hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
半導体表面二次元凝縮相における励起物性の研究

3)グラファイト表面をフェムト秒光パルスで励起し、3次元的凝縮様式であるsp3結合による新奇な凝縮相の創製に成功した。この誘起構造は、熱力学的に創製されるダイヤモンドではなく、光励起に固有な新奇構造相である。この成果を国際会議で報告すると共に、現在論文を投稿中である。来年度においては、これらの研究を発展させると共に、低温STMを用いて新たな研究を開始する。本研究においては、多重安定性を内包する擬二次元凝縮相としての半導体再構成表面における電子励起状態が示す新規な物性現象を、(1)走査型プローブ顕微鏡による原子レベルの超空間分解手法(2)フェムト秒レーザー分光法による超短時間分解手法、の時間・空間極限実験手法を有機的に結合させて研究し、半導体表面における励起物性を原子レベルでの構造に関する直接的知見に基づき、フェムト秒時間領域での超高速動力学を、微視的・統一的に解明する事、そして、その基礎的知見を、新規な表面新構造相の創製手法へと展開させることを目的としている。本年度においては、昨年に引き続き(1)フェムト秒2光子光電子分光法を用いて半導体表面における超高速のキャリアー動力学の研究、(2)高分解低エネルギー電子線励起による表面構造不安定性の研究、(3)フェムト秒レーザー励起による表面新物質相創製の研究、を中心に研究を展開した。以下に、主要な成果を列記する。1)si(001)-(2x1)、si(111)-(7x7)を対象に、世界に先駆けて構築した波長可変励起の実験装置を用い、励起電子の熱化過程、inter-valley散乱、表面における超高速消滅過程などの基礎的プロセスを直接的に検出した。2)表面ナノパターンニングをめざすトンネル電流励起によるSi-Hボンド切断機構を解明するため、50eV以下の低エネルギー高分解電子線を表面励起源として用い、従来提唱されていたチップによる局所電場・高電流密度効果の寄与を解明する研究を展開した。その結果、これらのチップ固有の効果は基本的に存在せず、Si-Hボンドの非弾性励起は主要な要因であることを解明した。3)グラファイト表面のフェムト秒光パルスで励起による光誘起相転移機構の研究を継続した。光励起に固有な新奇ダイヤモンド構造は、p偏光励起の場合にのみ選択的かつ非線形的に創製され、層間の電荷移動励起がトリガとなることを明らかにした。更にフェムト秒反射分光により、相転移の前駆体の存在を実証した。来年度、これらの研究を更に発展させると共に、低温における半導体表面のフェムト秒動力学研究を推進する。多重安定性を内包する擬二次元凝縮相としての半導体再構成表面における電子励起状態が示す新規な物性現象を、時間・空間極限実験手法を有機的に結合させて研究し、原子レベルでの半導体表面構造に関する直接的知見に立脚して、表面で発生する超高速現象を微視的・統一的に解明する事を目指す。そのために、(1)フェムト秒2光子光電子分光法を用いた半導体表面における超高速のキャリアー動力学の研究、(2)高分解低エネルギー電子線励起による表面構造不安定性の研究、(3)フェムト秒レーザー励起による表面新物質相創製の研究、を中心に研究を展開した。本年度現時点までの成果を列記する。1)励起レーザー波長可変性を有する2光子光電子分光装置を駆使し、Si表面における結晶内電子状態への分布と緩和、および表面電子状態への遷移過程を解明した。
アフリカ・東南アジアのレアメタル資源ポテンシャル評価と資源データモデルの開発

多くの鉱物・エネルギー資源を海外依存する我が国では、資源安定供給に向けて継続的に学術的な資源探査を行うことは必須であり、本研究では、レアメタル・金属・炭化水素資源を含む地下資源ポテンシャル評価のための新しい資源データモデル開発をアフリカ及び東南アジア各国の資源国で行った。結果、エジプト・シナイ半島の重希土類元素濃集帯、アルジェリア南部・ホガールでのレアメタル花崗岩体の発見、リビアでのリモートセンシングによる炭化水素資源の抽出を成し遂げた。東南アジア・モンゴルでは金、希土類元素、スズ、タングステン、モリブデンの新たな濃集地域の発見および既存鉱床の成因モデル開発を行い、探査・開発の指針を示した。地下資源を海外に依存する我が国では、資源安定供給に向けて継続的に学術的な資源探査を行うことは不可欠であり、本研究では、アフリカ・東南アジア地域における地下資源ポテンシャル評価と当該地域の野外調査とその後の各種分析・データ解析により地下資源ポテンシャルを正確に評価し、確度ある資源データモデルを開発することを現地機関との国際共同研究として行うことで、日本も含めた若手研究者の地球資源分野における国際教育を兼ねた学際的な研究を行うことを主目的とした。アフリカではエジプト・シナイ半島の主としてラテライト層中の希土類資源の評価、アルジェリア北西部での多金属卑金属鉱床調査、リビアを対象としたリモートセンシングの地質学的分野への応用を行った。エジプトではラテライト層中の希土類元素含有量・濃集機構について分析を進め、希土類元素が鉱物表面への吸着あるいは含希土類鉱物の風化残留によって富鉱化していることを見出した。アルジェリアでは、予察的野外調査をホウアリブーメディエン大学と共同で行い、日本と交流のほぼ皆無であった彼らと協力的な関係を構築でき、情報・人材交流が開始できた。東南アジアでは、インドネシア・ジャワ島において火山・熱水系の野外調査を行った。調査した熱水系は未発達のため、鉱化を認めるには至らなかったが資源ポテンシャルのあるマグマ性流体の寄与が認められる熱水を発見した。フィリピン・ミンダナオ島では、熱水性金・銅資源鉱床の鉱徴地調査を行い、化学組成・地質年代測定を通して、有望な地点の絞り込みの初期検討を行った。マレー半島では、花崗岩に伴われるレアメタル資源鉱徴地調査を行った結果、カンボジアでモリブデンを伴う岩体を発見した。この岩体を中心に化学組成・同位体分析を通してレアメタル資源の濃集機構について検討を重ねることで、新有望岩体の発見につながるものと考えられる。当該研究は大きくフィールド調査、実験分析、データモデル作成の3つの分野に大別することができるが、フィールド調査では、調査対象国の研究者との国際共同研究として行うことで、現地調査の円滑化・学際的な研究・若手研究者を含めた人材交流も含めて行った。平成23年度はアフリカ北部(エジプト・アルジェリア)においてレアメタル資源調査を行った。エジプトでは東砂漠地域を対象とし、希土類・タンタル・ニオブ資源の調査を行い、微量分析や抽出実験の結果、希土類資源は母岩中の濃度はそれほど高くはないものの風化した岩石中には多量含まれていること、タンタル・ニオブ資源はコロンブ石として存在しており、ジルコンなどの重鉱物を副産物とすることで資源量として一定の量が見込めることが見出された。また、アルジェリアにおいては北東部のテベサ地域において鉄、鉛、亜鉛、バライト-蛍石の鉱化地域を調査した。これらは鉱床の生成プロセスの解明を進めるとともに希少資源の含有量を調査した。日本では現在これらの地域の資源情報が乏しいが、将来的な現地とのパイプ作り、人材交流を行うことも目的としており、それは共同研究を通じて達せられた。東南アジアでは、インドネシア・ジャワ島における金鉱床を含む火山・熱水系の調査、スラヴェシ島における花崗岩に伴われるレアメタル資源調査を行い、ジャワ島の金鉱床に関してはボーリング以外の地下切羽からの初の地質学・鉱物学・地球化学的なデータの採取に成功した。スラヴェシ島の花崗岩帯では、地質年代測定や同位体測定を通じて、岩体の発達の歴史と併せて鉱化作用の特徴をとらえた。希土類元素は部分的に濃集されていることが分かったが、資源量としては不十分であり、その他の熱水活動の結果生じた鉱化に伴われる希少金属の記載を中心に行った。マレーシア、カンボジアでは熱水性鉱脈中の金属量調査と花崗岩に随伴されるレアメタル資源量調査を行い、マレーシアでは金の鉱化を、カンボジアではモリブデンの鉱化を認めた。金属およびエネルギー資源の多くを海外に依存しているわが国では、それら資源の安定供給に向けて継続的な学術研究が不可欠であり、そのためにアジア・アフリカ地域で資源ポテンシャルを有しながらも、基礎地質・資源量調査が不足している地域の調査を行う必要がある。そして、それら地域の基礎的な地質・地化学調査を通じてレアメタルなどの金属資源のポテンシャル評価を行い、新たな資源データモデル開発を目的としながら、調査・研究を行った。

本年度はアフリカ地域ではエジプト・アルジェリアのこれまでのデータを精査し、追加のX線回折分析、ICP-MS分析、SEM-EDX分析をを行ったところ、新たにエジプト・シナイ半島南西部地域において、異常な重希土類資源を有する地域を見出した。これらはゼノタイムを主なホスト鉱物としており、過去の堆積活動によって形成された層であるとみられる。東南アジア地域ではインドネシアでは、ジャワ島西部の金鉱徴地にて初めてエレクトラムの存在を明らかにするとともに、鉱物組み合わせより低硫化型の浅熱水性金鉱化作用であることを確認した。フィリピン・パラワン島のニッケル資源調査ではニッケル含有量に加えて、付加価値の高いレアメタルの資源量調査を合わせて行ったところ、50ppmを超えるScの濃集層を見出した。Scは各種合金に用いられる希少金属であるが、ニッケルラテライト層においては、鉄との相関を示し、比較的低いニッケル品位層に伴われていた。また、ミャンマーの花崗岩帯におけるスズータングステン鉱化地域では、一部に異常に重希土類元素を含むタングステン鉱物を見出した。そのタングステン鉱物の鉱化作用は広く認められており、より多くの希土類資源を併せ持っている可能性が考えられる。当該研究は大きくフィールド調査、実験分析、データモデル作成の3つの分野に大別することができるが、フィールド調査では、調査対象国の研究者との国際共同研究として行うことで、現地調査の円滑化・学際的な研究・若手研究者を含めた人材交流も含めて行った。アフリカ北部において、レアメタル資源調査を行った。エジプトではシナイ半島南西部において、鉄・マンガン堆積層を調査し、主として希土類資源の分布・含有量調査を行った。室内実験において、微量分析や段階抽出実験の結果、希土類資源は一部の鉄・マンガン層において、顕著な濃集を示した。また、東砂漠南部地域の金鉱化帯の調査も併せて行ったが、そちらでは金の起源の調査を行い、黄鉄鉱中に包含されている可能性が高まり、現在も継続的に実験中である。アルジェリアにおいては、南部のホガール地域のおいて、錫-タングステンの鉱化作用について調査を行った。この鉱化帯ではそのほかにもニオブやタンタル、リチウムを含む雲母などが見いだすことができ、これらのもととなった花崗岩の調査も行うことで、鉱化順序やメカニズムの解明を行った。日本では現在これらの地域の金属資源情報は欠けており、現地とのパイプ作り、人材交流を行うことも目的としており、それは共同研究を通じて成果を上げているところである。東南アジアでは、インドネシア・ジャワ島西部における金鉱床を含む火山・熱水系の調査、スラヴェシ島北部における花崗岩に伴われる金-銅鉱床のの資源調査を行った。ジャワ島の金鉱床に関しては開発中の鉱山より、含金石英脈試料を採取し、鉱物学・地球化学的なデータの採取に成功し、地質年代測定に必要な氷長石を見出したことから、鉱床形成の時空間的解析へと発展することが期待できる。スラヴェシ島の花崗岩帯では、ボーリングコア試料を中心に、金および銅の分布を調査し、一定の濃集ゾーンを見出すことに成功した。
高速スマートカメラ群による三次元人体動作計測に関する研究

本研究は、スポーツ教育やリハビリテーション等での利用を前提とした、スマートカメラ群による三次元人体動作計測プラットフォームの構築を目的としている。従来プロスポーツ向けに利用されてきた赤外線反射マーカー式のモーションキャプチャシステムは、精緻な計測が可能である反面、非常に高価であり太陽光の影響などから屋外での利用に制限があった。また、身体部位にマーカーを貼り付ける必要があることから、教育現場での利用には不向きであるという問題もあった。これに対して本手法は、高速度撮影が可能な複数のカメラと機械学習手法を利用することで安価で適用範囲の広い動作計測システムを実現し、このためのソフトウェアと運動データの解析・蓄積基盤を整備する。今年度は、主に実験用高速撮像系の構築と統合処理についての実験を行った。撮像系であるスマートカメラを、ネットワークを介して複数台同期動作させることが可能なソフトウェア基盤の構築と、複数視点から得られた同期撮影データを利用して幾何的・時間的な制約を加えた機械学習ベースの姿勢推定手法についての検討を行った。さらに実証実験として、構築したシステムをスポーツトレーニングの現場で試用し、動作検証と今後の課題点の確認を行った。また、スポーツ教育に利用する為のビジュアルフィードバック手法についての施策と検討を行った。このシステムによりスポーツ科学などの研究用途に限らず、将来的に広く教育用途に適用可能なモーションキャプチャ技術の実現が期待できる。計画に基づいて撮像系の構築と実証実験を行った。機械学習ベースの従来手法に加えて、幾何的・時間的な制約を加えることで、姿勢推定の安定化を実現できることを確認した。今後定量的な精度評価を進める予定である。初年度に撮像系基本システムの構築を行った。今後はこのシステムを利用して得られたデータの精度評価と、データ蓄積基盤を整備する。また同時に現在バッチ処理で行っている三次元復元処理部分を高速化することで、フォーム教示などの教育用途に向けたビジュアルフィードバック手段としての利用を可能にする。これらの成果内容を論文として発表する準備を進める。構築したシステムの実証実験の結果、より詳細な精度評価が必要なことが判明した。研究の遂行上、評価結果を学会発表等の研究成果に反映するため、旅費等の使用を次年度に繰り延べた。
メダカ脳におけるメタスチンニューロンの新規生理機能に関する研究

GnRH2ニューロンとGnRH3ニューロンにEGFP蛍光タンパク質を発現するトランスジェニックメダカの作成に成功し、蛍光標識および抗GFP抗体を用いた免疫組織化学によりメダカGnRH2およびGnRH3神経系の全体像が把握できた。さらに、酸化型では無毒なMetronidazolを還元することによってDNAに架橋構造を造って細胞毒性を持つようになる還元酵素Nitroreductase(NTR)タンパク質をGnRHニューロンに遺伝子導入したトランスジェニックメダカの作成を開始した。遺伝子コンストラクトは完成し、既に受精卵への微量注射を行っている。現在、遺伝子導入されたメダカをスクリーニングして導入遺伝子をホモでもつトランスジェニック系統を確立しつつある。トランスジェニックメダカの系統が完成すれば、これを用いてGnRH1,2,3ニューロンを特異的に細胞破壊し、メタスチンニューロンとの相互関係や行動、生殖などがどのように変化するかを生理学的に解析することができる。機能とアミノ酸配列の異なる3種類のGnRHニューロンそれぞれにGFP蛍光タンパク質を発現させるトランスジェニックメダカは既に当研究室で作成している。この遺伝子コンストラクトを参考にして、成魚まで透明性を保つ透明メダカ系統のGnRHニューロンおよびメタスチンニューロンにGFP等の蛍光タンパク質のみならずKRやNTRを遺伝子導入したトランスジェニックメダカの作成に成功すれば、それらのニューロンを細胞特異的に破壊し、生理・行動実験によりそれぞれのニューロン間の相互作用を解析する事ができるようになり、脊椎動物における生殖の中枢制御の本質的理解につながる知見が得られる。強い緑色光励起により細胞特異的に細胞死を誘発する蛍光タンパク質であるKillerRed(KR)や、酸化型では無毒なMetrodidazolを還元することによってDNAに架橋構造を造って細胞毒性を持つようになる還元酵素Nitroreductase(NTR)タンパク質をGnRHニューロンに遺伝子導入したトランスジェニックメダカの作成を平成20年度に開始したが、その遺伝子コンストラクトは完成し、既に受精卵への微量注射を行っている。
自食作用系タンパク質分解に関わる細胞内調節因子群の研究

本研究は、細胞内における大規模なタンパク質分解を担うオートファジー(自食作用)の調節に関わる未知の物質群を検索する試みである。2年間の研究計画に基づいて得られた成果は以下の通りである。1.アミノ酸の情報伝達因子の検索:バイオアッセイ系作成のための細菌毒素α-トキシンの精製法を改良・工夫した。活性画分は熱に安定、酸・中性で安定、アルカリ性で失活、陽イオン性を示した。オートファジー経路のうち、アミノ酸の作用点と考えられる自食胞の形成段階に作用することが示唆された。2.グルカゴンによりリン酸化されるタンパク質について:グルカゴンにより細胞内でリン酸化されるタンパク質のうち、粗リソソーム画分に局在するものとして49kDaのタンパク質が発見された。in vitroでcAMPによりリン酸化されることが確認された。3.自食作用成熟段階に関わるGTP結合タンパク質について:細菌毒素ストレプトリジンOによるセミインタクト肝細胞で自食作用成熟段階に関わる細胞質タンパク質を検索し、阻害剤の実験からGTP結合タンパク質やNEM感受性タンパク質などの関与が強く示唆された。途中、毒素標品に問題が出たため、大きな支障が出ている。現在はバイオアッセイ系としてin vitro系である自食胞とリソソームの膜融合系の開発に重点を移している。幸い、膜融合反応のプローブとして細胞質酵素Betainhomocystein methyltransferaseの限定分解系を利用できそうであり、本分野で初のin vitro系の成功が期待される。本研究は、細胞内における大規模なタンパク質分会を担うオートファジ-(自食作用)の調節にかかわる未知の物質群を検索する試みである。本年度の研究計画に基づいて得られた成果は以下の通りである。A.アミノ酸の情報伝達因子の検索:バイオアッセイ系としての膜透過性細胞作成に用いる最近毒素α-トキシンに問題が起こった。各国の研究者から入手して検討したが、安定供給のめどが立たず、結局我々自身で作成し、使用に耐える毒素を作成できた。これを用いてテストしたところ、調節アミノ酸で刺激した肝臓抽出物では再現性のあるタンパク分解抑制作用が認められたが、非調節アミノ酸からのものでは抑制作用はなかった。この低分子活性画分は熱に安定であり、酸・中性で安定、アルカリ性で失活した。イオン交換樹脂での実験では陽イオンである可能性を示したが、酢酸エチルによる溶媒抽出では逆に中・酸性の可能性を示した。B.グルカゴンによりリン酸化されるタンパク質について:自食作用性タンパク質分解を促進するグルカゴン作用に注目し、自食作用のおこる粗リソソーム画分中に標的タンパク質を検索した。^<32>Pラベルによるin vivoリン酸化によりグルカゴンで特異的にリン酸化を受ける49kDaのタンパク質(pp49)が検出された。このタンパク質のリン酸化はグルカゴンによるタンパク質分解促進作用と同調したことから、標的タンパク質である可能性が高い。現在、この単離・精製を目指してヒドロキシアパタイト、逆相HPLCなどの精製をおこなっている。C.自食作用成熟段階にかかわるGTP結合タンパク質について:本計画では細菌毒素ストレプトリジンO(SLO)を膜透過性細胞作成に用いているが、サイトゾル中の低分子量GTPaseがこの成熟段階にかかわる候補としてあがってきた段階でSLO標品に問題が出てきた。現在、標品毎の膜透過処理特性を、他の試薬(pore-forming agents)の活用の可能性も含めて再検討している。(A)アミノ酸の情報伝達因子の検索:昨年に引き続き、バイオアッセイ系作成のための細菌毒素α-トキシンの精製法を改良・工夫した。ロットにより細胞膜に形成する微小孔の性質が異なり、数ロットの検討により何とか使用可能なものを得ている。活性因子は今回酢酸エチルでの溶媒抽出では塩基性画分にあることを示した。

また、アミノ酸の作用点としてリソソームでの分解段階ではなく自食胞の形成段階が予想されているが、^<14>C-sucroseの自食胞画分への取り込み実験から、この活性画分がそこに作用することが示され、我々の探っている活性因子の妥当性を強く支持した。(B)アミノ酸のシグナリング機構の解祈:グルカゴンによりリン酸化されるタンパク質の検索は現在事情により中断している。そのかわり、テーマAとの関わりでオートファジーに対するアミノ酸の作用機構を探るべく、タンパク質合成に関わるPhosphatidylinositol 3-kinaseやp70 S6kinaseがオートファジーにも関わる可能性を探った。特異的阻害剤であるWortmanninやRapamycinを用いて検討した。その結果、アミノ酸のシグナリングには両者とも全く作用せず、自食胞の形成段階にWortmanninのみが作用することが判明した。(C)自食作用成熟段階に関わるGTP結合タンパク質について:本計画での中心である細菌毒素ストレプトリジンOの標品に問題が出てきたため、大きな支障が出ている。したがって、現在はバイオアッセイ系としてin vitro系である自食胞とリソソームの融合系の開発に重点を移している。幸い、融合反応のプローブとして細胞質酵素Betainhomocystein methyltransferaseの限定分解系を利用できそうであり、本分野で初のin vitro系の成功が期待される。
膵星細胞を介したマトリックス・リモデリングによる膵癌治療の新展開

ヒト膵癌切除組織より樹立した膵星細胞から三次元細胞外マトリックスを作成した。低酸素下ではマトリックス線維の平行性は増加し、マトリックス上で癌細胞を培養すると、平行な線維の割合が多いほど、癌細胞の運動の直線性は増加した。低酸素下で増大するマトリックスリモデリング因子のひとつとしてPLOD2を見出した。PLOD2抑制膵星細胞より作成したマトリックスは、線維の平行性は減弱した。膵癌浸潤能増強の機序の一つとして、癌間質リモデリングによる易浸潤性の微小環境形成がある。低酸素下による癌間質リモデリング遺伝子として膵星細胞のPLOD2が同定でき、PLOD2を標的とすることで膵癌の浸潤抑制が期待される。膵癌は、他の固形癌より間質の線維増生を強く認めるため、癌の悪性度や治療抵抗性における癌微小環境の重要性が以前より指摘されている。癌微小環境が、癌細胞の増殖、浸潤、転移、抗癌剤治療耐性に強い影響を及ぼすことが報告されており、膵癌微小環境も治療標的とすることで、最難治癌である膵癌の治療成績の改善を図る戦略が期待されている。本研究では、癌微小環境形成メカニズムを詳細に検討する中で、線維増生の形成主体である膵星細胞と、細胞外マトリックスの線維配列に着目した。まず我々はヒト膵癌切除組織より樹立した膵星細胞から三次元細胞外マトリックスを作成した。三次元細胞外マトリックスは、フィブロネクチンやI型コラーゲンを豊富に有した。また、その線維配列を解析すると、作成する際の細胞数が多いほど平行な線維の割合が増加することが判明した。作成した三次元細胞外マトリックス上で癌細胞を培養すると、膵癌細胞株の形態はフィブロネクチンやI型コラーゲンをコートしたディッシュ上の細胞と比較して紡錘形となった。また、有意なビメンチンの発現増加、E-カドヘリンの発現低下を認め、三次元細胞外マトリックスは癌細胞の上皮間葉転換を促進することが判明した。次に、三次元細胞外マトリックス上での癌細胞の運動能を評価した。平行な線維の割合が多いマトリックス上での経時的観察を行うと、癌細胞は線維の方向とほぼ同じ方向に、直線的に運動することが判明した。以上のことより、膵癌細胞の高い浸潤能や浸潤方向における膵星細胞由来細胞外マトリックスの重要性が示唆された。我々は、ヒト膵癌切除組織より樹立した膵星細胞から三次元細胞外マトリックスを作成することに成功した。三次元細胞外マトリックスは、フィブロネクチンやI型コラーゲンを豊富に有し、通常ディッシュ上での培養と比較して、癌細胞の上皮間葉転換を促進することが判明した。また、その線維配列は、作成する際の細胞数が多いほど平行な線維の割合が増加し、平行な線維の割合が多いほど、三次元マトリックス上での癌細胞の運動は線維方向に沿って直線的に増加することが判明した。膵星細胞が低酸素下で液性因子を介して腫瘍進展促進性の挙動を示すことから、膵星細胞が作成する細胞外マトリックスの質的特徴に影響と与える因子として低酸素に注目した。低酸素下で膵星細胞から三次元細胞外マトリックスを作成したところ、通常酸素時と比較して、有意に平行な線維の割合は増加した。低酸素下および通常酸素下で培養星細胞のマイクロアレイ解析を行い、低酸素下で発現が増大するマトリックスリモデリング遺伝子としてPLOD2(procollagen-lysine, 2-oxoglutrarate 5 dioxygenase 2)を同定した。PLOD2は間質においては正常膵組織より膵癌切除組織で発現が強く、膵星細胞のPLOD2mRNAの発現は、正常線維牙細胞や、膵癌細胞株より高く、低酸素下で増加した。RNA干渉によるPLOD2の抑制膵星細胞により作成したマトリックス線維の平衡性は低酸素下で減弱した。医歯薬学ヒト切除組織由来膵星細胞から三次元細胞外マトリックスを作成することに成功し、その線維構築の評価方法も確立したこと、さらに作成した三次元細胞外マトリックスを使用して、癌細胞と細胞外マトリックスの相互作用も検討し、一定の成果を得られたことから、本研究はおおむね順調に進展していると考えられた。また、膵星細胞におけるCD90発現と活性型膵星細胞の指標となるα-SMA発現が予後と相関することを見出した。一方、本年度の計画で予定していた膵星細胞のサブタイプによる三次元細胞外マトリックスの質的評価まで行うことはできなかった。

また、三次元細胞外マトリックスの硬度の評価を行うこともできなかった。今後は、膵星細胞のフェノタイプの違いによって、産生・構築される細胞外マトリックスの違いについて検討する予定である。また、線維を構築する上での分子メカニズムについても検討を重ねたい。得られた知見から、膵癌間質の線維構築を制御する標的分子を同定し、膵癌マウスモデルで膵星細胞をターゲットとした間質標的治療の有効性を検討していく予定である。線維構築の検討で十分な結果が得られなければ、当初計画に記した細胞外マトリックスの硬度に関する評価を行っていく予定である。本研究はおおむね順調に進展しており効率的に資金を使用できたため。試薬類30万円、抗体10万円、リボ核酸干渉・遺伝子強制発現50万円、実験用マウス60万円、実験用ガラス器具25万円研究成果発表費10万円、論文投稿料10万円
インドネシアにおける天然林保護と安定的な木材供給の実現に向けた熱帯人工林の検証

本研究は、インドネシアにおける規模と保有形態が異なる人工林の比較分析を行い、持続的な熱帯人工林の条件について検証することを目的としており、1コミュニティ人工林(HTR)、2産業造林(HTI)、3私有林(HR)の3つの事例研究で構成される。平成30年度は下記について研究を行った。2産業造林(HTI)の事例:文献レビューやNGO関係者らとの合同勉強会を通じて、産業造林が抱える問題について分析し、土地が大規模に囲い込まれることによって生じる土地紛争や富の不平等、熱帯林の管理においても近年重要になってきている非政府市場駆動型ガバナンスの課題を考察した。またこれらの産業造林に関する研究成果に関する本の原稿の執筆作業を進めた。3私有林(HR)の事例:インドネシアでは植林する際に樹木の間に農作物を植えるアグロフォレストリー(=トゥンパン・サリと呼ばれる)が広く普及している。一方でトゥンパン・サリは、樹木が成長するに従って樹冠が鬱閉し、植林後3年ほどで日射量不足のため農作物が育たなくなり、農民たちの農業収入も途絶えてしまうという問題を抱えている。この技術的な問題に取り組むために、チーク人工林において日陰でも育つこんにゃくの栽培を近年始めたジョグジャカルタ特別州グヌンキドル県バニュソチョ村を訪問して地域住民へインタビューを行ない、こんにゃく栽培の現状と課題を把握した。またバニュソチョ村との事例比較を行なうためインドネシアの研究協力者と一緒に群馬県甘楽郡下仁田町を訪問し、こんにゃく栽培農家へのインタビューを行ない、インドネシアの農民たちが安定的に農業収入を得られ、長期間にわたって植林した樹木を保育するためのトゥンパン・サリの方法について検討した。本研究は、1コミュニティ人工林(HTR)、2産業造林(HTI)、3私有林(HR)の3つの事例研究で構成される。2産業造林(HTI)、3私有林(HR)に関しては、おおむね順調に進展している。一方で1コミュニティ人工林(HTR)の事例に関してはフィールドワークを実施するために必要な調査許可の取得手続きに時間を要しており、半構造化インタビューを用いた世帯調査が出来ておらず、当初の計画よりも遅れが生じている。調査許可取得後、リアウ諸島州におけるコミュニティ人工林(HTR)協同組合の組合員を対象に半構造化インタビューを用いた世帯調査を行ない、コミュニティ人工林(HTR)政策が地域住民の生計に与えた影響について分析を行う。その上で1コミュニティ人工林(HTR)、2産業造林(HTI)、3私有林(HR)の3つの事例を比較し、持続的な熱帯人工林の条件について検証する。本研究は、インドネシアにおける規模と保有形態が異なる人工林の比較分析を行い、持続的な熱帯人工林の条件について検証することを目的としている。研究目的を達成するために、本研究では「制度分析(文献調査や関連する法律や政策の分析を通じて、各々の人工林の法的な位置づけを明らかにする)」と「事例研究(半構造化インタビューや観察を用いたフィールドワークを実施し、現場での実態を明らかにする)」を通じて、制度と実態の齟齬を解明し、各々の人工林の特徴と課題を整理して比較することで、持続的な熱帯人工林の条件について検証する。平成29年度は、主に文献レビュー、関連する法律や統計の分析、キー・インフォーマント・インタビューによって、インドネシアの人工林の動向と課題について整理を行ない、以下の点を把握した。(1)天然林における択伐施業は縮小傾向にある一方で、産業造林は拡大傾向にあり、持続可能な森林経営を促進する上で人工林の重要性が増している。(2)大規模に土地を囲い込んで開発を行う産業造林は、増大する木材需要を満たし、雇用創出や外貨獲得を通じた経済発展に対する期待がある一方で、天然林の転換による生物多様性の喪失や地域住民の権利の侵害に対する批判もなされている。各ステークホルダーによるこれらの主張は異なる「レジティマシー(正当性・正統性)」に依拠している。(3)インドネシア政府による土地改革(国有地における土地の再分配と社会林業)が活発化しており、新たな法制度も多く制定されている。これらの土地改革の動向が人工林の管理や経営に与える影響について継続的に分析する必要がある。フィールドワークを実施するために必要な調査許可の取得手続きに予定より時間を要しており、今年度は調査許可を必要としない文献レビュー、関連する法律や統計の分析、キー・インフォーマント・インタビューを中心に研究を実施した。また以前のフィールドワークで収集した小規模な私有林管理に関するデータを用いて論文を執筆し出版した。

一方でトゥンパン・サリは、樹木が成長するに従って樹冠が鬱閉し、植林後3年ほどで日射量不足のため農作物が育たなくなり、農民たちの農業収入も途絶えてしまうという問題を抱えている。この技術的な問題に取り組むために、チーク人工林において日陰でも育つこんにゃくの栽培を近年始めたジョグジャカルタ特別州グヌンキドル県バニュソチョ村を訪問して地域住民へインタビューを行ない、こんにゃく栽培の現状と課題を把握した。またバニュソチョ村との事例比較を行なうためインドネシアの研究協力者と一緒に群馬県甘楽郡下仁田町を訪問し、こんにゃく栽培農家へのインタビューを行ない、インドネシアの農民たちが安定的に農業収入を得られ、長期間にわたって植林した樹木を保育するためのトゥンパン・サリの方法について検討した。本研究は、1コミュニティ人工林(HTR)、2産業造林(HTI)、3私有林(HR)の3つの事例研究で構成される。2産業造林(HTI)、3私有林(HR)に関しては、おおむね順調に進展している。一方で1コミュニティ人工林(HTR)の事例に関してはフィールドワークを実施するために必要な調査許可の取得手続きに時間を要しており、半構造化インタビューを用いた世帯調査が出来ておらず、当初の計画よりも遅れが生じている。調査許可取得後、南スマトラ州とリアウ州における産業造林およびコミュニティ人工林で地域住民に対する半構造化インタビューを実施し、一次データの収集を行う。調査許可取得後、リアウ諸島州におけるコミュニティ人工林(HTR)協同組合の組合員を対象に半構造化インタビューを用いた世帯調査を行ない、コミュニティ人工林(HTR)政策が地域住民の生計に与えた影響について分析を行う。その上で1コミュニティ人工林(HTR)、2産業造林(HTI)、3私有林(HR)の3つの事例を比較し、持続的な熱帯人工林の条件について検証する。調査許可の手続きに予定よりも時間を要したため、当初計画した通りのフィールドワークが実施できなかった。次年度使用額については、調査許可取得後にフィールドワークを実施するための旅費として使用する。調査許可の手続きに時間を要しており、当初計画したコミュニティ人工林(HTR)協同組合の組合員を対象とした半構造化インタビューが実施できなかった。次年度使用額については、調査許可取得費とコミュニティ人工林(HTR)に関するフィールドワークを実施するための旅費として使用する。
中間管理職の「ケア力」向上によるメンタルヘルス不調防止プログラムの開発

1.中間管理職(上司)の「ケア力」に関する先行研究の整理と面接調査実施佐藤・松井(2018)によってメンタルヘルス不調者に対する管理監督者の心理的負担についての質的・量的研究が発表され,本研究のテーマである管理職の「ケア力」の研究意義が再確認された。併せて前年度に計画した臨床心理士対象の面接調査を実施した。今回我々が行った調査は,企業で働く臨床心理士に調査協力を依頼し,企業における臨床心理士としての仕事内容や上司相談経験,上司相談の内容と上司の対応,管理職研修の内容とその工夫などについて尋ねた。9事業所(企業としては4企業)で働く臨床心理士10名の協力を得て,2018年7月から2019年1月にかけて面接調査を実施した。面接場所は本学東京オフィス,および各事業所へ研究者が訪問して実施した。面接はすべて録音し,逐語記録化して今後定性的研究としてまとめる予定である。面接の過程で,調査協力者が企業内で働く臨床心理士としての役割や職業アイデンティティを大事にし,またそれらを模索しながら現場で働く姿が浮かび上がってきたため,「企業で働く臨床心理士」というテーマでもこのデータをまとめる意義が見いだされたため,現在そのデータをまとめている。2.中間管理職の「ケア力」に影響を与える組織要因についてのマルチレベル分析前年度の研究成果をもとに,マルチレベル分析を適用するための仮説構築,先行研究の整理を行うとともに,マルチレベル分析適用のための技術的問題について検討を行った。前年度の遅れを取り戻すために面接調査スケジュールの早期調整に入ったが,2018年度は9月に公認心理師試験が実施されたため,調査協力者の心理的安全感を確保するためにその前後は調査を実施しなかったこと,調査の過程で浮かび上がってきた「企業内で働く臨床心理士の役割」というテーマへの対応について検討する必要が出てきたこと,研究者の学務負担の変化などにより研究の進捗は当初計画よりも遅れている。1.中間管理職(上司)のケア力と近接概念の整理佐藤・松井(2018)など,これまでセルフケアが中心であった職場のメンタルヘルス対策の中でラインによるケアに焦点を当てる研究が登場してきたことを踏まえ,本研究のテーマである「上司のケア力」概念を再度整理する必要がある。2.企業内で働く臨床心理士に対する面接調査得られた10名分のデータを定性的研究としてまとめる。その際に当初主眼としていた「上司のケア力」の視点だけでなく,「企業内臨床心理士の役割と職業アイデンティティ」の視点からも検討する。本年度はこの2点に重点的に取り組むことで,研究の方向性を再確認していきたいと考える。1.中間管理職(上司)の「ケア力」に関する先行研究の整理と面接調査準備2017年度は海外文献を中心に中間管理職に期待される部下のケアについて資料収集を試み,併せて倫理的観点からより具体的な面接調査計画を検討し,本学大学院人間科学研究科倫理委員会にて審査を受けた。海外文献については後述のように具体的な先行研究を見出すことができなかったことから,今後は国内文献にも対象を広げて精査し,成果を論文にまとめる予定である。面接調査は企業で働く臨床心理士を中心に調査協力者を10名程度確保した。2.中間管理職の「ケア力」に影響を与える組織要因の特定中間管理職の「ケア力」を検討するためにはまず職場における心理的安心感がチームコミュニケーションにどのような影響を与えているかを検討することが重要である。したがって2017年度は組織健康度(小川, 2011),心理的安心感(De Brentani & Kleinschmidt, 2004),チーム内コミュニケーション(縄田, 2015),集団葛藤(村山・大坊, 2008)を用いた定量的調査を協力事業所A(従業員600名)に対して実施した。その結果,課題コミュニケーション及び率直さと情緒性が,関係葛藤によって阻害されること,逆にチームにおける安心によって促進されること,メンバーから受容され支援を求めることができるという安心があるとき,課題葛藤はないよりもむしろあったほうが課題コミュニケーションを促進すること,そのような安心があっても,関係葛藤は少ないほうが課題コミュニケーションを促進することが分かった。2017年度は海外文献を中心に中間管理職に期待される部下のケアについて資料収集を試みたが,「中間管理職のケア力」に該当する研究を見出すことができず,「上司のケア力」概念の再検討を迫られることになった。この点については国内文献にも対象範囲を拡大して「中間管理職のケア力」についての概念の整理を進めたい。中間管理職及び臨床心理士を対象とした面接調査については,面接までのプロセスを倫理的観点からより妥当なものとするために計画を精緻化し,さらに本学大学院人間科学研究科倫理委員会にて審査を受け,研究計画に倫理的観点から問題がないことの承認を得たがその審査過程に時間を要した。

9事業所(企業としては4企業)で働く臨床心理士10名の協力を得て,2018年7月から2019年1月にかけて面接調査を実施した。面接場所は本学東京オフィス,および各事業所へ研究者が訪問して実施した。面接はすべて録音し,逐語記録化して今後定性的研究としてまとめる予定である。面接の過程で,調査協力者が企業内で働く臨床心理士としての役割や職業アイデンティティを大事にし,またそれらを模索しながら現場で働く姿が浮かび上がってきたため,「企業で働く臨床心理士」というテーマでもこのデータをまとめる意義が見いだされたため,現在そのデータをまとめている。2.中間管理職の「ケア力」に影響を与える組織要因についてのマルチレベル分析前年度の研究成果をもとに,マルチレベル分析を適用するための仮説構築,先行研究の整理を行うとともに,マルチレベル分析適用のための技術的問題について検討を行った。前年度の遅れを取り戻すために面接調査スケジュールの早期調整に入ったが,2018年度は9月に公認心理師試験が実施されたため,調査協力者の心理的安全感を確保するためにその前後は調査を実施しなかったこと,調査の過程で浮かび上がってきた「企業内で働く臨床心理士の役割」というテーマへの対応について検討する必要が出てきたこと,研究者の学務負担の変化などにより研究の進捗は当初計画よりも遅れている。1.中間管理職(上司)のケア力に関する先行研究の整理2017年度は海外文献を中心に先行研究を調査したが具体的な成果がみられなかったことから,2018年度は国内文献にも焦点を当ててレビューを実施する。レビューを論文にまとめて投稿する。2.中間管理職および臨床心理士を対象とした中間管理職の「ケア力」に関する調査面接対象の選定および研究の全体像の明確化を考えて,今年度は臨床心理士を対象とした面接調査を実施する。現在10名の調査協力者を得ており,順次面接調査を実施する。3.中間管理職の「ケア力」に影響を与える組織要因についてのマルチレベル分析協力事業所A(従業員600名)に対して実施した調査データをもとに,職位にマルチレベルを設定した際の職場の組織要因の関係について検討する。その成果を論文にまとめる。1.中間管理職(上司)のケア力と近接概念の整理佐藤・松井(2018)など,これまでセルフケアが中心であった職場のメンタルヘルス対策の中でラインによるケアに焦点を当てる研究が登場してきたことを踏まえ,本研究のテーマである「上司のケア力」概念を再度整理する必要がある。2.企業内で働く臨床心理士に対する面接調査得られた10名分のデータを定性的研究としてまとめる。その際に当初主眼としていた「上司のケア力」の視点だけでなく,「企業内臨床心理士の役割と職業アイデンティティ」の視点からも検討する。本年度はこの2点に重点的に取り組むことで,研究の方向性を再確認していきたいと考える。購入予定だったノートパソコンが当初の想定よりも安く購入できたため。残金は今後逐語記録作成のためのテープ起こし代として使用する予定である。研究成果発表のための海外出張を計画していたが,研究の進捗に遅れが出た結果,発表に値する成果がまだ出ておらず,計画延期となった。2019年度においては,成果発表に代えて教育研修プログラム開発と実施に関する情報収集とスキル習得のため海外出張を計画している。
大表面積をもつ炭素系材料の機能の高度化と多元化

大表面積を持つ炭素材料(活性炭)の機能を高度化するとともに、他の機能を付与して多元化することを目的として、1)構造・組織と各種ガス吸着特性との関係の解明、2)レーザー照射およびドーピングによる表面改質と吸着特性の向上、のための基礎的検討を行った。1)構造・組織と各種ガスの吸着特性との関係種々の原料から作られた17種の活性炭について、その基本的吸着特性として、窒素および炭酸ガスの吸着・脱離曲線を種々の温度で測定した。殆どの活性炭で吸着曲線と脱離曲線とは完全に一致した。種々の温度での吸着曲線がポラニイプロットで一本の曲線となり、吸着機構は温度に依らず同一であると考えられた。また、窒素ガスによって決定したBET比表面積は炭酸ガスによる値と一致した。しかし、球状フェノール樹脂から作られた活性炭では、炭酸ガスの吸着・脱離曲線が一致せず、炭酸ガスが吸蔵されることを見出した。2)レーザー照射およびドーピングによる表面改質と吸着特性の向上フェノール樹脂の700゚C炭素化試料を用いて種々の雰囲気でYAGレーザー光の照射を行い、レーザー照射がアンニーリングと賦活の2つの効果を持つことが明かとなった。また、硫酸あるいはアルカリ金属とTHFをインターカレーションさせた後、急熱処理を行い、ホスト黒鉛を膨張させた。この処理によって、層面に垂直方向に約300倍にまで膨張するが、比表面積としては20m^2/g程度にしか増加せず、さらに賦活処理が必要である。さらに、レーザー照射による炭素材料表面へのシリコンなど異種原子のドーピングのための基礎的検討を行った。ドーピングの可能性を確認することが出来たが、それに加えて、レーザー照射下での反応は複合材料の作製技術として利用できることを見出した。炭素材料は活性炭としての用途に示されるように、大きな表面積を持つことが一つの特徴である。本研究では、このような大表面積を持つ炭素材料の機能を高度化するとともに、他の機能を付与して多元化することを目的として、1)炭素材の構造・組織と各種ガス吸着特性との関係を解明するとともに、2)シリコン、ボロンなどの異種原子、分子のド-ピングによる表面改質とガス吸着特性の向上するための基礎的検討を行った。1)構造・組織と各種ガスの吸着特性との関係:基材炭素材として処理温度の異なるフェノ-ル樹脂炭3種、ピッチ系及びPAN系活性炭素繊維5種を選び、その基本吸着特性として、窒素及び炭酸ガスの吸・脱着挙動を種々の温度で測定した。その結果、炭素繊維についての窒素および炭酸ガスの飽和吸着量はほぼ対応しており、それらガスの吸・脱着は急速で、可逆的であった。これに対して、1000゚C付近で炭素化したフェノ-ル樹脂炭の場合は、炭酸ガスの吸・脱着が不可逆的であり、真空に排気によっては脱着し得ない二酸化炭素分子がかなり大量に存在することが明らかになった。この吸着分子は250゚Cでの脱気処理によって取り除くことができ、再度炭酸ガスを不可逆的に吸着できることも明かとなった。炭酸ガスの吸・脱着挙動、飽和吸着量、さらに窒素の吸着量との関係は、フェノ-ル樹脂の炭素化温度および条件に強く依存している。2)ド-ピングによる表面改質と吸着特性向上:塩化鉄、硫酸あるいはアルカリ金属をインタ-カレ-ションさせたのち急熱して黒鉛基材を膨張させ、組織の改質を試みた。フレ-ク状の黒鉛は層面に垂直な方向に約300倍にも膨張し、大きな表面積が期待される。

また、シランガス中で炭素繊維基材にレ-ザ光を照射することによって炭素材表面に炭化珪素が生成することが確認され、表面改質の可能性が示唆された。1)構造・組織と各種ガスの吸着特性と関係前年度において、フェノール樹脂1000°C炭素化試料について不可逆な炭酸ガスの吸着を見出した。そこで、種々の原料から作られた17種の活性炭について、その基本的吸着特性として。窒素および炭酸ガスの吸着・脱離曲線を種々の温度で測定した。殆どの活性炭で吸着曲線と脱離曲線とは完全に一到した。種々の温度での吸着曲線がポラニイプロットで一本の曲線となり、吸着機構は温度に依らず同一であると考えられた。また、窒素ガスによって決定したBET比表面積は炭酸ガスによる値と一致した。2)レーザー照射およびドーピングによる表面改質と吸着特性の向上フェノール樹脂の700°C炭素化試料を用いて種々の雰囲気でYAGレーザー光の照射を行い、レーザー照射がアンニーリングと賦活の2つの効果を持つことを明かにした。さらに、塩化鉄、硫酸あるいはアルカリ金属とTHFをインターカレーションさせたフレーク状黒鉛を、急熱処理することによって膨張させた。この処理によって、黒鉛層面に垂直な方向に約300倍にまで膨張するが、比表面積としては20m^2/g程度にしか増加せず、さらに賦活処理が必要であった。塩化鉄を用いた場合には、黒鉛表面に鉄化合物が微粒子として析出しており、吸着特性との関連で興味深い。さらに、レーザー照射による炭素材料表面へのシリコンなど異種原子のドーピングのための基礎的検討を行った。炭素とシリカ混合物にレーザー照射することによって炭化珪素SiCが生成し。シランガス中で炭素繊維基材にレーザー照射することによって表面にSiCを生成し得ることを確認した。これらの結果は炭素材料表面への異種原子をドーピングし得ることを示唆している。
小型スピン偏極粒子源の開発に関する研究

近年、原子核実験では偏極ビームを使った実験が盛んに行われるようになり、ビーム、ターゲット共に偏極粒子を用いられるようになってきた。しかし、偏極イオン源の生成方式では、ビーム強度は最大1mA程度と非偏極イオン源に比べてビーム強度が弱いため、今後さらに高強度ビームを必要とする実験には使用できない。また、性能向上のために周辺機器も含めたイオン源全体は大型化しており、設置スペース等の面でも問題が生じてくることが予想される。そこで今後、新しい方式に基づいた、高強度偏極イオン源の開発が必要不可欠となっている。本研究では、新しい方式による小型偏極粒子源の有効性を評価することを目的とした。この方式では、原子線型偏極イオン源の方式と基本的に同じ構成要素を使用しそれらを輸送導管で接続することにより、得られる偏極原子密度の増加、即ち高強度偏極粒子の生成が期待できる。また、装置の規模もコンパクト化が可能となるので運転・設置が容易になる利点もある。本研究ではまず、原子生成用解離器から六極磁場中に放出された水素原子が、輸送導管を通過しながら電子偏極されるかどうかをシミュレートした。その結果、分子流条件を越えないような原子密度でなければ、再結合及び減偏極を生じないことが判明した。そこで、実際にパイレックスガラス製の解離器及び輸送導管を製作し、生成した水素原子のビーム強度を、コンプレッション管の真空度変化を測定することで求めた。また高周波遷移器のON/OFFにより、核スピン遷移も確認することができた。また、原子再結合抑制用として用いられるガラス管内壁のコーティングについても検討した。解離部にもコーティングを施した測定において、放電の際コーティング材の主成分である炭素、シリコン等が検出されたため、コーティングは、解離器部以降のみに行なうべきであることがわかった。
木製遺物と民具の用材分析に基づく近世・近代の木材流通の様相の解明

遺跡から出土した木製品および民家所蔵の民具の用材分析に基づき、近世・近代の木材流通の様相およびその背景となる森林資源利用の歴史的変遷の解明を目的とした。そのために、遺物・民具の樹種同定および年輪年代学的検討をおこなうことで、素材となった木材の生育年代や生育環境、原産地の推定をおこなった。なかでも漆器は磁気共鳴画像法(MRI)およびコンピューター断層撮影(CT)を用いた非破壊分析によって木胎部の観察をおこない、これまで未開拓であった近世・近代の漆器生産・流通史の復原を試みた。東北地方の旧家に保管されていた漆椀類をマイクロフォーカスX線CTによって撮像し、年輪計測をおこなった。得られた年輪データ間のクロスデートをおこない、さらに現生ブナの標準年輪曲線とクロスデートを試みた。これまで得られた年輪データの検討の結果、同一のセット内の個体間で高い類似度でクロスデートし、同一母材をもとに製作されたと推定されるものも認められた。また、年輪曲線が岩手県内のブナの標準年輪曲線とクロスデートするなど、漆器木地の産地を推定する方法として年輪年代学的アプローチは有効であることが明らかとなった。今後の資料の蓄積によって年輪曲線の拡充を図り、こうした検討の有効性を確認する。MRIは、磁気共鳴を利用して対象物に含まれる水素原子を画像化する方法であり、木質内に豊富に水分が含まれる遺跡出土の木製品・木材の内部を可視化するのに適していることが予想された。そこで実際の出土木製品と同様の、含水率の高い状態に調製した現生木試料を、臨床用MRI装置を用いて撮像し、年輪計測を試みた。その結果、木材の保存状態に応じて撮像条件を最適化することで年輪計測に利用可能な画像が得られることが明らかになった。この方法を用いることで、さまざまな木製品や漆器など、従来は対象とし得なかった木質遺物の年輪計測が可能になる。
痛み（感覚）センサーとしての筋膜の新たな基礎医学的役割の確立

肩こりや腰痛などの筋・筋膜性疼痛は、先進国に共通した慢性難治性疾患である。筋膜組織はその痛みの発生源として重要であると信じられてきたが、これまでにその実証はなかった。本研究では、1)ラットの下腿筋膜に侵害受容線維が分布すること、2)機械・化学・熱などの痛み刺激に応じる侵害受容器が分布すること、3)筋膜からの侵害情報が脊髄後角表層の痛覚伝導路に入力することを実証した。以上の結果は、筋膜が単なる支持組織ではなく、侵害受容を担う感覚組織であることを示しており、筋・筋膜性疼痛における筋膜の関与を示唆する。筋膜は第2の骨格とも言われ、円滑で協調的な身体動作に不可欠な支持組織である。一方、支持機能以外の生理・解剖学的役割は確立されておらず、筋膜はいわば忘れ去られた組織であった。本研究ではこれまでに、1)筋膜における侵害受容線維の分布様式を明らかにし、2)筋膜への痛み刺激に応じる細径線維侵害受容器(Aδ線維、C線維)を同定し、3)筋膜からの末梢侵害入力の脊髄投射様式を明らかにしており、筋膜がこれまでに考えられてきたような単なる支持組織ではなく、侵害受容を担う感覚センサー組織として、生体においてよりダイナミックな役割を担うことを示してきた。H25年度は、カルシトニン遺伝子関連ぺプチド、およびPeripherin陽性侵害受容線維のより詳細な分布を調べ、これらのマーカーが下腿筋膜において共局在することを確認した。現在、病態モデル(遅発性筋痛/炎症性疼痛)を用いて痛覚過敏時の侵害受容線維の分布の変化を調べている。また、遅発性筋痛の痛覚過敏に重要な機械感作物質である神経成長因子のmRNA発現は、筋のみならず、筋膜においても有意に増大することがわかった。これは遅発性筋痛の痛みの発生源が筋だけでなく、筋膜にもあることを示唆するものである。近年、筋膜がアクティブな収縮能を有するという興味深い仮説が報告された。我々はこの報告に基づき、下腿筋膜が平滑筋様に数十分のオーダーでゆっくりと収縮する現象を確認した。次に、この収縮能が筋膜に分布する血管平滑筋に由来する可能性を確かめるため、トマトレクチンにより下腿筋膜の血管分布を標識した。またα-smooth muscle actin抗体を用いて、下腿筋膜内の血管平滑筋の分布を調べたところ、下腿筋膜表層に比較的大きな血管の密な分布が観察され、その血管の走行パターンから下腿筋膜の長軸方向への収縮が下腿筋膜表層に分布する血管平滑筋に起因する可能性が示唆された。筋膜は肩こりや腰痛患者の痛みのソースとして、あるいは治療のターゲットとして重要視されるが、そもそも筋膜が痛み受容を担うという実証はなかった。H24年度は主として正常時における筋膜侵害受容の神経機構を明らかにした。具体的には、1)カルシトニン遺伝子関連ぺプチド、Peripherinを神経マーカーとし、下腿筋膜における侵害受容線維の分布を明らかにした。2)筋膜への痛み刺激に応じる侵害受容器(細径線維受容器、Aδ-線維、C線維)を同定し、その反応特性を解明した。中でも筋膜C線維受容器の43%は機械・化学・熱刺激に応じるポリモーダル受容器であることがわかった。3)筋膜からの末梢侵害入力がL2L4脊髄後角表層の内外側中央部に投射することを明らかにした。これらの知見は筋膜がこれまでに考えられてきたように単なる支持組織ではなく、生体においてよりダイナミックな役割を担うことを示す画期的な研究成果であり、忘れ去られた組織“筋膜"に新しい生理・解剖学的役割を付与するものである。さらに、当初の実験計画にはなかったが、筋膜の正常組織像を明らかにし、筋膜内の血管分布様式を解明しつつある。これまでに、筋膜の血管平滑筋が筋膜全体をゆっくりと収縮させ、筋・筋膜組織の張力維持に寄与する可能性がわかってきた。また、筋膜侵害受容の病態(痛覚過敏)時における変容についても着手し、筋膜が正常時のみならず、痛覚過敏時の痛み受容にも関与する重要な感覚センサー組織である可能性を明らかにしつつある。筋膜(fascia)は“第2の骨格"とも言われ、その生体における支持組織としての役割は確固たるものである。しかし、一方で、筋膜の支持機能以外の生理・解剖学的役割に着目した研究は皆無に等しく、基礎医学において筋膜はいわば“忘れ去られた組織"と言える。本年度は、その疼痛発生源として筋膜が重要であると示唆されている遅発性筋痛の動物モデルを用い、遅発性筋痛を生じる伸張性収縮のパラメータを同定し、および伸張性収縮中の機械因子を明らかにした。