hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レーザー光誘起によるハイブリッド薄膜の局所的機能制御

さらに、これらの薄膜に、ブルーバイオレッドレーザー(405 nm)を直接描画して、ミクロンメートルサイズのパターン形成についても行なった。金ナノ粒子の形成には、金(III)イオンの還元性とナノ粒子の保護機能を必要であり、Si-H基による還元とアミド及びスルフィドによる保護基を有するPSQの合成を行なった。金イオンに対してそれぞれの組成比を種々再検討し、最大のプラズモン吸収を得るための最適値を求めた。その結果、Si-H:保護基:Auイオン= 3:1.5:5 (モル比)が効果的な組成比であることを見出した。また、加熱条件を2段階にすることが、金ナノ粒子形成に有効であることを確認した。室温から50°Cにおいては、Si-Hによる化学的な還元が起こり、続いて150°Cでの加熱で、熱還元が進行し、良好な金ナノ粒子が生成する。同時に、シルセスキオキサンの縮合反応によるネットワーク構造が形成される。ガラス基板上に作製した金ナノ粒子分散PSQ薄膜に、ブルーバイオレッドレーザー(405 nm)を直接描画したところ、ミクロンサイズのライン&スペースのパターンの形成も可能であった。金ナノ粒子の含有量に依存したプラズモン吸収強度の変化によって、レーザー光でのアブレーション深さが変化することを確認した。金ナノ粒子以外の金属ナノ粒子、例えば、銀ナノ粒子、パラジウムナノ粒子などを含んだポリシルセスキオキサン薄膜の作製とレーザー描画による特性変化を検討する。それぞれの金属に適した配位子を持ったトリアルコキシシランを合成し、金属ナノ粒子含有ハイブリッド薄膜を作製する。金属ナノ粒子、特に、金ナノ粒子は、細胞との相互作用が大きく、マイクロパターン内での細胞制御は非常に興味深い。本研究で作製したマイクロパターン内への細胞の吸着、培養等への適応の可能性を探る。細胞培養に適したパターンの形成やパターン表面の化学修飾を検討し、生物反応の培地やバイオセンサーへの適用を試みる。チタニアナノ粒子含有ハイブリッド薄膜へのレーザー描画についても検討する。リン酸アクリレートで表面修飾したチタニアハイブリッド薄膜を作製し、レーザー描画により、パターンの描画と屈折率変調について調べる。チタニアナノ粒子による高屈折率パターンは、回折格子や反射基板などの光学デバイスへの応用について検討する。3元系PSQの最適構造について探索する。配位能力に優れたアクリルアミドを含んだトリアルコキシシランの合成を検討し、金ナノ粒子の生成との関連について検討する。レーザー描画により生じた表面の物性変化を、3次元形状測定や光学測定から評価する。また、金ナノ粒子含有シルセスキオキサン薄膜上での細胞培養についても検討する。レーザー描画した部分と未照射部分とで、細胞吸着や細胞培養に差異があるのかを調べる。レーザー描画装置の組み立て費用(部品等)が想定外に、安価であったため、経費に残額が生じた。物品費(消耗品)の使用において、残額が生じた。次年度に、同目的で使用する。29年度の直接経費予算は60万円であり、実際のところ、消耗品にも不十分であることが予想される。消耗品と対物レンズ(長焦点100倍レンズ)の購入に充てたいと考えている。
老人への珠算指導法の開発研究

平成4年度より、ある軽費老人ホームにお願いして、ホーム利用者にそろばんを習いたい人を募集し、指導を始め、現在5ヶ月目に入っている。希望者は12名いた。男4名(平均年令80.0才)女性8名(平均年令74.6才)である。(平均年令は指導開始時のもの)指導は、添入排開、右排左進・左退右添、上添下排・下添上排、下添上排左進・左退上添下排の順序で行なった。実験協力者の現在児童用に使っているものをベースにし、基本的な教材を作って使用した。現在、全員添入排開は終了、進度の早い人で下添上排左進・左退上添下排の問題に入り始めている。遅い人は右排左進・左退右添の問題をまもなく終えるところである。進度差によるグループはおよそ2つになりそうである。どちらにせよ、およそ同様の問題をしている小学校3年生の平均的進度に比べると遅いといえる。現在のところ指導上で気づいた問題点は次のようなものである。1.児童のつまずくようなところは、すべて同様につまずく。2.親指をあまり使おうとしない。3.定位点をし位にしない。4.スピードがなかなかつかない5.補数を覚えようとしない。6.5つ目の一珠を使うため、間違うこともある。7.減算に対する苦手意識が極端である。まだ指導をやり始めたばかりなので、指導法の確立や健康への影響までは、はっきりしていない。今後の指導の継続により問題点の発見とその対策等を、老人問題の一解決策の実現にむけられるように、考えてゆきたい。希望者は12名いた。
ポーランド国有企業私有化法の研究

本研究をつうじて、ポーランドの国有企業私有化法の成立および実施過程において、次のような特徴が見られることが明かとなった。(1)1981年に導入された従業員自主管理制度が、私有化の構想と手続きの両面で、私有化過程に作用している。(2)私有化には経済的アプローチと社会=政治的アプローチとがあり、1990年私有化法の制定過程においてすでに、主として前者の観点から立案された政府案に、後者の観点を重視した対案が提起されている。(3)私有化の実施にともなって、世論のあいだに懐疑的な意見が広がり、このことが世論を動員することの可能な新たな私有化構想を構想することを促した。そのような構想が「全市民的私有化計画PPP」である。(4)しかし、PPPおよび再私有化法案をめぐる政治諸勢力間の対立のため、私有化をめぐる法制的枠組みの整備は大幅に遅れた。私有化は、1990年の大統領選挙、1991年と1993年の議会選挙における争点のひとつとなった。(5)社会=経済政策を実行するうえで、労働組合の力を無視することができないため、スホツカ政府は私有化についても労組との合意を追求した。1993年に調印した国有企業についての協定は、労働者に権利を付与しつつ私有化の促進を図る条項を含んでいる。(6)1993年の選挙結果を受けたいわゆる「ポスト共産主義」2党による連立政権が成立したが、この政府の政策には前政権の政策を継承しようとする面と転換しようとする面とがあり、とくに民主左翼同盟の一部が前者の立場を代表している。(6)総じてポーランドにおいては、ロシアと比べると、私有化と政治的民主化との相関関係を比較的明瞭に看守することができる。(1)国有企業私有化法(90年7月法)にもとづいて株式会社化され、90年11月91年1月に株式が売却されたパイロット=ケース5社の株式公募状況とワルシャワ証券取引所における株価の動向を検討した。それによれば、ダイナミックな有価証券市場の形成をリードするものと期待されたこれら「優良企業」の私有化が、一部を除いて株式投資への十分な関心を呼び起こしていないことが明かとなった。(2)経済改革、とりわけ私有化についての各種世論調査結果を蒐集し検討した。それによれば、私有化を支持する意見とならんで、私有化にたいする懐疑的な意見も少なくなく、従業員所有・従業員自主管理への志向も根強くのこっていることが明らかとなった。従業員自主管理については、80年から90年に至る自主管理運動の軌跡についての整理を試みた。(3)私有化の不十分な進捗状況を打開するために第2段階の私有化構想として提起されている「全市民的[普遍的]私有化計画PPP」について検討した。全市民を所有者にすることによる私有化の促進、資産評価の困難性とコストの回避、所有権を引き渡すことなく外国の経営経験を吸収するのに適合的な経営形態の創出がそのねらいであることが明らかとなった。(4)1991年10月におこなわれた議会選挙のさいの、私有化についての各党の政策を検討した。(5)新潟(1992年8月)および小樽(同9月)においてそれぞれ実施された日本とロシアの経済学者を中心とするシンポジウムに出席し、ロシア極東地域における経済改革の動向についての知見を得た。(1)1992年には、私有化のテンポが鈍化したため、その原因をめぐる議論を検討した。

多岐にわたる原因のひとつとして、法制化の停滞(論争が続いている全市民的私有化計画および旧所有者への返還=再私有化についての法律の未成立)があげられている。(2)1993年にはいると、その法制化に関連して、私有化が改めて政治問題化したので、その過程を分析した。主な論点は、(1)政府・労組・使用者団体の3者間で「国有企業についての協定」が締結され、私有化にさいしての特典を付与することをつうじて、国有企業の従業員集団が私有化過程に引き入れ、この過程を加速化する意図が示されたこと、(2)全市民的私有化計画にかんする法律が成立したが、審議の過程で少なからぬ抵抗が示され、政府案はいったんは否決されて修正を余議なくされたこと、(3)93年9月に実施された議会選挙において、私有化の進め方の問題は、前回選挙にもまして重要な争点のひとつとなったこと、(4)選挙の結果成立した農民党・民主左翼同盟連立政権は、前政権までの私有化政策の転換を主張する前者と継続に傾いている後者との対立を含んでいること、である。(3)これまでの研究を、私有化法Iの制定→私有化の実施→実施状況にたいする各方面の評価→政党の政策への反映→私有化法IIの制定というプロセスを分析する「私有化の法社会学的研究」としてまとめる見通しをえた。1994年度にはポーランド現地での研究を予定しているので、そこで得られた知見・資料を付け加えたうえで、論文としてまとめる予定である。(4)9月に、ロシア極東の沿海地方で現地調査をおこない、地方の私有化担当部局の責任者からの聞き取りをおこなった。ロシアでは、制度上はポーランドよりも先行している面があるが、大統領令による決定という手法が多用されているため、(3)で述べたようなフィードバック過程は、いまのところ明確には看取されない。
超高速ベアリングレス誘導機の過渡時制御

ベアリングレスモータは誘導機形であり、電動機側の制御として、すべり周波数制御形ベクトル制御を行っている。まず、実験的に二次抵抗変化が生じた場合、ベアリングレスモータの制御にどのような影響を及ぼすかを明らかにした。すなわち、二次抵抗設定値に大きな誤差が生じた場合、加速後十数ms後にタッチダウンしてしまう現象である。さらに、U相起磁力方向のサーチコイルの電圧を積分して得た歯部磁束波形Φとすべり周波数制御形ベクトル制御系内で発生する回転子鎖交磁束のU相巻線起磁力方向成分Ψの間に位相差を生じるというものである。しかし、磁束検出時に半径方向の位置を検出するセンサのノイズや主軸の機械的アンバランスによって磁束Φが歪んでしまうため、過渡時に於いては定量的にその位相差を確認することは難しかった。この問題点を解決するために、センサノイズの低減を実現すると共にデジタルシミュレーションにより誘導機モデルを作成し、磁束の位相差と振幅の変化のシミュレーションを行い加速後十数ms後に不安定となるのは磁束の方向が大きくずれることが原因であることを明らかとした。二次抵抗値を実際の値よりやや大きく設定することにより磁束方向を維持して安定に主軸を磁気力により支持することが可能であることを明らかにした。今後は、過負荷時にも安定な主軸支持を行う制御システムの構成が必要である。提案しているベアリングレスモータは誘導機形であり、電動機側の制御として、すべり周波数制御形ベクトル制御を行っている。すべり周波数制御形ベクトル制御では二次抵抗変化の影響を受けやすいという問題点を有している。そこで、実験的に二次抵抗変化が生じた場合、ベアリングレスモータの制御にどのような影響を及ぼすかを明らかにした。この問題点を解決するために、センサノイズの低減を実現すると共にデジタルシミュレーションソフトマトラボにより誘導機モデルを作成し、磁束の位相差と振幅の変化のシミュレーションを行い加速後十数ms後に不安定となるのは磁束の方向が大きくずれることが原因であることを明らかとした。今後は、この現象を解決する制御システムの構成が必要である。
凝縮分子系のダイナミクス理論

溶液、蛋白質など大自由度分子系における化学反応を理解するために、次のような研究を行った。(1)配列選択シミュレーション。蛋白質はネイティブ構造にフォールドするために、矛盾のないコンシステントな相互作用を有するように設計されている。ペプチド鎖は変異と機能向上の選択を操り返すことにより、現在の洗練された蛋白質にダーウィン的に進化していった、という仮説をとりあげ、立体構造の経験的ポテンシャルモデルを用いて、これが可能なシナリオの一つであることを示した。(2)蛋白質の格子模型におけるフォールディング過程の分岐。相互作用がコンシステントなように設計されている蛋白質では、構造がネイティブ構想に近いほどエネルギーが低い、という傾向を持つ。こうした特徴をもつエネルギー面はファネル(漏斗)と呼ばれることがあるが、複数の安定な低エネルギー構造があるときは、単純なファネルでは説明できない多彩な動的現象が期待できる。格子模型を用いてエネルギー面の特徴と速度過程の関係を分析し、リゾチームなどのフォールディングを記述する理診的枠組みを提案した。(3)分子ネットワークの渦状構造と蛋白質の水和。水素結合ネットワークの組み替えに伴い、複数の水分子は協同的に動く。その結果生じる10A以上の大きさ、100psec以上の寿命を持つメゾスコピックな渦状構造の存在をはじめて示し、渦状構造が溶質のまわりで発達、安定化されること、溶質分子間相互作用をコントロールすることを分子動力学計算により示した。水分子のつくる水素結合網の運動が詳細に調べられた。その結果、個々の水分子は局所的に構造化された水素結合を保つ構造化状態と、局所的に構造を失った非構造化状態の2状態をとり、構造化状態と非構造化状態との間の入れ替わりは明瞭なスイッチング現象として記述されることが明らかにされた。この成果から、水溶液中の溶質分子の周辺の水分子についても静的、平均的な記述ではなく、構造化クラスターと非構造化クラスターの生成崩壊の観点から動的な記述が必要であることが予想される。また、蛋白質フォールディングがスピングラス理論、格子模型、経験的ポテンシャルを用いた分子動力学計算などの方法を総合して分析された。その結果、エネルギーランドスケープの統計的特性量など、蛋白質の動的性質を記述する新しい物理量の有効性が示された。この成果を酵素反応などに応用し、蛋白質の機能をランドスケープ理論の立場から見直すことが重要となってきている。とくに、分子モータにおけるATP分解と力学運動のカップリングの機構など基本的な問題に挑戦することができる可能性が明らかになってきた。さらに、機能に基づいて配列を選択すると、蛋白質全体の構造やフォールディング能力がいかに変化するか、という問題が、経験的ポテンシャルを用いた分子動力学計算などを用いて調べられた。とくに、「数残基の活性部位の立体配置が適切になるように」という局所的条件だけで配列を選択しても、ヘリックスの形成、コンパクト化、フォールディング能力の向上など蛋白質全体の性質の著しい変化が観察され、活性と全体の蛋白質らしさがいかに相関を持つかが明らかになりつつある。(1)配列選択シミュレーション(機能による選択が構造と運動をつくる。)蛋白質はネイティブ構造にフォールドするために、矛盾のないコンシステントな相互作用を有するように設計されている。ペプチド鎖は変異と機能向上の選択を繰り返すことにより、現在の洗練された蛋白質にダーウィン的に進化していった。という仮説をとりあげ、立体構造の経験的ポテンシャル模型を用いてこれが可能なシナリオの一つであることを示した。相互作用がコンシステントなように設計されている蛋白質では、構造がネイティブ構造に近いほどエネルギーが低い、という傾向をもつ。こうした特徴をもつエネルギー面はファネル(漏斗)と呼ばれることがあるが、複数の安定な低エネルギー構造があるときは、ファネルでは説明できない多彩な動的現象が期待できる。格子模型を用いてエネルギー面の特徴と速度過程の関係を分析し、リゾチームなどのフォールディングを記述する理論的枠組みを提案した。

水素結合ネットワークの組替えに伴い、複数の水分子は協同的に動く。その結果生じる10A以上の大きさ、100psec以上の寿命を持つメゾスコピックな渦状構造の存在をはじめて示し、渦状構造が溶質のまわりで発達、安定化されること、溶質分子間相互作用をコントロールすることを分子動力学計算により示した。溶液、蛋白質など大自由度分子系における化学反応を理解するために、次のような研究を行った。(1)配列選択シミュレーション。蛋白質はネイティブ構造にフォールドするために、矛盾のないコンシステントな相互作用に設計されている。ペプチド鎖は変異と機能向上の選択を繰り返すことにより、現在の洗練された蛋白質にダーウィン的に進化していった。という仮説をとりあげ、立体構造の経験的ポテンシャル模型を用いてこれが可能なシナリオの一つであることを示した。(2)蛋白質の格子模型におけるフォールディング過程の分岐。相互作用がコンシステントなように設計されている蛋白質では、構造がネイティブ構造に近いほどエネルギーが低い、という傾向をもつ。こうした特徴をもつエネルギー面はファネル(漏斗)と呼ばれることがあるが、複数の安定な低エネルギー構造があるときは、ファネルでは説明できない多彩な動的現象が期待できる。格子模型を用いてエネルギー面の特徴と速度過程の関係を分析し、リゾチームなどのフォールディングを記述する理論的枠組みを提案した。(3)分子ネットワークの渦状構造と蛋白質の水和。その結果生じる10A以上の大きさ、100psec以上の寿命を持つメゾスコピツクな渦状構造の存在をはじめて示し、渦状構造が溶質のまわりで発達、安定化されること、溶質分子間相互作用をコントロールすることを分子動力学計算により示した。
ウミウシに見出された特異なミトコンドリアゲノムの由来と進化の探索

軟体動物ウミウシ類の一部には、核遺伝子とミトコンドリア遺伝子の示す系統進化関係が著しく異なる種が存在し、それらのミトコンドリアゲノムには目レベルに相当する極端な塩基配列の違いが生じていることが見出された。本研究では、属内でこの際立った変異パターンを示すムカデミノウミウシ属の種に着目し、ウミウシ類におけるミトゲノムの進化過程の解明に向けた基礎情報を得ることを目的としている。平成30年度は、前年度までに得られたミトゲノムと核ゲノムの集団遺伝学的なデータをまとめるとともに、ミトゲノム全長配列の論文公開に向けた作業を行った。この過程で分子系統解析のアルゴリズムを変える必要性が考えられたことから、この作業に着手した。さらに、この過程でムカデミノウミウシ属に新種が見出され、遺伝情報と形態情報の双方から記載種と未記載種に関して混乱が生じていることが明らかになった。研究遂行上、必要な基盤整備であるため、この種記載に向けた作業も並行して行った。また、組織学的解析により特異な“ミトゲノム"の細胞内における局在を調べ、偽遺伝子である可能性は概ね排除されたが、より良い画像を得る努力をした。一方、遺伝暗号変異の可能性の精査については、着手に向けてミトコンドリアの単離やタンパク質抽出を試みたが、その後の解析に適した多量のミトコンドリアタンパク質が得られる目処が立っていない。引き続き努力は続けるが、先に周辺の情報整理を進めることを優先させた方が良いと考えつつある。平成30年度は総まとめを行い、研究を完了させる予定であったが、学術論文による成果発表の過程で必要となった方針転換および、データを解釈する中で解析計画を再考したこと、および研究代表者の職務上の多忙により完了できなかった。平成31年度は、ミトゲノムの進化にかかる種々の仮説の検証の完了を目指すとともに、これまでに得られたデータを学術論文として公表することに主眼を置く。特に、集団遺伝、ミトゲノム記載については本年度中に論文投稿を完了し、次いで研究の基盤整備として重要な種の再記載に向けた準備を始めたい。また、研究実績の概要においても述べたが、ミトゲノムにおける遺伝暗号変異の精査については、研究期間内に完了できない可能性が高いが、今後、順調に研究遂行できるよう、必要な情報収集に努めることとしたい。平成28年度は、ミトゲノムと核ゲノムの遺伝子型のムカデミノウミウシ各個体内における組み合わせと、それらの集団内での分布を調べた。これまで解析に用いてきた日本近海の標本に海外産の標本を追加し、核ゲノムマーカーに基づいて、本属内に少なくとも5種が存在することを明らかにした。このうち日本近海産の3種については、生息場所や初期発生の様態などの生態学的特徴からも、それぞれが別種であることを確認した。一方でミトゲノムマーカーは、核ゲノムマーカーによって判別した種との齟齬はほとんどなかったが、種によっては種内の集団間の遺伝的距離が種間のものに匹敵する場合もあり、ミトゲノムマーカーのみに基づいて種の境界を判断することは困難であると考えられた。また、一部の個体には、核遺伝子が示す種のミトゲノムに加えて、異なる種のミトゲノム遺伝型が併せて検出されるものがあった。種々の確認実験によって実験操作上の混入の可能性は低いと考えられ、ヘテロプラスミーの可能性を考えているが、それ以外の可能性も視野に入れて今後精査する。現在、5種のうち2種についてミトゲノム全長配列が得られており、2種間でのミトゲノムの変異性の相違/相同性を確認するとともに、残る3種の解読に向けて解析を進めている。また、ミトコンドリア遺伝子の発現解析、および組織学的解析による細胞内でのミトゲノム局在性の確認に向けて解析条件を検討している。当初の計画通り、平成28年度に予定していた集団遺伝学的解析を終えた。ミトゲノムの解読や種間比較は、一部の種について条件検討を要したため現在進行中であるが、総合して概ね順調に進んでいる。さらに29年度以降に実施予定であった遺伝子発現解析や組織学的解析などの準備にすでに着手していることから。平成29年度は、前年度に得られたミトゲノムと核ゲノムの集団遺伝学的なデータをまとめるとともに、ミトゲノム全長配列の記載に向けたデータ整理を行った。また、この過程で解読した特異な“ミトゲノム"配列が偽遺伝子である可能性が排除できていないことから、組織学的解析により細胞内の局在を調べたところ、ミトゲノムの部分塩基配列プローブは核には結合せず、細胞質が染色されたことから、核コードの偽遺伝子配列を解析している可能性は低いと考えられた。

次いで、DNAデータベースより得た最新のデータセットを用いてミトゲノム上の遺伝子ごとに分子系統解析を再度行ったところ、rRNA遺伝子の系統樹は核遺伝子に近いトポロジーを示すのに対し、タンパク質遺伝子ではトポロジーが著しく変化した。そこで、遺伝暗号変異の可能性を精査するため、アミノ酸配列を解読して塩基配列と比較することにした。これに向けて、体の器官ごとに切り出し、ミトコンドリア分画、タンパク質抽出の準備を進めている。平成28年度に新種を見いだしたことから、上記解析と並行してそれらの新種のミトゲノム全長配列の解読を試みたが、難航している。海外産の標本であることに起因するのか、DNAの質が悪いことが考えられた。得られた部分配列を元にPCRプライマーを設計し、増幅産物を解読することを試みている。当初は平成29年度に遺伝子発現解析や組織学的解析を行う予定で、一部には着手したが、新たに得られたデータを解釈する中で解析計画の再考が必要となり完了できていない。また、学術論文による成果発表についても方針転換を要し、遅延している。軟体動物ウミウシ類の一部には、核遺伝子とミトコンドリア遺伝子の示す系統進化関係が著しく異なる種が存在し、それらのミトコンドリアゲノムには目レベルに相当する極端な塩基配列の違いが生じていることが見出された。本研究では、属内でこの際立った変異パターンを示すムカデミノウミウシ属の種に着目し、ウミウシ類におけるミトゲノムの進化過程の解明に向けた基礎情報を得ることを目的としている。平成30年度は、前年度までに得られたミトゲノムと核ゲノムの集団遺伝学的なデータをまとめるとともに、ミトゲノム全長配列の論文公開に向けた作業を行った。この過程で分子系統解析のアルゴリズムを変える必要性が考えられたことから、この作業に着手した。さらに、この過程でムカデミノウミウシ属に新種が見出され、遺伝情報と形態情報の双方から記載種と未記載種に関して混乱が生じていることが明らかになった。研究遂行上、必要な基盤整備であるため、この種記載に向けた作業も並行して行った。また、組織学的解析により特異な“ミトゲノム"の細胞内における局在を調べ、偽遺伝子である可能性は概ね排除されたが、より良い画像を得る努力をした。一方、遺伝暗号変異の可能性の精査については、着手に向けてミトコンドリアの単離やタンパク質抽出を試みたが、その後の解析に適した多量のミトコンドリアタンパク質が得られる目処が立っていない。引き続き努力は続けるが、先に周辺の情報整理を進めることを優先させた方が良いと考えつつある。平成30年度は総まとめを行い、研究を完了させる予定であったが、学術論文による成果発表の過程で必要となった方針転換および、データを解釈する中で解析計画を再考したこと、および研究代表者の職務上の多忙により完了できなかった。平成29年度は、全種分のミトゲノム全長配列の解読を終えるとともに、遺伝子発現解析および組織学的解析の条件検討を終えることに主眼を置く。特に組織学的解析については、ウミウシの自家蛍光への対処が課題となっているので、蛍光標識を用いない方法の確立を検討する。また、本研究の前半部の成果について学術論文による成果発表を行う。次いで、平成30年度に計画している飼育実験の準備開始および、まとめに向けた分子系統解析等を開始する。
計算知能技術と電磁場逆解析の統合化による渦電流探傷法の高度化に関する研究

3年間の研究期間を通じて、最新の磁場計測技術による渦電流探法に関する現状の調査および分類をおこない、知的学習機能を有する非破壊評価法の確立をめざして研究を遂行し、下記に示す成果を得た。(1)簡略化ファジイ推論を用いたき裂深さ推定に関する計算手法有限要素境界要素併用法による渦電流探傷の解析モデルをもとに各種欠陥形状に対するコイルインピーダンス変化のデータベースを作成し,このデータを学習にもちいて,き裂深さの推定をおこなう計算手法を示した。提案した手法は,学習に要する時間も少なく,あらかじめデータベースを構築しておけば,短時間でき裂形状の推論が可能となる。この方法の有効性は実データを用いて検証した。(2)GP前処理型ファジイ推論を用いた評価関数の生成熟練者の持つ,欠陥形状とECT検査信号との関係に関する知識の獲得を目指し,ファジィ推論への特徴量抽出にGPを適用したファジィ推論機構を構築し、その有効性を示した.(3)データベースを用いたき裂形状の高速推定計算法パラメータ推定にもとづく、データベースを用いた多重スプラインによるき裂形状の高速推定計算法を提案し、その有効性を検証した。(4)進化型計算によるき裂のプロファイリングデータベースを用いた高速高精度順解析法を援用した進化型計算逆解析計算アルゴリズムを構築し、IGA/SCC等の自然き裂の同定問題に適用し、その有効性を検証した。(5)超伝導量子干渉素計による遺伝的アルゴリズムをもちいた深さ形状推定超伝導量子干渉計による磁場計測データを用いて、材料欠陥の深さ方向の幾何学的形状を推定計算するアルゴリズムについて考察し、実験データとの比較により、検査の有効性を示した。以上、簡略化ファジイ推論(FS)、遺伝的アルゴリズム(GA)、遺伝的プログラミング(GP)、共進化アルゴリズム等の計算知能化技術を電磁場逆解析法と統合化することにより、渦電流探傷法による欠陥信号の高精度化に関して一定の成果が得られた。また高感度磁気センサである超伝導量子干渉素子をもちいた非破壊評価技術にもここで提案した計算法を適用し、その有効性が確認された。ここで提案された、いくつかの計算法は各種ベンチマーク問題で所定の推定精度を獲得しており、これらの成果は、今後渦電流探傷の検査自動化技術の実現に大いに寄与するものと考えられる。最新の磁場計測技術による渦電流探傷法に関する現状の調査および分類を行い、知的学習機能を含む非破壊評価法の確立をめざして研究初年度は以下の手順で研究を実施した。(1)電磁場逆解析手法の研究および解析コードの開発蒸気細管に発生する欠陥の典型的な事例を調査し、その幾何学的特徴をスプライン関数にもとづく関数近似により表現する手法を確立した。検査プローブコイルに含まれる欠陥信号と欠陥形状との因果律を有限要素・境界要素併用法による解析モデルで記述し、欠陥情報を解析モデルの有限次元パラメータとして数式内に埋め込んだ順解析コードを作成した。(2)計算知能化技術による欠陥形状再構成法の提案前段階で開発した順解析コードをパラメータ推定にもちいた逆解析コードがすでに開発されているが、実際の測定環境における検査過程を厳密に定式化することは困難である。そこで実環境における検査過程のあいまいさを考慮した方法論として、計算知能化技術を導入した。

渦電流探傷法における信号解析は熟練したオペレーターによる黙視により傷データの特徴を捉えて診断をおこなっている。この傷形状と欠陥信号との関係を計算知能化技術により獲得する新しい枠組みを構築した。具体的には開発した順解析コードを援用し、遺伝的プログラミングと簡略化ファジイ推論の統合化による新しい欠陥形状推定計算法を開発した。以上研究初年度においては、原子炉内蒸気発生器細管の微傷欠陥の幾何学的形状を同定する新しい計算手法を提案した。提案した計算法の有効性は現在計算実験で検証中である。今後実機によるデータを用いてさらに実システムへの適用可能性を検討する予定である。先端計測技術による磁場計測データを用いて、原子炉内の蒸気発生器伝熱管に存在する微傷欠陥の幾何学的情報を計算機で復元するソフトウエア技法の開発を目的として、以下の手順で研究を実施した。1.蒸気発生器伝熱管に発生した自然き裂の形状を調査し、伝熱管の配管構造を考慮した欠陥評価パラメータを定義した2.高機能プローブによる磁場計測技術の現状を調査し、伝熱管に発生する自然き裂と磁場計測データとの因果関係を記述する順解析モデルを開発した3.日本AEM学会で提供されているベンチマークデータにより、提案した順解析モデルの精度評価を実施した。4.順解析モデルを用いて、逆解析における非適切性を克服するために、計算知能化技術を導入した逆解析アルゴリズムを開発した。以下の結果より、伝熱管の自然き裂には、応力腐食割れ(SCC)に起因するものが多く、その接触面が非常に狭いことから、疲労が接触面における導電率の変化に影響し、磁場計測データにその変化が顕著にみられることが判明し、そのパラメータ表現について検討した。また最近の高機能磁気プローブの開発状況を調査した結果、受発信型磁気プローブの使用を前提とした有限要素モデルを導出した。また実環境における、測定時のあいまいさを考慮して、遺伝的プログラミングを併用したファジイ推論機構を、前出の有限要素モデルを基本に構築した。なお提案している手法の有効性を検討するため、日本AEM学会で提案されている国際ベンチマーク試験に参加し、計算実験を継続中である。研究最終年度においては、ECT信号より、き裂の定量評価をおこなうための逆解析手法の開発を行い、以下の手順で研究を実施した。1.有限要素境界要素併用法による渦電流探傷の解析モデルをもとに、データベースを援用した各種欠陥形状に対するコイルインピーダンス変化を高速に解析する数値解法を開発した。2.IGA/SCC等の自然き裂のモデリングを行い、進化型計算手法による自然き裂の推定計算アルゴリズムを開発し、その有効性について検証した。3.自然き裂に関する国際ベンチマーク問題に適用し、開発された計算手法の精度評価を実施した。その結果以下の成果が得られた。1.蒸気伝熱管に発生するき裂の進展方向、深さ形状、長さの特徴をECT信号から十分な精度で定量的に復元可能であることがベンチマーク問題への適用結果から明らかとなった。2.数値計算アルゴリズムの高速化解法を適用することにより、通常の計算機資源を用い、短時間で非破壊評価が実現できることを示した。
電荷秩序およびスピン転移を示す強相関物質における光誘起量子ダイナミクスの理論

本研究の目的は,強相関電子系の示す秩序構造にともなう金属絶縁体転移やスピン状態変化転など,基本的な対称性の破れによる相転移をみせる分子性物質群を対象として,短パルスレーザー光の照射による光誘起相転移や光誘起量子ダイナミクス現象の基礎的な理論をボトムアップ的に構築することである.本年度は,初期ダイナミクスにおける光と相互作用する電子系の結合を考慮したシミュレーションによって,実験においてより長いタイムスケールでしばしば観測され議論されるドメインの生成や広がりなどの非一様な状態変化がどのようなメカニズムによって生じているのかを,簡単化したモデルを使って明らかにし,論文発表を行った.その内容は,まず,一様な電荷秩序状態を初期状態として設定したときには,ダイナミクスは当然コヒーレントな時間発展を示し,絶縁体ギャップエネルギーを超えた励起による光ドーピング効果による秩序の不安定化のみならず,ギャップ内に特徴的な共鳴モードが存在することが判明した.これは電荷秩序状態に固有の集団励起モードであり,共鳴的に変化が大きくなることを見出した.一方で,ドメイン壁(キンク)が一つある初期状態に光を照射すると,先の共鳴モードにパルス光の周波数が近い場合に非一様性が現れ,空間的にキンク位置を種として時間とともに非一様領域が広がっていく.特に,光強度が大きいと,電荷秩序構造自体が消失した領域が,やはり時間とともに広がっていく「融解」現象が現れる.本研究の目的は、強相関電子系の示す相転移現象の代表例である電荷秩序およびスピン転移を見せる分子性物質群を対象とし、短パルスレーザー光照射による光誘起ダイナミクス現象の基礎理論をボトムアップ的に構築することである。その中で本年度は電荷秩序系のミニマルモデルであるサイト間で相互作用するスピンレスフェルミオンモデルが示す量子ダイナミクスを数値的に調べた。とくに分子性固体でよくみられる異方的な三角格子上のモデルをとりあげることにより、異なるパターンをもった電荷秩序状態の光励起による時間発展の類似点・相違点を調べられるとの狙いがあった。実際、平衡状態にて現れる3種類の電荷秩序状態はそれぞれに異なる時間発展ダイナミクスを示すことを見出した。すなわち、「縦ストライプ」と呼ばれる電荷秩序は単調に減衰していくのに対し、「水平ストライプ」は「3倍周期」の電荷秩序へと転移する。これらの背後には平衡状態でも重要であった幾何学的フラストレーションが存在することがわかった。一方、スピン転移系の研究計画を視野にいれた、予備的な計算結果も得られた。すなわち、Pd(dmit)2分子が擬2次元的な構造を持つ一連の物質群のミクロな有効モデル化を、第一原理計算をもとに行った。また、そこでの相互作用効果も平均場近似の範囲内で調べ、スピン状態や電荷格子秩序状態の解析を行った。この物質群の特徴として複数の分子軌道が電子状態に寄与している点があり、これを定量的にモデル化できたことは、今後のスピン転移系への発展にとっての基礎づけができた。本研究の目的は、強相関電子系の示す電荷秩序・金属絶縁体転移やスピン転移などの相転移現象を見せる分子性物質群を対象として、短パルスレーザー光照射による光誘起量子ダイナミクス現象の基礎的な理論をボトムアップ的に構築することである。その中で本年度は前年度に行った三角格子上のスピンレスフェルミオンモデルの量子ダイナミクス計算を拡張し、分子内格子振動との相互作用も加味したモデルに対する数値計算を行った。縦ストライプ型の電荷秩序が実現してるパラメータ範囲では、レーザー光照射によって単調に電荷秩序が融解するのが見られる。一方で、水平ストライプ型の電荷秩序から出発すると、特徴的な時間スケールを経たあと、3倍周期の電荷秩序パターンへと光誘起相転移を起こすことがわかった。これらは分子性物質の光誘起相転移現象の基本的な知見を与えうる。また、短パルスレーザー照射実験の対象となっている、または今後なる可能性の高い複数の系に対する第一原理計算も進めている。一つは水素結合型分子性導体であり、特異な水素結合自由度が電子状態に与える影響を調べた。精密な第一原理計算によって強束縛モデルの妥当性を初めて確認し、また現在重水素化によって観測されている水素・電荷の協調的な秩序に対する構造安定性を詳細に調べている。この新規物質群は最近実験研究が進展したため本研究計画には予定していなかったが、本研究テーマと密接に関連しており今後も継続して研究する予定である。本研究の目的である、強相関電子系の示す電荷秩序・金属絶縁体転移やスピン転移などの相転移現象を見せる分子性物質群を対象として、短パルスレーザー光照射による光誘起量子ダイナミクス現象の基礎的な理論をボトムアップ的に構築しguidingprincipleを提示することに対し、現在までの進捗状況としてはおおむね順調に進展している。軸となる相互作用する電子系のモデルに対する量子ダイナミクス計算は昨年度に引き続き今年度も確実に進めており、電荷フラストレーション下での光誘起相転移現象における格子振動の役割を明らかにできた。また新規物質系の第一原理計算によるモデル化も進展しており、今年度はとくに当初計画していなかった系も含めて包括的に進めている。一方で金属錯体系に対する計算は来年度以降へと持ち越しとなった。本研究の目的は、強相関電子系の示す電荷秩序下にともなう金属絶縁体転移やスピン状態変化転移など基本的な相転移現象をみせる分子性物質群を対象として、短パルスレーザー光の照射による光誘起量子ダイナミクス現象の基礎的な理論をボトムアップ的に構築することである。

その中で本年度は、実験的に長いタイムスケールでしばしば議論されるドメイン構造がどのように生じるか、初期過程に関するシミュレーションを開始し進めている。1次元スピンレスフェルミオンモデルに対して、平均場近似による実時間量子ダイナミクスシミュレーションを行うことにより、十分に大きなクラスタサイズに対する計算を行うことができる。その結果、偶数サイトのクラスタに対しては、レーザーの強度に応じて電荷秩序が単調に融解する結果が得られたのに対して、奇数サイトのクラスタに対しては巨大な融解の応答がみられた。これは、奇数サイトの場合の平衡状態が電荷秩序の2倍周期との不整合性によりキンク(ドメイン壁)が存在するためである。そのためそもそも一様な電荷秩序に比べてレーザー光強度が小さい領域から大きい応答を見せ、またパラメータによっては実空間上に電荷秩序の崩壊した領域が広がっていき最終的に電荷秩序の融解がおきる。また、関連する課題として、光誘起現象の代表的なターゲット物質である中性イオン性典型の相競合とドメイン励起について調べが。位相ハミルトニアンを高次の項まで含めて構築し、これに反古典近似を適用し基底状態相図や相境界での特徴的なドメイン壁の構造の安定性を調べた。とくに、従来の理論では得られなかった中性イオン性状態間の1次転移を記述することができ、そのため中性イオン性ドメイン壁の実空間上の構造や、励起エネルギーのパラメータ依存性を解析的に求めることができた。本研究の目的である、強相関電子系の示す電荷秩序下にともなう金属絶縁体転移やスピン状態変化転移など基本的な相転移現象をみせる分子性物質群を対象として、短パルスレーザー光の照射による光誘起量子ダイナミクス現象の基礎的な理論をボトムアップ的に構築しguidingprincipleを提示することに対し、現在までの進捗状況としてはおおむね順調に進展している。軸といなる相互作用する電子系のモデルに対する量子ダイナミクスシミュレーションは昨年度に引き続き今年度も確実に進めており、とくにドメイン生成のメカニズムに迫るところまで見えてきた。一方で第一原理計算は関連する分子性導体系の計算が予期していなかった要因で時間がかかってしまい、スピン転移系に適用することは来年度以降へと持ち越しとなった。本研究の目的は,強相関電子系の示す秩序構造にともなう金属絶縁体転移やスピン状態変化転など,基本的な対称性の破れによる相転移をみせる分子性物質群を対象として,短パルスレーザー光の照射による光誘起相転移や光誘起量子ダイナミクス現象の基礎的な理論をボトムアップ的に構築することである.その中で本年度は,これまで推し進めてきた初期ダイナミクスにおける光と相互作用する電子系の結合を考慮したシミュレーションによって,実験においてより長いタイムスケールでしばしば観測され議論されるドメインの生成や広がりなどの非一様な状態変化がどのようなメカニズムによって生じているのかを,簡単化したモデルを使って明らかにし,国内および海外における会議において成果発表および論文発表準備を行った.具体的には,まず,一様な電荷秩序状態を初期状態として設定したときには,ダイナミクスは当然コヒーレントな時間発展を示す.
in silico設計による新規制癌剤としてのGlyoxalase I阻害剤創製

正常細胞は,呼吸によって得た酸素と食事によって得た糖を使ってエネルギーを産生する.一方,多くのがん細胞は,酸素が十分に供給されている状態でも酸素を使わずにエネルギーを産生するという特性をもつ.本研究では,がん細胞におけるこの特性の維持に重要な役割をもつ酵素Glyoxalase Iをターゲットとし,コンピュータを用いて,この酵素に特異的に結合してその活性を阻害する化合物を設計することによって,これまでにない作用機序をもつ新たな制がん剤の創製を目指す.正常細胞は,呼吸によって得た酸素と食事によって得た糖を使ってエネルギーを産生する.一方,多くのがん細胞は,酸素が十分に供給されている状態でも酸素を使わずにエネルギーを産生するという特性をもつ.本研究では,がん細胞におけるこの特性の維持に重要な役割をもつ酵素Glyoxalase Iをターゲットとし,コンピュータを用いて,この酵素に特異的に結合してその活性を阻害する化合物を設計することによって,これまでにない作用機序をもつ新たな制がん剤の創製を目指す.
固-液界面での酸化還元反応を利用した高分散貴金属微粒子触媒担持法の開発

本研究では,固体-液体界面での酸化還元反応を利用して,ナノサイズの貴金属触媒を素材上に高密度・高分散に直接担持し,新規触媒担持法を開発することを目的とする。貴金属微粒子触媒の前駆体となる銀ナノ粒子の基板への高密度吸着法の開発,および酸化還元反応を利用した二元系貴金属触媒の調整とその触媒活性について評価した。本手法により調整したナノサイズの合金触媒は,単一金属の触媒よりも高活性な触媒として機能することが明らかとなった。本年度は,貴金属微粒子触媒の前駆体となる銀ナノ粒子の基板への高密度吸着法の開発,および酸化還元反応を利用した二元系貴金属触媒の調整とその触媒活性評価を行った。種々の貴金属触媒を作製するためには,基板表面へ銀ナノ粒子を高密度かつ高分散状態で固定することが必要である。銀ナノ粒子を固定化するための基板表面処理法として直鎖上のカチオン性高分子電解質を用い,溶液中における高分子電解質のコンフォメーションを制御した。この手法により,銀ナノ粒子の高密度吸着を実現することができた。また,この手法は種々のナノ粒子やコロイド粒子にも適用可能な方法であることがわかった。固定化した銀ナノ粒子を,貴金属イオンに接触させると,標準電極電位の差による置換析出反応が進行する。この手法により,金・白金・パラジウムと銀を含んだ二元系合金を作製することができた。貴金属は単体金属として析出するのではなく,ナノサイズの銀との二元系合金として析出する。合金化することにより,単独の貴金属触媒よりも高活性な触媒となることがわかった。この二元系合金触媒を化学析出法による酸化亜鉛薄膜形成用触媒として用いたところ,粒子サイズが小さくかつ級密な薄膜が形成されることがわかった。これは,二元系合金とすることで触媒上での析出反応が効率良く起こり,その結果反応初期から級密な薄膜が形成するためと考えられた。このように置換析出という簡便な手法を用いてナノサイズの合金触媒を形成することで,高活性な触媒を作製することができることがわかった。貴金属微粒子触媒の前駆体となる銀ナノ粒子の基板への高密度吸着法の開発,および酸化還元反応を利用した二元系貴金属触媒の調整とその触媒活性評価を行った。昨年度の研究では,各種基板表面上へ均一かつ高密度に銀ナノ粒子を吸着する手法を見出した。固定化した銀ナノ粒子を,各種貴金属イオンに接触させると,標準電極電位の差による電気化学反応により,銀がイオンとして溶出し,同時に貴金属イオンが金属として析出する。この反応により,金・白金・パラジウムと銀を含んだ二元系合金を作製することができた。SEM, TEM, XPSなどの各種分析の結果から,貴金属は単体金属として析出するのではなく,ナノサイズの貴金属と銀との二元系合金として存在することがわかった。本手法により作製した貴金属合金触媒の触媒活性評価の一つとして,各種触媒を用いた化学析出法による酸化亜鉛薄膜の形成をおこなった。貴金属触媒の種類によりZnO膜の配向性および結晶の大きさに違いが見られた。従来工業的に使用さえてきたPd触媒では配向性が認められず,大きな結晶粒子が析出する。一方,Pd-Ag触媒では,c軸配向性が認められ,微細な結晶粒子が析出することがわかった。また,断面観察から従来の触媒では基板/ZnO膜界面に欠陥が多数見られるが,Pd-Ag触媒では界面に欠陥は認められず,緻密な皮膜が得られている。これらの違いは,Pd単体触媒に比べてPd-Ag合金触媒が高活性であるため,結晶成長初期に均一な反応が起こったためと考えられる。このように置換析出という簡便な手法を用いてナノサイズの合金触媒を形成することで,高活性な触媒を作製することができる。
白血病の原因となる融合遺伝子mRNAを標的とするリボザイムの設計

私共は、t(8;21)転座型白血病融合遺伝子AML1-MTG8をモデルとして、融合mRNAのみを選択的に切断するリボザイムを設計している。融合点近傍を標的とするDNA/RNAキメラリボザイムは、リボザイム活性とアンチセンス効果を合わせ持ち、白血病細胞株の核内で強力にAML1-MTG8 mRNAを切断し、さらにAML1-MTG8蛋白質産生を抑制した。しかし、DNA/RNAリボザイムやアンチセンスオリゴの抑制効果は一過性であるため、連続投与が必要である。そこで、リボザイムを細胞内で継続的にかつ効率よく働かせる発現ベクターを得る目的で、RNA発現カセットの検討を行った。RNAポリメラーゼIIおよびIIIプロモーターを含む、即ちCMV、プロモーターの4種類の発現カセットを用い、それぞれリボザイムを白血病細胞内で発現させ、発現量、localization、AML1-MTG8mRNA切断効率について検討した。CMVプロモーター/polyAシグナルを持つ発現カセットを用いてリボザイムを白血病細胞に導入し発現させると、リボザイムの発現量に比例して、72時間までAML1-MTG8 mRNAが減少した。標的部位の配列を組み込んだルシフェラーゼレポーター遺伝子を作製し、CMV/リボザイムの切断活性をレポーターアッセイしたところ、CMV/リボザイムはAML1-MTG8を特異的に認識し、AML1およびMTG8は切断しなかった。U1 snRNA、U6 snRNA、tRNAプロモーターを用いた場合、リボザイムの発現量は多いにもかかわらず、有効なAML1-MTG8 mRNAの切断は見られなかった。これらの転写産物は主に核内に蓄積しており、AML1-MTG8 mRNAとcolocalizeしないため、切断効果を示さないと考えられる。したがって、リボザイムが有効に機能するためには、その発現量よりは標的mRNAとcolocalizeすることが必要であることが示唆された。一方、in vivoでの効果を解析するための白血病モデルマウスの作製は、これまでにカテプシンG・テトラサイクリントランスアクチベーター(Tet TA)のトランスジェニックマウス、及びTetオペレーター・AML1-MTG8トランスジェニックマウスを得た。現在これらを交配し、F1マウスを作製中である。
視床下部における低酸素と情動行動の相互作用の分子病態学的検討

Autoertic asphyxiaは低酸素によって性的興奮を獲得する性癖を持つhypoxiophilia、asphyxiophyliaと言われる一種の性的倒錯者に見られる過失による死亡と言われているが、そのメカニズムは不明である。そこで、ラットに低酸素下で性的刺激を与え、脳機能の変化および低酸素に対する耐性の変化について検討した。その結果、性的刺激は視床下部におけるHSP70やORP150といったストレスタンパクのmRNA発現を低下させた。すなわち、低酸素に対する耐性を減弱させる可能性が示唆された。一方で、低酸素下での性的刺激はオキシトシン分泌を有意に増加させたが、同時にACTH分泌も増加させ、性的興奮は増加するが性的機能は減弱させる可能性が示唆された。これらの結果より、いわゆるautoerotic asphyxiaは単なる過失ではなく、低酸素下での性的機能および興奮の変容により、性的興奮を求めるためにさらなる過激な行為へ移行すると同時に、脳の低酸素に対する耐性の減弱が商事、行為中に低酸素によって意識障害等の窒息行為からの離脱を困難にする状態に陥っている可能性が示唆される。また、同時に心臓での検索を行ったところ、性的刺激によって心筋虚血に対する抵抗性や心負荷の変容が認められた。このことは、性行為中の突然死のメカニズムを解明する端緒となる可能性が考えられ、これらの死亡が単なる病死ではなく分子病態学的に死亡が説明でき、法医学的、社会医学的にも重要な事項であろう。
児童生徒のSNS利用行動と友人関係：「現代的」特徴の多義性をふまえた検討と応用

児童生徒の友人との交流でSNS利用が主流となりつつある現在の動向を踏まえると,子どもの発達過程が大きく変容する可能性が示唆されている。そこで本研究では,「子どものSNS利用と発達との関連を問う」ことを学術的な問いとして掲げ,SNS利用行動と友人関係との関連を,特に「やさしい友人関係」とも言われる現代的な特徴に注目して検討することを第1の研究目的とする。第2の目的は,社会貢献の一環として,得られた実証的知見を応用し,教師等を対象とする研修プログラムの作成と評価を行うこととする。
人工骨髄の構築による新しいB細胞分化系の確立

B細胞は骨髄の微細環境下で骨髄幹細胞から分化する。in-vitroのB細胞培養系において、ストローマ細胞は骨髄微細環境のかわりができ、インターロイキン7(IL7)の存在下でプレB細胞の増殖をサポートする。我々はこのin-vitroの培養系においてプレート上のストローマ細胞は骨髄微細環境を代替するには不十分であると考え、ストローマ細胞から骨への細胞分化を誘導できるハイドロキシアパタイト(HA)を培養系に応用した。HAをストローマ細胞でおおった後、その上で骨髄細胞と脾臓細胞をIL-7の存在下で培養した。7日後、新しいプレB細胞のポピュレーションが現れた。2)7週令のマウスの脾臓由来のプレB細胞が得られたことは、成体マウスの脾臓から得られたプレB細胞としてその特徴を明らかにできた初めての実験例である。すべての確立したプレB細胞は未熟B細胞(IgM^+)へ分化できた。我々はHAの構造がIL7応答性の未安定なプレB細胞を安定化させることにより新しいポピュレーションが得られたと考えている。
嗅覚系におけるアポトーシス誘導機構に関する研究

c-Fosなどのimmediate early gene(IEG)は外的刺激や薬剤などによる変性に対して最初に発現が誘導され,細胞の分裂,増殖,成長などに関与している.神経細胞の変性においても,IEGの発現が観察され,アポトーシスの誘導に関与していると考えられている.本研究では中枢神経系において唯一成長後もturnoverが起こるとされている,嗅神経系でのIEGsおよびアポトーシスの発現を観察した.方法は,中枢神経に変性をおこさせるカイニン酸の腹腔投与の後,ラット嗅神経系を用いてどのように神経細胞死誘導がおこり,それがIEGの発現とどのような関係があるかを免疫組織化学的手法を用いて経時的に調べた.嗅球においては12時間後にc-Fosの発現のピークがあり,嗅球の顆粒細胞層の顆粒細胞の核に発現が観られた.また,梨状葉皮質においても第三層の神経細胞の核に同様の発現ピークがあった.一方,嗅球におけるアポトーシスの発現をTUNEL法により検出すると,ピークは4日後で,c-Fosの発現部分と同一部に陽性細胞が観られた.梨状皮質も同様であった.発現細胞数の経時的変化は両者とも同様の推移を示した.その他のIEGs(Fos B,Fra-2,Egr-1)については統計学的に有為な変化はみられず,局在も嗅神経系のみならず他の皮質でも観られた.以上より,カイニン酸の腹腔投与によりラットの嗅神経系-嗅球の顆粒細胞層および梨状葉皮質にアポトーシスが誘導されることが確認され,また,今回観察したIEGsではc-Fosのみにピークをもつ推移が観察された.他の実験系においても,c-Fosはアポトーシスに先立って発現が観られることから,ラットの嗅神経系においても関連があると考えられる.したがってc-Fosは嗅覚系においてもアポトーシスに先だって発現しアポトーシスの誘導に関与していると思われる.1.カイニン酸の腹腔投与によるアポトーシス発現を、嗅球とその投射先である梨状葉皮質において、TUNEL法(Terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP-biotin nick end labeling)によって検出する実験では、嗅球の顆粒層と、梨状葉皮質にTUNEL陽性細胞を認めた。また、カイニン酸の腹腔投与によるアポトーシス発現を、嗅上皮においても観察したが、少数のTUNEL陽性細胞を嗅上皮に認めるのみであり、これが正常であるかアポトーシスが誘導されたものであるかはさらなる検証が必要であると考えられる。2.カイニン酸の投与ののち、2時間,6時間,12時間,24時間,4日,7日後におけるアポトーシスの発現を経時的に観察したところ、上記1.と同部位にTUNEL陽性細胞が検出され、そのピークは4日であった。3.嗅球の切断によるアポトーシス誘導を,その投射先である梨状葉皮質と末梢神経である嗅細胞において観察したが、切断部とその周囲の細胞にTUNEL陽性細胞が検出された。c-Fosなどのimmediate early gene(IEG)は外的刺激や薬剤などによる変性に対して最初に発現が誘導され,細胞の分裂,増殖,成長などに関与している.神経細胞の変性においても,IEGの発現が観察され,アポトーシスの誘導に関与していると考えられている.本研究では中枢神経系において唯一成長後もturnoverが起こるとされている,嗅神経系でのIEGsおよびアポトーシスの発現を観察した.方法は,中枢神経に変性をおこさせるカイニン酸の腹腔投与の後,ラット嗅神経系を用いてどのように神経細胞死誘導がおこり,それがIEGの発現とどのような関係があるかを免疫組織化学的手法を用いて経時的に調べた.嗅球においては12時間後にc-Fosの発現のピークがあり,嗅球の顆粒細胞層の顆粒細胞の核に発現が観られた.また,梨状葉皮質においても第三層の神経細胞の核に同様の発現ピークがあった.一方,嗅球におけるアポトーシスの発現をTUNEL法により検出すると,ピークは4日後で,c-Fosの発現部分と同一部に陽性細胞が観られた.梨状皮質も同様であった.発現細胞数の経時的変化は両者とも同様の推移を示した.その他のIEGs(Fos B,Fra-2,Egr-1)については統計学的に有為な変化はみられず,局在も嗅神経系のみならず他の皮質でも観られた.以上より,カイニン酸の腹腔投与によりラットの嗅神経系-嗅球の顆粒細胞層および梨状葉皮質にアポトーシスが誘導されることが確認され,また,今回観察したIEGsではc-Fosのみにピークをもつ推移が観察された.他の実験系においても,c-Fosはアポトーシスに先立って発現が観られることから,ラットの嗅神経系においても関連があると考えられる.したがってc-Fosは嗅覚系においてもアポトーシスに先だって発現しアポトーシスの誘導に関与していると思われる.