hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
場の量子論の正しい数学的枠組みの探索

研究実施計画においては、元来の研究目的である、場の理論の正しい数学的枠組みへ向けての考察の第一段階として、二次元の場の理論において既に数学的に理解が進んでいる頂点作用素代数という枠組みから出発し、これを徐々に高次元化することによって、研究目的を達成しようとしていた。しかし、その方法ははじめの予想以上に困難であるということが判り、それに関する研究成果は今の所発表出来ていない。しかしながら、元来の研究目的の達成のために、すこし異なる研究テーマとして、場の量子論における対称性の概念、また対称性の量子異常の概念についての数理的な解析をも遂行することにした。こちらに関しては、当初の想定以上に研究が進展し、発表した結果も国内国外の他グループに有意義に用いてもらっている。このように、予定通り研究の進まなかった点と、予期せず研究が進んだ点とが拮抗しているので、差し引きを考えると、概ね順調に研究は進展していると言えるのではないかと考える。上記進捗状況にも書いたとおり、元来の研究計画に述べた、二次元の共形不変性を場の理論に対する頂点作用素代数の理論の高次元化から場の理論の数学的枠組みを調べるという方向性は今の所うまくいっていない。しかしながら、同じく場の理論の数学的枠組みを調べるという観点で、場の量子論における対称性とその量子異常の数学的な理解のための研究を遂行中であり、こちらは順調に結果が出ている。成果の差には、偶然の寄与も多いであろうが、第二のテーマに関しては、非常に有能な共同研究者を複数得られたという点が大きいように思われる。そのため、今後の方針としては、まず、この後者の方向性への努力を継続し、続けて研究結果を発表出来るように心がけたい。また、二次元に留まらない高次元の共形場理論の数学的研究も諦めずに続けていきたいと思っている。こちらに関しては、有能な共同研究者を得る必要があると思われるので、それにも良い方法を考えたい。研究発表や、非専門家むけ講演のスライド、ビデオを公開している。
ドゥルーズ哲学における言語の問題とその自然主義的記号論の生成

本研究は、哲学者ジル・ドゥルーズの思想的変遷を、言語と身体、自然主義といった観点から明らかにした。具体的には(1)『意味の論理学』から言語における物質性の問題を抽出し、これによって前期ドゥルーズ哲学の特徴づけを行った。(2)『差異と反復』における感性論の議論がいかに後期における自然主義的哲学(記号論)に結びつくかを明らかにし、言語と自然の結びつきを肯定的に論じるドゥルーズ哲学の可能性が示された。ドゥルーズ哲学の展開を記述することを課題とする本研究は、初年度にあたる平成23年度において、1970年代以前の前期著作群を対象とし以下の研究を行った。1.『意味の論理学』における言語の物質性の問題本研究は、これまで注目されることのなかった『意味の論理学』(1969)におけるエピクロス派の自然主義に着目し、その理論的寄与を分析した。とりわけ、「ルクレティウスとシミュラクル」と1961年のLes Etudes philosophiques誌上に掲載された「ルクレティウスと自然主義」との文献的異同から、当時のドゥルーズの関心が、言語における物質性の問題にあることを明らかにした。これは、思想史的な観点からすると、言語の形式性に準拠する60年代の構造主義とは対称的であるとともに、後期ドゥルーズにおける自然哲学、唯物論的哲学に直結する議論がすでに萌芽的に認められることを示している。2.「超越論的経験論」の典拠と概念内容の分析次に、前期ドゥルーズの哲学を特徴づける「超越論的経験論」という概念の出典と内実を明らかにすることを課題とした。『差異と反復』(1968)に見られる「超越論的経験論」という表現の直接的な出典としては、Jean Wahlによる一連の著作が考えられるが、なかでもウィリアム・ジェームズの根本的経験論は、ドゥルーズに独自の経験論解釈を促したという点において重要である。またドゥルーズが経験論を超越論哲学という観点から解釈したその思想的背景には、Jules Vuilleminによる新カント派解釈がある。とりわけ本研究では、人間と自然の特異な関係という主題を『経験論と主体性』(1953)と『カントの批判哲学』(1963)の分析を通して考察した。これにより、超越論的経験論が、経験論と超越論哲学を単に結びつけたものではなく、両者相互の変容を要請する概念内容であることを示した。本研究は、ドゥルーズ哲学における言語と自然主義という観点から、その思想的変遷を明らかにすることを目的としている。最終年度の本年は、主として70年代以降に展開される後期ドゥルーズ哲学を「自然の感性論」として捉え、その内実およびそこへ至る思想的変遷を辿った。その成果は、以下の口頭発表および論文にて開示されている。1.『フランス哲学・思想研究』第17巻(2012)に「ドゥルーズ『意味の論理学』におけるエピクロス派解釈について」と題した論文を発表した。これは、従来の研究において論じられてこなかった『意味の論理学』におけるエピクロス派の役割を特定し、それが後期ドゥルーズにおける自然哲学へと連なることを指摘した。2.5月13日開催の日本哲学会(大阪大学)にて、「超越論的経験論とは何かー前期ドゥルーズにおける「人間的自然」をめぐって」を口頭発表。ドゥルーズによるカントとヒューム読解を手掛かりに、そこから「人間的自然」というテーマを抽出・分析を行った。3.6月27日開催の第5回ドゥルーズ国際学会(ルイジアナ大学)にて、「ドゥルーズ哲学における自然の感性論」を口頭発表。この原稿に加筆、修正を加えた論文は、Philosophy Study誌に掲載予定(印刷中)。そこでは、ドゥルーズによるカント批判を分析し、彼の自然哲学が形成される過程を論じた。4.10月7日の第11回国際記号学会(南京師範大学)にて、「ドゥルーズ哲学と言語の問題ー『千のプラトー』におけるイェルムスレウ言語学の意義と射程について」を口頭発表。この原稿に大幅な修正を加えた同名論文を『京都産業大学論集人文科学系列』第46号に掲載。本研究はこれらの成果によって、ドゥルーズ哲学の思想的変遷を根底において駆動しているものが、人間(言語)と自然との関係を巡る問題構成と概念的配置であるということを明らかにした。初年度の成果発表(口頭発表・論文投稿など)の締め切り期限が過ぎてしまったため、十分な成果発表を行うことができなかった。未発表の分に関しては平成24年度にまとめて発表する予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は本課題の最終年にあたり、1970年代以降のドゥルーズ哲学の変遷を分析対象としている。とりわけ、『アンチ・オイディプス』(1972)における自然概念という論点に絞り、その概念的な変化を文献学的に調査することでドゥルーズ哲学における前期と後期の対照を明らかにすることを目的とする。したがって次年度は、哲学のみならず、記号論、生物学、生態学、物理学といった多領域に跨る後期ドゥルーズにおける自然哲学を対象とする。

そのため、より精密かつ迅速な文献の読解を行うべく、今年度よりもより計画的な研究手順を踏む必要があるだろう。また、国内のみならず国際学会等での成果発表も予定している。24年度が最終年度であるため、記入しない。
寝具の廃棄物処理システム構築に関わる要因解析および循環型社会を目ざしての提言

廃棄物処理は、近代社会における共通的な課題である。本研究は、寝具の廃棄物処理に関わる現状、消費者意識および社会制度概念など多様な観点から循環型社会の形成に求められる要因について検討した。その結果、循環型社会を確立するためへの提言を下記の各項としてとりまとめた。1)布団リサイクル技術の確立布団の廃棄処理に求められる観点は、有限な資源の有効活用である。リデュース、リユースおよびリサイクルの3Rを実現し、循環型経済社会を構築することである。布団を構成する主要材料は、綿・ポリエステル・羊毛および羽毛であり、前三者では、混合して使用されるのも通例である。廃棄物処理プロセスでは、これからの材料を単に廃棄するのではなく、再利用することが望まれる。2)廃棄処理過程における総合的な環境影響評価の推進布団の製品から廃棄に至る全プロセスを総合的に把握した環境影響をライフサイクルアセスメント(LCA)として見積もる必要がある。製造、流通、販売、使用、廃棄の各ステップにおけるエネルギー消費および環境負荷を評価し、コスト・ベネフィットの最適化を計ることが不可欠と言える。3)廃棄処理費用負担原則の検討使用済み布団の処理費用をいかに分担するかは今後の重要な課題の一つである。製造者、流通・販売者、消費者がどのような形態で負担するかの合意形成を成し遂げる必要がある。さらには、地方公共事業としての自治体の清掃事業にどの範囲まで委ねることができるかも併せて考えなければならない。拡大生産責任の考え方の将来における敷衍化は不可避的とも言える。4)消費者意識の涵養循環型社会を樹立するには、消費者の協力は不可欠である。単に、焼却処分してしまう廃棄処理でない、資源のリサイクルに向けた処理システムの確立をめざしての社会システムを構築しながら、高い消費者意識を涵養することが不可欠と結論される。現代社会における多様な廃棄物の処理は、極めて重要な社会経済上の問題である。廃棄される布団は、わが国全体では膨大なものとなるものと見込まれ、その処理は、環境保全・資源エネルギー問題における緊要な課題と考えられる。循環型杜会確立への過程に存在する要因を寝具の廃棄処理を研究対象としながら、解明することを目的としている。本年度は、廃棄の実態解明に主眼をおいた。東京都環境局によって収集された廃棄布団を調査対象とした。廃棄布団の種類を調査したところ、敷布団が54%強で最も多く、次いで掛け布団が40%となっているコタツ布団は、6%程度であった。また、廃棄布団中の中ワタの比率は、綿が56.4%と半数強の最大の比率を占め、ポリエステルが、25.1%と全体の4分の1に達している。綿とポリエステルを混紡したものが12%である。高級布団とも言うべき羊毛布団は1.8%であり、羊毛とポリエステルの混紡の2.4%を加えても4.2%である。また、羽毛布団は、1.1%と極めて少数にとどまっていた。一方、家庭の主婦の代表として、中学生徒の母親に布団の廃棄についてアンケート調査を依頼した。回答者の年齢層は40歳前後である。所帯当たりの人数は、平均4.2人であった。各家庭で廃棄された実数を過去にさかのぼって記載してもらった。おおよそ3年間区切りでの廃棄枚数を集計したが、年代が古くなるほど、数値が小さくなる傾向があり、記憶のうすれと、購入時期への接近の2つの影響を受けていると思われる。,回答者が中学生の母親であるので、世帯を持ってから15年前後を経過しているとみると、現状は廃棄すべき布団のストックが充分であると考えられる。

結果として、年間では一世帯で平均的に敷き布団0.30枚、掛け布団0.23枚、コタツ布団0.10枚、が廃棄されると結論された。循環型経済社会の構築に寄与するための方策の一つとして、布団の洗浄を行い3R(Reuse, Reduce and Recylce)に貢献することが考えられる。一方では、清潔な就寝環境を得るために布団を洗いたいとの要求には根強いものがある。本年度は、廃棄システム構築へ向けて、布団を家庭用洗濯機で洗浄する際の乾燥特性を明らかにすることに主眼をおいた。実験は、クッション・サイズの実験用布団を試作して行なった。中ワタ(1)ウォッシャブルポリエステル100%(2)ウォッシャブルウール100%(3)通常ウール50%・通常ポリエステル50%(4)通常ポリエステル100%(5)コットン100%を用いた。洗濯は、市販7kg用洗濯機を用いて、洗剤を加えて通常の洗濯プロセスにより自動運転した。乾燥過程の測定は、実験室内で行い電子天秤を用いて重量を測定し、その減少量を以って洗濯後の水分乾燥量とみなした。実験の結果、最も乾燥速度の良好なものはコットン100%であった。それに次ぐものがウォッシャブルポリエステル100%であった。さらには、ウォッシャブルウール100%、通常ウール50%・通常ポリエステル50%、通常ポリエステル100%の3種が同程度の乾燥性能でそれらよりは劣ることが判明した。コットンの水への親和性の高いことは周知のことであるが、本研究ではウォッシャブルポリエステルより乾燥性能が良いことが認められた。これは塊としての繊維の乾燥では、一枚ものの衣類での場合と異なり、表面での蒸発ではなく奥部からの表面への水分移動が律速段階となるとためと考えられる。すなわち、コットンでは繊維内部を通しての水分移動が可能であるため、繊維間隙のみでの移動によるポリエステルに比較し乾燥特性に優位性が見られるものと言える。また、ウールにおいては、濡れ率の低くなってからの乾燥速度が遅いことが判明した。コルテックスに残留した水分の移動が遅いことが伺えた。寝具の廃棄は、現代社会の多様な廃棄物の中でも、日常生活に最も密着した消費アイテムの一つであり、環境保全・資源エネルギー問題として重要な課題と言える。本年度は、第一に、消費者意識の解明と廃棄実態を検討した。301名の40歳および55歳の女性を対象としてアンケート調査を実施した結果、過去3年間で7割弱の人が寝具を廃棄した経験を有していた。年平均値では、掛け布団1.2枚、敷き布団1.3枚、マットレス0.6枚、毛布2.3枚、ベッド0.3台であった。家族数を平均3.5人として,日本の総人口1億2000万人における廃棄量を推算したところ掛け布団1300万枚、敷き布団1500万枚となった。この算定は、掛け布団・敷き布団の年間供給量3000万枚とほぼ対応する量であった。また、寝具の廃棄方法としては、粗大ゴミとしての廃棄が全体の2/3、可燃ゴミとしての廃棄が全体の1/3であった。一方では、打直しの依頼は全体の45%が経験しており、環境への配慮の意識がうかがわれた。
後部硝子体剥離と眼内炎の重症度の相関について

術後眼内炎は内眼手術を施行するにあたり、ある一定の割合で遭遇する疾患であるにも関わらず、現在に至るまで視力予後不良な疾患である。しかし、その重症化の要因は未だに起因菌の毒性以外は不明であり、眼内炎早期における眼内の重症化危険因子は明らかにされていない。本研究で、眼内炎の重症化とPVDの関係を明らかにすることで、重症化に対する早期診断の危険因子、早期治療のエビデンス確立につながる可能性がある。有形硝子体の存在が眼内炎の発症及び、病態の増悪の因子になっていることをin vivoで検証することで、PVDの有無と眼内炎の病態の増悪に関連を明らかにすることを目的とする。
橋結合腕傍核による眠気・覚醒度制御機構の解明：リハビリ効率向上のための基礎的検討

日中の「眠気」は、リハビリテーションへの意欲を低下させ、また、集中力の欠如から訓練効果を低下させる。この「眠気」の原因は、睡眠時無呼吸による断眠や痛みによる不眠などの睡眠障害であるが、これら疾患の神経学的なメカニズムはいまだ不明な点が多い。そこで本研究では、眠気の原因となる睡眠障害を引き起こす神経機構を形態学的・機能学的に解明する。そして、その神経機構によって生じた睡眠障害が運動機能へ与える影響を明確にすることで、神経路特異的な睡眠障害のモデルマウスとなることを実証し、リハビリテーション医学におけるモデル動物研究の基盤を築く。
緑膿菌多剤排出ポンプの発現機構の解明とその制御

前年度の研究で、緑膿菌の薬剤排出ポンプMexAB-OprMが、Quorum-sensingによる制御を受けていることを明らかにした。つまり、緑膿菌感染症の難治化の主原因である多剤耐性をQuorum-sensingの制御で行えることを示した。その一方でMexAB-OprMポンプは、Quorum-sensingの起動剤であるオートインデューサーの排出を行っている。ということは、逆にMexAB-OprMの発現調節を行うことは、毒性の変化や緑膿菌感染症のもう一つの問題点であるBiofilmの熟成に変化を与えることが可能であると考えられる。そこで、MexAB-OprMの発現とバイオフィルムの形成との関係について明らかにすることとした。まず、Biofilmのflowcell系での作成法を確立し、バイオフィルムの作製を顕微鏡観察できるよう、蛍光タンパク質のGFPを緑膿菌に導入し、その発現に成功し、最も効率的にバイオフィルムの観察が行える最適発現条件を設定した。次に、mexAB-OprM遺伝子を人為的に破壊し、その株を用いて、Biofilmの熟成の経過を検討した。その結果、炭素源としてクエン酸ナトリウムを用いた場合、野生株では緑膿菌でよく観察されるマッシュルーム状のバイオフィルムが観察されたが、MexAB-oprMを破壊した変異株ではそのような構造体を形成しないばかりか、バイオフィルム自体の厚さが野生株と比較して薄くなることを明らかにした。更に、バイオフィルムの強度を界面活性剤の一種であるSDSでの剥離時間で計測したところ、野生株では1時間の試験でも剥離されなかったのに対し、変異株では5分も経過しない内に剥離することを明らかにした。このことから、MexAB-OprMポンプは、バイオフィルムの形成とその付着強度に強く関わっていることを世界で初めて突き止めることができた。緑膿菌のオートインデューサー非生産株を作製し、MexAB-OprM薬剤排出ポンプの発現量をレポーター遺伝子およびイムノアッセイにより測定した。その結果、オートインデューサー産生遺伝子lasI,rhlIの内、rhlIを破壊した場合にのみ、MexAB-OprMの発現量が著しく低下することを突き止めた。また、この株にRhlIの産生物質であるC4-HSLを添加した場合、MexAB-OprMの発現が著しく誘導された。ことから、本ポンプはC4-HSLにより発現誘導されることが明らかになった。また、本ポンプがMexRレギュレーターにより発現抑制されていることを既に報告しているが、MexR破壊株において、C4-HSLを添加した場合、本ポンプの誘導が確認された。ことから、オートインデューサーC4-HSLによるMexAB-OprMの誘導は、MexRレギュレーターを介さないで行われていることを明らかにした。また、緑膿菌の多剤耐性変異株の一つであるnfxC株では、MexTレギュレーターの機能が回復し、新たなポンプMexEF-OprNが発現すると同時に、MexAB-OprMの発現量が減少することが示唆されていた。そこで、nfxC変異株でのMexAB-OprMのポンプの減少とC4-HSLとの関わりを検討した。nfxC変異株ではC4-HSLをいくら添加しても全くMexAB-OprMの発現が、全く誘導されなかった。このことから、nfxC変異株でMexAB-OprMポンプが減少するのは、mexT遺伝子によるC4-HSLのMexAB-OprM誘導効果のキャンセルにあることを明らかにした。以上、本年度の研究実施計画に記載した内容全てについて、実際に研究を遂行し、明確な結果を導き出すことができた。
アテローム血栓症の発症におけるペントラキシン3の関与

急性心筋梗塞に代表されるアテローム血栓症は、動脈硬化性プラークの破綻による血栓形成により発症する。その過程において、炎症性因子は重要性な役割を果たす。本研究では、新規催炎因子:ペントラキシン3(PTX3)の心血管イベント発症への関与を検討した。PTX3は冠動脈吸引血栓に存在し、更に、心血管イベントである不安定狭心症症例において高率に存在した。また、リコンビナントPTX3は、血小板凝集や血流下における血栓形成を抑制した。以上より、PTX3はプラーク破綻後の血栓形成に対し、抑制的および防御的機能を発揮していると予測され、新規抗血栓薬の開発など、臨床面への応用も期待された。アテローム血栓症は、動脈硬化性プラークの破綻に伴う血栓形成により発症する。その一連の過程において、炎症性因子の重要性が明らかにされてきている。本研究では、新規催炎因子であるペントラキシン3(Pentraxin3, PTX3)の心血管イベント発症への関与について、その作用を明らかにし、新規治療薬としての可能性を検討する。1.人体病理標本を用いた解析冠動脈インターベンション治療時に採取された冠動脈プラーク標本、吸引採取された血栓標本、および若年者剖検症例の冠動脈標本を用いて、冠動脈壁・プラーク・血栓組織におけるPTX3蛋白の局在を検討した。手法としては、免疫組織化学(酵素抗体法及び蛍光抗体法)を用いた。PTX3は正常動脈では外膜にのみ発現しているのに対し、狭心症患者のプラークでは、細胞外マトリックスおよびマクロファージで発現が観察され、血栓内にも局在を認めた。2.血栓形成における機能解析(1)健常ボランティアの血液を用いて、コラーゲン・ADP・トロンビンによる血小板凝集能におけるPTX3の抑制作用を検討した。PTX3添加群では、非添加群と比較し有意に血小板凝集率が低下した。また、PTX3の変異体合成蛋白を用いた検討では、PTX3のN末端領域に血小板凝集抑制作用がある可能性が示唆された。(2)血液フローチャンバーを用いた実験では、動脈硬化巣に高発現するI型コラーゲンを固層化したガラス板上に形成される血栓をリアルタイムで観察、測定した。コラーゲン上に形成された血栓の面積率は、動脈速下領域および静脈速下領域ともにPTX3添加群で優位に抑制されていた。以上より、PTX3はプラークの安定化に作用し、プラーク破綻後の血栓抑制作用を有すると予測される。炎症機序に基くアテローム血栓症の発症機構における新たな解明と、抗血栓薬の開発など、臨床面への応用も期待される。その一連の過程上、C反応性蛋白(CRP)などの炎症性因子の重要性が明らかにされてきている。本研究では、CRPと同属の、ペントラキシンファミリーに属する新規催炎因子であるペントラキシン3(Pentraxin3, PTX3)の心血管イベント発症への関与について、作用を明らかにし、新規治療薬としての可能性を検討する。1.人体病理標本を用いた解析免疫組織化学(酵素抗体法及び蛍光抗体法)を用いて、冠動脈壁・プラーク・血栓組織におけるPTX3蛋白の局在を検討した。冠動脈インターベンション治療時に採取された冠動脈プラーク標本、吸引採取された血栓標本、若年者剖検症例の冠動脈標本において、PTX3は正常動脈では外膜にのみ発現していた。狭心症患者のプラークでは、細胞外マトリックスおよびマクロファージで発現が観察され、血栓内にも局在を認めた。2.血栓形成における機能解析(1)健常ボランティアの血液を用いて、血小板凝集能におけるPTX3の抑制作用を検討した。また、PTX3のN末端領域を含む変異体合成蛋白に血小板凝集抑制作用を認め、N末端領域に血栓調節作用がある可能性が示唆された。(2)血栓をリアルタイムで観察・測定できる血液フローチャンバーを用いた実験を行った。動脈硬化巣に高発現するI型コラーゲン上に形成された血栓の面積率は、動脈速下領域および静脈速下領域ともにPTX3添加群で優位に抑制されていた。以上より、PTX3はプラークの安定化に関与し、プラーク破綻後の血栓形成に対して、抑制的作用および防御的機能を発揮していると予測される。今後、炎症機序に基くアテローム血栓症の発症機構における新たな解明と、抗血栓薬の開発など、臨床面への応用も期待される。

動脈硬化性プラークの破綻に伴う血栓形成により発症するアテローム血栓症の発生機序について、C反応性蛋白(CRP)などの炎症性因子の重要性が明らかにされてきている。本研究では、CRPと同属であるペントラキシンファミリーに属する新規催炎因子ペントラキシン3(Pentraxin3,PTX3)の心血管イベント発症への関与について、作用を明らかにし、新規治療薬としての可能性を検討する。1.人体病理標本を用いた検討免疫組織化学(酵素抗体法及び蛍光抗体法)を用いて、冠動脈壁・プラーク・血栓組織におけるPTX3蛋白の局在を検討した。冠動脈インターベンション治療時に採取された冠動脈プラーク標本、吸引採取された血栓標本、若年者剖検症例の冠動脈標本において、PTX3は正常動脈では外膜にのみ陽性を呈した。狭心症患者のプラークでは、細胞外マトリックスおよびマクロファージで発現が観察され、血栓内にも局在を認めた。2.血栓形成における機能解析(1)健常ボランティアの血液を用いて、血小板凝集能におけるPTX3の抑制作用を検討した。PTX3添加群では、非添加群と比較し有意に血小板凝集率が低下した。また、PTX3のN末端領域を含む変異体合成蛋白に血小板凝集抑制作用を認め、N末端領域に血栓調節作用がある可能性が示唆された。(2)血栓をリアルタイムで観察・測定できる血液フローチャンバーを用いた実験を行った。動脈硬化巣に高発現する1型コラーゲン上に形成された血栓の面積率は、動脈速下領域および静脈速下領域ともにPTX3添加群で優位に抑制されていた。以上より、PTX3はプラークの安定化に関与し、プラーク破綻後の血栓形成に対して、抑制的作用および防御的機能を発揮していると予測される。今後、炎症機序に基くアテローム血栓症の発症機構における新たな解明と、抗血栓薬の開発など、臨床面への応用も期待される。
フェルミレベルピニング軽減による金属／ゲルマニウム系材料低抵抗コンタクト

高移動度半導体であるGeデバイス実用化のために、金属/Ge界面におけるコンタクト抵抗の低減技術を開発した。GeSnやSiGeSn等も含む新規Ge系混晶材料のエレクトロニクス応用に向けて、金属/Ge(Sn)コンタクトにおける界面物性解明と電気伝導特性の制御技術構築を目的とした。その結果、GeSnやSiGeSn界面層の導入あるいは金属ジャーマナイドエピタキシャル層/Ge接合の形成によって、Schottky障壁の適切な制御を実証した。また、超高濃度アンチモンSbドープGe(Sn)エピタキシャル層の形成技術を開発し、3E-8Ωcm2以下の低コンタクト抵抗率金属/n-Ge(Sn)接合の形成を実証した。ゲルマニウム(Ge)電子デバイス高性能化のために必要不可欠である、金属/Ge界面におけるコンタクト抵抗の低減技術を開発している。さらに、ゲルマニウム錫(GeSn)やゲルマニウムシリコン錫(GeSiSn)等の新たに注目されるGe系混晶半導体の実用化に向けて、その金属/半導体コンタクトにおける界面物性の解明、電気伝導特性の制御技術の構築を進めている。本研究によって、金属/半導体界面物性に関する理解を深め、Ge(Sn)系エレクトロニクス応用に資するプロセス、デバイス技術の確立を目指す。本年度得られた主要な成果を以下に記す。(1)金属/n型Ge界面への膜厚3nmの極薄GeSn界面層の挿入によって、Sn組成の増大に伴ってSchottky障壁高さ(SBH)を0.62eVから0.41eVにまで低減できることを実証した。(2)前項の成果を達成するため、高Sn組成GeSn薄膜層のエピタキシャル成長技術を構築し、Ge中のSnの熱平衡固溶限界1%の数十倍にあたる46%に達する高Sn組成GeSnエピタキシャル層の形成に成功した。(3)金属/n型Ge(Sn)界面抵抗低減のために、GeおよびGeSnエピタキシャル層へのアンチモン(Sb)in situドーピング技術を構築した。低温分子線エピタキシー技術とSbのサーファクタント効果の活用によって、Sbの固溶限界(1E19/立方cm)を一桁以上超える1.5E20/立方cmの高電子濃度、かつ均一平坦なGe(Sn)エピタキシャル層の形成を実証した。(4)これまでに開発したNiGe/Ge界面結晶構造の制御技術を活用し、様々なエピタキシャル界面を有するNiGe/n型Geコンタクトの電気伝導特性を評価し、界面の結晶構造とSBHとの相関を明らかにした。その結果、従来の多結晶NiGe/n-GeコンタクトにおけるSBH、0.56eVから、エピタキシャルNiGe(100)/n-Ge(110)界面の形成により、0.42eVにまで低減できることを実証した。当初の目論見であったエピタキシャル界面構造とエネルギーバンド構造の制御によって、金属/n型Ge界面においてもSBH低減が可能であることを実証できた。また、コンタクト抵抗低減に必要な高電子濃度n型Ge層の形成にも成功し、初年度の目標は順調に達成できた。ゲルマニウム(Ge)電子デバイス高性能化に必要不可欠な金属/Ge接合におけるコンタクト抵抗の低減技術を開発している。また、ゲルマニウム錫(GeSn)等の新たに注目されるGe系混晶半導体の実用化に向けて、その金属/半導体コンタクトにおける界面物性の解明、電気伝導特性の制御技術の構築を進めている。本研究により、金属/半導体界面の理解を深め、Ge(Sn)系エレクトロニクス応用に資するプロセス、デバイス技術の確立を目指す。本年度の主要な成果を以下に記す。(1)金属/n型Ge界面への膜厚3nmの極薄SiGeSn三元混晶界面層の挿入によって、室温におけるオーミック伝導特性を確認し、Schottky障壁高さ(SBH)を0.1eV程度にまで低減できることを実証した。(2)様々な組成、結晶構造のSiGeSn界面層について検証した結果、Ge基板に格子整合し、低欠陥な界面構造を有すると推測されるSiGeSn界面層を用いることで、より効果的にSBHが低減される傾向を実証した。界面結晶構造の改善が金属/Ge接合におけるSBHの制御に重要であることを示唆している。(3)極薄GeSn界面層を挿入した金属/n型Ge界面のSBHの金属仕事関数依存性を評価した結果、仕事関数依存性は金属/n-Ge直接接合と同様の勾配を示しながら、Sn組成の増大に伴うSBHの減少を見出した。これは、金属/GeSn/Ge接合において依然Fermiレベルピニングが生じていること、ただし、ピニング位置が価電子帯端近傍から、伝導帯側へシフトすることを示している。(4)一軸ひずみGe MOSFETのソース/ドレインストレッサに期待されるSbドープGeSnエピタキシャル層の形成技術を開発した。1E20/立方cm以上の高電子濃度を有し、Sn組成6%に達するSbドープGeSn層の形成を達成した。Siに親和性の高いSiGeSn混晶層を用いて、n型Geに対するSBHを効果的に低減できることを実証できた。SiGeSnは高濃度ドーピングによるコンタクト抵抗率のさらなる低減も期待できることから有望な界面制御材料であると期待している。また、GeSn界面層技術において、SBHの金属仕事関数依存性を調べることで、SBH低減の機構について系統的な知見を獲得できた。高濃度ドーピング技術においても新しい知見が構築されており、これらの技術を統合することで、最終年度において低抵抗接合形成技術の構築を進めていく準備が整った。

ゲルマニウム(Ge)電子デバイス高性能化に必要不可欠な金属/Ge接合におけるコンタクト抵抗率の低減技術を開発している。また、ゲルマニウム錫(GeSn)等の新たに注目されるGe系混晶半導体の実用化に向けて、金属/半導体コンタクトにおける界面物性の解明、電気伝導特性の制御技術の構築を進めている。本年度の主要な成果を以下に記す。(1)様々なSiおよびSn組成比を有する金属/SiGeSn/Geコンタクトを作製し、その電気的特性を系統的に調査した。Ge基板に格子整合したSiGeSn中間層を挿入した試料において、Schottky障壁高さ(SBH)の電極金属仕事関数依存性が最も強く発現し、そのスロープパラメータは0.4に達した。(比較としての金属/Geの場合は0.03。)その結果、Al/SiGeSn/n-Ge試料において、0.05eV以下の低SBH実現を実証できた。(2)TiN/Hf/Ge試料に急速熱処理を加えることで、エピタキシャルHfGe2/Ge接合の形成に成功し、HfGe2(010)//Ge(001)およびHfGe2[101]//Ge[100]の結晶方位関係を有するHfGe2層が比較的均一に形成されていることを実証した。その界面電気特性を評価した結果、一般的な金属/n-Geコンタクトに比較して、0.2eV程度低い0.40.5eVの低SBHが得られることを見出した。(3)1E20/cm3を超える高濃度SbドープGeSnおよびGe層を形成し、円形transmission line model(TLM)によりAl/n-GeSnおよびAl/n-Geコンタクトの電導特性を評価した結果、3E-8Ωcm2台の低コンタクト抵抗率を実証できた。150°Cの低温成長によりSb偏析のない高い電気的活性化率を有する高電子濃度Ge(Sn)層の実現により、低コンタクト抵抗率を達成できたと考えられる。高移動度半導体であるGeデバイス実用化のために、金属/Ge界面におけるコンタクト抵抗の低減技術を開発した。GeSnやSiGeSn等も含む新規Ge系混晶材料のエレクトロニクス応用に向けて、金属/Ge(Sn)コンタクトにおける界面物性解明と電気伝導特性の制御技術構築を目的とした。その結果、GeSnやSiGeSn界面層の導入あるいは金属ジャーマナイドエピタキシャル層/Ge接合の形成によって、Schottky障壁の適切な制御を実証した。また、超高濃度アンチモンSbドープGe(Sn)エピタキシャル層の形成技術を開発し、3E-8Ωcm2以下の低コンタクト抵抗率金属/n-Ge(Sn)接合の形成を実証した。初年度において開発したGeSn界面層を用いた金属/Ge界面のSBH制御技術、および高電子濃度n型Ge層の形成技術を組み合わせることで、金属/n型Geコンタクトのコンタクト抵抗率低減の実証を進める。また、金属/Ge界面のエネルギーバンド構造、電気伝導機構の詳細を解明するために、金属/p型Geコンタクトにおける界面バンド構造、電気伝導特性やSBHについても分析を進めていく。今後は、並行して開発しているn型Geへの高濃度ドーピング技術を活用し、コンタクト抵抗率低減の実証を進める。
臓器移植における細胞傷害回避を目的としたターゲティングシステムの総合的開発

近年、従来の薬物療法や外科治療の限界を打ち破る方策として臓器移植が脚光を浴び、腎移植を初めとして治療成績が積み重ねられている。しかしながら、対象臓器によっては移植後免疫応答やラジカル産生によって移植臓器が障害を受け移植が不成功に終わる場合も多い。移植後の組織傷害を防ぐ目的で、現在拒絶反応のコントロールのためには免疫抑制剤の投与が行われ、またラジカル産生などの抑制を目的としてラジカル消去剤の利用が試みられているが、未だ効果に特異性が少なく、投与法のさらなる改善が強く求められている。本研究では、臓器移植における細胞傷害性を軽減できる方法論を確立することで、こうした問題を解決することを目的に、免疫抑制剤タクロリムスおよびスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)を取り上げ、これらに分子構造修飾を施した種々の誘導体の開発を試みた。その結果、タクロリムスをデキストランに共有結合させた高分子化プロドラッグの合成に成功し、これが活性を保持したタクロリムスを徐々に放出することが示された。また、本高分子化プロドラッグは、親薬物に比較し、血中滞留性が大きく改善されていることも併せて明らかとなった。一方、SODに関しては、糖構造を導入あるいは電荷を改変した種々の誘導体を開発し、これらが未修飾SODに比較し優れた活性酸素消去能を有することが明らかとなった。さらに、ラットの肝移植モデルを用いてこれらの治療上の有用性を検討した結果、糖修飾SODが本モデルにおいて優れた効果を示すことが明らかとなった。以上のように、本研究で開発した免疫抑制剤およびラジカル消去剤の誘導体は、臓器移植時の細胞傷害性を回避することのできる有力な治療薬となる可能性が示された。近年、従来の薬物療法や外科治療の限界を打ち破る方策として臓器移植が脚光を浴び、肝移植を初めとして治療成績が積み重ねられている。移植後の組織傷害を防ぐ目的で、現在拒絶反応コントロールのためには免疫抑制剤の投与が行われ、またラジカル産生などの抑制を目的としてラジカル消去剤の利用が試みられているが、未だ効果に特異性が少なく、投与法のさらなる改善が強く求められている。本研究では、臓器移植における細胞傷害性を軽減できる方法論を確立することで、こうした問題を解決することを目的に、免疫抑制剤およびスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)を取り上げ、これらに分子構造修飾を施した種々の誘導体の開発を試みた。本年度は、SODを中心に検討を進め、糖構造を導入あるいは電荷を改変した種々の誘導体を開発したが、高い酵素活性を保持した誘導体の合成が可能であることが明らかとなった。細胞傷害の予防薬あるいは治療薬としての可能性を検討する目的で、活性酵素の発生源として重要な役割を果たすマクロファージにおける細胞取り込み特性を共焦点レーザー顕微鏡を用いて検討した。その結果は、修飾方法を選択することによりSODの細胞内動態を制御できることが明らかとなった。さらに各誘導体は、未修飾SODに比較し優れた活性酵素消去能を有することも併せて示された。一方、免疫抑制剤の誘導体に関しても、高分子化プロドラッグ合成のための種々の基礎条件を固めることができた。近年、従来の薬物療法や外科治療の限界を打ち破る方策として臓器移植が脚光を浴び、腎移植を初めして治療成績が積み重ねられている。

本研究では、臓器移植における細胞傷害性を軽減できる方法論を確立することで、こうした問題を解決することを目的に、免疫抑制剤およびスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)を取り上げ、これらに分子構造修飾を施した種々の誘導体の開発を試みた。昨年度は、SODを中心に検討を進め、糖構造を導入あるいは電荷を改変した種々の誘導体を開発し、これらが未修飾SODに比較し優れた活性酸素消去能を有することが明らかとなった。本年度は、これらの成果に基づき、ラットの肝移植モデルを用いて検討した。その結果、糖修飾SODが本モデルにおいて優れた効果を示すことが明らかとなった。さらに、免疫抑制剤に関しても、タクロリムスをデキストランに共有結合させた高分子化プロドラッグの合成に成功し、これが活性を保持したタクロリムスを徐々に放出することが示された。また、本高分子化プロドラッグは、親薬物に比較し、血中滞留性が大きく改善されていることも併せて明らかとなった。以上のように、本研究で開発した免疫抑制剤およびラジカル消去剤の誘導体は、臓器移植時の細胞傷害性を回避することのできる有力な治療薬となる可能性が示された。
高密度・高配向性単層カーボンナノチューブの複合材料化と特性評価

ナノテクノジーの重要な材料の1つである単層カーボンナノチューブ(Single-Walled Carbon Nanotube,SWNT)の工学的応用に向け基板に対し垂直または水平に配向した構造を作製する技術を開発・検討した.直径,長さ,結晶性の高さなど個々のSWNT構造の制御だけでなく,配向性の向上や密度の制御,また配向メカニズムなどについて明らかにし,その物性の計測・分析を行った.さらにポリマーとの複合材料化やSWNTのだけでチャネルや電極を作製した電界効果型トランジスタ応用など工学的応用への展開を行った.単層カーボンナノチューブ(single-walled carbonnanotube,SWNT)の合成技術およびポリマー等との複合材料化の向上およびそれらの分析・解析を進めた.SWNT合成においては特に基板表面に水平配向成長したSWNTについて,その配向密度について検討を行った.SWNTを高密度に水平配向成長させるには,ナノチューブ間の強いファンデルワールス力によりお互いに絡み合うことを防ぐことが重要であることが分かった.その為合成時の圧力や温度を下げることで,密度が向上することが明らかとなった.ポリマーとの複合材料化技術においては基板に垂直に配向成長したSWNTに対し,その配向性を保持する技術を検討した.疎水性なポリマーであるPDMSを用いゆっくりと垂直配向SWNT膜に含浸させることで,複合材料化前後でほぼ同程度の垂直配向性を持つSWNTーPDMS膜を作製することに成功し,その分析をラマン散乱分光法により詳細に行った.また,100°C前後にガラス転移温度を有する分子性ガラスフィルムを用いることで熱リソグラフィーを行った.分子性ガラスフィルムをコーティングした水平配向SWNTに,電圧をかけると電流が流れる金属性ナノチューブのみがジュール発熱し温度が上昇する.するとその周囲の分子性ガラスの流動性が上昇,表面張力により局所的にナノチューブが露出する.このことを利用し,金属性ナノチューブのみの選択的除去を行った.この際,半導体・金属ナノチューブの区別はスキャニングラマン分光装置を用いて分析した.合成技術においては,水平配向SWNTの配向密度に着目し,合成条件との比較・検討を行った.低圧力条件下での合成において,その成長速度が減少する一方,密度が向上することが分かった.低圧力の場合,個々のSWNTが独立して成長していくことでお互いの配向を妨げることなく高い配向性が得られたのだと考えられる.水平配向SWNTをチャネルとして用いた電界効果型トランジスタにおいて,ポリマーコーティングされたSWNTに対してジュール加熱を行った際のSWNTの温度上昇や温度分布がコーティングが無い場合と異なることを見いだした.これを応用して,ジュール加熱による広範囲のSWNT酸化除去法を開発し,金属SWNTのみを選択的に除去することに成功した.これは,高性能なSWNTトランジスタ作製につながる重要な結果であり,実際に,この技術を適応することで,高いOn/Off比を有するトランジスタの作製に成功した.また,ポリマーコーティング時のSWNTを走査型電子顕微鏡,ラマン散乱分光法や原子間力顕微鏡により詳細に分析を行うことで,ポリマーとSWNTとの相互作用を明らかにした.特に,レーザーを走査させ行うラマンイメージング分光法により,個々のSWNTの分析を行うことができた.ナノテクノジーの重要な材料の1つである単層カーボンナノチューブ(Single-Walled Carbon Nanotube,SWNT)の工学的応用に向け基板に対し垂直または水平に配向した構造を作製する技術を開発・検討した.直径,長さ,結晶性の高さなど個々のSWNT構造の制御だけでなく,配向性の向上や密度の制御,また配向メカニズムなどについて明らかにし,その物性の計測・分析を行った.さらにポリマーとの複合材料化やSWNTのだけでチャネルや電極を作製した電界効果型トランジスタ応用など工学的応用への展開を行った.単層カーボンナノチューブ(SWNT)をデバイスとして応用するためのSWNT機能化を目指し実験を行った.基板表面に垂直に配向成長させたSWNT(垂直配向SWNT)をサンプルとしてポリマーとの複合材料化について検討を行った.ポリマーとしてpolyvinyl alcohol(PVA)およびpolydimethylsiloxane(PDMS)を用いた.ポリマー化には,PVAの場合は溶媒の蒸発,PDMSではモノマー同士の重合反応など分子レベルでの現象を伴う.その際におけるSWNTとの相互作用について走査型電子顕微鏡やラマン散乱分光法を用いて分析を行った.PVAと垂直配向SWNTの場合は,溶媒によって多くの垂直配向SWNTが凝集し倒されてしまった.その為,ポリマー化(固化)したPVA内でのSWNTの垂直配向性は大幅に低下し,SWNT膜厚自体も減少した.一方,PDMSはPVAとは異なり,SWNTとの親和性は低くSWNTがPDMS内で凝集することはなかった.さらに,SWNTの配向性を低下させることなくPDMSはポリマー化し,垂直配向SWNTの膜厚は殆ど変化することなく,垂直配向SWNTーPDMSポリマー複合フィルムを作製することに成功した.また,ラマン散乱分光法によって複合フィルムの断面方向でのSWNTおよびPDMSの密度分布を調べた.SWNTおよびPDMSからのラマン散乱ピーク強度から,垂直配向SWNT膜全体にPDMSの存在が確認された.このことから,一様にPDMSが垂直配向SWNTの間に浸透し,ポリマー化することが明らかとなった.また,同時にSWNTの合成技術についての検討も行った.特に水平配向したSWNTの配向メカニズムについての分析を行い,SWNT成長時における炭素源ガスの供給方法が重要であることが分かった.

SWNTーポリマー複合材料の作製において重要な配向性に対し,その配向成長のメカニズムについてのモデルを提案した.さらにそのモデルに基づき,合成条件を変化させることで,配向性・配向密度の向上に成功した.現段階での配向密度は世界最高レベルでは言えないが,複合材料に用いるには十分な高密度まで高めることができたと考える.SWNTーポリマー複合材料化においては,PDMSを用いることでその配向性が保存されること,さらにその配向性をラマン散乱分光法による分析し,複合材料化前後でほとんど変わらないことも分かった.この配向性の保存は非常に興味深い結果であり,今後の複合材料化への重要な技術を得ることが出来たと言える.また,これまでに得られた複合材料化技術に基づいた分子ガラスを用いた熱リソグラフィーは高品質な半導体・金属SWNT分離法となる可能性があり,想定以上の進展があったと考える.SWNTの複合材料化という本研究題目における目的において,SWNTとの相互作用を理解することは非常に重要である.本年度は,取り扱いの簡便な垂直配向SWNT膜といくつかのポリマーとの組み合わせについて分析することで,複合化に適したポリマーの選定を行った.固化に溶媒等の蒸発を伴うポリマーの場合,SWNT同士が凝集を起こしSWNTサンプル全体の変形が生じる.その為,ポリマー固化前後でのSWNT構造が変化するだけでなく,非常に大きな不均一な構造となってしまい,SWNT複合材料化という観点では望ましくない.一方,2つのモノマーを混合し重合させるタイプのポリマーの固化の場合,若干の体積変化は伴っている可能性はあるが,構造や均一性の変化は生じなかった.これらの結果は,今後のSWNTの複合材料化への材料選定や検討に向け,非常に重要な知見が得られた.同時に,SWNTの合成技術の向上も複合材料化させる場合に重要なキーポイントとなる.本年度は,水平配向SWNTの配向性について詳細に分析を行った.エタノール圧力は高い方ほどSWNT成長速度が速く,一般には圧力を高めることで生成量や長さを増加することが知られている.しかし,水平配向SWNT成長の場合,圧力が低いほど高密度でかつ高配向なSWNTを得ることができた.この結果は,SWNT同士の相互作用を元に理解することができる.エタノール圧力が低い場合,隣接したSWNTが同時に成長する確率が低くなる.SWNT同士が接触するとお互いの分子間力により絡み合うため,水晶基板表面との相互作用による水平配向が阻害されたと考えられる.このSWNT水平配向メカニズムに関する知見は今後の高密度化の実現に重要であり,大きな指針が得られたと言える.より高密度の水平配向SWNT合成を目指すと同時に,ポリマーとの複合材料化した際のSWNT物性の分析を進める.特にポリマーSWNT間の相互作用をラマン散乱分光法や光吸収分光法,近赤外蛍光発光分光法など分光測定を用いて検討を行う.測定や複合化の際,周辺雰囲気からの影響があると考えられる.
高エネルギー実験物理学及び計算機理論物理学における高速並列分散処理システムの研究

現在高速並列分散システムが必要とされている分野として高エネルギー実験物理学と計算機理論物理学があげられる。この研究の目的は、上にあげた2つの分野に対し必要とされる高速並列分散システムはどのようなものなのかを明らかにしようとするものである。今年度は、我々は高エネルギー実験物理学におけるデータ収集系への応用として並列分散システムを主にとりあげ、データ処理能力がシステムの大きさに比例する構成を考え製作評価することにした。今年度前半において簡単な系での速度のシミュレーションをVerilog HDLを用いて行い、適正なシステムを求めた。その内結果の一部はカナダで開催された国際会議において発表された(RT93 Conference)。さらにシステムの内の重要な部分について製作を行い、それらは広島での国際会議において発表された。その会議では、高速並列分散システムの高エネルギー物理への応用としてシリコン検出器の読みだしシステムについての発表をおこなった。我々はすでにデータ収集部に関し並列性及び分散性の高いモデルのプロトタイプの製作を終了しており、動作も確認された。これらの結果をふまえ高速化及び計算機理論物理学への応用に関する研究を行うために、将来更に詳細なシミュレーションによるモデルの評価及び製作による確認を行わなくてはならない。この段階を数回経ることによって実際への応用が可能になると思われる。
ヒト肝細胞増殖因子(hHGF)の合成・分泌調節機構

ヒト肝細胞増殖因子(human hepatocyte growth factor;hHGF)は、ラットなどの実験動物のそれとは血中での存在様式が異なり、またラットやマウスのhHGFは、我々が調製したhHGFに対する抗体とも交差反応性を示さない。そこで本研究は、hHGFに対する抗体と交差反応性を示すサル及びヒトの組織を用いて行った。なお、ヒトの組織は本学医学部附属病院での各種切除手術及び病理解剖等で得られた試料を用いた。その結果、1)正常のヒト及びサルの肝臓ではほとんどhHGFのmRNAが検出されないが、劇症肝炎患者及び四塩化炭素投与後のサル肝臓ではhHGFのmRNAが高濃度に検出される。2)正常ヒト及びサルの脾臓を、hHGFのcDNAをプロ-ブとしてin situハイブリダイゼ-ションによる染色を行ったところ、いずれもpositiveな細胞が見られたが、銀粒子にマスクされ細胞を同定することが出来なかった。3)正常及び四塩化炭素投与サルの脾臓をhHGFに対する抗体を用いて免疫組織的に染色したところ、染色性のあるものは血球系の細胞と判定された。以上のことから、肝疾患患者血漿中に出現するhHGFは、肝障害のシグナルによって脾臓から肝臓に動員された血球系の細胞が合成分泌しているものと推定された。現在は劇症肝炎患者から得た試料により、以上の推定を最終的に検討しているところである。上記の研究と平行して、研究代表者らはBirchmeier教授(ドイツ、エッセン大学癌研究所)との共同研究により、従来癌細胞の転移と関係があるとされてきたscatter factorがhHGFと同一蛋白であることを明らかにすると共に、hHGFが悪性度の高い肝癌細胞のDNA合成を抑制する作用を見出した。
非肥満2型糖尿病患者のエネルギー代謝適応システムと日常身体活動の効果

日本人には肥満を伴わない2型糖尿病患者が多くみられるが、非肥満2型糖尿病患者に対する食事療法のエビデンスは十分に得られていない。そこで本研究は、エネルギー源としての糖と脂質の利用能について、非肥満2型糖尿病患者を対象に検討した。その結果、非肥満であっても2型糖尿病患者の糖・脂質代謝能はともに減弱化しており、食後においてエネルギー源を効率的に利用できていないことが示唆された。また、低い強度の身体活動時間が長いとインスリン分泌能に悪影響を及ぼすことが認められた。欧米諸国において2型糖尿病患者の多くは肥満を伴い、インスリン抵抗性の増大が主たる発症の要因といわれている。一方、日本人は遺伝的にインスリン分泌能が低く、インスリン分泌不全を由来とする肥満を伴わない2型糖尿病患者が多くみられる。2型糖尿病治療の基本は食事療法と運動療法であるが、非肥満2型糖尿病患者に対する治療法のエビデンスは十分に得られておらず、主に肥満2型糖尿病患者を対象とした欧米の研究成果に基づいている。国内外の糖尿病治療ガイドラインにおいて食事療法の主目的は減量に位置づけられており、非肥満タイプに対してそのまま適用することが難しい点もある。非肥満タイプには食事摂取量を抑えるよりも、体重減少が進行しないようエネルギーバランスを保つための摂取量およびその栄養成分比率を提案することが重要である。さらに、減量が肥満タイプほど有効な手段となりえない非肥満タイプにおいて、身体活動・運動が治療の柱になるといえる。これらのことから、非肥満2型糖尿病患者のエネルギー代謝適応システムおよびそれに対する不活動の影響、身体活動・運動の効果について検討することは、日本人の2型糖尿病患者に対してより適当な食事・運動療法を提案するための基盤となる。そこで、当該年度は、安静空腹時と食事摂取時の糖・脂質酸化量を測定し、空腹時の脂質酸化量と空腹時と食事摂取後の糖・脂質利用比率の変化について健常な普通体重者と比較検討することを目的に研究を開始した。国内外の糖尿病治療ガイドラインにおいて食事療法の主目的は減量に位置づけられており、非肥満タイプに対してそのまま適用することには検討の余地がある。そこで本研究は、安静空腹時と通常食負荷時の糖・脂質酸化量を測定し、空腹時と食事摂取後の糖・脂質利用比率の変化について健常な普通体重者と比較検討した。その結果、非肥満2型糖尿病患者の血糖値は高値を示しているにも関わらず、糖由来によるエネルギー消費の方が脂質由来よりも有意に働くことが確認された。本結果は、従来考えられていた傾向と異なり、非肥満であっても2型糖尿病患者の糖・脂質代謝能はともに減弱化しており、エネルギー源を効率的に利用できていないことが示唆された。また、非肥満2型糖尿病患者の日常生活下における身体活動量は健常者と比べて差が認められなかった。これらの結果から、体格、身体活動レベル、エネルギー利用能に応じた新たな食事ガイドラインが必要であると考えられる。エネルギー代謝当該年度は、課題1に設定した「安静空腹時と食事摂取時の糖・脂質酸化量を測定し、空腹時の脂質酸化量と空腹時と食事摂取後の糖・脂質利用比率の変化について健常な普通体重者と比較検討すること」を実施することを計画していた。現在までに、有疾患群、コントロール群ともに目標人数までほぼ達成しており、現時点で取得済みのデータ解析を進めている状況である。本研究の課題1については、ほぼ計画どおりの測定被験者数まで達成したが、結果の頑強性を保持するために、引き続き追加実験を行なう。追加実験の準備はすでに進めており、次年度すぐに実験を実施する予定である。その後、データ解析を進め、研究成果の発表までを次年度中に行なう予定である。これまでに行なってきた課題1は、エネルギー摂取の観点から検討するものであるが、もうひとつの課題として、エネルギー消費の観点から検討する課題を設定している。そこで、次年度は日常生活における連続的な不活動時間および中・高強度の身体活動量とエネルギー代謝適応能について検討することから開始する。その後、運動負荷時のエネルギー代謝に関する研究についても進めていく予定である。当初計画していた実験が次年度まで継続しなければいけなくなったため、それに必要な経費を次年度へ繰り越した。当初計画していた実験(課題I)の追加実験に使用する。
ペリプラズムにおけるタンパク質folding因子PpfAの構造と機能

分泌タンパク質は生体膜を透過した後で高次構造を形成しなければならない。大腸菌のペリプラズムにおいて膜透過後の(または膜透過に伴う)ジスルフィドボンド形成に関与すると考えられるDsba(ppfa)蛋白質を精製し、in vitroでその活性を解析した。前年度までの研究でdsba変異株ではアルカリ性フォスファターゼ(PhoA)やβ-ラクタマーゼ(Bla)のペリプラズムへの膜透過は起こるがジスルフィドボンドが形成されず、プロテアーゼ耐性な正確な高次構造を形成できない事が分かった。dsbA遺伝子は2つのシステインを含む21kDaのペリプラズムタンパクをコードする。この遺伝子産物を過剰生産させ精製したところ、二量体であることが示唆された。精製したDsbAは、in vitro合成したPhoA或いは変性・還元した精製PhoAのジスルフィド結合形成を促進した。また、DsbAがペリプラズムの酸化還元状態を調節している事が示唆された。これらの結果より、dsbA遺伝子産物はペリプラズムタンパク質の生合成におけるジスルフィド結合形成の階段に直接的に働いており、ペリプラズムでの高次構造の形成を促進する因子であると考えられる。チオール基の酸化のような単純な反応が生体内では自発的に起らないことが初めて示されたことになる。一方、in vivoでのPhoAの構造形成過程をパルス-チェイス実験で追求した。その結果、野生株細胞中ではジスルフィド結合形成は極めて迅速に起っており、還元型分子が検出できないが、プロテアーゼ感受性(特にジチオスレイトール存在下で)の中間体分子を検出する事ができた。従って、ジスルフィド結合が形成された後でフォールディング・アセンブリーが完結するものと考えられる。