hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ワイヤ-吊下げ法による阿蘇火山の磁気異常検出の研究

この研究は阿蘇火山の火口を横切ってロ-プを張り、地磁気変化を検出して火口直下の熱的動向を捉えようとする。1990年7月と12月に阿蘇中岳第一火口の西リムを起点として、北リムおよび東リムに向かう2測線について小型のプロトン磁力計を吊り下げ観測をおこなった。それぞれの測定には成功したが,当初の計画通りの繰り返し観測あるいは連続観測はできなかった。そのおもな原因は火山活動が終息せず活発すぎたことによる。7月の測定は天候に恵まれ、火山活動もやや静穏で、第一回の観測は成功であった。しかし、繰り返し観測のためワイヤ-を放置しておいたところ、数日後の落雷によって容易に切断された。その後、火山活動が活発化し、再測定の機会がなかった。厳冬季にかかるため、12月に再測定を強行した。しかし、視界ゼロ、強い火山ガス、火口内の噴石活動など観測条件は極めて悪く、測定値は大きな誤差を伴っていた。原因は未解決である。測線長が往復800mに及ぶため1.機材が重い。2.ロ-プをからませないために操作に慣れがいる。3.無風でないと位置再現性が得られない。この誤差は火口周辺の地上磁場観測に劣ることがありうる。4.準備に時間がかかり、手軽に観測できない。5.視界が悪いと操作に誤りがあってもその確認ができない。などの不利益がある。しかし、6.数回にわたって、火口内の湯だまりの温度の直接測定や採水に成功し、7.火口を横断する磁場傾度が測定されたほか、8.この観測技術は火山ガスの直接採集や火口縁から見られない火口底の撮影には容易に適用できる。9.筆者のみならず協力を得た数名の研究者が技術を体得した。などの知見および成果を得た。今後、火山活動の静穏化を持って、繰り返し観測をおこなうとともに、いま少し短距離において追実験を行なう。原因は未解決である。などの不利益がある。
バイオアベイラビリティ試験のためのマイクロ消化器モデルの開発

本研究は、経口投与された物質が胃や腸でどのような作用を受け、腸管からどれだけ吸収されるかを検定するためのマイクロシステムを開発することを目的とする。具体的には数cm角のマイクロチップ内部に胃および小腸に相当する部位を構築し、これらを流路で結んだデバイスを作製して、胃液での消化、膵液・腸液での消化、腸内細菌との反応、腸上皮組織からの吸収を一連の流れの中で行わせるシステムを開発し、その性能を評価することを目指して研究をおこなった。本年度はこれまでに構築した各マイクロ臓器を連続的につなげ、それぞれが最適条件から逸脱しないような送液条件を見いだし、各部位を正確に動作させる手法の確立を目指し、最適条件を見いだした。その後、化学的・生物的特性がよく知られた試験試薬を用いてマイクロ消化管における反応性や腸管吸収について検定を行い、従来の実験系や実際の人体での既知のデータと比較することにより、開発したシステムの性能の評価をおこなった。その結果、胃腸部での消化に対する安定性・分解性や腸管における吸収性について、従来知られていた知見と定性的に一致する結果を得ることができ、開発したマイクロモデルは、バイオアベイラビリティ試験のためのデバイスとしてある程度有効であることが示された。具体的には数cm角のマイクロチップ内部に胃および小腸に相当する部位を構築し、これらを流路で結んだデバイスを作製して、胃液での消化、膵液・腸液での消化、腸内細菌との反応、腸上皮組織からの吸収を一連の流れの中で行わせるシステムを開発し、その性能を評価することを目指した。・消化部位のマイクロチップ化マイクロチップ内に胃に相当する機能を構築した。数μL以下の容量を持った胃を作製し、ここに試験試料を導入する流路と胃液を導入する流路、十二指腸部へ抜ける流路を作製し、流体制御系の最適化を行った。胃液としては最も一般的な組成の人工胃液を用い、溶液の制御方法としては全ての溶液が連続的に流れ続ける連続流型でおこなった。十二指腸部位における膵液などとの混合反応についても全く同様の開発を行った。両者は溶液組成が異なるものの、技術的には類似のプロセスで実現可能であった。・腸上皮組織のマイクロチップ化マイクロチップ内にメンブレンフィルターを配置し、その上側に腸上皮のモデル細胞であるCaco-2細胞を培養したマイクロ腸管を作製し、透過性試験を行うことにより性能を確認した。
反復DNAのクロマチン構築に関与するRNA小分子の研究

昨年までの解析により、分裂酵母セントロメアヘテロクロマチンの反復DNA領域から産出されているsiRNAは、その前駆体RNAにSIREという共通配列を有し、SIREが細胞内RNAi機構によるsiRNA産生に積極的に可能性が提示されていた。本年度はそのsiRNA産生誘導の分子機構の解明を試みた。まず、SIREによる前駆体RNAのsiRNA代謝はSIREの上流部分のRNAに限定されることをより詳細に示した。次に、SIREによるsiRNA産生の特異性を調べる目的で他のセントロメアDNA由来siRNAの鋳型配列との活性比較を行い、SIRE以外のsiRNA鋳型配列にも異所的なsiRNAを誘導する能力があることを示した。その活性は、容易に誘導siRNAが検出できる1000塩基前後の長さを用いた場合には両者とも同等の力価を示したが、セントロメア反復DNAに見られる本来の長さである376塩基での活性を測定したところ、力価自体は明らかに下がるが両者の能力の間に明確な違いがあることを、二つの異なるコンストラクト条件下で同様に検出した。SIREは特異的に新規siRNAを自律的に誘導する能力があるようであり、SIREに依存した一次的siRNA新規合成とその産物を利用してさらに増幅につなげるSIRE非特異的な二次的siRNA合成の2種類の機構の組み合わせで、分裂酵母セントロメア反復DNAに由来するde novoのsiRNA合成は行われていると考えられる。そのような反応にはRNA依存型RNAポリメラーゼの働きが不可欠であるが、実際にSIREに特異的に起こるRNAを鋳型にした微弱なRNA転写反応をin vivoで検出することに成功している。また、セントロメアヘテロクロマチン構造が不完全な状況でSIREを含むRNAの転写は内在性siRNAの産生に阻害的に働くことも発見した。そのような条件下ではSIREによる限定因子の競合が起きていると考えられる。分裂酵母ではセントロメアヘテロクロマチンを構成する反復DNA領域からsiRNAが産出されているが、その詳細な分布は不明であった。そこで、まずはノザンブロットの手法を改良し、再現性よく確実に小分子RNAを検出する手法を開発・完成させた。その方法を用いて、セントロメア反復配列ユニット中のどの部分がsiRNAに変換されているか詳細なマッピングを行った。その結果、2種類の反復ユニット中のそれぞれ固有な2kb程度の領域からsiRNAは産み出されていることが判明した。その領域の配列比較の結果、反復ユニット全般には371bpの配列が共通して存在していることを発見し、siRNA regulatory element (SIRE)と名付けた。SIREはセントロメア以外のヘテロクロマチン領域のDNA配列にも見出すことのできる配列であった。SIREはRNAとして機能している可能性が高く、RNAiの変異株で蓄積が見られるセントロメア由来のsiRNA前駆体分子には一様にSIREが含まれていることを明らかにした。さらにSIREを含む人為的な転写産物は、分裂酵母細胞内においてsiRNAに代謝されることを示した。そのようなsiRNA代謝はSIREの上流部分に限定され、SIREがRNAを鋳型としたRNA逆転写産物の産生に正に関わっていることを示唆している。しかしながらSIREに依存した経路で産み出された異所的なsiRNAは、高等細胞で見られる通常のsiRNAのような転写後遺伝子抑制能を全く示さず、RNA干渉ではなくヘテロクロマチンによる遺伝子転写抑制を目的とした分裂酵母でのRNA代謝経路の分子基盤が明らかとなった。他種生物でも同様の経路が存在する可能性について検討の準備を進めている。
児童用ＷＴＣモデルの構築―外国語活動から中学校英語への円滑な移行を目指して

本研究は2011年から公立小学校で開始された「外国語活動」について、児童の心的効果に着目し、(1)成人のWTC(Willingness to Communicate)モデルの構成要素が児童の心的概念として妥当かを検証すること、(2)日本人児童のWTCモデルを構築すること、を目的とした。2012年にWTC、国際的志向性、L2コミュニケーション能力の認知、L2コミュニケーションの不安、学習意欲、外向性が児童の心的概念として妥当であることを確認、また測定尺度を完成した。2014, 2015年に関東圏の高学年児童(1,036名, 1,415名)に質問紙調査を実施、日本人児童のWTCモデルを提案した。育児休業中のため、平成25年度は研究を中断。本研究の目的は、2011年度から公立小学校で開始された「外国語活動」に関して、児童の心理的効果に着目し、(あ)成人のWTC (Willingness to Communicate)モデルの構成要素が児童の心的概念として存在するのかを探ること、(い)(あ)の構成要素を用いた日本人児童のWTCモデルを構築すること、の2点である。結果は英語活動(先行研究(課題番号18720512))と外国語活動(課題番号22720220))参加時の児童の国際的志向性(WTCモデルの構成素の一つ)の変化との整合性を確認するものである。初年度は、文献研究とデータ収集期間であった。この期間の目的は、WTCの構成素である(A)L2 WTC, (B)コミュニケーションの自信、(C)L2学習意欲の尺度項目を先行研究から吟味、児童用に修正した。その尺度項目を実際に児童に回答してもらった。調査地域は、千葉県内のA小学校(5,6年生398名)、B小学校(5,6年生124名)、C小学校(5,6年生222名)、D小学校(108名)、E小学校(5,6年生207名)の計1059名である。アンケートの実施が、小学校の行事の関係で年度末23月の実施であったため、現在、アンケートを回収し、その結果をエクセルに入力するところまで終わっている。本研究では研究期間を3年とし、初年度を尺度開発のための文献研究とデータ収集、次年度を尺度項目のスリム化のためのデータ収集期間、最終年度を量的及び質的データ収集と分析期間とし、調査を開始した。研究2年目にあたる平成26年度は、尺度項目のスリム化のためのデータ収集期間と位置付けた。初年度に選択した77項目をこの年の収集データに基づき、6つの調査概念の信頼性を維持しつつ、44項目に厳選し、1枚のアンケート用紙に収めた。このアンケート用紙を用い、公立小学校での外国語活動に1年間参加する前後での児童の心的変化を探ることとした。心的変化とは、WTC、国際的志向性、動機、外向性、L2コミュニケーションでの不安感、L2コミュニケーションに関する自己効力感とする。調査対象は、2013年4月から2015年3月までの約1年間、外国語活動の授業を受けた公立小学校7校の児童(有効回答数1,036名)とした。6年生が472名、5年生が563名参加した。現在、2回目のアンケート実施が終わり、データの入力、分析中である。児童の回答に基づき、ラッシュ・モデルを用いた分析、因子分析、共分散構造分析、および分散分析の統計処理を用いる。本研究の目的は2011年度から公立小学校で開始された「外国語活動」に関して、児童の心的効果に着目し、(あ)成人のWTC(Willingness to Communicate)モデルの構成要素が児童の心的概念として存在するのかを確認すること、(い)(あ)の構成要素を用いた日本人児童のWTCモデルを構築すること、の2点である。平成25年度は、文献研究とデータ収集期間であった。WTCモデルの構成素であるWTC,コミュニケーションの自信、学習意欲の尺度項目を先行研究から吟味、児童用に修正した。平成26年度は、尺度項目のスリム化のためのデータ収集期間であり、初年度に選択した77項目を6つの調査概念の信頼性を維持しつつ、44項目に厳選し、1枚のアンケート用紙に収めることができた。この質問紙を用い、公立小学校での外国語活動に1年間参加する前後での児童の心的変化を探ることとした。調査対象は、2014年4月から2015年3月までの約1年間、外国語活動の授業を受けた公立小学校7校の児童1,036名のうち欠損値を持つ58名を除外した978名(6年生481名、5年生497名)とした。このデータを基に高学年児童のWTCモデルを提案することができた。平成27年度は、前年度に提案したWTCモデルの安定性を高めるため、教室の雰囲気に関する質問項目を追加、46項目で質問紙調査を行った。調査対象は2015年4月から2016年3月までの約1年間、外国語活動の授業を受けた公立小学校7校の児童1,415名(6年生699名、5年生716名)とした。

本研究は2011年から公立小学校で開始された「外国語活動」について、児童の心的効果に着目し、(1)成人のWTC(Willingness to Communicate)モデルの構成要素が児童の心的概念として妥当かを検証すること、(2)日本人児童のWTCモデルを構築すること、を目的とした。2012年にWTC、国際的志向性、L2コミュニケーション能力の認知、L2コミュニケーションの不安、学習意欲、外向性が児童の心的概念として妥当であることを確認、また測定尺度を完成した。2014, 2015年に関東圏の高学年児童(1,036名, 1,415名)に質問紙調査を実施、日本人児童のWTCモデルを提案した。当初は質問紙調査の実施先を3校とし、500名程度の参加者を予定していたが、A市教育委員会の支援を受け、県内7校での実施が可能となり、1075名の参加が確認された。そのうち、有効なデータ数は1036名分となった。また、児童のL2コミュニケーション能力に関する自己効力感と実際の英語運用能力を比較するため、1036名中約200名の児童に児童英検を受験してもらい、その相関を確認する予定になっている。以上の2点から、「当初の計画以上に進展している」と判断した。英語教育研究の最終年度にあたる平成27年度は、量的及び質的データ収集と分析期間と位置づける。今年度と同様、1,000近い参加者による質問紙調査を実施、統計処理を行うことで質的分析を継続する。英語運用能力と情意面の関係を確認するため、引き続き英語運用能力の外部試験を一部児童に実施する。また、児童の授業内での発言や行動を把握するために、授業観察及びインタビューを行い、量的データの特徴を裏付けることを予定している。育児休業中のため、平成25年度は研究を中断。アンケートの実施が、小学校の行事の関係で年度末23月の実施であったため、現在、アンケートを回収し、その結果をエクセルに入力するところまで終わっている。結果分析には至っていない。本研究は3カ年計画であるが、研究の2年目にあたる2014年に研究者が1年間の育児休業を取得し、研究を中断した(平成25年3月1日平成26年3月31日)。そのため、研究は2016年3月をもって終了となる。研究を平成27年度まで延長することで、当初の予定通り実施していく。初年度のアンケート結果を分析し、その結果をもとに次年度以降のアンケート項目の修正、アンケート用紙の改良、再度データ収集の流れを進めていく予定である。2015年度は研究の最終年度として、研究対象校となっている複数の小学校での質問紙調査の継続および成果の分析を行う。加えて、各調査校での授業を見学し、児童の質問紙に対する反応を多角的に分析する。次年度は育児休業中のため、研究中断届を提出している。そのため、研究の再開は平成26年度からとなる。
アトピー性皮膚炎由来線維芽細胞の機能解析と皮膚リモデリング

近年、皮膚以外の線維芽細胞から強力な好酸球遊走因子であるエオタキシンが産生されることについては多数の報告がある。また粘膜線維芽細胞のみならず皮膚線維芽細胞からもIL-4刺激によってエオタキシン、TGFβ産生が増強するという報告が出されている。そのエオタキシン産生はIL-13とTNFαによって増強され、IFNγによって減少する傾向が知られている。我々は本研究において、皮膚線維芽細胞からサブスタンスPが産生されること、またNEP(neutral endopeptidase)が誘導されることを検討した。さらに炎症メディエーターであるサブスタンスPとヒスタミンが、濃度依存的に正常皮膚線維芽細胞からのエオタキシン産生を誘導することを明らかにした。皮膚線維芽細胞においてTGFβはIL4存在下でエオタキシン産生を増強させることも報告した。以上の結果より、皮膚線維芽細胞におけるエオタキシン産生は、IL4のみならずサブスタンスP、ヒスタミン、TGFβなどとも深く関与していることが明らかになり、皮膚アレルギー炎症には様々な炎症メディエーターがクロスして関与いることが考えられた。現在、サブスタンスPとヒスタミンがどのようなシグナル伝達分子を介してエオタキシン産生を誘導するのか解析を行っている。好酸球はアレルギー疾患に深く関与しているごととケモカイシであるエオタキシンは特異的に好酸球を遊走する機能を持っていることはよく知られている。最近、IL-4刺激にて皮膚線維芽細胞によるエオタキシン産生が明らかになったことより、アトピー性皮膚炎の病変形成に線維芽細胞と好酸球、Th2細胞の相互作用が考えられている。本研究では正常皮膚線維芽細胞、アトピー性皮膚炎患者と健常人の線維芽細胞を用い、ストレスとの関与が考えられるサブスタンスP(SP)、マスト細胞より遊離されるヒスタミンと線維芽細胞の増殖と皮膚リモデルリングに関与しているTGFβがIL4誘導性のエオタキシン産生に及ぼす影響をアトピー性皮膚炎と健常人の線維芽細胞用いて検討した。[平成13年度]13年度は正常の皮膚線維芽細胞におけるエオタキシン産生をELISAとRT-PCRにて分析した結果、サブスタンスP、ヒスタミンとTGFβは線維芽細胞よりそれぞれ単独或いはIL4誘導性エオタキシン産生を蛋白レベルとmRNAともに増強した。特にTGFβはTh2サイトカインを抑制する作用をもっており、IL4誘導性エオタキシン産生が減少されると予測したが、TGFβはIL4誘導性エオタキシン産生を有意に増強した。このことはアトピー性皮膚炎などの慢性皮膚疾患におけるリモデリングモデルとして注目し、その細胞なのシグナル伝達機構をPKC, Smad中心に分析を行っている。アトピー性皮膚炎の病態には皮膚バリアー機能の障害やIgE抗体の過剰産生などの免疫異常に加え、ストレスや発汗異常などの神経内分泌的な調節異常がその発症、伸展に大きな関与をしている可能性が示されている。我々は以前皮膚肥満細胞からのヒスタミン遊離、炎症細胞の遊走、サイトカインの作用増強など多様な生物活性を持っているサブスタンスP(SP)とヒスタミンがTh2炎症の重要なメディエーターであるエオタキシン産生を増強することを報告した。またアトピー性皮膚炎患者と健常人の皮膚線維芽細胞を用いての実験では、アトピー性皮膚炎由来の線維芽細胞が健常人由来細胞より高いエオタキシン産生力を持っていることと、IL4、SP、ヒスタミンなどアレルギー性メディエーターに対する感受性が高い可能性を発表した。平成14年度前年度においては、健常人よりアトピー性皮膚炎由来の線維芽細胞がIL4誘導性エオタキシン産生における反応が強いことを報告したが、この結果に基づいて、今年はその機序を明らかにすることを目的とした。ウェスタンブロティングの結果より、SPとヒスタミンは各々独自、あるいは共通する機序でシグナル伝達因子を動かす可能性が示唆された。さらにSPは様々な神経伝達物質(CGRP, SPなど)を分解する酵素として知られているneutral endopeptidase(NEP)を誘導することも明らかにした。

以上よりアトピー性皮膚炎の炎症には角化細胞のみならず線維芽細胞もエオタキシン産生を介して好酸球浸潤などに深く関与している可能性があると考えられている。また予備実験においては、SPを分解する酵素として知られているNEPを誘導するSPアナログの存在も確認しており、今後、ストレスによるTh2性アレルギ-炎症の増幅機序の解析と、治療薬としての応用の可能性が考えられた。
同心二重マイクロノズルより生成する複合液滴の数値解析

流路の設計指針や最適な操作条件を見出すことを目的とし、同心二重ノズルからの液滴生成に関する数値シミュレーションを行い以下の知見を得た:1外部流体を加速するためにノズル前方に配置したオリフィスの径によって、液滴生成モードが変化する。2外部流体を加速するためにノズル前方に配置したオリフィスの長さは、液滴生成にほとんど影響がない。3外部流体の流量を制御することによって、複合液滴の生成モードが変化する。4殻流体の流量がある一定値を超えると液滴径が急に大きくなり、その大きさは元の液滴体積の整数倍である。5外部流体の流量がある一定値を超えると液滴径が急に大きくなり、その大きさは元の液滴体積の整数倍である。本研究の目的は、数値シミュレーションによって同心二重ノズルからの液滴生成を再現し、流路の設計指針や最適な操作条件を見出すことである。平成24年度は、軸対称の複合液滴生成シミュレーションコードを開発し、その数値実験を行い、流路設計の指針となる以下の知見を得た:1外部流体を加速するためにノズル前方に配置したオリフィスの径によって、液滴生成モードが変化する。平成25年度は、外部流体の流量が複合液滴の生成に与える影響に焦点を絞り、数値実験を行った。その結果、外部流体の流量がある一定値を超えると液滴径が急に大きくなること、その大きさは元の液滴体積の整数倍であることが確認された。このことから、複合液滴の生成は、界面張力波の成長による分裂機構が支配的であることが明らかとなった。平成25年度は、このほかに、三次元の複合液滴生成シミュレーションのための計算コードの開発に着手した。同時に、並列計算のための計算機環境の整備を進めた。予備的な数値実験として単一液滴および複合液滴が静止流体中を運動する様子の再現を行い、既往の実験結果と矛盾しない結果が得られた。平成26年度は三次元の複合液滴生成シミュレーション計算コードの開発をさらに進める予定である。平成24年度は、軸対称の複合液滴生成シミュレーションコードを開発し、その数値実験に着手した。外部流体を加速するためにノズル前方に配置したオリフィスの寸法を種々変化させ、複合液滴生成の様子を観察した。また、外部流体の流量を変化させて、同様な観察を行った。その結果、ノズル前方に配置したオリフィスの径によって、液滴生成モードが変化することがわかった。また、複合液滴のサイズの制御も可能であることがわかった。さらにオリフィスの長さは、液滴生成にほとんど影響がないことが明らかとなった。外部流体の流量を制御することによっても、複合液滴の生成モードが変化した。特に、ある流量を境に液滴径が急に増加する点を発見した。そのメカニズムについては平成25年度に詳細な調査をする予定である。三次元の複合液滴生成シミュレーションのための計算コードは現在開発中で、特に研究成果は得られていない。平成25年度は、殻流体(マイクロカプセル作成の際、芯物質を包む流体)の流量が複合液滴生成に与える影響の調査を行った。その結果、1殻流体の流量がある一定値を超えると液滴径が急に大きくなること、2その大きさは元の液滴体積の整数倍であること、が確認された。これらのことから、複合液滴の生成は、界面張力波の成長による分裂機構が支配的であることが明らかとなった。平成25年度はこのほかに、三次元の複合液滴生成シミュレーションのための計算コードの開発を行った。また、並列計算のための計算機環境の整備を行った。平成26年度は、外部流体の流量が複合液滴の生成に与える影響を調査した。

その結果、殻流体と同様に1外部流体の流量がある一定値を超えると液滴径が急に大きくなること、2その大きさは元の液滴体積の整数倍であること、が確認された。これらのことから、外部流体の流量も液滴径を制御する変数として利用できることがわかった。このほか、三次元非定常液滴運動のシミュレーションを実施した。エトベス数、モートン数、レイノルズ数を変化させることで、球状、楕円状、ディンプル状の液滴が上昇する様子を再現した。また、終末速度や抵抗係数などの諸量の経時変化を得、液滴の運動に関する基礎的知見を得た。化学工学、数値流体力学軸対称の複合液滴生成シミュレーションコードの開発および数値実験は順調に進んでいるが、三次元の複合液滴生成シミュレーションコードの開発が若干遅れている。軸対称の複合液滴生成シミュレーションコードの開発および数値実験は順調に進んでいるが、三次元の複合液滴生成シミュレーションのための計算コード開発がやや遅れている。三次元の複合液滴生成シミュレーションのための計算コード開発に注力する。軸対称の複合液滴生成シミュレーションコードを用いた数値実験も引き続き実施する。予定していた謝金の支出が少なかったこと、および学会誌への掲載料などが不要だったため。学会誌への掲載料など、成果発表への支出が予定されている。数値実験実施のためのワークステーションを購入する。学会での成果発表は引き続き行うので、参加費および旅費を使用する。さらに、海外研究協力者との打ち合わせのための旅費も使用する。
イギリスのカラーフィールド絵画の文化的背景に関する研究

本年度は、イギリスの現代美術雑誌であるArt News and Review誌(1961年にArts Review、1993年にArt Reviewに改名)を調査した。1949年創刊の同誌は、1950年代から60年代にかけてのロンドンの現代美術の状況を知るには最適の美術雑誌である。平成31年3月にロンドンのヴィクトリア&アルバート博物館内にある国立美術図書館で、同誌のバックナンバーを1956年から65年まで全ての号に目を通して網羅的な調査を行った。当初は、ロンドンの文化状況との関係を調査するために調査を行っていたが、調査するうちに、前年度で調査したイギリスの現代美術とアメリカ現代美術の関係に関する記事が多数見つかったため、イギリスにおけるアメリカ現代美術に対する関心を示す記事を中心に調査することにした。また、ローレンス・アロウェイの活動について、アーカイヴ資料を有するゲッティ研究図書館でも調査する予定だったが、国立美術図書館で資料が入手できたため、国立美術図書館での調査のみとすることにした。イギリスでアメリカ美術を紹介する展覧会としては、1956年にテート・ギャラリーで開かれた「合衆国におけるモダン・アート」展や、1959年に同館で開かれた「新しいアメリカ絵画」展が知られているが、他にも合衆国情報局が運営するUSISギャラリーやジョン・カスミンが経営するギャラリーのカスミン・リミテッドなどで盛んに紹介された様子が判明した。そうした展覧会に対する展評は当初はアロウェイなど限れた批評家によって書かれたが、次第に多くの批評家がアメリカ現代美術を論じるようになった経緯も判明した。ロンドンで紹介されたアメリカ現代美術の中では、抽象表現主義のインパクトが大きかったが、カラーフィールド絵画、ネオ・ダダ、ポップ・アートなど多様な動向がロンドンで紹介されていたことも判明した。本年度は、イギリスのカラーフィールド画家、ロビン・デニー、リチャード・スミス、ジョン・ホイランドの先行世代であるセント・アイヴズ派の抽象絵画について調査を行った。平成28年9月に、ヴィクトリア&アルバート美術館内の国立美術図書館、大英図書館、テート図書館で資料調査を行い、テート・モダンとテート・リヴァプールで作品調査を行った。当初は、イギリスのテート図書館とヘイワード・ギャラリー図書館で調査する予定だったが、国立美術図書館のほうが利用しやすいことが分かり、そちらを主に利用することにした。パトリック・ヘロン、ウィリアム・スコット、テリー・フロスト、ピーター・ランヨンの4名に焦点を当てて、主要な展覧会カタログ、雑誌記事、新聞記事等を調査した。セント・アイヴズ派の抽象絵画に対するアメリカ絵画の影響についてはより慎重な分析が必要であると考え、ロジャー・ヒルトンとヴィクター・パスモアについても調べた。これまで、1956年にテートギャラリーで開催された「合衆国の近代美術」展がイギリス人画家に大きな影響を与えたと言われてきたが、ヘロンはその前からアメリカ人批評家との交流を通して学んでおり、スコットは1953年にアメリカを訪問していたことが分かった。フロストもその前から間接的に知っていた形跡があり、ランヨンは1957年にアメリカを訪問して交流を深めていたことが分かった。アメリカ絵画との関係は多様であり、セント・アイヴズ派の抽象画家の個別の経歴を調査して論じる必要があることが分かった。本年度の計画は、セント・アイヴズ派の抽象絵画について、パトリック・ヘロン、ウィリアム・スコット、テリー・フロスト、ピーター・ランヨンの4名に焦点を当てて、主要な展覧会カタログ、雑誌記事、新聞記事等を調査するものであったが、平成28年9月の調査でほぼ当初の計画通りの調査を終えることができた。本年度は、イギリスの3名のカラーフィールド画家の活動及びアメリカ現代絵画との関係を調査した。日本の美術館図書室で調査を行い、平成30年2月にロサンゼルスのゲッティ研究図書館でも調査を行った。ジョン・ホイランド、ロビン・デニー、リチャード・スミスの展覧会カタログを調査した。ホイランドは、数多くのアメリカ人美術家に会っていることが分かった。抽象表現主義画家だけでなく、カラーフィールド画家、クレメント・グリーンバーグに会い、とりわけハンス・ホフマンの影響を受けていることが分かった。ホフマンは、1956年と59年にロンドンで開かれたアメリカ美術展に出品されていなかったので、ホイランドにとってアメリカ経験が大きかったことが分かる。デニーは、80年代にロサンゼルスに滞在するものの、アメリカ美術の影響は主として、1956年と59年にロンドンで開かれたアメリカ美術展によるところが大きく、とりわけロスコとニューマンから影響を受けたことが分かった。ホイランドと対照的に、イギリス国内での経験が重要であった。スミスは、1959年から数年間アメリカに住み、抽象表現主義画家、カラーフィールド画家に会い、とりわけケネス・ノーランドの作品を好んでいたことが分かった。さらには、ポップ・アートにも関心をもち、1961年にはグリーン画廊で個展を開いていることも分かった。これは、スミスが、後年峻別されるようになってしまった抽象絵画とポップ・アートの双方に関心を持っていたことを示している。計画では、本年度は、ロンドンとニューヨークの美術館図書室で調査する予定だったが、大学業務の予期せぬ増加のため、今年度の海外出張は、ロサンゼルスのゲッティ研究図書館への出張1回とし、代わりに、日本の美術館図書室での調査を増やすことで対応した。

平成31年3月にロンドンのヴィクトリア&アルバート博物館内にある国立美術図書館で、同誌のバックナンバーを1956年から65年まで全ての号に目を通して網羅的な調査を行った。当初は、ロンドンの文化状況との関係を調査するために調査を行っていたが、調査するうちに、前年度で調査したイギリスの現代美術とアメリカ現代美術の関係に関する記事が多数見つかったため、イギリスにおけるアメリカ現代美術に対する関心を示す記事を中心に調査することにした。また、ローレンス・アロウェイの活動について、アーカイヴ資料を有するゲッティ研究図書館でも調査する予定だったが、国立美術図書館で資料が入手できたため、国立美術図書館での調査のみとすることにした。イギリスでアメリカ美術を紹介する展覧会としては、1956年にテート・ギャラリーで開かれた「合衆国におけるモダン・アート」展や、1959年に同館で開かれた「新しいアメリカ絵画」展が知られているが、他にも合衆国情報局が運営するUSISギャラリーやジョン・カスミンが経営するギャラリーのカスミン・リミテッドなどで盛んに紹介された様子が判明した。そうした展覧会に対する展評は当初はアロウェイなど限れた批評家によって書かれたが、次第に多くの批評家がアメリカ現代美術を論じるようになった経緯も判明した。ロンドンで紹介されたアメリカ現代美術の中では、抽象表現主義のインパクトが大きかったが、カラーフィールド絵画、ネオ・ダダ、ポップ・アートなど多様な動向がロンドンで紹介されていたことも判明した。平成29年度は、カラーフィールド画家の活動及びアメリカ現代絵画との関係を調べるために、ジョン・ホイランド、ロビン・デニー、リチャード・スミスの展覧会カタログについて調査する。平成30年度は、ロンドンの都市文化との関係を調べるために、ホイランド、デニー、スミスの大衆文化への関心や戦後イギリスの美術制度について調査する予定である。最終年度である今年度は、イギリスのカラーフィールド絵画とロンドンの都市文化との関係を調査する予定であるが、ホイランド、デニー、スミスに関する新聞・雑誌記事も合わせて調査する定である。物品費は書籍の購入が中心であるが、残金が少額であったため、次年度分と合わせて書籍の購入に使用したほうが有効であると考えた。海外出張を2回する予定だったが、大学の業務の予期せぬ増加で1回しかできなかったため、調査の一部を平成30年度に行うことにした。次年度分と合わせて、イギリス美術に関する書籍の購入に使用する計画である。
食とストレスの分子機構-食行動異常モデル動物の開発-

ヒト食行動異常症としての代表的な疾患は、拒食症・過食症・ストレス性肥満症などであるが、ストレスが食行動異常を招来する分子機構は明らかではない。本研究は、食欲の最終調節因子であるNPYやCRFあるいは循環血中の満腹因子であるPP,CCKなどをターゲットとして、一連のトランスジェニックマウス・ノックアウトマウスを作製することを目的とした。食欲の調節因子の意義を明確にすることにより、創薬を通じて臨床応用しうるからである。この3年間で以下の研究成果を得ることができた。1. NPYトランスジェニックマウス・ノックアウトマウスを作製と解析を行った。ヘテロマウスはおそらくはCRFと密接な関連を持ち、不安行動を発現した。一方、ホモマウスはショ糖負荷により、肥満傾向を示すことを観察した。2. CRFの作用に重要な役割を有するCRF Binding Proteinのトランスジェニックマウス・ノックアウトマウスを作製した。マウスは不安レベルの減少を示し、摂食の日内リズムに異常が認められた。3. PPのトランスジェニックマウスを作製した。マウスは軽度のやせと胃排泄能の低下を示し、拒食症のモデルとして興味深く思われた。4. PYYノックアウトマウス作製が順調に進み、今春にキメラマウスが誕生予定である。PYYとPPはその遺伝子の位置が近接しているために、PPノックアウトマウス作製もPYYノックアウトマウスの解析と同時に行っていく。これ以外にも、他の食欲調節因子に対する遺伝子組み換えマウス作製を準備中であり、得られた動物の食行動異常モデルとしての意義を詳細に検討すべく、パラダイムを検討中である。ヒト食行動異常症としての代表的な疾患は,拒食症・過食症・ストレス性肥満症などであるが,ストレスが食行動異常を招来する分子機構は明らかでない.本研究は,食欲の最終の調節因子であるNPY・CCKやその受容体などをターゲットとして,一連のトランスジェニックマウス・ノックアウトマウスを作製することを目的とした.現在までのところ次のような成績が得られている.1.NPYトランスジェニックマウスはすでに誕生し,ヘテロマウスの解析も終了している.ヘテロマウスは高架式十字迷路等で不安行動を有し,その作用はおそらくY_2受容体を介するものと考えられる.2.PP及びPYYノックアウトマウス作製のためのクローニングを終了している.3.CRFの作用に重要な役割を有するCRF Binding Proteinのトランスジェニックマウスを作製した.マウスは不安レベルの減少を示し,摂食の日内リズムに異常が認められた.4.CCK-A及びB受容体ノックアウトマウスを作製し,現在そのフェノタイプを検討中である.今年度から来年度にかけては,得られた動物の食行動異常モデルとしての異義を詳細に検討すると同時に,食行動の根幹に関わるペプチド及びその受容体のトランスジェニックマウス,及びノックアウトマウス作製を行っていく予定である.PP過剰発現トランスジェニックマウスは、1. pCAGGSベクター(βアクチン由来)にマウスPPにマウスPPcDNAに組み込み2.膵臓(β細胞)にPPの発現が認められたトランスジェニックマウスを一系列作製することに成功し3. PPトランスジェニックマウスは軽度のやせを呈し4.そのフェノタイプの異常はPPの中和抗体により軽減しうることを初めて報告した。現在更に解析をすすめている最中であるが、PPは循環血中の満腹因子として食欲や体重調節の一翼をになっているものと考えられる。PYYノックアウトマウスの作製は、PYY遺伝子の単離やノックアウトマウス作製のためのベクターへの組み込み、ES細胞の作製まで終了しており、今春にキメラマウスが誕生する予定である。PYYとPPはその遺伝子上の位置も近接しているために、ノックアウトすることによりお互いに影響しあう可能性もあるために、ダブルノックアウトマウス作製を予定している。

PPノックアウトマウス作製のために、すでにPP遺伝子の単離を終え、ベクターへの組み込みを行っており、PYYノックアウトマウスのフェノタイプの解析と同時に実験をすすめている。
宇宙線起源同位体による古代土器産地推定の試み

縄文土器における同一型式の地理的分布は人とものの動きを示しているが、これを区別して研究するには土器産地の同定が必要となる。本研究ではこれまで胎土による産地同定が難しいとされてきた縄文土器に対し、ベリリウム同位体を指標とする、新しいタイプの土器産地研究法の開発を行った。すなわち、土器原料となる粘土層ごとに、地殻起源の同位体Be-9、と宇宙線起源の同位体Be-10の各濃度に変動があることに着目し、土器胎土中の濃度分布の特徴を、それぞれ、ICP-MSと加速器質量分析で測定し調べることにより、実際に九州・南西諸島の縄文前期の土器をモデルにしてその有効性を検討した。その成果の概要は以下の通りである。(1)熊本・沖縄本島・鹿児島出土の資料は独自のベリリウム濃度分布範囲を示し、その同位体比は、粘土母体の堆積生成環境がそれぞれに内陸性、海洋性、その中間的な存在であったことを示す。(2)土器原料となるべき粘土をあまり産しないとされている南西諸島(沖永良部島、奄美大島、宝島)では、ベリリウム同位体比は海洋性-中間的分布となったが、そのベリリウム濃度はさまざまな粘土資源を利用したことを示唆する拡がった分布を示す。(3)同位体濃度分布は土器型式より地域性を反映している。(4)奄美大島・沖永良部島・宝島からの各1個は、異なる土器型式をもつが、ベリリウム同位体濃度・鉛同位体の5つの指標値がほぼ完全に一致した。このことは同じ粘土資源を利用して複数の型式が生産されたこと、粘土をあまり産しない地域では、あきらかに広域の土器交易が行われていたことを示唆する。このように、ベリリウム同位体を指標とする新しい土器産地推定法の有効性を確認した。現在、現地の粘土層と土器胎土の関係を比較検討する作業を進めつつあり、本法の有効性を更に詳しく追及してゆく計画である。
窒化物系を利用した新規水素貯蔵材料の探索と開発

軽量で高容量な水素貯蔵材料の開発を目的にして、カルシウムアミドの熱分解によって得られる高活性でナノ構造を有したカルシウム窒化物の水素吸蔵能を確認するとともに水素貯蔵材料としての特性解明を目指した。また、メラミンや尿素、シアヌル酸を原料に合成された窒化炭素(g-C3N4)は、トリアジン骨格をもつグラファイトに類似した層状構造を有しているが、BET表面積が約9 m2/gと小さく水素吸蔵性も低かった。そこでさらに、合成条件によるg-C3N4の特性変化を期待して、原料の違いや担体上への分散担持、また酸処理により高表面積化したナノ窒化炭素や触媒的に活性な金属と複合化したg-C3N4について検討した。(1)水素吸蔵に関する動力学的特性の評価真空系を備えた容量法装置および熱重量分析を用いて、水素吸蔵の経時変化や水素吸蔵速度の温度依存性ならびに水素圧依存性を検討したところ、Ca窒化物系では吸蔵温度を200 oCに上げることによってより促進され、その経時変化は初期の数分は急速に起こり、その後は徐々に進行していった。水素圧50 kPaの条件では12時間後の水素吸蔵量(H2/Ca2N)は約0.005であることがわかった。また、Ca窒化物では含浸法によって高表面積を有す活性炭上に分散担持することにより、同一の反応条件下において吸蔵速度および吸蔵量は共に増加した。ただし、水素吸蔵の経時変化には大きな違いは見られなかったことより、分散担持することは、微粒子化に伴い水素吸蔵のための活性点を増やす効果はあるものの質的な変化には殆ど影響の無いことが予測される。さらに、水素放出は吸蔵の逆反応であるので吸蔵特性が改善できれば放出特性も向上することが期待でき、水素吸放出特性をさらに改善するため、水素を活性化できる触媒としてNi, Pt添加試料も検討している。(2)窒化物中の吸蔵水素の解明前述の水素吸蔵の経時変化の仕方は、Ca窒化物中の吸蔵水素には少なくとも二つのタイプの水素が存在することが強く示唆される。このことをさらに検討するため吸蔵後の試料のFT-IRによる検討を試みているが、今のところ試料が不安定のため測定できていない。(1)水素貯蔵材としての窒化物系の材料合成法の検討と条件の最適化探索.窒化物の合成法については、N2やNH3による窒化反応がよく知られている。しかし水素貯蔵に有効な窒化物は高表面積でナノ構造を有す試料で、このためには金属アミドを前駆体にした熱分解で得られることを見出した。この時の合成条件がナノ構造の成長と密接に関係しているため、その最適化とともにMg系, Ca系,希土類系の窒化物についての材料探索を行った。窒化炭素では、メラミンの熱縮合の程度がトリアジン環骨格の広がりと三次元構造の成長に深く関わり、水素貯蔵に適した材料合成には最適化探索としてメラミンと活性炭を固相法で823-873 Kで熱分解して得られる試料について検討した。(2)窒化物の構造と水素貯蔵特性の関連を解明.窒化物の組織・微細結晶や構造・界面構造をサーマル電界放出形走査電子顕微鏡や高分解能透過電子顕微鏡、X線回折などにより解析し検討した。また窒化物中での水素を特定するため水素吸蔵後の試料の熱放出スペクトルを測定したところ、Mg系では水素は主にN-H結合をの状態で存在していると予測されるのに対して、Ca系ではその割合が少なく水素として吸蔵されていることが示唆された。(3)水素吸蔵に関する特性評価.真空系を備えた容量法装置また熱重量分析を用いて、水素吸蔵速度の水素圧依存性や温度変化による活性化エネルギーなどの動力学的パラメータ、また速度式を検討した。その結果、測定条件範囲内ではほぼ水素圧に一次出進行していることがわかった。水素エネルギーシステムの構築のためには水素の安価な製造法からエネルギー変換、貯蔵輸送、利用に至る一連の技術開発が課題となっている。その中で貯蔵輸送技術は水素が二次エネルギーのため必須で、軽量で高容量な貯蔵材料の開発が重要課題となっている。本研究では、カルシウムアミドの熱分解やメラミン等の加熱縮合などで合成される種々の窒化物の水素貯蔵材料への応用を目指して、主に以下の三点を本研究計画の主要コンセプトとして検討した。(1)窒化物の合成法の検討と条件の最適化、および他の窒化物系への材料探索.(2)窒化物構造と水素貯蔵特性との関連の解明.(3)窒化物中の水素の熱力学及び動力学的性質の評価より、水素貯蔵材としての特性を解明

.カルシウム窒化物や炭素窒化物系を利用した高容量で水素の吸放出特性に優れた水素貯蔵材料の開発を目的にするとともに、それに関連した窒化物の特性についての知見を広く得るため希土類系などについても探索検討した。カルシウムアミドの熱分解によって得られる高活性でナノ構造を有したカルシウム窒化物の水素吸蔵能を確認するとともに、水素貯蔵材料としての特性解明を目指した。5 wt%のNi金属微粒子とボールミルを用いたメカニカルグラインディング法でナノ複合化したNi/Ca2N試料の水素吸蔵量は、0.066MPaの水素化条件でH2/Ca2N=0.18に達した。また、TDSによる吸蔵水素の水素放出は373 K付近から始まることがわかった。メラミンや尿素、シアヌル酸を原料に合成された窒化炭素(g-C3N4)は、トリアジン骨格をもつグラファイトに類似した層状構造を有しているが、BET表面積が約9 m2/gと小さく水素吸蔵性も低かった。そこでさらに、原料の違いや合成条件によるg-C3N4の特性変化を期待して、高表面積担体上への分散担持や酸処理により高表面積化したナノ窒化炭素、また触媒的に活性な金属と複合化したg-C3N4などについても検討した。エネルギー学水素吸蔵後の窒化物中の水素の特性やその評価検討が遅れ気味である。窒化物に吸蔵される水素には様々のタイプの水素種の存在が予想されるため、水素の状態や性質をFT-IRや固体NMRなどを用いて検討することを考えているが、特にCa窒化物系の試料は非常に不安定で空気中では扱えないため測定法を工夫する必要がある。水素貯蔵材料の特性評価が遅れ気味である。特性評価では、特に吸蔵される水素の性質と吸蔵量が重要と思われるが、高圧水素での実験では、水素吸蔵後の試料の熱重量分析(TG)より貯蔵量を評価しているが、TG装置の調子が悪く修理の必要が生じたためその分遅れが生じている。(1)窒化物ナノ複合系材料への展開窒化物と水素に活性を有す遷移金属や化合物とをボールミルを用いたメカニカルグラインディング法でナノ複合化することによって、水素吸放出の促進を図る。ナノ複合化については、バルクでは全く相互作用をもたないもの同志でも、ナノサイズの微結晶を分散させたナノコンポジットでは協同効果の発現によって、水素吸蔵能の増大、触媒作用による水素の活性化や吸脱着過程の促進、また粒界・界面における水素拡散や動的特性の向上など優れた水素吸蔵特性の付与が期待できる。(2)窒化炭素の層構造を生かした材料探索グラファイト類似の層構造をもつ窒化炭素は、特異な層構造に基づく複合効果を生かした材料探索が期待でき水素貯蔵の向上に生かすことができる。たとえば、グラファイト類似のアルカリ金属層間化合物を合成することによって、新たな窒化炭素系水素貯蔵材料への展開の可能性を検討する。また、ボールミルによるナノ構造化や、構造欠陥の導入にともなう新たな吸蔵サイトの生成も期待できる。・窒化物中の吸蔵水素の解明このような窒化物に吸蔵される水素には様々のタイプの水素種の存在が予想される。材料中の水素の状態や性質、また吸蔵水素の位置や結合状態に関する情報をえるため、FT-IRなどの分光学的手法を用いた検討のほかTDS, DSC測定等より、高容量化や水素放出過程の促進のための知見を得る。・水素吸放出特性の改善窒化物Ca2Nの水素放出温度については、水素放出が373 K付近から見られるもののかなりの水素は473 K以上であるため、低温化には水素を活性化するための触媒を添加するなどして、材料系の速度論的特性を改善することで423 K以下での水素放出の達成を目指す。
ユビキタス環境実現のための実世界指向ネットワーク技術に関する研究

本研究は,来るべきユビキタスコンピューティング環境において,実世界中に遍在するセンサから実世界中のコンテキスト情報を取り出し,この情報を元に,人間中心のアプリケーションを作るための基盤プラットフォームを構築することを目的とし,各種のセンサ情報から環境や人の状態を推定するコンテキスト推定方式,および,コンテキスト推定技術の知見を元に環境や人を理解する人間中心のアプリケーションサービス構築方式の研究を行う.本年度の研究成果についての詳細は以下の通りである.コンテキスト推定技術:小型廉価センサを作成し,環境の明るさ,温度,サウンドレベルなどから屋内,屋外といった状況を推定する手法を確立した.また,加速度センサから歩く,走る,立ち止まる,座る,寝るなどの状況を推定する手法を確立した.いずれの状況推定も計算資源の限られた小型マイコン上でも動作し,推定精度は90%以上を示している。また推定すべきコンテキストをボトムアップ式に検討するのみならず,アプリケーションを意識し,人の実生活をサポートするために必要なアプリケーションを構成するために必須となるコンテキストをトップダウン式に検討することでより実用的なコンテキスト推定のあり方を探ることができた.アプリケーションサービス:人間中心のアプリケーション例としてホームネットワークの自動構成手法に関して検討を行った.ホームネットワーク中のさまざまな家電製品や情報機器の操作履歴とその時点における実世界のセンサ情報,コンテキスト情報を統計処理することにより,現在の物理環境のセンサ状態やコンテキストから次に呼び出されそうなサービスを統計的に推定する手法を確立した.この手法を用いることで,ユーザは普段通りに行動しているだけで,帰宅時間にあわせた空調の制御や,電気の消し忘れの通知などが自動構成でき,高齢者などの生活サポートに有益であると考えられる.本研究は,来るべきユビキタスコンピューティング環境において,実世界中に遍在するセンサから実世界中のコンテキスト情報を取り出し,この情報を元に,人間中心のアプリケーションを作るための基盤プラットフォームを構築することを目的とし,各種のセンサ情報から環境や人の状態を推定するコンテキスト推定方式,および,コンテキスト推定技術の知見を元に環境や人を理解する人間中心のアプリケーションサービス構築方式の研究を行う.本年度の研究成果についての詳細は以下の通りである.コンテキスト推定技術:小型廉価センサを作成し,環境の明るさ,温度,サウンドレベルなどから屋内,屋外といった状況を推定する手法を確立した.また,加速度センサから歩く,走る,立ち止まる,座る,寝るなどの状況を推定する手法を確立した.いずれの状況推定も計算資源の限られた小型マイコン上でも動作し,推定精度は90%以上を示している。また推定すべきコンテキストをボトムアップ式に検討するのみならず,アプリケーションを意識し,人の実生活をサポートするために必要なアプリケーションを構成するために必須となるコンテキストをトップダウン式に検討することでより実用的なコンテキスト推定のあり方を探ることができた.アプリケーションサービス:人間中心のアプリケーション例としてホームネットワークの自動構成手法に関して検討を行った.ホームネットワーク中のさまざまな家電製品や情報機器の操作履歴とその時点における実世界のセンサ情報,コンテキスト情報を統計処理することにより,現在の物理環境のセンサ状態やコンテキストから次に呼び出されそうなサービスを統計的に推定する手法を確立した.この手法を用いることで,ユーザは普段通りに行動しているだけで,帰宅時間にあわせた空調の制御や,電気の消し忘れの通知などが自動構成でき,高齢者などの生活サポートに有益であると考えられる.
多成分イオン-複合荷電膜イオン素子系におけるイオン流制御

本研究では多成分イオン-複合荷電膜イオン素子系におけるイオン流の解析を行うために複合荷電膜の各界面におけるDonnan平衡と各荷電層内の多成分イオンのNernst-Planck式を用いてこの系におけるイオン輸送のシミュレーションを行った。その結果、濃度差を駆動力とするモードでは、カチオン、アニオンの価数が各々1、-1である1-1型電解質系において、各荷電層の固定キャリヤ-密度が電解質濃度より十分高い条件で発生する膜電位の値及び符号が複合膜の正荷電層(P層)と負荷電層(N層)のPN結合方向に依存する現象がみられた。2-1型電解質系ではこの条件においてPN結合方向に依らず負の値を示すが、固定キャリヤ-密度が電解質溶液濃度の約1/10の値となる条件において発生電位にピークが生じた。またこの系においてはイオン流がPN結合の方向依存性を有し、イオンコンダクタンスで最大80%の差が生じた。これらのシミュレーション結果を確認するために、ポリビニルアルコールとポリスチレンスルホン酸Naまたはポリアリルアミンをブレンドして製膜し、N層とP層を張り合わせて種々のメンブレンダイオードを作製した。これらのイオン素子での膜電位及びイオン流を濃度差駆動系において測定した。その結果、シミュレーションで得られた結果と同様に膜電位において1-1型電解質系では発生膜電位がPN結合の方向依存性を有し、2-1型電解質系では膜電位のピークが観測された。またこの系では低濃度側にP層を向けた場合より高濃度側にこの層を向けた場合そのイオン流が60%も増加した。
脳挫傷と血管内皮損傷:血管内皮への白血球接着に始まる細胞障害の機序とその治療

脳挫傷では、受傷後に一次脳損傷の周囲の広い範囲に、二次性の細胞障害が広がっていく現象が観察される。本研究では、この二次性脳損傷の進行に、血管内皮への多核白血球の接着とそれに伴う血管内皮障害、さらには脳実質内への白血球の遊走が関与しているのではないかという仮説を立て、その証明のために一連の実験を行った。脳挫傷の動物モデルは、ラットのcontrolled cortical impact(CCI) modelを用いた。観察した事象は、組織標本における組織への白血球の遊走・集簇の程度、挫傷性壊死の程度(体積)、白血球集簇のマーカーであるmyeloperoxidase活性、脳浮腫形成の程度である。白血球の遊走、ならびに白血球が組織侵襲に関与する過程を修飾する目的で、1)vinblastinの前投与により好中球数を減少させた動物、2)免疫抑制剤(cyclosporin A, FK506)を脳挫傷作成直後に投与した動物、3)白血球の血管内接着に関与していると考えられているP-selectinに対する中和抗体を投与した動物に、おいて観察を行った。FK506 1mg/kgの投与により、脳浮腫の軽減、挫傷壊死体積の減少が観察されたが、10mg/kgの投与量では、脳保護効果は消失した。Cyclosporin Aは脳保護効果を示す傾向をみせたが有意ではなかった。白血球減少ラット、P-selectin抗体投与では、白血球の集簇は著明に抑制され、また脳浮腫形成、挫傷壊死体積ともに有意の減少を示した。この中では、P-selectin抗体の脳保護効果が最も顕著であった。以上の結果は、脳挫傷における二次性脳損傷の進行には、血管内皮への多核白血球の接着と、それに伴う血管内皮障害、さらには脳実質内への白血球の遊走が関与しており、この過程を抑制することは、脳挫傷の治療につながる可能性があることを示している。挫傷脳、特に脳挫傷辺縁部における血管内皮細胞障害と内皮細胞への多核白血球接着の経時的変化を明らかにするため、ラット皮質脳挫傷モデルを用いて実験を行った。14C-iodo-antipyrine autoradiographyによると、脳血流は、挫傷脳とその周辺の広い範囲で、著明な低下をみた。H-E染色による組織学的な検討では、脳挫傷中心部では、坐滅した組織内に漏出した白血球がみられ、時間経過とともに増加した。辺縁部では血管内に白血球の集積がみられた。これは受傷直後から観察され、24時間から48時間で顕著となった。免疫抑制薬のFK506とcyclosporinA(CsA)を外傷直後に投与すると、2週間後の挫傷壊死組織の体積は、有意の減少を示した。FK506は高濃度では、効果が減弱するのに対して、CsAの効果は用量依存性であった。脳浮腫形成の程度を比重法で検討してみると、FK506投与群では、脳挫傷中心部では浮腫形成がむしろ悪化したのに対して、挫傷辺縁部では脳浮腫の程度が明らかに軽減した。また、血管内への白血球の集積に対する影響を調べたが、免疫抑制薬の投与により、白血球数は減少する傾向にあったが、有意の差ではなかった。