hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工原子の新機能性の開拓

電子ドープInP/InGaP量子ドットでの励起強度に依存する時間分解カー回転信号を観測し、密度行列計算と比較してコヒーレントな自然放出光が電子・トリオン4準位系に及ぼす反作用が弱励起の場合にあらわに働くことを明らかにした。GaAs:N中の単一等電子トラップ(NNペア)に束縛された励起子からの発光に単光子発生を表すアンチバンチング現象をHanbury-Brown-Twiss量子相関測定により初めて見いだした。また、最短発光寿命が650psであることを明らかにした。1.GaAs:N単一等電子トラップ(NNペア)からの単光子発生半導体中の格子点に置かれた不純物に束縛された電子・正孔対(励起子)が、エネルギーのそろった狭いエネルギー幅を持つ単一光子を発生することが実証されてきたが、応用に近いIII-V族半導体では窒素Nをデルタドープされたリン化ガリウム結晶GaP:N中の単一等電子トラップ(NNペア)に続いて、Nをデルタドープされた砒化ガリウム結晶GaAs:N中の単一等電子トラップ(NNペア)からの発光にHanbury-Brown-Twiss量子相関測定により単光子発生を表すアンチバンチング現象を初めて見いだした。また、発光寿命が650psであることを明らかにした。さらに、GaAs:N中の単一等電子トラップ(NNペア)からの単光子をマイケルソン干渉測定することで位相緩和時間を測定し、位相緩和時間が2Kの低温で172psまで伸び、温度上昇に伴い短くなりフォノン吸収を伴って位相緩和する温度依存性を見いだした。2.円・楕円偏光ピコ秒パルスによる量子ドット中の電子スピン初期化と操作量子ドット当たり平均で1個の電子をドーピングしたチャージチューナブルInP/InGaP量子ドットでの時間分解カー回転の測定の結果、磁場B=1Tでは47psの周期をもつ振動が量子ドット中の電子の横磁場の周りのスピン歳差運動が観測され、この振動が励起強度の変化によって位相が反転することを見いだした。この現象は共鳴パルス光によって生じたスピン偏極の方向が光強度の増加により反転していることを示している。この位相反転の様子は、わずか2%の楕円率を持った円・楕円偏光パルスを、光電場強度に比例するラビ周波数をΩ_0=1THzから15THzに変えて電子・トリオン4準位系に共鳴励起する設定で、電子・トリオン4準位系の密度行列シミュレーション計算によって再現することが出来る。あわせて観測される励起強度による電子スピンの緩和時間の変化(弱励起の場合は200ps程度、強度、強励起の場合は1ns以上)は、4準位系の電気分極の状態の相違によると考えられる。<単一発光中心の共鳴励起による超コヒーレントな単一光子発生>窒素デルタドープGaAs薄膜を用いて、GaAs結晶中の単一の窒素等電子トラップに束縛された励起子の発光は、5Kの低温で励起エネルギーを掃引すると得られる30μeV程度の共鳴発光の励起スペクトルから、30μeVの均一幅が確認される。均一幅を与える寿命広がりの幅よりも狭い線幅を持つリング型チタンサファイアレーザー(線幅約5MHz: 0.02μeV)を用いた共鳴励起を行い、発生した光子の強度相関にはアンチバンチングが明瞭に観測され、共鳴励起条件下での単一光子の発生が確認された。半導体中の単一等電子トラップを十分狭い線幅を持つレーザー光で共鳴的に励起することで、寿命広がりで決まるコヒーレンス時間よりも長いコヒーレンス時間を持つ、超コヒーレントな単一光子を発生させた。<CdS量子ドットの電荷移動とスピンディフェージング>高効率量子ドット太陽電池においては極めて重要な要素であるCdS量子ドット(平均直径=2.8nm)から電子輸送TiO2ナノ粒子や正孔輸送ポリマー分子への高速電荷移動を、室温で時間分解ファラディ回転を用いて異なるg因子を持つ電子、正孔や励起子による信号を分離してスピン歳差運動とディフェージングを測定した。時間分解ファラディ回転信号はg=1.95の局在電子の歳差運動がもたらす減衰振動成分と正孔・励起子のg因子の異方性がもたらす非振動成分からなり、室温でT2*=0.35nsの量子ドット集団にある局在電子のスピンディフェージングと正孔輸送ポリマーへの正孔が少しゆっくり移動しているのが観測された。発光エネルギーの揃った単一光子源と期待される、窒素をドープしたGaAs中の単一不純物発光中心からの単一光子発生を観測した。次に、温度2 KでGaAs:Nに対してフーリエ分光測定により求めた不純物窒素に束縛された励起子の位相緩和時間は370psと長いが、発光寿命により決まるフーリエ変換限界と比べて若干短い。その原因の一つは非共鳴励起により生成される余剰キャリヤーのため、スペクトル拡散が起こっていると考えられる。<ZnO中の電子スピンの長時間コヒーレンス

>量子情報処理において、光で書き込み読み出しができる半導体中の電子スピンに要求されるのは、長時間のスピンコヒーレンスである。半導体中の局在電子スピンの横緩和時間(T2)は核スピンとの超微細相互作用を通して働く核磁場の揺らぎに律速されるので、核スピンがゼロの核の自然存在比が大きいZnOでは、長い電子スピンの横緩和時間が期待される。Gaを6×1017cm-3の濃度でドープしたZnO薄膜中の束縛励起子D0Xに共鳴励起下で電子スピンのスピンコヒーレンスを時間分解カー回転測定法により計測し、12nsと長い時間を得た。電子スピンのコヒーレンス時間はモード同期レーザーの繰り返し時間12.2nsに匹敵し、共鳴スピン増幅の手法を用いてT2*=12nsの緩和時間が温度T=1.8Kで得られた。縦磁場をゼロ磁場付近で掃引してカー回転を計測しゼロ磁場付近で観測されたディップの半値半幅は核スピン磁場の揺らぎの大きさを示し、1.3mTと求まる。1.3mTから核磁場の揺らぎによる電子スピンの緩和時間は13nsと見積られ、実測緩和時間と概ね一致する。観測された緩和時間は、III-V族半導体量子ドット中の電子のスピンのコヒーレンス緩和時間に比べ1桁長い。GaAs:N単一等電子トラップ(NNペア)からの単光子発生を論文として発表し、わずか2%の楕円率を持った円・楕円偏光ピコ秒パルスによる量子ドット中の電子スピン初期化と操作が可能なことを示せた。25年度が最終年度であるため、記入しない。GaAs:N単一等電子トラップ(NNペア)の位相緩和時間のフーリエ分光測定を論文として発表し、GaAs:N単一等電子トラップが超コヒーレントな単一光子を発生する事を明らかにした。また、InP量子ドット中にドープされた電子のスピン緩和に新たな輻射減衰いの機構を見いだしこれを論文として発表した。更に、ZnO中の電子スピンの長時間コヒーレンスを見いだしたので当初の計画以上に進展している。単一等電子トラップの研究でも、量子ドット中の電子スピン初期化と操作の研究でも、大きな進展があったので、二つの課題の研究ともこの進展を踏まえて引き続き推進していく。超コヒーレントな単一光子を発生する単一発光中心の共鳴励起、および、ZnO中の電子スピンの長時間コヒーレンスの観測を論文として発表する。
脳循環統御因子としての神経ペプチド-自律神経系との関連を含めて-

従来、カテコラミン(CA)とアセチルコリンの自律神経2重調節といわれてきた脳循環の神経性統御機構は近年多数の神経ペプチドが発見され、複数の伝達物質の同一神経内共存が提唱されるに至ってより複雑である可能性が示唆されている。本研究では主に形態学的な面よりこれら調節因子の系統的把握を目的とした。(1)2重標識免疫電顕法により脳血管支配神経においてCA神経にNeuropeptide Yが共存することを明らかとした。(2)2重標識免疫電顕法により脳血管壁終末部においてCA神経とVasoactive Intestinal Polypeptide神経がほとんど常に近接して存在すること、またCA神経とSubstanceP神経もしばしば近接して存在することが明らかとなった。このことよりこれら神経系の相互作用の可能性が示唆された。(3)脳血管壁Substance P神経は同時にCalcitonin gene-related peptideを含むことを2重標識間接螢光抗体法により明らかとした。(4)CA神経の起始である上頚神経節において、節前神経由来のLeu-Enkephalin,Corticotvopin Releasing Factor陽性線維がCA細胞に直接シナプスを形成し何らかの調節を行なっていることを免疫電顕法により明らかとした。(5)神経節内interneuronであるSIF cellにはL-ENKとSerotoninが共存し、この細胞の突起もまたCA細胞にシナプス結合していることを免疫電顕法により明らかとした。以上のことより脳血管壁には少なくとも3種の神経系(CA/NPY,VIPSP/CGRP神経系)が存在し、それらの相互作用の可能性があること、またCA/NPY神経系ではその起始において、神経ペプチドにより多様な調節をうけていることが明らかとなった。本研究により脳循環の神経性調節における神経ペプチドの位置づけが明確となり、今後の病態生理研究などへ基礎的情報を提供し得たと考えられる。
中枢神経ループスの病態形成における抗神経細胞抗体の役割の解析

ループス精神病においては、血清中抗リボソームP抗体と髄液中の抗神経細胞抗体の上昇が見られる。一方、抗神経細胞抗体の測定に用いる神経芽細胞腫SK-N-MCの表面にはリボソームP蛋白が発現していることが知られている。これまでの報告では、ループス精神病患者の髄液中には抗リボソームP(C末端22ペプチド)抗体(抗P)の上昇はみられないとされている。我々は昨年度の研究において、ループス精神病においては、髄液中の抗リボソームPO抗体の上昇が病態に深く関与すること、この抗リボソームPO抗体の認識するエピトープはリボソームPO蛋白の中の、C末端22アミノ酸以外の部分に存在する可能性が考えられることを明らかにした。本年度の研究においては、神経細胞の表面に存在するグルタミン酸レセプター(NR2)に対する抗体がループス精神病患者の髄液中に存在するかについて検討した。ループス精神病患者58例、Focal型CNSループス患者28例、さらに対照群として非炎症性神経疾患患者21例の髄液中の抗NR2抗体をELISA法にて測定した。ループス精神病患者においては、Focal型および対照群に比し髄液抗NR2抗体が有意に上昇していた。さらに、髄液抗NR2抗体価は髄液抗神経細胞抗体価と有意の正の相関を示した。以上の結果より、髄液中の抗神経細胞抗体の認識する主要エピトープは、グルタミン酸レセプターNR2であることが示唆された。今後、ループス精神病の病態形成における抗リボソームPO抗体と抗NR2抗体の役割について詳細に検討してゆく必要がある。我々は、ループス精神病患者の髄液中の抗Pだけでなく抗リボソームPO(38kd蛋白)抗体(抗PO)について検討を行なった。ループス精神病患者49例、Focal型CNSループス患者18例、さらに対照群として非炎症性神経疾患患者24例の髄液中の抗P、抗POをELISA法にて測定した。測定値については、アフィニティー精製したanti-Pを標準にして定量を行い、抗POから抗Pを差し引いた値を、リボソームPO蛋白のC末端22アミノ酸以外のエピトープに対する抗体(抗[PO-P])として算出した。ループス精神病患者においては、Focal型および対照群に比し髄液抗POが有意に上昇していた。ループス精神病患者においては、対照群に比し抗Pの有意な上昇を認めたが、Focal型との間では差がなかった。ループス精神病患者においては、Focal群および対照群に比し、髄液抗[PO-P]が有意に上昇していた。以上の結果より、ループス精神病においては、髄液中の抗リボソームPO抗体の上昇が病態に深く関与するものと考えられた。この抗リボソームPO抗体の認識するエピトープはリボソームPO蛋白の中の、C末端22アミノ酸以外の部分に存在する可能性が考えられる。本抗体の認識するエピトープを同定することがループス精神病の病態解明上重要である。

我々は昨年度の研究において、ループス精神病においては、髄液中の抗リボソームP0抗体の上昇が病態に深く関与すること、この抗リボソームP0抗体の認識するエピトープはリボソームP0蛋白の中の、C末端22アミノ酸以外の部分に存在する可能性が考えられることを明らかにした。本年度の研究においては、神経細胞の表面に存在するグルタミン酸レセプター(NR2)に対する抗体がループス精神病患者の髄液中に存在するかについて検討した。ループス精神病患者58例、Focal型CNSループス患者28例、さらに対照群として非炎症性神経疾患患者21例の髄液中の抗NR2抗体をELISA法にて測定した。ループス精神病患者においては、Focal型および対照群に比し髄液抗NR2抗体が有意に上昇していた。さらに、髄液抗NR2抗体価は髄液抗神経細胞抗体価と有意の正の相関を示した。以上の結果より、髄液中の抗神経細胞抗体の認識する主要エピトープは、グルタミン酸レセプターNR2であることが示唆された。今後、ループス精神病の病態形成における抗リボソームP0抗体と抗NR2抗体の役割について詳細に検討してゆく必要がある。
宮古大神島方言の音声と音韻の研究

本年度は3回にわたって大神島へ臨地調査を行い、11名の話者について音韻体系を得るための調査を実施することができた。大神島では神行事が非常に重要な生活習慣であり、特に神に仕える女性は肉を食べないなど日常の生活においてもいろいろな制約がある。そのなかで、写真にうつらない、言葉を録音させないということがあって、録音・ビデオ撮影に協力してくれた女性は、もう90歳を越えて、神行事に参加しなくなった方だけであった。男性は、体系調査の他に数人の話者の録音と撮影をすることができた。大神島方言の音韻体系の問題でもっとも大きなものは有声破裂音と無声破裂音が音韻論的に対立するかどうかということであるが、全体としては対立のある状態からない状態へ変化しつつある変化過程にあると言える。個人によって有声破裂音を多く発音する人とほとんど発音しない人があって、一概に対立の有無を述べるのは容易ではない。また、中舌母音は平唇のウに近いということは加治工氏の報告の通りであり、舌尖母音であるとする狩俣氏の観察は適切ではない。今回の調査では、単語全体の発音で有声の部分がまったくない語も観察され、子音だけでなく母音も含めて有声・無声の問題を検討する必要があるということが分かった。高齢者の中には、わずかに二型アクセントの傾向を示す場合もあり、完全に無型アクセントになりきったわけではないということが明らかになった。
高齢者の人間関係開発の視点で捉えた生涯学習活動の研究ー特に地域社会における人間関係を中心に

本研究は、高齢者の生涯学習活動について人間関係開発の視点から調査研究するものである。調査地は長野県である。同県は、平均寿命が男性77.44歳で全国1位、女性82.71歳で同4位と高く、従って高齢者率も高い。主としてここで行われている老人大学、地域活動指導者養成講座のプログラムや運営、参加者の意識等について調査してきた。参加者についてはアンケート調査を中心に行ってきた。講座は県下10カ所で実施されている。その内、地域的特性を考慮しながら、北信、長野、佐久、松本、木曽、飯伊(飯田、伊那)の6カ所で実施した。対象は1855名(全県下募集定員2500名の74.2%)、回収率81.1%(1449名、内有効回答96.2%-1400名、内男性42.1%で589名、女性57.9%で811名)である。学習プログラムは、およそ全60時間の設定で、年間編成である。形態は座学的な講義を中心とした編成が多い。これに対して実技的なものやクラブ活動などを要望するものが目立つ。運営は、班編成や当番制による係活動が取り入れられている。係活動は多くの者が積極的に肯定している。理由はこれを通して仲間や講師、事務局員等との人間関係構築が可能となる効果をあげている。学習に参加して得られた成果としても人間関係の広がりをあげている。全般に講座の運営については主体的・積極的参加が肯定され、要望されている。地域的な特徴で目立つ点は、会場によっては学習に通うに際して相当に遠隔となる所もある。そのために参加が困難であり、なかには断念する場合もある。交通確保は高齢者にとってかなり重要である。講座を修了した者が、その後、地域社会で活動を実践してゆく上でも、人間関係のネットワーク形成の面などで障害となることもあると思われる。今後、学習や地域活動において講座経験者の自主活動を中心としながらも、その支援に向けた社会整備が重要となる。
養護教諭の救急処置における臨床判断能力を培うシミュレーション教育プログラムの開発

養護教諭の本務は、学校教育法第37条には「児童の養護を掌る」ことと明記され、重要な役割の一つに救急処置があげられる。この対応には、子供の生命維持の兆候を把握することができるバイタルサインがきわめて重要である。加えて学校で行われる救急処置には臨床判断が必要であり、その能力向上にはシミュレーション教育が重要であると考える。しかし、前年度までの事前研究の中で進められた文献検討や現状調査により、養護教諭教育の歴史においてはシミュレーション教育がまだ取り入れられていないことや、養護教諭は救急処置やバイタルサインなどの看護技術に対して自信がない傾向にあることが明らかとなった。そこで、バイタルサインの一つの手法である脈拍測定に関する学習効果の調査を行ったところ、高機能患者シミュレータの活用は教育方法として有効であることが明らかとなった。3カ年計画の初年度としての2018年度調査は、救急処置の場面を「食物アレルギーにおけるアナフィラキシー対応」に焦点を絞り、その対応についてのシミュレーション教育プログラムの提案や評価、課題などについて調査を行った。プログラムの提案に関して、現役の養護教諭を対象としたものと、養護教諭学生を対象にしたものを提案し、それぞれ論文にまとめた。また、このプログラムに関する評価や課題に関して学会発表を2本行った。救急処置の場面で、養護教諭は子供の傷病に対して臨床判断を行っている。しかし、看護師が医療現場で行う臨床判断とは異なる養護教諭が行う学校現場での臨床判断は独自のものであることが推察された。そこで、養護教諭の臨床判断についての検証を行い、学会発表を2本、論文を2本まとめ、「養護教諭の臨床判断に関する測定用具」の開発も提案した。今後は提案したプログラムの実践を行い、さらなるシミュレーション教育に関する内容の精査を行いたいと考える。3ヵ年計画の初年度であるが、これまでに行われた事前研究を引き継いでいるものである。すでに事前調査として関係するシミュレーション教育に関する文献調査や養護教諭のバイタルサインの自信に関する実態調査などは論文にまとめられ、報告されている。そのような準備が整った状態で初年度の研究に取りかかることができたため、研究のスタートも順調で計画通りに今年度の研究が進んだと推察する。本研究はおもに共同研究が中心に行われ、共同研究者である福田とともに研究協力者も多く、それぞれの役割分担に従いスムーズな研究ができている。他大学の研究者との連携もあり、情報交換を行うことや調査研究の共同作業や論文作成でのアドバイス提供なども可能な環境であることも、研究計画が順調に進められている大きな要因となっている。2019年度も当初の計画通りに調査研究を進める予定である。初年度に提案したプログラムを中心にシミュレーション教育を行い、その結果における検討を行う。また、今年度は他大学の協力の下、高機能患者シミュレータを使用する場合と使用しない場合の教育効果の相違などについての検討も行う予定である。引き続き、学会発表や論文作成などで得られた結果をアウトプットしていく。

また、今年度は他大学の協力の下、高機能患者シミュレータを使用する場合と使用しない場合の教育効果の相違などについての検討も行う予定である。引き続き、学会発表や論文作成などで得られた結果をアウトプットしていく。旅費に関して遠方(九州、神戸)の学会参加を予定していたが、都合により参加できなかったことなどから、予定より少なくなった一因である。次年度への繰越として使用していく予定である。
誘電体セラミック/高分子系フォトニック結晶の作製とマイクロ波制御材料への応用

セラミックスや高分子などの誘電体を用いて三次元に展開する格子構造を作製すると、空気と格子の連なりにより誘電率の周期的な変化を三次元空間上に実現できる。この構造体に電磁波を入射させるとき、周期と波長が同程度の場合には、三次元的な回折によりその進行が禁止されることが知られている。三次元構造体はフォトニック結晶と呼ばれ、電磁波の禁止帯はフォトニックバンドギャップと呼ばれる。結晶構造に対して欠陥を導入すれば、電磁波の許容準位を形成することも可能であり、これにより光やマイクロ波の本質的な制御が実現するものと期待されている。本研究において我々は、CAD/CAMプロセスの一種である光造形法を用い、セラミックス/エポキシ複合材料からなる三次元格子を形成することで、マイクロ波制御用のフォトニック結晶を作製することに成功した。本研究では、エポキシ系の樹脂に対して高誘電率セラミックスのチタニア粒子を分散し、バンドギャップが全方位に形成されるダイヤモンド構造型のフォトニック結晶を新たに作製した。光造形法では、紫外線硬化樹脂の液相にセラミックス粒子を混合し、液面に紫外線レーザを照射することで、スポット部分に微小な硬化相を形成した。ビーム走査により硬化相を連続的に接合し、複雑な三次元構造体を作製した。複雑な三次元格子の設計および製造はCAD/CAM方式により行った。フォトニック結晶の構造は誘電体の円柱を組み合わせたダイヤモンド型格子とした。CAD/CAM技術を積極的に活用し、格子間隔が段階的に傾斜した構造を有するダイヤモンド型フォトニック結晶の作製も行った。幅広いバンドギャップの形成が確認され、より広帯域における電磁波制御の可能性が示された。また、誘電体バルク中で空気格子が三次元に展開してダイヤモンド構造を形成する、反転構造の作製も行った。誘電体の体積率増加により、幅広いバンドギャップが結晶方位によらず同程度の周波数帯に形成され、あらゆる方向からの電磁波の進行を禁止する完全バンドギャップの形成が確認された。光造型法により3次元誘電率周期構造を有するフォトニック結晶の試作を行った。エポキシ系光硬化性樹脂により、ミリメーターオーダーの精密な格子構造を形成し、誘導率の周期的な変化を実現した。作製したフォトニック結晶は、エポキシ系樹脂の角柱を格子構造的に配列したもので、ダイヤモンド構造の対称性を有し、結晶周期は2mm4mmで変化させ、1層から50層まで積層した。結晶の最大のサイズは50mm立方である。さらにエポキシ系樹脂の比誘電率2.8に対して、より高誘電率を有する酸化シリコンおよび酸化チタン粒子を分散させ、格子の比誘電率を12まで増加させることに成功した。これらエポキシ系樹脂およびセラミック粒子分散フォトニック結晶の電磁波透過特性を評価したところ、1GHz15GHzの周波数領域において、いずれも明確なバンドギャップを形成することが確認された。バルク在がほぼ完全透過するのに対し、50層のフォトニック結晶の透過率はバンドギャップ位置で約30デシベル下がり、ほぼ完全に電磁波を反射してしまうことが測定された。また、4層、すなわち単位結晶周期のみのフォトニック結晶でも、20デシベルの吸収率低下が観測され、実用的には格子数層で十分な反射特性が得られることが判明した。格子の誘電率を上げることで、バンドギャップが低周波側にシフトすることも確認され、理論計算とも定性的に一致する結果を得た。今年度の研究により、ミリ波からマイクロ波領域のフォトニック結晶が容易に作製でき、誘電率制御技術も確立することができた。

誘電体により三次元的な人工結晶格子を作製し、電磁波を透過させるとき、波長と結晶周期が同程度になる周波数帯では、干渉作用により電磁波の進行が禁止される。この人工格子はフォトニック結晶と呼ばれ、禁止帯はフォトニックバンドギャップと呼ばれる。本研究では、高誘電率のセラミックス粒子を分散させたエポキシ系樹脂を用いて、三次元に展開するダイヤモンド構造型の結晶格子を作製し、高度情報通信用のマイクロ波を制御しうるフォトニック結晶の開発を目指している。結晶の作製には光造形法を応用した。セラミックス粉末を混合した光硬化性樹脂に紫外線レーザーを照射し、微小硬化領域を連続的に接合することで三次元構造を造形できる。今年度は、光造形法により作製したダイヤモンド型フォトニック結晶の三次元的な電磁波特性について研究を行った。マイクロ波制御用フォトニック結晶を光造形システム(株式会社ディーメック製:SCS-300P)により作製した。エポキシ系の光硬化性樹脂に高誘電率セラミックス粒子として平均粒径5μmのチタニア粉末を混合した。結晶は寸法φ2×5mmの誘電体円柱を組み合わせてダイヤモンド構造とした。結晶の電磁波特性をネットワークアナライザー(日本ヒューレット・パッカード株式会社製:HP 8720D)により評価した。導波管にサンプルを挿入し、TE_<10>モードにおける電磁波の透過率を測定した。電磁波の入射方向はダイヤモンド構造における<100>,<110>,<111>方向とした。光造形法によりチタニア分散型のダイヤモンド・フォトニック結晶を作製したところ、ミリメートルオーダーの精密な三次元構造が得られた。ダイヤモンド結晶における<100>,<110>,<111>方向に対して、電磁波の透過特性を評価したところ、結晶面間隔に対応した周波数帯域にフォトニックバンドギャップの形成が確認された。以上の結果から作製したフォトニック結晶は、電磁波の三次元的な伝播を制御しうることが確認された。誘電体により三次元の格子構造を形成して電磁波を入射させるとき、波長と結晶周期が同程度になる周波数帯では、干渉作用により波の伝播が禁止される。誘電体格子はフォトニック結晶と称され、電磁波の禁止帯はフォトニックバンドギャップと称される。結晶構造を電磁気理論に基づいて設計すれば、光やマイクロ波を自在に制御できるため、新しい形態の機能材料として注目されている。我々はこれまでに、CAD/CAMの一種である光造形法を用いて、チタニア/エポキシ系複合材料からなる三次元格子構造を形成し、マイクロ波制御用のフォトニック結晶を作製した。本年度における研究では、全ての結晶方位に対して幅広いバンドギャップを形成するダイヤモンド構造を採用した。理論計算により作成した電磁バンド図を基に、結品の構造制御を行い、全方向からの電磁波を反射する完全バンドギャップの形成を目指した。チタニア系球状粒子を混合した光硬化性樹脂の液面に紫外線レーザーを走査し、硬化相を連続的に接合することで三次元フォトニック結晶を作製した。誘電体円柱を三次元的に組み合わせ、格子型ダイヤモンド構造を作製した。
アリストテレスの知識論の理系文章教育への応用

(1)アリストテレスの知識論にもとついた論述教育の整理と教材作成理論は、つぎのように整理した。人が作り出した物事は、アリストテレスの4原因説に従い、各原因を分析し再結合すれば、論理的に把握することができる。目的因と形相因(テロス、アイデア)を述べるのは定義的な論述である。物事の構成要素(質料因)を、始まりから一連化(始原因)としてとらえるのは、システム的(体系的)叙述である。物事を定義しそのシステムをいえることは、論文の基本形を身につけることである。定義法は発明品などについて樹形図を作り、樹形の分岐点に目的とアイデアを書き込ませることで教える。システム叙述は、構成要素を縦軸、横軸にプロセスをとった表をつくって両者の交点にあるプロセスのある部分の働きを記入させることで教える。定義法と質手無叙述を核として、その前に主観的な叙述と客観的な叙述の違い、情報の分類と順番の必要性などの予備的な学習をおくことで、60時間分の学習テキストをつくった。(2)今日の欧米文章教育におけるアリストテレス知識論の位置づけの調査2週間をかけてアメリカの調査をおこなった。調査対象は、州の国語教育行政担当者、大学での国語教育研究者へのインタビュー、レトリックおよびライティング教育の研究文献収集がその内容である。大学教員によるレトリック史の研究の流れと、現実社会の要請に応えて国語教育を改革しようとする実践的な流れが複層的に進んでいることがわかった。(3)4原因説についてアメリカの国語教育権威だったE.Corbettは、主著において4原因説がレトリック理論の発祥の地であることを指摘している。しかし、この分野の研究はアメリカでも少ない。(4)」アリストテレス理論の今日的意味NAEPやPISAの読解力定義は伝統的レトリック理論を基礎におくことで、アリストテレスと深いつながりを持っている。平成17年度の研究目標は、アリストテレスの知識論を文章指導に応用するためつぎの事項を計画・実行することであった。1「他山の石データベース」;授業での添削必要事例をデータベース化すること。(17年度完成予定)→文章をコンピュータ入力させることで、実行中である。2指導実践研究;悪文が出てくる理由の分析と整理(17年度完成予定)→悪文の発生は、情報の分類・整理法の教育によって防げることを授業で確認した。副産物として、読点の打ち方教育について一般的な見通しができた。3テキスト作成;授業課題の冊子化→原稿はできたが、3月中の印刷完成にならなかった。完成は、17年4月上旬の予定である。4補助Web教材;課題の補助教材のWeb化。(17年度完成予定)→まだ、資料の作成中で、サーバーの立ち上げにいたっていない。5学会発表;東北教育史・教育哲学会で「悪文が生じる原因についての考察」で口頭発表を行った。17年5月、全国大学国語教育学会で「説明の4つの要素」という表題で学会発表、および、研究論文を発表する予定である。以上項目別に実績の概要を説明したが、今年度特に重要な成果は二つあった。ひとつは、読点の理論である。従来読点の打ち方について、経験則はいろいろ言われてきたが一般理論は存在していなかった。今回の研究を通じて、最小判断単位間の関係性によって、読点の必要性が説明できる見通しがたった。

もうひとつは、一連の事象変化をプロセスとして説明する方法を教育するには、表を作らせることが有効がことがわかったことである。構成要素名・プロセス名を表の横と縦にならべ、その交点の位置に働き(状態)を記述させ、そののちに文章化させると、だれもが事象をきわめて論理的に整理されたかたちで論述できるようになった。(1)アリストテレスの知識論にもとづいた論述教育理論の整理と教材作成理論は、つぎのように整理した。人間が作り出した物事は、アリストテレスの4原因説にしたがい、各原因を分析し再結合すれば、論理的に把握することができる。目的因と形相因(中心アイデア)を述べるのは定義的な論述である。物事の構成要素(質料因)を始まりから一連化(始原因)してとらえるのはシステム的(体系的)叙述である。物事を定義しそのシステムを言えることは、論文の基本型を身につけたことである。定義法は、発明品などについて樹形図をつくり、樹形の分岐点に目的とアイデアを書き込ませることで教える。システム的叙述は、ポンプのような簡単な機械の構成要素を縦軸にとり、横軸にプロセス名をならべて表をつくり、両者の交点に、あるプロセスにおけるある部分の働きを記入させることで教える。定義法とシステム叙述法を核として、その前に主観的な叙述と客観的な叙述の相違、情報の分類と順番の必要性などの予備的な学習をおくことで、60時間分の学習テキストをつくった。(2)今日の欧米教育におけるアリストテレス知識論の位置の調査約2週間をかけてアメリカの調査を行った。調査対象は、州の国語教育行政者、大学での国語教育研究者、レトリックおよびライティング教育の研究史文献であった。調査の結果、現実社会の要請にこたえる実践的ライティング教育の動きと、アリストテレス以来のレトリック研究史をつぶさにたどる理論研究の動きが複層的に進んでいることがわかった。(3)4原因説についてE.コーベットは、主著においてアリストテレスの4原因説がレトリック理論の発祥地であることを指摘している。しかし、この分野の研究は少ない。(4)PISAの読解力定義PISAの読解力定義は伝統的レトリック理論に従い、そのためアリストテレス知識論との関係をはっきり指摘できる。
糖タンパク質の精密化学合成を基盤とする糖鎖の機能解明の研究

本研究は、糖タンパク質であるCTLA4上の糖鎖の機能解明をするために、ヒト型シアリル糖鎖を有する大型糖ペプチドおよび糖タンパク質の化学合成法を確立しすることを第一目的としている。鶏卵より調製したアスパラギン結合型2分岐複合型ジシアリル糖鎖のアスパラギン残基にFmoc基をシアル酸のカルボキシル基をベンジルエステル化したシアリル糖鎖アスパラギン-Fmoc誘導体(sialyloligo-Asn-Fmoc)を合成した。既にこのsialyloligo-Asn-Fmocを用いた糖鎖ペプチドの合成は成功していたが、sialyloligo-Asn-Fmocの固相への導入率は38%であった。そこで、その縮合収率を向上させる検討を行った。その結果、縮合剤であるDEPBTを用いることで副反応を抑え、sialyloligo-Asn-Fmocを固相上のペプチドに90%以上の収率で導入することが出来た。また、本シアリル糖鎖ペプチド固相合成法では、多数存在する糖水酸基を無保護のまま用いている。そのため保護基を除去する操作を大幅に削減できる。しかし、アミノ酸を伸長させる際、活性化したアミノ酸が40以上も存在する糖水酸基にエステル化することが危惧された。そこで、このエステル化の問題についても詳細に調べることにした。その結果、アミノ酸伸長の際、反応溶液量を調節し試薬の濃度を40mM程度に希釈することで解決した。そして、抗炎症剤として実用化が検討されているCTLA-4の113-150フラグメント(9KDa)を目的化合物として大型糖ペプチドの合成を検討した。このフラグメントはシアリル糖鎖を2本有する。2つのシアリル糖鎖ペプチドを合成後、Native Chemical Ligation(NCL)を用いて連結する合成ルートを採用した。まず、N末端にシステインを有するCTLA-4フラグメント(129-150:CKVELMYPPPYYLGIGNGTQIY(Nに糖鎖が結合))の合成を検討した。その結果、目的とする22残基からなるシアリル糖鎖ペプチドの合成を純度よく行うことに成功した。NCLを利用するにはC末端にチオエステルを有するペプチドフラグメントが必要である。そこで、Fmoc法によりチオエステルを有するシアリル糖鎖ペプチドを合成するために、Fmoc基の脱保護条件を2%Hexamethyleneimine,25%1-methyl-pyrrolidine,2%HOBtの混合溶液(DMSO:NMP=1:1)に変えてCTLA-4(113-128)の合成を検討した。その結果、シアリル糖鎖ペプチドチオエステルを低収率ながら高純度で得ることに初めて成功した。次に、2つのフラグメント用いてNCLを検討した。その結果、反応が進行しライゲーション生成物を与えた。シアル酸残基のベンジルエステルを加水分解することで目的とするCTLA-4(9KDa;113-150)の合成に成功した。また、CTLA4を有するIgFc-キメラの作成も完了し、その表層の糖鎖構造を決定し、化学的手法と生化学的な手法を用いてCTLA4の糖鎖の機能解明をする研究の基盤を確立することができた。

そこで、Fmoc法によりチオエステルを有するシアリル糖鎖ペプチドを合成するために、Fmoc基の脱保護条件を2%Hexamethyleneimine,25%1-methyl-pyrrolidine,2%HOBtの混合溶液(DMSO:NMP=1:1)に変えてCTLA-4(113-128)の合成を検討した。その結果、シアリル糖鎖ペプチドチオエステルを低収率ながら高純度で得ることに初めて成功した。次に、2つのフラグメント用いてNCLを検討した。その結果、反応が進行しライゲーション生成物を与えた。シアル酸残基のベンジルエステルを加水分解することで目的とするCTLA-4(9KDa;113-150)の合成に成功した。また、CTLA4を有するIgFc-キメラの作成も完了し、その表層の糖鎖構造を決定し、化学的手法と生化学的な手法を用いてCTLA4の糖鎖の機能解明をする研究の基盤を確立することができた。糖タンパク質Cytotoxic T Lymphocyte-Associated Protein-4(CTLA4)は、炎症時に活性化されているT細胞を抑制する活性を有する。この糖タンパク質の重要フラグメントは、MYPPPYという特異なアミノ酸配列を有し、そしてそのN末端側、C末端側には、糖鎖が結合している。この糖鎖の機能解明を目的に合成をおこなった。合成するアミノ酸配列はMLTIQGLRAMDTGLYACKVELMYPPPYYLGIGNGTQIYで糖鎖はC末端から6残基目とN末端のアスパラギン(N)に結合している。この糖鎖ペプチドを二つに分け、チオエステルを有するフラグメント糖鎖ペプチド配列はNLTIQGLRAMDTGLYA-thioesterにした。そしてN-末端にシステイン(Cys)を有するフラグメントは糖鎖ペプチドCKVELMYPPPYYLGIGNGTQIYとした。そしてこれら2つのフラグメントをNative Chemical Ligation法(NCL反応)により縮合し目的とする糖鎖ペプチドフラグメントを合成することに成功した。このような大型の糖鎖を有する糖鎖ペプチドの合成はいままで困難とされていたが、今回、世界ではじめて成功した。共刺激分子CTLA4の活性を解析する可溶性CTLA4(CD80/86に結合)の調製を終了した。また相互作用を解析する生物系のツールとしてこれら分子を安定的に高発現する細胞株を取得した。また、CTLA4の糖鎖を酵素で除去しその活性がどの程度変化するかを調べた。その結果、8割程度のCTLA4活性の消失が観測され、糖鎖が必要であることを見出した。そして、これら糖ペプチドフラグメントを用いたT細胞抑制化を評価するためのアッセイ法の確立を検討した。重要フラグメントMYPPPYを含むCKVELMYPPPYYLGIGNGTQIYは、糖鎖が1本結合することで、ペプチドだけのものに比べ劇的に水への溶解性が向上した。そのため、糖ペプチドを高濃度にすることも可能であったが、0.1M程度の濃度では、CTLA4そのものの活性に比べると活性が低いことが判明した。現在、大型のCTLA4の糖鎖ペプチド合成し、どの位置に結合した糖鎖が活性発現に重要か調べている。本研究は、糖タンパク質であるCTLA
グラスマン多様体上の 超幾何関数，q-超幾何 関数と非線形特殊関数 の研究

本研究計画は,当初グラスマン多様体上の超幾何函数(一般超幾何函数)の満たす微分方程式系の大域的研究,特にモノドロミー表現やストークス現象の研究を進めることであった。一昨年度から,多変量解析の研究に重要な役割を果たす行列積分で定義される超幾何関数について研究をおこなっている.Grassmann多様体G(2,N)上の一般化された超幾何関数のうち,G(2,4)の場合に現れるものは,本質的にGauss, Kummer, Bessel, Hermite-Weber, Airy関数などの古典的超幾何関数である.その行列積分版を考えて行列積分を独立変数行列の固有値x1,x2,...,xnと積分変数行列の固有値の積分にGaussの場合も含めて書き直した.Gauss, Kummer, Besselの行列版の場合はそれらを特徴付けるholonomic系が知られており,その解空間の次元は2nである.これらのholonomic系はxi=xjに特異点を持つことが知られている.これらの特異点の共通部分x1=x2=...=xnに制限して得られる関数は,上記古典的超幾何関数の積分表示の被積分関数をweightとする準直交多項式に付随するmomentを成分とするHankel行列式であることが分かった.これはmonodromy保存変形によって得られるPainleve方程式という非線形方程式の特殊解を与える.行列積分版超幾何関数の被積分関数に積分変数行列の固有多項式|z-X|を掛けて積分して得られる関数は,zの多項式となる.これは共形場理論に関連して現れる量子Painleve系の多項式解であることが,Gaussの行列版の場合も含めて分かった.Hermite-Weber,Airyの行列版の場合のholonomic系はまだ得られていない.課題をより発展させるため、一般超幾何函数の研究を一時的に留保して、行列積分で定義される超幾何函数の研究を昨年に引き続き行っている。多変量解析の研究に重要な役割を果たし、可積分系との関連も明らかになってきた行列積分で定義される超幾何函数に興味を持ち、その方面の基礎的な知識の習得,特にItzykson-Zuber積分公式の類似についてその初等的な証明の研究を行ったからである。多変量解析の研究に重要な役割を持ち、可積分系との関連も明らかになってきた行列積分で定義される超幾何関数は重要な研究対象である.その方面の研究を深めていきたい。古典的な超幾何関数の中で,Hermite-Weber,Airy関数の場合にそのみたすholonomic系は得られていない.それを導出し,解空間の次元や特異点集合への制限したときの,方程式がどの様に分岐するか,これらが特殊解を与えるKdV方程式等の非線形化積分系との関連を明らかする.特に古典的なGaussの超幾何関数をGrassmann多様体G(2,N)の行列積分版への拡張,それを特徴付けるholonomic系の導出とその構造の研究を進めたい.そのために,共形場理論や非線形化積分系の専門家との情報交換や,計算代数システムの活用など積極的に行いたい.上記の課題に加えて本年度は,1Ward ansatzによるアプローチと,この問題について従来行われてきた研究手法「ladder method」との比較検討を行い,相互の位置づけを明確にすること,2discrete Painlev`e方程式と準古典直交多項式の関連を調べた仕事に対して,twistor理論の変換理論を用いて説明することを課題に挙げていたが,「研究実績の概要」に述べた内容に注力したため,これらの課題に対して具体的な計算を進めることができなかった.本年度の研究計画は,当初グラスマン多様体上の超幾何函数(一般超幾何函数)の満たす微分方程式系の大域的研究、特にモノドロミー表現やストークス現象の研究を進めることであった。しかし、多変量解析の研究に重要な働きをし、可積分系との関連も明らかになってきた行列積分で定義される超幾何函数に興味を持ち、その方面の基礎的な知識の修得および研究を行った。特にガウスの超幾何函数の正定値n次対称行列を変数とする函数への拡張は正定値対称行列空間上の積分としてのオイラー積分表示の類似物を持つ。またクンマーの合流超幾何函数やベッセル函数とそれらの積分表示の類似物も研究されている。それらの函数を変数行列の固有値の函数とみなしたものは、偏微分方程式系を満たすことがMuirheadによって知られており、その具体的な表示も与えられている。本年度の研究では、これらの微分方程式系がholonomic系であることを検証し、genericな点での解空間の次元を計算した。また、その全微分方程式系としての表示を行列のサイズが小さい場合に具体的に与え、特異点集合の記述と特異点における特性指数を調べることにより解の多価性の構造を調べた。また、本研究の研究対象の一つであるTwistor理論の立場からのmonodromy保存変形によって得られる一般Schlesinger系に関し、その合流についてTwistor理論を用いた記述に関する結果を論文として発表した。課題をより発展させるため、一般超幾何函数の研究を一時的に留保して、行列積分で定義される超幾何函数の研究を開始した。多変量解析の研究に重要な働きをし、可積分系との関連も明らかになってきた行列積分で定義される超幾何函数に興味を持ち、その方面の基礎的な知識の修得および研究を行ったからである。

昨年度から,多変量解析で重要な働きをし、可積分系との関連もわかってきた行列積分で定義される超幾何函数に興味を持ち、その方面の基礎的な知識の修得および研究を行っている。ガウスの超幾何函数の正定値n次対称(エルミート)行列を変数とする函数への拡張は正定値対称(エルミート)行列空間上の積分としてのオイラー積分表示の類似物を持つ。本年度の研究では,これを2個以上の変数行列をもつ場合すなわちLauricella FDの行列版のMellin-Barnes積分表示を考察した。この場合は函数が変数行列の固有値の函数とはならずに,得た結果は正しくないことが分かった。1個を除いてスカラー行列の場合は固有値の函数となるため,現在それのBarnes積分表示やその満たす微分方程式を考察中である。1F1 , Bessel函数,Airy函数の行列変数関数への拡張については,積分変数行列についてU(n)において先に積分して固有値に関する積分に書きなおし,函数の変数をスカラー行列となるように極限を取ると,共形場理論に関連して現れる量子パンルベ系の多項式解が得られることが分かった。この様にグラスマン多様体上の超幾何函数やパンルベ方程式(その量子版)と行列積分との関連が理解できるようになってきた。これらの函数を統御するholonomic系を構成することは重要であり遂行すべき課題である。課題をより発展させるため、一般超幾何函数の研究を一時的に留保して、行列積分で定義される超幾何函数の研究を昨年に引き続き行っている。多変量解析の研究に重要な働きをし、可積分系との関連も明らかになってきた行列積分で定義される超幾何函数に興味を持ち、その方面の基礎的な知識の修得および研究を行ったからである。本研究計画は,当初グラスマン多様体上の超幾何函数(一般超幾何函数)の満たす微分方程式系の大域的研究,特にモノドロミー表現やストークス現象の研究を進めることであった。一昨年度から,多変量解析の研究に重要な役割を果たす行列積分で定義される超幾何関数について研究をおこなっている.Grassmann多様体G(2,N)上の一般化された超幾何関数のうち,G(2,4)の場合に現れるものは,本質的にGauss, Kummer, Bessel, Hermite-Weber, Airy関数などの古典的超幾何関数である.その行列積分版を考えて行列積分を独立変数行列の固有値x1,x2,...,xnと積分変数行列の固有値の積分にGaussの場合も含めて書き直した.Gauss, Kummer, Besselの行列版の場合はそれらを特徴付けるholonomic系が知られており,その解空間の次元は2nである.これらのholonomic系はxi=xjに特異点を持つことが知られている.これらの特異点の共通部分x1=x2=...=xnに制限して得られる関数は,上記古典的超幾何関数の積分表示の被積分関数をweightとする準直交多項式に付随するmomentを成分とするHankel行列式であることが分かった.
連続系の複雑さを解明する計算理論

「多変数の解析函数に対する一様演算子のパラメタつき計算量」に関する成果を七月にコロンビアのボゴタで行われた「論理・言語・情報・計算に関する第25回研究集会(WoLLIC 2018)」で発表した。「ハミルトン力学系の平均多項式時間計算可能性について」の成果を八月に英国のリヴァプールで行われた「情報学の基礎数理に関する第43回国際シンポジウム(MFCS)」で発表した。これらは査読のある国際会議であり、会議録が論文として出版されるものである。「二型計算における線形・準線形時間限定の定式化について」の結果を論文として査読つき国際会議に投稿した。また、フランスの大学院生一名を三箇月間受入れ、実数集合の複雑さと乱択計算量に関する研究を行い、一定の結果を得たがこれについては次年度の発表に向けて進展中である。以上の成果については、上記の論文発表の他にも、更に議論を深めるため国内外の研究集会で8件の口頭発表を行った。九月にポルトガルのファロで行われた研究集会「連続性、計算論、構成数学(CCC)」および三月に中国の武漢で行われた研究集会「数学基礎論と計算可能性(CTFM)」での招待講演として、本研究に関連する広い話題や最新の結果について発表した。本研究に関わりの深い分野の国際研究集会「数学基礎論と計算可能性(CTFM)」を九月に東京で開催した。特に本研究に関わる内容としては、イゴル・ポタポフ教授(リヴァプール大)による「行列半群に関する判定問題」についての招待講演を開催し、今後の研究の方向について討論・打合せをした。論文2件を含む成果発表11件を年度内に行い、次年度の発表が見込まれる進展もある。本年度に得た二型計算における線形時間計算可能性の定式化と応用についての成果は、国際会議に採択が決定しており発表予定である。既に国際会議・研究集会で発表した微分方程式の平均時計算量に関する結果については、更なる深化や拡張を試みるとともに論文誌への投稿を目指す。また、現在までに共同研究者とともに取り組んだ、連続系パラメタ計算量理論等の課題についても、引続き研究を進めて会議等における発表を行う。新たに始める研究としては、情報圧縮や学習理論の分野に現れる連続系問題の分析に、それぞれの分野の専門家と協力して取り組むべく検討を進めている。以上の内容を合せて、次年度には概ね論文誌投稿1件、国際会議発表3件、その他発表6件、訪問・招聘による情報収集と新たな共同研究3件程度を、本計画の下で行うことを目標とする。
遺伝性侏儒症ラットを用いた成長ホルモン遺伝子上流域構造の内分泌生理学的解析

平成11年度ではラットGH(rGH)遺伝子転写開始点上流域-1.7kpb遺伝子配列(PGGB)にヒトGH(hGH)遺伝子を接合したキメラ遺伝子をSDラットに遺伝子導入し(宮崎医科大学組み替えDNA実験計画承認番号72号)、PGGB・hGH-SD-Tgを作出・系統維持に成功した(片上秀喜、成長科学協会研究助成、平成9年度、Endocrine J 46 : S75-80, 1999)。さらに、予定を速め、dr雌ラット(dr+/+)と上述のPGGB・hGH-SD-Tgを交配飼育し、まず、PGGB・hGH-SD/dr-Tgヘテロ接合体ラット(+/-)を作出した。さらに、dr(+/+)と再度交配し、PGGB・hGH-dr-Tgホモ接合体ラット(+/+)を得、その継代・飼育に成功した。研究遂行上に生じた学術上の問題点は、ヒトGH(hGH)はマウスなどの齧歯類に対してプロラクチン作用を有し、持続的にhGHを強制発現させたトランスジェニックマウスでは妊孕性の低下が報告されているが、本PGGB・hGH-dr-Tgでは、妊孕性は保たれ、継代・飼育が可能である。持続的にラット血中hGH濃度を高くすると妊孕性が低下する。本PGGB・hGH-dr-TgでのhGH分泌が脈動性を示したことより、hGHの投与様式により、視床下部Dopamin・LHRH神経細胞機能が大きく影響される可能性が示唆された。また、本PGGB・hGH-dr-TgはhGH遺伝子を高コピー数持っているにもかかわらず、下垂体特異的に発現させた場合は視床下部の制御により、対照ラットのrGH遺伝子と同程度発現されることが明らかとなった。平成11年度でははまず、ラットGH (rGH)遺伝子転写開始点上流域ー1.7kpb遺伝子配列(PGGB)にヒトGH (hGH)遺伝子を接合したキメラ遺伝子をSDラットに遺伝子導入し(宮崎医科大学組み替えDNA実験計画承認番号72号)、PGGB・hGH-SD-Tgを作出・系統維持に成功した(片上秀喜、成長科学協会研究助成、平成9年度、Endocrine J 46:S75-80, 1999)。当初の予定通り、平成11年度の設備備品である簡易UVゲル撮影装置を活用し、hGH遺伝子が下垂体のみに発現していることをRT-PCRで明らかにした。そして、ラット血中のhGHは思春期のgrowth spurtに伴い増加することが明らかとなった。さらに、無麻酔Tgにおいて、右心房内に慢性的に留置したカテーテルより経時的連続採血を行い、血中hGH、r GHならびにrPRLを同時に測定したところ、雄TgではhGHとrGHが同期し、雄TgではhGHとrPRL分泌が同期するという性差を認めた(投稿中)。つぎに、dr雄ラット(dr+/+)と上述のPGGB・hGH-SD-Tgを交配飼育し、まず、PGGB・hGH-SD/drーTgヘテロ接合体ラット(+/-)を作出した。さらに、dr (+/+)と再度交配し、PGGB・hGH-drーTgホモ接合体ラット(+/+)を得、その継代・飼育に成功した。ヒトGHのみで対照ラットと同様の成長を示すPGGB・hGHーdrーTgが予定年度より早く作出・継代・維持できた。

その解析も平成11年度に取りかかることが出来た(日本内分泌学会学術集会1999年抄録、成長科学協会平成10年度研究年報22:419ー425,1999)。その結果、平成12年度で達成予定であった実験が可能となり、hGHのみで対照のSDラットと同様の成長を示すことが明らかとなった(Endocrine J, in press)。また、ラット血中のhGH分泌は対照SDラットのrGHと同様に、脈動的で、分泌に雌雄差を認めた。(第72回日本内分泌学会学術総会。横浜、#135、1999)。研究遂行上に生じた学術上の問題点は、ヒトGH (hGH)はラットなどの齧歯類に対してプロラクチン作用を有し、妊孕性の低下が報告されているが、本PGGB・hGH-drーTgでは、妊孕性は保たれ、継代・飼育が可能である。持続的にラット血中hGH濃度を高くすると妊孕性が低下する。本PGGB・hGH-drーTgでのhGH分泌が脈動性を示したことより、hGHの投与様式により、視床下部Dopamin・LHRH神経細胞機能が大きく影響される可能性が示唆された(日本内分泌学会学術総会、京都、2000年、発表予定)。前年度ではラットGH(rGH)遺伝子転写開始点上流域-1.7kpb遺伝子配列(PGGB)にヒトGH(hGH)遺伝子を接合したキメラ遺伝子をSDラットに遺伝子導入し(宮崎医科大学組み替えDNA実験計画承認番号72号)、PGGB・hGH-SD-Tgを作出・系統維持に成功した(片上秀喜、成長科学協会研究助成、平成9年度、Endocrine J46:S75-80,1999)。さらに、予定をはやめて、dr雌ラット(dr+/+)と上述のPGGB・hGH-SD-Tgを交配飼育し、まず、PGGB・hGH-SD/dr-Tgヘテロ接合体ラット(+/-)を作出した。さらに、dr(+/+)と再度交配し、PGGB・hGH-dr-Tgホモ接合体ラット(+/+)を得、その継代・飼育に成功した。平成12年度ではヒトGHのみで対照ラットと同様の成長を示すPGGB・hGH-dr-Tgを作出・継代・維持した。hGHのみで対照のSDラットと同様の成長を示すことが明らかとなった(Endcrine J47:S45-8,2000)。また、ラット血中のhGH分泌は対照SDラットのrGHと同様に、脈動的で、分泌に雌雄差を認めた(Clin Pediatr Endocrinol,in press.)。drラットでみられた視床下部のrGHRHならびにソマトスタチン(SRIF)遺伝子発現の変化はPGGB・hGH-dr-Tgでは対照SDラットのそれに戻り、視床下部レベルでの神経細胞における遺伝子発現の変化も遺伝子治療により回復した(Katakami et al,第83回全米内分泌学会発表予定)。研究遂行上に生じた学術上の問題点は、ヒトGH(hGH)はラットなどの齧歯類に対してプロラクチン作用を有し、妊孕性の低下が報告されているが、本PGGB・hGH-dr-Tgでは、妊孕性は保たれ、継代・飼育が可能である。本PGGB・hGH-dr-TgでのhGH分泌が脈動性を示したことより、hGHの投与様式により、視床下部Dopamin・LHRH神経細胞機能が大きく影響される可能性が示唆された(日本内分泌学会学術総会、京都、2000年、抄録#318)。