hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大学教育における批判的思考能力育成を支援する学習ポートフォリオの開発

並行して、先行研究の学習ポートフォリオの実証研究を精査し、本研究に適応できる評価実験モデルを定める」:研究目的と計画の通り、批判的思考能力についての理論的背景と能力要素を領域横断的に整理した。先行研究を緻密に整理した結果、本研究が特に着目した点は、批判的思考能力を「汎用的な能力」として位置付ける観点と、「コンテクスト(文脈)に依存する能力」として位置付ける観点に大別されることであった。定説では、指標には汎用性が求められる。一方で、実践的な学習活動での評価には、文脈性が必要とされる。このため、評価実験に進むためには、この相反する評価観点をどう学習ポートフォリオに埋め込むかが本研究の要と言っても過言ではない。ここまでの先行研究の整理を、2018年度の日本教育工学会全国大会、及び日本コミュニケーション学会九州支部大会にて発表を行った。【目的2】「目的1で得られた知見から、批判的思考能力を構成する能力要素、習熟度の判断基準を精査し、学習ポートフォリオを開発する」。1で明らかとなった課題に対応するため、平成31年度に予定する評価実験では2つの方法を採用する計画を立てた。一方のグループには汎用性の高い指標を採用し、もう一方のグループには学習の文脈に依存した指標を採用し、自己の批判的思考能力の評価にどのような相違がみられるか検証を行う。本評価実験に先立ち、平成30年後期からは、翌年に着手する評価実験を行うための、実験計画の立案、協力者との調整、パイロットスタディの実施を行った。平成30年度は、先行事例から必要な評価基準を確立し、評価実験の実施体制を整えた。研究計画に沿って、平成30年度の進捗状況の概要を以下に記す。【計画1】「批判的思考能力に関わる能力の構成要素、尺度の整理と体系化」:PISAリテラシー、DeSeCo、ジェネリックスキル、学士力、21世紀スキルなどの能力指標から能力要素の定義、要素間の関連について体系的に整理した。コーネル・クリティカルシンキング・テストなど様々な尺度の評価項目と評価方法についても整理した。これらの先行研究の整理は、日本教育工学会全国大会で発表した。【計画2】「開発する学習ポートフォリオの評価実験方法の確立」:学習ポートフォリオの評価実験、日本語版の批判的能力尺度を採用した能力伸長調査の実験デザインを精査した。【計画3】「批判的思考能力育成を支援する学習ポートフォリオの開発と予備実験の実施」:上記1、2の知見を基に、評価観点・領域、レベル(習熟度)、セル内の具体的な能力記述文の粒度と表現方法などについて精査し、学習ポートフォリオを開発することを目的としていたが、評価指標の「汎用性」と「文脈依存性」に関する課題を先に整理・解決する必要性が生じた。本課題は、研究計画立案当初には予期できなかったため、平成30年度中に、汎用性と文脈依存性の双方の評価実験を実施するには至れなかった。このため、まずは、学習者が自己の学習活動と関連づけて評価できる、文脈依存の評価指標を用いて、平成31年1月3月にかけて、160余名の協力者を募り、パイロット・スタディを実施した。現在、パイロットスタディのデータを入力・分析中である。
トランスジェニック植物を基盤とした遺伝情報発現の解析

植物の諸生命現象の基盤となる遺伝情報の発現に関する分子生物学的研究は、近年驚嘆すべき早さで進展を遂げている。それは組替えDNA実験技術と細胞工学的手法の発展に支えられたものであり、なかでも、植物への遺伝子導入の技術がもたらした貢献は極めて大きい。我国における研究状況を勘案したとき、植物分子生物学分野の研究の一層の発展が望まれるので、その関連分野の重点領域研究の申請が企画され、その策定をおこなう為のものとして本総合研究(B)を申請し、採択された。課題名は、植物における遺伝子導入技術の重要性に鑑みて「トランスジェニック植物を基盤とした遺伝情報発現の解析」であったが、この総合研究(B)の事業として、先ず、上記課題の問題について国際的現状と将来の動向が解析された。すなわち、若干名の分担者によるワ-キンググル-プを随時編成して、1)植物科学諸分野のなかで、特に緊急、かつ強力に推進すべき研究課題の選択。2)植物遺伝子に関する研究のなかで今取り組むべき課題を探索した。その結果、現在最も重要な研究課題は、植物遺伝子の発現制御機構と、そして、各種の生体内、生体外環境に対する遺伝子の応答の分子機構の解明であるとの結論に達した。そこで、研究分担者以外の5名の研究者の協力も依頼し、少数メンバ-による申請書案の原稿作成、若干名(5ー6名)のワ-キンググル-プによる検討、修正、討議等合計9回の会議と打合せを重ねて策定を実施した。その結果、「植物遺伝子発現の桑軟性とシグナル応答の分子機構」(代表者・大野哮司北大農学部教授)と題する重点領域研究の研究計画の作成と組織化を完了した。本総合研究(B)独自の事業の型として、策定過程における討論結果等の取りまとめは実施しなかったが、主なる分担者による関連課題の研究成果の一部を研究発表欄に記載する。
凹凸曲面形状付加による薄板構造物の静音化最適形状の研究

機械製品の外骨格を成すプレス成形による薄板構造物においては,凹凸形状を付加することにより高剛性化を図り振動・騒音を低減することがよく行われる.この場合,重量増加を伴わずに低騒音化できる利点があるが,対処療法的に凹凸形状を配置しているため,静粛化のための効果的な予測技術および最適化技術が望まれている.そこで本研究では,凹凸形状付加により薄板構造物を静粛化する最適化技術を確立することを目指し,周辺固定された矩形凹凸付加平板を対象に,1次モードおよび高次モードの音響放射パワーを低減する最適な凹凸形状の推定について検討し,以下の結果を得た.1.音響パワーを目的関数とした最適化と実験検証矩形凹凸の位置と大きさを設計変数とし1次モードの音響パワーを最小とする最適化計算を行った.パンチ・ダイ機構を試作して,プレス加工により最適凹凸付加平板を試作し,実験振動モード解析および音響パワー測定を行った.単純平板の音響パワー測定結果と比較したところ,凹凸付加による固有振動数の増加に伴うモード減衰比の低下に起因して予測した低減量は確認できなかった.そのため,新たに比例粘性減衰の仮定を導入し,単純平板の実験振動モード解析結果から凹凸形状付加によるモード減衰比の変化を予測し,減衰を考慮した最適化を行った結果,1次モードの音響パワーを5.3dB低減させる最適解を得た.2.振動の節と加振点との距離を目的関数とした最適化前述の矩形凹凸付加平板の高次モードの音響パワーを低減することを目指し,平板への入力パワーを小さくするために振動モードの節と加振点の距離を目的関数として最小化する最適化を行った.矩形凹凸の位置と大きさを設計変数として,2次モードついて逐次2次計画法による最適化計算を行った結果,最適解における音響パワーは単純平板に比べて11dB小さくなり,提案した手法の有用性が示された.本研究では,薄板構造物を静粛化する最適化技術を確立するために,音響放射パワーを低減する凹凸曲面形状の最適配置化手法の提案を目的とする.本年度は,凹凸形状部分の等価モデルの考案と音響パワーを目的関数とした最適解について検討し,以下の結果を得た.(1)凹凸形状部分の等価モデルの考案と近似振動解析周辺固定された凹凸付加平板を凹凸の辺の位置にはりを付加した平板に置き換えた有限要素モデルとする近似手法を提案し,FEM振動モード解析に基づいて固有振動数が凹凸付加平板の詳細な有限要素モデルのものに最も近くなるように,はり要素の剛性値を凹凸の位置・寸法・板厚・丸み形状を各々パラメータとする独立関数の積で規定し定式化した.そして凹凸付加平板の実験振動モード解析を行って,提案した近似振動解析の妥当性を確認した.次に,提案した近似解析法および詳細な有限要素モデルそれぞれの場合に平板の平均自乗速度を目的関数,凹凸の位置のみを設計変数とした最適化を行い,最適解と計算コストを比較して,近似振動解析法の利点を明らかにした.(2)音響パワーを目的関数とした最適解の実験検証凹凸形状の寸法と位置を設計変数とし1次モードの音響パワーを最小とする最適化計算を行った.パンチ・ダイ機構を試作して,プレス加工により最適凹凸付加平板を試作し,実験振動モード解析および音響パワー測定を行った.単純平板の音響パワー測定結果と比較したところ,凹凸付加による固有振動数の増加に伴うモード減衰比の低下に起因して予測した低減量は確認できなかった.そのため,新たに比例粘性減衰の仮定を導入し,単純平板の実験振動モード解析結果から凹凸形状付加によるモード減衰比の変化を予測し,減衰を考慮した最適化を行った結果,1次モードの音響パワーを3.8dB低減させる最適解を得た.機械製品の外骨格を成すプレス成形による薄板構造物においては,凹凸形状を付加することにより高剛性化を図り振動・騒音を低減することがよく行われる.この場合,重量増加を伴わずに低騒音化できる利点があるが,対処療法的に凹凸形状を配置しているため,静粛化のための効果的な予測技術および最適化技術が望まれている.そこで本研究では,凹凸形状付加により薄板構造物を静粛化する最適化技術を確立することを目指し,周辺固定された矩形凹凸付加平板を対象に,1次モードおよび高次モードの音響放射パワーを低減する最適な凹凸形状の推定について検討し,以下の結果を得た.1.音響パワーを目的関数とした最適化と実験検証矩形凹凸の位置と大きさを設計変数とし1次モードの音響パワーを最小とする最適化計算を行った.パンチ・ダイ機構を試作して,プレス加工により最適凹凸付加平板を試作し,実験振動モード解析および音響パワー測定を行った.単純平板の音響パワー測定結果と比較したところ,凹凸付加による固有振動数の増加に伴うモード減衰比の低下に起因して予測した低減量は確認できなかった.そのため,新たに比例粘性減衰の仮定を導入し,単純平板の実験振動モード解析結果から凹凸形状付加によるモード減衰比の変化を予測し,減衰を考慮した最適化を行った結果,1次モードの音響パワーを5.3dB低減させる最適解を得た.

2.振動の節と加振点との距離を目的関数とした最適化前述の矩形凹凸付加平板の高次モードの音響パワーを低減することを目指し,平板への入力パワーを小さくするために振動モードの節と加振点の距離を目的関数として最小化する最適化を行った.矩形凹凸の位置と大きさを設計変数として,2次モードついて逐次2次計画法による最適化計算を行った結果,最適解における音響パワーは単純平板に比べて11dB小さくなり,提案した手法の有用性が示された.
肝原発悪性リンパ腫とC型肝炎との関連性:病理学的、分子病理学的検討

1.過去20年間(1974-1993)の論文、学会報告及び剖検輯報を検索し、肝原発の悪性リンパ腫症例を抽出した。次に該当症例の存在する施設に連絡を試み、自験症例と併せ、10例を収拾し得た。2.各症例の病理組織学的、免疫組織科学的、及び臨床病理学的検討を行った。その結果、収集した10症例すべてがびまん性リンパ腫であり、うち8例がB細胞リンパ腫、1例がT細胞リンパ腫であった。また、残りの1例は、B及びTマーカーともに陰性であり、細胞由来を特定できなかった。ホジキン病の症例はなかった。腫瘍細胞は8例で大細胞型であった。小細胞型の症例は見られず、明らかなmonocytoid B-cell lymphoma(MBCL)の組織像を示すものもなかった。背景肝病変については、血清HBsAgは全例で陰性、血清HCVAbは2例で陽性、3例で陰性、他の5例は未測定であった。病理組織学的には1例が慢性肝炎、2例が肝硬変の像をしめしていた。一方4例では明らかな背景肝病変は見られなかった。残り3例は背景肝病変の十分な評価を行えなかった。HCVモノクローナル抗体の免疫染色では、2例で陽性所見を得たが、6例では陽性所見を得られなかった。残りの2例は検索できなかった。なお、1例のみ見られたT細胞リンパ腫には、背景病変としてSLEを認めた。悪性リンパ腫と背景肝病変との関係については、B細胞リンパ腫8例中、1例はHCVAb陽性であり、組織学的にもウイルス性の慢性肝炎の所見を認めた。2例は組織学的にウイルス関連が疑われる肝硬変が認めめられ、HBsAg陰性であった。しかしHCVAbは未検索、HCVモノクローナル抗体でも陽性所見は得られなかった。2例は背景肝の組織像は不明であったが、HCVモノクローナル抗体にて陽性所見が得られた。また、B及びTマーカーともに陰性の1例にHCVAb陽性所見を認めた。3.以上、肝原発の悪性リンパ腫10例中6例(60%)に背景病変としてのC型慢性肝炎の合併の可能性が疑われ、C型慢性肝炎の急増とともに、今後これを背景とした肝原発の悪性リンパ腫の増加の可能性が示唆された。
磁気光学効果による半導体量子井戸中の電子スピン状態トモグラフィ測定

本研究では,光子の持つ偏光状態を半導体量子井戸中の電子スピン状態へと転写する量子メディア変換を実施し,生成された電子スピン状態の光学測定手法の開発を目的とした.まず,磁気光学効果を用いたトモグラフィックカー回転測定の手法を確立し,電子スピンの重ね合わせ状態も含めた状態トモグラフィ測定を可能とした.これにより,生成された電子スピン状態を表す密度行列を光学測定により再構成することが可能となり,これを入力に用いた光子の偏光状態の密度行列と比較することによって,本研究で実施した量子メディア変換の忠実度評価を行うことが可能となった.加えて,本研究で実現した電子スピン状態トモグラフィ測定を利用することで,量子メディア変換における入出力状態の相関間関係を測定した.これにより,量子過程そのものを評価するプロセストモグラフィ測定が可能となり,実際にプロセストモグラフィ測定実験を行った.また,吸収率変化を用いた電子スピン状態トモグラフィ測定の実証実験を行った.電子スピン測定に用いるプローブ光の波長依存性を測定することで,この吸収率変化を利用した電子スピン状態トモグラフィ測定が,複素カー効果の虚部の効果を反映したものであることを確認した.先に述べたトモグラフィックカー回転測定は複素カー効果の実部の効果を利用した電子スピン状態トモグラフィ測定であり,これらの2つの測定手法の根底にある複素的な相関が,電子スピンの重ね合わせ状態に関しても成立することを実証した.以上,本研究では電子スピン状態トモグラフィ測定の手法の開発を通して,半導体量子井戸中の電子スピンの重ね合わせ状態により生じる複素カー効果の実部・虚部の効果が,共に電子スピンの光学測定に利用可能であることを実証した.加えて,開発された手法を用いることで,光子から電子スピンへの量子メディア変換の忠実度評価およびプロセストモグラフィ測定を実現した.本研究では,半導体中の電子スピン状態を光パルスを用いて,スピンの重ね合わせ状態も含めたトモグラフィ測定を行う手法の開発を行った.まず,磁気光学効果によるトモグラフィックカー回転測定を用いた,完全な電子スピン状態トモグラフィ測定を実現するための研究を行った.半導体中の電子スピン状態をブロッホ球上の全基底において射影測定するための,実験系の構築および測定方法の研究を行い,実際にスピンの全基底トモグラフィ測定を試みた.この電子スピン状態トモグラフィ測定の手法は,光子-電子スピン間の量子メディア変換の忠実度を定量的に評価するために必要な技術であり,量子メディア変換によって光子の偏光から生成される電子スピン状態の密度行列を,光学測定によって再構成することが可能となる.また,吸収率変化を用いた電子スピン状態トモグラフィ測定の検証を行い,半導体の直線偏光に対する吸収率変化が,電子スピンの重ね合わせ状態による変化として測定されることが確認された.具体的には,ポンプ・プローブ法を用いることで,ポンプ光で生成された電子スピンが外部磁場の影響でラーモア歳差運動をする時間発展を測定し,所望とする方向の射影測定が行えているかの確認を行った.加えて,トモグラフィックカー回転による偏光回転とは異なる現象であるため,吸収率変化に対するプローブ光の波長依存性も異なることが予想され,これを実証するためにプローブ光の波長依存性の測定も行い,トモグラフィックカー回転の波長依存性との比較を行った.本研究では,光子の持つ偏光状態を半導体量子井戸中の電子スピン状態へと転写する量子メディア変換を実施し,生成された電子スピン状態の光学測定手法の開発を目的とした.まず,磁気光学効果を用いたトモグラフィックカー回転測定の手法を確立し,電子スピンの重ね合わせ状態も含めた状態トモグラフィ測定を可能とした.これにより,生成された電子スピン状態を表す密度行列を光学測定により再構成することが可能となり,これを入力に用いた光子の偏光状態の密度行列と比較することによって,本研究で実施した量子メディア変換の忠実度評価を行うことが可能となった.加えて,本研究で実現した電子スピン状態トモグラフィ測定を利用することで,量子メディア変換における入出力状態の相関間関係を測定した.これにより,量子過程そのものを評価するプロセストモグラフィ測定が可能となり,実際にプロセストモグラフィ測定実験を行った.また,吸収率変化を用いた電子スピン状態トモグラフィ測定の実証実験を行った.電子スピン測定に用いるプローブ光の波長依存性を測定することで,この吸収率変化を利用した電子スピン状態トモグラフィ測定が,複素カー効果の虚部の効果を反映したものであることを確認した.先に述べたトモグラフィックカー回転測定は複素カー効果の実部の効果を利用した電子スピン状態トモグラフィ測定であり,これらの2つの測定手法の根底にある複素的な相関が,電子スピンの重ね合わせ状態に関しても成立することを実証した.以上,本研究では電子スピン状態トモグラフィ測定の手法の開発を通して,半導体量子井戸中の電子スピンの重ね合わせ状態により生じる複素カー効果の実部・虚部の効果が,共に電子スピンの光学測定に利用可能であることを実証した.加えて,開発された手法を用いることで,光子から電子スピンへの量子メディア変換の忠実度評価およびプロセストモグラフィ測定を実現した.
低ヤング率材料を用いる人工関節の潤滑に関する基礎的研究

ピンオンディスク摩擦試験機を用いて柔らかい材料(シリコンラバー、ポリウレタン、ポリビニルアルコール・ハイドロゲル)と硬くてなめらかな材料(ステンレス鋼、アルミナセラミック、石英ガラス)との摩擦、潤滑特性を調べた。その結果、疎水性材料では起動時に大きな摩擦が生じることがわかった。起動後は低ヤング率材料では摩擦は低いが、表面粗さの影響がみられた。起動時の摩擦には試験前の荷重下での静置時間と関節液成分の影響が見られた。プラズマ処理によってポリエチレンの表面の親水性を高めた結果では起動時の摩擦がかなり減少した。しかし荷重下で長時間静置した後には親水性の影響は見られなかった。長時間股関節シミュレータを用いて歩行時にすきま部に発生する流体圧力を測定した結果、低ヤング率材料を用いるソケットの場合にはかかとの着地時に荷重の大部分が流体圧力で支えられることがわかった。摩擦トルクの測定によれば疎水性材料のソケットでは親水性ソケットの場合よりも歩行周期全体を通じて摩擦が高かった。荷重が高いときには摩擦係数は低かった。これは人工股関節においてスクイーズ膜効果が存在することを意味している。ポリエチレン高含水ポリビリルアルコール・ハイドロゲルでは、接触圧力が高い高荷重下では凝着により摩擦係数が高かったが、荷重の低下につれて摩擦が減少した。この材料を人工関節に応用するときには良好な潤滑状態に保つ必要がある。人工関節の摺動面にヤング率の低い材料を使用して、流体潤滑効果を高めることによって、低摩擦、低摩耗にするための基礎研究を行った。ポリエチレン、ポリウレタンおよびシリコンラバーを用いて人工股関節のソケットを製作し、歩行シミュレータに装着して摩擦特性を測定した。臨床用のポリエチレン製ソケットでは、ヤング率が高いため流体潤滑効果がほとんどなく、材料特性によって摩擦と摩耗が決定されることを確かめた。これに対してヤング率の低いシリコンラバー製ソケットの場合には、歩行中のかかとの着地時には流体潤滑効果が見られ、低い摩擦係数が保たれた。しかし、時間の経過につれて二面間に固体接触が生じるとともに急激に摩擦係数が高くなった。その理由を分析した結果、シリコンラバーにおいては、潤滑しないときの乾燥摩擦係数が高いのに加えて、表面が疎水性であるため、関節液がすき間から排除されるためであることを明らかにした。ポリウレタンのソケットでは、成型時の発泡現象のために表面あらさが大きく、液体潤滑効果がほとんど見られなかった。低ヤング率材料を用いた人工関節では、摩擦と摩耗が潤滑液の種類によって決まることを明らかにした。したがって、人工関節を密封構造として、その内部に潤滑性に優れた人工関節液を封入し、ほとんど摩耗が生じないで一生にわたって使用できる永久置換型人工関節を提案した。人工関節に衝撃荷重が加わる場合の過渡特性を調べ、低ヤング率材料を用いたコンプライアンス高い人工関節では衝撃の緩衝能力が高いため、内部応力を低く保てることがわかった。1.股関節シミュレータを用いて歩行時にすき間内に発生する流体圧力を測定した結果、ポリエチレン製ソケットで半径すき間の小さい場合および、低ヤング率材料(シリコンラバーおよびポリビニルアルコール・ハイドロゲル)を用いるソケットにおいては、着地時には荷重の大部分が流体圧力で支えられることが明らかになった。2.同時に摩擦係数を測定した結果、流体圧力が高くて流体潤滑状態に近い場合には摩擦が低かった。また、荷重の高いときには、摩擦トルク自体は少し高いもののそれを荷重で割った摩擦係数は低かった。これは関節液のスクイーズ膜効果が有効であることを示している。したがって低ヤング率材料を用いる人工股関節のすき間部は混合潤滑状態にあると結論された。同じ低ヤング率材料のソケットを比較すると、疎水性のシリコンラバーよりも親水性の高い高含水ポリビニルアルコール・ハイドロゲルの方が摩擦が低かった。4.この点を確認するために、ピンオンディスク摩擦試験器を用いて柔らかいディスクとガラス製の凸レンズを装着したピンについて起動摩擦を測定した。その結果、プラズマ処理によって親水性を高めたディスクでは疎水性のディスクよりも起動摩擦が高かった。

5.高含水ポリビニルアルコール・ハイドロゲルでは、固体接触圧力の高い高荷重下では凝着により摩擦係数が高かったが、荷重の低下につれて摩擦が減少した。この材料を人工関節に応用する場合には良好な潤滑状態に保つ必要がある。
メガガウス超強磁場における物質の量子現象の探求

本研究は、従来進展してきた物性研究所とシドニーのNew south Wales大学の間の強磁場物性に関する協力関係を基礎に協力して、マイクロ波伝導測定技術と超強磁場技術を組み合わせて、YBa_2Cu_3O_<7-δ>など興味ある試料についての超強磁場下輸送現象から新しい量子現象を探求することを目的としている。この2年間の間にオーストラリア側の研究者が物性研究所に来所してマイクロ波システムを一巻きコイル法による超強磁場中で使用し、YBa_2Cu_3O_<7-δ>については、磁場がc軸に垂直な場合についての上部臨界磁場の温度依存性を求めた、Dirac SeriesにおけるT=1.5Kのデータと併せ、臨界磁場と温度の相図を作製することに成功した。その結果は予想した通り、従来の超伝導に関するものとは非常に異なり、強磁場下でスピン分裂が顕著な場合に現れるFFLO状態が実現していることを示唆するものであった。一方、磁場がc軸に平行な場合には、直流伝導測定によって、従来のWWH理論によってほぼ説明される特性が得られていることがわかった。さらに輸送現象と並んで超強磁場中の量子現象を測定するのに有用な手段である磁化測定を行うために、微細なピックアップコイルシステムを開発した、New south Wales大学のナノ構造研究施設の施設を用い、電子ビーム露光技術によって、非常に精度高くまた微細な構造を作製することができた。物性研究所側の研究者がシドニーの施設に出向き、実際に微小ピックアップコイルを作製した。このコイルを通常の配置とは異なり、コイル面が磁場と平行になるようにセットすると信号の中の外部磁場による成分の除去が完全になり、きわめて感度よく磁化を測定できることがわかった。そして現地のパルス強磁場施設によって強磁場下でMn酸化物など磁性体の磁気相転移を測定したが、ノイズの非常に少ない美しいデータが得られることが明らかになった。このシステムを駆使して実際の研究に役立てるのは今後の課題であるが、超強磁場下の磁化測定に新しい方法を切り開いたという点できわめて大きな成果ということができる。メガガウス領域(100T以上)の超強磁場はパルス幅が数マイクロ秒という非常に短いため、その下での輸送現象の測定には、巨大な誘導電圧に伴う多くの困難が存在する。本年度は、一巻きコイル法によって発生した100T以上の超強磁場下での磁気抵抗測定技術の開発とそれを用いた酸化物高温超伝導体の超強磁楊特性の研究を行った。輸送現象の測定手段としては、4端子法による直流および交流測定(5-10MHz)と、マイクロ波領域でのストリップライン法という2種類の方法を用いた。前者は主として東京大学側が、後者は主としてNew South Wales大学側が担当して技術開発を進め、これらを持ち寄って東京大学物性研究所の一巻きコイル法装置を用いて実験を行った。4端子法による測定では、代表的な高温超伝導体であるYBa_2CU_3O_<7-6>において磁場がc軸に平行な場合(B//C)について、磁場による超伝導-常伝導転移が観測された。この転移点の温度依存性から、Tcから極低温に至る広い温度領域での超伝導相図が決定され、相図が他の高温超伝導体と異なり、WHH理論に従う典型的な形状をもつことが明らかにされた。さらに極低温下で磁場によって超伝導を抑制した常伝導状態での抵抗の温度依存性が金属的であることを見出した。

磁場がc軸に垂直な場合(B⊥C)には臨界磁場がさらに高いのでマイクロ波領域でストリップラインを用いて測定を行った。この場合も磁気抵抗に明瞭に転移が観測された。本年度にはまた超強磁場下で磁碇化測定を行うための微細ピックアップコイルを電子ビームリソグラフィーで作製することを試みた。本研究はシドニー(オーストラリア)のNew South Wales大学のR.G.Clark教授のグループと協力してメガガウス領域の超強磁場下での輸送現象の測定手段を開発し、これによって、超強磁場下での超伝導体などの新しい物性を探ることを目的としている。本年度は、昨年度に多大な成功を収めたマイクロ波領域でのストリップラインを用いた輸送現象測定技術をさらに改良することと、昨年度得られたYBa_<2 >Cu_3O_<7-8>(YBCO)の磁気抵抗の測定データについての解析をオーストラリアチームと共同で行った。YBCOについては、磁場がc軸に垂直な場合には、絶対零度における上部臨界磁場が約240Tで、これらはPauliの常磁性極限を超えていることを見出した。このことは、YBCOの超伝導が通常のBCS型超伝導ではなく、クーパー対の合成運動量ベクトルがゼロでないFFLO型といわれる機構によるものであることを示唆している。こららの新しい発見をPhysical Review誌の論文として発表した。またO'Brienとが来日し、上記の測定をさらに高い磁場で測定する測定装置の設計を日豪共同で行った。また三浦、林、関谷が渡豪し、電子ビーム露光技術で作製したマイクロコイルを用いて磁化を測定する技術によって実際にパルス磁場中で磁化を測定する実験を共同で行った。その結果、この方法によると誘導による偽の信号がほとんどなく、非常に小さい試料で高感度で正確な磁化測定が可能であることが新たに見出され、これは将来500T級の超強磁場下での測定に十分使用可能であることが明らかになった。この結果を基に今夏、物性研究所で計画している電磁濃縮法による測定についての実験計画についての協議を行った。
逐次構築型触媒を用いる不斉合成反応の開拓

独自に開拓した光学活性ルテニウムおよびイリジウム錯体触媒を用い、1)アルデヒド類およびケトン類の不斉シアノシリル化反応、2)ケトン類の不斉水素化反応、3)アリルアルコール類の不斉1,3一ヒドリド転位反応について検討した。1)では、基質/触媒比1万、不斉収率最高99%を達成した。2)では、他法では合成困難な種々の光学活性アルコールの合成に成功し、医薬原料合成プロセスで実用化を達成した。3)では、世界最高の基質/触媒比1000、不斉収率98%を達成した。本研究は、触媒的不斉合成反応における「反応性」を飛躍的に向上させ、従来不可能とされてきた「高立体選択性」を実現することを目的とし、革新的かつ力量ある光学活性触媒の創製に挑む。以下に本年度の研究成果を示す。1.アルデヒド類およびケトン類の不斉シアノシリル化反応:(1)ベンズアルデヒドを標準基質とし、触媒の構造および反応条件の最適化を行った。光学活性ジホスフィンBINAPとフェニルグリシンを配位子とする新規Ru錯体を合成した。この錯体とLi_2CO_3からなる複合金属触媒が極めて高い反応性とエナンチオ選択性を示すことがわかった。基質/触媒比10,000で反応は完結し、光学活性シアノヒドリンシリルエーテルが97%eeで得られた。これまでで最も高い反応性と最高水準の立体選択性を達成した。(2)複合金属触媒を用い、種々の芳香属アルデヒド類の不斉シアノシリル化反応を検討した。多様な立体的・電子的環境にあるアリール基や複素環をもつアルデヒド類を9398%の不斉収率でシアノ化することができた。本触媒の基質一般性の高さを確認した。2.ケトン類の不斉水素化反応:(1)BINAPと光学活性ジアミンDMAPENを配位子とするRu錯体を触媒(二官能性触媒)に用い、カルコンに代表されるアリールビニルケトン類の対応するアリルアルコールへの不斉水素化を達成した。基質/触媒比10,000で反応は完結し、目的生成物を最高98%eeで得た。酵素還元を含め、初めての成功例である。(2)カチオン性の光学活性Cp^*-Ir型触媒およびアレーン-Ru型触媒を適宜用いることで、これまで成功例のないα-クロロケトン類およびα-ヒドロキシケトン類の高エナンチオ選択的水素化を達成した。(3)二官能性Ru触媒を用いることにより、3-キヌクリジノンの不斉水素化の実用化に成功した。平成21年度中に2.2トン製造した。本研究は、触媒的不斉合成における反応性と立体選択性の飛躍的な向上を目指す。1.アルデヒド類およびケトン類の不斉シアノシリル化反応:(a)ビバルアルデヒドを基質とする反応条件の最適化を行った。独自に開拓した、光学活性ジボスフィンBINAPとフェニルグリシンを配位子とする配位飽和型Ru錯体とLi_2CO_3を組み合わせた「複合金属触媒」を用い、光学活性シアノヒドリンシリルエーテルを95%ee(基質/触媒比10,000)で得た。(b)種々脂肪族および不飽和アルデヒドを同様の条件下で反応させ、高立体選択的に生成物を得た。(c)ベンゾイルギ酸メチルを標準基質とする不斉シアノシリル化の検討を行った。配位飽和型Ru錯体とリチウムフェノキシドからなる「複合金属触媒」を用い、シアノ化生成物を99%ee(基質/触媒比10,000)で得た。(d)種々の芳香族、不飽和α-ケトエステル類に対し、高い反応性と立体選択性が得られることを明らかにした。世界初のα-ケトエステル類の高エナンチオ選択的シアノシリル化に成功した。2.ケトン類の不斉水素化反応:(a)BINAPと光学活性1,4-ジアミンIPHANを配位子とするRu錯体触媒(二官能性触媒)を用い、ビシクロ[2.2.2]骨格をもつケトン類の不斉水素化に成功した。基質/触媒比50,000で反応は完結し、対応するアルコールを97%eeで得た。従来、もっとも高い反応性とエナンチオ選択性を達成した。(b)BINAP/DMAPEN-Ru錯体触媒を用い、ラセミ体α-ヘテロ置換ケトン類の不斉水素化に成功した。(c)光学活性Cp*-Ir型触媒を用い、4-クロマノンの水素化条件を最適化した。(d)種々の環状複素環ケトン類の反応へ展開し、最高で>99%eeを達成した。1.アルデヒド類およびケトン類の不斉シアノシリル化反応:

(a)フェニルグリオキサールジエチルアセタールを基質とする反応条件の最適化を行った。光学活性ジホスフィンBINAPとtert-ロイシンを配位子とするRu錯体とC6H5OLiを組み合わせた「複合金属触媒」を用い、シアノヒドリンシリルエーテルを97%ee(基質/触媒比10,000)で得た。(b)種々のグリオキサールジアルキルアセタールを同様の条件下で反応させ、高立体選択的に生成物を得た(最高99%ee)。(c)光学活性シアノヒドリン類を用い、α-ヒドロキシ-β-ラクタム等の有用物質合成へ展開した。(d)複合金属触媒の構造を同定し、反応経路を特定した。2.ケトン類の不斉水素化反応:(a)BINAPと光学活性ジアミンを配位子とするRu錯体(二官能性触媒)を合成し、X線結晶構造解析、NMR分析等を駆使し、その構造を同定した。ジアミンの種類により、反応点近傍の不斉環境が変化することがわかった。(b)Cp*-Ir型触媒、(η6-C6H5)-Ru型触媒、および二官能性触媒を使い分け、環状構造等をもつ脂肪族ケトン類やアルキニルケトン類を>95%の不斉収率で水素化することに成功した。(c)本研究で得た種々の光学活性アルコールを用い、抗鬱剤等の中間体合成を行った。3.アリルアルコール類の不斉1,3-ヒドリド転位反応:(a)種々の二官能性触媒を用い、γ,γ-二置換アリルアルコールのヒドリド転位反応における触媒構造と反応条件の最適化を行った。BINAPと1-フェニルエチレンジアミン類を組み合わせたRu錯体を用い、アルデヒドを>98%の不斉収率で得た。従来の報告例で最も高いエナンチオ選択性を達成した。(b)最適化された触媒と反応条件を用い、基質の適用範囲を検討した。γ位の二つの置換基がアリール基とアルキル基の場合に高い選択性が得られた。
脳内双方向通信マイクロフォトニックデバイスの研究

研究項目として(1)埋植デバイス高性能化,(2)ネットワーク回路との双方向通信,(3)生体外通信方式の確立の3つを実施した.埋植デバイス高性能化では極めて薄く低ダメージ化を狙ったチップを完成させた.また撮像と光刺激回路をデバイス上に実装し,細胞とデバイスとの双方向光電気通信を実現した.これらの機能を用いて複数の部位の神経活動の計測とパターン刺激を行うとともに,神経ネットワークとの双方向通信を行うことを試みた.生体外通信方式では,生体外への無線データ伝送について実施した.画像データを効率よく伝送する方式についての検討を行った.(1)埋植デバイス高性能化:本年度はデバイスの低侵襲化に関する研究を開始した.脳深部への埋植用にデバイス全体の再設計を実施した.具体的にはVTAなどの深部埋植用として先端部にLEDを搭載しないデバイスの設計を行い,脳最深部での撮像に成功した.画素構造には4T-APS(active Pixel Sensor)方式を導入することで高感度化を図ったセンサ設計を行った.また光学シミュレータを活用して蛍光励起用LEDの最適な配置場所を検討した.(2)ネットワーク回路との双方向通信:本年度は,これまで開発を行ってきたマウス脳内埋植フォトニックデバイスを用いて,海馬より脳深部に位置する扁桃体や側座核への埋植を行い, GABAやドーパミン等神経伝達物質の活性の時空間的ダイナミクスを計測した.ネットワーク回路を形成している海馬と扁桃体への同時埋植を実施した.(3)生体外通信方式:本年度は,研究協力者のプライムテック荻原氏,中川氏のアドバイスを受け生体外通信方式に関する基本検討を実施した.1.埋植デバイス高性能化:デバイスの低侵襲化を引き続き行い,侵襲性を免疫染色等で評価した.また既に奈良先端大で導入している光応答膜タンパクであるChR2を導入した遺伝子改変マウスを用いて埋植デバイスによる神経細胞への光刺激を行う実験を行った.連携研究者徳田が以前設計したチップを元に新たに光電気刺激可能な小型チップを設計した.光電気刺激機能はイメージングチップ上への集積化と別チップとするものとを試作する.これらの試作には本年度申請のマイクロチップ電気光学特性評価設備を用いる.2.ネットワーク回路との双方向通信:前年度に引き続き海馬と扁桃体など複数部位への埋植を行い),複数部位間の神経活動における関係性を評価した.GABA以外にドーパミンについても遺伝子改変マウスを用いて側座核等への埋植によりその活性を計測した.3.生体外通信方式:昨年度検討した方式を元に,光による生体外通信方式についての検討を進め,チップの試作を行い画像通信に成功した.当初予定の3つの項目,1.埋植デバイス高性能化,2.ネットワーク回路との双方向通信,3.生体外通信方式の各々について,当初の計画に沿った内容の成果を得ることができたため.なお生体外通信方式は,RFではなく光で行うことを現在進めており,これは当初計画になかったことであるが,現状同様な効果を発揮する方式として検討を進めている.(1)埋植デバイス高性能化:ChR2を導入した遺伝子改変マウスを用いた光刺激と光受信(蛍光検出)の双方向通信を実現した.更に,長期埋植に関するデータを解析し,埋植によるダメージの低減を図り3か月の長期埋植を実現した.光刺激チップについても昨年度施策したチップの基本的な動作実験等を実施するとともに,光刺激と蛍光計測と更に電気計測を実現できるチップの検討を行った.(2)ネットワーク回路との双方向通信:前年度に引き続き複数部位における神経活動の解析を行い,ネットワーク回路としての特性を評価した.GAD67遺伝子改変マウスとTH遺伝子改変マウスを用いることによりアルコール導入による扁桃体,側坐核,VTAでのGABAやドーパミンの発現をマイクロフォトニックデバイスにより計測し,更に扁桃体と側坐核の2か所での同時計測に成功した.アルコール摂取をさせた直後と長期化摂取してアルコール依存症となった場合とでのこれらの部位での応答の違いの計測にも成功した.この結果は本センサが報酬系におけるネットワーク形態の計測に用いることができることを示している.(3)生体外通信方式:前年度から引き続き光による生体外通信方式について検討を進め,パルス幅変調方式を用いることで,高性能化と小型化を実現するとともに,テトラゲルファイバを用いた光通信についても検討を行い,実際にマウスを用いた画像伝送実験に成功した.またRF無線通信を実現するチップの設計も行った.当初予定の3つの項目,1.埋植デバイス高性能化,2.ネットワーク回路との双方向通信,3.生体外通信方式の各項目について,当初の計画に沿った内容の成果を得る事が出来たため.なお生体外通信方式は,当初の計画になかったRFではなく光で行うことを進めているが,同様な公開を発揮する方式であり問題ないと判断している.またRF方式も同時に研究を進めており,これらから判断して順調に進展していると判断する.(1)埋植デバイス高性能化:前年度実施した光電子双方向通信について特性改良を行い,デバイスとしての完成度をあげた.4T-APS構成を導入し,高感度化に成功した.また低消費電力化に考慮した回路設計等を実施し,低消費電力化を達成した.刺激機能に関しては電気刺激の必要性を検討して,その結果光刺激のみで十分との結論に至り,光検出・光刺激の実現を行った.光検出のための励起光波長と蛍光波長,そして光刺激の波長を全て異なるものとすることによりお互いの干渉を避け,高精度な計測と刺激を実現した.具体的には,光刺激を青色,蛍光励起を緑色,蛍光を赤色としている.

(2)ネットワーク回路との双方向通信:脳深部の複数部位における生体活動の記録を行うことに成功した.中脳辺縁系に着目し,側坐核,偏桃体,腹側被蓋野(VTA)などの脳深部器官への刺入と蛍光計測を行った.ドーパミン形成に関与するTH-GFPと抑制性神経伝達物質GABA形成に関与するGAD67ーGFPとを発現している遺伝子改変マウスを用いた.これらのマウスにアルコールを毎日摂取させ慢性アルコール中毒症状を作り出し,上記中脳辺縁系にニードル型デバイスを刺入し,蛍光計測を実施した.また3カ月間の長期飼育を行った.具体的には側坐核と扁桃体の2か所の同時計測に成功している.計測は数時間行い,また3か月後にも計測可能であった.これは本デバイスが長期間の計測が可能であることを示している.またこの計測はGAD67-GFPとを発現させた遺伝子改変マウスであるが,GCaMP発現マウスでもVTA,扁桃体等での蛍光計測に成功しており,今後はGCaMPを用いた計測に変更をしていく.(3)生体外通信方式:前年度開発したマウス搭載可能な小型・軽量な無線システムの検討を引き続き行った.無線電力供給チップの設計を行った.更に検討の結果,ボタン電池をマウスに搭載したシステム実現を目指した.研究項目として(1)埋植デバイス高性能化,(2)ネットワーク回路との双方向通信,(3)生体外通信方式の確立の3つを実施した.埋植デバイス高性能化では極めて薄く低ダメージ化を狙ったチップを完成させた.また撮像と光刺激回路をデバイス上に実装し,細胞とデバイスとの双方向光電気通信を実現した.これらの機能を用いて複数の部位の神経活動の計測とパターン刺激を行うとともに,神経ネットワークとの双方向通信を行うことを試みた.生体外通信方式では,生体外への無線データ伝送について実施した.画像データを効率よく伝送する方式についての検討を行った.本年度は以下を実施した.(1)埋植デバイス高性能化:本年度はデバイスの低侵襲化に関する研究を開始し,脳深部への埋植用にデバイス全体の再設計を実施した.具体的にはVTAなどの深部埋植用として先端部にLEDを搭載しないデバイスの設計を行い,脳最深部での撮像に成功し,目的を達成した.画素構造には4T-APS(active Pixel Sensor)方式を導入することで高感度化を図ったセンサ設計を行い,目的を達成した.また光学シミュレータを活用して蛍光励起用LEDの最適な配置場所を検討し,目的を達成した.(2)ネットワーク回路との双方向通信:本年度は,これまで開発を行ってきたマウス脳内埋植フォトニックデバイスを用いて,海馬より脳深部に位置する扁桃体や側座核への埋植を行い, GABAやドーパミン等神経伝達物質の活性の時空間的ダイナミクスの計測に成功し,目的を達成した.またネットワーク回路を形成している海馬と扁桃体への同時埋植を実施し,目的を達成した.
東南アジアにおける水産養殖業が自然環境に与える影響

予備調査の結果,東南アジアの主たる養殖産業であるタイ国のエビ養殖は,その中心地が,シャム湾沿岸からアンダマン海側に移動しつつあった.そこで,アンダマン海沿岸のトラン県シカオのシカオ水路を主たる調査地点に定め,継続的に調査を行った.調査の結果,シカオ水路は,外洋に面し,潮汐の変化に比べて流程が短く,水路全体としては水の交換が良いこと,水路内には部分的に水の停滞しやすい場所があり,これらが,魚類の生育場所として重要な機能を果たしていることがわかった.また,養殖池は面積としては規模が小さく,水路に接するヤシやゴムなどのプランテーションや畑地が養殖池に転用されていた.これらのことから,シカオ水路周辺のエビ養殖が,周辺環境へ与える影響は小さいものと推測された.これは,極めて集約的でありながら水の交換を抑えた,高度な養殖技術によっって,狭い土地での養殖が可能になったためであった.結論的には,池の建設によるマングローブ林の破壊,排水による水質の悪化等の問題を考えると,アンダマン海沿岸におけるエビ養殖は,大型の池で多量の飼育水を排水する従来型の養殖に比べて,より環境調和的であるといえる.しかしながら,東南アジア全体で広くこのような形の養殖を行うためには,集約的かつ用水の交換を最小限に抑えた養殖技術が不可欠であり,そのような技術を持たない国では,技術的な指導・援助がなければ,このようなエビ養殖の実施は不可能であると考えられた.また,自然水路の持つ海水交換能力を超えた養殖生産を行うために,交換能力を向上させることを目的とした水路の改変等が行われれば,生物層の豊かな停滞域が失われ,水路の生態系は大きく変わると予想される.その意味では,現在の自然水路の機能をそのままの形で利用するべきであり,水路ごとに,適正なエビ養殖場の規模を算定し,その範囲内で養殖を行うことが重要であると結論された.予備調査の結果,東南アジアの主たる養殖産業であるタイ国のエビ養殖は,その中心地が,シャム湾沿岸からアンダマン海側に移動しつつあった.そこで,アンダマン海沿岸のトラン県シカオのシカオ水路を主たる調査地点に定め,継続的に調査を行った.調査の結果,シカオ水路は,外洋に面し,潮汐の変化に比べて流程が短く,水路全体としては水の交換が良いこと,水路内には部分的に水の停滞しやすい場所があり,これらが,魚類の生育場所として重要な機能を果たしていることがわかった.また,養殖池は面積としては規模が小さく,水路に接するヤシやゴムなどのプランテーションや畑地が養殖池に転用されていた.これらのことから,シカオ水路周辺のエビ養殖が,周辺環境へ与える影響は小さいものと推測された.これは,極めて集約的でありながら水の交換を抑えた,高度な養殖技術によっって,狭い土地での養殖が可能になったためであった.結論的には,池の建設によるマングローブ林の破壊,排水による水質の悪化等の問題を考えると,アンダマン海沿岸におけるエビ養殖は,大型の池で多量の飼育水を排水する従来型の養殖に比べて,より環境調和的であるといえる.しかしながら,東南アジア全体で広くこのような形の養殖を行うためには,集約的かつ用水の交換を最小限に抑えた養殖技術が不可欠であり,そのような技術を持たない国では,技術的な指導・援助がなければ,このようなエビ養殖の実施は不可能であると考えられた.また,自然水路の持つ海水交換能力を超えた養殖生産を行うために,交換能力を向上させることを目的とした水路の改変等が行われれば,生物層の豊かな停滞域が失われ,水路の生態系は大きく変わると予想される.その意味では,現在の自然水路の機能をそのままの形で利用するべきであり,水路ごとに,適正なエビ養殖場の規模を算定し,その範囲内で養殖を行うことが重要であると結論された.現地聞き込み調査によって、タイでは、養殖技術の集約化や、法的な規制によって、エビ養殖場の建設によるマングローブ林の破壊については、一定の歯止めがかけられているものと推測された。しかしながら、エビ養殖の内陸部への移動による塩害、集約化された養殖池からの排水はよる富栄養化等、新たな問題が発生していた。フィリピンでは、すでにほとんどのマングローブ林が開発し尽くされていること、経営規模が小さいことなどから、エビ養殖池建設によるマングローブ林の破壊は、環境問題としてはあまり重要でないものと思われたが、粗放的な生産形態から、タイで行われているような集約的な生産形態へ移行する過程で、排水による環境汚染の問題が発生するものと予想された。また、現在でも、集約的なミルクフィッシュ養殖やティラピア養殖が行われている地域では、養殖を含む各種の産業の排水がもたらす富栄養化は、有毒赤潮の発生等の深刻な問題を引き起こしていた。さらに、集約化に向かう過程で廃止された養殖池が、どのように回復していき、その過程で沿岸生態系にどのように機能するのかという視点からの研究も重要であると思われた。以上のことから、現在、あまり、養殖業が行われていない地域で、マングローブ林やそれを取り巻くクリーク、さらにはその沖に発達する藻場やサンゴ礁などの地形的要素が、地域環境の安定性にどのように機能し、どのくらいの環境変動に耐えられるのか、またそれらの環境を水生生物がどのように利用しているのかを明らかにしておくことが、研究の第一歩として重要と考え、アンダマン海沿岸・タイ南部のトラン県で数次にわたる実地調査を行い、現在、その資料の解析を行っている。

次年度以降もこれらの調査を行うとともに、エビ養殖の発展と衰退に伴って、地域社会・環境がどのように変化していったのか、適当な地域を選び、事例解析を行うことを計画中である。平成11年6月30日に,タイ国National Research Council of Thailandより,タイ国内における正式な調査許可を得た.平成11年8月および平成12年3月にそれぞれ約2週間にわたる,現地調査を行い,この結果に従来の予備的調査ので得られたデータおよび標本を加えて,日本において解析を進めた.また,これと平行して,従来から行っていた聞き込み調査,文献調査も継続して行った.聞き込み調査および過去の統計資料より,タイのエビ養殖の現状を以下のように把握した.すなわち,タイ国の中央地域においては,エビ養殖は,衰退傾向にあり,地域全体として回復の可能性はない.東部地区および西部地区においては,国あるいは大規模な養殖企業および組合化した零細業者によって,集約的養殖に耐え得る合理的な給排水システムの建設が計画されるなどの努力が行われているが,これらの努力によっても,現在の生産量が持続的に維持されるのみであり,生産量の急激な増加は期待できない.今後,エビ養殖業の急速な発展が予測されるのは,アンダマン海に面した地域であり,この地域の環境・生態系の保全とエビ養殖産業の持続的な発展の両立が大きな課題となると予想された.そのような認識から,現地調査では,アンダマン海に面したトラン県シカオのシカオ水路に調査地点を定めた.調査に先立ち,調査地域の地形を,ランドサットTMデータにより調査した.その結果,衛星画像により水路周辺のマングローブ林の広がりを把握することが可能であり,これに基づいて調査用の地図を作製することが出来た.この地図によって,水路の形状を把握し水路内の水の流動について調査した.その結果,水路の蛇行や短絡の結果,水路内の連続した地点でも流速の変化が見られ,それにともなって,底質の粒度組成が異なっていた.この粒度組成の違いは,地点間の魚類相の違いと良く対応しており,水路内の魚類の分布や多様性に,水路の蛇行が深く関係していることが示唆された.前年度に引き続きタイ国のトラン県シカオ水路で調査を行った.その結果,水路の流程が短く,外洋に面し,比較的潮汐による干満差が大きいことが水路内の水の交換を良好にし,そのために,この水路では,エビ養殖による富栄養化がおこりにくく,単位面積当たりの生産性が高いことがわかった.このことから,現在の規模で養殖が継続され,適切な指導が行われている間は,この地域におけるエビ養殖業が,周辺の環境や生態に重篤な影響を与えることは予想されなかった.しかしながら,そのためには,適切な養殖規模の推定を行うことが必要と思われた.そこで,水路内の塩分濃度の変化から,水路の水の滞留時間を求めた.今後,この地方におけるエビ養殖の実態を把握し,排出される排水の量および非水中の栄養塩などの濃度が明らかになれば,これらの値をもとに,水路を利用したエビ養殖の適正規模を求めることが可能となった.このことと平行して,主たる生産地のアンダマン海沿岸への移動を,政策として積極的に誘導すべきか否かについては.移動によって放棄された養殖池の回復,および利用の可能性と併せて判断する必要が有ると考え,フィリピンにおいて,放棄されたエビ養殖池の現状調査を行った.この調査は継続中である.
小児期のリポ蛋白異常と将来の動脈硬化性心疾患発症に関する研究

リポ蛋白異常が動脈硬化性心疾患(ACAD)の大きな危険因子であることは多くの疫学及び基礎研究から明らかである。我が国においても、欧米と同様に多くの小児に成人と同じリポ蛋白異常症が存在しており、将来のACADの発症の増加が危惧されている。昨年度と同様に本年度も私達は(1)高脂血症及び肥満患者を対象としたACAT (Acyl-CoA : cholesterol Acyltransferase)遺伝子解析及び(2)肥満児・非肥満児に於けるLDL粒子サイズの検討を行った。(1)については現在高脂血症患者の解析結果が欧文誌に受理された。(2)についても小児におけるLDL粒子サイズの制御因子の解析が欧文誌に受理されている。私達はACATの二つのisofom (ACAT-1 & ACAT-2)について検討し、多くの遺伝子変異を発見してきた。今年度の研究ではその変異のうち、ACAT-1の変異(-77G/A)が高脂血症、特にIIa型高脂血症患者で血中HDLレベルに影響を与えることを明らかにした。具体的にはこの変異を持つ患者では持たない患者に比べHDLが有意に高値を示した。正脂血者や小児ではこのような関係は認めなかった。(2)については肥満児及び非肥満児586名についてLDL粒子サイズを測定し、成人と同様男児のLDLサイズが女児に比べ小さいこと。更に、各種パラメータとの関連では男児では、HDL-C、インシュリンが有効なLDLサイズの予測因子であること、女児では体格指数(BMI)、HDL-C、アポA-Iが予測因子であることを明らかにした(現在投稿中)。この関係は成人の報告とほぼ同じであったが、各因子の予測率は小児で明らかに低かった。遺伝因子は小児も成人も同様であることから、体格や嗜好品の違い、いわゆる環境因子がLDLサイズにも大きく影響することが強く示唆された。また、研究分担者の岡田は小児における家族性複合型高脂血症の実態調査を行った。我が国においても、欧米と同様に多くの小児に成人と同じリポ蛋白異常症が存在しており、将来のACADの発症の増加が危倶されている。本年度の研究で私達は(1)肥満児に於けるβ-3アドレナリン受容体(β-3AR)遺伝子変異の影響、(2)リポ蛋白異常症であるコレステロール転送蛋白(CETP)遺伝子異常の小児に対する影響、更に(3)Acyl-CoA : cholesterol Acyltrantsferase(ACAT)遺伝子の構造解析並びに高脂血症患者でのACAT遺伝子異常の解析を行った。(1)、(2)については以下の結果をまとめ、論文として発表或いは投稿中である。以下にその結果を要約する。肥満児では男女ともにβ-3AR変異(Trp64Arg)を持つ者は持たない児に比べ肥満度は高度であり、HDL-C及びapoA-Iが低い傾向にあったが、統計学的な有意差は男児にのみ認められた。この結果は変異を持っ児が肥満になった場合、よりACADに対してリスクが高くなる事を意味している。CETP欠損症患児では成人と異なり高HDL血症は示さず、HDLレベルは正常児と同レベルであった。