hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機能性光触媒ナノ粒子と音響化学をカップリングした新規がん治療

二酸化チタンは、超音波を照射することでヒドロキシルラジカル(・OH)を生成する(二酸化チタン/超音波触媒法)。既往の研究で二酸化チタンに超音波を照射するとマウスリンパ腫由来のL1210細胞の細胞膜が損傷することが報告されている。しかし、超音波を照射せずに細胞に二酸化チタンを添加しただけで細胞死を起こすことがわかった。そこで本研究では、正常細胞への影響が少なく、より効果的に二酸化チタン/超音波触媒法を用いるため二酸化チタンのL1210に対する細胞毒性メカニズムの解析を行った。LDH(乳酸脱水素酵素)の蛍光強度を指標として細胞膜損傷効果を評価した結果、細胞膜損傷効果は経時的に増強し、さらにその効果は二酸化チタン濃度に依存していることがわかった。また、二酸化チタン粒子を添加した細胞群では細胞の増殖が顕著に抑制されていた。さらに、より詳しく二酸化チタン粒子の細胞毒性を調べるため、二酸化チタン粒子を添加後4,6-diamino-2-phenylindole(DAPI)で細胞核を染色し観察したところ、細胞核の凝集がみられ細胞死を起こしていることがわかった。また、二酸化チタンとtert-Butyl hydroperoxide(tBHP)を添加し過酸化された膜のリン脂質との影響を検証した結果、tBHPと二酸化チタンを添加した細胞群で核凝集を起こした細胞が増加していた。反対にtBHPとポリスチレン粒子を添加した細胞群では二酸化チタンのように核凝集を起こした細胞は増加しなかった。このことから二酸化チタンは過酸化されたリン脂質と何らかの酸化反応を起こし、細胞死をひき起こしている可能性が示唆される。これらのことから、二酸化チタンは濃度依存的に細胞毒性を示し、細胞増殖を阻害していることがわかった。また細胞死をひき起こすメカニズムとして、二酸化チタンの細胞毒性は過酸化された膜のリン脂質との酸化反応に起因する可能性が示唆された。
神経損傷後の加齢に伴う機能回復阻害因子を克服する薬理学的アプローチ

末梢神経損傷後の運動機能回復は,高齢になるにしたがい理想的な外科的治療がおこなわれたとしても,運動機能回復までに時間がかかり,十分な機能回復が得られない.これまでの末梢神経損傷の研究において,良好な運動機能回復にはアセチルコリン受容体凝集の維持が重要であることがわかっている.高齢になるにしたがい神経損傷後の神経再支配が不良になる一因として,加齢に伴う後シナプス構造の変性が関与している可能性がある.本研究において,高齢マウスでは成熟マウスに比べ,筋繊維内のアセチルコリン受容体凝集の変性,断片化が進んでいた.この変化は末梢神経損傷後に脱神経筋内におこる変化に近いものであった.後シナプス構造におけるアセチルコリン受容体凝集にはAgrinが必要とされ,脱神経後はAgrinの放出が減少し,アセチルコリン凝集の断片化を引き起こす.Agrin欠乏マウスを用いた実験では,神経切断後に神経筋接合部でのAgrinが野生型よりも早く失われ,アセチルコリン受容体の輝度や面積が野生型よりも早く減少した.Agrin以外にもアセチルコリン受容体凝集の制御を補完する経路としてWntシグナル伝達経路の関与している可能性がある.Wnt/βカテニンシグナル伝達経路に対するアンタゴニスト(IWR1, Nicolosamide, LiCl, Quercetin, CK1inhibitor, Porc inhibitor)を投与し,培養系において神経筋接合部の形成促進効果を確認した.C2C12よりmyotubeを分化させACh受容体の凝集を誘導し,Bungarotoxinによる形態学的な評価をおこなった.IWR1においては,βカテニンを抑制することでアセチルコリン受容体凝集数が増加し,集積を促進していた.Wnt/βカテニンシグナル伝達経路を抑制することで,高齢マウスにおける神経損傷後の機能回復の改善を目指す.Wnt/βカテニン伝達経路が末梢神経損傷後の後シナプス構造の維持に関与することを示してきた.しかし近年,発生段階におけるアセチルコリン受容体凝集の研究では,βカテニンのGain of functionとLoss of functionの実験において,どちらも運動終板の形成異常がみられ,criticalな量のβカテニンのは運動終板形成に必須であると考えられている.神経損傷後にはβカテニンの発現が運動終板帯で増加することを確認しているが,Wnt/βカテニン伝達経路が後シナプス構造の変性に関与するメカニズムは未だに不明である.最終的にRapsynの活性化により,アセチルコリン受容体は群化し,運動終板にアセチルコリン受容体が高密度に集積するが,Wntアンタゴニストを用いた培養系の実験では,Rapsyn蛋白の有意な増加を検出できなかった.Wnt/βカテニン伝達経路の後シナプス構造に関与するメカニズムを明らかにする必要がある.また,高齢マウスを用いた実験では,22ヶ月から24ヶ月齢のマウスが必要となり,マウスの供給に時間的や数的な制限があり,実験計画に影響がでている.培養系の実験においては,Rapsyn蛋白の有意な増加を検出できておらず,今後はin vivoの実験系において,Wnt/βカテニンシグナル伝達経路がアセチルコリン受容体の高密度な集積を抑制するメカニズムを明らかにする.成熟マウスおよび高齢マウスの坐骨神経損傷モデルを用いて,AChR凝集の断片化を経時的に評価し,Wntシグナルの発現とWntシグナル伝達経路のターゲット遺伝子や蛋白の発現を定量評価する。高齢マウスの脱神経筋内のWntシグナルのmRNA発現量をqRT- PCRを経時的に測定し、成熟マウスと比較検討する.また,Wnt/βカテニン伝達経路のターゲット遺伝子であるAxin2,SP5,C-myc,LEF1,さらにRapsynのmRNAと蛋白の発現量もqRT-PCR,Western blotting法で比較する.高齢マウスの実験においては,22ー24ヶ月齢の坐骨神経損傷モデルを計画していたが,マウス供給に時間的や数的制限があるため,老化促進マウスを使用する予定である.末梢神経損傷後の運動機能回復は,高齢になるにしたがい理想的な外科的治療がおこなわれたとしても,運動機能回復までに時間がかかり,十分な機能回復が得られない.これまでの末梢神経損傷の研究において,良好な運動機能回復にはアセチルコリン受容体凝集の維持が重要であることがわかっている.高齢になるにしたがい神経損傷後の神経再支配が不良になる一因として,加齢に伴う後シナプス構造の変性が関与している可能性がある.本研究において,高齢マウスでは成熟マウスに比べ,筋繊維内のアセチルコリン受容体凝集の変性,断片化が進んでいた.この変化は末梢神経損傷後に脱神経筋内におこる変化に近いものであった.後シナプス構造におけるアセチルコリン受容体凝集にはAgrinが必要とされ,脱神経後はAgrinの放出が減少し,アセチルコリン凝集の断片化を引き起こす.Agrin欠乏マウスを用いた実験では,神経切断後に神経筋接合部でのAgrinが野生型よりも早く失われ,アセチルコリン受容体の輝度や面積が野生型よりも早く減少した.Agrin以外にもアセチルコリン受容体凝集の制御を補完する経路としてWntシグナル伝達経路の関与している可能性がある.Wnt/βカテニンシグナル伝達経路に対するアンタゴニスト(IWR1, Nicolosamide, LiCl, Quercetin, CK1inhibitor, Porc inhibitor)を投与し,培養系において神経筋接合部の形成促進効果を確認した.C2C12よりmyotubeを分化させACh受容体の凝集を誘導し,Bungarotoxinによる形態学的な評価をおこなった.

IWR1においては,βカテニンを抑制することでアセチルコリン受容体凝集数が増加し,集積を促進していた.Wnt/βカテニンシグナル伝達経路を抑制することで,高齢マウスにおける神経損傷後の機能回復の改善を目指す.Wnt/βカテニン伝達経路が末梢神経損傷後の後シナプス構造の維持に関与することを示してきた.しかし近年,発生段階におけるアセチルコリン受容体凝集の研究では,βカテニンのGain of functionとLoss of functionの実験において,どちらも運動終板の形成異常がみられ,criticalな量のβカテニンのは運動終板形成に必須であると考えられている.神経損傷後にはβカテニンの発現が運動終板帯で増加することを確認しているが,Wnt/βカテニン伝達経路が後シナプス構造の変性に関与するメカニズムは未だに不明である.最終的にRapsynの活性化により,アセチルコリン受容体は群化し,運動終板にアセチルコリン受容体が高密度に集積するが,Wntアンタゴニストを用いた培養系の実験では,Rapsyn蛋白の有意な増加を検出できなかった.Wnt/βカテニン伝達経路の後シナプス構造に関与するメカニズムを明らかにする必要がある.また,高齢マウスを用いた実験では,22ヶ月から24ヶ月齢のマウスが必要となり,マウスの供給に時間的や数的な制限があり,実験計画に影響がでている.培養系の実験においては,Rapsyn蛋白の有意な増加を検出できておらず,今後はin vivoの実験系において,Wnt/βカテニンシグナル伝達経路がアセチルコリン受容体の高密度な集積を抑制するメカニズムを明らかにする.成熟マウスおよび高齢マウスの坐骨神経損傷モデルを用いて,AChR凝集の断片化を経時的に評価し,Wntシグナルの発現とWntシグナル伝達経路のターゲット遺伝子や蛋白の発現を定量評価する。高齢マウスの脱神経筋内のWntシグナルのmRNA発現量をqRT- PCRを経時的に測定し、成熟マウスと比較検討する.また,Wnt/βカテニン伝達経路のターゲット遺伝子であるAxin2,SP5,C-myc,LEF1,さらにRapsynのmRNAと蛋白の発現量もqRT-PCR,Western blotting法で比較する.高齢マウスの実験においては,22ー24ヶ月齢の坐骨神経損傷モデルを計画していたが,マウス供給に時間的や数的制限があるため,老化促進マウスを使用する予定である.老齢マウスの実験において,22ー24ヶ月齢の坐骨神経損傷モデルを計画していたが,マウス供給に時間的や数的制限があり,実験計画が遅れ二次年度使用が生じている.老化促進マウス(SAM)等を用いた実験へ計画を修正したため,老化促進マウスの購入に充てる.
山川健次郎と近代日本の多角的研究　　教育、東北、歴史認識

本研究は、山川健次郎(18541931)の関係資料の調査分析を通して、近代日本の教育政策をめぐる構想と、地域における文化事業ならびに課題解決の実態について検討を行う。従来、山川は帝国大学総長や会津人としての側面が強調されてきた。これに対して、山川の新たな一面に着目しつつ、民間や地域の視点を取り入れ、近代日本の教育政策とローカル・ガバナンスを再検討することが、本研究の目的である。二年目にあたる本年度は、引き続き研究会を6回開催した。うち2回は、10月の学会報告に向けての打ち合わせを兼ねた。3回は、近代日本に関する研究報告を伺った。3月の研究会では、代表者・分担者の進捗状況を確認した。この間、成果を世に問うことが出来た。研究代表者は、山川健次郎の生涯に関して研究を進め、会津の歴史認識との関わりや旧主松平家との関わり(「会津の歴史認識と山川健次郎」「会津の雪冤と山川健次郎」『WEBRONZA』)、さらに山川の留学に関する考察を論文として公表した(「山川健次郎の留学に関する一考察」『青山史学』第37号)。その他、明治維新150周年に関して、山川の出身地である福島県の地元紙からコメントを求められた(「維新再考第8部明日への伝言現代編3」『福島民友』2018年12月3日朝刊)。研究分担者の中澤俊輔と佐藤健太郎は、山川健次郎の言説や、当時の政治状況に注目して、学会報告を行った。それから、中澤は山川健次郎顕彰会で記念講演を行った。また、佐藤は、戦前の公民教育に関して、共編著の書籍としてその成果を公表した。代表者・分担者による各種資料調査は順調に進んでいる。また、研究会で得た様々な研究者の知見を踏まえ、本研究を推進している。研究成果を学会報告や論文として公表し、着実に成果を積み重ねている。前年度に引き続き、本年度も関係者や資料調査を実施する予定である。最終年度にあたる本年度は、研究のとりまとめに向けて研究会を開催し、成果を公表することを目指す。初年度は、研究体制の構築から開始した。初回の打ち合わせを含め、研究会を計5回開催した。うち1回は高等教育に関する研究者に報告をお願いした。2回は近代日本に関する研究報告を伺った。11月に秋田で開催した研究会では「山川健次郎日記(写本)」を調査すると同時に、関係文書を用いた研究に関しても打ち合わせを行った。また、研究会で得た、様々な研究者の知見を踏まえ、本研究を推進している。前年度の状況を踏まえ、次年度以降も関係者や資料調査を実施する予定である。あわせて、研究会も積極的に開催する予定である。現時点では、研究分担者による学会報告を予定している。

旅費の精算を行った結果、端数が出た。そのため、次年度に繰り越した。資料所蔵者の都合により、調査の日程がうまく組めず、次年度に持ち越しになったため。本年度はなるべく早く調査日程を立てて、実施する予定である。
二本鎖DNAプローブによる遺伝子結合蛋白の組織上の可視化とその転写因子結合阻害系

本研究の目的は、DNA結合蛋白特に転写調節因子のDNA結合活性を組織上で検出する手法の開発と、転写因子結合エレメントにあたる二本鎖DNA断片を細胞外より核内に導入することにより転写活性を阻害し、人為的に特定の遺伝子発現調節を操作する方法を検討することにあった。平成4年度から平成5年度迄の研究では、主に二本鎖DNAプローブを用いてDNA結合蛋白の組織上での可視化法の開発を行った。ここではDNA断片の可視化には^<35>S等の放射性物質を用いる方法で成功したが、非放射性物質をリポーターとしたときは良い結果が得られなかった。これに引き続き平成6年度は、効率の良い外来性二本鎖DNAフラグメントの核内へのデリバリーシステムの構築を行った。外来のDNAを核内に導入するには、細胞膜のバリアーと核膜のバリアーを越えなければならない。細胞膜のバリアーは、リポゾームや、センダイウイルス蛋白でコートしたリポゾームを使用することにより効率の良い細胞内への導入が可能となった。これは、培養系のみならず動物を用いたin vivoの系においても確認した。次の核内移行の問題に関しては、二本鎖DNAフラグメントに核内移行シグナルペプタイドを結合させることにより解決することが出来た。本研究では、核内移行シグナルポリペプタイドとして、SV40のLargeT抗原の核移行シグナルペプタイドフラグメントを用い、二本鎖DNAフラグメントに核移行シグナルを結合させた。本核内移行シグナルの結合により、外因性の二本鎖DNAフラグメントは容易に核内へと導入することが出来ることが明らかとなり培養系において本システムの有効性が証明された。本年度の研究計画は(1)DNA結合タンパク質可視化の手技の確立、と(2)転写因子結合阻害のためのプローブの開発であった。(1)DNA結合タンパク質可視化の手技の確立。AP1やGRE、CREなどのコンセンサス配列を有する約30ベースペアーの2本鎖DNAフラグメントをプローブとして、組織上でそれらに結合するDNA結合タンパク質を可視化する方法の確立を目指している。現在、組織の固定法、組織の前処理、結合条件などの条件設定を継続中である。組織の固定は組織の保持を良くするため多少の固定は行った方がよいが、固定が強くなるとプローブ:タンパク質の結合活性を低下させる。従って、非常に弱いパラフォルム固定が良いようである。現在まで海馬など一部の脳内領域で陽性反応がえられているが、感度の向上が課題である。感度の向上を計るため、各種前処理や結合緩衝液の組成をさらに検討し、バックグランドの低下を目指している。(2)転写因子結合阻害のためのプローブの開発。ある特定の転写因子が結合すると考えられる塩基配列を有する二本鎖DNA断片を、効率良く核内に導入することが必要である。このためDNA断片の細胞外より細胞内への移行と、細胞質内より核への移行の二点の効率を向上させることが重要である。細胞外より細胞内への移行には現在センダイウイルス(HVJ)リポゾーム法を用いている。この方法はlacZ遺伝子を指標にした実験系で最も効率の良かった方法である。また効率の良い核内へのDNA断片移行のためには核内移行シグナルを有するペプタイドやタンパク質を吸着させたりコバレントに結合させたりして効率化を図っている。現在検討している核内移行シグナルはSV40のT抗原の約30アミノ酸よりなるペプタイドをDNA断片に結合させるものと、non-histone chromosomal protein high mobility group l(HMG1)にDNAを吸着させたものを試みている。平成5年度は以下の2点について検討を行った。(1)DNA結合蛋白可視化の手技の確立(2)転写因子結合阻害のためのプローブの開発。

(1)のDNA結合蛋白可視化の手技の確立に関しては、非特異的な結合をいかに抑制するかが問題であった。これはプローブによりその条件が微妙に異なり、プローブごとに調整が必要であることが明らかになった。また、リポーター分子として35Sなどの放射性物質を用いた場合には、乳剤オートラジオグラフィーを行うことによって比較的解像度の良い結果が得られることがわかった。この方法で結合蛋白の核内局在を証明することができた。(2)の転写因子結合阻害のためのプローブの開発は、センダイウイルスをコートしたリポゾームやリポフェクタミンなどを用いてみたが、細胞培養系と異なり生体内では、細胞内へのDNAの導入がスムーズに行われず、極めて効率が悪い。現在これを改良するためより小分子の脂溶性の分子を検索しDNAに直接結合させ細胞内に導入することを試みている。平成5年度までの研究は、主に二本鎖DNAプローブを用いてDNA結合蛋白の組織上での可視化法の開発であった。これに引き続き平成6年度の目標は、効率の良い外来性二本鎖DNAフラグメントの核内へのデリバリーシステムの構築であった。外来のDNAを核内に導入するには、細胞膜のバリアーと核膜のバリアーを越えなければならない。細胞膜のバリアーは、リポゾームや、センダイウイルス蛋白でコートしたリポゾームを使用することにより効率の良い細胞内への導入が可能となった。これは、培養系のみならず動物を用いたin vivoの系においても確認した。次の核内移行の問題に関しては、二本鎖DNAフラグメントに核内移行シグナルペプタイドを結合させることにより解決することが出来た。本研究では、核内移行シグナルポリペプタイドとして、SV40のLargeT抗原の核移行シグナルペプタイドフラグメントを用い、我々が開発したアミノ基を核酸に導入する方法である蛋白・核酸コンジュゲート法により、二本鎖DNAフラグメントに核移行シグナルを結合させた。また核内に移行した二本鎖DNAフラグメントの同定には、マーカーとしてディゴキシゲニンをあらかじめプローブに標識しておいた。本核内移行シグナルの結合により、外因性の二本鎖DNAフラグメントは容易に核内へと導入することが出来ることが明らかとなった。これにより、本系における核酸フラグメント導入効率は細胞内への導入効率に依存し、細胞内に導入されてしまえば、そのほとんどは核へと移行することが理解された。以上、培養系において本システムの有効性が証明されたので、今後動物を用いた実験系で検討を加えてゆく予定である。
ライブ・ネットワーク型および独習型一体の統合理科学習支援システムの開発

本基盤研究で購入した分子の力場パラメータの作成ステムソフトウェア、「Direct Force Field 7.0」を使用しこれまでデータベースで公開されていなかった基礎的な無機物質の分子力場の作成と最適構造を決定するのに初めて成功した。このソフトウェアから得られた力場パラメータとトポロジーを使ってこれまで使用しているMDシミュレーションに応用し水中におけるシクロ3リン酸ナトリウムのシステムで2ナノセカンドの間行い、全エネルギーが一定であることを確認し、構造の動的性質を決定した。一方教育工学的な側面においてライブ・ネットワーク型において外部のウエブブラウザー上からアクセスし、遠隔制御ライブカメラによって動力車を制御するシステム,また水の比熱測定、水の中和熱測定等、及び独習e-learning型では多くの物理、化学のシミュレーションソフトを開発し、本研究の目標である理科統合学習支援システムを完成した。パソコン上で複雑な分子の動きを正確に観察し、データを集積するためには分子をパソコン上で作成し、その分子の物理的、立体構造的な性質、すなわち力場パラメータとトポロジーを前もって決めておかなければならない。これまでパソコン上で分子動力学シミュレーション(MD)用に使用する分子の物理的入力データは、アメリカ・イリノイ大学等の助力により達成されてきた。アメリカから供給されるデータはしかしながら核酸、タンパク質、DNA等の生体関連物質関係が大部分である。そこで本大学での科学および理科教育で紹介する無機・有機物質モデルのシミュレーション用の分子力学的および構造的データを構築するため、平成22年の初年度においてはWindowsでの分子の力場パラメータの作成に不可欠なステムソフトウェア、「Direct Force Field 7.0」を使用し基礎的な無機物質シクロ3リン酸ナトリウムの分子力場の作成と最適構造を初めて決定するのに成功した。このソフトウェアから得られた力場パラメータとトポロジーを使ってこれまで使用しているMDシミュレーションに応用し水中におけるシクロ3リン酸ナトリウムのシステムで2ナノセカンドの間行い、全エネルギーが一定であることを確認し、構造の動的性質の決定に成功した。本学部におけるMDシミュレーションシステム全体の構成はLinux OS上の分子動力学シミュレーション(namd)で分子集合体の分子座標や速度を10^<-15>秒ごとに計算、保存し,分子の動きをウエブブラウザー上でアニメーション風に観察、体験することからなり今回の力場パラメータとトポロジーを作成するDFF7.0の導入によってほぼ完全にすべての分子システムで、シミュレーションが可能となった。平成23年度は外部のウエブブラウザー上からアクセスし、分子の動きを観測し、遠隔制御による科学実験のシステム構築等、統合的なシステムの完成を目指す予定である。そこで本大学での科学および理科教育で紹介する無機・有機物質モデルのシミュレーション用の分子力学的および構造的データを構築するため、平成22,23年度においてはWindowsでの分子の力場パラメータの作成に不可欠なステムソフトウェア、「Direct Force Field 7.0」を使用し基礎的な無機物質シクロ3リン酸ナトリウムの分子力場の作成と最適構造を初めて決定するのに成功した。本学部におけるMDシミュレーションシステム全体の構成はLinux OS上の分子動力学シミュレーション(namd)で分子集合体の分子座標や速度を10^<15>秒ごとに計算、保存し,分子の動きをウエブブラウザー上でアニメーション風に観察、体験することからなり今回の力場パラメータとトポロジーを作成するDFF7.0の導入によってほぼ完全にすべての分子システムで、シミュレーションが可能となった。平成24年度は外部のウエブブラウザー上からアクセスし、分子の動きを観測し、遠隔制御による科学実験のシステム構築等、統合的なシステムの完成を目指す予定である。平成24年度においてはWindowsでの分子の力場パラメータの作成に不可欠なステムソフトウェア、「Direct Force Field 7.0」を使用し基礎的な無機物質シクロ3リン酸ナトリウムの分子力場の作成と最適構造を決定するのに初めて成功した。このソフトウェアから得られた力場パラメータとトポロジーを使ってこれまで使用しているMDシミュレーションに応用し水中におけるシクロ

3リン酸ナトリウムのシステムで2ナノセカンドの間行い、全エネルギーが一定であることを確認し、構造の動的性質の決定に成功した。本学部におけるMDシミュレーションシステム全体の構成はLinux OS上の分子動力学シミュレーション(namd)で分子集合体の分子座標や速度を10-15秒ごとに計算、保存し,分子の動きをウエブブラウザー上でアニメーション風に観察、体験することが可能になり、今回の力場パラメータとトポロジーを作成するDFF7.0の導入によってほぼ完全にすべての分子システムで、シミュレーションが可能となった。一方教育工学的な活動として平成24年度は外部のウエブブラウザー上からアクセスし、遠隔制御ライブカメラによって動力車を制御するシステム,また水の比熱測定、水の中和熱測定等、ライブ・ネットワーク型理科学習支援システムを完成した。さらにe-learningにおいて、Microsoft Visual Studio 2010の新しい開発環境下で「化学シミュレーションのソフトの開発」「力学シミュレーションの開発」、「音波シミュレーションの開発」等を完成させ、[ライブ・ネットワーク型および独習型一体の統合理科学習支援システムの開発]の最終年度としてほぼ予定の全テーマを完成させた。平成25年に日本教育工学会,日本コンピュータ化学会に口頭発表予定である。今年度,本基盤経費によって得られた教育、研究業績は十分であると考えられる。現在までの膨大な結果を論文にまとめ、学会で発表することが待たれる。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は導入したDFF7.0の導入によって得られた力場データを十分に活用し、さらにさまざまな分子集合体システムで、シミュレーションを引き続き行う予定である。また外部のウエブブラウザー上からアクセスし、分子の動きを観測し、遠隔制御による重力の測定科学実験のライブシステム構築等を目指す。また、e-learningにおいては高等学校理科の力学,電磁気学,電子回路の基礎分野を中心にした統合的なシステムの完成を目指す予定である。
磁場を持つ高密度天体の平衡・準平衡解計算法の総合的開発と重力波天文学への応用

本研究では,マグネターのモデルである強磁場を伴う中性子星の数値解を求めるための定式化と,様々な単独または連星の高密度天体の平衡・準平衡状態を計算する数値計算コード,COCAL(Compact Object CALculator),の開発を行った。このコードで求まる数値解は,これらの高密度天体の構造を調べるだけでなく,数値シミュレーションの初期条件や重力波源のモデルとしても応用が可能である。これまでに,高速で剛体または差動回転する中性子星,強磁場を伴う中性子星,連星ブラックホールの数値計算コードを開発した。現在これらのコードの精度の較正と,連星中性子星コードの開発を継続している。本年度の研究で,ポロイダルとトロイダル両成分の磁場を持つ高密度星の数値解を計算するコードを開発した。前年度にパリ天文台のEric Gourgoulhon氏,ドイツJena大学研究員のCharalampos Markakis氏,及び東大の江里口良治氏との共同研究で,理想磁気流体の解析的な第1積分の方程式系を導いた。これを利用した定式化を数値的に解くサブルーチンを,本研究課題で開発中の高密度天体の平衡・準平衡解計算コードCOCAL(Compact Object CALculator)に実装しデバッグをほぼ終えた。このコードを用いて,約1.4太陽質量でコンパクトネスM/Rが幾何学単位系で約0.14程度の星のモデルで,10の18乗ガウスに達する極めて強い磁場を持つ回転高密度星の数値解を計算することに成功した。現在,数値解の精度の検証を行うと伴に,この結果を学術論文にまとめる準備をしている。また,前年度に開発した連星ブラックホールの初期データを計算するコードの整備と拡張もこれと並行して行った。パリ天文台のPhilippe Grandclement氏の開発したKADATHコードによる連星ブラックホールの数値解と我々のCOCALコードによる数値解とを比較し,結果が十分な精度一致していることを確認した。この結果を学術論文として出版した。また,様々な値のスピンをもつ非等質量ブラックホールの初期データを数値計算するためのサブルーチンを開発し,このような初期データの計算を進めている。さらに,修士の大学院生らと共同でトランペット型パンクチュア法を用いてブラックホールを計算するコードも開発した。これにより,上の研究で用いている見かけの地平面内をくりぬく手法だけでなく,数値相対論的シミュレーションで良く用いられるパンクチュア型データをCOCALコードで計算できるようになった。本研究課題では,高密度天体の平衡・準平衡解計算コードCOCAL(Compact Object CALculator)を開発している。本年度前半の研究で,COCALの基本的なコードである相対論的高速回転星計算コードの精度の向上を行った。剛体回転及び差動回転する相対論的な星の初期データを共形平坦な3次元超曲面上で数値計算し,ビリアル定理等を用いてこの数値解の解像度に対する収束性を評価した。また,複数の方法で質量や角運動量を計算し,コードが矛盾のない結果を与えることを確認することで,コードの修正と改良を行った。このような改良は,今後の中性子星を含む連星系計算コードの開発や,磁場を持つ高速回転星の数値解の精度向上のために必要なステップである。本年度の後半ではフランクフルト大のAntonios Tsokaros氏と協力し,連星中性子星計算コードの開発に着手した。これまでに,中性子星の自転が軌道回転と同期している初期データを計算するコードを開発し,得られた解と先行研究の結果との比較・較正を行っている。これらの回転星と連星の基本的な計算コードのテストについての結果を論文にまとめる予定である。また,これらの研究と並行して前年度に開発した計算コードを用い,ポロイダル磁場とトロイダル磁場両方の最大値が10の17乗ガウスを超える超強磁場を伴う相対論的回転星の数値解を計算した。この結果をまとめた論文(パリ天文台のEric Gourgoulhon氏,サウサンプトン大学研究員のCharalampos Markakis氏,東大の江里口良治氏,藤澤幸太郎氏らとの共著)を現在投稿中である。将来は本研究課題の1,2年度目に開発したブラックホールの計算コードと上述の中性子星の計算コードを組み合わせてブラックホールー中性子星連星の計算コード開発等に取り組んでいきたい。当初の計画に沿って,本年度の前半で磁場を持つ高密度天体の定式化を整備した。パリ天文台のEric Gourgoulhon氏,ドイツJena大学研究員のCharalampos Markakis氏,及び東大の江里口良治氏との共同で,理想磁気流体の方程式系に対し解析的な第一積分が存在することを仮定した下での定常軸対称回転中性子星の最も一般的な定式化を行い,論文にまとめた。特に,方程式の数学的構造を明らかにするために,この定式化を微分形式を用いた完全に共変的な形で行った。

さらに,この定式化を数値計算に利用しやすい形に修正した後,この3月にパリ天文台を訪問した際に我々のグループで開発中の高密度天体の平衡・準平衡解計算コード,COCAL(Compact Object CALculator),に実装し現在デバッグを進めている。本年度の後半には,上述のCocalコードの基礎,特に複数の極座標を組み合わせた座標格子の生成と,その座標格子上での楕円型方程式の数値解法を完成させた。このCocalコードによる高密度天体計算法の詳細についての論文を,ギリシャ,エーゲ大学のAntonios Tsokaros氏と共著で出版した。この論文はCocalコードの基本的な参考文献となるものである。この論文では,連星ブラックホール(以下BBH)の初期データを例に用いて数値解の精度を評価すると伴に,数値相対論のブラックホール合体の初期条件に用いることのできる,空間的に共形平坦なBBH初期データの計算例を示した。さらに,パリ天文台のPhilippe Grandclement氏が開発中のKADATHコードで計算した同様のBBH初期データと我々がCocalコードで計算したデータとの相互比較を年度末の3月から開始した。前年度末のパリ天文台訪問の際に同天文台研究員のPhilippe Grandclement氏と共同研究を開始し,連星ブラックホール初期データ計算コードによる計算結果の精度の較正を行った結果,コードを大幅に改善することが出来た。また,エーゲ大学のAntonios Tsokaros氏を夏に琉球大学に招へいし,継続的にこのコードの拡張と改良を進めることが出来た。さらに,この結果が修士の大学院生らと共同で開発したトランペット型ブラックホールデータの計算の成功につながった。これにより,共形平坦なスライス上でのブラックホール計算に必要なサブルーチンについては,ほぼ全て開発に成功したと言える。磁場を持つ回転中性子星の計算コードについても,やはり前年度末にパリ天文台に滞在した際にEric Gourgoulhon氏と議論をしながら,必要なサブルーチンを集中的にコーディングし,その後現在まで時間の許す限りデバッグを進めている。このような数値解の計算コードは大変複雑であり,得られた数値解との比較に利用できる対象もほとんどないため,精度を詳しく検証するにはもうしばらく時間がかかるが,基本的には極めて強い磁場を持つ場合まで数値解を計算することに成功している。このような,トロイダルとポロイダル両成分の磁場を持つ相対論的な回転星の数値解を求めることに成功したのは世界で初めてである。これら以外にも,数年前に開発した共形平坦なスライス上で剛体回転する中性子星を計算するコードを,東大の吉田慎一郎氏との共同研究で,差動回転をする中性子星の解を計算できるように拡張することに成功した。このように,COCALコード上で様々な高密度天体の計算が可能になってきている。本研究の主目標は,現実に宇宙に存在すると考えられる全てのタイプの高密度天体(太陽質量程度のブラックホールや中性子星,高密度物質からなる天体)の平衡状態または準平衡状態を求めるための最も一般的な定式化と,これらを統一的に計算可能な数値計算コードの開発を行うことである。
T細胞アナジーの維持におけるp38MAPキナーゼの役割に関する研究

T細胞アナジーの維持にp38MAPキナーゼの活性化が重要であることを分子生物学的に証明するため、次の実験を試みた。1)スーパー抗原Mls-1^aをin vivoに投与することによりCD4^+T細胞にアナジーを誘導し、アナジーT細胞をSB203580で前処置する又はしない場合で、TCR刺激後のMAPキナーゼ(ERK、p38)の活性化をin vitro kinase assay法を用いて解析した。その結果、アナジーT細胞のTCR刺激後のp38の活性化はナイーブT細胞に比べて強く継続的に応答した。一方、TCR刺激後のERKの活性化は、アナジーT細胞では顕著に低下していたが、SB203580で前処置することによりその活性化が回復した。2)レトロウィルスのシステムを用いてp38の上流分子であるMKK6 activeted form (MKK6(E))又はp38αwild type (wt)をナイーブT細胞に導入することにより増殖抑制が誘導されるかどうか、また、アナジーT細胞にp38αdominant nagative form (P38α(AGF))を導入することにより増殖の回復が誘導されるかどうかを解析した。MKK6(E)、p38αwt又はp38α(AGF)をインサートとしたpMSCV-IThy1.1ベクターをpackaging cellsに導入し、packaging cellsから産生されるレトロウィルスをCFSEラベルしたナイーブT細胞及びアナジーT細胞に感染させ、Thy1.1が発現した細胞のTCR刺激後の分裂回数で増殖応答への効果を評価した。その結果、MKK6(E)を導入されたナイーブT細胞の増殖は部分的に抑制され、p38αwtを導入されたナイーブT細胞の増殖は比較的強く抑制された。一方、P38α(AGF)の導入されたアナジーT細胞の増殖は回復傾向にあることが確認できた。本研究では、T細胞レセプター(TCR)Vβ8.1トランスジェニック(Vβ8.1Tg)マウス(CBA/Ca)に内因性スーパー抗原Mls-1aを発現するB細胞(CBA/J)を静注することによってT細胞にアナジーを誘導した。このマウスのリンパ組織よりアナジーCD4+T細胞を調整し、無処置のVβ8.1Tgマウスより調整したナイーブCD4+T細胞との比較実験を行った。Western blot法により抗TCR抗体刺激後のMAPキナーゼ(ERK、JNK、p38)の活性化を経時的に解析した。TCR刺激に対するp38特異的抑制剤SB203580(10μM)の効果を、増殖応答([3H]-thymidineの取り込み能)、サイトカイン産生(ELISA法及びRT-PCR法)、T細胞活性化マーカーの発現(フローサイトメトリー)で細胞生物学的に検討した。アナジーCD4+T細胞のTCR刺激に伴うERK及びJNKの活性化はナイーブCD4+T細胞と比較して著しく減弱していた。一方、p38は常時活性化された状態にあり、TCR刺激後さらに強く活性化が誘導された。そこで、SB203580処置後TCR刺激を行うと、ERKのリン酸化が強く誘導され、機能的にはIL-2産生と増殖応答が回復した。活性化マーカーCD69及びCD25の発現もup-regulateされた。一方、アナジーCD4+T細胞では抑制性サイトカインであるIL-10が産生されたが、SB203580処置によりそのIL-10産生は完全に抑制された。本研究では、アナジーCD4+T細胞におけるTCRシグナルのMAPキナーゼ系経路(ERK、JNK、p38)について検討した結果、アナジーの維持にp38の継続的な活性化を誘導する機構が存在することが明らかとなった。p38の活性化を抑制することで、アナジーの状態で認められるIL-10産生とTCRシグナルの負の制御機構が解除され、ERKを介した増殖シグナルが優位になり、IL-2産生と増殖応答が機能的に回復したのではないかと考えられる。

MKK6(E)、p38αwt又はp38α(AGF)をインサートとしたpMSCV-IThy1.1ベクターをpackaging cellsに導入し、packaging cellsから産生されるレトロウィルスをCFSEラベルしたナイーブT細胞及びアナジーT細胞に感染させ、Thy1.1が発現した細胞のTCR刺激後の分裂回数で増殖応答への効果を評価した。その結果、MKK6(E)を導入されたナイーブT細胞の増殖は部分的に抑制され、p38αwtを導入されたナイーブT細胞の増殖は比較的強く抑制された。一方、P38α(AGF)の導入されたアナジーT細胞の増殖は回復傾向にあることが確認できた。
脳卒中コホート研究を用いた、脳卒中発症後の障害を含む長期予後の解明に関する研究

本研究の目的は、脳卒中疾患コホートを用いて障害を考慮した長期予後を評価することである。5年の追跡期間に再発、死亡、機能予後のデータを収集し、障害調整生存率(Disability-Adjusted Life Year: DALY)を求めた。実際にDALYを用いて血栓溶解療法の有用性を評価できることを明らかにした。血栓溶解療法によるDALYの改善は認めなかった。疾患コホートを用いることで、DALYは障害の程度を正確に評価しされ、年齢や障害を考慮した疾病負荷が可視化された。DALYの評価は医療政策や治療選択の決定に重要な役割を果たすとともに、医療の質の向上に寄与するものと考えられる。本研究では、脳卒中患者における長期予後に影響を及ぼす因子について疾患コホートを用いて明らかにすることを目的としている。疾患コホートには、福岡脳卒中データベース(Fukuoka Stroke Registry)を用いる。FSRは福岡県の7つの脳卒中専門医療機関により構成され、2007年6月より登録が開始されている。今年度はデータ収集を主として行った。FSRには平成28年3月31日時点で11939名の脳卒中患者が登録された。登録率は89%であった。追跡予後調査は、看護師よりなる臨床研究コーディネーターに依頼し、発症3カ月、6か月、1年、以後は1年毎に行ったが、追跡率は92%であった。入手した情報は、FSRのデータベースに格納し、セキュアの高いサーバーで管理した。また今後の解析を進めるにあたり、同領域を専門とする先生との意見交換、脳卒中診療の実状を把握するために、外部講師の招聘や学会参加も積極的に行った。今年度はデータの収集を主として行うこととし、順調に経過した。追跡調査は登録者全員が対象であったが、電話調査に協力いただけなくなることや連絡がとれなくなるような例もみられる。その場合には、追跡者に関して判定会議を行うようにし、拒否例か、あるいは脱落例かを判定するようにした。疾患コホートには、福岡脳卒中データベース(Fukuoka Stroke Registry:FSR)を用いている。FSRは福岡県下の7つの脳卒中専門病医療機関によって構成され、発症7日以内の脳卒中患者が対象となっている。2007年6月から患者の同意取得の上、登録が開始され、2017年3月31日現在、13355名が登録されているが、同意取得率は89%である。また対象症例に対しては、トレーニングを実施した看護師が臨床研究コーディネーターとして参画し、電話による予後調査を、発症後3カ月、6カ月、1年、以後1年ごとに行なっている。現在の追跡率は92%である。入力した情報はセキュアの高いサーバーで管理するとともに、専門の臨床研究コーディネーターによりデータクリーニングを実施し、データの質の確保に努めている。データの整合性について、専門医師、専門臨床研究コーディネーターにより確認し、不明な点については各医療機関への問いあわせ、カルテ閲覧により情報の確認と再収集を行い、対処した。また本研究課題に準じたデータ加工作業にも着手した。本研究においては、解析を専門とする領域との意見交換や慢性期の実態を理解するために現場の医療者との意見交換が必要であり、外部講師の招聘や学会参加も積極的に行った。さらに、これらのデータを用いて脳卒中の発症や予後に関する解析を実施し、予後に与える因子について別の角度から検証している。本年度は昨年度に引き続き、データの収集を主として行なった。収集したデータはデータベースに入力し、あわせてデータの整合性についてデータクリーニング作業を行った。情報が曖昧な点については、各医療機関に問い合わせる、あるいは実際に各医療機関でのカルテ閲覧により情報収集した。追跡情報については、判定会議を行い、連絡が取れなくなった人の脱落の判定を行なった。またイベントの発生についても、入手した情報を元にイベント委員会にイベント判定を行なった。本研究の目的は、疾患コホートを用いて脳卒中患者における障害を考慮した長期予後を評価し、脳卒中医療における有用性を明らかにすることである。疾患コホートには、福岡県下の7つの脳卒中専門医療機関に入院した発症7日以内の急性期脳卒中患者を登録した福岡脳卒中データベース(Fukuoka Stroke Registry:FSR)を用いた。2007年6月から2012年5月までに登録された虚血性脳卒中患者5833名のうち、5年間追跡し得た5373名を対象とした。長期予後として、再発率、死亡率、機能予後の変化、3ヵ月後modified Rankin Scale(mRS)を用いた障害調整生存率(Disability-Adjusted Life Year: DALY)を求めた。さらに血栓溶解療法の有用性をプロペンシティスコアマッチング法によりDALYを指標として評価した。再発率、死亡率は、3カ月後、1年後、5年後でそれぞれ、6.6%/4.0%、10.7%/10.1%、20.5%/29.8%であった。機能予後を追跡時点のmRSで評価すると、3カ月から6カ月にかけては13.7%にmRSでの改善を認めたが、その後の改善は10%に満たず、70-80%はmRSが変わらなかった。虚血性脳卒中患者のDALYは中央値(四分位)で2.17年(1.47-3.94)であった。

血栓溶解治療群と非治療群を比較したDALYは、それぞれ3.07(1.83-4.51)、2.51(1.64-5.05)で両群間に有意差は認めず、DALYを用いた評価指標では血栓溶解療法の有用性は示すことができなかった。年齢を考慮した障害調整率を評価した研究はこれまで本邦にはなく、コホートを用いることで脳卒中患者における年齢を調整した生活の質を評価しえることを明らかにした。本研究の目的は、脳卒中疾患コホートを用いて障害を考慮した長期予後を評価することである。5年の追跡期間に再発、死亡、機能予後のデータを収集し、障害調整生存率(Disability-Adjusted Life Year: DALY)を求めた。実際にDALYを用いて血栓溶解療法の有用性を評価できることを明らかにした。血栓溶解療法によるDALYの改善は認めなかった。疾患コホートを用いることで、DALYは障害の程度を正確に評価しされ、年齢や障害を考慮した疾病負荷が可視化された。DALYの評価は医療政策や治療選択の決定に重要な役割を果たすとともに、医療の質の向上に寄与するものと考えられる。計画に従い、次年度はデータのクリーニング加工作業を行う。入力されたデータの整合性、欠損値の取り扱いなど、必要に応じて各専門機関でのカルテ閲覧による情報入集も検討している。予後調査は併行して行う予定である。データの収集、クリーニング、追跡予後調査は引き続き、実施する。一方で、次年度は研究計画に従い、固定したデータセットを用いて分析を行なう。分析の結果は学会発表や各専門家との意見交換を行うことで多面的にその妥当性について検証し、その有用性について明らかにする。医療管理学次年度も引き続きデータ整備、クリーニング等の作業を行う人材の確保のため、人件費を計上する必要が生じたため。今年度のデータ収集業務およびクリーニング業務については、雇用を確保し作業を行う予定であった。実際の症例登録数が当初見込みより増加したことやクリーニング作業が増加したことから、必要な十分量の人材の確保が困難であった。そのため、次年度使用額が生じることとなった。次年度にデータ構築などのための人件費として使用する。今年度は、データ入力、クリーニング作業のための人材を確保し、遅滞のないよう業務を進めていく。また、データ解析についても多様な方法論から求めていくため、多量の解析を行えるよう作業分担できる人材を確保するだけでなく、さまざまな角度から解析結果を検証するため、専門家との意見交換を行なう予定である。さらにその成果を国内外の学会等で発表するとともに専門学術誌への掲載をめざす。
流入河川水の連続追跡による湖内の物質循環の評価

本研究では,琵琶湖に流入する主要な河川を対象として,水文・水質観測を継続実施するとともに,琵琶湖の水質や湖流を連続的に測定することによって,河川水の水質・流量の季節変化,河口域及び湖内における河川水の分散過程,さらには河川によってもたらされる溶存・懸濁物質の挙動について定量的な把握を行った。特に,琵琶湖に流入する河川水の中で最大の流域面積を有する野洲川の河口域を対象として,水質プロファイラ(クロロテック)による水温・電導度・濁度・クロロフィルa,溶存酸素の三次元分布を測定するとともに,自記流向流速水質計,自記濁度計などの係留系を展開し,現在稼働中であるテレメータブイ(気象・水質・湖流)の連続記録と併せて,物質の動きを時間的に連続して追跡した。17年度の主な成果は以下の通りである。野洲川は,上流では比較的水質は良好であるが,支流の「思川」の汚染の影響で,それよりも下流では水質が悪化し,結果としてびわ湖に流入する野洲川河川水はびわ湖よりも高電気伝導度となる。思川では周辺の工場群から温排水が流入していて,水質の空間分布や季節変化については今後精密な調査が必要である。年間を通した河口沖での水質モニタリングによって,野洲川河川水の分散について考察した。春季には河川水が湖水よりも高温であることが多く,河川水は湖面を広がるように流入し,河口沖で扇状に分散する。一方,夏季から冬季には水温躍層や底層に沿って河川水は流入し,この場合には河軸の延長方向ではなく,やや右側にずれて移動する傾向があり,密度流に作用するコリオリカが無視できないことを意味している。17年度にはまとまった降水がなく,洪水による湖への影響については十分な調査が実施できなかったが,強風による河川水の連行や,びわ湖深層水の湧昇などについて新たな知見を得ることができた。その結果,野洲川河川水の水質には明瞭な日変化と季節変化が存在し,特に大雨後には,まず河床堆積物の掃流(wash out)による電導度の上昇がみられ,その後の流量増加とともに,濁度は高いものの電導度の値は低下することがわかった。したがって,電導度や濁度をトレーサーとして河川水の分散を議論する場合には,初期流出の影響を考慮する必要がある。年間を通した水質観測によって,成層期の電導度は水温躍層以浅では低く、躍層以深で高くなり、そして湖底付近では再び低くなるという傾向がみられた。これは,河川水が水温躍層付近に貫入するためであると考えられる。また,冬季の北湖南部では深さ20mから40mにかけて溶存酸素濃度が非常に高くなった。これは、酸素を多く含んだ冷たい河川水の流入(密度流)の影響ではないかと考えられる。

2004年10月の台風23号により増水した野洲川の河川水は、野洲川河口沖2kmまでは約5cm/secで、さらにそこから2km沖までは約3cm/secの速さで流入した。なお,流入河川水は,河軸の延長方向ではなく,やや右側にずれて移動する傾向があり,密度流に作用するコリオリ力が無視できないことを意味している。本研究では,琵琶湖に流入する主要な河川を対象として,水文・水質観測を継続実施するとともに,琵琶湖の水質や湖流を連続的に測定することによって,河川水の水質・流量の季節変化,河口域及び湖内における河川水の分散過程,さらには河川によってもたらされる溶存・懸濁物質の挙動について定量的な把握を行った。特に,琵琶湖に流入する河川水の中で最大の流域面積を有する野洲川の河口域を対象として,水質プロファイラ(クロロテック)による水温・電導度・濁度・クロロフィルa,溶存酸素の三次元分布を測定するとともに,自記流向流速水質計,自記濁度計などの係留系を展開し,現在稼働中であるテレメータブイ(気象・水質・湖流)の連続記録と併せて,物質の動きを時間的に連続して追跡した。17年度の主な成果は以下の通りである。野洲川は,上流では比較的水質は良好であるが,支流の「思川」の汚染の影響で,それよりも下流では水質が悪化し,結果としてびわ湖に流入する野洲川河川水はびわ湖よりも高電気伝導度となる。思川では周辺の工場群から温排水が流入していて,水質の空間分布や季節変化については今後精密な調査が必要である。年間を通した河口沖での水質モニタリングによって,野洲川河川水の分散について考察した。春季には河川水が湖水よりも高温であることが多く,河川水は湖面を広がるように流入し,河口沖で扇状に分散する。一方,夏季から冬季には水温躍層や底層に沿って河川水は流入し,この場合には河軸の延長方向ではなく,やや右側にずれて移動する傾向があり,密度流に作用するコリオリ力が無視できないことを意味している。17年度にはまとまった降水がなく,洪水による湖への影響については十分な調査が実施できなかったが,強風による河川水の連行や,びわ湖深層水の湧昇などについて新たな知見を得ることができた。
超低温化学スパッタリング法が切り開く含遷移金属活性種研究の新局面

超低温化学スパッタリング法をにより気相中に生成させた含遷移金属活性種を、高いエネルギー分解能を誇るミリ波分光法を用いて観測し、それらの詳しい物理化学的性質を明らかにした。研究対象としては(1)チオラート保護遷移金属ナノクラスターのモデルとしての貴金属一硫化物・一水硫化物、(2)もっとも単純な有機貴金属活性種のひとつである貴金属モノアセチリド、(3)触媒として重要な10族金属の一ハロゲン化物、を中心とした。それぞれの化学種について分子構造、結合性、不対電子分布などに関する、詳しい情報を得た。スパッタリング法とは、放電等によって生じたイオンを電場によって加速したのちターゲットと呼ばれる固体物質にぶつけ、その構成物質を気相にたたき出す反応である。この反応は工業的にも広く利用されており、この場合は清浄なターゲットを超高真空下において物理スパッタリングが主流である。それに対し、ターゲットと試料ガスとの反応を利用した化学スパッタリングは系が「汚く」なることから避けられることが多い。我々は、化学スパッタリングの持つこの欠点を積極的に利用する「超低温化学スパッタリング法」を開発し、様々な含遷移金属活性種の物理化学的性質を明らかにしてきた。本年度は、チオール類による貴金属ナノクラスターの安定化に対するモデルとして重要な「貴金属ー硫黄活性種の安定性と反応性」に注目した研究を行った。まず、すでに展開中の「銀ー硫黄活性種」および「白金ー硫黄活性種」について、ある程度の成果が集まってきたので、順次投稿を進めている。現在は、銀や白金において得られた知見をもとに、金を含む活性種についても研究を行っており、「金ー硫黄活性種」についてもこれまでにない高精度の知見を得つつある。結果の一部は、すでに学会発表済みである。また、硫黄を含む化学種ではないが、金や銀などを含む短寿命についても多くの知見を得た。本年度も昨年度に引き続き、チオール類による貴金属ナノクラスターの安定化に対するモデルとして重要な「貴金属ー硫黄活性種の安定性と反応性」に注目した研究を行った。特に、「金ー硫黄活性種」について重点的に研究を行い、マイクロ波分光法の特徴を活かした高精度の解析を行った。結果の一部については学会発表済みであり、現在論文投稿準備を進めている。これらについても、順次論文発表を進めている。まず、すでに展開中の銀ー硫黄活性種についてさらに詳しい実験を行い、硫黄を含む系についての実験条件等についてのノウハウを蓄積したのち、それを白金を含む系に拡張し成果を得た。「銀ー硫黄活性種」および「白金ー硫黄活性種」については、ある程度の成果が集まってきたので、現在投稿準備中である。さらに、金を含む活性種についても研究を開始し、「金ー硫黄活性種」についても成果が出つつある。結果の一部は、近いうちに学会にて発表する予定である。また、硫黄を含む化学種ではないが、パラジウムやコバルトなどを含む短寿命についても多くの知見を得た。また、本研究の遂行途中で行った装置の高感度化は、異分野との共同研究に発展し、星間分子として期待される直線炭素鎖アルコールHC4OHや、大気ヨウ素化学における重要化学種であるCH2ICl,CH2IBrの分光学的研究へとつながった。これらについても順次学会発表・論文発表を行っている。「銀ー硫黄活性種」および「白金ー硫黄活性種」については、分光学的検出と物理化学的解析が進み、一部の成果についてはすでに論文にて発表済みである。