hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
連想インタラクションに基づく日本語語彙学習システムの開発

本研究の目的は,日本語学習者が日本語母語話者による言葉の連想に沿って語彙を学習する支援システムを開発することである.研究期間を通して,大規模な連想実験を実施し,日本語学習用に必要とされる基本動詞を全て満たす規模まで動詞連想概念辞書を拡張した.また,連想情報を換喩解析に応用して精度向上を確認するとともに,品詞間における単語関係の比較を通じて連想情報の特長を示した.そして最後に,これらの特長を応用し,日本語語彙学習システムを試作した.平成27年度は,単語間の連想関係を用いて換喩表現の検出・解釈を行う換喩解析システムを構築するとともに,動詞連想概念辞書の拡張を目指して連想実験を実施した.まず,換喩解析に関しては,動詞と名詞に関する連想概念辞書と日本語WordNetそして日本語語彙大系を用いて単語間の概念間距離を求め,換喩表現を検出した後にその解釈となる単語を連想情報から出力する手法を提案した.そして,従来の共起情報に基づいた統計的手法の結果と比較することで有用性を示し,換喩解析における連想情報と共起情報の特長をそれぞれ明らかにした.この結果より,最終年度に開発を目指している連想情報を用いた日本語語彙学習システムが,従来の共起情報を用いた日本語学習に関する辞書・コーパスや学習システムと,異なる性質を持つことが期待できる.次に,実施した連想実験について述べる.日本語学習用に必要と考えられている日本語基本動詞用法辞典の動詞728語と動詞連想概念辞書の動詞519語との重複を調査し,不足している動詞約300語を抽出した.これらの動詞に関して,web上で稼働する実験システムを用いて,実験参加者50人に対して連想実験を実施した.また,連想実験と並行して,動詞連想概念辞書の連想語に関して表記のゆれの修正も随時取り組んでいる.なお,この動詞連想概念辞書の拡張と整理に関しては,交付申請書にも記載している通り,人的・時間的コストが非常にかかるため最終年度まで実施する予定である.本年度は,交付申請書の記載の通り,連想実験のデータを収集するとともに連想情報と共起情報を比較分析した.前者は最終年度まで取り組む必要があり,後者の分析に関しては換喩解析を通じてそれぞれの特長を明らかにすることができた.これらを踏まえた上で,今後はある動詞に対して連想しやすい或いは共起しやすいという性質がどのように異なるのかを明らかにする予定である.ゆえに,現在の進捗はおおむね順調に進展していると考える.平成28年度は,昨年度に構築した換喩解析システムの精度を向上させるとともに,連想情報と共起情報の差異性について分析を行った.また,並行して大規模な連想実験を実施し,動詞連想概念辞書の拡張に必要なデータをほぼ全て取得した.換喩解析に関しては,連想による単語間の概念間距離を2種類に増やして利用することで換喩表現の検出精度を向上させ,換喩表現の解釈も含めた換喩解析全体の精度向上を実現した.そして,単語の共起情報を用いた従来手法と比較することで,換喩解析における連想と共起の特長を明らかにした.連想と共起の差異性については,動詞連想概念辞書と新聞コーパスを用いて動詞における連想しやすい語と共起しやすい語について比較分析を行った.また連想実験データと新聞コーパスからそれぞれ作成した単語の分散表現を比較し,動詞に対して類似度が高い語の関係性が連想と共起とでは異なることを示した.これらの結果より,本研究で開発を目指す連想に基づいた日本語語彙学習システムが,従来の日本語学習に関する辞書・コーパスや学習システムとは,特長や性質が異なったものになることが示唆される.上記と並行して,昨年度に抽出した動詞連想概念辞書で不足している日本語学習用に必要な動詞約300語に関して連想実験を実施した.実験参加者は延べ約700人であり,いずれも20代の大学生・大学院生が対象となっている.これにより,動詞連想概念辞書の拡張を目的とした実験データ収集はほぼ完了したため,今後は連想語の表記ゆれの修正などのデータ整理に取り組む予定である.本年度は,連想と共起に関して性質と応用における比較分析を行うとともに連想実験のデータ収集を完了した.前者では,動詞に対して連想しやすい語と共起しやすい語の共通性と差異性を確認し,かつ換喩解析という応用における各特長を明らかにした.また,後者の連想実験に関しては交付申請書の記載内容よりも早いペースでデータ収集を完了することができた.ゆえに,現在までの進捗はおおむね順調に進展していると考える.最終年度の平成29年度は,昨年度に取り組んだ連想情報と共起情報の差異性に関して更に分析を進めるとともに,これらの情報の特長を応用した日本語語彙学習システムの試作に取り組んだ.具体的には,動詞連想概念辞書の構築・拡張の際に使用した約3,000人分の連想実験データと5年分の新聞コーパスに対して,word2vecによる単語の分散表現をそれぞれ求め,動詞の類似度から「動詞ー動詞」の関係について分析を行った.その結果,連想情報では動詞が表す動作に対して「状況が似た動作」や「前後の動作」,「一部の動作」を表す動詞の類似度が高く,共起情報では「複合動詞」にあたる動詞の類似度が高い関係であることがわかった.試作した日本語語彙学習システムは,上記を含めた連想情報の特長を応用し,動詞連想概念辞書を用いて穴埋め形式問題を自動で生成する.まず,動詞連想概念辞書の動詞を述語とする単文を生成する.この単文には,動作主や対象に関して連想しやすい語と格助詞を組み合わせた文節の他に,括弧と格助詞からなる文節が含まれている.また,単文と一緒に4つの単語が括弧に入る選択肢が動詞連想概念辞書の情報を用いて呈示される.

学習者が単語を選択すると正解語のみが画面に残り,どの単語が最も連想しやすい語なのかが分かる仕組みになっている.このようにして,学習者は日本語話者の連想に沿って語彙を学習することが期待できる.以上から,期間全体の成果としては,動詞連想概念辞書の拡張(平成27,28年度)とともに,換喩解析の応用(平成27年度)・品詞間の分析(平成28,29年度)で示した連想情報の特長を日本語語彙学習システムに応用したことが挙げられる.今後は,日本語学習者を対象にして,試作した日本語語彙学習システムを評価したいと考えている.本研究の目的は,日本語学習者が日本語母語話者による言葉の連想に沿って語彙を学習する支援システムを開発することである.研究期間を通して,大規模な連想実験を実施し,日本語学習用に必要とされる基本動詞を全て満たす規模まで動詞連想概念辞書を拡張した.また,連想情報を換喩解析に応用して精度向上を確認するとともに,品詞間における単語関係の比較を通じて連想情報の特長を示した.そして最後に,これらの特長を応用し,日本語語彙学習システムを試作した.平成28年度における研究の推進方策としては,連想情報と共起情報の差異性を明らかにすることを第一に考える.また,この差異性が語彙学習にどのような影響を与えるのかを調べるとともに,平成27年度に取り組んだ連想と共起の特長を含めた換喩解析に関しては雑誌論文への投稿・採択を目指す.これらの研究活動と並行して,さらに連想実験データの収集と動詞連想概念辞書の拡張・整理を随時行う.今後の研究としては,これまでの連想と共起の差異性と特長を考慮した語彙学習システムの方針を検討した上でシステムの開発を目指す.同時に,システムに必要な動詞連想概念辞書のデータ整理に取り組み,辞書の完成を目指す.自然言語処理連想実験の参加者が予定していた人数よりも集めることができず,約50回分しか実施ができなかった.そのため,謝金として使用した金額が約5万円であり,予定の30万円よりも大幅に少なくなった.また,学内業務の都合上,研究調査として聴講参加を予定していた国内学会への参加を見合わせたことで旅費等約10万円を使用せず,且つ購入を予定していた機器一式(約40万円)の価格高騰により,購入を見合わせたため.年度末まで連想実験を実施していたため,実験参加者へ支払う謝金の合計額を算出することができず,購入を予定していた開発用機器を選ぶことができなかったため.5月の国際会議LREC2016(スロヴェニア)で旅費・参加費約35万円を使用予定.また,連想実験を平成27年度にできなかった分も含めて約600回実施する予定のため,参加者への謝金として計60万円を使用する計画である.また,開発用機器を残りの予算額に応じた価格(約30万円)で購入を検討する.動詞連想概念辞書のデータ整理とシステム開発補助の謝金として計25万円を使用する予定である.その他,年度末の学会発表(言語処理学会,情報処理学会)の旅費・参加費として約10万円を使用する.また,平成28年度に購入できなかった開発用機器を残りの予算額に応じて購入する予定である.
MRI誘導重粒子線治療における線量分布に与えるMRI磁場影響の解明

加速した陽子や炭素を腫瘍に照射し、がんを治療する粒子線治療は、ブラッグピークによる優れた線量集中性が大きな利点である。標的となる腫瘍は、照射の最中でも患者の呼吸や運動に伴って変位するので、利点を最大限に発揮するためには腫瘍の位置や形状を照射中にモニタリングすることが理想的である。光子線治療においては、核磁気共鳴画像(MRI)によって標的をモニターし、「見ながら撃つ」装置が近年開発され、極めて高い注目を浴びている。粒子線治療においてもこうした「見ながら撃つ」ニーズが今後高まると予想されるが、これを実現するためにはイメージング用の高磁場(1.53T)の中で一次ビームおよび二次粒子ともにローレンツ力を受けることになるので、磁場による偏向と線量分布への影響を評価する必要がある。本研究では、水中における磁場によるビームの偏向と線量分布への影響をモンテカルロシミュレーションによって評価した。モンテカルロシミュレーションにはPHITSを使用した。水ファントム中に均一磁場を設定し、治療で用いるエネルギーで炭素を入射し、粒子の軌道および線量分布への影響を評価した。磁場中でのビーム軌道はローレンツ力により偏向するが、終端に近づくにつれ曲率半径が小さくなる曲線を描いた。炭素線から発生する二次陽子の挙動を分析したところ、ファントムから飛び出した陽子は大きい弧を描いて入射面に再入射する(Fragment Return Effect)ものもあることが確認された。しかしながらFragment Return Effectの線量分布への影響はごく限定的であることがわかった。本研究はモンテカルロ法による粒子輸送計算コードによって入射粒子および二次粒子の運動を計算し、MRI磁場による線量分布への影響を評価する。ビーム条件としては山形大学重粒子線治療施設で想定されるスキャニング用のペンシルビームを用いる。粒子輸送計算コードには国産のコードであるParticleand Heavy Ion Transport code System (PHITS)を使用し、一次ビームのみならず2次電子や核破砕片の運動への磁場の影響、さらには線量分布における磁場の影響を定量的に評価する。研究計画において、明らかにする項目は以下とした。1)炭素ビーム軌道への磁場の影響2)線量分布への磁場の影響(ア)1次ビームによる線量(イ) δ線による線量(ウ)二次粒子(陽子、ヘリウム)による線量3)治療計画に適用するためのビームモデルの導出上記のうち、1), 2)(ア)(イ)(ウ)までが本年度ほぼ達成できがので、おおむね順調に進捗していると評価している。当初の計画では治療計画に適用するための解析的ビームモデルの導出を目標としていたが、モンテカルロ法による線量分布アルゴリズムにおいて、核磁気共鳴画像誘導で付加される現実的な磁場分布を取り入れる方策について検討する。

計算用ワークステーションの購入を予定していたが、平成30年度は予定額より低価格の物を調達して使用したため、次年度使用額が生じた。平成31年度は、この使用額を加えてより高性能の計算機を導入し、研究の効率化につなげる計画である。
スレオニンアルドラーゼを用いたβ-ヒドロキシ-α-アミノ酸類の立体選択的合成

スレオニンアルドラーセ(TA)を用いたβ-ヒトロキシ-α-アミノ酸の立体選択的合成法を開発した。モデル系として,低立体選択性D-TA及びL-TAを用いて,DLスレオフェニルセリンの光学分割を行った。その結果,D-TAを用いた場合は,D-スレオフェニルセリンが完全に消失するのに対して,L-スレオフェニルセリンは98%以上残存していた。また,L-TAを用いた場合は,高光学純度のD-スレオフェニルセリンを合成することができた。応用例としては,抗菌剤フロフェニコール生産の中間体であるL-スレオ-メチルチオフェニルセリンの合成が挙げられる。組み換え大腸菌体止菌体を用いた場合,DL体合成基質から収率50%,光学純度97%以上のL-スレオ-メチルチオフェニルセリンを合成することができた。同様に,DL体合成基質からパーキンソン病の特効薬であるL-スレオDOPS合成の前駆体メチレンジオキシフェニルセリンを収率48%,光学純度99%以上の効率で分割することができた。スレオニンアルドラーゼは、β-ヒドロキシ-α-アミノ酸を分解して、グリシンとアルデヒドを生成する反応、及びその逆反応を触媒する。本研究では、医薬品及び医薬品原料であるβ-ヒドロキシ-α-アミノ酸の立体選択的酵素合成方法の開発の一環として、Pseudomonas sp.NCIMB 10558とSaccharomyces cerevisiae由来の低基質特異性L-スレオニンアルドラーゼ遺伝子及びArthrobacter sp.DK-38のD-スレオニンアルドラーゼ遺伝子の取得と解析を行った。D-スレオニンアルドラーゼを野生菌株から高度に精製し、N-末端アミノ酸配列を決定した。本配列に基づいて合成したオリゴヌクレオチドプローブを用いてArthrobacterのgenomic DNAライブラリーをハイブリダイゼーションを行い、D-スレオニンアルドラーゼ活性を有するクローンを単離した。一次構造解析の結果、本酵素は既知酵素との相同性は認められなく、新規酵素であると判明した。同様に、Pseudomonas sp.NCIMB 10558とSaccharomyces cerevisiae由来の低基質特異性L-スレオニンアルドラーゼ遺伝子のクローニング、一次構造の解明、大量発現系の構築にも成功した。又は、化学修飾及び部位特異的変異手法の組み合わせによって、D-スレオニンアルドラーゼとL-スレオニンアルドラーゼの活性中心のリジン残基を同定した。
大腸がんの予後・治療応答性予測診断システムの臨床応用と実用化の研究

我々は、大腸癌根治切除後の再発予測にフォーカスし、ヒト全遺伝子チップを用いた大腸癌解析で78%の正診率を達成した。さらに個別化医療の実践をめざし、超高速リアルタイムPCRデータを比較し、転移・再発の関わる遺伝子群のbrush upとチップ基盤のS/N比を改善により、大腸癌予後診断用臨床チップを開発した。この大腸癌予後診断用臨床チップを用いて、治癒切除大腸癌300例を対象に75%の正診率を達成した。正確な予後判別、薬剤効果判定は大腸癌の治療成績の向上に大きく貢献できるものと期待される。癌の多様性を理解した合理的分類が行われ、臨床病理学的知見と並び用いられれば、個々の症例の予後予測は大幅に向上することが期待される。乳癌予後予測診断キットMammaPrintが2007年にFDAから承認を受け、切除癌試料の分子データに基づいた合理的分類の臨床応用が他の癌腫でも試みられるようなった。遺伝子発現プロファイル解析は、多数試料の巨大データを多変量解析し、転移の有無を確率的に求めようとするものであり、制御系遺伝子発現のネットワークを正確に解析する技術の開発と、臨床的に整合の取れたデータならびに試料の収集が必要不可欠である。我々は、大腸癌根治切除後の再発予測にフォーカスし、ヒト全遺伝子チップを用いた400症例の大腸癌解析で78%の正診率を達成した。さらに個別化医療の実践をめざし、予後診断用臨床チップを開発した。超高速リアルタイムPCRデータを比較し、転移・再発の関わる遺伝子群のbrush upとチップ基盤のS/N比を改善と、大阪大学を中心とした臨床研究コンソーシアムにより収集された2000例近くのサンプルの臨床病理学的情報の予後調査により、予後診断用臨床チップの再現性を向上させ、StageII大腸癌の再発において75%の正診率を達成した。大腸癌における網羅的遺伝子ネットワークと臨床病理情報の多次元的な解析を行うことにより、手術後のケアについてこれまでに無かった重要な予後情報や制癌剤など投薬情報が医師と患者に提供されると考えられる。本研究は、論理的分子ネットワークの理解と、それに基づく転移予測、薬剤投与制御を目指した提案である。この成果をデータベース化することにより、新しい抗癌剤開発や転移・再発そのもののメカニズム解明のための情報を与えてくれると思われる。正確な癌の予後判別、薬剤効果判定は人類に大きく貢献できるものと期待される。超高速リアルタイムPCRデータを比較し、転移・再発の関わる遺伝子群のbrush upとチップ基盤のS/N比を改善により、レトロスペクティブスタディとして75%の正診率を達成した。今年度はさらに遺伝子搭載数を絞り込んだ新型プラットフォームを完成させ、プロスペクティブスタディとしてStageII大腸癌の再発のvalidation systemを構築した。大腸癌における網羅的遺伝子ネットワークと臨床病理情報の多次元的な解析を行うことにより、新しい抗癌剤開発や転移・再発そのもののメカニズム解明のための情報を与えてくれると思われる。我々は、大腸癌根治切除後の再発予測にフォーカスした研究を続け、これまでに300症例の大腸癌を解析し、75%以上の正診率に到達した。さらに個別化医療の実践をめざし、予後診断用臨床チップの開発を志向してきた。

本開発は、大腸がんにおける遺伝子ネットワークを解析するとともに、予後予測と薬剤感受性に関わるパスウエイの変化を同定するとともに、臨床情報などの多次元的な解析を行うことにより、手術後のケアについてこれまでに無かった重要な予後情報と投薬情報を医師と患者に提供し、不適切な制癌剤投与の排除等患者のQOL向上と医療経費の軽減に貢献することを目的とする。本研究は、様々な次元のデータを統合的に解析することにより、論理的分子ネットワークの理解と、それに基づく転移予測、薬剤感受性予測を目指した提案である。この成果をデータベース化することにより、新しい抗癌剤開発や転移・再発そのもののメカニズム解明のための情報を与えてくれると思われる。正確な癌の予後判別、薬剤効果判定は人類に大きく貢献できるものと期待される。ヒト全遺伝子チップを用いた400症例の大腸癌解析で78%の正診率を達成し、今後の焦点は個別化医療の実践をめざし、より安価で信頼性が高い臨床方チップの開発段階に移行してきた。基盤の品質向上やオリゴprimerの合成過程の見直すことで、wet過程でのS/N比の改善により、現段階での臨床型チップでStageII大腸癌の再発において75%の正診率を達成した。しかし検証サンプル数が十分とはいえず。データのvalidationとしてはまだ不十分である。300症例の大腸癌解析のデータを基に臨床診断型チップの開発をすすめているが、データの再現性が全遺伝子型チップと比べやや低下(正診率60-65%)しており、原因追究と改善版を作成している。大阪大学を中心とした臨床研究コンソーシアムの運営は軌道にのり、これまでに2000例近くの均一化された品質のサンプル収集が完了している。今後はより多くの症例での検証が必要となる。StageII大腸癌は15%程度の再発率であるため、十分な再発症例数での検討となると大阪大学を中心とした臨床研究コンソーシアムにより収集された2000例近くのサンプルの臨床病理学的情報の予後調査を実行する必要がある。これまでの研究により、予後予測診断チップに搭載されている遺伝数は約1500種類であり、さらにコントロールを含めたマーカー遺伝子数を絞り込む必要がある。具体的には、DNAチップデータと超高速リアルタイムPCRデータの比較検討よりマーカーの絞込みを行い、転移・再発の関わる遺伝子群のbrush upする。同時にTaqman probeを利用したTLDA遺伝子発現定量解析を多数症例で行い、brush upの遺伝子の相同性と信頼性検証を予定している。また、マーカー遺伝子セットを既存パスウエイ上にマッピングを行い、パスウエイ間の相互作用についてネットワーク解析を行う。これら、大腸癌における網羅的遺伝子ネットワークと臨床病理情報の多次元的な解析を行うことにより、手術後のケアについてこれまでに無かった重要な予後情報や制癌剤など投薬情報が医師と患者に提供されると考えられる。全遺伝子版から多変量解析で抽出されてきた臨床診断型版搭載遺伝子のbrush upとチップ基盤のS/N改善による信頼性向上に努める。
バクテリアSMC複合体のDNA押出し機構に関与するサブユニットの構造機能解析

分裂期に染色体が現れるとき、無数のDNAのループがひねり出されるというダイナミックなプロセスが存在する。その原型とも言える反応は、バクテリアがその小さな染色体を分裂させる時にも起こっており、その中心的役割を担うのがSMCタンパク質複合体である。分子遺伝学的手法を用いて、これまで注目されていなかったサブユニットのDNA結合時の役割を明らかにし、この複合体全体の作動原理の解明に挑む。
IL-17を介した肺炎球菌肺炎制御機構の解明

肺炎球菌(Streptococcus pneumoniae)は莢膜を有するグラム陽性球菌で、鼻腔を通して肺に侵入し、肺炎を引き起こす。肺炎球菌感染による肺炎の病理解析では、肺胞マクロファージの集積が観察されることに加え好中球の浸潤が認められ、これと一致して炎症性サイトカインやケモカインの発現亢進がみられる。IL-17は、好中球を強力に動員する作用をもつ炎症性サイトカインで、様々な病原体に対する生体防御に重要な役割を担う。しかしながら、肺炎球菌感染肺炎におけるIL-17の役割は十分に理解されていない。そこで本研究では、IL-17による肺炎球菌肺炎の制御機構を明らかにすることを目的とした。肺炎球菌肺炎の病態形成にIL-17産生細胞が関与するかを調べる目的で、野生型及びIL-17-eGFPレポーターマウスに肺炎球菌を気管内投与により感染させ、感染後の肺洗浄液(BALF)及び肺器官から細胞を採取し、フローサイトメトリー法にて解析した。その結果、IL-17産生細胞が感染初期において増加していることが観察された。次に、IL-17の生理的役割を調べる目的で、野生型及びIL-17A欠損マウスに肺炎球菌を気管内投与により感染させ、生存率を調べた。IL-17A欠損マウスは野生型マウスに比べ有意な生存率の低下を示した。肺炎球菌感染後の肺内生菌数を調べたところ、IL-17A欠損マウスでは増加していた。以上のことから、本研究では、IL-17Aが肺炎球菌の感染防御において重要な役割を担うことを明らかにした。肺炎球菌感染におけるIL-17産生性細胞の関係性を調べるため、野生型及びIL-17-eGFPレポーターマウスに肺炎球菌を経気的感染させ、BALFおよび肺器官におけるIL-17産生細胞をモニターした。IL-17産生細胞数が感染後に増加し、IL-17産生自然免疫細胞の関与が示唆された。これまでIL-17産生自然リンパ球ILCの関与が示唆されていたが、マイナーポピュレーションであることが示唆された。次に、野生型及びIL-17A欠損マウスに肺炎球菌を気管内投与により感染させ、体重の測定及び生存率を観察した。IL-17A欠損マウスは野生型マウスに比べ有意な体重減少および生存率の低下が認められた。また、感染初期における肺内生菌数を調べたところ、IL-17A欠損マウスにおいて有意な生菌数の増加を認められた。これらの結果から、IL-17Aは肺炎球菌感染による肺炎において重要な役割を担うことが示唆された。研究計画当初、文献情報としてILCの関与が示唆されていたため、IL-2Rγ/Rag2二重欠損マウスを用いてIL-17産生ILCの影響を調べる予定であったが、関与しないことが示唆されたため樹立を取りやめた。一方、IL-17/Rag2二重欠損マウスの樹立に取り組みIL-17の役割を詳細に解析する計画に変更した。IL-17/Rag2二重欠損マウスの樹立に向け準備中である。当該年度は、肺炎球菌肺炎におけるIL-17産生責任細胞を同定することを目的としていた。当初の計画においては、IL-17産生細胞はILCを想定していた。しかしながらこれまで実験を進めた結果、ILCとは異なるIL-17産生細胞が見いだされた。このため実験計画を変更する。新たなIL-17産生細胞の関与を解析するための実験として、IL-17/Rag2二重欠損マウスを用いる実験を準備する。現在、二重欠損マウスを樹立に向け進行している。IL-17/Rag二重欠損マウス樹立後、IL-17/Rag二重欠損マウス及び野生型マウスに肺炎球菌を気管内投与により感染させ、生存率及び体重変化を観察する。肺炎球菌による肺炎は、本邦を含め世界の重大な感染症の一つで、ワクチンが普及したにも関わらず現在も死因の上位に挙げられる。このことから、肺炎に対する治療および予防につながる知見が求められている。本研究では、肺炎球菌感染に対する生体制御機構を明らかにするため、感染防御において重要な役割を果たすIL-17サイトカインに着目し解析を行った。当該年度は、肺炎球菌肺炎とIL-17の関連性を明らかにすることを目的に、まず野生型マウスに気管内投与により肺炎球菌を感染させ、感染後の肺胞洗浄液(BALF)を採取し、BALF中のIL-17A、IL-17F及び代表的なサイトカイン・ケモカインの産生量を解析した。また、BALF中の滲出細胞を採取し、遺伝子発現を定量PCR法にて解析した。その結果、肺炎球菌感染経過に伴い、IL-17A、IL-17F産生量の顕著な増加およびそのマスター転写因子であるRORγt遺伝子の発現増加が認められ、肺炎球菌感染におけるIL-17の生体応答への関与を示唆する結果が得られた。次に、野生型マウス及びIL-17A/IL-17F二重欠損マウスに肺炎球菌を感染させ、感染後の肺組織及びBALFにおける滲出免疫担当細胞のポピュレーションを解析した。感染1日後のIL-17A/IL-17F二重欠損マウス由来BALF中において、好中球の細胞数が減少していた。

最後に、当該マウスに肺炎球菌を感染させ、短期間の生存を観察した結果、IL-17AI/L-17F二重欠損マウスは低生存率の傾向を示すことが示唆された。当該年度に予定していた計画通り、ほぼ進めることができた。肺炎球菌感染におけるIL-17の関与について示唆的な結果を得られた。肺炎球菌(Streptococcus pneumoniae)は莢膜を有するグラム陽性球菌で、鼻腔を通して肺に侵入し、肺炎を引き起こす。肺炎球菌感染による肺炎の病理解析では、肺胞マクロファージの集積が観察されることに加え好中球の浸潤が認められ、これと一致して炎症性サイトカインやケモカインの発現亢進がみられる。IL-17は、好中球を強力に動員する作用をもつ炎症性サイトカインで、様々な病原体に対する生体防御に重要な役割を担う。しかしながら、肺炎球菌感染肺炎におけるIL-17の役割は十分に理解されていない。そこで本研究では、IL-17による肺炎球菌肺炎の制御機構を明らかにすることを目的とした。肺炎球菌肺炎の病態形成にIL-17産生細胞が関与するかを調べる目的で、野生型及びIL-17-eGFPレポーターマウスに肺炎球菌を気管内投与により感染させ、感染後の肺洗浄液(BALF)及び肺器官から細胞を採取し、フローサイトメトリー法にて解析した。その結果、IL-17産生細胞が感染初期において増加していることが観察された。次に、IL-17の生理的役割を調べる目的で、野生型及びIL-17A欠損マウスに肺炎球菌を気管内投与により感染させ、生存率を調べた。IL-17A欠損マウスは野生型マウスに比べ有意な生存率の低下を示した。肺炎球菌感染後の肺内生菌数を調べたところ、IL-17A欠損マウスでは増加していた。以上のことから、本研究では、IL-17Aが肺炎球菌の感染防御において重要な役割を担うことを明らかにした。肺炎球菌感染におけるIL-17産生性細胞の関係性を調べるため、野生型及びIL-17-eGFPレポーターマウスに肺炎球菌を経気的感染させ、BALFおよび肺器官におけるIL-17産生細胞をモニターした。IL-17産生細胞数が感染後に増加し、IL-17産生自然免疫細胞の関与が示唆された。これまでIL-17産生自然リンパ球ILCの関与が示唆されていたが、マイナーポピュレーションであることが示唆された。次に、野生型及びIL-17A欠損マウスに肺炎球菌を気管内投与により感染させ、体重の測定及び生存率を観察した。IL-17A欠損マウスは野生型マウスに比べ有意な体重減少および生存率の低下が認められた。また、感染初期における肺内生菌数を調べたところ、IL-17A欠損マウスにおいて有意な生菌数の増加を認められた。これらの結果から、IL-17Aは肺炎球菌感染による肺炎において重要な役割を担うことが示唆された。研究計画当初、文献情報としてILCの関与が示唆されていたため、IL-2Rγ/Rag2二重欠損マウスを用いてIL-17産生ILCの影響を調べる予定であったが、関与しないことが示唆されたため樹立を取りやめた。一方、IL-17/Rag2二重欠損マウスの樹立に取り組みIL-17の役割を詳細に解析する計画に変更した。IL-17/Rag2二重欠損マウスの樹立に向け準備中である。肺炎球菌感染後のBALF中滲出細胞などの解析を行い、肺炎球菌感染に対する生体防御におけるIL-17の役割を明らかにする予定である。
男性社員の育児休業取得を促進するための働き方改革の比較研究

基礎文献研究では、ヨーロッパ諸国とアメリカ、日本の制度や稼得、性別役割分業、人権、権利に対する考え方の違いが明らかになった。EUでは、育児休業を男女労働者の個人的権利と位置づけており、男性の育児休業が女性と同じレベルで期待されている。また、最近の動きでは、男性に2か月間の育児休業取得を義務付けることが提案された。また、アメリカでは女性の稼得意識が強くなり、男性の家事や育児分担に対する意識が変わってきた。一方、日本では親が育児をすることが権利であるという意味合いは薄く、女性の稼得意識が相対的に低く、配偶者の扶養家族になることに抵抗感は少ないようである。面接調査から見えてきた特徴を記述することにする。1)大企業の一部では、相対的に給与水準が高く手当も充実しており、配偶者が働かなくても十分なだけの給与を支払っているので、男性社員は育児休業を取る必要がない、という見解であった。2)中小企業のある企業では、社長が男性社員に育児休業を取ることを推進し、その結果、業績が落ちてもそれは社長の責任だ、と社員の集会で発言し、社長の後押しがあったから育児休業が取れたという男性社員もいた。この中小企業では、育児休業を取らせない上司は能力がないとみなされ、上司も部下の男性社員が育児休業を取ることに積極的に支援をしている。3)別の中小企業では、総務担当の部長が、新入社員の部下に複数の仕事をさせ、従業員のモチベーションを上げさせ、一方で、男性社員が育児休業で休んでも仕事がうまく回るようにするという工夫をし、成功している企業もあった。結論とすれば、やはり経営トップの考え方如何で男性社員が育児休業を長期に取得できるか否かが決まってくるのである。次世代育成支援法が施行され10年が経過したが、多くの企業では男性社員の育児休業取得者が少なく、10年間の時限立法であった同法がさらに10年間延長されることになった。なぜ我が国では男性社員が育児休業を取得できないのであろうか。また、実際に育児休業を取得した男性社員は、どのような思いで育児休業を取得したのか、育児休業で得た経験を職場復帰した時に、どのように活かしているのか。時間に制約された働き方をしている人達への理解、行動変容はあるのか。さらに、育児休業期間は彼らのキャリア形成にどのように影響しているのか。アメリカやスウェーデン等の仕事と家庭の両立をしている国々との比較を行い、我が国の働き方の問題点を調査・分析し、仕事と家庭の両立が可能な働き方の改革を探求・提言することを研究目的とし、平成28年度は、主に基礎文献研究と男性社員が育児休業を取得している企業の人事担当者との面接調査を実施した。まず、基礎文献研究では、ヨーロッパ諸国と日本の制度の違いが明らかになった。EUでは、育児休業を男女労働者の個人的権利と位置付けており、男性の育児休業が女性と同じレベルで期待されている。日本の場合、育児の担い手としての休業保障という意味合いが強く、親が育児をすることは権利であるという意味合いは薄いといえる。次に、面接調査を行った人事担当者は、男性社員が育児休業を取得することに前向きな考え方をしているが、現在の企業の経営状態からすると人手不足で代替要員の確保が難しいこと、対顧客との営業ルートを持っている社員の場合は、人間関係が大切であり代替社員を派遣しにくい等の問題を抱えており、現実問題として、男性社員が長期の育児休業を取得することが困難な要因になっている。また、地方都市の企業の場合、三世帯同居も多く男性社員が育児休業を取得するという風土が整っていないことが明らかになった。研究目的である、アメリカやスウェーデン等の仕事と家庭の両立をしている国々との比較を行い、我が国の働き方の問題点を調査・分析し、仕事と家庭の両立が可能な働き方の改革を探求・提言するために、基礎文献研究と男性社員が育児休業を取得している企業の人事担当者との面接調査を実施した。まず、文献研究については、スウェーデンを中心に行い「研究実績の概要」にも書いたように順調に進展した。また、国内外の論文、文献研究による理論的な研究を行い、暫定仮説の設定と検証、および吟味を行うことができた。さらに、次世代育成支援法に基づき行動計画が適切であるという認証を平成28年度に受けた企業のデータをデータベースに追加した。次に、面接調査については、男性社員が育児休業を取得できない原因の調査・探求、および、仕事と家庭の両立が可能な働き方改革を探求・提言するために、人事担当者に面接調査を実施した。平成28年度は、主に地方都市に所在する企業の調査になった。地方ならではの三世帯同居、男性は育児に関わらないといった風習との原因を明らかにすることができた。しかし、都市部の企業の人事担当者への面接調査を行っていないため、大量アンケート調査を実施するアンケート項目を作成するには、やや不十分と言わざるを得ず、次年度の課題としたい。また、今回の調査で次世代育成支援法に認定された企業でも、認定されるべく行動計画を立てているものの、果たしてその基準を実質的にクリアしているか甚だ疑問を抱く企業もあった。各都道府県労働局が自分の県から認定企業を早く出したいという思惑が見え隠れし、実態にそぐわないのではないかと現状を疑ってしまう企業もあった。10年間の時限立法であった次世代育成支援法が、さらに10年間延長されることになった。なぜわが国では男性社員が育児休業を取得できないのであろうか。

また、実際に育児休業を取得した男性社員は、どのような思いで育児休業を取得したのか、育児休業で得た経験を職場復帰した時に、どのように活かしているのか。時間に制約された働き方をしている人達への理解、行動変容はあるのか。さらに、育児休業期間は彼らのキャリア形成にどのように影響しているのか。アメリカやスウェーデン等の仕事と家庭の両立をしている国々との比較を行い、我が国の働き方の問題点を調査・分析し、仕事と家庭の両立が可能な働き方の改革を探求・提言することを研究目的とし、平成29年度は、引続き基礎文献研究と、企業の人事担当者、並びに実際に育児休業を1か月以上取得した男性社員への面接調査を行った。まず、基礎文献研究では、ヨーロッパ諸国とアメリカ、日本の制度や稼得に対する考え方の違いが明らかになった。EUでは、育児休業を男女労働者の個人的権利と位置付けており、男性の育児休業が女性と同じレベルで期待されている。また、アメリカでは女性の稼得意識が強くなり、男性の家事や育児分担に対する意識が変わってきた。一方、日本の場合は、親が育児をすることは権利であるという意味合いは薄く、女性の稼得意識が相対的に低く、配偶者の扶養家族になる抵抗感は少ないようである。次に、1か月以上の長期にわたる育児休業を取得した男性社員への面接調査で分かったことは、(1)配偶者の心身の健康面で、サポートが必要なため育児休業を取得した、(2)子が障害を持っており、配偶者一人では育児が大変であるため取得した。また、(3)人事課の管理職であるため、男性のモデルになるため取得した場合に分類できる。どの男性社員も会社の制度、同僚の理解を得て、原職復帰し現在も働き続けている。研究目的である、アメリカやスウェーデン等の仕事と家庭の両立をしている国々との比較を行い、わが国の働き方の問題点を調査・分析し、仕事と家庭の両立が可能な働き方の改革を探求・提言するために、基礎文献研究と男性社員が育児休業を取得している企業の人事担当者、及び男性社員への面接調査を行った。まず、文献研究については、スウェーデンやアメリカを中心に行い「研究実績の概要」にも書いたように、ほぼ順調に進展した。また、国内の論文、文献研究による理論的な研究を行い、暫定仮説の設定と検証、および吟味を行うことができた。さらに、次世代育成支援法に基づき行動計画が適切であるという認証を平成29年度に受けた企業のデータをデータベースに追加した。次に、面接調査は人事担当者及び男性社員を対象に行った。「くるみん」や「プラチナくるみん」の認定を受けている企業でも、多くの企業では1か月以上の育児休業を取得している男性社員は非常に少なく、数日から1週間程度の取得でも認定されており、男性社員が「育児休業」を取りますと宣言すれば、育児休業取得者として認定されているようだが、育児休業取得の期間も認定要件として非常に大切なことではないかと考える。また、育児休業を取得した男性社員は、積極的に子育てに関わるために取得したのではなく、配偶者の健康面への配慮や、子が障害を持ったことで配偶者の負担を軽減する目的で取得しており、取得自体は好ましいことであるが、スウェーデン等の国々との意識の違いが明らかになった。ただ、大量データを収集するためのアンケート調査は、所属機関の業務等により、着手できない部分があった。平成30年度には実施する予定である。
地域環境に適した保持温度を持つバイオマス由来潜熱蓄熱材の設計法の確立

省エネ技術の1つに、潜熱蓄熱材をマイクロカプセル化して分散させた建材用蓄熱シートがある。従来オレフィンなどの有機物が主であったが、近年、持続性や安全性の高いバイオマス由来品への切り替えが望まれている。植物油とアルコールのエステルは脂肪酸組成によって広範な融点を持つため、保持温度を自由に設定できる可能性がある。しかし、市販品の種類が限定されており高価、熱化学特性も明らかではない。本研究では、独自の樹脂触媒法を用い種々の廃棄物系脂肪酸を原料として脂肪酸エステルを合成、熱化学特性を評価する。反応物の構造が熱化学特性に及ぼす影響を表現できるモデルを構築、所望の融点を有する蓄熱材の設計法を確立する。本研究では、独自のイオン交換樹脂触媒法を用いて、廃棄物系脂肪酸を原料とするさまざまな脂肪酸エステル合成に取り組み、それらの熱化学特性を詳細に評価する。そして、脂肪酸とアルコールの構造が熱化学特性に及ぼす影響を定量的に表現できるモデルを構築し、所望の融点を有する蓄熱材の設計法を確立する。これによって、地域環境に適した保持温度を持つ蓄熱シートの設計を可能とする。植物系由来の脂肪酸エステルの物性を明らかにする基礎的研究を進めて、潜熱蓄熱材としての活用を図る新規な研究課題である。また、この基礎研究をベースとして製作された蓄熱材をマイクロカプセル化して分散させた建材用蓄熱シートは、建築物の省エネルギーに貢献することが期待される。
2相チタンアルミナイド高温材料の組織設計

α_2Ti_3Al相とγTiAl相からなる二相チタンアルミナイドは,次世代の高温材料として注目されている.この材料をより高性能化するには,その組織を最適に設計する方法論を確立する必要がある.本研究では,その基礎として,チタンアルミナイドの組織と高温強度の関係を検討し,以下の結果を得た.1. 0.1mm以上の結晶粒径では,クリープ強度は結晶粒径に依存しない.しかし,それ以下では,結晶粒の微細化はクリープ強度を低下させる可能性がある.2. γ相の体積比(Al濃度)は,クリープ強度に大きな影響は及ぼさない.3.完全ラメラ組織を持つ材料では,ラメラ層間隔が小さいほど高いクリープ強度を示す.ただし低クリープ速度(低応力)では,層間隔の細かい組織で3次クリープ域での弱化が激しくなり,層間隔微細化による強化が消失する.これは,微細な層間隔の材料のラメラ組織が熱的に不安定で,変形中に動的再結晶や不連続粗大化反応を起こすためである.4.ラメラ組織を高温で焼鈍すると,組織が安定化する.この処理を利用すると,クリープ変形中の動的再結晶や不連続粗大化反応が抑制され,微細層間隔の材料の低応力側でのクリープ強度が向上し,層間隔微細化による強化を低クリープ速度でも実現できる.5. PST結晶のクリープ強度は,引張り軸とラメラ界面とのなす角に強く依存する.引張り軸とラメラ界面が平行あるいは垂直に近いと,PST結晶のクリープ速度は非常に遅く,多結晶TiAl合金より高い変形抵抗を示す.一方,中間の角度では,多結晶体と同程度のクリープ速度となる.この結果は,集合組織制御で多結晶TiAl合金の高温クリープ強度を向上できることを示唆する.α_2Ti_3Al相とγTiAl相からなる二相チタンアルミナイドは,次世代の高温材料として注目されている.この材料をより高性能化するには,その組織を最適に設計する方法論を確立する必要がある.本研究では,その基礎として,チタンアルミナイドの組織と高温強度の関係を検討し,以下の結果を得た.1. 0.1mm以上の結晶粒径では,クリープ強度は結晶粒径に依存しない.しかし,それ以下では,結晶粒の微細化はクリープ強度を低下させる可能性がある.2. γ相の体積比(Al濃度)は,クリープ強度に大きな影響は及ぼさない.3.完全ラメラ組織を持つ材料では,ラメラ層間隔が小さいほど高いクリープ強度を示す.ただし低クリープ速度(低応力)では,層間隔の細かい組織で3次クリープ域での弱化が激しくなり,層間隔微細化による強化が消失する.これは,微細な層間隔の材料のラメラ組織が熱的に不安定で,変形中に動的再結晶や不連続粗大化反応を起こすためである.4.ラメラ組織を高温で焼鈍すると,組織が安定化する.この処理を利用すると,クリープ変形中の動的再結晶や不連続粗大化反応が抑制され,微細層間隔の材料の低応力側でのクリープ強度が向上し,層間隔微細化による強化を低クリープ速度でも実現できる.5. PST結晶のクリープ強度は,引張り軸とラメラ界面とのなす角に強く依存する.引張り軸とラメラ界面が平行あるいは垂直に近いと,PST結晶のクリープ速度は非常に遅く,多結晶TiAl合金より高い変形抵抗を示す.一方,中間の角度では,多結晶体と同程度のクリープ速度となる.この結果は,集合組織制御で多結晶TiAl合金の高温クリープ強度を向上できることを示唆する.α_2Ti_3Al相とγTiAl相からなる二相チランアルミナイドは,軽量でかつ高い高温強度を示し,次世代の高温材料として注目されている.この材料をより高性能化するには,その組織を最適に設計する方法論を確立する必要がある.本研究では,その基礎として,チタンアルミナイドの組織と高温強度の関係を検討し,以下の結果を得た.1.本材料は,組成や熱処理条件によって種々の組織形態をとる.ラメラ粒とγ粒からなるDuplex組織では,ラメラ粒が多いほど高強度で,粗大結晶粒の完全ラメラ組織が,最高の高温強度を示す.最も高強度の完全ラメラ材料のクリープ強度も,以下の組織因子に影響される.2.ラメラ層間隔が小さいほど,高いクリープ強度を示す.ただし,この強化は,高いクリープ速度あるいは低温で顕著になる.逆に低クリープ速度では,層間隔の影響が消失し,さらに低クリープ速度になると,層間隔が小さいほどクリープ速度が上昇する可能性がある.3.微細な層間隔のラメラ組織は,応力負荷時(クリープ開始時)の降伏を制御し,高応力域で大きな強化を引き起こす.4.0.1mm以上の結晶粒径では,クリープ強度は結晶粒径に依存しない.しかし,それ以下では,結晶粒の微細化はクリープ強度を低下させる可能性がある.γ相の体積比(Al濃度)は,クリープ強度に大きな影響は及ぼさない.α_2Ti_3Al相とγTiAl相からなる二相チタンアルミナイドは,軽量でかつ高い高温強度を示し,次世代の高温材料として注目されている.この材料をより高性能化するには,その組織を最適に設計する方法論を確立する必要がある.本研究では,その基礎として,チタンアルミナイドの組織と高温強度の関係を検討し,以下の結果を得た.

1.一般に完全ラメラ(層状)組織を持つ材料では,ラメラ層間隔が小さいほど、高いクリープ強度を示す.ただし低クリープ速度(低応力)では,層間隔の細かい組織で3次クリープ域での弱化(クリープ速度加速)が激しくなり,層間隔微細化による強化が消失する.これは,微細な層間隔の材料のラメラ組織が熱的に不安定で,変形中に動的再結晶や不連続粗大化反応を起こすこと,低応力ではα_2相中のa+2c転位の活動が容易になることが,その原因である.2.ラメラ組織を高温で焼鈍すると,不連続粗大化反応が事前に完了し,粒界が安定化する.この処理を利用すると,クリープ変形中の動的再結晶や不連続粗大化反応が抑制される.その結果,微細層間隔の材料の低応力側でのクリープ強度が向上し,層間隔微細化による強化を低クリープ速度でも実現できる.ただし,不連続粗大化反応が起きた領域の量が増えすぎると,層間隔増大による材料弱化の逆効果で,全応力範囲のクリープ強度が低下する.3.複相組織の材料には,γ/γ粒界,γ/ラメラ粒界,ラメラ/ラメラ粒界の3種類の粒界があり,この順に粒界の安定性(動的再結晶に対する抵抗)が向上する.その結果,ラメラ粒の体積比が増えると,クリープ強度が向上する.ただし高応力では、双昌変形がおき,そのことが動的再結晶を助長する.そのため,ラメラ粒体積比増加による強化が,高いラメラ粒体積比まで出現しない.α_2Ti_3Al相とγTiAl相からなる二相チタンアルミナイドは,次世代の高温材料として注目されている.この材料をより高性能化するには,その組織を最適に設計する方法論を確立する必要がある.本研究では.その基礎として,チタンアルミナイドの組織と高温強度の関係を検討してきた.本年度は.完全ラメラ組織TiAl合金の構成単位に相当するPST単結晶TiAl合金を使って研究を行い.以下の結果を得た.1. PST結晶のクリープ強度は,引張り軸とラメラ界面とのなす角に強く依存する.引張り軸とラメラ界面が平行あるいは垂直に近いと,PST結晶のクリープ速度は非常に遅く,多結晶TiAl合金より高い変形抵抗を示す.一方,中間の角度では,多結晶体と同程度のクリープ速度となる.これは.後者では相界面に平行なバーガースベクトルを持つ転位による変形が支配的になり,変形の障害としての相界面の役割が十分に発揮されないためである.2. 1の結果は,集合組織制御で多結晶TiAl合金の高温クリープ強度を向上できることを示唆する.すなわち,ラメラ変態前のα相の[0001]を応力軸に平行あるいは垂直とし,その後のラメラ組織の方向を揃えれば.クリープ強度を大幅に向上できる.3. PST結晶は必ずしも平衡組成に達していないため,薄いα_2相の溶解と厚いα_2相内でのγ相の析出が起きる.後者は厚いα_2相を微細ラメラ化する.同時にγ相内では.双晶変形で相界面に平行な双晶境界が導入され,γ相も微細ラメラ化する.これらの変形中の微細ラメラ化は,クリープ強度を向上させる.4.粒界近傍での不連続粗大化や動的再結晶発生のために,多結晶TiAl合金のクリープでは,ラメラ組織は安定ではない.結晶粒界を含まないPST結晶では,結晶粒界がないためにこれらの組織不安定性が起きず,その分だけ高温クリープ強度が向上する.しかし,ある程度塑性ひずみが蓄積されると,すべり帯が形成され,その部分での動的再結晶で材料が弱化する.PST結晶の高温強度を更に向上するには,すべり帯の発生と動的再結晶を抑制する必要がある.
超イオン導電性ガラスの伝導機構におけるパーコレーション・モデルの実験的検証

外見は硬いガラスでありながら食塩水並みのイオン伝導度を持つ,いわゆる超イオン導電体ガラスが発見されて20年近くになる。この物質の発見後まもなく,伝導度の組成依存性を説明するために,ミクロな不均一構造の存在とその中でのパーコレーション問題の重要性が指摘された。その後,伝導度の周波数依存性をはじめとする中間時間スケール(nsms)でのイオンダイナミクスからもこの問題の重要性は繰り返し指摘されてきた。しかし,パーコレーション理論から第一に予言される超イオン導電体・絶縁体転移,すなわちパーコレーション限界の存在がどうしても確認できず,また,パーコレーション経路に対応する不均一構造(この分野ではクラスター構造と呼ばれる)の存在が明確には証明できないために,この仮説は今日まで実証されずに残っていた。本研究の開始前に,報告者らは有機イオンを導入した新しいタイプの超イオン導電体ガラスを発見し,その伝導度が従来の超イオン導電体ガラスとは異なる組成依存性を持つ事に気づいた。そこで,この系がパーコレーション転移を示す典型的なモデル系であることを実証することを目的として本研究を企画した。本研究では,主としてヨウ化銀と有機アンモニウム塩からなるガラスを対象に超イオン導電体・絶縁体転移を確認し,パーコレーション臨界組成を決定した。この系について,幾つかの組成で電気伝導度・誘電率の周波数依存性,中性子準弾性・非弾性散乱,中性子小角散乱の実験を行った。更に,銀カルコゲナイドとリン酸銀からなるガラスの電気的性質を測定し,超イオン導電体から電子伝導体へと転移することを見い出した。これら二つの例は,超イオン導電体ガラスの研究に於いてパーコレーション問題が決定的に重要な事を示す典型的な例と言える。超イオン導電性ガラスの伝導機構については、最近、ガラス転移や高周波数応答の問題、更に、X線・中性子線回折から指摘された中距離秩序構造の存在と相俟って、パーコレーション理論を援用した解釈が盛んに試みられている。しかし、その決定的証拠となるべきパーコレーション限界は観測されておらず、あくまで解釈の域をでなかった。本研究では、超イオン導電体として良く知られている、ヨウ化銀、もしくはヨウ化銅に、様々なイオン体積を持つ有機アンモニウム塩を加えたガラスを合成することにより、狭い組成範囲で伝導度が8桁以上も急激に変化する、超イオン導電体・絶縁体転移を見い出した。伝導度の組成依存性はサイトパーコレーション理論による計算値と良く一致した。結果の一部は、第二回複雑系の緩和に関する国際会議、および国内の諸学会(物理学会、化学会、固体イオニクス討論会)で報告し、J.Non-Cryst. Solids誌に投稿中である。一方、これらの系のプロトンNMR、FTIR測定から有機イオンの振動・回転緩和に関する情報が得られ、ガラス中でも有機イオンは-50°C付近まで回転の自由度を保っていることが分かった。また、KENSにて中性子の非弾性・準弾性散乱の測定を行い、現在解析中である。次年度には、高周波誘電特性と銀のNMRおよび、EXAFSの測定を行うべく現在準備している。また、ガラス転移温度が室温以下のガラスの伝導度測定を行うため対ピストン型超急冷同時伝導度測定装置を製作した。これまで、AgI-アルキルアンモニウム塩系、AgI-硝酸銀系などの超急冷ガラスを作成し、同時伝導度測定に成功した。その途中結果は、化学会北海道支部会に発表した。現在、電極の表面処理、雰囲気ガスの制御などの改良に努めている。本年度は、昨年度開発した超急冷装置を用いて.AgIと種々の有機イオンの混合系ガラスを作成し、新たに購入した微小電流測定用デジタルマルチメータと高入力

インピーダンスのポテンショスタットを周波数応答解析器と組み合わせることにより、臨界領域での直流交流伝導度と誘電率の周波数依存性を測定した。また、静的なクラスター構造とクラスター内でのイオン拡散の情報を得るために、中性子回折、小角散乱、および中性子準弾性散乱の実験を行なった。直流イオン伝導度のAgI体積分率中依存性から、臨界濃度φc=035、動的臨界指数μ=2となり、3次元系のモンテカルロシュミレーションに近い結果が得られた。100MHzまでの周波数ω依存性を測定した結果、φ》φcの超イオン導電体領域ではω依存性は見られず、臨界組成に近づくにつれてφ>φcではω^<0.5>の依存性が観測された。φ<φcの絶縁体領域では、直流伝導度は測定限界以下だが高周波数ではω^1で増加し、また誘電率は臨界組成に近づくと急激に増加し、発散する傾向を示した。低角成での中性子回折ならびに小角散乱から、この系は顕著な小角散乱を示し、I1q)q^<-0.3>からq^<-2.9>の波数依存性へとクロスオーバーするマルチフラクタル性を示した。更に、中性子準弾性散乱から見積られる銀イオンのジャンプ頻度は、直流伝導度からの見積よりも大きく、AgIクラスター内での高速イオン移動を示唆する。これらの結果は、当初の予想どおり、この系の超イオン導電体・絶絶体転移現象が典型的なパーコレーション転移である事を示し、ガラスのイオン伝導を理解する上で、伝導経路の連結性というパーコレーション問題が重要な事を具体的に実証した。
拡張不全の新しいメカニズム:細胞内カルシウム過負荷とタイチンの重要性

高血圧やRAS系の亢進等により肥大した心筋において、さらに過剰な交感神経刺激(β刺激)が加わると、PKAによるRyR2の過リン酸化→FKBP12.6のRyR2からの解離→拡張期Ca2+ leakが生じ、titinの発現亢進を介して左室スティフネスは増大し、拡張不全に至るという仮説を検証するために、大動脈の縮窄ラットに、isoproterenolによるβ受容体刺激を慢性的に加え拡張不全を呈するか否かを検討した。まず、低用量isoproterenol(ISO:1mg/kg/day)を一週間投与するとRyR2の過リン酸化→FKBP12.6のRyR2からの解離→拡張期Ca2+ leakが生じたが、アンギオテンシンII受容体拮抗薬のカンデサルタン同時投与によりそれらは抑制された。次に、低用量isoproterenolに加えて、腹部大動脈狭窄を作成、4週間負荷したところ、ISO負荷群ではbanding単独群に比し、左室圧、左室肥大は同程度であるものの、左室弛緩は高度に障害されており(Tauの延長、心エコー上E/Aは増大)、左室コンプライアンスも低下の傾向を示していた。titinの蛋白発現量はISO負荷群で多い傾向にあった。心筋組織の繊維化の程度にはISO負荷群と非負荷群で有意な差が無いため、左室コンプライアンスの低下には、titinの蛋白発現増大に伴うdynamic stiffnessの増大が関与していることが示唆された。以上より、慢性的なβ受容体刺激はtitinの蛋白発現量を増大し、拡張不全を生じる可能性があること、さらにアンギオテンシンII受容体拮抗薬は拡張不全の発現をCaハンドリング改善により予防できる可能性が示唆された。腹部大動脈(SMAと腎動脈の間)を0.8mmのオクルーダーを用い狭窄を作成、banding2週目より、浸透圧ポンプを植え込み低用量isoproterenol(ISO)を1mg/kg/dayで4週間負荷した。大動脈bandingにより左室圧は上昇、左室肥大を呈した。ISO負荷群ではbanding単独群に比し、左室圧、左室肥大は同程度であるものの、左室弛緩は高度に障害されており(Tauの延長、心エコー上E/Aは増大)、左室コンプライアンスも低下の傾向を示していた。心筋組織の繊維化の程度にはISO負荷群と非負荷群で有意な差が無いため、左室コンプライアンスの低下には、titinの蛋白発現増大に伴うdynamic stiffnessの増大が関与していることが示唆される。以上、慢性的なβ受容体刺激が、titinの蛋白発現量を増大し、肥大心筋の拡張期特性を障害する可能性が示唆された。