hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナガレタゴガエルの性染色体と性決定に関与する遺伝子の細胞生物学的検索

(1)群大、生体調節研の近藤寿彦先生の開発した固相ゲノム-ザブトラクション法を用いて雄の性特異的遺伝子のクローニングをおこなっているが、まだ成功していない。(2)雄ゲノムに特異的に存在するSRY型遺伝子(Sox遺伝子群とよばれる)の存在の検索を試み:ナガレタゴガエルの雄で、ヒトやマウスの雄の性染色体に特異的に存在する哺乳類性決定遺伝子SRY遺伝子と相同な遺伝子の単離を試みているが、現在までのところそのような遺伝子は得られていない。これらの研究は継続実験下にあります。ナガレタゴガエルについてのこれまでの研究で次のことを明らかにしている。1(1)東京都西多摩群五日市町の盆堀川水系には、ナガレタゴガエルとタゴガエルが生息していることを確認し、広島大学理学部附属両生類研究施設の西岡みどり教授との共同研究による交雑実験から、両者の間には生殖隔離がないことを確認している。(2)採集調査で、ナガレタゴガエルは盆堀川の主流の川底の石の下で越冬し、繁殖期に入ると雄の背側の皮膚と大腿部の皮膚がひだ状になり、軟らかくだぶつき、大きな衣服を着た格好になるのが一つの特徴である。越冬(冬眠)場所近くの川底に2月下旬から3月上旬頃産卵するのを確認している。タゴガエルは盆堀川の支流の伏水域で4月下旬から5月上旬頃産卵するのを確認しているが、繁殖期の雄は、ナガレタゴガエルほど背側と大腿部の皮膚のひだ状の発達はない。(3)タゴガエルに比して、ナガレタゴガエルは大型で、後肢のみずかきの発達がよく、雄の婚姻瘤は前肢第一指の基部から指端近くにおよび、灰黄色を呈し著しく発達する。2(1)ナガレタゴガエルの核型は、血液細胞培養で得た染色体標本から、総数は26本で、雄ヘテロのXY型の性染色体をもつことを分析確認することが出来た。詳細なデータは分析中である。(2)タゴガエルの染色体数は26本であるが、核型は分析中である。3(1)ナガレタゴガエルからいくつかのSRY(Sex-determining Region of Y)型の遺伝子を単離することに成功したが、雄ゲノムに特異的に存在するものは、現在のところ得られていない。(2)性特異的遺伝子のクローニングは、群馬大学内分泌研究所の物理化学研究室の近藤寿彦先生の開発した固相ゲノム-サブトラクション法を用いて行っている。これまでの研究で次のことを確認している。1ナガレタゴガエルの核型:(1)ナガレタゴガエルの核型は2n=26で、大型5対と小型8対の染色体からなっいた。雄は第8番目の1対の染色体がメタセントリック型のものとサブセントリック型のもので、雌では2本ともメタセントリック型のものが確認でき、これ以外の染色体対の間では統計学上の有意差のあるものは認められなかった。(2)C-バンド、LR-バントによる核型分析からもナガレタゴガエルは雄ヘテロのXY型の性染色体を持つことを確認することができた。2ナガレタゴガエルと同地域に生息するタゴガエルの核型:(1)タゴガエルの核型は2n=26で、大型5対と小型8対の染色体からなるこたがわかった。(2)第8番目の1対の染色体は、雄はサブメタセントリック型染色体でたったが、形態、統計上有意差が認めらる異型のものからなること、雌ではサブセントリック型で同型であった。さらに、これ以外の染色体対の間では統計上の有意差のあるものは認められなかった。(3)C-バンド、LR-バンドによる核型分析からもタゴガエルも雄ヘテロのXY型の性染色体を持つことを確認することができた。(4)このタゴガエルとナガレタゴガエルの間には繁殖隔離はないことを確認している。3日本各地のタゴガエルの核型:
戦国時代における大砲の伝来過程についての研究～イスラム文化の影響について～

研究代表者は、戦国時代の日本への大砲伝来という出来事の研究を通して、大友宗麟に始まる青銅製大砲の国産化の技術が、豊臣・徳川両氏とそれらの家臣達へ流出した事を明らかにした。しかし、これまでは大友宗麟がキリシタン大名であったことから、ポルトガル勢力からの大砲及び鋳造技術の伝播が語られてきたが、国産の大砲には、その伝来過程におけるイスラム文化の影響が色濃く見られることが指摘できるようになってきた。本研究では大砲伝来という事件を、大砲の「紋様・形」を「型式学的方法」で、「金属組成」を「蛍光X線分析」で、「金属産地」を「鉛同位体比分析」で読み解き科学的根拠を持って歴史的脈絡の中に位置づけてゆく。
ショウジョウバエを用いたネムリユスリカの乾燥耐性候補遺伝子の遺伝学的解析

完全に乾燥した状態で乾季を越すネムリユスリカから単離された4つのLEAタンパク質遺伝子と多量に蓄積されるトレハロースの機能を調査するために、遺伝子組換えキイロショウジョウバエ成虫を用いた乾燥耐性試験を行なった。4つのLEAタンパク質の一つ、PvLea1を発現させた組換系統の雄は逆に乾燥感受性を示す等、乾燥耐性を示す組換系統が得られなかったことから、LEAタンパク質は乾燥に対し間接的に作用することが示唆された。乾燥耐性昆虫であるネムリユスリカの幼虫では、乾燥に伴いLEAタンパク質(LEA1, LEA2, LEA3, LEA4)およびトレハローストランスポーター(TRET)1の発現が誘導される。これらの機能を確かめるために作製した遺伝子組換えキイロショウジョウバエ系統を用い、GAL4-UASシステムにより導入遺伝子を発現させた。恒常的に発現誘導するActin5プロモーター系統と交配を行ない、交配第一世代(F1)の成虫で導入遺伝子の発現を定量PCRにより検証したところ、調査した14系統で導入遺伝子の発現が確認できた。個々の遺伝子発現による生体への影響を調査するために、遺伝子発現の有無による性比や出現数の差異を成虫で調査したところ、LEA1-LEA4導入系統では顕著な差は認められなかったが、TRET1導入系統ではその発現が誘導された個体の数がやや減少する傾向が認められた。また、F1における系統内の交配を行なったところ、TRET1発現誘導個体は雄雌ともに不妊であった。そこで生殖腺を観察したところ、卵巣および精巣は確認できたものの、卵巣では卵が小さく未成熟であることが分かった。これらからActin5プロモーターGAL4によるTRET1の恒常的発現は成長や生殖に影響を与えることが分かり、乾燥耐性能力の付与に当たって、厳密な発現調節が必要であることが分かった。乾燥耐性昆虫であるネムリユスリカの幼虫では乾燥に伴い多量のトレハロースが全身に蓄積され、その輸送にトレハロース輸送タンパク質(TRET1)が関わっていると考えられている。トレハロースの蓄積と乾燥耐性能力の関係についてキイロショウジョウバエを用いて検証するために、まず幼虫および成虫からトレハロースの検出を試みた。その結果、幼虫からはトレハロースが検出されたが成虫では検出限界以下であることが判明した。次いでトレハロースの取り込みを確認するため、全身でTRET1発現を誘導し20時間絶食させた成虫に1Mトレハロースを1時間食餌させたところ、消化管以外の組織での糖の存在は確認されたが、その量は微量でトレハロースであるかどうかは不明瞭であった。より高濃度のトレハロースを与える等、手法を検討する。また、ネムリユスリカの幼虫では乾燥に伴いLEAタンパク質(LEA1-4)が発現するが、各々のLEAタンパク質のアミノ酸配列解析から細胞内局在が異なると推測されていることや、トレハロースとの関係が指摘されていることから、乾燥耐性能力の向上にはこれらすべての乾燥耐性関連遺伝子を同時に発現させる必要が考えられる。そこで、それぞれの遺伝子を単独に持つキイロショウジョウバエ系統間の交配を行ない、染色体の組換えを利用して第2および第3染色体上に2つの乾燥耐性関連遺伝子を持つ遺伝子組換え体を27系統作製し、さらに交配を行なうことで同一染色体上に3つの外来遺伝子を持つ系統を4系統作製した。これらの変異体シリーズの交配の組み合せにより、ゲノム上にすべてのLEAタンパク質遺伝子とTret1を持つ系統を作製した。ネムリユスリカの乾燥時特異的発現遺伝子組換えキイロショウジョウバエのうち、PvLae1PvLae4遺伝子導入系統の乾燥耐性検証実験を行なった。導入した遺伝子について挿入位置が異なる2系統ずつを、遺伝子発現が全身で恒常的に誘導されるActin5Cプロモーター-Ga14配列系統と交配し、その子孫第一世代(F_1)の成虫を実験に用いた。Actin5Cプロモーター-Ga14配列が挿入されている染色体は翅が巻き上がる変異(Cy、巻翅)を持つバランサー染色体とヘテロで維持されているので、F_1では遺伝子発現誘導個体(表現型は直翅)と非誘導個体(巻翅)が理論的にはほぼ同数出現する。乾燥時間ごとに直翅と巻翅の生存率を調べたところ、PvLae2、3、4および対照系統のw^<1118>ではどの乾燥時間において直翅の生存率が巻翅よりやや高い傾向が認められたが、PvLae1では乾燥開始24時間の雄で直翅の生存率が巻翅より低くなった。この区分での生存個体が乾燥により失った水分を計量結果から算出したところ、巻翅が失った水分量は他のPvLae導入系統や対照系統の雄・24時間の区分のデータと同程度の60%前後であるのに対し、直翅では70%前後と、より多くの水分が失われていることが分かった。

LEAタンパク質の機能として、両親媒性の性質による生体中の器官の保護や、それ自身の親水性から保湿等の乾燥に対する直接的な効果も予想されていたが、今回の結果から4つのPvLEAタンパク質は単独では乾燥耐性に対し直接関与していないことが示唆された。また、PvLEA1の強制発現が乾燥感受性を引き起こすという結果は、これまで不明瞭であったLEAタンパク質の機能を探る上で逆説的にひとつの突破口ともいえ、キイロショウジョウバエでの作用機構の調査から、ネムリユスリカにおける乾燥耐性機構の解明につながるものと期待される。
潜在的ビタミンB1欠乏患者における患者因子についての検討

ビタミンB1欠乏を一次的原因とする疾患としてWernicke脳症や循環器症状を伴う末梢神経障害が知られている.日本人は食形態から潜在的なビタミンB1欠乏者が多いとされる.日常臨床でビタミンB1を測定すると基準値を下回る症例が散見される.我々はこのビタミンB1欠乏の原因として,潜在的な胃病変の存在を想定し、胃病変形成に大きな役割を果たすヘリコバクター・ピロリ菌感染との関連を検討した.ピロリ菌除菌前後でのビタミンB1値を26例で測定し検討を行ったが,除菌前値のビタミンB1が37.35±6.92ng/mlに対し後値37.95±6.85ng/mlで有意差は得られなかった(P=0.82).ビタミンB1欠乏を一次的原因とする疾患としてWernicke脳症や循環器症状を伴う末梢神経障害が知られている.日本人は食形態から潜在的なビタミンB1欠乏者が多いとされる.日常臨床でビタミンB1を測定すると基準値を下回る症例が散見される.我々はこのビタミンB1欠乏の原因として,潜在的な胃病変の存在を想定し、胃病変形成に大きな役割を果たすヘリコバクター・ピロリ菌感染との関連を検討した.ピロリ菌除菌前後でのビタミンB1値を26例で測定し検討を行ったが,除菌前値のビタミンB1が37.35±6.92ng/mlに対し後値37.95±6.85ng/mlで有意差は得られなかった(P=0.82).神経内科領域ではビタミンB1欠乏を一次的原因とする疾患としてWernicke脳症や循環器症状を伴う末梢神経障害(いわゆる脚気)がよく知られている.ビタミンB1欠乏の主要な原因の一つである食事性要素の観点では,ビタミンB1は豚肉・豆類・玄米に多く含まれているが,白米を摂取する食形態から日本人にはもともと潜在的なビタミンB1欠乏者が多いとされている.日常臨床においては,Wernicke脳症や脚気の表現型を呈していないにも関わらず,認知症や末梢神経障害などのスクリーニングでビタミンB1の精査を行うと基準値を下回る症例が認められる.我々は,このビタミンB1欠乏の原因として,潜在的な胃病変の存在を想定し、胃病変形成に大きな役割を果たすヘリコバクター・ピロリ菌の感染に注目した.胃癌や胃摘出後でなくても,ヘリコバクター・ピロリ菌感染にてビタミンB1濃度の低下が予想され,関連性を調べる.関連性があれば,早期のヘリコバクター・ピロリ菌の除菌療法が推奨される.検討方法は外来を受診し、スクリーニング検査でビタミンB1血中濃度<20mg/dlの患者について研究概要を説明した上で同意を得て,頭部画像評価・意識レベルの評価・高次機能評価・神経伝導速度検査にて末梢神経を評価する.その後,上部消化管内視鏡検査を行い胃病変の検査を行う.これまでに上記の検査を施行した結果、症例数がn=7とまだ少ない段階であるが,ビタミンB1の除菌前平均値が41.57ng/ml,除菌後平均値が43.29ng/ml(P=0.066)と有意差はないものの増加傾向を示している。神経内科領域ではビタミンB1欠乏を一次的原因とする疾患としてWernicke脳症や循環器症状を伴う末梢神経障害(いわゆる脚気)がよく知られている.ビタミンB1欠乏の主要な原因の一つである食事性要素の観点では,ビタミンB1は豚肉・豆類・玄米に多く含まれているが,白米を摂取する食形態から日本人にはもともと潜在的なビタミンB1欠乏者が多いとされている.日常臨床においては,Wernicke脳症や脚気の表現型を呈していないにも関わらず,認知症や末梢神経障害などのスクリーニングでビタミンB1の精査を行うと基準値を下回る症例が認められる.我々は,このビタミンB1欠乏の原因として,潜在的な胃病変の存在を想定し、胃病変形成に大きな役割を果たすヘリコバクター・ピロリ菌の感染との関連を検討した.検討方法としてはヘリコバクター・ピロリ菌除菌前後でのビタミンB1値を測定した.n=20(除菌失敗例2例,ビタミンB1濃度異常高値例2例,除菌後の再検に来院しなかった2例の合計6例を除く)にて検討を行った.除菌前値のビタミンB1平均37.35±6.92ng/ml,後値の平均37.95±6.85ng/mlでP=0.82となった.ヘリコバクター・ピロリ菌除菌前後でのビタミンB1濃度の有意差は得られなかった.原因としては除菌後2ヶ月後という短い間隔での採血の追跡であり,長期の追跡が行えなかったことも関与すると考えられた.神経内科学研究を行うために実行施設の倫理委員会に研究概要、研究計画書を提出し、承認を得てから症例を集めるのであるが、その承認までの期間が長くなり、開始する時期が遅れてしまったため、症例の蓄積がまだ少ないという現状に至っている。現状では症例数が少ないために有意差は得られていないが,全般的にはビタミンB1の除菌前平均値に対して除菌後平均値は増加傾向を示している.今後症例数を50まで増やしていき,症例数の蓄積とともに有意差の検討を行っていく予定である.これらの患者には上部消化管内視鏡検査行い,胃病変の有無を確認する.

上記検査にて,胃癌・活動性の胃潰瘍が見つかった症例についてはビタミンB1濃度低下の誘因となり得るために除外する.また、尿素呼気検査を行い(必要あれば抗体検査),ヘリコバクター・ピロリ菌の感染を確認する.ヘリコバクター・ピロリ菌陽性の患者には一次除菌療法【プロトンポンプ阻害剤(PPI)+アモキシシリン(AMPC)+クラリスロマイシン(CAM)を一週間投与】を施行する.除菌後,呼気尿素検査を行い除菌不成功者には二次除菌【プロトンポンプ阻害剤(PPI)+メトロニダゾール(MNZ)を一週間投与】を行う.二次除菌後,再度尿素呼気検査を行い不成功者は除外する.除菌確認3ヶ月後にビタミンB1濃度再検査行う.さらに各患者において除菌前後の神経学的診察,頭部MRI検査にて頭蓋内異常信号の有無,脳血流シンチにて血流低下の判定,脳波検査における意識レベルの評価,MMSE・HDS-RおよびWAIS-Rにての高次機能評価,神経伝導速度検査での末梢神経障害の評価を行い、比較検討する.研究を行うために実行施設の倫理委員会に研究概要、研究計画書を提出し、承認を得てから症例を集めるのであるが、その承認までの期間が長くなり、開始する時期が遅れてしまったため、症例の蓄積がまだ少ないという現状に至っている。このため、次年度にも症例を集めて当初の目標であった4050例まで蓄積する必要がある。次年度に集めた症例のデータ解析を行うためのコンピュータ,統計ソフトのほか,研究成果発表のための旅費,論文発表のため翻訳・校閲謝金などにも使用する予定である.
江戸時代前期の絵草紙屋「小泉」における絵本・絵巻制作

本研究は、江戸時代前期の絵草紙屋における絵本・絵巻制作の方法を解明し、文学史の中に位置付けようとするものである。江戸時代前期には、多くの絵本や絵巻が制作されたが、その制作母体のひとつとなったのが絵草紙屋である。絵草紙屋の活動は、新たな物語を生み出す土壌になったと考えられ、中世から近世へと至る文学史の中でも重要な存在である。本研究では、絵草紙屋「小泉」の絵本・絵巻を事例として、詞書本文と挿絵、装丁などを含めた総合的なテキスト分析からその特質を明らかにする。それにより、絵草紙屋における絵本・絵巻の具体的な制作過程を究明し、その活動を文学史の上から捉えなおす。
脂質異常症の予防と治療のための短期軽度カロリー制限と運動処方の分子メカニズム

本研究は、中高齢代謝異常マウスや加齢に伴う全身性疾患モデルマウスを用い、短期間の個別強度走行運動(HR)とカロリー制限(CR)による代謝改善効果や疾患制御効果を解析したものである。代謝異常や加齢マウスでは、HRとCRの併用は単独処方よりもさらに効率良く基礎代謝を改善可能なことを示唆し、疾患モデルに対しては病態の進行を軽症化した。疾患制御は、各処方が発症に伴って増加する炎症・ストレス応答を低減し、複合的に代謝改善することに依ると示唆され、これら処方が加齢に伴う代謝減退にも効果をもたらす可能性を示唆した。以上の成果から、これらの処方が中高年の健康増進意欲の向上に寄与できると考えられる。本研究は、現代日本で増加の一途をたどるメタボリックシンドロームのうち、脂質代謝異常について、医療介入せずに軽快化あるいは予防する方策を提案することを目標としている。具体的には、メタボリックシンドロームの発症が懸念される成年あるいは高齢期のマウスを用い、個体別強度の運動処方とカロリー制限を同時に短期間実施し、血液生化学パラメータの改善程度と作用メカニズムを解析し、健康増進策の可否を評価する。2年目である本年度は、初年度の進捗状況から計画を若干変更して実施し、HDL構成タンパク質のApoA-IIに起因する全身性老化アミロイドーシスの若齢期マウスを用い、1)運動処方効果の評価を継続するとともに、2)カロリー制限による効果も評価した。結果1)個体別強度運動あるいは一定強度運動を負荷した結果、個別強度運動は一定強度運動よりも糖代謝の改善やHDLコレステロール量の増加傾向がみられ、疾患の重症度も個別強度運動の方が顕著に改善する傾向がみられた。結果2)カロリー制限は自由摂取よりも糖代謝の改善やHDLコレステロール量を増加し、疾患については重症度を顕著に軽減し、運動で軽減効果が高かった臓器以外の臓器でもその効果を発揮した。平成26年7月開催の学術集会で、結果の一部を発表する予定である。本研究は、現代日本で増加の一途をたどるメタボリックシンドロームのうち、特に急増が懸念される脂質異常症(高脂血症及びHDL低下症)に着目し、医療介入をすることなく、これらの疾患を軽快化・予防する方策を提案することを目標としている。具体的には、メタボリックシンドローム発症年齢を考慮し、研究代表者らが作出した脂質異常症モデル動物の成年期あるいは高齢期を用い、低脂肪・低糖食の摂取と個体別強度の運動処方を同時に短期間実施し、血液生化学パラメータの改善程度と作用メカニズムを解析し、試行した健康増進策の可否を評価する。1年目である本年度は、研究計画に従い、(1)高齢動物の飼養と(2)比較対照の若齢動物を用いた個体別強度運動による健康増進効果を評価した。結果(1)高齢群の実験前・中の死亡、(動物飼育施設環境は一定水準と思われるが)季節変化による各パラメータへの影響を避けるため、同時期に出生した個体の多数確保が必須であるが、予想外に繁殖が悪く、十分な個体数が得られなかった。対処を「今後の推進方策」に記載した。結果(2)個体別強度運動の健康増進効果を実証するため、一定強度運動群と比較した。標準飼料で多頭飼育した運動無し若齢群は、実験期間内には各パラメータがほとんど変化しないことから、運動効果をより明確に評価するため、HDL構成タンパク質のApoA-IIに起因する全身性疾患を誘発して個体に負荷をかけ、運動効果を評価した。その結果、体重や自発運動量は運動の種類に依存しなかった。運動無し群では徐々にHDLコレステロールが減少し、空腹時血糖値が上昇した。一方、運動群では、個別強度運動によって糖代謝が改善し、HDLコレステロール量も増加傾向がみられた。特に、糖代謝に対する効果は個別強度運動の方が一定強度運動よりも高かった。また、発症疾患に対しても個別強度運動が有効に作用する可能性が得られた。本研究は、現代日本が抱える深刻な健康問題の根幹に位置づけられるメタボリックシンドロームのうち、脂質代謝異常に焦点を当て、投薬等の医療介入なしでも症状の軽快化あるいは予防を期待できる方策を提案することを目標としている。研究方法は、メタボリックシンドローム発症リスクが上昇するヒト成年期あるいは高齢期に外挿可能な疾患モデルマウスを用い、運動処方とカロリー制限を短期間実施し、コレステロールやトリグリセリド、血糖等の血液生化学パラメータの改善度、疾患の軽減度を評価する。また、これら処方による健康増進メカニズムを解析し、本策の是非を評価する。本年度は、HDL構成タンパク質ApoA-IIを起因とする全身性老化アミロイドーシスモデルマウスを用いた運動処方とカロリー制限の効果(昨年度に計画を一部変更して実施)を追評価し、さらに、作用メカニズムの解析にも着手した。平成27年3月末までの結果としては、1)定速走よりも個別に強度を設定したインターバル走の方が運動頻度や走行距離・時間が短いにも拘らず、疾患の重症度を軽減し、糖代謝や脂質代謝の改善効果があること、2)カロリー制限により、運動では効果がなかった臓器に対しても疾患の重症度を顕著に軽減し、糖代謝には顕著な改善はないものの、脂質代謝の改善効果を有することを明らかにした。両処方における作用メカニズムの相違については現在も解析中である。また、これらの成果をふまえ、現在、インターバル走とカロリー制限を同時に実施する処方についてを解析中である。本研究成果の一部を平成26年7月および8月の学術集会にて発表し、アミロイドーシス研究者や専門医らの関心を集めた。

本研究は、現代日本が克服すべき医療問題のひとつであるメタボリックシンドローム、特に脂質代謝異常に着目し、医療介入せずに改善・軽症化が期待できる処方の提案をめざした基礎研究である。中高齢の糖・脂質代謝異常マウスを用い、個別強度運動(HR)と軽度カロリー制限(CR)を3週間実施し、血液生化学パラメータや代謝関連分子等の量的変化を解析した。また、HDL構成タンパク質のApoA-IIが関与する加齢疾患のモデルマウスを用い、HRやCRによる病態軽症効果を検証し、本処方の新たな有用性も評価した。過食性肥満マウスでは、HR+CRによって空腹時高血糖やインスリン抵抗性が改善し、動脈硬化指数やレプチン抵抗性も改善した。これらの効果は、各処方の単独よりも併用の方が強い傾向にあった。また、HR+CRには、CR単独よりも空腹時体温の低下抑制や自発運動量の改善がみられ、基礎代謝を効率良く改善できることが示唆された。別系統マウスでも、HR+CRは加齢に伴う血糖値の上昇や脂質コントロールの悪化を改善する傾向にあった。ApoA-II関連疾患モデルマウスでは、HRやCRによって病態の進行を軽症化した。この疾患に対する各処方の作用メカニズムは今後の検討課題であるが、少なくとも、CRは発症に伴って増加する炎症・ストレスマーカーを低減し、ミトコンドリア機能関連分子の遺伝子発現量も増加し、複合的に代謝機能を改善することが示唆された。本研究により、短期介入であってもHR+CRは糖・脂質代謝を改善し、ある種の加齢疾患の進行を軽症化することは、ヒト中高年の健康増進に対する意欲向上・動機付けを提唱する上で非常に意義のある基盤データと考える。本研究成果は、複数の国内学術集会での発表のほか、平成28年度の国際学術集会での発表も確定している。また、本研究成果の一部を平成28年度中に専門学術誌に投稿し、広く公表する。本研究は、中高齢代謝異常マウスや加齢に伴う全身性疾患モデルマウスを用い、短期間の個別強度走行運動(HR)とカロリー制限(CR)による代謝改善効果や疾患制御効果を解析したものである。代謝異常や加齢マウスでは、HRとCRの併用は単独処方よりもさらに効率良く基礎代謝を改善可能なことを示唆し、疾患モデルに対しては病態の進行を軽症化した。疾患制御は、各処方が発症に伴って増加する炎症・ストレス応答を低減し、複合的に代謝改善することに依ると示唆され、これら処方が加齢に伴う代謝減退にも効果をもたらす可能性を示唆した。以上の成果から、これらの処方が中高年の健康増進意欲の向上に寄与できると考えられる。昨年度の研究成果から、新たに、疾患モデル動物に対する運動処方2種とカロリー制限2強度の4処方についての詳細な解析を要したこと、また、研究代表者の組織内異動に伴い、本研究の実施が困難な期間が生じたことにより、「運動とカロリー制限の併用」の健康増進効果の解析が約10ヶ月遅れた。結果として、当初計画の3年間の研究を1年間延長することとなったため、「(4)遅れている」と評価した。病態生化学、薬理学1。疾患モデルマウスは、自家繁殖により6ヶ月-1年齢以上の中・高齢を確保している。これらのマウスに運動とカロリー制限を実施して各種パラメータを測定し、この処方の有用性を評価する。
側坐核のアセチルコリン神経活動制御におけるμおよびδ受容体の関与

中脳辺縁系ドパミン(DA)神経の投射先である側坐核に分布するアセチルコリン(ACh)神経の選択的な障害は,記憶を含む認知機能を低下させることが動物実験で示されている。持続性疼痛に用いる麻薬性鎮痛薬の副作用に健忘があるが,その発現機構の詳細は不明の点が残されている。本研究は麻薬性鎮痛薬の作用点のオピオイド受容体サブタイプのうち,側坐核のACh神経に発現するμおよびδ受容体が同部位のACh神経活動制御で果たす役割を無麻酔非拘束ラットを用いin vivo微小透析法により解析した。また比較の目的で側坐核のDA神経活動制御におけるμ受容体の役割についても検討を行った。中脳辺縁系ドパミン神経系が投射する側坐核では,神経活動を抑制すると想定されるδおよびμ受容体がコリン性介在神経に認められる。δとμ受容体にはδ1,δ2およびμ1,μ2のsubtypeがあるが,これら受容体の側坐核のコリン性神経活動制御への関与は明らかでない。そこでδまたはμ受容体ligandが側坐核の細胞外アセチルコリン(ACh)量に及ぼす効果を指標として,δおよびμ受容体subtypeの側坐核のACh神経活動調節における役割をin vivo微小透析法により解析した。実験にはS-D系雄性ラットを用い,側坐核から試料として得た細胞外液に含まれるAChをHPLC-ECD法で15分毎に定量した。試料中のAChの分解を減少させるため,低濃度のphysostigmine(50 nM)を灌流液へ添加した。腹腔内投与したnaloxonazineを除き,透析プローブを介して側坐核へ逆透析で灌流投与したδまたはμ受容体ligandの用量は,灌流液中の総量(mol)で示した。その結果,δ1受容体agonistのDPDPE(300 pmol)とδ2受容体agonistのdeltorphin II(3 pmol)が示したAChの減少効果は,それぞれδ1受容体antagonistのBNTX(0.3 pmol)またはδ2受容体antagonistのNTB(15 pmol)の併用で抑制された。μ受容体agonistのendomorphin(EM)-1,EM-2(30 nmol)が誘発したAChの減少はμ受容体antagonistのCTOP(3 nmol)の併用で抑制されたが,μ1受容体antagonistのnaloxonazine(15 mg/kg ip)の併用では著変がなかった。以上のことから側坐核のACh神経活動は,δ1,δ2受容体のほかμ1ではなくμ2受容体により抑制されることが示された。当初計画していた実験を予定よりも早く終えることができた。本研究の成果の一部について,2015年10月に米国シカゴで行われたNeuroscience 2015と2016年3月に横浜で行われた日本薬理学会で発表を行うことができた。中脳辺縁系ドパミン(DA)神経系の投射する側坐核には,opioid receptor(-R)のひとつのδ-Rが分布する。δ-Rにはδ1とδ2のsubtypeがあり,これらのagonistの側坐核への灌流投与はいずれも同部位の細胞外DAを増加させる。このDA増大の発現機構は不明だが,δ-Rは神経活動を抑制するのでδ-Rが発現するGABA神経の抑制の関与が想定される。側坐核のGABAA-Rは同部位のDA神経活動を抑制する。したがって側坐核のδ-R subtypeの刺激によるDA放出には,GABAA-RへのGABA刺激の低下が関わる可能性がある。そこでδ-R subtypeのagonistが誘発した側坐核のDAの増大をGABAA-R agonistのmuscimolが抑制するか否かを指標として,δ-R subtypeの刺激によるDA放出におけるGABAA-Rの役割をin vivo微小透析法で解析した。実験にはS-D系雄性ラットを用い,側坐核から回収した細胞外液に含まれるDAをHPLC-ECD法で5分毎に定量した。使用薬物は透析プローブから逆透析で側坐核に灌流投与した。その結果,δ1-R agonistのDPDPEまたはδ2-R agonistのdeltrophin IIの投与によるDAの増加は,基礎DA量に影響がない用量のδ1-R antagonistのBNTXまたはδ2-R antagonistのnaltribenの併用で抑制された。基礎DA量に著変を与えない用量のGABAA-R agonistのmuscimolの併用投与は,DPDPEによるDAの増大には影響を与えなかったが,deltrophin IIが誘発したDAの増加は強く抑制した。以上のことから,δ1とは異なりδ2-R刺激による側坐核のDA放出には,同部位のGABAA-RへのGABA入力の低下が関与することが考えられた。

当該年度は,かねてより課題としていたδ受容体を介した側坐核のモノアミン神経活動亢進のメカニズムについて,同部位に分布する抑制性神経機構の関与の面から解明に取組むことを計画している。【役割分担】統括,神経化学・行動学・組織学実験の遂行:青野悠里(研究代表者),実験の遂行:木口友里(研究協力者),渡邉由梨子(研究協力者),研究の助言:三枝禎(研究協力者),J. L. Waddington(海外研究協力者)薬理学当初予定していた実験が終了したため,337,479円を使用せずに残した。次年度へ繰り越す337,479円と次年度経費のうち150万円を実験のための物品費として使用することを計画している。主たる使途は,実験動物,試薬,HPLC消耗品の購入である。このほかに20万円を旅費に充てる予定である。この旅費は,本年の7月23日,35日にかけていずれも韓国のソウルで行われる日本神経精神薬理学会年会とCINP(国際神経精神薬理学会)における研究成果の発表のための渡航費(5泊6日)におもに用いる。
高力ボルト摩擦接合継手の腐食劣化機構の解明と残存耐力評価に関する研究

本研究では,土木鋼構造物の接合方法としてよく用いられている高力ボルト摩擦接合継手の腐食劣化機構の解明と腐食後の継手の残存耐力の検討を腐食促進実験およびすべり実験によって行った.その結果,接合面内も腐食が進行するものの,ボルトの接触圧が作用している孔付近やボルトの軸部はほとんど腐食しないことがわかった.また,接合面にさびが発生することで,すべり耐力が増加するものの最大および降伏耐力は減少することがわかった.本研究では,土木鋼構造物の接合方法としてよく用いられている高力ボルト摩擦接合継手の腐食劣化機構の解明と腐食後の継手の残存耐力の検討を腐食促進実験およびすべり実験によって行った.その結果,接合面内も腐食が進行するものの,ボルトの接触圧が作用している孔付近やボルトの軸部はほとんど腐食しないことがわかった.また,接合面にさびが発生することで,すべり耐力が増加するものの最大および降伏耐力は減少することがわかった.本研究は,高力ボルト摩擦接合継手の腐食劣化状態や腐食後の残存耐力を評価するため,高力ボルト摩擦接合継手供試体を腐食促進試験により腐食させ,腐食が進行するに従って接合面の錆厚や表面粗さの変化を調べるとともに,それらの変化が継手のすべり耐力とすべり係数にどのような影響を及ぼすか,また,部材の断面積の減少が継手の降伏耐力と終局耐力にどのような影響を及ぼすかを検討した.腐食促進試験は,上下式乾湿繰返試験法を採用し,5%NaCl溶液中に浸漬→自然乾燥を1サイクルとして行った.腐食度の評価は,写真撮影,錆厚測定,表面粗さ測定,板厚測定,板幅測定によって行った.耐力試験では,万能試験機を用いて継手に引張荷重を加え,継手のすべり耐力,すべり係数,降伏耐力,すべり/降伏耐力比,終局耐力を測定した.本年度は,腐食促進期間として0サイクル,80サイクル(約2週間),281サイクル(約7週間),および761サイクル(約19週間)の結果を得ることができた.本年度の実験結果より,接合面の錆厚の増加にともなって継手のすべり耐力とすべり係数は増加すること,また,母板の純断面積の減少にともなって継手の降伏耐力と終局耐力は低下することがわかった.また,腐食促進試験期間80サイクルおよび281サイクルでは,接合面の算術平均粗さRaと継手のすべり耐力,すべり係数との間には明確な相関は見られなかった.今後の課題として,さらに腐食が進行した際,これらの相関がどのようになるかを検討する予定である.本研究では,高力ボルト摩擦接合継手の腐食劣化状態や腐食後の残存耐力を評価するため,高力ボルト摩擦接合継手供試体を腐食促進試験により腐食させ,腐食が進行するに従って接合面の錆厚や表面粗さの変化を調べるとともに,それらの変化が継手のすべり耐力とすべり係数にどのような影響を及ぼすか,また,部材の断面積の減少が継手の降伏耐力と終局耐力にどのような影響を及ぼすかを検討した.腐食促進試験は,上下式乾湿繰返試験法を採用し,5%NaCl溶液中に浸漬→自然乾燥を1サイクルとして行った.腐食度の評価は,写真撮影,錆厚測定,表面粗さ測定,板厚測定,板幅測定によって行った.耐力試験では,万能試験機を用いて継手に引張荷重を加え,継手のすべり耐力,すべり係数,降伏耐力,すべり/降伏耐力比,終局耐力を測定した.昨年度では,無塗装継手に対して,腐食促進期間として0サイクル,80サイクル,281サイクル,および761サイクル,の結果を得ることができ,本年度はその続きとして,2000サイクルの結果,および外面塗装と外面・接合面内塗装した継手に対して,0サイクル,1000サイクルの結果を得ることができた.本研究で得られた結果として,無塗装継手では,接合面内に水分が進入し錆びることで,すべり耐力およびすべり係数が初期の状態より1.5倍以上となること,降伏耐力および最大耐力は,腐食により,板厚が減少することで,低下することがわかった.外面塗装のみの継手に関しては,接合面内の腐食により,すべり耐力およびすべり係数が上昇するものの,外面は腐食しないため降伏耐力および最大耐力はほとんど変化しないことがわかった.さらに,外面および接合面内に塗装を施した継手は,リラクセーションの影響により,若干のすべり耐力の減少が見られたものの,その他の耐力に関してはほとんど変わらないことがわかった.
乳がん描出における時間分解分光法と核磁気共鳴画像法との生物学的相違研究

反射型プローブを用いて組織のヘモグロビンを測定する近赤外光時間分解分光計測は測定対象部の後方に強い吸収体がある場合はこれに影響される。乳癌のヘモグロビン濃度測定においては胸壁の筋肉が吸収体となり、プローブから胸壁筋肉までの距離が小さくなるにつれて総ヘモグロビン量は大きく測定される。閉経前後で正常乳腺の総ヘモグロビン量が異なるため、皮膚胸壁間距離および閉経の状態を加味することにより、乳癌と正常乳腺のヘモグロビン濃度の比較がより正確に評価できると考えられた。このような解析を行った結果、乳癌全例において正常乳腺より高い総ヘモグロビン量を示すことを明らかにし論文発表した。平成25年度は、週一人のペースで患者もしくはボランティア計測を行った。患者には、化学療法もしくはホルモン療法の前、後の場合も含んでいる。各被験者の乳房の正常部、病変部の時間分解分光装置TRS-20での計測を行い、各種光学係数等、データを収集した。これらの結果を集計し、患者の場合は針生検の病理結果等と比較検討を行っている。これらの結果から、これまでわかっていなかった事象が複数明らかとなり、現在それらをさらに解析している。またこれらの結果を平成26年度乳がん学会学術総会で発表予定である。これまで、近赤外光の測定装置(TRS-20SH)により乳房の測定を行い、乳がんの総ヘモグロビン量は正常部より高い傾向があることを明らかにした。しかし、腫瘍と対側の乳房の測定において、健側の方が総ヘモグロビン量が多くなる場合がしばしばあった。TRS-20SHは反射型のプローブであるため、腫瘍の後方に強い吸収体がある場合はこれに影響される。TRS-20SHと超音波の同時測定により、測定される総ヘモグロビン量への胸壁の影響について検討したところ、胸壁が近い範囲では、総ヘモグロビン量に大きな影響があり、距離が小さくなるにつれて総ヘモグロビン量は大きく測定されることが分かった。また閉経前後で測定値が異なり、閉経前で高い傾向があることが分かり、また腫瘍部の総ヘモグロビン量は、胸壁までの距離および閉経前後を加味した検討では、全例が正常乳腺より高値を示した。腫瘍部の測定において、閉経の状態、および皮膚胸壁間距離を考慮することにより、腫瘍による血液量増加、高血管新生をより高精度で検出、評価可能と考えられた。これらの結果を生かすため、総ヘモグロビン量のマッピングにおける2次元的な結果に関して、胸壁補正をかけるソフトの作成を外部業者に委託し、作成した。光マンモグラフィの臨床試験への参加に同意した乳癌患者を対象とし、データの収集を行った。年齢、身長、体重、月経周期等の問診を行い記録した。TRS-20SHおよびUSプローブ(日立EUB-7500、EUP-L65)を組み合わせたプローブにより腫瘍部および健側乳房で光学係数の測定およびUS画像の保存を行った。これには、化学療法前後で測定を行った症例を含む。これまでの研究により、TRS-20SHによって測定される総ヘモグロビン量は、胸壁が近い範囲では胸壁が大きく影響し、距離が小さくなるにつれて総ヘモグロビン量は大きく測定されることが分かった。また閉経前後で測定値が異なり、閉経前で高い傾向があることが分かった。腫瘍部の総ヘモグロビン量は、胸壁までの距離および閉経前後を加味した検討では、全例が正常乳腺より高値を示すことが明らかとなり、論文発表した。昨年度は、胸壁補正を行って化学療法前後の乳腺および腫瘍の総ヘモグロビン量の変化を検討し、胸壁補正を行ったほうが腫瘍の変化を良好に捉えられることが明らかとなり、学会発表を行った。現在論文作成準備中である。腫瘍部の総ヘモグロビン濃度を定量的に評価することを目標として、これまでの測定した腫瘍部のデータを解析し、またシミュレーションを行い、定量的評価のための補正方法を検討したが、生体とシミュレーターに乖離があり、現状では良好な補正方法は確立できていない。現在シミュレーターの改良を行っており、また他のモダリティとの組み合わせによる補正方法を検討中である。超音波プローブと光プローブを組み合わせることにより、光のデータと解剖学的構造が詳細に比較可能となった。これまでのところ胸壁と総ヘモグロビン量の関係は明らかとなり、腫瘍の総ヘモグロビン量の評価には大変有用な情報となったが、散乱係数や酸素飽和度に関しては検討が十分に行えていない。また、病理との比較も不十分である。画像診断学今後、胸壁の影響を差し引いた総ヘモグロビン量に関して、病理との対比を行いたい。

これには、シュミレーションによるデータが必要であり、このデータを得たのち、詳細な比較を行いたい。また、散乱係数や酸素飽和度に関しても、解剖学的構造との比較検討を行い、乳がん病変に対し、近赤外光により測定される情報の有用性を解析、検討したい。現時点までのデータ収集は概ね予定通りである。MRIの造影効果等との比較は今後行う予定である。病理組織との対比は、現時点で特殊染色は行っていないが、病理組織の報告書に記載された内容(ER,PgR、HER2,Ki-67)との比較は行っている。乳房の近赤外光による測定結果が予想よりも複雑であり、シュミレーションを追加、検討中である。シュミレーションの結果を含めて、乳房の測定結果を再度検討後、学会発表、論文発表するよう計画を変更したため、未使用額が生じた。今後も同様に週一人程度の患者もしくはボランティアの乳房の時間分解分光装置TRS-20による計測を行い、またこれまでのデータを集計、解析して、学会報告、論文発表を行う予定である。上記のシュミレーションの結果を含めて乳房の測定結果を再検討し、学会発表、論文発表する予定であり、未使用額はその経費に使用したい。また、測定結果の補正のソフト作成も予定しており、これにも未使用額を使用したい。今年度使用する予定であった人件費は未使用、次年度はデータの解析のための人件費を使用したい。データ解析のための人件費を使用する予定。病理組織に関して、免疫染色を追加するために試薬を購入する予定。学会発表のための旅費、英語論文作成のための英文校正費等を使用する予定。
TOF-MIEZE分光法による量子井戸滞在時間の測定

飛行時間法(TOF)と中性子時間ビート法(MIEZE)を組み合わせたTOF-MIEZE法を用いて、共鳴トンネルする量子井戸滞在時間等の障壁通過時間の測定を試みた。本課題を通じて、TOFに注目した定式化を行うことで強磁場の磁気イメージング等、TOF-MIEZE分光器の新たな可能性を実験的に検討できた。また障壁通過時間に言及するには、より精密な解析のためのデータ処理手法の開発が必要なことが明らかになった。非相対論的量子力学において、時間はパラメーターであり、期待値で求められるような観測量の形式をとっていない。しかし量子、特に質量を持つ中性子が障壁を(共鳴トンネル)通過する時間は如何ほどか?また定在波はどのくらいの時間でできるのか(はたして瞬間か)?この素朴だが量子力学が答えられない疑問に、シンプルでかつ実時間観測可能な実験を行い、一石を投じる。さらに本実験の理解を通して、新たなTOF-MIEZE分光法の可能性を検討することを本研課題究の目的としている。具体的には、Fabry-Perot磁気多層膜がを透過する↑↓スピン中性子を異なる周波数のTOF-MIEZEシグナルを観測することで、多重連結量子井戸で共鳴トンネル中性子の膜内滞在時間を実時間で評価する。ここで、多重連結量子井戸の数、Fabry-Perot磁気多層膜のGap層数が多いほど、滞在時間は大きくなる。またMIEZEシグナルの周波数が高くなるほど、時間分解能が高くなる。そのため、出来るだけ高周波駆動のTOF-MIEZE分光器とGap数の多いFabry-Perot磁気多層膜の製作が重要となる。H27年度は、主にGap数の多いFabry-Perot磁気多層膜の製作を行い、当初計画の倍である200Gapを持つ磁気多層膜の製作に成功した。またこれらの偏極中性子による評価も行った。J-PARC/MLF BL06でのTOF-MIEZE分光器における高周波駆動試験は遅れたが、フランスグルノーブルのILLにおいて、極冷中性子を用いたTOF-MIEZE分光器も立ち上げ、その時間特性の評価を行いTOF-MIEZE分光法の知見を深めた。J-PARC/MLFの運転時間の大幅な減少により、中性子ビーム実験としては当初計画時より若干遅れているが、フランスグルノーブルのILLにおいて、VCN-MIEZE分光器を立ち上げテスト実験を行いTOF-MIEZE分光法の知見を深めれたこと、当初計画の倍のGap数を持つ多重連結量子井戸を形成するFabry-Perot磁気多層膜の作成に成功する等、全体としては概ね順調に進展していると考えている。しかし量子、特に質量を持つ中性子が障壁を(共鳴トンネル)通過する時間は如何ほどか?また定在波はどのくらいの時間でできるのか?これら素朴だが量子力学が答えられない疑問に、シンプルでかつ実時間観測可能な実験を行い、一石を投じる。さらに本実験の理解を通して、新たなTOF-MIEZE分光法の可能性を検討することを研究目的とした。2017年4月までに、↑スピン中性子に対して200の多重連結共鳴トンネルポテンシャルを形成する磁気多層膜の製作に成功。その磁気膜を透過した中性子ビームで実効振動数200kHzのTOF-MIEZEシグナルの観測に成功した。多重連結共鳴トンネルポテンシャルを形成する磁気多層膜の製作に成功。それを試料として実効振動数200kHzのTOF-MIEZEシグナルの観測にも成功した。さらにTOF-MIEZE分光法の新たな可能性も見えてきている。しかし精密なデータ処理のための解析手法については検討が必要な状況であり、解析手法だけでなく、データ自体も中性子計数を上げ、バックグラウンドを下げる必要がある。またTOF-MIEZE分光器の実効振動数は電力増幅回路の電気ノイズのために200kHzが上限であり、それ以上の高周波のシグナルの取得はできていない。さらに、本実験の理解を通して、新たなTOF-MIEZE分光法の可能性を検討することを研究目的とした。↑スピン中性子に対して200の多重連結量子井戸を形成する磁気多層膜の製作し、その磁気膜を透過した中性子ビームで実効振動数200kHzのTOF-MIEZEシグナルを取得した。ここでMIEZE(Modulated IntEnsity by Zero Effort)は、中性子の速度変化を測定する中性子共鳴スピンエコー装置装置の一種であり、その名の通り時間(時刻)で中性子強度が振動する。飛行時間法(TOF)を利用するTOF-MIEZE分光法は、J-PARC・MLFのパルス中性子源のようにおパルス幅の時間が短いことが装置の高度化に非常に有利であることを発見した。しかし実験で得られた共鳴トンネル中性子の200kHz TOF-MIEZEシグナルからは、シグナルがいびつな問題もあり時間に関することを言及できなかった。そこで2018年度は200kHzでいびつであったTOF-MIEZEシグナルを高コントラストでシグナル形状が良く実効

振動数400kHzのTOF-MIEZEシグナルの取得に成功した。またよりシンプルな中性子の通過時間測定の体系として、物質中のポテンシャル場による時間遅れの測定を行い、その時間おくれの傾向はつかめた。このポテンシャル場による時間遅れは、強磁による減極の無い偏極イメージングの可能性を示唆しており、その定式化も行った。飛行時間法(TOF)と中性子時間ビート法(MIEZE)を組み合わせたTOF-MIEZE法を用いて、共鳴トンネルする量子井戸滞在時間等の障壁通過時間の測定を試みた。本課題を通じて、TOFに注目した定式化を行うことで強磁場の磁気イメージング等、TOF-MIEZE分光器の新たな可能性を実験的に検討できた。また障壁通過時間に言及するには、より精密な解析のためのデータ処理手法の開発が必要なことが明らかになった。京大-KEK連携で建設中のJ-PARC/MLF BL06(VIN ROSE)において、出来るだけ高周波でかつコントラストの高くTOF-MIEZEシグナルを取得出来るMIEZE分光器を構築している。試料前にスピンフリッパーを入れて、作成したFabry-Perot磁気多層膜の↑↓スピン中性子を異なる周波数のMIEZEシグナルを観測し、多重連結量子井戸における定在波生成時間を見積もる予定である。中性子バックグラウンド低減のシールド等を設置、データ処理及び解析手法も、よりシンプルな体系でチェックしながら、精度向上の検討を行う。なお電力増幅器については、施設側で機器を更新経費を出してくれることになり、H29年3月に新しい電力増幅システムを導入した。今後、さらなる高周波でコントラストの高いTOF-MIEZEシグナルの観測、研究目的の達成を目指す。中性子光学ILLでの実験を行ったため、海外旅費及びその他(輸送費)を計上した。またイオンビームスパッタ装置のイオンゲージの修理費を支払った。輸送費は共同研究相手のILLがかなり出してくれ、またスパッタターゲットやグリッド洗浄、イオンゲージ以外の修理費の経費を本研究費以外の経費でまかなえたため、H27年度の本科研費としては余裕ができた。J-PARC/MLF BL06におけるTOF-MIEZE分光器の整備に予定よりも時間を要した。そのため、本課題の実験及びデータ処理も遅れている。TOF-MIEZE分光器は物性測定の装置であり、残念ながらこの課題のためだけに整備している訳ではない。本課題は物性測定よりも高周波のTOF-MIEZEシグナルが必要であり、より安定的にシグナルを取れる整備が必要である。全体としてバランスのとれた効率的な整備を目指し、その過程で電力増幅器の電気ノイズ等の問題に対応し、これらの対策等に時間がとられ、データ処理等の解析も遅れ、本課題の使用計画も遅れ、残額が生じた。J-PARC/MLF BL06において、出来るだけ高周波駆動化でのTOF-MIEZE実験を実施するための試料環境整備を行う。また成果発表のための学会参加費及び論文発表のための英文校正及び論文掲載費に利用する。バックグラウンド軽減及び試料環境の整備のための物品費として300千円。
水溶性化学修飾セルロースの溶存形態とゲル化機構の研究

水に溶けるように水酸基がメチル化或いはヒドロキシプロピル化された化学修飾セルロースであるMCやHPMC等のセルロースエーテルCE類は,様々な化学修飾度合いで分子量が異なるものが工業的に生産されており,試料の入手は容易であった。ただし,入手可能なCE類の分子量分布はかなり広い。試料の分子量分布に依存して変化する静的及び動的光散乱や小角散乱挙動さらに粘弾性挙動の精密な議論が,研究目的を達成するためには必須なので,まず入手した市販品のEC試料の分子量分別を通常のゲル濾過分取法を用いて行った。分子量分布の指標である、数平均分子量に対する重量平均分子量の比Mw/Mnが1.2程度に納まるまで分取操作を繰り返している。分取精製された各CE試料を,凍結乾燥して測定に用いる予定である。この操作は長時間を要するので,二年目も継続して行う。水溶液内での溶存形態の議論には,光散乱及び小角中性子散乱さらに粘弾性挙動の分子量依存性を用いる。まず,分子量分別する前のCE試料の希薄水溶液が示す静的光散乱と小角中性子散乱挙動の散乱角依存性から、溶存形態の概要を決定する実験を行った。その結果,溶存形態は棒状であることが示唆されたので、それぞれのCE試料水溶液について動的光散乱(DLS)測定を幾つかの散乱角で行い、CE試料分子の並進拡散定数と回転拡散定数(DR)を決定する段階に至った。しかし,既存の光散乱装置では,回転拡散定数DRを決定するための偏光解消DLS測定を行うためには光量が足らないことが判明した。そこで,光散乱装置の性能を向上させるために波長488nm,出力100mWの固体レーザーを新たに購入し,装置に設置して光軸等の調整を既に終わらせた。比較的大きな光散乱能をもち,形状が棒状であることが分かっているセルロースナノ結晶試料を入手して,その回転拡散定数DRを測定することには既に成功している。正確な研究結果を得るためには,EC試料の分子量分別を行う必要があると考えたため,通常のゲル濾過分取法に基づき,条件に適合するゲル濾過カラムやゲル充填剤を用いて分別を行っている。しかし,必要な量を分取するのに予想外に長時間を必要とするために計画よりもやや遅れる状況となっている。光散乱装置の性能向上のために,レーザーを新たに購入・設置して,様々な調整を行うのに思いのほか時間を要しているのも,計画よりもやや遅れる状況となっている原因であると言える。引き続き,EC試料の分子量分別を精力的に行う。併せて,ゲル濾過による分取を行っていない分子量分布が広いCE試料についての各種測定を順次行う。光散乱装置の性能向上が実現したので,各種CE試料の水溶液中での並進拡散定数と回転拡散定数(DR)測定,さらに希薄水溶液のDLSを応用した粘弾性測定を順次行う。小角X線散乱では散乱能が低く測定が困難な希薄水溶液の小角中性散乱実験の遂行をJPARCに申請し,CE試料の希薄重水溶液中での小角中性散乱測定に基づく溶存形態の正確な議論をさらに展開する。本年度は本研究の最終年なので,研究目的の達成に向けて研究のペースを幾分上げ,期間内に目標を達成させる。

しかし,必要な量を分取するのに予想外に長時間を必要とするために計画よりもやや遅れる状況となっている。光散乱装置の性能向上のために,レーザーを新たに購入・設置して,様々な調整を行うのに思いのほか時間を要しているのも,計画よりもやや遅れる状況となっている原因であると言える。引き続き,EC試料の分子量分別を精力的に行う。併せて,ゲル濾過による分取を行っていない分子量分布が広いCE試料についての各種測定を順次行う。光散乱装置の性能向上が実現したので,各種CE試料の水溶液中での並進拡散定数と回転拡散定数(DR)測定,さらに希薄水溶液のDLSを応用した粘弾性測定を順次行う。小角X線散乱では散乱能が低く測定が困難な希薄水溶液の小角中性散乱実験の遂行をJPARCに申請し,CE試料の希薄重水溶液中での小角中性散乱測定に基づく溶存形態の正確な議論をさらに展開する。本年度は本研究の最終年なので,研究目的の達成に向けて研究のペースを幾分上げ,期間内に目標を達成させる。