hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
HIV陽性者への訪問サービス支援に関する研究-訪問サービス支援マニュアルの開発-

まず、平成18年度に行った調査を分析した。その結果、全国的なHIV陽性者(以下、陽性者とする)への訪問看護実施率が2.5%であり、受け入れていない訪問看護ステーション(以下、施設とする)における依頼率も3.2%であることが明らかとなった。地域では関東・甲信越地方が多かった。これらのことから、陽性者の訪問看護は都市部の一部でしか進んでいないことが推測された。しかし、真のニーズがどれだけあるかについては病院側からの調査を必要とすると考える。また、陽性者への訪問看護経験のある施設においても、個人情報保護の点からケアに関する情報交換の場がないことやケアスキルの蓄積もままならないことから、試行錯誤の状態でケアを行っている現状が明らかとなった。このことは、ケアの質の向上にとっては課題といえ、個人情報は保護しながらケアに関する情報交換のできる情報ネットワーク構築の必要性が示唆された。さらに、受け入れを推進するための要件として、訪問看護部門以外も含めた組織的受け入れが重要であり、その基盤として全職員に対するHIV/AIDSに関する知識の普及が必要であると考えられた。次に、上記の分析結果ならびに平成17年度の調査結果から、陽性者への訪問看護の初回依頼時に受け入れを進めるプロセスを図式化した手順書(案)を作成した。この手順書(案)の信頼性を高めるため、平成18年度の調査対象であった陽性者への訪問看護経験を持つ20施設に内容の妥当性について意見を求めた。得られた意見を集約し、最終的に「HIV陽性者への訪問看護依頼時の受け入れ準備手順」を完成させた。本年度は継続研究(3年間)の初年度であり、HIV陽性者への訪問看護に関する実態把握を主眼とした。具体的な活動としては、HIV陽性者への訪問看護を既に実施している全国の訪問看護ステーションの看護師5名に対して、研究の目的や情報の守秘、研究への協力は自由意思であることなどを説明し、同意を得た上で半構成的な面接調査を行った。調査内容は、HIV陽性者への訪問看護を開始するにあたっての問題点や課題などである。調査内容を質的に分析し、さらに面接対象者にこの結果を確認して妥当性を検証した。その結果、HV陽性者への訪問看護を開始するには、医療者側のHIV/AIDSに関する知識の有無や偏見などの「医療者の特性」、拠点病院とのネットワークや緊急時の対応などの「在宅支援のネットワーク」、HIV陽性者のケア内容や家族の介護力などの「対象者の特性」、守秘義務や個人情報管理に関する「プライバシー保護」、感染予防対策などの「二次感染予防」、上司やスタッフの受け入れなどの「組織/スタッフの受け入れ」という6つの要因が影響していることが明らかとなった。抽出されたこれらの要因を元に、現在、全国の訪問看護ステーションに対してHIV陽性者への訪問看護を開始する上での問題や課題について、実態を把握するための調査票を作成している。また、全国の訪問看護ステーションでのHIV陽性者への訪問看護経験の有無を把握するための調査を行い、現在はその返信を待っている段階である。以上の結果を次年度の研究に活用していく予定である。HIV陽性者への訪問看護の現状を把握するために、全国の訪問看護ステーションに対する調査を行った。【調査1】対象:(社団)全国訪問看護事業協会のHPに公開されている訪問看護ステーション3,539施設の看護責任者。方法:調査の主旨や目的、情報の厳守等を示し、平成18年4月現在でのHIV陽性者への訪問看護経験の有無と、今後の調査協力の意思を確認した。結果:1,666施設から回答を得た(回収率47.1%)。HIV経験のある施設は41施設(2.5%)であり、そのうち今後の調査協力の意思を示したのは27施設であった。【調査2】対象:調査1で明らかになった27施設の看護管理者。方法:本調査の主旨や目的、情報の厳守等を記した文書と、無記名の自記式質問紙、返信用封筒を郵送した。質問紙は前年度の面接調査から抽出された項目を中心に構成した。結果:回収した回答は18施設(66.7%)、有効回答は17施設(63.0%)であった。約半数がHIV陽性者への訪問看護に関して情報交換の場がないとし、90%以上の施設が情報交換の必要性があるとしていた。また、訪問看護を開始する際に迷いを感じた施設は約半数であり、その理由としてはHIVに関する知識不足をあげた施設が最も多かった(約90%)。【調査3】対象:全国の訪問看護ステーション1,000施設の看護管理者。調査1で用いたリストから、HIV陽性者への訪問看護経験のある施設や調査協力拒否を示し施設名が特定できる施設など140施設を除外した3,399施設から無作為抽出した。質問紙は調査2と同様に構成した。結果:約400施設から回答を得た(回収率約40%)。内容は現在分析中である。

しかし、真のニーズがどれだけあるかについては病院側からの調査を必要とすると考える。また、陽性者への訪問看護経験のある施設においても、個人情報保護の点からケアに関する情報交換の場がないことやケアスキルの蓄積もままならないことから、試行錯誤の状態でケアを行っている現状が明らかとなった。このことは、ケアの質の向上にとっては課題といえ、個人情報は保護しながらケアに関する情報交換のできる情報ネットワーク構築の必要性が示唆された。さらに、受け入れを推進するための要件として、訪問看護部門以外も含めた組織的受け入れが重要であり、その基盤として全職員に対するHIV/AIDSに関する知識の普及が必要であると考えられた。次に、上記の分析結果ならびに平成17年度の調査結果から、陽性者への訪問看護の初回依頼時に受け入れを進めるプロセスを図式化した手順書(案)を作成した。この手順書(案)の信頼性を高めるため、平成18年度の調査対象であった陽性者への訪問看護経験を持つ20施設に内容の妥当性について意見を求めた。得られた意見を集約し、最終的に「HIV陽性者への訪問看護依頼時の受け入れ準備手順」を完成させた。
気相循環法を利用した高純度石英の合成研究

本研究代表者はさきにシリカと4フッ化ケイ素との反応によってシリコンへキサフルオロジシロキサン(【S_(i2)】O【F_6】)気体が生成することを見い出し、その熱力的データを決定した。その応用として高圧気柑循環法を利用した高純度石英の合成が示唆された。とくに、反応時に水分が関与する余地のない点、フッ素がシリカ中に入るとそれ自体がそ水性を示す点から、たとえば、光通信用高純度シリカへの利用が考えられる。しかし、熱力学的データから示唆されるように気相輸送によるシリカ折出に直接関与するシリコンフルオライドの濃度は小さく、その濃度を大きくするためには高圧条件が必要とされる。予備実験として肉厚石英管中にシリカ源として種々の状態のシリカ粉末を入れ、1013気圧に相当する(加熱時)Si【F_4】気体を封入し、高温部900°C,低温部450°Cで10日間保持して結晶成長の様子を観察した。なお、電気炉の温度勾配および反応容器の配置は計算機シュミレーションの結果にもとづいて決定した。実験は原料としてのシリカ3種と気相圧10気圧,13気圧の組合わせで6種行った。その結果はいずれの場合も石英の生成は遅く、かつ、得られた物質は含フッ素の非晶質シリカ膜であった。これは当初の予測と異ったものであるが含フッ素のシリカ合成という点でひとつの成果となった。次いで更なる高圧条件を設定すべく金管中に含フッ素非晶質シリカを封入、700°Cで1001000気圧に約230時間保持したところ30.2mm程度の径の石英結晶の成長が認められた。この場合、石英中にはフッ素の含有は認められず共存する非晶質層中にフッ素の濃縮が認められた。このことはフッ素の排除が石英結晶成長の必要条件となっていることを意味し、興味ある研究課題となった。これらの成果の一部は昭和61年の高圧討論会に発表された他、論文としての発表を準備中である。
地震に先行する地圏-大気圏-電離圏結合の物理機構の解明

申請者は近年統計的有意性の結果から地震に先行する地圏-大気圏-電離圏相互作用の存在の可能性を指摘した。その物理的機構を解明するために本研究では、地圏での電気的、力学的変動が電離圏にどのように及ぼすか研究を行った。本研究の範囲内では地震先行時の地圏・大気圏・電離圏結合の物理的機構は解明できなかったが、大地震後の電離圏変動、大気電気変動についてはいくつかの知見が得られた。本研究の目的は地震に関連する地圏-大気圏-電離圏結合の物理的機構の解明である。本年度は準静的な大気電場が電離圏に及ぼす影響について研究を行った。この大気電場の微小変動を捉えるためには地球規模電気回路(global electrical circuit;以下GEC)における日変化および他の気象要素起因の変動と識別する必要がある。そのため、GECでの日変化を正確に捕らえるため南極昭和基地、小笠原父島および富士山、乗鞍岳(いずれも夏季のみ)に大気電場、一部の観測地点には空中電流、大気イオン観測装置などの観測機器の設置を行った。次に地圏と電離圏における準静的な電磁気的な結合を観測的に調べるために皆既日食における広域的な大気電場観測を行い衛星等データを用いて関連を調べる研究を開始した。上記はなんらかの先行的電磁気的変動が地表に出て大気圏ないしは電離圏擾乱の起因となってると考え研究が進められているが、逆に大気圏ないしは電離圏を生じさせるような何かの現象が、大気圏ないし電離圏擾乱を生じさせるのと同時に地震を誘発させている可能性がある。地震の誘発現象は近年研究が大きく進展しており徐々にその機構が明らかになりつつある。従って我々も、この視点から現象の解明を試みるため防災科学技術研究所と共同研究し、地震の誘発現象の基礎研究を開始した。本年度の成果は火山地帯での誘発現象に潮汐起因する明瞭な地震活動変動を見いだした。今後もこの視点における因果性についても研究を行っていく。本研究では地震に先行して観測された電離圏変動が、測定そのものの問題ではなく、現在の電離圏物理学で知られた現象とは異なることを示し、その変動の統計的検証を行い、得られた結果から、どのようなメカニズムでその変動が生じているかを研究することを一つの目的としている。本年度は2004年にフランスが打ち上げたDEMETERのデータを用いて次の解析を行った。(1)電子密度データにおいて他の複数の衛星や電離圏モデルとのデータの比較、生波形データなどに立ち返り相対値の範囲かつ大きな範囲ならば評価に耐えうることを示した(現在投稿準備中)(2)大気圏・電離圏相互作用に起因し、地震先行電離圏擾乱の変動と類似する電離圏変動研究が重要と位置づけ四波構造(Kakinami et al.,JGR,2011)および皆既日食時の電離圏変動(論文投稿準備中)について研究を行った。(3)統計的検証の前に事例解析として四川地震を取り上げ、震央より南に地震前に電離圏擾乱があることが分った(Onishi et al,NHESS,2011)。一部の内容は論文受理されているがその他は執筆段階であるため2011年度はこれらの受理を目指す。またこれらの論文すべて投稿した段階において統計的研究に取りかかり発生メカニズムを探る予定である。以上の研究に加え、2011年3月に発生した東北地方太平洋沖地震についても電離圏変動の解析を行いいくつかの成果については論文投稿中である。地震に先行する地下水変化、ラドン発生、電磁気現象、電離圏擾乱についてはいくつかの報告はあるが、大地震の同一箇所での発生頻度が極めて低いことから、統計的研究は難しい。さらに、発生メカニズムが未解明であるため、上記諸現象の存否ですらいまだ決着はついたとはいえない。今年度は、いくつか考えられる地震先行電離圏擾乱の発生メカニズムを検証するために、次の2つの地圏・大気圏・電離圏結合の基礎研究を行った。まず、2011年3月11日東北地方太平洋沖地震(M9.0)発生9分後、GPS-TECの急な変動について解析を行った。TEC変動が始まった津波上部で、TECの大きな低下が見られた。この低下は半径数100kmに及ぶ非常に大きなもので、このTEC減少を津波電離圏ホール(Tsunamigenic Ionospheric Hole,TIH)と名付けた。同様の現象は2004年スマトラ沖地震,2010年チリ地震でも見つかった。さらに福島第一原子力発電所事故によって発生した放射線物質起因の大気電気変動と地球規模電気回路(グローバルサーキット)との関係を調べた。柿岡・地磁気観測所での大気電場データでは一桁以上の晴天静穏時の地表大気電場値減衰がみられた。これらは、徐々に復活するものの2011年10月においても定常状態にはなっていなかった。この変動は、地表沈着放射線線量の減衰に伴っていることから、地表電気伝導度の上昇により電場値が減少するということであると考えられる。

以上の測定結果を踏まえ、原発時によるグローバルサーキットの変化を等価回路シミュレーションで調べた。計算によれば、福島原発事故での大気電気の影響は汚染領域かつ下部対流圏と局所的であり、グローバルサーキットや電離圏変動を生じさせるようなことは発生していなかった。
血漿成分のみでかん流した分離肝を用いた人工的肝機能補助に関する実験的研究

体重1.52.5kgの白色家兎を用い、ベントバルビタール麻酔下に開腹、門脈より、04°Cに冷却したUniversity of Wisconsin液300mlを100cmH_20の圧にて注入潅流冷却後、肝を採取した。肝潅流は門脈より0.51ml/g.liver/min.の流速にて6時間行い、門脈圧が30cmH_20を越えた場合潅流を中止した。肝動脈よりの潅流を併用した例では、大動脈内に留置したカニューラからも0.10.5ml/g.liver/min.の流速にて潅流を行った。ヒト血漿は期限切れにより廃棄処分となった新鮮凍結血漿を利用した。人血は健常ボランティアーより採取、使用した。実験は以下のグループにわけ行った。A)潅流液としてヒト血漿を用い、門脈のみから潅流を行った。B)潅流液としてヒト血漿を用い、門脈と肝動脈から潅流を行った。C)潅流液としてヘマトクリット1520%に調整したヒト血を用い、門脈のみから潅流を行った。D)潅流液として分離した家兎血漿を用い、門脈のみから潅流を行った。E)潅流液として分離した家兎血漿を用い、門脈と肝動脈から潅流を行った。F)潅流液としてヘマトクリット1520%に調整した家兎血を用い、門脈のみから潅流を行った。A)では、潅流開始後、13時間で門脈圧は30cmH_2Oを越え、肝表面よりの潅流液の漏出が激しく潅流は中止した。潅流液のケトン体比は0.15以上には上昇しなかった。B)でもA)と同様であったが、ケトン体比は0.24とA)に比し若干高かった。C)では、門脈圧は30cmH_2O以下に保たれ、ケトン体比も潅流開始後1時間で0.93と良好であったが、肝表面よりの潅流液の漏出はA)B)と同様に激しく、4時間以上の潅流は不可能であった。D)では、A)B)に見られた肝表面よりの潅流液の激しい漏出は見られなかったが、3時間以内にで門脈圧は30cmH_2Oを越え、ケトン体比も0.3以上には上昇しなかった。コントロールとしてのF)では、門脈圧は20cmH_2Oを越えることはなく、ケトン体比も1時間0.64、6時間0.54であった。グル-プA:期限切れのため廃棄処分となったヒト新鮮凍結血漿を潅流液とし、門脈のみより潅流液を注入した。グル-プB:グル-プAと同じ潅流液を用い、門脈と肝動脈の両方から潅流液を注入した。グル-プC:コントロ-ルとして、家兎全血(Ht;15%)を潅流液とし、門脈のみより潅流液を注入した。グル-プAでは、0.5ml/g liver/min.の流量を保つためには、潅流開始直後より20cmH_2以上の門脈圧を必要とした。潅流開始3時間以内に門脈圧は30cmH_2Oを越え、流量は0.3ml/g liver/min.以下となり潅流を中止した。潅流開始後1時間の血中ケトン体比は0.15±0.005(n=4、mean±S.D.)、潅流終了時の血中ケトン体比は0.11±0.005、肝組織Energy Chargeは0.359±0.058であった。グル-プBではやはり門脈圧はグル-プAと同じく潅流開始直後より20cmH_20以上であったが、肝動脈から0.1ml/g liver/min.の注入が可能であった。注入量がこれを越えると肝門部より潅流液の漏出が著明となった。潅流開始後1時間の血中ケトン体比は0.14(n=1)、潅流終了時の血中ケトン体比は0.25、肝組織Energy Chargeは0.301であった。グル-プCでは門脈圧は常に15cmH_20以下であり、6時間の潅流が可能であった。潅流開始後1時間の血中ケトン体比は0.40±0.114(n=4)、潅流終了時の血中ケトン体比は0.38±0.040、肝組織Energy Chargeは0.692±0.213であった。

肝動脈よりの潅流を併用した例では、大動脈内に留置したカニューラからも0.10.5ml/g.liver/min.の流速にて潅流を行った。ヒト血漿は期限切れにより廃棄処分となった新鮮凍結血漿を利用した。人血は健常ボランティアーより採取、使用した。実験は以下のグループにわけ行った。A)潅流液としてヒト血漿を用い、門脈のみから潅流を行った。B)潅流液としてヒト血漿を用い、門脈と肝動脈から潅流を行った。C)潅流液としてヘマトクリット1520%に調整したヒト血を用い、門脈のみから潅流を行った。D)潅流液として分離した家兎血漿を用い、門脈のみから潅流を行った。E)潅流液として分離した家兎血漿を用い、門脈と肝動脈から潅流を行った。F)潅流液としてヘマトクリット1520%に調整した家兎血を用い、門脈のみから潅流を行った。A)では、潅流開始後、13時間で門脈圧は30cmH_2Oを越え、肝表面よりの潅流液の漏出が激しく潅流は中止した。潅流液のケトン体比は0.15以上には上昇しなかった。B)でもA)と同様であったが、ケトン体比は0.24とA)に比し若干高かった。C)では、門脈圧は30cmH_2O以下に保たれ、ケトン体比も潅流開始後1時間で0.93と良好であったが、肝表面よりの潅流液の漏出はA)B)と同様に激しく、4時間以上の潅流は不可能であった。D)では、A)B)に見られた肝表面よりの潅流液の激しい漏出は見られなかったが、3時間以内にで門脈圧は30cmH_2Oを越え、ケトン体比も0.3以上には上昇しなかった。コントロールとしてのF)では、門脈圧は20cmH_2Oを越えることはなく、ケトン体比も1時間0.64、6時間0.54であった。
生体膜の電気的信号と細胞融合

パルス通電法による細胞融合法は、細胞融合・膜融合メカニズムの研究に一つの有効なモデルを提供する。また同時に、雑種細胞などを大量にかつ一挙に得る手段としても有効であり、その汎用化が強く望まれている。哺乳動物細胞を交流電場による誘電泳動下において接着させ、直流パルス通電を行ない細胞融合を実現させるには、細胞外液中における【Ca^(2+)】の存在が不可欠であることは以前明らかにした通りである。加えて、細胞内【Mg^(2+)】イオンの存在も不可欠であり、もしこれを適当な操作により除去すると、細胞外液中への【Mg^(2+)】の添加が不可欠であることが明らかとなった。このように高収率の細胞融合の達成には細胞外への適量の二価陽イオンの添加が必要であり、これにより細胞外液の電気伝導度が不可避的に上昇し、出力インピーダンスの高い通常のパルス通電装置では細胞を融合に到らしめるに十分な高電圧(KV/cmオーダー)の印加が困難となる。また、大量の融合細胞を一挙に得るためには電極間隔を広げる必要があるが、これによって更に大きな出力電圧がパルス発生装置に要求されることになる。そこで本年度は、これまで使用してきたブースターアンプにかわり、パルス・トランス方式を用いた高電圧パルス発生装置(最大出力直流電圧12KV,出力抵抗200オーム)を開発・製作し、大容量チェンバー中で多量の融合細胞を一挙に得ることに成功した。更に本年度は、ギガ・シール・パッチ電極法によるwhole-cell recordingを2細胞で同時に行ない、これらを機械的に密着させた後に、細胞内よりパルス通電を行ない細胞融合を実現させることを試みた。技術的には多くの困難があったが、数例の成功を見て2細胞間に電気的カップリングが得られた。しかしながら形態的に単一の球状細胞に到るダイナミックな過程をその後伴うことはなく、細胞融合のダイナミズムには電気的膜離断以外の因子が関与している可能性が示唆された。
表面吸着分子の開放系電子状態理論の開発と応用

金属表面に吸着した分子の局所電子状態を適切に記述することのできる開放系クラスターモデルを提案し,NO/Pt(111), Cs/Cu(111)系に適用した。その結果,これまで困難であった吸着分子の励起状態ポテンシャル曲線や吸着分子と金属表面の間の電子移動速度などを評価できることが実証された。本手法の確立により,太陽電池や光触媒など多くの応用を持つ光機能界面の理論研究が大きく進展するものと期待される。表面での分子操作および観測手法の目覚ましい進歩によって,現在,表面吸着分子の物理化学の精密化が進行しており,以前にも増して表面吸着分子系の電子状態を知ることが可能な第一原理的な計算理論の必要性が高まっている.本研究では,吸着分子と近傍の表面原子からなるクラスターによるモデルの欠点を,クラスター末端に外向波境界条件を課すことで克服する新手法の開発を目的としている.本年度は,第一原理計算プログラム作成と並行して,モデルポテンシャルに対して本手法を適用し,表面吸着分子系の性質を調べた.その結果,従来のクラスターモデルに比較して,結合距離や吸着エネルギーといった物性値のクラスターサイズ依存性が著しく低いことが示された.一体の縮約密度行列の解析より,この好ましい性質は波動関数がクラスター末端で内部に跳ね返されることなく適切に表現されたことによっていることが明らかとなった.明示的には扱わない環境に対する化学ポテンシャルを定義することによって,本手法で得られた電子散逸の速度を,吸着分子・表面間の電子移動の速度と関係づけることにも成功した.また,ハリスらの金属表面吸着分子のモデルポテンシャルに対して本手法を適用すると,吸着分子に局在した電子状態が,金属表面の電子状態と透熱的に分離されることを見いだした.事前には予期されなかったこの発見により,金属表面吸着分子系の核ダイナミクスの取り扱いは,本手法により著しく簡単化されることが分かった.実際に,電子散逸を含む核波束の時聞発展計算を行うことにより,金属表面の光照射によって生じる吸着種のコヒーレント振動が,従来言われてきたラマン機構に加え,準安定な電荷移動吸着種を経由する新たな機構によっても生じうることを示すことに成功した.I.新手法に基づく第一原理計算プログラムの開発分子から遠く離れた空間領域でのみ空間座標を複素スケーリングするexterior complex scalingと呼ばれる手法によって,実空間グリッド表示の密度汎関数法に基づく電子状態計算プログラムに外向波境界条件の導入を行った.プログラム中で用いられている擬ポテンシャルは遠方で解析関数であり, exterior complex scalingと組み合わせることでグリッド基底で表現された行列要素から直接複素スケーリングを行うことが可能である.グリッド法においては,解くべき固有値問題の行列の次元が著しく高くなるが, Jacobi-Davidson法の適用により数十万次元の複素対称行列の対角化も短時間で行えるように実装した.テスト計算の結果は概ね良好であったが,固有値の縮重度が高い場合に正確な固有値・固有ベクトルが得られない場合のあることがわかり,今後は桜井一杉浦法などの適用を検討している.II.モデルポテンシャルを用いた応用研究昨年度ハリスらのモデルポテンシャルに本手法を適用した結果発見された「透熱分離された吸着種の励起状態のポテンシャルエネルギー曲面」に基づいて,吸着種の核波束の時間発展計算を行い,表面吸着系の光励起によって起こる吸着種のコヒーレントな振動の励起メカニズムを検討した.特に,レーザーによる励起過程もシミュレーションに含めることで,レーザー条件による励起メカニズムの違いを検討した.その結果,非共鳴励起の場合には従来言われてきたラマン機構が支配的であるのに対し,共鳴励起をした場合には,準安定な電荷移動吸着種を経由する新たな機構によって引き起こされるコヒーレント振動が支配的となることを明らかにした.この新しい機構によって引き起こされる振動の初期位相の励起波長依存性は実験によるものと一致し,新手法の有効性が実証された.I.第一原理開放系量子化学計算プログラムの開発実空間グリッド表示の密度汎関数法に基づく第一原理電子状態計算プログラムに吸収ポテンシャルを導入し,実効的に外向波境界条件下での第一原理電子状態計算を可能にするプログラムの開発を行った.本研究で開発したプログラムでは,基底状態に加え,線形応答理論の援用により励起状態の計算も可能となっている.本プログラムにより,従来の孤立系理論に基づく量子化学計算プログラムではモデル化が困難であった「金属表面に吸着した原子分子」の局所電子状態の第一原理計算が可能となった.特に,励起状態の計算も可能となったことで,電気化学・触媒化学や近年実験研究の発展が著しい光表面科学・STM科学・単一分子デバイス科学の第一原理理論に基づく詳細な研究が可能となった.II.開発したプログラムを用いた新手法の有効性の実証これまでに多くの実験的,理論的研究のあるCs/Cu(111)系について,開発したプログラムによる電子状態計算を行った.その結果,最小のモデルクラスターCsCu分子の計算によっても平衡吸着距離は良好に再現され,光吸収スペクドルの定性的な理解が可能であることが明らかとなった.

特に,一部の実験家がその重要性を指摘してきたCuバルクからCs5d軌道へ励起の重要性を初めて理論的に検証する事ができた.また,計算された励起状態のポテンシャルカーブと電子状態寿命によって,これまで蓄積されてきた多くの実験事実の微視的かつ統一的な理解が可能となった.京都大学松本教授らはこの系におけるCsの光誘起コヒーレント振動に於いて通常と異なる振動初期位相を観測したが,これは新手法で見いだされた「短寿命励起状態による撃力励起メカニズム」によって再現できることが分かった.以上のように,本研究で企図した量子開放系電子状態計算プログラムの開発およびその有用性の実証に成功した.
記号処理向き高並列計算機の開発

論理型言語など記号処理用言語自体に内在する並列性に着目し、これに適合した並列計算機ア-キテクチャを構成することによって、人工知能処理などの飛躍的な高速化を実現しようとする試みが各所で行われている。本研究では、記号処理向きの高並列計算機の開発研究を行っており、並列論理型言語の高速実行を目指した並列計算機KPRを開発した。KPRは記号処理向き高並列計算機として実用上充分な速度が得られることを目標としており、要素プロセッサ512台からなるマルチプロセッサシステムを最大構成規模として設計されている。本研究では、5台の処理ユニットからなるプロトタイプシステムを試作した。本研究成果は以下の通りである。1.記号処理用並列計算機システムにおけるソフトウェア/ハ-ドウェア・トレ-ドオフの調査:商用化されている記号処理用並列計算機システムのア-キテクチャ上の特色を問題適応化能力の点から評価し、記号処理における汎用列処理機能を抽出した。2.記号処理一般に対する問題適応能力を備えた記号処理用言語とその処理機能の設計:記号処理用の各種言語のパラダイムを融合し、特にその並列処理記述能力と問題適応能力に配慮した記号処理用言語を設計した。3.記号処理用高並列計算機の単位処理機能を実現するハ-ドウェア機構のプロトタイプシステムの開発:高並列計算機システムの全体のトレ-ドオフに注意して、記号処理用並列言語処理に向いた並列計算機の単位処理機能、すなわち要素プロセッサア-キテクチャを決定し、そのハ-ドウェア機構をプロトタイプシステムとして試作した。本研究では、記号処理向き高並列計算機を開発し、記号処理応用分野における高度並列処理方式き本格的実用化実験に耐え得る研究用計算機システムを実際に試作する。具体的には、要素プロセッサを密結合ネットワ-クによって相互に結合して高並列計算機プロトタイプを構築し、シミュレ-ションなどでは評価できなかった諸点について実際的な検討を加える。すなわち、試作した記号処理用高並列計算機上で応用実験を行い、記号処理向き高並列計算機におけるハ-ドウェアとソフトウェアのトレ-ドオフ、その単位処理機能およびそれを実現する処理機構、要素プロセッサを結合するネットワ-ク方式などについて考察を加える。本年度の研究成果は以下の通りである。1.記号処理用並列計算機システムにおけるソフトウェア/ハ-ドウェア・トレ-ドオフの調査:実際に開発あるいは商用化されている記号処理用並列計算機システムのア-キテクチャ上の特色を問題適応化能力の点からも充分に評価し、記号処理における汎用処理機能を抽出した。2.記号処理一般に対する問題適応能力を備えた記号処理用プログラミング言語とその処理方式・処理機構の設計:記号処理用の各種プログラミング言語のパラダイムを融合し、特にその並列処理記述能力と問題適応能力に配慮した汎用の記号処理用言語を設計した。3.記号処理用高並列計算機の単位処理機能を実現するハ-ドウェア機構のプロトタイプの開発:高並列計算機システム全体のソフトウェア/ハ-ドウェア・トレ-ドオフに注意して、記号処理用並列プログラミング言語処理に向いた並列計算機の単位処理機能すなわち要素プロセッサ・ア-キテクチャを決定し、そのハ-ドウェア機構をプロトタイプ・システムとして開発した。本研究では、記号処理向き高並列計算機を開発し、記号処理応用分野における高度並列処理方式の本格的実用化実験に耐える研究用計算機システムを実際に試作する。1.記号処理用高並列計算機の単位処理機能を実現するハ-ドウェア機構のプロトタイプの開発:高並列計算機システムの全体のソフトウェア/ハ-ドウェア・トレ-ドオフに注意して、記号処理用並列プログラミング言語処理系に向いた高並列計算機の単位処理機能、すなわち要素プロセッサのハ-ドウェア機構をプロトタイプとして設計した。これによって、物理的な単位理機能の大きさがシステム全体の並列実行を制御する方式に与える影響について明らかにした。

さらに、設計した要素プロセッサを実際に積集路部品やプリント基板を用いて試作し、シミュレ-ション等のソフトウェアによる方式では得ることのできなかった詳細の評価デ-タを収集した。2.記号処理一般に対する問題適応能力を備えた記号処理用プログラミング言語の開発:応用側から記号処理用高並列計算機システムにおけるハ-ドウェアとソフトウェアのトレ-ドオフについて考察を加え、記号処理応用においてソフトウェアが分担すべき機能を推定し、それを具体化した。すなわち、単一プログラミング言語に頼る従来の方式では、システムの発揮できる性能に限界があることが分かったので、従来の記号処理の枠組みを越えるプログラミング言語及びその処理方式について追求できる斬新なトレ-ドオフを設定した。論理型言語など記号処理用言語自体に内在する並列性に着目し、これに適合した並列計算機ア-キテクチャを構成することによって、人工知能処理などの飛躍的な高速化を実現しようとする試みが各所で行われている。本研究では、記号処理向きの高並列計算機の開発研究を行っており、並列論理型言語の高速実行を目指した並列計算機KPRを開発した。KPRは記号処理向き高並列計算機として実用上充分な速度が得られることを目標としており、要素プロセッサ512台からなるマルチプロセッサシステムを最大構成規模として設計されている。本研究では、5台の処理ユニットからなるプロトタイプシステムを試作した。本研究成果は以下の通りである。1.記号処理用並列計算機システムにおけるソフトウェア/ハ-ドウェア・トレ-ドオフの調査:商用化されている記号処理用並列計算機システムのア-キテクチャ上の特色を問題適応化能力の点から評価し、記号処理における汎用並列処理機能を抽出した。2.記号処理一般に対する問題適応能力を備えた記号処理用言語とその処理機能の設計:記号処理用の各種言語のパラダイムを融合し、特にその並列処理記述能力と問題適応能力に配慮した記号処理用言語を設計した。3.記号処理用高並列計算機の単位処理機能を実現するハ-ドウェア機構のプロトタイプシステムの開発:高並列計算機システム全体のトレ-ドオフに注意して、記号処理用並列言語処理に向いた並列計算機の単位処理機能、すなわち要素プロセッサア-キテクチャを決定し、そのハ-ドウェア機構をプロトタイプシステムとして試作した。
含フッ素有機試薬の反応性と利用法に関する基礎研究

フッ素を含む有機化合物は、その特異な生理活性や材料特性のために、既に医農薬や材料の分野で広く利用されている。また、それらが合成上の有用な中間体となることも知られており、この分野でも数多くの研究がなされている。フッ素化合物のさらなる用途の拡大のためには、それらの物性や反応性に関する基礎研究が重要であり、分子軌道(MO)計算はその目的に非常に有効であると考えられる。しかしながら、対象とする分子の大きさやフッ素を含む分子の精密な計算のためには大規模な基底関数を使用する必要があったため、ごく一部の小さなフッ素化合物をのぞいて、非経験的MO計算を用いた研究はあまりなされていない。そこで本研究では、(1)多用な反応性を示すため、種々の含フッ素化合物を合成する上できわめて重要な合成ブロックであるgem-ジフルオロオレフィン生成反応、(2)有機分子に有用な機能を持たせるために、必要な部位にフッ素を導入するために良く利用される試薬、DAST(diethylaminosulfur trifluoride)の反応について、分子軌道計算を用いて検討する。さらに、これら反応に及ぼす溶媒の効果を考慮した計算を行い、実際に反応を行う状況をシミュレートして、含フッ素試薬の新たな用途の提案もその研究目的とした。(1)については、1999年度までにほぼ研究が終わり、既に論文発表を終えている。(2)について計算は既に終了し、その一部はJ.Compt.Aided Chem.に発表した。現在、DASTの示す特異な反応性については、論文を作成しており、近日中に発表を予定している。研究目的である「フッ素の関与する反応に及ぼす溶媒の効果を考慮した計算を行い、実際に反応を行う状況をシミュレートして、含フッ素試薬の新たな用途の提案」という目標は達成されたと考えている。エステルのアルカリ加水分解反応における反応障壁の由来は、必ずしも理論的に説明されていない。本研究では、エステルの十分近傍において水と水酸化物イオンとの間でプロトン移動が生じた後、生成した水酸化物イオンが、溶媒である水分子と相互作用しながらカルボニル炭素に求核付加攻撃を行ない、4面体型中間体を生成する新たな加水分解反応機構を検討することを目的とした。関与する水分子の数が活性化エネルギーに及ぼす影響について、非経験的分子軌道計算を用いて理論的考察を行った。構造最適化はB3LYP/6-31+G^*法により行い、エネルギー相関の精密化のために、MP4/6-31+G^<**>//B3LYP6-31+G^*レベルの計算も行った。水1分子が関与する機構は、4.6kcal mol^<-1>の活性化エネルギーを持つと計算された。この場合遷移状態(TS)はえられたものの、4面体型中間体の方が反応物より5.1kcal mol^<-1>安定と評価され、この点については実験結果と異なる。水2分子を考慮した機構では、相互作用する水分子の位置の違いによって、活性化エネルギーが6.0及び4.6kcal mol^<-1>である異なる2つのTSが得られた。水3分子を関与させるとは更に障壁は高くなる(6.4kcal mol^<-1>)ことが示された。また2つ以上水分子を考慮すると、反応物が中間体より安定になるという実験と一致する結果が得られたが、その差は実験値に比べて小さい。モンテカルロシミュレーションバルクの溶媒効果を導入すると、さらに実験結果と良い一致が得られた。

2-ヒドロキシピリミジン誘導体1をCH_3I、(CH_3)_2SO_4、TMSiCHN_22などでメチル化した場合は通常の条件下ではO-Me体(4)とN-メチル体が得られる。我々は2とDAST3を処理することで、5°C、1分で反応が完結し、かつ選択的にO-メチル体が得られる条件を見い出した。この反応においてDASTがO-メチル化にどのように関与しているか、MO計算を用いて理論的解析を行った。1の1位もしくは3位に付加しているH^+をジアゾメタンが引き抜きながら、メチル化が進行する機構である。ジクロロメタン中で、この時の活性化エネルギーは、O-メチル化とN-メチル化でそれぞれ15.8、11.1kcal mol^<-1>と計算された。次に、DASTとアルコール性水酸基と反応における中間体を経由する機構を想定した。2つの反応物が考えられるが、O-メチル体、N-メチル体の活性化エネルギーは69.4、71.9kcal mol^<-1>と高いエネルギーを必要で、DASTを用いるメチル化は、低温条件下で反応が進行する実験事実と反する。実験では禁水条件下では反応が進行しないこと、及びDASTの水に対する高い反応性を考慮すると、最初にDASTとH_22Oが反応し付加体6が生成し、さらにジアゾメタンとの反応でジアゾニウム中間体を生成の後、メタンジアゾニウム中間体と1が反応しO-メチル体、N-メチルが生成する反応の活性化エネルギーは、2の場合は2.2、4.1kcal mol^<-1>と計算された。この結果は0°Cで迅速に反応が進行することを支持しており、2ではO-メチル体が優先して生成することを示している。ジアゾメタンの場合、反応する分子間で立体反発が考えられないため、反応性の高いNと反応ずるし、一方2の場合、トリメチルシリル基が反応部位に影響を及ぼすため、O-メチル化が優先的に進行すると考えられる。
神経ステロイド合成の面から見た網膜における神経細胞とグリア細胞の相互作用の解明

網膜は、神経外胚葉に由来をもち、6種類の神経細胞とグリア細胞からなるというその組織学的構造から、グリア細胞と神経細胞との相互作用を研究する上で最適なモテルであると考えられている。本研究の目的は、網膜における神経ステロイドの局在、および発現量の変化を統合的に調べることにより、神経細胞とグリア細胞の相互作用を解明することにある。アンドロゲンやプロゲステロンの代謝に関する酵素である3α-hydoroxy steroid dehydrogenase(3α-HSD)について、成熟ラット網膜および生後の発生過程におけるラット網膜を用いた研究により、3α-HSDは形態学的に成熟されるまでの期間、神経節細胞や血管内皮細胞に発現し未成熟な網膜において細胞の分化・発達に関与し、成熟網膜のミュラー細胞に発現する3α-HSDは、細胞の分化とは別の機能に関与していることが示唆された。次に、神経ステロイド合成酵素の一つである、アンドロゲンやプロゲステロンの合成に関与する酵素3β-hydoroxy steroid dehydrogenase(3β-HSD)について、網膜を構成する6種類の神経細胞と、グリア細胞であるミュラー細胞のいずれの細胞に局在するのかを、成熟ラット網膜で明らかにしたウサギに免疫して得られた抗血清をアフィニティ精製したものを3β-HSD特異抗体として免疫組織学的手法により検索した。網膜組織を用いたウエスタンブロットにより、3β-HSD特異抗体は42kDaのタンパクを認識した。免疫陽性反応は、視細胞の細胞体およびその突起、特に内節に強い反応が認められた。また、内顆粒層の細胞体と内網状層の線維、および神経節細胞の細胞体にも陽性反応が認められた。これらの結果から、3β-HSDは網膜での局在から視機能調節に対する関与が示唆された。網膜は、神経外胚葉に由来をもち、6種類の神経細胞とグリア細胞からなるというその組織学的構造から、グリア細胞と神経細胞との相互作用を研究する上で最適なモデルであると考えられている。本年度においてまず第一に、神経ステロイド合成に関与する酵素の一つである3α-hydoroxysteroid dehydrogenase(3α-HSD)が、網膜を構成する6種類の神経細胞と、グリア細胞であるミュラー細胞のいずれの細胞に局在するのかを、成熟ラット網膜で明らかにした。3α-HSD特異抗体を用いた免疫組織学的手法により、免疫陽性細胞が網膜全域に局在しており、特異的マーカーを用いることによりその細胞がミュラー細胞であることを特定した。さらに、生後の発生過程におけるステロイド合成酵素の発現時期とその細胞をRT-PCR、および免疫組織化学法で検索した。RT-PCRにより3α-HSDmRNAは、生後1日のラット網膜からすでに発現していることが明らかになった。生後1,3,5,7,14日のラット網膜を用いた免疫組織化学的検索の結果、網膜内層の神経節細胞網膜最内層および硝子体内に分布する血管内皮細胞に免疫陽性反応が生後114日すべての網膜で認められた。これらの陽性反応は、成熟ラット網膜では認められなかった。生後14日令の網膜では、ミュラー細胞にも免疫陽性反応があり、成熟ラット網膜と同様の発現分布を示した。これらの結果から、3α-HSDは形態学的に成熟されるまでの期間、神経節細胞や血管内皮細胞に発現し未成熟な網膜において細胞の分化・発達に関与し、成熟網膜のミュラー細胞に発現する3α-HSDは、細胞の分化とは別の機能に関与していることが示唆された。
知的エージェントを用いた仮想的活動空間に関する基礎的研究

平成11年度は、エージェント指向コンピューティング技術に基づく仮想的活動空間の実現技術、及び、仮想的活動空間における活動支援技術に関する基礎的研究を実施した。(1)仮想的活動空間の設計モデル:仮想的活動空間における活動支援の例として、情報検索、情報仲介、電子商取引などの機能に着目し、仮想的活動空間のモデルの精緻化を行った。(2)仮想的活動空間の構成法:仮想的活動空間における活動支援機能の実現技術として、前項で挙げた具体例を対象として、ソフトウェアエージェントを利用したサービス構成法ついて検討し、その基本方式を提案した。(3)エージェント指向コンピューティング基盤:エージェントフレームワークのプロトタイピングと実験を通して、マルチエージェントによる仮想的活動空間の実装方式を提案した。平成9年度は、仮想的活動空間の基本概念とその設計法の基礎固めとして、エージェント指向コンピューティング技術に基づく次の3つの研究項目に関する基礎研究を実施した。(1)仮想的活動空間の設計モデル:広域ネットワーク上に形成される新しい情報空間(仮想的活動空間)の狙いは、実世界における人々の様々な活動を効果的に支援することにある。その手段として、仮想的活動空間上で動作して人々に様々サービスを提供するソフトウェアエージェントを利用する。本年度は、人々とソフトウェアエージェントの協調に基づく仮想的活動空間の概念モデルを提案し、研究活動を対象とした仮想的活動空間の具体例を構成した。(2)仮想的活動空間の構成法:仮想的活動空間の概念モデルとその具体例に基づいて、エージェント指向コンピューティング技術を適用した構成手法の基本検討を行った。本年度は、仮想的活動空間におけるビデオ会議サービスのエージェント指向アーキテクチャを提案し、マルチエージェントシステムとして実現する手法を与えた。(3)エージェント指向コンピューティング基盤:仮想的活動空間の実現基盤となるエージェント指向コンピューティングのプラットフォームについて検討し、その上で実現されるエージェントアーキテクチュアを提案し、ビデオ会議サービス等の試作を通してその有効性を確認した。平成10年度は、前年度に引き続き仮想的活動空間の基本概念の精緻化を行い、エージエント指向コンピューティング技術に基づく設計法に関する基礎研究を実施した。(1)仮想的活動空間の設計モデル:仮想的活動空間における人々の様々な活動の支援方式を確立するために、ネットワーク情報収集や電子商取引などの活動を例として、仮想的活動空間の概念モデルの精緻化を行った。(2)仮想的活動空間の構成法:仮想的活動空間における人々の様々な活動を支援するしくみとして、人々と協調して動作するソフトウェアエージェントの組織構造について検討し、仮想的活動空間の概念モデルとその具体例に基づいて、活動支援のためのエージェント指向ソフトウェアアーキテクチャを提案した。(3)エージェント指向コンピューティング基盤:前年度に引き続き、仮想的活動空間の実現基盤となるエージェント指向コンピューティングのプラットフォームについて検討し、スクリプト言語系に基づくその実現方式を検討した。
認識・機能誘導型微粒子系の構築と人工血小板への応用

遺伝子組換えヒト血清アルブミンを水中でジスルフィド重合させたアルブミン微粒子あるいはリン脂質小胞体(リポソーム)の表面に,血小板膜蛋白質(GPIbα、GPIa/IIa)の遺伝子組換え体(rGPIbα、rGPIa/IIa)あるいはフィブリノーゲン関連ペプチドを結合させ、止血能を有する人工血小板(血小板代替物)の開発から機能評価を展開している。本年度では、フィブリノーゲンγ鎖アミノ酸配列400-411番目のドデカペプチド(H12)を担持したアルブミン微粒子の止血能に関して、まず流動下において出血部位モデル基板への機能評価(in vitro法)を行い、さらに血小板数減少症ラットを用いた動物実験からその止血能評価を行った。H12担持アルブミン微粒子では、血液流動下において出血部位モデル基板への特異的粘着が確認でき、ずり速度の低い領域で粘着能が高いことを確認した。特に、活性化した血小板と特異的に凝集塊を形成することから、一次止血よりも二次止血を促進することが確認できた。また、H12担持アルブミン微粒子のin vivo系での止血能評価を行なうために、抗癌剤ブスルファンを投与して血小板数を減少させたラット(血小板減少症ラット)を作製し、尻尾切断部位からの出血時間を測定する系(in vivo法)を確立した。正常値のおよそ5分の1に血小板数が減少したラットにH12担持アルブミン微粒子を投与し、尻尾切断部位からの出血時間を測定したところ、H12を担持していないアルブミン微粒子投与群と比較して、出血時間がおよそ2分の1まで最大で短縮することを確認した。投与量の増加に伴い、出血時間が短縮することも確認した。以上より、認識部位として血小板膜蛋白質やフィブリノーゲン関連ペプチドを利用し、アルブミン微粒子やリポソームを担体とした微粒子は、止血能を有する人工血小板として機能することを明らかにした。遺伝子組換えヒト血清アルブミンを水中でジスルフィド重合させたアルブミン微粒子あるいはリン脂質小胞体の表面に,血小板膜蛋白質(GPIbα、GPIa/IIa)の遺伝子組換体を結合させ、出血部位認識能を有する人工血小板を展開している。出血部位で露出するコラーゲンに粘着するフォンビルブランド因子(vWf)を認識するrGPIbαを結合したアルブミン微粒子あるいはリン脂質小胞体を調製し、免疫化学的定量法から一粒子当たりのrGPIbα結合数はおよそ6.0×10^3個であることを確認した。機能評価を行なうために、出血部位モデル基板としてvWf固定化基板を使用し、血液流動下における認識挙動を解析した。rGPIbαを担持したアルブミン重合体と小胞体の粘着挙動は大きく異なり、rGPIbα-アルブミン重合体は、流動直後から基板上のvWfを特異的に認識して、そのまま粘着した。他方rGPIbα-小胞体では、ヒト血小板と同様の挙動を示し、vWf基板へ粘着後、流動方向に沿って基板上を転がって移動した。この移動速度は、小胞体構成二分子膜の膜流動性の低下に伴って増大することが分かり、小胞体と、vWf間の接触面積がrGPIbα-小胞体の移動速度に大きく影響することを明らかにした。この粘着挙動の相違は、担体の剛直性、変形能あるいは膜流動性などの物理化学的性質に起因することを見出した。また、コラーゲンの受容体であるrGPIa/IIaを担持したアルブミン重合体では、血液流動下におけるコラーゲン基板への特異的粘着が確認でき、特にずり速度の低い領域で粘着能が高かった。動物実験として、血小板数が5分の1に減少しているマウスにrGPIa/IIa-アルブミン重合体を投与したところ、rGPIa/IIaを結合していないアルブミン重合体投与群と比較して、出血時間がおよそ3分の1まで短縮が可能となり、生体内での止血能を確認できた。遺伝子組換えヒト血清アルブミンを水中でジスルフィド重合させたアルブミン微粒子あるいはリン脂質小胞体の表面に,血小板膜蛋白質(GPIbα、GPIa/IIa)の遺伝子組換え体(rGPIbα、rGPIa/IIa)あるいはフィブリノーゲン関連ペプチドを結合させ、止血能を有する人工血小板(血小板代替物)を展開している。本年度では、rGPIa/IIaを担持したアルブミン微粒子の止血能に関して、まず流動下において受容体コラーゲン基板への粘着挙動評価(in vitro法)を行い、さらに血小板数減少症マウスを用いた動物実験からその止血能評価を行った。rGPIa/IIa担持アルブミン微粒子では、血液流動下においてコラーゲン基板への特異的粘着が確認でき、特にずり速度の低い領域で粘着能が高いことを確認した。また、血小板数が正常値のおよそ5分の1に減少しているマウスにrGPIa/IIa担持アルブミン微粒子を投与し、尻尾切断部位からの出血時間を測定したところ、rGPIa/IIaを担持していないアルブミン微粒子投与群と比較して、出血時間がおよそ3分の1まで短縮できた。ただ、rGPIa/IIa担持アルブミン微粒子では血管内における出血部位への集積のみにとどまり、さらなる止血能は期待できない。

そこでフィブリノーゲンγ鎖400-411番目のドデカペプチド(H12)に着目し、流動血小板との相互作用を調べた。H12を担持したラテックスビーズを用いて流動血小板の粘着挙動を観察したところ、流動血小板のコラーゲン基板に対する粘着が促進され、血小板凝集塊にH12担持ラテックスビーズが巻込まれることを確認した。従って、人工血小板の認識部位としてH12を利用することで、出血部位に粘着・集積した後、流動血小板の粘着を促進する可能性を示唆し、止血能の向上が期待できた。遺伝子組換えヒト血清アルブミンを水中でジスルフィド重合させたアルブミン微粒子あるいはリン脂質小胞体(リポソーム)の表面に,血小板膜蛋白質(GPIbα、GPIa/IIa)の遺伝子組換え体(rGPIbα、rGPIa/IIa)あるいはフィブリノーゲン関連ペプチドを結合させ、止血能を有する人工血小板(血小板代替物)の開発から機能評価を展開している。本年度では、フィブリノーゲンγ鎖アミノ酸配列400-411番目のドデカペプチド(H12)を担持したアルブミン微粒子の止血能に関して、まず流動下において出血部位モデル基板への機能評価(in vitro法)を行い、さらに血小板数減少症ラットを用いた動物実験からその止血能評価を行った。H12担持アルブミン微粒子では、血液流動下において出血部位モデル基板への特異的粘着が確認でき、ずり速度の低い領域で粘着能が高いことを確認した。特に、活性化した血小板と特異的に凝集塊を形成することから、一次止血よりも二次止血を促進することが確認できた。また、H12担持アルブミン微粒子のin vivo系での止血能評価を行なうために、抗癌剤ブスルファンを投与して血小板数を減少させたラット(血小板減少症ラット)を作製し、尻尾切断部位からの出血時間を測定する系(in vivo法)を確立した。正常値のおよそ5分の1に血小板数が減少したラットにH12担持アルブミン微粒子を投与し、尻尾切断部位からの出血時間を測定したところ、H12を担持していないアルブミン微粒子投与群と比較して、出血時間がおよそ2分の1まで最大で短縮することを確認した。投与量の増加に伴い、出血時間が短縮することも確認した。以上より、認識部位として血小板膜蛋白質やフィブリノーゲン関連ペプチドを利用し、アルブミン微粒子やリポソームを担体とした微粒子は、止血能を有する人工血小板として機能することを明らかにした。
東アジアにおける無農薬・無化学肥料・無除草剤による低投入環境保全型水稲栽培の確立

日本、スリランカ、ベトナム、インドネシアの4カ国において、SRI農法の特徴である苗1本植え、栽植密度、間断灌漑等がイネの生育や収量に及ぼす影響を検討した。その結果、対象とした4ヵ国で結果に違いが見られたが、現状ではSRI農法が多くの国の農法として従来の栽培方法より増収の農法であるとは思われなかった。新SRI農法の考案とそれを活用した資源低投入環境保全型イネ栽培技術の確立に関して検討した。その結果、タニシ等の淡水生物の活用により資源低投入環境保全型イネ栽培技術を確立することが可能であると思われた。アジアの水稲栽培では、1960年代に始まった「緑の革命」により収量は増加したが数多くの問題が生じた。例えば、土壌の劣化や水田及びその周辺環境の悪化、生物多様性の激減による特定病害虫の多発等である。しかし、これらの諸問題を解決した低投入環境保全型のイネ栽培技術は、確立されていない。一方、東アジア等では、1983年に誕生した資源低投入で、多収が可能な「SRI農法(System ofRice Intensification)」が注目されている。しかし、現在、この方法で報告された多収記録と増収効果の信慧性を疑問視している研究者も多い。ここでは、日本の研究者を中心にした国際研究体制のもとで、緯度の異なる3力国での「SRI」農法水田の生物、物理、化学的特性を解明し、イネの個体、個体群、群集レベルの要因実験により「SRI農法」の信葱性を検証する。そして、これらの結果をもとに、多様な生物の機能を活用した無化学肥料・無農薬・無除草剤で安全で安定した新たな水稲増産技術である「新SRI農法」を確立することを4年間の研究目的としている。気候や栽培体系の異なるインドネシア(ジョグジャカルタ:南緯7度)、スリランカ(ペラデニア:北緯6度)、ベトナム(ハノイ:北緯21度)を訪問し、「SRI農法」の基本である栽植密度と物理的除草回数がイネの生育に及ぼす実験を開始した。また、インドネシアのバリ島で4ヶ国の共同研究者による自然共生型水稲栽培の国際ワークショップを開催し、参加国の水稲栽培の実情と研究の進捗状況}とついて討論した。また、鶴岡で水田生物の多様性がイネの生育に及ぼす影響の要因実験などを開始した。水田湛水の多様な生物に由来する窒素などを活用して、無化学肥料・無除草剤・無農薬で水稲を栽培する自然共生型水稲栽培の技術を確立することを目的に日本、インドネシア、スリランカ、ベトナム、ケニアの5カ国の国際共同研究を実施した。特に、1)日本でタニシやオタマジャクシなどの湛水生物が水稲の生育などに及ぼす影響を解明し、2)そのような湛水生物を活用した栽培方法がアジアやアフリカの国での有用性に関する基礎実験を実施した。その結果、以下のことが明らかになった。日本において水田生物のアゾラとドジョウを用いた栽培方法は、コメの増収に効果があった。さらに、農家の水田でのタニシの有無による操作実験では、タニシのいる区で収量などが増加する結果が得られた。また、有機栽培を20年及び5年行っている水田での湛水生物や土壌及びイネの窒素などを比較したところ、有機水田20年の水田が、土壌及びイネの窒素が多く、これは有機水田20年区では、タニシやヤゴなど湛水生物が多く、これらの生物由来の窒素が多いことに起因していると思われた。また、タニシは、雑草が多いと生存や発育に負の効果が生じ、タニシを有効に活用するには、水田の雑草管理も重要であることが示された。これらの結果から、多様な湛水生物は、イネの発育に効果があると思われた。このような日本での結果を踏まえ、インドネシア、スリランカ、ベトナムで湛水生物による生物由来の窒素を活用して水稲を栽培する技術を確立するための基礎実験を実施した。ここでは、湛水期間を操作して湛水生物がイネの生育に及ぼす影響を主に検討した。その結果、湛水期間が長いとイネの生育が良くなる傾向が示された。これらの結果は、湛水生物由来の窒素などがイネの肥料として機能していることに起因すると思われた。採択課題は、鶴岡での共同研究、国内での共同研究、海外5ヶ国での共同研究の3つに分けられる。鶴岡では、無農薬・無化学肥料・無除草剤で20年以上イネを栽培している生物の多様性の高いモデル水田を調査地とし、多様な生物の種間相互作用とそれがイネの生育に及ぼす影響を解明しつつある。さらに、多様な生物の役割を解明するため農学部付属農場の水田で要因実験を実施している。