hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低酸素応答因子による網膜の組織形成機序の解明

本研究において我々は、VHLを網膜神経系細胞特異的にノックアウトしたマウスを作製した。このマウスでは、野生型でみられる出生後の生理的なHIF-1αのダウンレギュレーションが抑制され劇的なVEGFの異所性発現亢進にも関わらず、網膜血管低形成を示した。また、成体においても硝子体血管を介した胎児循環を離脱せず成体循環系への移行が見られなかった。これらの表現型はHIF-1αとのダブルノックアウトでレスキューされた。今回の実験結果からVHLを介したHIF-1αのダウンレギュレーションによるVEGFの空間的分布制御が成体循環系を構築するための適切な血管パターニングに必須であり、血管新生疾患や虚血性疾患を治療するうえで、VEGFの量制御だけでなく、空間的分布制御の重要性が示唆された(Kurihara et al. Development in Press)。
アバタイトコーティングインプラントにおける緩圧機構の有効性について

アパタイトコーティングインプラントの上部構造物に付与した緩圧機構がインプラント・骨界面構造に及ぼす影響を明らかにする目的で,緩圧材料の疲労実験及びこれらを装着した動物実験を行い,以下の知見を得た。1.緩圧材料としてバイオトロンR-M8,M12,M17及びM25の4種類を選択し,12ヵ月間にわたる人工唾液浸漬試験及び繰り返し荷重疲労試験を行った結果,弾性率の低いバイオトロンRほど物性の劣化が大きくなる傾向が認められた。R-M25では観察期間中その固有の弾性がよく維持されていた。2.ニホンザル4頭にアパタイトコーティングインプラント16本を植立し,これらを緩圧材料としてバイオトロンR-M25を内蔵した緩圧上部構造物を装着するインプラント群(緩圧群)と金属のみで作られた非緩圧上部構造物を装着するインプラント群(非緩圧群)の2群に分け,上部構造物装着後12ヵ月にわたる臨床的観察を行った後,非脱灰研磨標本によりインプラント・骨界面構造を組織学的に検討した。臨床的には,緩圧群及び非緩圧群いずれのインプラントにも動揺は惹起されず,周囲歯肉の炎症も軽度であった。組織学的には,両群すべてのインプラント表面に周囲骨組織との直接接触が認められたが,非緩圧群に比べ緩圧群でより多量の骨組織が接触していた。組織形態計測では,緩圧群のインプラント周囲の骨量がよりく多く,特にインプラント底部で有意に骨量の増加していることが示された。以上の結果から,上部構造物に緩圧機構を付与した場合のアパタイトコーティングインプラント・骨界面の組織構造が明らかとなり,同インプラントを臨床応用する際の緩圧機構の有効性に関して,基礎的知見を集積することができた。1.In Vitro系:各種緩圧材の緩圧効果の評価アパタイトコ-ティングインプラントの上部構造物に組み込む緩圧材の選定において、数種類の高弾性セグメントポリウレタン(バイオトロンR)を治見に組み込み、その弾性率を測定したところ、歯根膜とほぼ同等な弾性率を有するものがバイオトロンRBー12と判明した。このことから、緩圧材の緩圧効果をin vitroで評価するため、バイオトロンRBー12、さらにやや弾性率の高いBー17および歯冠修復用硬質レジン(サ-モレジンLC)を用い、対照としての歯冠修復用合金(12%金銀バラジウム合金)とともに検討に供した。口腔内を模倣した条件下におけるこれらの材料の緩圧効果をみるため、人工唾液中に3、6、12ケ月間浸漬し、緩圧効果の経時的変化を計測している。2.In Vivo系:各種緩圧材を組み込んだ上部構造物による骨組織界面の評価日本猿成猿6頭を用い、インプラント植立予定部位(M_1P_2P_1|P_1P_2M_1)を抜去後、3ケ月間の治癒ののち、アパタイトコ-ティングインプラントを左右2本ずつ完全埋入した。インプラント埋入3ケ月後、チタン合金製支台部を装着した。次いで、In Vitro系の実験で検討した3種類の緩圧材を組み込んだ上部構造物および緩圧材を組み込まない対照の上部構造物を装着した。現在、6頭のうち3頭については、上部構造物装着後、4ケ月を経過しており、週1回ブラッシング、月1回歯肉炎指数、歯肉溝浸出液量、盲嚢深さ、動揺度等の測定およびX線撮影を行っている。残り3頭については近々上部構造物を装着する予定で準備中であり、上部構造物装着後12ケ月後の観察ののちに動物を屠殺し、各種緩圧材の上部構造物による骨組織界面を組織学的に評価する予定である。

前年度のIn Vitro系の実験結果より,今回緩圧材料として用いた高弾性セグメントポリウレタン(バイオトロンR)3種類のうち,弾性定数の低いBー12,Bー17では,人工唾液浸漬下での繰り返し荷重試験において,緩圧効果ならびに体積で若干の変動を認めた。これに対し,Bー25では変動は極めて軽微であった。すでに前年度において,日本猿成猿4頭のM_1M_2P_1 P_1P_2M_1相当部の無歯顎にアパタイトコ-ティングインプラントが2本ずつ埋入されており,本年度は計画に従い,前述したIn Vitro系の実験結果を踏まえて,インプラントに上部構造物を装着し,機能圧を負荷した。その際,上部構造物は緩圧材としてバイオトロンR Bー25を組み込んだものと,緩圧材を組み込まない対照の金属製上部構造物の2種とした。現在まで,機能圧を負荷させて8ヶ月が経過しており,週1回の定期検査ならびにブラッシングによる口腔清掃に努めている。合計16本のインプラントの中で,3本インプラント支台周囲組織には,わずかな発赤腫脹が認められるものの,すべてのインプラントは全く動揺が認められず,顎骨と強固に結合していると考えれる。また,咬合接触状態も,上部構造物に機能圧負荷を開発した時点と同様の状態を維持しており,何ら問題はない。今後は残り4ヶ月の経過観察を行い,その後動物を屠殺し,インプラント体を含む周囲組織の非脱灰研磨標本を作製し,光顕的に観察するとともに,周囲骨組織の動態を骨ラベリング法および骨形態計測法を用いて定量的に検索する。これらの結果を総括して,アパタイトコ-ティングインプラントにおける上部構造物の緩圧機構の有効性を明確にする。
人命・人権尊重に基づく規範意識を育成する判決書活用型授業・研修プログラムの開発

本研究は、いのちの尊厳を前提とした学校内規範意識向上のために、学校関係訴訟等の判決書教材の作成と解説、実践化及び資料・知見の収集を行った。第一年度である平成16年度は、主に学校関係の訴訟の資料整理と教材化を、第二年度である平成17年度は、学校関係訴訟に加え、児童虐待、インターネットにおける名誉毀損関係の訴訟を教材化するとともに、釜田聡助教授(上越教育大学)から助言を得て、11月に韓国国際理解教育学会(11月19日於ソウル韓神大学)で「人権教育のための国連10年と日本の人権課題-訴訟資料による人権教育の試み-」として報告し、あわせて、韓国における、いじめ問題を取り上げた人権教育の実践事例資料を入手し、実践者のLee Sun-young先生(ソウル市立小学校教諭)と意見交換等を行った。最終年度である平成18年度は、8月に、鹿児島において、協力者である釜田聡上越教育大学助教授、狩野(真島)聖子教諭を招聘し、鹿児島の蜂須賀洋一(小学校教諭)氏山元研二(中学校教諭)氏、別府健(中学校教諭)氏、上猶覚(小学校教諭)氏を加えて、教師用に作成した判決書教材研修資料集(最終報告書冊子体前半部分)を用いて研修会を開催し、狩野(真島)聖子氏は小学校低学年での鉛筆で目を突いた事件を、山元研二氏と別府健氏はインターネットの名誉毀損事件を用いて授業を実施した。上記内容は、三年間、「教育管理職のための法常識講座」(『季刊教育法』エイデル研究所)における研究代表者の連載に反映し、最終年度には、これに加えて『季刊セクシュアリティ』(エイデル研究所)においても、連載を開始することになった。以上の内容は、平成18年10月29日に福井大学で開催された全国社会科教育学会において報告したほか、最終年度に入って独立行政法人教員研修センターにおける講座(人権教育)や、鹿児島地方法務局主催の人権擁護委員研修講座、鹿児島県内の教員研修において活用し、冊子体の最終報告書において、前半に教員研修資料を、後半に授業実践記録を収録し、理論的解説を加えて完成させた。本研究は、いのちの尊厳を前提とした学校内規範意識の向上のために、学校関係訴訟等の判決書教材の作成と解説、実践化及び資料・知見の収集を行うものである。研究初年度である本年度は、1980年代以降の学校関係民事訴訟と近年の児童虐待及び情報(インターネット)関係訴訟について、判例集登載判決書の全てをリストし、全事例(約200事例)の要約解説と、主要70事例の判決書教材を作成した。次年度以降は、学校を中心としつつも、DV、セクシャルハラスメント、外国人差別、ハンセン病問題、HIV訴訟などを含めて、解説、要約、教材化をすすめる。実践面では、鹿児島県横川町立横川小学校教諭蜂須賀洋一氏が、申請者と協同で授業開発、実践にあたり、申請者とともに、日本学校教育学会(04年8月)において発表した。次年度は、蜂須賀氏をはじめ、愛知県、新潟県等における研究協力者からの実践事例収集を行う予定である。申請者は、鹿児島市の向和典弁護士と雑誌連載(下記研究発表欄参照)を行い、前記訴訟関係資料の成果とあわせて、05年2月上越教育大学学校教育総合研究センターにおいて講演「自律的規範意識を育成する教育活動-教師研修・授業参観・生徒指導・教科外活動・教科の相互連携のために-」を行った。

韓国の研究協力者である李明熙助教授(国立公州大学校)とは、04年9月にはソウルに申請者が出向き、05年2月には鹿児島に氏を招聘して韓国における学校内暴力等の状況を協議し、李助教授の本研究に関する講演「韓国における青少年問題の実態と青少年健全育成の展望-`青少年暴力実態の調査'を中心に-」(青少年育成国民会議02年11月)以降の新たなデータ等による状況の確認ができた。次年度においても、同様な問題が日本より年次を遅れて表面化しつつある韓国の現状や、本研究に対応する研究の状況、学校現場における現状等を並行して調査する予定である。本研究は、いのちの尊厳を前提とした学校内規範意識向上のために、学校関係訴訟等の判決書教材の作成と解説、実践化及び資料・知見の収集を行うものである。第二年度である本年は、初年度に作成した学校関係訴訟に加え、児童虐待、インターネットにおける名誉毀損関係の訴訟を教材化するとともに、これをもとに、鹿児島県の小学校教諭蜂須賀洋一氏、同上猶覚氏、愛知県の小学校教諭狩野聖子氏の協力を得て、教材資料を用いての授業、教員研修での活用において、実施して頂いた。申請者は、本年度、鹿児島市の向和典弁護士と、人権尊重をふまえた学校運営のあり方について雑誌連載(下記研究発表欄参照)を行った。前記実践の内容の一部は、この雑誌(『季刊教育法』)に掲載している。本年度7月に教師教育の専門研究者である釜田聡助教授(上越教育大学)から助言を得、これをもとに、11月に、韓国国際理解教育学会(11月19日於ソウル韓神大学)において、「人権教育のための国連10年と日本の人権課題-訴訟資料による人権教育の試み-」を報告した。その際、韓国における、いじめ問題を取り上げた人権教育の実践事例資料を入手し、実践者である小学校のLee Sun-young先生(Seoul JeongGok Elementary School)と意見交換をすることができた。本年度は、このような研究活動を経て、最終的に教材資料を整理し、冊子化することができた。最終年度である平成18年度においては、引き続き、教材開発にあたるとともに、本冊子をもとにして、小学校、中学校に於ける継続的実践事例を依頼し、収集・整理し、最終的には、教材資料編に実践編を加えた最終報告書を作成したい。できれば韓国における同様の実践を調査し、報告に加えることが出来るように努力したいと考えている。本年度は、いのちの尊厳を前提とした学校内規範意識向上のために、学校関係訴訟等の判決書教材の作成と解説、実践化に取り組んだ。八月には、鹿児島において、協力者である釜田聡上越教育大学助教授、狩野(真島)聖子教諭を招聰し、鹿児島の蜂須賀洋一(小学校教諭)氏山元研二(中学校教諭)氏、別府健(中学校教諭)氏、上猶覚(小学校教諭)氏を加えて、教師用に作成した判決書教材研修資料集(最終報告書冊子体前半部分)を用いた研修会を開催した。二学期に入り、愛知県小学校教諭狩野(真島)聖子氏、鹿児島県中学校教諭山元研二氏、同別府健氏の協力を得て、教材資料を用いての授業を実施した。このうち、蜂須賀、山元両氏の授業は梅野が参観することができた。上記内容をふまえて、本年度後半には、授業記録の整理と共に、教師用研修資料のあり方を検討し、業績にあげた「教育管理職のための法常識講座」において、作成した教員研修資料を反映させた連載内容とした。
日本列島縁に沿う海嶺の通過とその影響-後期白亜紀〜古第三紀を例として

海嶺衝突に関連して形成された、もしくはその影響をうけていると推定される地質体について検討を行い、以上の結果を得た1.日高累層群中には、現地性玄武岩質岩を含む地層が少なくとも3列存在する。それら玄武岩質岩の少なくとも一部はMORBである。2.日高変成帯中の火成岩類の地球化学的・岩石学的検討から,それらが海嶺衝突により形成された可能性が高いことが明らかになった。3.三陸地域の白亜紀花こう岩類の地球化学的検討から,それらの形成が熱いプレートの沈みこみと関連していることが明らかになった。4.四万十累層群中の現地性玄武岩質岩の分布が明瞭になった。これらは奄美大島から赤石山地まで四万十帯北帯の南縁部に分布する。5.四万十帯中の現地性玄武岩質岩の地球化学的検討を行い,これらがMORB組成を示すことが明らかになった。6.四万十層群中の有機物変成度に関する検討を行い,同層群の熱構造を明らかにした。一部の現地性玄武岩質岩含有層は,明らかに高い熱をうけている。7.現地性玄武岩質岩含有層である九州の槙峰層の温度・圧力を検討した。本層は,異常に高い温度勾配のもとでの変成をうけた。8.四万十帯における海嶺衝突と海溝域の堆積作用との関連が明らかになった。9.Ar/Ar年代の測定により,四国や紀伊半島の三波川変成岩類の上昇年代と海嶺衝突との時間的関係がより明瞭になった。10.西南日本の白亜紀火成活動の時空分布がより明確になった。11.花こう岩中のゼノリスの検討から,四万十帯における始新世の熱的イベントが明瞭になった。クラー太平洋海嶺の衝突に関連して形成された、もしくはその影響をうけていると推定される地質体(上部白亜系四万十累層群、古第三系日高累層群、領家変成岩類、三波川変成岩類、日高変成岩類、西南日本白亜紀酸性火成岩類)について調査・研究をおこなった。また、西南日本の始新世や新第三紀にも熱的イベントが存在したと推定されるので、これに関しても比較のために研究を行った。これらに関してはまだ検討を続行中の部分も多いが、現在のところ以下のような結果が得られている。1.北部日高累層群中および四万十累層群中の現地性緑色岩類の分布がほぼ明確になった。2.現地性緑色岩を含む地層の化石年代を検討した。四万十累層群では、奄美大島から赤石山地まで順次東に向かって若くなることが明確になった。日高累層群では、予測よりも古い年代がでており、今後の検討を要す。3.現地性緑色岩の化学組成を検討した。多くは、海嶺玄武岩になるが、島弧的な玄武岩も一部に得られており、さらに検討を要す。4.関門層群と周南層群中の火成岩類の放射年代が明らかになり、内帯白亜紀火成活動史がより明確になった。5.古地磁気の検討から、現地性緑色岩とその周辺の泥質岩が同じ古緯度で形成されたことが明からになった。6.四万十帯の熱史を明らかにするために、有機物の変成度に関して検討した。海嶺衝突との関連を検討中。7.ゼノリスの検討から、西南日本外帯において始新世に熱的イベントが存在したことが明らかになった。

8.このほかに、日高火成岩類の化学組成・三波川変成岩類の構造・九州中軸帯前弧盆の形成史等について検討中であり、海嶺衝突との関連が近い内により明確になると考えられる。海嶺衝突に関連して形成された,もしくはその影響をうけていると推定される地質体について検討を行い,以下の結果を得た.1.日高累層群中の現地性玄武岩質岩の分布が明確になった.日高累層群中には現地性玄武岩質岩を含む地層が少なくとも3列存在する.2.日高変成帯中の火成岩類の地球化学的検討から,それらが海嶺衝突により形成された可能性が高いことが明らかになった.3.三陸地域の白亜紀花崗岩類の地球化学的検討から,それらの形成が熱いプレートの沈み込みと関連していることが明らかになった.4.四万十累層群中の現地性玄武岩質岩の分布が明瞭になった.これらは奄美大島から赤石山地まで四万十帯北帯の南縁部に分布する.5.四万十帯中の現地性玄武岩質岩の地球化学的検討を行い,これらがMORB組成を示すことが明らかになった.6.四万十帯における海嶺衝突と海溝域の堆積作用との関連が明瞭になった.7.四国および紀伊半島の三波川変成岩類のAr/Ar年代が明らかになった.これにより,四国や紀伊半島の三波川変成岩類の上昇年代と海嶺衝突との時間的関係がより明瞭になった.8.西南日本白亜紀火成岩類の放射年代や火成活動の時空分布がより明確になった.9.花崗岩中のゼノリスの検討から,四万十帯における始新世の熱的イベントが明瞭になった.
雌性ラットの春期発動中枢性制御におけるGABAニューロンの役割.

本研究はGABAニューロンによるLH分泌の中枢性制御が,性成熟過程でどの様に変化するのかをラットを用いて検討した.申請者は雌性アカゲザルを使った実験で,GABAニューロンがLHRHニューロンを前性成熟期において強く抑制し,性成熟期ではこの抑制が弱まること,またこの抑制はGABA_A受容体を介していることを報告してきた.1.雌性ラットにGABA_A受容体のアンタゴニストであるビキュキュリン・メチオダイドを投与したところ,前性成熟期群(16から17日齢),性成熟期群(30から31日齢)共に共にLH分泌に対する効果は認められず,成熟後に発情前期の午前中のみLH分泌を有意に増加させることが明らかとなった。一方,雄性ラットでは前性成熟期では有意な効果は認められなかったが,性成熟期群(30日から31日齢),成熟群(45日齢以上)ではLH分泌を有意に上昇させた.以上より,ラットの性成熟過程でのGABAニューロンによるLH分泌の制御は霊長類と異なり,性成熟に伴ってGABAによる制御系が確立してゆくこと,また,性成熟期以降はGABAニューロンによるLH分泌の抑制系に性差があることが明らかとなった。2.GABA_A受容体のアゴニストであるムシモールを雄性ラットに投与すると前性成熟期群では影響が見られないが,性成熟期群,成熟群共に有意にLH分泌を抑制した.このことからGABAによるLHの分泌抑制機構が性成熟過程と共に成熟してゆくことがさらに支持された.3.精巣からの負のフィードバックにGABAニューロンが関係している可能性を考え,精巣摘出を施した成熟ラットで同様にビキュキュリンおよびムシモールの効果を検討した.ビキュキュリン投与によるLH分泌の刺激効果が消失し,ムシモールはLH分泌を有意に抑制した.これらのことからGABAニューロンは精巣からのフィードバックの少なくとも一部を担っていることが示唆された.以上の結果は,第25回米国神経科学会で既に発表し(SanDiego CA.1995,743.6),1996年3月現在Journal of Neuroendocrinologyに投稿中である.本研究はGABAニューロンによるLH分泌の中枢性制御が,性成熟過程でどの様に変化するのかをラットを用いて検討した.申請者は雌性アカゲザルを使った実験で,GABAニューロンがLHRHニューロンを前性成熟期において強く抑制し,性成熟期ではこの抑制が弱まること,またこの抑制はGABA_A受容体を介していることを報告してきた.1.雌性ラットにGABA_A受容体のアンタゴニストであるビキュキュリン・メチオダイドを投与したところ,前性成熟期群(16から17日齢),性成熟期群(30から31日齢)共に共にLH分泌に対する効果は認められず,成熟後に発情前期の午前中のみLH分泌を有意に増加させることが明らかとなった。2.GABA_A受容体のアゴニストであるムシモールを雄性ラットに投与すると前性成熟期群では影響が見られないが,性成熟期群,成熟群共に有意にLH分泌を抑制した.このことからGABAによるLHの分泌抑制機構が性成熟過程と共に成熟してゆくことがさらに支持された.3.精巣からの負のフィードバックにGABAニューロンが関係している可能性を考え,精巣摘出を施した成熟ラットで同様にビキュキュリンおよびムシモールの効果を検討した.ビキュキュリン投与によるLH分泌の刺激効果が消失し,ムシモールはLH分泌を有意に抑制した.これらのことからGABAニューロンは精巣からのフィードバックの少なくとも一部を担っていることが示唆された.以上の結果は,第25回米国神経科学会で既に発表し(SanDiego CA.1995,743.6),1996年3月現在Journal of Neuroendocrinologyに投稿中である.
画像解析と数理モデルの融合による形態形成制御機構の解明

発生過程で機能的形態が実現されるメカニズムを解明するためには、形態形成における細胞の移動や細胞分裂、細胞死を同定し、そこに働く力や制御を理解することが必要である。本研究では、形態形成過程を捉えた3次元時間発展の動画から、細胞の移動や細胞分裂、細胞死を抽出する画像解析技術と、そこから細胞に働く制御を推測する数理モデル研究を融合させることにより、大変形における個々の細胞の役割を明らかにする。細胞集団の振る舞いを捉えた高精細な顕微鏡動画を画像解析することにより、一つ一つの細胞の動きを同定しその運動を明らかにする。また、細胞に働く制御について複数の可能性を考慮しながら、組織レベルの形態形成と整合性が取れる機構を探していく数理モデル研究を展開することで、発生生物学的に未解明の形態形成機構を探る。25年度はマウス胎生6日胚における細胞移動について、基礎生物学研究所の野中茂紀准教授と共同研究を引き続き推進した。特にDSLMで得た胎生6.5日胚のライブ画像を対象とした画像解析技術に焦点をあてた学術論文をまとめた。論文はNature Protocolsに掲載された。また東京大学の三浦正幸教授、山口良文助教とマウス神経管形成における細胞動態を解析した。この研究でもライブイメージングによって得た画像の解析を行った。得られた結果は学術論文にまとめ、Developmental Cellに掲載された。25年度が最終年度であるため、記入しない。24年度はマウス胎生6日胚における細胞移動について、基礎生物学研究所の野中茂紀准教授と共同研究を推進した。DSLMで得た胎生6.5日胚のライブ画像を対象に画像解析を行い、個々の細胞の動きを追跡した。得られた追跡軌道を使って、細胞の動きに関わる力の作用の仕方を統計解析した。得られた結果は学術論文にまとめ、PLoS Oneに掲載された。また東京大学の平良眞規准教授、基礎生物学研究所の三井優輔助教と、アフリカツメガエルの位置情報分子の濃度勾配について共同研究を行った。三井助教の実験結果に基づき、モルフォゲンの拡散係数が空間的に離散的になっている場合の濃度勾配の数値計算をした。特に実験的に得られた特別なパターンを説明できるようなモデルを複数構築し、比較検討を行った。得られた結果は論文にまとめ、現在学術雑誌に投稿中である。マウス胎生6日胚における細胞移動に関する野中准教授との共同研究が進んだ一方で、東京大学の山口良文助教との共同研究は、それほど進まなかった。昨年度試験的にデータ解析をした際には、神経管閉鎖領域全体を観察しようとすると、個々の細胞の振る舞いを捉えるだけの十分な解像度が得られなかった。今年度は注目する領域を狭めることで、細胞死分布と高い空間解像度での解析の両立を目指す。細胞集団の動画の画像解析から細胞の振る舞いを捉え、数理モデルを構築し、検証可能な予測を導く研究を行う。理論による予測と実験による検証を繰り返すことで、注目する形態形成で働く細胞レベルの制御を解明する。特にマウス神経管閉鎖における細胞死制御について、東京大学の山口良文助教との共同研究を重点的におこなう。マウス初期胚における細胞移動と、神経管形成における細胞死制御を対象とし、3次元空間中の細胞分布の時間発展を捉えたデータを得る。

細胞集団の振る舞いを捉えた画像データから個々の細胞の振る舞いを捉える画像解析技術の開発と、得られた結果に基づき細胞レベルの制御を推測する数理モデル研究とを、同時進行で行う。昨年度試験的にデータ解析をした際には、神経管閉鎖領域全体を観察しようとすると、個々の細胞の振る舞いを捉えるだけの十分な解像度が得られなかった。今年度は注目する領域を狭めることで、細胞死分布と高い空間解像度での解析の両立を目指す。細胞集団の動きを捉えた画像から個々の細胞の振る舞いを読み取る際には、時間分解能の制約、組織全体の大変形、細胞数に由来する莫大な計算量、ノイズといった、多くの困難が伴う。これを克服する方法を開発してきた。これらを改良しマウス初期胚の3次元画像に適用することで、細胞運動や細胞死の時空間分布を読み取る。また現在、新たな研究対象としてショウジョウバエ変態期における翅形成における、細胞死について東京大学の三浦正幸教授と議論を行っている。対称が哺乳類ではなくショウジョウバエであるが、マウスと同様の画像解析により細胞死の分布が解析できる可能性がある。また昆虫の変態は組織レベルで際立った変形が起こる例であり、またこの形態形成に伴って個々の細胞がより積極的な働きをしている可能性がある。共同研究が実現すれば、得られた成果は生物種を超えて有用な情報を与えると期待している。25年度が最終年度であるため、記入しない。
ラットの上顎歯列弓拡大が鼻上顎複合体におよぼす影響に関する実験的研究

頭蓋顔面骨格の成長様相を究明することは、骨格性不正咬合の成り立ちを解明する上でも、また矯正治療を行う上においても重要な知見を与えるものである。本研究においては顎顔面頭蓋部に存在するgrowth siteの一つである鼻中隔軟骨に注目し、この軟骨性成長が頭蓋顔面骨格の成長や、上下顎骨の位置の決定にどのような役割をはたしているのかを解明することを目的とする。今回の実験では、ラットの顔面骨格部が幼若な時期に旺盛な成長を見せることを考慮し、生後4週齢のWistar系ラット120匹用い、歯列弓の拡大を行った。拡大力は強い力(60g)と弱い力(15g)の二つのグループにわけ、拡大期間は1日、1週、7週、10週とし、拡大力はスプリングを作用させ各インターバルごとに加重量を調節し、持続的な力が作用するようにして歯列弓の拡大を行った。まず形態学的観察を行うため毎週各グループのラットの正貌、側貌頭部x線規格写真の撮影を行った。その評価法としてland markを設定し、各角度計測と実測長計測を行った。また各インターバルでのスーパーインポーズも行った。また実験期間終了時に組織学的観察を行う目的で、ラットを屠殺後頭部を離断し、ホルマリンにて固定を行った。その後切歯部から口蓋後方部にかけ、3ブロックに切断し、7ミクロンに薄切して通法に従いヘマトキシリンエオジン重染色を行った。今後これらの資料をもとに、鼻中隔軟骨およびその周囲組織の組織学的変化と、成長変化にともなう形態学的変化との関連性について検索を行う予定である。
小児の精神的長期ストレスをモニターする唾液ｍｉｃｒｏＲＮＡの同定

小児の精神的ストレスを非侵襲的に診断する方法を確立することを目的とし、バイオマーカーとなる唾液microRNA検索を試みた。被験者として、小学校児童1ー5年生の問題を抱えカウンセリングした児童30名をストレス群、安定している児童30名をコントロール群とした。う蝕経験歯数はストレス群がコントロール群の2倍高かったが、う蝕関連菌数と唾液分泌量・緩衝能には差がなかった。そこで唾液microRNA抽出・精製方法を確立し、アレイで発現プロファイルを比較したところ、10種のmicroRNAにおいて発現パターンが異なり、クラスターマーカーとして有用である可能性が示唆された。本研究は小児の精神的ストレスを短時間で正確かつ非侵襲的に把握する方策を見いだすことを目的とし、ストレス診断のためのバイオマーカーとして唾液中に分泌されるmicroRNAを見いだすことである。以下に平成25年度の研究実績を示す。1.被験者の選定と材料:平成24年度の解析対象のストレス群と対照群の唾液からmiRNAを抽出・精製した。精製後のmiRNAは蛍光標識し、キャピラリー電気泳動により純度を確認後、蛍光peakからAUC(Area Under Curve)が一定になるような8例ずつを各群から選出し、2および3の解析を行った。2.発現プロファイルの比較:microRNAマイクロアレイにより、1で選出した被験サンプルの発現プロファイルを網羅的に解析した。結果を統計学的に解析したところ、10種のmicroRNAにおいて発現パターンが異なる可能性が示された。3.バイオマーカー候補の検討:2で絞り込まれた10種について、異なる被験者で構成されたストレス群24名、コントロール群19名における発現比較をリアルタイムPCRによって行った。その結果、平均値では2群間での明らかな有意差は示されなかったものの、各個人においてはマーカー候補すべてにおける2つずつの組合せでは有意に相関していた。したがって、これらは組合せによるクラスターマーカーとして、非侵襲的に採取した唾液からの判定に有用となる可能性が示唆された。平成24年度の実施状況は以下のような概要である。1.被験者の選定:小学校児童1年生ー5年生の200名を対象とした。そのうち複雑な家庭環境や不登校など、第3者的にみて問題を抱える児童が約27%含んでおり、担当教員の協力のもと、ストレス環境が顕著な児童30名をストレス群とし、家庭環境および言動が安定的な児童30名をコントロール群とした。2.口腔疾患および口腔環境調査:う蝕経験歯数(DFT)と唾液中のう蝕関連微生物(ミュータンスレンサ球菌、ラクトバシラス菌、カンジダ菌)の培養検査、唾液分泌量および緩衝を測定しそれぞれ2群間で比較した。DFTはストレス群がコントロール群の2倍程度高かったが、微生物検査と唾液分泌量および緩衝能の測定結果には差がなく、相関がみられなかった。3.ストレス評価:DSS-K健康調査票を用い、2群間の比較を行ったところ、ストレッサー、ストレス反応、自己効力感ともにわずかに差が認められた。4.唾液ストレスタンパク質として報告されているクロモグラニンA(CgA)をELISAで測定し、2群間で比較した。平均値ではストレス群の方が約2倍の高値を示したが、ばらつきが大きいため有意差は認められなかった。5.唾液microRNA抽出・精製方法の確立:被験者の唾液からエキソソーム分画を分離し、microRNAを抽出・精製手法を検討した。初期変性条件を改変することで、エキソソーム分画ステップを経由せずに精製できる条件を確立した。その判定基準として、安定的に存在するmicroRNAを見いだし、リアルタイムPCRにより定量を行った。研究実施の概要に記載したように、年度当初に5項目について実施する研究計画を立てた。それに従っておおむね進行し、各項目の結果が十分に得られたので、順調と判断した。特に、血液以外からの被験サンプルからmicroRNAを採取・精製・解析している報告はほとんど見当たらず、非侵襲性のサンプルで測定できる意義は大きいと考えられる。24年度の成果を踏まえ、25年度は以下の検討を行う。1.唾液microRNA精製と発現解析:ストレス群とコントロール群の発現プロファイルをマイクロアレイなどで網羅的に検出し、発現に差のあるmicroRNAを同定し、バイオマーカー候補とする。2.新たな集団でバイオマーカー候補の検証を行う。該当なし
グループホームにおける安全な服薬を目指した向精神薬使用の評価表開発

グループホームでは認知症の人の行動・心理症状に対して、向精神薬が使われている。向精神薬の使用には専門的な知識をもつことが事故防止につながる。そこでグループホームの職員に紙芝居を用いて、薬物療法の研修をおこなった。その後のアンケート結果から薬の副作用や観察の視点が理解できたことがわかった。グループホームの職員は漫然と安易に向精神薬を使用するのではなく、使用前後の観察の視点をもつことが必要であると理解した。また向精神薬の管理を十分に行い、お互いに情報交換することの重要性を理解した。平成25年度の計画としてグループホームー管理者からのインタビュー調査を行い、実際にどんな知識が不足しているのか、どの程度の理解を深めたいのか、またスタッフの理解度がどの程度なのかについて結果が得られたので、実際に研修を行った。研修内容は向精神薬の知識、副作用、管理方法、使用時の観察の視点、非薬物療法へつなげる方略などをテーマに120分行った。グループホーム協議会の協力を得て、受講者を募集した。その結果、受講者は総数300名であった。研修後のアンケート協力をお願いし、回答したのは164名(回収率54.6%)であった。その内訳として、介護福祉士42%(104名)、ヘルパー37%(91名)看護師6.1%(15名)その他14%(34名)であった。研修内容が理解できた83%(249名)、向精神薬の知識に広がりができた87%(261名)の回答があった。特に看護職は100%理解でき、知識も広がり、研修効果が高かった。理解できない、知識が広がらないと回答したのはヘルパー職に多かった。この研修を通して、薬物療法、向精神薬を理解するには基本として脳の構造と働き、疾患の理解などの知識が多少必要であることがわかった。グループホーム職員に対して向精神薬の知識や理解の底上げをしていくには職種別に医学的知識や医療用語の理解に差が大きいため、研修をステップアップ式に行う必要があることがわかった。看護職は服薬に関して強い責任感を持ち、その知識を高めていく必要があることを意識している。よって各施設の教育を担っていく役割が行なえると考える。平成24年度の計画としてN市内165か所のグループホームに研究依頼を行い、研究の同意をえることになっていた。その結果、12か所の施設管理者から同意が得られた。12か所のグループホーム管理者に対して、平成24年8月から12月の期間内でインタビューガイドを作成し、半構成のインタビュー調査を行った。質問項目は1.BPSDのある入居者に向精神薬を使用した経験があるケース2.BPSDがあっても向精神薬を使用しなかったケース3.向精神薬を中止した、必要としなくなったケースの三種類について該当するケースについて聞き取った。特に向精神薬を使用して困難事例が解消された事例や困難度が増したことについては多くの情報が得られた。また、向精神薬の使用に至らなかった事例においては職員のケアの工夫を聞き取ることができた。12か所のグループホームでは今までに向精神薬の使用がされているが、実際には他の身体疾患同様に扱われていることがわかった。離職率が高いため、研修を受講させても短期間で退職していくため、なかなか積み上げにはならず、職員の薬に対する知識が高くならないなど、別の要因も明らかになった。向精神薬などの薬物療法のケアについて、全職員が知識や意識を高めるためには医療関係者向けの書籍では難解で理解しがたく、もっと現場の状況を想起できる資料が必要とされていることがわかった。認知症の進行、重度化によって、行動・心理症状(以下BPSD)が問題となり、認知症対応型共同生活介護(以下グループホーム)において向精神薬の薬物療法を使用している現状がある。この向精神薬を認知症高齢者に使用する際の支援方法を検討することを目的とした。計画として初年度、グループホームでのBPSD困難事例を収集し、分析を行った。事例のなかで向精神薬を使用した前後の状況を聞き取り調査した。2年目はN市内のグループホーム職員(約300人)を対象として認知症ケアの理解のための研修を行った。研修修了者にアンケート調査を行い、その結果から向精神薬に対する知識不足や薬を使用することに対して慢心があることがわかった。最終年に向精神薬を使用する際のケアのあり方について検討し、教育教材として紙芝居を作成し、グループホーム職員、介護・福祉関係者(約250人)を対象に研修を行った。そのうち職種として介護福祉士、ヘルパー2級の受講者に「理解できた」というポイントが高かった。この教材を用いて研修を行うことで、服薬に注意や関心がもて、事故を未然に防いだり、支援策が立案される。また、観察の視点を理解することで再度、服薬の必要性があるかどうか再評価が行なえるなど、研究の意義は大きいと考える。

この研究は向精神薬を知るばかりでなく、認知症の人の代理人として、その人の困難と思っていることに関心を寄せ、積極的にケアで解決していくという原点に戻ることを伝えるという重要な意義があったと考えられる。また、向精神薬を使用する際には十分な知識とリスクをアセスメントする能力が必要となるが、研修を通してケアに関わる人の向精神薬への関心は高く、今後も研究を継続する。看護学平成25年度の計画通り、グループホーム職員に対して研修会を開催し、300名が受講した。また次年度の計画である個別に施設で行う研修に28施設の同意が得られている。平成24年度の計画通り、同意の得られたグループホームの管理者に聞き取り調査が実施できた。録音内容はテープおこしされている。平成26年度は同意の得られた施設を個別に訪問し「認知症BPSDの薬物療法の観察視点(仮称)」について研修会を開催する。事前にアンケート用紙を配布し、理解度の把握を行い、研修内容を受講者に合わせる。研修では事例を教材化し、示す。受講者はそこで試作版チェックリストを用いて、向精神薬の使用に関する事項を確認する。その後、意見を収集し、改訂版チェックシートを作成する。平成25年度は1録音内容を共同研究者とともに半構成インタビューの内容に合致するか、関係性のあるものかなどを確認する作業を行う。2困難事例の分析を行い、何をもって認知症のBPSDの困難事例としているのかを定義する。3調査内容の分析し、それぞれの施設の工夫を抽出する。・向精神薬を使用する前段階で行う効果的なケアのポイント・医療機関を受診する際の準備と確認事項・向精神薬使用時に起こった有害作用と観察の視点・有害作用に対する有効なケアの実例。これらの情報を元に向精神薬使用時のチェックシート試作版を作成する。チェックシート試作版の改良と普及のため研修会を開催す。そのため、再度N市内のグループホームに研究依頼を行う。グループホームの職員(新人向け、希望者など受講者のレベルは未定)を対象に「認知症の理解とその人らしさ(パーソン・センタード・ケア)、向精神薬の理解」の研修を行い、チェックシートの活用方法を紹介する。研修会開催場所を公的施設で行う予定で会場費を準備したが、グループホーム協議会の関連施設を借りられたため、経費がかからなかった。今年度は個別にグループホームを訪問し、研修を行う予定である。その際に使用する教材を開発し、作製する一部に補てんする。向精神薬使用時のチェックシート(試作版)の作成グループホーム職員対象の研修会運営費および交通費研究参加同意書の送付代金
HMGドメイン転写因子SOXによるN-カドヘリン遺伝子の発現制御

HMGドメイン転写因子SOXは、パートナー因子と協同して転写制御を行うという特徴を持つ。SOXは、細胞分化過程で重要な働きをしており、細胞のがん化にも関連している可能性が高い。細胞接着因子N-カドヘリンは、胚発生における形態形成とともに、がん細胞の侵潤性の増大にも関係していることが分かりつつある。HMGドメイン転写因子SOX2とN-カドヘリンの発生過程における発現パターンを詳細に調べたところ、その類似性と現開始の時間的関係から、神経系および感覚器においては、N-カドヘリンがSOX2のターゲット遺伝子であるこが示唆された。実際、ニワトリ胚の頭部外胚葉にSOX2を電気穿孔法で強制発現すると、異所的なN-カドヘリン発現の誘導が見られた。この発現誘導は、同じサブグループに属するSOX1,SOX2,SOX3によっては起こったが、他のサブグループのSOXでは起こらなかった。したがって、SOX1/2/3とこれらのSOXに特異的なパートナー因子との協調作用で、N-カドヘリンの発現制御がなされていることが予想された。また、ニワトリN-カドヘリン遺伝子の転写開始点付近17kbの塩基配列の決定を行ったところ、SOX結合配列が集中して存在している領域が複数見られた。しかし、N-カドヘリン遺伝子の現制御が、この17kb以外にあるエンハンサーにも依存していることが示唆されたので、遺伝子全領域を含むBACクローンを用いて、転写制御領域の同定を行っている。
近世・近代の京都および周辺都市における名所観の成立と変容

今年度は、前年度の研究から得られた知見に基づいて以下の2点について研究を進めてきた。1)近世上方における名所や風景にみられる地域性と、名所の表象化と変化について上記の研究を進めるにあたり、申請者はこれまでの知見から、近世日本における名所地誌本の編纂や、「名所」という場所イメージの再生産の実践については、主に文化人や学者などといった知識人層がそれを担い、その編纂活動では既存刊行物による地理的知識の収集や、記述内容の踏襲といった伝統的慣習をふまえて、自己の知見を取り込んでいくといった姿勢が顕著にみられること。そして、申請者のフィールドである京都では、名所地誌本の編纂黎明期にあたる17世紀を対象とした名所研究が行われていないことに思い至った。そこで申請者は、近世日本における名所地誌本の所見とされる中川喜雲『京童』と山本泰順『洛陽名所集』という2つの事例から、17世紀京の名所観について検証した。ここでは、過去への追憶や、古歌といった伝統的な知識によって名所が表象されていることを明らかにし、中世的な名所観に依拠する可能性を指摘した。本成果は、日本地理学会秋季大会(於:神戸大学)にて発表し、人文地理学会編『人文地理』に投稿中である。2)京都の近代化における名所や風景の空間的変遷と表象化の変化について上記については、前年度の研究によって得られた知見を発展させ、近世的名所観から近代的な名所観への移行期と推測される明治10年代の名所地誌本の特徴と、その名所観について考察した。本成果は、ICHG2012(国際歴史地理学会、於:チェコ共和国カレル大学)にて発表し、歴史地理学会編『歴史地理学』54-4に掲載された。また、近代におけて最も多く名所地誌本が刊行された明治28年の刊行動向とその特徴について整理した。本成果は、歴史地理学会大会(新潟大学)にて発表し、学術雑誌への投稿にむけて準備している。そして、これらの本研究の成果のまとめとして博士論文を執筆し、受理された。今年度は,以下の2点について研究を進めてきた。1、近世上方(京・大坂)における名所や風景にみられる地域性と,名所の表象化について。これについては,近世上方において,最も著名な名所案内記とされている,秋里籬島編『都名所図会』および,『摂津名所図会』を事例として,京と大坂について,「名所」とされる場所や風景がもつ地域的特徴と,その表象化について比較検討した。それによって,編者である京都人の秋里籬島は,京に対しては,自所(ホームタウン)として,「伝統文化』や「宗教・観光」の都市として表象し,大坂に対しては,他所として,「庶民文化」や「流通経済」の都市として表象していることを明らかとした。また,このような場所に関する書籍・編者・読者・地域の四者の相関関係についても提示した。これは,場所や風景,そしてその総体としての都市への「まなざし」や,場所認識について考察したものであり,近年の地理学において構築されつつある,「遺産(heritage)」や,「記憶の場」についての議論の中に位置づけることができる。この成果は,人文地理学会編『人文地理』64-1(2012年2月刊行)に,「論説」として掲載された。2、近代の京都における名所や風景に対するまなざしや,その表象化について。これについては,まず,近代京都における名所案内記など,地理に関する書籍の刊行動向について,国立国会図書館や,京都府立総合資料館などで資料調査を行うことで整理した。その中から,明治10年代に刊行された資料を事例として,「名所」や「名勝」として取りあげられる場所の叙述内容について,その特徴を明らかにした。それらを比較検討することで,近世において構築された名所観や,場所へのまなざしとの,内容的な連続性と,相違点について明らかにしつつある。この成果は,2011年11月の人文地理学会大会にて発表し,現在,歴史地理学会編『歴史地理学』に投稿中である。

2)京都の近代化における名所や風景の空間的変遷と表象化の変化について上記については、前年度の研究によって得られた知見を発展させ、近世的名所観から近代的な名所観への移行期と推測される明治10年代の名所地誌本の特徴と、その名所観について考察した。本成果は、ICHG2012(国際歴史地理学会、於:チェコ共和国カレル大学)にて発表し、歴史地理学会編『歴史地理学』54-4に掲載された。また、近代におけて最も多く名所地誌本が刊行された明治28年の刊行動向とその特徴について整理した。本成果は、歴史地理学会大会(新潟大学)にて発表し、学術雑誌への投稿にむけて準備している。そして、これらの本研究の成果のまとめとして博士論文を執筆し、受理された。まず,近世京都における名所観の成立とその変容については,近世初期から幕末で刊行された案内記に対して,各時期の代表的な案内記の特徴を明らかにし,それらを時間軸で比較検討することで,概ね把握できたといえる。また,近代の京都における名所観の成立と変容については,近代的な「新名所」として認識され,案内記に取りあげられるようになる,明治10年代に刊行された案内記を調査し,比較検討することで,近世の案内記との叙述内容の連続性と,近代的名所観の形成過程を明らかにしつつある。この成果は,2011年11月の人文地理学会大会(於:立教大学)で口頭発表し歴史地理学会編「歴史地理学」に投稿中である。本研究の主題の一つである,近代の京都における名所観の成立と変容を考える際には,明治28年の第四回内国勧業博覧会および,遷都千百年紀念例察の開催が大きな契機となっていることが先行研究によって指摘されている。次年度は,この大祭に合わせたもの,および,それ以降に刊行された名所案内記や地誌など,地理的知識に関する書籍において叙述される「名所」についての場所認織と,その表象化について考察していく。それによって,明治から大正期における名所観の成立と,その変容過程について明らかになるものと考えている。
高効率なレーザーイオン加速条件の解明

レーザーイオン加速について3次元PICシミュレーションを用い研究を行なった。ターゲットに“軽い"物質を用いることで、より高エネルギーな陽子が得られることが分かった。それは、より激しいクーロン爆発と加速陽子の方向への強い運動がターゲットに生じ、それらが効果的に陽子を加速するからである。水素をターゲットに用いることで、エネルギー200MeV、エネルギー広がり2%の陽子ビームが得られた。ポリエチレンのターゲットは、水素と炭素の2層に分離し、そのクーロン爆発と反発力で効果的に高エネルギー陽子が生成される。ドープドターゲットはダブルレイヤーを構成し、高品質な陽子ビームを生成する。H24年度においては、さらに高エネルギーなイオンを生成する条件の検討を理論的検討とコンピューターシミュレーションにより実施した。H23年度において、ダブルレイヤーターゲットのファーストレイヤーに激しいクーロン爆発を生じさせることで、生成陽子のエネルギーが高くなることを示した。この時、激しいクーロン爆発を生じさせる方法として、大きなチャージマス比の物質をファーストレイヤーに用いる方法の有効性を示し、炭素のケースと金のケースの比較でその違いを詳細に示した。最も大きなチャージマス比の物質は水素である。よってファーストレイヤーに水素を用いることで高エネルギーな陽子が得られると考えられる。そこで、H24年度においては、ファーストレイヤーに水素を用いたターゲットについて、理論的考察とコンピューターシミュレーションを用い研究を実施した。このときダブルレイヤーターゲットとしても、セカンドレイヤーの水素はほとんど意味を持たないため水素だけからなるターゲットとした。用いたレーザーは、H23年度と同様の、直線偏光ガウス形レーザーパルス、レーザー出力=620TW、エネルギー=18Jである。水素ターゲットを用いることで、より激しいターゲットのクーロン爆発が生じるとともに、より強いRPDAが生じていることがわかった。このときの最大陽子エネルギーは約200MeVであった。さらに、生成された陽子を空間的に切り出すことにより、実応用に必要な条件を満たす高エネルギー(約200MeV)かつ高品質(エネルギー広がり=2.3%)で、十分な陽子数を持った陽子ビームが得られることを示した。極力低いエネルギーのレーザー(620TW、18J)を用い、高エネルギー(約200MeV)かつ高品質(エネルギー広がり=2.3%)な陽子ビームを得る方法を提示したH24年度研究結果は、本研究課題の目的と計画に則した研究結果となっている。H24年度までにおいて、大きなチャージマス比の物質をターゲットに用いる事で、ターゲットのクーロン爆発とRPA(Radiation pressure acceleration)により陽子が効果的に加速されることを示した。さらに、最も大きなチャージマス比の物質である水素をターゲットに用い、加速されたイオンを空間的に切り出すことでエネルギー広がり約2%の陽子ビームが約200MeVで得られることを示した。しかし、水素ターゲットはその作成と取扱いが容易ではないと考えられる。そこで、最終年度となるH25年度においては、実機製作の観点から水素を比較的多く含み、かつ利便性に優れた物質としてポリエチレン(CH2)を取り上げ生成陽子の特性を研究した。ポリエチレンターゲットにおいて、レーザー垂直入射で170MeV、30°入射で210MeVの陽子が生成されることを示した。加速過程において、まずRPAによりCH2は炭素イオン層とプロトン層の2層に分離し、その後各層のクーロン爆発と各層の電荷反発力で陽子は高エネルギーになることが分かった。次に、同様に炭素と水素を含んだ物質であるが、水素の割合が非常に小さい物質として、炭素に水素をドープさせたターゲットを用いた場合の検討を実施した。このターゲットは、加速過程初期において、炭素層の上に低密度で薄い厚さの水素層が配置されたダブルレイヤーターゲットを構成する。その結果、エネルギー広がりの小さな陽子ビームを生成出来ることが分かった。ターゲット前方にピンホールを設置することで、平均エネルギーが120MeVでエネルギー広がり7%の高品質な陽子ビームが得られることを示した。炭素と水素が混ざった物質において、水素の割合が高い物質を用いることで高エネルギー(200MeV以上)な陽子が、水素の割合が低い物質でエネルギー広がりの小さい高品質な陽子ビームが得られることを示した。本研究課題の目的は、レーザー光を用いたイオン加速において、高効率にイオンを加速する条件を、理論的検討とコンピューターシミュレーションにより提示すことである。その加速機構を理論とコンピューターシミュレーションで明らかにし、レーザーの照射方法、ターゲット形状、ターゲットの材質等のパラメータに対する生成イオンの特性を示し、極力低い出力のレーザーで極力高エネルギーかつ高品質なイオンを生成する方法を研究成果として提示することを研究目的としている。H23年度においては、用いるターゲットの材質に関する研究を実施した。ダブルレイヤーターゲットにおいて、そのファーストレイヤーに激しいクーロン爆発を生じさせることで、生成陽子のエネルギーが高くなることを理論的考察とコンピューターシミュレーションで示した。また、このときの加速機構を明らかにした。ここで、激しいクーロン爆発を生じさせる方法として、大きなチャージマス比の物質をファーストレイヤーに用いる方法を示した。

チャージマス比の違いで生成陽子のエネルギーは異なり、ファーストレイヤーに炭素を用いたターゲットでは、金を用いたターゲットの1.7倍のエネルギーの陽子が得られた。この時、ファーストレイヤーの非均一なクーロン爆発と、さらにradiation pressure dominant accelerationが、効果的に作用していることを示した。そして、良好なターゲット素材である炭素を用い、レーザー入射角度30度とし、セカンドレイヤーを適切に配置することで、エネルギー18J出力620TWのレーザーで、平均エネルギー111MeV、エネルギー広がり2.8%の陽子ビームが生成されることを示した。極力低いエネルギーのレーザーを用い、出来るだけ高いエネルギーの陽子を得る方法を提示したH23年度研究結果は、本研究課題の目的と計画に則した研究結果となっている。高効率にイオンを加速する条件を、理論的検討とコンピューターシミュレーションにより示すのが本研究課題の目的である。H24年度では、水素ターゲットを使用することで高エネルギー(約200MeV)の陽子が得られることを示した。また、このときの加速機構を明らかにし、ターゲットのクーロン爆発とRPDAの効果が大きいことを示した。本研究課題の最終目標は、実応用が十分可能となるレベルの高エネルギーかつ高品質なイオン(陽子)を、高効率に生成する方法を示すことであり、研究期間(H26年3月)に示す陽子生成条件の具体的な数値目標は、レーザー出力<500TW、生成陽子エネルギー>200MeV、生成陽子のエネルギー広がり<2%である。現在までに達成されている本研究課題の結果は、レーザー出力620TW、生成陽子ビーム平均エネルギー193MeV、エネルギー広がり2.3%であり、研究開始2年経過時点では十分であると考えられる。さらなる今後の研究により、現象をより明確化し、より最適な条件を用いることで、最終の数値目標を達成する予定である。H23年度では、ファーストレイヤーの物質の違いで生成陽子ビームのエネルギーと品質は異なり、適切な物質をファーストレイヤーに使用することで高エネルギーの陽子が得られることを理論的検討とコンピューターシミュレーションで示した。また、このときの加速機構を明らかにした。