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地震入力エネルギ-の分担率に基づく終局耐震設計法に関する研究

構造物の合理的な耐震設計を実現させるには、構造物に入力される地震エネルギ-を低くおさえると同時に、入力されたエネルギ-については、これを積極的に吸収するとともに、残りのエネルギ-については主構造部材が弾性域または弾塑性域で健全に抵抗するべきである。従来の耐震設計では、構造物の地震応答加速度や変位の瞬間的な最大値を設計規範として採用している。地震動の継続時間を含めた総合的な観点からは、エネルギ-で評価することが望ましい。本研究では、まず地震動によるエネルギ-が構造物の質点系の運動エネルギ-や部材のポテンシャルエネルギ-として入力され、粘性や履歴特性によって吸収されていくエネルギ-分担の課程を明らかにし、この概念を用いて終局耐震設計法の新しい枠組を提案しようというものである。本研究の成果を要約して示せば、次の通りである。1.処女模型RC部材および損傷後の修復部材を用いたハイブリッド地震応答載荷実験の結果から、履歴吸収エネルギ-量が、損傷度判定の最も精度の高い規範であることを立証した。2.各種の異なった機構を有する免震支承のハイブリッド実験を行い、その免震特性を比較した。特に履歴吸収エネルギ-と免震効果との関係を定量的に検討した。3.構造物の振動エネルギ-と振動制御力のエネルギ-の総和を最小とする規範で、地震入力に対する最適振動制御則を開発し、フレキシブルな構造物モデルに対する数値シュミレ-ションを行った。その結果、受動的および能動的手法を組合わせたハイブリッド振動制御則が、エネルギ-効率の最も優れたものであることが判明した。4.長周期地震動およびフィリピン地震報告についても調査研究した。本研究の目的は,まず地震動によるエネルギ-が構造物の質量の運動エネルギ-や部材のポテンシャルエネルギ-として入力され,粘性や履歴復元力特性によって吸収されて行く,エネルギ-分担の過程を明らかにし,さらにこの概念を用いて,終局耐震設計法の新しい枠組を提案し,実用化への基礎資料にしようとするところにある。本研究の初年度である平成2年度においては,次に示すような研究成果を得た。1.線形多自由度振動系にモ-ダム解析手法を適用し,新たに作成したエネルギ-スペクトル図を用いて,各次振動モ-ドにおける地震入力エネルギ-の評価手法を新たに開発した。各次モ-ドのエネルギ-の総和は,厳密解として求められ,これを用いて多自由度系のエネルギ-分担率の評価が可能となる。2.橋梁の桁構造と橋脚の連結装置である支承部の構造として,ピン結合,弾性支持,粘弾性支持,バイリニア型履歴復元力支持を採用した場合の,構造全体系の地震応答断面力とエネルギ-分担率を,数値シミュレ-ションにより算出した。その結果,ピン結合以外では,低剛性の支承利用により,地震応答断面力を低減できること。しかし変位応答をも同時に低減するには,支承部でのエネルギ-吸収が不可欠であることなどが判明した。3.高減衰ゴム免震支承を有する構造物のハイブリッド地震応答載荷実験の結果,地震応答時の等価減衰定数は,単純繰り返し実験時のそれよりも若干小さくなること,履歴復元力特性はバイリニアモデルで,変位・加速度応答ともに精度よく再現できることが判った。4.構造物の振動エネルギ-と制振力のエネルギ-の和を最小とする規範で,最適ハイブリッドコントロ-ルのアルゴリズムを開発した。

構造物の合理的な耐震設計を実現させるには、構造物に入力される地震エネルギ-を低くおさえると同時に、入力されたエネルギ-については、これを積極的に吸収するとともに、残りのエネルギ-については主構造部材が弾性域または弾塑性域で健全に抵抗するべきである。従来の耐震設計では、構造物の地震応答加速度や変位の瞬間的な最大値を設計規範として採用している。地震動の継続時間を含めた総合的な観点からは、エネルギ-で評価することが望ましい。本研究では、まず地震動によるエネルギ-が構造物の質点系の運動エネルギ-や部材のポテンシャルエネルギ-として入力され、粘性や履歴特性によって吸収されていくエネルギ-分担の課程を明らかにし、この概念を用いて終局耐震設計法の新しい枠組を提案しようというものである。本年度の研究実績の概要は、次の通りである。1.処女膜型RC部材および損傷後の修復部材を用いたハイブッド地震応答載荷実験の結果から、履歴吸収エネルギ-量が、損傷度判定の最も精度の高い規範であることを立証した。2.各種の異なった機構を有する免震支承のハイブリッド実験を行い、その免震特性を比較した。特に履歴吸収エネルギ-と免震効果との関係を定量的に検討した。3.構造物の振動エネルギ-と振動制御力のエネルギ-の総和を最小とする規範で、地震入力に対する最適振動制御則を開発し、フレキシブルな構造物モデルに対する数値シュミレ-ションを行った。その結果、受動的および能動的手法を組合わせたハイブリッド振動制御則が、エネルギ-効率の最も優れたものであることが判明した。4.長周期地震動およびフィリピン地震報告についても調査研究した。
アンプティサッカーにおける全身持久力評価法の開発－フィールドテストの構築から－

本研究では、下肢切断障害をもつアンプティサッカー競技者を対象に、フィールドによる体力測定の普及を目標に据え、フィールドテストを用いた全身持久力の評価方法を開発することを目的としている。当該年度では、形態的測定と併せて昨年度に開発したフィールドテストを用いて競技レベル別にアンプティサッカー競技者のパフォーマンスを測定することと、測定したデータと試合中のアクティビティの関係性について検証することを目的とした。被験者はアンプティサッカーの競技経験を有する成人男性30名であった。形態的測定として身長、体重、BMI、障害様相等を計測し、フィールドテストとしてスプリント種目、持久力種目、アジリティ種目、跳躍種目等を計測した。フィールドテストの実施環境はすべて人工芝にて競技用のロフストランドクラッチを用いて実施し、サーフェスを統一した。試合中のアクティビティを計測するべく、代表歴を有するエリート群とノーマル群とにわけ、Global Positioning Systemを用いて試合中のアクティビティを計測し、フィールドテストの結果と関係性を検証した。結果、形態的測定のうち、障害様相と各フィールドテストの結果に相関がないことが確認され、本競技における障害クラス分けの議論の解決に導く知見の一つを得た。また、フィールドテストのうち、持久力種目の結果と試合中の高強度ランニングの距離および回数に相関関係が見られ、中でもエリートレベル群ではより顕著であることが示され、本研究で開発したフィールドテストの有用性を証左する成果と示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度では、アンプティサッカー競技者の全身持久力を評価するための競技特異的フィールドテストとして、Yo-Yo intermittent recoverytest level 1(YYIRT1)をアンプティサッカー競技者向けに改良することを目的とした。被験者はアンプティサッカーの競技経験がある成人男性10名であった。有酸素パフォーマンスの測定にYYIRT1を用いた。全ての被験者が通常のYYIRT1をクラッチ持たない(Standard YYIRT1)とクラッチを持つ(20m YYIRT1)のテストを行った。また、改良版として移動区間を20mから10mに短縮した(10m YYIRT1)と15mに短縮した(15m YYIRT1)したテストをクラッチ用いて実施した。テストで使用された音源はデフォルト音に統一し、各試技の間は1週間以上の休息を設けた。移動速度、加速、減速などのデータはGPSを用いて収集し、心拍数(HR)は胸部心拍計を用いて連続的に記録した。結果、20mYYIRT1では移動区間が長く、音源(beep)の合図について行けず適切なパフォーマンスデータを得るには至らなかった。その反面、Standard YYIRT1と15mYYIRT1は移動距離に高い相関関係が示されたことから、移動区間を20mから15mに短縮した15m YYIRT1の有用性についてさらに検討を進める必要性が示唆された。自己点検の結果、研究計画書どおりYo-Yo intermittent recoverytest level 1(YYIRT1)をアンプティサッカー競技者向けに改良する実験を実施し、予定していた研究成果報告を行えたことから、(2)「おおむね順調に進展している」と評価した。改良したフィールドテスト(15m YYIRT1)を用いて、アンプティサッカー競技者を対象とし競技レベル別に全身持久力について比較する。あわせて試合中の身体活動量を測定し、フィールドテストでの有酸素パフォーマンスと試合中の高強度ランニングにおける移動距離との関係性を評価する。被験者は日本および英国における代表クラスのアンプティサッカー競技者とする予定であり、当該年度よりすでに関係機関と連携している。
冷凍食品の非破壊品質計測・感性変換モデルに基づく冷解凍操作最適化システムの開発

本研究では、先ず種々の冷却速度で凍結したゼラチンゲルと寒天ゲルを試料とし、凍結試料内に形成される氷結晶構造を、マイクロスライサ画像処理システムにより氷結晶性状を示すパラメータとして等価円直径、粒界線密度および数密度を定量的に計測し、凍結条件と3次元的氷結晶形態の関係を明らかにした。次に氷結晶性状の異なる試料に対して誘電スペクトルを測定し、デバイ型緩和モデル式に導電率を考慮したモデル式のパラメータである、緩和時間、直流成分の導電率および有効誘電率を調べた。その結果、直流成分の導電率および有効誘電率は、氷結晶等価円直径が増大するほど減少し、氷結晶粒界線密度および数密度が増大するほど増大することが明らかとなった。ただし、直流成分の導電率は、氷結晶サイズが小さくならないと、その差が顕在化しない傾向が明らかとなった。一方、有効誘電率は氷結晶構造の差異に比較的敏感であり、氷結晶サイズが大きい場合でも比誘電率で1020程度も差があり、構造の違いが検出できることが明らかになった。誘電特性の計測を理論的に検証するために、氷結晶断面画像および実際の氷結晶を単純化したモデルに静電場の数値解析を適用し静電容量および有効誘電率を算出した。静電場の数値解析の結果、氷結晶等価円直径が小さいほど、有効誘電率が大きな値を示すことが確認された。また、有効誘電率は、氷結晶の粒界と電場のなす角度の影響を強く受けていることが明らかとなった。以上のように、誘電特性の実測値および数値解析結果から、氷結晶サイズが小さいほど有効誘電率は大きくなることが明らかとなり、マイクロスライサ画像処理システムによる氷結晶画像解析およびインピーダンスメータによる誘電特性の計測とその静電場の数値解析により、凍結試料内に形成される氷結晶性状を非破壊的に計測できる可能性を示した。
思春期の子どもをもつ家族のヘルスプロモーションにつながる養育支援プログラムの構築

本研究は思春期の子どもたちとその家族が抱える健康問題や養育に関する問題を明らかにし,参加型の親支援プログラムを作成,実践し,その効果を検証する試みである。まず思春期の子どもたちと親への調査をもとに,健康問題や養育に関するニーズを抽出し,プログラムを作成した。その後,思春期の子どもをもつ親を対象として月に1回,計5回のプログラムを実践した。その結果,このような支援が思春期の特徴を理解される機会となるとともに,親自身の健康に対する意識変容にもつながり得ることが示唆された。本研究の目的は思春期の子どもとその家族のヘルスプロモーションとセルフケア能力の向上を目指すことである。具体的には思春期の子どもをもつ親の養育上のニーズと必要なサポートをアセスメントし,子どもとその家族に必要な健康情報を盛り込んだ参加型の親支援プログラムを開発,実践し,家族に対する健康教育の介入を行い,その効果を検証する。本研究の初年度にあたる21年度は,思春期の子どもとその家族に対する健康教育の介入についての具体的な内容を考えるため,以下の3点について実施した。1.思春期の子どもたちが抱える健康問題とヘルスニーズおよび養育に関する問題について把握するためのフォーカスグループインタビューを実施した。これは首都圏の高校生を対象として行ったが,パイロット調査に過ぎず,今後は中学生および思春期の子どもを持つ家族に対する同様の調査を継続しながらニーズ把握を深める予定である。2.先行研究による親教育プログラムの実態把握と内容検討を行った。特に米国シンシナティ子ども病院メディカルセンターにおけるChild-Adult Relationship Enhancementプログラムに着目し,そのトレーニングを体験した。このプログラム自体はまだ日本に導入されつつある段階で,改良途上にある。またティーンエイジャー向けのものもあるがそれを日本で展開することの有効性についての検証はなされていないことから,取り入れ方を慎重に検討する必要がある。3.健康相談体制および対照群とする集団の量的比較調査準備として,主としてweb環境の整備,試運転による動作環境のチェックと再調整を実施した。以上の結果を基にして,次年度以降はプログラムの作成,実施,評価を進める。2年目にあたる22年度は,思春期の子どもとその家族に対する健康教育の介入についての具体的な内容を考えるため,以下の2点について実施した。1.東京都下の公立中学校において,思春期の子どもをもつ母親47名を対象に,自身の健康を意識付け,家族の健康を考えるための教育的介入を行った。母親らの平均年齢は45.2±5.6歳であり, 83%が核家族であり, 13%が拡大家族であった。約1時間の健康教育の後,家族が健康に過ごすための要件について自由記載による回答を求めたところ,内容は,「規則正しい生活へのサポート」「食事・栄養」「円満な関係・メンタルヘルス」に集約された。また母親に対する面接調査を実施し,内容分析を行った結果もほぼ同様のものだった。母親らは家族の健康を考える機会を通して,自分たちの健康への関心も高めていた。2.健康相談体制および対照群とする集団の量的比較調査の準備を整え, web環境の整備,試運転による動作環境のチェックと調査内容について再調整を実施した。以上の結果を基にして,次年度は具体的なプログラムの実施,評価を行う予定である。本研究の最終年となる23年度は,これまでのニーズ把握をもとにしたプログラム案を作成し,実際に思春期の子どもをもつ親たちに参加型プログラムを展開した。参加者は近隣の市の広報により応募を呼びかけ,中学生・高校生の子どもをもつ親とし,参加者のニーズも聴取した上で,プログラムを最終的に練り直し,月に一度,計5回の実践を行った。参加をオープン参加とした回があり,参加者数は5回でのべ26名だった。プログラムは講義形式と参加者らのディスカッション形式を取り,具体的内容は(1)子どもたちの生活,(2)思春期の発達と理解,(3)子どもと家族の健康,(4)学童期,思春期における発達障害と理解,(5)思春期の子どもと家族の心の健康,とした。

このような場は,親たちが普段考えていることやちょっとした疑問を話すことにより,自分だけの悩みや疑問でないことを確認し,思春期の特徴を理解する機会となり,また健康に関する専門的な知識についても学習し,家族と自分自身の健康に対する意識変容にもつながり得ると考えられた。子どもの学校を通した親たちの集まりと異なり,知人同士でない思春期の子どもをもつ親同志が集まることにより,あらたなコミュニティが形成され,普段身近な仲間とは話せない内容についても語り合えるという新たな支援の形態として期待できる。
植物細胞全能性成立の分子生物学的基礎

計画研究班A「全能性発現の分子機構」では、全能性発現にいたる各ステージの現象を解析し、その分子機構の解析を進めた。本年の主な研究成果としては、1.タバコ葉肉細胞が脱分化を起こす時に発現する遺伝子を単離することに成功した。2.タバコ(Nicotinia glauca)染色体に存在するAgrobacterium rhizogenes Ri plasmidの遺伝子との相同配列が、タバコ属異種かけあわせによって生じる遺伝的腫瘍形成の際に発現することを発見した。3.可溶性オーキシン結合タンパク質がRNA polymerase IIおよびDNAと結合する性質をもつことが明らかにされた。計画研究班B「全能性の基礎となる遺伝子機構とその発現の解析」では、植物の発生・分化と関連の深い数種の遺伝子の構造と機能を解析し、その発現制御の分子機構の解明をめざした。本年の主な研究成果としては、1.多くの組織・器官特異的遺伝子のois制御領域が決定され、trans因子の研究の進展が見られた。とりわけ、コムギヒストン遺伝子上流のヘキサマー配列に結合するtrans転写因子のcDNAクローンやゲノムDNAも得られ、転写制御の分子機構が具体的に研究し得る状態になった。2.植物のin vitro転写系が更に改良され、in vitroでの植物遺伝子のプロモーターの機能解析に路を開いた。3.Ti Plasmidによる遺伝子の導入が、TーDNAの一部と植物ゲノムDNA領域間での相同組換えによることが示され、植物への計画的遺伝子導入につながるものとして期待される。このように、全能性の発現の場から遺伝子へ、遺伝子の解析から全能性の機構解明へと異なる二つのアプローチが次第に接近し、全能性の解明が進んだ。総括班としては、1.総括班会議を開催し、2.全メンバーの成果報告会を行い、3.有力外国人研究者を招いた公開シンポジウムを開催し、4.若手研究者中心のワークショップを開き、5.コミュニケーションと平成元年度の成果報告書を発行し、関係者に配布した。
新規キャビタンド型不飽和シクロファン骨格の構築

本研究では、剛直な不飽和シクロファン型化合物をいくつか設計し、これを合成してその共役系に由来する特徴的な電子的性質やその剛直なキャビティーを利用したホストゲスト化学などについて明らかにすることを目的として研究を行った。大環状骨格を有するベンズアヌレン型化合物の場合、分子のサイズは大きいものの、骨格がフレキシブルであるため、分子空孔に芳香環が入り込んだ構造を取ることが明らかとなった。ここでは三つのベンゼン環がC_3対称型に集まることによってCH-π型の相互作用が協同的に起こったためにこの構造が安定であったものと結論された。当初設計した化合物のうち、不飽和デルタファン型化合物は8員環構造を持つために還元されやすい化合物であり、そのアニオン種は興味深い電子的性質を持つことが理論計算から明らかとなった。この化合物の合成に関しては大環状骨格を形成した後、8員環骨格形成を行うという方法論で検討したが、現在までのところ達成できていない。しかしながら、その合成検討の中でいくつか有用な合成反応を見出し、他の不飽和シクロファン化合物の合成に適用した。とくに、C_<3v>対称性を持つ剛直な不飽和シクロファンであるall-Z-トリベンゾ[12]アヌレン誘導体と、その関連化合物について効果的な合成法を開発し、興味深い構造を持った不飽和シクロファン合成に応用した。なかでも、フェナントレン骨格で囲まれたその性質について明らかにした。以上のように剛直な三次元の共役系を持つ新規な有機化合物の性質に対していくつか興味深い知見を得ることが出来た。フラーレンやカーボンナノチューブに代表される三次元の炭素共役系は材料としての応用が期待されている物質群であり、ここで見出された化合物群についても材料への応用といった観点から期待される。フラーレン類の発見以来、曲がったπ電子共役系化合物が注目され、シクラセンやシクロフェナセンなどのベルト状の共役系化合物の合成が世界中の多くの研究グループにより試みられている。これらの化合物は、これまでによく知られている平面共役系とは異なり、特異な電子構造に基づく酸化還元特性や光学的性質、特殊な分子形状に基づくホスト・ゲスト化学や分子間相互作用などに興味が持たれ、これらの性質を利用した有機材料としての物性も期待できる。このような観点から、申請者は、内部空孔を持ったかご状の共役系化合物として、新規なキャピタンド型シクロファンをいくつか設計した。これらの化合物は、剛直な分子骨格を持ち内部空孔を持った三次元的な共役系化合物であるという点で特徴的である。これらのうち、六員環と八員環がベルト型に縮環した不飽和デルタファン類について理論計算を行い(B3LYP/6-31G^*)、その性質を予測した。これらの化合物では、ベンゼン環とシクロオクタテトラエン環の数が増えて、全体の環サイズが大きくなるにつれて八員環の平面性が増し、八員環部分の反芳香族性が現れてくる。また、LUMOのエネルギーレベルもかなり上昇するとともに、六員環および八員環の、^1H-NMRの化学シフト値も高磁場にシフトする。しかしながら、全体としては非芳香属性を示す化合物であることがわかった。次に合成法の確立を目的として不飽和[4]デルタファンの合成について検討した。合成経路としては、まず、パラフェニレン-cis-エチニレン環状オリゴマーを合成し、そこから分子内渡環反応によって目的化合物を合成する方法論について検討した。現在までのところ、大環状骨格形成による24員環の形成段階に関していくつかの方法を検討し、ほぼ満足の行く結果を得ており、今後その方向でさらに検討を続ける予定である。

フラーレン類の発見以来、曲がったπ電子共役系化合物が注目され、シクラセンやシクロフェナセンなどのベルト状の共役系化合物の合成が世界中の多くの研究グループにより試みられている。これらの化合物は、これまでによく知られている平面共役系とは異なり、特異な電子構造に基づく酸化還元特性や光学的性質、特殊な分子形状に基づくホスト・ゲスト化学や分子間相互作用などに興味が持たれ、これらの性質を利用した有機材料としての物性も期待できる。このような観点から、申請者は、内部空孔を持ったかご状の共役系化合物として、新規なキャビタンド型シクロファンをいくつか設計した。これらの化合物は、剛直な分子骨格を持ち内部空孔を持った三次元的な共役系化合物であるという点で特徴的である。我々が設計した不飽和シクロファンのうち、ベンゼン環とシクロオクタテトラエンがベルト型に縮環した不飽和デルタファン類や、これと等電子構造である含窒素あるいは含硫黄7員環を含んだ類縁体に関する理論計算(B3LYP/6-31G^*)からは、炭素8員環骨格を含む場合より、7員環の複素環骨格を有する場合によりひずんだ構造となり、LUMOのエネルギー順位が低くなると見積もられた。またこれらいずれの化合物でも金属イオンを収容できる程度の空孔を有しているものと予想される。これら興味ある化合物の合成法の確立を目的として不飽和[4]デルタファンおよび、含硫黄7員環を含んだ類縁体の合成について検討した。合成経路としては、まず、パラフェニレン-cis-エチニレン環状オリゴマーあるいはパラフェニレンスルフィド環状オリゴマー誘導体を合成し、そこから分子内渡環反応によって目的化合物を合成する方法論について検討した。現在までのところ、大環状骨格形成に関していくつかの方法を検討し、ほぼ満足の行く結果を得ており、今後その方向でさらに検討を続ける予定である。我々が設計した不飽和シクロファンのうち、ベンゼン環とシクロオクタテトラエンがベルト型に縮環した不飽和デルタファン類とその類縁体に関して理論計算(BLYP/6-31G^*)を行ってその性質を予想するとともに合成を検討した。その結果、含窒素芳香環のDiels-Alder反応を利用した8員環構築法によってこれらの骨格が形成できることがわかった。また、これを利用して不飽和デルタファンの部分骨格を持ったピンセット型分子を合成し、その構造をX線結晶構造解析やNMRスペクトルから明らかにした。特にこのピンセット型分子はゲスト分子の包摂や解放に適した分子運動を起こすことがNMRスペクトルの温度変化から明らかとなった。
三次元多様体及び軌道体について

軌道体の分類を行うこととその多様体論への応用は重要な研究課題であるので、それを中心に、3次元軌道体の研究を進めてきた。今後の目標としては必ずしも有限一意化可能とは限らない3次元軌道体の分類定理と、その応用としてのグラフの分類定理があり、今年度はその準備段階としての必ずしも有限一意化可能とは限らない3次元軌道体に関する、ループ定理、球面定理、デーンの補題の論文を完成し現在投稿中です。またその証明の手法を発展させて悪い球面を含まない3次元軌道体の被覆軌道体が再び悪い球面を含まない3次元軌道体になる事と既約な軌道体の被覆軌道体が再び既約な軌道体になる事を証明し、これもあわせて投稿中です。そのほかに今年度得た成果としては、3次元球面軌道体上の軌道体写像を3次元球面的軌道体上の錘からの軌道体写像に拡張する定理、三角軌道体上の区間束の境界間の軌道体写像を三角軌道体上の区間束からの軌道体写像に拡張する定理、および三角軌道体上の軌道体写像で基本群の同型を導くものは軌道同型写像と軌道ホモトピックであるという定理等があります。これらは、分類定理の証明に必要となります。必ずしも有限一意化可能とは限らない3次元軌道体の分類定理についてはほぼ証明を終え論文準備中です。更にこの分類定理を発展させるために3次元軌道体の三角部分軌道体による分解の存在とその一意性に関する定理を現在検討中です。この定理の証明で3次元多様体の分類定理の拡張という方向の研究は一応の終結を向かえます。
電界誘起二次元電子層の可視化

SrTiO_3人工超格子中に閉じ込められた極薄二次元電子層はバルクの数倍の巨大熱電能を示す[H.Ohta et al., Nature Mater, 6,129(2007)]ことから、高効率熱電材料の設計指針を与えるモデルとして有望である。本研究では、srTiO_3単結晶電界効果トランジスタへのゲート電圧印加によりゲート絶縁体/SrTiO_3単結晶界面に高密度で蓄積される二次元電子層を可視化し、極薄二次元電子層の巨大熱電能の起源を明らかにすることを目的とした。具体的には高分解能電子顕微鏡観察ならびにデバイスシミュレーションにより、ゲート絶縁体/SrTiO_3界面に蓄積された電界誘起二次元電子層を可視化し、熱電能との関係を調査した。本特定領域内AO1ナノ計測(ア)班との連携研究により,(1)ゲート絶縁体薄膜が水で満たされた直径約10nmのナノボアを30体積パーセント含み[H.Ohta et al., Nature Communications 1:118(2010).]、(2)ゲート電圧印加によってSrTiO_3表面に押し付けられたナノボア中のH_3O^+イオンが、(3)SrTiO_3中の残留キャリア電子を強力に引き寄せることで、バルクの5倍の巨大熱電能を示す極薄二次元電子層(究極の機能元素)が生成することが明らかになった[H.Ohta et al., Adv. Mater. 24,740-744(2012).]。以上の研究から、機能元素「極薄二次元電子層」を熱電材料の表面に誘起し、巨大熱電能という有用な機能を発現させるための「水電気分解による二次元電子層の電界誘起の学理」を構築することに成功した。また、本研究で得られた水電気分解による二次元電子層の作製手法を応用し、一次元AFMリソグラフィーを行うことで更に大きな熱電能を示す材料が創製できると考えられる。本研究の目的は、SrTiO_3単結晶上に作製した電界効果トランジスタ構造へのゲート電圧印加によりゲート絶縁体/SrTiO_3界面に蓄積される二次元電子層を可視化することである。H22年度は大量に「水」を含んだ多孔質C12A7ガラスを新規に開発し、それぞれの孔に含まれる水をゲート絶縁体として応用した。この「水」を含んだ多孔質C12A7ガラスを金属TiとSrTiO_3に挟んで電圧を加えると、水の電気分解によって絶縁体のはずのSrTiO_3の表面に、厚さ3nm以下の極めて薄い金属SrTiO_3が生成し、通常の金属SrTiO_3に対して4-5倍高い熱電能を示すことが分かった(2010.11.17Nature Communicationsに掲載)。室温で「水」の電気分解を行うだけという極めて簡便かつ安価ででき、材料であるSrTiO_3は環境に優しい安全な酸化物であることから、実用可能な熱電材料の創製手法として期待できる。また、SrTiO_3の電子伝導性が連続的に次元クロスオーバー(三次元→二次元)する様子を世界で初めて観測した。電界+水電解によりSrTiO_3の表面を絶縁体から極薄金属まで変化させながら電子輸送特性(熱電能S-シートキャリア濃度n_s)を精密計測し、|S|-log n_sプロットの傾きが三次元的な-198μVK^<-1>から二次元的な-1000μVK^<-1>に連続的に移り変わる様子をとらえることに成功した。本手法は、酸化物半導体の伝導電子濃度と厚さを同時に変化させながら熱電能を計測するという従来にない次元クロスオーバーの観測手法であり、多くの酸化物半導体の二次元電子物性の理解に貢献するだろう(論文投稿準備中)。さらに二次元電子層を直接電子顕微鏡観察するとともに、その電子状態を調べ、上述の巨大熱電能の起源を明らかにしようと試みたが、C12A7薄膜中の水分が電子線照射時に爆発的に蒸発するため、現在高分解能TEMで二次元電子層にアプローチ中である。本特定領域内AO1ナノ計測(ア)班との連携研究により,

(1)ゲート絶縁体薄膜が水で満たされた直径約10nmのナノボアを30体積パーセント含み[H.Ohta et al., Nature Communications 1:118(2010).]、(2)ゲート電圧印加によってSrTiO_3表面に押し付けられたナノボア中のH_3O^+イオンが、(3)SrTiO_3中の残留キャリア電子を強力に引き寄せることで、バルクの5倍の巨大熱電能を示す極薄二次元電子層(究極の機能元素)が生成することが明らかになった[H.Ohta et al., Adv. Mater. 24,740-744(2012).]。以上の研究から、機能元素「極薄二次元電子層」を熱電材料の表面に誘起し、巨大熱電能という有用な機能を発現させるための「水電気分解による二次元電子層の電界誘起の学理」を構築することに成功した。また、本研究で得られた水電気分解による二次元電子層の作製手法を応用し、一次元AFMリソグラフィーを行うことで更に大きな熱電能を示す材料が創製できると考えられる。
ファジィ理論によるアメニティ評価に関する研究

本研究に関して、平成5年度中に発表した論文等(口頭発表も含む)は以下のとおりである。[1]“階層的ファジィ積分による意思決定法",日本ファジィ学会誌,Vol.15,No.4,pp.772-782,1993年8月。[3]“因果関係に基づいたファジィ構造モデリングについて",日本ファジィ学会ノンエンジニアリングフアジィ研究会,第4回ワークショップ「もっとソフトな情報を」講演論文集,pp.54-55,平成6年3月。[4]“大規模モデルのシステム要素のグループ化について",1993年度日本オペレーションズ・リサーチ学会秋季研究発表会アブストラクト集,1-D-10,pp.94-95,1993年10月。まず、成果[1]は、ファジィ積分を階層的に用いて意思決定に関する新しい視点を述べている。ここで提案する階層化ファジィ積分(HFI:Hierarchical Fuzzy Integral)は、評価基準となる項目の重要度をファジィ測度で与え、各評価項目における評価対象の評価値をファジィ積分することにより、評価値を統合し総合評価値を求める方法である。これは、従来の階層化意思決定法(AHP)を特別な場合として含む、より柔軟性を伴った一般的な評価法であることが明らかにされた。具体的なアメニティ評価システムを構築するためのステップとして、成果[3],[4]が得られた。これらの成果は、アメニティ評価のための新しいファジィ構造モデル化技法として、因果関係に基づいた手法を開発した。さらに、大規模モデルを扱うことのできるように、全体の問題をいくつかのサブ問題に分割する手法も開発した。
Apop遺伝子制御に基づく健康寿命延伸方法の創出

血管の老化は健康寿命に大きく影響している。血管の老化に伴って動脈は硬化して動脈硬化を発症し、脳梗塞と心筋梗塞の原因病態となっている。動脈壁は内膜、中膜、外膜の3層から構成され、中膜を構成する平滑筋細胞は動脈硬化の発症に重要な役割を担っている。動脈硬化の発症に際し中膜の平滑筋細胞は収縮型から合成型へと形質転換し、増殖と遊走を起こすようになる。Apop遺伝子は動脈硬化血管の合成型平滑筋細胞からクローニングされた遺伝子である。機能不明であったが、細胞に遺伝子導入した結果からアポトーシスを誘導することが確認され、Apoptogenic Protein (Apop)と命名された。Apop遺伝子を欠損した(ApopKO)マウスにおいては体重の減少ならびに脂肪組織の減少が認められた。この結果からApop遺伝子は脂肪代謝に関わっていると考えられる。脂肪組織や血中脂質は動脈硬化の発症に深く関わっており、Apop遺伝子の発現は動脈硬化の発症ならびに健康寿命に関わっていることが示唆された。またApopKOマウスにおいては行動様式においても変化が確認されている。ApopKOマウスではマウスにとって活動時間である夜間の活動の低下が確認された。この結果はApopKOマウスでは行動量が少ないにも関わらず、脂肪組織が低下していることを示しており、ApopKOマウスでの脂肪の代謝が大きく変化していることが考えられる。脂肪の代謝が関わる動脈硬化の発症、進展は寿命に大きく影響するため、Apop遺伝子の発現制御は寿命に影響を及ぼすものと考えらえる。Apop遺伝子は動脈硬化平滑筋細胞において発見された遺伝子である。機能は不明の遺伝子であったが、本研究によって詳細な機能が次第に明らかにされつつある。Apop遺伝子を欠損したマウスにおいては体重が減少し、脂肪組織が縮小する。このことからApop遺伝子発現は脂肪組織の代謝に影響を及ぼしていることが明らかになった。またApop遺伝子を欠損したマウスの行動解析の結果、運動量が低下していることも明らかとなった。これらの結果はApop遺伝子の発現低下によって運動量は低下するにも関わらず、脂肪組織は減少することを示している。脂肪組織の減少は動脈硬化性疾患にとって抑制的に働くことから、寿命ならびに健康寿命を延長させるものと考えられる。Apop遺伝子機能の詳細な解析、ならびにApop遺伝子欠損マウスの詳細な行動解析を引き続き行っていく予定である。脂肪の代謝は細胞内のミトコンドリアで行われている。ミトコンドリアは細胞のエネルギーの中心的な生産器官であるとともに、細胞のアポトーシスに深く関係している器官でもある。Apopはミトコンドリアに存在することから、Apop発現が脂肪代謝ならびにアポトーシスに関わっていることは合理的な結果であるといえる。Apop遺伝子発現のミトコンドリアにおける役割を詳細に解明し、脂肪代謝に貢献するメカニズムを明らかにしていく予定である。Apop遺伝子はマウスの動脈硬化プラークに発現している遺伝子として発見された。機能が不明の遺伝子であったが、培養細胞を用いた研究によってアポトーシス(細胞の能動的な死)誘導能を持つことを明らかにし、Apoptogenic Protein (Apop)と名付けた。アポトーシスの誘導には細胞内小器官であるミトコンドリアが関与していることが知られている。Apopタンパク質はミトコンドリアに局在し、ミトコンドリアからアポトーシス誘導の引き金となるチトクロームCの放出を誘導することによってアポトーシスを誘導する。またApop遺伝子の発現を抑制した細胞ではミトコンドリアのエネルギー産生のもとになる物質であるNADHが上昇していた。このことからもApopがミトコンドリアにおけるエネルギー代謝に関わっていることが示されている。さらに詳細に機能を解析するため、Apop遺伝子を欠損したマウス(Apop KOマウス)を作成した。Apop KOマウスの外観は対照である野生型マウスと同じであり、形態形成におけるApop遺伝子の関与はないと思われる。他方、Apop KOマウスでCT断層撮影を行った結果、内臓脂肪の著名な減少が認められた。このことはApopKOマウスが脂質代謝に関わっていることを示している。内臓脂肪の蓄積は心血管系疾患の発症を増加させることが知られており、Apop発現を制御することで心筋梗塞や脳卒中と抑制できると思われる。これらの疾患は寝たきり等の高齢者の健康状態を大きく左右するため、Apop遺伝子発現が高齢者の健康寿命に影響しうることが示された。Apop遺伝子を欠損したApop KOマウスの行動解析が順調に進行している。Apop KOマウスの外観は野生型マウスとの変化は見られないものの、内臓脂肪組織が縮小している。ほかにも行動様式が野生型マウスとは異なっていることが確認された。これらの結果はミトコンドリア蛋白質であるApopの発現が、ミトコンドリアの機能を介して脂肪組織ならびに行動に影響を与えていることを示唆している。

Apop遺伝子を欠損した(ApopKO)マウスにおいては体重の減少ならびに脂肪組織の減少が認められた。この結果からApop遺伝子は脂肪代謝に関わっていると考えられる。脂肪組織や血中脂質は動脈硬化の発症に深く関わっており、Apop遺伝子の発現は動脈硬化の発症ならびに健康寿命に関わっていることが示唆された。またApopKOマウスにおいては行動様式においても変化が確認されている。ApopKOマウスではマウスにとって活動時間である夜間の活動の低下が確認された。この結果はApopKOマウスでは行動量が少ないにも関わらず、脂肪組織が低下していることを示しており、ApopKOマウスでの脂肪の代謝が大きく変化していることが考えられる。脂肪の代謝が関わる動脈硬化の発症、進展は寿命に大きく影響するため、Apop遺伝子の発現制御は寿命に影響を及ぼすものと考えらえる。Apop遺伝子は動脈硬化平滑筋細胞において発見された遺伝子である。機能は不明の遺伝子であったが、本研究によって詳細な機能が次第に明らかにされつつある。Apop遺伝子を欠損したマウスにおいては体重が減少し、脂肪組織が縮小する。このことからApop遺伝子発現は脂肪組織の代謝に影響を及ぼしていることが明らかになった。またApop遺伝子を欠損したマウスの行動解析の結果、運動量が低下していることも明らかとなった。これらの結果はApop遺伝子の発現低下によって運動量は低下するにも関わらず、脂肪組織は減少することを示している。脂肪組織の減少は動脈硬化性疾患にとって抑制的に働くことから、寿命ならびに健康寿命を延長させるものと考えられる。Apop KOマウスにおていは行動ならびに運動量が野生型マウスと異なっていることが確認された。そこで引き続き行動解析を実施し、Apop KOマウスで観察されている行動変化についてより詳細に解析する。また電子顕微鏡を用いて、Apop KOマウスのミトコンドリア形態の解剖学的解析を実施する。Apop遺伝子機能の詳細な解析、ならびにApop遺伝子欠損マウスの詳細な行動解析を引き続き行っていく予定である。脂肪の代謝は細胞内のミトコンドリアで行われている。ミトコンドリアは細胞のエネルギーの中心的な生産器官であるとともに、細胞のアポトーシスに深く関係している器官でもある。Apopはミトコンドリアに存在することから、Apop発現が脂肪代謝ならびにアポトーシスに関わっていることは合理的な結果であるといえる。Apop遺伝子発現のミトコンドリアにおける役割を詳細に解明し、脂肪代謝に貢献するメカニズムを明らかにしていく予定である。本年度に実施した解析によって、Apop KOマウスの行動様式の変化が明らかになった。そこで、本年度経費の一部を次年度の経費に合わせて使用することによって、次年度における解析を充実させ、更に詳細な行動解析を実施する計画である。
宣長の言語ゲームとネイションの創出

本研究は本居宣長の業績が日本プレ近代思想において占める位置と、明治日本のネイションの形成に果たした役割を知識社会学的に明らかにすることを目的とした。平成23年度平成24年度にわたる研究の結果、以下のことが明らかになった。第一に、本居宣長の古事記研究のモチーフは、日本朱子学、古義学、古文辞学、蘭学、神道学、国学の複合のうえに構想されていること。この事実は、ハーバード大学燕京図書館で朱子学大系/水戸学全集/荻生徂徠全集/賀茂真淵全集/契沖全集/続神道大系などの該当個所を相互参照することで確証された。また、プロテスタント神学者ネイピアの『ヨハネ黙示録注釈』を比較参照することで、本居宣長の古事記読解の同時代的価値を検証することができた。第二に、本居宣長の古事記研究の方法が、ヴィトゲンシュタインの言語ゲームと通底する方法にもとづくことを、『直毘霊』の読解を通じて明らかにした。すなわち、テキストに対応する直観的読解(あはれ)を同時連立的に解析することで、漢意を排除した純正言語共同体としての「やまと」を再現できるというロジックである。第三に、以上の考察は、従来の先行業績(村井典嗣『本居宣長』、小林秀雄『本居宣長』)の宣長理解を更新するものであり、宣長の古事記読解が開く意味空間は言語ゲームのアプローチによってはじめて明らかになること、言語共同体としてのネイションの形成にいたる道筋が再構成できるを結論的に明らかにした。本研究の成果は、なお数年の彫琢をへて、単行書として出版される予定である。研究の第一歩として、平成23年度に本居宣長『古事記伝』の本文を電子テキストに変換する予定であったが、その作業を担当するはずの叶飛氏(東京工業大学特別研究員)が年度当初に中国に帰国してしまい、大学教員の常勤職をえたので、担当できなくなった。このため、この事情が判明した平成24年度初めに、研究計画を修正し、電子テキストによらない伝統的な文献読解の方法によることとした。このため、近世の言説の総配置を明らかにする必要が生まれ、本研究に関わる近世日本の関連図書を多く購入した。あわせて、『古事記伝』の読解作業を進め、本居宣長が方法を自覚的にのべている序論の部分を特に詳しく読解した。この作業を通じて、(1)宣長は、日本語の起源を問題とし、漢字と仮名の混合として均衡した日本語のテキストから、漢語の意味を捨象し、漢字到来以前の無文字時代の日本語の感性共同体を再構成できることを主張していること、(2)この主張は、仁斎、徂徠の朱子学批判を、日本語テキストに適用したものであること、(3)こうして再構成される日本語の感性共同体は、世代を越えて再生される言語ゲームを実質とすること、などの基本的フレームが確認された。これらの考察を通じて、『古事記伝』の方法が、用例を集めて配列し、それを見ることで原義が「わかる」ことを重視する、ヴィトゲンシュタインの言語ゲームと類同の方法にもとづくものであることが、端緒的に明らかになってきている。文字テキストを電子テキストに変換し、ソート、テキストマイニングそのほかの操作と分析を行なう専門技術をもっている叶飛氏が、中国に帰国して研究チームを離れたことによって、研究のスタートが遅れ、計画も修正する必要に迫られた。しかし、研究対象ならびに研究方法は、この修正によっても揺るぎないので、ようやく研究を開始してからは、順調に作業を進めている。平成24年度以降は、『古事記伝』のテキストの構造から検出された「宣長の言語ゲーム」を、後期ヴィトゲンシュタインの言語ゲームの議論と照らし合わせ、無文字時代の日本語の感性共同体を継受する実体として、幕末の勤皇の志士たちの共同性が構築されたことを実証する。

これを前提に、宣長が言語ゲームのロジックによって実証したネイションの祖型が、平田篤胤→吉田松陰へと経由するなかで、より実体的なネイションの理念へと拡大し、いわゆる尊皇思想へと結晶化していく過程を、実証していく。研究費については、今年度、基本図書の購入を一部済ませた。翌年度、研究補助者を得て、効率的に文献読解が進むと期待される。平成24年度に続き、伝統的な読解手法による分析整理を進めるほか、研究成果の一部を軽印刷によって公表する。これらのための、人件費ならびに物件費、印刷費などが必要となる。
新しいＳｍ－Ｆｅ系磁性相の探求

本研究は新しいSm-Fe系磁性相を探求することを目的とした研究であり、Sm-Fe系合金状態図に存在しない準安定相の探求を急冷凝固法で行っている。昨年までの研究により急冷凝固法で作製したアモルファスのSm-Fe系合金急冷薄帯に適当な熱処理を施すことにより、Sm-Fe系合金状態図に存在しないSm5Fe17磁性相やSmFe12磁性相などの準安定相が得られることがわかってきた。また、Sm-Fe系合金状態図に存在するSmFe3相も磁性相であり、高い保磁力を示す可能性があることもわかってきた。本年度は更なる新しい準安定相の探求と、SmFe12磁性相およびSmFe3磁性相の磁石化を試みた。まず、新しいSm-Fe系磁性相の候補としてSmFe5磁性相の探求を急冷凝固法で試みた。また、急冷凝固法で作製した準安定相であるSmFe12磁性相の磁石化を放電プラズマ焼結法で試みた。急冷凝固法で作製したアモルファスのSm-Fe系合金急冷薄帯を原料として放電プラズマ焼結法で固化成形を行うと放電プラズマ焼結時に熱処理による結晶化と緻密化が同時に起こり、目的とするSmFe12磁性相からなる磁石が作製できることがわかった。得られたSmFe12磁性相からなる磁石は5kOe程度の保磁力を示すこともわかった。また、急冷凝固法で作製したSmFe3相の磁石化も同様に放電プラズマ焼結法で試みた。急冷凝固法で作製したアモルファスのSm-Fe系合金急冷薄帯を原料として放電プラズマ焼結法で固化成形を行うと目的とするSmFe3磁性相からなる磁石も作製できることがわかった。得られたSmFe3磁性相からなる磁石は10kOeを超える大きな保磁力を示すことがわかった。新しいSm-Fe系磁性相としてSmFe5磁性相が急冷凝固法で作製できることを見出した。また急冷凝固法で作製したアモルファスのSm-Fe系合金急冷薄帯より高い保磁力を有するSmFe12磁性相やSmFe3相からなるSm-Fe系磁石が放電プラズマ焼結法で作製できることを示した。準安定相であるSmFe5磁性相が急冷凝固法で作製できることがわかったので、SmFe5磁性相およびSmFe12磁性相の高保磁力化の研究を行う。また、放電プラズマ焼結法で作製したSm-Fe系磁石の高性能化のため、熱間塑性加工法など磁石材料の異方性化を試みる。本研究は新しいSm-Fe系磁性相を探求することを目的とした研究であり、現在Sm-Fe系合金状態図に存在しない準安定相の探求を急冷凝固法で行っている。これまでのところ、急冷凝固法により作製したアモルファスのSm-Fe系合金急冷薄帯に適当な熱処理を施すことにより、Sm-Fe系合金状態図に存在しないSm5Fe17磁性相やSmFe12磁性相などの準安定相が得られることがわかってきた。また、得られたSm5Fe17磁性相やSmFe12磁性相の構造と磁気特性について調べたところ、アモルファスのSm-Fe系合金急冷薄帯に適当な熱処理を施すことにより作製したSm5Fe17磁性相やSmFe12磁性相は高い保磁力を示すことがわかった。特に、アモルファスのSm-Fe系合金急冷薄帯に適当な熱処理を施すことにより作製したSm5Fe17磁性相は25kOe以上の非常に大きな保磁力を示すことがわかった。次に、Sm5Fe17磁性相にTiやZrなどの高融点金属を添加した試料も急冷凝固法により作製し、TiやZrなどの高融点金属の添加により構造と磁気特性がどのように変化するかについて検討した。その結果、Sm5Fe17磁性相にTiを添加するとSm5Fe17磁性相が安定化し、非常に高い保磁力を示すことがわかった。また、Sm5Fe17磁性相にTi,Zr,Coを添加するとその結晶構造がSm5Fe17磁性相からSmFe3磁性相へと変化することがわかった。得られたSmFe3磁性相はSm-Fe系合金状態図に存在する安定相であるが、10kOe以上の大きな保磁力を示すことを見出した。急冷凝固法により作製したアモルファスのSm-Fe系合金急冷薄帯に適当な熱処理を施すことにより得られたSm5Fe17磁性相やSmFe12磁性相などの準安定相が高い保磁力を示すことがわかってきたため。

また、Sm-Fe系合金状態図に存在するSmFe3相も磁性相であり、高い保磁力を示す可能性があることもわかってきた。本年度は更なる新しい準安定相の探求と、SmFe12磁性相およびSmFe3磁性相の磁石化を試みた。まず、新しいSm-Fe系磁性相の候補としてSmFe5磁性相の探求を急冷凝固法で試みた。また、急冷凝固法で作製した準安定相であるSmFe12磁性相の磁石化を放電プラズマ焼結法で試みた。急冷凝固法で作製したアモルファスのSm-Fe系合金急冷薄帯を原料として放電プラズマ焼結法で固化成形を行うと放電プラズマ焼結時に熱処理による結晶化と緻密化が同時に起こり、目的とするSmFe12磁性相からなる磁石が作製できることがわかった。得られたSmFe12磁性相からなる磁石は5kOe程度の保磁力を示すこともわかった。また、急冷凝固法で作製したSmFe3相の磁石化も同様に放電プラズマ焼結法で試みた。急冷凝固法で作製したアモルファスのSm-Fe系合金急冷薄帯を原料として放電プラズマ焼結法で固化成形を行うと目的とするSmFe3磁性相からなる磁石も作製できることがわかった。得られたSmFe3磁性相からなる磁石は10kOeを超える大きな保磁力を示すことがわかった。新しいSm-Fe系磁性相としてSmFe5磁性相が急冷凝固法で作製できることを見出した。また急冷凝固法で作製したアモルファスのSm-Fe系合金急冷薄帯より高い保磁力を有するSmFe12磁性相やSmFe3相からなるSm-Fe系磁石が放電プラズマ焼結法で作製できることを示した。急冷凝固法により作製したアモルファスのSm-Fe系合金急冷薄帯に適当な熱処理を施すことにより高い保磁力を示すSm5Fe17磁性相やSmFe12磁性相が得られることがわかってきたので、今後はその磁気特性を向上させるためにCoやZr,Tiなどを添加した試料を作製する。準安定相であるSmFe5磁性相が急冷凝固法で作製できることがわかったので、SmFe5磁性相およびSmFe12磁性相の高保磁力化の研究を行う。また、放電プラズマ焼結法で作製したSm-Fe系磁石の高性能化のため、熱間塑性加工法など磁石材料の異方性化を試みる。
ＲＵＮＸ１失活型白血病モデルマウスにおける骨髄微小環境の解析とニッチ因子の同定

RUNX1/EVI1を遺伝子導入した骨髄細胞を移植したマウスにおいては、血小板数の増多、脾腫、骨髄、脾臓での巨核球の増多、脾臓における有核細胞数の増多を認めた。RUNX1/EVI1をを遺伝子導入した造血細胞は増殖能を獲得し、コロニー継代回数の増加が認められ、標的遺伝子であるSkp2の発現低下を認めた。一部のマウスにおいてはc-Kit陽性の幼若細胞の浸潤を骨髄、脾臓、肝臓に認め、白血病を発症した。レトロウイルスを用いてRUNX1/EVI1を遺伝子導入したマウス骨髄細胞を、同系マウスに骨髄移植し、白血病モデルマウスの作製をおこなった。既知の報告ではこのRUNX1/EVI1遺伝子を有する骨髄細胞を移植後、813ヶ月で白血病を発症するとのことであったが、私の作製したモデルマウスにおいては白血病の発症は認めず、代わりに、血小板数の増多、脾腫を認めた。造血組織の解析においては骨髄、脾臓における巨核球の増多、脾臓での有核細胞数の増多を認め、脾臓での髄外造血と考えられた。骨髄あるいは脾臓の細胞を用いたコロニーアッセイでは、RUNX1/EVI1を遺伝子導入した造血細胞ではコントロールに比し、コロニー継代回数の増加が得られ、RUNX1/EVI1による増殖能の獲得が示唆された。以前、我々の研究室でRUNX1/EVI1の下流と同定した遺伝子の発現を検討したところ、RUNX1/EVI1コロニーにおいて遺伝子発現量の増加が認められた。また、別のモデルマウスとして、レンチウイルスでmiR-9をマウス骨髄細胞に導入し、骨髄移植したモデルマウスを作製している。miR-9はRUNX1 mRNAの3'UTRにseed sequenceを有するmicroRNAであり、急性骨髄性白血病および骨髄異形成症候群の患者検体を用いて検討したところ、12割の症例でmiR-9の発現が異常に亢進していることが明らかとなり、miR-9は腫瘍性幹細胞の維持に役割がある可能性が示唆された。そこで、このモデルマウスにおいて造血幹細胞の維持亢進が観察された場合には、同時にニッチの解析を行ない、幹細胞維持機構に関与するニッチの同定を試みるレトロウイルスを用いてRUNX1/EVI1を遺伝子導入したマウス骨髄細胞を、同系マウスに骨髄移植したモデルマウスを作製した。このモデルマウスにおいては、血小板数の増多、脾腫を呈し、骨髄、脾臓での巨核球の増多、脾臓における有核細胞数の増多を認め、脾臓での髄外造血と考えられた。骨髄あるいは脾臓の細胞を用いたコロニーアッセイでは、RUNX1/EVI1を遺伝子導入した造血細胞はコントロールに比し、コロニー継代回数の増加が得られ、RUNX1/EVI1による増殖能の獲得が示唆された。また、これらのコロニーにおいてSkp2の発現低下が認められRUNX1/EVI1の標的遺伝子のひとつと考えられた。一部のマウスにおいては貧血を主とする血球減少を呈し、c-Kit陽性の幼若細胞の浸潤を骨髄、脾臓、肝臓に認め、既報と同様の白血病を発症するマウスが得られた。近年、白血病を構成する細胞の中にも正常造血システムと同様にがん幹細胞を頂点とする階層性が存在することが証明された。また、幹細胞研究から、幹細胞の性質は、幹細胞自律的なものだけでなく、幹細胞と隣接するニッチ(微小環境)との相互作用により制御されていることが明らかとなっている。私は、白血病幹細胞の維持機構をニッチに着目して個体レベルで解析するため、白血病モデルマウスを作製した。レトロウイルスを用いてRUNX1/EVI1を遺伝子導入したマウス骨髄細胞を、同系マウスに骨髄移植した。遺伝子導入した骨髄細胞の生着は認めているものの、白血病発症には513ヶ月程度かかるとのことで、現在白血病発症を経過観察している。骨髄移植後8ヶ月を経過したマウスにおいては、白血病細胞の増多は認めないものの、白血球減少、貧血、脾腫を認めている。これらのことから、無効造血、髄外造血が示唆され、このモデルマウスにおいては、白血病発症の経時的変化を見ている可能性も考えられた。そこで、このモデルマウスにおいて造血幹細胞の維持亢進が観察された場合には、同時にニッチの解析を行ない、幹細胞維持機構に関与するニッチの同定を試みる。

白血病のモデルマウスとして、RUNX1/EVI1を遺伝子導入した骨髄細胞を同系マウスに骨髄移植したが、既知の報告と異なりこれまでの観察期間において白血病を発症したマウスは得られなかった。そのため、白血病発症時の骨髄微小環境の解析が遅れている状況である。マウス骨髄移植の実験系を確立するのに難渋し、時間がかかってしまった。また、骨髄移植の系が確立できたが、モデルマウスが白血病発症するまでに数ヶ月の時間を要するとのことで、まだ充分なマウスの解析ができていないため。RUNX1/EVI1モデルマウスにおける、既知の報告とは違った表現型の造血異常につき、解析をすすめる。特にRUNX1/EVI1の下流の標的遺伝子に着目し関連を調べる。また、脾臓における髄外造血の際の重要はニッチ因子の同定を試みる。精力的にモデルマウスの作製にあたり、解析する。白血病を発症した骨髄細胞を2次移植すると、さらに短期間で再度白血病を発症することが知られているので、白血病を発症した際は、2次移植も行い、さらなるモデルマウスの確保に努める。細胞培養用試薬、遺伝子解析関連試薬、抗体、プラスチック器具等、主として物品費の使用を予定している。