hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血管平滑筋収縮蛋白の制御

血管平滑筋は内皮細胞との関連では病変時特異的増殖,脱分化を行い,いわゆる動脈硬化性変化をもたらす.この際の形態変化等は詳しく調べられているが,生化学,とくに収縮蛋白質レベル,及び分子生物学的レベルの研究は遅れている.本研究班はその弱点をおぎない,新らしい展開をはかる為に我国の平滑筋生化学者を結集した.本年は平滑筋のミオシンの構造については尾西が中心になり,公募班員の岡本と共に一次構造と機能の関連について, ATP結合位等を明らかにさせた.下等動物平滑筋のCatch機構については八木がミオシン重鎖のリン酸化でかなり明らかになった.一方細いフィラメント側の調節機序に影響した因子によってラッチ機構が生じるが,この説明に野々村は大動脈からとったゲルゾリンファミリーが働く可能性を示し,その進んだ精製で86K, 84K, 45Kダルトン蛋白質が存在することを明らかにした.一方,丸山はこの45Kが84Kの中心分解物である可能性を示し,その精製を行った.柴田は血管においてカルデスモン様蛋白質の存在を明らかにし,祖父江はカラデスモンに2種類あり,非筋細胞,未分化型のものと筋,分化型の違いを明らかにした.小林は平滑筋膜よりカルパクチンをとり,山本はCa-ATPアーゼをとって膜でのCa調節への足がかりを求めた.高井は血管培養細胞のC-キナーゼ存在様式が成長因子との関係から異ることを示し,清水はロイコトリエン連関酵素系の精製とその機能への結びつきを示した.野島はCM(カルモジュリン)遺伝子クローニングをcDNAクローニングから進め,高血圧との関係を追究している.本年は班員全ての研究が具体化し,すでに病態との関係へと入ってきた班員もあり,来年度に向けての一層の具体化が期待される.血管平滑筋は内皮細胞との関連では病変時特異的増殖,脱分化を行い,いわゆる動脈硬化性変化をもたらす.この際の形態変化等は詳しく調べられているが,生化学,とくに収縮蛋白質レベル,及び分子生物学的レベルの研究は遅れている.本研究班はその弱点をおぎない,新らしい展開をはかる為に我国の平滑筋生化学者を結集した.本年は平滑筋のミオシンの構造については尾西が中心になり,公募班員の岡本と共に一次構造と機能の関連について, ATP結合位等を明らかにさせた.下等動物平滑筋のCatch機構については八木がミオシン重鎖のリン酸化でかなり明らかになった.一方細いフィラメント側の調節機序に影響した因子によってラッチ機構が生じるが,この説明に野々村は大動脈からとったゲルゾリンファミリーが働く可能性を示し,その進んだ精製で86K, 84K, 45Kダルトン蛋白質が存在することを明らかにした.一方,丸山はこの45Kが84Kの中心分解物である可能性を示し,その精製を行った.柴田は血管においてカルデスモン様蛋白質の存在を明らかにし,祖父江はカラデスモンに2種類あり,非筋細胞,未分化型のものと筋,分化型の違いを明らかにした.小林は平滑筋膜よりカルパクチンをとり,山本はCa-ATPアーゼをとって膜でのCa調節への足がかりを求めた.高井は血管培養細胞のC-キナーゼ存在様式が成長因子との関係から異ることを示し,清水はロイコトリエン連関酵素系の精製とその機能への結びつきを示した.野島はCM(カルモジュリン)遺伝子クローニングをcDNAクローニングから進め,高血圧との関係を追究している.本年は班員全ての研究が具体化し,すでに病態との関係へと入ってきた班員もあり,来年度に向けての一層の具体化が期待される.
内視鏡医療トレーニングのための括約筋をもつアクティブ臓器モデルの開発

センサとアクチュエータをもつアクティブ臓器モデルの開発に関して、膵臓を対象として、(1)括約筋アクチュエータの開発、(2)括約筋アクチュエータのための高感度コンタクトセンサの開発、(3)樹脂造形法によるフレキシブル臓器形態モデルの形成について検討を行った。括約筋アクチュエータとして、空気圧アクチュエータを検討した。ゴムシートで作製したバルーンの膨張・収縮にともなうアクチュエータの開閉運動を用いることを前提に、ゴム材質の選定、ゴムシートの変形に関するバルーンの形状・サイズ・ゴム厚さの影響に関する基礎データを獲得し、これに基づいて3個の空気圧アクチュエータからなる括約筋アクチュエータを開発した。空気圧による括約筋アクチュエータの開閉量および応答速度を明らかにするとともに、閉じたときの内視鏡等の医療用ツールへの拘束力を明らかにした。コンタクトセンサとして、感圧導電性フィルムを用いたセンサを形成し、併せて、駆動用の電子回路を作製した。接触圧力の影響、応答速度を検討し、内視鏡などの医療用ツールが軽く接触したときに、アクチュエータが開閉動作できるコンタクトセンサとした。臓器形状モデルの形成に関して、樹脂造形法によるモールド形成のための適正条件を得るとともに、膵臓のように内部に膵管等をもつ臓器モールドの設計法を構築した。作製したモールドにシリコーンゴムを注入してフレキシブル臓器形態モデルを形成し、括約筋アクチュエータとコンタクトセンサを一体化して、アクティブ臓器モデルとする。センサとアクチュエータをもつアクティブ臓器モデルの開発に関して、(1)括約筋システムのためのアクチュエータの開発、(2)括約筋システムのための高感度接触センサの開発、(3)樹脂造形法によるフレキシブル臓器形態モデルの形成について検討を行った。括約筋アクチュエータに関して、SMA薄膜アクチュエータと空気圧アクチュエータを検討した。SMA薄膜アクチュエータは、SMA薄膜とバイアス力をもたらすシリコーンゴムPDMSからなるバイモルフ構造で実現した。最初に、アクチュエータの変形-形状回復挙動に関するSMA薄膜の厚さ・サイズ、シリコーンゴム層の厚さ・引き延ばし量の影響を検討し、適正条件を得た。これに基づいて、円周上に6個のバイモルフ構造を配列したSMA薄膜アクチュエータを作製し、加熱-冷却に対応して閉塞-開放する括約筋アクチュエータを実現した。空気圧アクチュエータについては、シリコーンゴムシートで作製したバルーンの開閉運動を用いることを前提に、バルーンの形状・サイズ・ゴム厚さと空気圧の関係について基礎データを獲得し、これに基づいて空気圧アクチュエータ構造の設計を行った。接触センサとして、感圧導電性フィルムによるセンサアレイを形成し、併せて、リレーボードとマルチプレクサからなる駆動回路を作製して、接触センサの基本的性能を確認した。臓器形状モデルの形成に関して、光造形法による樹脂モールド形成を検討したが、造形可能な試料の大きさの制限から、樹脂造形装置による方法に変更し、その造形条件を検討して適正条件を得た。
無線センサネットワークにおけるセンサノードの省電力化に関する研究

無線センサーネットワークにおいて,待機電力をほぼゼロにし,無駄な起動や事象の取りこぼしを防止できるセンサーノードを開発した.センサノードは,事象発生時にのみ起動するための環境発電と,高度な信号処理・通信制御を実施する2次電池を組み合わせたハイブリッドな電源管理方式を持つ.無電力状態から起動する提案センサの起動時間は80ms程度であり,多くの応用において無視できる程度である.従来のバッテリ寿命の見積もり式を提案センサ向けに拡張し,試作機から得られた実パラメタを用いて評価した.その結果,従来より6100倍の寿命が得られることが分かった.2つの応用事例を通して,提案ノードの実用性を明らかにした.本研究では,無線センサーネットワーク(WSN)の多数のセンサノードに対して,待機電力をほぼゼロにし,かつ無駄な起動や事象の取りこぼしを防止できるシステムの提供を目的とする.その為に,事象発生によるセンサの発電(環境発電)を用いたノードの起動と,二次電池による高度な信号処理・通信制御を組み合わせたWSNによる世界初かつ日本発のハイブリッドな電源管理手法をハードウェアにより実現する.具体的には,(1)環境発電と二次電池を組み合わせたセンサノードを構成し,その動作と省電力効果を評価する.(2)複数のセンサノードとWSNに構成に展開し,その動作と省電力効果を評価する.(3)実際のアプリケーションを想定したWSNを構築し,実応用への効果を確認することで,WSNにおける省電力センサノードの基礎技術を世界に発信する.H26年度の目的として,センサの環境発電を利用した待機電力をゼロにする電源回路技術をWSNのセンサノードに適用し,待機電力ゼロ状態からセンサの環境発電のみで起動し,その後,所望の動作を継続できるか検討することを挙げていた.それに関して,市販のXBeeを無線センサノードとして使用し,起動用の環境発電を生成するセンサに圧電素子を用いた試作機上で検討を行った.その結果,待機電力ゼロ状態から,センサの環境発電のみで起動し,その後,無線センサノードとして無線通信まで実現可能であることを確認できた.本研究では,無線センサネットワーク(WSN)において,待機電力のゼロ化と,適応型起動によるセンサノードの省電力化を図り,WSNの更なる普及と,日本発の新しいセンサノードを世界へ発信することが目的である.提案センサノードは待機時に,完全に電源が切れた仮死状態となり,待機状態を保持するための消費電流がゼロになる.提案センサノードは,起動用センサに与えられた刺激によって発生した起電力によって仮死状態から復活し,バッテリからの安定かつ十分な電力によってWSNを安定動作させ,動作完了後に再び仮死状態に遷移する.H27年度では,提案センサノードを用いた実際のWSNを構築し,適切な性能で動作可能か確認することが目的であった.そこで,ドアの開閉状況をモニタリングするWSNを想定し,起動用センサにピエゾフィルムを,ドアの開閉を検出するセンサに磁気センサを用いたセンサノードを開発した.ドアの開閉によってピエゾ素子が弾かれ,発生した起電力によって仮死状態のセンサノードが復活する.ドアに付けられた磁石の有/無によって,ドアの閉/開を判断し,基地局に通知する.待機時に,無電力な提案センサノードは,待機用電力が供給される従来センサノードよりも,起動時間が長いことが予想され,その遅延が性能に悪影響を与えうる.上記の試作WSNにおいて,正しい動作を確認するとともに,提案センサノードの起動時間は約350msであり,その遅延が許される応用,例えば今回のドアモニタシステムなどでは問題ないことを確認した.また,提案センサノードは,無電力の仮死状態から起動するため,起動時に流れる貫通電流が従来センサノードよりも大きく,動作時の消費電流が約1%増加した.ただ,従来ノードが待機状態の維持に消費するuAオーダーの電流を,提案ノードは仮死状態で0に削減でき,バッテリ寿命を大幅に伸長できる.提案センサノードを用いてWSNが構築可能かどうかを明らかにする大きな目標は達成できた.H28年度は,いくつかのWSNの応用への適用を通して,性能や消費電力を評価することが目的である.H27年度に,その第一歩としてドアモニタシステムを構築できたことは,次年度の研究開発の推進につながる.ただ,FPGAと組み合わせたハードウェアの切り替えによるセンサノードの更なる低消費電力・高性能化に関する研究開発は,まだ,ノード単体での動作確認にとどまっている.無線センサネットワーク(WSN)は,各種のモニタリングを通して,社会生活の向上に貢献し得る様々な応用が考えられ,社会の安全や安心及び生活における快適性やゆとりの向上,並びに生産や業務の効率化が期待されている.本研究では,WSNの多数のセンサノードに対して,待機電力をほぼゼロにし,かつ無駄な起動や事象の取りこぼしを防止できるシステムの提供を目的とする.その為に,事象発生によるセンサの発電(環境発電)を用いたノードの起動と,二次電池による高度な信号処理・通信制御を組み合わせたWSNによる世界初かつ日本発のハイブリッドな電源管理手法をハードウェアにより実現する.提案センサノードの試作機を開発し,実際に起動用センサによって無電力状態から起動したセンサノードが,遅延なくセンシングデータを無線送信できるか明らかにした.提案センサノードは起動から約80msで無線送信でき,多くの応用において,その起動時間は無視できる程度であることがわかった.提案センサノードのバッテリ寿命を見積もるために,その動作特性を考慮して,従来からのバッテリ寿命の見積もり法を拡張した.試作機で得られた各種実パラメタ用いて従来ノードと比較した結果,提案ノードは一日当たり100回の起動では50倍,1000回では6倍のバッテリ寿命を達成できることがわかった.提案センサ

ノードが実際に各種応用にどのように適用でき,どのように役立てるかを検証するために,2つの応用に対する適用実験を行った.一つが無線ドアモニタリングシステムであり,一方が無線火災警報器である.双方とも,WSN上で所望の動作を正しく実現できることを確認した.無線センサーネットワークにおいて,待機電力をほぼゼロにし,無駄な起動や事象の取りこぼしを防止できるセンサーノードを開発した.センサノードは,事象発生時にのみ起動するための環境発電と,高度な信号処理・通信制御を実施する2次電池を組み合わせたハイブリッドな電源管理方式を持つ.無電力状態から起動する提案センサの起動時間は80ms程度であり,多くの応用において無視できる程度である.従来のバッテリ寿命の見積もり式を提案センサ向けに拡張し,試作機から得られた実パラメタを用いて評価した.その結果,従来より6100倍の寿命が得られることが分かった.2つの応用事例を通して,提案ノードの実用性を明らかにした.H26年度の目的のひとつである,環境発電によるセンサノードの起動とその後の無線通信の実施については,実際に確認できた.また,センサだけではなく無線の環境発電(アンテナが電波を受けて発電)でも起動できるかについて検討することも目的であった.検討した結果,市販センサノードを使用したため,アンテナからの発電を外部から取り出すことが難しく,交付申請書に記載した通り,XBeeには常時通電しておき,消費電力の実測値からXBeeの消費電力を差し引いて,達成しうる省電力化の効果を推定することで対応する.さらに,センサ信号処理のハードウェア化の性能や消費電力に対する効果を検討することも目的であった.ハードウェアは開発済みであり,現在,XBeeと組み合わせた試作機上でその効果を調査する段階にある.H27年度に実施したWSNの構築実績をもとに,インフラモニタリング,ホームセキュリティなどの,より大規模で高機能な応用を開発する.これらの応用への適用と合わせてFPGAを活用したセンサノードの開発に本格的に取り組む.例えば,センサデータの情報処理回路と暗号化回路の動的切り替えや,カメラセンサノードを実現するための画像処理回路の動的切り替えなどを考えている.ディジタル回路システム今後は,前年度に実現したセンサノードを用いた無線センサネットワーク(WSN)を構築し,センサネットワーク全体での消費電力の削減効果を明らかにする.H26年度の研究過程において,提案法を適用した末端無線センサノードと無線ネットワークのルーティングをつかさどる無線センサノードとの組み合わせによるセンサノードの電力削減効果も明らかにする.
元国費留学生のライフストーリー研究：コンフリクト解決と生涯キャリア発達の視点から

【目的1】として、電子メールによる質問紙調査により、東京外国語大学の予備教育を経由した国費学部留学生の経験と現在を明らかにすること【目的2】として個別の面接調査により、元国費留学生の人生におけるライフヒストーリーとの関連で、日本への留学の意味を明らかにすることである(上図)。谷・井上を参考にしつつ、質問項目の作成を行う(伊藤・井上)。調査結果を踏まえて、対象者のうちより同意を得られたものを対象に海外における個別インタビュー(井上)、および日本国内でのフォーカス・グループ・インタビューを行う(井上)。すべてを総合し、コンフリクトを乗り越えキャリア形成をしてきたプロセスを考察する。
妊娠中毒症胎盤組織におけるサイトカインの局在に関する免疫組織化学的研究

正常妊娠において、胎盤局所で絨毛細胞と脱落膜組織中の母体細胞の間のサイトカインネットワークを介した局所免疫応答が妊娠維持機構に重要であるというイムノトロピズムが唱えられている.これは、妊娠現象において母体は胎児との間で免疫反応を起こさず、そのため胎児が拒絶されないとする従来までの考え方とは相反するもので、母体が胎児が積極的に認識し、各種サイトカイン(M-CSF、GM-CSF、IL-3、TNF-α等)を介し胎盤の成長を促し妊娠が維持されるとする考えである.これらサイトカインのうちM-CSF、GM-CSF、IL-3は絨毛細胞の分化増殖を促進し、TNF-αは絨毛の発育を阻止するとされ、これらの調和により絨毛細胞の正常な発育が起きると考えられている.また,これまではトロホブラスト上に発現していないとされていたHLAについても、従来のものとは異なるHLA-Gが発現していることが明らかになり、妊娠維持に重要な働きを持つと考えられている.そこで妊娠中毒症の病態に、胎盤局所でのこれらサイトカインやHLA-Gを介した異常な免疫応答が関与しているのではないか考えた.妊娠中毒症においては、正常では認められないIL-2が絨毛外トロホブラストに存在したことを報告したが、その他のサイトカインやHLA-Gを介した異常な免疫応答が起きている可能性も高い.そこで本研究では妊娠中毒症患者の胎盤におけるHLA-Gの組織内分布および分泌の有無を免疫組織染色により検討し妊娠中毒症の病因、病態におけるHLA-Gの関与を明らかにする事とした.実験は、正常正期産胎盤及び妊娠中毒症例胎盤を用い、HLA-Gの免疫組織化学染色法(LSAB法)を行った.その結果、妊娠中毒症例胎盤の絨毛外トロホブラストにおいてHLA-G発現の減弱を認めた.本研究により妊娠中毒症胎盤組織の絨毛外トロホブラストにおけるHLA-Gの発現異常が妊娠中毒症の病態に関与していることが示唆され、その病態に胎盤局所における免疫異常が関与している可能性が示唆された.正常妊娠において、胎盤局所で絨毛細胞と脱落膜組織中の母体細胞の間のサイトカインネットワークを介した局所免疫応答が妊娠維持機構に重要であるというイムノトロピズムが唱えられている.これは、妊娠現象において母体は胎児との間で免疫反応を起こさず、そのため胎児が拒絶されないとする従来までの考え方とは相反するもので、母体が胎児が積極的に認識し、各種サイトカイン(M-CSF、GM-CSF、IL-3、TNF-α等)を介し胎盤の成長を促し妊娠が維持されるとする考えである.これらサイトカインのうちM-CSF、GM-CSF、IL-3は絨毛細胞の分化増殖を促進し、TNF-αは絨毛の発育を阻止するとされ、これらの調和により絨毛細胞の正常な発育が起きると考えられている.また,これまではトロホブラスト上に発現していないとされていたHLAについても、従来のものとは異なるHLA-Gが発現していることが明らかになり、妊娠維持に重要な働きを持つと考えられている.そこで妊娠中毒症の病態に、胎盤局所でのこれらサイトカインやHLA-Gを介した異常な免疫応答が関与しているのではないか考えた.妊娠中毒症においては、正常では認められないIL-2が絨毛外トロホブラストに存在したことを報告したが、その他のサイトカインやHLA-Gを介した異常な免疫応答が起きている可能性も高い.そこで本研究では妊娠中毒症患者の胎盤におけるHLA-Gの組織内分布および分泌の有無を免疫組織染色により検討し妊娠中毒症の病因、病態におけるHLA-Gの関与を明らかにする事とした.実験は、正常正期産胎盤及び妊娠中毒症例胎盤を用い、HLA-Gの免疫組織化学染色法(LSAB法)を行った.その結果、妊娠中毒症例胎盤の絨毛外トロホブラストにおいてHLA-G発現の減弱を認めた.本研究により妊娠中毒症胎盤組織の絨毛外トロホブラストにおけるHLA-Gの発現異常が妊娠中毒症の病態に関与していることが示唆され、その病態に胎盤局所における免疫異常が関与している可能性が示唆された.
ポリグルタミンによるカスパーゼ8、3活性化と核内運搬、共凝集の分子機構

CAGトリプレットリピートの伸張を原因とするハンチントン舞踏病、DRPLAなどの神経変性疾患では核内でのポリグルタミンの蓄積が観察される。伸長したポリグルタミンを細胞に発現させると細胞質内、核周辺部、および核内にポリグルタミンの凝集が生じ、細胞死をひき起こすことから、ポリグルタミンの凝集と神経細胞死との関係が問題となっている。一方、カスパーゼは線虫から哺乳類まで保存されており、細胞死を実行する分子として、現在までに12種類知られている。カスパーゼはそのメンバーにより逐次プロセッシングされるカスパーゼカスケードより活性化され、最終的にカスパーゼ3が活性化され、細胞死が誘導されると考えられている。中でも、カスパーゼ8と9はカスパーゼ3の上流に位置し、蛋白相互作用によるオリゴメリゼーションにより活性化されることが知られている。最近、Yuanらのグループがポリグルタミンがカスパーゼ8と細胞質や核内で共凝集し、活性化し、細胞死を引き起すことを報告している。われわれは、これまでカスパーゼ3と9の活性型のみを特異的に認識する抗体を作成し、細胞死におけるこれらカスパーゼの活性化を免疫染色法により観察してきた。本研究ではカスパーゼ3、8、9およびICADが伸長ポリグルタミンによりどこでどのように活性化されるかを調べる目的で、新たにカスパーゼ8の活性型を特異的に認識する抗体およびICADの切断点に対する抗体を作成し、細胞内での活性化と細胞死との関係をEGFPを付加したポリグルタミンと抗体あるいはTUNELとの二重染色法により解析した。(結果)P19EC細胞ではポリグルタミンの核内凝集が高頻度でおこり、TUNEL陽性および形態的なアポトーシス像を誘導した。ポリグルタミンの核内凝集と一致してカスパーゼ3、8の活性型の凝集が観察されたが、カスパーゼ9の活性化および活性型断片の凝集は観察されなかった。また、ICAD切断陽性の細胞も観察されるが、カスパーゼ阻害剤であるz-VADにより著しく抑制された。しかし、クロマチン凝集などのアポトーシス像は部分的にしか抑制されなかった。以上の事から核内ポリグルタミン凝集によるカスパーゼ3、8の活性化はICADおよびDNA断片化に必要であるが、形態的な細胞死にはカスパーゼ以外の経路が考えられた。
なぜアカリンダニが増えたのか？―農薬がミツバチ寄生ダニに与える影響の評価―

2018年度は産前産後休業および育児休業により研究を中断していた。当該年度の予算は使用していない。平成30年度は、研究代表者の産休・育休により研究の進展はなかった。令和元年度は、データ解析を中心に推進する予定である。1.国内におけるアカリンダニの分布調査:日本に分布するトウヨウミツバチ(以下、ニホンミツバチ)とセイヨウミツバチ合わせて400コロニーから、1コロニーあたり10-50個体のワーカーを採集し、検鏡による寄生状況を調査した。その結果、ニホンミツバチでは約半数のコロニーからアカリンダニが検出され、分布は東日本が中心で、西日本ではほとんど確認されなかった。セイヨウミツバチではアカリンダニの寄生は1群も確認されなかった。2.アカリンダニの遺伝子解析:まず、上述のサンプルから寄生された気管ごとDNAを採集し、ミトコンドリアのCOI領域およびリボソームRNAの18S-28S領域において、ミツバチの遺伝子は増幅せず、アカリンダニの遺伝子が特異的に増幅するプライマーを開発した。18S-28Sでは、気管ごと抽出したDNAから2種類の遺伝子型が検出されたため、1個体ずつ抽出を行うことにした。9都府県より採集し遺伝子解析を行った結果、COIではすべて同一の配列、18S-28Sでは同一個体から2種類の配列が検出されたもののすべて同様の波形を示し、データベースに登録されているヨーロッパ産のアカリンダニの遺伝子配列と一致した。これらのことから、日本で見られるアカリンダニは、海外からの侵入種で、単一系統が分布を拡大した可能性が高いことが示された。3.飼育試験:茨城県を中心に春の分蜂集団を採集し研究所に持ち帰り、巣枠式巣箱による飼育・維持を行った。実験室内で寄生個体からニホンミツバチおよびセイヨウミツバチへの寄生率を比較した結果、両種で寄生が見られたものの、ニホンミツバチへの寄生率が高かった。アカリンダニに寄生されたニホンミツバチコロニーと、健全なコロニーを低温条件下に置き、サーモグラフィを用いて体温の変化を計測した結果、アカリンダニ寄生コロニーで体温の低下が早い傾向が見られた。1.国内におけるアカリンダニの分布調査:昨年度より引き続き、日本に分布するトウヨウミツバチ(以下、ニホンミツバチ)とセイヨウミツバチから、1コロニーあたり10-50個体のワーカーを採集し、検鏡による寄生状況を調査した。その結果、ニホンミツバチでは、約38%のコロニーからアカリンダニが検出され、本州はほぼ全域で寄生が確認された。一方、セイヨウミツバチでは、数群から寄生が確認されたものの、寄生率は著しく低かった。2.ミツバチ2種へのアカリンダニ寄生実験:実験室内で寄生個体からニホンミツバチおよびセイヨウミツバチへの寄生率を比較した結果、ニホンミツバチへの寄生率が高いことが明らかになった。また、この寄生率の違いが、ミツバチのグルーミング行動と形態の違いによって生じていることが示された。3.アカリンダニの寄生がニホンミツバチに与える影響:ニホンミツバチのコロニーの越冬成功率はアカリンダニ寄生率が高くなるにつれ低下し、セイヨウミツバチよりもアカリンダニの影響を受けやすいことが明らかになった。また、アカリンダニに寄生されたニホンミツバチ個体の発熱能力は低下するものの、20匹以上の集団では短期間の発熱は可能で、スズメバチを熱殺する蜂球温度の低下は認められなかった。飼育・実験システムを確立したことにより、効率よくデータを採取できている。また、養蜂家とのネットワークを利用することにより、多量のサンプルおよび貴重な情報の入手が可能となっている。研究計画は滞りなく遂行している。(1)生息分布:昨年度に引き続き、日本に分布するセイヨウミツバチおよびニホンミツバチ、合計627群から1コロニーあたり10-50個体のワーカーを採集し、アカリンダニの寄生率調査を行った。その結果、セイヨウミツバチのアカリンダニ寄生群率は3.6%、ニホンミツバチは62.6%であった。全国的な分布としては、本州では寄生率が減少傾向にあるのに対し、四国、九州地方では急激に増加していることが明らかになった。(2)グルーミング行動の比較実験:ダニが宿主間を移動するためにミツバチ体外に出た際に、ミツバチがそれを払い落す行動(グルーミング、以下GR)が見られることに着目し、両種におけるGR行動の比較を行った。ダニをミツバチ胸部背面に付着させると、両種ともにGR行動が誘発されたが、GRを行った個体の比率は、ニホンミツバチよりもセイヨウミツバチで高かった。また、GRを行った個体のうち、ダニの除去に成功した比率も、ニホンミツバチよりもセイヨウミツバチで高かった。さらに、GRを行った個体について、一般化線形モデルを用いて解析した結果、「ダニの除去」に対して、影響が見られた説明変数は「ミツバチ種」のみで、「GR回数」と「GRが誘発されるまでの時間」の影響は確認されなかった。以上より、ミツバチ2種間のGR行動の違いが、両種における寄生率の差を導いていることが示唆された。(3)農薬暴露実験:ネオニコチノイド系農薬3剤(イミダクロプリド、チアメトキサム、クロチアニジン)におけるセイヨウミツバチの半数致死量(LD50)を決定した。LD50の10分の1および100分の1を亜致死量としてセイヨウミツバチに経口投与し、ミツバチのアカリンダニに対するGR行動とダニ寄生率に及ぼす影響について調査した。

その結果、ダニの寄生率に変化は見られなかったものの、GR行動に対する影響が確認された昨年度開発した実験システムを用いて、順調にデータを採取できている。研究計画は滞りなく遂行しており、本研究の成果発表(特に誌上発表)にも尽力している。1.国内におけるアカリンダニの分布調査:昨年度より引き続き、全国から採集したミツバチ358コロニーを用いて、アカリンダニの寄生状況の調査を昨年に引き続き行い、北海道と沖縄をのぞくほぼすべての都府県での発生を確認した。2.ネオニコチノイド系農薬を曝露したミツバチへのアカリンダニ寄生実験:イミダクロプリド、チアメトキサム、クロチアニジンの3種類の農薬をセイヨウミツバチに経口投与し、アカリンダニに対する対抗行動にどのような影響を及ぼすかを評価した。3.アカリンダニの寄生がニホンミツバチに与える影響:アカリンダニ寄生がミツバチの発熱能力と飛翔能力を低下させることを、サーモグラフィーおよびフライトミルを用いて明らかにした。4.アカリンダニの生存時間:従来報告されていたよりも長く、特に低温かつ高湿度条件では9日間生存していることを確認した。・H29年度のアカリンダニ発生件数が予想よりも少なく、供試個体の準備が困難となったため・研究代表者の休業により、H29年度中の取りまとめが困難となったため2018年度は産前産後休業および育児休業により研究を中断していた。当該年度の予算は使用していない。平成30年度は、研究代表者の産休・育休により研究の進展はなかった。1年目は飼育実験や遺伝子解析の基本的な実験体系の確立を目標にしており、それはおおむね達成されたと考えられる。H27年度は、ミツバチのグルーミング行動を定量的に観測するシステムを確立したことにより、ダニの寄生率にグルーミング行動が大きく関与していることが明らかになった。今後は、このシステムを利用し、農薬暴露の影響評価を進めていく予定である。昨年度は、主にセイヨウミツバチにおける農薬暴露の影響評価を行ったが、今年度はニホンミツバチを中心にデータの採取を行う。H29年度に予定していた調査・実験を遂行する。令和元年度は、データ解析を中心に推進する予定である。2年目からは、農薬と寄生率との関係について飼育実験で明らかにしていく予定である。しかし、昨年末、野外で維持しているニホンミツバチのコロニーがアカリンダニに寄生されて崩壊した例がいくつかあり、アカリンダニの防除方法についても検討していく必要がある。当初、サンプル採集のための旅費を計上していたが、一部のサンプルについては、全国の養蜂家・研究者のご協力により郵送にて入手することが可能となったため。サンプル採集のための旅費を計上していたが、一部のサンプルについては、全国の養蜂家・研究者のご協力により郵送にて入手することが可能となったため。H29年度は供試個体の入手が困難だったことに加え、研究代表者の妊娠による体調不良が重なり、当初計画していた実験・とりまとめを遂行できなかった。次年度は、遂行できなかった分を繰り越すことで対応する。全国のサンプル採集のための旅費として計上していたが、初年度はおおむね日本各地の養蜂会の皆様にご協力いただき、サンプルを郵送してもらうことができたため。当初想定していたよりアカリンダニが分布を拡大しており、侵入が懸念される対馬での調査旅費に充てる。
下肢人工関節置換術後リハビリテーションにおける認知行動療法的アプローチの有効性

下肢人工関節置換術後の経過において、自己効力感や脚長差が転帰に与える影響について調査した。また、下肢人工関節置換術後患者の行動範囲を拡大させる認知行動療法的な術後リハビリテーションアプローチについて検討した。自己効力感や自覚的脚長差が下肢人工関節置換術後のQOLに影響を及ぼしていたことが判明した。新たな下肢人工関節置換術後のリハビリテーションとして認知行動療法的アプローチが考えられた。【研究の目的】人工膝関節置換術(以下TKA)・人工股関節置換術(以下THA)の多くは術後に痛みの消失が得られるが、Engelら(2004)はTKA・THA術後の行動範囲の回復には、痛みの消失だけでなく患者の“自己効力感"が影響すると報告している。本研究の目的は、下肢人工関節術後患者の行動範囲を拡大させる認知行動療法的な術後介入プログラムの作成と術後療法経過中の自己効力感を測定して我々が作成したプログラムの効果の検証することである。平成21年度には、痛みや自己効力感の経時的変化を明らかにし、患者の行動範囲やQuality of Life(QOL)に影響を与える因子を明らかにすることを目的とした。【対象】2010年に2専門病院(大阪、宮城)で片側初回THAまたはTKAを施行した81例(THA65、TKA16;男性13、女性68;平均年齢66.3±9.6歳)【方法】術前、退院時、退院1ヵ月後にTimed up and go test、痛み(VAS)、自己効力感(Falls Efficacy scale : FES)を、術前と退院1ヵ月後に行動範囲(Life space assessment : LSA)、健康関連QOL(SF-36、WOMAC)を評価した。【結果】痛みは漸次減少し、FESは漸次増加した。痛みとFESの関連は小さかった(退院時r=-0.194)。LSA、QOLを目的変数、TUG、FES、痛みVASを説明変数とし、性、年齢、術式(THA or TKA)、重症度(KL分類)で調整した共分散分析の結果、FESのみが目的変数と有意な関連を示した(FES低群vs.FES高群:LSA, 55.5vs.64.8 ; QOL身体機能52.6vs.66.3; WOMAC 74.8 vs.82.5)。【結論】QOLや行動範囲をTHA・TKAのアウトカムとした時、自己効力感は移動能力や痛みよりも大きな影響を与えると考えられた。人工膝関節置換術(以下TKA)・人工股関節置換術(以下THA)の多くは術後に痛みの消失が得られるが、Engelら(2004)はTKA・THA術後の行動範囲の回復には、痛みの消失だけでなく患者の"自己効力感"が影響すると報告している。平成22年度の目的は、認知行動療法的プログラムに関する研修を開催して、認知行動療法的プログラムに関する研修を受ける時期で療法士を早期介入群と後期介入群の2群にランダムに分けてデータの収集を開始することである。平成22年9月16日に早期介入群研修会を開催した。早稲田大学人間科学院教授熊野宏昭先生による認知行動療法の基本理論やスキルを学び、患者の移動に関する自己効力感低下を改善することを目指した講演が行われた。同年9月29日に後期介入群研修会を開催した。関西医科大学整形外科講師和田孝彦先生による人工股関節置換術の歴史と現状、小室整形外科医院院長小室元先生による人工膝関節置換術の講演が行われた。研修会では、その他に9月16日には認知行動療法的介入に関するロールプレイを、9月29日には人工関節リハとチームでの情報共有についての討論会を行った。9月16日および9月29日の研修会は仙台(東北大学)・大阪(関西医科大学)・広島(広島大学)をインターネット回線で結び、テレビ会議形式で行った。評価項目は、活動範囲、転倒関連自己効力感、健康関連QOL、疾病重症度、疼痛、運動能力、脚長差などとした。症例数は、51例(大阪・関西医大滝井病院31例、仙台・松田20例)であった。

平成23年度は、前年度に療法士を早期介入群と後期介人群に分けて行なった認知行動療法的プログラムに関する研修会(早期介入群-A研修会、後期介入群-B研修会)を、それぞれの群が前年度に受けなかった研修会について受講してさらにデータの収集を行なうこととこれまでのデータを解析することである。平成23年11月11日に後期介入群に対してA研修会を開催した。早稲田大学人間科学院教授熊野宏昭先生による認知行動療法の基本理論やスキルを学び、患者の移動に関する自己効力感低下を改善することを目指した講演が行われた。平成24年3月7日に早期介入群に対してB研修会を開催した。関西医科大学整形外科講師和田孝彦先生による人工股関節置換術の歴史と現状、小室整形外科医院院長小室元先生による人工膝関節置換術の講演が行われた。その他に、11月11日には認知行動療法的介入に関するロールプレイを、3月7日にはこれまで行なった研究についての討論を行った。研修会は仙台(東北大学)・大阪(関西医科大学)をインターネット回線で結んで行った。評価項目は、活動範囲、転倒関連自己効力感、健康関連QOL、疾病重症度、疼痛、運動能力、脚長差などとした。症例数は、前半156例(うち平成22年度51例)(大阪・関西医大滝井病院134例(うち平成22年度31列)、仙台・松田22例(うち平成22年度20例))、後半12例(大阪・関西医大滝井病院11例、仙台・松田1例)であった。
DDR1の慢性炎症性肺疾患における分子生物学的役割と治療応用の研究

我々はこれまでの研究でDiscoidin Domain Receptor 1(DDR1)が特発性肺線維症において肺胞マクロファージと肺線維芽細胞に発現しその線維化に深く関与することを見出していた。今回はさらに、DDR1が特発性肺線維症以外の慢性炎症性肺疾患でどのような役割を担っているかを調べた。そのためとくに海外の研究所などに出張し情報収集に努めた。その結果、肺に慢性の炎症と血管炎を起こすChurg Strauss症候群で好酸球がDDR1を発現し、組織内での生存や活性化に関わることを見出し発表した(Blood.2007 Jan 1;109(1):22-30)。さらにその過程でTRAILやVEGFなどがDDR1と共同でChurg Strauss症候群の分子生物学的病態や多発血管炎の病態に関与することも見出し報告した(Arthritis Rheum.2007 Jan 30;56(2):662-673、Respir Med.2006Oct;100(10):1724-33)。さらにHMGB1とDDR1が共同でChurg Strauss症候群に関与すること、特発性肺線維症の肺線維芽細胞のmigrationとMMP-9の産生に関わることも見出し現在英文投稿中である。さらにこの研究の過程でウエスタンブロットの感度を上げることの出来る抗体希釈液と間質性肺炎治療に関わる方法を見出しこれらは現在特許申請中(抗体希釈用組成物平成19年2月2日付け特願2007-024437、間質性肺炎治療剤平成18年5月30日付け特願2006-149552)である。
神経筋疾患患者の意思伝達を支援する実用的な眼球運動入力スイッチの開発

研究目的本研究は、眼球運動入力スイッチにおいて眼球運動の動画像と検出面の位置合わせを短時間で実施できる方法を検討し、評価することを目的とした。これは療養生活下で実用的な眼球運動入力装置を開発するための重要な要素であり、装置のもう一方のユーザーである介護者の負担が軽減することを期待する。研究方法眼球運動の検出位置が固定された眼球運動入力スイッチ(従来型機)と、新たに製作したアナログジョイスティックで検出位置を微調整できる眼球運動入力スイッチ(新型機)の装着時間と装着しやすさを評価した。両機とも超小型ビデオカメラを搭載したヘッドユニットと装置本体の構成とし、使用者が眼球を一定方向に運動し、保持するとパソコンや呼び鈴にスイッチ入力する機能とした。1.装着時間の評価被験者(健常成人18名)は、いす座位の健常成人に従来型機及び新型機を装着した。その過程を2台のビデオカメラで記録し装着時間を計測した。2.装着しやすさの評価被験者に従来型機と新型機の装着しやすさについて5段階の主観評価を実施した。研究成果1.装着時間の評価装着時間(sec)は、従来型機は81.9±58.7、新型機は55.8±27.7で、新型機が平均値で26(sec)短縮した。そのうち検出面位置の調整時間(sec)は、従来型機は54.2±45.9、新型機は26.9±16.1で、新型機が平均値で27(sec)有意(対応のあるt検定P<0.05)に短縮した。2.装着しやすさの評価主観評価の点数で従来型機と新型機に有意(wilcoxon符号順位和検定P<0.05)な違いがあり18名中13名が新型機のほうが装着しやすいと回答した。検出位置を微調整可能な新型機は検出位置が固定されている従来型機よりも短い時間で装着でき、装着しやすい結果が得られた。このことにより装置を装着する介護者の負担を軽減する可能性が得られた。
活性ミクログリアは脳血液関門の虚血再潅流障害を修復する

初年度で血液脳関門(BBB)in vitro再構築系の基本構造を作成考案した。パーミアブルサポート構造を基本とし、内部のインサートウェルのフィルター上に内皮細胞、外側のウェルプレート上にアストロサイトを培養する仕組みで、1)膜電気抵抗計による脳毛細血管内皮細胞間の密着結合(tight junction)能評価、2)内皮細胞自体によるエンドサイトーシス(内包化による細胞膜通過機構で、液相(pinocytosis)・吸着・受容体調節性の3種類に機能が分化している)機能評価のために、内部・外部チャンバー内の細胞培養液を灌流させたり、受容体に結合させる放射性リガンド、Lucifer yellow等の色素の添加・採取のためのルート設置など、ダイフージョンチャンバーの構造となっている。BBB細胞株GP8.3細胞(SV40レトロビールス法で不死化されたラット脳毛細血管内皮細胞由来細胞株、申請者の実験室で株細胞として維持されている)と混合培養されるアストロサイトの培養条件も確立された。虚血再潅流条件;培養液を脱酸素化し、Hypoxiaキットで低酸素刺激し虚血を負荷した。再酸素化を行いBBB機能を評価した。低酸素刺激1、3、6時間のいずれの条件でも、再酸素化3時間で、内包化による細胞膜通過機構によるBBB機能亢進が観察された。この機能亢進は、マウスミクログリア細胞株N9細胞の共培養下で、著明に改善された。この治療効果は、非可逆的セリンプロテアーゼ阻害薬AEBSF(200μM)存在下で有意に抑制された。組織型プラスミノーゲン・アクチベーター(tPA)も同様に改善効果が観察されたが、AEBSFによる修飾は観られなかった。ミクログリア細胞株N9のBBB保護作用は、tPA以外のセリンプロテアーゼの分泌と関連があることが示唆された。本研究計画初年度では、先ず血液脳関門in vitro再構築系の基本構造作成に努力した。血液脳関門in vitro再構築系の構造は、基本的にはパーミアブルサポートで、内部のインサートウェルのフィルター上に内皮非細胞、外側のウェルプレート上にアストロサイトを培養する仕組みになっている(インサート一体型24ウェル・トランズウェル)。血液脳関門機能のうち、脳毛細血管内皮細胞間の密着結合(tight junction)による機能の評価は、従来の膜電気抵抗計による構造で可能であるが、内皮細胞自体によるエンドサイトーシス(内包化による細胞膜通過機構で、液相(pinocytosis)・吸着・受容体調節性の3種類に機能が分化している)の測定には、内部・外部チャンバー内の細胞培養液を灌流させたり、受容体に結合させる放射線リガンド、Lucifer yellow等の色素の添加・採取のためのルート設置など、ダイフージョンチャンバーの構造が必要であり、構造的に工夫した。次いで、特に、共同研究者であるDr.MariaA.Deliの協力を得て、培養血管内皮細胞の選択と、培養条件の検討を行った。血液脳関門細胞株GP8.3細胞(SV40レトロビールス法で不死化されたラット脳毛細血管内皮細胞由来細胞株、申請者の実験室で株細胞として維持されている)と混合培養されるアストロサイトとの相互作用で、血液脳関門として機能を発揮するが、細胞同志の組み合せを検討した結果、GP8.3細胞と、ラットC6グリオーマ細胞との混合培養が最適な血液脳関門in vitro再構築系であることが分かった。

また、培養液中のdibutyryl-cAMPが、in vitroで脳血液関門の機能を向上させることも見出した。実験系の確立をもとに、虚血実験を展開中である。初年度で血液脳関門(BBB)in vitro再構築系の基本構造を作成考案した。パーミアブルサポート構造を基本とし、内部のインサートウェルのフィルター上に内皮細胞、外側のウェルプレート上にアストロサイトを培養する仕組みで、1)膜電気抵抗計による脳毛細血管内皮細胞間の密着結合(tight junction)能評価、2)内皮細胞自体によるエンドサイトーシス(内包化による細胞膜通過機構で、液相(pinocytosis)・吸着・受容体調節性の3種類に機能が分化している)機能評価のために、内部・外部チャンバー内の細胞培養液を灌流させたり、受容体に結合させる放射性リガンド、Lucifer yellow等の色素の添加・採取のためのルート設置など、ダイフージョンチャンバーの構造となっている。BBB細胞株GP8.3細胞(SV40レトロビールス法で不死化されたラット脳毛細血管内皮細胞由来細胞株、申請者の実験室で株細胞として維持されている)と混合培養されるアストロサイトの培養条件も確立された。虚血再潅流条件;培養液を脱酸素化し、Hypoxiaキットで低酸素刺激し虚血を負荷した。再酸素化を行いBBB機能を評価した。低酸素刺激1、3、6時間のいずれの条件でも、再酸素化3時間で、内包化による細胞膜通過機構によるBBB機能亢進が観察された。この機能亢進は、マウスミクログリア細胞株N9細胞の共培養下で、著明に改善された。この治療効果は、非可逆的セリンプロテアーゼ阻害薬AEBSF(200μM)存在下で有意に抑制された。組織型プラスミノーゲン・アクチベーター(tPA)も同様に改善効果が観察されたが、AEBSFによる修飾は観られなかった。ミクログリア細胞株N9のBBB保護作用は、tPA以外のセリンプロテアーゼの分泌と関連があることが示唆された。
プラズマエッチングによるナノ構造発現メカニズムの解析と応用

本年度は、原料ガスとしてCOガスを用いることで、プラズマCVD法による水素を含まないDLC薄膜の作製と評価を行った。COガスを原料とし、RF(13.56MHz)プラズマCVD法により、Si基板上にDLC薄膜を成膜することに成功した。膜特性は、硬さ15GPa、屈折率2.06、水素含有量4atm%、酸素含有量20atm%であった。COガスから作製したDLC薄膜は、C2H2から作製したDLC薄膜に比べ、低抵抗であることを確認した。合成圧力を40Paとしたとき、COガスから作製したDLC薄膜のシート抵抗は、約2×10^4Ω/□であり、膜硬度は14GPaを示した。本研究では、プラズマと基材とのナノ界面に焦点をあて、DLCの酸素プラズマエッチングによるナノ構造体形成過程を明らかにした。ナノ構造体形成過程において重要なナノ構造体の発現要因が金属堆積であることを明らかにし、スパッタによる金属堆積とエッチングによるDLC加工の2段階プロセスによってナノ構造体を作製することに成功した。この2段階プロセスにより、堆積金属元素の違いが与えるナノ構造体形状の変化を明らかにした。酸素プラズマエッチングによるDLCナノ構造体の作製では、カーボンと反応性の高い金属元素を用いることで、ナノ構造体の長尺化・高密度化を実現した。さらに、XRR分析などから基材DLC薄膜の膜特性を明らかにした。また、COガスを原料としたプラズマCVD法により、DLC膜としての硬度を有した低抵抗カーボン膜の作製に成功した。本研究の成果は、酸素プラズマエッチングによるDLC薄膜のナノ構造化プロセスを明確にした点と、プラズマCVD法による低抵抗DLC薄膜の実現にある。プラズマCVD法により成膜した低抵抗DLC膜は、新たなハードコーティング材料として期待されるだけでなく、プラズマエッチングによるナノ構造化により、従来のDLCナノ構造体に比べ低閾値電圧かつ高い耐電流特性を有する電界電子放出ナノ材料になると期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。これまでナノ構造体の形成ためのプラズマエッチング中に、意図しない電極スパッタが行われ基材上に金属が堆積し、この堆積した金属が発現要因になると考えられていた。本研究では、意図しない電極スパッタを電極へカバーを取り付けることで抑制し、新たにエッチングプロセス前にDCマグネトロンプラズマスパッタによる制御された金属堆積プロセスを加えた。この結果、以下に挙げることを明らかにした。(1)ナノ構造体発現要因は基材上に堆積する金属である。(2)堆積させる金属の元素が異なることでナノ構造体の形状に違いが現れる。(3)長時間のプラズマエッチングによるナノ構造体の消失(3)の結果は、従来の意図しない金属堆積によるプロセスでは、数100nm以上の長尺なナノ構造体が得られていたのに対し、本研究の2段階プロセスではナノ構造体の長さが40nm程度になった後、さらにエッチングを進めることで徐々に短くなり消失したことを意味する。従来法との違いは、基材上へ連続的に金属が堆積するかしないかであり、堆積金属がナノ構造体の長尺化にも影響を及ぼしている可能性を示唆する結果であると考えられる。得られた実験結果をもとに、ナノ構造体の発現メカニズムとして、基材上に堆積した金属と基材のカーボンが反応することで形成されると推測される混合層が影響を与えるとするモデルを提案した。本研究では、DLC薄膜を基材として作製したナノ構造体を電界電子放出素子として応用することを目指している。このことに加え、本年度では新たな応用として、DLC薄膜の機水性制御の可能性を見出した。近年DLCは、その生体適合性の高さから再び注目されている材料であり、特に医療器具へのコーティング材料として盛んに研究が行われている。このとき、DLCと水または血液との濡れ性が重要となる。本研究で作製したナノ構造体を持つDLC薄膜のナノ構造体の形状と密度を変えることで、DLC薄膜表面が親水にも疎水にもなることが明らかとなった.本年度は、基材となるDLC薄膜の特性評価・制御に関する研究を中心に行った。本研究では、C_2H_2ガスを炭素源としたRFプラズマCVD法によって合成したDLC薄膜(C_2H_2-DLC)を、ラマン分光法・FT-IR・XRR・エリプソメトリー・RBS/ERDA・SEM・TEM・ナノインデンテーション法により評価した。特に極短時間放電により極薄DLC膜を作製することで、XRR法によるDLC成膜過程の分析を試みた。C_2H_2ガスによる成膜のほかに、COガスによるDLC (CO-DLC)成膜を行った。各種手法による分析の結果、本研究で使用しているC_2H_2-DLC膜は、硬さ21GPa、屈折率2.30、水素含有量27atm%であった。極薄DLC膜のXRR分析から、プラズマCVD法によるDLC膜の形成過程において、成膜の極初期から2nm程度の最表面層が存在することが示された。また、Si基板とDLC層の間に形成された界面層は、放電開始から4ms程度の極短期間に形成されることが明らかとなった。COガスを用いて作製したDLC薄膜は、硬さ15Gpa、屈折率2.06、水素含有量4atm%であった。また、酸素を20atm%程度含んでいた。

ラマン分光法による分析の結果、C_2H_2-DLCに比べCO-DLCは膜内にグラファイト構造を多数含んだ膜であることが明らかとなった。CO-DLC膜は、高い絶縁性を示すC_2H_2-DLCとは異なった電気特性を示した。膜内にわずかに含まれた水素は、C_2H_2-DLC膜の作製と同一チャンバーを使用しているために混入したと考えられる。FT-IRによる分析から、膜内酸素の一部はCと結合した状態であることが確認され、また、CO_2ガスとして膜内に取り込まれている可能性が考えられる。極薄DLC膜の分析から、DLC膜初期の成膜過程が明らかとなり、最表面層の存在が確認された。最表面層の存在は、DLC膜の電気特性評価等に影響を及ぼしている可能性があり、最表面層除去前後のDLC膜の特性変化が興味深い。CO-DLC膜は、機械的強度を有した導電性膜として期待される。本年度は、原料ガスとしてCOガスを用いることで、プラズマCVD法による水素を含まないDLC薄膜の作製と評価を行った。COガスを原料とし、RF(13.56MHz)プラズマCVD法により、Si基板上にDLC薄膜を成膜することに成功した。膜特性は、硬さ15GPa、屈折率2.06、水素含有量4atm%、酸素含有量20atm%であった。COガスから作製したDLC薄膜は、C2H2から作製したDLC薄膜に比べ、低抵抗であることを確認した。合成圧力を40Paとしたとき、COガスから作製したDLC薄膜のシート抵抗は、約2×10^4Ω/□であり、膜硬度は14GPaを示した。本研究では、プラズマと基材とのナノ界面に焦点をあて、DLCの酸素プラズマエッチングによるナノ構造体形成過程を明らかにした。ナノ構造体形成過程において重要なナノ構造体の発現要因が金属堆積であることを明らかにし、スパッタによる金属堆積とエッチングによるDLC加工の2段階プロセスによってナノ構造体を作製することに成功した。この2段階プロセスにより、堆積金属元素の違いが与えるナノ構造体形状の変化を明らかにした。酸素プラズマエッチングによるDLCナノ構造体の作製では、カーボンと反応性の高い金属元素を用いることで、ナノ構造体の長尺化・高密度化を実現した。さらに、XRR分析などから基材DLC薄膜の膜特性を明らかにした。また、COガスを原料としたプラズマCVD法により、DLC膜としての硬度を有した低抵抗カーボン膜の作製に成功した。本研究の成果は、酸素プラズマエッチングによるDLC薄膜のナノ構造化プロセスを明確にした点と、プラズマCVD法による低抵抗DLC薄膜の実現にある。プラズマCVD法により成膜した低抵抗DLC膜は、新たなハードコーティング材料として期待されるだけでなく、プラズマエッチングによるナノ構造化により、従来のDLCナノ構造体に比べ低閾値電圧かつ高い耐電流特性を有する電界電子放出ナノ材料になると期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。ナノ構造発現メカニズムの解析を行うことでナノ構造発現の主要因を突き止め、発現メカニズムのモデルを提案し、研究計画に挙げた研究内容をおおむね遂行した。さらに、DLC表面の撥水性変化など新たな応用展開を示唆する結果を得られた。プラズマCVD法により作製したDLC薄膜の特性を、各種手法により分析し明らかとした。プラズマエッチングによりナノ構造化したDLCの応用に必要な物性等を得ることができた。