hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高圧下における含水鉱物、マグマ、水の量子シミュレーション

原子分子の視点に基づいたシミュレーションにより、含水鉱物の新高圧相の予測、高温高圧下の水の水素結合状態、氷高圧相のプロトン伝導の解明、水素ハイドレートの高圧相転移、水素化物の高温超伝導、多結晶ダイアモンドの破壊シミュレーションなど、いままで知られていなかった高圧下での水(水素)の振る舞いの一端を明らかにした。今後の中性子散乱実験との協業により一層の解明が進むことが期待される。原始地球の形成過程においては、地球の表面が高温の溶融状態(マグマオーシャン)になり大量の水(水素)を貯蔵し水圏の形成に大きな役割を果たした可能性がある。現在の地球においては、水素は水(H2O)や含水鉱物(OH基)などの化合物、あるいは無水鉱物やマグマに侵入した不純物として存在する。水(水素)の存在は鉱物やマグマの構造や融点・粘性・反応性などの物性に大きな影響を与えるので、そのメカニズムの原子レベルでの理解は地球形成史、地球深部ダイナミクスや火山噴火の解明に本質的な役割を果たす。本計画研究では、最先端の量子シミュレーションを駆使することにより、鉱物、マグマ、水の構造と物性に対する水素や水素結合の影響を明らかにすることを研究目的とする。また、中性子散乱実験用多結晶ナノダイヤモンドの材料特性を研究する。本計画研究の計算を行うPCクラスター計算機の仕様の詳細を決定し、入札、購入、導入を行った。オーダーN tight binding molecular dynamicsプログラムELSESおよび平面波基底第一原理計算プログラムPWSCFを本クラスターに導入して動作を確認した。含水鉱物および不純物として水を含む非含水鉱物(Nominally Anhydrous Minerals; NAMs)における水素位置の検証を行った。含水鉱物の弾性定数に対する水素結合対称化の影響を計算した。関連論文2編を出版した。水の水素結合ネットワーク構造の温度圧力依存性を計算し、構造が水の物性に与える影響の予備的計算を行った。ナノダイアモンドの計算の準備段階として、結晶ダイヤモンドの状態方程式と3次元C60のポリマー化過程を計算することによりtight binding parametersの検証を行い、改善すべき点を指摘した。2008年から2009年にかけてダイヤモンド、グラファイトに次ぐ第3の炭素結晶"K4"が提唱された。ダイヤモンドはsp3結合のみからなる3次元ネットワークであり、グラファイトはsp2結合のみからなる2次元ネットワークであるが、"K4"は、もし存在するとすれば、sp2結合のみからなる3次元ネットワークを持つ結晶である。我々は、密度汎関数線形応答理論に基づき、この結晶のフォノンの分散関係を計算して、"K4"の結晶構造は不安定であり結晶として存在し得ない可能性を指摘した。地表環境から高温高圧領域までの水・液体や含水鉱物およびナノダイヤモンドの物性を明らかにする第一原理計算を行った。またそのための大規模シミュレーション手法の開発を行った。高圧下の液体に関しては、水の水素結合ネットワーク構造の温度圧力依存性を計算し、構造が水の物性に与える影響の予備的計算を行った。これまで用いてきた密度汎関数(BLYP)とGrimmeのファンデルワールス補正を組み合わせることによって、第一原理分子動力学シミュレーションから得られる常温常圧の水の構造および動的性質が実験結果との整合性において有意に改善されることがわかった。高圧金属液体リチウムの液体構造の温度圧力依存性を明らかにした。含水鉱物に関しては、地球深部における水の主要な保持層と考えられている含水ワズレアイトの弾性特性および振動特性に関する第一原理電子状態計算を行った。また地球における主要な含水鉱物である蛇紋石(高温・低温型)の構造および弾性特性に関する第一原理電子状態計算を行った。いずれの研究も国内・海外の学会において発表を行った。ナノ多結晶ダイヤモンドに関しては、その成長プロセス研究のための計算が行われた。具体的には、オリジナルコードを用いたオーダーN電子構造計算により、欠陥を含むダイヤモンド系を有限温度下で[111]方向および[100]方向に伸張することで、ダイヤモンドーグララァイト変換がおこり、両者の競合系を得た。これは多結晶ナノダイヤモンド形成メカニズム理解の第一歩となる。また、大規模量子分子動力学プログラムを多原子種系・電荷セルフコンシステント手法に対応させ、グリーン関数を通じての大規模電子状態解析手法の基礎路論、GPU(Graphic Processing Unit)を利用した高速計算法の開発を行った。高圧下での水・液体、含水鉱物、マグマおよびその他の水素含有物質の物性を明らかにするための第一原理物質科学計算を行った。惑星の重要な構成物質のひとつであるメタン分子の高圧下での結晶構造予測を行い、新結晶構造を理論的に発見した。また、最近高圧力下で発見されたシラン・水素複合結晶の構造とダイナミクスを第一原理分子動力学計算を用いて調べた。シランと水素は、分子の中心が格子点に固定されているが、分子の向きがランダムである結晶構造をとることが分かった。Natural Bond Orbital分析により,二つの分子間のdonor-acceptor相互作用が圧力により増強されることが分かった。

実験で観測されたvibron振動数の負の圧力依存性は、この分子間相互作用によるものであることを明らかにした。中性子線回折による水素原子を含んだ結晶構造決定および光学的方法による分子振動測定を用いてこれらの新高圧相が検証されることが期待される。高圧下の水に関しては、高温高圧下では水素結合が切断され、水分子が高速に回転し、球状原子の単純液体のように振る舞うことを明らかにした。これは液体班によるX線回折による酸素原子の動径分布関数の結果と一致した。より正確な検証のために中性子線回折による水素原子を含んだ動径分布関数の測定が待たれる。含水鉱物に関しては、蛇紋石「リザーダイト」Mg6Si4O10(OH)8の10GPa付近での水素結合変化による異常な圧縮挙動を第一原理計算により初めて予測した。中性子線回折による圧縮機構の検証が期待される。また、大規模量子分子動力学プログラムを多原子種系・電荷セルフコンシステント手法に対応させ、グリーン関数を通じての大規模電子状態解析手法の基礎理論、GPU(Graphic Processing Unit)を利用した高速計算法の開発を行った。高圧下での水・液体、含水鉱物、マグマおよびその他の水素含有物質の物性を明らかにするための第一原理物質科学計算を行った。またそのための大規模シミュレーション手法の開発を行った。水素結合中のプロトンダイナミクスは、鉱物はもちろん、多くの化学系、生命系における基礎過程である。我々は氷高圧相(IceVII)のプロトン電気伝導度の圧力依存性を、イオン欠陥と回転欠陥の非平衡統計力学、および酸素原子と水素原子の分子動力学計算の二つ方法を用いて考察した。その結果、プロトン伝導度の圧力依存性におけるピーク、IceVIIの「プラスティック相」から「結晶相」への遷移、X線回折パターンの異常、X線励起による(H2)(02)結晶の生成などの現象を統一的に議論する視点を得た。高温高圧水の特異な動的性質に由来すると考えられる、実験で観測されているラマン散乱スペクトルの変角振動ピークの消失を第一原理分子動力学を用いて再現した。第一原理電子状態計算法により蛇紋石(Antigorite,Lizardite)の高圧下での構造と弾性を明らかにした。第一原理Peierls-Nabarro-Galerkinモデルに基づき計算を行い、含水wadsleyiteの流動特性に関し3つの主要なすべり系において、無水wadsleyiteの結果と比較してパイエルスポテンシャルが顕著に低くなることを確認した。ナノ多結晶ダイヤモンド形成の中心課題である、sp2-sp3混合超大規模系(10nmスケール系)に適した並列計算手法および、ナノドメイン解析を行う独自の理論と原子構造可視化ソフトを開発した。その他に高圧中性子実験と関連して、高い超伝導転移温度を持つカルシウム水素化物の高圧相を予測した。
モデレート啓蒙主義の再考ーーメンデルスゾーンにおける啓蒙と宗教の両立可能性

今年度は、当初は三年目に予定していた研究者の招聘講演を、先方の事情により一年早めて7月に実施した。今回、来日したのは、ユダヤ啓蒙思想の歴史研究において世界的に有名なシュムエル・ファイナー氏(バルイラン大学)と近代ユダヤ思想研究の中堅世代を代表する研究者であるミヒャ・ゴットリープ氏(ニューヨーク大学)である。東京と京都で講演会を実施したが、いずれの講演会も、日本ユダヤ学会と京都ユダヤ思想学会による共催企画として実施した。東京プログラムでは、ファイナー氏は「ユダヤの伝統への挑戦ー18世紀ヨーロッパのおける楽しみ、文化変容、世俗化」、ゴットリープ氏は「モーゼス・メンデルスゾーンの現代性:マイノリティにとっての教訓」という題目で講演をおこなった。講演会の開催にあたっては、市川裕教授(東京大学)にご協力いただいた。通訳はギブソン松井教授にご担当いただき、市川教授と向井直巳氏(京都大学)に代表質問を務めていただいた。京都プログラムでは、ファイナー氏は「モーゼス・メンデルスゾーンー神話、歴史、宗教的寛容をめぐるユダヤ教徒の闘い」、ゴットリープ氏は「ドイツのユダヤ哲学が辿った二つの道モーゼス・メンデルスゾーンとフランツ・ローゼンツヴァイク」という題目で講演をおこなった。開催に際しては小野文生准教授(同志社大学)にご協力いただいた。質問は、後藤と細見和之教授(京都大学)が担当した。その他の研究業績の概要は以下の通りである。日本宗教学会ではメンシングの寛容論について口頭発表を行い、啓蒙期の寛容論の位置づけを明確にする作業を行った。スピノザ協会に参加し、18世紀のスピノザ主義に関する研究知見を深める機会をもった。さらに、日本18世紀学会の学会誌にジョナサン・イスラエル『精神の革命』の邦訳に関する書評を寄稿し、イスラエルの急進的啓蒙主義研究の特徴について再確認をする機会を得た。当初は最終年度である三年目に予定していた海外の研究者(ファイナー氏、ゴットリープ氏)の招聘を二年目に実施した。豪雨など天候の問題もあったが、全体として極めて有意義な研究交流の機会をもつことができた。今回の来日は、研究者間のネットワーキングを拡充する点で大きな意味があり、多数の関連領域の研究者(武井彩佳氏、斉藤渉氏、鶴見太郎氏、アダ・コーヘン氏、手島勲矢氏など)と研究交流をする機会を設けることができた。さらに、メンデルスゾーンとユダヤ啓蒙思想について最新の研究動向をめぐる意見交換をおこなうことができた。このように、二年目の段階で今回の科研プロジェクトの大きな目的の一つである講演会を既に開催することができたので、当初の計画以上に進展しているものと判断した。ファイナー氏とゴットリープ氏による講演原稿の日本語訳を『京都ユダヤ思想』(京都ユダヤ思想学会)と『ユダヤ・イスラエル研究』(日本ユダヤ学会)に掲載していただく予定で準備を進めている。講演原稿の翻訳にあたっては、加藤哲平氏、石黒安里氏、佐藤香織氏、鳥越覚生氏の協力を得ている。秋にはニューヨーク大学を訪問し、ゴットリープ氏のサポートのもとでセミナーに参加する。メンデルスゾーンについて報告を行い、現地の研究者との交流を深める予定である。さらに、長年の懸案であったメンデルスゾーンの主著『エルサレム』の翻訳を完成させる予定である。平成29年度は、国際シンポジウム開催のための準備作業において大きな進展が見られた。今回、シンポジウムに招聘するのは、バルイラン大のシュムエル・ファイナー氏とニューヨーク大のミヒャ・ゴットリープ氏である。ファイナー氏はユダヤ啓蒙主義研究に関する世界的に著名な歴史学者であり、ゴットリープ氏はメンデルスゾーン研究に関する中堅世代を代表する研究者である。本来は最終年度の平成31年度にシンポジウムを開催する予定であったが、先方の都合があり、平成30年度に前倒しすることになった。本年度の研究発表としては、7月に佐賀大にて科研の公開研究会を開催し、藤田尚志氏(九州産業大学)と中山佳子氏(名古屋大学)を招聘して、カントとフーコーの啓蒙理解に関する議論をおこなった。私の報告では、進歩史観に対する肯定的評価がカントの啓蒙理解の特色であり、この点がメンデルスゾーンとの違いをなしていることを指摘した。さらに、9月の日本宗教学会のパネルでは、カントと近しい関係にあったメンデルスゾーンの弟子世代のラディカルな啓蒙主義者たちについて言及した。本年度は、いくつかの雑誌論文で、モデレート啓蒙主義の特質について寛容思想史の観点から考察した。その際に特に参照したのはドイツの政治哲学者フォアストの議論である。彼は、様々な寛容概念を整理する中で、マジョリティがマイノリティを許容する関係にとどまる垂直的な寛容と、相互に平等な立場で承認しあう水平的な寛容について指摘している。この区分をジョナサン・イスラエルの啓蒙理解と連関させるなら、寛容に関する後者の立場を体現しうるのはラディカルな啓蒙主義のみであることになる。しかし、通常、モデレートな啓蒙主義にカテゴライズされるメンデルスゾーンは、マジョリティが上位の立場から寛容を行使してくることを批判しており、単純な二分法では整理できないところがある。本研究において最も重要な役割を担っている国際シンポウムの開催の見通しをつけることができた点で、おおむね順調に進展しているものと判断できる。本来、このシンポジウムは最終年度の平成31年度に開催する予定であったが、招聘予定の海外研究者の都合により、一年前倒しで平成30年度に開催することになった。国際シンポジウムは、バルイラン大学のファイナー氏とニューヨーク大のゴットリープ氏を招聘し、東京大学と同志社大学で開催する予定である。

開催にあたっては、市川裕教授と小野文生准教授の協力を得ている。研究内容面でも、近年のラディカル啓蒙主義(急進的啓蒙主義)の研究状況についての把握が進んだ。ジョナサン・イスラエルは、ラディカル啓蒙主義の特徴として世俗性を強調しており、宗教批判と政治批判を一体のものとして考えている。しかし、この点については別の意見をもつ研究者も多い。このような近年の研究状況を踏まえたうえで、モーゼス・メンデルスゾーンとその周辺の人物たちを再考するのが今後の課題である。今年度は、当初は三年目に予定していた研究者の招聘講演を、先方の事情により一年早めて7月に実施した。今回、来日したのは、ユダヤ啓蒙思想の歴史研究において世界的に有名なシュムエル・ファイナー氏(バルイラン大学)と近代ユダヤ思想研究の中堅世代を代表する研究者であるミヒャ・ゴットリープ氏(ニューヨーク大学)である。東京と京都で講演会を実施したが、いずれの講演会も、日本ユダヤ学会と京都ユダヤ思想学会による共催企画として実施した。東京プログラムでは、ファイナー氏は「ユダヤの伝統への挑戦ー18世紀ヨーロッパのおける楽しみ、文化変容、世俗化」、ゴットリープ氏は「モーゼス・メンデルスゾーンの現代性:マイノリティにとっての教訓」という題目で講演をおこなった。講演会の開催にあたっては、市川裕教授(東京大学)にご協力いただいた。通訳はギブソン松井教授にご担当いただき、市川教授と向井直巳氏(京都大学)に代表質問を務めていただいた。京都プログラムでは、ファイナー氏は「モーゼス・メンデルスゾーンー神話、歴史、宗教的寛容をめぐるユダヤ教徒の闘い」、ゴットリープ氏は「ドイツのユダヤ哲学が辿った二つの道モーゼス・メンデルスゾーンとフランツ・ローゼンツヴァイク」という題目で講演をおこなった。開催に際しては小野文生准教授(同志社大学)にご協力いただいた。質問は、後藤と細見和之教授(京都大学)が担当した。その他の研究業績の概要は以下の通りである。日本宗教学会ではメンシングの寛容論について口頭発表を行い、啓蒙期の寛容論の位置づけを明確にする作業を行った。スピノザ協会に参加し、18世紀のスピノザ主義に関する研究知見を深める機会をもった。さらに、日本18世紀学会の学会誌にジョナサン・イスラエル『精神の革命』の邦訳に関する書評を寄稿し、イスラエルの急進的啓蒙主義研究の特徴について再確認をする機会を得た。当初は最終年度である三年目に予定していた海外の研究者(ファイナー氏、ゴットリープ氏)の招聘を二年目に実施した。豪雨など天候の問題もあったが、全体として極めて有意義な研究交流の機会をもつことができた。今回の来日は、研究者間のネットワーキングを拡充する点で大きな意味があり、多数の関連領域の研究者(武井彩佳氏、斉藤渉氏、鶴見太郎氏、アダ・コーヘン氏、手島勲矢氏など)と研究交流をする機会を設けることができた。さらに、メンデルスゾーンとユダヤ啓蒙思想について最新の研究動向をめぐる意見交換をおこなうことができた。
「Middle Class」のイメージと現実-日中の事例を通してみた政治・文化

本研究は「中流」の形成期と言える1955年から1973年までの時期に遡り、メディア学的な視点から日本における「中流」の形成とその意味合いを掘り起こした。具体的には、本研究はメディアの保存性を考え、性格が異なると言われる日本の両大新聞『読売』と『朝日』を分析資料として扱った。両新聞がいかなる状況の下で、「中流」をいかに描き出しているかを、あらかじめ定められた手順によって得られた数量的データに基づきながら、質的調査を通じて論じてきた。その結果、(1)日本の「中流」はそもそも、「経済成長」という言葉とともに登場したものである。(2)政党・知識人・マスメディアなど様々の語り口は特定の時代背景の中で、それぞれの目的に基づき、語られたものである。(3)最初から虚と実が微妙に混在し、政治性と戦略性を帯びている一つの神話やイデオロギーと看做してよい存在である。この三つのことが明らかになった。一方、本研究は2000年代に入った後の中国の「中産階級」イメージを新聞・雑誌、広告とテレビドラマといったメディアの表象レベルや生産と受容過程から析出した上で、「中産階層」イメージの形成メカニズムを解明した。またメディアによって作り出された「中産階層」のイメージと階層階級研究で語られたその実態との重なりとズレも明らかにし、中国の「中産階層」研究にメディア学的なアプローチを用いる必要性と有効性を指摘した。今年度の研究では、「ミドルクラス」に関する政治・文化の時代的な布置の転換を一般的に考察するため、50年代後半から今日に至るかつて「一億総中流」とも言われた日本、そして90年代後半から「中産社会の夢」に包まれている中国という二つの国家のメディア(新聞・雑誌、広告、テレビドラマ)に注目してきた。両国の異なった時代のメディアにおける「ミドルクラス」の表象と言説を分析することによって、「国家のイデオロギー装置」としてのメディアのなかで、「ミドルクラス」が時代の政治性と戦略性を帯びながら、いかに生成され、「合成」され、組み替えられ、定型化されてきたかといった具体的様態を明らかにした。また、日中両国の「ミドルクラス」のメディア・イメージを比較することによって、「ミドルクラス」をめぐる力関係の相違性と類似性は何かを考察した。さらに、産業的近代化社会においては、「ミドルクラス」はいかなる意味を持っているのか、ないしは付与されているのか(それは資本主義的イデオロギー(大衆ユートピアの建設、近代の夢)との関係性は何か)について考えさせられるようになってきた。そこで、既存の学問的言説の中に布置された「ミドルクラス」を組み替えることによって、新たな学問の構築に向けて、可能性を示すことができた。
小脳における運動学習と運動タイミングの情報表現

小脳皮質は帯状の機能構造(ゾーン)を示す。生きたマウスでゾーンを可視化することのできる遺伝子改変マウスを作製し、目標指向性の運動課題(Go/No-go課題)を学習中のマウスにおいて、各ゾーンにおける登上線維入力の2光子イメージングによる解析を行った。その結果、Go試行における反応の開始、No-go試行における反応の抑制、感覚フィードバックに関する情報が異なるゾーンに入力し、学習の進行とともに変化することを明らかにした。これらの結果は、感覚運動および認知の情報が異なる小脳帯域で同時に処理されることで、高度に統合された行動学習が実現されていることを示している。リッキング課題やレバー引き課題を実行中のマウスにおいて、2光子カルシウムイメージングにより小脳プルキンエ細胞集団の活動を解析した。小脳帯域を可視化できるマウス(Aldoc-tdTomato, Tsutsumi et al., J Neurosci. 2015)のプルキンエ細胞に、高感度カルシウムセンサーGCaMP6を発現し、課題の学習過程において同じ細胞集団から繰り返しの慢性イメージングを行った。今年度は、この方法を用いて音弁別go/no-go課題を実行中に登上線維シグナルが課題のどのような情報をコードしそれが学習過程でどのように変化するかに着目して解析を行った。その結果、課題に関する異なる情報(リッキング開始のタイミング、運動誤差の情報)が小脳の異なる帯域に登上線維シグナルとして与えられていることが明らかとなった。すなわち、それぞれの機能に関する小脳領域は異なっており別々の機能モジュールとして働いており、運動タイミングと誤差信号は別のモジュールで処理されていることを意味している。さらに、手がかり刺激(go/no-goキュー)の情報や、行動表出(Hit, Miss, Correct rejection, False alarm)の情報を受けているモジュールがあることが明らかとなり、小脳において高次機能に関わる細胞集団を初めて同定することに成功した。また、学習に伴ってこれらの運動や認知機能にかかわるシグナルが変化することが明らかとなり、各小脳モジュールにおいて同時に複数の異なる情報処理が行われて最終的な行動学習が成立することが示唆された。また、レバー引き運動課題を遂行中の小脳活動イメージングにも成功しており現在データ解析中である。研究開始当初は、運動誤差と運動タイミングにのみ着目してそれらが小脳皮質でどのように表現されているかを解明することを目的としていたが、これらの運動に関わる機能のみならず、認知機能にかかわる小脳モジュールの同定とその学習過程における変化を明らかにしつつあり、当初計画では期待していなかった大きな成果につながると期待される。音弁別go/no-go課題を学習中のマウスにおいて、小脳半球第二脚の小脳帯域をマーカー分子であるアルドラーゼCの発現によって同定した上で、プルキンエ細胞における登上線維応答の2光子イメージングによる解析を行った。その結果、主に大脳皮質からの入力を受けることが解剖学的に分かっている、小脳半球第二脚の外側部では、課題の学習に伴って、go/no-goシグナルや課題のパラメーターに関わるシグナルが入力していることが明らかとなった。特に、外側部アルドラーゼC陽性帯域では、goシグナルに反応してリッキングを開始するためのシグナルが、外側部アルドラーゼC陰性帯域では、No-goシグナルに反応して誤った行動を開始した時のシグナルが入力していることがわかり、学習の進行に伴ってgoシグナルに対する入力は増強され、No-goシグナルに対する入力は減弱されることがわかった。一方で、主に末梢からの入力を受けるとされる内側部においては、潜時の遅い入力が観察されたことから、これらのシグナルは感覚入力を表していると考えられた。また、機械学習アルゴリズムを用いた神経活動のデコーディング解析においても、それぞれの帯域における活動が、goシグナルやNo-goシグナル、リッキング運動のパラメータをよく再現することを確認した。これらの解析から、外部シグナルに依存して取る行動を選択しなければならない時に、小脳においては帯域ごとに異なる情報が同時に処理されることで最終的な行動発現が起こっており、これらのシグナルが最適な行動を学習するためにも重要な働きを持つことが予測される。平成28年度も引き続き実験を継続することで、認知運動機能における小脳モジュールの役割を明らかにしていくことに加え、当初計画通り、運動に明示的な誤差(外部負荷)や運動タイミングに制限を与えた時にこれらの情報がどのように表現されているかについて解析をすすめる。神経生理学論文掲載料および英文校正のための費用を計上していたが、年度内に論文掲載に至らなかった。他費目として無理に使用せず次年度に使用することとした。当初計画通り、論文発表のための英文校正および論文掲載料として使用する計画である。
光独立栄養成長培養システムを用いた薬用植物の増殖・苗生産・物質生産に関する研究

人工光・環境調節下における薬用植物の成長ならびに薬効成分濃度を調査するために、種々の光質、温度、水分条件下において、乾物重、生体重、クロロフィル濃度、気孔の発達状況ならびに薬効成分濃度を測定した。これは、合理的な薬用植物生産方法を開発するのが本研究の目的であるからである。この研究の背景には、世界的な薬用植物資源の枯渇ならびに薬用植物の残留農薬問題がある。植物組織培養などの栄養繁殖法は、優良遺伝子を有する個体を栄養繁殖させるには優れた方法であるが、増殖ならびに苗生産のコストが高いことが、栄養繁殖法普及の阻害要因となっている。そこで、本研究では、薬用植物の培養増殖・苗生産に環境工学的手法を取入れることにより、研究成果を増殖技術および苗生産技術として実用化することが可能となる。薬用植物として世界的に需要が比較的に高い、セイヨウオトギリソウ(St.John's wort, Hypericum perforatum)等を植物種として、ガンマー線照射をしてmutantを誘導した個体を材料に用いた。乾物重、葉面積などの成長量の他に、hypericinなどの薬効成分濃度を測定した。その結果、特定の薬効成分が多く含まれる系統を見出し、さらに特定の薬効成分を多く生産するための物理環境条件を見出した。またEchinaciaを植物材料とする同様の試験の準備を開始した。高速液体クロマトグラフィーによる薬効成分測定の準備に手間取り、いずれの実験も開始からまだ7ヶ月程度であり、現在、測定データの収集が完了した段階であるので、現在は、それらデータを整理して解析する段階に入ったばかりである。興味深いデータが得られているので、17年度5月には、数編の英語論文をランクの高い学術誌に投稿できる予定である。
金属錯体における立体化学の新しい展開

金属錯体は非常に多くの基礎および応用の分野で研究され、利用され、その機能を発揮している。それらの金属錯体は現在もなお続々と合成されており、理論的知見と共に企業も含めた自然科学関連の各分野に提供されている。我々錯体化学者は機能性材料を他の分野へ提供するばかりでなく、金属錯体の立体構造という本質的な問題を解決しなければならず、さらに金属錯体の重要性および必要性をより高める研究も展開していく必要がある。一方、化学の分野においては、研究方法が多岐にわたっており、個々が多種の方法を駆使することは、設備および時間の制約から、ほとんど不可能となってきている。本研究計画は、こうした不都合や制約を克服するために、国内外の関連する研究分野の中で第一線の研究者(総勢19名)を選び、それらの力を結集して、世界の大勢に勝る研究成果を挙げるために立てられた。初年度は後半に一回シンポジウムを開催し、班員全員が研究成果を発表する機会をもち、今後の研究方針と共に充分な討議を行った。二年目の最終年度には前半に、関連する分野で活躍している研究者を招き勉強会を行い、独創的な研究について確認し合った。後半には前年と同様なシンポジウムで研究成果の最終発表を行った。以上を通じて、わが国独自で研究されてきたキラルな金属錯体(プロペラ型錯体、アトロプ異性錯体、新規なフタロシアニン錯体、硫黄架橋クラスター錯体、含不斉リン錯体など)およびさらに複雑な多核錯体を合成し、それらの構造と物性および機能を明らかにすることができた。とくに、上記に加え異節縮合環を含む金属錯体の合成や、単座配位子の組み合わせによるジアステレオマ-錯体の合成と、いずれの研究課題に対しても必須の、錯体合成は順調に進展した。本年度は初年度ではあるが、各研究分担者は、研究課題に込められた意図をよく理解し、わが国における今後の錯体化学の進べき方向を模索する意味も含めて、意欲的にとり組み、分担課題を進展させている。それらの途中経過は昨年12月14、15日に開催したシンポジウムで発表され、全体で討議された。字数の制約があるので今年度各自が発展させた研究を分担者名と共に以下に列挙する。「プロペラ型金属錯体の示す誘起円二色性スペクトル」(宇津野峻司)、「アルコール溶媒中でのfac-[Cr(leu)_3]の立体選択性について」(沖久也)、「複数のキラル中心を有する金属化合物の立体化学的研究」(岡本健一)、「金属錯体における分子間水素結合による立体制御」(海崎純男)、「新規なフタロシアニン金属錯体の合成と特性」(春日邦宣)、「光学活性硫黄架橋のクラスター錯体」(柴原隆志)、「不斉リン原子を含む多座配位子とその金属錯体の合成」(柏原和夫)、「異節縮合環をキレート環とする遷移金属錯体の合成と反応性」(後藤正文)、「金属錯体ジアステレオマ-における不斉識別の機構」(久司佳彦)、「直線状に立体制御された金属クラスターの合成」(中村晃)、「軸性キラリティーを有するコバルト(III)錯体」(仲野義晴)、「金属錯体の酸素分子活性化の機能」(西田雄三)、「光照射によるコバルト(III)錯体の連結異性化および幾何異性化」(小島正明)、「キラルな含硫錯体の光異性化と多核化反応について」(安井隆次)、

「高歪亜鉛錯体の配位立体化学と反応性」(藤井有起)、「金属-金属結合切断を伴う遷移金属錯体の転移反応」(中沢浩)、「[CpFe(CO)(PPh_3)L]錯体の構造とA-[Ru(phen)_3]Cl_2による識別の選択性」(三吉克彦)、「複核錯体の配位立体構造制御とサーモクロミズム」(福田豊)。これらの詳細は、掲載した研究発表の表および各論文内容により知ることができる。最終年度である今年度は、7月2223日にセミナーを開催し、「錯体化学とは?錯体化学研究所はいかにあるべきか」についてディスカッションを行い錯体化学における研究推進への意識を高めることができた。11月21、22日には研究発表のかたちでシンポジウムを開催し、班員それぞれの2年間にわたる研究成果が示され、全体で討議した。それらの研究主題を分担者名と共に以下に列挙する。「複核錯体の配位立体構造制御とサーモクロミズム」(福田豊)、「非プロトン性極性溶媒中でのクロム(III)アミノ酸錯体の異性化」(沖久也)、「複数のキラル中心を有する金属化合物の立体化学的研究」(岡本健一)、「7配位チタン(III)-edta及び-eddadp錯体の構造」(三吉克彦)、「遷移金属とリン間に二重結合をもつ錯体の合成・構造・反応性」(中沢浩)、「直線型マンガン三核錯体の合成および性質」(吉川雄三)、「異節縮合環をキレート環とする遷移金属錯体の合成と反応性」(後藤正文)、「シッフ塩基銅(II)錯体のジアステレオ異性体単離と結晶構造」(久司佳彦)、「四置換フタロシアニンの構造異性体の選択的合成と特性」(春日邦宣)、「高歪亜鉛錯体の配位立体化学と反応性」(藤井有起)、「二核鉄(III)/酸化水素系におけるアルカン類の酸素化反応における立体化学的効果」(西田雄三)、「軸性キラリティーを有する金属錯体」(仲野義晴)、「アンミンニトロコバルト(III)錯体におけるアトロプ異性現象」(宇津野峻司)、「光照射によるコバルト(III)錯体の脱硫黄反応」(小島正明)、「キラルな含硫錯体の光異性化と多核化反応について」(安井隆次)、「光学活性硫黄架橋クラスター錯体」(柴原隆志)、「二核錯体における分子内相互作用と立体化学」(海崎純男)、「直線型に結合した混合金属四核錯体の合成と構造」(中村晃).これらの詳細は、研究発表要旨(集)および各々の発表論文により知ることができる。
幾何・圏論・組合せ論によるアフィンヘッケ環と量子群の表現論

主として曲面の写像類群に付随するJohnson準同型の構造を表現論的観点から解明する研究を行った。Johnson準同型とは、曲面の写像類群を「次数付きリー環」によって近似するものであるが、1990年代、森田茂之氏によって導入された「森田障害」以降、一般的な結果は得られていなかった。今回の研究では、佐藤隆夫氏と共同で、自由群の自己同型群に付随するJohnson準同型、曲面の写像類群に付随するJohnson準同型の余核の構造を一般線形群・シンプレクティック群の表現論を用いて解明する具体的に計算可能な枠組みを定式化すると同時に、その一例として「anti-森田障害」と呼ぶべき新しい無限系列を得た。本年度は、アフィンヘッケ環のLLTA型定理に関する組合せ論的研究を進める一方、曲面の写像類群の構造を表現論的に調べる研究を行った。アフィンヘッケ環のLLTA型理論は、分解係数とよばれる表現論的な量を量子群の表現に付随して現れる大域基底と呼ばれる元を用いて記述するものである。この理論は、最近急速に進展したcategorificationとgraded representation theoryの理論を用いて、Varagnolo-Vasserotにより2009年に証明された。しかし、この構成だけではその組合せ論的な詳細や有限次元Hecke環のモジュラー表現との関連性が明らかとは言えなかった。本年はそうした研究を進めるとともに、mini workshopを開催して情報交換を行い、全般的な課題の整理と明確化を図ることができた。曲面の写像類群から得られるLie代数の準同型としてJohnson準同型と呼ばれるものがある。この構造を表現論的に調べるというアイデアは、森田茂之氏らにより1990年代から提唱されている問題であった。本年度は、自由群の自己同型群に付随するJohnson準同型について研究を進めていた佐藤隆夫氏と共同で、写像類群に対するJohnson準同型の余核の構造をシンプレクティック群の表現論を用いて解析した。その結果、森田茂之-中村博昭両氏によって得られていたSp-既約成分[k]の同定に関して新たな証明を与え、さらに、新しいSp-既約成分[1^k]を同定することができた。この研究については2つの論文にまとめ、現在投稿中である。2006-2008年にかけて柏原正樹氏と共同で「対称結晶」の概念を導入しB型アフィンヘッケ環に対するLLTA型理論の構造を記述する予想を定式化した。私は、その後2009年に、箙の幾何学的表現論を用いて対称結晶の幾何学的実現を得た。この実現とgraded representation theoryの成果を合わせることで、われわれの予想は2010年にVaragnolo-Vasserotにより解決された。しかし表現論の組合せ論的な記述や関連する代数との関連はいまだ未解明な部分が多く、本年度も引き続きそれらの研究を進めた。特に、A型アフィンリー環に付随する対称結晶の組合せ論的記述や有限次元ヘッケ環の表現論との関係に着目して研究を進めている。さらに、研究集会"geometric/categorical aspects of representation theory"で連続講演を行い成果の公表をおこなった。他方,2010年からはじめた佐藤隆夫氏との共同研究において得られたJohnson余核の新しい障害類の構造を調べる研究を本年も引き続いて行った。特に、表現論的な観点から余核におけるシンプレクティック群の既約表現の重複度に関して、数値計算を実行し、さらにいくつかの具体的公式を得た。また、佐藤氏が研究していた自由群の自己同型群やIA-自己同型群のJohnson余核について、一般線型群の表現論を用いた記述を与えた論文を出版した。さらにこれらの成果について国内の各種研究集会、特に、「第14回代数群と量子群の表現論」やRIMS研究集会「表現論と調和解析における諸問題」、研究集会「リーマン面に関連する位相幾何学2011」で講演を行い成果を公表した。曲面の写像類群に付随するJohnson準同型の表現論的理解についての研究を進めた。本年度は、佐藤隆夫氏との共同研究で得られた表現論的アプローチに基づいて、その組み合わせ論的な理解と河澄響矢-久野雄介氏によるトポロジー的アプローチとの比較を行った。前者については、榎本彦衛氏と共同で数値計算などを含めた定量的データを収集し、フック形と呼ばれる特別なヤング図形に対応する既約成分の重複度を明示的に与える公式を導出した。これは論文にまとめて投稿し、Journal of Lie Thoryに採録が決定した。また、さらに他の具体的な既約成分の重複度についても結果と予想を得て、現在論文執筆中である。後者については、佐藤・久野両氏と共同で研究を進め、榎本-佐藤で導入したanti-森田障害が河澄-久野によるアプローチの先導項には含まれていないことを示し、現在論文執筆中である。

本年度は、ヘッケ環と量子群のLLTA型理論、曲面の写像類群に付随するJohnson準同型、および鏡映群に対するquasi-invariantについて研究を進めた。LLTA型理論は、榎本-柏原正樹、柏原-Miemietzによって定式化されたアフィンヘッケ環に関するものがVaragnolo-Vasserotにより2010年に解決された。しかしこれらの定式化には、除外されているパラメータや、組み合わせ論的な構造がいまだに記述されていない部分があるなどの未完成な部分も残っている。本年度は、こうした課題に対して、次数化と圏論化の方法を用いて考察し、同時に様々な情報収集を行った。曲面の写像類群に付随するJohnson準同型の像や余核の構造は、1990年代の森田茂之による先駆的研究以外では十分な理解が得られていない状況である。榎本-佐藤隆夫により、シンプレクティック群の表現論を利用して、2011年に新しい構造が導入した。またそれと同時期にいくつかのグループがそれぞれ異なった手法で結果を発表している。本年度は、榎本-佐藤で得た結果について、北海道大学理学部で行われた研究集会「代数幾何とその周辺」において講演をおこなった。また、榎本-佐藤で導入した方法を用いて、Johnson準同型の余核に現れる既約表現の系列を同定するとともに、河澄響矢-久野雄介による幾何学的アプローチとの比較研究を行った。これらについては現在論文執筆中である。鏡映群のquasi-invariantは、不変式環と多項式環の間をより精密に記述するフィルトレーションを与えるもので、カロジェロ・モーザーの可積分系とも関連している。本年度は、非等パラメータを持つ場合の鏡映群のquasi-invariantについて数値計算などを行い、その記述について考察するとともに、特に可積分系の理論との関連について情報収集を行った。私と柏原氏で導入したg1∞の場合の対称結晶の組合せ論的実現と、私が導入した対称結晶の幾何学的実現を参考にしながら、A型アフィンリー環の場合の対称結晶の組合せ論的記述を得るための研究を現在推進中である。また、私と佐藤氏が共同で得た写像類群のJohnson準同型に関する表現論的記述は、10年以上予想に留まっていたいくつかの既約表現の重複度を明示的に決定したのみならず、新しい表現のクラスの存在を明らかにした。これについて論文2本を執筆し、1本は出版され、もう1本も現在投稿中である。25年度が最終年度であるため、記入しない。Varagnolo-Vasserotによる榎本-柏原、柏原-MiemietzによるLLTA型予想の解決以降、アフィンヘッケ環のLLTA型理論においては、Khovanov-Lauda-Rouquier型代数と呼ばれる次数付き代数と、圏論化と呼ばれる手法に基づいてアプローチすることが可能になった。これによりアフィンヘッケ環だけでなくそれらに関連した多くの代数に対してもLLTA型理論を構築できる可能性が広がってきたと言える。その反面で、これらだけでは十分に記述することのできていない詳細な構造もある。現在までの研究により、これらLLTA型理論に係る全般的な問題把握・整理および方向性が明確化されてきている。
照射年代法による先史時代の陸橋形成に関する基礎的研究

極氷期における大陸や島嶼の間の陸橋形成とその時期に関する問題は人類や動物の起源と変容を考える上で重要であり、また最終極氷期から縄文時代草創期に至る日本近海の海水準は、日本における旧石器時代から縄文時代に至るの自然環境を考える上でも重要である。一方、日本列島という地殻変動の大きな地域において海水準変動を推測することはかなり困難が伴う。そこで、本研究グループは、宇宙線が地表物質を貫通して地下に形成する放射性同位体の生成量から、過去の海水準の履歴についての情報を得る新しい年代測定の方法の開発に取り組んでいる。本研究は、具体的に津軽海峡に研究フィールドを設定し実証的なデータを積み上げ、測定データとシミュレーションによる解析との比較からその有効性と課題を検討することとした。1.本計画に先行する研究である、津軽海峡の海底下の岩石(青函トンネル調査資料)の成果がNU clear Istruments and Methods誌(2004.9)に掲載された。2.青森県下北半島福浦の津軽海峡において、潜水による資料収集調査を行った(2004.8)。海流の流れが速く堆積物の影響がない、緩やかに傾斜した水面下235メートルの岩床(または巨岩)から、潜水作業により約20の花崗岩を主体とする試料を採取した。3.これらの試料を粉砕し石英を物理的分離精製し、それぞれ20-40グラムを得た。石英資料から分離した^<10>Be、^<26>Al、^<14>C測定資料を、AMS(加速器質量分析)で測定する準備を進めている。1と同様にミュレーションによる解析を行う予定である。4.約2万年前の富士火山埋没材(400年輪)について炭素14測定を行った(オランダ・フローニンゲン大学との共同研究)。大気炭素14濃度に微細構造が存在することが明らかになった。・本研究は、氷期の海水準低下時において、宇宙線の作用によって地表下の物質中に生成する超微量の放射性同位体を加速器質量分析法で測定することにより、大陸と日本の間の陸橋形成に関わる海水準変動を直接計測する新しい方法を目指している。平成15年5月末-6月初旬に海外共同研究者のK.Kim博士(New Mexico大学)を招聘し、共同研究者の堀内、研究協力者の松崎浩之助教授(東京大学・原子力研究総合センター)と、計画の具体化に関し打ち合わせを行った。・試料調査については、新たに、下北半島の沿岸について地上部分も含めて試料採取を行い標高(あるいは海面深度)と照射年代との関係を明らかにする計画を立てている。平成15年度は関係者の時間調整が難しかったことから、平成16年度春から夏にかけてフィールド調査を行うこととした。・海底の岩石表面に付着した生物起源炭素の炭素14測定を、可能なケースについて本研究に取り入れることとした。極氷期における、大気炭素14濃度変化を明らかにするため、約2万年前の埋没材(400年輪)について炭素14測定を進行中である。
薬剤のＸ線吸収特性を利用してガン患部を選択的に照射できる体内挿入型針状単色Ｘ線源

予め重元素を含む薬剤(増感剤)を集積させたガン患部に注射針を刺入し,針内部にMeV陽子線を通して先端の標的から増感剤の吸収端に近いエネルギーの単色X線を発生させ,患部のみに線量を集中させる治療方法の実現可能性を実験的に調べた.イメージングプレート上に増感剤を模擬した金(L吸収端エネルギー= 14.4 keV)箔を置いてモリブデン標的からの17.4 keVのX線を照射したところ,金箔の周囲のみで大幅な線量の増大が観測され,増感剤の効果を確認できた.一方,深部ガン治療技術としての実用化のためにはX線強度の大幅な増強が必要であることが分った.先端に銀標的を取り付けた外径1.3 mm,内径0.8 mm,長さ50 mmの注射針の内部に静電加速器からの2.5 MeV陽子線を通し,遠隔操作により針の角度を変化させたところ,針の外側で銀の特性X線(エネルギー= 22 keV)強度が最大となる角度を見出すことができた.この角度に針を固定し,CdTe半導体X線検出器でX線エネルギースペクトルを測定した.その結果,発生した放射線のほぼ100%が銀の特性X線であり,注射針の材質であるステンレス鋼(鉄,クロム,ニッケル)からのX線や,制動放射による連続X線は殆ど検出されず,また原子核反応によるガンマ線も確認されなかった.よって,この単色性の高いX線を用いてガン患部のみに線量を与える選択性の高い治療が実現する見通しが得られた.また,残留放射能も認められなかった.陽子線による銀のK殻電離断面積,蛍光収率,銀標的内の陽子線のエネルギー損失,及び針の材質によるX線の減衰を考慮して銀のKX線の絶対強度を計算し,これを測定結果と比較したところ,誤差範囲内で一致したため,X線を予定通り発生できていることが確認できた.次に針の近傍に低エネルギー放射線検出用のイメージングプレートを置き,数分間のX線照射を行ってX線放出強度の角度分布を測定した.陽子線に対する入射角度が90度と45度の二種類の標的を用いて測定を行ったところ,90度の場合はX線の放出強度が小さく,しかも後方に限られるのに対し,45度の場合は強度分布が軸対称でないものの,強度が大きく幅広い角度にX線が放出されることを確認できた.このX線放出強度分布をモンテカルロ数値シミュレーションコードで計算したところ,実験結果と概ね一致した.わずかな相違が見られたが,これはイメージングプレートの固定位置の誤差によるものであることが分かった.予め重元素を含む薬剤(増感剤)を集積させたガン患部に注射針を刺入し,針内部にMeV陽子線を通して先端の標的から増感剤の吸収端に近いエネルギーの単色X線を発生させ,患部のみに線量を集中させる治療方法の実現可能性を実験的に調べた.イメージングプレート上に増感剤を模擬した金(L吸収端エネルギー= 14.4 keV)箔を置いてモリブデン標的からの17.4 keVのX線を照射したところ,金箔の周囲のみで大幅な線量の増大が観測され,増感剤の効果を確認できた.一方,深部ガン治療技術としての実用化のためにはX線強度の大幅な増強が必要であることが分った.平成24年度は,初年度として主に実験用水ファントムの設計製作及びX線スペクトル測定系の準備と試験を実施した.水ファントムを構成するプラスチック水槽の側壁に小孔を開け,内径0.4 mm,外径0.7 mm,長さ50 mmの実験用ステンレス製注射針を挿入した.シリコンゴムで封止した後,水漏れの有無を確認した.全体を大型真空容器内にセットし,まず針の先端に重金属標的を取り付けない状態で,針内部に陽子ビームを通過させる試験を行った.水槽には水を張らず,針の出口にファラデーカップを置いて,透過してくるビームの電流を測定した.陽子ビームの集束及び入射角度を注意深く微調整することにより,針の先端で約0.5 nAまでのビーム電流を通過させることができた.このビーム電流は,針が完全に直線状であると仮定した場合の幾何学的透過効率に基く値の50%程度であった.一方,CdTe半導体検出器によるX線エネルギースペクトル測定,及び小型電離箱による線量分布測定に備え,それぞれの機器の単独での性能試験を実施した.並行してCdTe半導体検出器からの信号波形の増幅・整形に用いるスペクトロスコピーアンプをX線測定系に接続して試験用パルス発生器からのテストパルスを入力し,雑音やエネルギー分解能,応答の線型性等の性能試験を行った.また,厚い重金属標的にMeV陽子線が入射したときに発生し,注射針の壁を透過して大気中に出てくるX線の強度を評価するために,重金属標的中の陽子の阻止能,X線生成断面積,X線の標的による自己吸収及び注射針の壁による減衰を考慮した簡単な計算を行った.平成26年度は,まず実験と計算の結果をより詳細に比較検討するため,入射陽子線の軸に対するX線検出器の角度を変化させながらX線強度を測定し,X線の放出角度分布を直接測定する実験を行った.注射針先端のモリブデン標的の形状も変化させ,X線放出角度分布への影響を調べた.この体系に対し,モンテカルロシミュレーションコード,PHITSによるX線放出角度分布の計算も行った.

これらの実験と計算による角度分布の形状がほぼ一致したことにより,PHITSによる計算の妥当性を確認し,また今後標的寸法形状の最適化にこの計算手法が有効に利用できることが明らかとなった.さらに微粒子状増感材の作製について,粒子のサイズ,増感材原子の濃度,二次電子の飛程等を元に定量的な検討を行ったところ,少なくとも顕微鏡観察が可能なサイズの微粒子では,内部で発生した二次電子が効率良く外部に出てシンチレータに到達しないため,実験が困難であることが分った.そこで代りに一次X線によって生じる二次電子の飛程よりも十分薄い厚さ0.1ミクロンの金箔を用いることにした.この金箔をイメージングプレート上に置き,陽子線励起のモリブデンKX線を照射したところ,金箔の周囲で線量が明確に増加することが分った.一次X線によるバックグラウンド線量と光電子・オージェ電子を含む二次電子発生による線量を考慮した簡単な計算結果と比較したところ,この線量の増大には低エネルギーオージェ電子のカスケードが大きく効いている可能性があることが分った.一方,液体シンチレータを満たした小型容器に注射針を挿入し,先端のモリブデン標的に陽子線を照射してX線を発生し,針先端周辺の発光強度分布を高感度カメラで測定する実験を行った.しかし発光強度の不足及び迷光によるバックグラウンドのため,二次電子によるシンチレータの発光を確認するには至らなかった.イオンビーム応用工学銀標的を含む準単色X線発生用注射針の設計製作,遠隔精密軸合わせ装置の調整,X線検出器系の構築とエネルギースペクトル測定,X線放出強度分布測定等については,検出器を予定していた小型電離箱からイメージングプレートに変更したことを除き,ほぼ予定通りに達成することができた.陽子線照射により標的から発生したX線による線量分布をモンテカルロシミュレーション計算により再現できた一方で,この計算の準備に時間がかかったため,注射針内壁と陽子線の相互作用に関する数値解析は進めることができなかった.しかし,陽子線の輸送効率がほぼ幾何学的条件で決まる値に達したので計算の重要性が低下し,大きな問題にはなっていない.なお,陽子線加速器のイオン源の不調により,マシンタイムが十分確保できず,X線増感剤の開発作業に至らなかった.プラスチック水槽の側壁から挿入した注射針の角度を遠隔操作により調整する機構を年度内に完成することができなかった.また,X線エネルギースペクトル測定用のCdTe半導体検出器,及び線量分布測定用小型電離箱をファントム内で遠隔操作により移動させるための機構を製作するに至らなかった.このため,陽子ビームに対する注射針角度の最適化が十分でなく,透過率が低く予定のビーム強度が得られていないため.X線増感剤の開発と試験を早期に行い,試験用ファントムに装荷した後,ガン患部への線量付与の選択的増大が可能であることを実証する.増感剤溶液を含むカプセルの製作が困難な場合は,とりあえず微粒子状の増感剤をファントム内のイメージングプレート上に置き,微粒子周囲の線量分布を詳しく調べる.当初予定していた小型電離箱の使用は,X線エネルギーが小さくファントム内のX線の平均自由行程が短いため困難であることが分かった.そこで今年度は小型電離箱に代えてイメージングプレートを用いて線量分布の測定に成功したが,この方法は増感剤カプセル周囲の線量分布測定には適さない.そこで,来年度はプラスチックあるいは液体のシンチレータに注射針を挿入し,針先端周辺の発光強度分布を高感度カメラで測定して線量の空間分布を測定することを検討する.まず昨年度に達成できなかった注射針の角度を調整する遠隔操作機構,及びCdTe半導体X線検出器と線量分布測定用小型電離箱をファントム内で移動させるための機構を製作し,その試験を行う.
LMIR3による好塩基球活性化及びTh2型アレルギー・炎症の抑制機構の解析

定常状態のマウス組織に存在する好塩基球にはLMIR3の発現が認められなかったが、マウスの骨髄から誘導した好塩基球にはLMIR3の高い発現が認められた。野生型マウスと比較してLMIR3欠損マウスでは、IgE依存性慢性アレルギー炎症が増悪し、IgG1と特異抗原による受動的全身性アナフィラキシー反応が悪化した。炎症組織の好塩基球にはLMIR3が発現して好塩基球の活性化を抑制する可能性と好塩基球以外の免疫細胞におけるLMIR3発現の有無が病態に関与する可能性が考えられた。また、LMIR3を欠損する好塩基球や樹状細胞はTh2細胞誘導能が高く、LMIR3はTh2型アレルギーを抑制する可能性が示唆された。LMIR/CD300はミエロイド系細胞に発現するペア型免疫受容体である。LMIR3/CD300fは抑制型受容体であり、脂質セラミドと結合してIgEと抗原によるマスト細胞の活性化を抑えることをすでに証明している。好塩基球に発現するLMIR3とセラミドの結合が好塩基球のエフェクター機能や免疫調節機能(Th2型アレルギーの誘導など)をどのように制御するかを明らかにすることを目的としている。まず、CD300fはヒトにおいても保存されており、ヒト末梢血好塩基球において発現を確認したところ、高い発現が認められた。現在、ヒト末梢血好塩基球を用いたin vitroの実験を行っている。ヒトCD300fはセラミドとスフィンゴミエリンを認識することをすでに報告しているため、好塩基球においてもマスト細胞同様かを現在検討している。また、マウスにおいてもin vitroでマウス骨髄より誘導した好塩基球において高い発現が認められている。脂質セラミドとLMIR3の結合が好塩基球やミエロイド系樹状細胞の機能(特に、好塩基球のエフェクター細胞としての機能や好塩基球・樹状細胞の抗原提示細胞としての機能)を制御するかをin vitroで検討している。さらに、LMIR3と脂質セラミドの結合による(好塩基球や樹状細胞における)活性化シグナル制御機序の解明に取り組み、LMIR3と(刺激に対する)受容体及び下流のシグナル伝達分子の局在・リン酸化レベルの変化を明らかにするための実験を行っている。また、好塩基球が関与するとされる様々なマウスアレルギー・炎症疾患モデル(IgE-CAI・IgGが関与するアナフィラキシー・Th2型アレルギーなど)を用いてCD300fの関与を現在検討中である。この若手B採用時に東京大学医科学研究所細胞療法分野から順天堂大学アトピー疾患予定研究センターに所属が移りました。移転や動物舎の立ち上げに伴う様々な要因により当初より実験が遅れております。現在順天堂の新しい動物舎に、クリーニング後のマウスを入れていただき、今年度は実験を行える予定です。好塩基球に発現するLMIR3とセラミドの結合が好塩基球のエフェクター機能や免疫調節機能をどのように制御するかを明らかにすることを目的とした。マウス骨髄をIL-3またはTSLPで誘導した好塩基球においてLMIRファミリーの中でLMIR3だけが好塩基球で高い発現を認めることを確認した。実際に生体内での好塩基球におけるLMIR3の発現を確認したところ、定常状態のマウスの好塩基球においてLMIR3は発現していなかった。IL-3投与時または皮膚炎誘導時に存在する好塩基球にはLMIR3の発現が認められたが、弱かった。サイトカインにて誘導された好塩基球及び、炎症時にはLMIR3の発現が認められるが、定常状態では発現は認められないということが確認された。一方ヒト末梢血中の好塩基球には高いLMIR3の発現が認められた。ヒト末梢血中の好塩基球を分離して、抑制機能を確認中である。アレルギー2015年3月までの、所属先であった東京大学医科学研究所から順天堂への移動、またアトピー疾患研究センターの順天堂内での引っ越しに伴い、実験が当初予定よりはかどらなかったため。移動も完全に終わり、今年度はマウス実験なども順調に進行すると思われます。マウス実験などに伴う必要な試薬を購入予定です。