hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
網膜視細胞の発生・分化および疾患に関わる遺伝子の探索

幼弱期のマウス網膜組織内に、光受容体細胞(視細胞)の形質を獲得しているにもかかわらず、取り出して培養すると増殖を開始して他の網膜神経細胞へ分化転換するという細胞を発見した。その細胞は組織傷害時などに細胞分裂を開始し他の神経を生み出す幹細胞として機能しうる可能性が器官培養系の結果から得られ、全く新規の網膜幹細胞であることが示唆された。またその細胞の遺伝子発現を網羅的に解析し、網膜の発生・分化・疾患に関わる遺伝子候補を多数同定した。網膜色素変性症の多くは遺伝性疾患であるが、現在その有効な治療法は確立されていない。遺伝病の診断・治療のためには、原因遺伝子の同定とその機能解析が必要不可欠である。我々は、出生後マウスの発生中の網膜神経層(outer nuclear layer)に未分化幹細胞マーカー遺伝子を発現する細胞を見つけていた。この細胞の性質を免疫染色やin situ hybridization.法にて解析したところ、cone型視細胞の形質を持つものの完全には分化していない状態の細胞であることが分かった。また、組織内では増殖停止状態にあるが、器官培養下で成長因子依存的に増殖を開始することを見出した。この細胞をEGFPで可視化するためのトランスジェニックマウスを導入し、それらの細胞をsortingして濃縮単離して培養すると、LHF存在下でsphereを形成すること、他の細胞種へ分化転換したことから幹細胞様性質を有することが分かった。この細胞に特異的に発現する遺伝子をDNAマイクロアレイ法によって網羅的に解析したところ、多数の網膜変性疾患原因遺伝子が含まれていた。また癌関連遺伝子も複数同定され、これらの癌関連遺伝子は、試験管内のsphere増殖を開始した細胞で有意に発現上昇することを確認した。以上の結果から、発生期網膜内に存在するcone型網膜前駆細胞は、まだその存在意義は明確でないものの、網膜の発生維持に深く関与していることが示唆された。Cone型網膜前駆細胞をpOct3/4-EGFP Tgマウスで濃縮し培養を行った。LIFを含む培地で基質非依存的に増殖しsphereを形成すること、さらに得られたsphereをラミニン上で培養することでRod型視細胞、ミュラーグリア細胞、アマクリン細胞といった他の網膜神経細胞へ分化することを確認し、Cone型視細胞の形質を獲得しているにもかかわらず、他の神経へ分化転換するという可塑性を有することを明らかにした。それらの細胞は生体内では増殖せず静止状態にあるが、網膜器官培養を実施するとBrdUの取り込みにより増殖を開始することを確認した。この結果からCone型網膜前駆細胞は、組織傷害時などには細胞分裂を開始し他の神経を生み出す幹細胞として機能しうることが示唆された。Cone型網膜前駆細胞の分子基盤を知るために網羅的解析を実施した結果、ヒトの網膜変性疾患原因遺伝子の他種類が高発現していることが分かった。また、癌関連遺伝子も上位にリストアップされた。それらの遺伝子の発現はRT-PCR法にて確認し、各々の機能解析はsiRNA法などで検証を進めている。その中で最も細胞特異性が高い遺伝子としてOct-3/4に着目して引き続き解析を進めた結果、初期胚やES細胞などで従来しられている全長タイプの転写産物ではなく、exonlを欠損したvariant型の転写産物が発現することを明らかにし、マウスOct3/4variant型遺伝子の最初の同定に成功した(JBC, Mizuno and Kosaka,2008)。またvariant型の転写調節領域も新たに同定しその領域を使ってvariant型発現細胞をEGFPで可視化するトランスジェニックマウスも新たに作製し、今後Oct-3/4variant型発現体細胞の挙動解析のための有効なツールを得た。
リンおよびアンモニアの微生物学的除去

1.光合成細菌のN,Pの利用形態処理すべき廃水中にはN,Pの種々の形態の共存が考えられるので、我々が選定した光合成細菌Rhodorpseudomonas palustn's,M-4株のN,Pの利用形態について検討した。その結果、本菌はN源としてN【H_4】塩、尿素によく生育するが、【NO_3】塩では生育が劣り、【NO_2】塩には全く生育しなかった。N【H_4】,【NO_3】,尿素をN源とし、それに同量(Nとして300mg/l)の【NO_2】塩を添加すると菌の生育は完全に阻止された。從って本菌は硝化細菌との組み合わせによる窒素の酸化除去は不可能であるが、メタン発酵廃液のように総べての窒素が還元されアンモニアに変換されている廃液の処理には有効である。リンは無機オルトリン酸、ポリリン酸、有機リンの何れの場合も菌の生育には殆んど差はなく、メタン発酵廃液の処理については問題はない。2.リンおよびアンモニアの同時除去リンおよびアンモニアの同時取り込みによる除去が可能であるので、その最適条件について検討した。即ち一般の排水のN/Pは520であり、Pを20mg/lと一定にし、NをO-1,000mg/lとしてN/Pを0,5,10,15,20,50の6段階について好気・暗、嫌気・明条件にて培養した。10日間の培養で20mg/lのリンはほぼ完全に取り込まれた。リンの平均除去率は9598%(嫌気・明)、4186%(好気・暗)に達した。從ってリンの取り込み除去は50倍の高い濃度のアンモニアの存在下においても胎んど影響を受けず、メタン発酵廃液のリンの除去には有効と考えられる。アンモニアは始発濃度と関係なく約200mg/lが除去された。その他、リンおよびアンモニアを系外に除去するために菌体の分離法について検討を加えた。
Rhoキナーゼを基軸とした新規食欲・脂肪蓄積制御因子の探索と機能解析

過食と消費エネルギー低下により生じる肥満は、インスリン抵抗性や糖尿病、脂質異常症、高血圧等の生活習慣病を発症する主要な危険因子であり、これらの集積が動脈硬化疾患の発症・進展に大きく寄与する。近年、低分子量GTP結合タンパク質Rhoのエフェクター分子であるRhoキナーゼ(ROCK)がインスリン及びレプチンシグナルを制御することにより、心血管疾患を含めた生活習慣病において重要な役割を果たすことが相次いで報告されている。生理活性ペプチドをリガンドとする受容体の多くはGタンパク質共役型受容体(GPCR)であり、内因性リガンドの不明なオーファンGPCR遺伝子が数多く存在する。リガンドが結合したGPCRは共役するGタンパク質によって異なる細胞内シグナルを伝達する。Gα12/13に共役するGPCRはRho-ROCK経路を活性化するが、高感度かつ効率的な活性検出は困難であった。そのため、GPCRを受容体とするROCK活性化因子やGα12/13シグナルからROCKを介したインスリン・レプチンシグナルへのクロストーク、それに伴う肥満及び糖脂質代謝改善に対する検証は遅れている。本研究では、摂食やエネルギー代謝、糖脂質代謝を制御する未知の生理活性ペプチドを同定し、細胞や個体レベルでの機能解析を行い、新たな食欲・脂肪蓄積調節機構を解明することを目的とする。平成30年度は、Gα12/13シグナルを検出するためにTGFα切断アッセイ及びCellKeyシステムを活用し、オーファンGPCRに対する内因性リガンド探索を実施した。その結果、GPCR-X発現細胞に対する強いインピーダンス変化を複数の組織抽出物より検出した。今後、活性画分をHPLCによる分離を行い、得られた活性の標的受容体に対する特異性を検証する。リガンドが結合したGPCRは、共役するGαタンパク質によって異なる細胞内シグナルを伝達する。本研究では、オーファンGPCRによるROCK活性化経路に着目し、摂食やエネルギー代謝、糖脂質代謝の制御に関わる新規生理活性ペプチドを同定し、細胞や個体レベルでの機能解析を行い、新たな食欲・脂肪蓄積調節機構を解明することを目的とする。平成28年度は、Gα12/13シグナルを検出する新たな手法として、TGFαの膜結合型前駆体からのエクトドメインの切断を指標に、Gα12/13に共役するGPCRの活性化を検出する系(TGFα切断アッセイ)を導入・構築した。リガンド既知な受容体発現細胞に対し、組織抽出物を添加し、TGFα切断アッセイを実施した。その結果、標的受容体特異的な活性の検出に成功した。従来のアッセイ系と比較・検証した結果、本アッセイ系はより特異性の高い検出系であることが明らかとなった。そのため、組織からのリガンド探索に本アッセイ系は有用であると考えられる。平成29年度は、Gα12/13シグナルを検出するための手法として昨年度構築したTGFα切断アッセイを活用し、オーファンGPCRに対する内因性リガンド探索を実施した。オーファンGPCRは、摂食やエネルギー代謝、糖脂質代謝を制御する視床下部や骨格筋、肝臓、脂肪組織のいずれかに発現の高い受容体を標的とした。標的受容体を培養細胞に発現させ、組織抽出物を作用させ、TGFα切断アッセイを実施したが、標的受容体特異的な活性検出には至っていない。

TGFα切断アッセイを実施したが、組織抽出物からの標的受容体特異的な活性検出には至っていないため。過食と消費エネルギー低下により生じる肥満は、インスリン抵抗性や糖尿病、脂質異常症、高血圧等の生活習慣病を発症する主要な危険因子であり、これらの集積が動脈硬化疾患の発症・進展に大きく寄与する。近年、低分子量GTP結合タンパク質Rhoのエフェクター分子であるRhoキナーゼ(ROCK)がインスリン及びレプチンシグナルを制御することにより、心血管疾患を含めた生活習慣病において重要な役割を果たすことが相次いで報告されている。生理活性ペプチドをリガンドとする受容体の多くはGタンパク質共役型受容体(GPCR)であり、内因性リガンドの不明なオーファンGPCR遺伝子が数多く存在する。リガンドが結合したGPCRは共役するGタンパク質によって異なる細胞内シグナルを伝達する。Gα12/13に共役するGPCRはRho-ROCK経路を活性化するが、高感度かつ効率的な活性検出は困難であった。そのため、GPCRを受容体とするROCK活性化因子やGα12/13シグナルからROCKを介したインスリン・レプチンシグナルへのクロストーク、それに伴う肥満及び糖脂質代謝改善に対する検証は遅れている。本研究では、摂食やエネルギー代謝、糖脂質代謝を制御する未知の生理活性ペプチドを同定し、細胞や個体レベルでの機能解析を行い、新たな食欲・脂肪蓄積調節機構を解明することを目的とする。平成30年度は、Gα12/13シグナルを検出するためにTGFα切断アッセイ及びCellKeyシステムを活用し、オーファンGPCRに対する内因性リガンド探索を実施した。その結果、GPCR-X発現細胞に対する強いインピーダンス変化を複数の組織抽出物より検出した。今後、活性画分をHPLCによる分離を行い、得られた活性の標的受容体に対する特異性を検証する。今後、組織抽出物からのオーファンGPCRのリガンド探索に本アッセイ系を導入することにより、高感度かつ高精度なリガンド探索を実施する。今後、共役するGタンパク質に依存しない新たな活性検出系(EnSightアッセイ)の導入や発現細胞の変更等を行い、引き続き内因性リガンド探索を実施する。研究計画実施において、消耗品が当初積算額より低価格にて実施できたため、消耗品費の支出が低減できた。また、研究のための情報収集および研究打合せの回数が予定より少なかったため、旅費支出も少ない額となった。(理由)研究計画実施において、消耗品が当初予算額より低価格にて実施できたため、消耗品費の支出が低減できた。また、研究のための情報取集および研究打合せの回数が予定よりも少なかったため、旅費支出も少ない額となった。(使用計画)次年度の消耗品の使用の予定が増えることが予想されるため、物品費に充当する予定である。次年度の消耗品の使用が予定より増えることが予想されるため、物品費に充当する予定である。
逆解析をベースとした建設工事の最適観測計画決定に関する基礎的研究

今年度は、昨年度までの成果や問題点を踏まえ、単年度で、逆解析で目的に即した情報を的確に得ると言う観点から、最適観測計画の決定問題の基礎的な問題点を洗い出し、解決のための基本的な方向を確定することも目的とした。すなわち、観測情報の「共線性」や「不適切性」を与えられた制約のなかで出来る限り低減させるような観測計画の決定が中心的な研究テーマである。このために、次の諸点を達成した。(1)評価基準の提案:最適観測計画を決定するためには、最終的に得たい情報に基づたて評価基準が必要である。これら基準として、推定されるモデルパラメーターの信頼度を評価する指標として、D-opt,A-opt,E-opt,c.n(条件数)、また予測するべき値の精度を評価する指標としてG-opt等を提案し、その統計学的な意味を明らかにした。(2)典型的な問題への適用:提案した評価基準を地盤工学における典型的な問題に適用し、その可能性、限界などを研究した。具体的な問題としては、単純な杭の載荷試験、弾性地盤上の盛土の2つの問題を考え、試算を行った。(3)事前情報を考慮した観測計画決定問題への拡張:ベ-ズ統計学の枠組みを利用することにより、事前情報を取り入れた最適観測計画の決定問題についても考察し、事前情報がこの決定にどの様に影響するかを把握する。このため、実地震アレー観測記録、広域地下水の実データ、比抵抗トモグラフィーデータの解析を遂行した。今後は、2年計画で、最適観測計画決定方法を実用的に展開したい。そのため地盤材料の非線形性に対する対処が重要であり、この点を含め研究を進めて行きたい。
高濃度ブドウ糖による膵島糖不応性をレプチンが阻止する作用の検討

高血糖の2型糖尿病のインスリン分泌低下にレプチン作用が防御的に作用するという仮説を検証した。高ブドウ糖濃度下、レプチン添加培養のラット及びマウス単離膵島のブドウ糖刺激インスリン分泌反応を検討することにより高ブドウ糖濃度(16.5mM)+レプチン添加(2nM)で培養を1、6、12、24、48時間行いブドウ糖刺激インスリン分泌反応、生合成、含量を測定した。24時間以上の高ブドウ糖濃度により分泌反応は低下するが、レプチン添加は分泌低下を抑制した。正常ブドウ糖濃度下ではレプチンは反対にインスリン分泌を抑制する傾向を示した。このことから慢性レプチン暴露が「高ブドウ糖濃度による膵島の糖不応性」を抑制する作用を持つ事が見いだされた。レプチンは膵島のインスリン含量・生合成並びに培地中インスリン蓄積量を変化させないことから、作用はインスリン産生量の変化を介するものではないと考えられた。またarginine刺激によるインスリン分泌は高ブドウ糖濃度・レプチン暴露により変化しないことからレプチンの効果はブドウ糖刺激分泌に特異的であることが示唆された。次にこのレプチンの作用に膵β細胞のカリウムチャンネルが関与する可能性を検討した。培養液中のカリウムを高濃度(30mM)とする事によりβ細胞の細胞膜を脱分極すると、レプチンの効果は相殺されることより、レプチン添加培養の作用がATP依存性カリウムチャンネルを介する事が示唆された。さらに、膵島細胞内カルシウムイオンの動態を測定しレプチンの作用に細胞内カルシウムイオン濃度のオッシレーションが関与するかどうかを検討した。この結果、レプチンは高ブドウ糖濃度によるカルシウムイオン濃度のオッシレーション減弱を改善することを見いだした。以上、レプチンはβ細胞の膜イオンチャンネル機能改善を介して「高ブドウ糖による膵島の糖不応性」を抑制した。高ブドウ糖濃度下、レプチン添加培養のラット単離膵島のブドウ糖刺激インスリン分泌反応を検討することにより高血糖の2型糖尿病のインスリン分泌低下にレプチン作用が防御的に作用するという仮説を検証した。高ブドウ糖濃度(16.5mM)+レプチン添加(2nM)で培養を1、6、12、24、48時間行いブドウ糖刺激インスリン分泌反応、生合成、含量を測定した。

以上、レプチンはβ細胞の膜イオンチャンネル機能改善を介して「高ブドウ糖による膵島の糖不応性」を抑制するという知見を得た。実験1.インスリン産生亢進がレプチン作用発現に関与するかどうかの検討ラット単離膵島の高ブドウ糖濃度+レプチン添加(2nM)培養を1、6、12、24、48時間行いブドウ糖刺激インスリン分泌反応、プロインスリンmRNA発現量(RT-PCR法)、インスリン含量を検討した。結果:mRNA発現量は、高ブドウ糖培養により増加傾向を認めたが有意差をなかった。またインスリン含量は低下したが、レプチン添加はこの含量低下を抑制する傾向を示した。これにより高ブドウ糖濃度下でレプチンが「糖不応性」を抑制するのは、レプチンが高ブドウ糖によるインスリン過分泌阻害作用によるものであって、レプチンがインスリン産生を促進することによるものではないことが示唆された。実験2.慢性レプチン暴露単離膵島の細胞内遊離カルシウムイオン濃度([Ca2+]i)動態インスリン分泌には[Ca2+]i上昇と振動が重要であり、また「糖不応性」惹起にも培養液中Ca2+濃度、および細胞内へのCa2+流入が関与している。ラットの単離膵島、もしく単一β細胞レベルでの[Ca2+]iを検討した。結果:レプチンは高ブドウ糖慢性暴露によっておこる[Ca2+]iオッシレーション消失を一部防止した。また高ブドウ糖による[Ca2+]i濃度上昇作用も有意に減弱させた。このことよりレプチンは[Ca2+]i動態障害を抑制することが示唆された。実験2.IRS-1欠損マウス単離膵島の慢性レプチン暴露肥満とインスリン抵抗性は密接な関係がある。このためインスリン抵抗性を持つインスリン受容体基質-1(IRS-1)欠損マウスの単離膵島へのレプチン作用を検討した。結果:IRS-1欠損マウス単離膵島はブドウ糖刺激時の反応性低下を示したがレプチンはこの刺激時反応性を一部回復し、2型糖尿病でのインスリン分泌能力低下の経時変化にレプチンが関与することが示唆された。
統合失調症患者の家族の認知行動様式に関する日韓比較共同研究

本研究では、統合失調症家族の介護に関連する心理的なストレス、とりわけ患者の暴言・暴力による心的ストレスについて韓国での評価を試みた。我々の研究成果により、調査時点で、患者と別居している場合でも、介護家族は患者によるかつて行われた暴力的な言動によって心的トラウマ体験がみられることが示唆された。また、こうした介護家族の心的トラウマ体験は、患者が長期的に治療を受けているにもかかわらず、患者の服薬アドヒアランスの問題、介護家族の深刻な介護負担感の継続といったこととの間に有意な関連がみられた。本研究の結果から、統合失調症を持つ人とその家族の長期的なケアについて、入院治療を経験した患者に対する地域を基盤としたサービスとして、服薬アドヒアランスの改善に向けた支援が必要であると考えられた。本研究は、介護家族の認知行動様式における社会文化的・制度政策的リスク要因とプロテクティブ要因を多文化間で比較検討し、社会文化的な背景要因を考慮した日韓各々の介護家族に必要な支援における課題を明らかにすることを目的とする。また、本研究における研究の問いは、(1)統合失調症患者の家族のスティグマ認知、家族介護意識、家族の保護義務に対する認識、家族内外の支援状況、精神疾患の理解度、精神科未治療期間、介護負担感は日韓両国で異なるのか、(2)これらの要因の関連は両国で異なるのか、(3)家族支援の課題における両国の共通点、相違点は何か、以上3点である。平成22年度は、韓国の地域家族会の例会や研修会などを通じて調査協力を依頼し、地域家族会の名簿により無作為抽出された会員を対象に、郵送法により調査協力依頼文書と調査票を配付した。調査票に用いた評価尺度には、信頼性妥当性の確保された介護負担感(J-ZBI-8)、精神疾患障害の理解度(MIDUS)自傷、トラウマの評価(IES-R)、その他、精神科未治療期間、患者の急性期の問題行動と家族の困難などに関する設問を含む独自に作成した調査票を用いた。韓国の精神障害者を持つ家族(n=165)からの調査協力が得られ、調査結果の解析を進行中である。また、本研究における研究の問いは、(1)統合失調症患者の家族の認知行動様式に関与する変数(a.家族に起因する変数;介護負担感、家族介護意識、家族の保護義務に対する認識、家族内外の支援状況、精神疾患の理解度、b.患者に起因する変数;精神科未治療期間、他害行為の有無、急性期の問題行動など)は日韓両国で異なるのか、(2)これら変数間の関連は両国で異なるのか、(3)家族支援の課題における両国の共通点、相違点は何か、以上3点である。平成23年度に実施した研究の成果の具体的内容は以下のとおりである。まず、平成23年度は、『韓国研究センター』の分担研究者と研究協力者(海外共同研究者;ベイ・ジュンキュ)が協力し、韓国の精神障害者家族会全国組織(研究協力機関)と連携し、精神障害者家族を対象とした調査研究により得られたデータの解析を行う。解析結果の一部について、平成22年度に実施した韓国における精神障害者の家族を対象とした調査結果を解析し、いくつかの研究報告として、学術会議での発表を行った。解析結果の一部について、2011.3.30-4.2に開催された第13回国際精神疫学会(13^<th> International Federation of Psychiatric Epidemiology;半澤が発表),及び2011.8.25-29に開催された第21回世界心身医学会学術会議(21^<th> World Congress on Psychosomatic Medicine in Soul, Korea;ベイ・ヨンジュン氏が発表)においてOral Presentationを行った。また、韓国の横断的な調査結果について計量疫学的解析を終了し、韓国の介護家族の認知行動様式、社会文化的・制度政策的要因についてまとめた。日韓両国は儒教思想を維持しつつも社会文化的、制度政策的な要因に相違をみる。WHOが報告している精神保健に関するデータをみても、日韓両国には精神科医療施設の設置状況、精神科病院入院回数や入院日数などいくつかの相違点がみられる。一方、精神障害者による入院の同意が得られない場合に、「医療保護入院」という入院形態がある点は、日韓両国に共通している。日韓両国にみられる家族扶養の伝統的な価値規範を基盤とした法制度のひとつである。こうした精神保健システム上の共通点や相違点を持つ両国において、精神障害者の中でも精神病性疾患である統合失調症患者の介護家族の認知行動様式について、多文化間比較に関する情報は未だ乏しい。

本研究はこうした問題意識から、日韓両国における社会文化的・制度政策的要因と介護家族の認知行動様式との関連について検討し、両国の特徴を踏まえた家族支援の提案を模索してきた。平成24年度は、韓国の横断的調査、とりわけ統合失調症患者の自傷他害行為と介護家族の長期的な心的ストレスを含む認知行動様式に関するデータを解析し考察を試みた。すでに行った日本の調査結果とも比較し、日韓両国の介護家族の認知行動様式について比較文化的視点から考察することができた。さらに、グループインタビュー法により、対象機関となった家族会に参加する家族成員による質的なデータも得ることができた。これらの研究成果は学会などで報告するとともに、研究成果の一部の内容についてアジア圏の精神保健に関する学術雑誌に論文を発表した。なお、本年度が最終年度となるため、研究成果報告(最終)の日本語版を作成し、その後、韓国語版に翻訳し、研究協力機関(韓国家族会連合会)に対して最終報告書(韓国語版)を送付する予定である。当初の予定通り、韓国調査の結果の解析をほぼ終了し、主な解析結果をまとめ、国際会議で発表することができたこと、また、同時期に論文投稿することができたこと、こうした状況から、順調に進展していると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後の本研究課題の推進方策については、韓国国内の学術会議などでの報告について、ベイ・チョンキュウ、チェ・ムンピョンといった研究協力者の協力により実施すること、また、韓国のデータと我が国のデータを比較した上で、統合失調症患者の家族の認知行動様式の日韓比較を進めるとともに、共通点と相違点について、社会文化的・制度政策的要因という視野から考察し、日本語及び韓国語における報告書を作成することが課題となる。翻訳作業においては、当初の予定通り、韓国に在住の研究協力者研究分担者のベイ・ヨンジュン氏の協力のもとで進める。
テラヘルツ放射を用いた半導体特異構造が誘起する電荷・分極電場の計測

仮入力前年度までに自発分極が面内方向(c軸方向)に存在するm面GaNをレーザーテラヘルツ放射顕微鏡(LTEM)により観察し、c軸と平行な自発分極により放射THz波が増強されていることを確認し、また、m面GaN試料を回転させることにより、分極反転ドメインの特定にも成功している。本年度は、THzベクトルイメージングの手法を取り入れ、任意のベクトル量をもつm-GaNの表面の局所分極を可視化することに成功した。m面GaN表面から放射されたTHz波を二つのワイヤーグリッド偏光子に通して、片方のワイヤーグリッドを90度回転させることにより、THz波の偏光のx成分とy成分の分布を取得する。この2つの偏光成分を合成しすることによりベクトルイメージングに成功した。これまでの一方向のみの分極を検出する手法では、分極反転ドメインの形状は観察することができたが、界面や内部の分極方向の詳細は不明であった。本手法により、ドメイン内部における分極の変化の様子がより鮮明にイメージングすることが可能となった。また、本手法により分極の表面に平行な成分と垂直成分を分離することに成功し、ドメイン界面では面に垂直な分極が増加することが明らかになった。また、本年度はカイラリティおよび配向制御した半導体カーボンナノチューブ(CNT)からのTHz放射を利用したエキシトンダイナミクスに関する研究も行った。本研究では、CNTをベースとした光伝導アンテナからのTHz放射を初めて観測し、この放射強度の励起波長依存性、励起強度依存性等を系統的に計測した。テラヘルツ放射強度は、エキシトンの生成初期における自由キャリアへの乖離が影響を与えるため、これらのデータからエキシトンの生成・乖離のダイナミクスを検証することが可能である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、半導体特異構造にフェムト秒パルスレーザーを照射することにより発生するテラヘルツ波の波形計測・イメージングを行い、特異構造によって生じる蓄積電荷、分極電場およびそれらによって変化するケミカルポテンシャル等の情報を抽出することが目的である。2017年度は、1)非対称High-k多層膜により誘起されるSi表面分極の計測、2) SiNx/Si界面のポテンシャル評価、の2つの課題で成果を上げることができた。課題1)では、人工格子の技術を応用してY2O3とAl2O3のHigh-k膜とSiO2を組み合わせSi基板上に三色超構造(Tricolor superstructure: TCS)を作製することでSi基板の分極を制御し、さらにレーザーテラヘルツ放射顕微鏡(LTEM)により非接触でその分極の大きさ・方向の計測を行った。Tiサファイアフェムト秒パルスレーザーを照射するとSi表面におけるバンドベンディングにより光電流が発生し、外部にテラヘルツ波が放射される。SiO2/Y2O3/Al2O3/SiO2/p-Si(100)の積層順序では、各層の酸素面密度の差により分極が形成され、pーSi界面のバンドを上向きに押し上げる効果があると考えられる。実際に、約8ps付近から見られるTHz放射ピークの位相が未処理のp-SiからのTHz波から反転しており、これはTCSの積層によりp-Si表面が弱い蓄積状態に変化したことがLTEM計測から分かった。課題2)では、半導体デバイスのパッシベーション膜として広く用いられているSiNxがSi基板表面に与えるポテンシャル変化をLTEMにより計測し、SiNxの屈折率がわずか0.1変化しただけでSi表面のポテンシャルが大きく変化することをがわかった。このように、LTEMは非常に高感度にSiNxパッシベーション膜の評価に利用できることが示された。

本研究では、テラヘルツ放射顕微鏡・分光(LTEM/LTES)の材料・デバイス評価手法としての有用性を検証するとともに、特異構造によって誘起される分極、電荷およびケミカルポテンシャルの変化を評価することを目的とし、1)非対称high-k多層膜により誘起される表面分極の計測、2)フッ素プラズマ処理したInN表面蓄積電荷の計測、3)波長可変ベクトル検出LTEM/LTESの構築、4)多層ヘテロ構造における界面バンド構造計測と各層の選択的分析、の4つの研究項目を行う。課題1)では、High-k膜とSiO2を組み合わせSi基板上に三色超構造を作製し、各層の酸素面密度の差により形成される分極により、pーSi界面のバンドを上向きに押し上げる効果があることがLTEM計測から明らかにした。従来のC-V測定と比較することにより、三色超構造における分極を詳細に分析した結果がApplied PhysicsLetters紙に掲載されEditor's Pickに選ばれるなど大きな進展が合った。課題2)では、フッ素プラズマ処理時間を変えたInNからのTHz放射を計測した。プラズマ照射時間とTHz強度に現状では有意な相関が見られておらず、実際に照射したフッ素が活性化しているかなどの検証が必要である。課題3)では、THz波を二つのワイヤーグリッドを用いてTHz波の偏光のx成分とy成分の分布を取得するTHzベクトルイメージングシステムを構築した。すでに、GaNのm面の表面分極のベクトルイメージングを開始している。課題4)では、上記以外の様々なヘテロ界面である、半導体デバイスのパッシベーション膜として広く用いられているSiNx/Si、やカイラリティおよび配向制御したCNT、InGaN/GaN量子井戸などの試料の測定を開始しており、いずれも興味深い結果が得られ始めており、計画以上に進んでいる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。進捗状況でも記載したように、申請時の実験計画はほぼ順調に進んでおり、それ以外にも興味深い現象が観測されている。それぞれの課題に関する今後の方策を以下に記載する。。課題1)非対称high-k多層膜により誘起される表面分極の計測では、LTEMとC-V計測の結果が完全には一致していなかった。これは、絶縁層の固定電荷がそれぞれの計測に与える影響が異なるためであると考えている。18年度は、この違いを検証するために層数を変えた接合を作製し、その比較を行う。課題2)フッ素プラズマ処理したInN表面蓄積電荷の計測ではテラヘルツ計測前に、フッ素プラズマ処理時間と蓄積電荷量の関係を計測することが重要であり、共同研究先の立命館大学・荒木研究室と協力して進める。課題3)波長可変ベクトル検出LTEM/LTESの構築では、すでに基本的なシステム構築は完了した。今後、m面GaNの表面分極のベクトルマッピングを行う。課題4)多層ヘテロ構造における界面バンド構造計測と各層の選択的分析では、酸化ガリウムや一方向にそろった半導体CNT、InGaN/GaNヘテロ接合などからのTHz放射を確認し、エキシトンや弾性波によるTHz放射など興味深い減少を確認している。今後、理論・計算など比較するこpとにより、詳細を明らかにする。
天然物由来非白金系燃料電池正極触媒の活性点構造の解明

(1)ヘモグロビンを原料として用いて作製した炭素材料の熱処理条件の検討による触媒活性の向上(1)炭素と高分子の中間状態(パイロポリマー)のヘモグロビンからの作製,ならびに,(2)ヘモグロビンパイロポリマーからの炭素材料作成時における不活性ガス気流中への二酸化炭素の添加により,得られた炭素材料の酸素還元反応に対する触媒活性が大きく向上することがわかった。また,炭素材料中に含まれる鉄のうち,酸素還元反応の開始に必要な二価の鉄の割合,ならびに炭素材料の比表面積がパイロポリマーの物性に依存し,触媒活性に影響を及ぼすことを明らかにした。(2)原料にグルコースーアミノ酸-鉄塩を用いた天然物由来非白金系燃料電池正極触媒の作製平成18年度に新たに発見したグルコースーグリシン-乳酸鉄から作製した非白金系燃料電池正極触媒(GGI)の高性能化のため,グリシン以外のアミノ酸を用いて正極触媒(GXI)を作製した。アミノ酸分子に含まれる窒素が多いほど触媒活性が大きいことがわかった。(3)原料,熱処理条件を様々に変えて得られた触媒活性点の広域X線吸収微細構造(EXAFS)の分析EXAFSスペクトルの分析により,活性点構造は鉄フタロシアニンの中心部分Fe-N_4に類似しており,GGI,GXIにおいては,出発原料中のアミノ酸の割合,アミノ酸分子に含まれる窒素が多いほど効率的に活性点が生成して活性点とならない鉄の割合が減り,さらに,ヘモグロビン由来の触媒の結果と併せ,Fe-N_4部分の周囲の構造規則性が高いほど耐久性が高いことがわかった。以上の結果から,触媒活性は(1)活性点となる鉄の割合,(2)活性点の表面への露出,(3)二価の鉄の割合,耐久性は活性点周囲の構造規則性により決まることが明らかとなり,触媒能の向上のための基礎的知見が得られ,本課題の目的にかなった成果が得られた。(1)異なる天然物由来の原料から作製した触媒のメスバウアー分光法による分析本研究開始以前に分析が終了していたカタラーゼ以外の、ヘモグロビン、赤血球由来の正極触媒について、それぞれの最大の活性を示す試料について分析を行った。(2)グルコース、グリシン、乳酸鉄を天然物原料として用いて作製した炭素材料におけるヘム状構造の生成と正極触媒としての機能の発見原料として用いるタンパク質の違いによる触媒活性、耐久性の違いについての基礎的知見を多方面から得ることを目的とし、タンパク質構成材料のグリシンおよび活性中心と予想される鉄にグルコースを浪合して炭素材料を作製したところ、メスバウアースペクトルからヘム状構造が生成していることが示唆され、さらに、燃料電池正極触媒として機能することを見出した。事業化を目指すため株式会社日本触媒に技術移転し共同で特許出願を行った。(3)ヘモグロビンを原料として用いた炭素材料作製の熱処理条件の検討これまでは不活性ガス気流中、800度程度の温度に昇温して一定時間保持することにより行っていたが、本研究において、一旦350度程度の温度で熱処理し、その後900度程度で熱処理を行うと、触媒能ならびに耐久性が向上することを見出した。タンパク質由来の触媒、ならびにグルコース、グリシン、乳酸鉄から得られた触媒のXAFS測定実験を実施した。今後、結果の解析を行い、メスバウアー分光法から得られた結果とあわせ、触媒活性ならびに耐久性の向上につながる天然物由来非白金系燃料電池正極触媒の活性点構造の解明を行う。
心臓興奮伝播ダイナミクスとその破綻による致死性不整脈発生機構の統合的解明

多階層生物現象である心臓興奮伝播を高分解能光学マッピングを用いて定量的に解析し、そのダイナミクスが心筋イオンチャネル機能と細胞間電気結合および組織構築の相互作用により規定されることを示した。また、旋回性興奮(スパイラル・リエントリー)では興奮波の形状が興奮伝播を規定する重要な要因であることが明らかにした。スパイラル・リエントリーは細動や頻拍など頻脈性不整脈の基本メカニズムであり、旋回中心の不安定化が細動や頻拍の停止を促す不整脈治療戦略となることが示された。1.心筋活動電位光学マッピング・システムの高機能化実験動物摘出灌流心臓の興奮伝播・消退過程や渦巻き型興奮旋回(スパイラル・リエントリー)のダイナミクスを活動電位波形変化の面から詳細に解析するため、従来の光学マッピング・システムの光学分解能を向上させるとともに、蛍光画像処理・解析ソフトウェアを更新した。これらの改良により、興奮波面の二次元形状と局所伝播速度との関係や、電気刺激に伴う電気緊張電位の空間的分布、スパイラル・リエントリーのさまよい運動のダイナミクスなどが定量的に解析可能となった。また、心筋興奮伝播をミリ秒の時間分解能でリアルタイムに解析し、その情報に基づいて電気刺激を印加するタイミングを調節することができるリアルタイム・フィードバック電気刺激システムを開発した。更に、心筋電気活動や不整脈発生と密接に関連する心筋細胞内のカルシウム動態を細胞膜電位変化と同時に計測するため、2台の高速度カメラを搭載した二波長蛍光同時マッピング・システムを新たに構築した。2.実験動物摘出灌流心臓の興奮伝播ダイナミクスの解析上記システムを用いて、ウサギ摘出灌流心臓の二次元心室筋における興奮伝播と、直交電場刺激誘発スパイラル・リエントリーのダイナミクスについて解析した。ギャップ接合を介する心筋細胞間電気的結合を薬理学的に促進すると、興奮前面の彎曲効果が増強され、強く彎曲した興奮波の伝播速度はかえって低下することが明らかになった。このためスパイラル中心付近で限局的な減衰伝導が生じて、リエントリーの旋回ダイナミクスが不安定化し、頻拍の早期停止が促進されることが判明した。また、イオンチャネル機能修飾や自律神経活動が心筋興奮伝播やスパイラル・リエントリーのダイナミクスに及ぼす効果についても検討を進めている。1.交感神経緊張亢進に伴う心室催不整脈作用交感神経の緊張亢進は、心室細動・頻拍など致死性心室性不整脈の発生を促す。交感神経緊張に伴う心室催不整脈作用において、遅延整流K電流の活性化の遅い成分(IKs)増大がどのような役割を果たすかについて、ウサギ摘出心の活動電位光学マッピングにより検討した。薬物による選択的IKs遮断は、交感神経ベータ受容体刺激による心室筋活動電位持続時間(APD)の短縮を回復させた。また、IKs遮断は、ベータ受容体刺激下の心室筋に誘発したスパイラル・リエントリーの旋回中心の動態を不安定化し、リエントリーを早期に停止させた。活動電位波形解析では、IKs遮断によるAPD延長作用は、リエントリーの辺縁よりも中心部で著しく、このため、旋回中心の不安定化がもたらされることが明らかになった。活動電位数学モデルを用いたシミュレーション(中沢班との共同研究)においても動物実験と同様の効果が確認された。以上より、IKs遮断は、交感神経緊張に伴う心室不整脈に対して有効な治療戦略となる可能性が示唆された。2.可逆的心筋冷却によるスパイラル・リエントリーの制御心筋の軽度可逆的冷却は、活動電位持続時間や興奮伝導速度の回復特性を変化させて、心筋興奮の動的不安定性をもたらす。このような興奮波の動的不安定化を用いて、スパイラル・リエントリーの早期消滅を促す試みについて検討した。ウサギ摘出灌流心臓の心室筋の直径1cmの領域に可逆性の冷却を加えると(心筋局所冷却)、スパイラル・リエントリーの旋回中心が心臓の特定の部位に定在化することが妨げられ、リエントリーが早期に停止した。また、心筋局所冷却は、同様な機序により、DCショックによる除細動閾値を有意に低下させることが判明した。本研究の目的は、心臓における興奮伝播ダイナミクスを定量的に解析するとともに、その破綻による頻拍・細動など重篤な不整脈の発生・維持機構を解明し、心臓電気興奮の数理モデル構築に必要な基礎的情報を提供することである。1.心臓スパイラル・リエントリー制御に関する研究:内向き整流K電流(IK1)を適度に遮断すると、心室スパイラル・リエントリー旋回中心の旋回ダイナミクスが不安定となり、リエントリーが早期に停止することが判明した。旋回中心の不安定化には、不応期の延長、静止電位の脱分極に加えて、空間定数の増加に伴う心筋細胞間の電気緊張性相互作用の増強も寄与すると考えられる。2.病態心における不整脈発生基質:心房細動における心房筋虚血の役割について検討した。

ヒツジ摘出心臓の左冠動脈心房枝を結紮し急性心房局所虚血を作成すると、虚血領域の興奮伝導速度低下と活動電位短縮、非虚血領域の活動電位短縮が観察された。急性虚血に伴う心房細動では、虚血境界領域に形成されたrotorが異所性興奮生成と相互作用し、高頻度興奮を持続させることが判明した。また、dn-NRSF遺伝子改変マウスの心室性不整脈発生基質について検討した。dn-NRSF遺伝子改変マウス心室筋活動電位再分極予備能が低下しており、活動電位持続時間が延長し、早期後脱分極によるtriggered activityが発生しやすいこと、また、静止電位の脱分極に伴う興奮伝導速度低下により興奮波長が短縮し、リエントリー形成が促進されることが心室頻拍・細動発生に関与することが明らかになった。本研究の目的は、心臓における興奮伝播ダイナミクスを定量的に解析するとともに、その破綻による頻拍・細動など重篤な不整脈の発生・維持機構を解明し、心臓電気興奮の数理モデル構築に必要な基礎的情報を提供することである。1.心筋細胞間電気結合の変化が心筋興奮伝導特性とスパイラル・リエントリーのダイナミクスに及ぼす影響について、ウサギ摘出灌流心臓の活動電位光学マッピング実験で検討した。心筋組織における細胞間電気結合は、細胞外通電に伴う電気緊張電位変化の空間定数を測定することにより評価した。心室筋における興奮波の局所伝播速度と興奮波面の曲率と間には直線的な相関関係が認められ、興奮波面の湾曲が著しくなる程、興奮伝播速度が低下した(曲率効果)。心筋細胞間電気結合の薬理学的促進は、平面波の伝播速度を増加させる一方、曲率効果を増強し、強く湾曲した興奮波の伝播をかえって抑制することが判明した。また、細胞間結合の促進は、心室スパイラル・リエントリーの旋回中心付近における興奮波の局所的な伝導ブロックを生じ、リエントリーの早期停止を促進することが明らかになった。2.心筋壁に厚みのある心室筋や、心内膜面に櫛状筋が存在する心耳における興奮波伝播は、こられの解剖学的構築の影響を受ける。本研究では、心臓における3次元興奮伝播を解析するため、心腔内に挿入する内視鏡と2組の蛍光色素励起光源/蛍光画像撮影用高速ビデオカメラを組み合わせ、心筋活動電位光学シグナルを心外膜面/心内膜面で同時マッピングすることができるシステムを構築した。本システムを用いて、ヒツジ摘出灌流心臓の心房圧負荷誘発心房細動の興奮伝播について解析し、左心房におけるリエントリーと異所性興奮生成の両者が心房細動の持続に関与することを明らかにした。本研究では、心臓における興奮伝播を定量的に解析するとともに、その破綻による不整脈発生機構について、活動電位光学マッピングを用いた動物実験と数理シミュレーションにより明らかにすることを目的とする。今年度の研究では、病態心臓における心筋興奮伝播の変化と不整脈発生基質について研究を行った。1.持続性心房細動:ヒツジ摘出心の心内膜/心外膜面同時マッピング実験により、ペーシング誘発持続性心房細動は、左心房の櫛状筋辺縁領域に投錨したI型フィラメント3次元興奮旋回(scroll wave)により維持されることが明らかになった。数理モデル・シミュレーションでは、scroll wave定在化の機序は、scrollフィラメントの3次元ダイナミクスと、壁厚の薄い心房筋における伸展活性化チャネルの活性化により説明されることが示された。
高齢者における不眠予防および改善に資する至適生活習慣と運動処方の症状別検討

入眠困難・睡眠維持困難に特徴付けられる不眠症は、高齢者に多い睡眠障害であり、二次的に心身の健康を損ねる可能性があるため、その予防と改善は高齢者の健康状態の維持・増進において極めて重要である。高齢者における不眠の発現には、生活習慣が大きいと考えられているが、それらと不眠症タイプとの関連についての詳細は明らかでない。本研究では、高齢者の睡眠と生活に関する疫学調査を実施し、不眠症状別に生活習慣との関連を明らかにする。また、症状別に不眠予防に資する身体活動量の基準値を決定する。さらに、不眠を有する高齢者を対象に、長期的な朝または夕方の運動介入を行い症状別の効果を検討する。
価数転移由来の新規量子現象の理論研究

価数転移由来の新規量子現象の理論研究に取り組んだ。主な成果として、(1)量子臨界準結晶Yb15Al34Au51がYbの価数転移の量子臨界点に位置していることを理論的に示した。(2)圧力下のCe化合物でCeの価数転移の臨界点と超伝導転移温度の関係を理論的に示し、実験との比較を系統的に行った。以下に各概要を述べる。(1)最近準結晶Yb15Al34Au51のAlとAuを同族元素のGaとCuで系統的に置換した試料Yb15(Al1-xGax)34(Au1-yCuy)51が作成され、Ybの価数の格子定数依存性が観測された。興味深いことに、量子臨界性を示す準結晶Yb15Al34Au51はYbの価数が急激に変化し始める点に位置しており、量子臨界性の発現にYbの価数が重要な役割を果たしていることを示している。この現象の出現機構を理論的に明らかにするため、準結晶と共通のTsai型クラスターが体心立方格子に配列した格子構造をもつ近似結晶Yb14Al35Au51におけるYbの4f電子と5d電子、Alの3p電子からなる拡張周期アンダーソン模型にスレーブボゾン平均場理論を適用して、価数転移の量子臨界点近傍におけるYbの価数の格子定数依存性を計算した。その結果、格子定数の減少に伴いYbの価数が急激に減少し、実験で観測された結果と整合する振る舞いが現れた。この量子臨界点近傍でのYbの価数の非対称な変化は、基底状態相図における価数量子臨界点の混成依存性に由来することがわかった。これにより、上述した実験結果は、非従来型の量子臨界現象を示す準結晶Yb15Al34Au51がYbの価数転移の量子臨界点に位置していることを示していることがわかった。(2)圧力下のCeCu2Si2, CeAu2Si2, CePd2Si2, CeRhIn5などのCe化合物において、低温の電気抵抗率の圧力依存性から、Ceの価数転移の臨界温度を見積もり、臨界温度と超伝導転移温度の関係を系統的に明らかにした。非従来型の量子臨界現象を示す準結晶Yb15Al34Au51の電子状態を記述する有効模型として、1/1近似結晶Yb14Al35Au51における有効ハミルトニアンを構築してYbの価数の格子定数依存性を計算した結果、実験と整合する結果を得ることができた。今後これをもとに準結晶および圧力下の近似結晶の新規物性の理論解析を進めることができるので、研究は順調に進展しているといえる。前年度までに構築した有効電子模型をもとに理論研究をさらに推進していく。それと同時に新学術領域の研究会に参加して、関連する実験および理論研究者と議論を行い、価数転移由来の新しい量子現象の理論を構築・発展させていきたいと考えている。非従来型の量子臨界現象を示す準結晶Yb15Al34Au51の電子状態を記述する有効模型として、1/1近似結晶Yb14Al35

Au51における有効ハミルトニアンを構築してYbの価数の格子定数依存性を計算した結果、実験と整合する結果を得ることができた。今後これをもとに準結晶および圧力下の近似結晶の新規物性の理論解析を進めることができるので、研究は順調に進展しているといえる。前年度までに構築した有効電子模型をもとに理論研究をさらに推進していく。それと同時に新学術領域の研究会に参加して、関連する実験および理論研究者と議論を行い、価数転移由来の新しい量子現象の理論を構築・発展させていきたいと考えている。
ユネスコ「歴史的都市景観に関する勧告」後の都市経営戦略確立に関する研究

本研究は、2011年11月にユネスコ総会において採択された「歴史的都市景観に関する勧告」(Recommendation on historic urban landscape)を尊重しつつ、都市マネジメントにおいて具体的な戦略を確立し、各自治体における都市景観整備を新しい段階に発展させる施策とそこへ至るロードマップを明らかにするために、1諸外国の都市計画制度の中で「歴史的都市景観」の位置づけと運用実態を明らかにし、今後の制度展開の見取り図を示すこと、2日本の「歴史的都市景観」に関連した都市計画制度の運用実態から、今後の制度改変の道筋を明らかにし、3都市マネジメント戦略の中で「歴史的都市景観」問題をとらえなおし、新たな都市戦略を確立することを目指している。平成28年度は、研究部門1の調査(ロンドン、バルセロナ、フローニンゲン、シュツットガルト、マルセイユ、ニューヨーク、デトロイト)をほぼ終えて、並行して研究部門2の調査(横浜)を実施しているところである。また、研究部門3の内部的な議論を開始しているところである。その成果は平成29年2月に共同研究者全員の参画により『都市経営時代のアーバンデザイン』として、学芸出版社より刊行した。平成29年度は、研究部門1を終了し、研究部門2の議論をひろく日本の都市計画制度のなかにおける歴史的都市景観関連の運用実態を明らかにし、今後に向けた議論を進めているところである。その成果は平成29年10月に共同研究者ほぼ全員の参画により『まちを読み解くー景観・歴史・地域づくりー』(西村幸夫・野澤康編、朝倉書店)として刊行したほか、平成29年8月には、アジア都市に関しては『都市の遺産とまちづくリ』(鈴木伸治編、春風社)として発表している。平成28年度に刊行した共著『都市計系時代のアーバンデザイン』(西村幸夫編、学芸出版社、平成29年2月刊)の編集会議が、各自の研究の進行管理に寄与した。また、国内の運用実態に関しては、各自が長年付き合いのある地方自治体に関して調査を行ったため、調査自体が順調に進んだため。平成30年度は、研究部門2の日本における「歴史的都市景観」概念の都市計画制度への内部化論を深化させ、日本における都市マネジメントにおける戦略論へ移行させる。並行して、研究の主力を次第に3の研究部門である政策論のとりまとめの議論を中心的に行うこととする。とりわけ平成30年度内に計画されている文化財保護法の改正において、文化財の保存のみならず、活用へと法の目的を拡充させることが目指されているが、ここにおいても「歴史的都市景観」概念は重要な役割を果たすことができると考えられるので、新たに生じたこの法改正にも着目して、研究を進めることとする。なお、最終年度の平成31年度は、それまでの成果をとりまとめたまとまった規模の出版を行う予定である。本研究は、2011年11月にユネスコ総会において採択された「歴史的都市景観に関する勧告」(Recommendation on historic urban landscape)を尊重しつつ、都市マネジメントにおいて具体的な戦略を確立し、各自治体における都市景観整備を新しい段階に発展させる施策とそこへ至るロードマップを明らかにすることを目的としている。1諸外国の都市計画制度の中で「歴史的都市景観」問題の位置づけを運用実態と明らかにし、今後の都市計画制度の展開の見取り図を示すこと、2日本の「歴史的都市景観」に関連する都市計画制度の運用実態から、今後のあり得べき計画の制度的改変を予測し道筋を明らかにする、3「歴史的都市景観」の問題を単なる景観保全の施策として捉えることを超え、都市のマネジメント戦略の中で捉え直しグローバルな視点に立ち、新たな都市戦略を確立することを目指している。平成28年度は、研究部門1国際的視点での研究の調査(ロンドン、バルセロナ、フローニンゲン、シュツットガルト、マルセイユ、ニューヨーク、デトロイト)をほぼ終えることが出来た。並行して研究部門2の調査(横浜)を実施しているところである。また、研究部門3の新しい都市マネジメント戦略の中における空間的施策の位置づけに関する研究の内部的な議論を開始しているところである。各国別の分担作業であるため、各メンバーの進捗状況にアンバランスが生じやすいため、それを避ける意味で、大学院の輪講形式で各メンバーの研究成果を順番に講義として担当してもらった。そのおかげで、まとまった成果が順調に出て生きている。また、9に記述した共著『都市計系時代のアーバンデザイン』の編集会議を共同研究者が集まって行うことによって、各自の研究の進行管理ができた。

平成29年度は、研究部門1を終了し、研究部門2の議論をひろく日本の都市計画制度のなかにおける歴史的都市景観関連の運用実態を明らかにし、今後に向けた議論を進めているところである。その成果は平成29年10月に共同研究者ほぼ全員の参画により『まちを読み解くー景観・歴史・地域づくりー』(西村幸夫・野澤康編、朝倉書店)として刊行したほか、平成29年8月には、アジア都市に関しては『都市の遺産とまちづくリ』(鈴木伸治編、春風社)として発表している。平成28年度に刊行した共著『都市計系時代のアーバンデザイン』(西村幸夫編、学芸出版社、平成29年2月刊)の編集会議が、各自の研究の進行管理に寄与した。また、国内の運用実態に関しては、各自が長年付き合いのある地方自治体に関して調査を行ったため、調査自体が順調に進んだため。平成29年度は、平成28年度の分担を継続し、研究会を通じて議論を続ける。特に「歴史的都市景観」を都市計画の内部に制度化することに関する実態分析研究では、実態分析から相互の比較研究、今後の政策的取り込みに関する各国の動向調査など、今後の戦略の分析に重点を移す。研究の主力は2の研究部門である日本における「歴史的都市景観」概念の都市計画制度への内部化論へ移行させる。並行して、研究の主力を次第に3の研究部門である政策論のとりまとめの議論へと移行させる。なお、平成30年度は、研究部門3の制度設計に注力し、最終年度の平成31年度は、それまでの成果をとりまとめたまとまった規模の出版を行う予定である。平成30年度は、研究部門2の日本における「歴史的都市景観」概念の都市計画制度への内部化論を深化させ、日本における都市マネジメントにおける戦略論へ移行させる。並行して、研究の主力を次第に3の研究部門である政策論のとりまとめの議論を中心的に行うこととする。とりわけ平成30年度内に計画されている文化財保護法の改正において、文化財の保存のみならず、活用へと法の目的を拡充させることが目指されているが、ここにおいても「歴史的都市景観」概念は重要な役割を果たすことができると考えられるので、新たに生じたこの法改正にも着目して、研究を進めることとする。なお、最終年度の平成31年度は、それまでの成果をとりまとめたまとまった規模の出版を行う予定である。
高イオン受容性新機能材料の電解合成

高イオン受容性機能材料の合成法として、これまでの手法とは違う全く新しい合成法である溶融塩中での電解酸化、還元法を用いて、リチウムイオン受容性ホスト化合物の新物質系の探索を、Cu, Ni, Fe, Mnなどの遷移金属酸化物系で行った。可動イオンを含む物質系は、基本的に不安定であるため、電解酸化、還元法のような準安定状態の物質合成法が最適である。本研究では有機溶媒系を用いた電気化学反応[(ディ)インターカレート]で現れた物質系との反応を明らかにすると同時に、物性を解明し、さらに、より高原子価を持つ新規物質の探索を行った。本研究の成果は以下のとおりである。本研究で用いた電解酸化、還元法によって、200-400°Cの比較的低温でNaCuO_2の合成をまず行ない、生成条件の検討と生成物の同定を行なった。電解条件と生成物の関係を調べ、電解生成に適した電流密度、過電圧などを明らかにした。さらに、生成物のナトリウムディインターカレーションなど、電気化学特性を調べた。次にリチウムを含む銅系酸化物系で物質探索を行なった。LiCuO_2などの酸化物の合成を試みた。その結果、化合物生成が認められたため、X線回析測定などによる化合物同定を行なった。リチウムを含む銅酸化物が析出していると考えられるが、今後、詳しい化合物同定や反応温度の最適化が必要である。さらに、現在高エネルギー密度二次電池の正極材料として注目されている層状岩塩型LiNiO_2を含む物質系での物質探索を行なった。しかし、KCl/LiCl系溶融塩中での電解ではこの物質は生成しなかった。今後、溶融塩を変化させることなどによって、Ni^<2+>などの原子価状態をとる化合物の生成をまず試みる必要がある。また、LiFeO_2の合成では、鉄が還元されるなど、新物質合成には至らなかった。