hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本の子どもの発達資産に関する研究－国際比較調査を踏まえて

近年、リスク行動の予防については文部科学省等からも各学校への指導が出ている時期にあり、一部の修正をもって実施可能であることが確認できた。変更点については、米国のサーチ・インスティチュートと確認し、許可をもらう必要があったため、年度内の実施が不可能になった。現在(25年度5月)、A&B調査の再編集作業が日米間で進んでいる。バックトランスレーションの確認後、アンケート調査票のレイアウト作業を完成させ、再度、本学の生命倫理委員会に提出する予定である。調査については、1学期末の実施に向けて準備を進めているところである。当初予定していた23年度秋の米国調査訪問が延期になったが、先方との交渉が進み、24年度夏に訪問して詳細をつめ、24年度冬に「A&B調査」実施を行うよう、現在準備が進めている。<達成度>・「A&B調査」、「発達資産」の考え方の参考となる「Hardwired to Connect」の翻訳作業をほぼ終えた。・発達資産に関するDAP調査(日本における調査分)の量的だーた分析の参考とするため、中学生約20名、大人約40名を対象としたワークショップを行い、参加者の声を質的データとして収集し、トランスクリプションを作成し、分析作業としつつある。・ホームページの枠組みをデザインし、業者との交渉を行った。1学期末のA&B調査実地に向けて、調査票の再編集、バックトランスレーション、印刷作業を行い、入力作業準備を行う。実施校については、山口県内の3つの高校(600名)を予定している。データが揃い次第、米国サーチ・インスティチュートに送り、分析を依頼する手配をしている。この期間、これまでに翻訳した資料をまとめ、ホームページへの掲載、論文等発行の準備を進め、日本で応用できる発達資産の指標の提案を行う。教育プログラムについては、家族で育める発達資産に関する教材・テキストを開発中であり、子どもの内的資産育成のための最初のステップとなるCDを試作している。これをホームページ上に掲載し、実践的試行を行う親子を募る。そのうち、親子10組にはフォーカス・グループインタビューを行い、プログラムの評価を行う。米国研究機関(サーチ・インスティチュート)との交渉を24年度夏に予定している。平成24年度冬からは「A&B調査」の翻訳を完了させ、県内数カ所でフォーカスグループインタービューの実施を行うことで調整している。フォーカスグループインタービューは平成24年度にワークショップを行った中学校を中心に依頼し、記入者との座談会を持ち、調査の信頼性と妥当性を確認し、より本格的な調査実施ができる準備を行う。研究の途中経過については、ホームページで公開するとともに、「発達資産」に関する英語の出版物の翻訳を進めることとしている。物品費:調査票カードリーダー、統計データ分析ソフト、等旅費:国際学会での研究発表、調査・教育プログラム実施に向けた研究会への旅費人件費・謝金:調査バックトランスレーション、データ入力、録音作業の費用、図書券、他その他:ホームページ修正、データ報告作成コンサル料、調査印刷・送料、等24年度春米国研究機関(サーチ・インスティチュート)訪問に向けた翻訳作業補助継続、ホーム・ページ作成、業者との契約、アップロード作業夏米国訪問:A&B調査票
繰返しタイプI型ポリケタイド合成酵素の反応制御基盤

繰返しタイプI型ポリケタイド合成酵素(iPKS)における反応制御機構、三次元構造の解明を目指し、ベースとなる最小iPKSの構築と発現を中心に検討した。E. variecolor株由来のtriacetic acid lactone合成酵素(TALS)を最小iPKSを構築するベースとするため、引き続き出芽酵母S. cerevisiaeでの発現について検討した。予測cDNAでは発現が確認できなかったため、TALSを発現させたA. oryzae形質転換体からcDNAを取得し、イントロンを確定したところ、イントロンは1ヶ所で昨年度予測したものの一つと一致した。そこで、再度、iPKS発現用宿主Sc BJ5464-npgAでの発現を試みたがTALの生産は認められなかった。その原因として、A. nidulans由来のnpgAがTALSを認識しない可能性を考え、TALSが発現しているA. oryzaeよりそのphosphopantetheine転移酵素遺伝子を検索し、npgAと45%相同性を示すapt遺伝子を見出した。aptがSc BJ5464株で機能し、iPKSが活性化されてPKS産物が生産されることをA. fumigatusのナフトピロン合成酵素遺伝子alb1を発現させることにより確認した。次いで、Sc BJ5464株でTALSとaptを共発現させて、TALの生産を検討したが、残念ながら生産を確認するには至らなかった。そこで、5'-UTR配列、プロモーターなど種々の検討を試みたが、TALの生産は確認されなかった。現在、TALSとは独立した生産物遊離酵素の関与を想定し、その検索と機能確認を検討している。既に酵母等での発現に成功しているiPKSについては、順次精製酵素を調製し、クライオ電子顕微鏡による三次元構造の解析に進める予定であるポリケタイド化合物の骨格生成を担う鍵酵素である繰返しタイプI型ポリケタイド合成酵素(iPKS)における反応制御機構、三次元構造の解明を目指すためのベースとなるiPKSとして選択したTALSについて、cDNAを確認し、酵母S. cerevisaeBJ5464株での発現を種々検討したが、現在のところ、TAL生産の確認には至っていない。このTALSを最小iPKSのベースとする予定であったため、研究の進展が遅くなっている。昨年度に引き続き、下記の計画で研究を進める。【1】iPKS高発現系の開発については、出芽酵母S. cerevisae BJ5464株に昨年度麹菌A. oryzae中に見出したphosphopantetheine転移酵素の遺伝子であるaptを組み込んだ発現用酵母宿主を構築する。次いで、MSASやalb1などのiPKS遺伝子を高発現プロモーター下に導入した発現プラスミドをSc BJ5464-apt株に導入し、高い化合物生産およびタンパク発現が可能かどうかを検討する。高発現が確認できれば、これまでに手がけてきたPKS1、PKSN、Sol5、ShmAなどの各種NR-PKS、HR-PKSについて、その発現を検討する。さらに、各種tag付加などによるアフィニティー精製など、効率的な精製方法の確立を検討する。【3】最小iPKSの精製では、酵母でmini-TALSを活性タンパクとして髙発現を試み、tag付加体などとして発現させ、精製を行い、大量調製を試みる。【4】クライオ電子顕微鏡による構造解析の検討については、精製ができたiPKSについて、精製タンパクを用いて、クライオ電子顕微鏡による構造解析の初期検討を行う。ポリケタイド化合物の骨格生成を担う繰返しタイプI型ポリケタイド合成酵素(iPKS)における反応制御機構、三次元構造の解明を目指し、ベースとなる最小iPKSの構築と発現を中心に検討した。Emericella variecolor由来のtriacetic acid lactone合成酵素(TALS)を最小iPKSを構築するベースとして、これを出芽酵母S. cerevisiaeやPichia酵母をホストとして発現させるため、Web toolを用いてイントロンの予測を行ったところ、1ヶ所もしくは2ヶ所のイントロンの存在が推定された。それぞれに対応したプラマーを設計し、エクソン部分を増幅後、予想cDNAを構築した。また、酵母でiPKSを活性型として発現させるため、A. nidulans由来のnpgA遺伝子を酵母に組み込んだpAUR-npgAを構築した。これをS. cerevisae BJ5464株のゲノム中にインテグレーションさせたiPKS発現用宿主Sc BJ5464/npgAを構築した。本宿主中でnpgAが機能し、iPKSが活性化されてPKS産物が生産されることをA. fumigatusのナフトピロン合成酵素遺伝子alb1を発現させることにより確認した。次いで、TALSの予想cDNAを酵母発現ベクターに組み込んだpYES-54P2などをSc BJ5464/npgAに導入し、誘導培養後、生産化合物の確認を行ったが、残念ながらTALの生産は確認できなかった。現在、A. oryzaeでTALSを発現している株からcDNAを取得し、酵母での発現をさらに検討している。

もう1つのベースiPKSとして予定している6-methylsalicylic acid合成酵素については、既に大腸菌での発現系を構築、精製酵素の調製を行っており、クライオ電子顕微鏡による三次元構造の解析に進める予定であるポリケタイド化合物の骨格生成を担う鍵酵素である繰返しタイプI型ポリケタイド合成酵素(iPKS)における反応制御機構、三次元構造の解明を目指すためのベースとなるiPKSとして選択したTALSについて、その予想cDNAをiPKS発現用宿主として構築したS. cerevisae BJ5464株で発現させ、その活性型としての発現を検討したが、残念ながら予想したイントロンを除いて構築したcDNAでは生産産物であるtriacetic acid lactoneを確認することができなかった。一方、よりドメイン数の多いナフトピロン合成酵素遺伝子alb1のcDNAが本宿主中で機能していることから、TALSのcDNAをmRNAより調製し、イントロンを確認すれば、機能的な発現は可能であると考えている。もう1つのベースiPKSであるMSASについては、精製酵素の調製を進めており、準備ができ次第、クライオ電子顕微鏡による三次元構造の初期解析へと進める予定であり、新規のtagを利用したアフィニティー精製がうまく機能すれば、最小iPKSだけでなく、ドメイン数の多い他のiPKSの発現、精製、構造解析を進めることが可能であると考えている。繰返しタイプI型ポリケタイド合成酵素(iPKS)における反応制御機構、三次元構造の解明を目指し、ベースとなる最小iPKSの構築と発現を中心に検討した。E. variecolor株由来のtriacetic acid lactone合成酵素(TALS)を最小iPKSを構築するベースとするため、引き続き出芽酵母S. cerevisiaeでの発現について検討した。予測cDNAでは発現が確認できなかったため、TALSを発現させたA. oryzae形質転換体からcDNAを取得し、イントロンを確定したところ、イントロンは1ヶ所で昨年度予測したものの一つと一致した。そこで、再度、iPKS発現用宿主Sc BJ5464-npgAでの発現を試みたがTALの生産は認められなかった。その原因として、A. nidulans由来のnpgAがTALSを認識しない可能性を考え、TALSが発現しているA. oryzaeよりそのphosphopantetheine転移酵素遺伝子を検索し、npgAと45%相同性を示すapt遺伝子を見出した。aptがSc BJ5464株で機能し、iPKSが活性化されてPKS産物が生産されることをA. fumigatusのナフトピロン合成酵素遺伝子alb1を発現させることにより確認した。次いで、Sc BJ5464株でTALSとaptを共発現させて、TALの生産を検討したが、残念ながら生産を確認するには至らなかった。そこで、5'-UTR配列、プロモーターなど種々の検討を試みたが、TALの生産は確認されなかった。現在、TALSとは独立した生産物遊離酵素の関与を想定し、その検索と機能確認を検討している。既に酵母等での発現に成功しているiPKSについては、順次精製酵素を調製し、クライオ電子顕微鏡による三次元構造の解析に進める予定であるポリケタイド化合物の骨格生成を担う鍵酵素である繰返しタイプI型ポリケタイド合成酵素(iPKS)における反応制御機構、三次元構造の解明を目指すためのベースとなるiPKSとして選択したTALSについて、cDNAを確認し、酵母S. cerevisae
T細胞シアリダーゼとB細胞の活性化

申請者は低親和性IgEレセプター、CD23、が実際にガラクトースと結合するレクチン活性を持つこと(1)、また、CD23を多く発現している細胞をシアリダーゼ処理すると大きな凝集塊ができる事(2)を明らかにしてきた。そこで、細胞からのシアル酸の除去がB-BまたはT-B細胞の相互作用に大切であろうと考え、本研究では免疫組織中細胞自体が持っている中性で働くシアリダーゼについて調べた。その結果以下の事が明らかになった。1)膜結合性の中性で働くシアリダーゼは胸腺で高く、週令に依存して活性が低下した。2)リンパ節、ひ臓ではこの活性は非常に低かった。3)胸腺のT細胞をピ-ナツアグルチニンで成熟、未成熟T細胞に分画しても、いずれにも活性は認められなかった。4)胸腺から主にT細胞を除去した残査をNP-40で可溶化すると、そこに高い活性が存在した。5)この活性は至適pHが6.5にあり、1mMCu++で完全に阻害された。6)胸腺の薄切片を組織化学的に活性染色すると髄質部にまばらに存在する細胞が染色された。7)その細胞は上皮性でなく、白血球インテグリンファミリーのMac-1とイムノグロブリンを細胞表面に持っており、B系の細胞であろうと思われる。8)このような細胞は未報告であり、今回初めて報告されるものである。本研究の目的は、生理的条件下でT細胞のシアリダーゼがB細胞に作用する可能性を考えた上で、T細胞膜のシアリダーゼの実態を明らかにすることである。現在までに報告された細胞膜のシアリダーゼ(ラット肝細胞等)は至適pHが4.5-5と酸性に片寄っており、pH7では殆ど活性がない。そこで先ず、生理的条件下で働くシアリダーゼが免疫細胞に存在するか否かを明かにする事を平成7年度の目的として研究を行った。マウス免疫組織より細胞膜リッチ画分を得、シアル酸をもつ糖脂質GM3を基質としてシアリダーゼ活性を測定すると、pH7ではpH4.5の約45-55%の活性が得られた。その活性は1mM Cuイオンにより阻害された。一方、pH4.5の活性は銅により約10-30%前後の阻害しかかからず両者は別の酵素であり、pH7近辺で働くシアリダーゼの存在が示された。現在両酵素の性質を更に検討している(論文作成準備中)。また平成8年度の予定である活性化T細胞とシアリダーゼの関係も調べつつある。T細胞のblast化の状況は本年度の科学研究費で購入した倒立顕微鏡を用いて観察した。blast化に伴い酸性側のシアリダーゼ活性は上昇したが、生理的条件下で働くシアリダーゼが実際にT細胞表面膜上に存在するか否かはまだ明確な答えは得られず、平成8年度の課題である。申請者は低親和性IgEレセプター、CD23、が実際にガラクトースと結合するレクチン活性を持つこと(1)、また、CD23を多く実発現している細胞をシアリダーゼ処理すると大きな凝集塊ができる事(2)を明らかにしてきた。

6)胸腺の薄切片を組織化学的に活性染色すると髄質部にまばらに存在する細胞が染色された。7)その細胞は上皮性でなく、白血球インテグリンファミリーのMac-1とイムノグロブリン細胞表面に持っており、B系の細胞であろうと思われる。8)このような細胞は未報告であり、今回初めて報告されるものである。
超小型ナノサットに搭載可能な全方位カメラによる衛星姿勢決定ユニットの試作と評価

本申請では、超小型衛星の1種であるナノサット(15kg)に搭載可能な、全方位カメラによる衛星姿勢決定ユニットを試作し、地上環境で評価する。試作ユニットは、民生用全方位カメラを参考とし、撮像センサとFPGAによる画像処理部を組み合わせた構成である。1つの撮像センサとオンボード画像解析で昼・夜を問わずに三軸姿勢決定を可能にする。スターセンサに匹敵する0.1度の確度を目標とする。質量・容積・電力が制限されたナノサットにおいて、姿勢決定センサによるリソースの圧迫を解決する、先進的技術である。2018年度は、前年度に完了した試作機を用いて、画像解析部の搭載ソフトウェアおよびFPGAロジックの開発に注力した。センサの対象画像を地球に特化し、衛星姿勢角度に対応する地球撮像イメージを生成するシミュレーション環境を構築した。センサ模擬画像による画像解析部の評価を実施するとともに、運用中の衛星であるRISING-2の撮像画像も同処理部で解析可能であることを確認した。過去のフライト実績に基づき、30万画素のCCDセンサを使用すると、0.31degの精度(標準偏差)を達成できると評価した。200万画素の新型センサを使用することで、0.10.2degの精度に向上すると判定した。2020年度後半以降にフライト実証機会を獲得したため、早期に衛星システムとして完成させるために、本姿勢センサとデータ通信するMPU(中央制御部)の仕様検討、および比較のための姿勢データを収集するIMU(慣性計測装置)ボードの検討を実施した。これらの周辺機器と合わせた構造設計の再検討も必要となったため、優先度を考慮し、当初計画していた姿勢センサ単体に対する振動や真空などの耐環境性評価を実施しない方針とした。試作ユニットは、民生用全方位カメラを参考とし、CMOSセンサとFPGAによる画像処理部を組み合わせた構成である。1つの撮像センサで、地球、太陽、月を撮像し、オンボード画像解析で昼・夜を問わずに三軸姿勢決定を可能にする。ナノサットの分野では、価格が安くて小型・先進機能を持つ最新の地上製品を宇宙活用する例が多い。過去の実績を優先して、同じセンサを使い続けるだけでは、限られた容積リソースの中で、観測用ミッション機器のためのリソースを広げることは出来ない。常により小型なシステムを追求し続けることが重要である。既存の民生用素子を活用して新たなシステムを提案することは、効率的な技術開発である。宇宙用途に特化する部分は、FPGAやCPUによるソフトウェアで補完可能であり、本課題でもソフトウェア開発が大きな比重を占める。全方位カメラ技術は今後も発展が期待できる分野であり、宇宙用センサとして転用する技術を蓄積することで、小型化・高性能化を将来も継続的に実現する土壌を構築することが出来る。本研究期間内(合計3年間)に、実際に衛星へ搭載可能な姿勢決定ユニットを試作する。平成28年度は、実際の衛星画像を活用して、画像解析による姿勢決定技術を構築した。東北大製RISING-2衛星(2014年5月運用開始)に搭載した魚眼カメラ(WFC)を活用した。並行して、民生用撮像センサおよびFPGA処理基板を衛星搭載用の姿勢センサとして活用できるか評価した。平成28年度に計画していた、実際の衛星画像を活用した、画像解析による姿勢決定技術の構築、および民生用撮像センサとFPGA処理基板を衛星搭載用の姿勢センサとして活用できることの評価は実施した。一方、当初計画していた民生用全方位カメラの完成品を評価する計画は見直して、平成29年度以降に計画していた試作Aモデル(マイコンボードとCMOSセンサ素子の組み合わせ)を前倒しで取り組む計画に変更した。その理由は、部品を選定する作業、および機能試験の方法を検討する作業を通じて、現在入手可能なセンサと画像処理ボードの組み合わせで目的とする成果を出せる見通しが早期に得られたためである。また、近年のFPGA開発環境やCPU用のオープンソース画像処理技術を調査し、当初想定した以上の機能を組み込めると判断した。一方で、期間内に最大限の機能を達成するためには、早くから試作モデル(画像処理ボード)の開発を始める必要があると判断し、民生用全方位カメラから知見を得る作業の比率を下げることにした。また、環境試験としては放射線試験のみを実施している。放射線環境耐性がなければ宇宙環境で使用できないため、早期に必要な試験である。その他の試験項目は、試作Aモデルとして構造も含めてユニット化を達成したのちに、平成29年度に実施する方針に変更した。

本課題を申請した2015年終盤と比較し、ナノサットの開発と軌道投入の世界的な実績は、予想を超える速度で向上を続けている(2016年度、2017年度実績)。米民間企業の地球観測用キューブサットは太陽同期軌道に158機を配置完了し、群衛星の機体数としては世界最大である。また、2017年度の宇宙機総数の打上実績は360機を超え(前年は220機程度)、ナノサットの活発化が大きく寄与している。この状況の中、先進的かつ小型な姿勢決定装置の需要は益々高まっている。本研究期間内(合計3年間)に、実際に衛星へ搭載可能な姿勢決定ユニットを試作する。平成29年度は、インタフェース(電気仕様、通信仕様、形状)の詳細を決定して、1式の試作機を開発した。観測センサ、データ処理基板、構造試験用冶具が含まれる。耐宇宙放射線能力を評価するために、ガンマ線照射試験、およびプロトン照射試験を実施した。平成29年度の当初計画は、衛星搭載機の試作の継続である。試作モデルには、カメラ部、FPGAボード部、構造ケースが含まれる。評価試験の結果をもとに、機能評価モデルA・Bを試作、評価する計画であったが、実際にはモデルAで当初目標を達成し、モデルBは省略した。衛星搭載品として、放射線耐性試験を優先して実施した。宇宙実績を重ねてきた既存の高感度CCDセンサ(640 x 480ピクセル相当)に加え、最新の高解像度CCDセンサ(1600x1200画素相当)を採用することとした。具体的には、まず姿勢決定ユニットの仕様(電気、通信、形状)を決定し、地上系との通信を担うテレメトリ・コマンド処理ユニット(MPUボード)の仕様も同時に検討して実用性を向上させた。姿勢決定ユニットの画像解析ボードには、CPU部とFPGA部の両方を併せ持つプロセッサ素子を決定した。この素子を使用した電子基板を新規に設計・製造する計画であったが、ナノサットにも適用できる寸法の既製品(50x40mm寸法)が安価であるため、これを調達して衛星用として使用する方針とした。放射線耐性に関する評価として、ガンマ線照射試験(H29.4月)、プロトン照射試験(H30.1月)を実施した。前者はプロセッサ素子の経年劣化を評価し、後者は突発的な電気信号の乱れに対する耐性を評価する。同時に試験した別種のマイコンボード(ROMからプログラムを動作、ECCRAMを採用)と比較し、プログラム動作の安定度は相対的に低いことを確認した。しかし、加速試験(数年分のプロトンを短時間で照射)であるため、実用上の問題は生じないと判定した。カメラ部および画像処理ボードに対して、環境試験を実施するために、ナノサット(30x10cm寸法)を再現した構造体を設計・製造した。本申請では、超小型衛星の1種であるナノサット(15kg)に搭載可能な、全方位カメラによる衛星姿勢決定ユニットを試作し、地上環境で評価する。試作ユニットは、民生用全方位カメラを参考とし、撮像センサとFPGAによる画像処理部を組み合わせた構成である。1つの撮像センサとオンボード画像解析で昼・夜を問わずに三軸姿勢決定を可能にする。スターセンサに匹敵する0.1度の確度を目標とする。
語彙知識の構造化を促進するウェブ教材の完成とネイティブ度診断テストの開発

本研究は、日本人大学生の英語メンタルレキシコンの再構築・変容を目的に開発してきたオンライン自学教材Word Cluster Master Program (WCMP)の実証研究の成果に基づく。これまでに動詞版と名詞版の開発を終了し、さらに形容詞版を開発し、完成した総合版WCMPを公開し、大学英語教育における語彙指導に役立てる。併せて、英語メンタルレキシコン「ネイティブ度診断テスト」を開発する。英語学習者一人ひとりの「メンタルレキシコンの構造化度」を診断するテストは本申請者たちが知る限り存在しない。「ネイティブ度診断テスト」を開発し、総合版WCMPとともに英語教育における語彙指導に貢献したい。
医療現場における大規模データを用いた医療事故状況の再現に関する研究

現在、医療事故の原因究明に関しては、当事者への聞き取りが主たるものであり、実際に何が起こったかを客観的に判断することが困難である場合が多い。それは当事者の記憶が曖昧であったり、正確に覚えていられない状況に置かれていたりするためである。医療事故の再発予防のためには、原因を正確に判断することが必要不可欠であり、そのための情報が必要となる。そこで本研究は、医療行為を平時から記録することで、事故が起こった際に事実を把握するためのデータとして活用することを目的とするものである。具体的な方法としては、個々の医療従事者の行動に着目し、その包括的な把握を試みるのであるが、なかでも特に音声データを加えることで、より包括的かつ効果的な把握を目指した。ただし、航空機であれば、コックピットという閉鎖空間での音声を記録することで、万が一の場合に何が起こったのかを後から検証することが可能であるが、医療現場は手術室、ICU、救命救急センターなど広い空間での事故が多く、単一のボイスレコーダーでの記録では事故を正確に再現することが困難である場合が殆どである。そこで本研究では、医療従事者各人が具体的な臨床現場において、携帯性に優れたボイスレコーダーを保持し、音声データを記録する環境を構築し、具体的な状況下における音声データの取得を試みることとした。また取得データの容量が大規模なものとなることから、データの同期等に関する方法論に関しても合わせて検討を行った。本年度は、具体的な手術現場を想定したシミュレーション状況下におけるデータ把握のための環境構築を試みた。音声取得のための環境構築を行うに際して、既存の機器を用いての状況把握およびそのデータ品質に関して生じた課題に対して検討を行い、シミュレーション状況下における音声データ取得のための環境設定を試みたが、現存の機器(ボイスレコーダー)、およびソフトウェアを用いての検証の実行は可能であるが、音声データの品質に関して、想定していたものと異なる状況が生じ、こうした音声品質で検討可能な、シミュレーション状況とそれに基づく環境設定が必要となった。こうしたシミュレーション状況およびそれに基づく環境設定に関して、最適なものを把握するために、想定以上の時間を要し、環境設定を実施可能な段階にするために時間を要してしまったため。シミュレーション状況下における音声データ取得のための最適な環境設定を行い、これらに基づいて、具体的な臨床行為が行われている状況下における、医療従事者らの音声データの取得を試みる。環境設定に関しては、複数の段階における作業が発生するため、実施と検証を行う作業を研究組織において再度検討を行い、具体的な作業内容と役割分担の再検討を行う。それらを踏まえ、音声データの取得を実施し、分析用の音声データの構築を行うこととする。加えて分析に関しては、いわゆるシミュレーション環境下であることを加味して、分析手法の検討を早急に行い、分析のためのプロトコルを作成し、これらに基づいて分析を実施し、その成果の取りまとめを行うこととする。ただし、航空機であれば、コクピットという閉鎖空間での音声を記録することで、万が一の場合に何が起こったのかを後から検証することが可能であるが、医療現場は手術室、ICU、救命救急センターなど広い空間での事故が多く、単一のボイスレコーダーでの記録では事故を正確に再現することが困難である場合が殆どである。そこで本研究では、医療従事者各人が携帯性に優れたボイスレコーダーを保持し、音声データを記録する。データの容量は大規模なものとなるが、事故の際に聴取することで、何がどうして起こったのかを検討する。また医療事故は複数の医療従事者が関与している場合が多いため、各人のボイスレコーダーを同期させて検証する事が必要となるが、そのための方法論の検討と機器の検証を行うこととした。また本年度においては、大規模なデータ取得を前提として、考案した手法が妥当であるかどうかに関して検討を行ったのであるが、具体的には、手術現場を想定したシミュレーション状況下におけるデータの把握を試みた。医療従事者らの行動データの把握に際して、既存の機器を用いての状況の把握およびそのデータの品質に関して、当初の想定とは異なる状況が生じた。たとえば、音声データに関しては、現存の機器(ボイスレコーダー)、およびソフトウェアを用いて、本研究が実現可能であるかという前提にたって、本研究を遂行する予定であったが、音声データの品質に関しては、既存の機器においては、想定していた状況とは異なる再現結果となり、抜本的に機器関係の検討を行う必要が生じた。そのため、準備状況に遅れが生じ、計画の再検討が生じたため。

医療事故の再発予防のためには、原因を正確に判断することが必要不可欠であり、そのための情報が必要となる。そこで本研究は、医療行為を平時から記録することで、事故が起こった際に事実を把握するためのデータとして活用することを目的とするものである。具体的な方法としては、個々の医療従事者の行動に着目し、その包括的な把握を試みるのであるが、なかでも特に音声データを加えることで、より包括的かつ効果的な把握を目指した。ただし、航空機であれば、コックピットという閉鎖空間での音声を記録することで、万が一の場合に何が起こったのかを後から検証することが可能であるが、医療現場は手術室、ICU、救命救急センターなど広い空間での事故が多く、単一のボイスレコーダーでの記録では事故を正確に再現することが困難である場合が殆どである。そこで本研究では、医療従事者各人が具体的な臨床現場において、携帯性に優れたボイスレコーダーを保持し、音声データを記録する環境を構築し、具体的な状況下における音声データの取得を試みることとした。また取得データの容量が大規模なものとなることから、データの同期等に関する方法論に関しても合わせて検討を行った。本年度は、具体的な手術現場を想定したシミュレーション状況下におけるデータ把握のための環境構築を試みた。音声取得のための環境構築を行うに際して、既存の機器を用いての状況把握およびそのデータ品質に関して生じた課題に対して検討を行い、シミュレーション状況下における音声データ取得のための環境設定を試みたが、現存の機器(ボイスレコーダー)、およびソフトウェアを用いての検証の実行は可能であるが、音声データの品質に関して、想定していたものと異なる状況が生じ、こうした音声品質で検討可能な、シミュレーション状況とそれに基づく環境設定が必要となった。こうしたシミュレーション状況およびそれに基づく環境設定に関して、最適なものを把握するために、想定以上の時間を要し、環境設定を実施可能な段階にするために時間を要してしまったため。本研究における当該年度の検討において、行動データおよび音声データの取得およびそれによる状況再現に関しては、予定していた機器などではかなり限界があることが明らかとなり、研究の方向性を検討し直す必要が生じている。また予算の制約上からも、こうした課題に対して全て対応を行うことは難しい状況でもある。そこで、研究の焦点を、可能な限り音声データの取得とそれによる状況の再構築に注力する方向性で今後の研究の推進方策に関して検討をおこなった。具体的な方向性としては、実際の医療現場で音声データのアーカイブを試みる。まずは手術室を対象とし、一つの手術で患者入室から退出まで関わる医療従事者が各々ボイスレコーダーを装着し、音声を記録する。これらに関して、関連する記録データを抽出して同期を行い、状況の再現を試みることとする。シミュレーション状況下における音声データ取得のための最適な環境設定を行い、これらに基づいて、具体的な臨床行為が行われている状況下における、医療従事者らの音声データの取得を試みる。
シングルサイト有機金属錯体を含有する結晶性メソ多孔体の創製とその高選択的触媒作用

CVD法や配位子交換法を用いることで、フェニレン部位をシリカメソ細孔骨格内に含有するHMM. phや、金属クラスターと有機リンカーからなるMOFの骨格内に各種有機金属錯体を構築できた。また、同様の手法で、カーボンナノチューブにも有機金属錯体を固定化できた。このように調製した不均一系触媒上で、アルケンのエポキシ化反応や末端アルキンのヒドロシリル化反応が進行することがわかった。フェニレン(ph)部位をシリカメソ細孔骨格内に含有するHMM-phをM(CO)_6錯体[M=Cr, Mo, W]でCVD処理すると、C_6H_6M(CO)_3錯体に特有なIRピーク(1980, 1950-1800cm^-1)が観測され、ph部位とM(CO)_6錯体の反応を通して結晶性メソ細孔骨格内にphM(CO)_3錯体を含有する新規なHMM(HMM-phM(CO)_3)が創製できることを見いだした。これらHMM-phM(CO)_3の触媒活性について検討した結果、HMM-phM(CO)_3は、フェニルアセチレンや塩化ベンジルの重合反応、炭化水素の部分水素化反応、オレフィンの光メタセシス反応、2-chloro-2-methylbutaneの脱ハロゲン化水素反応に触媒活性を示すことが明らかとなった。UV-visおよびFT-IR測定の結果、HMM-phM(CO)_3上でのフェニルアセチレンの重合は、中心金属上での2+2環化付加による1adder型ポリマーの形成と、その後の開環反応を経由して進行することを明らかにした。HMM-phMo(CO)_3はHMM-phCr(CO)_3に比べて本反応に高い触媒活性を示した。中心金属とアレーン配位子の結合の強さはMo<<Crであることから、phMo(CO)_3上では、重合反応の開始ステップであるMo-ph間の配位結合の部分的解離と、その後のMoへのフェニルアセチレンの配位が起こり易く、反応活性がHMM-phCr(CO)_3に比較して高くなることが示唆された。さらに、HMM-phCr(CO)_3はシクロヘプタトリエンの部分水素化反応に触媒活性を有し、反応生成物としてほぼ100%の選択性でシクロヘプタジエンを与える高選択的な不均一系触媒として作用することを見いだした。金属クラスターと有機リンカーからなるMOF(Metal Qrganic Frameworks)の有機リンカー部のフェニレン基とM(CO)_6錯体[M=Cr,Mo,W]をCVD処理により反応させるとことで、MOF骨格内にphM(CO)_3錯体を構築できた。このようにphM(CO)_3錯体を骨格内に構築したMOFを不均一系触媒として用いると、2-chloro-2-methylbutaneの脱ハロゲン化水素反応やアルケンのエポキシ化反応が進行した。さらに、有機リンカー部のフェニレン基にアミノ基やハロゲン基などの各種官能基を導入すると触媒活性が変化し、特に、有機リンカー分子に電子供与性の高い官能基を修飾することで、触媒活性が向上することがわかった。また、分子径の大きい有機リンカー分子を用いて構築したZr-MOFでは細孔径が大きくなり、触媒活性が向上することを見出した。さらに、触媒の再利用性について検討した結果、シクロオクテンのエポキシ化反応では固定化した触媒が溶液中に溶出せず、触媒のくり返し利用が可能であることが示唆された。また、骨格中にフェニレン部位を有するメソポーラスシリカ(HMM-ph)のフェニレン部位とルテニウム錯体[(CH_3CN)_3Ru^+Cp]PF_6^-との間で配位子交換反応を行うことで、骨格中にルテニウム錯体(Ru^+Cp)を含有した無機有機ハイブリッドメソ多孔性材料(HMM-phRu^+CpPF_6^-)が調製できた。また、同様の配位子交換反応を用いると、カーボンナノチューブ(CNTs)上にもルテニウム錯体(Ru^+Cp)を固定化できた(CNTsRu^+CpPF_6^-)。これらルテニウム固定化触媒を高温での固-気相反応系に適用し末端アルキンのヒドロシリル化反応を試みたところ、Markovnikov付加体であるα-ビニルシランが高選択的に得られることを見いだした。
針葉樹の炭素固定量予測モデルの精緻化に向けた光呼吸代謝の解明

地球環境の変化が森林の炭素固定量に与える影響は、生化学的な数理モデル(ファーカーモデル)で予測される。このモデルは被子植物の光合成経路をもとに作られ、経路を構成する代謝反応の中でも光呼吸代謝が重要である。光呼吸はCO2固定酵素であるルビスコが酸素と反応することで開始され、代謝過程でCO2を発生するためである。これまでの申請者の研究により、裸子植物である針葉樹は被子植物とは異なる光呼吸代謝をもつことがわかってきた。そこで、本研究は針葉樹の光呼吸の詳細な仕組みを解明し、炭素固定量の予測精度の向上に貢献する。
ヒトの加齢に伴う免疫能の変化をモデルにした老化の発現機序の解析と自己免疫との関連

免疫系は著しい加齢変化を受ける。さらに最近では、老化の自己免疫説も提唱されており、免疫の加齢変化は老化の機序の研究に優れたモデルである。実際ヒトの老化に伴う免疫機能の特徴は、自己免疫疾患に類似したパタンを示す。黄色ブドウ球菌Cowan I株(SAC)は静止期B細胞に作用して、その活性化と増殖を誘導する。老人B細胞にSAC刺激を行うと著しい反応低下が認められた。生体内で十分に活性化されたB細胞は、自発的に免疫グロブリン(Ig)を産生する。老人ではこの自発的なIg産生細胞が有意に増加していた。さらに老人B細胞をパ-コ-ルで細分画すると活性化B細胞が分布する低比重分画B細胞が増加し、静止期B細胞が分布する高比重B細胞が減少していた。このように老人B細胞はポリクロ-ナルな活性化パタンを示した。次にTリンパ球機能を評価する目的で、老人T細胞を単球存在下でマウスIgG_<2a>CD3抗体で刺激し、その増殖反応を調べた。老人ではこの反応が有意に低下していたが、この反応はインタ-ロイキンスを外来性に加えたり、CD3抗体をプレ-トに固相化することで恢復し、T細胞活性化の初期事象に異常のあることが推察された。このことは、老人のT細胞異常の若返りは、適当な刺激伝達シグナルの付加が可能であることを示唆している。老化に伴う生体防御機構の変化は好中球、NK細胞についてもあてはまる。すなわち好中球機能に関しては、活性酸素産生能は正常であったが、第一の防衛線の中でも最も基本的な侵入異物への走化性の機能が老人全般で低下を示し、加齢による易感染性に関連することが示唆された。NK活性については、老人ではむしろ有意の増強を示し、特に7680歳でNK活性はピ-クを示した。加齢に伴って免疫機能が低下することが多い中でNK活性はむしろ増強し、他の免疫能の低下をNK活性がカバ-して生体防御機構の恒常性に一定の役割を果たしていることが示唆された。老化の機序についてはいくつかの作業仮説が提唱されている。そのひとつに老化に自己免疫過程が関与するという老化の自己免疫説がある。本研究ではT,Bリンパ球の活性化機序の加齢変化を検討した。黄色ブドウ球菌CowanI株(SAC)は静止期B細胞に作用して、その活性化と増殖を誘導する。老人B細胞にSAC刺激を行うと若年者群に比べて著しい反応低下が認められた。pokeweed mitogen(PWM)は部分的に活性化されたB細胞に働いて、T細胞の補助の下で免疫グロブリン(Ig)を産生する。老人B細胞によるPWMに対する反応は若年者と同等の反応を示した。一方、in vivoの段階で十分に活性化されたB細胞は、in vitroの刺激なしに自発的にIgを産生する。さらに老人B細胞にパーコール不連続比重遠心法を行うと活性化B細胞が分布する低比重分画B細胞が増加し、静止期B細胞が分布する高比重B細胞が減少していた。このB細胞全体が活性化の方向に移動している活性化パタンは典型的な自己免疫病である全身性エリテマトーデス(SLE)のそれに極めて類似している。しかしSLEB細胞とちがって老人ではB細胞自体に本質的な異常はなかった。すなわち、高比重分画静止期B細胞のSAC反応性はSLE患者では高反応を示したが、老人では正常反応を示した。次にTリンパ球機能を評価する目的で、老人のT細胞を単球存在下でマウスIgG_<2a>CD3抗体で刺激し、その増殖を調べた。老人でこの反応が有意に低下していたが、この反応はインターロイキン2を外来性に加えたり、CD3抗体をプレートに固相化することで恢復し、T細胞活性化の初期事象に異常のあることが推察された。すなわち、老人のT細胞異常の若放りは、適当なシグナルの付加で可能であることが示唆された。

このことは、老人のT細胞異常の若返りは、適当な刺激伝達シグナルの付加が可能であることを示唆している。老化に伴う生体防御機構の変化は好中球、NK細胞についてもあてはまる。すなわち好中球機能に関しては、活性酸素産生能は正常であったが、第一の防衛線の中でも最も基本的な侵入異物への走化性の機能が老人全般で低下を示し、加齢による易感染性に関連することが示唆された。NK活性については、老人ではむしろ有意の増強を示し、特に7680歳でNK活性はピ-クを示した。加齢に伴って免疫機能が低下することが多い中でNK活性はむしろ増強し、他の免疫能の低下をNK活性がカバ-して生体防御機構の恒常性に一定の役割を果たしていることが示唆された。免疫の加齢変化は老化の機序の研究に優れたモデルであるとされている。とりわけ自己免疫疾患は、全身性エリテマト-デス(SLE)のモデル動物であるMRL/nマウスのSLE発症は免疫系を含めた成熟過剰の結果として捉えられており、老化のよいモデルと考えられている。研究代表者は昨年度の研究実績報告書でヒトの老化に伴うリンパ球機能の特徴がヒトSLEに類似したパタンを示すことを明らかにした。SLEに関する新しい知見としては、ヒトではCD5^+B細胞もCD5^-B細胞も容易に活性化され易い状態にあって、同等に抗DNA抗体を産生すること、正常者末梢血中には殆んど存在しないCD3^+TCRαβ^+CD4^-CD8^-細胞がSLE患者では増加していて、これが抗DNA抗体産生にヘルパ-T細胞として作用すること、T細胞の異常が一次的で、B細胞の異常はT細胞異常に引き続いて出現することを突きとめた。このようなヒトSLEの異常と類似の異常が老人にも認められるかどうか今後さらに検索する予定である。老化に伴う生体防御機構の変化はリンパ球レベルだけでなく、第一の防衛線を構成する好中球、NK細胞についてもあてはまる。すなわち好中球機能に関しては、第一の防衛線の中でも最も基本的な侵入異物への走化性という機能が老人全般で低下を示し、加齢による易感染性に関連することが示唆された。さらに1/51/4の老人に貪食、活性酸素産生能に低下を認めたが、検査後1年以内に死亡した老人に限ると、この貪食、活性酸素産生能の低下を示す老人の比率は50%を超えた。したがって好中球の諸機能も生体防御に不可欠で、老人の長寿に密接な関係があると考える。加齢に伴って免疫機能が低下することが多い中でNK活性はむしろ増強し、他の免疫能の低下をNK活性でカバ-して生体防御機構の恒常性に一定の役割を果たしているのかもしれない。
オオバナノエンレイソウにおける繁殖様式の進化に関する研究

「オオバナノエンレイソウにおける自家不和合性遺伝子の探索」オオバナノエンレイソウには自家和合性(SC)と自家不和合性(SI)の集団が存在し、繁殖様式が種内で分化している。これまで展開してきた一連の研究から、(1)本種におけるSI反応は他の植物群同様、柱頭-花粉間での自他認識機構によって制御され、(2)SI集団はSC集団から進化したことが示唆されている。しかしながら、どのようにしてSCがSIに変化するのか、その遺伝的メカニズムに関しては明らかになっていない。他の分類群で報告されている自家不和合性遺伝子を参考に、相同な遺伝子を探索したところ、一致するものは得られなかった。しかしながら、本種における実験手法を確立すると同時に、柱頭・葯で特異的に転写される機能未知遺伝子を複数単離することができた。今後はDifferential Displayや2次元電気泳動をはじめとする網羅的比較解析方法を試すことで、オオバナノエンレイソウにおける自家不和合性の遺伝的メカニズムに関する新たな知見が期待される。「オオバナノエンレイソウにおける雄性不稔個体の出現頻度とその決定要因」オオバナノエンレイソウには雌性両全性異株集団が存在し、雄性不稔個体の出現頻度は集団間で大きく異なる。しかしながら、これら出現頻度は花粉制限などの適応的要因では説明できない。一方、出現頻度が高い集団は、過去の気候変動・地形変動に伴う浸透性交雑が指摘されている地域に集中していることが野外調査から明らかになった。cpDNAハプロタイプ、核遺伝子上のマイクロサテライト多型に基づき集団間の遺伝的関係性を調べたところ、出現頻度が高い集団が分布する地域は過去に浸透性交雑の現場となっていた可能性が示された。これらの結果から、オオバナノエンレイソウにおける雄性不稔化現象は多くの植物群で報告される交雑不親和性との関連が疑われる。「オオバナノエンレイソウにおける生理的繁殖様式の二型と系統関係の比較」被子植物では他殖性から自殖性への進化の例が数多く報告されている。また、他殖のみ可能な自家不和合性植物と自殖が可能な自家和合性植物の系統関係を調べると、多くの場合自家不和合性から自家和合性が派生することから、一般的にこの進化は一方向性(他殖から自殖)であると考えられている。オオバナノエンレイソウは種内に自家和合性と自家不和合性の集団が存在し、自家不和合性集団から自家和合性が進化したと考えられてきた。しかしながら、過去に行われた交配実験と遺伝分析の結果、自家和合性集団では自殖に比べ他殖のほうが有利になる選択圧が存在していたため、繁殖様式の進化の方向性について正確な調査が必要とされていた。本研究は多数の自家和合性・不和合性集団を対象に分子系統解析を行うことで、オオバナノエンレイソウにおける繁殖様式の進化の方向性を決定することを目的とした。39集団(自家和合性:29、自家不和合性:10)の葉緑体DNA変異を解析し、系統樹を作成したところ、オオバナノエンレイソウでは自家不和合性集団は単系統であり、自家和合性集団から派生していることが明らかになった。また、自家和合性集団は北海道から東北地方にかけ、広い範囲に分布しているのに対し、自家不和合性集団は分布域の端である北海道の日高・十勝地方にしか存在しない。一般的に分布域の端に存在する集団は、遺伝的交流からの隔離・遺伝的浮動・自然選択などによって分化が生じ易いことから、地理的分布からも自家不和合性集団が派生的であることが支持されている。自家和合性から自家不和合性への進化はいくつかの系統学的研究でも指摘されているが、生態的・地理的・系統的側面から綿密に調査した研究はこれまで存在せず、本研究は植物の繁殖様式の進化を考察する上で非常に有意義であると考えられる。1オオバナノエンレイソウにおける自家不和合性の生理的機構系統学的研究によるとオオバナノエンレイソウにおける自家不和合性は他の植物群とは異なる進化的背景を持つと考えられるが、その生理的・遺伝的機構に関しは不明な点が多い。交配実験と組織学的観察から、自家不和合性反応は柱頭上で生じ、自家花粉の花粉管伸長が停止することで完了することが明らかになった。2オオバナノエンレイソウにおける雄蕊矮小化現象とその適応的意義オオバナノエンレイソウは雌雄同株植物として認識されてきたが、これまで複数の集団で雄蕊が矮小化している個体が確認されている。調査の結果、これらの個体は雄性不稔であり、自家和合性集団において他殖に特化することにより繁殖成功を高めているこが示された。故に、オオバナノエンレイソウは画一的な雌雄同株ではなく、条件的な雌性両全性株異株であることが明らかになった。3オオバナノエンレイソウにおける雄性不稔個体が集団の繁殖様式に与える影響上記の研究から、オオバナノエンレイソウの自家和合性集団には雄性不稔個体が存在することが示されたが、その出現頻度は集団間で大きく変動した。調査の結果、出現頻度の低い集団では両性個体による自殖だけで集団が更新されている一方、出現頻度が高い集団では両性個体は雄として機能し、雄性不稔個体による他殖だけで集団が更新されていることが示唆された。

したがって、自家和合性集団における雄性不稔個体の出現頻度は、両性個体の性的な役割だけでなく、集団の繁殖様式にも多大な影響を与えるため、この種における新たな繁殖様式の存在が明らかになった。「オオバナノエンレイソウにおける自家不和合性遺伝子の探索」オオバナノエンレイソウには自家和合性(SC)と自家不和合性(SI)の集団が存在し、繁殖様式が種内で分化している。これまで展開してきた一連の研究から、(1)本種におけるSI反応は他の植物群同様、柱頭-花粉間での自他認識機構によって制御され、(2)SI集団はSC集団から進化したことが示唆されている。しかしながら、どのようにしてSCがSIに変化するのか、その遺伝的メカニズムに関しては明らかになっていない。他の分類群で報告されている自家不和合性遺伝子を参考に、相同な遺伝子を探索したところ、一致するものは得られなかった。しかしながら、本種における実験手法を確立すると同時に、柱頭・葯で特異的に転写される機能未知遺伝子を複数単離することができた。今後はDifferential Displayや2次元電気泳動をはじめとする網羅的比較解析方法を試すことで、オオバナノエンレイソウにおける自家不和合性の遺伝的メカニズムに関する新たな知見が期待される。「オオバナノエンレイソウにおける雄性不稔個体の出現頻度とその決定要因」オオバナノエンレイソウには雌性両全性異株集団が存在し、雄性不稔個体の出現頻度は集団間で大きく異なる。しかしながら、これら出現頻度は花粉制限などの適応的要因では説明できない。一方、出現頻度が高い集団は、過去の気候変動・地形変動に伴う浸透性交雑が指摘されている地域に集中していることが野外調査から明らかになった。cpDNAハプロタイプ、核遺伝子上のマイクロサテライト多型に基づき集団間の遺伝的関係性を調べたところ、出現頻度が高い集団が分布する地域は過去に浸透性交雑の現場となっていた可能性が示された。これらの結果から、オオバナノエンレイソウにおける雄性不稔化現象は多くの植物群で報告される交雑不親和性との関連が疑われる。
造血系幹細胞の骨分化能の検討と再生医療への応用

骨髄に存在する造血幹細胞を磁気細胞分離システムを利用しsca-1陽性,c-kit陽性,lineage抗原陰性のいわゆるスタンダードな造血系幹細胞を純化したうえで、それらの細胞群のin vitroでの骨芽細胞への分化能を検証したところ、MC3T3やLM8などの骨芽細胞株の培養上清で培養を継続するとそれまで浮遊していた細胞が接着系の細胞に変化しアルカリフォスファターゼ陽性の性質を有することまで明らかとなった。しかしそれらの細胞は、増殖能に乏しいことから、長期間の培養が困難であることが判明した。一方でin vivoではマウスを用いた異所性骨化モデル(rhBMP-2<recombinant human bone morphogenetic protein-2,骨形成因子>を含浸させたコラーゲンペレットをマウス背部広背筋筋膜下に移植し異所性に骨形成を観察できるマウスモデル)に対して末梢血に造血幹細胞を放出する作用をもつコンパウンドであるAMD3100を投与したところ、異所性の骨形成の低下、骨髄の低形成および大腿骨の骨密度の低下という仮説とは逆の現象が観察された。FACS解析を行うとPDGFR陽性の間葉系幹細胞(MSC)とVEGFR陽性の血管内皮前駆細胞(EPC)の誘導が顕著に阻害されることにより骨形成が大幅に低下したものと考えている。今後はGFPマウスを用いた骨髄移植モデルで骨髄と異所性骨形成との関連を調べてゆき、これらの現象を骨形成、骨再生に利用する実験系を確立中である。骨髄に存在する造血幹細胞を磁気細胞分離システムを利用しsca-1陽性, c-kit陽性, lineage抗原陰性のいわゆるスタンダードな造血系幹細胞を純化したうえで、それらの細胞群のin vitroでの骨芽細胞への分化能を検証したところ、MC3T3やLM8などの骨芽細胞株の培養上清で培養を継続するとそれまで浮遊していた細胞が接着系の細胞に変化しアルカリフォスファターゼ陽性の性質を有することまで明らかとなった。しかしそれらの細胞は、増殖能に乏しいことから、長期間の培養が現時点では困難であるため適切な培養条件を模索中である。一方でin vivoではマウスを用いた異所性骨化モデル(rhBMP-2<recombinant human bone morphogenetic protein-2,骨形成因子>を含浸させたコラーゲンペレットをマウス背部広背筋筋膜下に移植し異所性に骨形成を観察できるマウスモデル)に対して連日G-CSF投与したところ、異所性の骨形成の低下および大腿骨の骨密度の低下という仮説とは逆の現象が観察された。これらは、骨髄中の前駆細胞から好中球への分化・増殖を促進する生理活性物質であるG-CSFと骨形成の密接な結び付きを示唆する所見と考えられ、現在原因解明中である。さらにG-CSF同様、末梢血に造血幹細胞を放出する作用をもつコンパウンドであるAMD3100においても同様の現象が観察されることがわかり、それらについても作用機序を模索中である。近年AMD3100とVEGF(血管内皮増殖因子)を巧みに作用させることにより、末梢血中に効率よく造血幹細胞や間葉系幹細胞をリクルートできる事が報告されており、これらの現象を骨形成、骨再生に利用する実験系を確立中である。
THz光を光源にした超臨界水の遠赤外吸収スペクトルの研究

はじめに,超臨界流体のTHz吸収スペクトル測定専用の高圧セルの設計製作を行った。このセルは以下3つの特徴がある。1)200気圧の高圧下で光路長30μm-20mmまで可変である。その結果,幅広い密度領域での吸収スペクトルの測定が可能となった。2)窓材は大口径CVDダイヤモンドである。その結果,透過率および耐圧性が高く,波数5-80cm^<-1>の領域において精度の高いスペクトルの測定が可能になった。3)窓をTHz電磁波に対してブリュースター角に取り付けた。その結果,窓からの反射光を抑制し,またスペクトル上にのっていた干渉パターンを取り除くことができた。上記セルを用いて,超臨界流体の遠赤外吸収スペクトルを測定した。その結果,気液曲線の延長線を境に,分子の回転運動は気体的自由回転から液体的束縛回転への遷移することが示された。またスペクトルから回転速度の時間相関関数をえて,超臨界流体の高密度領域においてlibrationが起因となる周期400fsのOscillationが観測された。超臨界流体をTHz電磁波を用いて観測したのは本研究が最初であり,またOscillationの観測という副産物もついてきた。これらの結果は複数の論文にまとまり,またその他にも投稿予定の論文がいくつかある。テラヘルツ(THz)領域とは周波数1THz,波長300mm,エネルギー4.1meV=33cm^<-1>付近に相当する。この周波数帯域は分子の回転領域と対応しており、THz光を光源にすると純回転スペクトルの測定が可能となる。本研究では、THz光を光源とし、超臨界水の遠赤外吸収スペクトルの測定を行うことを目指している。臨界定数の高い超臨界水(臨界温度647.3K、臨界圧力22.12MPa)の準備段階とし、臨界温度が低くかつ強い吸収を与える超臨界CHF_3を最初の試料とした。このための試料セルを設計・製作し、CHF_3の密度200倍の変化にわたる熱力学状態で測定を行った。光源には、高磁場中においた半導体InAsにフェムト秒Ti:Sapphireレーザーを照射して発生した高強度なコヒーレントTHz光、検出器に液体ヘリウム冷却のSiボロメーター、分光器にフーリエ変換型干渉分光器を用いて、遠赤外吸収スペクトルを高精度で測定した。その結果、1)密度増加に伴いCHF_3分子が純回転から束縛回転へ遷移し、この遷移が最も顕著に変化するのが相図上の気液曲線の延長線近傍、2)流体の局所密度がその線近傍において約30%程度増加、3)局所密度増加は小角X線散乱測定から得られている密度ゆらぎの極大と一致、4)超臨界流体の局所構造が、その線近傍において気体的-液体的領域に2分される、などが明らかになり4つの国際会議での発表および学術論文3つという成果が得られた。現段階で、THz電磁波を用いて超臨界流体の分光測定を行っている研究者は、世界的にみても申請者らのグループだけである。本年度の経験と成果を基に、来年度はさらに過酷な測定条件となる超臨界水の測定を行い、複雑な超臨界水の構造を明らかにする予定である。