hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
確率的解釈を取り入れた道路橋の疲労耐久性評価法

また,実際の鋼床版形式の道路橋についてFEM解析を実施し,着目する溶接部に生じる応力を求めた.ここで,『作用値』側のばらつきを考慮するため,過去に他機関で計測されたデータをもとに,車種ごとの重量,輪荷重の大きさ,車両の走行位置の確率密度分布を仮定し,溶接部に生じる応力の確率密度分布を求めた.大型車交通量は2060%で変化させた.本研究では着目する溶接部に生じる応力が確定値ではなく確率密度分布で与えられている点に独自性がある.また,今後検討する疲労き裂の進展性状については溶接時の引張残留応力も考慮する必要がある.そこで,板厚,溶け込み量を変化させて溶接のシミュレーションを行い,着目する溶接部に生じている残留応力を求めた.溶接部には溶接後に引張残留応力が導入されていることを確認し,今後,き裂の進展に伴ってどのように再配分するのかを検討する予定である.1年目は実験の試験体の準備および解析モデルの構築が主な目的である.実験については,試験体の準備が完了したが,高力ボルトが市場で品薄な状態が続いており納期が約2カ月程度遅れた.そのため,当初の予定よりは疲労試験の進捗に遅れがあるが,本研究では試験体数が多いことから1年目だけでは全ての試験体の疲労試験が終了しないことは想定の範疇である.解析については当初の予定通り解析モデルを構築することができた.また,解析モデルを構築するだけでなく,それらの解析モデルを用いて車種ごとの重量,輪荷重の大きさ,車両の走行位置の確率密度分布を仮定して求めた溶接部の応力の確率密度分布や,溶接部の各パラメータが残留応力に与える影響を求めることができたため,当初の予定よりも進捗があったといえる.以上の通り,実験についてはやや遅れがあったものの,解析で想定よりも進捗があったことから研究は概ね順調に進展していると判断した.現在実施している小型の疲労試験については,引き続き試験を行い,全ての試験体の疲労試験結果を整理する.また,試験体の破断面から溶接部の詳細な形状をシリコン成形材により型取りし,シリコン成形材の形状を画像計測することによって,溶接部の形状の統計的なデータを取得する.小型の試験体の疲労試験は78月中を目途に終了する見込みである.並行して疲労き裂の進展挙動に関する統計的なデータを取得するための中型試験体を製作する.56月頃に10体程度発注し,910月頃に納品される予定である.中型試験体は2019年度2020年度にかけて疲労試験を実施する予定である.解析では,溶接サイズ,溶け込み,未溶着部の形状等のパラメータが着目する未溶着部の応力に与える影響を検討する.上記の小型試験体の破断面から計測した溶接部の詳細な形状の確率密度分布を用いることで,解析的に得られる溶接部の応力と,疲労試験より得られた疲労強度との相関を分析する.これらの解析は59月の期間において実施する.また,溶接シミュレーションの解析によって,溶接部に導入された残留応力がき裂の進展によってどのように再配分されていくかを検討する.この検討はき裂進展挙動の推定に重要であるが多大な解析時間を有する.2018年度までは名古屋大学のスーパーコンピュータシステムを用いて,研究室で使用している構造解析ソフトを実行できたため短時間で解析を実行できたが,2019年度よりスーパーコンピュータシステムにおける同構造解析ソフトのサポートが終了したため,解析ケースを絞って検討を行う予定である.同解析については,2019年度2020年度に向けて実施予定である.2018年度は準備となる期間であったが,2019年度以降は一定の成果が得られるため,それらの成果を論文等で公表する.
炎症性腸疾患の病態解明を目的とした生体防御関連遺伝子のクローニングと機能解析

これまでの細胞株を用いた実験やマウスおよびヒトRELM-βの発現様式による検討から、RELM-βは大腸上皮細胞から選択的に分泌され、潰瘍性大腸炎の約半数に発現レベルの低下が認められることが明らかとなっていた。細菌培養プレートを用いて腸内常在菌に対する抗菌活性についてスクリーニング検査を行ったところ、Staphylococcus aureusに対し抗菌活性が認められた(他のClostridium、Bacteroides、Enterococcusなどに対しては効果を認めなかった)。さらに、pH6、7、8の液体培地で増殖抑制試験を行うと、pH6で最も活性が強く6.25μgでほぼ完全に増殖を抑制した。抗生物質と比較しても著しい低濃度で作用し、しかも類推した作用機序から見てMRSAにも同等に有効であることが予想される。2、DMBT1についてDMBT1の分泌機序、炎症性腸疾患における発現についてさらに検討を進めた。DMBT1はIL-1βを中心とする炎症性サイトカインにより誘導されることは明らかとなっていたが、粘膜固有層単核球の培養上清によってmRNAが誘導され抗IL-1b抗IL-6抗体の同時添加により抑制されることから炎症粘膜における分泌調節機構の存在が示唆された。さらに、抗DMBT1抗体が利用可能となり免疫組織学的にも炎症性腸疾患上皮細胞における発現亢進が確認された。3、その他、炎症性腸疾患上皮細胞に関し論文発表を行った。本研究は、腸内細菌導入モデルから生体防御機構に重要な遺伝子を拾い上げ、ヒトホモローグの炎症性腸疾患における発現とその機能について解析するものである。今年度、我々は以下の点を特に重視した。1、リコンビナント蛋白作製技術の確立、2、ペプチド抗体の樹立、3、それに基づく1遺伝子の解析腸内細菌が存在することによりはじめて誘導され、しかも小腸ではなく大腸のみで発現するクローンをMA13と命名しこれをクローニングした。残念ながら、我々の報告に先立ってその塩基配列はresistin-like molecule β(RELMβ)として報告されたが、機能的には全く不明である。我々はその発現パターンから大腸の生体防御機構に極めて重要な分子と仮定しマウスおよびヒトRELMβに対するペプチド抗体を作製した。さらにリコンビナント蛋白を、大腸菌、無細胞系、mammalian cellを用い作製を試みた。現時点で、無細胞系においてマウスリコンビナントRELMβを作製に成功している。ヒトRELMβの炎症性腸疾患の大腸上皮細胞における発現をみると、mRNAレベルでは対照群とクローン病(CD)に差がないのに対し、潰瘍性大腸炎(UC)では有意の低下が認められ、蛋白レベルでも免疫組織化学において裏付けられた。さらに、in vitroの系においてlipopolysaccharideやIL-6により誘導される。従って、これらのproinflammatry mediatorが豊富に存在すると考えられるUCにおいて発現低下していることは、病態の形成に重要な意味を持つ可能性がある。現在、小腸ではなく大腸上皮に強く発現し腸内細菌導入により誘導される遺伝子についてもDD718と命名しクローニング中である。この遺伝子のヒトホモローグはCDにおいて発現が低下している。本研究は、腸内細菌導入モデルから生体防御機構に重要な遺伝子を拾い上げ、ヒトホモローグの炎症性腸疾患における発現とその遺伝子の機能について解析するものである。昨年度に報告した、腸内細菌の存在により誘導されしかも小腸ではなく大腸のみで発現するresistin-like moleculeβ(RELMβ)の局在と機能について検討を進めた。マウスおよびヒトRELMβに対するペプチド抗体を精製し上皮細胞をサンプルとしてWesternブロットをすると、3.2kDにバンドが見られその分子量からdimerを形成しているものと推察された。また、免疫組織化学では上皮に加え上皮下マクロファージにも陽性像が認められた。さらに、機能解析をすすめる目的でmammaliancell高発現系を樹立した。昨年度より継続しているリコンビナント蛋白の作製は昆虫細胞系を用いて試みているが成功に至っていない。

一方、大腸上皮に強く発現し腸内細菌導入により抑制される遺伝子について解析したところ、ラットでクローニングされているsyncollinのマウスカウンターパートでありin situ hybridizationではクリプト上皮細胞に強く発現していた。この遺伝子のヒトホモローグはUCで発現が低下していが、in vitroでglucocorticoidやproinflammatory cytokineの組み合わせ刺激により誘導が見られることから薬剤の影響および粘膜炎症一般では説明できない。syncollinはラットの膵でexocytosisに関わっているとされ、上皮の分泌機能の変化を反映しているのかも知れない。また、最近報告されたノックアウトマウスではセルレイン誘導膵炎の重症化に関与することから、潰瘍性大腸炎でも炎症の重症化遷延化に関与する可能性がある。これまでの細胞株を用いた実験やマウスおよびヒトRELM-βの発現様式による検討から、RELM-βは大腸上皮細胞から選択的に分泌され、潰瘍性大腸炎の約半数に発現レベルの低下が認められることが明らかとなっていた。細菌培養プレートを用いて腸内常在菌に対する抗菌活性についてスクリーニング検査を行ったところ、staphylococcus aureusに対し抗菌活性が認められた(他のClostridium、Bacteroides、Enterococcusなどに対しては効果を認めなかった)。さらに、pH6、7、8の液体培地で増殖抑制試験を行うと、pH6で最も活性が強く6.25μgでほぼ完全に増殖を抑制した。抗生物質と比較しても著しい低濃度で作用し、しかも類推した作用機序から見てMRSAにも同等に有効であることが予想される。2、DMBT1についてDMBT1の分泌機序、炎症性腸疾患における発現についてさらに検討を進めた。DMBT1はIL-1βを中心とする炎症性サイトカインにより誘導されることは明らかとなっていたが、粘膜固有層単核球の培養上清によってmRNAが誘導され抗IL-1b抗IL-6抗体の同時添加により抑制されることから炎症粘膜における分泌調節機構の存在が示唆された。さらに、抗DMBT1抗体が利用可能となり免疫組織学的にも炎症性腸疾患上皮細胞における発現亢進が確認された。
III-V族磁性半導体ヘテロ構造の光キャリア誘起磁性

平成13年度は、光キャリア誘起磁性の新しい側面として、円偏光励起によって強磁性強磁性半導体の磁化方向が変化するという新現象を見出し詳細な実験を行った。さらにその過渡応答測定するため測定系の構築を行い、当年度に幾つか重要なデータを得ることができた。これらは磁場を使わない強磁性体磁化反転技術へと繋がるスピントロニクスにとって重要な知見である。1.円偏光照射による強磁性半導体(Ga, Mn)Asの磁化方向制御III-V族磁性半導体では価電子帯と磁性原子のd状態とが強く混成していることが強磁性の発現にとって重要である。円偏光で生成されたスピン偏極した非平衡キャリア(電子・正孔)がこの強い結合を介して、キャリアのスピン偏極に応じた方向へMnを配向させると予測し、これを電気伝導と磁気光学の測定により観測した。励起光エネルギーがバンドギャップよりも低いばあい、円偏光誘起磁化は観測されていない。このことは観測した光誘起磁化が光励起で生成された非平衡キャリアによるものであることを示している。光誘起磁化の大きさは励起強度に比例し、実験の範囲では飽和磁化の15%にも及ぶ大きな磁化変化が観測された。この光誘起磁化には光を切った後も記憶効果が観測されている。この記憶効果は高磁場下や転移点よりも高温で観測されなことから強磁性結合を感じるMnの反転が、磁区を単位とした集団的な反転へ発展していく過程が存在することが示唆されることを明らかにした。2.円偏光誘起磁化の時間分解ファラデー回転測定上記の円偏光誘起磁化のメカニズムを解明するために、ファラデー回転を測定して、円偏光励起による磁化変化の過渡応答を調べた。これまでのところ、非常に早い磁化の立ち上がりが観測され、磁気ポーラロンの生成による磁化ではないことが分かった。またファラデー回転の緩和は20ps程度の早い部分と100ps以上にわたって起こる長い成分とが観測されており、円偏光誘起磁化のともに光照射によってキャリア濃度が増加したために起こるキャリア誘起磁性が観測されたと考えている。平成12年度は以下の成果をあげた。試料は所属プロジェクトと東工大宗片研で分子線エピタキシーを用いて作製された磁性半導体ヘテロ構造である。1)光照射による保持力減少強磁性p-In_<0.87>Mn_<0.13>As(30 nm)/GaSb(キュリー温度40K)において、零磁場で半導体レーザー照射により保持力が減少する効果を観測した。これは磁化反転が低磁場で起こり易くなったことを示唆する。光誘起現象は電気伝導測定で検出した。(In,Mn)As/GaSbで特徴的な永続的光伝導が高温で消失してはじめて保持力は暗状態の値に戻る。また照射光強度が増加すると保持力減少量は大きくなる。したがって保持力減少はキャリア誘起効果であり、キャリア濃度変化による磁化反転過程制御の可能性を示した。2)常磁性半導体の光キャリア誘起磁化SQUID磁束計を用いて常磁性p-In_<0.87>Mn_<0.13>As(44 nm)/GaSb(低キャリア濃度系)において光誘起磁化の観測に成功した。光誘起磁化変化は微小だが光照射後も残り永続的光伝導を反映するので光キャリア誘起現象である。光生成正孔によりMn間反強磁性相互作用が若干弱くなったと理解できる。照射光波長依存性から、正孔注入効率を上げるためヘテロ界面での内部電場設計の重要性を明らかにした。3)円偏光励起による磁化の増減強磁性p-(Ga,Mn,Fe)As(200 nm)(キュリー温度45K)において零磁場で円偏光励起を行うと試料の磁化が円偏光の極性に応じて増減する効果を低温で見出した。この増減は照射後も僅かだが残る。これらは円偏光生成されたスピン偏極キャリアが磁気モーメントを整列させた現象であると考えている。これは磁場を使わない強磁性体の新しい磁化反転法として期待され、現在研究を継続中である。

光誘起磁化の大きさは励起強度に比例し、実験の範囲では飽和磁化の15%にも及ぶ大きな磁化変化が観測された。この光誘起磁化には光を切った後も記憶効果が観測されている。この記憶効果は高磁場下や転移点よりも高温で観測されなことから強磁性結合を感じるMnの反転が、磁区を単位とした集団的な反転へ発展していく過程が存在することが示唆されることを明らかにした。2.円偏光誘起磁化の時間分解ファラデー回転測定上記の円偏光誘起磁化のメカニズムを解明するために、ファラデー回転を測定して、円偏光励起による磁化変化の過渡応答を調べた。これまでのところ、非常に早い磁化の立ち上がりが観測され、磁気ポーラロンの生成による磁化ではないことが分かった。またファラデー回転の緩和は20ps程度の早い部分と100ps以上にわたって起こる長い成分とが観測されており、円偏光誘起磁化のともに光照射によってキャリア濃度が増加したために起こるキャリア誘起磁性が観測されたと考えている。
プラズマ波形多元解析と計算機実験の融合による磁気圏非線形波動力学の研究

平成4年度に科学衛星GEOTAILが打ち上げられ、プラズマ波動の波形観測が可能になり、その時間および空間変化に含まれる非線形性を抽出して解析できるようになった。本研究では、磁気リコネクションを含む境界層の物理において、電子プラズマ波動は本質的に重要である。本研究では、特に電子モードの電磁波、静電波に着目し、そこに内在する電磁界の飽和、プラズマの乱流、トラッピング、熱化、加熱・加速などのミクロな非線形波動力学過程を計算機実験により明らかにし、そこで得られた知見を衛星データの解釈にフィードバックをかけ、磁気圏物理学に残された重要な非線形問題を解決することを目指した。特にプラズマ波形データに対し、パターン認識等の様々な角度から多元解析を行い、計算機実験と組み合わせることにより、ミクロ非線形過程を解明することを試みた。具体的には、高帯域静電ノイズ(BEN)、狭帯域静電ノイズ(NEN)、電子サイクロトロン高調波(ECH)、非線形ラングミュア波について、波形データから得られる位相・振幅情報と、計算機実験結果とを融合することによりプラズマ波動の発生機構、非線形過程に内在するミクロな物理素過程を解析した。特に、広帯域静電ノイズ(BEN)の解明は本研究の重要な成果である。我々は、GEOTAIL波形観測からBENの波形が静電孤立波であることを明らかにし、既出の理論は全く誤りであることを示した。また、1次元計算機実験により、この静電孤立波は、電子ビーム不安定性により励起される非線形定常解(BGKモード)であることを明らかにした。この静電孤立波の定量的な統計解析を行うために、「ビットパターン」を用いて参照波形とのビット毎の排他的論理和をとることにより自動的に静電孤立波のみを抽出する手法を開発した。これによりパルス幅とデバイ長の関係、パルスの伝搬方向と電子ビームの関係などを定量的に明らかにし、計算機実験によって提唱されていた発生モデルとよく一致することを示した。平成8年度は、重点的に広帯域静電ノイズ(BEN)と狭帯域静電ノイズ(NEN)に着目する。我々は、GEOTAIL波形観測からBENの波形が電界ポテンシャルが急激に変化する静電孤立波であることを明らかにし、単純なビームプラズマ不安定性で説明された既出の理論は全く誤りであることを示した。早速、我々は1次元計算機実験により、この静電孤立波は、磁場に沿う電子ビームのプラズマ不安定性により励起されるプラズマ波の非線形定常解(BGKモード)であることを明らかにした。また、波形データからパターンマッチングにより非線形静電孤立波を探しだし、その波動特性の解析を行った。これと平行し、静電孤立波の1次元計算機実験を2次元に拡張し、電子ビームの密度や熱速度等の物理パラメータを変化させて静電孤立波の生成条件を定量的に求める。特に2次元モデルでは、重要なパラメータとして外部磁場の強度を変化させて2流体不安定性の非線形発展を調べた。また、電子プラズマ周波数の1/10程の周波数において観測されるNENはこれまであまり観測されていなかったが、我々はGEOTAILの波形観測によりNENが地球磁場に平行に伝搬することや、高温イオン流とも相関のあることを観測で明らかにした。平成9年度は波形のデータベース化を本格的に開始する手始めとして、波形(特に、静電孤立波(ESW)について)のインデックス作成を行った。

このインデックスを利用することによって、ESWがいつ頻繁に発生していたのか、また、そのESWが磁場に対して、どちら向きに進んでいたのか(すなわち、磁場を遡って上流に向かっていたのか、また、下って、下流に向かっていたのか)を知ることができる。このようなインデックスをデータベースとともに登録しておくことによって、実際に波形を観なくても、ESWが発生していたと思われる時間帯を知ることができる。このようなデータを更にCD-ROMにして簡単なアクセスが可能なように工夫している。一方、「このESWの伝搬特性を調べることによって、その発生領域などが特定できる」、ということを一次的な処理で確認するために、ESWが発生していた時間帯をマニュアルで抜き出して、限られたイベントでどのような傾向がみられるかを調べた。その結果、このような限られたイベントを調べるだけでも、その波形の特徴から導き出されるESWの伝搬方向から有意義な結果が得られることがわかった。すなわち、地球の近傍数十REのところで、地球に向かうESWと地球から離れるESWの割合が逆転することがわかった。これは、ESWの発生がリコネクションポイントと非常に密接な関係があることを示唆している。今年度はこのように限られたデータで統計解析を行ったが、来年度は、前述のデータベースを用いた更に詳細な統計解析によって更に有意義で明らかな結果が得られるものと期待される。GEOTAIL衛星は、「波形」をデジタル化した形で観測することのできる波形捕捉受信機を搭載している。この波形による観測は位相情報を含めた波形そのものを観測できるため、高度なデータ解析が行える一方で、その膨大なデータ量に対して有効な手段で解析を行わないと、高品質のデータを十分に活かしきれない。そこで、本研究では、プラズマ波形データを波形のパターン認識等の様々な角度から行う多次元解析、統計解析を行う一方、それらを我々のグループで長年培われてきた計算機実験による非線形物理過程の時間発展を解析する手法とを組み合わせることにより磁気圏プラズマの素過程であるミクロな非線形過程を解明することを目的とする。平成10年度は、被変調電子プラズマ波について重点的に解析を行なった。ボイジャーやガリレオの波形観測により電子プラズマ波の振幅変調が報告されており、大振幅ラングミュア波の崩壊不安定性によると解釈されている。一方、我々GEOTAIL波動班も振幅変調をもつ電子プラズマ波の波形観測に成功している。本年度はこの波形の変調機構について定量的な解析を行った。振幅変調を受けた電子プラズマ波の発生原因としては、電子ビームと背景プラズマとの相互作用が考えれらるが、粒子モデルの計算機実験を数多く行なうことによりその振幅変調機構について考察を行なった。これまで、親波である電子プラズマ波の振幅が非常に大きい場合、その非線形発展として、崩壊不安定性や変調不安定性が生じ、その結果として親波が振幅変調を受けると考えられてきた。しかし、観測では親波の振幅がそれらの不安定性を引き起こすほど大きくないことがわかり、振幅変調の原因が上記の不安定性ではなく、励起プラズマ波動が飽和状態に至る過程で生じる粒子と波動の相互作用による空間的な振幅変調(非線形粒子補足理論)が原因ではないかと考えている。これに関する計算機実験を行ない、得られる振幅、変調周期と非線形粒子補足理論を用いることにより、電子ビームの速度について大まかに算出することができることを確認した。
胃粘膜内H^+/K^+-ATPaseとヒスチジン脱炭酸酵素の遺伝子発現に関する研究

胃壁細胞において,H+/K+-ATPase(HKA)とヒスタミンの合成の律速酵素であるヒスチジン脱炭酸酵素(HDC)について,その遺伝子発現の機構を胃酸分泌に深く関与するガストリンとソマトスタチンの変動とともに検討した。1.ラットを用いヒスタミンあるいはガストリンを静脈内に単独持続投与し,更にH2-blockerであるfamotidine(FAM)の併用投与も行った。血清ガストリン値,胃内pH,胃粘膜内のHKA mRNA濃度,ガストリン,ソマトスタチンのpeptideとmRNAの濃度を測定した結果,ヒスタミン・ガストリンの投与により胃体部粘膜のHKA mRNAは著しく増加するもののいずれもFAMの併用投与で完全に抑制され,壁細胞におけるHKAの合成は主として壁細胞のH2受容体を介する刺激により増加しており,ガストリンはECL細胞におけるHDC活性の増加とそれに伴うヒスタミン合成・分泌の増加を介してHKAの合成を刺激しているものと考えられる。また,電子顕微鏡による超微形態の検討により,壁細胞の休止期から被刺激期への変換も受容体を介する刺激により調節されていると考えられた。2.ラットにproton pump inhibitorのひとつであるomeprazole(OPZ)とともに,制酸作用とともに血清ガストリン上昇抑制作用が報告されているpirenzepine(PZP)を併用投与し,血清ガストリン値,胃粘膜内のHKA mRNA,ガストリンとソマトスタチンのpeptideとmRNAの濃度を測定した。PZPの併用投与により,OPZ投与により認められる血清ガストリン値の上昇が有意に抑制されるとともに胃体部粘膜内のHKA mRNAの合成が著明に抑制された。このとき胃粘膜のソマトスタチン濃度の上昇が同時に認められることにより,このPZPの作用にはソマトスタチンの関与が示唆された。尚,1と2の実験系におけるHDC mRNAの変動については現在測定中である。
がん化学療法に伴う好中球減少とNAMPT活性およびSIRT1遺伝子に関する検討

1)乳癌・肺癌患者におけるがん化学療法に伴う好中球減少とNAD+-SIRT1経路の関連に関する検討:肺がん患者を対象とした多施設共同臨床研究実施のため、「肺癌に対する化学療法に伴う好中球減少とNAMPT活性およびSIRT1遺伝子発現に関する検討」は、初年度に当院倫理委員会で承認を得ており(島根大学医の倫理委員会第2574号)、現在登録の推進を行っている。共同研究先である、東京理科大でのSIRT1遺伝子発現、テロメラーゼ活性測定の再現性・精度管理も終了しており、適宜検体を送付し測定を進めていただいている。2)ヒト乳癌・肺癌株化細胞に対するVB3大量投与の影響:VB3大量投与ががん細胞の増殖に及ぼす影響を、ヒト肺がんのcell lineであるA549、ヒト乳癌のcell lineであるMCF7を用い、すでに検討すみである。VB3を数段階の濃度でmedium中に混入したが、VB3の細胞毒性は認めず、細胞増殖のスピードにも影響を与えないことが確認された。3)肺癌を対象とした臨床試験:1)に記載した臨床試験に関して、登録を推進している。2019年3月末の時点で17例の登録が終了している。基礎研究については研究目標をおおむね達成しており、さらに発展させた研究も考慮している。しかしながら臨床試験については倫理委員会の承認も得、患者登録も開始されているが、多施設化のハードルが高く、また、肺がんに対する一次治療は免疫チェックポイント阻害剤の登場により大きく変革し、本試験の登録基準を満たさない症例がほとんどとなったことが影響し、症例の集積に苦慮している。臨床試験については、今一度多施設化を検討したい。1)乳癌・肺癌患者におけるがん化学療法に伴う好中球減少とNAD+-SIRT1経路の関連に関する検討肺癌患者を対象とした多施設共同臨床研究実施のため、「肺癌に対する化学療法に伴う好中球減少とNAMPT活性およびSIRT1遺伝子発現に関する検討」の実施計画書を作成し、当院倫理委員会で承認を得た(島根大学医の倫理委員会第2574号)。現在、多施設化の推進と当院では患者登録が開始されている。共同研究先である、東京理科大でのSIRT1遺伝子発現、テロメラーゼ活性測定の再現性確認および精度管理の確認も終了した。2)ヒト乳癌・肺癌株化細胞に対するVB3大量投与の影響VB3大量投与ががん細胞の増殖に及ぼす影響を、ヒト肺癌のcell lineであるA549、ヒト乳癌のcell lineであるMCF7を用い検討する。両細胞株を購入し、VB3を数段階の濃度でmedium中に混入したが、VB3の細胞毒性は認めず、細胞増殖のスピードにも影響を与えないことが確認された。臨床試験について倫理委員会の承認も得、患者登録も開始されている。基礎研究については研究目標をおおむね達成しており、さらに発展させた研究を考慮している。今後は臨床試験を期間内に完遂させること、多施設化を進めることが必要である。3)肺癌を対象とした臨床試験1)に記載した臨床試験に関して、倫理委員会の承認を得登録を開始した。現時点で14例の登録を得ている。しかしながら臨床試験の多施設化については難航しており、今後の課題である。

VB3を数段階の濃度でmedium中に混入したが、VB3の細胞毒性は認めず、細胞増殖のスピードにも影響を与えないことが確認された。3)肺癌を対象とした臨床試験:1)に記載した臨床試験に関して、登録を推進している。2019年3月末の時点で17例の登録が終了している。基礎研究については研究目標をおおむね達成しており、さらに発展させた研究も考慮している。しかしながら臨床試験については倫理委員会の承認も得、患者登録も開始されているが、多施設化のハードルが高く、また、肺がんに対する一次治療は免疫チェックポイント阻害剤の登場により大きく変革し、本試験の登録基準を満たさない症例がほとんどとなったことが影響し、症例の集積に苦慮している。基礎研究については研究目標をおおむね達成しており、さらに発展させた研究を考慮している。今後は臨床試験を期間内に完遂させること、多施設化を進めることが必要である。臨床試験については、今一度多施設化を検討したい。臨床試験への患者の登録が計画よりも若干遅れたため、使用期限を考慮してNAMPT測定ELISAキットなどの購入を次年度へ回したため。NAMPT測定キットの購入が使用期限を考慮し遅れたため。臨床試験の登録が進捗中であり、SIRT1およびテロメラーゼ測定のための試薬を購入する必要があるため。昨年度購入しなかったNAMPT測定ELISAキットなどを購入予定。
北欧における教育評価を手がかりとした家庭科製作学習の学習モデルの構築

本研究では、デンマークとフィンランドの製作学習の学習指導要領および学習理論を参考に、教育評価の観点から家庭科製作学習への援用を目指した学習モデルを構築することを目的とした。デンマークやフィンランドの製作学習の共通点は、生徒が基礎的スキルを学習する事を強調していないこと、製作物をデザインし、作成するという過程で、生徒は問題解決力等の能力を身につけることであった。学習モデルは、一連の製作の各段階に学習目標を設定すること、各段階で生徒が自己評価する対象を明確化することを意図して構築した。本年度は1年次の調査に引き続き、デンマークおよびフィンランドの手芸・裁縫に関する製作学習の教育理論および評価方法について、文献調査、教員養成校の教員への聞き取り調査を行った。デンマークの国民学校では、2013年に新教科「手工とデザイン」が設置され、手芸・裁縫は新たにこの教科の中に位置づけられた。その経緯と、フィンランドの製作学習との共通点等を整理した。デンマークの教科目標やカリキュラムについては聞き取り調査を行い、その実態を明らかにすることができた。その状況については、次年度に家庭科教育関連学会で発表する予定である。両国とも、デザイン過程での探求や問題解決を通した知識と技術の習得を目標においており、その評価方法が学習モデルの手がかりとなりうることが示唆された。ただし、デンマークの新教科については2016年から完全実施のため、現在はモデル校での実施にとどまっている状況である。そのため、このモデル校の授業観察等を通して、この教科の教育理論および評価方法を分析、検討することが重要だと考えられる。評価においては、エヴァリエーションという側面よりも、アセスメントの側面が重視されており、アセスメントという側面からの評価方法についていくらか検討できた。本研究の目的は,北欧諸国の手芸・裁縫に関する製作学習(以下,製作学習)の評価方法を中心に,各国の教育事情を調査することにより,日本の家庭科製作学習への理論的,方法的示唆を得ることである。さらに,それらを基に家庭科製作学習の学習モデルを構築することを目指している。初年度の当初計画は,北欧の学校教育で実施されている製作学習の教科的位置づけ,学習指導要領,評価方法等についての文献収集,聞き取り調査を行うことであり,実際の研究状況は以下の通りである。まず,北欧の学校教育における製作学習の位置づけ,および育成する能力,教員養成システム等の現状についての調査を行った。具体的には,北欧3国(デンマーク,フィンランド,スウェーデン)の義務教育段階を対象に,学習指導要領,教員養成用テキスト等の基礎資料を収集し,各国の現状をまとめた。ここで得られた成果については,次年度,家庭科教育関連学会において報告する予定である。次に,上記の基礎資料の収集,分析において,成果を得ることが難しかったデンマークについて調査を行った。デンマーク教育省の教科担当者およびコペンハーゲンにある教員養成学校の担当者に聞き取り調査を行い,デンマークの教育事情,教科目標,評価方法についての情報を得ることができた。以上の研究を踏まえ,初年度は主に,北欧と日本の教育システムの違い,製作学習を通して育成する能力の違いを整理することにとどまった。本年度は、家庭科製作学習の学習モデルを構築し、授業を実践することが課題であった。海外渡航の調査では、デンマークの新教科「Handvaerk og design(手工とデザイン)」モデル校の状況調査および教科担当者Irene氏への聞き取り調査、手芸・裁縫の高等教育機関UCCの教員Bente氏への聞き取り調査をおこなった。これらより、デンマークにおける手芸・裁縫教育の歴史的変遷および製作プロセスにおける対話、審美的な教育が、国のものづくり教育に共通する理念であることが明らかになった。そして、前年度までの調査とこれらの調査をもとに、学習モデルの構築をおこなった。しかし、デンマーク教育省より、平成26年度末に新教科のコンピテンシーと評価基準が発表された。この評価基準では、製作学習の教育目標の到達レベルがより具体的に分類されており、学習モデル構築への有用な資料となった。そこで、これらの評価基準の分析をふまえて学習モデルを構築することが、実践化に向けて必要であると考えたため、研究計画を1年延期した。そのため、評価基準の分析および学習モデルの再構築、さらに学習モデルに基づいた授業実践をおこなうことを次年度の課題とした。本年度の研究課題は、北欧諸国の評価規準ならびにルーブリックおよび学習理論を参考に、家庭科製作学習の学習モデルを構築することであった。具体的には、デンマーク、フィンランドの新カリキュラムおよび製作学習に関する学習理論(デンマークの「Processens Dialog (Illum,B.,2004)」とフィンランドの「Craft design process model(Anttila, P.,1993)」)を参考に、学習モデルを構築した。学習モデルのポイントは以下の2点であった。(1)製作活動の段階を区切り、各段階に学習目標を設定すること、(2)各段階で生徒が自己評価する対象を明確化すること。これら一連のプロセスを重視した学習モデルは、学習者と、素材、作品、他者との間のリフレクションを活性化させるものとなりうるだろう。本研究の中で中心として扱ったデンマークの新教科「手工とデザイン」の特質は、対象とする素材が布、木工、金属と多岐にわたるため、題材にもとづいて教育目標を整理するのではなく、育成したい知識や技術の視点から教育目標を提示していた。また、北欧諸国の学校教育では、ICT・メディア教育、言語教育、職業教育等の充実が全教科に関わる目標として掲げられており、デンマークでは現在においても職業教育との繋がりを重視した教科として位置付けられていた。

対象国の進路状況等を鑑みると特質として理解できるが、日本の義務教育段階でこれらの評価規準を直接的に取り扱う事については検討の余地がある。生活をよりよく豊かにする方法を学ぶ手立てとして、家庭科という一教科の学力を概観しながら製作学習の学習モデルを構築したことに、本研究の特徴があったといえる。本研究では、デンマークとフィンランドの製作学習の学習指導要領および学習理論を参考に、教育評価の観点から家庭科製作学習への援用を目指した学習モデルを構築することを目的とした。デンマークやフィンランドの製作学習の共通点は、生徒が基礎的スキルを学習する事を強調していないこと、製作物をデザインし、作成するという過程で、生徒は問題解決力等の能力を身につけることであった。学習モデルは、一連の製作の各段階に学習目標を設定すること、各段階で生徒が自己評価する対象を明確化することを意図して構築した。家庭科製作学習の学習モデルの構築に向けた資料収集に関しては、おおむね順調であった。一方で、授業実践化に向けた学習モデル構築のためには、新たに示された評価基準の正確な解釈が課題である。家庭科教育学新たに示された評価基準の分析をふまえ、製作学習の学習モデルを再構築し、授業実施をおこなう。その成果を家庭科教育関連学会で発表するとともに、学術雑誌に投稿する。家庭科製作学習の学習モデルの構築に向けた資料収集に関しては、デンマークの新教科について教員養成校UniversityCollegeUCCの教員等に聞き取り調査を行う等、おおむね順調に進展している。本年度は研究代表者の異動に伴い、2年次に計画していた授業視察をやむなく次年度に延期した。本年度の研究課題は,北欧3国の義務教育段階における製作学習の位置づけおよび育成する能力について文献収集,聞き取り調査をおこなうことであった。資料収集の過程においてデンマークの学習指導要領が手に入らなかったこと,デンマークの教育分野の先行研究が少数であったことを鑑み,本年度はデンマークに渡航し集中的に資料収集,聞き取り調査をおこなった。そのため,スウェーデン,フィンランドの調査は,当初計画していたように教員養成校の聞き取り調査まで及ばず,文献,資料等の基礎資料の分析にとどまった。研究計画当初に予想されなかった新教科の導入により、調査対象の資料が研究途中に新たに発表された。平成26年度後期に発表された資料もふまえて、学習モデルを作成するため、次年度に繰り越すこととなった。最終年度となる次年度は、授業視察を実施するとともに、2年次までの資料調査をふまえた学習モデルの構築に努める。その成果を家庭科教育関連学会で発表するとともに、家庭科教育関連の学術雑誌に研究の成果を投稿する。次年度の平成25年度は,北欧の製作学習の授業実践および教育評価方法の視察調査を実施する。前年度の調査をもとに,北欧3国の義務教育段階の学校を対象とした授業視察および聞き取り調査をおこなう。
脾臓の抗体産生の微小環境-免疫組織学による形態学サイドからの解析

目的ラットのED2モノクローナル抗体陽性マクロファージ(ED2Mφ)が抗体産生細胞と形成するロゼット(細胞集塊)を免疫組織学的に解析し、種々の免疫応答とロゼットの相関を調べ、微小環境としてのロゼットとそれを形成するED2Mφの意義を考察する。結果平成4年度(1)ED2Mφが、赤脾髄の造血巣で赤芽球ともロゼットを形成することを証明した(補助金受領直前に発表)。(2)ロゼット内の抗FITC抗体産生細胞とラット免疫グロブリンサブクラスを2種免疫染色すると、抗体産生細胞は主にIgMを作っていることがわかった(未発表)。(3)免疫電顕は現在検索中である。平成5年度(1)FITC-標識ヘモシアニン抗原を作成し、抗体産生細胞がやはりouter PALSでED2Mφとロゼットを形成していることを認めた(未発表)。さらに、ラットのマラリア感染脾臓を検索し、ED2Mφと抗体産生細胞が白脾髄に多数出現すること、また、その両者がやはり、ロゼットを形成することを明らかにした(国際学会で発表、投稿準備中)。(2)本研究は萠芽的研究として、免疫組織学と言う学問領域の重要性を提唱している。その一貫として、マクロファージの増加を主体とするラット実験膵炎のモデルを作成し(Gastroenterology,1993)、2重免疫染色によりマクロファージ亜群の盛んな増殖を証明した(Arch.Histol.Cytol.,1993)。考察と今後の研究の展開ED2Mφが、種々の人工抗原のみならず、実際の感染防御においても、抗体産生のために普遍的で、欠くことのできない微小環境を形成している事が考えられた。さらには、造血系の細胞群を支える微小環境も形成している事が強く示唆された。今後、共焦点レーザー顕微鏡を使って、二重蛍光染色したED2Mφと抗体産生細胞のロゼットの三次元構築をあきらかにしたいと考えている。1.ラット白脾髄の動脈周囲リンパ球鞘の周辺領域(outerPALS)には、モノクローナル抗体でED2陽性(ED2Mφ)とED3陽性(ED3Mφ)の2種類のマクロファージがある。免疫染色した2種類のパラメーターを可視+蛍光観察することにより、ED2Mφが、outerPALSでは抗体産生細胞と、また造血巣では赤芽球と、ロゼットを形成していることを証明した(細胞24:110,1992)。このことは、ED2Mφが液性免疫応答のみならず、赤芽球造血にも関係しており、免疫・造血系の細胞群を支える乳母細胞である事を示唆する。2.ラット免疫グロブリンサブクラス(IgM,D,A,G1,G2a,G2b,G2c,E)に対するモノクローナル抗体を用いて抗FITC抗体産生細胞を2重免疫染色すると、FITC標識フィコール抗原に対する抗体産生細胞は主にIgMを作っていることがわかった。フィコールは胸腺非依存性抗原であり、抗体産生細胞のIgMからIgGへの切り換えがおこらないと考えられているが、これをin situレベルで証明したことになる。さらにこれと比較するためにIgG産生を引き起こす抗原(胸腺依存性抗原)であるFITC標識ヘモシアニンを作成し、抗原至適濃度を決定した。現在、上記と同じ2重免疫染色を始めたところである。

目的ラットのED2モノクローナル抗体陽性マクロファージ(ED2MPHI)が抗体産生細胞と形成するロゼット(細胞集塊)を免疫組織学的に解析し、種々の免疫応答とロゼットの相関を調べ、微小環境としてのロゼットとそれを形成するED2MPHIの意義を考察する。結果平成4年度(1)ED2MPHIが、赤脾髄の造血巣で赤芽球ともロゼットを形成することを証明した(補助金受領直前に発表)。(2)ロゼット内の抗FITC抗体産生細胞とラット免疫グロブリンサブクラスを2重免疫染色すると、抗体産生細胞は主にIgMを作っていることがわかった(未発表)。(3)免疫電顕は現在検索中である。平成5年度(1)FITC-標識ヘモシアニン抗原を作成し、抗体産生細胞がやはりouter PALSでED2MPHIとロゼットを形成していることを認めた(未発表)。さらに、ラットのマラリア感染脾臓を検索し、ED2MPHIと抗体産生細胞が白脾髄に多数出現すること、また、その両者がやはり、ロゼットを形成することを明らかにした(国際学会で発表、投稿準備中)。考察と今後の研究の展開ED2MPHIが、種々の人工抗原のみならず、実際の感染防御においても、抗体産生のために普遍的で、欠くことのできない微小環境を形成している事が考えられた。さらには、造血系の細胞群を支える微小環境も形成している事が強く示唆された。今後、共焦点レーザー顕微鏡を使って、二重蛍光染色したED2MPHIと抗体産生細胞のロゼットの三次元構築をあきらかにしたいと考えている。
高度利用を目指した淡水魚魚類ミオシンのタンパク質工学的研究

本研究は、未だ充分に高度利用されていない淡水魚を対象に、様々な飼育条件下における筋肉タンパク質の性状変化を分子レベルで調べた上で、魚肉加工品素材としての機能性を明らかにし、高度利用の基礎とすることを目的とした。始めに、種々の成長段階および異なる温度で飼育したハクレンを対象にミオシン重鎖遺伝子(MYH)の発現変動を調べた。ハクレン成魚(体重4.9kg、採取時水温23.4°C)の普通筋および血合筋、10°C、18°Cおよび26°Cに馴化したハクレン幼魚(体重10-20g)の普通筋から調製したfirst strand cDNAを鋳型に、3'末端の翻訳領域および非翻訳領域を含む約450bpの領域をPCR増幅し、5種類のMYHを得た。分子系統解析の結果、5種類のMYH中、1つは胚体型、4つは成体速筋型と判断され、胚体型MYHは既報のソウギョ成体速筋10°C型MYHと最も高い相同性を示した。また、4つの成体速筋型MYH中、2つはソウギョ中間温度および30°C型と最も高い相同性を示し、残る2つは既報のrock codの遅筋で主に発現するA4型MYHと高い相同性を示した。分子系統解析から判断する限り、ソウギョおよびハクレンでは既報のコイ速筋10°C型よりむしろ胚体型MYHに類似した。この結果は、2倍体のソウギョおよびハクレンは同じコイ科でも4倍体のコイとは馴化機構がやや異なることを示唆するもので、魚類MYHの進化を考える上で興味深い。既報のように、冬季ソウギョのミオシンは高い加熱ゲル形成能を示す。また、シログチおよびスケトウダラの普通筋ミオシンも高いゲル形成能を示す上、これらMYHも胚体型に属することから、魚類胚体型MYHは加熱ゲル形成に重要なアミノ酸置換が起こっている可能性が示唆された。ソウギョ(Ctenopharyngodon idellus)につき、季節変化および温度馴化に伴うミオシン・アイソフォームのATPase活性および熱力学的性状の変化を調べ、Fisheries Science誌で発表した。また、春夏秋冬の各季節で採取したソウギョのミオシンにつき、動的粘弾性測定機を用いた温度分散分析に供し、加熱ゲル形成過程を比較した。(投稿準備中)さらに、ハクレン(Hypophthalmichthys molitrix)の幼魚および成魚の背側普通筋よりcDNAを調製し、ミオシンの3'側、約400bpの断片を3種類得た。それらと既報の他生物種との関係につき、系統樹を作成して推察した。現在、得られた3種cDNA断片につき、全長を解析中である。スケトウダラ、イトヨリダイ、シログチおよびマアジ冷凍すり身につき、0-30%の魚油を乳化した加熱ゲルを調製し、破断強度、破断凹み、保水性および色調の変化を調べ、乳化すり身の原料魚としての適性を調べた。(投稿準備中)また、スケトウダラ、シログチおよびイトヨリダイ冷凍すり身から調製した塩ずり肉糊(タンパク質濃度6%)につき、動的粘弾性測定機を用いた温度分散、周波数分散分析およびinterval thixotropy testに供し、低温域(530°C)における魚肉肉糊の種特異的な物性変化(だれ性)を調べ、「おき身」現象の一端を明らかにした。(平成17年度日本水産学会で報告済)ハクレン(Hypopythalmichthys molitrix)成魚(体重4.9kg、2004年6月15日採取、採取時の水温23.4°C)の背側普通筋および血合筋、10°C、18°Cおよび26°Cに馴化したハクレン幼魚(体重10-20g)の背側普通筋を用いて、ミオシン重鎖(MYH)遺伝子のクローニングを行った。その結果、5種類の3'-末端の翻訳領域および非翻訳領域を含む約450bpのクローンが得られた。近隣結合法を用いた他魚種MYHとの系統樹解析から、1つは胚型、4つは速筋型と推定された。胚型のMYH遺伝子はソウギョの10°C型MYH遺伝子と最も高い相同性を示した(silver cap 10°C型MYH、以下sc10とする)。また、速筋型の4つのMYH遺伝子のうち2つはソウギョ中間(I)-および30°C型と高い相同性を示し(scIおよびsc30とする)、残る2つはrock codの遅筋で主に発現するA4-typeと高い相同性を示した(slow1およびslow2とする)。次に、各筋肉から調製したcDNAにおけるMYHアイソフォームの出現頻度を調べた。その結果、10°C、18°Cおよび26°Cに馴化した幼魚普通筋では50クローン中、sc10が48-50クローンと大部分を占め、馴化温度による差はほとんど認められなかった。一方、成魚普通筋は100クローン中、sc30が69クローン、sc10が18クローンであったのに対し、成魚血合筋では100クローン中、slow1が48クローン、sc30が39クローンと筋肉部位により各MYHの発現は著しく異なった。

本研究は、未だ充分に高度利用されていない淡水魚を対象に、様々な飼育条件下における筋肉タンパク質の性状変化を分子レベルで調べた上で、魚肉加工品素材としての機能性を明らかにし、高度利用の基礎とすることを目的とした。始めに、種々の成長段階および異なる温度で飼育したハクレンを対象にミオシン重鎖遺伝子(MYH)の発現変動を調べた。ハクレン成魚(体重4.9kg、採取時水温23.4°C)の普通筋および血合筋、10°C、18°Cおよび26°Cに馴化したハクレン幼魚(体重10-20g)の普通筋から調製したfirst strand cDNAを鋳型に、3'末端の翻訳領域および非翻訳領域を含む約450bpの領域をPCR増幅し、5種類のMYHを得た。分子系統解析の結果、5種類のMYH中、1つは胚体型、4つは成体速筋型と判断され、胚体型MYHは既報のソウギョ成体速筋10°C型MYHと最も高い相同性を示した。また、4つの成体速筋型MYH中、2つはソウギョ中間温度および30°C型と最も高い相同性を示し、残る2つは既報のrock codの遅筋で主に発現するA4型MYHと高い相同性を示した。分子系統解析から判断する限り、ソウギョおよびハクレンでは既報のコイ速筋10°C型よりむしろ胚体型MYHに類似した。この結果は、2倍体のソウギョおよびハクレンは同じコイ科でも4倍体のコイとは馴化機構がやや異なることを示唆するもので、魚類MYHの進化を考える上で興味深い。既報のように、冬季ソウギョのミオシンは高い加熱ゲル形成能を示す。また、シログチおよびスケトウダラの普通筋ミオシンも高いゲル形成能を示す上、これらMYHも胚体型に属することから、魚類胚体型MYHは加熱ゲル形成に重要なアミノ酸置換が起こっている可能性が示唆された。
マクロ相及びミクロ分子物性の非熱的同期制御を指向した革新的プラットホームの構築

本研究では、熱を利用することなくミクロな分子の状態と分子集団により形成される巨視的な相を同時に変換、制御するための画期的な物理化学的手法を見いだすことを目的に研究を展開した。その結果、電気化学的に液晶状態からイオン性液体へ分子状態と共に双安定化させることに成功すると共に、室温及び融点直下におけるシングルパルス光誘起-光結晶融解挙動の実現に世界で初めて成功した。本研究では、1)集合体の構成要素にレドックスや電荷移動により多様且つ柔軟な微視的電子構造を形成する金属錯体を用いると同時に、2)そのレドックス状態に強く結合した巨視的集積構造を構築し、単一分子で決定されるミクロ分子状態と、分子集団に形成されるマクロ相の結合・相互転写・同期変換を実現することを目的としている。本研究は、課題(A)「モジュール化学の展開とレドックス軸を含むバルク相制御」(平成18-19年度)、課題(B)「電荷注入、外場応答制御に向けた集合体の配向制御」(平成18-19年度)、課題(C)「非熱的相転移型デバイスの構築」(平成19-20年度)から構成される。平成18年度は課題(A)及び(B)を遂行し、課題(C)を実現するための基盤を築いた。具体的には課題(A)においては、レドックス活性配位子とアルキル長鎖を含むモジュール化学を展開し、長鎖に分岐鎖やエステル部位を導入した新規原子価互変異性錯体を、また外圏電子移動活性分子においては、種々の置換基や金属種(Pd,Pt)、配位原子(O,S)を導入した新規錯体を合成し、分子構造と固相、液相、液晶相における集積構造や電気化学的性質の相関を明らかにした。また課題(B)においては結晶、液晶相でのレドックス活性錯体集合体の合理的配列、配向を試みた。その結果、特に外圏電子移動系においては本系が高い自発的ホメオトロピック配向能を有する事が明らかとなった。また直流電場印可下で冷却させることでホモジニアス配向が促進することを発見した。以上の結果は2年度及び最終年度における本研究を遂行する上で大変有用な知見であり、今後の研究展開が大いに期待されると考える。昨年度は分子の基盤上での電子状態や配向状態を分子レベルにてXRDや顕微分光装置を用いて明らかにすると共に、電場や配向膜、基盤改質による配向制御を目指し研究を行い、ポリイミド配向膜上で本研究対象である酸化還元活性液晶が無配向膜に比べ多くの電流応答を示すことが明らかとなった。分子内電子移動を示す分子系においては、これまでに合成に成功し完全同期変換を実現しているコバルト系については直鎖に加え分岐鎖を導入した錯体及び水素結合部位を導入した錯体を合成した。またこれらの錯体が容易に準安定結晶を形成することを明らかとし、加熱過程において分子双安定性と同期した二重融解現象を示すことを明らかとした。また対応するマンガン錯体の合成に初めて成功し、マンガン特有の3状態2相が絡んだ同期変換を初めて見いだした。このような化学的パラメーターにより相転移挙動を詳細に制御しうると考えられる。またレドックス活性液晶系においては、液晶相の直接参加により、カテコラート系においては一電子酸化により常磁性のイオン性液体相が、またベンゼンジチオラート系においては2/3電子酸化が生じ反磁性の3量体からなるイオン性液体相が形成されることが明らかとなった。このようにレドックス系においては、すでに目的とする非熱的な分子及びマクロ相変換に成功している。本年度は、分子内電子移動並びにレドックス応答を示す分子モジュールを用いて以下の本研究が目的とした非熱的状態変換を実現した。1)分子内電子移動を示す原子価互変異性錯体に対し、アルキル直鎖、アルコキシ鎖、含エステル鎖、及び分岐鎖を導入した新規錯体を得るための合成化学を展開すると共に、分子状態とマクロ相が同期的に双安定化する諸現象を見いだした。本研究では長鎖及び分子状態が演じる熱力学的寄与を定量的に解明及び設計することで、分子双安定性と同期した結晶相転移、結晶一液体相転移、多系結晶が示す同期的二重融解挙動、ガラス相を含む同期的双安定性を実現した。

また、本成果をもとにパルス光を照射することで、分子内電子移動を誘起することで、3Kにおける光誘起相を発現すると共に、室温及び融点直下におけるシングルパルス光誘起一光結晶融解挙動の実現に世界で初めて成功し、分子状態とマクロ相の非熱的状態変換を達成した。2)また、電気化学的レドックス反応を示す液晶性錯体を得るための合成化学を成熟させ、20種近くの誘導体を合成するとともに、室温から200°Cを超える熱安定性を達成することにも成功した、更に、これらレドックス活性液晶の配向制御について各種修飾基盤を用いて最適化すると共に、室温における電気化学的なイオン性液体への可逆的融解にも成功し、上述の光による分子状態とマクロ相の非熱的状態変換に加え、電気化学的な分子状態とマクロ相の非熱的状態変換に成功した。
新規脂肪細胞解析法の確立

本研究の目的は、新規の無培養脂肪細胞機能解析法を確立することで、正常脂肪細胞の機能解析を行うとともに、脂肪細胞と血管平滑筋や血管内皮細胞のクロストークを解析することである。予備的な検討により、現在までに以下のことを明らかにした。現在、脂肪細胞に対する生理活性物質の作用を検討中であり、結果がまとまり次第、論文として報告する予定である。(1)薄膜ゲル中で脂肪細胞は、短時間生存可能であり、薬物作用を十分検討できることが明らかになった。(2)界面活性剤などを使用しなくとも、蛍光色素の負荷が十分可能であることが判明した。さらに脂質メディエーターであるスフィンゴシン1リン酸(S1P)やリゾホスファチジルコリン(LPC)、アダンダミドの作用について検討し以下の結果を得た。(1)S1Pは、TRPC5型カチオンチャネルを細胞内から活性化する新規の生理活性物質であり、平滑筋の運動制御に関わることを明らかにした(S.Z.Xu, K.Muraki, et al.,Cir.Res. 98:1381-1389,2006)。現在脂肪細胞に対するS1Pの効果について検討中である。(2)LPCもTRPC5型カチオンチャネル活性化物質として機能することを初めて明らかにした(P.Flemming, et al.,J.Biol.Chem. 281,4977-4982,2006)。(3)カンナビノイド受容体の生体内アゴニストであるアナンダミドが大コンダクタンスカルシウム活性化Kチャネルを受容体非依存的に活性化することを明らかにした(H.Sade, K.Muraki, et al.,Am.J.Physiol.Cell Physiol 290,C77-C86,2006)。