hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
筋ジストロフィー犬における機械刺激チャネルの動態解析とそれに基づいた治療法の開発

筋ジストロフィーにおいて骨格筋・心筋では恒常的にCa濃度が上昇した状態と考えられている。恒常的なCa濃度の上昇は、細胞内シグナル伝達系を活性化させることにより、細胞内での変化をもたらし細胞壊死を引き起こす。しかしCa流入の詳しいメカニズムは明らかでない。Trp(transient receptor potential)遺伝子産物スーパーファミリーは、陽イオンチャネルとして機能する一群で、4量体でチャネルを形成すると考えられている。機械刺激なので活性化され、高いCa2+透過性を有する。本研究では、筋ジストロフィーの病態において、TRPV2を含めたTRP familyの関与を探索する為に、筋ジストロフィー犬の骨格筋および心筋を用いて解析した。TRP蛋白質は,種々の物理化学刺激によって活性化される広範なCa2+流入チャネル群(TRPチャネル遺伝子スーパーファミリー)である。この中で特に機械刺激チャネルTRPV2は、正常組織では細胞内膜系に存在するが、生体内に異常が生じた場合、例えばマウス等の筋ジストロフィーや拡張型心筋症などの場合の筋変性疾患に伴って、TRPV2が細胞膜に移行し、活性化される性質がある。本申請では筋ジストロフィー犬におけるTRPV2を中心としたTRP蛋白質の心筋及び骨格筋での発現変化の分子生物学的解析と目的とする。Canineにも反応するTRPV2の抗体で染色したが、従来の抗体ではTRPV2の染色性が弱く、局在の同定が困難であった。GenebankのデータベースからCanine TRPV2と推測される遺伝子を元にプライマーをデザインし、CanineのcDNAライブラリーからTRPV2のcDNAをクローニングして、新たな抗体を作成した。TRPV2に加えTRPC1、TRPC6、TRPC7、TRPP2、TRPM3、TRPM4でも塩基配列が決定されていないため推測される遺伝子を元にCanine用のプライマーをデザインし、cDNAをクローニングした。プライマーを用いてTRPC1、TRPC6、TRPC7、TRPP2、TRPM3の発現を筋ジス犬発症前及び発症後の筋組織においての発現量の変化を検討したが、明らかな変化は認めなかった。現在、抗体を用いて解析中である。TRP蛋白質(transient receptor potential protein)は,種々の物理化学刺激によって活性化される広範なCa2+流入チャネル群(TRPチャネル遺伝子スーパーファミリー)である。本申請では筋ジストロフィー犬におけるTRPV2を中心としたTRP蛋白質の心筋及び骨格筋での発現変化を分子生物学的解析し、さらにそれらの阻害剤を使った心筋変性や骨格筋変性を抑制する新規治療法の開発を目的とする。従来の抗体ではイヌに対する染色性が弱くTRPVIと2で抗原性に交差性があったため、本年度は新たな抗体を作成した。これを用いて筋ジス犬(発症後)及び正常犬の組織で検証した結果、筋ジス犬ではTRPV2は局在の変化が認められた。Western blotでも同様であった。現在、心筋で検討している。TRPV2以外のSACの発現では、Canine用のプライマーをデザインしてTRPC1、TRPC6、TRPC7、おいての発現量の変化を検討したが、筋ジス犬および正常犬では差が認められなかった。今後、他のSACの発現を検討する。従来の抗体ではイヌに対する染色性が弱くTRPV1と2で抗原性に交差性があったため、新たな抗体で筋ジス犬(発症後)及び正常犬の組織で検証した結果、筋ジス犬ではTRPV2は局在の変化が認められた。心筋で検討したがその変化については明らかではなかった。昨年、TRPC1、TRPC6、TRPC7おいての発現量の変化を検討したが、筋ジス犬および正常犬では差が認められなかったので、今回は新たにCanineのTRPM4/TRPM3の遺伝子を検討したが、その両者ともに差が明らかではなかった。現在、Canineのarrayを用いて解析を行なっている。

イヌに対するTRPV2単独で認識する抗体が無かったため作製に時間を要した。また同様にイヌに対して報告されているシークエンスは他の種から予測された配列であり、cDNAをクローニングするのに時間が要した。24年度が最終年度であるため、記入しない。新たに作製した抗体を用いて解析を進めていく。さらに、まだ得られていない他のSAC関連のイヌのcDNAをクローニングしていく予定である。
新奇量子原子効果に起因する新型マルチフェロ強誘電体の開発と機構解明

水酸塩化物は自由の女神像などにみられる銅緑であるCu2(OH)3Clを代表に、天然に広く存在する。近年我々はこれら水酸塩化物質群において、新規量子磁性及び磁気・格子と誘電性の普遍的な相関を見出し、中でも六方晶系のCo2(OD)3ClとCo2(OD)3Br両物質で強誘電性を発見した。本研究は、このマルチフェロ的と思われる強誘電性のメカニズム解明と一般への応用の可能性の開拓を目的に実施した。新奇強誘電性が水素原子の量子原子効果に深く関わっており、水素・重水素原子の臨界減速によることを解明した。また、薄膜化に成功し、強誘電膜として利用できることを示した。原理的に広範な物質へ応用できることも見出した。近年申請者らは水酸塩化物M2(OH)3X物質群(MがCu2+, Ni2+, Co2+, Fe2+, Mn2+等の磁気イオン、XがハロゲンイオンCl-, Br-, I-)が新奇量子磁性を示す物質であることを発見した。最近になってこの物質群において水素と重水素原子自身の量子原子効果の違いによると推定される新型強誘電性を新たに発見した。本研究は、新型マルチフェロ強誘電性の機能解明を行い、新奇な原子の量子性に関係した新型マルチフェロ強誘電体の開発を目的とした。今まで新奇量子磁性に起因する新型マルチフェロ強誘電性の機能解明を中心に調べてきた。磁化、比熱、誘電測定、電子顕微鏡観察、ラマン&赤外分光測定、放射光X線構造解析、中性子散乱及びミューオン緩和実験等によって結晶構造及び磁気構造の解析とスピン量子揺らぎの観測を行い、多角的なアプローチによって複雑な新型強誘電性のメカニズムを解明しつつある。26年度は水素・重水素の位置変化を有効に検出できる中性子回折実験を行い、結晶構造の微小変化を見出した。更に、水素原子の動的な挙動を敏感に探査できるミューオン実験を実施し、定性的に水素の量子効果が水酸塩化物の新奇強誘電性のメカニズムを担っているとの結果を得ている。自発分極を伴った強誘電性が格子振動とも強く関係し、水素と重水素を含む試料では強誘電性に関係した格子振動が劇的に異なることは、26年度のラマン分光実験によっても判明した。今後引き続き研究を継続・深化させ、水素Hと重水素Dを含有する物質の静的&動的物性の高性能詳細比較研究を実施し、詳細に解明を進め、更に高温でも発現する新型強誘電物質の開発へ進める。2005年以降我々は水酸塩化物シリーズの幾何学的フラストレーション磁性を発見し、最近これら水酸塩化物において磁気・格子と誘電性の相関が普遍的に存在することを見出し、水酸塩化物の中から六方晶系のCo2(OD)3ClとCo2(OD)3Br両物質で新奇マルチフェロ的強誘電性を発見した(Phys. Rev. B 87, 174102 1-6 (2013))。水素の同位体効果からこの新奇マルチフェロ強誘電性が水素原子の量子原子効果に起因していると推察し、基盤B(H26-28)「新奇量子原子効果に起因する新型マルチフェロ強誘電体の開発と機構解明」では多結晶体水酸塩化物を使用し、磁性、比熱、誘電率及び強誘電性の評価、放射光X線、中性子構造測定等の複数手段を用いて新型マルチフェロ強誘電体の開発と機構解明を行った。上記多方角的な実験によって水素の量子原子効果が新奇強誘電性をもたらしたという確固たる証拠を得ている。まず、ミュオンスピン緩和(muSR)により重水素の核磁気を通して重水素のダイナミックスを調べたところ、Co2(OD)3Clで重水素の核磁場の時間変動率が強誘電転移に向ってダイナミックな変動から著しく緩慢になることが判明した。NMR実験でもこの結果が支持された。一方、ラマン分光測定は上記相転移についてCo2(OH)3ClとCo2(OD)3Clでの対照的な結果を得た。重水素化したCo2(OD)3Clでは強誘電転移に際し新しいフォノン群が現れるのに対し、Co2(OH)3Clでは相転移が不完全でかつより低い温度で起こっていることが判明した。更に粉末中性子回折により、Co2(OD)3Clでは強誘電転移温度230K近傍で構造相転移の可能性が示唆されることが判明した。低温構造では酸素重水素の対称性が下がり強誘電的自発分極を生み出せる。これにより、水酸塩化物での新奇強誘電性が説明できる。本研究課題「新奇量子原子効果に起因する新型マルチフェロ強誘電体の開発と機構解明」の計画に沿って、磁性、比熱、誘電率及び強誘電性の評価、放射光X線、中性子構造測定等の複数手段を用いて実施した結果、新型マルチフェロ強誘電体の機構解明という主要目的はほぼ達成できた。一方、上記メカニズム解明の結果、新型マルチフェロ強誘電体の開発指針も得つつある。以上の理由により、おおむね順調に進展していると自己評価した。近年我々は水酸塩化物質群の幾何学的フラストレーション磁性を発見した(Physical ReviewLettersに論文2編、Physical Review Bに論文9編を既報)。

更に、これら水酸塩化物において磁気・格子と誘電性の相関が普遍的に存在することを見出し、中でも六方晶系のCo2(OD)3ClとCo2(OD)3Br両物質でマルチフェロ的と思われる強誘電性を発見した「Phys. Rev. B 87, 174102 1-6 (2013)」。本研究は、このマルチフェロ的と思われる強誘電性のメカニズム解明と更なる応用性の開拓を目的にスタートした。研究は、強誘電転移における顕著な水素の同位体効果から新奇強誘電性が水素原子の量子原子効果に深く関わっていると推察できたことから始まり、ミュオンスピン緩和(muSR)によって量子原子効果を直接実証し、水素・重水素原子のcritical slowing(臨界減速)と新奇強誘電性が同時に出現することが判明した。磁性イオンCo2+間磁気相関も同時に発達し、文字通りの新型マルチフェロ強誘電体であることが明らかとなった[Phys. Rev. B 95, 024111 1-10 (2017)など]。また、ラマン分光や中性子散乱などの測定で検証し、上記マルチフェロ性を支持する結果を得ている。さらに、上記物質の薄膜形成に成功し、強誘電膜として利用できる見通しが成立した。さらに、幾何学的スラストレーション物質において、量子原子効果を示している水素の臨界減速によって水素の秩序化が起こり、非秩序→秩序型水素強誘電体になるというシナリオを広範な物質へ拡張することができることを見出した。水酸塩化物は自由の女神像などにみられる銅緑であるCu2(OH)3Clを代表に、天然に広く存在する。近年我々はこれら水酸塩化物質群において、新規量子磁性及び磁気・格子と誘電性の普遍的な相関を見出し、中でも六方晶系のCo2(OD)3ClとCo2(OD)3Br両物質で強誘電性を発見した。本研究は、このマルチフェロ的と思われる強誘電性のメカニズム解明と一般への応用の可能性の開拓を目的に実施した。新奇強誘電性が水素原子の量子原子効果に深く関わっており、水素・重水素原子の臨界減速によることを解明した。また、薄膜化に成功し、強誘電膜として利用できることを示した。原理的に広範な物質へ応用できることも見出した。研究の目的は、新奇量子磁性に起因する新型マルチフェロ強誘電性の機能解明と室温でも動作する生体親和型強誘電体の開発であったが、磁化、比熱、誘電測定、電子顕微鏡観察、ラマン&赤外分光測定、放射光X線構造解析、中性子散乱及びミューオン緩和実験等によって結晶構造及び磁気構造の解析とスピン量子揺らぎの観測を行い、多角的なアプローチによって複雑な新型強誘電性のメカニズムを解明しつつある。今後、純良単結晶を成長させ、精密ラマン分光測定及び単結晶中性子散乱実験を中心に量子原子挙動を徹底解明し、水酸塩化物での水素の量子挙動の物理を樹立する。28年度が最終年度であるため、記入しない。物性物理学、材料工学今まで新奇量子磁性に起因する新型マルチフェロ強誘電性の機能解明を中心に調べてきた。磁化、比熱、誘電測定、電子顕微鏡観察、ラマン&赤外分光測定、放射光X線構造解析、中性子散乱及びミューオン緩和実験等によって結晶構造及び磁気構造の解析とスピン量子揺らぎの観測を行い、多角的なアプローチによって複雑な新型強誘電性のメカニズムを解明しつつある。今後は、中性子実験等によって結晶構造の微小変化の精密解析を完了し、更に、水素原子の動的な挙動を敏感に探査できるミューオン実験とラマン実験及び解析を実施・完了し、水素Hと重水素Dを含有する物質の静的&動的物性の高性能詳細比較研究を実施し、詳細に解明を進める。更に高温でも発現する新型強誘電物質の開発へアプローチする。50,000円の繰越ですが、注文した試薬の納入が遅れたため、生じました。翌年度に合わせて試薬の購入にあてます。
先進プラズマ立ち上げシナリオの研究

国内外のトカマク装置の実験データを調査する事により、プラズマの立ち上げ方と得られる電流分布形状や閉じ込め特性との関連を明らかにした。これに関する国内外のシミュレーション研究結果の調査および自身によるシミュレーションの実施により、得られる電流分布発展の予測を行った。また、最適なプラズマ立ち上げ後に得られる高閉じ込めモードについて電流分布や閉じ込め性能の評価を実施した。プラズマ立ち上げ時の加熱やHモード遷移が、内部インダクタンス等のプラズマ運転領域に及ぼす影響について、JETやDIII-D等の実験結果を用いて調べている。これらの装置の結果から、立ち上げ時に加熱を行う事により、内部インダクタンスが高くなりすぎるのを抑えることができることが示された。また、ITERの立ち上げ時の加熱の影響についても、情報を収集している。立ち上げ時の磁束は、加熱により大きく節約できることが電流駆動による節約は少ないことが判った。これらの結果について、各装置の研究者から実験の詳細、またITER等のモデル計算を行っている研究者から計算の詳細等、について情報を収集し議論を行った。また、これらの結果を参考に、プラズマ立ち上げ時の平衡配位の変化と、それによる外部コイル電流やコイル端電圧の変化等のモデリングを行っている。対象は、主にJT-60SAで想定している各種のレファレンス・プラズマである。これらのJT-60SAレファレンス・プラズマのパラメータを基に、ダイバータ移行時期やプラズマ断面形状、内部インダクタンス/ボロイダル・ベータ等に対するプラズマ平衡の時間発展をモデル化し、外部コイルの電流やコイル端電圧の変化等を調べている。これにより、立ち上げ時のプラズマの運転領域の同定を行っている。今後の研究のため、TOPICS等のシミュレーションコードを用いた立ち上げシナリオ解析の準備を行っている。昨年度に引き続き、プラズマの立ち上げ方によりフラットトップでの特性がどのように影響されるかについて、種々のトカマク装置での実験結果やシミュレーション結果から調べている。これまでの調査から、JT-60UやJET、DIII-D等の実験から立ち上げ時に加熱を行う事により、内部インダクタンスが高くなりすぎるのを抑えることができることが分かっている。シミュレーションでも、同様の結果が得られているが、シミュレーションで実験を再現するにはより適切な輸送モデルが必要であることが、種々の輸送モデルおよびコードを用いた計算から分かってきた。また、良い閉じ込めあるいは閉じ込め改善モードを得るには立ち上げ時からどのような状況を作らないといけないかについても調査を進めている。これらの結果について、実験やシミュレーションの詳細等について関連する研究者から情報を収集し議論を行った。これにより、立ち上げ時のプラズマの運転領域の同定を進めている。また、電流分布と閉じ込め特性の関連について、シミュレーションコードを用いた解析を行っている。良い閉じ込めあるいは閉じ込め改善モードを得るには立ち上げ時からどのような状況を作らないといけないかについて調査を進めた。関連する研究者との議論から電流分布が鍵となっていると予想しているが、指標となるパラメータ及びその定量化には至っていない。プラズマ立ち上げ時の平衡配位の変化と、それによる外部コイル電流やコイル端電圧の変化等のモデリングを行った。対象は主にJT-60SAで想定している各種のレファレンヘス・プラズマである。これらのJT-60SAレファレンス・プラズマのパラメータを基に、ダイバータ移行時期やプラズマ断面形状、内部インダクタンス/ボロイダル・ベータ等に対するプラズマ平衡の時間発展をモデル化し、外部コイルの電流やコイル端電圧の変化等を調べた。これにより、立ち上げ時のプラズマの運転領域の同定を行った。JT-60SAにおける先進誘導放電が期待される運転領域について、電流駆動コードを用いて評価した。定格より少しプラズマ電流を落としてq95を4.2程度にした領域が有望であることが判った。また、CDBMモデルを用いたシミュレーションを行い、立ち上げ時の電流分布の変化等を調べた。流分布と閉じ込め特性の関連について、同じくCDBMモデルを用いたシミュレーションを行い、高ベータの定常運転領域でJT-60SAで期待されるパフォーマンスについての予測を行い、所期の性能が得られる事を検証した。
19世紀タイにおけるラ-マ4世王・5世王の政治思想

1.まず、ラ-マ四世王については、シャムが野蛮国ではなく文明国であることを示すために人々の衣服着用をはじめ生活習慣に関心をもったが、抜本的な国家行政改革には関心がなかったことがわかった。また、各国の元首や国王に書簡を書き、国際社会の中でシャムの地位を高めることに関心をもっていたこともわかった。2.五世王もまた、タイが野蛮国ではなく文明国であることを示すため、当初は国家行政改革に大いに関心を示した。しかし、王権の地位が安泰となる治世後半期(1880年代後半)以降は、改革に対して穏健な立場を取った。たとえば、議会や政党の設置を「ヨーロッパの米をタイに植えるようなもの」と断じてこれを認めず、タイ人は国王を信じており君主制がもっとも適しているとして、王権の至上性を信じて疑わなかった。地方行政改革では、あくまで地方住民にシャム臣民として「庇護を与える」という温情主義的立場からこれに対応した。外交政策に関しては、イギリスに対しては協力的に臨み、イギリスの影響力が国内で増大しても、タイ政府の権力も同時に増大していればこれを歓迎し、イギリスの影響力増大に対して寛容だった。3.以上で得られた四世王・五世王の政治思想・国家思想に関する情報は、適宜日本語・タイ語でコンピューターに入力し、データ・ベースとした。データベースは一覧できるよう内容を示す短いタイトルと、発言の年月日を明記し、日付順に並べた。4.今後の研究展開としては、タイの近代国家形成を外交政策との関連で検討する予定である。本研究のような思想的アプローチではなく、条約・外交機関などの着目した制度的アプローチを採用する予定である。
視覚障害歩行者の安全な道路横断に関する総合的研究

以下の3つのテーマについて,並行して研究を進めてきた。テーマ1 :視覚障害者用道路横断帯の耐久性向上と補修時期に関する調査研究テーマ2 :環状交差点における道路横断支援に関する研究テーマ3 :二次課題法による心理的ストレスの評価テーマ1に関しては,愛媛県松山市のある交差点の横断歩道に硬度の異なる3種類のウレタン系樹脂突起を使って道路横断帯を敷設し,摩耗経過を継続測定したところ,軟らかいほど摩耗が少ないことを示唆する結果を得た。また,補修時期の目安を求めるため,突起の高さと足裏での検知性の関係を目隠しをした晴眼被験者について調べたところ,高さが2mmになると検知性に低下があることが認められた。テーマ2に関しては,三鷹駅前のロータリ交差点(環状交差点)における平成22年度のフィールド実験において歩道縁石と横断歩道の方向が直交していないところや歩道上に誘導用ブロックが設置されていない箇所では方向を見失う場合が多々みられたことを受け,改修工事が行われた。すなわち,歩道縁石と横断歩道を直交させ,歩道上には誘導用ブロックが敷設された。前と同様,モデルルートを設定し, 5名の晴眼者と10名の視覚障害者の参加を得て,フィールド実験を行ったところ,方向を見失うケースは激減し,改修工事の妥当性が確認された。テーマ3に関しては,愛媛県のあるリハセンターの協力を得て,臨床試験を行った。道路横断を含むモデルコースを設定し,そのリハセンターに在籍する訓練生を対象に,タッピング(1秒間隔で押しボタンスイッチを押す)を二次課題法として,歩行訓練の進行に伴う二次課題のパフォーマンスの変化を調べたところ,向上がみられた。歩行における心理的ストレスの測定に二次課題法の適用できる可能性が示唆された。以下の3つのテーマについて,並行して研究を進めている。テーマ1:視覚障害者用道路横断帯の耐久性向上と補修時期に関する調査研究テーマ2:環状交差点における道路横断支援に関する研究テーマ3:二次課題法による心理的ストレスの評価テーマ1に関しては,愛媛県松山市のある交差点の横断歩道に硬度の異なる3種類のウレタン系樹脂突起を使って道路横断帯を敷設し,摩耗経過を継続測定したところ,軟らかいほど摩耗が少ないことを示唆する結果を得た。テーマ2に関しては,交通環境の異なる3つの信号制御のない横断歩道(三鷹駅前の環状道路,交通量の多い直線道路,交通量の少ない直線道路)を運定し,視覚障害者や歩行訓練士の参加を得て,安全に横断できるタイミングの判断を求める実験を実施した。環状道路の横断歩道では他の2つに比べてタイミングの判断が困難であった。駅前では路線バスの通行の多いため,暗騒音が高いことと交通の流れの特殊性がその原因として考えられた。テーマ3に関しては,難易度の異なる3つの歩行ルートを選定し,3人の目隠しをした晴眼者に繰り返し,そのルートを歩行してもらった。その際,同時に二次課題(1秒間隔で押しボタンスイッチを押す)の遂行も求めた。その結果,ルートの難易度に依存した二次課題の成績が得られ,かつ,歩行を繰り返すことに伴って,その成績が向上した。二次課題法によって,視覚情報遮断歩行における心理的ストレスの測定が可能であることを示唆する結果と解することができよう。テーマ1:視覚障害者用道路横断帯の耐久性向上と補修時期に関する調査研究テーマ2:環状交差点における道路横断支援に関する研究テーマ3:二次課題法による心理的

ストレスの評価テーマ1に関して,補修時期の目安を求めるため,突起の高さと足裏での検知性の関係を視覚障害被験者について調べたところ,高さが2mmになると検知性に低下があることが認められた。テーマ2に関しては,三鷹駅前の環状交差点に2つのモデルルートを設定し,単独行動経験の異なる被験者に歩行を求め,歩行軌跡や所要時間等を計測した。歩道縁石と横断歩道の方向が直交していないところや歩道上に誘導用ブロックが設置されていない箇所では方向を見失う場合が多々みられた。特に前者については事故に結びつく可能性があり,改善の必要のあることが指摘された。テーマ3に関しては,昨年に引き続き,難易度の異なる3つの歩行ルートを選定し,8人の目隠しをした晴眼者に繰り返し,そのルートを歩行してもらい,同時に二次課題としてタッピング(1秒間隔で押しボタンスイッチを押す)を求めた。その結果,歩行の繰り返しに伴って,タッピングの最大変動量が低下し,歩行所要時間の短縮がみられた。二次課題法によって,視覚情報遮断歩行における心理的ストレスの測定が可能であると判断し,実際の歩行訓練の現場において臨床試験に入った。なお,臨床試験においては,タッピングパフォーマンスの簡便な測定装置も評価された。以下の3つのテーマについて,並行して研究を進めてきた。テーマ1:視覚障害者用道路横断帯の耐久性向上と補修時期に関する調査研究テーマ2:環状交差点における道路横断支援に関する研究テーマ3:二次課題法による心理的ストレスの評価テーマ1に関しては,昨年度までに一定の成果を上げた。すなわち,道路横断帯を構成する突起の高さが2mmになると足底による検知性が低下する。テーマ2に関しては,三鷹駅前の環状交差点(ロータリ交差点)における昨年度のフィールド実験において歩道縁石と横断歩道の方向が直交していないところや歩道上に誘導用ブロックが設置されていない箇所では方向を見失う場合が多々みられたことを受け,改修工事が行われた。すなわち,歩道縁石と横断歩道を直交させ,歩道上には誘導用ブロックが敷設された。前と同様,モデルルートを設定し,5名の晴眼者と10名の視覚障害者の参加を得て,フィールド実験を行ったところ,方向を見失うケースは激減し,改修工事の妥当性が確認された。テーマ3に関しては,ある県のリハセンターの協力を得て,臨床試験に入った。道路横断を含むモデルコースを設定し,そのリハセンターに在籍する6名の訓練生を対象に,タッピング(1秒間隔で押しボタンスイッチを押す)を二次課題法として,歩行訓練の進行に伴う二次課題のパフォーマンスの変化を調べたところ,向上がみられた。歩行における心理的ストレスの測定に二次課題法の適用できる可能性が示唆された。
卓上型次世代シーケンサーを用いた白質脳症の遺伝子診断法の開発と遺伝的背景の解明

白質脳症の原因疾患は多岐にわたることが知られている。我々は55種類の白質脳症原因遺伝子を対象に、Agilent社SureSelectを用いたエクソンキャプチャーキットを設計し、原因不明の白質成人脳症患者60名に対して、次世代シーケンサーMiSeqを用いた塩基配列解析を行った。その結果明らかに病的と判断されるNOTCH3の遺伝子変異を4症例に認め、更に、EIF2B2およびPOLR3Aの既知変異を持つ症例を1例ずつ認めた他、複数症例で病的意義不明の変異を認めた。今回我々の解析系により成人白質脳症患者10%が確定診断に至り、8.3%で未知の遺伝子変異を持ち病態への関与が疑われる変異が同定された。白質脳症の原因となりうる約50種類の遺伝子について専用のエクソンキャプチャーキットを設計し、Illumina者卓上次世代シーケンサーMiSeqを用いた白質脳症原因遺伝子スクリーニング法の確立、エクソーム解析と比較した効率の検定を行うことを目的とした研究である。平成25年度はカスタムキャプチャーキットの作成を行った。当初はAgilent社Haloplexでキットを作成する予定であったが、Agilent社SureSelectでカスタムキャプチャーキットの設計を行った。白質脳症に関連する遺伝子として知られる54遺伝子を選択し、5'-UTR、3'-UTRを含めた転写産物上の全配列に対象領域を設定した。対象遺伝子のうち、44遺伝子で解析対象領域を100%のカバーするベイトの設計が可能であり、残る10遺伝子についても96%以上のカバー率で設計することができた。高血圧性脳梗塞や脱髄性疾患、感染性疾患など原因の明らかな白質病巣を呈する症例は除外して、原因不明の白質脳症検体の収集を行っており、現在約40例の症例を蓄積し、カスタムキャプチャーキットを用いた症例の解析に着手しているところである。今後、既知遺伝子のスクリーニング法の確立を行い、遺伝子未同定例については白質脳症の新規疾患責任遺伝子の同定を目指す。また、白質脳症の疫学的データの集計を行い、遺伝子異常と発症年齢、臨床像、臨床経過、画像所見を含む各種検査所見など臨床情報との関連を解析することで、白質脳症の実態をより詳細に明らかにすることを目的として研究を継続する予定である。Agilent社SureSelectでカスタムキャプチャーキットの設計、作成を行った。高血圧性脳梗塞や脱髄性疾患、感染性疾患など原因の明らかな白質病巣を呈する症例は除外して、原因不明の白質脳症検体の収集を行っており、現在約50例の症例を蓄積した。平成26年度は実際にカスタムキャプチャーキットを用いた症例の解析に着手し、既知遺伝子のスクリーニング法を確立できた。今後、遺伝子未同定例については白質脳症の新規疾患責任遺伝子の同定を目指す。白質脳症の原因として知られる55種類の遺伝子についてエクソンキャプチャーキットを設計し、Illumina社卓上次世代シーケンサーMiSeqを用いた白質脳症原因遺伝子スクリーニング法の確立を行うことを目的とした研究である。Agilent社SureSelectでカスタムキャプチャーキットの設計を行った。白質脳症に関連する遺伝子として知られる55遺伝子を選択し、5'-UTR、3'-UTRを含めた転写産物上の全配列に対象領域を設定した。対象遺伝子のうち、45遺伝子で解析対象領域を100%のカバーするベイトの設計が可能であり、残る9遺伝子についても96%以上のカバー率で設計することができた。高血圧性脳梗塞や脱髄性疾患、感染性疾患など原因の明らかな白質病巣を呈する症例は除外して、原因不明の白質脳症検体の収集を行い、現在までに69例について、カスタムキャプチャーキットを用いた症例の解析を終了した。結果、対象全遺伝子のdepth of coverageは平均で200とコピー数解析も十分可能なデータが得られた。また、30遺伝子でターゲット部位100%が10 x以上のリード数であり、全遺伝子においても平均98.7%の部位が10 x以上のリード数で解析できた。明らかに病的と判断できる変異としてはNOTCH3変異4例(未報告変異1例を含む)、EIF2B2変異1例、POLR3変異1例であり、診断確定したの8.7%であった。さらに既報告の変異でないが、表現型から原因である可能性が高いものとして、NOTCH3変異2例、CSF1R変異1例、APP変異1例、GLA変異1例を同定した。これらについては今後病的意義を検討する予定である。

本研究の条件において収集した白質脳症においてはCADASILが最も多く、その他の稀少疾患も診断可能であることが示唆された。白質脳症の原因疾患は多岐にわたることが知られている。我々は55種類の白質脳症原因遺伝子を対象に、Agilent社SureSelectを用いたエクソンキャプチャーキットを設計し、原因不明の白質成人脳症患者60名に対して、次世代シーケンサーMiSeqを用いた塩基配列解析を行った。その結果明らかに病的と判断されるNOTCH3の遺伝子変異を4症例に認め、更に、EIF2B2およびPOLR3Aの既知変異を持つ症例を1例ずつ認めた他、複数症例で病的意義不明の変異を認めた。今回我々の解析系により成人白質脳症患者10%が確定診断に至り、8.3%で未知の遺伝子変異を持ち病態への関与が疑われる変異が同定された。平成25年度から27年度にかけて明らかにしたいのは次の5点を挙げていた。1.卓上次世代シーケンサーMiSeqを用いた白質脳症原因遺伝子スクリーニング法の確立については、現在白質脳症疾患責任遺伝子54種類の全エクソンを対象としたキャプチャーキットを作成終了しており、MiSeqで解析する系の確立を行うことができたので、順調に進んでいる。2.エクソーム解析と比較した効率の検定については今まで蓄積してきた一般人および罹患者エクソームデータ約100例について、白質脳症疾患責任遺伝子として今回設定した54遺伝子について、カバー率、depthを算出し、Miseqを用いて新たに確立した診断系とエクソンのカバー率、depth、費用の比較を行う。また微細構造異常の検出法について検討している。エクソームのデータついては既に手元にデータを収集している。3.白質脳症の疫学的データの集計については、100例を目標に原因不明の白質脳症の検体を収集し、原因遺伝子解析を行い、疾患頻度を算出し、本邦の白質脳症の特徴を明らかにする。今後も継続して検体を収集していく予定である。4.白質脳症の新規疾患責任遺伝子の同定および5.白質脳症の遺伝子型-表現型の関連解析は平成27年度の課題である。全体的に進捗状況は概ね予定通りである。神経変性疾患1.卓上次世代シーケンサーMiSeqを用いた白質脳症原因遺伝子スクリーニング法の確立については、既に全エクソンを対象としたキャプチャーキットを作成、Miseqで解析する系の確立が終了した。順調に進んでいるため予定通り解析を行っていく。2.エクソーム解析と比較した効率の検定については、上記のようにMiSeqの解析結果そろい次第、手元にあるエクソームのデータと比較し、エクソンのカバー率、depth、費用の比較を行う。3.白質脳症の疫学的データの集計については、100例を目標に原因不明の白質脳症の検体を収集しており、現在は約50例程度の検体を得ているが今後も継続して検体を収集していく予定である。4.白質脳症の新規疾患責任遺伝子の同定については、既知の遺伝子異常が検出されなかった患者に対してエクソーム解析を行い、罹患者に共通する新規疾患責任遺伝子の同定を目指す方針とする。当研究機関の国内最高レベルのゲノム解析力を持つ本学遺伝学教室の十分な協力を得ながら進めていく予定である。
肺機能画像を用いた肺癌定位放射線治療後の新しい残存肺機能予測法の確立に関する研究

限局期肺癌に対する定位放射線治療は、その良好な治療成績及び低侵襲であることから、特に手術不能症例に対して、最も有効かつ安全な治療方法の一つと考えられている。一般に定位放射線治療は、全身状態不良例あるいは高齢者が治療対象となる場合が多く、有害事象については細心の注意を払う必要がある。放射線治療後の特異的な合併症として放射線性肺臓炎/肺線維症があり、肺機能低下の原因となり得るが、現時点で患者毎の肺臓炎/肺線維症による肺機能低下の程度を予測する手段は無い。本研究の目的は、肺機能画像(肺換気血流シンチグラフィおよび肺CT灌流画像)を用いて、患者個々の治療前の肺機能および腫瘍の局在をパラメータとして用いることで、定位放射線治療後の残存肺機能を患者毎に算出する予測式(dose function histogram)を確立することである。まず、過去に九州大学病院にて肺癌定位照射を施行した症例のうち、定位照射前に肺換気・血流シンチグラフィ(SPECT/CT融合画像)を施行している症例について、ある線量が照射される肺の体積とその体積内の換気血流量の関係をグラフ化し、dose-function histogramを作成、肺機能低下を予測するパラメータを検索する予定であった。今後症例を集積していく予定であったが、転勤のため、やむなく中断し、十分解析できていない。現在のところ、後方視的に肺機能の経時的変化の解析を行い、適切な評価時期および評価項目の決定を行った。データ集積の中で、当院での定位放射線治療の治療成績および肺機能低下の原因となる肺臓炎や気胸等の有害事象の頻度が明らかとなったため、学会にて報告した。
中学校入学時のリアリティショックはその後の学校適応感にどのような影響を及ぼすか

本研究の目的は,これまで教師の側で設定した外的適応感と生徒自身が感じる主観的な内的適応感のそれぞれの側面から別個に検討されてきた中学校新入生の学校適応感について,外的適応感と内的適応感の2軸の関係から捉えて教師が生徒の状態を簡便な方法で把握することができるよう,新たな学校適応感尺度を開発することである。また,中学校入学直後のリアリティショックと学校適応感との関係を検討することにより,中学校新入生の学校適応過程を明らかにし,学校現場での生徒理解や生徒支援に資することを目的としている。
虚血性心疾患治療を目指した心臓における細胞極性を制御するメカニズムの解明

AMP活性化プロテインキナーゼ(AMPK)はその下流であるCLIP-170と共に,細胞レベルの研究では細胞遊走や極性維持に重要な酵素であることが知られているが,生体における機能については不明であり本研究にて検討した。目的遺伝子を心臓特異的に発現させることが出来るゼブラフィッシュ(hspGFP3A)を用いて,AMPKによるリン酸化を受けないCLIP-170を心臓に強制発現させたところ,1心房1心室であるゼブラフィッシュの心臓のループが逆の方向を示した。このことから,細胞遊走や極性の形成にAMPK-CLIP-170系が重要な機能を果たしているものと推測された。低酸素や低血糖などの細胞ストレス状態によって細胞内AMP濃度は上昇するが,これを検知して活性化されるリン酸化酵素AMPKが,微小管の伸長端に結合して微小管伸長調節を司っているタンパク質CLIP-170をリン酸化し,培養細胞の極性や遊走を維持していることを我々は特定してきた。本研究では,上記メカニズムが培養細胞のみならず生体内でも認められるか否かについて,その分子機構とともに解明することを目的とする。心筋梗塞や心筋虚血の病変部では,低酸素状態による心筋細胞傷害によって一時的に極性を失った残存心筋細胞の再構築(再極性化)が起こることが知られており,今回は心臓をモデルとして研究を行う。生体内での観察には,拍動心臓を直視下にて観察でき,遺伝子操作技術が確立されつつあり,モデル動物の中でも成育が早いゼブラフィッシュを使用して,以下の項目について検討する。1.ゼブラフィッシュの心臓におけるAMPKとCLIP-170分子の発現を確認するために,AMPKとCLIP-170の遺伝子発現状態を検討する。2.AMPKによるCLIP-170のリン酸化の役割を明らかにするために,リン酸化を受けないCLIP-170をゼブラフィッシュの心臓にのみ発現させて心臓の形態変化を検討する。3.マウスにおける現在までの検討では,全身のAMPKの発現を完全に抑制すると出生前の胎生期に死亡することがわかっている。そこで,受精後すぐに生きたまま観察が可能なゼブラフィッシュの遺伝子の働きを完全に抑制する方法を確立して,心臓におけるAMPKの発現を抑制することで,現在までマウスにて観察できなかった心臓の形態変化や機能を検討する。これらの研究を通して,低酸素状態を含めた細胞ストレスに対する心筋細胞極性に関わる応答反応のメカニズムを解明し,虚血性心疾患治療の基盤となることを目指す。

3.マウスにおける現在までの検討では,全身のAMPKの発現を完全に抑制すると出生前の胎生期に死亡することがわかっている。そこで,受精後すぐに生きたまま観察が可能なゼブラフィッシュの遺伝子の働きを完全に抑制する方法を確立して,心臓におけるAMPKの発現を抑制することで,現在までマウスにて観察できなかった心臓の形態変化や機能を検討する。これらの研究を通して,低酸素状態を含めた細胞ストレスに対する心筋細胞極性に関わる応答反応のメカニズムを解明し,虚血性心疾患治療の基盤となることを目指す。AMP活性化プロテインキナーゼ(AMPK)はその下流であるCLIP-170と共に,細胞レベルの研究では細胞遊走や極性維持に重要な酵素であることが知られているが,生体における機能については不明であり本研究にて検討した。目的遺伝子を心臓特異的に発現させることが出来るゼブラフィッシュ(hspGFP3A)を用いて,AMPKによるリン酸化を受けないCLIP-170を心臓に強制発現させたところ,1心房1心室であるゼブラフィッシュの心臓のループが逆の方向を示した。このことから,細胞遊走や極性の形成にAMPK-CLIP-170系が重要な機能を果たしているものと推測された。AMPKによってリン酸化を受けないCLIP-170変異体を培養細胞に発現させると、微小管の伸長が阻害されて細胞極性が傷害される。そこで、ゼブラフィッシュの稚魚から採取したRNAを用いて作成したDNAライブラリーから、CLIP-170のcDNAを単離してAMPKによるリン酸化部位であるセリン311をアラニンに置換したリン酸化を受けないCLIP-170変異体を作成した。これを、ゼブラフィッシュの心臓特異的に発現させるために,酵母転写調節因子Gal4と、Gal4の認識配列であるUAS(upstream activator sequence)を用いた発現システムを利用して,変異CLIP-170を心臓特異的に発現させ,変異のないCLIP-170が発現している個体と比較して,変異CLIP-170が発現している個体にて心臓のループ形成異常が有意に多く認められた。しかしながら,ゼブラフィッシュにおけるGal4-UASを使用した系では,発現されているGal4がどのプロモーターによって制御されているかが不明であること,そのことによって真に心臓特異的に発現しているとは言えないことからAMPKの発現を抑制させる系の確立を行った。遺伝子改変技術としてTALEN(Transcription activator-like effector nuclease)とCRISPR/Cas9(clustered regularly interspaced short palindromic repeats / CRISPR associated proteins)を使用して解析中である。循環器内科学個体中の前細胞にてAMPKの発現を抑制する系にて,個体特に心臓の表現系の解析を行う。また,表現系が十分に現れないもしくは心臓に対する全身細胞の影響が大きい場合には,心臓特異的にAMPKの発現を抑制する系の確立を目指す。AMPKによってリン酸化を受けないCLIP-170変異体を培養細胞に発現させると、微小管の伸長が阻害されて細胞極性が傷害さる。
IL-2、IL-4およびICOSによる2型ヘルパーT細胞分化誘導機構の解析

平成16年度は、ICOS補助刺激のシグナル伝達経路を解析し、抗ICOS抗体は、抗CD3抗体の非存在下で単独刺激しても様々な細胞内シグナルが入ることを観察した。一方、抗CD28抗体の単独刺激ではシグナルが入らなかった。レトロウイルスを用いてICOSとCD28をB細胞株WEHI-231に導入しても同じ効果が観察された。抗ICOS単独刺激では、約38kDaの分子のチロシンリン酸化が認められ、この分子は、免疫沈降の結果からアダプター分子LATであることが示唆された。抗CD3抗体存在下でそのリン酸化レベルは増強した。さらに、ショ糖密度勾配遠心の結果から、ICOSとCD28はともに細胞膜のラフト画分の外に局在していたが、ICOS、CD28とLATとの距離および位置関係に明確な差違は認められなかった。以上の結果から、ICOSは、LATを介して幅広いシグナルを送り、多様な機能を発揮している可能性が示唆された。平成17本年度は、IL-2、IL-4およびIL-4により発現が誘導されるICOSからなるTh2分化経路の解明を目指し、BALB/cとB6の違いについて解析をした。BALB/cナイーブCD4^+T細胞がin vitro一次刺激で産生するIL-4量は、B6と比較し10倍以上高い。抗体による中和からこのIL-4産生は、IL-2による制御を受けることを認めた。ナイーブCD4^+T細胞に一次刺激を加え、活性化させた後、IL-2ないしIL-4を添加しレセプター下流のシグナル伝達分子を解析したところ、両サイトカインの添加において、BALB-c細胞は、B6と比較し、チロシンリン酸化STAT5が高発現であった。BALB-cバックグランドのSTAT5^<-/->マウスナイーブCD4^+T細胞一次刺激で産生するIL-4は、B6と比較しさらに少量であり、また、B6ナイーブCD4^+T細胞一次刺激時にレトロウイルス感染によって活性型STAT5Aないし活性型STAT5Bを強制発現させると、Th2への偏向を促進した。以上の結果から、ナイーブCD4^+T細胞のSTAT5活性化のレベルが遺伝的背景によって制御され、マウス系統間のTh分化の方向性に影響を与えていることが示唆された。CD28分子の細胞内領域には、YxxM、YxNx、PxxPモチーフが存在し、多数のシグナル伝達分子が会合し多様なシグナルが伝達される。一方、ICOS分子の細胞内領域には、YxxMのみが存在する。しかしながら、両者の機能は、質的ないし強弱の差は認めつつも同様に多様であることが知られている。本年度は、ICOS分子からのシグナル伝達を詳細に解析することで、この疑問を解決し、ICOS補助刺激の機能発現を誘導するシグナル伝達経路の解明を目指した。その結果、抗ICOS抗体は、抗CD3抗体の非存在下で単独刺激しても様々な細胞内シグナルが入ることが観察された。一方、抗CD28抗体の単独刺激ではシグナルが入らず、TCR/CD3からのシグナルが必要であった。

レトロウイルスを用いてICOSとCD28をB細胞株WEHI-231に導入しても同じ効果が観察された。用いた抗ICOS抗体が、すでに報告されているようなCD28の特別のエピトープと同等の部位を認識しているかは今のところ不明である。抗ICOS刺激では、約38kDaの分子のチロシンリン酸化が認められ、この分子は、免疫沈降の結果からアダプター分子LATであることが示唆された。抗CD3抗体存在下でそのリン酸化レベルは増強した。さらに、ショ糖密度勾配遠心の結果から、ICOSとCD28はともに細胞膜のラフト画分の外に局在していたが、ICOS、CD28とLATとの距離および位置関係に明確な差違は認められなかった。MBCDを用いて細胞膜のラフト画分を壊してもICOSによるLATのリン酸化に影響は見られなかった。以上の結果から、ICOSは、LATを介して幅広いシグナルを送り、多様な機能を発揮している可能性が示唆された。本年度は、交付申請書の[実験II]IL-4とICOSを結ぶTh2分化経路について(2)BALB/cとB6の違いについて解析を始めたところ、いくつかの成果を得たので、この項目を中心に研究を実施し、以下に記載するまとまった知見を得た。1 BALB/cナイーブCD4^+ T細胞が抗CD3および抗CD28抗体によるin vitro一次刺激で産生するIL-4量は、B6と比較し10倍以上高い。抗体による中和からこのIL-4産生は、IL-2による制御を受けることを認めた。2ナイーブCD4^+ T細胞に一次刺激を加え、活性化させた後休ませ、IL-2を添加しIL-2レセプター下流のシグナル伝達分子をウエスタンブロットにて解析したところ、BALB/c細胞において、B6と比較し、チロシンリン酸化STAT5が高発現であった。同様にしてIL-4を添加すると、チロシンリン酸化STAT6は、同程度であったが、BALB/c細胞は、B6と比較し、チロシンリン酸化STAT5が高発現であった。3 BALB/cバックグランドのSTAT5^<-/->マウスナイーブCD4^+ T細胞一次刺激で産生するIL-4は、B6と比較しさらに少量であり、また、B6ナイーブCD4^+ T細胞一次刺激時にレトロウイルス感染によって活性型STAT5Aないし活性型STAT5Bを強制発現させると、Th2への偏向を促進した。以上の結果から、ナイーブCD4^+ T細胞のSTAT5活性化のレベルが遺伝的背景によって制御され、マウス系統間のTh分化の方向性に影響を与えていることが示唆された。STAT5の活性化は、ナイーブCD4^+ T細胞のIL-4産生を促すことから、今後の課題として、STAT5からICOS発現へのpathwayの存在を明らかにしていきたい。
チベット村落社会における親族・民族・個人間関係の人類学的研究

東京滞在時はチベット旧社会に関する文献調査を行った。特に夏季の現地調査に備えて『蔵族社会歴史調査』などの中国の調査報告を分析の俎上にのせた。この報告書は1950年代後半に新中国が民族政策行政の必要上から行ったチベットの現状把握のためのものであり、1959年のチベット動乱後に硬直化する中国の教条主義的チベット認識や公式見解からは比較的自由な貴重な資料である。この作業によって1959年以前の中央チベット村落部における行政および社会身分などについて基礎的なデータを得ることができた。7月31日より8月28日にかけては中国のチベット族地域にて現地調査を実施した。主な調査地はチベット自治区ラサ市、メドグンカル県、四川省カンゼ・チベット族自治州バタン県シャサンカ村などである。ラサにおいては旧チベット貴族たちへの聞き取りを行ってチベット旧社会における身分構成についての情報を蓄積した。またメドグンカル地方では上記の調査報告から抽出したデータと現地調査のデータを比較した。結果として従来の中国の公定史観が俗流マルクス主義的歴史記述の要請によってチベット旧社会の社会構成を過度に単純化して理解してしまっていたことが明らかになった。なおこのデータは論文(「ナンセン考」)として『中国研究月報』誌に発表されて高い評価を受け、第4回太田勝洪中国学術研究賞を受賞した。またバタン県シャサンカ村においては鳥葬の創出とその挫折、かまど神の調査などを行った。従来歴史的・生態的な理由(漢族移住の歴史、低地で木材豊富など)から他のチベット地域とは異なった生活様式を持っていたバタンにおいて近年の社会変化がむしろチベット化とでも言うべき現象を推し進めている様が明らかになり、その背景には中国の教育やプロパガンダを通じて広まるチベット言説の「意図せざる効果」(副作用)があったことが示唆された。初年度である今年度は、チベットの社会構成に関わる研究のうち、特に20世紀前半の歴史に関する資料を中心的に収集・分析した。2006年12月3日から8日にかけては北京に出張し、外国人として現地調査を行うための共同研究のための打ち合わせを行い、中国チベット学研究センターにおいては、チベット学研究センターのゲレー氏を代表とするチベットの近代化に関する調査チームの一員に加えてもらうことの了承を得、プロポーザルを提出した。また2007年1月15日より3月1日まではチベットに出張し調査を行った。まずラサにおいてはチベット社会科学院における文献調査を行い、さらに民主改革以前のチベット農民、都市民の実態についてラサ市政治協商会議委員ロナム氏をはじめとした年長者(匿名多数)へインタビューを行った。ついでカンゼ・チベット族自治州バタン県シャサンカ村にて現地調査を開始し、同年2月18日のチベット暦新年前後に行われる多くの儀礼と当該村落社会の関係について参与観察を行った。その他の期間は日本において文献研究および調査資料の整理と分析に当たった。従来中国のチベット研究では1959年の民主改革以前のチベット社会は「暗黒の封建農奴制」として語られてきた。だが上述の作業によって、自由に移動を行う農民層の存在や、領主との間に土地を通じた従属関係を結んでいない都市在住職人といった、従来の研究では語られてこなかった人々の存在形態がかなり明確にされ、チベット封建農奴制学説にもとづく解釈の限界が示された。以上の知見の公表に関しては、口頭発表(「ミセーは農奴か?:チベット旧社会における社会構成と人的紐帯に関する一考察」、北陸人類学研究会、2006年11月26日、金沢大学)を行ったほか、論文を執筆中である。
非平衡状態の強磁場効果

非平衡過程は一般の化学反応において平衡状態に到達するまでに通常含まれている過程である.本研究では,磁場効果を制御する要因の一つとして非平衡状態に注目した.平衡状態では熱エネルギーに比べて小さい磁気エネルギーも非平衡状態に対する摂動として十分に作用することが予想される.反磁性種のみからなる反応系から生成した金属樹について強磁場を印加したところ,磁気的に等方的な結晶にもかかわらず,磁場に対して約30度傾けて配向する現象が観測された.これは形状磁気異方性によるものであることを解明した.すなわち,反磁性種についても形状で配向できる可能性が示された.この現象は固液界面で非平衡状態を起こさせることで磁場効果が増強できること,磁気異方性が小さい反磁性種も形状を異方的にすることで配向が起こることを示しており,大部分の物質が反磁性種であることから幅広い応用が期待される.その研究過程で銀樹の歳差運動も観測され,その機構がboundary-assisted MHDであることを解明した.さらに界面に対する磁場効果について,結晶形状変化が固液界面における磁気力によるものであることを示し,磁場による見かけ上の重力制御により水滴形状変化,液膜の形成ができることを示した.非平衡状態の磁場効果は始まったばかりで前述の反応に対する磁場の影響についてはまだ不明な点が多い.本研究のように磁気異方性のない反磁性種の顕著な磁場効果の報告は内外にもほとんどない.これらの基礎的な反応に対する磁場効果の研究は,磁場による新しい反応場の構築,反応制御,および形態制御等につながるものである.非平衡過程は一般の化学反応において平衡状態に到達するまでに通常含まれている過程である.本研究では,磁場効果を制御する要因の一つとして非平衡状態に注目した.平衡状態では熱エネルギーに比べて小さい磁気エネルギーも非平衡状態に対する摂動として十分に作用することが予想される.反磁性種のみからなる反応系から生成した金属樹について強磁場を印加したところ,磁気的に等方的な結晶にもかかわらず,磁場に対して約30度傾けて配向する現象が観測された.これは形状磁気異方性によるものであることを解明した.すなわち,反磁性種についても形状で配向できる可能性が示された.この現象は固液界面で非平衡状態を起こさせることで磁場効果が増強できること,磁気異方性が小さい反磁性種も形状を異方的にすることで配向が起こることを示しており,大部分の物質が反磁性種であることから幅広い応用が期待される.その研究過程で銀樹の歳差運動も観測され,その機構がboundary-assisted MHDであることを解明した.さらに界面に対する磁場効果について,結晶形状変化が固液界面における磁気力によるものであることを示し,磁場による見かけ上の重力制御により水滴形状変化,液膜の形成ができることを示した.非平衡状態の磁場効果は始まったばかりで前述の反応に対する磁場の影響についてはまだ不明な点が多い.本研究のように磁気異方性のない反磁性種の顕著な磁場効果の報告は内外にもほとんどない.これらの基礎的な反応に対する磁場効果の研究は,磁場による新しい反応場の構築,反応制御,および形態制御等につながるものである.固液界面における酸化還元反応によって金属樹が生成する過程は,非平衡過程であり,磁場による著しい形状変化を示すことを明らかにしてきた.特に金属亜鉛-銀イオン系で2次元的に成長させた銀樹は,反応に関与する化学種すべて反磁性種であるにもかかわらず,磁場に対して約30度配向する現象が観測された.本年はこの現象について詳細な検討を行った.まず,他の系への展開として,常磁性種を含む系についても観測を行った.金属銅-銀イオン系では,磁気力が作用せず,重力の影響も受けにくい均一磁場条件の水平型ボア下では,金属亜鉛系と同様に銀樹が配向することがわかった.このことから,この配向現象は,磁気力によるものではないことがわかった.また,CCDカメラを用いた"その場"観測の結果では,高さ0.5mm程度の銀樹が歳差運動をしており,その速さおよび頻度は,銀イオン濃度および磁場強度に依存していることがわかった.また,溶液が磁場によって激しい対流が起こっていることがわかった.この現象は化学ポテンシャルが力学的エネルギーに変換している現象であり,学問的にも興味深い.現在のところ,溶液中の銀イオンに対するローレンツ力によるものと考えている.詳細について,引き続き研究を行っているところである.歳差運動と銀樹の配向の関係については,歳差運動が起こりやすい条件では,配向の角度が磁場と平行に近づく傾向が見られたことから,基本的には形状磁気異方性によって配向し,ローレンツ力による対流で配向の角度の変化あるいは乱れが若干生じていると考えられる.形状磁気異方性による配向について,定量的に解析するために反磁性種として試料そのものに磁気異方性がないアモルファス状態のパラフィンを用いて,磁気力による浮遊状態で配向を観測し,解析を進めているところである.以上のいくつかの結果について,論文に受理済み,あるいは投稿中の状態である.固液界面における酸化還元反応によって金属樹が生成する過程は,非平衡過程であり,磁場による著しい形状変化を示すことを明らかにしてきた.反磁性種のみからなる金属亜鉛-銀イオン系で観測された銀樹の配向は,SEMやXRD等の観測より形状磁気異方性によるものと判断した(A.Katsuki et al.,Bull.Chem.Soc.Jpn.2005,78(7),1251-1255).これは形状磁気異方性による配向と明らかになったものとしては,恐らく初めての報告である.