hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
IgG4関連疾患におけるCCL18-CCR8と疾患特異的治療標的分子の探索

IgG4関連疾患(IgG4-RD)の口唇唾液腺(LSG)では、シェーグレン症候群(SS)・健常人(HC)と比較して、CCL18を発現するマクロファージ・樹状細胞・形質細胞は有意に増加していた。IgG4-RDとSSのLSGでは、T・B細胞・形質細胞にCCL18の受容体であるCCR8が発現していたが、HCではCCR8の発現はなかった。HCのPBMCおよび末梢血B細胞をCD40L+IL-4+IL-10+IL-21で刺激すると、CD40L+IL-4刺激と比較して、IgG4産生が有意に増加し、CCL18添加でさらに増加した。以上よりCCL18-CCR8経路はIgG4-RDの新規治療標的分子となり得る。【研究成果の具体的内容】1)IgG4関連疾患(IgG4-RD)(N=9)、シェーグレン症候群(SS)(N=10)、健常人(HC)(N=4)の口唇唾液腺(LSG)より抽出したRNAを用いて、CCL18の発現を定量PCRで比較した。SSおよびHCと比較してIgG4-RDのLSGでCCL18は有意に高発現していた(P<0.05)。2)IgG4-RD(N=3)、SS(N=4)、HC(N=5)の間で、LSGにおけるCCL18のタンパクレベルでの発現を、免疫蛍光染色(IF)で比較した。IgG4-RDのLSGでは、CCL18のタンパクレベルでの高発現が認められたが、SSおよびHCのLSGではCCL18の発現は認められなかった。3)IgG4-RD(N=3)のLSGを用いて、マクロファージ(CD68)、樹状細胞(CD11c)、B細胞(CD20)、形質細胞(CD138)におけるCCL18のタンパク発現を、二重免疫蛍光染色(IF)で検討した。IgG4-RDのLSGで、多数のマクロファージ、樹状細胞、B細胞、形質細胞がCCL18を発現していた。これらの各細胞分画におけるCCL18陽性細胞数は同等であった。4)IgG4-RD(N=1)の涙腺を用いて、CCR8のタンパク発現と発現細胞(T細胞(CD3)、B細胞、形質細胞)を、二重免疫蛍光染色(IF)で検討した。多数のT細胞、一部の形質細胞、少数のB細胞がCCR8を発現していた。【研究成果の意義と重要性】IgG4-RDの病変局所でマクロファージ、樹状細胞、B細胞、形質細胞が産生したCCL18は、その受容体であるCCR8を発現するT細胞、B細胞、形質細胞の病変局所へのケモタキシス、線維化誘導を介して、IgG4-RDの病態形成に寄与する可能性が示唆された。CCL18-CCR8シグナルは、IgG4-RDの新規治療標的になり得ると考えられた。当初の予定通り、平成27年度に、IgG4関連疾患(IgG4-RD)の病変局所におけるCCL18とその受容体であるCCR8のタンパクレベルでの発現と発現細胞を解析することができた。今後検体数を増やして、IgG4-RD、シェーグレン症候群(SS)、健常人(HC)の口唇唾液腺(LSG)の各細胞サブセット(マクロファージ、樹状細胞、B細胞、形質細胞)におけるCCL18陽性細胞数の比較、統計学的解析を追加する。またCCR8のタンパクレベルでの発現、発現細胞をIgG4-RD、SS、HCのLSGを用いて比較し、統計学的解析を行う。IgG4関連疾患(IgG4-RD)の口唇唾液腺(LSG)を用いて、T細胞、B細胞の病変局所へのケモタキシス、線維化誘導に関わるケモカインであるCCL18と、CCL18の受容体であるCCR8のタンパクレベルでの発現解析と発現細胞の同定を行った。IgG4-RD(N=3)、シェーグレン症候群(SS)(N=4)、健常人(HC)(N=5)の間で、LSGにおけるCCL18のタンパクレベルでの発現を免疫蛍光染色(IF)で検討し、SS・HCと比較し、IgG4-RDのLSGにおけるCCL18のタンパクレベルでの高発現を明らかにした。IgG4-RD(N=3)のLSGでは、多数のマクロファージ、樹状細胞、B細胞、形質細胞がCCL18を発現し、各細胞サブセットでCCL18陽性細胞数は同等であった(p=0.118)。IgG4-RDのLSGでは、SS・HCのLSGと比較し、CCL18陽性マクロファージ、樹状細胞、形質細胞が、HCのLSGと比較しCCL18陽性B細胞が有意に増加していた。CCL18の受容体であるCCR8に関しては、IgG4-RD(N=3)とSS(N=4)のLSGではタンパクレベルでの発現が認められたが、HC(N=5)のLSGではCCR8の発現は認められなかった。IgG4-RD(N=1)とSS(N=1)のLSGでは、ともに多数のT細胞、B細胞、一部の形質細胞がCCR8を発現していた。以上の結果から、IgG4-RDの病変局所でマクロファージ、樹状細胞、B細胞、形質細胞が産生したCCL18は、その受容体であるCCR8を発現するT細胞、B細胞、形質細胞の病変局所へのケモタキシス、線維化誘導を介して、IgG4-RDの病態形成に寄与する可能性が示唆された。

CCL18-CCR8シグナルはIgG4-RDの新規治療標的分子になり得ると考えられた。IgG4関連疾患(IgG4-RD)、シェーグレン症候群(SS)、健常人(HC)の口唇唾液腺において、各細胞サブセット(マクロファージ、樹状細胞、B細胞、形質細胞)におけるCCL18陽性細胞数をカウントし、統計学的解析を行った。その結果、IgG4-RDにおけるCCL18の特異的発現を明らかにすることができた。さらにCCL18の受容体であるCCR8の発現と発現細胞を、IgG4-RD、SS、HCの口唇唾液腺で比較し、IgG4-RDおよびSSの口唇唾液腺のT細胞、B細胞、一部の形質細胞におけるCCR8の発現を明らかにした。以上の解析に用いた口唇唾液腺の収集、免疫蛍光法の条件設定に時間を要した。T、B細胞のケモタキシス、線維化誘導に関わるケモカインであるCCL18とその受容体であるCCR8の、IgG4関連疾患(IgG4-RD)の病変局所における発現・発現細胞、病態形成における機能、治療標的の可能性を明らかにすることを目的に、以下の解析を行った。1)IgG4-RD(N=3)、シェーグレン症候群(SS)(N=4)、健常人(HC)(N=5)の間で、LSGにおけるCCL18のタンパクレベルでの発現および発現細胞を免疫蛍光染色(IF)で比較した。SS・HCと比較して、IgG4-RDのLSGではCCL18の高発現を認め、マクロファージ、樹状細胞、B細胞、形質細胞におけるCCL18陽性細胞数は同等であった。IgG4-RDのLSGでは、SS・HCと比較してCCL18陽性マクロファージ・樹状細胞・形質細胞、HCと比較してCCL18陽性B細胞は有意に増加していた。2)IgG4-RD(N=3)、SS(N=4)、HC(N=5)の間で、LSGにおけるCCR8のタンパクレベルでの発現および発現細胞をIFで比較した。IgG4-RDとSSのLSGではともにCCR8が発現していたが、HCのLSGではCCR8の発現は認めなかった。IgG4-RDのLSGにおけるCCR8陽性T・B・形質細胞数は、HCと比較して有意に増加していたが、SSと同等だった。以上の結果から、IgG4-RDのLSGにおけるCCL18-CCR8経路のタンパクレベルでの発現亢進が認められ、新規治療標的分子となり得ると考えられた。IgG4関連疾患(IgG4-RD)の口唇唾液腺(LSG)では、シェーグレン症候群(SS)・健常人(HC)と比較して、CCL18を発現するマクロファージ・樹状細胞・形質細胞は有意に増加していた。IgG4-RDとSSのLSGでは、T・B細胞・形質細胞にCCL18の受容体であるCCR8が発現していたが、HCではCCR8の発現はなかった。HCのPBMCおよび末梢血B細胞をCD40L+IL-4+IL-10+IL-21で刺激すると、CD40L+IL-4刺激と比較して、IgG4産生が有意に増加し、CCL18添加でさらに増加した。以上よりCCL18-CCR8経路はIgG4-RDの新規治療標的分子となり得る。【IgG4関連疾患の病態形成におけるCCL18-CCR8シグナルの機能解析(in vitro)】IgG4関連疾患(IgG4-RD)の病変局所におけるタンパクレベルでの発現増加が確認されたCCL18-CCR8シグナルに関して、末梢血CD14陽性単球から分化させたマクロファージ、およびT細胞、B細胞を用いて、in vitroでの機能解析を行う。【先行研究で得られたDNAマイクロアレイのデータ解析と新規病態関連分子の抽出】
放線菌におけるA-factor制御カスケードの解明

本年度は、放線菌Streptomyces griseusにおけるA-ファクター制御カスケードの起点である、A-ファクターの生合成機構についての研究を中心に行った。まず、A-ファクター生合成変異株のスクリーニングをA-ファクターによる形質(形態分化)を指標にUV変異株10,000株より行ったが、これまで生合成酵素をコードする遺伝子と予想されているafsA領域以外には生合成に関与する変異を取得することができなかった。afsA単一の遺伝子破壊株を作製すると確かにA-ファクター欠損変異株となることを確認した。そこでいまだに不明のままであるAfsA蛋白質の機能解明を目的として大腸菌における発現の検討を行い、発現に成功した。AfsAを発現した大腸菌の培養上清にはA-ファクター活性があることをA-ファクター欠損株(afsA遺伝子破壊株)を用いたバイオアッセイおよび機器分析により確認、解析した。現在、精製したAfsA蛋白質および生合成予想経路に基づいた基質を用いてin vitro反応を行うことにより、A-ファクター生合成におけるAfsA蛋白質の寄与を明らかにしようと詳細に検討を行っているところである。また、昨年度に行ったカスケードの中心的転写活性化因子AdpAの自己抑制機構、放線菌S.coelicolor A3(2)におけるSSIファミリープロテアーゼ阻害蛋白質の解析について論文にまとめ発表した。昨年度から続けているS.griseusのSSIファミリープロテアーゼ阻害蛋白質SgiAについても解析を続けた。SgiAはAdpAによる直接的転写活性化により発現がおこるという、A-ファクターによる制御を証明し、さらに大腸菌により発現、精製したSgiAの添加により放線菌の分化が遅れるという、形態分化への寄与についてもほぼ明らかにしており、現在論文投稿準備中である。本年度行った研究域果は主どして2点拳げられる。まず1点は、シグナルカスケードを担うA-ファクター受容体(転写因子ArpA)の機能解析を詳細に行ったことである。遺伝子破壊株の作製・解析によりArpAが転写抑制因子であることを再確認し、A-ファクター非結合型ArpAを発現する変異株の作製・解析により標的が転写活性化因子adpAのみであることを明らかにした。また、これらとadpA遺伝子破壊株をあわせた解析からA-ファクター生産の制御にはAdpAが大きな役割を持っでいることも明らかにした。これらを通じて制御機構の詳細がより明らかとなり、他種とは異なる独特の制御機構であることも示された。この成果は雑誌論文として発表予定である。もう1点はA-ファクターシグナルを経てAdpAによって転写活性化されるプロテアーゼとして2つのトリプシン遺伝子の解析を行ったことである。sprTについては以前にAdpA依存的なトリプシン遺伝子として取得していたが、その後さらにパラログであるsprUを新たに取得しこれもAdpA依存的であることを示した。詳細な解析をすすめ、これらの遺伝子がAdpA依存的な転写をすること、AdpAがこれらの遺伝子のプロモーター周辺に結合することを示し、さらにAdpA非結合型の変異導入によりこれらの遺伝子の転写量が激減することを示した。以上から2つのトソプシン遺伝子はAdpAによって直接的に転写活性化されることを証明した。機能についてはsprT遺伝子破壊株、sprU遺伝子破壊株、およびsprT、sprU遺伝子同時破壊株を作製し現在解析中であるが、胞子形成に関与することが示唆されている。こちらについても近々雑誌論文として投稿予定である。本年度行った研究成果は3点挙げられる。まず、放線菌Streptomyces griseusにおけるA-ファクターカスケードの、中心的な転写活性化因子AdpAの自己転写抑制機構を明らかにした。AdpAは形態分化と二次代謝に関連する様々な遺伝子の転写を活性化することがこれまで明らかになっていたが、adpA自身の転写調節機構に関してはA-ファクター受容体ArpAによる調節のみが明らかになっているだけだった。adpA遺伝子破壊株ではadpAの転写量が増大していたことから、AdpAによる自己調節を想定して解析を進めた結果、AdpAは自身の遺伝子上流にも結合し、自身に対しては抑制的に働くことが明らかとなった。また結合様式についても解析を進め、抑制的に働く場合との関係を示した。2点目は放線菌が生産するSSI様プロテアーゼ阻害蛋白質の解析である。これについては放線菌S.coelicolor A3(2)およびS.griseusを用いて研究を行った。それぞれのホモログ蛋白質をコードする遺伝子をゲノム情報より見いだし、遺伝子破壊および転写解析を行った。その結果、両者において非常に強い転写を示し、遺伝子破壊株では分泌プロテアーゼ活性の上昇が見られた。これらの遺伝子の生理的機能として、放線菌の形態分化におけるアポトーシスの調節を想定しているが、S.coelicolor A3(2)においては遺伝子破壊株は形態分化における形質は示さなかった。S.griseusについては現在解析中であるが、S.griseusのSSI様蛋白質遺伝子はA-ファクターカスケードの制御下にあることも明らかにしており、生理的機能には非常に興味が持たれる。3点目として、前年度行っていた、AdpA標的遺伝子の二つのトリプシン型プロテアーゼ遺伝子sprTとsprUの研究をまとめ、論文誌に投稿・発表した。まず、A-ファクター

生合成変異株のスクリーニングをA-ファクターによる形質(形態分化)を指標にUV変異株10,000株より行ったが、これまで生合成酵素をコードする遺伝子と予想されているafsA領域以外には生合成に関与する変異を取得することができなかった。afsA単一の遺伝子破壊株を作製すると確かにA-ファクター欠損変異株となることを確認した。そこでいまだに不明のままであるAfsA蛋白質の機能解明を目的として大腸菌における発現の検討を行い、発現に成功した。AfsAを発現した大腸菌の培養上清にはA-ファクター活性があることをA-ファクター欠損株(afsA遺伝子破壊株)を用いたバイオアッセイおよび機器分析により確認、解析した。現在、精製したAfsA蛋白質および生合成予想経路に基づいた基質を用いてin vitro反応を行うことにより、A-ファクター生合成におけるAfsA蛋白質の寄与を明らかにしようと詳細に検討を行っているところである。また、昨年度に行ったカスケードの中心的転写活性化因子AdpAの自己抑制機構、放線菌S.coelicolor A3(2)におけるSSIファミリープロテアーゼ阻害蛋白質の解析について論文にまとめ発表した。昨年度から続けているS.griseusのSSIファミリープロテアーゼ阻害蛋白質SgiAについても解析を続けた。SgiAはAdpAによる直接的転写活性化により発現がおこるという、A-ファクターによる制御を証明し、さらに大腸菌により発現、精製したSgiAの添加により放線菌の分化が遅れるという、形態分化への寄与についてもほぼ明らかにしており、現在論文投稿準備中である。
ニホンヤマネの冬眠好適条件に関する研究　～体サイズ・環境条件の観点より～

ヤマネは平均体重18gの小型哺乳類。日本固有種で国の天然記念物に指定されており、平成24年度までは環境省レッドデータリストにて準絶滅危惧種に位置付けられていた希少種でもある。主に森林内の樹上に棲息し花や漿果、昆虫を中心に採食していることより、森林に対する依存度が高い種の1つだと考える。しかしその生態に関してはまだ十分明らかにはなっていない。特に、非活動期の特徴である冬眠に関しては、飼育下での研究報告はあるが自然条件下での情報は少ない。小型哺乳類の越冬は生死に直結する重要課題であるため、本研究は特に冬眠に焦点を当てて調査した。その方法として、活動期と非活動期の生息環境の比較を行うべく、許可を得て一時捕獲をしたヤマネに発信機を装着し、活動期と冬眠期における環境選択の様相を比較した。また森林内の複数地点にて環境温度との関連についても検証を試みた結果、活動期は主に樹上にいるのに対し、冬眠時は地表面近くの地中にいた。様々な森林内環境温度の計測結果より、林内の大半は気温の日格差が高いのに対し、浅い地中は0°C付近で終日安定していた。冬眠期のヤマネは温度差の激しい樹洞ではなく温度が安定する地中を選択的に利用していると考えられる。一方、脂肪蓄積型冬眠を行うヤマネにとって、冬眠前の貯蔵エネルギー確保は最重要課題であると考える。この課題をクリアすべく、嗜好性が高くて栄養組成の把握が可能なヤマネ向け人工飼料の開発について試行した。結果ヤマネは甘味と湿り気に対する嗜好性が高い傾向がみられた。しかし栄養試験に耐えうる乾燥飼料に関しては今後更なる検証を必要とする。これらの研究結果は例数が少なく、まだ傾向を示したに過ぎないが、今後更に研究結果を積み重ねることにより、ヤマネ単体だけでなく、餌資源や住環境などヤマネを中心とした森林内全体の生物多様性を維持・保護していくことができると考えている。
III型因子環とその部分因子環の研究

II_1型因子環に対するJones指数理論に触発され、この場合の部分因子環の構造はOcneanu-Popa等により詳しく調べられた。その後、III型因子環に対する指数理論も代表者、Longo(ローマ大)により導入されIII型因子環の部分因子環の構造解析も活発に行われている。II_1型の時とIII型の時には部分因子環の様子は少し違っており、特にIII_0型の時はエルゴード理論的な複雑さが加わって様子は全く異なってくる。今年度中にPacific J.Math.に掲載される予定の代表者と佐野氏(山形大)の共同研究でこれがますます明らかにされた。実際、II_1型部分因子環の解析の不変量(たとえば各種グラフ)と多対1のエルゴード流をうまく組合わせて各々同型だが部分因子環としてはnon-conjugateな非可算無限個の部分因子環の例をかなり多くのIII_0型因子環に対して構成できることが示された。同雑誌に今年度中に掲載される予定の代表者と宗政氏(九大)、山上氏(東北大)とのもう一つ共同研究では群部分群の対から生じる部分因子環から自然に決まる既約両側加群の詳細な分解法則(fusion rule)が決定された。一般に部分因子環から自然に4種類の両側加群が得られ、これらを調べる事は部分因子環研究の為に重要である。数年前、代表者と山上氏は群部分群の場合の4種の両側加群のMackey流の表現の誘導制限による完全記述を得た。これら両側加群の積の分解法則(fusion rule)は更に細かい部分因子環の情報を含む。4種のうち3種類についてはfusion ruleは既約表現のテンソル積に対するClebsch-Gordan法則に対応する。残った一番難しい両側加群についてのfusion ruleの決定がこの論文で行われた。
教育と社会福祉の連携によるウェルビーイングの実現をめざす教育福祉の総合的研究

本研究は、教育と社会福祉の連携を不可避とする諸課題とりわけ子ども・家庭・学校・地域に関わる諸課題の解決に向けたアプローチとして、特に子どもの権利問題の解決をめざすスクールソーシャルワークに着目して、その実践的・理論的課題を解明することをめざしてきた。そのさい、学校教育や社会福祉における全般的課題も視野に入れ、「教育福祉」の概念の構築もめざした。第1年度の2016年度には、全体的な研究活動として「スクールソーシャルワーク教職員研修のプログラム開発」を実践的に追求するとともに、<子育て・家庭支援>分野、<地域文化の創造>分野、<子ども・若者支援・更生保護・就労支援>分野、<障害児者・高齢者支援>分野、<教育福祉法制度・政策・行政>分野の5チームを編成し、各分野で研究分担者による研究活動を行った。第2年度の2017年度には、前年度試行的に開発した「スクールソーシャルワーク教職員研修」プログラムに基づき、これを修正しつつ同研修を実施するとともに、分野ごとに学習会や連続講演会を企画実施した。また、合宿研究会を含む全体学習会において、研究分担者による分野別活動の報告・交流により「教育福祉」論の構築をめざす理論的検討を行った。その記録は、「愛知県立大学スクールソーシャルワーク教職員研修・教材集」、同「修了レポート集」及び愛知県立大学人間発達学研究科「人間発達学研究」等に掲載した。最終年度の2018年度には、「スクールソーシャルワーク教職員研修」について、これまでの蓄積をふまえ、研修プログラムの改善および研修修了者による実践検討会に取り組んだ。また、研究代表者による日本における子どもの権利の全体的問題状況の検討をはじめ、教育学、社会福祉学にまたがる共同研究者それぞれの分担研究活動の交流を行い、「教育福祉」論の構築をめざした研究成果の出版計画を検討した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。教育と社会福祉の諸施設・機関(なかでも人の生涯にわたる生活力形成に関わる学校)が抱えている支援上の困難に着目し、問題解決のための地域における実効的な支援論および支援体系の解明を目的として、2016年度には、全体的な研究活動として「スクールソーシャルワーク教職員研修のプログラム開発」を実践的に追求するとともに、子育て・家庭支援分野、地域文化の創造分野、子ども・若者支援・更生保護・就労支援分野、障害児者・高齢者支援分野、教育福祉法制度・政策・行政分野の5チームを編成し研究活動を行った。全体的な研究活動として3回にわたるスクールソーシャルワーク教職員研修を実施するとともに、分野ごとに学習会や連続講演会を企画実施した。具体的には、1最近の教育政策の動向ー「学校と地域の連携・協働」・「チームとしての学校」・貧困対策等(講師:川口洋誉・愛知工業大学、7月7日)、2SSW実践スタンダード学習会(講師:馬場幸子・東京学芸大学、3月4日)、3改正児童福祉法と子どもの権利(講師:吉田恒雄・駿河台大学、3月25日)を企画実施した。また、連続講演会「災害と教育・福祉」を企画し、第1回:東日本大震災から学んだ心理社会的支援ー子どもと高齢者への支援(講師:上山眞知子・山形大学)、同ー外国人への支援(講師: J.F.モリス・宮城学院女子大学、9月23日)、第2回:平時と災害時における弱者の支援ー子どもの貧困の観点から(講師:阿部彩・首都大学東京、10月21日)、第3回:命を守るためにー東日本大震災を経て学んだこと(講師:櫻井広行・ゆりあげ港朝市協同組合代表理事、11月16日)を実施した。これらの記録は、「2016年度愛知県立大学スクールソーシャルワーク教職員研修・教材集」、同「修了レポート集」及び愛知県立大学人間発達学研究科「人間発達学研究」第9号(2017年3月)等に掲載した。本研究では、方法的基盤として愛知県立大学教育福祉学部の教員による教育福祉論の構築を目指す協働体制づくりを目指している。そのため、教育学分野と社会福祉学分野における基本課題を共有化し、現代教育福祉論として構築するための基礎的共同研究を行い、教育と社会福祉の関連に関する問題状況の分析と理論的検討を進めた。その課題は、全体的研究活動と各分野での研究活動においてほぼ順調に進展している。ただし、当初想定していた研究課題を追究していく中で、諸課題に対する研究上の視点の相違やそれらの関連づけをはじめ各分野において新たに浮上してきた課題もあり、また、分担研究者の個別テーマの追究と本研究における基本課題の追究との間の調整が、研究遂行上の課題になっている。そのため今後、研究課題や協働体制の再編などの軌道修正を行う必要がある。全体的な研究活動として行っている「スクールソーシャルワーク教職員研修のプログラム開発」に関しては、本研究の先行する研究活動の成果でもあり、実践的基盤ともなっている愛知県特に愛知県立大学近隣自治体でのスクールソーシャルワーカー活用事業が一定の展開を見せていることから、これまで研修を受講してきた学校現場教職員へのアフターフォローとしての実践検討会の成果を含めて、学校現場とリンクした効果的なプログラム開発ができている。学校現場や各自治体教育委員会からは、愛知県立大学におけるスクールソーシャルワーカーの養成や、配置が進みつつあるスクールソーシャルワーカーに対する研修も加えてほしいとの要望も出されており、本研究の成果が地域・自治体に高く評価されつつある。さらに、教育と社会福祉の連携を進めている自治体を訪問調査し、行政担当者や専門的支援に携わる支援者が抱える困難およびその背景にある制度・政策的課題について実態調査を行い、2017年度にはその成果を学会で発表することが決定している。

本研究は、教育と社会福祉の連携を不可避とする諸課題とりわけ子ども・家庭・学校・地域に関わる諸課題の解決に向けたアプローチとして、特にスクールソーシャルワークに着目して、その実践的・理論的課題を解明することをめざしている。そのさい、学校教育や社会福祉における全般的課題も視野に入れ、「教育福祉」の概念の構築もめざしている。2017年度は、全体的な活動として4回にわたるスクールソーシャルワーク教職員研修を実施し、受講者である学校現場の教職員とともに、スクールソーシャルワーカー導入に伴う校内連携体制および地域における社会福祉関係機関との連携のあり方を実践的に探求するとともに、これまでの蓄積をふまえ、研修プログラムの改善および研修修了者による実践検討会に取り組んだ。また、合宿研究会を含む全体学習会において、研究分担者による分野別活動の報告・交流により「教育福祉」論の構築をめざす理論的検討を行った。研究分担者は、教育学、社会福祉学をはじめとするそれぞれの研究分野を基盤に「教育福祉」論の構築の観点から全体的な研究課題との関連を追究するとともに、全体研究会等を通じて各分野との研究交流を進めた。それらの成果は、学部・大学院紀要または各研究分担者の所属学会紀要等において発表されている。また、愛知県立大教育福祉学部附設生涯発達研究所において、本研究と関連する事業として、発達障害児支援や外国人児童・家庭支援を含む特別支援の事業に取り組むとともに、「人間らしい働き方を考える」を統一テーマとする連続公開講座を開催した。これらについては同研究所紀要「生涯発達研究」10号に報告した。全体的活動として実施したスクールソーシャルワーク教職員研修は、これまでの3年間の実績を土台に実施したものであり、連携・後援団体としての愛知県教育委員会および愛知県立大学近隣自治体の教育委員会から高い評価を得ている。研究成果として作成し各教育委員会に配付した教材集等の資料は、各自治体での教職員研修に活用されており、本研究の成果が着実に実践的な効果をもたらしている。また、その他の全体的活動として、教育行政と福祉行政の連携と統一をめざし、実際に組織改革に取り組んでいる自治体の調査研究を実施し、その考察結果を日本保育学会および「生涯発達研究」10号で発表した。2017年度の研究課題としては「当事者のニーズ把握と支援論の探求」を掲げ、各研究分担者の研究活動において追究するとともに全体研究会において研究交流をおこなった。各研究分担者の研究活動としては、子どもの貧困対策に関する政策提言および経済格差問題の影響等その基礎研究、発達障害児支援、ひきこもり当事者支援、子ども・家庭支援、高齢者の生活・発達支援、終末期支援等に関する分野にわたる。なお、各分野の研究活動を統括し、支援論を基軸とした「教育福祉」論として取りまとめる作業については、研究交流活動は行ったものの十分に展開できていない。この課題は次年度に追究したい。本研究は、教育と社会福祉の連携を不可避とする諸課題
気-液-液系における中空液滴の崩壊挙動に関する研究

粒径がミリオーダである中空液滴および固体球殻は直接接触型熱・物質交換器や浮遊性低コスト触媒などに応用することができ,工業的付加価値が非常に高い.ここでは,独自の発明による気-液-液系中空液滴連続生成装置をさらに発展させるため,液体中を上昇する中空液滴が崩壊し,内部気泡と球状液膜が分離する非常に複雑な現象を理論並びに実験の両面から研究した.この崩壊現象は,薄液膜のラプチャー現象等分子運動論に基づくミクロな現象と密接に関連している.実験的研究では,種々の液体材料を用い,中空液滴の生成が不安定な液-液系ならびに装置の運転条件を選定し,上昇運動中に崩壊する中空液滴の挙動をデジタル高速度ビデオ撮影した(一秒間に40500コマ撮影).中空液滴界面に小さな穿孔が発生し,それが非常に大きな速度(毎秒数十メートル)で広がる様子が撮影された.本現象は,分子間引力が支配的な超高速現象であることが明らかになったので,理論的アプローチとして分子動力学に基づく球状液膜の破断モデルの構築を行った.数値解析の結果,穿孔の広がる速度に関し,定量的には良い一致が得られず,今後に課題を残したが,分子運動論の立場から中空液滴界面の崩壊挙動が定性的に良く説明できることを明らかにした.得られた研究成果は国内外の専門学会において公表すべく,現在準備中である.なお,ここで開発された光学的測定技術,分子運動論的界面流動現象へのアプローチ手法および数値解析手法は,液体微粒化現象(薄液膜に穿孔が発生し,それが急速に広がって崩壊に至る現象)や赤血球(中空液滴の薄液膜モデル)の流動解析などに応用され,専門学会から高い評価を得ている.粒径がミリオーダである中空液滴および固体球殻は直接接触型熱・物質交換器や浮遊性低コスト触媒などに応用することができ,工業的付加価値が非常に高い.ここでは,独自の発明による気-液-液系中空液滴連続生成装置をさらに発展させるため,液体中を上昇する中空液滴が崩壊し,内部気泡と球状液膜が分離する非常に複雑な現象を理論並びに実験の両面から研究した.この崩壊現象は,薄液膜のラプチャー現象等分子運動論に基づくミクロな現象と密接に関連している.実験的研究では,種々の液体材料を用い,中空液滴の生成が不安定な液-液系ならびに装置の運転条件を選定し,上昇運動中に崩壊する中空液滴の挙動をデジタル高速度ビデオ撮影した(一秒間に40500コマ撮影).中空液滴界面に小さな穿孔が発生し,それが非常に大きな速度(毎秒数十メートル)で広がる様子が撮影された.本現象は,分子間引力が支配的な超高速現象であることが明らかになったので,理論的アプローチとして分子動力学に基づく球状液膜の破断モデルの構築を行った.数値解析の結果,穿孔の広がる速度に関し,定量的には良い一致が得られず,今後に課題を残したが,分子運動論の立場から中空液滴界面の崩壊挙動が定性的に良く説明できることを明らかにした.得られた研究成果は国内外の専門学会において公表すべく,現在準備中である.なお,ここで開発された光学的測定技術,分子運動論的界面流動現象へのアプローチ手法および数値解析手法は,液体微粒化現象(薄液膜に穿孔が発生し,それが急速に広がって崩壊に至る現象)や赤血球(中空液滴の薄液膜モデル)の流動解析などに応用され,専門学会から高い評価を得ている.
咀嚼が脂質代謝に及ぼす影響に関する基礎的研究

同一栄養成分組成で半合成飼料を固形食、粉末食および流動食に調製したものを摂取した場合の主に、脂質代謝への影響について、母獣と新生仔、性別および次世代への影響についてラットを用いて検討した。同一栄養成分が含まれているにもかかわらず、血清中のコレステロール濃度は、固形食で低くなり、粉末食と流動食は変わらなかった。食べ物の形態の違いがコレステロール代謝に影響を及ぼすことが分かった。一定量の飼料を食べ終わるまでに費やした時間に違いがあり、固形食で最も長く、粉末食が一番早くなり、カテコールアミン、インスリン濃度がこれに応答しており、ホルモン系を介しての作用によると考えられる。このような現象は、性別、母獣と新生仔間および次世代を経ても現われ、この結果をヒトに、そのままあてはめることはできないが、母親の日頃の食生活が子供に影響を及ぼすことを示唆している。しかし、栄養状態の指標となる血清中の総タンパク質、アルブミン、などは食べ物の形態および性別、次世代を経ても変かがなく、栄養的効果は劣らないことが分かった。医療現場の現状は、高齢者やえん下障害者向けの食事としてミキサー、きざみ食が主流を占めているが、いろいろと問題点が指摘されており、これを解決せねば鳴らない、、栄養的で有効な流動状態(軟らかい)の食品(食物)の基礎的条件を本研究結果から得ることができ、今後の開発と応用への可能性を示唆するものであった。「咀嚼」とくに堅い食べ物を摂取することは、身体にとってよいとされているが、しかし、このことは栄養・生化学的には証明されていない。そこで、食べ物の固さの違いが脂質代謝への影響を検討した。同一栄養成分を含む組成で「固形」、「粉末」、「流動」食を作製し、離乳直後より摂取したラットの血清・肝臓における脂質代謝を中心に週齢、性別及び新生仔について調べた。血清および肝臓の脂質濃度(とくに、コレステロール)は流動食>粉末食>固形食となり、明らかに固形食が脂質代謝に関して良い影響を与えた。また、週齢による影響を検討するために、24週齢目と48齢目の比較では、固形食で差がなく流動食・粉末食で加齢により上昇した。性別の違いの影響は雄よりも雌のほうで強く現れた。世代への影響をみるため、「固形食」・「粉末食」・「流動食」を摂取した雄と雌を交配させ出産した10日目の新生仔について検討した。肝臓の脂質量は各飼料を比べても差が認められなかったが血清の脂質濃度は、乳中のコレステロール、総脂質量に差がないにもかかわらず、母体の血清脂質濃度と同様に流動食>粉末食>固形食となった。以上の原因は、血清および皮下脂肪組織のリパーゼ活性、血清および脳中のカテコールアミン濃度、糖負荷試験による血清インスリン濃度のいずれもが固形食で高くなっており、これらの因子が深くかかわっていることを示唆するものと思われた。摂取する食べ物の固さの違いが脂質代謝に影響を与え、固形食が最も理想的な食べ物の形態であることが分かった。同一栄養成分組成で半合成飼料を固形食、粉末食および流動食に調製したものを摂取した場合の主に脂質代謝への影響について、性別、新生仔および次世代への応答について検討した。食べ物の形態が異なる場合、血清コレステロール濃度は粉末食・流動食に比べ固形食(硬い)の形態で摂取した方が上昇を抑制することができた。一方、肝臓のコレステロール濃度は、固形食・粉末食および流動食のいずれもほぼ同様の濃度であった。この現象は、性別の違いおよび世代を経ても同様なコレステロールの濃度傾向を示すことが分かった。このようなコレステロール代謝は、以下のことが一因になったものであろう。同一栄養量の飼料を摂取し終わるまでに費やした時間に違いがみられ、固形食で最も長く、ついで流動食で最も長く、ついで流動食で、粉末食が最も早く食べ終わっていることや血清のカテコールアミン濃度が固形食に比べ流動食で高くなっており、ホルモンを介しての作用が発現したことを示唆しているものであろう。

また、栄養状態の指標となる血清総タンパク質、アルブミン濃度およびA/G比率は固形物・粉末食・流動食のいずれも、性別や世代を経ても変化が見られないことから、栄養的効果は劣らないものであろう。医療現場の現状は、高齢者や嚥下障害者向けの食事としてミキサー・きざみ食が支流をしめているが、いろいろと問題点も指摘されており、これを解決するためには、ある程度粘度があることおよび咽頭残さができるだけないことが必須条件である。以上のことから、栄養的で有効な流動状態(軟らかい)の食品(食物)の開発と応用への可能性を示唆する結果を得ることができた。
ランキンソース法による波浪変動圧力の計算

本年度はランキンソース法による波浪変動圧力の計算プログラムを作成した。このプログラムは2次のアイソパラメトリック要素を船体表面の境界要素に用い、2次のスプライン要素を自由表面の境界要素として用いている。また、タンカー等の肥えた船型の場合に問題になる、船首尾端での非一様流の影響も自由表面条件に取り込めるようになっている。このプログラムを用いていくつかの計算を実行した。まず始めに、プログラムの精度を確認するため半没楕円体に働く流体力の計算を行った。そして、従来公表されている実験結果との比較を行った。その結果、付加質量・減衰係数・波浪強制力等の流体力係数は実験値とよく一致することが分かった。また、船体表面に働く圧力分布も実験とよく一致することが分かった。次に、実用船型としてタンカー船型を選び、船体に働く流体力及びそれを用いて計算できる船体運動を計算した。そして、最近他の機関で計測され公表された実験結果と比較を行った。その結果、船体運動の計算値は実験値とよく一致することが分かった。また、そこで行われた船体運動の計算値を用いて、船が波浪中で運動を行っている場合の船体表面圧力についても計算を行い、実験結果と比較を行った。その結果、本研究で開発したプログラムによる計算値は、実験とよく一致し、従来良く用いられているストリップ法に較べて、よい結果を与えた。さらに、他のタンカー船型の模型を用いて、船首の水線部に圧力変換器を取り付け船体表面圧力の計測を行った。また、その結果と同じ条件で計算を行い、比較を行った。これらの結果より、本研究で開発したランキンソース法による波浪変動圧力の計算プログラムにより、当初考えていた通り精度のよい計算が出来ることが分かった。今後は、このプログラムにより他の船型の場合などの計算の精度を確かめる必要がある。
薬剤抵抗性原因遺伝子を簡便に推定する連鎖・連関ゲノムマッピング法の確立

ナミハダニの薬剤抵抗性遺伝子を染色体地図上へのマッピングから推定する方法を確立する。このため、ゲノムデータのscaffold上の位置が分かっているマイクロサテライトSSRについて連鎖解析を行い、染色体構造を明らかにする。本研究では、ゲノムの90%以上をカバーする上位40個のうち26個のscaffoldsの染色体上の位置を推定できた。また、ゲノムデータを利用したQTL解析により、ピリダベン抵抗性因子をscaffold 7上に特定した。該当する位置に作用点であるミトコンドリア電子伝達系複合体I上のサブユニットPSSTが存在し、ピリダベン抵抗性に関与するアミノ酸置換の存在を明らかにした。1.ハダニ染色体構造の解明ナミハダニのscaffoldの連鎖地図へのマッピングについて、本年度は大きい方から20番目までのscaffold内にあるマイクロサテライトについてプライマーを設計し、機能することを確認した。また、解析の効率化のため、multiplexによる連鎖解析法を検討し、46遺伝子座の同時解析が可能になった。現在、系統間正逆交配からF2雄を得て、それらを材料として順次解析を進めている。また、同時に薬剤抵抗性遺伝子を統計的に連鎖地図上にマッピングする方法についても可能となった。しかし、マッピングに際して薬剤抵抗性遺伝子を量的形質として取り扱う方法についてはもう少し検討が必要であり、これについては次年度にさらに検討を進める予定である。2.ピリダベン抵抗性における卵の高レベル抵抗性発現と卵特異的母性効果まず、抵抗性及び感受性系統をさらに選抜・逆選抜して材料を確定し、それらの正逆交配により卵限定的に発現する母性効果を確認した。ピリダベンの作用点であるミトコンドリア電子伝達系複合体Iを構成するタンパクの内、ミトコンドリアDNAにコードされているND1およびND5の塩基配列を解析し、系統間で変異が無いことを確認した。次に、母親から卵へのチトクロムP450もしくはそのmRNAの移行に関する検証を試みた。その結果、母親へのP450阻害剤の投与により卵の感受性が上昇した。抵抗性系統の雌成虫および卵では、感受性系統に比べて高いP450活性が検出された。系統間の正逆交配では、抵抗性系統が母親になった場合に卵でのP450活性が高くなったが、その後発育したF1雌成虫では活性の差がなくなった。これらの結果は、母親から卵へのタンパクもしくはmRNAの移行との仮説を支持した。現在、抵抗性遺伝子の詳細なマッピングを試みている。1.ハダニ染色体構造の解明ナミハダニの異なる系統を交配し、multiplexを用いたフラグメント解析による親世代とF2雄におけるSSR遺伝子型の比較から、SSRの連鎖地図を作製し、Scaffoldのゲノム上の位置を解析した。昨年度、大きい方から20番目までのscaffoldについて、SSRのプライマーを設計したが、解析の結果、本年度はこれらの内、13のscaffoldについてゲノム上の位置を推定できた。現在、さらに40番目まで(これによりナミハダニゲノムの大半がカバーされる)のプライマーを設計して、染色体構造の解析を準備している。2.ハダニ卵の抵抗性発現メカニズムの解明昨年度、抵抗性遺伝子をマッピングするためのQTL解析の方法が解決できていなかったが、B1雌の遺伝子型とB2雄の死亡率データから、薬剤抵抗性遺伝子をマッピングする方法を確立し、ピリダベン抵抗性遺伝子について、存在が予測されていたscaffold 7内でのQTL解析を行った。その結果、変異が見つかった作用点の遺伝子とRNA-seqにより発現が高まっていたCYP遺伝子などの位置と一致した。このため、さらにqPCRやSNP頻度と抵抗性レベル等について調査を進める予定であり、scaffold 7以外も含めたCYP遺伝子の発現解析qPCR用プライマーの設計を終えたところである。これらを精査し、卵に限定的な母性効果の発現機構を明らかにする予定である。一部課題の順番の変更はあるものの、基本的な技術がほぼ確立されつつある。さらに、シエノピラフェンにおいて、卵でも高度な抵抗性を示す系統が見つかるなど、研究材料もそろっている。ナミハダニゲノムにおけるscaffoldについて、大きい方から140番目まで(これによりナミハダニゲノムの大半がカバーされる)のscaffold上にあるマイクロサテライト(SSR)を探索し、それぞれのscaffold上のSSR特異的なPCR用プライマーを作成した。これらのプライマーの変異を8つの飼育系統で調査し、変異が多い(解析可能な遺伝子座数が多い)交配組み合わせを4組選んで正逆交配を行い親世代とF2世代の雄(半数体)をサンプリングして、個体ごとにDNAを粗抽出し、PCR用のテンプレートを作成した(抽出個体数は親世代の雌と雄でそれぞれ128および31個体、F2世代の雄で650個体である)。時間的制約から、本年度はこれらの内、1組の正逆交配(親世代の雌と雄でそれぞれ22および8個体、F2世代の雄172個体)について、multiplexを用いたフラグメント解析によりSSR遺伝子型を調べた。これらのデータを昨年度までのデータと合わせて連鎖解析した結果、3つの連鎖群が推定された(L1: scaffold 1, 19, 2, 5; L2: 9, 14, 32, 4, 11; L3: 7, 35, 12,13, 8, 21, 26, 36)。さらに、scaffold 16と30、22と29もそれぞれ連鎖していることが示された。したがって、今後さらにサンプルの解析を進めることにより、ゲノム構造が明らかになると考えられる。

また、エトキサゾール抵抗性に関連するキチン合成酵素CHS1上のDNA置換(SNP)の集団中の頻度を制限酵素とリアルタイムPCRによるΔΔCt法を組み合わせて高精度に推定する方法を開発した。なお、SNP頻度推定値が卵(雄)の死亡率とほぼ一致したことから、このSNPがエトキサゾール抵抗性の主要因であることを確認した。ナミハダニの薬剤抵抗性遺伝子を染色体地図上へのマッピングから推定する方法を確立する。このため、ゲノムデータのscaffold上の位置が分かっているマイクロサテライトSSRについて連鎖解析を行い、染色体構造を明らかにする。本研究では、ゲノムの90%以上をカバーする上位40個のうち26個のscaffoldsの染色体上の位置を推定できた。また、ゲノムデータを利用したQTL解析により、ピリダベン抵抗性因子をscaffold 7上に特定した。該当する位置に作用点であるミトコンドリア電子伝達系複合体I上のサブユニットPSSTが存在し、ピリダベン抵抗性に関与するアミノ酸置換の存在を明らかにした。現在計画に沿って研究が進んでいる。多大な労力を要するゲノムマッピングについてもほぼ手法が固まり、次年度から効率的な進展を予想している。また、ピリダベン抵抗性についても、現在、詳細なマッピングを試みており、次年度中には結果が得られるものと期待している。残り一年であることから、40番目までのscaffoldの連鎖地図へのマッピングによるゲノム構造の解明を最優先する予定である。さらに、ピリダベン抵抗性の原因遺伝子の解明を急ぎ、ゲノム全体を対象としたQTL解析の基盤技術を完成したい。応用昆虫学今後も、本年度と同様に計画に沿ってゲノムマッピングを中心に研究を進める予定である。また、ピリダベン抵抗性を材料として、連関解析の方法の検討にも入る予定である。次年度から予定しているシエノピラフェン抵抗性に関しては、本年度、従来に比べて雌成虫のLC50値が顕著に高く、さらに卵においても高度な抵抗性を発現する系統が見つかった。このため、これについては当初の計画に加えて、抵抗性形質の遺伝等の確認が必要と考えている。物品費等の端数が余ったため次年度分と合わせて通常の使用を進める
膜電位感受性色素を用いた脊髄単シナプス反射機構の動的画像解析

脊髄圧迫や脊髄虚血等による脊髄機能障害を、脊髄内ニューロンネットワークのレベルで解明するためには、脊髄内神経活動の多点同時解析が必要と考えられる。我々は膜電位感受性色素を用いた光計測法を、ラット脊髄より作成したin vitro脊髄スライス病態モデル標本に適用した検討を行い、平成12年度には脊髄水平断面イメージング解析のための方法論を確立した。そこで本年度には若齢ラットより作成したin vitro脊髄(whole spinal code)標本において、縦方向での脊髄伝導路内興奮伝播様式を画像化するとともに、脊髄外部よりの圧迫や低酸素負荷等のモデル病態による神経興奮伝播障害の様式を脊髄シナプス反射パターン変化として解析した。単離脊髄標本をin vitro環境で維持しつつ、脊髄長軸伝導路内に微小金属電極を刺入し、直流パルス電流による電気刺激を行ったところ、脊髄長軸方向の興奮波の伝播を鮮明な画像として検出することに成功した。次に、脊髄各部への機械的圧迫を加え、その影響を解析した。脊髄への機械的圧迫に伴い、長軸伝導路途中での興奮波が遮断される様相を微細に描出することに成功した。また圧迫時間が数分間と短時間の場合には、圧迫解除後速やかに神経伝導障害が回復することも示し得た。次に、低酸素曝露モデルにおける脊髄内興奮伝導障害についての検討も進めた。脊髄横断スライス標本において灌流液と平衡させたガス組成を高酸素から低酸素へ切り替え、低酸素曝露により、電気刺激に伴う脊髄後角内脱分極パターン変化を解析した。その結果、低酸素曝露は、脊髄後角内ニューロンに対し、直接的な抑制を示すとともに、単シナプス性並びに多シナプス性のニューロン間結合を抑制することを動的イメージングとして示すことに成功した。これらの成果は、第17回日本整形外科学会基礎学術集会(平成14年10月)にて発表予定である。循環障害、脊髄圧迫等に伴う脊髄内神経伝導機能の低下は、様々な感覚・運動障害の原因となる。しかし脊髄内には後根からの求心性線維が脊髄内ニューロンと単シナプス性並びに多シナプス性に結合し複雑なニューロンネットワークを形成しているため、脊髄内神経伝導障害の病態を解析するためには、脊髄内神経活動の多点同時解析が必要と考えられる。そこで我々は膜電位感受性色素を用いた光計測法をラット脊髄病態モデル標本に適用して解析を行った。本年度は若齢ラットより作成したin vitro脊髄標本において低酸素負荷、脊髄外部よりの圧迫、低温曝露等のモデル病態をシミュレートし、それらに伴う脊髄シナプス反射パターン変化を解析した。1.圧迫病変モデルにおける後根電気刺激応答脊髄横断スライス標本において、後根の電気刺激により後角内に数百ミリ秒間持続する脱分極領域が出現した。この脱分極応答は脊髄後方からの機械的圧迫に上り減弱を示し、その減弱度は圧迫強度と相関する傾向を示した。本研究では、圧迫に伴う脊髄内興奮性の時間的空間的パターン変化を動画像として解析できたので、圧迫による脊髄内シナプス反射機能への動的な影響を明らかにしえた。また圧迫時間が数分間と短時間の場合には、圧迫解除後速やかに神経伝導障害が回復する傾向も観察しえた。2.低酸素曝露モデルにおける脊髄内興奮伝導障害脊髄横断スライス標本において灌流液中と平衡させたガスを高(95%)酸素から低(0%)酸素へ切り替え、脊髄内興奮伝導への影響を解析した。低酸素曝露前後において、後根電気刺激に伴う後角内脱分極パターン変化を解析することにより、低酸素曝露は単シナプス性並びに多シナプス性のニューロン間結合を抑制することを示した。
連続適応量子状態推定による分子ダイナミクスの最適観測の実現

物理学的に最小の分散で固定された量子状態を推定することが可能な適応量子状態推定を、実際の生体計測等へ応用させるために、本年度は主にその実験系の高速化の研究を行った。適応量子状態推定では、(1)偏光測定基底の更新(2)光子検出(3)尤度関数の計算、を1光子ごとに行うことで未知の入力の偏光角度を推定することが可能となる。しかし、これまでのシステムでは(1)の偏光測定基底の更新に要する時間が推定全体の8割を占めており、この制御に1光子あたり1秒を要していた。そこで、これまでは偏光測定基底の更新に機械ステージに設置した半波長板を使用していたが、これを応答速度の速い液晶偏光素子に変えることで推定の高速化を目指した。本年度は使用する液晶偏光素子をより高精度に評価し、0.07°0.21°の位相精度を持つことを明らかにした。これはこれまでの半波長板の位相精度0.8°に比べて非常に高精度であり、液晶偏光素子が高速推定システムに適用できることを確認した。また、液晶偏光素子を用いて、測定基底の更新に関しては30倍以上、推定全体としては5倍の高速化を実現した。これにより、ダイヤモンド窒素欠陥中心などの単一発光体からの発光から、光子の偏光状態推定が可能となる高速推定システムが構築された。さらに、並行して時間的に変化する状態の適応量子状態推定に関する研究も行った。数値実験により提案手法の動作検証を行うと共に、適応量子状態推定の高速化の実験系を発展させ、時間的に変化する状態に対する装置の開発と検証実験に取り組んだ。本年度は、まず、液晶偏光素子の位相精度評価を精密に行い、これまで0.7°以下の位相精度を持つとされていた液晶偏光素子の位相精度が0.07°0.21°であることを明らかにした。またこれは、以前の研究で用いていた半波長板の位相精度0.8°に比べて非常に高精度であり、液晶偏光素子を用いることで先行研究と同程度以上の高精度で高速に適応量子状態推定が行えることを示唆している。さらに、この評価した液晶偏光素子を用いて高速化の実験系を構築し、高速推定実験を行った。その結果、測定基底の変換に関しては30倍以上、推定全体としては5倍の高速化を実現した。この結果に対して統計的な評価を十分に行い、4つの入力状態に対してどの場合でも理論限界に達する推定精度を保ちながら、高速推定を実現していることを確認した。また、以上の研究と並行して、時間的に変化する状態の適応量子状態推定にも取り組んだ。提案した時間的に変化する状態の適応量子状態推定が可能な、"連続適応量子状態推定"の動作検証を、数値シミュレーションにより行った。提案手法では、過去の情報を消すことで入力状態の時間変化に対応した推定を行えるが、過去の情報を消すことにより推定値が急激に変化してしまうという問題があった。そこで、過去の情報と似た情報を得るために、定期的に測定軸を変えることでこの現象を抑えることができるという提案をし、本提案を数値実験により検証した。その結果、実際の測定(光源がレーザーダイオードではなく、単一発光体など)に連続適応量子状態推定が適用できる程度にまでこの現象を抑えることに成功した。今後は、適応量子状態推定の高速化システムを発展させ、時間的に変化する状態に対する実験系の構築と検証実験に取り組む。現在、0.07秒に1個の光子の出力に対応する高速推定システムと、時間的に変化する状態の適応量子状態推定が可能な連続適応量子状態推定を組み合わせた実験系の予備実験を終え、実現の見通しが立てれている状況である。そこで本年度以降は、CdSe/ZnS量子ドットや窒化ホウ素h-BNなどの単一発光体からの発光を共焦点顕微鏡により確認し、高速適応量子状態推定システムを使用して、偏光状態推定を行う。そのために、まずCdSe/ZnS量子ドットや窒化ホウ素h-BNなどの試料の購入が必要となる。推定に用いることが可能な発光を得るために試料の作製、調整を行う。これまでの高速推定システムでは、状態準備系としてレーザーダイオードからの発光を用いて偏光状態推定を行っていたが、単一発光体からの蛍光を観測するためには、状態準備系に共焦点顕微鏡系の構築が必要となる。共焦点顕微鏡系では、試料を励起させるための励起光の用意、試料からの発光の集光、試料が単一発光体であることの確認を行う。したがって、試料の発光波長に合わせた光学素子等の購入が必要となる。試料からの発光波長に対応させた実験系を構築したのち、前年度までに構築した高速推定システムと組み合わせる。この高速推定システムで用いる光学素子等も、試料の発光波長に合わせた素子等を使用する必要があるため、再構築したのち共焦点顕微鏡系と組み合わせる。以上により構築した実験系を用いて、単一発光体から放出される光子の偏光角度推定を実現する。