hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海洋化学・生物環境の多次元可視化を目指す光ファイバ化学センサシステムの開発と展開

本研究は、深海も含めた海中環境において生物の生息などに影響を及ぼす海水pH等の化学パラメタを多次元に可視化することを目指し、複数の計測部を有する光ファイバセンサシステムを開発し、評価することで基盤技術を確立することを目的とした。本研究の成果として、ヘテロコア光ファイバ技術を応用することで、約23m毎4点のpHを同時に計測可能な全長約90mの多点計測光ファイバを実現できた。さらに耐圧容器に収納可能な小型OTDR装置、現場計測用光ファイバケーブル及び展張装置を組み合わせることで、10m毎、全長50mの多点計測光ファイバセンサシステムの構築が可能になった。平成26年度は、まず光ファイバ化学センサの卓上プロトタイプを構築し、評価を行った。まず光ファイバ端面で計測を行う従来方式の光ファイバpHセンサについて、市販で入手可能なものを選定し導入した。pH指示試薬を含んだpHパッチを用いて、海水pH計測を想定した複数のpH標準液を用いて性能を評価した。その結果、海水のpH変化に伴う指示試薬の吸光ピークの変化を計測可能であることが分かった。同時に同タイプの光ファイバpHセンサについて、深海環境における運用を想定してレンズ及びミラーからなる光学系の必要性、及び耐圧化について検討を行った。その結果、光源に十分な光量を得ることができればレンズなどの光学系は必要なく、ファイバ端面及び光反射用のミラーを直接高圧環境に暴露することで計測可能であると結論した。多点同時計測を可能にするヘテロコア光ファイバセンサについて、基礎評価用として単点計測が可能なセンサ及び光源・光検出装置を一式導入し、基礎評価を実施した。クラッド径125μm、伝送路コア径50μm、ヘテロコア部コア径3μm、ヘテロコア部長さ20mmの光ファイバpHセンサを本研究用に特注した。pH指示試薬としてコンゴーレッド及びブロモフェノールブルーを固定したものを導入し、基礎的な評価を開始した。その結果、pH変化による吸光度の変化は確認できたが、計測値が光ファイバの曲がりに大きく依存することも明らかとなった。光ファイバセンサの耐圧化に必須となる光ファイバ貫通コネクタの仕様を検討し、コア径300μmの光ファイバを用いて、1ペア2本の光ファイバからなる貫通コネクタを作製し、評価した。3000m相当水圧(30MPa)までの加圧試験においても漏れは無く、波長550950nmの範囲では水圧による減衰の変動がほとんど確認されなかったことから、本ファイバ貫通コネクタを実際の計測装置の構築に使用可能であることが示された。平成27年度は、平成26年度に構築した光ファイバ端面で計測を行う従来方式の光ファイバpHセンサの卓上プロトタイプについて基礎的な評価を継続した。特に、光源および光検出装置(小型分光装置)について、pH計測精度に影響を与える長時間安定性を評価した。その結果、ハロゲン光源を用いた光源装置については十分な強度を有するものの、光強度の安定に時間を要するため、将来的に消費電力の低減も期待できるLED等への換装が望ましいことが明らかとなった。同時に高圧環境下での特性評価及び現場海域への展開に向けて、センサ装置の構成について検討を行い、ファイバ端面及び光反射用のミラーを直接高圧環境に暴露する簡素な構造のセンサ部を設計した。多点同時計測を可能にするヘテロコア光ファイバセンサについては、評価用として8点までの多点計測が可能な光ファイバセンサ及び光源・光検出装置としてのOTDR(Optical Time Domain Reflectmeter)装置をそれぞれ導入し、基礎評価を実施した。OTDR装置については可能な限り小型の設計とすることで、卓上の評価に加えて耐圧容器に収納して現場評価を実施することも可能な仕様となった。pH指示試薬として海水のpH計測に適したメタクレゾールパープルを固定したものを導入し、基礎的な評価を開始した。多点計測光ファイバセンサの現場展開に必須となる光ファイバ貫通コネクタに加え、pH計測部の保護構造について、来年度以降に開発予定の光ファイバセンサ敷設装置の構成も考慮しながら検討し、基礎的な設計を行った。現場展開に向けては、特に敷設・回収時のセンサの破断を防ぐために十分な引っ張り強度を有する光ファイバケーブルを基幹線として用い、ヘテロコア構造のpH計測部については、別途設計の保護容器に収納すること等を決定した。ファイバ端面で計測を行う従来方式の光ファイバpHセンサについては、引き続き複数のpH標準液を用いて性能評価を実施することができた。長期安定性に関する評価の結果、光源装置の改良によって、より安定したpH計測が可能になることが分かったため、次年度以降の装置改良につなげる予定である。併せて現場仕様の光ファイバ化学センサの実現に向けて、最低限の光学系を有するセンサ部の詳細設計を進めるなど順調に研究が進展している。多点同時計測を可能にするヘテロコア光ファイバセンサについては、評価用の光ファイバセンサ及び光源・光検出装置を一式導入し、基礎的な評価を開始することができた。pH計測の精度や感度に関する詳細な評価については、OTDR装置導入時期の関係でやや遅れているが、これについては平成28年度早々に結論を出すことができる見込みである。pH計測に必要なOTDR装置については、当初案では卓上評価用のOTDRと現場計測用のOTDRを個別に製作する予定であったが、現段階でも十分な小型化が可能であると判断し、平成27年度内に円筒形の耐圧容器に収納可能な小型OTDRを実現できた。

本年度の研究ではまず、多点計測光ファイバセンサの海底への敷設の際に課題となることが予想される光ファイバの保護について検討と必要な開発を行った。具体的には、既存の光ファイバ海中ケーブルを基本として、海水の化学計測を行うために海中暴露が必要なpH感応部を金属製のセンサ用ケースで保護する構成を考案した。また、光ファイバ海中ケーブルに2芯のものを用いることで、万が一のファイバ折損の際にも速やかに復旧が可能な構成を実現した。この装置構成はヘテロコア光ファイバセンサに限らず、今後開発されうる様々な海中光ファイバセンサに適用可能である。ヘテロコア光ファイバを用いたpHセンサについては、pHの変化に伴う色素の色変化を捉えられることをこれまでに確認してきているが、一方でヘテロコア部の構造によってはpH計測部などでの光減衰が大きくなること、また色素の種類によっては光ファイバ表面への色素固定法に課題があることが新たにわかった。そこで、現在評価を進めている中で比較的安定性の高い色素を選択し、今後のヘテロコア光ファイバセンサ評価用の色素として採用することとした。一方で、色素の代わりにpH感応性ゲルを用いた計測手法の着想に至り、基礎検討を開始した。バンドル型の多点計測光ファイバセンサについては計測部に関する基本設計を完了し、市販のpH計測用色素パッチなどを用いた現場型センサシステムの構築の目処がついた。センサシステムの海底設置に向けた光ファイバセンサ敷設装置および敷設方法については、ROV等のマニピュレータによって操作可能なドラム型の巻取り機構を基本とした装置の設計を検討した。ファイバ端面で計測を行うバンドル型光ファイバpHセンサについては、前年度に引き続き最低限のシンプルな光学系を有した現場展開用のセンサシステムの設計と試作を進めており、おおむね順調に研究開発が進展している。一方でヘテロコア光ファイバセンサについては計測部における光減衰およびpH感応色素の固定について課題が明らかとなっている。しかし、光の減衰については、ヘテロコア部の構造を見直すことで低減できることが明らかとなっている。色素の固定については、固定安定性が高い色素を選定してセンサの評価を進めることで、ヘテロコア光ファイバを用いたセンサの構築に引き続き挑戦している。また、pH感応性の色素に依存しない方法として、pH感応性ゲルを用いた新たなセンサシステムの着想につながっており、基礎検討を開始している。海底に光ファイバpHセンサを展開するための光ファイバ貫通コネクタ、ヘテロコアpHセンサ用水中ケーブル、OTDR用耐圧容器などの各要素については、実用に耐えるものを導入済みである。前年度までに製作した現場計測用の小型OTDR装置を調整し、また光学系の構成を見直すことでpH計測に必要な光シグナルの強度を改善することができ、安定して計測を実施できる光学系を構築することができた。それによってヘテロコア光ファイバを用いた多点計測pHセンサについて、一度に4点の計測が可能な光学系を実現できた。海中に暴露される光ファイバケーブルの全長は約90mであり、そこに約23m毎にヘテロコア構造を有するpH計測部が配置されている。
水素添加によるアルコール噴霧高圧希薄燃焼の促進

平成18年度は,前年度において整備したアルコール(エタノールを使用)噴霧の定容燃焼試験装置の改良,および,燃焼圧力計測,高速度カメラとアルゴンイオンレーザのシート光を併用した噴霧断面画像撮影の同時時系列測定システムの構築を行った.エタノールの微粒化には,パルス発生器からのTTL信号によって噴射のタイミングと噴射量の制御が可能な自動車エンジン用の直噴インジェクタを採用することにより,燃焼試験条件を細やかに設定できるようにした.また,試験装置本体には,希薄噴霧の着火試験用に,水素-空気混合気の既燃ガスジェットを生成するための副燃焼室を取り付けられるようにしてある.上記試験装置を用いて行うエタノール噴霧の燃焼により生成される排ガス中に含まれるホルムアルデヒド濃度を実際に測定する前段階として,レーザ誘起蛍光法(LIF法)のホルムアルデヒド濃度計測への適用可能性を調べた.具体的には,光学アクセスが可能なチャンバと密閉セルを用い,ホルムアルデヒドの絶対濃度計測に必要となるLIFの蛍光寿命,蛍光スペクトルの雰囲気組成(ヘリウム,窒素,二酸化炭素,空気,酸素),圧力(15気圧),温度(298670K)の依存性を調べた.その結果,1)雰囲気組成によって,蛍光スペクトルの強度,蛍光寿命に差が出ること(特に酸素の場合),2)圧力の上昇とともに,蛍光スペクトル強度が減衰すること,3)雰囲気温度の上昇とともに,蛍光スペクトル形状が変化することが確認できた.これらの結果により,排ガス中のホルムアルデヒド濃度計測の際に考慮すべきパラメータに関する有用な知見が得られたものと考えている.定容燃焼器内におけるアルコール噴霧燃料の高圧燃焼試験およびその排ガス測定に先立ち,排ガス中のホルムアルデヒド濃度を測定するため,レーザ誘起蛍光法を利用した分光計測システムの構築と測定雰囲気条件を変えることができるテストセル試験装置を製作し,濃度測定実験を行った.実際の燃焼排ガスでは,燃焼器内の燃焼状態や排気系の条件によって排出されるガスの温度,組成,圧力が異なるため,これらの依存性を把握しておくことが必要である.具体的には,様々な雰囲気温度(298670K),雰囲気圧力(15気圧),および,雰囲気ガス組成(ヘリウム,窒素,二酸化炭素,空気,酸素)の環境下にあるホルムアルデヒド蒸気からのレーザ誘起蛍光スペクトル強度を分光測定し,信号強度に及ぼすそれらの影響について詳細に調べた.その結果,蛍光寿命は雰囲気組成によって異なり,特に酸素雰囲気で短くなること,圧力上昇により蛍光寿命の逆数で示される蛍光減衰速度が対数関数的に増加すること,さらに,雰囲気温度が上昇することで蛍光スペクトル形状そのものが変化し,この蛍光減衰速度が指数関数的に増加することが確認できた.これらの知見は,実際の燃焼排ガス中におけるホルムアルデヒド濃度測定における信号強度の解釈に用いることができる.さらに,噴霧燃料の高圧燃焼特性改善のための手法として,燃料の前処理についても新たに検討した.マイクロバブル添加により燃料を前処理し,その噴霧燃焼特性を調べるというものであり,その効果を確かめるための予備実験として,大気開放型の噴霧バーナを用いて,前処理なしの場合と排ガス性状を比較した.その結果,バブル添加により一酸化窒素濃度が低下することが確認できた.この結果について,2006年7月9日に米国で開催される第42回AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion & Exhibitで発表する.平成18年度は,前年度において整備したアルコール(エタノールを使用)噴霧の定容燃焼試験装置の改良,および,燃焼圧力計測,高速度カメラとアルゴンイオンレーザのシート光を併用した噴霧断面画像撮影の同時時系列測定システムの構築を行った.エタノールの微粒化には,パルス発生器からのTTL信号によって噴射のタイミングと噴射量の制御が可能な自動車エンジン用の直噴インジェクタを採用することにより,燃焼試験条件を細やかに設定できるようにした.また,試験装置本体には,希薄噴霧の着火試験用に,水素-空気混合気の既燃ガスジェットを生成するための副燃焼室を取り付けられるようにしてある.上記試験装置を用いて行うエタノール噴霧の燃焼により生成される排ガス中に含まれるホルムアルデヒド濃度を実際に測定する前段階として,レーザ誘起蛍光法(LIF法)のホルムアルデヒド濃度計測への適用可能性を調べた.具体的には,光学アクセスが可能なチャンバと密閉セルを用い,ホルムアルデヒドの絶対濃度計測に必要となるLIFの蛍光寿命,蛍光スペクトルの雰囲気組成(ヘリウム,窒素,二酸化炭素,空気,酸素),圧力(15気圧),温度(298670K)の依存性を調べた.その結果,1)雰囲気組成によって,蛍光スペクトルの強度,蛍光寿命に差が出ること(特に酸素の場合),2)圧力の上昇とともに,蛍光スペクトル強度が減衰すること,3)雰囲気温度の上昇とともに,蛍光スペクトル形状が変化することが確認できた.これらの結果により,排ガス中のホルムアルデヒド濃度計測の際に考慮すべきパラメータに関する有用な知見が得られたものと考えている.
直腸癌術前化学放射線療法による癌間質変化と治療抵抗性・再発機序の解明

術前化学放射線療法(CRT)後標本のH-Eスライドにて、癌間質密度(繊維芽細胞密度)と臨床病理学的因子との関連を検討し、CRT後高癌間質密度症例で、無再発生存率及び全生存率ともに不良であることを報告した(第117回日本外科学会定期学術集会にて発表)。しかし、抗繊維芽細胞抗体による免疫組織学的染色を施行したが、数値化による客観的評価が困難であったため、実験を終了した。そこで、炎症反応指標、血球細胞成分に基づいた評価を行うこととした。直腸癌術前CRT施行患者において、術前C反応性蛋白:CRP/アルブミン比が、深達度、再発、CEAとの相関を認め、再発、予後予測因子であることを報告した(Anticancer Res. 2017 37:5797-5804)、また、リンパ球/単球比が、予後予測因子となることも報告した(Dis Colon Rectum.2019 Feb;62(2):171-180)。またさらに近年大腸癌の再発予後マーカーとして注目を集めているCDX2の免疫染色を、直腸癌CRT後の切除標本を用いて行い、CDX2が直腸癌CRT後の症例に対しても、有用な再発予後マーカーとなることをあきらかにした。術前化学放射線療法(CRT)後直腸癌切除標本のH-Eスライドの癌間質の評価を行った。70例に対し癌間質密度(粗/密)を評価し、癌間質密度が再発・予後に関与するかを検討した。癌間質密度が、再発・予後に関与する可能性示唆された(第117回日本外科学会定期学術集会発表予定)。以前、癌間質の繊維芽細胞に関与するSDF-1、CD26発現について検討し、癌間質の両者の高発現が、再発・予後に関与することを報告しており、今回の結果も、前回の報告を裏打ちする結果となった。癌間質は、腫瘍増殖進展に重要な役割を担っており、また、治療抵抗性に関与するとの報告も散見される。直腸癌術前CRT後癌間質の更なる検討が、再発機序の解明及び再発・予後の改善に寄与することが思慮される。抗繊維芽細胞抗体による免疫組織学的染色については、現在進行中である。癌間質のマイクロダイセクションによるRNA抽出は、RNAのqualityが低く、再度手技・方法等を検討中である。直腸癌術前CRT施行患者において、術前C反応性蛋白:CRP/アルブミン比が、深達度、再発、CEAとの相関を認め、再発、予後予測因子であることを報告し(Anticancer Res. 2017 37:5797-5804)、また、リンパ球/単球比が、予後予測因子となることも報告した(Dis Colon Rectum. In press)。抗繊維芽細胞抗体による免疫組織学的染色は、十分な評価が出来なかったため、直腸癌術前CRT症例の全身性反応に着目し、再発・予後及び治療抵抗性に関与する指標を同定中である。抗繊維芽細胞抗体による免疫組織学的染色については、現在進行中であり、染色終了後、評価を行う。癌間質のマイクロダイセクションによるRNA抽出は、RNAのqualityが低く、再度手技・方法等を再検討中であるが、RNAのqualityを担保できない場合は、他の方法(免疫組織学的染色、ELISAなど)に切り替える予定である。研究実施状況が当初の計画より遅れているため。試薬、消耗品の購入に使用する予定である。
ラジカル・クラスターの構造・動力学的研究

本プロジェクトは、国際学術協同研究としてスタートしたものである。本プロジェクト中に二重変調法がほぼ確立した。それによりHOC^+,CH等のサブミリ波スペクトルが観測された。University of Waterlooとの共同研究の結果TiClのサブミリ波スペクトルの検出に成功した。サブミリ波スペクトルから得られた、分子定数に基づいて予測された最低回転遷移を東京大学遠藤研究室と共同でフーリエ変換マイクロ波分光器を用いて検出した。サブミリ波スペクトルでは分裂して観測されなかった超微細分裂が観測され、不対電子の分布に関する情報が得られた。サブミリ波,フーリエ放出電子スペクトルの結果を全て含めて再解析を行い、従来求められなかったスピン軌道相互作用定数、スピンースピン相互作用定数などをあらたに決定した。HCNH^+の解離性再結合反応分岐比の決定は本研究室のここ数年来の研究テーマである。中性化反応生成物、HCNおよびHNCを光イオン化あるいは、エネルギー制御された電子ビームイオン化によりHCN,HNCを個別にモニターする可能性についてCalTechのOkumura教授と検討を重ねた。本年3月に天埜がCalTechを訪れ具体的に実験装置を前にして検討を加え、本プロジェクトは何らかの形で継続することを確認した。Okumura教授とはCH_5^+,D_5^+の赤外分光による精密測定についても共同研究を推進する予定である。このプロジェクトは本来、国際学術協同研究としてスタートしたものである。昨年度報告したとおりUniversity of Waterlooとの共同研究の結果TiClのサブミリ波スペクトルの検出に成功した。本年度はそれを更に発展させ、サブミリ波スペクトルから得られた、分子定数に基づいて予測された最低回転遷移を東京大学遠藤研究室と共同でフーリエ変換マイクロ波分光器を用いて検出した。サブミリ波,フーリエ放出電子スペクトルの結果を全て含めて再解析を行い、従来求められなかったスピン軌道相互作用定数、スピン-スピン相互作用定数などをあらたに決定した。中性化反応生成物、HCNおよびHNCを光イオン化あるいは、エネルギー制御された電子ビームイオン化によりHCN, HNCを個別にモニターする可能性についてCalTechのOkumura教授と検討を重ねた。
余次元理論と超対称性標準模型におけるレプトンの世代構造の現象論的研究

余次元理論の一つである、ゲージ・ヒッグス統一理論に関して、SU(N)gauge groupの理論においてgauge場の高次元成分の1ループ有効ポテンシャルの一般公式を導いた。そして、超対称性がシャーク・シュワルツによる破れがある場合とソフト・スカラー質量項が入った場合の真空構造の解析に成功した。また、5次元SO(10)理論における真空構造の解析に成功した。その結果、今まで思われていたのとは異なり、6次元に拡張することなく5次元でも現象論的に問題の無いSO(10)理論を構成可能であることを示した。更に、電弱相転移が動力学的にgauge-Higgs統一理論においても起きうることを示した。この場合、バルクに広がった場の表現とそれらの数が重要な役割を果たす。また、オービフォールドでコンパクト化された時空でもファット・ブレインによる模型が作れることを示した。さらに、重力の効果を含めたくりこみ群解析を行い、gauge-Higgs統一理論において電弱相転移が可能か否かを調査した。余次元方向の境界条件でゲージ群があらわに破れる理論において、unitarity保存の条件を調査して、BRS不変性を用いた一般的な保存の証明を行った。また、クォーク・レプトンの質量が量子力学的効果に依って導出される機構も考案した。ここでは、flavor symmetryとしてU(2)symmetryを導入した。そして、超対称性があらわに破れる理論の有効ポテンシャルの計算も行い、gauge-Higgs統一理論におけるヒッグス質量に関しての解析も行った。(1).超対称性のある余次元理論を用いて、クォークとレプトンの世代間混合・質量階層性を自然に説明する機構や模型の構築に成功した。具体的には、5、6次元目の座標がT_2/Z_2 orbifoldでコンパクト化された6次元SO(10)大統一理論において、第5第6世代のvector-like場が5次元6次元に広がりその波動関数のvolume suppressionが本質的な役割をして10表現に階層性が導出される機構を考案した。(2).余次元大統一理論・余次元標準模型に関する研究については、fat brane scenarioの枠組みで、3種類のSUSY breaking解(縮退解、decoupling解、alignment解)が、SUSY breaking braneの5次元座標の位置によって自動的に導出され、統一的に理解できることを示した。(5).レプトン・フレーバーの破れの研究を行った。具体的には、effective SUSY理論において、τ→μγ等LFVの実験的制限をクリアーし、かつ、レプトンの世代間混合相互作用が、μ-ong-2の標準模型からの有意なずれを導出する可能性について調べ、パラメータ領域を解析した。(6).ニュートリノの質量・世代構造に関する研究を行った。具体的にはニュートリノ・レス・ダブルβ崩壊実験データが予言するニュートリノ質量階層構造をMajorana CP位相を含めて解析した。超対称性の存在する余次元理論において、第一次近似で正しいオーダーの質量階層性とクォーク(レプトン)系の小さな(大きな)世代間混合を自然に導く模型を、6次元SO(10)GUTで構築した。さらに、orbifold上のファット・ブレイン模型を考案して、ヒッグス場の3表現2表現分離問題の解決策を提示し、クォーク・レプトン系の質量階層構造や世代構造を導く機構について調査した。また、高次元時空に広がるゲージ場の余次元成分は、コンパクト後の4次元時空ではスカラー粒子として現れることを応用して、このスカラー場を、質量の起源であるヒッグス場とみなす、gauge-Higgsunification理論に取り組んだ。この理論ではヒッグスの真空期待値や質量を算出するためには量子効果を含んだ有効ポテンシャルを計算する必要がある。そこで、一般のSU(N)gauge theoryにおいて有効ポテンシャルを求める事に着手し、成功をおさめた。また、gauge-Higgs unificationにおいて、radiative breakingが機能してヒッグスが正しくweakスケールの真空期待値を持てるかどうか解析し、可能なパラメータ領域を調査した。次に、高次元ゲージ対称性がオービフォールドの境界条件で破れる理論について、tree levelの散乱でユニタリティが保存されることを、具体的な模型(S^1/Z_2上の5次元標準模型とSU(5)GUT)を用いて、Kaluza-Klein (KK)モードになった重たいゲージボソンが外線に出るtree levelの過程を解析して示した。さらに発展して、非ゼロモードのゲージ場の余次元成分がヒッグス機構のNG場と同じ役割を果たし、外線に重たいゲージ場が飛ぶ過程のamplitudeはゲージ場をNG場に置き換えたものに等しいという、等価原理が成り立つことをBRS不変性を用いて一般的に示した。

さらに、重力の効果を含めたくりこみ群解析を行い、gauge-Higgs統一理論において電弱相転移が可能か否かを調査した。余次元方向の境界条件でゲージ群があらわに破れる理論において、unitarity保存の条件を調査して、BRS不変性を用いた一般的な保存の証明を行った。また、クォーク・レプトンの質量が量子力学的効果に依って導出される機構も考案した。ここでは、flavor symmetryとしてU(2)symmetryを導入した。そして、超対称性があらわに破れる理論の有効ポテンシャルの計算も行い、gauge-Higgs統一理論におけるヒッグス質量に関しての解析も行った。
アザステロイド関連化合物の合成とその抗うつ作用の研究

アザステロイド関連化合物の合成とその抗うつ作用の研究の一環として,11,13,15ートリアザステロイド(1)をlead化合物に用い,先ずそのB環を環拡大し,D環に種々のalkyl基を有するBーホモー11,13,15ートリアザステロイド(2)を合成した。続いて化合物1のB,D環を同時にホモ化し,D環に種々のalkyl基を有するB,Dージホモー11,13,15ートリアザステロイド(3)を合成した。次いで4位に種々のalkylamino基を有するbenzo[6,7]cyclohepta[1,2ーd]pyrimidine誘導体(4)(Dーセコアザステロイドに相当)を合成し,更に,D環をimidazole環からtriazole環に変えた,11,13,15,17ーテトラアザステロイド(5,n=1)及びそのBーホモ体(5,n=2)を合成した。又,化合物5の17位の窒素をoxide化した,11,13,15,17ーテトラアザステロイドー17オキシド(6)を合成した。続いて,上記の化合物及びそれらの前駆体について,抗うつ活性の一次スクリ-ニングとしてantireserpine活性の有無を調べたところ,化合物2及びその前駆体に於いては,三環性のbenzo[6,7]cyclohepta[1,2ーd]pyrimidine誘導体にのみ活性が認められた。次いで,化合物3に於いては,四環性のもののみならずその前駆体に於いても活性は認められなかった。化合物4,4位に結合している窒素原子と末端の酸素原子の間に炭素原子2個を有し,且つ,枝分かれした側鎖を持つ化合物にのみ活性が認められた。化合物5に於いては,置換基を有しない11,13,15,17ーテトラアザステロイドがB環の大きさに関わらずantireserpine活性を示した。化合物6に於いては,antireserpine活性を示すものはなく活性を減ずるのみであった。11、13、15-トリアザステロイド(A)及びその前駆体(B)に抗レセルピン作用及びセロトニン増強作用が認められたことから、化合物A及びBをlead compoundとしてその分子修飾を行い、その結果得られた化合物の抗うつ作用検定の一次スクリ-ニングとして抗レセルピン活性の有無を調べ、更に構造活性相関について検討を行うところに本研究の目的があるが、その研究の一環として、先ず、アザステロイドのB環に相当するシクロヘキサジェン環を7員環であるシクロヘプタジェン環に環拡大し、更にD環に種々のアルキル基を有するB-ホモ-11、13、15-トリアザステロイドを合成した。続いてそれらの抗レセルピン活性の有無を調べた結果、四環性の化合物には活性は認められず、その前駆体である三環性のベンゾ(6、7)シクロヘプタ(1、2-d)ピリミジン誘導体にのみ活性が認められた。次に、4位に種々のアルキルアミノ基を有するベンゾ(6、7)シクロヘプタ(1、2-d)-ピリミジン誘導体を合成し、抗レセルピン活性を調べたところ、幾つかの化合物に活性が認められた。

ここで、4位に結合している側鎖について注目した場合、4位に結合している窒素原子と末端の酸素原子の間に炭素原子2個を有し、且つ、枝分かれした側鎖を持つ化合物にのみ活性が認められたことは、構造活性相関の上から興味深いものと考える。また、化合物AのB環だけでなく、D環に相当するイミダゾ-ル環をピリミジン環に環拡大し、更にD環にアルキル基を有するB、D-ジホモ-11、13、15-トリアザステロイドについても合成を行っているが、現在までのところ、四環性の化合物及びその前駆体の両者共に活性を有する化合物は得られていない。アザステロイド関連化合物の合成とその抗うつ活性の研究の一環として,前年度に引続き,11,13,15ートリアザステロイド(A)をlead compoundに用い,そのB環及びD環を環拡大したB,Dージホモー11,13,15ートリアザステロイド類(B)を合成したが,これらの化合物は,四環性のもののみならずその前駆体に於いても抗レセルピン活性は認められなかった。続いて,D環の分子修飾の一環として,17位の炭素原子を窒素原子に変換する事によって,D環をイミダゾ-ル環からトリアゾ-ル環に変え,その事による抗レセルピン活性の変化を調べることを目的として,11,13,15,17ーテトラアザステロイド類(C,n=1)を合成し,更にそのBーホモ体(C,n=2)も合成した。その結果,前駆体に活性が認められたばかりではなく,D環に置換基を有しない11,13,15,17ーテトラアザステロイドはB環の大きさに関わらず,抗レセルピン活性が認められ,特にB環が六員環である化合物(C,n=1,R=H)は投与後1時間に於ける抗レセルピン活性が,市販の抗うつ薬の一種であるイミプラミンを上回った。続いてCの17位の窒素に対してNーオキシド化を行ったが,この位置をオキシド化された化合物(D)の中に抗レセルピン活性を示すものはなく,活性を減ずるのみであった。
アジア太平洋の国際政治経済学と人権

本年度は、本研究プロジェクト「アジア太平洋の国際政治経済学と人権」の最終年度に当たる。今までの研究を包括する形で、単著『Asia Pacific and Human Rights : A Global Political Economy Perspective』をイギリスの名門出版社Ashgateから出版した。本書では、国際政治経済学という視点に立って、アジア太平洋地域における人権というテーマを検証した。本書同様、本研究プロジェクトでは、グローバルな文脈において、国際経済政治学の方法論・洞察に依拠しつつ、アジア太平洋地域における人権の展開を、個々の具体的なケーススタディを通じて、また普遍主義的な思想史的な視点から、論議してきた。その際、グローバルな文脈では特に政治的・経済的・文化的な過程としてのグローバリゼーション、また人権をめぐる言説における政治的配慮・政治的力学の存在に注目してきた。グローバリゼーション(特に文化的過程としてのグローバリゼーション)と国際政治経済学というテーマについては、上記の著書に加えて、『Football Goes East : Culture and Business of the Global Game in China, Japan and Korea』という共著も出版した。これらの具体的研究成果に加えて、2004年度には、他に、4本の研究論文、2冊の共著を公にしている。我々の「アジア太平洋における政治経済と人権」研究プロジェクトの第一段階として、まず、アジア太平洋と人権とに関する文献の情報収集に努めた。またデータベースの作成にも着手した。このデータベースは五つの項目に大別できる。つまり、第一に、出版された文献(本や雑誌、新聞など)、第二に純学術文献(学会誌、修士や博士論文、研究報告、展示カタログなど)、第三に公文書、第四に視聴覚関係(映画、ビデオ)、そして第五に電子関係(CD-ROMSやURLS, e-本やe-雑誌、ウェブ上の文書など)の五項目である。データベース作成は今後も続けられる。データベースの作成を通じて、かなりの量のデータも収集した。データベース作成は、コンピューターのハードウェアやソフトウェアの購入により、かなり容易なものとなった。オーストラリア、韓国、ベトナム、京都など、数箇所を訪問し、現地にて資料収集に努めてきた。また、現地において、議論や研究報告、ネットワーク作り、共同作業、学会発表などを行い、これらは、今後の研究のさらなる発展にとって、実りある、生産的なものであったということが出来る。今年の研究結果の中でも、英国のアッシュゲイト出版社から「アジア太平洋における政治経済と人権」という表題の著作の契約を取り付けたことは大きな収穫といえよう。この著作に加えて、今年は数々の研究論文を発表している。次の段階とは、引き続きデーターベースの作成を行うこと、日本や海外において研究者と更なる議論を交わすこと、更に多くの研究論文出版物を出すこと、そして何よりも上述の著作を執筆することである。本研究プロジェクトでは、昨年度に引き続き、アジア太平洋の国際政治経済学と人権との関係に関する情報・研究成果を収集・分析・解釈し、これを交流や出版活動を通して広めることを目的として活動を行ってきた。未整合の形でしか存在しない情報・データおよび研究成果を整理・統合し、日本、アジア太平洋地域、および世界全体の学界に容易に利用可能な、整合されたデータベースを作成しつつある。本研究プロジェクトの成果の一つとして、従来の、アジア太平洋の国際政治経済学と人権との関係に関する情報・研究成果には、欠陥があることを確認したことが挙げられる。データベース作成にも精魂を傾けてきた。また、複数の学会などにて発表を行い、意見交換も積極的に行ってきた。我々の従来の計画では、研究成果を、学会や雑誌でまず発表し、最終的に一冊の本としてまとめる予定てあったが、この計画は、下記の「研究成果」からも伺えるように、上手く進んでいる。2004年度の研究では、データベース作成を続けながら、その内容を更に磨いていく予定である。同時に、様々な形で日本内外の研究者との交流を続けて、研究成果を様々な場にて発表していく。そして何といっても本研究プロジェクトの成果として、著書を完成させ、出版する。
介護施設におけるリスクマネジメント実践にむけた実証的研究

この報告書は、I)日本におけるナーシングホームのリスクマネジメントの取り組みおよび介護事故に対する裁判の動向について概述し、II)大阪府におけるナーシングホームの取り組み状況と実践課題を明らかにし、III)あるナーシングホームにおいて提出された事故報告書の分析を行った。2000年介護保険法が施行されて以来、わが国のナーシングホームにおいてもリスクマネジメントの取り組みが始まった。現在は、大部分のナーシングホームが、リスクマネジメントの活動を行っているが、いまだ十分に機能しているとはいいがたい。この研究では、大阪府下のナーシングホームを対象にアンケート調査を行い、リスクマネージャーが直面している具体的な実践課題を考察した。また、あるナーシングホームにおいて提出された事故報告書から事故パターンを分析し、転倒・転落事故を中心に職員のヒューマンエラーについて考察した。最近の裁判の動向については、利用者の状況から事故を予測できる幾つかの事案に対しては、原告である本人あるいは家族の請求が認容されており、具体的に事故を回避するべき対応に誤りがあったとする判決が出されている。多くが、介護保険が始まる以前の事故であり、事故予防の取り組みが十分でなかったことが読み取れた。大阪府下の特別養護老人ホームについてリスクマネジメントの取り組み状況について調査した。調査からは、多くの特別養護老人ホームにおいて、リスクマネジメントの取り組みは確認できたが、事故回避のためのPDCAの改善のサイクルが回っていないことが明らかになった。ある特別養護老人ホームの事故報告害を分析し、事故の概要、転倒・転落事故についてのパターンを分析した。パターンごとに職員のヒューマンエラーの構造を検討した。本研究では、介護施設におけるリスクマネジメントシステムの構築および実践課題を明らかにし、リスクマネジメント実践に向けたガイドブックを作成することをねらいとしている。そのため、アメリカのナーシングホームにおけるリスクマネジメントの実践に関する文献研究を行い、幾つかの文献をレビューを行った。なかでも、アメリカ医療リスクマネジメント協会が発行した「医療施設のためのリスクマネジメントハンドブック」からは、リスクマネージャーの業務範囲を考える上で、幾つかの有益な示唆が得られた。また、あらためてわが国の介護施設におけるリスクマネジメントに関する先行研究のレビューも行った。しかし、本年度予定していた事故報告書・ヒヤリハット報告書の収集を予定していたが、施設側から協力が得られず、必ずしも十分に報告書の収集できなかった。リスクマネジメント業務に関する聞き取り調査に協力していただけた施設職員を中心に定期的な研究会を実施し、幾つかの事故事例について検討を重ねた。これらの聞き取り調査を通じ、リスクマネジメントに関わる施設職員が考える事故防止の注意義務の内容を類別していくことを考えている。また、幾つかの施設を訪問調査し、リスクマネージャーの業務の範囲についても聞き取り調査を行った。これをもとに大阪府下の介護施設約300施設を対象にリスクマネジメントに関する実態調査を行った。現在の段階で、リスクマネジメントの取り組み状況および業務課題が明らかになった。回答が得られた施設の約八割がリスクマネジメントの取り組みをしていると回答があった。また、リスクマネジメント委員会を設置しリスクマネージャーを設置している施設とそれ以外の施設では、リスクマネジメントの実践状況に大きな違いが確認された。今年度は、研究の二年目最終年に当たり、アメリカの医療施設および介護施設におけるリスクマネジメントに関する文献の内容を考察するとともに、リスクマネージャーからの聞き取り調査および事故報告書の分析を行った。これらの内容を一年目に実施した調査の考察ととともに、介護施設におけるリスクマネジメント実践の課題に関する報告書をとりまとめた。アメリカの文献研究からは、介護事故の幾つかのパターンごとに、事故発生のベンチマークを設定し、これをもとに優れた取り組みを行っている施設の実践を参考にし、再発予防の取り組みを行い、対策の効果を検証するという手法が示唆的であった。わが国においては、介護事故についてベンチマークをとりいれた改善の手法はとられておらず、介護施設におけるこうした手法の有効性の検証が今後必要であると考える。

リスクマネジメントの実践において、何が阻害要因となっているかについて調査したところ、第一に、リスクマネージャーは、もっと経営者や施設長などトップ・マネジメントのより積極的な関与が必要と考えており、業務範囲や権限の明確化などにおいて、トップの関与が乏しいこと、第二に、連携が必要とされるべき部署ごとに取り組み姿勢にズレがあり、十分な意思の疎通および連携がとれないこと、第三に、現場の職員の意識がリスク要因の改善に向かないことなどがリスクマネジメント推進の上で阻害要因となっていることが明らかになった。介護施設から提供された約600ケースからなる事故報告書の分析し、幾つかの事故のパターンを類別するとともに、現在とられている対策を聞き取りした。その上で、事故の傾向と対策について検討し、事故パターンごとに事故発生状況を細かにインタビューすると、幾つかのパターンについては、有効な対策がとられていないことが明らかになった。また、事故被害について「特変なし」と報告されたものを分析すると、事故発生の構造から重大事故となっても不思議ではない事案を幾つか検証できた。
ペロブスカイト太陽電池を構成するヘテロ接合薄膜の構造と電子物性の解明

有機無機複合物質であるハロゲン化鉛系ペロブスカイト結晶を活性層として用いた太陽電池は20%を越えるエネルギー変換効率を持つことが報告され、さらなる高効率化、耐久性向上に向けた材料開発やデバイス構造の開発に関する研究が行われている。我々は、同太陽電池の電子輸送層(足場層)として従来用いられてきたTiO2に代わる電子輸送材料として、複数の金属酸化物を取り上げ、同膜上へのペロブスカイト結晶の成膜を行った結果、Nb2O5を使用した場合、TiO2を用いた場合に比べてより高い結晶性を有するペロブスカイト結晶を作製することが出来ること、さらに優れた電子輸送特性および高い変換効率を示すことを明らかにした。また、ハロゲン化鉛系ペロブスカイト太陽電池におけるTiO2層に代わる電子輸送層としてSnO2を取り上げ、MAPbI3薄膜とのヘテロ接合膜中のキャリア輸送特性について調べた。さらに、SnO2にNbおよびSbをドープした電子輸送層を作製し、ドープ量の変化に伴うヘテロ接合膜のキャリア輸送特性の変化を明らかにした。さらに、ハロゲン化鉛系ペロブスカイト太陽電池における緻密TiO2層の作成方法がキャリア輸送特性に与える影響を明らかにした。また、ハロゲン化鉛系ペロブスカイト半導体薄膜中に存在する固有の欠陥構造と分子運動性の関係、およびそれらが相挙動および太陽電池特性に与える影響を明らかにすることを目的として、ラマン散乱分光法、固体NMR分光法等を用いて、単結晶試料、粉末試料との比較を行った。薄膜試料ではハロゲンの欠損およびイオン拡散の存在によって有機カチオンの分子運動性および相挙動が単結晶試料とは大きく異なり、電気伝導特性に大きな影響を与えていることを定量的に明らかにした。さらに、有機カチオンおよびハロゲンの混晶化を行ったハロゲン化鉛化合物薄膜の各種条件下での構造安定性の定量的な評価を行った。2017年度に計画していた研究は単結晶金属酸化物へ成長させたペロブスカイト薄膜を用いた研究が既存の試料作製装置、電子物性評価装置の動作不良により、やや遅れた点を除けばほぼ順調に進展していると考えられる。2018年度は、これらの研究を集中的に推進させるとともに、2017年度からの研究を継続して発展的に行い、得られた研究成果の学術論文への発表を行うべく準備を進めている。2018年度は、2017年度までの研究成果をさらに発展させるとともに、これまでに得られた知見を元にさらに速やかに研究を推進させ、研究の総括を行う予定である。具体的には、単結晶TiO2基板および各種ナノカーボン材料上に作製したハロゲン化鉛ペロブスカイト薄膜の界面構造と電荷輸送特性を明らかにし、解明されたハロゲン化鉛系ペロブスカイト薄膜の特性を元に高効率、高耐久性太陽電池のための設計指針を明らかにする予定である。有機無機複合物質であるハロゲン化鉛系ペロブスカイト半導体は、薄膜形成に優れており、優れた集光能力と高いキャリア移動度を持つことから、太陽電池材料として現在大きな注目を集めている。これらの太陽電池デバイスの高効率化にとって、高い結晶性および均一性の高いペロブスカイト薄膜形成技術は必要不可欠な技術である。今年度は、ペロブスカイト太陽電池を構成するヘテロ接合薄膜の各層中の欠陥構造が同薄膜の電子物性および太陽電池特性に与える影響を明らかにすることを目的として、下記の研究を行った。(1)ペロブスカイト化合物および電子輸送層として実際に用いられているTiO2薄膜の欠陥構造と電子物性の関連性を明らかにすることを目的として、数種類の異なる方法によって作成した金属酸化物薄膜試料について粉末X線回折法、ESR分光法、固体NMR分光法、光電子分光法および各種分光法によって金属酸化物薄膜中の欠陥構造とヘテロ接合薄膜の電子物性の相関について系統的に調べた。(2)CH3NH3PbX3薄膜中の欠陥構造と相挙動の関係およびそれらが太陽電池特性に与える影響を明らかにすることを目的として、同薄膜の熱分析およびラマン散乱分光法および固体NMR分光法を用いてCH3NH3PbX3薄膜の相挙動、欠陥構造および分子運動性について同単結晶試料および粉末試料との差異および特異性を明らかにした。(3)TiO2に代わる金属酸化物層として、数種類の金属酸化物層を用いて作成したヘテロ接合薄膜を作成し、その電荷輸送特性について検証した。その結果、メソポーラスNb2O5薄膜において優れた電子輸送特性を示すことを明らかにした。また、緻密層の作製条件が電荷輸送特性に与える影響についても検証を行った。2016年度に予定していた研究はほぼ順調に進展していると考えられる。2016年度の研究によって、ハロゲン化鉛系ペロブスカイト化合物薄膜は、同単結晶試料とは異なり、結晶中に多くの欠陥が含有され、それが同薄膜の相挙動および分子運動性に大きな影響を及ぼしていることを明らかにした。また、足場相である金属酸化物層の構造により、ハロゲン化鉛系ペロブスカイト化合物薄膜の結晶性および電荷輸送特性は大きな影響を受けることを明らかにした。さらには、メソポーラス構造を有するNb2O5薄膜が優れた電荷輸送特性を示すことを明らかにした。2016年度の研究テーマの多くに関しては、2017年度に継続して研究を発展的に行い、新たなデータを蓄積し、次年度の研究課題への発展に繋げていく予定である。現在、得られた研究成果は速やかに学術論文として発表すべく準備を進めている。有機無機複合物質であるハロゲン化

鉛系ペロブスカイト結晶を活性層として用いた太陽電池は20%を越えるエネルギー変換効率を持つことが報告され、さらなる高効率化、耐久性向上に向けた材料開発やデバイス構造の開発に関する研究が行われている。我々は、同太陽電池の電子輸送層(足場層)として従来用いられてきたTiO2に代わる電子輸送材料として、複数の金属酸化物を取り上げ、同膜上へのペロブスカイト結晶の成膜を行った結果、Nb2O5を使用した場合、TiO2を用いた場合に比べてより高い結晶性を有するペロブスカイト結晶を作製することが出来ること、さらに優れた電子輸送特性および高い変換効率を示すことを明らかにした。また、ハロゲン化鉛系ペロブスカイト太陽電池におけるTiO2層に代わる電子輸送層としてSnO2を取り上げ、MAPbI3薄膜とのヘテロ接合膜中のキャリア輸送特性について調べた。さらに、SnO2にNbおよびSbをドープした電子輸送層を作製し、ドープ量の変化に伴うヘテロ接合膜のキャリア輸送特性の変化を明らかにした。さらに、ハロゲン化鉛系ペロブスカイト太陽電池における緻密TiO2層の作成方法がキャリア輸送特性に与える影響を明らかにした。また、ハロゲン化鉛系ペロブスカイト半導体薄膜中に存在する固有の欠陥構造と分子運動性の関係、およびそれらが相挙動および太陽電池特性に与える影響を明らかにすることを目的として、ラマン散乱分光法、固体NMR分光法等を用いて、単結晶試料、粉末試料との比較を行った。薄膜試料ではハロゲンの欠損およびイオン拡散の存在によって有機カチオンの分子運動性および相挙動が単結晶試料とは大きく異なり、電気伝導特性に大きな影響を与えていることを定量的に明らかにした。さらに、有機カチオンおよびハロゲンの混晶化を行ったハロゲン化鉛化合物薄膜の各種条件下での構造安定性の定量的な評価を行った。2017年度に計画していた研究は単結晶金属酸化物へ成長させたペロブスカイト薄膜を用いた研究が既存の試料作製装置、電子物性評価装置の動作不良により、やや遅れた点を除けばほぼ順調に進展していると考えられる。2018年度は、これらの研究を集中的に推進させるとともに、2017年度からの研究を継続して発展的に行い、得られた研究成果の学術論文への発表を行うべく準備を進めている。2017年度は,2016年度の研究成果をさらに発展させるとともに、これまでに得られた知見を元にさらに研究を推進させる予定である。具体的には、金属酸化物層がペロブスカイト層の結晶性が、ハロゲン化鉛系ペロブスカイト薄膜の結晶性およびモロフォロジーに与える影響をさらに明らかにすることを目的として、TiO2とハロゲン化鉛系ペロブスカイト薄膜の界面構造が、電荷輸送特性に与える影響の解明を目指し、単結晶TiO2上へ気相成長法によりハロゲン化鉛系ペロブスカイト薄膜を作成し、エピタキシャル成長の可能性を探るとともに、その局所的な電荷輸送特性を解明する予定である。さらに、非平面正孔輸送層として非平面型のモロフォロジーを有するナノカーボン材料を取り上げ、ハロゲン化鉛系ペロブスカイト化合物とのヘテロ接合薄膜を種々の方法で作成し、その電荷輸送特性を明らかにする予定である。2018年度は、2017年度までの研究成果をさらに発展させるとともに、これまでに得られた知見を元にさらに速やかに研究を推進させ、研究の総括を行う予定である。
脳の機能的偏側性が生じるメカニズムの解明

多くの動物の脳機能は左右で同じではなく、機能的分業や偏側性が認められる。軟体動物腹側類であるナメクジは、嗅覚忌避連合学習を獲得可能であり、この学習には脳の左右に一対存在する前脳葉と呼ばれる高次嗅覚中枢が必要である。そして、記憶形成時には左右いずれか片側の前脳葉しか使われていないことが先行研究により示唆されていた。そこで本研究では、片側前脳葉の破壊実験を行うことで、行動学的に(1)記憶形成時には片側の前脳葉のみが左右いずれか一方のみがランダムに使用されていること、(2)記憶が片側の前脳葉に貯蔵されていること、(3)記憶が左右の前脳葉間で転送されることはないこと、の3点を明らかにした。ナメクジの嗅覚忌避学習においては、高次嗅覚中枢である前脳葉の存在が必須であり、両側の前脳葉が破壊されると記憶の成立や想起が不可能になる(Kasai et al.2006)。一方、条件づけ直後に体腔内に蛍光色素(Lucifer Yellow)を投与されたナメクジでは、左右いずれか片方のみの前脳葉のニューロンに、学習特異的に色素が取り込まれることが報告されている(Kimura et al.1998;Ermentrout et al.2001)。しかしこの現象は、学習時に左右いずれか片方の前脳葉しか使われていないということを直接示しているわけではない。そこで、条件づけ前、あるいは条件づけ後に左右いずれか片方の前脳葉を破壊した場合の成績を調べたところ、いずれの場合も非破壊群と両側前脳葉破壊群の間の中間程度の成績を示した。さらに、破壊する前脳葉と同じ側の大小触角を切除した群では、成績の低下が認められなかった。このことから、嗅覚入力が両側から入ってくる場合は、左右いずれか片方の前脳葉がランダムに使用されるが、嗅覚入力が片側のみからに限局されている場合には、かならず同側の前脳葉が使用されることが明らかになった。また、両側の前脳葉が存在する状態で学習させ、その後一週間経過した後に片側の前脳葉を破壊した場合でも、学習直後に破壊した場合と同程度にまで成績が低下したことから、片側の前脳葉に貯蔵された記憶が、時間の経過とともに反対側の前脳葉に反対側へ転送され、両側で共有される、ということは起こらないことが示された。以上の結果は、2010年のNeurobiol Leam Mem誌に発表された。ナメクジは、嗅覚忌避学習を形成可能であり、この記憶には脳神経節の一部分である前脳葉と呼ばれる左右一対の部位が必要である。一方、神経活動マ-カ-(蛍光色素)を指標とした組織学的解析から、記憶形成時には左右いずれか片側の前脳葉しか使われていないことが他のグループにより示唆されている。本研究では、外科的脳破壊技術と電気生理学的手法を用い、片側の前脳葉のみが学習に用いられる神経メカニズムの解明と、記憶が左右の前脳葉間で転送されるかどうかを明らかにすることを目的としている。特に前年度、研究代表者らは外科的脳破壊技術と行動実験を組み合わせることで、左右の前脳葉が何らかの相互作用を起こして一方のみが記憶機能にかかわるようにするメカニズムが存在することが示唆された(Matsuo et al.2010)。このため、前脳葉の存在する脳神経節において、左右間でどのような神経ネットワ-クがあるのかを詳細に解析することが重要であると考えた。そこで2011年度は、既に大脳神経節で左右半球間での連絡が存在することが知られているグルタミン酸やセロトニン以外の神経伝達物質の投射様式を調べる目的で、アセチルコリンおよびGABAについて、それらの大脳神経節における投射様式を組織化学的に調べた。その結果、GABAについては左右の密な連絡が認められた。一方、アセチルコリンは分解が早いため、組織学的にその分布を解析するには合成酵素であるコリンアセチルトランスフェラ-ゼタンパクを抗体染色によって可視化する必要があった。そこでコリンアセチルトランスフェラーゼ(ChAT)遺伝子をホモロジークローニングにより取得したところ、哺乳類のChATのアミノ酸配列と高い相同性を示すことが分かった。現在は、その配列に基づき、ペプチド抗体およびリコンビナントタンパクに対する抗体を作成し、それらの品質をチェックしているところである。ナメクジの嗅覚忌避学習には脳神経節の一部分で、高次嗅覚中枢であるとされる前脳葉と呼ばれる左右一対の部位が必要である。一方、神経活動マーカー(蛍光色素)を指標とした組織学的解析から、記憶形成時には左右いずれか片側の前脳葉しか使われていないことが他のグループにより示唆されている。

本研究課題における昨年度までの結果により、行動実験レベルでこのことが実証され、さらに片方の前脳葉のみが使われることの根底に、左右前脳葉間での相互抑制メカニズムが存在することが示唆された(Matsuo et al. 2010)。さらに昨年度は、左右前脳葉間の相互連絡を担う神経伝達物質候補として、FMRFamide(Kobayashi et al. 2010)、NdWFamide(Matsuo et al. 2011)などについて調べてきた。そこで今年度は、残された古典的神経伝達物質であるGABAおよびアセチルコリンについて、その分布と左右前脳葉間の投射を調べてみた。その結果、GABAについては前脳葉が存在する大脳神経節において、密な左右連絡があることが示されたものの(Kobayashi et al. 2012)、コリンアセチルトランスフェラーゼを指標とするアセチルコリン性の投射については現在も、作成したポリクローナル抗体のクオリティーを引き続きチェックしているところである。なお、FMRFamideとGABAについては、ともに左右間の相互投射があり、なおかつ外部からの投与により前脳葉の活動性(局所場電位振動)を大きく変化させることが明らかになっている(Matsuo et al. 2011; Kobayashi et al. 2012)。アセチルコリンについても、投与により局所場電位振動が大幅に速くなること(Watanabe et al. 2001)から、左右連絡を担う神経伝達物質としての可能性を残している。前脳葉破壊を利用した行動実験については、そのほとんどが平成22年度に終了しており、平成23年度はその神経機構に迫るべく、脳で左右連絡を形成している神経の伝達物質について追究した。その際の副産物として、巨大ニューロンペアVGCsが発現しているニューロペプチドがNdWFamideであることを明らかにした。本題の、機能的偏側性に関与する左右連絡を形成する主要な伝達物質としては、アセチルコリンに着目して研究を進めており、関連するChATやAChEなどについて分子クローニングが済んでいることから、概ね順調な進展であるといえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。上述の通り、当面ばChATに対する良質な抗体を得ることに全力を注ぐ。アセチルコリンは、触角神経節から前脳葉への入力線維にも含まれていると考えられており、ChATに対する抗体が得られれば、一次嗅覚中枢(触角神経節)から二次嗅覚中枢(前脳葉)への入力経路についても同時に可視化できるものと考えられる。また一方、現在、さまざまな動物における脳機能の偏側性いついて文献調査を進めており、ナメクジで左右ランダムな様式で記憶学習機能が左右前脳葉に担われていることの意味についても考察している。