hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨髄由来抑制性細胞の分化におけるNF-kB-inducing kinaseの役割

NF-kB-inducing kinase(NIK)遺伝子の変異マウスの末梢に,免疫抑制活性をもつ骨髄由来抑制性細胞(Myeloid-derived suppressor cell:MDSC)様細胞が自然蓄積することから,本研究ではMDSCの分化にNIKが関与している可能性を考え,このマウスのMDSC様細胞について詳細に解析した。その結果,この細胞はMDSC同様3つのサブセットに分けられること,また同じような免疫抑制機能を有することが明らかとなり,NIK欠損によりMDSCの分化が誘導される可能性が示唆された。本研究課題では,がん患者や腫瘍を移植したマウスで発生することが知られる骨髄由来抑制性細胞(MDSC; Myeloid-derived suppressor cell)とよばれる細胞の発生機序について知見を得ることを目的としている。MDSCはリンパ球の機能を抑制するため,抗腫瘍免疫療法のターゲットとして注目されているものの,その発生機構については不明な点が多い。我々は以前NF-κB活性化代替経路に重要な役割を果たすNIK(NF-κB-inducing kinase)の遺伝子に変異をもつマウスalymphoplasiaマウスで,MDSC様の表現型をもつ(CD11b+/Gr-1+)細胞が自然蓄積することを観察した。これに関して,今年度は当初計画していた通り,主にこの細胞のcharacterizationを行った。担癌個体内で見られるMDSCはLy-6C陽性の単球系の細胞とLy-6G陽性の顆粒球系の細胞の2つのサブセットが知られているが,alyマウスにおいてはどちらのタイプの細胞の割合も増加していた。(特にLy-6C陽性のサブセットの増加の方が顕著であった。)抑制性T細胞の分化を誘導することが報告されているCD115(M-CSF Receptor)については陰性,もしくは低陽性であった。免疫抑制の機能分子に関して,アルギナーゼの発現を検討したところ,無処置の正常マウスのCD11b+/Gr-1+細胞に比べて2倍程度の発現の増加が見られた。また一酸化窒素合成酵素(iNOS)の発現は,IFN-γの刺激により顕著な誘導が見られ,一部の腫瘍誘導のMDSCと同様の機能分子を利用することが示唆された。さらに,alyマウスは自己免疫疾患を自然発症するが,疾患発症以前(6週齢)のマウスでもMDSC様細胞の割合の増加が観察され,この細胞の発生が疾患発症のタイミングとは相関していないことが示唆された。本研究課題の最終目的は,担癌や慢性炎症により末梢に誘導される骨髄由来抑制性細胞(MDSC; Myeloid-derived suppressor cell)の発生機序について知見を得ることである。リンパ球の機能や増殖を抑制することが知られているMDSCは,腫瘍や慢性感染症治療のターゲットとして注目されているものの,その発生機構については不明な点が多い。我々はNF-κB活性化代替経路に重要な役割を果たすNIK(NF-κB-inducing kinase)の遺伝子に機能欠損型の変異をもつマウスalymphoplasiaマウスで,MDSC様の表現型をもつ(CD11b+/Gr-1+)細胞が,脾臓や末梢血中に自然蓄積することを観察した。aly/alyマウスをRAG-2欠損マウスと交配し,リンパ球が成熟できない背景にすると,この細胞の蓄積が見られなくなることから,この細胞の誘導にはリンパ球が関与していると考えられる。そこで今回,aly/alyマウスにおけるMDSC様細胞の誘導に,CD8+ T細胞やNKT細胞が寄与しているかどうかを解析するために,aly/alyマウスをβ2ミクログロブリン(b2M)遺伝子欠損マウスと交配し,b2M欠損aly/alyマウスを作成した。このマウスの脾臓と末梢血中のMDSC様細胞を,b2M (+/-) aly/alyマウスと比較解析を行ったところ,Ly6Clo+/Ly6G+細胞,Ly6Chi+/Ly6G-細胞,どちらのサブセットについてもその割合に有意差は見られなかった。この結果はaly/alyマウスにおけるMDSC様細胞の蓄積にCD8+T細胞やNKT細胞は必須でないことを示唆している。また,CD4+T細胞の重要な細胞機能分子であるCD154欠損aly/alyマウスでは自己免疫疾患発症は大きく遅れるものの,MDSC様細胞の蓄積はCD154正常のaly/alyマウスと同様に見られることから,MDSC様細胞の誘導にはCD154の関与も不可欠ではないと考えられる。今年度,b2M欠損マウスやCD154欠損マウスとaly/alyマウスの交配も順調に進み,無事に目的のマウス作成が達成された。このマウスの解析により,aly/alyマウス中のMDSC様細胞誘導に必要なリンパ球について,重要な知見を得ることができた。MDSCのマーカーに関して新たなものが報告されつつあり,それらに対する抗体での追加検討も行っているが,現在のところ,マウスの維持についても問題なく行うことができている。本研究は,担癌や慢性感染などの慢性炎症により末梢に誘導される骨髄由来抑制性細胞(Myeloid-derived suppressor cell:以下MDSC)の分化・発生の機序を明らかにすることを最終目標としている。MDSCは免疫抑制活性をもつ未熟なミエロイド系の細胞で,この細胞群を標的とした治療法の確立が期待されているものの,未だその分化・発生機構の詳細は不明である。我々はNF-kB活性化に重要なNF-kB-

inducing kinase (以下NIK)の変異マウスalymphoplasia(以下aly)において,その脾臓や末梢血中にMDSC様(CD11b+/Gr1+)細胞が自然蓄積することに気づき,本研究課題ではMDSC分化・発生におけるNIKの役割に関して知見を得るべく研究を進めている。本年度には以下の実験結果が得られた。1. alyマウス内に成熟するCD11b+/Gr1+のMDSC様細胞はLy6CloGhiの顆粒球型MDSC,Ly6ChiG-の単球型MDSC以外にLy6CloGlo,SiglecF+の顆粒球様細胞の顕著な増加も見られた。これら3つのサブセットのうち,顆粒球様細胞の免疫抑制活性は比較的弱かったが,他の2つのサブセットの免疫抑制活性は,腫瘍接種マウスで発生する2つのサブセットと同程度であった。2. alyマウスで成熟するMDSC様細胞はリンパ球を欠失したRAG2遺伝子欠損背景では観察されず,その成熟はリンパ球依存的であることが考えられる。本年度,GFP-TgでRAG2-KO背景のalyマウスが確立でき,リンパ球移入の効果を検討したところ,現在まで顆粒球様細胞において,alyマウスの脾臓細胞を移入した場合にのみその増加が見られた。さらにこの顆粒球様細胞の増加にはalyマウスのCD4+細胞が必須であることも明らかとなった。MDSCは単一の細胞群ではなく,複数のサブセットから構成されていることが知られているが,本年度はalyマウス内で自然蓄積するCD11b+/Gr1+細胞がLy6C/Ly6Gの発現パターンにより,(Siglec-F+の顆粒球様細胞を含む)3つのサブセットからなること,それ以外のマーカー(CD115やCD244など)の発現パターンや免疫抑制活性(T細胞増殖抑制活性)は,腫瘍接種により見られるMDSCと大きな違いがないことなどが明らかとなり,これらの細胞群の性状をより明確にすることができた。またマウス交配も順調に進みRAG-2欠損,GFP-Tg背景のalyマウスが確立されたことにより,これらの細胞群発生・蓄積の機序についての検討も行うことができた。すなわち,aly内のMDSC様細胞のうち,少なくとも顆粒球様のサブセットについては,その発生・蓄積にalyマウスのCD4+ T細胞の存在が必要であることが示唆された。この結果はalyマウスのCD4+ T細胞は正常マウスのものと性質が異なっており,その変異が顆粒球様サブセットの分化に寄与していることを示唆していると考えられる。alyマウスのCD4+ T細胞の性状にどのような変異があり,それがどのような機構で顆粒球様サブセットの増加につながっているのかという新たな問題も発生したが,これらの点について解析することによりalyマウス内のMDSC様細胞の発生機序について,さらなる知見が得られることが期待される。骨髄由来抑制性細胞(Myeloid-derived suppressor cell:以下MDSC)は免疫抑制活性をもつ未熟なミエロイド系の細胞で,免疫系による腫瘍や感染体の排除を抑制していると考えられているが,未だその分化・成熟の機構についての詳細は不明である。我々はNF-kB活性化に重要なNF-kB-
外国人児童生徒在籍校におけるスクールリーダーの役割と経営行動の解明

本研究では、日本の外国人児童生徒在籍校でのスクールリーダーの役割と経営行動の解明を試みた。日本には外国人児童生徒教育に関する教員や管理職の専門職基準や職務基準がない。そのため、移民受入大国の英国、豪国、米国の事例を参照しながら検討した。その結果、英・豪・米国では、英語を母語としない移民等の児童生徒の教育は、言語教育施策と学力向上施策が連動する中で行われており、かれらの学力向上を実現したかどうかが学校経営の成果として評価可能とされていることが明らかになった。日本とは異なるこうした学校経営環境を背景にして、スクールリーダーに期待される役割や力量にも大きな相違があることが明らかになった。本研究の目的は、日本の外国人児童生徒在籍校におけるスクールリーダーの役割と経営行動を解明することである。日本のスクールリーダーの役割と経営行動の特徴を明らかにするために、外国人や移民が多数居住する4つの国(英国、米国、豪国、シンガポール)の政策や実態を比較検討の対象としている。これらの国の実態調査と日本国内の実態調査を行いながら、校長等の管理職層と研究主任等の中間指導層という2種類のスクールリーダーの役割と経営行動の解明を試みている。平成26年度は、外国の実態調査については、対象国の移民政策や学力政策の検討を行った。併せて、現地で蓄積されているスクールリーダー研究の検討も行った。外国の移民政策や学力政策と日本のそれらとを比較した結果、「外国人」「移民」といった用語で指す人々が国によって異なり、それゆえに、その国で言語的マイノリティと見なされる人々がだれなのかも大きく異なることがわかった。また、学力政策についても、言語的マイノリティの子どもに焦点化したものもあれば、言語的マイノリティに限らず経済的に不利な状況にあるすべての子どもを対象にしているものもあることがわかった。4つの国と日本の実態を比較検討した結果、政策文書や先行研究等で使用されている用語や概念の意味するところに差があることから、日本を含めた5カ国の実態が比較できるような枠組みや観点の創出が必要であることを確認した。日本国内の実態調査については、外国人児童生徒が在籍する公立小・中学校の校長と研究主任を対象にした聞き取り調査を行った。この調査は、調査数確保のため、平成26・27年度の2カ年を通して行う予定である。平成26年度は、7校で調査を行った。現時点で7校に共通するスクールリーダーの顕著な経営行動は確認できていない。引き続き実態調査を進めて、スクールリーダーの経営行動の特徴や傾向を明らかにしていく。本研究の目的は、日本の外国人児童生徒在籍校におけるスクールリーダーの役割と経営行動の解明である。そのために、平成27年度は、3つの調査を通じて、外国人児童生徒在籍校のスクールリーダーに求められる役割や経営力量について考察を行った。文献調査では、日本と英・米・豪国の学校経営学研究や政策文書等について、専門職基準などのスクールリーダーの役割や経営力量に関する議論の中で、移民等の子どもの教育に関する言及がどのようになされているのかを比較検討した。その結果、英・米・豪国では合意された専門職基準があり、スクールリーダーの役割や経営力量を描いた上で下構的に一般教員の役割や力量が構想されており、移民等の子どもの教育に関しても、スクールリーダーと一般教員との間に求められる役割や力量の違いがあることがわかった。このことは、日本と比較したときに、日本には合意された専門職基準がないこと、外国人児童生徒教育に関する特別な役割や力量への関心がないこと、とは大きく異なる点である。外国実態調査では、米国調査1と豪国調査を行い、両国で実施されているESL教育のプログラムや指導者養成の方法、有資格者がいる学校での実践例等に関する情報収集を行った。移民等の子どもを対象にするESL教育であるが、両国では指導者養成の方法やプログラムの実施形態にも大きな差があることが明らかになった。また、シンガポール調査も行ったが、同国の複言語主義に基づく言語教育政策に関する資料収集を行うとともに、現地校で授業参観を行った。日本実態調査では、平成26年度に引き続き、外国人児童生徒が在籍する公立小・中学校(8校)の校長と研究主任を対象にした聞き取り調査を行った。平成26年度調査分とあわせて計15校で調査を実施したが、スクールリーダーの経営行動として、1つの顕著な行動の存在が明らかになった。文献調査では、平成26年度に行った英・米・豪国およびシンガポールのそれぞれの国での移民等の子どもの教育に関する政策や学校経営に関する先行研究の把握を踏まえて、平成27年度は、各国の実態を横断的に比較検討できるような分析枠組みの構築を行った。これにより、制度や文化的な相違を超えて、各国の政策の特徴を把握することができた。また、各国と比較して日本の教育政策の特徴を抽出することもできた。政策の背景にある各国の考え方や価値観の相違が、移民等の子どもの教育に対する施策の違いを生んでいることがわかった。外国実態調査では、米国調査1(平成26年度に実施予定だったもの)と豪国調査、シンガポール調査を行い、ESL教育などの第二言語教育の指導者の養成や資格に関する資料や、有資格者がいる学校の指導実態に関する情報の収集を行うことができた。制度概要は政策文書等で確認することができるが、政策担当者や学校現場の当事者への聞き取り調査を実施したことで、制度運用上の裁量の実態や学校間の相違を考察するための手がかりを得ることができた。

なお、平成27年度に実施予定だった英国調査については、調査スケジュールの都合により、平成28年度の実施に変更した。日本実態調査では、平成26年度に引き続き、外国人児童生徒が在籍する公立小・中学校の校長と研究主任に対する聞き取り調査を8校で実施することができた。平成26年度に調査した7校の調査結果のみでは、顕著な特徴を抽出することは困難だったが、平成27年度調査により8校分のデータが増えたことで、外国人児童生徒在籍校のスクールリーダーの経営行動の特徴として、1つの仮説を導くことができた。共同研究者とは、5回の研究打ち合わせの他、メールや電話等を通じて、研究情報の共有や論文執筆等の作業を進めることができた。本研究の目的は、日本の外国人児童生徒在籍校におけるスクールリーダーの役割と経営行動を解明することである。平成28年度は、米国調査2とシンガポール調査を行い、教育行政機関や学校の関係者への聞き取り調査を行うとともに、関連資料の収集を行った。国内調査については、平成26・27年度に実施した調査の結果分析を行った。また、最終年度として3年間の研究総括を行った。平成27年度に実施した米国調査1では主に、ESL教育の現状に関する情報収集を目的としたが、平成28年度に実施した米国調査2では、英語を母語としない移民等の児童生徒の在籍校での学校経営実態に関する情報収集を目的とした。コロラド州A学区を事例とし、教育委員会が移民等を含む特別な教育ニーズをもつ児童生徒の言語力や学力の向上のために、学校に対して行っている指導助言の内容やスクールリーダーに期待している経営行動について明らかにした。また、シンガポール調査では、複言語主義に基づく言語教育政策の下で、スクールリーダーに期待されている役割を明らかにするために、スクールリーダー教育の関連資料の収集を行った。本研究では、日本の比較検討事例として英国、米国、豪国、シンガポールの4か国を取り上げたが、比較検討の結果、これら4か国がいずれも多民族国家であり、英語を母語としない児童生徒がどの学校にも一定数在籍すること、学校での教授言語が英語であることという共通点を有するものの、移民等の児童生徒の言語力や学力の向上を教育政策で重視する理由や背景には、英・米・豪国の間には共通点が多く見られるものの、シンガポールはそれらとは異なる政策背景を有すること、また日本はこれら4か国いずれとも異なる特徴をもつことを明らかにすることができた。そして、こうした相違がスクールリーダーを取り巻く経営環境や彼らへの役割期待にも差をもたらしていることが明らかになった。本研究では、日本の外国人児童生徒在籍校でのスクールリーダーの役割と経営行動の解明を試みた。日本には外国人児童生徒教育に関する教員や管理職の専門職基準や職務基準がない。そのため、移民受入大国の英国、豪国、米国の事例を参照しながら検討した。その結果、英・豪・米国では、英語を母語としない移民等の児童生徒の教育は、言語教育施策と学力向上施策が連動する中で行われており、かれらの学力向上を実現したかどうかが学校経営の成果として評価可能とされていることが明らかになった。日本とは異なるこうした学校経営環境を背景にして、スクールリーダーに期待される役割や力量にも大きな相違があることが明らかになった。
超音波スペクトロスコピーシステムによる異方性固体の音速、減衰の精密計測

本研究は異方性固体の音速、減衰を高精度に計測することを目的とし、異方性固体の音速・減衰測定における回折の影響、および厚さ測定における歪みの影響を理論的・実験的に検討する。有効数字6桁の音速を得ることを目標とする。平成17年度の研究成果を要約すると以下の通りである。1.昨年度までに作成した異方性固体中を伝搬する際の回折の影響を計算するための近軸理論に基づくプログラムは、超音波スペクトロスコピーシステムによる音速・減衰測定時の実験構成である超音波トランスデューサ、合成石英ガラスバッファーロッド、水カプラ、試料からなる複合音響伝送線路における回折の影響について数値計算が行える。人工水晶のX-cut, Y-cut, Z-cutを試料として、超音波スペクトロスコピーシステムにより縦波音速を測定し、本プログラムにより回折の影響を補正した場合の音速の精度について詳細に検討した。この結果、回折を補正することにより、±0.10m/s以内で音速の絶対値を測定できることがわかった。このため、本手法は高精度な音響関連物理定数(弾性定数、圧電定数、誘電率、密度)の決定に有用といえる。2.音速測定の精度についてより詳細に検討するため、独立な弾性定数の数が比較的少ない(6個)サファイア単結晶の弾性定数を決定した。X-cut, Y-cut, Z-cut、および2枚の回転Y板を用意して、縦波音速、横波音速、および密度を測定することにより、室温付近の温度依存性を含めた高精度な弾性定数(±0.01%±0.18%)を決定した。3.厚さ測定における測長子の接触に伴う歪みの影響を数値計算するために、球と平面との接触について有限要素法を用いて解析を行うためのプログラムについて検討を行った。平成15年度の研究成果を要約すると以下の通りである。1.回折の影響について検討するために、パラメータ(動作中心周波数、トランスジューサ半径、ロッド長)の異なる複数の平面超音波デバイスを作製した。2.測定試料として、リファレンスとして用いる等方性固体の合成石英ガラス試料、および異方性固体のX-cut,Y-cut,Z-cut水晶試料を作製した。3.2項で作製した試料に対して、1項で作製した超音波デバイスを用いて安定な温度環境下で縦波音速の測定を行った。測定は、超音波トランスデューサ、合成石英ガラス、水カプラ、試料からなる複合音響伝送線路において行った。4.回折による位相進みの測定値と計算値を比較することにより、超音波トランスデューサの実効径を評価する方法を開発した。この方法により求めた実効径を用いて回折の影響を補正した結果、合成石英ガラスに対して、広い周波数範囲において音速を高精度に求めることができた。本手法は、等方性固体および異方性固体の音速、減衰の周波数特性を高精度に求める上で不可欠である。5.異方性固体中を伝搬する際の回折の影響を計算するための近軸理論に基づくプログラムを作成した。合成石英ガラスに対して実験と同じ条件において回折による振幅・位相変化の数値計算を行い、Williamsの厳密式を用いた数値計算法による値と比較した。近軸理論により回折の影響を計算、補正した音速は、Williamsの厳密式を用いたものと比較してばらつきは大きいものの、絶対値は一致した。平成16年度の研究成果を要約すると以下の通りである。1.平成15年度に作成した異方性固体中を伝搬する際の回折の影響を計算するための近軸理論に基づくプログラムは、超音波トランスデューサ、合成石英ガラスバッファーロッド、水カプラ、試料からなる複合音響伝送線路における回折の数値計算が行える。同構成にて測定した人工水晶のX-cut,Y-cut,Z-cutにこのプログラムを適用し、縦波音速の測定値における回折の影響を補正した。本手法により回折の影響を補正した結果、いずれの伝搬方向もみかけの周波数依存性を示さずほぼ一定値が得られた。このことは回折の影響が正しく補正できたことを意味する。また、Z軸は3回回転軸であるため、Williamsの厳密式により回折の影響を補正した音速と比較した。本手法による音速の補正結果は、Williamsの厳密式により補正した音速よりも周波数に対する変動は大きいが、音速の絶対値はほぼ一致した。以上より、本プログラムの妥当性を確認した。2.上記1で用いたプログラムの近似を用いない厳密な数値計算を行なうためのプログラムに関するアルコリズムの検討を行なった。3.厚さ測定における測長子の接触に伴う歪みの影響を数値計算するために、球と平面との接触について有限要素法を用いて解析を行なうためのプログラムに関するアルゴリズムの検討を行なった。

1.昨年度までに作成した異方性固体中を伝搬する際の回折の影響を計算するための近軸理論に基づくプログラムは、超音波スペクトロスコピーシステムによる音速・減衰測定時の実験構成である超音波トランスデューサ、合成石英ガラスバッファーロッド、水カプラ、試料からなる複合音響伝送線路における回折の影響について数値計算が行える。人工水晶のX-cut, Y-cut, Z-cutを試料として、超音波スペクトロスコピーシステムにより縦波音速を測定し、本プログラムにより回折の影響を補正した場合の音速の精度について詳細に検討した。この結果、回折を補正することにより、±0.10m/s以内で音速の絶対値を測定できることがわかった。このため、本手法は高精度な音響関連物理定数(弾性定数、圧電定数、誘電率、密度)の決定に有用といえる。2.音速測定の精度についてより詳細に検討するため、独立な弾性定数の数が比較的少ない(6個)サファイア単結晶の弾性定数を決定した。X-cut, Y-cut, Z-cut、および2枚の回転Y板を用意して、縦波音速、横波音速、および密度を測定することにより、室温付近の温度依存性を含めた高精度な弾性定数(±0.01%±0.18%)を決定した。3.厚さ測定における測長子の接触に伴う歪みの影響を数値計算するために、球と平面との接触について有限要素法を用いて解析を行うためのプログラムについて検討を行った。
キラルなプラズモン励起による不斉光化学場の展開

本研究では(a)近接場円偏光二色性(CD)顕微鏡の拡張と高感度化の取り組み,(b)金属ナノ構造周辺のキラル化学場の解析,(c)不斉化学反応場・不斉化学分析への展開,を計画した。本年度は(a)として,新たな円偏光変調方式の共焦点型顕微鏡への適用に加えて近接場光学顕微鏡へ適用する開発を継続して進めた。また主に共焦点型CD顕微鏡を用いて,物質開発や生命科学の研究者との共同研究を通じて,その応用を拡張した。(b)として,これまでに開発した近接場偏光解析イメージングの手法で,金ナノロッドと直線偏光から,局所的に高い円偏光度の近接場光が発生できることを昨年度までに実験的に見出していたが,理論的解析によりその機構を解明し,成果を取りまとめて論文発表した。ガラス基板上の2次元キラルな金ナノ構造試料のマクロなCDスペクトルについて,測定光の入射方向による差(金属側から入射する時とガラス側から入射する時の差)が,ナノ構造の対称性により大きく異なることを見出していたが,更に様々な条件下での計測と理論解析により,その原因について検討を進めた。(c)として,金ナノ構造を用いた反射型旋光分散解析によるキラル超分子の検出法開発(グラスゴー大学との共同研究)を継続した。非キラル分子NaClO3は安定相でキラルな結晶となるが,その光誘起結晶核生成において,2次元キラル金ナノ構造と直線偏光による励起で,条件により,右手系と左手系の結晶の生成確率が大きく異なる(キラルバイアス)ことを見出した(台湾・国立交通大学との共同研究)。その再現性確認と機構の解析を進めた。2次元キラル金ナノ構造と共存した色素分子からの蛍光が高い円偏光度を示すことを見出し,その起源について解明し,とりまとめて論文発表した。3次元キラル金ナノ微粒子を用いた同様の実験で,極めて高い円偏光度が得られることをも見出しており,再現性の確認を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では(a)研究方法論の基盤としての近接場円偏光二色性(CD)顕微鏡の拡張と高感度化の取り組み,(b)金属ナノ構造周辺のキラル化学場の解析,(c)不斉化学反応場・不斉化学分析への展開,を柱として計画した。本年度は(a)としてまず,現有の近接場CDイメージング装置(円偏光した光を試料に照射し,近接場透過光を偏光を分離せずに検出)を拡張し,直線偏光した近接場光を試料に照射し,透過・散乱する光を左右円偏光に分けて観測するシステム(偏光分解近接場光学活性イメージングと呼ぶことにする)を構築した。これにより,局所的な光のキラリティに関する情報,ナノ物質を励起するモードに関する情報がより直接的に得られ,高い不斉光学効果を得るための検討に大きく寄与すると考えられる。長方形金ナノ構造の偏光分解近接場光学活性像を観察し,極めて信頼性の高い結果を得た。次に,局所的なCD検出の感度を向上するために,従来の光弾性変調器による方式(特定の直線偏光成分の混入が不可避で,直線偏光二色性の信号への寄与が問題)に替わる,新たな円偏光変調方式を開発した(特許出願中)。これによるファーフィールド顕微鏡を構築し,金属ナノ構造の透過像及びCD像を観測したところ,透過像でほぼ回折限界に近い光学像,またCD像ではそれよりもさらに高い分解能が得られた(CDの信号の両極性によると考えられる)。次に,金の二光子発光特性を用いた,近接場二光子励起確率CDイメージング法を開発し,これを金ナノロッドに適用した。(b)として,長方形やロッドの金ナノ構造について得られた局所光学活性について,電磁気学計算等による解析を進め,少なくとも定性的に観測結果をよく説明する結果を得た。(c)として,長方形格子状の金ナノ構造を用いた反射型旋光分散解析により,キラルな超分子の検出を,グラスゴー大学との共同研究として行い,感度よくキラル超分子の検出が可能であることを見出した。偏光分解近接場光学活性イメージング,近接場二光子励起確率CDイメージング等の新しい近接場光学活性イメージング手法,感度向上に寄与する新たな円偏光変調方式の開発が当初の想定よりも早く進んだ。またそれらによって得られた解析も順調に進んでいる。グラスゴー大学との共同研究によって,アキラルな金ナノ構造に誘起されるプラズモンによるキラル超分子(植物ウィルス)の高感度検出にも成功し,現在そのさらなる拡張を目指した研究展開を行っている。研究計画の3つの項目(a)(b)(c)ともに,順調に推移しており,特に(a)は想定よりも進んだと考えており,当初計画以上に進展していると判断した。本年度は(a)として,偏光を規定した近接場光を試料に照射し,透過・散乱する光の偏光状態(偏光角及び楕円率)を観測して(近接場偏光解析,NFPA)試料の近接場イメージを得るシステムを改良し,局所的な光のキラリティの計測確度と計測の拡張性が向上した。

新たな円偏光変調方式による顕微イメージングでは,共焦点型顕微鏡(論文公表済)に加えて近接場光学顕微鏡へのその適用を行った。(b)として,NFPAイメージングを長方形金ナノ構造に加えて円形ディスク型金ナノ構造に適用した。信頼性の高い結果を得るとともに,その解析をモデル理論及び電磁気学計算を援用して進め,キラルでない金ナノ構造に近接場直線偏光を照射した時に,散乱光に円偏光成分が含まれることを実験的に見出し,またその起源についての理論的な解析が進んだ。円偏光非線形近接場イメージングを金ナノロッドに適用した結果(論文公表済)はその結果と整合した。ガラス基板上の2次元キラルな金ナノ構造試料のマクロなCDスペクトルについて,測定光の入射方向による差(金属側から入射する時とガラス側から入射する時の差)が,ナノ構造の対称性により大きく異なることを見出した。その原因については今後検討する予定である。(c)として,長方形格子状の金ナノ構造を用いた反射型旋光分散解析によるキラル超分子の検出(グラスゴー大学との共同研究)を継続し,キラリティ検出の機構に関する解析が進んだ。金属ナノ構造での円偏光照射による光重合でナノレベルの不斉の誘起を試みたが,未だ再現性のある結果が得られていない。キラル金属ナノ構造と共存した色素分子からの蛍光の偏光解析を行い,高い円偏光度を示すことを見出した。近接場光学活性イメージング手法の拡張と高感度化は順調に進展しており,それを幾つかの金属ナノ構造に適用してその解析が進み,特徴的な成果が得られてきている。金ナノ構造によるキラル超分子の検出に関するグラスゴー大学との共同研究も順調に行っている。光重合によるナノレベルの不斉誘起の実験では再現性に現在問題が生じているが,近く解決すると期待している。金属ナノ構造により円偏光度の増強した発光を見出すなど,興味深い成果が得られてきており,概ね順調に進捗していると判断した。本研究では(a)近接場円偏光二色性(CD)顕微鏡の拡張と高感度化の取り組み,(b)金属ナノ構造周辺のキラル化学場の解析,(c)不斉化学反応場・不斉化学分析への展開,を計画した。本年度は(a)として,新たな円偏光変調方式による顕微イメージングでは,共焦点型顕微鏡(論文公表済)に加えて近接場光学顕微鏡へのその適用を継続して進めた。(b)として,偏光を規定した近接場光を試料に照射し,透過・散乱する光の偏光状態(偏光角及び楕円率)を観測して(近接場偏光解析,NFP)試料の近接場イメージを得る手法を非キラル金ナノ構造試料に適用し,局所的な光のキラリティの観測とその解析を進め,その成果を取りまとめ論文発表した。またNFP装置により,非キラル金ナノ構造(ナノロッド)と直線偏光から,局所的に高い円偏光度の近接場光が発生できることを実験的に見出し,理論的解析によりその機構について検討した。ガラス基板上の2次元キラルな金ナノ構造試料のマクロなCDスペクトルについて,測定光の入射方向による差(金属側から入射する時とガラス側から入射する時の差)が,ナノ構造の対称性により大きく異なることを昨年度までに見出し,様々な条件下で計測を進め,理論計算を援用してその原因について検討を進めた。(c)として,長方形格子状の金ナノ構造を用いた反射型旋光分散解析によるキラル超分子の検出(グラスゴー大学との共同研究)を継続した。金属ナノ構造での円偏光照射による光重合でナノレベルの不斉の誘起を継続して試みたが,未だ再現性のある結果が得られていない。
微小重力環境を利用した幹細胞の三次元培養系の確立

本研究では、多分化能と自己複製能を有する幹細胞の微小重力環境における三次元培養系を確立することにより、幹細胞から分化する複数の細胞群の「組織化」のメカニズムを解明するとともに、長期間にわたり高次機能を発揮可能な「組織」を再構築する新規培養技術を開発することを試みた。すなわち、組織幹細胞等の細胞を米国航空宇宙局(NASA)とシンセコン社が共同開発した微小重力環境に類似した培養条件(無対流・無ズリ力)を設定可能な回転培養装置(Rotating Wall Vessel Bioreactor : RWV)を用いて、幹細胞の分化や増殖をサポートする支持細胞との三次元共培養を試みた。マウス胎児肝臓から単離した細胞群を対象として、機能的な肝小葉構築を再現可能な三次元培養系の検証を行った結果、5x10^6個の胎児肝細胞をRWVを用いて5-10日間の三次元培養を行ったところ、胆管構造・血管構築などの高次組織構造を人為的に再構成できることが判明した。これらの再構成された胆管構造や血管構造には基底膜構造が適切に再構築されており、分岐管状構造も再現されていた。成熟肝細胞機能に関与する遺伝子発現レベルは、二次元培養系(ディッシュ培養)と比較して概して良好であった。肝細胞機能として重要なアンモニア分泌能やアンモニア代謝能も有していることが判明し、三次元的組織構造が細胞分化を支持することが示唆された。今後、より機能の高い高次組織構造を創出可能な三次元培養系の開発を行う必要がある。本研究は、多分化能と自己複製能を有する幹細胞の微小重力環境における三次元培養系を確立することにより、幹細胞から分化する複数の細胞群の「組織化」のメカニズムを解明するとともに、長期間にわたり高次機能を発揮可能な「組織」を再構築する新規培養技術を開発することを試みるものである。すなわち、組織幹細胞等の細胞を米国航空宇宙局(NASA)とシンセコン社が共同開発した微小重力環境に類似した培養条件(無対流・無ズリ力)を設定可能な回転培養装置(Rotating Wall Vessel Bioreactor : RWV)を用いて、幹細胞の分化や増殖をサポートする支持細胞との三次元共培養を試みる。本年度は、マウス胎児肝臓から単離した様々な細胞群を対象として、機能的な肝小葉構築を再現可能な三次元培養系の検証を行った。その結果、5x10^6個の細胞をRWVを用いて10日間の三次元培養を行ったところ、胆管分岐構造・血管構築などの組織構造が単離された個々の細胞を材料として人為的に再構成できることが判明した。また、これらの再構成された胆管構造や血管構造には基底膜が適切に再構築されていることが明らかとなったが、細胞自体が組織構造をとるために必要とされる細胞外マトリックスを自ら形成し得ることが明らかとなった。今後、組織構造の形成過程に注目し、それらが有機的に統合されたより高次の組織構造として形成され得る三次元培養系の開発を目指して解析を進めていく。
講和独立後のわが国教育改革に関する調査研究

(1)、政令政正諮問委員会の「教育制度の改革に関する答申」に始まる1950年代前半の教育改革を、それに先行する戦後教育改革との関連でどう把えるか、を主題に研究を進めた。(2).戦後教育改革を、憲法・教育基本法の理念レベルだけで把えると1950年代の教育改革は、その理念からの後退、「逆コ-ス」、あるいは「反改革」ということになる。しかし、教育改革を政治・経済・社会等の「国情」の中で把えると、1950年代の改革も理念からの後退を含む過程として、先行する教育改革の連続としての面が見えてくる。(3).そうしたマクロな視点からの研究のまとめとして、報告書を作成した。報告書は、講文と資料から構成されている。その内容は以下の通りである。<論文>・戦後教育改革と科学・技術の諸問題・米国学術顧問団報告書と戦後日本の高等教育改革案・1950年代の教育「逆コ-ス」政策を池田・ロバ-トソン会談・1954年教育二法津と官庁労機関紙事件・荷上場事件・1956年教科書法案についての研究<資料>・石川二郎旧蔵資料目録稿・森戸辰男関係文書目録稿1.1950年代は、戦後教育改革に「現実」的手直しが施された時期であった。特に講和条約の締結自身が国論を二分するものであったが故に、その発効('52.4)後の政治・経済と教育をめぐる対立も激しいものがあった。それは政令(改正)諮問委員会の設置('51.5)とその「教育制度の改革に関する答申」('51.11)に表現されていた。この委員会が、首相の私的諮問機関であったことも原因して、その研究は政治史においてもなされていないことが判明した。2.経済界からの教育への要望と公職追放解除を背景に政権政策からの戦後教育改革に対する批判的見解とが、相次いだ。それらは、新たに設置された中央教育審議会('52.6)で真偽されて政策化するというル-トがつくられた。教育内容については、従来からの教育課程審議会がそれにあった。これらの審議会においてもイデオロギ-対立が色濃く影を落としていたと評されるが、実証的研究はほとんどなされていない。3.この時期は、朝鮮戦争を契機として日本経済が自立から成長への基盤を形成した。そこでは、原子力利用を含む科学・技術と教育という全く新しい問題が提起された。それは、科学技術政策の文教政策(文部行政)からの「独立」と後者の「隷属」化の危胎をはらむものであった。この領域は教育史研究において全く遅れており、今度刊行した『本田弘人旧蔵資料目録』は、その間隙をうめる研究に寄与するものと思われる。4.講和条約によっても、日本の固有の領土である沖縄は返還されなかった。本研究課題においては、沖縄における戦後教育(政策)史料の調査も掲げ、今年度その予備調査を行なった。その結果、琉球民政府の教育政策史料の保存状況は、概して良好であることが判った。(1)講和独立後の教育改革は、戦後教育改革を新たな「国情」に適応させるべく行なわれた。この期の改革については、それが政治的・イデオロギ-的対決を伴ったために、反動的「逆コ-ス」と一般的に評されてきた。それは、政令改正諮問委員会の「教育制度の改革に関する答申」('51.11)に端を発していた。(2)しかし、この期の改革をその面だけで評価するのは一面的過ぎるのではないかと年われる。つまり、その改革を,日本経済の復興・自立と教育,産業・科学技術と教育という軸でみると、戦後改革との連続面が浮がび上ってくる。(3)この軸で見ると、経済企画庁('55.7)と科学技術庁('56.5)の設置に象徴される政策動向がある。中央教育審議会('52.6設置)への諮問・答申を主な対象にする教育改革・政策分析も、政治的・イデオロギ-対立の深部にある経済的土台との関連を社会科学的に見据える必要が不可欠である。(本科研による研究会における、羽田貴史報告「戦後教育改革と科学・技術の問題」)(4)1955年体制と呼ばれる政治体制を、産業・経済体制の面から見ると、それは戦前・戦中1930年代と連続するところがあるように思える。これは、戦後教育改革の意味を問う方法論をも提供するものであろうと思う。但し、この点での論証は、本研究課題の域からはずれる問題である。(1).政令改正諮問委員会の「教育制度の改革に関する答申」に始まる1950年代前半の教育改革を,それに先行する戦後教育改革との関連でどう把えるか,を主題に研究を進めた。(2)戦後教育改革を,憲法・教育基本法の理念レベルだけで把えると1950年代の教育改革は,その理念からの後退,「逆コ-ス」,あるいは「反改革」ということになる。しかし,教育改革を政治・経済・社会等の「国情」の中で把えると,1950年代の改革も理念からの後退を含む過程として,先行する教育改革の連続としての面が見えてくる。(3)そうしたマクロな視点からの研究のまとめとして,報告書を作成した。報告書は,論文と資料から構成されている。<論文>

・戦後教育改革と科学・技術の諸問題・米国学術顧問団報告書と戦後日本の高等教育改革案・1950年代の教育「逆コ-ス」政策と池田・ロバ-トソン会談・1954年教育二法律と官公労機関紙事件・荷上場事件・1956年教科書法案についての研究<資料>・石川二郎旧蔵資料目録稿・森戸辰男関係文書目録稿(1)、政令政正諮問委員会の「教育制度の改革に関する答申」に始まる1950年代前半の教育改革を、それに先行する戦後教育改革との関連でどう把えるか、を主題に研究を進めた。(2).戦後教育改革を、憲法・教育基本法の理念レベルだけで把えると1950年代の教育改革は、その理念からの後退、「逆コ-ス」、あるいは「反改革」ということになる。しかし、教育改革を政治・経済・社会等の「国情」の中で把えると、1950年代の改革も理念からの後退を含む過程として、先行する教育改革の連続としての面が見えてくる。(3).そうしたマクロな視点からの研究のまとめとして、報告書を作成した。報告書は、講文と資料から構成されている。その内容は以下の通りである。<論文>・戦後教育改革と科学・技術の諸問題・米国学術顧問団報告書と戦後日本の高等教育改革案・1950年代の教育「逆コ-ス」政策を池田・ロバ-トソン会談・1954年教育二法津と官庁労機関紙事件・荷上場事件・1956年教科書法案についての研究<資料>・石川二郎旧蔵資料目録稿・森戸辰男関係文書目録稿
プロスタグランジンE_2受容体を介した新規血小板凝集抑制作用の解明

マウス血小板を用いた検討により、プロスタグランジンE_2受容体サブタイプのEP_2とEP_4を選択的に刺激することで凝集抑制作用を示すことが示唆された。ヒト血小板においても、マウス同様EP_2とEP_4を刺激することで血小板凝集抑制作用が示されるが、特にEP_4アゴニストのヒト血小板に対する凝集抑制の効力が高いことが明らかとなり、EP_4アゴニストの新規抗血小板薬としての可能性が示唆された。血小板にはプロスタグランジン(以下PG)E_2受容体のサブタイプであるEP_2、EP_3、EP_4の存在が確認されており、EP_3に関しては血小板凝集を促進する作用があることを当研究室より報告したが、EP_2とEP_4の血小板凝集に対する作用は未だ不明な点が多い。これまでの検討により、低濃度のPGE_2では血小板凝集促進作用が、高濃度のPGE_2では凝集抑制作用が認められていたので、PGE_2の血小板凝集抑制作用がEP_2とEP_4を介したものであることを明らかにするため、各受容体欠損マウスを用いて凝集抑制作用が消失するか否かを検討した。PGI_2受容体(IP)欠損マウスにおいては、PGE_2の血小板凝集抑制作用が野生型マウスに比較して有意に減弱し、PGE_2がEPだけではなくIPにも作用していることが明らかとなった。一方、EP_2とEP_4の欠損マウスにおいては、野生型マウスに比較して有意な差は認められず、PGE_2の血小板凝集に対する作用におけるEP_2とEP_4の寄与は小さいことが明らかとなった。次に、EP_2とEP_4を選択的に刺激した際の血小板凝集に及ぼす作用をより詳細に検討するため、EP_2とEP_4のアゴニストを用いて同様に検討した。EP_2とEP_4のアゴニストは、濃度依存的に血小板凝集を抑制し、この抑制作用はEP_2とEP_4それぞれの欠損マウスにおいて有意に減弱したことから、EP_2とEP_4を選択的に刺激することで血小板凝集の抑制作用を示すことが示唆された。以上の結果より、EP_2とEP_4が血小板の機能調節に関与していることが明らかとなり、EP_2とEP_4のアゴニストの新規抗血小板薬としての可能性が示唆された。血小板の機能は、凝集促進作用を示すトロンボキサンA_2と凝集抑制作用を示すプロスタグランジン(PG)I_2により調節されていることはよく知られているが、近年、PGE_2の血小板凝集への関与が報告されている。血小板には、PGE_2受容体のサブタイプであるEP_2、EP_3、EP_4の発現が確認されており、EP_3に関しては、血小板凝集を促進する作用があることを当研究室より報告した。また、前年度までの検討により、マウス血小板のEP_2とEP_4を選択的に刺激することで血小板凝集が抑制されることが示唆された。そこで、EP_2とEP_4を介した血小板凝集抑制作用が、マウス同様ヒトにおいても認められるか否かを明らかにするため、健常人のボランティアから採取した血液より血小板を調製して検討した。EP_2のアゴニストは、濃度依存的な血小板凝集抑制作用を示し、そのIC_<50>値はマウス血小板を用いた検討と同程度のものであった。一方、EP_4のアゴニストも濃度依存的な血小板凝集抑制作用を示したが、興味深いことに、そのIC_<50>値はマウス血小板に対しての値の約1/40と算出された。また、EP_4アゴニストの血小板凝集抑制のIC_<50>値は、PGI_2アナログであるベラプロストの値と同程度のものであった。さらに、EP_4アゴニストの血小板凝集抑制作用は、EP_4アンタゴニストによりほぼ消失したことから、EP_4アゴニストの血小板に対する作用はたしかにEP_4を介したものであることが示唆された。続いて、洗浄血小板を調製してcAMP量を測定した結果、EP_4アゴニストにより血小板内cAMP量が有意に増加していることが明らかとなった。以上の結果より、マウス同様ヒトにおいてもEP_2とEP_4を刺激することで血小板凝集抑制作用が示されるが、特にEP_4アゴニストの血小板凝集抑制の効力が高いことが明らかとなり、新規抗血小板薬としての可能性が示唆された。
腎集合管での酸塩基障害時における酸排泄変化の機序の研究

昨年に引き続き、代謝性アシドーシス時の腎集合管での酸排泄増加機構に対する、細胞内情報伝達系の関与を検討した。このために単離潅流した髄質外層内帯の集合管を、我々の作成したin vitro acidosisのモデル(1時間pH6.8+2時間pH7.4でのin vitroにおけるインキュベーション)において実験を行い以下の結果を得た。1)calmodulin antagonistであるcalmidazoliumを最初の1時間のみ加えると酸分泌増加は完全に抑制される。2)細胞内小胞体のCa-ATPase阻害薬であるthapsigarginを最初の1時間のみ加えると酸分泌増加は完全に抑制される。これらのことおよび昨年に発見したことから、以下のことが示唆される。髄質外層内帯の集合管での酸排泄増加にはpH低下初期にProtein Kinase Cの活性化および細胞内小胞体からのカルシウムの流出がおこる。これにより酸輸送体(主にvacuolar type H-ATPase)の細胞膜表面への移動に必要な蛋白質の合成がおこる。この蛋白合成はpH低下初期だけではなくpHを正常へ戻したあとも、少なくとも2時間は継続している。これにより細胞質内にあった輸送体が細胞膜に到達し、酸分泌能を発揮するようになる。これらのことにより、体液のpHが巧妙に維持されている。代謝性アシドーシスの際には尿中ヘの酸分泌が増加することで生体内のホメオスターシスが維持される。腎集合管、特に髄質外層内帯(OMCDi)は酸分泌能が元々高く、アシドーシスにおいても酸分泌がさらに増加することを我々は過去に報告している。このメカニズムを理解するために、我々は単離潅流したOMCDiをpHの低細胞培養液中におくことで(1時間pH6.8+2時間pH7.4)酸分泌能が増加するというモデル(in vitro acidosis)を近年開発した。本研究の目的はこのモデルにおける細胞内情報伝達系の関与を理解することである。平成10年度は以下の1)2)3)の実験を行った。1)蛋白合成阻害薬Anisomycin 10uMをpH6.8の溶液に加えると酸分泌増加が抑制されるが、後半のpH7.4の溶液に加えても抑制されない。2) RNA合成阻害薬ActinomycinD 4uMをpH6.8の溶液に加えると酸分泌増加が抑制される。3)微小管をこわすColchicineを両方の溶液に加えるても酸分泌は抑制される。4)細胞内カルシウムをキレートするBAPTA-AMををpH6.8の溶液に加えると酸分泌増加が抑制される。これらのことから、このモデルにおける酸分沁増加には、初期に適応に必要なRNA、蛋白合成がおこるとともに、細胞内カルシウムの増加がおこることが判明した。
沈み込み帯マントルにおけるリチウム同位体の挙動

本研究では,地球の進化を方向付けた,沈み込み帯における表層由来物質とマントル物質との化学的相互作用を理解するために,代表的マントル鉱物のカンラン石と水流体の間でのリチウム分配・同位体分別のパラメータを実験的に明らかにすることを目指した.合成実験によって得られたカンラン石の分析から,今までの研究から予想されていたよりも有意に大きなリチウム同位体分別が,沈み込み帯マントルで起こりうることが示された.本研究では,地球の進化を方向付けた,沈み込み帯における表層由来物質とマントル物質との化学的相互作用を理解するために,代表的マントル鉱物のカンラン石と水流体の間でのリチウム分配・同位体分別のパラメータを実験的に明らかにすることを目指した.合成実験によって得られたカンラン石の分析から,今までの研究から予想されていたよりも有意に大きなリチウム同位体分別が,沈み込み帯マントルで起こりうることが示された.本研究では.沈み込み帯マントルにおけるリチウム同位体の挙動を理解するために,実験岩石学的手法を用いて,代表的マントル鉱物であるカンラン石に対するリチウムの分配・同位体分別のパラメータを決定する.本年度はまず、高純度粉末試薬を用いて(Hgカンラン石+水)の組成の出発物質を作製した.出発物質の主要元素組成,リチウム濃度および同位体組成は,XRF,汎用ICPHSおよびマルチコレクタ型ICPMSを用いて分析した.これを白金カプセルに封入し,ピストンシリンダー型高圧発生装置を用いて,2GPa, 900°Cの条件でカンラン石を合成した.合成したMgカンラン石の組織観察と主要元素組成分析はSEM-EDSおよびEPMA,カンラン石のリチウム濃度および同位体組成分析は汎用SIMSおよび高分解能SIMSを用いて行った.本研究では、実験準備中に蒸発・逸散する水の量を最小限にするために,出発物質には水酸化マグネシウムとして水を加え,添加するリチウム(100,1000wt.ppm)および水(7, 15wt.%)の量が異なる複数の出発物質で同じ温度圧力条件の実験を行い,カンラン石と共存した流体の組成をマスバランス計算で求める際の誤差を定量的に評価した.合成したMgカンラン石の,結晶中および結晶間の組成均質性を,SIMSを用いた局所分析によって評価するために,粒径0.05mm以上の結晶を合成する必要があった。そこで、実験の圧力温度条件を固定して、実験時間を25330時間と変化させたり,実験中に温度を変動させて結晶核の出現率や結晶成長速度を変化させたりするなどして,粗粒結晶の合成を試みた.その結果,リチウム約1000wt.ppmおよび水約7wt.%を含む出発物質から,加熱時間110時間の実験で,長径最大0.2mmのカンラン石が合成できた.結晶内および結晶間の組成均質性の評価も含めてリチウム同位体組成を分析した結果,カンラン石-水間のリチウム分配および同位体分別係数は,D(Fo/Fluid)=0.003±0.001,Δδ7Li (Fo/Fluid)=0.994±0.002と求まった.この結果は,今までの研究から予想されていたよりも有意に大きなリチウム同位体分別が,沈み込み帯マントルで起こりうることを示している.前年度に引き続き,ピストンシリンダー型高圧発生装置を用いて,水に飽和した系でMgカンラン石を合成した.これまでの経過では,リチウム約1000wt.ppmおよび水約7wt.%を含む出発物質から合成したカンラン石のリチウム濃度が典型的なマントルカンラン石に比べて1020倍も高濃度であったため,リチウムおよび水の量が異なる出発物質(約100wt.ppm,約15wt.%)も用いて実験を行った.温度圧力条件は,900°C,2GPaとし,加熱時間を110336時間とした.合成カンラン石のリチウム濃度は,依然として典型的なマントルカンラン石に比べて10倍程度高かったため,さらにリチウム濃度の低い出発物質を準備することも検討する.また,最長336時間の実験を行ったが.カンラン石-流体間におけるリチウムの分配・同位体分別のパラメータは,前年度までの結果と調和的であり,出発物質中のリチウムや水の濃度によって有意な影響を受けていない.合成したカンラン石結晶内の元素拡散を検討するため,単結晶内のリチウム同位体組成も分析したが,有意な組成勾配は確認されなかった.また,天然のカンラン石中に不純物として微量に含まれるアルミやリンなどが,リチウムの分配・同位体分別,および拡散のパラメータにどのように影響するかを検討するため,上記微量成分のSIMSによる定量方法の改良を行った.結果,10ppm程度のアルミを約10%の再現性で定量できたが,SIMS分析における,イオンビームのスポットサイズは510ミクロン程度であり,現状では,合成したカンラン石中の元素拡散を評価できるようなプロファイルはとれない.今後,合成カンラン石単結晶の分析試料を準備し,結晶表面から深さ方向への分析を視野に入れて,分析計画を検討する.本研究では,地球表層由来物質とマントル物質との化学的相互作用を理解するために,代表的マントル鉱物であるカンラン石と水流体の間でのリチウム分配・同位体分別のパラメータを実験的に明らかにすることを目指した.

これまでの実験で合成したカンラン石のリチウム濃度は典型的なマントルカンラン石よりも1020倍高かったので,本年度はリチウム含有量が低い出発物質(約100wt.ppm)を用いた.実験にはピストンシリンダー型高圧発生装置を用い,900°C,2GPaの温度圧力条件を26312時間維持してカンラン石を合成した.回収したカンラン石のリチウム同位体組成は高感度二次イオン質量分析装置を用いて分析した.合成したカンラン石の粒径は長径2080μmと細粒であった.リチウム濃度はマントルカンラン石の数倍程度になったが,15倍程度高濃度の結晶も多数確認された.同位体組成も結晶間での不均質が顕著であった.300時間を越える長期の実験でも,リチウム同位体組成に関する不均質の程度は若干低減できたにすぎず,カンラン石-流体間におけるリチウム分配は平衡状態に至らなかったと判断される.したがって,典型的なマントルカンラン石と同程度にリチウム含有量が低いカンラン石と水流体との間のリチウム同位体分配を議論しうる成果は得られなかった.一方,非平衡状態で合成されたカンラン石が得られたので,カンラン石結晶内の元素拡散に関する知見を得るため,単結晶内のリチウム同位体組成を分析した.結果として有意な組成勾配は確認されなかったが,今回の実験条件(900°C,2GPa)におけるリチウムの拡散が,二次イオン質量分析装置の空間分解能(現状で10ミクロン程度)よりも狭い領域にしか及んでいない(非常に遅い)ことを示しており,将来的な実験計画の検討や分析技術の向上を図る上で有用な知見が得られたと言える.