hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
理科教師の授業力量の高度化に関する研究ー省察的実践力の形成を支援する事例開発ー

しかし,当初,調査を予定していたもののうち,調査対象の教師(及び勤務校)との調査実施日の調整がつかなかったために結果的に年度内では実施できなった調査が一部あったので,その点を含めると「やや遅れている」と判断される。グローバル化や知識基盤社会化が進む21世紀の学校教育において,子どもたちに「生きる力」を十全に育成していくためには,理科教育の充実・発展を担う教師の授業力量の高度化が必須の要件になってきている。本研究は,この高度化に寄与することを企図し,教師の授業力量の中核をなす省察的実践力の形成に焦点をあて,多様な成長段階にある理科教師を対象として省察的実践とその実践力の実態・特徴を解明するとともに,その成果をもとに,理科の授業実践の事実や文脈,実践知などが埋めこまれた省察的実践の「事例」として再構成し,教師の省察的実践力の向上を目指す学びのためにその「事例」を活用することの有効性について検討することを目的としている。4年計画の第2年次である平成29年度は,研究実施計画に則し,第1年次に引き続いて,複数の現職教師を対象として理科の授業実践を観察し,フィールド・ノート及びビデオカメラにより記録するとともに,その授業実践に関わるインタビュー調査を実施した。インタビュー調査では,主に授業実践中の教師の省察の内容(思考,判断,意思決定,とりわけ教師にとって想定外であった場面の有無やその場面での対応)に焦点を当てて行い,ICレコーダー等に記録した。これらの調査により得られた音声記録については文字化し,プロトコル・データとして保存・整理した。収集した授業観察の記録やデータ,インタビュー調査の記録やデータ,及びその他の関連資料を相互に関連づけながら整理し,教師の省察的実践とその実践力の実態や特徴について分析を進めるとともに,事例化のための検討を開始した。おおむね計画に沿って研究を実施できたが,現職教師を対象とした調査の日程調整がつかなかったため,結果的に,当初予定していた調査のうち年度内に実施できなかったものが生じた。その点を踏まえ,「やや遅れている」と判断した。本研究は,この高度化に寄与することを企図し,教師の授業力量の中核をなす省察的実践力の形成に焦点をあて,多様な成長段階にある理科教師を対象として省察的実践とその実践力の実態・特徴を解明するとともに,その成果をもとに,理科の授業実践の事実や文脈,実践知などが埋めこまれた省察的実践の「事例」として再構成し,教師の省察的実践力の向上を目指す学びにおける「事例」活用の有効性について検討することを目的としている。4年計画の第3年次である平成30年度は,過去2年間に引き続き,複数の現職教師を対象として理科の授業実践を観察・記録するとともに,その授業実践に関わるインタビュー調査を実施し,収集された記録やデータ,及びその他の関連資料を相互に関連づけながら整理し,教師の省察的実践とその実践力の実態や特徴について分析した。その結果,理科授業における教師の省察的実践には,教師が授業実践で重視している原則,目指す理科授業像や子ども像,子どもの学力的な課題への配慮,子どもの実態の理解を通して見い出された子どもの学びの可能性に応じる授業実践の探究といった視点が関係していることが見いだされた。これらの視点の中は,それぞれの教師に固有な教職経験を通して構築されてきたと考えられるものがあると推察された。
金融市場におけるジャンプリスクと資産価格形成に関する応用研究

本年度はオプション価格から示唆される先を見据えた下方リスク(以下、LJVとする)と日本のリスクプレミアムの関係について検証をおこなった。先行研究では、予測ホライズンが1年以下の短期においては、伝統的な変数や分散リスクプレミアムを単に日本に応用しただけでは日本の株価指数の超過収益率を予測することは難しいという実証結果が多数であり、日本は他の先進国のマーケットに比べて注意深い検証が要求される一国として世界的に注目を集めている。研究の結果、第一に、米国と日本の株価指数の超過リターンを自国のLJVに回帰すると、米国の結果とは対照的に日本のLJVは日経225株価指数の超過リターンに対して有意な予測力を持つという結果は得られなかったが、米国のLJVはとりわけドルベース測った日本のリスクプレミアムに対して有意で高い説明力をもつことが明らかとなった。これは外国人投資家が日本株式の売買金額の大部分を動かしている事実や、グローバルな投資家がmarginal investorとして機能している可能性と整合的であると言える。第二に、ドルベースの日本の株価指数の超過リターンはドル円為替レートのダイナミクスを含んでおり、実際に米国のLJVがドル円為替レートの対数変化率に対しても有意な予測力をもつという結果になった。第三に、アベノミクスを通じて日本銀行やGPIFが株式市場へ公的資金を巨額投入しているため、米国のLJVが予測力をもつという結果への影響を検討している。全体を通してアベノミクスに対する今回の分析結果は頑健であることが確認されたが、そうした株式市場への介入は、円ベースで測った日本の株価指数の超過リターン対する米国のLJVの予測力に負の影響を与えうることが確認された。平成30年度の研究結果はワークショップや研究会で発表をおこない、論文として取りまとめ査読付き学術雑誌に投稿、改訂作業中である。また、平成31年度以降で新たにおこなう関連研究については必要なデータや設備はおおむね準備ができたところであり、着実に研究が進んでいる。こうした状況を踏まえて、交付申請時の研究実施計画以上に進展しているといえる。平成30年度に集中しておこなった研究については改訂作業を終え、平成31年度中に査読付き論文誌に受理されるように研究を進めて行く予定である。また、平成31年度には高頻度データを用いたジャンプベータの推計と時系列特性について研究を進め、研究発表も並行して行う予定である。(理由)次年度使用額が生じている主要な理由としては、今年度に研究発表予定であった出張旅費について所属大学の予算で代替することができたためである。(使用計画)平成31年度にデータの購入または大規模データ処理用のパソコンを導入する予定である。それに加えて、当初予定していた通りに平成31年度から開始している新しい研究のための研究活動に使用する。
SELENE観測データに基づく月ウェイク領域プラズマ環境の解明

月周回衛星SELENEによる観測データを用い、太陽風の粒子が月のウェイク領域に進入する素過程および波動粒子相互作用を解明した。また、ウェイク領域に地球磁気圏の衝撃波が突入した際の様子を明らかにした。月周回衛星SELENEによる観測データを用い、下記の事柄を明らかにした。(1)月表面近くのウェイク領域に太陽風プロトンがエネルギー増減を伴いながら侵入する(I型侵入)(2)月の昼間側で反射したプロトンが月ウェイクの最深部に侵入する(II型侵入)I型侵入は、惑星間空間磁場のBYまたはBZ成分(太陽風の流れに垂直な成分)の符号に依存して発生する。このメカニズムにより、過去の研究では太陽風プロトンが侵入しないと考えられてきた領域(100km高度、太陽天頂角150度)まで太陽風が侵入することが分かった。II型侵入の発生も惑星間空間磁場の垂直成分に依存するが、I型とは発生機構が異なる。I型は太陽風プロトンの熱速度により夜側に直接侵入するが、II型は月の昼間側に衝突・反射したプロトンが自己ピックアップ加速を受けることにより加速され、月半径程度の大きなジャイロ半径を持つことによって夜側最深部に侵入する。これらの成果は、これまでの「月ウェイクの電磁気環境は太陽風の電子によって支配される」という考えを覆し、イオンも月ウェイクの環境に非常に寄与することを示している。昨年度は、月周回衛星SELENEによる観測データを用い、月の昼間側に衝突・反射した太陽風プロトンが自己ピックアップ加速を受けることにより加速され、月半径程度の大きなジャイロ半径を持つことによってウェイク(夜側)の最深部に侵入する(II型侵入)ことを明らかにした。今年度は、このII型侵入に伴って、(1)大量の電子が磁力線に沿って太陽風から引き寄せられること(2)特徴的なプラズマ波動が励起されることを明らかにした。(1)の電子の流入はウェイク領域の電気的中性を保つために発生すると考えられる。また、観測された電子は磁場に平行方向・反平行方向のフラックスが卓越しており、両端が太陽風に接続した磁力線に沿って電子が両端からウェイクに引き込まれたものと解釈できる。一般的にこのような電子分布関数は不安定であり静電孤立波を励起することが期待されるが、同時に観測された波動データは広帯域ノイズの特徴を示しており静電孤立波と整合的である。また、プロトン侵入後に電子が流入することによって電気的中性がよく保たれていることもデータから明らかにした。これらの成果は、既存の「月ウェイク中心部の電磁気環境は太陽風の電子によって支配され、プラズマ波動は特に存在しない」という考えを覆した。すなわち、「月ウェイク中心部にまず太陽風プロトンが侵入することによって周囲の太陽風電子を引き寄せ、その結果としてプラズマ波動を励起する」という、一連のプラズマのダイナミクスが存在することを示している。
サブテロメアの可塑性を利用したいもち病菌非病原力遺伝子の変異と彷徨

筆者は、いもち病菌の非病原力遺伝子の転移過程について、「レトロトランスポゾンの非病原力遺伝子flankへの挿入とそれを利用した彷徨」というひとつの仮説を提示した。これが正しいならば、非病原力遺伝子AVR-Pita本体そのものの進化もこの順序になっているはずである。これを検証するため、多数の各種菌株からAVR-PitaホモログORFをPCRで増幅し、ダイレクトシークエンスし、系統解析を行った。その結果、予想どおり、Cenchrus菌のホモログ(flanking regionにレトロトランスポゾンの痕跡が皆無)がもっとも系統樹の根に近く、その次にメヒシバ菌のホモログ(Flanking region両側にレトロトランスポゾンの本体が存在)、その次にキビ菌とエノコログサ菌のホモログ(Flanking region片側にレトロトランスポゾンの本体が存在)、最後にイネ菌とアワ菌のホモログ(Flanking region片側にレトロトランスポゾンのLTRが存在)となった。次に、これらが、非病原力遺伝子としての機能を保持しているか否かを明らかにするため、各ホモログをイネ菌P2-b(Pita保有イネ品種ヤシロモチに病原性)に導入し、形質転換体を作出した。これらをヤシロモチに接種したところ、メヒシバ菌、外国産アワ菌、エノコログサ菌、キビ菌のホモログが、非病原力遺伝子としての機能を保持していることが明らかとなった。(1)非病原力遺伝子周辺領域の構造変異の順序予測は正しいか。筆者は、いもち病菌の非病原力遺伝子の転移過程にっいて、「レトロトランスポゾンの非病原力遺伝子flankへの挿入とそれを利用した彷徨」というひとつの仮説を提示した。(2)非病原力遺伝子彷徨の過程におけるアミノ酸置換と機能の関連それぞれの菌からクローニングしたAVR-Pitaホモログを、イネ菌P2-b (Pita保有イネ品種ヤシロモチに病原性)に導入し、形質転換体を計200菌系作出した。現在、これらをヤシロモチに接種し、非病原性になるかどうかを検討している。イネのいもち病抵抗性遺伝子Pitaに対する非病原力遺伝子AVR-Pitaは、イネいもち病菌非病原性レースに見出されたものであるが、そのホモログは、イネ菌以外の菌株にも見出される。それらの塩基配列を調べ、上記の機能を持つコピーと比較すると、イネ菌病原性レースから見出される機能を失ったコピーよりさらに多数の塩基置換を有し、系統樹上でも遠縁である。これらが、非病原力遺伝子としての機能を保持しているか否かを明らかにするため、各ホモログをイネ菌P2-b(Pita保有イネ品種ヤシロモチに病原性)に導入し、形質転換体を作出した。この現象を次のように解釈した。イネ菌ホモログはPitaに遭遇すると、本来の機能を保持しつつPitaによる認識を回避するという困難な変異を実現しなければならず、結果として最小限の変異で非病原力遺伝子としての機能を失っている。一方、イネ菌以外のホモログは、Pitaに遭遇することがないので、かかる選択圧は本来の機能を失わないことのみである。
ゲノムアダプテーションとしての表現型可塑性：アブラムシの繁殖多型からのアプローチ

生物は環境要因に応じて表現型を可塑的に変化させる表現型可塑性を持っている。表現型可塑性は生物の環境適応や形質進化を理解する上で重要な性質であるが、その遺伝学的あるいは分子発生学的基盤についての知見は少ない。本研究では昆虫アブラムシの繁殖多型を材料に、性発現や発生様式を制御するゲノムアダプテーションの仕組みの解明を目指す。アブラムシは春から秋にかけて胎生単為生殖によって繁殖するが、晩秋になると季節変化(短日化)に応答し有性生殖世代が出現する。アブラムシの性決定様式は雄ヘテロXO型であり、メス親は環境依存的に染色体分配様式を改変し、仔虫のX染色体を選択的に失わせることでXO型の雄を産出する。先行研究より単為発生卵がオスになるかメスになるかは卵成熟過程のgermarium(胚腺)内で決定されると考えられている。そこで我々は胚腺のトランスクリプトーム解析で、雌雄産み分け機構の解明を試みた。胎生メス、卵生メス、オスのそれぞれのモルフのみを産出するアブラムシを誘導し、各モルフの卵巣を摘出し、レーザーキャプチャーマイクロダイセクションによって単離した胚腺から得られた微量RNAを増幅後RNA-seq解析を行った。その結果、染色体放出が生じるオス産出カテゴリでは他のカテゴリと比べて、約7501650この遺伝子が有意に発現変動していた。そして、複数あるヒストンのパラログやアブラムシ特異的な重複遺伝子のモルフ特異的「使い分け」が見いだされた。遺伝子重複がアブラムシの複雑な生活史進化の原動力となった可能性がある。いくつかの遺伝子については、in situハイブリダイゼーションで時空間的な発現パターンを確認した。また、これらの遺伝子がどのように進化してきたのかを明らかにするために、アブラムシの姉妹群で原始的な形質を多く残すネアブラムシのゲノム解読およびトランスクリプトーム解析を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。生物は環境要因に応じて表現型を可塑的に変化させる「表現型可塑性」を持っている。表現型可塑性は生物の環境適応や形質進化を理解する上で重要な性質であり、研究の歴史も古いが、その遺伝学的あるいは分子発生学的基盤についての知見は少ない。本研究ではエンドウヒゲナガアブラムシの繁殖多型を材料に、性発現や発生様式を制御するゲノムアダプテーションの仕組みの解明を目指す。アブラムシの性決定様式は雄ヘテロXO型であり、メス親は環境依存的に染色体分配様式を改変し、仔虫のX染色体を選択的に失わせることでXO型のオスを産出する。そこで我々は胚腺のトランスクリプトーム解析から、オス・メスの産み分けの機構の解明を試みた。飼育条件を制御することにより、胎生メス(単為生殖メス)・卵生メス(有性生殖メス)・オスのそれぞれのみを産出するアブラムシを誘導した。各カテゴリのアブラムシの卵巣を摘出し、レーザーキャプチャーマイクロダイセクションを用いて胚腺のみを正確に単離した。単離胚腺から得られるRNAは微量であるため、Ribo-SPIA法により増幅した後にRNA-seq解析を行った。その結果、染色体放出が生じるオス産出カテゴリでは他のカテゴリを比べた場合、約7501650個の遺伝子が有意に発現変動していた。オス産出カテゴリで高発現している遺伝子群を詳しく解析したところ、複数あるヒストンのパラログやアブラムシ特異的な重複遺伝子の性特異的「使い分け」が見いだされた。これらの遺伝子重複がアブラムシの複雑な生活史進化の原動力となった可能性がある。

いくつかの遺伝子については、in situハイブリダイゼーションで時空間的な発現パターンを確認した。また、これらの遺伝子がどのように進化してきたのかを明らかにするために、アブラムシの姉妹群で原始的な形質を多く残すネアブラムシのゲノム解読およびトランスクリプトーム解析を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。germariumのトランスクリプトーム解析は技術的に挑戦的な手法であったが、レーザーキャプチャーマイクロダイセクションと、Ribo-SPIA法によるcDNA増幅によって、RNA-seq解析を行う系を確立出来たのみならず、この手法を用いて、5実験区(3繰り返し)のサンプリングに成功した。データ解析も基本部分は完了し、2年目の機能解析に向けて十分な準備が調えることができた。大規模解析は今年度完了し、候補遺伝子のしぼりこみがある程度できている状況にある。したがって、in situ hybridizationと免疫染色により、mRNA・タンパク質の局在を調べる。また、RNAi等で機能解析を行なう。また、オスの捨てられるX染色体と卵核にとりこまれるX染色体の間に、異なる特徴(e.g. epigenetic mark)があるかどうかを調べる。季節性繁殖多型の進化過程を推定するために、アブラムシ近縁種であるフィロキセラのゲノム・トランスクリプトーム解析も行なう。
心・血管ATP感受性Kチャネルの分子制御

今回の研究は培養細胞を用いた電気生理学的なアッセイ系と今回新たに開発した構造生物学的な手法を組み合わせて施行され、主に次のような成果が得られた。1.ATP感受性K(K_<ATP>)チャネルを構成するKir6.0サブユニットの電気的特性を決定する機構を分子レベルで明らかにした。さらに既に結晶解析により構造決定されている膜2回貫通型KチャネルであるKcsAの構造からホモロジーモデリング法により作成したKir6.2の3次元構造モデルにより構造生物学的にその分子機構を解明した。(Repunte VP et al(1999)EMBO J 18(12))2.心血管系のK^<ATP>チャネルに対しては活性化作用を示すものの膵β細胞のものは抑制するという新たなKチャネル開口薬(KCO)MCC-134の性質を明らかにした。すなわち本剤はインスリン分泌を減少させることなく心血管系に作用することが示唆され、これまでKCOの使用が困難とされていた糖尿病を合併した高血圧や虚血性心疾患などの心血管疾患例に対する副作用のない新しい心血管系作用薬の開発の可能性が開かれた。(Shindo T et al(2000)J Pharmaco Exp Ther 292(1))3.KCOの1つであるジアゾキシドがADPによるK_<ATP>チャネルの活性化作用を増幅することにより開口作用を発現すること、またそのADPによる活性化作用はスルホニルウレア受容体のC末端により制御されることを明らかにした。以前我々は心筋細胞に対するKCOをその作用機序の違いによりtypeIIIIに分類したが、これはtypeIII-KCOの作用機序を分子レベルで明らかにしたものである。(Matsuoka T et al(2000)Circ Res 87(10))今回の研究は培養細胞を用いた電気生理学的なアッセイ系と今回新たに開発した構造生物学的な手法を組み合わせて施行され、主に次のような成果が得られた。(Matsuoka T et al(2000)Circ Res 87(10))心血管系においてカリウムチャネルは心筋興奮・収縮、血管収縮の調節を行っている。ATP感受性カリウム(KATP)チャネルは特に虚血変化や血圧調節などに深く関与している。KATPチャネルは二種類の膜タンパク(SURとKir6.0サブユニット)の複合体である。申請者はこのKATPチャネルが心筋ではSUR2A/Kir6.2、平滑筋ではSUR2B/Kir6.1で構成されていることを明らかにした。(Yamada et al.(1997)J Physiol499:715-20)。Kir6.2サブユニットと異なったSURを用い培養細胞で再構築したKATPチャネルを用いたカリウムチャネル開口剤の臓器特異性の検討により、KATPチャネルの活性化において4種類のカリウムチャネル開口剤は異なったSURタイプ依存性を持つことを明らかにした。即ち、ジアゾキシドはSUR1,SUR2B特異的に、ピナシジルはSUR2A、SUR2B特異的に、ニコランジルとMCC-134はSUR2B特異的に作用した。更にニコランジルとMCC-134は高濃度ではSUR2Aに対しても作用し、MCC-134はSUR1には逆アゴニストとして抑制作用をしめした(Shido et al.(2000)J Pharmaclo Exp Ther 292:131-5)。更にKir6.2/SURチャネルはATPによる抑制ゲートをもち、Kir6.1/SURチャネルはNDP,NTPによる活性化ゲートを持つこと、即ち、従来の考えとは異なりKATPチャネルの細胞内ヌクレオチドによる制御作用にはSURばかりではなKir6.0サブユニットが重要な役割をはたしていることを解明した(Satoh et al.(1998)J Physiol511:663-74)。カリウムチャネルはその構成

サブユニットの違いによりコンダクタンスの違いを示す。Kir6.2とKir6.1のキメラ体の解析によりKATPチャネルのコンダクタンスの決定チャネル構成部の中でポア領域、特にイオン透過部のアミノ末端側の3アミノ酸残基とカルボキシル末端側の1アミノ酸残基が重要であることを明らかにした(Kondo et al.(1998)Receptors Channels 6:129-40;Repunte et al.(1999)EMBO J18:3317-24)。ATP感受性カリウム(K_<ATP>)チャネルはATP結合カセット蛋白(ABC蛋白)の1つであるスルホニルウレア受容体(SUR)と膜2回貫通型カリウムチャネルのKir6.0の2つのサブユニットからなる異種重合体である。今回我々はこのK_<ATP>チャネルのポアを構成するKir6.0サブユニットの電気的特性を決定する機構を分子レベルで明らかにした。さらに既に結晶解析により構造決定されている膜2回貫通型K^+チャネルであるKcsAの構造からホモ口ジーモデリング法により作成したKir6.2の3次元構造モデルにより構造生物学的にその分子機構を解明した。(Repunte VP et al(1999)EMBO J 18(12))また、臓器によって作用が異なるカリウムチャネル開口薬(KCO)の1つであるジアゾキシドの作用機序を明らかにし、何故そのような差が生じるのかを解明した。すなわち全ての臓器のK_<ATP>チャネルに対してジアゾキシドはADPによる活性化作用を増幅することにより開口作用を発現すること、またそのADPによる活性化作用はSURのサブタイプによって異なるC末端により制御されるため臓器特異性が生じることを明らかにした。以前我々は心筋細胞に対するKCOをその作用機序の違いによりtypeIIIIに分類したが、これはtype III-KCOの作用機序を分子レベルで明らかにしたものである。
環境水中の超微量クロムの溶存状態別高感度フロー分析法の開発

触媒活性を利用して海水中のクロム(III)を高感度に定量するための化学発光系として,ルミノール-過酸化水素系を検討した。製作した化学発光計およびフローセルシステムを用い,フローシステム流路系,反応pH,試薬濃度等の最適化を行った結果,ルミノール-過酸化水素系に対し,テトラエチレントリアミン(TETA,増感試薬),EDTA(共存イオンのマスク剤)を含むホウ酸緩衝剤(pH調整)を用いることとした。その結果,人工海水添加直後のクロム(III)に対して検出限界0.1nMを達成した。ところが、人工海水にクロム(III)を添加して放置すると,クロム(III)の触媒活性が徐々に低下し,長時間経過すると発光強度が添加直後の10%程度まで低下する現象が見られた。炭酸イオンを含まない人工海水では,触媒活性低下の程度が減少したため,触媒活性低下の主因を化学発光系に対して不活性なクロム(III)-炭酸錯体の生成によるものと推定した。これを活性な錯体に変換するために,pHを変えて加熱する,活性な錯体を形成する,TETAを加えて加熱する,過酸化水素等を添加して,クロム(III)の酸化状態を変えて置換活性な溶存種に変換するなどの種々の前処理を検討したが,いずれの方法によっても,いったん触媒活性が低下したクロム(III)の活性を回復させることはできなかった。一方,クロム(VI)Iついては,塩酸酸性下で過酸化水素を作用させてクロム(VI)をクロム(III)に還元することによって,還元剤の干渉を受けることなくクロム(VI)を高感度に定量できた。以上の結果,海水中のクロム(VI)をフロー系で迅速簡便に定量できる装置を試作した。この結果,観測船上などの観測現場でクロム(VI)濃度の測定が可能となった。また,植物プランクトン培養に伴うクロム溶存形変化の追跡実験においても,クロム(VI)濃度を短時間間隔でモニタすることが可能となった。
無機有機ハイブリッド物質を用いた共振器ポラリトン

巨大な励起子束縛エネルギーを持つ無機有機ハイブリッド物質を微小共振器に閉じ込め,室温でのポラリトンレーザーを実現することが,本研究の目的である.当初は,LB膜によるマイクロキャビティの作製を目指していたが,スピンコート膜でマイクロキャビティが実現することが判明し,スピンコート膜でのマイクロキャビティを用いて,励起子と共振器の強結合を確認した.しかし,残念ながら,ポラリトン凝縮やポラリトンレーザーの実現には至らなかった.また,この材料系が太陽電池材料として有望であることが判明したため,本研究でも,励起子の特性を調べ,3次元材料でも励起子が存在することを確認した.本研究の目的は、巨大な励起子束縛エネルギーを持つ無機有機ハイブリッド物質を微小共振器に閉じ込め,これまでにない大きな結合を有する共振器ポラリトンを実現することにある.それを用いて,共振器ポラリトンの物理およびポラリトンレーザーの特性を詳細に研究する.特に,多重量子井戸ポラリトンが共振器ポラリトンに与える影響を明らかにすることを目指している.2013年度は以下を研究計画としていた。1.微小共振器構造の中にこの物質を閉じ込め,強結合状態を確認する。1-1.LB膜法により井戸層数を制御した無機有機複合型量子井戸の作製。1-2.LB膜法により作製した試料の屈折率の測定。1-3.共振器構造を作製し,強結合状態を確認する1-1の項目のために、佐賀大学に新たなLB膜作製装置を設置した。それを用いて、臭素系のハイブリッド材料の作製に取りかかったが、作製の最適条件の設定がまだ完了せずに、2013年度には良質な試料の作製には至らなかった。1ー2の項目では、共同利用設備であるエリプソメトリー測定装置を使い,上記で作製した様々な試料について,励起子共鳴領域の正確な屈折率を測定することを目指した。しかし、良質な表面構造を持つ試料が得られなかったために、エリプソメトリー測定には成功しておらず、屈折率の正確な評価は行えていない。以上のように、1ー1と1ー2が未だに成功していないため、1ー3の「強結合状態を確認する」には至っていない。今後はLB膜作製方法の改良、および、抜本的な方針変更の可能性も入れて検討していく予定である。巨大な励起子束縛エネルギーを持つ無機有機ハイブリッド物質を微小共振器に閉じ込め,これまでにない大きな結合を有する共振器ポラリトンを実現することが,本研究の目的である.2014年度は,2013年度に引き続き,LB膜によるマイクロキャビティの作製を目指していたが,同じ試料のスピンコート膜でマイクロキャビティが実現することが判明したため,スピンコート膜での実験に方針を転換しつつある.また,太陽電池応用への研究にも取り組み,励起子物性と太陽電池特性との関係についての理解を深めている.業績としては,国際会議・国内会議に多くの発表を行い,原著論文もすでに掲載が確定したものが複数ある.巨大な励起子束縛エネルギーを持つ無機有機ハイブリッド物質を微小共振器に閉じ込め,これまでにない大きな結合を有する共振器ポラリトンを実現することが,本研究の目的である.20132014年度は,LB膜によるマイクロキャビティの作製を目指していたが,同じ試料のスピンコート膜でマイクロキャビティが実現することが判明したため,2015年度はスピンコート膜での実験に方針を転換した.スピンコート膜でのマイクロキャビティ作製の実績のある産業技術総合研究所の高田徳由幸氏を連携研究者に加え,共振器作製を実現した.共振器構造の実現には成功したが,残念ながら,無機有機ハイブリッド物質中の励起子と共振器の強結合は確認されなかった.ハイブリッド物質とスペーサー層との界面,共振器長の制御,均一なハイブリッド層の作製,などに関して,いくつか問題があることが判明した.現在,これらの改良を行い,強結合の実現に向けて研究を進めているところである.また,マイクロキャビティとは直接関係ないが,この材料系が太陽電池材料として有望であることが判明し,3年くらい前から世界中で研究が活発化している.本研究でも,励起子の特性を調べているので,励起子物性の観点から太陽電池材料としての特性の評価を行った.量子井戸材料だけでなく,太陽電池としの効率が最も高い3次元材料を中心に行い,励起子物性と太陽電池特性との関係についての理解を深めた.業績としては,国際会議・国内会議に多くの発表を行い,原著論文も発表も複数ある.巨大な励起子束縛エネルギーを持つ無機有機ハイブリッド物質を微小共振器に閉じ込め,室温でのポラリトンレーザーを実現することが,本研究の目的である.当初は,LB膜によるマイクロキャビティの作製を目指していたが,スピンコート膜でマイクロキャビティが実現することが判明し,スピンコート膜でのマイクロキャビティを用いて,励起子と共振器の強結合を確認した.しかし,残念ながら,ポラリトン凝縮やポラリトンレーザーの実現には至らなかった.また,この材料系が太陽電池材料として有望であることが判明したため,本研究でも,励起子の特性を調べ,3次元材料でも励起子が存在することを確認した.20132014年度はLB膜によるマイクロキャビティの作製を目指していたが,高品質な試料の作製が難しく,マイクロキャビティの完成には至っていない.ただ,同じ試料のスピンコート膜でマイクロキャビティが実現することが判明したため,最終年度は飛躍的に研究が進展するものと思われる.27年度が最終年度であるため、記入しない。

光物性2015年度は新たに連携研究者として高田氏(産総研)を加え,スピンコート膜によるマイクロキャビティの特性の研究も行う.また,平行して,これまで進めてきたLB膜によるマイクロキャビティの作製と強結合の確認も行う.具体的な研究計画は以下となる.1.スピンコート膜によるマイクロキャビティの光学特性:すでに強結合状態が確認されたマイクロキャビティにおいて,この材料系の特徴がどのように現れるかを詳細に検討する.強結合によって,一重項状態が三重項状態より低いエネルギーに来る条件を見いだし,その実現を目指す.また,励起子分子の影響なども詳細に検討し,ポラリトンレーザーの実現につなげる.2.LB膜試料によるマイクロキャビティの実現:これまでに屈折率測定が完了し,キャビティの設計が行える段階に来ている.実際にキャビティ構造を実現させ,強結合状態の確認を行い,スピンコート膜による試料との比較を行う.3.太陽電池材料としての特性評価:マイクロキャビティとは直接関係ないが,この材料系が太陽電池材料として有望であることが判明し,2年くらい前から世界中で研究が活発化している.本研究でも,励起子の特性を調べているので,励起子物性の観点から太陽電池材料としての特性の評価を行っていく.量子井戸材料だけでなく,太陽電池としの効率が最も高い3次元材料を中心に行う予定である.2013年度に達成を目指していた、LB膜法による共振器構造の作製に成功しなかったため、全体的な計画は遅れている。27年度が最終年度であるため、記入しない。2014年度の研究内容の欄でも触れたように,LB膜での共振器作製に時間がかかり,2014年度に予定していた共振器効果の光学測定への展開ができなかった.そのため,共振器用の光学系の構築に準備していた予算が,そのまま次年度繰越予算となった.27年度が最終年度であるため、記入しない。LB膜作製方法の改良を行い、共振器構造の作製を目指して2014年度の前半は進めて行く予定である。LB膜法による作製が困難と判断した場合には、スピンコート法に変更する可能性もある。また、共振器ポラリトンが本研究の重要なテーマであるが、この材料系は昨年度より、太陽電池材料として注目を浴びている。その方面への展開も研究テーマに組み込んでいく予定である。今年度は,新たにスピンコート膜での測定に取りかかるため,半年程度の遅れてで光学測定を開始する予定である.年度の前半に光学系の構築を行うため,昨年度からの繰り越し予算を使用する予定である.27年度が最終年度であるため、記入しない。2013年度は試料作製に重点を置き、LB膜作製装置の購入を行った。年度の後半では、作製された試料についての光学測定を実施する予定であったが、良質な試料作製の実現に至らなかったため、光学測定を実施できていない。そのため、光学測定用に用意していた予算がそのまま残っている状況にある。先取りして、光学系の構築を始めるという選択肢もあったが、試料の状況により、組み立てる光学システムが変わってくるため、試料作製が完了する次年度まで待つことにした。試料作製完了に合わせて、光学系のシステムを構築する予定である。
電動機パラメータの完全適応化を目指した次世代ベクトル制御に関する研究

誘導電動機の直接型(磁束フィーバック形)ベクトル制御において,制御装置内で設定しなければならない電動機パラメータ(漏れインダクタンス,励磁インダクタンス,二次時定数)を一次抵抗の影響を受けずに同定する手法を確立した。このロバストなパラメータ同定法により,制御系自身が自律的に誘導電動機のパラメータ設定を最適化し,トルク応答を改善することができる。本研究では1.5kWの制御システムを開発し,全電動機パラメータに対する適応化と一次抵抗の変動に対するロバスト性を実験的に検証した。(a)一次抵抗に不感な基本波瞬時無効電力を利用して,電動機の運転中でも励磁インダクタンスと二次時定数を適応的に同定するアルゴリズムを開発した。このアルゴリズムでは励磁インダクタンスを無負荷時に,二次時定数を負荷時に同定することが可能で,いずれの同定についても一次抵抗の影響をまったく受けない。(b)高調波を電動機に注入したときの高調波瞬時無効電力を利用して,電動機の運転中でも漏れインダクタンスを適応同定するアルゴリズムを開発した。このアルゴリズムは他のパラメータの影響を一切受けない。(c)上記アルゴリズムの有効性を実証するため,DSP(Digital Signal Processor)を用いた全ディジタル制御装置を試作した。(d)運転中においても漏れインダクタンス・励磁インダクタンス・二次時定数の推定値が真値に収束し,それに伴って電動機のトルク応答を著しく改善できることを実験的に明らかにした。特に一次抵抗を作為的に変動させても,まったくその影響を受けることなく同等の結果が得られることを実証した。
環境プライムとしての脳フィードバックの希望力増進への有効性の実験的検討

本研究では、環境プライム(行動や感情のきっかけ)としての脳フィードバック法の希望力増進法としての有効性を、条件型計画策定過程、状態希望および前頭前野活性化状況から検討した。小型脳活動測定装置を用いて課題遂行中の前頭前野の反応を同時に測定し、その活動を被験者自身にフィードバックする場合とフィードバックしない場合を設定して脳フィードバックの有無の操作を行い、条件型計画策定課題を遂行させる実験を行った。その結果、脳フィードバック操作が状態希望を向上させ、目標達成手段思考の側面での課題遂行を充実させる傾向があり、当該方法が希望力増進のために貢献しうる可能性が示唆された。人間は、目標を設定する時、その目標が達成できるという期待感を持つ。それは希望と呼ばれる。希望は、目標達成の基盤をなす重要な要因である。本研究では、人間の強みである希望を持つ能力(希望力と呼ぶ)を育む方法の開発に向けて、脳フィードバック法を試作した。脳フードバックとは前頭前野の活動をリアルタイムに直接的に当人にフィードバックするという、研究代表者が独自に考案した方法である。ここでは、当該方法で希望力を増進させる可能性を実験的に探った。環境プライム(行動や感情のきっかけ)としての脳フィードバックにより前頭前野活動に関する自己認識を高め、希望力増進がなされるか、その有効性を、条件型計画策定過程、状態希望および前頭前野活性化状況から実験的に検討することを目的とした。この目的の達成のため、小型脳活動測定装置で測定される前頭前野活動が条件型計画策定課題遂行時に提示される場合とされない場合の、計画策定内容、状態希望評定値および前頭前野活性化状況を検討する実験研究を実施した。具体的には、測定される脳内反応の表示画面の被験者へのリアルタイムの提示によるフィードバックの有無を操作し、条件型計画策定の内容および状態希望尺度評定値から推定される希望力の向上への有効性を実験室実験で検討した。被験者は、小型脳活動測定装置を装着して仮想ストーリー事態での目標達成への計画策定に関する判断を求められた。実験結果は、脳フィードバック条件で課題遂行後の状態希望の正の変化と条件型計画策定の内容の充実傾向が強く、傾向に留まるものの、脳フィードバックが目標達成のための方法をより充実させ、状態希望向上を促すこと、即ち、脳フィードバックが希望力増進に有効である可能性が示唆された。心理学
アストロサイトから分泌されるタンパク質S100Bによる神経細胞活動調節機構の解析

これまでの我々の研究により、アストロサイト特異的に発現しているカルシウム結合タンパク質S100Bは、神経細胞の興奮に伴って分泌されることが明らかになった(Sakatani et al, J. Neurosci, 2008)。また、分泌されたS100Bは、その受容体である後期糖化最終産物受容体(RAGE)を介して、海馬のCA1野放線層におけるカイニン酸誘導のガンマ帯局所電場電位(ガンマ振動)の振幅を増大させ、神経の集団活動を調節していることが明らかになった。この事から、神経活動が高まると、S100Bがアストロサイトから分泌され、神経修飾物質として作用することが示唆される。しかし、S100Bが個々の神経細胞活動に与える効果は、いまだ未知のままであった。そこで、本研究では、S100Bによる神経細胞活動調節機構を明らかにするために、S100Bが神経細胞の膜電位および興奮性シナプス伝達に与える影響を明らかにすることを目的とする。本年度は、S100Bが錐体細胞の膜電位および興奮性シナプス伝達に与える影響を明らかにするために、海馬急性スライス標本において、下記の電気生理実験を行った。まずS100B投与前後で、CA1錐体細胞の静止膜電位と電流注入時の発火パターンを比較した。また、S100Bが興奮性シナプス伝達に与える影響を明らかにするために、S100B投与前後で、CA1法線層におけるfield EPSP(fEPSP)の立下りの傾きとPaired Pulse Ratioを比較した。また、S100Bがポストシナプスのグルタミン酸受容体の感受性に与える影響を明らかにするために、海馬CA1錐体細胞にホールセルパッチし、S100B投与前後で、微小興奮性シナプス電流(mEPSC)の振幅を比較した。これらの解析により、分泌タンパク質によるグリア細胞・ニューロン間における情報伝達という新たな研究展開を創出した点において意義深い。
江戸後期出雲歌壇を構成する歌人データベースの構築とその研究

江戸後期類題和歌集に付された「作者姓名録」や、島根県立図書館蔵『雲陽人物誌』など、出雲歌壇の実態解明に必要な関連歌書の調査・収集を行い、出雲歌壇を構成する歌人について「姓・別称・身分・所在地・血縁関係・師弟関係」などの人物情報を抽出した。二次的資料により情報を整備し、データベースシステムに実装して、江戸後期出雲歌壇を構成する歌人データベースを構築し、これを用いて出雲歌壇の実態に関する研究を行った。本研究は、先に上梓した『類題八雲集』付載「作者索引」を基礎データとして、関連歌書の調査・収集を行った上で、江戸後期出雲歌壇を構成する歌人データベースを構築し、歌壇の全体像の把握や、実体解明に資することを目的とする。当該年度に実施した研究の成果は以下の通りである。1出雲歌壇関連歌書の調査・収集出雲歌壇の実態解明に必要な関連歌書の調査・収集を行った。調査対象としたのは、島根県立図書館・島根県立八雲立つ風土記の丘展示学習館・大阪府立中之島図書館・大阪市立大学学術情報総合センター森文庫に所蔵された資料である。特に、江戸後期の類題和歌集を調査し、附載された作者姓名録の収集を行った。2出雲歌壇を構成する歌人についての人物情報を抽出収集した類題和歌集などの歌書から、作者姓名録を手がかりとして、出雲歌壇を構成する歌人について「姓・別称・身分・所在地・血縁関係・師弟関係」などの人物情報を抽出し、データの拡充を行った。3島根県立図書館蔵『雲陽人物誌』の翻刻・研究発表人物情報をデータベースに加えるため、島根県立図書館蔵『雲陽人物誌』を翻刻した。文政六年(1823)に比布智神社(現出雲市下古志町)の神職である椎の本花叔(春日盈重)が、出雲国を中心とした文化人に関して記したこの資料には、歌人についての情報も多く含まれる。また、花叔の営為がいかなる意識のもとに行われたのかを明らかにすることを目的として、当該書の採録方針と自伝的部分の意義に関して考察し、愛媛大学で催された第24回古典研究会において口頭発表を行った。本研究は、先に上梓した『類題八雲集』付載「作者索引」を基礎データとして、関連歌書の調査・収集を行った上で、江戸後期出雲歌壇を構成する歌人データベースを構築し、歌壇の全体像の把握や、実態解明に資することを目的とする。1出雲歌壇関連歌書の調査・収集前年度に引き続き、出雲歌壇の実態解明に必要な関連歌書の調査・収集を行った。調査対象としたのは、島根県立図書館・国文学研究資料館・刈谷市中央図書館村上文庫に所蔵された資料である。2出雲歌壇を構成する歌人についての人物情報を抽出収集した類題和歌集などの歌書から、作者姓名録を手がかりとして、出雲歌壇を構成する歌人について「姓・別称・身分・所在地・血縁関係・師弟関係」などの人物情報を抽出し、データの拡充を行う作業を継続した。3出雲歌壇歌人データベースの構築・研究発表作者姓名録を手がかりとして類題和歌集などの歌書から抽出した人物情報を、「散文検索システム」というデータベースシステムに実装するため、データの整理を行った。まず人物情報を「名」「歌番号」「姓」「別称」「身分」「所在地」「血縁関係」「師弟関係」「備考」の項目に再配列し、次にVisual Basicマクロを使用してデータにタグ付けを行い、マスタデータを作成した。これを「散文検索システム」に実装して、「出雲歌壇を構成する歌人データベース(暫定版)」を構築した。このデータベースを基にして、近世後期類題和歌集における出雲歌人の入集状況を調査・考察し、島根県出雲市にある手銭家で催された手銭家蔵書共同研究会にて口頭発表を行った。1出雲歌壇関連歌書の調査・収集前年度までに引き続き、出雲歌壇の実態解明に必要な関連歌書の調査・収集を行った。調査対象としたのは、島根県内所蔵資料、大阪府立中之島図書館の所蔵資料である。2出雲歌壇を構成する歌人についての人物情報を抽出・データベース化収集した類題和歌集などの歌書附載の作者姓名録や、島根県立図書館蔵『雲陽人物誌』から得た情報を手がかりとして、出雲歌壇を構成する歌人について「姓・別称・身分・所在地・血縁関係・師弟関係」などの人物情報を抽出し、データの拡充を行う作業を継続した。

その上で、得られた人物情報を『国学者傳記集成』『名家伝記資料集成』『国書人名辞典』などの二次的資料によって確認することで、さらなる情報の整備を図った。3江戸後期出雲歌壇を構成する歌人データベースの構築これまでの作業によって抽出・整備したデータを、国文学研究資料館にて開発された「散文検索システム」に実装するため、データの整理を行った。Visual Basicマクロを使用してマスタデータを作成する方法により、昨年度構築した暫定版のデータを更新し、江戸後期出雲歌壇を構成する歌人データベースを構築した。4成果の発表上記の成果をまとめ、国文学研究資料館にて催された基幹研究「近世における蔵書形成と文芸享受」2012年度第2回研究会にて口頭発表を行った。また『雲陽人物誌』の書誌・採録方針に関する学術論文を発表した。さらに構築したデータベースを調査先でも活用できるよう、タブレット端末によるクラウド利用環境を整備した。出雲歌壇関連歌書の調査・収集は、今年度も継続して行ったことにより、順調に進んでいる。近世後期類題和歌集の調査・収集をさらに進める予定である。また、作者姓名録を有する類題和歌集を中心に、出雲歌壇を構成する歌人についての人物情報の抽出をほぼ完了した。そして、使用するデータベースシステムとして、「散文検索システム」を採用することに決定した。これは、データの追加・修正が自在であること、画像データも連動させることができることなどの利点を有するためである。「散文検索システム」に実装するためのデータ整理を行い、「出雲歌壇を構成する歌人データベース(暫定版)」を構築した。これを適宜改訂しながら、歌壇の全体像の把握や、実態解明を目指して考察を進める予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。データをさらに充実したものへとするため、出雲歌壇関連歌書の調査・収集は今後も継続して行う。特に、出雲以外で編纂されたものを含めて、近世後期類題和歌集の調査・収集をさらに進める予定である。出雲歌壇を構成する歌人についての人物情報の抽出はほぼ完了しているが、作者姓名録を有しない類題和歌集も対象に加え、出雲歌人の入集状況についてデータを拡充していく。また、『国学者傳記集成』『名家伝記資料集成』『国書人名辞典』などの二次的資料によって、得られた人物情報を確認し、データの整備を図る。これらの作業により、今年度構築した「出雲歌壇を構成する歌人データベース(暫定版)」を適宜増補・改訂する。そして、この成果を利用して、近世後期類題和歌集における出雲歌人の入集状況や、歌壇を構成する歌人たちや歌人同士の交流の実態などを明らかにすることで、歌壇の全体像の把握や実態解明を目指す。
ダイアフラム型ポンプを用いた超低容量血液浄化システムの開発

single-needle dialysisの原理に基づき,新生児用世界最小体外循環回路の血液浄化システムを開発した.血液循環用にシリンジポンプを使用すると,機械的圧迫・摩擦で,血球破壊の危険性があり,血液循環にダイアフラム型ポンプを試用し,シリンジ型との比較を行った.24時間の血液循環で,ダイアフラム型・シリンジ型ともに遊離ヘモグロビンの有意な上昇が認められ,ダイアフラム型の血球破壊の低減という優性性は示されなかった.加えて,回路内圧上昇に伴い,一定の量を循環させるというポンプ機能を維持できないことが明らかになった.本システムの実用化にむけ血液循環用ポンプの選択・改良が必要である.(本研究の全体構想)ダイアフラム型血液循環ポンプを用いた血液浄化システムを開発し、in vitroとin vivoで安全性・物質除去効率を検証し、実用化を目指す。(本研究の具体的な目的)single-needle dialysis(SND)は、脱血と送血の位相を変えて交互に行うことで、1本のブラッドアクセスルートで血液浄化療法を施行する方法である。SNDは,必要なブラッドアクセスは1本で、回路の低容量化が容易で、特に、体格の小さな小児に利点がある。現在、SNDは成人領域の血液透析でローラーポンプにチャンバーと開閉式のクランプを組み合わせ、脱血と送血を異なる位相で作りだし施行されている。また我々が開発したシリンジポンプを利用した超低容量回路のSNDシステムもin vitroで有効性を証明できた。しかし、シリンジポンプでは、シリンジバレルとガスケットによる機械的な圧迫や摩擦で血球破壊の懸念がある。このため機械的な圧迫や摩擦を直接受けにくいダイアフラム型ポンプを使用した超低容量SNDシステムの開発を行うことを目的としている。平成27年度は、試作機を作成し血液循環がスムーズに行えるかどうかの検証を行った。試作機の回路容量は約100mlであり、今後低容量化は必要であるが、長時間の血液循環が可能であることを確認した。この成果を第60回日本新生児成育医学会・学術集会で発表・展示した。この試作機の構成をもとに、現在、各部品を調達し、ダイアフラム型ポンプを使用した超低容量SNDシステムの低容量化を進めている。これまでにダイアフラム型ポンプを用いた試作機を完成させ、血液循環が可能なことを確認した。現在は試作機の回路容量は約100mlと大きいため,この試作機の構造に基づき低容量化をはかり、体格の小さな小児や新生児にも適用できるシステムの作成を行っている。部品調達に時間がかかり、多少の研究の遅れは生じているものの、システムの作成が完成すれば、in vitro, in vivo実験は既に行ったことがあり、研究は軌道に乗ると考えている。現在、SNDは成人領域の血液透析でローラーポンプにチャンパーと開閉式のクランプを組み合わせ、脱血と送血を異なる位相で作りだし施行されている。しかし、シリンジポンプでは、シリンジパレルとガスケットによる機械的な圧迫や摩擦で血球破壊の懸念がある。平成28年度には2種類の試作機を作成し、シリンジポンプ型の超低容量SNDシステムとの比較を行った。また、平成29年度には作成したダイアフラム型ポンプを使用したSND型超低容量EBPTシステムを用いて、血液バッグに抗凝固薬入りの全血を入れ、これに上記のシステムを接続し24時間、全血を循環させ、循環の定常性、気泡混入率、血栓形成の有無、赤血球変形の有無を評価。溶質除去能も併せて評価を行う。上記のin vitroの研究で得られた改良点を本システムに反映させた回路を作成する。この回路を用いて動物の急性腎不全モデルで、24時間の血液透析を行い、安全性と有効性の評価を行う。in vivoで得られた改善点を反映した長時間のEBPT使用に耐え得るシステムを作成する。臨床診療の合間に研究を進めているため、研究時間の捻出に苦労している。試作機の作成はおおむね済んでおり、実用性の検討を行う段階まで来ている。このため、今後、研究時間の確保を行い、研究の進捗を推し進める予定である。single-needle dialysis(SND)の原理に基づき,シリンジ型血液循環ポンプを用い,新生児用の,世界最小体外循環回路を持つ血液浄化システム(以下,本システム)のプロトタイプを開発した.しかし,シリンジ型血液循環ポンプによる機械的な圧迫や摩擦で,血球が破壊される危険性があり,ダイアフラム型血液循環ポンプの試用を発案し,シリンジ型との比較を行った.最初に,シリンジ型血液循環ポンプによる血球破壊の評価を行った.貯血した血液バッグにシリンジ型の本システムを装着し3時間の血液循環を行った.同時間放置した血液検体との間で,血球破壊を示す遊離ヘモグロビンの有意な上昇は認められなかった.

このため,ダイアフラム型とシリンジ型本システムの血球破壊の比較には,24時間の血球循環を行うことで評価した.ダイアフラム型・シリンジ型ともに放置検体との間で,遊離ヘモグロビンの有意な上昇が認められ,長時間の血液循環では溶血性変化が起きることが明らかとなった.また,24時間の血液循環中,ダイアフラム型本システムでは血液循環の量が一定ではないことが観察された.ダイアフラム型・シリンジ型ともに,血球破壊を示す凝血塊の形成は,血液浄化膜の入り口に,シリンジポンプ型ではY字弁部にも形成された.ダイアフラム型本システムの血液循環量の変化を数値化するために,フローセンサーと圧センサーを組み込み観察を行った.血液浄化膜の入り口圧の上昇とともに,設定した流量が循環せず減少した.一方,シリンジ型では血液浄化膜の入り口圧の上昇した状況でも流量は一定であった.ダイアフラム型本システムは,シリンジ型と比較して,血球の機械的破壊の低減という優性性は示されなず,回路内圧上昇とともに一定の量を循環させるというポンプ機能を維持できないことが示された.今後の実用化に際し,血液循環用ポンプ・血液浄化膜の改良が必要である.single-needle dialysisの原理に基づき,新生児用世界最小体外循環回路の血液浄化システムを開発した.血液循環用にシリンジポンプを使用すると,機械的圧迫・摩擦で,血球破壊の危険性があり,血液循環にダイアフラム型ポンプを試用し,シリンジ型との比較を行った.24時間の血液循環で,ダイアフラム型・シリンジ型ともに遊離ヘモグロビンの有意な上昇が認められ,ダイアフラム型の血球破壊の低減という優性性は示されなかった.加えて,回路内圧上昇に伴い,一定の量を循環させるというポンプ機能を維持できないことが明らかになった.本システムの実用化にむけ血液循環用ポンプの選択・改良が必要である.作成したダイアフラム型ポンプを使用したSND型超低容量EBPTシステムを用いて、1血液バッグに抗凝固薬入りの全血を入れ、これに上記のシステムを接続し24時間、全血を循環させ、循環の定常性、気泡混入率、血栓形成の有無、赤血球変形の有無を評価2。バックに貯血した全血に浄化目的の溶質を添加し、これに作成した回路を接続し血液透析を行い溶質除去能を評価する。3上記の1と2のin vitroの研究で得られた改良点を本システムに反映させた回路を作成する。この回路を用いて動物の急性腎不全モデルで、24時間の血液透析を行い、安全性と有効性の評価を行う。in vivoで得られた改善点を反映した長時間のEBPT使用に耐え得るシステムを作成する。作成したダイアフラム型ポンプを使用したSND型超低容量EBPTシステムを用いて、血液バッグに抗凝固薬入りの全血を入れ、これに上記のシステムを接続し24時間、全血を循環させ、循環の定常性、気泡混入率、血栓形成の有無、赤血球変形の有無を評価。溶質除去能も併せて評価を行う。上記のin vitroの研究で得られた改良点を本システムに反映させた回路を作成する。小児腎臓病学これまでにダイアフラム型ポンプを用いた試作機を完成させ、血液循環が可能なことを確認した。
TNF(癌壊死因子)の正常組織に対する作用

我々は、生体侵襲時にみられる異化亢進の原因となるモノカインを発見し、これをカケクチンと呼んでいる。カケクチンは最近、Beutlerらにより分離精製されTNFと同一物質であるとされている。しかし、カケクチンの作用は幾つかのモノカインの相互作用であり、TNFはその一つであるということも考えられる。そこで、本研究ではカケクチン精製の指標とされたリポ蛋白リパーゼ抑制作用について、精製されたTNFと粗製カケクチン標品の比較検討を、遺伝子組み替えにより作成されたヒトTNF(rhTNF)および抗マウスTNF抗体を用いて検討した。rhTNFはBeutlerらが報告したマウスの精製カケクチンと同様に50PM-50nMの範囲で用量依存性に3T3-L1脂肪細胞のLPL活性を抑制した。マウスのマクロファージーから得られたカケクチンの粗製標品からTNFを抗TNF抗体で吸収するとLPL活性の抑制は75%減少する。これはTNF用量一反応曲線に対照するとTNFと同じ力価を持つLPL抑制物質の95%が中和されることになる。また、TNFはLPL抑制とは対照的に、細胞内に蓄積された脂肪の分解(lipolysis)を著明に亢進することが認められた。脂肪分解亢進作用が認められるにはLPL抑制作用よりも高濃度のTNF(2.5nM-49nM)を必要とした。TNFによる脂肪分解の亢進は、細胞にTNFを添加した後6-9時間ではじめてみられることから、ホルモン感受性リパーゼの活性化ホルモンとしてこれまで知られている各種ホルモンの作用機序と全く異なる機序によるものと考えられる。以上、本研究によりカケクチンとして報告されたLPL抑制作用のほとんどすべてはTNFによるものであり、さらにTNFはLPLの抑制により脂肪細肪が血中TGを利用するのを阻害するのみならず蓄積脂肪の分解を促進し、脂肪細肪における脂肪蓄積を減少させることが明らかにされた。