hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
塩素系有機溶剤の体内代謝と遺伝毒性発現の関係についての研究

実験動物やヒト由来培養細胞を用いて1,2-ジクロロプロパン(DCP)DNA損傷性の有無及びその誘発機序を検討した。DCP暴露後にDNA損傷が誘発され、またCYP2E1などの酵素がその代謝活性化と遺伝毒性の発現に関与していることが判明した。中間代謝物であるmethyl glyoxal(MG)が胆汁から高濃度で検出され、DNA損傷を誘発することが確認された。活性酸素種濃度もDCP暴露に伴って上昇した。一連の検討からDCPは体内でCYP2E1などの酵素の触媒で代謝され、MGなどの活性中間代謝物による遺伝毒性や酸化代謝からの活性酸素種によるDNA損傷がDCPによる職業性胆管癌を誘発すると考えられる。職業性胆管がんの原因物質として疑われている1,2-ジクロロプロパン(DCP)の吸入ばく露実験を行い、体内代謝と遺伝毒性について検討した。DCPは体内でCYP2E1によって酸化されるが、その後の代謝経路は不明である。推測の代謝経路の中にアルデヒド類の中間代謝物が産生され、この経路・代謝物による遺伝毒性発生への関与を検討した。野生型およびそのアルデヒド脱水素酵素(ALDH2)ノックアウトマウス、さらにCYP2E1の抑制剤である4-methylpyrazoleの毎日投与によるCYP2E1低活性マウスを用いて、DCPを0、100、300、500 ppmで吸入ばく露実験を行った。その結果、野生型ではばく露による肝DNA損傷(コメットアッセイ法)は大きな上昇はなかったが、ALDH2欠損マウスでは対照群より有意に上昇した。同じばく露濃度において、両タイプのマウスのDNA損傷度を比較して、ALDH2欠損マウスのほうは大きかった。一方、4-methylpyrazole投与によって、ALDH2欠損マウスにおけるDNA損傷度の上昇は抑制された。以上の結果から、DCPの代謝にALDH2が関与しており、またこの経路で生成されるアルデヒドは少なくとも一部の遺伝毒性の発生に寄与することが示唆された。今後活性代謝物の同定や他の活性化経路の解明は必要である。曝露前、1日及び最終日の5日目ばく露終了後、マウスの尿を収集して、尿中のメインな代謝物を定量した。ばく露濃度依存的に尿中代謝物の排泄量も増加したが、ばらつきが大きかったので、各タイプのマウス間には統計的に有意な差が検出されなかった。今後さらに検討する必要がある。1,2-ジクロロプロパン(DCP)ばく露を受けたマウスの肝組織において、DNA損傷(コメットアッセイ法を用いた評価)は上昇し、またアルデヒド脱水素酵素の欠損により増強された。しかし、遺伝毒性のある代謝経路・代謝物は不明であるため、DCPの毒性評価や発がん性の解明に至っていない。本年度は活性代謝物やその代謝経路の同定、さらにこれらの中間代謝物の遺伝毒性について検討した。代謝実験では、マウス肝のホモジネートとミクロソーム分画にDCPを添加し、1-chloro-2-propanolとmethyl glyoxalの生成が生成された。また培養細胞を用いての実験でもこれらの中間代謝物は基質用量依存的に産生されることが確認できた。酵素阻害剤を用いた実験から、CYP2E1、1A2及びADHがこの代謝過程に関与していることも明らかにした。吸入ばく露実験では、DCP吸入ばく露したマウスの肝組織におけるDNA二本鎖切断(パルスフィールドゲル電気泳動法解析)やそれに伴って誘導されるヒストンH2AXのリン酸化レベルが上昇した。インビトロ解析では、ヒト肝由来細胞及び胆管由来細胞にDCPと上記2種類の中間代謝物を作用した後、いずれもヒストンH2AXのリン酸化が上昇した。以上の結果、低濃度でも遺伝毒性を示すmethyl glyoxalがDCPの遺伝毒性作用・発がん性に係わっており、またCYPやADHがこの活性化経路を媒介することが示唆された。本年度はGST酵素の関与についても検討する予定であったが、CYP酵素の経路がより重要であろうという予備実験の結果を踏まえて、実験計画を若干修正した。その結果、DCPの新しい中間代謝物やその生成に関与する酵素の同定、さらにこれらの中間代謝物の遺伝毒性作用の明確化ができ、十分な成果が得られた。職業性胆管がんの原因物質として疑われる1,2-ジクロロプロパン(DCP)について、実験動物やヒト由来培養細胞を用いて検討した結果、DNA損傷を誘発し、またCYP2E1やADH酵素がその代謝活性化または遺伝毒性の発現に関与していることが判明した。さらにCYP2E1が媒介する酸化経路の中間代謝物であるmethyl glyoxal(MG)と1-chloro-2-propanol(1,2-CP)が動物組織及び培養細胞系でDCPばく露後に生成され、また両代謝物の遺伝毒性、特に低濃度でも示すMGのDNA損傷性が確認された。今年度はDCPばく露の動物実験で各組織における代謝物の生成を解析し、また活性代謝物以外の遺伝毒性メカニズムも検討した。DCP吸入ばく露後に血中のMGと1,2-CPがDCPばく露濃度依存的に上昇し、MGが胆汁からも検出され、その濃度は血中より数十倍高かった。マウスに1,2-CPを投与した後、血中からMGの生成が上昇した。これらの結果、DCPばく露後肝臓でMGが酸化経路で生成され、胆汁で高濃度に濃縮され、胆管上皮細胞にDNA損傷を誘発することが胆管がんの発生にリンクする可能性が示唆された。

また、培養細胞を用いて、DCPばく露後の活性酸素種濃度とDNA損傷が上昇し、さらにCYP2E1阻害剤や抗酸化剤の処理により活性酸素種とDNA損傷度が著しく抑制されたことが見出された。一連の検討から、DCPは体内でCYP2E1など酵素の触媒で代謝され、MGなどの活性中間代謝物による遺伝毒性、酸化代謝からの活性酸素種によるDNA損傷がDCPの発がんメカニズムを説明することができると考えられる。実験動物やヒト由来培養細胞を用いて1,2-ジクロロプロパン(DCP)DNA損傷性の有無及びその誘発機序を検討した。DCP暴露後にDNA損傷が誘発され、またCYP2E1などの酵素がその代謝活性化と遺伝毒性の発現に関与していることが判明した。中間代謝物であるmethyl glyoxal(MG)が胆汁から高濃度で検出され、DNA損傷を誘発することが確認された。活性酸素種濃度もDCP暴露に伴って上昇した。一連の検討からDCPは体内でCYP2E1などの酵素の触媒で代謝され、MGなどの活性中間代謝物による遺伝毒性や酸化代謝からの活性酸素種によるDNA損傷がDCPによる職業性胆管癌を誘発すると考えられる。初年度予定していた代謝酵素遺伝子ノックアウトマウス及び酵素活性阻害剤投与の併用で、吸入ばく露実験を行い、必要な項目の解析も行い、一定の成果が得られた。高濃度群ではマウスの死亡例が出たことで、次の実験時にばく露濃度の調整が必要であることが判明した。前年度で明らかにした中間代謝物について、動物の吸入ばく露実験においても確認の実験を行い、インビトロ及びインビボにおける代謝と遺伝毒性のエビデンスを収集する。また、他の代謝経路から生成される中間代謝物について、その同定や遺伝毒性作用の有無について検討する。これにより、DCPの遺伝毒性・発がん性に係わる代謝経路、代謝物の解明を目指す。産業衛生他の塩素系化合物は体内でGSTT1-1による抱合反応後、遺伝毒性・発がん性が生じるという例はあるが、DCPについては、その代謝に関与しているGSTの分子種や遺伝毒性・発がん性との関連は分かっていない。H27年度は各種GSTサブタイプ酵素の過剰発現細胞腫、あるいは酵素活性阻害剤の投与などを用いて、DCPの代謝に関与する分子種の同定とそれの遺伝毒性との関連について検討し、さらに肝や胆管組織においての発現を分子生物学的や組織学的手法で解析する予定である。前年度に動物の吸入ばく露実験回数は予定より少なくて済んだため、約20万円が繰り越しになった。初年度は予定した動物ばく露実験は概ね行われたが、採取した血液試料におけるばく露による小核頻度変化の解析や肝組織中のDCP溶剤と代謝物の変動解析は条件検討の段階で、本格解析は次年度に変更した。次年度に行う動物吸入ばく露実験や別の代謝経路の解析にこれらの予算を使う予定である。上記の解析はH27年度中に行う予定なので、予算の使用が計画されている。
ヒト免疫不全ウイルスI型Vpr蛋白質のウイルス複製に果たす役割の解明

感染を確認するために蛍光タンパク質ZsGreenlをIRESプロモーターの下流に、Flag融合VprをCMVプロモーターの下流に連結したVpr発現アデノウイルスベクターを構築し、293T細胞に導入してストックウイルスを作製した。それをHeLa細胞に感染させたところ、Vpr、ZsGreen1およびFlagの発現及びVprの核局在と細胞周期G2期停止能を示した。次に、Vpr結合細胞内因子を同定するために、Vpr発現アデノウイルスおよびZsGreen1発現アデノウイルスを感染させた最終分化マクロファージの細胞抽出液から、抗Flag抗体を用いて、Vpr結合タンパク質を免疫沈降して、電気泳動を行った。現在、Vpr特異的に検出されたバンドを切り出して、LC-MS analysisで解析中である。
現在および過去の対人的経験の認知と語り方に関する縦断的研究

本研究では、女性がもつ現在の対人的枠組みや過去の対人的経験のとらえ方が、青年後期から成人初期にかけてどの位変化するのか、それらの安定性と変動について縦断的方法によって検討した。まずBowlbyの内的作業モデル(IWM)の安定性と変動に関する考え方について述べ、それと関連する研究のレヴューと、なぜ青年後期から成人期初期という時期を取り上げるのかを述べた。研究1では看護短大生の時に調査をした30代の51名の女性に質問紙調査を行い、成人期の女性がもつ現在の対人的枠組や過去の対人的経験のとらえ方が、1994年と2005年では異なるのか否かについて、縦断的方法によって検討した(2005に発表)。研究2では、研究1に加えて更に参加の同意を得られた20名の女性に面接調査を行い、短大在学中から現在に至る11年間を回想してもらい、その間の4時期に以前の研究て測定してきたIWM得点の変化と、面接時に回想された内容との関連について検討した(2006に発表)。研究3では、面接調査において幼少期から短大時代までの生育の過程について回想してもらい、本人が11年前に記述した生育史を提示してから、両者を比べた印象を述べてもらい、11年前に記述したものを本人がどう感じるか、その印象について検討した(2006に発表予定)。研究4では、面接データから成人期の母親認知がどのようであるかをとらえ、母親に対する気持がどのように異なるか、成人期の認知とそれ以前の認知はどう関連しているかを、2つの回想を比較することにより検討した。研究5は、研究1と研究2について国際学会(2006)で発表するために英文でまとめたものてある。研究6では、1992年と2005年の2時期に実施したYG検査の12の特性の安定性と変化について検討を行った。成人期の女性がもつ現在の対人的枠組や過去の対人的経験のとらえ方は、青年後期・成人初期からどの位変化するのか、それらの変化・安定性について縦断的方法によって検討するために、看護学校のある年度の卒業生-1991年・22才時に1回目の調査、1995・26才時に2回目の調査を行ってきた-に、第3回目の調査を計画した。被調査者は35才になり、看護職あるいは母親として他者をcareするような対人的経験を積んできている者が多いと考えられるが、現在及び過去の対人的経験のとらえ方がどの位保たれ、あるいは変化しているのかを検討するための質問紙を郵送した。同窓会名簿で50名中約2/3の者の住所がわかっていたが、思いがけず転居者が多く、回答のあった者は10名のみであった。分析してある程度一般性のある結果を得るには少数すぎるため、他の縦断的研究を続けている卒業生(現在31才で、1994年-1996年-2001年に質問紙調査、1994年-2001年に生育史の記述を依頼した)を対象に調査をすることにした。99名中転居先不明者および前回匿名でも生育史を資料として使ってほしくないと回答した者を除く84名に、前3回とほぼ同様の質問紙を送付(内20名は転居)、現在回収中である(現段階で41名の回答が得られている)。来年度夏に行う面接調査に応じられるかどうかにも回答してもらっている(現在25名が応じると回答)。なお今年度前半は、1991年・1995年のデータの再整理、及び1994年と2001年の2時期に書いてもらった生育史の記述の変化や、生育史の変化と対人的枠組みの変化との関連に関する論文の仕上げ等を行い、本研究の調査の準備を進めた。

本研究では、成人期の女性がもつ現在の対人的枠組みや過去の対人的経験のとらえ方が、青年後期から成人初期にかけてどの位変化するのか、それらの安定性と変動について縦断的方法によって検討した。まず対人的枠組であるBowlbyのIWMの安定性と変動に関する考え方と実証的研究について述べ、なぜ青年後期から成人期初期という時期を取り上げるかを述べた。研究1では卒後10年、30代になった看護短大の卒業生を対象に、11年後の縦断的な質問紙調査を行い、成人期の女性がもつ現在の対人的枠組や過去の対人的経験のとらえ方が、青年後期からどの位変化しているのか、それらの変化・安定性について、縦断的方法によって検討した(教心学会,2005で発表)。研究2では、研究1の被調査者の内、同意を得られた者に更に面接調査を行い、短大在学中から現在に至る11年間を回想してもらい、その間の4時期に測定されてきたIWM得点の変化と面接時に回想された内容との関連について検討した(発心学会,2006で発表予定)。研究3では、同じ面接調査において幼少期から短大時代までの生育の過程について回想してもらってから、本人が11年前に記述した生育史を提示し、両者を比べた印象を述べてもらい、過去に記述したものを本人がどう感じるか、その印象について検討した(教心学会,2006で発表予定)。研究4では、同じ面接調査から成人期の母親認知がどのようであるかをとらえ、自分の母親に対する気持がどう変化するか、成人期の認知とそれ以前の認知はどう関連しているかを、以前記述された生育史と比較することにより検討した。研究5では、研究1と研究2について国際応用心理学会(July, 2006, in Athens)で発表するために英文でまとめた。研究6では、面接の被調査者に13年後に再度YG検査を行い、短大1年次から成人期初期の13年間でYG検査の12の特性は変化するのか、安定性は高いのかの検討を行った。
麻ひ性貝毒生産渦鞭毛藻Protogonyaulax属細胞のプラスミドについて

1986年4月、瀬戸内海東部海域にProtogonyaulax tamarensisが最大3740細胞/mlの濃度で赤潮となり、アサリ,マガキ,ムラサキイガイなどが毒化した。プランクトンの麻ひ性貝毒(PSP)組成を調べると、低毒性のφX1,2とGTX5を著量に含有していることが分った。これまで北日本に発生して来たP.tamarensisは、強毒性のGTX1が主成分であることから、今回の瀬戸内海での事例は、PSP組成の上で大きく異なる結果を与えた。この外、赤潮となるまで増殖しながら、二枚貝毒化期間は約1ケ月間と短いことなど、従来の知見と相違する事も多かった。この様な発生様式とPSP成分組成の両面にわたる変化には、必らず遺伝子レベルでの変異が関係していると考えられることから、プランクトンのDNAを分析した。すなわち、大量培養した藻体16gに、リゾチーム,RNase,プロナーゼを作用させ、低分子DNAを抽出した。そして、塩化セシウムによる密度匂配法で20°C,41,000rpm,35時間超遠心分離したところ、エチジウムブロミドによる単一バンドを分取することができた。これをアガロースゲル電気泳動に供すると、分子量1・3×【10^6】dalと測定された。NENSORBによる吸着テストなどから低分子DNAであることが確認された。分離されたDNAが、プラスミドとして自己増殖機能を保持しているかどうか、また、強毒性PSP成分をスルホン化する機能を有するかどうか等の諸問題を明らかにするため、P.catenella無毒株、底棲渦鞭毛藻Ostreopsis sp,ある種の藍藻細胞に、マイクロマニピュレーターを使用して注入し、形質転換能をもったDNAであることの確認実験を進めている。本研究課題は、1986年11月に許可された研究であるので、DNAの電子顕微鏡による形態観察、制眼酵素による切断、塩基配列分析などは、現在進行中であり、今すこし時間を要す。
難修飾性抗がん剤の標的指向化に資する新規抗体修飾ペプチドの創製

本研究課題では、抗体Fc部位に親和性を有するペプチドとしてZ33を用い抗体修飾ペプチドの創出をめざしてきた。しかし、Z33以外にも多くの抗体結合ペプチドが報告されていることから、平成29年度では、抗体結合能の評価系を再度検討し直し、他のペプチド誘導体の評価にも適応できるスクリーニング系を立ち上げた。本評価系は短時間での評価が可能であり、得られた数値もKd値と良好に相関する結果が得られた。結果として、当初の目的である抗体結合ペプチドZ33の構造誘導による共有結合型の抗体修飾ペプチドの獲得には至っていないが、本成果は今後の構造-抗体結合能相関研究および抗体修飾ペプチドの創出を加速させるものであると考える。また、昨年度の研究成果である固相ジスルフィド架橋法(solid-phase-assisted disulfide ligation, SPDSL)の汎用性の拡大をめざし、種々のPlinabulin-水溶性化合物の架橋体合成を行なった。本反応は、薬物(Plinabuin,難水溶性)と抗体結合ペプチド(水溶性)のように溶解性の大きく異なる化合物間の架橋体を効率的に合成できるものである。結果として、通常の液相系での架橋反応による合成が困難なペプチド-薬物架橋体を中程度の単離収率で合成することに成功した。また、糖と薬物の架橋体合成も達成しており、本反応はペプチドのみならず、様々な化合物間の架橋反応に適応できるものであることが示唆された。本結果をまとめた報告が、原著論文として掲載に至っている(K. Muguruma et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 2170)。29年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度では、大きく分けて2つの研究を展開した。1つ目が平成27年度の計画書に記載したZ33ペプチドの構造ー抗体結合能相関研究である。抗体結合ペプチドZ33の分子モデリングを行い、抗体結合への関与の薄いアミノ酸残基を同定した後、Z33の結合への関与の薄いアミノ酸領域であるループ部位をジスルフィド結合に置き換えたペプチドを設計し、フラグメントペプチドを合成した。しかしながら、これらのペプチドのジスルフィド架橋反応は溶解性、反応性に難点があり、効率的には反応が進行しなかったため、現在も反応条件の検討中である。次に2つ目として、平成29年度の計画書に記載した抗がん剤(Plinabulin)とZ33ペプチドの架橋反応を検討した。従来のプロドラッグ合成法(Yakushiji, Muguruma et al, Chem. Eur. J., 2011)では反応溶媒に対する溶解性の異なるPlinabulinとZ33の架橋体は合成できないことが明らかとなったため、平成29年度の計画を先に実施することとした。その結果、我々の研究室で独自に開発した固相担持型ジスルフィド架橋試薬を応用した新規2段階反応により、目的の架橋体(Plinabulin-SS-Z33)を29%の単離収率で合成することに成功した。続いて、合成した架橋体のCDスペクトルによる二次構造解析、表面プラズモン共鳴法による抗体結合能評価したところ、架橋体はZ33ペプチドと同様に抗体結合能を有していることが示唆された。in vitroにおける殺細胞活性評価において、架橋体は抗体存在下、抗原発現細胞選択的な殺細胞活性を示した。すなわち、非共有結合的ではあるが抗体薬物複合体を形成していることが示唆された。平成27年度は計画書に記載しているように、Z33ペプチドの分子モデリングにより抗体結合への重要性の薄い残基を推測し、合成する抗体結合ペプチドを設計した。結合に関与の薄いループ構造をジスルフィド結合へ変換したZ33ペプチド誘導体合成を試みたものの、ジスルフィド架橋反応が効率良くは進行しなかった。そのため、Z33ペプチドの構造ー抗体結合能相関研究に関してはあまり大きな成果は得られていない。しかしながら一方で、平成29年度の計画書に記載したZ33ペプチドと抗がん剤の架橋体合成において大きく進展した。抗がん剤「Plinbulin」とZ33ペプチドの架橋体合成において、これら化合物の溶解性が大きく違い、液相中でのカップリング反応が困難であったため、固相担持型ジスルフィド化試薬を用いる新規手法を開発し、Plinabulin-SS-Z33架橋体を合成した。加えて、合成した架橋体に関し、CDスペクトルによる二次構造解析、表面プラズモン共鳴による抗体結合能評価、細胞系における殺細胞活性評価を行った。すなわち、今後、合成する共有結合型のADCの評価系を確立できたと言える。また、現在、本成果(PlinabulinとZ33の新規架橋体合成、非共有結合型の抗体薬物複合体としての殺細胞活性)に関して論文を投稿中である。そのため、平成27年度の進捗はおおむね順調であると評価した。

結果として、当初の目的である抗体結合ペプチドZ33の構造誘導による共有結合型の抗体修飾ペプチドの獲得には至っていないが、本成果は今後の構造-抗体結合能相関研究および抗体修飾ペプチドの創出を加速させるものであると考える。また、昨年度の研究成果である固相ジスルフィド架橋法(solid-phase-assisted disulfide ligation, SPDSL)の汎用性の拡大をめざし、種々のPlinabulin-水溶性化合物の架橋体合成を行なった。本反応は、薬物(Plinabuin,難水溶性)と抗体結合ペプチド(水溶性)のように溶解性の大きく異なる化合物間の架橋体を効率的に合成できるものである。結果として、通常の液相系での架橋反応による合成が困難なペプチド-薬物架橋体を中程度の単離収率で合成することに成功した。また、糖と薬物の架橋体合成も達成しており、本反応はペプチドのみならず、様々な化合物間の架橋反応に適応できるものであることが示唆された。本結果をまとめた報告が、原著論文として掲載に至っている(K. Muguruma et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 2170)。平成28年度は、抗体結合ペプチドZ33の構造活性相関研究および効率的なペプチド薬物複合体の合成研究を展開した。Z33の分子モデリングの結果から、グルタミン酸残基が抗体のリジン残基に近接していることが示された。そこで、本部位へ変異アミノ酸を導入することにより、相互作用の強化を期待し、構造を誘導した。しかし、合成した各誘導体はZ33ペプチドと比較して抗体結合能が低下する結果となった。すなわち、天然のグルタミン酸の構造においてもリジン残基との相互作用が十分であることが示唆された。また、他のグループによりすでに報告されているが、分子内環化体に関しても合成、評価を行っている(Starovasnik et al., PNAS USA, 1997)。また、ADC調製のためには、Z33-薬物複合体を効率的に合成する必要がある。昨年度はNpys樹脂を用いた新規固相ジスルフィド架橋法により、難水溶性薬物と水溶性ペプチドZ33の架橋体合成を報告している。本年度は、収率向上をめざし、反応条件(pH、濃度、塩濃度など)を検討した。Z33以外のペプチドにおいては、一段階目としてCH3CNを溶媒として用い、二段階目に40% CH3CN/50 mM酢酸緩衝液(pH5.0)を溶媒として用いる場合に反応が最も早く進行し、効率的にペプチド-薬物複合体を獲得することができた。しかし、本条件をZ33ペプチドに適応したところ、期待に反し、ジスルフィド交換反応の進行が遅く、ホモジスルフィドダイマーの生成が共に進行してしまった。これはZ33ペプチドの分子量が大きく、反応点の遭遇確率が低いためと考えられる。平成28年度は、昨年度に引き続き、抗体結合ペプチドZ33の分子モデリングから得られた情報に基づき、Z33ペプチドの構造活性相関研究を実施した。表面プラズモン共鳴による抗体結合能評価の結果、一残基減らした32残基でも高い抗体結合能を維持することが明らかとなり、今後の構造活性相関研究が容易になった。また、グルタミン酸残基とリジン残基間の相互作用が示唆され、共有結合形成部位として有力な候補であることが明らかとり、今後、研究を展開するうえでの重要な知見となった。
ニュース映像アーカイブの体系化と登場人物に注目した要約映像の編纂

本研究では,まず,複数放送局のニュース番組の映像及びウェブコンテンツを相互に関連付けることで,実世界のイベントに関する情報を収集したうえで,イベント間の時系列意味構造(トピックスレッド構造)の形態に体系化することを目的とした.次に,これに基づいて,指定された人物に関して,指定された立場に沿って,トピックスレッド構造上の映像を選択して編纂した,いわば「ドキュメンタリ映像」を製作することを目的とした.その結果,ある人物に関する,ある視点からの要約映像を編纂するための道筋が示されたことで,ユーザの立場に応じた情報を的確かつ簡潔に提示でするための基礎技術が確立された.本研究では,まず,複数放送局のニュース番組の映像及びウェブコンテンツを相互に関連付けることで,実世界のイベントに関する情報を収集したうえで,イベント間の時系列意味構造(トピックスレッド構造)の形態に体系化することを目的とした.次に,これに基づいて,指定された人物に関して,指定された立場に沿って,トピックスレッド構造上の映像を選択して編纂した,いわば「ドキュメンタリ映像」を製作することを目的とした.その結果,ある人物に関する,ある視点からの要約映像を編纂するための道筋が示されたことで,ユーザの立場に応じた情報を的確かつ簡潔に提示でするための基礎技術が確立された.研究代表者らは長期間にわたり蓄積されたニュース映像の効率的な検索・閲覧を目指して,映像間の意味構造抽出に取り組んでいる.本研究では,これらの技術を発展させ,目的1)複数放送局のニュース番組の映像及びウェブコンテンツを相互に関連付けることで,実世界で生起したイベントに関する情報を網羅的に収集したうえで,イベント間の時系列意味構造(トピックスレッド構造)の形態に体系化することに取り組んでいる.これに基づいて,目的2)指定された人物に関して,指定された立場に沿って,トピックスレッド構造上の映像を選択して編纂した,いわば「ドキュメンタリ映像」を製作している.このような技術により,大量の情報を利用者にそのまま提示するのではなく,利用者の立場に応じた簡潔な形態で提示する,という情報爆発時代における新たな情報検索・提示方法を実現できるようになると期待している.本年度は,以下の二つの課題に取り組んだ.課題1)ニュースコンテンツのマルチモーダル関連付け:複数局の日本語ニュース番組の映像について,同一イベントに関する異なる撮影視点の映像を関連付ける方法を検討した結果,背景と顔を分離して,個々に適した方法で照合する手法を提案し,分離しない場合と比べて高精度で対応付けられるようになった.課題2)登場人物に注目した「ドキュメンタリ映像」の編纂:ニュースコンテンツ中に出現する総理大臣に注目し,在任中に生じる重要イベントに関する要約映像を編纂する手法を確立した.具体的には,総理大臣が在任中に経験する様々なイベントを分析し,コンテンツ中に出現するキーワードによって検出・分類(否定的か肯定的か)できるようにしたうえで,内閣支持率に基づき,その変化が大きい時期のトピックスレッド構造から,否定的・肯定的イベントを検出した.本年度は,以下の課題に取り組み,各々該当する業績を挙げた:課題1)ニュースコンテンツのマルチモーダル関連付け:前年度までに実現した,複数局の日本語ニュース番組の映像に関して,人物に注目した准同一映像を検出する研究に対して,本年度は,背景特徴と人物特徴のより効果的な組み合わせ方について検討するとともに,テキスト類似度を組み合わせた絞り込みを行うことで,高速かつ高精度な関連付けを実現した.ここでテキスト類似度は,映像に付随する音声書き下しテキスト:文字放送字幕(Closed-caption)中のキーワードを照合することにより得た.課題2)登場人物に注目した「ドキュメンタリ映像」の編纂:ニュースコンテンツに頻出する職業に従事する人物,具体的には政治家(特に総理大臣)に注目し,在任中に生じる重要イベントに関する要約映像を編纂するために,支持率変化が大きい時期のイベントに含まれる,肯定的・否定的コンテンツの分類を実現し,支持率変化及びイベント・コンテンツ各々の肯定性・否定性を組み合わせることで,肯定的・否定的・客観的の3つの立場で要約映像を編纂する枠組みについて検討し,実装した.本課題に関連して,複数の招待講演に招かれるとともに,英文論文を執筆し,平成25年度に掲載される予定になっている.また,派生的な課題として,以下の課題に取り組んだ:課題3)トピックスレッド構造中の主要トピックスレッドの自動抽出:ニュースストーリ及びトピックスレッドがもつさまざまな特徴を用いて,トピックスレッド構造中のさまざまなストーリ遷移のなかから、一般にユーザが重要と考えるようなパスを選択する手法を検討した.平成25年度及び平成26年度は以下の課題に取り組んだ:[課題1]ニュースコンテンツのマルチモーダル関連付けに関する評価と応用:まず,前年度までに実現した,複数局の日本語ニュース番組の映像に関して,ストーリ間のテキスト類似度及び人物の素材を考慮し,顔と背景を分離して准同一映像を検出する手法について評価及び改良を行った.それとともに,これまで蓄積してきた実際のニュース映像に対して,この手法を適用することで,登場人物に基づいてニュースストーリを関連付け,その性能を評価し,提案手法の著しい有効性が示された.[課題2]登場人物に注目した「ドキュメンタリ映像」の編纂:前年度までに実現した,トピックスレッド構造中の主要トピック推定手法に基づいて,さまざまな内容の関連ストーリ系列(トピックスレッド)のなかから,一般的に興味を持たれそうなものを自動的に選択したうえで,[課題1]の結果得られた映像を素材として用いることで,登場人物に注目したドキュメンタリ映像を自動編纂する手法を実装し,評価した.

その過程で,主要トピック推定手法の予備実験を分析した結果,学習による客観的な推定手法では期待した成果が得られないことが判明したため,当初の研究期間を延長し,ソーシャルメディア情報を導入して視聴者の反応に基づく主観的な推定手法に改良し,評価した.その結果,提案手法の有効性が示された.また,これらと並行して,前年度に引き続き,大規模ハードディスク装置に日々大量の映像を蓄積し続けた.最後に本研究の総括として,各処理及び全体について評価を行い,国際会議及び雑誌論文の形で公表した.26年度が最終年度であるため、記入しない。映像情報処理26年度が最終年度であるため、記入しない。年度当初に補助金が満額交付されるか不明であったため,当初予定していた研究支援要員の雇用を断念した.このため,本研究の実施に必要なデータを収集するための放送映像自動蓄積装置の組み立てが遅れていたところ,たまたま同装置に必要なコンピュータ部品が一時的に入手困難な時期に重なり,更に整備が遅れ,データの収集が大幅に遅れた.課題1)については,背景特徴と人物特徴の効果的な組み合わせ方に関する検討がやや難航したため,当初予定していたように,同一顔の出現を検出するために,映像中に含まれる全ての顔画像系列を自動的に検出・学習し,同一人物と思われる顔どうしを関連付ける手法の実現には至らなかった.一方,当初予定していなかった課題3)を実現したことで,次年度における課題2)の発展的展開が可能になった.以上の点から,本研究計画は,総合的に見ておおむね順調に進展している.上記遅延によりこれまでは研究を遂行する上で必要なデータが不足気味であったが,今年度はようやく研究に必要な規模に達するため,影響は薄れていく予定である.今後は,研究計画通り,これらのデータを用いて,目的1)複数放送局のニュース番組の映像及びウェブコンテンツを相互に関連付けることで,実世界で生起したイベントに関する情報を網羅的に収集したうえで,イベント間の時系列意味構造(トピックスレッド構造)の形態に体系化するとともに,これに基づいて,目的2)指定された人物に関して,指定された立場に沿って,トピックスレッド構造上の映像を選択して編纂した,いわば「ドキュメンタリ映像」を製作していく.課題1)の残課題について,引き続き実現を目指すとともに,課題3)の成果を課題2)に適用する.具体的には,以下の課題に取り組む:[課題1]ニュース
間接冷却方式による完全無機絶縁・超耐放射線電磁石コイルの開発

本研究の目標は、(1)大強度ビームラインに使用される電磁石の励磁コイル用線材として、完全に無機物のみによって電気絶縁され、かつ数千アンペア以上の電流を取り扱えるものを開発する、(2)特にコイル冷却にこれまで用いられた事の無い新型間接冷却方式を採用する、事である。本MIC関連の開発は、二年度にまたがる研究計画である。初年度は長尺MICの製造技術を確立するための技術的検討を行った。特に30mの長さの引き抜き器しか使用出来ないため、(1)コイルに巻き取りながら引く(2)二段引きを行うの両面から検討した。いくつかのトライアルの結果、ソリッドコンダクタ2000A級MICでは引き抜きと同時の巻き取りは難しく、結局二段引きを採用することとした。二年度については、まず、ソリッドコンダクタ2000A級MICの短サンプル(20m弱)を数本試作し、それに対して曲げ試験、絶縁試験などを実施した。この結果を慎重に吟味しつつ、ソリッドコンダクタ2000A級MICの最終断面形状並びに60m級本番品の引き抜き工程を決定した。本番品は3本制作し、その外形、寸法を調べるとともに両端部の断面形状等を測定した。次にソリッドコンダクタ2000A級MICを用いた新型間接冷却方式の電磁石コイルの試作を行った。MIC本体と冷却水パイプとの間の全面半田付けに関しては、半田及びMIC、銅パイプ温度管理、並びに銅表面の処理に関していくつかの最適化が必要であり、これの多くの時間を要した。現在、コイルの最終的な組立作業に取りかかっているところである。なを試作したコイルを既存鉄芯と組み合わせて励磁試験を行う事については、来年度半ば以降に実施できる見込みである。本研究の目的は、(1)大強度ビームラインに使用される電磁石の励磁コイル用線材として、完全に無機物のみによって電気絶縁され、かつ数千アンペア以上の電流を取り扱えるものを開発する、(2)特にコイル冷却にこれまで用いられた事の無い新型間接冷却方式を採用する、事である。MIC関連の開発は、二年度にまたがる研究計画となるが、このうちの初年度分については(1)長尺MICの製造技術を確立するために、メリッドコンダクタ2000A級MICサンプル(1本15m)を、いくつかの断面形状のものについて試作し、曲げ試験等を実施した。(2)その結果最終的に決定した断面形状のものについて、長さ60mのものを2本試作した。(3)コイル化技術を確立するために、すでに開発が進んでいるソリッドコンダクタ1000A級MIC(1本60m)を製造した。またこのケーブルの端末処理用のセラミック部品を製作した。二年度については(1)ソリッドコンダクタ1000A級MICを用いた新型間接冷却方式の電磁石コイルの試作を行う。(2)同上コイルのコイルのみによる励磁試験を行い、冷却効率等を測定する。(3)ソリッドコンダクタ2000A級MICの端末処理用のセラミック部品を製作する。(3)ソリッドコンダクタ2000A級MICを用いた新型間接冷却方式の電磁石コイルの試作を行う。(4)同上コイルを鉄芯に組み付けての総合励磁試験を実施する。予定である。このうち、平成11年度については、(1)ソリッドコンダクタ2000A級MIC3本の試作。

(2)当該MICを用いた新型間接冷却方式の電磁石コイルの試作。を実施した。ソリッドコンダクタMICは、日立電線土浦工場において、二段引きの技術を新たに採用することにより、成功裏に製作された。引き続き、当該MICを用いた電磁石コイルの試作に着手した。コイル化する場合に技術的に最も困難な課題は、ソリッドコンダクターMICと冷却水配管を十分緊密に半田付けすることである。当初、半田の含浸が十分ではなく、コイルの奥深い部分に「す」が入ったが、コイル及び冷却水配管の温度制御を厳密に行うことにより、半田の十分な含浸に成功した。これらの成果は、本年度半ばに開催された、「電磁石技術国際会議(米国フロリダ州)」において口頭発表に選ばれた。
高齢社会における在宅介護支援としてのディサービスの役割と今後の課題

本研究は高齢社会における在宅介護支援としてのディサービスの役割と今後の課題について、2年間の実証的研究をおこなった。まず96年度での研究成果は、第1に先行研究の整理分析では、要援護高齢者へのサービスには各々の高齢者の特質にあったサービスプログラムに特徴があること。第2は利用効果は高齢者と介護者家族双方に発揮されていること。第3はディサービスへの高齢者の満足度は高いものの、各々の高齢者の生活の日常性と連続性との関連ではまだ課題が残されていることなどが明らかにされた。また97年度の調査研究成果として、第1は利用者主体のディサービス事業の今後野課題として、(1)ゲームやレクリエーションなど参加プログラムの選択肢を増やし「子ども扱い」しないプログラムの開発が重要(2)高齢者の協調性を高めるためには集団的対応も重要ではあるが個々の高齢者の特質(パーソナリティ、疾病、生活歴)にあった個別的な対応(援助と心理的サポート)が必必要(3)高齢者の生活の日常と連続の特質から、ディサービス事業の意味を見いだすことの重要性(4)利用高齢者の持っている能力を開発したり活用することで高齢者自身が役割を担えるようなプログラムの開発が必要であることが整理できた。第2は、在宅の要援護高齢者への福祉サービスの充実とQOL(生活の質)の確保の観点から、ディサービスと他の在宅介護支援サービスを積極的に連携させることの重要性が明らかとなった。ディサービスは在宅の要援護高齢者にとって社会的孤立の解消、心身機能の維持や、家族介護者の身体的・精神的な介護負担を軽減することに重要な役割があるとともに、他の利用者たちやセンター職員との情報交換から福祉や医療サービスへの利用が促進される可能性が高いからである。今後、公的介護保険導入とともに在宅介護支援体制の充実にあたって、ディサービスと他の在宅支援サービスの更なる密接な連携の構築が重要である。本研究は、高齢社会における在宅介護支援としてのデイサービスの役割と今後の課題について実証的研究を目的としており、本年度は以下の調査研究をおこなった。1)先行研究(文献)や実態調査報告によりデイサービス事業の理論と方法の枠組みを整理・分析した。2)デイサービス事業実施に関して先駆的事業を実施しているサービスセンターを調査対象としてその事業の独自性とそのための条件について、ヒヤリングを通して検討した。3)上記の枠組みにしたがって、一定地域内におけるデイサービス事業の将来像を実験的に調査研究するためのプリテストと調査準備を行った。調査研究対象施設は、長野県松本市内の寿デイサービスセンター(A型)ならびに真寿園デイサービスセンター(C型・E型)、横浜市長津田地域ケアプラザ(B型)、豊田市地域福祉サービスセンターで、各デイサービスセンター利用高齢者とその家族(15世帯)に対して訪問面接調査(平成8年8月中・下旬、平成9年2月中旬実施)ならびにアンケート調査を2月21日から約2週間を目途に実施した。調査研究の成果の第1は先行研究の整理・分析の結果から以下のことが指摘できる。(1)概念の多様さと枠組の未整理がある(2)痴呆性や寝たきり、虚弱高齢者へのサービスプログラムには特徴があり、かつその利用効果は高齢者と介護者家族の双方に発揮されている(3)利用者が主体的にプログラムに参加することは治療的意味をもつということである。第2は本調査研究(15名に対する訪問面接調査)でのデイサービスの実態は以下のようである。(1)利用高齢者と家族介護者とも利用満足度が高い。その要因としてプログラムの種類の豊富さと楽しさや利用者の存在を尊重するデイサービススタッフの対応

(2)デイサービス利用の効果は、生活の日常性と連続性の観点からすると不十分さが指摘できる(3)デイサービスの利用時だけの把握だけでなく高齢者の生活をトータルに把握するソーシャルワーク的な対応が必要である。本研究は2年間の継続研究であるため、統計的調査の分析とそのフォローアップも同時に実施しながら考察する。本年度は以下の視点と研究方法によって調査研究をおこなった。1)デイサービス事業に対する利用高齢者とその家族介護者の利用評価の実態を明らかにし、利用者主体のデイサービスのありかたを考察する。2)地域における「高齢者保健福祉計画」さらには在宅介護支援システムにおけるデイサービスの役割や機能について考察する。以上の調査研究から、第1は利用者主体のデイサービス事業の今後の課題が整理できた。その課題とは、(1)ゲームやレクリエーションなど参加プログラムの選択肢を増やし「子ども扱い」しないプログラムの開発が重要(2)高齢者の協調性を高めるためには集団的対応も重要ではあるが個々の高齢者の特質(パーソナリティー、疾病、生活歴)にあった個別的な対応(援助と心理的サポート)が必要(3)高齢者の生活の日常と連続の特質から、デイサービス事業の意味を見いだすことの重要性(4)利用高齢者の持っている能力を開発したり活用することで高齢者自身が役割を担えるようなプログラムの開発が必要である。第2は、在宅の要援護高齢者への福祉サービスの充実とQOL(生活の質)の確保の観点から、デイサービスと他の在宅介護支援サービスを積極的に連携させることの重要性が明らかとなった。デイサービスは在宅の要援護高齢者にとって社会的孤立の解消、心身機能の維持や、家族介護者の身体的・精神的な介護負担を軽減することに重要な役割があるとともに、他の利用者たちやセンター職員との情報交換から福祉や医療のサービスへの利用が促進され可能性が高いからである。今後、公的介護保険導入とともに在宅介護支援体制の充実にあたって、デイサービス事業と他の在宅支援サービスの密接な連携の構築が重要である。
in situ hybridzation法によるB型肝炎ウイルス増殖動態の解析

HBe抗原陽性慢性肝疾患ではHBV DNA陽性肝細胞が集魂をなして存在し、細胞質および核内にHBV DNA陽性顆粒を密に認めたのに比し、HBe抗体陽性慢性肝疾患ではHBV DNA陽性肝細胞,HBV DNA陽性顆粒とも著明に減少していた。HBV DNAとHBc抗原の検出感度はほぼ同等であった。また、一部の肝細胞癌においてHBV RNA(mRNA)が検出された。本法は日常入午し得るホルマリン固定パラフィン包埋組織を用いて、組織切片上で特異的遺伝子を検出するとともに個々の細胞内で特定の遺伝子が発現されているのを検出する事が可能であった。
酸化ストレスの制御による骨格筋の萎縮予防

若齢(10週齢)と高齢(20ヶ月齢)マウスに対し、持続的低酸素と間欠的低酸素を施し、酸化的なヒラメ筋と解糖的な腓腹筋表層部に対する影響を検討した。持続的低酸素曝露は若齢マウスのヒラメ筋においてMyoD mRNAの発現を増加させ、低酸素に適応するためにサテライトセルが必要である可能性が示唆された。この活性化には同時に発現が増加したBDNFが関与していると考えられるが、有意ではないけれども同様にMyoD mRNAの増加を示した高齢マウスヒラメ筋と若齢マウス腓腹筋表層部においてBDNF mRNAの増加は見られなかった。有意な毛細血管密度の増加は高齢マウスヒラメ筋においてのみ見られ、この結果はVEGF-A mRNAの増加を示したリアルタイムRT-PCRの結果に一致している。このVEGF-A mRNAの増加はnNOS mRNAの増加と同時に生じており、両因子の間には有意な相関関係が見られた。このことは、筋細胞膜に存在するnNOSによるNOの産生が血管新生のために必要である可能性を示唆している。持続的低酸素条件と比較した時、間欠的低酸素条件の若齢腓腹筋表層部において、VEGF-A mRNAの有意な増加が見られた。このVEGF-Aの増加はeNOS mRNAの増加と有意に相関しており、間欠的低酸素がeNOS-VEGFの経路で血管新生を促進する可能性を示している。更に間欠的低酸素条件の若齢腓腹筋表層部では、コントロールと比較して有意なFGF2 mRNAの増加が生じた。FGF2は内皮細胞増殖の促進及び内皮細胞の管状構造への変化を誘導することで血管新生に関与する。これらの結果は間欠的低酸素曝露が、持続的低酸素曝露とは異なる方法で血管新生をもたらすことを示している。平成30年度は、2編の論文の投稿を行い2編とも海外の査読付き雑誌において出版された。このうち1遍は、平成29年度から実験を推し進めてきた低酸素曝露に対する骨格筋の応答を見た研究であり、もう1編は共同研究者である大学院生の協力のもと行った骨格筋の痛みとサテライトセルに関する研究である。さらに、これらの論文投稿の他に国内において2つの学会発表を行った。また現在、山口大学の博士課程を修了し、研究拠点を移動して新しい研究に取り組んでいる。平成31年度は、研究機関を熊本大学発生医学研究所に移し、より根本的な骨格筋の部位による差異の分子基盤の解明に取り組む方針である。骨格筋の部位差は、先行研究において肢の筋の遅筋や速筋等の筋線維タイプの違いに基づいて多く研究されている。しかし、肢の筋以外の研究は乏しく、全身の筋の部位差に着目した研究は数少ない。この部位差に関して、特に運動器である骨格筋の機能を維持するために重要な筋線維の萎縮耐性の違いに着目した研究を行う。この分子基盤の解明は、筋ジストロフィーを含む疾病やサルコペニア、トレーニング等へと応用可能な研究課題であると考えている。我々は以前に低酸素とトレーニングを組み合わせた低酸素トレーニングが,サラブレッド骨格筋の血管新生を促進することを明らかにした。また,この血管新生にサテライトセルが関与している可能性を示し,活性酸素種(ROS)及び一酸化窒素(NO)が関与している可能性が考えられた。そこで,ROSやNOの発生が異なると考えられる若齢と老齢マウスのヒラメ筋において,持続的または間欠的低酸素が骨格筋に与える影響に関して検討し,以下の結果を得た。1)若齢のヒラメ筋では,筋線維面積の低下が生じたことで低酸素状態に陥らず毛細血管の増加が生じなかった。この筋線維面積の低下にはAtrogin1 mRNA発現の増加より,ユビキチンプロテアソーム系によるタンパク質分解が部分的に関与していることが示唆された。同時にサテライトセルの活性化を示す因子の発現(MyoD,BDNF,MHCe)が見られ,筋核の供給または新しい筋線維の形成に貢献する可能性が示された。一方,老齢マウスのヒラメ筋は,持続的低酸素曝露によって有意な毛細血管の増加を生じることが明らかになった。この増加にはVEGF-A mRNAの増加が少なくとも部分的には関与していると考えられ,老齢マウスのヒラメ筋で低酸素状態が生じ,nNOSが上方調節されてVEGF-Aの増加に関与した可能性が示唆された。2)若齢マウスの腓腹筋では,ヒラメ筋と異なり筋線維面積の低下及びAtrogin1の増加は生じておらず,サテライトセルの活性化も見られなかった。一方,老齢マウスの腓腹筋に対する持続的低酸素曝露は,有意な変化をもたらさなかったが,MyogininやMyoDのmRNA発現において同筋の間欠的低酸素条件よりも高い傾向が見られた。平成29年度,共同研究者である大学院生とともに実験を行い,1編の論文をFirst Authorとして海外の著名な雑誌(IF3以上)に投稿した。残念ながら不採用となったが,リバイスを重ねながら,2つの学会発表を行った。平成30年度には,3つの学会発表を行いながら,リバイス中の論文を出版する予定である。長時間にわたる地道な作業が要求される実験であるが,辛抱強くデータをまとめると同時に,学会発表およ30びレフリーとのやり取りの中で多くの研究公表技術を習得したと思われる。現在,低酸素刺激に対する活性酸素種および一酸化窒素の動態も考慮し,骨格筋の可塑性に関する実験をマウス,ラット,ウマなど様々な動物において多角的に進めている。

ほぼ予定通りの進行状況だと判断している。若齢(10週齢)と高齢(20ヶ月齢)マウスに対し、持続的低酸素と間欠的低酸素を施し、酸化的なヒラメ筋と解糖的な腓腹筋表層部に対する影響を検討した。持続的低酸素曝露は若齢マウスのヒラメ筋においてMyoD mRNAの発現を増加させ、低酸素に適応するためにサテライトセルが必要である可能性が示唆された。この活性化には同時に発現が増加したBDNFが関与していると考えられるが、有意ではないけれども同様にMyoD mRNAの増加を示した高齢マウスヒラメ筋と若齢マウス腓腹筋表層部においてBDNF mRNAの増加は見られなかった。有意な毛細血管密度の増加は高齢マウスヒラメ筋においてのみ見られ、この結果はVEGF-A mRNAの増加を示したリアルタイムRT-PCRの結果に一致している。このVEGF-A mRNAの増加はnNOS mRNAの増加と同時に生じており、両因子の間には有意な相関関係が見られた。このことは、筋細胞膜に存在するnNOSによるNOの産生が血管新生のために必要である可能性を示唆している。持続的低酸素条件と比較した時、間欠的低酸素条件の若齢腓腹筋表層部において、VEGF-A mRNAの有意な増加が見られた。このVEGF-Aの増加はeNOS mRNAの増加と有意に相関しており、間欠的低酸素がeNOS-VEGFの経路で血管新生を促進する可能性を示している。更に間欠的低酸素条件の若齢腓腹筋表層部では、コントロールと比較して有意なFGF2 mRNAの増加が生じた。FGF2は内皮細胞増殖の促進及び内皮細胞の管状構造への変化を誘導することで血管新生に関与する。これらの結果は間欠的低酸素曝露が、持続的低酸素曝露とは異なる方法で血管新生をもたらすことを示している。平成30年度は、2編の論文の投稿を行い2編とも海外の査読付き雑誌において出版された。このうち1遍は、平成29年度から実験を推し進めてきた低酸素曝露に対する骨格筋の応答を見た研究であり、もう1編は共同研究者である大学院生の協力のもと行った骨格筋の痛みとサテライトセルに関する研究である。さらに、これらの論文投稿の他に国内において2つの学会発表を行った。また現在、山口大学の博士課程を修了し、研究拠点を移動して新しい研究に取り組んでいる。平成29年度実施した実験の分析を進めながら,すでに学会発表を行った内容の論文化を行っている。新たな実験を秋以降に行う予定であるが,それまでに,現在の仕事を完了させたい。具体的には,3つの学会発表(国内2つ,海外1つ)を行いながら,リバイス中の論文を出版する予定である。平成31年度は、研究機関を熊本大学発生医学研究所に移し、より根本的な骨格筋の部位による差異の分子基盤の解明に取り組む方針である。骨格筋の部位差は、先行研究において肢の筋の遅筋や速筋等の筋線維タイプの違いに基づいて多く研究されている。しかし、肢の筋以外の研究は乏しく、全身の筋の部位差に着目した研究は数少ない。この部位差に関して、特に運動器である骨格筋の機能を維持するために重要な筋線維の萎縮耐性の違いに着目した研究を行う。この分子基盤の解明は、筋ジストロフィーを含む疾病やサルコペニア、トレーニング等へと応用可能な研究課題であると考えている。
位相可変トポロジカルジョセフソン接合の創製

物性物理学は、量子力学的な効果を顕著に観測できる舞台であり、固体中の自由電子がその主役を担う。電子の波としての性質に着目すると、波の振幅は電子の存在確率を表すが、波には位相の自由度もある。通常、位相は直接的に観測、制御することは容易ではないが、超伝導ジョセフソン接合では、位相が重要な役割を果たす。しかし、これまでの超伝導ジョセフソン接合の研究では、位相は0もしくはπの2値に限られており、自由に制御できていない。そこで本研究では、BiとNiの二層薄膜超伝導体を用いて、超伝導ジョセフソン接合の位相をスピン蓄積で自在に変調する、位相可変ジョセフソンを創製することを目的とした。まずBi/Ni薄膜超伝導体のスピン輸送特性を調べるために、強磁性体とBi/Niからなるスピンホール素子を作製し、常伝導状態でのスピンホール効果とスピン拡散長の測定を行った。その結果、10 KでBi/Niのスピンホール角は0.8%となり、強いスピン軌道相互作用をBiが含まれているにも関わらず、値はPtに比べて小さいものとなった。一方、Bi/Niのスピン拡散長は10 Kで3 nm程度となり、こちらは単体Biの値に比べて、一桁程度小さい値が得られた。これは、Ni層が磁性を持っていることと定性的に一致する結果となった。上記の内容に関してはApplied Physics Express誌への掲載が決定している。さらに上述のスピンホール素子を超伝導転移温度(4 K)以下に冷却して、逆スピンホール効果を測定したところ、通常のs波超伝導体で観測されているような信号の増大を観測した。ただし、s波超伝導体の場合と違って、その形状は常伝導状態のものと大きく異なる。現在その原因について解明中である。またBi/Niを用いたジョセフソン接合素子の作製も行った。現在、ジョセフソン接合素子とスピンホール素子を組み合わせた研究を継続中である。そこで本研究課題では、BiとNiの二層薄膜超伝導体を用いて、超伝導ジョセフソン接合の位相を、スピン蓄積で自在に変調する、位相可変ジョセフソンを創製する。さらにスピン緩和時間の飛躍的な増大を観測して、BiNiがp波スピン三重項超伝導体であることを実証し、最終的には超伝導ギャップの異方性を取り入れた、位相可変トポロジカルジョセフソン接合を創製することが最終的な目標である。スピン蓄積でジョセフソン接合の位相を自由に変調することを目指して、昨年度は超伝導体BiNiと非磁性体Cuを用いてジョセフソン接合を作製した。超伝導体間の距離が1マイクロメートル程度になるとCu部分も超伝導転移を示すことが分かった。またBiNiがp波スピン三重項超伝導体であることを実証するために、スピン輸送実験を行い、超伝導転移温度以上ではあるが、スピン緩和時間を算出した。今年度は、非磁性体Cuの部分に強磁性体を付けて、スピン蓄積でジョセフソン接合の位相を連続的に変化させることを目指す。また超伝導転移温度以下でのスピン緩和時間の測定を行い、異方的超伝導の特性を加えた新しいジョセフソン接合の機能を開拓する。昨年度は、共同研究を行っている中国復旦大学のXiaofeng JinグループからBiNiの2層薄膜の提供を受けるところからスタートした。電子線リソグラフィーとアルゴンイオンミリングを用いて、マイクロメートルサイズのBiNi素子を作製し、4 Kで超伝導転移することを確認した。その後、2つのマイクロメートルサイズの超伝導BiNiを架橋するように、非磁性体Cuを取り付け、架橋するCuの長さを変化させながら、ジョセフソン接合の臨界電流を測定した。BiNi間の距離が1マイクロメートル以上になると、Cuの部分は超伝導にはならないこと、逆に1マイクロメートル以内であれば、架橋するCu部分も超伝導状態になり、理想的なジョセフソン接合ができることが分かった。またBiNi薄膜がp波スピン三重項超伝導であることを示すために、ジョセフソン接合ではなく、BiNi薄膜を細線にして、スピン輸送測定を行った。超伝導転移温度以上ではあるが、スピン緩和時間を算出することができた。昨年度までに、BiNiの基本的な特性である、超伝導臨界電流やスピン緩和時間などの知見が得られたことから「(2)おおむね順調に進展している」を選択した。