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高温・高密度でのカイラル相転移の現象論

本研究では、高温、高密度でのQCDのカイラル相転移に伴う現象論的な特徴を解明することが主な目的の一つであった。初年度には、QCDの低エネルギー有効理論としての南部-ヨナ-ラシニオ(NJL)模型に基づく研究を更に発展させるために、適切なカットオフの仕方を発見し、それを有限温度の場合にも拡張した。この方法は南部らの原論文の方法であり、分散関係に基礎を置くものである。有限温度での平均場理論をファインマンの不等式を使って基礎づけた。本研究ではσ中間子の媒質中での振舞いに注目し、その有限温度/密度での崩壊幅を色々な運動学的条件で求め整理した。次年度では、まず、有限密度でのσ中間子の可能な質量の減少を検証する為、核子や軽い核および電子線を用いたσ中間子の核中での生成の提案を行なった。これは、Waleckaのσ-ω模型の深い分析に基づき、有限密度系ではスカラー粒子とベクター粒子の混合が起こることに注目した全く独創的なものである。また、σ中間子の検証の為に2個の中性のパイ中間子を計測することも同時に提案した。これにより、ロ-中間子の崩壊による膨大な荷電パイ中間子を除くことができる。NJL模型によれば、QCDのカイラル転移での高温相での素励起は伝播でき、その方程式は波動的である。それに対し、超伝導体の動的現象が拡散方程式である時間依存ギンズブルグ-ランダウ方程式になることも比較的よく知られている。ところが、NJL模型は超伝導のBCS模型の類似模型である。本年度はなぜカイラル転移と超伝導でこのような違いが生じるのかについて分析を行なった。その結果、実効的な次元に違いにその原因があることが判明した。さらに、カイラル対称性とその力学的破れが原子核の飽和性、従って安定性にとって本質的であることが明らかにされた。QCDの有効理論としての南部・ヨナーラシニオ(NJL)模型に基づくカイラル相転移の現象論について、これまでの我々の仕事を中心にした総合報告を完成させた。(現筑波大学助教授初田哲男氏との共著。)これは、1994年中にNorth Holland社からphysics Reportの1冊として出版される予定である。(巻、ページ等は未定。)この過程で、NJL模型の適切なカット・オフスキームについての再検討を行い、分散関係に基づく方法が最も優れていることを示した。さらに、その有限温度への拡張を行うことができた。又、有限温度の場の理論における相転移を扱う理論としての平均場理論をファインマンの不等式に基づいて基礎づけた。これらは、本研究課題遂行の為の技術的基礎を与えるものでもある。本年度では、まず、有限密度でのσ中間子の可能な質量の減少を検証する為、核子や軽い核および電子線を用いたσ中間子の核中での生成の提案を行なった。

ところが、NJL模型は超伝導のBCS模型の類似模型である。本年度はなぜカイラル転移と超伝導でこのような違いが生じるのかについて分析を行なった。その結果、実効的な次元に違いにその原因があることが判明した。さらに、カイラル対称性とその力学的破れが原子核の飽和性、従って安定性にとって本質的であることが明らかにされた。
アドレナリン受容体サブタイプによる側坐核ドパミン神経活動制御機構の研究

オーラルジスキネジアは顎顔面の無目的な反復性の運動を特徴とする症候である。その発症機構の詳細は不明だが,顎の常同運動の発現には中脳腹側被蓋野から側坐核へ入力するドパミン神経の関与が行動学的研究より示唆されている。側坐核ではノルアドレナリンとドパミンの両神経間に密接な機能的相互作用が存在するので,申請者らは,側坐核におけるこれら神経の活動制御におけるアドレナリン受容体の役割を無麻酔非拘束ラットを用いin vivo脳微小透析法により検討した。中脳ー辺縁系ドパミン(DA)神経が投射する側坐核には,青斑核および延髄腹側部のノルアドレナリン(NA)神経が入力する。我々はα1受容体の作動薬のmethoxamineまたは拮抗薬のprazosinのラットの側坐核への灌流投与実験から,側坐核ではα1受容体が同部位のDA放出を抑制的に調節することを報告してきた(Saigusa et al., 2012)。α1受容体にはα1A,α1B,α1Dの3つのサブタイプがあるが,methoxamineの惹き起した側坐核のDA量の減少へのα1受容体サブタイプの関与は明らかでない。そこで本研究では,α1受容体の各サブタイプの選択的拮抗薬がmethoxamineの誘発した側坐核のDA放出低下を抑制するか否かを指標として,α1受容体サブタイプのmethoxamineの効果発現における役割について検討した。実験にはS-D系雄性ラット(体重約200 g)を用いた。無麻酔非拘束の条件下で,側坐核から脳微小透析法により回収した細胞外液に含まれるDAおよびNAを,HPLC-ECD法で20分毎に定量した。使用薬物は灌流液に溶解し,透析プローブから逆透析で側坐核に局所灌流投与した。Methoxamine処置の結果,DA放出は約20%減少したが,基礎NA量に目立った変化はなかった。このmethoxamineによるDA放出低下は,基礎DAおよびNA放出に影響しない用量の5-methylurapidil(α1A受容体拮抗薬),cyclazosin(α1B受容体拮抗薬),BMY 7378(α1D受容体拮抗薬)をそれぞれ併用投与したところ,ほぼ完全に消失した。以上の結果から,α1受容体作動薬のmethoxamineが示した側坐核のDA放出低下の発現には,同部位のDA神経終末上のα1A,α1B,α1Dの各受容体の同時刺激が必要であることが示唆された。青斑核や延髄からのノルアドレナリン(NA)神経は,中脳辺縁系ドパミン(DA)神経の投射する側坐核へ入力する。側坐核ではNA神経とDA神経の間に密接な機能的相互関係があるが,同部位のNAおよびDA神経活動へのα受容体サブタイプの関与の詳細は不明である。そこでα1またはα2受容体の作動薬と拮抗薬が側坐核の細胞外液中のNAおよびDA量に及ぼす効果を指標として,これら受容体サブタイプのNAとDA神経活動における役割を検討した。無麻酔非拘束ラットの側坐核から脳微小透析プローブを介して回収した細胞外液中のNAおよびDAは,HPLC-ECD法で分離・定量した。薬物は灌流液に溶解し,脳微小透析プローブを介した逆透析で側坐核に局所灌流投与した。その結果,α1受容体作動薬のmethoxamine(24 pmol)はNAに影響を与えずにDAを減少させた。α1受容体拮抗薬のprazosin(600, 6000 pmol)は,NAとDAをそれぞれ増加または減少させた。NAとDA量に著変を起こさない用量のprazosin(6 pmol)は,methoxamine(24 pmol)誘発DA減少を抑制した。また,NAとDAに影響を与えない用量のmethoxamine(0.024 pmol)によりprazosin(6000 pmol)が誘発したNA増加は抑制されたが,DA減少は影響を受けなかった。α2受容体の作動薬のclonidineとUK14304,拮抗薬のRX821002の投与では,NAとDA量に変化は見られなかった。以上の結果から,側坐核にはNA放出抑制を介してDA放出を促進するα1受容体がNA神経終末上に,またDA放出を抑制するα1受容体がDA神経終末上にそれぞれ分布することが示唆された。さらに側坐核のα2受容体は,同部位のNAおよびDA放出の制御には目立った役割を果たさないことが示された。本研究はほぼ当初計画通りに進行しており,2年の期間のうち1年が経過した段階で予定の実験の約50%は終了した。前年度はα受容体系薬物の単独または併用投与がそれぞれ側坐核の細胞外NAおよびDA量に及ぼす効果から,同部位に分布するα1受容体がNAおよびDA神経活動を抑制的に制御することが示された。

また,α2受容体は側坐核のNAおよびDA神経活動制御において目立った役割は果たさないことが示唆された。これらの研究成果は,中枢NA神経活動を抑制的に制御する「自己受容体」として教科書でもしばしば取上げられるα2受容体ではなく,α1受容体が少なくとも側坐核ではNAのみならずDA神経活動までも抑制的に制御することが指摘できたという点でたいへんユニークであったと自負している。24年度は,引き続き当初計画の通り,側坐核の細胞外液に含まれるNAおよびDAを同領域のNAおよびDA神経活動の指標とした研究を推進する。実験には前年度に続きラットを用い,in vivo脳微小透析法により側坐核の細胞外NAおよびDA量を定量する。次年度は,β受容体系薬物の側坐核の細胞外NAまたはDA量に対する効果を観察し,同部位に分布するβ1およびβ2受容体がそれぞれNAまたはDA神経の制御に果たす役割を明らかにすることを目指す。最終的に2年間の研究成果をまとめて,側坐核のNAおよびDA神経活動の制御機構を関与するアドレナリン受容体サブタイプの面から解明する。これまでの研究成果の一部は,24年6月にストックホルムで行われるCINP World Congress of Neuropsychopharmacology(国際神経精神薬理学会)等で発表予定である。【役割分担】実験の遂行:内田琢也(研究代表者),青野悠里(研究協力者),関野麗子(研究協力者),田口寛子(研究協力者),三枝禎(研究協力者),研究の助言:三枝禎(研究協力者),A. R. Cools(海外研究協力者),統括:内田琢也(研究代表者)我々はこれまで,β受容体の作動薬(isoproterenol)または拮抗薬(propranolol)の側坐核への灌流投与は,同部位においてNA遊離に目立った影響を与えないが(Aono et al., J. Neural Transm., 2007),NA取込み阻害薬が誘発したNAの増加によるβ受容体刺激を介しDA遊離を促進すること(Mizoguchi et al., Eur. J. Pharmacol., 2008)を報告してきた。神経細胞に分布するβ受容体サブタイプにはβ1とβ2の少なくとも2種類があり,いずれも側坐核に認められる。これらサブタイプをisoproterenolとpropranololは非選択的に刺激または遮断するので,本研究では,まずβ1受容体の作動薬(dobutamine)および拮抗薬(atenolol)の側坐核への単独投与による同部位の細胞外NA量への影響を確認の上,同処置の細胞外DA量への効果について検討することを当該年度は計画している。つぎに,β2受容体の作動薬(salbutamol)および拮抗薬(butoxamine)の効果について同様に検討する。これらの薬物が,同部位のβ1またはβ2受容体サブタイプを介して側坐核のNAまたはDA量を増加(または減少)させた場合には,用量反応性に基づきこれら各受容体の作動薬の併用投与実験を行う。作動薬は用量を変えて併用投与し,誘発された効果の大きさを比較していずれのサブタイプの活性化が重要であるかを検討する。23年度は,直接経費130万円のうち75%の約98万円を使用し,残り25%に相当するおよそ32万円を24年度に繰り越した。この繰り越しが発生したのは「総額の7割支給の先行実施」に伴い,万が一残額の送金がなかった場合に備えて一部の消耗品の発注を次年度まで遅らせたためである。前述の繰越金(約32万円)と24年度の直接経費130万円をあわせた額のうち約70%は,実験動物(ラット),試薬,脳微小透析法の実施に伴う消耗品(プローブ,チューブ,HPLC用品等)に使用する予定である。
外生菌根圏バクテリアの多様性-森林形成が及ぼす影響-

外生菌根圏に存在するバクテリアの群集構造および多様性解析を行い、植生遷移に伴う樹木-菌根菌-バクテリアの三者共生の相互作用機構について新たなモデルを提言することを目的とした。富士山火山荒原における一次遷移樹種であるミヤマヤナギについて、遷移の発達段階の違いが菌根圏バクテリアの群集構造に及ぼす影響を解析したところ、ミヤマヤナギの成長に伴う菌根菌種の遷移系列と菌根圏バクテリアの種構成が対応していることがわかり、植生遷移と共に菌根圏バクテリアの種構成は変化することが示された。外生菌根は樹木を宿主とする共生系である。樹木の成長に必要な養分の大部分は菌根菌から供給されるため、菌根菌が共生しない樹木は成長できない。これまでの研究から、樹木と菌根菌の相互作用の中には、菌根圏バクテリアが関与していることが示されているが、その森林生態系における実態については未知の部分が殆どである。本研究課題では、外生菌根圏バクテリアの基礎的知見を集積することで、植生遷移に伴う樹木-菌根菌-バクテリアの三者共生の相互作用機構について新たなモデルを提言することを目的とする。本年度は以下の項目について研究を実施した。1.森林における外生菌根圏バクテリアの群集構造富士山火山荒原においてミヤマヤナギ菌根圏を含んだ土壌サンプルを採取し、DNAを抽出した。新規に開発したバクテリア特異的プライマーを用いた16S rDNA領域をシークエンスし種を推定した。300近いシークエンスのうち90%近くがProteobacteria門に属していた。菌根圏では培養困難なバクテリアは優占していない可能性が高い。一方、非培養法では検出できなかった種が培養法ではわずかに検出されたことから、解析手法によってバクテリア群集構造の結果にはバイアスが生じる可能性がある。2.外生菌根圏バクテリアの多様性解析希釈平板法を用い、トガサワラ、ツガ、モミ、コナラ属実生について培養可能なバクテリアの種と菌根菌種を推定した。約300のバクテリアコロニーのうちBurkholderia、Dyella、Bradyrhizobiumなど全体の8割がProteobacteria門で占められた。一方、菌根菌の系統別にバクテリア群集を見てみると菌種によってバクテリアの構成には違いが認められた。本研究課題では、外生菌根圏バクテリアの基礎的知見を集積することで、植生遷移に伴う樹木-菌根菌-バクテリアの三者共生の相互作用機構について新たなモデルを提言することを目的とした。富士山火山荒原においてパッチ状に生育する一次遷移樹種であるミヤマヤナギについて、菌根圏を含んだ土壌サンプルを採取し、菌根菌と菌根圏バクテリアをそれぞれITS領域及びバクテリア特異的プライマー16S rDNA領域をシークエンスし種を推定した。また、希釈平板法を用い、培養可能なミヤマヤナギ菌根圏、非菌根圏土壌、裸地土壌バクテリアの種を推定した。その結果、小パッチや大きなパッチの外側から採集した菌根ではProteobacteria門が高頻度で検出されたものの、大きなパッチの内側では放線菌門やBactefoides門、Acidobacteria門に属するものも多数見られ、植生の発達とともに菌根圏バクテリアの種組成も変化する可能性が示唆された。このため、植生調査データから得られる環境変数を解析に組み込み、遷移の発達段階の違いが菌根圏バクテリアの群集構造に及ぼす影響を解析したところ、ミヤマヤナギの成長に伴う菌根菌種の遷移系列と菌根圏バクテリアの種構成が対応していることがわかり、植生遷移と共に菌根圏バクテリアの種構成は変化していくことが示された。
頭頸部癌における制御性T細胞の徹底解明　―新たな治療ターゲット探索への挑戦―

免疫を抑える制御性T細胞(Treg)は癌に対する免疫も抑制してしまい、癌治療の妨げとなると言われている。喉頭癌などに代表される頭頸部癌では、そのTregが増殖してしまっており、またTregの表現型に特徴があることを私たちは発見した。本研究ではさらに表現型を調べたり遺伝子発現解析を行ったりしてTregの増加するメカニズムや表現型が変化する仕組みを探る。また他の免疫担当細胞との関連がどうなっているのかを調べていき、新たな治療戦略の開発につなげていく。
K_L→π^0νν^^-崩壊から探るフレーバー混合と新しい物理

KEKで行った実験のデータを解析し、中性K中間子のCP対称性を破るK_L→π^0νν^^-崩壊に対してBR<2.6×10^<-8> (90%信頼度)の分岐比の上限値を与えた。さらに標準理論の予測値に迫る感度で新たな物理の効果を探るために、J-PARC大強度陽子加速器を用いる新たなビームラインと実験装置を建設した。本研究の目的は、現在東海村で建設中のJ-PARC大強度陽子加速器を用いて、KL→π0νν崩壊を観測することである。そのために、J-PARCに新しいKLビームラインを建設し、KEKの12GeV陽子加速器を用いたE391a実験の装置を移設し、電磁カロリメータ、ガンマ線検出器、データ収集システムを新たな物に置き換える。本研究の目的は、現在東海村で建設中のJ-Parc大強度陽子加速器を用いて、K_L→π^0νν崩壊を観測することである。そのために、今年度は次のことを行った。*実験の計画書を作成して提出し、6-7月に行われたJ-Parcの実験審議委員会において、その物理的意義を認める"Stage-1 Approval"を得た。*モンテカルロシミュレーションを用いて、中性ビームラインの基本設計を行った。陽子を当てる固定標的の下流に置く2段のコリメータの形状や大きさを様々に変えて、ビームライン下流で見える中性子の位置分布を比較した。この結果、ビームの周りにしみ出すビームハローの成分を0(10-4)落とせる見通しがついた。*ビームラインと測定器の精度の高いシミュレーションを行うために、Geant4というパッケージを用いて、新たな統一的なソフトウェアを開発した。*電磁カロリメータをはじめとする測定器は、高いレートの下で正確に、大きなダイナミックレンジに渡ってエネルギーと時間を測定する必要があるため、波形を逐次記録する。このための回路の性能評価を行った。その結果、海外の研究協力者であるシカゴ大が提案した、新たな手法を中心に開発することにした。これは、パルスを正規分布に直すフィルターと14bit 125MHzのFADCを組み合わせる。*ガンマ線検出器の厚みを増やして、検出効率を上げることを検討し、制作の準備を始めた。*研究協力者である山形大の田島氏と防衛大の松村氏は、蛍光ファイバーを大量に読み出すための、効率の高い光検出器の性能評価を行った。*KEKの陽子加速器を用いたKEK E391a実験の一部のデータを用いた結果を論文発表し、他のデータの解析についても学会等で報告した。本研究の目的は、現在東海村で建設中のJ-Parc大強度陽子加速器を用いてK_L→π^0νν崩壊を観測することである。*実験の実現性を検討する審査を受け、その評価結果を受けてJ-Parcの実験審議委員会は実験を遂行するべきだとする"Stage-2Approva1"をKEK素核研に対して推奨した。*モンテカルロシミュレーションを用いて、中性ビームラインの詳細な設計を行った。隣のビームラインの部品のためにK中間子の数が半減することがわかったが、その解決策を示した。*電磁カロリメータをはじめとする測定器からの波形を逐次記録する回路を、海外の研究協力者であるシカゴ大が開発した。これは、パルスを正規分布に直すフィルターと14bit125MHzのFADCを組み合わせ、FPGAによって論理回路を改良していける柔軟性を持つ。FPGAの設計について学ばせるため、2007年11月には大学院生をシカゴ大に長期派遣した。また12月に米国Fermilabにおいて16本のCsl結晶をビームに当て、この回路の試作品を用いて信号を読み出し、ほぼ目的通り波形を読み出した。また、データを解析して、1nsec以下の時間分解能を持つことも確認した。試作品は阪大に送り、論理回路の部分の開発を初めている。来年度は今回わかった問題点を踏まえ、シカゴ大とともに実機に向けた試作品を開発する。*FermilabのKTeV実験で用いた約2600本のCsI結晶をJ-PARCE14実験で用いる。実験に先立ち、全ての結晶と光電子増倍管の性能を阪大で測定する。Cslは潮解性を持つため、相対湿度10%以下の環境に置く必要がある。そのために、結晶の保管と試験を行うための乾燥室を建設した。また、光電子増倍管の試験を行うための装置を準備した。*KEKの陽子加速器を用いたKEKE391a実験の2回目のRunのデータを解析した結果を発表し、学術雑誌に論文を投稿した。そのために、H20年度、および予算を繰り越したH21年度は次のことを行った。

*中性ビームのシミュレーションを行い、コリメータを設計・製作してビームラインに設置した。*特任研究機を雇い、CsI結晶の性能試験を行うテストベンチを構築し、全ての結晶の試験を終えた。*電磁カロリメータの光電子増倍管を試験するためのシステムを構築し、全ての光電子増倍管の試験を終えた。*電磁カロリメータの光電子増倍管のためのコッククロフト型高電圧電源の開発を行った。試作した電源にノイズの問題があったため、予算を繰り越して開発を続け、問題を解決した。その後、大量生産に入った。*高速波形読みだし装置はH19年度にシカゴ大学で開発し、その後ノイズの問題を解決し、設計を変更して外部との信号のやりとりを簡略化した。そのような改良を加えたモジュールを製作し、動作を確認した。*上流に配置する検出器については、CsIを波長変換ファイバーを用いて読みだす手法を研究したが、初め光量に問題があることが判明した。予算を繰り越して設計の最適化を行い、仕様を満たす方法を確立した。*電磁カロリメータの中心部に設置する検出器として、短い結晶を2本接着する方法を試したが、得られる光量に問題があった。その後予算を繰り越して開発を継続し、既存の長い結晶を切り出して実機を製作した。*電磁カロリメータの外周部に設置するガンマ線検出器を製作した。*下流のビーム中に置く荷電粒子検出器のひな形とガンマ線検出器については、ほぼ設計通りの性能を得た。J-PARC大強度陽子加速器を用いてKL→π0υυ崩壊を研究するE14KOTO実験の準備を進めた。まず、2009年夏にビームラインを建設し、10月から出始めたビームの性能試験を、各種測定器を用いて行った。この結果、ビームの形が設計通りになっていること、K中間子の量が想定した値よりも多いことがわかった。また、2010年5月から始まる、CsI電磁カロリメータの建設に向けて、CsI結晶約2700本と光電子増倍管の性能試験を終えた。また光電子増倍管の取り付け構造の製作、高電圧電源の開発、読み出し装置の開発を終え、大量生産を開始した。さらに、約50本の結晶からなる小規模カロリメータを作り、東北大学光理学研究センターのビームを用いて、電磁カロリメータの結晶から読みだし装置までの一連の基本的な動作を確認した。また、CsI電磁カロリメータの外周に設置するガンマ線検出器の開発と製造を行った。また、KEKの12GeV陽子加速器を用いて行ったE391a実験の最終結果を学会等で発表し、論文をPhys.Rev.Dに投稿した。本年度は,次の事を行った.・CsI電磁カロリメータの建設:2010年4月に東北大の電子ビームを用い、144本の結晶からなる小型カロリメータの性能試験を行った。6月からは本番実験用のカロリメータの建設に入り、2011年2月に2732本全ての結晶を積み終えた。また、光電子増倍管の磁気シールドの巻き直しや、高電圧装置の製造もほぼ全て終え、3月半ばにはそれらの取り付けも終わる。・データ収集システムのうち、波形記録装置は米国での大量生産をほぼ終え、日本に送られてきたものから順次実装している。初期の物に見つかった問題は解決し、修正も行った。・また、2010年10月,11月にはK_Lビームを出し、それまでに積み終えていた6割の結晶のうち約1200本からの信号を波形記録装置を用いて読みだした。
μｍオーダー超のアザポルフィリンワイヤ・シートの革新的構築法と電子材料への応用

近年の分子エレクトロニクスの隆盛とともに,ポルフィリン類はπ共役系電子材料としての利用が脚光を浴びている.その究極目標はポルフィリノイドを主鎖に組み込んだπ共役一次元ワイヤ1本・π共役二次元シート1枚を分子電線・半導体材料などとして利用することであるが,現状のワイヤ・シートは,この種の応用展開が非現実的なほど短小・狭小である.本研究では斬新な手法による, μmオーダーに達する長大・広大なπ共役アザポルフィリンワイヤ・シートの構築に挑戦した.研究期間内には,本研究の基盤となるジピリンナノワイヤ・ナノシートの合成法の確立と,機能創出を達成した.準備状況として既に得られていたα位をブロモ化したジピリン配位子を用いて、ジピリン金属錯体一次元ナノワイヤの構築に成功した。このジピリン金属錯体一次元ナノワイヤは有機溶媒中に分散させることができる。これを適当な溶媒中に分散させ、アザポルフィリンへの変換反応を作用させた。反応分散液の色変化が目視および吸収スペクトル変化から確認されたものの、反応により得られた固体の溶解度は低く、その解析・同定は困難であった。そこでα位をブロモ化したジピリン金属錯体一次元ワイヤの溶解性を増す目的で、メゾ位のアリール基に長鎖アルコキシ基を導入したものを設計した。その合成を行ったところ、合成自体は成功しているものの、単離条件の探索が現在難航している。そこでより合成が簡単な、ブロモ基を持たないが調査アルコキシ基を有するジピリン配位子の合成と、これを用いたナノワイヤ作成に立ち戻ることとした。以下、本研究に関連している研究成果を列挙する。(1)一次元ジピリン金属錯体ワイヤを半導体透明電極に塗布することで、光電変換の光負極として利用できることを見出した。本研究成果をChemical Science誌に発表した。(2)二次元ジピリン金属錯体ナノシートも半導体透明電極に貼付することで、同様に光電変換の光負極として利用できることを見出した。本研究成果をNature Communications誌に発表した。これらの研究成果は本研究遂行にも役立つ。今年度の最も大きな成果として、異なるジピリン架橋配位子を含有した共重合ジピリン金属錯体ワイヤの合成に成功した点が挙げられる。既存の架橋配位子1種類のジピリン金属錯体ワイヤに比べ、蛍光量子収率が4倍に増大するという大きな効果を示した。またジピリン金属錯体ワイヤを活物質層として応用した光電変換の光応答波長も2倍程度に拡大した。長鎖アルキル基などの可溶性置換基を導入し溶解度・分散性を高めたジピリン金属錯体ワイヤの合成に成功した。研究期間延長を延長し、その高分子特性を詳細に検討する。具体的にはゲル浸透クロマトグラフィー、動的光散乱法を用いた詳細な同定・解析を行う。ハロゲンを導入し、アザポルフィリン変換反応に利用できるジピリン金属錯体ワイヤについては溶解度の問題が解決できていない。上記の可溶性置換基を導入したジピリン金属錯体ワイヤの知見を活かすことで、この問題が解決されると考えられる。ジピリン金属錯体ナノシートに関しては、ポルフィリンを組み込んだ碁盤格子ナノシートの構築に成功した。既存のジピリン金属錯体ナノシートに比べ、量子収率が2倍強増強され、また光応答波長も可視領域全体に大きく拡張された。本件については研究期間延長中にデータを揃え、投稿論文として発表する予定である。ハロゲンを導入し、アザポルフィリンナノシートへと変換できる系については、対応するジピリン三叉配位子の合成が困難に直面し、進捗はストップしている。ジピリンからアザポルフィリンへの変換反応は現状では進捗がよろしくない。しかしながら、共重合ワイヤにおける蛍光増強、ワイヤの可溶化、新規ナノシートの合成など、当初予期していなかった系の構築に成功しており、研究が新たな広がりを示した点は成果の一つとして数えられる。ジピリンナノワイヤおよびナノシートの合成に進展が見られた。(1)ジピリンナノワイヤ配位子にキラルなビナフチルリンカーを組み込んだナノワイヤを合成した。参照分子として、ビナフチルをメゾ位に有する単核ジピリン錯体分子も合成した。ナノワイヤは単核錯体に比べ、ジピリン部位のπ-π*遷移に関してより大きな円偏光二色性を示した。これに伴い、円偏光発光の増強も確認された。ワイヤがヘリカルな構造を取ることで、キラルなビナフチル部位が元来アキラルなジピリン部位に与える摂動が大きくなり、円偏光発光が増強されたと推測している。また、本ワイヤも単一ワイヤへの剥離が可能であることを原子間力顕微鏡観察から明らかとした。(2)ジピリンナノシートポルフィリンをリンカーとして組み込んだ、4回対称ジピリン配位子を設計し、これを用いた碁盤格子ジピリンナノシートを構築した。構築したナノシートは前回報告したジピリンナノシート(Nature Commun. 2015, 6, 6713)に比べ2倍以上の光電変換効率を有し、また光応答波長も450-550 nmから400-650 nmへと拡張された。ジピリンナノシートと良色素であるポルフィリンとの協奏により、この改善が達成された。この結果はまた、ボトムアップ型ナノシートの利点の一つである、「組成・構造の自在設計による機能の最適化」を初めて具現化したものであり、基礎科学的な意義は大きい。

近年の分子エレクトロニクスの隆盛とともに,ポルフィリン類はπ共役系電子材料としての利用が脚光を浴びている.その究極目標はポルフィリノイドを主鎖に組み込んだπ共役一次元ワイヤ1本・π共役二次元シート1枚を分子電線・半導体材料などとして利用することであるが,現状のワイヤ・シートは,この種の応用展開が非現実的なほど短小・狭小である.本研究では斬新な手法による, μmオーダーに達する長大・広大なπ共役アザポルフィリンワイヤ・シートの構築に挑戦した.研究期間内には,本研究の基盤となるジピリンナノワイヤ・ナノシートの合成法の確立と,機能創出を達成した.ジピリンナノワイヤに関してアザポルフィリンへの変換反応を試行してみたものの、得られた物質の低溶解度のため解析が困難であった。一方でジピリンナノワイヤについては,研究期間延長を申請している。この間に、共重合ワイヤの蛍光増強、ポルフィリンを組み込んだナノシートの光電変換特性をそれぞれまとめ、論文として発表するところまで到達する。ナノ科学溶解度を高めたナノワイヤを完成し、アザポルフィリンへの変換反応の成否を判断する。続いて、ナノシートに関しても変換反応を試行し、目的を達成する。当初予期していなかった新たな知見として、共重合ワイヤの蛍光増強、ポルフィリンを組み込んだナノシートの優れた光電変換特性を発見した。この成果をまとめ、論文として発表するところまで到達する。ジピリンワイヤのアザポルフィリンワイヤへの化学変換反応の可否に関して、反応生成物の低溶解度のために判断がつかず、研究の方針を定めることができなかった。消耗品としてナノシート・ナノワイヤ合成用の資材購入に充当する。すでに合成に着手している、溶解性を高めたジピリンワイヤを合成し、これにアザポルフィリンワイヤへの化学変換反応を適応し、提案した手法が利用可能かどうかを見極める。そのための合成素材・汎用溶媒などに予算を使用する。
精神分裂病患者への初回受診の相談技術の構造化-熟練保健婦の実践の分析を通して-

I.目的:熟練保健婦による精神分裂病患者への初回受診の援助内容を質的に分析し、支援過程に用いられる相談技術と患者の転帰に影響を与える要因の抽出を目的とする。II.方法:熟練保健婦30名を対象に半構成的面接調査を実施。抽出した43事例のインタビュー内容をGroundedtheory approachの継続的比較分析を実施した。III.結果:全事例を分析した結果次のことが見いだされた。1年次:1.援助の類型は(1)事例へ直接援助(2)家族へ援助A(3)家族へ援助B(4)家族の相談体制整備のための援助(5)関係機関のみへの援助であった。2.(1)精神分裂病患者の受診につなげる相談技術は[受診行動につなげる相談の導入段階][辛さを糸口に保健婦の話を聞く体制をつくる段階][受診決意に働きかける段階]の3つで構成されていた。(2)段階ごとの相談技術は、(1)[受診行動につなげる相談の導入段階]では《訪問の受け入れ状況を作る》《保健婦の存在・役割をアピールする》《専従の担当者であることを認識してもらう》《信頼関係の基盤を作る》《相談関係を継続する》の5つがあげれ、(2)[辛さを糸口に保健婦の話を聞く体制をつくる段階]では本人の《辛さを探る》《辛さに直面化させる》《辛さに共感する》《本人が困っている問題の解決にむけて一緒に動く》の5つが、さらに(3)[受診決意に働きかける段階]では《辛さの原因が精神的な疾患であることの気づきを促す》《本人が困っている問題解決に向けて「受診」という方法があることを伝える》《受診の必要性の認識を促す》《受診決意を促す》《受け入れ医療機関を確保する》《適切な医療機関・医師を紹介する》《受診の決意を後押しする》の7つがあげられた。2年次:患者の転帰に影響を与えた要因は(1)本人の辛さを徹底的に傾聴する(2)本人の自尊心を大事にする(3)意志決定を本人のペースで進める(4)保健婦は生活面の支援者であることを支持し続ける(5)必要に応じて一緒に動く等があげられた。これらは国内外の先行研究で示唆もみられるが精神分裂病患者への受療相談技術を抽出した点が本研究の特色である。IV.課題:今後は、受療相談技術と患者の転帰およびその他の要因との関係について探り、相談技術の体系化を図りたい。目的:熟練保健婦による精神分裂病患者への初回受診の援助内容を質的に分析し、支援過程に用いられる相談技術を抽出することを目的とする。方法:熟練保健婦21名23事例を対象に、(1)事例の概要(2)相談の持ち込まれ方(3)初回相談時の場面(4)2回目からの受診につなげるまでの場面(5)初回受診の場合(6)事例の転帰(7)受診にむすびつく上で工夫したことを半構成的面接による調査を実施。インタビュー内容を帰納的因子探索的分析を行い、ラベル化、カテゴリー化しながら分析した。結果:1.援助の類型は、(1)事例へ直接援助、(2)家族へ援助A;知識・方法論の提供、(3)家族へ援助B;知識・方法論の提供+同行受診、(4)家族の相談体制整備のための援助に大別できた。2.(1)「精神分裂病患者の受診につなげる相談技術」の局面は【場面づくり】【信頼関係構築の場面】【受診決意の場面】の3つであった。(2)局面ごとの相談技術を抽出すると(1)【場面づくり】では《保健婦の存在・役割をアピールする》《信頼関係の基盤をつくる》《相談関係を継続する》を実施していた。(2)【信頼関係構築の場面】では患者との信頼関係獲得のための技術として、本人に対しては《保健婦が心配している気持ちを伝える》《身体面の「辛さ」を引き出す》《共感する》《解決にむけて一緒に動く》や、《本人の「気がかり」「困り事」の解決にむけて一緒に動く》があげられた。また、家族に対しては《状況を客観的に説明する》《緊急性の有無を見極める》《見通しを提示する》必要に応じて《受診にむけて一緒に動く》があげられた。(3)【受診決意の場面】では受診行動につなげる技術として《受診の必要性を伝える》《信頼のおける医療機関・医師を紹介する》《自尊心を大事にした受診勧奨をする》《受診について納得のいく説明をする》《本人の意志決定を尊重する》《受診の決断を後押しする》があげられた。今後の研究計画:2年次に継続して事例数を増やし最終的なまとめとする。1年次:1.援助の類型は(1)事例へ直接援助(2)家族へ援助A(3)家族へ援助B(4)家族の相談体制整備のための援助

(5)関係機関のみへの援助であった。2.(1)精神分裂病患者の受診につなげる相談技術は[受診行動につなげる相談の導入段階][辛さを糸口に保健婦の話を聞く体制をつくる段階][受診決意に働きかける段階]の3つで構成されていた。(2)段階ごとの相談技術は、(1)[受診行動につなげる相談の導入段階]では《訪問の受け入れ状況を作る》《保健婦の存在・役割をアピールする》《専従の担当者であることを認識してもらう》《信頼関係の基盤を作る》《相談関係を継続する》の5つがあげれ、(2)[辛さを糸口に保健婦の話を聞く体制をつくる段階]では本人の《辛さを探る》《辛さに直面化させる》《辛さに共感する》《本人が困っている問題の解決にむけて一緒に動く》の5つが、さらに(3)[受診決意に働きかける段階]では《辛さの原因が精神的な疾患であることの気づきを促す》《本人が困っている問題解決に向けて「受診」という方法があることを伝える》《受診の必要性の認識を促す》《受診決意を促す》《受け入れ医療機関を確保する》《適切な医療機関・医師を紹介する》《受診の決意を後押しする》の7つがあげられた。2年次:患者の転帰に影響を与えた要因は(1)本人の辛さを徹底的に傾聴する(2)本人の自尊心を大事にする(3)意志決定を本人のペースで進める(4)保健婦は生活面の支援者であることを支持し続ける(5)必要に応じて一緒に動く等があげられた。これらは国内外の先行研究で示唆もみられるが精神分裂病患者への受療相談技術を抽出した点が本研究の特色である。IV.課題:今後は、受療相談技術と患者の転帰およびその他の要因との関係について探り、相談技術の体系化を図りたい。
組織制御によるAl-Zn-Mg合金の極低温における靭性の改善

当初の計画に従って、Al-4.5%Zn-1%Mg合金(No.1)、Al-4.5%Zn-1%Mg合金に約0.2%Crおよび0.06%Tiを添加した合金(No.2)、Al-4.5%Zn-1%Mg合金に約0.2%Cr、0.06%Tiおよび0.1%Zrを添加した合金(No.3)を溶製・鋳造した。得られた各合金鋳塊に470°C-8時間の均熱処理を施した後、種々の条件の熱間圧廷によって板材に加工した。これら各合金板材に溶体化処理(723K-2h)焼入れを施した後、時効処理(120°C)を行い,時効硬化曲線を求め、各合金のピーク時効試料のミクロ組織を観察した。合金No.1ではアスペクト比が約4の等軸粒に近い組織、合金No.2および3ではそれぞれアスペクト比約9および160以上の層状組織を有することを確認した。つぎに、上記3種類のミクロ組織が異なる各合金板材から圧延方向と平行に丸棒試験片を切り出し,約7Kから室温までの種々の温度で引張試験を行い、耐力、引張強さ、均一伸び、破断伸びおよび引張破断に要する仕事量、すなわち切欠のない材料自身の靭性値などの温度依存性を測定した。その結果、合金No1、2および3とも温度低下とともに耐力と引張強さが上昇し、均一伸び、破断伸びおよび引張破断に要する仕事量などの延性や靭性は温度低下とともに上昇して約2030Kで最大値を示した。得られた結果はこの合金の極低温における貴重なデータで有る。15EA03:また、各合金板材から3点曲げ試験片を(L-T方位)を切出し、室温、77K、20Kおよび4Kで破壊じん性試験を行い、3点曲げ試験の荷重-変位曲線から応力拡大係数K_Qおよび強度比R_<sb>値を求め、破壊じん性の指標とした。各合金のK_QとR_<sb>値の大小関係は一致し、これら破壊じん性の温度依存性や合金による大小関係は平滑試験片の引張破断に要した仕事量で評価したじん性のそれらとほぼ対応することが判った。また、最も顕著な層状組織を有する合金No.3のじん性や延性が最も高い値を示したが、結晶粒のアスペクト比が約9の合金(No.2)のじん性と延性はアスペクト比約4の合金(No.1)のそれらより低い値であった。したがって,層状組織が極低温での靭・延性を向上させる要因であるとは言い難い。靭・延性の高い順番は強度の低い順になった。

当初の計画に従って、Al-4.5%Zn-1%Mg合金(No.1),Al-4.5%Zn-1%Mg合金に約0.2%Crおよび0.06%Tiを添加した合金(No.2)、Al-4.5%Zn-1%Mg合金に約0.2%Cr,0.06%Tiおよび0.1%Zrを添加した合金(No.3)を溶製・鋳造した。得られた各合金鋳塊に470°C-8時間の均熱処理を施した後、種々の条件の熱間圧延によって板材に加工した。これら各合金板材に溶体化処理(723K-2h)焼入れを施した後、時効処理(120°C)を行い、時効硬化曲線を求め,各合金のピーク時効試料のミクロ組織を観察した。合金No.1ではアスペクト比が約4の等軸粒に近い組織、合金No.2および3ではそれぞれアスペクト比約9および160以上の層状組織を有することを確認した。つぎに、上記の異なるミクロ組織を有する各合金板材から圧延方向と平行に丸棒試験片を切り出し、約7Kから室温までの種々の温度で引張試験を行い、耐力、引張強さ、均一伸び、破断伸びおよび引張破断に要する仕事量,すなわち切欠のない材料自身の靭性値などの温度依存性を測定した。その結果、合金No.1,2および3とも温度低下とともに耐力と引張強さが上昇した。また、均一伸び、破断伸びおよび引張破断に要する仕事量などの延性や靭性は温度低下とともに上昇し、約2030Kで最大値を示した。延性や靭性と層状組織との関係については、最も顕著な層状組織を有する合金No.3の均一伸びや引張破断に要する仕事量の値が最も高い値を示したが、結晶粒のアスペクト比が約9の合金(No.2)の均一伸びや仕事量がアスペクト比約4の合金(No.1)のそれらより低い値であった。したがって、層状組織が極低温での靭・延性を向上させる要因であるとは言い難く、むしろ、靭・延性の高い順番は強度の低い順になっている。前年度に作製した3種類の組成およびミクロ組織の異なるAl-Zn-Mg系合金,No.1(Al-4.5%Zn-1%Mg合金でアスペスト比が約4の等軸粒に近い組織を有す)、合金No.2(Al-4.5%Zn-1%Mg合金に約0.2%Crおよび0.06%Tiを添加した合金でアスペクト比が約9)および合金No.3(Al-4.5%Zn-0.2%Crおよび0.1%Zrを添加した合金でアスペクト比が約160以上の典型的な層状組織)について、各合金の熱間圧延材(板圧12mm)に723Kで5.47.2ksの溶体化処理および393Kで86.4ksの時効処理を施した。合金No.1および2はピーク時効状態、合金No.3は過時効状態であった。各合金板材から3点曲げ試験片(L-T方位)を切り出し、室温、77.4K、20.4Kおよび4.2Kで破壊じん性試験を行った。3点曲げ試験の荷重-変位曲線から応力拡大係数K_Q,および強度比R_<sb>,〔=6PmaxW/B(W-a)^2σy〕値を求め、破壊じん性の指標とした。各合金のK_Q値とR_<sb>値の大小関係はほぼ対応し、K_Q値やR_<sb>値で評価した各合金の破壊じん性値の温度依存性や破壊じん性の大小関係は、主として前年度に求めた平滑材の引張試験の破断に要する仕事量で評価したじん性の温度依存性やじん性の大小関係とほぼ対応している。また、顕著な層状組織を有する合金No.3が最も高いじん性を示したが、この合金の引張強度が合金No.2やNo.1の約60%程度と低いことおよびアスペクト比約9の合金No.2のじん性がアスペクト比約4の合金No.1のじん性より低く、強度が高いほどじん性が低くなっていることを考慮すると、じん性の層状組織の程度との関係は強くはないと云えることが判った。
サーファクタントフリーエマルションの高次安定化および新規反応場への展開

本研究では、通常のエマルション調製では不可欠と考えられてきた界面活性剤などの乳化剤を用いずに、油性物質(炭化水素系油類、油脂類)を数ヶ月から一年に及ぶ長期にわたり水中に分散安定化させる技術(サファクタントフリーエマルション)を確立することを目的として検討を行った。界面活性剤にかわる乳化剤として、疎水性の強い第2の油との混合を試みるとともに、乳化時に用いる超音波処理の出力および周波数依存性について系統的な検討を行った。まず、不安定なベンゼン油滴に、種々の鎖長のアルカン(アルキル鎖長820)を加えた混合油滴の分散安定性を評価したところ、アルキル鎖長が14を越えるアルカンを混合した場合に油滴の安定性が著しく向上することを見出した。これらの第2の疎水性物質を混合しても、水との間の界面張力は減少しなかったが、油滴のゼータ電位が増大した。これらの結果から、疎水性の油の添加により水/混合油界面がそれぞれ単独系とは異なる状態をとっていることが示唆された。また、サーファクタントフリーエマルションを調製する際の超音波周波数が小さいほど、油滴の分散量は増大し、周波数が大きいほど油滴の粒子径が小さくなることが分かった。そこで、高低二種類の周波数の超音波処理を併用することによって、良好な分散安定性を有するエマルションを得ることが出来た。さらに、高周波数の超音波処理により水中に生成する活性酸素種がエマルションの分散安定性に寄与していることが分かった。本研究は、これまで乳化処理では必須と考えられてきた界面活性剤や補助界面活性剤などの両親媒性物質を用いずに、疎水性の高い油性物質(炭化水素系油類、油脂類)を数ヶ月から一年に及ぶ長期にわたり溶解度を大幅に超えて多量に分散安定化させる技術を確立することを目的として種々の検討を行った。界面活性剤に変わる分散剤として、他の油性物質との混合及び疎水性高分子の添加に重点を置いて最適化・高次制御を図った。それ単独では不安定であり、すぐに二層分離してしまうベンゼン油滴に対して、第二の油性物質としてヘキサデカンなどの疎水性の高い油を加えると分散安定性が著しく向上することを見出した。ヘキサデカンを添加すると油水界面張力は大きくなったことから、その安定化機構は通常の界面活性剤の効果とは全く異なることが分かった。ヘキサデカンの添加により油滴の粘度および表面電荷密度が増大していたことから、これらの因子が安定性の向上に寄与していることが示唆された。また、種々のオレイン酸誘導体(エステル)を油相として用いて油滴を調製したところ安定性に優れる油滴が得られ、特にグリセリントリオレートを用いたときには、界面活性剤を添加しなくても1年以上相分離せずに安定に分散することが分かった。また、疎水性物質として高分子を用いた時にも同様の安定化効果が得られ、その程度は高分子の分子量および添加量に依存することが分かった。さらに、界面活性剤を含まない油微粒子を反応場として用いた単分散ポリマー粒子の調製についても検討を行った。本研究では、これまで乳化処理では必須と考えられてきた界面活性剤などの両親媒性物質を用いずに、疎水性の高い油性物質(炭化水素系油類、油脂類)を数ヶ月から一年に及ぶ長期にわたり分散安定化させる技術を確立することを目的として検討を行った。界面活性剤にかわる分散保護材料として、他の油性物質との混合及び疎水性高分子の添加に重点を置き、超音波処理による分散の最適化・高次制御を図った。まず、元来不安定なベンゼンの油滴に、種々の鎖長のアルカン(アルキル鎖長820)を加えた混合油滴の分散安定性を評価したところ、アルキル鎖長が14を越えるアルカンを混合した場合に油滴の安定性が著しく向上することを見出した。

また、ベンゼン油滴にアルキルベンゼンやアルキルエーテルを加えた場合にも、これらの第2の疎水性物質のアルキル鎖長の増加とともに、油滴の分散安定性は顕著に向上した。これらの第2の疎水性物質を混合しても、水との間の界面張力は必ずしも減少するわけではないことから、本系でのエマルションの安定化機構は、従来の界面活性剤を用いた系の分散安定化とは本質的に異なることが見出された。さらに、このサーファクタントフリーエマルションをリサイクル性に富む反応場として実際に用いて高分子の分散重合に適用し、新しい合成制御の技術を開拓したところ、粒子径数十ナノメートルの比較的単分散なポリスチレン粒子を得ることができた。また、超音波処理を行いながら重合を進行させると、表面に多数の空孔を有するポリスチレン粒子(ディンプルポリマー)も得られることが分かった。本研究では、通常のエマルション調製では不可欠と考えられてきた界面活性剤などの乳化剤を用いずに、油性物質(炭化水素系油類、油脂類)を数ヶ月から一年に及ぶ長期にわたり水中に分散安定化させる技術(サーファクタントフリーエマルション)を確立することを目的として検討を行った。界面活性剤にかわる乳化剤として、疎水性の強い第2の油との混合を試みるとともに、乳化時に用いる超音波処理の出力および周波数依存性について系統的な検討を行った。まず、不安定なベンゼン油滴に、種々の鎖長のアルカン(アルキル鎖長820)を加えた混合油滴の分散安定性を評価したところ、アルキル鎖長が14を越えるアルカンを混合した場合に油滴の安定性が著しく向上することを見出した。これらの第2の疎水性物質を混合しても、水との間の界面張力は減少しなかったが、油滴のゼータ電位が増大した。これらの結果から、疎水性の油の添加により水/混合油界面がそれぞれ単独系とは異なる状態をとっていることが示唆された。また、サーファクタントフリーエマルションを調製する際の超音波周波数が小さいほど、油滴の分散量は増大し、周波数が大きいほど油滴の粒子径が小さくなることが分かった。そこで、高低二種類の周波数の超音波処理を併用することによって、良好な分散安定性を有するエマルションを得ることが出来た。さらに、高周波数の超音波処理により水中に生成する活性酸素種がエマルションの分散安定性に寄与していることが分かった。
白色および褐色脂肪細胞の機能制御とRNA worldの解明

本研究では、脂肪細胞の成り立ちや機能制御のメカニズムを遺伝子レベルで正しく理解することを目的とし、ラットの白色及び褐色脂肪細胞の初代培養系を用いて、未分化から成熟までの各段階について遺伝子の発現変動を経時的に追跡した。その結果、褐色脂肪細胞の分化初期にのみ特異的に発現する遺伝子を見いだすことに成功した。この遺伝子から産生されるペプチド分子をラットに1週間に2回の間隔で反復投与したところ、対照群と比較して体重増加が10%程度抑制されたことから、新しい肥満予防法への応用が期待される。肥満を始めとした生活習慣病の多くは、過剰なエネルギーが白色脂肪細胞に蓄積され、適切なエネルギー消費が行われないことに起因する。その為、効果的な治療法、予防法を開発するためには、まず何よりも脂肪細胞の成り立ちや機能制御のメカニズムを正しく理解することが必要である。そこで本研究では、ラットの体内に存在する白色および褐色脂肪細胞の初代培養系を用いて、両脂肪細胞の増殖、分化、成熟の各過程に関与する遺伝子および機能性RNAを網羅的に同定し、脂肪細胞RNA発現データベースの構築を目指し、以下の検討を行った。平成19年度の検討では、ラットの副睾丸白色脂肪細胞および肩甲骨間褐色脂肪細胞を対象として、未分化、分化誘導時、成熟過程、成熟後の初代培養細胞からtotal RNAを抽出し、microarray法によりmRNAおよびmicroRNA (miRNA)の発現プロファイルの網羅的な解析を行った。その結果、副睾丸白色脂肪組織あるいは肩甲骨間褐色脂肪組織から単離した未分化細胞において、顕著に発現レベルの異なるmRNAが3500種類以上同定され、さらに、分化誘導過程や成熟過程においても両者に共通の発現変動を示すmRNAあるいは各々の脂肪細胞に特異的な発現変動を示すmRNAが多数同定された。また、現在、同定されている全てのmiRNAの発現プロファイルを解析可能なmicroarrayを用いて、上記の白色および褐色脂肪細胞におけるmiRNA発現を解析したところ、mRNAほど顕著な相違は認められなかったが、両者に共通して大量に発現するmiRNAや各々の脂肪細胞に特異的な発現変動を示すmiRNAをいくつか同定することに成功した。これらの知見は、白色および褐色脂肪細胞の機能制御をターゲットとするRNA創薬において非常に有用であり、現在、同定されたmRNAおよびmiRNAが、各々の脂肪細胞の機能に及ぼす影響について詳細な解析を進めている。そこで本研究では、ラットの体内に存在する白色および褐色脂肪細胞の初代培養細胞を用いて、白色および褐色脂肪細胞の増殖、分化、成熟に関与する遺伝子および機能性RNAを網羅的に同定し、未だ不明な点が多い白色および褐色脂肪細胞の共通点、相違点を明らかにすることを目的として検討を行った。白色および褐色脂肪細胞の初代培養細胞から調製したRNAサンプルを用いたmicroarray解析の結果、両細胞において発現量に10倍以上の差がある遺伝子は、増殖・分化・成熟いずれの時期においてもおよそ300種類存在し、そのうち全ての時期で10倍以上の差がある遺伝子が57種類同定された。これらの遺伝子について機能的な分類を行ったところ、発生や幹細胞の分化の過程で重要な役割を果たすことが報告されている転写調節因子が多数含まれることが明らかになった。特に、Lhx8、Tbx15、ziclは褐色脂肪組織由来の細胞で、またTcf21は白色脂肪組織由来の細胞で分化や成熟の時期に関わらず特異的に発現していることが判明し、白色および褐色脂肪細胞は分化の過程で一部共通のメカニズムを有しているものの、本質的に全く異なる細胞であることが強く示唆された。以上のことから、本研究のような初代培養細胞を用いたinvitro解析は、白色および褐色脂肪細胞の本質的な相違点を遺伝子レベルで解明する上で非常に有用な手法である言える。(現在、論文投稿中)
発達性読み書き障害児の音読の流暢性に眼球運動機能が与える影響について

学習障害(LD)の中核と考えられている発達性読み書き障害のある児童(以下、発達性読み書き障害児)は、日本での出現頻度が約8%と報告(Uno et al.,2009)され、発達障害の中では最も多い障害群である。発達性読み書き障害の読み(音読)においては、正確性と流暢性に問題が生じる。文字の認識に視覚的な処理が大きく関与していることは言うまでもなく、発達性読み書き障害児の音読の正確性や流暢性に視覚的要因が与える影響に関しては様々な研究が行われてきた。その中で、未だ十分な検討が行われていないのが発達性読み書き障害児の音読と眼球運動機能との関係である。発達性読み書き障害児において、眼球運動機能は音読の正確性(正答数)には影響を与えないことが示されている(後藤ら, 2010)。しかし、文字列から音韻列への変換が規則的なひらがなやカタカナにおいて、主たる問題となる可能性が高い音読の流暢性(音読速度)との関連については、現在まで世界的にも検討が行われていない。本研究では、日本語話者の発達性読み書き障害児群を対象に、1)眼球運動機能と音読の流暢性の関係を検討するとともに、2)眼球運動トレーニングの効果が音読の流暢性に与える影響を明らかにすることを目的とする。本年度は、第1研究(発達性読み書き障害児における眼球運動機能と音読の流暢性の関係を検討するために、対照群となる典型発達データの収集を行う)と第2研究(発達性読み書き障害児を対象に、眼球運動機能と音読の流暢性の関係を検討する)を実施する予定だったが、実験装置(眼球運動測定装置)の調整・設定に多くの時間がかかってしまい、データ収集が計画通りに進まなくなってしまった。この問題を年度内に解決することができなかったため、補助事業期間の延長を申請した。第1研究(発達性読み書き障害児における眼球運動機能と音読の流暢性の関係を検討するために、対照群となる典型発達データの収集を行う)と第2研究(発達性読み書き障害児を対象に、眼球運動機能と音読の流暢性の関係を検討する)を実施する予定だったが、実験装置(眼球運動測定装置)の調整・設定に多くの時間がかかってしまい、データ収集が計画通りに進まなくなってしまった。大学の国家試験対策業務、大学院教務関連業務に中心的に関わっていたため、これらの問題を年度内に解決することができなかった。実験装置(眼球運動測定装置)の調整・設定を、販売元の担当者に相談の上で早急に行い、実験データの収集に努める。また、研究成果を国外雑誌に投稿する。学習障害(LD)の中核と考えられている発達性読み書き障害のある児童(以下、発達性読み書き障害児)は、日本での出現頻度が約8%と報告(Uno et al., 2009)され、発達障害の中では最も多い障害群である。本年度は、第1研究(発達性読み書き障害児における眼球運動機能と音読の流暢性の関係を検討するために、対照群となる典型発達データの収集を行う)と第2研究(発達性読み書き障害児を対象に、眼球運動機能と音読の流暢性の関係を検討する)の遂行のために必要な国内外の学術論文の収集するとともに、実験装置(眼球運動測定装置)を整備した。当初購入予定だった実験装置(眼球運動測定装置)が予算が足りず購入できなかった。そのため、研究で使用する眼球運動測定装置の見直しを行ったため、研究が遅れてしまった。