hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
役員人事と戦略　戦後日本の低迷、暴走、独走企業の分析

本研究は,戦略およびその成果と関連づけて経営者の特性について分析し,経営者論をアカデミックに擁立することを目指したものである。多角化や国際化にともなって巨額の損失を出した創業経営者と操業経営者,製造業の経営者を分析対象とした。一連の研究から,本流を歩んだ本命経営者でさえも失敗することがあり,飴(金銭的報酬)も鞭(役員による監視)も経営者の暴走を止められない可能性が浮かび上がった。また,因果関係の解明は中途であるが,高利益成長企業のほうが社長の在任期間が長い傾向があることも明らかになった。主な成果は経営者データベースの拡充であり,経営者の在任期間の変遷に関する論文をおよそ執筆した。また,次の論文に関する方針や方法もほぼ固まっている。経営者データは,古い時代になると収集の難易度が上がる。有価証券報告書が入手可能でも,十分な情報が記載されていない場合もあり,社史や新聞記事の他,各種の資料を用いる必要がある。時間を要するが,国内最大規模のデータベースを構築していると推測される。経営者に関する大規模実証研究を進めるにあたって様々な活用方法があり,このデータベースに基づいて数編の論文が執筆可能である。共同研究者との議論を重ね,他に3編の論文の方針や方法がほぼ決まっている。いずれも暴走経営者に焦点を絞ったものである。役員人事が最大の関心事ではあるが,暴走を説明するには他の要因にも目を向ける必要がある。有力な候補の一つが経営者のキャリアであり,具体的な測定方法もを考案した。また,一つのタイプの暴走に焦点を絞り,その役員人事に関する論文も執筆する。これに関しては,誰がいつ暴走したのかを特定するところから始めなければならないが,検討の結果,有効だと考えられる方法を見つけるに至った。単に業績が良かったか否かというだけで経営者を分類するのは簡易ではあるが乱暴でもある。単なる低業績ではなく暴走,高業績ではなく名走という括りをする。さらに,暴走と言っても損失を出した場合にもその理由は様々であり,さらに適切な区分を入れるのが,一連の研究の肝である。主たる成果物は研究代表者と研究分担者の共著論文「操業経営者の戦略暴走」である。前年度の実施状況報告書に記したように,暴走経営者に重点を置き,新たな切り口で研究を進めた。初年度には戦略暴走した創業経営者を分析対象とした論文(「創業経営者が戦略暴走するとき」)を執筆したが,当該年度は戦略暴走した操業経営者(いわゆるサラリーマン経営者)を分析対象とした。「創業経営者が戦略暴走するとき」においては「飴(株式所有)も鞭(役員による他律)も暴走の抑制力としてはさほど効果的ではない」ことが示唆されたため,「操業経営者の戦略暴走」では改めて自律の面に焦点を当てた。経営者自身の特性に着目し,いわゆる本命経営者と目されていた人たちでも戦略暴走するという事実が確かめられた。「本命中の本命に任せれば安心」とは言いがたく,現実の経営者育成や選抜のあり方に疑問を投げかけうる結果を得られた。前年度に引き続き,経営者データベースの拡充にも取り組んだ。就任年月,退任年月といったごく基本的な事実であっても上場前の情報となると入手が難しいが,各種データベースや日本経済新聞の縮刷版からの情報収集によって,ある程度は補完できた。在任期間の変遷に関する論文を改訂し,執筆がほぼ完了した状態である。日本の製造業600社以上を対象にしており,半世紀にわたる社長の在任期間の推移を詳細に分析した。企業の業績別の分析も含んでおり,在任期間の長さと戦略面での弊害についての議論へと発展する可能性のある研究である。かねてより構築中の経営者データベースの拡充を行った。とりわけ、情報収集や判断が困難で保留していた一部の経営者の在任期間について調査を進め、それがほぼ完了した。そのデータを用いた分析、論文執筆に着手した。これは、「暴走」、「迷走」、「独走」した経営者の役員体制に関する研究の背景となる。暴走経営者に関しては、暴走事例の分析結果を研究分担者と共有し、リサーチデザインの詳細を議論しつつ、その役員人事のデータを収集した。その結果、経営者を「暴走」、「迷走」、「独走」に分類するに留まらず、より綿密な分類が望ましいという判断に至った。分類の軸の一つは、暴走の種類であり、「多角化」や「国際化」などが挙げられる。もう一つの軸は、経営者の特性で、たとえば「創業経営者」か否かなどによって分類できる。平成23年度には、暴走した経営者のうち、「多角化」などの分野で暴走した創業経営者を対象として予備的分析を行い、論文を執筆した。それと並行して、他の分類の暴走経営者についての研究も進めている。具体的には、有価証券報告書を中心にデータを集め、変数の構築に着手した。

なお、上記の論文は、そのデータ収集や打ち合わせにあたって科学研究費を用いていないため、今回の報告書には記載していない。平成23年度の研究実施計画には、「電気・精密機器産業の役員人事のデータの収集」と書いたが、上述のように、暴走や経営者の性質による分類を重視するため、特別に業種を限定したデータ収集は行っていない。ただし、同産業のデータも平成23年度に収集したデータに自ずと含まれる。研究実施計画に書いたように、暴走したとされる経営者に関するインタビューは慎重に行うべきであり、上述の多様な切り口からの分析がいっそう進展するまで、インタビューは保留すべきであると判断した。最終年度の主たる成果物は投稿中の論文「社長在任期間のダイナミズム:戦後日本製造業670社3638人の実証研究」である。「研究計画」の最優先事項として「全役員の役職と在任期間」を挙げていたが、上場前の情報を中心に欠落があった。これを前年度に引き続き拡充した。日本経済新聞の縮刷版や社史を用い、わずかな例外を除いて社長の在任期間を特定できた。その成果が冒頭の論文である。「電気・精密産業」、「暴走社長」、「独走社長」の3群の調査を計画し、いずれも有価証券報告書の「役員の状況」欄の情報が不可欠であるが、「電気・精密産業」と「暴走社長」の情報収集はわずかな例外を除き完了し、「独走社長」についてもほぼ完了した。「暴走社長」は一括りにできないと判断し、「創業経営者の戦略暴走」、「操業経営者の多角化などに関する戦略暴走」、「操業経営者の財テクに関する戦略暴走」といった区分を導入した。最初の2区分については前年度までに2編の論文が学術雑誌に掲載されており、最終年度は第3区分に関する研究に着手した。最初の2区分の暴走については、研究分担者の先行研究によって、その経緯や主導した経営者が特定されていたが、第3区分の暴走は経緯や経営者を特定する必要があった。現時点でほぼ完了しており、執筆中の論文の投稿を来月に予定している。「独走社長」と表現していた分析対象は,具体的には「転地を遂げた経営者」とすることにした。その論文を今年度中に投稿し、電気・精密産業に関する論文に着手する予定である。経営者論,経営戦略論科学研究費助成事業の応募後に所属機関と居住地が変わることになった。それに伴い,謝金を支払ってデータ収集をする予定であったのが,旅費を使って前所属機関やその近隣の施設に自らデータを収集しに行くことになった。研究員から教員に身分が変わり研究への時間配分が減らざるを得なかったことも加わり,応募時の想定よりもペースが遅くなっている。暴走経営者の研究に,当初の期待以上に高い重要性や多くの切り口があるということが,研究を進めるうちに分かってきた。そのために当初予定より充実した成果を出せると期待している。その余波で,名走経営者の研究には遅れが生じている面もあるがが,暴走経営者の研究には時間をかける意義があると考えられる。初年度に遅れが生じ,2年目以降は順調に進行にしているものの,初年度の遅れは取り戻せていない状況である。初年度に遅れが生じた理由は次のとおりである。科学研究費助成事業の応募後に所属機関と居住地が変わることになった。それに伴い,謝金を支払ってデータ収集をする予定であったのが,旅費を使って前所属機関やその近隣の施設に自らデータを収集しに行かざるを得なくなった。
国際社会の変容と欧州統合の政治力学

平成8年度は、研究責任者・分担社8名および研究協力者2名の合計10名を欧州各地に派遣し、過去2年間に築いた情報収集ネットワークを十分に活用し、各研究課題の分析に必要な情報・資料収集、面接調査を実施した。本年度は、本国際学術研究の最終年度であることに鑑み、研究の取りまとめ作業を平行して進め、国内外において研究成果を発表した。各研究者の研究実績は以下の通りである。1.嘉治佐保子は、「欧州通貨同盟の進捗状況」について現地で得た最新情報から、欧州通貨同盟が簡単に断念されるようなプロジェクトではないことを確認しさらに欧州通貨同盟にEU加盟国が経済的に参加できるか否かを判断する時期が迫るにつれてEU内部での緊張が高まる可能性を指摘に至った。2.田中俊郎は、「国際社会の変容と欧州統合」について、一方においてEU統合の進展が欧州大陸内部に新たな国家間関係を構築しようとしている状況を分析すると同時に、EUがアジア地域とも新しい関係構築に積極的に動いている現状を指摘し、国際社会全体の構造変容の実態を明らかにした。3.三浦信孝は、「フランスのEU政策」の中で、文化政策に焦点を当て、特にガットのウルグアイ・ラウンドにおける映画・オ-ディオヴィジュアルの文化特例問題を取り上げ、フランスがEU統合過程における文化保護の問題をきわめて重要視している側面を浮き彫りにした。4.植田隆子は、「欧州統合と欧州安全保障」に関して、EU、NATOの拡大問題、欧州安全保障の一翼を担う欧州安全保障機構(OSCE)を中心に面接調査を実施し、協調的安全保障という新たな枠組み作りが困難な問題を抱えつつも着実に進展している状況を明らかにした。5.渡邊啓貴は、「フランスのEU政策」について、新たに発足したシラク政権の政策を中心に調査を進め、今後もフランスがEU統合を進展させるという基本線を確認しつつ、シラク政権の国益重視の政策を指摘した。6.小久保康之は、「EUの中・東欧政策」に関する現地調査を通じて、中・東欧諸国のEU加盟を現実的な課題として捉える必要性を確認し、EUが東への拡大を視野に入れた具体的な戦略を検討していることを明らかにした。庄司克宏は、「欧州審議会の動向」に関する調査を通じ、欧州審議会がロシアを含む中・東欧・旧ソ連諸国に対して、欧州審議会加盟前の援助(人権および民主主義に関する技術援助)および加盟後(加盟条件の遵守)を実施することにより、欧州の安全保障に貢献していることを確認した。8.吉武信彦は、「北欧諸国のEU政策」について、1995年に北欧の2国、フィンランドとスウェーデンがEUに加盟する過程を現地において視察し、EU統合への参加をめぐり賛否が揺れ動くそれら2国の国内情勢を分析した。10.明日ゆかりは、「WTOとEU」というテーマの下に、1995年に新たに発足した国際貿易機構(WTO)をめぐる主導権争いのなかで、EUが巧みにEU自身の利益保護のために動いていることを明らかにした。11.浅見政江は、「ドイツのEU政策」について、統一後の様々な問題を抱えるドイツがEUの一員であることを強調しつつ、ドイツおよびドイツ経済圏の利益を念頭においた政策を展開する可能性の有無を検証した。また、本年度はブリュッセル自由大学のヴァンデルサンデン教授を招聘し、「EU統合における欧州委員会の役割」および「1996年政府間会議(IGC)の行方」について集中討論を行った。その中で、EUにおいて欧州委員会が今後も重要な役割を果たすと思われるが、加盟国政府との対立が激しくなることが予想されること、1996年の政府間会議はEU統合の将来像を規定する重要な会議となること、などについて認識を共有することができた。研究グループ全体としては、EU統合が試行錯誤を繰り返しながらも「深化と拡大」を続けていること、また、EU統合の進展とともに、国際社会における従来の国家間関係に代わる新たな枠組みが構築されつつあることを明らかにすることができた。

4.植田隆子は、「欧州統合と欧州安全保障」に関して、EU、NATOの拡大問題、欧州安全保障の一翼を担う欧州安全保障機構(OSCE)を中心に面接調査を実施し、協調的安全保障という新たな枠組み作りが困難な問題を抱えつつも着実に進展している状況を明らかにした。5.渡邊啓貴は、「フランスのEU政策」について、新たに発足したシラク政権の政策を中心に調査を進め、今後もフランスがEU統合を進展させるという基本線を確認しつつ、シラク政権の国益重視の政策を指摘した。6.小久保康之は、「EUの中・東欧政策」に関する現地調査を通じて、中・東欧諸国のEU加盟を現実的な課題として捉える必要性を確認し、EUが東への拡大を視野に入れた具体的な戦略を検討していることを明らかにした。庄司克宏は、「欧州審議会の動向」に関する調査を通じ、欧州審議会がロシアを含む中・東欧・旧ソ連諸国に対して、欧州審議会加盟前の援助(人権および民主主義に関する技術援助)および加盟後(加盟条件の遵守)を実施することにより、欧州の安全保障に貢献していることを確認した。8.吉武信彦は、「北欧諸国のEU政策」について、1995年に北欧の2国、フィンランドとスウェーデンがEUに加盟する過程を現地において視察し、EU統合への参加をめぐり賛否が揺れ動くそれら2国の国内情勢を分析した。10.明日ゆかりは、「WTOとEU」というテーマの下に、1995年に新たに発足した国際貿易機構(WTO)をめぐる主導権争いのなかで、EUが巧みにEU自身の利益保護のために動いていることを明らかにした。11.浅見政江は、「ドイツのEU政策」について、統一後の様々な問題を抱えるドイツがEUの一員であることを強調しつつ、ドイツおよびドイツ経済圏の利益を念頭においた政策を展開する可能性の有無を検証した。また、本年度はブリュッセル自由大学のヴァンデルサンデン教授を招聘し、「EU統合における欧州委員会の役割」および「1996年政府間会議(IGC)の行方」について集中討論を行った。その中で、EUにおいて欧州委員会が今後も重要な役割を果たすと思われるが、加盟国政府との対立が激しくなることが予想されること、1996年の政府間会議はEU統合の将来像を規定する重要な会議となること、などについて認識を共有することができた。研究グループ全体としては、EU統合が試行錯誤を繰り返しながらも「深化と拡大」を続けていること、また、EU統合の進展とともに、国際社会における従来の国家間関係に代わる新たな枠組みが構築されつつあることを明らかにすることができた。平成5年度は、研究責任者・分担者7名および研究協力者1名の合計8名を欧米各地に派遣し、各研究課題の遂行に必要な資料・情報収集を目的とした面接調査・資料収集活動を現地で実施した。研究課題によっては、研究初年度であるため、今後の研究活動に必要な情報ネットワーク作りに重点を置き、次年度以降の研究の基盤とした。現地調査で得た情報・資料に基づく中間報告を国内で定期的に実施し、情報の共有と分析視点の確認作業を行った。本年度の具体的な研究成果としては、マ-ストリヒト条約を基礎とした欧州連合(European Union、EU)の「深化と拡大」を理解するためには、単にEUが市場統合や経済通貨同盟(EMU)の実現により、日米に対抗できるヨーロッパ経済の再活性化を目指しているという経済的な視点のみならず、ヨーロッパ大陸全体の新秩序作りの文脈の中で、さらにはポスト東西冷戦時代の国際秩序の中でその動きを位置づけ、国民国家の役割が再検討されているという極めて政治的なダイナミズムからのアプローチが重要であることを研究会において再確認したことが挙げられる。
サイクリックGMPによるテトラヒドロビオプテリン膜輸送およびモノアミン膜輸送調節

分泌小胞膜モノアミン輸送に対しサイクリックGMP(cGMP)は促進的に,サイクリックAMP(cAMP)抑制的にに調節する。またcGMP,cAMPはともにテトラヒドロビオプテリン(BH4:モノアミン生合成,一酸化窒素生合成を調節する補酵素)の原形質膜輸送を調節する。1.BH4膜輸送:BH4の原形質膜輸送には,細胞内から細胞外への外向輸送と,細胞外から細胞内への内向輸送に大別される。内在性BH4の外向輸送には3つの経路があるい1)イオン勾配依存性毒物排泄蛋白質(TEXAN)ファミリーに属する輸送担体を介する経路。cAMP,cGMP依存性プロテインキナーゼを介して輸送担体の原形質膜への移動が調節される。2)浸透圧に感受性をもつ経路。この経路はアクアポリンファミリーの輸送担体と考えられ,イオン輸送担体活性によって調節される。細胞の浸透圧調節や水輸送に重要な働きをするNaK-ATPaseやK+,Cl-イオン輸送担体の機能調節もBH4外向輸送に関わりを持つことが示唆された。3)ABC輸送担体ファミリーに属するATP依存性多剤耐性蛋白質(MDR)を介する経路。既知のMDRのcDNA配列をもとにsiRNAを作製し,関与する輸送担体を検討している。一方,BH4内向性輸送活性は小腸上皮および腎において特異的に高いことを明らかにした。これらの組織に特異的に発現している原形質蛋白質mRNAを検索している。2.分泌小胞膜モノアミン輸送:cGMPによる膜輸送促進は濃度依存的である。cGMPによる分泌小胞モノアミン輸送担体(VMAT)のリン酸化は検出されず,cGMPの作用はVMAT分子の直接のリン酸化によるものではなく,VMAT活性を調節するような蛋白質を介して起きると考えられる。この調節蛋白質はVMATの分泌小胞膜への移動を調節する機能を持つものと考えられる。筆者らは,サイクリックAMP(cAMP)が分泌小胞膜モノアミン輸送およびテトラヒドロビオプテリン(BH4:一酸化室素合成酵素の補酵素)の膜輸送を調節することを発見しその機構を研究してきた.その過程で,サイクリックGMP cGMPがcAMPとは逆に分泌小胞膜モノアミン輸送を促進すること,またBH4膜輸送に対してはcAMPよりも強力に抑制することを見いだした.このcGMPによるモノアミンとBH4膜輸送調節の作用機構について研究を開始した.1.cGMPの分泌小胞膜モノアミン輸送促進.ジギトニンによって原形質膜を可透過性にした褐色細胞腫細胞PC12を用いて,分泌小胞膜アミン輸送を検討した.cGMPによる膜輸送促進は濃度依存的である.プロテインキナーゼ阻害剤は単独で用いると膜輸送を促進させるが,cGMPと併用しても有意な変化は検出されない.また分泌小胞モノアミン輸送担体(VMAT)のリン酸化はcGMPによって検出されず,cGMPの作用はVMAT分子の直接のリン酸化によるものではなく,VMAT活性を調節するような蛋白質を介して起きると考えられる。このような調節蛋白質を検索している.2.cGMPのBH4膜輸送抑制.BH4の原形質膜輸送過程について検討した結果,細胞外から細胞内への内向輸送と,細胞内から細胞外への外向

輸送は全く異なる機構で行われることを明らかにした.cGMPはBH4外向輸送を抑制するが,内向輸送には影響を及ぼさなかった.またビオプテリンには,ジヒドロ型,酸化型などBH4以外に酸化還元状態の異なる型があるが,cGMPによる外向輸送抑制はBH4に特異的に観察される.一方,BH4内向輸送で取り込まれたBH4は,細胞内で生合成されたBH4とは異なる経路で速やかに酸化され,細胞外に排泄される.サイクリックAMP(cAMP)が分泌小胞腹モノアミン輸送およびテトラヒドロビオプテリン(BH4:一酸化窒素合成酵素の補酵素)の膜輸送を調節すること,またサイクリックGMP(cGMP)がcAMPとは逆に分泌小胞膜モノアミン輸送を促進すること,さらにBH4膜輸送に対してはcAMPよりも強力に抑制することを見いだし,このcGMPによるモノアミンとBH4膜輸送調節の作用機構について研究を行ってきた.1.cGMPのBH4膜輸送抑制:細胞外から細胞内へのBH4内向輸送と,細胞内から細胞外へのBH4外向輸送は全く異なる機構で行われる.また,BH4外向輸送でも,細胞が自ら生合成した内在性BH4の外向輸送(漏出)と,外来的に取り込ませたBH4の外向輸送(排泄)では機構が異なることをつきとめた.(1)内在性BH4の漏出はcGMPで抑制,低張条件下で促進され,また水チャンネル(aquaporin, AQP)の阻害剤で抑制された.このことから,細胞の浸透圧,体積が内在性BH4漏出に関係しており,さらに細胞の浸透圧調節や水輸送に重要な働きをするNaK-ATPaseやK+,Cl-イオン輸送担体の機能調節もBH4外向輸送に関わりを持つことが示唆された.(2)BH4内向輸送で外液から取り込まれた外来性BH4は,内在性BH4とは異なる細胞内部位に導かれ速やかに酸化され,細胞外に排泄される.この外向輸送(排泄)は毒物排泄蛋白質ファミリーに属する蛋白質が関与していることを示唆する結果が得られている.2.cGMPの分泌小胞膜モノアミン輸送促進:cGMPによる分泌小胞モノアミン輸送担体(VMAT)のリン酸化は検出されなかった.cAMPやcGMPのVMATに対する作用は間接的で,VMAT活性を調節するような蛋白質を介して起きると考えられる.このような調節蛋白質について引き続き検索している.サイクリックAMP (cAMP)は分泌小胞膜モノアミン輸送を抑制的に,サイクリックGMP (cGMP)は分泌小胞膜モノアミン輸送を促進的に調節すること,さらにはcAMP, cGMPはともにテトラヒドロビオプテリン(BH4;モノアミン生合成,および一酸化窒素生合成を調節する補酵素)の原形質膜輸送を調節することを発見し,これらの膜輸送機構について研究を行ってきた。1.BH4膜輸送:cGMP, cAMPの調節作用の作用点を明らかにするには,BH4膜輸送に関与する輸送担体を捕捉する必要がある。BH4外向輸送はレセルピンによって阻害されるので,分泌小胞膜モノアミン輸送担体ファミリーに属する輸送担体が関与することが判明している。さらにBH4膜輸送に対する阻害剤の検討を行った結果,aquaporin(AQP)の阻害剤によってBH4外向輸送(細胞内から細胞外液への輸送)が阻害され(第11回サイトカイン・ネオプテリン研究会,2004年7月;Pteridines誌(in press)にて発表),BH4がAQPを介して輸送される可能性が新たに示唆された。現在,AQP cDNA変異体の作製を行っている。一方,BH4内向輸送(細胞外液から細胞内への輸送)は腸管
ゲノム分配を司るセントロメア機能

生物の生命維持には、ゲノム情報が安定に保持・増殖されなければならない。ゲノム複製・分配のような基本的な生体反応に狂いが生じると染色体の異数化、がん化など細胞に対する悪影響が生じる。したがって、ゲノム複製や分配の正確な分子機構を解明することは、遺伝学における本質的な課題の一つである。本研究では、ゲノム分配を司るセントロメアに焦点を当て、本年度は以下の2課題についての研究を行い、成果を挙げた1)セントロメアのクロマチンを構成する因子の同定および機能解析21年度までの研究で、セントロメアのクロマチン領域に存在する複数のタンパク質を同定している。本年度は、セントロメアクロマチンの詳細について次世代シーケンサーなどを活用したChIP-seq解析を行い、クロマチン内の分布を明らかにした。また、複数のタンパク質についてDT40細胞を用いてノックアウト細胞を樹立して表現型を解析した。2)キネトコアタンパク質複合体のin vitro再構成および構造解析我々は、これまで約20種類程度のセントロメア構成タンパク質を同定し、それらの機能について遺伝学と細胞生物学的手法を併用して解析してきた。ある程度の機能分担が細胞レベルで理解できた後は、タンパク質のin vitroでの再構成および構造学的解析が必要になると考えた。昨年度は、CENP-T/CENP-W複合体の再構成を試み、成功した。本年度は、このin vitroで再構成したCENP-T/CENP-WがDNAあるいは再構成ヌクレオソームと形式するのか、あるいはどのように結合しているのかについて、スーパーコイリングアッセイなどで明らかにした。また、CENP-T/CENP-W複合体の結晶化に成功して、X線構造学的解析も行なった。本研究では、ゲノム分配を司るセントロメアに焦点を当て、セントロメア機能を解明することで、ゲノム分配の制御機構を理解することを目指している。特に、まだ未同定のセントロメアタンパク質を見いだして、その機能解析を行うことは、ゲノム分配機構を理解するために重要な研究である。2008年度には、新規セントロメア因子を同定することを目的として、既存のセントロメアタンパク質CENP-Tと結合するタンパク質の生化学的同定を試みた。その結果、細胞周期を通じてCENP-Tと結合するCENP-Wタンパク質を同定できた。さらに、CENP-WがCENP-Tと複合体を形成してセントロメアDNAへ直接結合することを見いだした。また、いくつかのセントロメアタンパク質をin vitroで発現させ、試験管内で再構成させることにも成功している。再構成タンパク質を用いた機能解析は、今後の重要な課題である。さらに、セントロメア複合体を形成するCENP-Uの機能解析についてノックアウトマウスを用いて行うことを計画した。ノックアウトマウスは作成できて詳しい表現型の解析を現在進めている。本研究では、ゲノム分配を司るセントロメアに焦点を当て、セントロメア機能を解明することで、ゲノム分配の制御機構を理解することを目指す。本年度は以下の2課題について研究を行い、成果を挙げた。1)新規セントロメア因子の同定および機能解析本計画では、既知のセントロメアタンパク質にタグを付加したものを発現する細胞を作成し、抗タグ抗体を用いた精製により新たなセントロメアタンパク質の同定を目指した。昨年度までの研究では、CENP-Tと結合する新規因子CENP-Wを同定した。今年度は、CENP-Tと同様CENP-Hとは弱く相互作用しているCENP-Sを対象とした精製を行った。その結果、CENP-S結合タンパク質として新規タンパク質CENP-Xが同定でき、ノックアウト細胞を作成して機能解析研究を行った。2)キネトコアタンパク質複合体のin vitro再構成我々は、これまで20種類以上のセントロメア構成タンパク質を同定して、それらの機能を、遺伝学を活用した細胞生物学的手法で解析してきた。ある程度の機能分担が細胞レベルで理解できた後は、タンパク質のin vitroでの再構成が必要となると考えられる。そこでin vitroの再構成実験に取り組み、CENP-O,-P,-Q,-R,-Uという5種類のタンパク質を大腸菌内に同時に発現させ、複合体としての精製に成功した。また、CENP-T/W複合体、CENP-S/X複合体の再構成にも成功した。

本年度は、セントロメアクロマチンの詳細について次世代シーケンサーなどを活用したChIP-seq解析を行い、クロマチン内の分布を明らかにした。また、複数のタンパク質についてDT40細胞を用いてノックアウト細胞を樹立して表現型を解析した。2)キネトコアタンパク質複合体のin vitro再構成および構造解析我々は、これまで約20種類程度のセントロメア構成タンパク質を同定し、それらの機能について遺伝学と細胞生物学的手法を併用して解析してきた。ある程度の機能分担が細胞レベルで理解できた後は、タンパク質のin vitroでの再構成および構造学的解析が必要になると考えた。昨年度は、CENP-T/CENP-W複合体の再構成を試み、成功した。本年度は、このin vitroで再構成したCENP-T/CENP-WがDNAあるいは再構成ヌクレオソームと形式するのか、あるいはどのように結合しているのかについて、スーパーコイリングアッセイなどで明らかにした。また、CENP-T/CENP-W複合体の結晶化に成功して、X線構造学的解析も行なった。
リーシュマニア寄生虫のヌクレオソーム構造解析

遺伝情報物質であるDNAは、真核生物において、クロマチンを形成して核内に収納されている。クロマチンは、ヒストンタンパク質複合体の周りに約150 bpのDNAが巻きついたヌクレオソームを基本構造単位としている。クロマチンの構造は遺伝子の発現制御に重要な役割を有する。近年、寄生虫を代表例として、宿主細胞への感染にともなって宿主細胞のクロマチン構造に影響を及ぼす病原体が報告されている。本研究では、リーシュマニア寄生虫がヒストンを分泌する事から、リーシュマニア寄生虫のヒストンがヒトの細胞内で作用すると着想した。研究期間中に、ヒト培養細胞を用いた細胞生物学的解析を行い、さらにリーシュマニアヒストンH3(LmaH3)を含むヌクレオソームの生化学的解析、構造解析を行なった。細胞生物学的解析においては、リーシュマニア寄生虫のLmaH3をヒト細胞で発現させ、LmaH3がヒト細胞の核内に取り込まれること、LmaH3がヒトのゲノムDNA上でヌクレオソームを形成することを示した。ヒト細胞内でのLmaH3のヌクレオソーム形成は、ヒト細胞の遺伝子発現プロファイルに影響すると考えられる。生化学的解析、立体構造解析においては、大腸菌を用いてリコンビナントタンパク質としてLmaH3を発現・精製し、ヒトのヒストンと複合体を形成させ、LmaH3とヒトのヒストンからなるヘテロタイプのヌクレオソームを試験管内で再構成することに成功した。さらに、X線結晶構造解析により、LmaH3とヒトのヒストンを含むヌクレオソームの立体構造を3.6Aの分解能で決定した。本研究を通して、寄生虫感染の際に宿主クロマチンの構造が変化するメカニズムに対する理解が深まったことは大変な意義がある。本研究を行う間、産休および育児休暇を取得した。これらの事実から、2年間の実働の研究期間において十分な研究成果が得られたと評価する。29年度が最終年度であるため、記入しない。初年度は、リーシュマニアのヒストンH2A、H2B、H3およびH4をリコンビナントタンパク質として発現・精製する系の確立を行った。これらの遺伝子を大腸菌内で発現させるために、コドンを最適化した遺伝子を化学合成により得た。得られた遺伝子を大腸菌発現用のプラスミドであるpET15bに挿入して、N末端にヘキサヒスチジンタグを融合したタンパク質として、リーシュマニアの4種類のヒストンの大腸菌内での発現を試みた。その結果、H2AおよびH3は大腸菌内で発現させることに成功し、それぞれNi-NTAアフィニティークロマトグラフィーによって精製を行った。次に、ThrombinプロテアーゼによりヘキサヒスチジンタグをH2AおよびH3から切除した後に、イオンクロマトグラフィーにより精製を行った。その結果、高純度にリーシュマニアのヒストンH2AおよびH3をリコンビナントタンパク質として精製することに成功した。また、マクロファージに感染したリーシュマニアは、自身のH3をマクロファージ内に放出していることが報告されているため、ヒト培養細胞にリーシュマニアのH3を一過的に発現させ、その局在を解析した。その結果、リーシュマニアのH3はヒト培養細胞の核内に局在することが分かった。これらのことから、リーシュマニアのH3は、ヒト細胞のクロマチン中に取込まれている可能性が考えられた。さらに、リーシュマニアのH3は、ヒトのH4とH3-H4複合体を形成できることが、試験管内での再構成実験によって明らかとなった。現在、リーシュマニアH3とヒトH2A、H2BおよびH4からなるハイブリッド・ヌクレオソームの構造解析を始めたところである。リーシュマニアの4種類のヒストンの内、H2AおよびH3はリコンビナントタンパク質として発現・精製する系の確立に成功した。また、リーシュマニアのヒストンH3がヒト培養細胞のクロマチン中に取込まれている可能性を見出し、リーシュマニアのH3とヒトのH4を用いてH3-H4複合体を試験管内で再構成することができることを明らかにした。このことは、リーシュマニア由来のヒストンが、ヒトのヒストンをハイジャックして感染細胞へと影響を及ぼす可能性を示している。従って、これまでに考えられていたリーシュマニアヒストンの感染細胞での振る舞いと、全く別の新たな機能メカニズムを提案することができた。このことから、リーシュマニアのH3とヒトのH2A、H2BおよぶH4からなるハイブリッド・ヌクレオソームを解析の重要性を指摘することができ、当初の予定を上回る進展を得ることができた。平成28年度は、外国人特別研究員の出産・育児に伴い8月末をもって中断したため、4月から8月にかけて行った研究実績の概要について記す。マクロファージに感染したリーシュマニアは、自身のヒストンH3をマクロファージ内に放出するという報告をもとに行った前年度の研究において、ヒト培養細胞の核内にリーシュマニアのH3が局在することが分かった。さらに、試験管内においてリーシュマニアのH3は、ヒトのH4とH3-H4複合体を形成できることが明らかとなった。そこで、リーシュマニアのヒストンH3とヒトのヒストンH2A、H2BおよびH4からなるハイブリッド・ヌクレオソームの試験管内再構成を試みた。その結果、これらのヒストンタンパク質とDNAの複合体が得ることに成功した。次に、DNAフットプリント法により、この複合体がヌクレオソームであるかどうかの検証を行った。コントロールのヒトのヒストンのみを用いて再構成したヌクレオソームと同様に、得られたヒストンー

DNA複合体中のDNAは10塩基対ごとに切断される周期性が確認された。本結果より、リーシュマニアのヒストンH3とヒトのヒストンH2A、H2BおよびH4からなるハイブリッド・ヌクレオソームを再構成することに成功したことが分かった。このハイブリッド・ヌクレオソームの熱安定性の解析を行った。解析の結果、ハイブリッド・ヌクレオソームはヒトのヌクレオソームより熱安定性が低いことが明らかとなった。また、ヌクレオソームを形成しているDNAの両端の運動性をヌクレアーゼの感受性により解析した結果、ハイブリッド・ヌクレオソームはヒトのヌクレオソームより感受性が低いことが明らかとなった。中断から復帰後は、ハイブリッド・ヌクレオソームの機能解析をさらに進めていく。リーシュマニアのヒストンH3とヒトのヒストンH2A、H2BおよびH4からなるハイブリッド・ヌクレオソームの試験管内再構成に成功した。さらに、生化学的解析により、このハイブリッド・ヌクレオソームはヒトのヌクレオソームとは異なる性質を示すことが明らかとなった。このことから、リーシュマニアのH3がマクロファージ内のクロマチンに取り込まれることにより、宿主のクロマチンの構造と機能が変化することが考えられ、リーシュマニアが感染した宿主細胞のクロマチンに自身のH3を取り込ませることで、転写などのクロマチンによって制御されている機構に影響を及ぼしている可能性が明らかとなった。この成果により、本研究はリーシュマニアが感染後に宿主細胞内に自身のH3を放出することの意義を探る上での重要な知見を与えることができ、当初の予定を上回る進展を得ることができた。遺伝情報物質であるDNAは、真核生物において、クロマチンを形成して核内に収納されている。クロマチンは、ヒストンタンパク質複合体の周りに約150 bpのDNAが巻きついたヌクレオソームを基本構造単位としている。クロマチンの構造は遺伝子の発現制御に重要な役割を有する。近年、寄生虫を代表例として、宿主細胞への感染にともなって宿主細胞のクロマチン構造に影響を及ぼす病原体が報告されている。本研究では、リーシュマニア寄生虫がヒストンを分泌する事から、リーシュマニア寄生虫のヒストンがヒトの細胞内で作用すると着想した。研究期間中に、ヒト培養細胞を用いた細胞生物学的解析を行い、さらにリーシュマニアヒストンH3(LmaH3)を含むヌクレオソームの生化学的解析、構造解析を行なった。細胞生物学的解析においては、リーシュマニア寄生虫のLmaH3をヒト細胞で発現させ、LmaH3がヒト細胞の核内に取り込まれること、LmaH3がヒトのゲノムDNA上でヌクレオソームを形成することを示した。ヒト細胞内でのLmaH3のヌクレオソーム形成は、ヒト細胞の遺伝子発現プロファイルに影響すると考えられる。生化学的解析、立体構造解析においては、大腸菌を用いてリコンビナントタンパク質としてLmaH3を発現・精製し、ヒトのヒストンと複合体を形成させ、LmaH3とヒトのヒストンからなるヘテロタイプのヌクレオソームを試験管内で再構成することに成功した。さらに、X線結晶構造解析により、LmaH3とヒトのヒストンを含むヌクレオソームの立体構造を3.6Aの分解能で決定した。
位置及び立体選択的ワッカー型酸化反応の開発と有機合成への応用

位置および立体選択性が高度に制御された効率の良い触媒反応の開発は省資源、省エネルギーの観点から重要である。本研究課題ではこうした視点から、パラジウム触媒を用いたアルケンの位置及び立体選択的ワッカー型酸化反応の開発に関する研究を行なった。特に、我々が見い出している次の二つの反応について重点的に検討した。1)パラジウム-銅複合計触媒を非水溶媒中で用いアリル系オレフィンの末端位を分子状酸素により位置選択的に酸素化する反応。2)パラジウム触媒によるプロキラル末端オレフィンの不斉アセタール化反応。それぞれの項目について以下の成果を得た。1)ヘキサメチルホスホルアミド(HMPA)を配位子とするPd-Cu複合系触媒を用いて46員環アミドを分子内に持つアリル化合物を分子状酸素で酸化すると、対応するアルデヒドが選択性良く生成し、6員環アミドの場合に最も高い値を示した。ヘキサメチルホスホルアミド(HMPA)の代わりにアルキル尿素誘導体を配位子としたPd-Cu複合触媒を用いると,酸化反応の触媒活性が改善できることが明かとなった。さらに,塩化パラジウムと塩化第一銅を分子状酸素存在下でHMPAと反応させ,酸素原子が取り込まれたPd-Cu-HMPA複合錯体の単離に初めて成功した。2)比較的安価なアミノ酸から誘導できるオキサゾリジノン環を組み込んだアクリル酸誘導体の不斉アセタール化反応をグラムスケールで行い,生成したアセタール体から光学活性ヒドロキシアセタールを経て,カルバペネム系抗生物質の原料となる光学活性アゼチジノン誘導体の合成を行なった。省資源、省エネルギーの観点に立って、位置および立体選択性が高度に制御された効率の良い触媒反応を開発するため、パラジウム触媒を用いたアルケンの位置及び立体選択的ワッカー型酸化反応の開発に関する研究を行なった。1)パラジウム一銅複合系触媒を非水溶媒中で用いアリル系オレフィン末端位を分子状酸素により位置選択的に酸素化する反応。それぞれの項目について、本年度では以下の成果を得た。1)ヘキサメチルホスホルアミド(HMPA)を配位子とするPd-Cu複合系触媒を用いて46員環アミドを分子内に持つアリル化合物を分子状酸素で酸化すると、対応するアルデヒドが生成することが判明した。アルデヒド選択性は6員環アミドの場合に最も良い値を示した。また,アリルアセタートも比較的良い選択性で対応するアルデヒドを与えることがわかった。なお、ヘキサメチルホスホルアミド(HMPA)の代わりに尿素誘導体を配位子として、あるいはPd-Zn系複合触媒を採用したが,触媒活性を改善するには至ってない。2)種々の置換基Rを持つキサゾリジノン環を組み込んだアクリル酸誘導体の中で、フェニルグリシンから得られるキサゾリジノン(R=Ph)を用いると、グラムスケールの不斉アセタール化反応が行えることが判明した。反応性および立体選択性は共に良好で、光学活性ヒドロキシアセタールが合成できることが明かとなった。なお、塩化パラジウム錯体と塩化第二銅をHMPAと組み合わせた複合系触媒を分子状酸素存在下で反応させると、酸素原子が取り込まれたPd-Cu複合錯体が初めて単離された.本研究で実施している酸化反応の触媒活性種に関して新しい知見となるこの詳細については、次年度で検討する。昨年度に続き、我々が見い出している次の二つの反応について重点的に検討した。1)パラジウム-銅複合系触媒を非水溶媒中で用いアリル系オレフィンの末端位を分子状酸素により位置選択的に酸素化する反応。

2)パラジウム触媒によるプロキラル末端オレフィンの不斉アセタール化反応。それぞれの項目について、本年度では以下の成果を得た。1)塩化パラジウムと銅塩をヘキサメチルホルアミド(HMPA)と組み合わせた複合系触媒を用い,分子内に環状アミド基,例えばオキサゾリジノン環を持つアリル系オレフィンの酸素酸化を行った.その結果,対応するアルデヒド体が選択性良く得られることを見い出した.ヘキサメチルホスホルアミド(HMPA)の代わりにアルキル尿素誘導体を配位子としたPd-Cu複合触媒を用いると,酸化反応の触媒活性が改善できることが判った.さらに,塩化パラジウムと塩化第一銅を分子状酸素存在下でHMPAと反応させ,酸素原子が取り込まれたPd-Cu-HMPA複合錯体を初めて単離した.2)比較的安価なアミノ酸から誘導できるオキサゾリジノン環を組み込んだアクリル酸誘導体の不斉アセタール化反応をグラムスケールで行い,生成したアセタール体から光学活性ヒドロキシアセタールを経て,カルバペネム系抗生物質の原料となる光学活性アゼチジノン誘導体の合成を行なった.
乱流要素渦を考慮したキャビテーションLESモデル開発に関する研究

本プロジェクトでは,キャビテーションを伴う乱流のより高精度な予測に向け,乱流中の微細渦を発生源とするキャビテーションを考慮した非定常解析法を示す.前年度には,キャビテーション乱流のDNSデータベースに,乱流の代表的な非定常解法であるLarge-Eddy Simulation (LES)の格子に相当するスケールのフィルタリングを施し,抽出した計算格子より小さいスケール(subgrid scale ; SGS)の流れにおいて,キャビテーション発生源となる微細渦の圧力分布が,各計算セルの平均圧力とSGS圧力変動から決定されるガウス分布で近似できることを見出している.本年度は,ガウス分布でモデル化したSGS圧力分布を既存のキャビテーションモデルのソース項に採用し,正ESに組み合わせることにより,本プロジェクトの最終目的であるキャビテーションLESモデルの定式化を行った.また,実際にこのモデルを用いたLESによるシミュレーションを行い,モデルを用いないLESと比較した結果,モデルの有無やモデルパラメータの大小によりキャビティの発生量に有意な差が出ることがわかった.本研究は計算格子で解像できない微細渦とキャビテーションモデルによって再現されるキャビテーションの相互作用を考慮するSGSモデルの概念を提示した非定常解析の最初の試みである.その成果は実験が困難な極低温液体を扱うロケットエンジンを始めとする流体機械の設計や事故解析の精度向上に有用であり,広範な流れ解析技術の確立に寄与するものである.乱流中の微細な渦芯の低圧部を発生源とするキャビテーションを考慮したLESモデル構築を目的として,「キャビテーション乱流のDNSデータベースの構築」および「DNSデータベースに基づいたSGS圧力変動の解析」の二つの課題に取り組んだ.第一の課題では,代表的な自由乱流である乱流混合層について,減圧条件下において生じるキャビテーションのDNSを行い,実験的な既往研究では不十分であったモデル開発・検証のための乱流データを取得した.得られたデータベースでは非常に微細な渦に生じるキャビテーションまで解像されており,モデル開発・検証のための流れ場として有用であり,また,このように詳細なキャビテーション乱流のDNSは本計算が唯一である.第二の課題では,構築したデータベースにフィルタリングを施し,抽出した小スケール流れにおいて,キャビテーション発生源となる微細渦の低圧力領域のモデリングを行った.その結果,圧力変動強度はSGS乱流エネルギーと比例関係にあり,圧力分布はガウス分布で近似できることを見い出した.この結果から,LESであるスケール以上の非定常乱流をとらえることができれば,微細渦からのキャビテーション初生を予測できることが実証された.これらの結果により,微細渦の強度に対応する圧力分布が決定されたとともに,圧力分布に生じるキャビティ量のモデリングや,キャビテーションから影響を受ける渦度変動挙動の定式化などに関する指針が得られた.本プロジェクトでは,キャビテーションを伴う乱流のより高精度な予測に向け,乱流中の微細渦を発生源とするキャビテーションを考慮した非定常解析法を示す.前年度には,キャビテーション乱流のDNSデータベースに,乱流の代表的な非定常解法であるLarge-Eddy Simulation (LES)の格子に相当するスケールのフィルタリングを施し,抽出した計算格子より小さいスケール(subgrid scale ; SGS)の流れにおいて,キャビテーション発生源となる微細渦の圧力分布が,各計算セルの平均圧力とSGS圧力変動から決定されるガウス分布で近似できることを見出している.本年度は,ガウス分布でモデル化したSGS圧力分布を既存のキャビテーションモデルのソース項に採用し,正ESに組み合わせることにより,本プロジェクトの最終目的であるキャビテーションLESモデルの定式化を行った.また,実際にこのモデルを用いたLESによるシミュレーションを行い,モデルを用いないLESと比較した結果,モデルの有無やモデルパラメータの大小によりキャビティの発生量に有意な差が出ることがわかった.本研究は計算格子で解像できない微細渦とキャビテーションモデルによって再現されるキャビテーションの相互作用を考慮するSGSモデルの概念を提示した非定常解析の最初の試みである.その成果は実験が困難な極低温液体を扱うロケットエンジンを始めとする流体機械の設計や事故解析の精度向上に有用であり,広範な流れ解析技術の確立に寄与するものである.
粒子飛行時間検出に基づくミクロン粒子分級技術の新規開発

本研究では、レーザー散乱光検出・粒子飛行時間(PTOF)計測に基づく粒子分類と、対向流バーチャルインパクタ(CVI)に基づく流路分離を組み合わせて、ミクロン粒径の粒子分級技術を開発することを目的とした。平成28年度は、PTOF部の開発に向けて、レーザー散乱光検出装置(波長1.0ミクロン)を用いてサブミクロン粒子についての予備実験を行った。ポリスチレンラテックス(PSL)、および単分散に分級した無機塩粒子を装置に導入し、レーザー散乱光信号の波高分布測定を行った。PSLと無機塩粒子では、波高分布のピーク位置と幅に違いが見られた。平成29年度は、前年度に得られた実験データを詳細に解析した。波高分布の幅の支配要因として、粒径の幅や複素屈折率の違いではなく粒子ジェット広がりが顕著に効いていることが分かった。PTOF部において粒子物理特性に応じた分類を行うためには、二波長レーザーによる散乱光検出に加えて、粒子ジェット広がりを大幅に低減する必要がある。波長532 nmと635 nmのレーザー、および改良型のシースエアノズルを組み込んだ検出システムを新たに製作した。シースエア流量とサンプル流量を様々に変化させて評価実験を行ったが、粒子ジェット広がりを抑えるための最適条件を見出すには至らなかった。平成30年度は、二波長レーザー散乱光検出システムを用いてPSL粒子の検出を行った。二つのレーザー光線の相対位置を調整することで散乱光信号ピークの時間差を検出できるようにした。その結果、散乱光の二波長強度比と粒子飛行時間の同時測定が可能となった。研究期間内において当初目的であったミクロン粒子分級技術は実現できなかったものの、エアロゾル粒子の物理特性を多角的に捉える装置の実現に向けて基礎を築くことができた。本研究は、粒子飛行時間(PTOF)計測と対向流バーチャルインパクタ(CVI)を用いた新しい概念のミクロン粒子分級技術を開発することを目的としている。PTOF部の開発に向けて、現有のレーザー散乱光検出装置(波長1.0ミクロン)を用いて、粒子発生制御が容易なサブミクロン粒子についての予備実験を行った。標準粒子としてポリスチレンラテックス(PSL)を用いるとともに、典型的な大気中の無機塩粒子であり、複素屈折率および形状に大きな差異がないと考えられる硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、硝酸カリウムを用いた。電気移動度分級器(DMA)を用いて単分散エアロゾルとして装置に導入し、レーザー散乱光信号の波高分布の解析を行った。その結果、PSL、硫酸アンモニウム、硝酸カリウムについてはほぼ同じ波高分布となったが、硝酸アンモニウムは系統的に波高分布が小粒径側にシフトする結果となった。配管の長さを変えても同様の結果が得られたため、配管内における硝酸アンモニウム蒸発の可能性は低いと考えられる。他の要因についても考察を進めている。上記の予備実験と並行して、二波長レーザーに対応した光検出部の設計を行った。検出器や光学素子の入れ替えなど改造の効率性を考えて、市販の汎用的な光学ユニットを組み合わせる構造とした。CVI部の流量コントローラの設計は行ったものの、PTOF部とCVI部を接続するための流路制御弁の基本設計は未完了であり、引き続き検討を行っている。当初の主目的であるPTOF部の基礎実験は実施できたものの、粒子種に応じたレーザー散乱光強度の違いに関する考察がやや不十分である。また、PTOF部とCVI部を接続するための流路制御弁の設計を予定していたが、仕様検討に時間を要したため完了には至っていない。平成28年度の実験で得られた波長1.0ミクロンのレーザーに対する単分散粒子からの光散乱信号に関する考察を行った。その結果、観測された光散乱信号のばらつきには、粒子種(複素屈折率)の違いより粒子ジェット広がりが顕著に効いていることが分かった。次に、平成28年度に設計した二波長レーザーに対応した光学チェンバーの実装および基礎性能評価を行った。当初予定では赤外域の波長1.0と1.6ミクロンを用いる予定であったが、実験の利便性を考慮して可視域の波長532 nmと635 nmを用いる構造とした。エアロゾルジェットを生成するためのシースエアノズルおよび流量制御系を組み込んで試作機を完成させた。上記の通り、本測定では粒子ジェットの広がり(レーザー幅に対する相対的広がり)が重要である。このため、光軸の調整を慎重に行った。ネブライザーで粒径0.7ミクロンと2.0ミクロンのポリスチレンラテックス(PSL)粒子を発生させて実験を行った。シースエア流量とサンプル流量の比は細いエアロゾルジェットを作る上で重要である。粒子飛行時間(PTOF)検出による粒径分離を行うためには、シースエア流量とサンプル流量の和を大きくする必要がある。ただし、流量を増やしすぎてノズル出口で乱流が大きくなると粒子ジェットの品質が低下する。粒径分解するために最適なシースエア流量とノズル流量を決定するために、様々な条件を試行した。しかしながら、現状の構造で最適値を見出すには至っていない。上記と並行して、関係する企業と協力しながら流体力学計算による検討を行ったものの、最適条件の決定にはさらなる検討を要することが分かった。これまでの研究成果については、平成30年度に行われる学会発表に向けて準備を行っている。当初の主目的であるPTOF部の基礎実験は実施できたものの、粒径分解能を上げるための最適条件に関する実験および理論考察がまだ不十分である。

PTOF部とCVI部を接続するための流路制御弁についても引き続き検討が必要である。ミクロン粒子の挙動制御は当初計画において想定した以上に様々な技術的課題があり、その追実験や理論検討に時間を要したため、全体的に遅れ気味となっている。本研究では、レーザー散乱光検出・粒子飛行時間(PTOF)計測に基づく粒子分類と、対向流バーチャルインパクタ(CVI)に基づく流路分離を組み合わせて、ミクロン粒径の粒子分級技術を開発することを目的とした。平成28年度は、PTOF部の開発に向けて、レーザー散乱光検出装置(波長1.0ミクロン)を用いてサブミクロン粒子についての予備実験を行った。ポリスチレンラテックス(PSL)、および単分散に分級した無機塩粒子を装置に導入し、レーザー散乱光信号の波高分布測定を行った。PSLと無機塩粒子では、波高分布のピーク位置と幅に違いが見られた。平成29年度は、前年度に得られた実験データを詳細に解析した。波高分布の幅の支配要因として、粒径の幅や複素屈折率の違いではなく粒子ジェット広がりが顕著に効いていることが分かった。PTOF部において粒子物理特性に応じた分類を行うためには、二波長レーザーによる散乱光検出に加えて、粒子ジェット広がりを大幅に低減する必要がある。波長532 nmと635 nmのレーザー、および改良型のシースエアノズルを組み込んだ検出システムを新たに製作した。シースエア流量とサンプル流量を様々に変化させて評価実験を行ったが、粒子ジェット広がりを抑えるための最適条件を見出すには至らなかった。平成30年度は、二波長レーザー散乱光検出システムを用いてPSL粒子の検出を行った。二つのレーザー光線の相対位置を調整することで散乱光信号ピークの時間差を検出できるようにした。その結果、散乱光の二波長強度比と粒子飛行時間の同時測定が可能となった。研究期間内において当初目的であったミクロン粒子分級技術は実現できなかったものの、エアロゾル粒子の物理特性を多角的に捉える装置の実現に向けて基礎を築くことができた。PTOF部の試作を完了し、インクジェット粒子発生器(IAG)などを用いてミクロン粒子に対する評価実験を行う。CVI部については、アトマイザによりサブミクロン粒子を発生させて実験を行い、サブミクロン粒子のカット特性が最適となる条件を見出す。さらに、遅れている流路制御弁の設計・試作を完了させ、CVI部と流路制御弁を連結した上で、IAGによりミクロン粒子を発生させて粒子透過率を評価する。まずは、粒子ジェット部における粒径分離と可視二波長検出の完成度を高めることに優先的に取り組む予定である。その後、赤外二波長検出、さらには対向流バーチャルインパクタ(CVI)の開発に向けて研究を加速させる必要がある。最終的な完成度は進捗状況によるが、研究期間終了までにPTOF部とCVI部を連結した上で試作機の完成を目指す。次年度使用額は主にPTOF部とCVI部を接続するための流路制御弁の基本設計・試作に必要な物品費である。仕様検討に時間を要したため、執行が完了していない。次年度使用額は主にPTOF部の粒径分解能の向上および流路制御弁の試作に必要な物品費である。実験・考察に時間を要したため、執行が完了していない。
超音波顕微鏡を用いた癌および沈着症の補助診断法の開発

沈着症や癌を非侵襲で診断することのできる超音波顕微鏡装置の開発をおこなう目的で、H21年度はアミロイド沈着範囲の推定を超音波顕微鏡を用いて可能か否か調べた。当初の予測は、沈着部位は周囲とは密度が異なっており、音速は固有の値をとるはずであり、アミロイド沈着部位は一般に周囲よりも硬くなることから、音速は早くなるはずであると予測した。方法としては10ミクロンのパラフィン切片を用いて、種々の臓器に沈着した各種の型のアミロイドーシスについて、音速を測定して画像化し、Congo red染色像との比較を行った。結果として以下の3点が判明した。1.アミロイド沈着部位は周囲組織と比べ、音速が早い傾向を示し、沈着部の大まかな推定が可能であった。2.組織の音速は組織の堅さをほぼ反映していた。3.既存の組織の違いによる音速の差が大きく、線維組織、平滑筋組織、血液などの組織は音速が早く、脂肪組織、脳組織は音速が遅かった。以上の結果から、超音波顕微鏡はアミロイド沈着の範囲の推定に有用であり、予後判定や外科切除の範囲の決定に有用となりうる。今後は更に分解能の改善をおこない、より高い精度で範囲の推定を可能としたい。また、背景の組織による影響が超音波画像に現れるために、正常の超音波画像の作成、各種病態における画像の変化、年齢による組織の硬化の変化、などの情報を集めていく必要がある。高分解能をもつ超音波顕微鏡開発や画像が描出しやすい補助手段の開発も進める必要がある。