hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アディポネクチン新規受容体の同定と,その抗糖尿病作用の解明

研究者はこれまでの研究で,アディポネクチンがマウス肝臓STAT3を活性化し,これに付随して血中IL-6濃度が上昇する事を確認していたが,そのIRS-2発見上昇との関連は明らかではながった.研究者はIL-6欠損マウスにアディポネクチンを投与,肝臓のSTAT3活性化,IRS-2発現誘導が消失することを確認した.更に,神戸大学医学部(春日雅人教授,現国立国際医療センター研究所長)より肝細胞特異的なSTAT3欠損マウスを供与頂き,このマウスでアディポネクチンを投与後の肝IRS-2の発現誘導が消失する事を確認,IL-6の誘導,及びそれに引き続く肝細胞でのSTAT3活性化が確かにアディポネクチンによる肝IRS-2の発現上昇に必要である事を証明した.さて,これまで肝臓において,STAT3の活性化がIRS-2の発現を制御するという報告はなかった事から,アディポネクチン投与後のマウス肝臓のサンプルを用い,STAT3のIRS-2プロモーター領域への結合をクロマチン免疫沈降(ChIP)アッセイによって示した(ChIp)アッセイについては,国立成育医療研究研究所システム発生・再生医学研究部浅原弘嗣教授にご教授戴いた).また,アディポネクチンによるIRS-2の発現亢進が,実際にインスリン感受性の増強に関与するが否かについて,病態モデルマウスにアディポネクチンを投与した後,インスリン刺激による肝臓でのインスリンシグナルが増強する事,更にこの条件下でピルビン酸負荷試験を行い,肝糖新生の抑制が確かに増強する事を示した.以上により,本研究において,アディポネクチンが,未知の受容体AdipoR3を介してIL-6を誘導し,引き続いてIL-6が肝臓においてSTAT3を活性化しIRS-2の発現上昇をもたらすという仮説を実証,アディポネクチンによる抗糖尿病作用の一端を解明する事が出来た.研究者はこれまでの研究で,アディポネクチンがマウス肝臓STAT3を活性化し,これに付随して血中IL-6濃度が上昇する事を確認していたが,そのIRS-2発見上昇との関連は明らかではながった.研究者はIL-6欠損マウスにアディポネクチンを投与,肝臓のSTAT3活性化,IRS-2発現誘導が消失することを確認した.更に,神戸大学医学部(春日雅人教授,現国立国際医療センター研究所長)より肝細胞特異的なSTAT3欠損マウスを供与頂き,このマウスでアディポネクチンを投与後の肝IRS-2の発現誘導が消失する事を確認,IL-6の誘導,及びそれに引き続く肝細胞でのSTAT3活性化が確かにアディポネクチンによる肝IRS-2の発現上昇に必要である事を証明した.さて,これまで肝臓において,STAT3の活性化がIRS-2の発現を制御するという報告はなかった事から,アディポネクチン投与後のマウス肝臓のサンプルを用い,STAT3のIRS-2プロモーター領域への結合をクロマチン免疫沈降(ChIP)アッセイによって示した(ChIp)アッセイについては,国立成育医療研究研究所システム発生・再生医学研究部浅原弘嗣教授にご教授戴いた).また,アディポネクチンによるIRS-2の発現亢進が,実際にインスリン感受性の増強に関与するが否かについて,病態モデルマウスにアディポネクチンを投与した後,インスリン刺激による肝臓でのインスリンシグナルが増強する事,更にこの条件下でピルビン酸負荷試験を行い,肝糖新生の抑制が確かに増強する事を示した.以上により,本研究において,アディポネクチンが,未知の受容体AdipoR3を介してIL-6を誘導し,引き続いてIL-6が肝臓においてSTAT3を活性化しIRS-2の発現上昇をもたらすという仮説を実証,アディポネクチンによる抗糖尿病作用の一端を解明する事が出来た.
虚血に耐性を持つ培養皮膚の開発

【目的】PHD阻害剤で培養皮膚に低酸素応答を惹起させることで移植後の細胞が虚血に耐性を示すか否か検討した。【方法と結果】各種PHD阻害剤によるヒト表皮細胞(NHK)、真皮線維芽細胞(HDF)の遺伝子発現変化を網羅的に解析。一部をqPCR、ELISAにて確認した。17種類のHIF-1下流遺伝子が変化したが応答は細胞腫で異なり、VEGFの分泌はHDFでのみ大幅に増加した。PHD阻害剤で処理した細胞を免疫不全動物へ移植したところ生着率は低く、再生表皮の剥離脱落が見られた。【考案】PHD阻害剤はHDFからのVEGF分泌を促進するが、皮膚再生を阻害する可能性があり、投与法などについてさらに検討を要する。平成27年度は、各種PHD阻害剤によるヒト表皮細胞、真皮線維芽細胞、HaCaT細胞における低酸素誘導因子(HIF-1α)の安定化を確認のうえin vitroでの遺伝子発現の変化を検討した。【方法と結果】1各細胞を各種濃度のPHD阻害剤(DMOG、DFO、CoCl2およびTM6008)に暴露後、経時的にRNAを回収し、cDNA microarray(39,031 probes)を用いて発現遺伝子の網羅的解析を行った。その結果、各PHD阻害剤に対する表皮細胞と真皮線維芽細胞の遺伝子発現の変化は大きく異なっていること、HaCaTは両者に類似していることが明らかになった。TM6008は培地への溶解度が低く、反応が不安定であった。2上記で得られた発現遺伝子のデータから、各PHD阻害剤に対して大きく増加する線維芽細胞の遺伝子303種類が抽出された。このうち17は既知のHIF1下流遺伝子であり、低酸素環境下のエネルギー代謝、血管新生、apoptosis、細胞増殖などに関連するものであった。3上記各サンプルを用い、q-PCRにてVEGFの発現を定量した。DMOG、DFO、CoCl2に暴露した線維芽細胞におけるVEGFの発現は、いずれも濃度依存的に増加していたが、表皮細胞におけるVEGFの発現増加は明らかではなく、microarrayの結果とよく一致していた【考案】表皮細胞と線維芽細胞は、低酸素誘導遺伝子が大きく異なることが明らかになった。またPHD阻害剤に対して線維芽細胞で発現の増加する遺伝子の多くは、低酸素耐性に有益と考えられた。各種PHD阻害剤によりヒト皮膚由来細胞でHIF-1αが安定化することを確認のうえ、ヒト表皮細胞、真皮線維芽細胞の遺伝子発現変化を網羅的に解析したところ、真皮線維芽細胞では低酸素耐性に有益な変化が確認された。現在、表皮細胞における遺伝子発現の変化についてmicroarrayデータ解析中であり、また蛋白レベルでの特定遺伝子の発現も確認中であることから、計画は概ね順調に進展している。なお、研究者らの開発したPHD阻害剤(TM6008)は脂溶性が高く、培地中での濃度が不安定なことが判明したため、現在薬剤の改変による可溶化を行っている。平成28年度は、前年度の結果を踏まえ、各種PHD阻害剤によって発現の変化する遺伝子の一部について、PHD阻害剤DMOGによるヒト表皮細胞(NHK)、真皮線維芽細胞(HDF)の遺伝子発現の変化を重点的に反復確認した。【方法】1ヒト表皮細胞、真皮線維芽細胞をDMOG100microMに6時間暴露し、発現遺伝子のマイクロアレイによる解析を行ったうえ、大きく変化した一部遺伝子についてq-PCRによる相対発現比の確認と、培地中の分泌蛋白のELISAによる定量を行った。以上を反復のうえ、遺伝子発現の変化を統計的に検討した。2新規PHD阻害剤TM6008の可溶化を試みた。【結果】1マイクロアレイで遺伝子発現に相違の見られた17遺伝子のうち、BNIP3、EGLN1(PHD2)はNHK、HDFいずれにおいてもq-PCRで有意に発現が増加し、VEGFはHDFでのみ有意に遺伝子発現と蛋白分泌速度が増加した。CXCL12はHDFでq-PCRでも発現が見られたがDMOGによる有意な変化はなく、HDFでの発現は検出感度以下であった。IGFBP3は、HDFでのみELISAで分泌が確認されたが、DMOGによる有意な変化は見られなかった。2TM6008を、塩酸化、共結晶化および両性溶媒の添加により可溶化し、培地に添加してNHK、HDFの各遺伝子の発現変化を網羅的に検討したが、DMSOに対する反応とはパターンが異なっていた【考案】PHD阻害剤によるHif1の安定化に対するVEGFの発現・分泌増加は、HDFでのみ見られることが確認された。この結果を踏まえて、動物への移植実験を行っている。TM6008は、可溶化が不完全であったか可溶化の操作で阻害効果が変化したものと考えられ、継続して検討中である。PHD阻害剤によるヒト表皮細胞、真皮線維芽細胞の発現遺伝子変化の解析はおおむね計画通りに進んでいる。一方、新規薬剤であるTM6008が水に不溶性であったため可溶化を試みているところであり、この点でやや遅れている。本年度は、DMOG、新規PHD阻害剤TM6008によるヒト表皮細胞(NHK)、真皮線維芽細胞(HDF)の遺伝子発現・分泌の変化を確認し、これらで処理した細胞の移植実験を行った。【方法】

1NHK、HDFをDMOG100microMに624時間暴露し、RPL5遺伝子をリファレンスにしたq-PCRによる下流遺伝子の相対発現比、培地中の分泌蛋白定量を反復した。2TM6008を塩酸化と両性溶媒の添加により可溶化し、同様に遺伝子発現とVEGFAの分泌を確認した。3DMOG、TM6008で処理したHDFと正常NHKを混合して免疫不全マウス皮下に移植し、再生された皮膚を病理組織学的に検討した。4PHD阻害剤の細胞障害性をMTT法で確認した。【結果】1DMOGの添加により、NHK、HDFいずれもBNIP3、EGLN1(PHD2)、VEGFの相対発現比が有意に増加、VEGFの分泌速度はHDFで大幅に増加した。CXCL12、SDF1はHDFで相対発現比が低下、IGFBP3はNHKで増加したが、分泌蛋白は検出感度以下であった。2TM6008の添加によるVEGFの相対発現比はHDFでやや増加、NHKでやや低下したが有意ではなく、VEGFの分泌速度は増加しなかった。3DMOG処理細胞の免疫不全マウス皮下移植後における結節形成率は約20%と低く、病理組織学的に再生表皮の剥離脱落が見られた。TM6008処理細胞は生着しなかった。4TM6008の48時間暴露で明らかな細胞障害性が見られたが、DMOGの細胞障害性は軽微であった。【考案】DMOGによりHDFでのVEGFの発現・分泌が大幅に増加することが確認された。一方、移植実験からDMOG,TM6008はex vivoで用いると表皮再生を阻害する可能性があり、移植時全身投与や低用量長期局所投与などの異なるアプローチを検討する必要があると思われた。【目的】PHD阻害剤で培養皮膚に低酸素応答を惹起させることで移植後の細胞が虚血に耐性を示すか否か検討した。【方法と結果】各種PHD阻害剤によるヒト表皮細胞(NHK)、真皮線維芽細胞(HDF)の遺伝子発現変化を網羅的に解析。一部をqPCR、ELISAにて確認した。17種類のHIF-1下流遺伝子が変化したが応答は細胞腫で異なり、VEGFの分泌はHDFでのみ大幅に増加した。PHD阻害剤で処理した細胞を免疫不全動物へ移植したところ生着率は低く、再生表皮の剥離脱落が見られた。【考案】PHD阻害剤はHDFからのVEGF分泌を促進するが、皮膚再生を阻害する可能性があり、投与法などについてさらに検討を要する。並行して、PHD阻害剤(TM6008)の改変による可溶化を行う。現在、動物への移植実験を開始している。次年度も継続のうえin vivoでの解析を実施する予定である。またqPCR、ELISAを用いた遺伝子発現の確認も、さらに追加して実施を予定している、TM6008の可溶化については、Hif-1α下流のレポーター遺伝子導入細胞を用いて、薬剤の機能に影響なく可溶化する方法を検討する予定である。救急医学今年度は、主に遺伝子の解析を行い、蛋白の発現変化について解析を行わなかったため、試薬類(抗体、ELISキット等)の購入が少なかったため。動物実験の開始が遅れたために、実験動物、飼育費、組織標本の作製費、使用する細胞の培養試薬費などの使用が少なく、未使用がか生じた。蛋白の発現変化について解析の実施を計画しているため、関連試薬類を購入する。
新規高輝度生物発光基質セレンテラジン誘導体の設計と合成

本研究では“セレンテラジン(CTZ)"を発光基質に持つ発光酵素レニラルシフェラーゼ(RLuc)と人工発光酵素(ALuc)による高感度生物発光プローブの創製を目指した。まず発光強度の改善を狙い、約50種類以上のCTZ誘導体を合成、酵素との網羅的構造活性相関研究を行う事で、CTZの2位または6位炭素における置換基改変による生物発光特性への影響を詳細に調べた。更に新規基質と共同で開発した新規発光酵素を組み合わせる事で、新たなバイオアッセイ系の確立に成功した。1.高輝度生物発光基質と革新的バイオアッセイ系の確立発光酵素RLucの変異体(RLuc8.6)において、基質CTZの有用改変可能部位を初めて見出した。新規基質は市販品のブルーシフト基質DeepBlueCと比較すると約25倍の発光強度を持つ。更に、他の生物発光酵素ALucにおいても有意な発光を示し、これまでに金属イオンや細胞内タンパク質間相互作用解析等、様々なバイオアッセイ系への応用を行う事でその実用性を示してきた。これらの知見を基にCTZ誘導体20種類を新たに設計、発光酵素ALuc並びにRLucに各々特異的に反応する新規基質開発に着手した。これら新規基質とALucまたはRLucに基づくタンパク質間相互作用可視化プローブを組み合わせる事で、2種類のタンパク質間相互作用を同時に解析するデュアルレポーターアッセイ系の開発に初めて成功した。2.超高輝度生物発光基質開発と生体イメージングへの応用CTZとRLuc8のドッキングシミュレーション結果を基に20種のCTZ誘導体を開発、更なる高輝度化を図った。結果として生細胞においてDeepBlueCの約50倍の発光強度を持つ高輝度基質開発に成功した。新規基質は、高解像度での一細胞イメージングだけでなく、赤色発光酵素と組み合わせる事でCTZより高感度な生体内イメージングも可能にした。29年度が最終年度であるため、記入しない。(1)新規生物発光基質を用いたバイオアッセイ系の構築生物発光酵素RLuc8.6並びにALucにおいて高輝度発光を示す生物発光基質セレンテラジン(CTZ)誘導体開発に成功し、酵素ALucを用いたタンパク質間相互作用分析ツール開発に成功した。更に19種類のCTZ誘導体を合成し、酵素ALucまたはRLuc8.6に各々特異的に反応する新規CTZ誘導体を見出した。これに基づいて、ALuc発光系またはRLuc8.6発光系によるタンパク質間相互作用解析実験を進めたところ、標的細胞において2種類のタンパク質間相互作用を同時にイメージングする革新的なバイオ分析技術の構築に成功した。(2)超高輝度生物発光基質の開発基質と酵素のドッキングシミュレーションを検討、更に高輝度発光を示すCTZ誘導体の設計・合成を試みた。酵素反応において有効な立体障害の小さい官能基修飾を施した20種類の新規CTZ誘導体を合成、細胞において市販されているCTZ誘導体(DeepBlueCTM)の約50倍の発光輝度を示した。また新規高輝度CTZ誘導体による癌細胞の1細胞イメージングにも成功した。(3)赤色発光基質の開発生体深部の癌細胞を光で検出するには、水やヘモグロビン等の生体分子に吸収されにくい近赤外領域(650-900 nm)の光が必要である。一方でこれまで報告したCTZ誘導体はいずれも青色発光(400-500 nm)を示すものであり、その分析応用は細胞に限られている。CTZ発光系による生体内イメージングを目指し、自ら見出した基質改変可能部位を基に、赤色発光型CTZ誘導体開発に着手した。具体的にはCTZの6位に有機蛍光色素を結合させ、生物発光共鳴エネルギー移動(BRET)現象を利用することで、発光波長の長波長化を目指した。現在は天然のCTZより約100 nm長波長化したCTZ誘導体の開発に成功している。生物発光はその発光色の種類が乏しいため、複数の生体分子を異なる色で観察するマルチカラーイメージングなど多成分同時分析法への応用は困難なものであった。本研究では、約20種類の新規CTZ誘導体を合成、生物発光酵素RLuc8.6並びにALucに各々特異的に反応する新規基質開発することで、酵素の基質特異性を活かした多成分同時分析を実現し、革新的なバイオアッセイ系の構築に至った。また高輝度化に関して、自ら見出した基質改変可能部位(CTZ6位)を基に約20種類の新規誘導体合成に成功し、既存技術の約50倍の高輝度化を達成した。新規高輝度誘導体は、実際に癌細胞の高感度検出を可能にしている。従って本研究で開発した基質を用いることで、今後発光酵素RLucを用いる様々なバイオアッセイ系の高感度化が望める。更にCTZ6位に有機蛍光色素を修飾したBRET型誘導体を合成したところ、酵素RLuc8.6に効率的に認識され、天然のCTZよりも約100 nm長波長化した発光を観察することに成功した。CTZの蛍光色素修飾による発光波長の大幅な長波長化に成功した例は未だになく、今後修飾する色素の種類を変える事によって様々な発光色を持つ生物発光系の開発が可能になる。

更に新規基質と共同で開発した新規発光酵素を組み合わせる事で、新たなバイオアッセイ系の確立に成功した。1.高輝度生物発光基質と革新的バイオアッセイ系の確立発光酵素RLucの変異体(RLuc8.6)において、基質CTZの有用改変可能部位を初めて見出した。新規基質は市販品のブルーシフト基質DeepBlueCと比較すると約25倍の発光強度を持つ。更に、他の生物発光酵素ALucにおいても有意な発光を示し、これまでに金属イオンや細胞内タンパク質間相互作用解析等、様々なバイオアッセイ系への応用を行う事でその実用性を示してきた。これらの知見を基にCTZ誘導体20種類を新たに設計、発光酵素ALuc並びにRLucに各々特異的に反応する新規基質開発に着手した。これら新規基質とALucまたはRLucに基づくタンパク質間相互作用可視化プローブを組み合わせる事で、2種類のタンパク質間相互作用を同時に解析するデュアルレポーターアッセイ系の開発に初めて成功した。2.超高輝度生物発光基質開発と生体イメージングへの応用CTZとRLuc8のドッキングシミュレーション結果を基に20種のCTZ誘導体を開発、更なる高輝度化を図った。結果として生細胞においてDeepBlueCの約50倍の発光強度を持つ高輝度基質開発に成功した。新規基質は、高解像度での一細胞イメージングだけでなく、赤色発光酵素と組み合わせる事でCTZより高感度な生体内イメージングも可能にした。BRET型基質誘導体開発研究は、RLuc生物発光系における大幅な発光波長の長波長を達成するために非常に有効な手段である事が分かった。これまでの研究成果より新規基質開発による超高輝度生物発光系の開発に成功した。従って今後は発光酵素に近赤外蛍光タンパク質を修飾したBRET型生物発光タンパク質を新たに開発することで、高輝度かつ近赤外に発光を示す生物発光系の開発が期待出来る。BRET型生物発光タンパク質による生物発光系の長波長化は当初計画していなかったが、大幅な生物発光系の長波長化が望めると考えた。高輝度赤色発光系の開発後、マウス生体内でのがん細胞検出への応用を試みる。これまでに50種類以上のCTZ誘導体の開発を行っており、CTZ6位置換基改変体が発光酵素RLuc8.6とALucにより効率的に認識される事が分かった。しかしその詳細な酵素認識メカニズムは未だ未解明である。従って今後は、CTZの酵素認識に関与している2,6,8位における置換基導入効果を網羅的に調べる事で、基質の酵素認識メカニズムの解明を目指す。そのために生物発光特性をより詳細に評価するため、生物発光量子収率やミカエリスメンテン定数など、物理定数の算出を行う予定である。またこれまでに開発した超高輝度基質の機能化を行う事で、細胞内チオールバイオイメージングへの応用を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。
魚貝類のアレルゲンの性状解明

1.数種の魚類筋肉のPBS抽出液を加熱後,得られた魚アレルギー患者血清を用いてELISAを行った。そのうち最も強い反応を示したマアジの抽出液をゲルろ過(Sephadex G-75),逆相HPLC(TSKgel ODS-120T)に順次供し,SDS-PAGEで分子量12kDaに単一バンドを与える主要アレルゲンTraj Iを精製した。Traj IはMALDI-TOFMSによって分子量は11,462,IEFによって等電点は4.3と測定された。またTraj Iのアミノ酸組成分析結果ではAla,Asx,Lys,Glyに富み,Hisを欠いている点で,タラ類の主要アレルゲンであるパルブアルブミンと酷似していた。さらに,抗パルブアルブミン抗体との反応性からも,Traj Iはマアジのパルブアルブミンであると同定した。現在,このアレルゲンのIgE結合部位の解析を進めている。2.ホッコクアカエビ筋肉のPBS抽出液を加熱し,ゲルろ過(Sephacryl S-200),イオン交換FPLC(Mono Q),および逆相HPLC(TSKgel ODS-120T)に順次供してアレルゲンを精製した。このアレルゲンはSDS-PAGEで分子量10kDa前後であり,すでに数種の甲殻類の主要アレルゲンとして報告例のあるトロポミオシンとは異なる新奇なアレルゲンと考えられた。今後さらにこの諸性状を解明する予定である。3.ズワイガニ筋肉のPBS抽出液を加熱し,ゲルろ過(Sephacryl S-200),等電点沈殿(ph4.7),逆相HPLC(TSKgel Phenyl-5PW RP)によりアレルゲンを精製した。SDS-PAGEに供したところ,分子量約30kDaと測定され,これはトロポミオシンと推定された。現在その諸性状を解明中である。
回転バルクハウゼン信号による非破壊材質評価システムの構築

本研究では、バルクハウゼン信号、回転バルクハウゼン信号を測定するためのセンサ及び測定システムを開発した。バルクハウゼン信号の分布とX線装置による残留応力分布を比較し、両者に良い相関があることを明らかにした。したがって、バルクハウゼン信号により、非破壊的に残留応力などの材質評価が可能である。本研究は、これまで組織観察等からしか評価できなかった鉄鋼材の材質変化を、電磁気センサを用いることによって、非破壊的に評価可能となる材質評価システムを構築することを目的とする。具体的には、磁気的信号であるバルクハウゼン信号(特に、研究代表者らが考案した「回転バルクハウゼン信号」)を中心として、これまで研究代表者らが研究成果を挙げてきた電磁気センサを複合的に用い、ミクロスコピックな評価が不可欠であった材質変化の評価を、非破壊的な計測システムにて実現する。研究代表者らは、電磁鋼板を対象として回転バルクハウゼン信号測定システムの開発を行ってきた。同システムによって、電磁鋼板の回転バルクハウゼン信号の基礎的な挙動を明らかにした。本測定システムをベースとして機械構造部材の材質評価システムを製作する。本年度は、(1)非破壊材質評価システムの製作、(2)完成した非破壊材質評価システムによる材質評価計測、の2項目を実施した。(1)非破壊材質評価システム用センサとして、バルクハウゼン信号を測定するセンサと磁束密度Bと磁界強度Hを同時に測定する磁気センサを製作した。同評価システムによりバルクハウゼン信号が測定可能であることを明らかにした。更に、磁束密度Bと磁界強度Hを同時に測定する磁気センサを用い、条件の異なる熱処理材の評価を行った。その結果、製作した評価システムによって、熱処理材の材質評価が可能であることを明らかにした。最終的には、実際の自動車シート用部材へも適用し、製品レベルの焼入れ有無判別が可能であることを明らかにした。本年度は、(1)昨年度、完成した非破壊材質評価システムにおける計測結果と組織評価との相関、(2)昨年度、完成した非破壊材質評価システムにおける計測結果と機械強度特性との相関、の2項目の検討を実施した。初年度の測定データを材質評価へと結び付けていくのが本年度の目的である。そのために、金属顕微鏡を用いた組織評価と、引張試験による機械強度特性評価と初年度測定データとの相関を明らかにした。製作した非破壊材質評価システムの磁気信号結果が機械特性とどのような関係になっているのかを検証するため、同一材料で機械強度特性が異なる23個の試験片を準備し、機械強度と、非破壊材質評価システムにおける磁気信号計測結果の内、保磁力Hcと磁気損失Wmが強い相関があることを明らかにした。また、金属顕微鏡で組織観察を実施し、準備した試験片の組織は、材料強度によって異なり、その組織変化が非破壊材質評価システムで捉えられていることを明らかにした。初年度、次年度の研究結果から、最終年度は非破壊材質評価システムの検証を行っていくと共に、問題点を明白にし、非破壊材質評価システムの改良・修正を行った。最終年度後半以降は、非破壊材質評価システムによる材質評価データベースを構築するために、X線残留応力試験機で測定した残留応力分布の結果とバルクハウゼン信号のVrms(実効値)の結果を比較し、圧縮、引張り応力が大きい箇所に対し実効値の相関があることを明らかにした。また、今回測定した条件下では制御磁束密度がB = 0.6 (T)の時に顕著に応力の変化あることが分かった。研究計画通りに進んでいるため。同一材料で機械強度特性が異なる23個の試験片を準備でき、機械強度と非破壊材質評価システムにおける計測結果(保磁力Hcと磁気損失Wm)が強い相関があること、またそれを組織観察からも検証し終えたことは、計画以上の成果であるとも言える。

24年度が最終年度であるため、記入しない。計画通りに研究を進めていく。最終年度は、(1)非破壊材質評価システムの検証と改良、(2)非破壊材質評価システムによる材質評価データベースの構築、2項目を予定している。より実用化に近い非破壊材質評価システムへと発展させる計画である。
高分子ナノ粒子への機能性モルフォロジーの構築とウイルス捕捉

本研究はウイルスの捕捉を指向したナノ粒子の形状制御を行うものであり、昨年度までに表面に多くの突起を有するコロナウイルスに似た形状の高分子ナノ粒子(VNS)を得、突起形状とコロイド物性に強い相関があることを見出している。本年度このVNSの表面をカルボン酸で機能化し、不活化エイズウイルス(HIV-1)の捕捉を試みた。昨年度用いた分散集合の系にさらにポリメタクリル酸マクロモノマー(PMAAm)を加え分散重合を行った結果、PMAAmのマクロモノマー全体に対する組成が10%程度以下の場合に、粒子表面に均一に突起が形成されていることが確認された。かつIR測定、ゼータ電位測定により粒子表面にカルボキシル基が導入されていることが確認された。続いて、表面にマンノース特異性のレクチンであるコンカナバリンA(ConA)の固定化を試みた。ConA表面に存在するアミノ基とVNS表面のカルボン酸を水溶性カルボジイミドで反応させ、その後未反応のConA量を上澄み液から定量することで評価を行った。ConA固定化実験の結果、VNSは、同サイズの球状ナノ粒子よりも効率よくConAを固定化できることが確認された。また、VNSは赤血球のようなマイクロメートルサイズの物質とは相互作用しにくいが、HIV-1などのナノメートルサイズの物質とは相互作用し易いというサイズ依存的な物質吸着能が確認された。これは、球状ナノ粒子においては観察されないことからVNSに特有の性質であると考えられる。さらに、赤血球とHIV-1を混合した溶液中からHIV-1のみを選択的に分離する実験を行った結果、球状ナノ粒子を用いた場合に赤血球の凝集作用からHIV-1を捕捉できなかったのに対し、VNSの場合には赤血球の凝集阻害から逃れつつHIV-1を捕捉するという機能を示すことが分かった。本研究はウイルスの捕捉を指向したナノ粒子の形状制御を行うものであり、本年度は以下の研究を行った。スチレンとアクリロニトリル(AN)とポリエチレングリコールマクロモノマー(PEGm)を水・エタノール混合溶媒中でラジカル分散共重合を行った結果、表面に多くの突起を有するコロナウイルスに似た形状の高分子ナノ粒子(VNS)を得ることができた。粒径を動的光散乱法で測定したところ、200から600nmであった。重合時間を変化させてVNSを作成し、走査型電子顕微鏡によりその形状を観察したところ、1時間重合の時には突起は現れなかったが、2時間後に突起が出現しそれ以後6時間まで経時的成長が見られた。また、溶媒組成を種々に変化させて合成し、同様の観察を行ったところ、粒径、突起の大きさ、突起間距離、突起の配列様式などのモルフォロジーを広い範囲で制御することができた。各突起サイズのVNSのX線回折測定を行ったところ、突起サイズとポリAN成分の結晶化度に正の相関があることが分かった。以上の結果から、突起の成長はナノ粒子表面におけるAN結晶成長のパターニング効果によると考えた。次に、種々の形状のVNSのコロイド特性を調べたところ、突起の数が多いものほど沈降しにくいことが分かった。また、VNSは熱処理により融解し、続く冷却により再形成されることは無かった。最後にVNSを自己配列させるために、自然乾燥を行ったが、基盤表面上に規則正しく並ぶことが分かった。さらに、凍結乾燥すると三次元に規則配列し球殻体が得られた。この現象は突起のない球形のナノ粒子ではみられなかった。種々の形状のVNSでこの現象を観察したところ、VNSの形状が、ちょうど突起のサイズと時間距離が互いに歯車のようにかみ合うときに、高確率で球殻体が得られることが分かった。

さらに、赤血球とHIV-1を混合した溶液中からHIV-1のみを選択的に分離する実験を行った結果、球状ナノ粒子を用いた場合に赤血球の凝集作用からHIV-1を捕捉できなかったのに対し、VNSの場合には赤血球の凝集阻害から逃れつつHIV-1を捕捉するという機能を示すことが分かった。
深層radiomicsを適用した放射線治療の予後予測モデルの開発

本研究は肺癌に対し標準的な根治的放射線治療を実施した患者の臨床データを使用して、新たな患者の予後を予測できる数理モデルを開発していく。モデル開発の過程ではCT画像を含んだ放射線治療計画のデータから、その患者の腫瘍の状態を良く表現する特徴的な情報量を生み出せるネットワークを深層学習により作成する。この生み出された特徴量から更に予後と相関を持つ重要な特徴量を機械学習により選定し、モデルに組み込むことで既存のモデルを凌駕する予測性能を持つモデルを開発していく。
アロ認証研究のための次世代技術の開発と活用

(1)ホヤ精子の新規カルシウム結合タンパク質「カラクシン」は鞭毛外腕ダイニンにカルシウム依存的に結合しモーター活性を抑制することにより精子鞭毛の非対称波を伝播させ、最終的に卵への精子走化性を引き起こしていることが明らかとなった。(2)巻貝であるマガキガイにおいて2種の後進運動を発見した。精子束からの遊離と雌の受精嚢壁からの遊離に後進運動が用いられ、これらの運動にはカルシウムが必要なことがわかった。(3)アロ認証研究に必要なプロテオミクス解析、高速運動解析、遺伝子改変技術について開発を行い、ホヤ精子-卵のアロ認証、ウズラ精子の貯蔵、褐藻類遊走子の運動調節等に関する領域内共同研究を進めた。本研究は、ホヤなどの海産生物を用いて、動植物のアロ認証機構の研究システムや技術の開発を目的に進めた。まず、単純な構造をもつホヤ精子が卵由来の精子活性化走化性物質を受容し、活性化される分子メカニズムに関して、プロテオミクスの手法を用いて解析した。その結果、細胞内カルシウム応答、cAWP応答に関して、カラクシン、脂質ラフト、14-3-3タンパク質、癌-精巣抗原Sp17の新規機能が明らかになった。一方、カタユウレイボヤにおいてMinosトランスポゾンを用いたトランスジェニック技術を改良し、アロ認証機構の解明に有用な系統の作製を目指した。カタユウレイボヤにおいて、卵でMinosトランスポゾンの転移酵素を発現させる系統を新たに作製し、その系統を用いてゲノム中のトランスポゾンを転移させ、新しい系統を作製する技術を確立した。この系によりエンハンサートラップ系統並びに挿入変異体を単離することが可能である。この系は特に精子で機能する遺伝子の挿入変異体の単離に効果的であり現在そのスクリーニングを開始している。ホヤ以外では、棘皮動物ウニの一種バフンウニでのトランスポゾン技術の確立を目指し、このウニで活性を有するトランスポゾンの探索を進め、Minosトランスポゾンが切り出し及び転移の活性を示すことを突き止めた。まず、ホヤ精子の様々な画分を単離糸、二次元電気泳動による解析、ならびに質量分析計によるタンパク質同定を行った。その結果、精子の各コンパートメントに特異的に局在するタンパク質を明らかにし、アロ認証分子の候補を特定した。さらに、鞭毛軸糸のカラクシンが、カルシウム依存的にダイニンを調節し波形の非対称を調節すること、それが精子走化性に関与することを明らかにした。また、Sp17がカルパイン依存的に分解を受け、精子活性化の際のcAMP上昇に関与していることを明らかにした。一方、研究分担者はカタユウレイボヤにおけるトランスジェニック技術を改良し、アロ認証機構の解明に有用な系統の作製を目指している。カタユウレイボヤにおいて従来のトランスポゾンベクターよりも変異誘導率が上昇した新しいベクターをUAS-Gal4システムを応用して構築した。このベクターを利用して受精に関わる精子側因子の変異体をスクリーニングした結果、p21-activated kinaseが受精に関与していることを示唆するデータを得た。また、カタユウレイボヤの卵で発現を示す母性因子をノックダウンする逆遺伝学的手法を構築し、その発動に関する条件検討を進めた。本手法はGFP遺伝子がホヤの卵母細胞でエピジェネティックな抑制を受けることを利用して内在の遺伝子の発現を抑制するものである。さらに、カタユウレイボヤにおいて新しい蛍光プローブの導入を目指し、光変換型蛍光タンパク質Kaedeを利用した細胞ラベルが可能であることを示した。本研究では、海産生物の受精における分子認証に関わる分子につて、(1)機能プロテオミクスによる特定、(2)細胞内イメージングおよび(3)トランスジェニックラインを用いた分子の機能解析に主眼をおいて研究を進めた。前者2つは代表者が、後者1つは分担者がこれまで確立してきたシステムを改良しつつ、解析に用い、それらの技術の当該分野への応用を目指した。平成23年度には以下の研究成果が得られた。まず(1)については、ホヤ精子の分画とプロテオミクスによるタンパク質同定により、卵由来の精子活性化走化性物質に反応して運動の活性化と走化性を引き起こすシグナル経路に関与する複数の因子を特定した。その中で、カルシウムの流入とカルパインの活性化、カルパインによる精巣-ガン抗原であるSp17の分解、さらにアデニル酸シクラーゼの活性化という新たな経路が存在することがわかった。また、カルシウムによる精子走化性が、カラクシンによる分子モーターダイニンの抑制により起こることを明らかにした。一方、カルシウムイメージングを用いた解析により、上記の一連のカルシウムシグナリングにおける脂質ラフトの必要性を明らかにした。

(3)については、研究分担者がカタユウレイボヤにおいて遺伝子ノックアウト法への導入を進めた。ホヤゲノムに挿入されたEGFP遺伝子をターゲットとして、このEGFPを切断する人工酵素Zinc finger nuclease(EGFP-ZFN)をmRNAの形で導入したところ、非常に高い効率でEGFP遺伝子が破壊されることが判明した。この変異は生殖細胞でも生じ子孫に遺伝する。ほぼ100%のEGFP遺伝子を破壊する条件、off-targetサイトへの影響も明らかにし、遺伝子ノックアウト法をカタユウレイボヤに導入するための基礎情報が整備された。本研究では海産無脊椎動物カタユウレイボヤを中心として、主に海産動物を用いた精子の卵へのアクセス機構、運動活性化機構、ならびにアロ認証研究に必須である配偶子イメージング、プロテオミクス、トランスジェニック技術の開発と共同研究の推進を行うことを目的として研究を進めた。(1)卵因子によるホヤ精子運動活性化の際に脱リン酸化を受ける内腕ダイニンの分離、精製を進め、2頭構造をもつf/I1ダイニンのサブユニット構造と1頭内腕ダイニンの構造の一部を明らかにした。(2)精子運動活性化の際に重要な膜貫通型アデニリルシクラーゼtmACが卵因子を受容後に見られる一時的なcAMP増加に関与し、基本的な運動活性化に関与すること、および可溶型アデニリルシクラーゼsACは精子の基底状態のcAMP濃度の維持と、鞭毛の非対称化を伴う精子走化性、および振動数の増加に関与することが明らかになった。(3)体内受精を行なう海産の巻貝であるマガキガイの精子運動の研究を進め、放出された精子束が解離するために、鞭毛を極端に非対称化させて後進する運動と、鞭毛の先端から根元に向かって屈曲が伝わる後進運動が存在することがわかった。(4)カタユウレイボヤにおいて、組織特異的プロモーターを利用して条件的遺伝子破壊ができること、生殖細胞ゲノムに変異を導入し遺伝子機能欠損系統を樹立できることを示した。また、Crispr/Cas9システムを用いてもカタユウレイボヤに変異を導入できることやその変異効率、発現ベクター系の作製を達成した。(5)領域内共同研究等により、ウズラ精子の貯蔵器官における運動調節とHSP70の機能、イモリ精子運動調節における異なるカルシウムチャネルの存在と機能調節、アサリ精子の5-HTによる運動活性化における細胞内pHとカルシウムの役割について明らかとなった。受精研究の歴史の中で海産動物を用いた研究は古く、受精分野の基礎となっている多くの知見は海産生物を用いた研究により得られたものである。本研究では、プロテオミクス、トランスジェニック技術といった基礎海洋生物学に導入されはじめた新技術を用いて、受精時の分子認証に関わる新規分子の同定と機能解析を進めることを目的とする。特にプロテオミクス、バイオイメージング、およびトランスジェニック技術を用いたアロ認証研究を進め、これらの技術のコンビネーションにより、精子活性化、走化性、卵認識時におけるシグナリングの機能解析を進め、さらに関連分野の領域内共同研究を加速させることを目的とした。
旧植民地所在日本書籍の重点資料の本文研究と総合解題目録作成についての研究

旧植民地朝鮮・台湾の中核図書館であった朝鮮総督府・台湾総督府図書館と京域帝大・台北帝大図書館が所蔵した日本古書籍は質量共に日本国内の一流図書館に匹敵する。近代以前1200年間の日本古書籍全体の調査・活用を目的とする国文学研究資料館としては欠くべからざる重要な調査対象である。その蔵書の継承機関である韓国国立中央図書館・中国国立中央図書館台湾分館については、原本1点ずつの書誌学的調査とマイクロフィルム収集、ソウル大学・台湾大学両図書館については書誌学的調査を行った。また、内容的に関係の深い中国本土の大連図書館(旧満鉄本)、中国国家図書館、北京大学図書館、上海図書館、天一閣博物館、そして樺太庁本を収蔵するロシア・ウラジオストックの極東大学図書館等の日本関係書籍の調査と収集を行った。この調査カード、マイクロフィルムは一般に公開され、利用可能となる。発見された重点資料については目下個別に研究が進められており、目録は電子情報化されて公開される予定である。活字冊子化の予定はない。本年度は調査、収集、予備調査のいずれも順調に進んだが、調査対象機関において、マイクロフィルム等で収集する予定であった当該調査データを、デジタルデータへ切り換える計画が出てきたため、来年度以降、特に収集分野に関しては計画の変更が必要となる見込みである。韓国-国立中央図書館(旧朝鮮総督府本):300点調査了。200点収集了、100点申請中。ソウル大図書館:調査は進んだが、収集はデジタル化計画のため合意が凍結された。同時に、大邸、光州等地方調査の準備も進めた。中国-1.大連図書館、同別館の旧満鉄本のほか、瀋陽・ハルビン等東北地区の予備調査を進め、14年度以降の日本領事館復援による総目録作成の準備が進んだ。2.寧波天一閣博物館・上海図書館の和刻本漢籍並びに日本人残置の和本の調査を進め、天一閣館長、上海図書館副館長、北京国家図書館司書と国文研で共同研究発表会を開いた。3.台湾大学図書館の調査は進んだ(既調査2,600点)が、収集はデジタル化計画の関係で年度内の実行が不可能になった。国立中央図書館別館(旧台湾総督府本)予備調査。来年度からの調査、収集計画の合意を得た。台南城功大学図書館・台中図書館の予備調査を行なった。サハリン-州公文書館、州郷土博物館で日本人残置本472点の調査を行なった。日本の研究機関による初めての調査である。このほか、越南本(ハノイ)調査の準備を行なった。本年度は日本典籍の重点資料について下記のとおり調査、収集を実施し、成果を得た。1.韓国国立中央図書館所蔵の旧朝鮮総督府本に含まれる近世絵入り版本について、東北大学附属図書館「狩野文庫本」との比較研究による書誌学的調査、並びにデータ収集を行った。また、新たに馬琴自注稿本を発見し、調査を行った。198点調査了、現在298点収集申請中であり、最終的な点数は約496点となる見込みである。来年度も引き続き調査を継続する。2.台湾(1)国立中央図書館台湾分館において、旧台湾総督府本の調査・収集を行った。また、先方機関の担当者と今後の調査に関する打合せを行った。107点調査終了。(2)台湾大学図書館旧台湾帝大図書館本の調査を行った。3.中国(1)東北地区:大連図書館(旧満鉄本)のほか、遼寧省図書館、黒竜江省档案館、吉林省図書館、長春市立図書館において、日本人残置本の所在調査並びに今後の調査の打合せを行った。(2)北京地区:北京大学図書館、北京図書館において日本人残置本等の所在調査を行った。(3)上海・浙江地区:上海図書館、天一閣博物館(寧波)、浙江省図書館において日本人残置本の調査を行った。4.ロシア極東大学(ウラジオストク)に残存する旧樺太日本人残置本について、近代資料を中心に調査を行った。5.来年度への課題韓国の精神文化研究院にて、個人所蔵の韓古典籍の撮影収集を行っていることが新たに判明すると共に、ヴェトナムの漢籍様式典籍の所在も確認されたので、広く漢籍文化圏の書籍というまとまりの実態の把握に向けて、見通しをつけたい。本年度は日本典籍の重点資料について下記のとおり調査・収集を実施し,成果を得た.1.韓国

(1)国立中央図書館所蔵の旧朝鮮総督府本について,6月,2月の2度にわたって調査を行い,246点を調査.マイクロフィルム292点が収集された.(2)光州の全南大学校図書館の予備調査を行った.2.台湾(1)国立中央図書館台湾分館において旧台湾総督府本の調査を行った(83点).(2)台湾大学図書館において旧台北帝大本の調査を行った.3.中国(1)北京地区:北京大学図書館,北京図書館において,日本人残留本等の調査を行い,和刻本,古版本の善本の調査の成果を上げた.(2)上海・淅江地区:上海甲書館,淅江省図書館において日本人残留本の調査を行った.越南本(ヴェトナム漢文資料)を発見した.4.来年度への課題日本古典籍の調査が進むにつれて,ますます漢籍(中国・韓国・ヴェトナム)文化圏の書物という視点での整理の必要性を感ずるほか,漢字を用いた諸国(日本・朝鮮・越南等)の書物という新視点の整理・集積,目録化を来年度では実行に移したい.本年度は日本典籍の重点資料について下記のとおり調査・収集を実施し,成果を得た。1.韓国(1)国立中央図書館---(旧朝鮮総督府本の調査)第1回7月6名資料調査点数60点第2回2月8名資料調査点数180点(2)韓国国学振興院---11月2名所蔵状況に関する予備知識2.中国(1)中国国家図書館---9月5名調査カード作成資料の照合点検(2)北京大学図書館---9月5名調査カード作成資料の照合点検(3)北京大学比較文化研究所--9月2名中国全土の調査についての打合せ(4)北京大学古籍研究院---9月2名中国全土の調査についての打合せ3.台湾(1)台湾大学図書館--資料収集リストの確認(2)国立中央図書館台湾分館--資料目録の照会・確認また、目録・解題目録の作成を行った。1.韓国国立中央図書館(旧朝鮮総督府本)の略解題目録2.中国国立中央図書館台湾分館(旧台湾総督府本)の略解題目録3.上海図書館の和書目録
水面上の2次元膜界面の性質と分子認識

アルキルアミン単分子膜のアニオン認識機構:N,N-ジメチルステアリルアミン(C18N)を膜成分として用い、サブフェーズにハロゲン化ナトリウムを加えてπ-A等温曲線を測定すると、ハロゲン化物イオンがF,Cl,Br,Iとなるに従い、単分子膜は膨張した。その機構を膜電位、AFM顕微鏡の測定より行い、強いイオン対C18NH^+X^-を形成する場合(X=1)には、膜圧縮にともない膜表面での静電反発が顕著になり膜は膨張するが、弱いイオン対を形成するX=F,Clの場合には、膜圧縮にともない膜表面からの脱プロトン化とそれにともなうイオン対の消滅により、密な単分子膜が形成されることが明らかとなった。キラルピレン単分子膜の形態学:6位にステアリル基を有する1-ピレニルエタノール(SP6E)の単分子膜は、ラセミ体と光学活性体とでは異なる形態をとることがそれらのπ-A曲線から予想される。今年度はAFMおよびBAM顕微鏡観察からSP6E単分子膜の形態を検討した。その結果,光学活性体膜ではピレン環が規則正しく配列しているのに対して,ラセミ膜ではやや乱れた配列となることが、AFM観察から明らかになった。さらに、BAM顕微鏡観察からSP6Eは膜圧縮以前から水面上でドメインを形成しており、それが膜圧縮により均一な結晶膜となっていくことがわかった。一端形成された結晶膜は容易に壊れることはなく、圧縮用のテフロンバーを元に戻しても、運河状の亀裂が生じるのみで、膜成分は水面上に均一に展開しなかった。キラルビナフチル単分子膜:2,2'-ジ-O-ステアリル-1,1'-ビナフチル-6,6'-ジカルボン酸(C18BN)は、水面上に単分子膜を形成する。サブフェーズにヘプタキス(トリ-O-メチル)-β-シクロデキストリン(TMe-β-CDx)を存在させて光学活性なC18BNのπ-A曲線を測定したところ、(R)-C18BN膜に比べて、(S)-C18BN膜は顕著に膨張した膜を形成した。つまり、膜界面での不斉認識が実現できることがわかった。シクロデキストリンによるヘリシティーの認識:未修飾のβ-シクロデキストリン(β-CDx)が1,12-ジメチルベンゾ[c]フェナントレン-5,8-ジカルボン酸のヘリシティーを極めて高度に認識することが、CZEおよびNMR測定から明らかになった。
文章理解と知識獲得の研究

(1)文章の読解中に読み手はどのような疑問を生成するのだろうか、また、読解の目的や読み手の特徴に応じて、生成される疑問に違いがあるのだろうか、について調べた。説明文型の文章を読む際には、用語の「定義」や、事象の「解釈」に関する疑問が多く生成されることがわかった。一方、読み手が、記述の正当性について「判断」したり、どんな事象が予想されるかなどの「期待性」に関する疑問はほとんど生成されなかった。「他人に内容を伝達する」という目的のために読む場合は、「内容を批判するために」読む場合より、「定義」など内容整理型の疑問が多く、「疑念(その事実は真実か?怪しいのではないか)」など吟味型の疑問は少なくなることが確認された。内容に対して興味の高い人は、吟味型の疑問を、興味の低い人は、整理型の疑問を多く生成する傾向が見られたが、さらに実験を繰り返す必要がある。(2)小学校低学年児童の身体感覚比喩表現の理解を、喜び、怒り、悲しみ、驚き、恥じらいの5種類の感情について検討した。1年生から3年生にかけて比喩理解に質的差異が見られた。(3)性格特性カテゴリーの階層構造を調べた。範例的、およびプロトタイプ的なカテゴリー構造についてニュラルネットワークモデルを用いて、概念学習実験をおこない、階層水準が概念学習の難易度に影響することがわかった。(4)音楽の繰り返し聴取が快感情に及ぼす影響を調べた。換起される快感情はリズムパターンの冗長性とハ-モニ-の典型性の程度に応じて、逆U字型の関数になることが示された。(5)外国語の理解やイディオムの理解と記憶能力との関係を調べた。1.大学生を対象に、科学百科事典の項目を読ませて、読解中に考えたこと、感じたこと、疑問に思ったことをすべて報告させ、疑問の生成の過程を調べた。読み手の予備知識により生成される疑問にも違いがあること、一回目の読解と二回目の読解とでも、生成される疑問に質的違いがあることが明らかになった。2.情動表現に関する言語知識を問うため、小学校4,5,6年生108名を対象に簡単な概略のみの物語を登場人物の心情がよくわかるよう書き直すという課題を実施し分析を行った。その結果小6では、小4,5に比べ感情を示すのに身体感覚の比喩を描写するなどの特徴がみられた。そこで身体感覚の比喩の理解を発達的に検討するために、小1,2,3年生計740名に選択式と記述式で比喩の解釈をもとめる調査を行い、現在分析中である。また毎月一回熟練教師の国語の授業を観察し、また面接を行うことで、文章理解の授業における教師の思考を検討している。3.長期間にわたる経験を通して獲得された豊富な内容を持つ概念の領域として、対人認知において用いられる性格特性語に注目し、その概念構造を探求する基礎研究を行った。(1)質問紙調査で得た被験者の「暗黙の性格理論」を、ニューラルネットワーク(ファジィ認知地図)モデルでシミュレートする研究を行い、このモデルが複合的な推論についても有望であることを確かめた。(2)性格特性語カテゴリーにおける階層構造に関する質問紙調査を行い、それが自然種のカテゴリー等とは異なり、緩やかなプロトタイプ的な構造を持つことを見いだした。4.外国語の理解やイディオムの理解と記憶能力との関係を調べた。(1)文章の読解中に読み手はどのような疑問を生成するのだろうか,また,読解の目的や読み手の特徴に応じて,生成される疑問に違いがあるのだろうか,について検討した。説明文型の文章を読む際には,用語の「定義」や,事象の「解釈」に関する疑問が多く生成されることがわかった。

一方,読み手が,記述の正当性について「判断」したり,どんな事象が予想されるかなどの「期待性」に関する疑問はほとんど生成されなかった。「他人に内容を伝達する」という目的のために読む場合は,「内容を批判するために」読む場合より,「定義」など内容整理型の疑問が多く,「疑念(その事実は真実か?怪しいのではないか)」など吟味型の疑問は少なくなることがわかった。内容に対して興味の高い人は、吟味型の疑問を,興味の低い人は,整理型の疑問を多く生成した。(2)口頭での質問よりも,紙に書いて質問を出す方が抵抗感が少ないことがわかった。その理由として「教師との対人関係」,「まわりの人との対人関係」をあげることができる。(3)性格特性カテゴリーの階層構造とカテゴリー使用の関係を調べた。その際,PDPモデルによる概念学習シミュレーションの方法を用いた。性格特性語カテゴリーのような複雑な領域を研究するには,活性化布置の時間的推移のような,モデルの動的な特性も含めて探究する必要があることがわかった。(4)英語の読み理解や,格の理解には,数唱課題で測定されるような記憶能力が寄与していることがわかった。米国人を被験者とした時は,この関係はなく,非常に興味ある発見である。(1)文章の読解中に読み手はどのような疑問を生成するのだろうか、また、読解の目的や読み手の特徴に応じて、生成される疑問に違いがあるのだろうか、について研究を継続した。説明文型の文章を読む際には、用語の「定義」や、事象の「解釈」に関する疑問が多く生成されることがわかった。一方、読み手が、記述の正当性について「判断」したり、どんな事象が予想されるかなどの「期待性」に関する疑問はほとんど生成されなかった。「他人に内容を伝達する」という目的のために読む場合は、「内容を批判するために」読む場合より、「定義」など内容整理型の疑問が多く、「疑念(その事実は真実か?怪しいのではないか)」など吟味型の疑問は少なくなることが再確認された。内容に対して興味の高い人は、吟味型の疑問を、興味の低い人は、整理型の疑問を多く生成する傾向が見られたが、さらに実験を繰り返す必要がある。(2)小学校低学年児童の身体感覚比喩表現の理解を、喜び、怒り、悲しみ、驚き、恥じらいの5種類の感情について検討した。1年生から3年生にかけて比喩理解に質的差異が見られた。(3)性格特性カテゴリーの階層構造を調べた。範例的、およびプロトタイプ的なカテゴリー構造の概念学習実験をおこない、階層水準が概念学習の難易度に影響することがわかった。(4)音楽の繰り返し聴取が快感情に及ぼす影響を調べた。喚起される快感情はリズムパターンの冗長性とハ-モニ-の典型性の程度に応じて、逆U字型の関数になることが示された。
声帯振動のヒステリシス曲線による声帯粘弾性の評価

研究目的声帯の適切な粘弾性は良い声のために必須である。この粘弾性を評価する臨床的方法としては、現在のところ喉頭ストロボスコピーがあるのみである。申請の研究は声帯の粘弾性の客観的評価法の開発を目指した。研究方法シャッターを装着したマウスピース内に持続発生をおこなう。発声中に急速にシャッターを閉じる。口腔内圧は上昇して声門下圧と同等になり、また呼気流量も減少して声帯の振動は強制的に停止される。100msec後にシャッターを再び開く。声門上下圧差(声門下圧と口腔内圧の差)、呼気流量が回復して声帯振動が再開される。このシャッター開閉にともなう口腔内圧の変動をX軸に、声帯の振動振幅の変動をY軸に取ると、振動振幅とのヒステリシス曲線が得られる。同様に呼気流量をX軸に、声帯の振動振幅の変動をY軸に取ったヒステリシス曲線も描記した。研究成果1)正常人でのヒステリシス曲線は圧、流量ともに声帯の振動数で違った形態を示した。2)ヒステリシスは中音域で最も小さい値を示し、低音域と高温域では中音域に比較して大きいヒステリシスを示した。この所見は圧、流量共に見られた。3)これらヒステリシス曲線の周波数ごとの変化は、シャッター開放時すなわち声帯振動の開始時のヒステリシス曲線の変動によるものであった。閉鎖時すなわち停止時のヒステリシス曲線の形には周波数ごとの変化はなかった。4)低音域ではヒステリシスが大きいのは、比較的質量の多い声帯を駆動するからであり、高音域でヒステリシスが大きいのはステイフネスの高い声帯を駆動するからと推察された。研究の意義計算機プログラムの開発にてまどり病的例の測定は今後の予定となったが、正常例で一定の所見が得られたことから、比較の基準が得られ、声帯の粘弾性を評価できると結論できた。振動質量とステイフネスの増加のため、病的例ではどの周波数でも大きいヒステリシス曲線が予想される。
プラズマ・メーザー効果の理論的研究

乱流プラズマ中の最低次のモード間結合は三波相互作用,非線形ランダウ形とプラズマ・メーザーの三種類である。プラズマ・メーザーはプラズマ乱流中の新しいモード間結合である。本年度は下記の新しい知見が得られた。1)外磁場効果プラズマ・メーザーはAC非線形散逸力により発生する。外磁場中の定式化が行われ、最大の寄与は分極結合からなる事が判った。2)カオス解イオン音波とラングミュアー波の相互作用のモデル方程式はロトカ・ボルテラ型になる事が判った。更にイオンビーム密度に変調をかけると保存系のカオス解の存在が示された。3)非線形散逸力プラズマ・メーザー効果の原因である非線形散逸力は直流と交流の2種類から成立っている。直流的散逸力は異常抵抗,交流的散逸力はプラズマ・メーザーを発生させている事が判った。4)核融合への応用高周波RFをかけて、低周波ユニバーサル・ドリフト波を安定化する条件が求められた。狭義の動重力や側帯波結合の方法と併せてプラズマ・メーザーも低周波安定化の有力な方法である事が判った。5)天体現象への応用低周波アルヴェン波から高周波イオン音波へのエネルギー上方変位の観測がプラズマ・メーザー効果で説明された。又天体プラズマ中の種々のプラズマ・メーザー現象の総合報告がまとめられ、将来の天体プラズマ現象の解釈に資すると思われる。