hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バラ科サクラ属における自家不和合性ジェネラルインヒビター候補の機能解析

バラ科サクラ属果樹の多くは配偶体型自家不和合性を示し、その栽培、育種における障害をとなっている。これまでにサクラ属自家不和合性における雌蕊側因子としては花粉毒であるS-RNaseが、花粉側因子としてはSFBが同定されてきた。現在これら因子の変異体解析を結果から、自己特異的な因子間相互作用が花粉生来のS-RNase解毒機能を阻害することで、不和合反応が引き起こされるとするモデルが提唱されているが、想定されているS-RNaseの解毒分子(GI)の実態は明らかとなっていない。本研究はGI候補とされる花粉発現F-boxタンパク質SLFL1,SLFL2, SLFL3について生化学的特性を調査し、GIの同定を試みるものである。初年度にあたる平成25年度には、以下の調査を実施した。(a)組換えSLFLs発現系の検討:低温誘導性ベクターを利用した大腸菌発現系によって、すべての組換えSLFLについて可溶性発現に成功した。また、無細胞発現系によってもすべての組換えSLFLを発現させることができた。(b)組換えS-RNase発現系の検討:いくつかの発現ベクターを検討したが、大腸菌発現系ではS-RNaseを可溶性発現させることはできなかった。アグロインフィルトレーション法による発現も試みたが、十分な収量は得られなかった。(c)SLFLsのSCF複合体形成能調査:組換えSLFLs、組換えSkp1様タンパク質(SSK1)、組換えCul1を用いたプルダウンアッセイの結果、SLFLsはいずれもSCF複合体形成能を有することが認められた。このことからSLFLsはなんらかのタンパク質分解に機能する可能性が示唆された。本課題ではその存在が想定されているサクラ属S-RNase解毒因子(ジェネラルインヒビター,GI)の同定をめざし、GI候補とされるPavSLFL1,PavSLFL2, PavSLFL3の生化学的特性の調査を進めている。最終年度であるH26年度には当初計画に則り下記調査を実施した。(a)SCF複合体形成能調査:プルダウンアッセイにより、PavSLFLsはPavSSK1およびPavCul1AまたはPavCul1Bを構成要素とするSCF複合体形成能、およびPavSBP1を介したnon-SCF複合体形成能を有することが認められた。複合体構成要素の花粉内発現量の比較によって、PavSLFLsはPavSSK1およびPavCul1Aを構成要素とするSCF複合体を形成することが示唆された。(b)S-RNase結合能調査:組換えPavSLFL1と組換えPavSLFL2についてはPavS-RNase結合能が認められたものの、組換えPavSLFL3については結合能を確認できなかった。(c)S-RNaseのユビキチン化能調査:PavSLFL1およびPavSLFL2を一過的に発現させたタバコ葉粗抽出物を用いてPavS-RNaseのsemi-in vitroユビキチン化試験を試みたが、SLFLによるS-RNaseのユビキチン化は観察されなかった。以上、いくつかのSLFLについてGIに期待される特性が一部確認されたことから、SLFLsはGI候補として有力であることが示された。今後GI同定に向けた更なる機能調査が必要なものと考えられる。果樹園芸初年度に予定していた(a)組換えSLFL発現系の検討、(b)SLFLのSCF複合体形成調査、(c)SLFLとS-RNaseの結合調査の3つのうち、(a)(b)を終えることができた。(c)の調査準備として、組換えS-RNase発現系の検討を現在すすめているところであり、おおむね順調に進展していると判断した。現在課題となっている組換えS-RNaseの発現系検討に優先的に取り組むこととする。その後、組換えS-RNaseを利用して、初年度に計画していたSLFLとS-RNaseの相互作用調査、当該年度に計画しているS-LFLによるS-RNaseのユビキチン化の検証を進めていく。ほぼ当初予定と同等額を使用したが、購入金額の端数や時期限定の割引に伴いわずかな残余金が発生した。研究遂行に必要となる試薬の購入金の一部に充てる予定である。
相転移を伴う非線形現象の数学的研究

本研究は、相転移を伴う非線形現象について、モデリング、理論解析、数値シミレーションを行う学際的かつ総合研究である。平成9年度及び10年度の研究成果は次のとおりである。1.液体・固体、固体・固体相転移のモデルを再検討し、現象論的な立場から、従来のものよりもより現実的なモデル(モデルA)を提案した。その記述に非線形解析学の劣微分作用素を有効に使い、非線形放物型偏微分方程式系としてモデル化することに成功した。更に、ヒステリシス効果を考慮した新しいモデル(モデルB)は時間依存の2重オブスタクル問題に帰着出来るこたが示された。2.上記の新しいモデルAについて、理論解析を行い、解の大域的存在、一意性の証明に成功した。モデルの理論解析のために新しい数学的テクニックが開発されたが、その中でも、30年間未解決のままであった非線形楕円型作用素の問題を解いた事は大きな碩究成果といえる。モデルBについては、解の一意性証明はまだ未解決のままである。3.数学的道具の開発のために、ヒルベルト空間における凸関数の劣微分作用素が生成する十分に一般的なクラスの力学系の枠組みで、大域的アトラクターの理論を展開し、漸近安定性を論じた。4.上述の問題に関連し、数値実験を試みた。本研究は、相転移を伴う非線形現象(液体の凝固、固体の融解、結晶成長等)について、モデリング、理論解析、数値シミレーションを行う学際的かつ総合的研究である。本年度の主な研究成果は次の通りである。1.液体-液体、液体-固体相転移のモデルを再検討し、現象論的な立場から、従来のものよりもより現実的なモデルを提案した。非線形解析学の劣微分作用素を有効に使い、非線形放物型偏微分方程式系としてモデルを表現することに成功した。2.上記の新しいモデルについて、理論解析を行い、解の大域的存在、一意性の証明に成功した。モデルの理論解析のために新しい数学的テクニックが開発されたが、その中でも、30年間未解決のままであった非線形楕円型作用素の問題を解いたことは大きな研究成果といえる。3.相転移モデルの構造の本質を明らかにするために、その抽象化として、ヒルベルト空間における時間依存の劣微分作用素方程式についてその解の大域的存在、一意性を証明した。更に、それが生成する力学系の漸近安定性を大域的アトラクターの立場から研究した。これに関連する数値シミレーションも開始したが、まだ次年度に向けての準備の段階である。4.上記の相転移モデルと密接な関係がある時間依存の2重オブスタクル問題に着手し始めた。次年度の課題の1つとして位匿づけている。本研究は、相転移を伴う非線形現象について、モデリング、理論解析、数値シミレーションを行う学際的かつ総合的研究である。前年度に継続して次の研究成果を得た。1.様々な相転移モデル再検討し、現象論的な立場から、ヒステリシス効果を考慮した新しいモデルを提案した。その数学的記述は時間依存のダブルオブスタクル問題であることが示された。2.上記の新しいモデルについて、理論解析を行い、解の大域的存在の証明に成功した。しかし、解の一意性については未解決のままであり、次の研究プログラムの課題となった。3.数学的道具の開発のために、ヒルベルト空間における凸関数の劣微分作用素が成生する十分に一般的なクラスの力学系に対し、その大域的アトラクターの理論を展開し、漸近安定性を論じた。4.上述の結果に関連し、数値実験を試みた。それと同時に、有効な数値解析法も提案され、現在、実験中である。
合成カルシウムハイドロオキシアパタイトによる骨充填又は骨代替物に関する基礎的研究

昭和61年度に犬に埋め込んだアパタイトを切り出し2年間の結果を組織学的及び組織形態計測学的に検討した.以下にそれ以前6カ月,1年の観察期間で得た結果も合せて述べる.本実験で明らかになった事柄は1.アパタイト骨埋め込み部位に起る骨形成様式と2.埋め込みアパイトトの生体内での吸収性の2つである.まず埋め込まれた多孔性アパタイトブロック内部には骨面骨膜から線維性組織が入り込む.骨膜側と除くアパタイト直方体の5表面でアパタイトに付着して骨が形成される.これは骨髄組織内の骨芽細胞がアパタイト表面に直接付着することによって開始される.一担このようにアパタイト表面に骨が形成されると骨表面からアパタイトの内部腔を伝って流れ込んできた前述した線維性組織がアパタイト表面又はアパタイト表面に形成された骨の表面に次々に骨に転化されていく.ここで極めて特徴的なことは,線維性組織が骨に転化する際線維が常に骨に垂直になるように骨に入り込み骨内ではそれら線維がSharpey線維様形態をとることである.これは歯根膜から歯槽骨が形成されるbundle boneに酷似している.一担形成された骨は吸収骨によって徐々に層板骨に転化されていく.組織計測では新生骨の面積率は6カ月で年均18,1±1,4%,1年で35,2±8,9%2年で32,1±7,6%であった.一方アパタイトの骨内埋め込み後徐々に吸収されていき面積率で埋め込み前平均32,6%であった多孔体が6カ月で25,5%,1年で18,8%,2年で16,9%へと減少した.このアパタイトの吸収は基本粒子0,12μ程度の粒子が多数集合した吸収顆粒の形をとってアパタイトから徐々に解離していくのがそのメカニズムであると思われた.これにはマクロファージ及び多核巨細胞の働きが関与していると思われた.1犬大腿骨骨幹部へのアパタイト埋め込み後の骨強度前年度より継続していた本実験はS60年度に犬の屠殺、大腿骨の取り出し、骨強度試験を行った。力学的試験は万能試験機を用い特製の治具にて試験機に取り付けねじり試験を行った。コントロールとしては埋め込み部位の反対側の大腿骨を用いた。その結果6ヵ月後では埋め込み側は121.6±16.6Kg・f・an,コントロール側は169.5±34.8Kg・f・anで、1年後では埋め込み部で112.6±21.6Kg・f・an,コントロール側は162.0±28.5Kg・f・anであった。半年後で既にコントロール側の約70%の強度に達したが、1年後ではその値は不変であった。骨皮質の形成は、海綿骨質にくらべアパタイトによる形成はより劣る結果がえられた。2.ウサギ関節面へのアパタイト埋め込みの実験関節面の骨軟骨欠損部の修復を目的として、ウサギ及び犬関節面に骨・軟骨の欠損部を作りアパタイトブロックを埋め込み、その関節面及び骨部の修復の度合を見る実験を行った。現在までのところウサギ及び犬は飼育中であり、今後適切な時期に屠殺し組織学的に検討する予定である。3.アパタイトの骨中における吸収率の実験アパタイトが骨中においてどの程度吸収されるかを見る為に犬大腿骨幹部に丸棒状アパタイトを埋め込んだ。今後6ヵ月、1年、2年後に屠殺し吸収率を測定する予定である。【I】アパタイトの骨欠損部埋め込み後の骨強度について骨欠損部に充填したアパタイトには、速かに新生骨が増生されるが、その部位がはたして支持という量の機能をどの程度発揮し得るかは問題である。犬脛骨顆部にアバタイトブロックを埋め込み術後6ケ月、1年で脛骨関節面の打ち抜き試験を行った(11=20)結果では、既に6ケ月時点で健側の部位と力学的には同等であり1ケ月でも同じであった。大腿骨骨幹部中央にアパタイトを埋め込み術後6ケ月、1年で大腿骨とねじり試験を行った。(n=18)その結果術後6ケ月、1年共に手術大腿骨は健側コントロールの70%のねじり強度を示した。【II】アパタイト複合材の研究アパタイトを更に臨床応用の為に特性を向上させる目的で(1)骨新生を加速させる為にフィブリンと複合化する。(2)アパタイトに靭性を与える為にコラーゲンと複合化させる。の研究を行った。フィブリンとの複合化では、アパタイト単体にくらべ1ケ月、3ケ月の時点で約2倍近い骨新生量を示した。(2)コラーゲンとの複合化では、圧縮強度は4,5倍に向上したが、生体埋め込み後1ケ月時点では巨細胞の侵潤が見られ骨形成もやや単体に劣り生体反応性がやや劣る傾向が見られたが、3ケ月時点では巨細胞の数は減少し又骨新生量アパタイト単体とほぼ同程度となり、長期的には反応性は問題ないと云えよう。【III】アパタイトの生体内での吸収性についてアパタイトを骨充填材あるいはインプラント材として用いる際その吸収性は大きな問題である。我々は現在アパタイト多孔体、緻密体両者の吸収性を最長2ケ年まで観察中である。

昭和61年度に犬に埋め込んだアパタイトを切り出し2年間の結果を組織学的及び組織形態計測学的に検討した.以下にそれ以前6カ月,1年の観察期間で得た結果も合せて述べる.本実験で明らかになった事柄は1.アパタイト骨埋め込み部位に起る骨形成様式と2.埋め込みアパイトトの生体内での吸収性の2つである.まず埋め込まれた多孔性アパタイトブロック内部には骨面骨膜から線維性組織が入り込む.骨膜側と除くアパタイト直方体の5表面でアパタイトに付着して骨が形成される.これは骨髄組織内の骨芽細胞がアパタイト表面に直接付着することによって開始される.一担このようにアパタイト表面に骨が形成されると骨表面からアパタイトの内部腔を伝って流れ込んできた前述した線維性組織がアパタイト表面又はアパタイト表面に形成された骨の表面に次々に骨に転化されていく.ここで極めて特徴的なことは,線維性組織が骨に転化する際線維が常に骨に垂直になるように骨に入り込み骨内ではそれら線維がSharpey線維様形態をとることである.これは歯根膜から歯槽骨が形成されるbundle boneに酷似している.一担形成された骨は吸収骨によって徐々に層板骨に転化されていく.組織計測では新生骨の面積率は6カ月で年均18,1±1,4%,1年で35,2±8,9%2年で32,1±7,6%であった.一方アパタイトの骨内埋め込み後徐々に吸収されていき面積率で埋め込み前平均32,6%であった多孔体が6カ月で25,5%,1年で18,8%,2年で16,9%へと減少した.このアパタイトの吸収は基本粒子0,12μ程度の粒子が多数集合した吸収顆粒の形をとってアパタイトから徐々に解離していくのがそのメカニズムであると思われた.これにはマクロファージ及び多核巨細胞の働きが関与していると思われた.
準結晶とその周辺の新しい結晶群の多次元投影法による精密構造解析

本研究は,これまで主として電子顕微鏡を用いて進めてきた準結晶および周辺結晶相の構造解析をより進めて,数千以上の反射強度の測定に基づく原子座標および占有率を含めた精密構造解析を行うことを目的とする.このような観点から,本研究では,解析対象となる試料のクオリテイを短時間で評価でき,かつ数千以上のX線散乱強度を短時間に測定できるイメージンプレートを搭載した多目的ワイセンベルグ型X線回折装置を新たに開発し導入した.本装置は,回転対陰極型の18kWX線発生装置を装備しており,分光結晶で単色化したX線を結晶試料に照射し,回折X線はイメージングプレートに記録される,イメージングプレートが2枚装着されているため,露光および読みとりが同時に実行でき測定時間が大幅に短縮できた.また,従来の装置には付属されていなかったμ角制御機構も搭載し,全空間の強度データをブラインド領域なしに測定できる.ちなみに,本装置を使うと,従来型の装置では約1週間の測定時間が要された試料でも,半日で解析に十分なデータの取得が可能である.本装置を用いて,本研究グループはAl-Pb-Mn合金系で2nmサイズの正二十面体クラスターおよび1.2nmサイズの正二十面体クラスターを世界に先駆け発見した.また同時に,このクラスターの準周期配列によって今まで構造が未解明であった正二十面体準結晶に関しても詳細な構造モデルを提唱することができた.またAl-Cu-Ru合金系でも,サイズがAl-Pb-Mn合金系で発見されたクラスターと黄金比の関係にある新しい原子クラスターを発見している.本研究プロジェクトによって得られた研究成果は,準結晶に関する国際会議に招待されるなど,世界的にも高い評価をうけた.本研究は,これまで主として電子顕微鏡を用いて進めてきた準結晶および周辺結晶相の構造解析をより進めて,数千以上の反射強度の測定に基づく原子座標および占有率を含めた精密構造解析を行うことを目的とする.このような観点から,本研究では,解析対象となる試料のクオリテイを短時間で評価でき,かつ数千以上のX線散乱強度を短時間に測定できるイメージンプレートを搭載した多目的ワイセンベルグ型X線回折装置を新たに開発し導入した.本装置は,回転対陰極型の18kWX線発生装置を装備しており,分光結晶で単色化したX線を結晶試料に照射し,回折X線はイメージングプレートに記録される,イメージングプレートが2枚装着されているため,露光および読みとりが同時に実行でき測定時間が大幅に短縮できた.また,従来の装置には付属されていなかったμ角制御機構も搭載し,全空間の強度データをブラインド領域なしに測定できる.ちなみに,本装置を使うと,従来型の装置では約1週間の測定時間が要された試料でも,半日で解析に十分なデータの取得が可能である.本装置を用いて,本研究グループはAl-Pb-Mn合金系で2nmサイズの正二十面体クラスターおよび1.2nmサイズの正二十面体クラスターを世界に先駆け発見した.また同時に,このクラスターの準周期配列によって今まで構造が未解明であった正二十面体準結晶に関しても詳細な構造モデルを提唱することができた.またAl-Cu-Ru合金系でも,サイズがAl-Pb-Mn合金系で発見されたクラスターと黄金比の関係にある新しい原子クラスターを発見している.本研究プロジェクトによって得られた研究成果は,準結晶に関する国際会議に招待されるなど,世界的にも高い評価をうけた.本研究プロジェクトは,これまで主として高分解能電子顕微鏡法で進めてきた準結晶および周辺結晶相の構造解析に,定量的解析に優れたX線解析法および高次元投影法を連携して,わずかな組成変化によって敏感にその安定性が変化する準結晶および周辺結晶相の安定性を議論するのに十分な精密構造解析を目的としている.本年度は,当初の研究計画に基づき微弱なX線散乱強度を迅速に測定可能なイメージングプレート方式を応用したX線構造解析装置を導入,X線構造解析システムの整備を中心に研究計画を遂行した.具体的研究としては,高分解能電子顕微鏡法によるAl-Pd-Mndecagonal準結晶相Al-Ni-Fe decagonal準結晶相およびAl-Rh-Cudecagonal純結晶相の構造解析(既報),またX線回折法によるAl-Pd-Mn-Si系2/1近似結晶およびAl-Co-Pd系近似結晶の改造解析(一部既報)を行ない,またマキシマムエントロピー法によるZn-Mg-Y icosahedral準結晶相の構造解析も大きく親展した(既報).たとえばAl-Ni-Fe decagonal準結晶相の研究では,Al-Ni-Fe decagonal相は欠陥および歪みの少ない準結晶であること,さらにこの準結晶の構造は1.2nmのdecagonal-atom-columnで説明できることを高分解能電子顕微鏡法によって明瞭に示した.またAl-Pd-Mn-Si系2/1近似結晶のX線構造解析では,正二十面帯対称を示す約2.0nmのatom-clusterが構造単位となっていることを明らかにした.本研究で見いだしたatom-clusterはicosahedral準結晶相の基本構造単位であることが予想され,今後の研究展開が非常に興味深い.本研究は,これまで主として電子顕微鏡を用いて進めてきた準結晶および周辺結晶相の構造解析をより進めて,数千以上の反射強度の測定に基づく原子座標および占有率を含めた精密構造解析を行うことを目的とする.

このような観点から,本研究では,解析対象となる試料のクオリティを短時間で評価でき,かつ数千以上のX線散乱強度を短時間に測定できるイメージンプレートを搭載した多目的ワイセンベルグ型X線回折装置を新たに開発し導入した.本装置は,回転対陰極型の18kWX線発生装置を装備しており,分光結晶で単色化したX線を結晶試料に照射し,回折X線はイメージングプレートに記録される.イメージングプレートが2枚装着されているため,露光および読みとりが同時に実行でき測定時間が大幅に短縮できた.また,従来の装置には付属されていなかったμ角制御機構も搭載し,全空間の強度データをブラインド領域なしに測定できる.ちなみに,本装置を使うと,従来型の装置では約1週間の測定時間が要された試料でも,半日で解析に十分なデータの取得が可能である.本装置を用いて,本研究グループはAl-Pd-Mn合金系で2nmサイズの正二十面体クラスターおよび1.2nmサイズの正二十面体クラスターを世界に先駆け発見した.また同時に,このクラスターの準周期配列によって今まで構造が未解明であった正二十面体準結晶に関しても詳細な構造モデルを提唱することができた.またAl-Cu-Ru合金系でも,サイズがAl-Pd-Mn合金系で発見されたクラスターと黄金比の関係にある新しい原子クラスターを発見している.本研究プロジェクトによって得られた研究成果は,準結晶に関する国際会議に招待されるなど,世界的にも高い評価をうけた.
学生及び住民のレジリエンス向上に対するサービスラーニングの教育的効果に関する研究

本研究では、学生及び住民のレジリエンス向上に資するサービスラーニング(以下SL)の教育効果の検証のための調査プログラムを開発した。これらは、検証のための対象・非対象学生及び住民に対するプレ・ポストアンケートと対象住民に対するヒアリングで構成されている。アンケート調査票は、基本属性に加え、心的傾向や行動特性、家族や生活に関する項目を含み、レジリエンスの計測は二次元レジリエンス尺度(BRS)を用いた。学生のレジリエンス項目のスコアについては、総じて、SLを経験している学生がしていない学生よりも高く、また、SLを長い期間行っている学生のスコアが短い期間の学生よりも高くなっていた。1.学生及び住民のアンケートに用いるレジリエンス調査票を作成した。学生の調査票は、基本属性に加え、心的傾向や行動特性、家族や学生生活に関する項目で構成されている。また、住民の調査票は、基本属性に加え、心的傾向や行動特性、家族や生活に関する項目で構成されている。2.3月29日に明治学院大学ボランティアセンター(白金キャンパス)を訪問し、同センターの市川・中原両氏にインタビューを行い、同学のボランティア学関連科目やボランティア活動等について説明を受けた。また、学生の事後評価に関して、現在学生が自らキーワードをピックアップして行っているほか、2016年度より学生自身が有機的な学びを作ることを目指し、所定の条件を満たした学生への証明書を発行するプログラムを実施していることの紹介があった。一方、地域側の評価に関しては、活動に関わる当事者の変化に加えて、地域のマジョリティの変化も重要となるという見解を得た。3.テキサス州立大学ダラス(UTD)校及び北テキサス大学(UNT)においてヒアリング調査を実施した。UTDにおいては、「Office of Student Volunteerism」のアシスタントディレクターのMonalisa Amidar氏にUTDのサービスラーニングの状況、地域パートナーとの関係などについてヒアリングを行った。UNTにおいては、国際グローバルパートナーシップ・リサーチ部局のChristina Johnston氏にヒアリングを行った。UNTでは、「Center for Leadership and Service」がサービスラーニングの担当部局であり、インターンシップやボランティアなどについての対応を行っていたが、2013年からは、新たな全学的教育プログラムである「UNT Career Connect」の下で実施されている。1.先行研究に基づき、学生及び地域住民のレジリエンス調査のためのアンケート項目の作成は出来たが、本来それに反映させるべき国内外の調査訪問が不十分であった。次年度のアンケートのブラッシュアップの際には、予定していた調査訪問の結果を反映させたいと考えている。2.学生及び住民のレジリエンスに関する予備的調査及び分析は、対象として予定していた「地域理解実習」(地域協働学部1年生2学期)の授業では、実習プログラムの編成上の問題や地域パートナーの理解を得ることが出来なかったなどの事情で実施することが出来なかったが、28年度の本調査は、実施できる予定である。すでに4月には学生のプレアンケートを実施し、5月には地域住民のアンケートを実施予定である。3.全米サービスラーニング学会への参加は、3月に予定していたが、2016年の開催が例年の3月ではなく4月初旬に変更になっていたため、参加できなかった。4月初旬は、入学式やオリエンテーション等新学期の行事が重なっており、次回の参加については日程調整も含めて検討する必要が生じている。【外国調査】サービスラーニング(以下、SL)に関する先進事例や、受入地域側の実態について把握するため、2016年10月24日から28日にかけて米国オレゴン州ポートランドにて調査を行った。まず、NPO “Elderly in service"にて日米における大学・地域間協働による地域づくりの取り組みの実態および背景についてヒアリングおよび意見交換を行い、続いて、SLの体系的な取り組みで知られる米国ポートランド州立大学で開講された「コミュニティベース教授法ワークショップ」において、ポートランド州立大学におけるSLのシステムについて解説を受けるとともに、実際の授業を見学した。また、SLの受入地域に直接ヒアリングを行うことで、地域側の反応や変化の実態を知ることができた。【国内調査】2016年3月24日に国際基督教大学にて開催されたSL全国ネットワーク会議に出席し、同大学、明治学院大学、桜美林大学、岡山大学等のSLの実施状況のヒアリングを行った。【アンケート調査】SLを受け入れる地域の人々および参加する学生のレジリエンス計測のために、2016年度に調査票調査を実施した。このうち地域の人々を対象とする調査は、高知大学地域協働学部の地域実習2地域、高知市土佐山地区および南国市稲生地区において、56月にかけて集合調査法により行った。学生に対しては、2016年度に同学部に入学した学生を対象として、入学直後および第2学期終了時期の2回、集合調査法による調査を実施した。主な調査内容は、レジリエンス計測設問および対象者の基本属性(性別・年齢・家族構成)、対象者のレジリエンスへの影響が考えられる項目(生計・生活満足度、地域側の学生との活動経験、学生の大学生活満足度)に関するもので、調査結果については調査票の回収後に入力、集計を済ませており、2017年度に分析を行い改善・実施する予定である。1.学生及び住民に対するアンケート調査を実施し入力・集計を済ませたが、繁多な学内業務に忙殺され、分析がまだである。2017年度に予定されている教育効果を測定する最終アンケートまでにはその分析を行い、最終アンケートの内容に反映させると共に最終アンケートとの比較・分析を実施し、教育効果の検証を行いたい。2.上記の分析が遅延している影響で、学生と住民の同時的・一体的レジリエンス向上のためのサービスラーニングプログラム及びその教育効果を検証する「総合的検証プログラム」の開発が遅れている。

3.海外の調査は、日程が合わなかったこととポートランド大学におけるサービスラーニングの研修プログラムに参画したほうが本研究により効果的でメリットがあるという判断から、予定を変更して実施した。【教育効果の検証】レジリエンス向上に資するサービスラーニング(以下SL)の教育効果の検証のためのアンケート内容・方法を開発、実施した。学生のレジリエンス計測のためのアンケート調査では、地域協働学部1、2年生のほか、対照群として他学部学生に対して、二次元レジリエンス尺度(BRS)を用いてレジリエンスの計測を行った。レジリエンス項目のスコアについては、総じて地域協働学部生の方が他学部生よりも高くなっており、また、地域協働学部生では1年生と比較して2年生のスコアが上がっていることから、学部としてのSLの取組や長期的に行うSLが学生のレジリエンス向上につながるという教育効果が見込まれる。【教育効果検証プログラムの開発】今後さらに熟度を高めていく必要があるが、本研究で開発したプログラムは、以下のように構成されている。1)検証のための対象・非対象学生に対するプレ・ポストアンケート、2)検証のための対象・非対象住民に対するプレ・ポストアンケート、3)対象住民に対するヒアリング。運用上の課題としては、同一地域の住民と学生に限定した場合、対象人数が少なくなることがあり、変化や違いがあまり見えない、プレとポストのアンケート期間は実際の効果が現れるまでに、例えば、2年くらいの間隔を空ける必要があるなどがあげられる。【国内調査】2017年5月20日に日本福祉大学において開催されたサービス・ラーニング全国フォーラムに参加し、地域パートナーとのコーディネートの方法、現状および課題に関して研究報告・交流を行った。【外国調査】2018年3月11日から13日にかけて米国ミネソタ州セントポールで開催された第29回全米サービスラーニング学会に出席し、ワークショップ、ラウンドテーブル、現地でのSL体験などの機会において、高等教育におけるSLや地域パートナーとの協働のあり方に関して研究交流を行った。本研究では、学生及び住民のレジリエンス向上に資するサービスラーニング(以下SL)の教育効果の検証のための調査プログラムを開発した。これらは、検証のための対象・非対象学生及び住民に対するプレ・ポストアンケートと対象住民に対するヒアリングで構成されている。アンケート調査票は、基本属性に加え、心的傾向や行動特性、家族や生活に関する項目を含み、レジリエンスの計測は二次元レジリエンス尺度(BRS)を用いた。
極短パルス制御低温プラズマによる希薄燃焼限界拡大メカニズム解明

繰り返し短パルス低温プラズマに期待する効果として,1パルスの長さで電子に与えるエネルギーの量を変えられる,2パルスを打つタイミングおよびパルス間隔を変えることで,生成されるラジカルの作用を変えられる,3電源回路から出力されるパルス電圧の時間変化を制御することでプラズマ形態を変え,分子に与えるエネルギー量と形態を変えられる,という3点を仮定している.この仮定について本研究で検討を行った結果,1と2については,実験による検証が出来た.3について,放電期間の短縮は,最適値が存在し,それ以上短縮しても燃焼期間の増加や熱効率の低下を招くこととなり,性能改善にはつながらないことが分かった.本研究で利用する低温プラズマによる着火は連鎖酸化反応の促進と考えられるが,そのメカニズムは明らかになっていない.さらに繰り返し短パルスに期待している効果として,1パルスの長さで電子に与えるエネルギーの量を変えられる,2パルスを打つタイミングおよびパルス間隔を変えることで,生成されるラジカルの種類を変えられる,3電源回路から出力されるパルス電圧の時間変化(dV/dt)を制御することでプラズマ形態を変え,分子に与えるエネルギー量と形態を変えられる,という3点を仮定している.本研究の目的はこの仮定を証明し,これに基づきバイオや粗悪な燃料に対して,有害排出成分を抑えたままで熱効率を上げる燃焼制御に適用できる手法の提案を行うことにある.そこで,1年目はパルスを打つタイミングおよびパルス間隔を任意に変更して実験を行えるように電源回路とパルス発生装置の改造を行った.この装置を単気筒ガスエンジンの点火系に適用し,性能試験を行うことができた.その結果,従来点火方式と比較し,少ない放電エネルギーで安定した着火を行わせることができた.但し,混合気の希薄化を進めた場合,同じ出力を出すために圧縮圧力が増大するため,放電電圧を高めないと放電が生じなくなる場合があった.この解決のためには,電源電圧を上げること,プラグの絶縁性能を上げる必要のあることが分かった.電源の改造を短期間で行うことができた.すでに稼働中の単気筒エンジンを使って,速やかに実験を行うことができた.昨年目はパルスを打つタイミングおよびパルス間隔を任意に変更して実験を行えるように電源回路とパルス発生装置の改良を行い,単気筒ガスエンジンに適用して実験を行うことができた.今年度は,1パルスの長さで電子に与えるエネルギーの量を変える,2パルスを打つタイミングおよびパルス間隔を変えることで,生成されるラジカルの作用を変える,3電源回路から出力されるパルス電圧の時間変化(dV/dt)を制御することでプラズマ形態を変え,分子に与えるエネルギー量と形態を変えられるという3つの仮定の検証のうち,パルスを打つタイミングおよびパルス間隔を変えることで,生成されるラジカルの作用を変えられるという仮定の検証を試みた.この結果,タイミングについては,燃焼特性に大きな変化が見られないことが分かった.パルス間隔に関し,異なる周波数で試したところ,燃焼期間が短くなる最適な周波数があることが分かった.熱発生率の変化を見ると,燃焼前半では従来点火方式と比べて変化が見られないが,後半では燃焼の加速が見られた.このような現象は,これまで観察されておらず,再現実験も試みたが,同様の結果となった.この現象について考察を行っている.アルデヒドなどの発生量の変化は見られず,低温酸化の促進などは考えにくい.そこで,生成された電子は高速に移動できるため,これが何らかの形で火炎帯での反応促進に貢献するのではないかと考えて考察を行っている.電源の改造とエンジンの試験を昨年度から始めることができた上,今年度の実験も全く不具合が発生せず,順調に推移した.また,二次電圧の向上を電源の改造で対応するのではなく,プラグの内部構造と材質変更で対応できたため,実験を前倒しすることができた.昨年度は,1パルスの長さで電子に与えるエネルギーの量を変える,2パルスを打つタイミングおよびパルス間隔を変えることで生成されるラジカルの作用を変える,2つの試験を行い,生成されるラジカルの作用を変えられるという仮定の検証を試みた.この結果,タイミングについては,燃焼特性に大きな変化が見られないことが分かった.パルス間隔に関し,異なる周波数で試したところ,燃焼期間が短くなる最適な周波数があることが分かった.熱発生率の変化を見ると,燃焼前半では従来点火方式と比べて変化が見られないが,後半では燃焼の加速が見られた.本年度は,dV/dtの影響を調査した.新電源にて希薄燃焼限界を拡大できるかどうかを調査した.パルス幅は200ns,印加電圧を24kV(ギャップ間電圧20.4kV)とした.λ=1.5における燃焼では連続500サイクル分のデータを取得し,その平均値を求めた.パルス幅,電圧の変化により放電のエネルギーは大きく変化しているが燃焼変動や着火遅れ,燃焼期間,熱効率および熱発生率に大きな差は見られなかった.また,CIC,IES電源との比較を行ったところ,IESと比べIMEPや変動率に差は見られないが,着火遅れ,燃焼期間ともに短くなり,冷却損失,排気損失が減少し1ポイント程度の図示効率の向上が見られた.次にλ=1.6における燃焼解析を行ったところ,λ=1.5同様に放電のエネルギーによる燃焼の変化は見られなかった.以上より低温プラズマ点火において放電のエネルギーは燃焼には影響しないと考えられる.また,新電源ではIESに比べ熱発生率ピークが高く,点火時期,等NOx排出量基準ともに図示熱効率で1.5ポイントの向上が見られた.つまり,運転範囲は広がるが,リーン限界性能に関しては大きな変化が見られないことが分かった.繰り返し短パルス

低温プラズマに期待する効果として,1パルスの長さで電子に与えるエネルギーの量を変えられる,2パルスを打つタイミングおよびパルス間隔を変えることで,生成されるラジカルの作用を変えられる,3電源回路から出力されるパルス電圧の時間変化を制御することでプラズマ形態を変え,分子に与えるエネルギー量と形態を変えられる,という3点を仮定している.この仮定について本研究で検討を行った結果,1と2については,実験による検証が出来た.3について,放電期間の短縮は,最適値が存在し,それ以上短縮しても燃焼期間の増加や熱効率の低下を招くこととなり,性能改善にはつながらないことが分かった.単気筒エンジンで実験を行った結果,パルス間隔や時間の制御は問題ないが,筒内圧力が上昇したときは電源電圧が不十分で,放電が発生しないことが問題となった.そこでこの問題を解決する必要がある.具体的に,電源電圧を上昇できるようにすること,それに耐える絶縁性を持ったプラグの試作が重要である.最終年度では,dV/dtの影響を見ることになっている.また,実験結果は得られているが,現象の解明のために,可視化や数値解析なども併用することが望ましいと考えられ,当初の計画に加えて,これらの研究を行うことを計画している.熱工学電源回路の改造費が当初予定を下回った.プラグ試作費が当初予定を超える見込みで,来年度に持ち越す.
海洋石油分解微生物群集の有用多環芳香族炭化水素分解酵素群の探索と浄化への応用

Cycloclasticusは海洋性の多環芳香族炭化水素(PAHs)分解菌であり、PAHsで汚染された海水中で優占種となる有用な石油分解菌である。本研究では、海水中の複合微生物系の培養を制御し、Cycloclasticusの石油分解活性を効果的に誘導する技術開発の取り組みの一つとして、PAHs分解微生物群のメタゲノム、メタプロテオーム解析を行った。その結果、DNAレベル、タンパク質レベルで同菌の優占化が確認された。しかしながら、同菌の優占化はアルカン等の存在により抑制されることから、同菌の有用なPAHs分解活性を安定して発現させるためには、同菌を対象とした培養制御技術の開発が必要である。本研究ではCycloclasticus属細菌を中心とする複合微生物群集のメタプロテオーム解析を行うことにより実際の汚染環境下で強い活性を示すPAHsダイオキゲナーゼの探索を試みた。本年度はその第一段として、Cycloclasticus sp.S4株の単一培養によるプロテオーム解析を行った。海水培地を用い、炭素源としてビフェニル、ナフタレン、フェナントレン、アントラセン、ピレンをそれぞれ添加した培養系を作製した。培養後、各サンプルからtotalタンパク質を抽出し、ショットガンプロテオーム解析を行った。その結果、同菌はPAHsダイオキシゲナーゼの遺伝子を多数有しているが、それらの発現が添加する基質の種類によって異なっていることが明らかとなった。また、供試した条件で共通して発現した遺伝子と共に、全ての条件で検出されなかった遺伝子を特定した。この傾向は実験を繰り返しても変わらなかったから、同菌は添加するPAHsの種類によりPAHsダイオキゲナーゼを使い分けていること、また、優先的に利用される遺伝子、および利用されにくい遺伝子があることが示唆された。今年度の研究により、次年度以降に予定されているメタプロテオーム解析の基準となる結果を得ることが出来た。昨年度はその第一段として、Cycloclasticus sp.S4株の単一培養によるプロテオーム解析を行ったところ、同菌は添加するPAHsの種類によりPAHsダイオキゲナーゼを使い分けていることなどが示唆された。この結果を基に本年度は、炭素源をビフェニルにした条件での複合微生物系を対象としたメタプロテオーム解析を行った。採取した海水に無機塩類と炭素源としてビフェニルを添加し、集積培養を行った。培養液からtotalタンパク質を抽出し、SDS-PAGEを行った。染色後、各ゲル片を切り出して、脱色し、ゲル内でトリプシン処理等を行い、ペプチドを抽出した。得られた各サンプルは、LC-MS/MSに供した。続いて、相同性解析と代謝系解析を行い、ビフェニルの代謝系を推測した。その結果、複合微生物系の中で発現しているビフェニル分解酵素群の中で、初発の酸化反応から開環のステップまでを担う酵素のほとんどがCycloclasticus由来の酵素と考えられた。昨年度、これらの結果を基に本年度は、炭素源をビフェニルにした条件での複合微生物系を対象としたメタプロテオーム解析を行ったところ、複合微生物系の中で発現しているビフェニル分解酵素群の中で、初発の酸化反応から開環のステップまでを担う酵素のほとんどがCycloclasticus由来の酵素が司っていると考えられた。上述した経緯を踏まえ、今年度は、これまでの結果を確認するため、本複合微生物系の多様性の解析を行った。まず、リボゾームタンパク多様性を検討したところ、検出されたリボゾームタンパクの約30%がCycloclasticus由来のものと考えられた。

一方で、同じ条件の培養系からtotalDNAを抽出し、PCR-DGGE解析を行ったところ、同菌の優占化が確認された。これらのことから、Cycloclasticusが本複合微生物系で活発に活動していることが示唆され、ビフェニルの分解における序盤の代謝に重要であることが示唆された。
周期積分とミラー対称性およびグロモフ・ウイッテン不変量の幾何学

カラビ・ヤウ多様体のミラー対称性は,理論物理学の研究から見つかった不思議な対称性で,世界の主要研究機関を中心に研究されている研究テーマです.本研究では,レイエ合同と呼ばれる古典射影幾何学の枠組みで"美しく"構成されるカラビ・ヤウ多様体にミラー対称なカラビ・ヤウ多様体(の族)を構成し,その族の振る舞いから,もとの多様体が,幾何学的に性質のよく似た別のカラビ・ヤウ多様体と対をなしていることを見つけました.さらにこの対は,古典的な射影双対と呼ばれる双対性に深く関わり,現代的には連接層の導来圏の同値性によって特徴付けられることを示しました.結果,射影双対とミラー対称性の新しい関係が見えてきました.カラビ・ヤウ多様体のミラー対称性は,理論物理学の研究から見つかった不思議な対称性で,世界の主要研究機関を中心に研究されている研究テーマです.本研究では,レイエ合同と呼ばれる古典射影幾何学の枠組みで"美しく"構成されるカラビ・ヤウ多様体にミラー対称なカラビ・ヤウ多様体(の族)を構成し,その族の振る舞いから,もとの多様体が,幾何学的に性質のよく似た別のカラビ・ヤウ多様体と対をなしていることを見つけました.さらにこの対は,古典的な射影双対と呼ばれる双対性に深く関わり,現代的には連接層の導来圏の同値性によって特徴付けられることを示しました.結果,射影双対とミラー対称性の新しい関係が見えてきました.本年度は,高い種数のグロモフ・ウィッテン不変量を決定する正則アノマリー方程式について,その数学的構造の解明を研究の主眼とした.具体例の構成から手掛けた所,特にミラー対称性の視点から注目すべき性質を備えたカラビ・多様体の例を見つけることが出来た.正則アノマリー方程式の解を構成しグロモフ・ウィッテン不変量を決定する一方で,高木寛通氏と共に構成に関わる代数幾何学を調べた.結果,見つけた例は射影幾何学でReye congruenceとして古典的に知られているものの一般化であることが判明し,さらに射影双対と導来同値との不思議な関係を示唆する例となっていることも判明した.ミラー対称性と導来圏との密接な関係は,ミラー対称性の幾何学を理解する一つの大切な手がかりとなることが知られている.上の例では(一般化された)Reye congruenceに関わって,互いに導来同値と予想される異なる二つのカラビ・ヤウ多様体が現れる.構成は射影双対に基づいており,導来同値であることと射影双対との間の理論的な関係を示唆する興味深い事例となっている.さらに,グロモフ・ウィッテン不変量は,Donaldson-Thomas不変量などの導来圏の幾何学に基づいて得られる不変量と一致することが予想されており,具体的に決定された不変量の解析から,これらの不変量の幾何学やミラー対称性の幾何学について有益な示唆が得られるものと期待される.前年度までの研究において,Reye congruenceと呼ばれる古典的な射影幾何学に関連するカラビ・ヤウ多様体が「双有理同値ではないが導来同値である」別のカラビ・ヤウ多様体と一まとめにして現れる現象を見出して,結果を高木寛通氏(東京大学・数理科学研究科)との共著論文として発表している.古典的な射影幾何学との関わりが明らかなミラー構成法は,今回調べた完全交叉型のカラビ・ヤウ多様体に共通した一般性を持つことが期待され,この視点も加えてさらに研究を発展させて行きたいと考える.また,周期積分のモノドロミー性質に関する成果と合わせて,今年度得られた研究成果をまとめた論文の執筆を開始しており近く発表の予定である.これまでの研究で,トーリック多様体の中で完全交叉として書かれかつ有限群の自由作用を許すようなカラビ・ヤウ多様体のミラー多様体に着目し,そのミラー多様体の族の幾何学とグロモフ・ウィッテン不変量に関して新しい事象を見いだす成果を得ている.特に,具体的なReye合同と呼ばれる形で実現される3次元カラビ・ヤウ多様体について,そのミラー多様体をオービフォールド構成法によって与えミラー多様体の族のモノドロミー性質を決定した.一方,ミラー族のモノドロミー性質から,このミラー族がReye合同だけでなく,もう一つ別のカラビ・ヤウ多様体のミラー族にもなっていることが判明し,高木寛通氏との共同研究を通して,これらの2つのカラビ・ヤウ多様体が導来同値であることの証明を与えている.当該年度の研究では,上述の導来同値なカラビ・ヤウ多様体の対について射影幾何学など古典的な概念との関連を明らかにし,より系統的な理論整備を目指した.結果,次の成果が得られた:(1) Reye合同と対をなすカラビ・ヤウ多様体の構成とそれらの導来同値性の証明において,抽象的な双有理幾何学の議論が必要とされたが,多くの部分をグラスマン多様体の具体的な幾何学の記述に置き換えられることが判明した.近年,導来同値なカラビ・ヤウ多様体の対を古典的な射影双対の幾何学との関係に着目し一般的に理解する枠組みが提唱されており,その枠組みに沿った理解を得るための第一歩と考えている.(2)導来同値なカラビ・ヤウ多様体の対は,今のところsporadicに現れているが,そのようなカラビ・ヤウ多様体を含む広い枠組みとして,理論物理学におけるgauged linear sigma modelと呼ばれる解析方法がある.

この枠組みで,類似するカラビ・ヤウ多様体の研究が出来ることが提唱されており,この視点から解析を行うため準備を行った.昨年度までの研究で,Reye congruenceと呼ばれる古典的な射影幾何学の枠組みで構成されるカラビ・ヤウ多様体の幾何学が,ミラー対称性の視点から興味深い性質を持つことが明らかになり,特に,このカラビ・ヤウ多様体が「双有理同値ではないが導来同値である」別のカラビ・ヤウ多様体と一体になって現れると言う予想が得られていた.この成果は,高木寛通氏(東京大学・数理科学研究科)との共同研究によって得られたものであるが,今年度同氏との共同研究をさらに継続し,上述の導来同値性に関する予想について数学的な証明を与えることが出来,結果を論文として公表した.また,Reye congruenceに関わるカラビ・ヤウ多様体のミラー多様体について,(1)オービフォールドミラー構成によって多様体の族を得ること,(2)ミラー多様体の族に関する周期積分のモノドロミー性質を完全に決定すること,を当初の計画目標とした.これらに関しても,計画通りの研究成果を得ることが出来,結果を論文として発表した.(1)の成果によってミラー多様体の族が,古典的な射影幾何学の枠組みで非常に具体的に書けるようになり,特にミラー対称性で大切なモノドロミー性質の極大退化点の様子が明示的に書けるようになった.さらに,(2)の成果によってミラー多様体の族の大局的な幾何学が見えるようになった.この2つの成果を,「双有理同値ではないが導来同値である」別のカラビ・ヤウ多様体が存在すると言う現象と合わせて考察することから,ミラー多様体の幾何学に関する貴重な知見が得られるものと期待している.最終年度である今年度の研究では,初年度に見つけたReye合同型のカラビ・ヤウ多様体とそのフーリエ・向井対の導来同値性に関する証明の整理を行い,それによって線型双対と呼ばれる同様な事例との対比を明らかにすることを行った.線型双対の枠組みに当てはまるカラビ・ヤウ多様体の対は互いに双有理となり,背景にある導来圏の幾何学は(3次元の場合)一般論によって研究されている.Reye合同型で見つかった対の場合,線型双対ではないため導来同値性の証明はとても困難で,個別の幾何学に依存する部分が多く存在する.線型双対との対比が成立する部分と,ずれが出てくる部分を整理することによって将来の一般論へ向けた基礎付けが得られた.また本研究では,導来同値なカラビ・ヤウ多様体の対が,ミラー対称なカラビ・ヤウ多様体の周期積分の大域的な性質に反映して現れる現象に着目した研究を継続して実施したが,今年度は,これまでの成果をまとめて,今後の発展に資することを目指して,1つのサーベイ論文に整理して発表した(「Mirror symmetry and projective geometry of Fourier-Muaki partners」細野忍・高木寛通著).サーベイ論文では,K3曲面の場合の一般論と具体的な例から説き起こし,グラスマン多様体G(2,7)の線型切断とパッフィアン多様体Pf(7)の双対線型切断の,導来同値性とミラー対称性,そして,その延長線上に自然に登場するReye合同型のカラビ・ヤウ多様体とそのフーリエ・向井対と言う形で本研究成果の位置づけを与えた.また,K3曲面とカラビ・ヤウ多様体の2つの事例それぞれについて,ミラー対称なカラビ・ヤウ多様体の周期積分の大域的な性質も収録し今後の発展に備えた.26年度が最終年度であるため、記入しない。数理物理学・代数学26年度が最終年度であるため、記入しない。
拡散強調磁気共鳴脳画像による分裂病の神経回路網異常の検出-一卵性双生児不一致法-

精神分裂病には、脳画像研究及び神経病理所見によって、脳構造異常の存在が確実視されている。その脳構造異常は、マクロには微細な量的異常(皮質体積が小さく、脳脊髄液腔の拡大など)であるが、組織病理学的にはニューロンのサイズが小さい、位置異常、あるいは線維連絡の異常などが知られるに至り、分裂病の思考障害や幻覚・妄想などの基盤に神経回路網障害miswiring/misconnectionが存在するとの有力な仮説が唱えられている(Stevens,1992;Weinberger,1993)。しかし、死後脳研究は、対象が少ない上に加齢、死因、脳標本固定、生前の服薬、標本作製時のアーティファクト等の影響を免れないので、分裂病の神経回路網障害の検索には限界がある。本研究は、水分子の拡散を捉え神経線維走行を反映する画像を抽出できる拡散強調磁気共鳴画像(diffusion weighted magnetic resonance imaging::DWMRI)を方法とし、遺伝子は共有しながらも表現型(分裂病罹患)が不一致の一卵性双生児を対象とすることによって、分裂病罹患者の神経回路網の異常をin vivoで視覚化することを目的とするものである。これが可能にれば、分裂病の脳形態学的画像研究はマクロな体・容積計測研究からin vivoでの組織病理学的レベルの研究に発展可能となる。本年度に行えた研究結果は以下の通りである。1.DWMRI計測指標としての拡散異方性は関心領域(ROI)サイズをどの程度にすれば、再現性が得られるかの検討とROI決定:脳梁で検討した所では、軸画像で面積80mm^2位を測定すると再現性ある結果が得られた。ROIとしては脳梁膝部、同膨大部、前頭葉深部白質、側頭葉後部白質を選んだ。灰白質や脳脊髄液の混入が無く計測できるからである。2.DWMRIがin vivo脳における神経線維の走行を視覚化できることの証明を以下により行った。(1)線維走向方向が明瞭な脳梁では左右方向の拡散異方性が最大であった。(2)健常一卵性双生児では脳梁の拡散異方性の大きさとパターンが極めて類似していた。(3)血縁でない健常な2人では脳梁の拡散異方性の大きさも異方性パターンも非類似であった。2.DWMRIを一卵性双生児(MZ)分裂病不一致例に適用し、ROIにおける拡散異方性の大きさやパターンが、罹患双生児と非罹患双生児間で異なるかを検討したところ、脳梁と側頭葉後部深部白質に大きな差異が認められた。しかし2人の差異はMZ分裂病一致例が最も大きく、前頭葉深部白質にも見られた。この差異は血縁のない同性他人同士間の差異ほどに違った。MZ健常例では全ての部位で2人の双生児は極めて一致していた。従って不一致例の差異は罹患双生児に線維走向異常が認められることを示すものと思われた。研究協力者:長崎大学医学部大学院生・松尾勝久精神分裂病には、脳画像研究及び神経病理所見によって、脳構造異常の存在が確実視されている。2.DWMRIを一卵性双生児(MZ)

分裂病不一致例に適用し、ROIにおける拡散異方性の大きさやパターンが、罹患双生児と非罹患双生児間で異なるかを検討したところ、脳梁と側頭葉後部深部白質に大きな差異が認められた。しかし2人の差異はMZ分裂病一致例が最も大きく、前頭葉深部白質にも見られた。この差異は血縁のない同性他人同士間の差異ほどに違った。MZ健常例では全ての部位で2人の双生児は極めて一致していた。従って不一致例の差異は罹患双生児に線維走向異常が認められることを示すものと思われた。研究協力者:長崎大学医学部大学院生・松尾勝久
短時間腫瘍イメージングを目的とした血中放射活性の能動的除去法の開発

1.アビジン-ビオチンの強固な結合を利用して、短時間に腫瘍イメージングを行う方法を開発した。すなわち、放射性核種封入リポソームにビオチンを結合させてこれを投与し、腫瘍に集積させた後、アビジンの後投与によって血中に残存するリポソームを凝集させ、細網内皮系に移行させた。Sarcoma180担癌マウスを用いた系で、この方法により投与後2時間で高い腫瘍/集積比が得られ、腫瘍イメージングが可能となった。2.1の手法は短半減期核種の使用を可能にする。そこで、^<68>Gaおよび^<99m>Tcの高率かつ短時間でのリポソーム封入について検討を行った。超遠心によるリポソームと未封入核種との分離:等張液の比重差を利用し、リポソーム内液を5%mannitol、外液を0.9%NaClとして400,000×g、7分の遠心によりリポソームを沈殿として定量的に回収できた。従来のゲル濾過法に比して時間短縮とリポソーム溶液減容(濃度)が可能となった。^<68>Gaの抽出:^<67>Gaは脂溶性配位子oxineとの錯体としてリポソームに封入される。ところが^<68>Gaでは^<68>Ge-^<68>Gaジェネレータ溶出溶媒のHClが錯体形成を阻害し、またリポソームの変性を引き起こした。そこでGa-oxine錯体のCHCl_3抽出を試みた。Ga抽出量はpHおよびoxine濃度に依存したが、多量のoxineは次ステップであるリポソームへのGa封入を阻害するため至適濃度を選ぶ必要があった。^<68>Ga封入時間の短縮:封入率90%以上に達する時間は温度に依存、反応温度を60°Cに上げることにより10分に短縮できた。^<99m>Tcの封入:HMPAOとグルタチオンを用いるPhillipsらの方法*を応用し、90%の封入率が得られた。これらの検討の結果、イメージングに十分な高放射能濃度でかつ短時間での封入が可能となった。3.1の手法以外に、血中でリポソームを崩壊させ残存放射活性を直接腎排泄に導く方法に関しても実施計画に基づき検討を行ったが、現時点では成功には至っていない。引き続き検討の予定である。