hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非対称正規分布を適用した粒子群最適化法による大域的探索

近年,粒子群最適化法(Particle Swarm Optimization: PSO)の有効性が注目されている. PSOは,関数最適化問題において実用上の満足解を素早く発見することができるという優れた特性があるが,一方,大域的最適解の発見にはたびたび失敗することが知られており,素早い収束特性と大域的探索能力の両立が望まれている.本申請課題では, PSOの探索軌道生成の確率密度関数に非対称正規分布を適用し大域的探索能力を高めたCautious Particle Swarm (CPS)を提案し,有効性およびその理由を調査し知見を深めた.近年,粒子群最適化法(Particle Swarm Optimization: PSO)の有効性が注目されている. PSOは,関数最適化問題において実用上の満足解を素早く発見することができるという優れた特性があるが,一方,大域的最適解の発見にはたびたび失敗することが知られており,素早い収束特性と大域的探索能力の両立が望まれている.本申請課題では, PSOの探索軌道生成の確率密度関数に非対称正規分布を適用し大域的探索能力を高めたCautious Particle Swarm (CPS)を提案し,有効性およびその理由を調査し知見を深めた.提案手法であるCautious Particle Swarm(CPS)に関する申請時までの調査において,今後の課題として次のことが挙げられていた.(ア)各パーティクル毎に個性をもたせたCPSの振る舞いの調査(イ)探索局面に応じた適応的なパラメータ調整の方法の検討(ウ)pbest方向の速度ベクトルの確率密度関数への非対称正規分布の導入(エ)決定変数の座標軸方向への依存性を排したVector型PSOへの非対称正規分布の適用(オ)非対称正規分布が,これに対応する一様分布に比べ優れることの理由の調査(カ)近傍構造を導入することで多様性維持効果を高めたPSOとの探索性能や挙動の比較(キ)実数値GAやCMA-ESといった他の確率的最適化手法との探索性能や挙動の比較当初の計画と順序が前後したが,22年度までにおいて,主に(キ)についての理論解析を重視した調査を行い,成果を公表するに至った.提案手法であるCautious Particle Swarm(CPS)に関する申請時までの調査において,今後の課題として次のことが挙けられていた.(ア)各パーティクル毎に個性をもたせたCPSの振る舞いの調査(イ)探索局面に応じた適応的なパラメータ調整の方法の検討(ウ)pbest方向の速度ベクトルの確率密度関数への非対称正規分布の導入(エ)決定変数の座標軸方向への依存性を排したVector型PSOへの非対称正規分布の適用(オ)非対称正規分布が,これに対応する一様分布に比べ優れることの理由の調査(カ)近傍構造を導入することで多様性維持効果を高めたPSOとの探索性能や挙動の比較(キ)実数値GAやCCMA-ESといった他の確率的最適化手法との探索性能や挙動の比較当初の計画と順序が前後したが,23年度までにおいて,主に(オ)(キ)についての理論解析を重視した調査を行い,成果を公表するに至った.提案手法であるCautious Particle Swarm (CPS)に関する申請時までの調査において,今後の課題として次のことが挙げられていた.(ア)各パーティクル毎に個性をもたせたCPSの振る舞いの調査,(イ)探索局面に応じた適応的なパラメータ調整の方法の検討, (ウ) pbest方向の速度ベクトルの確率密度関数への非対称正規分布の導入, (エ)決定変数の座標軸方向への依存性を排したVector型PSOへの非対称正規分布の適用, (オ)非対称正規分布が,これに対応する一様分布に比べ優れることの理由の調査, (カ)近傍構造を導入することで多様性維持効果を高めたPSOとの探索性能や挙動の比較, (キ)実数値GAやCMA-ESといった他の確率的最適化手法との探索性能や挙動の比較.当初の計画に対し,調査対象を実数値型進化計算全体に広げつつ,特に(イ)についての理論解析を重視した調査を行い,成果を公表するに至った.具体的には,解候補のサンプリング分布の平均ベクトルと分散・共分散行列について統計科学的な理論解析を行い,後者の分布の広がりについて,粒子群(あるいは個体集団)の集団サイズが有限であることを考慮した望ましいパラメータ設定の条件を示し整理した.また,さらに高次の統計量である三次統計量に関する理論解析にも着手し萌芽的な成果を得ており,考察を深めた.なお,他の各課題についての調査も継続している.本助成金により,研究・論文執筆ともに滞りなく実施された.24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度である本年度は,(ア)(エ),(カ)の各課題に関する調査を行う.24年度が最終年度であるため、記入しない。
ナノ結晶-誘電体複合系の超高速近接場光学応答の研究

金属や半導体のナノ結晶と誘電体の複合系および半導体基板上の単一量子ドットにおける近接場光の応答と電子状態を調べ、微小物体における近接場ナノ光学の基礎的知見を得ることを目的として本研究が行われた。本年度の成果は以下の通りである。1.InAs単一量子ドットの構造と電子状態InAsドットとwetting layerの電子状態を走査トンネル顕微鏡/走査トンネル分光(STM/STS)によって調べた。ドット高さに依存したバンドギャップ変化が観測され、その依存性は量子サイズ効果によって説明されることが理論との比較から明らかになった。また、STMの探針によってバンド曲がりが誘起されること、そのバンド曲がりが光照射によって抑えられることがわかり、光照射下におけるSTS測定の重要性と有効性を明らかにした。2.InGaAs単一量子ドットの構造と電子状態InASとGaASの混晶からなる量子ドットの構造とバンドギャップをSTM/STSで調べ、構造と混晶化の問題を調べた。測定されたバンドギャップのドット高さ依存性は、量子サイズ効果によってほぼ決められていることがわかった。より詳細な研究から、個々のドットにおける組成変化が解明されることが期待される。3.金属ナノ結晶-絶縁体複合系の超高速非線形応答金ナノ結晶と絶縁体複合系の光励起電子の緩和過程に対するマトリックス物質とナノ結晶サイズの影響をフェムト秒ポンプ・プローブ分光によって調べた。実験結果は、緩和過程がマトリックスとサイズの両者に依存することを示し、従来のモデルを拡張したモデル計算によって説明できないことがわかった。ナノ結晶に特有のブリージングモードのダンピングによって光励起エネルギーが緩和する過程が存在することを初めて明らかにした。
単離尿細管のpH感受性イオンチャネルの生理的意義

食用蛙単離尿細管細胞およびオポッサム腎由来の培養近位尿細管細胞に存在するpH感受性ATP依存性K^+チャネルの活性調節について、patch-clamp法を用いて検討し以下の結果を得た。〈pH感受性およびATP依存性K^+チャネルの活性調節〉食用蛙単離尿細管細胞の基底膜には約20pS, 70pS, 250pSの単一チャネルコンダクタンスを持つK^+チャネルが存在し、70pSの単一チャネルコンダクタンスを有するK^+チャネルは、内向き整流性があり、血液側の酸性浴液(pH=6.8)で活性が抑制され、アルカリ性浴液(pH=8.3)で活性化されたことより、オポッサム腎培養細胞で見られた内向き整流性K^+チャネルと同一であると思われた。このK^+チャネルは、浴液にMg^<2+>が存在するとき、patch pipetteをcell-attachedからinside-out patchにするとrun-downをきたし活性が低下した。しかし、浴液にATP(3mM)を加えると、チャネルは再び活性化し、さらにAキナーゼ(20nM)を加えると、チャネル活性はより上昇した。すなわち、inside-out patchにおけるATPのチャネル活性化効果は、細胞膜内側の膜結合性Aキナーゼによる、チャネル蛋白の燐酸化によるものと考えられた(日腎誌37(suppl): 82,1995)。また、Mg^<2+>存在下でのチャネルのrun-downは、非特異的脱燐酸化酵素阻害剤であるorthovanadateにより抑止できることより、このrun-downはMg^<2+>依存性蛋白脱燐酸化によるものと考えられた(第38回日本腎臓学会、1996、発表予定)。
高密度先励起に伴るう巨大サイズ分子クラスターの蒸発・分裂・解離過程の解明

本研究は、NaClなどに代表されるアルカリハライドクラスターや、炭素クラスター(あるいはフレーレン)などに代表される半導体クラスターのレーザー励起による解離・分裂の機構の解明を目指すものである。現在までの研究でNaClのレーザー蒸発では、Na^+(NaCl)_<n-1>型のクラスターイオンが生成することがわかっている。これは、(NaCl)_n+hV→Na^+...Cl(NaCl)_<n-1>+e^-→Na^+(NaCl)_<n-1>+Cl+e^-,のクラスター内部反応が進行するためである。本研究では、中性の(NaCl)_nクラスターのレーザー光イオン化で、(NaCl)^+_n型のintactクラスターイオンを初めて検出することに成功した。これは、レーザーによるソフトな光イオン化が行なわれたため、Na^+...Clの解離が起らなかったためと考えられる。また、今回初めて、Na^+(NaCl)_<n-1>のレーザー光解離により、Na^+_2(NaCl)_<n-2>および、Na^+_3(NaCl)_<n-3>のクラスターイオンを観測した。(2)大きなサイズのフレーレンヒ金属内包フレーレンの光イオン化と解離:C_<60>,C_<70>以上の大きなサイズのフレーレン(C_<76>,C_<78>,C_<84>,C_<90>C_<96>)は、C_<60>などと比較して、レーザー光照射に対して同程度の安定性をもつことが解った。さらに、金属を内包したフレーレンのレーザー光解離程過を調べた。スカンジウム原子を2個内包したフレーレンSc_2@C_<82>やSc_2@C_<82>は、通常のフレーレンと同様にC_2を放出する解離程過が主であることがわかった。初年度は、大きなサイズのクラスタ-を観測するための高分解能・高質量質量分析計の装置の開発を行ない、炭素クラスタ-の脱離と解離についての実験を行なった。1.レ-ザ-脱離リフレクトロン飛行時間型質量分析計の開発:固体状の試料から、レ-ザ-蒸発によりクラスタ-を生成させイオン化する方法には、大別して2通りの方法がある。本年度は、レ-ザ-脱離イオン化方法により、クラスタ-の検出を行なった。2.炭素クラスタ-(フレ-レン)の脱離イオン化を解離:コンタクト・ア-ク方法で生成した、種々のサイズの炭素クラスタ-をレ-ザ-脱離した。その結果、レ-ザ-強度が50μJ/spotの時は、C_<60>、C_<70>、C_<76>、C_<78>、C_<82>、C_<84>、C_<90>C_<96>の各ピ-クが質量スペクトルに現れた。以上の炭素クラスタ-は、カラム・クロマトグラフィ-や高速液体クロマトグラフィ-(HPLC)を用いて実際に単離されているクラスタ-であることから、本レ-ザ-脱離イオン化質量分析法は、フレ-レンをソフトにイオン化することが解った。これは、同様の試料を、強いレ-ザ-強度、1mJ/spotで脱離イオン化された時の質量スペクトルには、明らかに親イオンのフラグメントに起固される炭素クラスタ-が観測されたことからも明白である。

グラファイト粉末とLa_2O_3,Y_2O_3SC_2O_3などの金属酸化物のコンポジット棒を用いて生成した、金属内包フレ-レンのレ-ザ-脱離イオン化質量方析を行なった。La,Y_1Scの各場合に,LaC_<82>,YC_<82>,ScC_<82>の金属内包フレ-レンが観測された。通常のFAB質量分析などと比較すると、一桁程度高い感度で、これらの金属内包フレ-レンを検出することに成功した。本研究は、NaClなどに代表されるアルカリハライドクラスターや、炭素クラスター(あるいはフレーレン)などに代表される半導体クラスターのレーザー励起による解離・分裂の機構の解明を目指すものである。(1)(NaCl)_nクラスターの光解離と光イオン化:現在までの研究でNaClのレーザー蒸発では、Na^+(NaCl)_<n-1>型のクラスターイオンが生成することがわかっている。これは、(NaCl)_n+hv→Na^+...Cl(NaCl)_<n-1>+e^-→Na^+(NaCl)_<n-1>+Cl+e^-,のクラスター内部反応が進行するためである。本研究では、中性の(NaCl)_nクラスターのレーザー光イオン化で、(NaCl)^+_n型のintactクラスターイオンを初めて検出することに成功した。これは、レーザーによるソフトな光イオン化が行なわれたため、Na^+...Clの解離が起らなかったためと考えられる。また、今回初めて、Na^+(NaCl)_<n-1>のレーザー光解離により、Na^+_2(NaCl)_<n-2>およびNa^+_3(NaCl)_<n-3>のクラスターイオンを観測した。(2)大きなサイズのフレーレンと金属内包フレーレンの光イオン化と解離:C_<60>、C_<70>以上の大きなサイズのフレーレン(C_<76>、C_<78>、C_<84>、C_<90>C_<96>)は、C_<60>などと比較して、レーザー光照射に対して同程度の安定性をもつことが解った。さらに、金属を内包したフレーレンのレーザー光解離過程を調べた。スカンジウム原子を2個内包したフレーレンSc_2@C_<82>やSc_2@C_<82>は、通常のフレーレンと同様にC_2を放出する解離過程が主であることが解明された。
POETS (Personaliqed Online Elecfronie Text Services)

本研究の主要なターゲットは、劇的なスピードで地球をネットワーク化しているインターネットを英語を媒体とする異文化交流の現場と考え、その様々な情報を教育のリソースとして応用できるインターフェースを構築しようとするものである。具体的には、英語の学習、特にリーディングのための質の高い電子テキストの提供、ネットワーク上で利用できる電子辞書を中心にした語学的サポート体制を内包するインターフェースを目指すものであったが、研究期間2ヶ年の間にこのインターフェースはPOETS (Personalized Online Electronic Services)として運用されるようになった。電子テキストとしてはネット上で提供されているテキストは言うに及ばず、POETS発進のテキストも利用できる環境を提供している。(この点の詳細については1996年度重点領域「人文科学とコンピュータ」研究報告書参照)。ネット上で機能する電子辞書についてはPOETS辞書としてすでに多くの利用者に使われている。日本国内からの利用よりも外国からのアクセスがはるかに多い現状は、今後のネットワークを利用する教育環境構築のひとつの指針となると考えている。研究2年目にあたる1996年の具体的研究テーマのひとつは、様々なフォーマットによる電子テキストの効率よい共有方法の可能性を考えることであったが、これについては、1996年10月に開催された重点領域「人文科学とコンピュータ」テキスト処理研究班シンポジウムで行った研究発表において現時点までの我々のアプローチを示した。(この点の詳細についてはシンポジウム予稿集参照)。
コロイド系相分離の実空間解析

大小異なるコロイド混合系における枯渇相互作用は、大きい粒子の周りの小さい粒子の配置エントロピーに起因する純粋なエントロピー起源の相互作用である。これらの系のダイナミクスを議論する際には、「小さなコロイドの局所秩序化」、「液体の流れという自由度」などの因子を考慮することが不可欠であるが、これは、系を構成する複数の要素と流体の運動との複雑な動的結合のため、極めて困難な動的多体問題と言える。そのため、その工学的・生物学的重要性にもかかわらず、これらの系のダイナミクスは物理的には未踏の領域といっても過言ではない。本研究では、可視化用コロイド粒子の合成技術と粒子の3次元可視化、実時間粒子運動捕捉技術、超高速3次元観察技術を融合することで、これまで不可能であった、「コロイド混合系の臨界ダイナミクス・相分離ダイナミクスにおける個々の粒子の運動レベルの情報に基づく解明」を目指す。本年度は、枯渇効果によって引き起こされる相分離・臨界現象について、協同的な濃度揺らぎと系を構成する個々の粒子の運動の関係に着目し詳細に調べた。その結果、巨視的な振舞いと微視的な振舞いをシームレスで観測することに成功した。また、大きさの異なる大小のコロイドを混合した系において、通常の系では観測されない5回対称の局所安定構造を観測し、それが結晶化に対するフラストレーションとして働いていること、またガラス転移を引き起こす可能性があることを示した。本年度は、コロイド粒子・高分子混合系の気体・液体転移、相分離のダイナミクスを、共焦点レーザ走査三次元観察システムを用いて観察し、そのメカニズムに関する研究を行った。既存の装置は、一秒間に数個の三次元構造を構築できる極めて高速な装置であるが、その反面、画像の輝度が十分でないことがある。微小な粒子の運動を正確に計測するためにまず、微小な光も検出できる光学系の開発・調整を行った結果、その微弱な信号の検出が可能になった。さらに、ローダミンのような色素を中心に含む単分散のPMMAコロイド粒子やシリカ粒子の密度マッチング、屈折率マッチングに対する試料の調整を行い、新たに開発した高速顕微鏡観察により、熱平衡状態における相転移、相分離に対する相図を作成し、そのダイナミクスに関する研究の準備を行った。本研究では、可視化用コロイド粒子の合成技術と粒子の3次元可視化、実時間粒子運動捕捉技術、超高速3次元観察技術を融合することで、これまで不可能であった、「コロイド混合系の臨界ダイナミクス・相分離ダイナミクスを個々の粒子の運動レベルの情報に基づき解明すること」を目指す。本年度は、前年度開発した各コロイド粒子の実時間粒子運動捕捉技術を用いて、コロイド混合系の枯渇効果による臨界・相分離ダイナミクスの定量的な観測(動径分布関数、散乱関数の変化。フラクタル解析など)を行った。その結果、臨界点近傍における揺らぎのダイナミクスを一粒子レベルで観測することに初めて成功した。つまり、クエンチ深さを変えることで、揺らぎの相関長が一粒子の大きさから連続的に平均場で記述することのできるマクロな大きさまで成長することを明らかにした。また、相分離界面において、粒子が界面に沿って層構造形成するlayering現象を初めて捉えることに成功した。これらの結果は、マクロなスケールの臨界現象と粒子レベルのミクロな情報がどのようにリンクしているかという基本的な問題について、貴重な知見を与えてくれる。

そのため、その工学的・生物学的重要性にもかかわらず、これらの系のダイナミクスは物理的には未踏の領域といっても過言ではない。本研究では、可視化用コロイド粒子の合成技術と粒子の3次元可視化、実時間粒子運動捕捉技術、超高速3次元観察技術を融合することで、これまで不可能であった、「コロイド混合系の臨界ダイナミクス・相分離ダイナミクスにおける個々の粒子の運動レベルの情報に基づく解明」を目指す。本年度は、枯渇効果によって引き起こされる相分離・臨界現象について、協同的な濃度揺らぎと系を構成する個々の粒子の運動の関係に着目し詳細に調べた。その結果、巨視的な振舞いと微視的な振舞いをシームレスで観測することに成功した。また、大きさの異なる大小のコロイドを混合した系において、通常の系では観測されない5回対称の局所安定構造を観測し、それが結晶化に対するフラストレーションとして働いていること、またガラス転移を引き起こす可能性があることを示した。
ランダム媒質中のランダムウォークに関する大域的性質

大偏差原理の研究において,エントロピー関数またはそのLegendre変換で表される自由エネルギー関数の決定は,難問となることが多いが,研究の中で重要な位置を占める問題である.ランダムウォークの訪問点の個数もその例外ではない.そこで,ここで考えているランダムウォークの標本路の終点を固定したものを代わりに考え,エントロピー関数の持つ性質を導き出すことを試みた.ピン留めされたランダムウォークの訪問点の個数の大数の弱法則および大偏差原理に関しては,ピン留めされていない,いわゆるランダムウォークの場合と全く同様の結果を導くことができた.しかし,そこでの証明の手順の中で,ピン留めされていないランダムウォークの訪問点の個数に関する結果を利用しているため,すでに証明されていること以上の事項を見出すことはできない.そこで,Brown運動に関する結果から,研究の方向性を探ることにした.ピン留めBrown運動に関するWiener sausageの体積に関する研究が行われていたが,そこでの話題は平均値の漸近挙動の解明が中心であり,確率過程としての性質に研究の焦点が当てられているとは言いがたい状況であった.しかし,3次元および6次元においては,ピン留めされているものとそうでないものとの間に,挙動の違いが見出されていることは大変興味深い.しかし,作用素論的な手法で議論がなされているため,確率過程としての性質の中で本質的に働いているものが全く見えない.そこで,ピン留めBrown運動に関するWiener sausageの体積を確率過程として捕らえ,Brown運動の性質の中で本質的に作用しているものを見出すことが,研究上重要な事項である.さらに今までの研究の流れおよび経緯から,ピン留めランダムウォークの訪問点の個数の平均値について考えた.もっとも,Brown運動に関する結果をランダムウォークで考えた場合にも同じことが成立するか否かを問うことは極自然に現れる興味でもある.そして,3次元に関してはその問いに肯定的に答えることができた.一方,6次元の場合は未解決のままとなっている.大偏差原理の研究において,エントロピー関数またはそのLegendre変換で表される自由エネルギー関数の決定は,難問となることが多いが,研究の中で重要な位置を占める問題である.ランダムウォークの訪問点の個数もその例外ではない.そこで,ここで考えているランダムウォークの標本路の終点を固定したものを代わりに考え,エントロピー関数の持つ性質を導き出すことを試みた.ピン留めされたランダムウォークの訪問点の個数の大数の弱法則および大偏差原理に関しては,ピン留めされていない,いわゆるランダムウォークの場合と全く同様の結果を導くことができた.しかし,そこでの証明の手順の中で,ピン留めされていないランダムウォークの訪問点の個数に関する結果を利用しているため,すでに証明されていること以上の事項を見出すことはできない.そこで,Brown運動に関する結果から,研究の方向性を探ることにした.ピン留めBrown運動に関するWiener sausageの体積に関する研究が行われていたが,そこでの話題は平均値の漸近挙動の解明が中心であり,確率過程としての性質に研究の焦点が当てられているとは言いがたい状況であった.しかし,3次元および6次元においては,ピン留めされているものとそうでないものとの間に,挙動の違いが見出されていることは大変興味深い.しかし,作用素論的な手法で議論がなされているため,確率過程としての性質の中で本質的に働いているものが全く見えない.そこで,ピン留めBrown運動に関するWiener sausageの体積を確率過程として捕らえ,Brown運動の性質の中で本質的に作用しているものを見出すことが,研究上重要な事項である.さらに今までの研究の流れおよび経緯から,ピン留めランダムウォークの訪問点の個数の平均値について考えた.もっとも,Brown運動に関する結果をランダムウォークで考えた場合にも同じことが成立するか否かを問うことは極自然に現れる興味でもある.そして,3次元に関してはその問いに肯定的に答えることができた.一方,6次元の場合は未解決のままとなっている.ランダムウォークの訪問点の個数やWiener sausageの自由エネルギー関数の具体形を求めるためには,ピン留めランダムウォークの訪問点の個数やピン留めWiener sausageの体積に関する大域的な性質を調べる必要がある.ピン留めシンプルランダムウォークの訪問点の個数に関しては終点が原点である道についての平均の挙動や分散の挙動が得られた.この場合,ピン留めされていないランダムウォークのときと比較して平均の主要項は変わらないことがわかるが,分散は技術的な問題からか多少荒い評価しか得られていない.しかし,大数の法則を証明するには十分な評価でありしたがってこれら系として大数の弱法則が得られた.さらに,終点が一般の点のときにはその終点があまり遠くにない場合には同様の方法で示されることがわかりやはり大数の法則を得ることができる.挙動も次元が高いときには終点が原点である場合と変わりはない.しかし,2次元の場合には若干の違いが見えてくるところが興味深い.また,大偏差原理についても部分的に結果が得られるが,これはピン留めされていない1次元ランダムウォークの訪問店の個数についての大偏差原理の証明で用いられた議論を本質的な部分は変えずに修正すれば得られることがわかる.しかし最終的な詰めの部分が残っておりその解決にはかなりの時間を要するものと思われ,今後の課題となった.本研究で得られた大数の法則を公表するための論文の執筆の準備にはいった.ランダムウオークの訪問点の個数やWiener sausageの自由エネルギー関数あるいはエントロピー関数の具体形を求めるためには,ピン留めランダムウォークの訪問点の個数やピン留めWiener sausageの体積に関する大偏差原理を調べる必要がある.

ピン留めランダムウォークの訪問点の個数に関しては,以前の研究において,終点が原点である場合にはピン留めされでいないランダムウォークの場合と向じ結果が得るれることが,一部分を除いて解決されており論文の執筆に入っていたが,そこでの結果を用いることによって終点が原点でない場合についてもやはり全く同じであるという結果が得られることがわかった.また,昨年度の研究で残されていた最終的な詰めの部分に関しては,別の方法で証明をすることにより,その部分も解決することができた.このことはピン留めランダムウォークの訪問点の個数の上方向の大偏差原理が完全に解決されたことを意味する.そのために前年度に執筆に入っていた論文に本年度の研究で得られた結果を加筆することで公表するこにした.さらに,平均の漸近挙動に関して,主要項はピン留めしないランダムウォークの訪問点の個数の場合と変わらないことは昨年度の研究でわかっていたが,次元が3ないし4場合は,その2次項が異なることが新たに得られており,特に3次元では2次項の増大度が異なっており非常に興味深いものである.このことも合わせて公表する予定でいる.本研究において核になることは,ランダムウォークの多重点の個数に関する大偏差原理を確立することである.その第一段階として訪問点の個数に関する大偏差原理が部分的ではあるが本質的に確立されている.しかし,自由エネルギー関数あるいはエントロピー関数は具体的に求められていない.それを求めるために,ピン留めランダムウォークの訪問点の個数に関して大偏差原理を考えるに至った.昨年度の研究ではピン留めは本質的には大偏差原理には影響しないことがわかり,本年度論文を執筆,完成し投稿した.現在は改訂校を返送している.その研究の過程で3次元の場合だけが,ピン留めした場合としない場合で,平均値の第二項の漸近挙動が異なることがわかった.今までの研究の蓄積をいるとWiener sausageの体積の挙動からの類推が可能で,この場合もやはり3次元の場合は平均値の第二項の増大度の違いが数年前に指摘されていたので,訪問点の個数の場合も同様の現象が起きていることが昨年度の研究で明らかになった.しかし,その第二項がWiener sausageの場合と同様の評価をもつかどうかまではわからなかった.本年度の研究において,ピン留めランダムウォークの訪問点の個数の平均値が3次元の場合は,ピン留めWiener sausageの場合と同様に,第二項が有界であることがわかり,論文の執筆に入った.問題の解決の鍵となったのは,原点から出発するランダムウォークが時刻nで始めて原点に戻る確率のnが大きくなるときの第三項目の減衰度であり,それが時刻nの2乗よりも,冪のオーダーで速いことが必要となる.本研究において核になることは,ランダムウォークの多重点の個数に関する大偏差原理を確立することである.その第一段階として訪問点の個数に関する大偏差原理が部分的ではあるが本質的に確立されている.しかし,自由エネルギー関数あるいはエントロピー関数は具体的に求められていない.
病原微生物シグナルの認識・伝達における植物細胞膜上の初期応答反応の分子機構

タバコ培養細胞BY-2と、タンパク質性エリシターを用いて、同調的に過敏感細胞死が誘導される実験系を確立した。エリシターが陰イオンチャネルを活性化することにより膜電位の脱分極を誘導し、膜電位依存性Ca^<2+>チャネルを活性化してCa^<2+>動員を誘導している可能性が考えられた。一方、陰イオンチャネルの活性化や活性酸素の発生は、Ca^<2+>依存的に誘導された。これまで植物細胞においてCa^<2+>チャネル遺伝子の機能が同定された例はほとんどなく、本実験系は植物のシグナル伝達におけるCa^<2+>チャネルの機能を解析する上で格好のモデル系と考えられる。そこでCa^<2+>動員の分子機構を解明するため、Ca^<2+>チャネル候補遺伝子群を探索、同定し、機能解析を進めている。このエリシター誘導性細胞死の過程における細胞の形態変化を解析したところ、細胞質の凝集、収縮が観察された。こうした細胞死に先立ち、数時間以内にミトコンドリアの還元酵素活性がほぼ完全に失活し、ミトコンドリアの膜電位の脱分極が誘導されること、こうしたミトコンドリアの変化はイオンチャネル阻害剤により抑制されることが明らかとなり、ミトコンドリアの変化が細胞死の誘導に重要な役割を果たしている可能性が考えられた。また様々な特異的分子プローブを用いたイメージング法を用いて液胞の動態を連続観察したところ、細胞死に先立ち液胞の崩壊が誘導されている可能性が示された。エリシターが二つのチェックポイントの両方で細胞周期を停止させ、細胞の増殖から死への転換の引き金を引くこと、エリシターによる生体防御反応の誘導や過敏感細胞死のシグナル伝達系が、細胞周期に依存して調節されていることが明らかとなった。本実験系は、植物においてほとんど未解明である細胞周期の停止とプログラム細胞死とのクロストークを解析するのに類例のない優れたモデル系となると期待され、その分子機構の解明を進めている。タバコ培養細胞BY-2と、精製したタンパク質性エリシターを用いて、同調的に過敏感細胞死が誘導される実験系を確立した。この細胞死は、低濃度の陰イオンチャネル阻害剤やプロテインキナーゼ阻害剤によって濃度依存的にほぼ完全に抑制されたことから、プログラム細胞死の誘導過程において、イオンチャネルを介したイオンフラックスやタンパク質リン酸化が関与する可能性が考えられた。エリシター処理直後に、一過性で二相性の[Ca^<2+>]_<cyt>変化、持続的なCl^-efflux、持続的な二相性のpH変化など一連のイオンフラックスが誘導た。同時に活性酸素の生成も観察された。二相性の[Ca^<2+>]_<cyt>変化の1山目は細胞外からのCa^<2+>動員、2山目はホスフォリパーゼを介した細胞内Ca^<2+>ストアからのCa^<2+>動員である可能性が示唆された。Ca^<2+>動員の分子機構を解明するため、電位依存性Ca^<2+>チャネル候補遺伝子を探索、同定し、クローニングを行った。細胞外のCa^<2+>がCl^-effluxの誘導に必要であると共に、陰イオンチャネルがイオンフラックスカスケードの上流でその調節に重要な役割を果たしている可能性が考えられた。細胞死に伴い、ミトコンドリアの膜電位脱分極が誘導されることが示唆された。この細胞死誘導過程における細胞の形態変化を解析したところ、細胞質の凝集、収縮が観察され、また液胞の膨張、崩壊が誘導されている可能性が示唆された。細胞分裂を同調化した後、G_1期の細胞にエリシターを処理すると、G_1/S期で細胞周期が停止した。またS期の細胞にエリシターを処理すると、細胞周期はG_2/M期で移行を停止した。エリシターが二つのチェックポイントの両方で細胞周期を停止させ、細胞の増殖から死への転換の引き金を引くと考えられる。

また様々な特異的分子プローブを用いたイメージング法を用いて液胞の動態を連続観察したところ、細胞死に先立ち液胞の崩壊が誘導されている可能性が示された。エリシターが二つのチェックポイントの両方で細胞周期を停止させ、細胞の増殖から死への転換の引き金を引くこと、エリシターによる生体防御反応の誘導や過敏感細胞死のシグナル伝達系が、細胞周期に依存して調節されていることが明らかとなった。本実験系は、植物においてほとんど未解明である細胞周期の停止とプログラム細胞死とのクロストークを解析するのに類例のない優れたモデル系となると期待され、その分子機構の解明を進めている。
21世紀にむけた無機高分子の合成およびそれを前駆体とする新材料の創製に関する研究

本年度は14)の研究課題について検討を行い、ほぼ所期の目的を達成した.1)メチルトリイソシアナトシランからのイソシアナトオリゴシロキサンおよび13環式ラダーオリゴシロキサンの合成を試みた。その結果、オリゴシロキサンでは鎖状28量体及び環状46量体が得られ、環状5量体の異性体としてプロペラ構造のビシクロペンタシロキサンを単離することに成功した.また、シロキサンの構造とIRおよび^<29>SiNMRスペクトルとの関係に興味ある結果が認められた。一方、異種官能基をもつジおよび環状テトラシロキサンの縮合反応により、2及び3環式ラダーシロキサンを合成することができ、これの構造の詳細な検討が現在行われている。2)窒化酸化ケイ素Si_2N_2Oセラミック前駆体としてのポリシロキサザンの合成をイソシアナトジシロキサンとアンモニアの反応により検討した。反応条件により得られるポリシロキサザンの縮合安定性が異なること、低分子量の初期反応生成物を所定濃度の溶液として縮合させることにより、高分子量ポリシロキサザンが生成し、これを焼成することで、雰囲気によりSiNCO、SsiN0セラミックスに変換することができた。3)ビニル-および(3-メタクリロキシプロピルオキシ)トリメトキシシランの付加重合とそれに続く加水分解重縮合により、炭素鎖とシロキサン鎖の共有結合を主鎖骨格とするポリマーハイブリッドの合成と性質を検討した。その結果、無色透明の高粘性液体としてハイブリッドが生成し、これからキャスト膜が調製できること、そして膜の機械的な強度がその構造と関連することなどが明らかにされた。4)TEOS-PEG-Li系ハイブリッド高イオン伝導体およびWとIr系エレクトロクロミック酸化物薄膜がゾル・ゲル法により調製され、構造と特性が評価された。本研究では新規な機能や形態を有する酸化物系無機高分子を調製し,それを前駆体として新材料を創製することを目的として遂行した結果,下記のことを明らかにした。1.メチル,ビニル,フェニルトリイソシアナトシランまたはテトライソシアナトシランを新規に設計した気相反応装置で加水分解することにより,それぞれ相当するジシロキサン化合物を高収率で合成した。このジシロキサンをアルコールと反応させることによりジシロキサンのアルコキシ誘導体を合成した。これらのジシロキサンを加水分解すると鎖状または環状のテトラシロキサンが生成した。2.メチルまたはビニルトリメトキシシランを窒素気流下で加水分解することによりメチルまたはビニルポリシルセスキオキサンを得,これらを有機または無機基板にディップコーティングしてから焼成することにより,セラミックコーティング薄膜を調製した。また,ビニルトリメトキシシランをラジカル重合して得たポリビニルトリメトキシシランを徐々に加水分解することにより,有機一無機ハイブリッドの単独膜を調製した。.ポリビニルトリメトキシシランをディップコーティングしてから焼成することにより,有機一無機ハイブリッド・コーティング薄膜を調製した。3.メチルトリイソシアナトシランのアンモノリシスによりメチルイソシアナトポリシラザンを合成した。これを窒素雰囲気で焼成すると窒化ケイ素や酸窒化ケイ素が生成した。このポリシラザンの焼成過程は,イソシアナト基の脱離にともなうシラザン結合の生成過程として核磁気共鳴や赤外線スペクトルによる追跡に成功した。4.上記の結果に基づき,磁気的および光学的性質を有するガラス材料,アパタイト薄膜,および酸化タンクステン薄膜を調製し,実用的なセラミック材料としてのキャラクタリゼーションを行った。

本年度は、ポリシルセスキオキサンPSSQ(RSiO_<3/2>)_n(R=Me,Vinyl,3-Metacryloxypropyl)とそのハイブリッドの合成と性質ならびにゾル・ゲル法によるゾル調製に加えて、これらの応用を目的とした薄膜としての性能評価について検討した。従来、標記の高分子量で縮合安定性のあるPSSQは合成困難であったが、簡便な装置の開発と条件検討により、目的とするPPSQの合成に成功した。次ぎに、PSSQに対応するハイブリッドとして、標記の炭素官能基の付加重合により、シロキサン鎖と炭素-炭素鎖が互いに共有結合した主鎖骨格から構成される有機-無機ハイブリッドを合成し、それから調製した透明で柔軟な剥離膜の機械的強度とハイブリッドの構造との関係を評価し、強度が有機鎖と無機鎖の寄与度に依存することを明らかにした。さらに、これらPSSQとハイブリッドのコーティング剤としての性能評価を行ったところ、PSSQ(R=Me)は透明性や均質性はもちろん、きわめて耐熱性や硬度および付着力の高いコーティング膜が形成され、ハイブリッドからも相当する高分子膜にはない耐熱性、付着力、硬度のあるコーティング膜が得られることなどが明らかになった。一方、SiO_2-ZrO_2およびZrO_2の結晶化とその前駆体ゾルの構造との関係を検討した結果、前者では高分子ゾルの主鎖のランダム性およびブロック性が結晶化に影響することが分かった。1.ケイ素官能性オリゴシロキサンの合成2.ポリシルセスキオキサンの合成とその高性能・機能コーティング膜への応用MeSi(OR)3の酸触媒加水分解重縮合体ポリシロキサンR=Meは、優れた保護および層間絶縁材の機能を有するコーティング膜を形成することを見いだした。特に、後者としての高い特性を引き出す目的で、R=Pr^i,Bu^i,Butについて検討する過程で、R=Priの塩基R4NOH触媒加水分解縮合では鎖状高分子量体が生成することが分かった。一方、1.のオリゴシロキサンをビルディングブロックとする縮合反応によりテトラシロキサン環が23個縮合したオリゴラダーシルセスキオキサン(R=Me)が得られることを見いだした。3.有機・無機ハイブリッドの合成、構造、物性、コーティング特性スチレンー無水マレイン酸ブロックおよび交互共重合体とジルコニウムアルコキシド類との反応により含ジルコニウムハイブリッドが得られ、これの有機と無機基板に対するコーティング特性を評価した結果、膜は光学および機械特性に優れており、その熱処理により生成するジルコニア膜は、硬度と付着力に優れていることが分かった。一方、RSi(OMe)_3(R=vinyl,3-methacryloxypropyl)の付加重合と加水分解重縮合により得られる炭素鎖とシロキサン鎖を主鎖骨格とするポリマーハイブリッドからは剥離膜が調製でき、膜構造と機械的な強度との関係が考察できた。4.メタロキサン化合物の合成と性質シランジオールやジシロキサンジオールとチタンキレート、チタノセンクロリド、ジルコニウムキレートとの反応により数種のメタロシロキサン化合物が合成できた。これらのSiO_2-MO_2(M=Ti,Zr)系セラミック前駆体としての性質があることを認め、さらにチタノシロキサンにはスチレンの重合触媒としての機能があることを確認した。本年度は14)の研究課題について検討を行い、ほぼ所期の目的を達成した。
難治性疾患に関わるシグナル伝達分子を標的とした天然機能分子の探索

当研究室独自に構築した未利用天然物ライブラリーを用いて,主に癌に関連するシグナル伝達分子であるTRAILおよびWntシグナル等を標的とした天然物の探索を行った.1.デス受容体の一つとしてDR5(=TRAIL-R2)に着目し,タイ産Millettia brandisiana(マメ科)について,DR5誘導作用をもつ活性成分の探索を行った.その結果本植物より新規イソフラボノイドbrandisianin A-Fを含む11種の化合物を単離した.これらのうち,brandisianin Dが17.5μMでコントロールに比べて2.4倍のDR5プロモーター活性を上昇させることが判明した.またTRAIL耐性AGS細胞に対してTRAILとbrandisianin Dの併用処理により有意に細胞生存率が減少させた.この結果から,brandisianin DはDR5の発現誘導を介してTRAIL感受性を増強させたものと示唆された.2.Wntシグナル伝達経路における転写因子TCFの転写活性化を抑制する天然物に着目し,タイ産Eleutherine palmifolia(アヤメ科)について活性成分の探索を行った.TCF転写阻害活性は,TCF結合領域を有するルシフェラーゼレポータープラスミドを安定導入した293T/STF細胞株によるアッセイシステムを用いた.本植物のメタノール抽出物について,活性試験を指標とした分画を行い,10種の化合物を単離した.これらの化合物のうち3種は新規ナフトキノン配糖体であり,Eleutherinoside A,B,及びCと命名しそれぞれ構造を決定した.これらの化合物は顕著なTCF転写阻害活性を有していた.当研究室独自に構築した未利用天然物ライブラリーを用いて,疾患関連シグナル伝達分子を標的とした天然物探索研究を行った.その中から,本年度の研究成果を以下に記す.1.タイ産東北部産のショウガ科植物Curcuma parvifloraより単離した一連の新規セスキテルペン二量体成分は,各種培養腫瘍細胞に対する増殖抑制活性を示した.主成分parviflorene Fについてウェスタンブロット法を用いた解析により,本化合物はアポトーシスに関与するデスレセプターの一つであるDR5の発現量を有意に上昇させ,またカスパーゼ-8および-3を活性化させることが明らかとなった.さらにアネキシンV染色により,本化合物によるアポトーシス誘導を確認した.従って,Parviflorene Fはデスレセプター経路を介してアポトーシスを誘導することが示唆された.一方,DR5の発現を誘導する天然物の探索のために,DR5プロモーター領域をルシフェラーゼ遺伝子の上流に組み込んだ安定形質転換細胞株DLD-1/SacIを用いたスクリーニングを行った.その結果,ショウガ科植物Catimbium speciosumより数種のフラボノイド類を活性成分として単離した.2.大腸癌や肝癌などではWnt/β-cateninシグナル経路の異常亢進が引き起こされている.そこで,この経路を制御する天然物の探索を目的にβ-catenin/TCF転写阻害活性を指標としたスクリーニングを行った.TCF/LEF結合領域をルシフェラーゼ遺伝子の上流に組み込んだ安定形質転換細胞株293T/STFを用いたスクリーニングより,当研究室の天然物化合物ライブラリーのの中から,変形菌Lycogala epidendrumの子実体より単離したlycogarubin Bが40μMでβ-catenin/TCF転写活性を86%阻害することを見いだした.当研究室独自に構築した未利用天然物ライブラリーを用いて,主に癌に関連するシグナル伝達分子であるTRAILおよびWntシグナル等を標的とした天然物の探索を行った.1.デス受容体の一つとしてDR5(=TRAIL-R2)に着目し,タイ産Millettia brandisiana(マメ科)について,DR5誘導作用をもつ活性成分の探索を行った.その結果本植物より新規イソフラボノイドbrandisianin A-Fを含む11種の化合物を単離した.これらのうち,brandisianin Dが17.5μMでコントロールに比べて2.4倍のDR5プロモーター活性を上昇させることが判明した.またTRAIL耐性AGS細胞に対してTRAILとbrandisianin Dの併用処理により有意に細胞生存率が減少させた.この結果から,brandisianin DはDR5の発現誘導を介してTRAIL感受性を増強させたものと示唆された.2.Wntシグナル伝達経路における転写因子TCFの転写活性化を抑制する天然物に着目し,タイ産Eleutherine palmifolia(アヤメ科)について活性成分の探索を行った.TCF転写阻害活性は,TCF結合領域を有するルシフェラーゼレポータープラスミドを安定導入した293T/STF細胞株によるアッセイシステムを用いた.本植物のメタノール抽出物について,活性試験を指標とした分画を行い,10種の化合物を単離した.これらの化合物のうち3種は新規ナフトキノン配糖体であり,Eleutherinoside A,B,及びCと命名しそれぞれ構造を決定した.これらの化合物は顕著なTCF転写阻害活性を有していた.
慢性心不全患者の退院早期の在宅療養支援プログラムの開発とその有効性の検討

本研究は、慢性心不全患者の再入院予防を目標に再入院を繰り返す慢性心不全の療養行動の特徴に焦点をあてた、退院早期の訪問看護による在宅療養支援プログラムの開発を目的とした。重症慢性心不全患者が1年以上在宅療養を継続することを支援した訪問看護師18名を対象に実践内容を面接にて聴取し、質的な分析をした。その結果、再発予防に有効であった支援内容は、1排便コントロール、2感染予防、3日常生活の諸労作の具体的指導、4セルフモニタリング能力の強化に関する内容であることが明らかになった。これらは、慢性心不全患者の急性増悪を予防する在宅療養に不可欠な看護支援であり、新たな視点を加えた支援プロトコールを試作した。本研究では、慢性心不全患者の再入院予防を目標に、先行研究で明らかにした再入院を繰り返す慢性心不全患者の療養行動の特徴と慢性心不全患者のセルフモニタリングに焦点をあて、退院早期の訪問看護による在宅療養支援プログラムを開発し、その有効性を検証することを目的としている。24年度は、慢性心不全患者の退院早期における在宅療養支援プロトコールをより焦点化するために、23年度に検討したアセスメントのための指標をもとに、訪問看護師による生活調整の実際、特に再発予防に有効であった看護支援内容について、慢性心不全を主疾患とした訪問看護事例をもとに検討した。8090歳代で心不全分類ステージDの患者4事例に共通した訪問看護師による看護内容は、1排便は怒責や排便時の姿勢、および徹底した排便管理。2感染予防として、上気道感染では口腔ケアの徹底、尿路感染では清潔保持に努め、常に清潔な下着を身に着けるための指導実践。3入浴時、洗髪時、歯磨き時、座位時の姿勢、労作時間の調整など、日常生活動作時の自覚症状を患者が体感しながら、楽な動作方法を習得するための指導の実施。4体重や血圧などの必要な自己管理の可視化(本人が関心を持って日常生活ができるよう努める)、12週に1回の訪問診療の実施であった。これらの生活調整を行うことによって、心不全の急性増悪を繰り返すことなく最期まで在宅で過ごすことができていた。これらのことより、共通した在宅療養での生活調整は、1排便コントロール2感染予防3日常の諸労作の具体的な指導および、ADL保持と筋力維持のための指導4セルフモニタリング能力の強化であり、慢性心不全患者の在宅療養を支える訪問看護師のこれらの看護内容に焦点をあてた退院早期の再発予防のためのプロトコール内容の再検討の必要性が示唆された。本研究は、慢性心不全患者の再入院予防を目標に、先行研究で明らかにした再入院を繰り返す慢性心不全患者の療養行動の特徴と慢性心不全患者のセルフモニタリングに焦点をあてた、退院早期の訪問看護による在宅療養支援プログラムを開発することを目的としている。25年度は、24年度に調査分析した訪問看護による看護実践内容を継続して調査し、慢性心不全(ステージD)患者が1年以上在宅療養を継続することを支援する訪問看護師18名を対象に実際の支援内容を面接にて聴取し、質的記述的分析を行なった。その結果、訪問看護師は、患者の日常の生活を守ることを基盤として、患者が必要なセルフモニタリングのための管理の必要性を認識できるよう支援し、心臓への負担を軽減するための日常生活活動を行うための工夫や在宅療養における継続支援のための調整を行ない、訪問看護師が中心となり、患者の変化に早期に気づき、対処することを実践していた。また、終末期における患者の意志決定に関わる看護実践をしていた。今回明らかになった看護実践内容は、慢性心不全患者の急性増悪を予防する在宅療養に不可欠な支援であることが示唆された。また、患者が独居であることなど、心不全管理に必要な生活調整能力そのものに関わる要因についても明らかになった。最終年度は、これらの結果と24年度までに明らかになった再発予防に有効であった1排便コントロール、2感染予防、3日常生活の諸労作の具体的な指導、およびADL保持と筋肉維持のための指導、4セルフモニタリング能力の強化に関する具体的内容をもとに、慢性心不全患者の在宅療養を支える訪問看護を中心とした退院早期の再発予防のためのプロトコールを試作した。これまでの分析結果から、再発予防のための在宅療養支援プログラムにおいては、訪問看護師による看護支援と急性増悪時の医療機関をつなぐ新たなプロトコールの必要性が示唆された。慢性心不全患者における療養支援の目標は、再入院予防、ならびに患者の生活の質向上のために、心不全増悪要因となる水分管理・塩分制限・適切な運動と休息・薬物療法・適切な受診行動を患者個々の日常生活のなかに組み入れ、効果的に実行および継続できるように支援することである。今日どのような時期にどのような教育的支援が必要であるかを検討することが急務であるとも指摘されているが、これまで再入院を繰り返す患者の療養行動の特徴を考慮した支援は検討されていない。

そこで本研究では、慢性心不全患者の再入院予防を目標に、先行研究で明らかにした再入院を繰り返す慢性心不全患者の療養行動の特徴と慢性心不全患者のセルフモニタリングに焦点をあてた、退院早期(退院1週間前後)の訪問看護による在宅療養支援プログラムを開発し、65歳以上の入院中の慢性心不全患者を対象に、ランダム化試験により、従来の外来支援群を対照群とし、退院早期(退院1週間前後)の在宅療養支援プログラムを用いた支援群の2群に分け、退院早期の在宅療養支援の有効性を検証することを目的としている。23年度は、慢性心不全患者の退院早期における在宅療養支援プログラムの開発にむけて、以下についての検討を行った。1)療養経験(行動)を把握するための面接プロトコール:再入院を繰り返す慢性心不全患者の療養行動の特徴から、療養行動を把握するための面接プロトコールを作成した。2)セルフモニタリングアセスメントツール:服部らが検討した心不全セルフモニタリングの概念に基づいて作成した。3)療養行動支援(選択肢)ツール:水分・塩分制限・活動休息などに関する具体的な療養行動の選択肢について、関連文献などから作成した。また、プログラム開発に用いるアセスメントツールの一部については、学会での専門家によるレビューを受けながら内容の精選を行った。当該年度は、訪問看護における支援プロトコールの検討において、より実際的な再入院予防に効果が期待される看護内容の調査を行ったため、プログラムの開発がやや遅れている。但し、当該年度の事例検討は、本研究における新たな知見の重要な仮説となる部分であり、当該年度の検討がなければ、最終年度による在宅支援のプロトコールの開発につながらないと考えれる。25年度は、当該年度の結果を元に、訪問看護における効果的な支援内容を抽出し、本邦初となる訪問看護における慢性心不全患者の在宅支援プロトコールの試案につなげる計画である。当該年度は、上記の成果に加えて、4)在宅支援アセスメントツール:外来看護、訪問看護、介護などの連携においてのアセスメントの視点をアセスメントするための項目を収集、整理する計画であったが、医療機関および訪問看護ステーションでのフィールドワークの調整が遅れ、24年度に継続した調査・検討がずれ込んむ予定である。在宅支援におけるアセスメントの事項は、本プログラムの重要な部分であり、専門家によるレビューを受けながら慎重かつ迅速に計画を実行する計画である。25年度は慢性心不全患者への再入院を予防するための支援プロトコールの作成をめざし、在宅における慢性心不全患者の生活調整の具体を明らかにすることを目的とする。対象は慢性心不全患者への訪問看護を行い、慢性心不全の急性増悪による入院経験がある患者を1年以上急性増悪を予防できている訪問看護師で、本研究への協力の同意が得られた看護師(約20名)とする。調査は、協力が得られた訪問看護師の指定する場所で行う(主には訪問看護師が勤務する訪問看護ステーション)。データ収集方法は半構造化面接を行い、訪問看護師が行っている生活調整の具体に関する面接を行う。
ヒト歯髄における抗原提示細胞の役割に関する免疫組織化学的研究

申請者は平成8年度科学研究費補助金を受け、ヒト正常歯髄における抗原提示細胞の分布・微細構造および歯牙切削後の歯髄における抗原提示細胞の動態を免疫組織化学的・免疫細胞化学的に検索し、ヒト歯髄における抗原提示細胞に関して以下の事を明らかにした。1.正常歯髄における抗原提示細胞についてヒト正常歯髄においても齧歯類歯髄同様、数多くの抗原提示細胞が歯髄中に存在しており、歯髄周辺部に密に分布していることが明らかとなった。微細構造学的に、これらの細胞は細胞質中に種々の電子密度をもった小胞を数多く持っており、飲み込み陥凹には電子密な物質を含む像も観察され、活発な飲み込みを行っていることが伺われた。また、象牙前質中に存在し象牙細管中に細胞質突起を侵入させている抗原提示細胞は、複数の象牙芽細胞突起と接触していることが明らかとなり、象牙芽細胞の損傷をいち早く感受出来るよう象牙前質中に配置してものと思われた(日本歯科医師会雑誌,1996)。2.象牙質切削による歯髄組織の変化と抗原提示細胞歯牙切削後の歯髄組織の動態を検索し、歯牙切削後初期には齧歯類歯髄同様ダイナミックな歯髄反応が起こっていることが明らかとなった。象牙質切削1日後には、歯髄・象牙質境に滲出性の変化が起こり、抗原提示細胞は歯髄内にシフトする一方、象牙細管中には数多くの好中球が観察され変性した象牙芽細胞突起を処理しているものと思われた(Dentin Pulp Complex,1996)。しかし、明かな歯髄反応が見られない例もあり、歯種、歯牙年齢、既往歴により歯髄反応が異なっていた。今後は長期例の観察を行い、象牙質切削後の抗原提示細胞のセンサー細胞としての機能についてさらに検索を進めたい。
ムラサキが生産する脂溶性二次代謝産物の生合成および排出機構の解明

薬用植物ムラサキが生産する脂溶性二次代謝産物のシコニン誘導体は高い生理活性を有する。このシコニン生合成経路の全容は明らかになっていない。我々は最近、シコニン誘導体生合成経路の最終反応段階であるアセチル化反応を触媒するアシル基転移酵素(LeOAT)を世界に先駆けて見出した。本研究ではLeOATの機能解析を行うことで、長らく未解明であったシコニン生合成経路を解明する。