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行政・医学の連携による自殺要因の総合的解析に基づく自殺対策の確立

日本の年間自殺死亡数は1998年に32,863人と急増し、以降その動向を継続した。本研究では自殺既遂・未遂の両側面から調査し、危険因子を考慮した視点からも検討を行った上で、アルコール等に関する自殺への関与も含め総合的に考察し、更なる今後にむけた自殺予防・対策を示唆した。その結果、「全年齢層の健康問題、20歳未満の学校問題、40-49歳・50-59歳男性の経済・生活問題に殊に焦点をあてた対策が大切」、「アルコール・薬物、自殺手段や未遂に関して有効な対応が必要」な現状であった。自殺対策に関連する様々な分野の連携した予防や活動、各分野でも部署や課、地域単位での対策を実施していくことが重要となる。本研究課題は平成26年度から3年計画にての進行事項である。平成26年度はその進行における1年目であった。まずは平成26年度から28年度においての進行スケジュールを確認した上で、研究をスタートさせた。本研究は(1)「自殺既遂者の実態調査」、(2)「自殺既遂者のアルコール等に関する検討」、(3)「自殺未遂に関する分析」、(4)「海外調査」、(5)「わが国の複数地域における自殺の動向と現状までの対策の調査」、(6)「科学的根拠に基づき自殺対策を完成させる」から構成している。平成26年度は(1)「自殺既遂者の実態調査」、(2)「自殺既遂者のアルコール等に関する検討」、(3)「自殺未遂に関する分析」、(4)「海外調査」、(5)「わが国の複数地域における自殺の動向と現状までの対策の調査」を施行した。(1)から(5)のどの項目においても現在進行中であるが、本年度は、(5)「わが国の複数地域における自殺の動向と現状までの対策の調査」についての遂行が主体となった。(5)について島根県(県・大田市)・鳥取県・三重県・岐阜県・愛知県東海市・福井県・神奈川県・東京都における現状までの自殺対策を(島根県)大田市役所・鳥取県庁・三重県庁・岐阜県庁・(愛知県)東海市役所・福井県庁・(神奈川県川崎市)多摩保健所・東京都庁の協力を得、調査した。自殺動向に関しては先述複数地域にて調査等を含め施行中である。(1)「自殺既遂者の実態調査」・(2)「自殺既遂者のアルコール等に関する検討」・(3)「自殺未遂に関する分析」についても調査・検討を行っているところである。(4)「海外調査」項目ではケベック大学(カナダ)を訪問してアルコール・若年の自殺対策を主に、複数の内容において必要な事項を検討した。(1)から(5)とも現在進行中のため平成27年度も引き続き施行し、最終年度末には(6)を示すことができるよう進めていく。本研究平成27年度は3年計画研究の2年目であった。6項目から成り立っている本研究内容((1)「自殺既遂者の実態調査」、(2)「自殺既遂者のアルコール等に関する検討」、(3)「自殺未遂に関する分析」、(4)「海外調査」、(5)「わが国の複数地域における自殺の動向と現状までの対策の調査」、(6)「科学的根拠に基づき自殺対策を完成させる」)においてその(1)から(5)を平成26年度から平成28年度前半に行うことは当初からの計画であった。平成27年度は(1)から(5)の全ての項目を継続進行した。(1)・(2)においては数値化された代表値データをデータベースにまとめるところまで進行済み、(3)に関しては数値化された代表値データをデータベースにまとめている途中であり、それが終了後に早急に本項の分析に入るつもりである。(4)については平成27年6月にカナダ・8月にカザフスタンで開催された国際学会参加の折等、「アルコール・薬物・若年」に関する自殺対策の重要性・必要性、具体的なその防止対策のアプローチ等をディスカッションした。(5)については平成26年度8ヶ所の本内容を把握していたが、同年度の後半に依頼をかけ応じてくれていた北海道室蘭保健所・室蘭市役所からの本内容に合致する示唆を平成27年4月に仕上げたので(当時三愛病院三村政雄先生協力)、それも含めまとめに入る。平成28年度は本研究の最終年度である。(1)から(5)を予定通り平成28年度前半にはまとめ、(6)「科学的根拠に基づき自殺対策を完成させる」ことを行い、論文・発表等にもまとめる。平成27年度は平成26年度から開始している(1)「自殺既遂者の実態調査」、(2)「自殺既遂者のアルコール等に関する検討」、(3)「自殺未遂に関する分析」、(4)「海外調査」、(5)「わが国の複数地域における自殺の動向と現状までの対策の調査」について継続の進行を行った。これらの項目全てにおいてまだ途中ではあるが、(4)と(5)の進行はとくに進行しており、(3)に関してはおおむね順調な範囲内と考えているが、もう少しペースアップしていくと平成28年度に更に余裕をもって本研究を進めていけるものと思っている。これらの記載から現状、「2おおむね順調に進展している」の区分に値するであろうと判断した。平成28年度の進行においても現状までの進行を十分に理解した上で行っていく。平成28年度は本「行政・医学の連携による自殺要因の総合的解析に基づく自殺対策の確立」研究の最終年度としての進行であった。研究申請当初の計画予定のスケジュール・平成27年度までの進行状況を振り返り、平成28年度の進行をあらためて理解し研究に臨んだ。

(1)「自殺既遂者の実態調査」、(2)「自殺既遂者のアルコール等に関する検討」、(3)「自殺未遂に関する分析」、(4)「海外調査」、(5)「わが国の複数地域における自殺の動向と現状までの対策の調査」という項目をまとめ、(6)「科学的根拠に基づき自殺対策を完成させる」という3年研究の集大成であった。(1)においては首都東京都に関する自殺既遂の数値化されたデータに関してまとめた。(2)については自殺とアルコールにおける関連について統計学的手法にて示唆した。(3)に関しては近況を中心に数値化されたデータに関してまとめを行った。(4)に関してはカナダの先進的な自殺予防・対策調査をはじめ(ケベック大学との)、平成27年度の国際学会参加の折にディスカッションした内容も詳細にまとめ、わが国・世界で通じ、現状にも反映できる自殺対策立案にむけて考察した。(5)では平成26年度からの検討を系統的にまとめることで、わが国の自殺対策の現状で何が主体的になされているのかを把握した。このように(1)から(5)を実行した上で、(6)の進行に至った。(6)ではこれらの研究成果を基にし、重要であり必要でもある自殺対策の立案を検討した。わが国の自殺死亡数は2015年には急増前の1997年の推移まで戻ったものの、世界平均の自殺死亡率と比較するとわが国のそれはまだ高率な推移であった。本研究検討・成果が更なる自殺対策にむけて一考になればと思っている。日本の年間自殺死亡数は1998年に32,863人と急増し、以降その動向を継続した。本研究では自殺既遂・未遂の両側面から調査し、危険因子を考慮した視点からも検討を行った上で、アルコール等に関する自殺への関与も含め総合的に考察し、更なる今後にむけた自殺予防・対策を示唆した。その結果、「全年齢層の健康問題、20歳未満の学校問題、40-49歳・50-59歳男性の経済・生活問題に殊に焦点をあてた対策が大切」、「アルコール・薬物、自殺手段や未遂に関して有効な対応が必要」な現状であった。自殺対策に関連する様々な分野の連携した予防や活動、各分野でも部署や課、地域単位での対策を実施していくことが重要となる。平成26年度の研究進行において(1)「自殺既遂者の実態調査」、(2)「自殺既遂者のアルコール等に関する検討」、(3)「自殺未遂に関する分析」、(4)「海外調査」、(5)「わが国の複数地域における自殺の動向と現状までの対策の調査」のどの項目も経過途中ではあるが開始・検討することができている。(5)「わが国の複数地域における自殺の動向と現状までの対策の調査」に関しては殊に進行している。これらの進行状況を考慮すると、「おおむね順調に進展している」の区分の範囲であるとした。先述のように(1)「自殺既遂者の実態調査」、(2)「自殺既遂者のアルコール等に関する検討」、(3)「自殺未遂に関する分析」、(4)「海外調査」、(5)「わが国の複数地域における自殺の動向と現状までの対策の調査」の全ての項目に関して進行ペースを把握しながら平成27年度も本研究を進めていく。
ヒト胚体外細胞系譜への運命決定機構に関する研究

哺乳類の受精卵は、細胞分裂を繰り返しながら卵管を移動し、子宮に到達する。この過程で受精後最初の細胞分化が起こり、内部細胞塊(ICM)と栄養外胚葉(TE)からなる胚盤胞が形成される。マウスでは、TE系譜への運命決定因子として、CDX2やEOMESなど多数の転写因子が同定されている。一方、ヒト着床前胚における細胞運命決定機構については不明な点が多い。本研究では、申請者らが樹立に成功したヒト栄養膜幹細胞(TS細胞)を活用し、ヒトTE系譜への運命決定因子の同定を目指す。本年度は、ヒトTS細胞および妊娠初期の胎盤から単離した栄養膜細胞を用い、CDX2とEOMESの発現量、DNAメチル化およびヒストン修飾状態を解析した。その結果、いずれの遺伝子もTS細胞および栄養膜細胞では発現が見られず、プロモーター領域には抑制性ヒストン修飾であるH3K27me3が集積していることを明らかにした。よって、CDX2とEOMESはヒト栄養膜細胞の発生に重要ではないことが示唆された。また、TS細胞において遺伝子のノックダウンや強制発現を行うための条件を検討し、リポフェクションを用いたsiRNAの導入によって効率的に遺伝子のノックダウンが可能であること、レンチウイルスによって効率的に遺伝子を導入可能であることを明らかにした。当初の計画通り、ヒトTS細胞を用いて、CDX2やEOMESのエピジェネティックな制御機構について解析を行った。また、次年度に行う遺伝子のノックダウンや強制発現実験のための条件検討を完了した。我々は、ヒト初期胚、ES細胞、TS細胞、胎盤から単離した栄養膜細胞のRNA-seqデータを解析し、TE系譜で特異的に発現する転写因子を同定することに成功している。次年度は、ヒトTS細胞における遺伝子ノックダウンおよび強制発現系を用いて、これらの転写因子の機能解析を進める。
哺乳類時計遺伝子mPer1,mPer2,mPer3の転写調節機構

今回、mPer遺伝子群がどのような機構で転写制御を受けて発現するかを検索した。1)mPer1プロモーターの解析マウスゲノムライブラリーより、mPer1遺伝子のプロモーター領域を含む約30kbpのゲノムを単離した。この領域には、24時間周期の遺伝子発現に重要であると考えられているE-box配列(CACGTG)や、光による発現誘導に必要とされるcAMP応答配列(TGACGTCA)、AP-1配列(TGANTMA)などが多数存在することを明らかにした。次に翻訳開始コドンより上流約7.2kbpのゲノムDNAをルシフェラーゼ遺伝子とつなぎ、GH3細胞に導入し、各種条件でプロモーター活性が変動することを示すことを明らかにした。2)mPer1 mRNAの発現フリーラン条件下で、mPer1 mRNAの視交叉上核での発現を検索すると、約23時間間隔の発現変動が数周期にわたり観察され、その変動幅は5-10倍あった。主観的暗期早期に短時間(30分)の600ルクスの光パルスを与えると、視交叉上核でmPer1の遺伝子が強く誘導された。この光による一時的なperiod遺伝子の発現はショウジョウバエでは認められておらず、哺乳類に特異的な時間調節現象と言える。3)mPer1,mPer2のショウジョウバエ時計遺伝子欠失変異体(Per0)への導入ショウジョウバエperiodと哺乳類mPerの遺伝子の一次構造上の相同性を考慮すると、哺乳類時計遺伝子はハエにおいても機能することが期待される。哺乳類mPer1及びmPer2をショウジョウバエの時計遺伝子per欠失変異体(Per0)に導入し、その機能の野生株タイプへの回復を確認する機能回復実験を行い、約5-20%のものに回復が認められた。
神経筋疾患における神経筋接合部の走査電子顕微鏡学的研究

研究者は、神経筋接合部(NMJ)に関して、各種病態に関連し微細構造の変化を、選択的結合組織除去法を用い、走査電子顕微境学的に筋線維表面の三次元的構造と筋線維表面構造を主体にして実験的に追求した。そしてすでに、筋の支配神経切断の際には、正常なNMJでは終末軸索に対応して、深い不規則なシナップス溝および多数のslit状の深いシナップスひだが観察されるに反し、深い不規則なシナップス溝及び多数のslit状の深いシナップスひだがみられることを認めた。そして、このシナップス溝は経過とともに漸次浅くなり、後シナップス領域全体が隆起し、シナップスひだはslit状からpit状に変化し、かつその数を減じ、完全に消失した。以上の変化はNMJの発生過程を逆行する様相を呈することを明らかにした。以上に引き続き上述同様の方途により画像解析的手段を導入し、NMJの筋線維タイプによる構造的差異につき検索を行った。その結果、キンカ鳥,ラットの2種の動物において、前者の遅筋においては、1本の筋線維当りのNMJは少数の後シナップス陥凹で特徴付けられ、シナップスひだは認められない。一方速筋では、シナップス陥凹は多数あり、シナップスひだが少数存在することを認めた。さらに、後者ラットにおいては、タイプ【I】筋線維では、小型で、シナップスひだは少なく、その約半数は開口部が幅の狭いslit状を呈し、約半数がpit状である。タイプ【II】筋線維では、NMJは大型でシナップスひだの数は多く、そのほとんどが幅の広いslit状を呈することを認めた。さらに、mdx筋ジストロフィーマウスにおいて、NMJは、生後長期間未熟な形状(上述ピット状を呈するもの)が多く、これは再生筋線維に関するものがその要因を占め、発生段階の後シナップス構造の分化を引きつぎ保持するものと考えられた。
Intent-Based Networkingにおける管理者の意図の自動推定

ネットワークに何(What)を行わせようとしているかを高い抽象度の「意図」(intent)として記述し、それに従って各ネットワーク機器の設定を自動的に生成するIntent-Based Networkingにおいて、さらに管理者がネットワークの設計や運用において行っている判断を人工知能に学習させ、明示的に記述が困難な諸条件を学習データとして抽出し、システムに組み込めるようにすることで、大規模ネットワークの設計と運用、管理を真に自動化し、管理者の負担を軽減する技術を研究開発し、システムとして実装して、有効性を評価する。
海域東南アジアにおけるグローバル・アクターと周縁社会-開発過程の国家間比較

本研究の目的は、島嶼部東南アジアの三ヵ国、フィリピン、マレーシア、インドネシアの周縁民族としてのサマ(バジャウ)人社会における開発過程のダイナミクスを比較検討することである。サマ人社会における開発は、1960年代から主に国家主導で進められてきたが、1990年代以降、開発がグローバルな関係性のもとで展開するようになると、三ヵ国いずれのサマ人も脱周縁化を明確に志向し、そのための社会運動を組織するようになった。本研究は、サマ人の開発過程にみるこうした社会現象の内容とその歴史的文脈を明らかにした。【打合せ等】本年度は、まず5月および7月に東洋大学において、3年間の研究計画に関する打合せを行った。この時までに各メンバーは、島嶼部東南アジア3ヵ国のサマ人の開発過程に関する文献リストを作成(フィリピンは青山が、マレーシアは長津が、インドネシアは赤嶺が担当した)した。7月の研究打合せのさいには、本プロジェクトで作成する『海域東南アジアの社会動態に関する基礎資料集成』(英文)』の具体的な構成を決定した。『資料集成』では、サマ・バジャウ人の人口動態、言語アトラス、移動に関する口頭伝承、物質文化、代表的な村落の基本情報、開発をはじめとする近代国家の影響等をその主な項目にすることを定めた。【フィールド調査と研究活動】研究代表者と赤嶺は8月にインドネシアの南東・中スラウェシのサマ人集落において、青山は12-1月にフィリピン・ミンダナオ島ダバオ市のサマ人集落において、それぞれフィールド調査を実施した。長津は、イスラーム統一協会(PERSIS)の宗教学校卒業生らによる村落開発(ダーイda'i)に、赤嶺は、ザ・ネイチャー・コンサーヴァンシー(TNC)がサンゴ礁保護ならびに生業支援活動に、青山はペンテコスタ派教会の開発関与にそれぞれ焦点をおき、サマ社会の開発過程に関する調査を実施した。代表者は、2010年2月に白山人類学研究フォーラム"Reconsidering Social History of Maritime Folks in Southeast Asia : From the Sama-Bajau Perspec-tives"を開催した。研究メンバー三名は、それぞれの調査成果の一部を同フォーラムにおいて公表すると同時に、各自の論文において公表した。また、代表者は主編者として、東南アジアの開発と周縁世界に関する編著作[長津・加藤(編)2010]を公刊し、同書所収の論文においてマレーシア・サバ州の国境社会における開発過程についてまとめた。本年度、代表者はインドネシアに長期滞在していたため、年度末の研究会を除き、代表者の主な研究活動はすべて同国で実施された。研究分担者との打合せ等は電子メールでおこなわれた。【活動】代表者は、12月までに、インドネシア国土地理院(BAKOSURTANAL)、インドネシア科学院(LIPI)、ディポネゴロ大学(UNDIP)等、インドネシアの主要研究機関において、「海民の社会動態」に関する資料収集・研究打合を実施した。2月には東ジャワ州において、イスラーム組織を母体とする村落開発に関するフィールド調査を実施した。赤嶺は8月を中心に、国際条約やWWF等の国際機関による海洋環境保全の動向に関する文献調査を国内で実施すると同時に、水産庁等においてインタビュー調査を行った。青山は、8-10月に、昨年度ダバオ市沿岸のサマ集落で実施したペンテコスタ派教会の影響と住民のオーラルヒストリーに関する調査結果を整理し、また京都大学東南アジア研究所等においてフィリピンの少数民族社会における開発過程に関する文献調査を行った。【成果】分担者は、1月にマカッサル市で開催された京都大学東南アジアフォーラムで「ヌサンタラの系譜学」セッションを組織し、近代以降のサマ人社会の動態について報告した。代表者と分担者は、3月に京都大学で開催された『東南アジアの海とひと』研究会で、それぞれの調査活動を報告するとともに、長津が「インドネシアの海民とグローバルアクター」について、青山が「都市に生きるサマ・バジャウ」について報告した。また、昨年度末、本プロジェクトの一環として開催された国際セミナー"Reconsidering Social History of Maritime Folks in Southeast Asia"の成果は、『白山人類学』13号の<特集>においてまとめられた。本研究は、海域東南アジアの周縁民族としてのサマ(バジャウ)人を対象に、1990年代以降のグローバル・アクターを媒介とする広義の開発過程のダイナミクスを比較検討しようとするものである。最終年度にあたる本年度は、各メンバーが過去2年間の調査実績に基づいて、部分的に補足調査を実施しつつ、それぞれの調査研究のとりまとめを行った。長津は、インドネシアの東ジャワ州、マレーシア・サバ州等のサマ人社会における民族生成や自己表象の再編と、観光やイスラーム等の領域へのグローバル・アクターの介入との相互作用について、調査データを整理し、論考をまとめた。青山は、フィリピン・ミンダナオ島ダバオにおける、サマ人の社会階層・社会的不平等観の変化と、キリスト教団体による「福音伝道活動」の展開との相互作用について、調査データを整理し、論考をまとめた。

赤嶺は、フィリピン・ルソン島などにおいて、ワシントン条約締約国会議等の国際環境保全アジェンダの小規模漁民社会へのインパクトに関する広域調査を行った。その調査は、サマ人社会と他の小規模漁民社会との比較に基づいて、環境グローバル・アクターの介入を背景とする海民の生業変容の同時代性とそのパターンを明らかにしようとするものであった。これらの活動をふまえ、6月、長津と青山は東南アジア学会研究大会のパネルにおいて、近代国家以降の開発アクターの関与とサマ人社会の変容に関する研究報告をおこなった。11月には、白山人類学年次フォーラムにおいて、同じく長津と青山が、宗教や観光の領域でのグローバル・アクターの関与に着目して、島嶼部三カ国のサマ人の自己表象の変遷に関する考察を発表した。2月には、台湾中央研究院で開催されたAsian CORE Program Seminarにおいて、長津がインドネシアのサマ人の民族生成の歴史過程について、赤嶺がフィリピンのビサヤ系海民と環境NGOとの海産資源利用をめぐる相互作用についてそれぞれ報告した。
ＧＡＢＡ作動性ニューロンの可視化による成長期の脳神経回路構築への麻酔薬の影響

GABA合成能が低下したGAD65ノックアウトマウスを用いて侵害刺激閾値を調べるためにホットプレートテスト、テールドロップテスト、フォルマリンテストを行った。ホットプレートテストでは有意な差を観察することができたがテールドロップテストでは差が見られなかった。フォルマリンテストの結果もGABA放出能の低下は上位中枢での閾値の変化をもたらすことが示唆される。これらの結果は、今後、成長過程でのGABAA受容体を介する麻酔薬の影響を調べるうえで重要なデータをなりうる。現在、世界では年間150万人の胎児や新生児が何らかの麻酔薬を母胎経由、もしくは直接投与されている。麻酔薬が脳の発達に影響を与える一因子である可能性が報告されているものの,胎児・新生児に対する影響は、未解明である。研究目的は,GABA合成酵(GAD67)のプロモーターの下流にGFPを挿入し、GABA作動性ニューロンが同定可能なノックインマウスを用いて、胎仔期、新生期の麻酔薬の曝露が発達段階の中枢神経系の構築においてどのような影響を与えるかを調べることである。そして、その影響が長期間続くものであるかを麻酔薬に対する感受性・疼痛閾値の変化を個体レベルで解析し、臨床使用されている麻酔薬の分子レベルにおける安全性を評価する新規アプローチである。麻酔薬が胎児期、新生児期においてどのような影響を与えるかを明らかにするために、GAD67-GFPノックインマウスを用いて組織学的にGABA作動性ニューロンの脳各部位での分布や神経細胞の比率を求め、麻酔薬の有無で投与時期、麻酔薬の種類で比較検討する。また、その影響を成熟したマウス(1216週齢)で麻酔薬感受性、不安レベル、協調運動、疼痛閾値を用いて解析する1.5%セボフルランを生後1日、3日、5日に各12時間、計36時間投与した。濃度1.5%としたのは、2.5%以上のセボフルランでは自発呼吸や循環を保てないと判断したからである。そして、成熟後(4月齢)、海馬、基底核、大脳皮質、小脳などが関与する水中での動きから学習能力を検討した。その結果、セボフルラン麻酔群の学習能力、特に位置感覚の学習能力は、非麻酔群と比べても差がなかった。また、学習に依存しない非学習系の不安を評価するため、高架式十字迷路テストを行った。その結果、セボフルラン投与群では不安行動が強くなる傾向が見られた。ロタロッドを用いて協調運動機能の実験を行っている。研究目的は,胎仔期、新生期の麻酔薬の曝露が発達段階の中枢神経系の構築においてどのような影響を与えるかを調べることである。そして、その影響が長期間続くものであるかを麻酔薬に対する感受性・疼痛閾値の変化を個体レベルで解析し、臨床使用されている麻酔薬の分子レベルにおける安全性を評価する。GABA合成能を低下させたマウス(GAD65ノックアウトマウス)GABA放出能を低下させたマウス(VGATヘテロノックアウトマウス)に対し、麻酔薬を作用させた行動実験的解析を行い、その両面から麻酔薬の個体レベルの作用におけるの関与を明らかにする。これらのマウスには不安行動の増加、抗不安薬に対する抵抗性などが行動実験により報告されている。昨年度まではGAD65ノックアウトマウスに麻酔薬(プロポフォール)の作用低下、セボフルランの成長期投与による行動実験解析による影響を示してきたが、本年度はVGATヘテロマウスにおける麻酔薬の感受性に関する行動実験を行った。特定の濃度(0.6-3.0%)の平衡状態に至るまで10分間静置した。プロポフォールへの反応をみる行動実験では、27G針と1mlシリンジを用いて経尾静脈的に投与後、保温された小箱に移してマウスの反応を観察した。立ち直り反射消失(LORR)、尾ピンチ反応消失(LTWR)、後肢ピンチ反応消失(LHWR)の濃度を、野生型(WT)とヘテロ(12-16週)で比較した。今回、用量反応関係を調べたが、各群ともに有意な差は確認できなかった。今後は継続して麻酔薬の長期被ばくによるVGAT等の抑制性神経伝達物質の関与を研究する。研究目的は,GABA合成酵素(GAD67)のプロモーターの下流にGFPを挿入し、GABA作動性ニューロンが同定可能なノックインマウスを用いて、胎仔期、新生期の麻酔薬の曝露が発達段階の中枢神経系の構築においてどのような影響を与えるかを調べることである。

そして、その影響が長期間続くものであるかを麻酔薬に対する感受性・疼痛閾値の変化を個体レベルで解析し、臨床使用されている麻酔薬の分子レベルにおける安全性を評価する新規アプローチである。麻酔薬が胎児期、新生児期においてどのような影響を与えるかを明らかにするために、GAD67-GFPノックインマウスを用いて組織学的にGABA作動性ニューロンの脳各部位での分布や神経細胞の比率を求め、麻酔薬の有無で投与時期、麻酔薬の種類で比較検討する。また、その影響を成熟したマウス(1216週齢)で麻酔薬感受性、不安レベル、協調運動、疼痛閾値を用いて解析する1.5%セボフルランを生後1日、3日、5日に各12時間、計36時間投与した。濃度1.5%としたのは、2.5%以上のセボフルランでは自発呼吸や循環を保てないと判断したからである。そして、成熟後(4月齢)、海馬、基底核、大脳皮質、小脳などが関与する水中での動きから学習能力を検討した。その結果、セボフルラン麻酔群の学習能力、特に位置感覚の学習能力は、非麻酔群と比べても差がなかった。また、学習に依存しない非学習系の不安を評価するため、高架式十字迷路テストを行った。その結果、セボフルラン投与群では不安行動が強くなる傾向が見られた。ロタロッドを用いて協調運動機能の実験を行っている。本年度もマウスの繁殖がうまくいかないため実験に必要な数が安定的に確保できなかった。しかし、抑制性神経伝達物質(GABA、グリシン)の小胞体への取り込み作用を抑制したVGATヘテロノックアウトマウスに対する吸入麻酔薬のデータを採取した。今後はこのデータとともに並行して行っているGAD67-GFPマウスの実験データともにより詳細な解析を行う。マウスの繁殖がうまくいかないため実験に必要な数が安定的に確保できなかった。今年度結果からマウスの繁殖規模をさらに拡大し安定的な実験環境を整えることが必要であると考えられました。今年度はマウスの繁殖能に低下がみられ安定的なマウスの供給を行うことができなかった。今後は、行動実験を多く行う予定であるため、繁殖規模を拡大していく必要がある。GAD67-GFPノックインマウスを用いて組織学的にGABA作動性ニューロンの脳各部位での分布や神経細胞の比率を求め、麻酔薬の有無で投与時期、麻酔薬の種類で比較検討する。また、その影響を成熟したマウス(1216週齢)で麻酔薬感受性(duration of loss ofrighting reflex)、不安レベル(Open-field test)、協調運動(Rota-rod)、疼痛閾値(Hot plate test, Formalin test, Plantertest)を用いて解析する【研究その1】現在、臨床使用頻度の高い麻酔薬に対し、脳神経系の構築におけるGABA作動性ニューロンの数と部位に対する影響の有無を投与時期、投与量の観点から明らかにする。アポトーシスのマーカーであるcaspase-3とシナプス新生のマーカーであるsynaptophysinに対する抗体を用いて免疫染色を行う。【研究その2】脳神経系形成期における麻酔薬の長期的な影響を行動解析により評価する。研究その1の結果と照らし合わせ分子レベルと個体レベルの両面から評価することにより、麻酔薬の分子レベルでの危険性、安全性を証明する。
鶏の熱死誘導機構に関する萌芽的研究:生命維持機構の破綻

急激な環境温度の上昇によって頻発する熱死被害による経済的損失は大きく、鶏生産現場で深刻化している。この問題の解決には、熱死における生命維持機構の破綻に関与する特異的因子を検索が不可欠である。これまで、高温環境下で熱死が発生する実験系を構築しており、本年度は熱死発現機序の一端を解明するため、熱死誘導過程におけるエネルギー栄養素の動態、特に糖の代謝を明らかにした。21日齢ブロイラー雄を供試し、飼料定量給与2時間後に38°Cと24°Cに暴露したのち、経時的に採血し、血漿グルコース濃度と血漿乳酸濃度の推移を調べたところ、暑熱区において血漿グルコース濃度は温度感作60分以降において急激に減少し、また乳酸濃度も温度感作直後より有意に減少した。このことから、急性暑熱条件下における血中グルコースの濃度の急激な低下は嫌気的呼吸亢進のためではないと考えられた。そこで、体全体におけるグルコースの消費系の活性を推定するため、脳、肝臓、腎臓、小腸、心筋、胸筋、腹斜筋(呼吸筋)を採取し、各組織のピルビン酸デヒドロゲナーゼ(PDH)の現活性を調べた。その結果、脳・腹斜筋のPDH活性は38°C区で24°C区より高く維持され、小腸・胸筋のPDH活性は38°C区で低下が観察されたが、肝臓・腎臓・心筋のPDH活性は24°C区と38°C区においては差が認められなかった。さらに、肝臓からのグルコース供給量を肝グリコーゲン量の推移から調べたところ、肝グリコーゲン量は温度感作直後より24°C区で緩やかな減少が観察されたのに対し、38°C区では60分後まで急激に減少し、それ以降は横這いであった。それ故、暑熱曝露開始60分までは肝臓グリコーゲンからグルコース産生が活発に行われ、多量のグルコースが血中に供給されるが、60分以降は肝臓からのグルコース供給は極端に低下していることが予想された。エネルギー栄養素摂取時における本熱死誘導実験から、血漿グルコース濃度の低下や一部組織におけるグルコース異化活性の亢進ならびにグルコース供給能の低下など、急性暑熱暴露下においては通常時と全く異なる、極めて特異的な代謝状態にあることが明らかとなった。そこで、本研究では給与エネルギーの差によって高温環境下で熱死の発生が決定する実験系におけるエネルギー基質の動態を明らかにした。まず、供試動物として21日齢の雌チャンキーを用いて、暑熱開始前に飼料を強制給餌した38°C強制給餌区と38°C16時間絶食区を設定し、38°C暑熱暴露後30分おきに体温と呼吸速度を調べた。その結果、強制給餌区では38°C暴露直後から直腸温は上昇し、約2時間後にはほとんどの動物で45°Cを越えた。これに対し絶食区では緩やかに上昇はするものの43°Cを越えることはなかった。熱死は、38°C処理強制給餌区でほぼ例外なく約2時間後に発症した。次に、試験区として先の2区に加えて、24°C温度処理前に強制給餌した区(24°C強制給餌)と16時間絶食した区(24°C絶食)を設定し,血漿中のグルコース、NEFA、カリウムなどの濃度と、肝臓中のグリコーゲン存在量、肝臓中のPDH活性を測定しところ、38°C強制給餌区において、血漿中のグルコース濃度は高く維持され、肝臓中のグリコーゲン量は急激な減少を示した。血漿中のNEFAは両暑熱区において同様の処理をした24°C区と異なる動態が見られた。肝臓中のPDH活性は38°C強制給餌区が死亡直前に有意に上昇することが判明した。また血漿中カリウムも有意な上昇を示し、暑熱時には特異的なエネルギー代謝が起こっていることが推測された。

その結果、脳・腹斜筋のPDH活性は38°C区で24°C区より高く維持され、小腸・胸筋のPDH活性は38°C区で低下が観察されたが、肝臓・腎臓・心筋のPDH活性は24°C区と38°C区においては差が認められなかった。さらに、肝臓からのグルコース供給量を肝グリコーゲン量の推移から調べたところ、肝グリコーゲン量は温度感作直後より24°C区で緩やかな減少が観察されたのに対し、38°C区では60分後まで急激に減少し、それ以降は横這いであった。それ故、暑熱曝露開始60分までは肝臓グリコーゲンからグルコース産生が活発に行われ、多量のグルコースが血中に供給されるが、60分以降は肝臓からのグルコース供給は極端に低下していることが予想された。エネルギー栄養素摂取時における本熱死誘導実験から、血漿グルコース濃度の低下や一部組織におけるグルコース異化活性の亢進ならびにグルコース供給能の低下など、急性暑熱暴露下においては通常時と全く異なる、極めて特異的な代謝状態にあることが明らかとなった。
肝機能評価指標としてのインドシアニングリーン停滞率の精度向上に関する研究

インドシアニングリーン15分停滞率(ICGR15)の値が肝機能評価指標として用いられている。一方、ICGの薬物動態に関しては不明な点が多く、近年ICGR15分値が異常に高値となるICG不耐症の原因として肝の取り込みトランスポーターであるOATP1B3の欠損が報告された。しかし、同遺伝子のヘテロ欠損や機能低下がICGR15分値に与える影響は解明されていない。本研究ではICG停滞率とOATP1B3の発現・機能に影響を与え得る遺伝子変異との関係を解明することで肝機能評価指標としてのICG停滞率の精度向上を目的とする。さらに、OATP1B3以外のICGトランスポーターの影響を検討する。
コンピュータネットワークを用いた科学教育カリキュラムの開発

平成11年度は天体撮影システムのテストとインターネット上でのネットワークコミュニケーションについて検討を行った。科学教育カリキュラムの教材となる画像を撮影するシステムのテストとして、口径10cm焦点距離800mmという望遠鏡と約160万画素の冷却CCDカメラを用いて天体の撮影を行ったところ、視直径が大きい星雲・星団では教材として活用できる素材が得られることがわかった。来年度では、フィルターを工夫し、変光星や小惑星の光度変化など測光観測のデータ精度が高い素材も取得できるようにしたい。また、大口径、長焦点距離の望遠鏡を用いれば、更に観測対象はひろがるといえる。ネットワークコミュニケーションの検討として、インターネット上でTV会議が行えるCU-SeeMeというフリーソフトを用いた交流会を行った。研究所と中学生2チームで行った際には、中学生2チームは同じような通信環境下にあったにも関わらず、音声伝達に違いがあり(聞こえたチームと聞こえなかったチームがあった)、あらためてネットワーク上で同じ環境を作ることの難しさを実感した。研究所と日本の中学校、アメリカの中学校の3カ所でCU-SeeMeを用いて交流会を行った際には、普段は会うことが不可能な者同士のコミュニケーションを画像とチャットにより行うことができた。この時にも音声伝達は環境による差が大きいことがわかったので、CU-SeeMeを用いた交流会を行うときには、音声に頼らない方法を考える必要があると言え、今後ネットワーク上でコミュニケーションをとる際には、ネットワーク環境の違いにも配慮した方法を考えていきたい。
磁場の全身曝露と生体影響に関する研究

磁場・電磁場の生体影響を検討する目的で動物、培養細胞を用いて2年間研究を行い次の結果を得た。1.4.7Tの高静磁場にマウスを全身曝露した時、体重、摂飼量、摂水量の有意な減少が認められた。また、血液生化学的検査で血液尿素窒素およびグルコース値の有意な上昇が認められた。これらは脱水だけでなくストレス反応としても考えられる。2.肝臓の酵素活性のうちアニリン脱水素酵素について3.0および4.7テスラにマウスを全身曝露後の影響を見たところ、24時間曝露後、有意な上昇が認められた。3.7,12-ジメチルベンズアントラセンと高磁場との複合曝露による酵素活性を検討したが磁場曝露による影響は認められなかった。4.フリーラジカル産生への磁場の影響を見るため、マウスを3.0および4.7T全身曝露したところ4.7テスラの時、肝で有意な上昇を認めた。さらに四塩化炭素と磁場曝露によるフリーラジカルへの影響を検討したところ、単独投与群より複合曝露の方が著明な増強を認めた。このことが高静磁場曝露が四塩化炭素の肝毒性を増強することが示唆された。5.高磁場曝露がメタロチオネイン産生に対しても増強作用を示すことが認められた。6.哺乳類培養細胞(CHL細胞)に対する高静磁場の染色体異常誘発作用を小核を指標に、抗がん剤(MMC)用いて検討したところ、MMC単独曝露群に比較し、小核の誘発を抑制した。7.ショウジョウバエ翅毛スポットテストで低周波電磁場曝露および高静磁場ともに変異原性修飾作用効果を示した。高い磁場を用いた機器の急速な進歩と応用範囲の拡大により、ヒトの磁場への曝露とその生体影響が注目されているが、さらに最近家庭電化製品から発生する低周波電磁場と白血病発生との関係が問題となっている。筆者らは磁場の生体影響をみるため継続的に研究を進めており、本年度明らかになった点について以下にまとめた。1.5万ガウスの高静磁場にマウスを全身曝露した時、体重、摂水量、摂飼量、血液生化学成分の変化について文献的にこの種の報告がないことから検討した。その結果、摂水量の減少、体重の減少、摂飼量の減少が認められた。動物の行動が低下し、脱水も考えられるが、さらにストレス性のものも考えられ、さらに長時間の観察実験が必要とされた。2.肝臓の酵素活性に及ぼす高磁場の影響をみるため、白血病誘発物質であるジメチルベンズアントラセン(DMBA)と同時曝露後の肝アニリン脱水酵素とP-450を測定したが影響を認めなかった。3.チオバルビツール酸法を用いてマロンジアルデヒドを指標に、フリーラジカル生成の有無を過酸化脂質の生成量を測定して検討したところ、肝臓で有意な生成を認めた。4.フリーラジカル除去効果があるメタロチオネインの生成量をマウス全身曝磁後に検討したところ肝臓で有意な生成を認めた。磁場の生体影響に関する関心は近年急速に高まっている。特に家庭電器製品から発する電磁場については種々情報が飛びかい科学的な証明を必要としている。我々はこうした問題を踏まえて磁場の生体に対する影響を科学的に明らかにすべく検討を加えて来た。本年度明らかになった点は次のとおりである。1. 4.7Tの高静磁場にマウスを全身曝露すると48時間後、体重、摂飼量、摂水量の有意な減少を認めた。血液生化学的検査で尿素窒素およびグルコースの有意な減少を認めた。2. 3.0および4.7Tの高静磁場にマウスを全身曝露した時、肝臓での脂質酸化反応が有意に増加した。また、フリーラジカルを産生する四塩化炭素との複合曝露では単独投与より磁場曝露群で脂質酸化が著名に増加した。

3. 4.7Tにマウスを全身曝露すると648時間曝露群で肝メタロチオネインの有意な増加が認められた。4.哺乳類培養細胞(CHL細胞)を用いて小核を指標に高静磁場の染色体への影響をみた実験では抗がん剤(MMC)と4.7T磁場との併用曝露で小核の誘発が有意に低下した。5.ショウジョウバエ翅毛スポットテストでは、高静磁場および低周波電磁場曝露で変異原性修飾効果が認められた。
フラーレン誘導体の合成と物性研究

平成6年度において、Sc2@C84、La@C82の異性体、La2@C80、Y@C82、およびGd@C82の金属内包フラーレンの電気化学的性質を調べ、酸化還元電位が金属の種類と数よってどう変化するか調べた。La@C82、Y@C82、およびGd@C82の酸化還元電位を比べると、それぞれ金属による違いがほとんどないことがわかった。そして、これらの実験結果は、永瀬らによるイオン化ポテンシャルと電気親和度の理論計算とよく一致する。金属フラーレンの有機化学的な反応性は、からのフラーレンのそれとの関連で興味深く、機能性分子への応用に役立つものと考える。今回、La@C82と過剰のジフェニルジアゾメタンとの反応をESRを使い調べた。この反応は室温では非常に遅く、C60との違いを際だたせている。ESRでは、原料のほかにカップリング定数がほぼ同じでg値がわずかにずれた新たなピークが現れた。これは、おそらく一付加体に由来するもので、その電子状態がLa@C82のそれとあまり変わっていないことを意味すると思われる。温度を60度まで上げると反応がすばやく進行し、質量分析で4付加体まで生成していることがわかった。現在のところ、出発原料が1mg以下であるので、生成物を単離するところまでは至っていない。
近赤外光を用いたイヌの脳活動の無侵襲計測 - イヌのこころの動きを測る

脳の多彩な精神活動は,神経細胞によるエネルギー代謝とそれにともなう酸素の消費によって支えられている.脳活動が変動すると脳の血流量や血液内ヘモグロビン(Hb)の酸素化度が変化するため,これらを測定することは,動物の精神活動を探る糸口となることが期待される.本研究ではイヌの精神活動の分析に,近赤外分光法による脳Hb酸素化度の測定が利用可能か否かを検討した.1.麻酔下のイヌによる脳血流測定の基礎的解析脳血流量を測定する際に筋血流量の影響が障害となる可能性があるため,麻酔下のイヌを用いて検討した.プローブを外科的処置により露出させた頭蓋骨表面に装着した場合と,皮膚表面からあてた場合とで測定値を比較し,測定における筋血流量の影響を調べた.呼気中酸素分圧や頚動脈の開閉等を行って検討した.プローブを頭部正中に装着すれば,筋血流量の変化の影響を抑えて脳血流量を測定できる可能性が高いことが示された.さらに,脳特異的血流変化が検出できるかどうかを検討した.脳は二酸化炭素に感受性が高いため,これを吸入させてその影響を調べたところ,脳に特徴的な変化が観察された.2.無侵襲・無麻酔・無拘束のイヌにおける脳血流測定イヌの情動変化を近赤外分光法で捉えることができるか否かを検討するため,イヌにとって望まれる状況と望まれない状況を設定し脳血流の変化を観察した.餌を与えて喜ばせた場合,Hb酸素化度の低下が認められた.別離不安の見られるイヌについて,飼い主がイヌから離れて隠れたところ,Hb酸素化度の一過性の上昇とそれに続く比較的長時間の低下が観察された脳の多彩な精神活動は,神経細胞によるエネルギー代謝とそれにともなう酸素の消費によって支えられている.脳活動が変動すると脳の血流量や血液内ヘモグロビン(Hb)の酸素化度が変化するため,これらを測定することは,動物の精神活動を探る糸口となることが期待される.本研究ではイヌの精神活動の分析に,近赤外分光法による脳Hb酸素化度の測定が利用可能か否かを検討した.1.麻酔下のイヌによる脳血流測定の基礎的解析脳血流量を測定する際に筋血流量の影響が障害となる可能性があるため,麻酔下のイヌを用いて検討した.プローブを外科的処置により露出させた頭蓋骨表面に装着した場合と,皮膚表面からあてた場合とで測定値を比較し,測定における筋血流量の影響を調べた.呼気中酸素分圧や頚動脈の開閉等を行って検討した.プローブを頭部正中に装着すれば,筋血流量の変化の影響を抑えて脳血流量を測定できる可能性が高いことが示された.さらに,脳特異的血流変化が検出できるかどうかを検討した.脳は二酸化炭素に感受性が高いため,これを吸入させてその影響を調べたところ,脳に特徴的な変化が観察された.2.無侵襲・無麻酔・無拘束のイヌにおける脳血流測定イヌの情動変化を近赤外分光法で捉えることができるか否かを検討するため,イヌにとって望まれる状況と望まれない状況を設定し脳血流の変化を観察した.餌を与えて喜ばせた場合,Hb酸素化度の低下が認められた.別離不安の見られるイヌについて,飼い主がイヌから離れて隠れたところ,Hb酸素化度の一過性の上昇とそれに続く比較的長時間の低下が観察された
密度ゆらぎとその進化の精密測定

HSCサーベイの初期データの解析および関連するさまざまな研究を行い数多くの研究成果を得た。重力レンズ解析によりこれまでで最大の三次元質量地図を作成し、また質量地図よりこれまでで最大の質量で選ばれた銀河団サンプルを構築した。銀河団の数がプランク衛星の観測結果から期待されるものより少ないことがわかった。HSCサーベイで可視銀河団サンプルを赤方偏移1.1まで構築した。またハッブル宇宙望遠鏡をもちいた観測で重力レンズで増光されたこれまででもっとも遠方の単独の星を発見し、これがダークマターの性質に新しい制限を与えることがわかった。すばる望遠鏡ハイパースプリーム(HSC)サーベイの解析に向けた様々な準備研究で大きな進展が得られた。特に多色撮像観測から銀河団を探す新手法を開発し、その性能を既存のスローンディジタルスカイサーベイ(SDSS)データに適用することで銀河団の赤方偏移や質量をよく見積もれることを確認した。他の銀河団カタログとの比較により、この新手法は現存する銀河団探査アルゴリズムの中で最高のパフォーマンスを持つものの一つであることが確認された。また宇宙の大規模構造を特徴付けるフィラメントの重力レンズ信号の見積りや、銀河の大スケールパワースペクトル解析から得られる非ガウス性への制限などの理論研究の成果も得られた。大分離角重力レンズクエーサーの分光観測からクエーサーのアウトフローの構造に関する重要な知見が得られた(この成果はすばる望遠鏡かわウェブリリースされた)。銀河団の重力レンズ増光を利用した遠方銀河の研究にも着手し初期成果を出版できた。これらの理論的、観測的研究はHSCサーベイの解析でも重要となるものでありその準備が大いにすすんだと言える。HSCサーベイは観測時間割り当てが当初の予定よりも少なめであったという問題はあったものの、装置も問題なく稼働して順調にデータを取得しており、当該年度の終わり頃からサーベイデータの本格的なチェックに着手している。次年度ではサーベイデータそのものを使ったさまざまな研究を本格化させる予定である。HSCサーベイが進みデータが出つつあるので、サーベイデータのチェックおよび関連する理論研究をすすめた。密度揺らぎを測る相補的な方法として強い重力レンズがあり、HSCサーベイでも多くの発見が期待されるが、現存のサーベイを用いた研究成果をいつくか出し論文を出版できた。特に超新星重力レンズSN Refsdalの出現予測とその実際の発見は、現在の重力レンズ観測からダークマター分布を推定する手法の正確さと妥当さをこれまでと全く違う角度から検証できた点で画期的である。HSCサーベイデータの解析に関連するさまざまな理論研究も行った。また特筆すべきはHSCカメラ試験中に得られた2.3平方度のHSC画像の弱い重力レンズ解析を行い、質量マップのピークを8つ検出できたことである。これらピークは可視データの解析から実際に重い銀河団に対応していることがわかった。この結果は近傍宇宙の密度揺らぎがかなり大きいことを示唆しており非常に興味深いがまだ視野が狭く断定的なことはいえない。しかしながらHSCの撮像データを用いた弱い重力レンズ解析が可能であることが実証できたこと、わずか数時間の試験観測でこれだけの成果が得られたことは重要であり、次年度以降の研究に弾みがつく結果である。HSCのデータに慣れその質をチェックするさまざまな研究を精力的に行ったがこれらを応用して実際にサーベイデータから科学的成果を得て出版するのは次年度以降になる見込みである。当初の計画通り、HSCサーベイ解析の予備研究の成果を数多く出版できた。HSCサーベイも順調にすすんでおり観測データが取得されている。まだ論文にはなっていないがサーベイデータの理解、予備解析も今年度中に大幅な進展があった。特に可視多色データを用いた銀河団の同定、弱い重力レンズの解析はいろいろなチェックと試行錯誤の結果、論文のクオリティに近いところまで解析がすすんでおり、次年度にはHSCサーベイの初期解析結果の論文を多く投稿できると考えている。本年度は実際にHSCサーベイデータを用いた研究をすすめ、幾つかのテーマについては結果を得て論文を投稿するところまですすめることができた。本研究テーマの鍵となる弱い重力レンズの測定と銀河団の検出について様々なテストを行いHSCサーベイカタログの多くの問題を同定しそれを解析パイプラインにフィードバックすることによってHSCサーベイカタログの理解およびその質の向上に大きく貢献できた。可視銀河団サンプルについては試行錯誤の結果初年度サーベイデータから満足のいく質の高いサンプルを構築でき、その成果をまとめた論文は当該年度の終わりに投稿することができた。重力レンズマップから得られる重力レンズ銀河団サンプルの構築も順調にすすんでおり、その成果および弱い重力レンズによる様々な銀河団サンプルの質量測定は次年度に成果を発表できる見込みである。また弱い重力レンズの二点相関の解析も行っておりこれも次年度に成果を発表できる見込みである。その他関連する多くの研究成果も並行して得ることができた。例えばHSCサーベイ内からの強い重力レンズ天体の発見、弱い重力レンズ解析のフーリエ空間における新しい手法の開発、HSCなどの可視サーベイ観測と重力波源の空間分布の相関を用いた宇宙論の新しい手法の提案、および銀河団の物理的なサイズを特徴付ける銀河団の境界半径の初の観測的な検出など多岐にわたるテーマについて成果を得て論文として出版した。これらの成果は次年度のHSCサーベイデータ解析に活用していく予定である。予定通りHSCサーベイデータの解析を重点的に行い大きな進展を得ることができた。

特にHSCサーベイデータ、カタログについて様々なテストを行いその問題点を洗い出し、その回避策を検討していくことで初年度サーベイデータの科学的成果の出版にたえうるクオリティのカタログを構築でき次年度の科学的成果の出版にめどがついた。HSCサーベイの初年度データの解析をすすめ、数多くの成果をあげることができた。可視銀河団サンプルを赤方偏移1.1の遠方宇宙まで構築しその性質を多波長データとの比較で慎重に調べた。弱い重力レンズに用いるための形状測定した銀河サンプルを構築し、弱い重力レンズ解析における系統誤差を調べ初年度解析においてはその系統誤差は無視できるほど小さいことを確認した。この弱い重力レンズ銀河サンプルをもちいて二次元および三次元ダークマター地図を作成した。とくに三次元ダークマター地図については、これまでで作成された中で最大のダークマター地図となる。既存の銀河団およびダークマター地図から発見された銀河団の系統的な重力レンズ解析から、現在の密度ゆらぎが宇宙背景放射の結果とわずかにずれているという示唆を得た。この結果は宇宙の加速膨張したがって暗黒エネルギーの性質に重要な示唆を与える結果である。これらHSCサーベイの初期成果は、論文雑誌PASJの特集号として掲載され、またプレスリリースも行われた。また銀河団中心で発見された変動天体を解析し、それが重力レンズで激しく増光された単独の星であること、またこの観測から宇宙のダークマターの性質に強い制限が与えられることを見出した。特にこの観測から宇宙のダークマターが太陽の数十倍のブラックホールから構成されているという可能性を棄却し、宇宙のダークマターおよび加速膨張の理解をすすめることができた。HSCサーベイの初期データの解析および関連するさまざまな研究を行い数多くの研究成果を得た。重力レンズ解析によりこれまでで最大の三次元質量地図を作成し、また質量地図よりこれまでで最大の質量で選ばれた銀河団サンプルを構築した。銀河団の数がプランク衛星の観測結果から期待されるものより少ないことがわかった。HSCサーベイで可視銀河団サンプルを赤方偏移1.1まで構築した。またハッブル宇宙望遠鏡をもちいた観測で重力レンズで増光されたこれまででもっとも遠方の単独の星を発見し、これがダークマターの性質に新しい制限を与えることがわかった。当初の予定どおりHSCサーベイの準備研究を順調にすすめることができ、また実際のサーベイデータのチェックを開始することができた。現在までの進捗状況で述べたとおり、HSCサーベイデータの解析は順調にすすんでおり成果はどんどん出てきている。次年度はこれら得られたデータを論文にまとめていく作業になる。HSCサーベイ解釈のためのシミュレーション研究もすすめており、この結果も次年度に論文にまとめたい。前述のようにHSCサーベイデータの準備もできたのでこれを用いた様々なテーマについての科学的成果の論文を順次発表していく予定である。天文学当初の方針どおり、今後はHSCサーベイを使った具体的な研究を加速させる。
超低電圧高速駆動型液晶ゲルアクチュエータ

LCEは配向秩序をもった異方性のゴムまたはゲル状物質で、ネットワークの主鎖あるいは側鎖に液晶分子が化学的に結合されている。その実用化、高性能化、簡便化を図るためには、その物性を深く理解することが必要不可欠である。特にこの電界応答特性には、これまでの我々の研究から次のような重要な因子が判ってきている:(1)ネットワークに結合する液晶と膨潤させる低分子液晶の親和性、(2)クロスリンカー分子の構造と性質、(3)側鎖液晶分子であるか主鎖液晶分子であるか、(4)膨潤させる低分子液晶の極性、(5)LCEの液晶相の種類、(6)クロスリンカー分子の濃度。すなわち、これらの要素がLCEの電界応答を左右する重要なファクターである。そこでこれらの因子の役割を明確にするために、液晶分子とネットワークとの結合部分を変えた主鎖型と側鎖型のLCE、極性の大小、クロスリンカーの官能性を変えた場合、その濃度を変化させた場合、クロスリンカーの液晶性・非液晶性による特性の変化を調べるための試料合成を中心に研究を行った。また、特に物理的な計測は、今回、主鎖型と側鎖型を中心に、その応答速度と閾値特性、収縮率などを研究した。その結果、液晶分子を主鎖内に結合させた場合には、巨大な電気力学効果が観測され、フィルム全体が収縮するとともに強い電気光学効果が見いだされた。側鎖型LCEではこのような特性はない。しかしながら、主鎖型では側鎖型に比べネットワークヘの拘束が強く、十分な応答を得るためには約10倍の電圧を必要とした。しかしながら、適切な極性をもつ液晶分子を組み込むことによってこの欠点は解消されるものと期待された。液晶エラストマーは液晶分子をポリマーバックボーンに化学結合させた物質で、作成途中に応力を加えることによってサイドチエーンの液晶分子を配向させて異方性のフィルムとすることができる。このため、電界や磁界などに応答し、透明度や形状を変化させる。しかしながら、液晶分子が化学結合しており、駆動するためには非常に強い外力を必要とする。ところが、このフィルムに低分子の液晶を膨潤させると、弱い電界で応答することが見いだされた。ここでは低分子の液晶として5CB、MBBAを使用し、結合の異なった二種類の液晶エラストマー、bifunctional系とtrifunctional系の双方に膨潤させ、液晶ゲルを作成、その特性と起源を調査した。5CBで膨潤されたbifunctional系での大きな電界応答は、バックボーンにつながったサイドのメゾゲン分子が5CBの電界応答に引きずられて応答し、均一配向するために起こるものであることが明らかになった。このため最も大きな収縮は、5CBが正の誘電率異方性をもつために、プレーナー配向したモノドメインの膨潤LCEに電界を加えるとき実現できる。この場合、一般にはサイズに依存するが、100ミクロン厚の試料で約1015%の収縮率が実測された。この試料の電界応答は約0.1秒の高速であることも分かった。一方、V3型のLCEでは膨潤率はbifunctional系と同じであったが、体積変化が大きく、それに反して膨潤率の異方性が小さく、x, y, zのいずれの方向にも膨潤した。それゆえ、クロスリンキングの構造と同様、同時に大きな電界効果も期待したが、この効果については逆に小さい(1/5以下)傾向が見られた。また、この際の温度収縮は液晶の秩序度の変化と比例して起こることが確かめられた。