hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
教員養成大学・学部における教員離れの構造に関する理論的・実証的研究

2.現在の教員需要数は全国的に少ない状況にあるが、今後の回復は大阪、京都などの関西圏、東京、神奈川、埼玉などの首都圏を中心に始まり、それが周辺の都道府県に拡大していくものと推測される。また、学校種別に見れば、小学校での回復から始まり、中学校、高等学校へと波及していく。3.現在の教職員配置改善計画が終了した時点で継続的な政策が展開されなければ、換言すれば1998年の時点でのPT比で固定すれば、中学校では1999年からの5年間、高等学校では2002年からの5年間、極めて限定された教員採用数しか望めない。4.教育学部に学ぶ1600人を対象にしたアンケート調査から、教職志向の強弱には大学間で差異が見られること、広島大学学校教育学部では学生の教職志向が強いこと、学年が下がるにつれて教育学部を受験することの決定時期が遅くなっていること、教育学部の受験を決定する時期が遅ければ遅いほど教師になりたいと考える学生も少なくなっていること、教職志望の学生にとって教職の安定性が魅力として映っていること、どうしても教職に就きたいと考える学生は25%程度に止まっていること、また、近年の噴出する教育問題に対して、教師や学校に対するパッシングが教師になることの自信喪失につながっていること、などが明らかになった。
終末期老人患者の心情を理解できる看護婦養成(ロールプレイを用いて)

研究の目的看護婦養成においてロールプレイは患者の心情の共感的受容という「理念」を「行動的に理解」させることができる優れた教授法であると一般に言われている.これを終末期老人患者の援助場面へ適用し,その効果を実証することを目的とした.研究の実施と結果1.臨床実習で学生が実際に体験した,終末期患者の援助の事例を収集した.学生の報告の中より終末期肝臓癌患者の援助に苦心した事例を選定した.これをもとにロールプレイの紙上シミュレーションの設計を試みた.その要点は,もし終末期の患者から「もうすぐ死ぬのでは?」と話しかけられたら,担当看護婦としてどう答えるか考えて記述させるものである.そして,学生の回答を共感的理解受容を基準として4段階に評価するように計画した.2.終末期老人患者の援助場面のロールプレイを,学生の実際に上演させた.その前後に紙上シミュレーションを実施して効果の確認をした.その結果,著しい向上が確認できた.すなわち,上演前でが「そんな弱気を言ってはいけませんよ」と否定したり,「元気を出して頑張りましょう」と励ましたりするなどの応答が中心であったが,上演後では「もうダメだと感じられているのですね.本当に大変ですね」など理解・受容を示す者がほとどになり学生の意識の変化が確認できた.3.これらの研究成果は今後の学生指導にも活用するとともに,第3回国際保健医療行動科学会会議,第9回日本健康心理学会などで発表する予定である.研究の目的看護婦養成においてロールプレイは患者の心情の共感的受容という「理念」を「行動的に理解」させることができる優れた教授法であると一般に言われている.これを終末期老人患者の援助場面へ適用し,その効果を実証することを目的とした.研究の実施と結果1.臨床実習で学生が実際に体験した,終末期患者の援助の事例を収集した.学生の報告の中より終末期肝臓癌患者の援助に苦心した事例を選定した.これをもとにロールプレイの紙上シミュレーションの設計を試みた.その要点は,もし終末期の患者から「もうすぐ死ぬのでは?」と話しかけられたら,担当看護婦としてどう答えるか考えて記述させるものである.そして,学生の回答を共感的理解受容を基準として4段階に評価するように計画した.2.終末期老人患者の援助場面のロールプレイを,学生の実際に上演させた.その前後に紙上シミュレーションを実施して効果の確認をした.その結果,著しい向上が確認できた.すなわち,上演前でが「そんな弱気を言ってはいけませんよ」と否定したり,「元気を出して頑張りましょう」と励ましたりするなどの応答が中心であったが,上演後では「もうダメだと感じられているのですね.本当に大変ですね」など理解・受容を示す者がほとどになり学生の意識の変化が確認できた.3.これらの研究成果は今後の学生指導にも活用するとともに,第3回国際保健医療行動科学会会議,第9回日本健康心理学会などで発表する予定である.
植物免疫信号伝達系におけるセロトニンの機能解析

イネにおいてセロトニンの合成に役割を持つSLの発現がどのような反応で誘導されるかを解析した。これまでの解析によって、病原体によく保存された分子の一つ、キチン処理やいもち病菌の感染によってSL遺伝子の発現が誘導されることを明らかとしている。病原体間で、保存性の低いエフェクターと呼ばれる分子を植物の抵抗性タンパク質が認識することにより誘導される抵抗性はしばしば細胞死を伴う非常に強い抵抗性であることが知られており、育種的にも非常に重要な抵抗性誘導機構である。このエフェクター分子、今回はPex22の認識による反応を特異的に解析するために、Pex22にHAタグを付加したグルココルチコイド誘導型のPex22-HA誘導型形質転換体を作出した。Pex22を認識できる栽培種、金南風を背景に作出した形質転換体植物ではPex22-HAが発現の見られる個体での細胞死の誘導が、トリパンブルー染色によって示された。Pex22を認識できない栽培種、農林8号ではこの反応は見られなかった。同様の、形質転換培養細胞にDexを処理し、SLやいくつかの防御応答遺伝子の発現を解析した。その結果、どちらの栽培種を背景として作出された培養細胞でも、SLやその他防御応答遺伝子の発現誘導は見られなかった。また、これらの形質転換体では抵抗性反応の別の指標である活性酸素種の生成も見られなかった。SLの発現や今回に解析の対象とした防御反応はPex22認識の下流で働いていない可能性がある。しかし、エピトープタグをつけた影響で部分的な機能が阻害されている可能性は否定できない。以前に報告されているPex22の認識による防御反応は細胞死のみである。タグを付加していないPex22による抵抗性反応を解析する必要がある。しかしながら、これまでの解析の結果からは、エフェクター認識の下流で、SLの発現は制御されておらず、広く生物に保存された分子を認識し、誘導される抵抗性誘導経路でSLの発現が制御されていることが示唆された。マイクロアレイの結果などへ昨年度中得られている。しかしながら、現在のところ発現抑制体などは得られていない。また、誘導系の形質転換体培養細胞を継代していくにつれDex依存的な反応が喪失するも系統が現れたため、目的以上の系統を選抜する必要がでた。現在、イネの遺伝子欠損変異体が多く得やすい状況になってきている。しかし、得られないものは形質転換体による、発現抑制などの手法をとる必要がある。セロトニンによる抵抗性を広く理解するためには形質転換体の作出が必須となる。候補を決定するために、いくつかの手法を複合的に利用し、効果的かつ効率的な選抜を行う必要がある。本研究では、植物において病害抵抗性に関与するシグナル伝達物質であるセロトニンがどのようにシグナルを伝達し、抵抗性の獲得に関与するのかを詳細に解明することを目的としている。新奇のシグナル伝達物質であるセロトニンによるシグナル伝達に関与する因子の同定は、セロトニンの重要機構とシグナル伝達を包括的に理解するうえで非常に重要である。イネにおける免疫において重要な役割を担っているOsRac1とSL遺伝子の関係性を明らかにするため、エフェクターによる抵抗性を誘導するための形質転換培養細胞の作出を試みた。現在、解析に用いる系統を選抜している。今後、同様の形質転換体をOsRac1 RNAi、ドミナントネガティブ型のOsRac1過剰発現体を用いて作出し、OsRac1とSL遺伝子の発現との関係性を調べる。セロトニンによって発現誘導される遺伝子を同定するため、マイクロアレイ解析を行った。その結果、病害抵抗性に関与することが報告されている、WRKY型転写因子のファミリータンパク質をコードする、いくつかの遺伝子の発現上昇が確認された。これらの遺伝子は病害抵抗性の誘導の際、セロトニンの下流で働く候補遺伝子としてのみならず、セロトニン応答のマーカー遺伝子として用いることが可能であると考えられる。その他にもシグナル伝達に関与するセリン/スレオニンタンパク質キナーゼ、シグナル伝達物質の受容およびシグナルの伝達に関与する受容体(様)キナーゼを始めとした遺伝子の発現上昇が確認された。これらの遺伝子はセロトニンの受容、シグナル伝達に関与する可能性があり、今後行う解析の対象となり得る。一方、トリプタミン処理後、24時間後のRNAサンプルでは、病害抵抗性に関与することが示唆される遺伝子の発現誘導は確認されなかった。これらの結果はトリプタミンからセロトニンに変換されることの重要性を支持している。

Pex22を認識できる栽培種、金南風を背景に作出した形質転換体植物ではPex22-HAが発現の見られる個体での細胞死の誘導が、トリパンブルー染色によって示された。Pex22を認識できない栽培種、農林8号ではこの反応は見られなかった。同様の、形質転換培養細胞にDexを処理し、SLやいくつかの防御応答遺伝子の発現を解析した。その結果、どちらの栽培種を背景として作出された培養細胞でも、SLやその他防御応答遺伝子の発現誘導は見られなかった。また、これらの形質転換体では抵抗性反応の別の指標である活性酸素種の生成も見られなかった。SLの発現や今回に解析の対象とした防御反応はPex22認識の下流で働いていない可能性がある。しかし、エピトープタグをつけた影響で部分的な機能が阻害されている可能性は否定できない。以前に報告されているPex22の認識による防御反応は細胞死のみである。タグを付加していないPex22による抵抗性反応を解析する必要がある。しかしながら、これまでの解析の結果からは、エフェクター認識の下流で、SLの発現は制御されておらず、広く生物に保存された分子を認識し、誘導される抵抗性誘導経路でSLの発現が制御されていることが示唆された。マイクロアレイの結果などへ昨年度中得られている。しかしながら、現在のところ発現抑制体などは得られていない。また、誘導系の形質転換体培養細胞を継代していくにつれDex依存的な反応が喪失するも系統が現れたため、目的以上の系統を選抜する必要がでた。現在、イネの遺伝子欠損変異体が多く得やすい状況になってきている。しかし、得られないものは形質転換体による、発現抑制などの手法をとる必要がある。セロトニンによる抵抗性を広く理解するためには形質転換体の作出が必須となる。候補を決定するために、いくつかの手法を複合的に利用し、効果的かつ効率的な選抜を行う必要がある。
eNOS活性化におけるHSP90チロシンリン酸化とそのプロテインキナーゼ

血管恒常性の維持や血管新生において、一酸化窒素NOは必須であり、その産生調節機構は解明すべき課題である。NOは血管内皮細胞の一酸化窒素合成酵素eNOSにより産生される。熱ショック蛋白質90(HSP90)はeNOSに直接結合するeNOS調節蛋白質であり、またeNOSをリン酸化するAktにも結合する。NO産生刺激によりチロシンリン酸化が認められている。その意義を明らかにするために、我々はチロシンリン酸化HSP90(pHSP90)の活性を検討した。ウシ大動脈内皮細胞をブラジキニンBKまたは血管内皮増殖因子VEGFで刺激すると、eNOS活性化がみられた。このときeNOS-HSP90-Akt三者複合体が形成され、HSP90はチロシンリン酸化されていた。チロシンキナーゼ阻害剤は、これらの反応をすべて抑制した。内皮細胞から、リン酸化されていないHSP90(nHSP90)とpHSP90を精製し、活性について検討した。nHSP90とpHSP90は精製eNOSの活性を促進した。pHSP90の最大促進効果にはnHSP90と比較して有意差がみられなかったが、低濃度での促進効果は有意にnHSP90より大きかった。低濃度でのpHSP90はeNOSへの結合もnHSP90より増大していた。同様に、pHSP90の精製Aktへの結合もnHSP90より増大していたが、いずれのHSP90もAkt活性には影響を与えなかった。また、精製蛋白質による三者複合体の形成は、pHSP90の存在により促進された。pHSP90の効果は、HSP90阻害剤のゲルダナマイシンにより、すべて抑制された。以上の結果から、HSP90のチロシンリン酸化は、HSP90のeNOSおよびAktに対する結合親和性を増加させ、効率的なeNOS活性化に重要であることが示唆された。血管内皮細胞において、src特異的阻害剤PP-2はHSP90チロシンリン酸化およびeNOS-HSP90複合体形成を抑制し、eNOS活性化を阻害した。また、精製srcは精製HSP90をチロシンリン酸化した。従って、srcがHSP90をチロシンリン酸化するプロテインキナーゼとして示唆された。血管内皮細胞NOはeNOSにより生成され、局所循環のホメオスタシスに重要な役割を果たしている。eNOS活性はCa^<2+>、HSP90、Aktなどから複雑な調節を受ける。eNOSを活性化するHSP90は、チロシンリン酸化を受けているが、このリン酸化の意義(研究1)について検討した。血管内皮細胞をNO産生刺激すると、HSP90チロシンリン酸化とeNOS-pHSP90-pAkt複合体の形成がみられた。チロシンキナーゼ阻害剤はHSP90チロシンリン酸化を抑制し、同時にeNOS-pHSP90-pAkt複合体の形成やNO産生も抑制した。

しかしながら、チロシンキナーゼがHSP90以外のeNOS活性化経路の因子をもリン酸化する可能性が高い。そこでpHSP90を精製した。精製pHSP90の精製eNOSとの結合性および精製Aktとの結合性を、対照の非リン酸化HSP90と比較検討した。pHSP90のeNOSおよびAktへの結合親和性は、両者ともにHSP90よりも有意に高かった。このpHSP90のscaffolding作用の上昇に相関して、eNOSのAktによるSer1177のリン酸化およびeNOSのNO生成活性も増加した。以上の結果から、HSP90のチロシンリン酸化は、HSP90のeNOSやAktへの結合親和性を上昇させる機能があり、HSP90の相互作用による直接的なeNOS活性促進作用、eNOS-HSP90-Akt複合体の形成促進によりAktのeNOSリン酸化の促進を惹起する間接的なeNOS活性促進作用に寄与することからeNOS活性化に重要な役割をもつことが示唆された。次にHSP90をチロシンリン酸化するキナーゼ(研究2)について検討した。NO産生刺激で処理された血管内皮細胞の抽出液には、HSP90をチロシンリン酸化する活性が認められた。現在、このキナーゼを精製、同定する検討を進めている。血管恒常性の維持や血管新生において一酸化窒素NOは必須であり、その産生調節機構は解明すべき課題である。NOは血管内皮細胞の一酸化窒素合成酵素(eNOS)により産生される。熱ショック蛋白質90(HSP90)はeNOS調節蛋白質であり、NO産生刺激によりチロシンリン酸化が認められている。その意義を明らかにするために、我々はチロシンリン酸化HSP90(pHSP90)の活性を検討した。ウシ大動脈内皮細胞をBKまたはVEGFで刺激するとeNOS活性化がみられた。このときeNOS-HSP90-Akt三者複合体が形成され、HSP90はチロシンリン酸化されていた。チロシンキナーゼ阻害剤は、これらの反応を抑制した。内皮細胞から、リン酸化されていないHSP90(nHSP90)とpHSP90を精製し、活性について検討した。nHSP90とpHSP90は精製eNOSの活性を促進させた。pHSP90の最大促進効果にはnHSP90と比較して有意差がなかったが、低濃度での促進効果は有意にnHSP90より高かった。低濃度でのpHSP90はeNOSへの結合もnHSP90より増大していた。同様に、pHSP90の精製Aktへの結合もnHSP90間より増大していたが、いずれのHSP90もAkt活性には影響を与えなかった。また、精製蛋白質による三者複合体の形成は、pHSP90の存在により促進された。pHSP90の効果はゲルダナマイシンにより、すべて阻害された。以上の結果から、HSP90のチロシンリン酸化は、HSP90とeNOSおよびAktへの結合親和性を増加し、効率的なeNOS活性化に重要であることが示唆された。src特異的阻害剤はHSP90チロシンリン酸化を抑制し、eNOS活性化を阻害した。精製srcは精製HSP90をリン酸化した。従って、srcがHSP90をリン酸化するキナーゼの候補である。
多元ジェスチャー辞書を利用した日本語・ジェスチャー間相互翻訳システム

多非音声(ノンバーバル)言語を人と機械のインタフェース言語として導入するための研究の一環として手話を含むジェスチャーと日本語の間の相互翻訳をコンピュータで行うためのいくつかの研究を実施した。1.インタフェース言語としてのジェスチャーの有効性を検討するために,コンピュータで多用されるデスクトップ画面を対象としてオブジェクトを日常的事物のメタファで表現し,それを各メタファより類推可能なジェスチャーで操作できるシステムを試作した.実験による評価を行った結果,採用するジェスチャーが適切でジェスチャー認識が確実になれば非常に自然なインタフェースを実現可能となることが示された.2.手話の時空間構造の分析を行い,ジェスチャーや手話のセグメンテーションと認識,日本語との間の翻訳に必要な情報を得た.特に手話の静止区間がセグメンテーションや手話表示に活用可能なことが判明した.3.両手によるジェスチャーと手話のトラッキングを行うシステムをDataGloveを用いて構築した.4.DataGloveからのジェスチャー入力を前提とする手形状コードを作成し,3.のシステムで得られるジェスチャーと手話がコーディング可能なことを確認した.またこのコード列とそれの意味(日本語)をデータとするジェスチャー辞書を試作し,コード列から日本語へ,また日本語からコード列への変換が原理的に可能なことを示した.本辞書は他にジェスチャーの身体座標表現,画像表現を含むように拡張可能であるという意味で多元的である。5.簡単な手話文を日本語の単語例に翻訳可能なことを確認した.6.今後は,辞書の語彙を増やすとともに,ジェスチャー・コードの補強,日本語処理の実施,手話の画像表現の完成などを課題とする研究を行い,日本語からジェスチャー・手話への翻訳も試みる所存である.多非音声(ノンバーバル)言語を人と機械のインタフェース言語として導入するための研究の一環として手話を含むジェスチャーと日本語の間の相互翻訳をコンピュータで行うためのいくつかの研究を実施した。5.簡単な手話文を日本語の単語例に翻訳可能なことを確認した.6.今後は,辞書の語彙を増やすとともに,ジェスチャー・コードの補強,日本語処理の実施,手話の画像表現の完成などを課題とする研究を行い,日本語からジェスチャー・手話への翻訳も試みる所存である.
O結合型Nアセチルグルコサミン(O型糖鎖)による心筋小胞体タンパク質の制御機構

筋小胞体カルシウムポンプ(SERCA)は、心筋の機能に重要な働きをしており、収縮、弛緩に深く関わっている。その制御タンパク質であるホスホランバン(PLN)やサルコリピン(SLN)によるSERCAの制御は心機能に重要な役割を演じている。本研究では、O型糖鎖であるO結合型NアセチルグルコサミンがPLNと結合し、そのリン酸化を制御することによりSERCAに対するその阻害活性を制御し、心機能に影響していることを見出した。近年、O-GlcNAcという糖鎖が、セリン、スレオニンキナーゼのリン酸化部位に競合して、さまざまなタンパク質を修飾することから、細胞内シグナル伝達に重要な役割を演じていることが報告されている。心臓の機能は、様々なタンパク質のリン酸化で制御されているので、そのリン酸化にO-GlcNAcが影響しているとすると、O-GlcNAcが心機能の新たな調節因子ということも考えられる。本研究はO-GlcNAcによるカルシウムシグナルタンパク質の制御およびその心機能への影響を検討する目的で行っているが、心機能の制御に中心的役割を演じている筋小胞体タンパク質の一つであるホスホランバンがO-GlcNAcによる修飾を受けること、またその修飾がリン酸化を抑制していることを証明した。さらに、ホスホランバンのリン酸化の抑制あるいはO-GlcNAc化そのものにより、心機能が低下している可能性が示唆された。今後はさらにその関連性について検討する予定である。また、O-GlcNAcが低酸素などERストレスによる細胞死(アポトーシス)シグナルに与える影響についても、脂肪前駆細胞である3T3-L1細胞を用いて検討し、O-GlcNAc試薬の前処理の有無により、ERストレスの刺激に対するIRE-1,eIF-2α,ATF6などのシグナル分子がどのように影響を受けるかを現在検討中である。O-GlcNAcという糖鎖は、糖尿病、アルツハイマー病などの病態で増加し、それらの病態と深く結びついていると考えられるが、その分子メカニズムはよくわかっていない。本研究は、その分子メカニズムを解明しそれらの治療の基礎研究という点で、重要性があり意義があるものと考えられる。ホスホランバンのホモログであるサルコリピンにおいてもO-GlcNAcによる修飾の可能性が示唆された。また、O-GlcNAcが低酸素などERストレスによる細胞死(アポトーシス)シグナルに与える影響についても脂肪前駆細胞である3T3-L1細胞を用いて検討し、O-GlcNAc試薬の前処理の有無によりERストレスの刺激に対するIRE-1,eIF-2α,ATF6などのシグナル分子がどのように影響を受けるかについて一定の成果が挙がり、現在論文を作成中である。本研究は、その分子メカニズムを解明しそれらの治療の基礎研究という点で意義がある。
海震による浮体に働く衝撃荷重に関する研究

本研究は,海上浮体が受ける海震による衝撃荷重を合理的に求めるプログラムの開発を第一の目的と実施した。開発にあたっては,模擬的な海震を発生させられる水槽を製作し,海震実験法を確立すると共に,当該海震実験の結果と開発したプログラムによる計算とを対比し,開発プログラムの妥当性を検証しながら海震のメカニズムについて検討した。その結果,まず海震実験によって,圧力波が水面と水底で共振していることが確認できた。また,本研究で開発した数値計算プログラム(時間領域,周波数領域双方)の妥当性を検証するために,実験によって得られた結果と計算との比較を行い,その結果,理論上第一共振に対応する周波数で,実験においては大きな圧力分布を示さず,第二共振に対応する周波数付近で大きな圧力変動が見られた。この実験の傾向と計算の結果の不一致の原因は,圧力波の伝播速度が水温に依存しており,実際と計算で異なっていること,また,水槽の側壁が振動装置からの隔離が完全ではなく,二次的な振動源となっていることが考えられるが,詳細にはさらなる検討が必要である。さらに,当該水槽を使用して海震荷重計測試験も行ったが,これも側壁の振動が原因と思われる雑音が存在し,理想的な実験結果を得られるにいたらなかった。いずれにしても,未だ実施されたことのない実験のために,色々と解決すべき問題はあるが,今後それらを一つ一つ解消し,目的である海震のメカニズム解明に役立てられるという目処は立った。特に,数値計算の検証という意味で本模擬海震発生水槽はこれから威力を発揮すると期待される。本年度は,海底地盤の振動が弾性波として海中を伝わり,海上の構造物に影響を与える海震現象を数値シミュレーションするためのプログラムを開発することを主眼として研究を行った。その結果得られた成果は以下の通りである。海底地盤の振動によって海上浮体に働く二次元周波数領域及び三次元周波数領域海震衝撃荷重を合理的に求めるためのモデル化・定式化を行い,それらに基づいたプログラムの開発を行った。周波数領域においては,海面と海底に挟まれた閉鎖性領域において,固有値に基づく共振現象が存在し,当該共振周波数の振動で海震荷重が極度に大きくなることを確認した。三次元の場合,二次元に比べて波動の拡散が大きいことから,共振周波数における荷重が小さくなるものの,構造上無視できない値であることが分かった。海震現象は本来地震によって海底地盤が振動することによって起こるものであるので,現象的に時間領域の数値シミュレーションが必要となる。そこで,本年度は三次元時間領域数値解法モデルと定式化をも行い,それに基づくプログラムも作成した。その妥当性は,次年度に実施を計画している実験と比較することによって検証する予定であるが,上記閉鎖領域における粗密波の干渉によって,局部的に過大な圧力が誘起され,これが海震の報告に見られる「座礁した」様な感覚につながる可能性があることが判明した。本年度開発した数値シミュレーションプログラムによって,構造物に作用する海震についての準備が整ったので,次年度は当該数値シミュレーションプログラムの妥当性の検証と合わせて,海震現象の解明を試みる。本年度は,昨年度に開発した海上浮体に働く海震荷重推定プログラムの妥当性を検証することを目的として製作した海震実験遂行のために特殊な水槽と振動試験装置を用いて海震実験を行った。具体的には,まず海震実験水槽の圧力波伝播特性を調査するために,水中マイクロフォンを使用して,当該水槽に付随した振動装置によって水中圧力波を発生させて,水槽内圧力特性を計測した。その結果,共振周波数と考えられる周波数帯で圧力分布が急激に大きくなることを確認した。さらに,計測点を変えた計測結果から,これが進行波によるものであることも確認され,圧力波が水面と水底で共振していることが分かった。また,木板で製作した浮体模型を使用して海震荷重計測実験も行った。

その結果,模型が木製であることに起因する水中粗密波の吸収があり,荷重計測実験では明確な共振現象が見られなかった。水中マイクロフォンによる圧力計測結果から,これは海震の本質的な問題ではなく,模型の材質に由来するものと考えられる。また,振動装置と水槽本体の水密方法に問題があり,水槽壁の二次振動による影響も生じており,精密な海震測定をするためには水槽自身および計測方法を改善する必要があることが分かった。以上,改善の余地は残されているが,海震実験遂行の目処がたったので,これらを踏まえ続けて系統的な実験を行い,開発した海上浮体に働く海震荷重推定プログラムの妥当性を検証すると共に,海震現象のメカニズム解明を試みる。本年度は,昨年度に製作した海震実験遂行のための振動試験装置付きの特殊水槽(模擬海震発生水槽)を用いて海震の模擬実験を行った。具体的には,まず海震実験水槽の圧力波伝播特性の詳細を調査するために,水中マイクロフォンを使用して,当該水槽に付随した振動装置によって水中圧力波を発生させて、水槽内圧力特性を計測した。その結果,共振周波数と考えられる周波数帯で圧力分布が急激に大きくなることを確認した。さらに,計測点を変えた計測結果から,これが進行波によるものであることも確認され,圧力波が水面と水底で共振していることが分かった。さらに,昨年度までに開発した数値計算プログラム(時間領域,周波数領域双方)の妥当性を検証するために,実験によって得られた結果と計算との比較を行った。その結果,理論上第一共振に対応する周波数で,実験においては大きな圧力分布を示さず,第二共振に対応する周波数付近で大きな圧力変動が見られた。この実験の傾向と計算の結果の不一致の原因は,圧力波の伝播速度が水温に依存しており,実際と計算で異なっていること,また、水槽の側壁が振動装置からの隔離が完全ではなく,二次的な振動源となっていることが考えられるが,詳細にはさらなる検討が必要である。また,当該水槽を使用して海震荷重計測試験も行ったが,これも側壁の振動が原因と思われる雑音が存在し,理想的な実験結果を得られるにいたらなかった。いずれにしても,未だ実施されたことのない実験のために,色々と解決すべき問題はあるが,今後それらを一つ一つ解消し,目的である海震のメカニズム解明に役立てられるという目処は立った。特に,数値計算の検証という意味で本模擬海震発生水槽はこれから威力を発揮すると期待される。
高度吸収顎堤再生のための高齢者向け非細胞性骨造成法の開発

昨年までの研究により,組織再生能力を促進し,骨を増生させるためには生きた状態で細胞を移植することが重要であることが示された.しかし、細胞が死んでいても、細胞外基質を含むことにより血管新生が促進されていたことから、ECM中には血管誘導作用を示す物質が含まれており、骨形成にも有効に作用する可能性があることが示唆されていた。これらの効果は移植部位の組織幹細胞の遊走を促進することにより開始すると考え、間葉系幹細胞(以下MSC)の遊走促進因子についての網羅的検索を行なった。その手段としてBoyden chambercell migration assayを行った.その結果,検討した26種類の生体物質のうちで,platelet derived growthfactor-AB(PDGF-AB), plateletderived growthfactor-BB(PDGF-BB), epidermal growthfactor(EGF), heparin bindingepidermal growthfactor like growthfactor(HB-EGF), transforming growthfactor-α(TGF-α), basicfibroblast growthfactor(bFGF), insulin like growthfactor-I(IGF-I), hepatocyte growthfactor(HGF),トロンビンの9つの物質がMSCの遊走を促進することが判明した。Wound healing assayにおいてもこれらは細胞の移動を促進した.またこれらの物質はランダムな運動を促進するものの,方向性のあるケモタクティックな遊走をより強く促進した.さらにこれらの物質を組み合わせることにより相加的な遊走促進効果が得られた.しかもウサギ由来MSCの遊走を促進した9つの物質はヒト由来MSCの遊走も促進した.一方,^3H-thymidineの取り込み実験において,これら9つの物質はウサギ由来MSCの増殖をも促進した.遊走促進効果の細胞特異性を検討するため,ヒト歯肉線維芽細胞の遊走促進効果を検討したところ,トロンビンのみが歯肉線維芽細胞の遊走を抑制した。従って、PDGF-BBやEGFなどはもとより、創傷部位に存在するトロンビンがMSCの遊走に重要で、その後の増殖も促進することにより、結果的にその部位での骨形成の開始を誘導することが示唆された。本年度は骨造成における生存した移植細胞の有効性を検討するために以下の研究を実施した。・EGFPトランスジェニックラットから骨髄由来の間葉系幹細胞(MSC)を採取し培養後、移植細胞として準備した。5mm四方のβ-TCPのブロックへ約20万個のMSCを播種し、通常培地にて培養後の複合体(β-TCP+MSC)、これを凍結乾燥した複合体(β-TCP+ECM)、さらに3週間骨誘導培地にて培養した後の複合体(β-TCP+骨化MSC)、これを凍結乾燥した複合体(β-TCP+骨化ECM)およびβ-TCPのみ(β-TCP)の合計5群を準備し、細胞を採取したラットと同腹のノントランスジェニックラットの背中皮下に移植した。移植3週間後に各複合体を含む組織を取り出し、固定、脱灰後、組織切片を作成した。HE染色及び抗GFP抗体による免疫染色を行った後、組織学的な検討を行った。その結果、β-TCP+骨化MSC移植群でのみ、β-TCP周囲に新生骨の形成が認められた。また新生骨中の骨細胞様細胞は抗GFP抗体に陽性であったことから、形成された骨は移植した細胞由来のものであることが示された。血管形成能はβ-TCP+MSC>>β-TCP+ECM>β-TCP移植群の順に高かった。結論:これまでの研究により,組織再生能力を促進し,骨を増生させるためには生きた状態で細胞を移植することが重要であることが示された.しかし、β-TCP+ECMでも血管新生が認められたことから、ECM中には血管誘導作用を示す物質が含まれており、骨形成にも有効に作用する可能性があることが示唆された。-本内容は平成17年11月に開催された第25回日本口腔インプラント学会中国・四国支部学会で発表した-このようなデータの結果を踏まえ最終年度となる来年度はECMの組成や再現性の確認についてもさらに検討を進めたい。Wound healing assayにおいてもこれらは細胞の移動を促進した.またこれらの物質はランダムな運動を促進するものの,方向性のあるケモタクティックな遊走をより強く促進した.さらにこれらの物質を組み合わせることにより相加的な遊走促進効果が得られた.

しかもウサギ由来MSCの遊走を促進した9つの物質はヒト由来MSCの遊走も促進した.一方,^3H-thymidineの取り込み実験において,これら9つの物質はウサギ由来MSCの増殖をも促進した.遊走促進効果の細胞特異性を検討するため,ヒト歯肉線維芽細胞の遊走促進効果を検討したところ,トロンビンのみが歯肉線維芽細胞の遊走を抑制した。従って、PDGF-BBやEGFなどはもとより、創傷部位に存在するトロンビンがMSCの遊走に重要で、その後の増殖も促進することにより、結果的にその部位での骨形成の開始を誘導することが示唆された。
メタロプロテアーゼを中心とした慢性疼痛機構解明の新展開

神経障害性疼痛形成において免疫細胞に由来する液性因子を介した神経炎症の重要性を提唱してきたが、疼痛慢性化機序は明らかでない。本研究では、慢性疼痛におけるMMP12の役割について検討した。部分結紮後坐骨神経においてMMP12の発現が増加し、傷害部位周囲のマクロファージに局在していた。LPS活性化マクロファージにおいてMMP12の発現増加が認められた。マクロファージ枯渇薬またはMMP12阻害薬の神経周囲投与により部分結紮による触アロディニアおよび熱痛覚過敏が軽減された。以上の結果より、マクロファージに由来するMMP12は慢性疼痛機構の解明における重要な新規メディエーターとなる可能性が示唆された。神経障害性疼痛の形成因子として免疫細胞由来の炎症性メディエーターによる神経炎症の重要性を提唱してきたが、疼痛メカニズムは依然として明らかでない。本研究では痛みの慢性化メカニズムを明らかにする目的で、疼痛制御の新規基盤分子としてMatrix metalloprotease (MMP)の機能に着目し、以下の実験を行った。神経障害性疼痛モデルには坐骨神経部分結紮(PSL)モデルを用い、対照群として坐骨神経(SCN)を露出させることでSham群を作製した。MMPの基質分解により強い蛍光を示すMMPsense680をPSL後マウス尾静脈内に投与し、採取したSCNにおけるMMP活性をex vivoイメージング解析により評価した。PSLによりSCNの傷害部位周囲に強い蛍光を示し、MMPの顕著な活性化が認められた。また、PSL後SCNにおいてMMP12 mRNAおよびMMP12の活性型(45kDa)およびPro型(54kDa)両タンパクの発現が増加していた。免疫細胞マーカー(マクロファージ:F4/80, CD4陽性T細胞:CD4,好中球:Ly6G)と抗MMP12抗体との二重免疫染色の結果、PSL後坐骨神経に集積するマクロファージにMMP12が局在していた。さらに、MMP12産生マクロファージが骨髄細胞に由来するかを検討するため、骨髄移植により作製したEGFPキメラマウスにPSLを施し、免疫染色を行った。MMP12はEGFPと共局在し、MMP12は損傷SCN周囲の血管から遊走されてくるマクロファージに起因することを明らかにした。また、MMP12特異的阻害薬によりPSL誘発性熱痛覚過敏および触アロディニアが減弱した。これらの結果より、神経障害性疼痛における新しい疼痛制御因子として傷害神経周囲に血管から遊走してくるマクロファージによって産生されるMMP12の重要性が示された。昨年度は、神経傷害により傷害部位に集積したマクロファージがMMP12の産生源となること、一部のマクロファージは骨髄細胞に由来すること、MMP12特異的阻害薬が神経障害性疼痛を緩和することを明らかにした。神経傷害初期(傷害直後、2、4、6日後)にマクロファージ枯渇薬(CLO:Clophosome-A)を神経周囲に投与することで傷害7日目における坐骨神経部分結紮(partial sciatic nerve ligation: PSL)による触アロディニアおよび熱痛覚過敏が軽減された。また、PSL後期(傷害7、9、11、13日後)にCLOを神経周囲に投与することでも触アロディニアおよび熱痛覚過敏が緩和された。PSL7日後の坐骨神経において認められるMMP12、TNF-α、IL-1βのmRNA発現増加はCLOの神経周囲投与により有意に抑制された。傷害神経内の血管動態を観察するため、蛍光色素DiIを経心的に灌流し、坐骨神経の全載標本を共焦点レーザー顕微鏡にて観察した。PSL7日および28日後において坐骨神経の障害部周囲の血管からDiIの漏出が認められ、経日的に複雑な血管網が形成された。Sham群と比較してPSL群では血管面積および血管の分枝数が増加し、血管新生が確認された。さらに、DiIとマクロファージマーカー(抗F4/80抗体)で染色した結果、PSL群では新生血管網を取り囲むようにF4/80陽性マクロファージの集積が観察された。PSL初期におけるCLOの神経周囲投与により血管網の形成を抑制する傾向が認められた。以上の結果より、傷害神経に集積するマクロファージはMMP12や炎症性サイトカインの重要な産生源となり、神経障害性疼痛の発症および維持のどちらにも重要な役割を担うことが示された。また、傷害神経における血管新生により傷害部位への免疫細胞の遊走を促進している可能性が示唆された。マウス由来マクロファージ細胞株(RAW264.7)においてLPS処置24時間後にMMP12の遺伝子およびタンパクの発現が増加し、IL-1βmRNAはLPS処置3時間後で既に増加していた。これまでに傷害後神経において傷害早期でマクロファージに由来するIL-1βやmacrophage inflammatory proteins (MIPs)が増え、それに遅れてMMP12が増加してくることを明らかにしている。これら炎症性サイトカインおよびケモカインによるMMP12の発現への影響を検討した。傷害後にMIP-1またはMIP-2中和抗体を神経周囲に投与(傷害直後、3、6日後)することでMMP12mRNAの発現増加が有意に抑制された。また、MIP-2の受容体であるCXCR2の拮抗薬であるSB225002の神経周囲投与(傷害直後、16日後)によってもMMP12mRNAが抑制された。

これら中和抗体および拮抗薬は傷害後の触アロディニアおよび熱痛覚過敏を有意に減弱する用量および投与タイミングを使用した。近年、軸索周囲を覆うミエリンタンパクがMMP12の候補基質として報告されていることから、まず、傷害後神経における脱ミエリン化におけるマクロファージ枯渇の影響を検討した。マクロファージ枯渇薬であるClophosome-Aを傷害神経周囲に複数回投与(傷害直後、2、4、6日後)することにより傷害後7日目で観察されるミエリンタンパク(MBP, MAG)のmRNAの発現減少が抑制された。したがって、傷害後の末梢神経周囲に集積するマクロファージによって産生されるMMP12は傷害後早期に産生・放出される炎症性サイトカインおよびケモカインによって発現調節され、MMP12が神経傷害後に軸索周囲のミエリンタンパクの分解に寄与し、神経炎症の促進因子となる可能性が示唆された。神経障害性疼痛形成において免疫細胞に由来する液性因子を介した神経炎症の重要性を提唱してきたが、疼痛慢性化機序は明らかでない。本研究では、慢性疼痛におけるMMP12の役割について検討した。部分結紮後坐骨神経においてMMP12の発現が増加し、傷害部位周囲のマクロファージに局在していた。LPS活性化マクロファージにおいてMMP12の発現増加が認められた。マクロファージ枯渇薬またはMMP12阻害薬の神経周囲投与により部分結紮による触アロディニアおよび熱痛覚過敏が軽減された。以上の結果より、マクロファージに由来するMMP12は慢性疼痛機構の解明における重要な新規メディエーターとなる可能性が示唆された。傷害神経に集積するマクロファージがMMP12の産生源となることを確認することができた。さらに傷害神経に集積するマクロファージの血管新生への関与の可能性が示され、間接的ではあるがMMP12も血管新生において重要な関連因子となることが示唆された。薬理学近年、MMP12は神経軸索の周囲を取り巻く髄鞘の構成因子であるミエリンタンパク(myelin basicproteinやmyelin associated glycoprotein)を基質とすることが報告されている。これまで神経障害性疼痛の形成に一次知覚神経の脱髄が関与することが知られており、MMP12によるミエリンタンパクの分解が神経障害性疼痛の病態に寄与する可能性が考えられる。MMP12による疼痛制御の作用点の一つとして末梢神経における脱髄への関与について詳細に検討する。これまで多数のMMPが炎症や疼痛に関与することが報告されているが、本年度の研究課題の主役となる多数のメタロプロテアーゼの中から、神経障害性疼痛における末梢神経炎症に密接に関与する新規MMPをスクリーニングできた。また、MMP12の産生源の同定にも成功し、当初の計画通り遂行できている。MMP12の産生源が損傷神経に遊走されるマクロファージであることから、マクロファージに焦点を当て、損傷神経において発現増加したMMP12の作用点を明らかにし、疼痛制御メカニズムを詳細に検討することを計画している。MMP12は血管新生にも関与することが明らかにされている。血管新生は炎症の促進因子となり疼痛にも寄与することを報告しており、MMP12は傷害神経周囲の血管動態にも影響を与える重要な分子であることが推測される。
放射線増感作用を有する新規分子標的薬の探索

がん治療において、物理的精度の向上や低侵襲性という面からも放射線治療の増加が見込まれる一方、放射線治療の増感剤としては臨床に定着したものはほとんどない。これまでに当研究室で行われた網羅的スクリーニングによりノックダウンにより放射線増感を示す増感標的遺伝子の候補として見出されたAPOBEC3G(A3G)について、本研究ではA3Gノックダウン下における放射線増感の検証と増感機序の解析を行うとともに、A3G阻害剤スクリーニング系の構築を行った。siRNAを用いてA3Gノックダウンを行うことで、特定のがん細胞株においてγ線感受性の亢進が認められ、A3Gの機能阻害が確かに放射線増感作用を示すことを明らかにした。また、A3Gノックダウン下でγ線照射を行った際の細胞周期解析から、A3GがDNA二本鎖切断修復に関与していることが示唆された。スクリーニング系の構築においては、まず、A3G全長と、核酸結合ドメインを含まずに活性ドメインのみを含むC末端側ドメイン(A3G-CD2)の二種類を調製した。実験当初、A3G、A3G-CD2はともに大腸菌内で封入体として発現したが、コンストラクトや発現条件を検討して最適化することで、可溶性のタンパク質として大量に発現させる発現条件を決定することが出来た。また、当初計画ではポリアクリルアミド電気泳動を用いて基質DNAの移動度を比較することにより酵素活性を測定する予定であったが、文献調査等を行った結果、両末端を蛍光標識したDNAを基質とし、基質のFLETの有無を測定することによる活性測定法に変更した。FLETを用いた検出法では電気泳動よりも短時間で多数のサンプルの酵素活性を定量的に測定することが可能であり、より効率的なスクリーニングが可能であると期待できる。これまでに当研究室で行われた放射線増感標的の網羅的スクリーニングにより、ノックダウンにより放射線増感を示す増感標的遺伝子の候補として、抗HIV-1因子として知られるAPOBEC3Gが見出された。また、APOBEC3GはDNA二本鎖切断修復とも関連することが近年明らかになりつつあり、放射線増感の新たな標的分子候補となりうると考えられる。本研究では、標的候補であるAPOBEC3Gノックダウン下における放射線増感の検証と増感機序の解析を行うともに、APOBEC3Gを阻害する低分子化合物探索のためのスクリーニング系の確立を行った。siRNAを用いてAPOBEC3Gノックダウンを行うことで、肺がん細胞株のA549細胞や悪性黒色腫細胞株のA375細胞などを含む特定のがん細胞株においてγ線感受性の亢進が認められ、APOBEC3Gの機能阻害が確かに放射線増感作用を示すことを明らかにした。また、APOBEC3Gノックダウン下でγ線照射を行った際の細胞周期解析においてG2/M arrestの誘導が確認されたことから、APOBEC3GがDNA二本鎖切断修復に関与していることが示唆された。次に、APOBEC3Gを阻害する低分子化合物探索のためのスクリーニング系の構築を行った。スクリーニングで用いるAPOBEC3Gタンパク質は大腸菌を用いた発現系により調整した。今後は、構築したスクリーニング系を用いてAPOBEC3G阻害剤の探索を行う予定である。構築したスクリーニング系を用いてAPOBEC3G阻害剤のスクリーニングを行う。得られた候補化合物についてその放射線増感効果を解析する予定である。当初の見積もりよりも使用試薬のコストが抑えられたため次年度使用額が生じた。次年度に新たに必要な試薬および消耗品を購入する経費に補填する。
固相ポリマーのラジカル反応に対する外部磁場効果

1.光ラジカル発生剤となるヘキサアリールビイミダゾール(HABI)のラジカル生成、水素引き抜き、ラジカル再結合過程をクロルメチル基やブロムメチル基を側鎖にもつポリスチレン系高分子(BCMS)のポリマーマトリックス中で考察し、BCMSポリマーの光橋かけ反応効率に対する外部磁場効果をゲル分率法を用いて測定した。その結果、光橋かけ反応が0.10.6Tの磁場下で13%と僅かながら減少することを見いだした。一方、光照射により生成したイミダゾリルラジカルはBCMSポリマー中では、PMMAポリマーや溶液中とは異なり、素早く水素を引き抜きイミダゾールとなることがUVスペクトルの変化やけい光の観測から明らかとなった。このため、観測した磁場効果はイミダゾリルラジカルの再結合過程に起因した効果ではなく、ポリマーラジカルや反応中間体として生成しうる塩素や臭素ラジカルの動的挙動に対する磁場効果と結論できた。2.次にメチルアクリレート気体にレーザ光を照射して重合性薄膜を作成することに最近、成功したが、この薄膜成長過程には固相薄膜上でのラジカル反応が関与しており新規な磁場効果を示す可能性がある。そこで40Torrのメチルアクリレート気体に窒素ガスレーザ光を3時間照射し形成された薄膜の収量に対する磁場効果を測定した。その結果、3kGの磁場の印加により収量が3050%増加することが観測された。この薄膜の成長は直接光照射された部分のみで起こり光のパターンを再現することから、光と磁場を利用した新たな微細加工技術へと発展できる可能性がある。
高密度水素を利用した金属水素化物の合成と電子転移機構の解明

本研究は高圧下で誘起される希土類金属水素化物の構造・電子転移の機構解明を目標に実施された。希土類金属系の現象はイオン半径でスケールできることが知られていることから、それらの水素化物を対象にした高圧研究は金属水素化物の構造・電子状態の系統的な理解をもたらす。実際、我々が行なったスカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタン(La)の3水素化物の一連の高圧研究によって、六方晶-面心立方晶の構造転移開始圧力がイオン半径でスケールされることが見出された。YH_Xは、一連の希土類金属水素化物で観測された構造相転移と電子転移のいずれもが50 GPaまでの圧力範囲で観測されたことから、実験、理論の両面から詳しく研究された。バンドオーバラップによる絶縁体-金属転移は高圧領域で出現する面心立方晶相において23 Gpa付近で観測されて、電子バンド構造計算からフェルミ面は主として水素の1s軌道から構成されていることが示された。本研究の目的である「1s金属」が実現されたことになるが、これまでの低温高圧実験では超伝導転移は観測されていない。YH_3で観測された長周期構造の出現とYH_Xで観測されたフォトクロミズムは金属水素化物に特徴的な現象である。六方晶と面心立方晶構造の中間相として現れる長周期構造では、バンド間電子遷移に伴う光学ギャップが加圧により急激に減少することが観測されており、水素原子の振動スペクトル測定結果と合わせて、金属格子内の水素原子の変位が水素-金属間の混成軌道状態の変化をもたらしていることが示唆された。フォトクロミズムは、光照射による電子励起が駆動力となって水素原子の金属格子間移動が起きているものとして解釈される。これらの現象の発見は水素原子のダイナミクス研究の重要性、今後の発展性を示す重要な成果である。イットリウム金属と高密度水素との直接反応による合成した3水素化物YH_3の圧力誘起構造転移過程を放射光X線回折により詳細に観測した。その結果、六方晶から立方晶構造へ変わる1020GPaの遷移領域は従来報告されていた2相の混合相ではなく、Y金属平面格子が積層シークエンスを変える段階的過程であることが明らかになった。同様な六方晶-立方晶転移過程スカンジウムの3水素化物ScH_3でも観測されており、金属平面格子間に侵入した水素原子と金属原子間の結合形成がその原因になっているものと推測される。さらに、YH_3では立方晶への転移後、23GPa付近でバンドギャップが閉じる電子転移が観測された。ランタンの3水素化物LaH_3では50GPaまでの超高圧放射光X線回折実験により立方格子が歪んだ構造に徐々に変化することが見出された。希土類元素の3水素化物では、六方晶と立方晶の2種類の結晶構造のみが知られていたが、歪んだ立方晶構造の出現によって水素-金属結合を理解する上での新しい研究対象が生まれたことになる。Scの水素化物に関しては報告が極めて少なく、本研究によって合成された3水素化物の赤外反射スペクトル測定によりYH_3、LaH3と同様に絶縁体である可能性が示された。ただし、赤外光に対して不透明であり、水素化物の電子状態に関しては今後のより詳細な分光測定が必要である。YH_3の六方晶-立方晶構造転移に関してはラマンスペクトル及び電気伝導測定により、転移過程の観測が行なわれており、X線回折実験結果と合わせて転移機構が解明されるものと期待される。

さらに圧力誘起のバンドギャップクロジャーに関しては光吸収端測定およびバンド構造計算による研究がなされ、電子状態から見た機構解明が進展した。放射光X線回折測定により、3水素化物(YH_3)の六方晶から立方晶への構造変化の過程を明らかにした。1020GPaの広い圧力領域で観測された構造変化は、これまで低圧相(六方晶)と高圧相(立方晶)との二相共存状態を経由すると理解されていたが、放射光を用いて精密にX線回折測定を行い、モデル構造を用いて計算した回折パターンとの比較、さらには結晶構造パラメーターの最適化による実測パターンの再現によって長周期積層構造の逐次転移であることを明らかにした。この長周期積層構造はABA型配列のH層とABC型のK層の異なる積層パターンの配列が周期配列しており、4層のH層と5層のK層の交互配列で表すことができる。六方晶-立方晶転移が金属面の積層構造の段階的な変化を伴うことはラマンスペクトルからも読みとる。Y金属格子の格子振動数は低波数側にシフトし、長周期積層構造の出現を支持している。人面体サイトの水素原子の振動ピークの消失は水素原子の金属面近傍(六方晶構造)から対称中心(立方晶構造)によるラマン不活性化の過程として理解される。一方、立方晶YH_3で観測された圧力誘起バンドギャップクロジャーがGW近似によるバンド計算によって再現された。赤外領域での突然の不透明化、すなわちギャップの不連続な消失は、電子遷移が禁制なバンド間のオーバラップにより、自由電子が生成したためであると解釈される。2水素化物(LaH_2、YH_2)では大きさが異なる立方格子問の可逆的な構造変化を観測した。この結果は金属格子の四面体位置から八面体位置への水素原子の格子間移動を伴う分解反応を示唆している。これら高圧下での長周期構造の出現、分解現象は金属水素化物に特異な現象であり、その機構解明は水素-金属間の結合状態に関する知見を与えるものと期待される。希土類金属の三水素化物の高圧構造シークエンス(六方晶-長周期構造-立方晶)が確立された。スカンジウム三水素化(ScH_3)の放射光X線回折測定による高圧構造測定の結果、イットリウム三水素化物(YH_3)と同様に、六方晶構造から長周期構造を経て立方晶へ構造相転移を起こすことが観測された。長周期積層構造は3040GPaの圧力領域で存在する。また、六方晶-長周期構造への転移圧力は希土類金属のイオン半径でスケーリングされることが見出された。長周期構造の電子状態の特徴は加圧によるバンドギャップの急激な減少である。YH_3で観測された長周期構造の変化率-0.14eV/GPaは六方晶構造の-0.02eV/GPaの7倍にもなる。バンドギャップは水素-金属原子間のs-d混成軌道における軌道の重なりの大きさを反映していると考えられることから、長周期構造では金属面の六方晶型から立方晶型への段階的移行に伴って、金属格子内の水素原子位置が大きく変わるものと推測される。長周期構造のラマンスペクトルの圧力変化から水素原子の変位や無秩序化が示唆されており、今後、中性子回折による水素原子位置の決定実験によって圧力誘起のバンドギャップクロジャーを伴う絶縁体-金属転移の機構解明に繋がる重要な研究成果が得られた。