hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
個人の異質性を考慮した多変量順序選択モデルのベイズ推定

本研究の目的は,個人の異質性を考慮した順序選択モデルのベイズ法による推定方法の開発とその社会科学のデータへの応用である.具体的には,King et al. (2004)が開発したAnchoring Vignettesをもつ順序モデルのベイズ推定の方法を考えた.更に,順序選択モデルの構成部分(self-assessment式)とvignettesの構成部分(vignettes式)との相関を考慮したモデルを考え,そのベイズ推定法を開発した.また,順序選択モデルの拡張として,被説明変数として複数の順序変数と連続型変数が混在するモデルを考え,そのベイズ推定の方法を開発した.「研究実績の概要」にも書いた通り,交付申請書に記載した「平成26年度の研究実施計画」に沿って研究を推進しており,研究は順調に進展した.計量経済学交付申請書に記載した「平成27年度の研究実施計画」に沿って今後の研究を進めていく.具体的は,下記の点を行う予定である.(a)文献・データの収集と整理:国内外で新たなデータの収集を行うとともに,収集したデータを本研究の分析に適合するように整理する.また,文献の収集も継続する.(b) Anchoring Vignettesをもつ順序モデルの拡張とベイズ推定:平成27年度では,複数のself-assessment式とvignettes式のモデルを考え,そのベイズ法による推定方法を開発する.前年度,前々年度に引き続き,本研究で開発した手法を具体的な社会科学のデータを用いた分析に適用する.平成27年度は最終年度にあたるので,平成25年度及び平成26年度に構築したベイズモデルの実証分析への応用に際しての問題点を検討し,その修正を行う.また,多変量順序モデルの動学化も試みる.(c)手法の実証分析への応用:計量経済学の手法は,実際の経済データに使用されてこそ,その有用性が明らかになると考えるため,構築したベイズモデルを用いた実証分析をさらに進めていく.(d)研究成果の発信:得られた研究成果は学会・セミナーで発表するとともに,幾つかの論文にまとめ,海外の専門誌に投稿する.「研究実績の概要」にも記述した通り,交付申請書に記載した「平成25年度の研究実施計画」に沿って研究を推進しており,研究は順調に進展した.カラープリンター複合機のトナーカートリッジを複数色について購入予定であったが,トナーの残量があったため,翌年に購入することにした.交付申請書に記載した「平成26年度及び平成27年度の研究実施計画」に沿って今後の研究を進めていく.具体的は,下記の点を行う予定である.(a)文献・データの収集と整理:国内外で新たなデータの収集を行うとともに,収集したデータを本研究の分析に適合するように整理する.また,文献の収集も継続する.(b) Anchoring Vignettesをもつ順序モデルの拡張とベイズ推定:平成26年度には,Chen and Dey (2000)及びHasegawa (2010)を参考にして,Anchoring Vignettesをもつ多変量順序モデルのベイズ法による推定方法を開発する.
連動性を伴う質の高い舞踊の動きに関する研究 -心理変数の変容過程に着目して-

本研究(研究課題番号17500403)の目的は,動きの質的体験の相違が,学習者における動きの質(a),ボディ・イメージ(b),舞踊セルフ・エフィカシー(c),および(b)・(c)を包括すると考えられるセルフ・エスティーム(d)に,どのような影響を及ぼすかについて検討することであった.そのために今年度(平成19年度)は,先行研究結果〔清水,2005(教育実践研究13:55-61);清水,2006(九州大学人間環境学府博士論文人環学博甲第146号)〕を踏まえ,さらに第2期(平成18年度)で提示された,舞踊における心理的一側面の仮説モデル〔清水,2007(教育実践研究15:69-74)〕を参考に,動きの質的向上の体験が,舞踊セルフ・エフィカシーやボディ・イメージだけでなく,セルフ・エスティームにおいても変容をもたらすかどうかに着目し検討を行った.その結果,学習用舞踊ムーブメントによる動きの質的体験の相違は,舞踊学習のセルフ・エスティームに肯定的に影響することが示唆された〔清水,2008(教育実践研究16:73-79)〕.今後の課題として,動きの質的向上と,ボディ・イメージ〔清水,2004(健康心理学研究17(2):22-31)〕や,舞踊セルフ・エフィカシー〔清水・橋本,2005(福岡教育大学紀要54:53-62)〕,セルフ・エスティームといった認知的要因を含む自己概念との関係性について,媒介変数を含めて心理的メカニズムの解明を進めるべきであろう.まとめとして,本研究では第1期(17年度)から第3期(平成19年度)において,舞踊における動きの質的向上と心理変数間との関係に着目しながら検討し分析を行った.その結果,舞踊の学習における動きの質的体験の相違は,学習者の動きの質,ボディ・イメージ,舞踊セルフ・エフィカシー,そしてセルフ・エスティームを含む心理的側面に肯定的な影響を及ぼすことが明らかとなり,舞踊の動きと心理変数における1つの関係性が明示された.(755字)本研究(研究課題番号17500403)の目的は,動きの質的体験の相違が,学習者における動きの質(a),ボディ・イメージ(b),舞踊セルフ・エフィカシー(c),および(b)・(c)を包括すると考えられるセルフ・エスティーム(d)に,どのような影響を及ぼすかについて検討することであった.そのために今年度(平成19年度)は,先行研究結果〔清水,2005(教育実践研究13:55-61);清水,2006(九州大学人間環境学府博士論文人環学博甲第146号)〕を踏まえ,さらに第2期(平成18年度)で提示された,舞踊における心理的一側面の仮説モデル〔清水,2007(教育実践研究15:69-74)〕を参考に,動きの質的向上の体験が,舞踊セルフ・エフィカシーやボディ・イメージだけでなく,セルフ・エスティームにおいても変容をもたらすかどうかに着目し検討を行った.その結果,学習用舞踊ムーブメントによる動きの質的体験の相違は,舞踊学習のセルフ・エスティームに肯定的に影響することが示唆された〔清水,2008(教育実践研究16:73-79)〕.今後の課題として,動きの質的向上と,ボディ・イメージ〔清水,2004(健康心理学研究17(2):22-31)〕や,舞踊セルフ・エフィカシー〔清水・橋本,2005(福岡教育大学紀要54:53-62)〕,セルフ・エスティームといった認知的要因を含む自己概念との関係性について,媒介変数を含めて心理的メカニズムの解明を進めるべきであろう.まとめとして,本研究では第1期(17年度)から第3期(平成19年度)において,舞踊における動きの質的向上と心理変数間との関係に着目しながら検討し分析を行った.その結果,舞踊の学習における動きの質的体験の相違は,学習者の動きの質,ボディ・イメージ,舞踊セルフ・エフィカシー,そしてセルフ・エスティームを含む心理的側面に肯定的な影響を及ぼすことが明らかとなり,舞踊の動きと心理変数における1つの関係性が明示された.(755字)本研究(平成17年度)では、質の高い動きである連動性を伴う動きの体験が、学習者における動きの質と舞踊セルフ・エフィカシーにおいて、どのような影響をもたらすかについて検証することを目的とした。そのために、ラバン理論を背景とした動きの質的変化に着目し、動きの質をコントロールした良質な動きの構成による数フレーズの動きを作成した。そして、ボディ・イメージの変化について検討した研究結果〔清水,2004(健康心理学研究17(2):22-31)〕、および舞踊セルフ・エフィカシーの変化について検討した研究結果〔清水,2005(教育実践研究13:55-61)〕を踏まえ、これらと同様の研究手順を踏み、新たな介入研究を行った。本介入とこれまでの介入研究との相違点は、介入の期間を延長した点、および学習用ムーブメントの動きの難易度を高めた点である。介入の結果、学習用舞踊ムーブメントによる動きの質的向上の体験は、学習者の舞踊セルフ・エフィカシーおよびボディ・イメージに肯定的に影響することが示唆された〔清水,2005(健康心理学会ヘルスサイコロジスト38:3);清水,2006(日本体育学会第56回大会予稿集p.193)〕。

この研究結果は、動きがセルフ・エフィカシーに影響を及ぼし、セルフ・エフィカシーはボディ・イメージや他の心理変数へ作用する、というこれまでの運動心理学における理論モデルの提示内容と一致をみている。このことから、次年度第2期(平成18年度)では、本研究結果と併せ、理論モデルが提示する、介入により変化が生じうるとされる他の心理変数の変容にも着目し、初年度データとの比較検討により分析を行う。また、動きと心理変数に関する理論を背景とした、新たな仮説モデルを立て、舞踊の動きと心理変数における関係性を明らかにする。(757字)本研究(研究課題番号17500403)の目的は,動きの質的体験の相違が,学習者における動きの質(a),ボディ・イメージ(b),舞踊セルフ・エフィカシー(c),および(b)(c)を包括すると考えられる自尊感情(d)を含む心理的側面に,どのような影響を及ぼすかについて検討することである.そのために今期(平成18年度)は,舞踊の動きを用いたアプローチによるボディ・イメージの変容を中心に,ボディ・イメージの周辺概念について検討を行った.その結果,(a)(d)において,新たに,舞踊における心理的一側面の仮説モデルが推察された〔清水,2007(教育実践研究15:69-74)〕.舞踊における動きと心理的側面との関係に関する仮説モデルでは,舞踊における動きはまず舞踊セルフ・エフィカシーに影響を及ぼし,その舞踊セルフ・エフィカシーを介してさらにボディ・イメージへ影響を及ぼす.そして,最終的に,舞踊セルフ・エフィカシーおよびボディ・イメージを介して自尊感情へ作用する,というものである.この仮説モデルを参考に,学習用舞踊ムーブメントによる動きの質的向上の体験が,学習者の舞踊セルフ・エフィカシーおよびボディ・イメージ,自尊感情においても変容をもたらすかどうかについて検討するため,介入を実施しデータを収集した.最終年度の第3期(平成19年度)では,心理変数の変容過程および心理変数間の関係性に着目しながら,18年度までに収集したデータを比較検討し分析を行う.なお,17年度以降に行っている介入研究と先行研究〔清水,2004(健康心理学研究17(2):22-31);清水,2005(教育実践研究13:55-61)〕における介入との相違点は,介入期間を延長した点,および介入で使用した学習用ムーブメントを緩流化し難易度を高めた点である.研究の最終的段階では,舞踊における心理的一側面の仮説モデルを参考に,舞踊の動きと心理変数における関係性を明らかにする.(762字)本研究(研究課題番号17500403)の目的は、動きの質的体験の相違が、学習者における動きの質(a)、ボディ・イメージ(b)、舞踊セルフ・エフィカシー(c)、および(b)・(c)を包括すると考えられるセルフ・エスティーム(d)に、どのような影響を及ぼすかについて検討することであった。そのために今年度(平成19年度)は、先行研究結果〔清水、2005(教育実践研究13:55-61);清水、2006(九州大学人間環境学府博士論文人環学博甲第146号)〕を踏まえ、さらに第2期(平成18年度)で提示された、舞踊における心理的一側面の仮説モデル〔清水、2007(教育実践研究15:69-74)〕を参考に、動きの質的向上の体験が、舞踊セルフ・エフィカシーやボディ・イメージだけでなく、セルフ・エスティームにおいても変容をもたらすかどうかに着目し検討を行った。その結果、学習用舞踊ムーブメントによる動きの質的体験の相違は、舞踊学習者のセルフ・エスティームに肯定的に影響することが示唆された〔清水、2008(教育実践研究16:73-79)〕。今後の課題として、動きの質的向上と、ボディ・イメージ〔清水、2004(健康心理学研究17(2):22-31)〕や、舞踊セルフ・エフィカシー
昆虫由来素材「ラック」の文化財及び美術工芸への利用促進のための調査研究

日本や欧米で養殖不可能な「ラックカイガラムシ」の分泌する樹脂「ラック」とその色素について、研究代表者はインドをはじめとする生産国などで調査を行い、虫の生態、寄生木、養殖、加工、利用方法などの基礎情報を得たと同時に、現時点でラックの安定供給のための対策が急務であると理解した。各地で得られた情報に基づき、実験、試作、分析を行い、ラック関係者やインドの専門家を招聘しての講演会やワークショップを開催しての情報交換を行うとともに、一般へ向けての情報公開を行った。これをきっかけとしてラック研究会を設立、国内外のネットワークが構築され、ラックの将来的な生産継続のための国際協力体制の足がかりができたと考える。・2016年1月、インド、グジャラート州ブージ郊外のAjrakh工房で、地元で採取された天然ラックを使い、複数種の絹とウール布地への染めの実験を行った。ブージ北部Nironaでは、弓旋盤の摩擦熱で固形ラックを溶かす木工塗装品製作の現場を見学。ブージ市内では地元工芸品を展示する博物館を見学し、ラック製品を確認した。ジャールカンド州ラーンチでは、インド天然樹脂研究所と、近郊にあるラック精製工場、養殖農家、天然樹脂研究所以外のラックに関わる機関などを調査し、今年の収穫品の質(良好)、価格などを確認した。・2月13日、インド天然樹脂研究所、中国林業科学院資源昆虫研究所、日本セラック協同組合のご協力を得て、京都府立大学内稲盛記念会館にて第一回ラック研究会・講演会を開催した。基調講演を渡辺弘之先生(京都大学名誉教授)、一般講演を沓名弘美氏(日本画家)、久保敦子氏(ブータンゆっくり勉強会ヤクランド主宰)と申請者。講演者それぞれと日本セラック協同組合による現物展示を行い、120名以上の一般参加者を集めた。・2月、京都市内にて、インド産のKerria lacca KusmiとRangeeniの2種と、中国産のKerria yunanensis種のラックを用いての、同条件下での絹地への染め比較実験を行った。同じKerria laccaであるKusmiとRangeeniでは顕著な色素量の差があるだけでなく、色味も異なることがわかった。・日本セラック協同組合にインド産、中国産ラックとその加工物について、JIS規格に則った物性試験(熱硬化速度、溶解度、ラック色素の色価など)を依頼し、物性差を数値で表せた。・ブータン、中国(雲南省)、インドで養殖されているラックカイガラムシの種が異なり、それぞれの分泌物の物性も異なるだけでなく、採取や保管、加工方法も重要だという、ラックの質の差となるさまざまな要因が徐々にわかってきた。・インドでは少量ながら天然のラックが利用されていることも判明した。・第一回ラック講演会は予想を上回る来場者が訪れ、アンケート結果も大変好評で、次回の開催を期待する声も多く聞かれた。講演会を機会にラック研究会を立ち上げ、会員を募集したところ、40名ほどにご参加いただき、本年度少人数での勉強会を開催することとなっている。・研究会・講演会にご参加いただいた方、現地調査で知り合った方、インドと中国の研究所関係者からも新しい情報が得られている。・2016年5月14日(土)に京都府立大学にて、上羽陽子氏、金谷美和氏(ともに国立民族学博物館)と申請者の3名の発表による「2016年1-2月のインドのラック生産と利用」の勉強会を開催した。2016年11月3日(木・祝)に京都府立大学内稲盛記念会館において第2回ラック研究会・講演会「ラックを科学するその特性とさまざまな利用」を開催。ランガナタン・ラマニ博士(元インド天然樹脂研究所所長)を招聘し、成瀬正和氏(元宮内庁正倉院事務所)、中村力也氏(宮内庁正倉院事務所)、森大輔氏(岐阜セラツク製造所)による講演とポスター発表、関連品の展示を行い、100名以上の参加者を集めた。2017年3月4日(土)に大阪市立科学館にて、染色家青木正明氏を講師とし「虫で染める赤いフェルトコースターワークショップを開催し、小学生を含めた一般市民へのラックの普及活動を行った。2016年6月26日(日)生き物文化誌学会第14回学術大会にて、「インドと中国のラックの生産と利用」の口頭発表を行った。・外部資金による調査も含め、2016年5月:ブータン、10月:イギリス、2017年2月:タイ、ラオスにてラックの生産状況、利用方法などについての調査を行った。そのうちタイは2016年夏の猛暑の影響によるラックの大減産の直後であり、現地にはラック研究機関がないため、世界のラック養殖の継続のためインドや中国の関係者への協力を要請することとなった。各地で入手したラックの物性などについてはそれぞれの分野の専門家に分析を依頼し、成分などの比較を行うほか、塗装試験、染色試験などを行っている。染色や木工の専門家にも試作実験を依頼し、他の素材との比較等を行っていただいている。・京都府立大学椎名研究室のホームページとFacebookページで研究会の活動などを告知、報告しているほか、研究会ホームページの立ち上げ準備を行っている。

各地で得られた情報に基づき、実験、試作、分析を行い、ラック関係者やインドの専門家を招聘しての講演会やワークショップを開催しての情報交換を行うとともに、一般へ向けての情報公開を行った。これをきっかけとしてラック研究会を設立、国内外のネットワークが構築され、ラックの将来的な生産継続のための国際協力体制の足がかりができたと考える。・本年度は、現在ラック生産量世界2位のタイとラオス、また、昨年の別件調査でラック養殖農家が激減しているブータンで、現在の農家数、ラックの生産量、また、ラックの物性を他国と比較し、政府関係者に結果を報告する。・本年度の第二回ラック研究会・講演会は「ラックを科学する」をテーマに11月3日に開催する。世界最古のスティックラック「紫鑛」をはじめ、ラックを用いた工芸品を所蔵する正倉院の正倉院展開催期間中で、ラックについてより理解を深めていただけると考えている。・ラック研究会会員で少人数の勉強会を開催し、情報・意見交換や実験を共同で行う。内容に応じて適宜専門家をお招きしたり、アドバイスをいただくこととする。・各地で採取した素性の明らかなラックについて、樹脂・色素それぞれについて物性の比較を行う。分析や測定方法についてはJIS規格のほか、樹脂や色素の分析の専門家にアドバイスをいただき、必要に応じて機器をお借りしたり、測定を依頼する。ラックの質の差は何によっておきるのか、その要因を解明する。・日本で一般にもラックを普及させるにあたり、熱に強い塗装方法や、洗濯にも強い木綿への染めの方法を検討、実験を行い、一般向けワークショップを開催する。28年度が最終年度であるため、記入しない。文化財保存学28年度が最終年度であるため、記入しない。
哺乳類始原生殖細胞におけるクロマチン高次構造と核内動態変化の分子的理解

生殖細胞は次世代へのゲノム情報の伝播を担う唯一の細胞系譜である。哺乳類では、生殖細胞の発生初期、即ち始原生殖細胞の発生期にゲノムワイドなエピゲノム変化(メチル化DNAの減少およびヒストン修飾の変化)が観察される。このエピゲノム変化は、おそらくその後の生殖細胞発生を完遂するために不可欠な分子イベントであると予想されるが、しかし生殖細胞発生過程において果たす役割の分子的理解は未だ不十分である。近年、マウス多能性幹細胞から始原生殖細胞(primordial germ cell; PGC)様細胞を誘導する系が報告され、さらに、研究代表者らはヒト多能性幹細胞からPGC様細胞を分化誘導する系を報告した。本研究では、これらの試験管内誘導系を用いて、始原生殖細胞発生過程におけるクロマチン構造を詳細に解析し、エピゲノム再編成とクロマチン構造動態との関係を分子的に理解することを目的とする。平成30年度はマウス試験管内生殖細胞誘導系を用いて解析を行った。まず次世代シークエンス解析手法によりクロマチン構造を詳細に記述するため、PGC様細胞を用いてクロマチン因子群に対するChIPseqデータの取得を行なった。さらにオープンクロマチンを同定するため、改良版ATACseq法を適用しデータの取得を行った。現在、PGC様細胞からさらに誘導しうる各細胞種について、同様のデータ取得を計画していると同時に、クロマチン相互作用解析手法の適用に向けて準備中である。これらの種々のデータを用いてクロマチン構造を包括的に解析していく予定である。現在のところ、ChIPseqおよびATACseq法の最適化とマウスPGC様細胞への適用が概ね順調に進んでいる。現在準備中のクロマチン相互作用解析手法の最適化および適用も実現可能であると考えている。昨年度確立した解析手法、および現在確立中の解析手法を用いて、引き続きデータ取得を行う。これまでに報告されているトランスクリプトームおよびメチル化DNAデータ等と統合し、エピゲノム状態とクロマチン構造の関係を包括的に解析していく予定である。
高等植物の重力感知と応答過程における液胞の機能とダイナミクスに関する研究

シロイヌナズナ花茎の重力感知の場は内皮細胞層であり,重力の向きに沈降する色素体(アミロプラスト)が平衡石として機能すると予想されている.平成14年15年度までに私は,生きた花茎内皮細胞を横立顕微鏡で観察し,重力刺激前後の細胞内の挙動を捉える系を確立した.同一細胞内でのアミロプラストと液胞膜の連続的観察から,重力刺激後アミロプラストは液胞膜に包まれた状態で原形質糸の中を移動することを明らかにした.個々のアミロプラストの挙動を詳細に解析して,重力刺激を与えて0-3分の時間帯に,新しい底面に向かう動き成分が有意に増えることを統計的に示した.アミロプラストは細胞の底面付近で絶えず跳躍的な運動をしており,この運動はアクチン繊維依存的であることを明らかにした.アクチン繊維破壊後も茎切片の重力屈性能は残るので,野生型,野生型のアクチン破壊処理後,重力屈性変異体(zig/sgr4)の3つの花茎でのアミロプラストの挙動を比較した.その結果,1)全体的な重力方向への移動,2)低頻度に現れる絶対値の大きい重力方向への移動,3)液胞膜による包み込み,が重力感受能と強く相関している,考察した.以上の結果を投稿論文としてまとめ,Plant Cell誌に受理された.他のsgr変異体(sgr5,sgr6)と,zig/sgr4のサプレッサー変異体zip1に関して,内皮細胞の電子顕微鏡観察を行った.sgr5,sgr6に関しては,野生型同様アミロプラストが液胞膜に包まれた状態になっていた.sgr5についてはアミロプラストの沈降が野生型と同程度とは言えず,更に詳細な検討が必要ではあるが,これらの結果は,内皮細胞でのアミロプラストの動きやすさと,液胞膜による包み込みに相関があることを支持する.高等植物のシュートは一般に負の重力屈性を示す.シロイヌナズナでは,その花茎を横倒しにすると,およそ90分で垂直に立ち上がる.所属研究室で既に単離されていた花茎の重力屈性変異体(sgr変異体)の解析から,花茎の内皮細胞層が重力の感知に必須であることが示唆されてきた.内皮細胞層には,デンプンを蓄積するように分化した色素体が重力方向に沈降しており,これが重力を感知する平衡石として機能するものと予想されている.しかしながら,重力の向きを変えたときに,アミロプラストが細胞内のどの場所を通って移動するのか,実際の挙動は捉えられたことがなかった.また,重力刺激後,ごく初期のシグナル伝達は内皮細胞において起こっているはずであり,これらのイベントを可視化できれば,今まで全く未解明であった重力感知の初期過程における重要な知見が得られるはずである.そこで私は,花茎の内皮細胞を生きた状態で観察する試料調製法を開発し,横立顕微鏡システムを用いて重力刺激の前後での細胞内のイベントを捉える観察系を確立した.野生型に関しては,アミロプラストと液胞膜を同じ細胞で観察することに成功し,重力刺激を与えた時に大部分のアミロプラストは液胞膜に包まれた状態で原形質糸の中を移動することを明らかにした.また,内皮細胞を持つsgr変異体について,アミロプラストの挙動を観察したところ,二つのグループに分類できることを明らかにした.すなわち,sgr2,3,4では極端にアミロプラストの動きが制限されており,一方,sgr5,6,8に関しては,野生型と比較しても顕著なアミロプラストの動きの異常はなかった.このことは,変異体の原因遺伝子が,重力感知のどのステップで-アミロプラストが動くことの上流あるいは下流で-機能することを間接的に示す.シロイヌナズナ花茎の重力感知の場は内皮細胞層であり,重力の向きに沈降する色素体(アミロプラスト)が平衡石として機能すると予想されている.昨年度私は,生きた花茎内皮細胞を横立顕微鏡で観察し,重力刺激前後の細胞内の挙動を捉える系を確立した.同一細胞内でのアミロプラストと液胞膜の連続的観察から,重力刺激後アミロプラストは液胞膜に包まれた状態で原形質糸の中を移動することを明らかにした.個々のアミロプラストの挙動を詳細に解析して,重力刺激を与えて03分の時間帯に,新しい底面に向かう動き成分が増えることを統計的に示した.アミロプラストは細胞の底面付近で絶えず跳躍的な運動をしており,この運動はアクチン繊維依存的であることを明らかにした.アクチン繊維破壊後も茎切片の重力屈性能は残るので,野生型,野生型のアクチン破壊処理後,重力屈性変異体(zig/sgr4)の3つの花茎でのアミロプラストの挙動を比較した.その結果,1)全体的な重力方向への移動,2)低頻度に現れる絶対値の大きい重力方向への移動,3)液胞膜による包み込み,が重力感受能と相関している可能性を示した.また,zig/sgr4の原因遺伝子VTI11とその相同遺伝子VTI12の機能について解析を行った.この遺伝子は,SNAREと呼ばれる分子群に属し,液胞への小胞輸送経路で重要な役割を果たすと考えられている.この二つの遺伝子が欠損すると致死であることが明らかとなった.単独変異体,片方がホモで欠損もう一方はヘテロで保持する変異体(zig/zig VTI12/vti12,ZIG/zig vti12/vti12)の胚を詳細に観察し,その致死率が期待値と非常に良く合致することを見い出した.

これらのVTI分子が胚発生初期で必須であることを示すとともに,それぞれ機能分化しつつも依然として互いに補い合えることを示している.シロイヌナズナ花茎の重力感知の場は内皮細胞層であり,重力の向きに沈降する色素体(アミロプラスト)が平衡石として機能すると予想されている.平成14年15年度までに私は,生きた花茎内皮細胞を横立顕微鏡で観察し,重力刺激前後の細胞内の挙動を捉える系を確立した.同一細胞内でのアミロプラストと液胞膜の連続的観察から,重力刺激後アミロプラストは液胞膜に包まれた状態で原形質糸の中を移動することを明らかにした.個々のアミロプラストの挙動を詳細に解析して,重力刺激を与えて0-3分の時間帯に,新しい底面に向かう動き成分が有意に増えることを統計的に示した.アミロプラストは細胞の底面付近で絶えず跳躍的な運動をしており,この運動はアクチン繊維依存的であることを明らかにした.アクチン繊維破壊後も茎切片の重力屈性能は残るので,野生型,野生型のアクチン破壊処理後,重力屈性変異体(zig/sgr4)の3つの花茎でのアミロプラストの挙動を比較した.その結果,1)全体的な重力方向への移動,2)低頻度に現れる絶対値の大きい重力方向への移動,3)液胞膜による包み込み,が重力感受能と強く相関している,考察した.以上の結果を投稿論文としてまとめ,Plant Cell誌に受理された.他のsgr変異体(sgr5,sgr6)と,zig/sgr4のサプレッサー変異体zip1に関して,内皮細胞の電子顕微鏡観察を行った.sgr5,sgr6に関しては,野生型同様アミロプラストが液胞膜に包まれた状態になっていた.sgr5についてはアミロプラストの沈降が野生型と同程度とは言えず,更に詳細な検討が必要ではあるが,これらの結果は,内皮細胞でのアミロプラストの動きやすさと,液胞膜による包み込みに相関があることを支持する.
カメにおける嗅覚受容体遺伝子の発現解析：脊椎動物の新しい嗅覚研究モデルの開発

V2Rは嗅覚受容体の1つで、マウスでは微絨毛性嗅細胞が分布する鋤鼻器に発現している。カメの嗅覚器は上憩室上皮と下憩室上皮からなり、一般に線毛性嗅細胞が分布する上憩室上皮は嗅上皮、微絨毛性嗅細胞が分布する下憩室上皮は鋤鼻器と呼ばれている。マウスでV2Rが鋤鼻器に発現するように、カメでV2Rは下憩室上皮に発現するのか?この問いに答えるため、カメの嗅覚器におけるV2Rの発現部位をin situハイブリダイゼーション解析した。実験に用いたミシシッピアカミミガメではV2R遺伝子の塩基配列が知られていなかったため、アカミミガメと近縁なニシキガメの塩基配列に基づいてプライマーを設計し、PCRクローニングを行った。得られたアカミミガメのV2R遺伝子、V2R1とV2R26について、ジゴキシゲニン標識プローブを作製し、in situハイブリダイゼーション解析を行ったところ、アカミミガメの嗅覚器において、2つのV2R遺伝子は共に少数の嗅細胞で発現していることが分かった。V2R1発現細胞とV2R26発現細胞の分布は異なり、V2R1発現細胞は下憩室上皮にだけ分布していた。一方、V2R26発現細胞は上憩室上皮と下憩室上皮の両方に分布していたが、上憩室上皮よりも下憩室上皮に多く分布していた。予想に反して少数の嗅細胞にしかV2Rが発現していなかったことから、どこかにV2R発現細胞が集まった領域がないか、嗅覚器の吻側部から尾側部まで隈なく探したが、V2R発現細胞は嗅覚器全体にほぼ均一に分布し、V2R発現細胞が多く集まった場所は見つからなかった。また、V2R1とV2R26の他にV2R遺伝子が存在する可能性を検討するため、V2Rのシグナル伝達に関わるTRPC2の発現を調べたが、TRPC2発現細胞の分布はV2R発現細胞の分布とほぼ同じで、おそらくV2R1とV2R26の他にV2Rは存在しないことが示唆された。初年度は、RT-PCRとin situハイブリダイゼーションによって、スッポンPelodiscus sinensisの嗅覚器における嗅覚受容体遺伝子の発現解析を行った。スッポンのゲノムに存在する1000種類以上の嗅覚受容体遺伝子の中から、クラスI匂い受容体を20、クラスII匂い受容体を20、合計40の遺伝子を選んで、スッポン嗅覚器におけるmRNA発現を調べた。スッポン嗅覚器を上憩室上皮を含む組織と下憩室上皮を含む組織に切り分けてRNAを抽出し、RT-PCR解析を行った結果、上憩室上皮と下憩室上皮の両方に匂い受容体が発現していること、匂い受容体の発現は上憩室上皮と下憩室上皮とで異なっていること、さらに、クラスI匂い受容体とクラスII匂い受容体とで、発現に違いがあることが示された。また、ジゴキシゲニン標識したcRNAプローブを作製し、パラホルムアルデヒド固定の凍結切片を用いたin situハイブリダイゼーション解析を行った結果、各嗅覚受容体遺伝子を発現した細胞のスッポン嗅覚器における分布が明らかになった。上憩室上皮は空気中、下憩室上皮は水中の匂いを受容する器官と見なされている。本研究によって、一般に水溶性のリガンドに対する親和性が高いクラスI匂い受容体の多くが下憩室上皮で発現していることを示す結果が得られたのは予想通りであった。一方、疎水性のリガンドと結合するクラスII匂い受容体には上憩室上皮に多く発現するものもあれば、主に下憩室上皮で発現するものもあることが本研究によって示され、上憩室上皮だけでなく、下憩室上皮もまた空気中の匂いを嗅ぐ機能を備えていることが示唆された。スッポン嗅覚器における嗅覚受容体遺伝子の発現については、2016年6月に神奈川県横浜市で開催された国際味と匂学会、および2016年9月に神奈川県藤沢市で開催された日本獣医学会において発表しており、学術雑誌への投稿論文は現在準備中である。平成29年度は、アカミミガメの嗅覚器における嗅覚受容体遺伝子の発現を解析した。嗅覚受容体のうち匂い受容体(OR)はクラスI OR(魚型OR)とクラスII OR(哺乳類型OR)とに分類されるが、RT-PCR解析によって、アカミミガメの嗅覚器では上憩室上皮にクラスII OR、下憩室上皮にクラスI ORが発現していることを示す結果が得られた。さらに、in situハイブリダイゼーショ解析で各嗅覚受容体遺伝子を発現した細胞の分布を調べたところ、クラスI OR発現細胞が下憩室上皮、クラスII OR発現細胞が上憩室上皮で観察され、RT-PCRの結果が裏付けられた。初年度に実施したスッポンの研究結果と比較することにより、嗅覚受容体遺伝子の発現に関して、アカミミガメとスッポンの違いが明確になった。また、カメの嗅覚系が生息環境に応じた多様性を示すことを確かめるため、光学および電子顕微鏡写真を用いてスッポンの嗅神経に含まれる軸索数を求め、上憩室上皮と下憩室上皮に分布する嗅細胞数を推定した。

先行研究で示されているように、クサガメやイシガメなど、半水生のカメでは上憩室上皮と下憩室上皮にほぼ同数の嗅細胞が含まれているのと異なり、スッポンのように水中で過ごす時間の長いカメでは、下憩室上皮の方が上憩室上皮よりも多くの嗅細胞を含んでいることを示す結果が本研究で得られた。以上のように、生息環境の異なるカメの嗅覚器を比較することによって、その多様性が明らかになり、上憩室上皮は空気中、下憩室上皮は水中で機能する嗅覚器であることが裏付けられた。さらに、上憩室上皮と下憩室上皮の機能分担について追及するため、完全水生のカメであるスッポンモドキの嗅覚系について形態学的特徴を調べたところ、それが単一の嗅覚系で構成されていることが明らかになった。アカミミガメの嗅覚器における嗅覚受容体の発現については2017年10月にマレーシアのクチンで開催された第6回アジア獣医解剖学会で口頭発表した。学術雑誌への投稿論文は現在準備中である。スッポンの嗅細胞数については2017年9月に鹿児島県鹿児島市で開催された日本獣医学会で口頭発表し、投稿論文が学術雑誌J. Vet. Med. Sci.へ掲載された。スッポンモドキ嗅覚系の形態学的特徴については、2017年9月に青森県弘前市で開催された日本解剖学会東北・北海道連合支部学術集会で口頭発表した。V2Rは嗅覚受容体の1つで、マウスでは微絨毛性嗅細胞が分布する鋤鼻器に発現している。カメの嗅覚器は上憩室上皮と下憩室上皮からなり、一般に線毛性嗅細胞が分布する上憩室上皮は嗅上皮、微絨毛性嗅細胞が分布する下憩室上皮は鋤鼻器と呼ばれている。マウスでV2Rが鋤鼻器に発現するように、カメでV2Rは下憩室上皮に発現するのか?この問いに答えるため、カメの嗅覚器におけるV2Rの発現部位をin situハイブリダイゼーション解析した。実験に用いたミシシッピアカミミガメではV2R遺伝子の塩基配列が知られていなかったため、アカミミガメと近縁なニシキガメの塩基配列に基づいてプライマーを設計し、PCRクローニングを行った。得られたアカミミガメのV2R遺伝子、V2R1とV2R26について、ジゴキシゲニン標識プローブを作製し、in situハイブリダイゼーション解析を行ったところ、アカミミガメの嗅覚器において、2つのV2R遺伝子は共に少数の嗅細胞で発現していることが分かった。V2R1発現細胞とV2R26発現細胞の分布は異なり、V2R1発現細胞は下憩室上皮にだけ分布していた。一方、V2R26発現細胞は上憩室上皮と下憩室上皮の両方に分布していたが、上憩室上皮よりも下憩室上皮に多く分布していた。予想に反して少数の嗅細胞にしかV2Rが発現していなかったことから、どこかにV2R発現細胞が集まった領域がないか、嗅覚器の吻側部から尾側部まで隈なく探したが、V2R発現細胞は嗅覚器全体にほぼ均一に分布し、V2R発現細胞が多く集まった場所は見つからなかった。また、V2R1とV2R26の他にV2R遺伝子が存在する可能性を検討するため、V2Rのシグナル伝達に関わるTRPC2の発現を調べたが、TRPC2発現細胞の分布はV2R発現細胞の分布とほぼ同じで、おそらくV2R1とV2R26の他にV2Rは存在しないことが示唆された。当初の計画通り、アカミミガメなど、スッポン以外の半水生カメにおける嗅覚受容体遺伝子のクローニングとシークエンスを行い、RT-PCRとin situハイブリダイゼーションによって、嗅覚器における遺伝子発現の解析を行う。29年度に引き続き、クサガメ、アカミミガメ、カミツキガメについて、嗅覚受容体遺伝子のクローニングと塩基配列決定、および嗅覚器における発現解析を行う。嗅覚受容体と共役するGタンパク質の発現解析についても、29年度に引き続き実施する。
TL-シートによる治療用密封小線源近傍の線量分布測定法の研究

TL-シートを用いて、現在臨床で使用されている密封小線源近傍の2次元線量分布測定を行い、TL-シートの精度評価を行った。また、線源の最適配置の決定システムの高速化のため、システムの並列計算化を行った。1、密封小線源近傍の線量分布測定TLシートを用いて、現在、臨床で使用されている低エネルギーγ線源1-125の密封小線源(model 6711)近傍の2次元線量分布測定を行った。測定結果から算出された種々の線量パラメータを、AAPM TG-43レポートによる最新のMonte Carlo法と比較した。その結果、radial dose functionは10%以内で一致し、またanisotropy factorは1.9%以内で一致した。また、血管内照射用線源であるγ線源Ir-192とβ線源Sr-90/Yの線源近傍の線量分布測定を行い、これらの線源を比較した。その結果、線源が0.5mmずれると、線源から2mmの点(参照点)でIr-192線源の線量変化は25%であったが、Sr-90線源の線量変化は50%と2倍大きくなった。血管内照射用Sr-90β線源について、TL-シート法とGafchromic film法と比較した結果、両者は良く一致した。TLシートによる線源近傍の分布測定の有効性が示された。2、血管内照射用線源配置最適化システムの並列計算化複数台のノート型パソコンをネットワーク化し、パラレル・コンピューティングシステムを構築し、血管内照射のためのIr-192 seed1個の滞留時間と滞留位置の最適化を行った。ほぼコンピュータ数に比例した計算速度が得られ、コンピュータの台数の増加により、高速化が可能になることを実証した。線量分布測定のために開発されたTLシートを用いて、血管内照射用線源近傍の2次元線量分布測定を行った。また、線源の最適配列の決定システムを構築した。1、血管内照射用線源近傍の線量分布測定米国で開発された血管内照射用線源であるγ線源Ir-192(Cordis)とβ線源Sr-90(Novoste)の線源近傍の線量分布測定を行い、これらの線源を比較した。また、参照点に同一線量を照射した場合、線源からの距離に関してSr-90は線量の減衰が大きく、Ir-192に比べ線源中心から10mmで約1/10となった。臨床と同一の照射時間で実験を行うことができ、線源挿入による線量への影響も調べることができた。2、血管内照射線源の位置配列の最適化ためのシステム構築血管内治療用Ir-192seedsの配列の最適デサインのため、Linux上で動作するGAのプログラムを作製した。日本原子力研究所でつくられた血管内照射用Ir-192seedsに対して最適を行った結果、線源端の間隔を1/3縮めることにより、血管に沿った線量分布の均一化が得られた。また、複数台のノート型パソコンをネットワーク化し、パラレル・コンピューティングシステムを構築し、血管内照射のためのIr-192 seed1個の滞留時間と滞留位置の最適化を行った。

新たに開発された高空間分解能、高感度でダイナミック・レンジが広い測定素子TLシートを用いて、血管内照射用線源および組織内刺入線源I-125近傍の2次元線量分布測定実験を、日米共同で行った。1、血管内照射用線源近傍の線量分布測定2、組織内刺入線源I-125近傍の線量分布測定昨年度に引き続きTLシートを用いて、米国の臨床で使用されている低エネルギーγ線源I-125の密封小線源(model 6711とmode1 6702)近傍の2次元線量分布測定実験を行った。測定結果から算出された種々の線量パラメータを、AAPM TG-43レポートによる最新のMonte Carlo法と比較した。その結果、radial dose functionはmodel 6711で10%、model 6702で8%以内で一致した。また、anisotropy functionはmode1 6711で0.7%、model 6702で2.6%以内で一致した。I-125のような低エネルギーγ線源近傍の線量特性の決定に、TLシートは有用であることが明らかになった。
腎不全患者の動静脈瘻造設後の血管育成に及ぼす運動に関する研究

H21年10月からH23年4月の期間に11名のAVF造設後の患者協力が得られた。その結果、AVF造設後のAVF育成に適切な運動時期は術直後ないし翌日から1-2か月までの期間で、内容は無理しない程度・範囲の掌握運動の継続行動により大幅な血管断面積、血管径、血流流速が得られた。また、維持透析患者のAVF造設等に対する自己管理を調査した結果では、掌握運動の自己管理行動は、維持透析治療に重要な自己管理姿勢に影響が認められた。本研究はH20年度からH22年度の期間において、その研究目的を血液透析に必要なアクセスとなる動静脈瘻(AVF)について、造設後早期に運動介入によりAVF成育を促進する可能性を検証した基礎研究に続く、合理的な負荷運動の開始時期や運動中止の時期について明確化するものである。以下はH20年度の実践を示す。1.研究の介入評価に必要な超音波装置の発注・取得(H20年8月)し、機器操作の習熟を図った。2.血管育成効果のある運動介入内容を検討する基礎研究を所属研究機関において開始(H20年11月)し、現在も引き続き継続中である。3.研究協力病院への依頼(倫理審査・研究内容審査)を2施設実施し、新潟県内の1施設にて研究承諾が得られ、すぐに開始(H21年2月7日より)した。協力の得られた当該施設では1症例を開始したが、中途で対象者の協力が望めず、次の症例について内定をすすめている段階である。4.介入症例を県外に移し協力を依頼している段階で、本研究の基礎研究協力者(岐阜県)に内定がとれている。当該施設への倫理審査・研究内容審査が完了次第、引き続き介入研究を実施する予定である。5.新潟県内の協力施設について新規の開発をすすめている段階である。6.本研究の副研究として、血液透析患者の自己管理に対する研究を実施し、その成果を、第20回日本サイコネフロロジー研究会(札幌コンベンションセンター・H21年6月20-21日会期)にて発表する予定にしており演題登録(課題名:維持透析患者の自己管理意識)済みである。本研究は血液透析治療を目的とする新規AVF造設を施された患者に対して、AVF育成に必要である適切な運動介入時期と期間についての介入研究を実施し、合理的な運動内容および運動負荷の開始および中止時期、さらに看護方法の最適化についての根拠を明確にすることであった。現時点での結果では、研究協力対象者数が少なく、その運動介入時期、期間についての一般化に必要な分析・評価はできていない。引き続き研究協力対象者を求め介入研究を継続中である。以上の理由もあり、H21年度は主に看護方法の最適化の課題について先行検討することとし、AVF造設患者に対する日常生活におけるAVF管理についての調査を質的研究方法で実施した。その結果、維持透析患者の認識は「透析治療の継続と必要性の意識」をもち、自己管理を「自分なりの方法で管理できている」と認識し、日常生活を過ごす「適正な管理者」と意識し、「それぞれの管理方法がそれぞれの今後を左右する」とし、自らの「今後の在り様」について模索している様子が伺えた。透析医療技術の高度化や透析液の進歩に伴い、治療に関する食事、水分、体重管理などの看護支援はほぼ確立されており、それらの自己管理は習慣化されてきている実態があった。先の介入研究において、新規AVF造設者に対する運動効果があることを得ていることがあり、合理的な運動内容および運動負荷の開始および中止時期についての根拠を明確にできれば、AVFの再建術や狭窄時の手術を減らすことを可能にし、結果的に患者に生じる身体的苦痛や経済的負担などの減少に寄与し、患者の生活拡大が図られQOLの向上が期待できると考えている。的確な看護支援を提供する根拠として本研究の成果は基礎研究として位置づけている。今後H22年度では、上記の調査に引き続き、全国調査として日本透析医学会施設会員1000件を対象とする新規AVF造設の自己管理関連調査を予定している。本研究は、先行研究の新規AVF造設者に対する運動効果の検証に基づき、AVF造設後のAVF育成に適切な運動時期と期間および合理的な運動内容について明確化することである。さらに看護支援方法を検討することである。H20年11月より県内の1施設から承諾が得られ、H21年2月より協力者1名を得て研究を開始するも中途で協力が得られなかった。その後も予定施設の協力が得られず、介入症例を県外(岐阜県)に移したところ、H21年10月からH23年4月までに11名の協力を得た。

一方、日本透析医学会施設会員へのAVF造設後の患者管理調査を1000件(回収450施設)実施した。その結果、シャント造設後は掌握運動を416件(92.4%)で奨励し、運動目的は血管の発達促進で271件(60%)あった。運動効果の評価では「基準なし」が92件(20%)、「基準あり」でシャント音52件(12%)および血流量54件(12%)にて判断していた。また、維持透析患者のAVF造設等に対する自己管理を調査した結果では、掌握運動の自己管理行動は、維持透析治療に重要な自己管理姿勢に影響が認められた。以上、11名の運動介入評価および全国調査について報告書にまとめ、自己管理意識について公表した。今回検証できた運動内容および時期について、看護支援の提供をする際の根拠としAVFの再建術など、結果的に患者に生じる身体的苦痛や経済的負担などの減少に貢献し、患者のQOLの向上に寄与すると示唆できた。
敗血症の早期診断マーカーの検索と肝細胞傷害への一酸化炭素誘導による保護効果の検討

LPS投与による敗血症モデルラットの肝臓では、ミトコンドリア障害が起こりオートファジーで処理される事が確認された。一酸化炭素誘導によりLPSラットの肝機能低下や逸脱酵素上昇は改善傾向にあったが、オートファジー阻害剤の前投与はこの効果をキャンセルした。また、肝ミトコンドリアに局在するカルバモイルリン酸シンターゼ1がLPS投与後早期から上昇する事が示された。以上より、敗血症肝ではミトコンドリア障害に引き続いてオートファジーとリソソームバイオジェネシスが起こり、正常な細胞に復帰しようとしていると考えられた。上記経路で一酸化炭素を誘導すると酸化ストレスが軽減され敗血症を緩和する可能性が示された。背景:敗血症は極めて重篤な病態である。最近、敗血症患者や敗血症モデル動物の各種臓器におけるオートファジーの証拠が示され、この病態における傷害ミトコンドリア等を取り込んで分解する現象が明らかになったが、その分子機構の詳細は未解明である。また、早期診断に有用なバイオマーカーが乏しいことから診断が困難であることが少なくない。そこで今回我々は、細胞保護作用が知られているヘムオキシゲナーゼ1(HO1)を誘導し、肝臓でのミトコンドリア-リソソームクオリティコントロールへの寄与を検討した。さらに、敗血症の早期診断に有用なバイオマーカーを同定する目的でプロテオームを用いた解析を行った。方法:リポポリサッカライド(LPS)を腹腔内に投与することにより、敗血症状態を生起させた。HO1の誘導は、コバルトプロトポルフィリン(CoPP)を前投与して行った。肝障害の評価は血清マーカーにて、オートファジーやミトコンドリアバイオジェネシスの評価はタンパク解析、免疫染色、電子顕微鏡などを用いて評価した。バイオマーカーの検索はMALDI-TOF型質量分析計を用い同定した。結果:LPS投与によりミトコンドリア障害が起こり、オートファジーで処理される事が確認された。CoPP前投与によりLPSラットの肝機能低下や逸脱酵素上昇は改善傾向にあったが、オートファジー阻害剤の前投与はこの効果をキャンセルした。また、肝ミトコンドリアに局在するカルバモイルリン酸シンターゼ1(CPS 1)がLPS投与後早期から上昇する事が示された。考察:LPS投与によるミトコンドリア障害に引き続いてオートファジーとリソソームバイオジェネシスが起こり、正常な細胞に復帰しようとしていると考えられた。上記経路でCoPP前処理しておくと、酸化ストレスが軽減され、敗血症病態を緩和する可能性が示唆された。また、敗血症モデルラットにおいて、血中CPS 1が早期に上昇する事が明らかになった。敗血症は、一旦発症すると多臓器不全を経て約半数が死に至る、極めて重篤な病態である。しかし、早期診断に有用なマーカーが少ないため、法医解剖において敗血症発症後短時間で死亡した症例などでは診断が困難である事は少なくない。今回我々は、敗血症ラットの早期診断に有用なバイオマーカー検索目的に、ラット腹腔内に大腸菌の菌体内毒素であるリポポリサッカライド(LPS)15mg/kgを投与して敗血症モデルラットを作成し、肝臓を採取して比較プロテオーム解析による敗血症関連タンパク質の同定を行った。また、敗血症病態における肝障害の評価として、血清マーカー、タンパク解析、免疫染色、電子顕微鏡などを用いて評価した。その結果、敗血症を惹起させたラットでは、肝細胞障害に先行して、肝臓のミトコンドリアに豊富に存在するカルバモイルリン酸シンターゼ(CPS1)が著明に低下、血中ではごく早期に上昇する事が分かった。今後、詳細な分子機構について検討を加えたい。敗血症を誘導したラットの肝臓を用いて行った比較プロテオーム解析によって、カルバモイルリン酸シンターゼ(CPS1)が著明に変動する事が明白であったため、当初の計画よりスムーズに計画が遂行された。LPS投与によりミトコンドリア障害が起こること、肝臓ミトコンドリア主要タンパクであるカルバモイルリン酸シンターゼ(CPS1)が、肝細胞障害が起こる前、そして従来知られているバイオマーカーなどより早期に上昇することなどを見いだし、英文雑誌へ投稿した(Unuma K, et al. Hepatology Res. 2012;doi: 10.1111/j.1872-034X.2012.01084.x)。最近、敗血症患者や敗血症モデル動物の各種臓器におけるオートファジーの証拠が示され、この病態における障害ミトコンドリア等を取り込んで分解する現象が明らかになった。

本研究でもオートファジーが関与している可能性は大きく、敗血症病態で肝オートファジーの確認を行い、肝保護作用が知られているヘムオキシゲナーゼ1(HO1)を誘導し、肝臓でのクオリティコントロールへの寄与の検討を進めていく予定である。細胞培養費35万、動物飼育費35万、試薬・阻害剤等購入費70万、学会発表の旅費10万、論文投稿原稿料・校閲費.その他50万を目標に、研究を遂行していきたい。
レーザー照射活性場を援用した回転CVDによるナノ構造制御触媒材料の開発

本研究は、レーザーCVD法と回転CVD法を用いることで、担体および触媒粒子の双方のナノ構造を制御し、高活性なNi系触媒を創出することを目的とした。レーザーCVDによりAl2O3(ガンマ相)担体膜を合成し、サブミクロン以下の微細なカリフラワー組織が高い成膜速度で形成した。Niナノ触媒粒子は回転CVD法により合成し、8 nm程度のNiナノ粒子を粒子径が80 nmの微細なAl2O3粉末やメソポーラスシリカに担持することに成功した。これら回転CVD法で作製したNi-Al2O3およびNi-メソポーラスシリカ触媒は、メタノール・水蒸気改質反応で従来よりも2-3倍高いH2ガス生成量を示した。本研究はレーザー反応活性場における回転式化学気相析出(CVD)により触媒粒子と担体の双方のナノ組織を制御し、高活性触媒機構を創製することを目的とする。平成25年度は、まず、回転式CVDによりNiナノ粒子の高分散担持プロセスを構築することに焦点を置いた。合成温度、前駆体や反応ガスの供給条件および炉内圧力などの各種CVD条件や、担体の材料、サイズおよび微細構造がNi粒子の組織や触媒性能に及ぼす影響を調べた。まず、担体をAl2O3としたとき、合成温度823 Kで平均粒径が80 nmの微粒子からミクロンサイズのAl2O3担体粒子の表面に数nm-数十nmのNi粒子を担持することができた。これらのNiナノ粒子は粗大化または凝集することなく高分散した。80 nmのAl2O3に担持したNiナノ粒子のメタンガスの水蒸気改質実験では、従来のNi系触媒に比べて2倍以上高い触媒能を示した。本プロセスによるNiナノ粒子は担体材料が炭化ケイ素や窒化ホウ素、窒化アルミニウム、ホウ化チタンなど種々のセラミックス担体粒子上にも合成でき、そのうち窒化アルミニウムや立方晶窒化ホウ素ではNiナノ粒子とともにカーボンナノチューブ(CNT)が形成することを見出した。さらに、メソポーラスシリカやゼオライトなどの多孔質体や規則構造体へのNiナノ粒子合成を行った。特にメソポーラスシリカでは、数十nmの細孔内へもNiナノ粒子が担持でき、このNi/メソポーラスシリカの触媒能は従来のNi系触媒の報告値の5倍に達した。平成25年度までは、回転CVDによりNiナノ粒子を種々の担体材料へ高分散に担持するプロセスの開発に主眼を置き、各種CVD条件がNi粒子の析出挙動や組織・構造に及ぼす影響を明らかにしてきた。平成26年度は、Ni触媒粒子の微細・高分散化することに加えて、Cu触媒粒子の担持、および担体表面の特異ナノ構造化に課題を広げた。レーザー照射下や高温でのCVDにより、合成温度や前駆体や反応ガスの選定および供給条件などのCVD条件がNiやCu触媒粒子やシリカ、SiC、TiO2、ZrO2やアルミナなどの担体の構成相や微細組織に及ぼす影響を調べた。回転CVD条件を最適化することにより、、数100 nmから数10 μmの多様な粒径のAl2O3や正方晶BN(hBN)粒子上に10 nm以下のNiナノ粒子を高分散合成することに成功した。また、Cu触媒粒子をγ-Al2O3担体粉末表面に合成した。このとき、CuはCuOとしてγ-Al2O3担体粉末上に析出し、H2還元雰囲気で熱処理することにより、10-30 nmのCuナノ粒子を合成できた。また、Nd:YAGレーザー(λ=1064 nm)を用い、羽毛状組織のアルミナおよびTiO2、樹枝状組織のシリカや多孔質構造のZrO2の気相成長に成功した。本研究はレーザー反応活性場における回転式化学気相析出(CVD)法により触媒粒子と担体の双方のナノ組織を制御し、高活性な触媒機構を創出することを目的とした。これまで、アルミナをはじめとし、SiCやBNなどの多様な担体粉末表面において回転CVDによりNiナノ粒子を高分散に担持することに成功してきた。平成27年度はメソポーラスシリカやゼオライトなどのナノミクロンサイズの構造を持つ担体上にNiナノ粒子を担持し、水蒸気メタン改質実験を通して触媒活性を調べた。回転CVDによりメソポーラスシリカの細孔内部にNiナノ粒子を析出することに成功した。また、平均粒径が80nmのアルミナ粒子表面に10nm以下のNiナノ粒子を担持できることを示した。これら、ナノミクロンサイズの構造を持つ担体に析出したNi触媒は、水蒸気メタン改質実験において従来のラネーニッケルの2ー3倍の触媒性能を示した。また、本課題3年間を通して、レーザーCVDによりカリフラワー状組織や羽毛状組織などの比表面積の高い特異な組織を持つアルミナが気相成長することを示してきた。平成27年度は、CO2レーザー照射下ではα-Al2O3が形成するが、Nd:YAGやInGaAsレーザーでは高性能な触媒担体として期待されるγ-Al2O3が成長することを明らかにした。さらに、貴金属代替材として期待されるCu粒子をAl2O3粉末表面に高分散に担持することにも成功した。