hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
協同学習による学習障害児支援プログラムの開発に関する研究

本研究に関連する先行研究及び関連資料の収集を行った。主に、米国やニュージーランドにおけるインクルージョン教育場面における協同学習のプログラム内容に関する資料の収集を行った。また、軽度発達障害児の在籍している情緒障害特殊学級における協同的な活動を取り入れた授業実践に関する情報を収集した。これらの資料を基に、協同学習を学校場面で実際に適用する場合の具体的イメージについて探った。また、協同学習の基本要素の一つである「ポジティブな相互依存」について、応用行動分析における「集団随伴性」という概念から、教師側の環境設定や指導手順についてより考察を深めた。以上の成果とこれまでの研究成果を研究報告書にまとめた。教員や指導者が協同学習についてより具体的なイメージを抱けるよう、できるだけ具体的な指導計画や実際のプリントなどの資料を掲載した。今後は、教室場面で必要となる社会的スキルのリストのうち、特に学習場面で必要となるスキルについてまとめることが課題である。そのことが明らかになることによって、協同学習プログラムに組み込むべき指導内容をどのようなカリキュラムにより構成すればよいかの示唆が得られるだろう。主に、米国におけるインクルージョン教育場面における協同学習のプログラム内容に関する資料の収集を行った。また、学習障害児の在籍している通常学級や情緒障害・言語障害通級指導教室、知的障害・情緒障害特殊学級における集団指導に関する情報を収集し、学習障害児支援プログラムを学校場面で実際に適用する場合の配慮点について探った。また、学習障害児支援プログラムの中核的指導技法となる集団随伴性についての先行研究概観を行った。加えて、発達障害児集団に集団随伴性を適用する際のガイドラインをまとめた。それらを基に、対象児に適合した集団随伴性操作を教師が選定するためのチェックリストを作成した。また、ペア単位の協同学習による予備実験の検討により、対象集団に置いて別々の課題を行うことは可能であったが、教師が混乱しがちであることが指摘された。また、協同学習に適した学習課題や学習障害の認知特性によるペアリングについての検討が今後の課題として挙げられた。加えて、教室場面で必要となる社会的スキルのリストについてまとめることが今後の課題である。また、通常学級において協同学習の要素を取り入れた授業を行っている学級の授業を見学し、担任へのインタビューから、現場で実施しやすい協同学習や配慮点について探った。また、小学校4年生の男子と小学校6年生の女子を対象に、ペア単位の協同学習による指導を行い、データを収集した。協同学習課題として、算数の計算問題と漢字の書き取り問題を用意した。指導結果の詳細な分析は来年度行う予定である。なお、現在のところ、それぞれの対象児の学習障害の認知特性によって、課題を選択する必要があるが、教師が手頃に実施できる方略の確立や課題リストを作成することが今後の課題として明らかになった。加えて、教室場面で必要となる社会的スキルのリストのうち、特に学習場面で必要となるスキルについてまとめることが今後の課題である。
バクテリアの代謝経路を利用した環境調和型アルコール酸化反応の開発

昨年度、見出したBrevibacterium sp.KU1309株由来のNADHオキシダーゼに関する詳細な解析を行った。本酵素はNADHを酸化し、過酸化水素を副生する酵素で、高い熱安定性を有する事、アルカリ側に至適pHがあるなど、これまで見つかっている酵素とは異なる性質を示した。またクローニングを行い遺伝子を解析する事にも成功した。この結果、本酵素はこれまでよく研究されていた水副生型乳酸菌由来のNADHオキシダーゼとは異なるファミリーに属すること、そして乳酸菌由来のものとは活性部位が異なっていることなども明らかとなった。そこで、乳酸菌由来のNADHオキシダーゼの研究をGeorgia Institute of Technolosy(USA)で行い、この違いを比較検討することで、Brevibacterium sp.KU1309由来のNADHオキシダーゼの安定性を保持しつつ、過酸化水素副生タイプから水副生タイプへの機能変換を目指した。結果として、活性部位のアミノ酸を乳酸菌のものに近づけるような変異を導入したが、水副生タイプにはならなかった。酸素を水まで還元するにはさらに、他のアミノ酸が関係している事が示唆された。本年度は主にBrevibacterium sp. KU1309の酸化酵素系の酵素学的解析、遺伝子解析を行った。これはBrevibacterium sp. KU1309株そのものを用いたアルコール酸化反応をさらに効率的に行うためには必要不可欠な基礎研究となる。種々の検討の結果、本微生物はアルコール脱水素酵素・アルデヒド脱水素酵素、そしてNADHオキシダーゼという3つの酵素を有することがわかった。そこで、これら3つの酵素の精製・酵素学的解析を行った。アルコール脱水素酵素、アルデヒド脱水素酵素は様々な基質を酸化できる汎用性の高い酵素であった。またNADHオキシダーゼは高い安定性と広いpH範囲で活性を有するなどその応用分野に期待できる性質を有していた。また当該年度はアルコール脱水素酵素・アルデヒド脱水素酵素の遺伝子解析も行った。この結果、新規のアミノ酸配列の同定に成功した。現在の生命情報データベースはシークエンスデータは豊富になってきているが、それに対応したタンパクの性質は十分とは言い難く、本研究で得られた基礎データは今後、酵素学の分野におけるデータベース利用に寄与するものと考えられる。
点字図書館における図書情報問合せ応答システムの研究

我々は視覚障害者からの図書情報問い合わせに対して、点字図書館が即座に適切な応答をできるようにするため、「図書情報に対する問い合わせ応答システム」の開発を行った。そのシステムを構築するにあたって次のような方法を計画し研究を遂行して、その成果を得ることができた。1.図書情報の問い合わせに対して必要となる図書データベースの構築を行った。ハードディスクに記録した図書データ量は、平成5年度までに受け入れ処理されたすべての図書データであり、図書情報の検索に対しては十分利用できるものとなった。2.パソコン通信による視覚障害者からの図書情報の問い合わせに応答するため、パソコン通信利用システムを構築した。また、、いろいろな検索条件に対応できるようシステムの機能向上を図った。3.簡易語を用いた図書情報の問い合わせを理解し、適切に応答するシステムが必要となるが、その基本システムを構築した。日本語文に対して形態素解析、構文解析、意味解析といった自然言語処理システムがその中核となっている。また、「問い合わせ」の概念に基づいた簡易語問い合わせインターフェースが必要であるが、そのシステムに必要な問い合わせ文の解析を行い、簡易文による問い合わせに応答できる基本部分を構築した。4.パソコン通信による盲人からの図書情報の問い合わせを容易にするため、パソコン上で点字入力が行えるよう点字入力ドライバを開発した。これは他の応用プログラムにも利用できるようになっている。5.視覚障害者からの点字文による問い合わせに対応できるようにするため、点字原稿の読み取りと認識システム構築に着手した。当初計画した方法に従って研究を遂行している。平成4年度は、次の方法を計画し、研究を行った。点字図書館には、我々が開発した総合点字図書館システムを既に利用しているところがあるので、本システム用に図書データベースに図書情報を一部追加し、ハードディスクに記録した。記録した図書データ量は、全体のほぼ半分ほどなので、次年度もデータベースの追加記録が必要となる。2.パソコン通信による盲人からの図書情報の問い合わせに応答するため、パソコン通信利用システムを作成し、それを利用した図書情報検索システムを開発した。応答は高速で行われなければならないが、検索条件によっては応答が遅くなるので、改良が必要である。3.簡易語を用いた図書情報の問い合わせを理解し、応答するシステムを構築する準備のために、日本語文に対して形態素解析、構文解析、意味解析といった自然言語処理システムが必要であり、その作成を進めているが、「問い合わせ」の概念に基づいた簡易語問い合わせインターフェースには次年度に解決すべき問題も残った。これは他の応用プログラムにも利用できるようになっているが、点字コードが不備なため、次年度での改良が必要である。当初計画した方法に従って、研究を遂行してきた。平成5年度は次の方法を計画し、研究を行った。記録した図書データ量は、平成5年度までに受け入れ処理されたすべての図書データであり、図書情報の検索利用に十分利用できるものとなった。2.パソコン通信による盲人からの図書情報の問い合わせに応答するため、パソコン通信利用システムを昨年度に作成したが、それを改良した。応答は高速で行われなければならないので、検索条件によって応答が遅くなることのないようシステムの機能向上を図った。3.簡易語を用いた図書情報の問い合わせを理解し、応答するシステムを構築するために、日本語文に対して形態素解析、構文解析、意味解析といった自然言語処理システムが必要となるが、その基本部分を構築した。また、「問い合わせ」の概念に基づいた簡易語問い合わせインターフェースが必要であるが、その一部を構築しシステムの利用テストを行った。昨年度に作成したシステムは、漢字が入力できなかったがそれを可能にした。また、入力時に点字コードの不備があったがそれを改良した。
ヒト前立腺の老化に関する研究-特に前立腺肥大症の発生機序と前立腺平滑筋の老化について-

`老化'と前立腺肥大症の発生との関係の一端を解明するために、1)ヒト前立腺の加齢による形態変化、2)前立腺平滑筋の機能、3)前立腺上皮、間質細胞の増殖と抑制、について臨床的、生理学的および分子生物学的検討を行った。その結果以下の知見を得た。1) Community-based studyにおける検討により、加齢にともなう経直腸的超音波断層上の前立腺の形態は、一部の男子では50歳前後にかけて、それまで均一であった前立腺が結節を呈するようになり、これらのうちの一部の男子でさらに肥大結節が増大するという経過を辿ると推測された。したがって、臨床的な前立腺肥大出現のtumingpointは50歳にあると考えられた。2)前立腺平滑筋細胞の培養細胞株をguinea-pig前立腺より確立した。この細胞は形態学的および機能的所見からも平滑筋細胞であり、今後のin vitroの実験モデルとして有用と考えられた。3)前立腺平滑筋の加齢による機能的変化の検討から、8週齢の若年guinea-pigと比較すると12か月の高齢guinea-pigでは収縮張力の低下が認められ、加齢が前立腺平滑筋の機能に影響を及ぼす可能性が示唆された。4)前立腺肥大症の一部には下部尿路閉塞に対する治療のみでは排尿障害を改善できないことがあり、膀胱平滑筋の機能を改善させる治療が必要であることが示された。5)前立腺の上皮および間質細胞はandrogenおよび各種の成長因子regulationを受けているが、TGF-betaを中心とするこれらの間のネットワークの解明を試みた。今回の結果とこれまでの知見を総合すると、androgen存在下では増殖に作用する成長因子により上皮および間質の恒常性が保たれ、androgen低下時にはTGF-beta発現が亢進し上皮細胞はapoptosisにより減少する。一方、TGF-beta発現増加によりFGF産生が刺激され間質の増殖が起こる。これが加齢にともなう前立腺肥大の発生機序の一つと推測された。本年度は1)ヒト前立腺の加齢による形態変化、2)前立腺平滑筋細胞のin vitro modelの確立、3)cell adhesion kinase b(CAK b)の前立腺における発現、を検討した。1)40歳以上の男子の前立腺は経直腸的超音波断層法(TRUS)では3つの形態に分類可能であった。TRUS上前立腺が均一に観察されるGroup1は40歳代に圧倒的に多いが、この形態を50歳代になっても保っている男子では前立腺のサイズの増加を認める例は少なかった。TRUS上一部に結筋を認めるGroup2の例ではその後結筋肥大が明らかになるGroup3の例が、一部に出現し前立腺のサイズの増加を伴った。しかし一部の例ではGroup2のまま経過した。したがって、将来前立腺の肥大を伴うかどうかのturning pointは50歳前後にあることになり、この時期を過ぎてもGroup2,3に移行しない場合には前立腺肥大をきたす可能性は低いと考えられた。2)モルモット前立腺から前立腺平滑筋細胞を分離・培養し5代まで継代可能な細胞株を樹立した。この細胞株式会社が平滑筋由来の細胞であることは、免疫組織化学染色、電顕、交感神経α-受容体刺激剤により収縮反応により確認できた。実験的検討には有用なmodelと考えられた。3)ras oncogeneを介するsignal transductionおよび細胞の分化に関与する新しい非受容体型protein tyrosin kinaseの前立腺組織における発現をin situ PCR法、免疫組織染色で検討した。

正常前立腺組織では腺管の基底側の細胞および間質に強い発現が認められたが、前立腺肥大症では発現が減弱していた。一方、前立腺癌ではその発現は分化度と関係し、高>中>低であった。この結果は、前立腺肥大症あるいは癌の発生母地となる細胞が異なることを示唆するものと思われた。本年度は1)ヒト前立腺平滑筋細胞のin vitroモデルの確立、2)前立腺平滑筋の加齢による機能的変化、を主に検討した。1)ヒト前立腺平滑筋細胞のin vitroモデルの確立:これまでは、ヒト平滑筋培養細胞の樹立が困難であったことから、モルモット前立腺平滑筋培養細胞の樹立を試み、その成果を報告した。今年度はこれまでに引き続きヒト前立腺平滑筋培養細胞の樹立を試みた。培養条件を種々に変化させることにより、安定した増殖が得られるようになり、ヒト前立腺平滑筋由来と思われる培養細胞を樹立しつある。現在、この細胞の生物学特徴の特定を行っているが、平滑筋細胞由来を示すalpha-smooth muscle actinの発現を認めている。この培養系の確立により、前立腺平滑筋の電気生理学的研究を容易におこなうことができるばかりでなく、前立腺間質におけるfibroblast-myofibroblast-smooth muscle cellへの形質転換の可能性の機序を詳細に検討できることが考えられる。2)前立腺平滑筋の加齢による機能的変化モルモット前立腺平滑筋の収縮に関し、加齢による変化との関係を検討した。前立腺より得た平滑筋切片の高濃度KClに対する等尺性収縮の検討では、8週齢の若年モルモットと12か月齢の高齢モルモットでは単位質量当たりの張力において差を認めなかった。アルファ交感神経作動薬であるphenylephrineによる収縮では、その張力は濃度依存的に増大した。8週齢のモルモットと比較して、12か月齢のモルモットの前立腺平滑筋のほうが収縮張力が低下していた。3)今後は、ヒト前立腺平滑筋培養細胞を用い、前立腺間質におけるfibroblast-myofibroblast-smooth muscle cellへの形質転換を検討し、さらに加齢による前立腺平滑筋の収縮張力の差の本体を検討する必要がある。本年度は1)前立腺上皮および間質細胞の増殖およびその抑制に関する成長因子の影響と成長因子間の相互作用、および2)前立腺肥大症における膀胱平滑筋の機能をpressure-flow study(PFS)で検討した。1.前立腺上皮および間質細胞の増殖およびその抑制に関する成長因子の影響と成長因子間の相互作用Transforminggrowthfactor(TGF)-betaは前立腺上皮の増殖に抑制的に、一方間質細胞の増殖に対しては促進的に作用するが、この成長因子に対するepidermal growth factor(EGF)およびfibroblast growthfactor(FGF)-7の作用を検討した。
筋力トレーニングに伴う同化ホルモンの分泌増大の意義

本研究では,筋力トレーニングに伴う同化ホルモンの分泌が筋適応に及ぼす長期的および短期的な影響を明らかにするために,まず,筋力トレーニングの運動後における同化ホルモンの分泌動態と筋肥大との関係(研究課題1)を2つの実験を通して検討した.また,筋力トレーニング運動後には活動筋において筋タンパク合成の亢進することが示されているが,血中における同化ホルモン濃度の増加は筋組織の修復促進に貢献し,結果的に筋機能の回復促進を引き起こすかもしれない.そこで,研究課題2では,筋力トレーニングの運動後における同化ホルモンの分泌動態と筋機能の回復動態との関係を検討した.研究課題1では,長期トレーニングに伴う筋肥大の程度が明らかに異なる2種の負荷方法(最大筋力型・筋肥大型)に対する同化ホルモンの分泌動態を検討した結果,運動後における成長ホルモン濃度の増加量は,トレーニングによる筋肥大の程度と関連することが認められた(課題1-1).さらに,筋肥大型による筋力トレーニング運動であっても,各セットの動作反復中に短時間の休息を挟むことによって運動後に成長ホルモンの分泌増大はみられず,長期のトレーニングに後における筋肥大も大幅に抑制されることが認められた(課題1-2).研究課題2では,筋力トレーニングの運動直後における成長ホルモンの分泌量の多寡は,その後の筋機能の回復様相に影響を及ぼす可能性のあることが認められた.本研究の結果は,筋力トレーニングの運動直後における同化ホルモン,特に,成長ホルモンの分泌動態が長期のトレーニングに伴う筋肥大や活動筋における筋タンパク合成の亢進と関連する可能性を示唆するものである.したがって,筋量の増大をねらいとして筋力トレーニングを実施する際には,成長ホルモンの分泌増大を促すことがトレーニングの合理化を図る上で有効な手段であると考えられる.本研究では,筋力トレーニングに伴う同化ホルモンの分泌が筋適応に及ぼす長期的および短期的な影響を明らかにするために,まず,筋力トレーニングの運動後における同化ホルモンの分泌動態と筋肥大との関係(研究課題1)を2つの実験を通して検討した.また,筋力トレーニング運動後には活動筋において筋タンパク合成の亢進することが示されているが,血中における同化ホルモン濃度の増加は筋組織の修復促進に貢献し,結果的に筋機能の回復促進を引き起こすかもしれない.そこで,研究課題2では,筋力トレーニングの運動後における同化ホルモンの分泌動態と筋機能の回復動態との関係を検討した.研究課題1では,長期トレーニングに伴う筋肥大の程度が明らかに異なる2種の負荷方法(最大筋力型・筋肥大型)に対する同化ホルモンの分泌動態を検討した結果,運動後における成長ホルモン濃度の増加量は,トレーニングによる筋肥大の程度と関連することが認められた(課題1-1).さらに,筋肥大型による筋力トレーニング運動であっても,各セットの動作反復中に短時間の休息を挟むことによって運動後に成長ホルモンの分泌増大はみられず,長期のトレーニングに後における筋肥大も大幅に抑制されることが認められた(課題1-2).研究課題2では,筋力トレーニングの運動直後における成長ホルモンの分泌量の多寡は,その後の筋機能の回復様相に影響を及ぼす可能性のあることが認められた.本研究の結果は,筋力トレーニングの運動直後における同化ホルモン,特に,成長ホルモンの分泌動態が長期のトレーニングに伴う筋肥大や活動筋における筋タンパク合成の亢進と関連する可能性を示唆するものである.したがって,筋量の増大をねらいとして筋力トレーニングを実施する際には,成長ホルモンの分泌増大を促すことがトレーニングの合理化を図る上で有効な手段であると考えられる.本研究の目的は,筋力トレーニングの運動直後における同化ホルモンの分泌増大とトレーニングによる筋肥大との関連を検討することである.そこで今年度は,同化ホルモンの分泌量が大きく異なる2種のレジスタンス運動に対するトレーニング効果の相違を,2つの実験を通して比較した.まず実験1では,男子大学生9名を対象に,仕事量が同一の2種のレジスタンス運動(H-type, HR-type)に対する各種ホルモンの分泌動態を比較検討した.H-typeにおいては,10RM(repetition maximum)×10回による3種目の運動を35セットずつ(セット間休息1分)行わせた.一方,HR-typeにおいては,H-typeと同様の負荷強度・反復回数による運動を,各セットの途中(5回目と6回目の動作反復間)に30秒間の休息をはさんで行わせた.次いで実験2では,男子大学生26名をH-typeの運動を用いるH群,HR-typeの運動を用いるHR群およびコントロール群に分類し,週2回12週間にわたるトレーニング効果を比較検討した.その結果,1回の運動後における血清成長ホルモン(GH)濃度は,H-typeの運動がHR-typeの運動に比較して有意に高値を示した.一方,血清テストステロン濃度はいずれの試技においても顕著な変化は認められなかった(実験1).また,H-typeの運動はHR-typeの運動に比較して,トレーニングによる筋断面積および最大筋力の増加率が有意に高値を示した(コントロール群には変化は認められず).さらに,H-typeの運動後におけるGH濃度の最高値とトレーニングによる筋断面積の増加率との間には,有意な正の相関関係が認められた(実験1・2).一方,テストステロンについて同様の関係は示されなかった.上述の結果は,レジスタンス運動後におけるGHの分泌増大が筋肥大の程度と関連している可能性を示唆するものである.一過性の筋力トレーニングに伴う同化ホルモンの分泌が筋機能の回復動態(実験1)および脂質代謝に及ぼす影響(実験2)を,2つの実験を通して検討した.まず実験1では,成人男性6名を対象に,同化ホルモンの分泌量が異なる2種の筋力トレーニング(SL法・MP法)を異なる日に実施し,運動直後における同化ホルモンの分泌量と運動後における筋機能の回復動態との関連性を検討した.

次いで,実験2では,成人男性10名を対象に,筋力トレーニングに伴うGHの分泌増大が血中脂質濃度やその後に行う有酸素運動中の脂質代謝に及ぼす影響を検討した.実験1では,運動後に血清GH濃度は,SL法がML法に比較して明らかに高値を示した.両試技ともに運動直後に最大筋力は同様に低下したが,その後,SL法においては速やかな回復がみられた(ρ<0.05).GHはタンパク合成を亢進させ,一過性の運動後における分泌量と長期のトレーニングに伴う筋肥大の程度との間には正の相関関係がみられることも報告されている(Goto et al.2005).したがって,SL法における筋機能の回復促進の一因として運動後におけるGHの分泌増大の関与が考えられた.実験2では,運動直後にGH濃度の有意な増加がみられ,運動120分後に血清遊離脂肪酸(FFA)濃度は約2倍にまで上昇した(ρ<0.05).また,この際に,低強度での有酸素運動を60分間行わせた結果,血清FFA,グリセロールは増加し,これらの反応は同様の運動を単独で負荷した場合に比べて顕著なものであった.また,有酸素運動中のエネルギー供給に対する脂質の貢献度は,事前に筋力トレーニングを実施した試技において約10%高値を示した.これらのことから,筋力トレーニングに伴う同化ホルモン(GH)の分泌増大は脂質分解を亢進させ,その後に行う有酸素運動中の脂質分解および利用を増加させるものと考えられた.
生体適合性の高い赤血球代替物の酸素輸送能と電子移動反応の制御

本研究が対象としている赤血球代替物は、高濃度のヘモグロビン(Hb)をリン脂質二分子膜にて包んだHb小胞体とヘム誘導体であるリピドヘムをリン脂質二分子膜に包埋させたリピドヘム小胞体である.両系ともヘムの自動酸化(メト化)により2価から3価に酸化されるため酸素運搬体としての能力を失う.還元剤を予め系中に共存させても還元剤自身の失活(自動酸化)により効果が無いばかりか、活性酸素により逆効果を与える場合があるので課題となっていた.脂溶性であるユビキノンを電子媒体として二分子膜中に導入し、外水相に添加したNADHから膜を介した電子移動により、メトHb還元について検討したが効率は低いものであった.電子移動媒体として水溶性メチレンブルーを用いた処、NADHからの電子を受けて脂溶性のロイコメチレンブルーとなり膜に溶解し、これが内水相のメトHb還元のための効果的電子移動経路の構築となった.リピドヘム小胞体のヘミン還元の場合、リピドヘムと同構造の亜鉛リピドポルフィリンが、電子受容体(キノン類)との電子移動の基礎解析を均一系で実施.アルキル鎖長と量子収率、蛍光励起寿命、電子移動過程は大きな相関がある.次いで二分子膜中に導入した亜鉛リピドポルフィリンからメチルビオローゲン(MB)への光電子移動過程を測定.親水部からポルフィリン環までの距離がリン脂質のアシル基鎖長より長い系では、外水相添加よりも内水相添加のMBの方が電子移動速度が大きくなるので二分子膜中におけるポルフィリン環の位置と電子移動に関する知見が得られた.以上から今後のリピドヘム小胞体の還元に大きく寄与することが明かとなった.本研究が対象としている赤血球代替物は、高濃度のヘモグロビン(Hb)をリン脂質二分子膜にて包んだHb小胞体とヘム誘導体であるリピドヘムをリン脂質二分子膜に包埋させたリピドヘム小胞体である.両系ともヘムの自動酸化(メト化)により2価から3価に酸化されるため酸素運搬体としての能力を失う.還元剤を予め系中に共存させても還元剤自身の失活(自動酸化)により効果が無いばかりか、活性酸素により逆効果を与える場合があるので課題となっていた.脂溶性であるユビキノンを電子媒体として二分子膜中に導入し、外水相に添加したNADHから膜を介した電子移動により、メトHb還元について検討したが効率は低いものであった.電子移動媒体として水溶性メチレンブルーを用いた処、NADHからの電子を受けて脂溶性のロイコメチレンブルーとなり膜に溶解し、これが内水相のメトHb還元のための効果的電子移動経路の構築となった.リピドヘム小胞体のヘミン還元の場合、リピドヘムと同構造の亜鉛リピドポルフィリンが、電子受容体(キノン類)との電子移動の基礎解析を均一系で実施.アルキル鎖長と量子収率、蛍光励起寿命、電子移動過程は大きな相関がある.次いで二分子膜中に導入した亜鉛リピドポルフィリンからメチルビオローゲン(MB)への光電子移動過程を測定.親水部からポルフィリン環までの距離がリン脂質のアシル基鎖長より長い系では、外水相添加よりも内水相添加のMBの方が電子移動速度が大きくなるので二分子膜中におけるポルフィリン環の位置と電子移動に関する知見が得られた.以上から今後のリピドヘム小胞体の還元に大きく寄与することが明かとなった.
脳の計算理論の研究

脳の計算理論の様々な側面につき、神経生理学を専門とする班員と討論を重ねながら研究を進め、以下に記す成果をえることが出来た。この成果を踏まえて、今後、新たな構想の下にさらに研究を進めたい。ニューロダイナミクスについて、上坂は、相互結合型ネットワークを2次形式で定式化し、初期設定や固有値と求解との関連につき知見をえた。清水は、振動子を基本素子とする複数のネットワーク間での情報の循環により、意味のある処理がなされるとの枠組みの下に研究を行い、様々な環境条件下で安定な歩行が可能な2足歩行のモデリングに成功した。佐藤は、周期入力パルス列に対するBVD型発振子の振舞いを調べ、特異な周期応答やカオス応答を見い出し、また実在のペースメーカニューロンの振舞いと比較検討している。記億・学習については、甘利、篠本は各種の条件下での学習曲線似ついて理論を展開し、学習回数tの関数として誤り率を導出した。また甘利は、あるアーキテクチャのネットワークが作る部分関数空間に着目したニューロ多様体の理論を構成した。さらに、海馬ニューロンの振舞いについての塚田の神経生理学的研究からえられたデータを、篠本は理論的に検討し、LTDのタイムコース、LTDの存在可能性について推論している。感覚・行動については、清水は、図と地の分離、主観輪郭の生成、ヒステリシス現象をシミュレートした。杉江も別のアプローチにより主観輪郭の理論を構築し、様々な事例をシミュレートした。また、音源の定位の理論を提案し、実データでの定位に成功した。酒田は、大脳頭頂連合野のニューロン活動を記録し、奥行運動感受性ニューロンと軸方位選択性ニューロンを発見している。これらは、高次の空間知覚を理解する上で、きわめて興味深い。
発がん抑制におけるDNA修復とアポトーシスの役割

これまでの研究でMgmtとMlh1の各遺伝子を欠くマウスを作製し、さらに両者を交配してMgmtとMlh1遺伝子を共に欠損するマウスをつくることができた。各系統とも少なくとも10回のバッククロスをおこなって遺伝的背系をほぼ均一化することができたので、これらのマウスの肺の組織から細胞を採取し、SV40由来のトランスフォーミングベクターを移入して株化することに成功した。これらの細胞株を各種濃度のアルキル化剤MNUとMNNGで一定時間処理した後、生じるコロニー数を調べてアルキル化剤感受性のレベルを測定した。その結果、Mgmt^<-/->Mlh1^<+/+>細胞は野生型(Mgmt^<+/+>Mlh1^<+/+>)細胞に比べ著るしく高い感受性を示すことがわかった。それに対しMgmt遺伝子の有無にかかわらずMlh1^<-/->株は野生型細胞よりさらに高い抵抗性を示し、またMgmt^<-/->Mlh1^<+/->株はMgmt<-/->Mlh1^<-/->株と同じレベルの高いMNU抵抗性を示すことが認められた。野生型株がMlh1^<-/->株よりも感受性が高いのは、SV40のT抗原によってMgmt遺伝子の発現が抑えられたことによって起こる可能性があるので、野生型株にヒトMgmt cDNAを移入してMgmt遺伝子産物(修復メチルフェラーゼ蛋白)を多量にもつ細胞株を作製して調べたところ、そのMNU感受性レベルはMlh1^<-/->株とほぼ同一となることがわかった。細胞を1mM MNUで1時間処理して誘導突然変異の出現頻度をみると、野生型株では未処理の時とほぼ同じ値を示したがMgmt^<-/->Mlh1^<-/->株ではMNU処理によってほぼ10倍の上昇がみられた。Mgmt^<-/->細胞をMNUで処理するとアポトーシスの遂行に関わる酵素カスペース3が誘導されるがMgmt^<-/->Mlh1^<-/->細胞ではMNU処理後にもカスペース活性の上昇は認められないので、アポトーシスに至る過程にミスマッチ認識タンパク系(MLH1やMSH2など)が関わっていると考えられる。
新規kinase様タンパクTRBファミリーによる細胞の増殖・分化の制御

小胞体ストレスによって発現誘導され、小胞体ストレス誘導性のアポトーシスを調節する分子として申請者らが見出したpseudokinaseTRB3はある種の腫瘍で高発現していることが知られている。そこでまず、TRB3の細胞増殖における機能を細胞周期の観点から検討した。HeLa細胞において細胞周期関連phosphatase、CDC25AとTRB3を強制発現させると、CDC25Aの発現が低下する傾向が見られた。一方、RNAi法を用いてTRB3をknockdownさせると、内因性のCDC25Aの発現が増加した。また、以前の結果からTRB3は細胞周期依存的に発現し、G2/M期における発現がCDC25Aの発現と逆相関することから、TRB3をknockdownして周期変化を調べると、CDC25AのM/G1期における発現低下が抑制されると同時に、細胞周期の進行がG2/M期で遅延することが示された。以上からT RB3がG2/M期における細胞周期の進行に関与しており、その機序の一つとしてCDC25Aの発現制御を阻害することが示唆された。次に、細胞分化への影響について検討した。マウス由来前駆脂肪細胞3T3-L1の脂肪細胞分化過程におけるTRB3の発現変化を調べたところ、分化初期には一時的に低下し、その後分化に伴って徐々に上昇することがmRNA、タンパクレベルで示された。この発現パターンはストレス誘導性の転写因子CHOPの発現と連関していた。3T3-L1細胞にTRB3を過剰発現させると、細胞内のTriglycerideの総量、および脂肪細胞分化のマスターレギュレーターPPARγの標的遺伝子mRNA発現量が対照群に比べ有意に減少した。一方、TRB3shRNAによるknockdownを行うと、脂肪細胞分化は逆に強く阻害された。また、TRB3とPPARγは細胞内で結合し、PPARγの過剰発現による脂肪細胞分化もTRB3の強発現により強く抑制された。以上のことからTRB3はPARγの転写活性を負に制御することで脂肪細胞分化を抑制することが示された。小胞体ストレスによって発現誘導され、小胞体ストレス誘導性のアポトーシスを調節する分子として申請者らが見出したpseudokinaseTRB3及びそのファミリー分子の細胞の増殖における影響について検討した。まず、TRB3のDrosophilaのorthologであるTribblesが細胞周期の正の制御ボスファターゼString/CDC25の分解を促進し、M期への進行を制御することが報告されていることから、ヒトのCDC25Aの発現との関連を調べたところ、TRB1,2,3全てがCDC25Aと結合すること、また、CDC25Aの安定性をTRB3は低下し、TRB1は逆に増加させることがわかった。G1期に同調したHeLa細胞を用いてTRBファミリー分子の発現変化を調べたところ、TRB1の発現は常に一定レベルの発現が見られたが、TRB3はG1からS期にかけては発現量が低いがM期で一時的に発現が上昇することが示された。さらに、TRB3のノックダウンを行うと細胞周期の遅延が見られ、特にM期の延長が確認された。一方、doxombicin等のDNA傷害性の抗癌剤処理によりCDC25Aの発現は低下するが、この場合、TRB1、あるいはTRB3の過剰発現によりその発現はともに回復することが明らかとなった。また、doxorubicin処理によって内因性のTRB3の発現は低下することもわかった。

以上のことから、通常TRB1は常にCDC25Aを安定化させているのに対し、TRB3はCDC25Aタンパクの発現量を負に制御することにより細胞周期をM期からG_1期への移行を補助している可能性が考えられる。一方、DNA傷害時に本来発現が低下するべきTRB3が何らかの理由で発現が高く維持されていると、CDC25Aの発現低下が抑制され、異常な状態のまま細胞周期は進行し、がん化へと導いている可能性が示唆された。小胞体ストレスによって発現誘導され、小胞体ストレス誘導性のアポトーシスを調節する分子として申請者らが見出したpseudokinaseTRB3はある種の腫瘍で高発現していることが知られている。そこでまず、TRB3の細胞増殖における機能を細胞周期の観点から検討した。HeLa細胞において細胞周期関連phosphatase、CDC25AとTRB3を強制発現させると、CDC25Aの発現が低下する傾向が見られた。一方、RNAi法を用いてTRB3をknockdownさせると、内因性のCDC25Aの発現が増加した。また、以前の結果からTRB3は細胞周期依存的に発現し、G2/M期における発現がCDC25Aの発現と逆相関することから、TRB3をknockdownして周期変化を調べると、CDC25AのM/G1期における発現低下が抑制されると同時に、細胞周期の進行がG2/M期で遅延することが示された。以上からTRB3がG2/M期における細胞周期の進行に関与しており、その機序の一つとしてCDC25Aの発現制御を阻害することが示唆された。次に、細胞分化への影響について検討した。マウス由来前駆脂肪細胞3T3-L1の脂肪細胞分化過程におけるTRB3の発現変化を調べたところ、分化初期には一時的に低下し、その後分化に伴って徐々に上昇することがmRNA、タンパクレベルで示された。この発現パターンはストレス誘導性の転写因子CHOPの発現と連関していた。3T3-L1細胞にTRB3を過剰発現させると、細胞内のTriglycerideの総量、および脂肪細胞分化のマスターレギュレーターPPARγの標的遺伝子mRNA発現量が対照群に比べ有意に減少した。一方、TRB3 shRNAによるknockdownを行うと、脂肪細胞分化は逆に強く阻害された。また、TRB3とPPARγは細胞内で結合し、PPARγの過剰発現による脂肪細胞分化もTRB3の強発現により強く抑制された。以上のことからTRB3はPPARγの転写活性を負に制御することで脂肪細胞分化を抑制することが示された。
頭部外傷に基づく神経系各構成成分の経時的変化の検討とその法医学的応用

1.免疫組織化学による軸索損傷の検討:種々の軸索構成成分に対する抗体を用いて軸索を染色し、頭部外傷に基づく軸索の早期変化について検討した。まず、8種類の抗体を検討したところ,neuron-specific enolase(NSE)等の3種類の染色によると,頭部外傷早期死亡例の軸索が染色され,対照列の軸索は染色されなかった。そこで,この3染色についてさらに例数を増やして検討したところ,受傷後30分しか生存しなかった頭部外傷例においてもaxonal bulb(AB)と呼ばれる球状に変化した軸索が検出された。それ以上生存祖した例ではより大きなABが検出された。このうち、NSE染色によってABが最も明瞭に検出されたため,その有用性が示唆された。3.頭部外傷例におけるastrocyteの動向:glialfibrillary acdidic protein (GFAP),S100蛋白,vimenetin,lamininに対する各抗体を用いてastrocyteを染色したところ,GFAPやS100染色によれば、受傷後7日以上生存した例ではreactive astrocyteが,9時間から7日間までの生存例にはastrocyteの腫大像と,いわゆる突起崩壊像がそれぞれ認められた。さらに,受傷後1時間以内に死亡した例の全てにastrocyteの核濃縮像と突起崩壊像が検出されたため,astrocyte変化の検索が頭部外傷の早期診断上有用である可能性が示唆された。vimentinやlaminin染色によると、何らかの変化を有するastrocyteのみが主として染色された。本年度は,種々の神経線維構成成分に対する抗体を用いた免疫組織化学によって,頭部外傷に基づく神経線維(軸索・髄鞘)の形態的変化を観察し,神経線維損傷の早期診断が可能であるか否かについて検討を行った。そこで,解剖例数を35例に増やして,これらNSE,APP,NF-M染色の有用性をさらに検討したところ,頭部外傷受傷後30分しか生存しなかった例においても,脳梁にaxonal bulb(AB)と称する球状の軸索が検出された。それ以上生存した例ではより大きなABがさらに多数検出された。これら3染色を比較すると,NSE染色によって,より明瞭なABが検出されたため,この染色が最も有用であるものと考える。現在、さらに早期に死亡した例における神経線維の損傷変化の証明を目指し,脳梁以外の部位やglia細胞の変化についても検討を進めている。GFAPやS100染色によれば,受傷後7日以上生存した例ではreactive astrocyteが認められ,9時間から7日間までの生存例にはastrocyteの腫大像と,いわゆる突起崩壊像(clasmatodendrosis)が認められた。さらに,受傷後1時間以内に死亡した7例の全てには,ごく短時間で死亡した例も含めてastrocyteの核濃縮像と突起崩壊像が認められた。次に,vimentinやlaminin染色によると,対照例の多くは上衣下や柔膜下のastrocyteのみが染色され,脳梁内部のastrocyteは染色されなかった。しかしながら,頭部外傷例のうち,GFAPやS100染色によってastrocyteの変化がみられた例においては,脳梁内部にもvimentinやlaminin陽性のastrocyteが認められた。昨年度までの軸索等の検討により,従来の方法に比べ飛躍的に短時間の軸索変化が検出できるようになったものの,なおやはり時間的制限に縛られている。今回,受傷後すぐに死亡した例においてもastrocyteの核濃縮・突起崩壊像といった変化が明瞭に認められたため,特に早期に死亡した頭部外傷例の脳組織検査に,astrocyte変化の検討が有用である可能性が示唆された。しかしながら,この所見は対照例の一部にも認められたため,頭部外傷に基づく変化とするには,他の所見も含めて総合的に検討する必要があるものと考える。なお,vimentinやlaminin染色も,主として変化のあるastrocyteのみが染色されるため,観察が容易で有用な方法と考える。
びびり振動の安定限界向上を実現する不等ピッチ・リードエンドミルの形状設計

切削加工では,再生効果によってびびり振動が発生することが知られている.再生効果は不等ピッチ工具や不等リード工具を用いて抑制することができるが,効果的に抑制するには適切設計が必要となる.本研究では,ロバストな再生効果抑制を実現するエンドミルの新しい設計法を提案する.まず,複数モードの同時抑制を実現する設計理論を定式化する.この際,再生効果の定量化指標“再生数"を提案する.再生数を利用して,任意の周波数領域で平均再生数を最小化する不等ピッチ・リード工具設計理論を考案し,びびり振動周波数や主軸回転数の変化に対してロバストな再生効果の抑制を実現する.エンドミル加工実験を通じて提案手法の検証を行う.提案手法を実用化するには,“マルチ再生効果"の同時抑制,システムの変化に対するロバスト設計,モードカップリングへの対応について考慮する必要がある.そこで,平成25年度には以下の研究を実施した.1.不等ピッチ・リードエンドミルに対応したびびり振動安定限界解析ソフトの開発従来の解析手法はエンドミル加工における断続性を無視したZero-order-solutionという手法に基づいており,半径方向切込みが浅い条件などについて厳密は考慮はできない問題があった.そこで,より高精度な解析を実現し得るMulti-frequency-solutionによる不等ピッチ・リードエンドミルに対応したびびり振動安定限界解析手法を考案した.解析の結果,複数周波数を考慮することで安定限界の解析結果が変化することを確認した.2.複数振動モードによるマルチ再生効果の同時抑制を実現する工具形状設計手法の開発複数の振動モードに対して再生効果を打ち消すには,対となる切れ刃の組合せで再生振動の位相が反転するようにピッチ角を設計すれば良く,1つのモードを打ち消すには2枚の切れ刃があればよい.これに対し,複数の振動モードに対してすべての再生効果を同時に打ち消す最適ピッチ角の設計理論を考案した.数値的な計算により,考案した理論を用いることで,効果的に再生効果を打ち消すことができることを確認した.提案手法を実現するには,様々な動特性の状態や加工条件を考慮した多角的な検討が必要となる.特に,“マルチ再生効果"の同時抑制,システムの変化に対するロバスト設計,モードカップリングへの対応などについて考慮する必要がある.そこで,平成26年度は以下の研究を実施した.1.システムの変化に対するロバスト設計;びびり振動が発生する振動系において,その振動周波数が一定値に定まらないことが多い.そこで,びびり振動の振動周波数の変化を仮定して再生数の変化とその安定限界に対する影響を評価した.その結果,ロバストな安定限界向上を実現し得る実用的な工具形状の設計手法を考案した.2.モードカップリングへの対応;モードカップリングが影響するプロセスでは,むやみに再生効果を打ち消すとかえって安定限界が低下してしまうことがある.そこで,モードカップリングを伴う場合の再生数と安定限界向上効果の関係について多角的な検討を行った.検討の結果,モードカップリングを伴う場合には,それに対応した再生数の設計が必要であることを明らかにした.3.単純な動剛性を有する実験装置の開発と提案手法の検証;ロングシャンクの不等ピッチ・リードエンドミルを試作し,工具がびびり振動を生じる場合の実験検証を行った.概ね,設計通りの性能を発揮することを確認したが,解析とは完全には一致しないことを確認した.そこで,なるべく単純な加工評価の実施を目的とし,単純な平行板バネ構造を有する被削材固定治具構造等を開発した.提案手法を実現するには,様々な動特性の状態や加工条件を考慮した多角的な検討が必要となる.特に,“マルチ再生効果"の同時抑制,システムの変化に対するロバスト設計,モードカップリングへの対応などについての考慮が重要であると考える.そこで,平成27年度は以下の研究を実施した.1.複雑な動剛性を有する実験装置による検証実験工具-主軸系においてびびり振動が発生しやすい実験装置を用いてエンドミル加工実験を行い,提案手法の有効性について検討を行った.ここでは,複数の振動モードがびびり振動の安定限界に影響する条件や,モードカップリングが影響する条件において評価を行うと同時に,不等ピッチ・リードエンドミルの両方についても評価を行い,提案手法による工具形状の最適設計手法の有効性,実用性および問題点について包括的な検討を行った.同時に,開発した安定限界解析の検証も行った.その結果,モードカップリングが生じる系では,十分な抑制効果を得るのが難しい場合もあることを明らかにした.2.提案手法の総合的評価これまでの各種解析による検討と評価実験の結果に基づき,本手法の基礎的な特性や実用性,さらなる高度化のための課題の抽出等について総合的に評価・検討を行った.その結果,提案する工具設計手法により,モードカップリングが生じない系において,ロバストな安定性を実現する技術開発に成功した.切削加工では,再生効果によってびびり振動が発生することが知られている.再生効果は不等ピッチ工具や不等リード工具を用いて抑制することができるが,効果的に抑制するには適切設計が必要となる.本研究では,ロバストな再生効果抑制を実現するエンドミルの新しい設計法を提案する.まず,複数モードの同時抑制を実現する設計理論を定式化する.この際,再生効果の定量化指標“再生数"を提案する.再生数を利用して,任意の周波数領域で平均再生数を最小化する不等ピッチ・リード工具設計理論を考案し,びびり振動周波数や主軸回転数の変化に対してロバストな再生効果の抑制を実現する.エンドミル加工実験を通じて提案手法の検証を行う.当初予定していた通り,工具形状と再生効果の関係に対する理解が進み,再生効果を抑制する工具形状の設計理論が大幅に進んだ.

さらに,モードカップリングの影響に対する理解も大きく進展し,実験検証も始まったことから,予定通り研究を進めることで今後の発展が期待できる.27年度が最終年度であるため、記入しない。生産加工今後は,平成25年度と26年度までに得られた成果を踏まえ,さらに実用的な手法の開発を目指して,主に以下の検討を行う.これにより,提案手法の開発を一気に進め,評価結果に基づき適宜修正を行いながら,びびり振動の安定限界向上を実現する工具形状設計理論の確立・実用化を目指す.1.単純な動剛性を有する実験装置の開発と提案手法の検証2.複雑な動剛性を有する実験装置による検証実験3.提案手法の総合的評価当初予定していた通り,最初に解析手法を確立した.さらに,マルチ再生効果の抑制手法を考案し,開発した解析手法を用いてその有効性について検証を行った.考案した手法によって設計された工具は容易に制作することができ,数値計算上もその効果が確認されていることから,予定通り研究を進展することで今後の発展が期待できる.27年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度において,実験評価を中心とした研究を展開するにあたり,加工実験の消耗品費やセンサなどの購入費用が必要になると予想されるため,平成26年度分の基金分の予算を持ち越した.27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,平成25年度に得られた成果を踏まえ,さらに実用的な手法の開発を目指して,主に以下の検討を行う.これにより,提案手法の開発を一歩ずつ進め,評価結果に基づき適宜修正を行いながら,びびり振動の安定限界向上を実現する不等ピッチ・リードエンドミルの形状設計理論の確立・実用化を目指す.1.システムの変化に対するロバスト設計理論の検討2.モードカップリングに対応した工具形状設計理論の検討3.単純/複雑な動剛性を有する実験装置を用いた検証実験加工実験に用いる消耗品費やセンサ類の購入に利用する.27年度が最終年度であるため、記入しない。
食品廃棄物を利用した植物修復促進剤の開発

植物抽出は重金属汚染を浄化する方法の一つであり、キレータは重金属の毒性を緩和して植物の生物利用能力を向上させると考えられている。サトウキビ廃糖蜜由来の暗色物質(DM)は、銅汚染培地の植物修復の促進効果がある事がこれまで明らかにされた。本報告書では、鉛やカドミウムを含む培地でDMによる植物抽出効率の向上効果を評価した。これら重金属の毒性に耐久性が強いアブラナ属の植物種を用いた結果、1 mM硝酸鉛培地における乾燥重量と鉛摂取量は、DMを加える事によって有意に増加した。取り込まれた鉛はほとんど根に蓄積されていた。1 mM硫酸カドミウム培地においては育ちが悪く、DMを添加しないと全滅した。本年度は、屋外で栽培できるように簡易ビニールハウスを作成して二ヶ月間の実験をおこない、ブランク条件においても十分な生育が観察される等の良好な結果を得た。暗色物質(DM)と硝酸鉛を用いた園芸カラシナ(品種名:キカラシナ)や園芸アブラナ(品種名:農林20号アブラナ)そしてセイヨウアブラナ(群馬県前橋市粕川町の粕川堤防付近より種子を採集)による植物修復の予備実験を行なった。まだ統計学的に十分なデータは揃えていないが全ての植物種において、キレータとして用いたDM濃度(50, 500 mg/L)に依存的な鉛取り込み量の増大を、特に硝酸鉛1 mM添加時において観察することができた。園芸カラシナの場合、硝酸鉛を添加していない条件でもDM濃度依存的なバイオマスの増加を観察することができた。また、DMの各種金属イオンに対するキレート特性を明らかにするために、DMの金属イオン結合容量を測定した。結合容量の大きさはCu2+ > Fe2+ > Pb2+ > Cd2+ > Ni2+ > Zn2+と金属種間で大きく異なり、銅イオン結合容量が圧倒的に大きかった。このようにイオン種ごとに結合容量に違いが生じる原因は、DM分子内でのカルボキシル基の配向特性によるものと考えられる。このように金属種間の結合容量の差を利用して、土壌中の植物にとって不要な金属と結合し、必須金属を放出する肥料補助剤としての応用がDMに期待される。徐放性キセロゲルに関しては、本年度は安価で安全であるテトラエチルオルトシラン(TEOS)を用いて、酸性触媒を加えて2時間静置させてから塩基性触媒を加えてゲル化させる新作製法に改良した。この方法によって、乾燥後にヒビの入らない透明で綺麗な錠剤型キセロシリカゲルを作製することに成功した。植物修復実験では、天日下の簡易グリーンハウスにおいてキカラシナ(園芸種)、農林20号アブラナ(園芸種)、セイヨウアブラナ(野生種)のアブラナ属植物と、暗色物質(DM)、フミン酸、クエン酸、EDTAのキレート剤を用いて植物修復実験を行なった。重金属塩として硝酸鉛と硫酸カドミウムを添加して、各条件での植物検体数を5に増やして栽培期間は2ヶ月間とした。硝酸鉛1 mMの条件においてDMを添加した植物体でのみ濃度依存的に植物体当りの鉛蓄積量が増加した。園芸アブラナのみが、硝酸鉛10 mM添加培地でDMとフミン酸を添加することによって根から吸収した鉛の多くが苗条組織に移動していたが、その他の植物種ではほとんどの鉛は根に蓄積されていることがわかった。まとめると、これら3種の植物種においてDMのみが濃度依存的に個体当たりの鉛蓄積量を増加させることが明らかになった。このように、DMは鉛汚染土壌での理想的な植物修復促進剤として利活用することが期待できる。DM徐放性シリカゲル作製実験では、有機シリカを任意の割合で混合した無機/有機シリカゲルを作製した。テトラエチルオルトシラン(TEOS)のみ、メチルトリエトキシシラン(MTES)混合、プロピルトリエトキシシラン(PTES)混合ゲルの場合、塩基性触媒を加えた後、約5分、30分そして60分後にゲル化させることに成功した。各シリカキセロゲルのDM徐放特性を評価するために、経時的DM放出グラフから一次そして二次放出量を計算した。100%TEOSゲルと比較すると、有機シリカを混合したゲルでは望ましくないDMの一次放出を抑え、二次放出量を任意に調整することができた。DMの構造中には疎水性領域とカルボキシル基に起因する陰電荷が存在するので、MTESとPTES混合ゲル中の疎水性官能基によってDM徐放性が抑えられたと推察される。植物修復に関しては各条件の個体数を昨年度の1から5連に増やして有意差を議論できるようにして、DMだけでなく種々のキレート剤を添加した実験も同時に行なうことができた事は評価できる。硝酸鉛の添加濃度に関しては、DMの植物修復の促進特性を様々な角度から議論できたが、硝酸鉛と同濃度に設定した硫酸カドミウムに関しては、1そして10 mMともに一部のDMとクエン酸添加条件を除いて早々と全個体が枯死してしまったために有意義な議論を行なえなかった事は今後の課題となった。徐放性ゲルに関してだが、昨年度確立した酸性触媒と塩基性触媒を両方用いる新作製法に幾つかの有機シリカを混合してゲル化することに成功した事は大いに評価できる。しかし、アミノプロピルトリエトキシシラン(APTES)混合ゲルの場合、酸性触媒の添加前にAPTESを混合した段階でゲル化してしまった。おそらく、有機シリカ中のアミノプロピル基が塩基性触媒として働いてしまったと思われる。