hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝細胞がんの多様性・変幻性におけるMT1-MMP依存性分子経路の解析

膜型マトリックスメタロプロテアーゼ1型(MT1-MMP)は、がんの増殖、浸潤、転移に関わる細胞機能を、複数の分子経路を介して促進する。しかし、がん組織における同分子と分子経路の発現は均一ではない。一方で、がん細胞の不均一性や変幻性が、がんの悪性化、幹細胞化、薬剤耐性に関わることが知られている。本研究では、肝臓がんのがん幹細胞様細胞(HCSC)に着目し、MT1-MMPの発現と同分子により駆動される分子経路の種類と機能を解析した。肝細胞がんにおける間葉系がん幹細胞マーカーであるCD90陽性肝がん細胞では、上皮系がん幹細胞マーカーであるEpCAM陽性肝がん細胞に比し、MT1-MMPをコードするMMP14遺伝子発現が高い傾向にあることを見出した。さらに免疫チェックポイント分子であるPD-L1、PD-L2の遺伝子発現が高い傾向にあり、このことは上皮間葉転換プログラムとMT1-MMPの活性化、免疫監視機構からのエスケープ現象との関連を示唆した。MT1-MMPを発現する肝細胞がんではHIF-1の活性化が観察されおり、この活性化を仲介するMInt3の発現レベルに高い傾向があることが確認できた。また、肝がん患者の血清中ではラミニンγ2が単鎖状態で分泌されていることを見出しており、腫瘍マーカーとしての有用性を検討中である。ラミニンγ2単鎖が特にCD90陽性肝がん細胞株で培養上清中に高レベルで分泌されることを確認した。CD90陽性肝がん細胞では、EMT化が起こっており、浸潤性が高いと考えられ、実際にマウスでの転移能は高い。新規浸潤能解析装置を考案し、浸潤性及び非浸潤性細胞を生きたまま分別することを可能にした。MT1-MMP発現細胞は浸潤性が亢進しており、MMP-2のみならずMMP-9の活性化も亢進していることを見出した。研究分担者間での研究材料の交換と連絡がスムーズに進んでおり、研究計画はほぼ順調に進んでいる。肝細胞がんにおける間葉系がん幹細胞マーカーであるCD90陽性肝がん細胞では、上皮系がん幹細胞マーカーであるEpCAM陽性肝がん細胞に比し、MT1-MMPをコードするMMP14遺伝子発現が高い傾向にあることを見出している。1)肝がん細胞のEMT化とMT1-MMP発現活性化、PD-L1およびPD-L2を介する免疫監視機構からのエスケープ、EphA2シグナル変換、Mint3/HIF経路の活性化の相互連関を解析する。2)PDGF-C-Tg/TP53-/-マウスから確立した肝がん細胞におけるMMP14などの遺伝子発現を確認し、上皮間葉転換プログラムとMT 1-MMP、免疫チェックポイントとの関連を解析しうるマウスモデルを作成する。3)MT1-MMPが制御するEphA2下流シシグナル経路を逆相蛋白質アレイ解析で網羅的に検討する。4)浸潤能の測定後に浸潤細胞および非浸潤細胞を分別回収てできる測定法の開発に成功している。EMT化した細胞を浸潤能により分別することが可能となった。本法を用いて、EMT、浸潤能、MT1-MMP依存性シグナル活性化の関係について解析する。

本研究では研究代表者等がこれまでがん細胞の増殖、浸潤、転移などの悪性形質を制御するハブ分子として着目してきたMT1-MMPを中心とした分子経路が実際のヒト肝臓がんにおいてどのように機能しているかを明らかにしようとしている。一方で、肝臓がんは原因となる遺伝子変異も含めて多様であり、組織におけるがん細胞もその遺伝子発現の特徴などから不均一性が認められているので、不均一性との対応関係の解明も重要である。研究は肝臓がんの不均一性を反映する患者由来がん細胞株の解析を手始めに行い、そこで得られた知見の確認を臨床材料を用いて行う。さらには、病態との因果関係の確認のために動物モデルを用いた研究に展開することを計画する。H28年度は、ヒト肝臓がんの幹細胞様特質を保持した2系統の代表的な細胞株を複数用いた解析を行った。MT1-MMP、EpCAM、CD90、Mint3、FIH-1、Lnγ2、EphA2の発現をたんぱく質レベルで確認した。MT1-MMPは腫瘍系性能の高いEpCAM陽性細胞株では全例発現していたが、造腫瘍性は弱いが浸潤性の高いCD90陽性群では細胞による相違が見られた。Mint3およびFIH-1は全例で発現しており、MT1-MMPのノックダウン実験により、MT1-MMPの発現によりMint3経路は駆動していることが考えられた。しかし、MT1-MMP/Mint3経路の阻害とがん幹細胞様形質との機能的な相関は見られなかった。EphA2の発現レベルは細胞による変動が見られた。MT1-MMPの基質の一つであるLnγ2単鎖の発現はCD90陽性細胞群で亢進している傾向が見られた。患者由来のがん細胞株の収集と解析が順調にスタートした。これまでに蓄積している解析データとの照合と関連づけも出来ている。肝細胞がんにおける間葉系がん幹細胞マーカーであるCD90陽性肝がん細胞では、上皮系がん幹細胞マーカーであるEpCAM陽性肝がん細胞に比し、MT1-MMPをコードするMMP14遺伝子発現が高い傾向にあることを見出している。1)肝がん細胞のEMT化とMT1-MMP発現活性化、PD-L1およびPD-L2を介する免疫監視機構からのエスケープ、EphA2シグナル変換、Mint3/HIF経路の活性化の相互連関を解析する。2)PDGF-C-Tg/TP53-/-マウスから確立した肝がん細胞におけるMMP14などの遺伝子発現を確認し、上皮間葉転換プログラムとMT 1-MMP、免疫チェックポイントとの関連を解析しうるマウスモデルを作成する。3)MT1-MMPが制御するEphA2下流シシグナル経路を逆相蛋白質アレイ解析で網羅的に検討する。4)浸潤能の測定後に浸潤細胞および非浸潤細胞を分別回収てできる測定法の開発に成功している。EMT化した細胞を浸潤能により分別することが可能となった。本法を用いて、EMT、浸潤能、MT1-MMP依存性シグナル活性化の関係について解析する。1)細胞株での知見と実際の肝臓かん組織での発現の関連に着目した研究を進める。このことにより、平成30年度で主として展開する予定のマウスモテルを用いた解析の根拠を固める。2)患者組織は、病理的な組織形態と着目する分子を発現する細胞の免疫組織化学的な解析を中心として進める。必要に応して単一細胞解析を行うことも検討し、転写と転写産物の存在の一致を確認する。3)また、着目する分子経路と相関する遺伝子の発現に着目して、細胞内の他のシグナルネットワークとの連携に関わる新たな分子の同定を目指す。4)ここで同定された分子との機能的な連関に関しては細胞株を用いた解析に戻って解析を続ける。また、着目する分子経路の機能とがん幹細胞性の発現
企業倫理を中心とした経済倫理の国際的展開の実証的・理論的・学際的比較研究

1920年代、30年代にアメリカでブームとなった「ビジネス・エシックス」研究は、大不況と第2次世界大戦の間に忘れられた存在であったが、1970年代以降、そのアメリカにおける重大な企業不祥事の発生とともにビジネス・スクールの必修科目となり、エンロン事件、あるいは日本では大和銀行のアメリカからの撤退を招いた事件とともに注目されるようになった。研究期間の4年の間にも毎年世間の注目を集めるような企業不祥事が続いた。それとともに大学におけるビジネス・エシックス研究や教育の制度化が進んでいる。CSRやコンプライアンス、あるいは企業統治といった用語は日常用語としても用いられるようになった。今何故世界的にビジネス・エシックスに注目が集まっているのか、何故に日本で食品偽装を始め、重大なコンプライアンス違反事件が続出しているのか、アメリカ基準で日本に導入されたビジネス・エシックスは、文化的に異質な社会でいかなる変更を必要としているのか、とりわけ国際的な視野においては、イスラーム圏を組み込むかたちでグローバルなものになりうるであろうか。格差社会が喧伝されるようになった社会における労働者の生活改善にとってビジネス・エシックスはいかなる役割を果たしうるか、ビジネス・エシックスは私的企業活動以外の事業体にどの程度まで導入可能かなど、一般的なビジネス・エシックス論が未だ立ち入っていない領域にまで踏み込んで方法論的考察を行い、理論的・学際的でかつ国際的・歴史的な研究を行い、4年間で2冊の論文集を公刊した。その間、各方面の専門家を招き、啓蒙的講演を通して研究成果の社会還元を図るとともに、専門的なセミナー開催においては研究対象の拡大・深化での協働を訴えた。1990年代以降、欧米において数多くのジャーナルが、ビジネス・エシックスbusiness ethicsをタイトルに組み入れて相次いで発刊された。日本でもこの方面の研究者は増加しつつある。他方において、欧米におけると同様、日本においても、ビジネス・エシックスに違反する企業行動は厳しい批判に晒されている。雪印食品事件で明らかになったBSE騒動と関連した産地偽装問題、三菱自動車で露骨なかたちで表面化したリコール隠し問題など例を挙げれば切がないほどである。これらに関連して、企業内セクハラ、内部監査制度の徹底、外部評価の導入、情報開示、コンプライアンス、内部通報者保護などビジネス・エシックスという言葉で内包される問題は多岐にわたり、それらのいくつかは、慣行的・伝統的な日本的経営の基盤や制度とそれを支える価値意識の再考を促すものである。この研究グループでは参加者の専門領域の知見を生かしながら、欧米のこの問題に関する思想展開を通観するための研究報告会を中心にしながら、同時にドイツ人(B.シェフォールト教授)カナダ人(W.K.キャロル教授)、日本人の専門研究家(高巌教授)を招き、上に列挙したような諸問題についての新動向などについて発表してもらい、共通認識の向上を図った。研究テーマに掲げた実証的作業については、日本人経営者を招いた座談会や在阪神企業への具体的なアンケート調査なども計画しているが、今年度はその準備作業をいくつか行った。さらに国際的な比較研究という意味で、イスラームの専門家を研究グループに加え、イスラーム世界のビジネス・エシックスないし経済倫理が、欧米主導の価値意識とどのように協同できるかを検討した。なおすでに株主代表訴訟(運動)などで指導的な役割を果たしている森岡は、多くの関連論文などの執筆をつづけ、研究代表者はアメリカにおけるビジネス・エシックス研究の動向に関連したいくつかの研究発表を行っている。7人の共著として、『ビジネス・エシックスの諸相と課題』と題する「研究双書」を2006年3月に公刊した。第1章では橋本昭一が「ビジネス・エシックスの諸相」と題し、最近の企業不祥事(ライブドア事件やマンション等の耐震偽装問題、東横ホテルの違法改造問題など)を取り上げながら、ビジネス・エシックスの学問的土台に関する考察を行った。

マーシャル以来のビジネスの概念の変遷をたどりつつ、ビジネス・エシックスは私的企業のみの課題ではないことを示すとともに、いわゆる「フリードマン命題」(株主の利益への貢献のみが、ビジネスの唯一の責務)を取り上げ、具体的な企業体は多くのステークホルダーとの関係の中でのみ活動できることを示した。第2章では安武がモンテスキューを取り上げながら、フランスにおける経済と倫理に関する思想を解明、第3章では、小田淑子が宗教とりわけイスラームと経済との関係について検討を加えた。第4章では杉本貴志が、イギリスのコープが打ち出している社会的責任経営の現状を紹介・分析した。第5章では池内裕美が「苦情行動の影響をおよぼす社会心理学的諸要因」についてアンケート調査を踏まえ考察している。第6章では中澤信彦が企業の人材マネージメントに導入している成果主義が持っているビジネス・エシックス上の問題点を考察した。第7章では森岡孝二が、少子化時代への対応として、内閣府の規制改革・民間開放推進会議が打ち出しているホワイトカラー・エグゼンプション制度の危険性を指摘している。さらに補章として中澤が、森岡の近著『働きすぎの時代』などの関係図書の書評を行っている。2006年3月には、途中経過を報告するものとして、研究員全員が執筆参加した『ビジネス・エシックスの諸相と課題』と題する論文集を上梓することができた。国際的比較という点では、論文集は、日本におけるホワイトカラー・エグゼンプション制度の導入を、それが日本で本格的に論議されるより以前に論じている。日本に関しては成果主義の導入が日本的経営(手法)に及ぼす影響についても考察している。イギリスに関しては、環境と弱者への配慮を前面に押し出すイギリスのコープ活動を取り上げている。フランスに関しては政治思想史の観点からではあるが「富と徳」を巡るモンテスキューの思想の分析を行った。また第1章の総論的な考察では、研究代表者である橋本昭一が、2000年以降に出版されたビジネス・エシックスに関するアメリカやイギリスの研究が何を求めているかを概観した。これらで覆いつくせない論点については、イスラーム研究者やその他の研究者を招いて公開セミナーを2度開催した。イスラームの教義と経済活動との関係に関しては、上記の双書でも宗教学的な観点から小田淑子が論文を執筆した。ビジネス・エシックスと宗教的教義との関係については、橋本昭一がカトリック社会論の淵源と基本原理について研究報告を行った。橋本昭一はまた近代経済学の基本原理の確立に貢献したアルフレッド・マーシャルの地代論に含まれる倫理的観点を強調した研究発表を外部の学会等で発表した。さらに関西大学経済・政治研究所が主催している公開講座や産業セミナーにも講師を派遣して、研究成果の社会還元を図った。実践的な面では森岡孝二が、数多くの実証を元に、多くの機関に招かれ講演活動をおこなうとともに、アメリカのワーキング・プアに関する実証研究の訳書やブックレットの刊行に寄与している。
表面近傍での微生物運動の3次元観察法確立とモデル化

表面近傍での微生物運動は,バイオフィルム形成と関連し,湖沼や海洋あるいは生体内の環境と密接に関わる.本研究を含む一連の研究では,細菌の表面への接近と集積を予測するためのモデルを作成することを目的としている.同期した2台の高速度カメラを用いて2方向同時顕微鏡観察を行い,表面近くでの細菌の位置と姿勢を同時に得た.データ取得時間を短縮するため,画像処理による自動計測,顕微鏡ステージの自動制御などの要素技術の開発を行った.表面近傍での微生物運動は,バイオフィルム形成と関連し,湖沼や海洋あるいは生体内の環境と密接に関わる.本研究を含む一連の研究では,細菌の表面への接近と集積を予測するためのモデルを作成することを目的としている.同期した2台の高速度カメラを用いて2方向同時顕微鏡観察を行い,表面近くでの細菌の位置と姿勢を同時に得た.データ取得時間を短縮するため,画像処理による自動計測,顕微鏡ステージの自動制御などの要素技術の開発を行った.本研究では,表面近傍の細菌運動の3次元観察法の確立を第一目的としている.従来,微生物の運動速度や軌跡を調べる際には,スライドグラスとカバーグラスの間に封入された少量の懸濁液を顕微鏡下で観察する方法がとられている.この計測では2次元的な運動情報が得られる,しかし,表面近傍への集積を調べるためには,3次元的な運動を把握することが不可避となる.そのため,通常の顕微鏡観察に加えて,側面からの同期観察(直接的方法)を実施する.本年度は,(1)境界近傍での細菌運動にともなう変形の観察を試行し,(2)細菌運動の2方向同時撮影像から位置および姿勢を求めるプログラムの開発を始めた.(1)蛍光観察装置と映像記録用のカメラを導入し,自由表面近傍での細菌運動に伴うべん毛の変形の2次元観察を開始した.べん毛繊維は直径30nm程度,長さ5μm程度と極めて微小なため,蛍光撮影をしても撮影条件を整えるのが非常に困難であり,人の目では確認できる現象が映像には記録できないという問題を抱えている.しかし,試験的な映像を得ることができ,べん毛繊維や菌体とべん毛をつなぐフックが変形している様子を捉えることができた.(2)明視野観察による2方向同時撮影像から細菌の位置および姿勢を求めるプログラムの開発に着手した.細菌の菌体はほぼ楕円形に近い形状をしているため,画像処理により菌体形状を抽出して楕円に近似し,長軸の端の2次元座標を出力するプログラムを作成した.現在,2方向からの画像を用いて,3次元座標を取得する部分を作成している.本研究では,表面近傍の細菌運動の3次元観察法の確立を第一目的としている.従来,微生物の運動速度や軌跡を調べる際には,スライドグラスとカバーグラスの間に封入された少量の懸濁液を顕微鏡下で観察する方法がとられている.この計測では2次元的な運動情報が得られる.しかし,表面近傍への集積を調べるためには,3次元的な運動を把握することが不可避となる.そのため,通常の顕微鏡観察に加え,側面からの同期観察(直接的方法)を実施する.本年度は以下の2点について,研究を実施した.(1)境界近傍での細菌運動にともなう変形の観察自由表面近傍での細菌運動に伴うべん毛の変形の2次元観察を実施している.べん毛繊維は直径30nm程度,長さ5μm程度と極めて微小なため,蛍光撮影をしても撮影条件を整えるのが非常に困難であるが,観察条件を整えることにより,いくつかの映像を取得することができ,べん毛繊維が変形している様子を捉えることができた.(2)細菌運動の2方向同時撮影像から位置および姿勢を求めるプログラムの開発明視野観察による2方向同時撮影像から細菌の位置および姿勢を求めるプログラムを開発中である.細菌の菌体はほぼ楕円形に近い形状をしているため,画像処理により菌体形状を抽出して楕円に近似し,長軸の端の2次元座標を出力するプログラムを作成している.2方向から観察した画像を用いて,3次元座標を取得する部分を作成している.また,同様の画像処理と移動ステージを組み合わせた対象物体の自動追跡に着手している.表面近傍での微生物運動は,バイオフィルム形成と関連し,湖沼や海洋あるいは生体内の環境と密接に関わる.本研究を含む一連の研究では,細菌の表面への接近と集積を予測するためのモデルを作成することを目的としている.同期した2台の高速度カメラを用いて2方向同時顕微鏡観察を行い,表面近くでの細菌の位置と姿勢を同時に得た.データ取得時間を短縮するため,画像処理による自動計測,顕微鏡ステージの自動制御などの要素技術の開発を行った.本年度は,以下の2点に重点をおいた.1.2方向同時顕微鏡観察による細菌の位置と姿勢の把握2方向からの同期した画像を用いることにより,単毛性細菌Vibrio alginolyticusが界面に近づいていき,円状の軌跡を描くときの位置と姿勢を取得することができた.これは,数値解析で得られていた界面近傍の運動と定性的には一致している.また,菌体を楕円近似して位置と姿勢を推定するプログラムを用いて,同じ映像からそれらの値を自動的に推定した.プログラムを利用することにより,位置と姿勢の取得時間が大幅に減少する.2.対象物を視野内に納め続けるトラッキング顕微鏡の試作電動XYステージを顕微鏡に装着し,画像処理とステージの制御を組み合わせてトラッキング顕微鏡を試作した.回転運動している渦鞭毛藻Symbiodiniumを対象として,顕微鏡視野内に納めることができることを確認した.ステージの制御時間が律束段階になっているので,ステージの移動回数を減らすような方法をとっている.

微生物の本体は円や楕円で近似できる場合が多く,2方向同時観察像から微生物の位置と姿勢を得るプログラムの開発は順調に進んでいる.また,一方向からの観察に限られるが,観察チャンバーの工夫により,より鮮明な蛍光像が得られるようになった.24年度が最終年度であるため、記入しない。蛍光観察では,観察像の個数が限られており,一般的な結論を導くに至っていない.観察データの蓄積が必要であり,今後も継続していく.2方向同時観察法を適用するには,撮像系を改造する必要があり,別の研究課題として取り組む.運動する微生物が視野からはずれてしまうことや,ピントがずれてしまうという問題に対し,微生物の自動追跡を行えるようにしていく.まず,視野内に収めるような1方向からの観察による2次元追跡を行い,それを2方向に拡張する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
顎関節におけるムコ多糖の動態に関する実験的研究

組織の恒常性維持に働くムコ多糖(GAG)は、顎関節においても滑材ならびにストレス緩和として重要な役割をするものと考えられるが、その報告は少ない。そこで、正常な顎関節のGAGの様相について週齢を追って組織化学的に検索し、病理組織学的にも検討を加え、以下の結果を得た。1.組織学的所見:下顎頭は各週齢とも4層の軟骨で覆われていた。最外層は線維層で、第2層は密に規則的な配列をしている扁平な軟骨細胞の層であった。第3層の上層では小さな軟骨小腔が、下層では大きな軟骨小腔が密に存在していた。続いて、第4層では軟骨の破壊、吸収がみられ、骨小柱と骨髄腔に移行していた。関節窩においても、窩面は軟骨で覆われ、外層は線維層であった。関節円板中央部ではコラ-ゲン線維が密に走行していた。円板周辺てはコラ-ゲン線維が主として認められたが、弾性線維や小血管も観察された。また、円板は週齢が増すにつれ線維化されて線維細胞の散在が認められた。2.組織化学的所見:下顎頭は、各週齢とも軟骨部および骨小柱で明確なメタクロマジ-反応を示し、その反応の程度はそれぞれの層で異っていた。また、週齢の違いによってもメタクロマジ-反応の強さが異なり、週齢が増すにつれ反応はおのおのの部で減弱する傾向を示した。関節窩は、35週齢の軟骨細胞層で明確なメタクロマジ-反応がみられたが、下顎頭よりも早い時期に反応が減弱した。関節円板のメタクロマジ-反応は線維細胞の周囲でやや濃染する以外はほぼ一様な反応がみられ、反応の程度は週齢が増すにつれて減弱した。酵素消化の結果、下顎頭および関節窩にヒアルロン酸とコンドロイチン硫酸A/Cが観察され、関節円板ではヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸A/Cおよびデルマタン硫酸も観察された。顎関節のムコ多糖の動態を検索することを目的とした研究であるが、63年度は、正常なSDラットを用い、その加齢変化を観察するために5、15、25週齢の下顎頭をメタクロマジー反応と酵素消去法を応用した組織化学で観察し、組織学的にも検討を加え、以下の知見を得た。1.組織学的所見:下顎頭は軟骨で覆われ、軟骨は4層に区別できる。最外層の第1層は、膠原線維の線維膜で、第2層は偏平な軟骨細胞の層で、下顎頭の曲面と並行で密に規則的な配列をしている。第3層は軟骨小腔が多く存在し、上層では小さく、下層では大きい。また、第4層は軟骨の破壊、吸収が起こり化骨している。そして第4層から骨小柱と骨髄腔から成る海綿骨に移行している。また、週齢が増すにつれて、下顎頭の軟骨層が占める割合が減少する。2.組織化学的所見:5週齢では軟骨全体に非常に強いメタクロマジー反応がみられ、第3層下層と第4層では特に強い反応がみられた。また、骨小柱においても部分的に強い反応がみられた。15週齢では、第1、2層、第3層上層および骨小柱に中等度の反応が、第3層下層と第4層に強い反応がみられ、反応は5週齢より全体に減弱した。

25週齢では、メタクロマジー反応がさらに減弱し、第1層から第3層上層に弱い反応が、第3層下層と第4層にやや強い反応が、さらに骨小柱に中等度の反応がみられた。また酵素消化の結果、下顎頭には、ヒアルロン酸とコンドロイチン硫酸A/Cが観察され、加齢とともに、ヒアルロン酸は増加する傾向に、コンドロイチン硫酸A/Cは減少する傾向を示す所見が得られた。組織の恒常性維持に働くムコ多糖(GAG)は、顎関節においても滑材ならびにストレス緩和として重要な役割をするものと考えられるが、その報告は少ない。そこで、正常な顎関節のGAGの様相について週齢を追って組織化学的に検索し、病理組織学的にも検討を加え、以下の結果を得た。1.組織学的所見:下顎頭は各週齢とも4層の軟骨で覆われていた。最外層は線維層で、第2層は密に規則的な配列をしている扁平な軟骨細胞の層であった。第3層の上層では小さな軟骨小腔が、下層では大きな軟骨小腔が密に存在していた。続いて、第4層では軟骨の破壊、吸収がみられ、骨小桂と骨髄腔に移行していた。関節窩においても、窩面は軟骨で覆われ、外層は線維層であった。関節円板中央部ではコラ-ゲン線維が密に走行していた。円板周辺ではコラ-ゲン線維が主として認められたが、弾性線維や小血管も観察された。また、円板は週齢が増すにつれ線維化されて線維細胞の散在が認められた。2.組織化学的所見:下顎頭は、各週齢とも軟骨部および骨小柱で明確なメタクロマジ-反応を示し、その反応の程度はそれぞれの層で異っていた。また、週齢の違いによってもメタクロマジ-反応の強さが異なり週齢が増すにつれ反応はおのおのの部で減弱する傾向を示した。関節窩は、35週齢の軟骨細胞層で明確なメタクロマジ-反応がみられたが下顎頭よりも早い時期に反応が減弱した。関節円板のメタクロマジ-反応は線維細胞の周囲でやや濃染する以外はほぼ一様な反応がみられ、反応の程度は週齢が増すにつれて減弱した。酵素消化の結果、下顎頭および関節窩にヒアルロン酸とコンドロイチン硫酸A/Cが観察され、関節円板ではヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸A/Cおよびデルマタン硫酸も観察された。
神経細胞の分化に関わるアクチビンのシグナル伝達機構の解析

神経分化におけるアクチビン-ホリスタチン系の役割を分子レベルで明らかにすることを目的として、本年度はホリスタチンによるアクチビン作用の阻害機序を明らかにするとともに神経組織で特異的に発現する新アクチビン受容体を同定した。アクチビンはそのI型受容体に結合し、それにI型受容体が会合することによりシグナルが細胞内へ伝達される。こうしたアクチビンの受容体への結合に続いて起こる受容体どうしの会合といったシグナル伝達に必要な出来事はホリスタチンがアクチビンと結合することによりことごとく阻害されることがわかった。さらに、ヘパラン硫酸に親和性の高いホリスタチン分子種(FS-288)は、アクチビンと結合したまま細胞表層ヘパラン硫酸側鎖に接着して、エンドサイトーシスにより細胞内に取り込まれた後、リソソーム内でアクチビンともども分解されることを明らかにした。また、このようなホリスタチンを介するアクチビン分解系がアフリカツメガエル初期胚における神経誘導の際にも作動していることを示唆する結果が得られた。すなわち、ツメガエル初期胚の動物半球細胞表層にホリスタチンを介してアクチビンが結合した後、分解されること及びFS-288 mRNAが神経誘導の起こる直前から発現してくることを確認した。マウスECP19細胞がレチノイン酸により神経細胞に分化誘導される際に新しいタイプのアクチビンII型受容体が出現することを明らかにした。この受容体は既知のIIA型受容体の細胞内領域に8アミノ酸の挿入配列をもつものであった。この新規受容体は脳、脊髄といった中枢神経系のみに発現していることが観察された。また、本受容体の発現はツメガエル発生過程において神経胚期以降にのみ認められ、神経発生に深く関わっていることが示唆された。さらに、ヘパラン硫酸に親和性の高いホリスタチン分子種(FS-288)は、アクチビンと結合したまま細胞表層へパラン硫酸側鎖に接着して、エンドサイトーシスにより細胞内に取り込まれた後、リソソーム内でアクチビンともども分解されることを明らかにした。すなわち、ツメガエル初期胚の動物半球細胞表層にホリスタチンを介してアクチビンが結合した後、分解されること及びFS-288mRNAが神経誘導の起こる直前から発現してくることを確認した。
ジュニアスポーツ選手の競技種目別体格・運動能力比較

ジュニアスポーツ選手を対象に形態計測,運動能力測定を行った.男子では12歳頃,女子では9歳頃の体格・身体組成の発育が運動能力に対し正の効果を,女子では12歳頃の発育が運動能力の発達に対し負の影響を及ぼしていると推測された.競技種目別の比較では,年齢が上がるに連れてバレーボールでは身長,体重が,バドミントンでは反復横跳びが他競技と比べて高くなるなど,競技間で体格・運動能力に特徴がみられた.一般小学生との比較ではクラブ所属選手が好成績であることが分かった.今回の結果は競技経験年数,競技レベル,戦績を考慮しておらず,今後は被験者数を増やすとともに,縦断的研究を行う必要がある.ジュニアスポーツ選手を対象に形態計測,運動能力測定を行った.男子では12歳頃,女子では9歳頃の体格・身体組成の発育が運動能力に対し正の効果を,女子では12歳頃の発育が運動能力の発達に対し負の影響を及ぼしていると推測された.競技種目別の比較では,年齢が上がるに連れてバレーボールでは身長,体重が,バドミントンでは反復横跳びが他競技と比べて高くなるなど,競技間で体格・運動能力に特徴がみられた.一般小学生との比較ではクラブ所属選手が好成績であることが分かった.今回の結果は競技経験年数,競技レベル,戦績を考慮しておらず,今後は被験者数を増やすとともに,縦断的研究を行う必要がある.本研究は、幼児期から成長期にわたる選手を有するスポーツクラブに所属する選手を対象として体格・運動能力の測定を実施し、各選手、クラブの特徴を見出すとともに、他種目多競技のクラブを測定することで競技種目の特徴的な体格、運動能力の指標を明らかにすることを目的とする。次に、得られた結果を基礎データとして、日本人を対象とした生物学的成熟度の推定式を作成するため、年間最高身長増加年齢を過ぎていると思われる男女スポーツ選手を対象に調査を行い、日本人に適した生物学的成熟度の推定式を作成するための基礎データを収集することを目的とする。平成21年度は、9種目(野球、バドミントン、バレーボール、運動教室、卓球、サッカー、バスケットボール、水泳、一般小学生)、39クラブ、延べ1379名の測定を実施することができた。得られた値から、身長において男子では12.7歳、女子では8.9歳に思春期最大発育速度(MPV: maximum Peak Velocity)が認められた。また、除脂肪体重において男子では局所的極大発育速度(LPV: Local Peak Velocity)が8.5歳、MPVは11.9歳、女子では8.9歳および11.7歳にLPVが認められた。運動能力との関係においては、男子では12歳頃、女子では9歳頃の体格・身体組成の発育が運動能力に対し正の効果を及ぼしていることが示唆された。一方、女子では12歳頃の体格・身体組成の発達は運動能力の発達に対し負の影響を及ぼしていると推察された。本研究を継続して行うことにより、競技種目別の体格・運動能力の特徴を幼児期青少年期まで関連させることができるという点で非常に意義は高いと考える。本研究は,幼児期から成長期にわたる選手を有するスポーツクラブに所属する選手を対象として体格・運動能力の測定を実施し,各選手,クラブの特徴を見出すとともに,他種目多競技のクラブを測定することで競技種目の特徴的な体格,運動能力の指標を明らかにすることを目的とする.次に,得られた結果を基礎データとして,日本人を対象とした生物学的成熟度の推定式を作成するため,年間最高身長増加年齢を過ぎていると思われる男女スポーツ選手を対象に調査を行い,日本人に適した生物学的成熟度の推定式を作成するための基礎データを収集することを目的とする.平成22年度は,継続,新規含めて12種目,35クラブ,619名の測定を実施し,基礎データに追加することができた.得られたデータからウェーブレット補間法を適用して学齢期男子の思春期最大発育速度(MPV),局所的極大発育速度(LPV)の解析を試みたところ,身長,体重の発育速度曲線に示されたMPV年齢は13.2歳,13.5歳と従来の知見を指示していた.特に,BMIと体脂肪率の加齢変化速度曲線に示されるLPVは両要素において重なることが示されたが,加齢現量値曲線ではBMIは増大傾向を示すが,体脂肪率では減少傾向を示した.運動能力発達はScammonの神経型と一般型の発育パターンによる混合型を示すとされるが,本研究における各運動能力の発達速度曲線に示されたLPVの出現は,20m走,プロアジリティ・テスト,反復横跳びは,より神経系の関与が強く,垂直跳びや立ち幅跳びで,その中でも立ち幅跳びの方がより一般型の発育に負うことが強いことを主張する有力な知見と位置づけられるだろう.本研究を継続して行うことにより,競技種目別の体格・運動能力の特徴を幼児期青少年期まで関連させることができるという点で非常に意義は高いと考える.
船舶操船者のエラー発生の要因及び確率とその定量的安全性評価について

操船者エラーの要因及び確率とその安全性評価について,研究計画に基づき,以下の8種類の実験,解析を実施した。(1)海難統計資料からの操船者エラー原因海難を抽出と統計解析(2)操船者エラーと海難事故との連鎖に関するフォルトツリー解析(3)離着桟操船へのインテリジェントコントローラ支援に関するシミュレータ実験(4)タスク,ロード,パフォーマンスを要素とするヒューマンエラーモデルの提案(5)ヒューマンエラーを伴う操船タスクの安全評価概念の提案(6)内航船舶船員の労働実態調査(7)699GT内航船舶での操船タスク及び操船実態についての乗船観測実験(8)沿岸フェリーでの操船者ワークロードとしての生体情報等の乗船計測以上の実験,解析の結果として,7種類の論文を発表した。この分野の研究はほとんど実施されておらず,今,ようやく端緒に付いたばかりといえる。そこで,「船員ワークロード研究会」を設立し,今後も研究を続けることを強く望むものです。主たる海難原因である人間の過誤(70%)の効果的防止を目指し、操船者ヒューマンエラーを含む安全性評価法の確立を試みている。本研究は操船者ヒューマンエラー評価モデルの構築を具体的目標として,次記する3種類のアプローチにより研究を進めている。(1)操船者ヒューマンエラーに関する制御工学/人間工学的解析船舶の操船機器,操船局面,発生するヒューマンエラーについて調査,解析する。最近の船舶に装備することの多いジョイスティックコントローラの操船能力評価をシミュレータ実験により実施し,発表した。(2)操船者ヒューマンエラーに基づく海難事故特性の解析海難事故の統計的解析,代表的事故の海難審判裁決録での詳細な解析を行なう。操船者のタスク調査,タスクアクションツリー上のエラー確率の推定を実施する。過去10年間の海難審判裁決録を調査し,居眠り海難について解析し,2編の論文を発表した。(3)操船者ヒューマンエラーに関する生理学的/心理学的解析実船での脳波・ポリグラム・心拍数計測,労働実態調査を行い。運航環境及びストレスとヒューマンエラーとの相関を決める。実船での予備計測実験を終了した。以上のアプローチの方法論検証とヒューマンエラー評価モデル構築の為に,499GT2隻,699GT1隻の3種実船へ乗船観測し,記録を発表する予定である。又,数回の討議に基づき,制御機能,人間機能,労働環境,運航目的の4要素からなるヒューマンエラー評価モデルの構造的骨格が決定された。(1)日本海沿岸を航行するフェリーを始めとする3隻の船舶乗船観測実験を実施し,心拍数,脳波,ポリグラム計測,副次作業解析,出入港タスク解析を行なった。日本で初めての実船操船者生理指標計測は論文としてまとめ発表される。(2)出入港操船に関するシミュレータ実験を実施し,タスク分析を行ない,操船者負担の視点から整理し,発表された。(3)海難統計資料及び海難審判庁裁決録のヒューマンエラーの視点からの解析を実施した。特に,「見張り不十分」に着目し,発表としてまとめた。以上,実船での生理指標計測,出入港に関する制御工学/人間工学的解析,統計的解析の3種類の視点から調査,研究を行なった。2年間のまとめとして,報告書を作成している。報告の一部は既に発表した。
転写コアクチベーターTRAP220による造血幹細胞維持機構

TRAP/メディエーター複合体はRNAポリメラーゼIIホロ酵素複合体の構成成分であり、アクチベーターによる広範な転写の活性化に必須の基本的なコアクチベーター複合体である。220kDのサブユニットTRAP220/MED1は核内受容体の他にも幾つかのアクチベーターによる転写活性化に重要な役割を担うことが明らかにされつつある。造血器におけるMEDlの役割について、私達はこれまでに未熟白血球の核内受容体依存性の分化成熟にMED1が重要であることを報告したが、本研究では造血のニッチにおいてMED1が造血幹細胞/前駆細胞の支持のシグナルに重要な役割を担うことを示した。胎児線維芽細胞MEFは造血幹/前駆細胞の支持能を持つことが知られ、造血ニッチのモデルになる。そこでノックアウトマウスを用いて、同系同腹のMEDl欠損MEFと野生型MEF(コントロール)による正常マウス造血細胞の支持能を比較した。短期間の培養では、MED1欠損MEF上の造血細胞数がコントロールに比べて著減していた。そこで細胞増殖とアポトーシスを測定したところ、MED1欠損MEF上の骨髄細胞でS期が遅延しDNA合成量が低下しており、同時にアポトーシスが有意に少なかった。即ち、MED1欠損MEF上では細胞増殖と細胞死がともに少なかった。次に68週間の長期培養後にコロニー形成能を検討したところ、再現性よくMED1欠損MEF上の細胞による造血細胞コロニー数が有意に減少していた。また、MED1欠損MEFにMED1を導入して同様の実験をしたところ、造血細胞のコロニー数が回復した。以上の結果より、造血ニッチにおいてMED1は造血細胞の増殖刺激シグナルと造血幹/前駆細胞支持のシグナルの発現を同時に担うことが強く示唆された。本研究は基本的転写コアクチベーターが造血ニッチに何らかの役割を担うことを示す始めての知見である。私達は先に動物細胞で核内受容体とRNAポリメラーゼII(pol II)を直接結ぶコアクチベーターとしてメディエーター/TRAP複合体を発見したが、その後私達や他研究者によってメディエーター複合体がpol IIホロ酵素複合体の構成成分である基本的転写共役複合体であることが証明された。MED1/TRAP220は核内受容体と結合するサブユニットであるが、私はノックアウトマウスを作製し、MED1/TRAP220が核内受容体特異的コアクチペーターとして個体や細胞の増殖・分化・恒常性維持に重要であることを示した。一方でMED1/TRAP220が核内受容体以外のアクチペーター機能を収束することを示唆する報告がある。しかしその造血における役割を示す報告はまだ少ない。先行する研究で、私達はMED1/TRAP220が造血前駆細胞において、レチノイン酸受容体依存性の顆粒球分化とビタミンD受容体依存性の単球分化に重要な役割を果たすコアクチベーターであることを示した。造血組織は造細胞と造血支持細胞から構成される。そこで、本研究ではMED1/TRAP220の造血支持能を検討している。ノックアウトマウスは胎生早期致死性のため解析が困難であるが、胎児線維芽細胞MEFは得られる。MEFは造血支持能がある。そこで、MEFを用いて造血支持能を検討した。野生型マウス骨髄細胞をMEFの上で長期培養条件にて培養したところ、培養の2日後にはすでにノックアウトMEFで共培養した造血細胞数が低下し始め、その後も造血細胞数が有意に少なかった。

さらに長期培養を行った後にメチルセルロース内のコロニーアッセイで検討すると、ノックアウトでコロニー数の低下を認め、ノックアウトMEFの造血支持能の低下が示唆された。造血支持能において核内受容体の関与を示唆する知見はないので、この表現型は核内受容体を介さない機序が予想される。現在、上記の知見を検証中であり、本研究の2年めには上記の表現型の機序を分析していく予定である。TRAP/メディエーター複合体はRNAポリメラーゼIIホロ酵素複合体の構成成分であり、アクチベーターによる広範な転写の活性化に必須の基本的なコアクチベーター複合体である。220kDのサブユニットTRAP220/MED1は核内受容体の他にも幾つかのアクチベーターによる転写活性化に重要な役割を担うことが明らかにされつつある。造血器におけるMED1の役割について、私達はこれまでに末熟白血球の核内受容体依存性の分化成熟にMED1が重要であることを報告したが、本研究では造血のニッチにおいてMED1が造血幹細胞/前駆細胞の支持のシグナルに重要な役割を担うことを示した。胎児線維芽細胞MEFは造血幹/前駆細胞の支持能を持つことが知られ、造血ニッチのモデルになる。そこでノックアウトマウスを用いて、同系同腹のMED1欠損MEFと野生型MEF(コントロール)による正常マウス造血細胞の支持能を比較した。短期間の培養では、MED1欠損MEF上の造血細胞数がコントロールに比べて著減していた。そこで細胞増殖とアポトーシスを測定したところ、MED1欠損MEF上の骨髄細胞でS期が遅延しDNA合成量が低下しており、同時にアポトーシスが有意に少なかった。即ち、MED1欠損MEF上では細胞増殖と細胞死がともに少なかった。次に68週間の長期培養後にコロニー形成能を検討したところ、再現性よくMED1欠損MEF上の細胞による造血細胞コロニー数が有意に減少していた。また、MED1欠損MEFにMED1を導入して同様の実験をしたところ、造血細胞のコロニー数が回復した。以上の結果より、造血ニッチにおいてMED1は造血細胞の増殖刺激シグナルと造血幹/前駆細胞支持のシグナルの発現を同時に担うことが強く示唆された。本研究は基本的転写コアクチベーターが造血ニッチに何らかの役割を担うことを示す始めての知見である。
カルシウムセンサータンパク質Doc2による小胞輸送制御機構の解析

Doc2.はCa^<2+>およびリン脂質結合領域(C2領域)を2つ有するタンパク質である。Doc2アイソフォームのうち、Doc2αは脳特異的に発現しており、シナプス小胞の開口放出に必須なタンパク質Munc13-1と結合し、神経興奮を感知し分泌を制御するCa^<2+>センサーとして働くことが知られている。一方、脳を含む様々な組織で発現しているDoc2βの機能は知られていない。しかし、Doc2αとのアナロジーから、Doc2βも神経細胞以外で分泌経路、とりわけ調節性分泌において働いている可能性がある。本研究では、抗原刺激によりヒスタミン等の生理活性物質を放出するマスト細胞に着目しDoc2の関与を検討した。意外にも、ラット由来マスト細胞株RBL-2H3およびマウス骨髄由来マスト細胞では、Doc2βではなくDoc2αが発現していた。このDoc2αの発現を抑制すると、あるいはDoc2αの欠失変異体を発現させるとRBL-2H3細胞の調節性分泌は阻害された。また、Doc2α欠損マウスの骨髄由来マスト細胞の調節性分泌は著しく低下していた。近年、血小板・細胞障害性T細胞・マスト細胞に発現しMunc13-1と相同性を有するタンパク質Munc13-4が、これらの細胞における調節性分泌に働くことが明らかになった。このMunc13-4とDoc2αとの関係をRBL-2H3細胞で検討し、両者が分泌顆粒に共局在し結合していること、またDoc2α欠失変異体発現による調節性分泌の阻害がMunc13-4の共発現によりレスキューされることを見出した。本研究によって初めて神経細胞以外でのDoc2の関与する小胞輸送経路とその制御メカニズムが明らかにしたこと、更に、これがマスト細胞の調節性分泌に働くCa^<2+>センサーの初めての同定であったことから、当初の研究目的は十分に達成できたと考えられる。Doc2はC2領域と呼ばれるCa^<2+>およびリン脂質結合領域を2つ有するタンパク質である。Doc2アイソフォームのうち、Doc2αは神経特異的に発現し、神経興奮に伴う伝達物質のシナプス間隙への放出という調節性分泌にCa^<2+>センサーとして働くことが報告されている。一方、Doc2βは普遍的に発現しているが、その機能は全く明らかにされていない。本研究では、神経細胞以外でのDoc2の機能を見出すことを目的として、アレルゲンに応答してヒスタミン等の生理活性物質を放出するマスト細胞の調節性分泌にまず着目した。ラット由来マスト細胞株RBL-2H3細胞におけるDoc2の発現をNorthern法により検討したところ、意外にもDoc2βではなくDoc2αが発現していた。Doc2αは神経細胞において、シナプス小胞の開口放出に必須なタンパク質Munc13-1と結合して機能しているが、最近、、そのアイソフォームであるMunc13-4が造血幹細胞由来の血小板、細胞障害性T細胞、マスト細胞等に発現し、それらの調節性分泌に働いていることが相次いで報告されている。そこで、免疫沈降法および免疫蛍光染色法にてDoc2αとMunc13-4の関係を検討したところ、両者が結合すること、およびRBL-2H3細胞の分泌顯粒上で両者が共局在することを見出した。また、RBL-2H3細胞にDoc2αの欠失変異体を導入すると調節性分泌が阻害され、その阻害はMunc13-4の導入により回復することが明らかとなつた。更に、Doc2α欠損マウスから調製した骨髄由来マスト細胞では、野生型マウスから調製したものと比較して調節性分泌が顕著に低下していた。これらの結果はDoc2αがMunc13-4と結合してマスト細胞の調節性分泌に働いていることを強く示唆する新知見であり、現在論文投稿および学会発表の準備を進めている。

本研究によって初めて神経細胞以外でのDoc2の関与する小胞輸送経路とその制御メカニズムが明らかにしたこと、更に、これがマスト細胞の調節性分泌に働くCa^<2+>センサーの初めての同定であったことから、当初の研究目的は十分に達成できたと考えられる。
口腔由来の動的ネットワークバイオマーカーを用いた生活習慣病の未病検出

口腔衛生状態が不良な者の中には、歯肉炎を発症後、歯周炎へ移行する者と、健常もしくは歯肉炎にとどまり歯周炎へと移行しない者が存在する。本研究では、唾液およびデンタルプラークを試料とし、申請者らがこれまでに培ってきた、これら口腔生体試料のオミクス解析技術を基盤として、歯周炎発症に至る者を特徴付ける動的ネットワークバイオマーカー( Dynamical Network Biomarker; DNB )の同定を目指す。
治療薬開発を目指した血管平滑筋細胞のPI3Kを介した増殖抑制の解析

目的:動脈硬化症は未だに直接的な治療薬が存在しない。肥厚形成の主要因は血管平滑筋細胞(SMC)のphenotypic modulationによる増殖能亢進である。よってphenotypic modulationのメカニズム解明は治療応用にとって必須であるが、生体内の状態を反映した分化型SMCの培養系が未だ確立されていない。本研究では通常のプレート培養で得られる動脈硬化型SMCと、ハニカムと呼ばれるI型コラーゲン3次元培養系で得られる分化型に近いSMCを用い、PI3K阻害剤による増殖抑制の新規メカニズムと毒性を明らかとすることを目的とした。方法・成果:ハニカムでは蛋白合成が抑制されており、かつ翻訳開始に関与し蛋白合成を促進するeIF4Bの発現低下(分解)が認められている。またプレート培養での検討からこの分解にPI3K経路が関与する可能性が示されている。そこでハニカムにおけるeIF4B発現とPI3Kの関連を調べた。まずプレート、ハニカム培養SMCのPI3K活性を測定したところハニカムでは活性低下を認めた。そこでハニカム培養SMCにPI3K経路を活性化するPDGFを添加しeIF4B発現を調べた。しかしPI3K活性化およびeIF4Bの発現上昇は認められなかった。ハニカム培養において外的因子によるPI3Kの活性化は難しく今後は恒常的に活性化したPI3K class1の過剰発現の検討等が必要であると考えられた。またGDC-0941の毒性についてプレートSMCに添加し培養するとviabilityを維持したまま増殖抑制が起きておりGDC-0941の細胞障害性は小さいと考えらえた。今後はハニカムにおける長期添加を行い毒性の有無の確認が必要である。
環境調和型高選択的脱酸素反応系に向けたオリンピックメダル金属ナノ粒子触媒の開発

液相有機合成反応における固体触媒の利用は触媒の高い安定性や取り扱いの容易さ、また生成物の単離や触媒の再使用の簡略化など実用的触媒プロセス開発の観点から多くの利点をもつ。我々は、固体触媒における担体をマクロな機能性配位子として捉え、金属活性種と担体との界面で生まれる相互作用(協奏効果)を積極的に利用することで、従来の触媒を凌駕する新しい触媒の開発を行った。さらに、この金属ナノ粒子と担体との協奏的触媒作用の概念を拡張し、金属ナノ粒子を担体で包み込む次世代型コア-シェル触媒の開発に成功した。この触媒は金属と担体との協奏効果が発現する界面が最大化することで従来の担持型触媒よりも高い触媒活性を示した。本申請課題研究は、無機担体固定化オリンピックメダル金属(金、銀及び銅)ナノ粒子の極めて特異的な脱酸素触媒能の高機能化と適用範囲の拡張を目的としている。これまでに申請者はアルコールまたはCO/H2Oを還元剤としたエポキシドやニトロ基の化学選択的脱酸素反応系において、オリンピックメダル金属ナノ粒子が特異的且つ高選択的な触媒活性を示すことを見出している。本申請課題では、分子状水素を還元剤とした高選択的な脱酸素反応の達成を目指しており、そのためには水素を不均一開裂させ、金属ヒドリドを生成させる必要がある。高選択的な還元反応を進行させるため、種々の担体と金属ナノ粒子のサイズ効果の検討を行ったところ、層状無機結晶化合物であるハイドロタルサイト(HT)に固定化した2.7nmの金ナノ粒子が一気圧の分子状水素を還元剤として効率よくエポキシドを脱酸素し、対応するアルケンのみを高選択的に与えることを見出した。この時、反応時間を延長してもアルケンは全く水素化されない。つまり、極性官能基であるエポキシドのみを脱酸素できる優れた化学選択性を示すことがあきらかとなった。さらに種々の分光学的解析を行った結果、反応は担体と金属との界面で進行し、水素種が担体と金属の界面で不均開裂することが示された。また、本触媒は反応後ろ過により容易に分離・回収が可能であり、反応後再使用を行っても活性・選択性の低下は観られなかった。さらに、反応後の金属ナノ粒子に凝集が観られないことからこの高い耐久性はタルサイトと金ナノ粒子の強い相互作用によるものであることがわかった。金属ナノ粒子と担体との協奏的触媒作用を強く発現させるため、銀ナノ粒子をセリアナノ粒子で覆った銀ナノ粒子内包セリア触媒を開発し、その触媒活性を検討したところ、不飽和アルデヒドから不飽和アルコールの還元反応に極めて高い化学選択性が発現することを見出した。またコアーシェル型触媒のさらなる展開としてPdナノ粒子を有機ー無機ハイブリッドシェルで覆ったコアーシェル型触媒を創製し、この触媒がアルキンからアルケンへの化学選択的還元反応に高い触媒活性が発現することを見出し、担体と金属による協奏効果を効率よく発現する固体触媒の新しい設計指針としてコアーシェル型触媒の開発が有効であることを実証した。本課題では、無機担体固定化オリンピックメダル金属(金、銀及び銅)ナノ粒子の極めて特異的な還元触媒能の発現と適用範囲の拡張を目的とした。本研究の中で、担体と金属ナノ粒子の強い相互作用が化学選択的触媒能に強く影響を与えていることを見出したため、担体と金属ナノ粒子とのより強い相互作用が発現するように金属ナノ粒子をコア、担体をシェルとしたコアーシェル型オリンピック金属ナノ粒子触媒の設計・開発を行った。その結果、コアーシェル型触媒として銀ナノ粒子をセリアナノ粒子で内包した触媒が分子状水素を還元剤としたエポキシドからアルケンの脱酸素反応やニトロスチレンからアミノスチレンへの還元反応において100%」の化学選択性を示すことを見出した。また、本触媒は活性種である銀ナノ粒子をセリアナノ粒子で覆っているため非常に高い耐久性を示し、活性・選択性の低下なく再使用が可能であることを見出した。本課題を検討する中で、より高次な担体と金属ナノ粒子の相互作用が必要であるという着想にいたり、銀ナノ粒子をセリアナノ粒子で包み込んだコアーシェル型触媒Ag@CeO2を開発することに成功した。本触媒は世界で初めて銀ナノ粒子と水素を用いたエポキシド及びニトロ基の化学選択的還元反応を進行させることに成功している。従来の担持型触媒をより高次なコアーシェル型触媒へと展開することができたため当初の計画以上に進展していると言える。25年度が最終年度であるため、記入しない。担体と金属ナノ粒子とのより強い相互作用を発現させるという触媒設計指針から、コアーシェル型金属ナノ粒子触媒である銀ナノ粒子内包セリア触媒の開発に成功した。

このコアーシェル型触媒では、これまでの担持型金属ナノ粒子触媒ではなしえなかった高い化学選択性が発現することを見出し、新しい固体触媒の設計指針を与えることに成功したため。開発に成功したハイドロタルサイト固定化金ナノ粒子やコアーシェル型セリア内包銀ナノ粒子触媒を用いて、他の基質適用性を検討していく。またコアーシェル型触媒の化学選択的還元反応への有用性が示されたため、他の金属内包型触媒へと発展させていく。25年度が最終年度であるため、記入しない。さらなるコアーシェル型触媒能の探索と新規コアーシェル触媒への展開を行う。
核子と原子核内のパートン分布とハドロンの構造

1.偏極パートン分布関数レプトン・核子非弾性散乱のスピン非対称性A_1や偏極陽子・陽子散乱のπ中間子生成に関するスピン非対称性の実験結果から、最適縦偏極パートン分布を求める研究を行った。また、得られた偏極パートン分布関数に対する誤差解析をHessian法を用いて行った。その結果JLabのデータは大きいx領域の偏極価クォークの分布を、HERMESとCOMPASSのデータはx=0.1付近の偏極反クォーク分布を特定するために有用であることがわかった。さらに、PHENIXの実験は偏極グルーオンの分布の不定性を半分以下にするために役立つことが判明した。2.原子核内パートン分布関数原子核構造関数F_2とDrell-Yan過程の実験データを解析して、原子核内パートン分布の決定をする研究を行った。今回は摂動高次項の影響を入れて解析し、質量数依存性をより正確に再現できるパラメータを導入して解析の向上を図った。得られた分布に対する誤差解析をHessian法を用いて行った結果、価クォーク分布と小さいx領域の反クォーク分布は決定できたが、大きいx領域の反クォーク分布は特定できないことがわかった。また、グルーオン分布は全領域で不定性が大きく、今後の実験が重要であることを示した。さらに、u_vとd_vの原子核補正がNuTeVのsin^2θ_w異常にどの程度影響するか研究した結果、現段階ではNuTeV異常の全てを説明できるほど大きくはなかったが、その原子核補正は特定が困難であり将来的な実験研究が必要であることがわかった。3.破砕関数電子・陽電子消滅反応におけるハドロン生成の実験データを解析して破砕関数を求め、それらの関数の不定性を評価した。得られた結果から、グルーオンや軽いクォークの破砕関数の不定性が小さいQ^2領域において大きく、小さいP_r領域のハドロン生成反応を記述する際、考慮する必要があることがわかった。これまで、KKP(Knieh1,Kramer,and Potter)とKretzerの破砕関数が広く使用されてきたが、これら2つの関数は大きく異なることが知られている。我々の解析では、これらの異なる関数は求められた不定性の範囲内にあり、矛盾しないことがわかった。偏極パートン分布の最適化と誤差解析構造関数g_1の実験結果から最適縦偏極パートン分布を求める研究を進めた。現存する陽子、重陽子と^3Heのg_1に関する実験結果を解析し、最適偏極パートン分布を提案した。次に、この偏極パートン分布に対する誤差解析をHessian法を用いて行った。偏極深非弾性散乱の実験データをχ^2解析して誤差行列を得、それを用いてパートン分布の誤差を評価した。その結果、偏極価クォーク分布は正確に決定できるが、偏極グルーオン分布に対する誤差が非常に大きいことを明示した。従って、現時点ではΔg=0さえも可能であることがわかった。Mellin変換を用いたQ^2発展方程式の数値解Mellin変換を用いてQ^2発展方程式の数値解を研究した。Mellin変換により分布関数のモーメントのQ^2変化を容易に計算することができる。