hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
舶用技術展開のための水中衝撃波コンバーターの開発

一方、無隔膜衝撃波生成装置の不具合が、ピストン駆動のトリガーとなる背圧のための排気孔の断面積が不適切であったことが明らかとなった。その他、無隔膜衝撃波生成装置の衝撃波生成と衝撃波背後の流れ場の様子を数値シミュレーションで模擬することで、ピストン駆動速度の重要性が確認された。平成29年度では、排ガス利用の見地から高圧ガス駆動型とし、独自開発の磁力支援方式が組み込まれた無隔膜方式の小型衝撃波発生装置を製作し、性能確認実験が実施された。隔膜式で得られた衝撃波との比較から、設計通りの十分なピストン速度が得られず、本無隔膜衝撃波発生装置による適切な衝撃波生成は成功していない。しかしながら、その原因が駆動ピストンの背後圧の減圧弁の直径に起因することが判明し、その改善を進めている。一方、同装置を隔膜式で使用することで、適切な衝撃波が得られることから、それを利用した水中衝撃波生成実験がシリコーン膜を用いて実施された。可視化撮影により水中衝撃波の発生は認められたが、非常に弱い衝撃波であり、衝撃波面での圧力変動を確認することができていない。前年度の結果によって、無隔膜衝撃波生成装置のピストン駆動速度の高速化の必要性が明らかとなり、性能向上のための改良が試みられた。高圧室の背後に新たに真空室を設け、第2ピストンを設置して、2段階の減圧システムを構築した。この改良により、主ピストンの磁力による位置保持支援と新たに導入した減圧システムによる主ピストン背後の減圧時間の短縮化の2つの効果によって、主ピストンの駆動速度を高めることに成功し、空気中にマッハ数にして1.5に近い強い衝撃波を生成させることに成功した。続いて、水中衝撃波への変換については、質量の小さな膜状物の衝突では、水中での強い圧力生成が難しいことから、キャビテーション気泡の運動による衝撃波生成の活用を試みた。衝撃波生成装置で生成する衝撃波を用いて、少量の水をオリフィスを介して水中へ送り込んだ。その際、水流の加速に伴う減圧効果によってキャビテーションが生成され、周囲の水圧による自己崩壊運動によって水中衝撃波が生成されると考えた。しかしながら、噴射圧が弱く、キャビテーション現象を誘起することができなかった。以上の結果を踏まえて、キャビテーション法から本衝撃波生成装置による加速飛翔体の水面衝突による直接的な水の圧縮による水中衝撃波生成方法へ切り替えた。無隔膜衝撃波生成装置の性能向上によって、約100 m/sの速度で飛翔体を射出することが可能となり、飛翔体の水中貫入時の現象を可視化実験によって確認した。その結果、明確な水中衝撃波の生成が確認された。また、水中衝撃波生成直後の衝撃波面通過時に生じる圧力変動は、7 MPaを超える結果が得られた。本結果から、無隔膜衝撃波生成装置を活用した飛翔体の高速水面衝突方式を用いることにより、従来の爆薬や放電方法に代わる新たな水中衝撃波生成法として、安全かつ省エネルギーな水中衝撃波生成を圧縮気体により実現できることが示された。実験システムの構築、気中衝撃波を水中衝撃波へ変換する方法の検討を継続して実施する。平成29年度前半は、前年度に独自開発した圧縮ガス駆動の磁力支援方式無隔膜衝撃波生成装置を用いて実験計測システムの構築と確認を行い、実験システムの性能確認と評価を実施する。
干拓地域における水生雑草の耐塩性と適応機構に関する研究

干拓地域における水生雑草の発生と繁殖機構に関する研究の一環として,水の富栄養化に伴い発生が認められる水生雑草ホテイアオイについて,その発生実態と栄養繁殖の機構を明らかにするため,固体群の生長に及ぼす間引きの影響並びに本草の親株及び子株間の生長関係について調べた.その結果固体密度が高くなるほど,ラミート形成が抑制され,形成される葉柄は細長くなることが確認された.また,実験開始以降に形成されたラミートすべてを除去した場合のホテイアオイは,間引き直後から極めて規則的にラミート形成を行うことも判明した.つぎに,本草の4葉期以下の段階で親株より切除された場合,葉令の進行が著しく抑制され,葉令5以下で親株より切除されたラミートは,切除以後の重量増加が抑えられた.これらのことより,葉令56以下の子株は親株への依存性が強く,その依存性は葉令が低いものほど強いこと,また葉令6以上の子株は親株に対する依存性は弱いことを明らかにした.つぎに,ホテイアオイの耐塩性や適応などについて検討し,本草の塩類による生育の低下は,培地の浸透圧より,むしろNaの過剰吸収によるものとした.また,広塩性単子葉類の水生雑草で,水辺環境の保護に利用できるヨシの耐塩性機構について究明した結果,ヨシは生育は抑制されるが,双子葉類の塩生植物と異なり,葉身のNa濃度は低く, K濃度は高く維持されており,耐塩性の大きいことが明らかとなった.また, Naの排除機構について放射性同位元素で調べた結果,本草はエネルギーを使って根へのNaの流入を抑えたり,取り込んだNaを根から排出したりすること,地上部に集積したNaを篩管を経由して根へ再転流し,排出したり,体内に入ったNaが葉身に到達する前に根や茎の部分にためて葉身への輸送量を抑えることなどを明らかにした.以上の結果は,干拓地域の塩分濃度変化に伴う植生の変化を考察する上で,その意義は大きい.干拓地域における水生雑草の発生と繁殖機構に関する研究の一環として,水の富栄養化に伴い発生が認められる水生雑草ホテイアオイについて,その発生実態と栄養繁殖の機構を明らかにするため,固体群の生長に及ぼす間引きの影響並びに本草の親株及び子株間の生長関係について調べた.その結果固体密度が高くなるほど,ラミート形成が抑制され,形成される葉柄は細長くなることが確認された.また,実験開始以降に形成されたラミートすべてを除去した場合のホテイアオイは,間引き直後から極めて規則的にラミート形成を行うことも判明した.つぎに,本草の4葉期以下の段階で親株より切除された場合,葉令の進行が著しく抑制され,葉令5以下で親株より切除されたラミートは,切除以後の重量増加が抑えられた.これらのことより,葉令56以下の子株は親株への依存性が強く,その依存性は葉令が低いものほど強いこと,また葉令6以上の子株は親株に対する依存性は弱いことを明らかにした.つぎに,ホテイアオイの耐塩性や適応などについて検討し,本草の塩類による生育の低下は,培地の浸透圧より,むしろNaの過剰吸収によるものとした.また,広塩性単子葉類の水生雑草で,水辺環境の保護に利用できるヨシの耐塩性機構について究明した結果,ヨシは生育は抑制されるが,双子葉類の塩生植物と異なり,葉身のNa濃度は低く, K濃度は高く維持されており,耐塩性の大きいことが明らかとなった.また, Naの排除機構について放射性同位元素で調べた結果,本草はエネルギーを使って根へのNaの流入を抑えたり,取り込んだNaを根から排出したりすること,地上部に集積したNaを篩管を経由して根へ再転流し,排出したり,体内に入ったNaが葉身に到達する前に根や茎の部分にためて葉身への輸送量を抑えることなどを明らかにした.以上の結果は,干拓地域の塩分濃度変化に伴う植生の変化を考察する上で,その意義は大きい.干拓地域の水生雑草の一種であるホテイアオイにおける無性繁植機構に関する研究の一環として、個体群の成長に及ぼす間引きの影響について実験を行った。その結果、個体密度が高くなるほど、ラミート形成が抑制され、形成される葉柄は細長くなることが確認された。また、実験開始以降に形成されたラミートすべてを除去した場合のホテイアオイは、間引き直後から、極めて規則的にラミート形成を行うことが推察され、従って個体密度の低下により直ちに腋芽の生長が促され、個体数増加速度が大きくなると考えられた。つぎに、ホテイアオイの耐塩性や適応などについて検討した。その結果、Nacl25mM区と等しい浸透圧をもつ6/4Hoagland区でのRGRの低下が、Na添加区よりも小さかったことから、ホテイアオイの塩類による生育の低下は、培地の浸透圧より、むしろNaの過剰吸収によるものと推察された。また、Nacl含有率の上昇に伴って、Kの含有率が低下していることから、植物体内でNaとKの吸収の競合が起っているように思えるが、他のカチオン、あるいはカチオンとアニオンの総合的なバランスに関係する可能性もあり、現在までの実験結果のみでは不分明な点もあり、さらに今後の検討が必要と考える。

また、広塩性単子葉類の水生雑草ヨシの耐塩性機構についても究明した結果、ヨシは生育は抑制されるが、海水相当の高塩類環境でも生育可能であるが、双子葉類の塩性植物アッケシソウ,ハママツナ,ホソバノハマアカザなどと異なり、葉身のNa濃度は低く、K濃度は高く維持された。また、ヨシは体内の浸透圧作出にシュータロースを用いており、また、ヨシは根でNaの取込みをおさえるしくみが発達している。さらに、ヨシはエネルギーを使ってNaを体外へ排除している可能性が、放射性Na並びに代謝阻害剤を使った実験結果から示唆された。以上の成果は、干拓地水域の塩分濃度変化に伴う植生の変化を考察する上で、その意義は大きい。
18-9世紀日本農村における子宝意識と子育て文化の地域間比較研究

奥会津と播州という対照的な地域の在郷商人の日記分析を中心に、地方文書をも比較する方法で、近世農村の家族生活と子育て意識の究明を試みた。近世農村の日記を対象として子育ての習俗や意識を探ると、以下の様な特徴的な問題が登場する。1、家内部の人間関係と子どもの立場に影響を与える要素として・家族形態や世代交替の様相および、・嫡男と次三男、女子のライフコースの様相がある。傍系親族の分家可能性、隠居慣行、結婚や離家年齢など家族の構造を規定する諸条件は、直接間接に子育ての性格に影響を与えている。2、子どもに関する記録として日記に多出するのは、・生育儀礼の習俗、・子どもの病と死、幼児喪法の記録、・手習いなど子どもの修行の記録である。生育儀礼は子ども期の観念や、人々が重視する年齢段階を表す。病と死、幼児葬法の記録は生命観や子どもへの愛着が表現されている。また、これらの記述の中に、当時の人々が子どもの資質や人間形成に何を期待したかが表現されている。3、子ども数や出産間隔、子どもの出生に対する感想などの中に、家族戦略として子ども数やその性別へのコントロールの意識の「芽生え」を見いだした。出生制限と子育ての意図的傾向性の相関が興味深い。4に、日記の中に登場する下人や近隣の記録は、家族と子どものありようの階層性を示唆する。これらの総合によって、この時代の子育てのゆるやかな地域性を検討する事が可能ではないかと考えるようになった。今後は、日記の事例を増やす事で、地域性を通じて近世の子育ての理解を深めたい。また宗門人別改帳との比較によって、別家し分けや多産傾向、高い乳幼児死亡率の意味の解釈が可能になった。嬰児殺しの防止をめざす赤子養育や、捨子の養育に関わる地方文書は、遺されかたにその施策の焦点がみいだせる。奥会津農村では嬰児殺しと堕胎が、また天保年間の播州農村では捨子が、子育て問題の焦点であった。四年計画の第一年度にあたる今年は,主に二つの面で研究をすすめてきた.一つは,これまでもフィールドとして研究を積み重ねてきた会津地方において、日記や養育料支給願い、子育てに関する祝儀簿などを全体として整理し,近世農村の子育てについて研究をまとめること,今ひとつは,これと比較するために,経済流通の先進地、播磨地方の研究に着手することである。まず、後者からいうと、播州竜野藩新在家村富永家の日記『高閑堂日記』の子育ての記録を分析するために,この近隣の村に残る宗門改帳や地方文書,私家文書を探索した.もっとも大きな成果が出たのは,加東郡黍田村の約百年間に渡る宗門改帳を複写したことである.この地域では,捨て子の記録6点や三枝家の子どもに関する祝儀簿約20点も入手したので,来年度は東北と比較しながら、この温暖な播州平野の子育て意識について分析をまとめたいと考えている.会津地方については,一つは近世後期の日記のなかからこの地方の子育て意識を映し出す日記を発掘して、前期の日記『角田藤左衛門日記』と比較することが大きな課題であった.後期の日記そのものは幾つかあるが,子育てや家族生活に触れたものは多くはなく、現在のところ,高田町の寺子屋継声館を主催した田中重好の日記に注目している。

養育料支給願いや祝儀簿などの子どもに関する史料も新たに加えているのでその整理も現在進めている.まだ一年目なので、播州の研究を軌道に乗せることに力点がかかったが,史料は順調に収集できているので,来年度以降一つずつ論稿としてまとめてゆきたい.なお、研究成果の一部は会津史学会における講演で報告し(平成13年10月),14年5月の比較家族史学会でも報告の予定である.西の村と東の村の比較について,今の時点で結論めいたことはいえないが,少なくとも史料の残り方から見ると,東では子返し防止策の記録が多く,西では捨て子の記録が多い.また、西は節句祝儀や七五三祝儀の記録が残るのに対し,東では七五三祝儀の記録は明治初期になる.もう一つの比較地である東総地方については、宮負定雄の日記と説話の分析を進めている.四年計画の第二年目にあたる今年は,対象とする三つの地域それぞれについて具体的な作業を平行して進めた。まず、東総地方については、宮負定雄の採集した民間伝承の分析を原稿化した。江戸近郊に生きた農民文化人宮負定雄が採集した話は、古来の再生信仰や脆い単婚小家族の実態、子育て責任意識の民衆への浸透の状態と、子捨ての悲しみなどを写し出している。播州竜野藩新在家村富永家の日記『高閑堂日記』については、この温暖な播州平野の子育て意識について第一次の草稿をまとめた。しかし、この地方の地方文書、人口史料との本格的な比較検討はこれからで、史料は豊富に集めつつあるので、次年度はその整理と比較分析の年になる。この地域について、今年度進めた主な作業は、日飼村宗門人別改帳・宗門証文合計40点の撮影保存、黍田村宗門人別改帳93点のBDSの作成であった。会津地方については、この地方の子育て意識を映し出す近世後期の日記を発掘して、前期の日記『角田藤左衛門日記』と比較することが大きな課題であった。今年度、高田町の寺子屋継声館を主催した田中重好の日記の一部を撮影保存した。また、幕末維新期に藩校日新館に学び教員、公務員としてこの地方に生きた佐藤文吾の日記を複写した。この分析も次年度以降の課題である。養育料支給願いや祝儀簿などの子どもに関する史料も新たに加えている。西の村と東の村の比較、都市近郊農村と地方農村について現在は差異というより共通する近世的な親子関係や子育て意識の特質に興味が引かれる。例えば二男一女を得て安堵する心境、娘の嫁入りを記す筆致、痘瘡をやり過ごす習俗、乳幼児死亡の多さなど等、播州の近世後期の日記と奥会津の近世中期の日記に極めて共通する心境を認めることができる。しかし、本家分家関係や奉行人の実態等、子どもを取り巻く家族の関係性には異質な部分が日記の中に垣間見える。さらに、間引きや捨子という子どもの生命に関わる習俗には明確な対応の差異がありそうだ。今後も慎重に検討してゆきたい。四年計画の第三年目にあたる今年は、史料の探索を続ける一方、まとめを視野に入れて論考の執筆に力をいれはじめた。1.会津地方については、南山御蔵入地方の産子養育にかんする地方文書と宗門人別改帳の比較分析をすすめた。新たに40通以上の支給願いを掘り起こし整理分析を進めている。農家には労働力確保と家の相続から多産を嫌う強い動機があり「余分な」子どもを望まない意識が強いが、村落指導者は産子養育の制度を機能させることに必死に取り組んだ。江戸の少子化をめぐるこの家と村のズレの性格を丁寧に分析したい。また、近世後期の日記史料については、継声館の『田中重好日記』とも重なる時期の高田地方の『天気萬日記』を検討しはじめている。2.播州農村の研究では、『高関堂日記』に関する論考を2編まとめた。
わが国におけるスポーツ文化の特異性に関する研究

わが国におけるスポーツ文化の特異性として上げられた「精神性」や「集団性」について、フィールドワークを実施し、その特異性の変化について考察を行った。その結果、スポーツの技術や戦術という面では、より高度なスポーツ科学的発想(合理性や機能性の追求)を取り入れ、その「精神性」や「集団性」の強調という点では、むしろ否定される一面がみられた。しかしながら、こうした一方で、依然として、スポーツの教育的側面が強調され、その手段として「精神性」や「集団性」が求められていることも明らかであった。特に、「精神性」においては、高度な競技レベルを追及する個人及び集団においてより強調される傾向がみられた。また、「集団性」においては、若年層(小、中、高校生を対象としたスポーツ集団)において強調される傾向がみられた。「精神性」については、日本人が有する精神性の強調は、精神は肉体をも支配し、時には超越することを認めている。こうした精神と肉体の関係が、ある意味極限を追求する競技において価値づけられていることが示唆される。また、「集団性」については、スポーツが教育的手段のひとつとして、その機能を強調されてきたわが国独自のスポーツ文化が現代においても認められているということを示唆するものである。わが国におけるスポーツ文化の特異性に関して、特に近代における教育と強く結びつき、近代以前の伝統的な日本文化や日本の風土が有する「精神性」及び「集団性」を強調してきた。このようにわが国のスポー文化は、スポーツ観やスポーツ価値において、「精神性」や「集団性が強調され、そこにわが国スポーツ文化の特異性が認められてきた。そして、現代におけるさまざまなスポーツ環境の変化に対しても、「精神性」や「集団性」といったわが国スポーツ文化の特異性は、スポーツの競技性及び教育的手段において強調されていることが明らかになった。わが国におけるスポーツ文化の特異性は、特にそのスポーツ観にみられることは、先行研究等から明らかにされてきた。「道の思想」、「精神性の湾曲」、「集団内での人間関係」、「勝敗に対する価値観」、「教育的価値の強調」等のスポーツ観の多くは、伝統的な日本文化や日本人論あるいは伝統的な身体的競技というものを基礎としながら、特に、近代におけるわが国の社会的背景によって強化されてきた。近代において、スポーツと「道」を結びつけ、その精神性において技術の習得や勝敗観を強調し、イエや家父長制を基盤とし、集団での上下関係や帰属意識を強調した。また、スポーツの教育的側面を強調することによってスポーツを「体育」として教育制度に組み込み、社会的承認を得た。こうして、近代におけるスポーツを取り巻く様々な動きによって創りあげられたスポーツ文化が、わが国におけるスポーツ文化の特異性として語られ、強調されたのである。現代におけるスポーツは、近代以降の急激な社会変化に影響され、その様相を大きく変化させている。近代において創りあげられ、強調されたスポーツ文化は少なからずその影響を受けることとなっている。今日の社会的変化を支えるグローバリゼーションは、常に国際社会を基準とする眼をもたらした。スポーツにおいても、国際的競技レベルの追求や日常的スポーツ環境の整備あるいはスポーツ組織、集団の専門家等の変化を促している。しかしながら、現時点において、こうしたスポーツのグローバリゼーションと呼ばれる動きは、スポーツの制度的、物質的文化の変化を促してり、精神的文化として創出、強調されたわが国スポーツ文化の特異性への影響は小さく、緩やかなものであると考えられる。
キラルスルフィニル基を用いたパラジウム触媒によるEnyneの不斉環化異性化反応

遷移金属触媒を用いた炭素-炭素結合形成反応は、分子の高立体選択的構築のための優れた手段と考えられ、最近特に注目されてきている。これらの反応を分子内反応、或いは環化付加反応に適応すれば環状化合物の不斉合成を行うことができる。優れた不斉構築法を開発するために、容易に入手可能なenyne系化合物の遷移金属触媒による不斉閉環反応を検討し、その立体化学を明らかにし、不斉誘起機構を解明した。1.オレフィン部の末端位にester基およびp-toluenesulfonyl基を有する1,6-enynesを反応基質として、種々のキラルホスフィン配位子の存在下パラジウム触媒反応を行うと不斉閉環をおこし、cyclopentane体が不斉合成されることがわかった。キラルホスフィン配位子の中でも、ferrocene系ホスフイン配位子が高エナンチオ選択性を示した。2.オレフィン部の末端位に(S)-α-アミノ酸として(S)-proline誘導体を導入した1,6-enyneを反応基質として用い、そのパラジウム触媒による不斉環化異性化反応に及ぼす影響を調べたが、大きな選択性はみられなかった。3.オレフィン部側にキラルarylsulfinylmethyl基、-ethyl基、および-propyl基を導入した1,6-enyesをパラジウム触媒反応に付すと、環化異性化反応をおこし、1,4-diene体および1,3-diene体を生成する。キラルsulfinyl基の位置により1,4-diene体および1,3-diene体の生成比に差があることがわかった。すなわち、キラル源としてキラルスルフィニル基の遠隔制御により不斉環化異性化反応をおこすことがわかった。これらの結果を基に、不斉誘起機構を考察した。4.アセチレン部側にキラルarylsulfinylethylを導入した1,6-enyesにパラジウム触媒を作用すると環化異性化反応をおこし、1,4-dienes体を選択的に与える。このときの不斉誘起率を調べ、その機構を考察した。5.反応の中間体の立体化学を固定するために、プロトン源を系内に有する系を用いて反応を行い、その立体化学に及ぼす影響を明らかにした。すなわち、カルボキシル基を系内の適当な位置に有する系を用いて反応を行い、その影響を明らかにした。カルボキシル基は不斉収率の向上に関与していることがわかった。これらの反応を分子内反応、或いは環化付加反応に適応すれば環状化合物の不斉合成を行うことができ、これまでに我々の研究室でも数多く試みてきたが、さらに優れた不斉構築法を開発するために、容易に入手可能なenyne系化合物の遷移金属触媒による不斉閉環反応を検討し、その立体化学を明らかにし、不斉誘起機構を解明することを計画した。1.オレフィン部の末端位にester基およびp-toluenesulfonyl基を有する1,6-enynesを反応

基質として、種々のキラルホスフィン配位子の存在下パラジウム触媒反応を行うと不斉閉環をおこし、cyclopentane体が不斉合成されることがわかった。キラルホスフィン配位子の中でも、ferrocene系ホスフィン配位子が高エナンチオ選択性を示すことがわかった。2.オレフィン部の末端位に(S)-α-アミノ酸として(S)-proline誘導体を導入した1,6-enyneを反応基質として用い、そのパラジウム触媒による不斉環化異性化反応に及ぼす影響を調べたが、大きな選択性はみられなかった。3.オレフィン部の適当な位置にキラルスルフィニル基を導入した1,6-enynes類のパラジウム触媒による不斉環化異性化反応を行うと、高選択的に環化し光学活性のcyclopentane類を生成することがわかった。キラルスルフィニル基の与える影響を液体クロマトグラフィーで定量し、立体選択性を明らかにした。キラルスルフィニル基の反応に及ぼす立体的影響を考察し、その不斉誘起機構を推定した。4.今後、上記の各反応による生成物の立体化学を明らかにし、その不斉誘起機構を解明したい。5.キラルスルフィニル基を有する不斉配位子を用いてパラジウム触媒による1,6-enynesの不斉環化異性化を行いキラルスルフィニル配位子の果たす役割を明らかにしたい。遷移金属触媒を用いた炭素-炭素結合形成反応は、分子の高立体選択的構築のための優れた手段と考えられ、最近特に注目されてきている。これらの反応を分子内反応、或いは環化付加反応に適応すれば環状化合物の不斉合成を行うことができる。優れた不斉構築法を開発するために、容易に入手可能なenyne系化合物の遷移金属触媒による不斉閉環反応を検討し、その立体化学を考察し、不斉誘起機構を解明した。特に、不斉源としてキラルスルフィニル基を系内に導入した1,6-enynesを用いてパラジウム触媒による環化異性化反応を行い、キラルスルフィニル基の不斉誘起に及ぼす影響を明らかにした。すなわち、キラルスルフィニル基の遠隔制御による反応の立体選択性への影響を調べた。1.オレフィン部側にキラルarylsulfinylmethyl基、-elhyl基、および-propyl基を導入した1,6-enyesをパラジウム触媒反応に付すと、環化異性化反応をおこし、1,4-diene体および1,3-diene体を生成する。キラルsulfinyl基の位置により1,4-diene体および1,3-diene体の生成比に差があることがわかった。すなわち、キラル源としてキラルスルフィニル基の遠隔制御により不斉環化異性化反応をおこすことがわかった。これらの桔果を基に、不斉誘起機構を考察した。2.アセチレン部側にキラルarylsulfinylethylを導入した1,6-enyesにパラジウム触媒を作用すると環化異性化反応をおこし、1,4-dienes体を選択的に与える。このときの不斉誘起率を調べ、その機構を考察した。3.反応の中間体の立体化学を固定するために、プロトン源を系内に有する系を用いて反応を行い、その立体化学に及ぼす影響を明らかにした。すなわち、カルボキシル基を系内の適当な位置に有する系を用いて反応を行い、その影響を明らかにした。カルボキシル基は不斉収率の向上に関与していることがわかった。
赤外線分光観測による低温度星の研究

本研究課題の目的は、低温度星及び関連天体の赤外線スペクトルを観測することにより、星の進化の最終段階の過程を観測的に明かにしようとするものである。低温度星は、Asymptotic Giant Branchを経てProtoーplanetary nebulaへ、さらにはplanetary nebulaへ進化していくものと考えられているが、このような段階の天体に対する理解が観測的には進んでいない。このような段階の天体では星からの質量放出が重要な役割を果している。ガスとして放出された質量は、星から遠ざかるにつれて低温になって凝縮し固体の塵となる。こうしてできた星の周りの塵の層は、星の光で暖められて赤外線の輻射をだす。従ってこれらの天体は赤外線波長域で明るい天体となっている。低温度星は、その大気の組成によって、Oーrich(O/C>1)、S型星(O/C1)、炭素星(O/C<1)の3種類に大別されているが、3種類各々が異なった成分の塵を周りに伴っているために、天体からの赤外線スペクトルも3種類の天体で異なった様子を示す。赤外線スペクトルの観測は、これらの3種類の天体の進化の最終段階の過程とこれらの星の相互の関係を明かにするのに大変重要な情報を与える。我々は、低温度星及び関連天体を広範に、赤外波長域で測光、分光観測することにより星の進化の最終段階を明らかにすることを試みた。我々の観測は近赤外波長域の測光観測と、我々が開発を進めてきた冷却グレ-ティング分光器による波長域24μmの分光観測から成る。米英蘭共同で1983年に行われたInfrared Astronomical Satellite(IRAS)による波長12,25,60,100μmの遠赤外測光観測のデ-タ及び波長823μmの分光観測のデ-タと合わせて解析することにより、星周塵に厚くとり囲まれた進化の進んだ星の性質に対する理解が大きく深められた。本課題の目的は、赤外波長域の分光スペクトル観測によって、低温度星の進化を観測的に調べることである。可視波長域のスペクトルからは炭素星として分類される星の中に、波長10μmの赤外域でのOxyger-richな大気をもつM型星に特徴的な輻射を示す星が(特異炭素星)9個みつけられ、M型星から炭素星へ進化する途上の星ではないかと注目を集めている。M型星と炭素星の連星として説明できる可能性もあり、連星説を検証するため我々は三つの特異炭素星の赤外スペクトル観測を行った。この結果、連星であることを示す証拠は発見されず、進化と関連した特異な星である可能性が高まった。そこでこのような特異炭素星を広く低温度星全体の中で位置づけるために、M型星と炭素星の中間に分類されるS型星約25個の赤外線スペクトル観測を行った。得られた観測デ-タと現在解析が進行中である。今後星周塵にとり囲まれた特異な赤外スペクトルを示す低温度星の分光観測をすすめ、これらの星を含めて、低温度星全体としての進化についての知見が得られるものと期待している。観測に使用する冷却グレ-ティング分光器の一層の高効率化と改良のため、予算は予定通りの内容で使用された。16素子InSb赤外線検出素子は見成し分光器にとりつけるための光学台が製作中である。年度内に検出器の結線を行って分光器に設置する準備が整のう予定である。

検出器素子数増加に伴って必要な信号処理回路の増設も行った。本課題の目的は、赤外線波長域の分光スペクトル観測によって、低温度星の進化の問題に新たな知見をもたらすことである。最近の種々の赤外線観測によって、低温度星の多くが厚い塵の雲によって覆われており、これらの塵からは強い赤外線輻射が放出されていることが分かってきた。塵に覆われたこれらの低温度星は星の進化の最終段階にあり、やがては、塵が晴れ上がって惑星状星雲へ移行していくものと考えられているが、観測的には未解明の事柄が多い。これらの低温度星の性質を明かにするために、厚い塵に覆われた星の赤外線観測を、分光、測光の両手法によって幅広く進めた。約140個の星の測光デ-タと26個の星の波長域24μmのスペクトルデ-タを得た。低温度星は星の大気中の炭素と酵素の比(C/0)によって、Mー型星(C/0<1)、炭素星(C/0>1)、Sー型星(C/01)に大別される。これまでに知られている結果と我々の観測結果を総合することにより、これら3種の低温度星がそれぞれ異なった物質からなる塵を放出しながら、進化の経路をたどる様子が分かり始めてきた。交付された予算は予定通りの内容で使用された。観測のための主要機器である冷却グレ-ティング分光器の高効率化のため計画された16素子InSb赤外線検出器の導入は予定よりやや遅れ、現在尚進行中である。近く完成する予定である。今後は、赤外線波長域の測光、分光観測に加えて、偏光観測も行なうことにより低温度星の進化についてさらに研究を進めたい。
緑内障モデルにおける放射光微小血管造影法による球後眼動脈微小血管の描出

OCTの進歩により視神経構造が解明されてきたが、赤外線は透過性が低く球後構造の解析には限界がある。一方X線は透過性が高い。そこで我々は球後および視神経の構造解明のため、CT球後造影のためのモデルを作製した。CTにて4週齢SDラットを生体観察した。カテーテルから造影剤やヨウド含有ポリマーを注入し造影剤をwashoutする。CT値を、ベースライン値、最大造影値、washout値、最大ヨウド含有ポリマー造影値で記録した。内頸動脈の支配領域を局在化させ、造影剤を眼窩からwashoutしたのちにもポリマーは眼球に残存した。我々はイメージング条件を定めやすい球後造影用のモデルを作製した。眼球の裏側である球後領域は乳頭部周囲で短後毛様動脈枝がその栄養をつかさどり視神経乳頭を支えるlamina cribrosaという強膜篩状構造は眼内圧を支える重要な組織であるが、これまで十分な観察手段がなかった。われわれは球後領域微小血管系の描出をめざし放射光および回転セリウム陽極疑似単色X線診断装置の開発目指している。平成23年度はラットを全身麻酔下で頚部切開し気道確保ののち総頚動脈、内頚動脈を露出しP10チューブのカテーテルを内頚動脈に挿入した。しかし、SDラットでは既報で指摘されている内頚動脈分岐後方1cmで頭蓋内分枝血管を結紮することで血流を眼動脈に限局することが困難なため、まず外頚動脈のみの結紮で造影検査確認することを優先した。開放型造影室撮影に外部試験資格を要したが、動物施設にて実験用CTによる閉鎖型造影検査が使用可能となり、造影実験を遂行した。また、作業中リーク血管による出血のため、個体の出血死が多数発生したが、脳動脈瘤クリップにて止めることに成功し個体死亡率は減少した。その後、造影検査で血流の限局と、漏れのないことを確認ののち造影剤含有ビーズを眼球へ流し、眼球摘出固定しファントムを作成した。ファントムでは眼球のみに造影が限局した。また、眼圧上昇モデル作成は、自然発生モデルも、ジアテルミーの血管熱傷による還流障害による眼圧上昇モデルも発生効率が低い状態が続き、新たに上強膜静脈レーザー照射による高眼圧モデル作成を試み成功した。麻酔による死亡例、長期に観察後の眼球摘出では成功率が下がるものの、眼圧上昇率は100%に近いことが分かっている。眼球の裏側である球後領域は乳頭部周囲で短後毛様動脈枝がその栄養をつかさどり視神経乳頭を支える強膜篩状構造は眼内圧を支える重要な組織である。緑内障や視神経疾患全般の病態解明のためこの球後領域微小血管系の描出は必要であるが、これまで十分な観察手段がなかった。本研究において、われわれは球後領域微小血管系の描出をめざし放射光および回転セリウム陽極疑似単色X線診断装置の開発目指した。まず、ラットを全身麻酔下で気道確保ののち総頚動脈、内頚動脈を露出しカテーテルを内頚動脈に挿入し、外頚動脈のみの結紮で造影検査を確認した。開放型造影室撮影の代わりに実験用CTによる閉鎖型造影検査である小動物実験用CTを使用することで、造影実験はより安全により簡便になった。作業中出血死は、脳動脈瘤クリップ死亡率が減少した。その後、造影検査で血流の限局と漏れのないことを確認し、ヨード含有マイクロスフェアを眼球へ流し、眼球摘出固定しファントムを作成した。眼球周辺にヨードが析出し、ヨード含有ファントム眼球モデルが作成された。本モデルは放射光施設の高解像度造影による球後性眼動脈微小血管の描出の検証に用いることができる。最終年度はその再現性を確認した。また、眼圧上昇モデル作成では、予定した眼圧上昇モデルが発生効率が低く、上強膜静脈レーザー照射による高眼圧モデル作成を試み成功した。現在、眼圧上昇率は100%に近いことが分かっている。一方、より簡便な系として多光子励起顕微鏡を用いて、マウス眼球の脱臼回旋し貯水下対物レンズを近接し深部乳頭観察に成功した。血管内皮とアストロサイトを染色し、乳頭血管網とアストロサイト網が乳頭全体にきめ細かく存在することが確認できた。本法は還流を用いるため、不安定で長時間の観察に不向きである。今後適切な生体染色技術により、球後造影法の参照データとなり簡便な薬物作用のスクリーニングが可能となる。

眼球の裏側である球後領域は乳頭部周囲で短後毛様動脈枝がその栄養をつかさどり視神経乳頭を支えるlamina cribrosaという強膜篩状構造は眼内圧を支える重要な組織であるが、これまで十分な観察手段がなかった。そこで本研究に置いて、われわれは球後領域微小血管系の描出をめざした放射光および回転セリウム陽極疑似単色X線診断装置を開発している。平成23年度はラットを全身麻酔下で頚部切開し気道確保ののち総頚動脈、内頚動脈を露出しP10チューブのカテーテルを内頚動脈に挿入し、内頚動脈分岐後方1cmで頭蓋内分枝血管を結紮することで血流を眼動脈に限局した。しかし、作業中リーク血管による出血のため、個体の出血死が多数発生したが、脳動脈瘤クリップにて止めることに成功し個体死亡率は減少した。その後、造影検査で血流の限局と、漏れのないことを確認ののち造影剤含有ビーズを眼球へ流し、眼球摘出固定しファントムを作成することを予定していたが、年度途中に本学動物実験施設造影室での検査が不可能となり年度内の局所血管解剖の確認に支障を来した為、局所生体観察を優先し別の実験系を用いた。使用動物はより安価なマウスを用い、全身麻酔下で動物実験施設内の多光子励起顕微鏡にて視神経乳頭部を観察した。多光子励起顕微鏡は生体深部を顕微鏡レベルで観察する装置であるが、到達深度には限界があり、視神経乳頭などの眼窩深部観察の報告はない。そこで、今回マウス眼球の脱臼回旋し工作用パテにて眼球周囲に貯水し、対物レンズを近づけ、深部にある乳頭観察に成功した。染色観察系は血管内皮とアストロサイトを染色するスルフォローダミンで乳頭血管およびアストロサイトの立体染色に成功した。その結果、乳頭血管網は乳頭全体にきめ細かく存在することが確認できた。平成23年度、当初実験計画に必要なかった開放型造影室撮影に対する外部試験資格を要する案件の浮上にて、計画を一部修正し多光子励起顕微鏡にて視神経乳頭部を観察行った。その後、動物施設にて実験用CTによる閉鎖型造影検査が使用可能となり、造影実験を遂行した。また、作業中リーク血管による出血のため、個体の出血死が多数発生したが、脳動脈瘤クリップにて止めることに成功し個体死亡率は減少した。その後、造影検査で血流の限局と、漏れのないことを確認ののち造影剤含有ビーズを眼球へ流し、眼球摘出固定しファントムを作成した。ファントムでは眼球のみに造影が限局した。また、眼圧上昇モデル作成は、自然発生モデルも、ジアテルミーの血管熱傷による還流障害による眼圧上昇モデルも発生効率が低い状態が続き、新たに上強膜静脈レーザー照射による高眼圧モデル作成を試み成功した。麻酔による死亡例、長期に観察後の眼球摘出では成功率が下がるものの、眼圧上昇率は100%に近いことが分かっている。造影検査で血流の限局と、漏れのないことを確認ののち造影剤含有ビーズを眼球へ流し、眼球摘出固定しファントムを作成したため、昨年度よりも進行したが当初の計画よりは遅れている。本年度は、カテーテル挿入と血管結紮により血流を眼動脈に限局できたことは計画通りである。しかし、造影剤含有ビーズを充填した後、眼球摘出固定しファントムを作成する計画でその前に、生体で血流の限局を確認する造影検査が必要であったが、到達しなかった。理由としてあげられるのは、計画当初においては医師免許があることで使用を認められていた動物実験施設内の開放型造影室での造影検査施行に対して、実験施設側から医師が病院外での造影検査使用することに関しては、新たにエックス線作業主任資格を外部資格試験を受検して取得することが必要との指摘があったことである。外部試験は開催数も限られ予定通りに計画を推進するには大きな問題となった。
細胞内情報伝達系の多次元ＦＲＥＴイメージング

FRETバイオセンサーは生きた細胞で細胞内情報伝達分子の活性を可視化する。しかし、これまで、ほとんど2次元培養細胞でのみの使用にとどまっていた。本研究では、FRETバイオセンサーを3次元培養あるいは生きた組織で使う技術を開発することを目的とした。FRETバイオセンサー遺伝子はしばしば組み換えを起こすために安定発現できなかった。この問題を克服するために、トランスポゾンを用いた遺伝子導入法を使った。特にTol2を用いるとFRETバイオセンサーを高発現するトランスジェニックマウスが容易に作成できた。このFRETマウスを使うことで、様々な細胞内情報伝達分子の活性が生きた組織で観察できた。FRETバイオセンサーを使って、三次元環境下のがん細胞での情報伝達分子の時空間制御を明らかにし、これらの分子がどのようにがん細胞の形態、浸潤を制御しているかを明らかにした。まず、MDCK細胞を用いた三次元培養系における上皮細胞がん化モデルを構築し、この系に新たに開発したRac1やフォスファチジルイノシトールリン酸のFRETバイオセンサーを導入して、がん化と情報伝達分子異常との時空間的関係を研究した。その結果、Rhoファミリー低分子量GTP結合タンパク質の内、Rac1は上皮の管腔側で活性が低く、底側面で活性が高いこと、Cdc42は全く逆の分布を取ること、が明らかとなった。一方、RhoAについては顕著な活性分布の違いは観察されなかった。次に、この活性分布以上の役割を調べるために、Rac1を全周性に活性化させたところ、癌で認められるような極性の乱れが観察できた。これは、Rac1活性の極性の乱れが癌で観察される構造異常の基盤である可能性を示唆する。また、脳腫瘍のラット脳内浸潤モデルを構築し、脳腫瘍の浸潤過程におけるGタンパク質の役割を解析した。C6グリオーマ細胞にFRETバイオセンサーを導入し、二光子励起顕微鏡で観察した。その結果、脳腫瘍の浸潤部の細胞ではRac1の活性が高く、中心部の細胞では活性が低いことが分かった。Cdc42も同様の結果であった。一方、RhoAの活性はこの逆のパターンであった。さらに3次元培養でこの結果の再現を試みたところ、Rac1とCdc42では同様の結果を得ることができたが、RhoAでは明らかな活性分布の異常は観察できなかった。さらにこのような活性分布の異常を調べるためにRac1およびCdc42の活性化因子であるDOCK9の役割をsiRNAで解析したところ、この分子が、Rac1とCdc42の腫瘍浸潤部での高い活性の維持に必要であることが分かった。(1)三次元培養系における上皮細胞がん化モデルの構築腎上皮細胞MDCKの三次元培養系を用いて上皮細胞がん化機構を研究した。MDCK細胞はラミニンを含むマトリゲル内で培養すると、単層の上皮からなる管腔構造を形成する。また、様々な増殖因子や活性化型分子の発現により、細胞が重層化した腺腫様形態を誘導することができる。この過程で、Rhoファミリー低分子量GTP結合タンパク質の一つRac1が、管腔面で活性が抑制されていることを見出した。また、管腔面でRac1を薬剤誘導性に活性化することで、細胞に癌化様の構造を誘導することができた。このことは、Rac1活性の極性の破綻nが癌組織の異常構造形成に重要な役割を追うていることを示している。(2)FRETバイオセンサーを発現するトランスジェニックマウスの作製ERKおよびPKAのバイオセンサーを発現するトランスジェニックマウスを作製した。これらのマウスは全身のほぼすべての組織でバイオセンサーを発現している。また、十分に明るい蛍光を持ち、容易にintravital FRET imagingができた。結果の一つとして、皮膚組織損傷モデルに置いて、ERKおよびP陥が異なるタイムコースで活性化されていることを見出すこどができた。(3)二光子顕微鏡用のFRETバイオセンサーの作成二光子顕微鏡での使用に用いるために、ドナーの蛍光量の減少のみで観察できるFRETバイオセンサーを作成した。これは、アクセプターに蛍光を発しない黄色蛍光タンパク変異体を用いることで、ドナーの蛍光を正確に測定できるようにしたものである。1.Rac1活性の揺らぎの意義:がん細胞の多様性はゲノムあるいはエピゲノムの変化以外に、細胞内情報伝達系の確率的揺らぎにおいてももたらされる。蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)の原理に基づくRac1バイオセンサーを使って、悪性神経膠芽腫の浸潤能の多様性がRac1活性のゆらぎによってもたらされることを示した。まず、Rac1のFRETバイオセンサーをラットC6グリオーマ細胞に発現させ、Rac1活性を5日間にわたり観察した。その結果、Rac1活性が細胞周期よりももっと長い周期でゆるやかに揺らいでいることを見出した。ついで、その意義を調べるために、Rac1活性に応じて細胞を分取し、Rac1活性の高い細胞分画(Rac1(hi))と、Rac1活性の低い細胞分画(Rac1(lo))を得た。マトリゲル浸潤アッセーの結果、Rac1(hi)はRac1(lo)よりも強い細胞浸潤能を有していることを見出した。さらに、それぞれの分画からmRNAを取り出して解析した結果、Rac1(hi)はEgr2遺伝子に支配される遺伝子が発現しており、これらの遺伝子が腫瘍の浸潤を促進していることを示唆する結果を得た。

2.FRETバイオセンサーを使ったEGFR情報伝達系のネットワーク解析: Ras-ERK情報伝達系とPI3K-mTOR情報伝達系は様々ながんで活性化されている。そこで、FRETバイオセンサーを使ってその解析を行い、これらの系の間のフィードフォアワード制御およびフィードバック制御が抗がん剤に対する感受性を制御することを示した。本研究の目的は、蛍光共鳴エネルギー移動(Fluorescence resonance energy transfer, FRET)の原理に基づくバイオセンサーが生命の理解にきわめて有用であることを示すことである。具体的には、より生体に近い三次元環境での細胞内情報伝達のメカニズムをFRETバイオセンサーを使って明らかにする。三次元培養下で上皮細胞のがん化課程をFRETバイオセンサーで可視化し、ex vivoあるいはin vivoでのFRETイメージングを、二光子励起顕微鏡を用いて行う。平成25年までに、二光子励起顕微鏡での使用に耐える高感度FRETバイオセンサーの開発を行い、これを使って様々な知見を得た.ERKマップキナーゼ(細胞外シグナル調節キナーゼともいう)というリン酸化酵素の活性をライブで観察できるマウスを開発し、このマウスの皮膚を二光子顕微鏡で観察することで、細胞増殖シグナルがどのように伝搬されるのかを解析した。その結果、細胞増殖シグナルは、少数の細胞から周囲の細胞へ花火のように伝搬されることを世界で初めて発見し、この現象をスプレッドと命名しました。スプレッドは正常の皮膚組織ではほとんど観察されない。しかし、皮膚の過形成を誘導するような薬剤(tumor promoter, TPA)を塗付した皮膚、あるいは傷の修復過程にある皮膚では、スプレッドが高頻度に観察された。さらに、このスプレッドという現象は、表皮上に存在する上皮細胞増殖因子がERKマップキナーゼの活性化により切断されて隣の細胞の上皮細胞増殖委員氏受容体を活性化し、その細胞の中でまたERKマップキナーゼが活性化されるという連鎖反応により誘導されていることを見出した。この結果は、これまでの培養細胞を用いた研究の常識を覆す発見であり、表皮過形成を特徴とする疾患の病態解明と治療法の開発に新たな道を開くものと期待される。FRETバイオセンサーは生きた細胞で細胞内情報伝達分子の活性を可視化する。しかし、これまで、ほとんど2次元培養細胞でのみの使用にとどまっていた。本研究では、FRETバイオセンサーを3次元培養あるいは生きた組織で使う技術を開発することを目的とした。FRETバイオセンサー遺伝子はしばしば組み換えを起こすために安定発現できなかった。この問題を克服するために、トランスポゾンを用いた遺伝子導入法を使った。特にTol2を用いるとFRETバイオセンサーを高発現するトランスジェニックマウスが容易に作成できた。このFRETマウスを使うことで、様々な細胞内情報伝達分子の活性が生きた組織で観察できた。1.Needle lens等を用いた深部組織でのFRETイメージング:平成23年度に開発したPKA活性を測定するトランスジェニックマウスおよびERK活性を測定するトランスジェニックマウスの脳組織において、Needle lensを用いたイメージングを行う技術を開発した。
PCR法による歯からのDNA型検出

歯の各組織からDNAを抽出し、シングルローカスVNTR部位およびHLADQαを指標としてPCR法(polymerase chain reaction)によりDNAを増幅し、歯からのDNA型多型分析を行い、以下の知見を得た。1.まず、DNA分析の手技を習得するために、血液試料からDNAを抽出し、シングルローカスVNTR多型であるMCT118(D1S80)および多塩基置換多型であるHLADQαを指標としてPCR法によりDNAを増幅し、ついでポリアクリルアミドゲル電気泳動法によりMCT118の多型分析を、逆ドット・ブロット・ハイブリダイゼイション法によりHLADQαの多型分析を行ったところ、良好な成績を得ることができた。2.歯を歯髄と硬組織に分け、硬組織は超音波洗浄後EDTAを用いて脱灰し(1週間)、それぞれについて蛋白分解、フェノール抽出、クロロホルム抽出、エタノール沈澱などの一連の実験方法によりDNAを抽出した。DNA量は新鮮歯髄で46μg、陳旧歯髄で約1μg、硬組織で約2μg、歯石(21.5mg)で1μgであった。アガロース電気泳動により、新鮮歯髄からは高分子DNAが、その他では低分子DNAが抽出されていることがわかった。3. MCT118型については新鮮歯髄から検出することができるといえるが、電気泳動において非特異的なDNAの増幅がみられたりするので、引き続き検討していきたい。4. HLADQα型については新鮮歯髄から検出することができた。採取量の少ない歯髄および陳旧歯髄からはPCR法を2回繰り返すことにより検出することができた。硬組織および歯石からは検出できなかった。
変態誘起原子空孔-新しい原子空孔形成機構とその役割の検証-

本研究を着想させるに到った異常現象をいくつかの観点から実験的に検証する事を試みた.これまでに得られた結果は,以下のようにまとめられる.1.異常現象を発見したCu_3Auを用いて,変態温度以上の種々の急冷温度から種々の急冷速度で不規則相を凍結したのち等温焼鈍を行い,異常現象の発現する度合を明らかにした.その結果,当初異常が発見された等時焼鈍時に限らず,等温焼鈍時にも明瞭な欠陥形成現象が確認された.急冷温度が高い程異常は大きく,一方急冷速度は速い方が異常が顕著である.また同一の急冷温度・急冷速度を用いた場合は,焼鈍温度が高い程異常の発現する時間は短いことが明かとなった.2.Cu_3Auと同じくL1_2規則構造に変態するAu_3Cdを変態点以上の800Kから急冷し,室温から750Kまで等時焼鈍を加えながら陽電子消滅寿命測定を行った.その結果凍結空孔の消滅および熱平衡空孔の形成が明瞭に捉えられた反面,相変態に起因すると考えられる異常な原子空孔の形成は認められなかった.以上の実験事実をもとに,相変態に伴う原子空孔形成の条件およびメカニズムの解明を進めている.今後規則・不規則変態以外の相変態についても研究を進め,相変態誘起原子空孔の全容を明らかにしたい.本研究を着想させるに到った異常現象をいくつかの観点から実験的に検証する事を試みた.これまでに得られた結果は,以下のようにまとめられる.1.異常現象を発見したCu_3Auを用いて,変態温度以上の種々の急冷温度から種々の急冷速度で不規則相を凍結したのち等温焼鈍を行い,異常現象の発現する度合を明らかにした.その結果,当初異常が発見された等時焼鈍時に限らず,等温焼鈍時にも明瞭な欠陥形成現象が確認された.急冷温度が高い程異常は大きく,一方急冷速度は速い方が異常が顕著である.また同一の急冷温度・急冷速度を用いた場合は,焼鈍温度が高い程異常の発現する時間は短いことが明かとなった.2.Cu_3Auと同じくL1_2規則構造に変態するAu_3Cdを変態点以上の800Kから急冷し,室温から750Kまで等時焼鈍を加えながら陽電子消滅寿命測定を行った.その結果凍結空孔の消滅および熱平衡空孔の形成が明瞭に捉えられた反面,相変態に起因すると考えられる異常な原子空孔の形成は認められなかった.以上の実験事実をもとに,相変態に伴う原子空孔形成の条件およびメカニズムの解明を進めている.今後規則・不規則変態以外の相変態についても研究を進め,相変態誘起原子空孔の全容を明らかにしたい.
血液透析患者に対する抗MRSA薬ダプトマイシンの投与設計の新規アプローチ

耐性菌抑制のため、国を挙げて感染制御の体制作りが進められており、抗菌薬の適正使用は益々重要な課題となってきている。抗MRSA薬ダプトマイシンは、菌血症の第1選択薬で、腎排泄型の水溶性抗菌薬であり、腎機能低下時の投与方法については臨床研究の報告も多く、適正な投与法が構築されてきた。しかし、ICUや救急領域では血管透過性の亢進や心機能低下、循環動態の変動などが薬物動態に影響することから、重症患者の抗菌薬治療は難しい点が多いとされ、海外では薬物動態パラメータの分布容積が変動することが報告されている。そこで、ダプトマイシンの分布容積の変動を解析し、その変動要因を明らかにすることで、新たな視点から適正な投与法を設計することを目的とした。本年度は、ダプトマイシン投与例について、投与前、投与終了30分後、投与終了6時間後の3点にて採血を行って、前年度確立したUPLCによるダプトマイシンの定量、Phoenixr®WinNonlin^<TM>による解析を行い、患者個人のPKパラメータCL, VcおよびPK-PDパラメータCmax/MIC, AUC/MICおよびCminを算出した。そのうちのMRSA菌血症患者において、感染症の治療期間(3.5か月)中に4回の投与で、3点ずつ採血して薬物動態を調べることができた。各回にて薬物動態パラメータを調べた結果、感染症の重症度に応じるように分布容積が変動していることが判明した。また、4回求めた分布容積と相関する因子も明らかとなった。今後、さらに症例を重ねて今回得られた変動要因が母集団解析における共変量となることを確認する予定である。透析症例については、共同研究施設の倫理委員会の承認に時間を要し、症例数が得られなかったが、週3回透析の患者におけるダプトマイシンの薬物動態解析の結果、72時間の間隔となるときは透析条件の異なる海外と同様、1.5倍量の投与が必要であることの根拠を示した。(論文執筆中)今後さらなる透析症例集積の上検討を続ける予定。
遅延機構の高速化及びそれの制約コンパイルへの応用

遅延機構は,関数型,論理型,並行型,制約型などのプログラミング言語の基本的な機構の一つである.これは,計算をある条件が満たされるまで遅延させる機構である.遅延機構は,無限データ列の生成,関数の必要時の評価,生成検証探索アルゴリズムの高速化などに用いられている.また,遅延機構は,制約伝搬法を用いた制約言語処理系の中でも重要な役割を果たしている.本研究では、二つの成果を得た.第一に、現在までの遅延機構の実装法を分析し、引数の頻繁的な移動が遅延機構の低効率の主な原因であることがわかった.我々は,この問題をなくすために,制約をヒープではなく,スタックフレームとして格納するように抽象マシンを設計した.また,スタックフレームの再利用技法も提案した「発表論文1」。第二に、遅延機構を用いた高速な制約コンパイラを構築した「発表論文2」。汎用の伝播手続きではなく、このコンパイラは、与えられた制約に特化した伝播手続きを生成する。有限領域上の制約論理型言語であるCLP(FD)は、設計からスケジュリングまでといろいろな応用分野を持っている。CLP(FD)は、制約伝播を主要な操作として用いている。従来の処理系は、ほとんどインタプリタで、制約に対して汎用の伝播手続きを用いている。もし、それぞれの制約に対して、その制約に特殊化された伝播手続きを用いれば、制約システムの効果を大いに向上させることができる。この考え方に基づいて、フランスのINRIAの研究者達がインデクシカルと呼ばれる中間言語を開発し、それを用いたCLP(FD)のコンパイラを構築した。しかし、インデクシカルは記述能力が弱く、数値制約とBoolean制約のコンパイルにしか使えない。また、遅延機構がインデクシカル内に組み込まれているため、柔軟性に欠けている。本研究では,Delay-Prologという新しい中間言語を提案する。Delay-Prologは、あらゆる形の伝播を記述でき、インデクシカルよりかなり記述能力の高い言語である。我々は,Delay-Prologを中間言語として用いることによって、制約をコンパイルするための新しい路を開いた。我々は、制約のコンパイルアルゴリズムとして四つ(インデクシカルへのコンパイルアルゴリズムはこの中の一つ)を考案し、実装した。実験結果は、非常に興味深い。四つのアルゴリズムの中で、従来から用いられているインデクシカルへのコンパイルアルゴリズムの性能が最悪であることを分かった。また、最良のアルゴリズムを採用したコンパイラが、エミュレータによって実行されているにもかかわらず、現在最も高速のCLP(FD)コンパイラに比敵する性能を出している。
新しい翻訳後修飾「ヒスタミン化」の分子機構と機能的意義の解明

トランスグルタミナーゼによる「ヒスタミン化」修飾は現象としては知られているが、細胞・個体レベルでの機能的意義は不明である。本研究では、「細胞内でトランスグルタミナーゼが標的蛋白質をヒスタミン化し、その機能を変化させる」という新規シグナル伝達機序を証明する。具体的には、マスト細胞のヒスタミンに対する走化性において、シグナル分子のヒスタミン化修飾の機序および機能を明らかにする。また、他の細胞種やマウス病態モデルにおけるトランスグルタミナーゼ阻害薬の効果を調べ、ヒスタミン化修飾の普遍性を検証する。細胞外伝達物質であるヒスタミンが細胞内でも作用するという視点は独自性が高く、学術的意義は大きい。