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ゲートスタックのリーク特性予測のための統合的計算化学手法の開発

携帯電子デバイスの低消費電力化・省待機電力化に対応するため,MOSFETにおけるゲートリーク電流低減は重要な課題である.素子微細化に伴いゲートスタック構造における高誘電率(High-k)絶縁膜組成やHigh-k絶縁膜/反転層界面構造の原子レベル分析は極めて困難になる.本研究では,原子レベルでモデル化されたゲートスタックのリーク特性予測のための計算化学的手法の開発を目的として,研究代表者が開発してきた量子分子動力学法,グランドカノニカルモンテカルロ法,古典分子動力学法などを統合化しリーク特性予測への適用可能性を検証する.平成19年度は(1)絶縁膜厚,ドーパント濃度,絶縁膜/反転層の界面構造を多様に変化させた原子レベルモデリングと波動関数の空間分布および電子の確率密度分布の精密計算,(2)絶縁膜/反転層における絶縁膜のリーク特性の予測を行う予定で,Si_3N_4などの窒化物材料やトラップ準位の計算,4H-SiCなどのモデリングに成功する他,多様な材料に応用することにも成功した.この他,平成19年度では,量子分子動力学プログラムの電子状態計算によって得られる電子の確率密度分布からゼーベック係数を予測するシミュレータの開発,部分状態密度から絶縁体の二次電子放出係数を予測するシミュレータの開発,従来の第一原理分子動力学法よりも飛躍的に高速化した超高速化量子分子動力学法の予備的開発やHigh-k材料・触媒材料として重要なZrO_2への応用に成功するなど,予想外の成果と発展を示した.携帯電子デバイスの低消費電力化・省待機電力化に対応するため,MOSFETにおけるゲートリーク電流低減は重要な課題である.素子微細化に伴いゲートスタック構造における高誘電率(High-k)絶縁膜組成やHigh-k絶縁膜/反転層界面構造の原子レベル分析は極めて困難になる.本研究では,原子レベルでモデル化されたゲートスタックのリーク特性予測のための計算化学的手法の開発を目的として,研究代表者が開発してきた量子分子動力学法,グランドカノニカルモンテカルロ法,古典分子動力学法などを統合化しリーク特性予測への適用可能性を検証する.平成18年度は(1)電気伝導度を予測するモンテカルロ法の開発,(2)統合的計算化学手法のための各種計算化学プログラム間のインターフェース開発を行った.(1)については,量子分子動力学法により得られた電子の存在確率密度分布をモンテカルロ法に適用することで電気伝導度に相当する量を計算するシミュレータの開発に成功した.開発した電気伝導度シミュレータをSi/SiO_2/Si界面モデルに適用し平成18年度秋季応用物理学会にて発表した.この他に多様な材料に応用することにも成功した.また(2)については,原子レベルでのモデルを3次元格子に転換し電子の確率密度分布を量子分子動力学プログラムで得た波動関数情報から計算するプログラムDENSの開発に成功し,(1)の各種材料における電気伝導度計算にすでに応用している.また予想外の成果として,複雑な系の電子状態計算の収束性をより高めるためのアルゴリズムの開発と量子分子動力学法への実装および応用についても成功した.この成果は来年度の計算対象としての必要性が高まっているHigh-k絶縁膜材料に応用可能と考えられる.携帯電子デバイスの低消費電力化・省待機電力化に対応するため,MOSFETにおけるゲートリーク電流低減は重要な課題である.素子微細化に伴いゲートスタック構造における高誘電率(High-k)絶縁膜組成やHigh-k絶縁膜/反転層界面構造の原子レベル分析は極めて困難になる.本研究では,原子レベルでモデル化されたゲートスタックのリーク特性予測のための計算化学的手法の開発を目的として,研究代表者が開発してきた量子分子動力学法,グランドカノニカルモンテカルロ法,古典分子動力学法などを統合化しリーク特性予測への適用可能性を検証する.平成19年度は(1)絶縁膜厚,ドーパント濃度,絶縁膜/反転層の界面構造を多様に変化させた原子レベルモデリングと波動関数の空間分布および電子の確率密度分布の精密計算,(2)絶縁膜/反転層における絶縁膜のリーク特性の予測を行う予定で,Si_3N_4などの窒化物材料やトラップ準位の計算,4H-SiCなどのモデリングに成功する他,多様な材料に応用することにも成功した.この他,平成19年度では,量子分子動力学プログラムの電子状態計算によって得られる電子の確率密度分布からゼーベック係数を予測するシミュレータの開発,部分状態密度から絶縁体の二次電子放出係数を予測するシミュレータの開発,従来の第一原理分子動力学法よりも飛躍的に高速化した超高速化量子分子動力学法の予備的開発やHigh-k材料・触媒材料として重要なZrO_2への応用に成功するなど,予想外の成果と発展を示した.
軟骨特異的プローブによる関節軟骨in vivo造影と定量評価システムの確立

Ke4-TIBに加えて新規軟骨イメージングプローブ2Ke2-TIBの創出とラット変形性関節症モデルによる、in vivo造影とCT撮像による定量評価を試みたが、理想的な条件設定は完了していない。Ke4-TIBについては特許が2017年3月24日に成立した。プローブ開発と並行して、将来マウス関節軟骨変性モデルが研究へ使用されることを想定して、新規関節軟骨変性モデルの作製にとりかかった。軟骨に豊富に発現している細胞外マトリックス遺伝子(A遺伝子)のFloxマウスをRosa26-cre ERTマウスと交配させた。生後1週よりタモキシフェン投与を開始し、未投与群に比べ、低身長と関節軟骨異常を認めた。平成27年度は、1新規軟骨プローブの創出、2関節軟骨基質減少モデルとしてラットOAモデルのin vivo X線CT造影、3軟骨仮骨形成モデルとしてマウス肋骨骨折モデルの蛍光in vivoイメージングを計画した。1については、特許出願済みであるX線プローブ(Ke4-TIB)をもとに軟骨認識に必要なカチオン間距離を推定し、新たなX線プローブとして、トリヨードベンゼンに対しリシンダイマーを両端に有する2Ke2-TIBの合成した。今後、本化合物の軟骨認識能を確認するとともに、トリヨードベンゼン部位を蛍光かつヨウ素を有する構造へ変換する予定である。2、3については、変形性関節症モデルを作製し、X線プローブ(Ke4-TIB)によるCT撮像を行い、そのデータ解析を行った。摘出した標本をCT画像と同一切片を作製、SafO染色と同様な軟骨基質減少を描出し定量することを試みたが、ex vivoに比べて、in vivoでは関節腔内濃度を充分確保することが難しく、理想的な条件設定が完了していない。ラット関節腔内への注射が熟練を要するだけでなく、ex vivoのマイクロCTの性能に比べ、in vivoマイクロCTはX線照射時間、解像度の点が劣るため、十分な描出ができないことが挙げられる。本研究課題に関する特許が2017年3月24日に成立した(特許番号6112427号;発明人大橋俊孝、加来田博貴)。平成28年度は、初年度に行われた関節軟骨X線によるin vivo造影に加え、同技術が将来の関節症モデルマウス研究へ利用されることを考え、マウス関節軟骨変性症モデルの例として、新規関節軟骨変性モデルの作製にとりかかった。軟骨に豊富に発現している細胞外マトリックス遺伝子(A遺伝子)のFloxマウスをRosa26-creERTマウスと交配させ、A gene f/f; Rosa26-creERTを作成した。軟骨に豊富に発現するA遺伝子をコンベンショナルにノックアウトすると骨形成に重篤な異常(早期致死を含む)を生じることが予想されるため、条件的ノックアウトマウスを作製した。Rosa26-creERTは全身の細胞でcre遺伝子を発現させ、タモキシフェンを腹腔内に投与することで、関節軟骨を含むA遺伝子のノックアウトを誘導できる。生後1週より、タモキシフェン投与を開始し、未投与群に比べ、有意に低身長を認めた。関節軟骨異常も認められ、軟骨X線イメージング技術をマウス使用できるかを検証するシステムができた。タモキシフェンの投与時期を変えることにより、このマウスは変形性関節症モデルあるいは軟骨無形成症モデルとなり得る。なお、本モデルマウス研究はミュンヘン大学との海外共同研究により進められている。ミュンヘン大学は、高解像度X線CTによる画像解析技術も有している。今後、in vivoイメージングと従来の病理切片解析との詳細な比較検討を行う予定である。プローブの注射量・濃度の増加により対応を図る。あるいは最近市場に出てきたナノCTで撮像するなどを対応策として考えている。軟骨代謝学進捗に若干遅れが生じたため。目標達成を行うべく、進捗を早める努力をする。残額は新たなX線プローブ合成やナノCT使用を含めた画像解析に使用する予定である。
放射線定位照射による脳疾患モデルを用いた脳機能解析

実験動物の特定の脳部位に比較的広範な障害を作成する技術は、脳の機能を調べる基本的なツールになりうる。本研究ではそのひとつとして放射線照射の実用性を検討するとともに、新たな行動および電気生理学的な指標の開発を行い、さらには放射線照射以外の脳深部への破壊巣作成法の検討を行った。前頭葉皮質に放射線照射を行ったサルの眼球運動を最長8か月間評価し、その障害の経時変化を明らかにした。また、小脳や大脳基底核の病変を検知するための行動指標の開発を行った。新しい障害作成法として、化学遺伝学の手法を用いた可逆的な機能脱落を目指してサル小脳への遺伝子導入を試みた。今後の研究につながる貴重な情報を得ることができた。脳の損傷例を対象にした神経心理学研究や、脳の一部を可逆的・不可逆的に障害した実験動物の行動解析は、脳の機能を知るための最も基本的かつ重要な研究手法である。しかし、臨床的にみられるような数ミリ数センチメートルにおよぶ比較的広範な障害を脳深部に作成することは技術的に困難である。本研究では、がんの治療に用いられているX線定位照射装置(LINAC)を利用して、ヒトと相同の脳をもつマカクザルの脳の特定部位に破壊巣を作成する。この技術は脳機能を探るツールになるばかりでなく、将来的には脳深部刺激に代わる、侵襲の少ない機能的定位脳手術としての臨床応用につながる可能性もある。平成26年度は、これまで前頭眼野を中心とした外側前頭連合野への照射を行った3頭の行動実験をひとまず終了し、3頭の脳標本を作製した。これとともに、これまで取ためた照射前後の行動解析を行い、その結果を英文論文にまとめ、国際専門誌に発表した。右前頭葉皮質の障害では左視野に向かう眼球運動が大きく障害され、とくに記憶誘導性に課題を行わせる際に障害が大きかった。MRI、病理組織とも、白質を中心とした壊死巣がみられ、周囲に出血を伴っていた。MRI所見では照射直後から局所の浮腫を認めたが、行動は照射後数週間で一時回復し、数か月後から再び障害が現れた。査読の過程で病理所見について解析が不十分な点を指摘されたため、作成した組織標本について今後さらに詳細な検討を行う。MRI画像についても、放射線科医の協力のもと、詳細に解析する予定である。また今後、より小さな障害を脳深部に作成することを目指して準備を進める。本研究では、がんの治療に用いられているX線定位照射装置(LINAC)を利用して、ヒトと相同の脳をもつマカクザルの脳の特定部位に破壊巣を作成することを試みる。平成27年度4月にこれまでに照射を行った個体のデータの一部についてまとめた論文を発表した。平成27年度に照射装置の置かれているアイソトープセンターの増改築工事があり、新たな照射を行うことができなかったため、先の論文の査読過程で解析の不備を指摘された病理所見について追加的な検討を行った。また、脳の局所障害の評価に用いるための行動課題の開発と誘発電位記録を試行するとともに、硬膜外電極の埋設にむけた準備を進めている。行動課題としては、同期的眼球運動や新しい小脳学習パラダイムなどを開発し、一部は学会等で発表した。また、サルとヒトの頭皮上から逸脱刺激に対する誘発電位を記録することに成功した。これらは定位照射による脳障害によって変化することが期待され、その評価に用いることができる。今年度は増改築工事のために新たな照射ができなかった。ただし、現有のデータ解析と新たな行動課題の開発、電気生理学的な指標の検討を行った。また、平成26年度に導入された3TのMRIを駆使して多数のサルの3D脳画像を取得した。これらの技術やデータベースは今後の解析に生かすことができる。しかし、臨床的にみられる比較的広範な障害を脳深部に作成することは技術的に困難である。本研究では、がんの治療に用いられているX線定位照射装置を利用して、ヒトと相同の脳をもつマカクザルの脳の特定部位に破壊巣を作成することを試みた。平成27年度にこれまでに照射を行った個体のデータの一部についてまとめた論文を発表した。同年に施設の増改築工事があり、新たな照射を行うことができなかったため、先の論文の査読過程で解析の不備を指摘された病理所見について追加的な検討を行った。また、脳の局所障害の評価に用いるための行動課題の開発と硬膜外電極の埋設を行った。これらは皮質下の障害によって変化することが期待され、その評価に用いることができる。

最終年度の平成28年度は、これまでに開発を進めた行動課題と硬膜外電極を用いた実験を行うとともに、X線照射による障害モデルとの比較のため、化学遺伝学の手法をサルに適用するための技術開発を行った。共同研究を通じ、小脳外側にプルキンエ細胞特異的なL7プロモータ下にhM4受容体を発現するAAVベクターを注入し、CNO投与による影響を探った。その結果、行動上は非特異的な変化しか認められなかったが、その後の免疫組織学的検索により、4種類試行したうち、今後の研究で利用できそうなコンストラクトを特定できた。また、硬膜外電極を用いて安定してERP記録ができるようになり、これらを組み合わせた研究を今後進めることができる。実験動物の特定の脳部位に比較的広範な障害を作成する技術は、脳の機能を調べる基本的なツールになりうる。本研究ではそのひとつとして放射線照射の実用性を検討するとともに、新たな行動および電気生理学的な指標の開発を行い、さらには放射線照射以外の脳深部への破壊巣作成法の検討を行った。前頭葉皮質に放射線照射を行ったサルの眼球運動を最長8か月間評価し、その障害の経時変化を明らかにした。また、小脳や大脳基底核の病変を検知するための行動指標の開発を行った。新しい障害作成法として、化学遺伝学の手法を用いた可逆的な機能脱落を目指してサル小脳への遺伝子導入を試みた。今後の研究につながる貴重な情報を得ることができた。これまでに照射して得られたデータを論文にして発表した。組織切片も作成し、この方法が白質により大きなダメージを与えること、照射野の外にまで障害が広がることが明らかになり、今後の照射のターゲットを選択するよい指標を得ることができた。MRI装置もH26年度からは1.5Tに代わって3Tのものを使用できるようになり、詳細な検討が可能となった。ただし、H27年夏にLINACが別棟に移設される予定であり、次回の照射実験が遅れる可能性がある。これまでに開発した行動課題をもとに、脳障害の評価を試みる。先の照射後のMRI解析、病理組織解析により、壊死に至るまで時間がかかること、局所的な照射は線量が多いと難しいことが明らかになった。局所的な脳障害を作成する技術を開発することが本研究の目的であるので、X線定位照射によるものと他の方法によるものの比較が必要であると考えている。薬物注入や電気凝固では難しい脳深部の数ミリメートル以上の破壊巣を作成する新しい手法として、化学遺伝学の技術をサルに適用した論文が平成28年1月に米国から発表された。先のX線照射によるものとの比較検討のため、現在、共同研究を通じてその適用の可能性を探っており、平成28年度中に試行できればと考えている。これらの実験のため、上述の行動課題の開発、電気的指標の確立を急ぐとともに、年度内に新たな実験動物を調達とし、長期飼育のための設備の確保を検討する。システム神経生理学、認知神経科学これまでの実験で得た技術を利用して、さらに複雑な脳疾患モデルの作製に挑戦する。予想していたよりも障害への効果が少なく、また、壊死に至るまで数か月から年の単位の時間がかかることが分かったため、時間をかけて進める必要がある。現在、学内共同研究施設であるアイソトープセンターの増改築が行われており、定位照射装置の移設が予定されている。次回の照射は今年度の秋以降になる見込みであり、今年度前半は次の照射に向けた準備とこれまでのデータの整理を進める。年度内に新たな実験動物の調達と、長期飼育のための設備の確保を行いたいと考えている。3月中に購入したものが4月支払いになったため。
格子QCDによる K中間子崩壊の直接的CP非保存パラメータの決定

本研究の目的は、K中間子崩壊振幅を格子QCDにより数値計算し、中性K中間子系での直接的CP非保存パラメータを素粒子標準模型から求めることである。本研究では、崩壊の終状態のπ中間子が有限運動量を持つ物理的崩壊状況下でのK中間子崩壊を考えた。これを格子上で実現させるために、現実のクォーク質量より重い、π中間子質量=250MeVの場合について数値計算を行った。我々の結果はRe(ε'/ε)=(1.6±5.6)e-3である。これは、実験値: (1.66±0.23)e-3と矛盾していないが、実験値と詳細に比較するには統計誤差を1/20以下にする必要がある。これは将来の重要な課題として残された。本研究の目的は、K中間子が二つのπ中間子に崩壊する過程の崩壊振幅を格子QCDにより計算し、中性K中間系の直接的CP非保存パラメータを素粒子標準模型から求めることにある。本研究の結果と実験値を比較することにより、標準模型におけるCP非保存現象をより深く理解出来ると期待出来る。これまで、非物理的崩壊過程である終状態のπ中間子の運動量がゼロの場合にのみ精密計算がなされていた。物理的崩壊過程である運動量がゼロでない場会の計算は、統計誤差が非常に大きい計算しかなかった。このような背景のもと、本研究では物理的崩壊過程での高統計計算を行い、信頼性の高いCP非保存パラメータの値を求めることをめざす。本研究では、物理的崩壊過程を格子上で実現させる為に、π中間子質量250MeV、K中間子質量560MeV、格子サイズ4.5fmの元で研究を行う。研究はおおよそ以下の順番で行う。(1)ゲージ配位生成、(2)崩壊振幅の計算方法の確立と試験計算、(3)崩壊振幅の本格的な計算、(4)CP非保存パラメータの評価。平成27年度は、(1)のゲージ配位生成の一部分を行い、その生成された配位を使い(2)の計算方法の確立と試験計算を行った。計算では、弱演算子の部分のクォークループの計算に、ゼロ運動量の場合の計算に有効であったホッピングパラメータ展開法と、不完全収束法を用いた。また、有限運動量を持つK中間子とπ中間子の演算子として、有限運動量ウォール演算子を採用した。試験計算より、これらの方法が有効であることが確かめられ、計算方法が確立できた。崩壊振幅の統計ゆらぎは、ゼロ運動量の場合に比べ大きくなるものの、統計数が2千程度で、十分な精度で物理量が求められことが分かった。この成果を元に来年度は、(3)の崩壊振幅の本格計算を開始する。期待していたとおりの計算機リソースを獲得できたことと、考えていた計算方法が予想通り有効な方法であったため。本研究の目的は、K中間子崩壊振幅を格子QCDによる第一原理計算により、不定性無しに数値計算し、K中間子系での直接的CP非保存パラメータを標準模型から求めることである。本研究で得られた結果と実験値を比較することにより、標準模型におけるCP非保存現象をより深く理解できると期待出来る。本研究では、崩壊の終状態のπ中間子が有限運動量を持つ物理的状況下でのK中間子崩壊を考える。これを格子上で実現させるために、π中間子質量=250MeV、K中間子質量=560MeV、格子サイズ=4.5fmのもとで計算を行う。このパラメータで生成したゲージ配位は存在しないため、本研究では配位生成を行う。崩壊振幅の計算では、4体フェルミ演算子の所でクォークループの計算が必要であり、この部分が大きい統計誤差を生むことが知られている。本研究ではこの部分を、ホッピングパラメータ展開法、不完全収束法、ノイズ法を組み合わせた方法を用いて計算する。平成28年度の研究では、崩壊振幅の計算に必要なゲージ配位生成を行い、これを完了させた。また、崩壊振幅の計算を開始し、全体の約20%の計算を終了した。この崩壊振幅の計算により、我々が採用したクォークループの計算方法が有効な方法であることが確かめられた。また、統計誤差が統計数=Nに対して1/sqrt(N)で振舞っており、計算が順調に進捗していることを示している。来年度行う残りの80%の計算により、統計的に有意にゼロでない物理量が求められると期待される。期待していたとおりの計算機リソースを獲得できたことと、考えていた計算方法が予想通りの有効性を持っていたため。本研究の目的は、K中間子崩壊振幅を格子QCDによる第一原理計算により、不定生無しに数値計算し、K中間子系での直接的CP非保存パラメータを素粒子標準模型から求めることである。本研究で得られた結果と実験値を比較することにより、標準模型におけるCP非保存現象を深く理解出来る期待される。本研究では、崩壊の終状態のπ中間子が有限運動量を持つ物理的状況下でのK中間子崩壊を考えた。これを格子上で実現させるために、π中間子質量=250MeV、K中間子量=560MeVとういう現実のクォーク質量より重い場合について、格子サイズ=4.5fmのもとで計算を行った。ゲージ配位は昨年度までに生成した1000個を使った。崩壊振幅の計算では、非連結ダイアグラムの統計揺らぎをいかにおさえるかが鍵になる。この部分は、ホッピングパラメータ展開法、不完全収束法、ノイズ法を組み合わせた方法を用いた。

この方法の有効性は昨年度までの研究で実証されている。崩壊の物理量は、格子QCD計算で求めた崩壊振幅と、弱い相互作用での摂動計算により求めた係数間数から求められる。我々の得た結果は以下である。ΔI=1/2崩壊振幅: Re(A0)=(29±22)e-8、ΔI=3/2崩壊振幅: Re(A2)=(2.509±0.020)e-8、CP非保存パラメータ: Re(ε'/ε)=(12±27)e-3。ΔI=1/2崩壊振幅では統計誤差が大きい。またCP非保存パラメータでは統計誤差は更に大きく、有限の値を求めることができていない。実験値は1.65e-3であり、統計誤差を1/20以下にする必要がある。従って、本研究での計算方法をそのままゲージ配位を増やして高精度計算を目指しても、要求精度への到達は非常に難しく、高精度計算には新しい計算方法の開発が必要である。本研究の目的は、K中間子崩壊振幅を格子QCDにより数値計算し、中性K中間子系での直接的CP非保存パラメータを素粒子標準模型から求めることである。本研究では、崩壊の終状態のπ中間子が有限運動量を持つ物理的崩壊状況下でのK中間子崩壊を考えた。これを格子上で実現させるために、現実のクォーク質量より重い、π中間子質量=250MeVの場合について数値計算を行った。我々の結果はRe(ε'/ε)=(1.6±5.6)e-3である。これは、実験値: (1.66±0.23)e-3と矛盾していないが、実験値と詳細に比較するには統計誤差を1/20以下にする必要がある。これは将来の重要な課題として残された。平成28年度は、平成27年度に行った研究を元にK中間子崩壊振幅の本格計算を開始する。ゲージ配位では2千個の配位を生成する。崩壊振幅は全体の約2/3(配位数1500)のもとでの計算を行い、残りは平成29年度に行う。計算機は理研計算科学研究機構の「京」を用いて行う。平成28年度の最後にCP非保存パラメータの暫定的な値を評価し、統計揺らぎを詳細に調べ、十分な精度で求められるか評価する。もし不十分であれば平成29年度にゲージ配位を更に生成し、統計を上げるつもりである。平成29年度では、平成28年度生成したゲージ配位を使い、計算を開始したK中間子崩壊振幅の残り80%の計算を完了させる。また、RI-mom法を用いて、くりこみ定数を非摂動論的に求める。この定数を使って格子上での崩壊振幅を、実験と比較できる物理的に意味のある連続理論での振幅に変換し、実験値と詳細に比較し検討する。29年度が最終年度であるため、記入しない。素粒子物理学29年度が最終年度であるため、記入しない。
一般化されたチャンネル結合点状相互作用を用いた量子レジスターのモデル

一般化された点状相互作用と、2チャンネル結合系の点状相互作用を用いた量子レジスターモデルについて調べた。量子レジスターの本モデルでは、2状態系としての量子レジスターが、2チャンネル結合点状相互作用による量子散乱過程によって記述される。関連課題として、量子力学の非局所性、量子テレポーテーションの時間発展モデル、シュレーディンガー方程式の高精度数値解法、量子探索問題、等についても研究を行った。本研究課題について下記の研究を発展させた。尚、前研究課題については研究成果を論文として発表し研究計画を完結させた。1.エネルギーに依存した点状相互作用の構築とその応用:最近エネルギーに依存した新しいタイプの点状相互作用のモデルを構築した。そこでは、1チャンネルの場合に、与えられた透過・反射係数が全てのエネルギーに対して再現されるようなエネルギー依存性をもつ最も一般的な形の点状相互作用の構築が可能であることを示した。この点状相互作用は、透過・反射問題に対するユニタリーS行列を与える。本年度はこの研究を発展させ、エネルギーに依存した点状相互作用を持つシュレーディンガー方程式の定常状態解が完全性を満たすことを示した(任意の時間に依存した非定常状態解はそれらの重ね合わせで表される)。更に、ある条件の下でこの点状相互作用が自己共役であり、非定常状態の時間発展はユニタリーであることを見いだした(CJPへ論文投稿中)。2.PT不変な点状相互作用:PT不変(時間空間反転不変)な点状相互作用を構築した。そして、それがAlbeverio, Fei, Kusarovらによって与えられた運動エネルギー演算子の自己共役拡張として得られる点状相互作用と等価であることを示した。3.一般化された2チャンネル結合点状相互作用の量子レジスターへの応用:一般化された2チャンネル結合点状相互作用を用いて2状態重ね合わせ状態を制御する量子レジスターのモデルを調べた。これは、量子レジスターの制御が外界からのシグナルの量子散乱過程として記述される新しいタイプのモデルである。本研究は現在進行中である。1.エネルギーに依存した一般化された点状相互作用の自己共役性と非定常解のユニタリー性:これまでの研究でエネルギーに依存した点状相互作用の一般形を構築し、その点状相互作用を持つシュレーディンガー方程式の定常状態解が完全系を構成することを示した。このことはしかし、このエネルギーに依存した点状相互作用が自己共役であり非定常解の時間発展がユニタリーであることを必ずしも意味しないのである。本研究ではこの問題を詳しく調べ、点状相互作用の自己共役性が保障され、非定常状態解の時間発展のユニタリティが保障されるために満たされるべき条件を明らかにした。この研究は量子レジスターのモデル構築のために役立つものと期待される。(成果論文2参照)2.点状相互作用を用いた量子ソロバンの拡張とその安定性について:一般化された点状相互作用トンネルポテンシャルと調和振動子ポテンシャルによって構成される量子ソロバンのモデルの拡張として、一般化された点状相互作用を有限幅の擬点状相互作用トンネルポテンシャルに置き換えた量子レジスターモデルについて調べた。最も簡単な場合として、1パラメータ点状相互作用を有限幅のポテンシャルに置き換えた場合、量子ソロバンの安定性が時間的に急速に崩れることを数値シミュレーションにより明らかにした。この解析を今後更に他のより一般的な擬点状相互作用ポテンシャルに対して行う。3.時間依存シュレーディンガー方程式の高精度数値解法の開発:上記2の量子レジスター系の安定性を数値シミュレーションにより調べるには、時間依存シュレーディンガー方程式を長時間にわたり高精度で解く数値解法アルゴリズムが必要になる。本研究では、時間空間(1+1)次元シュレーディンガー方程式に対するクランク-ニコルソン法的な陰的解法の改良版として、高精度且つ短処理時間の数値解法アルゴリズムを開発した。(成果論文3参照)1.デルタ関数の微分型の一般化された点状相互作用の特性について調べた。このポテンシャルがある特定の形状の有限幅のポテンシャルのゼロ・レンジへの極限として定義される場合、あるエネルギー領域での共鳴透過の存在が最近指摘された。本研究では、この問題をより一般的な形状の有限幅ポテンシャルのゼロ・レンジ極限の問題に拡張し、その共鳴透過効果はポテンシャルのゼロ・レンジへの極限過程において保持されるゼロ・エネルギーでの束縛状態の存在(threshold anomaly)として理解されることを明らかにした。2.微小な有限幅の方形擬点状相互作用トンネル・ポテンシャルと調和振動子ポテンシャルで構成される量子レジスターの安定性について、コヒーレント波束の時間発展を数値シミュレーションすることにより調べた。今後、この解析を他の様々なタイプの擬点状相互作用トンネル・ポテンシャルに対して拡張しこの量子レジスターモデルの安定性について明らかにする。3.3個の複素パラメータからなるフェルミ擬点状相互作用型のポテンシャルからなるシュレーディンガー・ハミルトニアンとそのエルミート共役ハミルトニアンの特性を調べた。これらのハミルトニアンは個々にはPT(空間・時間反転)不変ではなくエルミートでもない。そしてそれらのハミルトニアンの透過・反射問題におけるS行列は個々にはユニタリーでない。

しかし、それらのS行列は対として擬ユニタリー性という性質を形成する場合があることを明らかにした。4.本申請研究課題の関連問題として、グローバーの量子検索アルゴリズムの拡張について調べた。本年度は、従来の位相整合アルゴリズムをさらに拡張し多重位相整合アルゴリズムという新しいアルゴリズムを提案しその有用性を明らかにした。本研究は現在進行中であり研究をさらに発展させる。1.昨年度に引き続き、3個の複素パラメータからなるフェルミ擬点状相互作用型ポテンシャルからなるシュレーディンガー・ハミルトニアンHとそのエルミート共役ハミルトニアンH^†の透過・反射問題について調べた。そして、HとH^†により構成されたS行列の擬ユニタリティ性と固有関数の双直交性との関連性、について新しく明らかにした。さらに、複素係数の点状相互作用を持つハミルトニアンの固有値が実数になる場合が存在し、そのような場合にはHとH^†は擬エルミート対を形成することを明らかにした。2.量子力学の演算子の自己共役性は、一般にその定義域の境界でのいろんな処方を基に成り立っている。本研究では、時間に依存するシュレーディンガー方程式の幾つかの物理系の時間発展解との関連でこの問題を議論した。さらに、自己共役演算子の通常の定義と、時間に依存したシュレーディンガー方程式のよく定義された解を構成する可能性とを関係づけるStoneの定理について議論した。3.関連問題である量子検索アルゴリズムの拡張版として、Groverの量子探索アルゴリズムにおける多重位相整合という新しい手法を提案しその有用性について詳しく調べた。本研究では、LongやLi&Liにより提案された従来の探索演算毎の単一位相整合と異なり、全探索演算に渡って大域的な多重位相整合をとることにより、全探索演算終了後に極めて高い探索効率の探索成功確率曲線が得られることを明らかにした。本問題は今後の継続課題である。
ナット形状が締結体に与える影響

1研究目的ナットの座面形状には、平面座やテーパー座等があり、その形状ごとに面圧を低くする、中心あわせを簡便に行う等の特徴があり、各分野に利用されている。しかし、形状の違いが締結体の破損に及ぼす影響についての研究は少なく、大型車のタイヤのような、JIS規格、ISO規格でナット形状が異なるものを利用している場合には、重大な事故を引き起こす恐れがある。そこで、本研究では異なるナット形状で締結した締結体に繰り返し負荷を与え、その特性の違いを検討した。2実験方法締付け力測定用のロードセルを介して、被締結体をボルトとナットで固定する。ナットは、平面座とテーパー座を用い、被締結体をエアバイブレータで加振し、加振力を変化させた場合の締付け力の変化、疲労き裂の進展状況を調査した。4実験結果加振力を縦軸に、破断あるいは締結力が0となった繰り返し負荷回数を横軸に対数プロットして、S-N線図を作成し、テーパー座と平面座の違いを検討した。その結果、平面座のナットと比べ、テーパー座のナットを用いた場合に、見かけの疲労限度が低下した。これは、テーパー座のナットにおいては、軸直角方向の加振力が負荷された場合に、軸直角方向及び軸方向に応力が負荷されやすくなるためと考えられる。締結体の破損は、疲労き裂の進展に伴うボルトの破断あるいはき裂進展のための締結力の低下によるものであり、回転緩みを生じなくても、疲労き裂が進展することにより締結力が低下することが確認された。なお、疲労き裂発生箇所は第一ねじ山谷底である。また、疲労き裂の進展についても、軸方向及び軸直角方向への応力負荷の影響が大きいテーパー座のナットの方がよりき裂進展しやすい。
フリーラジカルおよび酸化的ＤＮＡ損傷修復遺伝子ＭＵＴＹＨを介した肝発癌機序の解明

C型慢性肝炎患者におけるrs3219487のminor homo形質保有者においてMUYTYH発現が低下しており,同形質保有者において有意に肝発癌率が高いことを示した.また発現が低下する機序は同配列のpromoter領域への干渉であることも確認した.MUTYHホモ欠損マウスに鉄過剰食を与えると肝発癌率が有意に増加することも示した.治療の進歩により,HCV現感染者数は減少するが,既往感染者における肝発癌が今後問題である.本研究の結果はrs3219487 minor allele保有が肝発癌の危険因子であることを示唆し,早期発見あるいは抗酸化療法の治療介入が肝発癌阻止に有用である可能性を示した.平成25年度は九州大学より提供を受けたMUTYHヘテロ欠損雄マウスをC57BL/6J雌マウスと交配し、PCRによりヘテロ欠損雌雄マウスを確認、それらを交配して得たホモ欠損マウスとヘテロ欠損マウスならびにC57BL/6J雄マウスに対して鉄過剰食(鉄450mg/kg diet)群、鉄過剰食+抗酸化薬投与(N-acetyl cysteine)群ならびに通常食群(コントロール)において12ヶ月間にわたり腫瘍発生を観察した。その結果、6ヶ月および9ヶ月経過時点では肝発癌が認められなかったが、12ヶ月経過時点で、MUTYHホモ欠損マウスの鉄過剰食群で有意に肝発癌率が上昇していた。一方コントロール群では肝発癌が認められず、ヘテロ欠損マウスでは鉄過剰食群でホモ欠損マウスの約半分の肝発癌率が認められた。MUTYHホモ欠損マウスに生じた肝癌では非癌部に比べて酸化的DNA損傷の指標である8-hydroxy deoxy guanosine (8-OHdG)が有意に多く検出され、鉄過剰による酸化的DNA傷害を背景とした肝発癌にMUTYHが関与していることが明らかとなった。抗酸化薬投与群についてはまだ投与より12ヶ月が経過しておらず、次年度に検討を継続する。C型慢性肝炎患者におけるrs3219487のminor homo形質保有者においてMUYTYH発現が低下しており,同形質保有者において有意に肝発癌率が高いことを示した.また発現が低下する機序は同配列のpromoter領域への干渉であることも確認した.MUTYHホモ欠損マウスに鉄過剰食を与えると肝発癌率が有意に増加することも示した.治療の進歩により,HCV現感染者数は減少するが,既往感染者における肝発癌が今後問題である.本研究の結果はrs3219487 minor allele保有が肝発癌の危険因子であることを示唆し,早期発見あるいは抗酸化療法の治療介入が肝発癌阻止に有用である可能性を示した.申請者らはpreliminaryながら肝癌患者でMutyh SNP(rs3219487)のhetero/minor homo形質が有意に検出されること、ならびにこのminor allele保有者の肝発癌率はmajor homo形質保有者のそれに比べて有意に高いことを新たに見出していたが、rs3219487がintron SNPであるため、その差異がもたらす機能異常は不明であった。平成24年度は97例のC型慢性肝炎患者より末梢血単核球と肝組織を採取し、hetero/minor homo形質保有者の肝発癌率とMutYH活性自体の差違について検討した。その結果hetero/minor homo形質保有者の肝発癌率はmajor homo形質保有者と比較して有意に高く(logrank test; p=0.0027)、hetero/minor homo形質保有を含めた背景因子比較によってrs3219487が独立した肝発癌危険因子であることを明らかにした。また、minor allele配列が有意にMutyh活性を低下させることも明らかにした。さらに次世代シークエンサーを用いてMutYHの他のSNPを解析し、邦人においてはrs3219493とrs3219489のminor allele保有が一定頻度認められるものの発癌には関与してoおらず、rs3219487との間に連鎖不平衡が存在しないことも確認した。MutYH KOマウスについては交配により得たヘテロマウス同士を交配したホモ欠損マウスを作製できている。最終年度は、MUTYHホモ欠損マウス、ヘテロ欠損マウスに鉄過剰食および抗酸化薬(N-acetyl cystein)投与を12ヶ月間にわたり行い、抗酸化約による発癌予防の可能性を検討した。その結果抗酸化薬非投与群において、C57BL/6J雄マウスに比べて有意に増加していた肝癌発生率が低下し、有意差が消失することを確認できた。研究期間全体では、C型慢性肝炎患者におけるrs3219487のhetero/minor homo形質保有者においてMUYTYH発現が低下しており、同形質保有者において有意に肝発癌率がmajor homo形質保有者と比較して高いことを示し、更にこれが他の患者背景因子との多変量解析により独立した肝発癌危険因子であることを明らかにした。またrs3219487 minor配列保有によりMUTYH発現が低下する機序は同配列のpromoter領域への干渉であることも確認した。なお次世代シークエンサーION PGMを用いてMUTYHの他のSNPを解析し、日本人においてはrs3219493とrs3219489のminor allele保有が一定頻度認められるものの、肝発癌には関与しておらず、rs3219487との間に連鎖不平衡が存在しないことも確認した。

MUTYHが酸化ストレスに伴う肝発癌に関与することの証左としてMUTYHホモ欠損マウスおよびヘテロ欠損マウスに鉄過剰食を与え、C57BL/6J雄マウスと比べて肝発癌率が有意に増加することも示した。C型慢性肝炎ウィルスの排除治療の進歩により、HCV現感染者数の低下が進むものと予測されるが、既往感染者における肝発癌が今後問題である。本研究の結果はrs3219487 minor allele保有が肝発癌の危険因子であることを示唆し、早期発見あるいは抗酸化療法の治療介入が肝発癌阻止に有用である可能性を示した。消化器内科学予定であったMUTYHホモ欠損マウスとヘテロ欠損マウスならびにC57BL/6J雄マウスに対して鉄過剰食(鉄450mg/kg diet)群ならびに通常食群(コントロール)において12ヶ月間にわたり腫瘍発生を観察ができ、鉄過剰による酸化的DNA傷害を背景とした肝発癌へのMUTYHの関与が検討できたが、鉄過剰食+抗酸化薬投与(N-acetyl cysteine)群に割り当てるMUTYHホモ欠損マウスの繁殖が遅れ次年度に持ち越しとなった。当該年度は1)慢性肝炎症例の数を増やし検体を採取して、hetero/minor homo形質保有者のMutYH mRNA発現の低下を確認し、さらにMutYH活性自体の差違についても検討する。2)このSNPがMutYH発現異常を惹起する機序のうち、酵素活性の変動を明らかにする。2)MutYH全SNPの頻度と肝発癌との関係を明らかにする。4)MutYH KOマウスを作成することを目的とし、いずれも計画どおりに進展している。MUTYHホモ欠損マウス、ヘテロ欠損マウスに鉄過剰食+抗酸化薬投与(N-acetyl cysteine)を行い、抗酸化薬による発癌予防の可能性を検討する。また本年度に発生を確認した肝癌ならびに背景肝組織を用いて遺伝子発現のmicro array解析を行い、酸化ストレスを背景した肝発癌機序について検討を加える。Mutyhヘテロ欠損雄マウスの供与を九州大学より受け、C57BL/6J雌と交配し、PCRによりヘテロ欠損雌雄を確認し系統維持を行なっている。交配により得たヘテロ同士を交配して得たホモ欠損雄マウスも確保できている。今後は鉄過剰食(鉄450mg/kg diet)群、鉄過剰食+鉄キレート剤投与(鉄450mg/kg diet + ICL-670 30mg/kg/day)群ならびに通常食群(コントロール)において約12か月間にわたり、腫瘍の発生を観察する。鉄過剰食による組織へのラジカル負荷、DNA損傷ならびに発癌へのMutYHの関与の有無と鉄キレート剤の発癌抑制効果を証左する。鉄過剰食群における鉄分450mg/kgと、鉄キレート剤ICL-670 30mg/kg/dayは食餌に追加し投与する予定である。また該当SNPの配列の違いによるMutYH転写活性差異とMutYH発現に関わる転写因子の特定を行うとともに、miRNA等の関与についても検討を加える。該当なし
オルニチン脱炭酸酵素の活性調節機構に関する研究

オルニチン脱炭酸酵素は哺乳動物の酸素の中で最も代謝回転の速い酵素として知られており、その急激な活性変動の機構はたいへん興味深い。酵素活性の変動は、酵素蛋白質の量的な変動か或いは酵素蛋白質の活性化や不活性化の質的な変動によって起こると思われる。私はオルニチン脱炭酸酵素の活性変動の速さから察して、後者の酵素の活性化、不活性化の機構が重要と考え研究を進め、オルニチン脱炭酸酵素の活性に強く影響する生体因子としてポリアニオンや燐脂質を報告しその作用機構について研究した。またオルニチン脱炭酸酵素の特異的な活性阻害蛋白質であるアンチザイムを精製しその阻害様式などについても報告した。本研究ではアンチザイムの活性を特異的に抑制するアンチザイムインヒビタ-を、アンチザイムのアフィニティ-クロマトを用いることによって、ラットの肝臓から1700万倍という高倍率で精製しその性質を研究し、オルニチン脱炭酸酵素の生体内調節系の1つとしてアンチザイム/アンチザイムインヒビタ-系があることを示した。また、オルニチン脱炭酸酵素の特異抗体を用いて、アンドロゲン投与してオルニチン脱炭酸酵素活性を約6倍上昇させたマウス腎臓の酵素蛋白量が、アンドロゲン投与していない対照マウスのそれと同じであることを示し、アンドロゲン投与によるオルニチン脱炭酸酵素活性の上昇が、酵素蛋白量の増加によるのではなく酵素の活性化によるものであることを明らかにした。オルニチン脱炭酸酵素の活性が細胞の様々な環境変化や、種々の刺激に応じて著明に変動することから、細胞情報伝達系の働きと酵素活性変動との関連を調べる目的で、セカンドメッセンジャ-応答性の多機能性蛋白質燐酸化酵素による酵素の活性化について検討したが、積極的な結果が得られなかった。今後は、酵素のmRNA量、蛋白量、活性を測定しながら、より総合的に調節機構の研究を進めて行きたいと考えている。ポリアミン生合成の律速酵素であるオルニチン脱炭素酵素(ODC)は哺乳動物の酵素の中で最も半減期の短い酵素として知られ、癌化や細胞増殖時に著明な活性の上昇を示し、その活性の調節機構は興味深い。ODCの活性の調節機構を解明するにはODC蛋白の合成や分解による酵素蛋白質の量的な変動と、ODCの活性化、不活性化による酵素活性の変動の2つの面から研究を進める必要がある。私はこれまで比較的研究が進んでいない酵素活性の変動、すなわち酵素蛋白質の質的変化による調節に焦点をしぼり、研究を進め、幾つかの生体成分がODC活性の変動をひき起こすことを明らかにしてきた。又、ODC活性の変動を調節する因子として、ODCには特異的活性阻害蛋白質、アンチザイムやそのアンチザイムの阻害蛋白質、アンチザイムインヒビタ-の存在が知られODCの複雑な活性調節を示唆している。私はこれまでにODC、アンチザイムをラットの肝臓よりそれぞれ70万倍、60万倍の高倍率で精製して、純粋にし、それらの性質を調べて研究を進める為の準備を整えてきたが、さらにアンチザイムインヒビタ-をアンチザイムをリガンドとしたアフィニティクロマトを用い、1700万倍の精製を行った。ODCとアンチザイムインヒビタ-はSDS-PAGEの分子量は54,000と51,000とよく似た値をしめし、高倍率の精製にもかかわらず、完全にODCをはずすことはできなかった。しかし、ODCの抗体とアンチザイムインヒビタ-が反応しなかったことから、アンチザイムインヒビタ-がODCの不活化したものである可能性は否定された。

このようにODCの活性の変動に関与する因子を精製したが、さらに、ODCの活性の調節に関与していると推定されているAキナ-ゼ、カルモデュリンキナ-ゼIIやCキナ-ゼによるODCのリン酸化をも調べ、ODCの活性の調節のメカニズムを明らかにしたいと考えている。オルニチン脱炭酸酵素(ODC)の活性は生体や細胞の環境の変化や、細胞に与えられる種々の刺激等によって著明に変動し、情報伝達系に敏感に応答する典型的な酵素の1つであると考えられたので、細胞内情報伝達の代表的なセカンドメッセンジャ-であるサイクリックAMP、ジアシルグリセロ-ル、カルシウムイオンによってそれぞれ活性化されるサイクリックAMP依存性蛋白質燐酸化酵素、カルシウム/燐脂質依存性蛋白質燐酸化酵素(プロティンカイネ-スC)、およびカルモデュリン依存性蛋白質燐酸化酵素IIの活性調節支配を受けているかどうかは大変興味深い問題であり、昨年度は計画を変更してこの問題を調べた。上記3つの多機能性蛋白質燐酸化酵素を精製し、ODCの燐酸化を調べたが有意な燐酸化を示す実験結果は得られなかった。ODC活性は上記の3つの代表的なセカンドメッセンジャ-の関与する情報伝達系によって直接活性調節支配を受けていないものと考えられた。ODCの活性の調節機構を解明するにはODC蛋白の合成や分解による酵素蛋白質の量的な変動と、ODCの活性化、不活性化による酵素活性の変動の2つの面から研究を進める必要がある。ODCをラットの肝臓より純粋に精製し、ウサギに免疫して得た抗体を用いて、アンドロゲン投与により約6倍ODC活性を上昇させたマウスの腎臓と未処理のものとでODCの蛋白量を調べたところ、両者のODCの蛋白量に有意な差は認められなかったので、アンドロゲン投与によるマウス腎臓のODC活性の著明な上昇はODCの活性化によるものと思われた。これまでに私はODCの活性に影響する多数の生体因子を報告しているので、それらの因子がODC活性に影響する機構についてさらに調べ、ODC活性の調節の研究の基礎的デ-タを固めていきたいと考えている。オルニチン脱炭酸酵素の活性は生体や細胞の様々な環境変化や、細胞に与えられる種々の刺激などによって著明に変動することが知られており、細胞の情報伝達系に応答して変動する可能性が考えられる。そこで私は細胞内情報導入に中心的な役割を果たしていると考えられている、サイクリニックAMP依存性蛋白質燐酸化酵素、ブロテインキナ-ゼC、カルシウム/カルモデユリン依存性蛋白質燦酸化酵素IIの3つの代表的なセカンドメッセンジャ-応答性の多機能性蛋白質燦酸化酵素がオルニチン脱炭酸酵素の活性調節に関与しているかどうかについて検討したが、積極的な実験結果が得られなかった。私はこれまでオルニチン脱炭酸酵素の活性調節を酵素活性の変動という酵素蛋白質の質的な変化に焦点を合わせて、オルニチン脱炭酸酵素の活性に強く影響するものとしてポリアニオンや燦脂質のような代謝性物質や、またアンチザイムやアンチザイムインヒビタ-などの蛋白性物質など各種の興味深い生体成分について研究を進めてきた。しかしオルニチン脱炭酸酵素の酵素蛋白質の量的な変動に関する報告も数多くみられ、ス-パ-インダクションと呼ばれる蛋白質の翻訳過程での独特な調節機構などが報告されている。またオルニチン脱炭酸酵素に結合して酵素を不活性化するアンチザイムは、酵素を不活性化するばかりでなく、酵素のプロテア-ゼによる分解を促進するという興味深い報告もある。
トリチウム水の医生物効果の研究

1.トリチウム安全取扱い法。安全取扱い装置にインナーボックス(小グロブボックス)を組合せることによって、セミオープンで簡易に一回4Ciのトリチウム水が扱える。そこでのトリチウムインベントリイ(実験後のaccountableトリチウム)/(使用トリチウム総量)は98%また以上であった。呼気水曙集装置の検出限界は、2.2Bq/ml(0.17mrem)で研究者の実験前後のヒトのトリチウム摂取のスクリーニングとしてルーチン使用に適することがあきらかになった。これらは核融合でトリチウムが扱われる時に、役立つと考えられる。2.トリチウムの生物効果のメカニズム。低濃度のトリチウムチミジンに細胞をさらしておくと、細胞が放射線に対して強くなる例がみつかった。3.トリチウム水のRBE。RBEをきめる因子として、生物効果のターゲットの大きさがその一つであることが明らかになった。RBEはまた線量依存性を示し、ある生物系では3以上の値を示した。またトリチウムのRBEは放射線生物のLET-RBE関係にのる場合がみつかり、今後他のケースでの再確認が必要である。4.トリチウム水の毒性、【H_2】【O_2】の問題。カタラーゼ処理するか、または再蒸留したトリチウム水を用いることでこの問題は解決された。5.ヒトの障害モニター、末梢血淋巴球の染色体異常の個人差のあること、骨髄ステム細胞のコロニー生成能検出系の開発がおこなわれている。6.トリチウム水によってマウスに癌が発生するが、白血病がまずおこり、ついで他の固型腫瘍がおこり、ヒトのパターンに似ていることが明らかとなった。
限界集落で暮らし続ける独居高齢者を支える要因の検討

近年、わが国では少子・高齢化が進展し、人口減少社会、過疎化によるコミュニティ機能の衰退が指摘されている。特に社会共同生活の維持を困難とする限界集落の支援のあり方が問われており、高齢者における最も重要な健康課題である。先行研究から示唆されてきた限界集落におけるコミュニティのあり方について着目したい。コミュニティとしての機能を維持・再生することは、住民の生を身体的・精神的・社会的に支えることにつながると考える。特に限界集落におけるコミュニティの機能が消滅に近づく一方で、先行研究のなかでコミュニティのなかで培ってきた住民の生きる力が示唆されてきた。そのことを踏まえて実践へのサジェスチョンにつながる支援のあり方を見出すことが必要である。本研究は、平成22ー25年度に実施した科学研究費(「限界集落における独居高齢者の生と暮らしの持続可能性の探索(研究活動スタート支援)」「限界集落で暮らし続ける独居高齢者の強さとその意味(若手研究B)」)による予備調査にて先行研究で得られた関連要因を用い、信頼性および妥当性について検証することを目的とする。さらに限界集落で暮らし続ける独居高齢者の生を支えるプロセスをコミュニティの関連に着目し、住民の生きる力につながる支援の在り方に新たな見解を得ることを目的とする。今後は、調査に先立ち先行研究による関連要因を再度検証し、理論を生成したうえで調査項目の作成を実施していく予定である。平成28年度から平成30年度の期間、研究代表者は休職していたため、研究を中断せざるを得なくなった。また研究を進めていく上で当初予定をしていた調査を実施するにあたり、調査項目を検討するための尺度開発が必要となる。そのためにも本研究につなげる課題を明確にする目的で調査項目の基盤となる先行研究の成果を精査し、概念を明確にすることが求められた。以上のことから、当初の予定より変更する必要性があったため、研究課題の進歩状況はやや遅れていると判断した。平成31年度より研究を再開し、調査に先立ち先行研究による関連要因を再度検証し、理論を生成したうえで調査項目の検討を実施していく予定である。近年、我が国では少子・高齢化が進展し、人口減少社会、過疎化によるコミュニティ機能の衰退問題が指摘されている。特に社会共同生活の維持を困難とする限界集落問題の支援のあり方が問われており高齢者における最も重要な健康課題である。本研究は、平成22年-25年度に実施した科学研究費(「限界集落における独居高齢者の生と暮らしの持続可能性の探索(研究活動スタート支援)」「限界集落で暮らし続ける独居高齢者の強さとその意味(若手研究B)」)による予備調査にて先行研究で得られた関連要因を用い、信頼性及び妥当性について検証する。さらに限界集落で暮らし続ける独居高齢者と非独居高齢者を比較することによって高齢者の生きる力につながる支援のあり方に新たな見解を得ることを目的とする。今後は、調査に先立ち関連機関との連携、調査項目の作成を進め、フィールドにて後期高齢者を対象に質問紙調査を行っていく予定である。特に社会共同生活の維持を困難とする限界集落の支援のあり方が問われており高齢者における最も重要な健康課題である。本研究は、平成22ー25年度に実施した科学研究費(「限界集落における独居高齢者の生と暮らしの持続可能性の探索(研究活動スタート支援)」「限界集落で暮らし続ける独居高齢者の強さとその意味(若手研究B)」)による予備調査にて先行研究で得られた関連要因を用い、信頼性および妥当性について検証する。さらに限界集落で暮らし続ける独居高齢者と非独居高齢者を比較することによって高齢者の生きる力につながる支援の在り方に新たな見解を得ることを目的とする。今後は、調査に先立ち関連要因との連携、調査項目の作成を進め、フィールドにて後期高齢者を対象に質問紙調査を実施していく予定である。平成27年度の計画は26年度に引き続き、限界集落の対象選定における関係機関との調整および質問紙調査項目の検討を実施する調査準備および実施期間としていたが、質問紙調査項目の内容に関して検討、調査実施への準備段階であるため。産前産後の休暇および育児休業の取得による研究の中断(平成27年7月21日平成29年3月31日)産前産後の休暇および育児休業の取得による研究の中断(平成27年7月21日平成29年3月31日)近年、わが国では少子・高齢化が進展し、人口減少社会、過疎化によるコミュニティ機能の衰退が指摘されている。さらに限界集落で暮らし続ける独居高齢者と非独居