hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト造血幹細胞の加齢に関する研究

ヒト造血幹細胞の加齢現象を検討するため、2つの細胞転写因子の発現量を検討した。中央値21歳の移植ドナー細胞をCD34陽性細胞に純化し、純度90%以上の細胞分画を得た。それらの細胞の転写因子ikzf1とcebpaの発現量を定量的に測定し、ikzf1の発現量とドナーの年齢の間に負の相関関係があることが判明した。一方、cebpaの発現量はドナー年齢と関係しなかった。これらの結果から、CD34陽性細胞内のikzf1のmRNAレベルは骨髄内のヒト造血幹細胞の年齢を反映していると考えられた。造血細胞移植術は広く治療法とし確立され、白血病などの難治性疾患患者の救命に寄与している。適切なドナーの基準は組織適合性で測られてきたが、寿命があるヒトの細胞を移植するための問題点は未解明である。本研究では、ヒト造血幹細胞の加齢にともなう変化を分化関連転写因子活性と細胞表面マーカーで解析し造血細胞の加齢(老化)評価方法を確立する。その方法を用い、移植細胞は新しい体内で本来の寿命を全うできるのかなど、小児患者に成人ドナー細胞を移植することの長期的問題点を明らかにする。造血幹細胞の加齢を細胞群として前駆細胞の比率(リンパ球/骨髄球)を検討する手法を用い、初年度にはHOXB4,Ikaros,GATA1を用いて解析する方法を確立した。その結果は、6歳小児の骨髄CD34陽性細胞の比率を1とした場合、20歳以上の成人例では0.32±0.15(n=7)と明らかに骨髄球系が優位であった。本年度は検索対象を拡大してデータの蓄積を行う。成人細胞についてはドナーや市販の研究用細胞を用い、小児患者では倫理委員会の規定にそった説明と同意の下に提供を依頼する。各年齢層のドナーあるいは患者から提供をされた純化造血細胞で、i)細胞内転写因子mRNAの測定、ii)リンパ球系/骨髄球系の比率の算定を実施する。そのデータから造血幹細胞が加齢に伴ってどのように変動するかを検討し、造血幹細胞年齢を計測する方法を確立する。その上で造血細胞移植術前後の小児患者の細胞年齢を推定し、ドナーの年齢による造血細胞移植術への影響を評価する。造血幹細胞は加齢とともにリンパ球系へ分化する細胞が減少することが想定されている。この現象を利用して造血細胞移植術による造血幹細胞の加齢が進行するかどうか、また成人細胞を小児へ移植した場合に新しい環境での数十年単位での機能維持が可能かどうかを評価することが本研究の目的である。造血幹細胞中のリンパ球系細胞へ分化しつつある細胞と骨髄球系細胞へ分化しつつある細胞の比を遺伝子発現量の定量的測定で算出し、細胞提供者の年齢との関係を検討した。具体的には骨髄細胞から造血幹細胞のマーカーであるCD34抗原を利用して免疫磁気ビーズ法で純化し、細胞内の参照遺伝子GAPDHからみたリンパ球系遺伝子IKARSと骨髄球系遺伝子CEPBPAαの発現量をReal-time PCR法で算出した。凍結細胞も含む種々の年齢の骨髄CD34陽性細胞を対象としているので、細胞の条件を補正する目的で、一つの細胞(8か月児から提供)の各遺伝子量を1と対象細胞の各遺伝子発現量との比で算出し、評価対象細胞のIKAROS/CEPBPAα比を求めた。月齢3か月49歳までの骨髄CD34陽性細胞41検体では、平均0.369(0.020.9)であった。有意確率は0.217ながら相関係数は-0.197で年齢とともに減少傾向であることが確認された。今後は50歳以上の高齢者層の細胞の評価を行う事、マーカーとする遺伝子の選択が適正かどうかが課題になる、その後に、造血細胞移植前後の変化が検討できる予定である。白血病や再生不良性貧血などの造血器疾患の根本的治療法として確立された造血細胞移植術は、骨髄移植、臍帯血移植、および末梢血幹細胞移植の総称であり、自己複製能(Self renewal capacity)を有する造血幹細胞を採取して移植する方法である。小児患者は自分より高齢のドナー細胞を移植されることが多く、自分より暦年齢が高いドナーの造血幹細胞は,非自己組織という新しい環境で自身の細胞年齢をどのように維持できるのであろうか。小児患者に移植された造血幹細胞が移植後数年から数十年の間に造血機能を失うことや、種々のストレス下で加齢(老化)が促進され癌化の頻度が高くなることが懸念される。造血幹細胞の加齢に関する研究はマウスで行われてきた。

マウス造血幹細胞で加齢マーカーになりうる指標はテロメア、テロメラーゼ活性、活性酸素種(ROS)の細胞内蓄積、p16^<INK4a> mRNAの増加、などが報告されてきた。我々はヒト造血幹細胞をCD34陽性細胞やCD133陽性細胞として純化し、ヒト造血細胞移植術によるヒト造血幹細胞の加齢(老化)現象の解明を目指してきた。一連の研究で、ヒト細胞のテロメア長は10歳以降では経年的な変化が小さく単独では造血細胞加齢の指標に利用しにくいこと、ヒト造血幹細胞内に蓄積されるROSは移植によって短期的には変動しないことを確認した。また、マウスで検討されたp16^<INK4a> mRNAはヒト正常造血幹細胞での発現はきわめて微弱で検出が困難であった。これらの結果から、マウス造血幹細胞で証明されている加齢(老化)マーカーはヒト造血幹細胞では指標にならないことが判明した。マウスとヒトの造血幹細胞純化に使用される抗体は異なり、対象となる細胞の分化過程に大きな違いがあることが原因と考えられた。
環境の色が心身に与える持続的な効果に関するバイオマーカー研究

環境の色が心身に与える影響について、唾液中に分泌されるホルモン等により生理評価研究を実施した。特に、人間のストレスに応じて変動することが知られているストレス関連ホルモン等に注目し、精神作業によるストレス状況下において色が与える効果について、自律神経系の電気生理指標とともに統合的に検証した。その結果、ある生化学物質においてのみ環境の色条件により顕著な分泌応答の差異が認められた。本研究の目的は「環境の色が心身へ及ぼす影響を唾液中のホルモン・免疫(バイオマーカー)により評価する」ことにある。学術的には、従来の生理心理研究で用いられてきた脳波・心電図・血圧に加えて人間の免疫・内分泌系の指標を新たな評価軸として導入し、その評価指標としてのフィージビリティー・スタディを行うことにある。したがって本研究では従来指標(脳波・心電図・血圧など)と同時に生理機能の異なる7種のバイオマーカーを導入し、人間の身体・心理に与える影響について統合的に評価することを計画した。当該年度では、単純な赤色環境下においてストレス負荷実験を実施した。その結果、赤色環境における7種類のバイオマーカーのストレス反応、およびその回復過程において特徴的な二種類の反応パターンが観察された。一方は、ストレス反応においてコントロール条件(無色)に比較してより大きなストレス反応を示すパターンであり、これには免疫グロブリン、コルチゾール、αアミラーゼ、デハイドロアンドロステロンにおいて認められた。他方は、やはり赤色環境においてストレス反応後におけるバイオマーカーの基準レベルへの回帰(回復)が小さい物質であり、これには免疫グロブリン、デハイドロアンドロステロン、テストステロンが含まれる。当該研究は、第一義的には、色が及ぼす生理効果についてバイオマーカーにより物質的に評価する可能性を示し、したがって、当初の研究計画の目論見は部分的に達成されたと言える。しかしながらその一方で、赤色環境下において観察されたバイオマーカーの反応の分化は、例えば生理機序が全く異なる物質が同じ反応を示すなど、想定外のものであり本研究のみでは妥当な解釈を得ることは困難である。この点、次年度以降に課題を残した。学術的には、従来の生理心理研究で用いられてきた脳波・心電図・血圧に加えて人間の免疫・内分泌系の指標を新たな評価軸として導入し、その新たな評価指標としてのフィージビリティー・スタディを行うことにある。本研究では、従来の色環境評価研究で用いられてきた脳波・心電図・血圧などとともに生理機能の異なる7種のバイオマーカーを導入することで、人間の身体・心理に与える影響について統合的に評価する。当該年度では、当初の研究計画どおり青・赤・無色という単純な色環境においてストレス負荷実験を実施し、その生理効果を脳波・心拍数変動・血圧、および、唾液バイオマーカーにより統合的に評価した。その結果、従来指標(脳波・心拍数変動・血圧)では色の効果は統計的に認められなかったものの、青色呈示時において7種類のバイオマーカーの内、1種のみにおいて有意なストレス反応の低下が確認された。さらに興味深いのは、このバイオマーカーの反応は心理指標(アンケート)による環境の好悪や自覚ストレスとは無関係であった。従来指標を用いた過去の研究では、赤色は生理的活性および生理機能の亢進を促し、青色はその反対の生理効果を及ぼすことがしばしば言及されているものの、その効果を確認できないとする研究報告も多い。このことは、あるレビュー文献によれば、そもそも色が生体に及ぼす生理効果が非常に小さいため、統計的に有意差をもって眺めるには至らないということが指摘されている。これに対し、本研究申請ではバイオマーカーの緩除な生理反応特性に言及し、バイオマーカーを用いた環境の持続的な効果を評価できる可能性について提案したが、当該研究はその目論見どおりの結果を示すものと考える事ができ、学術的に有意義な知見を得ることができた。
電子の集団運動を利用した高感度微視的化学環境プローブ手法の理論的開拓

プラズモン物質のクラスターと分子の複合系に対するプラズモン共鳴ラマン散乱スペクトルの計算を行い,増強度の評価を行った。理論的な解析の結果,増強度は分子振動に伴って変化する遷移密度分布が双極型であるかどうかによって決まることが明らかとなった。この結果に基づいて,(i)原子やクラスターで修飾したチップによるTERSイメージングによってモードに依存した像が得られ,分子配向の情報を抽出できること,(ii)遷移金属クラスターを舞台に起こる化学反応について,その舞台であるクラスターの吸収に共鳴した入射光を用いた増強ラマンスペクトルによって,反応の“その場観測"が可能であることを示した。(1) Na, Au, Ag, Cu, Ptからなる金属クラスターとピラジン分子からなる複合系について共鳴ラマン散乱のスペクトルのシミュレーションを行い,増強度の系統的な調査を行った.プラズモン励起に伴う近接場が増強効果を生むという従来の立場をとれば大きな振動子強度を持つ励起が大きな増強効果を与えると考えられるが,そのような想定は必ずしも正しくないことが実証された.たとえばNa20クラスターとNa原子を比較したとき,いずれの粒子にもp_x, p_y, p_zに相当する双極型の遷移密度を持つ電子励起があるが,当然のことながらNa原子よりもNa20クラスターの方が大きな振動子強度を与える.しかしながら,増強度の観点からはNa原子の方がNa20クラスターに勝るという結果が得られた.ラマン活性度と関係する差遷移密度分布を見るとNa20クラスターのプラズモン励起もピラジン分子の振動の影響を大きく受けるが,その空間分布は遠視野観測にかかる双極成分が小さくなっていることが明らかとなった.すなわち,大きな増強効果を得るには必ずしも大きな振動子強度を持つクラスターではなく,より先端の尖った形状を持つクラスターもしくは原子を用いることの方が重要であると結論することができる.このことより従来は不向きとされてきた遷移金属も増強効果を用いた微視的化学環境のプローブとして利用できると考えられ,さらには遷移金属クラスター上で起こる触媒反応の「その場観測」への展開も可能になると考えられる.(2)増強度の吸着距離依存性については,プローブから見て等方的なモードについては分子の形の効果が平均化されることで(距離の12乗に反比例する)古典近接場描像と一致するが,一般には振動励起に対する励起プローブ粒子の電子運動の応答が重要でモードに強く依存することが明らかとなった.平成27年度の研究実施計画では,(1)クラスターの構成元素・構造と増強度の関係を明らかにすること,(2)吸着距離と増強度の一般的な関係を明らかにするの2点を目標とした.これらの両者について,上記「研究実績の概要」に示したような新たな知見を得ることができた.昨年度本研究において明らかにしたように,電子運動を利用した高感度プローブにおいて重要となるのは従来言われてきたような探針物質における電子運動の集団性では必ずしもなく,より重要なのは探針の先端の微小化である.その意味で,非常に小さなナノ金属構造体である金属クラスターは,現在増強に用いられているより大きな金属ナノ粒子に比べても遜色ないか,それ以上の増強効果を示すことがありえる.このことは転じて金属クラスターに吸着した分子の高感度な振動分光測定が可能であることを意味する.このような観点から本年度は,Pt7Oクラスターを舞台に起こる一酸化二窒素の窒素への還元反応のその場観測の可能性について検討した.反応経路に沿ってフリーのクラスターの吸収波長に対応する入射光を用いた共鳴ラマン散乱スペクトルの計算を行ったところ,通常のラマン散乱スペクトルに比べて10の4乗から5乗の増強度が確認され,N2Oの吸着,遷移状態におけるN2Oのベンディング,N2とOの形成,それらの脱離のプロセスがビビッドにスペクトルに反映されることが示された.得られた増強度は,フリーのPt7Oクラスターのラマン散乱の増強度(10の6乗)に比べるとやや小さいが,これは基質の吸着や反応に伴って担体としてのクラスターの構造が揺らぐことに起因しており,適切な入射光を用いれば各々の構造に対して10の6乗程度の増強を得ることが可能である.クラスターを舞台に起こる化学反応のその場観測が実現されれば,昨今その重要性が増しているクラスター触媒の開発プロセスは一気に精密化することが期待される.昨年度終了時点で設定した「今後の研究の推進方策」においては, (1)金属クラスターを舞台に起こる触媒反応の電子励起を援用した微視的プローブの可能性の検討および(2)研究代表者が開発してきた開放系電子状態理論のプログラムへのCoupled-Perturbed Kohn-Sham法の実装を予定していた.前者については上記「研究実績の概要」に挙げたような新たな知見を得ることができた.後者についてもほぼ実装を終えており,全体としておおむね順調に進展していると判断した.最終年度はまず第一に,開放系電子状態理論に基づくオリジナルの計算コードにCPKS法の実装を行い,共鳴ラマン散乱過程に対する基板表面の効果の検討を行った.その結果,金属表面との相互作用によるターゲット分子の準位幅が狭いほど増強度が大きいことが明らかとなり,これは単一分子計測におけるターゲット分子と基板表面の組み合わせの重要性を強く示唆する結果である.第二に,これまで議論してきた高感度微視的化学環境プローブ手法の発展として,時間分解計測への展開を行った.

金属表面の電子集団運動の励起をトリガーとする吸着分子の化学反応は,増強効果の利用によって時間分解第2高調波測定による追跡が可能である.このタイプの実験結果を解析する理論的手法を確立し,CO/Cu(100)系のCO光脱離の実験結果の解釈を行った.研究期間全体を通じた研究成果は,以下の通りである:金属クラスターおよび金属原子の電子遷移に関する共鳴過程を含む多光子分光法は,それら増感剤近傍に局在した分子や化学環境の高感度なプローブとして有用であることが明らかとなった.特に,増感剤の電子遷移の遷移双極子が大きいことよりも,プローブに用いる振動モードによる電子遷移の変調の方が重要であることの発見によって,当初の想定よりも幅広く様々な金属がプローブとして利用可能であることが明らかとなった.このことは,プラズモン励起を示す単純金属のみならず,遷移金属クラスターを舞台に起こる有用な触媒反応のその場観察が可能であることを意味し,本研究で企図したプローブ手法の汎用性を示すものである.そして,数十フェムト秒の時間分解能での金属表面における化学反応の解析手法の確立は,動的過程の追跡が本質的な化学領域における分析手法として,このような手法の持つ高いポテンシャルを示すものと考えられる.プラズモン物質のクラスターと分子の複合系に対するプラズモン共鳴ラマン散乱スペクトルの計算を行い,増強度の評価を行った。理論的な解析の結果,増強度は分子振動に伴って変化する遷移密度分布が双極型であるかどうかによって決まることが明らかとなった。この結果に基づいて,(i)原子やクラスターで修飾したチップによるTERSイメージングによってモードに依存した像が得られ,分子配向の情報を抽出できること,(ii)遷移金属クラスターを舞台に起こる化学反応について,その舞台であるクラスターの吸収に共鳴した入射光を用いた増強ラマンスペクトルによって,反応の“その場観測"が可能であることを示した。(1)遷移金属クラスターの上で起こる触媒反応について,電子励起を援用した微視的プローブの可能性について数値計算に基づいた検討を行う.(2)上記と並行してこれまで本研究代表者が開発してきた開放系電子状態理論に基づくオリジナルの計算コードにCoupled-perturbed Kohn-Sham (CPKS)法の実装を行う.これにより基板表面上での共鳴ラマン散乱過程のシミュレーションが可能となり,より定量的な検討が可能となる.こちらはベンチマーク計算も含め平成28, 29年度の2年計画で実施する.開放系電子状態理論に導入したCoupled-Perturbed Kohn-Sham法を用いて,表面の効果を含んだ形で「クラスターをプローブとして用いる単分子イメージング像」のより現実的なシミュレーションを行う.また,シミュレーションを通じて感度と分解能を両立させるのに適したクラスターの構造および構成元素を明らかにする.理論分子科学海外渡航費を別予算で手当てしたため.今年度請求分についてほぼ予定通りの執行を行なったものの,わずかな残額が発生したため,無理に使うよりも,次年度使用分として有効利用することが妥当と考えたため.学会発表を増やし研究成果の積極的な発信を行う.次年度使用額が2642円というのは,ほぼ予定通りの執行状況であると考えるので,使用計画に特段の変更はない.
RNA腫瘍ウイルスによる細胞発癌時の脂質リン酸化酵素の役割

本研究の課題は1)我々がブタ脳から精製したジアシルグリセロールキナーゼに対する単クロン抗体を調製し、2)腫瘍ウイルス感染細胞を用いてキナーゼ蛋白の免疫学的検討を行う事である。今年度は単クロン抗体の調製と、併行して抗キナーゼ家兎抗体を用いてブタ脳の酵素について免疫学的検討を行った。1)単クロン抗体調製とRNA-腫瘍ウイルス感染細胞での検討(魅発表)。マウスを精製キナーゼで免疫後常法により融合細胞を得、ELISAの方法でスクリーニングし現在5個のクロンを得て検討中である。抗体調製とその同定が手間取り、細胞レベルの検討に至っていない。調製済みの家兎抗体は、実験系としてのニワトリ胎児。ラット由来のfibroblaslsのキナーゼと交差性が弱く実験に用いられなかった。初めて免疫学的、組織免疫学的検討を加え成果を得た。細胞上清と膜画分(シナプトソーム、ミクロソーム)に同じキナーゼ蛋白が存在する事、交叉性と組織染色により、組織・細胞によりキナーゼ蛋白の免疫学的多様性が存在する事、先に我々が精製したキナーゼはニューロン由来である事、sn-2型のモノアシルグリセロールのリン酸化も同一酵素が触媒する事等を証明した。3)ジアシルグリセロールキナーゼはリン酸化蛋白である(論文執筆中)脳より部分精製した酵素標品中にキナーゼをリン酸化する内因性のprotein kinaseが存在する事を発見した。ジアシルグリセロールキナーゼは自己リン酸化を触媒しない。このprotein kinaseはキナーゼのセリン残基をリン酸化し、サイクリックヌクレオチドや【Ca^(2+)】に依存しない。至適pHは5.5で、Km for ATPは10μMである。リン脂質合成酵素として初めて酵素蛋白のリン酸化現象を証明した。今後発癌細胞、神経細胞でのキナーゼのリン酸化の意義を検討する。
可搬型レ-ダ-風速計の開発

本研究の目的は、近年社会的にも大きく注目されている地球環境問題解明の一つの鍵として、人間活動にとって直接に最も関係の深い高度数kmより下方の境界層大気の動態を詳細に監視するための、小型かつ可搬型のUHF帯レ-ダ-風速計システムを開発することである。本研究では、平成2年度にレ-ダ-の基本的設計に関する研究を行い、大気境界層を含む下部対流圏全域(地上高度約5km)を観測可能とするための詳細なシステム設計値を決定した。その結果レ-ダ-システムは、送信周波数1357.5MHz、送信出力1kWで、開口部の直径2mのパラボラアンテナ3本を持つものとされた。各部の内、アンテナ及び送受信機は既製品(移動無線機用)を改造することで充分対応可能であることが判明した。平成2年度にはシステムの各部内、観測デ-タをアナログーディジタル変換した上で計算機に取り込むための「高速デ-タ取得装置」を購入するとともに、計算機からレ-ダ-を制御し、観測を実施してデ-タを効率よく取得するためのソフトウェアの開発を行った。平成3年度には残る各部の内、アンテナ部を購入し、レ-ダ-システムの完成を目指した。本レ-ダ-システムは平成3年12月に京都大学超高層電波研究センタ-信楽MU観測所に設置され、以来、調整及び試験が行われてきた。現在のところ、まだ限られた量の観測結果しか得られていないが、例えば降雨時に行われたMUレ-ダ-との同時観測結果によると、高度200m程度から約5kmまでの範囲にわたって連続的にエコ-が検出され、水平風速についてはMUレ-ダ-による観測結果とほぼ完全な一致が見られるなど、レ-ダ-システムが正しく動作し、所期の性能を発揮していることが確認された。本レ-ダ-の無線局(実験局)免許の交付を平成4年3月12日付で受けた。本研究の目的は,近年社会的にも大きく注目されている地球環境問題解明への一つの鍵として,人間活動にとって直接に最も関係の深い高度数kmより下方の惑星境界層大気の動態を詳細に監視するための,小型かつ可搬型のUHF帯レ-ダ-風速計システムを開発することである。原理的には大気の屈折率変動をタ-ゲットとするレ-ダ-であり,本申請者らが既に開発した中層大気観測用大型レ-ダ-と同じである.システムの基本的設計に関する予備的研究により,境界層を含む下部対流圏全域(地上高度約5000m)を観測することが可能との見通しが得られ,アンテナおよび送/受信機は既製品(移動無線機)の改良で充分対応し得ることが判明した.一方,当初の予想より2倍以上広い高度範囲にわたって取得される多量のデ-タの高速処理が必要となり,開発手順を申請当初のものから若干変更し,本年度(初年度)には,当初より計画していた(1)アンテナおよび送・受信機システムの設計・製作と,申請時には次年度実施を考えていた(2)デ-タ処理システムを開発・完成した.(1)については電子回路部品を消耗品費で購入した.(1)については,直径2mパラボラアンテナ3本から成る「空中線装置」,および出力1kwのLバンド送信機並びに受信機より成る「送受信装置」とすることが決定した.また(2)は「高速デ-タ取得装置」を設備備品費で購入し,風速等のパラメ-タ推定をワ-クステ-ションで行なうためのソフトウェアを作成した.中型トラック搭載,設営上の便あるいは強風下の安定性等も完全に実現が可能であると結論されている.

次年度(最終年度)には,申請時には(1)をMUレ-ダ-デ-タ処理系に接続して本年度中に行う計画であった試験観測と気象学的考察を実施し,試作品のマニュアルを中心とした成果報告書を出版する.本研究の目的は、近年社会的に大きく注目されている地球環境問題解明の一つの鍵として、人間活動にとって直接に最も関係の深い高度数kmより下方の境界層大気の動態を詳細に監視するための、小型かつ可搬型のUHF帯レ-ダ-風速計システムを開発することである。本研究では、平成2年度にレ-ダ-の基本的設計に関する研究を行い、大気境界層を含む下部対流圏全域(地上高度約5km)を観測可能とするための詳細なシステム設計値を決定した。その結果レ-ダ-システムは、送信周波数1357.5MHz、送信出力1kWで、開口部の直径2mのパラボラアンテナ3本を持つものとされた。各部の内、アンテナ及び送受信機は既製品(移動無線機用)を改造することで充分対応可能であることが判明した。平成2年度にはシステム各部の内、観測デ-タをアナログ-ディジタル変換した上で計算機に取り込むための「高速デ-タ取得装置」を購入するとともに、計算機からレ-ダ-を制御し、観測を実施してデ-タを効率よく取得するためのソフトウェアの開発を行った。平成3年度には残る各部の内、アンテナ部を購入し、レ-ダ-システムの完成を目指した。本レ-ダ-システムは平成3年12月に京都大学超高層電波研究センタ-信楽MU観測所に設置され、以来、調整及び試験が行われてきた。現在のところ、まだ限られた量の観測結果しか得られていないが、例えば降雨時に行われたMUレ-ダ-との同時観測結果によると、高度200m程度から約5kmまでの範囲にわたって連続的にエコ-が検出され、水平風速についてはMUレ-ダ-による観測結果とほぼ完全な一致が見られるなど、レ-ダ-システムが正しく動作し、所期の性能を発揮していることが確認された。本レ-ダ-の無線局(実験局)免許の交付を平成4年3月12日付で受けた。
低高度極軌道衛星と地上観測網によるジオスペース電離圏現象の多次元・同時総合観測

2005年8月23日に打ち上げられた「れいめい」衛星は極域低高度を飛翔する小型科学探査衛星であり、世界初の高空間・高時間分解能によるオーロラ粒子・発光の同時観測成果をもたらした。この観測データにより、電離圏・磁気圏結合、及び、磁気圏尾部でのプラズマダイナミクスに関する新しい知見を得た。特に、極域磁気圏におけるオーロラ・電磁気圏プラズマの同時・多点・多元観測を遂行し、電離圏・磁気圏結合、及び、磁気圏尾部でのプラズマダイナミクスに関する観測データ・事象の相互比較を行った。昨今、複数の低高度極域探査衛星が軌道上で観測を開始し、世界的に展開されている地上観測網と協同でジオスペース電離圏の同時総合観測が最盛期を迎えている。本研究では2005年8月に打ち上げられたれいめい衛星を活用し、世界に先駆けて衛星・地上の多次元・高精度のオーロラ現象観測を実現させている。主にれいめい衛星・地上観測網を活用した共同研究を推進し、極域オーロラ粒子・発光現象の両面から多面多角的・包括的な観測的知見を獲得することを目的とする。特に、従来の単独衛星・地上観測では迫り切れなかったジオスペース電離圏におけるオーロラの微細構造とダイナミクスに関する綿密な衛星・地上共同観測を、各観測担当の中核的研究者が集結することで集約的・精力的に実施する。2007年6月24日から2007年12月16日にかけて,れいめい衛星とEISCAT Svalbard radar(ESR)を用いた同時観測を計40回実施し,分子イオン上昇流及び極冠域での極風(ポーラーウィンド)の研究を実施した。また,2005年から2006年に得られたれいめい-ESR同時観測イベントを用いて,昼側カスプにおける熱的イオン上昇流と超熱的イオンの関係を調べた研究成果を学術論文に発表した。れいめい衛星の粒子観測に基づき,これまでにカスプ域で観測されたものとは性質の異なるイオン群を発見した。高時間分解の粒子観測を生かし,イオン群の生成源は高度約3000km以内であることを明らかにした。この成果は学術論文に掲載が決定されている。SuperDARNレーダーによるプラズマ密度不規則構造(FAI)観測とれいめい衛星粒子観測の比較から,オーロラ領域のFAIは,オーロラ粒子降下に伴う電子密度空間勾配によって駆動されるプラズマ不安定によって作られていることが分かった。オーロラ微細構造の太陽天頂角(SZA)依存性の研究では,オーロラ発光域上空において,高時間分解能による連続電子,光学観測が可能で,異なるSZAで十分な統計が可能な観測回数を確保されるれいめい衛星により,電子観測データで,定性的,定量的検証可能性を検討した。全観測データから大局的加速,微細構造加速それぞれの検出条件を確定し,計算機による自動検出を行い,粒子加速の頻度,加速電位差,エネルギーフラックスの統計を獲得した。本研究は,東北大で論文としてまとめられている。れいめい衛星と非干渉散乱レーダー(グリーンランド,アラスカ)を用いて極域電離圏微細構造を光学,粒子,電波の3手法でとらえる同時観測を実施した。観測データは現在解析中である。2008年7月14日から12月13日にかけて、電離圏イオン上昇流の研究のため、極域電離圏探査・オーロラ観測を目的とするれいめい衛星と電離圏観測用レーダー網であるEISCAT Tromso VHF radarとSvalbard radar(ESR)を用い、多次元・同時電離圏観測を計38回実施した。これまでの2年間で得られた観測データ、及び、今年度取得された観測データからは、大局的には太陽風の極域電離圏への流入に対応する電離圏活動の上昇が見られるものの、太陽風起源電子の電離圏高度への降下における微細な分布との対応は必ずしも顕著ではなく、エネルギー流入減の太陽風電子のみならず、電離圏状態そのものが電離圏イオン上昇流の生起を左右している可能性が示唆される結果となった。現在は太陽活動極小期であり、活発な太陽風変動や電離圏大気加熱・流出現象の頻度は少なく、今後、太陽活動度が上昇する期間における継続的な観測計画が期待される。また、2009年2、3月に、れいめい衛星のオーロラカメラと同じ波長域で、カナダでの地上オーロラ観測が行われ、現在は観測データの解析と、来年度の継続的・発展的同時観測に向けた検討が行われている。また、れいめい衛星独自のオーロラ発光・粒子の同時観測データに基づき、活発な動きを示す微細なオーロラ活動とプラズマ波動により加速されたと思われるオーロラ電子の相関が調査され、その成果の学術論文掲載が決定された。

更に、オーロラ帯域のみならず、中低緯度帯に見られる大気光観測、及び、雷電現象に関連する超高層大気領域内での突発的発光現象(スプライト)に対しても、れいめい衛星搭載のオーロラカメラによる撮像計画が定期的に実施され、初期結果として大気光の高度分布・水平分布データ、スプライトの空間分布が取得されつつある。世界初の高空間・高時間分解能によるオーロラ粒子・発光の同時観測成果をもたらした低高度極軌道科学探査衛星である「れいめい」を主軸として、極域磁気圏におけるオーロラ・電磁気圏プラズマの同時・多点・多元観測を遂行し、電離圏・磁気圏結合、及び、磁気圏尾部でのプラズマダイナミクスに関する観測データ・事象の相互比較を行った。太陽活動度が予想外の長期に渡り低迷状態であり、本研究で地上・衛星観測の主対象としている極域オーロラ現象の発現頻度・確率が低い事態ではあるが、本研究の主手法であるオーロラ観測衛星「れいめい」の今後の観測対象を極域オーロラだけではなく中・低緯度の超高層大気光にも広げ、年次観測計画を変更し、北半球では冬季でのみ観測していたオーロラ現象から、中低緯度での大気光現象まで幅広く時期を選ばずに観測とした。れいめい衛星とTHEMIS衛星・GBOを用いた同時多点観測では、多重アークをれいめい衛星が観測した後、THEMIS衛星により磁場の双極子化やフローリバーサルが観測され、GBOでもオーロラ発光が見られた。Inverted-V電子のエネルギーから得られた電位差を、磁気圏尾部へ投影することで導出したフローの速度は、THEMIS衛星の観測結果をおおよそ一致することが示された。中低緯度帯に見られる大気光観測も第二の観測・解析対象としたことで、れいめい衛星搭載のオーロラカメラによる地球超高層大気リム観測が定期的・継続的に可能となり、これにより、大気光発光の鉛直分布・水平分布を求めた。水平方向の分布について、緯度依存性が見られた。その傾向は、過去の観測結果とは異なるものであった。発光モデルにおいて仮定されているよりも、発光源の数密度は大きく、また大気潮汐の影響も大きく受けているものが観測されたと考えられる。2005年8月に打ち上げられた「れいめい」衛星は極域低高度を飛翔する小型科学探査衛星であり、世界初の高空間・高時間分解能によるオーロラ粒子・発光の同時観測成果をもたらした。この最先端の衛星観測データを精力的に解析し、電離圏・磁気圏結合、及び、磁気圏尾部でのプラズマダイナミクスに関する新しい知見を得た。まず、れいめい衛星データを統計的に踏査したところ、オーロラ発光を引き起こす電離圏への電子降下の加速域の近傍で、逆方向となる下向きの準静電的円磁力線電場構造を示唆する電磁圏イオンの降下を発見し、その継続時間・空間分布が、従来の電子降下を生成する電場構造よりはるかに小さいことを示した。これに関連して、電離圏高度の重(酸素)イオンの加熱・上昇現象が下向き沿磁力線電流領域と高い相関があることが確認され、一度上昇した電離圏起源加熱イオンが上空の下向き電場により再度電離圏に降下するという複雑な運動を示すことが分かった。また、Inverted-V電子のエネルギー・ピッチ角分布に着目したところ、Inverted-Vの端でピッチ角がコリメートしている傾向が見られた。この傾向は、オーロラ形状や活動度によらず確認できることから、Inverted-V電子の主加速領域より低高度にピッチ角を小さくさせる加速領域が存在することを示唆する。れいめい衛星で観測されたパルセーティングオーロラに伴なう降下電子のエネルギー分散についても、波動粒子相互作用にもとづく新しいTime of Flight (TOF)モデルを提案した。
動的なサービス価値共創システムモデルの研究

プロバイダーと顧客の共創による価値創造を促進する動的なサービスシステムモデルを開発し、有効な応用分野へ展開した。サービスシステムモデルは、1サービスシステム概念モデルと2サービスシステムの構成要素から構成される。特に、システム構成要素として、価値空間内での共創プロセスモデル、脳科学を応用した顧客満足度評価、サービス提供者の成長モデル、感性評価による顧客価値評価、などの新しい方法論を開発した。サービスシステムの有効な応用分野では、製造業のサービス化、地域サービスシステムなどを対象に、事例研究、アクションリサーチを行った。これらの研究成果はSociety5.0などに応用できる。研究課題である動的なサービス価値共創システムモデルを構成する要素技術の研究開発を各分担者で実施し、研究成果を学会他で発表した。全体システムコンセプトに関しては、サービスサイエンスを文理融合空間に位置づけるサービスシステム参照モデルの構築の構想を発表し、サービス価値共創に関しては、サービス価値創造のためのサービス場概念の提案とその応用を発表して、研究課題に対する大きな方向性を示した。システムを構成する要素技術として、顧客の分析に対しては、高級消費財購買意思決定におけるImage in Useの脳活動分析、Webを利用したサービス利用状況のネットワーク可視化、などの技術開発を行って学会発表を行い、また、サービス提供者に対する技術としては、知識創造やファジイ意思決定を製品サービス開発に応用する検討を行った。1.研究課題である動的なサービス価値共創システムモデルに関して、各担当者が、以下のような分担で研究を進め、研究成果を学会論文や国際学会で発表した。サービスシステム全体に関しては、サービスシステム全体のモデル化(舩橋)、サービス属性ベクトルの内積によるサービス価値の数学モデルの開発(小坂)、知識マネジメント方法論によるサービスシステム構築法(中森)を開発した。顧客サイドの評価としては、光トポグラフィーによる満足度評価(白肌)、意思決定理論を応用したサービス評価(ナム)、提供者サイドでは、サービスチャンス発見の定量化(佐賀)、サービス提供の最適化(辻)に関する研究成果を残した。2.独立行政法人科学技術振興機構の研究開発戦略センターにおけるシステム科学の研究開発俯瞰報告書(2015年)にサービスシステムが取り上げられ、本研究の内容に基づき、全体を取りまとめた。3.サービス価値創造の応用分野として、製造業のサービス化を取り上げ、成功事例を調査した。調査結果は、中国、オーストラリアの事例とともに、Springerより書籍として発刊される予定である。(2015年中)4.サービス学会第3回国内大会を金沢で開催した。本研究に従事する研究者が中心となり開催し、研究課題に関連した多くの発表を行った。5.国際的な連携としては、アジアのマレーシア(UKM、USM),中国(北京航空航天大学)、ベトナム(ホーチミン大学)等と連携し、研究内容に関するディスカッションを行っている。また、ACIS(Asina Conference on Information Systems)などで、サービスサイエンスのワークショップを行い、研究発表と議論を実施している。1.動的な共創サービスシステムモデルの構築に関して(1)サービスを空間的にとらえるために、サービス提供者が提供するサービス属性ベクトルとサービス利用者の要求するサービス属性ベクトルを導入し、提供するものと求めるもののギャップをサービス属性ベクトルの差で表し、この差をなくすプロセスを共創プロセスととらえた。これは、カルマンフィルタにおける誤差の減少を共創サービスシステムモデルにおけるサービスギャップの減少に対応させるものである。このモデルを生産装備サービスの事例で有効性を確認した。(2)サービスギャップの減少には、そのための新たな知識創造が必要である。そこで、共創サービスシステムモデルに、知識創造モデルi-systemを応用した。(3)共創サービスシステムの対象を地域創生として、サービスシステム計画の研究課題を検討した。2.顧客の感性の評価、および意思決定に関して(1)光トポグラフィーを活用した消費者行動の評価研究を行い、消費者の置かれている文脈に従い、提供される広告やサービスに対する脳活動が活性化し、これが顧客の興味や満足度に関係することを示した(感性学会、優秀発表賞)(2)Webと短文アンケートを用いた事前期待の可視化を試みた。(3)提供されたサービス属性に対する顧客の選好の意思決定に対して、ファジイ意思決定をはじめとする方法を比較評価を行った。3.製造業のサービス化本研究の応用分野として、製造業のサービス化を対象に検討を進めた。以上の研究実績は、共創サービスシステムモデルを実現するうえで、有効である。本研究は、サービスシステムを構成する要素に対応して研究者をアサインして研究を進めている。それぞれの研究者の分担で、当初の研究成果が得られている。また、サービスをシステム論からアプローチする、知識科学の視点からアプローチするという、従来のマーケティングやITからのアプローチとは異なる視点からのアプローチにより、サービスを共創するための多くの示唆が得られている。これらの研究成果は、学会論文、国際学会、国内学会で発表されている。以上より、おおむね、順調に進展していると判断できる。動的なサービスシステムモデルの開発に関する以下の開発を行い、以下のような研究成果の学会発表を行った。1.サービスシステム概念モデルに関して、システムズアプローチからSociety 5.0のサービスシステムプラットフォームの検討を行った。2.サービス価値評価方法に関して、価値空間上のサービス属性ベクトルの内積によって評価する方法を開発し、有効性を評価した。3.脳科学を応用した顧客のサービス満足度評価方法を開発し、種々の応用で有効性を評価した。4.サービスシステムの社会サービスシステムへの応用を行い、有効性を示した。5.意思決定システムの方法論をサービスの選択やサービスプロバイダのビジネスチャンス評価などに応用し、有効性を示した。

6.サービスシステム応用分野として、教育、高齢化社会、製造業のサービス化などを対象として、価値共創プロセスを活用する研究を行った。こうした研究成果を、ACIS(Asian Conference on Information Systems),横断型科学技術連合コンファレンス、サービス学会、他、分野横断的な学会で学会発表を行った。また、Societ5.0など、国の技術開発の新たな動きに対する検討も併せて進めた。サービスシステムは、IoTやAIなどの新たな情報技術と、高齢化社会、製造業のサービス化など新たな社会ニーズを結びつけるシステムコンセプトとして重要で、これを第3世代のサービスイノベーションとしてサービス研究の方法性を示唆した。プロバイダーと顧客の共創による価値創造を促進する動的なサービスシステムモデルを開発し、有効な応用分野へ展開した。サービスシステムモデルは、1サービスシステム概念モデルと2サービスシステムの構成要素から構成される。特に、システム構成要素として、価値空間内での共創プロセスモデル、脳科学を応用した顧客満足度評価、サービス提供者の成長モデル、感性評価による顧客価値評価、などの新しい方法論を開発した。サービスシステムの有効な応用分野では、製造業のサービス化、地域サービスシステムなどを対象に、事例研究、アクションリサーチを行った。これらの研究成果はSociety5.0などに応用できる。2014年度は、サービスシステム全体モデルとサービス価値の数学モデルの開発でサービス価値創造モデルの全体を構成する技術ができ、今後これをベースに全体を統合すればよいということを示した。また、意思決定論や知識マネジメント論、最適な方法論をサービスシステムに取り込むことで研究成果を上げた。また、対象フィールドの一つとして、製造業のサービス化を考え、成功事例の調査、課題の調査を行い、書籍出版につなげた。研究成果は、学会論文や国際学会発表などで公表したほか、JSTのCRDSの研究開発の俯瞰への貢献、サービス学会全国大会開催とそこでの企画や成果の発表、アジアを中心とした国際連携の推進などの活動に結びついており、順調に進展しているといえる。平成28年度は、本研究の最終年度に当たる。本研究に参加する研究者の合宿等を行い、これまでに得られた研究成果を体系化する。そして、動的な共創サービスシステムモデルを活用できるようにドキュメント化を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。システム科学
東アジア鉄鋼業の比較分析

平成22年度は科学研究費受領期間としては前半の半年しかなかったが、この半年を有効に使い、また受領期間の後の平成22年度後半期の活動を含めて主に中国と韓国の鉄鋼業をはじめとする産業発展および対外進出、そして産業構造高度化の実態を調べるべく多くの作業を行なった。また、研究発表も、京都大学や島根大学主催のシンポジウム、セミナー以外でも現代中国学会、中国経済学会、北東アジア学会、日中統計学シンポジウム、日中経済統計学国際会議などで行ない、研究成果を社会に還元した。文献収集とその分析、調査によって特に明らかとしたことは以下の諸内容である。すなわち、世界経済危機の東アジア鉄鋼業への影響、その東アジア協力による克服の課題と効果、東アジアにおける鉄鋼産業の構造変化、戦後日本鉄鋼産業や他の素材産業の発展過程との比較、先進技術の後進国への伝搬の経済成長への影響、企業システム、市場システムや法との関係、韓国主要産業の発展の中における鉄鋼業の位置、中国経済の現段階の特質、それが現段階の旺盛な企業家精神の結果であること、しかし中国全土・全民族がその旺盛な企業家精神を持っているわけではなく、民族ごと、地域ごとの相違があること、旺盛な企業家精神は対外的な経済進出の背景ともなっており、その中で鉄鋼の供給も増やされていること、インフラ建設には特に鉄鋼需要拡大の効果があること、農業など他産業との相違などである。これらは今後の東アジア産業研究にとって重要な認識となるものと確信する。本研究の申請時には世界経済危機が発生していなかったが、その影響と克服策に関する研究は今回新たに震災という試練を受けて特に重要な研究となったものと思われる。なお、ふたりの本事業研究者は特に経済分析を数量的に行うという点に力点を置いており、そのため最新の計量経済学の成果も学ぶ必要があった。関連書籍と新しいソフトウェアを購入し、さまざまなデータ分析を行った。第一に、今日、世界の鉄鋼業は激動の時代に突入している。他方、東アジア(日本、中国、韓国)鉄鋼業は発展、競争、共存の時代に入っている。従って、研究範囲を日中韓の3ヵ国に広げ、比較分析を進めた。得た研究成果によって、出筆した論文としては、(1)「市場経済移行期における中国鉄鋼業の分析:-近代化過程における幾つかの論争をめぐって-」(完成済み、2009年度中国経済学会全国大会で報告予定)。第二に、研究対象を鞍鋼1社から、宝山製鉄所、新日鉄、ポスコ等に広げて、日中韓の中核企業同士の比較研究を進めている。得た研究成果によって出筆した論文としては、(2)「市場経済移行期」における中国鉄鋼業の分析-鉄鋼産業の近代化と技術選択:日中米三ヵ国の比較分析」(2009年5月末完成予定)。(3)「市場経済移行期における中国鉄鋼業の分析:鞍鋼を例として-技術導入依存から自主開発志向へ-その経緯を中心に-」(完成済み)。第三に、Kornai(1980)、Dewatripont and Maskin(1995)等の先行研究に基づいて、移行期の国有大型企業のソフト予算制約の問題を理論的且つ実証的に検証を進めた。得た研究成果によって出筆した論文としては、(4)「鞍鋼における余剰人員の整理と削減-ソフト予算制約の解消の視点から」(2009年5月中旬完成予定、2009年度日本現代中国学会関西部会大会で報告予定)。第四に、組織と制度の経済学、移行経済学、計量経済学等の理論的枠組みに基づいて、コーポレート・ガバナンスの比較、企業の生産性と収益性の変化め比較、相対的な効率性の比較分析を進めた。得た研究成果によって出筆した論文としては、(5)「市場経済移行期における中国鉄鋼業の分析:鞍鋼を例として-国有企業改革の進展:リストラクチャリングの視点から-」(完成済み、京都大学『経済論叢』、山本裕美教授退官記念論文集に掲載予定)。第五に、Berliner(1952)、Jin,Qian,and Weingast(1999)の先行業績に基づいて、国有企業レベルとして初のラチェット効果の存在を実証的に検証する作業を進めている。得た研究成果によって出筆した論文としては、(6)「政府と企業の関係の視点からみた国有企業収入配分の変化-ラチェット効果の実証を中心に-」(2009年7月末完成予定)(上述の完成済みの論文は、2009年5月6月を目処に内外の学会誌、学術専門雑誌に投稿する予定である、完成予定の論文も、完成次第、順次投稿する予定である。)(日本学術振興会の御支援と京都大学経済学研究科のバックアップ、大西広教授の御指導に心より厚く御礼を申し上げたい)まず、第一に、今日、東アジア(日中韓)鉄鋼業は発展、競争、共存の時代に入っている。日本(新日鉄、JFE)に続いて、韓国鉄鋼業(ポスコ、現代製鉄)も2極体制に突入しており、中国鉄鋼業(鞍鋼、宝鋼)も将来的には、2極中心へ向かう可能性が大きいともいえよう。第二に、産業の興亡、技術選択、競争優位等におけるサンクコストは、特定条件下で、非常に重要な役割を果たす。(日米韓中ロの鉄鋼産業の比較分析)。第三に、Kornai(1980)、Dewatripont and Maskin(1995)等の先行研究に基づいて、移行期の国有大型企業のソフト予算制約の問題を理論的、実証的に検証を進めた。

第四に、国有企業の組織の変革(U型→M型)を検証し、企業の生産関数を推定、TFPを計測した。第五に、Berliner(1952)、Jin, Qian, and Weingast(1999)の先行業績に基づいて、国有企業レベルとして初のラチェット効果の実証を進めている。次に、公刊済みの論文以外に、(未公刊論文-完成済み)1、「市場経済移行期における中国鉄鋼業の分析:近代過程の幾つかの論争を中心に」2、「鞍鋼における余剰人員の整理と削減-ソフト予算制約の視点から」3、「中国国有企業における在宅休息の現状について-鞍鋼を例として」(出筆中論文)1、「産業の近代化と技術選択-サンクコスト仮説」2、「中国国有企業の人的資源管理の現状-鞍鋼を例として」3、「政府と企業の視点からみた国有企業の配分関係-ラチェット効果の実証を中心に」4、「中国鉄鋼産業の近代化-雁行形態的発展論からの考察」5、「中国国有企業の知的財産権管理の現状-鞍鋼の事例研究」6、「持続的発展へ-中国国有企業の環境管理の現状-鞍鋼の事例研究」7、「東アジア鉄鋼業の発展-日中韓の中核企業の比較を通じて」等が挙げられる。(日本学術振興会の御支援と京都大学経済学研究科のバックアップ、大西広教授の御指導に心より厚く御礼を申し上げたい。)平成22年度は科学研究費受領期間としては前半の半年しかなかったが、この半年を有効に使い、また受領期間の後の平成22年度後半期の活動を含めて主に中国と韓国の鉄鋼業をはじめとする産業発展および対外進出、そして産業構造高度化の実態を調べるべく多くの作業を行なった。また、研究発表も、京都大学や島根大学主催のシンポジウム、セミナー以外でも現代中国学会、中国経済学会、北東アジア学会、日中統計学シンポジウム、日中経済統計学国際会議などで行ない、研究成果を社会に還元した。文献収集とその分析、調査によって特に明らかとしたことは以下の諸内容である。すなわち、世界経済危機の東アジア鉄鋼業への影響、その東アジア協力による克服の課題と効果、東アジアにおける鉄鋼産業の構造変化、戦後日本鉄鋼産業や他の素材産業の発展過程との比較、先進技術の後進国への伝搬の経済成長への影響、企業システム、市場システムや法との関係、韓国主要産業の発展の中における鉄鋼業の位置、中国経済の現段階の特質、それが現段階の旺盛な企業家精神の結果であること、しかし中国全土・全民族がその旺盛な企業家精神を持っているわけではなく、民族ごと、地域ごとの相違があること、旺盛な企業家精神は対外的な経済進出の背景ともなっており、その中で鉄鋼の供給も増やされていること、インフラ建設には特に鉄鋼需要拡大の効果があること、農業など他産業との相違などである。これらは今後の東アジア産業研究にとって重要な認識となるものと確信する。本研究の申請時には世界経済危機が発生していなかったが、その影響と克服策に関する研究は今回新たに震災という試練を受けて特に重要な研究となったものと思われる。なお、ふたりの本事業研究者は特に経済分析を数量的に行うという点に力点を置いており、そのため最新の計量経済学の成果も学ぶ必要があった。関連書籍と新しいソフトウェアを購入し、さまざまなデータ分析を行った。
Ll_2規則構造Ni_3Al中の高圧中下での拡散

【目的】Ll_2型規則構造を有するNi_3Al相はNi基耐熱材料の強化相として広く利用されている。しかし、Ni_3Al相中の拡散研究はクリ-プなどの高温現象を理解するうえで重要であるにもかかわらず、実験デ-タは少なく、その拡散機構も明確でない。拡散係数の圧力依存性から求められる活性化体積は、基底状態から活性化状態へ移行する際の体積差を示しているため、拡散機構を推定する際の重要な情報となる。本研究ではNi_3Al相中においてNi原子と置換しaサイト(面心位置)を優先的に占めるCu、Al原子と置換しbサイト(コ-ナ-位置)を占めるSi、両サイトを占めるFeについて高圧力下の拡散係数を測定しし、その圧力依存性より活性化体積を決定して拡散機構の理解を深めることを目的として行った。【方法】純度3N以上のAl、Ni、Fe、SiおよびAl-24.94%Si母合金より高周波真空溶解炉にて、Ni_3AlとNi_3Al-x(x=Cu、Fe、Si)合金を溶製し、1523Kにおいて均一化焼鈍を行った。これらの合金を組み合わせて拡散対を作製した。拡散対は立方体WCアンビル型超高圧力発生装置により加圧(1.5-2.7GPa)後1473Kで焼鈍した。EPMA分析によって得られた濃度距離曲線からHallの方法によりNi_3Alの中のCu、Fe、Siの拡散係数を決定し、その圧力依存性より活性体積を求めた。【結果】(1)Ni_3Al相中のCu、Fe、Siの拡散係数は圧力と共に低下した。(2)1473KにおけるNi_3Al相中のCu、Fe、Siの拡散の活性化体積は6.6×10^<-6>、6.7×10^<-6>、8.0×10^<-6>m^3/molであった。(3)aサイトを占めるCu原子はそのまわりを8個のaサイトと4個のbサイトによって囲まれており、容易に最隣接のaサイトにジャンプできる。一方、bサイトを占めるSi原子はそのまわりを12個のaサイトによって囲まれているため、複雑な機構によらなければ規則構造を乱さずにbサイトにジャンプする事はできない。従って、Ni_3Al相中のSiの拡散の活性化体積はCuに比べて大きくなっていると推定される。
グルタミン酸受容体阻害薬による脊髄虚血障害の予防 -胸部大動脈瘤手術時における対麻痺発生対策-

【実験方法】グルタミン酸受容体阻害薬MK-801およびNBQXによる脊髄虚血障害に対する予防効果判定の目的でNew Zealand rabbitの対麻痺モデル(腎動脈下大動脈単純遮断30分間)を用いて以下の3群に分けて実験を施行した。I群:コントロール群(n=6)=腎動脈分岐部の局所潅流法にて生食60ml注入II群:MK-801群(n=6)=腎動脈分岐部の局所潅流法にてMK-801 3mg+生食60ml注入III群:NBQX群(n=5)=腎動脈分岐部の局所潅流法にてNBQX3mg+生食60ml注入3群における神経学的評価(modified Tarlov soore)を術後12,24,48時間目に行い、さらに48時間目に10%ホルマリン潅流固定後、犠牲死させ脊髄を摘出し固定後光学顕微鏡により病理組織学的に評価した。【実験結果】24時間目の神経学的評価はI群:0.67±1.03、II群:4.67±0.52、III群:3.40±0.89であった。II群・III群ともにI群に対して神経学的評価(24時間目)は統計学的(Mann-WhitneyのU検定)に有意差(p<0.01)を認めた。II群・III群間にも有意差(p<0.05)を認めた。神経学的評価(modified Tarlov soore)ではI群=対麻痺,II群=完全保護,III群=軽度保護の所見を示した。病理組織学的には神経学的評価に対応してI群(n=5):ほぼ腰椎断面全領域の障害像、II群(n=5):限局性の小範囲の障害像、III群(n=3):限局性の中等度の障害像の所見が得られた。【結論】グルタミン酸受容体阻害薬であるMK-801およびNBQXによる予防効果が認められたことから,グルタミン酸の神経毒性が脊髄虚血障害・対麻痺発生に関与することが示唆された。