者の任意の仕様を満足するシステムとなっている。3.「適応制御系のス-パ-バイザ」:適応制御方策のうち、直接型の最小分散セルフチュ-ニングコントロ-ル(STC)に注目し、従来提案されている種々のSTCの大域的収束性について検討した。次に、様々な特性のシステムに対し、どのアルゴリズムが適しているかを考察し、この結果を開発したサブシステムに取り入れ、幾つかのアルゴリズムを選定じきる機能を有する。4.「知識型制御系構成のための設計支援システム」:本システムは4つの部分からなる。すなわち、知識ネット生成部、推論エンジン、ワ-クシ-ト生成部、知識解析部である。本システムへの入力は、設計者のあいまいな表現で与えられる知識を考慮できるよう、擬似自然言語で与えることができ、知識ネット生成部はこの入力された知識を意味ネットワ-クへ変換する。これにより、定量的に表現し難いような制御方策を計算機に取り込む作業の円滑化を図ることができる。「知識処理を含む制御系設計支援システムの開発」の最終段階として次の5つの基本サブシステムを構築した。1.「知識獲得支援システム」:制御系設計の際に必要とされる知識の獲得を行うシステムで、獲得した知識を設計者が使いやすい形で登録・追加・修正する機能を有する点に特徴がある。2.「対話型同定支援システム」:離散時間システムの同定を支援するシステムで、推定手法・モデル次数およびサンプリング時間の選定を支援することを目的としており、同定結果の評価を含ませた点に特徴がある。3.「制御系CADシステム」:多入力・多出力制御系の設計支援を目的としたグラフィックス機能を活用した制御系のCADシステムの構築を行った。このCADシステムが有する設計手法に、従来の多変数制御系設計手法および新たに考案したH無限大混合感度問題を取り扱ったロバスト制御設計手法を取り入れてある点に特徴がある。4.「適応制御系のス-パ-バイザ」:適応制御方策のうち、直接型の最小分散セルフチュ-ニングコントロ-ル(STC)に注目し、従来提案されている種々のSTCの大域的収束性について検討した。さらに、収束性・計算負荷の点で特徴のある新たなSTCアルゴリズムを考案した。次に、様々な特性をもつシステムに対し、どのように設定パラメ-タを選ぶかをシミュレ-ション実験を通して考察を行い、この結果を開発したサブシステムに取り入れ、運転条件を判断できる機能を有する。
DNA二本鎖切断の際に染色体末端で形成されるエンドジョイニング複合体の構造と機能

我々は、DNA二本鎖切断によって形成されるDNA末端のエンドジョイニングの際に形成されるDNA-蛋白質複合体に含まれる因子を探索する目的で解析を行い、ヒストンH4やヒストンアセチル化酵素Nat1-Ard1が、DNAのエンドジョイニングに働き、その機構を通して欠失変異を引き起こす非相同的組換えや修復に関与していることを明らかにした。これらの結果を基にして、DNAの末端が凝縮してヘテロクロマチン様の構造を形成するというモデルを提唱した。さらに、出芽酵母Sgs1ヘリケースが相同的組換えを介して非相同的組換えを抑制することを明らかにした。さらに、出芽酵母Sgs1ヘリケース遺伝子をBLM及びWRNへリケース遺伝子と置き換えた酵母株を作成して、酵母細胞内でのBLM及びWRNヘリケースの働きを調べ、BLM及びWRNヘリケースが酵母において相同的組換えを介して非相同的組換えを抑制することを示した。次に、姉妹染色体をつなぐ役割をするcohesinに関わる因子を明らかにする目的で、分裂酵母Rad21pと相互作用する因子をtwo-hybrid systemを用いて探索した。その結果、分裂酵母の新規遺伝子toil^+を単離した。toil^+遺伝子の解析の結果、toil^+が細胞のM期から間期への移行に必須であることを示した。またtoil^+と遺伝学的に相互作用する遺伝子として分裂酵母のRanGTPaseであるspil^+が単離されたことから、toil^+がRanGTPasesystemに働くことが強く示唆された。
HPV亜型別の感染細胞内組み込み様式に基づく、病理学的な予後推測マーカーの検討

HPV感染マーカーのp16蛋白と、HPV組み込み様式によって発現量が変化するL1蛋白を指標とし、子宮頸部病変への予後推測に応用できるかどうかを検討した。細胞診自己採取検体では、HPV検査を併用することで、病変の検出感度及び特異度を上げることが可能となった。p16染色に加え、増殖マーカーであるki-67染色を細胞診検体に同時に行い、2重染色法とすることで、より特異的に腫瘍細胞の同定ができるようになった。1.HPV感染マーカーのひとつであるp16と、HPV感染細胞内でのウイルス粒子の産生パターンとウイルス組み込み様式によってその発現量が変化するL1蛋白を指標とし、子宮頸部病変の予後推測に応用できるかどうかを、病理組織検体を用いて検討した。子宮頸部のlow gradeの異形成(CIN12)で、経過観察ののち予後の判明している標本を一部に含む症例群に対し、免疫組織学的にp16とL1蛋白の発現を検討した。症例には48例の病変退縮群と、40例の病変進行群を含む。p16陽性率は病変進行群で有意に高く、一方でp16-/L1-例は病変退縮群と有意に相関していた。p16とL1の発現は子宮頸部病変の進行に伴って、L1-/p16-、L1+/p16-、L1+/p16+、L1-/p16+の順に変化していくことが推側された。以上より、病理組織検体においてもL1/p16蛋白発現の状態によって、病変の予後を推測できることが明らかとなり、実際の日常診断の現場においても有用であると考えられた。2.液状細胞診検体の可能性を広げるものとして、自己採取検体での利用がある。細胞診自己採取検体は診断に十分な細胞量の確保や、適正な部位からの細胞採取などが実用にあたっての問題点とされている。子宮頸癌検診における細胞診自己採取検体の利用と、HPV検査との併用の意義について検討を行ったところ、自己採取検体では通常の医師採取検体に比べ、Papスメアーでの判定に偽陰性が出やすい傾向があるが、HPV検査を併用することで、病変の検出感度を上げることができるとの結果が得られた。以上から、細胞診自己採取検体の検診への利用は、同時にHPV検査を併用することで、検出感度が低い弱点をカバーできる可能性が示唆された。HPVの感染は子宮頸癌や頸部異形成病変の発症に必須の要因である。臨床では病理・細胞診検体において、その形態像とともに個々の腫瘍細胞にHPV感染の有無を直接確認するにはin situ hybridization法などの手法があるが、手技が複雑であり、感度の問題もあり日常的には行われていない。そこで、HPV感染とその宿主DNAへの組み込みの指標としてp16発現が代理マーカーとしてよく利用されている。病理組織学的には子宮頸癌や頸部異形成病変に極めて特異的にp16の高発現が認められ、診断に有用となっている。一方細胞診領域においてもp16染色は有用であり、形態診断の補助的な役割を担っている。しかしながら、細胞診上では、p16の免疫染色は頸管腺や内膜腺などの非特異的な染色像が混在するため、腫瘍細胞の正確な同定にはしばしば困難なことがある。近年、p16染色に加え、増殖マーカーであるki-67染色を同時に行い、2重染色法とすることで、より特異的に腫瘍細胞の同定ができるようになった。このp16/ki-67の2重染色法をすでにHPV型の判明している検体で評価したところ、明瞭に腫瘍細胞を同定できることが判明した。また、液状細胞診標本で施行することで、1枚のガラス検体あたりの正確な腫瘍細胞の個数(腫瘍細胞の量)を計測することができた。これにより、標本上の腫瘍細胞の個数が、HPV型と有意に相関していることが判明し、高悪性度HPV型や、特にHPV16型においては有意に出現する腫瘍細胞量が多いことが明らかとなった。また、同様の検討を自己採取検体でも比較したところ、自己採取検体では明らかに出現する細胞量が少ないことがわかった。これは自己採取検体での判定に偽陰性が出やすい理由と合致するものであった。今年度は子宮頸部腺癌とHPVとの関係、予後推測に関するマーカーの検討を行った。最近の研究では、子宮頸部腺癌の一部に特徴的な形態像と胃型の粘液形質を有する胃型腺癌の概念が提唱されている。胃型腺癌はHPV陰性例が多く予後不良と報告されているが、その詳細について結論は出ていない。また胃型腺癌は、時に臨床病理学的に診断困難な、いわゆる"悪性腺腫"との関係や、胃型腺癌の前癌病変と推測されている分葉状頸管腺過形成(lobular endocervical glandular hyperplasia)との鑑別診断も問題となっている。

今回、子宮頸部腺癌での胃型形質の発現率、胃型形質とHPVの関連性について検討した。子宮頸部腺癌72例から胃型腺癌の組織学的診断基準(豊富で淡明な細胞質と明瞭な細胞境界)を満たし、かつHIK1083陽性を条件として胃型腺癌を抽出し、さらにHPV感染状態、消化管への分化傾向および悪性度を調べるためHPV型判定検査およびp16、MUC6、TFF1、CDX2、PDX1、p53、HER2、ki-67の免疫組織化学的検討を行った。胃型腺癌は10/72例(14%)で、非胃型腺癌と比べ有意に進行例が多かった。HPV陽性率は非胃型腺癌63%に対し胃型腺癌0%であった。胃型、非胃型間でMUC6、TFF1、CDX2の陽性率に有意差はなく、HPV陽性、陰性間でMUC6、TFF1、CDX2、PDX1の陽性率に有意差は認められなかった。胃型腺癌はすべてHPV陰性であったが、胃型形質自体は胃型腺癌に特異的ではなく、HPV感染の有無に関わらず子宮頸部腺癌にしばしば認められることが明らかとなった。扁平上皮癌や異形成病変に関して、主として免疫染色を用いた病理・細胞診断上の補助マーカーの検討がほぼ完了した。24年度が最終年度であるため、記入しない。頸部腺癌についてもHPV亜型や、組み込み形式による予後因子の検討を行う予定である。頸部腺癌はHPV関連である通常型腺癌が主体であるが、一部に胃の幽門腺に類似した胃型粘液を産生する胃型の腺癌が存在することが明らかとなった。この胃型腺癌はHPVとの関連が乏しく、HPV非関連の子宮頸部腺癌と推測され、予後不良であることが言われている。現在、自検例でこの仮説を検証すべく、HPV型検索、胃型腺癌の抽出などを行っている。
単分子輸送活性に基づくトランスポーターモデルによる薬物の脳移行予測基盤の構築

本研究は、脳関門で機能するトランスポーターの単分子輸送活性と発現絶対量との情報の統合により脳への薬物移行を予測する基盤を構築することを目的とした。LC-MS/MSを用いてmdr1aの絶対発現量を定量する系を構築し、マウス脳毛細血管及び発現培養細胞における絶対発現量を明らかにした。数理式を用いてin vitro輸送活性と絶対発現量を用いた再構築によって、in vivoから求めたKp, brain ratio及びKp, brainを予測できることを明らかにした。単分子活性に基づく血液脳関門のMDR1/mdr1a(p-糖タンパク質)の機能を予測、評価するための基礎技術の開発を行った。ヒトMDR1及びマウスmdr1aの絶対発現量をLC-MS/MSによって定量する系の構築を行い、10fmol-5000fmolの定量範囲を持つ定量系を確立した。この定量系を用い、ヒトMDR1及びマウスmdrlaを発現する安定発現株の細胞膜におけるそれぞれの分子の絶対発現量を明らかにした。輸送活性に関しては、まず、反転膜小胞による輸送活性の測定を試みたが、既知のMDR1及びmdr1aの基質の取込は認められなかった。そこで、トランスウェルによる経細胞輸送を輸送速度が異なると予想された6化合物について測定し、各化合物のmdr1aの見かけの輸送の寄与を求めた。さらに、分子当たりの寄与から脳への分布を予測する計算理論を構築した。一方で、マウス血液脳関門に発現するmdr1aの発現量を明らかにするために、まず、磁気ビーズによってマウス脳毛細血管内皮細胞を高純度に単離する手法を構築した。非常に高純度の内皮細胞を単離することができたが、mdr1aの絶対発現量を得るには十分な内皮細胞を得ることができなかった。そこで、ガラスビーズをもちいて単離した脳毛細血管を用いて血液脳関門におけるmdr1aの絶対発現量を明らかにした。従来の脳関門輸送研究はトランスポーターの輸送への関与を定性的に示すことにとどまっている。しかし、薬物の脳移行性の制限に関わる脳関門排出輸送に真に重要な役割を果たすトランスポーターは、輸送への寄与を定量的に解明することで初めて同定することができる。そこで本年度は、P-gpに焦点を当てin vitroから求められる分子あたりの活性とin vitroとin vivoのP-gpの絶対発現量から、in vivoのP-gpの活性指標であるKp,brain ratioの再構築を行った。LC-PK1及びmouse P-gp発測定し、corrected flux ratioを求めた。また、発現細胞とマウス脳毛細血管におけるMdrlaの絶対発現量はLC-MS/MSを用いて計測した。一方、in vivoのKp, brain ratioをMdr1a/1b(p-gp)knockoutとwild-typemiceを用いて、定速静脈内投与によって求めた。その結果、再構築したKp, brain ratioは、in vivoから求めた実測値と良好に一致した。本成果によって、分子あたりの活性と絶対発現量からin vivoのトランスポーターの寄与を再構築できることが初めて示された。そこで昨年度に再構築をおこなったKp, brain ratioをさらに発展させ、本年度はKp,brainの再構築をおこなった。Kp, brainの再構築は、Kp, brain ratioと脳及び血中の非結合型分率を求めることによって再構築できる理論構築をおこなった。非結合型分率を平衡濾過法および脳スライス法によって求め、12化合物におけるKp,brainの再構築をおこなった。その結果、9化合物について実測したKp, brainの3倍以内の値となり、再構築することに成功した。3倍以上の値となった3化合物については、P-糖タンパク質以外のトランスポーターによって輸送される可能性が考えられる。今後は、寄与するトランスポーターを増やすモデルを構築し、再構築の精度を上げることによってヒト脳関門における各トランスポーターの寄与を明らかにすることが可能となり、さらにヒト脳への薬物の分布を予測することがかの王になることが期待できる。
遺伝子ネットワーク解明に向けた高機能性人工デコイ核酸の開発

デコイ核酸は、転写因子などDNA結合タンパク質の認識配列に見せかけ、本来結合すべきDNAとの結合を阻害する。これらデコイ核酸を活用することにより、特定の転写因子によって支配されていた複数の遺伝子発現を一挙に制御することが可能となり、遺伝子ネットワークの解明の突破口になることが期待できる。我々はこれまでに天然核酸の糖部を「望ましい形に固定化する」ことにより一本鎖RNAや二重鎖DNAそれぞれに対して強固な二重鎖、三重鎖を形成するアンチセンス法、アンチジーン法に使用可能な2',4'-BNAの合成に成功している。さらに2',4'-BNAは一本鎖DNAとも強固に結合することからデコイ核酸として機能することが予想される。2',4'-BNAの糖部はN型であり2',4'-BNAを含むオリゴヌクレオチド(ODN)はRNA型に近づくと予想される。そこで糖部をより「望ましい形に固定化する」ことを目指し二重鎖DNAが持つS型に糖部を固定化したヌクレオシド類縁体の合成を目指し研究を進め、以下のような興味深い結果を得ることができた。[2]3'-amino-2'-deoxy-3',4'-BNAを導入したODNがS-オリゴ以上の非常に優れた酵素耐性を持つことを明らかにした。また、その二重鎖はCDスペクトル解析の結果からDNA型に近く、転写因子の結合に有利であると考えられた。[3]2',4'-BNAを組み込んだBNA-decoyがS-オリゴの様な非特異的な遺伝子発現抑制を示さない優れたデコイ分子であることを示した。
敗血症病態が及ぼす単球系細胞内ｍｉｃｒｏＲＮＡの発現変化と炎症消退機能への影響

単球系の細胞死および貪食能低下は死細胞クリアランス機能の低下を導き、炎症が継続し予後悪化の原因となる。我々は過去、敗血症時のストレス性急性高血糖病態が単球系細胞の機能低下から炎症増悪因子になることを解明した。そして、近年、遺伝子発現の調節に大きな役割を演じることが知られているmicroRNAが、これら病態時に単球で如何なる発現変化をするのか探索した。その結果、敗血症時にmicroRNA-21の発現がマクロファージ貪食能制御に重要な役割を果たすことが判明した。また、それ以外にも新たなmicroRNAがこれらの現象に関与しているとの仮説から、今後は次世代シーケンサーにて網羅的解析を行う予定である。<方法>予備実験段階として、最初に腹腔内あるいは静脈内にLPS投与をすることで炎症を惹起させた敗血症モデルラットを作成後、LPS投与後のタイムコース(72時間)を設定し、各々の時相でイソフルランによる深麻酔下に腹腔内マクロファージを回収した。次に、回収した腹腔内マクロファージに対して、miRNAの分離と濃縮を市販のmiVanaTM miRNA Isolation Kit等を用い抽出した。そして、miRNA発現の絶対的定量評価が可能で、従来のマイクロアレイより優れたlon PGMシステム(次世代シーケンサ, Life Technology社)を用いて、網羅的解析を施行した。<結果>予備実験段階ではあるが、炎症反応と関連が知られているmiRNA-155等を含むいくつかmiRNAの発現とマクロファージの貪食能の変化との新たなる関連性が示唆された。今後も引き続き研究を行い、最終的にはIn vivoでの研究を予定している。<目的>敗血症時において、マクロファージの細胞死・貪食能低下は、病原体や死細胞のクリアランスが低下し生体の炎症消退を遅延させる要因となる。炎症消退に働くサイトカインIL-10やセリンスレオニンキナーゼのAktがマクロファージの貪食能に関与している事は報告されている。また、炎症時に惹起されるタンパク質PTEN、PDCD4はそれぞれ下流に存在するAktのリン酸化、IL-10の発現を抑制し、炎症を亢進させる作用を持つ。タンパク質の発現が細胞機能を制御する事は周知であるが、近年タンパク質の発現を制御するmicroRNA(miRNA)の働きが注目されている。今回我々は敗血症時にmiRNAの一つのmiR-21が、PTEN、PDCD4の発現を抑制することでAktのリン酸化やIL-10の発現及び、貪食能を制御するとの仮説に基づき実験を行った。<方法>LPS投与後(10ng/ml)のmiR-21の経時的発現変化、大腸菌片に対する貪食能の変化、Aktのリン酸化及びIL-10の細胞内発現量の変化を観察した。また、Nucleofection法を用いて単球系細胞(分化型THP-1細胞、ヒトマクロファージ)にmiR-21のmimic及びsilencerを導入することで人為的にmiRNAの過剰発現・発現消失を行い、その時の上記の変化を観察した。<結果>LPS投与により経時的にmiR-21の発現が上昇し、貪食能が上昇した。miR-21の過剰発現条件ではPTEN及びPDCD4の発現は低下、Aktのリン酸化、IL-10の上昇を認め、貪食能が亢進した。過小発現条件ではPTEN及びPDCD4の発現は上昇、Aktのリン酸化、IL-10の低下を認め、貪食能が著明に低下した。<結語>敗血症時において、miR-21の発現がマクロファージの貪食能制御に重要な役割を果たすことを明らかにした予定より培養細胞実験が遅れているため、当初の予定であった動物実験は次年度に施行予定である。ラットを用いての動物実験の群において、血液中又は腹腔内Monocyte/Macrophaeを回収し、平成24年度のIn Vitro実験系で調べた項目に関して、72時間の経時的変化を調べる。miRNA関連品、Nulcleofection法(新しい電気穿孔法による遺伝子導入法)を用いた関連試薬、PCR関連品、インヒビター、抗体、ペプチド、ELISAキット、培養関連品等を使用予定である。miRNA関連品、Nuleofection関連のキット、ペプチド、ELISAキットについては、1バイアル、1キット当たり5万円から20万円程度であり、1回の実験で2万円から5万円程度のコストを要する時もある。フローサイトメトリー用の抗体は、固定標本に比べ染色時に高濃度の抗体を要する為、使用量が多くなる。
『元亨釈書』を中心とした東アジアにおける日本中世僧伝の研究

多くの研究情報を効率的に調査・研究・活用するために、引き続き基盤整備に努めた。そのため、『五山文学新集』『群書類従』(正・続)など、各種僧伝を含む史料類等の基本的な図書の購入を進めた。また、僧伝研究情報の収集のため、奈良県奈良市西の京薬師寺および大阪府大阪市武田科学振興財団を訪れ、調査を行った。データベース構築では、引き続き『元亨釈書』伝部に焦点をしぼり、各僧伝の登場人物について入力を進めた。具体的には、僧侶の人名ごとにデータを切り出し、その活動等の情報に関する本文を対応させてデータを蓄積した。今年度は最終年度に当たるため、3年間蓄積してきたデータを整理・総括した。すなわち、本データベースは、伝部のうち「慧解」から開始し、「感進」「明戒」「壇興」「方応」「力遊」までの入力を完了した。例えば、[(項目)義淵(読み)ぎえん(出典)元亨釈書慧解二之-(年月日)999999999(伝記情報)世姓阿氏、和州高市郡人]という具合にデータを作成している。他の説話類や僧伝等との相互的な検索により、個々の僧伝の比較研究ができるようなシステムとなっている。また、本研究に関連して参加してきた中世宗教史研究会においては、僧伝関連史料としても重要な「曼殊院文書」の講読や参加者の個別研究の蓄積を踏まえて、研究代表者が編者となり、『中世の寺院と都市・権力』(五味文彦氏と共編)出版の準備を進めた。また同じく、古代・中世の往生伝・『法華験記』や説話集、種々の文書・記録・典籍等の僧伝にも関連する歴史史料の調査・研究を踏まえて研究代表者が従来から発表してきた諸論考に、東大寺の持経者の活動を、個々の僧侶の伝記等に即して具体的に明らかにした新稿などを交えて、『中世仏教の原形と展開』出版の準備を進めた。多くの研究情報を効率的に調査・研究・活用するために、基盤整備に努めた。そのため、各種辞典類をはじめとする基本的な図書や記憶媒体などの購入を進めた。また、研究情報の収集のため、各地で現地調査を行った。具体的には、空海・最澄らをはじめとする高僧伝の主人公が実際に活動し、あるいは高僧伝の情報源となるような伝説が形成された地域に注目してフィールドワークを進めた。会津盆地では、最澄との教学論争で有名ながら、確実な文献資料に恵まれない徳一の事跡や遺跡についての実地見学や聞き取り調査を進めた。また、徳島・高知では弘法大師空海を中心とする霊場の形成に注目し、僧伝の形成について調査を進めた。松江・宇治等では、古記録研究者との協同研究会を通じて、古記録に現れる僧の活動について、どのような分析方法や調査・検索が可能かについて検討し、あわせて日吉大社などの主要な史跡の調査を行った。さらに、2004年8月にトロントで開かれた国際法華経学会に出席し、「法華験記の再評価」と題して研究発表を行った。ここでは、僧伝史料として従来から注目されていた法華験記を題材に、その歴史史料としての有効性について強調した。ついで、僧伝としての分析の実例として、法華験記のなかに現れる顕密という語に注目し、法華験記の背景や東寺の修行者の志向性について論じた。その際、ワシントン大学にも立ち寄り、僧伝関係資料の調査および研究者との情報交換を行った。最後に、データベース構築では、『元亨釈書』伝部のうち、浄禅および慧解の二章に焦点をしぼり、各僧伝の登場人物について試験的に入力を開始している。将来的には、他の説話類や僧伝等との相互的な検索により、個々の僧伝の比較研究ができるようなシステムの構築を目指している。そのため、『国史大辞典』など、各種辞典類をはじめとする基本的な図書やデジタルカメラなどの購入を進めた。また、海外における僧伝研究情報の収集のため、アメリカ合衆国イェール大学東アジア図書館およびプリンストン大学東アジア図書館を訪れ、調査を行った。イェール大学東アジア図書館では、同館の所蔵する朝河貫一収集資料のうち、「応永三十二年具注暦」を調査した。同史料の紙背は「元徳二年曼茶羅供次第」であり、すでに翻刻紹介されている。調査の結果、同史料は15世紀前半に醍醐寺を中心に活動した真言宗僧侶の日記が書き込まれており、記主の確定にはいたらないものの、おそらくは満済ないしは義賢周辺の比較的身分の高い僧侶によるものであることが明らかとなった。記事の内容は、天皇・上皇の周辺や自身に関すること、また当時の伝聞記事など多岐に渡る。プリンストン大学東アジア図書館では、最近アメリカで発表された・宗教史関連の文献について調査するとともに、同大学宗教学部のジャクリーン・ストーン教授および大学院生等と研究情報交換の機会を設けた。最後に、データベース構築では、引き続き『元亨釈書』伝部に焦点をしぼり、各僧伝の登場人物について入力を進めた。具体的には、僧侶の人名ごとにデータを切り出し、その活動等の情報に関する本文を対応させてデータを蓄積させてゆく。

また、僧伝研究情報の収集のため、奈良県奈良市西の京薬師寺および大阪府大阪市武田科学振興財団を訪れ、調査を行った。データベース構築では、引き続き『元亨釈書』伝部に焦点をしぼり、各僧伝の登場人物について入力を進めた。具体的には、僧侶の人名ごとにデータを切り出し、その活動等の情報に関する本文を対応させてデータを蓄積した。今年度は最終年度に当たるため、3年間蓄積してきたデータを整理・総括した。すなわち、本データベースは、伝部のうち「慧解」から開始し、「感進」「明戒」「壇興」「方応」「力遊」までの入力を完了した。例えば、[(項目)義淵(読み)ぎえん(出典)元亨釈書慧解二之-(年月日)999999999(伝記情報)世姓阿氏、和州高市郡人]という具合にデータを作成している。他の説話類や僧伝等との相互的な検索により、個々の僧伝の比較研究ができるようなシステムとなっている。また、本研究に関連して参加してきた中世宗教史研究会においては、僧伝関連史料としても重要な「曼殊院文書」の講読や参加者の個別研究の蓄積を踏まえて、研究代表者が編者となり、『中世の寺院と都市・権力』(五味文彦氏と共編)出版の準備を進めた。また同じく、古代・中世の往生伝・『法華験記』や説話集、種々の文書・記録・典籍等の僧伝にも関連する歴史史料の調査・研究を踏まえて研究代表者が従来から発表してきた諸論考に、東大寺の持経者の活動を、個々の僧侶の伝記等に即して具体的に明らかにした新稿などを交えて、『中世仏教の原形と展開』出版の準備を進めた。
Language Motivation and Culture beyond Personality Traits

2017年度5月より、産前産後育児休暇を取得したため、当該研究を一時中断せざるを得なかった。そのため、2017年度に予定していた研究費が未使用の状態である。2018年度は、2017年度の4月から5月にかけて実施した、外国語学習における動機づけと文化的価値観、自己の概念を調査する質問紙に関して、分析に十分な数になるよう追加データを収集し、それら結果の一部を、6月に開催される国際学会で発表予定である。また、2016年度に十分な信頼性が得られなかった性格に関する質問紙項目を見直し、新たな質問紙作成を行ったため、そちらも2018年度の秋に実施予定である。本年度は主に、これらの調査から得られたデータを分析し、執筆を行う予定である。2018年度の予算使用計画としては、主に、学会発表、また、データ収集の過程で必要な物品を購入したり、研究補助を雇用する予定である。2019年度に追加データを収集する必要性があるために、翌年度分として当該助成金が発生した。
植物・エンドファイト共生関係を成立させる未知ケミカルメディエータの同定と機能解明

担子菌門のエンドファイトの一種,Serendipita indicaは様々な植物種と共生関係を成立させ,耐病性の増強,収量増加などの有用効果をもたらす.S. indicaはシロイヌナズナに対しても生育促進や病原抵抗性を誘導する.シロイヌナズナは,S. indica感染によって防御物質生合成に加え,オーキシン(IAA)生合成とともに,顕著な側根発達の促進を示した.続いて,これらの応答がS. indica培養液中の生理活性物質によるものであることを明らかにした。現在,生理活性物質の同定,および側根原基誘導に関わる未同定IAA生合成経路の解明のための実験を継続している。植物と根圏微生物叢の間には多様な相互作用が存在する。植物は病原体の侵入に対して多様な防御応答反応を示す。植物共生微生物であるエンドファイトとの互恵的相互作用の確立初期においても防御応答が惹起されると考えられるが,植物の抵抗性制御に関する分子メカニズムに対する明確な説明はない。本研究では、エンドファイト感染時の植物応答反応を解析し,エンドファイトとの共生関係成立過程の解明を目的とした。シロイヌナズナと担子菌エンドファイトPiriformosporaindicaをモデル実験系とした。P. indicaは単子葉作物を含む様々な植物種と共生関係を成立させ,耐病性の増強,生育促進や収量増加などの有用効果をもたらす。P. indicaはシロイヌナズナに対しても生育促進や病害抵抗性を誘導する。P. indica感染によって,シロイヌナズナの主要な抗菌物質(ファイトアレキシン)カマレキシン生合成の誘導を正に制御する転写因子ANAC042発現とカマレキシン高蓄積を確認した。P. indica感染は,DR5:GUS発現とともに,根系発達を誘導したことから,オーキシン生合成の活性化を介して宿主の発生・発達プログラムが誘導されると考えられた。両者を隔離培養した場合にもこれらの応答が観察され,根系発達誘導に低分子化合物(エフェクター)が関与すると推察された。そこで,この知エフェクターの同定と構造決定のための実験を開始した。P. indicaとシロイヌナズナを非接触条件下で共培養した滅菌後の培養液中には,根系発達とDR5:GUS発現,オーキシン生合成遺伝子発現を誘導するエフェクターが含まれることを確認した。これまでに,共培養液の分離・分画によって,シロイヌナズナの根系発達誘導に関わる複数成分を確認した。現在,このエフェクター単離のための実験を継続している。シロイヌナズナとP. indicaの共生関係成立時の代謝応答と根系発達の分子機構の解明を目指し,特にTrpを前駆体とする二次代謝経路に着目して,実験を開始した。シロイヌナズナでは,オーキシン(IAA)に加え,防御物質ファイトアレキシン(インドールグルコシノレート,カマレキシン)がTrpを前駆体として生合成される。これまでに,P. indica感染初期には,カマレキシン生合成を正に制御する転写調節因子ANAC042発現とカマレキシン蓄積が誘導されること,DR5:GUS発現(オーキシンレベルのマーカー)とともに側根数が顕著に増加すること,前述のように共培養液中に含まれるエフェクターは,根系発達とともに側根原基でDR5:GFPの発現を誘導することを明らかにしてきた。共培養液中には根系発達を誘導するレベルのIAAは検出されなかったことから, P. indica共生によって内生IAA生合成が側根原基特異的に誘導され,その結果として根系発達に至ると考えられる。担子菌門のエンドファイトの一種であるSerendipita indicaは単子葉作物を含む様々な植物種と共生関係を成立させ,耐病性の増強,生育促進や収量増加などの有用効果をもたらす.S. indicaはモデル植物であるシロイヌナズナに対しても生育促進や病原抵抗性を誘導する.シロイヌナズナは,S. indica感染によって防御物質であるカマレキシン生合成誘導に加え,顕著な根系発達の促進を示した.これらの応答がS. indicaとの物理的接触に依存しないことからS. indica由来の低分子化合物が示唆された.培養液から取得した生理活性物質を含む画分には,顕著な側根原基誘導活性とオーキシン(IAA)生合成誘導が認められた.内生IAAレベル上昇と側根誘導に関与するIAA生合成経路の特定を目指した.まず,レポーター発現によってカマレキシン生合成とIAA生合成に関与するCYP79B2/B3遺伝子発現の上昇を確認した.しかし,網羅的遺伝子発現プロファイルからは,代謝経路の活性化,あるいは抑制についての明確な関連を明らかにすることはできなかった.そこで, T-DNA挿入変異体やゲノム編集による遺伝子欠損変異体や酵素反応阻害剤を用い, IAA生合成の主経路であるIPA経路と,カマレキシンとIAA生合成の両方に関わるIAOx経路の特異的遮断実験を実施した.その結果,シロイヌナズナ特異的なIAOx経路も, IAA生合成の主経路も側根原基誘導には関与しないことが明らかとなった.現在,側根原基誘導に関わる未同定IAA生合成経路の解明のための実験を継続している.

担子菌門のエンドファイトの一種,Serendipita indicaは様々な植物種と共生関係を成立させ,耐病性の増強,収量増加などの有用効果をもたらす.S. indicaはシロイヌナズナに対しても生育促進や病原抵抗性を誘導する.シロイヌナズナは,S. indica感染によって防御物質生合成に加え,オーキシン(IAA)生合成とともに,顕著な側根発達の促進を示した.続いて,これらの応答がS. indica培養液中の生理活性物質によるものであることを明らかにした。現在,生理活性物質の同定,および側根原基誘導に関わる未同定IAA生合成経路の解明のための実験を継続している。シロイヌナズナにおいて,Trpを前駆体とする二次代謝経路(インドールグルコシノレート,カマレキシン,オーキシンの生合成)に関わる遺伝子,および代謝経路のの変異系統を網羅的に解析,代謝経路中間体(indole glucosinolate類, indole-3-acetic acid応用分子生物学
学齢期における肥満発症と安静時代謝率,食事誘発性熱産生との関連

1.目的本研究では学齢期の子どもを対象として,安静時代謝率や食事誘発性熱産生か肥満の発症に影響を及ぼしているかどうかについて検討した。また、安静時代謝率や食事誘発性熱産生と生活習慣との関連や、方法論の検討も行った。2.対象と方法中学生女子(15名)を対象に安静時代謝率や食事誘発性熱産生の測定を行い、body mass index(BMI)や生活習慣との関連を検討した。また、測定方法の検討のために10代後半の女子を対象として、測定精度など基本的な検討を行った。3.結果と考察まず、BMIと安静時代謝率の関係はr=0.91(p<0.01)で、有意な正の相関関係を示した。一方、BMIと食事誘発性熱産生には有意な関連は見られなかった。アンケート調査で得られた生活習慣などと安静時代謝率や食事誘発性熱産生との関連を見ると、間食をほぼ毎日のようにする者は、そうでない者に比べ食事誘発性熱産生が有意に低い傾向(t-test, p<0.01)が見られ、食習慣と食事誘発性熱産生との関連が示唆された。また、安静時代謝率は手足の冷え感が強い者では有意に低い傾向を示していた(t-test, p<0.01)。本研究からは、安静時代謝率や食事誘発性熱産生が測定時の肥満の程度に直接に影響するという結果は示されなかった。これには、対象グループの肥満の程度のばらつきが大きくなかったことも影響しているかもしれない。方法論の検討より、食事誘発性熱産生では誤差の影響が無視できないことも示された。本研究から得られた成果としては、特に、間食の頻度と食事誘発性熱産生に関連があることから、間食による高頻度のエネルギー摂取は食事誘発性熱産生の低下をもたらし、エネルギーを体内に蓄積しやすい状況をもたらす可能性が示された点である。1.学校現場や保護者との協力体制の確保本研究は発育発達期の児童生徒を対象として,安静時代謝率や食事誘発性熱産生の個人差が小児肥満の発症に影響を及ぼしているかどうかを検討することを目的としている.学齢期の子どもを対象とするため,学校現場や保護者の理解と協力が不可欠であり,また測定に当たっては成人を対象とした場合と異なった特別の配慮が必要である.本年度は,まず,学校現場や保護者とコミュニケーションを取り,研究のための協力態勢確保に努めた.2.測定条件設定のための予備実験発育発達期の子どもを対象にした安静時代謝率,食事誘発性熱産生の研究は内外ともに極めて少なく,成人と同じ方法論の適用が可能であるかどうかの検討も十分なされていない.また,測定条件の影響,季節変動の有無,性周期の影響などについては成人についても十分に検討されていない.食事誘発性熱産生の測定では,成人では食後数時間の安静状態を追跡測定する場合が多いが,長時間の安静を子どもに維持させるのは難しい.このような視点から,測定の条件設定を行うために,10代後半の女子を対象に予備実験を行い,次のような知見を得た.1)安静時代謝率と食事誘発性熱産生の両者に夏冬間の季節変動は見られず,どの季節でも測定は可能である,2)性周期の影響は明確ではなかった,3)測定日前日の生活の統制(運動,食事,睡眠など)は日常的な範囲であれば,必ずしも厳しい統制は必要ない.4)食事誘発性熱産生の測定時間は長いほど精度が上がるが,子どもでは23時間が限界である.なお,参加の同意が得られた学童を対象に適宜測定を開始している。

本研究から得られた成果としては、特に、間食の頻度と食事誘発性熱産生に関連があることから、間食による高頻度のエネルギー摂取は食事誘発性熱産生の低下をもたらし、エネルギーを体内に蓄積しやすい状況をもたらす可能性が示された点である。
好塩性酵素としてのサーモライシンの構造と機能の解明および応用

1.塩によるサーモライシン(TLN)の活性化に対する基質特異性:切断部位ペプチド結合のアミノ酸を変化させた基質を合成した。良い基質と悪い基質では、活性に1万倍程度の差があるが、塩による活性度はほぼ同じであり、活性化は切断部位ペプチド結合のアミノ酸残基には依存しない。酵素活性は切断部位のアミノ酸残基の疎水性が大きいほど大きいが、塩添加において、この疎水性は活性化に影響せず、塩は基質と酵素活性中心との相互作用に直接関与しないことが示唆された。2.TLN活性化におけるカチオンとアニオンの効果: TLN活性化に対するイオンの効果を比較した。カチオンではNa^+>K^+>Li^+の順となり、アニオンではCl^->Br^-の順となった。アニオンではイオン半径が小さい方が活性化効果が大きいが、カチオンでは活性化とイオン半径(Na^+<Li^+<K^+)との間に直接的な関係が認められず、酵素とイオン間の相互作用が重要であると推定された。3.溶解度と分子量への効果: TLNは通常の緩衝液では1mg/mL程度の溶解度である。塩類添加により溶解度は飛躍的に増大することから、TLNは極度に疎水的な蛋白質であると考えられる。レーザ散乱法により塩存在下の分子量を測定した。塩の有無に拘わるTLNの解離会合は認められなかった。4.静電気相互作用の関与: TLNの活性はベル型のpH依存性を示すが、塩による活性化度も中性で最大(16倍)のベル型で、pH 6と9では2倍となる。温度を5から35°Cまで上昇させると、活性は上昇するが活性化度は20倍から4倍に低下する。アルコール添加により活性化度は低下する。塩の存在下において酵素とイオンの静電的相互作用がTLNの活性化に影響を及ぼすと考えられる。5.TLNのチロシン残基(Tyr)の化学修飾: TLNの28残基のTryをニトロ化およびアミノ化してイオン化の度合を変化させた。ニトロ化による負電荷導入により活性化度は低下したが、これをアミノ化すると活性化度はもとのレベルに回復した。塩による活性化は負電荷の導入につれ低下する。1.塩類によるTLN活性化の基質特異性:Z-X-Y-amideを基本型とした基質において、XおよびYのアミノ酸残基がグリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニンの順に変化した基質を有機化学的に合成した。「良い基質」と「悪い基質」では、活性に1万倍程度の差が生じる。しかし、塩類による活性化の程度は検討したすべての基質で同じであり、活性化は切断部位ペプチド結合のアミノ酸残基には依存しないことが示された。切断部位のアミノ酸残基の疎水性が大きいほど活性は大きく、これはハンシュ・フジタの線形関係で現された。塩類添加において、この線形関係の傾きは変化せず、塩は基質と酵素活性中心との相互作用に直接関与しないことが示唆された。2.TLN活性化におけるカチオンとアニオンの効果:NaCl; NaBr; KCl; KBr; LiCl; LiBrを用いて、活性化に対するイオンの効果を比較した。カチオンではNa^+>K^+>

Li^+の順となり、アニオンではCl^->Br^-の順となった。アニオンではイオン半径が小さい方が活性化効果が大きいことが示唆されたが、カチオンでは活性化とイオン半径(Na^+<Li^+<K^+)との間に直接的な関係が認められなかった。K^+イオンは、イオン半径の大きさに基づく不利を克服するだけの要因(たぶん、特異的結合)があるものと推定できる。3.溶解度と分子量への効果:TLNは通常の緩衝液では1mg/mL程度の溶解度である。塩類添加により溶解度は飛躍的に増大する。水の構造を破壊すると考えられている塩で溶解度は増大したことから、TLNあは極度に疎水的な蛋白質であると考えられる。低角度レーザ散乱装置により、塩類存在下の分子量を測定した。塩類の有無にかかわらず、分子量は35000であり、解離会合は認められなかった。平成7年度の計画は、ほぼ計画通りに進めることができた。これらは、学術雑誌への投稿1編(Biochemical Journal印刷中)、日本農芸化学会大会(平成7年8月)および日本生化学会大会(同9月)での口頭発表6件として発表した。本研究の骨格は、TLNの活性発現の分子機構を、塩類による活性化が手がかりに解明しようとする点にある。極度に解析的・物理化学的態度で臨むことが必須とおもわれる。この意味で、ほぼ納得のいく成果を得たと考えている。平成8年度の計画では、より具体的な形でTLNの活性発現の本質的理解に迫りうるものと期待できる。1.サーモライシンの好塩性に対する静電的相互作用の関与:塩によるサーモライシン(TLN)の活性化を、pHや温度および媒質に添加したアルコール濃度を変化させて検討した。TLNの活性はベル型のpH依存性を示し、至適pHは7.0であり、活性解離基としてGlu143(pKa1=5.4)とHis231(pKa2=7.8)が関与する。NaClを0から4Mへ添加すると、pka1は5.4から6.7へ増大したが、pKa2は変化しなかった。一方、4M NaCl存在下の活性とOM NaCl存在下の活性との比を塩による「活性化度」と定義した。これは中性で最大(16倍)となるベル型であり、pHと9ではほぼ2倍の活性化度を示した。活性化度は酵素の解離基の状態に著しく依存し、全電荷数は少ないが、正負電荷が混在する中性で高い活性化度を与え、いずれかの電荷のみが多数を占める酸性やアルカリ性では活性化度は小さい。中性において、温度を5から35°Cまで上昇させると、酵素活性は上昇するが活性化度は逆に20倍から4倍に減少した。アルコールを添加すると、アルコール濃度と炭素数の増大につれ活性化度は減少した。温度の上昇、アルコールの濃度と炭素数の増加に伴い溶媒の誘電率は低下し、酵素表面における静電的相互作用(反発と引力)を強化させる。高濃度の塩の存在下において溶媒のイオン強度や誘電率に支配される酵素とイオンとの相互作用がTLNの塩による活性化に影響を及ぼすと考えられる。2.TLNのチロシン残基(Tyr)の化学修飾:TLNに存在する28残基のTyrの存在状態をpHジャンプ法とpH依存的な滴定により決定したTyrをニトロ化およびアミノ化してイオン化の度合を変化させ、塩による活性化度を調べた。ニトロ化により負電荷を導入すると活性化度は低下したが、ニトロTyrが非解離のpH域では活性化度に変化はない。これをアミノ化すると活性化度は未修飾酵素のレベルに回復した。
協働での視覚情報化ツールを活用した話し合い指導の開発

本研究では、特に事中指導の段階において、なんらかの形で話し合いを視覚情報化させる手段を「視覚情報化ツール」と呼び,国語科での指導方法の開発を行った。本年は,ツールの活用に関する理論的基盤の検討を主に文献研究によって行った。研究費は,そのための文献購入,学会発表旅費として使用された。その結果,話し合い指導は状況的認知論の枠組みから捉えることが有効であることが判明した。状況的認知論とは,人間の認知について,認知主体と環境という道具や他者との相互作用から,究明する立場である。話し合い指導の困難さを極めていた要因として,このような認知観に立っていなかった点を指摘した。その上で,話し合いを媒介する道具としての視覚情報化ツールの有効性を具体的に明らかにした(長田友紀「話し合い指導におけるコミュニケーション能力論の拡張」桑原隆編『新しい時代のリテラシー教育』東洋館出版)。さらに,学会発表(全国大学国語教育学会岡山大会)においては、視覚情報化ツール研究の一環として,話し合いCDの聞き取りメモと,その報告の分析を行った。限れられたデータではあるが,小学生、中学生、大学生という発達段階により,話し合いのメモ作成および報告書の記述における発達の段階について明らかとなった。また、メモの取り方(視覚情報化の仕方)によって、報告書の記述量が変容することが明らかとなった。ここから,内容面についてもメモの取り方によって変容することが示唆される。本研究の目的は、協働での視覚情報化ツールを活用した話し合い指導方法の開発である。聴覚情報としての発話をホワイトボードやカード類で視覚情報化し、論点や意見間の関係を明確化する「視覚情報化ツール」が有効な可能性を持つ。本ツールの利点は、話し合いの話題構造や意見間の関係がリアルタイムで明示できるため、児童生徒が話し合いを把握しやすくなること。視覚情報の活用で話し合いの進め方そのものもメタレベルで即時的に検討できることにある。さらに、各発達段階における話し合い能力の究明という点からも、従来のビデオ等による振り返りでは十分に明らかにできなかった事中のメタ認知プロセスが、即時的に記述される本ツールの活用実態を分析することで解明できる。本年度の研究の結果、次の2点が明らかとなった。1.日本の国語教育における話し合い指導文献を収集し、視覚情報化ツール活用の実際がいつどのように見られたのか。このツールの有効性がどのように記述されているかについて検討をおこなった。現段階で、昭和時代の文献が収集できた。ここでの成果の一部は長田(2005)として公表した。2.大学生4人を対象とした本ツールを活用した場合の話し合いの調査を行った。これまでの本研究での調査手法と異なり、3方向から撮影が行えるようビデオ機器を追加した。その結果、視覚情報の活用実態をスクリプト記述するためことが可能となった。本年度の研究は、次の2点を実施した。1.話し合いの視覚情報化についての調査を行った。大学生、中学生を対象に話し合いが聞き手にどのように認識され記述されるのかを調べた。大学生についての分析の一部は、長田(2006)で発表した。2.大学生4人を対象とした本ツールを活用した場合の話し合いの調査を前年度に引き続き行った。ただし、本年度は、参加者がパソコンソフトを活用し、話し合いを即時的に記録させることを試みた。事中の視覚情報化ツールを活用した資料の収集と分析を実施した。
尿意に対する中枢神経機構の解析

PETを用いて健常成人における尿意を感じる際の脳活性化部位の検討をおこなった。初期尿意では、両側小脳、右海馬傍回、左上前頭葉、左帯状回が活性化され、最大尿意では両側小脳、左下前頭葉、左淡蒼球、島(右側)、左中脳、左視床が活性化されていた。中脳水道灰白質と橋排尿中枢はROI解析を行うと有意に血流の増加があった。頻尿、尿意切迫感、切迫性尿失禁のような症状を持つ過活動膀胱の患者数は、増加している。過活動膀胱の病因は、中枢神経や脊髄の障害によるもの、下部尿路通過障害によるもの、その他明らかな原因が特定されないものなど多彩であるが、膀胱などの下部尿路の障害だけにとどまらず、中枢神経が大きく関与していることが示唆される。橋排尿中枢や中脳水道灰白質が排尿に関与することは古くから知られているが、それより上位の中枢の関与に関しては研究条件により様々な報告がある。これまでの報告は、排尿途中や最大尿意(膀胱内に尿が多量にたまり、非常に強い尿意を感じる時)での脳の賦活部位を検討しているものがほとんどである。排尿時や最大尿意の時には、尿を我慢することの苦痛・不快感や排尿を我慢するための骨盤筋群の収縮など本来の尿意とは異なる感覚を検出している可能性がある。正確な尿意がわかれば、その対極として尿意の異常、尿意切迫感を理解する助けとなる可能性があると考えられる。また過活動膀胱に関係する中枢神経の部位が明らかになれば、その部位に選択的に作用し、過活動膀胱を改善させる薬物の開発が可能となる。我々は、過活動膀胱に関係する中枢神経の部位を明らかにし、その情報をもとに過活動膀胱の診療体系(診断法、治療法)を確立することを本研究の目的としている。今年度は正確な尿意を解析することを目的とした。具体的にはボランティアの成人男性6人に対して膀胱容量測走用に持続尿量モニターを下腹部に装着し尿量を測定した。排尿のために陰茎に外付けのコンドーム型集尿器を装着し臥位で排尿可能とさせ、頭部が検査中に動かないようにテープで頭部を固定した。腕より点滴を行い、排尿後の尿意を感じていない時点と初期尿意の時点で、放射性物質を注入し大脳の血流の状態の変化をPETで解析した。小脳は、1)強い尿意を感じるとき、2)排尿時、3)骨盤筋群の収縮時に活性化されるという報告があるが、初期尿意、最大尿意でも活性化されていた。初期尿意時に左帯状回(BA32)と右海馬傍回(BA30)の血流増加および右帯状回(BA32)、右鈎(BA28)の血流低下がみられた。排尿時や最大尿意で前部帯状回が関与する(血流増加)という報告がある。逆に最大尿意時に右前部帯状回の血流が低下するという報告もある。帯状回の活性化が膀胱容量の増加とともに起こるが、帯状回の別の部位では尿意で血流が減少するという報告がある。今回の検討では帯状回の血流で左右差が見られ、複雑な制御が関与している可能性が示唆された。帯状回や海馬傍回は辺縁系を構成しており、恒常性の維持、攻撃と防御などの闘争行動、性行動や繁殖行動等の重要な働きを担っている。また辺縁系は情緒記憶にも関与している。内臓知覚の刺激で辺縁系が活性化されるという報告がある。初期尿意も内臓刺激の一つとして辺縁系が活性化された可能性がある。左上前頭葉(BA9)は、記憶情報の評価などに関わるとされており、辺縁系へ神経線維の連絡もあるとされている。また冷水を膀胱内注入すると活性化されるという報告がある。温度知覚だけでなく、初期尿意とも関連が示唆された。今回、尿意、特に初期尿意に関する脳活性化部位を同定してきたが、今後の病的な尿意の解明のための基礎的研究となり有意義な結果が得られたと考えている。
ナノからバルクへのクロスオーバー領域における新しい光機能の探索

本課題では、内部光電場と素励起のナノスケールな空間インタープレイのためクロスオーバー領域に現れる新しい光学現象の機構を研究した。その結果、励起子準位と光が長距離に渡る相互作用体積を確保した結果、10fs級の超高速輻射緩和が起こることが実験的に明らかになり、またその様な超高速モードを用いた、高効率と超低雑音が両立した「もつれ光子対生成」が理論的に提案された。21年度は、本計画における最初のターゲットであった、CuCI薄膜の四光波混合による励起子輻射緩和速度の評価を行った。ナノからバルクへのクロスオーバーサイズ領域である数100nmの膜厚では励起子重心運動による分極波と光が数波長に渡る結合長をもち、通常のナノ構造には見られない巨大な輻射結合とそれに伴う超高速輻射緩和が観測される可能性がある。本研究では100から200nmの高品質CuCl薄膜をMBEにより作製し、四光波混合分光、過渡グレーティング分光を行った。特に後者では純位相緩和の効果を除いた励起緩和の速度がポンプ光、プローブ光の時間差の依存性に表れる。まず、信号光を分光したスペクトルには多数のピーク構造が現れたが、これは解析の結果、巨大輻射結合による大きな輻射シフトを含んだ、励起子-輻射場結合モードのエネルギー位置に一致するものであることが分かった。さらにこれらそれぞれのピーク位置での信号の緩和時間を測定したところ、それぞれの緩和時間が、理論的に計算された各モードの輻射緩和時間に良く一致することが分かった。特に早いモードでは100fs程度の高速の輻射緩和を示すことが分かった。ーこれらは薄膜全体にコヒーレントに広がった励起子重心運動の(波動関数の空間構造に複数の節が存在する)高次モードと光が波長を越えて結合した結果であり、長波長近似を超えた効果である。この結果はPhysical ReviewLettersに掲載された。またこの超高速輻射緩和は、いわゆるtime-of-flightの描像が成り立つ、バルク領域へ入る前のフェルミの黄金律により輻射緩和が支配されるサイズ領域特有のものであることが分かり、その理論的考察はPhysical Review Bに掲載された。昨年度、高品質CuCl薄膜を用いた四光波混合実験により、この試料がこれまでの光学応答理論の標準を遙かに超えた超高速輻射緩和を起こすことを明らかにしていた。これはこのサイズ領域特有の電子波動と光波動の空間インタープレイに基づいた広域相互作用により起こる現象であるが、この高速緩和は室温での純位相緩和のスピードを凌ぐ可能性があるため、22年度は励起子共鳴光学応答が室温で実現する可能性を追及した。その結果、室温の位相緩和時間を凌ぐスピードの超放射を示す四光波混合信号が実験的にも検証された。これは、長年、励起子緩和の標準的理解とされた位相緩和によるコヒーレント長の概念を覆す成果である。また、同様の超放射現象を利用し、通常はトレードオフの関係になる超低雑音性と高出力性を両立させた量子もつれ光子対生成法を理論的に提案した。これは量子もつれ光子対を情報技術に用いるだけでなく、物質制御のための励起光源として用いることを可能とする提案である。さらに22年度は、非縮退誘導励起型RHPS観測に向けた測定系の構築を始めた。具体的には、誘導励起をスペクトル上で選択的に行えるようポンプ光については狭線幅(0.3meV)のピコ秒(10ps)レーザーを採用し、これとプローブ用の広帯域(線幅80meV)のフェムト秒(50fs)レーザーを組み合わせ、これらの同期を取ることにより測定を行える構成を検討し、23年度からの実験開始に備えた。昨年度まで、高品質CuCl薄膜を用いた四光波混合実験により、この試料がこれまでの光学応答理論の標準を遙かに超えた超高速輻射緩和を起こすことを明らかにしてきた。この結果、室温でのコヒーレント非線形光学応答が観測された。このため、当初、23年度は、非縮退誘導励起型RHPS観測に取り組むべく、測定系の構築に注力する予定であったが、22年度に観測された現象のポテンシャルをさらに追求するための研究ヘリソースを割り振った。特に、室温で得られた信号をさらに再現性良く得るために高品質薄膜の安定した生成を目指し、これまで得られた中で最高品質の薄膜が作製出来るようになった。また、この薄膜より、ルミネッセンスでは通常観測されないような明瞭な閉じ込めポラリトン準位が観測された。さらに理論では将来の超高速信号観測備えてKerr回転測定を解析するための理論枠組みを完成した。