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デジタル時代の新しい剽窃の定義と英文ライティングにおける指導について

本研究の目的は、近年英語圏において「剽窃」および「他人の文章の借用」がどのようにとらえられているかを整理し、その理解に基づいて日本の大学において英文ライティング指導をどのように行うべきかについて理論的研究を行うことであった。この研究は、平成25年の6月に『英文ライティングと引用の作法-盗用と言われないための英文指導』というタイトルで研究社から出版される予定である。この本の中で、英語圏における引用と盗用(剽窃と同意)の考え方を紹介し、学生が盗用の指摘を受けないように日本の大学で英文指導をどう行うべきかを提案した。本研究の目的は、近年英語圏において「剽窃」及び「他人の文章の借用」がどのようにとらえられているかを整理し、その変化の中で英文ライティング指導をどのように行うべきかについて理論的研究を行うことである。平成22年度には、この目的に従って剽窃についての書籍や論文を読み、特に北米において「剽窃」や「他人の文章の借用」についてどのような議論がなされてきたかのまとめを行った。北米においては90年代半ばに文章や文章作成についてのとらえかたが大きく変化した。その変化はplagiarismの時代からintertextualityの時代への変化とまとめることができる。Plagiarismの時代には、他人の文章の盗用又は借用は学習者の道徳心の欠如という一言で片づけられていたのが、intertextualityの時代にはそこにはHoward(1995)の表現を借りるとcheating, non-attribution, patchwritingなどさまざまな行為が含まれていることが認識されるようになった。また、他人の文章の借用については、plagiarismの時代は学習者の怠慢や学習不足といった否定的な見方しかされていなかったのが、intertextualityの時代になるとpatchwritingを学習ストラテジーとして積極的に活用しようという考え方がでてきた。この変化の背景にあったのが、文章や文章作成の認識の変化である。Plagiarismの時代には言葉や文章は個人の独創ととらえられていたのが、intertextualityの時代になると言葉は社会の共有財産であり、独創は自分の意見の主張のためにいかに他人の文章を組み合わせて使うのかに現れるという認識に変化していった。以上のように、平成22年度には北米における剽窃のとらえかたや剽窃をめぐる議論について文献研究を行い議論を整理した。本研究の目的は、近年英語圏において「剽窃」および「他人の文章の借用」がどのようにとらえられているかを整理し、その変化の中で英文ライティング指導をどのように行うべきかについて理論的研究を行うことである。この目的に従って、平成23年度は、関連書籍や論文を読み、平成22年度に行った研究に基づいて、剽窃問題の本質を整理し、日本では剽窃および引用と英文ライティングをどのように教えたらいいのかについて提案を行う予定であった。剽窃問題の本質は、研究社会という新しい世界への移行の問題として位置づけることができる。アカデミック・ライティングにおいては、他人の言葉や考えを適切に引用しながら、自分の言葉で自分主張ができるかどうかという問題である。ただ、大学に入ったばかりの学生に、初めからこのような態度を期待できるわけではない。指導が必要である。したがって、盗用の問題は、学生をどう教育していくかという視点から見たら、教育の問題であるとも言える。剽窃問題について指導する場合には、このような盗用問題の本質の理解に基づくべきなのだが、日本においては、自分の言葉としての英語力や英文ライティング力の不足、文化的な価値観の違い、教育的な背景の違いなども考慮して指導を行わなければならない。自分の言葉としての英語をもたない段階の学生たちに自分の言葉で英文を書くことを教えなくてはいけない。最終目標として剽窃の指摘を受けない英文を書かせるためには、ジャンルアプローチのscaffoldingという考え方に則って、指導のプロセスを分けて英文ライティング指導を行い、盗用の扱いもその発達段階に応じた適切な扱いをする必要がある。以上が、盗用問題の本質のまとめと提案した指導法の概要である。この概要を文章としてまとめることができ、平成24年度の学会発表の準備ができたのが平成23年度の研究成果であったと言える。本研究の目的は、近年英語圏において「剽窃」および「他人の文章の借用」がどのようにとらえられているかを整理し、その理解に基づいて英文ライティング指導をどのように行うべきかについて理論的研究を行うことである。この目的に従って、平成24年度は、これまでに行った研究のまとめと発表を行う予定であった。平成24年9月には、平成22年度に教員対象に行った質問紙による調査結果をJACET Convention 2012: The 51st International Conventionで発表した。この発表のテーマは、日本の大学教員たちが盗用をどのようにとらえ、どのように対処しているかと、適切な引用と盗用の境界線をどのように考えているかについてであった。

なお、この研究の概要は、The JACET International Convention Proceedingsにまとめた(pp.359-362)。さらに、平成25年の6月には、平成22年度から3年間にわたって行ってきた盗用問題についての理論的研究の内容を本として出版する予定である。本のタイトルは、『英文ライティングと引用の作法ー盗用と言われないための英文指導』(仮題)であるが、その概要は、英語圏における盗用問題のとらえかた、英語圏におけるこれまでの研究のまとめ、盗用問題の本質の探究、さらに、これらの研究に基づいた日本の大学における英文指導のあり方の提案である。この本の中で、これまで日本ではあまり問題として認識されてこなかった盗用問題の重要性について注意を喚起し、日本における指導法を提案できたのではないかと自負している。文献研究のまとめがだいたいできて、平成24年度に学会発表する準備がだいたい整ったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、最終年度なので、論文を完成させ、大学英語教育学会(JACET)、全国語学教育学会(JALT)第二言語ライティングシンポジウム(SSLW)などで発表する予定である。研究計画では、英語で論文を作成することにしていたが、本研究の主要なaudienceは日本の大学においてライティングを教えている先生たちであるため、日本語で報告書を作成することに予定を変更した。ただし、学会発表は英語で行う予定である。
卵成熟におけるステイロドホルモン細胞膜受容体の同定と細胞内情報伝達機構の解明

メダカ卵巣より卵成熟誘起ステロイドホルモン細胞膜受容体遺伝子と考えられるmGPCRα型とmGPCRγ型をクローニングした。単離されたcDNAはそれぞれ2983bp、1566bp塩基対よりなり、共に352残基のアミノ酸をコードしていた。本受容体はG蛋白質結合型受容体であると予想していたが、アミノ酸一次構造解析によりG蛋白質結合型受容体の特徴である細胞膜7回貫通型の構造を有することが確認された。Northern blot解析よりmGPCRα型は脳・心臓・腎臓・卵巣・精巣に、mGPCRγ型は卵巣と精巣に発現していた。現在、マウス腎臓由来CHK293細胞に遺伝子導入し、放射性標識ホルモンを用いたホルモン結合能の解析系を準備中である。また、メダカESTデータベースよりmGPCRβ型と思われるクローンを見い出し、現在クローニング中である。これにより、メダカではα,β,γ型の3種類の受容体があると予想される。また、生体膜一回貫通型ステロイドホルモン(プロゲステロン)受容体と考えられているヒトDg6及びHpr6.6のメダカホモログと思われるmPR1、mPR2のcDNAをクローニングした。単離されたmPR1のcDNAは1919bp、mPR2は約1600bp塩基対よりなりそれぞれ198残基、177残基のアミノ酸をコードしていた。mPR2はN端配列が不完全と思われ,現在完全長のcDNAの単離を試みている。本年度は、本研究課題の2年間の内の初年度に当り、細胞膜ステロイド受容体の精製と、本受容体の情報伝達経路として推定しているG蛋白質作動直後の、情報伝達初期過程における蛋白質リン酸化の変動解析の為の2次元電気泳動ゲルの蓄積を予定していた。しかし、米国の研究者により、細胞膜ステロイド受容体候補としての可能性の高い蛋白質遺伝子がクローニングされたので、急遽、同遺伝子のメダカでのホモログのクローニングを行なった。得られた遺伝子は、352アミノ酸をコードし推定分子量40,686を持ち、立体構造予測プログラムSOSUIでの解析により、G蛋白質結合型受容体の特徴である細胞膜7回貫通型の構造を持つ事が判明した。得られた遺伝子配列を基に行なったデータベース解析により、ヒト、マウス、ラットなどの哺乳類では、本遺伝子のホモログと思われるα,β,γの3種の遺伝子が存在することが明らかとなった。このことから逆に、メダカのβ,γを探索する必要が生じた。2次元電気泳動ゲルは、種々の等電点範囲のものを合わせて約100枚程度のゲルを蓄積することが出来た。次年度では、本遺伝子を大腸菌、ヒト培養細胞等で発現させての、ホルモン結合実験、G蛋白質の活性化、アンチセンスRNAによる機能阻害実験などにより、ホルモン受容体であることを証明すると同時に、β,γ遺伝子の探索を行なう。一方、G蛋白質活性化後にリン酸化状態が速やかに変動する卵蛋白質の解析を進め、電気泳動上での主要な蛋白スポットを特定した後、蓄積中の電気泳動ゲルより切出し質量分析によりアミノ酸配列解析を行ない蛋白質を同定する。同定情報を基に、卵成熟におけるステロイドホルモン作用の情報伝達経路モデルを構築する。

また、メダカESTデータベースよりmGPCRβ型と思われるクローンを見い出し、現在クローニング中である。これにより、メダカではα,β,γ型の3種類の受容体があると予想される。また、生体膜一回貫通型ステロイドホルモン(プロゲステロン)受容体と考えられているヒトDg6及びHpr6.6のメダカホモログと思われるmPR1、mPR2のcDNAをクローニングした。単離されたmPR1のcDNAは1919bp、mPR2は約1600bp塩基対よりなりそれぞれ198残基、177残基のアミノ酸をコードしていた。mPR2はN端配列が不完全と思われ、現在完全長のcDNAの単離を試みている。以上の単離された遺伝子より予想されるアミノ酸配列を元にした合成ペプチドを用いてポロクローナル抗体を作出中である。今後さらに、プロゲステロン核受容体のクローニングを行うと共に、これら異なる3タイプのステロイド受容体の役割を比較解析する。
持続可能な社会づくりに向けたクラフトの企業家活動およびローカルな企業間協働

本研究は、持続可能な社会づくりにおける企業家的なクラフト活動およびクラフト企業家の協働の意義を明らかにするため、山梨、京都、福岡を主な調査対象として、以下の問題を分析する。第一に、環境と調和したクラフトがいかにして存続・発展できるのかを探求する。第二に、人口減少や産業衰退の懸念が強まる地方で、多様な事業機会を生み出し、人々が地域に愛着をもって住み続けられる条件を形成する上でのクラフトの役割を明らかにする。
マルチモダルイメージングによる乳がん骨転移の浸潤・進展メカニズムの解明

骨転移は、乳癌や前立腺がん、肺がんの転移部位として高頻度であることが知られている。病的骨折に伴う疼痛や高Ca血症による意識障害など臨床的に問題となる症状が多く、骨転移を早期に診断し加療を開始することが重要である。骨転移の診断には、X線レントゲンやCT撮影による骨硬化像や融解像を確認することが一般的であるが、症状が出現する前の段階での早期骨転移の診断は困難であった。我々は、自発的に骨転移を引き起こす担癌マウスモデルを用いて、経時的に骨皮質と骨髄質の骨密度を測定した。病理学的な所見と経時的な所見を比較検討することで、骨転移の初期の段階では、骨皮質への転移に先んじて骨髄質への転移が起こっていることを確認した。骨髄質への転移の段階では骨皮質の硬化や融解は起こっておらず、従来の方法での診断は困難であった。骨密度測定は、ある程度の範囲における骨量を定量化して測定できるため、より早期の段階での骨転移診断のスクリーニングに有用と思われた。臨床での効果を確認するため乳癌骨骨転移症例での過去CT画像を用いて経時的に骨密度を測定し臨床的に骨転移と診断されるまでの骨密度の経過を観察したところ、骨転移と診断された1年ほど前から骨髄質の骨密度低下が起こっていることが確認された。骨密度測定は、被ばく量が少なく低侵襲であり、低コストで測定できるため術後の定期的な検査には有用と考えられた。またホルモン依存的な乳癌サブタイプでは、晩期再発がしばしば認められ骨髄質での癌細胞のdormancyが注目されている。サブタイプ別に骨髄質への転移から骨皮質転移までの経過を測定し、それぞれのサブタイプの骨転移の進展のメカニズムについて研究を行う予定である。骨転移は、乳癌や前立腺癌、肺癌など多くの癌において最も高頻度な遠隔転移部位である。症状として骨折や骨痛・神経障害、高Ca血症などが挙げられ、いずれもQOLが大きく損なわれる。そのため骨転移のメカニズムを知り、的確な診断法開発に結びつけることは極めて重要である。しかし骨転移は、他の転移病変と異なり、明らかな腫瘤性病変を形成しないためその病勢の判断が難しく、定量的に骨転移の状況を判定することは困難であった。我々は、これまでマウス腫瘍細胞株4T1を用いた自発的な骨転移モデルの作成を行い、転移の程度を評価。CT撮影で経時的に骨密度を測定することで、骨転移により骨密度が低下していることを明らかにし、in vivoで骨転移の状態を定量的に評価することに成功した。また病理組織学的に骨転移と画像所見との相関や、骨転移治療薬であるデノスマブ(抗RANKLモノクローナル抗体)をマウスに投与し骨転移発生と骨密度の関連性について研究を進めている。今後は、体深部の情報取得に優れた高精度X線CTイメージングを用いて担癌マウスの骨転移部位の高感度検出法を開発するため、病変部に対しHER2抗体結合蛍光ナノ粒子やRANKL抗体結合蛍光ナノ粒子(RANKL:骨転移促進因子)によるin vivo分子イメージングを行い、癌細胞の浸潤状態やRANKLの発現部位・量を高精度に可視化する。更に得られた分子情報を用いてヒト乳癌骨転移部位組織のin vitro蛍光分子イメージングによる詳細な検討も併せて行い、病態解明および骨転移進展抑制剤(RANKL抗体)の効果を予測可能な診断法確立を目指す。骨転移のメカニズムを明らかにするための第一段階として骨転移モデルの作成が完了。第二段階として、その評価方法について研究をすすめ、骨転移の定量的な評価が可能になった。骨転移のメカニズムに強く関係すると考えられているデノスマブの投与による骨転移の測定を行い関連性を検討中である。今後骨転移のイメージングを行うための準備が整ってきたと考える。乳癌や前立腺癌、肺がんなど多くの癌において骨転移は一般的な遠隔転移部位である。骨痛・神経障害、高カルシウム血症などが引き起こされ、いずれも患者やその家族のQOLが大きく損なわれる。また癌の治療を行う上で、このような骨関連事象を認めることは、治療継続の妨げになることも多く、骨転移の進展を抑え、骨転移に伴う合併症を防ぐことは、きわめて重要である。また近年骨転移部での癌細胞ニッチの形成が注目されており、癌細胞、骨芽細胞、破骨細胞を中心に多くの因子が癌幹細胞の休眠、腫瘍増殖、癌細胞の転移能獲得等に関わっていることが分かってきたが、依然その詳細なメカニズムや有効な治療法については、明らかとなっていない部分が多く、大きな課題となっている。我々は担癌マウスを用いて、自発的な骨転移モデルの作成に成功し、これらのマウスを用いた研究により骨転移の初期に骨髄内で腫瘍細胞が骨梁を破壊していることを骨密度を測定することで明らかにした。骨密度の低下による骨梁破壊を病理画像で確認し、また破骨細胞が集積していることも確認した。これらは、通常のCT検査などの従来のイメージング方法では確認することができなかった状態であり、早期の骨転移メカニズムに重要な意味を持っていると考えている。骨代謝は、骨を吸収する破骨細胞(osteoclast)と、骨を形成する骨芽細胞(osteoblast)のバランスによって成り立っているが、骨に転移した癌細胞は、上皮小体ホルモン関連蛋白(PTHrP)などを放出することで骨芽細胞を刺激し、骨芽細胞からRANKLを産生させる。

PTHrPについては乳癌の有用な腫瘍マーカーになり得ることを我々も報告している(Harada,Ishida,Ohuchi etal.Jpn J Cancer Chemother 2001)。初年度に作成したマウス自発性骨転移モデルを用いて昨年度は骨密度測定を行い、病理学的に早期の骨転移と骨密度低下が一致することを明らかにした。今年度はこれらの特性を生かし早期骨転移のメカニズムを明らかにするため骨微小環境での破骨細胞や骨芽細胞の動態を観測し転移の進行していく過程を研究することが可能となった。骨転移は、乳癌を始め多くの癌腫においてみられる遠隔転移部位であるが、癌が遠隔転移能を獲得するメカニズムに強く関係していると考えられている。乳癌においては、ホルモン依存的なサブタイプで癌細胞のdormancyがしばしば観察され、そのメカニズムの解明が進められているが詳細は分かっていない。我々は、マウス担癌モデルを用いて、自然骨転移モデルを作成し、その骨密度と骨転移の状況を明らかにすることで、癌の遠隔転移のメカニズム解明を目指している。本年度は、骨転移が画像上明らかになる前に骨密度の低下が起こることを確認し、μCTや病理像で、微小な骨転移および骨髄転移が観察した。骨転移には、骨芽細胞と破骨細胞が強く関わっているが、病理学的検討で、早期の骨転移の状態において腫瘍細胞の周囲の骨梁に破骨細胞が集積していることが明らかになった。骨密度測定で早期骨転移の可能性が診断できることは、臨床的に有用である。従来の画像イメージングでは、早期の癌転移を評価することは困難であったが、骨密度は定量的に数値を評価することでより早い段階から潜在的な骨転移を検出することが可能と思われ、現在研究をすすめている。またホルモン依存性による骨転移の状態および癌細胞により活性化されるRANKLの作用でどのように骨転移が進行していくかを明らかにしていくため、抗RANKL抗体をマウスに投与し、骨転移の状態および骨密度との関連性について検討していく。これまで得られたデータを用いて、μCT撮影を行い、その関連性が明らかになった。病理学的診断との相関も認められ、骨密度の定量化により早期骨転移の診断が可能になると考えられる。骨転移は、乳癌や前立腺がん、肺がんの転移部位として高頻度であることが知られている。病的骨折に伴う疼痛や高Ca血症による意識障害など臨床的に問題となる症状が多く、骨転移を早期に診断し加療を開始することが重要である。骨転移の診断には、X線レントゲンやCT撮影による骨硬化像や融解像を確認することが一般的であるが、症状が出現する前の段階での早期骨転移の診断は困難であった。我々は、自発的に骨転移を引き起こす担癌マウスモデルを用いて、経時的に骨皮質と骨髄質の骨密度を測定した。病理学的な所見と経時的な所見を比較検討することで、骨転移の初期の段階では、骨皮質への転移に先んじて骨髄質への転移が起こっていることを確認した。骨髄質への転移の段階では骨皮質の硬化や融解は起こっておらず、従来の方法での診断は困難であった。骨密度測定は、ある程度の範囲における骨量を定量化して測定できるため、より早期の段階での骨転移診断のスクリーニングに有用と思われた。臨床での効果を確認するため乳癌骨骨転移症例での過去CT画像を用いて経時的に骨密度を測定し臨床的に骨転移と診断されるまでの骨密度の経過を観察したところ、骨転移と診断された1年ほど前から骨髄質の骨密度低下が起こっていることが確認された。
咀嚼運動時におけるサル顎関節部荷重の筋電図学的検討

我々は,顎口腔系の生体力学の解明を目的として,圧電体のPZT焼結体と生体親和性の優れたHAP焼結体を積層した微小圧力センサーを開発し,硬食物(サツマイモ)咀嚼運動中でのサル下顎頭前上方部に作用する最大荷重の変化を測定した。しかし,各咀嚼サイクル中の最大荷重はいつ発生するか?咬合相での顎関節部荷重はどの程度か?および片側咀嚼時における顎関節部荷重の大きさはどの程度か?などの疑問が生じてきた。そこで本研究では,咀嚼筋として左右側咬筋および側頭筋を選択し,硬食物咀嚼時におけるサル顎関節部荷重と咀嚼筋活動を同時計測し,それらの関係を明らかにすることを目的とした。その結果,サル顎関節部荷重は,咀嚼筋活動との関係から咬合相の段階から増加し始めているものと判明した。また一般的に,開口相では咬筋および側頭筋の筋活動が観察されないことから判断して,最大荷重は開口相で発生していると推測された。そして,一連の左右側各咀嚼運動時の左側顎関節部にかかる荷重を測定し比較検討した結果,最大荷重の変化は,0.5MPaから1.5MPaの範囲で,ほぼ等しいことが認められた。今後は,サル咀嚼運動時の顎運動測定が重要視されるであろうことから,X-rayビデオ撮影を考え,ミニインプラントをマーカーとしてサルに埋入した。今後,それらのデータとの関連も調べて行きたいと考える。顎口腔系の生体力学の解明を目的として,圧電体のチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)焼結体と生体親和性の優れたハイドロキシアパタイト(HAP)焼結体を積層した微小圧力センサーを開発し,日本猿を用いて,硬食物咀嚼運動中でのサル下顎頭前上方部に作用する最大荷重の変化を報告した。しかし,各咀嚼サイクル中の最大荷重は,いつ発生するか?さらに咬合相での顎関節部荷重はどの程度か?および片側咀嚼時における左右側顎関節部荷重の大きさは,いかなるものかなどの疑問に答えるためには,下顎運動に伴う各咀嚼相と顎関節部荷重,および咀嚼筋筋活動との関係を明らかにする必要がある。そこで本研究では,咀嚼筋として左右側咬筋および側頭筋を選択し,硬食物咀嚼運動中におけるサル顎関節部荷重と咀嚼筋筋活動を同時計測して,それらの関係を明らかにすることを目的とした。その結果,サル硬食物咀嚼運動時の顎関節部荷重は,咀嚼筋筋活動との関係から,咬合相の段階から増加し始めているものと考えられた。一連の左右側各咀嚼運動時の左側顎関節部にかかる荷重を測定し比較検討した結果,最大荷重の変化は,0.5MPaから1.5MPaの範囲で,ほぼ等しいことが認められた。
非侵襲的脳機能画像法によるヒト記憶と加齢に関する脳内機序の解明

本研究の目的は,ヒト記憶に対して抑制的な影響を与える加齢と,記憶に促進的な影響を与える心理過程との相互作用を担う神経基盤を,非侵襲的脳機能画像法(特に機能的MRI)を用いて解明することである.当該年度では,特に(1)顔と名前の連合記憶の記銘に関する神経基盤が,加齢によってどのように変化するのか,(2)顔の記憶処理に関連する神経基盤が顔の魅力がどのような影響を与えるのか,(3)単語の記憶に関連する神経基盤が金銭的な報酬と罰によってどのように変化するのか,の3つの研究を進めた.(1)の研究では,高齢者では顔と名前の連合記憶の能力が若年者と比較して低下しており,その神経基盤として海馬と左側頭葉先端部との機能的連関が,加齢によって低下していることが関係している可能性が示された.(2)の研究では,魅力的な顔は中程度の魅力や魅力的でない顔よりもより良く記憶され,その神経基盤として顔の魅力の処理に重要な眼窩前頭皮質と顔の詳細な記憶の記銘に関連する海馬との間の相互作用が重要であることが示唆された.(3)の研究では,単語の詳細な記憶は,記銘時の金銭的な報酬や罰によって促進され,その神経基盤として報酬や罰に関連する側坐核・腹側被蓋野や罰に特異的に関連する島皮質などの領域と,記憶に重要とされる海馬との間の相互作用が重要であることが示された.これらの研究成果は日本神経科学学会や国際脳マッピング学会などの国内外の学会や,Neuroimage誌などの国際的に評価の高い学術誌に発表された.本研究の目的は,ヒト記憶に対して抑制的な影響を与える加齢と,記憶に促進的な影響を与える心理過程との相互作用を担う神経基盤を,非侵襲的脳機能画像法(特に機能的MRI)を用いて解明することである.当該年度では,特に(1)顔と名前の連合記憶の記銘に関する神経基盤が,加齢によってどのように変化するのか,(2)顔の記憶処理に関連する神経基盤が顔の魅力がどのような影響を与えるのか,(3)単語の記憶に関連する神経基盤が金銭的な報酬と罰によってどのように変化するのか,の3つの研究を進めた.(1)の研究では,高齢者では顔と名前の連合記憶の能力が若年者と比較して低下しており,その神経基盤として海馬と左側頭葉先端部との機能的連関が,加齢によって低下していることが関係している可能性が示された.(2)の研究では,魅力的な顔は中程度の魅力や魅力的でない顔よりもより良く記憶され,その神経基盤として顔の魅力の処理に重要な眼窩前頭皮質と顔の詳細な記憶の記銘に関連する海馬との間の相互作用が重要であることが示唆された.(3)の研究では,単語の詳細な記憶は,記銘時の金銭的な報酬や罰によって促進され,その神経基盤として報酬や罰に関連する側坐核・腹側被蓋野や罰に特異的に関連する島皮質などの領域と,記憶に重要とされる海馬との間の相互作用が重要であることが示された.これらの研究成果は日本神経科学学会や国際脳マッピング学会などの国内外の学会や,Neuroimage誌などの国際的に評価の高い学術誌に発表された.
セントロメアに特異的なクロマチン形成におけるRSF複合体の役割

これまで、研究代表者は、クロマチンリモデリング因子RSF複合体が、セントロメアに特異的なクロマチン形成に関わることを見いだしてきた。本研究では、RSF複合体のセントロメアへの局在化機構、RSF複合体とCENP-Aとの関連、あるいは、RSF複合体と他のセントロメアタンパク質との関連について明らかにすることを目指した。RSF-FLAGを発現するヒトおよびニワトリ細胞株を作成して、RSFと共沈降してくる因子の同定および共沈降してくるDNAの解析を行った。RSFと共沈降するDNAは、CENP-Aと共沈降するDNA同じピークであった。また、RSF複合体と共沈降してくるタンパク質因子の解析の結果、クロマチンリモデリング因子であるFACTが同定できた。FACTのノックアウト細胞で、RSFの局在が失われることが判明した。生物の生命維持には、染色体が安定に保持・増殖されなければならない。染色体分配のような基本的な生体反応に狂いが生じると染色体の異数化、がん化など細胞に対する悪影響が生じる。研究代表者は、染色体分配に必須な働きを担うセントロメアの形成機構についての明らかにすることを目標としている。セントロメアの形成には、セントロメアに特異的なヒストンであるCENP-Aの取り込みを中心としたセントロメアに特異的なクロマチン構造の形成が重要である。これまで、代表者は、クロマチンリモデリング因子RSFが、セントロメアに特異的なクロマチン形成に関わることを見いだしてきた。本研究では、RSFのセントロメアへの局在化機構、RSFとCENP-Aとの関連、あるいは、RSFと他のセントロメアタンパク質との関連について明らかにすることを目指した。はじめに、RSF-FLAGを発現するヒトおよびニワトリ細胞株を作成して、その細胞をG1期に同調してクロマチン画分を濃縮する。その分画を用いて抗FLAG抗体を用いた免疫沈降を用いて、RSFと共沈降してくる因子の同定を行い、いくつかの候補因子を得た。代表者の所属する研究室では、セントロメアタンパク質のノックアウト細胞のコレクションを有している。これらのノックアウト細胞を用いてRSFの局在について解析した。来年度以降、どのセントロメアタンパク質がRSFと関連しているかを明らかにする予定である。研究代表者は、染色体分配に必須な働きを担うセントロメアの形成機構について明らかにすることを目標としている。セントロメアの形成には、セントロメアに特異的なピストンであるCENP-Aの取り込みを中心としたセントロメアに特異的なクロマチン構造の形成が重要である。その結果、クロマチンリモデリング因子であるFACTが同定できた。生細胞観察を行うと、非常に短い時期にFACTとRSFが共局在する様子が観察できた。また、FACTのノックアウト細胞で、RSFの局在が失われることが判明した。今後は、RSFとFACTがどのように協調して、CENP-Aの局在に関わるかを生化学的手法を用いて明らかにしたい。
ブドウ糖/アミノ酸代謝比画像による脳腫瘍の治療予後評価に関する研究

原発性脳腫瘍における癌幹細胞は放射線療法や化学療法に対して抵抗性である。癌幹細胞の存在が本疾患を難治性にしている。従って、これを制御することが治療戦略において非常に重要であると言われている。また、高血糖領域には原発性脳腫瘍における癌幹細胞が存在する可能性があることが示唆されている。糖代謝を評価する画像検査としてFDG-PETがある。今回私たちは糖代謝と反映するFDG-PETをアミノ酸代謝を反映したMetionine-PETとの比を取ることにより、従来より鋭敏に当社を評価するFDG/Methinone index imagingを考案した。本研究の目的は原発性脳腫瘍に対するFDG/Methinoneindex imagingの癌幹細胞の仮説に基づいた新しいイメージングの検討である。原発性脳腫瘍に対してより糖代謝を反映すると考えるFDG/Methionine index imagingを作成し、術後の脳腫瘍のWHO分類との相関、経過観察による再発、予後などを評価する。昨年度より症例数がやや増加し、現在は病変における集積の程度(SUV)を評価するとともに再発の有無や予後について追跡調査している。しかしながら、まだ症例数や経過観察期間などが不十分であると思われ、有意な差を確認するには至っていないのが現状である。また、今後は癌幹細胞とのより詳細な関連を評価するためにCD133陽性率との関連を調べていく方針である。昨年度より症例数を増やしているが、発生数そのものの、数はそれほど多くない。また、予後、再発に関して評価しているが、有意差がまだ出ておらず、他のモダリティとの評価が遅れているため。今後はさらなる脳腫瘍症例の症例数の増加と予後、再発の評価を引き続き行い、FDG/Methinone index imgagingの有用性を明らかにしていく方針である。また、膠芽腫におけるマーカーであるCD133陽性率との相関を当院脳神経外科学講座と共同で評価し、本法と癌幹細胞との関連を明らかにしていく方針である。原発性悪性脳腫瘍は浸潤性に発育し、外科的切除や放射線化学療法を駆使しても、腫瘍制御が難しい疾患である。腫瘍制御において癌幹細胞(Cancer stem cell; CSS)が注目されている.しかしながら、癌幹細胞は放射線化学療法に抵抗性で外科的切除しか細胞を排除する手段がない。一方、メトホルミンが癌幹細胞の不活化させるという報告がある.これは癌幹細胞活性に細胞外グルコース濃度が重要な役割を果たすためである。癌幹細胞は腫瘍内の高糖代謝領域に存在している可能性が高いかもしれない。糖代謝を評価する方法としてFDG-PETがあるが,我々はより詳細に腫瘍内の糖代謝を反映する方法が必要であると考えた。そこで、“FDG/Methionine index PET imaging"を作成し,脳腫瘍内のアミノ酸高代謝領域よりも高糖代謝を示す領域を評価することが必要であると考えた。本研究の目的はFDGの集積をMethionineの集積で比を取る“FDG/Methionine index PET imaging"を考案し、脳腫瘍バイオマーカーとしての有用性を明らかにすることである.原発性悪性脳腫瘍は依然として最も難治な腫瘍である。手術、化学療法および放射線治療を組み合わせても腫瘍制御が難しい場合が多い。化学療法や放射線治療に抵抗性の癌幹細胞の存在が重要視されている。この癌幹細胞は脳腫瘍内の高血糖領域には癌幹細胞が存在する可能性が高いことが示唆されており、注目されている。糖代謝を反映する画像検査としてFDG-PETがある。また、アミノ酸代謝を反映する画像検査としてMethionine-PETがある。我々はこの両者の比を画像化することにより従来より詳細な高血糖領域を反映するFDG/Methionine index PET imageを考案し、評価することにした。原発性悪性脳腫瘍の症例に対して、FDG-PETおよびMethionine-PET(Met-PET)を施行し、そこから集積比の画像であるFDG/Methionine index PET imageを作成。本画像は脳腫瘍内におけるより鋭敏な高血糖領域を反映していると思われ、新たな原発性悪性脳腫瘍における画像検査として期待した。当施設において、FDG/Methionine index PET imageを作成し、実際の原発性悪性脳腫瘍症例に適応し、評価したところ脳腫瘍のWHO gradeとFDG/Methionine index PET imageの集積の程度の関してある程度の正の相関が確認された。また、予後に関して集積の高い群と低い群との比較において、集積の高い群では予後不良である傾向が見られた。しかしながら、有意差は確認できなかった。まだ、症例数が少なく、経過観察期間が短いため本法のバイオマーカーとしての能力を十分に確認できていない。

今回私たちは糖代謝と反映するFDG-PETをアミノ酸代謝を反映したMetionine-PETとの比を取ることにより、従来より鋭敏に当社を評価するFDG/Methinone index imagingを考案した。本研究の目的は原発性脳腫瘍に対するFDG/Methinoneindex imagingの癌幹細胞の仮説に基づいた新しいイメージングの検討である。原発性脳腫瘍に対してより糖代謝を反映すると考えるFDG/Methionine index imagingを作成し、術後の脳腫瘍のWHO分類との相関、経過観察による再発、予後などを評価する。昨年度より症例数がやや増加し、現在は病変における集積の程度(SUV)を評価するとともに再発の有無や予後について追跡調査している。しかしながら、まだ症例数や経過観察期間などが不十分であると思われ、有意な差を確認するには至っていないのが現状である。また、今後は癌幹細胞とのより詳細な関連を評価するためにCD133陽性率との関連を調べていく方針である。昨年度より症例数を増やしているが、発生数そのものの、数はそれほど多くない。また、予後、再発に関して評価しているが、有意差がまだ出ておらず、他のモダリティとの評価が遅れているため。今後は検討症例数を増やし、同様にFDG/MET index PET imagingとWHO gradeとの相関を検討する。予後の検討に関してはまだ経過観察期間が短かったと考えられ、経過観察期間を延長し、FDG/MET index PET imagingと予後との関連について明らかにする。当施設において、FDG/Methionine index PET imageを作成し、実際の原発性悪性脳腫瘍症例に適応し、評価したところ脳腫瘍のWHO gradeとFDG/Methionine index PET imageの集積の程度の関してある程度の正の相関が確認された。また、予後に関して集積の高い群と低い群との比較において、集積の高い群では予後不良である傾向が見られた。しかしながら、有意差は確認できなかった。まだ、症例数が少なく、経過観察期間が短いため本法のバイオマーカーとしての能力を十分に確認できていない。今後は関係各科の協力の下、症例数を増やし、経過観察期間を延ばし、しながら、有意差は確認できなかった。まだ、症例数が少なく、経過観察期間が短いため本法のバイオマーカーとしての能力を確認することにしている。また、本研究の成果を査読のある英文誌に投稿予定である。今後はさらなる脳腫瘍症例の症例数の増加と予後、再発の評価を引き続き行い、FDG/Methinone index imgagingの有用性を明らかにしていく方針である。また、膠芽腫におけるマーカーであるCD133陽性率との相関を当院脳神経外科学講座と共同で評価し、本法と癌幹細胞との関連を明らかにしていく方針である。
超高圧誘起水素結合性高分子集合体の遺伝子送達システムへの応用

超高圧処理を用いた分子集合化技術による新しい遺伝子送達用複合体の開発について検討している。今年度は、(1)ポリビニルアルコール以外の高分子による遺伝子複合化の検討、(2)水素結合性を有する無機微粒子の応用、について検討を行った。水素結合性高分子として、デキストランをはじめとする多糖類、アクリルアミド、アクリル酸、ポリエチレングリコール、低分子量ポリハイドロキシエチルメタクリレートを用いて、DNAとの複合化を検討した。超高圧処理よって、明確な複合化が観察できたのはデキストランとポリエチレングリコールであった。これら2種の高分子について、プラスミドDNAとの複合化を検討したところ、溶解する溶液の状態によって、複合化が多きく影響されることが明らかになった。すなわち、精製した水に空気中の炭酸ガスがいったん溶解したものについては、複合化が阻害された。この結果から、ポリビニルアルコールよりも水素結合性が弱い高分子については、複合化の際の条件設定をより厳密に行う必要があることがわかった。無機微粒子の表面には水酸基を有するものがあり、これを利用したDNAの複合化についても検討を行った。水溶液中で分散性を保ち、かつ水酸基を表面に有する生体材料である、ハイドロキシアパタイトのナノメートルサイズの微粒子を作成し、複合化について検討した。DNAの複合化は比較的安定しており、細胞デリバリーの実験も行えた。プラスミドDNAの取り込みついては、十分と考えられる量が取り込まれていたが、コードタンパク質の発現量は低かった。これらの結果より、DNA複合化の際の条件の精緻な検討と、細胞内に取り込まれた後の核への移行について、新しい機構を組み込む必要があると考えられた。候補物質としては超高圧処理でも構造が影響を受けない、低分子ペプチドを考えている。これまで、ある種の水溶性高分子が高圧下で強固な水素結合を形成し、ハイドロゲルやナノ粒子等の構造体を形成することを発見し、これを用いて、ポリビニルアルコール(PVA)とDNAとの複合体調整に成功した。本年度は、PVA/DNA複合体の遺伝子ベクターとしての機能解析とPVAに変わる生体適合性材料あるいは生体由来材料の可能性ついて検討した。まず、PVA/DNA複合体の物性について詳細に検討した。水素結合阻害剤存在下では複合体が形成されなかったことから、水素結合性を介した複合体であることが明らかとなった。AFM観察、CDスペクトル解析により、DNAの主あるいは副溝にPVAが巻きついた状態であることが示唆された。培養細胞への導入実験においては、高頻度の細胞内取り込みが示されたが、5時間後の導入遺伝子の発現効率は低かった。しかし、in vtroの発現実験では、20時間の血清存在下においても遺伝子発現が認められたことから、PVA/DNA複合体の高核酸分解酵素耐性が示され、長期間の遺伝子導入への可能性が示唆された。また、遺伝子発現の改善の試みとして、食胞からの速やかな複合体の脱出を達成させるため、無機塩の添加を行った。遺伝子発現効率の上昇が示され、市販品と同程度の遺伝子発現強度であり、遺伝子発現の改善に成功した。PVAに変わる合成高分子としてポリエチレングリコール(PEG)を採用した結果、PEGにおいてもDNAとの複合体形成がなされた。PEGは生体適合性が高く、実際の臨床においても用いられていることから、その有用性に期待できる。生体由来材料としては、血清成分であるIgGと多糖のDextranを用いた。両者においても複合体の形成が示され、また、細胞内への取り込みも確認できた。以上の検討から、本年度の目的はある程度達成され、来年度以降は、より高遺伝子発現効率な超高圧誘遺伝子ベクターの開発を行う。

今年度は、(1)ポリビニルアルコール以外の高分子による遺伝子複合化の検討、(2)水素結合性を有する無機微粒子の応用、について検討を行った。水素結合性高分子として、デキストランをはじめとする多糖類、アクリルアミド、アクリル酸、ポリエチレングリコール、低分子量ポリハイドロキシエチルメタクリレートを用いて、DNAとの複合化を検討した。超高圧処理によって、明確な複合化が観察できたのはデキストランとポリエチレングリコールであった。これら2種の高分子について、プラスミドDNAとの複合化を検討したところ、溶解する溶液の状態によって、複合化が大きく影響されることが明らかになった。すなわち、精製した水に空気中の炭酸ガスがいったん溶解したものについては、複合化が阻害された。この結果から、ポリビニルアルコールよりも水素結合性が弱い高分子については、複合化の際の条件設定をより厳密に行う必要があることがわかった。無機微粒子の表面には水酸基を有するものがあり、これを利用したDNAの複合化についても検討を行った。水溶液中で分散性を保ち、かつ水酸基を表面に有する生体材料である、ハイドロキシアパタイトのナノメートルサイズの微粒子を作成し、複合化について検討した。DNAの複合化は比較的安定しており、細胞デリバリーの実験も行えた。プラスミドDNAの取り込みについては、十分と考えられる量が取り込まれていたが、コードタンパク質の発現量は低かった。これらの結果より、DNA複合化の際の条件の精緻な検討と、細胞内に取り込まれた後の核への移行について、新しい機構を組み込む必要があると考えられた。候補物質としては超高圧処理でも構造が影響を受けない、低分子ペプチドを考えている。新しい遺伝子ベクターの開発を目指して、超高圧印加による水素結合性分子集合体形成現象を応用した遺伝子-高分子複合体を調製し、遺伝子送達について検討を行った。最終年度である今年度は、(1)ポリビニルアルコール以外の高分子による遺伝子複合化のさらなる検討、(2)DNA単独で超高圧処理を行った場合の検討を行った。昨年度までに、超高圧処理よって、DNAとの明確な複合化が観察できたのはデキストランとポリエチレングリコールであった。これら2種の高分子について、圧力処理条件や複合体の安定性について検討したところ、サブミクロンサイズの粒子が形成していることが観察され、2-3週間の間、安定に存在し、その後消滅することが分かった。この複合体に遺伝子を組み込むことで、中期間の徐放ができる可能性を見いだした。また、DNA単体を超高圧処理したものでも、遺伝子発現効率が向上することを見いだした。分光学的手法、熱解析および無細胞タンパク質発現系を用いてこの現象を詳細に検討したところ、超高圧処理によって、DNA鎖が屈曲し、これによりDNA分解酵素の認識能が低下するため、結果として、遺伝子発現効率が上昇することが分かった。また、この屈曲は経時的に元の状態に戻るため、長時間の遺伝子発現系にも応用が可能と考えられる。他の遺伝子導入
フッ素置換錯体を基盤とする有機フッ素化合物の触媒的合成法

有機フッ素化合物は、医農薬として近年特にその重要性を増している。本研究課題では、触媒による高効率合成を実現するための鍵活性種としてジフルオロカルベン錯体に着目し、その調製法と活用法を開発した。具体的には、ニッケル(II)および銅(I)錯体からそれぞれ対応するジフルオロカルベン錯体を調製することができ、例えばシリルジエノールエーテルを出発物質としてα,α-およびβ,β-ジフルオロシクロペンタノン両異性体を作り分けることが可能となった。本研究課題で我々が構築した構造は生理活性化合物にもしばしば含まれる汎用性が高いものであり、将来の医農薬の開発・製造につながる。有機フッ素化合物は、医農薬や電子エレクトロニクスにおける基盤材料として近年特にその重要性を増している。平成27年度は、ニッケル-ジフルオロカルベン錯体を鍵中間体とするフッ素置換環状シリルエノールエーテルの触媒的合成法を開発した。これまでの予備的な検討から我々は、ピンサー型NHC配位子を有するニッケル(II)錯体に2,2-ジフルオロ-2-フルオロスルホニル酢酸トリメチルシリル(TFDA)を作用させると、これまで報告例がなかったニッケル(II)ジフルオロカルベン錯体が発生するとの知見を得ている。このジフルオロカルベン錯体にシリルジエノールエーテルを作用させると、シクロプロパン化を起こす。こののち[3+2]型の環拡大が進行し、α,α-ジフルオロシクロペンタノンのシリルエノールエーテル(フッ素置換環状シリルエノールエーテル)を与える。α,α-ジフルオロシクロペンタノンの誘導体には、生理活性を有するものが見られる。そこで、種々の置換基を有するシリルジエノールエーテルで、同様の反応を試みた。その結果いずれの場合でも、対応するフッ素置換環状シリルエノールエーテルを収率良く得た。これらフッ素置換環状シリルエノールエーテルの変換も行い、実際に様々なα,α-ジフルオロシクロペンタノン誘導体が得られることを確認した。また、鍵中間体であるニッケル(II)ジフルオロカルベン錯体も同定した。具体的には過剰量の第一級アミン存在下、ニッケル(II)錯体にTFDAを作用させた。カルベン錯体の発生を示唆するイソシアニド錯体がアミノリシスにより生成していることを、高分解能質量分析により確認した。平成27年度は、ニッケル-ジフルオロカルベン錯体を触媒種とするフッ素置換環状シリルエノールエーテル合成反応を確立した。遷移金属触媒によるシリルエノールエーテルのジフルオロシクロプロパン化はこれまでに例がなく、有用化合物合成への応用を通じて、フッ素置換錯体の有用性を示した。このように、本研究課題は概ね順調に進展している。有機フッ素化合物は従来より医薬品や農薬などとして、また最近では有機半導体化合物として、学術・実用両面で重要な役割を果たしている。フッ素置換したカルベン錯体(メチレン錯体)は、これら有機フッ素化合物の高効率高選択的な合成を実現する、有望な鍵中間体である。平成28年度は、中心金属として銅(I)を有するジフルオロカルベン錯体(ジフルオロメチレン錯体)の調製と利用について、検討を行った。その結果、フェナントロリン配位子を有する臭化銅(I)触媒に対してブロモジフルオロ酢酸ナトリウム(ジフルオロメチレン源)を作用させると、銅(I)ジフルオロカルベン錯体が系内で発生するとの知見を得た。この銅(I)ジフルオロカルベン錯体は、α,β-不飽和ケトンから誘導されるシリルジエノールエーテルと[1+4]型の触媒的な付加環化を起こし、β,β-ジフルオロシクロペンタノンのシリルエノールエーテルを収率良く与えた。鍵中間体である銅(I)ジフルオロカルベン錯体を、第一級アミンで捕捉されたイソシアニド錯体の形で確認することにも成功している。我々は昨年度の検討において、ニッケル(II)触媒を利用するα,α-ジフルオロシクロペンタノンのシリルエノールエーテル合成法を確立した。今年度の銅(I)触媒による成果は、触媒種を変えることで同一出発物質からフッ素の置換位置異性体の作り分けを可能にしたものであり、有機合成化学上の意義は大きいと言える。平成28年度は、銅(I)ジフルオロカルベン錯体を触媒種とするフッ素置換環状シリルエノールエーテル合成法([1+4]付加環化反応)を確立し、学術誌に発表した(査読あり)。ジフルオロカルベン錯体が一炭素供与体として作用する[1+4]付加環化反応はこれまで例がなく、学術的に重要な成果であると言える。また、昨年度我々が開発したニッケル(II)ジフルオロカルベン錯体を触媒種とするシクロプロパン化-ビニルシクロプロパン転位と併せて考えると、医農薬として有望なジフルオロシクロペンタノン誘導体の位置選択的作り分けに成功したことになり、実用上の有用性も高い。このように、本研究課題は概ね順調に進展していると言える。申請者はすでに、ニッケル(II)または銅(I)ジフルオロメチレン錯体(一炭素錯体)の新規調製法と、これらをシリルジエノールエーテル(2-シロキシ-1,3-ジエン)に作用させるジフルオロシクロペンタノン誘導体(炭素五員環化合物)合成法を報告している。今年度はまず、上述のジフルオロシクロペンタノン誘導体合成法を、窒素五員環化合物合成法へと展開した。

具体的には、シリルジエノールエーテルに対応するシロキシアザジエン(3-シロキシ-2-アザ-1,3-ジエン)を、系内で発生させた銅(I)ジフルオロメチレン錯体に作用させた。これにより、ジフルオロシクロペンタノン誘導体に対応する2-シロキシ-4,4-ジフルオロピロリンを良い収率で得た。本反応は、遷移金属ジフルオロメチレン錯体を窒素五員環化合物合成に利用した初めての例である。次に、二炭素フッ素置換カルベン錯体であるジフルオロビニリデン錯体の調製法と利用法について検討を行った。具体的には、アルキニル金属種またはアルキル金属種存在下、1-ヨード-2,2-ジフルオロビニル亜鉛クロリド-ジアミン錯体を等モル量のヨウ化銅(I)に作用させた。これにより、アルキニル基またはアルキル基が置換した1,1-ジフルオロアルケンを得た。系内では1-ヨード-2,2-ジフルオロビニル銅(I)からのα-脱離により銅(I)ジフルオロビニリデン錯体が発生していると考えられる。続くアルキニル金属種またはアルキル金属種のビニリデン炭素への付加と反応停止時のプロトン化により、これら生成物が得られているものと推定される。本反応は、銅(I)ジフルオロビニリデン錯体の初めての調製例であるとともに、有機合成化学におけるジフルオロメチレン錯体のポテンシャルを示した重要な知見と言える。有機フッ素化合物は、医農薬として近年特にその重要性を増している。本研究課題では、触媒による高効率合成を実現するための鍵活性種としてジフルオロカルベン錯体に着目し、その調製法と活用法を開発した。具体的には、ニッケル(II)および銅(I)錯体からそれぞれ対応するジフルオロカルベン錯体を調製することができ、例えばシリルジエノールエーテルを出発物質としてα,α-およびβ,β-ジフルオロシクロペンタノン両異性体を作り分けることが可能となった。本研究課題で我々が構築した構造は生理活性化合物にもしばしば含まれる汎用性が高いものであり、将来の医農薬の開発・製造につながる。遷移金属カルベン錯体の反応性は、その中心金属により大きく変化することが予想される。平成28年度以降は、ニッケル以外の中心金属をもつ(ジ)フルオロカルベン錯体について検討を進め、特に有用化合物合成を念頭に諸検討を行っていきたい。フッ素非置換カルベン錯体においてはほぼ全ての遷移金属元素についてその錯体が知られており、それに応じて反応性も幅広い。我々は、今年度までにニッケルと銅のジフルオロカルベン錯体を利用した触媒反応の開発に成功しており、今後も引き続いて白金等他の中心金属をもつフッ素置換カルベン錯体への展開を継続する。またこれまでは、一炭素カルベン錯体であるジフルオロメチレン錯体の反応を開発してきた。今後はこれを、二炭素カルベン錯体(ジフルオロビニリデン錯体)、三炭素カルベン錯体(ジフルオロアレニリデン)へも拡張したい。筑波大学市川淳士研究室ウェブサイト遷移金属錯体
極低温X線検出器のエネルギー分解能向上のための基礎研究

今年度は昨年度に引き続き、Nb/Al/A10x/Al/Nbという構成の超伝導トンネル接合素子(以下STJ)の作製を行ったが、分解能悪化の原因の一つである漏れ電流の抑制を念頭に置いて作製過程に以下のような工夫を施した。1,アルミ層の加工の前に、その上に薄いSiO_2を成膜しておき、フォトレジスト現像時に強アルカリ性の現像液によってアルミ層が腐食されることを防ぐ。2,アルミ層を加工した際に生じる可能性のあるSTJ端面のダメージによってトンネル障壁の上下のアルミ層がショートすることを防ぐため、アルミ層の端面を酸素プラズマ中で酸化して絶縁膜に変換する。これらの効果を、STJの漏れ電流の測定及びX線スペクトルの測定を通して調べた。特に工夫2の効果を、STJ端面を酸素雰囲気中で酸化して作製したSTJと比較することで評価した。その結果、温度0.35K、電圧0.2mVで測定した漏れ電流を温度4.2Kで測定したそれで規格化した値が、工夫2を通して作製したSTJの方が約一桁減少していることを確認し、酸素プラズマ中での端面の酸化は、漏れ電流の抑制に非常に効果的であることがわかった。次にこの漏れ電流の少ないSTJを用いて、エネルギー5.9keVのX線スペクトルの測定を行った。5.9keVに対するエネルギー分解能は、サイズが100μ□のSTJでは、酸素雰囲気中で酸化したSTJの200249eVに対して、酸素プラズマ中で酸化したSTJでは58eVが得られた(いずれも値はFWHM)。また、その他のサイズのSTJについても、分解能の向上が見られた。以上のことから、酸素プラズマ中でのSTJ端面の酸化は、STJの漏れ電流を抑制し、STJのX線検出器としての性能の向上に有効に作用するということがわかった。本年度は、X線入射時に発生した電荷単体となる準粒子を、効率良く収集することが可能となるトンネル接合素子の製作条件の確立を目指した研究を行い、以下の成果を得た。基板と素子の間の絶縁層(アルミナ)の膜厚の最適化。素子で吸収されずに基板のシリコンに吸収されたX線によって発生するフォノンが素子に侵入すると、X線スペクトル上に低エネルギーノイズを発生する。フォノンの侵入を防ぐために、素子と基板の間に絶縁層としてアルミナを成膜し、その膜厚を変えてノイズ発生の抑制に対する影響を調べた。その結果、膜厚と低エネルギーノイズの減少・X線ピークの幅について相関があることがわかり、膜厚50nmの場合が低エネルギーノイズの発生を抑え、かつX線ピークの幅が狭い最適点であることがわかった。また、この条件で作成したNb/Al-AlOx/Nb素子で、これまでのところ5.9keVのX線に対してエネルギー分解能109eVを実現した。Alトラッピング層を持つ素子の作成。素子のX線に対するエネルギー分解能は、X線入射時に発生する準粒子数の平方根に反比例するため、高分解能を実現するためには、素子の構成を工夫することで発生準粒子数を増やせばよい。そこでNbとトンネル障壁の間にNbよりもギャップエネルギーの小さいAlを入れたNb/Al/Al-AlOx/Al/Nbという構成の素子を作成し、X線スペクトルの測定を行った。その結果、5.9keVのX線で20倍以上の準粒子(7×10^6個に相当)を発生することに成功した。一方、Alの影響による素子のダイナミック抵抗の低下は原理的に避けられないため、電荷有感型前置増幅器を用いて測定した場合の電気ノイズはNbのみからなる素子に比べて数倍になり、X線スペクトルの分解能は、5.9keVに対してこれまでのところ100eVである。したがって、電流有感型の増幅器を製作し、それを用いて測定を行うことが必要であり、現在準備を行っている。