hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
がん細胞におけるＤＮＡ脱メチル化技術の開発と早期診断バイオマーカー探索への応用

これらの結果は、これまでDNAメチル基転移酵素(DNMT)阻害剤やDNMT遺伝子の破壊によるDNMT阻害という間接的な方法でしか見ることのできなかった癌細胞におけるDNAメチル化の意義を直接的な方法で明らかにしたという点で重要な意味をもつ。また、ヒト胎児腎細胞株293Tを用いた研究により、MBD-TET1 CDwtにより発現誘導されるメチル化遺伝子は大部分がDNMT阻害剤でも発現誘導されることが明らかとなった。実験病理学MBD-TET CDwt蛋白によるメチル化遺伝子の転写再活性化が主にプロモーター領域の脱メチル化亢進によって引き起こされることが明らかとなった。また、MBD-TET CDwtの癌細胞における誘導発現系の構築により、ゲノムワイドなメチル化遺伝子の脱メチル化が癌細胞の増殖抑制に深く関与する可能性が示された。この事実は、本研究で開発されたメチルCpG配列を標的とするDNA脱メチル化法により癌細胞の増殖に重要な役割を果たすメチル化遺伝子探索への可能性や癌発生、進展における重要性の高いメチル化バイオマーカー探索への可能性が示されたものと考える。当初、本研究課題における最大の難題と考えていたDNAヒドロキシメチル化酵素TET1、DNA脱メチル化酵素DMEによるメチル化遺伝子の転写再活性化がメチルCpG結合ドメイン(MBD)の付加により達成できたという点で平成24年度の研究計画はおおむね順調に進展したと考えている。また、TETに関しては、TETwtおよびTETmutのコンストラクトを含むステーブル細胞株を作製し、遺伝子発現マイクロアレイにより、MBD-TETwtでのみ多くのメチル化遺伝子の転写再活性化が見られた。一方、ベクターやMBD-TETmutのステーブル細胞株ではメチル化遺伝子の転写再活性化は見られないことからメチル化遺伝子プロモーターにおけるTETの5-ヒドロキシメチル化活性が転写再活性化に重要であることが示された。まず、LNCaP以外の癌細胞(DLD1、HCT116、A549、HLC-1)および正常肺上皮細胞株BEAS-2Bを用い、MBD-TET CDwtおよびMBD-TET CDmut蛋白の誘導発現系を構築し、これらの遺伝子発現による癌細胞増殖への影響を解析する。また、同時にNFκB (AD)-MBD蛋白の誘導発現系も構築し、MeTA法でも同様に癌細胞増殖への影響があるのかどうか調べる。一方、これら基礎的データをもとに、TET1によるメチル基修飾、脱メチル化技術を用い、肺がんの高メチル化および低メチル化DNAバイオマーカーの探索をおこなう。そのため、3種類の肺腺がん細胞株(A549、LK87、HLC-1)と正常肺上皮細胞株BEAS-2Bで作製したMBD-TET CDwtおよびMBD-TET CDmutの誘導発現細胞を用い、遺伝子発現マイクロアレイをおこなう。
持続可能社会シナリオ作成支援方法論

本研究の目的は、持続可能社会に向けたシナリオの理解、作成、分析を統合的に計算機支援するための方法論を提案し、その実現のためのシステムとして「3S Simulator」を開発することである。3S Simulatorでは、主に文章として記述されるシナリオ(例えばIPCCによる二酸化炭素排出シナリオなど)の合理的な理解に向けて、その論理構造を計算機で解読可能とする。すなわち、既存の様々なシナリオの分析に基づいて基本要素(仮定、事実、因果関係、論理的飛躍など)を抽出し、それらを用いてシナリオを構造化する。本年度は、昨年度までに本研究で提案したシナリオの構造的な表現方法に基づいて、シミュレータの再利用による派生シナリオの作成方法を提案した。この結果、既存のシナリオ上で複数の起こりうる将来が検討可能になった。さらに、新たなシナリオを作成するためのプロセスについて基礎的な検討を行った。ケーススタディとして、提案した作成プロセスに沿って電気自動車の普及シナリオを作成した。この結果、本研究で提案したシナリオの構造的な表現方法と作成プロセスに基づいて、計算機上で新たな持続可能社会シナリオを記述できることが確認できた。今後の課題として、既存の様々なシナリオやシミュレータを3S Simulatorに集積することなどによって、シナリオ作成に対する計算機支援を充実させることが挙げられる。このように計算機上でシナリオの理解、作成、分析を支援するシステムの構築は、Webを通じて世界各地で行われているシナリオ研究の成果を一元化させるために有用であり、結果的に持続可能社会シナリオの効率的な作成につながるものと期待している。その結果、シナリオ研究者あるいは政策決定者などの様々なステークホルダーが寄り集まって議論しながら、シナリオ作成することを促進させる。3S Simulatorでは、主に文章として記述されるシナリオ(例えばIPCCによる二酸化炭素排出シナリオなど)を様々なステークホルダーが共通的に理解可能とするために、その論理構造を計算機で解読可能とする。本年度は、既存シナリオとシミュレータをいくつか収集し、これまでに本研究で提案したシナリオの構造的な記述法に基づいて、収集したシナリオとシミュレータの構造化およびアーカイブ化をすすめた。既存のシナリオに対して本研究で提案した手法を適用した結果、将来に関する記述を含む持続可能社会シナリオには、結論を導出するために論理関係が明確でない根拠が多く含まれることが明らかとなった。このように論理関係が明確/不明確な根拠を区別することは、様々なステークホルダー間でシナリオを議論、改良するための基礎となる。また、既存のシナリオとシミュレータを再利用可能とするために、それらを接続するための手法を提案した。これをケーススタディに適用した結果、既存シナリオの前提条件を変更することによって、接続されたシミュレータを駆動し、新たなシミュレーション結果を得ることができた。この結果、様々な条件を試すことによって新たなサブシナリオが作成可能となり、既存のシナリオ上で複数の起こりうる将来が議論可能になった。
地上実験による宇宙暗黒物質と宇宙バリオン数の起源解明

本課題では、標準模型における宇宙暗黒物質、および宇宙バリオン数の起源の問題を解決し、ニュートリノ質量の起源も同時に解決する理論の探求を進めている。その際、振動実験では不明のニュートリノ質量の絶対値、さらにはニュートリノがディラック粒子かマヨラナ粒子かなど、ニュートリノの基本的性質を把握する事が重要である。本年度の研究実績の一つとして、ニュートリノの性質を解明するために、正の電荷を持ったミューオンと電子の束縛状態(ミューオニウム)を考え、その超微細構造に対するニュートリノ対の寄与を評価した。先行研究ではこの寄与をフェルミの4体相互作用を用いて評価してきた。我々は、世界で初めて、標準模型に基づき電弱相互作用の2次の補正として計算を実行した。その結果、これまではフェルミ定数の二乗の寄与とされてきたが、実際にはニュートリノ対に寄与はフェルミ定数と微細構造定数の積に比例する事が判明した。また定量的には、ニュートリノ対の寄与は非常に小さいこと、さらにニュートリノ質量に対する依存性は無視できるほど小さい事が示せた。この結果、電弱相互作用の二次の補正は現在の観測精度と比べると小さいため、実験的に標準模型からズレが今後観測された場合、それは新物理の寄与を示す事がわかった。この論文は、arXivに発表すると共に、現在査読付雑誌に投稿中である。ニュートリノの基本的性質を解明するために、正の電荷を持ったミューオンと電子の束縛状態(ミューオニウム)の超微細構造に対する補正を標準模型に基づいて電弱相互作用の二次の補正を正確に評価した点は、本研究の重要な成果の一つとして挙げられる。この評価は、先行研究の近似の不満足点を克服する世界で初めての研究となった。さらに、新規の宇宙バリオン数生成機構について研究が進展した。本研究では、主に新しい素粒子である右巻きニュートリノによる宇宙バリオン数生成機構を検討してきた。しかし、研究協力者の石田裕之博士と共に、右巻きニュートリノを導入しない素粒子模型におけるバリオン数生成の可能性を検討してきた。その結果、宇宙の温度が電弱スケールよりも低い温度で働く新しい生成機構を発見した。この機構は、右巻きニュートリノと無関係であるだけでなく、これまでの多くのシナリオで検討されてきた、高温度領域での働く電弱ゲージ理論特有のバリオン数を破る過程(スファレロン過程)とも無関係の生成機構であり、新奇の機構である。この研究成果については、現在論文発表を準備しているところである。以上のように、想定していた課題に加え、研究の過程で新規の成果も生み出せたため、本研究課題はおおむね順調に進展していると判断した。これらの論文を発表し、査読付き雑誌での掲載に間に合わなかった点を減点対象とした。最終年度になるため、研究の総仕上げをする。本研究では、軽い右巻きニュートリノが宇宙暗黒物質になる可能性を検討し、その地上実験による検証に向けた解析を進めてきた。現在、強力なニュートリノ生成源として提案されたニュートリノペアビームを用いた解明方法について検討してる。この研究課題について最終的な決着をつける。このビームによる暗黒物質の生成量の評価はこれまでの研究で目処がついた。そこで、今後は実験計画での最善の検証手法の考案に取り掛かる。特に、背景事象の理解を深め、暗黒物質の信号の感度を向上させる方法を検討し、探索感度を定量的に評価し、実験グループに結果を提案する。一方、宇宙バリオン数生成機構の解明に向けては、現在稼働を開始したBelle II実験での解明について研究を進める。特に、レプトン数を破る過程、およびレプトンフレーバーを破る過程を考え、右巻きニュートリノによる宇宙バリオン数生成機構を検証する手法を探究する。特に、B中間子の崩壊だけでなく、タウレプトンの崩壊にも注目して研究を進める。さらに、新素粒子右巻きニュートリノの世代間振動現象を検出する方法についても解析を進める。標準模型では宇宙暗黒物質、および宇宙バリオン数の起源を説明することはできず、これらの問題解明は物理学最重要課題の一つである。本研究ではこれらの問題を解決するために電弱スケールより軽い右巻きニュートリノを導入した模型を検討している。この模型は、標準模型の抱えるもう一つの問題、ニュートリノ質量の起源も同時に説明するため、広く注目を集めている。今年度は、長寿命を持つ右巻きニュートリノが暗黒物質になる可能性ついて検討した。これまでは、アクティブニュートリノとの混合を通じた生成過程が広く議論されてきた。しかし、宇宙論的な観測からこのシナリオは厳しく制限されており、極めて限定的な場合のみ有効であることが知られている。そこで、宇宙暗黒物質の別の生成機構について検討を進めた。特に、ニュートリノ湯川相互作用による付加的なポテンシャルに起因した世代混合宇宙によって、重い右巻きニュートリノから宇宙暗黒物質が生成される可能性について検討を行った。その結果、インフレーションの再加熱温度が十分高く、さらに重い右巻きニュートリノの質量スケールが十分高い場合には、この生成過程により現在の宇宙暗黒物質の残存量を説明することができることが判明した。さらに、宇宙暗黒物質に対する地上実験での直接検証法についても検討を進めた。特に、円形加速されたイオンからのニュートリノペアビームを用いた探索について研究した。暗黒物質となる右巻きニュートリノの生成について、その質量を無視した際の生成量の評価は終了した。今後は質量を顧慮した生成率を求める。宇宙暗黒物質に関する研究については、右巻きニュートリノの残存量を説明する新しいシナリオを見出した。宇宙初期の高温状態では右巻きニュートリノは熱浴中の粒子と相互作用し、付加的なポテンシャルを獲得する。

このポテンシャルによる右巻きニュートリノ世代間混合を通じて暗黒物質となる右巻きニュートリノが生成される。現在この研究成果をまとめている最中であり、近日中に論文を発表する予定である。この結果をもとに、暗黒物質探索方法について現在研究を進めている。特に、円形加速されたニュートリノペアビームを用いた探索について検討している。このビームによりニュートリノと反ニュートリノの対が非常に高いレートで生成できることが提唱された。そこで我々はこのビームを想定し、ニュートリノと暗黒物質との混合を通じた生成機構について調べている。暗黒物質の生成量については、その質量を無視した際の予備的結果を得た。現在、質量を考慮した生成率の計算に取り組んでいる。一方、本研究のもう一つの課題である宇宙バリオン数の起源解明については、研究がやや遅れている。右巻きニュートリノの質量が十分に軽い場合、ヒッグス粒子の崩壊によって右巻きニュートリノが生成される効果、さらにこの崩壊過程によりレプトン数が生成される効果を取り入れる必要があることが近年指摘された。しかし、これらの効果の存在自身も含めて現在様々な議論がされている。そこで、我々もこれらの効果を正確に評価する手法を新たに考案しているため、当初の研究計画に対して遅れが生じている。本課題では、標準模型における宇宙暗黒物質、および宇宙バリオン数の起源の問題を解決し、ニュートリノ質量の起源も同時に解決する理論の探求を進めている。その際、振動実験では不明のニュートリノ質量の絶対値、さらにはニュートリノがディラック粒子かマヨラナ粒子かなど、ニュートリノの基本的性質を把握する事が重要である。本年度の研究実績の一つとして、ニュートリノの性質を解明するために、正の電荷を持ったミューオンと電子の束縛状態(ミューオニウム)を考え、その超微細構造に対するニュートリノ対の寄与を評価した。先行研究ではこの寄与をフェルミの4体相互作用を用いて評価してきた。我々は、世界で初めて、標準模型に基づき電弱相互作用の2次の補正として計算を実行した。その結果、これまではフェルミ定数の二乗の寄与とされてきたが、実際にはニュートリノ対に寄与はフェルミ定数と微細構造定数の積に比例する事が判明した。また定量的には、ニュートリノ対の寄与は非常に小さいこと、さらにニュートリノ質量に対する依存性は無視できるほど小さい事が示せた。この結果、電弱相互作用の二次の補正は現在の観測精度と比べると小さいため、実験的に標準模型からズレが今後観測された場合、それは新物理の寄与を示す事がわかった。この論文は、arXivに発表すると共に、現在査読付雑誌に投稿中である。ニュートリノの基本的性質を解明するために、正の電荷を持ったミューオンと電子の束縛状態(ミューオニウム)の超微細構造に対する補正を標準模型に基づいて電弱相互作用の二次の補正を正確に評価した点は、本研究の重要な成果の一つとして挙げられる。
地下ダム湖流動・環境問題に関する解析

本研究課題「地下ダム湖流動・環境問題に関する解析」では,昨年度に得られた成果を基にして解析を行い,シミュレーション結果から地下ダム湖における地下水の流動問題を検討した.そこでは地盤統計学的モデルで一貫して推定する時空間推定手法について,空間特性と時間特性を同等に扱わざるを得ないという従来の矛盾点が顕在していたが,本研究では平易かつ理に適つたやり方でそれを打破できる推定方法を開発した.加えて,地下水流動計算値に地盤統計学的手法のクリギング推定値を組み込んだ物理モデルと地盤統計モデルとの融合に成功し,より現実に則すことの出来る手法の開発に成功した.前者の研究としては,解析対象の実地盤は沖縄県宮古島の砂川地下水盆とし,貯留域の推定も考慮した広域不圧地下水の1993年10月から11月にかけての水位変動を考察対象として,時空間分布推定を行った.その推定能力や精度を検証するために,観測条件を変化させた本手法の基礎的考察も行った.その結果,FEMのように大がかりな準備や多くの手間をかけることもなく,不良な観測条件下であっても,かなり高い推定精度を有した地下水位分布の推定結果が得られることを示せた.後者の研究としては,物理モデルと真の構造との差異を考慮して,その差異を地盤統計モデルで表現できるようにして,モデル解析による数値解に統計モデルによる差異値を加えて,より実際に近い結果が推定できるようになる手法を考案し,その手順を具体的に提唱した.併せて,地下ダム湖の環境解析に関しても,平面二次元を基本としながら,鉛直流動の卓越した範囲だけを三次元で捉え,これらを複合したかたちで解析していく斬新な方法も開発した.以上の成果から,地下ダム湖の諸問題に対して昨年度と本年度に確立された手法により,環境問題も絡んだ地下ダム湖の地下水流動を容易に把握できるシステムが構築できた.本研究課題「地下ダム湖流動・環境問題に関する解析」では,当初の予定通り,本年度設備備品であるPC型ワークステーションを購入し,先ずそのPCに計算システム環境の構築を行った.また同時に,情報量統計学を援用した地盤統計学的分布推定手法の有用性を確認する作業を行った.解析対象の実地盤は沖縄県宮古島の砂川地下水盆とし,貯留域の推定も考慮した広域不圧地下水の空間分布推定を行うこととした.その推定に必要である資料として,様々な研究機関から研究対象の気象データ.地質データ,水位観測データといった情報を収集してきた.解析領域の有限要素網は,平成910年度奨励研究(A)課題番号09760220によって構築した領域分布推定システム装置によって,要素・節点座標データ作成,不透水性基盤高分布の推定を行った.その後,1993年10月22日における地下水位分布を対象として考察した.地下水流動を地盤統計学的アプローチのKrigingによって表現できるシステムの正確さを一層発展させるため,CokrigingやSimplifying Cokrigingを導入し,その推定の特徴や推定効果の程を計るべく,観測条件を変化させて本手法の基礎的考察を行った.その結果,FEMのように大がかりな準備や多くの手間をかけることもなく,不良な観測条件下であっても,かなり高い推定精度を有した地下水位分布の推定結果が得られることを示せた.併せて,鉛直断面における地下ダム湖の水質解析に関しても,新しい観点として断面二次元でありながらも擬似三次元流動を考慮できるモデルを提案して,環境問題の初歩的な事柄を検討した.以上の成果を踏まえ,次年度では,地下ダム湖の諸問題に対して本年度確立された手法を応用した解析を行い,環境問題も絡めて地下ダム湖の地下水流況を容易に把握できるシステムを構築する予定である.本研究課題「地下ダム湖流動・環境問題に関する解析」では,昨年度に得られた成果を基にして解析を行い,シミュレーション結果から地下ダム湖における地下水の流動問題を検討した.そこでは地盤統計学的モデルで一貫して推定する時空間推定手法について,空間特性と時間特性を同等に扱わざるを得ないという従来の矛盾点が顕在していたが,本研究では平易かつ理に適つたやり方でそれを打破できる推定方法を開発した.加えて,地下水流動計算値に地盤統計学的手法のクリギング推定値を組み込んだ物理モデルと地盤統計モデルとの融合に成功し,より現実に則すことの出来る手法の開発に成功した.前者の研究としては,解析対象の実地盤は沖縄県宮古島の砂川地下水盆とし,貯留域の推定も考慮した広域不圧地下水の1993年10月から11月にかけての水位変動を考察対象として,時空間分布推定を行った.その推定能力や精度を検証するために,観測条件を変化させた本手法の基礎的考察も行った.その結果,FEMのように大がかりな準備や多くの手間をかけることもなく,不良な観測条件下であっても,かなり高い推定精度を有した地下水位分布の推定結果が得られることを示せた.後者の研究としては,物理モデルと真の構造との差異を考慮して,その差異を地盤統計モデルで表現できるようにして,モデル解析による数値解に統計モデルによる差異値を加えて,より実際に近い結果が推定できるようになる手法を考案し,その手順を具体的に提唱した.併せて,地下ダム湖の環境解析に関しても,平面二次元を基本としながら,鉛直流動の卓越した範囲だけを三次元で捉え,これらを複合したかたちで解析していく斬新な方法も開発した.以上の成果から,地下ダム湖の諸問題に対して昨年度と本年度に確立された手法により,環境問題も絡んだ地下ダム湖の地下水流動を容易に把握できるシステムが構築できた.
F.フレーベルにみる自然科学と教育実践との連関

F.フレーベル(Frobel, F.W.A. 1782-1852)の自然諸学教授の着想をもとに、19世紀前葉における人間形成と学術的な知識との連関について考察した。彼は寄宿学校「一般ドイツ教育舎」を1816年に設立以降、1820年代に彼はいくつかの論文を公表してきた。それら「カイルハウ小論文」と呼ばれる著述には、自身の教育舎の教育方針や内容、その有用性が主張されている。また、彼は主著『人間の教育』(1826)や「ヘルバ・プラン」(1828/1829)といった体系的な教授構想として読解できる文書を残した。加えて、週刊誌1826年に発刊した週刊誌「教育的家庭」(1826)においても教育舎での実践やその教授の断片がうかがえる。1820年代を中心としたフレーベルの著述を再構成すると、教授項目の中には基礎カテゴリーも含まれるが、同時にギリシア語やラテン語、博物学や地理、自然諸学といった民衆学校には見られないものも提供されていたことがわかる。フレーベルの教育上の思索は単に幼児期に留まらず、少年期や青年期までを含むものであったことがうかがえる。しかし、フレーベル研究者の間でも1820年代における活動の全容を知る者は少ない。その要因としては、フレーベルの思想や実践について後世への影響が主として幼児教育の領域にとどまっていたこと、そのために学校教育に関する事項は伝記的研究の範疇にとどまってきたこと、また第二次世界大戦後のドイツ分断を契機に資料収集が難しかったことなどが挙げられる。論者がその点で注目したのは自然諸学の教授である。そもそも教育舎設立前にフレーベルは鉱物学研究者であった。教育舎設立を決意したと同時期に彼は大学教授職の声もかかっていたのである。となれば、ある程度当時最新の鉱物学および自然諸学研究の成果を踏まえ学術的な知識と基礎陶冶、人間教育との連関について思索を深めたことを、未刊行資料「植物学構想」の読解を中軸にフレーベルの自然諸学教授の再構成を進めた。平成20年9月ならびに平成21年2月に、ドイツ・ベルリン教育史研究史図書館所蔵の手稿を調査した。その中には、当時のフレーベル評価に関わる書簡や、フレーベルによる教授科目「自然誌」構想を見いだすことができた。それらを読解すると、フレーベルは自然諸科学の教授においてリンネを参照したことが明らかになった。リンネは植物を雄しべと雌しべの数・構造によって分類する「性体系」を提唱したが、この「性体系」的な戦略こそフレーベルの教育思想・実践構想の基盤である球体法則観と親和性が高いように思われる。1811年の球体法則観にあってフレーベルは「婚姻」という語を用いている。球体法則観は彼の認識論でもあるが、そこで「婚姻の中にのみ、完全な学問は存在する」「婚姻は、同分母の結合である」という命題も掲げている。「婚姻」という暗喩はキリスト教的世界観の特色である。これまでの先行研究においては1811年以降の球体法則観に則った教授構想に関しては十分な考察ができなかった。しかし、フレーベルがリンネの分類法を参照したことが明らかとなったことで、彼の教授構想に関する新たな分析枠組みを見いだすことができた。

言い換えれば、フレーベルは自然諸科学の分類として敢えて「性体系」的な要素を加味することにより、教授において観察を促す契機を捉えたのである。その点において、フレーベルの「自然誌」教授構想は18世紀から19世紀への転換期における世界観の表現方法のひとつでありつつも、実物教授の深化・展開をはかったといえよう。F.フレーベル(Frobel,F.W.A..1782-1852)の自然諸学教授の着想をもとに、19世紀前葉における人間形成と学術的な知識との連関について考察した。彼は寄宿学校「一般ドイツ教育舎」を1816年に設立以降、1820年代に彼はいくっかの論文を公表してきた。それら「カイルハウ小論文」と呼ばれる著述には、自身の教育舎の教育方針や内容、その有用性が主張されている。また、彼は主著『人間の教育』(1826)や「ヘルバ・プラン」(1828/1829)といった体系的な教授構想として読解できる文書を残した。また、週刊誌1826年に発刊した週刊誌「教育的家庭」(1826)においても教育舎での実践やその教授の断片がうかがえる。1820年代を中心としたフレーベルの著述を再構成すると、教授項目の中には基礎カテゴリーも含まれるが、同時にギリシア語やラテン語、博物学や地理、自然諸学といった民衆学校には見られないものも提供されていたことがわかる。フレーベルの教育上の思索は単に幼児期に留まらず、少年期や青年期までを含むものであったことがうかがえる。しかし、フレーベル研究者の間でも1820年代における活動の全容を知る者は少ない。その要因としては、フレーベルの思想や実践について後世への影響が主として幼児教育の領域にとどまっていたこと、そのために学校教育に関する事項は伝記的研究の範疇にとどまってきたこと、また第二次世界大戦後のドイツ分断を契機に資料収集が難しかったことなどが挙げられる。論者がその点で注目したのは自然諸学の教授である。そもそも教育舎設立前にフレーベルは鉱物学研究者であった。教育舎設立を決意したと同時期に彼は大学教授職の声もかかっていたのである。となれば、ある程度当時最新の鉱物学および自然諸学研究の成果を踏まえ学術的な知識と基礎陶冶、人間教育との連関について思索を深めたことを、未刊行資料「植物学構想」の読解を中軸にフレーベルの自然諸学教授の再構成を進めた。
チタンージルコニウム系生体用超弾性合金の組成最適化および内部組織制御

生体に安全な元素のみで構成された新たなβ型チタン基超弾性合金の開発を目的とした。Ti-Zr-Nb-(O,N)系合金において各添加元素が変態温度、結晶構造および機械的特性に及ぼす影響を系統的に調べた。その結果、大きい回復歪みおよび高い超弾性変形応力を同時に有するTi-Zr系超弾性合金の合金設計指針を確立した。また、加工熱処理による内部組織と機械的特性の変化を調べ、各合金の超弾性特性を最大限引き出す加工熱処理条件を確立した。本年度には、合金組成を系統的に変えたTi-Zr-Nb-(O,N)合金を作製し、変態特性と変形挙動の評価を行い、各添加元素が結晶構造、相安定性、マルテンサイト変態挙動、超弾性特性に及ぼす影響を定量的に調べた。Ti-(0-24)Zr-(0-26)Nb-(O,N)合金におい、Zr、Nb、NおよびOはいずれもマルテンサイト変態温度を低下させることが分かった。マルテンサイト変態温度を下げる効果が異なり、1at%添加によりNbは40K、Zrは30K、Nおよび0は80K変態温度を下げた。このことからTi-Zr系の変態温度に及ぼすNおよびOの影響はTi-Nb系より弱いことが分かった。また、各添加元素の量を調節することにより、様々な組成で超弾性が発現することが分かった。一方、Ti-Zr-Nb-(O,N)合金において、Nbの添加量増加に伴い母相からマルテンサイト相への変態時の格子変形歪みが低下したが、Zr、NおよびOの添加は格子変形歪みには大きい影響がなかった。形状記憶・超弾性特性を調べた結果、Zrの添加量が増加することにより、Nbの添加量が減少することにより回復歪みが増加した。しかし、NbおよびZrの添加はすべり臨界応力の上昇には効果がなかった。Nおよび0は格子変形歪みの増加には効果がなかったが、すべり臨界応力を大きく上昇させ、超弾性特性の安定に有効であった。また、NはOより強度を上昇させる効果が強いことが確認できた。様々な組成のTi-Zr-Nb系合金をアルゴンアーク溶解法で作製し、均質化処理および99%の冷間圧延を施した。冷間圧延材を用い様々な温度で焼鈍および溶体化処理を施し、超弾性特性を調べた。Ti-Zr-Nb三元合金においては、NbとZrの添加量を調節することでさまざまな組成で超弾性を示した。例えば、Ti-6Zr-22Nb,Ti-12Zr-18z,Ti-18Zr-15Nb合金において、良好な超弾性が確認できた。Ti-18Zr-15Nb合金にOおよびNを添加すると超弾性を示すNb濃度は低下した。例えば、0.5%のN添加の場合は14Nbで、1.0%のN添加では13Nbで超弾性を示した。特にTi-18Zr-14Nb-0.5N合金ではすべり臨界応力500MPa回復歪み5%を示す良好な超弾性を示した。1at%のNを添加するとすべり臨界応力は上昇したが、破断伸びおよび回復歪みは減少した。1.5at%以上の添加材では冷間加工性が悪くなった。O添加材の揚合もN添加材と同様な傾向を示したが、超弾性特性はN添加材に比べて良くなかった。冷間圧延材の集合組織を調べた結果、β相が安定な組成では(002)<110>加工集合組織が強く発達したが、β相の安定性が低下することにより即ち、Nb濃度が低下することにより、集合組織が弱くなった。(002)<110>加工集合組織が強く発達した場合、再結晶集合組織は(112)<110>が強く形成された。いずれの集合組織も圧延方向には格子変形歪みが大きい<110>を向いていることから、超弾性特性の改善に有効であることが分かった。本研究は、大きい超弾性回復歪みと高い超弾性変形応力を同時に発現する新たな生体用超弾性合金の開発を目標とした。本年度では、組成を系統的に変えたTi-Zr-Nb-(O,N)合金について、冷間加工後様々な条件で熱処理を施し、内部組織の観察、一定応力下で熱サイクル試験、負荷-除荷サイクル試験を行った。その結果、Ti-ZrNb-(O,N)合金において室温で超弾性を示す組成範囲が決定できた。超弾性変形応力はNbやZr濃度には大きく変化せず、酸素および窒素の添加により大きく上昇した。特に、窒素は超弾性回復歪みを減少させず、超弾性変形応力の上昇に有効であった。超弾性回復歪みの増加のためにはZr濃度を増加させると同時にNb濃度の減少が必要であるが、Nb濃度が減少するとω相が生成しやすくなり、超弾性の安定性は低下した。急冷時に形成された比熱的ω相は、マルテンサイト変態誘起応力を上昇させ、応力ヒステリシスを増加させることが分かった。

また、Nb濃度の減少に伴い時効ω相の生成温度が低下し、373Kでも時効ω相による機械的特性の劣化が見られた。酸素および窒素の添加はω相の抑制にも有効であることが分かった。本年度の研究により室温で超弾性を示し、かつ回復歪みが大きいTi-Zr-Nb合金系の合金設計指針および加工熱処理条件を確立することができた。また、Ti-Zr-Nb系合金においてω相の抑制により更なる特性改善が期待できることが分かった。
金属ナノクラスターと有機分子触媒による金属酵素様協調触媒系の開発

本年度は,ヒドロキノン/キノンを配位子とする均一系白金ナノ粒子触媒の開発を行った.本触媒においてはヒドロキノン/キノンは白金ナノ粒子を安定化するのみならず,本触媒を酸素酸化反応に用いた際に,白金ナノ粒子と協働的に機能することが明らかになった.本触媒は二価の白金塩と4ーtBuカテコールをTHF中,ホウ素化水素ナトリウムを還元剤として空気雰囲気下で混合することで簡便に調製できる.1-3 nmの微小ナノ粒子が形成していることが電子顕微鏡観測により明らかとなった.一方,本触媒調製をアルゴン雰囲気下で行うと金属ナノ粒子が安定化されず,沈殿を生じることから,4ーtBuカテコールが系中で酸素によって酸化され,キノンもしくはセミキノンの形で金属ナノ粒子を安定化していると考えられる.さらに,4-トリメチルシリルカテコールを安定化剤として白金ナノ粒子を同様の手法で調製し,走査透過型電子顕微鏡のEDSモードでそれぞれの金属ナノ粒子の元素分析を行ったところ,白金とケイ素が共に観測されたことから,有機安定化剤と白金ナノ粒子との直接の相互作用を裏付けることができた.このように,調製したヒドロキノン/キノン安定化均一系白金ナノ粒子触媒は,35°C,空気雰囲気下という穏和な条件下アミンのイミンへの酸素酸化反応に高い活性を示すことが明らかとなった.一級アミン,二級アミンともに幅広い基質一般性を示すことも明らかとなった.さらに,アミノフェノールとアルデヒドからの酸化的ベンゾオキサゾール合成反応にも有効に機能することが明らかとなった.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。
マイクロホローカソードアレイを用いた大気圧放電プラズマの滅菌応用

本研究では、マイクロホローカソード放電プラズマの生成および誘電体バリア放電などのマイクロプラズマを用いた空気あるいは液体の殺菌・滅菌技術の開発を目的としている。平成19年度では、18年度の基礎的な研究成果を踏まえて、マイクロホローカソード放電のマルチホール化への展開とマイクロホローカソードアレイの各種応用を目指した研究を実施した。以下に、平成19年度における主な研究成果を列記する。(1)印加する高電圧の波形を矩形波とした交流駆動による誘電体バリア放電モードからマイクロホローカソード放電モードへの遷移を利用することにより、同様にしてマイクロホロー放電開始電圧を約1kV低減できること、マルチアレイ構造の均一放電を実現できることを示した。(2)また、空気中での誘電体バリア放電により発生するオゾンの効果と窒素分子励起による紫外線放射の効果を調べるために、窒素および酸素のガス流量比を変化させた場合の紫外線発光強度とオゾン濃度との関係、および滅菌特性との関係について検討を行った。さらに、大気中放電における水蒸気添加の効果、即ちOHラジカルの不活化効果についても検討を行った。(3)フレキシブルなシート状誘電体バリア放電を提案し、その検証実験を行った。窒素と酸素の混合比を変化させることにより、紫外線とオゾンの不活化効果の比較検討を行うとともに、湿度65.7%の大気中における実験の結果、5分間のDBDプラズマ処理時で不活化できることを実証した。(4)研究成果の発表:上記研究で得られた成果は、学術論文に10件、国際会議に9件、国内学会において8件発表を行った。また、プラズマ滅菌に関する特許出願を1件行った。本年度では、マイクロホローカソードアレイを用いた大気圧平板状プラズマの生成を実証し、それを用いたプラズマ滅菌特性を調べることを目的として、以下の実施項目を実施した。(1)マイクロホローカソードアレイの製作:ハニカム状に細孔を開けたマイカ薄板を用い、両面を金属薄板の電極としたマイクロホローカソード電極を製作した。(2)実験装置の整備およびプラズマ放電実験:マイクロホローカソード放電を低駆動電圧で行うため、誘電体バリア放電を予備電離とした電極構造を提案し、放電特性における予備電離の効果を調べた。実験の結果、マイクロホローカソード放電の開始電圧を3kVから約500V程度低減できることを明らかにした。(3)大気圧放電プラズマの診断:マイクロホローカソード放電および誘電体バリア放電などの大気圧放電プラズマ放電時の電流-電圧特性の測定を実施し、紫外・可視分光器を用いたプラズマ発光スペクトル測定およびオゾン濃度測定を行った。大気中での誘電体バリア放電のスペクトル測定より窒素分子の紫外域発光を確認し、さらに数100ppmにおよぶ高濃度のオゾンの生成を確認した。(4)マイクロホローカソードアレイにおける電磁界解析:誘電体バリア放電を予備電離として用いたマイクロホローカソードアレイにおける電磁界強度分布の解析を有限要素法を用いて行った。誘電体バリア放電によって生成される電子がマイクロホローカソード電極中に加速され、放電がその瞬間に起きうることが解析から示され、実験で観測された断続的放電の現象を説明できることを示した。(5)大気圧放電プラズマを用いた滅菌実験:医療チューブ内部滅菌用に細線状の誘電体バリア放電を提案し滅菌特性の評価を行った。滅菌実験の結果、10分間以上の照射で10^6個の芽胞菌の死滅を確認した。また、シート状誘電体バリア放電による包装容器内部の低温滅菌法を提案し、包装容器内部での対象物の低温滅菌処理の可能性を示した。(6)研究成果の発表:上記研究で得られた成果は、学術論文に10件、国際会議に6件、国内学会において18件発表を行った。また、誘電体バリア放電を用いた滅菌法に関する特許出願を2件行った。
環状アミン類合成触媒の開発研究

環状アミン類のピロリジン(PRL)は広い用途を持った重要な化合物である。工業的なPRL合成法としては1,4-ジクロリドとアンモニアを原料とする方法が一般的である。しかしこのプロセスは塩素化合物を原料とするため多くの問題を抱えている。そこで本研究では塩素化合物を原料とするのではなく触媒に固体酸触媒を用いた、より経済的・環境負荷的に有利な1,4-ブタンジオール(1,4-BDL)を原料としたPRL合成法について検討した。1,4-BDLからのPRL合成において、中間生成物としてテトラヒドロフラン(THF)が形成される。そのため反応を1,4-BDLからTHFの合成とTHFからPRLの合成に分け、それぞれの合成法を反応条件、反応機構及び触媒特性と反応との関連について詳しく調べ、その後1,4-BDLからのPRL合成を試みた。1,4-BDLの分子内脱水によるTHFの合成には、中程度の酸強度を有する固体酸触媒、特にゼオライト触媒が有用であり、ブレンステッド酸だけでなくルイス酸によっても反応は進行し、温和な条件では副生成物は生成しなかった。またTHFのアミノ化によるPRL合成においては、PRLを高収率で得る最適温度範囲は狭く、弱い酸性質を持つ固体酸触媒の活性が高いことが分かった。1,4-BDLからのPRL合成反応においてはγAl_2O_3が最も活性を示した。さらに本年度はより詳細な分析のために、生成物をオンラインでカラムに導入できるよう装置を改良してTHFからのPRL合成を行ったところ、H-BEAでγ-Al_2O_3と同程度のTHF転化率97.52%、高いPRL選択率64.52%を得た。また原料の拡散のために0.76nm程度の細孔径が必要であり、L酸点が重要な因子であると予想できた。これらを踏まえ、副生成物の詳細な解析や、最適な触媒調整を行い、PRL選択率向上及び一段階合成への応用を検討していく。ピロリジン(PRL)は有用な化学物質であるが、既存の汎用合成法は省エネルギーの観点からも好ましくないプロセスである。そこで固体酸触媒を用いた1,4-ブタンジオール(BDL)からPRL合成プロセスの確立を目指した。まず先立ってI.BDLの脱水縮合によるテトラヒドロフラン(THF)の合成II. THFとNH_3によるPRL合成にわけ、I及びIIをそれぞれ詳細に検討した。Iは反応温度423Kで行った場合、どの触媒においても選択率100%を示し、ゼオライト触媒の中ではH-BEA、H-MFIが特に優れた活性を示した。触媒の酸強度を調べたところ、低活性を示したゼオライトに比べ高活性を示した触媒は酸強度が弱いことが解った。しかし、高活性を示した触媒と同程度の酸強度を有するシリカアルミナは活性を示すものの、ルイス酸点(L酸点)のみを保持するγ-Al_2O_3は低活性に留まり、更に酸強度が弱いSO_4^<2->/Al_2O_3、SO_4^<2->/ZrO_2はより低い活性を示した。これより反応には中程度の酸強度を有するH-BEA、H-MFIが特に有効であり、B酸点の存在する触媒でより進行し易いことがわかった。次に反応温度648KでIIの合成反応を行なった。SO_4^<2->/Al_2O

_3、SO_4^<2->/ZrO_2が高活性を示し、中でもγ-Al_2O_3が最も高いPRL収率を示した。シリカアルミナでも比較的高活性を示したが、ゼオライト触媒ではH-FAUがある程度活性を示すものの低活性に留った。そこで触媒の酸強度を検討したところ、高活性を示したのは比較的弱い酸強度を示し、L酸点のみを有するγ-Al_2O_3であり、強酸点では活性種が強く捕捉されてしまい反応が進行しにくいことが解った。この結果から、IではB酸点を有するH-BEA、H-MFIが高活性を示す一方、IIはIに比べ高温条件を必要とし、比較的酸強度は弱くL酸点のみを有するγ-Al_2O_3が最も高活性を示した。今後I及びIIの一段階合成を検討する。環状アミン類のピロリジン(PRL)は広い用途を持った重要な化合物である。工業的なPRL合成法としては1,4-ジクロリドとアンモニアを原料とする方法が一般的である。しかしこのプロセスは塩素化合物を原料とするため多くの問題を抱えている。そこで本研究では塩素化合物を原料とするのではなく触媒に固体酸触媒を用いた、より経済的・環境負荷的に有利な1,4-ブタンジオール(1,4-BDL)を原料としたPRL合成法について検討した。1,4-BDLからのPRL合成において、中間生成物としてテトラヒドロフラン(THF)が形成される。そのため反応を1,4-BDLからTHFの合成とTHFからPRLの合成に分け、それぞれの合成法を反応条件、反応機構及び触媒特性と反応との関連について詳しく調べ、その後1,4-BDLからのPRL合成を試みた。1,4-BDLの分子内脱水によるTHFの合成には、中程度の酸強度を有する固体酸触媒、特にゼオライト触媒が有用であり、ブレンステッド酸だけでなくルイス酸によっても反応は進行し、温和な条件では副生成物は生成しなかった。またTHFのアミノ化によるPRL合成においては、PRLを高収率で得る最適温度範囲は狭く、弱い酸性質を持つ固体酸触媒の活性が高いことが分かった。1,4-BDLからのPRL合成反応においてはγ-Al_2O_3が最も活性を示した。さらに本年度はより詳細な分析のために、生成物をオンラインでカラムに導入できるよう装置を改良してTHFからのPRL合成を行ったところ、H-BEAでγ-Al_2O_3と同程度のTHF転化率97.52%、高いPRL選択率64.52%を得た。また原料の拡散のために0.76nm程度の細孔径が必要であり、L酸点が重要な因子であると予想できた。これらを踏まえ、副生成物の詳細な解析や、最適な触媒調製を行い、PRL選択率向上及び一段階合成への応用を検討していく。
鉄カルボニル錯体の可動性を利用した生物活性ポリオール誘導体の合成研究

1.アルデヒド、ケトン、エステル、ニトリルなどの電子吸引基を有するポリエン鉄錯体に対し、KN(TMS)_2,LiCH_2CN,NaHのような求核剤を作用させると、鉄カルボニル部がオレフィン上を2炭素あるいは4炭素移動し、電子吸引基側のジエンに移動した鉄錯体が収率良く得られることを明らかにした。2.鉄錯体がオレフィン上を1,3-あるいは1,5-移動する際に、鉄錯体部の不斉は保存されそれぞれ反転あるいは保持で反応が進行することを初めて明らかにした。これにより1,n-移動(n:奇数)を利用した不斉炭素構築法の開発が可能であることを明らかにした。3.鉄錯体の1,3-移動で非配位となったオレフィン部を四酸化オスミウムを用いて酸化することにより、鉄カルボニル部の不斉を利用して立体選択的なジヒドロキシ化が可能であること、またこのジオールをオルトエステルに変換後求核置換反応を行えば、α-位とβ-位に異なる官能基を位置及び立体選択的に導入できることを明らかにした。4.ポリエン鉄錯体における連続的な1,n-移動を、光学活性なトリエノンあるいはテトラエノン錯体に利用し、さらに隣接位ケトンを立体選択的に還元することにより、通常の方法では立体制御が困難な遠隔位の立体制御を行い1,8-あるいは1,10-ジオールの不斉合成に成功した。本反応の応用として、抗菌活性を有するepipatulolide Cの形式不斉全合成も達成した。5.HIV-1プロテアーゼ阻害活性を有するDidemnaketal AやMacrolactin Aのサブユニットの不斉合成を目指し、連続的な繰り返し反応の可能性を検討した結果、1,2-syn-2,3-anti-3,4-syn-テトラオール誘導体および1,3-anti-ジオール誘導体の立体選択的な合成にも成功した。1.α,β-不飽和エステルを末端に有するジエン鉄カルボニル錯体の1,3-移動反応を検討した結果、塩基性の求核剤たとえば、フッ化テトラブチルアンモニウム、水素化ナトリウム、カリウムビス(トリメチルシリル)アミドを作用させることにより、鉄カルボニル部がジエン上を移動することを見い出した。特に、カリウムビス(トリメチルシリル)アミドの場合、触媒量の添加で反応がスムーズに進行することも明らかにした。2.エステル以外にアルデヒド、ケトン、ニトリルおよびフェニル基を末端に有するトリエン鉄カルボニル錯体の1,3-移動反応を検討した結果、アルデヒド、ケトン錯体では水素化ナトリウムやカリウムビス(トリメチルシリル)アミド、ニトリル錯体ではアセトニトリルのリチウムエノラートにより鉄カルボニル部の移動を行うことができるが、フェニル置換錯体では全く移動反応は進行しない。以上のことからこの移動反応には電子吸引基の存在が必須であることを明らかにした。3.光学活性なトリエンニトリル錯体をアセトニトリルのリチウムエノラートを用いて鉄カルボニル部の1,3-移動を行い、鉄カルボニル部が移動に際して立体反転で立体特異的に転位することを明らかにした。このことから、鉄カルボニル錯体の1,3-移動反応が不斉合成反応へ利用可能であることが判明した。4.鉄錯体の1,3-移動で得られたオレフィンの立体選択的なジヒドロキシ化とそれに続く位置および立体選択的な水酸基の求核置換反応を新規に開発し、1,2-シンジオールおよび1,2-シンモノ置換アルコール誘導体の立体選択的な合成に成功した。

1.鉄錯体の1,3-移動で非配位となったオレフィン部を四酸化オスミウムを用いて酸化することにより、鉄カルボニル部の不斉を利用して立体選択的に1,2-ジヒドロキシ化が可能であることを既に明らかにしているが、今回はこのsyn-ジオールを利用して異なる種々の官能基導入が可能かどうかを検討した。その結果ジオールをオルトエステルに変換したのちに、BF_3・Et_2Oのようなルイス酸存在下で求核置換反応を行えば、ヘテロ原子あるいは炭素置換基をα-位へ位置及び立体選択的に導入可能であることを明らかにし、1,3-ポリオールの新規な立体選択的合成法を開発した。2.トリエン鉄錯体を適切な塩基で処理すれば、鉄カルボニル部が立体選択的に1,3-移動することを既に明らかにしているが、さらにその有用性を高めるためにポリエン鉄錯体への連続的な1,3-移動を検討した。その結果、光学活性なテトラエノン錯体に対しNaHやKN(TMS)_2を作用させると連続的な1,3-移動反応が起こり、1,3-移動体は全く生成せずに1,5-移動体のみが選択的に合成できることを明らかにした。さらに得られた1,5-移動体のケトンを立体選択的に還元することにより、通常の方法では立体制御が困難な1,10-ジオールを唯一の不斉源を用いて不斉合成することに成功した。また、本手法を光学活性なトリエノン錯体に応用し、抗菌活性を有するepipatulolide Cの不斉全合成も達成した。3.HIV-1プロテアーゼ阻害活性を有するDidemnaketal AやMacrolactin Aのサブユニットの不斉合成を目指し、連続的な繰り返し反応の可能性を検討した結果、1,2-syn-2,3-anti-3,4-syn-テトラオール誘導体および1,3-anti-ジオール誘導体の立体選択的な合成にも成功した。
日本人英語学習者の文理解における動詞下位範疇化情報の使用：眼球運動計測による検証

本研究ではなぜ日本人英語学習者が動詞の下位範疇化情報知識を用いて効率的な文理解を行えないかの原因を明らかにするするため、文中にfiller-gap dependencyを含む構造文を読む際の眼球運動計測実験を行った。その結果、日本人英語学習者は、文中に動詞と名詞句が続けて現れる場合、動詞の下位範疇化情報に関わらず動詞直後の名詞句を動詞の直接目的目的語として他動詞構造理解を行う文処理方略を持っていることが示され、動詞直後に名詞句が現れないfiller-gap dependency構造文の理解では、意味情報・動詞の下位範疇化情報知識を用いた統語構造分析をしていることが明らかとなった。日本語を母語とする英語学習者を対象とした先行研究から, "When the audiencewatched the actorrested behind thecurtain"のようなearly/late closure ambiguityを含む文を読む際,日本人英語学習者は動詞が自動詞の場合にも他動詞構造として統語分析を行っており,動詞直後の名詞句を動詞の直接目的語として解釈していることが示されている(Nakamura, Arai, Harada, 2013).本研究では, Nakamura et al. (2013)で示された日本人英語学習者に特徴的な動詞情報の使用が,実験に用いられた文構造特有の結果であるかを検討するため, (1)のようなgap-filler dependencyを伴う文構造を用いた実験を行った.これにより,動詞直後に動詞の直接目的語となり得る名詞句が存在しない文型において, 1.動詞の下位範疇化情報を用いた統語処理が行われるか, 2.動詞の下位範疇化情報に基づいた統語分析に意味的齟齬が生じる場合,文処理過程にどう影響が見られるかの二点を自己ペース読み実験と眼球運動計測実験により明らかにした.early/late closure ambigutiy構文を用いた実験では,日本人英語学習者は動詞が自動詞の場合にも他動詞構造理解をしていることが示されている一方,この傾向は構文にgap-filler依存関係が含まれる場合には観測されず,動詞の直後に目的語となり得る名詞句が存在しない文型では下位範疇化情報に基づいた統語分析が行われていることが示された.これらの結果から,日本人英語学習者は英語動詞の正しい下位範疇知識を持っている一方でその情報への依存度が低く,動詞の直後に名詞句が現れた場合には直接目的語分析を適用するという原則を自動詞文にも当てはめていることが明らかとなった.日本人英語学習者が英語文を読む際に動詞の下位範疇化情報を用いた処理を行っていないという先行研究の結果について、その原因を明らかにするため、(1)のようなfiller-gap dependency構造文を読む際の眼球運動計測実験を行った。英語母語話者と日本人英語学習者の読み時間の比較から、日本人英語学習者は正しい自動詞知識を持っている一方、その知識をオンラインの統語処理に用いることを困難としており、動詞の後に名詞句が現れると、動詞の下位範疇化情報に関わらずその名詞句を動詞の直接目的語とする他動詞構造理解を行ってしまうことが示された。そのため、(1)のような動詞の直後に名詞句が現れないfiller-gap dependency構造の文理解では、英語母語話者と同様に、意味情報・動詞の下位範疇化情報両方を用いた文構造理解を行っていることが示された。本研究では現在までに自己ペース読み実験による英語母語話者と日本人英語学習者の比較,眼球運動計測実験による日本人英語学習者の読み実験の実施を行った.これらの実験結果の分析により,日本人英語学習者が自動詞文において他動詞構造理解を行ってしまうという先行研究の結果から得られる以下の2つの仮説について検証を行った.1.英語母語話者の子供を対象とした第一言語獲得の研究からは,動詞の下位範疇化情報の知識は特定の動詞を用いた言語使用の経験を積み重ねることで獲得されることが示されており,それゆえ対象言語のインプットが限られた学習者にとっては,語彙レベルでの学習が必要な自動詞知識の完全な習得が困難であることが予想され,これにより日本人英語学習者は自動詞の下位範疇化情報が獲得できていない.2.日本人英語学習者は自動詞知識を獲得しているが,その知識をオンラインプロセスで用いることができない.つまり,特定の動詞に対して正しい自動詞知識を持っているにも関わらず,動詞の後に名詞句が現れるとその名詞句を動詞の直接目的語として分析し,他動詞の構造分析を行ってしまう.実験結果から,動詞の直後に直接目的語が存在しないfiller-gap依存関係を含む文理解では自動詞情報に基づいた統語分析が行われていることが示しされ,これにより仮説2が指示された.本研究のこれまでの結果から,日本人英語学習者の文理解における自動詞知識の使用方略が明らかとなり,この成果について国際会議で口頭発表を行っていることから,研究の達成度としておおむね順調に進展していると判断できる.心理言語学研究課題実施

最終年度である平成27年度は,眼球運動計測実験で得られた日本人英語学習者の比較群として英語母語話者のデータ収集を行う.日本人英語学習者によるfiller-gap依存関係を含む文構造の処理プロセスを英語学習者のデータと比較し,その結果を国際会議で発表すると共に成果を論文にまとめ,国際ジャーナルへに投稿する.本研究の計画時点においては海外でのデータ収集のため持ち運び可能な眼球運動計測装置を用いることを想定していたが,海外共同研究者の協力にから解像度がより優れた実験室固定型の装置を使えることになっため,固定型眼球運動計測装置を用いて実験を行う.同時に,ポータブル型眼球運動計測装置(Pupil Pro)上で実験室固定型装置を用いたパラダイムを実験可能にするための設定を行う.
昇圧化学療法における腫瘍血管の薬剤反応性の観察,至適昇圧剤の選択

担癌マウスモデル(マウス:BALB/c系,移植腫瘍:Colon26)による経動脈的な腫瘍微小血管造影を放射光微小血管造影システムで行った。平成9年度の実験結果より経静脈的に毎秒3mlの造影剤(総量3ml)を使用した造影で,2cm以下の小腫瘍の約50マイクロメーターの微小腫瘍血管を撮像し形態を評価することが可能であった。しかしながら,この造影条件では繰り返し造影を施行することは困難であり,また粘稠度の高い造影剤を短時間に比較的大量に投与するため腫瘍血管の薬剤反応性などの病態を評価するには至らなかった。そこで今年度(平成10年度)は,同様の担癌マウスモデルに対して経動脈的に造影を行うことで造影剤の投与量を減量し(0.1ml/秒,総量0.3ml)担癌マウスモデルに対し,繰り返し造影をする事が可能となった。担癌マウスモデル(マウス:BALB/c系,移植腫瘍:マウス大腸癌Colon26)に腫瘍を移植し移植後1週,2週,3週,4週の時点で経時的に微小血管造影を行った。移植後1週では数ミリ程度の腫瘍の腫瘍血管を観察し得た。腫瘍の増殖に伴い,右腋窩動脈,内胸動脈,肺動脈といった血管から栄養血管を得て成長する腫瘍血管の発達を経時的に観察することができた。以上の結果から,今後は様々な抗癌剤の抗腫瘍効果を本血管造影システムで評価する事ができると考えられた。また,本撮影条件ではモデルに対する循環動態への影響も非常に少ないので腫瘍血管の薬剤反応性の評価も可能であると考えられた。担癌ラットと担癌マウスによる,放射光微小血管造影を用いた,腫瘍の血管造影,及び血管造影による腫瘍血管の薬剤反応性の観察を行った。対象のラットはDonryu系ラットを,マウスはBALB/c系マウスを使用した。腫瘍の移植は,ラットでは右大腿部に腫瘍細胞(LY80)2×10^6個を皮下に注入し移植し,移植後10日,1020mm大に成長した時点で単色放射光(33.3KeV)を線源とした微小血管造影を行った。マウスでは右腋窩部に腫瘍組織(colon26)の3mm大の腫瘍組織片を皮下組織内に移植し,移植後14日,15mm20mmに成長した時点で同様に血管造影を施行した。担癌マウスの微小血管造影では,腫瘍辺縁より屈曲蛇行しながら腫瘍内に流入し,腫瘍辺縁に沿ってひろがる血管網を観察し得た。これらの血管は壁の不整を伴い,微小な動静脈シャントも伴っていた。観察可能であった腫瘍血管の最小径はReferenceの径130μmの銅線との比較から約50μmであった。病理組織学的検索では新生血管が腫瘍内で不均一に分布し,腫瘍中心部に壊死巣を確認した。腫瘍は豊富な腫瘍血管を伴っており,腫瘍血管径は30μmから60μmのものが多数を占め,血管壁は一層の内皮層からなる毛細血管様の構造を呈する幼弱な血管構造であった。担癌ラットの血管造影では,アセチルコリンを投与することで非癌部の正常な血管は著明な血管径の拡張が観察されたが,腫瘍血管の血管径に明らかな拡張像は観察されなかった。新生血管の幼弱な血管構造と血管造影の所見から,血管拡張剤であるアセチルコリンに対する癌新生血管の反応性の不良が示された。