hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フッ化ジアミンシリケートによる齲蝕予防と象牙質知覚過敏症治療に関する研究

現在、齲蝕進行抑制剤および象牙質知覚過敏症治療薬として用いられているフッ化ジアンミン銀(サホライド)は銀の沈着による歯質の変色が起こることからその使用は主に乳歯に限定され、永久歯に多用することは困難であった。そこで我々は、銀成分をシリカに置換したフッ化ジアミンシリケートを調製し、齲蝕進行抑制剤および象牙質知覚過敏症治療薬としての有効性を評価検討した。ヒト抜去大臼歯より象牙質プレートを調製し、酸処理を行うことにより象牙細管を開口させた後、フッ化ジアミンシリケート処理を行った。SEM観察により、象牙細管は緊密に結晶性物質により封鎖されていた。象牙質透過性を測定した結果においても、フッ化ジアミンシリケートは著しく透過性を減少させた。次に、牛歯を用いて、フッ化ジアミンシリケートの齲蝕抑制および齲蝕進行抑制効果を他のフッ化物と比較検討を行った。牛前歯をレジンに包埋後、唇面を鏡面研磨した。その研磨面をパラフィンワックスを用いていくつかの小部分に分割した。小部分をフッ素処理面と非処理面とに分けて処理後、脱灰溶液中にて24時間脱灰を行った。脱灰深度を表面粗さ測定器にて測定した結果、フッ化ジアミンシリケート処理群は非処理群の脱灰深度と比較して18.4%浅い深度でありサホライド(16.3%減)と同等の脱灰抑制効果を示した。さらに同濃度のフッ化ナトリウムや酸性リン酸フッ素溶液と比較して有意に脱灰を抑制した。本研究の結果、フッ化ジアミンシリケートはフッ化ジアンミン銀と同等の歯質脱灰抑制効果を有していることから、齲蝕進行抑制剤としての有用性が示唆された。さらに本法は、歯質変色を起こすことなく開口象牙細管を緊密に封鎖したことから、象牙質知覚過敏症の治療薬としても有用であると考えられた。そこで我々は、銀成分をシリカに置換したフッ化ジアミンシリケートを調製し、アパタイト粉末への結晶性および耐酸性に与える影響を評価した結果、選択的にフルオロアパタイトを形成し、優れた耐酸性効果を示すことがわかった。本研究ではフッ化ジアミンシリケートが象牙質知覚過敏症治療薬として有用かどうかを評価する目的で、象牙細管封鎖効果をサホライドと比較検討を行った。ヒト抜去大臼歯より象牙質プレートを調製し、酸処理を行うことにより、開口象牙細管を有する疑似知覚過敏象牙質プレートを作成した。このプレートにフッ化ジアミンシリケートを塗布し、水洗、乾燥後、走査電子顕微鏡により観察するとともに、Pashleyらの、方法に従い、象牙質透過性を測定した。また、象牙細管内に析出した結晶の組成分析をエネルギー分散型X線マイクロアナライザを用いて行った。フッ化ジアミンシリケート処理後には開口象牙細管は結晶性物質により完全に封鎖されており、象牙質透過性も著しく(89%減少)低下した。一方、サホライド処理後には開口象牙細管は封鎖されておらず、開口したままであった。フッ化

ジアミンシリケート処理後に象牙細管内に析出した結晶性物質からはカルシウム、リン、シリカが検出され、シリカーリン酸カルシウム化合物が析出していることが明らかとなった。本研究の結果、フッ化ジアミンシリケートは歯質変色を起こすことなく象牙細管をシリカーリン酸カルシウム化合物で緊密に封鎖したことから、象牙質知覚過敏症治療薬としての有用性が示唆された。現在、齢蝕進行抑制剤および象牙質知覚過敏症治療薬として用いられているフッ化ジアンミン銀(サホライド)は銀の沈着による歯質の変色が起こることからその使用は主に乳歯に限定され、永久歯に多用することは困難であった。そこで我々は、銀成分をシリカに置換したフッ化ジアミンシリケートを調製し、アパタイト粉末への結晶性および耐酸性に与える影響を評価した結果、選択的にフルオロアパタイトを形成し、優れた耐酸性効果を示すことがわかった。本研究では牛歯を用いて、フッ化ジアミンシリケートの齲蝕抑制および齲蝕進行抑制効果を他のフッ化物と比較検討を行った。牛前歯をレジンに包埋後、唇面を鏡面研磨した。その研磨面をパラフィンワックスを用いていくつかの小部分に分割した。小部分をフッ素処理面と非処理面とに分けて処理後、脱灰溶液中にて24時間脱灰を行った。脱灰深度を表面粗さ測定器にて測定した結果、フッ化ジアミンシリケート処理群は非処理群の脱灰深度と比較して18.4%浅い深度でありサホライド(16.3%減)と同等の脱灰抑制効果を示した。さらに同濃度のフッ化ナトリウムや酸性リン酸フッ素溶液と比較して有意に歯質脱灰を抑制した。マイクロラジオグラフィーで観察した結果においても、フッ化ジアミンシリケートはサホライドと同様に、フッ素処理面において下層への脱灰の進行抑制が観察された。本研究の結果、フッ化ジアミンシリケートはフッ化ジアンミン銀と同等の歯質脱灰抑制効果を有していることから、齲蝕進行抑制剤としての有用性が示唆された。本法は、歯質変色を起こさないことからも乳歯のみならず、永久歯に対しても臨床応用可能であると考えられる。
回折限界を超える逆位相コンポジットゾーンプレートの実用設計

前基盤研究(C)において、空間分解能の劣化を抑えつつ焦点深度を拡張可能な新しいタイプのX線光学素子であるInverse-phase composite zone plateを発案した。シミュレーションを実行し、空間分解能の劣化を8%にとどめ焦点深度を2倍にできる設計値を発見した(論文査出版済)。しかしながらその設計値はゾーンの格子構造の最大アスペクト比が30を超えており、現状の加工技術では製作が困難である。本研究では、現状の加工技術で製作可能な、回折限界を超える空間分解能と焦点深度が得られる実用性のある設計値を見いだすことを目的とする。
ヒト大腸癌におけるras遺伝子とウロキナーゼ型プラスミノーゲン活性化因子の発現

その結果、(1)ras p21とu-PAは一部の腫瘍細胞細胞質に、p53は腫瘍細胞核に陽性で、それらの陽性率は、ras p21、p53、u-PAで29例中各々10例(34%)、19例(66%)、18例(62%)であった。また、組織型、壁深達度について、それらの陽性率に大きな差はなかった。(2)ras陽性10例中、u-PA陽性7例(70%)陰性3例(30%)で、p53陽性19例中、u-PA陽性15例(79%)陰性4例(21%)と、ras、p53異常発現例ではu-PA陽性率が高かった。(3)u-PA陽性18例中、ras陽性は7例(39%)、p53陽性は15例(83%)で、u-PA陽性例はp53陽性率が高かった。(4)n_1以上のリンパ節転移率は、ras陽性10例中4例(40%)、p53陽性19例中13例(68%)、u-PA陽性18例中12例(67%)で、逆に、リンパ節転移陽性14例中、ras陽性4例(29%)、p53陽性13例(93%)、u-PA陽性12例(86%)と、p53やu-PA陽性例にリンパ節転移率が高かった。しかも、このp53陽性13例中u-PA陽性が12例、またu-PA陽性12例は全例p53が陽性であった。以上より、u-PAはp53遺伝子異常に伴って発現し、癌細胞が浸潤転移していく機構がヒト大腸癌においても推定される。よって、術前biopsy検査において、u-PAとp53陽性例は早期癌であっても少なくとも縮小手術をすべきではないものと考えられる。
電磁計測による材料劣化・微小分布欠陥の新しい評価法

従来,超音波の音速変化,減衰特性,周波数スペクトルの変化に注目した非破壊評価手法が種々検討されてきているが,これらの手法は,信号レベルの低い初期材料劣化の評価には適さない。一方,電磁計測の材料劣化への応用をめざした研究の歴史は極めて浅い。本研究では,広い周波数範囲の交流電流を用い,透磁率,電気伝導率に加え,(透磁率/電気伝導率)^<1/2>という交流電流下の表面電位分布を求める問題を対象に,近年,本研究代表者らが発見した電場と磁場を総合する電磁パラメータ(γと呼ぶ)に着目し,電磁計測を応用した初期材料劣化・微小分布欠陥の評価のための基礎について検討した。交流電位差法を用いて材料表面薄肉層の肉厚および電磁物性値を計測・評価する手法の基礎を開発し,その有効性を検証した。得られた成果を以下にまとめて示す。1.メッキ材をモデル化した表面層と内部で電磁物性値が異なる二層構造円筒導体の長手軸方向に一様に交流電流が流れる問題について,表面層および内部の理論電界を解析し,部材表面上における理論電位差を求めた。さらに計測用配線に生じる誘導起電力の影響を考慮し,同理論解を修正した。2.ハードクロムメッキを施した二層構造円筒試験片に対する部材表面上の電位差を測定し,電位差と周波数の関係を求めた。3.メッキ層の厚さ,電磁物性値に加え,誘導起電力をも未知量として扱い,1.で求めた理論解を2.の計測結果と照合することによりこれらの未知量を評価するという逆問題解析手法を考案した。4.3の逆問題解析手法によりメッキ層の厚さおよび電磁物性値を評価し,本手法の妥当性を示した。1.電磁パラメ-タγの適用範囲に関する電磁気理論解析周波数が高ければ,透磁率μと電気伝導率σの二つの物性値はγ[≡(μ/σ)^<1/2>]という形で一つにまとめて扱うことができる。ただし周波数が高いか低いかは,対象とする材料のμ,σの値,および材料表面の曲率の相対的な関係に依存する。ここでは材料劣化を反映する電磁評価パラメ-タの抽出の基礎として,半径αなる円柱状導体に角振動数ωの交流電流を流した場合の表面上の電位差に関する理論解析と,曲率を無視した場合の理論解の比較を行い,α(σμω/2)^<1/2>〉2であれば電磁物性値はγで十分にまとめられることを確認した。2.モデル材の基礎電磁計測材料劣化は一般に材料表面あるいは表面近傍で生じる。そこでここでは検出精度の把握を第一目的として,二層からなるモデル材(メッキ材)を用いた計測を行った。具体的には,はじめにモデル材表面層と内部の理論電場を解析し,表面上における理論電位差を求めた。次に,ハ-ドクロムメッキを施したモデル材および母材のみの試験片に対する表面上の電位差を測定し,両電位差の差と周波数の関係を求め,メッキ厚さが厚いほどその差は大きくなることを示した。最後に計測結果を理論解と照合することによりメッキ層の厚さおよび電磁物性値を評価するという逆問題解析手法を考案し,その妥当性を検証した。交流電位差法による劣化層評価に対して,電磁誘導が大きな影響を及ぼす。すなわち,電位差計測用配線と劣化材のなす閉回路に劣化材より発生する磁束が鎖交するため,配線に誘導起電力が生じ,したがって計測においては試験片表面上の電位差のみならず,誘導起電力をも計測していることになる。この影響を考慮した,丸棒試験片に対する評価法を考案した。導体中に電流Iが流れているとき,導体表面において計測される電位差Eは,電磁誘導の影響を考慮してE=√<R^2+ω^2(L+M)^2I>表せる。

ここにωは角振動数,Rは導体表面における抵抗,Lは導体の内部誘導,Mは導体と配線の相互誘導である。したがって劣化材に対して電位差計測を行い,劣化層を評価するにはMの値を知る必要がある。そこで電磁物性値が既知である参照試験片を用いる。参照試験片について,理論解析からRおよびLを,電位差を計測する実験からEを求めれば,上式をMについて解くことによりMを決定できる。また,Iが流れている導体の周囲に発生する磁束はIのみに依存し,導体の物性値には依存しないため,Mは試験片,配線の形状のみに依存し,試験片の物性値とは無関係である。したがって,劣化材およびそれと同一形状の参照試験片に対して同一形状の配線を用いて計測を行えばMは一定値となる。こうして得られたMと,劣化層の物性値および厚さを未知量とした劣化材の理論解析から得られるR,Lとを用いて上式から理論電位差E_<th>を計算する。さらに劣化材の実験を行い電位差E_<ex>を計測する。E_<th>とE_<ex>を照合する逆問題解析により,未知量を決定する。広い周波数範囲の交流電流を用い,透磁率,電気伝導率に加え,(透磁率/電気伝導率)^<1/2>という交流電流下の表面電位分布を求める問題を対象に,近年,本研究代表者らが発見した電場と磁場を総合する電磁パラメータ(γと呼ぶ)に着目し,電磁計測を応用した初期材料劣化・微小分布欠陥の評価のための基礎について検討した。交流電位差法を用いて材料表面薄肉層の肉厚および電磁物性値を計測・評価する手法の基礎を開発し,特にいかに薄い薄肉層まで対象に評価が可能であるかに焦点を絞りその有効性を検証した。得られた実績を以下にまとめて示す。1.メッキ材をモデル化した表面層と内部で電磁物性値が異なる二層構造円筒導体の長手軸方向に一様に交流電流が流れる問題について,表面層および内部の理論電界を解析し,部材表面上における理論電位差を求めた。さらに計測用配線に生じる誘導起電力の影響を考慮し,同理論解を修正した。2.ハードクロムメッキを施した二層構造円筒試験片に対する部材表面上の電位差を測定し,電位差と周波数の関係を求めた。3.メッキ層の厚さ,電磁物性値に加え,誘導起電力をも未知量として扱い,1.で求めた理論解を2.の計測結果と照合することによりこれらの未知量を評価するという逆問題解析手法を考案した。4.3.の逆問題解析手法によりメッキ層の厚さ(28050μm)および電磁物性値を評価し,本手法の妥当性を示した。
ディジタルパルスニューロン回路とその結合系の現象解析と情報処理への応用

生物の神経細胞のモデルとして様々なアナログ微分・差分方程式が提案されているが、本研究ではそれらのモデルの中で比較的簡素なモデルからヒントを得た、新しいデジタル回路(デジタルスパイクニューロン、以下DSNと略す)を提案した。DSNは複数のシフトレジスタの結合系として実装可能であり、それらのレジスタの間を結ぶ結線のパターンがDSNの動作を決定する重要なパラメータである。すなわちDSNは、結線パターンに応じて様々なスパイク間間隔(ISI)を持つスパイク列を発生できる。本研究ではDSNの結線パターンと出力スパイク列の基本的な特性(例えば、初期値に依存して共存する周期的スパイク列の数、周期的スパイク列の周期等)の関係を明らかにした。また、スパイク位置変調に基づいたスパイク列の2値符号化を考察した。同符号化により「DSNがどの程度の種類のデジタル情報をスパイク列に符号化することが出来るか?」というDSNについての所謂パルス符号化能力を解析した。その結果、DSNは結線パターンに応じて様々な種類の符号の集合をスパイク列の集合に写像する機能を有する事を示した。また、DSNのパルス結合ネットワークを提案しその特徴的な同期現象を考察した。例えば同ネットワークは同期現象に基づいて、多重化された複数のスパイク列を分離する機能を有する。その様な同期現象の工学的応用例として、スパイク列に基づく多重化通信を考察した。またそして同ネットワークをハードウェア記述言語で設計し、その動作を確認した。本研究では新しいデジタルスパイクニューロン(DSN)を提案した。DSNはパラメータ値と初期値に応じて様々なスパイク間隔の組み合わせからなるスパイク列を発生できる。本研究ではDSNが発生するスパイク列に対する、スパイク間隔変調(スパイク間隔のしきい値関数による二値化)に基づいた2値符号化法を提案した。スパイク間隔変調は非線形力学系における記号力学と密接に関係しており、その考察は基礎と応用の両面から興味深い。DSNはパラメータ値に応じて様々な種類の符号に対応するスパイク列を発生できる。本研究ではDSNのスパイク列とその符号の解析法として、スパイク位置のダイナミクスを記述する写像(スパイク位置写像)を提案した。同写像を用いて、「あるパラメータ値の場合にDSNは二進符号に対応したスパイク列を発生でき、別のあるパラメータ値の場合にはDSNはグレイ符号に対応したスパイク列を発生できる」ことを理論的に示した。また同写像に基づいて、計算機を用いた高速で厳密なDSNの解析が可能になる。このようなDSNのスパイク列の符号化特性の考察は、DSNの将来の応用(例えば、パルス結合ニューラルネットワークやインパルス通信等)を発展させる基礎となる。また本研究ではDSNの再構成可能ハードウェア(例えば、Field Programmable Gate Array:FPGA)を用いた実装の基礎として、ハードウェア記述言語によってDSNを設計し、その動作を計算機実験で確認した。
子どもの法的社会化の発達過程を踏まえた幼・小をつなぐ法教育教材開発

本研究では、幼児期から小学校低学年の子どもたちを対象とする法教育教材『フェアたんけんたいうちゅうのたび』を開発した。本教材は、3つの学習課題を組み合わせた絵本教材である。第1の課題は、ルールの作り方に関する学習。第2の課題は、配分に関する学習。第3の課題は、損害の責任に関する学習である。本教材を開発するために、コールバーグ、デーモン、タップといった認知心理学の先行知見を再解釈する理論研究を行った。さらに、アリストテレス、HLAハート、ロールズといった社会哲学の考え方を幼児期の議論課題に応用していくための調査活動も実施した。1年目は、米国の法的社会化研究で使用された質問項目の日本版の作成及び予備調査の実施をめざした。質問項目については、米国において既に実績があるコールバーグ派のタップによって開発されたルール順守(コンプライアンス)と人間関係のジレンマ課題による法的社会化の調査を手がかりに、法的社会化の実態を確認するための質問項目の開発を行った。また、質問項目の精度を上げるために、まず幼児への実態調査を支援してもらう学生を対象とした予備調査を繰り返し実施した。ここでは幼・小低学年期の発達段階を考慮し、子どもが絵画資料等によって分かりやすくルール順守と人間関係のジレンマを認識し、回答しやすい質問紙及び調査方法の検討を繰り返した。また、質問項目の作成と並行して、すでに子どもの発達過程を踏まえた法的正義に関する教育を展開している米国の道徳教育カリキュラムに注目し、内容編成やシーケンスの背景にある理論を抽出するカリキュラム研究活動も行った。1年目は特に、以下の2点の仮説に基づき研究活動に取り組んだ。幼・小低学年期は1法に従う段階とされ、子どもたちに身近な権威者(保護者や教師)による禁止事項を伴う命令が法的ルールと認識される。ここには2つの発達課題がある。第1に身近な権威者との人間関係の中に法的ルールを見出し、状況に独立した法的ルールの認識が困難であること。第2に法的ルールは専ら権威者による命令であり、「法的ルールは自分たちみんなが幸せになるために、みんなでつくって、みんなで守るもの」といった法的ルールの内容の“公正さ"やルール作成の“手続き的正義"を吟味できないことである。今後は、この仮説を検証するために開発した質問項目を使用した実態調査と、結果分析を行う。1年目は、質問項目の作成及び実態調査までを予定していたが、幼児期及び小学校低学年にも分かりやすく、仮設の検証にも耐えうる質問項目の作成に、予想以上に時間を要した。しかし、3年目に予定しているカリキュラム研究を前倒しして行ったため、全体の研究計画の進行は、おおむね順調に進展している。2年目となる2016年度は、前年度に取り組んだ、子どもたちへの法的社会化の過程を探求する調査内容・方法の再検討を行った。再検討が必要になった理由は、1本研究が行う法的社会化の実態調査そのものを、調査対象である子どもたちにも教育的意義のあるものに改善していく必要があること(調査内容の教材化)、2従来のコールバーグ派のタップの所論を参照したルール順守と人間関係のジレンマ課題(道徳教育アプローチ)だけではなく、法哲学者のH.L.Aハートらの所論を手がかりとする課題(法教育アプローチ)が必要であることを、研究活動を通して再認識したためである。1調査内容の教材化については、幼児や低学年の子どもたちにも、調査を受けることによって得られる教育的な利益を保障すべきとの観点から、再検討を行った。そのため調査のためだけではなく、子どもたちに幅広い議論や思考を生み出す法教育教材としても活用可能な絵画資料・ジレンマシナリオの作成に取り組んだ。2法教育アプローチについては、調査内容の教材化と並行して、H.L.Aハートらの所論を参照し、子どもたちがある規範をルールとして確定していく方法を探るための調査内容・方法を開発した。内容は、園・学校における遊具の使用に関するルールをめぐるジレンマに対する回答を求めるのである。上記のような研究活動によって、調査内容・方法が確定し、それを教材化することも可能となった。1年目に行った調査内容・方法の再検討を行ったため、当初予定していた本調査を先送りした。しかし、3年目に予定していた教材開発を、調査内容・方法の教材化によって前倒しした。そのため、トータルな研究計画から進捗状況を評価すると、やや遅れている。本研究では平成27年度からの3年間「子どもの法的社会化の発達過程を踏まえた幼・小をつなぐ法教育教材開発」を続けてきた。最終的に子どもたちが法の基礎にある「公正観」を獲得していくための3つの教材を開発した。この3つの教材は、古代の哲学者であるアリストテレスが定義した全体的正義・配分的正義・調整的正義の認識と議論を促すための幼児から小学校低学年向けの絵本教材である。本教材の開発に至るまでに、1年目は子どもの法的社会化の理論研究、特に米国における法的社会化の調査研究を先行事例として分析し、子どもの法的社会化の発達過程の理論枠組みを抽出した。2年目は、この理論枠組みに基づく教材開発を進め、子どもたちが法の基礎にある「公正観」を獲得していくための3つの教材のプロトタイプを開発した。本教材は、教材であるとともに、子どもたちの公正観を把握する質問紙としても活用可能なものとして開発を進めた。最終年度には、この3つの教材を法哲学者のHALハートの法認識論も踏まえて整理し、『フェアーたんけんたいうちゅうのたび』という1冊の絵本教材にまとめることができた。

本絵本教材は、子どもたちに公正観を問う3つの場面から構成されており、各々の子どもから意見を聞き、議論を促すことが可能な教材である。今後は、本教材を使用する教育実践研究を展開し、各々の子どもの公正観に関する調査と本教材が意図する議論学習の有効性を検証したい。本研究では、幼児期から小学校低学年の子どもたちを対象とする法教育教材『フェアたんけんたいうちゅうのたび』を開発した。本教材は、3つの学習課題を組み合わせた絵本教材である。第1の課題は、ルールの作り方に関する学習。第2の課題は、配分に関する学習。第3の課題は、損害の責任に関する学習である。本教材を開発するために、コールバーグ、デーモン、タップといった認知心理学の先行知見を再解釈する理論研究を行った。さらに、アリストテレス、HLAハート、ロールズといった社会哲学の考え方を幼児期の議論課題に応用していくための調査活動も実施した。今後は、1年目において開発した質問項目・調査法の妥当性を検証し適宜修正を加えるとともに、本調査を実施する。また調査対象校の先生ともしっかり議論を重ね、実効性のある調査と結果の分析をめざす。3年目は、開発した調査内容・方法を活用した本調査を実施する。それとともに、実効性のある教材開発を行う。さらに2017年3月に改訂された幼稚園教育要領・学習指導要領に対応する法教育のカリキュラムマップの作成も行う。幼児期からの市民性育成予定していた質問紙の印刷を次年度に繰り越したため。調査内容・方法の再検討に時間を要し、本調査を先送りにしたため。予定していた質問紙の印刷費に使用する。今年度に実施する本調査の費用として使用する。
琉球列島産維管束植物における二次的種分化と多様性の創出

本年度は、初年度より取り組んできたキク科ニガナ属の網状進化について最終的な取りまとめをおこなった。細胞分類学的、分子生物学的解析の結果を総合し、琉球列島では砂浜に進出したオオジシバリ(六倍体)が同属のハマニガナ(二倍体)と交雑し、形態的・遣伝的多様性が形成されていることを明らかにした。二種の雑種ミヤコジシバリには三倍体、四倍体、五倍体、六倍体、七倍体、八倍体からなる著しい種内倍数性が確認された。中琉球と南琉球におけるミヤコジシバリの細胞地理学的構造には顕著な違いが見られ、中琉球には三倍体から六倍体の4サイトタイプが、南琉球には五倍体から八倍体の4サイトタイプが分布することを明らかにした。中琉球ではオオジシバリとハマニガナの交雑が現在も多所的に起こっており、また、ハマニガナの核DNAを取り込んだ六倍体ミヤコジシバリとオオジシバリの交雑により、ハマニガナからオオジシバリへの遺伝子移入が生じている可能性を示した。一方、南琉球ではオオジシバリとハマニガナの交雑・複二倍体化によって生じた八倍体が優占していた。これらの結果を統合し、琉球列島の地史や気候要因が、ニガナ属の分化に大きな影響を与えている可能性を指摘した。以上の結果はすでに取りまとめ、論文として投稿中である。ニガナ属以外では、分類学的取り扱いに問題のあった琉球列島産マメ科モダマ属の植物について形態と分子の両面から解析をおこない、琉球列島に二種存在することを明らかにした。現在、これらの分化過程について、さらに解析を進めている。また、琉球列島産ユリ科ノシラン属の二種について核型比較をおこない、形態的に混同されることが多い近縁種間の細胞分類学的差異を明確に示した。この結果についてはすでに論文として投稿し、受理されている。ノシラン属についてはさらに分子系統学的解析を進めており、琉球列島に分布する二種の分化経路の解明を目指している。本年度は、琉球列島における維管束植物の種分化機構解明に向けて、琉球列島準固有種であるミヤコジシバリ(キク科)を中心に、細胞学的、分子生物学的解析をおこなった。その結果、1)ミヤコジシバリに三八倍体に至る著しい種内倍数性が見られること、2)中琉球には三六倍体、南琉球には五八倍体が分布し、琉球列島を南下するにつれて高次倍数体が出現するようになること、3)ミヤコジシバリの種内倍数性が、同属のハマニガナとオオジシバリの異種間交雑に端を発する網状進化の産物であること、4)ミヤコジシバリを介してハマニガナからオオジシバリへの遺伝子移入が生じていること、等を明らかにした。海浜植物であるハマニガナと内陸性のオオジシバリは本来生育環境が異なり、生態的、細胞学的に隔離されている。しかし、異なる生育環境がモザイク状に近接して存在する琉球列島の島嶼環境が両種の二次的接触を促し、結果として複雑な網状進化を生じさせる要因となった可能性が示唆された。ミヤコジシバリの進化に関する一連の研究成果は論文として取りまとめ、すでに発表済みである。さらに、アカネ科のボチョウジ属、サツマイナモリ属について、これまで未報告であった種の染色体数を論文として発表した他、ボチョウジ属の2種で交雑が生じている可能性を指摘した。分子系統学的手法を用いて予備的解析をおこない、倍数レベルの異なるボチョウジ属の2種間に遺伝的交流がある可能性があること等を明らかにした。これらの分類群にっいては、来年度以降、継続して解析をおこなう予定である。琉球列島から台湾にいたる地域より採集したオオジシバリ複合体(キク科)の細胞地理学的解析をおこない、琉球列島に三八倍体に至る著しい倍数性が見られること、中琉球には三六倍体、南琉球には五八倍体が分布し、琉球列島を南下するにつれて高次倍数体が出現するようになること、この倍数性が同属のハマニガナとオオジシバリの異種間交雑に端を発する網状進化の産物であることを明らかにし、これらの成果を取りまとめて論文として報告した(Denda and Yokota 2004)。また、中国大陸産と中琉球産のミタニクラマゴケ(イワヒバ科)に形態的分化が生じていないかどうかを詳細に調べ、ミタニクラマゴケとして報告されていた沖縄島の標本がツルカタヒバを誤認したものであることを確認し、論文として報告した(仲松他2004)。さらに、これまで分類学的取り扱いに混乱が見られた琉球列島産モダマ属(マメ科)について形態と分子情報の比較をおこない、琉球列島にはモダマ(屋久島・奄美大島)とコウシュンモダマ(沖縄島以南)の2種が分布することを報告した(脇田他2004)。両種は独立に琉球列島に侵入したと予想され、現在分子系統学的な解析を進めている。次年度に向け、リュウキュウコンテリギ(ユキノシタ科)倍数体の起源について、細胞地理学的、分子系統学的解析を進めている。現在までに、四倍体が沖縄本島の少数の産地に散在的に出現すること、四倍体が単系統群であることを確認している。これらの成果は、5月に開催される植物学会九州支部会(沖縄大会)において発表する予定である。

本年度は、初年度より取り組んできたキク科ニガナ属の網状進化について最終的な取りまとめをおこなった。細胞分類学的、分子生物学的解析の結果を総合し、琉球列島では砂浜に進出したオオジシバリ(六倍体)が同属のハマニガナ(二倍体)と交雑し、形態的・遣伝的多様性が形成されていることを明らかにした。二種の雑種ミヤコジシバリには三倍体、四倍体、五倍体、六倍体、七倍体、八倍体からなる著しい種内倍数性が確認された。中琉球と南琉球におけるミヤコジシバリの細胞地理学的構造には顕著な違いが見られ、中琉球には三倍体から六倍体の4サイトタイプが、南琉球には五倍体から八倍体の4サイトタイプが分布することを明らかにした。中琉球ではオオジシバリとハマニガナの交雑が現在も多所的に起こっており、また、ハマニガナの核DNAを取り込んだ六倍体ミヤコジシバリとオオジシバリの交雑により、ハマニガナからオオジシバリへの遺伝子移入が生じている可能性を示した。一方、南琉球ではオオジシバリとハマニガナの交雑・複二倍体化によって生じた八倍体が優占していた。これらの結果を統合し、琉球列島の地史や気候要因が、ニガナ属の分化に大きな影響を与えている可能性を指摘した。以上の結果はすでに取りまとめ、論文として投稿中である。ニガナ属以外では、分類学的取り扱いに問題のあった琉球列島産マメ科モダマ属の植物について形態と分子の両面から解析をおこない、琉球列島に二種存在することを明らかにした。現在、これらの分化過程について、さらに解析を進めている。また、琉球列島産ユリ科ノシラン属の二種について核型比較をおこない、形態的に混同されることが多い近縁種間の細胞分類学的差異を明確に示した。この結果についてはすでに論文として投稿し、受理されている。ノシラン属についてはさらに分子系統学的解析を進めており、琉球列島に分布する二種の分化経路の解明を目指している。
周期的物質からのコヒーレントなX線放射

周期的物質からのコヒーレントなX線には、パラメトリックX線(PXR)、共鳴トランジション放射、チャネリング放射などがあり、旧ソ連をはじめ、世界各地で研究が行われている。本研究では、チャネリング現象下でのPXRおよびSi単結晶多層膜からのX線を測定することにより、これらの放射をコヒーレントなX線発生という統一的な観点から現象を理解するための基礎的なデータを得ることができた。特筆すべき点はいかのようにまとめられる。1.低エネルギー領域(130MV)でのPXRの2次元的角分布の直接測定に成功した。この結果、中心角における窪みは現れないことが分かった。この事は、従来の理論では理解できず、我々の提唱している「インコヒーレントモデル」を支持している。しかしPXRの絶対強度はいずれの理論式よりも大きく、さらなる検討が必要である。2.電子エネルギー450MeV、200MeVにおいては、PXRの強度に対する面チャネリングの効果は小さい。3.Si単結晶を規則的に並べた多層膜を用いると、トランジション放射の影響で、発生するX線の強度が枚数に応じて急速に増加する。特に、結晶を傾けて、ブラグ角方向に発生するX線は、結晶の枚数の2乗に比例して強くなるという、興味ある現象が観測された。ここで見出された多層単結晶標的からのX線は、PXRより強い単色可変波長X線源として応用できる可能性がある。さらに、高輝度の高X線源を開発するためには多層単結晶標的を電子が多重通過する方式が有望であると思われる。1.東北大学原子核理学研究施設電子線型加速器からの130MeV電子ビームを用いて、パラメトリックX線(PXR)の2次元角度分布の直接測定に成功した。その結果、厚い結晶の場合、中心角における窪みは現れないことがわかった。このことは、従来の理論では理解できず、むしろ我々の提唱しているモデル(インコヒーレントモデル)を支持している。しかし、PXR強度の絶対値は、いずれの式よりも大きいことがわかり、新たな、問題を提起している。2.東大原子核研究所電子シンクロトロンを使用して、900MeV電子によるPXR強度の結晶厚さ依存性を測定した。結晶厚さは25ミクロンから500ミクロンの間の7種類である。その結果、薄い結晶からの強度はほぼ理論通りであるが、厚くなるとしだいに理論値より大きくなることがわかった。これもまた、我々のモデルの予測通りである。3.さらに、900MeV電子ビームを使って、Si単結晶の薄い板を規則正しい間隔でならべた多層状標的からのX線を観測した。その結果、前方に出る放射をグラファイトで回折させて検出した強度の膜の枚数に比例するのに対し、多層状単結晶自身傾けたときにブラグ角方向に出てくるX線強度は、枚数の2乗に比例することを見出した。これは、周期性物質からの新しいタイプの放射現象である。その発生機構解明が興味深いだけでなく、PXRに比べて格段に大強度なので、新たな単色X線源の有力な候補となると思われる。4.これらの結果は、広島大学で開かれた研究会で発表した。また、平成7年3月の物理学会総会において、3件の講演で発表する。さらに、130MeV電子からのPXR測定につては、学術雑誌に論文投稿中である。1.PXRとチャネリング放射が共存する条件下での実験を実施。2.単結晶からなる多層フォイルを、PXRと多重干渉遷移放射が共存する条件下での実験を実施。3.内部結晶標的多重回通過による放射強度変化に関する予備実験(トムスク工大電子シンクロトロン使用)4.PXRを用いたビーム診断法の提案と予備実験これにより以下のことがあきらかになった。1)電子エネルギー200MeVにおいては、チャネリング条件下のPXR強度は通常の場合と大きな違いはない。

2)多重干渉遷移放射とPXRが共存する条件下で多層単結晶からのX線強度は枚数とともに急激に増加するが、X線エネルギー14.4KeVの場合10枚程度で強度が飽和するのに対し33KeVの場合は100枚程度まで増加しつづける。3)遷移放射とPXRが干渉する兆候はみられない。4)トムスク工大電子シンクロトロン内部標的の場合は、電子多重回通過により、X線強度が数倍増大する。5)電子ビーム中に微少な単結晶をプローブとしていれて、PXR強度の結晶角度、位置依存性を見ることにより、電子ビームの位相空間における広がりが測定できる。我々の提唱するPXRの現象論的表式はこれまで測定した条件下ではすべて、実験値をかなり良く再現しており、今後の実験立案に有用であると思われる。また、小型加速器で、高輝度の単色X線を得るためには、今後さらに多層単結晶に多重回電子を通過させる方法を追求すべきであるとの指針が得られた。なお、これらの結果の速報はロシアで開かれた国際ワークショップRREPS95および、日本物理学会で口頭発表した。
頭頸部領域腺様嚢胞癌の臨床的悪性度を類推する細胞内因子についての臨床病理学的研究

昨年提示した久留米大学耳鼻咽喉科とその関連施設でこれまで行った口腔咽頭領域の腺様、嚢胞癌64例(原発部位・口腔19例、顎下腺19例、耳下腺17例、舌下腺1例、上咽頭5例、中咽頭3例;TNM別:T1/12例、T2/23例、T3/16例、T4/10例、N0/58例、N1/5例、N2/1例、M0/57例、M1/7例)を対象に、引き続き臨床経過の検討と免疫組織学的検討を行った。癌抑制遺伝子であるp53の陽性率は約60%であったが、S-100 proteinに対する抗体で染色される細胞(いわゆるLangerhans細胞)平均値は極めて低かった。AgNORの数は局所再発、リンパ節再発、遠隔転移の有無で、有意差をみとめなかった。しかし、組織学的grade分類ではgrade Iは12例で3.03、grade IIは18例で3.24となり、grade IとgradeIII、grade IIとgradeIIIの間で1%の危険率で有意にgradeIIIで多くAgNORのdotを多く認めた。従ってAgNORと組織学的gradeの相関が認められ、AgNORが臨床的悪性度を類推する細胞内因子の1つと推察された。一方、局所生体防御能を示すLangerhans細胞の出現は少なく腺様嚢胞癌は、局所反応の少ない、slowly progressing malignant tumorであることが示された。現在これらを総合的に解析している。久留米大学耳鼻咽喉科および関連施設でこれまで治療を行った口腔咽頭領域の腺様嚢胞癌64例を研究対象とした。原発部位は口腔19例、顎下線19例、耳下腺17例、舌下腺1例、上咽頭5例、中咽頭3例であった。TNM別では、T1が12例、T2が23例、T3が16例、T4が10例、NOが58例、Nlが5例、N2が1例、MOが57例、Mlが7例であった。全体の5年生存率は74%、10年生存率は48%であった。Stagc別では5年生存率は、stageIが83%、stageIIが88%、stageIIIが69%、stageIVが31%であった。これらの症例の中の41例を対象として好銀染色を行い、Argirophilic Nucleolar Regions(AgNOR)の染色を行った。その算定にはx100の油浸レンズを用い、100個の核内のAgNORs dotをカウントし平均値を計算して臨床経過と比較し検討した。局所再発があったものは14例で3.28、なかったものは27例で3.35と有意差を認めなかった。リンパ節再発があったものは11例で3.46、なかったものは30例で3.30と有意差を認めなかった。遠隔転移があったものは11例で3.52、なかったものは30例で3.25と有意差を認めなかった。組織学的grade分類ではgradeIは12例で3.03、gradeIIは18例で3.24となり、gradeIとgradeIII、gradeIIとgradeIIIの間で1%の危険率で有意にgradeIIIで多くAgNORのdotを多く認めた。以上のようにAgNORと組織学的gradeとの相関が認められ、AgNORが臨床的悪性度を類推する細胞内因子の1つと推察された。
学習スキルの向上に資するポートフォリオ型レファレンス記録の構築と効果に関する研究

1.研究目的現在大学図書館がレファレンス・サービス(参考調査)の際に使用している記録用紙は、学生の質問に対し一問一答に対応する単発的なものである。そのため長期的学習環境にいる学生が満足できる情報支援サービスではない。本研究では、学生の「課題探求能力」育成を重視すべく、レファレンス・サービスの記録を学生の学習効果がわかるポートフォリオ型のレファレンス・カルテ(学生個人別記録)として構築し、教育的にサポート(支援)できるツールとして、その効果と有効性を明らかにすることを目的とした。2.研究方法(1)図書館情報リテラシー教育(初年次教育、キャリアデザイン授業、図書館活用等)の実施状況及び実施後のレファレンス・カウンターでの学習支援効果を調査。調査結果については、「図書館情報リテラシー教育実施後の学習支援体制について一質問紙調査に基づく考察」(『図書館学』104号2014.4)に発表。(2)レファレンス・カウンターに来た学生の質問・回答を個人別に記録。レファレンス・カルテのモデル様式の項目を抽出。他大学図書館の記録用紙を分析、項目抽出。(3)抽出した項目からレファレンス・カルテのモデル様式の構築。(4)構築したレファレンス・カルテを他大学図書館において試行、効果と有効性を調査した。3.研究成果本学においては、レファレンス・カルテの導入により、継続的にレファレンス・カウンターを利用する学生に効率良い学習支援が行えた。また、学生はその記録を見ることにより、学習の躓きを自覚する事ができた。さらに、レファレンス・カルテは、教員と図書館の相互指導のコミュニケーションツールとなり、連携(連絡)体制を取ることができた。検証を依頼した大学、短大図書館においても同様の効果を見ることができた。なお、本研究についての成果報告は2014年日本図書館情報学会春季研究集会(2014.5.24)において発表を予定している。
X線結晶構造解析・核磁気共鳴法の融合によるキナーゼ複合体の動的立体構造解析

MAPK p38はドッキング配列を有するMK2などの基質をリン酸化することで、各種のストレス下における細胞応答を担う。これまでの研究でドッキング相互作用が基質リン酸化部位とは離れた位置で結合親和性を担うことは明らかであったが、ドッキング相互作用により活性中心での反応複合体の形成が自発的に誘起されるのか否かは明らかでなかった。そこで溶液NMR法を用いて、ドッキング配列とリン酸化部位を含むMK2由来のモデル基質とリン酸化された活性化状態のp38との結合を立体構造的に解析した。その結果、ATPなしの条件ではp38のドッキング部位のシグナルが顕著な化学シフト変化を示す一方、基質リン酸化部位周辺のシグナルはペプチド添加による影響を受けないことが判明した。このことはATPなしの条件ではドッキング相互作用は起こっているものの、基質リン酸化部位は活性中心に結合せず反応複合体が形成されていないことを示している。一方、ATP存在下で同様の実験を行うと、ドッキング部位のみならず基質リン酸化部位も化学シフト変化を示し、基質リン酸化部位はATP結合状態のp38の活性中心にのみ結合することが示された。よって、ドッキング相互作用は反応複合体の形成と等価ではなく、結合部位がより深い位置にあるATPの結合を優先させることで、反応複合体の形成効率を高めていると考えた。独自の研究で明らかにしていたドッキング相互作用によるATP親和性、反応速度のアロステリックな増大と考え合わせると、ドッキング配列を含む基質は広いATP濃度で優先的かつ安定的にリン酸化されることになる。ストレス条件下ではATP濃度が低下するなど生体分子の細胞内濃度大きく変化することが知られている。ドッキング配列によるアロステリックな活性増強は、ストレス刺激に伴いATP濃度の低下する条件においても、p38シグナリングを維持する巧妙な機構である。26年度が最終年度であるため、記入しない。リン酸基転移酵素(キナーゼ)は、細胞内シグナル伝達を担う重要な酵素群であり、癌、炎症、糖尿病など多くの病態と密接に関連する。キナーゼは、定常状態おいては制御ドメインなどにより、その活性が抑制される一方、活性化状態においてはATP、Mg2+、基質の立体配置が最適化され、リン酸基転移が効率良く起きる構造へと変化する。すなわちキナーゼは立体的かつ動的に高度に制御されており、そのシグナル伝達活性の解明には、基質等を含む詳細なキナーゼ複合体の立体構造と、定常状態から活性化状態への構造変換、各状態における構造平衡や運動性を捉える動的解析が不可欠となる。研究代表者はインスリンシグナルを負に制御するリン脂質キナーゼPI5P4K (P78356; Mol Cell Biol. (2004), 24, 5080-7)がGTPを優先的に用いることを見だした。PI5P4KのGTPによる制御機構を立体構造に基づき理解するため、PI5P4K・GMPPNP複合体の立体構造解析に着手し、得られた回折像からGTP結合様式を明らかにすることに成功した。また活性中心を構成すると考えられる複数のループが電子密度を与えず、特にリン酸基周辺の運動性が亢進した状態にあることが分かった。また提唱するGTP認識メカニズムに基づき変異体を作成し、変異体のGTPおよびATP結合能をNMR法により解析するとともに、酵素活性をNMR法で検定し、各残基の活性への寄与を明らかにした。その中で,Thr201, Phe205はGTP結合能を選択的に減少させた。当該変異体を作成し、PI5P4Kノックダウン細胞に対し再導入したとところ、GTP選択性が細胞増殖能に寄与していることが明らかとなった。

インスリンシグナルを負に制御するリン脂質キナーゼPI5P4K:GTP複合体の解析を行った結果、良好な回折像を得ることに成功し、PI5P4KがGTPを優先的に用いる機構を世界に先駆けて明らかにすることに成功した。また活性中心を構成すると考えられる複数のループが電子密度を与えず、特にリン酸基周辺の運動性が亢進した状態にあることが分かり、NMRによる解析を試みたが、シグナル強度が低く難航している。しかしながら、また提唱するGTP認識メカニズムに基づき変異体を作成し、変異体のGTPおよびATP結合能をNMR法により解析するとともに、酵素活性をNMR法で検定し、各残基の活性への寄与を明らかにすることが出来た。またその中で,Thr201, Phe205はGTP結合能を選択的に減少させ津特異な性質を有しており、当該残基に変異体を作成し、PI5P4Kノックダウン細胞に対し再導入したとところ、GTP選択性が細胞増殖能に寄与していることが明らかとなった。このことはGTPを用いる特異なキナーゼPI5P4Kの新たな機能を見出したものであり画期的である。p38のドッキング相互作用によるアロステリックな活性制御機構の解明を行う。研究代表者はp38に関して、NMRを用いた基質MK2との相互作用解析を行い、酵素活性部位から離れた位置で基質と結合する“ドッキング相互作用"がATP結合、基質被リン酸化部位の結合、および酵素活性を増強することを見出した。本機構は、ドッキング相互作用をもつ基質に対しp38が優先的に働くことを保障する機構と考えられる。ドッキング相互作用がこれらの反応促進効果を発揮するのは、分子内のアロステリックな構造変化が、ATPおよび基質被リン酸化部位結合サイトに伝播するためである。そこで基質ドッキング配列による活性制御の詳細を明らかにするため、基質結合状態、さらにそこにATPが結合した状態における複合体結晶構造解析を行う。基質複合体の結晶化がうまくいかない場合は、基質発現領域の検討を行うとともに、NMR法による立体構造決定も視野に入れる。また、基質非結合・結合状態間、ATP結合状態・非結合状態間における平衡状態やATP、基質非リン酸化部位結合サイトにおける運動性の変化を、NMRの化学シフト摂動法や運動性解析により明らかにする。その結果を、等温滴定型熱量計(ITC)による熱力学的解析と合わせることで、反応促進が構造平衡の遷移によりどのようにして達成されるのかを明らかにする。
非アルコール性脂肪肝炎発症・進展機序における迷走神経肝臓枝の役割についての検討

非アルコール性脂肪肝炎(NASH)は、肥満、高血圧、糖尿病、脂質異常症を背景とした、肝臓における生活習慣病の表現型である。NASHは、肝硬変、ひいては肝細胞癌に進行する疾患であり、NASH患者が急増する我が国において、NASH病態発症・進展機序の解明/NASHの治療法・予防法の確立は、早急に取り組むべき課題と言える。近年、全身の代謝機能維持における「肝脳相関」の重要性が示されている。肝臓は、全身のエネルギー状態のセンサーとして機能し、肝臓のエネルギー蓄積情報は迷走神経肝臓枝を通じて脳に伝播する。そして、脳からエネルギー消費指令が、末梢組織に伝達され、末梢組織の代謝が亢進される。しかし、NASH病態発症・進展機序における「肝脳相関」の役割は未だに解明されていない。加えて、肝臓構成細胞が肝臓神経活動にどのように関わっているのか不明な点が多い。上記の疑問点を解決するために、外科的手法もしくは遺伝子改変技術を用いてマウス迷走神経肝臓枝を遮断し、非アルコール性脂肪肝炎(NASH)病態発症・進展における「肝脳相関」の役割を明らかとすることを目的として本研究課題に取り組む。当該年度において、明らかとなった研究成果は以下の通りである。正常なマウス肝臓内に分布する神経細胞の周辺に肝星細胞が多く存在することを確認した。肝臓内の神経細胞数は、各種マウス肝臓線維化病態進展に伴い、減少した。肝臓において神経栄養因子の1つであるグリア細胞株由来神経栄養因子(GDNF)の主な発現担当細胞は、肝星細胞であった。肝臓線維化病態進展に伴う、肝星細胞の形質変化は、GDNFを減少させた。これらの結果より、肝星細胞が肝臓内に分布する神経細胞の維持に重要な役割を担うことが考えられた。当該年度において、胆汁酸うっ滞もしくは四塩化炭素投与によるマウス慢性肝臓線維化モデルおよび、コレステロールが添加された高脂肪食摂取によるマウス非アルコール性脂肪性肝炎を作成した。これら病態モデルを用いて、解析を行った。いずれの病態モデルにおいても、肝臓線維化病態モデルの発症・進展に伴い、肝臓内神経細胞数の減少・GDNFの発現低下を再現性良く確認できた。加えて、現在、肝星細胞特異的GDNF欠損マウスを作成しており、次年度以降の研究準備も進んでいる。これらの状況を踏まえると、本事業はおおむね順調に進展していると考えられる。次年度以降は、以下の検討を実施する。項目1)マウス迷走神経肝臓枝を外科的に遮断する方法を確立している。C57BL/6マウス(雄: 6週齢)に、高コレステロール/高脂肪食(NASH食)または通常食を20週間摂取させる。NASH食を24週間摂餌したマウスの迷走神経肝臓枝を外科的に遮断し、コントロール群は偽手術を行う。手術1週後に、GTTアッセイとITTアッセイを行い、インスリン抵抗性を評価する。FITC-dextranを用いて腸管透過性を評価する。迷走神経肝臓枝遮断2週後に解剖を行う。項目2) C57BL/6マウスに、NASH食を24週間摂取させる。NASHモデルマウスに、肝星細胞特異的Gdnf過剰発現レンチウイルスベクターもしくはControlベクターのいずれかを投与する。レンチウイルスベクター投与後6週までの、マウス体重・摂餌量・飲水量を測定する。ベクター投与2-4週後に、GTTとITTアッセイを行い、インスリン抵抗性を評価する。

当該年度において、胆汁酸うっ滞もしくは四塩化炭素投与によるマウス慢性肝臓線維化モデルおよび、コレステロールが添加された高脂肪食摂取によるマウス非アルコール性脂肪性肝炎を作成した。これら病態モデルを用いて、解析を行った。いずれの病態モデルにおいても、肝臓線維化病態モデルの発症・進展に伴い、肝臓内神経細胞数の減少・GDNFの発現低下を再現性良く確認できた。加えて、現在、肝星細胞特異的GDNF欠損マウスを作成しており、次年度以降の研究準備も進んでいる。これらの状況を踏まえると、本事業はおおむね順調に進展していると考えられる。次年度以降は、以下の検討を実施する。項目1)マウス迷走神経肝臓枝を外科的に遮断する方法を確立している。C57BL/6マウス(雄: 6週齢)に、高コレステロール/高脂肪食(NASH食)または通常食を20週間摂取させる。NASH食を24週間摂餌したマウスの迷走神経肝臓枝を外科的に遮断し、コントロール群は偽手術を行う。手術1週後に、GTTアッセイとITTアッセイを行い、インスリン抵抗性を評価する。FITC-dextranを用いて腸管透過性を評価する。迷走神経肝臓枝遮断2週後に解剖を行う。項目2) C57BL/6マウスに、NASH食を24週間摂取させる。NASHモデルマウスに、肝星細胞特異的Gdnf過剰発現レンチウイルスベクターもしくはControlベクターのいずれかを投与する。レンチウイルスベクター投与後6週までの、マウス体重・摂餌量・飲水量を測定する。ベクター投与2-4週後に、GTTとITTアッセイを行い、インスリン抵抗性を評価する。本研究課題の遂行するために必要なマウス・実験試薬・器具は、課題開始前より所属機関で準備していた。本年度において、これら準備品を使用・消費しているため、次年度は、実験に必要なマウスの購入・維持・ジェノタイピング試薬、肝臓構成細胞の分離・解析に必要な試薬を購入する予定である。
Ｋ中間子凝縮ーハイペロン共存に基づく新しい高密度核物質相の探究

中性子星内部や高エネルギー重イオン衝突実験での存在・生成が期待される,ストレンジネス量子数を含む特異な高密度物質相の存在可能性を検討する。有限の大きさを持つ原子核中で複数のK-中間子とハイペロンが共存しながら束縛された状態,および中性子星内部の高密度物質中におけるK中間子凝縮とハイペロンとの共存相を対象とする。物質を構成するバリオン間に働く力を与える相対論的平均場理論に,K中間子-バリオン間,およびK中間子間に働く力を与えるカイラル対称性を具現する相互作用模型を結合させた理論的枠組みを用いて,これらの物質相の構造,系の特徴や両者の物質相の間の関係について統一的に明らかにする。有限核でのK中間子とハイペロン(Y)の共存の可能性についての相対論的平均場理論(RMF)に基づく研究を,H23年度の実績を基に,更に発展させる方向で継続させた。H24年度は,これまで考慮されなかった, K-中間子が関与しないΞ-生成過程,Λ+Λ---> Ξ- +p,Λ+Σ----> Ξ-+nを取り入れることによって,マルチストレンジネス原子核の基底状態としてΛ, Σ-,Ξ-及びK-中間子が共存する可能性を検討した。結果は, K-中間子の光学ポテンシャルの深さUKについて,|UK|<180 MeVの場合,標的核に与えられたK-中間子はすべて核子に吸収され,基底状態は初めに与えられたストレンジネスをYがすべて担うマルチハイパー核となる。このことは,ハイペロンが混在せずにK-中間子のみが束縛された原子核は,マルチハイパー核よりも高いエネルギー状態として存在することを意味する。一方, UK=-180 MeVのように, K-中間子が核子から受ける引力の大きさを非常に大きくした場合,基底状態におけるストレンジネスは,主としてK-中間子の束縛によって担われるが,Yの混在も可能となることを示した。現時点での研究成果は,物理学会,国際ワークショップ等で発表した。更に,上記の様に有限核に適用した相互作用模型と同じ理論的枠組みを用いて,中性子星内部の高密度核物質中でのK中間子凝縮とハイペロン物質との共存に基づく状態方程式(Equation of State,EOS)と自己束縛状態の可能性,及びその安定性に関する予備的研究を行い,原子核におけるマルチストレンジネスの構造と,中性子星内部のような無限系のハドロン物質におけるK中間子凝縮とハイペロンの発現の関係を統一的に検討する基礎を得た。中性子星内部のような高密度物質中で存在が期待されるマルチ-ストレンジネス相として,K凝縮とハイペロン(Y)の共存相[(Y+K)相と略記]の可能性を検討し,中性子星の構造や冷却等,観測との関連で議論した。中性子星内部での(Y+K)相の存在は,高密度物質の状態方程式(EOS)を非常に柔らかくし,最近の太陽質量の2倍に及ぶ重い中性子星の観測結果と相容れないため,こうした観測からのEOSの制限との整合性を検討する必要がある。本研究では,有限核に複数個のK-中間子が束縛された特異な原子核の構造に関する理論的研究で用いたのと同じ相対論的相互作用模型を用い,有限系から中性子星内部の無限系までを統一的に扱う枠組みによって,中性子星物質中での(Y+K)相の発現密度とEOSを得,系の特徴を明らかにした。結果は以下のようにまとめられる。(i) (Y+K)相の発現密度は, K-核子(N)相互作用の引力の大きさに依存する。KN相互作用が標準的な大きさの場合, K凝縮はハイペロン物質中から標準核物質密度の4倍程度のバリオン密度で発現する。系のEOSの軟化が顕著になる。また以前,バリオンに対する非相対論の枠組で示されたように,密度異性体としての準安定状態が現れ,重力に依らない自己束縛した状態の存在が示唆される。しかしこのEOSでは,特に高密度領域での硬さが足りず,観測にかかっているような重い中性子星を得ることができない。高密度領域で著しいEOSの軟化を抑制し,中性子星の質量観測と矛盾しない結果を得るために必要な諸効果についても検討した。通常の原子核中に複数個のK-中間子が束縛されたK-中間子多重束縛原子核(Multi-AntiKaonic Nuclei, MKN)を対象に, K-中間子とΛ, Σ-, Ξ-ハイペロンとがMKN中に共存する可能性を,相対論的平均場理論(RMF)を用いて非一様密度効果など,原子核の有限性を現実的に取り入れた枠組みの下で検討した。