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肺癌免疫療法へ向けたNKT細胞におけるAhRシグナルの作用機構の解明

肺癌に対するNKT細胞を用いた免疫療法の有効性の向上のため、新たな免疫療法を確立することを目的とした。AhRリガンドの存在下で培養したNKT細胞表面上ではPD-L1の発現が減少した。しかしながら、AhRリガンド投与によるNKT細胞の抗腫瘍効果における変化は認められなかった。単球の樹状細胞培養条件にAhRリガンドを添加すると分化した樹状細胞のPD-L/PD-L2の発現が減少し、NKT細胞をより活性化させることが明らかになった。本研究から現行のNKT細胞療法に加えて、AhRリガンドを添加して樹状細胞を作成することで、より効果的にNKT細胞を活性化させる次世代のNKT細胞療法の可能性が示唆された。本研究は、肺癌に対するNKT細胞を用いた免疫療法の有効性の向上のため、新たな免疫療法を確立することを目的する。AhRシグナルがPD-L1の発現を抑え、NKT細胞によるIFN-γ等のサイトカイン産生及び細胞障害活性を上げるという仮説に基づき以下の実験を行ってきた。平成28年度は、in vitroでNKT細胞におけるPD-L1の経時的な発現変化をAhRのアンタゴニスト、CH223191もしくはAhRリガンド、FICZを添加した条件下で検討した。フローサイトメーターによる解析では、CH223191の存在下でNKT細胞表面上のPD-L1の発現が増加し、逆にFICZの存在下では減少することを明らかにした。AhRリガンド投与によりPD-L1の発現が抑制されることで、NKT細胞の抗腫瘍活性が増強するかをヒト肺癌A549細胞と共培養を行い確認したところ、抗腫瘍活性の差異は認められなかった。このことから今後は共培養を行う細胞株を変更する等の条件設定を行いin vitroでのAhRシグナルとNKT細胞の抗腫瘍効果増強に関する検討を進めていく。同時に、重度複合免疫不全マウスであるNOGマウスを用いた肺癌モデルに培養したヒトNKT細胞を投与し、NKT細胞療法を再現し、そこにAhRのアゴニストを添加することでNKT細胞活性が増強するかどうかをin vivoで検討し治療への応用を検討する。in vitroでのNKT細胞におけるPD-L1の発現とAhRシグナルの相関関係について明らかにすることができた。一方、AhRリガンドを添加しPD-L1の発現を抑制した状態におけるNKT細胞の抗腫瘍効果の増強に関する具体的な結果はまだ得られていないため、やや遅れが生じている。AhRリガンドの存在下で培養したNKT細胞表面上ではPD-L1の発現が減少したがPD-L2の発現に変化は見られなかった。逆に、AhRアンタゴニストの添加によりAhRシグナルを抑制した状態で培養したNKT細胞上ではPD-L1の発現が大きく上昇することが明らかとなった。しかしながらそれぞれの条件で培養したNKT細胞と肺癌細胞株A549との共培養を行ったところ、AhRリガンドもしくはアンタゴニスト投与によるNKT細胞の抗腫瘍効果における変化は認められなかった。単球の樹状細胞培養条件にAhRリガンドを添加すると分化した樹状細胞のPD-L1の発現が減少し、PD-L2においては発現が顕著に抑制された。逆にAhRアンタゴニストを添加するとPD-L1, PD-L2の発現が上昇した。さらにAhRリガンドを添加条件した樹状細胞が、NKT細胞をより活性化させ、高いサイトカインの産生を誘導することが明らかになった。本研究から現行のNKT細胞療法に加えて、AhRリガンドを添加して樹状細胞を作成することにより、より効果的にNKT細胞を活性化させるという次世代のNKT細胞療法の可能性が示唆された。今後は抗腫瘍効果を検討する腫瘍細胞株の変更等、細かい条件設定を再検討し研究を遂行して行く。同時に、NOGマウスを用いた肺癌モデルに、培養したヒトNKT細胞を投与しNKT細胞療法を再現する。そこにAhRのアゴニストを添加することでNKT細胞活性が増強するかどうかを、IVISを用いた画像解析によって腫瘍の大きさの観察を行い、さらに腫瘍微小環境でのNKT細胞の活性をin vivoで検討することで、NKT細胞治療への応用を確立する。免疫学
腸炎モデルマウスを用いた腸炎発症におけるヒト腸内フローラの関与の追究

炎症性腸疾患は難治性の慢性炎症疾患であり、いまだその病態は明らかとなっていないが、腸管局所の免疫反応の異常がその原因の一つとして想定されている。一方、抗生物質の投与で軽快することや各種の実験腸炎動物モデルでは無菌環境下では腸炎を発症しないことから、炎症性腸疾患の病因に腸内細菌は深く関わっている事が示唆され、通常は経口免疫寛容の状態にある腸内常在細菌に対する免疫反応が過剰に反応することが慢性腸炎発症のトリガーであると考えられている。そこで無菌環境下の急性腸炎誘発マウスDSS腸炎マウス)および腸炎自然発症モデルマウス(IL-10ノックアウトマウス)に対して健常人由来のフローラを持つマウス(human flora-associated mouse:HF Amouse)およびUC患者由来のフローラを持つマウス(UCFA)を作製し、ヒト腸内フローラの腸炎発症への関与を追究した。DSS腸炎マウスおよびIL-10ノックアウトマウスにおいて、HFAに比してUCFAの方が腸炎の程度が肉眼的にも組織学的にも重症化しており、腸内フローラの構成バランスの異常が、腸炎の発症あるいは腸炎の重症化に関与する可能性を示唆するものであると考えられた。さらに、IL-10ノックアウトマウスを用い、腸管マクロファージの腸内細菌認識と腸炎誘導機構について検討を行なった。IL-10ノックアウトマウスでは内因性のIL-10産生を欠くため、本来、腸内細菌刺激に対し抑制性に働く腸管マクロファージがIL-12やIL-23を過剰産生する炎症性のマクロファージへと異常分化し、Th1型の慢性腸炎の発症に寄与していることが示唆された。炎症性腸疾患は難治性の慢性炎症疾患であり,いまだその病態は明らかとなっていないが、腸管局所の免疫反応の異常がその原因の一つとして想定されている。一方、抗生物質の投与で軽快することや各種の実験腸炎動物モデルでは無菌環境下では腸炎を発症しないことから,炎症性腸疾患の病因に腸内細菌は深く関わっている事が示唆され、通常は経口免疫寛容の状態にある腸内常在細菌に対する免疫反応が過剰に反応することが慢性腸炎発症のトリガーであると考えられている。今回の研究では、無菌環境下の腸炎モデルマウスに対して炎症性腸疾患患者由来のフローラを持つマウスを作製し、ヒト腸内細菌フローラの慢性腸炎の病態への関与を追究した。潰瘍性大腸炎(UC)患者の糞便フローラは健常人のそれに比して構成バランスが異なっていたが、野生型マウスに、UC患者の糞便フローラを定着させたのみでは、腸炎の発症はみられなかった。一方、DSS誘発腸炎における検討では、健常人フローラを定着させたHFAマウスに比して、UC患者の糞便フローラを定着させたUCFAマウスにおいて、disease activity indexや長さあたりの腸重量、血清炎症マーカー、組織学的スコアのいずれの指標でも腸炎の程度が悪くなることが示された。IL-10ノックアウトマウスを用いた慢性腸炎モデルにおける検討でも同様の結果が得られた。このことは、腸内フローラの構成バランスの異常が、腸炎の発症あるいは腸炎の重症化に関与する可能性を示唆するものであると考えられた。炎症性腸疾患は難治性の慢性炎症疾患であり,いまだその病態は明らかとなっていないが、腸管局所の免疫反応の異常がその原因の一つとして想定されている.一方、抗生物質の投与で軽快することや各種の実験腸炎動物モデルでは無菌環境下では腸炎を発症しないことから,炎症性腸疾患の病因に腸内細菌は深く関わっている事が示唆され、通常は経口免疫寛容の状態にある腸内常在細菌に対する免疫反応が過剰に反応することが慢性腸炎発症のトリガーであると考えられている。

そこで無菌環境下の急性腸炎誘発マウス(DSS腸炎マウス)および腸炎自然発症モデルマウス(IL-10ノックアウトマウス)に対して健常人由来のフローラを持つマウス(human flora-associated mouse : HFA mouse)およびUC患者由来のフローラを持つマウス(UCFA)を作製し、ヒト腸内フローラの腸炎発症への関与を追究した。DSS腸炎マウスおよびIL-10ノックアウトマウスにおいて、HFAに比してUCFAの方が腸炎の程度が肉眼的にも組織学的にも重症化しており、腸内フローラの構成バランスの異常が、腸炎の発症あるいは腸炎の重症化に関与する可能性を示唆するものであると考えられた。さらに、IL-10ノックアウトマウスを用い、腸管M・の腸内細菌認識と腸炎誘導機構について検討を行なった。IL-10ノックアウトマウスでは内因性のIL-10産生を欠くため、本来、腸内細菌刺激に対し抑制性に働く腸管マクロファージがIL-12やIL-23を過剰産生する炎症性のマクロファージへと異常分化し、Th1型の慢性腸炎の発症に寄与していることが示唆された。炎症性腸疾患は難治性の慢性炎症疾患であり、いまだその病態は明らかとなっていないが、腸管局所の免疫反応の異常がその原因の一つとして想定されている。一方、抗生物質の投与で軽快することや各種の実験腸炎動物モデルでは無菌環境下では腸炎を発症しないことから,炎症性腸疾患の病因に腸内細菌は深く関わっている事が示唆され、通常は経口免疫寛容の状態にある腸内常在細菌に対する免疫反応が過剰に反応することが慢性腸炎発症のトリガーであると考えられている。これまでにIL-10ノックアウト(KO)マウスではマクロファージ(Mφ)が腸内細菌に反応しIL-12/23を高産生することを明らかにしたが、今回IL-10KOマウスにおいてMφ・樹状細胞(DC)が, Th1/Th17バランスを如何に制御しているのか検討を行った。IL-10KOマウス大腸においてIFN-γ、IL-17の産生がともに冗進していた。骨髄由来Mφ・DCはともに細菌抗原に反応しIL-12/23を高産生することが確認され、この培養上清をCD4+T細胞に加えて刺激すると産生されるIFN-γ、IL-17がともに著明に増加したが、ナイーブT細胞からの分化過程においてはDC/Mφの培養上清を加えるとTh1のみが誘導された。これらの影響は培養上清中のIL-10に依存するものではないことも確認できた。これらの結果より、IL-10KOマウスMφ/DCは炎症腸管局所ではT細胞からのTh1/Th17双方のサイトカイン産生を誘導している一方で、分化過程においてはTh1誘導に働いていることが示唆された。
自立単結晶ダイヤモンド薄膜作成における注入イオンの影響

本研究では、ダイヤモンド薄膜およびDLC薄膜に水素のイオンビームを注入し、注入した水素イオンの濃度分布を測定することによって、リフトオフ法による薄膜の剥離、ならびに自立単結晶薄膜の作成を目的とするものである.この研究の特徴は、剥離した自立単結晶薄膜を得るというよりも、イオンビーム注入における表面や界面における結晶性の変化を表面科学の手法を用いて調べようとするところにあり、これはより物性のすぐれた薄膜を得るためには必要不可欠であるとともに、現状においては100%の確率で薄膜が剥離してくれないので(正確に言えば、本研究においてはほとんどうまく剥離してくれなかった)、その原因を探るためにも重要である。今回の科学研究費補助金の研究期間は2年間であったため、高速イオンビームを用いた水素含有量の測定手法の開発ならびにDLC薄膜の製作、炭素化合物におけるイオンビーム照射の影響を重点的に調べた。その結果、高速イオンビームを用いた水素の定量分析法であるERDA法を高知工科大学において始めて構築し、水素の注入によって硬さが異なるDLC薄膜の作成が可能となった。炭素化合物におけるイオンビーム照射(注入)実験では、炭素以外の軽元素が結合を切って脱離することがわかった。本年度の研究計画として、下記(1)(3)のプロセスを実施し、とりあえずリフトオフ法による単結晶自立薄膜を作成した。(1)ホモエピタキシャル成長マイクロ波プラズマCVD装置を用いて、メタン水素混合ガスを原料とし、高温高圧合成ダイヤモンドIb型の基板上に気相ホモエピタキシャル成長を行う。イオン注入深さは水素など高速軽イオンで最大45μm程度であり、これより厚いホモエピタキシャル成長層を作成することとする。(2)イオン注入による欠陥層の形成シミュレーションによって、水素イオンのエネルギーを可変するときのイオンの到達深度を求め、汎用のイオン注入装置を使用し、水素イオンの注入を行い、1μm以下の浅い位置に欠陥層を形成した。(3)追成長と剥離真空中アニール処理、今回は、酸素のプラズマ処理により欠陥に応力を与え、とりあえず欠陥層の上の高品質ダイヤモンド薄膜を剥離させた。評価は次年度とする。13年度から2年間の研究期間に、マイクロ波プラズマCVD装置を用いて、メタン水素混合ガスを原料とし、ダイヤモンド基板上に気相ホモエピタキシャル相を作成して、その薄膜に水素のイオンを注入した。その後アニール処理等を試みることによってエピタキシャル相を剥離させ、自立単結晶ダイヤモンド薄膜の作成を試みた。その結果は、1.ダイヤモンド薄膜を剥離させることはできたが、主として本年度の評価の結果、それ程高品質でないこと及び、経時変化が著しく、あまり実用的でないことがわかった。こちらの主題に対しては実験はあまりうまく行ったといえず原因の解明が必要である。2.注入した水素イオンの分布を調べるために、高速イオンビームを用いたERDA法を構築し、水素検出のための最適化を行った。測れる深さや、深さ分解能、検出感度などを徹底的に調べた。こちらの主題に関'しては完全に目的を達成し、先日の国際シンポジウムで招待講演を行った。
仮想コミュニティ形成型ゲームマイニングの基盤技術

新たな経済・社会・文化モデルを示すものとして,数万人以上が同時参加してひとつの仮想世界を形成する,オンラインゲームが注目を浴びつつある.仮想世界で暮らすことが楽しみである以上,ゲームに対する執着心が高まるため,ゲームを運営する側にとって,もっとも重要なのが仮想世界内の建設的な活動を促進することである.そのため,ゲーム内外のユーザ動向を把握する必要がある.ユーザ動向の把握において,プレイや移動のパターンを対象とした行動分析,及びチャットや掲示板の内容を対象としたコミュニケーション分析があるが,本研究では,後者の基盤技術を確立させることを目的とする.具体的には,仮想空間内のチャット,仮想空間外の掲示板,及びプログを対象とし,「キーワードの抽出」,「議論の視覚化」,「コミュニティの視覚化」に関する技術を提案し,実際のデータでの有効性を検証した.キーワードの抽出では,単語の重要度を出現頻度以外の指標を加えて評価するためにコメントの返信関係を考慮したモデルを参考にし,電子掲示板の文章中から影響のあるキーワードを発見する新たな手法を提案した.議論の視覚化では,キーグラフという単語の繋がりを表すツールを用いて、コメント中における議論の可視化を行った.さらに前処理において,対象とするデータを,コメントの重要度により分割することにより,より詳細に議論を捉えることに成功した.コミュニティの視覚化では,受け取ったチャットメッセージと共通単語に着目し,これに基づいた指標でユーザ間のネットワークを構築し,実際のチャットルームのデータ及びオンラインゲームのクライアント側チャットデータに対して提案手法の有効性を確認できた.また,掲示板について,発言者の中で特に重要な人物,返信数,重要単語などを可視化することでよりわかりやすくする手法を提案した.新たな経済・社会・文化モデルを示すものとして,数万人以上が同時参加してひとつの仮想世界を形成する,オンラインゲームが注目を浴びつつある.仮想世界で暮らすことが楽しみである以上,ゲームに対する執着心が高まるため,ゲームを運営する側にとって,もっとも重要なのが仮想世界内の建設的な活動を促進することである.そのため,ゲーム内外のユーザ動向を把握する必要がある.ユーザ動向の把握において,プレイや移動のパターンを対象とした行動分析,及びチャットや掲示板の内容を対象としたコミュニケーション分析があるが,本研究では,後者の基盤技術を確立させることを目的とする.具体的には,仮想空間内のチャット,仮想空間外の掲示板,及びプログを対象とし,「キーワードの抽出」,「議論の視覚化」,「コミュニティの視覚化」に関する技術を提案し,実際のデータでの有効性を検証した.キーワードの抽出では,単語の重要度を出現頻度以外の指標を加えて評価するためにコメントの返信関係を考慮したモデルを参考にし,電子掲示板の文章中から影響のあるキーワードを発見する新たな手法を提案した.議論の視覚化では,キーグラフという単語の繋がりを表すツールを用いて、コメント中における議論の可視化を行った.さらに前処理において,対象とするデータを,コメントの重要度により分割することにより,より詳細に議論を捉えることに成功した.コミュニティの視覚化では,受け取ったチャットメッセージと共通単語に着目し,これに基づいた指標でユーザ間のネットワークを構築し,実際のチャットルームのデータ及びオンラインゲームのクライアント側チャットデータに対して提案手法の有効性を確認できた.また,掲示板について,発言者の中で特に重要な人物,返信数,重要単語などを可視化することでよりわかりやすくする手法を提案した.現在,商品販売後の追跡調査として掲示板などの調査が行われることがある.販売後も利用者の要望に合わせてコンテンツを変更していかなければならないオンラインゲームにおいても,ユーザーの要望を把握したり,システムのエラーを発見するにために掲示板やチャットの文章が利用されることがある.また電子掲示板の内容を把握しようという研究も行われている.そこで本研究では,単語の重要度を出現頻度以外の指標を加えて評価するためにコメントの返信関係を考慮したモデルを参考にし,電子掲示板の文章中から影響のあるキーワードを発見する新たな手法を提案した.ツリー構造を持つYahoo!掲示板において,MMO-RPG(大規模多人数参加型オンラインロールプレイングゲーム)のプレイヤーのゲームに対する要望が題材であるトピックを選択し,2002/6/222004/8/15までの1697件までのコメントを対象に本手法を適用し,実験を行った.実験の結果から以下の考察を得ることができた.○返信関係に注目することにより,意味のあるキーワードの抽出はある程度可能である.○語の影響度の計量では他のコメントから反応のあった語の方が評価されるので,単語が出現したかどうかの判断しか行えない頻度による評価より信頼性がある.○影響度の時系列に伴う変化を把握することにより,キーワードの話題の移り変わりを知ることができる.次年度は掲示板の分野でおける単語(ゲームに関するもの)や同義語をあらかじめ辞書に登録しておいたり,"賛成","反対"と言った返信元に対する関係を付与したり,"提案するコメント"などのようなコメントの属性を把握する方法の開発,手法を拡張しチャットやWeblogへの適用を実施する.本研究は、掲示板・blog・チャットルームなどの仮想コミュニティを対象とし、仮想コミュニティにおけるキーワードの発見、議論の可視化、影響あるユーザの特定、ユーザ間のつながりの発見のための基盤技術確立を目的とする掲示板におけるキーワード発見においては、IDMと呼ばれるツリー型掲示板におけるキーワード発見の手法を拡張した手法(MIR)を提案した。さらに被験者実験による適合率・再現率の指標において、IDMよりも優れていることを示した。また、blogにおける議論の可視化においては、キーグラフという単語の繋がりを表すツールを用いて、コメント中における議論の可視化を行った。さらに前処理において、対象とするデータを、コメントの重要度により分割することにより、より詳細に議論を捉えることに成功した。

次に、現実世界と同様に仮想空間においても人とのつながりがありコミュニティが存在することに着目し、人とのつながりを知ることによって様々なサービスを提供することができると考えた。そこで仮想空間における会話から自動的に人間関係を見つける手法を提案した。提案手法では受け取ったチャットメッセージと共通単語に着目し、これに基づいた指標でユーザ間のネットワークを構築する。実際のチャットルームのデータ及びオンラインゲームのクライアント側チャットデータに対して提案手法の有効性を確認できた。さらに、年多くの人が利用している掲示板について、発言者の中で特に重要な人物、返信数、重要単語などを可視化することでよりわかりやすくする手法を提案した。可視化については、発言者同士のお互いの返信数から、ほかの発言者との距離を求めて座標データを作る。その座標データの上に我々が提案する森のメタフォに基づいて木を配置する。提案のメタフォでは、人物を木で、その重要度、返信数、重要単語をそれぞれ幹の大きさ、葉の数、果実の数で表す。被験者実験において提案手法の有効性を確認した。本研究は,掲示板・blog・チャットルームなどの仮想コミュニティを対象としている.チャットに関する研究では,昨年度までチャットデータからユーザ間の関係を抽出する研究に重点をおき,共通単語によるユーザ間の関係抽出法を開発した.今年度はこの手法を変形させた3つの手法とPieSpyという既存システムにある2つの手法Temporal Density及びTemporal Proximityを3種類の実際のチャットデータ及びアンケート結果を用いて友好なユーザの順位に関して比較した.前者の3手法とは,それぞれ,指定の発言数内で共通単語を含む最も近くにある発言を該当発言の返信先とみなす手法(手法A),指定の時間内で共通単語を含む最も近くにある発言を該当発言の返信先とみなす手法(手法B),指定の時間内で共通単語を含むすべての発言を該当発言の返信先とみなす手法(手法C)を指す.その結果から,最も正確なのは手法Bであることが特定できた.さらに,手法Bの結果から表示されたユーザのネットワーク図をアンケートの結果から表示されたネットワーク図と比較し,類似性の観点から手法Bの有用性も確認した.電子掲示板に関する研究では,中心人物,投稿に対する返信のつき方,どのようなユーザで構成される掲示板かという情報が得られる掲示板の可視化を目指している.ユーザ同士のつながりに加えて,システムの利用者がひとつの可視化図を見ることで直感的にわかりやすい結果を提供するシステムの開発を目指す.既存研究として,掲示板データを花に例えた可視化研究や,人間の身体を特徴に例えた研究,掲示板の発展やユーザの掲示板への参加という点に注目した研究があった.
分子構造解析に向けた次世代質量分析手法の研究

本研究では,疫病の超早期発見を最終目標とし,不安定で未知な生体分子の構造解析を可能とするための手法を開発する.電気的に中性な原子/ラジカルビームを用いれば,原理上正負を問わず反応させることができるため,有力な新規質量分析手法になり得ると考えられる.マイクロ波, RF,熱解離等,様々な手法を利用した原子/ラジカルビーム生成を実験的に検証し,生体分子を中性粒子で解析するためのメカニズムの解明に実験・シミュレーションの双方から挑戦する.本研究では,疫病の超早期発見を最終目標とし,不安定で未知な生体分子の構造解析を可能とするための手法を開発する.電気的に中性な原子/ラジカルビームを用いれば,原理上正負を問わず反応させることができるため,有力な新規質量分析手法になり得ると考えられる.マイクロ波, RF,熱解離等,様々な手法を利用した原子/ラジカルビーム生成を実験的に検証し,生体分子を中性粒子で解析するためのメカニズムの解明に実験・シミュレーションの双方から挑戦する.
自然環境（特に野生生物等の天然資源）の保全の観点からする私的所有制度の再検討

野生動物等の資源の保全管理のために、私的権利との関係の再検討が重要である。特に土地所有権との間では、零細な土地所有が錯綜する山林で行う資源の保全管理行為が問題となる。狩猟者への調査では、鳥獣捕獲にも地主の承諾を必要と認識していないが、過疎化による村落的慣行の衰退と、山林所有者の不在化・不明化が状況を不透明にしている。成文法には「狩猟権」規定はないが、猟場の排他性や権利性は慣行として存在し、有害動物の捕獲を巡る狩猟の公共性を勘案すると、資源管理と土地所有権との整理が必要と結論した。また、土地所有権に限らず、管理者、管理手法などの諸要素や対象資源への権利性に関しても法的考究が重要である。まず本年度は初年度のため、5月に研究組織の全体会議を開催し、研究実施計画を確認した。【文献調査】鳥獣保護法をはじめとする野生動物法制と土地の私的所有制度との相互関係を中心に行った。成果は本年度中に国内雑誌2本の発表したが、特に本年度は鳥獣保護法の改正があったため、法改正に関する論考を発表することができた。今後も執筆と発表を継続する。【現地調査】1国内では北陸、東北の狩猟者集団の調査を行い、猟友会の活動の参与観察を行った。伝統的狩猟者が集まる「マタギサミット」においてもヒアリング調査を行った。希少種の保全に関しても、北海道において国内希少野生動植物種の保全現場において調査を行い、課題を抽出することができた。2海外調査は、天然資源にかかわる法制の改編期にあるケニアにおいて現地調査を行い、資源配分を巡る利害の衝突と調整や、原則として捕獲禁止となっている鳥獣の管理や被害対策について調査した。また、米国アイオア州においても、他の研究課題における調査と並行して、草原性の野生生物資源の管理に関する調査を行った。【研究会の開催】1種の保存法の検討を中心とする「希少種保全研究会」を全国的な環境NGOの方々を集めて東京で開催した。講演者は連携研究者畠山武道で、米国種の保存法をテーマに行った。2富山大学において、豪州カーティン大学Guy Charlton教授による構造主義を分析に用いた先住民族と天然資源管理に関する研究会と、ナイロビの国連環境計画上級職員の大賀敏子氏を講師に、アフリカの天然資源をめぐる情勢に関する研究会を行った。【狩猟者の意識調査】これは東日本を中心とする狩猟者約2万人を対象に別予算で行ったアンケート調査だが、本研究課題で分析を行っている。本年度でほぼ分析を終え、国際学会で発表を行った(上田・高橋)。さらに国際誌投稿に向けて準備中であり、27年度投稿予定である。本年度は2年目であるが、特に成果発表において充実した実績を上げることができたと考えているが、調査に関しては若干の遅れもあった。以下に概要を述べる。【現地調査】国内調査に関しては、春の熊狩りへの参与観察や、狩猟者ヒアリングなど、予定どおり順調に推移した。北海道西興部村及び占冠村猟区の調査については、占冠村担当者から聞き取り調査を行うことができたが、両村ともに現地を訪問するには至らなかった。海外調査については、米国に加えて、治安上課題があったケニアでも調査を行うことができ、論考化に向かいたい。【文献調査】海外文献を中心に調査を行う予定であり、文献探索と入手は順調に推移したが、読解についてはもっと時間を割かなければならないだろう。【研究会等】マタギサミットへの参加とヒアリングを予定どおり実施。また、他の研究グループの研究会に招かれるなどの協働作業が増えてきた。【成果の中間発表】研究代表者高橋は、日本学術会議におけるシンポジューム「動物と法」において、「野生動物法の多様な諸相」と題して野生動物法(wildlife law)なるものが成立する必要性と個性があるのかということを検証する講演を行い、講演をもとに論考化したものが、法律時報3月号に掲載された(「野生動物法とは」)。また、野生生物と社会学会誌に「狩猟の諸要素を踏まえた2014年鳥獣法改正の法的分析」と題する論考を発表したが、今後は各要素ごとに詳細な論文を執筆したいと考えるに至っている。また、研究分担者田口は、山村における天然資源採取の諸権利にもスポットをあてた「越後三面山人記」の新編を上梓し、連携研究者伊吾田も査読論文を複数発表している。学会発表についても、研究代表者高橋は、国際学会で2件、国内学会とシンポジュームで各1回発表を行い、他の研究メンバーも同様の活動をした。従って、論文、学会発表ともに大変充実した一年であった。成果発表に関しては大変充実した一年であった。一方で調査に関しては、現地調査は国内海外ともにほぼ予定どおりだが、文献調査には遅れが見られる。本年度は、本来は完了年度のため、成果発表に重点を置いたが、海外調査も含めて、調査研究も推進した。【成果発表】1研究代表者高橋は、論考「野生動物法・Wildlife Lawの諸目的に関する考察」を発表し、前年度からその必要性を主張している野生動物法(wildlife law)の総論的考察を提示した。野生動物法の目的は多様だが、枢要な部分が自然資源や土地を巡る私的所有制度との調整や権利の設定に関わることを明らかにした。

野生生物資源への私的権利の設定は、資源の保全に貢献する一方、既存の社会構造に規定されることなどもわかった。2研究分担者田口は、著書『クマ問題を考える』を上梓し、野生動物を巡る現代的問題を総括したが、特に第4章「狩猟の公共性」において、猟場の占有権を含めて、地域社会における狩猟の意義と制度論に切り込んだ。【現地調査】12月に高橋と田口で米国中西部に自然資源管理と狩猟に関する調査を実施。アイオワ大学にて講演の後、同州で鹿猟の状況を調査。ウィスコンシン州の五大湖インディアン狩猟漁業管理委員会(GLIFWC)にて、植物を含めた資源利用に関する調査と意見交換を実施。このほか、6月に台湾(先住民族の資源利用権、高橋)、8月にケニア(野生動物問題、高橋、田口)にて調査実施。国内は、秋田県阿仁において現在は禁止猟具となっている圧殺罠(オシ)の復元という貴重な機会を調査できた点が特筆できる。一方で計画していた春熊猟の参与観察は、天候不順のため、田口が山形県小国町にて単独で実施した。【研究会】5月に富山市八尾町で他の科研プロジェクト(「持続可能社会における所有概念」26285026楜澤能生、「開かれたコモンズとしての共同店」15K03092上地一郎)との合同研究会を開催した。本研究課題の成果を披歴し、有意義なコメントをいただき、資源管理や権利を巡る議論を交わした。3か所の海外調査と国内では歴史的猟具であるオシの復元を実見できたこと、成果発表を伴う研究会を他の科研プロジェクトの合同で開催(5月)できたこと、野生動物法の総論に関する論考等を発表することができたことなどから順調として評価するが、春熊猟の調査が天候不順で一か所しか実施できなかったことと、文献調査に時間を要していること等、改善したい点もあり、最終的な成果発表を行うには研究組織内での議論の深度化が必要だと考え、研究期間を一年間延長することとしている。29年度は研究成果を総括する最終年度であった。研究代表者高橋と研究分担者田口は、研究成果に関する討議を綿密に行い、本研究課題が追及するところの、自然環境・野生生物・天然資源の保全の観点からから、私的所有制度の考察を行い、成果発表に務めた。そのため、高橋は連携研究者上田剛平らと協力し、数年来の課題であった狩猟者アンケートを分析する論考を完成させ、学会誌に受理された。同論考は、2万2千人以上のアンケート結果から、狩猟者の意識、行動、権利意識、土地所有権への認識等、興味深いデータが多く含まれている。そしてこれまでの成果を踏まえて、民主主義科学者協会法律部会の全体シンポジウムにて、総括的な発表を行った。田口は、熊を軸に、野生生物と地域社会制度の相克を単行本『クマ問題を考えるー野生動物生息域拡大期のリテラシー』として上梓し、大きな反響を得た。熊問題の多発化は、熊の生息範囲の拡大だけではなく、人間社会側の変化も大きく、今後の人と熊の良い関係を構築するためには「狩猟の公共性」を正しく認識しなければならないこと等を力説した。「狩猟の公共性」は、前出の上田、高橋らによるアンケート調査からも、狩猟者の出猟動機に強い影響があったことが確認された。このように、本年度は最終年度として成果とりまとめに成果を上げたが、本研究課題の研究蓄積を、次の研究課題に承継されることにも留意した。
言語解析における目標テキストへの特化技術に関する研究

自然言語処理における「トランズダクティブ学習」は,もっとも実用的重要性の高い技術の一つであるにも関わらず,未だ実用化に至っていない.本応募課題では,深層学習を用いたトランズダクティブ言語解析の実用化をめざす.トランズダクティブ学習の枠組みでは,解析対象の目標テキストが学習時に所与であり,目標テキストに特化した高精度な解析モデルの構築が目的となる.そのようなモデル構築手法を確立するため,本応募課題では,(1)目標テキストに特化した分散表現学習手法の開発,および,(2)目標テキスト内の全事例を考慮した特徴量空間デザイン,という2つの側面から研究を進める.自然言語処理における「トランズダクティブ学習」は,もっとも実用的重要性の高い技術の一つであるにも関わらず,未だ実用化に至っていない.本応募課題では,深層学習を用いたトランズダクティブ言語解析の実用化をめざす.トランズダクティブ学習の枠組みでは,解析対象の目標テキストが学習時に所与であり,目標テキストに特化した高精度な解析モデルの構築が目的となる.そのようなモデル構築手法を確立するため,本応募課題では,(1)目標テキストに特化した分散表現学習手法の開発,および,(2)目標テキスト内の全事例を考慮した特徴量空間デザイン,という2つの側面から研究を進める.
子どもの遊び場空間の創造と安全性に関する研究

本研究は安全で創造的な「遊び場空間」を構築するうえでの課題を調査分析し、適正な遊び場の展開方策や、問題のある遊び場空間をどのように魅力的で安全なものと変えていくかを計画論的な視点から検討することを目的とする。第一段階として鎌倉市をケーススタディとして、公園の整備実態を把握し、適正な公園配置や地域特性に応じた都市計画的な整備戦略を検討する。第二段階として都市公園整備の実態把握、課題整理から、計量モデル(CGE:応用一般均衡モデル)を作成し、都市計画的に配置上の課題、経済的な波及などを分析した。また実際の遊び場をケーススタディとし、求められる機能、課題や安全性の分析を行った。第三段階として、地域のモデルプランおよび「創造的で安全な遊び場空間」に関するガイドライン構築をはかった。今日、子どもの遊び場環境は多様化し変化している。子どもの遊び場環境の充実の必要性が高まっている一方、統計的に実際の利用者数などが十分に把握できている状況にない。こうした中、鎌倉市はその地域ごとのニーズや整備状況、特性についても差異があるものの、集客力に関する十分な検証は行われていない。遊び場公園の魅力係数を単純に公園面積としている研究事例などはあるが、総合的な公園の誘致力を推計することはこれまでまだ十分おこなわれていない。実際には公園の魅力については遊戯施設の内容や管理施設などの要因が複合的にリンクして価値が決まる。そこで、今回の研究においては、鎌倉市内の全遊び場公園を対象として、その魅力係数にっき考察し、さらにその入場者数予測手法につき分析を行った。調査の実施にあたっては利用者層およびアクセス等から各公園への利用者の誘致力を重力モデル(ハフモデル)による誘致力の測定を行った。第一段階として地元自治体である鎌倉市をケーススタディとして、公園の整備実態と課題を把握し、適正な公園配置や地域の特性に応じた遊具配置の展開など、今後の都市計画的な整備戦略を検討する。また、個別の公園の遊具の課題、利用者ニーズ等を探り、地域における遊び場の課題を明らかにする。以下のような手順に従い調査を実施した。(1)鎌倉市内の街区公園の全数抽出およびプロット、(2)公園施設の魅力係数に関して因子分析より検討、(3)公園利用者数のシミュレーションを行った。公園機能についてエリアごとにその特性や求められる機能が異なっており、また人口の集中度合や必要機能などを十分考慮した遊び場の構築が必要であることが分かった。今後はその遊具や展開機能によってさらに精査し、分析を進めていく必要性がある。本研究では安全で創造的な「遊び場空間」を確保し、また構築するうえでの課題を調査分析し、適正な遊び場の展開方策や、課題のある遊び場空間をどのように魅力的で安全なものとするかを計画論的な視点から、方向性について検討することを目的とした。まず先進事例として、特徴ある最新児童館や公園施設、児童健全育成に係わる各種取り組み等、遊び場空間をとりまく事例分析を行い、安全で魅力的な遊び場空間の構築に関するコンセプトや施設整備のあり方について考察を行った。このなかで遊び場の魅力づくりや安全・危機管理、運営上の工夫などにつき様々な取り組みが行われていること等が分析された。分析結果から各施設の遊び場の利用実態、課題・安全性などについて課題を整理した。また、ケーススタディとして実際の遊び場施設(鎌倉市内全公園)をとりあげ、その魅力係数に関する分析を昨年に引き続き行い、さらにその入場者数予測シミュレーションを行った。その際、計量モデルを作成しながら、遊び場空間における行動モデルを検討し、計画的課題や実態把握への適用性などについて検討した。遊び場の利用者の誘致力を試算するにあたって、公園の魅力については遊戯施設の内容や管理施設などの要因が複合的にリンクして価値が決められるため、個別公園の遊具の実態、課題などを分析し、広域的な遊び場空間の配置や政策的な方策についてもあわせて分析を行った。また施設内における利用者動向を調べる方法としては、横浜こどもの国における利用者実態から、行動シミュレーションを構築する試みを行った。広域的な検討を進めるには、公園の整備実態と課題を把握し、計量モデルなどを作成しながら都市計画的な適正な公園配置や地域の特性に応じた遊具配置の展開など今後の整備戦略について検討を行う必要性があること等が確認された。望ましい公園・遊び場空間の配置や方策について地域的な特性への対応や、アクセス性、利用などについて分析を行った。

本研究は安全で創造的な「遊び場空間」を確保し、また構築するうえでの課題を調査分析し、適正な遊び場の展開方策や、問題のある遊び場空間をどのように魅力的で安全なものと変えていくか、また保育・子育ての立場から今後どのような対策が必要かを計画論的な視点から方向性について検討することを目的としたものである。昨年度作成した計量モデル(CGE:応用一般均衡モデル)を適用しながら、都市計画的に配置上の課題、経済的な波及等について、改めて検討を行った。また将来的な遊び場空間に求められる機能、魅力ある遊び場空間に向けての解決すべき課題や安全性について分析を行った。こうした結果を受け、地域的な課題や個別遊具の実態把握を受け、地域のモデルプランおよび個別の遊び場に必要な課題解決にむけた「創造的で安全な遊び場空間」のあり方に関するガイドライン構築をはかった。作成したガイドラインはパンフレットやインターネットを通じて公開し、施設の分析や広域的な施設の分析から、保育・子育て支援の観点からも今後のあるべき遊び場空間のあり方について分析を行った。ガイドラインにおいてはあわせて「創造的で安全な遊び場空間」構築にむけた提案、遊び場活動を通しての子育て支援のモデルケースを広域的に活用できるよう、安全危機管理に配慮した方策の検討等を行った。
空間性情動の様態と発生に関する総合的研究-実験研究と事例研究の成果融合の試み-

本研究は、新奇・暗所・高所・閉所・広場などの視環境によって喚起される情動につき、特にそのネガティヴな側面(恐怖・不安)に着目してその発生および様態を実験的に解析するとともに、精神病理的問題となりうる恐怖心性(phobia)の事例分析を通じてその特性を明らかにしようとするものである。このように、実験的研究と臨床的研究を相互に関連づけ、それらの成果を行動生態や行動適応の観点から総合的に考察することをめざしている。空間性情動のうちでも、高所環境によって喚起される情動は、転落など生死に関わる事故の原因となりうる。本研究では、高所恐怖・高所不安を取り上げた。1.初年度には、先行研究の論評を踏まえて、概念の明確化を図った。すなわち、高所によって喚起される感情には、一次的に生じる恐怖感情とその継起として派生する不安感情が存在する。先行研究では両者の区別がかならずしも明確ではない。本研究では、前者を「感覚性情動」、後者を「認知性情動」として峻別した。その上で、既存の高所恐怖尺度を改良し、「高所回避傾向尺度」を作成し、成人(大学生)を対象にその特性を明らかにしたが、本年度、資料のさらに詳細な分析を試み、この感情の性差や因子構造を明らかにした。2.実験的研究では、高所環境の映像刺激を呈示した場合に生起する心理生理的反応を、皮膚電位を中心に分析し、その個人差に着目して高所恐怖傾向との関連を検討した。この作業は第2年度から本格実施して必要な標本数を収集した。3.臨床的事例については、例数は限られるものの、高所恐怖を主訴とする事例について、生活史における外傷的体験の有無、生育環境、性格特性、一般的不安傾向などを記述し、特に症状形成における特徴を検討し、精神分析的・動分析的視点から考察した。また、一部については治療的試みによって得られた所見を取りまとめた。4.恐怖・不安の情動論を展開して、知覚-感情-行動の連続過程に高所恐怖・高所不安の問題を位置づけ、その発生と様態を理論的に検討した。以上を含めて3年間の成果を報告書(別に提出)にまとめた。本研究は、新奇・暗所・高所・閉所・広所の5種の空間における情動(恐怖・不安)の喚起過程に着目し、その発生および変動について実験的解析を行うとともに、心理臨床的に問題とされるその種の恐怖症(phobia)について事例研究にもとづく特性記述を試みるものである。従来、基礎心理学領域では、知覚・認知と感情・情動が相互に独立した過程として扱われ、その関連が等閑視されていたこともあって、実験的研究の成果が臨床心理学における事例分析やそれにもとづく心理的治療にかならずしも充分考慮されることがなかったように思われる。その反省に立って本研では、空間性情動に関して実験的研究と臨床事例研究から得られる成果を総合して、行動生態や行動適応の観点から考察を深化させる。今年度には、特に高所環境が喚起する情動を取り上げ、以下の検討を行った。まず、文献にもとづいて既存の知見を検討した結果、現在用いられている心理尺度には高所が直接的に喚起する恐怖(いわゆる感覚性情動)とそれによって二次的に生じる不安(いわゆる認知性情動)とが区別されることなく取り入れられていること、そのために高所恐怖・高所不安の測定にはその改善が必要であること、が明らかになった。

そこで、高所の恐怖や不安を喚起する事態の多様性、感覚的水準と認知的水準の差異、生活史における恐怖・不安の消長などを考慮した新たな尺度の構成をめざし、その基礎資料を収集した。次に、高所環境によって喚起される心理生理学的変化を精細に把握するための事態設定および計測指標について検討し、特に、高所実空間とそれをシミュレートした仮想現実空間との比較を試み、VR技法導入の可能性を次年度の課題とする上に必要な吟味を行った。また、次年度の課題とする動物行動実験による情動喚起過程の解析に役立てるために予備的検討を行い、実験計画の参考となる所見を得た。本研究は、新奇・暗所・高所・閉所・広場の5種の視空間によって喚起される情動につき、特にそのネガティヴな側面(恐怖・不安)に着目して、その発生および変動について実験的解析を行うとともに心理臨床における精神病理的問題である恐怖心性(phobia)の事例分析を通じて、その特性を明らかにするものである。すなわち、実験的研究と臨床的研究を相互に関連づけ、それら成果を空間性情動の様態と発生を行動生態や行動適応の観点から総合的に考察することを目的としている。本年度の主要な成果は以下の通りである。1)初年度(平成14年度)、高所視環境によって喚起される情動(いわゆる高所恐怖・高所不安)を取り上げ、先行研究の成果をレヴュウした結果、既存の測定尺度には高所によって一次的に喚起される「感覚性恐怖」と二次的に生じる「認知性不安」という2種の情動の区別が概念的に明確化されていないという問題点が指摘された。それを承けて本年度は、既存の高所恐怖尺度を改善した「高所回避傾向尺度」を作成し、成人(大学生)を対象とする調査によってその特性を明らかにするとともに、高所視環境の回避傾向を特性不安(STAI)との関連を検討した。2)実験的研究では当初、高所視環境のシミュレーションに仮想現実空間(virtual reality)の導入を計画したが、現在の画像工学技術水準ではヴィデオ映像より優れた刺激を作成することが困難であることが明らかになった。そのため、実環境を映像化した刺激を作成し、それを呈示した場合の心理生理的反応について測定を行い、適切な指標を確定した。3)高所恐怖心性に関する少数の臨床事例について面接を行い、生活史上の体験を回想法によって高所恐怖・不安の発生に関する知見を得て、それを精神分析的視点と行動療法的視点の双方から検討した。4)動物行動実験に基づき新奇環境によって喚起される情動反応を分析し、特に視空間知覚に随伴しで喚起されるその特性について新たな所見を得た。5)生体の知覚・情動・行動を連続過程としてとらえ、適応論の立場から統合的な理論の構築を行った。以上の所見にもとづき次年度さらに研究を展開し、その成果をまとめる予定である。本研究は、新奇・暗所・高所・閉所・広場などの視環境によって喚起される情動につき、特にそのネガティヴな側面(恐怖・不安)に着目してその発生および様態を実験的に解析するとともに、精神病理的問題となりうる恐怖心性(phobia)の事例分析を通じてその特性を明らかにしようとするものである。このように、実験的研究と臨床的研究を相互に関連づけ、それらの成果を行動生態や行動適応の観点から総合的に考察することをめざしている。空間性情動のうちでも、高所環境によって喚起される情動は、転落など生死に関わる事故の原因となりうる。本研究では、高所恐怖・高所不安を取り上げた。
ナノ光ファイバを用いた液中での高効率蛍光集光の実現

本研究は、高効率蛍光集光デバイスである「ナノ光ファイバ」にプラズモニック構造を形成する事で、水溶液中でも高い蛍光集光効率を実現し、化学分析デバイスとしての応用を開拓するものである。大きな電場増強効果と光導波路との高い入出力効率を有する金ナノチップ構造をナノ光ファイバ先端に形成する。チップ先端を近接させる事で一分子からの蛍光を効率的に光ファイバに結合させるため高効率で蛍光集光が可能である。これを試料溶液などに挿入すれば、微弱蛍光やラマン散乱を容易かつ高感度に測定可能な化学分析デバイスとして利用できる。H30年度は、1片端ナノ光ファイバの作製、また、2ナノ光ファイバによる最初の蛍光観察対象である蛍光ナノダイヤモンド粒子の特性分析を中心に行った。1に関しては、これまで構築してきた加熱領域可変型バーナーを用いて、加熱領域の幅や温度、延伸速度などの様々な作成パラメータを微調整し、試行錯誤を繰り返した結果、直径700nm程度で透過率90%以上を確保するナノ光ファイバの作成に成功した。また、片端化に関しては、マルチモードファイバによる片端化を行い、試作を行った。片端ファイバからの出射光パターンを見ると想定通りの形状プロファイルである事が推定できている。次年度に、上述の高透過率ナノ光ファイバでの片端化に挑戦する。また、液中でのナノ光ファイバの動作という一つのマイルストーンに関しても次年度取り組む事が可能である。2の蛍光ナノダイヤモンド粒子の特性分析には、一粒子の蛍光スペクトル測定や光検出電子スピン共鳴の観察を行った。バイオ化学分析においてpHや塩濃度などの環境でも安定してダイヤモンドが動作する必要があるが、安定動作を実験的に確認する事に成功した他、高感度化を目指したナノ粒子の表面状態改変についても成功し、それぞれの論文を投稿し、1本が出版され、もう1本も査読中である。本年度目標とした、高透過率ナノ光ファイバの作製に成功した。片端化に関してもマルチモードファイバで実現した。蛍光ナノ粒子の化学分析応用に関しても成果を論文化する事ができた。H31年度は、1高い光透過率を有する片端ナノ光ファイバの作製と2ナノ光ファイバによる蛍光ナノダイヤモンド粒子の検出効率特性の実験的検証を行う。1に関しては、液中での導波特性について、FDTD電磁解析の結果と付き合わせて精密に解析する。具体的には両端ナノ光ファイバを特注ガラスケース中に配置し、樹脂で封止、ケース内に水や蛍光色素溶液を導入して外から光励起する。片端化に関しては、昨年度加熱領域可変型バーナーを用いて高性能な両端ナノ光ファイバの作製を実現できた事から、両端ナノ光ファイバをデバイス光特性をおとしめることなしに切断する技術を開発する。機械的な切断では直径数マイクロメートルまでは成功しているが、それより細いファイバに関しては未踏領域である。機械的切断が難しい場合は、バーナーによる切断を行う。ニードル形状の観察に関しては研究協力者の走査型電子顕微鏡を利用する。2に関しては、ナノ光ファイバ表面に付着させた蛍光ナノダイヤモンドの蛍光検出効率を空気中と液体中でどれだけ変化するかを、シミュレーションとも比較しながら行う。また、片端ナノ光ファイバのアプリケーションを検討するために、細胞や線虫などの動物個体への挿入にも挑戦する。2の蛍光ナノダイヤモンド粒子の検出特性分析には、一粒子の蛍光スペクトル測定や光検出電子スピン共鳴の観察を行う。これら以外にも、ナノ光ファイバデバイスが生体リモート計測に有効である事を示すために、細胞や生体の機能を蛍光検出で測定する技術の基盤技術開発を行う。具体的には、既に成功している蛍光ナノダイヤモンドや量子ドットナノ粒子を用いた細胞内温度計測技術において、ナノ光ファイバを用いる事でどれだけ温度計測感度が高感度化するか?という点に関して実験的に検証する。H29年度は現有のナノ光ファイバ作製装置を改造して、加熱領域が延伸中に変化させられるようにした。具体的には、酸水素バーナーがファイバ軸方向に動いて加熱領域が延伸中に変化させられる加熱システムを構築した。このシステムはLabViewによりモーション制御している。延伸中に自在に加熱領域を制御できるシステムを実現する事に成功した。火炎点火を行い安定した火炎を形成する事もでき、ナノ光ファイバの延伸にも成功した。ナノ光ファイバの設計面では、液中でも総発光量の10%程度がシングルモードファイバの導波モードに結合する事が明らかとなった。特に分子の遷移双極子がナノファイバの動径方向を向くときのみ有為な蛍光結合がある事を見出した。結合効率が10%程度に留まる理由はファイバ材質のガラスと水の屈折率差が非常に小さいためである。今後、プラズモンとの結合を実現する事でより高効率を達成可能と考えている。また、プラズモンと分子の結合を観測していくために微弱光検出が必要であり、そのために超高感度カメラ検出器(EMCCDカメラ)を導入した。金ナノ粒子の表面局在

プラズモンの散乱も観測できており、次年度以降にナノ光ファイバと結合した金ナノ構造と蛍光分子の結合を行う予定である。本年度目標とした、現有のナノ光ファイバ作製装置の改造を完了した。これにより液中でも高い透過率を維持可能な形状を作製する事ができる。作製パラメータの最適化が今後必要である。また、最適形状のシミュレーションに関しても、導波路解析とFDTD計算を組み合わせる手法を見出し、大方の最適形状が明らかとなりつつある。本研究は、高効率蛍光集光デバイスである「ナノ光ファイバ」にプラズモニック構造を形成する事で、水溶液中でも高い蛍光集光効率を実現し、化学分析デバイスとしての応用を開拓するものである。大きな電場増強効果と光導波路との高い入出力効率を有する金ナノチップ構造をナノ光ファイバ先端に形成する。チップ先端を近接させる事で一分子からの蛍光を効率的に光ファイバに結合させるため高効率で蛍光集光が可能である。これを試料溶液などに挿入すれば、微弱蛍光やラマン散乱を容易かつ高感度に測定可能な化学分析デバイスとして利用できる。H30年度は、1片端ナノ光ファイバの作製、また、2ナノ光ファイバによる最初の蛍光観察対象である蛍光ナノダイヤモンド粒子の特性分析を中心に行った。1に関しては、これまで構築してきた加熱領域可変型バーナーを用いて、加熱領域の幅や温度、延伸速度などの様々な作成パラメータを微調整し、試行錯誤を繰り返した結果、直径700nm程度で透過率90%以上を確保するナノ光ファイバの作成に成功した。また、片端化に関しては、マルチモードファイバによる片端化を行い、試作を行った。片端ファイバからの出射光パターンを見ると想定通りの形状プロファイルである事が推定できている。次年度に、上述の高透過率ナノ光ファイバでの片端化に挑戦する。また、液中でのナノ光ファイバの動作という一つのマイルストーンに関しても次年度取り組む事が可能である。2の蛍光ナノダイヤモンド粒子の特性分析には、一粒子の蛍光スペクトル測定や光検出電子スピン共鳴の観察を行った。バイオ化学分析においてpHや塩濃度などの環境でも安定してダイヤモンドが動作する必要があるが、安定動作を実験的に確認する事に成功した他、高感度化を目指したナノ粒子の表面状態改変についても成功し、それぞれの論文を投稿し、1本が出版され、もう1本も査読中である。本年度目標とした、高透過率ナノ光ファイバの作製に成功した。片端化に関してもマルチモードファイバで実現した。蛍光ナノ粒子の化学分析応用に関しても成果を論文化する事ができた。引き続き、液中での利用に最適化されたナノ光ファイバの形状プロファイル実現のための作製パラメータ決定を行う。次年度は導波路解析とFDTD数値計算の組み合わせを深化させて、トータルな光検出効率のシミュレーションにも取り組む。また、最初の測定対象として液中の蛍光ナノダイヤモンド粒子をナノ光ファイバで検出できるような実験系の構築に取り組む。H31年度は、1高い光透過率を有する片端ナノ光ファイバの作製と2ナノ光ファイバによる蛍光ナノダイヤモンド粒子の検出効率特性の実験的検証を行う。
加齢黄斑変性症の発生要因に関する研究 -パターン刺激の錐体環境への影響-

1実験近視における脈絡膜毛細血管形態の研究孵化1日目のヒヨコ眼の片目を瞼々縫合して12時間明/12時間暗のサイクルで飼育した。8週間の間に開眼は眼軸長で66%、赤道部直径で62%の成長を示したのに対し閉瞼眼ではそれぞれ113%、81%と有意の拡大を示した。methyl methacrylate resinで還流し脈絡膜毛細血管の鋳型標本を作成した。開瞼眼では毛細血管網は密で血管網の間は小さな円形ないし楕円形を示したが、閉瞼眼では毛細血管網は疎で血管網の間も大きく形も不規則であった。透過電顕では閉瞼眼の毛細血管は内腔が狭く内皮の有窓構造も消失していた。実験近視眼におけるこのような脈絡膜毛細血管構造は眼球の機械的拡張因子と毛細血管の萎縮により生じた結果と考えられた。実験近視眼にはペクテンから放射状あるいは円周状に走る黄白色の線状の病変が観察された。これは丁度人眼の近視に見られるLacqer crack lesionに似ていた。この病変部ではブルック膜は完全に断裂していた。脈絡膜毛細血管網も断裂し病変周辺の毛細血管も萎縮していた。網膜は連続していたが病変部では溝状にくぼんでいた。この部分では網膜内層構造は良く維持されていたが視細胞層は消失していた。病変部を包むように線維芽細胞が配置し、色素上皮細胞の配列は破壊され、極性を失った一部の細胞は脈絡膜実質の中にも存在した。急速な眼球拡大に伴うブルック膜の断列と脈絡膜毛細血管網の断裂、萎縮がこのようなLacqer crack lesion様変化を生じさせたと推測された。初年度の実験は2点ある。1つは刺激装置の開発であり第2は実験近視の作成である。1刺激装置の開発テレビモニターに市松模様のパターンを表示し市松模様の升目の大きさ、コントラスト、反転頻度、色を任意に変化できるようにした刺激装置を開発中である。当初2台のモニターと鏡を用いて4壁面がすべて市松模様となるように設計し飼育箱を作る予定であったが、箱がかなりの熱を帯びるため温度調整、換気を改良中である。2実験近視の作成刺激装置完成後のコントロールとなる実験近視を作成する技術を確立した。生後1-3日後のニワトリ雛の片眼を瞼瞼縫合し12時間/12時間の明暗条件下で飼育した。生後2週目より閉瞼眼球は拡大傾向を示し、生後8週目では著明な左右さを示した。眼底にはブルッフ膜断裂、脈絡膜血管萎縮を伴うラッカークラック様変化を認めた。血管鋳型標本など組織学的に検討中である。