hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
SRX線左, 右円偏光と外部磁場の変調による磁性体の磁気光学力-効果の研究

ストリッジリングの電子の軌道面の上下に外れた位置から回転偏光を取り出すため,軌道面の直線偏光部分はTa製のビームトラップで切り捨てる.此の部分の波長は試料の吸収端に合わせ,その波長より大きい回転偏光X線が抽出するよう発光点を軌道面より上下に±ψだけそれた所から得るように調整されている. ψに応じ六種類のビーム・トラップを準備した.回転方向の異る各々の偏光した半白色X線(λ【greater than or equal】λ_0, λ_0:吸収端の波長を単色器Si(III)でブラッグ角を変化させ, λ【greater than or similar】0.9λ_0の波長が連続的に得られるようになっている.且つ上下の各ビームが試料上の同一定点に照射されるよう,入射ビームを回転軸として単色器の回転により集光される.ブラッグ角を変えたときの位置のズレは入射ビームに平行な方向と垂直方向の平行稼動により調整されるようになっ}sシw]回転偏光の利用に関して先ずその偏光波を決定することが優先的に重要である. X線, γ線の場合種々のポラリメーターが開発されているが,吾々もそれに倣い磁気コンプトン散乱より決定することを試みた.フォトン・ファクトリー(PF)のビームの中心位置の変動は正確に分っていない.20=90°でのNiのブラッグピークの強度比較から中心位置を決めることを試みた.併しそれは強度が弱く迅連な対応には不適切であった. PFのビームは高輝度にするため電子ビームを細く絞っており,そのためビーム位置のユラギは大変大きくなっている.特に上下のビームを利用する場合プッシュ・プルに敏感に影響する.従ってビーム位置モニターとして中央に陽極,上下に陰極を設けた敏感なイオンチェンバーを用い,フィードバッグ機構で微細な位置調整機構を検討中である.偏光度決定のため純鉄試料にヘリシティの異る回転偏光を交互に照射し,磁気コンプトン散乱の測定を行った.上記のビームのユラギのため,再現性のあるデータは得られていない.上記の改良により測定が満足に遂行されるものと思われる.ストリッジリングの電子の軌道面の上下に外れた位置から回転偏光を取り出すため,軌道面の直線偏光部分はTa製のビームトラップで切り捨てる.此の部分の波長は試料の吸収端に合わせ,その波長より大きい回転偏光X線が抽出するよう発光点を軌道面より上下に±ψだけそれた所から得るように調整されている. ψに応じ六種類のビーム・トラップを準備した.回転方向の異る各々の偏光した半白色X線(λ【greater than or equal】λ_0, λ_0:吸収端の波長を単色器Si(III)でブラッグ角を変化させ, λ【greater than or similar】0.9λ_0の波長が連続的に得られるようになっている.且つ上下の各ビームが試料上の同一定点に照射されるよう,入射ビームを回転軸として単色器の回転により集光される.ブラッグ角を変えたときの位置のズレは入射ビームに平行な方向と垂直方向の平行稼動により調整されるようになっ}sシw]回転偏光の利用に関して先ずその偏光波を決定することが優先的に重要である. X線, γ線の場合種々のポラリメーターが開発されているが,吾々もそれに倣い磁気コンプトン散乱より決定することを試みた.フォトン・ファクトリー(PF)のビームの中心位置の変動は正確に分っていない.20=90°でのNiのブラッグピークの強度比較から中心位置を決めることを試みた.併しそれは強度が弱く迅連な対応には不適切であった. PFのビームは高輝度にするため電子ビームを細く絞っており,そのためビーム位置のユラギは大変大きくなっている.特に上下のビームを利用する場合プッシュ・プルに敏感に影響する.従ってビーム位置モニターとして中央に陽極,上下に陰極を設けた敏感なイオンチェンバーを用い,フィードバッグ機構で微細な位置調整機構を検討中である.偏光度決定のため純鉄試料にヘリシティの異る回転偏光を交互に照射し,磁気コンプトン散乱の測定を行った.上記のビームのユラギのため,再現性のあるデータは得られていない.上記の改良により測定が満足に遂行されるものと思われる.放射光の電子の軌道面から外れた所から円偏光を取り出すため、軌道面の直線偏光部はTa製のビーム・トラップで遮断した。強磁性元素Fe,Ni,Coの吸収端の波長に合わせ、放射光の偏向磁石と縦型ウィグラーのスペクトルの縦成分分布から軌道面の斜視角を選ぶため6種類のビーム・トラップを製作した。従って上下又は左右に分けられた半白色のヘリシティの異るビームは各々対称位置に設定された単色器Si又はGeの(111)面でブラッグ反射させ、或る波長を取り出す。その波長は吸収端近傍の前後にわたって単色器のブラッグ角を変えることで連続的に変化させる。取り出された二つのビームは平行になっているので、単色器を少しあおって試料上の一点に焦点させる。且つ二つのビームは交互に一定の周期でチョッパーにより遮断される。その周期と同期するように試料にかける磁場は磁極反転する。磁場発生器は主として低温での研究を計画しているので超伝導磁石を製作した。検出器としては迅速にデーターを摂り込むため、湾曲型PSPCを製作した。

これには弱い信号が充分計測出来るようにプローブ・ガスとしてのマジック・ガスを約10気圧で流して使用する。エレクトロニクスも時間デジタル・コンバーターにより高速化をはかった。現在これらにより通常のX線回折を試みたがライン等から入るノイズが多大の防害をしていることが分り、ライン・フィルター等を入れたり、又Be窓の散乱をさけるため、試料部のX線透過窓にはカプトン等を使用するよう改善を計っている。次期の放射光のマシンタイムには、先ずビームの偏極度を決定するため、磁気コンプトン散乱の測定を行う。又従来磁気散乱の測定を行って来たGdやHoについての高分解能の磁気コンプトン散乱の測定も行う予定である。
悪性がん細胞におけるミトコンドリアの品質管理機構の解明と増殖抑制法の開発

悪性度が高いがん細胞では主にミトコンドリアでエネルギーが産生される。また、ミトコンドリア損傷による活性酸素の過蓄積は細胞死を誘導するため、悪性がん細胞ではミトコンドリアの品質管理を行う分子機構が必要となる。研究代表者は悪性度の高いがん細胞で発現が高くなっている転写因子E2F3aに着目し、E2F3aのスプライシングバリアントであるE2F3dを同定した。E2F3dはミトコンドリア外膜に局在し、カルボキシル末端にはオートファゴソームの隔離膜構成因子であるLC3との会合に必要なLC3-interacting region (LIR)motifを含んでいる。In vitroでE2F3dがLC3と会合すること。さらに、E2F3dを強制発現させるとマイトファジーが誘導されることから、E2F3dが悪性がん細胞においてマイトファジー受容体として働くことで不良ミトコンドリアを除去している可能性が示された。子宮頸がん細胞株HeLa細胞においてE2F3dをノックアウト(KO)し、低酸素下で細胞を培養してミトコンドリアに損傷を加えたところ、低酸素培養によって損傷された不良ミトコンドリアは野生型細胞では除去されたがE2F3d KO細胞では除去されなかった。また、野生型細胞に比べてE2F3d KO細胞内には活性酸素が蓄積しているが、E2F3d KO細胞にE2F3dを戻すことで細胞内の活性酸素の量が減退した。以上の結果より、がん細胞においてE2F3dがマイトファジーを誘導し、不良ミトコンドリアを除去することでミトコンドリアの品質維持に働いていることが示唆された。悪性がん細胞においてE2F3dの機能を阻害すると不良ミトコンドリアを除去できないために活性酸素の過蓄積が起こり、細胞死を誘導できる可能性があることから、E2F3dが悪性がん細胞を選択的に攻撃する標的分子になりえると考えられる。1E2F3dとオートファゴソームの隔離膜構成因子との会合を詳細に検討した結果、E2F3dはLC3だけでなく他のオートファゴソーム隔離膜構成因子(GABARAPやGABARAPL2)ともin vitroで会合していた。また、細胞を低酸素下で培養したとき、E2F3d KO細胞ではLC3はミトコンドリア画分に存在しなかったが、E2F3d KO細胞にE2F3dをもどすとLC3がミトコンドリア画分で確認できたことから、ミトコンドリアとオートファゴソームとの融合がLC3とE2F3dの会合に依存して行われている可能性が示された。2E2F3d KO細胞における細胞内活性酸素の量を測定したところ、野生型細胞に比べてE2F3d KO細胞では過酸化水素の量が1.5倍、ヒドロキシラジカルの量が3倍多く細胞内に蓄積していた。E2F3d KO細胞にE2F3dを戻すと過酸化水素やヒドロキシラジカルの量は野生型細胞とほぼ同レベルまで減退したことより、E2F3dによるミトコンドリアの品質管理が細胞内の活性酸素量の制御に関与していると考えられた。3E2F3dの転写レベルでの発現制御について解析した。E2F3dはE2F3aのスプライシングバリアントであるためE2F3aと同様に細胞周期依存的に制御されていると考えられた。正常細胞を無血清培地で培養して休止期に誘導するとE2F3dのmRNA量は有血清培地での培養時に比べて5分の1になった。また、正常細胞にアデノウィルスE1Aを感染させ、がん性変化を加えることで細胞周期を促進させるとE2F3dのmRNA量は5倍となった。この結果から、E2F3dの転写は細胞周期依存的に制御され、がん細胞で活性化されていると考えられた。以上より「悪性がん細胞においてE2F3dがマイトファジーを通してミトコンドリアの品質管理を行っている」という仮説をサポートする結果を得ることができた。マイトファジーでは不良ミトコンドリアが選択的に分解されて正常なミトコンドリアは分解されないが、不良ミトコンドリアがどのような制御機構によって特異的にオートファゴソームに識別されるかは分かっていない。E2F3dのカルボキシル末端付近にあるLC3との会合に必要な領域(LIR motif)の近辺にはセリン残基・スレオニン残基が多数含まれているため、E2F3dとLC3の会合がE2F3dのリン酸化によって制御されている可能性が考えられる。E2F3dによるマイトファジーを制御する分子機構(シグナル伝達)を解析し、その分子機構が不良ミトコンドリアの識別にどのように関与しているかを検討する。これまでに低酸素誘導性マイトファジーがE2F3d KO細胞において誘導されなくなることを確認した。しかし、従来のCRISPR-Cas9システムを用いて塩基を欠損させてノックアウトした細胞では、E2F3dだけでなく他のスプライシングバリアントであるE2F3aとE2F3cもノックアウトされているため、E2F3dの役割を特異的に解析したものではなかった。E2F3dはE2F3aやE2F3cとは翻訳時のreading frameがずれているため、特定の一塩基を置換することでE2F3aとE2F3cではアミノ酸置換を起こさずに、E2F3dだけ終始コドンに変換して機能を喪失させることが出来る。

E2F3dだけを特異的にノックアウトした細胞を用いることで、マイトファジーやミトコンドリアの品質管理におけるE2F3dの役割を検討する。本年度は「E2F3dによるマイトファジー制御機構」を詳細に解析し、E2F3dの機能を阻害することで悪性がん細胞内のミトコンドリアの品質を悪化させ、最終的に悪性がん細胞だけを死滅させる方法の開発へと発展させることを目的とする。これまでにE2Fファミリーの新規メンバーであるE2F3dを同定した。他のE2Fファミリーは核内に局在して転写因子として働くのだが、E2F3dはミトコンドリアの外膜に局在していることを明らかにした。E2F3dのミトコンドリア局在機構として「E2F3dのN末端に膜貫通領域があること」と「E2F3dのC末端がシャペロンタンパク質HSP70と結合してミトコンドリアに輸送されること」が分かった。次に、不良ミトコンドリアを選択的に除去する機構(マイトファジー)にE2F3dが関与していることを明らかにした。不良ミトコンドリアは最終的にリソソームと融合して分解される。そこで、E2F3dを強制発現させた時にミトコンドリアタンパク質Tom20とリソソームタンパク質LAMP1を免疫蛍光染色法で観察したところ、E2F3dを発現させた時にTom20がLAMP1に取り込まれることが明らかになった。また、酸性下で蛍光を発する色素(Mtphagy Dye)をミトコンドリアに取り込ませた後、E2F3dを強制発現させると蛍光を発した。これはミトコンドリアがリソソームに取り込まれて酸性状況下に晒されたためと考えられる。以上より、E2F3dを強制発現させるとミトコンドリアがリソソームに取り込まれることが示された。次に、CRISPR-Cas9を用いたゲノム編集によりE2F3dをノックアウト(KO)し、低酸素下で培養することでミトコンドリアにダメージを加えてマイトファジーを誘導した。野生型の細胞では低酸素培養によりマイトファジーが誘導されたが、E2F3d KO細胞ではマイトファジーが誘導されなかった。また、E2F3d KO細胞にE2F3dを戻してやるとマイトファジーが誘導されるようになった。以上より、内在性のE2F3dが低酸素培養により誘導されるマイトファジーに関与していることが明らかになった。1E2F3dの欠失変異体を用いてE2F3dのミトコンドリア局在機構について詳細に検討した結果、E2F3dのN末端領域とC末端領域がそれぞれ「ミトコンドリア外膜への停滞」と「ミトコンドリアへの輸送」という役割を担っていることを明らかにできた。2マイトファジーはダメージを受けたミトコンドリアが最終的にリソソームに取り込まれて分解される機構である。アデノウィルスでE2F3dを強制発現させた時にミトコンドリアタンパク質とリソソームタンパク質が共局在していることが確認できた。また、リソソームに取り込まれたミトコンドリアの量を定量解析したところ、E2F3dの強制発現によりリソソームに取り込まれるミトコンドリアの量が増えることが確認できた。3E2F3dは「がん」の悪性化に伴い発現が上昇する。生体内の悪性腫瘍において腫瘍の内側の細胞は低酸素下にあるため、低酸素によりダメージを受けたミトコンドリアを選択的に除去する分子機構が必要になる。がん細胞を低酸素下で培養するとマイトファジーが誘導されたが、E2F3dをノックアウトしたがん細胞では誘導されなかったことから、E2F3dががん細胞の低酸素誘導性マイトファジーに関与している可能性が考えられた。以上より「E2F3dがマイトファジーを通して悪性がん細胞のミトコンドリアの品質管理に関与しているのではないか」という仮説をサポートする結果をこれまでに得ることができた。
ネオ・ロバスト制御理論とその設計ツールの構築-超高性能ロバスト制御を目指して-

不確かさを有するシステムを制御する際,如何に制御性能を最大限に引き出すかはきわめて重要な問題である。従来のロバスト制御理論は,モデル不確かさに関する情報の一部分のみを活用するものであったため,制御性能を十分に高めることが困難であった。この問題を解決するため,本研究ではモデル不確かさのゲイン情報のみならず,位相情報もフルに活用できる,新しいロバスト制御理論を構築した。本理論は,不確かさのゲイン・位相の情報を取り入れたプラント集合モデル,ロバスト安定条件,ロバスト感度条件およびロバスト帯域幅条件によって構成される。そして,従来理論に比べ,性能を格段に向上できることを理論的,実証的に示した。この理論は,ロバスト制御系の性能を大幅に改善できる可能性を秘めている。平成22年度の研究では、以下の研究成果が得られた。1.位相情報を取り入れた不確かさのモデル化方法モデル不確かさの位相の変化範囲とゲインの変化範囲両方を取り入れることのできる不確かさモデルを提案できた。2.周波数域におけるロバスト安定解析ナイキストの安定定理に基づいて、不確かさの位相・ゲイン情報を含んだプラント集合に対するロバスト安定性の必要十分条件を導出できた。3.周波数域におけるロバスト感度解析目標値追従性などの性能仕様は、低感度化によって達成されるものである。本研究では、不確かさが存在しても超精密な制御を実現するために欠かせないロバスト感度を詳しく解析し、そのための必要十分条件を導いた。前年度の研究では、位相情報を取り入れた不確かさのモデル化方法、周波数域におけるロバスト安定解析、周波数域におけるロバスト感度解析を完成した。以上の成果に基づいて、平成23年度の研究では、以下の研究成果が得られた。1.周波数域におけるロバスト帯域幅解析システム応答の高速化は、基本的に制御帯域幅を広げることによって達成されるものである。本研究では、不確かさが存在するときの広帯域化の必要十分条件を導いた。2.逆相不確かさへの対策実システムを単純に公称プラントと不確かさの和として扱う場合、不確かさが逆相になることがあり、制御性能向上を難しくしている。この問題を回避するために、プラント集合を公称プラントと不確かさの積で表わす、いわゆる因子分解型のプラント集合を考案した。この種のプラント集合に対して、ロバスト性能の必要十分条件を明らかにした。因子分解型のプラント集合表現法は、特にプロセス系に有効である。3.設計ツールの開発低次のシステムに対して、制御器の構造を事前に定めた場合、ロバスト制御の条件を周波数応答で確認しながら、制御パラメータを調整することを補助できるソフトウェアを開発した。しかし、これらのロバスト制御条件は、周波数域において区分的に分割された周波数帯上のゲイン条件と位相条件となっており、状態空間で設計することが困難であった。これを受けて、本年度では不確かさが正実な伝達関数であるクラスに焦点を絞り研究を進めた。モデル不確かさの位相情報に基づくロバスト制御システムの設計方法として、正実化方法を確立した。具体的には、以下の成果が得られた。1.強正実化によるロバスト安定化の設計理論:正実な不確かさを持つモデル集合に対して、公称閉ループ系を強正実にすることで閉ループシステムをロバスト安定化する方法を、状態空間で確立した。2.より幅広い応用が可能な、厳密な正実化によるロバスト安定化の設計理論:公称閉ループ系を強正実にすることができるのは限られたシステムとなるため、応用範囲を拡大すべく、厳密な正実化によるロバスト安定化の設計方法を状態空間で確立した。3.正実な不確かさを持つシステムに対するロバスト性能の設計理論:以上の理論をもとに、ロバスト性能問題を等価的に正実なモデル不確かさを持つシステムのロバスト安定化問題に変換することによって、ロバスト性能の設計方法を確立した。以上の成果は、位相情報を有するモデル不確かさを持つシステムに対するロバスト制御を大きく前進させ、実用的にも重要な意味を持っている。理論展開は予定通り進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究では、不確かさのゲインと位相情報を取り入れたロバスト制御の条件を解明できたが、得られた条件はすべて周波数域で表現されたものであり、状態空間に変換できるかはまだ不明である。そのため、設計ツールの開発において低次のシステムを扱える簡易ツールは開発できたものの、一般的なシステム対応のツール開発は困難な状況にある。そこで、今後まず不確かさの位相情報だけを使うロバスト制御の設計法を状態空間で研究していき、それに対応する設計ツール開発も同時に進める予定である。
固体表面のホスフィン精密修飾による協奏機能触媒の開発

Silica-SMAPと[Ir(OMe)(cod)]_2から調製される固定化Ir触媒はジボロン化合物による芳香族C-Hホウ素化反応に活性を示した。ベンゼンなどのように官能基を持たない芳香環も反応するが、配位性官能基(配向基)を持つアレーンは特に高い反応性を示し、オルト位が選択的にホウ素化される。エステル、アミド、アセタール、MOMエーテル、スルホン酸エステル、塩素原子など様々な官能基が配向基として働き、中でもエステルの配向(活性化)効果が最も大きい。またSilica-SMAP-Ir触媒は反応位置が立体的に混み合った多置換基質に対しても優れた適用性を示した。Silica-SMAP-Ir触媒によるフェノール類のホウ素化を検討し、フェノール性水酸基をカーバメート型に変換することによりオルト位ホウ素化が進行することを見出した。生成物のホウ素部位を炭素-炭素結合形成に利用した後、カーバマート部位を脱離基としてカップリング反応を実行できる。Silica-SMAP-Ir触媒によるヘテロアレーンのホウ素化を検討し、エステルが優れた配位性配向基となることを明らかにした。ビピリジン型配位子を含むIr錯体を触媒として用いた場合は、ヘテロアレーンの母核ヘテロ原子のα位か最も立体障害の少ない位置でのホウ素化が進行することが報告されているが、これに対しSilica-SMAP-Ir触媒による反応では、エステルに隣接するC-Hが優先的にホウ素化された。チオフェン、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ピロール、インドール、カルバゾールなど様々なヘテロアレーンに適用することが可能である。シリカ表面担持ホスフィン配位子Silica-SMAPと[Ir(OMe) (cod)]_2から調製される固定化Ir触媒がジボロン化合物による芳香族C-Hホウ素化反応に活性を示した。また,ガラス基盤上に真空蒸着させて得た金表面をチオール化SMAPのエタノール溶液に浸漬することでSMAP単分子層を作製し、これを[RhCl(C_2H_4)_2]_2のベンゼン溶液に浸漬してRh錯体化表面を得た。表面解析はXPS, IRRAS, ICP-MS, AFM等により行った。この値からSMAP骨格が最密充填された単分子層の形成が示唆される。Rh-SMAP単分子層触媒は、ヒドロシランによるアルコールの脱水素シリル化に対して、高い触媒活性を示した。触媒寿命/再利用性の点でも、単分子層触媒は均一系触媒より優れている。均一系触媒は一回目の使用途中で失活したのに対し、SMAP単分子層触媒は触媒活性を保ったまま繰り返し利用でき、4回利用後の総触媒回転数は235000に達した。
実物モデルの設計・製作・実験を通じた力学に関する解析モデルの構築

力学を題材とした「ものづくり」の課題解決において、具体的な物作り体験と関連づけて、学習者が解析モデルを構築するプロセスを明らかにすることをねらいとして取り組んだ。そのプロセスを明らかにするために学習支援システム、具体的には、力のつりあいと力のモーメントのついあい、重心、摩擦と関連する題材として「自動車モデルの設計」を取り上げ、「力学基礎教材」と「自動車モデル設計支援教材」を開発し、1つの学習支援システムとして開発できた。開発した学習支援システムを使い、工業高等専門学校や教員養成系大学の技術教育専攻の学生、科学技術高校の生徒に「自動車モデルの設計」に取り組ませたところ、つぎのことがわかった。(1)「自動車モデルの設計」の課題解決には、力学、特に、静力学の基礎力の定着を図っていないと、力学的に分析し、解析できず、自動車モデルを設計するという課題を解決できない。(2)力学の基礎力は定着しても、それをモデル化して実際の自動車モデルに適用することは難しく、自動車モデル設計支援教材は学習者の設計学習を支援するのに役に立つ。(3)学習者は帰納的な学習教材、演繹的な学習教材、シミュレーション教材のいずれの教材も活用して、「自動車モデルの設計」の課題解決に取り組んだ。このことから、学習者が力学の基礎を実際の自動車モデルに適用するには、さまざまな情報を必要とし、学習教材としてさまざまな情報をそろえておく必要がある。(4)力学の基礎を指導するのに、基礎のみを指導するだけでなく、その応用を絡ませながら指導することによって、基礎力の定着を図ることができる。これには本研究で開発したe-learning教材(力学基礎教材と自動車モデル設計支援教材)は効果的な教材となる。物作りの中核となる設計活動では、設計に必要なさまざまな情報を集め、情報を組み合わせて解析モデルを構築し、実物モデルと対応させながら、設計案を練り上げていく。本研究では、力学を題材とした問題解決において、具体的な物作り体験と関連づけて、分析と総合を繰り返して、学習者が解析モデルを構築するプロセスを明らかにすることをねらいとし、学習支援システムを開発する。具体的には、「150gのおもりを引き上げる自動車モデルの設計」を題材として、意思決定ゲーム型の教授活動ゲームをベースにして、Web上で仮想体験(シミュレーション実験)をしながら効率的に学習を進め、一定の理解に達した時点で「ものづくり」の実体験作業を行える学習支援システムを開発した。JavaAppletにより、実物を使いながら行っていた設計と実験の作業をe-learning教材上だけで実行できる実験シミュレータとして、(1)自動車モデルの重量と重心を設計するシミュレータと(2)自動車モデルがおもりを引き上げるシミュレータを開発した。また、力学の基礎知識として、物体に働く力とその力の釣り合い、力のモーメントのつりあいを理解させる力学理解支援教材と、教師の問題作成を支援するオーサリングシステムを開発した。開発した学習支援システムのうち、力学理解支援教材を使い、静力学について教育効果が得られるか、また、同一の学習内容に対し、どのようなフィードバックを与えることでより高い学習効果を得られるかをプレテストポストテストの結果および教材中の問題の正解率により比較検証した。その結果、(1)JavaAppletにより物体にはたらく力を実際に学習者に提示することは、理解度の低い学習者に対して静力学理解度を向上させる可能性がある、(2)JavaAppletによる学習者へのフィードバックが基礎的な内容に限定されているため、学習者の応用力を身につけるという点では、必ずしも役に立っていないことが示唆された。今後は、開発した学習支援システムによる実践を積み上げ、静力学の学習に対する仮想体験と実体験の効果や、学習者の理解を高めることのできるフィードバック方法について検討し、力学に関する解析モデル構築の学習プロセスを明らかにする。

そのプロセスを明らかにするために学習支援システム、具体的には、力のつりあいと力のモーメントのついあい、重心、摩擦と関連する題材として「自動車モデルの設計」を取り上げ、「力学基礎教材」と「自動車モデル設計支援教材」を開発し、1つの学習支援システムとして開発できた。開発した学習支援システムを使い、工業高等専門学校や教員養成系大学の技術教育専攻の学生、科学技術高校の生徒に「自動車モデルの設計」に取り組ませたところ、つぎのことがわかった。(1)「自動車モデルの設計」の課題解決には、力学、特に、静力学の基礎力の定着を図っていないと、力学的に分析し、解析できず、自動車モデルを設計するという課題を解決できない。(2)力学の基礎力は定着しても、それをモデル化して実際の自動車モデルに適用することは難しく、自動車モデル設計支援教材は学習者の設計学習を支援するのに役に立つ。(3)学習者は帰納的な学習教材、演繹的な学習教材、シミュレーション教材のいずれの教材も活用して、「自動車モデルの設計」の課題解決に取り組んだ。このことから、学習者が力学の基礎を実際の自動車モデルに適用するには、さまざまな情報を必要とし、学習教材としてさまざまな情報をそろえておく必要がある。(4)力学の基礎を指導するのに、基礎のみを指導するだけでなく、その応用を絡ませながら指導することによって、基礎力の定着を図ることができる。これには本研究で開発したe-learning教材(力学基礎教材と自動車モデル設計支援教材)は効果的な教材となる。
超音波振動を利用した超滑水CNT複合シート構成による着雪氷防止技術の研究

冬季の災害において毎年頻発している着雪氷による災害の防止技術として期待される超音波振動を利用した超滑水性CNT複合シートを開発し、滑水性におけるCNT複合シートへの超音波振動の効果を明らかにし、超音波振動影響下でのCNT複合シートの雪の滑り落とし性能を検証することを目的としている。CNT複合シート表面の水滴および雪粒が振動により滑水性を向上させることを確認し、振動の振幅と周波数が与える影響について考察した。平成27年度はCNT複合シート上の滑水性を良好にする最適な振動の周波数と振幅を明らかにすることを目的として,CNT複合シートを作製し,超音波振動加振用の共振器の設計を行った.これらにより,振動を加振した状態での滑水性を測定した結果,振幅と周波数の増加により滑水性が向上するという結果が得られた.滑水性向上がみられる振動の周波数や振幅が明らかになることで,次年度は,振動を加振したシート構成の難着雪性の確認を行う.本シート構成を表面保護用途として様々な雪質の着雪氷防止になることが確認できれば,水や雪氷と構造物の界面に超音波振動を加振するための新たな応用研究創出にもつながり学術的意義が高い.その効果は,現在着雪氷が氷塊に成長する前に莫大な費用と労力をかけて人力で除去するしかなかった橋梁・トンネル・標識や高地・豪雪地帯に多い中継局アンテナ・パラボラアンテナなどの社会インフラへの着雪氷を防止することが可能である.国土の約半分が豪雪地帯であり,その豪雪地帯に約20%の国民が居住する日本だけでも,年間約1,400億円掛かっている雪氷に対する対策費用の1割削減できたとしても,毎年100億円以上の経済効果が期待できる.μmオーダーの振幅,20kHz以上の周波数という人間には知覚できないような振動でも超滑水性を示し,着雪防止へ適用可能であれば,人間の生活範囲への応用も可能となり,着雪による鉄塔の倒壊事故なども防止でき,社会的意義は大きい.平成27年度は超音波振動加振用の共振器の設計を行い,この共振器を用いた超音波振動加振による滑水性評価実験を行う予定であった.周波数20kHz以上の振動を入力できる共振器の数値解析による設計ができたが,実際に試作した装置は20kHz以上でノイズが大きく滑水性評価ができなかった.しかしながら,目標のおよそ10分の1の周波数である2kHz程度の振動の入力は可能となり,この程度の周波数でも,特にCNT複合シートの滑水性がCNT複合しないシートよりも向上することが確認できた.そのため,平成28年度に周波数20kHz以上の振動加振装置のノイズを除去できれば,さらなる滑水性の向上が期待できる.本研究は、冬季の災害において毎年頻発している着雪氷による災害の防止技術として期待される超音波振動を利用した超滑水性CNT複合シートを開発し、滑水性におけるCNT複合シートへの超音波振動の効果を明らかにし、超音波振動影響下でのCNT複合シートの雪の滑り落とし性能を検証することを目的としている。本年度は、本研究目的を達成するために平成27年度までに滑水性の向上が確認された低周波振動条件下において、雪とCNT複合シートの滑雪性を解明するための実験を恒温室内において-4.0-1.0[°C]の低温環境のもと実施した。屋根などに積雪した界面付近の雪を想定し、ざらめ雪を対象とし実験を行った。実験では、雪の形状による影響をできるだけ減らすために雪粒の大きさをそろえた。滑雪性を比較すると、CNT含有により滑雪性の向上が見られ、また振動の振幅と振動数の増加により滑雪性の向上も見られた。これは滑水性の傾向と同一の傾向が見られた。20kHz以上の超音波振動条件下においても今年度滑水性の向上を確認することができ、滑雪性の向上も期待できる。さらに振動加振の影響を与えられた振動エネルギーと運動エネルギーの観点から考察することで、滑水性および滑雪性の向上について定性的な説明もできた。以上の実験および考察により得られた研究成果の一部を平成28年9月に福岡で開催された日本機械学会2016年度年次大会および日本機械学会北陸信越支部第54期総会・講演会にて講演発表し公表した。上記したように,超音波振動の加振の際に予期せぬノイズが発見されたことにより進捗に遅れが生じている.平成28年度は当初予定どおり,滑水性が向上したシート構成による滑雪性の評価試験を行うが,並行してこのノイズ除去も進める.このために,平成28年度は本科5年生2名にそれぞれのテーマを進めてもらう予定である.さらに,専攻科1年生も昨年度から継続してこのテーマに従事してもらえるために,進捗の遅れを取り戻せるものと思われる.工学当初購入予定であった,有限要素解析装置一式を本校の実施経費により購入可能となったため解析用ソフトの保守費用として,この分は次年度に使用予定である.また,超音波振動加振装置のノイズ発生のため装置開発が遅延していたため,使用できなかった分もあった.
日本語不連続依存文処理の実験心理学的考察を通した統語的知識の領域固有性の検証

言語理論一般においては音韻・統語知識それぞれに領域固有性を仮定する.統語的現象は,例えば主語名詞句の音韻特性が主語の格形態や一致する動詞の屈折に影響を与えない等,音韻的制約から独立していると考えられてきた.しかし,実発話においては韻律が文内の依存関係構築を促進し,ある場合には曖昧性を解消することが頻繁だし,近年の研究は黙読時にも文の潜在的韻律特性が解釈に選好性を与えることを明らかにしている.さらに,日英語の複合名詞において音韻規則の適用に統語構造が影響を与え得ることが知られているし,音韻・統語規則間の相互作用を積極的に認める言語理論も存在する.本研究は主に形式統語論の関心事であった不連続依存を,実発話の解析ならびに合成音声の聴覚提示によって実験心理学的に考察し,統語的知識の領域固有性を学際的に検証するものである.平成17年度は(1)に例を示す日本語不連続依存文の実発話を録音し,その韻律特性の解析と一般化を行った.(1)a.基本語順文哲夫は[香織が子猫を拾ったと]友達にしゃべった。b.不連続依存文子猫を哲夫は[香織が拾ったと]友達にしゃべった。その結果,以下の様な韻律特徴差異が抽出された.(2)a.基本語順では主題-従属節主語間に顕著なポーズが確認され(平均:318ms(SD=89ms)),従属節主語-従属節目的語は連続して発話される.一方,基本語順では主題-従属節主語間に顕著なポーズが確認され(平均:318ms(SD=89ms)),従属節主語-従属節目的語は連続して発話されるb.不連続依存文での従属節目的語は基本語順より100-200ms長く発音される.c.主題(「哲夫は」)は文頭よりも文中で2030Hz低く発音される.平成18年度は上記の韻律特性の有無を操作した不連続依存文を聴覚提示し,文法性判断を問う実験を行った.その結果,文法性判断に関する限り,韻律特性の影響は限定されたものであることが明らかになった.言語理論一般においては音韻・統語知識それぞれに領域固有性を仮定する.統語的現象は,例えば主語名詞句の音韻特性が主語の格形態や一致する動詞の屈折に影響を与えない等,音韻的制約から独立していると考えられてきた.しかし,実発話においては韻律が文内の依存関係構築を促進し,ある場合には曖昧性を解消することが頻繁だし,近年の研究は黙読時にも文の潜在的韻律特性が解釈に選好性を与えることを明らかにしている.さらに,日英語の複合名詞において音韻規則の適用に統語構造が影響を与え得ることが知られているし,音韻・統語規則間の相互作用を積極的に認める言語理論も存在する.本研究は主に形式統語論の関心事であった不連続依存を,実発話の解析ならびに合成音声の聴覚提示によって実験心理学的に考察し,統語的知識の領域固有性を学際的に検証するものである.平成17年度は(1)に例を示す日本語不連続依存文の実発話を録音し,その韻律特性の解析と一般化を行った.(1)a.基本語順文哲夫は[香織が子猫を拾ったと]友達にしゃべった。その結果,以下の様な韻律特徴差異が抽出された.(2)a.基本語順では主題-従属節主語間に顕著なポーズが確認され(平均:318ms(SD=89ms)),従属節主語-従属節目的語は連続して発話される.一方,基本語順では主題-従属節主語間に顕著なポーズが確認され(平均:318ms(SD=89ms)),従属節主語-従属節目的語は連続して発話されるb.不連続依存文での従属節目的語は基本語順より100-200ms長く発音される.c.主題(「哲夫は」)は文頭よりも文中で2030Hz低く発音される.平成18年度は上記の韻律特性の有無を操作した不連続依存文を聴覚提示し,文法性判断を問う実験を行った.その結果,文法性判断に関する限り,韻律特性の影響は限定されたものであることが明らかになった.言語理論一般においては音韻・統語知識それぞれに領域固有性を仮定する.統語的現象は,例えば主語名詞句の音韻特性が主語の格形態や一致する動詞の屈折に影響を与えない等,音韻的制約から独立していると考えられてきた.しかし,実発話においては韻律が文内の依存関係構築を促進し,ある場合には瞹昧性を解消することが頻繁だし,近年の研究は黙読時にも文の潜在的韻律特性が解釈に選好性を与えることを明らかにしている.さらに,日英語の複合名詞において音韻規則の適用に統語構造が影響を与え得ることが知られているし,音韻・統語規則間の相互作用を積極的に認める言語理論も存在する.本研究は主に形式統語論の関心事であった不連続依存を,実発話の解析ならびに合成音声の聴覚提示によって実験心理学的に考察し,統語的知識の領域固有性を学際的に検証するものである.今年度は(1)に例を示す日本語不連続依存文の実発話を録音し,その韻律特性の解析と一般化を行った.(1)a.基本

語順文哲夫は[香織が子猫を拾ったと]友達にしゃべった。b.不連続依存文子猫を哲夫は[香織が拾ったと]友達にしゃべった。その結果,以下の様な韻律特徴差異が抽出された.(2)a.基本語順では主題-従属節主語間に顕著なポーズが確認され(平均:318ms(SD=89ms)),従属節主語-従属節目的語は連続して発話される.一方,基本語順では主題-従属節主語間に顕著なポーズが確認され(平均:318ms(SD=89ms)),従属節主語-従属節目的語は連続して発話されるb.不連続依存文での従属節目的語は基本語順より100200ms長く発音される.c.主題(「哲夫は」)は文頭よりも文中で2030Hz低く発音される.これらの韻律特性が不連続依存有無をコード化していると仮定し,次年度は韻律特性を操作した合成音声を呈示し,文法性判断を問う実験を行う予定である.言語理論の一般においては音韻・統語知識それぞれに領域固有性を仮定する.統語的現象は,例えば英語の主語名詞句の音韻特性が主語の格形態や一致する動詞の屈折に影響を与えない等,音的制約から独立していると考えられてきた.しかし,実発話においては韻律が文内の依存関係構築を促進し,ある場合には曖昧性を解消することが頻繁だし,近年の研究は黙読時にも文の潜在的韻律特性が解釈に選好性を与えることを明らかにしている.本研究は主に形式統語論の関心事であった不連続存在を,実発話の解析ならびに合成音声の聴覚提示によって実験心理学的に考察し,統語的知識の領域固有性を学際的に検証するものである.昨年度は(1)に例を示す日本語不連続依存文の実発話を録音し,その韻律特性の解析と一般化を行った.(1)a.基本語順文哲夫は[香織が子猫を拾った]と友達にしゃべった。b.不連続依存文子猫を哲夫は[香織が拾った]と友達にしゃべった。本年度については(1b)に特徴的な韻律特性を操作した合成音声を聴覚提示し,名詞補文(2),関係節(3),副詞的付加詞節(4)について文法性判断を問う実験を行った.(2)家業を坪井は[竹田が継いだ]朗報にほほえんだ。(3)忍耐力を増田は[中野が養った]陸上部に入部した。(4)脚を哲夫は[美幸が骨折した]とき病院に連絡した。操作した韻律特性は文頭の従属節目的語のピッチと文頭3文節間のポーズ長である.実験の結果,韻律特性の有無と文法性判断間に相関が認められた.実験結果は第71回の日本心理学会大会で発表する予定である.また,和文論文1本,英文論文2本が国内外の学術誌で審査中である.
イエ存続戦略と地域ネットワークの展開に関する経験的研究

本研究の目的は、日本の農山村地域での聞き取り調査をとおして、庶民の生活実態としての「家」について考察することである。西日本や東日本の調査から、今日の農村では、山間部を中心に、過疎化と高齢化が進行しており、世代を越えての連続が難しくなっている現状が明らかになった。だが、稲作中心の平野部では、一子単独相続によって家産と家業と家名を超世代的に継承する「家」が広範に分布する。三世代・四世代の同居世帯の農家が多い山形県庄内地方の事例研究から、「家」が存続するための今日的条件として、(1)安定した農業収入が得られる基盤があること及び(2)通勤兼業が可能であることという2つの地域的条件が示された。本年度は、研究の初年度として、研究テーマに関わる統計資料や歴史的文献の収集を行うと同時に、山形県庄内地方鶴岡市と愛媛県南予地方内子町を対象地とする現地調査を実施した。その結果、以下のことが明らかにされた。◇山形県庄内地方について1)歴史的資料から、明治民法施行以前は、姉家督慣行が広く見られる地域であることが明らかにされた。2)現在も農村では、三世代・四世代同居の直系家族がほとんどである。3)明治民法施行後は、長男相続が多いが、姉婿養子も多い。4)近年は、後継者の配偶者不足や高齢者世帯の増加のため、イエの存続が不安定になっている。5)米価の暴落と農外労働市場の変化により、稲作農家の経営危機が深刻化している。6)直売所や有機農業に取り組む農家もでてきたが、農協に全く出荷しない農家はまだ例外的である。◇愛媛県南予地方について1)歴史的資料から、隠居別居慣行が広く見られる地域であることが明らかにされた。2)平場農村と異なり、稲作は自給的で、タバコや畜産、野菜作、炭焼きが伝統的に行われていた。3)通勤兼業化地帯とはいえず、農家世帯の現象、高齢化世帯の増加が顕著である。4)山村部では、耕作放棄地もかなり見られる。5)直売所や有機農業に取り組む農家もある。研究の2年目にあたる本年度は、研究テーマに関わる統計資料や歴史的文献の収集を前年度に続いて継続すると同時に、前年度の予備調査の結果をふまえ、岐阜県大野郡白川村と山形県庄内地方鶴岡市を対象地とする本調査を実施した。◇山形県庄内地方について1)歴史的資料から、最上川の川北と川南では、かなり歴史や文化が異なるし、川南のなかでも、旧鶴岡市と旧東西田川郡とでは異なる。2)統計的には、水田の経営規模が大きく、稲作を中心に第一種兼業農家が全国と比すると相対的に多い。3)庄内地方の農村は、全国的に見ると、三世代・四世代同居の直系家族が多いが、近年は、高齢者夫婦だけの世帯や高齢者単身世帯も若干でてきている。4)農業専業的な農家は、直売所に出荷する等、果樹作や野菜作を中心に複合部門の比重が高い。◇岐阜県大野郡白川村について1)歴史的資料から、中切地区と大郷地区と山家地区と大きく三地区で歴史や産業や文化が異なる。2)平場農村と異なり、稲作は自給的で、炭焼きや硝煙や山桑依存の養蚕が伝統的に行われていた。3)山村の豪雪地帯であるため、人口減・世帯減・高齢化が顕著である。4)世界遺産登録後、若い世代のUターンやIターンによる人口増・世帯増が見られる。研究の完成年度にあたる本年度は、(1)(2)の地区で補充調査を実施すると同時に、これまでの研究成果を集約して国内及び海外の学会で発表し、質疑応答をとおして研究テーマに関する知見を深めた。その結果、アジアという視野で、これまでの研究成果を位置づける必要が明らかになり、アジアの地域や家族と比較して、日本のイエやムラの特質を明らかにするという今後の研究課題が明確になった。◇補充調査の対象地域(1)東北農村の事例:山形県鶴岡市H地区(2)東日本の山村の事例:岐阜県大野郡白川村◇研究テーマに関して得られた知見・(1)(2)は、積雪量が多いため世帯減・人口減が顕著な地域である。・(1)の地域では、家屋の建て替えの時期に、通勤兼業がしやすい近隣の平場に転出するかたちの挙家離村が多い。親夫婦を残して若い夫婦だけが転出するケースは少なく、高齢者の単独世帯や高齢夫婦だけの世帯は多くない。・(2)は、通勤兼業が困難であるが、世界遺産登録後、若い世代のUターンやIターンによって人口減・世帯減がとまっている。

→◎結論:日本のイエの特質通勤兼業や観光などの条件によって、現代でもなお嫡系夫婦二世代が同居するイエは存続している。イエの統合性は、イエを取り巻く生活諸条件の変化によって変化する。一子単独相続によって超世代的に連続するイエは、近代化や産業化のなかで解体したとは単純に言いきれない。
完全養殖技術を利用したウナギのクローン系統作出技術の開発

本研究では、ニホンウナギにおいて2世代でクローン系統作出を可能にする雌性発生条件について検討した。ウナギ精子を遺伝的に不活性化する紫外線の照射条件は400 μW cm-2 s-1の強度で3575秒間(1,4002,800 erg/mm2)だった。第二極体放出阻止は、受精後3分に、水温0°Cの海水に、515分間浸漬という低温処理で可能だった。さらに、第一卵割阻止を可能にする高圧処理条件について検討したところ、受精後4045分に、9,00010,000 psiの圧力条件で、4分間という条件によりゲノムを倍加した4倍体の作出が可能であった。ウナギ精子を遺伝的に不活性化するための最適UV照射条件を明らかにするため、ホルモン投与により人為的に成熟させた雄ウナギより得た成熟精液をウナギ用人工精漿で50倍希釈し、親水化処理したシャーレに薄く均一に展開した後、シェーカーで振盪しながら紫外線強度が016,000 erg/mm2の範囲になるように殺菌灯を照射し、照射後の運動精子率を調べた。その結果、ウナギ精子はおよそ12,000 erg/mm2の紫外線強度において運動能を喪失することが明らかとなった。また、種々の紫外線強度でUVを照射したウナギ精子を用いて人工授精実験を実施したところ、ふ化率にはHertwig効果に類似した曲線が観察された。これらのふ化仔魚は、フローサイトメトリー分析の結果、通常二倍体の半量のゲノム量を有し、致死的奇形を呈した。精子運動率やふ化率、ふ化仔魚の倍数性調査、およびマイクロサテライトマーカーによる遺伝解析の結果より、1,4002,800 erg/mm2がニホンウナギの雌性発生半数体を誘起するための最適なUV照射条件であることが明らかとなった。次に、第二極体放出阻止によるゲノム倍加を可能にする低温処理条件について明らかにするため、ホルモン投与により人為的に成熟させた雌雄のウナギより得た成熟配偶子を用いて人工授精を行った後、受精後39分に、01°Cに調温した海水に、1040分間浸漬して低温処理を実施した。各処理群について、ふ化率や仔魚の倍数性を比較した結果、受精後3分に10分間処理した場合が最も効率的に染色体倍加が可能であることが示唆された。ウナギ精子を遺伝的に不活性化する紫外線の照射条件を明らかにするため、種々の紫外線照射量(10010,000 erg/mm2)で処理した時の精子の運動精子率、およびそれらの精子を用いて人工授精した時のふ化率ならびにふ化仔魚の倍数性について調べた。その結果、1,4002,800 erg/mm2の範囲が雌性発生半数体を誘起するための最適な紫外線照射量であることが明らかとなった。この条件を基に、紫外線照射精子(以下、UV精子)で受精後に、第二極体放出阻止による母親ゲノムの倍加に適した低温処理条件について検討したところ、「受精後3分に、水温0°Cの海水に、515分間浸漬」という条件が適していることが明らかとなった。さらに、第一卵割阻止によるゲノム倍加を可能にする高圧処理条件について検討したところ、「受精後4045分に、650750kgf/cm2の圧力条件で、4分間」という条件によりゲノムを倍加したふ化仔魚の作出が可能であった。上記の実験で得られた条件を基に、UV精子による受精と受精後の低温処理による第二極体放出型および第一卵割阻止型の雌性発生二倍体の誘起を試みた後、得られたふ化仔魚についてフローサイトメトリー分析およびマクロサテライトマーカーによるマーカー型より、目的とするタイプの雌性発生二倍体誘起が成功していることを確認した。本研究により、ニホンウナギにおいてクローン系統作出を可能にする技術基盤が整備されたことにより、短期間に優良形質の遺伝的固定が可能となった。また、完全ホモ接合個体(ダブルハプロイド)をゲノム解析等のバイオリソースとして利用することも可能となった。水産育種学今年度計画していた内容について、概ね順調にデータが得られているため。第一卵割阻止によるゲノム倍加を可能にする低温処理条件について検討するとともに、得られた条件を基にUV精子による人工授精と受精後の低温処理による第二極体放出阻止あるいは第一卵割阻止による雌性発生二倍体の作出を試みる。また、得られたふ化仔魚についてフローサイトメトリー分析やマイクロサテライトDNAマーカーによる遺伝分析を行い、目的とする染色体操作の成否を確認する。計画では約80万円分の人件費を計上していたが、雇用期間が予定よりも短くて済んだため、その分の予算が余剰となった。

実験用のウナギ購入、フローサイトメトリー用試薬、DNA実験用試薬、統計解析用ソフトの購入におよそ200万円、人件費40万円、その他30万円の使用を計画している。
視床下部RAS系の破綻が中枢ミトコンドリア障害を介したエネルギー代謝に及ぼす影響

Angiotensin2(AT2)は末梢の各組織においてROS産生を亢進し、インスリン抵抗性を誘導する。我々はAT2と独立してアルドステロンがROS産生を介してインスリン抵抗性を誘導することを示した。また肥満・インスリン抵抗性・脂肪性肝炎モデルマウスに選択的MR阻害剤(MRA)を全身投与したところ、肝臓での炎症、線維化および糖脂質代謝が改善した。高脂肪食負荷(HFD)マウスおよびdb/dbは視床下部において炎症性サイトカインの発現亢進を認めたが、MRAの全身投与はこれを抑制しなかった。マイクログリア細胞のモデルとしてBMDMを用いて炎症性サイトカイン産生に及ぼす影響を検討した。H2O2およびROSを消去するNACの前処置はLPS処置による炎症性サイトカイン発現に影響しなかった。ARBの前処置もLPSによる炎症性サイトカイン発現に影響しなかったが、MRAはこれを強く抑制した。視床下部はエネルギー代謝調節の中枢であり、摂食量や末梢組織のエネルギー消費を調節している。糖尿病や肥満状態ではこの視床下部の調節機能が損なわれ、過食や肥満が助長される。これらは中枢のレプチン抵抗性やインスリン抵抗性が関与しており、その病態メカニズムとして小胞体ストレスなどの関与が示唆される。そこで、本研究の目的として、肥満や糖尿病病態において視床下部におけるレニンアンギオテンシン系(RA)や炎症、活性酸素種(ROS)の関与を想定し、研究を立案した。初年度は以下の成果を得ている。(1)糖尿病モデルマウスにおける中枢の炎症状態糖尿病モデルマウスであるob/obマウス、db/dbマウス、卵巣を摘出した雌マウスに高脂肪食負荷を与えたマウス(OVX+HF)において、視床下部における炎症性サイトカインの発現亢進を認めた。OVX+HFマウスにエストロゲン(E2)を投与することで視床下部の炎症は一部抑制され、その結果マウスのエネルギー消費は亢進し、全身の耐糖能とインスリン感受性は改善した。(2)単球系細胞の炎症性サイトカイン、ROS産生に及ぼすRA系阻害剤の影響脳内のマイクログリア細胞を想定し、単球系細胞における炎症性サイトカインに及ぼすRA系阻害剤の影響を検討したところ、今までの報告とは異なり、明らかな炎症性サイトカインの抑制効果は認められなかった。本研究成果のメカニズムにつき、今後詳細に検討する予定である。(3)抗アルドステロン剤が全身の糖脂質代謝と脂肪性肝炎に対する影響抗アルドステロン剤は高果糖高脂肪食負荷によるNASHモデルマウスにおいて、脂肪組織の炎症と肝臓での脂肪性肝炎を抑制することでインスリン感受性と脂質代謝を改善することを明らかにした。今後中枢での作用につき検討を予定している。糖尿病や肥満状態では視床下部におけるエネルギー代謝調節機能が損なわれる。Angiotensin2(AT2)は末梢の各組織においてROS産生を亢進し、インスリン抵抗性の誘導にも関わる。ミトコンドリアはATPを産生する過程でROS産生するが、同時にROSを消去する抗酸化機能も併せ持つ。視床下部におけるエネルギー代謝調節は一部ROSを介することが知られているため、本研究では肥満や糖尿病において視床下部1RAAS系の関与とRAAS系抑制による代謝改善効果につき、特に視床下部ミトコンドリアとROS制御に着目して検討を進めてきた。(1)硬質コルチコイド受容体阻害剤(MRA)によるインスリン抵抗性改善メカニズム肝特異的SREBPlc過剰発現マウスに高果糖高脂肪食負荷を行い作製した肥満・インスリン抵抗性、脂肪性肝炎モデルマウスにMRAを全身投与することで、肝臓での炎症、線維化および糖脂質代謝が改善した。以上アルドステロンはAT2と独立し炎症を促進することを明らかにした。(2)糖尿病モデルマウスにおける中枢の炎症状態db/dbマウスと高脂肪負荷(HFD)マウスはカロリー摂取量の増加、VO2の減少、耐糖能障害を示し、視床下部における炎症性サイトカインの発現亢進を認めた。しかしMRAの全身投与は視床下部の炎症性サイトカイン発現を抑制しなかった。閉経肥満モデルマウス(OVX+HFD)においても同様の代謝異常を認めたが、本マウスにエストロゲンを投与し肥満を改善した場合は、糖代謝は改善し炎症性サイトカイン発現も低下した。(3)単球系細胞の炎症性サイトカイン、ROS産生に及ぼすRA系阻害剤の影響脳での炎症性サイトカイン発現に及ぼす影響を、マイクログリア細胞のモデルとして培養マクロファージおよびマウス骨髄由来マクロファージ(BMDM)にて検討した。
マウス足底の組織透明化による汗腺および近傍の神経線維の網羅的解析手法の開発

発汗障害は汗腺の異常か神経系の異常であるかの判断がしばしば難しく、その治療は対症的である。近年、組織透明化が様々な臓器で応用されているが、マウスにおいて唯一汗腺を有する部位である足底の透明化は報告がなく、また皮膚の広範囲3次元画像の自動解析法についても報告がない。本研究は、マウス足底の透明化技術の最適化と自動画像解析システムを作成することにより、発汗障害をきたす疾患における汗腺や神経系の病態解明の基盤を築く。汗腺の形態変化の正確な評価法が確立できれば、患者検体への応用や、病態に沿った治療法の開発に繋がることが期待される。
軸性不斉を有するキラルビアリール化合物の回転障壁を下げることは可能か？

光学活性化合物の効率的な合成法の開発は,有機合成化学の分野における極めて重要な課題の一つである。ビアリール化合物の炭素ー炭素単結合は自由回転が可能であるが,o-位に複数の置換基を導入すると単結合周りの回転が阻害され,軸不斉が生じる。軸不斉を有する化合物は,不斉触媒,不斉配位子のみならず,生理活性化合物にも数多く存在し,近年,軸性不斉を有する化合物を光学純度良く得る手法の開発が,大きな注目を集めている。本研究では,キラルなビアリール化合物を合成する方法論の開発を目指すものである。その中でも,動的速度論的光学分割により,キラルなビアリール化合物を合成することを目指している。これまで,ビナフチルジアミン(BINAM)に対する還元的アミノ化反応の速度論的光学分割に取り組み,(R)-BINOL由来のキラルリン酸とHantzschエステルを用いることにより,比較的高い光学純度でBINAMの還元的アミノ化体が得られることを見出している。すなわち,速度論的光学分割に成功したと考えられる結果が得られている。しかしながら,BINAMの動的な速度論的光学分割については,未だ良好な実験結果は得られていない。そこで,ビフェニルジアミンを基質として用いて,同様にキラルリン酸とHantzschエステルによる反応を試みたところ,わずかではあるが,動的な過程が進行していることを示す実験結果が得られてきている。ビフェニル体では,単結合の回転が障壁が下がっているためと思われる。ビナフチルジアミン(BINAM)の動的速度論的光学分割においては,未だ優れた結果が得られていないが,ビフェニルジアミンについては,動的速度論的光学分割については,単結合の回転が進行していることを示唆する結果が得られている。これまでBINAMを中心に用いて研究を進めてきたが,ビフェニルジアミンにおいて,単結合周りの回転が進行していると思われる実験結果が得られているので,ビフェニルジアミン誘導体を中心に,さらに,様々な基質での反応を試みる。用いた原料等は研究室にすでに在庫があり,支出が予想よりも少なくなった。翌年度は,これまで用いていない原料を合成し,反応に供する予定である。