hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト高親和性IgE受容体ベータ鎖のマスト細胞と好塩基球での発現と役割

アレルギー性結膜炎と疾患コントロール患者の眼瞼結膜のFcεRIβ鎖の発現を免疫組織化学染色にて調べたところ,アレルギー患者ではマスト細胞数が有意に増加しているのみならず,FcεRIβ鎖の発現が有意に増加していた。shRNAの技術を用いてヒトマスト細胞のFcεRIβ鎖の発現を抑制したところIgE依存性の活性化は有意に抑制され、FcεRIの架橋後のLynの細胞内局在が変化していた。したがってFcεRIβ鎖はアレルギー疾患の治療の分子標的となることが明らかとなった。市販のヒトFcεRIβ鎖に対する抗体は内在性のヒトのマスト細胞や好塩基球FcεRIβ鎖を捕らえることができず、この分野の研究が遅れていた。私たちは感度が高く、特異性の高い抗体作成に成功した。この抗体を用いて末梢血由来培養マスト細胞のFcεRIβ鎖とα鎖をFACSにて検討したところFcεRIαβγ2とαγ2の2つの別々のサブタイプが存在するのではなく、β鎖の発現の低い細胞から高い細胞が一つの集団で存在することがわかった。我々はアレルギー疾患患者(アトピー性角結膜炎および春季角結膜炎)および健常人の結膜のマスト細胞のαβγ2とαγ2の発現比率を免疫組織化学染色によって調べたところ、アレルギー患者でマスト細胞数が増加しているのみならず、β+cells/α+cellsの比率はアレルギー疾患患者(0.69±0.08)で健常人(0.07±0.16)に比較して有意に増加していた。また、β+マスト細胞は上皮細胞周囲に局在していた。ヒト末梢血由来培養マスト細胞にはリポフェクションではsiRNAが導入できなかったため、shRNAはレンチウイルスの系を用いた。VSV-G pseudotyped lentivirus vector encodingEGFPを用いてヒト末梢血由来培養マスト細胞への感染効率を確認した。また、ヒトマスト細胞腫セルラインLAD2にはリポフェクションでsiRNAが導入できたので、適切なsiRNAのシークエンスを選択した。刺激にはIgEの影響を考え、IgEを使わず、抗FcεRIα鎖モノクローナル抗体(CRA1)を用いた。脱顆粒の指標としてヒスタミンを用いた。炎症性サイトカイン産生能はMIP-1α、IL-8の産生をELISAで測定した。また細胞表面のFcεRIα鎖の発現への影響はFACSで検討した。FcεRIβ鎖mRNAをノックダウンすると、脱顆粒、サイトカイン産生、細胞表面のFcεRIα鎖の発現は抑制された。In vivoのアレルギー炎症局所のアレルゲン濃度は極めて低いことが知られ、β鎖のシグナル増強効果がなければマスト細胞の活性化はほとんど起こらないことを示唆している。すなわち、マスト細胞β鎖はアレルギー疾患の治療の標的である。この抗体を用いて我々はアレルギー疾患患者(アトピー性角結膜炎および春季角結膜炎)および健常人の結膜のマスト細胞のαβγ2とαγ2の発現比率を免疫組織化学染色によって調べたところ、アレルギー患者でマスト細胞数が増加しているのみならず、β+cells/α+cellsの比率はアレルギー疾患患者(0.69±0.08)で健常人(0.07±0.16)に比較して有意に増加していた。ヒト末梢血由来培養マスト細胞のFcεRIβ鎖をレンチウイルスベクターを用いたshRNA技術でノックダウンした。FcεRIβ鎖をノックダウンすると、脱顆粒、サイトカイン産生、細胞表面のFcεRIα鎖の発現は統計学的有意に抑制された。FcεRIβ鎖をノックダウンするとIgEの感作後に細胞膜領域に移行するLynの動きを止めてしまうことを共焦点レーザー顕微鏡で確認した。以上より、マスト細胞β鎖はアレルギー疾患の治療の標的となる可能性を示した。1.FcεRIβ鎖の発現抑制によりFccεRIの架橋によるヒトマスト細胞のLynの細胞内局在の変化は抑制された。ヒト末梢血由来培養マスト細胞のFcεRIβ鎖をノックダウンするとIgE依存性のマスト細胞の活性化が阻害されたため、その機序の解明を行った。

FcεRIの架橋後にFcεRIβ鎖はLynなどのSrc kinaseによってITAMのチロシン残基がリン酸化され、同時にチロシンリン酸化されたFcεRIβ鎖ITAMにLynが会合し、Lynが細胞膜へ移行するが、FcεRIβ鎖の発現を抑制されたマスト細胞ではLynの細胞膜への移行が阻止されていることがわかった。したがってFcεRIβ鎖がIgE依存性のヒトマスト細胞の活性化を制御していることが示唆され、Lynの細胞膜への移行を阻止することがIgE依存性のヒトマスト細胞の活性化を抑制できるのではないかと考えドミナントネガティブな効果を期待しFcεRIβ鎖のITAMチロシン残基をリン酸化させたペプチドに細胞膜透過性ペプチドと結合させたペプチドを作製しIgE依存性のマスト細胞の活性化に対する効果を検討した。2.FcεRIβ鎖のITAMのチロシン残基をリン酸化させたペプチドがヒトマスト細胞の活性化を抑制した。FcεRIβ鎖のITAMのチロシン残基をリン酸化させたペプチドはLynに会合した。ヒトマスト細胞をヒトリコンビナントIgE(1μg/ml)で24時間感作したのち、洗浄し、このペプチドあるいはコントロールのペプチド5μMと細胞を10分37°Cでインキュベートし、抗IgE抗体あるいはcalcium ionophoreで30分37°Cでインキュベートしたのちの細胞上清中に遊離されたヒスタミンを測定したところFcεRIβ鎖ITAMのチロシン残基を3つリン酸化したペプチドおよび外側2つのチロシン残基をリン酸化したペプチドがIgE依存性の脱顆粒を統計学的有意に抑制した。
エンドトキシン病態における薬物トランスポーターの発現と機能の機序解明

肝臓の乳がん耐性たん白質(Bcrp/ABCG2)の発現と機能に対するエンドトキシン(ET)の影響についてマウスを用いて検討したところ、Bcrの基質であるミトキサントロンの胆汁クリアランス(CL_<BILE>)は、ET投与24時間後に低下した。肝Bcrpの蛋白発現量はET投与24時間後に低下した。ETはIL-6およびIL-1βを過剰産生した。IL-6を前投与したところ、ミトキサントロンのCL_<BILE>は有意に減少した。IL-6(50,000U/マウス)は肝Bcrpの発現量は有意に低下した。この結果はETがIL-6を過剰産生することによって、肝Bcrpの発現量が低下し、その結果としてミトキサントロンのBcrp介在性の胆汁排泄能を低下させることを示唆するものである。ETによる有機アニオン輸送蛋白(Oat1)およびOat3の基質であるパラアミノ馬尿酸(PAH)の尿細管分泌クリアランスと糸球体ろ過速度(GFR)と、Oat1およびOat3のmRNA発現量の経時的変化についてラットを用いて検討した。ETはOat1およびOat3のmRNA発現量を減少させることによってPAHの尿細管分泌を低下させること、この変化は一過性であり、時間依存的に回復することが示唆された。マウスにエンドトキシン(10mg/kg)を腹腔内投与したところ、投与24時間後に、肝臓に発現している薬物トランスポーターBcrpの蛋白発現量とBcrpの基質(mitoxantrone)の胆汁排泄能を低下させることが明らかになった。また、エンドトキシン投与後に、インターロイ金1β(IL-1β)とIL-6が過剰に産生した。そこで、肝Bcrpの発現と機能に及ぼすサイトカインの関与について検討した。その結果、IL-1βはmitoxantroneの胆汁排泄能に影響を与えなかったが、IL-6(250050000U/マウス)を投与したところ、mitoxantroneの胆汁排泄能はIL-6の投与量に依存して低下した。エンドトキシンおよびIL-6による肝Bcrpの発現低下は蛍光免疫染色法によって確認できた。以上の結果から、エンドトキシンによって過剰に産生されるIL-6が肝Brcpの発現と機能を低下させることができた。エンドトキシンは一酸化炭素(NO)とTNF-αを過剰生産することによってCYP3A2の発現と活性を低下させる。一方、サリドマイドはNOとTNF-αの産生を抑制する。そこで、エンドトキシンによるCYP3A2の発現と活性低下に及ぼすサリドマイドの影響について検討した。その結果、サリドマイドはエンドトキシンによって低下するCYP3A2の発現と活性を、より低下させることが示唆させた。エンドトキシンは肝薬物代謝酵素活性を低下させる。臨床で広く用いられている抗真菌薬ミカファンギンの代謝と排泄経路については不明な点が多い。そこで、ミカファンギンの体内動態、特に胆汁排泄に及ぼすエンドトキシンの影響について検討した。その結果、エンドトキシンが肝の薬物トランスポーターであるMrp2の発現量を低下させることによって、美佳ファンギンの胆汁排泄クリアランスを低下させることが示唆された。一方、ミカファンギンの全身クリアランスに対する胆汁排泄クリアランスの寄与が小さいことから、エンドトキシンはミカファンギンの全身クリアランスには影響を及ぼさないことが示唆された。エンドトキシンによる有機アニオン輸送能の変化を検討するため、エンドトキシン血症モデルラットを用い、基質であるパラアミノ馬尿酸(PAH)の尿細管分泌クリアランスの経時的な変化について観察した。さらにOat1およびOat3のmRNA発現量を測定し、その発現量との関係について検討した。エンドトキシン血症モデルラットにおいてBUNが腎機能の指標であるGFRとの相関性が認められたが、血漿中シスタチンC濃度は腎障害を反映しないことが示唆された。PAHの尿細管分泌クリアランスはエンドトキシン投与2472時間後において低下するものの、72時間後には回復することが明らかとなった。

また、Oat1およびOat3のmRNA発現量は24時間後では減少し、4872時間後では正常値まで回復すること明らかとなった。以上より、エンドトキシン血症時におけるPAHの尿細管分泌の低下にはOat1およびOat3のmRNA発現量の減少関与することが示唆された。また、PAHの尿細管分泌の低下およびmRNAの減少は一過性であり、時間依存的に回復することが明らかとなった。エンドトキシン感受性マウス(C3H/HeN)および抵抗性マウス((C3H/HeJ)を用いて、エンドトキシン投与624時間後の腎機能、OatlおよびOat3の蛋白発現量、基質であるセファゾリンを用いて常法腎排泄動態を検討した。エンドトキシン処理および非処理C3H/HeJマウスにおいては、いずれのパラメーターにも変化が認められなかった。一方、エンドトキシンで処理したC3H/HeNマウスではセファゾリンの血漿中タンパク結合率の低下、非結合型セファゾリンの尿細管分泌クリアランスの低下が観察された。OatlおよびOat3の発現量に及ぼすエンドトキシンの影響については、現在測定中であるが、ラットにおける結果を考慮すると、TNF-αをはじめとするサイトカインがOatlおよびOat3の発現に関与していることが示唆された。これらの結果はエンドトキシン血症においてOatlおよびOat3を介して輸送される薬物の体内動態の変化を予測するために有用な情報であると考える。ミカファンギンは深在性真菌症の治療に広く用いられている抗真菌薬である。先に我々は、ミカファンギンの一部が未変化体として多剤耐性蛋白2(Mrp2)を介して胆汁および腎排泄されることを報告している。一方、ミカファンギンは主に薬物の第I相解毒に関与するシトクロムP450(CYP)を介して代謝されることが知られているが、その分子種については明らかではない。エンドトキシンは大腸菌や肺炎桿菌などのグラム陰性菌の細胞壁の構成成分であり、グラム陰性菌感染症時の病態発現に深く関与する。先に我々は、エンドトキシンがCYPの活性およびタンパク質発現量を低下させること、様々な薬物の胆汁排泄を遅延させることを明らかにしている。本研究では、ミカファンギンの体内動態、とくに薬物トランスポーターを介する排泄機構に及ぼすエンドトキシンの影響について検討を加えた。エンドトキシン処理および非処理ラットにミカファンギンを1mg/kg単回急速静注したところ、ミカファンギンの血漿中濃度時間推移は両ラット群において有意な差を認めなかった。また、薬物速度論的パラメータにおいても有意な差は認められなかった。この結果は、ミカファンギンの体内動態がエンドトキシン血症ラットにおいて変化しないことを示唆するものである。次に、両ラット群における定常状態におけるミカファンギンの胆汁排泄実験を行ったところ、エンドトキシン処理ラットにおける見かけの胆汁クリアランスおよび真の胆汁クリアランスのいずれも約50%有意に低下した。Immunoblot法により両ラット群における肝Mrp2の蛋白発現量を比較検討したところ、エンドトキシン処理ラットにおいて有意な発現量の低下が観察された。この結果はエンドトキシンによるミカファンギンの胆汁排泄の低下がMrp2の発現量の低下によることを示唆するものである。また、ミカファンギンはCYPを介した代謝の寄与が小さいことが明らかになった。
中枢神経系の発生におけるbcl-2遺伝子の機能の解析

ヒト濾胞性リンパ腫に関与するがん遺伝子bcl-2は、リンパ系細胞のアポトーシス(プログラム死)を抑制するという点でがん遺伝子の中でも非常に特異的である。またbcl-2は神経栄養因子の非存在下で起こる神経細胞死をも抑制することができる。中枢神経系では発生段階においてその約半数が細胞死により除去されることが知られており、この神経細胞死におけるbcl-2の関与を検証し、その機構を明らかにすることは脳の発生、発育の研究上、非常に重要であると思われる。また多くの神経疾患における神経細胞の消失にbcl-2が関与する可能性を考えると、医学的にも極めて重要な機能である。本申請では、bcl-2遺伝子を中枢神経系で発現するトランスジェニックマウスを作成し、これらを野生型と比較して、胚発生、特に中枢神経系の発生におけるbcl-2の役割を解析する。中枢神経系でのみbcl-2遺伝子の発現が構成的になったトランスジェニックマウスはニューロフィラメントのプロモータ用いることにより達成できると考えた。しかしマイクロインジェクション法により得られた約200近いマウスをサザン法により検討したが、トランスジェニックマウスの系統は得られなかった。胚致死性の可能性が考えられるが、詳細な検討は今の所加えられていない。ES細胞を用いたトランスジェニックマウスの確立を現在進行中である。一方スイスジュネーブのJ-C.Martinouとの共同研究でラットのニューロン特異的イノレースのプロモータによりbcl-2をドライブする神経細胞特異的bcl-2トランスジェニックマウスの作製には成功しており、現在詳細な解析が進行中である。
腋芽の休眼・成長に関わるプラスチドの機能獲得に関する研究

茎のプラスチドに局在し、頂芽切除によって変動するタンパク質を網羅的に同定することで、茎のオルガネラを理解し、腋芽の成長制御をオルガネラの観点から解析することを目的としている。頂芽切除前後のエンドウの茎からプラスチドを調製し、両プラスチドに含まれるタンパク質で量が変動するものを、質量分析法を用いた比較プロテオーム解析により検索した。比較プロテオーム解析は、質量の異なる修飾基(^<12>Cが^<13>Cに置換してある)を用いて、比較する試料を標識し、両者の量比を比較することによって行った。今年度はICPL(Isotope Coded Protein Labeling)法とNBS(13CNBS Stable Isotope Labeling)法で比較プロテオーム解析を行った。ICPL法では、まず両試料のタンパク質群のLys残基のε-アミノ基をニコチン酸(^<12>C_6/^<13>C_6)-NHSで修飾した。次にタンパク質群の複雑度を下げるために、SDS-PAGEでタンパク質を分画し、ゲルを87片の短冊に切り出した。各ゲル片をトリプシンでin gel消化し、生じたペプチド断片を逆相クロマトグラフィーで約50の画分に分画し、MALDI-TOF MSで解析した。質量差が6マスのペアペプチドイオンを探し、両者の量を比較した。その結果、頂芽切除前と切除3時間後、6時間後で量比に変化のあるペプチドが見いだされたが、概ね2倍以内の差であった。一方、NBS法ではタンパク質中のTrp残基を質量の異なるNitrobenzenesulfenyl(NBS)基(^<12>C_6/^<13>C_6)で特異的に修飾した。標識したタンパク質群をトリプシンで消化後、標識されたペプチドを、標識によって増加したペプチドの疎水性を利用しPhenyl Sepharoseカラムで濃縮した。このことによりペプチドの複雑度を下げることができた。8画分に分画した溶出試料をMALDI-TOF MSで解析し、質量差が6マスのペアペプチドイオンを探し、両者の量を比較した。しかし、ICPL法の場合と同様に顕著な差のあるペプチドを検出することはできなかった。頂芽優勢は頂芽が腋芽の成長を抑制して優先的に成長する現象であり,オーキシンとサイトカイニンが深く関わっている。我々はエンドウを用い,オーキシンが,サイトカイニン生合成の鍵となるイソペンテニル基転移酵素(IPT)の茎における発現を抑制していることを明らかにした。一方,腋芽の休眠に関わる遺伝子として,カロテノイド酸化開裂酵素(CCD)のホモログが同定されている。エンドウのCCDホモログRMS1は発現にオーキシンを必要とし,茎のプラスチドに局在している。つまり,腋芽の休眠と成長を促進する生理活性物質の生合成に,茎組織のプラスチドが関与し,オーキシンでその方向が制御されている可能性が高い。本研究課題では,茎のプラスチドに局在し,オーキシンによって変動するタンパク質を網羅的に同定することで,このオルガネラを理解し,腋芽の成長制御をオルガネラの観点から解析することを目的として研究を行った。暗所で7日間生育させたエンドウの茎から,分画遠心とパーコールを用いた密度勾配遠心によりプラスチドを調製した。SDS-PAGEによりタンパク質を分離し主要なポリペプチド約20本について,質量分析計を用いたMALDI-TOF MS及びMALDI-TOF-TOF MSで同定を試みた。その結果,約半数のタンパク質が同定された。しかし,実験材料がエンドウであるために,データベースに登録されていないタンパク質が多く,同定は容易ではない。同定のためにはペプチド断片をMS/MS解析してde novoシークエンスする必要がある。その効率を上げるために,H2^<18>Oを用いたトリプシン消化や,N末端アミノ基のsulfonationなどを試み,改善がみられた。一方,頂芽切除前後の茎のプラスチドタンパク質を比較するために,NBS法を試みた。NBS法はトリプトファン残基を含むトリプシン消化ペプチドを質量の異なるnitrobenzenesulfenyl(NBS)基で修飾し,比較する方法である。その結果,両画分で量比の異なるペプチドが検出された。次年度はこれらのペプチドの同定を行う。

各ゲル片をトリプシンでin gel消化し、生じたペプチド断片を逆相クロマトグラフィーで約50の画分に分画し、MALDI-TOF MSで解析した。質量差が6マスのペアペプチドイオンを探し、両者の量を比較した。その結果、頂芽切除前と切除3時間後、6時間後で量比に変化のあるペプチドが見いだされたが、概ね2倍以内の差であった。一方、NBS法ではタンパク質中のTrp残基を質量の異なるNitrobenzenesulfenyl(NBS)基(^<12>C_6/^<13>C_6)で特異的に修飾した。標識したタンパク質群をトリプシンで消化後、標識されたペプチドを、標識によって増加したペプチドの疎水性を利用しPhenyl Sepharoseカラムで濃縮した。このことによりペプチドの複雑度を下げることができた。8画分に分画した溶出試料をMALDI-TOF MSで解析し、質量差が6マスのペアペプチドイオンを探し、両者の量を比較した。しかし、ICPL法の場合と同様に顕著な差のあるペプチドを検出することはできなかった。
奥行き情報を取得可能なプライバシーを侵害しない人物状態検知システムに関する研究

本研究では、これまで開発してきたプライバシーを侵害せずに人物状態を検知する輝度分布センサを用いて、直立状態や転倒状態を判別するための閾値を自動で設定する方法を提案した。さらに、本センサで奥行き情報が取得可能な手法を開発し、自動閾値設定法と組み合わせることで、被験者との奥行き距離が変化した場合も人物状態を検知できる手法を提案した。これらの研究成果から、実用的で頑健な人物の状態検知が可能なセンシングシステムを実現した。本研究では、奥行き情報を取得可能なセンサシステムを開発し、より実用的で頑健な人物の状態検知が可能であるセンシングシステムを提案する。従来の検知システムでは、それぞれの状態判別の閾値については固定であり、使用する環境が同一であっても、対象者ごとに状態判別の閾値を手動で設定する必要があった。また、対象者の奥行き方向の移動について考慮していなかったため、輝度分布から得られる特徴量の形状や再構成した画像が対象者の大きさや位置を正しく表現できていなかった。そのため、対象者までの奥行きが異なると状態判別が正しく行われないことや、再構成した画像から対象者がどのような状態か把握できないといった問題があった。本年度は、これらの問題を解決するために、輝度分布センサを用いた奥行き距離測定法を開発し、状態判別の自動閾値設定法と組み合わせることで、センサから対象者までの奥行き距離を考慮した人物の状態判別について検討を行った。研究成果としては、輝度分布の重心位置の変化を利用することで、自動的に閾値を設定可能な状態判別法を提案した。この手法については、フィールド試験により良好な結果が得られていることを確認している。対象者の奥行き距離測定については、輝度分布センサを2台用いることで輝度分布センサから対象者までの距離を導出できることがわかった。検出原理は、それぞれの輝度分布センサから得られる2つの輝度分布のピーク位置の差から対象物までの距離を求める。さらには、対象物の奥行き情報と輝度分布の特徴量を用いて対象物の大きさや形状の推定が可能となった。本年度の研究目標は、自動閾値設定法と奥行き距離測定法の確立であった。どちらの手法についてもフィールド試験により、ほぼ理論通りの評価結果が得られていることを確認した。これらの研究成果は、国内会議や国際会議、学術論文誌にて発表を行った。従来のプライバシーを侵害せずに人物状態を検知できる輝度分布センサシステムは、直立や転倒といった各人物状態を判別するための閾値は固定であり、使用する環境が同一であっても、対象者ごとに状態判別の閾値を手動で設定する必要があった。また、対象者の奥行き方向の移動について考慮していなかったため、輝度分布から得られる特徴量の形状や再構成した画像が対象の大きさや位置を正しく表現できていなかった。そのため、対象物までの奥行きが異なると状態判別が正しく行われないことや、再構成した画像がどのような状態か把握できないといった問題があった。これらの問題を解決するために本研究では、奥行き情報を取得可能な手法を提案し、より実用的で頑健な人物の状態検知が可能なセンシングシステムの実現を目標としている。昨年度までの研究では、輝度分布センサを用いた距離測定法として、ステレオ法を応用した方法と、透視図法を応用した2つの方法を提案した。さらに、輝度分布の重心位置の変化を利用した状態判別の自動閾値設定法も提案し良好な成果が得られた。本年度は、これらの手法を組み合わせた人物の奥行き距離によらない状態検知が可能なセンシングシステムに関する研究開発を行った。この状態検知法では、距離測定法から得られる輝度分布センサと対象物間の距離情報に応じて自動閾値設定法の閾値の制御を行う。その結果、輝度分布に対して測定対象が水平方向に移動した場合だけでなく、奥行き方向に移動した場合も正しく状態判別可能となった。人物の状態検知について従来では適応できなかった奥行きを考慮した状態判別法について研究を行う。本手法は、本年度に確立した奥行き距離測定法と自動閾値設定法を組み合わせることで、奥行き情報に応じた自動閾値設定法の開発を行う。具体的には、奥行き距離測定法により得られた輝度分布センサと対象物の距離情報に応じて、自動閾値設定法の閾値の変化量を制御する。この手法を用いれば、輝度分布に対して測定対象が水平移動した場合に加え、奥行き方向に変化した場合も正しい状態判別が可能となる。知的センシング
肺病変修復過程の分子生物学的検索一肺表面活性物質アポ蛋白およびコラ-ゲンの遺伝子発現およびそのmRNA動態

1.高濃度酸素負与ラット肺およびストレプトゾトシン・誘発糖尿病ラット肺における肺表面活性物質アポ蛋白SPーA,SPーBおよびSPーCの遺伝子発現:(1)高濃度酸素(>85%)47日間投与したラット肺でin situ hybridization法によりmRNAの局在を検討してみると、コントロ-ル群に比し、SPーAおよびSPーB mRNAの過剰発現が肺胞II型上皮細胞およびクララ細胞に観察されたが、SPーC mRNAではあまり変化がなかった。SPーA mRNAは特に肺胞II型上皮細胞に、SPーB mRNAはクララ細胞に強く発現しており、3つのアポ蛋白に違いがみられそれぞれの遺伝子調節機能の差が示唆された。(2)糖尿病ラット肺では、これまで報告したように形態学的に肺胞II型上皮細胞の粗面小胞体の拡張が観察され、SPーA蛋白の免疫組織化学染色で染色性の低下がみられた。ELISA法によるSPーA蛋白測定でも糖尿病肺組織で低下していたが、in situ hybridization法によるSPーA mRNAの発現を検討してみると、予想に反して過剰発現していた。この過剰発現はノ-ザン・ブロット法による分析でも確認された。SPーB mRNAもSPーAと同様に過剰発現がみられたが、特にクララ細胞に強く発現していた。SPーC mRNAでは逆にコントロ-ル群に比し発現の低下が観察され、3つのアポ蛋白に遺伝子発現の差がみられ、糖尿病病態が3つのアポ蛋白遺伝子発現に関し何らかの制御異常を示しているものと思われた。(3)シリカ投与によるラット肺(肺線維症)でもSPーA mRNAの過剰発現がみられた。2.培養肺胞II型上皮細昶によるDNA修復研究:DNA損傷は癌の発生と密接な関係があると考えられているが、紫外線による肺胞上皮細胞のDNA切断をin situ nick translation法により検討した。コントロ-ル群に比して紫外線暴露(30J/m^2)群では殆どの細胞で銀粒子の集積がみられ、DNA損傷の修復が確認された。今後癌発生過程でDNA損傷の演ずる役割を細胞レベルで解析しようと研究を進めている。
若年の母親への育児支援-母子相互作用促進のための縦断的介入研究-

本研究は、乳幼児期の子どもを持つ若年(10代)の母親を対象として継続的な育児支援を行い、若年の母親とその子どもの母子相互作用(母子関係)の特徴と、母子が必要としている育児支援について検討した。若年の母親は、生活経験・体験が不十分なため、育児全般の支援が必要であること、母子相互作用を促すために子どものサインを読み取る知識を提供することが円滑な母子関係を築くために必要であることが明らかとなった。本研究は、乳幼児期の子どもを持つ若年(10代)の母親を対象とした縦断研究を、子どもが生後312ヶ月まで実施し、若年の母親とその子どもの母子相互作用の特徴と、母子が必要としている育児支援について明らかにすることを目的としている。平成22年度は準備期間として、現状把握のため若年の母親に関する文献検討を行なうとともに、関係機関の看護専門職者から若年の母親の特徴について情報収集した。その結果、札幌市の母親の年齢別出生数割合では若年の母親は約1%で平成1年からほぼ横ばいで現在まで経過していること、市が開催している子育てサロンへの参加率が低いこと、ハイリスクであるが支援が十分でないこと等が明らかとなった。情報をもとに連携研究者2名・研究協力者1名と会議を開催し、研究計画の見直しを行った。当初計画していた家庭訪問による介入ではなく、若年の母親のみが集う子育てサロンの形式にて対象者をリクルートするほうが調査がスムーズに行なえると判断し、計画変更することとした。また、平成22年度は調査実施者の教育・訓練の講習会を実施することができなかったため、次年度へ継続した。平成23年度から対象者のリクルートを開始し、子育てサロンを開催して若年の母親とその子どもの調査を開始する。そのために必要な物品の準備も終了している。平成22年度の準備期間を経て、平成23年度は対象者のリクルートおよび育児支援の実施を試みる予定であった。しかし、本研究が対象としている乳幼児期の子どもを持つ若年の母親の協力を十分に得ることができず、計画していた子育てサロンについても開催することができない状況にある。そこで、連携研究者2名と計画の再検討を行い、子育てサロン形式は現行のまま変更せず、リクルート方法の改正を行うこととし、次年度へ向け準備中である。また、平成22年度に実施できなかった調査および支援を実施する者の教育・訓練については、研究代表者がアメリカにて研修を受け、より良い支援をめざし、研究に携わる者への教育・訓練について計画を進めている段階である。平成22年度の準備期間を経て、平成23年度から順次対象者のリクルートおよび育児支援の実施を試みる予定であった。当初は、家庭訪問による育児支援を中心に計画していたが、本研究が対象としている乳幼児期の子どもを持つ若年の母親の協力を十分に得ることがでなかった。計画を子育てサロンの開催に変更し、同様にリクルートを行ったが、定期的な開催には至らなかった。平成24年度は、研究協力者のうち危機的状況(虐待)となった1事例に対し、継続的に介入を行い、母子相互作用と育児状況を観察し、ケーススタディとしてその特徴を分析した。NCASTによる母子相互作用の得点は、既存の20歳以上の母親のデータと比較し低い傾向にあり、虐待前に得点の低下が顕著であったこと、虐待後の介入で得点が改善したことで介入効果が証明された。若年の母親は、生活経験・体験が不十分なため、育児全般の支援が必要であること、母子相互作用においても子どものサインを読み取る知識を提供することが必要であること、また、社会資源の活用を行うことが少ないため情報提供が必要であることなど、支援を行う上での配慮点が明らかとなった。これらの研究成果を、平成24年度に、東京医科歯科大学で開催(平成24年9月30日)された国際ワークショップでプレゼンテーションし、また、雑誌論文として発表した。今後は、さらに多くの研究協力者の協力を得て若年の母親の育児支援の方略を確立させるために、研究を進めていく予定である。対象者のリクルートが遅れているため、若年の母親とその子どもの母子相互作用の特徴の分析と、母子が必要としている育児支援についての検討には至っていないため。24年度が最終年度であるため、記入しない。対象者の確保と子育てサロンの定期的開催のために、以下の対応策を追加する。1.対象者のリクルート方法について、リクルート場所の拡大(乳児健診以外の小児科受診者も含める)を行う。2.PR方法として、小児科外来にパンフレットの設置、インターネットでの広報活動を追加する。3.子育てサロン開催にあたっては、参加意欲を促すような若年の母親が興味を示すテーマを設置する。
支持液膜および膜抽出による分離操作の最適化と高効率分離への応用

1.含浸液膜における分離係数の定式化と希少金属の分離への適用含浸液膜による2成分系金属イオンの分離における操作因子と分離係数の関係,特に物質移動の影響を解析した.原料液相の物質移動抵抗は分離係数を低下させるが,液膜相の物質移動抵抗の影響は,金属イオンと担体との錯形成反応の担体に関する反応次数の大小関係により異なることを明らかにした.酸性有機リン系抽出試薬を担体とする含浸液膜によるInとZnの分離実験,およびZnとNiの分離実験を行った.実験結果は上述の解析により良好に説明され,原料相物質移動抵抗の軽減より分離係数が大幅に向上した.これらの結果より,優先的に透過する成分の透過流束をほとんど低減させずに分離係数を向上させるための操作指針を得た.2.液膜溶液の溶媒洗浄を伴う流動液膜による希少金属の分離TRー83を担体とする流動液膜(流路が,原料相|液膜相|逆抽出相のように構成されている液膜で,|は疎水性多孔質膜(含浸液膜)を表す)によるInとZnの分離において,Znを逆抽出(洗浄)するために希薄な塩酸水溶液を流動液膜相に混入することにより,Inの選択性が大幅に増加した.3.水溶性錯化剤を共存させた膜抽出法による希土類元素の相互分離のシミュレ-ション抽出部,洗浄部を備えた膜抽出器により,水相に錯化剤を添加してYとErを分離する操作について,水相での錯成反応,油水界面での反応,水相および膜相の拡散などを考慮した設計方程式を提出した.これに基づいてシミュレ-ションを行い,分離係数,回収率,(油相/水相)流量比,膜抵抗,錯化剤濃度,pHなどが所要膜面積に及ぼす影響夜シミュレ-トし,本操作の最適化に関する知見を得た.1.含浸液膜における分離係数の定式化と希少金属の分離への適用含浸液膜による2成分系金属イオンの分離における操作因子と分離係数の関係,特に物質移動の影響を解析した.原料液相の物質移動抵抗は分離係数を低下させるが,液膜相の物質移動抵抗の影響は,金属イオンと担体との錯形成反応の担体に関する反応次数の大小関係により異なることを明らかにした.酸性有機リン系抽出試薬を担体とする含浸液膜によるInとZnの分離実験,およびZnとNiの分離実験を行った.実験結果は上述の解析により良好に説明され,原料相物質移動抵抗の軽減より分離係数が大幅に向上した.これらの結果より,優先的に透過する成分の透過流束をほとんど低減させずに分離係数を向上させるための操作指針を得た.2.液膜溶液の溶媒洗浄を伴う流動液膜による希少金属の分離TRー83を担体とする流動液膜(流路が,原料相|液膜相|逆抽出相のように構成されている液膜で,|は疎水性多孔質膜(含浸液膜)を表す)によるInとZnの分離において,Znを逆抽出(洗浄)するために希薄な塩酸水溶液を流動液膜相に混入することにより,Inの選択性が大幅に増加した.3.水溶性錯化剤を共存させた膜抽出法による希土類元素の相互分離のシミュレ-ション抽出部,洗浄部を備えた膜抽出器により,水相に錯化剤を添加してYとErを分離する操作について,水相での錯成反応,油水界面での反応,水相および膜相の拡散などを考慮した設計方程式を提出した.これに基づいてシミュレ-ションを行い,分離係数,回収率,(油相/水相)流量比,膜抵抗,錯化剤濃度,pHなどが所要膜面積に及ぼす影響夜シミュレ-トし,本操作の最適化に関する知見を得た.
射流領域の大規模洪水による堆積作用とその地層記録への保存ポテンシャル

本研究で対象とした地層はインド、オリッサ州およびジャールカンド州の石炭-ペルム系タルチール累層、オリッサ州の白亜系アトガー累層、西南日本の新第三紀山陰-北陸区に属する糸生累層および国見累層である。このうちオリッサ州のタルチール累層、アトガー累層および国見累層で重要な成果を得た。タルチール累層の研究では、石炭紀末からペルム紀にかけてのゴンドワナ氷床の衰退と消滅の初期段階において急斜面性ファンデルタが形成され、その過程で氷河の崩壊や山間の氷河湖の決壊が頻繁におこり、高流速かつ浅水深の大規模なシート洪水流が頻発して、射流領域での堆積作用がおこったことが明らかとなった。このようなシート洪水流堆積物には反砂堆起源の中大規模な斜交層理がよく保存されている。アトガー累層については、上部扇状地堆積物中に認められる側方への連続性のよい塊状砂岩や弱く成層した礫まじり砂岩がシート洪水流堆積物であると考えられ、礫まじり砂岩の成層構造がシート洪水流内で常流と射流の両領域が繰り返すことによって形成されていったことを明らかにした。国見累層では、扇状地堆積物中の特に下部扇状地起源と考えられる地層に、反砂堆起源の斜交層理をともなう射流領域のシート洪水流堆積物がよく発達しており、河川流の作用よりはむしろシート洪水の作用の方が卓越したため射流領域の堆積物の地層への保存ポテンチャルが高くなったと考えられる。これは扇状地面の傾斜が交差点近傍で急変し、傾斜が一気に低下することによって河川流の運搬能が急速に衰えて粗粒砕屑物の堆積が一気に起こり、そのため河川チャネルが激しく分岐して浅化してついにはチャネルの形態をも失ってしまったためとみなされる。そのため洪水時には下部扇状地を広くおおうような高流速・浅水深の射流領域のシート洪水がひんぱんに発生したと考えられる。これまでの予察的検討により射流領域の大規模洪水流堆積物の存在がほぼ確実になりつつあるインド、オリッサ州タルチール堆積盆のペルム-石炭系タルチール累層について、大規模洪水流による堆積作用のバックグラウンドを明らかにするため収集済みのデータを解析し、堆積盆の発達史を検討した。タルチール累層の堆積環境は下位より氷縁湖、急斜面性ファンデルタ、湖盆縁辺斜面斜面麓、湖盆低湖成デルタと変化しており、射流領域の大規模洪水流堆積物は急斜面性ファンデルタの形成と密接に関連していることが明らかとなった。堆積環境の変遷における位置から、急斜面性ファンデルタの形成は石炭紀末からペルム紀にかけてのゴンドワナ氷床の衰退と消滅を背景としているとみなされる。氷河の衰退の初期段階で大量の粗粒物質が供給されて湖盆縁にファンデルタが形成されたと考えられる。この過程で、氷河の崩壊や山間の氷河湖の決壊が頻繁におこり、高流速かつ浅水深の大規模なシート洪水流が頻発して、射流領域での堆積作用が起こったと考えられる。国内においては、福井県越前海岸地域の新第三系糸生累層と国見累層を対象に射流領域の堆積物の概査を行なった。糸生累層では火山砕屑岩層中に反砂堆起源とみなされる低角度斜交層理が見いだされた。火山噴出物の大量集積とその流動化によって射流領域の洪水流が発生したらしい。

国見累層では扇状地縁辺堆積相として反砂堆起源の堆積物がみられる。これらは河川流路の側方規制を解かれて緩斜面上に溢出した、一種のシート洪水流による堆積物とみなされる。かねてより調査研究を進めていたインド、オリッサ州タルチール堆積盆のペルム-石炭系タルチール累層について、大規模洪水流による堆積作用のバックグラウンドを明らかにするため収集済みのデータを解析し、堆積盆の発達モデルを構築して専門誌であるGondwana Research誌に論文を公表した。タルチール累層の堆積は石炭紀末からペルム紀にかけてのゴンドワナ氷床の衰退と消滅を背景としているとみなされる。射流領域の大規模洪水流堆積物は堆積盆縁における急斜面性ファンデルタの形成と密接に関連していることが明らかとなった。氷河の衰退の初期段階で大量の粗粒物質が供給されて湖盆縁にファンデルタが形成され、その過程で氷河の崩壊や山間の氷河湖の決壊が頻繁におこり、高流速かつ浅水深の大規模なシート洪水流が頻発して、射流領域での堆積作用が起こったと考えられる。白亜紀におけるゴンドワナ超大陸の分裂に関連して形成されたアトガー堆積盆において、盆縁の扇状地成堆積物中にシート洪水流による堆積物を認定した。このシート洪水流堆積物には常流域で形成される斜交層理がみられず、射流領域の堆積物である可能性が高い。今後の詳細な検討が必要である。この成果をも含めて、アトガー累層の堆積モデルと造構環境に関する論文をGondwana Research誌に公表した。国内においては、福井県越前海岸地域の新第三系糸生累層と国見累層を対象に射流領域の堆積物の検討を行なった。糸生累層では火山砕屑岩層中に反砂堆起源とみなされる低角度斜交層理が見いだされた。火山噴出物の大量集積とその流動化によって射流領域の洪水流が発生したらしい。これらは河川流路の側方規制を解かれて緩斜面上に溢出した、射流領域のシート洪水流による堆積物とみなされる。次年度に詳細な検討を予定している。これまで調査研究を進めていた福井県越前海岸地域の新第三系国見累層について,とくに射流領域の洪水流堆積物の堆積システムにおける位置づけについて検討を行なった。国見累層では扇状地成の上方粗粒化砂岩-礫岩層の最下部に射流領域の洪水流堆積物がよく発達する。これらの堆積物は厚さ数10cmオーダーの砂岩層で、薄い泥岩層と互層をなすことが多い。砂岩層には平行層理や反砂堆起源とみなされる低角度斜交層理がよく発達するが、トラフ型斜交層理や平板型斜交層理など常流領域のベッドフォーム起源の堆積構造はみられない。このことから、これらの砂岩層は流れの深さが浅く、流速の速い、シート洪水流によって堆積したと考えられる。扇状地成上方粗粒化シークェンスの下部に射流領域のシート洪水流堆積物が卓越することは、扇状地形成の最初期においては山間峡谷と山地縁の平地部との間で河床勾配の劇的な変化があり、洪水流が峡谷の側方規制を解かれることにより平地部に一気に面状に広がったためと考えられる。扇状地の成長とともに河床勾配の急変は徐々に緩和され、また扇状地面上に流路システムが構築されていくため、シート洪水流の発生頻度が低下していったのであろう。国外の研究においては、かねてより調査研究を進めていたインド、オリッサ州の白亜紀アトガー累層の扇状地堆積物を検討した。アトガー累層には砂礫質のシート洪水流堆積物が存在することはすでに確認しており、その堆積メカニズムを精査した。
「ZERO-G型AUV」によるビジュアル観測システムの研究開発

水中画像観測に関してはロボット単独でターゲットを見分けターゲットから相対的な位置及び姿勢の変化をリアルタイムに推定する必要がある。さらに、自律型ロボットとして水中観測を行うには、障害物を認識して回避しなければならない。このため、レーザとカメラを使った水中画像観測システムを開発し、シミュレーションを終え、現在水槽実験を行っている。物理電池システムに関しては、IKURAの姿勢制御システムとして搭載されたジャイロで発電する姿勢制御装置とエネルギー源を一体化させるシステムを開発した。陸上試験を行い、水中での実験で発電と三次元姿勢制御を同時に行うことに成功した。このシステムの実現は世界初であり、本成果について論文投稿準備中である。今後は、レーザとカメラをべースとしたビジュアル観測システムをIKURAに設置し、水槽でのビジュアル観測の実験を行って本システムの有効性を実証する予定である。IKURAはユニークな自由姿勢制御性を持つため、本研究により、今までのAUVには不可能だったビジュアル観測が可能となり、海洋調査技術と水中ロボットの技術が向上することが期待される。1)メインCPUの処理能力の向上:固定されたターゲットのマッピングや動いているターゲットの追跡という2種類のビジュアル観測任務を行うには、ロボット単独でターゲットを見分けターゲットから相対的な位置及び姿勢の変化をリアルタイムに推定する必要がある。さらに、自律型として水中観測を行うには障害物を認識して回避しなければならない。これに必要とされるセンサや高度なリアルタイム処理に対応するために以前より20倍以上処理能力が高いCPUをベースにIKURAのソフトウェアとハードウエアを向上した。2)長期水中観測用のエネルギーシステム:数ヶ月などの長期的な水中観測を行うには、ロボットは水中でドッキングを行い充電する必要がある。現在AUVで使われているNiCdやLi-ion電池などは、充電に多くの時間が必要であり、充電中にガスを発生するため、水中でロボットの圧力容器内で充電するのは危険である。そのため、IKURAの姿勢制御システムとして搭載されたジャイロで発電する電気回路を設計し、化学電池や燃料電池を必要としない物理電池システムを開発中である。姿勢制御装置とエネルギー源を一体化させることによって小型化できるとともに、ガスなどを発生しないため圧力容器内で充電することが可能となる。また化学電池の10倍以上早く充電できるため、水中でドッキングをする長期的な水中観測システムに適している。このようなシステムを水中で実用するのは世界初となる。現在は本システムを実現するのに必要な電気回路、エネルギー制御システムを開発している。次年度7月までに、長期水中観測用のエネルギーシステムの有効性を検証するためにIKURAで実験を行い、後半からビジュアル観測システムの実験を行う予定である。
新奇イオン放出現象を利用した全固体イオンガンの創製

本研究では、様々な質量の1価カチオン(Li, Na, K, Rb, Cs)を放出する『全固体アルカリイオンガン』を開発する。我々が開発した『水素雰囲気コロナ放電処理法』は、1価カチオンを含有するリン酸塩ガラスに対して水素雰囲気中でコロナ放電処理を施し、ガラスから90%以上のカチオンが連続的に排出させることができる。この原理をイオンガンに応用し、従来の約1000倍のイオンを2000時間以上に渡って放出できる小型化イオンガンを開発し、高速・高精細なFIB微細加工、高精度なSIMS分析、黒リン、グラフェンなどの2D材料や、SnSe、TaS2などの層状物質へのキャリヤー導入などへの応用を目指す。
プラスティック膜材料による極軽量多自由度マニピュレータの運動制御

4自由度のインフレータブルロボットアームを製作した.関節の回転トルクを効率良くリンクに伝達するための関節部を設計開発した.関節部内の積層要素に空気圧の加圧によって,要素の法線方向の力を制御する.この方式で,関節角速度をフィードバック信号に利用することによって,擬似的粘性を生み出すことに成功した.これはFPGAを利用した高速ビジョンによって達成された.リンクの曲げが発生する場合にも有効なビジュアルフィードバック制御法を開発し,3自由度の本ロボットアームに適用した.その結果,1mm以下での位置決めが達成され,プラスティック材料の空気圧駆動システムとしては,従来達成できない精度を実現した.4自由度のインフレータブルロボットアームを製作した.関節の回転トルクを効率良くリンクに伝達するための関節部を設計開発した.関節部内の積層要素に空気圧の加圧によって,要素の法線方向の力を制御する.この方式で,関節角速度をフィードバック信号に利用することによって,擬似的粘性を生み出すことに成功した.これはFPGAを利用した高速ビジョンによって達成された.リンクの曲げが発生する場合にも有効なビジュアルフィードバック制御法を開発し,3自由度の本ロボットアームに適用した.その結果,1mm以下での位置決めが達成され,プラスティック材料の空気圧駆動システムとしては,従来達成できない精度を実現した.研究の成果(具体的内容、意義、重要性等)1.ロボットハードウエア実現:ポリエチレンとポリプロピレンを組み合わせて,3自由度ロボットアームを実現した.全重量は500gで,手先で1kgの対象物を持ちあげる能力を確認した.構造的に粘生が不足するために,関節部分に積層型の可変粘性要素をとりつけ,FPGAを利用した高速ビジュアルサーボシステムを構築して,人工的に粘性を実現した.2.ダイナミクスと制御法:位置フィードバック制御として,キャリブレーションフリーの制御法を適用して,3自由度の手先精度2mmを達成した.さらに,基本的な動的性質を明らかにするために,目標位置,目標圧力等を入力として,位置,圧力を出力とするダイナミクスの周波数応答を計測した.リンク構造の質量が極めて小さいことから,ロボット自身のダイナミクスの影響は小さいことが明らかとなった.3.国際共同研究:イギリスReading大学林博士と共同研究を開始している.イギリス側はMRI等の人間の脳活動計測環境下において,人間の腕を他動的に動かせて,脳活動の解明,脳卒中の後のリハビリの最適化などを目的に研究している.本ロボットが軽量で柔軟であることから,この目的のロボットアーム開発を依頼され,大学院生1名が26年度夏に訪問することになっている.また,ニュージーランドのオークランド大学は人間の生活支援に本ロボットを利用する計画で,国際共同研究の申請をニュージーランド政府に提出済である.オークランド大学に26年夏に別の大学院生1名が訪問する計画となっている.ロボットは産業分野だけでなく,人と機械的に接触する生活支援分野への応用が期待される.このような場合,高い対人安全性が要求される.本研究では,ロボット運動部分の極軽量化が,安全性の本質的保証に重要と考える.そこで,ゴム材料ではなく,より軽量なプラスティック材料による可膨張構造を,本体とアクチュエータに利用する.このようなロボットでは,柔軟性が高いため剛体構造のロボットに比して,位置決めや振動制御が困難である.そこで,本研究ではプラスティック材料の積層型受動要素により,位置決め精度や振動抑制を改善し,カメラ情報のセンサフィードバックにより運動性能を向上させる.全体として,材料・構造・要素・制御を統合して,高速・高精度な極軽量多自由度ロボット実現法を明らかにすることが目的である.本研究で得られた成果は以下である.1.積層要素に空気圧の加圧によって,要素の法線方向の力を制御する.この方法で,関節角速度をフィードバック信号に利用することによって,擬似的粘性を生み出すことに成功した.これはFPGAを利用した高速ビジョンによって達成された.2.リンクの曲げが発生する場合にも有効なビジュアルフィードバック制御法を開発し,3自由度の本ロボットアームに適用した.その結果,1mm以下での位置決めが達成され,プラスティック材料の空気圧駆動システムとしては,従来達成できない精度を実現した.3.根本の旋回自由度を含む4自由度のロボットアームを製作した.ジョイスティック操作により,食事支援作業を行って,十分な性能が得られることが確認できた.4.関節の回転トルクを効率良くリンクに伝達するための関節部を設計開発した.この関節部に上記1.の積層要素と駆動用エアバッグも内包されている.全体の構想は複雑となるが,3Dプリンタにより製作可能であることを実証した.ロボティクス研究の目的の達成度当初の目的よりも進展した.担当する院生の一人が平成26年度から博士後期課程に進学することもあり,研究成果が集中的に得られた.高分子材料製造企業との情報交換等を通じて,ポリマー材料に対する知識が深まった.今後の推進方策について・ビジュアルフィードバックによる高精度位置決め(1mm以下)を実現する.このために,圧力制御の精度を高める技術開発を行う.・軽量性を生かして,人間への装着型ロボットシステムを構築する.このための基本デザインを行う.・飛行ロボット等に搭載まはた飛行ロボットによって移動可能ロボットアームシステムを構築する.・食品ハンドリングロボットとしての利用条件を明確にして,模擬ハンドリング実験を行う.25年度に予定してたバルブ等の空気圧機器は,現有機器で充当できた.ただし,位置精度が2mm程度となった.26年度に,停止精度を1mm以下とするために,必要となる空気圧機器を充当する予算にあてる.
細胞およびそのモデルシステムのテラヘルツ帯コヒーレントラマン顕微分光法の研究

本研究課題では時間領域のテラヘルツ(THz)帯コヒーレントラマン分光法を用いて、細胞およびそのモデルシステムの顕微分光を行うための装置開発研究を行う。本研究ではまずTHz帯コヒーレントラマン分光法の感度を向上させることに取り組んだ。THz帯コヒーレントラマン分光法の最適化を図り、感度を改善することに成功した。本手法では、これまで周波数チャープしたレーザーパルスを励起光およびプローブ光として用い、試料との相互作用の後、パルス圧縮を行ない、時間領域で信号を分離検出する手法を用いていた。これに対して、パルス圧縮を行わず、励起光とプローブ光を交差させ、角度分離して信号を検出する手法を開発し、大幅に光学系を簡略化するとともに、信号対雑音比を改善することに成功した。モデル試料として有機溶媒(ヨードベンゼン、ブロモベンゼン)および電解質水溶液(ZnCl2水溶液)のテラヘルツ帯逆ラマンおよびラマン利得スペクトルの取得に成功した(Appl. Phys. Lett.に成果を論文発表)。さらに励起レーザー光の偏光制御によるTHz帯コヒーレントラマン分光手法の開発に取り組んだ。この手法によりZnBr2水溶液(4mol/L)中の対称性の異なる振動モードを区別することに成功した。本研究の最終的な目標は、THz帯コヒーレントラマンスペクトルを用いて顕微分光イメージングを行うことであるが、そのシステムの構築を行い、約40umの空間分解能が得られることを確認した。今後、本顕微分光システムを用いて、細胞やそのモデル物質のTHz帯顕微分光イメージング測定を実施する予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。近年THz帯の吸収分光法の1種であるTHz時間領域分光法が開発され、さまざまな物質や分子のTHz領域の分光計測が行われているが、細胞や生体分子の分光は水分子の強い吸収に阻まれており、THz帯の分光には新たな計測手段の開発が望まれている。またTHz波を用いる吸収分光ではTHz波の波長がミリからサブミリ程度であるため、十分な空間分解を得ることが困難である。そこで、空間分解能が数umで、水分子の影響が少ないコヒーレントラマン分光法が相補的な分光計測手段として期待される。本研究ではTHz帯コヒーレントラマン分光法の感度を向上させ、細胞やそのモデル物質のTHz帯の分光スペクトル情報を得るとともに、顕微分光システムを構築することで、細胞等に適用可能なTHz帯顕微分光イメージング手法を開発する。初年度のH25年度はTHz帯コヒーレントラマン分光法の最適化を図り、感度を改善することに注力した。従来は、周波数チャープしたレーザーパルスを励起光およびプローブ光として用い、試料との相互作用の後、パルス圧縮を行ない、時間領域で信号を分離検出する手法を用いていた。モデル試料として有機溶媒(ヨードベンゼン、ブロモベンゼン)および電解質水溶液(ZnCl_2水溶液)のテラヘルツ帯逆ラマンおよびラマン利得スペクトルの取得に成功した。また顕微分光イメージングシステムの構築を行った。このシステムを用いて、試料をレーザーの光軸垂直な方向のX、Y軸方向にサブum精度で走査し、顕微イメージを取得することができる。

THz時間領域コヒーレントラマン分光法の信号対雑音比の改善を行うことに成功し、計画通り顕微分光イメージングシステムの構築を行うことができた。次年度は当該年度に構築した顕微分光イメージングシステムを用いてモデル試料の顕微分光イメージングを行う。さらに信号対雑音比をシステムの最適化により向上させる、細胞や生体組織のTHz帯コヒーレントラマン信号に基づく分光イメージングを試みる。
ダイバーシティ・マネジメントによる組織変革プロセスモデルの開発

日本においてダイバーシティ・マネジメント(以下、DMと略記)の研究はダイバーシティ&インクルージョン、インクルージョン等様々な概念を各筆者の視点で使用し議論されている。その内容は企業のダイバーシティ担当者が自社の取組を自社の概念を使い紹介するのが多く、DMが企業の中で普及・定着させるための研究は多くない。とくにDMを企業の中で定着させるためには従来の人事制度や従業員の価値観を変える組織変革が欠かせないが、それに関する日本での研究は少数に限られる。ゆえに本研究の目的は定義が不明確なDMに関する概念を整理し、それを踏まえてDMの組織変革プロセスモデルの一般化を行うことである。