hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
時間符号化ニューラルネットワークの統計的性質

シンファイア・チェーンの理論的解析においては従来,ニューロンモデルとして積分発火モデルが採用されており,確率的動作の源として背景雑音入力パルスが利用されていた.すなわち,各ニューロンは前層のニューロンからの入力パルス群(パルス・パケット)だけでなく,周辺のニューロンからランダムなパルスを受けることが仮定されていた.このようなランダム性を仮定しない場合には,ニューロンは決定論的に動作し,層内のすべてのニューロンは同一の動作をし,入力パルスが閾値より大きければパルスを発火,そうでなければ何も起こらないという,単なる閾値機械として動作する.時間符号化層状モデルに確率的要素を導入する方法は,ランダム入力パルスだけではない.本研究ではランダム入力パルスの代わりにニューロン間のシナプス伝達の所要時間(ディレイ)にランダムネスが存在すると仮定し,コインシデンス・ディテクタ・モデルを用いた場合のパルス・パケットのダイナミクスについて,理論と計算機実験の両面から研究を行った.その結果,ランダム入力パルスを与えた場合とほぼ同等の分岐現象がみられることがわかった.また,同一層内のニューロンは同一の入力ニューロンを共有しているため,それらの動作には相関がある.前述のすべてのニューロンが同一の動作をする例はその極端な場合であるが,本研究での理論的な解析により,ディレイの分散が十分大きい場合にはその影響は無視できることがわかった.ランダム入力パルスを受ける積分発火モデルでは,ランダムパルスの作る内部電位の分布がパルス・パケットのダイナミクスに影響を与えることが知られているが,ディレイの分布がダイナミクスにどのような影響を与えるか,またコインシデンス・ディテクタ・モデルと積分発火モデルの違いについては今後のさらなる研究が必要である.従来の時間符号化ネットワークの解析においては,各ニューロンのパルスの発火のずれと各ニューロン間を信号が伝わる時間が同じ程度のオーダーで設定されていた。そのため,一つのニューロンの複数回の発火を考慮する必要があり,理論的な解析が難しくなっていた.本研究では,パルスの発火時刻のずれに比べてニューロン間をパルスが伝播する時間が十分大きい場合について,パルス群が同期発火状態を保ちつつ伝播していくことができるかどうかについて解析を行った.具体的には,最も簡単な時間符号化ニューロンモデルであるコインシデンス・ディテクタのネットワークによってパルス群の分布がどのように変化するかを計算した.その結果,パルスが伝播する時間にばらつきがあっても,パルス群は動機的発火状態を保って伝播してゆき,いわゆるシンファイア・チェーンを作ることができることが示された.この計算結果は,計算機実験によって確認された.シンファイア・チェーンの理論的解析においては従来,ニューロンモデルとして積分発火モデルが採用されており,確率的動作の源として背景雑音入力パルスが利用されていた.すなわち,各ニューロンは前層のニューロンからの入力パルス群(パルス・パケット)だけでなく,周辺のニューロンからランダムなパルスを受けることが仮定されていた.このようなランダム性を仮定しない場合には,ニューロンは決定論的に動作し,層内のすべてのニューロンは同一の動作をし,入力パルスが閾値より大きければパルスを発火,そうでなければ何も起こらないという,単なる閾値機械として動作する.時間符号化層状モデルに確率的要素を導入する方法は,ランダム入力パルスだけではない.本研究ではランダム入力パルスの代わりにニューロン間のシナプス伝達の所要時間(ディレイ)にランダムネスが存在すると仮定し,コインシデンス・ディテクタ・モデルを用いた場合のパルス・パケットのダイナミクスについて,理論と計算機実験の両面から研究を行った.その結果,ランダム入力パルスを与えた場合とほぼ同等の分岐現象がみられることがわかった.また,同一層内のニューロンは同一の入力ニューロンを共有しているため,それらの動作には相関がある.前述のすべてのニューロンが同一の動作をする例はその極端な場合であるが,本研究での理論的な解析により,ディレイの分散が十分大きい場合にはその影響は無視できることがわかった.ランダム入力パルスを受ける積分発火モデルでは,ランダムパルスの作る内部電位の分布がパルス・パケットのダイナミクスに影響を与えることが知られているが,ディレイの分布がダイナミクスにどのような影響を与えるか,またコインシデンス・ディテクタ・モデルと積分発火モデルの違いについては今後のさらなる研究が必要である.
基本処理性能を評価するための再構成型アーキテクチャ用ベンチマークプログラムの開発

本年度ではまず昨年度に開発したベンチマークプログラムを用い,既に当研究室で開発した再構成型プロセッサPARS用のプログラムを作成し評価を行った.この評価では,ハフマン符号化のプログラムにおけるカテゴリ値を求める処理において,分岐を用いて求めるバージョンとループ展開を行いデータフロー的に計算するバージョンの2つを用いた.前者のバージョンでは入力値によって実行サイクル数が異なり,分岐をサポートするVLIWタイプの再構成型アーキテクチャに適したバージョンであり,後者は分岐を持たない再構成型アーキテクチャ向けのプログラムである.この結果,プログラムをコンパイルする前のアルゴリズム段階では分岐を用いて求めるバージョンに優位性が確認できたが,コンパイルすると配置配線制約などにより追加されるコードによって,分岐を用いるバージョンの方が大きく性能低下してしまい,結果的にコンパイル前の優位性がなくなってしまった.このことにより,コンパイラの性能によっては評価したい特徴項目が評価できなくなる可能性があることが確認できた.そこで単純に再構成型アーキテクチャの再構成頻度に着目した実行モデルの分類を試みて,評価を行った,この評価ではあまり動的再構成を行わないFPGA実行モデルと頻繁に動的再構成を行うVLIWモデルに分類し,ハフマン符号化のプログラムを用いて評価を行った.その結果,前項の問題点に関しては入力値によって性能が変わるか否かでモデルの識別が可能になり,さらにこれまで挙げていた特徴項目である演算器の粒度やハードウェア量に関しても特徴が抽出可能であることが分かった.本年度は,現在広く使われているJPEGプログラムを元に,動的再構成型アーキテクチャの特徴を抽出し,明確に比較できるベンチマークを提案し,作成した.提案ベンチマークでは,1)アプリケーションの持つ特徴的な処理を抜き出して,ベンチマークにしていく,2)ベンチマークをフローチャートとデータフローにより提供する,といった特徴を持つ.特徴1により,実行したいアプリケーションの特徴と同じ特徴を持つベンチマークの実行結果から,実行したいアプリケーションの実行結果を予測できる.特徴2により,プログラミング環境に依存することなく,ベンチマークを実行することが可能となる.また,提案ベンチマークではアプリケーションの特徴を抜き出してベンチマークプログラムを作成していくが,様々なアプリケーションの特徴をベンチマークに含めるために,制御構造,並列度,演算のビット幅といった項目に着目し,ベンチマークプログラムを用意する.そこで本年度では,提案するベンチマークプログラムの一部としてRGB->YUV変換とハフマン符号化のAC成分のビット数カウントを実装し,再構成型アーキテクチャの実行モデルを用いてベンチマークを行った.再構成型アーキテクチャの実行モデルとしては,細粒度型実行モデル,VLIW型実行モデル,パイプライン型実行モデル,の3つを用意した.その結果,実行サイクル数,必要となる演算器数という評価項目において,今回用いたベンチマークプログラムでは,動的再構成型アーキテクチャの特徴の違いが現れた.本年度ではまず昨年度に開発したベンチマークプログラムを用い,既に当研究室で開発した再構成型プロセッサPARS用のプログラムを作成し評価を行った.この評価では,ハフマン符号化のプログラムにおけるカテゴリ値を求める処理において,分岐を用いて求めるバージョンとループ展開を行いデータフロー的に計算するバージョンの2つを用いた.前者のバージョンでは入力値によって実行サイクル数が異なり,分岐をサポートするVLIWタイプの再構成型アーキテクチャに適したバージョンであり,後者は分岐を持たない再構成型アーキテクチャ向けのプログラムである.この結果,プログラムをコンパイルする前のアルゴリズム段階では分岐を用いて求めるバージョンに優位性が確認できたが,コンパイルすると配置配線制約などにより追加されるコードによって,分岐を用いるバージョンの方が大きく性能低下してしまい,結果的にコンパイル前の優位性がなくなってしまった.このことにより,コンパイラの性能によっては評価したい特徴項目が評価できなくなる可能性があることが確認できた.そこで単純に再構成型アーキテクチャの再構成頻度に着目した実行モデルの分類を試みて,評価を行った,この評価ではあまり動的再構成を行わないFPGA実行モデルと頻繁に動的再構成を行うVLIWモデルに分類し,ハフマン符号化のプログラムを用いて評価を行った.その結果,前項の問題点に関しては入力値によって性能が変わるか否かでモデルの識別が可能になり,さらにこれまで挙げていた特徴項目である演算器の粒度やハードウェア量に関しても特徴が抽出可能であることが分かった.
西アジアにおける初期定住集落の研究

トルコ共和国南東部、ティグリス川上流域に位置するハッサンケイフ・ホユック遺跡において発掘調査を実施し、新石器時代初頭に年代づけられる初期定住集落の実態の解明を進めた。出土した動植物資料の分析から、この時期にはまだ農耕・牧畜は営まれておらず、狩猟・採集に基盤を置く社会であったことが確認された。その一方で、公共建造物、複雑な葬送儀礼、高度な工芸技術、長距離交易、シンボリズムの発達を示す数多くの資料が得られ、農耕・牧畜の開始以前にすでに複雑な社会が形成されていた状況を明らかにすることができた。本研究の初年度に当たる平成24年度は、トルコ共和国南東部に位置するハッサンケイフ・ホユック遺跡において発掘調査を実施し、その調査によって出土した遺構や遺物の分析を基に、初期定住集落の実態の解明を進めた。発掘調査では多数の半地下式の遺構が検出され、その遺構の床下から数多くの埋葬が見つかった。こうした遺構を基に集落の構造を明らかにするとともに、出土人骨の分析を進め、人骨の安定同位体比分析を通じて当時の人々の食性分析を現在進めているところである。また、発掘調査から多数出土した打製石器については、専門の研究者を非常勤研究員として雇用し、分析を進めている。これまでのところ、石器の様相の違いからハッサンケイフ・ホユック遺跡には新石器時代に属す少なくとも2つの時期が存在することが明らかになっている。この他、石器の使用痕分析と黒曜石の原産地同定について、海外の研究者の協力を得て分析をおこなっている。大量に出土した動物骨については、研究分担者の本郷が分析を担当し、同定できた動物は全て野生動物であり、鳥や魚なども重要な食糧であったことが明らかになっている。平成25年2月に研究分担者である近藤は、研究協力者2名とともに出土人骨が保管されているハジェテペ大学人類学教室において人骨資料の調査を実施し、年齢、性別、病歴の有無などを確認するとともに、彩色された人骨の分析をおこなった。この調査によって、彩色された人骨はかなりの数に上ることが明らかになり、当時の埋葬儀礼を知るうえで貴重さ資料になるものと期待される。平成25年3月には、海外共同研究者であるバットマン大学の研究者を日本へ招聘し、これまでの調査成果を総括するとともに、今後の調査方針について協議をおこなった。平成25年3月には日本西アジア考古学会が主催する『西アジア発掘調査報告会』において平成24年度の調査の成果を発表した。本年度も昨年度に引き続き、トルコ共和国南東部の新石器時代の遺跡ハッサンケイフ・ホユックにおいて発掘調査を実施した。ティグリス川上流域最古の定住集落である本遺跡からは、円形プランの半地下式建物を中心に数多くの遺構が検出された。住居であると考えられる円形遺構は密度高く分布し、その間の空間には敷石をもった貯蔵用施設が存在することが明らかになった。このほか、遺跡の堆積は9.5m以上にも及ぶこと、居住の最終段階には遺構の形状が円形から矩形へと変化することなどが確認された。住居の床下を中心に埋葬も数多く検出され、死者は基本的に集落内に埋葬されていたことも明らかになった。また、検出された人骨の約3割に赤色と黒色の顔料によって彩色が施されており、複雑な葬送儀礼が執り行われていたことも明らかになった。人骨は安定同位体比分析による食性分析のため試料を採取し、現在分析が進められているが、魚の貢献度もある程度高かったとの予備的な結果が得られている。出土した動物骨の分析では、すべて野生動物であることが判明し、基本的に狩猟によって獲得されたものであることが明らかになった。哺乳動物のほかにも、魚や鳥の骨も数多く検出され、現在同定作業を進めている。植物資料の分析では、ムギやマメ類がほとんど出土せず、その多くを木の実が占めていることも判明した。すなわち、ティグリス川上流域では狩猟採集に基づきながらも定住集落が形成されており、西アジアにおいても地域によって様々な適応戦略が模索されていたことが明らかになった。調査・研究成果の公開については、2014年2月から3月にかけて、古代オリエント博物館を会場にポスターとビデオを中心とする展示をおこなった(クローズアップ展「ティグリス川流域の新石器時代ー定住から農耕へー」)。本年度も昨年度に引き続き、トルコ共和国南東部に位置する先土器新石器時代の遺跡ハッサンケイフ・ホユックにおいて発掘調査を実施した。これまでの調査で、ティグリス川上流域に位置する初期の定住集落の様相はかなり明らかになってきたが、本年度の調査によってさらにその様相解明が進んだ。まず、遺跡東斜面に設定したトレンチにおいて、マウンド頂上部から9.5m下のレベルで自然堆積層が確認された。これにより、本遺跡では9.5mにも及ぶ新石器時代初頭の文化的堆積が存在することが確かとなった。約500年の間にこれだけの厚さの堆積が形成されたということは、定住の度合いがかなり高いものであったことを示している。自然堆積層はかなりの厚みをもった砂層であり、これは遺跡のすぐ前を流れるティグリス川の歴史を考える上でも貴重な資料となる。第二の成果は、公共的建造物と解釈していた矩形プランの大型建物の下から、プラットフォームなどの特殊な施設を備える円形の建物が検出されたことである。公共的建造物が連続して構築されていたことになり、下層においてもそうした建物が存在すること、この場所は集落にとって特別な場所であったことが明らかになった。

第三の成果は、貯蔵施設であると考えられる小型の円形建物が10基近くまとまって建てられた場所の存在が明らかになったことである。これまでは住居に隣接する場所にこうした遺構が数奇確認されることが多かったが、今回の発見により貯蔵に関しても公共的性格をもった活動があったことが明らかになった。また、新たに埋葬も確認され、多様な副葬品の納められた例もみられるなど、当時の社会を復元する上で貴重な資料も得られた。現在こうした人骨の同位体分析も進めており、魚も当時の食性に大きく貢献していたことが明らかになっている。トルコ南東部、ティグリス川上流域に位置する初期定住集落であるハッサンケイフ・ホユック遺跡は、これまで実施してきた発掘調査によって、狩猟採集民によって営まれた遺跡であることが明らかになっている。定住狩猟採集民によって営まれたこの遺跡では、一般の住居よりも大型で石灰岩の立石やプラットフォームなどをともなう特別な建物が確認され、住居の床下に埋葬された人骨に赤色と黒色の顔料で彩色が施される複雑な葬送儀礼の存在、石製容器や石製装飾品に代表される高度な工芸技術、地中海産の貝類や黒曜石に代表される長距離交易網の発達、サソリやヘビなどの図像にみられるシンボリズムの発達など、複雑な社会組織が形成されていた証拠がいくつも得られた。「新石器革命」論に代表される従来の見解では、こうした複雑な社会は農耕・牧畜という新しい生業によってはじめて形成されうると捉えられてきたが、ハッサンケイフ・ホユックでの成果は、狩猟採集民社会であっても複雑な社会を形成しうることを示した点で、大変大きな意義があると評価できる。ティグリス川上流域の同時期の遺跡においても、公共建造物、高度な工芸技術やシンボリズムの認められる事例があり、農耕・牧畜という生業面の変化よりも定住化という居住様式の変化が社会的に大きなインパクトを与えたと考えることができるようになった。これまでのハッサンケイフ・ホユックでの調査・研究の現時点での成果をまとめ、それをより幅広い視点から検討するために、国際研究集会を開催した。トルコ南東部で新石器時代遺跡の調査を展開してきたトルコからの研究者2名、中央アナトリアで初期定住集落の調査を手がけてきたイギリスの研究者2名を交え、定住化や生業と社会の関係について、それぞれの地域での特徴や共通点をめぐって議論をおこなった。現地の治安状況の問題から発掘調査を実施することができなかった。しかし、これまでの調査によって初期の定住集落に関する資料は十分に得られており、石器などの遺物、植物資料、動物骨、人骨の形質人類学的分析、人骨の安定同位体分析など、各研究者がそれぞれ担当している資料の分析は順調に進展した。また、彩色人骨についても顕微鏡観察によって骨の上に直接顔料が塗られていることが確認できたことなど、大きな前進があった。また、初期定住集落の研究に携わる海外の研究者を交えて研究集会を開催できたことは、これまでの研究成果の意義について考えを深める大変貴重な機会となった。本研究の最終年度に当たる本年度は、これまでの研究成果の取りまとめに重点を置いて研究を進めた。トルコ南東部において発掘調査を実施してきた、新石器時代の初頭の遺跡であるハッサンケイフ・ホユックは、放射性炭素年代測定に基づき、紀元前95009000年を中心に居住された遺跡であることが確認された。
エバネッセント光波トラップ法を用いた蛋白質分子熱揺らぎの制御

本申請は、蛋白質分子の熱揺らぎを選択的に外部から直接制御し、その機能がどのように変化するのかを検出するシステムを開発し、モーター蛋白質であるミオシン分子の熱揺らぎを制御して、化学反応と力学反応に熱揺らぎがどのように関わっているかを探ることを目的とした。その結果、以下のような研究成果をあげた。(1)表面プラズモン共鳴によるエバネッセント場の増強法の開発金属薄膜と溶液の界面における表面プラズモン共鳴を利用した光学顕微鏡を作成した。Ag,Au,Alの薄膜表面において、エバネッセント場を2から10倍増強することに成功し、Au,Alの表面では、モーター蛋白質1分子の運動を実時間イメージングすることができた。(2)ミオシンの化学反応と変位の1分子同時測定法の開発エバネッセント顕微鏡による1分子イメージング法と光ピンセットによる、nm,pNレベルの変位と力の測定系と組み合わせ、ATPase反応と滑り運動を1分子同時測定する方法を開発した。アクチン-ミオシン間の滑り運動において、化学反応と力学反応の間に数百ミリ秒の遅れが生じる場合があることを発見した。(3)機能状態の蛋白質分子の熱ゆらぎの測定法の開発a.光ピンセット法:アクチンフィラメントの両端にビーズを付けて2つの光ピンセットで伸展させ、トラップ中のビーズの回転拡散を測定した。ミオシン蛋白質の存在下で、ATPの有無によって回転弾性率は変わらなかったが、回転の振幅は増加した。これは、アクチン-ミオシン間のエネルギー授受を意味している。b.マイクロニードル法:バネ係数が0.1pN/nm程度のやわらかいガラスニードルの先端にミオシン分子1個を捕捉する技術を開発した。ATP存在下でミオシン分子がアクチンフィラメント上を5.5nmのステップでバイアスのかかった熱ゆらぎをする様子が測定された。(1)表面プラズモン共鳴によるエバネッセント場の増強蛋白質の光トラップを成功させるためには、エバネッセント場を如何に増強するかという点が最重要である。そこで、スライドグラス上に金属薄膜を蒸着し、薄膜と溶液の界面における表面プラズモン共鳴を利用した光学顕微鏡を作成した。Ag,Au,Alの薄膜表面において、エバネッセント場を2から10倍増強することに成功し、Au,Alの表面においては、モーター蛋白質1分子が活性を保った状態で実時間イメージングすることもできた。(2)蛋白質分子の熱揺らぎと活性の同時測定法の開発エバネッセント顕微鏡による1分子イメージング法と、光ピンセットによる、ナノメートル、ピコニュートンレベルの変位と力の測定系を組み合わせ、モーター蛋白質のATPase反応と滑り運動、分子の熱揺らぎを1分子で同時測定する方法を開発した。アクチン-ミオシン間の滑り運動において、化学反応と力学反応の間に数十ミリ秒から数百ミリ秒の遅れが生じる場合があることを発見した。今後はこの方法とエバネッセント場による蛋白質の光トラップ法を組み合わせて、化学反応と力学反応に分子の熱揺らぎがどのように関わっているかを研究する。蛋白質の光波トラップを実現するために、通常の全反射場より強力な電場が得られる表面プラズモン共鳴法を開発してきた。本年度は、表面プラズモン法の詳細な評価を行い、蛋白質をトラップするための条件を検討した。ガラス基盤上にAu,AgまたはAlをコートし、裏面からレーザー光を照射して、金属薄膜と溶液の境界の表面に表面プラズモン共鳴により、エバネセント場を発生させた。表面プラズモンによる電磁場は、伝搬長が全反射によるエバネセント場よりも長いことから、より強い電場強度が得られると期待できる。

入射光の反射率の入射角依存性を測定し、臨界角以上での反射率の減少から、表面プラズモンの発生が確かめられた。各金属薄膜上で蛍光1分子の蛍光強度を測定し、全反射に較べて、Auで1.6,Agで12.6,Alで2.3倍の蛍光強度の増大が観察された。蛍光強度の入射光の偏光に対する依存性からも、蛍光分子が表面プラズモンで励起されていることが証明された。表面プラズモンによる電場の増強の値は、Au,Agでは理論で予想される値に近かったが、Alでは理論値0.082よりも遥かに大きな増強が測定された。これは、薄膜とバルクでの光学定数のずれや、蛍光色素と金属の相互作用によるものと考えられる。今後は、表面プラズモン法で蛋白質分子を捕捉・操作することを試みる。今年度は、エバネッセント光波トラップ中における蛋白質分子の熱ゆらぎを精密に測定するため、機能状態の蛋白質分子の熱ゆらぎの測定法を開発した。(1)光ピンセット法アクチン蛋白質フィラメントの両端にビーズを付けて2つの光ピンセットで捕捉・伸展させ、トラップ中でのビーズの回転拡散を測定した。トラップに使うビーズ(直径1ミクロン)に微小蛍光ビーズ(0.1ミクロン)を数個付け、回転運動のマーカーとした。アクチンフィラメント上を動く分子モーターであるミオシン蛋白質の存在下で、ATPの有無によって回転弾性率は変わらなかったが、回転の振幅は増加した。これは、ATPのエネルギーがミオシンを経由してアクチンフィラメントに渡されたことを意味している。現在、光波トラップによってこの反応を制御することを試みている。(2)マイクロニードル法バネ係数が0.1pN/nm程度の非常にやわらかいガラスニードルを作製し、その先端にミオシン分子1個を捕捉する技術を開発した。ミオシンをガラス基盤上のアクチンフィラメントに接触させ、ATP存在下でミオシン分子がフィラメント上を5.5nmのステップで前進・後退する様子を測定することができるようになった。この前進と後退の頻度から、蛋白質分子がバイアスのかかった熱ゆらぎをする様子を知ることができる。現在、レーザー光の輻射圧によってニ一ドルのz方向の熱ゆらぎをフィードバック制御して、5.5nmステップのゆらぎを安定に測定することを試みている。今後、光波トラップ中で同様の測定を行う。
化学発光方式による微量SO_2濃度測定装置の開発

本研究は、化学発光を用いて、バックグランドレベルの亜硫酸ガス濃度の検出装置の開発を目的とした。装置開発は、2年次にわたって実施され、初年度は化学発光の計測部分の試作装置により、発光強度や光強度計測の適性感度に関する室内実験をし、基礎データを集積した。次年度は、試料大気採集部分の作成、安定試薬の発光試薬の流量調整、最適混合状態を作るための装置の制作・テストが行なわれ、その後、野外で装置全体の性能をテストした。第1年次の結果から、発光強度の測定は、当初計画していた光子計測法によらずとも目標の亜硫酸ガス濃度が観測可能と判定され、光強度の計測は光電子倍増管のDC出力成分のみとした。第2年次は、試料大気中の亜硫酸ガスの固定、発光試薬の混合等について検討を加えた。安定剤として、蟻酸アンモニウム:2μMと水酸化ナトリウム:0.1mMの混合溶液を、発光剤として、硫酸セリウム:5mMと硫酸:100mMの混合溶液を使用することとした。化学発光の状態は、発光試薬の混合状態に著しく依存する。実験の結果、細いチューブに、試料及び発光剤を流し、そのチューブを渦巻き状にして光電子倍増管の前面に装着する方法を採用した。野外観測では、検出限界を試せなかったが、pptレベルの濃度を10分程度の時間分解能で計測可能であった。今後、装置の軽量化と自動化、窒素酸化物の混入や発光剤の劣化の影響、について検討が必要であろう。本年度は、試料大気中の亜硫酸ガスの固定、発光試薬の混合方法について、自然の大気状態を想定して、検討した。安定剤としては、蟻酸アンモニウム:2μMと水酸化ナトリウム;0.1mMの混合溶液を、また、発光試薬としては、硫酸セリウム;5mMと硫酸;100mMの混合溶液を使用するのが適当と判断された。9月には、都市大気と海洋大気の双方が観測できる所として、三河湾の佐久島において野外調査を実施し、システム全体について種々の面からテストを行った。発光試薬を細いチューブを利用して、混合させる方法は、再現性の良いデータを得るためには、きわめて有効であった。このシステムでは、約10分間毎にデータを得ることが可能であり、今後の研究においては、とりわけ変化の早い現象に有効と考えられた。検出限界に近いSO_2ガス濃度は見られず、野外で検出限界をたしかめることは出来なかったが、1ppbVに近い低濃度でも充分に作動することを確かめた。実験室では、PPtレベルまで充分な感度があることを確かめてある。今後は、装置の軽量化、自動化、窒素酸化物の混入の効果、発光試薬の劣化等について検討を加える必要があろう。
大腸癌に特徴的な細胞内蛋白分解システムの構成成分と標的蛋白の精製と同定

大腸癌に特徴的な細胞内蛋白分解システムの構成成分と標的蛋白の精製と同定の研究を行い、以下の成果を認めた。1免疫沈降法による精製対象蛋白質の選定大腸癌手術によって得た癌部と非癌部の冷凍保存組織をトリス緩衝液で、それぞれホモジネートしその超遠心上清を水溶性画分とした。一方、不溶性の沈殿物は8M尿素で抽出し難溶性画分の試料とした。高親和性抗ユビキチンモノクローナル抗体FK2を用い、各試料中のユビキチン蛋白結合体を沈殿させた。これをSDS-PAGEで展開後、銀染色及びWestern blotting(抗ユビキチン抗体5F9使用)によって分析した。癌で多く発現するユビキチン化蛋白質のバンドが数種類見出されたが、まずその中の38kDa成分を選択した。2ユビキチン-蛋白質結合体の精製、同定アフィニティークロマトグラフィーに用いる担体は、FK2抗体とNHS-Sepharoseを重合させて調整した。38kDaのユビキチン化蛋白質はイムノアフィニティーカラムクロマトグラフィーとSDS-PAGEで単離し、その内部アミノ酸配列をエドマン分解法で決定した。得られた結果をもとにSwiss-Plot等のデータベースを検索し、該当する蛋白質を同定した。その結果、この38kDaのユビキチン化蛋白質は、ユビキチンとB型ホスホグリセリン酸ムターゼ(PGAM)の複合体と同定された。PGAMは糖代謝酵素であり癌での活性上昇が指摘されているが、ユビキチンシステムとの関連は不明である。現在腫瘍マーカーとしての有用性や生物学的意義について検討を行なっている。大腸癌に特徴的な細胞内蛋白分解システムの構成成分と標的蛋白の精製と同定の研究を行い、本年度は以下の成果を認めた。1)精製材料の調整大腸癌手術によって摘出した組織を患者の承諾の上、癌部と非癌部に分け、-80°Cに保存した。28人の検体が集められたところで精製を開始した。このうち0.1gを免疫沈降の実験に、124gをユビキチン化蛋白質の精製の試料とした。冷凍保存組織をトリス緩衝液で、それぞれホモジネートしその超遠心上清を水溶性画分とした。2)免疫沈降法による精製対象蛋白質の選定高親和性抗ユビキチンモノクローナル抗体FK2を用い、各試料中のユビキチン蛋白結合体を沈殿させた。これをSDS-PAGEで展開後、銀染色及びWestern blotting(抗ユビキチン抗体5F9使用)によって現在分析中である。これらの結果を総合的に判断し、精製、同定の対象となる大腸癌に特異的な蛋白バンド群を選択する。少なくとも5種類以上のバンドを選ぶ予定である。3)ユビキチンー蛋白質結合体の精製アフィニティークロマトグラフィーに用いる担体は、FK2抗体とNHS-Sepharoseを重合させて調整した。精製対象の蛋白質を含む試料をFK2-Sepharoseカラムに付加し、結合したユビキチンー蛋白質結合体を3.5MMgCl_2で溶出した。今後、ゲル濾過、逆相HPLCまたはSDS-PAGEを用いて目的の蛋白質を単離する予定である。
Conformal代数とLie代数の具体的対応に関する研究

conformal代数は自然数をパラメータとする無限個の積を持つ代数的対象である。その定義は複雑で簡易化が望まれていた。本研究ではconformal代数とLie代数の圈がが同値あることを証明した。これにより、conformal代数はLIe代数の括弧積一つで定義されることになる。具体的には、conformal代数のquasiprimoitive要素の空間にquasiprimitive写像で積を定義し、その積を用いて括弧積を定めた。この括弧積がLIe代数のJacobi律をみたすことを証明するために、多くの多項式に関する恒等式を発見した。ドイツ連邦共和国マックス・プランク・数学研究所の主任研究員であるDon Zagier教授と共同研究することにより共形代数の圏とリー代数の圏の同値性を得た。これにより現在まで無限次元の複雑な対象とされていた共形代数がリー代数という深く研究されている数学的対象の部分圏の研究に帰着されたことに重要性がある。共形代数は数理物理学における作用素展開の方法を数学的に記述するために導入された比較的新しい代数系である。しかしながら,物理学に由来するために無限個の積を備えており,その積構造の解析は容易ではない。一方,リー代数は無限次元の場合も含めて深く研究されている。本研究では共形代数をprimitiveな要素で表示することにより,共形代数の公理をprimitiveな要素で表現し(一見,本来の公理より複雑に見える),その共形代数の公理の表現からリー代数を構成することに成功した。これにより,無限個の積が必要とされていた共形代数の公理をリー代数の括弧積一つで表示することが可能となった。上述の成果により,共形代数の分類理論はリー代数の分類理論に帰着される。共形代数の分類理論は特別な状況下を除き知られていないので,今年度の研究は共形代数の分類理論の研究へ重要な貢献をすると期待される。さらに,コンパクトでない共形代数(primitiveな要素で構成されない)から得られるリー代数はコンパクトな共形代数(primitiveな要素で構成される)に対応するリー代数の中心拡大であることを証明した。この事実は既存と異なる新しいリー代数の中心拡大を与えていると考えられる。以上のように,研究計画に沿って研究目的の大部分を達成することができたが,未だリー代数の分類を用いた共形代数の分類達成には至っていない。非負の整数に対して積が定まる線型空間である種の交換関係をみたすものをconformal代数と云う。平成27年度はconformal代数の圏からリー代数の圏への関手を構成し,その関手の像を決定し,逆関手を構成した。これにより加算無限個の積をもつconformal代数を一つの積(括弧積)とJacobi律で定義されるリー代数の圏で特徴付けられたことになる。Conformal代数Rの原始的要素の空間Qとその要素を成分とする形式的冪級数環L=Q[t,1/t]に2つの原始的に原始的限を対応させる双一次形式を定義し,それがLie環の構造を与えることを証明した。Jacobi律の証明には非常な困難があり,複雑な4変数多項式の恒等式と同値であることをまず証明した。この等式の証明は前述のもつ対称性から得られる恒等式を網羅することにより証明された。,さらにベクトル空間Qと形式的冪級数環L=Q[t,1/t]に定義された双一次形式がリー環である為にはQはconformal代数Rの原始的要素の線型空間であることを証明した。これにより,複雑な公理系をもつconformal代数を本質的に一つの公理系をもつリー環としてとらえることができる。よってconformal代数の圏からリー代数の部分圏へ関手を構成された。圏同値の証明を完結するにはconformal代数からリー代数の圏への関手の像を特徴づけることである。3次元特殊線型リー代数sl(2)がL上のリー代数微分であることに注目し,sl(2)の表現空間から線型空間としてLと同型なベクトル空間を構成した。リーの括弧積の存在とconformal代数からリー代数への関手の構造を詳細に調べることにより,リー代数からconformal代数の部分空間Qへの関手を定義し,各関手は圏同値を定義することが証明された。研究実績の概要で述べたように,申請時に計画した研究計画の多くは以下のようにすでに得られている。まず,(conformal代数の圈からリー代数の圈の関手の構成)(1) conformal代数Rの圏からリー代数の圏への射FをRの原始的要素とその間の原始的積を用いて括弧積を構成をうることにより与えた。((1)で構成した関手の象の決定)(2) conformal代数の圏からリー代数の圏への射が与える部分圏Cをリー代数の圏において特徴付けに成功した。ここではconformal代数から構成するリー環が3次元単純複素リー環が微分として作用することが重要である。まず,リー環の線型空間のsl(2)-加群としての構造を詳しく調べ,conformal代数の原始的要素の空間と同値なものを決定した。次に具体的にリー環の括弧積を用いて,原始的積を定義し,この積が求めた線型空間にconfromal代数の構造を与えることを証明した。最後に(conformal代数とリー代数の部分圈Cとの圈同値の証明)

(3)次にこのようにして定義したリー代数の圏の部分圏Cからconformal代数の圏への射Gの構成を行った。ここではinvesrion foormulaと呼ばれる恒等式が圏同値と同等であることが同時に証明されている。(非常に非自明なinversion公式を組み合わせ論的に証明して圈同値を与えた。)(4) Inversion formulaを用いて射FとGが互いに圏同値を与えることの証明を与えた。以上の研究計画に記述した主な課題に関する成果を得たので,次に,この成果を用いてconformal代数の分類,頂点作用素代数の圈をconformal代数の場合と同じようにして特徴付ける研究を続けている。primitivelygeneratedなconformal代数の圏と非負の整数で次数付けされたprimitivelygeneratedなfiltered Lie環の圏が圏同値であることを証明することを目的とする研究を実施した。これにより,無限加算個の2項演算に関する公理系で定義されていたconformal代数をLie環(ただ一つの積を持つ)の公理系で表現することが可能になる。当該研究では自然な条件を備えたconformal代数と一変数多項式環のテンソル積がconformal代数の2項演算から定義されるただ一つの2項演算が歪対称性とJacobiの関係式をみたす,つまり,Lie環を定義することを証明することを第一の目的とした。このようにして構成されるLie環はLie環sl(2,C)を微分とし,非負整数で次数付けされ,かつ,この次数付けに関して次数付きLie環であることが期待される。またLie環sl(2,C)が作用しているのでいづれかの昇降演算子の核に属する要素(Primitive要素という)で生成されることを証明した。primitivelygeneratedなconformal代数の圏と非負の整数で次数付けされたprimitivelygenerated filtered Lie環の圏の圏同値である。この結果から,階数有限なconformal代数の表現の圏は階数有限なLie環の表現の圏と圏同値であり,階数有限なconformal代数の表現の分類をLie環の表現に帰着させることができる。また,成果は階数無限な場合にも適応できるので,この場合のconformal代数の表現の分類に有効である。さらに,この成果はsuper conformal代数の場合にも自然に成立すると思われるので,この事実を用いてV. Kacの分類結果を再度検証することができる。conformal代数は自然数をパラメータとする無限個の積を持つ代数的対象である。その定義は複雑で簡易化が望まれていた。本研究ではconformal代数とLie代数の圈がが同値あることを証明した。これにより、conformal代数はLIe代数の括弧積一つで定義されることになる。具体的には、conformal代数のquasiprimoitive要素の空間にquasiprimitive写像で積を定義し、その積を用いて括弧積を定めた。この括弧積がLIe代数のJacobi律をみたすことを証明するために、多くの多項式に関する恒等式を発見した。共形代数(コンパクト,非コンパクト)の圏とリー代数の部分圏との同値を証明したことは交付申請書に記載した第一の研究目的を達成したものである。
口腔癌細胞における抗癌剤タキソテールと分化誘導剤ベスナリノン併用の抗癌効果の検索

2.上記の癌細胞をベスナリノンで処理すると、NF-kB活性が抑制されることをelectrophoretic mobility shift assayで明らかにした。また、TXTとベスナリノンで処理すると、Bax, Bakのup-regulation,Bcl-2のdown-regulationの惹起されることを遺伝し・タンパクレベルで明らかにし、アポトーシスの誘導が検出された。4.マウス由来Ba/F細胞にマウスToll-like receptor 4及びマウスMD-2遺伝子を導入して調製したtransfectantにおいて、TXTはNF-kBの転写活性化能を上昇させることを、luciferase assayにより検証した。
ゼトレンおよびその類緑体の合成と物性

一重項ビラジカル性を有する化合物は特微的な電子状態とそれに起因する特異な物性を示すことから興味が持たれ、近年盛んに研究されている。ビラジカル性の大きさはビラジカル因子「y」で表され、開殻性が高くなるほど大きな「y」の値をとる。中程度のビラジカル性を有する化合物は高い二光子吸収特性を示すこと、さらに一重項ビラジカル性を有する化合物に電子供与性基と求引性基を非対称に導入することにより二光子吸収特性が向上することが理論的に予測されているが、そのような化合物はこれまでに合成例がなく、光学的性質に興味が持たれる。これまでに私は中程度のビラジカル性を有する化合物としてゼトレン(y=0.41)に注目し、速度論的に安定化された7,14-フェニルエチニルゼトレン誘導体や、そのフェニル基上にアミノ基やニトロ基を導入した誘導体的を合成し、その基本的物性を明らかにしてきた。今年度はまず、それらのゼトレン誘導体の合成法と基本的物性についてデータを取りまとめ、Organic & Biomolecular Chemistryにfull paperとして発表した。次に、ゼトレンと同様に中程度の一重項ビラジカル背位を有し、さらにパイ共役系が拡張したジインデノピレン誘導体の合成に取り組んだ。過去に報告された類似の反応を参考にテトラキス(メシチルエチニル)ナフタレンにヨウ素を作用させたところ予想外の環化反応が起こり、メシチル基が環拡大して7員環になったによりアズレノアセナフチレン部分構造を有する化合物が得られた。この環拡大はビス(メシチルエチニル)ナフタレンにヨウ素を作用させても起こることがわかった。一方、テトラキスメシチルエチニルナフタレンにヨードニウムイオン発生剤を作用させると目的のジインデノピレン誘導体が得られた。(抄録なし)一重項ビラジカル性を有する化合物は特徴的な電子状態とそれに起因する特異な物性を示すことから興味が持たれ、近年盛んに研究されている。ビラジカル性の大きさはビラジカル因子「y」で表され、開殻性が高くなるほど大きな「y」をとる。中程度のビラジカル性を有する化合物は高い二光子吸収特性を示すこと、一重項ビラジカル性を有する化合物に電子供与性基と求引性基を非対称に導入することによりHOMO-LUMO遷移に由来する二光子吸収特性が向上することが理論的に予測されているが、そのような化合物はこれまでに合成例がなく、光学的性質に興味が持たれる。これまでに我々は中程度のビラジカル性を有する化合物としてゼトレン(y=0.41)に注目し、速度論的に安定化された7,14-フェニルエチニルゼトレン誘導体laの効率的な合成法を開発し基本的な物性を明らかにしてきた。今回、フェニル基上にアミノ基を二つ導入した1b、ニトロ基を導入した1cおよびアミノ基とニトロ基を一つずつ導入した1dを新たに合成し、1a-dの二光子吸収特性を調査した。無置換体1aは625nmにおいて1100GMの吸収を示した。これは比較化合物として測定した閉殻系のルブレンと比較すると15倍以上大きな値であった。ゼトレンの一重項ビラジカル性に起因して大きな二光子吸収断面積を示したと考えられる。laに比べ電子供与性、求引性置換基を導入した1c-dの二光子吸収特性は全体的に向上し、特に第二励起状態への遷移に由来するバンドの二光子吸収断面積の増幅率が高かった。また、期待したとおりHOMO-LUMO遷移に由来するバンドにおいては1dが最も高い二光子吸収断面積を示した。

一方、テトラキスメシチルエチニルナフタレンにヨードニウムイオン発生剤を作用させると目的のジインデノピレン誘導体が得られた。現在ドナー/アクセプター性置換基を有するゼトレン誘導体の合成について必要な実験は全て終わり、現在論文にまとめている。近々投稿予定である。ゼトレンを拡張したヘプタゼトレン誘導体の合成に着手したが、ヘプタゼトレンとオクタゼトレンの合成と物性に関する報告が先にWuらにより発表されたため中止した。それにかわり、ヘプタゼトレンと同程度の一重項ビラジカル性を有し、より大きなπ共役系を有する二種類のジインデノピレン誘導体の合成に着手した。合成は、ビス(メシチルエチニル)ナフタレンの環化反応によりインデノフェナレンが形成される反応を参考に、テトラキス(メシチルエチニル)ナフタレンの環化により行ない、低収率ながらジインデノピレンを単離することに成功した。今後収率の向上や置換基の導入、物性調査を行う。(抄録なし)
エコ炭素循環に向けた酵素潜在能力を最大限に活かす太陽光応答型酵素活性化デザイン

近年、化石資源から代替資源へ転換が急務となっている。難分解かつ難溶解性固形物であるセルロース系バイオマスを用いる場合、分解酵素コストが嵩むため、厳密にコスト管理された工程で行うことが必要であり、酵素反応にボイラー熱源を使わない酵素反応環境が求められる。本研究では、太陽光(自然光)を熱に変換する性質を持つ星形金ナノ粒子へ、我々が開発した酵素クラスター化設計を反映させ、太陽光応答的に局所反応温度向上させることによる酵素活性化を利用したボイラーを必要としないエコ炭素循環システム指向酵素デザインを提案した。前々年度末までに、すでに目的の光応答デバイスが完成し順調な進展が見られていた。しかしながら前年度中に酵素の光応答活性化効果は安定して見られたものの、最も重要で、革新的な性質である粒子への酵素提示による酵素活性化効果(クラスター化効果)に関しては、活性化が観察できる場合とできない場合があった。不安定な活性化の原因究明と解決策の発見に焦点を絞り、最適酵素提示量が存在するということが明らかとなった。星形金ナノ粒子を安定した表面積で合成する技術開発が難しく、最適酵素量で酵素を付けられず、酵素が失活することが明らかとなったことから、牛血清アルブミンなどの吸着タンパク質をブロッキング剤として使うことである程度安定な合成を可能とした。最終年度には、星形金ナノ粒子よりも光応答高熱性の高い金ナノロッドやカーボンナノチューブを用いて酵素の提示を行ったが、活性の向上は見られなかった。これまでも粒子の粒径が大きいことで活性が向上しない例は見られているため、方針を変え、粒子の温度向上が70°C程度であることを踏まえ、耐熱性がある程度高くかつ活性の高い真菌由来セルラーゼの提示を試みた。その結果、大幅な活性向上に成功した。本研究では、太陽光(自然光)を熱に変換する性質を持つ星形金ナノ粒子へ、この酵素クラスター化設計を反映させ、太陽光応答的に局所反応温度向上させることによる酵素活性化を利用したボイラーを必要としないエコ炭素循環システム指向酵素デザインを提案した。1.太陽光-熱変換星型金ナノ粒子の合成。近年、報告された光-熱変換星型金ナノ粒子をHEPES bufferと金イオンを混ぜ合わせ静置するだけで、安価に合成する方法を参考にHEPES濃度と金イオン濃度および反応時間を検討することによって、より近赤外の領域の光を多く吸収する突起の長い粒子表面構造を見つけ、効率的な粒子表面の光応答的加温を達成した。2.ポリHisタグを用いた金ナノ粒子への酵素クラスター化。本研究では既往技術をさらに進化させ、まずは球状金ナノ粒子を用いてコストのかかるストレプトアビジンの除去を達成しつつ6×Hisタグのナノ粒子への結合親和性を利用して酵素を金ナノ粒子表面へ高密度結合する設計を行った。3.太陽光-熱変換星型金ナノ粒子を用いた酵素クラスター化。1.および2.の結果を踏まえて、実際に光応答星型金ナノ粒子へ100°Cでも失活しない海底火山から単離された耐熱酵素であるP.horikosii由来のEGPHの提示を行い、セルラーゼ提示状態で近赤外光照射によってナノ粒子表面が温められて温度が上昇していること、および、それに伴って酵素活性が向上していることをセルロース分解における還元糖生産量の計測により証明した。難易度が高い項目を初年度にあてていたにもかかわらず、当初予定していた計画のすべてを達成し、それぞれで、過去の性質を大きく上回ったことから順調に計画が進み、論文の執筆ができるまでに進展した。具体的に照らし合わせると、太陽光-熱変換星型金ナノ粒子の合成では過去の報告の達成にくわえて、HEPES濃度を変化させることによって自在にとげの長さを制御できることを確認し、その結果800nmのプラズモン吸収を安定して達成する粒子を作成でき、光応答を容易にできるようになった。またコストのかかるストレプトアビジンを除去できたため、コストの大幅な低下を達成し、容易な太陽光-熱変換星型金ナノ粒子の合成と合わせると実用化へ向けた開発も可能ではないかと期待させる。最後に心配していたセルラーゼ機能も加温の効果と粒子表面へのクラスター化の効果の両方を発揮できることが明確に示された、これですべての計画を達成し、かつそれらを超える成果が出ていることが証明された。すでに前年度末までに目的の光応答デバイスが完成し、大幅な進展が見られたため、当該年度はさらなる進展を期待したが、結果として酵素の光応答活性化効果は安定して見られたものの、粒子への酵素提示による酵素活性化効果(クラスター化効果)に関しては、活性化が観察できない時もあり、安定した効果を示さなかった。

そのため、当初計画に入れていた他の酵素への適用や酵素の耐熱化を取りやめ、不安定な活性化の原因究明と解決策の発見に焦点を絞った。実験を重ねるにつれて最適酵素提示量が存在するということが明らかとなった。星形金ナノ粒子を安定した表面積で合成することができてないことが一つの原因と考えられたため、混ぜ合わせの条件を変更し、最終的に金イオンを水に薄めたのちに攪拌しながらHEPES緩衝液に入れることで安定した表面積の星形金ナノ粒子を合成を成功させた。次に粒子当たりの提示酵素の量を評価したところ、酵素量が少ないと酵素が失活することが明らかとなった。酵素側面や触媒中心が粒子表面に吸着することによって失活することが想定されたことから、酵素提示量を最適化することあるいは牛血清アルブミンなどの吸着タンパク質をブロッキング剤として使うことを試みたところ解決できた。当初、星形金ナノ粒子の合成および粒子への酵素提示に関しても順調に進み想定通りの結果が得られたため論文化および作製した光応答デバイスのさらなる機能強化へ進む予定で考えていたが、何度も実験を重ねるにつれ、再現性が悪いということが分かった。稀ではあるが、全く活性が出ないこともあったため、このまま論文化をすることは間違った結果を世に出してしまう可能性があると考え、取りやめた。当該年度は、ほかの酵素への応用や酵素の耐熱化を当初計画に入れていたが、こちらも取りやめ、不安定な活性化の原因究明と解決策の発見に焦点を絞った。本年度を費やして再現実験を重ねたことから自信をもって論文化ができるようになった。近年、化石資源から代替資源へ転換が急務となっている。難分解かつ難溶解性固形物であるセルロース系バイオマスを用いる場合、分解酵素コストが嵩むため、厳密にコスト管理された工程で行うことが必要であり、酵素反応にボイラー熱源を使わない酵素反応環境が求められる。本研究では、太陽光(自然光)を熱に変換する性質を持つ星形金ナノ粒子へ、我々が開発した酵素クラスター化設計を反映させ、太陽光応答的に局所反応温度向上させることによる酵素活性化を利用したボイラーを必要としないエコ炭素循環システム指向酵素デザインを提案した。前々年度末までに、すでに目的の光応答デバイスが完成し順調な進展が見られていた。しかしながら前年度中に酵素の光応答活性化効果は安定して見られたものの、最も重要で、革新的な性質である粒子への酵素提示による酵素活性化効果(クラスター化効果)に関しては、活性化が観察できる場合とできない場合があった。不安定な活性化の原因究明と解決策の発見に焦点を絞り、最適酵素提示量が存在するということが明らかとなった。星形金ナノ粒子を安定した表面積で合成する技術開発が難しく、最適酵素量で酵素を付けられず、酵素が失活することが明らかとなったことから、牛血清アルブミンなどの吸着タンパク質をブロッキング剤として使うことである程度安定な合成を可能とした。最終年度には、星形金ナノ粒子よりも光応答高熱性の高い金ナノロッドやカーボンナノチューブを用いて酵素の提示を行ったが、活性の向上は見られなかった。これまでも粒子の粒径が大きいことで活性が向上しない例は見られているため、方針を変え、粒子の温度向上が70°C程度であることを踏まえ、耐熱性がある程度高くかつ活性の高い真菌由来セルラーゼの提示を試みた。その結果、大幅な活性向上に成功した。
外来化学療法を継続する進行肺がん患者の希望を支える看護介入モデルの開発と評価

外来化学療法を継続する進行肺がん患者は,外来化学療法導入時には,【化学療法を外来で受けるメリットへの期待】をし,【今までどおりの日常生活行動ができることへの願い】や【化学療法への期待】を希望としていた。また,【最期まで人の手を煩わせないことへの願い】や【経済的負担の軽減への願い】を持ち,【自分にできる社会的役割を担うことへの期待】を希望としていた。そのため,外来化学療法導入時より,1)在宅での有害事象や体調管理の対応が構築できるよう支援する,2)外来で化学療法を受けることのメリットを見いだすよう関わる,3)外来で化学療法が継続できるよう医療チームで関わる,ことが重要であると示唆された。本研究は、「外来化学療法を継続する進行肺がん患者の希望を支える看護介入モデルの開発」をすることを最終目的としている。平成24年度は、平成23年度に行った結果より計画修正を行い、First Lineで外来化学療法を行う進行肺がん患者に1外来化学療法導入決定時2外来化学療法を継続して1クール経過した時期3外来化学療法を継続して2クール終了した時期の3つの時期に対象者に半構成的質問紙を用いた面接と既成の心理尺度2種(POMS,WHO-QOL尺度)を用いて縦断的に調査を行った。縦断的調査を行うにあたり、調査中、対象者の体調不良による化学療法の中断および中止等の事態が起こり、なかなか設定している対象者数が増加しなかったため研究協力施設を増やし、研究を遂行した。しかし、研究協力施設を拡大したが、進行肺がん患者でFirst Lineで外来化学療法を導入すること満たす対象者が希少なこと、進行肺がんであることから研究協力の承諾が得られた対象者が病状の変化で調査が中断することなどから、縦断調査では対象者がなかなか増加しなかった。このことから計画修正を行い、現在、得られたデータの分析結果および文献考察により看護介入モデル作成の最終段階である。また続いて介入調査が行えるように準備をしている所である。平成25年度は、看護介入モデル(案)を試行するに当たり、平成24年度から継続調査を行った内容の一部として「外来で化学療法を受けることを決定した進行肺がん患者の希望に関する研究」を第28回日本がん看護学会学術集会にて報告した(内容:第28回日本がん看護学会学術集会講演集p324参照)。外来で化学療法を決定した進行肺がん患者の希望を支える援助としては、1)在宅での有害事象や体調管理の対応が構築できるよう関わる、2)外来で化学療法を受けることのメリットを見いだすよう関わる、3)外来で化学療法が継続できるよう医療チームで関わる、ことが示唆されたことを報告した。しかし、研究計画当初は10名程度からの事前調査を行う予定であったが、研究協力者の病状変化による中断や研究協力施設の編成などにより研究計画の遂行に遅延が生じた。そのため、補助事業期間の延長承認を受け、平成26年度で看護介入モデル(案)を試行する予定である。本研究は、「外来化学療法を継続する進行肺がん患者の希望を支える看護介入モデルの開発」をすることを最終目的とし、平成23年度は、1)これまで実施した研究「外来化学療法を継続する肺がん患者の希望に関する研究」の結果の信頼性・妥当性を高めるための追加調査および再分析を行う、2)1)の結果と文献的考察に基づいて、外来化学療法を継続する進行肺がん患者の希望を実現するためのプロセスを支える看護介入モデル(以下、看護介入モデル)を作成する、と計画した。1)においては、結果の再分析を行った結果、結果の内容が飽和していると判断した。2)において、外来化学療法、外来看護、希望、進行肺がんをキーワードに文献検討を行った。文献検討により、国内の研究では、外来化学療法導入時期から2クール継続している時期までの研究はセルフケアに関する研究が多く、この時期の進行肺がん患者(以下、患者)の希望を明らかにした研究は見当たらなかった。そのため、看護介入モデルの開発には、当初予定していた研究計画の修正を行い、(1)外来化学療法導入決定時(2)外来化学療法を継続して1クール経過した時期(3)外来化学療法を継続して2クール終了した時期の3つの時期に対象者に、半構成的質問紙を用いた面接と既成の心理尺度2種類(POMS,WHO-QOL尺度)を用いて縦断的に調査し、これらの時期の患者の希望と心理的変化を明らかにすることが重要であると考察した。故に、修正案が実施できるよう研究計画を修正し、所属大学および研究協力施設の研究倫理委員会の承認を得て、研究協力施設の担当医師および外来化学療法認定看護師を研究協力者として起用し、対象者への調査を開始した。この調査結果を分析することにより、当初の計画案より現実に適合した看護介入モデルを作成することができると考えている。本研究を遂行するためには非常に時間用要する。