hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
両生類初期胚における分化方向決定の分子機序

イモリ胚を用いてシュベーマンが神経誘導現象を発見して以来、分化誘導現象の解明は発生学の主要課題となっている。過去数多くの研究がなされてきたにもかかわらず、誘導物質あるいは受容体の実態に関してはほとんど判っていない。本研究では分子レベルでこれらの点について検討し、以下のような興味深い結果を得た。1.予定外胚葉外植体において、オーガナイザの持つ神経誘導作用を植物レクチンのひとつコンカナバリンAが完全に置換しうることを発見した。また、予定外胚葉内側面の細胞表面に誘導刺激受容体が存在することを検証した。2.可視的な分化の指標である形態形成が観察される以前に起こると思われるタンパク質レベルでの変化を検討する目的で2次元ゲル電気泳動法により分析を行った。発生時期に応じて表皮および神経組織に特異的と思われる新生タンパク質が観察された。3.オーガナイザーの神経誘導物質は高マンノース型糖ペプチドに親和性を示す物質として細胞質と細胞間隙に存在することが推測された。4.神経誘導刺激のレセプター糖タンパク質を解析する目的で、予定外胚葉表層から酵素誘導刺激により得た糖鎖を高速液体クロマトグラフィーで分析した。結果は、約30種ある糖鎖のうち少なくとも2種は高マンノース型であった。5.予定外胚葉から神経誘導刺激受容体を含むと思われる粗タンパク画分を抗原にして、モノクローン抗体を作成した。その結果、神経誘導刺激受容体が局在する原腸胚外胚葉内側表面だけを認識するクローンを得た。6.コンカナバリンAが初期原腸胚の腹方正中中胚葉を背方化することを発見した。この時中胚葉細胞におけるコンカナバリンAの作用部位は神経誘導の場合と異なり、細胞質器官と推定された。両生類原腸胚の予定外胚葉は正常発生ではオルガナイザー域の誘導作用により,主として神経組識に分化するが,ポテンシャルとしては全能性をもち,作用物質のちがいにより,神経(外胚葉),表皮(外胚葉),筋肉,脊索,血球(中胚葉),腸管(内胚葉)への分化が可能である.高田,竹島らの研究により,オルガナイザーの誘導作用は,ConAにより完全に置換しうることが明かになり,誘導物質がConAと少くとも一部類似のタンパクである可能性が高くなった.本年度はConAの特異的レセプターの分離と同定を一つの目的とし,ConAと特異的に結合する糖蛋白の分離・精製を行い,現在数種の候補を得ている.別の実験から,糖部分は多価マンノーズのオリゴ糖であることが明かになったので,最近,高橋が開発した"二次元液体クロマトグラフスィー"(殆んどの多糖数が同定できる極めて有用な技術)を用いて現在同定が進行中である.また,糖部分のモノクローン抗体を作成,これを用いて糖蛋白の型でレセプターの分離が進行しており(木全),レセプターの単離とその遺伝子構造の決定も間近かとなった.一方,大沢,武藤,山尾らは,ConAにより誘導される核遺伝子の経時的発現のプロセスを追っているが,現在神経化の初期段階のみに発現するタンパク遺伝子の存在をつきとめ,目下解析中である.予定外胚葉の中胚葉誘導については浅島が精力的に研究を展開し,フナウキブクロ中に存在する極めて強い中胚葉誘導代をもつ糖蛋白をほとんど純化し,アミノ酸分析,糖の分析を行った.糖部分には,キシローズとグルコースをもつことが明かとなったが,このような糖をもつタンパクは,動物からはまだ発見されていない.オルガナイザーの有効物質の単離も,オリゴ糖カラムを用いて進行中である.

イモリ胚を用いてシュペーマンが神経誘導現象を発見して以来、分化誘導現象の解明は発生学の主要課題となっている。過去数多くの研究がなされてきたにもかかわらず、誘導物質あるいは受容体の実態に関してはほとんど判っていない。本研究では分子レベルでこれらの点について検討し、以下のような興味深い結果を得た。1.予定外胚葉外植体において、オーガナイザの持つ神経誘導作用を植物レクチンのひとつコンカナバリンAが完全に置換しうることを発見した。また、予定外胚葉内側面の細胞表面に誘導刺激受容体が存在することを検証した。2.可視的な分化の指標である形態形成が観察される以前に起こると思われるタンパク質レベルでの変化を検討する目的で2次元ゲル電気泳動法により分析を行なった。発生時期に応じて表皮および神経組織に特異的と思われる新生タンパク質が観察された。3.オーガナイザーの神経誘導物質は高マンノース型糖ペプチドに親和性を示す物質として細胞質と細胞間隙に存在することが推測された。4.神経誘導刺激のレセプター糖タンパク質を解析する目的で、予定外胚葉表層から酵素処理により得た糖鎖を高速液体クロマトグラフィーで分析した。結果は、約30種ある糖鎖のうち少なくとも2種は高マンノース型であった。5.予定外胚葉から神経誘導刺激受容体を含むと思われる粗タンパク画分を抗原にして、モノクローン抗体を作成した。その結果、神経誘導刺激受容体が局在する原腸胚外胚葉内側表面だけを認識するクローンを得た。6.コンカナバリンAが初期原腸胚の腹方正中中胚葉を背方化することを発見した。この時中胚葉細胞におけるコンカナバリンAの作用部位は神経誘導の場合と異なり、細胞質器官と推定された。
ナノスケールのプラズマ微細加工技術開発のためのプラズマ・固体表面相互作用の研究

半導体集積回路デバイス作製などに不可欠のプラズマを用いた微細加工(プラズマエッチング)における,微細パターン底面・側壁のナノスケールの微小な形状異常や寸法誤差,特に,ナノスケールの表面ラフネス(凹凸)について,プラズマ・プロセス実験と数値シミュレーション(モンテカルロ法をベースとした独自の原子スケールセルモデル,分子動力学法)を駆使して,発現機構を解析・モデル化し,その制御法を考察した.半導体集積回路デバイス作製などに不可欠のプラズマを用いた微細加工(プラズマエッチング)における,微細パターン底面・側壁のナノスケールの微小な形状異常や寸法誤差,特に,ナノスケールの表面ラフネス(凹凸)について,プラズマ・プロセス実験と数値シミュレーション(モンテカルロ法をベースとした独自の原子スケールセルモデル,分子動力学法)を駆使して,発現機構を解析・モデル化し,その制御法を考察した.ナノスケールのプラズマ微細加工技術開発のためのプラズマ・固体表面相互作用について,実験・シミュレーションの両面から,プラズマエッチングにおける表面ラフネス(凹凸)形成機構の解明と,エッチング反応生成物の電荷状態の解明を進めた.[1]モンテカルロ法をベースとした原子スケールセルモデル(ASCeM)によるプラズマ・表面相互作用シミュレーションについて,これまでのCl_2,Cl_2/O_2プラズマによるSiエッチングに加え,HBr,HBr/O_2プラズマによるSiエッチングのモデルを新たに構築した.そして,[2]ASCeMと古典的動力学(MD)シミュレーションにより,Siエッチングにおける表面ラフネスのガス種依存性を調べ,Br系よりCl系プラズマの方がラフネスが大きく,さらに0混合によりラフネスが増大することを明らかにした.また,[3]マスクパターン構造の差異により生じるエッチング形状の違いについて,ASCeMモデルを用いて調べ,ライン端ラフネス(LER)・ライン幅ラフネス(LWR)の形成機構を考察した.[4]BCl_3混合プラズマ(BCl_3, BCl_3/O_2, BCl_3/Cl_2, BCl_3/Ar)によるHfO_2エッチングについて,電子サイクロトロン共鳴(ECR)と誘導結合型プラズマ(ICP)でのエッチング特性を調べた結果,ECRとICPでは特性が異なり,電荷を有する反応生成物形成の可能性を示唆する特性(基板バイアス/イオンエネルギー増大とともに,エッチング→堆積に遷移)は,ECRでは生じるが,ICPでは得られないことがわかった.今後の研究進展により,反応生成物の電荷状態解明につながることが期待できる.ナノスケールのプラズマ微細加工技術開発のためのプラズマ・固体表面相互作用について,実験・シミュレーションの両面から,プラズマエッチングにおける表面ラフネス(凹凸)形成機構の解明と,エッチング反応生成物の電荷状態の解明を進めた.具体的には, [1]モンテカルロ法をベースとした原子スケールセルモデル(ASCeM)を駆使して,入射イオンエネルギー・フラックス,および中性ラジカル/イオンフラックス比を変化させた場合のプラズマ加工形状・表面ラフネスのパターン幅依存性をシミュレーし実験と比較することにより,ナノスケールの形状・ラフネス形成における局所微細パターン内表面でのイオン反射の影響を明らかにした.[2]古典的動力学(MD)法に関して,イオンの斜め入射,およびラジカルの同時入射を考慮した改良モデルを構築し,エッチング基礎特性(エッチング収率,表面反応層,ラフネス)について,改良MDモデルがプラズマ実験をよく再現することを明らかにした.[3]基板表面のシースを含むプラズマ状態をシミュレートする粒子モデル(PIC/MC)をベースに,基板表面からイオン・電子が脱離する場合のプラズマおよび表面への影響をモデル化した.[4] Cl_2系プラズマによるSiエッチング,およびBCl_3系プラズマによるHfO_2エッチングについて,基板へのパルスバイアス印加によって基板表面から脱離する反応生成物(イオン,中性粒子)の組成と動的挙動を,四重極質量分析を用いて調べた.これらの実験・シミュレーションの成果は,プラズマナノ加工における表面ラフネスと反応生成物の統一的機構解明と制御につながるナノスケールのプラズマ微細加工(プラズマエッチング)におけるプラズマ・固体表面相互作用について,実験・シミュレーションの両面から,表面ラフネス(凹凸)形成機構と,エッチング反応生成物の電荷状態に関する研究を進めた.具体的には,[1]モンテカルロ法をベースとした原子スケールセルモデル(ASCeM)を用いて,Cl_2プラズマによるSiエッチングとArプラズマによるSiスパッタリングによるプラズマ加工形状・表面ラフネスを比較した.その結果,イオン入射エネルギー・角度・フラックスが同じ場合,Cl_2プラズマエッチングにおける表面ラフネスの方が大きく,ラフネス形成におけるイオンと中性ラジカルの相乗効果(微小凹凸構造内表面におけるイオン散乱の効果の増進)の重要性を明らかにした.[2]古典的分子動力学(MD)法を用いて,Cl_2,Br_2プラズマによるSiエッチングにおいて表面から脱離する反応生成物の組成と速度分布の,イオン入射エネルギー・角度および中性ラジカル/イオンフラックス比に対する依存性を調べた.その結果,イオン入射角度が大きくなると(斜入射になると),低次の反応生成物がイオン入射に対して反対方向に脱離することが明らかとなり,実際のプラズマエッチングにおけるパターン側壁形成における反応生成物再堆積の挙動を示唆した.[3]プラズマ流体モデルと粒子モデルを用いて,Cl_2,BCl_3プラズマから基板表面に入射する反応粒子の挙動を解析し,さらにSi,HfO_2エッチング反応過程を現象論的表面反応速度モデルにより解析した.実験結果との比較により,電荷を有する反応生成物のエッチング速度への影響を明らかにした.
硝化-脱窒を伴わない自家熱型高温好気消化プロセスの解明と応用

本研究ではユニークな自家熱型高温好気消化において「ベンチュリ式通気撹拌の酸素供給特性と大きな剪断力により,好適な一部細菌群の優先的増殖と感受性菌群の死滅が誘起され,槽内環境変化と連動した細菌叢の劇的遷移が生じる」ことを証明するために下記の3点を明らかにする.(1)最終フェーズで優勢となる難培養性好熱性細菌群の顕微蛍光マニピュレーターを用いた液系分離と諸性質の解明(2)ラボスケールで設計したベンチュリ式通気撹拌装置が主要分離菌と硝化菌,脱窒菌の増殖と複合微生物系形成に及ぼす影響の解明(3)ベンチュリ式通気撹拌装置の酸素供給や機械的剪断力等の培養工学的特性の解明本研究ではユニークな自家熱型高温好気消化において「ベンチュリ式通気撹拌の酸素供給特性と大きな剪断力により,好適な一部細菌群の優先的増殖と感受性菌群の死滅が誘起され,槽内環境変化と連動した細菌叢の劇的遷移が生じる」ことを証明するために下記の3点を明らかにする.(1)最終フェーズで優勢となる難培養性好熱性細菌群の顕微蛍光マニピュレーターを用いた液系分離と諸性質の解明(2)ラボスケールで設計したベンチュリ式通気撹拌装置が主要分離菌と硝化菌,脱窒菌の増殖と複合微生物系形成に及ぼす影響の解明(3)ベンチュリ式通気撹拌装置の酸素供給や機械的剪断力等の培養工学的特性の解明
使用説明書の標識化とそれによる手順理解の支援に関する認知心理学的研究

標識化の学習支援効果について、筆者が行ってきた研究から、標識化が基準となる構造形式を明示すること、受け手の構造化方略を支援し構造的理解を質的に高めること、が示されてきた。標識化の学習支援効果が順序構造の理解においても認められたことから、使用説明書の手順理解においても、同様の効果が予想された。そこで、平成12年度に使用説明書の標識化が手順構造の理解におよぼす効果を検討したところ上記の予想を確認したため、平成13年度では、この効果が高齢者にも認められるかどうかを検討した。なぜなら、高齢者の住まいでは手順が一層複雑化し、手順理解の支援が課題になってきたためである。前期高齢者60名(長谷川式知能検査で21点以上)を30名ごとに2群を構成し、一方を標識有条件、他方を標識無条件とした。住居設備品(「照明器具の取付」)の使用説明書を課題に用い、手順の切れ目を標識化したタイプと、手順をそのまま表現したタイプとを作成した。標識化の有無以外は同一である。手順理解を評価するために、理解テストとして、手順の配列課題、手順の再構成課題等を行った。被験者の遂行を得点化し、条件差を検討した。その結果、標識化が手順理解に効果をおよぼすことが示された。なお、平成12年度の結果とを併せて総合的に検討したところ、次の結果が導き出された。1)手順理解に標識化効果が認められる。2)また、高齢者は大学生に比べ劣るものの、標識化効果が認められる。3)そこには、特に修正方略が重要な役割を果たしていることが明らかになった(研究成果は、日本心理学会第65回大会ワークショップ「手順の習得と生活環境デザイン」、ならびに、同シンポジウム「説明研究の展開-取扱説明から考える-」において発表された)。標識化の学習支援効果についての知見が蓄積されつつある。一般に、使用説明書では、手順が切り替わる際にステップの切れ目は明示されない。しかし、それを見逃してしまうと、手順構造をとらえることができなくなる。標識化は文章の構成構造を強調し受け手の知識獲得を支援すると示唆される。これまで、筆者の一連の研究から、標識化が基準となる構造形式を明示し順序構造のズレを明示すること、受け手の読解方略を変更させ構造方略を促すこと、受け手による修正方略の使用を支援し順序構造の理解を質的に高めること、が示された。標識化の学習支援効果が順序構造の理解においても認められたことから、使用説明書の手順理解においても、同様の効果が予想される。そこで、使用説明書の標識化が手順構造の理解に支援的な効果をもたらすかどうかを検討するために実験を計画した(平成12年度の目的)。大学生50名を25名ごとに2群を構成し、一方を標識有条件、他方を標識無条件とした。住居設備品(「照明器具の取付」)の使用説明書を課題に用いた。使用説明書には、手順の切れ目を標識化したタイプ(標識有タイプ)と、手順をそのまま表現したタイプと(標識無タイプ)とを作成した。手順理解を評価するために、理解テストとして、標識の再認課題、手順の配列課題、手順の再構成課題を行った(以下では、配列課題の結果を中心に説明)。被験者の配列が正順とどれくらい相関しているかを得点化した上で、条件差を検討した。その結果、配列課題の結果からは、標識化が手順理解に効果をおよぼすことが示され、標識化の学習支援効果が検証された。他の課題での検討がこれからの課題である。また、それらを総合的に検証した上で、高齢者を被験者にした実験につなげることが平成13年度の目標である。

3)そこには、特に修正方略が重要な役割を果たしていることが明らかになった(研究成果は、日本心理学会第65回大会ワークショップ「手順の習得と生活環境デザイン」、ならびに、同シンポジウム「説明研究の展開-取扱説明から考える-」において発表された)。
超伝導複合材料の内部ひずみと臨界電流のその場測定法の開発および相関定量評価

X線回折その場ひずみ測定法の開発と実験結果に基づくモデリングにより、超伝導複合テープの熱応力・外部応力による内部ひずみ変化とその超伝導特性との相関定量評価法の構築を目的として研究を行った。Bi2223系複合テープにおける、残留ひずみ集積過程、臨界電流とn値の引張/曲げひずみ依存性、負荷ひずみ下で誘発される試料ごとに異なる損傷に起因する臨界電流分布とその統計的性質、負荷ひずみ下での臨界電流とn値の試料長さ依存性、臨界電流の耐ひずみ特性に及ぼすラミネーション複合化効果などを解明・定量化した。本年度は、放射光を利用した実験として、室温における残留歪量の定量評価と、そのデータを利用した複合線材の製造熱履歴における応力状態解析に基づく内部歪評価手法の定量的精度評価をおこない、ミクロな損傷集積モデルによる破壊シミュレーションの外部境界条件としての平均構造評価として従来おこなわれている熱残留歪解析の妥当性を検証するとともに、これらの取得データをもとに次年度以降に計画されている動作温度(液体窒素温度)における歪分布の実測と、それを利用した損傷集積モデルによる超伝導電流劣化機構のモデル化のための準備として、実験条件および実験装置の詳細設計を年度後半に進めた。主な成果は以下のように要約される。(1)放射光を利用した回折実験により、Bi2223超伝導テープ中の超伝導電流輸送を担うBi2223フィラメントの室温での残留歪みを測定し、その解析から、冷却過程で残留歪みが集積し始める温度の同定に成功するとともに、その後の温度履歴に伴う残留歪みの変化を初めて明らかにした。また、本結果から77Kでの残留歪みを算出し、臨界電流の耐歪み特性を予測し、実験的にその妥当性を証明した。これらの成果は超伝導材料分野で初めてのもので、国際会議(MEM06)で高く評価され、その後著名雑誌に掲載された。(2)破壊シミュレーション研究を進め、臨界電流の局所分布と試料全体の臨界電流の相関のモデル化し、フィラメントの破壊歪みと残留歪みの差が損傷誘起パラメータとして有効なことを明らかにした。またこれにより、曲げ変形における試料長手方向の損傷誘起パラメータの分布を評価する手法を提案した。これらの成果は国際会議(ISS2006)で発表し、著名雑誌に論文掲載が決定している。(3)並行して、次年度以降に予定している77Kでの内部歪み測定に向けて、X線装置の詳細設計を行い、組み立てた。本年度は、主として室温における残留歪量のX線回折による定量評価と、そのデータを利用した複合線材の製造熱履歴における残留歪集積プロセスのモデル化を行った。また併せて、室温と77Kの温度差で線膨張率の評価も試みた。(1)高臨界電流を持つBi2223複合テープおよび抽出したフィラメントの放射光を利用した回折実験により、複合テープ中のBi2223フィラメントの室温残留歪を測定し、弾・塑性力学と組み合わせて、冷却過程で残留歪集積開始温度を563Kと同定した。また室温から77Kへの冷却、77Kから室温への加熱過程での銀の引張・圧縮降伏挙動がBi2223フィラメントの歪ヒステレシスに及ぼす影響を定量的に把握した。(2)本結果から77Kでの残留歪を計算で算出し、77Kでの臨界電流の耐歪特性を予測する方法を提案した。この方法で予測した値は、実測した臨界電流の引張負荷歪依存性と良い一致を示した。(3)フィラメント単独での破壊歪と複合テープ中でのフィラメントの残留歪の差を損傷誘起パラメータとして用い、フィラメントが銀に埋め込まれたコア部の幾何学的形状と組み合わせることによって、Bi2223複合テープの臨界電流の曲げ歪依存性を精度良く説明できることを示した。(4)高臨界電流のBi2223超伝導複合テープと高弾性のステンレス鋼とのラミネート化による臨界電流の耐歪特性向上は知られてはいるが定量的な説明はこれまでなされてこなかった。この問題に対して、X線回折と弾塑性力学解析を行い、ラミネーションはフィラメント軸方向の圧縮熱残留歪増加と破壊モードの変化を引き起こす効果を持つことを初めて定量的に示した。本年度は、室温から77Kにおけるフィラメント系のBi2223テープ材およびコーテッド系のDyBCOテープ材の残留ひずみのX線回折による定量評価とその集積過程の解析を行うと共に、残留ひずみと超伝導相の破壊ひずみを組み合わせたモデリングによる負荷ひずみ下での臨界電流の負荷ひずみ依存性ならびに臨界電流値分布の解析を行った。(1)ステンレスフォイルラミネートおよび非ラミネートBi2223複合テープおよび抽出したフィラメントの放射光を利用した回折実験により、複合テープ中のBi2223フィラメントの残留ひずみを評価し、ラミネートが圧縮残留ひずみを約0.1-0.2%増大する効果を持つことを初めて証明した。

(2)これらの残留ひずみおよび応力-ひずみ曲線から評価した破壊ひずみと、フィラメントの埋め込まれたコア部の幾何学的形状を組み込んだモデルを用いて、曲げひずみ下での臨界電流のひずみ依存性を予測し、実験で本アプローチの妥当性を証明した。(3)破壊ひずみと残留ひずみの差を試料毎および試料内の位置で変動するパラメータとして、臨界電流分布を定量化するモデルを提案した。このモデルを実験結果に適用し、このパラメータがワイブル分布にしたがうこと、それを反映して臨界電流もワイブル分布で表現できることを明らかにした。(4)上記結果を用い、長尺試料は臨界電流が異なる短尺試料の集合体として取り扱い、発生電圧加算モデル、モンテカルロシミュレーション法を適用することにより、短尺試料の臨界電流およびn値の分布から、長尺試料の臨界電流とn値の分布を求める方法を提案し、実験でその妥当性を検証した。本手法により、臨界電流分布とn値分布の試料長さ依存性予測が可能になった。(1)本研究では、SPring8の放射光実験で多芯Bi2223系複合材料のひずみ測定を行い、平行して行った微細構造観察、力学試験の結果と突き合わせて、臨界電流の引張・曲げひずみ依存性を記述できるモデルを構築してきた。本年度は実用上極めて重要な不可逆ひずみ近傍でのひずみ及び臨界電流測定、およびこれまで提案してきた損傷進展量と臨界電流を結びつけたdamage strain parameterアプローチを展開して、臨界電流の不可逆ひずみおよび平均不可逆ひずみ近傍での臨界電流分布の高精度評価法を構築した。(2)同じ応力環境であっても、臨界電流は試料長さが長くなると低下する現象については、超伝導から常伝導に遷移する際に発生する電圧に着目し、モデル化を進めてきた。今年度は、このモデルに、Bi2223フィラメントが埋め込まれているコア部の形状、試料長さ方向の引張ひずみ分布、モンテカルロ法を組み合わせて、短尺試料の臨界電流および超伝導から常伝導への遷移の鋭さを示すn-値から長尺試料の臨界電流分布を予測する方法を構築した。(3)曲げひずみで損傷を受けたBi2223超伝導テープの臨界電流は、3パラメータワイブル分布で表現できることは知られていたが、その理由は明らかではなかった。本研究では、残留ひずみとフィラメント単独での破壊ひずみを組み合わせて、損傷進展が試料ごとに異なる現象を定量評価できる方法を考案し、コア形態のモデル化を行って、臨界電流分布を記述できる手法を開発した。これにより、曲げ損傷を受けたテープの臨界電流分布が3パラメータワイブル分布で表現できることを初めて明らかにした。(4)DyBCOコーテッドコンダクターのクラッキング現象と臨界電流との関係をクラックでの電流迂回モデルで定量的に記述できることを明らかにするとともに、臨界電流低下とn値低下の相関を高精度に再現できることを示した。
地球環境変化のもとで起こる植物進化の実験的シミュレーション

大気CO2濃度上昇が植物の光合成、成長、繁殖機能に与える影響、植物の進化応答機構を明らかにすることを目的に研究を行った。植物進化の研究に有用と思われるCO2スプリングを4ヶ所発見し、そのうち一つ(八甲田山)について現地のCO2環境と植生記載を行った。とくに7種については,CO2濃度に伴う被度の変化を調べた。ミノボロスゲ,バッコヤナギはCO2スプリングに多く,チシマザサはコントロール地点に多かった。このことは,種によってCO2応答が異なること,CO2が上昇すると植生が変化することを示している(Onoda et al. 2005)。他の3つのCO2スプリングについても現地のCO2濃度などの環境測定および現地に生育している植物の光合成特性を測定した(Onoda et al.投稿中a)。現地から採取した植物(オオバコ・オオイタドリ)を実験圃場にて育成し、光合成特性を比較した(Onoda et al.投稿中b)。2004年度に山形県湯殿山のCO2スプリング周辺と付近のコントロール地点から採取したオオバコ個体を実験圃場の高CO2・低CO2環境の二つの環境で水耕栽培にて育成し、非破壊的に成長を追跡した。相対成長速度を指標とし、各地点・各生育CO2濃度における上位3個体から自殖種子を回収し、2005年に同様の育成実験を行った。採取した時点(2004年の実験)ではCO2スプリング由来個体の相対成長速度が高かったが、選抜個体の子供世代では、由来間の違いはほとんどなくなっていた。このことは、CO2スプリング、コントロールの両地点の集団に潜在的に相対成長速度が高い個体が存在していることを示唆する。大気CO2濃度上昇が植物の光合成,成長,繁殖機能に与える影響,植物の進化応答機構を明らかにすること;長い間,高CO2環境に曝されてきたと考えられるCO2スプリングの周辺に生育する植物を採取し,その光合成特性を調べ,それが遺伝的に固定されているかを明らかにすること;世代時間が短い植物を用いて,人為選択や交配による強い淘汰圧をかけ,このような植物の成長において,器官間のバイオマス分配,葉の解剖学的性質,光合成系タンパク質分配をを調べること;高CO2濃度条件下で成長を最大にする植物の性質をモデルによって予測し,選抜した植物は,高CO2濃度下で最適にふるまうようになるかを明らかにすることを目的にして研究を行った.(1)八甲田山・月山のCO2スプリング周辺のCO2濃度分布と季節変化,そこに生育する植生を調査し,その対応関係を調べた.調査は5月から9月にかけて行った.(2)大気CO2濃度によって植物の光合成特性にどのような差異があらわれているか分析した.葉の解剖学的性質,光合成系タンパク質分配を調べた.オオイタドリ,ノリウツギ,チシマザサなど.5月から9月にかけて調査した.(3)5月にCO2スプリング周辺から植物(オオイタドリ・オオバコ)の地下茎を採取し,植物を東北大学実験園に設置されているOTCに移植し,光合成特性の差異が遺伝的に固定されているかどうかを解析した.(4)オオバコ・シロイヌナズナなど世代時間の短い植物をOTCで生育するシステムを構築した.大気CO2濃度上昇が植物の光合成,成長,繁殖機能に与える影響と植物の進化応答機構を明らかにすること;長い間,高CO2環境に曝されてきたと考えられるCO2スプリングの周辺に生育する植物の光合成特性を調べ,それが遺伝的に固定されているかを明らかにすること;世代時間が短い植物を用いて,人為選択や交配による強い淘汰圧をかけ,器官間のバイオマス分配,葉の解剖学的性質,光合成系タンパク質分配を調べること;高CO2濃度条件下で成長を最大にする植物の性質をモデルによって予測し,選抜した植物は,高CO2濃度下で最適にふるまうようになるかを明らかにすることを目的に研究を行った.(1)八甲田山・月山のCO2スプリング周辺のCO2濃度分布と季節変化,そこに生育する植生を調査し,その対応関係を明らかにする.調査は5月から9月にかけて行った.(2)大気CO2濃度によって植物の光合成特性にどのような差異があらわれているか分析する.葉の解剖学的性質,光合成系タンパク質分配を調べる.オオイタドリ,ノリウツギ,チシマザサなど.5月から9月にかけて調査した.CO2応答に対する土壌,光環境の影響を調べた.(3)5月にCO2スプリング周辺から植物(オオイタドリ・オオバコ)の地下茎を採取し,植物を東北大学実験園に設置されているOTCに移植し,光合成特性の差異が遺伝的に固定されているかどうかを解析した.気孔コンダクタンスの低下,デンプンの蓄積量の低下が見られた.大気CO2濃度上昇が植物の光合成、成長、繁殖機能に与える影響、植物の進化応答機構を明らかにすることを目的に研究を行った。

現地から採取した植物(オオバコ・オオイタドリ)を実験圃場にて育成し、光合成特性を比較した(Onoda et al.投稿中b)。2004年度に山形県湯殿山のCO2スプリング周辺と付近のコントロール地点から採取したオオバコ個体を実験圃場の高CO2・低CO2環境の二つの環境で水耕栽培にて育成し、非破壊的に成長を追跡した。相対成長速度を指標とし、各地点・各生育CO2濃度における上位3個体から自殖種子を回収し、2005年に同様の育成実験を行った。採取した時点(2004年の実験)ではCO2スプリング由来個体の相対成長速度が高かったが、選抜個体の子供世代では、由来間の違いはほとんどなくなっていた。このことは、CO2スプリング、コントロールの両地点の集団に潜在的に相対成長速度が高い個体が存在していることを示唆する。
加齢にともなう排尿障害への早期薬物リハビリテーション介入

加齢に伴う膀胱平滑筋細胞間結合(ギャップ結合)の変化に着目して加齢にともなう排尿障害メカニズムの解明を行った。結果、若年ラットに比べ老齢ラットではギャップ結合蛋白濃度は減少し、膀胱の収縮圧も低下した。膀胱ギャップ結合は、平滑筋細胞の細胞間伝達に重要な役割を果たしていることが示唆された。したがって、ギャップ結合蛋白の減少は、加齢にともなう排尿障害を引き起こす原因の一つと考えられる。加齢に伴い頻尿や尿失禁を伴う過活動膀胱の状態と、一方で膀胱の収縮力が低下する排尿筋低活動の状態を合併する。この相反する現象が加齢に伴う膀胱機能障害の特徴である。そこで、加齢に伴う膀胱平滑筋細胞間結合(ギャップ結合)の変化に着目して、若年ラットと老齢ラットを用いて加齢にともなう排尿障害メカニズムの解明を行った。SD雌性ラット3か月齢(若年ラット)と12か月齢(老齢ラット)を使用した。ウレタン麻酔下に両群の連続膀胱内圧測定を行った。ウレタン麻酔下に、若年ラットを用いギャップ結合乖離薬(Carbenoxolone 3×10-3mol/L)を膀胱内注入して等容量性膀胱内圧測定を行った。膀胱内のギャップ結合蛋白(Connexin 43)をwestern blot法を用いて2群間で比較した。膀胱の形態変化をMasson染色で、connexin 43蛋白の変化を免疫染色で確認した。結果、1)連続膀胱内圧測定で、老齢ラットでは、若年ラットと比較して膀胱収縮圧が27%低下して残尿量の増加を認めた(p <0.01)。2)若年ラットによる等容量性膀胱内圧測定で、ギャップ結合乖離薬膀胱内注入後、収縮圧は徐々に減弱し消失した。ギャップ結合乖離薬をWashoutすると、膀胱収縮は再開した。3)若年ラットに比べ、老齢ラットではconnexin43蛋白濃度が減少した(p < 0.01)。4)老齢ラットでは、若年ラットと比較して膀胱平滑筋が肥大、間質の線維化が増加した。ギャップ結合蛋白の減少は、加齢にともなう排尿障害(排尿筋低活動)発生の原因の一つと考えられる。ギャップ結合乖離薬の膀胱内投与が膀胱収縮を減弱させたことから、膀胱ギャップ結合は、平滑筋細胞の細胞間伝達に重要な役割を果たしていることが示唆される。以上より、加齢に伴う排尿筋低活動は、膀胱ギャップ結合の低下により膀胱収縮の細胞間伝達が障害され引き起こされることが示唆された。加齢に伴う膀胱機能障害の特徴は、過活動膀胱と低活動膀胱という相反現象の併存状態であるが、有効な治療法が無い。本研究では、老齢ラットと若年ラットの膀胱機能の違いを排尿生理実験、神経薬理学的実験、免疫組織学的実験および分子生物学的実験を組み合わせて詳細に検討し、加齢にともなう膀胱機能の経時的変化を明確にすることを目的とした。ウレタン麻酔下に連続膀胱内圧測定を行い排尿のパラメーターを比較した。膀胱のコネキシン43 (膀胱平滑筋細胞間結合蛋白)蛋白定量を行った。結果、1)膀胱内圧測定では、老齢ラットは若年ラットと比較して最大膀胱収縮圧が低下して残尿が増加していた。2)分子生物学的解析では、老齢ラットは若年ラットと比較して膀胱のコネキシン43 (膀胱平滑筋細胞間結合蛋白)蛋白が低下していた。膀胱のコネキシン43蛋白は、平滑筋細胞のペーシング(ペースメーカー)としての役割があり、日内変動または生涯変動があることが示唆されている。したがって、本研究の結果は、低活動膀胱の原因が膀胱平滑筋細胞間結合蛋白が加齢とともに低下することにあることが示唆される。過活動膀胱を代償性機転、低活動膀胱を非代償性機転として経時的変化と捉えることができる。加齢に伴う排尿障害を早期に予防できればアンチエイジング方向での新たな薬剤の開発へ発展する可能性があり、その意義は大きい。そこで、加齢に伴う膀胱平滑筋細胞間結合(ギャップ結合)の変化に着目して、若年ラットと老齢ラットを用いて加齢に伴う排尿障害メカニズムの解明を行った。1.ウレタン麻酔下で両群の連続膀胱内圧測定を行った。2.若年ラットを用いギャップ結合乖離薬(Carbenoxolone 3×10-3 mol/L)を膀胱内注入して等容量性膀胱内圧測定を行った。結果、1.連続膀胱内圧測定で、老齢ラットでは、若年ラットと比較して膀胱収縮圧が27%低下して残尿量の増加を認めた(p <0.01)。2.若年ラットによる等容量性膀胱内圧測定で、ギャップ結合乖離薬を注入後、膀胱収縮圧は徐々に減弱し消失した。ギャップ結合乖離薬をwashoutすると、膀胱収縮は再開した。

3.若年ラットに比べ、老齢ラットではconnexin43蛋白量が22%減少した(p < 0.01)。4.老齢ラットでは、若年ラットと比較して膀胱平滑筋が肥大、間質の線維増生を認めた。ギャップ結合蛋白の減少は、加齢に伴う排尿障害(排尿筋低活動)発生の原因の一つと考えられる。ギャップ結合乖離薬の膀胱内投与が膀胱収縮を減弱させたことから、膀胱ギャップ結合は、平滑筋細胞の細胞間伝達に重要な役割を果たしていることが示唆される。以上より、加齢に伴う排尿筋低活動は、膀胱ギャップ結合の低下により膀胱収縮の細胞間伝達が障害され引き起こされることが示唆された。神経泌尿器科平成24-25年の動物実験において、生理実験、薬理実験、分子生物学的実験、組織実験を行った。結果、膀胱ギャップ結合は、平滑筋細胞の細胞間伝達に重要な役割を果たしていること、加齢にともなうギャップ結合蛋白の減少が、排尿障害(排尿筋低活動)発生の原因の一つである可能性が予定通り解明できた。本研究では、老齢ラットと若年ラットの膀胱機能の違いを排尿生理実験、神経薬理学的実験、免疫組織学的実験および分子生物学的実験を組み合わせて詳細に検討し、加齢にともなう膀胱機能の経時的変化を明確にすることを目的とした。初年度に、生理実験(膀胱内圧測定)と分子生物学的実験(膀胱のコネキシン43蛋白)定量を行い、老齢ラットは若年ラットと比較して最大膀胱収縮圧が低下して残尿が増加していること、膀胱のコネキシン43 (膀胱平滑筋細胞間結合蛋白)蛋白が低下している結果を得たことこは、今回の仮説の根幹となる結果でその意義は大きい。今後は、排尿筋低活動の発生機序となる膀胱平滑筋の分子生物学的、生理学的変化をさらに2年(24カ月齢ラット)まで延長して検討する。PDE-5阻害薬、α遮断薬等の血流を改善する薬剤を使用して、アンチエイジング方向での創薬の開発、早期薬物リハビリテーションが不可逆的排尿筋低活動を予防できるか検討する。今後は、アンチエイジング方向での創薬の開発を目的とした研究に発展させたい。特に、膀胱ギャップ結合を増加させる薬剤または物質が同定できれば、加齢に伴う排尿障害を早期薬物リハビリテーションで予防できることが可能となる。平成24-25年度の研究で排尿筋低活動の原因が解明できたが、経時的変化の解明はまだ施行できておらず、平成26年度最終年度まで研究を継続する必要がある。当初から次年度(最終年度)に500,000円計上、前年度未使用額229,268円と合計して729,268円が次年度使用額となる。成果発表の場として国内学会1回、国際学会の旅費をそれぞれ1回計上、その他ラット、薬品代の消耗品で使いきる予定である。次年度も引き続き、加齢に伴う排尿障害発生の機序の解明のために研究費を利用する。さらに、糖尿病やメタボリック症候群モデルラットの膀胱機能変化を経時的にみた報告でも、当初は過活動膀胱から、やがて低活動膀胱に至る一連の変化が示唆されている。新たな科学研究費の獲得が得られれば、さまざまな原因で低活動膀胱に至る原因を根本的に究明する。
根尖性歯周炎等の口腔内感染巣が易感染性患者の多剤耐性菌感染症に及ぼす潜在的な影響

口腔粘膜上細菌を対象とした研究で,mecAの保有者が造血幹細胞移植期にきわめて多く,このことを歯科のみならず,医科あるいは口腔ケアすなわち口腔感染管理をテーマとする看護の学会で発信した。また,得られた結果について国際学会で発表を行うとともに,結果については論文としてまとめ,国際誌に受理され,発信されるに至った。感染根管の細菌培養は極めて困難であり,培養同定ができたとしても感受性検査までたどり着くことが極めて困難であった。しかし,Enterococcus faecalisを検出した例が多く,VREのリザーバーとしての可能性について今後さらなる研究の必要性が示唆できた。骨髄抑制を伴う抗がん剤治療等で易感染状態に陥る患者は,多種多量の抗生剤による感染管理が行われるが,抗菌剤耐性菌による感染症管理で困難を伴うことが多い。医科の治療前に歯内療法等をはじめとする口腔内感染巣の除去等,歯科治療を行うことは,抗菌剤耐性遺伝子の物理的な除去に繋がっている可能性がある。易感染性患者を対象とした歯内療法等の歯科治療の重要性を示すエビデンスを,口腔内細菌の抗生剤耐性遺伝子の保有状況という切り口で打ち出すことを目的として,研究を進めた。申請者らは,日々の臨床の一環として,造血器腫瘍を中心とした血液疾患患者を対象に根尖性歯周炎等の歯性感染巣除去および管理を行っている。この際に,感染根管から細菌サンプルの採取を行った。また,造血幹細胞移植期に病棟往診を行う中で,口腔粘膜上から細菌サンプルの採取を行った。得られたサンプルについて,培養法にて抗菌薬感受性を調べるとともに,PCR法によりMRSAを規定するmecAの遺伝子の保有状況を調べ,そのデータの蓄積を行った。しかし,Enterococcus faecalisを検出した例があり,VREのリザーバーとしての可能性について今後さらなる研究の必要性が示唆できた。易感染性患者を対象とした歯内療法等の歯科治療の重要性を示すエビデンスを,口腔内細菌の抗生剤耐性遺伝子の保有状況という切り口で打ち出すことを目的として,研究を進めている。研究の遂行に当たり,倫理委員会の承認を得た。得られたサンプルについて,培養法にて抗菌薬感受性を調べるとともに,PCR法によりMRSAあるいはVREを規定するmecA,vanAおよびvanB等の遺伝子の保有状況を調べ,そのデータの蓄積を行った。歯科のみならず,医科あるいは口腔ケアすなわち口腔感染管理をテーマとする看護の学会にも積極的に参加し,資料および情報収集を行った。また,得られた結果について国際学会で発表を行うとともに,結果の一部については論文としてまとめ,国際誌に受理され,発信されるに至った。平成24年度の研究実施計画内容を予定通り達成している。引き続き血液疾患患者を対象としてMRSAあるいはVREの抗菌剤耐性を規定するmecA,vanAおよびvanB等の遺伝子の保有状況を調べ,そのデータ蓄積を継続する。血液・腫瘍内科の協力を得て,易感染状態の血液疾患患者における抗菌剤耐性菌検出状況のデータを得る。遺伝子の保有状況と耐性菌の保菌状況あるいは感染症の発生状況を比較検討し,全身的な抗菌剤耐性菌感染との関連を明らかにする。得られた結果を関連学会で発表する。歯科の関連学会のみならず,白血病治療学の中心的な学会の一つである造血細胞移植学会等,医科への学会発表を積極的に行なう。日ごろの血液・腫瘍内科とのカンファレンスとともに,医科学会での学会発表で得られた意見等を参考とし,医科の国際学術誌を念頭において論文を作成し,投稿を行い,掲載されるようにする。今後の研究の推進方策にしたがって研究費を使用する。

細菌培養検査(抗菌薬感受性検査含む),mecA,vanAおよびvanB等の遺伝子検出に必要なPCR法に用いる試薬,データ蓄積に必要なデータベースの構築,資料・情報収集旅費,成果発表旅費,論文作成・投稿費等への研究費の使用を予定する。
DBDプラズマアクチュエータ支援による噴流制御とバーナー火炎の安定性

予混合火炎に同軸型DBDプラズマアクチュエータを使用し,その燃焼特性を明らかにした.DBDプラズマによって発生する誘起流れがもたらす予混合気の速度場(フェーズ1)や,化学活性種,高電圧を印加することによって発生する電場(フェーズ2)に着目し,それぞれが燃焼に与える影響を明らかにした.フェーズ1では、流れの可視化実験を行い,ノズル内で発生する誘起流れによって生じた速度変動が流れに与える影響の調査,さらにその誘起流れにをLDVを用いて測定し速度分布および乱れ強さ分布を得た.その結果、印加電圧14 [kV]の時,平均流速分布において変化を確認できた.上向き誘導流では,境界層付近の流速が上昇し,ノズル中心の速度が減少した.下向き誘導流では,境界層付近の流速が減速し,ノズル中心の流速が増加した.フェーズ2では、ハイスピードカメラを用いて火炎形状撮影実験を行い,DBDプラズマが予混合火炎に対してどのような影響を与えるか調査した.また、分光器を用いた火炎自発光法分光測定より化学活性種の同定実験を行い,DBDプラズマの化学的な力が火炎に対して如何なる影響を与えるか調査した.さらに一部の実験においては,高電圧の印加に伴って発生する電場の影響を確認した.その結果次の知見を得た.(1)噴出流量3.31 [L/min],当量比0.85の予混合火炎に対して同軸型DBDプラズマアクチュエータを使用すると吹き消えを抑制し燃焼継続を可能とした.(2)火炎自発光法分光測定において,印加電圧12 [kV]以上から化学活性種の波長のピークである311 [nm](OH),391 [nm](CH),432 [nm](CH),471 [nm](C2),517 [nm](C2),559 [nm](C2)の発光強度が増加していくことを確認できた.(3)14 [kV]における燃焼の継続は,電場による引き寄せる力,誘起流れによる予混合気の速度変動,化学活性種による相互の燃焼促進効果によるものだと考えられる.本研究ではノズル出口に同軸型DBD(Dielectric Barrier Discharge)プラズマアクチュエータ:DBD-PAを形成し,プラズマの誘導流により速度分布を操作し,空気,ヘリウム,二酸化炭素の拡散制御に関する知見を得,また,この制御方法をバーナー火炎に適用し,プラズマにより促進されると考えられる,活性化学種の増加と火炎の安定,変形,吹き飛びとの関連性を明らかにする.噴流の研究では,主噴流を空気,二酸化炭素としてDBD-PAをバースト駆動させ,渦輪の発生を制御することで噴流制御を試みた.誘電体の材質はマシナブルセラミックス,内部電極,外部電極の材質をリン青銅とし,厚さ0.5mmの円筒状に加工した.これを誘電体にはめ込みDBD-PAを構成しノズル先端に設置した.ノズル出口内径はd=10mmである.噴出レイノルズ数をRe=200010000とし,渦の生成を制御できるかをハイスピードカメラを用いて観察し次の知見を得た.1.DBD-PAの誘起流によりノズル出口近傍で渦輪,縦渦が発生し,可視化からではあるが拡散が促進することを観察した.2.噴流の自然周波数と印加バースト周波数がロックインする周波数領域があり,ここでは渦輪の発生を制御できる.バーナー火炎の研究では,プロパンと空気の予混合火炎にプラズマを印加した.ハイスピードカメラによる直接撮影,また,化学活性種を同定するために自発光法分光測定,および吸光法分光測定を行い以下の知見を得た.1.当量比0.95において,印加電圧4kV,10kV,16kVで希薄状態の火炎の吹き消えを抑制できた.2.印加電圧12kVから16kVにおいては化学活性種の増加を確認することができた.3.吸光分光実験より,空気に印加電圧16kV印加するとオゾンの吸光帯であるハートレー帯と考えられる吸収波長帯が見られた.噴流の研究において,レーザーライト可視化法とハイスピードカメラにより噴流初期領域の渦輪の形成を入念に調査することにより,噴流が有している渦輪発生の周波数とDBD-PAの誘導流によるバースト周波数の関係性を調査し,その関連性を明らかにすることができた.同時に当初予定していた熱線流速計による速度測定を試みたが,高電圧電源より電極に電圧を印加する際に熱線流速計の出力にノイズが混入することが判明したため,回路によるフィルタリング及び配線の取り回しとシールド対策を施したが効果的なノイズ除去に至らなかった.PIV測定も考えられたが,計測が低速度に限られることや速度測定値のあいまい性からLDV測定に切り替える方向転換をした.旧式のLDVは保有していたが,今回の測定には不適合のため新規購入をめざし各社のLDVより選定作業を進め新規購入に踏み切った.海外の受注製品であり高額な製品のため契約・納品までに時間を要し,平成29年2月納品となった.このため,流速測定は皆無の状態で年度を終えた.

流速測定は平成29年度より実施する.バーナー火炎の研究では,ハイスピードカメラによる火炎撮影,分光測定により化学活性種の有無,オゾン発生の有無などを多面的に測定・観察し,多方面の知見を得ることができた.しかし,当初の目的である誘導流の影響と化学活性種などの影響の切り分けを明確にするには,新たな見解が必要であることが判明し,その考案に時間を要している.また,印加電圧4kVでは分光結果より未だDBDプラズマは発生していないのであるが,バーナー火炎の吹き飛びが抑制される結果が得られた.この結果を説明するための,理論と実験に関して考案する必要が生じているが,この方面の研究調査を含め時間を要している.本研究ではノズル出口に同軸型DBD(Dielectric Barrier Discharge)プラズマアクチュエータ:DBD-PAを形成し,プラズマの誘導流により速度分布を操作し,空気噴流の拡散制御に関する知見を得るため,また,この制御方法をバーナー火炎に適用し,火炎の安定,変形,吹き飛びとの関連性を明らかにする.噴流の研究では,主噴流を空気としてDBD-PAをバースト駆動させ,渦輪の発生を制御することで噴流制御を試みた.平成28年度は主にレーザーシートライト法で可視化されたハイスピードカメラの画像より,噴流の構造から自然周波数やロックイン現象を視覚的に解析した.平成29年度は,日本大学理工学部機械工学科で導入したLDV(レーザードップラー流速計)を用いてDBD-PAをバースト駆動させた場合,させない場合の速度分布及び速度変動分布を詳細に計測し,前年度得られた可視化動画と照らし合わせながら,速度分布と渦輪の構造の関係を明らかにした.バーナー火炎の研究では,プロパンと空気の予混合火炎にプラズマを印加した.当量比を変化させた燃焼継続確認,ハイスピードカメラを用いた火炎形状撮影,線香粒子を用いた流れの可視化,LDVを用いた流速測定,電場を発生させた実験,V-Qリサージュ法を用いた電力測定実験を実施した結果,以下の知見を得た.(1)低当量比においても,火炎の吹き消えを抑制できた.印加電圧10kV,14kVにおいて,当量比0.85まで燃焼継続することが可能となった.(2)印加電圧10kV,14kVにおいて,誘起流れが燃焼の継続に影響を与えていると考えられる.(3)電場を発生させた結果,燃焼を継続することができた.このことより,電場が同軸型DBDプラズマアクチュエータを用いた時の燃焼継続の要因の一つと考えられる.噴流の研究は,当初の計画ではDBD-PAの電極の形状を決定し,浮力噴流拡散手法を確立する.としていたが,電極の形状はほぼ決定しているが,印加するバースト周波数の組み合わせに関する拡散制御効果の確認に時間を要している.平成29年に導入したLDVにより正確に速度分布を測定することが可能となったが,測定のために気体中に混入するシード粒子の混入方法(A:噴流のみ混入,B:周囲気体にも混入)によりデータの変化があることが判明し,周囲気体に混入するための装置を改造して実験を遂行している.さらに,噴流外周を測定する場合の測定値のバラつきの評価の検討にも時間を要している.噴流拡散の評価基準として,噴流の速度分布とエントレインメント量の変化を考えているため重要な内容となるので慎重に進めている.一方,バーナー火炎の研究では,プロパン予混合バーナー火炎にDBD-PAを適用し,当量比,印加電圧・周波数を変更しながら,火炎形状の形状をハイスピードカメラで撮影分析すると共に,化学活性種を分光的に捉えようと試みてきた.この中で,高電圧の場合は化学活性種の増大が有り火炎に影響を及ぼしていることが明らかとなっているが,4kV程度の電圧ではプラズマ自体が発生しないにもかかわらず,火炎の吹き飛びが生じない現象が認められている.本件に関しては,電界の影響が考えられたため,DBD-PAの暴露電極のみに交流高電圧を与える試みを実施した.
イギリスにおける職業教育とシティズンシップ教育に関する歴史的研究

18世紀イギリスの都市エリートが子弟に自らの後を継がせるため、あるいは都市エリートにふさわしい職に就くために職業教育(商人養成と専門職養成)を行いつつも、それだけではなく都市民としての責任(シティズンシップ)と洗練さを示すために教養教育を行っていたことを明らかにした。さらに19世紀後半において都市エリートがチャリティあるいは社会的安定のために、自らの社会的責任として行った貧困児童への職業教育に注目し、その実態を明らかにした。本研究の目的は18世紀の都市化において重要な役割を担った都市エリートが社会における責任と役割をどのように考え、それが教育にどのように影響したのかを考察することである。具体的には市民たることを教える教育と職業教育の関係と着目し、都市エリートを数多く輩出したウォリントン・アカデミーにおけるそれぞれの教育の内容や位置づけを明らかにする。本年度は、まず国内外の関連文献を広くリストアップし、その一部を収集、整理した。イギリスでは18世紀イングランド教育や科学、知的協会に関する文献を中心的に収集すると共に、ウォリントン・アカデミーの後身であるオックスフォード大学のハリス・マンチェスター・カレッジの図書室で18世紀のユニテリアン、都市エリートに関する一次史料を調査、収集した。それらの文献をもとに、ルナ協会に集ったメンバー、中でもウォリントン・アカデミーで長男ジョンを学ばせたジョサイア・ウェッジウッドに注目し、彼が子どもの教育をどのように考え、行っていたのかを分析し、その結果を社会思想史学会のセッションHで報告した。同時に、18世紀都市に関する文献を収集、整理し、18世紀都市住民が社会の変化とに柔軟に対応しながら新しい社会システムを作り出していったこと、都市化が農村と都市を切り離すものではなく、むしろ農村と都市をつなぐ機能を充実させていったことなどを理解した。また、現在、世界各国で行われている「シティズンシップ教育」の理念と実態について、イギリスを中心に文献収集を行い、整理した。昨年度に引き続き、イギリス教育史に関する文献について、刊行資料の整理、収集を行った。また現代のイギリスの教育の動向と世界のシティズンシップ教育と職業教について、近年の状況の整理を行った。18世紀における職業教育の代表的な形態である徒弟制度のなかでも、貧民徒弟に関してまとめるために、18世紀から19世紀にかけての救貧制度についての文献を調査、収集し、整理した。平成20年7月10日から平成21年7月31日まで育児休業等の取得に伴う研究中断となったため、予定していた研究については復帰後に再開する。中断前に着手していた18世紀-19世紀における貧民徒弟の教育に関して、特に19世紀後半の実態と課題について国内外の先行研究とクロス委員会調査報告書をもとに明らかにした。19世紀は法律によって貧民児童に対する教育の保障が規定される一方で、救貧児童は「教育を受けるに値する者」として位置づけられた。そして彼らを対象にした各種の学校が設置されると同時に、彼らを一般の労働者階級児童と同じ公営の基礎学校で学ばせ、救貧児童を普通の子どもと同じように育てようとする動きも出るようになった。そこで救貧児童が公営基礎学校で学ぶことを労働者の保護者や教師はどのように受け止めていたのかを1888年に出されたクロス委員会調査報告書をもとに明らかにした。この研究の成果は2009年9月21日に開催された「子どもの福祉と職業教育」研究会で「19世紀末イングランドにおける救貧と職業教育-貧民の子どもはどこで教育を受けたのか-」の題目で報告した。報告の概要及び議論の内容は『「子ども」の保護・養育と遺棄をめぐる学際的比較史研究』のディスカッション・ペーパー、Web版第一号に掲載されている。また、18世紀の専門職教育とシティズンシップ(社会に対する責任と役割)教育との関係についての研究にも着手し、当時の専門職教育の状況について明らかにした。その成果は博士学位論文「ウォリントン・アカデミ0に関する歴史的研究-18世紀後半イングランドにおける都市エリートの教育」の第四章「学生の進路と専門職に向けての教育」にまとめた。本研究の目的は都市の中で経済的、政治的、文化的に主導的役割を果たしていた都市エリートが、社会における責任と役割をどのように考えていたのか、市民たることを教える「シティズンシップ教育」が商人の「職業教育(教育機関での教育と徒弟修業)」の中でどのように位置づけられていたのかについて明らかにすることであった。本年度は昨年度に引き続き、都市エリートがチャリティあるいは社会的安定のために、自らの社会的責任として行った貧困児童への職業教育に注目し、その実態を明らかにした。救貧児童の中には教育をほとんど受けていない子どもが数多くいたとはいえ、彼らの教育の場は、多様に存在していた。それは貧困層の子どもを教化し、社会に適合させることが社会全体にとって有益であると考えられた結果であった。

そのため救貧児童を公営基礎学校に進学させる教区連合が増加したが、職業教育が疎かになるという批判や一般家庭の保護者が難色を示すなど、そうスムーズには進まず、結局、公立基礎学校への進学は主流とはならなかった。以上のような研究の結果を論文としてまとめ、『愛知教育大学研究報告』第60輯(教育科学編)に掲載した。昨年からこの研究を進める中で、貧困児童の職業教育は単に都市エリートによる社会改良としてとらえるのではなく、子どもの福祉政策全体の中で位置づける必要性を感じていたため、本年度は「子どもの福祉と職業教育」に関心を持つ他の研究者との議論の場として、第二回「子どもの福祉と職業教育」研究会を2010年9月25日(土)に名古屋大学で開催した。