hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
2,3次元フォトニック結晶による巨大ファラデー効果の発現

本研究の目的は、磁場中の物質(誘電体、半導体、金属)にたいし偏光平面波光を入射させるときの光の偏光面回転(Farady回転)を、通常の一様な物質でなく、周期的な配列によって特徴付けられるフォトニック結晶(PC)を用いて、回転の大きさを増強させたり、入射波の方向を磁場でコントロールしたりする可能性を理論的に示し、定量的に大きさを見積もることである。このために、狙った成果は以下の3つである。(a)まず孤立した単独の球形物質に対して磁場をかけた状況下で入射平面波の振る舞いを理論的に解明し、(b)磁場がかかったPC中での光子のハミルトニアンによる定式化を完成させ、(c)ついで現実のPCに対して(a),(b)を数値的に応用する。以下、(a)(b)(c)について述べる。(a)は、完全に達成した。(b)は、光アンダーソンモデルのパラメターの決定が完了して球における仮想束縛状態の、束縛が強い場合のハミルトニアンは完成した。しかし、角運動量指数が小さい場合に、状態密度には明白な鋭いピークが現れているにもかかわらず、得られた定式化ではカバーできない場合が生じることがわかった。この意味で(b)は半分しか達成されなかった。この問題で、本研究課題の難しさと今後の研究の狙いが絞れた。この理由で、(c)にまで課題研究を進ませることができなかった。しかし、(c)の代わりに、(d)フォトニック結晶におけるスミス・パーセル放射の実験と理論の不一致の解明、という課題に集中的にエネルギーを注ぎ、ここ、5、6年頭を占めていた問題が完全に理解され、実験と一致する理論のスペクトルを得るという成果を挙げた。総じて、狙った目標の7割5部の達成度であった。2年にわたる研究の初年度であるので計画通り平成18年度の研究の予備的側面の研究を行い次のような実績を上げた。1.磁場が入った大規模なT行列を用いた数値計算のチェックに利用できるT行列の性質、すなわち、T行列がその次元にかかわらず行列式の値が1となること、を本研究課題の共鳴散乱チャンネル数が無限の系に対し示した。2.Mie共鳴が、誘電体球の内部での光子の仮想束縛状態と球外部の平面波状態の重なり積分に支配され、共鳴の鋭さが重なり積分の幕で決まることを示した。これは遷移金属原子を不純物として含む単純金属におけるsd相互作用と類似のことがMie共鳴にも適用できることを示している。3.減衰波(evanescent wave)によって媒介されるフォトニック結晶外部での共鳴散乱効果を見るためにATR配置でのエネルギー流束の保存則を導出し、外部を走る電子と円筒配列フォトニック結晶との相互作用による共鳴的な光子放出過程に適用した。4.有限のフォトニック結晶によるスミス・パーセル(SP)放射のスペクトルを計算し、電子速度が極端に相対論的である場合は、電子からの減衰波光子が平面波と同様に振舞い、従来受け入れられていたSP放射の機構では説明し得ない新しい共鳴シグナルを生じさせるを示した。この結果、東北大学と理研のチームによる実験データのほぼ全容が解明された。5.誘電体球によって共鳴的に散乱されてくる共鳴光子のシグナルの角運動量を調べ、磁場を球にかけた場合とそうでない場合の光子散乱スペクトルにゼーマン分裂が現れるかをしらべた。この点はまだ最終的な結論までは至っていないので、平成18年度に継続する。磁場中の物質(誘電体、半導体、金属)に偏光平面波光を入射させるときの光の偏光面の回転(Farady回転)は微弱な現象である。

本研究は、球配列フォトニック結晶(PC)を用いて、回転の大きさを増強させたり、入射波の方向を磁場でコントロールしたりする可能性を理論的に示し、定量的に大きさを見積もることを目的にしている。このために、狙った成果は以下の3つである。(a)まず孤立した単独の球形物質に対して磁場をかけた状況下で入射平面波の振る舞いを理論的に解明し、(b)磁場がかかったPC中での光子のハミルトニアンによる定式化と光子場のゼーマン分裂の理論を完成させ、(c)ついで現実のPCに対して数値的な解析をする。以下、(a)(b)(c)について述べる。(a)は、完全に達成した。(b)は、光アンダーソンモデルのパラメターの決定が完了して球における仮想束縛状態の、束縛が強い場合のハミルトニアンは完成した。しかし、角運動量指数が小さくて束縛が弱い場合に、得られた定式化ではカバーできない難問が生じた。この意味で(b)は半分しか達成されなかった。この未解決問題で、今後の研究の狙いが絞れた。この理由で、(c)にまで課題研究を進ませることができなかった。しかし、(c)の代わりに、(d)球配列フォトニック結晶におけるスミス・パーセル放射の実験と理論の不一致の解明、という課題に集中的にエネルギーを注ぎ、実験と一致する理論のスペクトルを得るという成果を挙げた。総じて、狙った目標の7割5分の達成度であった。
発光性MIMトンネル接合/溶液界面を用いる電極反応追跡と新規光電極反応の開拓

本研究では、ローカルな表面プラズモンの関与する構造規制された発光性MIM構造を電極として用い、新しい電極反応の場を構築して、電極反応の制御を試みるとともに反応分子の表面拡散移動過程や反応の活性サイトなどミクロな反応場に関する知見を得ることが目的であった。そしてこれらの目的を達成するために、MIM電極基板からのエバネッセント波の浸み出しを反応駆動力として積極的に利用した表面反応の光制御を行い、またエバネッセント光の散乱およびプローブ光のモニターによる反応素過程のin situ解析を実現するための種々の基礎的な検討を行った。具体的には、概ね以下のような項目について順を追って検討を行った。1、発光性MIM接合電極の作成とその発光特性および電極特性の検討真空蒸着法と加熱酸化法とにより、Al/A1_2O_3/Auを基本構造とする発光性MIM接合を作成した。回転光学ステージを用いて、表面プラズモンからの発光の強度や出射角特性等をMIM接合/気相、MIM接合/液相界面について種々のパラメーターを最適化しながら調べた。さらに、ここで作成したMIM接合電極上で色素等のレドックス反応を行い、反応に伴う表面プラズモンからの発光について種々の角度から検討した。2、表面光学定数マイクロマッピング法のMIM接合電極表面への適用表面光学定数マイクロマッピング法をMIM接合電極表面における光誘起表面反応に適応し、エバネッセント波の散乱観察と同時に表面光学定数分布を調べた。特に、TiO_2薄膜で表面コートしたMIM接合電極上における光触媒反応をモデル表面反応として扱い、回転光学ステージを用いて表面プラズモンからの発光強度や出射角特性等を検討し、その知見を基に本手法の空間、時間分解能の向上のための実験的なポイントを整理し、反応中間体の表面拡散過程の評価を試みた。また、発光の高感度検出のために差動アンプおよび拡張スロット組み込み型のフォトンカウンティングシステムを用いてシステムの高感度化についても検討を行った。
ステロイドホルモン合成酵素の機能および発現調節機構の細胞化学的解析

1. 17α-水酸化/C17-20切断酵素の発現における転写調節因子PbX1の役割を明らかにするために、この酵素とPbX1の免疫組織化学をおこなったところ、性腺、副腎では両者の間に明瞭な関係は認められなかったが、胎盤では両者が共存し、両者の関係には組織特異性があることが示唆された。2.ラット肝臓では生後1週から3週にかけて、17α-水酸化/C17-20切断酵素が肝細胞に発現することが免疫組織化学的に明らかになった。この酵素の発現は性腺が発達するころに低下し、成獣では認められなくなるととから、思春期の発来調節に関係することが考えられる。3.副腎皮質における17α-水酸化/C17-20切断酵素の酵素活性調節にチトクロームb5が関与していることを示すために組織化学を試みたが成功しなかった。新しい抗体や核酸プローブの作製が必要である。4.プロスタグランジンF合成酵素(PGFS)はステロイド3α水酸基脱水素酵素と近縁の酵素である。このPGFSの局在をラットの種々の組織について生化学的、免疫組織化学的に検索したところ、血管内皮細胞のほか、中枢神経系の神経線維にもあること、さらに神経線維では樹状突起にあることが電子顕微鏡観察によって明らかになった。ステロイド3α-水酸基脱水素酵素は5α-リダクターゼとともにテトラヒドロプレグネノロンの産生に関与し、神経組織の安定化に働いていると考えられており、PGFSの神経系における役割の解明が次の課題として浮上してきた。1.17α-水酸化酵素/C17-C20リアーゼの発現における転写調節因子PbX1の役割を明らかにするために、この酵素とPbX1の免疫組織化学をおこなったところ、性腺、副腎では両者の間に明瞭な関係は認められなかったが、胎盤では両者が共存し、両者の関係には組織特異性があることが示唆された。2.ラット肝臓では生後1週から3週にかけて、17α-水酸化酵素/C17-C20リアーゼが肝細胞に発現することを免疫組織化学的に明らかにした。この酵素の発現は性腺が発達する頃に低下し、成獣では認められなくなることから、思春期の発来調節に関係することが考えられる。3.12-リポキシゲナーゼを培養した表皮細胞に強制発現させたところ、核内の構造に変化が見られ、角化性変化との関係が示唆された。4.12-リポキシゲナーゼの局在をマウス消化管について免疫組織化学的に検索したところ、セロトニンを含有する内分泌細胞にあることがわかった。5.ヒト巨核芽球由来のCMK細胞について、ホルボールエステル刺激後のシクロオキシゲナーゼの発現を電子顕微鏡レベルの免疫組織化学で検索し、核膜腔や粗面小胞体の内腔に存在することを明らかにした。6.ラットの陰茎海綿体組織におけるNADPH-diaphoraseの局在を免疫組織化学的に検索したところ、VIPとの共存を認めた。1.副腎皮質における17α-水酸化酵素/Cl7-20リアーゼの酵素活性調節にチトクロームb5が関与していることを示すために組織化学を試みたが、今回は成功しなかった。2.ラットの精巣の生後の発達過程において、ライディッヒ細胞の一部がアポトーシスによって死滅することをTUNEL法、単鎖DNAに対する抗体を用いた免疫組織化学、電子顕微鏡観察によって明らかにした。3.副腎髄質細胞を低張液に暴露するとカテコールアミンの分泌が起こること、その際細胞内のカルシウムプールが役割を演じることを電子顕微鏡観察、薬理学的解析によって明らかにした。

このPGFSの局在をラットの種々の組織について生化学的、免疫組織化学的に検索したところ、血管内皮細胞のほか、中枢神経系の神経線維にもあること、さらに神経線維では樹状突起にあることが電子顕微鏡観察によって明らかになった。ステロイド3α-水酸基脱水素酵素は5α-リダクターゼとともにテトラヒドロプレグネノロンの産生に関与し、神経組織の安定化に働いていると考えられており、PGFSの神経系における役割の解明が次の課題である。
ヒトｉＰＳ細胞から肺胞上皮への分化制御機構の解明による肺胞再生とがん化モデル構築

肺胞や気道への分化能を有するヒトiPS細胞由来肺前駆細胞は、再生医療への応用が期待されているが、得られる細胞数が少ない点や動物への生着モデルが存在しない点などの問題がある。当研究では、培地条件や培養器具を検討することで培養系のスケールアップを目指し、その細胞を薬剤障害マウスへ投与し生着させることで、肺再生モデリングの確立を目指す。また、発がんと臓器発生とは臓器特異的に関連していると考えられる。発生過程を模したヒトiPS細胞からII型肺胞上皮細胞への分化誘導の過程と、ヒトiPS細胞由来II型肺胞上皮細胞へ発がん遺伝子を導入してがん化する過程とをエピゲノム解析で比較検討し、発がん機構の解明を目指す。
高速電気化学反応が可能な酸化物/炭素複合体のソノケミカル法による作製

Cu、Ni、Fe、Mn系で様々な価数のイオンを含んだ水溶液、あるいは炭素材料分散液を用いて、pH、イオン濃度、分散炭素材料濃度および超音波照射を行い、生成物および生成複合体の電気化学特性を調べた。銅系酸化物においては、前年度はCu_2O分散液に超音波照射することで、Cu_2Oはかなり残るものの、CuO微粒子が作製できた。本年度は、溶液からの酸化物を生成させるため、硝酸塩の水溶液を用いて合成を行った。以前、ニッケル系で電気化学的に活性な微粒子の水酸化物が合成できた手法と類似の方法である。具体的には、0.1MのCu(NO_3)_2水溶液をpH4.7に調整し、酸化剤の過酸化水素を0.050.5Mとなるように加えたところ、青色溶液中に黒沈生成した。しかし3h攪拌により完全に溶解してしまうため、攪拌時間を10minに短縮し、すばやく濾過乾燥後することで抹茶色粉末を得た。この試料は非常に結晶性低く未同定であるが、硝酸基を含んだCuO_X(NO_3)_2-Xと推定した。3.51.7V(vs.Li/Li^+)の範囲でのサイクリックボルタンメトリから可逆な還元酸化が可能であることがわかった。一サイクル目で240mAh/g程度の還元容量が得られた。また、前年度と同様にCu2O分散液から超音波合成したCu2O-CuO混合体に対して、電気化学的還元後および電気化学的酸化後にXRD測定を行った。その結果、還元後にはCuOのピークが消失しており、続く酸化で再びCuOのピークが現れたことから。CuOから可逆にCu_2Oが生成していることが示唆された、したがって、コンバージョン反応2Li^++2CuO〓Li_2O+Cu2Oの可能性が示唆された。高速充放電を可能とするような酸化物超微粒子を得るため、Pourvaix図(pH-電位関係の図)をもとに、酸化物が平衡相として存在しないpH領域、すなわち粒子が安定に成長しない領域となるよう鉄、ニッケル、銅などの硝酸塩あるいは塩化物の水溶液や酸化物微粒子の分散液を調製し、20100kHzまでの範囲で超音波照射した。ニッケルについて硝酸塩を用いることで水酸化物微粒子が得られた。酸化物粒子としては、銅系において超音波の効果でCuO微粒子が得られた。あらかじめ溶存酸素を除去しておいたpH4.67の酢酸-酢酸カリウム緩衝液に酸化銅(I)Cu20のを分散させ、酸化剤として過酸化水素水を加え、超音波装置(20kHz,1kW)で3時間処理後、0.1μmのフィルターで吸引濾過・洗浄し120°C、24時間乾燥することで得られた試料はXRDからCu20とCuOの混合物であり、熱重量分析により組成は0.63Cu20-0.37CuOであることがわかった。超音波処理を行わない場合には、CuOの生成は非常に僅かあったためCuOの生成は超音波照射に起因することがわかった。得られた試料に対して過塩素酸リチウムのプロピレンカーボネート溶液中でサイクリックボルタンメトリを行ったところ、市販のCu20のCuOと同様な電位でピークが見られた。このときCuOに起因するピークが非常に大きく大きな電流での電気化学反応が可能であった。これは生成したCuOの粒子が非常に小さいことに起因すると考えられる。また酸化鉄系においては、超音波による分散により均一な炭素との複合体を得ることができた。
民族誌を基礎とするグローバル・ジャパンのモデル化とグローバリゼーション理論の構築

従来のグローバリゼーション研究は欧米人の研究が主であり、その理論は欧米中心主義に傾きすぎ、また実証性に欠けることを認識し、当該共同研究班はフィールドワークを通じてデータを蓄積し、日本のグローバル化のモデルを築することをその目的として発足した。データ収集では、別府はカリフォルニアにおける日本人、日系人社会の生成を、ベスターは大西洋での日本へのまぐろの出荷を、チュワテカはオランダでの日本料理店の出店経過を、ケリーはイギリスでのカラオケ進出の歴史を、クラインバーグは米墨国境に点在する多国籍日本企業の現地適応を、白石はマレーシアで見られる日本製漫画、アニメの状況を、ホワイトはイタリアでの日本人の観光の多様性を、湯浅は上海進出の繊維、衣類合弁会社でのジャバナイゼーションを、おのおの実地調査し、実証的データをもとに報告書をととのえた。その結果として日本の社会、文化的グローバル化においては、日本人の人的拡散を基本とし、組織に先行して、文化がグローバル化を遂げていく多くの事例を見た。第二としては、グローバル化は必ずしも通文化的、普遍的なものをひろげるだけではなく、固有文化をも広げる作用もあり、そのプロセスを解明する事ができた。第三に、そのプロセスは漫画、アニメ、料理、カラオケなど、各ケースによって非常に異なり、グローバル化のプロセスの複雑さがいままで十分に評価されていないことが明らかになった。第四に、グローバル化に伴う、ローカルの自己主張、ゆわゆるグローカリゼーションとも違う現象として、文化の伝播に伴う「異文化定住」、また「多文化化」の現象としてグローバリゼーションを捕らえる必要を認識した。1.スタンフォードでのワークショップでは、各自前もってグローバリゼーション論についての意見、批評を配布し、それに基づいて議論し、共通点・合意点を確認した。また、各メンバーは調査計画を提示し実証的データの相互関連性を打ち出した。それによって、日本のグローバリゼーション・モデル構築への各自の分担を確認した。2. Kellyは実地調査にかかり、実証的データの収集を開始した。イギリス各地において日本の大衆文化(カラオケ・アニメ・漫画)が広く取り入れられていることが分かった。その中でもカラオケは広い分布がある。しかし、そのあり方にはイギリス独特の変容が見られる。3. Cwiertkaは、実証調査を始めオランダ各地における日本食のあり方についてデー夕を収集した。食料品店での日本食品の種類、値段またその流通について調べた。日本食レストランは中流から上流に位置し、大衆文化の一環にまだなっていない現状が分かった。家庭食としては駐在員、留学生などの日本人以外ではまだ普及していない。日本人家庭でもバリエーションがあり、配偶者がオランダ人である場合はそうでない場合と比べて日本食は少ない。妻がオランダ人である場合は特にそうである。4.ベフはカリフォルニア日系人の間に少なくとも5種類の日系社会があることを確認した。それは、(1)戦前からの日系社会、(2)戦後移民の日系社会、(3)、日本企業の派遣駐在員社会、(4)旅行社、日本食品店など駐在員社会のインフラを構成する社会、(5)留学生、研究者、芸術家などの社会がそれである。当該研究プロジェクトでは、第一年目(1997-98)は、全員アメリカ・スタンフォードで集合し、四日間の合宿で研究目的の研究者間の相互確認をはかり、フィールドワークのための「地ならし」をした。それを受けて、メンバーの二名はフィールドワークを実施した。K・チュワタカはオランダを中心として、ヨーロッパにおける日本食の普及のパターンを調査し、W・ケリーはロンドンを中心として、ヨーロッパでのカラオケ慣行のあり方を調査した。第二年目(1999-2000)には、その他の各メンバーがフィールドワークにたずさわった。

ホワイトはイタリヤ、ボロニヤの日本人社会を、ベスターは大西洋におけるマグロ漁を、クラインバーグはメキシコ北部での日本企業を、白石はシンガポール及びマレーシヤでのマンガ・アニメの家庭内での受容パターンを、湯浅は中国・上海での日本の企業及び日本人社会を、井野瀬はイギリスでの日本のイメージを、別府はアメリカ・カリフォルニア州での日系人社会と企業駐在員中心の日本人社会の関連性を調査した。現在各メンバーは収集したデータの分析中である。従来のグローバリゼーション研究は欧米人の研究が主であり、その理論は欧米中心主義に傾きすぎ、また実証性に欠けることを認識し、当該共同研究班はフィールドワークを通じてデータを蓄積し、日本のグローバル化のモデルを築することをその目的として発足した。データ収集では、別府はカリフォルニアにおける日本人、日系人社会の生成を、ベスターは大西洋での日本へのまぐろの出荷を、チュワテカはオランダでの日本料理店の出店経過を、ケリーはイギリスでのカラオケ進出の歴史を、クラインバーグは米墨国境に点在する多国籍日本企業の現地適応を、白石はマレーシアで見られる日本製漫画、アニメの状況を、ホワイトはイタリアでの日本人の観光の多様性を、湯浅は上海進出の繊維、衣類合弁会社でのジャパナイゼーションを、おのおの実地調査し,実証的データをもとに報告書をととのえた。その結果として日本の社会、文化的グローバル化においては、日本人の人的拡散を基本とし、組織に先行して、文化がグローバル化を遂げていく多くの事例を見た。第二としては、グローバル化は必ずしも通文化的、普遍的なものをひろげるだけではなく、固有文化をも広げる作用もあり、そのプロセスを解明する事ができた。第三に、そのプロセスは漫画、アニメ、料理、カラオケなど、各ケースによって非常に異なり、グローバル化のプロセスの複雑さがいままで十分に評価されていないことが明らかになった。第四に、グローバル化に伴う、ローカルの自己主張、ゆわゆるグローカリゼーションとも違う現象として、文化の伝播に伴う「異文化定住」、また「多文化化」の現象としてグローバリゼーションを捕らえる必要を認識した。
消化管上皮細胞の細胞間接着におけるインターロイキン13の作用解析

腸管一次培養法やヒト大腸癌細胞株を用いた実験により、IL-13はbeta-cateninやZO-1などの膜染色性を弱めることから、IL-13は細胞間接着を破壊するような細胞傷害作用を持つ。TUNEL法を用いて、アポトーシスの誘導について解析したところ、IL-4は上皮細胞にアポトーシスを誘導しないが、IL-13はTNF-αに匹敵する数の細胞にアポトーシスを誘導することが明らかとなった。IL-13が腸管上皮細胞に対して直接的に細胞間結合分子の作用減弱を伴う傷害作用を誘導することが証明され、消化管におけるIL-13の組織傷害メカニズムを解明する上で重要な知見を得られた。本研究の目的は、細胞間接着に対するIL-13作用を理解することにある。19年度は、マウス小腸、大腸組織、ヒト大腸粘膜固有層の一次培養、及びマウス消化管上皮細胞の陰窩の形態を保持したままでの単離と短期培養系を作成した。これを用いて、IL-13、IL-4、TNF-α、IFN-γを作用させたときの、細胞間結合分子の変化を染色により観察した。また、ヒト大腸癌細胞株HT29、Caco-2、T84、LOVO、DLD-1、Colo201、Colo320、SW480と用いてIL-13その他のサイトカインを作用させ、同様な解析を行った。その結果、IL-13は細胞間結合分子であるβ-catenin、E-cadherinの細胞膜における染色性を弱めた。また、一次培養でのZO-1染色性に乱れを引き起こしたことからIL-13は細胞間結合を弱める働きがあると推測された。その作用機序として、マトリックスメタロプロテアーゼMMPの関与を考え、IL-13を一次培養組織にIL-13を作用させた組織のザイモグラフィーを行って活性の検出を行ったが、IL-13による特異的なMMPの誘導を示唆する結果は得られなかった。マウス一次培養組織における細胞間結合に対する効果はIL-13に特異的であり、IL-4,IFN-γによる変化は見られなかった。ヒト大腸癌細胞株のうちいくつかにおいても細胞間結合分子に対して同様な結果が得られたが、IL-4の作用としても観察された。TNF-αにより組織障害が認められたが、細胞間結合への影響は明らかではなかった。また上皮細胞との競売用の準備としてIL-4受容体欠損マウスから新生児線維芽細胞の単離を行った。マウス消化管の一次培養及び上皮細胞の陰窩の形態を保持したままでの単離と短期培養系を作成した。これを用いて、IL-13及びその他のサイトカインを作用させたときの、細胞間結合分子の変化を染色により観察した。その結果、IL-13は細胞間結合分子の染色性を弱めることから、細胞間結合を弱める働きがあると推測された。20年度は、この結果をもとに、マウス小腸の一次器官培養に、IL-13、IL-4、TNF-αを作用させた後、TUNEL法を用いて、アポトーシスの誘導について解析した。また、カスパーゼ3の活性化をウェスダンブロッティンクによって検出した。TUNEL法により、IL-4は上皮細胞にアポトーシスを誘導しないが、IL-13は培養液中に添加後4時間で、TNF-αに匹敵する数の細胞にアポトーシスを誘導することが明らかとなった。一方、TNF-αによるカスパーゼ3の活性化は、処理後15分で観察されるのに対して、IL-13によるカスパーゼ3の活性化は約40分後と、遅れることが明らかになった。またこの時点では、TNF-αと同様カスパーゼ8の活性化も観察された。IL-4はカスパーゼ3の活性化をほとんど誘導しなかった。さらに、IL-13はカスパーゼ3の転写レベルもあげることがわかった。以上より、IL-13はIL-4とは異なる作用機転、すなわちIL-4受容体を介するものとは異なる経路でアポトーシスを誘導することが明らかとなった。IL-13は細胞間結合分子の作用を弱めることからアノイキスによる細胞死の誘導を予測していたが、消化管上皮のアノイキスにおいてはカスパーゼ8の活性化はみられないという報告があることから、IL-13の組織傷害の経路において、TNF-αと同様のアポトーシスシグナル経路とのクロストークの存在が示唆される結果となった。
アトピー性皮膚炎の皮膚常在微生物を指標とした治療反応予測因子の系統的検出

皮膚常在真菌マラセチアはアトピー性皮膚炎の主要増悪因子の一つであり、これを抗真菌薬で除菌すると症状を軽減することができる。本研究では個別化治療の実践に向けて、抗真菌薬治療の反応予測因子について検討した。その結果、マラセチア特異IgE値とマラセチアの皮膚定着量が治療効果に影響を与える因子であることが判明した。これらの因子に対する定量系を構築したので臨床応用が可能となった。現在のアトピー性皮膚炎に対する治療は抗炎症を期待したものであり,アレルゲンに対する根本的治療法ではない。増悪因子は患者様々であるが,酵母マラセチア菌はアトピー性皮膚炎患者共通のアレルゲンであることから,これを標的とした治療には普遍性が期待できる。これまでの一連の研究結果から皮膚微生物を標的とした治療は有用であるζとを薬学的に証明してきた。アレルゲンとしての患者個別の皮廣微生物を解析することで,患者個別の治療法を提供することが可能となり,本法の治療効果および患者QOLの向上に寄与できる。本年度は特異IgE抗体値からのアトピー性皮膚炎に対する治療反応予測を行うた。IgE抗体値はアンルギー反応の重症度の指標となる,従って,増悪微生物である酵母マラセチア菌に特異的なIgE抗体庖検出することにより,当該微生物に対する感作の程度が明らかになる(診断)。各種マラセチア菌に対する破砕抗原を作製し,それを抗原としてELISAを用いた特異IgE抗体検出系を構築した。これを用いてアトピー性皮膚炎患者血清から菌種特異的IgE抗体の検出に成功した。特異度をさらに増すためにアレルゲンターンパク質の同定を行った。患者血清に特異的に反応するタンパク画分を2次元SDS-PAGEとら抽出し,TOF-MSによりアミノ酸配列を決定し,cDNAライブラリーを作製し当該遺伝子をクローン化を行っている。現在のアトピー性皮膚炎に対する治療は抗炎症効果を期待したものであり、アレルゲンに対する根本的治療法ではない。増悪因子は患者様様であるが、酵母マラセチア菌はアトピー性皮膚炎患者共通のアレルゲンであることから、これを標的とした治療には普遍性が期待できる(特色・独創的)。申請者のこれまでの一連の研究結果から皮膚微生物を標的とした治療は有用であることを薬学的に証明してきた。アレルゲンとしての患者個別の皮膚微生物を解析することで、患者個別の治療法を提供することが可能となり、本法の治療効果および患者QOLの向上に寄与できる。本年度はアトピー性皮膚炎患者の背景と皮膚微生物叢(真菌Malassezia)およびMalassezia特異IgE抗体との関係について検討した。診断基準に従い、皮診部(頭頸部)の重症度を軽症、中等度および重症に分類し、当該患者の菌叢をreal-time PCRで定量した。いずれの重症度でもM.globosaおよびM.restrictaが主要構成菌種であったが重症度によりその比率は有意に変化した。すなわち重症化に伴ってM.globosaの比率が上昇した。また、Malassezia特異IgE抗体値は、重症化に従って上昇し、さらにメジャーな菌叢に対する抗体値はマイナーな菌叢に対するそれよりも高値を示した。従って、皮膚微生物叢、真菌Malasseziaは重症度と相関することが判明した。アトピー性皮膚炎患者は皮膚セラミドバリアー機能が損傷しているため、皮膚常在微生物抗原に対してIgE応答することがある。われわれはこれまでに、皮膚常在微生物がアトピー性皮膚炎の増悪因子となることを見出し、これを制御することで治療(除菌療法)に貢献できることをこれまでの一連の研究から明らかにしてきた。すなわち、1)皮膚の主要常在微生物叢である真菌マラセチアは、その定着量および特異IgE産生は重症度と相関する。2)難治性の成人頭頸部型の患者では、抗真菌薬の投与により症状が改善される。アレルゲンとしての患者個別の皮膚微生物叢を解析することで、患者個別の治療法を提供することが可能となり、治療効果および患者のQOLの向上に寄与できる。本年度は、アトピー性皮膚炎患者に抗真菌薬による除菌療法を行った患者の鱗屑中薬物濃度と菌叢との関係を調べた。鱗屑をKOH処理後、LC-MS/MSで抗真菌薬の未変化体と代謝産物を定量した。鱗屑中からは当該抗真菌薬を検出することができた。Real-time PCRで真菌マラセチアを定量すると、その定着量は投与前に比べて投与後は有意に減少した。また、マラセチア特異IgE値も減少した。臨床効果との相関をみると、1)特異IgE値が高い、2)マラセチア定着量が高い患者により高い効果が認められた。鱗屑中薬物濃度に差異は認められなかった。以上のことから、除菌療法における用法・用量よりも、特異IgE値とマラセチア定着量が効果に与える因子であることが示唆された。
低酸素環境における肺がん浸潤のメカニズムの解明

2種類の非小細胞肺がん細胞株において、低酸素培養によりGalectin-3の発現が誘導されることが確認された。Galectin-3の発現をノックダウンすることにより、低酸素で増強する遊走能および浸潤能が有意に抑制された。一方で増殖能に関しては、低酸素培養およびGalectin-3発現抑制により有意な変化は認められなかった。これらの結果より、低酸素で誘導されるGalectin-3は、非小細胞肺がん細胞の遊走および浸潤の促進に重要な役割を担っていると考えられた。次に、Galectin-3がどのような機序で遊走および浸潤に関与しているかを調べるために、RhoAに着目した。低酸素培養により、RhoAの活性化が促進されるのに対して、Galectin-3の発現をノックダウンするとRhoAの活性化が有意に抑制された。さらに細胞内のRhoAの分布をみると、低酸素により細胞膜のRhoAの発現が増強し、Galectin-3の発現を抑制することで細胞膜のRhoAの発現が有意に減少することから、Galectin-3はRhoAの細胞膜への移動または固定に関与している可能性が示唆された。また、ヒト非小細胞肺がん組織における検討では、Galectin-3の発現と低酸素分子マーカーであるPDK-1の発現は相関し、Galectin-3の発現は、脈管浸潤および術後再発に関連していることが明らかになった。以上より、非小細胞肺がんにおいて、低酸素で誘導されるGalectin-3は細胞膜へのRhoAの発現増強を介して、腫瘍細胞の遊走・浸潤を促進し、術後再発に寄与している可能性が考えられた。当初の実験計画通り、非小細胞肺がん細胞株を用いて、低酸素培養下で発現が誘導されるGalectin-3が、細胞膜のRhoAの発現増強を介して、遊走および浸潤に関与していることなどを明らかにした。また、ヒト非小細胞肺がん組織における低酸素分子マーカーPDK-1とGalectin-3の発現のデータも順調に得られていることから、本課題はおおむね順調に進展していると判断した。平成31年度は、ヒト非小細胞肺がん組織におけるGalectin-3と低酸素分子マーカーPDK-1の発現のデータから臨床病理学的因子や予後との関連性などの解析をすすめる。また、低酸素で誘導されるGalectin-3が直接的にRhoAと相互作用を介してRhoAの活性化に関与しているのかどうかについて検討を進める。担がんマウスモデルを用いて、Galectin-3の抗腫瘍効果についても検討を行う予定である。試薬や実験消耗品の物品費を必要最低限に抑えて予算を執行したため、若干の繰越金が生じた。次年度で行う実験の試薬や実験消耗品に使用する予定である。
膀胱癌の進展予測DNAチップの作製と予後予測システムの構築

(目的)近年増加傾向にある膀胱癌は表在性腫瘍であっても非常に再発しやすく、また再発を繰り返すことにより次第に悪性化してくる。そこでわれわれは、膀胱癌の進展に関与する遺伝子群を検討するためにDNAマイクロアレイ法を用いて膀胱癌の浸潤性に関連する遺伝子群の同定を試みた。また癌抑制遺伝子のp16INK4aとp14ARFのプロモーター領域のメチル化が膀胱癌の進展とどのように関わっているかについても検討した。(方法)平成13年より平成17年までに当施設および関連施設にて膀胱癌の診断で手術を受けた84名の患者(表在癌50名、浸潤癌34名)より文書での同意取得後、標本を解析した。このうち14検体については約3万遺伝子プローブが搭載されたオリゴアレイにてDNAマイクロアレイ解析を行った。さらに定量的PCRで遺伝子量と浸潤性の相関を比較した。さらに特徴のある遺伝子・蛋白については、免疫染色を行い蛋白発現についても検討した。DNAメチル化についてはメチル化特異的PCR法(MSP)と直接塩基配列決定により確認同定した。(結果)DNAマイクロアレイでは21遺伝子で発現上昇がみられ、18遺伝子で発現低下がみられた。これらの中で、われわれは定量的PCRで浸潤性と特に相関にみられる2つの細胞周期関連遺伝子に注目した。すなわちS-phase kinase-associated protein 2(SKP2)とcyclin-dependent kinase subunit 1(CKS1)であり、これらは協調して癌抑制遺伝子のp27のユビキチン化、さらに蛋白分解を促進することが知られている。これらの遺伝子発現は臨床病期と腫瘍異型度と相関し、p27の発現と逆相関することがわかった。さらにこれらの2つの蛋白発現は類似のパターンを示すこともわかった。回帰分析ではSKP2のmRNA発現はp27発現の負の予測因子となりうることがわかった。またKaplan-Meyer解析ではこれらの2つの遺伝子のいずれかが高発現している患者では予後不良であることも示された。癌抑制遺伝子のp16INK4aとp14ARFのメチル化解析では、表在癌に比べ浸潤癌では有意にp16INK4aとp14ARFのメチル化の率が高く、Kaplan-Meyer解析でもp14ARFのメチル化を有する患者は持たない患者と比較して有意に予後不良であることが示された。(結論)細胞周期の発現調節に関係するSKP2とCKS1の発現レベルや癌抑制遺伝子のp16INK4aとp14ARFのメチル化解析は膀胱癌患者の予後予測や治療法決定に有用である可能性がある。(目的)近年増加傾向にある膀胱癌は表在性腫瘍であっても非常に再発しやすい腫瘍である。さらに再発を繰り返すことにより次第に生物学的悪性度(異型度や浸潤度など)も上昇してくる。

そこでわれわれは膀胱癌の進展に関与する遺伝子群を検討するために、DNAマイクロアレイ法にて膀胱癌の浸潤性に関連する遺伝子群の同定を試みた。さらにさらに発現変動の認められた遺伝子に関してはReal-time PCRを用いて発現量の定量化を行った。(方法)対象の患者は2001年1O月から2004年3月までに当施設で膀胱癌の診断で内視鏡手術(TURBT)か膀胱全摘術を受けた14名である。これらの患者より手術で得られた膀胱癌組織と正常粘膜組織よりmRNAを抽出した。このサンプルを用いて、30,144個の遺伝子プローブが搭載されたオリゴアレイ(日立ソフト社製AceGene)を用いて9名の表在性膀胱癌標本と5名の浸潤性膀胱癌標本、さらに正常膀胱粘膜での遺伝子発現の差を検討した。得られたデータに対して臨床病理学的な情報を加え、クラスター解析を行った。さらに発現変動の認められた遺伝子に関してはReal-time PCRを用いて発現量の定量化を行った。(結果)21の発現上昇のみられた遺伝子群と18の発現低下のみられた遺伝子群が同定された。これらの発現上昇のみられた遺伝子は、細胞周期、細胞増殖、シグナル伝達に関与している遺伝子であった。現在、この中で特に発現の程度が正常膀胱粘膜で低く、表在癌、浸潤癌と悪性度が上昇するにつれて上昇してくる遺伝子についてその機能や特徴を検討中である。(結論)これらの実験より、細胞周期、細胞増殖、シグナル伝達に関与している遺伝子群の中に膀胱癌の浸潤性を規定している可能性のある遺伝子があると考えられた。(目的)近年増加傾向にある膀胱癌は表在性腫瘍であっても非常に再発しやすく、また再発を繰り返すことにより次第に悪性化してくる。そこでわれわれは、膀胱癌の進展に関与する遺伝子群を検討するためにDNAマイクロアレイ法を用いて膀胱癌の浸潤性に関連する遺伝子群の同定を試みた。また癌抑制遺伝子のp16INK4aとp14ARFのプロモーター領域のメチル化が膀胱癌の進展とどのように関わっているかについても検討した。(方法)平成13年より平成17年までに当施設および関連施設にて膀胱癌の診断で手術を受けた84名の患者(表在癌50名、浸潤癌34名)より文書での同意取得後、標本を解析した。このうち14検体については約3万遺伝子プローブが搭載されたオリゴアレイにてDNAマイクロアレイ解析を行った。さらに定量的PCRで遺伝子量と浸潤性の相関を比較した。さらに特徴のある遺伝子・蛋白については、免疫染色を行い蛋白発現についても検討した。DNAメチル化についてはメチル化特異的PCR法(MSP)と直接塩基配列決定により確認同定した。(結果)DNAマイクロアレイでは21遺伝子で発現上昇がみられ、18遺伝子で発現低下がみられた。これらの中で、われわれは定量的PCRで浸潤性と特に相関にみられる2つの細胞周期関連遺伝子に注目した。すなわちS-phase kinase-associated protein 2(SKP2)とcyclin-
ウィリアムズ症候群患児における顔の認知-脳磁図による検討-

ウィリアムズ症候群(WS)においては認知機能のばらつきが大きいことが知られているが、顔の認知をはじめとする視覚認知腹側経路の機能は、運動や位置の知覚にかかわる背側経路に比して比較的保たれているとされている。顔の認知に関して健常者では正立顔に対しては構成要素の空間的位を相対的に判断するconfigural processingが、倒立顔に対しては顔の個々の構成要素に着目するlocal processingが行われており、倒立顔は正立顔に比して処理に時間がかかる(倒立効果)とされている。本研究では脳磁図を用い、顔認知メカニズムを健常者のそれと比較検討した。13歳WS患者に対して左半視野に正立顔、倒立顔の顔刺激を提示した際の脳磁場反応を測定した結果、正立顔、倒立顔の両刺激に対して顔認知特異成分とされる2M成分を認め、その推定反応部位は正立顔、倒立顔とも健常成人のそれと変わらなかった。また、正立顔に対する同成分の頂点潜時は健常者のそれと変わりがなかった。以上より、正立顔に対する神経生理学的な反応は健常者と変わりがないことが明らかになり、正立顔の認知メカニズムは健常と同様であると考えられた。しかしながら倒立顔に対する反応では健常者との差を認めた。すなわち、健常成人においては倒立顔に対する2M成分の頂点潜時は正立顔に対するそれよりも延長する傾向にある(倒立効果)のに対し(Watanabe et al 2003)、本被検者においては倒立顔に対する潜時のほうが正立顔に対する潜時よりもむしろ短縮しており、倒立効果を認めない結果となった。倒立顔に対する反応が早いことは、WSを持つ本被検者の認知特性である、「空間的配置」よりも「細かい構成要素の形態」に着目しがちな点と関連する可能性が示唆された。WSに共通する所見か否か更なる検討が必要である。本研究成果はneurocaseに投稿中である。我々はWilliams症候群(以下WS)患児の脳機能に着目し、その病態や療育手段の解明を目指して心理学的、神経生理学的検討を行ってきた。また一方で、健常成人を対象に顔認知メカニズムを脳磁図を用いて神経生理学的に明らかにしてきた。そこで今回、これら2研究を融合させ、WSでは比較的intactとされる視覚認知腹側経路に着目し、その機能のひとつである顔認知について脳磁図を用いて検討した。健常成人では、正立の顔視覚刺激に対してよりも倒立のそれに対する反応潜時が遅れる(face inversion effect)とされている。これは正立顔に対しては構成要素の空間的位置を総体的に判断するconfigural processingによる素早い反応がなされるが、倒立顔においてはconfiguralでなくlocalなprocessingを行うので処理に時間がかかるためと考えられている。今回は、13才WS患者1名を対象に、左半視野に呈示した正立、倒立の顔視覚刺激に対する脳磁場反応を健常成人のそれ(Watanabe et al.2003)と比較検討した。その結果、正立顔刺激に対しては、健常成人とほぼ同様の顔認知成分を認め、その推定反応部位(側頭葉下部)も、反応潜時も健常者のそれと差を認めなかった。一方、倒立顔に対しては、推定反応部位は健常者とかわらなかったが、反心潜時は正立と比し、むしろ短縮傾向を認めた(no face inversion effect)。以上より、WS患者においては正立顔認知は健常者と同様のメカニズムが推定されるが、倒立顔に対しては必ずしも健常者と同じではない可能性が明かとなった。

WSにおいてはlocal processingが優位であるという認知特性を反映している可能性が推定される。ウィリアムズ症候群(WS)の顔の認知に関して脳磁図を用いて神経生理学的な検討を行い、そのメカニズムを健常者のそれと比較検討した。健常者では正立顔に対しては構成要素の空間的位置を相対的に判断するconfigural processingが、倒立顔に対しては顔の個々の構成要素に着目するlocal processingが行われており、倒立顔は正立顔に比して処理に時間がかかる(倒立効果)とされる。本研究ではこれらの認知メカニズムに着目し、以下の実験を実施した。1)左半視野に提示された倒立顔、正立顔刺激に対する脳磁場反応の測定(13歳患者):顔認知に特異な反応成分を認め、正立顔刺激に対しては反応潜時、反応部位に健常成人との違いを認めず、同様のメカニズムが推定された。倒立顔刺激では正立と比してむしろ潜時が短縮しており倒立効果を認めなかった。WSの認知特性であるlocal processingの優位さを反映している可能性が考えられた。2)健常小児脳磁場反応の測定(上記と同一条件で11-13歳の3名について実施):顔特異反応のばらつきが大きいことが確認され、対象人数を増やして継続検討予定。3)右、左それぞれの半視野提示刺激に対する脳磁場反応の測定(16歳患者):健常成人での倒立効果は左半視野刺激(右半球の反応)においてのみ認められ、右半視野刺激(左半球の反応)では倒立顔の潜時が延長しないが、WS患者においては左右半視野ともに倒立効果を認めない可能性が考えられた。4)顔の構成要素の位置関係の違い(configural processingに関与)と形態の違い(local processingに関与)のいずれをより認知しやすいかを、コンピュータ提示による弁別課題を作り心理物理的に検討中である。1)についてneurocaseに報告論文投稿中であり、2)-4)については継続して検討中である。
レーザー光を用いた燃料噴霧着火の物理的特性の解明と着火手法確立へのアプローチ

レーザー光による着火手法の確立には燃料噴霧中におけるレーザー着火特性を十分に理解しておく必要がある.レーザー着火については,気体燃料を対象とした報告がほとんどであり,液体燃料について噴霧特性と着火特性が「定量的に評価」された報告はない.そこで,燃料噴霧中におけるレーザー着火特性の調査を行い,噴霧特性およびレーザー光の集光特性と着火特性を定量的に評価するとともに噴霧中におけるレーザー着火のメカニズムを明らかにすることを試みた.その結果,噴霧中では噴霧液滴により多数のプラズマの生成が確認され,さらにエタノール蒸気の場合と比べ低い入射エネルギーにもかかわらず多点での着火が可能であることが分かった.本研究は,燃料噴霧中でのレーザー着火実験から燃料噴霧中でのレーザー着火手法の確立に向けた知見を得ること目的に行う.本年度では,噴霧特性やレーザー光の集光特性と着火特性を定量的に評価することを目的に研究を行った.年度前半においては,着火実験システムを構築し,燃料噴霧液滴数密度がレーザー着火特性に与える影響の調査を行なった.その結果,噴霧液滴数密度が着火の契機となるプラズマの生成確率に大きな影響を及ぼすことはないことが分かった.しかし,着火確率は燃料噴霧液滴数密度の増加に伴い,下がっていくことが分かった.また,着火が可能なレーザー光エネルギーは気体を対象とした場合と比べ1/3程度まで下げることが可能であり,さらに多点で着火している例も確認することができた.今後の着火メカニズム解明により,低レーザー光エネルギーでの確実な多点着火が可能となるのではないかと考えられる.年度後半においては,レンズの焦点距離を一定として噴霧中でのレーザー光集光位置を変えることで変化させることでレーザー光の集光特性がレーザー着火特性に与える影響の調査を行った.その結果,レーザー光が噴霧を透過する距離が長くなるほど確実な着火には大きなレーザー光エネルギーが必要となることが分かった.これは,プラズマを生成するに十分なエネルギー密度に達していない領域に噴霧が存在することによるMie散乱の影響やプラズマ自体の持つエネルギーが低くなっていることなどが考えられる.燃料噴霧中でのレーザー着火実験から燃料噴霧中でのレーザー着火手法の確立に向けた知見を得ることを目的として本研究を遂行した.平成25年度では,超音波ネブライザーを用いて生成したエタノール予混合噴霧に対しレーザー着火試験を行い,噴霧特性やレーザー光の集光特性と着火特性を定量的に評価した.その結果,噴霧中の液滴の存在がプラズマの生成や着火に必要となるレーザー光エネルギーを減少させうることが分かった.また,多点でのプラズマの生成も確認でき,多点点火の可能性も示唆された.しかし,プラズマは生成されるが着火に至らないケースも散見され,確実な着火には噴霧中における火炎核の形成を理解することが必要である.平成26年度では,噴霧液滴,プラズマ,火炎核を同時に高速度ビデオカメラで撮影し,得られた視覚的な情報を元に噴霧中における火炎核の形成に関する検討を行った.その結果,着火の成功時では,レーザー光路周辺に存在する燃料液滴群は失敗時と比べ粗大な液滴を多く含み,かつ液滴数密度も高くなっていることが分かった.そのために,液滴がレーザー光のエネルギーを吸収し着火しうるプラズマを生成する確率が高い状態にあると言える.しかしながら,噴霧液滴数密度が高すぎる場合には着火確率は下がり,これは未燃液滴への熱損失と蒸発した際の局所当量比の増大などの影響により火炎核の成長が阻害されたためであると考えられる.燃料噴霧に直接レーザー光を照射し着火を行う際には,最適な燃料噴霧の設計を行うことが重要であると考える.燃料噴霧中でのレーザー着火実験から燃料噴霧中でのレーザー着火手法の確立に向けた知見を得ることを目的として本研究を遂行した.平成25年度では,超音波式ネブライザーを用いて生成したエタノール予混合噴霧に対しレーザー着火試験を行い,噴霧特性やレーザー光の集光特性と着火特性を定量的に評価した.その結果,噴霧中の液滴の存在がプラズマの生成や着火に必要となるレーザー光エネルギーを減少させうることが分かった.また,多点でのプラズマの生成も確認でき,多点着火の可能性も示唆された.しかし,レーザー光エネルギーの低い場合では,プラズマは生成されるが着火には至らないケースが散見された.この理由を探るために,平成26年度では,噴霧液滴,プラズマ,火炎核を同時に高速度ビデオカメラで撮影し,得られた視覚的な情報を元に噴霧中における火炎核の形成に関する検討を行った.その結果,着火の成功時では,レーザー光路周辺に存在する燃料液滴群は失敗時と比べ粗大な液滴を多く含み,かつ液滴数密度も高くなっていることが分かった.そのために,着火しうるエネルギーを持ったプラズマを生成する確率が高い状態にあると言える.しかしながら,噴霧液滴数密度が高すぎる場合には着火確率は下がった.これは未燃液滴への熱損失と蒸発した際の局所当量比の増大などの影響により,火炎核の成長が阻害されたためであると考えられる.このことについて,平成27年度ではThe 3rd Laser Ignition Conference'15にて報告を行った.レーザー光による着火手法の確立には燃料噴霧中におけるレーザー着火特性を十分に理解しておく必要がある.レーザー着火については,気体燃料を対象とした報告がほとんどであり,液体燃料について噴霧特性と着火特性が「定量的に評価」された報告はない.

そこで,燃料噴霧中におけるレーザー着火特性の調査を行い,噴霧特性およびレーザー光の集光特性と着火特性を定量的に評価するとともに噴霧中におけるレーザー着火のメカニズムを明らかにすることを試みた.その結果,噴霧中では噴霧液滴により多数のプラズマの生成が確認され,さらにエタノール蒸気の場合と比べ低い入射エネルギーにもかかわらず多点での着火が可能であることが分かった.噴霧液滴,プラズマ,火炎核についての高速度撮影は行ったが,所有する実験機材での時間分解能の不足により,火炎核の生成メカニズムや火炎核の成長の詳細について調査することができなかった.燃焼工学より時間分解能の高い噴霧液滴,プラズマ,火炎核についての撮影を行い,またアセトンLIFなどの光学計測を組み合わせることによって,火炎核の生成メカニズムや火炎核の成長の詳細について調査する.レーザー光の空間プロファイルの影響の調査が行えていないが,ほぼ研究計画通りに進展している.本研究費にて得られた成果を26年8月に米国で行われる国際燃焼シンポジウムでの発表を予定していたが,大学の業務によりシンポジウム開催期間中に渡航することができず参加できなかったため.レーザー光の空間プロファイルの影響の調査が行えていない.噴霧液滴の存在によって,気体をターゲットとした場合に比べ格段に低エネルギーのレーザー光でプラズマが生成できること,さらに着火が可能であることが分かった.プラズマの生成確率はレーザー光による高エネルギー密度領域中にある燃料液滴の個数に依存すると考えられ,またプラズマの生成個数は着火確率に影響を与えると考えられる.今後,レーザー光のプロファイルを光学装置を用いて変えることで,高エネルギー密度領域の体積を変化させ,レーザー光の空間プロファイルが着火特性に与える影響の調査も行っていくことを考えている.また当初の研究計画通りに,燃料噴霧中におけるレーザー着火のメカニズムの解明にむけ,燃料噴霧液滴と生成されたプラズマおよび火炎核を同時に高速度ビデオカメラで撮影することにより得られた視覚的な情報を元に噴霧中における火炎核の生成メカニズムの解明を行う.本研究費にて得られた成果を次年度に行われる学会で発表する予定であり,その渡航費として使用する.燃料の購入を考えていたが,光学機器の不具合により購入を見合わせた.光学機器(狭帯域フィルタ)の購入資金の一部として使用する.
幼小連携を基盤とする3,4,5歳児の数学に関する遊び学びプログラム開発の基礎研究

現在,学校現場では小1ギャップ,その中でも算数の学力に関してのギャップが指摘されることが多く,幼小連携などで改善策が盛んに取り組まれようとしている。しかし,小学校でも幼児教育・保育段階でもあまり成果があがっていない。そこで,本研究は,まず幼小連携を基盤とし,数学が溢れる環境の中で育つ幼児に関する数学の認識段階を明らかにした。その上で,幼稚園・保育所・認定こども園,さらには家庭でも教育・保育が実践可能な幼児の認識に見合った数学に関する遊び学びプログラムの開発を目指した。本年度は,理論研究,実践研究,そして評価研究として,主に56歳の幼児に見合う数学の環境設定,及び認識調査(「数量」,「幾何」,「言語・論理」の領域)を行うとともに,それらの結果をもとに数学遊び学びプログラムの開発を行い,評価を得るとともに,研究のまとめとして,幼児(主に36歳)の認識に見合う数学遊び学びプログラムの開発を行った。そこで,本研究は,まず幼小連携を基盤とし,数学が溢れる環境の中で育つ幼児に関する数学の認識段階を明らかにする。その上で,幼稚園・保育所・認定こども園,さらには家庭でも教育・保育が実践可能な幼児の認識に見合った数学に関する遊び学びプログラムの開発を目指す。平成28年度は,理論研究,実践研究,そして評価研究として,34歳児に見合う数学の環境設定,及び認識調査(「数量」,「幾何」,「言語・論理」の領域)を行うとともに,それらの結果をもとに主に3歳児に関する数学遊び学びプログラムの開発を行い,評価を得た。3歳児の数学遊び学びプログラムが順調に開発でき,4歳児の数学遊び学びプログラム開発にも着手できているため。昨年度にひきつづき,幼小連携を基盤とし,数学が溢れる環境の中で育つ幼児に関する数学の認識段階を明らかにする。平成29年度は,理論研究,実践研究,そして評価研究として,45歳児頃に見合う数学の環境設定,及び認識調査(「数量」,「幾何」,「言語・論理」の領域)を行うとともに,それらの結果をもとに主に4歳児に関する数学遊び学びプログラムの開発を行い,評価を得た。4歳児の数学遊び学びプログラムが順調にでき,5歳児の数学遊び学びプログラム開発にも着手できていているため。4歳児,5歳児の数学遊び学びプログラムの開発について,4歳児,5歳児のそれぞれの認識段階を調査から明らかにするとともに,それと同時に実践を行うことから接近し,最終的には幼児教育・保育段階の遊び学びプログラムを完成していく方向としている。5歳児の認識段階を調査から明らかにするとともに,それと同時に実践を行うことから接近し,最終的には幼児教育・保育段階(35歳児)の遊び学びプログラムを完成していく方向としている。採択された学会誌(国際誌)の掲載費用が予定していた額より安価であったため。(理由)採択された学会誌(国際誌)の掲載費用が予定していた額より安価であったため。(使用計画)今後の論文の作成費用,及び掲載費用に充填する予定である。今後の論文の作成費用,及び掲載費用に充填する予定である。