hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膵癌におけるAAVベクターを用いた遺伝子治療の基礎的研究

【目的】AAV vectorを用いて5種類のヒト膵癌培養細胞株への遺伝子導入効率を比較検討した。【方法】5種類のヒト膵癌培養細胞株(SW1990,MIAPaCa-2,Panc-1,CAPAN-2,CAPAN-1)にマーカー遺伝子としてのneo^R遺伝子を含むAAV vectorを感染させ36時間後、G418下に14日間培養した。20日目に、neo^R耐性コロニーをcountし、それらの一部のコロニーを再びG418下にexpansionした。これらよりgenomic DNAを抽出し、PCR法およびサザンブロット法にてneo^R遺伝子の有無について検討した。【結果】感染(導入)効率はSW1990 1.0×10^4CFU/ml,MIAPaCa-2 5.5×10^3CFU/ml,Panc-1 3.0×10^3CFU/ml,CAPAN-2 1.5×10^3CFU/ml,CAPAN-1 3.3×10^2CFU/mlであり、対象のHeLa細胞では4.0×10^4CFU/mlであった。対象と比較すると、25%0.8%の導入効率であった。G418下にて生育できる、耐性細胞にもかかわらずexpansion中にRCR法でneo^R遺伝子のbandを検出することが不可能になっており、AAVベクターがintegranteされているか否かをサザンブロット法で検出する前に、PCR法でneo^R遺伝子が、どの段階で消失するかを検討中である。また、感染高率を上昇させるために、抗ヒトCEA抗体のScFvを作製する計画であったが、別の実験系として、AAVベクターにmutant HSV(ICP6△)を同時に感染させた場合にAAVベクター単独に比べてLacZの感染発現効率を約70倍に上昇させることができたことより、現在は、mutantHSV(ICP6△)とAAVベクターとのcombination theraphyを中心に実験を行っている。【目的】AAV vectorを用いて5種類のヒト膵癌培養細胞株と、対象となるヒト子宮頚部癌細胞株への遺伝子導入効率を比較検討した。現在、感染効率を上昇させるために、抗ヒトCEA抗体を産生するmouse hybridoma (T86.66A.1F2)より、PCR法を用いてpharmaciaキットにて、クローニング中である。【目的】AAVvectorを用いて5種類のヒト膵癌培養細胞株への遺伝子導入効率を比較検討した。【結果】感染(導入)効率はSW1990 1.0x10^4CFU/ml、MIAPaCa-2 5.5x10^3 CFU/ml,Panc-1 3.0x10^3 CFU/ml,CAPAN-2 1.5x10^3 CFU/ml,CAPAN-1 3.3x10^2 CFU/mlであり、対象のHeLa細胞では4.0x10^4CFU/mlであった。対象と比較すると、25%-0.8%の導入効率であった。

また、感染高率を上昇させるために、抗ヒトCEA抗体のScFvを作製する計画であったが、別の実験系として、AAVベクターにmutant HSV(ICP6△)を同時に感染させた場合にAAVベクター単独に比べてLacZの感染発現高率を約70倍に上昇させることができたことより、現在は、mutantHSV(ICP6△)とAAVベクターとのcombination theraphyを中心に実験を行っている。
17世紀英文学における宗教思想について

本研究目的の一つであった、同時代の詩作品を分析することで政治、宗教と人間精神との相互関係について明らかにすることに関しては、アンドリュー・マーヴェルの詩を対象として、歴史の流れの中でオランダをカトリックの権力から解放してプロテスタント勢力としたオラニエ家が17世紀中葉には英国王党派と血族関係を有するようになり、さらにオレンジ党にその流れが引き継がれることでオレンジが表象する政治・宗教的意味合いが変化し、それが当時の文学作品の効果に及ぼした具体例を提示した。さらに、1653年の夏、クロムウェルの共和国における外交政策が反オランダ政策から反スペイン即ち反カトリック政策への移行期にあったことを実証した。また、ヘンリー・ヴォーンを対象としては、その作品を宗教的、思想的脈絡の中で読解し、注釈を施しながらの本邦初の翻訳作業(『光と平安を求めて-ヘンリー・ヴォーン詩集』は費用の面で出版の目処がたたない。)を行った。また、2度の国際学会への参加を通して研究者との国際的ネットワーク作りの基盤ができたことで、17世紀政治思想、特に「自由思想」「共和制思想」の発展と17世紀宗教思想上の「自由意思」の概念形成とのつながりを探る端緒を開くこともできた。いま一つの研究目的である、近代の科学的思考方法が確立するに伴なって、「偶然」の概念が再認識されていく状況と「摂理」の概念が変容していく精神史との関連を明らかにすることに関しては、最終的実績報告への途上ではあるが、マーヴェルの作品中に表れた寓意画的表象を具体例として後者の概念が構築に、前者が脱構築へと向わせていることを指摘できた。そして、異端的セクト・カルト集団が数多く出現した時代的状況と摂理の関係を明らかにするという目標に関しては、17世紀の霊魂伝遺説を軸にしてRichard Overtonのパンフレットとロバート・ヘリック等の文学作品を有機的に関連させて説明することに成功した。)を行った。本研究計画遂行の初年度にあたり、17世紀英国の政治・宗教関連文献の入手に努め、その内容の考察、整理を開始した。7月には英国ダラム大学17世紀研究所で開催された国際大会に参加し、他の研究者らの成果を以降の研究方向の確認と調整に資した。情報交換のためのE-mailによるネットワーク作りの端緒をひらくことが出来ただけでなく、特に、宗教詩人Henry Vaughn研究の第一人者である、Alan Rudrum教授との意見交換は有益であった。さらにオックスフォード大学ボドリアン図書館で8月に行った資料閲覧、調査の結果として、17世紀英文学研究において新たな知見を付け加えることができた。すなわち、国際政治・宗教的脈絡が文学テクストに具体的に痕跡を残している例であって、アンドリュー・マーヴェルの詩の中に見出されるオレンジの詩的イメージが、クロムウェルによる清教徒主導の英国共和制の下での読者に如何なる連想を喚起したかを明らかにすることができた。歴史の流れの中で、オランダをカトリックの権力から開放し、プロテスタント勢力としたオラニエ家が17世紀中葉には英国王党派と血族関係を有するようになり、さらにオレンジ党にその流れが引き継がれることでオレンジが表象する政治・宗教的意味合いが変化し、それが当時の文学作品の効果に及ぼした具体例を提示することができたのである。このことは、英文学における国際的学術雑誌であるNotes and Queries誌に12月に掲載され学会の注目を集めた。本研究計画遂行の2年目にあたり、新刊の関係研究書を購入するとともに、初年度に入手した17世紀英国の政治・宗教関連文献の考察、整理を行った。特に今年度は、重要な考察対象である宗教詩人

ヘンリー・ヴォーンについて、その作品を宗教・思想的脈絡の中で読解し、注釈を施すことを行い、『光と詩と-ヘンリー・ヴォーン詩集(読解と注釈)』という学術図書の形で中間成果発表するために、原稿を完成し、科学研究費補助金(研究成果公開促進費)交付の申請を行った。アンドリュー・マーヴェル研究に関しては、昨年度に引き続いて、さらなる実績をあげることができた。すなわち、拙論"Interpreting Nature's Mystic Book : Marvell's 'Upon Appleton House'"の中で、「神の摂理」の言説は寓意画的表象を構築することに役立つが、「偶然」の要素は、寓意画的表象を脱構築する働きを持っており、マーヴェル作品は、この二つの方向性を内包していることを指摘し、神学的言説と文学表象との連動性を明らかにする基礎を作ったと考えている。さらに今年度も、宗教・政治的観点からの考察をマーヴェルの「バミューダ諸島」分析のために行い、昨年度オックスフォード大学ボドリアン図書館で得た1653年8月22日の日付のあるエドワード・ハイドの手紙文を引用して、この年の夏、クロムウェルの共和国における外交政策が反オランダ政策から反スペイン政策への移行期にあったことを指摘した。この成果は、英文学における国際的学術雑誌であるNotes and Queries誌に掲載されて世に問われることになった。本研究計画遂行の3年目にあたる今年度の支出は、本科学研究費補助金申請の段階で要望していた予算額が充当されなかったため、その殆どを海外での調査・研究と残りのわずかを国内での調査に当てざるを得ず、研究の発展のため当初購入予定であった第2次資料の中でも特にピューリタニズムを風刺、攻撃する文献が全く購入できず、調査に支障をきたした。しかしながら、予定どおり7月14日より17日まで連合王国ダラム大学で開催された17世紀研究国際学会に参加し、本研究において特に重要な宗教詩人Henry Vaughanに関する研究報告を聞き、Peter Thomas、Jonathan Nauman、Donald R.Dicksonらの専門家と意見交換を行うことが出来た。これが契機となってVaughan研究の国際的組織であるThe Usk Valley Vaughan Assoiationの日本人で唯一の会員となり最新の研究成果を受信し発信する基盤ができた。さらにダラムでの国際学会参加の収穫としてロンドン大学のWarren ChernaikやMartin Dzelzainisとの意見交換により17世紀政治思想、殊に「自由思想」の発展が、宗教思想上の「自由意志」を理解する上で必要なのではないかと考えるようになった。オックスフォード大学・ボドリアン図書館で資料調査および閲覧、さらに7月30日より8月2日まで宗教的イコノロジーに関する資料収集のため、帰国途中にイタリア・ミラノのPinacoteca di Brera及びPinacoteca Ambrosianaで調査した。これらの研究成果の一部は、出版間際であった研究論文(以下11の項に記載)に反映することができた。本研究計画遂行の最終年度にあたり、これまでに収集した文献資料の再考察と整理を開始した。さらに今年度配当分の補助費によって、特に本研究の次の段階への橋渡しとなる新刊の資料を購入した。
嗅覚障害をもたらす嗅粘膜上皮のアポトーシス誘導経路とその抑制に関する解析

メチマゾールによる嗅粘膜細胞障害は、免疫染色・TUNEL染色・カスパーゼ活性のアッセイ・ウエスタンブロットによる細胞質分画のチトクロムcの定量の結果からミトコンドリア経路によるアポトーシスであることが示唆された。この障害はカスパーゼ-3・-9阻害剤の投与、強力なBcl-XL活性を有する合成蛋白PTD-FNK投与により抑制された。さらに、障害細胞では8-OHdG、4-HNE、活性化p38MAPKの発現が亢進していたことからメチマゾールによる嗅粘膜細胞のアポトーシスは酸化ストレスの増加→p38MAPKの活性化によって生じていることが示された。抗甲状腺剤メチマゾールをSprague-Dawleyラットに腹腔内投与し、誘発される嗅細胞障害の機序を解析した。以下の4群を検討した。群1PBS投与30分後に、PBSを投与。群2群3群4投与1日後に、各群6匹のラットから鼻腔組織のホルマリン固定・パラフィン包埋冠状断切片を作成し、抗活性化カスパーゼ-3抗体・抗活性化カスバーゼ-9抗体・抗活性化カスパーゼ-8抗体による免疫染色、TUNEL染色を行った。また、投与1日後に各群6匹のラットから未固定の鼻腔組織を採取し、ウエスタンブロットによる細胞質分画中のチトクロームcの定量を行った。抗活性化カスパーゼ-3抗体・抗活性化カスパーゼ-9抗体による免疫染色とTUNEL染色では群2のみで剥離細胞に一致して染色性の亢進を認めたが、その他の群では染色性に有意差はなかった。抗活性化カスパーゼ-8抗体よる免疫染色では全ての群間で染色性に有意差は認められなかった。細胞質分画のチトクロームcは群1と比較して群2、3、4では増加していた。また、群2、3、4間では有意な差はなかった。以上の結果より、メチマゾールによる嗅細胞障害は細胞質へのチトクロムcの放出→カスパーゼ-9の活性化→カスパーゼ-3の活性化の経路で誘発されるアポトーシス優位に生じていることが示唆された。さらにカスパーゼ-3阻害剤、カスパーゼ-9阻害剤投与により嗅細胞障害が抑制されたことから、カスパーゼ阻害剤による急性期の薬剤性嗅覚障害の新たな治療法の可能性が示唆された。平成18年度の研究で抗甲状腺剤メチマゾール腹腔内投与によって生じる嗅細胞障害がチトクロームc・カスパーゼー9・カスパーゼー3の活性化によって生じるアポトーシスによってもたらされており、カスパーゼー9やカスパーゼー3阻害剤投与で嗅細胞障害が抑制されることを証明した。平成19年度は、この実験系を用いてさらに上流のチトクロームcの作用を阻害することで嗅細胞障害がより効率的に抑制されるか否かを検討した。阻害剤としてPTD-FNKを用いた。PTDはHIVウイルスのtat遺伝子でコードされるprotein transduction domainでこれと結合した蛋白は、その分子量にかかわらず効率的に細胞内に移行することができる。FNKは強いBal-xl活性を有し、チトクロームcのミトコンドリアからの放出を抑制する蛋白である。メチマゾール300mg/kgを腹腔内投与後、30分後にPTD-FNKを2mg/kg、4mg/kg腹腔内投与した。コントロール群そしてメチマゾール300mg/kgを腹腔内投写後、30分後に等量のPBSを腹腔内投与した。嗅細胞障害が最も顕著となる投与24時間後に鼻腔組織を採取し、ホルマリン固宗した。パラフィン包埋冠状断切片を作成し、ヘマトキシリンーエオジシ染色、TUNEL染色、抗活性化カスパーゼー3抗体による免疫染色を施行し、形態学的変化おなびアポトーシスの程度を検討した。形態学的には用量依存性にPTD-FNK投与によって嗅上皮随害が抑制された。また、アポトーシスの程度も用量依存性に抑制された。このことから、PTD-FNKの全身投与は一部の嗅細胞障害モデルにおいて、細胞障害を抑制する上で有用であることが示された。平成20年度はメチマゾールによって嗅細胞に誘導されるアポトーシスの機序に関してさらに詳細に検討した。平成18年度と平成19年度にかけてメチマゾール投与によりチトクロームc、カスパーゼ-9、カスパーゼ-3の活性化経路によりアポトーシスが誘導されることを報告した。メチマゾールはflavin containingmonooxygenaseで代謝される際にsulfenicacidを生じるがsulfenicacidはreactive sulfur species(RSS)に属し、細胞内の還元物質であるグルタチオンと反応してジスルフィドを生じ、グルタチオンを枯渇化させることで間接的にヒドロキシラジカルなどのreactive oxygen species(ROS)を産生させるといわれている。

今回はDNAの酸化の指標である8-OHdGと脂質の酸化の指標である4-HNEに対する抗体を用いた免疫染色によってメチマゾールとROSの関係を検討した。対象はSDラットを用いた。コントロール群:生食のみ腹腔内投与、メチマゾール群:メチマゾール300mg/kgを腹腔内投与(各群のn=5)とした。投与24時間に断頭し鼻腔組織のパラフィン包埋冠状断切片を作成した。メチマゾール投与群ではコントロール群と比較して、剥離変性した嗅細胞に一致して8-OHdG、4-HNEの発現亢進を認めメチマゾール投与によりROSが誘導されアポトーシスの原因であることが示された。次にROSとアポトーシスの関係について検討した。mitogen-activated protein kinase(MAPK)カスケードは酸化ストレスをはじめ様々なストレスにより活性化されることが知られているが、主要なものとしてc-jun N terminal kinase(JNK)、p38MAPK、extracellular signal-regulated kinase(ERK)の3つがある。この3つのキナーゼは上位のキナーゼによってリン酸化されることで活性化されるが、今回は活性型JNK、p38 MAPK、ERKに対する抗体を用いた免疫染色によってROSとアポトーシスの関係を検討した。前術の実験で用いた冠状断切片を用いた。メチマゾール投与群では剥離変性した嗅細胞に一致してリン酸化p38MAPKの発現亢進を認めたが、リン酸化JNKとERKの発現亢進は認められなかった。このことからアポトーシスは主としてp38 MAPKの活性化で生じていることが示された。
教師付き学習におけるモデル選択に関する研究

本研究課題の目的は,教師付き学習によって高い汎化能力を得るためのモデル選択法を開発することである.この研究課題に先だって,当研究代表者はモデル選択規準Subspace Information Criterion (SIC)を提案した.SICは,有限の訓練サンプルに対して汎化誤差の不偏推定量となることが理論的に保証されるため,少ない訓練サンプルからでも有効にモデル選択を行なうことができる.しかし,これまでSICは最小二乗学習の部分空間モデルの選択にしか適用できなかった.本研究課題では,このSICの適用範囲を拡大する.本年度の研究実施計画は,SICを正則化学習にも適用できるように拡張することであった.正則化学習は,最小二乗学習で部分空間モデルを選択する場合と異なり,正則化パラメータという実数値パラメータによって連続的にモデルの複雑さを制御することのできる学習法であり,広く用いられている.本年度はこの実施計画に基づいて,正則化学習に適用できるようにSICを拡張し,その理論的な性質を詳細に調べた.そして,拡張したSICをDELVEと呼ばれる実問題のデータセットに適用し,SICが有効に働くことを実験的に確認した.更に上記の研究と併行して,来年度以降にノンパラメトリック学習法にもSICを適用できるように拡張するために,モデル選択の理論的基盤を整備することも本年度の計画であった.この計画に従い,関数解析的な立場から学習問題を厳密に定式化した.この研究の過程で,汎化誤差と学習に用いる再生核ヒルベルト空間の再生核の形に存在する,ある種の依存性がモデル選択において重要な働きをしていることが明らかになった.来年度以降,この枠組みのもとでノンパラメトリック学習法にも適用できるようにSICを拡張して行く予定である.本研究課題の目的は,教師付き学習によって高い汎化能力を得るためのモデル選択法を開発することである.この研究課題に先だって,当研究代表者はモデル選択規準Subspace Information Criterion (SIC)を提案した.SICは,有限の訓練サンプルに対して汎化誤差の不偏推定量となることが理論的に保証されるため,少ない訓練サンプルからでも有効にモデル選択を行なうことができる.しかし,これまでSICは最小二乗学習の部分空間モデルの選択にしか適用できなかった.本研究課題では,このSICの適用範囲を拡大する.本年度の研究実施計画は,SICを正則化学習にも適用できるように拡張することであった.正則化学習は,最小二乗学習で部分空間モデルを選択する場合と異なり,正則化パラメータという実数値パラメータによって連続的にモデルの複雑さを制御することのできる学習法であり,広く用いられている.本年度はこの実施計画に基づいて,正則化学習に適用できるようにSICを拡張し,その理論的な性質を詳細に調べた.そして,拡張したSICをDELVEと呼ばれる実問題のデータセットに適用し,SICが有効に働くことを実験的に確認した.更に上記の研究と併行して,来年度以降にノンパラメトリック学習法にもSICを適用できるように拡張するために,モデル選択の理論的基盤を整備することも本年度の計画であった.この計画に従い,関数解析的な立場から学習問題を厳密に定式化した.この研究の過程で,汎化誤差と学習に用いる再生核ヒルベルト空間の再生核の形に存在する,ある種の依存性がモデル選択において重要な働きをしていることが明らかになった.来年度以降,この枠組みのもとでノンパラメトリック学習法にも適用できるようにSICを拡張して行く予定である.
脳虚血急性期における血行再建術の有効性についてNMRからの検討

脳虚血急性期でのMRI画像の特徴について検討するため,ラット及び猫での中大脳動脈閉塞による脳虚血モデルを用いて以下の実験を行った。ラット50匹を用い,田材等の方法による中大脳動脈閉塞及び頸動脈閉塞により軽度及び高度虚血を作製し実験用NMRにて,T_1T_2値,自由水度化を測定した。その結果,MRIでは閉塞6時間で変化なく12時間後にT_2画像のみに変化を検出し,24時間後にT_1&T_2画像とも虚血性変化を検出し得た。(2)虚血ラットにおける脳組織の自由水含量は,12時間以降有意に増加した。(3)Gd注入により高度虚血群では,6時間後よりT_1値の短縮を認め,虚血性浮腫の診断に有用であった。以上より,虚血性脳浮腫において,MRIはT_2の方が鋭敏で,Gdは虚血性脳浮腫の早期診断に有用であった。又T_2は脳組織度変化,結合水変化に対応し,T_1は自由水変化に対応することが示唆された。(2)急性脳虚血時でのlactate濃度変化を検討するために,Prtonmagnetic risnance spectiscpy(^1HーMRS)を用いて,猫の虚血モデルでのlactateの濃度変化を測定した。方法は成猫9匹を用いて,経眼窩的に中大脳動脈を閉塞し,又頸動脈を閉塞することにより軽度,高度虚血モデルを作製し,^1HーMRSを用いて,lactate濃度,lactate/NAcAapを求めた。^1HーMRSによりlactate濃度を測定する場合,lactateは細胞内濃度が1ー10mMの低濃度であるのに反し,水はlactateの1万倍の濃度であるため水の信号をどのように消去するかが問題である。今回の実験で水の信号を消去することにより,^1HーMRSにより,脳虚血時でのlactate濃度の変化を定量的に測定可能であること,又lactateの濃度変化は,虚血程度と虚血時間に相関することが判明した。以上より,^1HーMRSにより,虚血時でのlactate濃度変化を経時的に測定することにより,虚血性病変の診断及び治療に有用であることが判明した。基礎実験として, Wistar rat20匹を用い(1)高度閉塞群として,両側頚動脈及び田村らによる1側中大脳閉塞を, (2)中等度閉塞群として, 1側頚動脈閉塞と同側の中大脳動脈閉塞を, (3)軽度閉塞群として1側中大脳動脈のみを閉塞して3群の閉塞モデルを作製し,脳梗塞の程度とEvens BlueによりBlood BrainBrudiの障害程度を検討した.その結果,高度閉塞群では1側大脳半球のほぼ全域に虚血巣を認め,又広範囲にevens blueの漏出を始めた.中等度閉塞群では,即頭葉及び頭頂葉の白質と皮質部に虚血巣と, evans blueの漏出,又軽度閉塞群では,側頭葉の皮質及び海馬に虚血巣の変化を認め,一部にevans blueの漏出を認めた.

つぎにWistar rat40匹を用いて,これら3群の閉塞モデルを作製し, MRI画像の変化, Gd(ガドリウム)注入によるT_1値の変化及び虚血後の総自由水の変化を計測し以下の結果を得た.(1)MRI画像では,高度閉塞群で閉塞6時間後でT_2画像に変化を認め, T_2値の延長を認めたが,軽度,中程度閉塞群では変化を認めなかった.しかし閉塞12時間後では,軽度及び中等度閉塞群においてもT_2画像に変化を認めT_2値の延長を認めた.又24時間後では, T_1及びT_2画像でも,高度,中等度,軽度閉塞群において虚血巣の検出が可能であり, T_1及びT_2値の延長を認めた.(2)正常ラットにおける脳組織の自由水含量は単位体積当り, 66.6±5.1%,閉塞群では閉塞6時間後, 72.6±2.9%, 12時間後74.2±2.7%, 24時間後84.1±4.3%, 48時間後89.6±2.9%であり, 12時間以降優位に増加した.(3)Gd注入により,高度閉塞群では6時間後より,又中等度及び軽度閉塞群では12時間後にT_1値の短縮を認め, Gdは虚血性浮腫の診断に有用であることが判明した.以上より,虚血性脳浮腫において, MRIはT2の方が鋭敏であり, T_2値は脳組織変化,結合水変化に対し, T_1は自由水度化に対応するといえる.脳虚血時には、energy rich phesphorous濃度の変化とともに、lactate濃度が増加することが確認されている。今回、proton magnetic resonance spectrescody(^1H-HPS)を用いて、猫の虚血モデルでのlactateの濃度変化を測定した。(研究方法)成猫9匹を、A群:未処置群3匹、B群:経眼窩的に1側中大脳動脈閉塞による軽度虚血群3匹、C群:一側中大脳動脈閉塞及び両側頸動脈閉塞による高度虚血群3匹の3群に分類し、虚血時間、虚血巣の大きさ、'H-MRSによるlactate濃度、lactate/NAcAspa比の変化について検討した。r-CBFは、Heat clearance法により、又NMRは、Pickerの1.5Tの超電導NMRを使用した。(研究結果)(1)Heat clearance法によるr-CBF測定では、A群:48±10ml/100gm/min、B群:25±9ml/100gm/min、C群:14±8.5ml/100mg/minであった。(2)^1H-MRSによるlactateの変化は、C群において著明であり、C群では閉塞早期よりlactate量は増加し、Lactate/NAcAspの比はA群では、0.70.3、B群では1.80.4、C群では1.42.5であり、Lactate量の増加を認めた。(3)虚血巣の大きさでは、B群では、基底核頭頂部の一部に虚血巣を認めたが、C群では、閉塞側の大脳半球の広範囲に虚血性変化を認めた。(結論)^1H-MRSによりlactate濃度を測定する場合、lactateは細胞内濃度が、1-10mMの濃度であるのに反し、水はlactateの1万倍の濃度であるため水の信号をどのように消去するかが問題である。今回の実験で、^1H-MRSにより、脳虚血時でのlactate濃度の測定が^1H-MRSにより測定可能であること、又lactateの濃度変化は、虚血巣の程度と虚血時間に相関することが判明した。以上より、^1H-MRSにより、虚血時でのlactate濃度変化を経時的に測定することにより虚血性病変の診断及び治療に有用であることが判明した。
破骨細胞の骨基質分解に関与する酵素阻害剤を用いた骨吸収メカニズム解析

骨吸収は最終分化した破骨細胞が骨吸収促進因子の刺激を受け、骨との間に構築する骨吸収空間に炭酸脱水素酵素の作用により生産促進されたH^+をプロトンポンプを介して分泌し、骨の無機成分の分解や酸性条件で活性化されたシステインプロテアーゼによる骨コラーゲン繊維の分解を行うことによりなされると考えられている。システインプロチアーゼであるカテプシンLの特異的な阻害剤がピット形成実験系においてピット形成を抑制し、骨粗鬆症のモデル実験系において卵巣摘出による骨量減少を抑制した。この結果は骨吸収におけるコラーゲンの分解酵素の一つが、破骨細胞の分泌するカテプシンLであることを明らかにしさらに、カテプシンL特異的な阻害剤が骨吸収抑制剤として骨粗鬆症治療に応用され得ることを示唆するものである。さらに液胞型プロトンATPaseを特異的に阻害するコンカナマイシンBが破骨細胞による骨吸収面の酸性化を抑制し、副甲状腺ホルモン刺激による骨片上のピット形成を抑制した。またコンカナマイシンBは骨の器官培養系でのカルシウム放出を抑制することを確認した。細胞内オルガネラの酸性化をコンカナマイシンBと異なる機構(プロトン輸送阻害)で阻害する化合物prodigiosin25-C及びmetacycloprodigiosinも副甲状腺ホルモン刺激による骨吸収を濃度依存的に抑制した。さらにmetacycloprodigiosinは破骨細胞のオルガネラの酸性化を阻害した。破骨細胞によって酸性化された骨吸収面は細胞外リソソームとして機能すると考えられているが、これらの結果は骨吸収面の酸性化が骨基質分解に必須であることを示し、骨吸収空間の酸性化を特異的に阻害する化合物が骨吸収抑制剤として応用可能であることを示唆するものである。
児童虐待への援助における保健婦の役割に関する研究

児童虐待への援助における保健婦の役割を明確化するために、虐待への援助経験をもつ経験年数10年以上の以上の保健婦に面接調査を実施した。1.調査方法児童虐待への援助について、下記のような内容でインタービューを実施し、テープ録音を行った。〈内容〉・ケースの概要(保健婦がケースをどのようにとらえているか、虐待の種類も含めて)・虐待を疑った理由-対象とした親子(家族)のどのようなところがなぜ気になったのか・虐待と判断した根拠、判断時困難だったこと・家族に対する最初の援助内容、その援助を選択した理由、その援助を実践するときの保健婦の思い・援助に対する家族の反応、その反応をどう解釈したか2.調査結果インタービューの対象となった保健婦の年齢は平均47.3歳、保健婦としての経験年数は平均22.9年、インタビューの時間は一人当たり1時間から1時間半であった。援助をおこなった対象の虐待の種類は、身体的虐待3、養育の放置(ネグレクト)7と保健婦の援助対象はネグレクトが多いという過去の調査結果と同じく後者の方が多かった。インタービューの内容はすべてテープから書きおこしをおこないデータ化し、それらを援助に関して889のコードにした。その後以下の7つのカテゴリーにわけ、、それぞれにサブカテゴリーをつけ、保健婦の援助の内容をわかりやすく表現した。・母親への支援・子どもへの支援・家族への支援・近隣との関係をつかむ・関係機関と連携する・保健婦の直感をいかす・同僚の支援を得るこれらの分析を通して、保健婦の個別ケアへの援助能力が明確にさせるととも、個別だけでなく、地域や関係機関等に対しても幅広く活動を展開していることが示された。今後、さらに保健婦へのインタービューを重ね、分析を続けていくことにより保健婦の援助能力がより明確にされ、それを用いた虐待への保健婦の援助方法を確立していくことができると考えられる。児童虐待への援助における保健婦の役割を明確化するために、保健婦の家庭訪問における援助内容の構造化を試みた。そのためにまず文献検討を行い、続いて実際に虐待への援助経験をもつ保健婦経験5年以上の保健婦に面接調査を実施した。1.文献検討からの知見Child abuseへの保健婦の援助として先進的におこなわれている英国やアメリカ合衆国の活動について検討したこれらの国において、保健婦の家庭訪問が虐待の援助に有効であることはOlds D.L.らによって示されている。英国では地域で働く看護職のなかでヘルスビジタ-が母子保健の重要な役割を担い、vulnerable familiesの子どもの保護を目的として活動している。Appleton J.V.らは'The concept of vulnerability in relation to child protection : healthvisitors' perceptions'や'Working withvulnerable families:a health visiting perspective'のなかで保健婦がvulnerable familiesにかかわる地域の唯一の専門職であり、vulnerable familiesをみきわめる重要な役割があること、しかしその援助にはdiversityとconflictが存在していることそしてそのための4つのヘルスビジタ-の役割を見出している。また、アメリカ合衆国においてはZerkh J.V.が熟練保健婦への面接を通して子どもを暴力やネグレクトから保護するために必要な保健婦の責任としてempowermentとcoercionというみかけは矛盾する活動が援助関係において同時に存在することを示している。これらの文献からの知見をもとに保健婦による明確な援助方法が確立されているとは言い難いわが国における保健婦の家庭訪問での援助内容を分析することが必要である。2.面接調査以下のような内容について面接で聞く(テープ録音を含む)とともにケースへの援助の概要については別のシートに記入していった。

・ケースの概要(保健婦がケースをどのようにとらえているか、虐待の種類も含めて)・虐待を疑った理由-対象とした親子(家族)のどのようなところがなぜ気になったのか・虐待と判断した根拠、判断時困難だったこと・家族に対する最初の援助内容、その援助を選択した理由、その援助を実践するときの保健婦の思い・援助に対する家族の反応、その反応をどう解釈したか現在これらの面接内容を分析中である。児童虐待への援助における保健婦の役割を明確化するために、虐待への援助経験をもつ経験年数10年以上の以上の保健婦に面接調査を実施した。1.調査方法児童虐待への援助について、下記のような内容でインタービューを実施し、テープ録音を行った。〈内容〉・ケースの概要(保健婦がケースをどのようにとらえているか、虐待の種類も含めて)・虐待を疑った理由-対象とした親子(家族)のどのようなところがなぜ気になったのか・虐待と判断した根拠、判断時困難だったこと・家族に対する最初の援助内容、その援助を選択した理由、その援助を実践するときの保健婦の思い・援助に対する家族の反応、その反応をどう解釈したか2.調査結果インタービューの対象となった保健婦の年齢は平均47.3歳、保健婦としての経験年数は平均22.9年、インタビューの時間は一人当たり1時間から1時間半であった。援助をおこなった対象の虐待の種類は、身体的虐待3、養育の放置(ネグレクト)7と保健婦の援助対象はネグレクトが多いという過去の調査結果と同じく後者の方が多かった。インタービューの内容はすべてテープから書きおこしをおこないデータ化し、それらを援助に関して889のコードにした。その後以下の6つのカテゴリーにわけ、、それぞれにサブカテゴリーをつけ、保健婦の援助の内容をわかりやすく表現した。・母親への支援・子どもへの支援・家族への支援・近隣との関係をつかむ・関係機関と連携する・保健婦の勘を働かせるこれらの分析を通して、保健婦の個別ケアへの援助能力が明確にさせるととも、個別だけでなく、地域や関係機関等に対しても幅広く活動を展開していることが示された。今後、さらに保健婦へのインタービューを重ね、分析を続けていくことにより保健婦の援助能力がより明確にされ、それを用いた虐待への保健婦の援助方法を確立していくことができると考えられる。
低出生体重児の低亜鉛血症の病態解析と対応に関する研究

本研究は、極低出生体重児における低亜鉛血症の病態を明らかにし、栄養管理の適正化を図るための基礎的知見の蓄積を目的として計画した。計画当初、亜鉛の補充が行われている児と補充されていない児で血清亜鉛濃度の推移を比較する予定であったが、計画を見直す中で、極低出生体重児に対する医療管理は非常にきめ細やかに行われており、亜鉛の補充の有無と血清亜鉛濃度の関連性のみを独立して評価することは困難だとわかった。そこで、本研究は、ベースラインとなる情報収集に主眼をおくことに変更し、亜鉛の補充が行われていない極低出生体重児を対象に、血清亜鉛濃度およびその他の微量元素濃度の推移を評価することにした。2018年度は新生児科医とNICUの看護師のサポートを得て、32名の極低出生体重児をエントリーした。出生時(臍帯血)、日齢7、日齢30、修正週数35週、修正週数40週にて採血とと母乳を収集し、マグネシウム、リン、カルシウム、クロム、マンガン、鉄、銅、亜鉛、セレン、モリブデンの濃度をICP-MSを用いて測定した。血液中の微量元素濃度は、出生時(臍帯血)に比して経時的に、鉄、亜鉛、マンガンは低下する傾向を示し、マグネシウム、リン、カルシウム、銅は緩やかな上昇の傾向を示した。セレンは日齢7時点では低下するが、日齢30では出生時にまで回復する傾向を示した。母乳中の微量元素濃度は、いずれの微量元素も日齢7時点から日齢30時点にかけて低下傾向を示した。現在、経口と経静脈的投与を合わせた総摂取量と血液中濃度の関連、母乳のみと人工調整ミルクと母乳の併用での比較、AGAとSGAでの比較を行っている。2019年度内に論文として報告できる見込みである。本研究は、国内二施設の協力を得て、低出生体重児での低亜鉛血症の発症頻度、低亜鉛血症に関連する症状や所見を明らかにし、亜鉛を補充した場合の血清亜鉛濃度の推移とその他の微量元素への影響を調査することを目的に計画した。平成28年度は、研究実施計画書の最終的な確定作業と微量元素濃度の実験プロトコールの検討を進めてきた。当初、亜鉛の補充が行われている施設と行われていない施設で対象者をリクルートし、施設の違いで二群に分け、関連指標を二群比較することで亜鉛投与の有効性を評価する計画であった。しかし、施設間の患者背景が異なり、様々な調整を試みたが、亜鉛投与のみの影響を評価することは極めて難しいことが分かった。一方、低出生体重児に対する亜鉛補充を検討するための他の課題として、母乳や調整粉乳からの亜鉛の摂取量と血清亜鉛濃度の関連性を評価することは重要である。亜鉛摂取量と血清亜鉛濃度の関連を調べた研究は少なく、その実態は十分に調査されていない。また、亜鉛は、銅や鉄などの二価イオンと吸収拮抗を示す。亜鉛の投与によって銅や鉄の欠乏を呈した症例の報告もある。安全性の観点から、亜鉛以外の微量元素の栄養状態に関する知見を得ることも有益である。そこで、亜鉛補充の行われていない児を対象に、母乳や調整粉乳からの亜鉛の摂取量と血清亜鉛濃度の関連性を評価し、亜鉛と吸収拮抗を示す銅、鉄の栄養状態について調査をを進める。新生児科医師の助言を得て研究実施計画書を作成し、国立成育医療研究センター倫理委員会において研究実施の承認を受けた(課題番号1438)。現在は対象者の登録を開始している。当初の計画では二施設で患者登録を実施する予定でいたが、患者背景の相違のため、亜鉛投与のみの影響評価することは極めて難しいことが分かった。故に、研究計画の変更が生じた。新たな研究計画は、極低出生体重児における亜鉛の摂取量と血清亜鉛濃度の関連を評価することを主眼としており、当初の目的からは大きく外れるものではない。やや遅れが生じているが、既に研究計画は倫理審査を受け、承認済みである。今年度は患者登録ならびに情報収集を積極的に進めていく。平成28年度末から平成29年度にかけて、新たな研究実施計画書を作成した。具体的には、亜鉛補充の行われていない児を対象に、母乳や調整粉乳からの亜鉛の摂取量と血清亜鉛濃度の関連性を評価し、亜鉛と吸収拮抗を示す銅、鉄、その他の微量元素の栄養状態について調査するための研究デザインに改めた。国立成育医療研究センター倫理委員会において研究実施の承認を受け、患者登録を開始した(課題番号1438)。今年度は、1対象となる患者の選出、2研究の説明・同意取得、3患者登録、4検体の収集(新生児の血清、尿、母乳)を行った。1年間で9名の患者を登録することができ、検体や情報を収集できた。新生児科医師・看護師の協力を得ることができ、研究を円滑に進められる基盤が整ったことも大きな成果であると思われる。微量元素分析は、SRLによるコマーシャルの検査として血液中の鉄と亜鉛の濃度を測定した。ICP-MSを用いた微量元素分析については、帝京大学小児科・同大学中央機器室・公衆衛生学研究科の協力を得て、マイクロウェーブ処理・ICP-MSによる測定のプロトコールを作成した。測定環境を整備し、適切な実験手技を習得することができた。安定した検量線の作成や測定が可能となり、研究を適切に実施できる環境を整備することができた。研究全体の進度が予定より遅れているため、補助事業期間延長申請により1年間継続する。

平成28年度報告で述べたように、当初の計画では亜鉛投与の有効性を検討する予定でいたが、患者背景の調整が困難で亜鉛投与のみの影響を評価することは極めて難しいことが分かった。そこで、新生児科医とともに新たな研究計画を検討し、平成29年度に患者登録を開始した。患者の登録開始が遅れてしまったが、現在は順調に進んでいる。(平成29年度は9名を登録した)本研究は、極低出生体重児における低亜鉛血症の病態を明らかにし、栄養管理の適正化を図るための基礎的知見の蓄積を目的として計画した。計画当初、亜鉛の補充が行われている児と補充されていない児で血清亜鉛濃度の推移を比較する予定であったが、計画を見直す中で、極低出生体重児に対する医療管理は非常にきめ細やかに行われており、亜鉛の補充の有無と血清亜鉛濃度の関連性のみを独立して評価することは困難だとわかった。そこで、本研究は、ベースラインとなる情報収集に主眼をおくことに変更し、亜鉛の補充が行われていない極低出生体重児を対象に、血清亜鉛濃度およびその他の微量元素濃度の推移を評価することにした。2018年度は新生児科医とNICUの看護師のサポートを得て、32名の極低出生体重児をエントリーした。出生時(臍帯血)、日齢7、日齢30、修正週数35週、修正週数40週にて採血とと母乳を収集し、マグネシウム、リン、カルシウム、クロム、マンガン、鉄、銅、亜鉛、セレン、モリブデンの濃度をICP-MSを用いて測定した。血液中の微量元素濃度は、出生時(臍帯血)に比して経時的に、鉄、亜鉛、マンガンは低下する傾向を示し、マグネシウム、リン、カルシウム、銅は緩やかな上昇の傾向を示した。セレンは日齢7時点では低下するが、日齢30では出生時にまで回復する傾向を示した。母乳中の微量元素濃度は、いずれの微量元素も日齢7時点から日齢30時点にかけて低下傾向を示した。現在、経口と経静脈的投与を合わせた総摂取量と血液中濃度の関連、母乳のみと人工調整ミルクと母乳の併用での比較、AGAとSGAでの比較を行っている。2019年度内に論文として報告できる見込みである。新生児科医師の協力を得て、対象者の登録ならびに情報収集を進める。試料が一定量集まった段階で、ICP-MSによる微量元素分析を進めていく。定期的に、研究協力者である新生児科医師との打ち合わせを設定し、研究結果や課題などを共有できるようにする。尚、当初研究計画より、以下の変更を加えた。1)低出生体重児の血液中微量元素濃度の分析は当初7種を予定していたが、亜鉛、銅、鉄に限定する。2)臨床への応用が可能となるように、ICP-MSを用いた微量元素濃度測定に加えて院内のラボへも出検する3)児の亜鉛摂取量を推定するために、母乳中の亜鉛、銅、鉄も測定する。尿中排泄量を評価するために、尿に亜鉛、銅、鉄も測定する。引き続き新生児科の医師・看護師の協力を得て、患者登録、検体・情報の収集を継続する。検体中の微量元素分析も同時に進めていく。特に、平成30年度は得られた結果を積極的に学会発表していき、論文を作成する。論文は今年度内の投稿を目指す。平成28年度は、ICP-MSを用いた微量元素分析の測定環境の整備に用いた。研究計画の改訂が必要となったため、対象者の試料は得ておらず、本実験は行っていない。予備実験にとどまり、当初の予定額より少額となった。患者登録の開始が遅くなり、学会参加や論文作成に充てる費用が発生しなかった。
音声及び画像データと加速度センサーのデータ統合による幼児の行動分析手法の研究

幼児教育において、「気になる子ども」の保育・援助についての議論が深まるなか、個々の子どもの発達を的確に捉えることは、重要な課題となっている。また、子どもの個性・感性を育む、表現は重要な領域であり、その一翼を担う音楽指導は、保育活動の中心となっている。このような観点から本研究では、音声・画像・加速度センサーのマルチメディアのセンサー情報統合技術を開発し、幼児がリズムを取る運動の中に含まれる、性格・熱意・成長などの質的情報を抽出可能とすることを目指す。今年度は、引き続き、幼児音楽教育(設定保育)の中で、タクト状のセンサー(発光ダイオード付き)を子どもに持たせ、伴奏音楽(ピアノ)に合わせてタクトを振ったり、体を動かしたりする動作を画像・加速度のセンサーメディアで追跡し、データの分析をおこなった。加速度センサーで採取したデータをグラフ化し、動画を組み合わせて、より視覚的に捉えやすくすることで、子どもの動きを的確に捉えることが可能となった。また、センサーを用いた行動分析から、子どもの交友関係や集団との関わりを抽出することを試みた。幼稚園で実施した長期観察の結果、分析結果は、保育者の観察と高い一致した。加えて保育者が、意識していない子どもたちの関係性を提示することで、新たな気づきを与える機会となった。子どもの行動を含め身体活動を抽出・分析することにより、保育にとって有用な資料を提示できることが、確認できた。分析手法については、今後も精査を進めて行きたいと考えている。音楽は、子どもの発達の促進と密接な関係にあり、幼児教育では、重要な要素の一つである。幼児教育者養成校のカリキュラムにおいて、「幼児音楽教育の指導力を学生にいかに修得させるのか」という問題は大きな課題である。幼児教育では「上手くできること」は大きな目的ではない。子どもがリズムを楽しみ、リズムを体で感じられるようになることが主眼であり、幼児の生活・活動を支える基礎を形成している。しかし、初学者は、音楽活動における子どもの表現や身体活動を表面的な動きで判断してしまいがちである。前述したように、「上手くできる」ことは、大きな問題ではなく、むしろ内面的なもの、あるいは、質的なものが重要であり、それらを見抜くベテラン保育者の観察力を、初学者に身に付けさせる必要がある。本研究では、音声・画像・加速度センサーのマルチメディアのセンサー情報統合技術を開発し、幼児がリズムを取る運動の中に含まれる、性格・熱意・成長などの質的情報を抽出可能とすることを目指す。抽出結果を保育者あるいは保育者養成コースの学生に提示することにより、幼児音楽指導のスキルアップを併せて試みる。このような観点から、幼児音楽教育(設定保育)の中で、タクト状のセンサー(発光ダイオード付き)を子どもに持たせ、伴奏音楽(ピアノ)に合わせてタクトを振ったり、体を動かしたりする動作を画像・加速度のセンサーメディアで追跡し、データの分析をおこなった。子ども達がどれだけ楽しんで音楽を演奏・歌唱しているか、あるいは、子ども一人ひとりが、どのように成長していっているかといった、幼児教育上の質的な情報を抽出する手法の検討をおこなった。これまでの研究成果を踏まえて、ハイビジョンカメラ、加速度センサー導入によるより広い周波数レンジでのデータの採取により、子どもの運動の詳細な分析が可能となることが確認できた。また、マーカートラッキングについても赤色LEDと赤外線フィルタの組み合わせによりマーカートラッキング精度を向上させることができた。実験段階ではあるが、自然光の条件下でもLEDの軌跡をマーカートラッキングできることが確認できた。

前述したように、「上手くできる」ことは、大きな問題ではなく、むしろ内面的なもの、あるいは、質的なものが重要であり、それらを見抜くベテラン保育者の観察力を、初学者に身に付けさせる必要がある。このような観点から本研究では、音声・画像・加速度センサーのマルチメディアのセンサー情報統合技術を開発し、幼児がリズムを取る運動の中に含まれる、性格・熱意・成長などの質的情報を抽出可能とすることを目指す。抽出結果を保育者あるいは保育者養成コースの学生に提示することにより、幼児音楽指導のスキルアップを併せて試みる。今年度は、幼児音楽教育(設定保育)の中で、タクト状のセンサー(発光ダイオード付き)を子どもに持たせ、伴奏音楽(ピアノ)に合わせてタクトを振ったり、体を動かしたりする動作を画像・加速度のセンサーメディアで追跡し、データの分析をおこなった。子ども達がどれだけ楽しんで音楽を演奏・歌唱しているか、あるいは、子ども一人ひとりが、どのように成長していっているかといった、幼児教育上の質的な情報を抽出する手法の検討をおこなった。また、加速度・角速度センサーを用いて子どもの行動を分析する方法についても実験を進めている。加速度センサーを用いて採取したデータから子どもの行動特性を抽出する方法、精度の向上について検討を進めている。幼児教育において、「気になる子ども」の保育・援助についての議論が深まるなか、個々の子どもの発達を的確に捉えることは、重要な課題となっている。また、子どもの個性・感性を育む、表現は重要な領域であり、その一翼を担う音楽指導は、保育活動の中心となっている。今年度は、引き続き、幼児音楽教育(設定保育)の中で、タクト状のセンサー(発光ダイオード付き)を子どもに持たせ、伴奏音楽(ピアノ)に合わせてタクトを振ったり、体を動かしたりする動作を画像・加速度のセンサーメディアで追跡し、データの分析をおこなった。加速度センサーで採取したデータをグラフ化し、動画を組み合わせて、より視覚的に捉えやすくすることで、子どもの動きを的確に捉えることが可能となった。また、センサーを用いた行動分析から、子どもの交友関係や集団との関わりを抽出することを試みた。幼稚園で実施した長期観察の結果、分析結果は、保育者の観察と高い一致がみられた。加えて保育者が、意識していない子どもたちの関係性を提示することで、新たな気づきを与える機会となった。子どもの行動を含め身体活動を抽出・分析することにより、保育にとって有用な資料を提示できることが、確認できた。分析手法については、今後も精査を進めて行きたいと考えている。
バリオンの熱史と化学進化を探る

我々は多数の銀河団の銀河団ガス中の重元素の分布を系統的に調べることにより、重元素の多くは宇宙初期銀河団形成期に合成されたことをつきとめた。さらに、はじめて、銀河団全体の鉄の量を測定することに成功した。星の質量との比を調べることにより、銀河団全体の星の初期質量関数や過去のIa型超新星の発生率に制限を与えることができた。また、中規模な銀河団でははじめて、銀河団全体のバリオンの熱的状態を調べることができた。その結果、銀河団の規模にはよらず、理論的予測に比べて、銀河団の外縁部ではおなじようにガスの加熱が少ないことがわかってきた。重力レンズによる質量測定との比較から、銀河団の成長により解放された重力エネルギーは直接ガスの内部エネルギーに変換されるのではなく、一部は、ガスの大規模運動や対流のエネルギーとなっていることが推定される。恒星の集団である銀河や銀河の集団である銀河団において、どのように星や天体が形成されたかを知ることが、天文学の目的の一つである。我々は、宇宙の高温ガスに含まれる重元素の量を手がかりに、過去の星の形成史を探ってきた。銀河団は数千万度の高温ガスで満たされ、銀河から放出された大量の重元素を含んでいる。我々は、ヨーロッパのX線天文衛星XMM-Newtonの観測データから、銀河団ガスに含まれる鉄の分布を調べた。鉄は、過去に形成され死んでしまった大質量星からも、小質量星の最期である白色矮星が爆発したときにも、合成される。我々は鉄の分布から、銀河団形成前、宇宙初期に大量の重元素が合成されたことを突き止めた。つまり、宇宙の初期に大量の星が形成されたことになる。我々は小規模な銀河集団である銀河群の高温ガスの重元素の量が銀河団に比べ少ないことも発見した。この結果も宇宙初期に大量の星が形成されたことを示唆するものである。銀河にも星から放出されたガスが高温になり、X線を放射している。このガスの重元素量もまた、銀河の星形成史を反映する。我々は、今現在活発に星を形成している銀河から最近は星を形成していない銀河の高温ガスの重元素分布をも止めることができた。活発に星形成を起こしている銀河からは、最近形成された大質量星が寿命を迎え、超新星爆発をおこし、重元素を銀河の外の空間にまで放出していることを確認した。星形成を終えた銀河でも、星形成の時間スケールが銀河によって異なることを発見した。冷たい暗黒物質の重力により、宇宙の銀河、銀河団、大規模構造は階層的に形成されたと考えられている。一方、バリオンは、冷却、星形成、活動銀河核や超新星爆発からのエネルギーの供給などの複雑な進化をとげる。天文学の重要な目的の一つは、星、銀河や銀河群、銀河団がどのように形成されて、進化したかを調べることである。本研究では、銀河団や銀河群、銀河の高温ガスの重元素、温度、エントロピーの分布を調べている。その結果、重元素合成史やバリオンの熱史の研究に新しい視点を与えることができる。これにより、宇宙最大の構造である銀河団が最近形成された様子が明らかになってきた。さらに小規模な銀河群の重元素量と銀河光度の比が小さいことから、銀河団、銀河群の過去の熱的歴史も探ることができた。銀河団中心部の重元素の組成比からは楕円銀河から銀河団への最近の重元素供給を調べることができた。

本研究では、銀河団や銀河群、銀河の高温ガスの重元素、温度、エントロピーの分布を調べてきた。その結果、重元素合成史やバリオンの熱史の研究に新しい視点を与えることができた。我々は多数の銀河団の銀河団ガス中の重元素の分布を系統的に調べることにより、重元素の多くは宇宙初期銀河団形成期に合成されたことをつきとめた。さらに、はじめて、銀河団全体の鉄の量を測定することに成功した。星の質量との比を調べることにより、銀河団全体の星の初期質量関数や過去のIa型超新星の発生率に制限を与えることができた。また、中規模な銀河団でははじめて、銀河団全体のバリオンの熱的状態を調べることができた。その結果、銀河団の規模にはよらず、理論的予測に比べて、銀河団の外縁部ではおなじようにガスの加熱が少ないことがわかってきた。重力レンズにより測定された銀河団の質量と比較した結果から、銀河団の成長により解放された重力エネルギーは直接ガスの内部エネルギーに変換されるのではなく、一部は、ガスの大規模運動や対流のエネルギーとなっていることが推定される。これらの観測により、宇宙最大の構造である銀河団の形成の現場が明らかになってきた。第2年度、第3年度の計画はほぼ終了したが、第一年度の計画の一部にとりかかったことろである。我々の観測提案がすざく衛星のキープロジェクトとして採択され、観測が行われた。全体としては、計画以上に進展したところと遅れているところがあるものの、3年間の予定としてはまず順調に進展していると言える。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、主にすざく衛星のプロジェクトとして観測されたペルセウス座銀河団、かみのけ座銀河団、A2199銀河団の銀河団全体の銀河団ガスの重元素分布や熱的状態を調べることにより、巨大銀河団から中規模銀河団まで、系統的に星形成史や熱史を調べる予定である。