hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
がん細胞の集団的浸潤を特異的に制御する新規分子機構の探索

本研究では細胞の集団的移動を特異的に制御する分子機構を探索することを目的とした。最初にモノレイヤーカルチャーモデルとスクラッチアッセイにおいて遺伝子発現変化を検証し、leadingcellで発現が上昇する候補分子を複数同定したが、肺がん組織を用いた免疫染色ではいずれもleading cellへの特異的な局在を認めなかった。次に神経芽細胞の集団移動の制御分子として知られているアクチン結合分子Girdinの結合分子として細胞間接着関連分子を同定した。細胞間接着の動態制御は細胞の集団移動の重要な特性の一つであり、本分子複合体が集団移動で重要な役割を果たすことが示唆された。本研究の目的は、がん細胞の集団的浸潤の分子機構を解明することである。がん細胞の集団は、腫瘍の組織型によっては、先頭のleading cellとそれに続くfollowing cellに分けて考えることができるが、本研究ではleading cellに特異的な遺伝子発現パターンの解明を目指す。がん細胞を島状に培養すると前方に細胞間接着を有さないインテグリン陽性のleadingcellに相当する細胞が増え、leading cellに特徴的な遺伝子発現が増強するという私達の研究結果(モノレイヤーカルチャーモデル、Kato et al., Cell Reports, 4:1156-1167, 2014)に基づき、シート状と島状に培養した皮膚がん細胞株A431細胞で遺伝子発現を網羅的に比較した。同細胞を用いたwoundhealing assay(スクラッチアッセイ)でも時間依存的に発現が上昇する遺伝子群を網羅的に解析し、上記二つの実験で共通して発現が上昇する膜分子群を選択した。現在複数の分子群について免疫染色により実際のがん組織における発現部位の解析を行っている。一方、神経芽細胞の集団的移動の制御分子Girdinの結合分子群の同定により、がん細胞の集団的浸潤の機序を解くというアプローチでは、免疫沈降法と質量分析を用いた生化学的解析から細胞接着に関わるとされる新規Girdin結合タンパク質を同定した。両者の精製タンパク質を用いて結合に関与する責任ドメインの同定も行った。今後は、本分子複合体が集団移動において果たす役割を細胞生物学的手法で解析する予定である。前年度までの実績の概要に記載したように、本研究はがん細胞集団のleading cellに特異的な遺伝子発現のパターンの解明を目指して実施された。モノレイヤーカルチャーモデル(Kato et al., Cell Reports, 4:1156, 2014)とスクラッチアッセイで時間依存的に発現が変動する分子群を網羅的に解析し、二つの実験で共通して発現が上昇する膜分子群を選択した。選択された数種類の分子群について肺がん組織における発現を免疫染色で確認したが、いずれもleading cell特異的な染色像は得られなかった。抗体の特異性あるいは感度の問題も否定できないが、最終的にこれらの分子群の生物学的意義についての解明は難しいものと考えられた。現在、上記以外の分子群について検証を進めている。一方、神経芽細胞の集団的移動の制御分子Girdinの結合分子群の同定により、がん細胞の集団的浸潤の機序を解くというアプローチでは、新規Girdinの結合分子としてbeta-cateninを同定した。Girdinおよびcateninのそれぞれの結合責任ドメインをプルダウン法により同定した。cateninはE-cadherin等の細胞間接着分子の細胞内動態を制御する分子である以外にWnt経路の制御因子でもあることが知られている。Girdinの発現抑制がcateninの細胞内局在に与える影響を検証したが、明らかな差異は観察できなかった。一方、cateninのリン酸化状態およびcanonical Wnt経路に与える影響が観察された。これらのデータと細胞の集団的移動の関連について検証をする必要があると考えられた。当初の予定どおり、申請者らのモノレイヤーカルチャーモデルに基づいた遺伝子発現の網羅的解析および候補分子の絞り込みは終了している。また細胞接着に関わるGirdinの新規結合分子も生化学的手法により同定した。これまでは概ね計画通りに進展しており、今後は各候補分子の機能解析に移行する予定である。実験病理学leadingcellに特異的な遺伝子発現パターンの解析では、本年度に同定した分子群が病理組織検体でもleading cellに相当する部位に発現しているか確認する予定である。RNA干渉あるいはゲノム編集によって各候補分子およびGirdinの新規結合分子の発現を抑制し、培養皿上での挙動を観察する。また各候補分子のノックダウンにより、がん細胞とがん関連線維芽細胞のco-cultureによる集団的浸潤がどのように障害されるか検討する。本年度はモノレイヤーカルチャーモデルに基づいた遺伝子発現の網羅的解析および候補分子の絞り込みを複数のがん細胞種で実施する予定であったが、A431細胞のみを用いた検討で比較的明瞭かつ良好な結果が得られたため、それ以外の細胞種では同様の検討を行わなかった。

また候補分子の絞り込みの際の指標を得るために行った免疫染色で用いた病理組織標本の数も限られたために、各種消耗品の使用量なども限られたものとなった。Girdinの結合タンパク質の同定では、アフィニティークロマトグラフィーに用いる担体等の試薬が当初の予想よりも少量で実施可能であった。病理組織標本を用いた解析を進展させるために、数多くの病理検体を搭載した組織アレイの購入費用等にあてる予定である。また候補遺伝子の絞りこみについてもその対象分子の範囲を広げたいと考えており、そのための抗体購入あるいは免疫染色のための消耗品試薬に使用する予定である。細胞の集団的移動をリアルタイムに観察するために細胞を蛍光プローブでラベリングする必要があり、そのための消耗品費用等に用いる予定である。
がんのゲノム・発現解析から同定した遺伝子による、Mash1の転写と細胞増殖の制御

Mash1は正常な神経発生の過程で一過性に発現するが、神経芽腫では恒常的に発現している。本研究では、予後不良な神経芽腫で高く発現しているLIM-only protein、LMO3とbHLH protein、HEN2が協調的に働いてMash1の転写抑制因子であるHES1の機能を制御し、Mash1の転写の促進と神経芽腫の発生に関与していることを明らかにした。神経芽腫は神経堤細胞の分化過程の異常により生じる腫瘍である。神経芽腫の組織から同定された遺伝子LMO3とHEN2の機能について研究を進め、神経芽腫発生への両遺伝子の関与を示した。1.ヒトMash1を継続的に高発現している株をヒト神経芽腫細胞SH-SY5Yでレトロウイルスを用いて樹立し、Mash1の継続的な発現が神経芽腫における細胞増殖を促進していることを確認した。2.ヒトLMO3のsi-RNAを作製して、LMO3およびMash1を発現しているSH-SY5Yに導入し、細胞増殖に対する効果を調べた。更にMash1プロモーターを使ったReporter Assayと、半定量RT-PCR法によりLMO3、Mash1転写への効果を観察し、LMO3が神経芽腫において細胞増殖促進効果をもつと同時にMash1の転写を促進していることを明らかにした。4.HEN2とLMO3がHES1と結合して、その効果を制御していることを免疫沈降法で示した。5.in vitroの結果をin vivoで検討する目的で、神経堤細胞、末梢神経系、副腎髄質細胞でLMO3、HEN2を発現させたトランスジェニックマウスを作製するためのプラスミドの構築を行なった。我々は既に、予後不良な神経芽腫で発現しているLIM-only protein、LMO3とbHLH protein、HEN2が、Mash1の転写抑制因子であるHES1の機能を制御してMash1の転写を促進し、神経芽腫の発生に関与していることを明らかにしてきた。本研究では、これらの蛋白質がどのようなメカニズムでMash1の転写を調節し、神経芽腫の発生に関与しているかについて更に検討した。1.Mash1の転写はHES1によって抑制されN-mycによって促進されるが、LMO3とHEN2はそれらの効果を阻害することがレポーターアッセーによって示された。2.免疫沈降法により調べたところ、LMO3とHEN2はHES1やN-mycと結合した。3.LMO3とHEN2は、HES1やN-mycのnegative-autoregulationを抑制することにより、それらの転写を促進することがRT-PCR法で示された。4.N-mycのnegative-autoregulationは、histone deacetylase2(HDAC2)を介しておこることが報告されている。LMO3とHEN2はN-mycとHDAC2の結合に影響を及ぼしnegative-autoregulationを抑制することが免疫沈降法で示唆された。従って、LMO3とHEN2は、神経幹細胞の維持に必要なHES1やN-mycの効果の阻害とMash1の継続的な発現を誘導し、その結果未成熟な神経発生が起こることが示唆された。in vitroの結果をin vivoで検討する目的で、神経堤細胞、末梢神経細胞、副腎髄質細胞でLMO3、HEN2を発現させるトランスジェニックマウスを作製した。本年度はさらに以下のことを実施した。1.神経芽腫の組織より抽出されたRNAから作られたcDNAを用いて、神経芽腫の組織における各遺伝子の発現量をReal-Time PCR法により比較しその関係を検討した。LMO3とMash1は、同一の予後不良な神経芽腫のサンプル郡において高発現を示し、予後不良な神経芽腫発生における両遺伝子の高い相関性が示された。2.これまでにin vitroの実験系で明らかになってきた結果をin vivoで確認、検討するために、神経芽腫の発生母地である神経堤細胞や、神経芽腫が高頻度に発生する交感神経節細胞、副腎髄質細胞において、LMO3、HEN2の各遺伝子を高発現させたトランスジェニックマウスを作製した。(1)LMO3やHEN2を神経堤細胞で発現させているトランスジェニックマウスでは、神経系や分離培養した神経堤細胞において異常が観察された。(2)LMO3やHEN2を交感神経節細胞、副腎髄質細胞で発現させているトランスジェニックマウスでも異常な個体が生まれた。今後これらのマウスについて各遺伝子の発現と形質の関連性について詳細な解析を行う。
タキソ-ルの高効率的な全合金

高度に酸素官能基化された多環性ジテルペン類の中には顕著な生理活性を示すものが多数知られている.これらジテルペン類の作用機作の解明は生命科学の上から重要な発見につながると期待されており、効率的な不斉全合成が強く望まれている.制癌剤として実用化が急がれているタキソ-ルがその代表例である.著者は二ヨウ化サマリウムによる還元カップリング反応を用いることで,これらジテルペン類の複雑な縮環系が効率よく構築できると考えた.このタイプの環化反応は環化と同時に酸素官能基が導入できる点,近傍の酸素官能基による立体制御の可能性がある点などから,高度に酸素官能基化された多環性骨格の形成には大変都合がよい.報告者は本年度よりタキソ-ルの合成研究に着手した.タキソ-ルの最も効率的な合成法の一つとして,中央の8員環部分(B環)をピナコール型カップリング反応により環化するルートが考えられる.著者らはグラヤノトキシンの全合成において,このタイプの環化反応で二ヨウ化サマリウムを用いて7員環の閉環した.この際,近傍の水酸基により環化反応が著しく促進,かつ立体制御されることを見出している.そこで,この手法をタキソ-ルの8員環構築に適用することにした.合成がより容易と考えられるオキセタン環部分(D環)を省略した化合物で二ヨウ化サマリウムによるピナコール型カップリングを用いて,B環の閉環を試みることとにした.必要な二つのセグメント(A環部分のC環部分)の簡便な大量合成法を確立,さらに,カップリングを行った.高度に酸素官能基化された多環性ジテルペン類の中には顕著な生理活性を示すものが多数知られている.これらジテルペン類の作用機作の解明は生命科学の上から重要な発見につながると期待されており、効率的な不斉全合成が強く望まれている.制癌剤として実用化が急がれているタキソ-ルがその代表例である.著者は二ヨウ化サマリウムによる還元カップリング反応を用いることで,これらジテルペン類の複雑な縮環系が効率よく構築できると考えた.このタイプの環化反応は環化と同時に酸素官能基が導入できる点,近傍の酸素官能基による立体制御の可能性がある点などから,高度に酸素官能基化された多環性骨格の形成には大変都合がよい.報告者は本年度よりタキソ-ルの合成研究に着手した.タキソ-ルの最も効率的な合成法の一つとして,中央の8員環部分(B環)をピナコール型カップリング反応により環化するルートが考えられる.著者らはグラヤノトキシンの全合成において,このタイプの環化反応で二ヨウ化サマリウムを用いて7員環の閉環した.この際,近傍の水酸基により環化反応が著しく促進,かつ立体制御されることを見出している.そこで,この手法をタキソ-ルの8員環構築に適用することにした.合成がより容易と考えられるオキセタン環部分(D環)を省略した化合物で二ヨウ化サマリウムによるピナコール型カップリングを用いて,B環の閉環を試みることとにした.必要な二つのセグメント(A環部分のC環部分)の簡便な大量合成法を確立,さらに,カップリングを行った.
海運業における技術革新と海事法の新たな課題： 自律航行船・極域航行の研究

研究初年度にあたる平成30年度には,以下の作業を行った.(a)自律航行船等による運航(i)まず研究の前提として、自律航行船等による運航がどのような形で実現することになるか、従来あるいは現在進行中の実験プロジェクト等のデータを収集・分析した。海外のシンポジウムへの参加や国内(役所関係を含む)の研究プロジェクトへの情報収集等を実施した。(ii)既存の海事法制に含まれるルール(特に国際条約及びそれに基づく基準等を中心に)のうち、船舶の航行が船員による操船を前提としなくなることで直接影響を受けるものとしてどういうものがあるか調査を行った。膨大な条約・法令が関係することが分かったため、重要性に応じて適宜取捨選択をした。その上で、特に重要な公法的規律(船舶の安全性をめぐる公法的規制、海上衝突予防規則(COLREGS)、船員関係の規律等)、私法的規律(堪航能力担保義務、船主責任制限,衝突責任等)について、改正の要否の検討を行った。(b)極域航行(i)まず研究の前提として、現在の極域航行の実態や将来の見込みを正しく把握するため、特に万国海法会のプロジェクトからの情報収集が中心として、北極海と極域航行に関する科学・技術的な知見についてデータを収集・分析した。(ii)次に、既存の海事法制に含まれるルールにつき、国際条約及びそれに基づく基準等を中心に、北極海独自の規律(立法及び解釈・運用を含む)を導入する必要があるか、仮に必要だとするとどのような内容のものとすることが望ましいかを検討した(極域航海による海洋汚染事故についての民事責任、衝突事故を防止するための航法、極域固有の堪航能力担保義務の内容、極海域へのクルーズ船の増加に伴う法律問題)。初年度における情報収集はかなり順調に進んだと考えられる。これは、各担当者が、万国海法会(CMI)、国際海事機関(IMO)法律委員会、国土交通省海事局、海上保安庁、東京海洋大学等に積極的に情報収集を行った結果である。また海外の文献収集もかなりの程度進捗した(ただし本研究にかかる分野については、そもそも文献はそれほど多くない)。もし可能であれば、諸外国における自動運航プロジェクト、極域航行プロジェクトについて直接インタビュー等ができればさらに望ましいが、これは今後の課題となる。関連する条約・法令の洗い出しについては、完全に網羅的なピックアップは断念し、ある程度以上の重要性をもつものに限定することとした。問題の分析については、初年度はある程度限定的にならざるを得なかったため(このことは予定通りであり、進捗の遅れではない)。2年度目以降の検討が期待される。自律航行船等による運航、極域航行の各々について下記の検討を行う。(a)自律航行船等による運航前年度の検討に引き続き、既存の海事法制に含まれるルール(特に国際条約及びそれに基づく基準等を中心に)のうち、船舶の航行が船員による操船を前提としなくなることで直接影響を受けるものにつきどのような内容の手当てがあり得るかを検討する。その際に、(i)公法的規律(たとえば船舶の安全性をめぐる公法的規制や海上衝突予防規則(COLREGS)の適用)と、(ii)私法的規律(船舶衝突条約上の過失の扱い、油濁損害における民事責任条約の責任集中の適用のあり方、堪航能力担保義務の内容、船主責任制限制度の適用等)とに分けて検討を進める。また条文適用上の技術的な対応と政策的な問題(遠隔操作者にどこまで責任を負わせるか)とでは、行う作業の性格が変わるので、両者を区別して検討する。(b)極域航行前年度の検討により明らかになった、現在の極域航行の実態や将来の見込みを前提として、既存の海事法制に含まれるルールにつき、国際条約及びそれに基づく基準等を中心に網羅的に調査し、北極海独自の規律(立法及び解釈・運用を含む)を導入する必要があるか、仮に必要だとするとどのような内容のものとすることが望ましいかを明らかにし(たとえば商業航海による海洋汚染事故についての民事責任、衝突事故を防止するための航法、極域固有の堪航能力担保義務の内容、極海域へのクルーズ船の増加に伴う法律問題等が検討候補となる)、それらのルールのうち技術的な手当てにとどまらず従来の海事法の基本的枠組みの検討を要請するものについて理論的な検討を深め、基礎理論へのフィードバックを行う。(ii)

次に、既存の海事法制に含まれるルールにつき、国際条約及びそれに基づく基準等を中心に、北極海独自の規律(立法及び解釈・運用を含む)を導入する必要があるか、仮に必要だとするとどのような内容のものとすることが望ましいかを検討した(極域航海による海洋汚染事故についての民事責任、衝突事故を防止するための航法、極域固有の堪航能力担保義務の内容、極海域へのクルーズ船の増加に伴う法律問題)。初年度における情報収集はかなり順調に進んだと考えられる。これは、各担当者が、万国海法会(CMI)、国際海事機関(IMO)法律委員会、国土交通省海事局、海上保安庁、東京海洋大学等に積極的に情報収集を行った結果である。また海外の文献収集もかなりの程度進捗した(ただし本研究にかかる分野については、そもそも文献はそれほど多くない)。もし可能であれば、諸外国における自動運航プロジェクト、極域航行プロジェクトについて直接インタビュー等ができればさらに望ましいが、これは今後の課題となる。関連する条約・法令の洗い出しについては、完全に網羅的なピックアップは断念し、ある程度以上の重要性をもつものに限定することとした。問題の分析については、初年度はある程度限定的にならざるを得なかったため(このことは予定通りであり、進捗の遅れではない)。2年度目以降の検討が期待される。自律航行船等による運航、極域航行の各々について下記の検討を行う。(a)自律航行船等による運航前年度の検討に引き続き、既存の海事法制に含まれるルール(特に国際条約及びそれに基づく基準等を中心に)のうち、船舶の航行が船員による操船を前提としなくなることで直接影響を受けるものにつきどのような内容の手当てがあり得るかを検討する。その際に、(i)公法的規律(たとえば船舶の安全性をめぐる公法的規制や海上衝突予防規則(COLREGS)の適用)と、(ii)私法的規律(船舶衝突条約上の過失の扱い、油濁損害における民事責任条約の責任集中の適用のあり方、堪航能力担保義務の内容、船主責任制限制度の適用等)とに分けて検討を進める。また条文適用上の技術的な対応と政策的な問題(遠隔操作者にどこまで責任を負わせるか)とでは、行う作業の性格が変わるので、両者を区別して検討する。(b)極域航行前年度の検討により明らかになった、現在の極域航行の実態や将来の見込みを前提として、既存の海事法制に含まれるルールにつき、国際条約及びそれに基づく基準等を中心に網羅的に調査し、北極海独自の規律(立法及び解釈・運用を含む)を導入する必要があるか、仮に必要だとするとどのような内容のものとすることが望ましいかを明らかにし(たとえば商業航海による海洋汚染事故についての民事責任、衝突事故を防止するための航法、極域固有の堪航能力担保義務の内容、極海域へのクルーズ船の増加に伴う法律問題等が検討候補となる)、それらのルールのうち技術的な手当てにとどまらず従来の海事法の基本的枠組みの検討を要請するものについて理論的な検討を深め、基礎理論へのフィードバックを行う。
近世都市江戸及び周辺村落における墓制の研究

本研究の目的は、江戸および周辺村落の墓制のなかでも特に墓標・埋葬施設をとり上げ、その分析を通して都市と村落の墓制の変遷、両者の独自性と共通性を明らかにすることであった。こうした目的にしたがって、以下のような研究成果をあげることができた。文献史料をもとにして、大名および代表的な旗本の江戸府内および周辺所在の墓所のリストを作成した。また、江戸府内の墓の発掘事例をもとに、埋葬施設の構造・規模、副葬品の種類・数量に関するデータベースを作成した。対象としたのは、港区増上寺徳川将軍墓・同子院群、天徳寺浄品院、新宿区自證院、発昌寺、円応寺、台東区寛永寺護国院などの発掘調査のデータである。さらに、新宿区新宿歴史博物館蔵の故河越逸行氏資料などの1980年代以前の発掘資料を実見した。江戸の周辺村落の墓の発掘事例をもとに、埋葬施設の構造・規模、副葬品の種類・数量に関するデータベースを作成した。対象としたのは、多摩ニュータウン遺跡群、宇津木台遺跡群、真光寺・広袴遺跡群、南養寺遺跡などの発掘調査のデータである。また、現存する大名墓として、品川区東海寺旧妙解院所在の肥後熊本藩主細川家墓所、東久留米市米津寺所在の米津家墓所、旗本の墓として荒川区本行寺所在の太田家墓所を実見した。こうした研究によって、江戸および周辺村落の墓制における墓標・埋葬施設は、都市と村落に共通した変遷をたどりながら、都市においては身分・階層を明確に反映していたことが明らかになった。本研究の目的は、江戸および周辺村落の墓制のなかでも特に墓標・埋葬施設をとり上げ、その分析を通して都市と村落の墓制の変遷、両者の独自性と共通性を明らかにすることである。こうした目的にしたがって今年度は以下のような研究業績をあげることができた。まず、『寛政重修諸家譜』などの文献史料をもとにして、大名および代表的な旗本の江戸府内および周辺所在の墓所のリストを作成した。本研究の目的は、江戸および周辺村落の墓制のなかでもとくに墓標・埋葬施設をとり上げ、その分析を通して都市と村落の墓制の変遷、両者の独自性と共通性を明らかにすることであった。上記の目的にしたがって、今年度は以下のような研究業績をあげることができた。それとともに、2年間の研究のとりまとめを行なった。
高感度高S/N性能を維持した100dB超の広ダイナミックレンジ固体撮像素子

本研究の目的は、現状の最高性能の固体撮像素子に匹敵する高感度高S/N性能を有し、かつ5桁(100dB)を超える広いダイナミックレンジを持った固体撮像素子を提案しその実現技術の基礎を築くことである。初年度の平成16年度に、完全空乏転送埋め込み型フォトダイオードに隣接して同一蓄積時間内に飽和を超える光電荷を蓄積する横型オーバーフロー容量を画素毎に設置した広ダイナミックレンジCMOSイメージセンサを考案・設計・試作してカメラ撮像動作を行うことに成功し、ダイナミックレンジ100dBの特性を実現した。それに続き、平成17年度は、本CMOSイメージセンサが高輝度光照射時の隣接画素への光電子の漏れ込み量および暗電流・雑音に対する耐性を定量的に検討し、フォトダイオードからあふれた光電子は有効に横型オーバーフロー容量に蓄積でき隣接画素にもれこむ量はその10^<-3>以下の比率であること、横型オーバーフロー容量に蓄積した信号の雑音に対する耐性は、フォトダイオード部の雑音信号に対して100倍以上の許容度があることを明らかにした。また、カラーイメージセンサを実現するために、画素内の横型オーバーフロー容量の設置箇所および動作タイミングの設計変更を行い、さらなる感度の向上と光電変換特性の線型性の改善を図った。有効画素数640×480、画素サイズ7.5μm角のカラーCMOSイメージセンサを試作し、ダイナミックレンジ102dBの特性を有する高画質カラー撮像性能を実現した。本CMOSイメージセンサの研究により、時間的・空間的サンプリングずれのない広ダイナミックレンジ高画質撮像技術の基礎を築くことが出来た。初年度の平成16年度には、完全空乏転送埋め込み型フォトダイオードに隣接して同一蓄積時間内に飽和を超える光電荷を蓄積する横型オーバーフロー容量を画素毎に設置した広ダイナミックレンジCMOSイメージセンサを試作した。本イメージセンサは画像フォーマット1/3インチ、有効画素数640×480、画素サイズ7.5μm角をもち、0.35μm 2P3MCMOSプロセスにより作成した。初年度内にカメラ撮像動作をさせることに成功し、基本諸特性を実験的に明らかにすることができた。試作したイメージセンサにおいて、画素ごとにひとつのフォトダイオードで受光し、飽和前信号および過飽和信号を画素内の同一のソースフォロアアンプで読み出し、蓄積時間分割露光をしないという基本コンセプトが想定どおり確認され、高感度・高S/N性能を維持しながらダイナミックレンジが拡大されており、かつ動画撮像特性にも優れ、また残像の発生もないことを実証した。ランダムノイズ0.15mVrms、固定パターンノイズ0.15mVrms、ダイナミックレンジ100dBの特性を達成できた。初年度の平成16年度に、完全空乏転送埋め込み型フォトダイオードに隣接して同一蓄積時間内に飽和を超える光電荷を蓄積する横型オーバーフロー容量を画素毎に設置した広ダイナミックレンジCMOSイメージセンサを考案・設計・試作してカメラ撮像動作を行うことに成功し、ダイナミックレンジ100dBの特性を実現したが、それに続き、平成17年度は、本CMOSイメージセンサが高輝度光照射時の隣接画素への光電子の漏れ込み量および暗電流・雑音に対する耐性を定量的に検討し、フォトダイオードからあふれた光電子は有効に横型オーバーフロー容量に蓄積でき隣接画素にもれこむ量はその10^<-3>以下の比率であること、横型オーバーフロー容量に蓄積した信号の雑音に対する耐性は、フォトダイオード部の雑音信号に対して100倍以上の許容度があることを明らかにした。

また、カラーイメージセンサを実現するために、画素内の横型オーバーフロー容量の設置箇所および動作タイミングの設計変更を行い、さらなる感度の向上と光電変換特性の線型性の改善を図った。有効画素数640×480、画素サイズ7,5μm角のカラーCMOSイメージセンサを試作した結果、ダイナミックレンジ102dBの特性を有する高画質カラー撮像性能を実現した。本CMOSイメージセンサの研究により、時間的・空間的サンプリングずれのない広ダイナミックレンジ高画質撮像技術の基礎を築くことが出来た。
炎症による発癌における転写因子ファミリーIRFの役割に関する研究

近年、慢性炎症によってがんが引き起こされうること、そしてその際転写因子NF-κBががんの増悪に深く関わっていることが示されている。本研究では、自然免疫刺激を含む多くの共通した刺激でNF-κBと同時に活性化されるInterferon Regulatory Factor(IRF)転写因子ファミリーが、炎症による発がんに対して抑制的に作用することを、遺伝子欠損マウスを用いた発がんモデル系の解析により明らかにした。近年、慢性炎症によってがんが引き起こされうる事、そしてその際転写因子NF-κBががんの増悪に深く関わっていることが示されている。本研究では、自然免疫刺激を含む多くの共通した刺激でNF-κBと同時に活性化されるInterferon Regulatory Factor (IRF)転写因子ファミリー、特にIRF5やIRF1に注目し、遺伝子欠損マウスを用いて細胞レベルの解析のみならずマウスモデル系を用いた生体レベルの解析を行なうものである。IRF5やIRF1が細胞の生存や増殖を抑制するという本研究者らのこれまでの研究結果に基づき、炎症は本来がん抑制の働きも持っているのではないか、そして炎症が持つがんに対する促進・抑制の両作用を理解する事が、病態の理解や治療に重要ではないか、と考えている。本年度はまず野性型マウス胎仔線維芽細胞を用い、NF-κBの活性をIκBα変異体(いわゆるSuper repressor IκBα)によって抑制すると、通常細胞死を抑制するLPS刺激が逆に細胞死を促進するようになる、すなわち自然免疫刺激が実際に、通常は顕在化していない細胞死促進シグナルを送っていることを示す結果を得ている。また、慢性大腸炎によって引き起こされる大腸腫瘍のマウスモデル(azoxymethaneとdextran sodium sulfate投与による)の実験条件至適化を完了した。今後遺伝子欠損マウスを用いた解析を行なって行く予定である。本研究では、自然免疫刺激を含む多くの共通した刺激でNF-κBと同時に活性化されるInterferon Regulatory Factor (IRF)転写因子ファミリーが、感染防御においてはNF-κBと協調する一方、がん抑制に関しては拮抗作用を持つ可能性に着目し、遺伝子欠損マウスを用いて細胞レベルの解析のみならず発がんモデル系を用いた生体レベルの解析を行なうものである。平成21年(初年)度は、細胞レベルの解析によって自然免疫シグナルがNF-κBを介するanti-apoptoticなシグナルとともにIRFを介するpro-apoptoticなシグナルも送っていることを示すデータを得た。平成22年度においては、生体レベルの解析としてazoxymetane腹腔内注射とdextran sodium sulfate(DSS)含有水投与による炎症性腸疾患由来の大腸腫瘍形成実験を、種々のノックアウトマウスを用いて行なった。その結果は、I型インターフェロン(IFN)受容体、IRF1、IRF5、あるいはIRF1,5両方が欠損すると、炎症そのものが増悪し、腫瘍形成もそれに伴って軽度増加するというものであり、IFN系による抗炎症という最近注目されつつある作用を示唆するものの、炎症由来のがんにおけるIRFやIFN系の抑制能を評価することは困難であった。なお、研究過程において、腸内寄生虫感染が、DSS投与による急性並びに慢性腸炎、さらには引き続いて生じる大腸腫瘍形成をほぼ完全に抑制するという、極めて興味深い知見を得ており、新たな展開を見せている。本研究では、自然免疫刺激を含む多くの共通した刺激でNF-κBと同時に活性化されるInterferon Regulatory Factor(IRF)転写因子ファミリーが、感染防御においてはNF-κBと協調する一方、がん抑制に関しては拮抗作用を持つ可能性に着目し、遺伝子欠損マウスを用いて細胞レベルの解析のみならず発がんモデル系を用いた生体レベルの解析を行なうものである。前年度までに、細胞レベルから生体レベルに至るまで研究を展開し、自然免疫シグナルがNF-κBを介してアポトーシスを抑制する一方で、通常顕在化しない促進のシグナルをも送っていることを明らかにした。また、IRF1欠損マウスを用いて、IRF1が意外にも炎症を抑制し、また腫瘍形成も抑制することを、炎症性腸疾患由来の大腸腫瘍形成実験で示してきた。最終年度では、生体レベルでの研究をさらに進め、発がんにおけるIRF分子の役割を解析した。IRF4とIRF8は、MyD88経路を正負に制御することで炎症に関与することが知られているが、両IRFはミエロイド系細胞の分化・増殖・機能の制御において共通活性ならびに特異活性の両方があること、そしてIRF8欠損マウスで認められる慢性骨髄性白血病様の病態が、IRF4の欠損が加わることで一層重症化することを見出した。さらに、大腸がん形成モデルマウスで認められたIRF1の炎症と腫瘍形成の抑制作用を、胃炎を経て胃がんを誘発するヘリコバクター感染マウスモデルを用いても示すことができた。
アジアにおけるシェイクスピア上演アーカイブの充実と活用

2007年より、デジタル化の進展を生かした比較演劇の研究手法確立を目指して「アジアにおけるシェイクスピア上演ウェブ・アーカイブA|S|I|A(Asian Shakespeare Intercultural Archive)」の構築を開始したが、本研究では、ウェブ・アーカイブのコンテンツ(アジアにおけるシェイクスピア上演作品映像と上演に関する資料等)と詳細な上演作品分析データ、ウェブ上の機能の充実を図った。また、研究成果の国際的発信を行うと同時に、研究者や演劇関係者の国際的なネットワーキング形成に努め、アジアにおけるインターカルチュラルなシェイクスピア上演研究のさらなる可能性を模索した。1.当該年度の研究内容本研究は、シェイクスピア上演ウェブアーカイブA-S-I-A(Asian Shakespeare Intercultural Archive)の構築により、デジタル化の進展を生かした比較演劇の研究手法確立を目指すものである。初年度は、アーカイブのパイロット版を公開し、その活用方法の検討を開始した。22年4月:シンガポール国立大学と共同で準備を進めて来たウェブ・アーカイブA-S-I-Aのパイロット版を構築した。このパイロット版では第一期作品として、アジア4カ国(日本、中国、韓国、シンガポール)7作品の詳細な作品分析データと三ヶ国語(日本語、英語、中国語)の字幕を付けた上演映像資料をウェブ上で公開している。22年6月:シンガポール国立大学においてワークショップを実施し、パイロット版のコンテンツやソフト等の問題点及びアーカイブ充実のための方策等を検討した。22年7月以降:第二期公開作品の上演作品データ分析、上演映像資料の翻訳整備等を開始した。同時に、複数の利用者にパイロット版へのフィードバックを依頼し、その意見を集約してアーカイブの充実を図った。また、10月の日本シェイクスピア学会セミナーにおいて、ケンブリッジ大学が構築するデジタルアーカイブのプロジェクトチームと意見交換を行い、演劇研究におけるデジタルアーカイブの意義、活用方法、A-S-I-Aの果たすべき役割等を確認した。2.今後の展開2011年4月にA-S-I-A第二期作品を公開する予定である。また、7月にプラハで開催される国際シェイクスピア学会において、A-S-I-Aの成果及び研究活用事例等の報告を行う予定である。1.当該年度の研究内容本研究は、シェイクスピア上演ウェブアーカイブA|S|I|A(Asian Shakespeare Intercultural Archive)の構築により、デジタル化の進展を生かした比較演劇の研究手法確立を目指すものである。初年度にパイロット版及びA|S|I|A 1.0版において14作品を公開した。当該年度も引き続きアーカイブコンテンツの充実を図り.所蔵作品の総数を35とした。あわせて、アーカイブ活用による研究成果等を学会で報告し、インターカルチュラルなシェイクスピア上演研究の発展に貢献した。具体的な成果は以下の通りである。23年5月:A|S|I|A 1.1版において、アジア5カ国(日本、中国、韓国、シンガポール、フィリピン)8作品の詳細な作品分析データと三ヶ国語(日本語、英語、中国語)の字幕を付けた上演映像資料を公開した。23年6月:第9回国際シェイクスピア学会(プラハ・カレル大学)のパネル・セッション:Asian Shakespeare and Intercultural Performanceにおいて、AISIIIA構築の成果及び活用研究事例を報告した。23年10月:第50回日本シェイクスピア学会において、A|S|I|A構築の現状報告を行った。23年12月:A|S|I|A 1.2版において、アジア6カ国(日本、中国、台湾、韓国、シンガポール,ヴェトナム)13作品の詳細な作品分析データと三ヶ国語(日本語、英語、中国語)の字幕を付けた上演映像資料を公開した。24年2月:英国シェイクスピア学会において、A|S|I|Aの構築の報告と活用研究事例の紹介を行った。2.今後の展開24年6月にA|S|I|A 1.3版において新たに14作品を公開する予定である。また、6月に台北で開催される台湾シェイクスピア学会、10月に秋田で開催される第51回日本シェイクスピア学会において、A|S|I|A構築の現状報告と活用研究事例報告を行う予定である。当該年度の研究内容本研究は、シェイクスピア上演ウェブアーカイブA|S|I|A(Asian Shakespeare Intercultural Archive)の構築により、デジタル化の進展を生かした比較演劇の研究手法確立を目指すものである。初年度と昨年度に、A|S|I|A 1.0版、1.1版、1.2版で35作品をウェブ上で公開したのに続き、当該年度もA|S|I|A 1.3版においてアーカイブコンテンツの充実を図った。A|S|I|A 1.3版では17作品を追加し、所蔵作品の総数を52とした(A|S|I|A 1.3版の完全公開は、平成25年7月を予定している)。主な成果は以下の通りである。24年10月:名古屋市民講座において、A|S|I|A活用事例報告「映像で楽しむシェイクスピア」を行った。

当初の計画通り、ウェブアーカイブのコンテンツと機能を充実させ、約50のアジアのシェイクスピア上演作品を所蔵するアーカイブを24年度中に構築することが可能である。また、国内、アジア、欧米の国際学会や学会誌で継続的に研究事例報告や広報活動を行っており、本アーカイブの世界的な利用を促進するとともに、新たな比較演劇研究の可能性を示し、比較演劇研究に貢献している。24年度が最終年度であるため、記入しない。ウェブアーカイブA|S|I|A 1.3版を完成させ、学会や学会誌等で継続的にウェブアーカイブを利用した研究事例報告や広報活動を行う。
G-CSF受容体を介する細胞内刺激伝達とvav遺伝子産物

18例の急性骨髄性白血病(AML)患者から採取した白血病芽球を用いて、G-CSF、GM-CSF、TNF、M-CSF、IL-3、SCF及びPMA刺激により誘導される細胞内蛋白のチロシンリン酸化を比較解析した。全ての症例において、芽球はいずれかのサイトカインまたはPMAに反応して細胞内蛋白のチロシンリン酸化が認められた。AML亜型に特徴的なリン酸化パターンは認められなかった。しかし、それぞれのサイトカインに特徴的なリン酸化パターンが認められた。G-CSF、GM-CSF、TNF、M-CSF、IL-3、SCF及びPMA刺激によるリン酸化はそれぞれ14、17、15、9、17、14及び18例で認められた。GM-CSFとIL-3はp92、p80、p70及びp42のリン酸化を誘導した。G-CSFはこれらの蛋白に加えて、p95を特異的にリン酸化した。SCFはp140-200、p110、P95、P60、P55及びP42をリン酸化した。M-CSFはp140-200、p110及びp42をリン酸化した。TNFとPMAはp42のみをリン酸化した。TNFによりリン酸化されるp42はMAPキナーゼであることが判明した。GM-CSFまたはIL-3によりリン酸化されるp92は一部の症例でc-fesであることが判明した。G-CSFまたはSCFによりリン酸化されるp95は検索した全ての症例(5例)においてvavであることが判明した。p92、p95及びp42のリン酸化の間には有意の相関は認められなかった。これらの結果は、AML患者の芽球においては、それぞれのサイトカインがp92(c-fes)、p95(vav)、p42(MAPキナーゼ)を含む独立した細胞内刺激伝達経路を介して細胞を活性化していることを示しており、G-CSF受容体を介する刺激伝達系においてはvav遺伝子産物が特異的に関与していることを示している。
暴利行為論を中心とした公序良俗論の総合的研究

契約締結過程での不当な行為態様に関して、ドイツでは、取消権などの消費者に与えられる民法(BGB)上の個別的な救済手段と並んで、不正競争防止法(UWG)により差止めなどの集団的な救済手段が設けられている。後者では、個別消費者に救済が与えられるべき場合よりも事業者にとって厳しい行為義務が設定され、個別的な救済手段と並んで重層的な消費者の保護を形成している。わが国では、かかる重層的な保護は行われていないが、差止請求権の対象行為として、より高い行為義務を設定し、消費者の決定自由の重層的保護が検討されてよい。(1)本研究は、不公正な勧誘・交渉方法を用いて、相手方にとって不利益な契約を締結させる事例に対する規制を対象とする。その際の法制度としては、公序良俗違反(民90条)を主として念頭に置いているが、同法理の活用の可能性とその限界を探求するために、不法行為における営業侵害の法発展、独占禁止法違反の法律行為の効力論等を参考にする。それにより、さらに公序良俗論の総合的検討を行うことをも目的とする。(2)本研究は、平成20年度から平成23年度の4年間にわたって行われる。平成20年度においては、ドイツ法および日本法の暴利行為論をめぐる議論・裁判例の再整理が、平成21年度においては、ドイツ不法行為法における営業権侵害およびわが国における競争法違反行為の法的効力に関する議論・裁判例の再整理・検討が行われる。平成22年度においては、わが国の営業権侵害に関する議論・裁判例を、暴利行為論との関係から再検討する。平成23年度においては、アメリカ法・イギリス法における議論をも検討し、暴利行為論の活用とその限界についての検討を行い、公序良俗論の総合的検討へと歩を進める。(3)以上の研究計画を効果的に進めるために、国内・海外への出張やデータベースの利用、内外の研究者・実務家へのインタビュー、文献の収集・整理・最新の議論の調査が行われる。なお、平成21年度後期から平成23年度前期まで、ケルン大学国際私法比較法研究所にて在外研究を行う機会を得た。日本法に関しては、公序良俗違反を定める民法90条違反について、起草過程に遡り、最近の資料を基にボワソナード草案や旧民法起草過程を調査した(本年度以降、現行民法起草過程、その後の判例学説の展開を追い、公表につなげる予定)。また、取引的不法行為については、違法性判断に関する現在の判例の状況を、金融取引・消費者取引に分けて検討し、総合的な違法性判断の構造を分析したほか、暴利規制のひとつに位置づけられる消費者信用に関する最新諸判例(利息制限法所定の制限利率を超過する過払い金の他債務への充当の可否・要件、過払い金返還請求権の消滅時効の起算点、暴利行為者に対する不法行為に基づく損害賠償請求において元本をも損害とすることの可否および損益相殺の可否)につき検討した(公表媒体についてはいずれも裏面参照)。ドイツ法、EU法に関しては、ケルン大学国際私法・比較法研究所所長マンセル教授、および私の隣接分野を研究している同研究所研究員シュテユルナー氏と、電子メールおよび現地にて意見交換を行った。現在、ドイツ民法における暴利行為論のほか、オランダ民法における状況の濫用論、イギリス法における不当威圧・経済的強迫、ヨーロッパ契約法原則(PECL)、ヨーロッパ共通参照枠組み(DCFR)を比較しながら、研究を進めている。この問題は、比較法的には多様な規制が行われているほか、理論的にも深い議論が行われているため、未だ公表に掃いてっていないが、方向性としては、暴利行為論を公序良俗違反から切り離し、優越的地位の濫用を自己決定の不全(詐欺や強迫と並ぶ瑕疵ある意思表示の一つ)と位置づけて、その効果も取消しへと近づけるべきとの考えから、研究をまとめ、今後の公表へとつなげる予定である。本年度は、後半から、ドイツケルン大学国際私法比較法研究所にて在外研究を行う機会を与えられた。まだ半年だが、同研究所所長のマンセル教授、フランクフルト(Oder)大学シュテュルナー教授、ウイーン大学シャワー教授、オスナブリュック大学アーレンス教授、フックス教授とディスカッションを行うことができた。本年度はドイツおよびわが国の暴利行為論について研究を進めたが、本年度後半から在外研究に出たこともあって、とくにドイツ法の議論の検討に研究のウエイトを置いた。暴利行為の拡張法理においては、その行為態様の不当性をどのように判断するかが問題となるが、その調査の過程で、この問題は、営業権侵害と同時に、詐欺・強迫・契約締結上の過失などの意思表示に関連する法制度との関連を深く検討しなければならないことが明らかとなった。現在、ドイツでは、強迫の拡張法理や契約締結上の過失の拡張法理に関する研究が盛んとなりつつある。

そこで、これらの議論を、行為態様の違法性の判断構造という観点から検討したところ、本研究テーマは、ドイツ競争制限禁止法とともに、ドイツ不正競争防止法と多くの接点を多く有することが明らかとなった。また、意思表示に関する制度や暴利行為論は、現在進められている民法(債権法)改正の対象となっている分野でもある。そのため、在外研究中にも多数の論稿が発表されているため、一時帰国をして資料を収集した。合わせて本年度も、暴利行為論研究の一環として、取引的不法行為についての研究を進め、消費者信用に関する最新判例(過払い金返還請求権の消滅時効の起算点)につき評釈を行った。また、本年度には、共著ではあるが、民法総則に関する教科書の執筆も行った。とりわけ、無効・取消しの部分に関しては、本研究課題である暴利行為論に関する検討や昨年度来の消費者信用に関する研究の成果を活かし、一部無効に関する記述を相当に充実させた。平成22年度においては、ドイツにおける、消費者の決定自由を害する契約勧誘・交渉方法に対する、契約法とドイツ不正競争防止法(UWG)による重層的な規制のあり方について検討した。この点、当初の研究計画からは若干の変更が行われている。当初は、契約交渉過程における行為態様の違法評価の基準の探究のために、不法行為における営業侵害等を参考にする予定であった。しかし、前年度の研究により、ドイツでは、この分野では、EU不公正取引方法指令およびそれを国内法化したUWGによる規制が不公正な勧誘行為の違法評価の基準を詳細に定めており、これらを研究対象の中心とすべきことが明らかとなったためである。ドイツ法においては、不当な契約勧誘・交渉行為からの消費者の保護に関して、無効・取消権・撤回権・損害賠償請求権等の消費者の個別的な救済手段と並んで、UWGによる差止めや利益剥奪請求等の集団的な救済手段が、重層的な保護を形成している。後者においては、不当勧誘が反復・模倣されることにより広範な影響を有しうるという観点(乗数効果)から、消費者に個別的救済手段が与えられるべき場合よりも事業者にとって厳しい行為義務が設定され、より高いレベルでの取引上の決定自由の事前的・一般的な予防が目指されている。わが国でも、民法・消費者契約法、特定商取引法で取消権・撤回権が定められているほか、適格消費者団体には差止請求権も与えられている。しかし、差止対象行為は、消費者に取消権等が与えられうる行為に限定されているため、乗数効果という考え方を基礎に、より高いレベルで消費者の取引上の意思決定を保護するということは行われていない(その役割は行政が一部担っている)。わが国においても、差止請求権の対象行為として、より高い行為義務を設定し、消費者の取引上の決定自由を契約法と重層的に保護することが考えられてよい。以上の研究は立教法学83号(2011年4月発行)で発表される。当初計画では、消費者の意思決定の自由の保護という観点から、契約交渉過程における行為態様の違法評価の基準の探究のために、不法行為における営業侵害などの不正な競争行為における違法性評価の基準を参考にすることを考えていた。しかし、前年度までの研究により、ドイツでは、EU不公正取引方法指令およびそれを国内法化したUWGの定める消費者団体などによる差止めなどの集団的な規制と、契約の無効取消しなどの契約法による個別的な規制とが、重層的な形になっており、両者を一致させる見解は少数であることが明らかとなった。そこで、本研究においても、双方の違法性評価の基準を無理に一致させずに、両規制を重層的に活用する方向性を打ち出すこととした。
ダストプラズマのダイナミックスと構造形成のシミュレーション研究

微粒子の帯電に関してこれまでの行われてきたほとんどの研究は、定常状態に関するものであった。これに対して、本研究では、微粒子の帯電効果として、1)微粒子に対して背景プラズマ(主として電子)が付着する効果、2)微粒子が帯電することによって電子の付着確率が変化する効果、3)ある閾値異常のエネルギーを持つ電子が微粒子に衝突した際に2次電子が放出される効果、4)多くの微粒子が存在し、それぞれに電子が付着するために背景プラズマの電子密度が減少する効果、5)背景プラズマの分布関数の特性からくる効果、と考慮にいれた、微粒子のダイナミックな帯電過程のシミュレーションモデルの開発を目指した。そして開発されたモデルに基づきシミュレーションを実行した結果、微粒子が徐々に帯電していく過程、更に、定常理論において帯電状態の解の二重性から予測されていた、2次電子の放出効果によってフリップ・フロップ的に負の帯電状態から正の帯電状態、あるいはその逆過程が起きる様子を初めて時間発展的に示すことに成功した。この成果によって、従来の、負に帯電した微粒子を負のポテンシャル壁の中に閉じ込めるのではなく、正に帯電した微粒子の存在があって初めて成し得る一般的かつ実際的な構造形成を解明する見通しをつけることができた。次に、このモデル化された帯電過程を取り入れ、しかも、微粒子同士が衝突・融合して微粒子の帯電状態、質量、個数が変化することを考慮にいれた、多くの微粒子に対する粒子シミュレーションコードの開発を行った。シミュレーションの結果、帯電状態を変えながら微粒子が移動していき、いくつかの微粒子に凝集して、微粒子が成長していく過程を実証することに成功した。現在様々なシミュレーションを行うことによって、構造形成における微粒子の役割を解明しつつあるところである。これに対して、本研究では、微粒子の帯電効果として、1)微粒子に対して背景プラズマ(主として電子)が付着する効果、2)微粒子が帯電することによって電子の付着確率が変化する効果、3)ある閾値以上のエネルギーを持つ電子が微粒子に衝突した際に2次電子が放出される効果、4)多くの微粒子が存在し、それぞれに電子が付着するために背景プラズマの電子密度が減少する効果、5)背景プラズマの分布関数の特性からくる効果、を考慮にいれた、微粒子のダイナミックな帯電過程のシミュレーションモデルの開発を目指した。この成果によって、従来の、負に帯電した微粒子を負のポテンシャル壁の中に閉じ込めるのではなく、正に帯電した微粒子の存在があって初めて成し得る一般的かつ実際的な構造形成を解明する見通しをつけることがきでた。次に、このモデル化された帯電過程を取り入れ、しかも、微粒子同士が衝突・融合して微粒子の帯電状態、質量、個数が変化することを考慮にいれた、多くの微粒子に対する粒子シミュレーションコードの開発・テストランを行った。その結果、帯電状態を変えながら微粒子が移動していき、背景プラズマ等の条件によっては一部結晶化が見られるなどの、構造形成に関する興味ある結果が得られつつあり、現在、様々なパラメータ下におけるシミュレーションを実行しているところである。

これに対して、本研究では、微粒子の帯電効果として、1)微粒子に対して背景プラズマ(主として電子)が付着する効果、2)微粒子が帯電することによって電子の付着確率が変化する効果、3)ある閾値以上のエネルギーを持つ電子が微粒子に衝突した際に2次電子が放出される効果、4)多くの微粒子が存在し、それぞれに電子が付着するために背景プラズマの電子密度が減少する効果、5)背景プラズマの分布関数の特性からくる効果、を考慮にいれた、微粒子のダイナミックな帯電過程のシミュレーションモデルの開発を目指した。そして開発されたモデルに基づきシミュレーションを実行した結果、微粒子が徐々に帯電していく過程、更に、定常理論において帯電状態の解の二重性から予測されていた、2次電子の放出効果によってフリップ・フロップ的に負の帯電状態から正の帯電状態、あるいはその逆過程が起きる様子を初めて時間発展的に示すことに成功した。この成果によって、従来の、負に帯電した微粒子を負のポテンシャル壁の中に閉じ込めるのではなく、正に帯電した微粒子の存在があって初めて成し得る一般かつ実際的な構造形成を解明する見通しをつけることができた。次に、このモデル化された帯電過程を取り入れ、しかも、微粒子同士が衝突・融合して微粒子の帯電状態、質量、個数が変化することを考慮にいれた、多くの微粒子に対する粒子シミュレーションコードの開発を行った。シミュレーションの結果、帯電状態を変えながら微粒子が移動していき、いくつかの微粒子に凝集して、微粒子が成長していく過程を実証することに成功した。現在様々なシミュレーションを行うことによって、構造形成における微粒子の役割を解明しつつあるところである。
超低温下でも液相固定相を有する新規超低温液体クロマトグラフィー用カラムの開発

温度は物質の物理的・化学的性質を支配する重要な因子であり、超低温場での分離分析が汎用的に行うことができるようになれば、(1)超低温下での不安定化学種の網羅的分析、(2)超低温下で特異的に働く相互作用を利用した選択的分離、(3)分子振動抑制条件による微細分子構造認識に基づく分離、(4)超低温下での種々の相互作用の評価などが可能になる。当研究室では-196°CでのHPLC分離、および保持のコントロールに成功しているが、超低温HPLCの分離性能は、通常のHPLCと比較して不十分である。本研究では、超低温HPLCの分離性能の大幅な改善を目的とし、超低温場でも十分な分離性能が得られる、超低温場においても固定相が液相である新規分離カラムの開発(および、それに併せた分析条件の開発)を進めている。超低温HPLCにおける分離性能低下は複合的な要因により起こっている。本年度は「超低温場での種々の相互作用、および、その制御(固定相化学構造・移動相条件)に関する基礎情報の収集」として、アルキル鎖長の異なる逆相系固定相、および、修飾密度の異なるC18固定相を用いて、超低温HPLCにおける保持挙動に関する基礎検討を行った。その結果、超低温HPLCではLCよりもGCに近い保持挙動となることを明らかにした。また、超低温下では固定相となるアルキル鎖の凝集・凝固により、すべてのアルキル鎖が有効に保持に利用できない可能性が考えられたが、詳細な検討を行った結果、アルキル鎖すべてが保持に利用されている可能性が高いという知見を得ることができた。また超低温HPLCにおける保持挙動の解明には、種々の化合物の分析が必要であるが、現在のところ超低温HPLCに導入できる試料は気体成分に限られている。気化しない成分の分析を行うため、固相抽出に基づく試料注入システムの開発を行った。本研究は、(1)超低温下での保持挙動の解明、(2)超低温下でも液相となる固定相の開発、(3)移動相成分の凝集が分離挙動の与える影響の解明を通して、超低温HPLCの分離性能の向上を目指している。本年度は、(1)超低温下での保持挙動の解明について、一般的なHPLC分離に用いられる逆相固定相における保持の詳細について検討を行い、超低温下でも固定相アルキル鎖の凝集が起きていないこと、一方、保持挙動はHPLCよりもGCに近い可能性があることを知ることができた。これは新規固定相をデザインするうえで重要な知見であり、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。しかしながら、研究に用いる装置のトラブルから進展に若干の遅れが生じ、2018年度第4クオータに開始する予定であった、(2)超低温下でも液相となる固定相の開発については、取り掛かることができなかったため、全体としてはやや遅れているといえる。上述の通り、本研究は(1)超低温下での保持挙動の解明、(2)超低温下でも液相となる固定相の開発、(3)移動相成分の凝集が分離挙動の与える影響の解明を通して、超低温HPLCの分離性能の向上を目指している。昨年度に引き続き、(1)超低温下での保持挙動の解明を進めるとともに、(2)超低温下でも液相となる固定相の開発を行う。また、超低温下での保持の解明に必要な、固相抽出に基づく試料注入システムの開発を引き続き行う。本研究は、(1)超低温下での保持挙動の解明、(2)超低温下でも液相となる固定相の開発、