hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胚性幹細胞由来心筋細胞特異的表面抗原の同定とそれを用いた心筋細胞単離法の開発

本研究では、マウス胚性幹細胞(ES細胞)を用いてES細胞由来心筋分化細胞に特異的に発現する表面膜分子の同定と、それを用いた心筋分化細胞の単離法の開発を目的として、遺伝子工学的、あるいは蛋白工学的手法を用いて検討を行ってきた。心筋特異的プロモーターにより緑色蛍光蛋白(EGFP)発現が制御される遺伝子を導入したES細胞を用い、FACSにてEGFP発現心筋細胞を単離し、検討を行っている。マウスES細胞においても、その心筋分化効率は数%と低く、FACSによる単離を経て解析に充分な量のPoly(A)+RNAや膜タンパクといったサンプルを調整することは困難であったが、培養条件、ソート条件の最適化などをまず行い、10^6個以上のEGFP陽性心筋細胞を95%以上の純度で単離する方法を確立した。ここで得られた細胞よりTritonX-114を用いた難溶性タンパクの相分離による回収、タンパク吸着レジンによる脱塩/バッファー交換後、可溶能の高いサンプルバッファーにて溶出し、膜タンパク分画を得、2次元電気泳動を行い、EGFP陰性細胞より得たサンプルとの比較により、心筋分化細胞に特異的に発現する数個のスポツトを同定し、現在、マススペクトロメトリーにて解析中である。またランダムな7アミノ酸よりなるペプチドライブラリーを発現するファージライブラリーを用いて、EGFP陰性非心筋細胞群に対して陰性選択後、EGFP陽性心筋細胞群に対して2回の陽性選択バイオパニングを行い、4種の心筋分化細胞に特異的に結合するアミノ酸配列を同定した。現在、このペプチドを固相化して心筋分化細胞を単離する方法の開発と、これらペプチドに結合する心筋分化細胞表面分子の同定を進めている。
筋形成の分子機構

筋形成の一連の過程(筋細胞系列の決定、分化誘導、筋蛋白質遺伝子発現、収縮構造形成)の分子機構について研究を進め、以下の結果をあげた。1)中枢葉誘導因子アクチビンの濃度依存的な誘導と誘導される側の部域と発生段階特性を詳細に解明、さらにツメガエルでの筋分化因子Myf5の発現制御を解析した(浅島)。2)筋分化制御因子であるMyogenin遺伝子の欠失マウスをジーンターゲット法により作成、筋形成への影響を探り、Myogeninの欠失でも筋芽細胞は生ずるが成熟した筋細胞に至らないことを見いだした。(鍋島)。3)ホヤの5種の筋肉アクチン遺伝子クラスターおよびそれらの発現特性を解明した(佐藤)。4)筋細胞株(C2)をマウスに注入、生体内で分化へ導く実験系をつくった(小沢)。5)収縮蛋白質の構造への集合について。形成期の筋で蛋白質集合制御に関わるプロフィリン(大日方)、115kDa αアクチニン(真崎)、C-蛋白質(心筋型)のcDNAを分離、全構造を決定した。アクチン制御蛋白質コフィリンが筋萎縮時に高発現することを見いだした(大日方)。ビオチン標識アクチンを培養心筋細胞に注入、アクチンの筋原繊維への集合過程を電子顕微鏡で解明した(嶋田)。(鍋島)。筋形成について、筋の前駆体である中胚葉の誘導から、細胞分化、収縮構造をもつ機能細胞の形成に至る各段階の分子機構を検討した。1)浅島はアクチビンの中胚葉誘導作用を既に発見したが(1990)、今年度、中胚葉(筋)誘導に適切なアクチビンの濃度域の決定、両性類の未受精卵におけるアクチビンの存在、フォリスタチンのアクチビンへの結合による機能抑制および初期胚にフォリスタチンの存在を見いだした。2)筋細胞系列の決定と分化について、原索動物ホヤをモデルとして筋細胞決定・分化因子を探索し、PCR法により脊椎動物の筋分化因子であるMyoDに似た構造をもつ遺伝子の断片の単離に成功した(佐藤)。遠藤はマウス筋細胞株(C2細胞)にSV40Tを発現させて脱分化を誘起する独自の系を用い、筋細胞の脱分化時にc-jun、cdc2の発現誘導とRBの発現抑制がおこることが見いだした。また転写因子AP-1(c-Jun/c-Fos複合体)の発現増強がMyoDの転写抑制を引き起こすことを示した。3)ニワトリ胚の体筋内筋芽細胞を蛍光標識して、筋芽細胞の肢芽筋形成領域への移動過程、また移動を導く要因を明らかにした。4)筋蛋白質遺伝子とその転写制御について、鍋島はミオシン軽鎖遺伝子の領域MLCboxへの制御因子の結合による遺伝子の転写促進、またMyoDとmyogeninが異なる因子との相互作用を介しEーboxに作用して転写を誘導することを明らかにした。嶋田はニワトリ骨格筋で心筋トロポニンC発現が転写されるが、翻訳されない事実を見いだした。佐藤はホヤアクチン遺伝子の染色体上の局在、ミオシンH鎖の構造を決めた。5)筋蛋白質の集合について、眞埼は筋発生初期に特異的な新たなαアクチニンを見いだし、細胞内局在を解明、大日方はアクチン集合制御因子として、胚筋のプロフィリンのcDNAの構造を決定、また筋型、非筋型コフィリンを識別、またコフィリンの機能ドメインを明らかにした。筋形成について、中胚葉誘導、細胞分化誘導、脱分化、遺伝子転写制御、収縮構造の形態形成など種々のレベルでの分子機構を検討した。1)浅島はツメガエルの細胞培養液からアクチビンA、AB、Bおよびフォリスタチンを単離・精製し、濃度依存的な中胚葉誘導作用の詳細を解明、さらに高濃度アクチビンによる腎臓や心臓の分化誘導もを見いだした。2)筋細胞系列の決定と分化、脱分化について、佐藤は原索動物ホヤで自律的に筋細胞分化を導く因子を探索し、UV照射により筋分化能を失った卯細胞に筋分化能を付与できる卵断片を得た。

遠藤は筋分化、脱分化を可逆的に起こせる筋細胞株(SV40Tを導入したC2細胞)を用い、分化と脱分化時における細胞周期誘導因子群の発現変化を明らかにした。小沢は鶏胚の体節筋芽細胞の肢芽筋形成領域への移動に際し、ガイドとしての側板側の重要性を見いだし、それに関わる因子を検索した。4)筋蛋白質遺伝子とその転写制御について、鍋島はミオシン軽鎖遺伝子の転写制御を解析、エンハンサーに存在するE-ボックスはMyoD、Myogeninと選別的に反応すること、プロモーター領域でもMyoDとmyogeninが異なる作用を示すこと、さらに転写制御因子群の複合作用の重要性をを明らかにした。佐藤はホヤでclusterをなす5つのアクチン遺伝子の構造を解明、その内で筋特異的に発現されるHrMA4について転写制御域を明らかにした。5)収縮構造の形態形成に関連して、眞崎は新たに見いだされた115-kDa-αアクチニンの構造の決定と組識および発生段階依存的な発現、細胞内局在を明らかにした。大日方はアクチン集合制御因子コフィリンの筋型アイソフォームのcDNAを分離、構造と発現を解明、また筋細胞への蛍光標識コフィリンの導入およびコフィリンcDNAのトランスフェクション法により筋細胞内でのコフィリンの作用のしかたを明らかにした。嶋田は培養筋細胞にセンス、アンチセンスcDNAの導入によりトロポニンC、Iの発現量を改変、そのときの形態形成を調べた。筋形成の一連の過程(筋細胞系列の決定、分化誘導、筋蛋白質遺伝子発現、収縮構造形成)の分子機構について研究を進め、以下の成果をあげた。1)中胚葉誘導因子アクチビンの濃度依存的な誘導と誘導される側の部域と発生段階特性を詳細に解明、さらにツメガエルの筋分化因子Myf5の発現制御を解析した(浅島)。2)筋分化制御因子であるMyogenin遺伝子の欠失マウスをジーンターゲット法により作成、筋形成への影響を探り、Myogeninの欠失でも筋芽細胞は生ずるが成熟した筋細胞に至らないことを見いだした(鍋島)。3)ホヤの5種の筋肉アクチン遺伝子クラスターおよびそれらの発現特性を解明した(佐藤)。4)筋細胞株(C2)をマウスに注入、生体内で分化へ導く実験系をつくった(小沢)。5)収縮蛋白質の構造への集合について。形成期の筋で蛋白質集合制御に関わるプロフィリン(大日方)、115kDa αアクニチン(真崎)、C-蛋白質(心筋型)のcDNAを分離、全構造を決定した。アクチン制御蛋白質コフィリンが筋萎縮時に高発現することを見いだした(大日方)。ビチオン標識アクチンを培養心筋細胞に注入、アクチンの筋原繊維への集合過程を電子顕微鏡で解明した(嶋田)。
アストログリアにおけるexcitotoxicityの研究

2)excitotoxicityの比較:2 mM kainateの投与24時間後の細胞障害過程を培養液中に放出されたlactate dehydrogenase(LDH)活性によって評価した。OLCの場合、LDH放出量の有意の上昇があり、AMPA型レセプターのdesensitizationを抑制するcyclothiazide投与によって、細胞障害は増強された。一方、2ALCの場合、2 mM kainate単独投与では細胞障害は見出されなかったが、100μMcyclothiazideの存在下では、軽度の細胞障害が見出された。3)Ca^<2+>流入に関する検討:インキュベーション液中に^<45>Ca^<2+>を含む溶液中で室温で10分間2mM kainate投与後の細胞内Ca^<2+>取り込みを検討した。その結果、2ALCによるCa^<2+>流入は、OLCに比べ27.5%であった。5)定量化western blottingによるAMPA型レセプターの検討:2ALCではOLCに比べて、より多くのimmunodetectable GluR2が認められ、逆にimmunodetectable GluR3とGluR4に関しては少なかった。以上より、2ALCがOLCに比べAMPA型レセプターを介するexcitotoxicityに関してより抵抗性であることが示された。2ALCはOLCに比べ、よりCa^<2+>透過性の低いGluR2を多く発現していることがその一因と考えられた。
人工筋肉用マイクロアクチュエータ素子の開発のための基礎研究

ここで研究された、新しい作動原理に基づいたマイクロアクチュエータは、集積可能な、横紋筋の基本作動単位であるサルコメアに類似の構造をした基本素子である.その素子は、その存在する場の力学的なエネルギーを利用して、仕事と力を発生する.場からのエネルギーの獲得には、アクチュエータの力学的構造の非対称性を利用する.本研究は、このような素子を生物に拠らない材料によって作り、それを集積化することを前提に、基本的な作動原理の推定、マクロな系での実証実験、実証実験から得られた経験により数理的に設計の条件を算出行うことを目的とした.研究の第一ステップでは、そのようなメソスコピックに及ぶ場の力学解析の理論の開発をまず行い、その理論に基づいて、新しいマイクロアクチュエータの存在する可能性を追求した.その結果、リニアモータの形状をした構造が考えられ、場のエネルギー獲得装置としてミオシン分子鎖に相当する非対称形状の歯を作り、その歯と、アクチン線維を模倣した球状の移動体の鎖の間に生ずる衝撃を、一方向に集めるようなモデルを設計した.このモデルを加工成形し、製作された人工サルコメアモデルの、動的な機能を計測した.この際、実時間での動作をその場観測するために,レーザーピンセットを使用した.理論上では、設計の基本条件を設定し、さらなる理論的考察をするために、ブラウン運動の分析の方程式であるランジュバン方程式を用いた.平面型集積サルコメアの基本素子一個の寸法を、数ミクロンになる程度まで精度を上げ、加工する手法を調査研究した.ランダムな振動の場を、外部からの超音波振動などとして非接触的に作り、集積した人工サルコメア集積体をその場に入れ、動作解析を行った.このようにして試作と理論的予測を繰り返し、実時間の計測装置を以てその動特性を分析し、材質や形状の寸法により、収縮を起こす最適の設計条件を検討した.ここで研究された、新しい作動原理に基づいたマイクロアクチュエータは、集積可能な、横紋筋の基本作動単位であるサルコメアに類似の構造をした基本素子である.その素子は、その存在する場の力学的なエネルギーを利用して、仕事と力を発生する.場からのエネルギーの獲得には、アクチュエータの力学的構造の非対称性を利用する.本研究は、このような素子を生物に拠らない材料によって作り、それを集積化することを前提に、基本的な作動原理の推定、マクロな系での実証実験、実証実験から得られた経験により数理的に設計の条件を算出行うことを目的とした.研究の第一ステップでは、そのようなメソスコピックに及ぶ場の力学解析の理論の開発をまず行い、その理論に基づいて、新しいマイクロアクチュエータの存在する可能性を追求した.その結果、リニアモータの形状をした構造が考えられ、場のエネルギー獲得装置としてミオシン分子鎖に相当する非対称形状の歯を作り、その歯と、アクチン線維を模倣した球状の移動体の鎖の間に生ずる衝撃を、一方向に集めるようなモデルを設計した.このモデルを加工成形し、製作された人工サルコメアモデルの、動的な機能を計測した.この際、実時間での動作をその場観測するために,レーザーピンセットを使用した.理論上では、設計の基本条件を設定し、さらなる理論的考察をするために、ブラウン運動の分析の方程式であるランジュバン方程式を用いた.平面型集積サルコメアの基本素子一個の寸法を、数ミクロンになる程度まで精度を上げ、加工する手法を調査研究した.ランダムな振動の場を、外部からの超音波振動などとして非接触的に作り、集積した人工サルコメア集積体をその場に入れ、動作解析を行った.このようにして試作と理論的予測を繰り返し、実時間の計測装置を以てその動特性を分析し、材質や形状の寸法により、収縮を起こす最適の設計条件を検討した.本年度は、将来開発されるべき人工筋肉素子の統一理論の構成、試験モデルとしての人工筋肉素子の基本的作製法について研究した。理論面では、ランジュバン方程式を拡張・分子運動論的に変形し、人工筋肉素子の水中での挙動を解析した。この領域(マイクロ・サブマイクロ)で、従来より多用されているスケール解析・次元解析の手法を用いず、基本方程式から直接的に粘性抵抗・慣性抵抗・ゆらぎ等の値を具体的に計算する方法を提示した。これより、次の事が示された。(1)媒質分子の熱運動に対抗し、仕事をするマイクロアクチュエータは、理論的に可能である。(2)我々の提案した人工筋肉素子の非対称な歯は、外部からエネルギーを、十分な効率で伝達しうる。(3)アクチュエータの寸法に対応するエネルギーの単位が存在する。(4)アクチュエータの動作を可能な限り素過程に分割し、それぞれの過程に見合ったエネルギー単位を決定する。(5)アクチュエータの寸法が、さらに微小化しても、入力エネルギーを増大させれば、水分子の熱運動に抗して駆動可能である。しかし、この場合、エネルギー効率は、指数的に悪化する。(6)水分子の熱に対抗するためには、基本単位組織の集積は重要な要素であることが、理論的に示された。また、この時の集積度をウサギの筋肉と顕微鏡下で比較し、生物学的に熱揺らぎに対する集積性の意味を考察した。実験面では、"動き易い"条件を満たす人工筋肉素子の望ましい形態に関する考察を行った。(7)フォトリングラフィーの技術とエツチングの手法を用いることで、1つの歯の寸法が400μmまでの縮小が可能となった。しかし、この寸法は、湿性エッチング技術の限度であり、新たな工夫が求められる。

(8)固定部分と可動部分の歯の寸法関係について、考察した。可動部分の非安定性が、"動き易い"条件として求められることを示した。(9)生体内での動作条件を考察するために、血液・ガス分析装置を用いてウサギの体液・水溶液の濃度を変数として、動作環境を予備調査した。この結果、溶液の構造が、素子の安定性・運動特性に大きな影響を与える事が予想された。本年度は,将来開発されるべき人工筋肉素子のエネルギー変換・供給法及び実験・計測法について研究した.特に,ランダムな場(熱雑音)の一部を利用して動作する機械の可能性に関して考察した.つまり,今迄の機械(我々の人工筋肉素子)は,媒質分子の熱運動に打ち勝って仕事をする事が可能ではあり,このために多量の入力エネルギーを必要とした.このために,エネルギーロスも膨大なものとなった.そこで,前年度までの人工筋肉素子とは,異なる確率共鳴の原理で動作する機械,つまり,サブマイクロスケールの人工筋肉素子に振動様の微小な外力を加える事により,人工筋肉素子の出力が,媒質分子の熱運動と結合し変化することを示した.この現象は,Stochastic Resonance(確率共鳴)の一種であり,このために外力が一定であっても,環境温度を変えることにより,人工筋肉素子の出力が変化することを意味している.また,蛋白質で作られたアクチン・ミオシン複合体は,金属で作られた人工筋肉素子と比較して(半径)^∧2・(粘性係数)^∧2/mの値が極端に大きい.このために,効率良く確率共鳴を起こすことができ,周囲の媒質分子の熱運動のエネルギーを巧く筋収縮の出力に変換している。また,筋肉素子が水中で運動する時,運動速度が小さい場合には,層流しか生ぜず外力とノイズとの間での確率共鳴は生じない.しかし,系に乱流が発生した瞬間に外力はノズルと結合して確率共鳴を生じる.この場合に,エネルギーは,完全に無秩序な仕方で供給されるのであるが,系は明確な巨視的モードを作る.この原理は,マイクロ領域の物体の運動では一般的な性質であり,我々が,人工筋肉素子の入出力を熱エネルギーと外力の両面からコントロールすることが可能である事を示している。これらは,レーザー捕捉装置,冷却CCD,マイクロ操作装置,特殊光源等の一連のマイクロ実験装置群を用いて評価・計測が可能となった.ここで研究された、新しい作動原理に基づいたマイクロアクチュエータは,集積可能な,横紋筋の基本作動単位であるサルコメアに類似の構造をした基本素子である.その素子は,その存在する場の力学的なエネルギーを利用して,仕事と力を発生する.場からのエネルギーの獲得には,アクチュエータの力学的構造の非対称性を利用する.本研究は,このような素子を生物に拠らない材料によって作り,それを集積化することを前提に,基本的な動作原理の推定,マクロな系での実証実験,実証実験から得られた経験により数理的に設計の条件を算出行うことを目的とした.研究の第一ステップでは,そのようなメソスコピックに及ぶ場の力学解析の理論の開発をまず行い,その理論に基づいて,新しいマイクロアクチュエータの存在する可能性を追求した.その結果,リニアモータの形状をした構造が考えられ,場のエネルギー獲得装置としてミオシン分子鎖に相当する非対称形状の歯を作り,その歯と,アクチン線維を模倣した球状の移動体の鎖の間に生ずる衝撃を,一方向に集めるようなモデルを設計した.
コマンマーモセットによる細菌感染症研究の基盤形成

医科学研究の生体レベルの研究にはマウスやラットなどの実験動物が使用されているが、生物学的にヒトと大きく乖離している。本研究者らは、その乖離を埋める実験動物としてコモンマーモセットを用い、細菌感染症研究における有用性を検討した。黄色ブドウ球菌産生毒素を用いて、催吐活性及び下痢原活性を評価した結果、コモンマーモセットはブドウ球菌エンテロトキシン(SE)の経口投与により嘔吐活性を示し、SEの催吐活性測定系を確立した。さらに、これまで報告されていない下痢原活性をSEが有すること、他の黄色ブドウ球菌産生毒素の中にも催吐活性を示すものがあることを発見した。生体レベルの研究は、基本的にヒトを標的としているものの、その研究は主としてマウス、ラットなど齧歯類の小動物を用いている。このような研究の最大のバリアは、小動物で得られた知見が必ずしもヒトの事象を具現していないということである。一方、実験動物としてのサルは、法律的・倫理的・経済的及び供給の難しさから、容易に用いることができない。これに対するブレークスルー動物としてコモンマーモセットが注目され、脳神経科学領域では本動物を用いた研究が増加している。しかし、感染症研究、特に細菌感染症領域ではほとんど報告はない。本研究課題は、細菌毒素研究を導入口として、細菌感染症研究における小動物ーヒトの間を埋める実験動物モデルとしてコモンマーモセットを汎用化することを目的とし、平成25年度は以下の結果を得た。1.コモンマーモセットを実験に用いるにあたり、個体の扱い、麻酔等の平準化を行った。2.ブドウ球菌エンテロトキシン(SE)の嘔吐誘導活性の評価: SEAをコモンマーモセットに経口投与後の挙動をビデオカメラで撮影記録し、嘔吐誘導までの時間と嘔吐回数を測定し、スンクスの感受性と比較したところ、コモンマーモセットにおいてスンクスと同等の嘔吐誘導活性を示した。従って、コモンマーモセットはSEの嘔吐誘導活性測定動物として、サルやスンクスと遜色のない有用な系であることが明らかとなった。3.コモンマーモセットを使用して、本研究者らが発見したSEY(SETの関連分子でスーパー抗原活性を示さない)やSEと相同性が高いがスーパー抗原活性を持たないSSL5、SSL7が嘔吐誘導活性を示すことを証明した。これらの結果は新知見である。コモンマーモセットに黄色ブドウ球菌エンテロトキシンファミリー分子を経口投与し、嘔吐誘導活性を検討したところ、供試したSEA, SEC, SEI, SEYで嘔吐誘導活性が認められ、黄色ブドウ球菌エンテロトキシンファミリーの霊長類でも嘔吐誘導活性の測定系として確立できた。サルやスンクスで嘔吐誘導活性が認められなかった黄色ブドウ球菌エンテロトキシンファミリー分子の一つであるTSST-1はコモンマーモセットでも嘔吐誘導活性が認められなかった。一方、黄色ブドウ球菌エンテロトキシンファミリー分子の類似タンパク質であるSSLはスーパー抗原活性及び嘔吐誘導活性を示さないとされていたが、コモンマーモセットにSSL5やSSL7を経口投与すると、嘔吐誘導活性が認められ、明確な再現性が得られた。この結果から、SSLファミリー分子の新機能が明らかとなった。生体レベルの研究は基本的にヒトを標的としているものの、その研究は主としてマウス、ラットなどの小動物を用いている。このような研究の最大のバリアは、小動物で得られた知見が必ずしもヒトの事象を具現しているわけではないということである。感染症研究でもしかりである。本研究は、細菌毒素を導入口として、細菌感染症研究における小動物ーヒトのバリアを埋める動物モデルとしてコモンマーモセットを汎用化することを目的として実験を行い、以下の結果を得た。1.コモンマーモセットの取扱や麻酔等の平準化を行ったあと、ブドウ球菌エンテロトキシン(SE)の催吐活性の測定法を確立し、SEAなどを経口投与しSEファミリー分子を評価したところ、スンクスと同等の催吐感受性を示した。一方、SEファミリーの類似分子であるSSLはスーパー抗原及び催吐活性はないとされてきたが、コモンマーモセットではSSL5及びSSL7で催吐活性が認められ、SSLの新たな機能が発見された。2.SEAはスンクスの腸管ループ試験において下痢誘導活性は認められず、下痢とは無関係であると考えられていたが、コモンマーモセットの腸管ループ試験ではSEAに明瞭な下痢誘導活性が認められ、ヒトにおいてSEAは嘔吐とともに下痢を誘導する可能性が示唆された。3.SEAのコモンマーモセットにおける催吐誘導活性を検討したところ、スンクスと同様に神経細胞を介したセロトニン依存性の経路と肥満細胞の脱顆粒促進によるセロトニン非依存性の経路が共存する可能性が示唆された。以上、コモンマーモセットを用いることにより、細菌毒素の新機能が発見された。従って、コモンマーモセットは、細菌感染症の解析におけるよりヒトに近いモデルとしてきわめて有用であることが明らかとなった。

初年度問題となったコモンマーモセットの安定供給と実験手技を確立した。また、スンクスとコモンマーモセット間の黄色ブドウ球菌エンテロトキシンファミリーの嘔吐誘導活性の相関性を得ることができた。一方、SSLファミリーの新機能についても確証を得ることが出来た。医歯薬学黄色ブドウ球菌エンテロトキシンファミリー分子の嘔吐誘導活性の測定動物としてコモンマーモセットが有用であることが確認された。一方、スンクスでは嘔吐誘導活性を示さないSSLファミリーがコモンマーモセットで嘔吐誘導活性を示した事実は、コモンマーモセットとスンクスでは、これらの分子による嘔吐誘導メカニズムが異なる可能性を示唆している。今年度は、コモンマーモセットにおける嘔吐誘導活性について、肥満細胞や神経細胞におけるセロトニン分泌や迷走神経系のシグナル伝達機構に着目して研究を進める計画である。初年度は、コモンマーモセットの安定供給と、細菌感染症の研究のための飼養・実験手技、麻酔などの平準化を予定通りすることができた。また、SEAをスタンダードとして嘔吐誘導活性の測定法の確立を行い、SEYやSSLファミリーの嘔吐誘導活性を発見できた。コモンマーモセットの購入費に使用する予定であったが、コモンマーモセットの繁殖が順調であったために、研究費の有効利用のために次年度の予算に繰り越すこととした。平成25年度で施行できなかったSE型が数種あるので、平成26年度の研究計画とともに行う予定である。平成25年度予算のうち直接経費40万円を平成26年度に執行予定である。平成26年度はSEに対する宿主サイトカイン応答とコモンマーモセットリンパ球を用いたスーパー抗原活性の測定も計画しており、サイトカインや免疫細胞に対するヒト・サル抗体の購入やコモンマーモセットのサイトカイン遺伝子のクローニングと組換えサイトカインの作製のために使用する予定である。今期が最終年度ため、終了後もコモンマーモセットの細菌感染症モデルの長期利用のために、コモンマーモセット購入費として予定している。コモンマーモセットの繁殖用のペアを購入する予定であったが、繁殖が順調であったので、新規購入を行わなかった。平成25年度から繰り越した40万円は、サイトカインや免疫細胞に対するヒト・サル抗体の購入やコモンマーモセットのサイトカイン遺伝子のクローニングと組換えサイトカインの作製のために使用する予定である。
大腸全摘術後の残存小腸上皮「大腸化」機序解明のための新しいストラテジー

大腸全摘術後の難治性下痢は必発であり、残存小腸による代償の有無が術後ののQOLを左右する。「小腸の大腸化」が真実であれば、形質を決定する遺伝子現構成が変化するはずである。「大腸化」を解明する目的で小腸(大腸全摘後も含む)と大腸における遺伝子発現についてマイクロアレイにより検討した。2、ラットにおける検討:SD雄性ラットより遠位小腸と左側大腸を、大腸全摘ラットより遠位小腸を摘出、上皮細胞を分離し、RNAを抽出した。CodeLinkオリゴDNAマイクロアレイを用い、その発現量の差に基づいて遺伝子を小腸の形質を担う(小腸型)遺伝子、大腸型遺伝子、小腸と大腸共通の共通型遺伝子に分類し、術後小腸の「大腸化」に関与する遺伝子を検索した。一定蛍光強度以上の発現を示す5,108種の遺伝子を、大腸型430個、小腸型276個、共通型4402個に分類した。大腸全摘により60個の遺伝子が誘導されたが大腸型は13個にすぎなかった。一方、58個の遺伝子が3分の1以下に抑制され、そのうち小腸型は28個であった。大腸全摘により、残存小腸は部分的な大腸形質の獲得と小腸形質の喪失により「大腸化」するが、各々の腸管を特徴付けるごく一部の遺伝子群にすぎない。術後の適応促進には「大腸化」以外の要素も考慮する必要があると考えられた。
ヘテロ接合サブミリ波検出器の開発

本研究では、常温動作可能なサブミリ波検出器としてヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)構造を用いた検出器の開発を行った。従来用いられているショットキ・バリア・ダイオード(SBD)は、寄生容量や直列抵抗を極めて小さくできることから、5THz以上までの高い周波数の電磁波を検出することが可能であるが、本研究では、100GHz1THzの周波数帯において、SBDを上回る感度をもつ検出器を開発することを目的とした。まず、Siバイポーラトランジスタを用いて、マイクロ波帯モデル実験を行った。その結果、本検出器は、電流利得遮断周波数ftの数倍8倍の周波数域まで動作でき、かつ、ビデオ検出感度も2000V/W以上の高感度な特性を示すことが分かった。また、ベース・コレクタ間容量による、いわゆるミラー効果の影響は、検出器動作に対してそれほど大きくなく、べース・コレクタ間容量をあまり気にせず、ベース・エミッタの構造を検出器動作に特化して設計することが可能であることを明らかにした。以上の結果に基づいて、ベース・エミッタ周辺構造を検出器動作に特化した設計を行い、エミッタ直径、エミッタ・ベース不純物濃度、エミッタAl_xGa_<1-x>As組成比構造などを決定し、MBE法を用いて高精度な半導体膜堆積を行った。現在、この半導体を用いて、フォトリソグラフィ、ECRプラズマエッチング、選択ウエットエッチングを行い、検出素子の制作を行っている。今後、この素子のトランジスタ特性の確認やミリ波検出特性を測定していく予定である、本研究では、常温動作可能なサブミリ波検出器としてヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)構造を用いた検出器の開発を行った。今後、この素子のトランジスタ特性の確認やミリ波検出特性を測定していく予定である、本研究では,常温動作可能なサブミリ波検出器としてヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)構造を用いた検出器の開発をおこなっている。従来用いられているショットキ・バリア・ダイオード(SED)は,寄生容量や直列抵抗の値を極めて小さくできることから5THz以上までの高い周波数の電磁波を検出可能であるが,本研究では,100GHz1THzの周波数帯においてSBDを上回る感度を持つ検出器の開発を目指している。本年度はまず,HBTを用いてサブミリ波検出器を構成する場合の素子構造パラメーターに関する検討を行い,さらに高周波信号の伝達経路を工夫した回路について検討した。本構成の回路は,高周波に対してトランジスタのダイオード接続,検波された信号に対しては本来のトランジスタ低周波増幅回路として働くものになっている。以上の回路の動作を確かめるため,Siトランジスターを用いてマイクロ波帯モデル実験を行った。エミッタ接地を用いた回路では、Siトランジスタの電流遮断周波数ftを大きく超えて、その約8倍の周波数まで検出器として動作する事が明らかになり,本方法の有用性を示した。次に,AlGaAs/GaAsを用いたHBT構造を製作するため,素子構造の設計,半導体プロセスの手順,ECRプラズマエッチングおよび選択ウエットエッチングの検討,フォトリソ用マスクの製作,AlGaAs/GaAs構造のMBE堆積を終了した。次年度は,実際の素子を製作して,ミリ波,サブミリ波の検出実験を行う予定である。また、ベース・コレクタ間容量による、いわゆるミラー効果の影響は、検出器動作に対してそれほど大きくなく、ベース・コレクタ間容量をあまり気にせず、ベース・エミッタの構造を検出器動作に特化して設計することが可能であることを明らかにした。

以上の結果に基づいて、ベース・エミッタ周辺構造を検出器動作に特化した設計を行い、エミッタ直径、エミッタ・ベース不純物濃度、エミッタAl_xGa_<1-x>As組成比構造などを決定し、MBE法を用いて高精度な半導体膜堆積を行った。現在、この半導体を用いて、フォトリソグラフィ、ECRプラズマエッチング、選択ウエットエッチングを行い、検出素子の制作を行っている。今後、この素子のトランジスタ特性の確認やミリ波検出特性を測定していく予定である、
マダイ腹腔内脂肪組織の炎症反応

脂肪組織は単なる脂肪の貯蔵庫ではなく、内分泌器官、免疫器官として重要な働きをしていることが哺乳類で明らかにされている。我が国の代表的な養殖魚の一つであるマダイを対象として、内臓脂肪組織の免疫器官としての特性、および腹腔内投与死菌への応答を調べた。その結果、マダイ内臓脂肪組織には多数の白血球が常在しており、ヒトやニジマスの報告とは異なり、好酸性顆粒球が最も多かった。また腹腔内に死菌を投与したところ、脂肪組織においていくつかの炎症性サイトカイン発現の有意な増加が見られ、マダイ脂肪組織が免疫器官として機能しており、腹腔内の死菌に応答して炎症を誘導することがわかった。脂肪組織はかつては単なる脂肪の貯蔵部位と考えられてきたが、哺乳類の脂肪組織ではレプチンやアディポネクチンなどのホルモンが産生されていることがわかった。さらに脂肪組織には多数のマクロファージなどの白血球が存在し、サイトカインを産生していることも明らかになった。肥満個体の脂肪組織では炎症性サイトカインが産生され、炎症状態を作り出し、糖や脂質の代謝にも影響を与えている。魚類の脂肪組織における免疫応答や炎症反応についてはこれまで知見がない。養殖魚では脂肪が蓄積しやすいとされており、それらが個体の健康に影響している可能性がある。また腹腔内ワクチンを接種した場合、内臓脂肪組織は抗原と直接接触する位置にあるため、なんらかの応答が起きている可能性がある。そこで本研究は代表的な養殖魚の一つであり、内臓脂肪を蓄積しやすいマダイを用いて、脂肪組織における炎症反応を明らかにすることを目的とした。27年度は、マダイの各種白血球マーカーのcDNAクローニングを行った。他魚種の配列をもとに縮重プライマーを作製し、PCRを行い、増幅産物をクローニングした。その結果、いくつかの主要な白血球マーカーのcDNA部分配列が得られた。これらの遺伝子の脂肪組織における発現をRT-PCRで調べた。また、組織学的観察により脂肪組織における白血球や食細胞の分布を調べた。得られた結果については今後論文で発表する予定であるため、ここでの公表は控える。マダイの各種白血球マーカーが順調にクローニングできている。哺乳類では脂肪組織に多数の白血球が存在し、免疫反応や炎症に関わっていることが明らかになってきたが、魚類の脂肪組織について、免疫器官としての側面は明らかにされていない。2年目となる28年度は、以下のような成果を得た。・マダイの腹腔内脂肪組織をコラゲナーゼ処理して白血球を分離し、細胞の種類、構成比を末梢血白血球および腹腔細胞と比較した。脂肪組織の白血球は末梢血白血球とは大きく異なるが、腹腔細胞とはいくつかの類似点があった。腹腔細胞には末梢血に見られない、由来不明の白血球が含まれており、それが脂肪組織内に見られたことは興味深い。・マダイのマクロファージマンノースレセプター(MMR)のcDNAをクローニングした。MMRはマクロファージや一部のリンパ管内皮細胞上に発現する膜タンパク質である。縮重プライマーを作製してPCRを行い、増幅断片から部分配列を得た。その後、RACE法によりcDNA全長を得た。現在、組み替え体タンパク質を作製中であり、作製できたらウサギに免疫して抗血清を得る。この抗体をもちいて免疫染色を行い、脂肪組織内のマクロファージを検出し、分布を調べる。・脂肪組織白血球における各種白血球マーカーおよびサイトカインの発現解析を行い、興味深い結果を得た。未発表データであるため、詳細は差し控えたい。今後、腹腔内への抗原注射や、肥満が及ぼす発現変動を解析する。これらのことから、マダイの腹腔内脂肪組織が免疫応答に関与し、炎症性サイトカインを分泌していることが確実になり、免疫器官としての重要性が裏付けられた。28年度中にMMRの抗体を作製し、免疫染色を行う予定だったが、cDNA全長のクローニングおよび組み替え体の作製に手間取ったため。哺乳類の脂肪組織は多数の白血球を含む免疫器官であり、特に肥満の際には炎症反応を誘起して個体に様々な影響を及ぼすことが明らかになってきた。本研究は水産重要種であるマダイPagrus majorを対象として、腹腔脂肪組織の炎症反応を調べ、これまであまり調べられていなかった魚類脂肪組織の免疫器官としての特性を明らかにしようとするものである。前年度までに、マダイ脂肪組織には哺乳類脂肪組織に匹敵する数の白血球が存在すること、また白血球中、マクロファージが最も多い哺乳類脂肪組織とは異なり、好酸性顆粒球が最も多いことがわかった。逆転写PCRの結果からは、T細胞やB細胞の存在も示唆された。最終年度となる今年度はマダイ腹腔脂肪組織が腹腔内投与された死菌にどのような応答を示すか調べた。まず3種類の炎症性サイトカインの定量PCRの測定系を作製した。次にマダイ未成魚の腹腔内に魚病細菌のホルマリン死菌を投与し、脾臓、頭腎、腹腔脂肪組織を採取、cDNAを作製した。定量PCRにより、投与軍および対照群における、3種類の炎症性サイトカインの発現を調べた。その結果、3種類のうちの2種の炎症性サイトカインについて、投与後、脂肪組織における明瞭な発現上昇が見られた。対照群では変化がなかった。この結果はマダイ脂肪組織が腹腔内投与された細菌に対して炎症性反応を起こすことを示しており、腹腔内に投与される魚病ワクチンの作用機序を考えるうえで重要な知見である。

脂肪組織は単なる脂肪の貯蔵庫ではなく、内分泌器官、免疫器官として重要な働きをしていることが哺乳類で明らかにされている。我が国の代表的な養殖魚の一つであるマダイを対象として、内臓脂肪組織の免疫器官としての特性、および腹腔内投与死菌への応答を調べた。その結果、マダイ内臓脂肪組織には多数の白血球が常在しており、ヒトやニジマスの報告とは異なり、好酸性顆粒球が最も多かった。また腹腔内に死菌を投与したところ、脂肪組織においていくつかの炎症性サイトカイン発現の有意な増加が見られ、マダイ脂肪組織が免疫器官として機能しており、腹腔内の死菌に応答して炎症を誘導することがわかった。一部の白血球マーカーに対する抗体を作製し、脂肪組織における分布を調べる。脂肪組織における炎症性サイトカイン発現を定量PCRにより明らかにする。またそれらのサイトカインを産生する細胞の種類を明らかにする。現在、この研究を主に担当する大学院生1名に加え、卒論学生数名を関連テーマに配置した。魚類免疫学予算はほぼ順調に消化されている。残額は些少であり、年度末に無理に使う必要はないと判断したため。たんに慎重に使用した結果であり、8213円という額はほぼ0に等しいと考える。次年度の予算と合わせて消耗品代として使用予定である。物品費として試薬等の購入に充てる。
ストレスは細胞周期調節因子に影響を及ぼすか?

われわれは、薬剤誘発によるラット十二指腸潰瘍モデルで、潰瘍形成過程の早期から細胞周期調節因子p21・p27の発現が増加すること、熱傷ストレスラットモデルで、肉眼的に明瞭な胃粘膜病変形成より早期から胃粘膜虚血が生ずること、この虚血性変化には白血球依存性の微小循環内皮細胞障害が重要であり、接着分子セレクチンが関与することなどを報告してきた。これらの結果を踏まえ、熱傷ストレスモデルで胃粘膜病変の形成過程における細胞周期調節因子の関与を検討することとし、手始めに、熱傷ストレスラットモデルにcaspaseの阻害剤(pan-caspase inhibitor)を投与したところ急性胃粘膜病変の分布が変化したことから、病変の形成にcaspaseが(P21などの細胞周期調節因子を介して)関与していることが示唆された。病変分布が変化した理由の一つに、ラットの胃の部位による厚みの違いが考えられる。すなわち虚血で生じる胃粘膜障害が、caspaseが抑制されることで(病変の発生全てを抑制できなかったものの)粘膜の厚い胃体部で顕在化しにくくなった可能性がある。また、caspase-1は胃酸分泌を抑制するIL-1βの転換酵素のため、caspase-1を阻害すれば胃酸分泌が亢進する可能性があった。しかし、今期の研究では胃酸分泌は変化せず、pan-caspase inhibitorは胃酸分泌の抑制を介さずに急性胃粘膜病変の形成を抑制し、胃体部の粘膜に保護的な作用すると考えられた。同時に行った組織染色で、この胃粘膜病変にapoptosisが関与することも明らかになり、また、熱傷ストレスラットの胃粘膜微小循環を生体内観察法で検討し、酸分泌抑制剤であるHistamine 2 receptor blockerが微小循環障害を改善することも示せた。この手技と結果も今後の細胞周期調節因子の検討に応用する。現在までの研究成果薬剤誘発によるラット十二指腸潰瘍モデルで、分子レベル(Western blot法)や細胞レベル(免疫組織染色法)でのCDK inhibitorの発現を経時的に検討した結果、十二指腸潰瘍形成過程の早期から細胞周期調節因子p21やp27の発現が増加することを既に我々は確認した。また熱傷ストレスラットモデルにおいて、肉眼的に明らかな胃粘膜病変が形成される時相よりも早期から胃粘膜虚血が生ずることを我々は報告した。さらに、これら虚血性変化には白血球依存性の内皮細胞障害が重要であり、接着分子セレクチンが関与することも報告した。本年度はさらに、熱傷ストレス負荷後のラット胃粘膜における胃粘膜病変を実体顕微鏡あるいは病理組織標本で経時的に評価した。同時に細胞周期調節因子p27,p53の発現を免疫組織染色法で検討した。実体顕微鏡下ならびに病理組織標本での胃粘膜の評価は行えたが、免疫組織染色法では、手技や抗体の問題か、統計学的に有意な結果を得るに至ってはいない。平行して、細胞周期調節因子p21をdown-regulateするcaspase-3の胃粘膜における作用を評価するため、pan-caspase inhibitorを経静脈的に投与して同モデルで経時的に検討した。pan-caspase inhibitor投与群は対照群に比して、胃全体の粘膜病変の大きさ(total length of gastric erosions)には統計学的有意差はなかったものの、胃体部においては、pan-caspase inhibitor投与群の粘膜病変が明らかに小さかった。すなわち、caspase-3の働きを阻害することで胃粘膜病変の分布や大きさが変化することから、ストレスの種類が違っても、あるいは臓器が違っても、p21が潰瘍形成に何らかの役割を果たしていることが示唆された。
ピルビン酸バイパス/リサイクル技術を拡張した芳香族化合物合成プラットホームの開発

微生物菌体触媒を用いた芳香族化合物生産は、バイオリファイナリーにおける重要な分野の一つである(世界のバイオ化学品市場総覧, 2013,株式会社シード・プランニング)。近年注目されているシェールオイル革命により、今後、メタン等の炭素数の少ないエネルギー・化成品原料コストは低下すると考えられる。よって、芳香族化合物のような、より複雑な構造をした化合物の需要が急激に高まってくると予想されている。微生物を用いた芳香族化合物生産に関しても様々な報告が存在するが、産業利用を考えた場合に大きなブレイクスルーが必要とされている現状がある。大腸菌やコリネ型細菌を用いた芳香族化合物の生産において、芳香族アミノ酸合成経路の最適化等の側面から生産収率向上が検討されている。しかしながら、解糖系近傍の前駆体から生産されるイソプロパノール、イソブタノール等のアルコール類がほぼ理論収率近く生産される一方、芳香族モノマーについては収率面で大幅な改善の余地がある(理論収率の1/3以下)。本研究では、ピルビン酸バイパス/リサイクル技術という独自技術を適用した微生物を用いて芳香族化合物を高収率で生産可能なプラットホームの開発を目指す。グルコースからの収率を更に引き上げるため、様々な化合物の生産に本技術を適用するため、目的化合物生産時に生じるピルビン酸の行方をコントロールすることが重要である。研究期間内に置いて放出したピルビン酸の行方を13C標識化グルコースを用いて追うことに成功した。今後、より正確にピルビン酸の行方をコントロールする手法の開発が期待される。昨年末にCOP21で締結されたパリ協定では、2030年度までにCO2の26%(2013年度比)を削減することが求められており、低炭素循環型社会の実現は急務であると言える。大腸菌やコリネ型細菌を用いた芳香族化合物の生産において、芳香族アミノ酸合成経路の最適化等の側面から生産収率向上が検討されている(Gosset G, Curr Opin Biotechnol., 2009. 20: 651-658.)。当初の計画通り、大腸菌の代謝経路を改変し、ピルビン酸の合成をサリチル酸生産時のみに制限することにより、グルコースからのサリチル酸収率を50%にまで引き上げることに成功した。現在、サリチル酸生産時に生じるピルビン酸の行方をコントロールするための技術開発を行なっている。また、生産時にピルビン酸の生成を伴う化合物の例として、グルコースからマレイン酸を合成することに成功した。引き続き、培養初期にはピルビン酸を細胞増殖に、定常期には物質生産に回すことのできるスイッチの開発を行なっていく予定である。
ビスマス原子による２次元ハニカム格子層状物質

Si(111)√3x√3-B基板表面にBi原子を室温蒸着することにより、表面にBi(110)超薄膜島が形成される。これらのBi(110)島は、Si(111)√3x√3-B基板格子に整合する形で6つの特徴的な方向に成長する。ただしこれらの島がA7構造あるいはBP構造のいずれの結晶構造を持つかは、表面のBi原子配列の走査トンネル顕微鏡観察からは決定できない。このためこれらの島の電子状態の、走査トンネル分光、および角度分解光電子分光による計測を行った。実験の結果、得られたBi(110)島はBP構造を持つ可能性が高いことが明らかになった。Si(111)√3x√3-B基板上にBi原子を蒸着した場合、Bi(110)超薄膜は40原子層以上までの極めて広い膜厚の範囲で安定に形成されること、またこれはBi(110)面内のBi原子配列の単位胞の対角線が、Si(111)√3x√3-B基板格子の単位胞の対角線に対して4:7の整合費で完全に整合するためであることを見出した。またこのためBi(110)超薄膜は、Si(111)√3x√3-B基板上では、Bi(110)単位胞格子の対角線がSi(111)√3x√3-B基板格子の対角線と界面で格子整合する6つの特異的な方位に選択的に伸びた形状を取ることを走査トンネル顕微鏡の観察とその詳細な解析により明らかにした。さらにあいちシンクロトロンセンターの軟X線角度分解光電子分光用ラインにおいて、Si(111)√3x√3-B基板上にBi(110)超薄膜をその場で作製するための試料ゴニオを設計製作し、これをビームラインに持ち込み、Bi(110)超薄膜を作製し、その電子状態を2次元ディテクターを用いて逆格子空間内の広い領域で観察することに成功した。Si(111)√3x√3-B基板上でBi(110)超薄膜は6本の特異的な方向に伸びて成長するため、結果的に試料は6個の異なる回転ドメインを持つ。角度分解光電子分光測定では、これら6個の回転ドメインの情報が重なったものが観測されるため、その解析は単純ではないが、詳細な解析により、Si(111)√3x√3-B基板上のBi(110)超薄膜は、逆格子空間のΓ点近傍にホールポケットを持つこと、またM点近傍にはフェルミ準位を横切るDirac電子的なバンド分散関係は現われないことが見出された。さらに詳細なバンド分散関係の情報を引き出すため、より低エネルギーの放射光を用いた光電子分光が可能な、フォトンファクトリーにおいても実験を行った。本年度は、Si(111)√3x√3-B基板上へのBi(110)超薄膜の安定成長とその起源を走査トンネル顕微鏡観察により明らかにすること、およびSi(111)√3x√3-B基板上に成長したBi(110)超薄膜の電子状態をシンクロトロン放射光施設の角度分解光電子分光ラインを利用して実験的に評価することを計画していたが、これらは全て実行でき、予定とおり結果が得られている。Si(111)√3x√3-B基板上にBi原子を室温蒸着した場合、少なくとも20原子層高さまでの範囲ではBi(110)島が安定に形成され、Bi(111)島は現われないことを確認した。またBi(110)島はウエッティング層の上に核形成される、ストランスキー・クラスタノフ型と呼ばれる成長形式に従って成長すること、この時のウエッティング層の厚さは1原子層厚さであることを、蒸着したBi原子量と形成される島の体積を詳細に調べることにより明らかにした。ウエッティング層はBi(110)島間では特に周期的な原子構造は示していないが、その上に形成されたBi(110)島はSi(111)√3x√3-B基板と格子整合した方向のみに向かって成長していることから、Bi(110)島直下ではウエッティング層は周期的な結晶構造を取ることが明らかになった。またウエッティング層上に形成されるBi(110)島の高さ分布を走査トンネル顕微鏡を用いて定料的に評価した結果、島は偶数層、奇数層のいずれの高さも取りえること、ただし偶数層高さのBi(110)島は、奇数層高さのBi(110)島より面積比にして約3倍程度常に多いことが明らかになった。さらに偶数層高さの島の上に形成された奇数層高さテラスの格子像の観測から、これまで偶数・奇数両方の高さを取る場合に考えられていたようなバルク的なA7結晶構造をBi(110)島が常に取っているのではないことが実験的に明らかになった。偶数層島の優位性は、むしろBi(110)島はバルクと異なった黒燐構造(A17構造)を少なくとも偶数層高さでは取る事を強く示唆するものである。またウエッティング層はこうしたBi(110)島の構造とは独立したものであることが明らかになった。さらに、Bi(110)島の高さに応じた表面の電子状態密度の走査トンネル分光測定の結果は、これらと矛盾しないことが確認された。

Si(111)√3x√3-B基板表面にBi原子を室温蒸着することにより、表面にBi(110)超薄膜島が形成される。これらのBi(110)島は、Si(111)√3x√3-B基板格子に整合する形で6つの特徴的な方向に成長する。ただしこれらの島がA7構造あるいはBP構造のいずれの結晶構造を持つかは、表面のBi原子配列の走査トンネル顕微鏡観察からは決定できない。このためこれらの島の電子状態の、走査トンネル分光、および角度分解光電子分光による計測を行った。実験の結果、得られたBi(110)島はBP構造を持つ可能性が高いことが明らかになった。Si(111)√3x√3-B基板上に成長したBi(110)超薄膜の、膜厚に応じた電子状態の変化を、走査トンネル分光法を用いて局所的かつ系統的に評価する。またシンクロトロン放射光施設での角度分解光電子分光法による評価も継続して行い、これらを合わせて、Bi(110)超薄膜がトポロジカル絶縁体となるために必要な黒燐構造を取りえるか、あるいはバルク安定なA7構造を取るかを明らかにする。また以上の方法に加えて、走査トンネル顕微鏡によるdI/dVマッピングを実行し、Bi(110)面内およびそのエッジ近傍での電子状態や電子散乱過程を調べ、Bi(110)超薄膜が2次元トポロジカル絶縁体として機能する可能性を検証する。表面界面物性研究代表者が予定していたフォトンファクトリーでの実験に参加できなくなり、これに関連する経費を使用しなかったため。繰越金額と本年度経費を合わせ、走査トンネル顕微鏡を用いた構造、電子状態評価を推進するために経費、および外部のシンクロトロン放射光施設を利用した角度光電子分光測定に関する経費及び旅費に充当する予定である。
高齢者・障害者専用の交通手段に関する欧米・日本の比較研究

本研究では、英国、スウェーデン、米国、カナダ、日本などを研究対象として、運輸系、福祉系に分けてヒアリング調査を行い、特定の都市(ロンドン、ストックホルムなど)を重点的に調査を行ってきた。その結果分かったことは以下の通りである。(1)高齢者・障害者のモビリティと交通に関する政策研究は、欧米と日本の比較研究を行った。特に、共通して分かったことは、人権の流れが交通計画を大きく変えたことである。米国の1973年のリハビリテーション法は連邦政府の補助を受けている交通事業者に対して障害を理由に差別を禁止した。そして1990年には交通・建築・情報・就労などを含む障害者の差別を禁止する包括的な法律である「障害を持つアメリカ国民法」の成立につながったこと。カナダでは、「障害」を「差別の根拠」にしてはならないと規定するカナダ人権法(1976)によって大きく展開する。スウェーデンの交通に関するアクセシビリティの制度は1979年の公共交通における障害者のための施設に関する法律から始まった。(2)STサービスの普及と研究は、英国の対策は極めて興味深く、STサービスにおいては公的機関とNPO(ボランティア)のバランスのとれた結果としての協働が成立している。これとは逆に公的機関中心で何十年も進めているスウェーデンでは、現象としては成功しているかに見えるが、ボランティアを排除したことの重荷は大きい。米国は「障害を持つアメリカ国民法(1990年)」にみられるように人権を前面に出して展開する国である。おそらく英国やスウェーデン程きめ細かさはないからSTサービスの対策をかなり頑張っている国である。カナダはこの米国と類似した展開をしつつも、カナダの独自の展開(医療系交通の充足)も実施している。以上の主要国の展開に対して、わが国は運輸系においてはNPO(ボランティア)が運賃を収受できるように道路運送法80条の変更を実施しようとしている。また厚生系では高齢者の介護保険に拘わる移送サービスや障害者の支援費については今後の議論に委ねられている。何れにしても30年前の英国やスウェーデンの姿が今日の日本のようにも思える。欧米の先例を見てわが国も確かな第一歩を大きく踏み出して欲しいものである。おそらく5年先には欧米との差が相当縮まっていると考えられる。障害者専用の交通手段であるスペシャルトランスポートサービス(STサービス)について欧米と日本の政策を比較の第一歩として以下のことを行なった。(1)欧米諸国のSTサービスの比較研究対象を米国シアトル市とその交通システム運行団体及びカナダトロントの郊外の自治体運行団体とし、以下の結果がわかった政策、法律、財源等の制度をヒアリングした結果、トロントでは病院送迎が充実し、システムを構築途上であるが、良好なものであることを確認したまたシアトルでは障害を持つ人の交通サービスについて総合的な取り組についてヒアリングしてきた。分析はこれからである。(2)日本のSTサービスの研究介護タクシー等の情報を集めはじめた段階である。高齢者・障害者の交通政策に関して、英国、フィンランド、スウェーデンの調査を行った。(1)英国:高齢者・障害者の交通に関しては、今年度、英国のDPTAC(障害者輸送諮問委員会)と英国DETR(運輸省)の訪問により、DDA(障害者差別禁止法)や最近の高齢者・障害者交通政策の動向をヒアリングした。