hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ相分離強誘電体薄膜のナノ界面応力と分極自由回転現象の起源

Bi層状ペロブスカイト強誘電体とスピネルフェライトナノ相分離薄膜における強誘電体相の成長温度に依存した超格子構造を明らかにするとともに、界面での応力効果を計算により見積もった。また、分極軸成分が面直方向となる配向の異なるナノ相分離膜を作製し、その分極反転特性を調査した。高効率な多元成分薄膜のPLD合成に、ガルバノ走査型PLD装置を新たに開発し、組成が膜成長方向にナノレベルで傾斜したBaTiO3-Ba0.7Sr0.3TiO3傾斜組成膜を作製し、PFMにより、分極反転に必要な電界強度を測定した結果、理論的に予測されているような薄膜中に内部電界が発生していることが示唆された。平成27年度の成果は以下のとおりである。計画1:同時蒸着が可能なVAN薄膜の作製に特化したPLD装置の開発と薄膜作製既存のPLD装置に、ガルバノミラーシステムを導入した。これにより、ターゲットを交換せず、レーザーの光路をミリ秒単位で切り替えることで、打ち分けでありながら2つのターゲットの成分をほぼ同時に堆積し、組成を制御できるようになった。また、従来の打ち分けによるPLD法により、スピネルCoFe2O4(CFO)の代わりに、同型NiFe2O4(NFO)と強誘電体相であるビスマス層状ペロブスカイトBTFO15とのナノコンポジット膜を作製したところ、同様に相分離することがわかった。また、CFOとのナノ相分離膜では、製膜温度が高温でBTFO15が生成するのに対し、NFOとの相分離膜では、低温でBTFO15が安定化され、ナノレベルで共存するスピネル相の化学種の違いにより、BTFO15相の生成しやすい製膜温度が異なることが明らかとなった。計画3:VAN薄膜の構造・応力の精密解析については、当初のGPA解析に代わり、TEM像のFFT解析による応力解析を試み、その有効性を検討した。計画4:既存のAFM装置に、PFMやMFM、ピコ電流測定が可能はオプションを導入し、ナノ相分離膜の物性評価に着手した。計画1、4については、当初の計画を達成するとともに、特に計画1では、ナノレベルで共存するスピネル相の化学種の違いにより、BTFO15相の生成しやすい製膜温度が異なる想定外の結果を得ることができた。また、計画3では、当初のGPA解析に代わり、TEM像のFFT解析による応力解析を新たに検討し、まずまずの成果が得られ始めている。一方、計画2の3D応力分布と強誘電体に及ぼす応力効果の理論解析はあまり進展がなかった。以上から総じて、概ね順調に進展している、と判断した。(計画1)前年度に開発した同時蒸着PLD装置において、使用中にガルバノミラーを制御するインターフェイスボードが破損し、制御できなくなるトラブルが相次いだ。そのため,ミラー制御の方式を全面的に変更し、新たにインターフェイスボードを購入し、そのための制御プログラムを別に開発する計画変更を行なった。その間,従来の打ち分けによるPLD法を用いて,スピネルCoFe2O4(CFO),および同型のNiFe2O4(NFO)とビスマス層状ペロブスカイト(BTFO)とのナノ相分離コンポジット薄膜を作製し,製膜温度に依存したBTFOの超周期構造をXRD,およびTEM観察により系統的に明らかにした。また、面直方向に分極軸成分を有するBTFO膜を作製するため、基板の配向面を(001)から(110)に変えてCFOとBTFOを共蒸着したところ、同様にナノ相分離膜が得られ、その面長方向の分極反転特性をPFMで評価した。その結果、CFOとBTFOの相分離界面がリーク電流パスとなることが電流応答AFM測定より明らかになり、CFO組成が増大するについて分極反転に必要な電圧が増大することが分かった。(計画2)VAN薄膜の構造・応力の精密解析については,BTFOマトリックス中のCFOピラー密度を変化させて,CFOからの応力分布を計算した。その結果,実験系のピラー密度では,ピラー間のBTFOは,双方からの応力の影響を受け,ほぼBTFOマトリックス全体が応力効果により,新規強誘電相を示すことが確認され,PFM実験で,BTFOマトリックス全体でc分極ドメインが観察されたことと矛盾しない結果が得られた。(計画4)物性評価で用いるPFM装置の立ち上げでは,新たに専用のAFM(島津製)を導入し,他のAFM測定実験と作業を分けることで,PFM測定の作業環境を充実させた。前年度に開発した同時蒸着PLD装置において、使用中にガルバノミラーを制御するインターフェイスボードが破損し、制御できなくなるトラブルが相次いだ。そのため,ミラー制御の方式を全面的に変更し、新たにインターフェイスボードを購入し、そのための制御プログラムを別に開発する計画変更を行なったため。(計画1)BTFO-NFO系で,当研究室独自のフラックスエピタキシー法により,BiOxの過剰環境下で,ナノコンポジット構造におけるBTFO相の超周期構造の温度依存性を抑制し,かつNFOピラーサイズをこれまでのサイズの数十倍以上にすることができた。また,この結果より,BiOxがスピネルフェライトのフラックスエピタキシーに有効なフラックスであることが示唆され,実際にサファイアc面にBiOxフラックスによりNFO単膜の作製を試みた結果,著しい結晶ドメインの成長が確認された。一方,前年度の同時蒸着PLDの装置トラブルの改善以降,強誘電体薄膜の傾斜組成膜の作製に着手した。

Srを置換したBaTiO3((BaSr)TiO3)のSr濃度を薄膜成長中にナノレベルで変化させることで,新規強誘電性物性の発現を狙った。Sr濃度が徐々に増大,あるいは減少する"up-graded"と"down-graded"膜との間で,PFMにより分極反転に必要な電界に系統的な違いが確認され,従来から傾斜組成強誘電体薄膜で指摘されている内部電界の効果であるものと推測された。さらに,Sr添加NaTaO3の傾斜組成膜の作製では,Sr添加NaTaO3の単組成膜では,SrがAサイトのみ置換しているが,傾斜組成膜としてSrを添加すると,SrがBサイトにも置換されることが示唆された。この材料は,光触媒材料としても知られ,強誘電体評価と併せて,今後は光電気化学特性評価も試みる予定である。Bi層状ペロブスカイト強誘電体とスピネルフェライトナノ相分離薄膜における強誘電体相の成長温度に依存した超格子構造を明らかにするとともに、界面での応力効果を計算により見積もった。また、分極軸成分が面直方向となる配向の異なるナノ相分離膜を作製し、その分極反転特性を調査した。高効率な多元成分薄膜のPLD合成に、ガルバノ走査型PLD装置を新たに開発し、組成が膜成長方向にナノレベルで傾斜したBaTiO3-Ba0.7Sr0.3TiO3傾斜組成膜を作製し、PFMにより、分極反転に必要な電界強度を測定した結果、理論的に予測されているような薄膜中に内部電界が発生していることが示唆された。計画1:同時蒸着が可能なVAN薄膜の作製に特化したPLD装置の開発と薄膜作製では、27年度に開発した同時蒸着PLD装置を用いて、基板による配向面、CFO/BTFOの混合比、成長温度、堆積速度を系統的に変化させて、それぞれの条件で酸素分圧を最適化し、混合比や分離サイズを精密に制御した薄膜を作製する。作製した薄膜の相同定、結晶性の評価には、既設のX線回折装置を用いる。条件の最適化に時間を要する場合は、コンビナトリアル薄膜技術を適宜活用して、高効率化を図る。同時蒸着でのコンビナトリアル合成は、スパッタ製膜で確立された自然傾斜膜法を採用する。計画3:VAN薄膜の構造・応力の精密解析では、計画1で作製したVAN薄膜の混合比や分離サイズ、応力分布の解析を継続する。計画4:強誘電性、強磁性のナノ物性評価では、27年度に、既存のAFM装置に導入したPFMやMFM、ピコ電流測定を用いてナノスケールでの強誘電特性や磁性を評価する。また、電気化学等価回路インピーダンス解析法を用いた、界面欠陥や誘電率などのマクロな物性評価法について検討する。当初,同年度11月に同時蒸着PLD装置を用いた製膜を開始する予定であったが、前倒しで9月から再開することができたので、H29年度は遅れた実験計画分を取り戻すべく、例えば、PFMについては、その他の薄膜の表面観察実験との兼ね合いから、専用のPFMシステムを立ち上げ、物性評価の効率を向上が期待出来るので、全体的に研究を加速的に推進していく予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。薄膜表面・界面29年度が最終年度であるため、記入しない。
１９世紀後半から世紀転換期の文学表象における女性労働とネットワーク形成

平成30年度は、マーガレット・ハークネスの作品に描かれる労働者の政治的意識の目覚めに着目し、労働運動を先導する立場の社会主義者の上層階級と、そうした思想の受容者としての労働者の緊張関係を検証した。ハークネスの作品では、その関係は父と子という伝統的な枠組みから提示されるが、階級を超えた女性たちの関係性が希薄であり、かつ女性労働者の声が断片的に描かれる。ハークネスも関心を寄せた女性労働組合運動の様相を調べるために、2018年9月にBritish Libraryにおいて、女性労働組合(the Women Trade Union League)の年報、女性労働組合運動の推進者によるパンフレットなどを閲読した。女性労働組合を支援する組織の長は貴族の女性、また組織委員会のメンバーは男性が多数を占めており、労働者女性たちの自発性を養うことを意識しつつも、庇護の対象としてのまなざしが根底に存在することは否めない。引き続き、組合運動における労働者女性たちの立ち位置を調査していきたい。平成30年度は国際学会にてマーガレット・ハークネスのフィクション、ノンフィクションにおける女性労働者とボディ・ポリティクスの研究成果の一部をまとめることができた。また近刊の共著においは労働者階級のエセル・カーニー・ホールズワースとエミリ・ブロンテを論じ、北部イングランドにおける階級を超えた女性作家の伝統を再検証した。ホールズワース研究は中流階級女性を主とする女性の著作研究の伝統に新たな展開をもたらすことになると思われる。また、ポスト・ヴィクトリアン小説という視点、女性参政権運動や女性の社会主義への傾倒という観点からもホールズワースは重要な作家の一人と位置づけられる。令和元年度の前半は国際学会での発表の準備を、そして年度内に現在執筆中の女性・暴動・ストライキをテーマとしたハークネスの研究論文を完成させ、投稿する予定である。まず、9月25日からニュージーランドのオタゴ大学で開催される国際学会では、“Women's Writing on Sex: Rhetoric and Gender in the Social Purity Movement"というタイトルにて、研究発表を行う。この発表だが、ミネソタ大学のアナ・クラーク教授からの誘いを受けて、19世紀後半のセクシュアリティと思想に関するパネルを行うことになった。このテーマを本研究課題の女性労働とネットワーク形成という観点から検証し、1869年以降の女性労働者のセクシュアリティをめぐる文化的表象とその葛藤を示すことを目指したい。平成28年度は、19世紀後半から世紀末までのイングランド北部工業都市の女性労働の表象を考察した。まず、5月開催の日本英文学会シンポジウム「近代イギリスのチャリティを読む」において、「ヴィクトリア朝小説におけるチャリティと労働」と題し、報告を行った。ディケンズやギャスケルの小説にみられる新救貧法批判と、W. T. M. TorrensのLancashire's Lesson (1864)における貧困対策としての公的雇用創出をめぐる政治的議論から、世紀末のハークネスの作品までをとりあげ、チャリティ、広義な教育、そして労働の様相を検証した。そのうえで、中流階級的価値観による利他主義的干渉と労働者階級の人々の意識の変容、それに付随する階級間の摩擦、さらに文学的想像力が生み出す感傷性の仕組みを読み解いた。利他主義はヴィクトリア朝の中流階級の人々にとり、個人の道徳規範のみならず、精神的成熟をも示す尺度であり、産業小説における個人的親交を通した慈善から、組織的チャリティ活動による集団の救済にいたるまで、「持てる者」による「持たざる者」への救済とその眼差しには、文化的支配と労働統制という政治性が介在することを明らかにした。次に、9月のWorking Class Movement Library (Salford, UK)での資料調査では、女性労働に関する専門雑誌The Women Workerを始めとした資料を閲覧し、北部工業都市の社会主義運動における階級を超えた女性たちの連帯の一端と、労働者階級女性の著作活動のネットワーク形成の一端を確認することができた。特に、労働者階級出身の女性作家Ethel Carnie Holdsworthを発掘できたことは、収穫であった。北部出身女性作家からの影響、女性著述の系譜の様相を具体的に検証することを今後の課題の一つとしたい。マンチェスターを中心にストライキという事象を軸に検証した結果、女性労働者の表象の変遷が明確になりつつある。ギャスケルの産業小説では、周縁化され、沈黙する女性たちだが、ハークネスのA Manchester Shirtmaker (1890)における女性工場労働者は、自ら政治的声を挙げ始める。女性がストライキの参加者となるとき、イングランド北部の抵抗の伝統が女性労働者にも継承されるが、それは時代の規範的女性像への抵抗ともなる。そこにモダンへの萌芽へとつながる要素を見出すことができる。また、労働者階級出身女性作家の発掘もできたため、中流階級女性作家のまなざしを通した労働者女性の造形との比較を行いたいと考えている。平成29年度はマーガレット・ハークネスのスラム・フィクションにおける最下層の人々の雇用問題を中心に、労働の表象を検証した。さらに労働者階級出身の作家エセル・カーニー・ホールズワースの小説の基礎的読解の他に、サルフォードのWorking Class Movement Libraryにて社会主義雑誌の『ウーマン・ワーカー誌』に寄稿したホールズワースの論説を調査した。ハークネス研究の成果としては、日本ギャスケル協会大会シンポジウム「群衆との対峙ーヴィクトリア朝の小説における都市の風景」において、「傍観者から参加者へー女性・暴動・ストライキ」と題した発表を行った。この発表では、19世紀後半の失業問題とストライキの文学表象と女性の関与の様相をギャスケルとハークネスの小説から検討した。

また、その準備としての9月の大英図書館でのリサーチでは、希少なハークネスのGoerge Eastmont (1905)を読むことができた。1889年のロンドン港湾ストライキの史実を著者がいかにフィクションのなかで個人的物語と国家の欲望を交渉させるのか、労働組合運動、中流階級の立場、宗教家の役割を中心軸に検証し、発表でもその考察の一部を披露することができた。ハークネスはインタビューを介し、女性労働の実情を雑誌媒体に発表したが、そのコミュニケーション戦略とネットワーク形成の様相は、ホールズワースのジャーナリストとしての仕事にも見出される。『ウーマン・ワーカー誌』をサルフォードの上記図書館にて閲読した結果、ホールズワースが北部女性作家の先達であるブロンテ姉妹からの影響を強く意識した論説を執筆していたことが判明した。ホールズワースのHelen of Four Gates (1917)にみられるエミリ・ブロンテの影響を検証し、論文「増幅する愛と憎しみの物語ー『嵐が丘』、『フォー・ゲイツのヘレン』、シネマ」としてまとめることができた。出版は年度末を予定している。マーガレット・ハークネスとエセル・カーニー・ホールズワースというマイナーな作家の著作をエリザベス・ギャスケルやブロンテ姉妹による正典的作品とともに検証することにより、女性作家の系譜を広く検証することにつながった。また、ハークネスの作品では周縁的な存在でありながらも、自ら政治的声を挙げる女性労働者が描かれ、さらにホールズワースの小説では、その娘の世代にあたる労働者女性が具体的な行動に移すように、時代の規範的女性像への抵抗と刷新の様相を辿ることができた。平成30年度は、マーガレット・ハークネスの作品に描かれる労働者の政治的意識の目覚めに着目し、労働運動を先導する立場の社会主義者の上層階級と、そうした思想の受容者としての労働者の緊張関係を検証した。ハークネスの作品では、その関係は父と子という伝統的な枠組みから提示されるが、階級を超えた女性たちの関係性が希薄であり、かつ女性労働者の声が断片的に描かれる。ハークネスも関心を寄せた女性労働組合運動の様相を調べるために、2018年9月にBritish Libraryにおいて、女性労働組合(the Women Trade Union League)の年報、女性労働組合運動の推進者によるパンフレットなどを閲読した。女性労働組合を支援する組織の長は貴族の女性、また組織委員会のメンバーは男性が多数を占めており、労働者女性たちの自発性を養うことを意識しつつも、庇護の対象としてのまなざしが根底に存在することは否めない。引き続き、組合運動における労働者女性たちの立ち位置を調査していきたい。平成30年度は国際学会にてマーガレット・ハークネスのフィクション、ノンフィクションにおける女性労働者とボディ・ポリティクスの研究成果の一部をまとめることができた。
歯科心身症における中枢－末梢機能連関についての集学的研究

本研究では、歯科心身症における末梢レベルの病態の再検討と中枢の機能回路との関係性、すなわち中枢-末梢機能連関(brain-mouth interaction)を明らかにし、より効果的な集学的治療に結びつけるため脳画像も含めた臨床データをもとに下記の研究を行う。1)歯科心身症の臨床症状と三叉神経の構造的関連性の検討、2)本症に特有な末梢ー中枢神経回路網の探索、3)本症の中枢-末梢機能連関に対する集学的治療の方向付け本研究では、歯科心身症における末梢レベルの病態の再検討と中枢の機能回路との関係性、すなわち中枢-末梢機能連関(brain-mouth interaction)を明らかにし、より効果的な集学的治療に結びつけるため脳画像も含めた臨床データをもとに下記の研究を行う。1)歯科心身症の臨床症状と三叉神経の構造的関連性の検討、2)本症に特有な末梢ー中枢神経回路網の探索、3)本症の中枢-末梢機能連関に対する集学的治療の方向付け
細胞性粘菌の発生における細胞間相互作用の分子機構

細胞性粘菌(Dictyostelium discoideum)は、均一の粘菌細胞が、飢餓によって予定胞子細胞と予定柄細胞の2種類の細胞に分化する。この間細胞間互作用が必要であることが明らかにされている。本研究ではこの単純な生物を用い、分化における細胞間互作用の役割を明らかにしようとした。1.予定胞子細胞への分化が起こるためには、細胞が集合体を形成する必要があるが、昨年までの研究で発生後数時間経た細胞は、それ以後単独の遊離状態にしても、conditioned medium(CM,液体振盪系で発生させた上清と)cAMPを逐次的に与えれば予定胞子への分化が進行することを見いだしている。そこでcAMPが作用する前、CMだけで細胞はいかなる変化を起こすのかを明らかにするため、cAMPの関与なしにCMによって発現が誘導される遺伝子のcDNA(DC6)を単離した。DC6は1.2Kbのサイズをもち、発生開始後数時間から発現するがCMのない場合、単離細胞では発現が起こらない。現在DC6の上流を含む遺伝子(1.6Kb)を単離し全構造を決定したが、さらにprimer extensionにより完全長のcDNAを得べく努力している。細胞から分泌される物質(CM中に含まれる)によって発現が誘導される遺伝子の解明は、細胞間相互作用を分子レベルで明らかにする糸口になると思われる。2.予定柄細胞への分化も細胞間相互作用に依存し、この過程にはcAMP以外に細胞から分泌されるDIFと呼ばれる物質が関与していることが明らかにされている。われわれは、予定柄細胞に特異的に存在する小麦胚レクチンに結合するタンパク質wst31を発見したので、このタンパク質をマ-カ-として予定柄細胞の分化過程を解析した。その結果、DIFの非存在下でも予定柄細胞が分化するという事実を見いだした。これに基づき予定柄分化のモデルを提出した。
ミュオン水素原子超微細構造エネルギー測定手法の確立

前年度末に英国ラザフォードアップルトン研究所内理研ミュオン施設PORT-4実験エリアに於いて負ミュオンビームを用いたバックグランド測定を行った結果、ミュオン静止後の崩壊電子の時間スペクトル上に予期しないバックグランドがある事が判明したため、当該年度の初めにPORT-4実験エリアでカウンター形状・読み出し方法を変えてバックグラウンドの再測定を行った。その測定により、シンチレーターを両読みかつ2層にする事でこのバックグランド事象を大幅に減らせる事が分かった。この成分が何に由来するものであるのかは引き続き調査が必要であるが、まずは実験遂行なバックグランド除去レベルを実現する事が可能であることが分かった。この測定はPORT-4実験エリアにて行ったが、本実験を遂行する予定のPORT-1実験エリアでもこのバックグランド事象を確認する必要がある。一方、ビームライン電磁石の故障の為長らく使用ができなかったPORT-1実験エリアが2017年3月から利用可能となり、ビームプロファイルモニターを用いて負ミュオンのビームプロファイル及びビーム強度を実測した。ビーム利用が一日しかできなかった為、バックグラウンド測定はできなかったが、ビームプロファイル等はガス標的に静止させるミュオン数を最適化させる為には重要な情報である為、この測定が出来ビームプロファイル及びミュオンビーム強度が確認できた事は非常に大きな進展であった。今後、静止ミュオンの詳細なモンテカルロシミュレーションを詰める事及び、製作した検出器試作機を用いてPORT-1エリアにてバックグラウンド測定を行う事で、崩壊電子検出器の最終形状を決定する事が出来ると考える。その後、実機の検出器を用いたバックグラウンド測定を経る事で、ミュオン水素原子超微細構造エネルギー測定手法確立できる考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。2015年度は水素ガス標的クライオスタットの製作を行い、第一段階としてテストガスセルを用いた冷却試験をGM冷凍機を用いて行った。PID制御を用いた温度コントローラを使用し安定して20Kでガス標的を保持する事に成功した。テストはヘリウムガスで行ったが水素ガスでも同様の結果が得られると考えている。並行して崩壊電子検出器の試作を行った。シンチレータの両端にMPPCを取り付け、読み出しにはJ-PARCミュオン施設μSR分光器で開発中のKalliopeボードを使用し読み出しを行った。これらのカウンター試作はRIKENーRALにおける超低速ミュオン源開発グループと共同で行い、2015年9月、12月とRIKENーRALポート3(超低速ミュオン用実験エリア)に於いてカウンターの動作性能の確認を行った。これらは表面正ミュオンで行ったが、崩壊負ミュオンを用いる場合その強度が低いため、正ミュオンで動作すれば、問題無く負ミュオンでも動作すると考える。2016年3月には負ミュオンを用い、試作したタングステンセルに負ミュオンを静止させた時のバックグラウンド評価を行った。この結果、予想していなかった負ミュオンに同期した長寿命バックグランドが存在する事がわかり、通常のμSR分光器で用いているような片側読み出し用検出器ではバックグラウンドが除去できない可能性があることが分かった。このバックグランド事象に関しては引き続き次年度詳細な調査を行う予定である。水素ガス標的の開発に関しては、基礎的な冷却試験は完了し、想定していた手法によって安定して低温ガス標的を保持できると考えている為、今後この方針で製作を進めていく。基礎冷却テストは銅製の標的セルを用いて行ったが、実機には負ミュオン原子核吸収過程を利用する為、タングステン等の大きい原子番号をもつ材質を用いて製作する必要がある。当初、材質・設計・加工業者の選定等に時間を要したが、結果タングステンを用いたセルの試作を完了する事が出来た。これを用いた冷却試験は次年度に予定している。一方で、そのタングステンセルを用いたビームテストを3月に行う事が出来たのは非常に大きな進展である。ビームテストの結果、予期していなかった長寿命バックグランドが存在する事が判明したが、これはタングステンセルに起因するものではなく、ミュオンビームラインに起因する事が判明している。これは不測の現象ではあるがカウンター製作において非常に有用な情報を得ることが出来たと考えている。以上のようにして、本研究では測定手法を確立を目指したものであるが、次年度に研究・開発していくべき対象を非常に明確にすることが出来た為、計画は順調に進展していると言える。

ビーム利用が一日しかできなかった為、バックグラウンド測定はできなかったが、ビームプロファイル等はガス標的に静止させるミュオン数を最適化させる為には重要な情報である為、この測定が出来ビームプロファイル及びミュオンビーム強度が確認できた事は非常に大きな進展であった。今後、静止ミュオンの詳細なモンテカルロシミュレーションを詰める事及び、製作した検出器試作機を用いてPORT-1エリアにてバックグラウンド測定を行う事で、崩壊電子検出器の最終形状を決定する事が出来ると考える。その後、実機の検出器を用いたバックグラウンド測定を経る事で、ミュオン水素原子超微細構造エネルギー測定手法確立できる考えている。2016年度は、昨年度に行ったビームテストの結果存在が明らかとなった長寿命バックグランドの対策をRIKENーRALビームラインに於いて行っていく。これまでは既設のμSR分光器を用いて行ったが、μSR分光器では時間情報しか取得しない為、今年度にはプラスチックシンチレーターを光電子増倍管でADC,TDC情報を取ることによって長寿命成分の原因を追究していくと共に、実機として用いる崩壊電子検出器の形状を決定する。その為、試作をいくつか製作しRIKENーRALビームラインにおいて動作性能を確認するのが今年度の中心的な予定となる。並行して、試作したタングステンセルの冷却試験を行うと共に、負ミュオンを静止させてバックグラウンドの実測する事でタングステンセルが実機として使用できるかどうかの評価を行う。可能とわかればレーザー入射窓のサイズ形状及び標的セル内に設置する高反射率ミラーの形状を決定する事によって、標的セルの形状を決定し、実機製作に着手する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
球形立体表示システムを用いた宇宙地球科学教育プログラムに関する研究

本研究は宇宙・地球科学イノベーションを活発化するためのSTEM教育の事例研究と位置付けられる。特に、ダジック・アースを活用した理科授業、自由研究、課題研究が日本全国で展開されることが意図されている。そのために、1年目は宇宙・地球イノベーションの過去と現在と未来のデータ収集とダジック・アースの活用の方略を探った。2年目は、日本全国、海外でダジック・アースを活用している教育現場から、児童生徒が見つけることが可能な科学的発見に関して、コンペティション等を提案して収集する試みを行った。3年目である2018年度も、ダジックアースを活用した、児童生徒向けの活動を展開することができた。7月22日から7月27日にブラジルのキャンピナスで開催された、国際地球科学教育学会にて本研究の発表を行うことができた。また、7月30日に約25名の牧之原市の小学校5,6年生を対象に、ダジックアースを用いた知識生成型の科学教室を展開した。さらに、県立ふじの国地球環境史ミュージアムにおいて、複数の実践を重ねた。12月23日には、静岡STEMアカデミーのSTAGE1.5の児童生徒を対象にダジックアースを用いた知識生成型の科学教室を展開した。さらに、12月23日と24日に、京都大学のセミナーハウスにて「ダジックアース」研究会を開催し、多くの関係者とともに研究の交流をし、また、研究の発表も行うことができた。研究の成果としては、ブラジルの地球科学教育国際会議で本研究内容のまとめとしての研究発表ができ、多くの国々への影響を与えることができた。ダジックアースの関係者のおかげて、日本全国に使用者の拡大があり、さらなる研究の場が熟してきたことがあげられる。従って、複数の今後の研究展開のための研究費の獲得が必須であることがいえる。NPOなどの開発と教育の組織づくりも必要であることが議論された。そのために、1年目は、宇宙・地球イノベーションの過去と現在のデータ収集とダジック・アースの活用の方略を探ることが本年度行うべきことである。1.今年度の5月に、新しくオープンした、「ふじの国地球環境史ミュージアム」にダジック・アースの1セットを貸与し、静岡大学の大学院生を中心にインフォーマルな科学教室での協働での授業開発を提案し受け入れていただいた。2.7月に藤枝市教育委員会との連動で生涯学習センターにて、インフォーマルな科学教室として、学部3年生の演習の一環として、ダジック・アースをより深い学びが起こるような授業モデルの開発をともに考え、実践することができた。3.8月に静岡大学にて、牧之原市の小学校5,6年生に同様のSTEM教育としての、探究学習を組み立て、実践することができた。4.アジアの国々から集まった、各国の科学カリキュラム開発者、科学教育研究者にSTEM教育教材としてのダジック・アースの活用方略について示し、21世紀型の資質・能力を高める教材として、高い評価を受けた。5.静岡県教育委員会との連携プロジェクトとして、約20名の高校生に対して、ダジック・アースを活用した探究学習を試み、高校生がどのようなグループでの探究学習ができるかについて、検証的な実践研究ができた。6.文部科学大臣官房国際課からの招聘で、インドネシアのバンドンにあるSEAMEOでの理数の教員研修、ならににインドネシア国立教育大学での大学院での研修の一部として、日本からのSTEM教育教材として、ダジック・アースの紹介事例を述べることができ、さまざまな評価を得ることができた。7.3月にダジック・アースの開発者、実践研究者が集まり、今後の展開について話し合うことができた。本研究では、日本において急速に領域横断的な研究の促進がなされているが、学校教育や学校外教育にそれらの視点が不足しており、出来上がった科学の学習から、どのように純粋科学が工学・農学・情報学・医学等と連携して、あたらしい技術が生み出されるのかを意図的に学習のプロセスに埋め込むことが、未来の科学技術の発展のために欠かせない要素であるとして、以下の点があげた。(1)これまでの地球宇宙科学の領域におけるイノベーションがどのようなプロセスで展開されてきたかを活用授業のための事例として作成すること。特に、宇宙地球科学(理学系)と工学系・農学系・情報系・医学系との連動連携から生まれているイノベーションを探る。(2)現在、日本や諸外国で起こっている、地球宇宙科学におけるさまざまなイノベーション研究を類型化し進捗状況を確認し、教材化を図る。このとき、ダジック・アースのコンテンツと対応させる。(3)現在日本全国、海外でダジック・アースを活用している教育現場から、児童生徒が見つけることが可能な科学的発見に関して、コンペティション等を提案して収集する。これらに関しての自由研究を促す。特に、3次元の情報と2次元の情報分析のどちらが、より科学的な思考を深められるかを分析する。(4)これらの児童生徒自らの発見を類型化し、小中高の理科の授業、総合的な学習、高等学校における課題研究と繋げるための、授業研究の展開モデルの作成と実践研究。平成28年度において、上述のとおり、7つの展開がなされた。どの項目も具体的に展開はできているが、まだまだ開発途上であり、複数の発表はできたが、具体的なデータベース、エビデンスベースの研究成果に繋がったとは言いがたい。

特に、ダジック・アースを活用した理科授業、自由研究、課題研究が日本全国で展開されることが意図されている。そのために、1年目は、宇宙・地球イノベーションの過去と現在と未来のデータ収集とダジック・アースの活用の方略を探った。2年目は、日本全国、海外でダジック・アースを活用している教育現場から、児童生徒が見つけることが可能な科学的発見に関して、コンペティション等を提案して収集する。2017年度はダジックアースを用いた、科学的な発見に向かうコンペティションの企画を意図したが、日本的にはそのための小規模な実践による、モデル開発を行いました。7月23日と24日は京都大学理学部の齊藤博士とダジックアースのチームの研究会を東京で開催でき多くの関係者と研究交流ができました。そして、7月16日に藤枝市の5,6年生対象の学校外での科学教室、さらに、8月3日に約25名の牧之原市の小学校5,6年生を対象に、ダジックアースをもちいた知識生成型の科学教室を展開しました。さらに、ふじの国地球環境史ミュージアムならびに、附属静岡中学校の探究の時間に博士課程の院生による、ダジックアースの授業モデルが展開できました。11月2日には、宮城女子学院大学の研究協力者と議論を行うことができた。11月5日には、御殿場市にて科学の祭典のブースとして、ダシックアースを出典し、のべ300人以上の方々にダジックアースを活用した学びについてのモデルを体験していただいた。これらの1,2年目の成果を2018年8月16日に日本地学教育学会で発表し、さらに、3月9日に京都市立青少年科学センターで、ダジックアースの研究会にて発表を行った。研究計画にある、2年目は、日本全国、海外でダジック・アースを活用している教育現場から、児童生徒が見つけることが可能な科学的発見に関して、コンペティション等を提案して収集することろまでは至らなかったが、年会を通して、ダジックアースを用いた地球・宇宙教育は展開できた。京都大学、静岡大学等、多くのダジックアースの協力研究チームによる研究会が年に2回、ほぼ毎年行われるようになった。多くの学校における理科教師による実践の積み上げ、日本中の科学館での実践と教育研究開発が展開されるようになってきた。日本語、英語、中国語でできていることから、海外における知名度も高くなりつつある。概要にも示したが、7月16日に藤枝市の5,6年生対象の学校外での科学教室では、以下教育学演習において、学生とともに開発した、ダジックアースを用いた知識生成型の克を展開した。さらに、8月3日に約25名の牧之原市の小学校5,6年生を対象に、ダジックアースをもちいた知識生成型の科学教室を展開したが、3次元と4次元的な動きに対して多くの疑問がだされ、児童なりの発見が得られた。さらに、ふじの国地球環境史ミュージアムならびに、附属静岡中学校の探究の時間に博士課程の院生による、ダジックアースの新たな授業モデルが開発され、展開できました。11月2日には、宮城女子学院大学の研究協力者と大学の講義への多彩な活用方略について議論を行うことができた。11月5日には、御殿場市にて科学の祭典のブースとして、ダシックアースを出典し、延べ300人以上の方々にダジックアースを活用した学びについての学習モデルを体験していただいた。
非整数階微積分の高精度数値計算法の研究

本年は主に二つの課題について研究を行った。一つは非整数階常微分方程式に対する高精度陽解法についてである。既存の陽解法として、K. Diethelmらによって予測子修正子法が提案されていた。この既存手法は高々2次精度と精度が低く、安定性は詳細な解析がなされていなかった。これに対し、本研究では3次精度の予測子修正子法を提案し安定性解析を行った。提案手法は自身の過去の研究で開発した3次精度の差分式を応用させ、既存の手法よりも精度の高い数値解を得ることが可能となった。しかし、安定性が既存手法よりも低く、非整数階微分は現在の値の計算において過去の情報を全て用いるという性質から、完全な安定性解析を行うことが困難であった。もう一つの研究課題として非整数階偏微分方程式に対する高精度有限差分法の開発を行った。既存の有限差分法として、M.M. Meerschaertらによって一次精度の有限差分法が提案されていた。この既存手法は一次精度と精度が低く、また、境界条件がゼロディリクレ条件の場合のみに適用可能であった。これに対し、本研究では2次精度であり、より広い範囲の微分の階数にも対応でき、境界条件が非ゼロディリクレ条件の場合にも適用可能な有限差分法を提案した。本手法は自身の過去の研究で得られた二次精度差分式を応用させ、また、安定性を高めるためスキームの中にあるパラメータを含んでおり、微分の階数によってパラメータの値を変えることで既存手法よりも高い安定性を実現している。また、同時に解析解の形によっては数値解の精度が期待していた精度だけ得られない現象を確認した。これは非整数階微積分では微分不可能な点を含む関数まで考慮する必要性を示唆している。本研究では解析解の形によって数値解の精度がどの程度低下するか実験的に示した。今後の課題として、ディリクレ条件以外の境界条件にも対応させたいと考えている。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
毛細血管幹細胞を用いた小口径代用血管（バイオグラフト）の開発にむけた基礎的研究

重症下肢虚血における末梢動脈バイパス手術では、自家血管をグラフトとして用いた手術が行われるが、質的不良や術後内膜肥厚によるグラフト不全などの問題も多い。そこで、拒絶反応や再狭窄のリスクが少ない血管グラフトを開発するための新たなアプローチとして、我々が末梢組織から精製・分離に成功した毛細血管周囲幹細胞(Capillary Stem Cell;CapSC)を用いた、バイオグラフトの構築、末梢動脈疾患に対する血管再生治療についての検討を行うこととした。CapSCは血管周細胞(Pericyte;PC)のうち、EphA7陽性細胞として分離することに成功していた。このため、1年目の取り組みとしては、CapSCのより効率的な分離方法について検討し、また、その培養方法について最適化した。また、これまでの研究でCapSCは血管や平滑筋細胞への分化能を有しており、微小血管の構築を可能にする能力を有すると推察されていた。そこで、次にCapSCの生体内での挙動や、現在再生医療分野で一般的に用いられている脂肪由来間葉系幹細胞(ASC)などとの違いを明らかにすることを目指した。C57BL/6Nマウスの片側下肢虚血モデルを作製し、虚血肢にC57BL/6Nマウス由来CapSCを導入し、二次元レーザー血流計を用いて測定した。対照群はC57BL/6Nマウス由来ASC、PBS導入群とし、術後4日目、7日目、14日目、21日目、28日目の血流を評価し比較検討した。その結果、CapSC導入群では、コントロール群に比べ有意に虚血改善効果が認められた。CapSC細胞治療では、マウス同種移植における、下肢虚血改善の有効性を確認することが出来た。下肢虚血性疾患へのアプローチとして、毛細血管周囲幹細胞であるCapSCを用いた虚血改善、血管新生について研究すべく、1年目としては、当研究室で分離に成功していたCapSCの、より適切な分離方法についての検討と、CapSCの培養条件の最適化についての実験を行った。これにより、CapSCをより良い条件で分離することが出来、その後の培養を行うことが出来るようになった。また、C57BL/6Nマウス下肢虚血モデルを作製し、虚血部位にそれらを導入することによる下肢虚血改善効果について検討した。二次元レーザー血流計での計測においては、対照群と比較して明らかな虚血改善を認めた。今後、さらにCapSCの虚血・血管新生に関わる機能を解明するために、CapSCにおけるEphA7の機能を評価すべく、in vitroでEphA7ノックダウンを行い、それらの分化能や血管新生能について評価するための実験系の構築を行っている。今後は、CapSCを用いた虚血改善に、in vitro、in vivoの両側面から研究を行う予定としている。まずはCapSCにおける、各種遺伝子の発現の差異について評価する。さらにCapSCを分離する際に用いているEphA7そのものの、CapSCやそれらの分化能に及ぼす影響について細胞レベル、遺伝子レベルで評価を行う。

今後、さらにCapSCの虚血・血管新生に関わる機能を解明するために、CapSCにおけるEphA7の機能を評価すべく、in vitroでEphA7ノックダウンを行い、それらの分化能や血管新生能について評価するための実験系の構築を行っている。今後は、CapSCを用いた虚血改善に、in vitro、in vivoの両側面から研究を行う予定としている。まずはCapSCにおける、各種遺伝子の発現の差異について評価する。さらにCapSCを分離する際に用いているEphA7そのものの、CapSCやそれらの分化能に及ぼす影響について細胞レベル、遺伝子レベルで評価を行う。
筋芽細胞移入による糖原病II型の治療法の開発

糖原病II型のモデル動物である日本ウズラ糖原病II型の筋芽細胞を用いて、acid α-glucosidase(GAA)の特徴的な合成経路に着目した治療実験を行った。GAAは高分子前駆体として合成され、一旦細胞外へ分泌された後、再び細胞内へとりこまれmature typeへと変換される。そこで、正常筋芽細胞と欠陥筋芽細胞を混合培養しhybrid myotubeを形成させ欠陥細胞の酵素活性が回復されるかを、in vitroにおいて検討した。今回の実験系で、疾患細胞は10%の正常細胞との混合培養で酵素活性が正常の27%から54%と2倍に上昇した。正常細胞からのGAA前駆体が疾患細胞へとりこまれprocessingをうけていることが予想される。正常細胞の割合をどこまで少なくできるかが課題であるが、導入細胞あたりの酵素発現を高めることでクリアできるかもしれない。そのために、自家筋芽細胞にGAAcDNAを導入して酵素活性の高いcell lineを得る方法も考えられる。そこで、GAAcDNAを得ることを目的としたPCR実験を行い590bpのバンドが得られたが、今回得られたPCR産物は塩基配列を検討した結果偽産物であることが判明し、現在λgt11ベクターにより構築されたウズラ筋肉cDNAlibraryよりさらにGAAcDNAをクローニング中である。また、今回の研究において各種血清中のGAA活性を検討したところ血清中にもGAAが存在し、種によっては高値をとるものがあることが明らかになった。in vivoにおいて血漿交換も治療に有用である可能性があると思われる。糖原病II型のモデル動物である日本ウズラ糖原病II型の筋芽細胞を用いてin vitroにおける治療実験を行った。また,ウズラGAAcDNAのクローンを得ることを目的としたPCR実験を行った。まず,ウズラ胸筋のprimarycultureより筋芽細胞を得た。この筋芽細胞よりAGPC法にてRNAを抽出,逆転写酵素によりcDNAとした。既知のヒトacidalpha-glucosidase(GAA)cDNAの塩基配列を基に作製したプライマーを用いてPCRを行ったところ,590bpのバンドが得られた。現在,このPCR産物の塩基配列の検討を行っている。GAAは高分子前駆体として細胞内で合成され,一旦細胞外へ分泌された後,再び細胞内へとりこまれmature typeへと転換される。このGAA前駆体の特徴的な合成経路に着目した治療実験を行った。即ち,正常同種細胞と欠陥細胞を混合培養し,欠陥細胞に正常細胞より分泌された正常GAA前駆体がとりこまれ,酵素活性が回復するかどうか検討した。糖原病II型筋芽細胞と10%の正常筋芽細胞を混合培養し融合させたhybrid myotubeの実験系では,10日間培養後,活性値は正常の27%から54%へと約2倍に上昇し,さらに30%の混合培養ではほぼ正常の活性値に回復した。従って、正常GAA前駆体は欠陥細胞内へとりこまれ,mature typeへと正常に転換していくものと考えられる。正常細胞の割合をどこまで少なくできるかが今後の課題であるが,この方法は糖原病II型の有用な治療法として応用可能と思われる。cDNA導入した自家筋芽細胞でも正常なGAA前駆体が合成され,混合培養した欠陥細胞のGAA活性の回復が得られるか検討していく必要がある。糖原病II型のモデル動物である日本ウズラ糖原病II型の筋芽細胞を用いてin vitroにおける治療実験を継続して行った。正常筋芽細胞と欠陥筋芽細胞を混合培養しhybrid myotubeを形成させGAA活性を測定したところ、欠陥細胞の酵素活性の上昇がみられた.従って,正常細胞からのGAA前駆体が疾患細胞へとりこまれprocessingをうけていることが考えられた。

正常細胞の割合を少なくし、導入細胞あたりの酵素発現を高める必要があるが、そのためには自家筋芽細胞にGAAcDNAを導入して酵素活性の高いcell lineを得る方法が考えられる。そこで、GAAcDNAを得ることを目的としたPCR実験を行い590bpのバンドが得られたが、得られたPCR産物は塩基配列を検討した結果偽産物であることが判明した。現在、λgt11ベクターにより構築されたウズラ筋肉cDNAlibraryよりさらにGAAcDNAをクローニング中である。また、今回の研究において各種血清中のGAA活性を検討したところ、血清中にもGAAが存在し、種によっては高値をとるものがあることが明らかになった。in vivoにおいて血漿交換も治療に有用である可能性があると思われる。
液胞・リソソーム系におけるポリリン酸の代謝機能の解析

液胞あるいはリソソームは、細胞内分解を担う重要なオルガネラである。下等真核生物の液胞にはリン酸の直鎖状ポリマー、ポリリン酸が蓄積し(Kulaev et al.2004)、哺乳類のリソソームもポリリン酸を合成する(Pisoni and Lindley, 1992)。さらに、バクテリアにおいてもポリリン酸を蓄積した、液胞・リソソームに類似した構造が存在する(Seufferheld et al.2003)。このため、起源的な液胞・リソソームがこのようなポリリン酸蓄積型であった可能性が考えられる。しかしながら、その代謝機構と機能は未解明の部分が多い。本研究の目的は、液胞・リソソームにおけるポリリン酸の代謝および機能を明らかにすることである。原始紅藻Cyanidioschizon merolae(シゾン)はゲノム配列や進化系統から、真核生物の基本的な性質と進化の解明に有用である。これまでに私は、シゾンから液胞を単離し、MALDI-TOF MSにより45種類の液胞構成タンパク質を同定した。この結果、ホスファターゼなどポリリン酸代謝に関わる可能性のあるタンパク質を複数同定してきた。今年度は、これらの成果を論文発表し(Plant J.2009)、それらの遺伝子破壊株を作製した。さらにナノ液体クロマトグラフィーを使い、網羅的に液胞構成タンパク質を同定することが出来た(島津製作所と共同研究)。以上の成果により、液胞でのポリリン酸代謝の全貌が明らかになるだろう。また一方で私は、液胞がミトコンドリアと結合することを発見し、結合に必要な遺伝子VIG1を共同して同定した(Plant Cell, 2010)。ミトコンドリアの代謝活性とポリリン酸との関連性が示唆されているので、VIG1の発見が液胞のポリリン酸の機能について新展開をもたらす可能性が期待される。液胞あるいはリソソームは、タンパク質分解などを担う重要なオルガネラである。下等真核生物の液胞にはリン酸の直鎖状に連なったポリリン酸が多量に蓄積していることが多く(Kulaev, et. al.2004)、哺乳類のリソソームもポリリン酸を合成する(Pisoni and Lindley,1992)。このため、液胞あるいはリソソームとポリリン酸の間には密接な関係が存在すると予測される。興味深いことに近年バクテリアの一種であるAgrobacterium tumefaciensにおいてポリリン酸を蓄積した液胞・リソソームに類似した構造が発見され(Seufferheld, et. al.2003)、起源的な液胞・リソソームがこのようなポリリン酸蓄積型であった可能性も考えられる。しかしながら、その普遍的な代謝機構は明らかではなく、その機能も未解明の部分が多い(Kulaev, et. al.2004)。そこで本研究では、液胞あるいはリソソームにおけるポリリン酸の代謝および機能を明らかにすることを目的とした。これまでに私は、原始紅藻Cyanidioschizon merolae(通称・シゾン)においてリソソーム様の構造を同定した。シゾンはそのゲノム情報や進化系統上の位置から、真核生物の基本的な性質や進化の解明に有用であると考えられている。今年度においては、シゾンのリソソーム様構造を分画遠心および密度勾配遠心により細胞から単離する方法を確立した。単離されたリソソーム様の構造はポリリン酸を保持しており、試験管内でのポリリン酸の合成や分解系の構築を可能とすると考えられる。また単離したリソソーム様構造を用いて、その構成タンパク質をTOF-MSにより多数同定した。これらの研究成果はより網羅的な構成タンパク質の同定を可能とし、これによりポリリン酸代謝に関わるタンパク質の候補を絞り込むことが出来ると考えられる。液胞(リソソーム)は、細胞内のタンパク質分解、代謝産物の貯蔵や分泌、イオンやpH調節など重要な役割を担っている。これらのオルガネラには、リン酸の直鎖状ポリマー(ポリリン酸)が蓄積している場合が多い。この現象は特に下等な真核細胞では顕著である。ポリリン酸は、リン酸の貯蔵や供給、イオンやpH調節などへの関与が示唆されている。これらの機能は液胞・リソソームの機能と直結しており、また、バクテリアにおいてはポリリン酸を蓄積した液胞に類似したオルガネラが発見されている。以上より進化の初期の液胞は、ポリリン酸蓄積型であったと予測される。一方、液胞・リソソームにおける普遍的なポリリン酸の代謝機構は未解明である。本研究ではこの機構を明らかにし、液胞・リソソームの進化や機能機構に迫りたいと考えている。これまでの研究では、原始的な真核生物とされるCyanidioschyzon merolaeを用い、ポリリン酸を蓄積した液胞(リソソーム)を同定し、それらを密度勾配遠心により単離した。今年度は、単離液胞の純度をゴルジ体などのマーカー抗体を作製して検証した。その結果、単離画分にはER以外のコンタミネーションがないことが示唆された。また、単離画分のタンパク質をMALDI-TOF MSにより解析し、13種の液胞・リソソームへの局在が知られているタンパク質と23種の知られていないタンパク質を同定した。前者のうち、リン酸の代謝に関わると予測される3種は遺伝子破壊株を作成中である。

一方、後者のうち4種の局在をHA-tag融合タンパク質などにより解析し、液胞への局在を確認した。以上より、単離画分は新奇液胞タンパク質の同定に適していると考えられ、ポリリン酸代謝に関わるタンパク質をさらに探索するために、nano-LCを用いた網羅的プロテオーム解析に着手した。液胞あるいはリソソームは、細胞内分解を担う重要なオルガネラである。下等真核生物の液胞にはリン酸の直鎖状ポリマー、ポリリン酸が蓄積し(Kulaev et al.2004)、哺乳類のリソソームもポリリン酸を合成する(Pisoni and Lindley, 1992)。さらに、バクテリアにおいてもポリリン酸を蓄積した、液胞・リソソームに類似した構造が存在する(Seufferheld et al.2003)。このため、起源的な液胞・リソソームがこのようなポリリン酸蓄積型であった可能性が考えられる。しかしながら、その代謝機構と機能は未解明の部分が多い。本研究の目的は、液胞・リソソームにおけるポリリン酸の代謝および機能を明らかにすることである。原始紅藻Cyanidioschizon merolae(シゾン)はゲノム配列や進化系統から、真核生物の基本的な性質と進化の解明に有用である。これまでに私は、シゾンから液胞を単離し、MALDI-TOF MSにより45種類の液胞構成タンパク質を同定した。この結果、ホスファターゼなどポリリン酸代謝に関わる可能性のあるタンパク質を複数同定してきた。今年度は、これらの成果を論文発表し(Plant J.2009)、それらの遺伝子破壊株を作製した。さらにナノ液体クロマトグラフィーを使い、網羅的に液胞構成タンパク質を同定することが出来た(島津製作所と共同研究)。以上の成果により、液胞でのポリリン酸代謝の全貌が明らかになるだろう。また一方で私は、液胞がミトコンドリアと結合することを発見し、結合に必要な遺伝子VIG1を共同して同定した(Plant Cell, 2010)。ミトコンドリアの代謝活性とポリリン酸との関連性が示唆されているので、VIG1の発見が液胞のポリリン酸の機能について新展開をもたらす可能性が期待される。
骨免疫学に基づいた骨・血管・結合組織病変関連生理活性脂質の検討

口腔外科領域での顎骨病変において、自然免疫を中心とした骨免疫学的観点から生理活性脂質の重要性を明らかにし、顎骨およびその周囲の血管・結合組織を含む軟組織の病変・損傷修復が有効に行われるような条件を検討することが本研究の目的である。生理活性脂質としては、主に7回膜貫通型の構造を持つ受容体であるGタンパク関連受容体を持つ脂質メディエーター(プロスタグランディンなどを代表とする脂質)をターゲットとしている。骨代謝学的に検討されていない生理活性脂質受容体欠損マウスを用いて、関節炎、骨粗鬆症、骨髄炎などの病態モデルあるいは骨欠損モデルを作製し、骨・血管・結合組織複合病変における生理活性脂質の役割をin vivoで明らかにした。その受容体をブロックすることで、臨床的にも病態を改善できる見込みがあることがわかった。また、免疫担当細胞と骨関連細胞を上記の受容体欠損マウスより取り出し、in vitroでその相互作用を明らかにし、病態のメカニズムを明らかにしている。その多くは従来の骨関連細胞(骨芽細胞、破骨細胞)だけでなく、免疫担当細胞(T細胞、B細胞など)の関与が示唆された。昨年度はin vitroでの解析が進んだが、本年度は、病態モデルの解析と、骨免疫学的シグナリングパスウェイを検討した。骨代謝学的に検討されていない生理活性脂質受容体欠損マウスを用いて、関節炎、骨粗鬆症、骨髄炎などの病態モデルあるいは骨欠損モデルを作製し、骨・血管・結合組織複合病変における生理活性脂質の役割をin vivoで明らかにしている。その多くは、受容体欠損により病態が回復しており、生理活性歯質が病変促進因子であることを示唆している。以上のように現在いくつかの生理活性脂質が骨免疫学上重要な因子であることを明らかにしつつあり、病態モデルの解析と、骨免疫学的シグナリングパスウェイを検討している。本年度はin vitroでの解析が進んだ。