hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
元素ブロック高分子材料の創出

無機元素を含む機能の最小ユニットを「元素ブロック」と呼ぶ。これらを連結、集積することで「元素ブロック材料」と呼べる無機成分の特性を活かした高機能性材料の創出が期待できる。新奇の元素ブロックとそれらの連結・集積・複合化から、様々な高機能性材料が得られてくると期待できる。特に、それらの新素材から従来の高分子では達成できない機能や、一般的な無機材料では乏しいとされる製膜性や機能設計の適用性などを兼ね備えた物性が得られる可能性が多分にある。我々は、この考えの元、様々な元素ブロックを開発し、学理を構築することができた。さらに、多様な高機能性材料を元素ブロックを組み合わせることで生み出すことができた。総括班においては、領域代表者と各班長および事務局からなる組織を形成し、研究計画から必要不可欠な高額測定機器を選定し、適切な年度と機器の管理を行うにふさわしい機関に設置できるように予算配分を行った。これらの機器を本領域研究に関係する全ての研究者が円滑かつ有効に利用できるとともに、有機的な連携を伴いながら共同利用を行える体制をつくり、特に班間における共同研究を積極的に支援するようマネジメントした。また、班間での共同研究の促進を目的として第四班を設置しているが、この第四班を主軸として、計画班が新たに開発した元素ブロックの物性や、元素ブロック高分子の材料物性に関して理論的サポートを提供する体制が整い、また、A01班からA03班の間でも共同研究が行われるようになった。各班内でも班長を中心に班会議が定期的に開かれていることに加え、キックオフミーティングの開催後、総括会議や合同班会議を行い、計画班同士の研究進捗や共同研究状況を確認した。以上、各計画班との研究体制が構築され、予定している研究体制を整えることができた。また、公開シンポや日本化学会春季年会や高分子討論会で特定セッションを開催し、元素ブロックの概念の説明や研究成果の普及に努めた。また、ホームページの立ち上げや学会などでの広報活動に関しても国内の様々な規模の学会で「元素ブロック」の概念を紹介することができた。公募班が本領域に参画し、領域内のシンポや班会議を通して連携を深めた。さらに、年度末には領域主催での合同修士論文発表会を開催した。学生間での活発な議論が行われ、若手育成の新しい方法を提示できたといえる。事務局においては領域の公開シンポジウム等の企画と運営を行うとともに、三か月に一回、ニュースレターを発行し、受賞や論文掲載など本領域に所属する研究者の対外的な成果を紹介している。引き続き、総括班においては、領域代表者と各班長および事務局からなる組織を形成し、研究計画から必要不可欠な高額測定機器を選定し、適切な年度と機器の管理を行うにふさわしい機関に設置できるように予算配分を行った。これらの成果から中間評価でA+を得た。

また、公開シンポや日本化学会春季年会や高分子討論会で特定セッションを開催し、元素ブロックの概念の説明や研究成果の普及に努めた。また、ホームページの立ち上げや学会などでの広報活動に関しても国内の様々な規模の学会で「元素ブロック」の概念を紹介することができた。公募班が本領域に参画し、領域内のシンポや班会議を通して連携を深めた。さらに、年度末には領域主催での合同修士論文発表会を開催した。学生間での活発な議論が行われ、若手育成の新しい方法を提示できたといえる。事務局においては領域の公開シンポジウム等の企画と運営を行うとともに、三か月に一回、ニュースレターを発行し、受賞や論文掲載など本領域に所属する研究者の対外的な成果を紹介している。昨年度までと同様、総括班においては、領域代表者と各班長および事務局からなる組織を形成し、研究計画から必要不可欠な高額測定機器を選定し、適切な年度と機器の管理を行うにふさわしい機関に設置できるように予算配分を行い、各研究者が効率的に使用できるようマネジメントする。研究に関しては、様々なバックグラウンドを有する研究者を結集させてこれまでにない新領域を創成しようという本領域研究の性格から、研究推進の方向性はトップダウンではなく、ボトムアップ的に生み出されるような雰囲気作りを主眼とした運営を基本方針とすることで、真の実用化に向けた革新的機能を発現する高分子の創出にとどまらず、新たな学理を形成すべく領域研究を展開する。各班の連携を高効率かつ円滑に進めるために、公開シンポジウムや国際シンポジウムとは別に、若手ー中堅研究者を中心としたセミナーを開催し、各班の参加研究者間の情報交換を積極的に行った。さらに、領域内での共同研究をさらに促進するために、研究室の訪問のための旅費を助成するなどの取り組みを行った。領域代表者ならびに総括班を軸にして、日本化学会春季年会および高分子討論会において特別セッションを設けて広く研究成果を発信するとともに、外部から意見・評価を受け、領域研究を充実させる。これらを通して領域内研究者の相互連携を高め、随時総括班会議や勉強会を企画することにより、領域内同一班内のみならず班間の共同研究を積極的に推進する。さらに、班員の所属する研究室の学生を対象に、合同修士論文発表会を開催した。若手研究者のみならず学生間でも交流を促し、共同研究を促進する仕組みをつくった。このように、本領域代表者を中心とした総括班の強力なイニシアチブの下、研究班を有機的に連携できる環境を構築して領域研究を展開した。引き続き、総括班においては、各組織に予算配分を行い、最終成果報告に向けて業績の取り纏めを進めていった。共通機器を本領域研究に関係する全ての研究者が円滑かつ有効に利用できるとともに、有機的な連携を伴いながら共同利用を行える体制をつくり、特に班間における共同研究を積極的に支援するようマネジメントした。また、班間での共同研究の促進を目的として第四班を設置しているが、この第四班を主軸として、計画班が新たに開発した元素ブロックの物性や、元素ブロック高分子の材料物性に関して理論的サポートを提供する体制が整い、また、A01班からA03班の間でも共同研究が行われるようになった。
間葉系幹細胞を用いた顎骨再生医療の試み

我々は本研究課題において,インプラントを埋入する際に生じる頬側の骨欠損に対する画期的治療技術として,自己の骨髄から採取した自己幹細胞を骨芽細胞に分化させた細胞をPLGA吸収性膜上に培養した「人工骨膜」を開発し,これをGBRに応用することによりインプラントの適用を飛躍的に拡大できるのではないかと着想し研究を開始した。本年度は,患者からの自己幹細胞(mesenchymal stem cell : MSC)の採取方法と採取する際の条件に関してイヌを用いて検討を行った.これまで、我々は腸骨より骨髄液を採取してMSCの培養を行ってきたが、歯科領域においては口腔内より採取することが望まれる。そこで、今回我々は下顎歯槽骨より骨髄液を採取することを試みた。下顎骨に穿孔し注射針で骨髄液を採取した場合、刺入点の大きさや方向により採取量が左右された。充分量(約1ml以上)の骨髄液が採取できた場合,腸骨より分離したものより細胞数は少ないもののMSCは問題なく培養できた。また、骨髄へのアクセス可能な経路として、何らかの原因で抜歯した時に生じる骨孔(抜歯窩)より骨髄液を採取しMSCを培養することも試みたが,末梢血の混入を防ぐのが困難であった。しかし、手術用の骨ドリルを用いて抜歯窩の壁を尖通することにより骨髄液の採取量を増加させることを計った結果,MSCは歯槽骨より分離したものと同程度分離・培養できた。以上の結果から、腸骨以外の様々な部位からMSCを分離・培養する場合、採取された骨髄液の量と末梢血の混入量により結果が大きく左右されることが明らかになった。本年度は,自己幹細胞(mesenchymal stem cell : MSC)をメンブレンに生着させ人工骨膜としてインプラント周囲の骨欠損部に投与する際の条件に関して検討を行った.予備実験の結果から,我々はFGF等の成長因子を培地に加える必要があることや,生体内への投与に関してもFGFやPDGFなどの成長因子の存在下でないと生体内に移植したMSCが死滅してしまう恐れが高いことが予想されたため,まず成長因子を添加する有力な方法として自己血小板濃縮血漿(PRP)を利用する方法について検討した。予備実験としてイヌ下顎骨に骨欠損を作製し,同部にPRPのみを投与した。その結果,PRPにはごく初期の骨再生を強力に促進していると思われる所見を得た。またin vitroにて,MSCを2×10^5/ml,2×10^6/ml,2×10^7/mlそれぞれの濃度で混ぜてDMEM/10%FCS中でPRP存在下と非存在下で7日間培養した場合,PRP存在下の条件において非常に旺盛な細胞増殖が確認された。これらの結果よりPRPはMSCを生着させた人工骨膜のサポートメディウムとして有用である可能性が示唆された。

そこで、今回我々は下顎歯槽骨より骨髄液を採取することを試みた。下顎骨に穿孔し注射針で骨髄液を採取した場合、刺入点の大きさや方向により採取量が左右された。充分量(約1ml以上)の骨髄液が採取できた場合,腸骨より分離したものより細胞数は少ないもののMSCは問題なく培養できた。また、骨髄へのアクセス可能な経路として、何らかの原因で抜歯した時に生じる骨孔(抜歯窩)より骨髄液を採取しMSCを培養することも試みたが,末梢血の混入を防ぐのが困難であった。しかし、手術用の骨ドリルを用いて抜歯窩の壁を尖通することにより骨髄液の採取量を増加させることを計った結果,MSCは歯槽骨より分離したものと同程度分離・培養できた。以上の結果から、腸骨以外の様々な部位からMSCを分離・培養する場合、採取された骨髄液の量と末梢血の混入量により結果が大きく左右されることが明らかになった。
リン脂質膜の多形現象におけるヘッドグループの役割

多層ラメラ構造をもつリン脂質膜は、炭化水素鎖のみから成るポリエチレンやパラフィンでは見ることの出来ない転移を有する。例えば、sub-転移は両親媒性分子であるリン脂質膜に特有と言える。本研究で、このsub-転移が加圧下で特異な振る舞いを示すこと、また、ヘッドグループがこれに関与することを実験的に新たに検証することが出来た。以下、主な結果を示す。(1)約250MPa以上の加圧下で、リン脂質膜のメルテイング温度まで一度加熱する(高圧メルテイリング条件)と長期冷却保存(常圧下では、0°Cで72時間以上でsub-転移が出現する)無しでsub-転移が出現する。但し、約250MPa以下の加圧下では、この高圧メルテイング条件を満たしても転移は出現しない。(2)高圧メルテイング条件を満たした場合、main、pre転移から数えて第3番目と4番目の転移が出現する。これら2つの転移は、常圧下でのsub-転移が加圧効果で分離出現したものである。(3)リン脂質の炭化水素鎖充填形態に着目すると、これら2つの転移近傍で低温側から順に、L_C(斜方晶形)-->>(4tH転移)->>L_<C′>(擬斜方晶形態)->>(3rd転移)-->>一時的に側鎖方向が開放された状態-->>L_<β′>(擬六方晶形態)と変化することをWAXS(広角X線回折)実験結果から解釈できた。(4)常圧下でのRaman散乱実験から、sub-転移がヘッドグループに関与していることを指摘出来た。sub-転移前後で、ヘッドグループのO-P-O、acyl linkage C-C、また、O-H水分子振動に変化を観測することが出来た。ヘッドグループ以外での炭化水素鎖部分でもRaman振動で顕著な変化を指摘出来た。(5)本研究課題の科研費決定が'95年12月であった為、このRaman実験に関係する低温実験装置導入や実験・解析が大幅に遅れたが、現在、更に解析中であり、かつ、論文投稿中及び準備中である。リン脂質のヘッドグループが構造相転移現象で果たす役割について、構造的かつ分子振動的な観点から実験研究を推し進める更なる必要性を本研究を通じて痛感する。今後、この領域の展開を多いに発展させなければならない。以上多層ラメラ構造をもつリン脂質膜は、炭化水素鎖のみから成るポリエチレンやパラフィンでは見ることの出来ない転移を有する。以上
発達障害が疑われる非行少年の包括的再犯防止対策

児童自立支援施設と退所後に復帰する地域を対象とした研究で,2008年は7つの児童自立支援施設と3つの自立援助ホーム職員に聞き取り調査を行い,職員の子どもへの育ちの視点を聞き取りした。2009年は,全施設へのアンケート調査内容を吟味し実施した。2010年は,さらに施設への聞き取りを深めるとともに,関西と関東の2カ所でフォーラムを開催した。2011年はこれまでの聞き取り調査とアンケート調査をもとに,児童自立支援施設で生活するという意味について研究者で充分に議論をし,最終報告書を作成した。本研究は、児童自立支援施設と退所後に復帰する地域を対象とし、(1)施設に暮らす子どものアセスメント(2)施設機能の検証(3)再非行防止のための心理教育プログラムの開発と効果測定(4)地域社会での自立を保障する地域環境作りの4段階の研究開発することで、発達障害が疑われる子どもたちへの包括的な再犯防止対策を構築することを到達点とし、A.児童自立支援施設子ども調査,B.児童自立支援施設職員調査,C.心理教育プログラム検討,D.地域環境調査・整備の4つの研究から構成される。本研究は、児童自立支援施設と退所後に復帰する地域を対象とし、(1)施設に暮らす子どものアセスメント(2)施設機能の検証(3)再非行防止のための心理教育プログラムの開発と効果測定(4)地域社会での自立を保障する地域環境作りの4段階の研究開発することで、発達障害が疑われる子どもたちへの包括的な再犯防止対策を構築することを到達点とし、A.児童自立支援施設子ども調査, B.児童自立支援施設職員調査, C.心理教育プログラム検討, D.地域環境調査・整備の4つの研究から構成される。20年度は,このうちA, Bにかかる,施設職員へのインタビュー調査を行った。実施協力施設は,北海道立大沼学園,北海道立向陽学園,北海道家庭学校,国立武蔵野学院,国立きぬ川学院,大阪府立修徳学院,大阪市立阿武山学園の7つの児童自立支援施設と,ふくろうの家(函館市),東樹園(京都市),そらまめ(大阪市),の3つの自立援助ホームである。各施設にそれぞれ複数回訪問し,実際に子どもに関わる職員から援助のあり方についての基本的考え方,施設の歴史の中で職員と利用者である子どもは何を伝承してきているのか,今後,施設内での対応や施設活用終了後の生活への支援はどうあるべきかなどを,子どもや家族の最近の変貌も含め,それぞれの職員の子どもへの育ちの視点を聞き取ることができた。そこには,職員個々に培ってきた子ども観や人生哲学とも呼べる理念が存在していた。また施設として,業務量の増加や労働条件の改善点,組織観や職員の家族観,教育観の変貌など多岐にわたる問題点も確認できた。さらに,自立援助ホームの実践を聞き取る中では,児童自立支援施設を出院したあと地域社会で生きることの困難さは予測できたが,改めてそばにいる大人が理解と励ましを与え続けることで,たくましく社会で生活する者,あるいは家庭をもとうと努力する者が生まれ,地域社会での自立を保障する地域環境作りの重要性が示唆された。本研究は,児童自立支援施設と退所後に復帰する地域を対象とし,(1)施設に暮らす子どものアセスメント(2)施設機能の検証(3)再非行防止のための心理教育プログラムの開発と効果測定(4)地域社会での自立を保障する地域環境作りの4段階の研究開発を行い,発達障害が疑われる子どもたちへの包括的な再犯防止対策を構築することを到達点とするものである。21年度は,20年度に実施した児童自立支援施設職員への聞き取り調査を継続し,さらに調査結果を元に質問紙を作成し,全国の施設の施設庁・職員を対象に無記名でのアンケート調査を実施した。2009年6月に送付,職員263名,施設長32名,計295名から回答を得た。アンケート内容は,(1)施設の概要に関する項目(施設形態,施設の職員数,職員構成等),(2)職員に関する項目(性別,年齢,勤務年数,子どもの状況に関しての悩みや施設全体の課題と考えていること),(3)日頃の実践から感じていることの自由記述の3領域で構成した。回答を意味内容によりカテゴリーを割り当て,そのカテゴリーの数を集計し,設問ごとの回答内容とその傾向を検討した。結果の一部を抜粋すると,例えば「施設運営で大切にしていること」という問いに,施設長は「職員連携」(21.3%)と回答し,一方施設職員は同じ問いに対して,「チームワーク」(20.6%)と最も重要視している。しかし職員の回答には,施設長では記述されない,よい大人として毅然と真剣に対峙することも多く認められた。即時即答が求められる「真剣な対峙」には,職員間の齟齬が生じやすい,ゆえにチームとしての纏まりが求められると思われる。

施設長は連携というシステム名を重視し,職員はチームワークといった意識を重視した使い分けは非常に興味深いといえる。こうした検討を全ての質問項目で行い,21年度中にアンケートの分析を速報版として作成し,製本およびデータ化したものを全国の児童自立支援施設へ送付した。本研究は、児童自立支援施設と退所後に復帰する地域を対象とし、(1)施設に暮らす子どものアセスメント(2)施設機能の検証(3)再非行防止のための心理教育プログラムの開発と効果測定(4)地域社会での自立を保障する地域環境作りの4段階の研究開発することで、発達障害が疑われる子どもたちへの包括的な再犯防止対策を構築することを到達点とし、児童自立支援施設におけるA.子ども調査,B.職員調査,C.心理教育プログラム検討,D.地域環境調査・整備の4つの研究を構成した。22年度は,調査対象施設を夫婦小舎制から交代制の施設での聞き取り調査へ広げて実施した。さらに20,21年度のデータをもとに,関西(於,京都の花園大学)と関東(於,埼玉の武蔵野学園)の2カ所でフォーラムを開催した。その意図は,外からの意見や考えを取り組み,相互交流を図りながら最終的な研究結果につなげていこうと考えたからである。調査研究を進めていくなか,社会的養護にある子ども達と育てる職員との生活空間における関係性の構築の重要性が改めて強調された。インタビューやアンケートからは,子どもの未来を信じるなかで,人が人を護り,育てていく様子が多くの職員からうかがえた。職員の語りには,職員が子どもたちに対峙するために,それぞれの施設に職員個々が培ってきた子ども観や人生哲学とも呼べる理念が存在しており,まさに生き様を見せた養育でもあった。と同時に,親ではない,短いつきあいのなかでいかに凝集した出会いを示すかに心を砕いている様子も見て取れた。本研究は職員へのインタビューと参与観察,さらにアンケート調査から,施設のあるべき姿,子どもたちの抱えている課題,生活を支える保護因子などについての検討を行い続けることで,共に生きる姿,「生活」について考えることを最終到達度とし,生活の構築という視点から発達障害が疑われる子どもたちへの包括的な再犯防止対策を展開することにする。
脊椎動物進化に伴う肝臓構造変化の機構と生物学的意義解明に向けた比較分子形態学解析

肝臓では脊椎動物の系統進化の中で、真骨魚類特異的に形態進化が起きている。哺乳類を含む四肢動物をはじめ、原始的な種も含め多くの脊椎動物の肝臓では共通して肝内胆管(以後、胆管)は門脈に並走した構造をとるが、真骨魚類の肝臓では胆管は門脈と並走していない独自の構造を形成する。本研究では、この新規に獲得された真骨魚類の肝臓構造に注目し、構造の違いが生む機能差や、その形態の違いを生む分子機構を解明し、脊椎動物における肝臓の機能・形態の進化機序の理解を目指す。本年度では、まず肝臓構造の違いが生ずる過程を理解するため、脊椎動物代表種の肝発生を比較発生学的に解析した。その結果、真骨魚類の肝発生では、哺乳類や鳥類に見られる門脈周囲特異的な胆管前駆体は形成されず、血管とは独立に肝臓全体にductuleがまず発生する独自の胆管形成機構を獲得していることを明らかにした。さらに、哺乳類や鳥類の肝臓では胆管誘導因子Jag1の発現は門脈周囲に限定されるが、真骨魚類の肝臓では全ゲノム重複の結果生じたjag1a、1b遺伝子両方の発現が肝臓全体に確認されたため、胆管形成の分子機構そのものも異なることが示された。この成果は、第25回肝細胞研究会で学会発表を行い、優秀ポスター賞を授与された。次に、胆管発生の違いを生む分子機構の解明に向け、胆管誘導因子Jag1の真骨魚類特異的全ゲノム重複による重複に注目した分子系統解析や、Jag1の発現パターンを変化させた原因となる領域の探索を比較ゲノム解析により行った。その結果、重複後のJag1は転座や欠失、さらなる重複などが複雑に起きていることが明らかとなった。さらに、Jag1の発現制御を担う遺伝子上流領域の比較ゲノム解析では、門脈に沿った胆管形成誘導を担う可能性のある特異配列を同定した。この成果は日本進化学会第20回大会で発表を行い、最優秀ポスター発表賞を授与された肝臓構造の違いが生ずる過程を理解するため、脊椎動物代表種の肝発生を比較発生学的に解析し、遺伝子発現の差も含め、発生様式に大きな違いが生じていることが分かった。その一方で、成体での肝臓構造の違いによる機能差を比較するために行っている各種肝臓機能マーカーの遺伝子発現比較解析は、一部現在進行中であり本年度では完了しなかったため、次年度でも引き続き行っていく。次に、胆管発生の違いを生む分子機構の解明に向けては、胆管誘導因子Jag1の発現パターンの違いを発見し、さらに発現制御を担う遺伝子上流領域の比較ゲノム解析では、門脈に沿った胆管形成誘導を担う可能性のある特異配列を同定することができ、目標は達成された。成体肝臓の機能差を比較するための遺伝子発現解析が完了していないため、引き続き行っていく。胆管発生の違いを生む分子機構の解明に向け行った比較ゲノム解析により発見された門脈に沿った胆管形成誘導を担う可能性のある特異配列の機能解析を進めていく。研究計画のゼブラフィッシュを用いたゲノム編集による方法に加え、状況によってはマウスを用いたゲノム編集による配列機能解析も視野に入れて進めていく。

その一方で、成体での肝臓構造の違いによる機能差を比較するために行っている各種肝臓機能マーカーの遺伝子発現比較解析は、一部現在進行中であり本年度では完了しなかったため、次年度でも引き続き行っていく。次に、胆管発生の違いを生む分子機構の解明に向けては、胆管誘導因子Jag1の発現パターンの違いを発見し、さらに発現制御を担う遺伝子上流領域の比較ゲノム解析では、門脈に沿った胆管形成誘導を担う可能性のある特異配列を同定することができ、目標は達成された。成体肝臓の機能差を比較するための遺伝子発現解析が完了していないため、引き続き行っていく。胆管発生の違いを生む分子機構の解明に向け行った比較ゲノム解析により発見された門脈に沿った胆管形成誘導を担う可能性のある特異配列の機能解析を進めていく。研究計画のゼブラフィッシュを用いたゲノム編集による方法に加え、状況によってはマウスを用いたゲノム編集による配列機能解析も視野に入れて進めていく。
鉄系の磁性複合ナノ粒子材料による次世代磁気冷媒物質の合成と評価

鉄酸化物を金でコーティングした複合ナノ粒子材料を逆ミセル法で合成し、外径が10nm以下で粒度分布が比較的狭い(幾何学的標準偏差で1.3以下)粒子材料を再現性良く合成する技術を確立した。粒子の内部構造を、TEM、ICP化学分析、磁化測定、X線吸収微細構造解析、紫外可視分光、などによって詳細に検討し、内部がマグネタイト(Fe_3O_4)で外部が金である、いわゆるコアシェル構造と判定した。コアシェル構造により磁気粒子間の良好な磁気的アイソレーションが実現されているため、原子比で半分以上の鉄を含みながら、100K程度まで超常磁性を保つことが判明した。この特徴は磁気モーメント密度の上昇の観点から磁性代磁気冷媒として非常に望ましい。この粒子材料の磁気熱量効果を、詳細な磁化測定から磁気エントロピー変化ΔSを計算することで評価したところ、従来我々が報告してきたγ-Fe_2O_3と銀のナノ材料よりも単位重量あたりで数倍の向上が認められた。さらに、粒度分布が狭い方がΔSが増大することが認められ、我々の理論的予想を検証するデータが得られた。しかし、液体窒素温度や永久磁石の磁場で運転できる磁気冷媒としては未だに一桁能力不足である。同様のコアシェル構造の複合ナノ粒子材料の合成収量の増大を図る技術を探索したところ、放射線によって金イオンを水溶液中で還元し、その場で酸化鉄粒子表面に付着させる独自技術を着想し確立した。直ちに特許出願を行った。現在、完全なコアシェル構造には至っていないが、20nm級の酸化鉄粒子表面に5nm級の金粒子を多数貼り付け、下地が光学的視野から隠される程度まで進んでいる。この方法によれば実験室規模でも一日にグラム単位の材料が合成可能で、逆ミセル法より桁違いに多い収量が得られることが判った。磁気熱量効果を追求する材料としては、希土類窒化物が従来報告されているΔSを遙かに凌ぐ材料であることを発見し、直ちに特許出願した。磁性体にかけた磁場を除くと降温する現象(磁気熱量効果)は磁気冷凍として極低温(30K以下)では実用化され、近年室温でも実証されたが、超伝導磁石の強磁場と希土類化合物の冷媒が必須だ。熱効率は本質的に高く冷凍エネルギーの節約や環境保全(脱フロン)の点で魅力的だ。しかし、超伝導(液体ヘリウム)が必要では4K以上での実用に無理があり、希土類の高価格は用途を大きく制限する。安価でリサイクル可能な鉄をナノ複合材料とし磁気冷媒にする目標のもとで、本計画は、10nm以下の平均粒度、狭い粒度分布、強磁性相と非磁性相がコア/シェル構造、のナノ材料を目指した。管理した雰囲気の下でオクタン中で界面活性剤CTABで安定させた第二鉄イオンを含む微細液滴(逆ミセル)をNaBH_4で還元し、鉄ナノ磁性粒子をまず作り、金イオンを加えさらに還元を進め複合ナノ粒子合成をめざした。5nm前後の平均粒径を持ち、狭い粒度分布(幾何学標準偏差で1.3以下)の金と鉄の複合粒子を得た。複合粒子化の確認は、ICP化学分析による金鉄の共存、XRDとXANESを併用した金属金とFe_3O_4相の確認、さらには磁気分離操作後の金プラズモンの吸光度測定、等の結果を組み合わせて行った。さらに、磁化測定データの解析から磁性粒子の平均

磁気モーメントサイズを評価し、TEM観察による複合粒子サイズと比較検討した結果、コア/シェル構造を強く示唆する結果を得た。磁化から磁気熱量効果の指標である磁気エントロピー変化ΔSを評価した結果、粒度分布の狭いほどナノ構造によるΔSは増大し、理論的な予想と一致した。またこの複合ナノ粒子の重量あたりのΔSは従来、気相合成法で我々が得た値より一桁近く大きな値となった。鉄酸化物を金でコーティングした複合ナノ粒子材料を逆ミセル法で合成し、外径が10nm以下で粒度分布が比較的狭い(幾何学的標準偏差で1.3以下)粒子材料を再現性良く合成する技術を確立した。粒子の内部構造を、TEM、ICP化学分析、磁化測定、X線吸収微細構造解析、紫外可視分光、などによって詳細に検討し、内部がマグネタイト(Fe_3O_4)で外部が金である、いわゆるコアシェル構造と判定した。コアシェル構造により磁気粒子間の良好な磁気的アイソレーションが実現されているため、原子比で半分以上の鉄を含みながら、100K程度まで超常磁性を保つことが判明した。この特徴は磁気モーメント密度の上昇の観点から磁性代磁気冷媒として非常に望ましい。この粒子材料の磁気熱量効果を、詳細な磁化測定から磁気エントロピー変化ΔSを計算することで評価したところ、従来我々が報告してきたγ-Fe_2O_3と銀のナノ材料よりも単位重量あたりで数倍の向上が認められた。さらに、粒度分布が狭い方がΔSが増大することが認められ、我々の理論的予想を検証するデータが得られた。しかし、液体窒素温度や永久磁石の磁場で運転できる磁気冷媒としては未だに一桁能力不足である。同様のコアシェル構造の複合ナノ粒子材料の合成収量の増大を図る技術を探索したところ、放射線によって金イオンを水溶液中で還元し、その場で酸化鉄粒子表面に付着させる独自技術を着想し確立した。直ちに特許出願を行った。現在、完全なコアシェル構造には至っていないが、20nm級の酸化鉄粒子表面に5nm級の金粒子を多数貼り付け、下地が光学的視野から隠される程度まで進んでいる。この方法によれば実験室規模でも一日にグラム単位の材料が合成可能で、逆ミセル法より桁違いに多い収量が得られることが判った。磁気熱量効果を追求する材料としては、希土類窒化物が従来報告されているΔSを遥かに凌ぐ材料であることを発見し、直ちに特許出願した。
がん患者の骨転移に伴う神経障害性疼痛へのプレガバリンの有効性に関する探索的研究

定例のリサーチカンファレンスでの検討の結果、研究精度を上げるためにプロトコールの一部改訂を余儀なくされ、研究開始が遅れております。それに伴い、人件費とそれにかかわる機器購入に関しても支出がされておらず、旅費に関しても、日常業務が過多のため、国内外への学会の参加が予定通りに実施できておらず、少額の使用となっております。本研究においては、がん患者の神経障害性疼痛に対して、保険適応が認可されている薬剤であるプレガバリンが、がんの骨転移に伴う神経障害性疼痛へ有効であるかどうかが示されていないことから、その検討は臨床上意義のあることと考え、がんの骨転移に伴う神経障害性疼痛で通常行われてきた治療への、プレガバリンの上乗せ効果を探索することを目的としている。プレガバリンは本邦において、神経障害性疼痛に対して保険適応が認可されており、がん患者の神経障害性疼痛治療において、現在最も頻要されている薬剤の一つである。しかし、臨床現場では、副作用も多く出現し、有効性がわかっていない。骨転移による痛みは、体性痛、神経障害性疼痛が主であるが、画像上骨転移が確認された時期からの経過期間や、神経障害性疼痛の種類によるプレガバリンの効果の違いまでを示すことができれば、今後の研究の基礎となる臨床データになりうる。このように、本研究企画によって、プレガバリンの有効性から臨床応用までの一貫した研究の基盤を確立できると考える。定例のリサーチカンファレンスでの検討の結果、プロトコールの訂正を行う必要性があり、研究開始が遅れております。そのため、この研究に関する業績はまだありません。プロトコールの修正・倫理委員会本審査を経て、プロトコールの承認後、近畿大学医学部附属病院で症例登録を開始する。症例集積期間とデータ固定、データ解析を1年として公表を予定とします。定例のリサーチカンファレンスでの検討の結果、より研究精度を上げるためにプロトコールの一部修正があり、研究開始が遅れております。またそれに伴い人件費に関しての支出も少額となっております。旅費に関しても適切な国内外の学会への参加が、日常業務と重なったことがあり参加できておらず、旅費に関しても2017年度は使用しておりません。本研究においては、がん患者の末梢神経障害性疼痛に対して保険認可がされている薬剤であるプレガバリンが、がんの骨転移に伴う神経障害性疼痛へ有効であるかどうかが示されていないことから、その検討は臨床上意義のあることと考え、がんの骨転移に伴う神経障害性疼痛の通常行われてきた治療への、プレガバリンの上乗せ効果を前方視的に探索することを目的とする。プレガバリンは本邦において、末梢神経障害性疼痛に対して、保険適応が認可されており、がん患者の神経障害性疼痛治療において、現在最も頻用されている薬剤の一つである。しかし、現場の臨床では、副作用も多く出現し、有効な症例はこれまでわかっていない。骨転移による痛みには体性痛、神経障害性疼痛が主であるが、画像上骨転移が確認された時期からの経過期間や神経障害性疼痛の種類によるプレガバリンの効果の違いまで示すことができれば、今後の研究の基礎となる臨床データになりうる。このように本研究計画によって、プレガバリンの有効性から臨床応用までの一貫した研究の基盤を確立できると考えられる。そのため、この研究成果に関する業績はまだありません。症例集積期間を2年間と予定しているため、平成31年度末の症例集積を予定としております。

症例集積期間とデータ固定、データ解析を1年として公表を予定とします。旅費として計上していたものが使用されていないことなどが主な理由であるが、物品に関しても統計ソフトなどの購入にて使用される予定であるので、翌年度分として請求をお願い致します。人件費は研究自体の開始が遅れているため使用されておらず、旅費に関しては、研究に関する知識を刷新するための国内外への学会の参加が日常業務と重なり参加できておらず、使用されておりません。旅費として計上していたものが使用されていないことなどが主な理由であるが、物品に関しても統計ソフトなどの購入にて使用される予定であるので、翌年度分としての請求をお願いいたします。人件費は研究自体が遅れているため使用されておらず、旅費に関しては研究に関する知識を刷新するための国内外への学会の参加が日常業務と重なり参加できておらず、予定していた通りには使用されておりません。
超音波エコー装置を用いた外国語発音矯正

本研究は、超音波エコー装置を用いて、外国語発音教育の改善に向けた効果的な指導方法を提案するものである。すなわち、超音波エコー画像という視覚的な情報により、外国語の発音が修正されるのか、を主な研究目的とし、合計6種類の超音波エコー実験(実験1.6)を行った。[タイプ1]日本人英語学習者にとって発音が困難とされる英語母音[ae]、英語子音[r]、[l]、[t]より始まる英単語を正確に発音しているのか、また、超音波エコー画像による訓練(training)の効果はあるのか、を検証した。実験結果:(1) pre-test日本人英語学習者は正確には発音できなかった。(2)超音波エコー画像と2台(正面、真横)のビデオカメラ映像により、オンライン自らの舌の位置を確認しながら、発音訓練をした結果、正しい音を出すことができた。[タイプ2]有声子音と無声子音を実験材料とし、超音波エコー装置を用いた音声トレーニングが効果的かを調べた。実験結果:音声トレーニングにより日本人英語学習者(大学生)は、正確な発音に変化した。超音波エコー装置とビデオカメラ2台(正面用、真横用)を使用することにより、音声矯正は可能であることが判明した。今後の課題:外国語教室の現場に、超音波エコー装置を持ち込み、効果的な音声指導のために、各学習者に授業中に使用させることが必要となろう。また、頭の動きに伴う、各エコー画像のズレを補正するプログラミングを作成し、より正確な画像処理を現在、進行中である。超音波エコー装置を用いて、外国語教育における発音指導の効果的な方法を検討した。プロジェクト1においては、英語子音を対象にして、日本人英語学習者がどのような口内運動を実際にしているのかを調べた。[r]と[l]の対立、[k]と[g]の対立、[b]と[v]の対立を発音させた。実験の結果、[l]という音素は、モデルに比べて、舌先を歯茎(alveolar ridge)につけることができず、[r]音素よりも発音が難しいことが判明した。また、[k]と[g]の両音素に関して、日本人学習者は、硬口蓋に極めて近づける傾向にあった。[b]と[v]に関しては、モデルと差はなく、日本人英語学習者も正確な口内運動を行ったことが明らかになった。プロジェクト2においては、超音波エコー装置による発音指導の効果度について実験を行った。日本人英語学習者にとって発音が困難とされる、2タイプの英単語を使用した。1つめは、right-lightのような[r]と[l]の対立、2つめは、train, trap, prideなど、[tr]と[pr]子音連続を対象とした。舌運動がリアルタイムに2次元動画として表示され、超音波エコー画像による舌の動きをモニターした結果、モデルと異なり、舌の形態に大きな差がなく、[r]で丸みを帯びた形にできない傾向があることが判明した。2つめの[tr]と[pr]タイプに関しては、超音波エコー画像によるモニター練習の結果、子音連結の間に母音を挿入してしまうことがなくなり、舌の位置を移動させずに、1つの子音として発音できるようになった。本研究では、超音波エコー装置による発音指導は効果があるとわかった。但し、今回は20分間の練習であり、英語学習者の現状の発音レベルによる違いや、より長時間の練習時間による効果度に関する追実験が必要である。すなわち、超音波エコー画像という視覚的な情報が発音を修正するのか、を研究目的とし、2種類の実験を行った。[実験1]日本人英語学習者にとって発音が困難とされる英語母音[&]より始まる単語を正確に発音しているのか、また、超音波エコー画像による訓練効果はあるのか、を検証した。実験結果:(1)訓練前英語母音[&]に関し、日本人英語学習者は正確には発音できなかった。

(2)超音波エコー画像と2台のビデオカメラ映像により、オンラインで自らの舌の位置を確認しながら、発音訓練をした結果、口が横に広がり、正しい音を出すことができた。[実験2]有声子音と無声子音を実験材料とし、超音波エコー装置を用いた音声トレーニングが効果的かを調べた。実験結果:音声トレーニングにより、舌の位置が後方に移動し、正確な発音に変化した。以上のように、超音波エコー装置とビデオカメラ2台(正面用、真横用)を使用することにより、音声矯正は可能であることが判明した。今後は、教室の現場に、超音波エコー装置を持ち込み、各学習者に使用させることが必要となろう。また、頭の動きに伴う、各画像のズレを補正するプログラミングを作成し、より正確な画像処理が求められる。
月岩石中カリ長石に含まれる窒素・水素同位体から解読する水惑星・地球の起源と進化

月は、月ー地球系の一部を構成する重要な天体である。月岩石中に水が含まれることが近年明らかになり、月の研究から水惑星・地球の出自を解明できるかもしれない、と考えられつつある。本研究では、月火成岩中カリ長石に捕獲された窒素・水素同位体組成を求めることにより、形成初期の月・岩石圏における揮発性元素の同位体進化史を解読する。この情報から、最有力の月形成仮説であるジャイアント・インパクト形成仮説、あるいは、形成直後の惑星表面に揮発性物質が供給されたとするレイト・ベニア仮説など、月・地球系の形成や水惑星の形成・進化、など地球科学の根幹をなす重要な仮説の検証が可能である。本研究では、月岩石中に広く見られるカリ長石に注目した。還元的な月岩石圏では、窒素はアンモニウムイオンの形で、カリ長石に濃集している可能性が高い。月岩石に見られるカリ長石は典型的に数十ミクロンの大きさのため、カリ長石中に含まれる窒素・水素同位体組成を分析するためには、微小領域同位体分析装置、SIMSを用いる必要がある。SIMS分析において、N- , NO-やNH-の感度は著しく低いことが知られており、窒素は専らCN-の形で分析する。ところが、カリ長石に期待される窒素はアンモニウムの形で含まれるため、炭素が存在しない。本研究においてカリ長石に13Cイオンを人工的に照射することにより、アンモニウム態窒素から13CNイオンを誘発させる分析技法を開発した。今年度の試行において、月隕石中カリ長石の分析で有意な13CNイオンの誘発が確認され、従来SIMSでは見えなかった無機鉱物中窒素を「見える化」することに初めて成功した。2018年度の試行において、月隕石中カリ長石の分析で有意な13CNイオンの誘発が確認され、従来SIMSでは見えなかった無機鉱物中窒素を「見える化」することに初めて成功した。13Cイオンを照射した月隕石中カリ長石のSIMS分析により得られた二次イオンの深さプロファイルを東京大学・大気海洋研究所に備わるNanoSIMS50で測定した。50keVのエネルギーを持つ13Cイオンを打ち込み、深さ150nmを中心に平均6000ppmの13C濃縮層を人工的に作り出した。NanoSIMSを用い表面から徐々に分析を進めたところ、深さ150nmを中心に、バックグラウンドレベルを有意に上回る13CN二次イオン信号が観測された。カリ長石に捕獲された固有の窒素が、打ち込まれた13Cに誘発され二次イオン化したと解釈している。同様の分析を同じ隕石中のカンラン石で行ったところ有意な13CNイオンの過剰は見られなかった。かんらん石にはアンモニウムイオン態の窒素は、結晶構造上存在し難いと考えられるため、この観測事実は、上記の解釈と整合的である。本課題では、原理実証が完了した段階である上述分析技法を用い、少なくとも10パーミルの窒素同位体分析精度を実現するための最適化と検証を進める。高いバックグラウンドレベルの上にようやく固有信号が見える現状からのS/N比向上に向け、技法改良諸策をまず講じる。月岩石中に広く見られるカリ長石に注目する。月岩石圏は、地球岩石圏に比べ還元的なため、水素が水ではなく水素単体で安定に存在する可能性が指摘されている。地球表層岩石圏は生命の介在によりアンモニアに富むのに対し、月岩石圏では無機平衡反応で同様にアンモニアに富む環境が作られた可能性が高い。アンモニウムイオンのイオン半径(1.51&Aring;)はカリウム(1.52&Aring;)とほぼ同じなので、アンモニアの一部がアンモニウムイオンとして存在した場合、含カリ鉱物中にカリウムを置換する形で窒素が捕獲される。本研究では、カリ長石中の窒素・水素の同位体組成を微小領域同位体分析装置により取得するための技術開発を進める。平成29年度において、炭素イオン照射体制を確立した。地球産のカリ長石並びに月隕石の研磨済み試料を用意し、炭素イオンを照射することにより試料内100-200nmの深さに炭素濃縮層を形成することが出来た。炭素イオン照射は、高崎・量子科学技術研究開発機構において実施した。

予備実験で天然同位体組成の炭素を用いると、同位体分析時に、試料表面にコンタミとして存在する炭素と打ち込まれた炭素の区別出来ず、分析精度が劣ることが判明したので、13Cを打ち込むことにした。そのために、高崎で通常用いられる炭素イオン源を特注の13C同位体炭素仕様の物に置き換えて、13C炭素照射を実現した。特注のイオン源を用いることで高崎で通常実現する13C炭素イオンフラックスを100倍引き上げることが可能となり、高効率の実験が実現した。月は、月ー地球系の一部を構成する重要な天体である。月岩石中に水が含まれることが近年明らかになり、月の研究から水惑星・地球の出自を解明できるかもしれない、と考えられつつある。本研究では、月火成岩中カリ長石に捕獲された窒素・水素同位体組成を求めることにより、形成初期の月・岩石圏における揮発性元素の同位体進化史を解読する。この情報から、最有力の月形成仮説であるジャイアント・インパクト形成仮説、あるいは、形成直後の惑星表面に揮発性物質が供給されたとするレイト・ベニア仮説など、月・地球系の形成や水惑星の形成・進化、など地球科学の根幹をなす重要な仮説の検証が可能である。本研究では、月岩石中に広く見られるカリ長石に注目した。還元的な月岩石圏では、窒素はアンモニウムイオンの形で、カリ長石に濃集している可能性が高い。月岩石に見られるカリ長石は典型的に数十ミクロンの大きさのため、カリ長石中に含まれる窒素・水素同位体組成を分析するためには、微小領域同位体分析装置、SIMSを用いる必要がある。SIMS分析において、N- , NO-やNH-の感度は著しく低いことが知られており、窒素は専らCN-の形で分析する。ところが、カリ長石に期待される窒素はアンモニウムの形で含まれるため、炭素が存在しない。本研究においてカリ長石に13Cイオンを人工的に照射することにより、アンモニウム態窒素から13CNイオンを誘発させる分析技法を開発した。今年度の試行において、月隕石中カリ長石の分析で有意な13CNイオンの誘発が確認され、従来SIMSでは見えなかった無機鉱物中窒素を「見える化」することに初めて成功した。2018年度の試行において、月隕石中カリ長石の分析で有意な13CNイオンの誘発が確認され、従来SIMSでは見えなかった無機鉱物中窒素を「見える化」することに初めて成功した。13Cイオンを照射した月隕石中カリ長石のSIMS分析により得られた二次イオンの深さプロファイルを東京大学・大気海洋研究所に備わるNanoSIMS50で測定した。50keVのエネルギーを持つ13Cイオンを打ち込み、深さ150nmを中心に平均6000ppmの13C濃縮層を人工的に作り出した。NanoSIMSを用い表面から徐々に分析を進めたところ、深さ150nmを中心に、バックグラウンドレベルを有意に上回る13CN二次イオン信号が観測された。カリ長石に捕獲された固有の窒素が、打ち込まれた13Cに誘発され二次イオン化したと解釈している。同様の分析を同じ隕石中のカンラン石で行ったところ有意な13CNイオンの過剰は見られなかった。かんらん石にはアンモニウムイオン態の窒素は、結晶構造上存在し難いと考えられるため、この観測事実は、上記の解釈と整合的である。平成29年度においては、二次イオン質量分析計(NanoSIMS)が不調だったため、高精度同位体分析は実現しなかった。平成30年度において、前年度の分も含めてハイペースで分析を進める事を計画している。今年度において、イオン照射から微小領域同位体分析までの一貫分析技法を完成させ、実際の月隕石を用いた分析に進みたい。
量子宇宙論におけるトポロジー

1)一様でコンパクトな宇宙一様な宇宙とのビアンキ分類は、標準的な事項であるが、これ迄は空間の局所的な性質にのみ着目して分類をしていた。私は当時大学院学生で現在慶応大学理工学部助手の古池君と、現在学術振興会特別研究員の谷本両君と共に一様でコンパクトな宇宙の大域的分類を行い、その力学を明らかにした。その方法としてサ-ストンによる3次元幾何学を若干一般化したものを用い、3次元双曲空間以外について完全に分類しきった。力学的自由度を局所曲率に関するものと、大域的なタイヒミュラー変形の自由度にわけて考え、総て数え上げた。(論文1)コンパクトな宇宙の時間発展を記述する為に、更に条件を付け加える必要があることが分り、タイヒミュラーパラメタの時間発展をアインシュタイン方程式の解を用いて表すことに成功した。(論文2)最後に、一様姓を保持する変換により基本領域を、固定されたタイヒミュラーパラメターを持つ基本領域にマップすることにより力学的自由度を総て計量に含ませることができた。これにより局所曲率と、大域的なタイヒミュラー変形の自由度の両方を記述するハミルトン形式が可能になった。(論文3および谷本正幸氏の博士論文)以上のことが達成されたので、一様でコンパクトな宇宙の力学の全容が明らかにされた。これは言うならば、Ryan-Shapleyによる教科書"Homogenous Universe"(Priceton University Press)の大域構造を考慮に入れやものが完成したことになる。この応用としては、例えば、量子宇宙のミニスーパースペースモデルの研究も可能になった。これは、一様宇宙論の発展とも捉えられるが、私が平成2年度から5年度の科学研究費(課題番号02640232)による、(2-1)次元重力の研究を一次元上げる方向の発展ともみなせる。別の応用としては、3次元ブラックホールの量子力学がある。2)量子重力における特異点の解消古典相対論における特異点にたいする進んだ理解では、任意の因果的曲線に対して、一般化されたアフィン長を定義して、それが有限のうちに因果的曲線が時空の外に出てしまうときに、時空は特異であるという。私は、一般化されたアフィン長をスピン接続と4脚場で表し、その量子力学的な期待値をとることによって、ゲージ理論におけるウィルソンループと類似のものを定義し、特異点にたいする量子力学的なプローブとすることを提案した。簡単な例として、(2-1)次元ブラックホールに適用して、ガウス型の波動関数の場合に、特異点が解消する事を示した。これは特異点の近くで、加速度の量子揺らぎが大きくなる為であると理解できる。(論文4)一方、江戸川大学の小田一郎氏と協力して、(3-1)次元ブラックホールの中を量子化するというミニスーパースペースモデルをうまく作り、ウィーラードウィット方程式を立てて、量子ブラックホールをモデル化することができた。その解に対して、一般化されたアフィン長を計算して同様の結果を得た。(論文6)同じ方法で、コ-シ-地平を調べて、量子力学的な「宇宙検閲仮説」を検証しようと試みた。更に、ホーキング輻射を同じミニスーパースペースモデルで調べて、富松氏と同様の結果を得た。同氏はブラックホールの外を量子化したのであるから、全く違う方法で量子化したにも係わらず同様の結果を得た点に興味が持たれる。2)量子重力における特異点の解消

古典相対論における特異点にたいする進んだ理解では、任意の因果的曲線に対して、一般化されたアフィン長を定義して、それが有限のうちに因果的曲線が時空の外に出てしまうときに、時空は特異であるという。私は、一般化されたアフィン長をスピン接続と4脚場で表し、その量子力学的な期待値をとることによって、ゲージ理論におけるウィルソンループと類似のものを定義し、特異点にたいする量子力学的なプローブとすることを提案した。簡単な例として、(2-1)次元ブラックホールに適用して、ガウス型の波動関数の場合に、特異点が解消する事を示した。これは特異点の近くで、加速度の量子揺らぎが大きくなる為であると理解できる。(論文4)一方、江戸川大学の小田一郎氏と協力して、(3-1)次元ブラックホールの中を量子化するというミニスーパースペースモデルをうまく作り、ウィーラードウィット方程式を立てて、量子ブラックホールをモデル化することができた。その解に対して、一般化されたアフィン長を計算して同様の結果を得た。(論文6)同じ方法で、コ-シ-地平を調べて、量子力学的な「宇宙検閲仮説」を検証しようと試みた。更に、ホーキング輻射を同じミニスーパースペースモデルで調べて、富松氏と同様の結果を得た。同氏はブラックホールの外を量子化したのであるから、全く違う方法で量子化したにも係わらず同様の結果を得た点に興味が持たれる。(1)(2+1)次元の負の宇宙項をもつアインシュタイン重力モデルにおいて,我々はトポロジーの変化する例をいくつも具体的に構成したが,以前の研究では,トンネル効果の部分の解析に重点をおいた。ここではさらに,実時間での宇宙のふるまいを解析したので,話しが完全になった。(2)(2+1)次元ブラックホールの量子化に取りくんでいる。ADMの伝統的な方法に従い,質量を力学変数としてあつかっている。表面項のあつかいがまだ完全でないので解析を続けている。目下のところ,観測者としては,無限遠方のもののみを扱っているので,ブラックホールの外だけを量子化している。1.コンパクトな宇宙通常おこなわれている一様な宇宙のビアンキ分類は局所的な性質だけに着目して、非等方宇宙を分類している。私は学生の古池・谷本両君と協力して、それらのコンパクトな場合の大域的分類をおこなった。その方法としてはThurstonによる3次元幾何学をフルに使い、3次元双曲空間以外については、完全に分類できて、力学自由度を数え上げることができた。その中でも、変形の自由度とタイヒミュラーの自由度を明白に分けた点が特筆されると思う。2.量子重力における特異点の解消普通、古典相対論では、時空の特異点は、因果的測地線が完備でないとして記述され、そういう定義のもとに「特異点定理」が証明されている。さらに進んだ理解においては、一般化されたアフィンパラメタを導入し、それが有限である場合に、因果的曲線が時空の外に出ることをもって、その時空は特異であるという。私は、これを量子力学にもっていった時に、期待値でおきかえることを提案した。それによれば、古典的に有限のアフィンパラメタであっても、量子ゆらぎのために無限になることがおこり、特異点が量子的に解消する可能性がある。3次元重力で例を具体的に示した。・コンパクター様宇宙宇宙の大域的な性質を理解するために、簡単化したコンパクトな一様宇宙モデルを研究し、その分類を行なうことと、ハミルトンカ学を打ち立てることに成功した。
臓器固有ナチュラル・キラ-細胞(ピット細胞)の研究

本研究において、肝固有ナチュラルキラ-(NK)細胞が、肝の腫瘍に対する防御システムの重要な構成員であることが形態学的に明らかとなった。1.肝内でのNK細胞の腫瘍障害作用について。i)実験的に門脈より注入したYac-1腫瘍細胞が、注入12時間後に、肝NK細胞により傷害を受けていることが形態学的に示された。この際、in vitroでの観察同様、NK細胞の果粒およびrod-coredvesicles(RCV)が傷害作用に関することが示唆された。肝内においては、NK細胞は単独で働く他に、クッパ-細胞との協同により腫瘍細胞を貪食することが示された。これまで、肝NK活性亢進によって実験的腫瘍転移が抑制されることや腫瘍内にNK細胞が浸潤していることから、肝NK細胞が肝において腫瘍細胞を傷害することは示唆されていたが、微細形態学的に示されたのは本研究がはじめてであり、直接的な証拠を提供したといえる。ii)ヒト肝がんの外科的摘出材料においてNK細胞を電顕観察した。しかし、原発性肝がんにおいては、早期に被膜が形成されるため、がん周囲にNK細胞の浸潤はみるものの腫瘍細胞との直接的な接触は認められなかった。2.NK細胞の細胞内小器官の分布と傷害作用の関連性。i)脾あるいは肝より分離したNK細胞とYac-1細胞をin vitroでco-culturel、23時間後に電顕で観察した。NK細胞のゴルジ装置、果粒、RCVなどは、Yac-1細胞に接着後、腫瘍細胞の方を向き、特にRCVは、中心体から腫瘍細胞にむかってのびる微小官に沿って並んでいた。RCVはNK細胞に特有の構造物で、ゴルジ装置から形成される分泌果粒であるが、本研究において、RCVが、NK細胞の腫瘍細胞に対する傷害作用に重要な役割をすることが示された。ii)位相差顕微鏡による腫瘍細胞傷害過程の観察。現在、この過程の映画撮影をおこなっている。肝臓の類同腔内に内皮及びクッパー細胞と付着してピット細胞(NK細胞)が存在し,種々のBRMの投与によって,これらNK細胞は肝内に増加するとともに,個々のNK細胞の分泌機能が亢進している形態学的所見,ならびに肝NK活性の増強が観察された.われわれはまづNK細胞の肝内増加を来たす機序を明らかにするため, BRM投与後の分裂像の増加の有無を観察したが有意の変動は認められなかった.一方, BRMのひとつである1カルディアルブラ菌の細胞壁から抽出した糖脂質を投与した実驗では,肝内に多数のグラニュローマが形成される.このグラニュローマはおもにクッパー細胞とNK細胞(ピット細胞)からなり,両細胞間は広い範囲にわたって接着している.なかでも,ところどころにセプテートデスモゾーム様の構造が観察される.この構造はOKー432を投与した場合やコントロールの効物では観察されない.このような強固と思われる接着構造のためにOKー432投与では認められなかったグラニュローマ形成が起ると考えられる,またこの接着によってNK細胞の活性化が起ることが予想され,現在,肝NK活性の測定を実施中である.また実驗的にラット肝に軽移癌を生じさせこれに対するNK細胞の態度を無処置及びBRM投与群について観察をすすめている.腫瘍周囲にリンパ球の浸潤を認めそのなかにはNK細胞も観察される.同様にヒト肝癌組織についても実験で観察中である.一方BRMによる活性化