hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
量子フィードバック制御:その熱力学的解析と巨視的コヒーレンスへの応用

第一に,「マクスウェルのデーモン」の代表的なモデルである「Szilardエンジン」の実験的な実現に成功した.Szilardエンジンは、フィードバック制御によって情報を仕事・自由エネルギーに変換することができるが、従来は理論的に考えられていただけであった.本年度の研究において,中央大学・宗行研究室と東京大学・佐野研究室との共同研究により,サブミクロンスケールのコロイド粒子に対するフィードバック制御を行うことで,第二法則が課す限界よりも多くの自由エネルギーを系に獲得させる実験に,世界で初めて成功した.この実験は古典フィードバックを用いたものであるが,量子フィードバックの観点からも、その熱力学的性質の実験的検証につながる重要な実験である.また,この実験により,フィードバックがある状況下では通常のJarzynski等式は成り立たず,そのかわりに21年度の研究で私が理論的に導いた一般化Jarzynski等式が成立することが検証された.この結果はNature Physicsから出版された.第二に,Szilardエンジンの量子系への拡張を行った.その結果として,多粒子量子Szilardエンジンから取り出せる熱力学的仕事量の一般的な公式を導出することに成功した.そこから,まず,単一粒子のSzilardエンジンにおける量子効果が明らかになった.さらに,多粒子の場合について,低温で同種粒子性の効果が表れることが明らかになった.たとえば二粒子の場合について考えると,絶対零度近傍では,ボゾンの場合の方がフェルミオンの場合よりも多くの仕事を取り出せる.高温極限では,ボゾンの場合もフェルミオンの場合も,ともに区別可能な古典粒子の場合の結果に一致することも示された.この結果はPhysical Review Lettersから出版された.
複核錯体生成能を有する新しい多座配位子の合成と錯体の分子機能

申請者らは, 6, 6'-diamind-2, 2'-bipyridine(DABP)およびその誘導体の配位子としての分子機能について検討をおこなっており,ビス(アシルアミノ)誘導体ではN_2O_2四座位子となることを明らかにしている.本研究ではアシル基部位に金属配位能を有する官能基を導入することにより,二核錯体生成能を有する多座配位子の合成を試みた.すなわち,アミノ酸やサリチル酸の官能基を保護したのち酸クロリドとし, DABPのアミノ基と反応させて得られるアシル誘導体を脱保護して目的とする多座配位子を合成した.その結果,アシル部位にアミノ基を持つ誘導体としてビス(フェニルアラニルアミノ)-2, 2'-ビピリビン(1),ビス(アラニルアミノ)-2, 2'-ビピリジン(2),ビス(β-アラニルアミノ)-2, 2'-ビピリジン(3),ビス(γ-アミノプロピオニルアミノ)-2, 2'-ビピリジン(4),およびビス(α-ピコリルアミノ)-2, 2'-ビピリジン(5)を得ており,またアシル部位に水酸基を持つ誘導体としてビス(o-ヒドロキシンベンゾイルアミノ)-2, 2'-ビピリジン(6)を得ている.これらの新規な多座配位子については,その組成・構造・物性を元素分析や各種スペクトル法などにより明らかにした.次に,得られた配位子1-5とCu(II)との錯生成についてジメチルスルホキシド中で検討した結果,いずれの場合にもまずビピリジン環窒素およびアミド酸素がCu(II)に配位したN_2O_2型1:1錯体を形成したのち,もう一分子のCu(II)がアミド酸素およびアシル部位のアミノ基に配位した複核錯体を生成していることが明らかとなった.また1と各種二価金属イオンとの錯生成挙動やその安定性についても検討をおこない, Ni(II)やCo(II)でもCu(II)と同様な複核錯体が形成されていること,複核錯体がプロトン性溶媒中で加水分解を受けやすいことなどが明らかとなった.申請者らは, 6, 6'-diamind-2, 2'-bipyridine(DABP)およびその誘導体の配位子としての分子機能について検討をおこなっており,ビス(アシルアミノ)誘導体ではN_2O_2四座位子となることを明らかにしている.本研究ではアシル基部位に金属配位能を有する官能基を導入することにより,二核錯体生成能を有する多座配位子の合成を試みた.すなわち,アミノ酸やサリチル酸の官能基を保護したのち酸クロリドとし, DABPのアミノ基と反応させて得られるアシル誘導体を脱保護して目的とする多座配位子を合成した.その結果,アシル部位にアミノ基を持つ誘導体としてビス(フェニルアラニルアミノ)-2, 2'-ビピリビン(1),ビス(アラニルアミノ)-2, 2'-ビピリジン(2),ビス(β-アラニルアミノ)-2, 2'-ビピリジン(3),ビス(γ-アミノプロピオニルアミノ)-2, 2'-ビピリジン(4),およびビス(α-ピコリルアミノ)-2, 2'-ビピリジン(5)を得ており,またアシル部位に水酸基を持つ誘導体としてビス(o-ヒドロキシンベンゾイルアミノ)-2, 2'-ビピリジン(6)を得ている.これらの新規な多座配位子については,その組成・構造・物性を元素分析や各種スペクトル法などにより明らかにした.次に,得られた配位子1-5とCu(II)との錯生成についてジメチルスルホキシド中で検討した結果,いずれの場合にもまずビピリジン環窒素およびアミド酸素がCu(II)に配位したN_2O_2型1:1錯体を形成したのち,もう一分子のCu(II)がアミド酸素およびアシル部位のアミノ基に配位した複核錯体を生成していることが明らかとなった.また1と各種二価金属イオンとの錯生成挙動やその安定性についても検討をおこない, Ni(II)やCo(II)でもCu(II)と同様な複核錯体が形成されていること,複核錯体がプロトン性溶媒中で加水分解を受けやすいことなどが明らかとなった.
圃場環境操作実験およびＮＭＲメタボロミクスによる水稲代謝応答の解析

圃場環境操作実験で栽培されたイネを対象にNMRメタボロミクスを実施し、気候変化がイネの代謝プロファイルにおよぼす影響を調べた。コシヒカリでは、年により程度は異なるものの、幼穂形成期にCO2濃度上昇による影響が見られ、糖類の組成変化が示唆された。低窒素区における代謝プロファイルの変化は穂揃期以降に現れ、登熟期では止葉の葉身および葉鞘、小穂の全てにおいて施肥の影響が認められた。タカナリはコシヒカリよりも環境変化による代謝への影響が小さく、穂揃期の止葉葉身においてわずかにCO2濃度上昇による効果が見られ、施肥の影響は見られなかった。水温上昇の影響は、コシヒカリ、タカナリともに確認されなかった。本課題では、圃場環境操作実験で栽培されたイネを対象に、核磁気共鳴(NMR)法による代謝物の網羅的解析(メタボローム解析)を行い、CO2濃度の上昇や温暖化といった気候変化が、イネの代謝プロファイルにおよぼす影響とその品種間差異を調べることを目的とした。開放系圃場において、CO2濃度を増加させたFACE区(CO2濃度約590 ppm)と対照区(CO2濃度約390 ppm)のそれぞれについて、温暖化を想定し水温をプラス2°C上げた加温区、さらに施肥の効果を検討するための低窒素区を設け、栄養生長期、穂揃い期および登熟期の3点でサンプリングを行った。本年度は、平成24年栄養生長期のコシヒカリおよびタカナリの上位2葉について、リン酸緩衝液抽出物の1H-NMRスペクトルを取得し、主成分分析を行った。全スペクトルを使用した主成分分析では、品種および環境条件の違いによるクラス形成は見られず、葉身と葉鞘、最上位展開葉(第I葉)と第II葉といった、部位や葉齢ごとのクラス形成が認められた。これらのクラス形成には、ショ糖やオリゴ糖といった糖類の寄与が大きく、次いで有機酸の寄与も見られた。葉齢別の主成分分析からは、代謝プロファイルの品種間差異は、第I葉よりも第II葉の方が大きいことが分かった。その他、部位別、品種別に実施した主成分分析においても環境条件の差異によるクラス形成は認められず、栄養生長期の水溶性代謝物のプロファイリングでは、コシヒカリ、タカナリともにCO2濃度や加温、施肥の違いによる大きな変化は生じないことが示唆された。ただしこれらの主成分分析においては、特徴空間が含量の多い糖シグナルに大きく牽引されるため、今後は糖シグナルに該当する変数を削除したプロファイリングを検討し、環境条件の影響を解析する必要がある。同時に、他の成長段階やメタノール抽出物についても解析を進める。目的:本課題では、圃場環境操作実験で栽培されたイネを対象に、核磁気共鳴(NMR)法による代謝物の網羅的解析(メタボローム解析)を行い、CO2濃度の上昇や温暖化といった気候変化が、イネの代謝プロファイルにおよぼす変化とその品種間差異を調べる。方法および結果:開放系圃場において、CO2濃度を増加させたFACE区(CO2濃度約590 ppm)と対照区(CO2濃度約390 ppm)のそれぞれについて、温暖化を想定し水温をプラス2°C上げた加温区、さらに施肥の効果を検討するための低窒素区を設け、栄養生長期、穂ぞろい期および登熟期の3点でサンプリングを行った。本年度は、CO2濃度および栽培条件、生長段階の異なるコシヒカリ(平成23年産)について、部位別にNMR計測用の試料を調製し、そのうち350点について、メタノール混合緩衝液抽出物の1H-NMRスペクトルを取得した。得られた1H-NMRスペクトルについて主成分分析を行ったところ、栄養生長期の葉身および葉鞘については、葉齢によらず第1主成分がCO2濃度の影響を反映していると解釈された。一方で、高水温および低窒素の影響は見られなかった。穂ぞろい期および登熟期では、葉、茎、穎花等の部位の違いによらず、CO2濃度や栽培条件の違いによるNMRスペクトルの変化は見られなかった。栄養生長期の試料について、2次元NMRスペクトルにより代謝物の同定を行ったところ、対照区に比べてFACE区では糖が増加し、脂質が減少することが示唆された。【目的】本課題では、圃場環境操作実験で栽培されたイネを対象に、核磁気共鳴(NMR)法による代謝物の網羅的解析(メタボローム解析)を行い、CO2濃度の上昇や温暖化といった気候変化が、イネの代謝プロファイルにおよぼす影響とその品種間差異を調べることを目的とした。【方法および結果】

開放系圃場(つくばみらい市)において、CO2濃度を増加させたFACE区(CO2濃度約590 ppm)と対照区(CO2濃度約390 ppm)のそれぞれについて、温暖化を想定し水温を周辺と比べて2°C上げた加温区、さらに施肥の効果を検討するための低窒素区を設け、コシヒカリおよびタカナリについて、栄養生長期、穂揃い期および登熟期の3点でサンプリングを行った。栄養生長期の上位2葉、穂揃期および登熟期の小穂と止め葉について、1H-NMRスペクトルを計測し、主成分分析を行った。解析は、2012年採集試料を中心に行った。全スペクトルを使用した主成分分析では、環境条件の違いによるクラス形成は見られず、葉身、葉鞘、小穂といった部位の違いが最も大きく見られ、次いでサンプリング時期や、最上位展開葉(第I葉)と第II葉といった葉齢ごとのクラス形成が認められた。これらのクラス形成には糖類の寄与が大きく、次いで有機酸の寄与が見られた。前年度栄養生長期の試料では、まず対照区とFACE区でクラス形成する傾向が見られたため、イネの代謝に対するCO2濃度の影響は年度ごとに大きく異なることが示唆された。コシヒカリでは、栄養生長期の第II葉の葉身でFACE効果が見られた。低窒素区における代謝プロファイルの変化は穂揃期以降に現れ、穂揃期では止葉の葉鞘、登熟期では止葉の葉身および葉鞘、小穂の全てにおいて施肥による代謝への影響が認められた。タカナリはコシヒカリよりも環境変化による代謝への影響が小さく、穂揃期の止葉においてわずかにFACE効果が見られた。分析化学イネ栄養生長期の代謝プロファイルについて、部位や葉齢、品種間による差異は明らかになったものの、穂揃い期および登熟期の解析には至らず、目的とする環境条件の差異による代謝変化も見出せていない。前年度の結果から、環境条件の変化による代謝変動は非常に小さいと考えられたため、よりよく変動を検出するための代謝物の抽出条件や部位の選定に時間を要した。前年度および本年度の結果により、第II葉において品種間差異がよく観測できることやメタノール可溶性代謝物においてCO2濃度変化の影響が見られることが示唆されたため、今後はこれらを中心に検討を進める。初年度は、NMR計測用試料の安定性、NMRスペクトルの計測条件および解析手法の検討に時間を要し、品種間差異の比較に至らなかった。次年度以降は、当年度に確立した計測方法および解析手法を用いて、迅速に解析を進めることができる。これまでの結果から、第II葉において品種間差異がよく観測できることやメタノール可溶性代謝物においてCO2濃度変化の影響が見られることが示唆されたため、今後はこれらを中心に検討を進めることで効率化を図る。同時に、環境条件の変化による代謝変動が検出しにくい要因として、NMR法によるイネの代謝プロファイリングでは含量の多い糖シグナルの影響が大きく、糖以外の成分変動が検出しにくいことがあげられる。今後は糖シグナルに該当する変数を削除したプロファイリングを検討し、比較的微量な成分について、環境条件の影響を解析する必要がある。当初の計画では、平成25年度以降に人工気象室での環境操作実験を行い、13C標識されたイネを作成し、多次元NMR法を活用した代謝物の同定を進める予定であった。しかし、本研究の主要部分である品種間差異の解析が遅れていること、さらに、13C標識されたイネが昨年度から市販されたことを鑑み、人工気象室での環境操作実験を保留とし、圃場環境操作実験においての品種間差異および年次間差異の解析を優先的に進めることとする。該当なし
ナノ構造形成過程の解明に向けた動的モンテカルロ法

GRRMとDFTBをつなぐためのプログラムを完成させた。DFTにくらべDFTB3は1000倍高速なので、Kinetic Monte carloをon-the-flyで組み合わせることができた。開発したflyKMCは、鉄粒子上での炭素の移動速度に関して、DFTBポテンシャルを用いた別の量子分子動力学と同程度のオーダーでよい一致を示した。物理化学
生体内で部分凝集したαシヌクレインがもたらす神経細胞機能異常の解明

パーキンソン病やレビー小体型認知症で、臨床症状が発現する以前から蓄積すると推定されている部分凝集αシヌクレインがもたらす発火特性について細胞電気生理学的に解析した。その結果、部分凝集αシヌクレインは、細胞内カルシウムやSK型Kチャンネルに依存して、スパイク後過分極を増強して発火頻度を抑制することが判明した。この結果は、部分凝集αシヌクレインが、神経活動を抑制すると共に、神経細胞内カルシウム動態を攪乱して細胞機能障害を生じている可能性を示唆している。本研究では、パーキンソン病やレビー小体型認知症の病因と推察されている部分凝集したαシヌクレインがヒトの脳でどのように分布するかを、患者剖検脳切片からのαシヌクレイン部分凝集体を抽出して各部位における部分凝集αシヌクレインの存在や分子状態を比較検討し、それらがどのような神経機能異常を生ずるかを細胞電気生理学的手法によって明らかにすることを目的としている。本年は、神経細胞機能異常を左右する重要な要素の一つである膜興奮性をターゲットに研究を進めた。マウス前頭葉皮質スライスのII/III層錐体細胞に、ドパミン、野生型合成αシヌクレイン、ドーパミン存在下にて37°C3日間インキュベートした野生型合成αシヌクレイン(αシヌクレイン+ドーパミン)、両者を含まない、の4種類のピペット内液を、パッチピペットから細胞内投与した。4種類の内液のうち、αシヌクレイン+ドーパミン溶液を細胞内投与した場合に、連発スパイクにおけるスパイク数が有意に減少した。静止膜電位、スパイク幅、スパイク高、スパイク後脱分極、スパイク後過分極といった、スパイク発生にかかわる基本的な特性については、4群間で有意差を認めなかった。野生型(WT)、A30P変異型、A53T変異型の三種類の合成αシヌクレインを用いたウエスタンブロット解析では、αシヌクレイン+ドーパミンで、αシヌクレイン単独では認めなかった高次オリゴマーのバンドを検出した。以上の結果より、αシヌクレインオリゴマーは大脳皮質錐体細胞の発火頻度を低下させることが示唆された。これらの結果を元に、膜興奮性抑制を生ずるαシヌクレインオリゴマーのターゲットを解析している。本研究では、パーキンソン病やレビー小体型認知症の病院と推察されている部分凝集したαシヌクレインがどのような神経機能異常をもたらすかを細胞電気生理学的手法によって明らかにすることを目的としている。前年度までにαシヌクレインオリゴマーが、マウス新皮質錐体細胞の発火頻度を低下させることを見出したが、今年度は、そのメカニズムについて検討した。αシヌクレイン高次オリゴマーを含むαシヌクレイン+ドーパミン溶液(aS+DA)の細胞内投与で生ずるスパイク抑制効果は、電位依存性Ca2+チャンネルの阻害薬であるnimodipine、Ca2+依存性Kチャンネルの一種でスパイク後過分極(AHP)を担うSK型Kチャンネルの阻害剤であるapaminによって打ち消された。また、オリゴマーを含まないαシヌクレイン溶液投与下に比べてaS+DAでは、連発スパイク後のAHPの持続時間が有意に延長し、AHPによる電荷量が有意に増加した。さらに、aS+DAによる発火抑制やAHP増強は、小胞体Ca2+ストアの枯渇剤であるcyclopiazonic acidによって阻害された。以上の結果より、αシヌクレインオリゴマーは、SK型Kチャンネルが担うAHPを増強することによって、大脳皮質錐体細胞の膜興奮性を抑制することが明らかになった。また、この膜興奮性抑制は、αシヌクレインオリゴマーが小胞体からのCa2+放出に依存してCa2+依存性を持つSK型Kチャンネルを活性化するメカニズムによって生じていることが示唆された。我々は、アミロイドβをパッチピペットから細胞内投与する手法を用いて、アルツハイマー病の初期に神経細胞内から蓄積する可溶性アミロイドβがBKチャンネルを抑制してカルシウム流入促進と神経過興奮を生ずる機能異常を生じて、シナプス蛋白であるhomer1aがこの機能異常をレスキューすることを報告した(Yamamoto et al. 2011)。これと同様の手法をαシヌクレインに適用して見出された結果を用いれば、患者剖検脳切片からのαシヌクレインによる機能異常解析を効果的に検索できると考えられた。本年度は、神経機能異常を生ずるαシヌクレインの分子状態を検索するため、野生型、又はA53T及びA30

P変異型合成αシヌクレインからドーパミン存在下、非存在下でインキュベートすることによって生成したモノマー又は部分凝集体を用いた実験を行った。マウスの大脳皮質スライスを作成し、視覚野、および帯状回における大脳皮質錐体細胞に各分子状態のαシヌクレインをパッチピペットから細胞内から投与した。この実験条件下で全細胞記録を取り、電流固定下での膜電位、電流注入時のスパイク波形、スパイク後脱分極やスパイク後過分極、電圧固定下でのカルシウム電流を測定した。これらの結果を比較検討し、種々の分子状態にあるαシヌクレインによって生ずる神経機能異常を解析していている。24年度は、23年度の結果を元にして、合成αシヌクレインを細胞内投与した上で神経細胞の膜興奮性にターゲットを絞って検索した。まず、αシヌクレインオリゴマーができる条件を検索し、野生型、又はA53T及びA30P変異型合成αシヌクレインはドーパミンとインキュベーションした時のみに、ピペット内液という条件下で安定して高次オリゴマーが含まれていることを確認でき、これを細胞内投与してパッチクランプ法を用いて、αシヌクレインオリゴマーが神経細胞の膜興奮性に与える機能異常を調べられるようになった。意外なことに、αシヌクレインオリゴマーは、スパイク頻度を左右する代表的なパラメータである膜電位、スパイク波形、スパイク後脱分極やスパイク後過分極には影響することなく、スパイク発火頻度を低下させることを見出した。この結果は、以前に我々が見出したアミロイドβによるBKチャンネル抑制由来の膜興奮性抑制作用とは対照的で、アルツハイマー型認知症とレビー小体型認知症における大脳皮質錐体細胞の活動異常を考察する上で、示唆に富む知見と思われる。また、これらの結果を踏まえることによって、患者剖検脳切片からのαシヌクレインがもたらしうる神経機能異常の候補を絞り込むことが可能になり、次年度の研究につながる手掛かりが得られたと評価できる。本研究では、患者剖検脳切片からのαシヌクレイン部分凝集体を抽出して各部位における部分凝集αシヌクレインの存在や分子状態を比較検討し、それらがどのような神経機能異常を生ずるかを細胞電気生理学的手法によって明らかにすることを目的としている。部分凝集αシヌクレインは、比較検討のために患者剖検脳切片由来のものと大腸菌で過剰発現して合成されたものを使用するが、いずれもサンプル量は限られている。このため、まず合成シヌクレインを細胞内投与した上で神経細胞の膜興奮性やシナプス伝達といった特性を網羅的に検索し、異常を認めた特性について患者剖検脳切片由来のαシヌクレインでも同様の神経機能異常が生ずるかを検証していくことが、研究の遂行により効果的であると考えられた。今年度は、野生型、又はA53T及びA30P変異型合成αシヌクレインのモノマー又は部分凝集体を細胞内投与した上でパッチクランプ法を用い、神経細胞の膜興奮性のパラメータである膜電位、スパイク波形、スパイク後脱分極やスパイク後過分極、カルシウム電流などについて詳細な解析を行うことができた。これらの結果を踏まえることによって、患者剖検脳切片からのαシヌクレインがもたらしうる神経機能異常の候補を絞り込むことが可能になり、今年度の研究につながる手掛かりが得られたと評価できる。1)野生型、又はA53T及びA30
運動系の分子生物機構-運動制御の物質過程-

人類をはじめ、すべての動物の存在の最も具体的かつ最終的表現である運動の発現にかかわる要素である、中枢神経、末梢神経、筋肉よりなる運動系について、分子レベルの研究より、運動系の発達過程、運動系のエネルギー生産系の調節、運動系の代謝過程の遺伝子レベルでの調節、運動細胞の変性・老化・修復の機構、運動系細胞間の物質レベルでの情報伝達、などについて、集約的な研究を行う重点領域研究を昭和62年度に続いて、次の項目の研究を継続した。(1)運動系の発達とその異常の研究として、脳の発生から小児の運動機能の発達に至るまでの機構を、病理、生化学、分子遺伝学の側面から解析し統合すると同時に、特に運動発達の異常を細胞レベル、分子レベルで解明する。(2)運動系における情報伝達の研究として、情報伝達の原理とその障害の機構を、脳のニューロン回路網と末梢運動神経系および筋肉のシナプスについて、シナプス前部伝達物質、シナプス後部の受容と情報変換機構を分子細胞レベルより解明する。(3)運動系の分子・遺伝生物学的アプローチの研究として、ミトコンドリアの電子伝達系のエネルギー代謝機構とその異常、運動系細胞の固有な蛋白とその蛋白合成にかかわるDNAのモノクローナル抗体法とDNAシークエンスによる解明、運動系に異常をもつ遺伝性疾患のDNA上における異常などを研究する。(4)運動系の変性と修復の成立過程の研究として、変性と修復の過程を、内因、外因、疫学的手法で追求し変性の結果生ずる異常を薬理学的手段を神経系の適応性とを用い修復する基礎過程の分子レベルでの解析を行う。(5)運動系における制御機構の研究として、運動系の統合中枢である錘体外路系等の機構を形態学、薬理学、生理学的手法でシナプスレベルで解明する。以上の項目の研究を進める為に班会議2回、ワークショップ1回、シンポジウム1回を開催し、研究の最新の情報を集約し、重点領域研究を推進した。
幼雛の中枢神経系によるエネルギー代謝制御機構の解明

孵化後間もないニワトリヒナは保温が必要であり、産熱機構は成熟したニワトリと比べて十分に発達しているとは言えない。一方、甲状腺刺激ホルモン(TSH)放出ホルモン(TRH)は、視床下部で産生され、下垂体からのTSHの放出を刺激する。TSHにより甲状腺ホルモンであるサイロキシン(T_4)とトリヨードサイロニン(T_3)の分泌が亢進される。甲状腺ホルモンは組織に働き、熱産生を促すことが知られている。そこで、幼雛期のヒナにおける産熱機構についてTRHを基点として調査した。TRHの脳室投与により、ヒナの直腸温度は有意に高くなり、熱産生量も高くなった。T_3およびT_4の腹腔投与では直腸温度に変化は認められなかった。TRHの脳室投与により血漿T_3およびT_4濃度に変化も認められなかった。副腎皮質刺激ホルモン放出因子(CRF)の脳室投与により、ヒナの熱産生量は高くなった。CRF受容体アンタゴニストとTRHの同時投与でTRHによる体温の上昇は抑制された。新生ヒナのTRHによる体温上昇は、甲状腺ホルモンの作用を介さず、視床下部-下垂体-副腎皮質軸刺激による可能性が示唆され、幼雛期における産熱機構の特殊性の一部が明らかとなった。また、孵化前における熱産生に育種選抜の影響を認めた。一方で、熱生産に係わる行動に変化を及ぼす栄養素の検索を行った。ジペプチドであるカルノシンは行動を亢進するが、分解されると逆に行動を沈静化させた。筋肉に主に含まれるクレアチンは、ストレス時に脳内で増加し、ストレス反応を減少させ、行動を静める作用を有した。細胞内膜に多く存在するリン脂質のホスファチジルセリンにはストレス行動を抑える作用があり、その構成成分であるセリン残基に重要な働きを見出した。茶カテキンの主成分であるエピガロカテキンガレートにもストレス時の行動を緩和する作用を確認した。甲状腺刺激ホルモン(TSH)放出ホルモン(TRH)は、視床下部で産生され、下垂体からのTSHの放出を刺激する。一方、孵化後間もないニワトリヒナは保温が必要であり、産熱機構は成熟したニワトリと比べて十分に発達しているとは言えない。<方法>卵用種雄ヒナを実験に供試した。(実験1)TRHを脳室投与し、その後60分間の直腸温度と熱産生量を調べた。(実験2)TRHを脳室投与15分後に採血をし、血漿T_3およびT_4濃度を測定した。(実験3)T_3を腹腔投与した後の5時間の直腸温度を調べた。(実験4)副腎皮質刺激ホルモン放出因子(CRF)を脳室投与し、その後60分間の熱産生量を調べた。(実験5)TRH、CRF受容体アンタゴニストまたはTRHとCRF受容体アンタゴニストを同時に脳室に投与し、15分および30分の直腸温度を測定した。

<結果および考察>(実験1)TRHの脳室投与により、ヒナの直腸温度は有意に高くなり、熱産生量も高くなった。(実験2)T_3およびT_4の腹腔投与では直腸温度に変化は認められなかった。(実験3)TRHの脳室投与により血漿T_3およびT_4濃度に変化も認められなかった。(実験4)CRFの脳室投与により、ヒナの熱産生量は高くなった。(実験5)CRF受容体アンタゴニストとTRHの同時投与でTRHによる体温の上昇は抑制された。新生ヒナのTRHによる体温上昇は、甲状腺ホルモンの作用を介さず、視床下部-下垂体-副腎皮質軸刺激による可能性が示唆され、幼雛期における産熱機構の特殊性の一部が明らかとなった。孵化後間もないニワトリヒナは保温が必要であり、産熱機構は成熟したニワトリと比べて十分に発達しているとは言えない。一方、甲状腺刺激ホルモン(TSH)放出ホルモン(TRH)は、視床下部で産生され、下垂体からのTSHの放出を刺激する。TSHにより甲状腺ホルモンであるサイロキシン(T_4)とトリヨードサイロニン(T_3)の分泌が亢進される。甲状腺ホルモンは組織に働き、熱産生を促すことが知られている。そこで、幼雛期のヒナにおける産熱機構についてTRHを基点として調査した。TRHの脳室投与により、ヒナの直腸温度は有意に高くなり、熱産生量も高くなった。T_3およびT_4の腹腔投与では直腸温度に変化は認められなかった。TRHの脳室投与により血漿T_3およびT_4濃度に変化も認められなかった。副腎皮質刺激ホルモン放出因子(CRF)の脳室投与により、ヒナの熱産生量は高くなった。CRF受容体アンタゴニストとTRHの同時投与でTRHによる体温の上昇は抑制された。また、孵化前における熱産生に育種選抜の影響を認めた。一方で、熱生産に係わる行動に変化を及ぼす栄養素の検索を行った。ジペプチドであるカルノシンは行動を亢進するが、分解されると逆に行動を沈静化させた。筋肉に主に含まれるクレアチンは、ストレス時に脳内で増加し、ストレス反応を減少させ、行動を静める作用を有した。細胞内膜に多く存在するリン脂質のホスファチジルセリンにはストレス行動を抑える作用があり、その構成成分であるセリン残基に重要な働きを見出した。茶カテキンの主成分であるエピガロカテキンガレートにもストレス時の行動を緩和する作用を確認した。
憲法訴訟論の源流に関する研究

本研究は、芦部信喜らによって主導された、いわゆる憲法訴訟論について、その意義を明らかにしようとするものである。特に、憲法訴訟論が主に依拠したアメリカの憲法学の文脈に戻して検討することにより、そこから何を選択し、何が選択されなかったかを明らかにしようとした。特に平等及び選挙の分野についての知見を深めることができ、また、そのような知見に基づいて、日本の現在の判例理論である合理的期間論について具体的な解釈論を提示することもできた。本研究は、憲法訴訟論がどのようなものであったのかを明らかにするために、その源流であるアメリカ憲法学に遡りそれと対比しつつ、日本で成立した憲法訴訟論がもっていた意義を明らかにしようとするものである。憲法訴訟論研究の再活性化という現在の状況の中で、本研究は昭和期の憲法訴訟論に改めて立ち戻ってその「法思想史」的意味内容を研究しようとする点に特色があると考えるが、それによって、現在の憲法訴訟論にとっても、昭和期の憲法訴訟論のどのような点を遺産として受け継ぐべきであるか、また、もしそこに欠点があるのであればそれを繰り返さないためにどのような点に注意すべきであるのかについて示唆を与えることができるのではないかと考えている。平成26年度においては、立法事実論に関する研究を進めると共に、それと密接に関連する合憲性推定原則についての研究を行った。また、日本の判例がしばしば用いる立法裁量論は、合憲性推定原則の日本における現れ方の一つとも考えることができるのではないかという観点から、日本の判例における立法裁量論について検討をおこなった。また、立法裁量論が広く用いられる、選挙法の分野についても、日本・アメリカ双方について検討を行った。他方で、立法裁量論を現在のアメリカ憲法学の文脈において理解しようとする場合には、憲法解釈権限に関する民主主義的理解からの検討が必要であると考え、その論点に関する研究を行った。いずれについても一定の知見を得ることができたので、次年度以降にその成果を公表できると考えている。平成27年度についても、引き続き、日米における憲法訴訟について研究を行い、特に、前年度に行った立法裁量論に関する研究をさらに前進させた。とりわけ、選挙制度について立法裁量が認められてきた、選挙に関する憲法訴訟についてその歴史を追って研究をおこない、日本とアメリカにおける判例の展開とその背景について検討した。立法府に裁量が認められる場合、裁判所がその審査をどのように行うべきかが問題になるが、その問題に加えて、裁判所が審査の結果として憲法に抵触すると判断した場合に、立法府に認められる裁量にもかかわらず、裁判所がどのように救済を与えることができるかという問題がある。本年度は、前者だけでなく、後者の側面についても、検討を加えた。このような研究のうち、日本のいわゆる定数訴訟に関する部分については、知見を得てまとめることができたので、来年度中に公表できるものと思われる。この点に関するアメリカの議論については、英米法における救済法の伝統があることが指摘され、そのようなものとして、英米法系に属さない日本法とは異なるものとしてしばしば扱われてきたが、この点の研究については、今年度中はまとめることができるには至らなかったので、平成28年度中に知見をまとめて、公表したいと考えている。また、同様の問題関心から、平等に関しても検討を行った。この点では、国籍留保制度の合憲性が争われた最高裁判決についての判例評釈を公表した。成果の一つについては、ほぼとりまとめることができ、来年度の公表への目処が立ったため。本研究は、芦部信喜らによって展開された憲法訴訟論について、アメリカからの影響が指摘されているが、それがどのような可能性の中からどのような選択を行ったかを明らかにしようとするものであり、また、現在においてどのように評価されるべきか検討しようとするものである。本年度中に脱稿できた「合理的期間論の可能性」は、投票価値訴訟(いわゆる定数不均衡訴訟)において、裁判所がまずいわゆる違憲状態を認定し、そのうえで合理的期間を経過したかを検討し、経過している場合に違憲判断を行うという、最高裁が展開してきた判断手法について、その実質的内容の変化を確認し、その上で、その意義を明らかにしようとするものであるが、着想の出発点の一つは、昭和51年の最高裁判決が事情判決を下す以前に、芦部が投票価値訴訟の判決手法として提案していた判断方法である。当該論文では、芦部の提案の方が、最高裁の判断方法よりも、より実効的ではないかという評価を行ったが、投票価値訴訟における裁判所の判断に対する内閣・国会の対応が非常に遅いことを考えると、芦部の方法に合理的期間論を加えるならば、現在でもなお意義を有していると考えている。また、他の訴訟への応用可能性という意義もあるのではないかと考えている。合理的期間論のような確認型の判断手法は、英米法系の諸国で現在多くみられるものであり、また、アメリカでも再び注目されており、それらの点の検討も行ったが、上記論文に反映させるには至らなかった。その部分の公表は今後の課題としたい。

成果の公表には至っていないが、知見については、これまでのところ順調に深めることができていると考えているため。来年度が最終年度であるため、必要な場合は研究範囲を絞って、成果の公表を第一義としたい。憲法当初の予定通り、平成27年度からは、ポール・フロインドの研究を開始する。フロインドを起点とすることによって、当時のアメリカ憲法学の布置状況を解明することができるのではないかと考えている。次年度への繰り越し分は、前年度の未使用分であり、平成27年度についてはほぼ予定どおりに使用している。当初想定していたよりも初年度においては高価な古書を購入することが少なく、現在販売されている図書の購入が多かったため。購入が必要な図書がまだかなりあるため、来年度もそのために使用することが必要であり、最終的には予定どおり使用する必要があると考えている。平成27年度からポール・フロインドの研究を開始するため、その関連の書籍(古書を含む)を購入する必要があり、繰り越した額についてはそちらの経費として使用したいと考えている。
繰り返し形状フォーミング可能な適応構造システムの研究

本研究は,形状記憶ポリマを構造材料として用いることにより従来の構造システムを革新することを目的とし,以下の成果を得た.まず,ソーラーセイル等に代表される膜構造のしわやたるみを抑制するため,形状記憶ポリマに予め与えた変形を宇宙空間で再加熱する方法を提案し,その実現性を実験的に明らかにした.また,宇宙空間で形状記憶ポリマ部材を加熱する方法として,塗料状ヒーターを用いることを見出し,その有効性を調べた.その結果,塗布厚の調整により,形状記憶ポリマ部材の形状回復を損なうことなく,一様に近い加熱が行えること,および,塗布前後の粘弾性特性の変化に関する知見を得た.本研究は,宇宙用構造材料と構造様式の両面から従来の構造システムを革新することを目指している. H25年度は,前年度に引き続き形状記憶ポリマ部材に予め与えた変形を宇宙空間で再加熱する方法を検討した.具体的には,主に宇宙膜構造物への応用を目的とした形状記憶ポリマフィルムの加熱を,カーボンナノチューブを含む塗料状ヒーターを用いて行うことを見出し,その基本的な可能性を基礎実験から調べた.その結果,塗料状ヒーターによる形状記憶ポリマ表面から一様に近い加熱が可能であることが,サーモグラフィーによる温度分布計測により確認された.また,加熱対象の形状記憶ポリマ部材が薄膜の場合,薄膜とヒーター層の厚みが同程度となるため,ヒーター層の剛性が形状回復を阻害する可能性が実験的に見られた.さらに,ヒーター自体に損傷を与えずに,形状記憶ポリマと同程度の変形を与えることが課題であることも明らかになり,形状記憶ポリマとヒーターの複合体への変形付与の方法を改善する必要性が示された.本研究は,宇宙用構造材料と構造様式の両面から従来の構造システムを革新することを目指し,宇宙構造材料として形状記憶ポリマを用いた3次元可変形状部材の提案とそれらが宇宙空間で自在に変形・結合・分離を繰り返し行う形状フォーミング(Shape Forming),すなわち,軌道上で理想的な構造システムを適応的に形成する宇宙構造様式の提案を行うものである.H24年度は,本研究で検討予定である軌道上形状フォーミング手法の中で,形状記憶ポリマに予め与えた変形を宇宙空間で再加熱する方法を検討した.この応用方法には,宇宙膜構造の変形制御が挙げられる.今年度は正方形膜を用いた基礎的実験を行い,形状記憶ポリマによる形状制御の実現性を検証した.その結果,正方形膜のシワや弛みを予歪を持つ形状記憶ポリマ製パッチ状部材の形状回復により,膜のシワや弛みに対応する面外変形の制御が可能であることが明らかになった.一方で,面外変形の低減のみならず,局所的には面外変形が増加する領域とほとんど効果がない領域が存在することも明らかになり,これらの現象を総合的に考察することにより,形状記憶ポリマ部材の最適配置や部材形状の最適化などに繋がる可能性が示された.前年度までの検討により,形状記憶ポリマーを用いた適応構造システムの基本的実現性が明らかになったため,宇宙環境において実現可能な材料加熱法に関する検討を主に行った.具体的には,カーボンの微粒子と水,ポリウレタンからなる導電性の塗料状ヒーターを形状記憶ポリマーの試験片の表面に塗布することにより,試験片の表面を一様に近い状態で加熱できる可能性を調べた.まず,ヒーターを塗布した形状記憶ポリマー部材の加熱性能を確認し,続いて,ヒーターの有無による機械的特性の変動を粘弾性特性の測定により評価した.粘弾性モデルには,二つの並列バネとダッシュポットからなる単純なモデルを用いて,応力緩和とクリープの両特性が表現できるものとした.その結果,ヒーターとしての機能においては,塗料状ヒーターによる加熱方式は形状記憶ポリマーの形状回復に必要なガラス転移点の温度以上に十分加熱が行えること,また,加熱特性の変動は見られるものの,ヒーター表面にひび割れの生じる程度の大きな引張ひずみを与えた場合にもヒーターとしての機能は維持されること,が確認された.次に,ヒーターの有無による機械的特性の変化を応力緩和試験とひずみ速度一定による引張試験により評価した.その結果,塗料状ヒーターを塗布した形状記憶ポリマー部材の粘弾性特性において,ヒーター塗布後の形状記憶ポリマー部材の粘弾性パラメータのうち応力緩和率は,ヒーターがあるときの方が,無いときよりも低下したことから,適応構造システムの部材として機能させる上では,ヒーターの付加による数学モデルの修正が高精度の挙動予測には重要であることが明らかになった.最終年度は,形状記憶ポリマー製部材の加熱方法として塗料状のヒーターを用いる場合の塗料塗布後の部材の粘弾性特性の変化とそのモデル化に関する実験的検討を行った.実験は,引張試験機を用いて塗料層の有無による形状記憶ポリマー製試験片の応力ひずみ関係を計測することにより評価した.その結果,塗料ヒーターが塗布された試験片では,塗布前に比較し,粘弾性モデルとして同定されたモデルから得られる応力緩和率や粘性の値に明確な相違があることが明らかになった.研究期間全体としての成果として, 1)形状記憶ポリマーを用いた繰り返し使用可能な可変部材のコンセプトの提案, 2)膜面宇宙構造物のリンクル(皺)スラック(弛み)などの膜面構造に現れやすい挙動に対し,形状記憶ポリマーの形状固定性と形状回復特性を活用した膜面内の張力制御および面外変形制御手法の提案とそれらの実験モデルによる実証,3)形状記憶ポリマー部材の宇宙空間における加熱方法として実現性のある塗料状ヒーターを用いた加熱方式を提案し,その塗料塗布前後の形状

記憶ポリマー部材の粘弾性特性の変化に関する知見を得たことなどである.これらの成果により,本課題で目的とした繰り返し形状フォーミング可能な適応構造システムの基本的な構成と実現可能性が明らかとなり,将来の宇宙科学ならびに工学ミッション創世に繋がると考えられる知見が得られたと言える.本研究は,形状記憶ポリマを構造材料として用いることにより従来の構造システムを革新することを目的とし,以下の成果を得た.まず,ソーラーセイル等に代表される膜構造のしわやたるみを抑制するため,形状記憶ポリマに予め与えた変形を宇宙空間で再加熱する方法を提案し,その実現性を実験的に明らかにした.また,宇宙空間で形状記憶ポリマ部材を加熱する方法として,塗料状ヒーターを用いることを見出し,その有効性を調べた.その結果,塗布厚の調整により,形状記憶ポリマ部材の形状回復を損なうことなく,一様に近い加熱が行えること,および,塗布前後の粘弾性特性の変化に関する知見を得た.塗料状ヒーターを形状記憶ポリマーに塗布して乾燥後,ヒーター付き形状記憶ポリマー部材を試験片として引張り試験を行い,機械的特性およびヒーター層の強度などの重要な特性を明らかにする計画であったが,引張り試験機の不具合により,当初予定した実験の一部は実施不可能になったため.適応構造システム引張り試験機の不具合により,当初予定した実験の一部は実施不可能になったため,試験機の修理や設定の改善を行い,予定した実験を全て実施しヒーター層を含む形状記憶ポリマー部材を用いた繰り返し形状生成の可能な構造システムの実現性を評価する.形状記憶ポリマの宇宙空間における加熱方法は,実用上極めて重要であるため,今年度優先的に検討を進めたため,形状記憶ポリマ部材を用いた新たな構造様式に関する検討が十分に行えなかったが,いくつかの課題はあるものの,宇宙空間における加熱用ヒーターとして利用できる可能性が明らかになったため,研究計画全体の進展としては順調であるため.今年度は,提案する繰り返し形状フォーミング構造概念を膜構造に適用することにより,その有用性を示すだけではなく,世界中の構造系研究者が集う米国航空宇宙学会の第54回構造・構造動力学・材料に関する会議における成果発表の機会を得ることができた(発表日2013年4月11日).また,イリノイ大学における調査研究ならびに共同研究者とのディスカッションにより,研究計画当初には含まれなかった構造制御手法に関する知見を得ることができたため.試験機の不具合により,塗料状ヒーターを持つ形状記憶部材の機械的特性の評価が計画より遅れ,試験に必要な材料費および消耗品費などが執行されなかったため.形状フォーミング構造概念に基づき,形状記憶ポリマの加熱用ヒーターの構造特性へ与える影響の定量評価,及び形状記憶ポリマ構造要素を効果的に取り入れることによる新構造様式の検討とその有効性ならびに宇宙構造システムとしての新規ミッションの検討を行っていく.形状フォーミング構造概念に基づき,膜構造の弛みやシワを抑制するための応力分布の制御方針や制御効果について, H24(初年度)に明らかになった課題に関してさらに検討を行い,軌道上における膜の変形や張力状態を理想的に自己制御可能な適応膜構造に関する検討を行う予定である.また,形状記憶ポリマ
食品添加物が引き起こす遺伝子発現変化の簡易測定法の栄養生化学実験への組み込み

研究目的:近年、食の安全性における食品添加物の問題が大きな話題となり、栄養士、管理栄養士の食品添加物への深い理解の必要性が増大している。しかしながら、栄養学教育では、食品添加物は、食品中の添加物の定性、定量などの実習は行われているものの、個々の添加物に関して、細胞、生体維持に必要なプロセスへの影響、作用機構などについての生化学的な観点からの授業、実習は行われていない。本研究では、OPP(オルトフェニルフェノール)やBHA(ブチルヒドロキシアニソール)などの食品添加物により変動するアポトーシス関連の遺伝子について、その挙動を検討し、管理栄養士養成施設での栄養教育における応用を検討することを目的とした。研究方法:ヒト白血病細胞(U937細胞)を用い、OPP及びBHAを投与し、経時的に培養細胞からmRNAの抽出を行いそれを鋳型にオリゴdTプライマーを用いて、cDNAを作成する。得られたcDNAについてアポトーシス関連遺伝子Bc1-2ファミリー(Bc1-2、Bc1-XL、Bax)、カスパーゼ(カスパーゼ-2、3、6、7、8)などの発現量をPCR法により詳細に検討する。更にヒト乳癌細胞(MRK-nu-1細胞)などを用いた実験でも、細胞死の促進、抑制の両側面の作用が報告されているFLIP遺伝子群についてもその発現量の検討を行った。研究成果:まずOPPやBHAの添加によりアポトーシス関連遺伝子Bc1-2ファミリー(Bc1-2、Bc1-XL、Baxなど)のうちBc1-2およびカスパーゼ-3、8の発現の変動についての実験を行った。Bcl-2はわずかであるが発現量の低下が見られた。カスパーゼヨについては変動は認められなかった。カスパーゼ-8はOPPでのみ大幅な減少が認められた。これらの結果から、食品添加物の予想外の活性の一部が明らかになった。食品添加物が危険か否かという極論はおくとしても、栄養教育の場で自分たちが摂取している物質についての実験を通して考えてゆく基礎になると考える。これこそが本研究の目的とするものである。
3次元マクロスケール粒子シミュレーションによるTAEの研究

研究実施計画を提出した段階においては、MHD-粒子ハイブリッドシミュレーションを行って、TAEモードの研究を行う予定であった。その後、MHD成分はfull-MHD方程式を使い、アルファ粒子成分はVlasov方程式の案内中心近似版であるドリフト運動論方程式を使ってそれぞれ記述し、両方の方程式を有限差分方を使って解く「MHD-Vlasovシミュレーション」手法を開発した。この新手法は(1)超粒子を使うシミュレーションに現れるような数値雑音が全くない、(2)運動論的な面も含めた全ての非線形性が取り入れられている、というところに特長がある。(1)はTAEモードがアルファ粒子の空間勾配によって励起される不安定性の線形成長を調べるときに、(2)はその不安定性の飽和を調べるときに、それぞれ必要な性質である。この2点を満たしている手法は現在のところMHD-Vlasovシミュレーション手法だけである。この手法の欠点は多くの計算期間を必要とすることであり、今年度はアルファ粒子の磁気モーメントを0とおいて計算期間を短縮できる状況について研究した。その結果、次のことが明らかになった。1.アルファ粒子によってTAEモードが励起されることが確認できた。その成長率は線形理論とよく一致した。2.アルファ粒子のプラズマベータ値が2%のとき、TAEモードの成長はその振幅が平衡磁場の10^<-3>に達したところで飽和した。これはアルファ粒子の閉じこめに深刻な影響を及ぼすといわれているレベルである。3.その飽和機構は有限振幅のTAEモードによる粒子捕捉である。
アジア進出日系企業における異文化間の職場摩擦の分析とその改善策について

アジア進出の日系企業の日本人と現地従業員間の職場摩擦を定量調査と面談から分析した。先行研究で職場摩擦の原因と考えられていた国文化の違い、意思疎通法の違い、摩擦に対する対処の違い、及び日本的経営手法に対する理解に対する違い等について、タイ、ベトナムおよび中国で調査を行った結果、意思疎通法の違いが一番大きく職場摩擦に関係することがわかった。ただ仕事に対する満足度と国文化、日本的経営手法との間には密接な関係がありこれらが潜在的な職場摩擦の原因となることも判明した。過去の調査の結果に基づいてより高い精度で定量調査を行うために、質問票を新しく作成し、パイロット調査の結果に基づいて、タイ、ベトナム、中国および日本でアンケート調査を実施した。タイではトヨタ、ソニー、王子製紙、富士通ジェネラルその他タイ進出の日系企業の協力を得て、国文化、職場摩擦の対処方法、伝統的日本的経営に対する日本人管理職とタイ人従業員の見解の違いについてアンケート及び面談による調査を行った。今回はこれに加えて仕事に関する満足度及び社内における役職とこれらの項目との関係を見るための調査も行った。現在タイ人1300人、日本人200人ほどの情報を得ることができているが、日本人管理職分については若干数量が不足しているので、現在、保谷硝子と村田エレクトロニクスの協力を得てタイ北部チェンマイ工業団地においてアンケート調査を続行している。日本、中国およびベトナムでは同じ調査票を使ってそれぞれ、日本人100人、中国人100人及びベトナム人400人分の情報を得ることができた。日本、中国についてはより数量的精度を高めるため引き続き定量調査を続けたい。最終的な結果はこのような関係から出ていないが、統計手法に手分析した結果の中間報告としてアメリカ、タイで学会報告及び在タイ日系企業向け調査報告会を行った。またタイのチェンマイ大学、パヤップ大学及びコンケン大学の研究者向に同じく研究の中間発表を行った。今後は日本人被験者数が定量に達し次第、最終分析を行いその結果に基づいて特に在タイ日系企業の日本人、タイ人従業員の面談を行いたい。論文はこの分野で進んでいる米国の専門誌に発表を予定している。平成19-20年度で行った定量調査の結果を統計手法にて分析し、その結果を在タイ日系企業の管理職(ソニー、王子製紙、富士通ジェネラル、EDPパッケージ、保谷ガラス、304工業団地内日系企業約5社)との面談から加筆修正して2件の論文にまとめ、それらを学会及び企業団体に置いて5回にわたり発表した。定量調査で必ずしも仮説とは一致しなかったものについては次回の調査にて再確認したい。今年度の調査で大きな意義を見出したことは、調査結果をこまめに調査協力企業に連絡することにより、調査協力企業側から、表面的なものから、一歩踏み込んだ協力を得ることができるようになったことである。この結果、在タイ日系企業側からも調査提案が多く出るようになり、その一例として職場摩擦の原因について、リーダーシップや働く動機付けの日本人とタイ人の違い等の職場摩擦に対する影響を検討してほしい旨の依頼があった。次回の調査ではこれらも調査項目に含めたい。調査に対する評価も高く、2009年2月に行った調査協力企業の日本人幹部管理職約50人に対する報告会で、この調査に対する継続の希望は5段階で4以上ということで今後とも引き続き調査研究の必要な内容と判断した。尚、調査対象の国として他のアジアの諸国があるが、フィリピンについては現地訪問時、在フィリピン日本人商工会議所から調査への協力の申し出があり、また副会頭がインドネシアについても可能性を打診してくれるという事で今調査には間に合わなかったが、次調査では調査対象国を拡大できる見通しとなった。
膜リン脂質クオリティ分析技術の開発と生命現象への適用

PIP3ホスファターゼ欠損マウスでは、特定の脂肪酸を持つPIP3分子種が特異的に増加している。この予備的知見から、PIP3はその脂肪酸の違いによる分子種ごとに異なった代謝を受け、さらに、異なる生命現象に関与する可能性が強く示唆される。本研究で、多様なPIP3分子種が産生される分子機構および生命現象における意義を解明し、リン脂質リポクオリティ研究の進展に貢献することを目的としている。本年度は、がんの発症・進展との関わりが強く示唆されるPIP3分子種(以下:発がん関連PIP3分子種)の合成に取り組んだ。市販されていない発がん関連PIP3分子種の研究には、これを合成する必要がある。bee venomホスホリパーゼA2(PLA2)を用いてホスファチジルイノシトールを脱アシル化する条件を得た。PIP3については、PLA2の基質となる条件を見出せなかった。リゾリン脂質アシルトランスフェラーゼとアシルCoAを作用させることで、ホスファチジルイノシトールのアシル基を入れ替える条件を設定することができた。さらに、このホスファチジルイノシトールを基質として、PIPKI, PIPKII, PI3Kのリコンビナントタンパク質を酵素としたリン酸化反応で、PIP3を調製する条件を得たが、収率が低いため、改善の余地が残る。引き続き条件の最適化を進める。生体レベルでの研究については、PIP3ホスファターゼSHIP1の欠損による肺炎モデルを用いて、癌の局面のみならず、炎症性疾患においても、特有のアシル基を持つPIP3が炎症の局面で鍵を握る可能性を見出した。リコンビナント酵素を用いて、特定のアシル基をもつ脂質を作製する実験系が整いつつあり、また、当初の予定になかった炎症の局面でのPIP3動態解析によってリポクオリティの生体内での意義を広げる新規知見を得ているため。実験に用いる試薬(特に脂質化合物)が値上がりしたため、研究経費のより一層効率的な使用が肝要となる。
重症頭部外傷の脳代謝についてメタボロミクス分析を用いた病態解析と予後予測の検討

2019年4月現在まで、5例の対象重症頭部外傷症例を経験し、脳脊髄液ないし末梢血液検体を採取した。各検体とも、採取後速やかに遠心分離し、上澄み液および血漿成分を分注し、ディープフリーザでの保存を行い、神戸大学大学院医学研究科質量分析総合センターにて、25μlずつメタボロミクス分析に供した。なお、約100種類の水溶性代謝物を網羅的に同定するとともに、内部標準物質としてSinapic acidを用い、その比により各物質について半定量化を行った。現時点では、症例数の制限上、転帰良好群と不良群の2群判別には及ばないため、血液および髄液をともに採取し得た3症例について、血液ならびに髄液の判別や、経時的変化に富む物質の同定を試みるべくサブ解析的に多変量解析を行った。各症例検体に共通して検出し得えた46物質をMetaboAnalystソフトウェアにて解析した。結果、主成分分析により、主に第1主成分にて、血液ならびに髄液の判別に有用な情報を得た。また、第2主成分および第3主成分を用いることで、各検体内の経時的変化の分別が見られた。対象症例蓄積において、5症例の検体採取に成功したが、目標とする20例には到達していない。あくまで臨床サンプルを対象とした研究のため、今後も診療を継続しつつ、相応の検体蓄積を重ねていく必要がある。前述の5症例については、水溶性代謝物に関し、上記メタボロミクス分析・解析の成果を得たとともに、現在、脂質生理活性代謝物(脂質メディエーター)に関して、各検体ともに50μlずつ分析に供し、網羅的検出による半定量化ならびに経時的変化を分析・解析を進めているところである。今後、さらなる症例蓄積とともに分析を重ね、神経学的予後転帰に関わる物質を同定することを企図するが、上記成果欄での物質がその候補物質として含まれる場合、髄液あるいは血中濃度としての特異性の是非や、経時的変化を鋭敏にとらえ得るマーカーとしての役割を担うことが期待される。現在までの成果については、今秋(10月)開催予定の日本脳神経外科学会第77回学術総会での発表により、成果公開を目指している。水溶性代謝物に対するメタボロミクス分析費、および、脂質生理活性代謝物(脂質メディエーター)に関する分析費とも、相応の検体数蓄積後にまとめて分析に供するとともに、支払いについては一連の解析終了後にまとめて振込予定のため、現時点では執行に至っていない。