hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
三次元前立腺培養における間質細胞ホルモン細胞増殖因子の増殖分化に与える影響

脂肪細胞混合培養群が対照群よりも活発なfoot processを形成した。(鍍銀染色、電子顕微鏡)2再構築腺房様構造の細胞質内の脂肪滴は、脂肪細胞混合培養群が対照群に比し小型でかつ多数認めた。(Oil red-O染色、電子顕微鏡)3腺腔内腔面の微絨毛は脂肪細胞混合培養群、DHT投与群で、対照群よりも活発に発育していた。(電子顕微鏡)4 DHT,EST投与群では再構築腺房様構造の一部に扁平上皮化生を認め、一部篩状に増殖する部分もあった。5ラット前立腺背側葉の特異蛋白プロベシンは、in vivoでアンドログン依存性であるが、自験例ではいずれの条件下でも発現し、免疫組織学的に有意差は認められなかった。前立腺癌細胞株と間質細胞の相互作用ヒト前立腺癌細胞と線維芽細胞との混合培養を行い、前立腺癌の形態変化を検討すると共に、更に脂肪細胞と混合培養し、前立腺癌の被膜外浸潤や骨髄転移を想定し、脂肪組織の前立腺癌に与える影響を検討した。ヒト前立腺癌細胞株PC-3、線維芽細胞株3T3、ラット精巣上体周囲の単離脂肪細胞を用い、コラーゲン・ゲル内で2週間培養した。ゲルの組織切片にて形態、増殖(ウリジン取り込み率による)、および分化(免疫組織化学的)を観察した。癌細胞単独培養群と比較検討すると、1.線維芽細胞混合培養群で癌細胞のコロニーは小型化する傾向にあった。2.脂肪細胞混合培養群癌細胞で癌細胞は大型のコロニーを形成し、最も高い増殖能を有していた。3.線維芽細胞+脂肪細胞混合培養群では癌細胞のコロニーも大型化していたが、脂肪細胞のみの場合に比べて、増殖能は抑制される傾向にあった。癌細胞は広い細胞質を有し、腺腔を形成して分化傾向を示す一方で、紡錘形化して増殖する部分も見られた。免疫組織化学的に、PSA染色にて紡錘形の細胞が前立腺癌細胞であることを確認した。前立腺周囲や、骨髄内にも豊富に存在する脂肪組織は、浸潤・転移した前立腺癌のコロニー形成能・増殖能を促進すると共に、分化に影響を与える可能性が示唆された。紡錘形細胞の微細構造について、また形態変化にいかなる因子が関与しているか、更に検討が必要と思われる。
カテプシンD欠損による老化促進機序の解明と酵素補充による老化制御に関する研究

カテプシンD欠損(CD-/-)マウスにおいてミトコンドリアATP合成酵素サブニットC(SC)は脳内では特にミクログリアに集積することが明らかとなった。さらに、ミクログリアにおけるSCの蓄積増加と誘導型NO合成酵素の発現は非常に良く一致していた。これらの結果より、CDの欠損によるSCのリソソーム蓄積が発端となってリポフスチン形成やミクログリアの活性化が引き起こされることが強く示唆された。CD阻害剤であるペプスタチンを30μM以上の濃度で適応すると初代培養ミクログリアのSCのリソソーム蓄積が認められた。またこの条件下においてp38 MAPキナーゼの活性化ならびに誘導型NO合成酵素の発現も観察された。さらに、ペプスタチン適応に伴い細胞内で過酸化水素ならにNOが産生されていることが明らかとなった。p38 MAPキナーゼの活性化はNADPHオキシダーゼ阻害剤により抑制された。以上の結果より、CD欠損に伴うリソソーム蓄積により、活性酸素種の産生、p38 MAPキナーゼの活性化、誘導型NO合成酵素の発現という一連の現象が生じている可能性が強く示唆された。一方、酵素補充を目的にCD-/-マウスの総頸動脈よりGFPトランスジェニックマウスより調整したミクログリアの注入を行ったところ、血液脳関門の破錠は認められないのもかかわらず脳実質内にもGFP陽性ミクログリアの浸潤が認められた。脳実質内に浸潤したGFP陽性ミクログリアは抗CD抗体により強染色された。以上の結果より、CD欠損によるSCの蓄積によりミクログリアにおける活性酸素種の産生増大が生じることが示唆された。また、末梢血管内に注入したミクログリアはCD-/-マウスの脳内に浸潤し一部のニューロンにCDを補充している可能性が明らかとなった。「リソソーム蓄積に伴うストレスが単核貪食細胞を活性化させ、老化に伴う臓器の機能低下ならびに障害を引き起こす」という仮説の検討を行った。本年度はまず脳内の単核貪食細胞であるミクログリアのカテプシンD欠損に伴う変化ついて解析した。その結果、カテプシンD欠損マウスにおいてミトコンドリアATP合成酵素サブニットCは脳内では特にミクログリアに集積することが明らかとなった。さらに、ミクログリアにおけるサブニットCの蓄積増加と、誘導型NO合成酵素の発現、ニトロチロシンならびにリポフスチンの蓄積増加は非常に良く一致していた。これらの結果より、カテプシンDの欠損によるサブニットCのリソソーム蓄積が発端となってリポフスチン形成やミクログリアの活性化が引き起こされることが強く示唆された。そこで次に初代培養ミクログリアに対するカテプシンD阻害剤であるペプスタチンの作用を検討した。ペプスタチン30μM以上の濃度を適応するとミクログリアのサブニットCのリソソーム蓄積が認められた。さらに、CM-H_2CDFDAならびにDAF-FMDAを用いてペプスタチン適応に伴う細胞内活性酸素種の発生を検討した結果、ペプスタチン適応に伴い細胞内で過酸化水素ならびにNOが産生されていることが明らかとなった。以上の結果より、カテプシンD欠損に伴うリソソーム蓄積により、活性酸素種の産生、p38 MAPキナーゼの活性化、誘導型NO合成酵素の発現という一連の現象が生じている可能性が強く示唆された。

リソソーム性アスバラギン酸プロテアーゼであるカテプシンD欠損(CD-/-)により全身性にセロイド/リポフスチンの蓄積が認められ、腸管壊死に伴う体重減少、網膜頚粒細胞壊死に伴う失明、神経細胞死ならびに障害に件う痙撃、運動障害などが生じる。さらに、ミクロダリアにおいて産生の増大した活性酸素種がこれらの組織傷害に関与することを示唆してきた。そこでCD-/-マウスのミクロダリアにおいてセロイド/リポフスチンの蓄積によって活性酸素種産生が増大する可能性について検討を加えると件に、ミクロダリアの未梢血管内注入による影響を検討した。CD-/-マウスの脳組織においてセロイド/リポフスチンならびにミトコンドリアATP合成酵素サブュニットcのリソソーム内蓄積は生後16日目より観察された。初代培養ミクロダリアにペプスタチンAを適用すると3日以降にサブュニットCの蓄積が認められた。さらに、ペプスタチンA処理したミクロダリアでは活性酸素種の産生が有意に増加した。次に、酵素補充を目的に20日齢の野生型ならにCD-/-マウスの総頚動脈よりGFPトランスジェニックマウスより調整したミクロダリアの注入を行った。その結果、野生型マウスでは肺臓や肝臓などの末梢臓器へのGFP陽性ミクログリア浸潤は観察されたが、脳実質内への浸潤は認められなかった。ところが、CD-/-マウスでは血液脳関門の破綻は認められないのもかかわらず末梢臓器に加えて脳実質内にもGFP陽性ミクロダリアの浸潤が認められた。脳実質内に浸潤したGFP陽性ミクロダリアは抗CD抗体により強染色された。さらに、浸潤したミクロダリアの周囲の一部のニューロンにもCDに対する免疫反応が認められた。以上の結果より、CD欠損によるサブュニットCの蓄積によりミクロダリアにおける活性酸素種の産生増大が生じることが示唆された。また、末梢血管内に注入したミクロダリアはCD-/-マウスの脳内に浸潤し一部のニューロンにCDを補充している可能性が明らかとなった。交付申請書の研究実施計画に沿って今年度は酵素補充による老化制御を目的として中枢神経系に対する血管内ミクログリア注入の影響,ならびに末梢組織に対するカテプシンD補充の影響を解析した。(1)中枢神経系に対する血管内ミクログリア注入の影響:GFPを過剰発現させた新生仔マウスの大脳皮質から調整した初代培養ミクログリア(2×10^6/100μl)をカテプシンD欠損マウスの総頸動脈より注入し,脳内浸潤を解析した。その結果,GFP陽性ミクログリアの大脳皮質脳実質内への浸潤が認められた。浸潤したGFP陽性ミクログリアの近傍にカテプシンD陽性のニューロンが観察された。しかし,ミトコンドリアATP合成酵素サブユニットc(カテプシンD欠損によりリソソーム内に蓄積)の蓄積量に有意な変化は認められなかった。一方,野生型マウスではGFP陽性ミクログリアの脳内浸潤は全く認められなかった。カテプシンD欠損マウスの大脳皮質の血管内皮細胞にはケモカイン(MIP-1αならびにMCP-1)の強発現が認められた。以上の結果より,ミクログリア血管内注入によりニューロンにカテプシンDが補充されることが示唆されたが有意なリソソーム蓄積の改善は認められなかった。
成長因子依存性造血細胞株における自律増殖能の獲得と腫瘍形成能に関する研究

v-H-ras癌遺伝子をIL-3依存性造血細胞株FDC-P1に導入し樹立したFHR(この細胞株も、IL-3依存性)を用いて、自律増殖能の獲得と腫瘍形成能の獲得について検討した。FHR細胞株を培養する過程で、IL-3濃度を徐々に下げて成長因子非依存性クローンInd-FHRを樹立した。親株であるFDC-P1とFHR、Ind-FHRそれぞれについて細胞増殖に対するIL-3依存度をmicrowell plate assayによって確認した。その結果、FHRは親株であるFDC-P1に比しIL-3依存度は軽減しているものの依然増殖にIL-3を要求し、抗IL-3モノクローナル抗体存在下では増殖が抑制されたのに対し、Ind-FHRはIL-3非依存性となっており、抗IL-3モノクローナル抗体存在下でも増殖は抑制されなかった。v-H-ras癌遺伝子を持ちながらIL-3依存性増殖をするFHR、および自律増殖能を獲得したInd-FHR、そして親株のFDC-P1を同系マウスに、10^3から10^8の細胞を接種し、腫瘍の形成を経時的に観察した。その結果、FDC-P1は腫瘍を形成しなかったが、FHRは10^4以上の、Ind-FHRは10^3以上の細胞を接種すると腫瘍を形成した。FHRを接種しマウスにできた腫瘍をIL-3存在下に培養し細胞株を樹立したところ(T-FHR),この細胞株は依然IL-3依存性であった。自律増殖能の獲得と腫瘍形成能の獲得が癌化の過程で同時に起こるのか、あるいは、どちらが先なのか、今のところ明らかではないが、今回の造血細胞株にv-H-ras癌遺伝子を導入した研究では自律増殖能の獲得と腫瘍形成能の獲得は独立した事象であることがわかった。
コメの貯蔵性の改良のためのリポキシゲナーゼ欠失性遺伝子の同定とその利用

米は貯蔵にともない劣化、古米化する。米の品質劣化の一面である古米臭の発生は、玄米の胚芽・糊粉層に含まれる脂質過酸化酵素リポキシゲナーゼ(LOX)等の働きによる脂質の酸化・分解に起因する。LOXのうちLOX3は玄米の全LOX活性の80-90%を占める主要なアイソザイムである。タイの在来品種「Daw Dam」はLOX3を欠き、優れた米の貯蔵性を示すが、その欠失性の原因遺伝子は同定されていない。従って、「Daw Dam」のLOX3欠失性の原因遺伝子の同定とその選抜方法の確立は、貯蔵性に優れたイネ品種の育種の効率化のために必要であると考えられる。本年度は、LOX3欠失異性遺伝子の同定を目的として、以下の実験を行った。まず、「Daw Dam」と「日本晴」の交雑後代を用い、ウェスタンブロット分析によるLOX3の有無の検出とDNAマーカー分析による連鎖解析を行い、LOX3欠失性遺伝子の座乗する染色体領域を約1.5Mbの範囲に特定した。この領域には3つのLOX様遺伝子が座乗していたため、「日本晴」から精製したLOX3タンパク質の一部のアミノ酸配列を決定し、LOX3遺伝子の候補を一つの遺伝子に限定した。次に、このLOX3候補遺伝子の塩基配列を決定した結果、「Daw Dam」に終止コドンを生じさせる一塩基多型を見出した。したがって、「Daw Dam」のLOX3欠失性はこの遺伝子のナンセンス変異に由来すると結論付けた。また、この一塩基多型はCAPS分析法、およびドットブロットSNP分析法により検出できた。これらの成果により、LOX3欠失系統のDNA分析による簡易な選抜が可能となった。
東アジアにおける弥生時代タタキ技法波及経路の研究

東アジアにおける弥生時代タタキ技法の波及経路を特定する研究は、まず東アジアにおけるタタキ技法の網羅的な研究、次に弥生時代タタキ技法の特徴把握、さらには東アジアにおける弥生時代タタキ技法の位置づけ、そしてその時系列にしたがった技術波及の研究へとおよぶ。本研究はこの段階を踏んで進めるように心がけたが、実際には幾つかの研究段階を併行しておこなうことになった。タタキ技法を製作工程、製作工具、身体技法の3つの視点から検討した。その結果、弥生時代タタキ技法は東アジアの中においてきわめて特徴的であって、その判別が比較的容易であることがわかった。その成果を実際の土器にあてて検討すると、朝鮮半島西南部地域に無文土器時代に到来したタタキ技法に直接の淵源があり、この波及が日本列島におよんだ結果、弥生時代タタキ技法が日本列島において成立したことが明らかになった。現在の資料によれば、朝鮮半島の無文土器の内では松菊里式土器に、また日本列島の弥生土器では板付II式土器に最古のタタキ技法が認められた。ただし今後の調査検討によって、さらに古い資料がみつかり出現時期が遡る可能性があるものの、その技法上の特徴に大きな違いが生じる可能性はほとんどない。中国においては、この種の製作技法の検討は、きわめて困難な状況にある。それは、資料の収集が悉皆でないことに起因する。今後、比較資料の検討に当たっては、小片になった資料の検討の機会をいかにつくるかが問題である。その機会をえさえすれば、本研究成果は、きわめて適用可能である。なお大韓民国、中華人民共和国において、各国の研究者との共同研究ばかりでなく、口頭発表やさらに論文が翻訳されており、これからの各地での研究が待たれることとなった。本年度は、日本列島と韓半島の土器を対象にした土器の観察、および研究者と意見交換を行い、また報告書等の文献を検索した。日本列島においては、主に西日本で行った。それぞれタタキ技法の特徴、出現時期、波及時期などは、1998年に『一色青海遺跡報告書』誌上にわたくしが発表した「東海洋上の初期タタキ技法」を追認する結果になっている。韓半島の土器については、二度渡韓して、実地調査を実施した。特に、韓半島西南部で松菊里式土器資料に弥生土器に共通したタタキ資料が発見されているので、漢陽大学校博物館で古南里貝塚資料、韓国文化財保護財団で巣松里遺跡と竹清里遺跡資料、高麗大学校で寛倉里遺跡資料、公州大学校博物館烏石里遺跡資料を集中的に観察し、大韓民国の研究者と意見交換の場を持った。そしてタタキ技法を工具、製作工程、身体技法の各面から検討し、日本列島の弥生土器に取り込まれた初期タタキ技法は、韓半島の松菊里式土器のタタキ技法に共通点があること、そのうちの属性から松菊里式土器から弥生土器への移行はありえても、逆の弥生土器から松菊里式土器への移行はありえないこと、また韓半島の粘土帯土器以降のタタキ技法とは決定的な相違点があること、などを確認した。また報告書等の文献検索は、地域を中国内に限り、また年代はA.D.400年以前に限定して、文字資料の伴出によって絶対年代を明らかにする遺構資料の土器を集成した。これによって、今後中国国内はいうにおよばず、中国外の資料についても併行時期の検討に十分に役立つものと期待される。アジア地域のタタキ技法の検討をとおして、日本列島における弥生土器のタタキ技法の波及経路を特定しようとする試みである。本年度は、日本列島内で土器の観察・研究者との意見交換、さらに中華人民共和国で土器の観察・研究者との意見交換を行なった。このうち後者については2004年8月に中華人民共和国山東省章丘市において中国社会科学院考古研究所、山東省考古研究所等が主催した漢代考古与漢代文化国際学術研討会に参加し、日本列島弥生

文化と朝鮮半島松菊里式文化における土器のタタキ技法に関する成果発表を行なった。すなわち工具、製作工程、身体技法の3視点から、それぞれの土器を詳細に観察し、弥生土器と松菊里式土器のタタキ技法が、様々な点で共通していること、そして23点の差異がありこのあり方から松菊里式土器のタタキ技法が弥生土器のタタキ技法が技法的に先行する要素を持っていることを発表し、中国地域のタタキ技法のあり方の究明こそが、文化交流の実態を究明する上で必要不可欠であることを、発表した。それともに山東省青島市、〓南市で文化財管理局のご厚意で、土器を観察した。これらによってあらためて韓半島の松菊里式土器のタタキ技法こそが、日本列島に波及して弥生土器のタタキ技法を生んだとする推論の正しさを確認した。アジア地域のタタキ技法の検討をとおして、日本列島における弥生土器タタキ技法の波及経路を特定しようとする試みである。本年度は、日本列島で土器の観察・研究者との意見交換、さらに大韓民国や中華人民共和国で土器の観察・研究者との意見交換をおこなった。このうち、大韓民国では、江原道考古学会に参加し、無文土器の実態を多くの研究者にご教示いただくとともに、特に楽浪式土器が多量に出土している事実を知った。とともに大韓民国の研究者と、タタキ技法を工具・製作工程・身体技法の視点から観察する必要性があるという点で共通の理解に至った。楽浪式土器は、日本列島の弥生式土器タタキ技法の波及経路を推定するに際して、きわめて重要である。なお北朝鮮人民共和国で、楽浪郡跡と土器を実見する機会をえた。中華人民共和国では、広東省広州市で、広東省考古研究所、広州市考古研究所、また南越王墓博物館を訪ねた。そして多量の土器を詳細に観察した。そして楽浪式土器に共通する技法をもつ事実を確認した。ただし広東省資料が夏商代であって年代の開きが大きいので、特殊な技法が相互に無関係に発生したか、それとも同一の系譜にあるかが、今後の課題になる。この土器を介して、広東省、および広州市の考古学研究者とタタキ技法の研究視点について、議論する機会をえた。本年度は、日本ばかりでなく、大韓民国や中華人民共和国の考古研究者と、特に方法論について議論し、これからの研究基盤を共通化するための基礎を固めた。本研究は、東アジア地域のタタキ技法の検討をとおして日本列島における弥生土器タタキ技法の波及経路を特定しようとする試みである。本年度は、日本列島での観察・研究者との意見交換、さらに大韓民国での土器の観察・研究者との意見交換に力を入れた。このうち日本列島では、各地の土器の観察を実施したが、特に北部九州において複数の遺跡から出土した土器を、大韓民国考古環境研究所金武重氏と共同で観察検討し、相互の観察指標とその成果の整合をおこなった。すなわちハケメの認定法、第一次タタキと第二次タタキの弁別法、叩き板主軸方向の決定法、叩き円弧中心点の認定、身体技法復原の意義、土器の形態差をこえた技法上の一致の確認等である。また大韓民国高麗大学においては、李弘鍾氏、趙仁盛氏をはじめとする多くの教官、大学院生、学部学生を対象に、「考古学の進むべき道」と題して、特別講義をおこなった。ここでは、日本考古学の特殊性、その長所と短所の両方を指摘した。
細胞分裂期におけるプロテインホスファターゼ2Aの機能

プロテインホスファターゼ2A(PP2A)は,触媒サブユニットCと調節サブユニットAとが結合したヘテロ2量体,あるいはこれに調節サブユニットのB,B',またはPR72が結合した3量体として存在する。分裂酵母をモデル生物として用いてB'サブユニットの機能解析を行った。分裂酵母より2種類のB'ホモログを見いだし,その遺伝子(pbp1^+,pbp2^+)の破壊株を作成した。pbp1^+遺伝子破壊株(Δpbp1)では,低温および高温感受性の生育障害が認められ,septumをもつ細胞の増加がみられた。pbp1^+とpbp2^+の二重破壊株では生育障害が顕著となるとともに,septumをもつ細胞はさらに増加し,multi-septumの細胞が出現した。この結果は,これらの変異株において細胞質分裂の遅延があることを示している。また,二重破壊株では無核の細胞の出現が認められ,有糸分裂における染色体の分配の障害と考えられた。これに対して,分裂酵母の野生株にpdp1^+を過剰発現させると増殖障害,細胞の球状化,septumをもつ細胞の増加,無核の細胞の出現などが見られた。これらの結果から,pbp1^+とpbp2^+は,細胞の生存と増殖,細胞形態の制御,細胞質分裂,染色体の分配などにおいて重要な役割を担うことがわかった。二重破壊株の表現型は,ヒトB'cDNAの導入によりレスキューされたことから,B'の機能が進化の過程で高度に保存されていることもわかった。次に,このようなB'の機能の分子的基盤を明らかにする目的でB'に結合する蛋白を酵母Two-Hybrid法により探索した。ヒト大脳皮質cDNAライブラリーより120万クローンをスクリーニングした結果,22個の陽性クローンが得られた。これらのクローンの解析からB'と細胞骨格系の制御因子との物理的相互作用が明らかになった。
未到時間領域の超短パルス光発生とその計測

(可視-近赤外領域)非平行パラメトリック増幅法(NOPA)を開発し、NOPAを用いた可視光超短パルスの発生を行った。これにより超高速実時間分光が可能になり、3000cm^<-1>の高周波数に至るまでのさまざまな分子振動の測定解析が可能になった。またこの超短パルスが持つ広帯域なスペクトル領域において測定を行うために、本研究グループが開発を行い完成させたマルチ(128ch)・ダブルロックインアンプとその分光システムを用いた。時間分解分光では広帯域光を試料に照射することにより、帯域幅の逆数にほぼ比例する時間分解能を得ることができるため、超短パルスの持っている広帯域性を全面的に活かして、同時測定できるようになった。多波長の実時間信号を同時に精度よく測定することができ、また短時間で測定が可能となるため、試料の光劣化などの問題を回避することが可能になった。これにより、さまざまな物質の素励起や非線形励起間の緩和過程をより詳細に理解できるようになった。(真空紫外領域)時間依存偏光パルス(偏光状態が時間とともに変化するパルス)を配列したI_2分子に照射することにより、多光子イオン化過程の最適制御に成功した。この成果は、高次高調波発生の第1ステップであるトンネルイオン化を最も高度に制御する技術を開発したことを意味する。また、非断熱的に配列した分子中からの高次高調波発生実験において、同一条件下で高調波信号とイオン信号を同時に計測する独自の実験手法の導入により、分子軌道の対称性の効果を明らかにするとともに、高調波発生の第3ステップである再結合過程における電子のド・プロイ波間の量子干渉効果(ここでは強く打ち消しあう干渉効果)を世界で初めて観測することに成功した。さらに、配列した分子に偏光ゲート法を適用した。この場合には、高調波発生効率の楕円率依存性からの自然な推論として、分子軸と楕円偏光の長軸が平行な時の方が高調波の発生が可能な時間幅がより制約され、高調波のスペクトル幅はより広くなると予想したが、実験結果はむしろ逆の傾向を示すことを初めて発見し、その物理的原因を解明した。したがって、数サイクルパルスの偏光ゲートによりアト秒パルスを発生する場合にも、搬送波包絡位相(CEP)だけでなく、分子の空間配列を重要な制御パラメータとできることを初めて明らかにした。(可視-近赤外領域)本研究での目的は、(1)極限的超短パルスの発生、(2)超短パルス特性の新計測法の開発、(3)遷移状態分光法の確立の3点である。(1)これまで非平行パラメトリック増幅(NOPA)法を用いて、3.9フェムト秒の最短光パルスを発生させて来ているが、新たに開発された広帯域位相整合結晶を用いた広帯域光発生に着手した。また、複数のNOPA装置を組み合わせ位相整合領域を広げることによる超広帯域光発生を試みている。(2)5フェムト秒以下の超短光パルスでは強度の時間変化だけでなく、その絶対位相を確定することが重要となる。

これまでにこの絶対位相をロックした光発生とその計測に成功しているが、さらにこれを進めてレーザー動作の最適化や安定化を図る方法を開発していく。(3)生体中の視物質であるロドプシンについて、上記の超短光パルスを用いた時間分解分光を行った。光により誘起される構造変化の遷移状態において、分子振動の時間発展を観測できた。(真空紫外領域)超音速ジェットバルブ、斜入射真空紫外分光器、真空排気装置および電子増倍管などを用いて、高次高調波発生システムを設計・試作した。既に、フェムト秒チタンサファイアレーザー増幅システムの出力を希ガスまたは比較的小さな分子に集光照射し、高次高調波の発生条件の最適化を進めている。高次高調波発生の物理過程を量子力学的に詳細に理解するための数値計算コードの開発に着手した。高次高調波は基本波が直線偏光の時に発生する。従って、基本波として4050フェムト秒のパルスを使用してもそのピーク強度付近でのみ直線偏光にすることができれば、アト秒台のパルスを発生できる可能性がある。フェムト秒パルス内の偏光状態の制御によるアト秒パルス発生の具体的な手法(複屈折結晶と波長板を使用した方法並びに空間光変調器を用いる方法)についても検討を加えた。1.可視-近赤外領域での研究目的は、(1)極限的超短パルスの発生、(2)超短パルス特性の新計測法の開発、(3)遷移状態分光法の確立の3点である。(1)既に、非同軸パラメトリック増幅(NOPA)法を用いて、3.9フェムト秒の最短光パルスの発生に成功しているが、本年度は複数のNOPA装置を組み合わせ、位相整合領域を広げることによって、一層の広帯域化を実現する超広帯域発生装置を開発中である。(2)5フェムト秒以下の超短光パルスでは、光強度の時間変化だけでなく、その絶対位相(キャリアエンベロープ位相)を確定することが様々な応用実験で重要となる。本研究グループでは、さきにこの絶対位相を光パラメトリック過程を用いてロックすることに成功したが、本年度はさらにスペクトル干渉法による位相復元法とフィードバック機構を導入し、光パルス列の絶対位相を、1時間程度の長時間にわたって安定させることに成功した。またこの装置により、任意の絶対位相をもつ光パルスを発生させることが可能となった。(3)上記の超短光パルスを光源とし、種々の物質の超高速分光を行った。特に、電子写真技術で光検出デバイスとして重要な役割を果たす、フタロシアニンについて超高速分光を行った。ポンプープローブ法を用いて電荷移動励起状態を励起し、光キャリア発生のメカニズムを実時間振動分光の視点から解明することに成功した。2.真空紫外領域では高次高調波を用いたアト秒パルスの発生と計測を主要な研究目的としている。(1)高次高調波は基本波が直線偏光の時に発生する。したがって、基本波のピーク強度付近でのみ直線偏光となるように偏光状態を制御できれば、20フェムト秒以下程度のパルスを用いてもアト秒台のパルスを発生できる可能性がある。これは偏光ゲート(Polarization Gate : PG)法と呼ばれる手法であるが、本年度はこのPG法の原理実証実験に成功した。現在さらに、プラトー領域とカットオフ領域での効果の違い、位相整合の影響などの詳細を調べる実験を進めている。また、中空ファイバーとプリズム対さらにはチャープミラーを併用することによりアト秒パルスの発生に必要な20フェムト秒以下級の光パルス発生にも成功した。
ノードにおけるnodalの発現制御機構および左右軸形成に関わる遺伝子カスケード

1.Cp1'のNDEコア配列への結合能をゲルシフトアッセイにより調べた。未修飾のCp1'蛋白は結合能を示さないのに対し、脱リン酸化処理を施したCp1'蛋白は強い結合能を示した。2.Cp1'がNDEコア配列に結合、下流の転写活性を上昇あるいけ下降させるかをルシフェラーゼ・レポーターアッセイにより解析した。材料として293T、P19など複数の細胞株、およびカエル胚のアニマルキャップ組織を用いたが、いずれも有意な転写活性化能あるいは転写抑制能はみられなかった。1と2の結果により、Cp1'は単独では転写活性化能あるいは転写抑制能を持たず、修飾を受けて活性が制御されることがわかった。3.Engrailed遺伝子の転写抑制ドメイン、およびVP16遺伝子の転写活性化ドメインをCp1'につなげた融合遺伝子(Cp1'-EnRおよびVp16-Cp1')を作製した。Cp1'-EnRをカエル胚で強制発現させたところ、Cp1'同様、色素細胞の凝縮が引き起こされた。したがって、Cp1'はカエル胚で転写抑制因子として働きうることが明らかとなった。4.マウスノードにおけるCp1'の機能を阻害あるいは増強する目的で、Cp1'-EnRおよびVp16-Cp1'をノードで発現するトランスジェニックマウスを作製した。5.Cp1'の遺伝子欠損マウスを作製するためのターゲティング・コンストラクトを完成した。コンストラクトをES細胞に導入して相同組み換えを起こしたES細胞を複数クローン得た。nodal遺伝子のノードにおける発現を担うNDEエンハンサーは4種類のコア配列からなる。その一つが転写因子RBP-Jの結合配列であり、Notch-Deltaシグナルがノードでnodalの発現を誘導することを学術雑誌に公表した。他の3つのコア配列のうちの1つに結合する新規の転写因子Cp1'に関して解析を行った。ゲルシフトアッセイによりCp1'のNDEコア配列に対する結合能を詳細に調べた結果、Cp1'蛋白を脱リン酸化処理することによりDNA結合能が上昇することがわかった。現在、Cp1'蛋白の活性を制御する上流のシグナル経路を探索している。Cp1'のアミノ酸配列はGli/Zicファミリーと高いホモロジーを有する。Cp1'の生物学的機能を探るため、Cp1'をXenopus胚で過剰発現させたところ、神経提細胞由来の色素細胞の異常な増殖、蓄積がみられた。この現象はZicをXenopus胚で過剰発現させた場合にもみられ、Cp1'はZicと類似の活性を持つことがわかった。Cp1'が実際にnodalの発現を制御しているかどうかをマウス胚で確かめるために、Engrailed遺伝子の転写抑制ドメインをCp1'の下流につなげた融合遺伝子を作製した。現在、この融合蛋白をノードで発現するトランスジェニックマウスを作製中である。さらにCp1'遺伝子のノックアウトマウスも作製している。またyeast one-hybrid法により、残る2つのコア配列に結合する転写因子の探索を続けている。
犬の性腺刺激ホルモン放出ホルモンに対する免疫学的避妊法に関する研究

犬の新しい避妊法として、生殖腺を摘出する永久避妊に代えて、GnRHに対する免疫学的方法について検討した。I.実験には、年齢17歳のbeagle20頭を用いた。実験犬は、3群としてGnRH-KLH 1mgの1回投与群(7頭)、2回投与群(8頭)およびcontrol(5頭)とした。GnRH-KLH投与後は、血中抗GnRH価、LH、progesterone(P_4)値の推移および発情発現状況を観察した。その結果、GnRH-KLHの1回投与では、抗GnRH価は低値で推移し、発情の抑制は認められなかった。2回投与では、個体差が認められたものの、抗GnRH価の明らかな上昇が認められ、平均11週間持続した。そして、高抗GnRH価を示した犬では、LH分泌が強く抑制された。高GnRH価の低下に伴ってLHの分泌が回復して発情が回帰した。II.実験には、年齢23歳のbeagle12頭を用い、実験犬は、GnRH-KLH1mgの2回投与群(9頭)およびcontrol(3頭)とした。投与後は、血中抗GnRH価、LH、testosterone(T)値、精巣の大きさおよび精液性状を観察した。その結果、抗GnRH価は、control犬では上昇が見られなかったが、GnRH-KLH投与群では、booster投与後急上昇して、これに伴ったLH、T値の分泌が抑制されて、精巣の縮小、精子数の減少が認められた。実験犬のうち5頭(55.6%)では、無精子症を呈し415週、平均10.4±1.9(SE)週間持続した。このことから、GnRH-KLHの投与量を増加して抗GnRH価を高値で維持することが可能であると思われた。また、抗GnRH価の低下に伴って造精能の回復が認められた。避妊期間を維持するためには、booster投与が必要であると思われた。GnRHの能動免疫によって犬の避妊が可能であることが明らかとなった。一般に犬の避妊は、外科手術またはステロイドホルモン投与によって行われている。しかし、手術は不可逆的であり、ホルモン投与法は子宮蓄膿症などの副作用が指摘されている。そこで、これらに代わる方法として、GnRHによる免疫学的避妊法について検討を行った。供試犬は、16歳の雄9頭、雌36頭のビ-グルである。投与に用いたGnRHは、抗原担体分子とするため、Keyhole limpet haemosiaminを抱合(C-GnRH)させて用いた。実験犬には、C-GnRH1mgまたは2mgを各種用量のFreund's complete adjuvant(FC)に混じて皮下に投与した。また実験群においては4または8週後にブ-スターとして、incomplete adjuvant(IFC)に混じて投与した。そして各群について、血中のGnRH抗体価、LH、testosterone(T)、progesterone濃度をRIAまたはEIA法で測定した。また雄犬では精液性状および精巣容積について、雌犬では発情発現の状況を観察した。その結果、各種用量のC-GnRHまたはFC、IFC投与によって抗体価が上昇したのはC-GnRH1mg、CF0.5ml投与群、C-GnRH1mgまたは2mgとICF0.5ml投与群であった。

しかし、C-GnRH2mg、CF0.1ml投与では抗体価の上昇は認められなかった。抗体価が維持されている間は、雌雄ともに血中LHの低下がみられ、上位が抑制されていることが認められた。この間、雌犬では発情が抑制され、雄犬では末梢血中T値の低下、精巣容積の減少および無精子症が認められた。以上のようにGnRHの抗体価の上昇によって雄雌ともに、下垂体、性腺機能を抑制し、避妊効果があることが明らかとなった。ただ、投与部位での炎症が激しく、臨床応用にはこの点を解決するため新しいadjuvantの検討が必要と思われた。その結果、GnRH投与後の副作用として、投与部位の腫脹、潰瘍状の炎症が認められた。抗GnRH抗体価は、雌雄とも4週でわずかに上昇し、8週以降は急上昇し、12週前後にピークに達した後、緩やかに下降した。雄犬では、精巣容積は、投与前の値を100とすると、8週から急速に減少し、20週では3550%(平均42.5%)の最低値を示し、その後急速に増加し、40週では投与前の値に戻った。精液性状は、5頭では15週前後に無精液症となり、913週間持続したが、その後3週で投与前の値に戻った。他の4頭では、わずかに精液量および精子数が低下した。雌犬において、発情は、3頭においてGnRH投与後2ヶ月までに予定通り認められた。これらのうち交尾を行った1頭では、抗GnRH抗体価の上昇に伴って、血中progesterone値が低下し、流産が認められた。他の5頭では、投与後、発情までの日数は59ヶ月で、発情が15ヶ月(平均3.4ヶ月)遅延した。これらのうち、回帰した発情で3頭に交尾を行った結果、1頭が不妊、2頭が妊娠したが、うち1頭に流産が認められた。以上のことから、抗GnRHによって、雌雄ともに繁殖機能を一時的に抑制されることが明らかになった。犬の免疫学的避妊のため、conjugated-GnRH+adjuvantの投与を行うと、GnRH抗体価の上昇に伴って上位が抑制され、雌犬では発情の阻止、雄犬では精巣容積の減少および無精子症が認められた。しかし、これらの避妊効果は数ケ月で、その後、抗体価の低下に伴って、雌雄ともに繁殖能が回復する。今回は、この避妊処置を繰り返し行うことが可能であるか、また、長期に維持することが可能であるかを検討した。合わせて、Freund's adjuvantに代わる、炎症の少ないadjuvantの検討を計画した。そこで、抗原として長期に刺激を与える方法としてC-GnRHをシリコンに包埋して、これを皮下に移植する方法を検討した。実験として、(1)C-GnRH移植+adjuvant(2)C-GnRH移植+C-GnRH+adjuvant(3)以前に免疫処理した犬にC-GnRH移植(4)adjuvax、MPL+TDW+CW、Alum、Alum+MDP+squaleneのadjuvant効果について検討した。その結果、(1)では、抗体価の上昇が見られなかった。(2)、(3)で抗体価の上昇および維持が認められた。(4)Freund's adjuvantに代わるものは認められなかった。以上のように、GnRHによる免疫学的避妊には、C-GnRH注射とC-GnRH移植剤の併用によって、避妊期間をコントロールできる可能性が示唆された。しかし、臨床応用には抗体価の上昇のための炎症の少ないadjuvantの開発が必要である。
遺伝子導入による血管リモデリング制御法の確立と臨床応用

本研究により得られた主な実績概要は以下のとうりである。1、新規遺伝子導入システム確立に向けたSeVベクターの生物学的特性に関する研究:1)β-gal,luciferaseとともにVEGF,FGF-2,ecNOSなどの遺伝子を搭載した組み換え型SeVの血管壁構成細胞とともに諸臓器組織・細胞へのin vitro,in vivo導入ならびに発現効率はAdeno virusベクターに比べて遜色なく良好であり、加えて短時間(10分以内)の接触で十分な導入が可能であった。2)SeV投与後の局所、全身反応(炎症細胞浸潤、炎症性サイトカインなど)の解析、体液性ならびに細胞性免疫反応機構の解析を進め、欠損型seVの開発や免疫寛容状態の導入法などベクターの改善とともに宿主反応の制御法を検討中である。また3)小動物血管壁では、内腔からの投与で内皮細胞のみならず中膜平滑筋細胞まで遺伝子導入が可能であるが、ヒト大腿静脈瘤症例由来の静脈壁では硬化内膜により中膜平滑筋細胞への導入は強く阻害され、今後、目的に応じた導入経路の検討が必要であることが判明した。2、SeVの安全性に関する検討:SeVならびにSeV・外来遺伝子の小動物(ラット、マウス、家兎)における投与局所の組織変化、全身炎症反応に加えてSendai virusゲノムと外来遺伝子の体内分布などの検討を終了し、サルを含めた大型動物における安全性チェックを進めている。3、虚血組織における血管新生の分子機構:1)急性下肢虚血動物モデルでの外来性VEGF,FGF-2による側副血行路発達促進効果の検討:SeVベクターを用いてVEGF,FGF-2遺伝子を虚血筋組織に導入すると、FGF-2遺伝子導入により内因性VEGF,HGF発現が亢進し、組織学的検索ならびに血流測定により新生血管の増加と側副血行路形成が証明でき、明らかな下肢虚血の改善が誘導された。VEGF遺伝子導入では明らかな下肢虚血の改善は認められなかった。2)血管新生因子(VEGF,HGF,FGF-2)は相互に関連しあって内皮細胞に作用して血管新生を促進していること、とくにin vivoにおける最終作用因子はVEGFであるが、血流増加にはFGF-2など他の血管新生因子の協調作用が不可欠であることを明らかにした。4、血管新生関連因子の遺伝子制御:病的血管リモデリングに関与しうる諸因子の産生制御法の開発の為に、炎症性サイトカインの転写誘導に関与するSp-1,AP-1,NFkB,Egr-1のデコイオリゴを用いたin vitro,in vivoの検討を行った。とくにSp-1,AP-1に対するデコイを用いてVEGF,TGF-β1,組織因子など血管新生に関与する諸因子の腫瘍細胞、平滑筋細胞産生制御に有効であることを証明し、現在、各種血管新生病動物モデルを用いた治療的有効性について病理学的検討を進めている。5、モノクロタリン誘導ラット肺高血圧症の発生における肺血管リモデリングに関する研究:本症の発生には血管壁を中心としたマクロファージ浸潤による組織改変が重要であることを組織学的、また改変型MCP-1遺伝子導入により本症発生が予防されることにより明らかにした。以上の成果を踏まえて、現在、「下肢虚血に対するSeV-FGF2遺伝子導入による血管新生療法」を学内倫理委員会に申請するべく準備中である。

4、血管新生関連因子の遺伝子制御:病的血管リモデリングに関与しうる諸因子の産生制御法の開発の為に、炎症性サイトカインの転写誘導に関与するSp-1,AP-1,NFkB,Egr-1のデコイオリゴを用いたin vitro,in vivoの検討を行った。とくにSp-1,AP-1に対するデコイを用いてVEGF,TGF-β1,組織因子など血管新生に関与する諸因子の腫瘍細胞、平滑筋細胞産生制御に有効であることを証明し、現在、各種血管新生病動物モデルを用いた治療的有効性について病理学的検討を進めている。5、モノクロタリン誘導ラット肺高血圧症の発生における肺血管リモデリングに関する研究:本症の発生には血管壁を中心としたマクロファージ浸潤による組織改変が重要であることを組織学的、また改変型MCP-1遺伝子導入により本症発生が予防されることにより明らかにした。以上の成果を踏まえて、現在、「下肢虚血に対するSeV-FGF2遺伝子導入による血管新生療法」を学内倫理委員会に申請するべく準備中である。主な本年度実績の概要は以下の通りである。1.新規ベクターである組み換え型SeVベクターの生物学的特性について以下の検討を行った。1)血管壁、肝、網膜、気道のin vivo、一部のexvivoにおける導入効率、導入遺伝子の発現効率の検討:これら臓器の血管内皮細胞、外膜線維芽細胞を中心とした間葉系細胞、また気道上皮細胞への導入、発現効率がとりわけ良好であり、アデノベクターによる発現効率と遜色なく、またin vivo導入時の催炎効果は極めて軽微であった。2)各種培養細胞を用いて導入要件の検討、3)in vivo導入時の発現持続時間とその規定因子の解析ならびに催炎因子の解析とその制御法の開発を行った。2.SeV、HVJ-リポソーム、アデノベクターの特性対比、decoy遺伝子導入戦略の長所と欠点についての検討を行い、以下の疾患に対する臨床応用の為の適応要件の検討を進めている。1)血管新生病:(1)腫瘍血管新生、(2)リウマチ性関節炎、(3)増殖性糖尿病網膜症、(4)動脈硬化粥腫破綻の治療、予防、2)静脈グラフトバイパス術後ならびにPTCA後再狭窄、3)閉塞性動脈硬化、臓器虚血、4)移植肝における再灌流障害。主な本年度の実績概要を以下に報告する。1.新規遺伝子導入システム確立に向けたSeVベクターの生物学的特性に関する研究:1)β-gal,luciferaseとともにVEGF,FGF-2,ecNOSなどの遺伝子を搭載した組み換え型SeVの血管壁構成細胞へのin vitro,in vivo導入ならびに発現効率はAdeno virusベクターに比べて遜色なく良好であり、加えて短時間(10分以内)の接触で十分な導入が可能であった。2)小動物血管壁では、内腔からの投与で内皮細胞のみならず中膜平滑筋細胞まで遺伝子導入が可能であるが、ヒト大腿静脈瘤症例由来の静脈壁では硬化内膜により中膜平滑筋細胞への導入は強く阻害され、今後、目的に応じた導入経路の検討が必要であることが判明した。
Ｌ２音韻習得における二重モデルの構築

本研究では、低次のレベルでは、母語で注意を払われていない音響手がかりでも、第二言語の音声知覚の際には利用されていることが分かった。更に2013年には、Activation Threshold Modelという音声知覚モデルを提唱した。このモデルは、音響手がかりと音カテゴリのマッピングが形成されることにより、カテゴリ区別に利用されない音響手がかりへの注意が抑制されるというものである。音韻の第二言語習得では、音声知覚マップが母語の知覚に最適化されたものになっている為、L2の音声知覚の際に注意を払うべき手がかりが活用されないことが明らかにされてきた。(Iverson, et al 2003)すなわち、L2学習者の音声知覚は母語の音韻構造による制約を受ける。平成23年度の研究では、第二言語習得の知覚において,学習者は母語のカテゴリにしばられた音韻的知覚のみを行うのではなく、詳細な音声的手がかりに注意を払い、知覚を行っていることを明らかにした。この結果は母語の音韻カテゴリーが第二言語の音声知覚をどのように阻害するのかに着目してきたL2音韻研究の中ではあらたな発見であったと言える。平成24年度の研究ではL2学習者の音声レベルの細かな手がかりの利用について、更に研究を進めた。平成23年度には異なる母音環境での弁別成績を比較したが、24年度は異なる2つの実験手法を利用し、調査を行った。今年度行った最初の実験では,英語母語話者は音韻知覚に利用しないとされている(Tabain, 1998)母語話者の7,000Hz以上の高周波数帯域の摩擦雑音情報が,日本語母語話者の英語の摩擦音知覚に利用されているかどうかを調査した.その結果,日本語話者は英語の母語話者が弁別に使用していない高周波数帯域の情報を弁別に使用していることが分かった.また、二つ目の実験では、母音から子音への移行手がかりをL2学習者がどのように利用しているのかを調べる弁別実験を行った。この母音-子音への移行手がかりの実験では、日本語を母語とする英語学習者が英語の子音連続の知覚をする際に、微細な移行手がかりに注意を払っていることが明らかになった。これら24年度の実験は、L2音韻カテゴリ形成に至る前の学習者が、音声的手がかりの利用を行っていることをサポートするものである。母語の音声知覚においては、人は普段、細かい音声手がかりに注意を払わず、意味区別に必要とされる大まかな手がかりのみに注意を払うとされる。本研究は、この母語での音声知覚システムが第二言語での音声知覚にどう影響し、どのように音声知覚が発達していくのかを明らかにしようとするものである。これまでの2年間の研究では、少なくとも低次の音声レベルでは、母語で意味区別に利用されず、注意を払われていない音響手がかりであっても、第二言語の音声知覚の際には利用されていることが分かった(Kawasaki et al 2013)。更に、Matthews & Kawasaki (2013)では、Activation Threshold Modelをという音声知覚システム習得のモデルを提唱した。このモデルは、音響手がかりの利用は、意味区別を担う音のカテゴリと音響手がかりのマッピングが形成されることにより、抑制されるというものである。このモデルでは第二言語の習得初期段階においては、音響手がかりと音のカテゴリとのマッピングが形成されていないため、様々な音響手がかりに注意が分散される。しかし、マッピングが形成されることにより、意味区別に必要な音響手がかりにのみ注意が集中することとなり、母語の音声知覚により近い、効率よい知覚が行われるようになる。このモデルに基づけば、音響手がかりとカテゴリのマッピングの形成が、第二言語音声コミュニケーション習得に必要なステップであることを示唆するものである。平成23年度は,Werker & Logan (1985)他に示された音声・音韻の2つの知覚処理レベルが、第二言語習得においても同様のパタンを見せるか、実験を行い調査した。先行研究に倣い, 250ms ISIの短い弁別タスクでは音声レベルの細かな手がかりを利用する処理が可能であり,一方1500ms ISIと刺激間幅の長い弁別タスクでは,音声手がかりが時間経過により音韻レベルの手がかりのみが利用可能であると仮定した。この仮説に基づき、日本語母語話者が英語の歯間摩擦音とその他の摩擦音・破裂音をどう弁別するかの知覚実験を行った。先行研究において想定されている仮説に基づけば、日本語母語話者は250msISIレベルでは音声手がかりが利用できると予想される。一方, 1500ms ISIでは,音声レベルの手がかりは時間経過とともに利用不可能になっていると予想される。よって、母音環境などの、非音韻レベルの音響手がかりは,250ms ISIでは知覚に影響を与えることはあるものの,1500ms ISIにおいては影響を与えないはずである。実験の結果,250ms ISI環境のみならず, 1500ms ISIにおいても母音環境の違いが知覚に影響を与えていることが分かった。つまり,第二言語習得では音声・音響的手がかりは単に時間経過と共に利用出来なくなるものではないことが分かった。

また実験では,正答率の低い刺激ペアで,音響手がかりの影響がより顕著に見られた。この結果は,第二言語習得のモデルはもとより、母語習得においても上位レベルの音韻カテゴリの確立が,下位レベルの手がかりの抑制につながっていることを示唆している。本実験における結果は先行研究から予想されたものとは異なり,第二言語習得の音韻カテゴリの生成と音響手がかりの関係性についての新たな発見が得られたと言える。平成23年度に得た実験結果を精査し、分析したところ、第二言語学習者が詳細な音声手がかりが聞けないのではなく、むしろターゲット言語に適切ではない音声手がかりに注意を払っているのではないかと考えられた。そしてむしろ様々な(適切なものもそうでないものも含め)音声手がかりを利用するというのは、音韻カテゴリーが形成できていない段階の学習者の知覚ストラテジーと言えるのではないかと考えられた。よって、その仮説を確かめる為、24年度は23年度の実験結果の再分析、および異なる手法による追実験を行った。平成24年度は当初予定した発話実験には至っていない。しかし、これは23年度に得られたデータを再分析し、生まれた仮説の検証のために知覚実験を継続することが望ましいと考えたことによるものである。これらの実験は、L2音韻習得の知覚のメカニズムを明らかにするため、必要なものであった、24年度の一連の実験・分析により、L2音韻知覚における仮説をサポートする結果が得られたと考えている。L2の音韻と音響手がかりの関係性については順調に研究が進展している。一方、発話と知覚との比較には至っていない。これは、知覚実験の結果が先行研究とは異なるものであり。当初想定していた結果と異なる発見があった為である。L2音韻習得においては重要な発見であったと考えている為、24年度も更に知覚における音響手がかりの調査も継続する。研究最終年度となる25年度には、音声知覚・音声産出両方の研究を進めたいと考える。25年度前半には、L2音声知覚の際に音声手がかりの利用について、SuperLabを利用した、23,24年度とは異なる手法の実験を行うことを予定している。23年度25年度の一連の実験結果をまとめ、母語の音韻知覚モデルとL2音韻知覚の違いを明らかにしたい。また、後半には音声産出についての実験を行い、第二言語音韻モデルの構築に向けて研究を進める予定である。今後は今年度明らかになった音韻習得過程における音響手がかりの使用についての調査を継続する。また、24年度は知覚実験のみならず発話実験を行い、メタ言語的知識を使用することにより、発話がどのように改善するかの調査を行いたいと考えている。メタ言語的知識が知覚・生成(発話)に与える影響の違いを明らかにすることで、最終的には本プロジェクトの目的である、第二言語音韻習得モデルの構築につなげる。24年度の研究結果の発表のため、また音韻・音声習得研究についての手法を学び、様々な国の研究社と意見交換を行うため、平成25年度前半には海外出張を予定している。具体的には5月半ばにモントリオールで行われるNew Sounds 2013に三日間、参加する予定である。
電力機器絶縁における自然界共存物質の極限的利用に関する基礎研究

本研究は、電力設備・機器において、低環境負荷である物質、例えば自然界共存物質を使用し、なおかつ高い絶縁信頼性と省資源・コンパクト化を実現できる最適ガス絶縁設計指針の提案を目指して進められた。絶縁特性評価においては、非接触で電界や電子密度を測定する必要があり、そのための新しい測定法の開発を併せて行った。シャックハルトマン法を利用した電子密度測定システムにおいては、電子のみが屈折率変化の透過光波長依存性を有することを利用して、2波長の光を同時伝搬するシステムを構築した。本手法を弱電離空間へ適用するには、測定感度を3桁程度向上する必要があることから、マイクロレンズアレイを2枚用いて長焦点距離を実現する.システムを考案し、感度を従来に比べ2桁向上するまでに至った。筆者らが特許を有している気体カ-効果を利用した非接触電界測定システムについて、更に感度および分解能を向上させるべく、光学系および信号処理系の改良を行った。その結果、まず高電圧測定器の開発に成功した。次に、不平等電界中でも電界測定が可能であることを見出し、また、コロナ放電によるイオン流中にこの測定法を適用したところ、イオンのKerr定数が中性分子の値に比べて格段に大きく、気体Kerr効果による新たな空間電荷測定法の可能性を発見するに至った。電力機器絶縁における自然界共存物質の極限的利用を考える上で必要となる、気体の絶縁破壊特性を詳細に検討した。特に、SF_6ガスに変わる低環境負荷絶縁ガスを見出すために、温暖化係数がCO_2並みに小さく、また、絶縁性能がSF_6ガスに匹敵するCF_3Iについて検討を進めた。実験の結果、準平等電界においてはCF_3IガスはSF_6ガスの1.2倍程度の火花電圧を示すが,極端な不平等電界下ではCF_3Iガスの火花電圧はSF_6ガスの0.7倍程度となること、および、電界利用率が0.4で両ガスの特性がほぼ等しくなることを見出した。実用機器では電界利用率がほぼ0.4以上になるよう設計されるため、CF_3Iガスの適用可能性を示唆できる。本年度においては、実用的な送電路・変電機器を念頭におき、放電進展時の電圧変化を無視できる急峻方形波高電圧を用い、気中放電をナノ秒オーダの短時間領域で詳細に測定することにより、放電進展過程を明らかににし、また、絶縁性能評価に不可欠なV-t特性の推定法を提案した。具体的には、まず規約波頭長16ns、最大電圧波高値200kV、継続時間10μs、減衰率2.5%以下という理想的な方形波高電圧電源を用いて、SF_6ガス、SF_6-N_2混合ガス、SF6代替ガスの一つであるCF3I、CF_3I-N_2混合ガス、CF_3I-Air混合ガス、CF_3I-CO_2混合ガス中のV-t特性、放電遅れ時間、ストリーマ進展の様子を測定し、データベースを完成させた。さらに、ストリーマ放電のシミュレーションモデルを構築し、数値シミュレーションにより破壊電圧及びV-t特性の予測を行い、予測結果が実測値と良く一致することを確認した。さて、絶縁特性を予測するためには、データの蓄積と同時に、放電および絶縁破壊の物理モデルが必須である。これを可能にするため、放電時に発生する空間電荷の挙動把握、即ち、空間電界や空間電荷密度の測定を行う必要がある。シャックハルトマン法による電子密度測定を試みるべく、現在、機種の選定、購入を終えたところである。