hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血中ホモシステインの濃度規定因子の解明と、動脈硬化・循環器疾患発症への関与の分析

地域住民を対象とする疫学研究により、1)血中ホモシステイン濃度に影響を及ぼす要因の解明、2)血中ホモシステイン濃度と頚動脈硬化との関連の分析、3)長期保存血清を用いて血中ホモシステイン濃度と脳卒中、虚血性心疾患発症との関連のプロスペクティブな分析を行う。地域住民における血中ホモシステイン濃度の分布と、その規定因子に関する横断研究として、東北農村、四国農村、関東農村、大阪近郊地区の4074歳男女1,000名について、血漿中のホモシステイン測定を行った。その中の栄養調査を実施した210名について血清中のビタミンB群(葉酸、B_6、B_<12>)の測定を行った。また、上記の対象者のうち、370名について、頚動脈エコー検査を実施し、頚動脈硬化度を評価した。その結果血中ホモシステイン濃度に影響を及ぼす要因として血中葉酸の低値、血中のビタミンB_<12>の低値、青菜類の摂取量の低値の関与が認められた。血中ホモシステインの高値と頚動脈硬化との関連は弱いながらも認められたが、有意とはならなかった。引き続き対象者を増やす予定である。また、MTHFR遺伝子の多型に関しては、各対象者より、インフォームドコンセントを得る手続きをとっており、来年度に測定を行う計画である。血中ホモシステイン濃度と循環器疾患の発症に関する追跡調査として、対象4地域の循環器検診受診者40歳以上男女約1万人の血清を310年保存しており、この血清を用いて、その後の循環器疾患の発症者(虚血性心疾患60名、脳卒中100名)と性、年齢、地域、保存年数をマッチさせた非発症者(1:3の割合で抽出)の間で、血中ホモシステインの濃度を比較した。いずれの疾患についても血清ホモシステイン濃度はケースとコントロールの間で有意な差を認めなかった。引き続き対象者を増やして分析を行う計画である。地域住民における血中ホモシステイン濃度の分布と、その規定因子に関する横断研究として、東北農村、四国農村、関東農村、大阪近郊地区の住民4074歳男女3,200名と四国人間ドック受診者2074歳男女965名について、血漿中のホモシステイン測定を行った。その中の栄養調査を実施した630名について血清中のビタミンB群(葉酸、B_6、B_<12>)の測定を行った。また、上記の対象者のうち、542名について、頚動脈エコー検査を実施し、頚動脈硬化度を評価した。血中ホモシステインの高値と頚動脈硬化との関連は弱いながらも認められた。MTHFR遺伝子多型の検査に関してインフォームドコンセントを所得した965人について血中ホモシステイン濃度に対する血清中の葉酸、B_<12>、B_6の影響を遺伝子多型別に検討したところ、ホモシステインが高値を示すMTHFRのVV型の群においても、血清中の葉酸とB_<12>が高いとホモシステインの上昇が抑えられることが確かめられた。血中ホモシステイン濃度と循環器疾患の発症に関する追跡調査として、対象4地域の循環器検診受診者40歳以上男女約1万人の血清を310年保存しており、この血清を用いて、その後の循環器疾患の発症者(虚血性心疾患70名、脳卒中125名)と性、年齢、地域、保存年数をマッチさせた非発症者(1:3の割合で抽出)の間で、血中ホモシステインの濃度を比較した。
構造物の腐食安全性モニタリングを目指したセンシング技術に関する研究

腐食センサーを導入した模擬構造体の屋外腐食試験を継続するとともに,腐食安全性をより正確に評価するために環境センサーとしてACM(Atmospheric Corrosion Monitor)センサーに注目し,屋外環境および実験室内で連続的に測定した。ACMセンサーの出力は相対湿度の上昇とともに増加し,さらに付着塩量にも比例することが確認された。これは材料表面での濡れに対応する情報をモニターできることを示唆しており,環境センサーとしての有用性が明らかとなった。また,ACMセンサーの出力感度は非常に高く,表面に形成される水膜の厚さが1μm以下でも検出可能であることがわかった。一方,腐食モニタリングにおいては前年度に検討した腐食センサーについて種々の金属材料(Fe-Ni系およびFe-Cr系)で腐食モニタリングを行った。腐食センサーの出力は金属の種類に関係なく相対湿度の上昇とともに増加し,表面に形成される水膜の厚さが数十μmのときに出力が最大になることがわかった。材料の違いは,水膜の厚さが数十μm以下のときに顕著に表れ,腐食センサーの出力から計算される腐食速度はNiやCrの添加量とともに低下することがわかった。これらの結果は従来の屋外暴露試験での結果と対応しており,炭素鋼以外の他の鉄鋼材料でも腐食センサーの電極材料を代えることで腐食をモニターできることを示している。また,センサー電極の温度を制御できるように改良した腐食センサーを用いて実験室内での腐食シミュレーションを行った。屋外環境での腐食挙動と比較することにより,腐食におよぼす結露の影響について明らかにした。環境に関するセンシングとしては、腐食に最も影響を与える因子である飛来海塩量に注目し、微量な重量変化をとらえることが可能なQCM(水晶振動子微量天秤)法による検討を行った。QCM法では使用する水晶振動子により測定可能な重量が制限されるため、過去の文献で示されている海塩付着量と比較し、共振周波数が1MHz以上の水晶振動子を使用するのが最適と判断した。なお、水晶振動子の共振周波数については、想定する腐食環境の違いに依存すると考えられる。海塩量の測定については、既知の量の海塩を付着させQCMの応答を測定し、重量と周波数変化とによい相関があることを確認した。また、相対湿度を変化させ、QCM測定により付着海塩の吸湿挙動を調査した結果、水晶振動子上の物質の状態(おそらく粘性)によって振動モードが変化することがわかった。これは測定上の問題点であり、今後の検討課題である。一方、腐食モニタリングに関しては、既存の同心リング型センサー(以下、センサー)の形状やサイズに注目し、その特性を実験室内で検討した。具体的には、温度および相対湿度を制御可能な測定室内で、センサー上に人工海水またはNaCl溶液を滴下し、交流インピーダンス法により腐食速度の連続測定を行った。得られた測定データの精度や測定限界を実験的、理論的に解析し、構造体へ導入するセンサーのサイズや絶縁層の厚さを決定した。導入するセンサーを決定後、炭素鋼製の模擬的な構造体の各部位へ適用し、現在、屋外環境で腐食速度をモニタリング中である。現状では、環境因子に対する腐食速度の変化が顕著にみられており、構造物の各部位の耐食性が十分モニタリング可能であると考えられる。
野外観察学習用ディジタル素材の開発と携帯端末による検索システムの構築と評価

本研究では,携帯電話で表示可能な野外観察学習用のディジタルコンテンツライブラリを構築し、その検索システムを開発した。これにより、観察学習時に即座に検索ができるようになった。また、開発したシステムを用いた野外観察実習を実践し,その有用性について検討した.本研究では、携帯電話で利用可能なディジタルコンテンツを作成するために、現在市場に出ている携帯電話の仕様を元に、画像サイズ等を規定した。WebサーバとRDBMSによる検索システムを開発した。Image Magickを利用し、360×360ピクセルの画像を120×120ピクセルに自動縮小する機能を有する。また、アクセスしている携帯電話のキャリアを判定し、キャリアに応じたページ記述言語を用いて、ページを自動生成するようにした。本システムは、携帯電話用のものであるが、コンピュータでのアクセスも可能とした。その際の表示画像サイズは240×240ピクセルとした。RDBMSに登録するデータは、教育情報ナショナルセンターで定めた学習オブジェクトメタデータに準拠するようにした。野外観察により撮影した画像を、国土地理院発行の数値地図を基に作成したディジタル地図上にマッピングする機能を開発した。ディジタルカメラや、カメラ機能つき携帯電話等で撮影した画像と、GPSの緯度経度情報を登録することにより、地図上にサムネイル画像またはポインタ画像を表示することができる。地図上に表示する場合、カテゴリごとに表示することができる。ポインタ画像を選択した場合は、色分けすることにより、最大3種類のカテゴリを同時に表示することができる。2002年10月10日及び11日に、熊本県人吉市立東間小学校の4年生児童68名を対象に実証実験を実施した。児童はまず,校庭の植物観察を行った.観察時には,12台の携帯電話を用いてグループごとに本システムのデータベースにアクセスし,植物に関する情報を即時検索した.携帯電話を用いた野外観察実習の有効性を検証するため、校庭にある13の植物の写真を見て名称を回答する再認課題(ペーパーテスト)を行った.ペーパーテストの結果について、一要因分散分析(被験者内比較)を行った結果、授業前と比較して,授業後,一週間後の平均値は,5%水準で有意に高いことが明らかになった.本研究では,携帯電話で表示可能な野外観察学習用のディジタルコンテンツライブラリを構築し、その検索システムを開発した。児童はまず,校庭の植物観察を行った.観察時には,12台の携帯電話を用いてグループごとに本システムのデータベースにアクセスし,植物に関する情報を即時検索した.携帯電話を用いた野外観察実習の有効性を検証するため、校庭にある13の植物の写真を見て名称を回答する再認課題(ペーパーテスト)を行った.ペーパーテストの結果について、一要因分散分析(被験者内比較)を行った結果、授業前と比較して,授業後,一週間後の平均値は,5%水準で有意に高いことが明らかになった.
多読学習がなぜリスニング力も向上させるのか？：反応時間とNIRSによる検証

今年度は群馬大学の協力を得て理工学部の1年生を対象に多読学習効果を検証する実験を行った。まず、入学直後の多読学習開始前にTOEICによる英語力の測定及びリーディング課題により読解速度(WPM)と内容把握問題による読解効率の測定、さらにリスニング課題による内容理解の正答率を測定した。また、リーディング課題とリスニング課題遂行時の前頭葉の脳血流量を携帯型脳活動計測装置HOT-1000(NeU製)を用いて測定した。群馬大学理工学部では、1学期に15万語の多読学習が課題となっており、1学期終了時の15万語の読了時に2回目の測定を行った。この次点でリーディング課題では多読開始前と比べて有意にTOEICのスコアが上昇し、また前頭葉の脳血流量は右チャンネルにおいて有意に減少することが確認された一方、リスニング課題では実験開始30秒後に有意に血流が上昇することが確認された。秋学期にも15万語の多読学習が課されており、秋学期終了時の1月末に3回目の実験を実施した。一般化線形混合モデルにより分析した結果、1年間の多読学習ではTOEICスコアに3回の間での有意差は確認出来なかったが、読解速度(WPM)が有意に上昇することが確認された。リスニング課題において内容理解問題の正答率には有意差が確認できなかった。しかしながら、右チャンネルにおいて多読開始時の4月から8月では有意に増加するが、1月には有意差がないことが確認された。これらのことは多読学習によりリスニング時の内容理解において正答率は変わらないが、トレーニング効果によってより少ない脳活動で処理できることになったと判断され、客観テストには現れない多読学習の効果が示唆された。本研究は、多読を始めたばかりの学生から最大100万語以上までの大学生を対象に多読語数が読解速度(WPM)および読解効率(e-WPM)、さらにリスニング能力(処理速度・処理効率)へ与える影響(効果)を検証するものである。今年度は大学生24名(多読語数平均249,633語:最大111,7705語、最小1,0012語)を対象に、E-Prime2.0を使用しMoving Window(移動窓方式)で英文をチャンク毎に提示する自己制御読み課題により処理速度を測定した。結果として、多読語数とWPM(平均137.36)にr=.771 (p<.01)、読解問題に対する正解率を加味したe-WPM(平均109.02)にもr=.779 (p<.01)という非常に強い相関が確認された。さらに、本研究では上述の課題の英文を用いてリスニング課題(チャンク提示、自己制御課題)によりリスニング力への影響も検証した。その結果、多読語数と処理速度(WPM平均116.39語)にr=.416 (p<.05 )の相関が確認された。これらの結果から多読語数が増えると、門田(2007)が指摘するディコーディングと呼ばれる低次処理の自動化が促進され、結果として読解処理と読みの正確さが向上すると推察された。携帯型NIRS(日立ハイテクノロジーズ製HOT-1000)により上記実験中の脳活動を計測し、画像処理のためのデータを収集した。反応時間測定のための実験刺激作成とデータ収集を行うことができ、行動データによる多読語数を読解速度(WPM)の関係を証明することが出来た。また携帯型NIRS(HOT-1000)によるデータ収集も終了し、予備データとしては十分な量を確保することが出来たため。多読語数の少ない被験者(1万語以下)から非常に多い被験者(50万語以上)を対象にした実験結果から2016年度の行動データに続き、脳血流量のデータ解析方法を検討した。MATLAB上で動作するHITACHI製の解析ソフトPoTATOによりデータ解析する方法について、技術者の支援を受けながらその手順の習熟を図り1回目のデータ解析を行った。安静時と課題遂行時の切り出しの設定に問題があり、1回目の解析は十分な結果を得ることが出来なかった。また、データ収集時の不備が、行動データで分析した23名から16名分にデータが減少してしまった。この結果、100万語を読んだ被験者のデータが1名分使えなくなり、多読語数による有意な影響を証明することが出来なかった。安静時(45秒中最後の10秒)と課題開始直後からの10秒を対象としてデータを切り出し加算平均をとった脳血流量のデータに加えて、データ収集時の英語力(CASECスコア)と性別を要因として共分散分析を行ったが、多読語数と脳血流量に有意な関係は確認出来なかった。この原因として、多読語数の多い被験者、特に50万語以上の被験者数が十分でなく2群の比較がうまく機能しなかったことが考えられる。携帯型脳血流計測装置HOT1000により、多読学習者の読解課題遂行時とリスニング課題遂行時の脳血流量を計測するプログラムは確立したが、2017年度までの実験では被験者の確保や実験デザイン、解析方法で解決すべき問題があり、予定した結果を得るまでには至っていないため。特に、多読語数が50万語以上の被験者を集めることは非常に難しいことが大きな理由である。

まず、入学直後の多読学習開始前にTOEICによる英語力の測定及びリーディング課題により読解速度(WPM)と内容把握問題による読解効率の測定、さらにリスニング課題による内容理解の正答率を測定した。また、リーディング課題とリスニング課題遂行時の前頭葉の脳血流量を携帯型脳活動計測装置HOT-1000(NeU製)を用いて測定した。群馬大学理工学部では、1学期に15万語の多読学習が課題となっており、1学期終了時の15万語の読了時に2回目の測定を行った。この次点でリーディング課題では多読開始前と比べて有意にTOEICのスコアが上昇し、また前頭葉の脳血流量は右チャンネルにおいて有意に減少することが確認された一方、リスニング課題では実験開始30秒後に有意に血流が上昇することが確認された。秋学期にも15万語の多読学習が課されており、秋学期終了時の1月末に3回目の実験を実施した。一般化線形混合モデルにより分析した結果、1年間の多読学習ではTOEICスコアに3回の間での有意差は確認出来なかったが、読解速度(WPM)が有意に上昇することが確認された。リスニング課題において内容理解問題の正答率には有意差が確認できなかった。しかしながら、右チャンネルにおいて多読開始時の4月から8月では有意に増加するが、1月には有意差がないことが確認された。これらのことは多読学習によりリスニング時の内容理解において正答率は変わらないが、トレーニング効果によってより少ない脳活動で処理できることになったと判断され、客観テストには現れない多読学習の効果が示唆された。NIRSによる前頭葉賦活データの画像処理を行い、多読語数と前頭葉賦活データの関係を明らかにする。さらに、追加の実験を行い携帯型NIRSの有効性を検証し、次の段階(多チャンネル型NIRSによる実験)への準備を進める。読解課題、リスニング課題ともに刺激を改善し、安静時の時間と課題遂行時のブロックデザインを整え、新たな被験者を対象に実験を継続する。今年度は群馬大学の協力を得て新入生を対象に、上級20名、初級20名の被験者により多読開始前の英語力および課題遂行時の脳血流量を計測し、1学期終了後の8月と2学期終了後の1月にそれぞれデータ収集を行い、多読学習が英語力と処理速度にどのように影響を与えるかを計測、分析する。脳血流のデータ解析については、研究分担者とともにさらに検討と習熟を深めていき、より精緻な分析方法を確立したい。また、授業外多読学習で多読語数が多い被験者(40万50万語以上)を集め、語数と読解速度の相関も継続して調査する。実験の被験者に対する謝金とデータ入力などの人件費が予定を下回ったため。当初予定した数の被験者を集めることが出来ず、謝金の支払いが少なかったことに加え、実験に使用する機器の購入も予定通りに行われなかったため。次年度は、群馬大学での実験となるために必要になる刺激提示用のノートパソコンや音声提示用のヘッドフォンなどの実験機器や被験者への謝金、データ解析補助に対する労務提供費などによる支出を予定している。人件費および消耗品費として使用する。
新しい量子情報量とホログラフィー原理

本研究では、近年発見されたオッド・エントロピーと呼ばれる量子情報量の(一般的な量子多体系における)物理的意義の理解を目指す。特に、一般の系で成立する普遍的な性質と、系のダイナミクスに依存する性質の差を明らかにする。具体的な対象としては、スピン系(格子模型)や共形場理論などを取り扱う。これらの系での解析を通じて、量子重力理論とホログラフィックに等価な量子多体系の特殊性を定量化することがゴールである。
全固体フォトニッククリスタルファイバによる全光信号処理の研究

・全固体フォトニックバンドギャップファイバのフォトニックバンドギャップの特性を光カー効果により制御して,全固体フォトニックバンドギャップファイバの透過特性を変化させ,光変調への応用を検討した.光カー効果は非線形光学効果の一種で媒質の屈折率が光強度に依存して変化する現象である.その応答時間は最短10 fs程であり,超高速動作が期待できる.スタック&ドロー法を用いて全固体フォトニックバンドギャップファイバを作製した.高屈折率材料,コア材料およびクラッド材料にはそれぞれ, TeO2-Li2O-WO3-MoO3-Nb2O5(TLWMN), TeO2-ZnO-Na2O-La2O3(TZNL), TeO2-ZnO-Li2O-K2O-Al2O3-P2O5(TZLKAP)のガラスを用いた.上記のテルライトガラスを用いて全固体フォトニックバンドギャップファイバの作製に成功し,光カー効果によって全固体フォトニックバンドギャップファイバの透過特性を変化させる事で,最大20 dBの強度変調を実現できる可能性を初めて明らかにし,制御光による光強度変調ができることを実証した.・ステップインデックス型光ファイバによるSC光発生を検証するため,As2Se3ガラスをコア,AsSe2ガラスをクラッドとしたステップインデックス型光ファイバによるSC光の発生を検討した.コア径が15μmのとき波長分散値は5μm以上の波長域で10ps/km/nm以下となり,低い値となる.パルス幅は200 fs,パルスの繰り返し周波数は1 kHzのパルス光を入射してSC光の発生を検証した.励起波長を9.8μmとしたとき,2から15.1μmに亘るSC光の発生を確認することができた.15μmを超える波長域にまでSC光を拡大させることに初めて成功した.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。(1)GeTeSe系のカルコゲナイド光導波路を用いて10μmに亘るSC光の発生に成功した。(2)テルライトPCFを用いて、高効率分散波発生に成功した。励起光からの変換効率は65%であった。この結果より、ソリトン波を利用した高効率波長変換が可能であることを実証した。(3)四光波混合では近赤外励起で10μmにもおよぶアイドラー光が発生しえることを理論的に予想されている。その特性を実現するため、素材の屈折率分散特性設計と素材に適した導波路設計に取り組み、超広帯域スーパーコンティニューム光、分散波および四光波混合による中赤外コヒーレント光発生に実現に最適なテルガラスガラス、フォスフォテルライト、カルコゲナイドガラス等の素材の開拓と光導波路構造の検討を進めた。また、カルコゲナイドガラスやテルライトガラスをコアとし、クラッドとしてテルライトガラスやフォスフォテルライトガラス等を用いたハイブリッドPCFの基盤技術の構築を進めた。その結果、カルコゲナイドガラスコア・テルライトガラスクラッドのハイブリッドPCFの作製に初めて成功した。このPCFの波長分散と構造との相関を詳細に検討した結果、1から3μmに亘り低分散にできるPCF構造があることを見出した。その構造を持つPCFにより2800nmの帯域の光パラメトリック増幅が可能であることを明らかにした。この広帯域光パラメトリック増幅は石英ファイバでは実現できないカルコゲナイドPCFの大きな特徴であることを明らかにした。さらに、カルコゲナイドガラスコア・テルライトガラスクラッドのハイブリッドPCFを用いて、波長850から1502 nmにかけて第二高調波による波長可変の波長変換が起こることを初めて観測した。・フィラメンテーションを利用してAs2Ae3カルコゲナイドガラス中では13μmにまでSC光が拡張することを確認し,カルコゲナイドガラスが広帯域,特に中赤外SC光発生に有効な素材であることを実証した.As2Se3をコアとするカルコゲナイドファイバのSC光発生特性を解析した.その結果,当ファイバの光透過域全体で正常分散特性を実現する構造が存在し、その構造を実現すると3から15μmまでSC光を延ばすことができることを明らかにした.また、コヒーレンス度も上記波長域全体で高く保たれることを明らかにした.さらにAs2Se3をコアとするカルコゲナイドファイバを実現して10μmに及ぶSC光の発生の確認に初めて成功した.・AsSe2/As2S5カルコゲナイドガラスによる全固体微細構造光ファイバを実現し、2.4から5.5μmにわたるSC光の発生に成功した.AsSe2/As2S5カルコゲナイドガラスによる全固体微細構造光ファイバによるSC光の発生特性を解析するために必要な誘導ラマン散乱特性を明らかにした.・AsSe2/As2S5カルコゲナイドガラスによるハイブリッド微細構造光ファイバを実現した.ゼロ分散波長を2.76μmにまでシフトさせ2.8μm励起によりソリトン波を発生させて、ソリトン自己周波数シフト(SSFS)特性を解析した.その結果、3.42μmの長波長までSSFSが起こることを確認し、SSFSが長波長域のコヒーレント光発生に利用できることを示した.・非線形性の高いテルライトガラスを用いた全固体フォトニックバンドギャップファイバの実現に成功した.

本ファイバを用いると光カー効果を利用して高速にバンドギャップによる光透過特性を動的に制御でき、光変調等の光波制御に応用できることを明らかにした.・フィラメンテーションを利用してAs2Ae3カルコゲナイドガラス中では13μmにまでSC光が拡張することを確認し,カルコゲナイドガラスが広帯域,特に中赤外SC光発生に有効な素材であることを実証した.As2Se3をコアとするカルコゲナイドファイバのSC光発生特性を解析した.その結果,当ファイバの光透過域全体で正常分散特性を実現する構造が存在し、その構造を実現すると3から15μmまでSC光を延ばすことができることを明らかにした.また、コヒーレンス度も上記波長域全体で高く保たれることを明らかにした.さらにAs2Se3をコアとするカルコゲナイドファイバを実現して10μmに及ぶSC光の発生の確認に初めて成功した.・AsSe2/As2S5カルコゲナイドガラスによる全固体微細構造光ファイバを実現し、2.4から5.5μmにわたるSC光の発生に成功した.AsSe2/As2S5カルコゲナイドガラスによる全固体微細構造光ファイバによるSC光の発生特性を解析するために必要な誘導ラマン散乱特性を明らかにした.・AsSe2/As2S5カルコゲナイドガラスによるハイブリッド微細構造光ファイバを実現した.ゼロ分散波長を2.76μmにまでシフトさせ2.8μm励起によりソリトン波を発生させて、ソリトン自己周波数シフト(SSFS)特性を解析した.その結果、3.42μmの長波長までSSFSが起こることを確認し、SSFSが長波長域のコヒーレント光発生に利用できることを示した.以上のように新規光ファイバを種々開発して、これまでにない特性を確認した.・全固体フォトニックバンドギャップファイバのフォトニックバンドギャップの特性を光カー効果により制御して,全固体フォトニックバンドギャップファイバの透過特性を変化させ,光変調への応用を検討した.光カー効果は非線形光学効果の一種で媒質の屈折率が光強度に依存して変化する現象である.その応答時間は最短10 fs程であり,超高速動作が期待できる.スタック&ドロー法を用いて全固体フォトニックバンドギャップファイバを作製した.高屈折率材料,コア材料およびクラッド材料にはそれぞれ, TeO2-Li2O-WO3-MoO3-Nb2O5(TLWMN), TeO2-ZnO-Na2O-La2O3(TZNL), TeO2-ZnO-Li2O-K2O-Al2O3-P2O5(TZLKAP)のガラスを用いた.上記のテルライトガラスを用いて全固体フォトニックバンドギャップファイバの作製に成功し,光カー効果によって全固体フォトニックバンドギャップファイバの透過特性を変化させる事で,最大20 dBの強度変調を実現できる可能性を初めて明らかにし,制御光による光強度変調ができることを実証した.・ステップインデックス型光ファイバによるSC光発生を検証するため,As2Se3ガラスをコア,AsSe2ガラスをクラッドとしたステップインデックス型光ファイバによるSC光の発生を検討した.コア径が15μmのとき波長分散値は5μm以上の波長域で10ps/km/nm以下となり,低い値となる.パルス幅は200 fs,パルスの繰り返し周波数は1 kHzのパルス光を入射してSC光の発生を検証した.励起波長を9.8μmとしたとき,2から15.1μmに亘るSC光の発生を確認することができた.15μmを超える波長域にまでSC光を拡大させることに初めて成功した.
自己概念の探求：無自己説の擁護とその倫理的帰結

今年度の研究成果として、主に以下の3つが挙げられる。第一に、昨年度発表した分離脳の意識構造についての問いをさらに追求し、論文という形で結実させた。第二に、マインド・アップローディングという新技術と関連づけながら、自我の問題を新たな角度から論じることを試みた。第三に、現象的意識概念のさらなる探究を行い、意識と倫理の関係について考察することを試みた。第一の成果は、分離脳が実現する意識構造はどのようなものであるのかという問題を、当該分野における現段階での最新の研究動向を踏まえて議論を鳥瞰しつつ、より妥当な仮説を提案したものである。これまで提案されてきた主な意識モデルのいずれもが不十分であり、報告者はむしろ時間の経過とともに分離脳が実現する意識状態は変化するのだという相転移説を提案した。第二の成果として、マインド・アップローディングという(近未来の)技術に即して自我概念を考察した。どのような形のアップローディングならば自我の通時的同一性が担保されるのか、明確な答えを出すことはできなかったが、アップローディングの提起する自我の問題について、今後さらに考察を深めるべきだという暫定的結論に至った。第三の成果は、現象的意識の持つ倫理的含意を、意識障害に即して探ったものである。報告者は、とりわけ遷延性植物状態患者(PVS患者)に着目し、彼らが現象的意識を持っているのか、持っているのだとしたらその事実はどのような倫理的含意を持つのかを明らかにしようと考えた。これを達成するため、N・リーヴィとJ・サヴアレスキュによる近年の議論を明確化し、彼らのなした論証が妥当なものであるかを検討した(抄録なし)研究実施計画に基づき、本年度は自己の形而上学的側面に関して研究を進めた。本研究の第一の目的は、幅広く、錯綜したあり方をしている自己概念の分析を行うということであった。その目的を達成するために、主に3つの研究を行った。なお、これら3つの研究の前提となっている考えは、自己という概念と現象的意識概念には密接なつながりがあるということに他ならない。(1)経験的知見を取り入れながら、意識の構造の変化を分離脳という事例に即して考察した。近年の分離脳についての哲学的研究が示唆するところによれば、分離脳被験者の意識構造は3つの有力なモデルのいずれかに収束すると考えられている。私はこれらいずれのモデルも決定的なものではないことを指摘し、代替案を提案した。(2)経験的知見から示唆される自己についての形而上学的パズルを明確化した。(1)の成果から予見できるのは、自己についての分裂の問題は現実に生じうるということだ。私はこのパズルの解決法を整理・検討した上で、可能な解決法の示唆を行った。(3)自己についての形而上学的本性の一端を、意識の統一と関連づけて考察した。素朴に考えると、意識ないし心が統一されているということは、1つの自己がそこに存在するための1つの基準であるように思われる。私は、意識ないし心を実現している最小の基盤の数を1つの自己の基準とすべきだというM.Bajakianの立場も、この素朴な立場も、いずれもうまくいかないのではないかということを論じた。このように、本年度は経験的なレベルから形而上学的なレベルへとつながるような自己概念の探究を進めた。本年度の成果はまだ萌芽的なものが多いが、いずれも意識と自己の問題について、近年の研究動向を踏まえた新たな観点から分析を行おうと試みたものである。これを達成するため、N・リーヴィとJ・サヴアレスキュによる近年の議論を明確化し、彼らのなした論証が妥当なものであるかを検討した本年度は、研究の成果を論文という形で発表することができなかった。しかしながら、学会やワークショップで口頭発表を行い、その成果を反映させながら、来年度以降論文という形で成果を発表することが現段階で見込まれている。

無自己説が軸になっているわけではないが、自己概念の探求は進展を見せているといえる。来年度は自己概念の探求の倫理的帰結を論じることになっているが、どの程度まで倫理的な諸問題に踏み込めるかまだ見通しが立っていない。むしろ、本年度の研究を継続させつつ、自己概念の検討を続け、倫理的諸問題について考察するための基盤を確立したほうがよいかもしれない。また、無自己説の主要な論者であるT.Metzingerの思想の核心部分にまで踏み込んで,その含意を考察するというレベルにまで至れなかったことが本年度の大きな課題である。意識それ自体の本性の問題、意識の統一の経験的裏付けなどの吟味も含めて、この課題を達成するためにはまだまだなすべきことが多いが、本年度の研究を継続・発展させることで対処していきたい。(抄録なし)
社会科における子どもの公正認識と教師の公正解釈に関する研究

今年度も昨年度までに引き続き,「公正さ」に関する理論研究を進めるとともに,国内外の社会科の授業観察および記録の分析・解釈と,北米の研究者によるアカデミック・レビューを受けることに努めた。理論と実践の両面に焦点を当てて本研究を進めて行き,その正当性について海外の研究者に検討をしてもらうということである。「公正さ」に関する理論研究は,主として法哲学の観点に立って「社会正義(social justice)」と「公正さ(equity)」の関係性を,多文化社会を前提として探究するものである。「公正な社会的判断力の育成」は社会科の中心的な教科目標であり続けているにもかかわらず,国内の先行研究に乏しく,北米においても「学習のプロセス」に焦点を当てて解明しようとする研究がほとんどない。本研究はこの点を切り拓いていく。社会科の授業については,国内の小・中学校9校とハワイの小学校2校で観察をすることができる環境にあるので,「公正さ」の理論的側面を社会科の授業内容の分析枠組とし,「公正さ」に関連するコミュニケーションを拾い上げていくという質的研究を蓄積していった。この方法は,通常の社会科の授業における自然なコミュニケーションの中に生じる「公正さ」に関する教師と児童生徒の認識を収集することができるが,事例を増やすことにはなりにくい。そこで今年度は,別予算で開発した「公正さ」の認識をねらいとするウェブ・アプリケーションを社会科の授業で活用してもらうこととした。授業づくりにも参画し,教師の公正認識の把握に努めるとともに,授業観察により教室内のコミュニケーションを豊富に記録することを繰り返した。社会科の授業観察と記録の分析・解釈を蓄積できている。質的研究に基づく授業研究は,常に順調に推移するというわけでは決してないが,データの蓄積が順調に進みつつあるので,その丁寧な分析・解釈に努めることにより,段階的に研究を進めることができている。今年度の予算においては,例年アメリカの学校を訪問していた時期に体調の不安が生じたため旅費支出をしていないが,その後その不安が払拭されたため,別の2回の機会を活用して渡航し,授業観察とエキスパート・レビューにより遅れを補うことができた。「現在までの進捗状況」に記したように,今年度は国外への旅費支出を控えたため,残額は次年度に繰り越すこととした。これを活用して,最終年度には国内外での学校訪問を増やし,研究の最終まとめに活かしたいと考えている。最終まとめに向けては,理論研究と実践研究の統合モデルの構築を目指したい。本質的な「公正認識」(「これが公正である」といった状態を想定し,それをどう教えるかと考える思考パターン)に研究代表者自らが陥ることなく,授業の当事者たちが社会的事象をどう捉え,どういった状態を「公正」であると考えるのか,これを具体事例から紐解き,そこから帰納的に公正学習のモデルを考えることにする。初年度の研究は,もっぱら研究テーマであるところの,学習者による「公正さ」の認識の深化と,授業者の「公正解釈」について,研究領域としての社会科教育や多文化教育において,研究がいかなる水準まで進められているかをあらためて確認することに努めた。加えて,上記研究領域においてどの程度重要性の認識があるか,海外の学会にも出向いたり,研究機関や行政機関に赴くなどして確認することを継続した。それによれば,国内の社会科教育および多文化教育の研究者では,研究代表者以外にはわずかに一名が理論的な検討を行っているに過ぎず,学習者の「公正さ」の認識は社会科教育,多文化教育それぞれの中心課題であるにもかかわらず,研究がまったく立ち遅れていることが鮮明になった。海外とくにアメリカにおいては,近年まで学習環境の公正さの実現に焦点が当てられるだけで,この研究テーマには関心が寄せられてこなかった。しかしながら,多文化教育学会において影響力を有する研究者が関心を寄せるところとなり,研究物の発行出版は未だないものの,研究発表や教員研修等で発信活動を行っていることがわかった。こうした調査活動と同時に,アメリカの公立小学校でのフィールドワークを継続して行い,とくに校内研修に参加することにより,教師が「公正さ」をどう「解釈」して,どう教えようとしているかを解明するための事例収集に努めた。当初の研究計画の通り,初年度は研究テーマの全体的把握と,先行研究の更なる検討や再検討,新たな研究物の収集に努めた。また本研究を開始する前に収集してきた授業実践の内容の整理も進めることができている。海外の公立小学校との関係も維持できており,理論研究だけにとどまらず実践的な側面からも研究課題に迫ることのできる体制を構築することができている。【授業観察と職員会議・校内研修等の観察,教師へのインタビューとその分析の実施】今年度は,日本およびアメリカの小学校において長期の授業観察と職員会議等(校内研修,学年会議や教科別会議を含む)の観察,教師へのインタビューを前年度に引き続き実施することとした。日本においては,公立小学校6校において授業観察を継続し,各種会議等への出席や教師へのインタビューも行うことができた。授業観察のスタイルは質的研究法,とりわけエスノグラフィ法に拠っているため,収集したい事例に出会えるチャンスは限られるが,事例が得られた際には入念に教師に対してインタビューを行うことにしている。アメリカの小学校には2度出向き,日本の小学校における観察調査と同様に,具体的な事例に触れることができるよう努めた。なかでも,指導的立場にある教師へのインタビューを実施するとともに,本人による校内研修に参加した。【「エクイティ」論,「エクイティ教授論」に関する基本文献の収集・データベース化】

基本文献については,近年「エクイティ」を文献や論文の標題に据えるものが増加しているので,入念に調査し,入手に努めるようにした。学校訪問調査とは別に,全米多文化教育学会(於オハイオ州クリーブランド)に参加して,情報収集に努めた。国内外の学校の観察調査については順調であるといえる。国内で訪問することのできる小学校を増やすことに努めたところ,当初の予定よりも訪問校を増やすことができた。アメリカの小学校については,常時訪問することのできる小学校が2校,訪問可能な学校がその他に2校あるが,予算およびスケジュールの制約を受けやすい。次年度も引き続き訪問日数を増やすことができるように努める必要があると考えている。文献の収集は順調に進んでいると考えるが,調査研究に較べて理論研究が手薄になりがちであるので,既に身につけている理論に新たなものを加えることができるよう努めたい。今年度は,「公正さ」に関する理論研究を進めるとともに,国内外の社会科の授業観察および記録の分析・解釈と,北米の研究者によるアカデミック・レビューを受けることに努めた。理論と実践の両面に焦点を当てて本研究を進めて行き,その正当性について海外の研究者に検討をしてもらうということである。「公正さ」に関する理論研究は,主として法哲学の観点に立って「社会正義(social justice)」と「公正さ(equity)」の関係性を,多文化社会を前提として探究するものである。「公正な社会的判断力の育成」は社会科の中心的な教科目標であり続けているにもかかわらず,国内の先行研究が乏しく,北米においても「学習のプロセス」に焦点を当てて解明しようとする研究がほとんどない。本研究はこの点を切り拓いていく。社会科の授業については,国内の小・中学校9校とハワイの小学校2校で観察をすることができる環境にあるので,「公正さ」の理論的側面を社会科の授業内容の分析の枠組とし,「公正さ」に関連するコミュニケーションを拾い上げていくという質的研究を蓄積していった。北米の研究者によるアカデミック・レビューを受けることについては,共同研究を別件で進めているカナダ人研究者を訪問して,研究の進捗状況について議論をし,今後の研究への示唆を得るというものである。本研究で特に重視している,「公正さを学習者がどう認識していくか」という学習のプロセスに関わるテーマは,多分に文化的要素を内包しているので,異なる文化的視点からの示唆を得ることがとくに有効であると考えた。社会科の授業観察と記録の分析・解釈を蓄積できている。質的研究に基づく授業研究は,常に順調に推移するというわけでは決してないが,データの蓄積が進みつつあるので,その丁寧な分析・解釈に努めることにより,段階的に研究を進めることができている。今年度も昨年度までに引き続き,「公正さ」に関する理論研究を進めるとともに,国内外の社会科の授業観察および記録の分析・解釈と,北米の研究者によるアカデミック・レビューを受けることに努めた。
環境ナノ微粒子酸化物薄膜作製プロセスの研究

環境浄化に機能を持つ微粒子を用いて室温付近のできるだけ低温で均一な薄膜を作製することを目的とした。N原子を含む酸、塩基を含む水中に置いたルチル単結晶をターゲットとしてパルスレーザーを照射し、500°Cまで熱的に安定したN原子を含んだ酸化チタン微粒子を作製できた。アンモニアを含んだ溶液で作製した微粒子は室温で乾燥させても均一な薄膜とできることが分かった。可視光に応答する微粒子薄膜作製への道が開け、継続して研究を行う。○水中においた酸化チタン単結晶にパルスレーザーを照射してできる微粒子について、作製条件と微粒子の結晶性、可視光応答における波長依存性について研究した。水中のpHを制御することで微粒子の結晶性をアナターゼ、ルチルにいずれかに制御することのできること、作製した微粒子を用いて得られる薄膜は可視光を用いた有機物分解反応に対して蒸留水で作製した微粒子と同様の活性を示すことを見出した。溶液中における微粒子の安定性について調べてみると、1週間程で溶液中に結晶成長した粒子を肉眼で見出す場合のあることから、はじめ微粒子は溶液中で共存するイオンにより表面を電荷状態に保ち安定化されるが、時間の経過とともに互いの衝突により結晶成長していくこと、生成熱による効果が熱力学的に優先されると考えられ、微粒子濃度にも影響されることから詳細に検討を行っている。また、薄膜にした状態において有機物分解活性の経時変化を数ヶ月に渡り調べた。ほとんど活性変化は見られず、薄膜にした段階では微粒子の変化は生じないことが分かった。微粒子のサイズについてはSTM、SEMを用いて知らべたが二次粒子として観測して成長後の観測をしてしまっていることから、バンドギャップとの相関を得るためには工夫が必要であることが分かった。○同様にして作製したシリコン微粒子については、基板上に展開させるとクラスターと積層構造をとることをSTMより観測した。○可視光に応答し有機物を酸化分解することのできる材料を開発することができ、微粒子化することを計画している。○水中においた酸化チタン単結晶にパルスレーザーを照射して作製される微粒子を薄膜として、その可視光応答における波長依存性と薄膜の時間経過による反応性の劣化について研究した。有機物として色素であるメチレンブルーの分解活性を調べ、標準試料として知られるP-25との活性を比較した。紫外線領域では活性は落ちるものの、400nm以上の波長での活性は我々の薄膜試料において優れていることがわかった。薄膜の活性の刑事変化については、6ヶ月以上活性変化は見られず、薄膜にした段階では微粒子の変化は生じないことが分かった。微粒子のザイズについてはSTM、SEMを用いて知らべたが二次粒子として観測して成長後の観測をしてしまっていることから、バンドギャップとの相関を得るためには工夫が必要であることが分かった。○同様にして作製したシリコン微粒子についてはζ基板上に展開させるとクラスターと積層構造をとることをS四より観測した。○可視光に応答し有機物を酸化分解することのできる材料としてCaWO4、MgIn204を開発することができ、微粒子化の計画である。○水中に置いたTiNターゲットにパルスレーザーを照射して作製される微粒子と室温で薄膜とした材料を用いて、470nmの青色発光ダイーオードを用いた可視光有機物分解反応に機能を持つ試料作製に成功し、応用物理学会にて発表を行った。ラマン分光法、X線光電子分光法等による薄膜化した試料の物性について評価を行い可視光で機能を持つ理由について考察を行った。論文作成準備中である。○水中に置いたチタン酸ストロンチウム単結晶にパルスレーザーを照射して作製される微粒子と室温で薄膜とした材料を用いて、可視光応答触媒としての機能を探索した。炭酸塩が複製することを見出し、希ガス雰囲気下での微粒子作製を行い、炭酸塩複製の無いチタン酸ストロンチウム微粒子と薄膜作製に成功した。純粋な状態では可視光での機能を持たないことから、不純物をドープした試料作製を行う必要があることが分かった。○粉末の酸化ストロンチウム試料を圧縮し成型し、電気炉にて焼結させることに成功した。この方法により不純物をドープした酸化ストロンチウムターゲットを作製でき、パルスレーザーを照射により水中で不純物ドープした微粒子作製の可能性が拓けた。○この研究計画の発端となる成果が特許として公示された。
マルチセンターリサーチによる日中覚醒時ブラキシズムの診断基準確立への挑戦

歯科における様々な疾患のリスクファクターとして危惧されているブラキシズムは,歯ぎしりやくいしばりに特徴づけられる反復的な顎筋の活動であり,睡眠時と覚醒時に起こり得るとされている.そのうち,睡眠時ブラキシズムについては,米国睡眠医学会(AASM)の基準など,すでに診断基準は存在する.しかし,覚醒時に関しては検査方法に関する基準,検査結果の正常と異常の判定基準ともに全くない.そこで本研究では未だ世界的に確立していない日中覚醒時ブラキシズムの診断基準を多施設共同で,世界に先駆けて確立することを目標として,超小型ウェアラブル筋電計を用いた筋電図検査によりマルチサンプルのデータを収集し,そのデータをもとに日中覚醒時ブラキシズム(d-AB)の診断基準,すなわち正常/異常閾値を検討することとした.2017年度は,測定プロトコールの作成取り決め,臨床研究倫理委員会の承認の手続きを行った後,被験者を募り,測定を開始した.測定時には,被験者の基本情報,歯ぎしり質問票や口腔内診査用(咬耗診査)用ブラキシズムプロトコールに従った診査で,被験者情報を収集した後,被験者の日常生活下で咬筋筋電図測定を行った.日中の行動の情報は行動記録表に記載してもらい収集した.波形数計測については,振幅閾値,波形閾値,波形間隔閾値,平滑化時間の自由設定により,自動的に波形数がカウントできるプログラムを導入した.さらに波形の連続性による分類(phasic episode, tonic episode)による自動抽出プログラムを導入した.倫理委員会による承認が当初の予想より長期間を要したため,被験者計測に係る作業が遅れたが,その後,遅れた分の被験者の測定も行うことができた.倫理委員会による臨床研究の承認が当初の予想より長期間を要したため,被験者計測に係る作業への着手時期が遅れたが,その後,ウェアラブル筋電計での自宅など日常生活下での咬筋筋活動測定が支障なく行うことができ,遅れた分の被験者の測定も行うことができた.これまで行った測定手順に基づき,研究代表者および研究分担者所属の各研究参加施設において被験者の日常生活下での咬筋筋電図測定,および歯の咬耗などの患者情報の収集を継続し,マルチサンプルデータを蓄積する.そして,そのデータをもとに日中覚醒時ブラキシズムの診断基準,すなわち正常/異常閾値を検討する.歯科における様々な疾患のリスクファクターとして危惧されているブラキシズムは,歯ぎしりやくいしばりに特徴づけられる反復的な顎筋の活動であり,睡眠時と覚醒時に起こり得るとされている.そのうち,睡眠時ブラキシズムについては,米国睡眠医学会(AASM)の基準など,すでに診断基準は存在する.しかし,覚醒時に関しては検査方法に関する基準,検査結果の正常と異常の判定基準ともに全くない.そこで本研究では未だ世界的に確立していない日中覚醒時ブラキシズムの診断基準を多施設共同で,世界に先駆けて確立することを目標として,超小型ウェアラブル筋電計を用いた筋電図検査によりマルチサンプルのデータを収集し,そのデータをもとに日中覚醒時ブラキシズム(d-AB)の診断基準,すなわち正常/異常閾値を検討することとした.2017年度は,測定プロトコールの作成取り決め,臨床研究倫理委員会の承認の手続きを行った後,被験者を募り,測定を開始した.測定時には,被験者の基本情報,歯ぎしり質問票や口腔内診査用(咬耗診査)用ブラキシズムプロトコールに従った診査で,被験者情報を収集した後,被験者の日常生活下で咬筋筋電図測定を行った.日中の行動の情報は行動記録表に記載してもらい収集した.波形数計測については,振幅閾値,波形閾値,波形間隔閾値,平滑化時間の自由設定により,自動的に波形数がカウントできるプログラムを導入した.さらに波形の連続性による分類(phasic episode, tonic episode)による自動抽出プログラムを導入した.倫理委員会による承認が当初の予想より長期間を要したため,被験者計測に係る作業が遅れたが,その後,遅れた分の被験者の測定も行うことができた.倫理委員会による臨床研究の承認が当初の予想より長期間を要したため,被験者計測に係る作業への着手時期が遅れたが,その後,ウェアラブル筋電計での自宅など日常生活下での咬筋筋活動測定が支障なく行うことができ,遅れた分の被験者の測定も行うことができた.これまで行った測定手順に基づき,研究代表者および研究分担者所属の各研究参加施設において被験者の日常生活下での咬筋筋電図測定,および歯の咬耗などの患者情報の収集を継続し,マルチサンプルデータを蓄積する.そして,そのデータをもとに日中覚醒時ブラキシズムの診断基準,すなわち正常/異常閾値を検討する.
小児生体肝移植時に摘出される病態肝組織を用いたヒト病態肝型マウスの作成と病態解明

本研究では、手術摘出肝組織より分離した肝細胞を用いて、病態肝由来のヒト肝細胞を持つヒト肝型マウスの作成を試み、複数の疾患に由来する肝細胞を用いて、ヒト肝型マウスの作成に成功した。本研究では、胆道閉鎖症より単離した肝細胞の移植を中心に検討し、マウス肝内において胆道閉鎖症由来肝細胞はヒトアルブミン陽性像を示し、薬物代謝酵素の発現も認められた。これら結果から、胆道閉鎖症においても肝細胞は正常機能を有していることが示された。本研究により、各種肝疾患由来ヒト肝細胞を用いたヒト肝型マウスの作成が可能であることが示され、対象疾患における細胞障害等の病態検証への応用が可能であることが示された。本研究では、国立成育医療研究センターで実施している小児生体肝移植手術の際に得られる摘出肝組織より肝細胞を分離・保存し、これら肝細胞を肝障害免疫不全マウスに移植し、病態肝由来のヒト肝細胞を持つヒト肝型マウスの作成を試みる。本年度は、ドナー9検体、胆道閉鎖症14検体等より組織保存・細胞単離を行い、合計33検体より肝組織の保存・肝細胞単離を行った。単離した肝細胞を肝傷害重度免疫不全マウスであるuPA-NOGマウスまたはTK-NOGマウスへ移植し、特に本年度は、胆道閉鎖症より単離した肝細胞の移植を中心に検討した。胆道閉鎖症肝は肝線維化が進行し硬変している場合が多いが、このような検体からもコラゲナーゼ灌流法により肝組織を消化し、肝細胞の単離を行うことに成功した。得られた肝細胞はuPA-NOGマウスまたはTK-NOGマウスへ移植することにより、マウス肝内への生着が確認された。生着したヒト肝細胞はヒトアルブミン陽性像を示し、薬物代謝酵素の発現も認められ、また細胞増殖を示すKi-67発現も散見された。また、胆道閉鎖症由来肝細胞を移植されたマウスにおいては、胆道閉鎖症様症状の所見は得られなかった。この結果は、胆道閉鎖症の病因に肝細胞が関与していないことを示すとともに、胆道閉鎖症において、早期の肝門部空腸吻合手術(葛西手術)の施行と肝内病変進行の抑制が胆道閉鎖症の予後を良好にする上で重要であることを示している。本研究により、各種肝疾患由来ヒト肝細胞を用いたヒト肝型マウスの作成が可能であることが示され、また、ヒト肝細胞の由来する疾患の表現型を示すかどうかを検討することにより、疾患モデルマウスとしての有効性の検証とともに、対象疾患における細胞障害等の病態検証が可能であることが示された。本研究では、国立成育医療研究センターで施行している小児生体肝移植手術の際に得られる摘出肝組織より肝細胞を分離・保存し、これを用いて肝障害免疫不全マウスに移植し、病態肝由来のヒト肝細胞を持つヒト肝型マウスの作成を試みる。本年度は、ドナー9検体、胆道閉鎖症20検体、肝線維症3検体、糖原病Ib 2検体およびCPS1欠損症、カロリー病、糖原病IIIa、アラジール症候群等より細胞単離を行い合計41検体より、肝組織の保存・肝細胞単離を行った。単離した肝細胞を肝傷害重度免疫不全マウスであるuPA/NOGマウスへ移植し、健常ドナーおよび複数の疾患に由来する肝細胞を用いて、ヒト肝型マウスの作成に成功した。生着したヒト肝細胞は、アルブミン産生などの肝機能を有していた。これにより、代謝性疾患をはじめとする疾患肝由来の肝細胞を用いてもヒト肝型マウスの作成が可能であることが示された。ヒト肝細胞の生着は、マウス肝内において局所的にコロニー様に散見された。この結果から、本研究では遠心分離により肝実質細胞分画としたものを移植細胞として用いているが、用いた細胞分画内に存在する肝幹(前駆)細胞が生着後増殖し、肝細胞への分化を経て、コロニー様に局在した可能性が考えられる。一方、同じ疾患でも由来する患者が異なる肝実質細胞分画間で生着性の差異が認められた。この結果が、病態の差異を反映しているか今後の検討が必要である。本研究により、各種肝疾患由来ヒト肝細胞を用いたヒト肝型マウスの作成の可能性が示された。今後、ヒト肝細胞の由来する疾患の表現型を示すかどうか検討し、疾患モデルマウスとしての有効性を検証することより、疾患の解明や創薬研究に多大な貢献をもたらすことが期待できる。

本年度は、国立成育医療研究センターで施行している小児生体肝移植手術の際に得られる摘出肝組織より41症例(ドナーを含む)で肝細胞を分離・保存を行い、疾患肝由来肝細胞を用いたヒト肝型マウスの作成にも成功しており、かつ生着様式についての検討も行っており、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。今後は、移植に用いる肝細胞の由来する各疾患の症例数を追加し、さらに疾患ごとにヒト肝型マウスモデルの作成の成否、疾患モデルとしての有用性を検討していく。次年度に使用する研究経費については試薬消耗品に充当し、翌年度以降に請求する研究費とともに翌年度の研究推進に活用する。
鉄・アルミニウム水和酸化物によるアニオン型重金属の吸着

土壌中には、鉄、アルミニウムが数%程度含まれていることが多く、その一部は、結晶の程度を異にする水和酸化物(あるいは酸化物)の形態で存在している。これらの水和酸化物は、土壌溶解液の水素イオン濃度(pH)によって、表面の荷電が著しく変化する変異荷電特性を示し、表面荷電0のpH値(PZC=0)が高いために、一般的な土壌のpH領域では正に帯電している。結晶度の異なる鉄、アルミニウム水和酸化物を人工的に合成し、これらにモリブデン酸Mo(VI)、ヒ酸As(V)、亜セレン酸Se(IV)、クロム酸Cr(VI)および対照としてリン酸P(V)を異なるpH条件下で吸着させた。アニオン型重金属の吸着量は、結晶質のゲータイト、ギブサイトよりも非晶質鉄、アルミニウム水和酸化物の方が多かった。水和酸化物はアニオン重金属の吸着に選択性を示し、ギブサイトを除く水和酸化物では、As(V),Se(IV)>Mo(VI)>P(V)>Cr(VI)であり、ギブサイトではP(V)>Mo(VI)>As(V)>Se(IV),Cr(VI)であった。pH5.5の0.1MNaclO_4溶液中での水和酸化物へのAs(V)、Se(IV)およびP(V)の吸着は、水和酸化物表面のOHあるいはOH_2との配位子交換反応で進行した。この反応で非晶質鉄、アルミニウム水和酸化物表面から放出されるOHの量はSe(IV)>As(V)>P(V)であり、pzcの高い非晶質アルミニウム水和酸化物の方が、pzcの低い非晶質鉄水和酸化物よりも少なかった。アニオン型重金属とOHあるいはOH_2との交換反応が1:1で進行する(LUMSDON et al.,1984)とすれば、OHとOH_2交換反応の割合は、OH交換636%、OH_2交換6494%で、OH_2交換反応が主体であった。これらの結果から、土壌中におけるアニオン型重金属の行動をある程度推測することが可能になった。