hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
モノ学の構築-もののあはれから貫流する日本文明のモノ的創造力と感覚価値を検証する

研究内容の成果に関しては、原理的研究を鎌田東二、黒住真、大石高典、切通理作らが進め、事例研究を船曳建夫、辺見葉子らが進めた。創作・表現系の研究者や創作者との共同研究よって、モノに関する具体的な事例研究と認識が深化している。それにより、「もののあはれ」や「ものづくり」に至る「モノ」に関わる日本文化の諸相が、宗教・芸術創作・身体技法・思想などの多方面から考察され、斬新な視点と主張・見解が続々と発表されてきている。またモノ学・感覚価値研究会には大学院生や大学生の若手研究者が6名助手として関わり、研究会の報告やまとめ、自らの研究発表も行なっており、若手研究者育成にも大きな成果をあげている。平成20年度も「モノ学・感覚価値研究会」を継続し、年4回の研究会(11人の研究分担者・研究協力者の研究発表、京都開催3回、東京開催1回)とフィールドワーク(2回)、および年2回のシンポジウム(京都大学と慶應大学で開催)を行なった。それらの研究成果は「モノ学・感覚価値研究第3号」(10本の論文掲載)に掲載発表し、また同研究会ホームページ(URL:http://homepage2.nifty.com/mono-gaku/)に掲載し、研究者や一般利用者に公開し、反響を呼んでいる。その反響の一部は、毎日新聞や朝日新聞に記事として掲載された(前掲研究雑誌に収録)。研究会には研究分担者・研究協力者の他、本学や他学の大学院生・学生・一般参加者が参加し、毎回30名前後の参加者を見ている。研究内容の成果に関しては、原理的研究を鎌田東二、梅原賢一郎、原田憲一、大石高典らが進め、事例研究を藤井秀雪、尾関幸、辺見葉子らが進めた。創作・表現系の研究者や創作者との共同研究よって、モノに関する具体的な事例研究と認識が深化し、アート分科会が発足し、活発に研究活動を進めている。またモノ学・感覚価値研究会には大学院生や大学生の若手研究者が関わり、研究会の報告やまとめ、自らの研究発表も行なっており、若手研究者育成にも大きな成果をあげている。最終年度である本年度は、本科研の総括として『モノ学・感覚価値研究第四号』報告書を兼ねる形で刊行した。本科研の成果は毎年3月に当該度の研究成果報告を兼ねて『モノ学・感覚価値研究』を刊行してきた。また2009年10月には、そこに掲載された40篇の論考の中から14篇を選んで加筆修正を加え、「第一部モノと気配とモノガタリ」、「第二部モノと情緒とワザ」、「第三部モノと装置と知覚」という三部仕立てに再構成して編集し、『モノ学の冒険』(鎌田東二編、創元社)として刊行した。さらに、それに連動して、4年間の研究を踏まえて、研究者とアーティスがコラボレーションして30点余の作品をつくり、「物からモノへ科学・宗教・芸術が切り結ぶモノの気配の生態学展」と題して京都大学総合博物館で展覧会を行った。また3つの国際ンポジウム「もの派とモノ学-ものからモノヘ」「モノと琴とシャーマニズム」「多層的な感覚価値モデル」と4つのセミナー、3つのワークショップ、1つのイベントを開催した。本科研を通して、一貫して、日本語の「モノ」には物質的次元、人間的次元、霊的次元があるという問題提起をしてきたが、その三層一体的な非二元論的思考の持っ創造性や可能性をさまざまな角度から問いかけ、探究し、表現した。本研究の特徴はアーティストと研究者が協働作業をしてきた点にある。
テラヘルツスペクトル測定技術を適用した結晶多形制御プロセスの構築

分子性結晶と溶液のテラヘルツ帯振動解析から、分子性結晶⇔分子集合体⇔溶液の分子挙動について動的に明確にし、新たな結晶多形制御プロセス指針の構築を目指した。その結果、分子集合体の分子数と分子集合体総エネルギーに関しての新たな関係式を求めることが出来、テラヘルツ領域振動からの、溶液⇔分子集合体および分子集合体⇔結晶の形成挙動を、実験および計算から統一的な見解を提案することが出来、新たなプロセス設計指針を構築することが出来た。本研究は、分子性結晶と溶液のテラヘルツ帯振動解析から、分子性結晶⇔分子集合体⇔溶液の挙動を解明し、その結果をもとに、医薬品製造におけるプロセス構築へ応用する事を目指したものである。生体内物質および医薬品には、分子構造が同一であっても、その積み重なりの違いで、物性が大きく変化する物質(結晶多形)があり、その生成は結晶成長時の環境に依存する。そして、その結晶特性は、結晶構造と最表面の表面積により大きく異なる。結晶核は小さな分子集合体であり、その形成にはテラヘルツ帯に相当する弱い結合が重要な役割をはたしていると考えられる。そこで、高速測定が可能であるテラヘルツスペクトル測定を結晶と溶液内(未飽和-飽和-過飽和環境下)でそれぞれ調べ、結晶核の形成挙動を検討した。その結果、過飽和環境において、分子集合体が形成することが示唆され、溶媒によりその形成挙動が異なっている事の、示唆された。さらに、分子軌道計算を行い、テラヘルツ領域の振動が結晶核の形成・大きさ・結合様式に、どの程度反映するかについて、簡単なモデル物質を用い検証し、結晶核と結晶多形の関係について明確に出来た。今後、これまでの手段では困難であったペプチドやタンパク質など柔分子構造の動きや、医薬品およびその結晶表面での吸着分子などの挙動を高速でとらえデータ収集をする。最終的に、溶液⇔分子集合体および分子集合体⇔結晶の形成挙動を実験および計算から解明する。本研究は、分子性結晶と溶液のテラヘルツ帯振動解析から、分子性結晶⇔分子集合体⇔溶液の分子挙動について動的に明確にし、新たな結晶多形制御プロセス指針の構築を目指した。生体内物質および医薬品には、分子構造が同一であっても、その積み重なりの違いで、物性が大きく変化する物質(結晶多形)があり、その生成は結晶成長時の環境に依存すると考えられ、その解明が、要望されている。そこで、結晶核は小さな分子集合体であり、その形成にはテラヘルツ帯に相当する弱い結合が重要な役割をはたしていると考え、結晶多形制御プロセスに、テラヘルツスペクトル測定技術を適用し、本研究を進めた。具体的には、高速測定が可能であるテラヘルツスペクトル測定を結晶と溶液内(未飽和-飽和-過飽和環境下)でそれぞれ調べ、結晶核の形成挙動を検討した。その結果、分子集合体の分子数と分子集合体総エネルギーに関しての新たな関係式を求めることが出来、核発生とパッキング形成挙動との関係を結びつけることが可能であることを提案した。さらに、分子軌道計算を行い、テラヘルツ領域の振動が結晶核の形成・大きさ・結合様式にどの程度反映するかを検証し、結晶核と結晶多形の関係をテラヘルツ領域の振動から定量的に示すことが出来た。また、これまでの手段では困難であったペプチドやタンパク質など柔分子構造の動きや、医薬品およびその結晶表面での吸着分子などの挙動を高速でとらえデータ収集をした。そして、生体バイオ分子の表面と内部構造との違いを、テラヘルツ領域の振動の違いから、明確に示すことが出来た。最終的に、溶液⇔分子集合体および分子集合体⇔結晶の形成挙動を実験および計算から統一的な見解を提案することが出来、新たなプロセス設計指針を構築することが出来た。
境界法を用いた読みの研究

日本語テキストの読みの過程を境界法を用いて実験的に検討した。読みは高速の眼球の移動を伴うかなり自動化された視覚情報処理過程を含んでいるが、読みの眼球制御がテキストのどの成分によって行われているかは不明である。本研究では、テキストの漢字と仮名の成分の周辺視による前処理が読みを制御しているのではないかとの仮説のもとに、これを実験的に検討した。境界法は眼球運動をリアルタイムで自己回帰的にフィードバックさせて読みの有効視野を制限する移動窓法(Osaka & Oda,1994参照)を発展させたもので、眼球の移動開始時に読みの方向に展開した有効視野の境界部位のテキストなどの文字を入れ替える方法である。この方法によって(1)読みの有効視野が読みの方向に向かって広く展開し、凝視点に対して非対称構造になっていること、および(2)テキストの意味的情報が有効視野の境界部分ですでに抽出されていることが明らかになった。とくに、テキストの漢字部分と平仮名部分のセグメンテーションは周辺視野で行われていることが分かった。これは、漢字(高周波成分)と仮名(低周波成分)がもつ空間周波数成分の特徴分析がすでに周辺視野で行われていることを示唆している。読みの眼球のサッケード運動の移動距離の計算手掛かりが有効視野境界領域のテキスト情報や文脈情報がによって予め決定されているということは、読みにおける眼球制御がかなりの程度の自動的な計算過程をその背景にもつことを示唆している。
腹圧性尿失禁に対する自家軟骨細胞尿道壁内移植

昨年と同様であるが、腹圧性尿失禁に対する尿道壁内軟骨細胞移植は、すでに同様の研究をヒトに対して行った報告が発表されたため計画を変更して行った。昨年の研究では、尿失禁に対する治療として尿道抵抗を高める目的で尿道壁内に線維芽細胞増殖因子(FGF)とヒアルロン酸ナトリウム・カルボキシメチルセルロースを注入し、尿道壁内の間質形成を目指したものだったが思ったような効果が得られなかった。これは注入基剤が適切でないこととFGFの濃度が低かったためと考えた。今年度はそのために基剤をヒアルロン酸ナトリウムのみとし、FGFの濃度を200μgおよび300μgとして昨年と同様に実験を行った。実験は雌のビーグル犬を用い、コントロール群2頭とFGF200μg注入群2頭、FGF300μg注入群2頭に分け検討した。あらかじめ尿道を周囲組織より剥離し虚血状態とした。その3週間後にFGF200μg注入群には基剤をヒアルロン酸ナトリウムとしたFGF200μgを尿道粘膜下に注入、FGF300μg注入群も同様に処理し、コントロール群は基剤のみを注入した。4週間後膀胱・尿道を摘除したのちHE染色標本とし観察した。その結果、ヒアルロン酸ナトリウムは尿道壁内に存在しており、コラーゲンなどと同様に膨隆物質として用いられる可能性が示唆されたが、FGF注入群に関しては間質形成は明らかには認められなかった。今回の実験ではFGFの徐放化についてはアイデアが出ずそのまま使用したことが期待した結果が得られなかった原因と考えられた。当初家兎を用いて尿道壁内に軟骨細胞を移植し、腹圧性尿失禁の治療として有用か研究する予定であったが、すでに同様の研究をヒトに対して行った報告が発表されたため計画を変更した。目的:最近再生医療が注目され各種細胞増殖因子を用いた研究が盛んになっている。線維芽細胞増殖因子(FGF)は血管新生、間質形成を促進する物質としてさまざまな研究に利用されているが、今回の研究はFGFを尿道粘膜下に注入し、間質組織を増殖させ尿道内腔に突出させ尿道抵抗を増大させることで尿失禁に対する治療となりうるか検討した。対象と方法:ビーグル犬を用いて、コントロール群2頭とFGF注入群2頭に分け検討した。その3週間後にFGF注入群には基剤をヒアルロン酸ナトリウム・カルボキシメチルセルロースとしたFGF100μgを尿道粘膜下に注入し、コントロール群は基剤のみを注入した。結果:コントロール群は注入部位に注入した基剤やそれを貪食した細胞を認めるもののその周囲に特別な変化を認めなかった。FGF注入群は注入部周囲に軽度の間質形成を認めるものの尿道内腔に突出するほどのものはできなかった。これはFGFの濃度の設定が低い、基剤が適切でないなどの理由が考えられる。今後の方針として適切な基剤を求め、FGFの徐放化も検討したうえで、実際に尿失禁モデルを作成しFGF注入が有効か調査したい。
筋ジストロフィー症の遺伝子診断法に関する研究

私どもは今回、筋ジストロフィー症の遺伝子診断の目的で、Chamberlainらに加えて、BeggsらのプライマーおよびPm部分に対応するプライマーの3種を用いて、合計17種類のexonについてジストロフィン遺伝子の欠失について検討した。欠失の存在は3回以上PCR法を繰り返して確認した。特にexon8,19,45,50,51およびPmについては、プライマー3対ずつを用いた増幅処理により欠失の有無を再確認した。デュシャン・ベッカー型(DMD/BMD)では20例中15例(75%)に部位・長さが一様でないが欠失が検出された。欠失の頻度が高かったのはexon47(10例,50%)であり、exon45,47,49のいずれかを欠失しているものは12例(60%)であった。Limbgirdle(LG)では17例中2例(12%)の男児症例で欠失が認められた。うち1例ではexon45,47の欠失がみられDMD/BMDである可能性は否定できない。もう1例についてはenon3,4,6,8,13の欠失がみられ、DMD/BMDでみられた欠失のパターンとは異なっていた。他の病型では14例について検討したが、ジストロフィン遺伝子の欠失は認められなかった。以上の結果より、PCR法を用いた診断法はDMD/BMDの診断に非常に有用であると結論した。また、DNAの抽出はフェノールのみで行うより、フェノール/クロロフォルムを用いた方が再現性が良いことも判明した。さらに、1組のプライマーでは増幅されてもMultiplexPCR法では、欠失として観察された症例もあったことから、PCR法による診断に加えサザンブロット法や連鎖解析を併用し、さらに臨床所見や病理所見をも加味して診断することが重要である。最後に、今回検討時にLGやFCMD患者ではartifactの欠失がみられることがあったが、これは40例の健常人では1例のみであったのと比較して明らかに高頻度であり、このことがこれらの疾患と何らかの関係があるかを、さらに検討をする予定である。
ホウ素系錯体水素化物の基礎研究-水素放出・再吸蔵反応の機構解明と促進

ホウ素系錯体水素化物の水素放出反応における中間相の生成に着目した機構解明および特性促進に関する研究を実施した。単相Mg(BH4)2の水素放出過程において、多原子陰イオン[B12H12]2-はB-H陰イオンの凝縮によって、より大きな[B2H6]2-、[B5H9]2-or [B5H8]-の生成を経て生成された。複合系2LiBH4 + MgH2の水素放出反応は水素圧に大きく依存し、水素圧が1.0 MPa以下の場合のみ中間相Li2B12H12の生成が確認された。Ca(BH4)2の水素放出生成物はCaH2とCaB6であるのに対して、Mg(BH4)2において主にMgと中間相MgB12H12であった。Ca(BH4)2はMg(BH4)2より良好な水素再吸蔵特性を示したことから、安定な中間相MB12H12の生成が水素再吸蔵特性の劣化要因であることが示唆された。上記の実験結果から、ホウ素系錯体水素化物の水素放出過程における中間相生成の制御は水素放出・再吸蔵特性を向上させるための重要方針であるといえる。高密度水素を含有するホウ素系錯体水素化物M(BH4)n (M = Mg, Ca)を合成して、水素放出・再吸蔵反応の挙動およびそれに伴う中間相の生成を検討した。Mg(BH4)2を真空下623 Kで水素放出させると、主な生成物はMgと中間相MgB12H12であった。水素放出した試料に対して、処理温度を473773 Kに変えて再吸蔵処理(40 MPaH2, 12 h)を行った。熱重量分析の結果から、処理温度の増加とともに水素再吸蔵量も増加し、673 K付近で最大値の7.6 mass%(約50%のMg(BH4)2の水素貯蔵量に相当する)となることが確認された。11BのMAS-NMR測定の結果から、処理温度が473 Kから673 Kまで上昇すると伴いMg(BH4)2の生成量の増加が確認された。一方、773 Kで再吸蔵処理した試料ではMg(BH4)2に帰属できるピークは消失し、MgB2が確認された。これらの結果から、673 K以下では処理温度の上昇にともない、再吸蔵反応が速度論的に促進されるために再水素化量が顕著に増加する。一方、処理温度が700 Kを超える場合には、再水素化した試料が熱力学的に不安定となり逆に再水素化量は減少することが示唆される。Ca(BH4)2を真空下743 Kで水素放出させると、主な生成物はCaH2とCaB6であった。得られた試料を673 Kで再吸蔵処理(40 MPaH2, 12 h)を行った結果、ほぼ単相のCa(BH4)2の生成が粉末X線回折と核磁気共鳴分析により確認された。熱重量分析の結果から、再吸蔵処理により90%以上のCa(BH4)2の生成が確認され、Mg(BH4)2より良好な水素再吸蔵特性を示した。以上の結果から、水素放出過程を制御して安定な中間相(例えばMgB12H12)の生成を抑制できればより良好な水素再吸蔵特性が期待できると示唆される。今年度では、高密度水素を含有するホウ素系錯体水素化物M(BH4)n (M = Mg, Ca等)を合成して、水素放出・再吸蔵反応の挙動およびそれに伴う中間相の生成を検討した。Mg(BH4)2はMgCl2とNaBH4とモル比1:2での液相化学合成、あるいはMgB2の水素雰囲気中でのメカニカルアロイング処理により合成された。得られた水素化物は約500Kから水素放出反応が開始し、中間相の生成を伴う多段反応により約14質量%もの水素が放出された。さらに、真空下での等温水素放出過程において、[B2H6]2-、[B5H9]2- or [B5H8]-の生成も核磁気共鳴分析の結果から示唆された。

すなわち、多原子陰イオン[BHx]n-が少しずつ縮合して、より大きな[B2H6]2-、[B5H9]2- or [B5H8]-の生成を経て、最終的に大きな[B12H12]2-が生成されると考えられる。このような複雑な多原子陰イオンの生成過程はMg(BH4)2における高い水素放出温度および遅い水素放出速度の要因の一つとして考えられる。また、複合系LiBH4 + 1/2MgH2においても、水素放出過程の水素圧依存性の結果から、1MPa以下の水素圧では昇温過程において中間相Li2B12H12の生成が確認された。以上のことから、多原子陰イオンの生成過程およびその制御がホウ素系錯体水素化物における今後の重要な研究課題であると言える。真空下でのMg(BH4)2の等温水素放出過程において、[B2H6]2-、[B5H9]2- or [B5H8]-および[B12H12]2-の生成が核磁気共鳴分析の結果から示唆された。このことから、多原子陰イオン[BHx]n-が少しずつ縮合して、より大きな[B2H6]2-、[B5H9]2- or [B5H8]-の生成を経て、最終的に大きな[B12H12]2-が生成するという複雑な反応過程はMg(BH4)2における高い水素放出温度および遅い水素放出速度の要因の一つとして考えられる。上記の研究成果から今後の研究開発において重要な知見を得ることができた。ホウ素系錯体水素化物の水素放出・再吸蔵反応過程における化学結合状態の変化をin-situレーザーラマン分光分析(現有設備)によりさらに詳しく評価する。また、循環純化型アルゴングローブボックス(現有設備)内部で有機溶媒を用いて、良好な反応特性を示すホウ素系錯体水素化物をナノポーラス材料中に充填し、ナノ構造の制限により水素放出・再吸蔵反応における中間相の生成に対する影響を解明するとともに、M(BH4)nに適するナノポーラス材料を選出する。上記のように、ナノ構造の制限によって、反応過程に生成する[BxHy]mーのサイズを制御し、水素放出・再吸蔵反応の特性を向上させるとともに、[BxHy]mーのサイズの制御に基づいた材料設計の指針を提案する。次年度では、試料合成から分析まで使用される基本的な研究設備に関して、応募者が所属する研究室に完備しているので、研究経費を消耗品費と旅費として使う。消耗品費に関しては、出発原料のLiBH4や塩化物などの高純度試薬、高規則性ナノポーラス材料、循環純化型グローブボックス用手袋や試料作製・測定用高純度ガスなどを購入するために使う。旅費に関しては、研究打合せ、日本金属学会や国際会議での情報収集や成果報告のために使う。
理系基礎教育のための総合的研修システムの研究

基礎理科教育に優れた北米の大学をモデルとし,日本の学士課程の特徴を生かした日本モデルを確立するために必要な「総合的な教育研修システム」を研究開発した。すなわち,1)教員研修の構造化,2)教員の職業倫理,3)新しい教育研修モデル,4)TA研修の位置づけと構造化,5)新しい基礎理科教育モデルの開発などを研究するとともに研修や授業を実施し,その成果を検討した。FD研修,TA研修,職務綱領,基礎理科教育基礎理科教育に優れた北米の大学をモデルとし,日本の学士課程の特徴を生かした日本モデルを確立するために必要な「総合的な教育研修システム」を研究開発した。FD研修,TA研修,職務綱領,基礎理科教育1専門職としての教員の職務綱領の研究一般に専門職が成り立つ条件は,1)体系的な理論を持っていること,2)権威を持っていること,3)社会的に認められた特権を持っていること,4)倫理綱領を持っていること,5)文化を持っていることの5つだと言われている(A.グリーンウッド)。今年度の研究では,企業倫理研究の第一人者である新田(北大)が中心になって,専門職として大学教員が満たすべき条件を明らかにし,職務綱領として構造化した。2新任教員のためのワークショップ型研修の再設計と試行大学の教員を養成するための教員研修には以下の3項目の内容が含まれていなければならない。1)教員の義務および特権にかかわる行動規範及び倫理綱領を含む職業規範2)教育目標分類学,一般的な学習方略,評価の理論などの基礎的・体系的な教育理論3)担当分野に即した新しい学習方略および教育技術今年度の研究では,教員に採用される際に身に着けることができるよう新任教員研修のプログラムに1)2)を組み込んだ。また,新しい教育技術(e-ラーニング,クリッカー)を導入し実施した。次世代の新任教員研修プログラムを作る検討を行った。3世界の大学におけるティーチング研修の基礎的研究北米の様々なタイプの大学におけるリサーチ・ティーチングバランスを調査し,この地区の大学においてリサーチもティーチングも高い水準に維持されている仕組みを調査した。さらに,最近すさまじい速さで教育改革を進めている韓国,中国,インドネシア,シンガポールなどのアジア諸国の大学を調査した。1新任教員のためのワークショップ型研修の再設計と試行北海道大学ではすでに10年前から先駆的なワークショップ型FDを実施しており,全国的にも良く知られている。新任教員研修のプログラムに,職業規範の学習と新しい教育技術(e-ラーニング,クリッカー)を組み込み実施した。職業規範については論文として発表した(安藤他2011)。また,このタイプの研修に経験のある小笠原,細川が中心になって,次世代の新任教員研修プログラムを検討し,実施した。これらの成果は報告書としてまとめるとともにホームページに掲載した。2世界の大学におけるティーチング研修の基礎的研究宇田川が中心となって,北米西海岸ベイエリア地区の様々なタイプの大学におけるリサーチ・ティーチングバランスを調査し,さらにこの地域から講師を招いてFDのノウハウの移植をはかった。さらに,最近すさまじい速さで教育改革を進めている中国,インドネシアの大学を訪問し,教育・学習センターの機能と組織を調査した。3アクティブラーニングのモデル授業の開発本研究では大学初年次の基礎的科学を大学レベルのscience for allと位置づけ,志望する専門分野にかかわらず身に着けるべき基本的な素養と考えた。大学レベルの勉学に必須の項目を絞りこんだ上で,単に知識を覚えこむだけでなく,自分で考え,自分で確かめることにより高度の概念的な理解に到達するアクティブラーニングの設計を行い,1)クラスの大型化,2)演示実験,3)Web上でのコースウエアの常時開示,4)授業における演習の導入,5)それに伴うTAの本格的導入などを考慮し,実施した。1.世界の大学におけるティーチング研修の基礎的研究ヨーロッパの様々なタイプの大学におけるリサーチ・ティーチングバランスを調査し,これらの大学においてリサーチもティーチングも高い水準に維持されている仕組みを明らかにした。さらに,最近すさまじい速さで教育改革を進めている韓国,台湾,ベトナムなどのアジア諸国の大学を調査した。台湾から講師を招いてFDのノウハウの移植をはかり,モデル授業の実施に必要な組織の調査を行った。2.アクティブラーニングのモデル授業の開発Science for all:優れた大学教員を養成することを目的に,新しいスタイルの双方向的な授業,すなわちアクティブラーニングのモデル授業の開発を並行して進めた。本研究では大学初年次の基礎的科学を大学レベルのscience for allと位置づけ,志望する専門分野にかかわらず身に着けるべき基本的な素養と考えた。本年度は昨年度の成果をふまえて,標準テキストの記述とそれに伴うTAの本格的導入をはかった。3.大学連携および地域連携によるFDこれまでの研究計画に含まれた「分野に即したFD」を行うためには,規模の小さい大学では特定分野の教員団のサイズが小さすぎる場合が多く,研修のためのアイディアや人材がすぐに枯渇する可能性がある。分野に即したティーチングの研修は,複数の大学が連携して実施することが可能であり,そのノウハウはむしろ共有されるべきだろう。大学間の連携や地域コンソーシアムがこのために必要となろうが,既存の大学教育センターは,このような連携のためのコアとなることが期待されている。

本研究においては,教育支援サービス拠点のモデルとして,北海道大学高等教育推進機構をとりあげる。今後,日本の大学において,教育支援システムのさらなる整備が必要となるだろう。教育は個々の授業担当者の個人的能力,知識,技術,リーダーシップに大きく依存する。しかし,教育の成否は教育が行われる環境,設備,施設,教材,ティーチングプランなどの質と量にも左右される。今年度は北海道内の大学教育センター等と連携した「北海道FD・SD推進協議会」を通して,教育インフラと教育ノウハウの蓄積をはかり,本研究で構築された総合的な研修モデルの普及を試みた。
魚類の炎症性マクロハァージの分離精製とその生理機能

テラピアの鰾内に大腸菌死菌(5mg/ml)を0.2ml注射して、好中球を95%以上含む好中球浸出液を得た。その好中球浸出液を超音波で処理し(最大出カ、1分間)、好中球破砕液を得た。その好中球被砕液(1.0Xl0^3cells/ml)を0.2ml注射し(25°Cで飼育)、4日後に回収することで、マクロフアージを3040%含む鰾内浸出細胞を収集できる。それをFicoll-比重遠心法(比重1.065、1,500回転/分、30分間)あるいは細胞培養法(L-15培地、25°Cで48時間培養)により、マクロファージの純度を90%以上に高めることが出来た。上記の方法により得たマクロファージについて、ギムザ染色や非特異的エステラーゼ反応を施して染色性や反応を確認した後、常法に従い貧食指数と貧食率を計測した。また、マクロファージや浸出細胞液について、ELISA法によりマクロファージのサイトカイン量(ウサギTFN-α、IL-1B、IL-10、IL-12抗体を用いたABC法、VECTASTAIN ABC-P0 KlT)を分析した。また、それらマクロファージの生理機能は、グルカンなどの免疫増強剤によって亢進する事が分かった。テラピアを自発摂餌飼育して血液中コルチゾール世を測定したところ、通常飼育魚より低いコルチゾール量であることが分かり、低ストレス下にあることが確認された。その魚からマクロファージを分離し、各種の生理機能を測定したところ、そのマクロファージの生理機能は通常飼育下の魚のマクロファージよりも有意に高く、ストレスがマクロファージの生理機能に影響することが分かった。鰾を用い、マクロファージの分離を次のように試みた。1)Endo et al.(1997)の方法により、テラピアの鰾にホルマリン死菌液を注射し、1日後に好中球を分離した。2)好中球浮遊液(1.0x10^7cells/ml)を超音波破壊処理し(1分間)、その0.2mlをテラピア(50-100gm)の鰾に注射した(25°Cで飼育)。3)注射後4、8日目に、鰾から浸出液(0.3ml/尾)を回収した。4)回収した浸出液をa;無処理、b;Ficoll-比重遠心法(4日目回収、比重1.065、1,500回転/分、30分間)、c;培養付着法(4日目回収、プラスチックシャーレ、L-15倍地、25°C、48時間培養)により、マクロファージの純度を高めた。non-specific esterase染色を施し、それぞれの処理におけるマクロファージの数と割合を計測した。得られたマクロファージの数、純度はそれぞれ、a;4日目186.5±88.7(x10^4cells/ml),45.0±10.7(%)、8日目62.0±16.2(x10^4cells/ml),77.5±12.9(%)、b;77.3±57.8(x10^4cells/ml)、77.7±9.3(5)、c;7.0±2.0(x10^4cells/ml)、99.3±1.3(%)であった。このようにcの方法により、浸出マクロファージを高純度(99%)に分離できた。ただし、純度が80%程度で良いならaの8日目、あるいはbの方法で、得られる数が多い。

得られたマクロファージと、比較のため好中球の貪食率をラテックスビーズ、ヒツジ赤血球、オプソニン化ザイモサンを用いて検討した。マクロファージはそれぞれに対し100%、77%、78%の貪食率を示した。いっぽう好中球は10%、3%、100%を示し、好中球とマクロファージの機能の違いをよく表していた。テラピア15尾の鰾内に好中球破砕液(1.0×10^3cells/ml)を0.2mlづつ注射した。そのテラピアを3群に分け、それぞれに免疫増強剤無添加(対照区)、グルカン(β-1,3glucan)とMACH(イムノマックス、山之内製薬)それぞれ1%を含むウナギ配合飼料を、毎日体重の2%、5日間与えた。実験後、鰾内に浸出した細胞を回収した。0.5mg/mlに調製したザイモサン0.3mlと、同量の浸細胞液(1×10^6cells/ml)を混合し反応させた。その後、メイグリュンワルド・ギムザ染色を行って、マクロファージを染色性と形態から確認して、その貪食指数と貪食率を計測した。また、浸出細胞液(1×10^6cells/ml)を抗原とし、マイクロプレートに50μlづつ加え、Enzyme-Linked immunosorbent Assay(ELISA)法によりマクロファージのサイトカイン量(ウサギTFN-α、IL-1B、IL-10、IL-12抗体を用いたABC法、VECTASTAIN ABC-PO KIT)を測定した。MACHを投与した魚において、浸出細胞数や貪食率について差は見られず、貪食指数は高いものの、対照と比べて有意な差ではなかった。サイトカイン量については、全てにおいて有意に高い。グルカンを投与した魚において浸出細胞数や貪食率には差が見られなかったが、貪食指数ではグルカン投与によって有意に高められた。また、各種のサイトカイン量も有意に高かった。魚類マクロファージの機能についての過去の報告は、腎臓の固定マクロファージを用いて検討している。この研究では炎症の場に浸出したマクロファージについて、その機能や免疫増強剤の効果を検討した。これらのデータは、魚類における初報告である。昨年度までに開発した鰾を用いたマクロファージの分離法を使って、ストレス下における炎症性マクロファージの機能を分析した。最近、養魚に自発摂餌システムが導入さている。この方法は従来の給餌法、つまり定刻に給餌をする定刻給餌と異なり、魚自身が餌を食べると量と時間を決定できる給餌法である。この自発摂餌システムで飼育すると、魚は餌を待つというストレスから解放され、非常に落ち着いた行動を示す。ティラピアOleochromis niloticus(体重約50gm)を、上記に示した自発摂餌システムと定刻給餌システム下で飼育した。自発摂餌飼育システムにおいて魚が食べた量を毎日記録し、同量を一日一回午前11時に定刻給餌飼育魚に与えた。1週間飼育した後、好中球破砕液(1x10^3cells/ml)発を鰾に注射し、4日後浸出してきた細胞を回収した。この自発摂餌飼育されたティラピアと定刻給餌飼育のものについて、ストレス指標となる血液中コルチゾール量をエンザプレートコルチゾールキット(バイエルメディカル社製)を用いて測定した。その結果、定刻給餌飼育魚は自発摂餌飼育魚に比べて有意に血中コルチゾール量が高く、高いストレス下におかれていることが分かった。この様なストレス状態下にある自然摂餌と定刻給餌飼育魚からそれぞれマクロファージを分離した。それぞれの分離できるマクロファージの総数、貧食指数、及び化学発光能を通常の方法で調べた。その結果、マクロファージ総数には差がないが、貧食指数と化学発光能では定刻給餌飼育魚で有意に低かった。この様に高いストレス飼育下では、マクロファージの生理機能が低下していることが分かった。これはマクロファージ機能とストレスの関係を調べた、魚類における初報告である。
シリアンハムスター誘発舌癌の毛細リンパ管分布に関する病理組織学的研究

今年度の研究はリンパ管の同定に従来より信頼性が高いとされてきた硝酸銀動注法に加えて、1989年加藤によって報告された5'-Nase-ALPase二重染色法を組み合わせて、ゴールデンハムスター誘発舌癌の毛細リンパ管を同定し、光顕的に観察した。とくに、今回は舌癌の誘発過程における毛細リンパ管の分布と構築に注目した。なお、二重染色法は加藤の方法によるものではあるが、さらに固定液と5'-Nase活性のための基質液濃度を改良するなどの工夫を加えることによって、よりゴールデンハムスター舌の毛細リンパ管の観察を容易にした。その結果、硝酸銀動注法と5'-Nase-ALPase二重染色法によるリンパ管の所見は一致し、上皮側浅層には血管網が、その深層には毛細リンパ管網が存在していた。また、早期癌下結合組織では対照群の筋層直上に認められた一層の毛細リンパ管に加え、上皮側にもう一層の毛細リンパ管網が形成され、ここから結合組織乳頭内へ盲管として浸入している像が観察された。さらに、早期癌下結合組織には毛細血管が数多く新生し、これに伴走した毛細リンパ管は有意に太さを増し、かつ蛇行して、高い5'-Nase活性が認められた。以上、5'-Nase-ALPase二重染色法は毛細リンパ管と毛細血管を光顕的に識別することができ、さらに5'-Nase活性の相違は毛細リンパ管の形態的変化および機能の亢進を示唆していた。
微少動物脳画像４次元解析のためのレジストレーション

ショウジョウバエの匂い記憶学習の解析は長い歴史を持つが、近年の蛍光プローブ作成技術の進歩によって神経回路1細胞レベルの解析が可能になりつつある。本研究の目的は、2光子励起顕微鏡により取得した蛍光画像を4次元解析するための画像処理手法を確立することにある。平成25年度はスライス像の位置合わせに取り組んだ。平成26年度は、位相限定相関法によるスライス画像の位置合わせに加えて、蛍光画像のスタックに取り組んだ。3次元スタックを精密にアライメントし、3次元像の時間変化を計測することに成功し、論文として発表した。生きた個体を完全に固定することは困難で、蛍光プローブは明るさがダイナミックに変化する。さらに顕微鏡の原理からスキャン速度と解像度のトレードオフがある。このような画像に対し、神経繊維が同定できる程度に精密に3次元スタックをアライメントすること、生物の位置・姿勢変動を推定すること、時系列で神経活動をトレースすることはきわめて挑戦的である。つまり、本課題は、生物学が直面している「大量のデータは取得できるが処理できない」典型的な問題であり、成果の波及効果は大きい。最も大きな課題は、生きた個体であるがためにサンプルが動くことにある。つまり、Z面のスキャン像をアライメントして、神経細胞をトレースできる程度の高画質な3次元像を構築し、ひとつひとつの神経細胞を時間を追って、活動解析することが目的である。テクスチャの豊富な剛体に対する位置合わせ手法はコンピュータビジョンの基礎的な技術であるが、生体の蛍光画像に対しては有効ではない。本研究では、蛍光画像を対象として、位相限定法(フーリエ変換によりテクスチャ輝度をわざと捨てて位相情報のみを利用する方法)を応用し、輝度変化の大きい画像に対しても有効な位置合わせ手法を開発した。生きた個体を完全に固定することは困難であるから、観察対象を画像処理により静止化する必要がある。また、蛍光プローブは明るさがダイナミックに変化するので、静止化する画像パターンもダイナミックに変化する。十分にフレームレートの高い撮像が可能であれば、時間にともなうパターンの変化は小さいので静止化は容易であるが、顕微鏡の原理からスキャン速度と解像度のトレードオフがある。平成26年度は、「位相限定相関法(フーリエ変換によりテクスチャ輝度をわざと捨てて位相情報のみを利用する方法)」によるスライス画像の位置合わせに加えて、蛍光画像のスタックに取り組んだ。蛍光画像は明るさが確率的に変動するので、位相情報の利用はスタックにも有用である。制御工学2光子顕微鏡のレーザスキャン速度に起因するフレームレートの低さから、Z方向解像度とフレームレートの間のトレードオフが重要になる。本年度はスライスごとの時間方向位置合わせ(tアライメント)に取り組んだ。位相限定相関法により、これまでに実現できなかったレベルの精密なアライメントが可能となった。一方で、生体現象の解明のためには3次元の細胞活動変化の推定(4次元復元)が不可欠である。今後、Z間隔の広いスライス像に対しても適用できるアライメント手法を開発する必要がある。細胞の連結性や細胞数の不変性を利用したZアライメント手法を開発し、位相限定相関法と併用することで4次元復元に取り組む。さらに、ショウジョウバエ頭部の位置・姿勢推定を行うことで、匂い反応実験の効率化に取り組む。これにより細胞レベルでのシグナル解析が可能となり、細胞の反応性や連結性の解明に繋げていく。消耗品の使用額に少額の未執行が発生した。次年度に活用する予定である。少額の消耗品の予定である。
ハーバーマスとホネットの政治的行為論と社会批判論―批判理論の方法論からの分析

本研究は、批判理論の方法論という観点からハーバーマスとホネットの著作を分析し、そこで明らかになった問題点を修正することを目的とする。本研究内容は次の3パートから構成される。(1)「社会成員の政治的行為」と「理論家の社会批判」の相互連関によって社会変革の過程を描くという批判理論の方法論を解明し、個々の理論を評価する基準を提示する。(2)ハーバーマスとホネットの批判理論を方法論の観点から分析し、上記で提示された基準を元に両者が抱える問題点を明らかにする。(3)両者の問題点を克服する新たな批判理論を提示する。平成29年度は、この三つのパートのうち、(1)にあたる議論を更に進展させ、(3)にあたる部分に取り組んだ。批判理論の方法論に関する議論(1)は、公募論文に投稿し公刊された。またこの議論はジョン・ロールズをはじめとする英米圏の政治理論の方法論と比較検討を行うことで、内容を明確化、深化させた。つまり、社会的行為論と社会批判論の二本柱からなる理論という点で批判理論の固有性を明らかにした。この内容については、平成30年度7月に行われる国際学会において報告予定である。(3)に関する議論は、2017年9月まで、「研究遂行」という形でドイツ、フランクフルト大学に滞在することで進展させた。滞在先ではフランクフルト大学のCoEプロジェクトに参加し、様々な研究者との交流を図った。多くの批判理論研究者と交流した結果として、1ロバート・ブランダムをはじめとした分析哲学的な行為論を用いた承認概念の語用論的分析、それによって可能になる2権力と支配に関する承認論的構想を提示することで、ハーバーマスとホネットの抱える問題を乗り越える政治的行為論と社会批判論を提示できるという確信に至った。既にこの部分の執筆に着手しており、平成30年度内に全てのパートを博士論文として整理し、提出する予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の成果は博士論文として提出されることを予定しているが、その内容は3つのパートから構成される。1批判理論の方法論を解明する。2ハーバーマスとホネットの「政治的行為論」と「社会批判論」を分析し、両者が抱える問題点を明らかにする。3新しい世代の批判理論研究を参照しながら、両者の問題点を克服する新たな批判理論を提示する。平成28年度はこの三つのパートのうち、12にあたる部分を完成させた。ハーバーマスとホネットの「政治的行為論」を分析し評価する章(上記2一部)に該当する内容は、公募論文に投稿し、査読過程の後、公刊された。またハーバーマスとホネットの「社会批判論」を分析し評価する章(上記2一部)に該当する内容は、査読誌『社会思想史研究』に投稿し、掲載許可の通知を受けた。1に該当する内容は、研究滞在先のドイツで執筆した。この内容は平成29年度に国際学会にて報告予定である。また採用者は、2016年9月よりドイツ、フランクフルト大学に「研究遂行」という形で滞在している。滞在先では次世代の批判理論研究者の一人であるライナー・フォルスト教授が運営するCoEプロジェクト"The Foundation of Normative Orders"に参加している。このプロジェクトに参加することで、各国からゲストとして招集された批判理論研究者との交流を図るだけでなく、定期的に開催される小規模の学会に参加し、最新の批判理論研究に触れる機会が与えられた。採用者は最新の批判理論研究に触れ、研究者と交流することで、博士論文の3にあたる部分の構想を練り上げた。本研究の進捗状況が「おおむね順当に進展している」と判断した理由は、本研究の成果は博士論文として提出されることを予定しているが、そのうち2/3にあたる部分が完成しているからである。上記「研究実績の概要」欄に表記した通り、博士論文の中心部分にあたるパート(2ハーバーマスとホネットの「政治的行為論」と「社会批判論」を分析し、両者が抱える問題点を明らかにする)は、公募論文という形ですでに公刊されているか、論文への掲載が決まっている。そして博士論文のアイデアの独創性を示すパート(1批判理論の方法論を解明する)については、未公刊ではあるが執筆済みである。12にあたる部分を執筆することで、博士論文の骨格部分が完成したことになる。採用者は批判理論が議論の核心部分に持つ方法論を明示化し、代表的な批判理論の理論家であるハーバーマスとホネットの諸著作が有する議論構造を明らかにした。そして社会変革の過程を描くという批判理論の達成目標の観点から彼らの著作を評価し、それぞれの批判理論が持つ問題点を明らかにした。

平成29年度は、この三つのパートのうち、(1)にあたる議論を更に進展させ、(3)にあたる部分に取り組んだ。批判理論の方法論に関する議論(1)は、公募論文に投稿し公刊された。またこの議論はジョン・ロールズをはじめとする英米圏の政治理論の方法論と比較検討を行うことで、内容を明確化、深化させた。つまり、社会的行為論と社会批判論の二本柱からなる理論という点で批判理論の固有性を明らかにした。この内容については、平成30年度7月に行われる国際学会において報告予定である。(3)に関する議論は、2017年9月まで、「研究遂行」という形でドイツ、フランクフルト大学に滞在することで進展させた。滞在先ではフランクフルト大学のCoEプロジェクトに参加し、様々な研究者との交流を図った。多くの批判理論研究者と交流した結果として、1ロバート・ブランダムをはじめとした分析哲学的な行為論を用いた承認概念の語用論的分析、それによって可能になる2権力と支配に関する承認論的構想を提示することで、ハーバーマスとホネットの抱える問題を乗り越える政治的行為論と社会批判論を提示できるという確信に至った。既にこの部分の執筆に着手しており、平成30年度内に全てのパートを博士論文として整理し、提出する予定である。平成29年度は、博士論文の三つのパートのうち残る部分(3新しい世代の批判理論研究を参照しながら、両者の問題点を克服する新たな批判理論を提示する)を執筆し、博士論文全体を完成させることが目標である。既に28年度中にフランクフルト大学においてCoEプロジェクト"The Foundation of Normative Orders"に参加し、残る部分においての構想を練り上げた。29年度はプロジェクトを率いるフォルスト教授の下で学会報告を行い、この部分の執筆を行う予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
超弦理論における時空構造のホログラフィー原理を用いた解明

超弦理論のDブレインを用いて、時空のトポロジーが変化する例を発見した。また、ホログラフィー原理を用いて、ブラックホールの生成過程を調べ、エントロピーに関するパラドクスを解明した。超弦理論は、量子重力理論の最も有力な候補であるが、それが記述する量子重力のダイナミクスはあまり理解されておらず、初期宇宙のビックバン特異点の解析といった問題には未だ到達していない。そこで、AdS/CFTに代表されるようなホログラフィー原理を用いて超弦理論の時空構造を理解したい。量子情報や物性物理の知識も援用することができる。20年度に行った研究は、(i)幾何学的エントロピーのAdS/CFTからの導出、(ii)3次元N=6超対称共形場理論とそのAdS/CFT対応の解析,(iii)AdS/CFT対応の分数量子ホール効果への応用の3つに分かれる。まず、(i)では、従来のエンタングルメント・エントロピーを用いた解析では理解できなかった有限温度での相転移の記述を、時空を二回Wick回転して得られる幾何学的エントロピーを用いて、場の理論とAdS重力の双方より研究を行った。その結果、両者の計算で同様な相転移を確認できた。次に(ii)では、最近見つかった新しいAds4/CFT3であるABJM理論(N=6超対称共形場理論)に関して研究を行った。とくにペンローズ極限においてそのAdS/CFTがどうなっているのか重力、ゲージ理論両側がら異常次元を計算し比較した。その結果、最も重要な4次元N=4超対称性ゲージ理論の場合と比べて状況が異なり、強結合と弱結合で非自明なスケーリングの破れが見つかった。これは、AdS/CFTと矛盾はしないが、この場合によりAdS/CFTが複雑で非自明なものであることを示している。また、この理論の背景を用いて、超弦理論におけるファジー球面が回転するとトポロジーが変わってファジートーラスになることも発見した。最後に、(iii)では、このABJM理論の応用としてfractional braneを入れてパリティーを破り、量子ホール効果の低エネルギー有効理論を実現した。このモデルでは、ホール電気伝導度を、AdS/CFTを用いてホログラフィックに計算することができる。高柳は、当該年度において、超弦理論で最近盛んに研究されているAdS/CFT対応を用いて物性物理に出てくるような量子多体系の解析を行った。AdS/CFTは、一言でいうと、ある時空上の重力理論とその時間的境界部分で定義されたゲージ理論の等価性であり、強結合で解析が難しいゲージ理論を、ずっと簡単な重力理論(一般相対論)に置き換えることができるので大変便利である。まず、物性物理でとても重要な分数量子ホール効果を超弦理論でどのように実現できるか研究を行った。分数量子ホール効果は、ホール電気伝導度が分数で量子化される現象である。このような豊かな相構造は素粒子物理で通常考える場の理論には登場せず、このような現象を実現できれば、超弦理論の量子重力理論としての新しい側面が見えてくる可能性があり興味深い。我々は、分数量子ホール効果の相を一つ固定したときに、それをDブレインを用いてAdS/CFTの枠組みで初めて実現した。4次元反ドジッター空間上の重力理論と3次元超対称性Chern-Simons理論がAdS/CFT対応で等価になることが最近発見されたが、その重力解を用い、そこにDブレインを超対称性を保つように加えることで、端状態を超弦理論の立場で構成した。また、量子ホールの相転移を記述するためには、このAdS/CFT対応の系にフレーバーの自由度を導入する必要があるが、それがD6ブレインを用いて初めて実現した。次に、通常の相対論的なスケール不変性とは異なり、非等方なスケール不変性を要求するとそのAdS/CFT対応がどのようになるか研究を行った。このような対称性は、磁性体や液晶などの物質で実現されることが知られ、理論的にも大変興味深い。我々は、そのようなAdS/CFT対応をTypeIIB超弦理論に埋め込むことができることを具体的な例を構成して示した。また、別なテーマとして、絶縁体と超伝導の相転移をAdS/CFTを用いて記述できることを示した。高柳は、引き続き超弦理論で最近盛んに研究されているAdS/CFT対応を用いて物性物理に出てくるような量子多体系の解析を行った。AdS/CFTは、一言でいうと、ある時空上の重力理論とその時間的境界部分で定義されたゲージ理論の等価性であり、強結合で解析が難しいゲージ理論を、ずっと簡単な重力理論(一般相対論)に置き換えることができるので大変強力な解析法である。研究の内容は主に二つに分かれる。まず量子凝縮系のダイナミカルな非平衡現象は物性物理等でも最近興味をもたれているが、系が強結合の場合は解析が困難である。そこで、AdS/CFT対応を用いた記述方法を考えた。Das氏、西岡氏と共同で、プローブブレインという状況の場合に、系を励起するとブレインが曲がり、そのせいであたかもブラックホールの地平線がブレイン上に生成されることを発見した。

また、そのブラックホールが生成するという現象は、エンタングルメント・エントロピーを計算することで詳細の解析や熱化の現象の理解が深められることを宇賀神氏と共同で示した。もう一つの研究テーマでは、最近の物性物理で盛んに研究されるトポロジカル絶縁体と超弦理論のDプレインとの関係を明らかにした。両者とも数学のK理論で分類されるが、実際に、超弦理論のブレインを組み合わせてトポロジカル絶縁体を構成することができ、うまくDブレインの電荷と、トポロジカル絶縁体の巻き付き数を対応させることができた。これを用いると超弦理論の10次元という臨界次元の数が、トポロジカル絶縁体が10種類あることに対応することが分かる。本研究の目的は、超弦理論におけるホログラフィー原理を、(量子)重力理論の時空の構造の探求や、強結合の量子凝縮系の解析に応用することである。まず、重力理論の時空の構造を解析する方法として研究代表者は、エンタングルメント・エントロピーを用いたアプローチをここ数年提唱している。その具体的な解析として、AdS空間のワームホールと考えられている時空をエンタングルメントエントロピーを用いて調べて論文として出版した(JHEP06(2011)141)。この研究で、この時空は、エンタングルメントの立場では実はワームホールではないことが分かり、ワームホールのAdS/CFT対応に関するパラドクスが部分的に解消された。さらに、非自明なトポロジーを持つ時空を議論するために、境界を持つ空間の共形場理論(CFT)に対するホログラフィーを提案し(PhysRevLett.107.101602)。またこれを用いて、2次元CFTのboundary entropyと呼ばれる境界の自由度を見積もる量に関して、繰りこみ群で単調減少することを示した。またboundaryentropyを高次元のCFTに拡張し(JHEP11(2011)043)。一方、ホログラフィーを強結合系に応用する研究として、AdS/CFTの古典重力の極限で、物性物理で非常に重要なフェルミ面がどのようにあらわれうるのか一般的に調べた。エンタングルメント・エントロピーを用いてフェルミ面を特徴づけるという斬新な手法を用い、どんな古典重力理論でもその物質場の構造によらず、フェルミ面があれば必ずそれはランダウのフェルミ液体にはなりえないという結果を発見した(JHEP01(2012)125)。つまり、ラージN極限の強結合系では、非フェルミ液体のみ実現が可能であるという強い予言を得たことになる。この結果は、超弦理論と物性理論の両分野に大きな反響を呼んでいる。
前立腺癌における小胞体ストレス応答遺伝子群の機能解析と癌分子診断への応用

N-mycに関連した遺伝子として同定されたNDRG1は細胞増殖および分化、発癌に重要な役割をはたしているほか、細胞のストレス応答にも関与している。我々はこれまでNDRG1を含む小胞体ストレス応答遺伝子が前立腺癌細胞株LNCaPにおいてアンドロゲンにより時間および容量依存的に制御されていること、またNDRG1のmRNAが正常前立腺組織と比較し癌組織で発現が低下していることを報告してきた。今回の研究においてはLNCaPにおけるNDRG1の強制発現のアンドロゲン感受性におよぼす影響を検討し、さらに前立腺全摘手術標本を用いて、ヒト前立腺癌組織におけるNDRG1タンパクの発現の解析およびアンドロゲン受容体の発現との関連について検討した。LNCaPにNDRG1発現ベクターをトランスフェクションし、恒常的にNDRG1を発現する亜株を作成した(LNCaP-NDRG1)。LNCaP-NDRG1を異なるアンドロゲン濃度で培養しその増殖におけるNDRG1の役割について検討を行った。LNCaPの増殖はアンドロゲンにより2相性に制御されていることが広く知られているが、NDRG1の発現により、LNCaPの至適増殖アンドロゲン濃度はより高い濃度に移行した。このことからNDRG1がLNCaPのアンドロゲン感受性になんらかの変化をもたらしたと考えられた。前立腺組織ティッシュマイクロアレイを用いた免疫染色でNDRG1は正常前立腺上皮および腫瘍細胞において発現が見られ、間質組織には発現していなかった。NDRG1の発現は腫瘍組織においては正常前立腺上皮よりも減弱している傾向がみられた。またアンドロゲン受容体の発現とNDRG1の発現は正の相関関係が見られ、アンドロゲンシグナルがNDRG1の発現に関連していることが示唆された。前立腺全摘除術の適応となる早期前立腺癌におけるNDRG1の発現に関しては、Gleason Scoreを含めた臨床パラメータ、全摘除術後のPSA再発との間に関連を見いだすことはできなかった。ホルモン療法抵抗性になった癌、転移を有する癌など、進行癌に関する解析が今後の研究課題である。ホルモン依存性前立腺癌細胞株LNCaPではアンドロゲン濃度により細胞の増殖が2相性に制御されていることが知られている。その詳細な機構については現在も不明であるが高濃度のアンドロゲン環境下ではアンドロゲン刺激が細胞分化の方向にはたらくことにより細胞増殖が抑制されるという説がある。我々は小胞体ストレス応答遺伝子NDRG1の発現が高濃度のアンドロゲン環境下で誘導される点に着目して研究を行ってきた。LNCaPにNDRG1発現ベクターをトランスフェクションしサブクローニングを行ってNDRG1を恒常的に強発現するLNCaPの亜株を作成した。免疫染色、ウェスタンブロットなどの手法でNDRG1の発現を確認したのちそのアンドロゲン感受性を検討した。親株となったLNCaPでは合成アンドロゲンR1881の濃度が10^<-9>Mで細胞の増殖は最大となったがNDRG1を強発現する亜株では細胞増殖曲線に変化が見られ、より高濃度のアンドロゲンによりその増殖能が最大になるのが観察された。また、臨床前立腺癌組織におけるNDRG1の発現とアンドロゲンシグナルの関連を調べるために前立腺全摘手術から得た前立腺癌組織を用いてティシュマイクロアレイを作成し、NDRG1とアンドロゲン受容体(AR)の発現を免疫組織化学染色にて検討を行った。その結果NDRG1の発現はARの発現と相関していることを見出した。