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源氏物語の準拠と典拠についての注解と研究

源氏物語は先行のさまざまな作品や典籍、史実を引用して織り成された作品である。中世の源氏物語の注釈書は、源氏物語が和歌や物語の引用だけでなく、漢籍や仏典、史実にいたるまで典拠や準拠をもつ表現から成り立っていることについて精細に指摘した。それは源氏物語の大きな特色であり、源氏物語を読むことはそうした表現の仕組みを確認しつつ解釈することが求められたのである。本研究では次の点を明らかにした。1源氏物語のほぼ全体にわたって、河海抄、花鳥余情、細流抄、岷江入楚という中世の代表的な注釈書が指摘する準拠、典拠の調査を行った。源氏物語は漢籍や仏典に典拠を持ち、史実や歴史的伝承に準拠して構成されている。それは深く歴史を問い、典拠とした作品や準拠した歴史との対話や対決を通して、独自の物語世界を構築する方法であると理解すべきである。2河海抄、花鳥余情、細流抄、岷江入楚が指摘した典拠や準拠の世界は源氏物語とその時代の知的文化的水準の総体を示すものとして理解すべきである。3鎌倉、室町時代に源氏物語の典拠や準拠の研究が発展したのは、当時の公家が源氏物語に先祖の栄光の歴史を確認しようとした意図があった。順徳天皇、後醍醐天皇の源氏物語への関心は源氏物語に王権の理想を認めたのである。この点については「『河海抄』と源氏物語」(『文学』2003年7・8月号)に論じた。平成12年度は桐壺巻、帚木巻の準拠と典拠の調査と整理、検討を行った。両巻は源氏物語の冒頭に位置する巻であり、準拠、典拠のきわめて多い巻である。河海抄、花鳥余情、細流抄、岷江入楚の指摘を中心にして、中世近世のその他の注釈書類をも適宜利用して、必要と見なした指摘は取り入れるようにした。但し諸注釈書類の指摘する準拠、典拠のすべてを網羅することを目的とはしていないので、河海抄から岷江入楚までの指摘を目安にしている。また今日の研究で作品の読解や解釈において新しくさまざまな史実との関係の指摘がなされているし、典拠や出典についての検討も行われている。それらについての調査と整理も進めている。ただ何をどこまで準拠や典拠の範囲として認定するか、認定できるのかという問題は厄介である。10月発表の論文「源氏物語の貴族生活の美学・理念」(『源氏物語研究集成』第12巻、風間書房)は、延喜天暦期また一条朝の宮廷文化に準拠するとともに、儒教的理想主義を典拠に仰ぐ源氏物語の方法と特色を検討し考えてみたものである。中世源氏学の特色である準拠説や典拠論が源氏物語の読解、解釈のみならず、作品論にとってもきわめて有効な観点であり、こうした観点を無視しては源氏物語を正しく理解することはできないと考える。準拠や典拠の問題は源氏物語をその成立した時代とともに、歴史的背景をしっかりと踏まえて理解する上で欠かせないのである。平成13年度は若紫巻から少女巻までの準拠と典拠の調査と整理、検討を行った。源氏物語全体の中でも準拠、典拠のきわめて多い部分である。『河海抄』『花鳥余情』『細流抄』『岷江入楚』等の指摘を中心にして、中世近世のその他の注釈書類の指摘をも適宜取り入れた。注釈書により同じ準拠、典拠を指摘していても、その意味づけが異なることが具体的に確認できたこと、そこに各注釈書の性格や方法の違いが鮮明であること、さらに時代による源氏物語の読み方や解釈の変化などが見て取れることなど、成果は多い。「「桐壼」巻の準拠・典拠についての諸注集成と注解-源氏物語の準拠・典拠についての研究(1)-」を明治大学文学部紀要『文芸研究』86号(2001年8月)に発表した。「中世源氏学から見た桐壼巻-桐壼巻研究小史-」(鈴木一雄監修・神作光一編集

『増補改装源氏物語の鑑賞と基礎知識桐壼』至文堂、2001年11月)では、「桐壼」巻の準拠・典拠の方法が源氏物語の第一部全体に及ぶ謎かけの方法として独自な物語構成に生かされていることを論じた。「源氏物語と諷諭の方法-『白氏文集』「諷諭詩」との関わりを中心に-」では、「帚木」巻の『白氏文集』に典拠を持つ物語がその「諷諭詩」に倣うものであるとともに、その「諷諭詩」を典拠とすることで「帚木」巻の物語は平安時代の貴族社会の現実を批判的に描く方法として有効に利用していることを論じた.(『白居易研究年報』2号、勉誠出版、2001年5月)。平成14年度は玉鬘巻から夢浮橋巻までの準拠と典拠の調査と整理、検討を行った。源氏物語全体を通して見ると、特に宇治十帖は準拠、典拠が少ないが、従来と同様に『河海抄』『花鳥余情』『細流抄』『眠江入楚』等の指摘を中心にして、中世近世のその他の注釈書類の指摘をも適宜採用し、整理し検討した。宇治十帖については、準拠、典拠と併せて引歌の類についても物語の構成に寄与すると考えられるものは取り上げた。宇治十帖の特色を理解する上で必要と考えたからである。今回で一応全体を通しての準拠と典拠についての調査と整理は終了したが、まだその注解については不十分なところが多い。今後の課題としたい。とはいえ、源氏物語の全体を通して準拠と典拠の傾向が展望できたことは大きな成果である。物語の方法を考える上でも有益な資料の提示である。
シリコンチップ間超高速グローバルインタコネクト研究

(1)アンテナを搭載したシリコン集積回路の開発の一環として、ウルトラワイドバンドに対応できるシアピンスキカーペットダイポールフラクタルアンテナをシリコンチップに集積化し、その伝送特性をシリコン基板抵抗率を変えて測定評価した。その結果、周波数18-26GHzの範囲でウルトラワイドバンド特性を示すことがわかった。シリコン基板抵抗率を10Ωcmから2.29kΩcmに高くすると、1cm離れた2つのアンテナ間のアンテナ利得は-32dBから-23dBに改善された。(2)シリコンチップ間のワイヤレス通信を実現するために、シリコンチップに集積化アンテナを搭載したガウシアンモノサイクルパルス送信回路を設計し、特性を評価した。通信方式はタイムホッピングインパルス方式UWBシステムでガウシアンモノサイクルパルスを送信側の送信信号,及び受信側のテンプレート信号として用いている。0.18・m CMOSプロセスにおける新しい集積化差動ガウシアンモノサイクルパルス生成回路を提案し、一つの微分回路によって三角型パルスを作り,これに単入力二出力増幅器を用いて差動型に変換することで差動ガウシアンモノサイクルパルスを生成している。開発した回路は小面積(0.06mm^2)を占め,1.8V電源電圧にて送信時の全消費電力は44mWである。シリコン上6mmの長さの集積化ダイポールアンテナによる差動ガウシアンモノサイクルパルスのチップ内送受信を確認した。そのシミュレーションでは1.4GHz繰り返し率差動ガウシアンモノサイクルパルスを示し,これより1.4Gbpsのデータ送信率が実現可能である事を示した。将来のシリコンULSIチップ間の超高速グローバル信号を伝送するためのインターコネクト研究において、本年度は以下の業績を挙げた。(1)Cu配線/ナノポーラス材料開発において、チップ内配線層間絶縁膜低誘電率化のための空孔による膜特性劣化メカニズムを解明し、プロセス信頼性向上のための新しい感光性低誘電率多孔質層間絶縁膜を開発した。まず、多孔質層間絶縁膜のリーク電流特性と誘電率特性について空孔内壁におけるHMDS疎水化処理の効果を調べた。その結果、HMDS処理をすることで、リーク電流の大幅な提言が実現できた。このことは水による誘電率及びリーク電流の増加をHMDSが抑制するとして事前に予想されたことであるが、実際には窒素雰囲気中で200°Cベーク6時間による乾燥させた層間絶縁膜膜についてもリーク電流の大幅な低減効果が見られHMDSそのものによる電流低減効果を見いだし、この成果を国際固体電子デバイス材料会議に発表した。また、感光性多孔質層間絶縁膜についても、電子線露光による微細パターン形成に及ぼす空孔剤の影響を明らかにし、この成果を国際固体電子デバイス材料会議に発表した。(2)チップ間の高速信号を伝送するグローバルインタコネクト技術開発として、シリコン集積化アンテナを用いたシリコン基板間信号伝送技術を開発した。これは2つのシリコンチップにそれぞれダイポールアンテナを形成し、チップ間に隙間をあけてアンテナ間距離を変えた場合の信号の減衰を調べた。その結果シリコンチップ間に隙間があっても送信アンテナからでた正弦波信号は受信アンテナに伝送できることを初めて明らかにした。この成果は国際固体電子デバイス材料会議に発表した。(1)チップ間の高速信号を伝送するグローバルインタコネクト技術開発として、シリコン集積化アンテナを用いたシリコン基板間信号伝送技術を開発している。ULSIをシミュレートするシリコンチップにそれぞれダイポールアンテナを形成し、チップ間に隙間をあけてアンテナ間距離を変えた場合の信号の減衰を調べた。その結果シリコンチップ間に隙間があっても、何枚のシリコン基板を重ねても送信アンテナからでた正弦波信号は受信アンテナに伝送できることを明らかにした。これらの成果は国際固体電子デバイス材料会議、及び電子情報通信学会アンテナ伝搬国際会議に発表した。

さらに、送信信号がガウシアンモノサイクルパルスであるウルトラワイドバンド通信も可能であることを示すとともに、アンテナ形状についても検討し、シリコン基板上に形成したフラクタルアンテナが超広帯域を有することを示し、これらの成果を米国IEEEアンテナ伝搬学会で発表した。さらに、このシリコン集積化アンテナとインダクタによるワイヤレス配線を用いた3次元チップ積層について米国IEEE固体回路国際会議に発表した。(2)超高速グローバルインターコネクト技術の開発において、チップ内配線層間絶縁膜低誘電率化のための空孔導入は必須であるが、それにともなう膜特性劣化のメカニズムを解明した。特に、多孔質層間絶縁膜のリーク電流特性と誘電率特性について、HMDS処理によるリーク電流の低減と誘電率の改善のメカニズムを水分子の吸着の観点から理論的に明らかにした。(1)アンテナを搭載したシリコン集積回路の開発の一環として、ウルトラワイドバンドに対応できるシアピンスキカーペットダイポールフラクタルアンテナをシリコンチップに集積化し、その伝送特性をシリコン基板抵抗率を変えて測定評価した。その結果、周波数18-26GHzの範囲でウルトラワイドバンド特性を示すことがわかった。シリコン基板抵抗率を10Ωcmから2.29kΩcmに高くすると、1cm離れた2つのアンテナ間のアンテナ利得は-32dBから-23dBに改善された。(2)シリコンチップ間のワイヤレス通信を実現するために、シリコンチップに集積化アンテナを搭載したガウシアンモノサイクルパルス送信回路を設計し、特性を評価した。通信方式はタイムホッピングインパルス方式UWBシステムでガウシアンモノサイクルパルスを送信側の送信信号,及び受信側のテンプレート信号として用いている。0.18・m CMOSプロセスにおける新しい集積化差動ガウシアンモノサイクルパルス生成回路を提案し、一つの微分回路によって三角型パルスを作り,これに単入力二出力増幅器を用いて差動型に変換することで差動ガウシアンモノサイクルパルスを生成している。開発した回路は小面積(0.06mm^2)を占め,1.8V電源電圧にて送信時の全消費電力は44mWである。シリコン上6mmの長さの集積化ダイポールアンテナによる差動ガウシアンモノサイクルパルスのチップ内送受信を確認した。そのシミュレーションでは1.4GHz繰り返し率差動ガウシアンモノサイクルパルスを示し,これより1.4Gbpsのデータ送信率が実現可能である事を示した。
公的扶助制度における就労支援体制構築への視座-フランスを事例として-

参入支援政策を運用する上で中心的な機関は参入支援機関である。この参入支援機関は、雇用可能性に応じて7つの機関に分かれて設置され、受給者の抱える困難性の多様性に対応している。その一方で、これらの支援機関は、支援事業のデータベースによる共有化、定期的な会合を通して連携している。したがって、RSAにおける就労支援の推進体制は、参入支援機関の連携が織りなす多様性機能と調整機能によって支えられている。本年度は、RSAになって就労をより強調した参入支援政策の方向性が、行政上どのように運営され展開されているのかを、参入支援を担当する機関(参入支援機関とその指導相談員)の社会的連携に注目し、その実態を明らかにした。そのために、各参入支援機関の指導相談員であるソーシャルワーカー、就労支援員そして責任者へのリアリングを実施した。ヒアリング調査によって明らかになったことは、以下のことである。RSA受給者は往々にして複合的に問題を抱えている場合が多く、雇用をめざすまでには複数の社会的なブレーキ(住宅や多重債務、託児所の問題等の)を取り除いていかなければならない。社会問題の解決から就労支援への移行といった段階的な支援を可能にするために、第一に、受給者の抱えている困難の多様性に応じて、参入支援機関を、1社会問題対応機関、2就労支援担当機関、3またその両者を扱える中間的機関といった分類をもうけて設置し、受給者を受け入れている。参入支援機関は具体的に、各福祉行政部署だけでは対応できず、非営利団体、国の機関の協力によっている。第二に、前述の参入支援機関の代表者からなるチームが連携をとることで、個人の状況の変化に対応し他の参入機関への移行の経路を保障し就労へと促している。また、このチームは、雇用支援事業の実施・評価・見直しについて、参入支援機関の現場の声を政策に反映させるツールとしても機能しており、労働需給の調整役ともなっている。以上の検討を踏まえ、RSAにおける積極的労働市場政策の推進は、参入支援機関の連携が織りなす多様性機能と調整機能によって支えられていると結論づけられる。このような現地調査を通して得られた知見は、学会報告によって広く共有された(「RSA制度を支える連携体制の分析ーパリ参入支援機関の事例から」第126回社会政策学会春季大会、2013年5月、青山学院大学)。本年度は、フランスの労働年齢層を対象とした公的扶助制度(RSA)について、パリにおいて2度にわたり現地調査を行った。ヒアリング調査は、パリ参入スペース(EI)等の参入支援実施機関で行った。ヒアリング調査を通して、RSAの参入支援の実施体制、具体的な支援の流れ、受給者の実態や参入支援の運用実績に関する行政・統計資料を得ることができた。とりわけ参入支援の実施体制に関しては、以下の特徴が明らかになった。まず、各受給者には専門性を備えた支援員が配置され、個々人の抱える問題に配慮した個別支援体制が敷かれていることである。とりわけ、EIにおいてはソーシャルワーカーと就労支援員が2人一組で受給者を社会的・職業的側面から支援する点はユニークである。次に、複合的な問題に対処可能となるように行政内の関連部署間・国や地方の管轄の垣根を越える連携体制の構築が目指されていることである。NPOとの連携も密接である。さらに、RSA受給の停・廃止や支援員の再配置等を決める会議には、支援員とともにRSA受給者も出席しており、当事者参加が実現している。最後にRSA参入支援の実施体制は、行政の責任(義務)のもとに組織され遂行されている点があげられる。このような現地調査を通して得られた知見は、学会報告によって広く共有された(「RSA制度における参入支援政策の実態ーパリを事例としてー」第123回社会政策学会秋季大会、2011年10月、京都大学)。他方で、RSAに見られるような雇用復帰志向の所得保障という理念は、欧州統合の展開の中で進められている社会政策の影響を多分に受けている。それゆえ、調査の傍らEUレベルでの社会政策の動向についての研究も進めており、その成果の一部として以下の著作を翻訳した。ドゥノール、シュワルツ著『欧州統合と新自由主義ー社会的ヨーロッパの行方』論創社、2012年6月刊行予定(共訳)。本研究はパリを事例として、公的扶助制度における参入支援政策(積極的労働市場政策)の理念とその実施体制、そして運用実態を検討することによって、公的扶助制度がもつ雇用創出機能の現状と課題を明らかにすることを目的としている。本研究の成否は、方法論に掲げていた現地でのヒアリング調査実施のための、参入支援政策の運営主体である行政関係者等様々な支援者との人的ネットワークがいかに構築できるかにかかっている。幸いなことに、二度にわたる現地調査において、ヒアリングを通して貴重な情報を得るとともに非公開の行政・統計資料の提供を受けることができ、目的達成へ近づく条件が整いつつある。次年度の前半は、本年度に入手したデータの読み込みと分析を進めながら、参入支援の要である雇用の側面を重視した現地調査の準備を進める(調査は9月に実施予定)。

後半(10月以降)は、新たに入手したデータの読み込みと分析を行うとともに、研究成果としてまとめる作業に従事し、学会発表や論文投稿による公表に力を注ぐ。申請した研究経費においてその多くを占めているのは物品費(図書・資料)と旅費である。本研究は、文献検討を踏まえた現地調査を主な方法論としているため、両項目において経費を重点的に配分して使用する。
ライソゾーム病における免疫異常の解明

ライソゾーム病のひとつであるSandhoff病(SD)はライソゾーム酵素であるβヘキソサミニダーゼA, Bの欠損により、その基質であるGA2, GM2がライソゾーム内に蓄積し、重篤な神経症状を含むさまざまな症状を呈して死亡する病気であるが、未だ詳細な病態メカニズムは解明されていない。SDの病態については中枢神経系での蓄積に依存すると考えられてきたが、我々はSDにおいて自己抗体の産生が症状の悪化に関与していることを明らかにした。本研究ではSDマウスにおける自己抗体産生機序について研究した。SDマウスでは、自己抗体が産生される時期に胸腺の急激な萎縮が見られた。萎縮した胸腺は、主に皮質部分のT細胞が顕著に減少しており、T細胞の膜表面には自己抗体と思われるIgGの沈着が確認された。一方、T細胞の減少に伴い腫大したマクロファージの増殖が見られ、マクロファージの細胞質にはGA2, GM2の蓄積と、抗原抗体反応を介して貪食されたと思われるT細胞の変性した核が数多く見られた。SDマウスの胸腺における遺伝子発現変化を網羅的に解析したところ、B細胞関連遺伝子やマクロファージの分化、増殖に関連するケモカイン、サイトカインの遺伝子、Th2関連遺伝子の高発現が認められた。これらのことから、SDの胸腺では、通常のアポトーシスを引き起こしたT細胞、及び自己抗体の沈着したT細胞をマクロファージが貪食することにより、マクロファージの細胞内にT細胞由来のGA2, GM2が蓄積し、その結果、マクロファージが活性化し、自己抗体産生を含む免疫異常を弓1き起こし、病態の進行を促進すると示唆される。1)形態を主体とした検索末期の15週齢Sandhoff(SD)マウスの胸腺は、野生型(WT)マウスと大きさを比較して約1/5まで萎縮。TUNEL法で胸腺のアポトーシスの細胞数を検索し、WTマウスとSDマウスに違いを見いだせず。経時解析の結果、SDマウスの胸腺は、14週齢頃より急激に萎縮。病理学的解析で、SDマウスの萎縮した胸腺は、皮質部分のリンパ球が劇的に減少し、代わりに肥大したマクロファージ(Iba-1+細胞)が増殖。肥大したマクロファージの細胞質に、核の断片認め、リンパ球を貪食しているものと示唆された。2)萎縮胸腺に存在する細胞の形状と機能の解析フローサイトメトリー(FACS)で、SDマウスのリンパ球のサブタイプを確認。皮質部分に存在していると考えられているCD4+CD8+T細胞がWTマウスに比べて劇的に減少していることを確認。更に、SDマウスの胸腺に、WTマウスよりCD19+細胞が増加していることも見いだした。SDマウスの胸腺の萎縮に自己抗体(Yamaguchi A,2004 JCI)が関与しているか調べるために、SDマウスの胸腺細胞のIgGの沈着をFACSにて検索。その結果、SDマウスの胸腺のT細胞に自己抗体の沈着が見られた。また、吸着実験により、SDマウスの血清中の自己抗体が、リンパ球の膜表面抗原をターゲットにしていることも見いだした。以上より、SDマウスの胸腺では、自己抗体によると思われる免疫反応により、胸腺の萎縮が引き起こされていると考えられる。現在、マイクロアレー等を用いて、網羅的に解析中。3)その他SDマウスの脳における炎症反応が、Fcγレセプターをノックアウトすることにより減少することを第28回分子生物学会及び第24回神経組織培養研究会にて発表。1)形態を主体とした検索神経症状を極度に呈し、死亡する直前(14-15週)のSandhoff病モデルマウス(SDマウス)の胸腺は、野生型マウス(WTマウス)と比較して、約1/5程度萎縮している。

形態学的には胸腺の皮質部分に肥大したマクロファージ(Mφ)が確認され、CD4+CD8+細胞が減少し、CD4+T細胞が増加していた。また、肥大したMφのライソゾームは、GM2,GA2が蓄積していた。電子顕微鏡による観察では、Mφの細胞質内に貧食されたと思われるリンパ球の変性した核が多く見られた。SDマウスの胸腺は、Mφがリンパ球を貧食することにより萎縮していると示唆された。2)DNAマイクロアレーによる胸腺発現遺伝子の網羅的解析SDマウスの胸腺の分子メカニズムを網羅的に解析する為にDNAマイクロアレーを行った。末期のSDマウスの胸腺では、IL-4,IL-10,IL-13等のTh2関連サイトカインの産生やB細胞誘導性ケモカインCXCL-13等の遺伝子の高発現が認められた。Mφ内に代謝出来ない物質が蓄積すると自己免疫疾患を引き起こすなどの最近の知見から、SDマウスの胸腺でも、Mφ内にGM2,GA2が蓄積し、活性化することにより自己抗体産生に誘導していると示唆される。3)リンパ球への自己抗体の沈着CD4+CD8+細胞を含むT細胞の膜表面には多くのガングリオシドが発現していることが知られている。15週のSDマウスのT細胞には自己抗体が沈着していることを確認した。よって、ADCCによりT細胞はMφに貧食されていることが示唆される。4)今後の研究SDマウスの自己免疫疾患は、胸腺MφがT細胞を処理した結果、Mφに分解出来ないガングリオシドが蓄積し、活性化することにより発症していると考えられる。今後、in vitroの系でガングリオシドの蓄積とMφの活性化機構について詳細に調べる。
東京湾環境情報ネットワークの構築と新たな研究実施枠組みの提案

研究ネットワーク及び環境データベースを構築するために、以下の項目を実施した。まず、環境情報の標準化、特にGIS上での共有化を目指すメタデータの整備に関して、XML形式を用い、具体的にその適用性について検討を加えた。東京大学、東京海洋大学、武蔵工業大学がそれぞれ独自に行った調査あるいは、他研究機関が行った取得データを、共通フォーマート(XML-Shema)を用いて標準化した形式で作成し、汎用性、使用性について検討した。その結果、今回試用した環境標準データ作成ツールは、フォーマットを統一するシステムとして有用であった。データをやりとりする際にフォーマットの説明が不用なために、データ交換は円滑であった。特に今回のように調査主体が多岐にわたる場合には、データ変換のロードが高くなることが多いが、一連の作業中、作成ツール、利用ツールによって大幅に労力が軽減されていた。一方、東京工業大学では過去の東京湾水温データを1966年以来発表されたものを整理し、過去の他の機関によるデータを研究に用いる際の問題点について検討した。横浜国立大学、東京海洋大学で収集した質的なデータの利用方法もあわせて考えると、メタデータとして計測の方法が記載されていることが必須であり、データベースの設計に反映させる必要がある。
ボート競技における伸縮性軽量オールの有効性の検証と野外体育プログラムの構築

高性能かつ安価なマイコンarduinoを利用し、ボート初心者のオールを漕ぐ角度変化とストレッチャーにかかる足底圧変化を同時記録できる動作習得補助装置を製作した。ストローク動作中のオール角度や足底圧荷重をLEDライトの点滅により漕者が視認できるため、効率的なオール捌きのポイントを視覚的に指示できる指導方法の確立に寄与することができた。ボートの初心者指導の際の有効性を検証でき、ボート競技の普及拡大への展望が開けた。本研究では水上でのボート滑漕を容易かつ効率的に実現できるように、旧型木製オールを改良し伸縮性軽量オールを試作する。これにより、オールによるボート推進力を得るための筋力が劣る低年齢層や高年齢層でも、手軽にボート滑漕を楽しむことが可能となり、身近で安全な地域スポーツ振興に貢献することを目的とした。また伸縮性軽量オールの長さを5段階に可変した時の、オールのハンドル部分(力点)とブレード部分(作用点)およびボート内の足底部にかかる3点の力を測定する。実滑漕時の相対的な力配分とタイミングを被検者のレベル毎にデータを取ることにより理想的な滑漕フォームを推定するため、無線wifiによる実験データの測定を行ったが、無線通信の度重なる不調により測定完了に至っていない。オールのハンドル部、ブレード部、足底部の各3点にかかる力を測定するため、バイオログDL-4000(DKH社製)を購入した。これにより、3点にかかる波形をパソコンを見ながら測定・確認しながら保存することができる。荷重センサーとデータロガを接続するケーブル等は防水処理を施し、水上でのボート滑漕での実験を実施したが、無線wifiの度重なる不調により、測定が完了できていない。昨年度はボート競技シングルスカル用のボートオールのハンドル部(力点)、ブレード部(作用点)そしてボート内に固定された両脚の足底部3点にかかる力を測定することを試みた。しかしながら予備実験で苦慮された水上での実滑漕時の実験データの収集は、実験装置のwifi環境等の不備や各部位に貼付した圧力センサーに測定可能範囲を超える荷重がかかる等の事由により達成することができなかった。さらに本研究の実験に不可欠とされた伸縮性軽量オールの加工製作は、旧型木製オールの重量調整が容易ではないとの判断にいたったため、新型軽量オールの改良を試みるが、カーボンチューブ製新型オールを切断すると、木製オール同様の強度不足が生じることも判明したため、伸縮性軽量オールの加工改良製作を断念せざるおえない状況となった。このため、頭初想定した測定部位とは異なるボートとオールの接点となるリガー部(支点)の力量測定を試みることとし、実験装置の改良を加えているが、水上での実験データの収集は想定以上の困難が伴い、不安を残す結果となっている。一方、実滑漕に近い疑似体験型の陸上トレーニングを検討しつつ、有効な初心者指導法を施策したい。さらに継続的野外教育プログラムの構築を提案できるよう研究テーマの見直しも図りながら、例年8月予定されている地元町民レガッタ大会に参加する初心者からの直接的意見を組み入れながら計画を練りたいと考えている。同時に、参加者を対象とした講習会等を開催する予定である。実験装置の不備と、伸縮性軽量オールの加工製作を仕上げるに至っていない。頭初の目的を達成することに想定以上の困難が伴い研究遂行に支障をきたす結果となっている。すなわち、本研究の実験に不可欠とされた伸縮性軽量オールの製作は、旧型木製オールの重量調整が容易ではない点と、カーボンチューブ製新型オールを切断すると、旧型木製オール同様の強度不足が生じ、水上での実滑漕には対応できないと判断せざるおえない状況となった。計測部位を当初の3点から変更し、1点(リガー部)に設定し直し測定結果を得る方向へ転換を図ることにした。ボート競技には、漕手数が1人の場合から複数人(最大8名)で実施される種目があるが、本研究では1人が1本のオールを持つスウィープ種目のナックルフォア艇を使用した。漕手4人それぞれの推進力は、座席が前後に動き、オールを使って脚力により艇を進める全身運動により生み出される。さらに規則上オールの長さや形状に関する制限がないことから、初心者向けの伸縮性軽量オールの改良を試みたが、木製オールの加工段階で強度不足による安全上の課題が大きいため、当初の実験計画を修正することとした。そこで伸縮性軽量オールの開発を主目的とした当初計画から、初心者のストローク動作時におけるオールと艇の接続部(リガー)にかかる力の変容と脚部にかかる足底圧変化を数値化することにより、初心者と経験者とのコーディネーション能力の相違点に着目し、一連のストローク動作の特性を実際の水上滑漕実験で明らかにすることとした。まず水上での実滑漕時の初心者と経験者とのストローク動作におけるスキルの相違点を同時に測定するため、近年広く普及している高性能かつ安価なマイコンArduinoと歪センサ等による計測機器を用いて、水面からオールが受ける推進力の変容と踏み込み動作に掛かる圧力を同時記憶するシステムを構築した。結果、初心者はオール捌きにおいて、スムーズなストローク動作に改善の余地があり、ドライブからフィニッシュに至る最終局面における足底圧の荷重時間は緩やかで変動が大きい傾向にある。一方、経験者のオール捌きには無駄な動作が少なく、測定圧の最大値も短時間で達するという相違点のあることが分かった。なお、これらの研究成果は日本体育学会において発表予定である。

ストローク動作中のオール角度や足底圧荷重をLEDライトの点滅により漕者が視認できるため、効率的なオール捌きのポイントを視覚的に指示できる指導方法の確立に寄与することができた。ボートの初心者指導の際の有効性を検証でき、ボート競技の普及拡大への展望が開けた。予備実験は終了しているため、実際の水上滑漕での無線によるデータ送信の改善を図り、今夏中には水上実験を完了したい。なお当初想定していた旧型木製オールの加工製作は、オールにかかる強度が想定以上に大きく軽量化のメリットと強度不足のデメリットという課題をクリアしきれないため、既成の最新軽量オールを使用して実験データを測定する方向で再検討中である。実滑漕に近い疑似体験型の陸上トレーニング方法を検討し、有効な初心者指導指導法を施策したい。さらに継続的野外教育プログラムの構築を提案できるよう研究テーマの見直しを図りつつ、例年8月予定されている地元町民レガッタ大会に参加する初心者からの意見を参考にしたい。同時に、参加者を対象とした講習会等を開催する予定である。体育方法本研究用の伸縮性軽量オールの製作が完了していないため、当初想定していた実験にかかる人件費や謝金の支出が必要無くなった。無線型実験装置に使用するラップトップ型PCが旧型のため実験に支障をきたし、新規購入する必要が生じたため。伸縮性軽量オールの製作にのみ時間を費やすことをせず、既成の最新軽量オールを使用し水上での実験データの積み上げと、各年齢層の被検者数を増やし、その差異を検証する。実験データ収集のため、必要なアプリケーションをインストールし直し、再度実験に取り組んだ。
大規模画像データベースによるじん肺画像の経年変化の解析

対象画像の集積と分類今回の研究対象として従来からじん肺の有所見者が多数見られる某窯業を選んだ。研究対象とする長期にわたるじん肺症例の基準として、じん肺の有所見となってから20年以上経過した例を対象とし、さらにその間の胸部X線撮影が定期的に行われ保存されていた症例を選んだ。その結果計23例のじん肺有所見者が基準を満たし、今回の研究の対象とした。画像解析方法の研究当初、他の研究者が行った処理方法の検討を行った。肺野の画像の抽出の際、心血管と骨という肺野に重なる陰影の影響を除去するための方法の点で従来の研究は明確な解決方法が見いだせず、影響を受けない部分を手作業で抽出し解析の対象としていた。しかし、この方法では肺野全体を評価したとはいえず、これがじん肺を初めとする肺野画像解析の行き詰まりともなっていた。今回われわれは2次元フーリエ変換を利用して心血管陰影と骨の陰影の除去に成功した。さらに評価の際課題になっていた撮影条件の差や皮脂などによるバックグランドの濃度分布の不均一の問題も同時に解決することに成功した。この処理した画像から2mm前後の顆粒陰影を選択的に抽出する技術もフーリエ変換を応用して確立した。これにより自動的に顆粒陰影を抽出することができるようになった。現在この手法により各症例の解析処理を行いデータの蓄積を行い、有所見の結果と画像解析の組み合わせを検討して画像処理によるじん肺の自動評価が行えるか検討している。今後の予定現在今年度開発した手法により各症例の解析処理を行っており、その結果をまとめ報告する予定である。次の段階では2mm前後だけでなく任意の大きさの画像の抽出ができるように進め、さらにその画像のゆがみなども評価の対象となるように解析方法を研究する予定である。
扁桃体機能の神経活動依存性解析とそれに対するストレスの影響

脳機能に対するストレスの影響をうつ病などの疾患との関連させて解析することを目的とした。脳機能として扁桃体依存性の連合学習を用いた。恐怖条件付けで影響される扁桃体のシナプス伝達を解明し、次いで慢性ストレスの扁桃体シナプス伝達に対する作用を解析し、慢性ストレスでは扁桃体の神経細胞に対する影響が大きいことを見出した。また、末梢刺激が記憶・学習に影響をおよぼすことを示した。本研究では扁桃体-海馬-ストレス連関解明の第一段階として、扁桃体における記憶のメカニズムを解析することに着手した。Arc-Venusトランスジェニックマウスを用いる。このマウスは、Arcのプロモーターの下流にVenus(改変型GFP)をコードするDNAを挿入したものである。神経細胞が活動すればArcプロモーターが活性化され、最終的にVenusタンパク質が産生される。蛍光が強いので落射蛍光顕微鏡でも十分に活動した細胞が確認できる。恐怖条件付け学習課題を行ったマウスから脳切片を作成し、学習課題に伴って活動した神経細胞を狙ってパッチクランプを行った。自発的なシナプス後電位または電流の解より、miniature EPSCが増加することが明らかになった。ペアパルスの解析から、シナプス終末からのグルタミン酸遊離確率が上昇していることが示唆された。さらに、当初の予定には入っていなかったが、シナプスの形態を解析してみた。スパインや樹状突起のSholl Analysisを行った。その結果、恐怖条件付学習単独では、有意な形態学的な変化を起こさないことが明らかになった。次に消失記憶の影響を解析した。消失記憶は60分間、条件付環境に暴露することで行なった。この条件でもVenus陽性細胞が増えることが確認され、恐怖記憶の消去ではなく、消失記憶の獲得であることが分かる。この条件では自発活動の有意な変化は観察されていない。定常状態でのシナプス入力だけでなく、灌流する人工脳脊髄液の組成を変えて、自発的なアップダウン(興奮性のシフト)を誘導し、アップダウン状態におけるシナプス入力やシナプス可塑性を解析することは今後の課題である。学習に関わった神経細胞の可塑性解析前年度に引き続き、Arc-Venusトランスジェニックマウスを用いて実験を行った。恐怖条件付け学習課題を行ったマウスから脳切片を作成することにより、学習課題に伴って活動した神経細胞を可視化して、パッチクランプを行った。既に、自発的なシナプス後電位と後電流の解析から、恐怖条件付けで活動したシナプスの前終末から伝達物質の放出確率が上昇し、自発的シナプス伝達の亢進を明らかにしている。本年度は、我々が見つけたシナプス伝達効率の上昇が、連合学習依存的であるかを検討した。その結果、マウスを新奇環境に入れた直後に電気ショックを与えた群では、シナプス伝達効率の上昇が起こらないことを確認できた。扁桃体機能に対する慢性ストレスの影響ストレス状態では知情意の慢性的な抑制がかかり、海馬の機能も低下する。慢性ストレスを再現よくマウスに与えるのは難しいが、20日間に渡り飲料水にコルチコステロンを混ぜることで、慢性ストレス状態を作出できた。この慢性ストレス動物がうつ様症状を呈していることを確認した。また、扁桃体神経細胞の形態をBLAを中心に解析したところ、予想に反して樹状突起の分岐数や総延長が増加していることが分かった。この影響は、コルチコステロンの投与を休止した後も少なくとも20日間は持続していた。うつ様症状と形態変化にはミネラルコルチコイド受容体が関与していることが示唆された。【学習に関わった神経細胞の可塑性解析】前年度に引き続き、Arc-Venusトランスジェニックマウスを用いて実験を行った。恐怖条件付け学習について、獲得時の神経活動に比べ、記憶の消去時の知見が少ないので、消去に絞って解析を行った。消失トレーニングにより、恐怖記憶が消去されることを確認したマウスから脳切片を作成し、下辺縁皮質ニューロンにパッチクランプ法を適用して電気生理学的な解析を行った。その結果、恐怖記憶の消失時には下辺縁皮質ニューロンの内的興奮性が上昇しているが、シナプス入力には大きな変化がないことを見出した。入力抵抗が上昇していたが、静止膜電位には変化がなかったことから、整流性チャネルの変化が推定された。【扁桃体機能に対する慢性ストレスの影響】慢性ストレスとして、持続的なコルチコステロン投与マウスを用いると、うつ様行動が惹起され、扁桃体神経細胞樹状突起の分岐数や総延長が増加していることを既に示している。予想に反した結果なので、その他の慢性ストレスモデルについても検討を行った。物理的ストレスや社会的ストレスについて様々な検討を行ったが、残念ながら報告されているようなうつ様・不安様行動は惹起できなかった。【末梢性ストレスが記憶・学習に及ぼす影響】末梢性ストレスとして、マウスの腹腔内にリポポリサッカライドを投与するモデルを作成した。このモデルを用いて、局所的な急性炎症が受動的回避学習課題遂行能力を低下させることを見出した。

シナプス可塑性の電気生理学的解析は、実験を担当する大学院生が卒業により交代したが、実験主義を継続することができ、続きの研究が順調に行われている。また、慢性ストレスモデル動物の作出にも成功し、ぞくぞくと興味深いデータが得られている。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定には無かったが、慢性ストレスモデルが再現性よく作出できることが分かり、それを使用した研究も発展させていく予定である。
カルシウム-カルシニューリン系と甲状腺ホルモン作用のクロストローク

昨年までの研究により、ヒト皮膚線維芽細胞においてヒトZAKI-4遺伝子がα,βの異なるアイソフォームをコードすること、甲状腺ホルモン(THに)よりZAKI-4αが増加することを明らかにした。更に、THがZAKI-4αの発現を介してCNを抑制することが示された。平成15年度の研究では、THによるZAKI-4αの発現調節機序を検討した。ZAKI-4遺伝子ファミリーに属するDSCR1の発現がCNの活性化により増加することから、THによるZAKI-4αの発現調節がCNの活性化によるか否かをCN抑制剤FK506とそのアナログrapamycinを用いて検討した。TH依存性のZAKI-4αの増加はFK506によっては抑制されず、rapamycinにより著しく低下した。Rapamycinは、mTORと称されるセリン・スレオニンキナーゼの特異的阻害剤であり、THがmTORの活性化を介してZAKI-4αの発現を促進することが示唆された。このため、THによるmTORの活性化を検討すると、THはmTORの燐酸化を介して活性化し、その下流の基質p70S6キナーセを活性化することが明らかにされた。THによるmTORの活性化は添加後10分から認められ、蛋白合成阻害剤の存在下でも活性化は影響を受けなかった。これらの結果は、THが転写を介さないnon-genomic actionによりmTORを活性化することを示している。THは受容体(TR)を介してgenomic actionを発揮することが知られているが、non-genomic actionにおけるTRの関与は不明である。そのため、ドミナントネガティブ作用を持つ変異TR (G345R)をアデノウイルスを用いて強制発現し、THによるmTORの活性化を検討した。その結果、G345RはTHによるmTORの活性化を完全に抑制した。この結果は、THのnon-genomic actionにTRが必要とされることを初めて示したものである。(1)ラットZAKI-4遺伝子のTHによる中枢神経系での発現調節:妊娠した甲状腺機能低下症ラットから生まれた新生児ラットに甲状腺ホルモンを投与し、in situ hybridization方、Northern blot法によりZAKI-4遺伝子の発現への影響を検討した。その結果、ZAKI-4遺伝子は、大脳皮質、小脳、海馬、嗅脳など脳の種々の部位に発現していることが明らかにされた。THに応答する領域は大脳皮質第6層のみに認められ、同じ中枢神経系においてもTHによる応答性が異なることが明らかとなった。(2)ヒトZAKI-4遺伝子の構造の解明:当初ヒト、マウスZAKI-4遺伝子の構造をサザーン解析した結果、α,βをコードする2つの遺伝子の存在が示唆された。しかしながら、RNA-Ligase-Mediated Rapid Amplification of cDNA Endsを用いた詳細な5'-端の検討、およびBioinformaticsを用いた検討により、ZAKI-4遺伝子が7つのエキソンからなる単一の遺伝子から構成されていることを明らかにした。更に、FISHを用い、この遺伝子が第6染色体短腕に位置することが示された。(3)ヒト皮膚線維芽細胞におけるTHによるZAKI-4遺伝子の発現調節:ヒトZAKI-4遺伝子がα,βの異なるアイソフォームをコードすることが明らかにされたため、ヒト皮膚線維芽細胞を用い、THによる発現調節がアイソフォームにより異なるか否かを検討した。その結果、皮膚線維芽細胞では、主としてZAKI-4αがTHにより増加することが明らかにされた。(4)心筋肥大とZAKI-

4発現との関連:心筋の初代培養細胞にCn活性化刺激を加えると、心筋肥大のマーカーとされる心房性ナトリウム利尿ペプチドの発現が誘導される。この際、ZAKI-4βの発現が増加し、この増加はCn阻害剤であるサイクロスポリンAにより完全に阻止された。1.ZAKI-4遺伝子の構造解析:我々は、昨年度ヒトZAKI-4遺伝子の全構造を明らかにした。本年度は、マウスZAKI-4遺伝子がほぼヒトの遺伝子と同様の構造であることを明らかにすると共に、ノックアウトマウスの作成に着手した。2.ヒト皮膚線維芽細胞を用いた甲状腺ホルモンによるZAKI-4アイソフォームの発現調節:昨年の研究により明らかにした、アイソフォームαののが甲状腺ホルモンによる調節が、甲状腺ホルモン受容体(TR)を介していることを、ドミナントネガティブTR、恒常的転写活性化能を有するTRをアデノウィルスベクターを用いて明らかにした。5.Yeasttwo hybrid systemを用ZAKI-4遺伝子遺伝子産物と会合する蛋白の遺伝子スクリーニング:ZAKI-4遺伝子産物αアイソフォームに会合する蛋白としてNa-K-ATPaseのβsubunitが同定され、今後この生理学的意義を検討したい。昨年までの研究により、ヒト皮膚線維芽細胞においてヒトZAKI-4遺伝子がα,βの異なるアイソフォームをコードすること、甲状腺ホルモン(THに)よりZAKI-4αが増加することを明らかにした。更に、THがZAKI-4αの発現を介してCNを抑制することが示された。平成15年度の研究では、THによるZAKI-4αの発現調節機序を検討した。ZAKI-4遺伝子ファミリーに属するDSCR1の発現がCNの活性化により増加することから、THによるZAKI-4αの発現調節がCNの活性化によるか否かをCN抑制剤FK506とそのアナログrapamycinを用いて検討した。TH依存性のZAKI-4αの増加はFK506によっては抑制されず、rapamycinにより著しく低下した。Rapamycinは、mTORと称されるセリン・スレオニンキナーゼの特異的阻害剤であり、THがmTORの活性化を介してZAKI-4αの発現を促進することが示唆された。このため、THによるmTORの活性化を検討すると、THはmTORの燐酸化を介して活性化し、その下流の基質p70S6キナーゼを活性化することが明らかにされた。THによるmTORの活性化は添加後10分から認められ、蛋白合成阻害剤の存在下でも活性化は影響を受けなかった。これらの結果は、THが転写を介さないnon-genomic actionによりmTORを活性化することを示している。THは受容体(TR)を介してgenomic actionを発揮することが知られているが、non-genomic actionにおけるTRの関与は不明である。
セレクチンリガンドを有するKL-6/MUC1分子の臨床病理学的意義

間質性肺炎のマーカーとして既に臨床応用されているKL-6(可溶性MUC1)の中に、セレクチンリガンドを持つ分子(SLAKと命名)が存在する。SLAKは急性呼吸窮迫症候群(ARDS)で高値であり、経渦中のDICの合併を予測する優れたマーカーであることを明らかにした。今後、SLAKを測定することで、死亡に直結しうるDICの発症を診断時に予知し、早期に低分子ヘパリンなどを用いることで、極めて不良のARDSの予後改善に寄与する可能性がある間質性肺炎のマーカーとして既に臨床応用されているKL-6(可溶性MUC1)の中に、セレクチンリガンドを持つ分子(SLAKと命名)が存在する。今後、SLAKを測定することで、死亡に直結しうるDICの発症を診断時に予知し、早期に低分子ヘパリンなどを用いることで、極めて不良のARDSの予後改善に寄与する可能性がある特発性間質性肺炎(IIPs)、膠原病肺、ARDS、過敏性肺炎、カリニ肺炎について、SLAKの測定を行った。平均値は慢性過敏性肺炎で最も高く、IIPs、ARDS、膠原病肺の順であった。急性過敏性肺炎はKL-6が最も高値となる疾患であるが、SLAK値はカリニ肺炎同様低値であった。SLAK/KL-6の値はARDS、慢性過敏性肺炎、IIPsの順に高かった。また、IIPsにおいて、安定期と急性増悪期に測定しえた8例では、急性増悪期に有意に高値であった。ARDSにおいてSLAK/KL-6が高値であり、SLAKと血栓との関連が理論的に疑われるため、まずKL-6とARDSに合併する汎発性血管内凝固症候群(DIC)との関連を検討した。KL-6値はARDSで上昇することがすでに知られているが、今回の検計でも同様であり、特にDICを合併した例でより高値になることが明らかになった。特に、KL-6の増加率とDIC発症は関連が認められた。診断時点のKL-6値は、DIUスコアの増加を予測する因子であった。診断時点でのKL-6のカットオフ値を300U/mlとすれば、DICの予測し対するROCのAUCは0.7であり、DICの発症を感度89%、特異度55%で予測した(J Intern Med、印刷中)。肺癌においてはSLAKは病期の進展と関連するが、DICの発生がまれであるため、DIC発症との関運の検討は困難であった。ヒトMUC1コア蛋白のトランスジェニックマウスの血清が得られたために行った予備的検討において、本マウスは通常のマウスでは検出されないKL-6が人と同程度の濃度で検出された。このことから、ヒト型コア蛋白の存在のみでKL-6という糖鎖エピトープが発現することが明らかとなった。SLAKの発現の検討が必要であるが、これまでできなかったSLAKあるいはKL-6の研究がマウスにおいて可能となるかもしれない。●ヒトMUC1コア蛋白のトランスジェニックマウス:種々の手続きを経て昨年輸入することが出来、現在繁殖に成功している。ホモ接合体は致死的であるようで、現時点ではワイルドとヘテロのブリーディングペアで繁殖し、本マウスにおけるヒトMUC1遺伝子のスクリーニング方法も確立した。本マウスは通常のマウスでは検出されないKL-6が血清およびBALFについて、人と同程度の濃度で検出されることを確認した。今後、SLAKの発現の検討をはじめ、これまでできなかったKL-6の動態研究が可能となる。46例のARDSにおけるDIC発症の予測因子につき、SLAKや関連する分子であるKL-6,SLXK,PSGL-1などを含めて検討した。その結果、単変量解析では、SLAK、KL-6、SLXK、peak airway pressure、APACHE II score、SIRS criteria、Direct/Indirect causeがp<0.2であり、多変量では唯一SLAKが有意にDICと関係していた。これらの結果を現在投稿中である。この結果により、SLAKがARDSにおけるDIC発現を診断時に予測可能なバイオマーカーとなりうることが明らかとなった。また、SLAKの発現機構を明らかにするために、多数の肺癌細胞株のスクリーニングを行い、2株のSLAK産生肺癌株を見いだした。さらにヒトMUC1コア蛋白のトランスジェニック(MUC1Tg)マウスは、通常のマウスにはないKL-6が、血清および気管支肺胞洗浄液中に人と同程度の濃度で検出されることを明確にした。今後、前向き試験においてcutoff値を確認する必要があるが、本研究によりSLAKがARDSの予後を改善しうるかどうか、すなわち上昇していれば早期からのヘパリン等の投与により、生存率が向上するかどうかを明らかにする臨床試験が計画できるものと考える。またその発現機構は、本研究によって見いだされた細胞株やMUC1Tgマウスを用いて明らかにすることができるものと考えられる。
コレステリック液晶のらせん周期を用いた分布帰還型レーザの創製

コレステリックらせん構造による光学特性は従来から注目されていたが、現在までは、それを液晶場で利用するという手法を取ってきた。本研究は、これら応用方法とは全く異なった視点に立つもので、コレステリック液晶場をらせん構造制御の場として利用し、高分子をベースにしたコレステリック固体を作り、そのらせん構造に由来する光物性を安定に活用するものである。光安定性、耐熱性が著しく向上し、光学結晶としての機能の利用が現実となる。その重要な試みの一つとして、コレステリックらせん周期構造を利用し、半導体レーザの分布帰還キャビティと類似な構造をもつ分布帰還型レーザを設計する。具体的には2通りの方法、1)コレステリック膜中にレーザ色素をドープする2)二つのコレステリック膜でレーザ色素を含む膜をサンドイッチするの方法で、ポンプレーザ光でレーザ色素を発光させ、その発光波長域に選択反射波長を重ねて光を閉じこめ、レーザ発振させるという原理である。現在、両系でレーザ発振に成功するとともに、(1)レーザ発振方位に指向性がある、すなわち、らせん軸に沿った方向に発振する(2)発光する光は円偏光である(3)反射禁制帯の長波長エッジで発振する、すなわち、コレステリックのピッチを変えれば、レーザ発振波長を変えることができる(4)ポンプ光の閾値強度が低いなどの特長が見られ、有機材料に特化した方面への応用展開を可能とするレーザ発振器を創製できることが現実となっている。本研究は、高分子をベースにしたコレステリック固体を作り、そのコレステリックらせん周期構造を利用し、半導体レーザの分布帰還キャビティと類似な構造をもつ分布帰還型レーザを設計することを目的として行った。まず、ポリマー色素をドープしたポリエステル等のコレステリック液晶セルを調整し、試料セルの透過スペクトルから、左巻き螺旋に対応した左円偏光の選択反射を観測した。また、ドープした色素のクロロホルム中での蛍光スペクトルと、同セルの蛍光スペクトルとを比較した結果、選択反射の位置に対応した500nm付近にディップが現れ、ストップバンドの存在により内部発光の閉じ込めが起こっていることを明らかにすることができた。この試料セルにレーザポンプ光を入射させその強度を上げてゆくと、ある特定の入射強度を超えたところで指向性の高い、強力な発光が現れる。発光強度は明らかに閾値を持って線形増大しており、レーザ発振が起こっていることが判明した。閾値強度は約0.018μJであり、非常に小さい。透過、蛍光スペクトルとの比較から、長波長側のストップバンド端に対応して、線幅の狭い発振が現れていることが認められた。以上のように、我々の測定ではレーザー発振は2つあるストップバンド端のうち、常に長波長側のバンド端で観測されている。螺旋周期構造中では、ストップバンドの長波長側は液晶分子の配向方向に対し平行な偏光モード、短波長側は垂直な偏光モードに対応している。このため、色素分子が液晶中で配向し、かつその発光遷移モーメントが液晶分子に対し平行、あるいは垂直に揃っていれば、発振効率が高く発振閾値も低くなると予想され、モード選択や効率向上が実現されていると考えられる。このレーザは、フォトニック効果の発現由来となる螺旋構造が自発的に形成されていることが特徴である。より発振効率の高い状態を実現できれば、より幅広い可変波長域の実現や連続発振、半導体レーザによる励起も可能であろう。今後は、より適した発振条件を材料の選択およびセル構造といった見地から探索を行う。
磁場の生体影響を高感度に検出する装置と実験系の開発

実験用極低周波変動磁場(ELFMF)曝露装置の製作については、まず、三相交流トランスを一部改造し、周波数50Hz(または60Hz)、最大磁場密度500mT(ミリテスラ)の可変電磁石を作成した。このシステムには、CO_2インキュベータ内蔵の交流電磁石本体、交流電磁石電源、ガス混合器、定温温水器、および冷水還流型冷却ユニットが含まれる。磁石鉄芯の材質は0.5mm厚のけい素鋼板を600枚重ね合わせて作られている。細胞曝磁用に使用する範囲内における磁場密度の変動は1%以内を、均一な磁場曝露が可能である。培養器の材質は、紫外線遮断のアクリルを用いている。培養器(特に底面)の温度を37°Cに保つため、温水還流器から培養器の側面および底面に温水を還流している。湿度に対しては、培養器内のシャーレ設置部分の両サイドに溝を作り、滅菌水を満たして95%以上の湿度を保持している。さらに、5%CO_2と95%空気の混合ガスを37°Cの滅菌水でバブリングし、培養器前面から送り込んでいる。これらの条件で、最大400mTの磁場曝露が一定温度のもとで可能なことを確認した。ELFMFの遺伝子発現への影響については、ラット褐色細胞腫由来の培養細胞にヒトVIP遺伝子のプロモーターにベータガラクトシダーゼ(β-gal.)遺伝子を結合して得たキメラ遺伝子を導入した形質転換細胞を用いた。細胞膜に存在するadenylate cyclaseを活性化するforskolinで4時間刺激するとβ-gal.活性は上昇した。この刺激をELFMF(400mT)曝露下で行うとβ-gal.活性はさらに上昇した。また、forskolinにTPAを加えて4時間刺激した場合、β-gal.活性はforskolin単独に比べて約2倍の上昇が見られた。この刺激をELFMF曝露下で行うと非曝磁に比べてβ-gal.活性はさらに上昇した。以上の結果、ELFMFはcAMPやプロテインカイネースCを介した細胞のシグナル伝達系に影響を及ぼし、遺伝子発現を誘導している可能性が示唆された。今日、日常生活にて、人工的な電磁場に曝される機会が増大している。このような電磁場が細胞諸機能に与える影響を検討するため、電磁場の長時間曝露できる装置を設計し、開発試作した。磁場は50Hzまたは60Hzの極低周波変動磁場(ELFと略す)で、装置の概要は、磁石本体、内臓細胞培養器、電源、磁石冷却機、空気とCO2混合ガス調製器、および培養器保温用温水還流器から構成されている。作製したELF曝露装置の磁場条件をガウスメータ、オシロスコープおよびレコーダを用いて正確に測定し、最大出力0.4Tで0から0.4Tまで可変可能で長時間に渡って安定した磁場曝露が可能なことを確認した。ELF曝露時、磁場密度に依存して培養器内の温度が上昇するため、出力に応じた冷却水の温度を種々検討し、出力の変化によっても正常な培養条件温度を保持できるよう条件を設定した。CO2ガス制御についても、培養器内培養液のpHを長時間測定し、通常の培養環境(pH7.2pH7.4)を十分満たしていることを確認した。以上、装置の作動況状について十分なチェックを行い、細胞を用いたELFの生物学的影響を見る実験を開始した。