hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高温酸化物超伝導体の応用機器のための解析手法と最適化設計に関する研究

本研究は,温酸化物超伝導体の電磁界および熱解析の連成問題の高精度化と最適化設計手法を用いた超伝導応用機器の特性改善のための検討が目的となっている.高温酸化物超伝導体の電磁界解析手法として,主にE-J特性を考慮した非線形有限要素法が使用されているが,解の収束性に問題がある.そこで,昨年度(H14年度)は,エレメント・フリー・ガラーキン法を導入し,解の収束性の改善を図った.その結果,ある程度の改善はみられたが,問題解決には至らなかった.そこで,該当年度(H15年度)は,有限要素法に対して,隣接要素の影響を考慮する改善手法を提案し,解の収束性の問題を解決し,提案手法の妥当性を検証した.さらに,高温酸化物超伝導体を使用した超電導エネルギー貯蔵装置(SMES)の最適化設計を試みた.まず,独自に開発してきた非線形最適化手法を用いた超伝導マグネットの手法に,高温酸化物超伝導テープ線材の持つ異方性を考慮することができるようにした.昨年度までは,Y系超伝導線材の異方性を考慮した新しい手法の提案を行った.該当年度は,この手法を基に,ソレノイドコイル,マルチポールコイル,トロイダルコイルなどのコイル形状に対して最適化設計を適用し,少ない体積で同量のエネルギーを蓄積できるマグネット形状を確認し,提案手法の有用性が確認できた。本研究は、高温酸化物超伝導体の電磁界および熱解析の連成問題の高精度化と最適化アルゴリズムを用いた超伝導機器の特性改善が目的となっている。高温酸化物超伝導体の電磁界解析手法として、主に有限要素法が使用されているが、E-J特性を考慮した場合に、解の収束性が悪いという特徴を有している。そこで、別の解析手法としてエレメント・フリー・ガラーキン法を導入し、解の収束性の改善を図った。その結果、従来方では解が収束しないような問題に対しても、エレメント・フリー・ガラーキン法は安定して解を求めており、かなりの改善が見られるようになった。また、酸化物バルク超伝導体表面上の磁束密度を計測する実験により、手法の妥当性を検証した。さらに、高温酸化物超伝導体を使用した電力貯蔵用の超伝導マグネット(SMES)の最適化設計を試みた。まず、独自に開発してきた非線形最適化手法を用いた超伝導マグネットの手法に、高温酸化物超伝導テープ線材の持つ異方性を考慮することができるようにした。昨年度までは、Bi系超伝導線材に適用し、その効果を確認してきたが、Y系超伝導線材は異なる異方性を示すため、新たに手法の改良を行った。これにより、従来のソレノイド型コイルでなく、グレーディングを施し、かつ最適化手法により形状を決定したSMESは、少ない体積で同量のエネルギーを蓄積できることが確認でき、提案手法の有用性が確認できた。これらの成果は、Applied Superconductivity Conferenceをはじめとする国内外の学会にて発表を行った。
最先端の分析手法を駆使して,石灰石などの脱硫効率を大幅に向上させる新しい技術の開発に取り組む

現在提案されている石炭を原料とした高効率発電システムには、排ガス中の硫黄化合物や塩素化合物を効率的に除去することが必要不可欠である。昨年度は種々の粒径の石灰石とH2Sの反応について検討したが、本年度は、昨年度調製しで性能の高かった試料について、脱硫終了後に900°Cで酸化を行い、酸化特性を検討した。試料としては、900°Cで20分間スチーム処理をしたマクロポーラスなCaOを用いた。試料はまず900°CでH2Sとほぼ完全に反応させ、重量増加が見られなくなってから雰囲気ガスを空気に切り替え、酸化を開始した。酸化反応の開始とともに試料の重量は急激に増加し、硫化カルシウムが酸化されて硫酸カルシウムに変わるとともにSO2も生成し、硫化カルシウムから酸化カルシウムにも変わることがわかった。このことは、試料のX線回折からも確かめられ、硫化カルシウムとともに明確な硫酸カルシウムと酸化カルシウムの回折ピークが確認された。生成ガスについては、質量分析計でモニターしたが、SO2の生成は酸化初期のみであった。引き続き雰囲気ガスを空気からヘリウムに変えると、重量が徐々に減少するとともにSO2が生成し、硫酸カルシウムが分解することがわかった。ヘリウム中で重量がほぼ減少しなくなるまで分解させた試料のX線回折からは、硫酸カルシウムの回折ピークは見られず、生成した硫酸カルシウムはすべて酸化カルシウムになると考えられた。これら一連の操作において、重量変化とSO2の生成速度から酸化に伴うカルシウムの形態変化を推定すると、H2Sとの反応ではカルシウムはほぼ完全に硫化カルシウムになり、その後の酸化反応では70%程度が硫酸カルシウムもしくは酸化カルシウムに変わることがわかった。この時の酸化カルシウムの量は硫酸カルシウムの1/5程度であると推測された。
逆遺伝学的アプローチによる不均一な蛹期間による両賭け戦略のメカニズム検証

クワコBombyx mandarinaの不斉一な蛹期間(両賭け戦略)を支配する劣性遺伝子群の同定を目的として,カイコB. moriの相同染色体1対をクワコの相同染色体に置換したコンソミック系統を作製し,さらに2対および3対の相同染色体置換を試みた結果,1対および2対の相同染色体染色体置換では蛹期間が平均1日程度延長し,3対の相同染色体置換(作製途中)では一部の個体の蛹期間が4日程度延長したことから,原因遺伝子の座乗する染色体の一部が明らかとなった.また,原因遺伝子の染色体上の位置を決定するためのddRAD-Seq解析技術も開発できた.1.ポリジーン系支配モデルで予想される染色体組成の再現と蛹期間の検証(1)クワコ単一染色体ヘテロ保持カイコ(大造)系統シリーズの補完と維持:九州大学遺伝子資源開発研究センターにおいて作製されたクワコ(坂戸産)由来の単一染色体ヘテロ保持大造系統シリーズを継代維持するとともに,蛹期間調節に関与する候補遺伝子の座乗が示唆される第4,8,11,15,18染色体ヘテロ系統のsib交配と両親のジェノタイビングを行い,染色体ヘテロの雌雄に由来する次世代卵を選抜した.(2)クワコ染色体ホモ接合系統の作製と蛹期間の調査:前項で得られた第4,8,11,15,18染色体の各ヘテロ接合雌雄の交配後代を飼育し,交配前あるいはランダム交配後のジェノタイピングにより,第8,11,15,18染色体についてはそれぞれホモ系統を選抜でき,第4染色体についても,次年度に飼育でホモ系統が得られる目処がついた.また,第11,15,18染色体の各単一染色体ホモ系統の蛹期間がほぼ均一であることが確認された.さらに,第18染色体ホモ系統に,第8,11,15染色体ホモ系統をそれぞれ交配したF1からF2卵(休眠)が得られたので,次年度以降の二種染色体ホモ系統,さらに三種染色体ホモ系統の選抜に供試する.2.蛹期間調節に関与する遺伝子群の同定と機能解析(1)DNA解析による原因遺伝子マッピング:原因遺伝子のマッピングへのddRAD-Seq分析の応用を目的として,まず手始めに第18染色体上に座乗するクワコ成虫体色の暗色化を支配する新規遺伝子の位置決定の予備実験を実施したところ,3箇所の候補部位(それぞれ数100kbp)に絞り込むことができ,有効性が確認できた.予定した3種類よりも多い5種類の候補染色体の単一染色体ホモ系統の作製を実施し,4種類については達成できた.さらに,それらから2種染色体ホモ系統の選抜に必要なF2卵が得られており,交配スケジュールは計画通り進行している.また,原因遺伝子のマッピングにddRAD-Seqを有効活用できることが明らかとなり,今後の遺伝子同定と機能解析の効率化とスピードアップが期待される状況にある.1.ポリジーン系支配モデルで予想される染色体組成の再現と蛹期間の検証(1)クワコ単一染色体ヘテロ保持カイコ(大造)系統シリーズの補完と維持:九州大学遺伝子資源開発研究センターでは,引き続きクワコ(坂戸産)由来の単一染色体ヘテロ保持大造系統シリーズを継代維持するとともに,クワコ第1(Z)および第19染色体保持系統の作製に着手した.(2)クワコ染色体ホモ接合系統の作製と蛹期間の調査:昨年度選抜したクワコ第8,11,15,18各染色体ホモ接合系統(コンソミック系統)を継代維持するとともに,蛹期間を再調査したところ,第11染色体コンソミック系統の雌個体において大造比較して2日程度の羽化の遅れが認められたが,それ以外の系統の蛹期間には大造との明白な差異は認められなかった.なお,昨年度の交配で得られた休眠卵に1/4の確率で含まれるクワコ第4染色体ホモ接合個体は孵化せず,胚子のまま致死していたことから,クワコ第4染色体上には新規胚致死遺伝子が存在する可能性が示唆された.また,クワコ第18染色体コンソミック系統とクワコ第8,11,15染色体コンソミック系統のいずれかの交配由来のF2(昨年度作製)を選抜交配して得たF3のジェノタイピングにより二種染色体ホモ接合雌雄を見つけ出し,それらを交配して二種染色体ホモ接合系統(第8+18,11+18,15+18)の休眠卵を得た.さらに,二種染色体ホモ接合系統同士(第11+18と15+18)を交配して三種染色体ホモ接合系統の作製に必要なF1の休眠卵を得た.2.蛹期間調節に関与する遺伝子群の同定と機能解析(1)DNA解析による原因遺伝子マッピング:昨年着手したddRAD-Seq法によるクワコ染色体上の遺伝子マッピング技術開発を継続し,第18染色体上の新規体色暗色化遺伝子の位置を一箇所(約700kbpの領域内)に確定できた.予定通り二種染色体ホモ接合系統を3種類作製し,三種染色体ホモ接合個体の作製に着手できたので,交配スケジュールは計画通り進行している.また,クワコとカイコの染色体DNA配列のアラインメントにより,ddRAD-Seq法を用いた遺伝子マッピングの精度が向上し,いよいよ遺伝子同定と機能解析への活用が可能となりつつある.

1.ポリジーン系支配モデルで予想される染色体組成の再現と蛹期間の検証(1)クワコ単一染色体ヘテロ保持カイコ(大造)系統シリーズの補完と維持:九州大学遺伝子資源開発研究センターでは,クワコ(坂戸産)由来の単一染色体ヘテロ保持大造系統シリーズの系統維持を継続するとともに,欠落していた第19染色体ヘテロ保持系統の作出に成功し,さらにこれまでのクワコ由来のW染色体を有するシリーズに加え,新たにカイコ由来のW染色体を有するシリーズも作出できた.(2)クワコ染色体ホモ接合系統の作製と蛹期間の調査:昨年度作製した3種類のクワコ由来二種染色体ホモ接合系統(第8+18,11+18,15+18染色体)の継代維持ならびに三種染色体ホモ接合系統(第8+11+18,8+15+18,11+15+18染色体)の作製を実施し,それらの蛹期間を調査したところ,二種染色体ホモ接合では大造と比べて蛹期間が平均1日程度延長する弱い効果が認められたのに対し,三種染色体ヘテロ保持では一部の個体の蛹期間が4日程度延長するという,ポリジーン系支配を裏付ける結果が得られた.2.蛹期間調節に関与する遺伝子群の同定と機能解析(1)DNA解析による原因遺伝子マッピング: ddRAD-Seq法によるクワコ染色体上の遺伝子マッピング技術の改善により,第18染色体上の新規体色暗色化遺伝子の位置をさらに約450kbpの領域内に限局できた.その中には二つのarylalkylamine N-acetyltransferase遺伝子が含まれていたが,それらの翻訳配列にはクワコとカイコで酵素活性に影響するような差異が見られず,調節領域あるいは他の遺伝子の関与が示唆された.(2)原因遺伝子群の同定と機能解析:三種染色体ホモ接合系統の完成に至らなかったため,ddRAD-Seq法を用いた原因遺伝子の同定と機能解析は今後の課題として残された.クワコBombyx mandarinaの不斉一な蛹期間(両賭け戦略)を支配する劣性遺伝子群の同定を目的として,カイコB. moriの相同染色体1対をクワコの相同染色体に置換したコンソミック系統を作製し,さらに2対および3対の相同染色体置換を試みた結果,1対および2対の相同染色体染色体置換では蛹期間が平均1日程度延長し,3対の相同染色体置換(作製途中)では一部の個体の蛹期間が4日程度延長したことから,原因遺伝子の座乗する染色体の一部が明らかとなった.また,原因遺伝子の染色体上の位置を決定するためのddRAD-Seq解析技術も開発できた.1.ポリジーン系支配モデルで予想される染色体組成の再現と蛹期間の検証(1)クワコ単一染色体ヘテロ保持カイコ(大造)系統シリーズの補完と維持:単一染色体ヘテロ保持大造系統シリーズを継代維持するとともに,不足している第1,19染色体などを補完し,適宜今後の系統作製での活用を図る.(2)クワコ染色体ホモ接合系統の作製と蛹期間の調査:2種染色体ホモ系統を選抜し,別の単一染色体ホモ接合系統とのF1に2種染色体ホモ系統を戻し交雑し,全個体の蛹期間を調査するとともに,そのランダム交配の中からジェノタイピングにより3種染色体ホモ接合個体同士の交配を選抜し,3種染色体ホモ接合系統を作製する2.蛹期間調節に関与する遺伝子群の同定と機能解析(1)DNA解析による原因遺伝子マッピング:予備実験で3箇所に絞られた第18染色体上のクワコ成虫体色暗色化遺伝子の位置を,さらに詳細なddRAD-Seq分析により確定するとともに,前項の戻し交雑全個体をddRAD-Seq分析し,組換えの生じたキメラ染色体を有する個体については詳細な組換え位置の分析と蛹期間との相関性に基づき原因遺伝子の染色体上の位置を確定する.(2)原因遺伝子の配列および発現解析による機能
市場経済形成期日本における村落的共同性の実証研究

本研究は、近世日本の村落的共同性が市場経済の歴史的な形成過程においてどのような構造をもっていたのかを実証的に明かにしようとしたものである。旧上塩尻村(長野県上田市)の事例研究をベースとして、従来の村落研究の再評価と旧和納村・旧中郷屋村(新潟県西蒲区)の村落調査(継続中)を実施し、近世村落社会が、支配行政的、社会経済的、同族家連合的な共同性の重層的構造をもち、市場経済化とともに再編された事実を確認し得た。今年度は、それぞれ以下のような研究実績をあげた。1上田市上塩尻村の実態調査研究について。(1)最大の実績は、佐藤隆一家蔵の藤本家文書を発見し、佐藤隆一家の協力を得て東北大学経済学研究科経済資料室へ寄託をうけたことである。『日本蚕糸業史』等で高名な藤本善右衛門家は、村内最大の蚕種家であると同時に、佐藤一族の総本家であり、その文書群は、近世近代の多方面にわたる文書資料を含んでおり点数も数千に及ぶ。従来、同村の研究に用いられていた諸家文書(佐藤家・原家・馬場家・山崎家等の文書)では不分明であった上塩尻村落の実態を詳細に明らかにすることが可能となる。3月末に寄託を得たため、資料の整理・撮影作業は2007年度に継続し、多くの研究成果が期待される。2岩手県紫波郡矢巾町旧煙山村の研究について(1)東北大学に所蔵されている煙山村実態調査関係の基礎資料の整理を実施した(経済資料室保管のマイクロフィルムおよび寄託資料)。(2)実態調査報告書『村落構造の史的分析』(1958)の総合的な研究会を実施し、その実証研究の成果と問題点および課題について現在の研究水準から検討を行った。報告の内容は2007年4月現在、とりまとめ中であり、5月半ばをめどにHPにて公表する予定である。3新潟県西蒲原郡割地村落調査について新潟県立資料館および東潟町(町役場・公民館)その他の資料調査を実施し、割地村落に関する良好な近世村方資料を複数確認中であり、調査は次年度に持ち越すことにした。4研究成果の学会発表等について上塩尻村の研究成果は、日本村落研究学会大会(11月4日於愛知県)において長谷部・高橋・山内および大学院生の小山幸嗣が「村落的まとまり」を共同テーマとしてジョイント報告を実施した。また、地元への研究成果還元プログラムとして「上塩尻今昔の会」で研究成果発表会を開催した(2006年9月30日会員12名参加)。1上田市旧上塩尻村の実態調査研究について:(1)東北大学経済学研究科に経済資料室に寄託を受けた佐藤隆一家文書の整理・目録作成・デジタル撮影の作業を実施した(作業未了)。(2)佐藤家文書を用いて近世明治初期大区小区制の形成と行政運営・構造の実態を明かにしたが、これは大区小区制を第一次資料によって分析した研究史上最初の成果である(長谷部論文)。2岡谷市旧今井村の実態調査研究について:(1)東北大学に所蔵されている旧今井村実態調査関係の基礎資料の整理を実施した(経済資料室保管の今井家・増沢家その他のマイクロフィルムおよび寄託資料)。(2)旧今井村の庄屋を勤めた今井竜五(作内)家の訪問調査を行い、資料の現状および資料整理・撮影を実施するための準備作業を行った。3新潟県西蒲原郡割地村落調査について:旧西蒲原郡巻町和納村区有文書・中郷屋村笛木家文書、巻土地改良区に所蔵されている文書が割地制度および村落的共同性にとって重要な資料群であることを確認し、その分析作業にはいった。4研究成果の学会発表等について上塩尻村および煙山村に関する研究成果は、日本村落研究学会大会(12月2日於愛知県)において長谷部・高橋・山内およびゲスト報告者の村山聡・高木正朗・伊丹一浩らとともに企画実施した学会テーマセッション「日本に於ける近世村落の共同性を再考する」において発表した(2008年秋の学会特集号『村落社会研究』として出版予定)。また、研究成果の一部をリスボン大学で開催されたEuropean Social Science History Conference2008(2月27日)において発表した。本年度は、結果として主に長野県上田市(旧上塩尻村・上田市立博物館および周辺地域)の調査および新潟県新潟市(旧西蒲原郡巻町和納村・中郷屋村笛木家、巻町郷土資料館)の資料調査を実施し、さらに、長野県上田市旧上塩尻村佐藤隆一家の寄託文書(東北大学経済学研究科経済資料室)の整理・目録作成の作業を進めた。

結果として、近世日本の<村落的共同性の多層構造>の内容を検証・深化させるとともに、割地制度等特殊な土地利用慣行をもつ地域の村落的共同性を明らかにする新たな研究の手がかりを獲得した。研究成果は、世界農村社会学会(2008年7月、IRSA韓国大会)、および社会経済史学会(9月広島大会)、そしてイギリスでのンブリッジ・セミナー(2月ケンブリッジ大学地理学部人口史セミナー)等の学会・研究会において報告すると共に、部分的にHP等でも公開を進めた。さらに、研究成果の一部はディスカッションペーパー(東北大学経済学研究科、No.240)等に英訳し、学会・研究会等で配布した。また、研究成果を日本村落研究学会のテーマ・セッションとして報告したものを学会年報の特集号として刊行した(『近世村落社会の共同性を再考する-日本/西欧/アジアにおける村落社会の源を求めて-』(年報村落社会研究44、農文協発行、2009年1月)。さらに上塩尻村のモノグラフ研究成果を学術図書として出版した(『近世日本の地域社会と共同性-近世上田領上塩尻村の総合研究I』、刀水書房、2009年3月)。
疾患特異的歯髄幹細胞を用いたヒルシュスプルング病モデル腸管の作製及び機能解析

ヒルシュスプルング病は先天的に腸管の神経節細胞が欠如するために腸管蠕動不全をきたし腸閉塞症状を呈する疾患である。発症に関与する遺伝子として、Ret遺伝子やエンドセリンレセプター遺伝子、エンドセリン3遺伝子などの異常が知られている。しかし単一遺伝子異常だけでは説明できず、多因子遺伝によると考えられている。無神経節領域腸管を切除し正常腸管を肛門にひきおろすことで、根治とされるが、術後も残存腸管に腸炎をおこしやすく、時には致命的となりうる。腸炎を発症するヒルシュスプルング病モデルマウスにおいて、腸管炎症は胸腺縮小、脾臓のリンパ球減少、Bリンパ球酸性抑制などが観察されおり、腸管粘膜上での炎症のメカニズムについては、IgM,IgA J chain産生プラズマ細胞やCD57陽性natural k iller細胞が炎症を起こした摘出腸管の固有筋層で観察される。このことから局所的、全身的な免疫系の異常も伴い腸炎が発生すると考えられるが、腸管粘膜上での分子生物学的な炎症の機序については完全には解明されていない。歯髄幹細胞は脱落した乳歯の歯髄から得られる多能性幹細胞であり、細胞増殖能が高く、遺伝子導入をせずとも入手しやすいソースであると考えられる。遺伝子レベルでの異常があれば幹細胞もその性質を受け継いでいると考えられることから、ヒルシュスプルング病患者の遺伝的バックグラウンドを持った類似的腸管モデルを作製することが可能ではないかと推察している。今年度もヒルシュスプルング病患児でちょうど乳歯が脱落する時期の患児が少なく、また、脱落乳歯の提供を申し出ていただけた児もいたが、持参方法が十分に伝わっておらず、幹細胞が回収できなかった。腸炎を発症するヒルシュスプルング病モデルマウスにおいて、腸管炎症は胸腺縮小、脾臓のリンパ球減少、Bリンパ球酸性抑制などが観察されおり、腸管粘膜上での炎症のメカニズムについては、IgM,IgA J chain産生プラズマ細胞やCD57陽性natural killer細胞が炎症を起こした摘出腸管の固有筋層で観察される。この腸管粘膜モデルを用いて、粘膜上でどのように炎症過程がすすむのか、その際にどのような粘膜上のレセプターが関与するのか、もしくは細胞の平面的な極性が破壊されて粘膜構造が維持できなくなるのかなどについて追求していきたい。そのため、ヒルシュスプルング病患者から得た歯髄幹細胞を用いた腸管モデルの作製、可能であれば3次元培養まで行う系の確立を行いたい。本研究における細胞のソースは自然に脱落した乳歯である。そのため、当該年度において、乳歯が生え変わる時期のヒルシュスプルング病患者が当院でフォローされていなかったためcell sourseが得られなかった。

今年度もヒルシュスプルング病患児でちょうど乳歯が脱落する時期の患児が少なく、また、脱落乳歯の提供を申し出ていただけた児もいたが、持参方法が十分に伝わっておらず、幹細胞が回収できなかった。今後も引き続き、乳歯の提供を呼びかける予定である。予定としていた脱落乳歯がなかなか提供していただけない状況であり、遅延している。脱落乳歯の提供を申し出ていただけた児もいたが、脱落しなかったり、運搬方法に問題があり幹細胞が回収できなかった。ヒルシュスプルング病は先天的に腸管の神経節細胞が欠如するために腸管蠕動不全をきたし腸閉塞症状を呈する疾患である。発症に関与する遺伝子として、Ret遺伝子やエンドセリンレセプター遺伝子、エンドセリン3遺伝子などの異常が知られている。しかし単一遺伝子異常だけでは説明できず、多因子遺伝によると考えられている。無神経節領域腸管を切除し正常腸管を肛門にひきおろすことで、根治とされるが、術後も残存腸管に腸炎をおこしやすく、時には致命的となりうる。腸炎を発症するヒルシュスプルング病モデルマウスにおいて、腸管炎症は胸腺縮小、脾臓のリンパ球減少、Bリンパ球酸性抑制などが観察されおり、腸管粘膜上での炎症のメカニズムについては、IgM,IgA J chain産生プラズマ細胞やCD57陽性natural k iller細胞が炎症を起こした摘出腸管の固有筋層で観察される。このことから局所的、全身的な免疫系の異常も伴い腸炎が発生すると考えられるが、腸管粘膜上での分子生物学的な炎症の機序については完全には解明されていない。歯髄幹細胞は脱落した乳歯の歯髄から得られる多能性幹細胞であり、細胞増殖能が高く、遺伝子導入をせずとも入手しやすいソースであると考えられる。遺伝子レベルでの異常があれば幹細胞もその性質を受け継いでいると考えられることから、ヒルシュスプルング病患者の遺伝的バックグラウンドを持った類似的腸管モデルを作製することが可能ではないかと推察している。乳歯が脱落しうる年齢のヒルシュスプルング病患者を外来で経過観察していると考えられる関連病院小児外科などと協力を仰ぎ、当該患者を紹介していただき脱落乳歯の提供をお願いし、研究にたいして協力をいただく。当該年度は実際に脱落乳歯歯髄由来幹細胞を得ることができず腸管モデルの作成に至らなかったため、使用を予定していた試薬、培養液、実験器材などの消耗品をほとんど使用することがなかった、また、細胞保存にかかる維持費等も発生しなかった。そのため、物品費と雑費を最低限使用するにとどまった。当該年度は培養系を実際に動かしておらず、使用を予定していた試薬、培養液、実験器材などの消耗品代は大幅に使用が少なかった。また、細胞保存にかかる維持費等も発生しない。(使用計画)ヒルシュスプルング病患児の脱落乳歯が入手できた場合、歯髄幹細胞の抽出、培養、保存、その後の腸管への分化誘導を進める予定であるので、平成28年度に使用しなかった物品費などをそのまま活用する。
神社争論をめぐる紛争処理システムの研究―朝廷・幕府の裁判を中心に

日本近世における宗教をめぐる紛争とその解決に関する研究はいまだ少なく、議論も幕府・朝廷の裁判をめぐる主導権争いという枠組に止まっていた。これに対し、私は18世紀半ばの神社紛争において、幕府・朝廷双方が裁判を譲り合い、交渉で解決方法を決定していたことを明らかにした(中川学「神社争論をめぐる朝廷と幕府の裁判」)。幕府・朝廷の主導権争いから、交渉に基づく紛争解決へと変化した歴史的背景は、朝廷への訴訟を希求する新たな社会の動きとそれに対応した朝廷による紛争解決機能の変化にあるのではないか。本研究の目的は、京都の巨大神社である賀茂別雷神社(通称:上賀茂神社)を対象に、18世紀における諸紛争の構造を朝廷との関係を中心に明らかにすること、紛争をめぐる朝廷・幕府の裁判と朝幕交渉とを検証し、朝廷の紛争解決機能の変化とその政治的・社会的背景を解明することにある。最終年度には、東京大学史料編纂所等における神社争論に関する基本資料についての補足調査・分析を進めた。また、7月には「近世の宗教と社会研究会」(早稲田大学で開催)に参加し、宗教関係の史料や研究に関する情報交換・情報収集をおこなった。これらを踏まえて、研究の成果の1つを、中川学「近世の神社内争論と天皇・朝廷ー上賀茂神社の社職補任をめぐる争論から」(『新しい歴史学のために』294、京都民科歴史部会、14頁、2019.5掲載決定)として投稿・公表した。研究実施計画では、上賀茂神社をはじめとする諸機関への史料調査を予定していたが、本年度には東京大学史料編纂所・東京都中央図書館・宮内庁書陵部等における神社争論に関する基本資料を収集するにとどまった。具体的な成果としては、宮内庁書陵部所蔵の「社司氏人訴論裁許記」「社家出入大旨」「賀茂混乱之儀ニ付、内々嘆願状」などがあげられる。あわせて、本年度には「近世の宗教と社会研究会」(静岡市で開催)に参加し、神社関係史料に関する情報交換・情報収集をおこなった。研究実施計画では、上賀茂神社をはじめとする諸機関への史料調査を予定していたが、本年度には東京大学史料編纂所・東京都中央図書館等における神社争論に関する基本資料を収集するにとどまった。これは本研究が年度中途における採択となったこと、調査先の諸機関側の事情などによるものである。平成29年度には、東京大学史料編纂所・宮内庁書陵部等における神社争論に関する基本資料を収集し、調査・分析を進めた。具体的な成果としては、宮内庁書陵部所蔵の「社司上表記」や仏教大学附属図書館所蔵の「権祝上表記」などがあげられる。これを踏まえて、7月には「近世の宗教と社会研究会」(学習院大学で開催)において「近世上賀茂神社における神社内争論について」と題する研究報告をおこなった。また12月にも同研究会(京都東本願寺で開催)に参加し、宗教関係の史料や研究に関する情報交換・情報収集をおこなった。本年度には、東京大学史料編纂所・宮内庁書陵部等が所蔵する上賀茂神社の神社争論に関する基本資料を収集し、調査・分析を進めたこと。これを踏まえて、7月には「近世の宗教と社会研究会」(学習院大学で開催)において「近世上賀茂神社における神社内争論について」と題する研究報告をおこなったことによる。

幕府・朝廷の主導権争いから、交渉に基づく紛争解決へと変化した歴史的背景は、朝廷への訴訟を希求する新たな社会の動きとそれに対応した朝廷による紛争解決機能の変化にあるのではないか。本研究の目的は、京都の巨大神社である賀茂別雷神社(通称:上賀茂神社)を対象に、18世紀における諸紛争の構造を朝廷との関係を中心に明らかにすること、紛争をめぐる朝廷・幕府の裁判と朝幕交渉とを検証し、朝廷の紛争解決機能の変化とその政治的・社会的背景を解明することにある。最終年度には、東京大学史料編纂所等における神社争論に関する基本資料についての補足調査・分析を進めた。また、7月には「近世の宗教と社会研究会」(早稲田大学で開催)に参加し、宗教関係の史料や研究に関する情報交換・情報収集をおこなった。これらを踏まえて、研究の成果の1つを、中川学「近世の神社内争論と天皇・朝廷ー上賀茂神社の社職補任をめぐる争論から」(『新しい歴史学のために』294、京都民科歴史部会、14頁、2019.5掲載決定)として投稿・公表した。次年度以降には、研究実施計画に基づき、賀茂別雷神社(京都市)、東京大学史料編纂所、宮内庁書陵部などにおける神社争論関係史料の本格的な調査を開始する予定である。次年度には、研究実施計画に基づき、賀茂別雷神社(京都市)・東京大学史料編纂所などにおける神社争論関係史料の本補足調査に取り組むとともに、研究成果の総括に入る予定である。なお平成30年4月より、東京大学史料編纂所の特定共同研究員に委嘱され、「賀茂別雷神社文書の調査・研究」に参画することとなった。この成果も本研究に組み込んでいく方針である。研究実施計画では、上賀茂神社をはじめとする諸機関への史料調査を予定していたが、本年度には東京大学史料編纂所・東京都中央図書館等における神社争論に関する基本資料を収集するにとどまった。これは本研究が年度中途における採択となったこと、調査先の諸機関側の事情などによるものである。前年度調査における業者委託の一部史料複写費が本年度に持ち越されたことによる。本年度には、補足のための史料調査と整理の経費、学会発表のための経費として支出予定である。次年度以降では、研究実施計画に従い、本格的な史料調査を開始し、遅れを取り戻す予定である。
ｉＰＳ細胞を利用してアトピー性皮膚炎におけるフィラグリンの関わりを評価する試み

アトピー性皮膚炎でその関与が報告されているフィラグリン遺伝子について、まず、ヒトiPS細胞においてノックアウト(KO)することを目標とした。TALENsを利用してフィラグリン遺伝子のKOを試みたが失敗に終わったため、CRISPR/Cas9システムを利用することとした。作成したCISPR/Cas9ベクター(hFLG-CRISPR)をヒトiPS細胞にリポフェクションにより導入し、短期間の抗生剤選択の後、残存したコロニーをランダムに20個ピックアップした。20個のうち、5個程度で片アレルにランダムに塩基のdeletionを認め、フィラグリン遺伝子に変異が挿入されたヒトiPS細胞を得ることができた。ヒトiPS細胞における遺伝子編集を行うためのツールとして、TAL effector nucleases (TALENs)を作成するシステムについては、24年度に確立した。本年は、まず、そのTALENsを用いて、ヒトiPS細胞において遺伝子編集をおこなった。ヒトiPS細胞から表皮角化細胞を誘導する方法については、すでに確立しているが、有効に誘導する方法についてはまだ検討する余地ある。その方法を検討するため、あるいは、その後の研究に必要となる、ケラチン遺伝子のOn/Offを客観的に観察することができるようにすることを考えた。そこで、ヒトiPS細胞において、ケラチン14遺伝子の下流にeGFP遺伝子を挿入することとした。そのために、ケラチン14遺伝子を切断するTALENsとeGFPレポーター遺伝子を有するドナーベクターを作成し、ヒトiPS細胞にリポフェクションにより導入した。抗生剤選択でenrichされたコロニーを拾って検討したところ、予想通りにケラチン14遺伝子の下流にeGFP遺伝子が挿入されたヒトiPS細胞が確立された。このシステムが動くことを確認するため、上記のようにして確立されたiPS細胞を表皮角化細胞に分化させる実験を行い、eGFPが発現し、しかもその発現が実際にケラチン遺伝子の発現と同期していることを確認した。また、本来の目的である、ヒトフィラグリン遺伝子について、TALENsを作成した。上記のケラチン遺伝子の下流にeGFP遺伝子が挿入されているヒトiPS細胞において作成されたヒトフィラグリン遺伝子-TALENsをトランスフェクトし、実際にフィラグリン遺伝子が切断され、ノックアウトされたか否かを検討中である。そのために、そのようなヒトiPS細胞を再度表皮角化細胞に分化させ、最終分化の際にフィラグリンの発現が阻害されているかどうかを検討する予定である。最終的に、フィラグリンに遺伝子変異を導入した際の表皮角化細胞の振る舞いを検討することが目標になるため、そのために、ケラチン遺伝子(K14)の発現をリアルタイムで観察可能なシステムを、人工ヌクレアーゼを用いて作製することを計画に追加した。そのためには1特異的な人工ヌクレアーゼの作製、2ノックインするレポーターベクターの作製、3実際にiPS細胞へ導入し、システムが動くことを確認する、という段階が必要であるが、現時点で1は終了し、2の途中の段階である。また、人工ヌクレアーゼを作製するシステムは、今後も必要となり、これを確立できたことも本年度の大きな実績である。hiPS細胞における遺伝子のターゲッティングは、マウスESあるいはiPS細胞におけるそれに比してかなり困難とされているが、近年の技術の進歩により、人工ヌクレアーゼを使用することによる遺伝子ターゲティング法により、比較的自在に行うことができるようになった。本研究においても、当初、通常のhomologous recombinationに期待するターゲティングを想定していたが、TALENsあるいはCas9/CRISPRを使う方向へと変更した。本来の目的である、アトピー性皮膚炎において実際にみられる遺伝子変異挿入を行う前に、フィラグリン遺伝子のノックアウトを目的として、実験を進行した。まず、TALENsを作成し(FLG-TALENs)、フィラグリン遺伝子のKOを試みたが、遺伝子切断の効率の問題か、うまくいかなかった。したがって、効率という面ではおおきなアドバンテージをもつCas9/CRISPRを使うことにした。web baseで標的とする配列(guide RNA)デザインしてベクターを作製した。作製したベクターをhiPS細胞にリポフェクションにより導入し、短期間の抗生剤セレクションを施行したのちに残存したコロニーをランダムに20個ピックアップした。20個のうち、5個ほどで片アレルにランダムな変異がみつかり、フィラグリン遺伝子に変異が挿入されたhiPS細胞を得た。Cas9/CRISPRのシステムを使うことによって、フィラグリン遺伝子変異をもつhiPS細胞を作製することができた。このiPS細胞を用いて、フィラグリン遺伝子変異のもつ意味を詳細に検討可能となる。皮膚科分化実験におもったよりも時間がとられるために、少々おくれがみられるが、おおむね順調に進展していると思われる。遺伝子改変のために必要とする人工ヌクレアーゼであるTALENの作製システムの構築に手間取ったため。また、ケラチン遺伝子の発現をリアルタイムでモニターできるようなシステムをつくることを計画に追加したため、その分が遅れている。

フィラグリンのKOされたiPS細胞とそうでないiPS細胞を同時に表皮角化細胞に分化させ、そうして得られた表皮角化細胞について、刺激に対する反応性などを、サイトカインアレイなどをもって網羅的にチェックする。そのようにしてまず、フィラグリン遺伝子がKOされることが表皮角化細胞にとってどのような意味合いをもつのかを検討することを目標とする。遺伝子改変に必要なツールである人工ヌクレアーゼを作製するシステムはすでに確立したため、これを利用して、ヒトiPS細胞にケラチン遺伝子をリアルタイムで観察するためのレポーター遺伝子をノックインし、そのシステムが動くことを確認する。それと並行して、研究計画に沿ってフィラグリン遺伝子への変異挿入のための人工ヌクレアーゼ作製、変異挿入をを施行していく予定である。、もともと前年度に繰り越した額があったため、それがずれている状態である。研究自体は本年度でほぼ予定通りに復帰したため、次年度以降に多額の支出が予測される、サイトカインアレイなどの受託研究を行う予定である。本年で本来の予定に追いついたかたちであり、多額の支出が予測される外部受託による研究を施行していく予定である。人工ヌクレアーゼの作製等で、長い核酸の合成などが必要となり、また制限酵素などの購入と合わせて、100万円程度の支出を考えている。また、iPS細胞の作製、維持に必要となる培地やサイトカイン、細胞培養プレートやチップ等の購入に100万円程度の支出を考えている。国内、海外の学会参加に50万円以内程度の支出を考えている。
化合物単結晶基盤上の薄膜作製と発光材料としての機能開発の研究

(1)Si(III)上のメタノール,ホルムアルデヒド吸着を超高真空系で行ない表面温度を変化させ,吸着状態をX線,紫外線光電子分光法(XPS,UPS)で調べた。メタノールは低温で分子状吸着し123Kで表面にメトキシ基と水素が生成した。ホルムアルデヒドは室温で解離吸着し,表面温度を上げるとCH_3→CH_2→CHと脱水素が進行することが示唆された。室温に戻すと,表面に残った水素が反応して脱水素反応の逆反応が起こることが考えられた。メトキシ基はUPSの光源で光分解することが示され,固相に薄膜をつくる際のバインダーとしての機能が示された。(2)新しい機能性ポリマーをつくる目的でメタセシス触媒を開発した。均一系のW系触媒を合成し、イオウを含んだオレフィンのメタセシス反応が触媒的に進行することを始めて見出した。クロスメタセシス,開環重合を利用して,新たなイオウ原子を含んだオレフィン,ポリマーの開発を行った。薄膜化して,伝導性ポリマー,光機能性材料としての可能性が示されるが,まだ実用化には量的な問題から致っていない。(3)CdWO_4(010)面にNd:YAGレーザーの266nmを照射するとアブレーションが起こる。真空中に放出される粒子をSi(III)基板上に析出させ,薄膜の分析をX線回折(XRD),電子プローブ微少部分析(EPMA)を利用して行なった。堆せき膜の組成なCd/W比が数%とCd不足で,XRDの結果WO_3(002)面が結晶成長していることがわかった。EPMAの結果から膜中の位置をレーザー照射スポットの垂直方向に対する角度θで表わすと,Cd/W比はθの関数で表わすことができθの増加とともにCd/W比は減少した。アブレーション中に酸素を共存させるとCd/W比は増加するが,Cd/W=1:1の膜を得るには高酸素圧が必要と考えられた。得られた膜はまだ発光に致っていない。Cd/W比の改善,アブレーション粒子の空間分布などの検討が必要と考えられた。平成3年度の第2次分として,平成5年度まで3年度分の決定を昨年10月にいただいた。今年度は,タ-ボ分子ポンプ,リニアゲ-トバルブの設備備品の他,真空フランジ類を購入し薄膜作製に必要な真空排気系を完成させた。現在の質量分析計を系にとりつけ,石英製ビュ-ポ-トから現有のナノ秒パルスレ-ザ-を試料に照射できる系をつくり,飛行時間解析システムを作製中である。実験結果として,シリコン単結晶上に二酸化ケイ素の薄膜をつくり,ニッケル金属をこの上に蒸着した金属ー酸化物ー半導体系を10^<ー8>torr前半の真空中で作製し,一酸化炭素の吸着を行い,熱脱離,レ-ザ-脱離を行った。その結果,1064nmの光を利用すると二酸化ケイ素による絶縁が破壊され,ニッケルとシリコンとの反応によりシリサイドが生成され,最上層のニッケルによる一酸化炭素の吸着が阻害されることを見い出した。532nm,266nmの波長の光を導入した実験では,絶縁破壊は起こらずニッケルに吸着した一酸化炭素の光脱離も起こらないことが判った。レ-ザ-出力依存性について検討の必要があり更に詳しく研究する予定である。次に,シリコン単結晶上でシリコンの有機化合物の気体を10^<ー7>10^<ー5>torrで系に導入し,レ-ザ-光を試料に当てて光分解の実験を行なった。通常は有機シリコン化合物の気相での分解には200nm以下の紫外光の波長が必要になるが,ある種の化合物では532nm,1064nmの波長で分解を起こした。この結果は光により電子と正孔が生成し,シリコン表面上で有機金属試料の分解が起こることを示唆している。一度生成した有機シリコン薄膜上では,光により電子と正孔を生成する能力が無いため光分解による更なる薄膜の波長は起こらない。1064nmの光分解は熱プロセスによる分解と考えられた。

真空中に放出される粒子をSi(III)基板上に析出させ,薄膜の分析をX線回折(XRD),電子プローブ微少部分析(EPMA)を利用して行なった。堆せき膜の組成なCd/W比が数%とCd不足で,XRDの結果WO_3(002)面が結晶成長していることがわかった。EPMAの結果から膜中の位置をレーザー照射スポットの垂直方向に対する角度θで表わすと,Cd/W比はθの関数で表わすことができθの増加とともにCd/W比は減少した。アブレーション中に酸素を共存させるとCd/W比は増加するが,Cd/W=1:1の膜を得るには高酸素圧が必要と考えられた。得られた膜はまだ発光に致っていない。Cd/W比の改善,アブレーション粒子の空間分布などの検討が必要と考えられた。シンチレーターとして使用されるCdWO_4単結晶は,紫外領域に吸収をもちYAGレーザーの第4高調波(266mm)により,へき開面(010)面はアブレーション(溶発)を起こすことを見い出した。光CVDの立場から他の基板上に溶発した種を真空蒸着させ,その光材料開発の可能性が示唆された。溶発現象にはレーザー出力依存性があり,溶発を生じない出力で光CVDによるSi折出を生ずる有機Si化合物の探索を行っている。短波長光源としてD_2ランプも使用し始めた。レーザーとCdWO_4(010)面との相互作用により表面にFringe構造が特定の方位に発生することを見い出しSEMによる解析を行っている。溶発の初期では,CdWO_4単結晶の特定の方位にそって粒子の凝集が起こり,Cd,W元素の表面分布に不均一性のあることをEPMAにより結論した。質量分析計による解析からCdWO_4の溶発ではCdとO_2が少なくとも脱離していることが判明し,現在時間分解法で飛行粒子のエネルギー解析を行っている。CdWO_4に熱CVDでSiを析出させた試料をSIMSで解析し,Si/CdWO_4の成膜組成のたて方向の解析にはSi^+,Cd^+,WO^+が適当と考えられた。CdWO_4に一次イオンとしてO_2^+粒子を当てると青色の光を発しetchingされる。高加速電圧の電子線によってもetchingされる。青色の発光中心に興味がもたれるが,真空中で熱アニールしたCdWO_4,Si/CdWO_4,溶発したCdWO_4各々の価電子帯の情報をUPSにより検討している。次に時間分解質量分析システムによりゼオライトにMo(CO)_6を吸着させた系のレーザーCVD実験を行なった。パルスレーザー照射によりMo(CO)_6からCOが脱離し,その飛行時間解析から2種以上の脱離COが識別され,ゼオライトの細孔構造に基づく吸着位置の異なったMo(CO)_6の分解と結論した。脱離COのレーザー出力依存性から532mmでのCVDは熱プロセスが主で,残ったMo(CO)_x種の赤外吸収から非平衡プロセスが支配していると推察された。CdWO_4単結晶(010)面にNd/YAGレーザーの第4高調波を照射するとアブレーション(溶発)が起こる。この現象を利用し、飛び出す粒子をSi(111)単結晶基板上に堆積させる実験を行い、薄膜の化学組成、結晶性を基板の温度依存性、共存酸素圧の効果から検討した。Si基板を400°C以上に加熱しておくと結晶性の膜が得られた。電子プローブ微少分析計(EPMA)、X線回折(XRD)の結果、真空中でのアブレーションにより得られる膜のCd/W比は数%とCdがかなり少なく、このことを考慮して、XRDの結果をWO_3(020)の結晶成長と結論した。
児童生徒自身で作る「手作りセラミックス磁力」教材の創造的思考力に及ぼす効果

(1)児童生徒自身でつくる「手作りセラミックス磁石」の創造的思考力に及ぼす効果児童は、石ころが磁化装置の中で簡単に磁化される状況に接すると、今までの磁力は絶対的なものであるという概念が一瞬にして崩壊し、磁力が付加できるものであるという概念が構築されると、磁力についての新しいイメージができあがり、磁石に異常に関心をもつようになる。本年度は、この実践を科学の祭典静岡大会、富士サイエンスプロジェクト、日本未来館での研究成果展示会などのイベントに参加し積極的に活動した。しかし、あくまでも、授業実践が主体であるので、静岡市の長田東小学校5年生を対象に、方位磁針を作成する授業を実践し手づくり方位磁針の製作を通して、子供達の独創性を刺激した。この創造的思考力が付く過程を脳科学的解析により解明すべく、他の脳科学者との交流も深めた。(2)児童生徒自身でつくる「手作りセラミックス磁石」利用での創造的思考力に及ぼす効果セラミックス磁石を応用したものづくり学習法は種々考えられるが大きくは2領域に限定する。それは、電気領域でのものづくり学習と、機械領域でのものづくり学習である。電気領域を担当するのは増田好治、江口啓で、増田・江口は、セラミックス磁石を用いたモータとそれを利用した発電機を教材化し、機械領域を担当する須見、松永は、磁気ライントレース型ロボットの教材化に取り組んだ。手づくりペットボトルモータの実践は、富士サイエンスプロジェクト、科学教育学会、静岡大学共通教育で実践し、子供たちの創造性を高めることに成功した。また、磁気ライントレース型ロボットでは、児童生徒が自分自身で「手作りセラミックス磁石」を作製しこれをレールとして利用し、その磁力を感知する新しいアイデアでのロボコン製作を行う教材を開発した。これらについて、紅林は教材としての価値について総合評価を行い優れていると判定している。児童生徒自身で作る「手作りセラミックス磁石」の最大の魅力は、磁石は自分では作れないと言う固定概念の縛りを解いたところにある。そして、磁力は、自由に付加することが出来ることを学ばせた結果、磁力という目に見えないものに対するイメージが容易に把握できるようになった点である。この磁石づくりは、児童生徒の創造力を高め、目に見えないものに対する科学的な思考力が刺激され、「ものづくり」を通して科学の面白さを体験できる教材である。(1)児童生徒自身でつくる「手作りセラミックス磁石」の創造的思考力に及ぼす効果本年度の主な実践は、静岡市立井宮小学校で行った正規の理科の授業に「手づくり磁石」を取り入れ、「磁力のイメージづくり」がどのように形成されるか、また、どのような効果を発揮するかの実践を行い、「手づくり磁石」が「磁力のイメージづくり」に有効性を発揮することを明らかにした。また、静岡市立長田東小学校の総合学習の時間に「磁石を使ったあそび」の企画に参加し、「手づくり磁石」を経験した子供は、丸い磁石や、魚、ウサギなど色々な形の磁石を使うゲームを考えることで、遊びの幅を広げることが出来ていることが明らかとなり、「手づくり磁石」が子供の独創性を刺激することを明らかにし、「磁石」の調べ学習でその独創性を発揮した。(2)児童生徒自身でつくる「手作りセラミックス磁石」利用での創造的思考力に及ぼす効果セラミックス磁石を応用したものづくり学習法は種々考えられるが大きくは2領域に限定される。電気領域を担当するのは増田好治で、増田は、セラミックス磁石を用いた発電機の教材化を行い研究成果を第23回日本産業技術教育学会東海支部大会講演で発表した。機械領域を担当する須見、松永は、磁気ライントレースの教材化に取り組み、静岡市立東豊田中学校で実践し研究成果を日本産業技術教育学会誌に掲載し高く評価された。
有機πスピンからなる磁性超分子の構築

本研究では有機ラジカルと金属イオンからなる超常磁性クラスターの合成を目指した.超常磁性特有の物性発現には高いスピン多重度と異方性を合わせ持つ分子の構築が必要である.そこで,まずクラスターのビルディングブロックとなる基底高スピン分子の合成から始めた.スピン分極機構でスピンを揃えた有機ラジカル配位子をそれと直交する磁気的軌道を持つ金属イオンで集積化することにより高スピン錯体が得られる.配位子bisimpyはピリジンのメタ位に二つのイミノニトロキシドをもつ基底三重項ビラジカル配位子であり,σスピンを持つ金属イオンCu(II),Co(II)および反磁性金属イオンZn(II),Ag(I)を中心金属に持つ錯体[M(bisimpy)]^<n+>を合成しその磁性について検討した.[Cu(II)Cl(bisimpy)l(MeOH)](PF_6)(1),[Co(II)Cl(bisimpy)(MeOH)_2](PF_6)(2)は配位したビラジカル間およびラジカル-金属イオン間にそれぞれ300K以上,約100Kの強磁性的相互作用をもつ高スピン分子(1:S=3/2;2:S=5/2)である.一方,反磁性金属イオンを中心金属に持つZn(II),Ag(I)錯体はラジカル間の磁気的相互作用が小さい基底一重項分子であり,有機ラジカル配位子内のスピン分極が常磁性金属イオンにより誘起されることが示唆された.本研究では有機ラジカルと金属イオンからなる超常磁性クラスターの合成を目指した.超常磁性特有の物性発現には高いスピン多重度と異方性を合わせ持つ分子の構築が必要である.そこで,まずクラスターのビルディングブロックとなる基底高スピン分子の合成から始めた.スピン分極機構でスピンを揃えた有機ラジカル配位子をそれと直交する磁気的軌道を持つ金属イオンで集積化することにより高スピン錯体が得られる.配位子bisimpyはピリジンのメタ位に二つのイミノニトロキシドをもつ基底三重項ビラジカル配位子であり,σスピンを持つ金属イオンCu(II),Co(II)および反磁性金属イオンZn(II),Ag(I)を中心金属に持つ錯体[M(bisimpy)]^<n+>を合成しその磁性について検討した.[Cu(II)Cl(bisimpy)l(MeOH)](PF_6)(1),[Co(II)Cl(bisimpy)(MeOH)_2](PF_6)(2)は配位したビラジカル間およびラジカル-金属イオン間にそれぞれ300K以上,約100Kの強磁性的相互作用をもつ高スピン分子(1:S=3/2;2:S=5/2)である.一方,反磁性金属イオンを中心金属に持つZn(II),Ag(I)錯体はラジカル間の磁気的相互作用が小さい基底一重項分子であり,有機ラジカル配位子内のスピン分極が常磁性金属イオンにより誘起されることが示唆された.
変形性膝関節症に対する高位脛骨骨切り術が関節液中マーカーに及ぼす影響の研究

【目的】変形性膝関節症(以下、OA)に対して外来加療時の定期的な関節内注入療法により症状緩和を認める場合と高位脛骨骨切り術(以下、HTO)などの手術療法が必要となる場合がある。HTOの臨床効果は力学的機序が主体とされているが、生化学的な影響については不明な点が多い。近年、関節液検査によるOA病態の客観的評価が注目されているが、HTOの関節マーカーに及ぼす影響を検討した。【対象と方法】関節水腫を有するOAに対しHTOを施行した15膝(HTO群)の術前の関節液を採取、関節マーカーを測定した。外来におけるヒアルロン製剤の関節内注入療法により結果として症状緩和を認めた5膝の治療前の関節液の関節マーカーを測定した(コントロール群)。測定項目として、(1)コンドロイチン硫酸異性体(CS-6S、CS-4S)、(2)ヒアルロン酸(HA)、(3)コンドロカルシン(PColl-II-C)の濃度を測定した。HTO術中の関節鏡視下に変性組織を採取し、コンドロイチン硫酸異性体(CS-6S、CS-4S)の濃度を測定した。HTO施行4週後および術後12カ月ステープル抜釘時にも関節液が採取可能であった4膝における関節マーカーの経時的変化を検討した。ステーブル抜釘時に関節鏡視下に変性組織を採取し、コンドロイチン硫酸異性体(CS-6S、CS-4S)の濃度を測定した。【考察】CS-6SやPColl-II-Cは成熟軟骨の分解産物であるため、HTOが必要となる水腫例では関節液中濃度が高値を示した。HTO術後早期には軟骨由来のマーカーであるがG-6Sが手術侵襲に増加、HAやPColl-II-Cが洗浄により低下するが、その後に力学状況の改善とともにG-63は経時的に低下、HAは経時的に増加を示した。滑膜由来のCS-4Sは術前後共に変化しなかった。再生軟骨の合成指標であるPColl-II-Cは術後に増加、CS-4Sも再生組織中に増加していた。【対象と方法】関節水腫を有するOAに対しHTOを施行した15膝の術前の関節液を採取、関節マーカーを測定した(HTO群)。測定項目として、(1)コンドロイチン硫酸異性体(CS-6S、CS-4S)、(2)ヒアルロン酸(HA)、(3)コンドロカルシン(PColl-II-C)の濃度を定量した。HTO施行後4週以上の水腫の継続を15膝中6膝に認め、その関節液を毎週採取して関節マーカーの経時的変化を測定した。外来の関節内注入療法により結果として症状緩和を認めた5膝では、予め凍結保存していた治療前の関接液の関節マーカーを測定した(コントロール群)。【結果】HTO群6膝の術前の性差、年齢、X-p評価、貯留関接液量はコントロール群と近似していたが、関節液中のCS-6S、CS-4S、PColl-II-CがHTO群では有意に高値を示していた。HTO術前と術後4週の関節マーカーの比較では、CS-6Sが有意に増加、HA濃度は有意に低下した。術後4週以降の経時的変化を比較すると、CS-6Sは低下する傾向、HA濃度は増加する傾向を認め、CS-6S/HA比は有意な低下を示した。【考察】関節マーカーは軟骨基質であるプロテオグリカンやII型コラーゲンの分解産物であるため、HTOが必要となる水腫例では関節液中のPColl-II-CやCS-6Sの濃度が高値を示した。HTO術後早期には関節マーカーが一時的に増加するが、その後に反応性水腫の軽減とともにHAやCS-6S濃度比の異常は経時的に改善していく傾向を示した。HTO施行4週後および術後12カ月ステープル抜釘

時にも関節液が採取可能であった4膝における関節マーカーの経時的変化を検討した。ステーブル抜釘時に関節鏡視下に変性組織を採取し、コンドロイチン硫酸異性体(CS-6S、CS-4S)の濃度を測定した。【考察】CS-6SやPColl-II-Cは成熟軟骨の分解産物であるため、HTOが必要となる水腫例では関節液中濃度が高値を示した。HTO術後早期には軟骨由来のマーカーであるがG-6Sが手術侵襲に増加、HAやPColl-II-Cが洗浄により低下するが、その後に力学状況の改善とともにG-63は経時的に低下、HAは経時的に増加を示した。滑膜由来のCS-4Sは術前後共に変化しなかった。再生軟骨の合成指標であるPColl-II-Cは術後に増加、CS-4Sも再生組織中に増加していた。
変異導入マウスによるMAPキナーゼ経路の機能解析

p38やERKなどのMAPキナーゼ(MAPK)経路は、がん化やがん病態と密接に関連する。ERKとp38の機能と、そこで働くシグナル経路の解明を目的とし、これらMAPKの遺伝子改変マウスを作成/解析した。p38αの結合領域(CD領域)にsem型点突然変異を導入すると、一部の基質が結合せず、活性化されなくなる。sem型p38αをノックインしたマウスのマクロファージをLPSで刺激すると、アポトーシスの顕著な亢進を認め、p38α経路の限定された標的分子が、アポトーシスの抑制に必須であることが明らかになった。また、T細胞でERK2を欠くコンディショナルノックアウトマウスを作成しCD4、CD8単独陽性成熟T細胞への分化が抑制されること、転写因子Egr-1の発現が低下していること、を明らかにした。Egr-1のノックアウトマウスでも同様の分化障害が報告されており、Egr-1がERK2の生理的な標的遺子であることが示唆された。血球全般および血管内皮でERK2を欠くコンディショナルノックアウトマウスも作成し、生存可能なことを明らかにした。