hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生理的欲求に応じて価値判断を調節する神経ネットワークの解明

欲求の程度に応じて柔軟に行動を調整することは、ヒトを含む動物が備え持つ基本的で重要な脳の仕組みである。この脳の仕組みを明らかとするために、平成27ー29年度の3年間で研究を行った。価値判断に中心的な役割を果たすと考えられている線条体から神経細胞活動データを記録し、次の二つの結論を得た。1.腹側線条体の活動は、背側線条体に比べて、短い潜時で強い価値の信号が観察された。2.腹側線条体の活動が期待価値の信号を反映した一方で、背側線条体の活動は、期待価値を構成する報酬の確率や価値を別々に反映した。今後、論文として成果を公表する。また、本研究の成果の一部として、3年間で合計7本の論文を出版した。平成27年度は、以前より行ってきた研究の立ち上げと初期データの取得を行った。以下にその内容を記す。本研究では、欲求が動物の行動と判断を調節する神経メカニズムを明らかとすることを目的としている。欲求の程度に応じて柔軟に行動を調整することは、ヒトを含む動物が備え持つ基本的で重要な脳の仕組みであり、この過程には、視床下部と連絡を持つ、前頭葉や大脳基底核、辺縁系などの複数の神経回路が関わる。特に、価値判断の中心と考えられる前頭眼窩野や腹内側前頭前野が欲求の程度に応じて意志決定を調節すると考えられる。このような脳の認知機能を明らかとするために動物実験を行うが、そのためには、複数の実験設備を整備することが必要となる。具体的には、動物から神経細胞活動を記録するための記録装置、動物を訓練するための装置、飼育設備、実験の遂行に必要な手術を行うための装置などが挙げられる。申請者は、本研究計画を開始する前のH26年度より実験設備の整備を徐々に進めるとともに、動物の行動訓練を行ってきた。27年度本年(計画初年度)には、次の二つの実験装置の整備を進めた。1.神経細胞活動の記録装置を購入し、神経細胞活動データの取得を開始した。2.これまで一時的に借用していた動物の実験用椅子を新たに購入し、実験設備の整備を進めた。実験に必要な装置は依然借用中の物品が多く、引き続きこの研究計画の実施中に整備を進める。取得した実験の初期データの解析を、現在進めているところである。データの取得に際しては、価値判断を行う行動課題を動物に訓練し、その後、核磁気共鳴装置を用いて脳活動を記録するための脳部位の同定を行った。その後、背側線条体と腹側線条体から約150個の単一神経細胞活動を記録した。現在、仮説に基いて欲求依存的な価値信号が観察されるかを検証するために、初期データの解析を進めているところである。27年度は、本研究計画の開始1年目として、一番の目的である実験の立ち上げを行った。更に、初期データを取得することで、計画の目標を十分に達成した。上の研究実績概要の記入欄で述べたように、動物実験を行うには多数の実験装置の整備、動物の訓練や手術、工作など、多くの時間と労力を必要とする。特に、実験装置の整備と動物の訓練に要する時間は長く、実験に必要な装置の一部を借用することで効率的に準備を進めることができた。予定を前倒しして実験の準備を進めてきたことで、計画の一年目に神経細胞活動データを取得することができた。平成28年度は、昨年度より続けていた研究の立ち上げを、年度始めに達成した。そして、年度の途中からは、神経細胞活動データの取得と解析を行った。価値判断の中心と考えられる前頭眼窩野や腹内側前頭前野、腹側線条体が欲求の程度に応じて意志決定を調節すると考えられる。このような脳の認知機能を明らかとするために、価値判断を行っている最中のマカクザルの脳から神経細胞活動データを記録した。神経生理学の研究では、マカクザルを最低2頭用いる必要がある。2頭の動物に価値を判断する課題を訓練し、その行動課題を遂行中のサルの脳から侵襲的に神経細胞活動を記録する。本年度は、1頭の動物の行動訓練及び、線条体の腹側部からの神経細胞活動の記録を行った。その間、手術や実験のための機器を準備を行った。本研究計画は3年を計画しているが、本計画に必要な機器の多くを購入し、セットアップを行った。今回、一頭の動物から取得した実験データの解析を、現在進めているところである。核磁気共鳴装置を用いて脳活動を記録するための脳部位の同定を行った後、背側線条体と腹側線条体から約150個の単一神経細胞活動を記録した。現在、仮説に基いて欲求依存的な価値信号が観察されるかを検証するための解析を行っている。予備的な結果として、腹側線条体で観察される価値の信号が強いという結果が得られた。また、本研究計画に関連して進めてきた研究の論文を2本出版した。研究の成果が出始めたため、今後、更に研究を発展させたい。平成28年度は、本研究計画の開始2年目として、一番の目的で実験データの一部の取得を行った。更に、今後必要となる2頭めの動物からデータを取得できるように、行動訓練を進めている。

3年計画の2年目として、目標を達成したと評価できる。以下にその詳細を述べる。平成28年度は、研究計画の進展を評価する上で非常に重要な年であった。1年目から行ってきた実験設備のセットアップを終了し、実験計画が本当に妥当なのか検証するための初期データを取得し、解析した。計画の通り実験結果が得られたため、データの取得を継続し、計画の達成に必要なデータのうち半分を取得した。更に、もう半分のデータを取得するために、行動訓練を進めている。従って、計画の最終年にあたる来年度に、計画の達成に必要なデータを取得できると予測され、本計画はおおむね順調に進展していると評価できる。欲求の程度に応じて柔軟に行動を調整することは、ヒトを含む動物が備え持つ基本的で重要な脳の仕組みである。本研究は、この脳の仕組みを明らかとすることを目的に、平成27年度から平成29年度までの3年間で、研究の立ち上げから実験データの取得、解析を行った。平成29年度は、昨年度より続けていた実験データの取得を、計画に従って全て終了した。その後、取得したデータの解析を行い、重要な結論を得た。また、これまでに行った研究の成果を論文として報告した。以下に、その具体的な内容を記す。本研究では、欲求が動物の行動と判断を調節する脳の仕組みを明らかとするために、価値判断を行っている実験動物から単一神経細胞活動を記録した。価値判断に中心的な役割を果たすと考えられている線条体から神経細胞活動データを記録した。神経生理学の研究では、マカクザルを最低2頭用いる必要があるため、2頭の動物の線条体から合計約400個の神経細胞活動を記録した。仮説に基いて欲求依存的な価値信号が観察されるかを検証するための解析を行った所、次の二つの結論を得た。1.腹側線条体の活動は、背側線条体に比べて、短い潜時で強い価値の信号が観察された。2.腹側線条体の活動が期待価値の信号を反映した一方で、背側線条体の活動は、期待価値を構成する報酬の確率や価値を別々に反映した。今後、学会発表を行い、結論をブラッシュアップすると共に、論文として成果を公表する。最後に、本年度は本研究計画に関連して進めてきた研究の論文を2本出版した。この脳の仕組みを明らかとするために、平成27ー29年度の3年間で研究を行った。価値判断に中心的な役割を果たすと考えられている線条体から神経細胞活動データを記録し、次の二つの結論を得た。今後、論文として成果を公表する。また、本研究の成果の一部として、3年間で合計7本の論文を出版した。計画1年目の27年度は、順調に実験の立ち上げを行うことができた。この状況を継続し、仮説の検証に必要な実験データを取得する。そのためには、次の2点を重点的に達成できるように研究を進める。1)本研究分野では、複数の動物より実験データを取得し、各動物で同様の結果が得られることを確認する必要がある。現在、2頭めの動物について初期訓練を開始しており、28年度中に行動課題の訓練を終えられるように実験を進める。
生成文章の結束性の良さを考慮した文章生成に関する研究

1.文章の質の良さと結束性との間の関連に関する基礎的考察(1)小学校国語の教科書中の文章の分析を通して,主題表現の省略と接続詞などの連接表現の生成が文章の質の良さに及ぼす効果について検討した.特に,主題表現に関しては,文章における主題表現の出現パターンについて考察し,その基本出現パターンを明らかにした.(2)文章生成における結束性の考慮を,文章の意味構造を表層表現に変換する課程の中で位置づけ,その全体的な枠組について考察した.2.文章の結束性の制御方略に関する基礎的考察(1)主題表現の生成を制御する要因について検討し,主題表現生成の基本的な制御方略を構成した.その制御方略は,まず,主題表現の出現パターンを,主題提示,主題維持,主題変化と,主題回復と場合分けした後,「主題維持中の主題表現は省略し,主題変化,主題回復時の主題表現は省略しない」という基本的な方略を適用するという基本的な構成をとる.基本的な方略には例外が存在して,それらを処理するための方略が基本方略に対する制約として構成される.この制約としての方略については,さらに詳細な考察が必要である.(2)連接表現の生成を制御する要因について検討し,特に,接続詞生成の基本的な制御方略について検討した.まだ,予備的な検討段階である.3.汎用文章生成システムの開発(1)結束性の良さを考慮した文章生成方略を計算機上のプログラムとして実現することを支援するシステムとして,汎用文章生成システム(Hi-GTG)を開発した.(2)前頁で延べた主題表現および接続詞の生成の制御方略の,その上での基本的な実現を行った.1.文章の質の良さと結束性との間の関連に関する基礎的考察(1)小学校国語の教科書中の文章の分析を通して,主題表現の省略と接続詞などの連接表現の生成が文章の質の良さに及ぼす効果について検討した.特に,主題表現に関しては,文章における主題表現の出現パターンについて考察し,その基本出現パターンを明らかにした.(2)文章生成における結束性の考慮を,文章の意味構造を表層表現に変換する課程の中で位置づけ,その全体的な枠組について考察した.2.文章の結束性の制御方略に関する基礎的考察(1)主題表現の生成を制御する要因について検討し,主題表現生成の基本的な制御方略を構成した.その制御方略は,まず,主題表現の出現パターンを,主題提示,主題維持,主題変化と,主題回復と場合分けした後,「主題維持中の主題表現は省略し,主題変化,主題回復時の主題表現は省略しない」という基本的な方略を適用するという基本的な構成をとる.基本的な方略には例外が存在して,それらを処理するための方略が基本方略に対する制約として構成される.この制約としての方略については,さらに詳細な考察が必要である.(2)連接表現の生成を制御する要因について検討し,特に,接続詞生成の基本的な制御方略について検討した.まだ,予備的な検討段階である.3.汎用文章生成システムの開発(1)結束性の良さを考慮した文章生成方略を計算機上のプログラムとして実現することを支援するシステムとして,汎用文章生成システム(Hi-GTG)を開発した.(2)前頁で延べた主題表現および接続詞の生成の制御方略の,その上での基本的な実現を行った.
子宮頸癌に対するHPV-16 E7特異的癌免疫療法

子宮頚癌はHuman papillomavirus(HPV)の感染と密接に関連し97%以上にHPV DNAが検出され、特にHPV-16のhigh-risk HPVの初期遺伝子蛋白E6,E7は常に子宮頸癌細胞に発現している。これらのことより我々は子宮頸癌に対する特異的癌免疫療法の可能性を検討している。特にHPV-16のウイルス蛋白E6/E7が常に子宮頚癌細胞表面に提示されており、腫瘍特異抗原となりうることを我々は証明した(Murakami et al.,Cancer Research 59,1999)。しかしこのE6/E7蛋白を利用した免疫療法のIn vitroの実験では十分な抗腫瘍効果を得るところまではいかなかった。そこで抗原性をたかめるために有効なImmune Adjuvantが必要であると考え樹状細胞を今回は利用することにした。本研究では自己ヒト樹状細胞を利用することによってE6/E7蛋白やE7ペプチドによる子宮頚癌に対するCD8+CTL誘導の有無(In Vitroの実験)を健常者と子宮頸癌患者で比較検討したものである。子宮頸癌は宿主の免疫能に影響されるため、ペプチドやE6/E7蛋白による反応が健常者と同じであるかをまず検討した。HPV-16E7ペプチドはこれまでのHLAとのBinding Affinity検査の結果より、HPV-16E7(11-20、YMLDLQPETT)を10-50microgram/mlの濃度で使用した。またペプチドのPositive ControlとしてInfluenza Matrix M1(58-66,GILGFVFTL)を使用。平成14年度の結果をふまえ平成15年度はさらにHPV-16E7(86-93,TLGVCPI)のペプチドを使用し検討した。これまでの我々の実験ではペプチドの反応性は必ずしも濃度依存性にはならず、また年齢や腫瘍量とも相関しないことが判明した。今後はそのメカニズムを解明していきたい。子宮頸癌の99.7%にHPV(Human Papillomavirus)DNAが検出され、頸癌の発癌にHPVが密接に関連している。HPV陽性子宮頸癌細胞ではHPVウイルス蛋白E6/E7が常に発現しているためE7ペプチドを癌抗原として特異的癌免疫療法に応用できる可能性があるが、かならずしもうまく誘導できていない。我々はこれまでヒト健常者の自己樹状細胞(DC)とE7ペプチドを利用することによりCTLが誘導できることを発表してきた。しかし進行子宮頸癌患者においても健常者同様の反応を示すかは不明である。そこで健常者と子宮頸癌患者から採血を行ない複数のE7ペプチドによる特異的CTLの誘導ができるかを検討した。子宮頸部細胞診陰性の健常者および子宮頸癌患者よりインフォームドコンセントを得て採血を行ない、Sallustoの方法に従って自己樹状細胞を得た。Biomagnetic separation beadsを用いて選択的にCD8陽性細胞を採取した。DCにHPV-16E7ペプチドで刺激後CD8陽性T細胞とともに培養した。IL-2を3日間毎投与し、このDCで2回CD8陽性T細胞を刺激した。CTLの特異性はT2細胞をTargetとしたCytokine Release Assayで判定した。E7ペプチドと自己樹状細胞を使用して健常者および子宮頸癌患者の両者において特異的CTLを誘導できることが判明した。コントロールのM1における反応は健常者および子宮頸癌患者にかかわらず全例反応したが、E7ペプチドの反応は年齢や子宮頸癌臨床進行期に関連せず個人により変動が大きかった。

健常者と子宮頸癌患者の両者に特異的CTLを誘導できることが判明したが臨床応用にはさらなる研究が必要である。子宮頚癌はHuman papillomavirus (HPV)の感染と密接に関連し97%以上にHPV DNAが検出され、特にHPV-16のhigh-risk HPVの初期遺伝子蛋白E6,E7は常に子宮頸癌細胞に発現している。これらのことより我々は子宮頸癌に対する特異的癌免疫療法の可能性を検討している。特にHPV-16のウイルス蛋白E6/E7が常に子宮頚癌細胞表面に提示されており、腫瘍特異抗原となりうることを我々は証明した(Murakami et al. Cancer Research 59,1999)。しかしこのE6/E7蛋白を利用した免疫療法のIn vitroの実験では十分な抗腫瘍効果を得るところまではいかなかった。そこで抗原性をたかめるために有効なImmune Adjuvantが必要であると考え樹状細胞を今回は利用することにした。本研究では自己ヒト樹状細胞を利用することによってE6/E7蛋白やE7ペプチドによる子宮頚癌に対するCD8+CTL誘導の有無(In Vitroの実験)を健常者と子宮頸癌患者で比較検討したものである。子宮頸癌は宿主の免疫能に影響されるため、ペプチドやE6/E7蛋白による反応が健常者と同じであるかをまず検討した。HPV-16E7ペプチドはこれまでのHLAとのBinding Affinity検査の結果より、HPV-16E7 (86-93,TLGVCPI)とHPV-16E7 (11-20、YMLDLQPETT)の2種類を10-50microgram/mlの濃度で使用した。またペプチドのPositive ControlとしてInfluenza Matrix M1 (58-66,GILGFVFTL)を使用。これまでの我々の実験ではペプチドの反応性は必ずしも濃度依存性にはならず、また年齢や腫瘍量とも相関しないことが判明した。今後はそのメカニズムを解明していきたい。
薬物使用に与えるグレープフルーツジュースの影響、予測と利用

グレーフルーツジュース摂取は多くの薬物の動態に影響し、薬物相互作用の原因となることは良く知られている。阻害の酵素分子種選択性について知るためヒト肝ミクロソームを用いてCYP3A4およびCYP1A2、CYP2A6、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、CYP2E1への影響を2種のフラノクマリン単量体(ベルガモティンおよびそのジヒドロ体)と2種のフラノクマリン2量体(GF-I-1およびGF-I-4)について検討した。その結果、単量体と2量体に違いが認められ、2量体はCYP3A4に高い選択性を示したのに対して単量体はCYP2E1を除くCYP2C分子種およびCYP1A2の活性も阻害した。ヒト飲用実験でCYP2C19によって選択的に生成するオメプラゾール5-水酸化体のレベルに対照群と飲用群で差がなかったことから、小腸壁でこれらフラノクマリンが捕捉され、小腸壁のCYP3A4を阻害することでグレープフルーツジュースは小腸特異性を示すことが明かとなった。これら阻害物質は小腸のCYP3A4蛋白含量を低下させること、またこの失活は代謝酵素系と接触時間に依存することから代謝中間体の生成によることも明かとなった。構造の異なるフラノクマリンーイソプレン誘導体を用いた実験でもこのことを確認した。本相互作用は肝ではなく、小腸のCYP3A4活性と関連する。このためヒトCYP3A4,5'上流域の配列を持つベクターを作成し、そのHepG2およびLS174T細胞への導入によって誘導(転写活性化)の測定が可能な系を作成し、リファンピシン等による誘導が可能なことを確認した。近くGF-I-1等の転写活性化への影響を測定する予定である。食品中に含まれる癌原物質PhIPのラットへの投与試験において標的器官である大腸の遺伝子損傷にジュース摂取は影響し、遺伝子損傷を抑制することを見出した。現在、発癌抑制の機序についても検討を続けている。そこでグレープフルーツジュースが実際にCYP2C19等、CYP3A4以外の活性に影響するかを知るためグレープフルーツジュース飲用がオメプラゾールおよびその代謝物の動態をどのように変動させるかを調べた。その結果CYP3A4によって生成するスルホン体の動態は変化したが、CYP2C19によって生成する5-水酸化体の動態には変化が認められなかった。

in vitro実験で、フラノクマリン単量体がCYP2C19を阻害したにも関わらず、ヒト飲用実験でCYP2C19によって選択的に生成するオメプラゾール5-水酸化体のレベルに対照群と飲用群で差がなかったことから、小腸壁でこれらフラノクマリンが捕捉され、小腸壁のCYP3A4を阻害することでグレープフルーツジュースは小腸特異性を示すと考えられる。現在グレープフルーツジュース飲用量を変化させ、阻害閾値の検討を行っている。グレーフルーツジュース摂取は多くの薬物の動態に影響し、薬物相互作用の原因となることは良く知られている。報告者ら見出した代謝阻害因子のGF-I-1およびGF-I-4の作用機序について検討して、これら阻害物質は小腸のCYP3A4蛋白含量を低下させること、またこの失活は代謝酵素系と接触時間に依存することから代謝中間体の生成によることが明かとなった。構造の異なるフラノクマリンーイソプレン誘導体を用いた実験でもこのことを確認した。本相互作用は肝ではなく、小腸のCYP3A4活性と関連する。このためヒトCYP3A4,5'上流域の配列を持つベクターを作成し、そのHepG2およびLS174T細胞への導入によって誘導(転写活性化)の測定が可能な系を作成し、リファンピシン等による誘導が可能なことを確認した。近くGF-I-1等の転写活性化への影響を測定する予定である。食品中に含まれる癌原物質Ph1Pのラットヘの投与試験において標的器官である大腸の遺伝子損傷にジュース摂取は影響し、遺伝子損傷を抑制することを見出した。現在、発癌抑制の機序についても検討を続けている。
脳腫瘍幹細胞マーカーＣＤ１３３の生物学的機能の解明とその応用

CD133は、神経膠腫の腫瘍幹細胞マーカーとして用いられているが、その生理学的機能の全容は明らかではない。CD133の機能を解明するために、プルダウン法、免疫沈降法や酵母two-hybrid法を用いて、CD133と結合する蛋白質の同定を試みた。一方、ヒト胎児性がん由来のNTERA-2細胞において、CD133は、上皮-間葉転換(EMT)の制御に関与するRNAスプライシング因子であるEpithelial Splicing Regulatory Protein 1 (ESRP1)の発現を抑制していることを見出した。CD133は、現在最も有用な脳腫瘍幹細胞マーカーであるが、その生理学的機能の全容は明らかではない。CD133の機能を解明するために、CD133と結合する蛋白質の同定を試みた。これまで、アフィニティー精製法や酵母two-hybrid法などで同定したCD133結合候補蛋白質の中で、その機能に関与する可能性が高いと推測されたものについて、内在性蛋白質のレベルでCD133と結合しうるかを検討した。ヒト胎児性がん由来細胞NTERA-2細胞を用いて内在性のCD133を免疫沈降し、CD133免疫沈降物にSRSF3(別名SRp20)、calnexin、Grp78、Fascinなどが含まれているかを見たが、内在性蛋白質のレベルでの結合は確認できなかった。一方、CD133の機能の手がかりをつかむため、ヒト胎児性がん由来細胞NTERA-2細胞でCD133の発現をRNA干渉法でノックダウンしたところ、Epithelial Splicing Regulatory Protein 1 (ESRP1)の発現が上昇することを認めた。ESRP1は、上皮特異的に発現するRNAスプライシングに関与する分子であり、このことは、CD133が、NTERA-2細胞の間葉ー上皮転換(Mesenchymal-Epithelial Transition, MET)を阻害することで、NTERA-2細胞の未分化能の維持に貢献している可能性を示唆した。これまで明らかとなっていない脳腫瘍幹細胞マーカーCD133の機能を解明するために、CD133と結合する蛋白質の同定をいくつかの方法を用いて試みた。アフィニティー精製法を用いた同定では、コムギ無細胞蛋白質翻訳反応を行い、GSTタグをつけたCD133のリコンビナント蛋白質を試験管内で作製し、精製したGST-CD133とヒト胎児性がん由来細胞(NTERA-2細胞)より作製した細胞抽出液を反応させた後に、CD133結合蛋白質をアフィニティー精製し、質量分析装置で解析した。この結果、poly ADP-ribose polymerase 1 (PARP1)、Nucleolin、Ras GTPase-activating protein-binding protein 1 (G3BP1)、Insulin-like growthfactor 2 mRNA-binding protein 1 (IGF2BP1)などをCD133結合候補蛋白質として同定した。免疫沈降法を用いた同定では、ヒト網膜芽細胞種由来細胞(WERI-Rb-1細胞)、ヒト大腸がん由来細胞(Caco-2細胞)およびヒト胎児性がん由来細胞(NTERA-2細胞)の細胞抽出液から内在性のCD133を抗CD133抗体で免疫沈降し、結合蛋白質を質量分析装置で同定した。この結果、GRP78、Fascin、ActinなどをCD133結合候補蛋白質として同定した。また、酵母two-hybrid法を用いた同定では、まず全長をbaitとして酵母two-hybrid screeningを行い、CD133結合候補蛋白質として、SRSF3、TPP1を同定した。現在、これらの候補蛋白質が、実際に細胞内で内在性のCD133と結合しているかを検討している。脳腫瘍幹細胞マーカーCD133の機能を解明するために、CD133と結合する蛋白質の同定を行い、CD133と結合しうる候補蛋白質をいくつか同定することができ、ほぼ順調に経過していると考えられる。これまでに同定したCD133と結合しうる候補蛋白質について、細胞内で内在性のCD133と実際に結合しているのかを検討し、結合が確認されたものについて、その生理学的機能を解明していく。来年度に行う予定であるCD133結合候補蛋白質の機能解析では、抗体をいくつか購入する必要があるので、本年度未使用分を抗体購入にあてる。また、生理学的機能を詳細に観察するためには、細胞培養用の物品が必要であり、また、候補蛋白質のノックダウンを行うためにsiRNAを購入する予定である。
水の窓単発ショット撮影を実現するためのスペクトル制御されたマイクロ光源の開発

本研究では高出力な水の窓光源を実現するため,疑似連続スペクトル(unresolved transition array : UTA)を有する原子番号の大きい元素をターゲットに用いるプラズマ光源の研究を行っている.昨年度行った理論計算により電子温度500 eVのビスマス(Bi)プラズマから4d-4f遷移による4.0nm及び4.2nm, 1keVで4p-4d遷移による3.2nmの発光が得られることを明らかにしたが,昨年度に行った分光実験において4p-4d遷移による3.2nmの発光は観測されなかった.これはプラズマによる放射の再吸収が原因であると考えられるため,今年度はBiイオンの吸収特性を明らかにする事に重点を置き研究を実施した.実験では,一台目のレーザーパルス(パルス幅170 ps,波長1064nm)によって作られたハフニウム(Hf)プラズマから放射された光(連続スペクトル)をもう一台のレーザーパルス(パルス幅7 ns,波長1064nm)によって作られたBiプラズマ(吸収体)中に入射させ吸収を誘起した.吸収体中を通過した光を斜入射型軟X線分光器で観測し,吸収体を通過させずに観測した連続スペクトルと比較することによりBiイオンの吸光度を算出した, 3nmの領域に強い吸収を持つと予測されたが,観測されたビスマスの吸光度は長波長側に比べ短波長側の吸収は弱く, 3nmに強い吸収は観測されなかった.従って発光スペクトル観測において4p-4d遷移による3.2nmの発光が観測されなかった理由は,プラズマ中での再吸収によるものではないと結論付けられる。観測された吸収スペクトル中に複数の吸収線が観測されたため,吸収スペクトルを理論計算した.計算によって得られたBi IからBi IVの4f-nd (n≧6)内核遷移による吸収スペクトルは,観測された吸収線と一致した.本研究では, UTAピーク波長の原子番号依存性を明らかにし,水の窓領域においてBiプラズマからのUTA放射を観測した.しかしながら,理論的に予測された4p-4d遷移による3.2nmの発光は観測されなかった.これは,プラズマの電子温度が1 keVに達していないことが理由であると考えられる.(抄録なし)本研究では高出力な水の窓光源を実現するため,疑似連続スペクトル(unresolved transition array : UTA)を有する原子番号の大きい元素をターゲットに用いたプラズマ光源の研究を行っている.今年度は研究目的の達成を目指し,以下の二点に重点を置き研究を実施した.1.実験及び理論計算による水の窓領域にUTA発光をもつ元素の解明Nd:YAGレーザーの基本波(1064nm)をSn, Gd, Tb, W, Au, Pb及びBiに集光照射しプラズマを生成した.プラズマからの発光を分光器により観測しUTAピーク波長を調べた。ピーク波長は原子番号が大きくなるに伴い短波長化し,Biが水の窓領域にUTAを持つことが明らかにされた.また,理論計算によりBiは電子温度約500eVで444ブ遷移による4.0nm及び4.2nm,約1keVで4p-4d遷移による3.2nmの発光を有することが明らかにされた.2.高出力な水の窓光源を実現するために最適なBiプラズマ状態の解明レーザー強度を変化させBiスペクトルを観測し,発光特性の解明を試みた.しかしながら本研究室の最大レーザー強度の約4×10^<14>W/cm^2においても理論計算で予測された3.2nmの強い発光は観測されなかった.同じレーザー強度によって観測されたCの発光スペクトルから算出した電子温度は790eVであり,このことからさらに大きなレーザー強度が必要であると考えられる,また,プレパルスをターゲットに照射し,予備加熱したプラズマに加熱用のメインパルスを照射する二重パルス照射実験を行った.発光が強くなる遅延時間は波長によって異なり,3.2nmの発光と4.0nm及び4.2nmの発光が最大となる時間は約10ns程度と異なることがわかった.二重パルス照射法とは間接的にプラズマの光学的厚みを変えた実験であるため,この結果は自己吸収の効果が影響していると考えられる.光学的厚みはτ?v=σ_vNLで表されるため,間接的にσ_vを評価するため吸収分光スペクトルの観測を行う必要がある.本研究では高出力な水の窓光源を実現するため,疑似連続スペクトル(unresolved transition array : UTA)を有する原子番号の大きい元素をターゲットに用いるプラズマ光源の研究を行っている.昨年度行った理論計算により電子温度500 eVのビスマス(Bi)プラズマから4d-4f遷移による4.0nm及び4.2nm, 1keVで4p-4d遷移による3.2nmの発光が得られることを明らかにしたが,昨年度に行った分光実験において4p-4d遷移による3.2nmの発光は観測されなかった.これはプラズマによる放射の再吸収が原因であると考えられるため,今年度はBiイオンの吸収特性を明らかにする事に重点を置き研究を実施した.実験では,一台目のレーザーパルス(パルス幅170 ps,波長1064nm)によって作られたハフニウム(Hf)プラズマから放射された光(連続スペクトル)をもう一台のレーザーパルス(パルス幅7 ns,波長1064nm)によって作られたBiプラズマ(吸収体)中に入射させ吸収を誘起した.

吸収体中を通過した光を斜入射型軟X線分光器で観測し,吸収体を通過させずに観測した連続スペクトルと比較することによりBiイオンの吸光度を算出した, 3nmの領域に強い吸収を持つと予測されたが,観測されたビスマスの吸光度は長波長側に比べ短波長側の吸収は弱く, 3nmに強い吸収は観測されなかった.従って発光スペクトル観測において4p-4d遷移による3.2nmの発光が観測されなかった理由は,プラズマ中での再吸収によるものではないと結論付けられる。観測された吸収スペクトル中に複数の吸収線が観測されたため,吸収スペクトルを理論計算した.計算によって得られたBi IからBi IVの4f-nd (n≧6)内核遷移による吸収スペクトルは,観測された吸収線と一致した.本研究では, UTAピーク波長の原子番号依存性を明らかにし,水の窓領域においてBiプラズマからのUTA放射を観測した.しかしながら,理論的に予測された4p-4d遷移による3.2nmの発光は観測されなかった.これは,プラズマの電子温度が1 keVに達していないことが理由であると考えられる.計画では今年度内に光源を実現する予定であったが,OPAによる波長変換において変換効率が向上せず原因を解明している段階である.加えてBiプラズマの自己吸収効果が強いことが明らかになり,光学的厚みを評価する実験を行うべきであると判断したため,申請時の計画した実験に加え吸収分光実験を行っているためやや遅れている.Biプラズマの4p-4d遷移による3.3nmの発光を観測し,高出力な光源を実現するためにはBiプラズマの光学的厚みを明らかにする必要がある.光学的厚みはτ_v=σ_vNLで表されるため,間接的にσ,を評価するため吸収分光スペクトルの観測を行う考えである.また,電子温度が1keVに達成していないことから更に電子温度を高くする必要がある.プラズマの電子温度はT_eα(Iλ^2)^<3/5>であり,レーザー強度I及び波長λに依存する.高い電子温度を達成するため,比較的波長の長い炭酸ガスレーザー(10.6μm)の開発を進め照射実験を行う考えである.(抄録なし)
海綿由来多剤耐性克服物質ISAsの活性発現メカニズムの解析

多剤耐性克服物質として、福岡近海にて採集された海綿Ircinia sp.より発見されたIrciniasulfonic acids(ISAs)およびISAs-Bについて、活性発現メカニズムの解析を行なうために、それぞれ誘導体の化学合成を行なっている。前年度の研究では、ISAsより長鎖脂肪酸を除去した構造のdeacyl体には活性がなく、deacyl体の水酸基に長鎖脂肪酸(C14,C18)をエステル化させたISA誘導体に活性が確認された。本年度では、天然体のISA,ISA-Bを作製するために、構成脂肪酸のひとつである(15Z)-docosenoic acidの合成を行なった。15-Hydroxypentadecanoic acidをメチル化し、swern酸化にて1級アルコールをアルデヒドへと変換した。その後、アルデヒドを1-heptylphosphonium bromideとのwittig反応によりオレフィン化し、アルカリ加水分解で脱メチル化を経て、目的とする脂肪酸(15Z)-docosenoic acidを合成した。C14,C18の長鎖脂肪酸をもつISA誘導体のKB/VJ300細胞に対するビンクリスチン耐性克服活性試験を行なった際、細胞を顕微鏡で観察したところ、試験化合物(+)/ビンクリスチン(-)の細胞では、濃度依存的に形態変化が見られた。側鎖脂肪酸の長さによって活性が強くなること、活性発現には比較的濃い濃度が必要であること、細胞に形態変化が見られることから、ISAsの耐性克服活性は、ISAsがP-糖タンパク質の基質となりビンクリスチンの排出を競合的に阻害したり、P-糖タンパク質に直接作用しているのではなく、ISAsが細胞膜に入り込むなど、細胞膜に何らかの影響を与えた結果、P-糖タンパク質の働きが抑制されているのではないかと推測される。多剤耐性克服物質として海綿Ircinia sp.より発見されたIrciniasulfonic acids (ISAs)およびISAs-Bについて、活性発現メカニズムの解析を行うために、それぞれdeacyl体の合成を行なった。2001年にISAsが報告されたとき、deacyl体の方がISAsよりも強い活性を示したと報告されていたが、合成したdeacyl体には活性がないという結果が得られた。天然物での活性試験の結果とは異なる結果となってしまったが、このことから、天然からは微量しか得られない活性成分について、化学合成を行ない、活性を確認することの重要性が明らかとなった。Deacyl体に活性がないことから、耐性克服活性の発現にISAsの9位にある長鎖脂肪酸の影響が考えられた。そこで、合成したdeacyl ISAにステアリン酸(C18)をエステル化させたISA誘導体を合成し、活性の評価を行なった。その結果、天然のISAsと同程度の活性が確認された。また、2位の幾何異性がE体の化合物についても同様の結果が得られた。さらに、側鎖の脂肪酸の長さの違いによる活性の変化について検討するために、C4,C8,C14の脂肪酸のISA誘導体をE体のdeacyl ISAを用いて作製した。活性試験の結果、C4では活性がなかったが、C14では天然物とほぼ同程度の活性が見られた。ISAs-Bについても、ISAsと同様に、deacyl体および数種の脂肪酸をエステル化させたISA-B誘導体を合成し、deacyl体に活性がなく、C14、C18の脂肪酸を側鎖に持ったISA-B誘導体で活性が発現した。この結果より、α,β-不飽和カルボニルがエステル結合もしくはアミド結合であるかどうかは活性には影響しないことがわかった。
消費行動の認知科学的基盤に関する研究

財の購入準備から購入、入手した財の消費に至るプロセスを支える認知科学的基盤の理解を目指し、(1)購買行動の自伝的記憶としての特性,および、(2)IowaGamblingTaskによる報酬系機能に関する検討および(2)を補完するための疑似貨幣(rewardpoint)に関する主観的価値の検討を行った。研究成果として,購買に関する自伝的記憶の再生においては老若問わず,ポジティブな購買に関するエピソードを想起しやすいことなどが明らかになった。自伝的記憶としての買い物行動に関する研究としては,若齢者および高齢者において記憶特性質問紙(MCQ)の質問項目を含む質問紙を用いて検討した。調査参加者はもっとも深く印象に残っている買い物の出来事を想起し,この出来事の記憶は調査参加者の年齢や保持期間の長さ、MCQの8因子によって特徴づけられた。結果として、もっとも深く印象に残る買い物の記憶は、若齢者では最近の数年以内に起きた出来事が主となるが、高齢者では10年以上前の出来事が多く想起された。さらに、高齢者は必ずしもレミニセンス・バンプ(1030歳の頃に経験した出来事が想起されやすい現象)を示すわけではないことが示され,自伝的記憶としての買い物は壮年期の自伝的記憶を検討するのに有効であることが示唆された。IGTによる報酬系機能に関する研究としては、ギャンブル課題を用いることから,修正日本語版South Oaks Gambling Screenを用いたギャンブル依存傾向の推測を試み,ギャンブル依存傾向の増悪に連動して実施するギャンブルに差異が見られることを示唆した。また,報酬系機能を検討するにおいて,報酬形態として,現金とポイントなどの擬似貨幣の比較を予定していることから,割引表示に現金を用いた場合とポイントやクーポンなどを用いた場合とでのうれしさなどの主観的評価を検討し,電子決済などへの親和性の高い人たちが,クーポンやポイントなどの利用条件の差異をより細かく弁別していることが示唆された。また,ポイント表示における価値割引推定において,現金と主観的に等価なポイント数の換算と,ポイント数と主観的に等価な現金の換算とでは,価値割引の推定に差異が見られることが示唆された。皮膚電器反応を用い,IGT遂行過程と報酬形態との関連の検討も着手しており,1,000円以上の大負け後のカード選択と皮膚電器反応との関連が示唆された。本研究では、財の購入への準備から購入、そして入手した財の消費プロセスを支える認知科学的基盤の理解を深めることを目指し、1)買い物行動の自伝的記憶としての特性、および、2) Iowa Gambling Task(IGT)による報酬系機能に関する検討を行った。前者に関しては,若齢者および高齢者における購買に関する自伝的記憶の特性を,記憶特性質問紙(MCQ)などを用いて検討した。2011年度においては,高齢者が想起した購買に関する出来事の想起において独自な時間的分布が示され,従来の自伝的記憶研究で見いだされてきたレミニセンス・バンプの消失が示唆されることを日本認知心理学会において発表を行った。後者に関しては,報酬系機能の認知神経科学研究や神経心理学研究で活用されるIGTを用い,課題遂行成績および課題遂行時の皮膚コンダクタンス反応などの生理学的指標からの検討を行った。2011年度においては,昨年度に続き,報酬形態の差異(貨幣(現金)・疑似貨幣)および遂行結果と最終的な実験参加者の報酬との随伴関係を操作し、IGT遂行過程およびIGT遂行に伴うSCRとの関連について検討を行った。不利なカード選択時に皮膚コンダクタンス反応が高まる傾向は疑似貨幣条件の試行後半に明確に見られることが示唆されるとともに,課題遂行結果に報酬が連動する場合に疑似貨幣条件において不利なカードを選択する傾向が高かった。これらの結果は疑似貨幣を用いることによりギャンブル性が高まる傾向を示唆した。また,IGTによる報酬系機能に関する研究を補完するため,ポイント(Reward Point)という代替貨幣に関する主観的価値の推定に関する検討を行った。2011年度においては,ポイントを現金に交換する場合と,現金をポイントに交換する場合では1ポイントあたりの価値割引が異なることをSPUDM2011において発表した。本研究では、財の購入への準備から購入、そして入手した財の消費プロセスを支える認知科学的基盤の理解を深めることを目指し、1)購買行動の自伝的記憶としての特性、および、2) Iowa Gabling Task(IGT)による報酬系機能に関する検討を行った。前者に関しては,若齢者および高齢者における購買に関する自伝的記憶の特性を,記憶特性質問紙(MCQ)を中心に検討した。記憶に残る購買の想起を求めると,従来の研究で指摘されているレミニセンス・バンプの消失が示唆された。また,若齢者と高齢者の双方においてポジティブな購買が多く想起され,社会情動的選択性理論が指摘する高齢者におけるポジティブ優位性効果は認められなかった。購買行動の自伝的記憶においては自らの選択に有利になるよう認知を修正する影響も考慮する必要が示唆された後者に関しては,報酬系機能の認知神経科学研究や神経心理学研究で多用されているIGTを用い,課題遂行成績および課題遂行時の皮膚コンダクタンス反応(SCR)などの生理学的指標からの検討を行った。IGTの課題呈示

背後に貨幣(紙幣や硬貨)のイメージ画像あるいは貨幣の授受行為を示す画像を呈示した環境で実験を行った結果,貨幣イメージの呈示あるいは貨幣の授受行為を示す画像を背後に呈示した場合,IGTにおける大負けの回数が多くなるとともに,不利な選択をし続ける傾向が,課題遂行の中盤において特に顕著に見られ,不利なカード選択前に生じる予期SCRも高くないことが示唆された。また,また,IGTによる報酬系機能に関する研究を補完するため,ポイント(Reward Point)という代替貨幣に関する主観的価値の推定に関する検討を行った。ポイントを現金に交換する場合と,現金をポイントに交換する場合では1ポイントあたりの価値割引が異なることを示した。買い物行動の自伝的記憶としての特性に関しては,概ね順調に研究が進捗し,学会誌への投稿も完了したが,Iowa Gambling Task(IGT)による報酬系機能に関する検討に関しては,研究手続きの見直しなどを行ったため,実験実施が遅れてしまった。しかし,2011年度末より新たな実験に着手することができ,研究進捗の遅延は十分に取り戻せると考えている。また,IGTによる報酬系機能に関する研究を補完するため,ポイント(Reward Point)という代替貨幣に関する主観的価値の推定に関する検討に関しては着実に研究知見が積み重なっており,国際学会においても多くの参加者との意見交換や今後の研究へ期待を寄せられている。24年度が最終年度であるため、記入しない。買い物行動の自伝的記憶としての特性に関しては,概ね順調に研究が進捗し,学会誌への投稿も完了しており,論文審査が円滑に進行するよう努力していきたい。Iowa Gambling Task(IGT)による報酬系機能に関する検討に関しては,昨年度までの実験手続きの不備を克服する新たな実験条件の設定や実験環境の整備を行い,新しい実験に着手している。ポイント(Reward Point)という代替貨幣に関する主観的価値の推定に関する検討に関しては,遅延価値割引との関連についても検討を始めているとともに,海外学術誌への投稿準備を進めていきたい。
不純物元素を利用した金属材料の耐水蒸気酸化機能改善とその改善機構の解明

高性能耐熱鋼の開発は、火力発電の高効率化に不可欠である。耐熱鋼には、主として、高温クリープ破断強度と耐高温水蒸気酸化性の向上が求められている。これらの特性のうち、著者らは耐高温水蒸気酸化性に関する基礎研究を行っている。その中で、この特性の改善手段のひとつとして、従来は耐熱鋼において有害な不純物と考えられてきた硫黄の微量添加を見出した。本研究は、上記した硫黄効果の原因解明を最終目標としている。しかしながら、金属の高温酸化の分野では、水蒸気酸化自体の機構さえもほとんど明らかにされていないのが現状である。そこで本研究では、まず水蒸気酸化機構の基礎的な理解に努めてきた。このための手段として、従来からこの分野で主に用いられてきた酸化皮膜の顕微鏡観察および元素分析に加え、新たに水素の昇温脱離分析を導入した。その結果、水蒸気酸化時に耐熱鋼(酸化皮膜)中へ侵入する水素が耐酸化性の低下に対して重要な役割を果たしていることを明らかにした。そして、そのような水素分析の結果に基づき、以下に記す水蒸気による耐熱鋼の加速酸化モデルを提案した。Wagnerの高温酸化速度理論によると、酸化皮膜の成長速度は皮膜中の金属イオン拡散速度に律速される。酸化物中の金属イオンの拡散は、主に点欠陥を介して起こる。点欠陥論によると、酸化物中の点欠陥濃度は、電気的中性条件を満たすようにして決定される。したがって、水素が金属酸化物中にプロトンとして存在すると、その酸化物中の点欠陥濃度は水素固溶の影響を受けることになり、酸化物中の金属イオンの拡散速度が変化する。本研究で用いたFe-10%Cr-0.08%C鋼では、鉄クロム複合酸化物中のクロムイオン拡散速度が低下することにより、その中のクロム濃度が減少し、その結果、鉄イオン拡散速度が増加したために耐酸化性が低下したと考えられる。
チタン酸ジルコン酸鉛単結晶モデル粒界を用いたナノドーパントの圧電制御機構の解明

本研究の目的は、最も重要な圧電体でありながら、これまで単結晶合成の難しさから多結晶体での研究に限られていたPb(Zr, Ti)O_3[PZT]について、申請者が世界で初めて合成に成功したPZT単結晶を用いた人工モデル粒界を作製し、ナノドーパントの圧電特性に及ぼす効果をin-situで解明することである。MOCVD法を用いて、Zr/(Zr+Ti)比を変化させて作製した分極軸に単一配向した正方晶のエピタキシャル膜を作製した。その結果以下の結論を得た。1. Zr/(Zr+Ti)比にかかわらず歪みの少ない膜が作製できることが明らかになった。2.得られた膜の強誘電性を評価したところ、Zr/(Zr+Ti)比の減少に伴う自発分極値の低下が観察された。3. Spring8での電界下その場観察の結果、膜の圧電性はZr/(Zr+Ti)比の減少に伴って減少し、その変化は、理論から予測されたものと良く一致した。4.ラマン分光測定によって、初めてソフトモードと自発分極値の間に直線関係があることが実験的に確認された。5.得られた膜の自発分極値とソフトモードの関係は、温度を変えて測定したデータでも良く一致しており、本研究で得られた結果が広い範囲に適用できる可能性を明らかにした。本研究は、最も重要な圧電体でありながらこれまで単結晶合成の難しさから多結晶体での研究に限られていたPb(zr, Ti)O_3[PZT]の研究について、申請者が世界で初めて合成に成功したPZT単結晶を用いた人工モデル粒界を作製し、ナノドーパントの圧電特性に及ぼす効果をin-situで解明することを目的としている。基礎実験として、本年度はまず分極軸配向PZTの特性評価を行った。その結果、新規に開発したCaF_2を基板上に高品質な膜合成が可能な有機金属化学析出(MOCVD)法を用いることで作製したPZT膜について、以下の結果を得た。1.膜厚3μmまで、残留歪が非常に小さな膜であることがわかった。2.得られた膜には電極との界面にデッドレイヤの存在が示唆されたが、それを考慮して見積もっても膜の比誘電率は、理論で予想されたものと良く一致していた。3.得られた膜の圧電性や電歪係数も、これまで理論で予想されたものと良く一致していた。以上の結果から、今回作製した膜は、PZT単結晶で予想される特性がほぼ発現していることが明らかになった。従って、この分極軸配向PZTに添加物(ナノドーパント)を導入することで、ドーパントの効果を明らかにする準備が整ったといえる。また評価方法としては、シンクロトロンXRDを用いた電界下の結晶の格子定数変化を見積もる圧電性の評価に加えて、操作型プローブ顕微鏡を用いた方法と、ラマン分光法を用いた方法の2つについても電界印加下での測定方法を確立した。
古代ローマの室内装飾における自然風景描写の研究

本年度の研究活動は主に以下の2つである。1.古代ローマ初期帝政期における神話風景画に関して具体的な神話的モチーフの詳細な比較を行い、これまで指摘されてきた人物等の反復表現が異なる主題にも適用されていた可能性を指摘した。2.自然災害などの大きな変化が美術表現にも影響を与えた可能性について調査を行った。1に関して、当初は風景表現を含むコピー行為全体を論じる予定であったが、細部を再度比較したところ、これまで先行研究で論じられていた2組の神話風景画は必ずしも同じ型を用いたコピーであると断定するのは難しいと考えられた。そのため、まずは具体的な神話的モチーフの反復表現に関する先行研究について再考する必要が生じた。現地遺跡(ポンペイ等)でのフィールドワークや博物館・図書館等(ローマ国立考古学博物館マッシモ宮、ナポリ国立考古学博物館、ナポリ大学等)では作品調査および資料調査を行った。また、ナポリで開催された国際ローマ壁画学会(AIPMA)に参加し、最新の発掘調査結果や研究動向についての情報交換を行った。また、壁画のコピーや反復表現に関する研究で著名なナポリ東洋大学のイレーネ・ブラガンティーニ教授から研究指導を受けた。帰国後はその調査結果についてあらためて精査し、第69回美学会全国大会において神話的モチーフの反復表現について口頭発表を行った。2に関しては、2017年度末にヴェネツィア大学において開催された国際シンポジウムInternational Workshop on Japanese Cultural Studiesにおいて発表した"L'effetto degli catastrofi naturali sullaespressione artistica a Pompei"について、現地で受けたフィードバックをもとに内容を精査し、ポンペイにおける地震後の表現に関する論文を執筆した。本研究は古代ローマにおいて室内装飾の自然描写に求められたものについて明らかにすることを目的としている。そのため初年度はヴェスヴィオ山周辺の作例を中心に、壁画がなんらかの型を用いてコピーされることによって生産されていたという説を検証するとともに、反復表現されるなかで取捨選択される風景描写に着目することで、自然描写に対する意識を明らかにすることを目的としていた。しかし上述の通り、細部の再比較によって壁画のコピーに関する議論が同主題・同構図の神話画のみに当てはめられていたという先行研究に矛盾が生じたため、当初予定していた風景表現を含むコピー行為全体を論じるのではなく、まずは風景表現のなかに描きこまれた具体的な神話的モチーフの反復表現に関する検討を行う必要が生じた。風景に描かれたモチーフの反復表現に関しては、以下のように国内外2件の研究発表が2019年度中に内定している。イタリア言語・文化研究会159回例会、XIV convegno internazionale AIPMA(第14回国際ローマ壁画学会)。本年度においては、神話風景画における人物等の表現が主題によらず反復されていた可能性を指摘することができた。この傾向が、風景表現に関しても見いだせることを検討していく。