hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
π共役スピン系の光励起状態のダイナミックスを利用したスピン整列

本科研費における代表的な成果は、光誘起電子移動により形成されるイオン対状態を経由する特異な動的スピン分極を示す光励起四重項状態を、世界に先駆けて観測する事に成功した事と、4つの不対電子からなる特異な最低光励起三重項状態と、それに近接した五重項状態の検出に成功した事である。これらの研究成果は、何れも国際的な一流誌(Angew.Chem.Int.Ed.とChem.Eur.J.)に掲載された。前者で見られた特異な動的スピン分極のパターンは、これまで光合成系とそのモデル系の励起三重項状態に特徴的な分極パターンとして知られていたものと類似の分極パターンを励起四重項高スピン状態において始めて観測したものであり、励起状態のスピンダイナミックスに関する重要な知見を与えるとともに、励起高スピン状態を利用した光合成モデル系や電子移動系の研究等への道が開けた。後者は、πトポロジー制御により励起三重項スピンカップラーを介して反強磁性的に2つのラジカルを交換結合させたビラジカル系の特異な最低光励起三重項状態では、スピン関数の混ざり合いにより微細構造パラメータの減少が生じる事を理論的に予測し、時間分解ESR測定とパルスレーザーと同期させたパルスESR測定により実証したものであり、これにより、励起状態での分子内交換相互作用の比を世界で初めて実験的に見積もる事ができた。また、πラジカルの光励起高スピン状態のスピンダイナミックスを、このパルスESR装置で明らかにした。この研究以外にも、励起高スピン状態を取るπラジカルを用いた電荷移動錯体や、金属錯体に関する光励起状態とそれを利用したスピン整列や磁性に関する研究を行った。2003年度研究計画に記載した各項目についての進捗状況を以下に述べる。(1)時間分解ESRと過渡吸収測定をπ共役純有機スピン系に対して行い、光励起高スピン状態の基底状態への失活等の緩和過程、光励起高スピン状態の生成過程を解明した。π共役性の程度が異なる3種のラジカル(verdazyl, imino-nitrioxide, t-butylNitrixide)について検討した結果、時間分解ESR及び過渡吸収スペクトルの強度は、ラジカルのπ共役性の高い順になっている事が判明し、ラジカル付加とπ共役を通じた電子の非局在化による系間交差の増強機構を裏付ける証拠が得られた。(2)励起三重項-基底三重項系では、スピン許容遷移により系間交差より速く、基底状態へのエネルギー緩和が起こり結果として動的スピン分極した基底三重項状態が観測された。この、動的スピン分極機構は未解明であるが励起三重項-基底三重項系で初めて観測された特異なものである。(3)安定ラジカルドナー-アクセプタ-分子内集積系は、現在合成の途中段階にある。(4)有機磁性系でのLIEESTに向けた基礎的研究として電荷移動相互作用系の研究を試みた。光励起高スピン状態が形成される縮合多環安定ラジカル系の電子供与性を高める目的で、ジメチルアミノ基を導入した系を合成した。電気化学測定、光学測定及び磁化率を時間分解ESR測定により、予測どおり電子供与性を高め、かつ励起高スピン状態をとる分子を得ることに成功した。現在この系を用いた電荷移動錯体の育成を試みている。光励起高スピン状態をとる特性を維持したまま電子供与性を向上させる事に成功した結果、電荷移動励起高スピン系を実現する上での問題点の1つを解決できた。また、CT結晶系での予備的な時間分解ESR測定では、電子移動と関連すると見られる1本の強い分極したESR信号が観測されたが、詳細は次年度以降の課題である。(5)ナノ秒領域での時間分解ESR測定及びパルスODMR測定の為の装置の導入とセットアップを行った。

(1)前年度に引き続きアントラセン-安定ラジカル系を中心として、電子供与基であるジメチルアミノ基を適切な位置に導入した安定ラジカル分子を新たに合成し、励起高スピンπ電子系の電子ドナー性の向上を実現した。これらの系が光励起高スピン状態をとることを時間分解ESRにより明らかにした。電子供与基の導入により電子ドナー性の向上だけでなく、時間分解ESR信号強度の増大が起こる事を発見した。この効果は、電子状態の変化により系間交差の効率が高くなった結果であると考えられる。(代表者)(2)本年度の大型備品として購入したパルスマイクロ波ユニットとパルスレーザーを同期させる事により、光励起状態のパルスESR測定を上記の系に対して行った。これらの測定により光励起高スピン状態のスピン・格子緩和過程と、信号の位相記憶時間等の光励起状態でのスピンダイナミックスについての知見が得られた。また、スピン多重度を直接決定できるtransient nutationの測定が可能になった。(代表者)(3)前年度に引き続き、光誘起電子移動等による動的スピン整列を解明するためのモデル系として、光励起高スピン状態をとるπ共役安定ラジカルにキノン等の電子受容部位を付加した系の合成を試みたが、ラジカルの単離に難航し、現在合成経路の改良を加えている。(分担者)(4)π共役縮合多環安定ラジカルをドナーとする電荷移動結晶を用いて、安定ラジカルからアクセプターへの光誘起電子移動と見られる時間分解ESRスペクトルの観測に成功した。このスペクトルの帰属とその詳細は、現在なお検討中である。(代表者)(5)金属錯体とπ共役有機スピン系の光励起高スピン状態との相互作用を解明する準備段階として、金属原子との配位能を有するピリジン環を付加した分子を新規に合成し、時間分解ESR測定により光励起四重項高スピン状態をとる事を明らかにした。(代表者)2004年度に立ち上げたパルスレーザーと同期させたパルスESR測定装置により、以下の研究成果が得られた。(1)時間分解ESRでは、4つの不対電子からなる特異な励起三重項とそれに近接した五重項状態の存在する特異なスピン系に対して、位相緩和時間の違いを利用してスペクトル分離を行う事に成功し、またそのスピン多重度も、transient nutationの周期を解析する事により直接決定できた。この成果により、励起三重項スピンカップラーを用いた光誘起スピン整列の残された問題の一つが解決された(Chem.Eur.J.)。(2)分子内集積系の一つとして光励起四重項高スピン状態が観測された分子に機能性部位(エネルギー受容体)を導入した新規安定ラジカル系を合成し、その光励起状態のスピン整列をスピンダイナミックスを時間分解ESRとパルスESRで研究した。この系では、アントラセン部位から受容体への光誘起電子移動により形成された電荷分離状態を経由したと考えられる特異な分極パターンが観測された。この研究成果はイオン対状態を介して形成された光励起高スピン状態の最初の観測例であると考えられる(投稿中)。(3)光励起四重項高スピン状態をとる安定ラジカルを電子ドナーとしフッ素化ベンゾキノンを電子アクセプターとする分子間CT系の1つにおいて、興味深いサーモクロミズム現象が観測されたが、詳細は現在検討中である(投稿準備中)。
入院妊婦における妊娠期の快適性と出産満足度・育児行動との関連

文献検討,および母性看護学の専門家との意見交換から,質問紙の内容を以下とした.1回目:入院時(同意を得られたもの),妊娠期快適性尺度(Prenatal Comfort Scal; PCS)(武石ら,2010),2回目:入院より23週間後,1回目同様PCS,3回目:出産後産褥5日以内,出産体験自己評価尺度(常盤ら,2000),母親の愛着質問紙(Maternal Attachment Questionaire; MAQ)(中島,2002),母親役割の自信尺度・母親であることの満足感尺(前原ら,2005),4日目:1か月健診時,MAQ,母親役割の自信尺度・母親であることの満足感尺配付数は,本研究対象者を,分析において最低100名以上確保したいこと,縦断的調査であることより初回対象者数の維持が難しく,最終的に30%程度の回収率となることを見込み500名程度に配布することを予定した.本研究は連結可能匿名化ではあるが,倫理的配慮により無記名自記式質問紙とし,質問紙のID番号と連結表により研究者が管理することとした.同意を得られた対象者の診療録には目印を貼付した.質問紙は回答後,対象者により封筒に入れ封をしてもらい,所定の回収箱にて回収することとした.今後は,研究協力機関の倫理審査の承認を得,研究協力施設の病棟スタッフと協力体制を整え,本研究を行っていく.この質問紙と調査手順に基づき入院妊婦の快適性の変化,妊娠中の快適性と出産満足度・育児行動との関連を検証していくことが課題とされる.その結果を踏まえ、入院妊婦への看護介入の検討・評価、ローリスク妊婦と入院妊婦の快適性の比較などと研究を発展させていく.文献検討,および母性看護学の専門家との意見交換から,質問紙の内容を以下とした.1回目:入院時(同意を得られたもの),妊娠期快適性尺度(Prenatal Comfort Scal; PCS)(武石ら,2010),2回目:入院より23週間後,1回目同様PCS,3回目:出産後産褥5日以内,出産体験自己評価尺度(常盤ら,2000),母親の愛着質問紙(Maternal Attachment Questionaire; MAQ)(中島,2002),母親役割の自信尺度・母親であることの満足感尺(前原ら,2005),4日目:1か月健診時,MAQ,母親役割の自信尺度・母親であることの満足感尺配付数は,本研究対象者を,分析において最低100名以上確保したいこと,縦断的調査であることより初回対象者数の維持が難しく,最終的に30%程度の回収率となることを見込み500名程度に配布することを予定した.本研究は連結可能匿名化ではあるが,倫理的配慮により無記名自記式質問紙とし,質問紙のID番号と連結表により研究者が管理することとした.同意を得られた対象者の診療録には目印を貼付した.質問紙は回答後,対象者により封筒に入れ封をしてもらい,所定の回収箱にて回収することとした.今後は,研究協力機関の倫理審査の承認を得,研究協力施設の病棟スタッフと協力体制を整え,本研究を行っていく.この質問紙と調査手順に基づき入院妊婦の快適性の変化,妊娠中の快適性と出産満足度・育児行動との関連を検証していくことが課題とされる.その結果を踏まえ、入院妊婦への看護介入の検討・評価、ローリスク妊婦と入院妊婦の快適性の比較などと研究を発展させていく.
国民国家機能の形成・拡大・変容にみられる地域連関の論理

(1)研究会の開催(1)1996年7月19日(アジア経済研究所)鳥居高「マハティールの経済構想:変化する国家の役割」、浅見靖仁「中間層の成長とタイ政治社会論の新動向」(2)1996年9月5日(東京大学教養学部)鳥居高「マレーシア政治基礎資料の状況について」、古田元夫「ベトナムの行政改革と共産党第8回大会」片山裕「フィリピンの分譲地開発をめぐる中央地方関係」(2)各班員の研究〈片山〉(1)国際学会での報告(平成8年9月18日神戸大学、同10月19日京都市国際交流会館、京都大学東南アジア研究センター主催)(2)フィリピン行政制度に関する資料収集(平成8年8月、平成9年2月フィリピンへ渡航)(3)フィリピン地方自治制度についての関連資料のデータベース化〈倉沢〉(1)インドネシア都市中間層に関するサーベイ・データの整理とデータベース化(2)インドネシア地方自治制度についての資料収集〈古田〉(1)人事院が招聘した「ヴェトナム国別特設行政・公務員制度セミナー」での講演と参加したヴェトナム政府行政組織委員会代表との討論(平成9年1月9日)(2)ヴェトナムにおける行政改革関連資料の収集(平成8年8月自己負担によるヴェトナム渡航)(3)上記資料の整理とデータベースへの入力、文献目録作成〈浅見〉タイにおける国民国家機能の形成過程について考察するため、タイ及び周辺の東南アジア諸国、さらには日本や欧米の事例とも比較しながら、関連する文献を読み進めた。特に1980年代後半以降の経済面、情報面での急速な国際化の流れの中で、タイの従来の国民国家としての枠組みがどのように変化してきているかについて、中間層の台頭と市民社会の形成などに焦点を当てながら、考察を行った。」〈鳥居〉マレーシア政治基礎資料の整理作業を行った。具体的には次の通り。(1)政治研究基礎文献の収集と文献解題づくり(2)マレーシア連邦憲法、翻訳編集(3)マハティール政権下の下院議員および閣僚リストの作成(4)マハティール政権下の政治エリートの社会的属性関する資料整理〈斎藤〉(1)国民国家インドネシアと植民地国家蘭領東インドという地理的には連続する2つの国家の連続性と非連続性に関する議論のサーベイの実施。(2)インドネシアで現在大きな政治的イシューになっている、元インドネシア民主党党首メガワティ女史をめぐる政治闘争をめぐる言説を、既にその参照枠組みになりつつある、フィリピンの二月革命、ビルマ(ミャンマー)のス-チ-女史のイシューとの間でどのような連関が認められるのか、これを象徴過程のレベルで分析することを目指す研究。具体的には次の通り。
アメリカにおける「司法の監督権」の沿革と意義:当事者モデルの神話と実像

平成4年度の「アメリカ連邦刑事訴訟規則の立法過程:当事者モデルの神話と実像」に引き続いて、刑事訴訟法の指導理念である当事者主義あるいはこれを基礎とした当事者モデルの捉え直しを目的として、本年度は、一見、職権主義的な訴訟行為である裁判所の処分を根拠付ける「司法の監督権」につき、アメリカの諸判例を検討した。コモン・ロ-では、裁判所に固有の権限があるとされ、実定法に明文のない場合の裁判所の様々な判断の根拠とされてきた。しかしながら、抽象的な固有権論からより直せつな司法の「監督権」概念が合衆国最高裁判例において今世紀に確立するに至る。司法の監督権は、司法による刑事司法制度における統制(制御)機能として働くが、具体的には(1)司法手続の質の保護、(2)制定法違反の適示、(3)不当な場面での救済、の3つの役割を持っていることが判例上確認された。また、合衆国最高裁が1983年に示したように、司法の監督権の政策的目的と倫理的目的のふたつの実現は、コモン・ロ-との沿革を異にするわが国にも充分適用可能な観念であることを発見した。こうした裁判所の権限によって、当事者モデルでは対応しづらい「証拠開示問題」や「証拠排除問題」への論拠をかなり明確に主張しうる理論的基盤を整えることができるとの知見を得た。
遅延膨張性アルカリ骨材反応の評価に適した試験法の開発と抑制対策に関する研究

遅延膨張性アルカリ骨材反応(ASR)に対する現行の試験法の適用性の確認,遅延膨張性ASRの評価に適した試験方法の検討および遅延膨張性アルカリ骨材反応の抑制対策として,内在アルカリ環境および外来アルカリ環境に対する沖縄県産フライアッシュの適用性の検証を行った.新しい試験法の検証として,飽和NaCl溶液に浸漬し,温度設定をパラメータとした基礎研究を行い,新しい試験方法の可能性を示した.また,フライアッシュによる遅延膨張性ASRの抑制効果を実験により確認した.平成23年度に実施したペシマム混合率およびその付近の反応性骨材と非反応性骨材の混合率に対して沖縄産フライアッシュのASR抑制効果の確認を促進膨張試験(カナダ法,デンマーク法)により行った.フライアッシュ(FA)はフライアッシュセメントB種を想定して,セメント置換率16%とした.また,平成23年度に実施した反応性骨材と非反応性骨材の混合率の異なる11ケースの試験のうち最も膨張した試験体に対して岩石学的検討を行った.以下に得られた主な結果を示す.この結果より遅延膨張性ASRに対する沖縄産FAの効果が確認できた.(1)デンマーク法の実験結果より,浸漬期間91日目におけるFA無混和のデンマーク法結果は,#1,で不明確と判断される膨張率を示し,#5,#7では「膨張性なし」と判断された.しかし,判定基準をこえて計測を続けた結果,FA混和の試験体は促進期間とともに膨張し,#5においては判定基準を超えた膨張率の値(154日)は,1.75を示し,「不明確」と判断されるまで膨張した.浸漬期間91日目におけるFA混和した試験体の結果は,いずれの実験ケースにおいても有害な膨張は認められない.(2)カナダ法の実験結果より,浸漬期間14日目におけるFA混和した試験体の結果は,いずれの実験ケースにおいても有害な膨張は認められなかった.また,その後の試験期間においても有害な膨張は見られなかった.浸漬期間14日目におけるFA無混和の試験体の結果は,#1,#5で膨張率0.1%の「無害」を超えて,0.10.2%の「有害と無害な骨材が含まれる」と判定できる.上記以外の実験ケースは,14日目の値において,膨張率0.1%を下回っているので,「無害」と判定できる.しかし,判定基準をこえて計測を続けた結果,#1(海砂:砕砂=100:0),#5(海砂:砕砂=60:40)は,「潜在的に有害」と判定できる膨張率を示した.平成25年度の目的は,「遅延膨張性ASRに適したJISのASR試験法に代わる新しい試験法を提案する」ことであった.当初計画した促進膨張試験は,沖縄の塩害環境を考慮に入れ,NaCl溶液(温度50°C)を用いた乾湿繰返し試験であった.しかし,今回の検討結果では,膨張挙動が浸漬した場合(飽和NaCl溶液50°C)に比べて遅かったため,試験法の方針を変更した.新しく検討した試験では,飽和NaCl溶液に試験体を浸漬し,溶液の温度を40°C,50°C,60°C,70°Cと水溶液の温度をパラメータとした膨張性への温度依存性の評価を行った.試験体ケースは,反応性骨材(海砂):非反応性骨材(石灰岩砕砂)=100:0および50:50で行った.その結果,60°Cと70°Cを用いることで,遅延膨張性を示す骨材の危険評価の可能性を見出した.今回の結果を基礎データとし,今後も継続して遅延膨張性に適した新しい試験法の検討を行う.遅延膨張性アルカリ骨材反応(ASR)に対する現行の試験法の適用性の確認,遅延膨張性ASRの評価に適した試験方法の検討および遅延膨張性アルカリ骨材反応の抑制対策として,内在アルカリ環境および外来アルカリ環境に対する沖縄県産フライアッシュの適用性の検証を行った.新しい試験法の検証として,飽和NaCl溶液に浸漬し,温度設定をパラメータとした基礎研究を行い,新しい試験方法の可能性を示した.また,フライアッシュによる遅延膨張性ASRの抑制効果を実験により確認した.沖縄県では遅延膨張性アルカリ骨材反応によるコンクリート構造物の劣化が問題となっている.しかし,現行のJISアルカリ骨材反応試験では,その検出が極めて困難である.また,コンクリートの促進膨張試験(残存膨張試験:JCI-DD2)においても同様である.従って,遅延膨張性アルカリ骨材反応(以下,ASR)の評価に適した新しい試験法の開発と抑制対策の検討が急務である.そこで本研究は二つの目的を設定し実施する.(1)遅延膨張性アルカリ骨材反応に対する現行の試験法の適用性と,それに代わる新しい試験法の開発,(2)遅延膨張性アルカリ骨材反応の抑制対策として,内在アルカリ環境および外来アルカリ環境に対する沖縄県産フライアッシュの適用性の検証.現在までに得られている結果を以下に示す.1)現行JISアルカリ骨材反応試験法(JIS A 1145:化学法,JIS A1146:モルタルバー法)が遅延膨張性骨材の危険性を検出不可能であることを確認した.2)沖縄県では,コンクリート用細骨材として本部産石灰岩砕砂と新川沖産海砂を混合して使用しているが,その混合割合でASRの生じやすさが異なる(ペシマム混合率)ことが分かっていることから,3つの促進

膨張試験(カナダ法,デンマーク法,JCI-DD2法)を実施し,ペシマム混合率の検証を行った.その結果,カナダ法において,ペシマム混合率が2カ所で表れるという大変興味深い知見を得た.3)平成25年度に予定している現行のASR試験法に代わる新しい試験法の検証に対して,試行実験を行っている.提案する試験法は,カナダ法,デンマーク法の両試験の結果を基礎データとし,沖縄県の塩害環境を考慮に入れ,NaCl溶液を用いたデンマーク法を基礎とした乾湿繰返し促進膨張試験であり,現在はサイクルや塩分濃度および養生温度などのパラメータを検討している.しかし,未だ良好な結果は得られていない.平成24年度の目的は,「ペシマム混合率に対する沖縄県産フライアッシュのASR抑制効果の検討を行う」であった.その目的に対して,1)ペシマム混合率に対するフライアッシュの抑制効果を確認するための促進膨張試験(カナダ法,デンマーク法)を実施した.また,2)平成23年度に実施した促進膨張試験の膨張した試験体に対して岩石学的評価を実施した.以上のことから本研究はおおむね順調に進展していると評価できる.しかし,予算等の都合で岩石学的評価に対しては,偏光顕微鏡観察を中心に行い,SEM-EDS分析は省略した.本研究の達成度は,おおむね順調に進展していると判断する.以下にその理由を述べる.1)現行JISアルカリ骨材反応試験法(JIS A 1145:化学法,JIS A1146:モルタルバー法)が遅延膨張性骨材の危険性を検出不可能であることを確認することに対して,本研究で使用する遅延膨張性を有する海砂に対して実施し,現行の試験では,遅延膨張性ASRの危険性を検出できないことを確認した.2)ペシマム混合率について,海砂(反応性骨材)と石灰岩砕砂(非反応性骨材)を10%ずつ変化させた11ケースについて促進膨張試験(JCI-DD2,カナダ法,デンマーク法)を実施し,現在結果を整理中である.また,今年度実施するフライアッシュのASR抑制効果についても予備試験を実施し,その効果を確認した.今年度はペシマム混合率に対するASR抑制効果の確認を行う.3)平成25年度に実施する予定の現行のASR試験法に代わる新たなASR試験法の試行実験(乾湿繰返し試験)を行った.提案試験法についても膨張挙動の発現は緩やかなものの,膨張挙動を確認した.平成25年度に向けて継続して試行試験を実施する予定である.平成25年度の目的は,「JISに代わる新しい試験法を提案する」ことである.提案する試験法は,沖縄の塩害環境を考慮にいれ,NaCl溶液(温度50°C程度)を用いた乾湿繰返し試験である.試験装置は,平成23年度に作成し,現在試験の詳細を検討中である.
マルチモダリティバイスを用いた胸部SPECTとCTの3次元融合画像の作成

肺single photon emission computed tomography(SPECT)像で得られる肺機能情報を形態像であるCT像と融合させた3次元的融合像の作成を、SPECTおよびCT撮影が複雑な胸部構造をシムレーションした3次元画像胸部ファントームを作成して基礎的に検討した。ファントーム実験では、Tc-99m外部線源からのガンマ線による散乱線を利用してファントームの輪郭を描出させる方法の開発を試みた。その結果、本法により、高い精度で、CTとの3次元融合像が作成できることが証明された。研究成果は欧文雑誌に投稿した。また、本研究の過程で臨床的検討として、肺換気能核医学検査であるXe-133 SPECTを3次元画像化し、肺癌における肺局所換気能評価における有用性、肺気腫に対する肺容量減少術における有用性、さらに肺気腫例における胸郭横隔膜運動異常と肺局所換気異常との相関をみる上での有用性を検討した。その結果、本3次元画像は、肺癌例における肺換気異常部位の3次元的な把握や、肺気腫に対する肺容量減少術において肺切除部位の選択と治療効果判定に有用であることが示された。また、MRイメージにより把握される胸郭横隔膜運動異常が、Xe-133 SPECTの3次元像で評価される肺局所換気異常と密接に関連して起きることが証明された。これらの成果は欧文雑誌に投稿し掲載された。さらに、本研究の過程で、胸部CTにおいて肺気腫性病変の画像化のため、CT値が760H.U.以下の肺領域のみを抽出して表示するdensity-mask CT像を開発し、肺血流SPECTおよびXe-133 SPECTとの対比により、喫煙肺気腫では肺辺緑部の機能が肺中心部に比較して保たれる傾向にあることを見いだした。この知見も欧文雑誌に記載される予定である。本研究期間中に台風18号による水害のため核医学診療が行えなくなり、3次元的融合像の臨床的有用性をまとめるには至らなかったが、本研究過程で得られたこれらの研究成果は、今後の3次元的融合像の臨床的応用に寄与すると考えられる。本年度は、高精度3次元画像の融合像のためのファントームを用いた基礎的検討を行なうための準備を進めたが、現在の段階でようやく準備が整った状況にあり、研究の本格的な遂行は、平成11年3月から起動させざるを得ない状況である。これまでに時間を費やした原因は、3次元画像およびその融合像の作成可能な3次元画像処理ソフト(VOXBLASTPOWER MAC VAYS 1030)の選択と入手に数ヶ月を要したことと、SPECTおよびCTの撮影が可能で複雑な構造を有する3次元画像胸部ファントームの作成に約一ヶ月を要したことが原因である。しかし、現時点において3次元画像処理ソフト(VOXBLASTPOWER MAC VAYS 1030)の取り扱いをシムレーションモデルにより修得しており、3次元画像胸部ファントームを完成させCT撮像を既に行った。また、SPECTおよびCTで共通して使用可能な外部マーカーを入手し実験準備が完了した段階である。

平成11年3月から、本格的に胸部ファントームにより、SPECT前処理フィルターのカットオフ値や周波数帯域、カットオフ値の適切な選択、サーフェイスレンダリング法とボリウムレンダリング法の比較、重ね合わせ誤差を検討し、さらに、胸部軟部組織や肺の輪郭を抽出する方法であるtrans-mission SPECT法とTc-99m線源からのガンマ線が軟部組織に当たることによって発生する後方散乱線を利用するSPECT撮像法の比較試験を行う予定である。CTについても3次元像抽出のための最適なカットオフ値の選択を行なう。以上のように、現段階では研究成果をいまだ発表し得ていないが、基礎実験を遂行するための準備が完了したので全力をあげて研究成果を示すように努める。本年度は,新規に購入した3次元画像処理ソフトとSPECTおよびCT撮影が可能で複雑な胸部構造をシムレーションした3次元画像胸部ファントームを作成して、CT像と肺SPECT像との3次元的融合像の作成を行った。ファントーム実験ではTc-99m外部線源からのガンマ線が軟部組織に当たることによって発生する散乱線を利用して体輪郭を捉える方法を試み、本SPECT像を用いてCT像との3次元画像が高精度に作成できることが証明された。研究成果は欧文雑誌に投稿した。本研究の過程で臨床的な検討として、肺換気機能核医学検査であるXe-133SPECTを3次元画像化し、肺気腫に対する肺容量減少術における有用性を検討し、さらに肺気腫例における胸郭横隔膜運動異常と肺局所換気異常との相関を検討しmagneticresonance(MR)イメージと対比させて検討した。その結果、本3次元画像は、肺気腫に対する肺容量減少術において肺切除部位の選択と治療効果判定に有用であることが示された。また、MRイメージにより把握される胸郭横隔膜運動異常がXe-133SPECTの3次元像で評価される肺局所換気異常と密接に関連して起きることが証明された。これらの成果は欧文雑誌に投稿し掲載された。さらに胸部CTにおいて肺気腫性病変の画像化のため、CT値が760H.U.以下の肺領域のみを抽出して表示する方法を開発し、肺血流SPECTおよびXc-133SPECTと対比して、喫煙肺気腫では肺辺縁部の機能が肺中心部に比較して保たれる傾向にあることを見いだした。この知見は欧文雑誌に記載される予定である.台風18号による水害のため核医学診療棟の機能が停止し、本研究期間中には、臨床的に3次元的融合像の有用性をまとめるには至らなかったが、本研究過程で得られた研究成果を今後臨床的に発展させて行く予定である。
歯科用セラミックス基複合材料のミクローマクロ最適構造解析

1.アルミナ繊維強化アルミナ複合体(CMC)の試作およびその特性α-アルミナセラミックスとγ-アルミナ長繊維を複合化した,CMCシートを作製し,卓上型高速昇温電気炉を用い大気中において1000°Cで焼成することで,CMCを試作した.焼成後のCMCの体積収縮率は,アルミナ単体と比較して0.45に減少した.また曲げ強さおよび曲げ弾性係数は,アルミナ単体と比べてそれぞれ12倍および16倍向上し,優れた曲げ特性を示した.これはCMC内部のSEM像から,繊維/マトリックス界面が密に結合されている様子が確認でき,結果として繊維の高強度を最適に引き出したものと考えられた。2.焼成温度(9001200°C)による影響焼成後のCMC表面のSEM像からは,すべての焼成温度において,緻密に焼結できていることが確認できた.またCMCの曲げ強さは,焼成温度が高くなるにつれて減少した.焼成温度が9001100°Cの場合のアルミナ繊維のX線回折結果からは,γ-アルミナのピークが確認できた.一方,1200°Cではムライトの結晶の生成が見られたことから,曲げ強さの低下の理由として,アルミナ繊維の劣化が考えられた.3.CMCの数値モデル化および損傷進展解析CMCを構成する繊維とマトリックスを独立してモデル化し,それぞれにTsai-Hill則とVon-Mises則の破壊則を適用して,CMCの損傷進展解析を行った.数値解析の結果,本研究で作製したCMCの損傷過程は,マトリックス破壊→繊維/マトリックス界面の破壊→繊維破断であることが確認でき,CMC内部の損傷進展の様子を把握することができた.以上,本研究においてCMCの構造機構および力学的特性をミクロおよびマクロの観点から明らかにすることにより,歯科用CMCを設計する上で必要な繊維/マトリックス界面機構に関する重要な知見を得ることができた.本研究では,織物繊維を強化材としたグリーンシートを試作するとともに,これを積層,焼成することによって成形された織物繊維強化セラミックス(FRC)の焼成収縮率を測定し,FRCの評価を行った.本研究で作製したFRCの強化材には,炭化ケイ素系繊維,マトリックスにはアルミナを用いた.本研究で用いた炭化ケイ素繊維は平織タイプの繊維であり,繊維径11μm,フィラメント数800,密度2.46g/cm^3である.作製方法としては,まずアルミナ,ホウケイ酸ガラス,エタノール,蒸留水,分散剤,バインダ,可塑剤を加えて長時間ボールミルした.その後,気泡の除去とスラリーの粘度調整を目的として撹拌脱泡を行った。粘度調整したスラリーをドクターブレード法によりキャリアフィルム上に一定速度で流延することでグリーンシートを作製した.グリーンシートは常温で安定するまで乾燥させた後,グリーンシートを三枚積層し,卓上型高速昇温電気炉を用いて,1000°Cで焼成することでFRCを作製した.また得られた焼結体の焼成収縮率を測定した.その際,グリーンシート作製時の送り方向,幅方向,厚さ方向それぞれの収縮率を求めた.結果として,織物繊維を用いた場合のFRCの焼成収縮率は全方向とも0.9%以下であり,マトリックス単体(約8.8%)に比べて小さかった.これはマトリックスの収縮が繊維によって抑制されたためと考えられる.また織物繊維はすべての方向に対して収縮率を抑制することができた.これらのことから,本研究では織物繊維を複合化したグリーンシートを得ることができた.さらにはそのFRC成形体は,焼成収縮率を効率良く抑えることが判明した.しかし二次元構造である一方向繊維と比べ,今回使用した織物繊維は三次元構造をとるため,繊維/マトリックス界面の制御方法やグリーンシートの薄膜化など更なる検討が必要である.1.アルミナ繊維強化アルミナ複合体(CMC)の試作およびその特性α-アルミナセラミックスとγ-アルミナ長繊維を複合化した,CMCシートを作製し,卓上型高速昇温電気炉を用い大気中において1000°Cで焼成することで,CMCを試作した.焼成後のCMCの体積収縮率は,アルミナ単体と比較して0.45に減少した.また曲げ強さおよび曲げ弾性係数は,アルミナ単体と比べてそれぞれ12倍および16倍向上し,優れた曲げ特性を示した.これはCMC内部のSEM像から,繊維/マトリックス界面が密に結合されている様子が確認でき,結果として繊維の高強度を最適に引き出したものと考えられた。2.焼成温度(9001200°C)による影響焼成後のCMC表面のSEM像からは,すべての焼成温度において,緻密に焼結できていることが確認できた.またCMCの曲げ強さは,焼成温度が高くなるにつれて減少した.焼成温度が9001100°Cの場合のアルミナ繊維のX線回折結果からは,γ-アルミナのピークが確認できた.一方,1200°Cではムライトの結晶の生成が見られたことから,曲げ強さの低下の理由として,アルミナ繊維の劣化が考えられた.3.CMCの数値モデル化および損傷進展解析CMCを構成する繊維とマトリックスを独立してモデル化し,それぞれにTsai-Hill則とVon-Mises則の破壊則を適用して,CMCの損傷進展解析を行った.数値解析の結果,本研究で作製したCMCの損傷過程は,マトリックス破壊→繊維/マトリックス界面の破壊

→繊維破断であることが確認でき,CMC内部の損傷進展の様子を把握することができた.以上,本研究においてCMCの構造機構および力学的特性をミクロおよびマクロの観点から明らかにすることにより,歯科用CMCを設計する上で必要な繊維/マトリックス界面機構に関する重要な知見を得ることができた.
木材腐朽および環境浄化に資する細菌移動戦略‐ファンガルタクシー‐

本研究では白色腐朽菌と共存細菌との相互作用に着目し、木材腐朽時における細菌の移動、共培養による木材腐朽への影響、共存細菌が生産する化合物の3点に着目した。木片上の細菌の移動実験では、不安定ではあるものの菌糸の伸長に伴う細菌細胞の拡散を明らかにすることが出来た。木材腐朽に与える影響としては、組み合わせる菌と細菌の種類に依存して、木材腐朽の度合いが変化した。細菌が木材腐朽菌の菌糸伸長に影響を与える物質を生成していることを明らかにした。PDA培地上で白色腐朽菌の菌糸伸長促進効果が観察されるStereum sp. TN4F株とその共存細菌Curtobacterium sp. TN4W-19の組み合わせ、およびPhlebia brevispora TN3F株とその共存細菌TN3W-14株の組み合わせを用いて、PDAプレート上におけるホウノキおよびブナ木片を用いた腐朽試験を行った。いずれの細菌も木片上に接種し、共存細菌が白色腐朽菌の菌糸伸長に与える影響、木材腐朽に対する影響、および白色腐朽菌菌糸の伸長に伴う細菌の移動について検討した。ホウノキ木片を用いた腐朽試験では、いずれの組み合わせにおいても木片の重量減少がほとんど観察されなかったが、Stereum sp. TN4F株の菌糸伸長が、細菌と共培養させることで著しく促進されることが示された。一方、ブナ木片を用いた腐朽試験では、細菌の共培養による白色腐朽菌の生育に大きな差は見られなかったが、木材腐朽菌と細菌を共培養させることで木片の重量減少が低下した。これらの結果は、耐腐朽性のある木材上での白色腐朽菌の生育に、共存細菌が正の影響を及ぼすことを示す。一方で、木片上の細菌接種位置と離れた場所より白色腐朽菌菌糸をかきとり、R2A培地上に塗布して細菌の有無を検討した。その結果、安定的ではないものの一部の菌糸先端より細菌のコロニーが検出された。この細菌が接種した共存細菌であるかどうかの確認はおよび再現性を検討する必要があるが、木材腐朽菌の菌糸伸長に伴って細菌が移動している可能性を示唆する。本研究は評価系の構築から進める必要があったが、木片のサイズや白色腐朽菌の接種位置、細菌の接種の位置とタイミングが重要であることが分かり、多くの検討を必要としたが、それもおおよそ決定でき、評価に値する実験系が構築できたことは研究を進めるうえで有益である。計画した実験をほぼそのまま推進することができた。昨年度に引き続き、木片を用いた腐朽試験を行い、木材腐朽菌の菌糸伸長に伴う細菌の移動・拡散について検討した。Phlebia brevispora TN3F株とその共存細菌TN3W-14株の組合せを用い、木片上で細菌を接種した地点から離れた位置で、伸長した木材腐朽菌菌糸から細菌の検出を試みたところ、再現性が乏しいものの細菌株が検出された。これは、木材表面上で細菌の移動に菌類の菌糸伸長が関係していることを示している。一方で、木材腐朽率を木片の重量減少率として算出したところ、木材腐朽の促進は観察されず、むしろ阻害される傾向にあった。白色腐朽菌Phlebiabrevisporaは、芳香族の環境汚染物質分解能を保持しているが、その共存細菌との共培養が分解能にどのような影響を与えるか調べるために、多環式芳香族化合物(PAHs)の分解試験を行った。結果、複数の細菌株との共培養により、PAHsの分解促進が確認された。一方、細菌株が白色腐朽菌の菌糸伸長促進物質を生産しているという仮説の立証を試みた。Stereum sp. TN4F株の共存細菌Curtobacterium sp. TN4W-19、およびPhlebia brevispora TN3F株の共存細菌TN3W-14株をPDA液体培地で培養し、その培養液から酢酸エチル抽出物を調製し、その抽出物含むフィルターペーパーを用いた対峙培養により、両白色腐朽菌の菌糸伸長促進が観察された。これにより、共存細菌が白色腐朽菌へのシグナルとして、脂溶性の化合物を分泌していることを明らかにすることが出来た。森林化学、森林微生物学、バイオマス変換
高次元代数多様体のユニポテント構造と自己同型群

他方,伊藤浩行(東京理科大理工学部)と共著で「Algebraic surfaces in positive characteristic」という本を執筆している.正標数で生じる特異現象に関する約400頁の原稿がほぼ完成しているが,その推敲と細部の詰めのために,2018年11月11日12日と2019年2月27日2月28日の2回に亘って東京理科大野田キャンパスに出張した.加法群が4次元アフィン空間に,1変数を固定して作用しているとき,その作用が固有であれば,その作用はtranslation(1変数方向への平行移動)となる,というKalimanの定理に別証明を与えた.ただし,作用がtightであるという仮定を追加しているが,高次元の一般のアフィン代数多様体への加法群の作用の記述はかなり難しい点があり,tightであるという仮定はかなり自然なものである.上記の共著本「Affine space fibration」をアフィン代数幾何学の代表的専門書とするべく,アフィン空間ファイブレーションとユニポテント群の作用による商射を研究し,最新の成果を専門雑誌に発表するとともに,共著本に含めることを目指す.そのためには,共著者3人が緊密に議論しあうことが重要である.2019年度中にも3人が一緒に議論をする機会をつくることを考える.本課題研究において,代数多様体のもつアフィン直線束構造や加法群の作用の存在について研究した.また,その応用として代数多様体の不分岐自己準同型射に関する一般ジャコビアン予想を考えた.それぞれの問題において,新しい知見が得られた.成果は,一層の深化と充実を待って発表する予定である.海外の研究集会としては,次の会に出席し,講演または議論を行った.(ポーランド大学ルケンチン保養施設,2016/9/17-2016/9/26)Warsaw大学のM. Korasと科学アカデミーのK. Palkaが主催した研究集会で,K. Palkaの「対数的ミニマル・モデルプログラム(log MMP)と(X,(1/2)D)の場合の応用としてのNagata-Coolidge予想」,A. Duboulozの「消去問題と関連する話題」及び岸本崇「高次元log MMPとaffine uniruledness」の3つの学生と若手研究者向けの連続講演があった.高次元代数多様体のユニポテント幾何については,アフィン直線束またはアフィン平面束を用いて構造の解明を図った.また,加法群の作用による商射を使って,3次元多様体の場合には,特異ファイバーの構造や特異ファイバーのローカスについて,新しい知見を得た.代数多様体の不分岐自己準同型射に関する一般ジャコビアン予想に関しては,正規アフィン曲面A^2/Gの場合を考えた.この場合に予想が正しければ,有限群の作用と同変な2次元ジャコビアン予想が導かれる.完全解に至っていないが,部分的結果でも興味深いものが得られている.正標数の基礎体上で代数曲面の特異点を考えると,様々な特異現象がおこる.これらをまとめた本を執筆中である.一般ジャコビアン予想,ユニポテント幾何,正標数の代数曲面に関する研究を継続した.その成果の一部を国際研究集会で以下のように発表した.さらに,研究成果を3篇の論文としてまとめ,それらは国際研究集会Proceedingsおよび国際数学雑誌に掲載発表された.また,これまでの成果を2冊の専門書,「Algebraic surfaces in positive characteristic」(World Scientific)及び「Affine space fibrations」(De Gruyter)として刊行するべく,原稿をまとめている段階にある.ともに共著であるが,最初の本の原稿で研究者の持ち分は完成している.●2018年3月関西学院大学大阪梅田キャンパスで開催された国際研究集会「第16回アフィン代数幾何学研究集会」において,「Geometry of Artin-Schreier coverings」という講演を行った.●研究実績の概要欄に書いたように,3つの国際研究集会(1つは国外,2つは国内)で招待講演を行った.●2つの外国出版社から専門書執筆の依頼があり,それぞれ研究協力者と共著で著作に励んでいる.詳細は研究実績の概要欄にある.研究目的の一つに,高次元代数多様体上に定義されたA^1-ファイブレーションとP^1-ファイブレーションの特異ファイバーを決定する問題があるが,3次元の場合にかなり進展が見られた.他方,伊藤浩行(東京理科大理工学部)と共著で「Algebraic surfaces in positive characteristic」という本を執筆している.正標数で生じる特異現象に関する約400頁の原稿がほぼ完成しているが,その推敲と細部の詰めのために,2018年11月11日12日と2019年2月27日2月28日の2回に亘って東京理科大野田キャンパスに出張した.加法群が4次元アフィン空間に,1変数を固定して作用しているとき,その作用が固有であれば,その作用はtranslation(1変数方向への平行移動)となる,というKalimanの定理に別証明を与えた.ただし,作用がtightであるという仮定を追加しているが,高次元の一般のアフィン代数多様体への加法群の作用の記述はかなり難しい点があり,tightであるという仮定はかなり自然なものである.3次元の対数的極小モデルの理論を,如何にしてユニポテント幾何に取り込むかを考える.一つのアフィン直線束を保ちながら,極小モデルが得られることを示せば,かなりの応用が考えられる.3次元ホモロジー多様体,すなわち,正則3次元アフィン多様体でA^3と同じ整係数ホモロジー群をもつもの,の構造と分類を考える.

正標数代数曲面の本の執筆を続け,その完成を目指す.●2018年5月にはPolandの科学アカデミーで開催される国際研究集会で講演を行う予定であり,8月にはOberwolfach数学研究所(ドイツ)で1か月共同研究を行う予定である.ともに,アフィン空間A^nをファイバーとするファイブレーションの構造を対象としている.特異ファイバーの解析には種々の結果(例えば,群作用に関する変換群の知識や,位相的性質を調べるためのトポロジーの知識)を総合する必要がある.●2018年度は,De Gruyterから出版予定の本の原稿の作成に注力する予定である.原稿の作成と新知識の探求が一致しているので,すでに得られた結果だけを書くものではない.●アフィン代数幾何学研究集会の開催を研究分担者とともに図る.上記の共著本「Affine space fibration」をアフィン代数幾何学の代表的専門書とするべく,アフィン空間ファイブレーションとユニポテント群の作用による商射を研究し,最新の成果を専門雑誌に発表するとともに,共著本に含めることを目指す.そのためには,共著者3人が緊密に議論しあうことが重要である.2019年度中にも3人が一緒に議論をする機会をつくることを考える.予定していた国内研究集会(城崎代数幾何学シンポジウム,代数学研究集会)に所要のために出席できなかった.予定していた国際研究集会の出席を取りやめた.この額を,2018年5月に出席するポーランド,科学アカデミーにおける「代数幾何学研究集会ーKoras Conference」出席のための費用の一部として使用する.旅費として使用する予定であった前年度未使用額の一部が残っている.2019年度の旅費に一括して使用する.正標数の代数曲面論の本を執筆中である.そのために,TeX環境を一新する必要があり,ラップトップ・コンピュータを購入するのに使用する.
高潮モデル高度化と多数アンサンブル実験による確率的な巨大高潮リスクの将来変化予測

気候変動の影響を受け,全世界での熱帯低気圧の発生数は減少傾向にあるが,強度は増大し,最大風速や降水強度も増大する可能性は高まっている.地球温暖化シナリオ下における高潮リスクの精度・確度の高い将来変化予測を行うことは,人口・資産が集積した沿岸部の減災にとって重要な課題である.変化する地球環境の中で,既往最大事例に基づいた想定で対策をして想定外を繰り返すのではなく,科学的な根拠で確率的に想定をする時期に来ている.本研究の目的は,高潮モデルや台風モデル,ニューラルネットワークモデルを高度化改良するとともに,多数アンサンブル実験を行うことで確率的な巨大高潮リスクの将来変化を予測することである.気候変動の影響を受け,全世界での熱帯低気圧の発生数は減少傾向にあるが,強度は増大し,最大風速や降水強度も増大する可能性は高まっている.地球温暖化シナリオ下における高潮リスクの精度・確度の高い将来変化予測を行うことは,人口・資産が集積した沿岸部の減災にとって重要な課題である.変化する地球環境の中で,既往最大事例に基づいた想定で対策をして想定外を繰り返すのではなく,科学的な根拠で確率的に想定をする時期に来ている.本研究の目的は,高潮モデルや台風モデル,ニューラルネットワークモデルを高度化改良するとともに,多数アンサンブル実験を行うことで確率的な巨大高潮リスクの将来変化を予測することである.
矯正力負荷により制御される破骨細胞ニッチの解析

本研究における破骨細胞形成不全マウスを用いた解析により,骨表面における破骨細胞前駆細胞のRANKの発現上昇には,RANKLではなくc-Fosが必要であることを明らかにした.さらに,破骨細胞前駆細胞におけるc-Fosを介したRANKの発現上昇機構について検討した.その結果,破骨細胞前駆細胞においてc-FosはM-CSF/c-Fmsシグナルの下流でRANKの発現上昇にも必要であることが明らかになった.本研究における破骨細胞形成不全マウスを用いた解析により,骨表面における破骨細胞前駆細胞のRANKの発現上昇には,RANKLではなくc-Fosが必要であることを明らかにした.さらに,破骨細胞前駆細胞におけるc-Fosを介したRANKの発現上昇機構について検討した.その結果,破骨細胞前駆細胞においてc-FosはM-CSF/c-Fmsシグナルの下流でRANKの発現上昇にも必要であることが明らかになった.生体内では,細胞周期が停止した静止期破骨細胞前駆細胞(cell cycle-arrested quiescent osteoclast precursors: QOP)が骨芽細胞におり,数週間支持されることを確認し,この支持環境を破骨細胞ニッチと名づけた.平成21年度は,生体内におけるQOPの出現へのc-Fosの役割について、c-Fos欠損マウスを用いて検討することで代謝性骨疾患ならびに,歯科矯正分野における骨改造現象への関連について明らかにすることを目指した.c-Fos欠損マウスの骨組織におけるQOPの存在を,QOPマーカー(RANK)の免疫染色により解析した結果,c-Fos欠損マウスの脛骨にはRANK陽性細胞(QOP)は認められなかった.c-Fos欠損マウスの骨組織におけるRANKの発現量は,mRNAおよびタンパク質レベルで、RANKL欠損マウスより低値であった.c-Fosは、RANKの発現上昇を介してQOPの形成に寄与することが明らかになった。(第27回日本骨代謝学会学術集会).さらに,c-Fos欠損マウス由来のマクロファージへRANKを過剰発現させることで破骨細胞形成がレスキューされるか,実験系を確立し現在進行中である.またc-FosのRANK上昇メカニズムの詳細についてはいまだ解明できていないため,c-Fosがどのような環境化においてRANK発現を上昇させるのか,破骨細胞前駆細胞における,RANK発現上昇誘導因子としてのc-Fosの役割についてさらなる解析を行う予定である.生体内において,破骨細胞前駆細胞はRANK陽性細胞として骨表面に存在することがあきらかになった。破骨細胞前駆細胞の分化機構を明らかにすることで代謝性骨疾患ならびに,歯科矯正分野における骨改造現象への関連を明らかにすることを目指した.平成21年度では、RANK陽性細胞の挙動を解析した。RANK陽性細胞は、RANKL欠損マウスの骨表面にのみ存在し、c-Fos欠損マウスでは全く認められなかった(第27回日本骨代謝学会学術集会)。このため骨表面における破骨細胞前駆細胞のRANKの発現上昇には、RANKLは必要なく、c-Fosが必要であることが示唆された。平成22年度では破骨細胞前駆細胞におけるc-Fosを介したRANKの発現上昇機構について検討した。M-CSF受容体(c-Fms)陽性細胞は、RANKL欠損マウスおよびc-Fos欠損マウスの骨組織の両方に認められ、野生型マウス由来M・に対するM-CSF刺激は、c-FosとRANKの発現を上昇させた。一方、c-Fos欠損マウス由来M・ではM-CSF刺激によるRANKの発現上昇は認められなかった。c-Fos欠損マウス由来M・へのc-Fosの過剰発現は、RANKの発現を上昇させたが、c-Fos欠損マウス由来M・へのRANKの過剰発現は、RANKL誘導性の破骨細胞分化をレスキューできなかった。これまでc-Fosは、RANKL/RANKシグナルの下流でのみ破骨細胞分化に寄与すると考えられてきたが,今回の結果より、破骨細胞前駆細胞においてc-Fosは、M-CSF/c-Fmsシグナルの下流でRANKの発現上昇にも必要であることが明らかになった。(第29回日本骨代謝学会学術集会発表予定)骨表面における骨芽細胞由来のM-CSFは、破骨細胞前駆細胞のRANKの発現を上昇させることにより、効率的に破骨細胞分化を誘導することが示唆された。
シナプス小胞エンドサイトーシス関連蛋白の翻訳後修飾制御機構に関する研究

シナプス小胞のエンドサイトーシスは、エンドサイトーシス関連蛋白質により制御されており、多くの同関連蛋白質が同定されている。従来の研究より、これらエンドサイトーシス関連蛋白質がリン酸化による翻訳後修飾を受け、それにより機能制御されていることが判明している。本研究では、リン酸化・脱リン酸化以外の翻訳後修飾制御機構について明らかにすることを目的とし遂行した。その結果、アンフィファイジンの限定分解が同蛋白の機能ならびにシナプス小胞エンドサイトーシスを制御していることを明らかにした。初代培養神経細胞ならびに海馬スライスを高カリウムで刺激すると、アンフィファイジンが51、47、43kDaに限定分解された。また海馬スライスを10 Hzで1分間以上刺激をしても同様の限定分解が認められた。このアンフィファイジンの限定分解を引き起こす蛋白分解酵素が、カルシウム依存性蛋白分解酵素、カルパインであることを突き止めた。質量分析法によりアンフィファイジンの限定分解部位の同定に成功した。アンフィファイジンは、CLAPドメインよりC末端側の9箇所で切断されていた。FM-dyeによるシナプス小胞イメージングにより、限定分解されたアンフィファイジンは、シナプス小胞のエンドサイトーシスを抑制することが分かった。さらにアンフィファイジンの限定分解は、in vivoでも見られた。マウスにカイニン酸を投与してんかん発作を誘発すると、同限定分解が認められた。カルパイン阻害剤を投与し限定分解を抑制すると限定分解が拗制され、一方てんかん発作が促進された。以上のことから、神経が過興奮時、アンフィファイジンがカルパインにより限定分解されシナプス小胞のリサイクリングを阻害することにより、神経の過興奮を抑制する働きがあることが示唆された。シナプス小胞のエンドサイトーシスは、エンドサイトーシス関連蛋白により制御されており、多くの同関連蛋白が同定されている。従来の研究より、これらエンドサイトーシス関連蛋白が翻訳後修飾を受けることが、同蛋白の機能制御に重要であることが示唆されている。例えば、エンドサイトーシス関連蛋白が脱リン酸化されることがエンドサイトーシスに促進的に働くことは知られていた。本研究は、リン酸化・脱リン酸化以外の翻訳後修飾制御機構について明らかにすることを目的とする。特に、エンドサイトーシス関連蛋白の限定分解ならびにアセチル化が同蛋白の機能ならびにシナプス小胞エンドサイトーシスに及ぼす影響について検討するための研究を遂行し、以下の研究成果を得た。1.カルパインによるAmphiphysin I限定分解部位の同定リコンビナントAmphiphysin Iをin vitroでカルパインと反応させ、限定分解したカルパインの分解部位についてMALDI-TOF/MSにて同定した。Amphiphysin Iは、カルパインにより、アミノ酸配列333番目、360番目、および389番目で断片化されることが明らかになった。いずれの部位もCLAPドメイン内であった。さらに、1-333、1-360、1-389のアミノ酸配列から成るAmphiphysin Iを作製し、SDS-PAGEゲル上にてカルパインで限定分解されたAmphiphysin Iといっしょに電気泳動することにより、見かけ上の分子量が一致することを確認した。限定分解されたAmphiphysin IのDynamin等エンドサイトーシス関連蛋白との結合能およびリポソームとの結合能について検討した。断片化Amphiphysin Iをリポソームと反応させると、球状のリポソームがチューブ状に変化した。すなわち、断片化Amphiphysin Iが、シナプス小胞と結合できることが示唆された。一方、断片化Amphiphysin Iは、Dynaminと反応させてもリング形成が認められなかったことより、Dynaminとの結合ができないことが示唆された。