hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サブピコ秒放射線物質相互作用の解明

28L及び18Lのツインモードにてパルスラジオリシス実験を行った。ツインモードでパルス圧縮を可能にするため、クライストロン1台の28Lモードにおいて、2本の加速管をブリッジするための導波管の長さを調節することによるパルス圧縮を行い2psのパルスを得た。一方、18Lにおいてはチェレンコフ光の波形をなまらせ、できるだけパルス幅の長い光を得ることを試みた。しかし、SHBパワーの不足及び18Lと28Lの磁場干渉の問題により、十分な光量を得るための電荷量を得ることはできなかった。28Lモードによるピコ秒電子パルスを銅ターゲットに照射することで生じるピコ秒X線パルスを用いて、X線干渉実験を行った。これは、計画中のフェムト秒X線パルススナップショット法の予備実験であり、ピコ秒X線による塩化ナトリウムの干渉パターンの取得に成功した。また、X線パルススナップショット法には不可欠な極短電子パルスと極短レーザーとの同期についてのシステムの構築に成功し、実験を行った結果、時間ジッター3.7psであった。更に、極短電子パルスの発生と伴に重要な計測のため、マイケルソン干渉計によるフェムト秒電子パルス幅計測システムの構築を行った。実験の結果、将来予定しているフェムト秒電子パルスの幅と電荷量に依存した計測システムの可能性を定量的に評価することができた。35Lモードにおいて磁気パルス圧縮によって生成した平均パルス幅Ips、電荷量300pC/pulseのビームを使用して、パルスラジオリシス実験を行った。パルス幅50psの半導体レーザーのフラットトップを分析光として使用し、ストリークカメラで吸収を測定するシステムを構築した。チェレンコフ光の後に水の溶媒和電子の吸収があると考えられるが、SNが悪く波形を議論することはできなかった。次に、18Lで加速したパルス幅10psのビームが水中で放射するチェレンコフ光のフラットトップ分析光として使用するパルスラジオリシス実験を行った。従って、ツインモードでパルス圧縮を可能にするため、従来のクライストロンを2台使用するパルス圧縮ではなく、クライストロンを1台しか使用しない28Lモードにおいて、2本の加速管をブリッジするための導波管の長さを調整することによるパルス圧縮を行い2psのパルスを得た。1ps以下のパルスを得ることができなかったが、これは最適位相が、導波管の調整範囲長外にあるためである。一方、18Lにおいてはパルス圧縮はできないので、逆に、チェレンコフ光の波形をなまらせ、できるだけパルス幅の長い光を得ることを試みた。28LモードにおいてX線パルススナップショット法の予備実験を行った。X線パルススナップショット法とはX線を用いたパルスラジオリシスの一種であり、最終的にはフェムト秒レーザーを試料に照射後、サブピコ秒電子ビームをターゲットに入射することで発生するサブピコ秒X線パルスを試料に照射し、X線回折像を得ることでパルスラジオリシスを行う。本年度は、この予備実験として28Lモードにおいて生成された10ps電子ビームを銅ターゲットに入射することでピコ秒X線パルスを発生、これを試料である塩化ナトリウム単結晶に照射し、試料のX線回折像(ブラッグ班)の取得に成功した。昨年までのパルスラジオリシス法と比べ、SN比が改善されることが期待されたが、実験開始当時はSN比が非常に悪く回折像の取得に失敗した。その後、試料の配置位置の精密化及びノイズ遮断を行い、非常に良いSN比の回折像を取得することが出来た。しかし、サブピコ秒X線パルスによる回折像を得る段階まで実験が進行しなかった。これは、極短X線は強度の時間積算量が少量であること及び発生機構上発散角が小さくなり、試料の配置位置がより精密になる必要があるといった克服点のためである。また、最終的にはレザーとピコ秒・サブピコ秒レベルで同期(タイミングを合わせる)を行う必要があるため、同期システムを構築した。実験の結果ジッター3.7psであり、現状の装置としてはもっとも良い範囲であった。
宇宙物質の分光学的研究

1996年度、茨城大学宇宙物質学講座実験グループとカナダ国立研究所実験室分光および電波天文グループ間の共同研究は当初の目的を達成し終了した。当プログラムは相互に研究者を交換する(茨城大学からは、天埜および陳が、カナダ国立研究所からは、Bunker,McKellar,およびWatsonが相互に訪問)ことにより、お互いに他の手段では得られない成果をあげた。茨城大学およびカナダ国立研究所において、赤外レーザー分光およびミリ波分光を実験手段としてvan der Waals分子の高分解能分光実験を行った。会計年度末近くになって茨城大学サブミリ波分光装置が完成し、この領域における星間分子イオン・フリーラジカルの分光実験が可能になった。赤外領域においては、ダイオードレーザーおよびフーリエ分光器により、CO-He,CO-Neの分子内ダイナミックスの研究を行った。また、超音速ジェット源を分子源としたミリ波直接吸収分光法は、回転トンネリング分光の詳細な研究に十分な高い感度を有していることを示した。カナダ国立研究所からの二人の理論家(Bunker,Watson)との議論・討議は、単に、当事者のみならず、国内他大学(東京大学・京都大学)・融合領域研究所の研究者からの歓迎され、双方多大の成果をあげることができた。今年度、茨城大学側からは、陳文初および天埜が1度ずつNRCを訪問し、一方、NRC側からは、J.K.G.Watson,P.R.Bunker,および.A.R.W,McKellarが茨城大学を訪問し、理論面での討論およびサブミリ波分光に参画した。具体的には、陳はCO-He,CO-Neといったvan der Waals錯体の赤外ダイオードレーザー分光による精密測定をおこなった。これらの結果のうちCO-Heは、論文として公表した。天埜はNRCにおいて、ミリ波分光の実験を行い、連続スリットジェットを用い、CO-Ar、およびNO-NOの純回転スペクトルを観測した。CO-Arの結果は、ドイツのケルン大学グループと共同で論文にまとめ、Molecular Physics誌に掲載される。茨城大学においては、BWOをサブミリ波源とした分光装置がはぼ完成した。McKellarはこの装置の最終調整段階において実験に参加した。今年度研究成果の総括および来年度以降の研究計画に関して茨城大学グループと討議し、この間、茨城大学において最近の成果について講演をした。Watsonは茨城大学滞在中、解離性再結合反応分岐比に関して茨城大学グループが測定したHCN/HNC赤外吸収バンドの強度比の導出について大学院生を指導し、また、教官・学生向けの講演をした。Bunkerは茨城大学において大学院学生向けの集中講義を行い参加した大学院生に多大の感銘をあたえた。茨城大学のサブミリ波装置によって検出可能な未同定分子イオンのスペクトルについて天埜と討議し、CH_5^+のサブミリ波スペクトル、および、CH_2^+の近赤外スペクトルの理論的予測を行った。茨城大学グループはその予測値に基ずき実験を準備中である。坪井はマルチビーム電波受信器の開発に積極的に取り組み、Feldmanは主としてJCMTにより星間分子のサブミリ波観測に従事した。特に、地球上層大気中の励起状態酸素のスペクトルが観測され、その解析に必要な圧力幅パラメータを茨城大学において求めた。以上述べたように、本共同研究は多大の成果をあげる事ができた。今後も、緊密な連絡を保ち、それぞれ、これらの成果をさらに発展させる計画である。
高分子ガラスのエイジング現象と非平衡緩和

1)PMMAのガラス状態でのエイジングによる緩和ダイナミクスを誘電緩和スペクトロスコピー法,温度変調DSC法により調べた.一定温度下でのアニーリング過程において,膜厚の低下とともにエイジングのダイナミクスが速くなり,緩和強度は小さくなることが明らかとなった.また,スピングラス系でみられるようなメモリー・若返り効果が観測され,これらの効果が膜厚に依存して変化することが観測された.また,PMMAガラスを等温エイジングした後,昇温過程においてreversing heat flow, non-reversing heat flowを温度変調DSCにより測定した.この結果,ガラス転移での分子移動度の回復は2段階的に起ることが明らかとなった.2)ポリスチレン薄膜の等温エイジング過程で,電気容量の実部はエイジング時間とともに増加するのに対して,虚部は減少することが明らかとなった.このような実部および虚部のエイジング時間依存性はそれぞれ膜厚と誘電感受率の変化に対応していると考えられ,この系では膜厚と誘電感受率の同時測定が可能であることを意味する.また,体積および誘電感受率はいずれもメモリー効果を示すが,若返り効果については誘電感受率では明確に観測されるが,体積に関してはほとんど観測されなかった.これより,高分子のガラス状態では体積のような巨視的な物理量はエイジングにより一方的に変化するだけであるが,ある周波数での誘電的応答に限れば明確な若返りを示すことが明らかとなった.3)PMMAガラスのエイジングダイナミクスをtwin-T shift測定により調べ,エイジング温度の差ΔTの増加とともに,cumulative agingからnon-cumulative agingへのクロスオーバーが起っていることを実験的に明らかにした.このことは高分子ガラスにおいて,スピングラス系での温度カオスと同様の効果が存在する可能性を示唆している。本研究では構造ガラスの代表である高分子ガラスを対象として,そのガラス状態での非平衡緩和現象を明らかにすることを目的とする.具体的には,ランダム系で見られるエイジング,若返り現象,メモリー効果の有無,その特徴を明らかにし,高分子ガラスで見られる履歴現象のスピングラスなどのランダム系との相違点,類似点を明確に抽出し,ランダム系の履歴現象の分類を可能とする.このような解析を通して,これまでスピングラス系で成功を収めている様々な理論的なモデルの構造ガラスへの適用の可能性を明らかにする.本年度は種々の感受率測定が可能な測定システムの構築を行い、ガラス転移温度近傍でのエイジング過程において、誘電率、熱容量のエイジング時間依存性を調べた。以下に本年度の成果を列挙する。1)ポリメタクリ酸メチル(PMMA)を対象として、そのガラス状態において、種々の等温度条件下で動的誘電率を測定し、等温度条件下では誘電率はエイジング時間とともに低下することを見出した。これは、非平衡状態であるガラス状態から、ある熱平衡状態へと向かうことにより、より揺らぎの小さな状態が実現されていることを示唆していると考えられる。2)さらに、ガラス状態において、温度サイクル測定(エイジング温度をT1→T2→T1のように変化させる。)を行うことにより、高分子ガラスにおいて、若返り効果およびメモリー効果が観測されることが明らかになった。3)同様のサンプルに対して、温度変調DSCを用いて、動的熱容量の測定を行なった。その結果、誘電率の場合と同様に、等温度エイジング条件下で動的熱容量が減衰すること、および、メモリー効果、若返り効果が見出されることが明らかとなった。

本研究では構造ガラスの代表である高分子ガラスを対象として,そのガラス状態での非平衡緩和現象を明らかにすることを目的とする.具体的には,ランダム系で見られるエイジング,若返り現象,メモリー効果の有無,その特徴を明らかにし,高分子ガラスで見られる履歴現象のスピングラスなどのランダム系との相違点,類似点を明確に抽出し,ランダム系の履歴現象の分類を可能とする.このような解析を通して,これまでスピングラス系で成功を収めている様々な理論的なモデルの構造ガラスへの適用の可能性を明らかにする.本年度は昨年度の成果を踏まえ、新たに構築した種々の感受率測定が可能な測定システムを用い、ガラス状態でのエイジング過程において、誘電率、体積のエイジング温度・時間依存性を調べた。以下に本年度の成果を列挙する。1)ポリメタクリル酸メチル(PMMA)のガラス状態において、スピングラスにおいて開発された温度プロトコルである、Twin-Temperature shift'を用いた実験を行った。その結果、PMMAのような高分子系においてもスピングラスと同様に、non-accumulativeなエイジングから、accumulativeなエイジングへのクロスオーバーが生じていることが明らかとなった。2)ポリスチレン(a-PS)のガラス状態において、等温度エイジングを行ったところ、複素電気容量の実部は時間とともに増加し、虚部は時間とともに減少することが観測された。この結果はPMMAの等温エイジングの場合とは異なる結果であった。これに対して、理論的な考察を行うことにより、複素電気容量実部の増加はエイジングに伴う膜厚の減少に由来しており、虚部の減少は誘電率の低下に由来していることが明きらかとなった。この事実より、a-PSでは複素電気容量の測定により、誘電率のエイジングによる減少と、体積のエイジングによる減少を同時に評価することが可能となった。本年度の研究実績を以下に示す。1)電気容量の測定によりポリスチレン薄膜のエイジングダイナミクスを調べ,等温エイジング過程では電気容量の実部はエイジング時間とともに増加するのに対して,虚部は減少することを明らかとした.この実験結果から,実部および虚部のエイジング時間依存性はそれぞれ膜厚と誘電感受率の変化に対応しており,この系では膜厚(体積)と誘電感受率の同時測定が可能であることがわかる.また,体積および誘電感受率はいずれもメモリー効果を示すが,若返り効果については誘電感受率では明確に観測されるのに対して,体積に関してはほとんど観測されなかった.これより,高分子のガラス状態では体積のような巨視的な物理量はエイジングにより一方的に変化するだけであるが,ある周波数での誘電的応答に限れば明確な若返りを示すことが明らかとなった.2)PMMAとシリカナノ粒子とのナノコンポジットのエイジング率を蛍光スペクトロスコピー法により調べたところ,エイジング率は分率0.4器のナノコンポジットで1/20に低下することがわかった.このことにより,エイジングを担っているβ過程の緩和強度が界面での水素結合により減じることが原因であることが誘電測定により示された.3)色素DRIでラベルしたポリスチレンのガラス転移とセグメント運動の緩和
大変形防止と進行性破壊防止に有効な一連の地盤補強工法の開発

パイルド・ラフト基礎は上部構造物の荷重が作用したときの沈下量と不同沈下を低減する手段として用いられているが、本年度の研究では液状化時の上部構造物への被害低減と言う観点からパイルド・ラフト基礎を見直し、水土連成計算により砂地盤の液状化抑止に対する有効性を調べた。ここでは上負荷面カムクレイモデルを用いて容易に液状化するゆるい砂を表現するとともに、昨年度までの研究と同様に、地盤との相互作用を考慮するために土の変位場に「伸びない」「曲がらない」の制約条件を設定することでパイルド・ラフトなどの各種基礎の役割を表現した。液状化は簡単のため、繰り返し載荷でなく地盤下端からの部分的に浸透力載荷を行うことによって再現した。この結果、パイルドラフト基礎は次のように、液状化に伴う上部構造物の被害低減に有効な形式であることが分かった。(1)液状化が発生する場合、パイルド・ラフト基礎は、べた基礎よりも基礎直下及び基礎付近の液状化を抑止し、基礎が無いときよりも液状化域を縮小させつつ構造物から遠ざける。(2)パイルド・ラフト基礎は基礎と周辺地盤が一体化することに加え、上載圧載荷に伴う杭先端付近の地盤深部における拘束圧増加促進効果のため、液状化の継続時と終息時に、液状化発生による基礎の傾斜をより小さく抑える、等。また、過圧密地盤の掘削壁面の進行性破壊に対する土留め工については、平面ひずみ計算と比較しながら、3次元計算を実施し3次元効果を調べた。得られた主な結果を示す。3次元的な素堀り掘削後に正規圧密粘土化を伴いながら進行性破壊を示すような地盤に、掘削直後鉄筋挿入を行うとき、(1)平面ひずみ計算では破壊に関して危険側のアウトプットを出す場合がある。(2)「お椀」形状に壁面が倒れるような地盤の土留めでははらみだし部の切梁の軸力がより多きくなる、等。堀削における山留・切梁やア-スアンカー、ラフト付き摩擦抗、近年の補強土工法など、各種地盤補強は軟弱地盤等の改良工法とならんで土質力学の重要な応用分野である。また、トンネル堀削における支保工等も、それなしの場合には生じる地盤の大変形・破壊を抑える補強工法と見なすことができる。そこで、これまでに名古屋大学土質力学研究室で実施してきた、土骨格の速度場に「2点間距離不変」や「角度不変」の制約条件を課した水土連成の有限変形計算をさらに進めて整備することによって、実務と照らしながら、一連の地盤補強の工法原理と補強効果の算出方法を開発し、実務と共有することが本研究の主目的であった。今年度は、種々の実際の施工例に対する詳細な解析的検討のために、まず地盤挙動の定性・定量的評価を可能にするとともに、その地盤に設置された補強工部材力などの時間依存性挙動を定量的に調べることが主目的の一つであった。具体的には、(1)堀削地盤の進行性破壊やそのときの地盤内土要素の時間依存挙動、(2)補強工を設置した場合の補強工に作用する力、それらの設置時期の影響、設置位置等の検討等。なお、平面ひずみ条件下を仮定した。次に成果の一部を示す。(1)地盤は大深度堀削において、地盤の加圧密比の違い、堀削履歴に応じて、堀削後の水土連成挙動が異なる。(2)トンネル堀削においても地盤の加圧密比・堀削方法の違い(、あるいは堀削深度)によって、破壊を示す地盤とそうでない地盤が存在する。

(3)トンネル支保(あるいは堀削土留め)に作用する力は、時間とともに増加し一定値になる。(4)堀削面の変位を許してから支保を設置した方が発生土圧は小さく、NATM工法での経験事項と一致する、等。ラフト基礎に摩擦杭を併用したパイルドラフト基礎(あるいはラフト付き摩擦杭)は、軟弱地盤上での構造物の沈下抑制について海外では多くの利用事例があり、近年液状化などの発生抑止にも有効であるといわれている。しかし、わが国では、直接基礎と摩擦杭を一体化して支持力や沈下を評価する方法はなく直接基礎、もしくは摩擦杭のみで荷重を分担させる設計しか行われていないのが現状である。そこで、今年度の研究目的のひとつである、パイルドラフト基礎の荷重伝達機構の解明と、沈下・変形抑制の有効性の検討について、変位場に制約条件を設定することでパイルドラフト基礎を表現し、地盤との相互作用を考慮しつつ、様々な地盤・載荷条件を設定して水土連成有限変形解析を実施し、主に次の結論を得た。(1)パイルドラフト基礎は摩擦杭によって荷重を杭先端以深の地盤の深部に伝達し沈下を抑制する。(2)偏心荷重による不同沈下を抑制する。(3)支持層の傾斜による不同沈下には効果がない。(4)パイルとラフト基礎の接合点は剛結でなくともピン接合であれば、この基礎は十分機能を発揮する。また、液状化の発生抑止の可能性も示唆した。また近年、高価なテールアルメ工法と同等の補強効果を維持しながらより安価な施工を行うために、現場発生土をコンクリート固化材や線材を混ぜて改良し、これを盛土の法面に配置しながらジオテキスタイルを敷設する工法が用いられつつある。ここでは、ジオテキスタイルは上記パイルやラフト基礎同様に土の変形を拘束するものと捉えるとともに、改良土を「超過圧密土」として計算し、この工法の変形抑止メカニズムとその有効性を調べた。その結果、ジオテキスタイルと改良土の相乗効果によって、盛土がより強固に補強され、実際に測定される軸力分布と類似の傾向などが得られることなどを明らかにした。パイルド・ラフト基礎は上部構造物の荷重が作用したときの沈下量と不同沈下を低減する手段として用いられているが、本年度の研究では液状化時の上部構造物への被害低減と言う観点からパイルド・ラフト基礎を見直し、水土連成計算により砂地盤の液状化抑止に対する有効性を調べた。ここでは上負荷面カムクレイモデルを用いて容易に液状化するゆるい砂を表現するとともに、昨年度までの研究と同様に、地盤との相互作用を考慮するために土の変位場に「伸びない」「曲がらない」の制約条件を設定することでパイルド・ラフトなどの各種基礎の役割を表現した。液状化は簡単のため、繰り返し載荷でなく地盤下端からの部分的に浸透力載荷を行うことによって再現した。この結果、パイルドラフト基礎は次のように、液状化に伴う上部構造物の被害低減に有効な形式であることが分かった。(1)液状化が発生する場合、パイルド・ラフト基礎は、べた基礎よりも基礎値下及び基礎付近の液状化を抑止し、基礎が無いときよりも液状化域を縮小させつつ構造物から遠ざける。(2)パイルド・ラフト基礎は基礎と周辺地盤が一体化することに加え、上載圧載荷に伴う杭先端付近の地盤深部における拘束圧増加促進効果のため、液状化の継続時と終息時に、液状化発生による基礎の傾斜をより小さく抑える、等。また、過圧密地盤の掘削壁面の進行性破壊に対する土留め工については、平面ひずみ計算と比較しながら、3次元計算を実施し3次元効果を調べた。得られた主な結果を示す。3次元的な素掘り掘削後に正規圧密粘土化を伴いながら進行性破壊を示すような地盤に、掘削直後鉄筋挿入を行うとき、
制振積層材の減衰能向上に向けて層間はく離をダンピング材として利用する試み

CFRP積層材を知的材料・構造体へと進化させるための基盤技術として,人為的層間はく離を導入した受動的制振CFRP積層材を作成し,その曲げ一次の固有振動数およびモード損失係数を,Labviewを開発環境として今回新たに作成した振動測定・解析プログラムを用いて評価した.炭素繊維強化プラスチック(CFRP)フラットパネル,テフロンシート(厚さ0.2mm)および接着フィルムを積層構成に基づき積み重ね,130°,大気圧にて加熱成形し,挿入したテフロンシートにより人為的に層間はく離を導入し,最終的な供試体とした.以上の手順で中央層のみ,外側層のみ,または全層に挿入する場合など粘弾性インターレイヤ挿入の位置・方法を変え,全くはく離しない場合および2060%層間はく離した場合の供試体を製作した.供試体のバラツキを考慮するため,層間はく離のそれぞれに対し,3本の同じ供試体を製作した.作成した供試体を十分に剛な作業台上のバイスに片持ちはり状態で一端を固定し,他方の自由端部に小型加速度ピックアップセンサを取り付けた.そして,自由振動および強制振動させ,加速度ピックアップセンサのアナログ出力をPCカードタイプのA/Dコンバータ(DAQCard)によりデジタル信号化された波形データとしてノートパソコンへ取り込み,汎用測定システム開発環境(Labview 6.1)により解析した.その結果,層間はく離がこのような制振構造物の振動・減衰能の向上に有効であることが定量的に確認された.CFRP積層材を知的材料・構造体へと進化させるための基盤技術として,人為的層間はく離を導入した受動的制振CFRP積層材を作成し,その曲げ一次の固有振動数およびモード損失係数を,Labviewを開発環境として今回新たに作成した振動測定・解析プログラムを用いて評価した.炭素繊維強化プラスチック(CFRP)フラットパネル,テフロンシート(厚さ0.2mm)および接着フィルムを積層構成に基づき積み重ね,130°,大気圧にて加熱成形し,挿入したテフロンシートにより人為的に層間はく離を導入し,最終的な供試体とした.以上の手順で中央層のみ,外側層のみ,または全層に挿入する場合など粘弾性インターレイヤ挿入の位置・方法を変え,全くはく離しない場合および2060%層間はく離した場合の供試体を製作した.供試体のバラツキを考慮するため,層間はく離のそれぞれに対し,3本の同じ供試体を製作した.作成した供試体を十分に剛な作業台上のバイスに片持ちはり状態で一端を固定し,他方の自由端部に小型加速度ピックアップセンサを取り付けた.そして,自由振動および強制振動させ,加速度ピックアップセンサのアナログ出力をPCカードタイプのA/Dコンバータ(DAQCard)によりデジタル信号化された波形データとしてノートパソコンへ取り込み,汎用測定システム開発環境(Labview 6.1)により解析した.その結果,層間はく離がこのような制振構造物の振動・減衰能の向上に有効であることが定量的に確認された.
骨格筋サルコメアにおける収縮依存的なアクチン・ターンオーバー

加齢に伴う筋量や筋力の低下である「サルコペニア」は、さまざまな要因により横紋筋の収縮単位であるサルコメアの恒常性維持が困難となることで発症すると考えられている。高齢化が進む日本にとって深刻な問題であるが、その分子機序はよく分かっていない。本研究ではサルコメアの恒常性維持機構を解き明かすことで、効果的なサルコメアの維持や筋量増加といったサルコペニア新規治療法の創出につなげたい。
ヒトヘルペスウイルス6型初感染の早期診断法開発に関する研究

HHV-6初感染の特異的かつ簡易な早期診断法の開発および突発疹患児のウイルス排泄成績より至適診断材料の特定を検討し次の結果を得た。1)本学で分離したHHV-6 FG-1株を臍帯血単核球を用い大量培養。培養上清および超音波処理した感染細胞よりウイルスを精製。培養上清の超遠心沈渣を35%sucrose,30-50% sucrose gradientを用い超遠心、ウイルスを精製した。最終産物の電子顕微鏡観察ではnaked particleが多くみられenveloped particleは少数であった。同検体をSDS-PAGE,Western blotで検討したところ精製の過程とともににウイルス特異蛋白に減少傾向がみられた。感染細胞は超音波処理後、粗遠心上清を接種材料とした。2)精製接種材料をFreund's complete adjuvantとともに家兎、モルモットに4回接種、10週後に全採血。IF法により40から>2560のHHV-6特異抗体を持つ抗血清が作製された。3)Protein Aによるアフィニテ-精製と非感染臍帯血単核球による吸収によりHHV-6特異抗体を含むIgG分画を採取。IF法により1000のHHV-6特異抗体を持つこと判明。4)ラテックス試薬と抗体の吸着条件、各種濃度のウイルス液を用い凝集反応を指標とし至適ウイルス検出システムを検討した。モルモット由来のIgG、ラテックス試薬0.2-0.5mg/ml、ウイルス液を100-1000倍(10^<2.0>-10^<3.0>TCID_<50>/ml)の条件で特異的と思われる凝集像を観察できた。5)突発疹患児より経時的に採取した血液、尿、便、咽頭拭い液中のHHV-6 DNAをnested polymerase chainreaction法により検討した結果、有熱期早期の血液が早期診断に適した検体であるとの結論を得た。以上の成績より突発疹の検査による早期診断は可能と考えられる。
日本人乳がんの進化様式を鑑みた新しい治療ストラテジーの構築

乳癌は疫学的特徴や治療成績等において人種差があることが報告されているが、欧米人乳癌との比較というアプローチで日本人乳癌の分子遺伝学的特徴を網羅的に調べた報告は少ない。本研究では、術前治療未施行乳癌10症例の原発巣から多領域採取検体の全エキソンシーケンスを行い、進化解析を行い、【1】日本人乳癌のゲノム進化論的特徴を示し日本人乳癌の大規模解析で見られた変異遺伝子がどの階層で進化に寄与しているか明らかにする。また、【2】既報告の欧米人乳癌の多領域検体解析結果と比較し日本人乳癌の進化様式の特徴を明らかにする。以上より人種差を勘案した進化論に基づいた日本人乳癌の新たな治療ストラテジーを構築する。
テキスト中のエンティティ間関係に注目するウェブ知能化機能

エンティティ間の関係に注目したWeb知能化に向けて,前年度に続き以下の研究を行った.(i)潜在関係検索エンジンについてはエンティティはWikipedia中の固有名詞に限定されているが,インデックス化し,英日の言語横断関係検索も含めて実現し,Web公開サービスとした.また関係の対称性({A,B},{C,?})で"?"を見い出すクエリーと({B,A},{?,C})のクエリー)も援用する方法,そして上記で"?=D"が見つかった場合に({A,B},{?,D})で"?=C"が得られるか否かで"?=D"の検証を行う方法等の研究を行った.(ii)テキスト含意認識(Text Entailment Recognition)については,前年度は英文テキストを対象としたが,今年度は日本語テキストを対象とし,T(text)とH(hypothesis)文間で単語単位の含意関係判定をするのに加えて,係り受け関係にある単語対単位での含意判定も加えて,精度向上を計る方法を考案した.(iii)コンピュータにも意味が把握できる共通的な概念記述言語CDL(Concept Description Language)については,自然言語テキストからCDLへの変換が難関であったが,機械翻訳と同様にこの自動変換は困難との認識の下,語義曖昧性解消を介する人で関与の負担の少ない半自動変換法,並びにそのインタフェースを研究開発した.またLinked Open Data(LOD)としてRDF記述のデータが増大してきているが,異なる領域間のオントロジー写像が困難な問題がある.そこで,3つ組RDFの中間項であるpredicateをCDL記述することにより,オントロジー写像問題を克服し,LODの意味的検索を可能とする方策を研究開発した.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。Webテキスト情報のエンティティ間の関係に注目したWeb知能化に向けた研究開発を行った.その一つが潜在関係検索エンジンの開発であり,これは{(Japan, Mt.Fuji)(Germany, ?)}といったクエリーに対し,{?=Zugspitze}といった検索結果をランキングと証拠文付きで返す.数秒で結果を返す必要性から,事前にインデックス化を行っている.全ての英文Wikipedia中の固有名詞エンティティ・ペアについてインデックス化を行っており,670万のエンティティ,3000万のエンティティ・ペアをインデックス化している.これによって,固有名詞のペアというように検索範囲には限定があるものの,世界でも非常にユニークな関係検索エンジンを,一般にも使用できる形で実現した.今後に向けて,言語横断検索,否定文の処置法,証拠文のランキング機能,固有名詞以外への拡張法についても研究した.文間の関係の中では,特にテキスト含意認識(Text Entailment Recognition)について研究し,WordNetでの語彙の類似性を利用する新しい含意判定法について成果を得た.この中途段階のシステムをもって2011年11月に米国NISTで行われたRecognizing Textual Entailment Challenge(RTE-7)コンテストに参加し,世界第2位を獲得した.個別言語独立でコンピュータにも意味が把握できる共通的な概念記述言語CDL(Concept Description Language)に関しては,語義曖昧性解消によるテキストからCDLへの半自動変換法,CDLデータの効率的な意味的検索の実現法について研究を進めた.エンティティ間の関係に注目したWeb知能化に向けて,前年度に続き以下の研究を行った.(i)潜在関係検索エンジンについてはエンティティはWikipedia中の固有名詞に限定されているが,インデックス化し,英日の言語横断関係検索も含めて実現し,Web公開サービスとした.また関係の対称性({A,B},{C,?})で"?"を見い出すクエリーと({B,A},{?,C})のクエリー)も援用する方法,そして上記で"?=D"が見つかった場合に({A,B},{?,D})で"?=C"が得られるか否かで"?=D"の検証を行う方法等の研究を行った.(ii)テキスト含意認識(Text Entailment Recognition)については,前年度は英文テキストを対象としたが,今年度は日本語テキストを対象とし,T(text)とH(hypothesis)文間で単語単位の含意関係判定をするのに加えて,係り受け関係にある単語対単位での含意判定も加えて,精度向上を計る方法を考案した.(iii)コンピュータにも意味が把握できる共通的な概念記述言語CDL(Concept Description Language)については,自然言語テキストからCDLへの変換が難関であったが,機械翻訳と同様にこの自動変換は困難との認識の下,語義曖昧性解消を介する人で関与の負担の少ない半自動変換法,並びにそのインタフェースを研究開発した.またLinked Open Data(LOD)としてRDF記述のデータが増大してきているが,異なる領域間のオントロジー写像が困難な問題がある.そこで,3つ組RDFの中間項であるpredicateをCDL記述することにより,オントロジー写像問題を克服し,LODの意味的検索を可能とする方策を研究開発した.潜在関係検索エンジンについては,全ての英文Wikipedia中の固有名詞エンティティ・ペアについてインデックス化を行っており,670万のエンティティ,3000万のエンティティ・ペアをインデックス化し,数秒で検索可能にした.この日英の言語横断検索もほぼ実現している.文間の関係の一種であるテキスト含意認識について,世界コンテストで第2位を得るような成果を挙げた.概念記述

言語CDL(Concept Description Language)については,特にCDLデータの効率的な意味的検索法を開発した.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。(i)潜在的検索エンジンについては,現在固有名詞ペアに限っている対象を,一部一般名詞も含めるようにする,否定文処理機能の導入による精度向上を図る,等の機能拡張を行う.(ii)逐次共クラスタリングについては,片側のエンティティを固定し,関連する全ての関係を抽出するセミ・オープン関係抽出に適応し,効果を実証する.(iii)CDLについては,自然言語テキストからCDLの半自動変換の機能向上を継続して行う.並行してWikipediaテキストのCDL化の拡張を推進する.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
O-GlcNAc化を定量的・定性的に解析する新たな基盤的技術の開発

蛋白質翻訳後修飾の一種であるO-GlcNAc化は、細胞増殖や代謝など様々な細胞機能を制御する一方で、その異常は糖尿病や癌などの原因となる。現在、1000種を超えるO-GlcNAc化蛋白質が同定されているものの、O-GlcNAc化がこれらの標的分子にどのような機能変化をもたらすか、その多くは未だ明らかにされていない。その理由の一つとして、蛋白質O-GlcNAc化の解析技術・手法が他の翻訳後修飾研究と比較して未だ不十分である点が挙げられる。そこで、O-GlcNAc研究における基盤的技術の推進を目的として、O-GlcNAc化蛋白質解析法の開発を行った。本年度では標準的SDS-PAGE(Laemmli法)をベースとして、O-GlcNAc化蛋白質を精度よく分離する泳動条件の検討を行った。担体やバッファーの組成、電圧や温度、サンプルのアプライ量などを変更して試行した結果、初期条件と比較して、O-GlcNAc化蛋白質画分をより明瞭なバンドシフトとして分離・検出する事に成功した。まず、既にO-GlcNAc化が報告されている様々な蛋白質について、本技法が適用可能か検討した。その結果、当初用いたO-GlcNAc化基質蛋白質よりも、更に長いアミノ酸配列を有する基質分子に対しても、in vitroでのO-GlcNAc化が効率よく導入できる事を確認した。また、O-GlcNAc化された蛋白質の収率を向上すべく、大腸菌の培養条件(培地組成、IPTG濃度、培養温度、反応時間など)を複数検討した結果、より本法に最適なアッセイ条件を見出す事が出来た。【3.細胞内の蛋白質O-GlcNAc化を選択的に亢進・増強させる手法の開発】本年度は、OGTのTPR [Tetratricopeptide repeat (TPR) domain]領域について系統的な欠損変異体を作製し、細胞内に発現させる事で標的蛋白質(代表的基質としてTab1)を効率よくO-GlcNAc化するのに必須なOGT分子領域を決定した。また、上記検討で同定されたOGT分子領域について、更に詳細な変異体系列を作製することで、細胞内でより高い蛋白質安定性とO-GlcNAc化効率を示す条件を見出す事に成功した。以下の三点について、前年度までの知見を基として引き続き並行して研究を行った。【1. O-GlcNAcされた蛋白質を選択的に分離して定量化する技術の開発】本法が代表的O-GlcNAc化蛋白質(Tab1)のみならず、様々なO-GlcNAc化蛋白質の分離・検出に適用可能か検討した。まず、既知の様々なO-GlcNAc化蛋白質について、各遺伝子をヒト細胞発現用ベクターにサブクローニングし、これらをヒト培養細胞に一過的に発現させた。その破砕溶液を本法にて分離した結果、O-GlcNAc化修飾を受けた様々な基質蛋白質が本電気泳動法において特徴的な移動度を示す事を確認した。その一方で、これらの蛋白質をOGA(O-GlcNAcase)と共に細胞に遺伝子導入し、強制的に脱O-GlcNAc化したところ、上述の移動度の遷移が完全に消失する事も確認した。【2. O-GlcNAc化された蛋白質分子を大量精製する技術の開発】前年度に決定した培養条件下において、特定のO-GlcNAc化蛋白質を大量精製することに成功した。また、上記1の方法を用いる事で、この精製蛋白質のほぼ全てがO-GlcNAc化修飾を受けていることを確認した。さらに、質量分析により同O-GlcNAc化蛋白質の修飾アミノ酸残基を複数同定することに成功した。【3.細胞内の蛋白質O-GlcNAc化を選択的に亢進・増強させる手法の開発】本法が、代表的O-GlcNAc化蛋白質として用いたTab1以外の基質分子に対しても適用可能か検討した。上記1にて使用した既知O-GlcNAc化基質分子を複数選択して細胞内に発現させた後、O-GlcNAc化検出プローブを用いて同法の効果を検証した。その結果、Tab1を用いた場合と同様に、様々な基質分子に対しても、O-GlcNAc修飾が高効率で導入される事を確認した。分子生物学本年度は、各種新規技術開発のための基盤的研究(各種実験の基礎的データ収集・条件の最適化)を主として実行した。その結果、各技法において一定のデータ精度と再現性を得るための実験条件を決定する事に成功した。これは、当該O-GlcNAc化解析技術を応用し発展させる上で、極めて重要な意味を有していると考えられる。

今後、これらの新規解析技術を複数の代表的O-GlcNAc化蛋白質で試すと共に、vivoでの詳細な検討を行うことで、その有用性と汎用性が確認できると思われる。本年度の成果を基に、生体内の様々な分子のO-GlcNAc化レベルが、細胞に各種刺激を与えることで変化するか、また癌細胞で異常が認められるか、本技法を用いて観察する。具体的には、疾患遺伝子の発現や細胞刺激時におけるO-GlcNAc化の定量的変化を観察すると共に、リン酸化やユビキチン化などといった他の翻訳後修飾とのクロストークについて、ウェスタンブロット法等を利用して解析する。本法によって得られた蛋白質のO-GlcNAc修飾が、in vivoにおいても同アミノ酸残基に生じている事を確認する事で、本技法の妥当性を図る。代表的なO-GlcNAc化蛋白質を本技法によって大量精製した後、LC-MS/MSにより修飾残基を同定して比較する予定である。また、他の様々な基質蛋白質についても同操作を実行し、新規O-GlcNAc修飾部位の同定を試みる。【3.細胞内の蛋白質O-GlcNAc化を選択的に亢進・増強させる手法の開発】当該O-GlcNAc化亢進技術の、標的基質に対する特異性を観察する。まず、当該技術を用いた変異型OGTを細胞内に高発現させた後、その破砕液に存在する多様なO-GlcNAc基質蛋白質のO-GlcNAc化状態を、WGA-HRPやO-GlcNAc特異的抗体など各種プローブを用いて検証する。更に、本法によりO-GlcNAc化が亢進された標的蛋白質の機能活性や細胞内局在を観察することで、当該修飾が標的分子にどのような生理的意義を与えているのかを検討する。また、今回代表として使用した蛋白質のみならず、O-GlcNAc化標的として知られるその他複数の蛋白質についても同様の検討を行う事で、本技法の汎用性と有用性を確認する。
顔に由来する社会的価値が顔の記憶に与える影響とその神経機構の解明

ヒトの顔には多くの社会的情報が含まれており,それらの情報は顔の記憶に対して影響を与える.しかし,顔記憶における社会的情報の影響を媒介する神経基盤については,これまでに十分に理解が進んでいない.また,そのような顔に由来する社会的情報と顔記憶の相互作用を担う神経基盤が,加齢によってどのように変化するのかについても,いまだに多くの点が不明である.本研究では,表情や印象などの顔に由来する社会的情報と顔の記憶の相互作用の基盤となる脳内機構について健常若年成人を対象とした機能的磁気共鳴画像(fMRI)研究から解明し,さらにその脳内機構が加齢によってどのように変化するのかについて,健常高齢者に対するfMRI研究のデータと比較することで明らかにすることを目的とする.当該年度の成果として,顔記憶の時間順序判断に関連して表情が与える効果についてのfMRI研究の予備実験と本実験を行い,データの取得が完了した.今後はデータ解析を進め,その成果を国際学会や論文で発表する予定である.また,顔の信頼感に関する第一印象とその後の印象の変化によって顔の記憶がどのように変化するのかについてのfMRI研究の予備実験を実施し,fMRI実験のパラダイムを確定することができた.次年度には,当該年度に確定させた実験パラダイムを用いてfMRI実験を開始し,さらにデータ解析を進めてその成果を国際学会等で発表することを予定している.以上のことから,当該年度はおおむね当初の計画通りに研究を進めることができたと考えている.当該年度の当初の計画では,顔の新近性判断に対する表情の効果に関連するfMRI研究を健常若年成人に対して実施し,予備実験によるパラダイムの確定と本実験によるfMRIデータの取得完了を計画していた.その計画は当該年度内にほぼ完了することができた.また,顔の信頼感が顔の記憶に与える影響についてのfMRI研究については,当初の計画では年度内に予備実験を実施し,fMRI実験のパラダイムを確定させることを計画していた.現在のところ,パラダイムの確定に多少の困難はあったものの,ほぼ最終パラダイムが確定し,次年度からfMRI実験を開始するめどが立った.以上のことから,本研究計画はおおむね順調に進展していると判断している.今後の研究計画としては,顔の新近性判断についてのfMRI研究についてのデータ解析を進めると同時に,その神経基盤が加齢によってどのように変化するのかについて,健常高齢者に対する予備実験を実施し,若年成人と同様のパラダイムでの実験実施が可能であると判断された場合には,健常高齢者に対してのfMRI研究を開始する予定である.顔の信頼感の印象と顔記憶の関連については,これまでに確定させたパラダイムを用いて健常若年成人に対するfMRI研究を実施し,その神経基盤についての研究を進める.さらに,これらのfMRI研究において同定された神経基盤の因果性を検証するため,脳損傷患者に対する行動学的研究を進め,顔記憶と顔に由来する社会的信号との間の相互作用の基盤となる脳内機構の検証を行う予定である.ヒトの顔には多くの社会的情報が含まれており,それらの情報は顔の記憶に対して影響を与える.しかし,顔記憶における社会的情報の影響を媒介する神経基盤については,これまでに十分に理解が進んでいない.また,そのような顔に由来する社会的情報と顔記憶の相互作用を担う神経基盤が,加齢によってどのように変化するのかについても,いまだに多くの点が不明である.本研究では,表情や印象などの顔に由来する社会的情報と顔の記憶の相互作用の基盤となる脳内機構について健常若年成人を対象とした機能的磁気共鳴画像(fMRI)研究から解明し,さらにその脳内機構が加齢によってどのように変化するのかについて,健常高齢者に対するfMRI研究のデータと比較することで明らかにすることを目的とする.当該年度の成果として,顔記憶の時間順序判断に関連して表情が与える効果についてのfMRI研究の予備実験と本実験を行い,データの取得が完了した.今後はデータ解析を進め,その成果を国際学会や論文で発表する予定である.また,顔の信頼感に関する第一印象とその後の印象の変化によって顔の記憶がどのように変化するのかについてのfMRI研究の予備実験を実施し,fMRI実験のパラダイムを確定することができた.次年度には,当該年度に確定させた実験パラダイムを用いてfMRI実験を開始し,さらにデータ解析を進めてその成果を国際学会等で発表することを予定している.以上のことから,当該年度はおおむね当初の計画通りに研究を進めることができたと考えている.当該年度の当初の計画では,顔の新近性判断に対する表情の効果に関連するfMRI研究を健常若年成人に対して実施し,予備実験によるパラダイムの確定と本実験によるfMRIデータの取得完了を計画していた.その計画は当該年度内にほぼ完了することができた.また,顔の信頼感が顔の記憶に与える影響についてのfMRI研究については,当初の計画では年度内に予備実験を実施し,fMRI実験のパラダイムを確定させることを計画していた.

現在のところ,パラダイムの確定に多少の困難はあったものの,ほぼ最終パラダイムが確定し,次年度からfMRI実験を開始するめどが立った.以上のことから,本研究計画はおおむね順調に進展していると判断している.今後の研究計画としては,顔の新近性判断についてのfMRI研究についてのデータ解析を進めると同時に,その神経基盤が加齢によってどのように変化するのかについて,健常高齢者に対する予備実験を実施し,若年成人と同様のパラダイムでの実験実施が可能であると判断された場合には,健常高齢者に対してのfMRI研究を開始する予定である.顔の信頼感の印象と顔記憶の関連については,これまでに確定させたパラダイムを用いて健常若年成人に対するfMRI研究を実施し,その神経基盤についての研究を進める.さらに,これらのfMRI研究において同定された神経基盤の因果性を検証するため,脳損傷患者に対する行動学的研究を進め,顔記憶と顔に由来する社会的信号との間の相互作用の基盤となる脳内機構の検証を行う予定である.
多孔性金属錯体を利用した機能性ナノ複合物質の創出

1.ルテニウムー銅系を例とした非固溶系合金合成の汎用ストラテジーの開発非固溶系合金を合成するために、よく知られているように異種類金属前駆体の同時還元の実現は最も重量なことである。これまでの研究の中では、異種類金属前駆体の反応速度をなるべく接近させるために、ファストファストシンセシス(fast synthesis)というコンセプトがメインに使われている。つまり、高温や塩基性などの条件で異種類金属前駆体の還元速度を同時に加速させ、より近い還元速度を狙うストラテジーです。しかしながら、ファストシンセシスが還元困難な金属種(鉄、銅、ニッケルなど)に対しては、加速還元の効果は期待できない。本研究は、還元困難な金属種を含む系でも汎用性を持つストラテジーの開発に成功した。まずより精確にそれぞれに異種類金属前駆体の還元速度を測り、還元速度の差を無くすように前駆体の化学修飾などの方法を借り、根本的に前駆体の還元速度を変えることにした。よって、同時還元が実現し、今までファストシンセシスにはできない非固溶系でも混ぜることができ、全組成で固溶体の作製を成功した。2.CO酸化活性を例としたルテニウムー銅固溶体の触媒特性の発見本研究は、初めてルテニウムー銅固溶体ナノ粒子の合成に成功し、その触媒特性を調べることに着目した。ルテニウムは最も優良なCO酸化触媒としてエネファームに実用化されている。本研究で開発したルテニウムー銅固溶体ナノ粒子は従来のルテニウムナノ粒子よりとても高い活性を示し、一方で、銅の添加によってコストを大幅に減少することも兼備している。特に半分以上のルテニウム元素を銅で置換したRu0.3Cu0.7でも、高いCO酸化活性を維持することが示されている。以上のことから、ルテニウムー銅固溶体は将来に有望的な新規触媒として応用することが期待されます。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は多孔性金属錯体(MOF)細孔内に金属を導入しナノ粒子化させる新規合成手法の開発と高機能性新規MOFナノ複合体の創出です。申請者研究課題には目的物はいくつがあります、それぞれについて述べていきます。1.マグネシウムーニッケル固溶体と多孔性金属錯体の複合体:マグネシウムーニッケル固溶体はマグネシウムより大量かつ迅速な水素吸蔵性をもつことが期待されます。最初はニッケルを有する多孔性金属錯体を合成し、それに分解性のマグネシウム前駆体を導入することに着手しましたが、高い分解性を持つため、途中で自発的に分解が行い、導入が困難であることが分かりました。2.鉄ー銅固溶体と多孔性金属錯体の複合体:鉄ー銅固溶体は天然ガスから水素を作る新規な触媒と期待されます。しかし、以前から知られているように、鉄ー銅は液相でも全く混ざらないシステムで、本研究は鉄と銅両方を有する新規多孔性金属錯体を還元し、固溶体を作る合成戦略を着目しました。本研究の第一段階とする鉄のみの金属錯体から鉄を作ることが成功しました。将来は銅を多孔性金属錯体に混ぜて、同時に還元できれば、鉄ー銅固溶体と多孔性金属錯体の複合体を得ることが期待されます。3.ルテニウムー銅固溶体と多孔性金属錯体の複合体:ルテニウムー銅固溶体は自動車排ガスの触媒作用を持つことが期待されます。鉄ー銅と同様に液相でも混ざらないシステムで、同時に還元しなければなりません。本研究は液相還元法を用いてルテニウムと銅の前駆体を系統的に調べ、還元速度が等しい金属錯体前駆体を見つかりました。その上に固溶体の合成に一番適する条件を検討し、全組成を通って粒径10nmのルテニウムー銅固溶体の合成を初めて成功しました。その後に多孔性金属錯体の複合体の合成を計画しています。現在特許発明を申請し、物性を調べています。マグネシウム前駆体の導入が困難であることが分かった上で、マグネシウムとニッケル両方を有する新規多孔性金属錯体の合成を成功しました。マグネシウムーニッケル固溶体と多孔性金属錯体の複合体を得るために、水素などでの還元を行ったところ、目的物の金属合金が得られず、意外的にマグネシウムーニッケル酸化物固溶体が得られることが分かりました。粒径が10nm以下のMgO-NiO固溶体かつ金属の比率が自由に制御できることは本研究の特色です。

まずより精確にそれぞれに異種類金属前駆体の還元速度を測り、還元速度の差を無くすように前駆体の化学修飾などの方法を借り、根本的に前駆体の還元速度を変えることにした。よって、同時還元が実現し、今までファストシンセシスにはできない非固溶系でも混ぜることができ、全組成で固溶体の作製を成功した。2.CO酸化活性を例としたルテニウムー銅固溶体の触媒特性の発見本研究は、初めてルテニウムー銅固溶体ナノ粒子の合成に成功し、その触媒特性を調べることに着目した。ルテニウムは最も優良なCO酸化触媒としてエネファームに実用化されている。本研究で開発したルテニウムー銅固溶体ナノ粒子は従来のルテニウムナノ粒子よりとても高い活性を示し、一方で、銅の添加によってコストを大幅に減少することも兼備している。特に半分以上のルテニウム元素を銅で置換したRu0.3Cu0.7でも、高いCO酸化活性を維持することが示されている。以上のことから、ルテニウムー銅固溶体は将来に有望的な新規触媒として応用することが期待されます。今後の推進については、今まで合成したマグネシウムーニッケル酸化物固溶体と多孔性金属錯体複合体及びルテニウムー銅固溶体について物性測定を行う予定です。それらの結果をまとめ、論文に投稿することを予定しています。28年度が最終年度であるため、記入しない。
男性更年期諸症状の予防改善食品開発を目指した新規天然アミノ酸の多面的作用機構解析

本研究では、男性更年期のテストステロン減少によって見られる諸症状を予防・改善する食品の開発を目指し、天然アミノ酸の経口投与が予防・改善に有効である具体的な男性更年期の諸症状を明らかにすることを目的とした。精神的なストレスモデルとして拘束ストレス負荷マウスおよび糖尿病モデルマウスであるKK-Ayマウスを用いた検討を行ったが、一定の効果を見いだすには至らなかった。近年の分離・分析技術の向上などにより、動物組織におけるN-メチルD-アスパラギン酸(NMDA)の存在について報告されるようになった。しかしその機能や代謝など不明な点が多く興味が持たれる。これまでの研究で、投与されたNMDAがテストステロン量を増加させることが観察されている。本研究では、1)その再現性を確認すること、2)NMDAの投与条件の違いがテストステロン量に及ぼす影響を明らかにすること、3)NMDAの動態と組織に与える影響の把握を目的とした。前年度に開発したLC/MSを用いる高選択的なNMDA分析法を用いて、ラット組織を分析したが、内因性のNMDAは確認できなかった。しかし、NMDAを経口投与することで、特に内分泌組織へNMDAが蓄積することが明らかとなった。またそれらの組織では、NMDAを基質にすることが知られているD-アスパラギン酸オキシダーゼ活性も上昇していた。また本年度は、NMDAの抗ストレス試験についても実施した。精神的なストレスモデルとして拘束ストレス負荷マウスを用い、NMDAを経口投与した。ストレスにより生じる胸腺萎縮に対してNMDAが萎縮抑制効果を示すか確認したが、有意な変化は観察されなかった。本年度は、糖尿病モデルマウスであるKK-Ayマウスに、NMDAを含む飼料を自由摂食させ、2週間飼育した。その結果、コントロール群とNMDA投与群の体重推移や臓器重量に差は見られず、NMDA投与群も良好な生育を示した。また摂餌量や摂水量にも有意差は見られなかった。さらに、血糖値、血漿および膵臓のインスリン濃度に有意差は見られず、血糖上昇抑制効果を確認することはできなかった。本研究の結果、1)NMDAのテストステロン上昇作用の再現性、2)低用量投与は生育に影響を与えないが、高用量投与では死亡例が見られること、3) NMDA投与により特に内分泌組織へNMDAが蓄積し、正常動物のテストステロン濃度を増加させるが、糖尿病モデルマウスのインスリン濃度には変化が見られないこと、が明らかとなった。近年の分離・分析技術の向上により、哺乳類を含む動物体内にN-メチル-D-アスパラギン酸(NMDA)が存在していることが明らかとなってきた。しかしその機能や作用メカニズムについては不明な点が多く興味が持たれる。これまでの研究で、投与されたNMDAが精巣および血中テストステロン量を増加させることを観察している。本研究では1)その再現性を確認すること、2) NMDA量の違いがテストステロン量に及ぼす影響を明らかにすること、2) NMDAが取り込まれ蓄積する組織を確認すること、4)その組織に与える影響について明らかにすることを目的とした。本研究の過程でより精度の高いNMDAの分析法の必要性が考えられたため、まず新たな分析法の確立を行った。LCMSを用いることで、以前に開発した分析法と同等の検出感度でより高精度にNMDAを分析可能となった。続いて、マウスにNMDAを投与する実験を試みたところ、一部の内分泌組織に著しく蓄積することが明らかとなった。その際、その他のN-メチルアミノ酸およびD-アスパラギン酸を含む一級アミノ酸の含有量に有意な変動は見られなかった。この検討によってテストステロン増加作用について再現性を確認することができた。また、高用量投与により死亡例が観察されたため、現在この点も含め作用メカニズムを解析している。また次年度は、NMDAの蓄積が確認されたその他の組織における検討も予定している。平成23年3月11日に発生した東日本大震災により、平成23年4月からの本補助事業で使用を予定していた実験室および実験機器・器具等が大きな被害を受けた。したがって平成23年度当初に、その修復や修理が必要であったこと、さらに震災後は混乱状態にあったことなどから、正常な研究活動が行えるようになるまでには半年程度要した。そのため平成23年度に実施予定であった一部の研究項目を、平成24年度に実施してきた。結果として、平成24年度に実施予定であった一部の研究項目(病態モデルラットを用いたN-メチル-D-アスパラギン酸の有効性試験III)は手をつけることができず、次年度に行わざるを得ない状況となった。