hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メタゲノム解析に基づく根管内細菌叢菌種の全貌解明と根尖性歯周炎の臨床診断への応用

Pyrosequencing法によるメタゲノム解析によって感染根管内細菌叢の詳細・多様性が明らかになり、また本解析法の精密性から歯内治療などの歯科臨床への応用に関して有望と考えられた。また、バイオプローラを利用した、新規な細菌定量検出法によって、感染根管内の細菌を迅速に定量できること、ならびに治療経過に伴う細菌量の変動をモニターできることが判明した。この細菌定量検出法は、その迅速性からもチェアーサイドにおける歯内疾患などの治療効果の評価・判定に広く適用可能と考えられた。根先病巣の形成や歯内疾患の治癒遅延には根管内の感染細菌が関与していると考えられている。したがって根管内の感染細菌の量的ならびに質的把握は極めて重要である。本年度は、蛍光染色・フィルターおよび機器バイオプローラを利用した、新規な細菌迅速検出法の、特にチェアーサイドへの応用の可能性について検討した。東北大学病院を受診した患者から、インフォームドコンセントを得た後、感染根管象牙質をKファイル(GC社)によって採取した。ファイルの刃部を滅菌ニッパーで切断、滅菌チューブに投入し、滅菌生理食塩水を加え、試料とした。蛍光試薬(DAPIおよびPI)、ポリカーボネートフィルターならびにバイオプローラ(光洋産業)によって、試料中の細菌量を求めた。比較のために、細菌カウンタ(Panasonic社)、嫌気および好気培養によって細菌量を求めた。何れの方法でも、初回治療時の感染根管象牙質から、10の4乗(CFU)以上の細菌が検出された。また根管治療の経過に伴って細菌量が大きく減少することが明らかとなった。本年度の研究により、バイオプローラを利用した、新規な細菌定量検出法によって、感染根管内の細菌を迅速に定量できること、ならびに治療経過に伴う細菌量の変動をモニターできることが判明した。この細菌定量検出法は、その迅速性からもチェアーサイドにおける歯内治療(さらに齲蝕や歯周治療など)の治療効果・評価に適用可能と考えられる。したがって根管内の感染細菌の量的ならびに質的把握は臨床的にも極めて重要である。本年度は、感染根管内試料を対象としてメタゲノム解析を開始した。東北大学病院を受診した患者から、インフォームドコンセントを得た後、治療経過にしたがって、その都度、感染根管象牙質をKファイル(GC社)によって採取した。ファイルの刃部を滅菌ニッパーで切断、滅菌チューブに投入し、リン酸カリウム緩衝液を加え、試料とした。分散均一化後、DNA抽出を行い、メタゲノム専用(タグ付き)のプライマー(16S rRNA遺伝子を標的)を用いて、PCR増幅を行った。454 Genome SequencerFLXsystem(Roche)によってPyrosequencingを行い、これらのプライマーを用いて、シークエンス・データを得られることが判明した(現在、BLASTsearch解析を進めている)。また、比較のために、感染根管内試料を嫌気培養し、得られたコロニーから同様に、シークエンス・データを得て、菌種構成の解析を進めている。本年度の研究により、パイロシークエンスによるメタゲノム解析によって、感染根管内フローラの細菌構成を精密に解析できる可能性があること、さらに治療経過に伴うフローラの変動をモニターできることが判明した。本方法による解析がより簡便化、迅速化すれば、チェアーサイドにおける歯内疾患の治療に適用可能と考えられる。根管内の細菌の量的解析を行えたため。予定通り、メタゲノム解析(実験)を行えたことから。今年度までの基礎実験を踏まえて、根管内細菌叢の質的、量的解析結果のまとめを行う予定である。今年度と同様な、メタゲノム解析(実験の継続)に加えて、新規な迅速細菌計数システムの基礎実験を行う予定である。根管内細菌叢の質的、量的解析結果をまとめ、学会発表ならびに論文投稿を行うための費用として使用予定である。メタゲノム解析を継続し、加えて、新規な迅速細菌計数システムの基礎実験に費やす予定である。
都市の縮退に対応した景観形成手法に関する研究―縮退下の混在空間に着目して

本研究では、縮退下に発生する「混在空間」に対応可能な景観形成手法について議論する目的を有する。そこで本年度は、都市公園(1)と都市農地(2)に関する研究を実施した。都市公園は管理主体の混在、都市農地は宅地との土地利用混在がみられる公共的空間である。一方で長年都市の中に必要性が認められ、そこに民間介入が進む都市公園と、従来は宅地化すべきものと捉えられてきたが、近年都市に必要な要素と再解釈されている都市農地は、それぞれ異なる特性を持つ。これらの特性を踏まえ、2つの研究課題に対する研究実績の概要を以下に示す。1都市公園における民間事業者による収益施設の設置・管理実態を解明する研究を行った。近年の都市公園法改正により、公共セクターだけではなく、民間セクターによる施設の設置・管理を前提とした都市公園マネジメントの機運が高まっている。こうした中で、特に公募型設置管理制度(Park-PFI)に着目し、その実態と課題を解明する研究を行った。分析を通じ、都市公園に立地する商業施設もまた、公園区域外の商業施設と同様に立地条件の影響を受けて業種などが決定づけられている事を明らかにした。この結果を踏まえ、特に地方都市などの立地条件が相対的に悪い公園における公募型設置管理実施における留意点を考察した。2都市農地と宅地が混在する市街地の景観特性を解明する研究を行った。昨今、都市農地は都市にあるべきものと捉えられている中、アジア大都市圏では、長年にわたって農地と宅地が混在する市街地を形成してきた。そこで東京都市圏の、農地と宅地のインターフェースに着目し、その実態に栽培品目や農地面積といった農地タイプが与える影響を解明する研究を行った。その結果、果樹農園やビニールハウスに対して、周辺の宅地は閉鎖的な景観を形成することがわかった。この成果は、今後の農住混在市街地論に応用可能な知見と考えられる。本年度に実施を予定していた2つの研究計画、A.都市農地に着目した景観特性の解明、B.人口減少に直面する外国との広域緑地計画に関する比較、に対して一定の成果を上げたと捉えられる。以下に、それぞれの進捗状況を示す。A.都市農地の景観特性を研究する上で、適切な対象地の決定と現地調査の実施を行った。具体的には東京都内において農地率の相対的に高い市街化区域のうち、栽培品目が複数種類含まれるように7地区を抽出した。対象地は葛飾区、練馬区、世田谷区、西東京市、稲城市、国分寺市、八王子市である。以上の7地区で現地調査を行う事で、農地に面する合計2284軒の住宅ファサードデータおよび32.6kmの農地境界の塀・垣データを取得した。現在単純集計は完了し、解析作業が進行中である。例えば、栽培品目と住宅ファサードの関係などが明らかになっている。B.人口減少に直面する外国との広域緑地計画に関する比較を行った。具体的にはイタリアのトリノ都市圏およびピエモンテ州で策定された「コロナ・ヴェルデ」という広域緑地計画を中心とした政策体系を整理した。この結果を日本の緑地計画体系と比較する事で、その課題を明確化した。第一に広域の戦略的計画の有無、第二に景観間の連携体制が挙げられた。以上の研究成果を以て、今年度の研究の達成度は「おおむね順調に進展している」と判断した。次年度は、これまで行ってきた「農住混在市街地における農地と宅地のインターフェースに関する研究」を発展させる計画である。既に現在までに、農地と宅地のインターフェースに関するデータとして、農地に面する住宅ファサードと、農地境界の塀・垣の実態を現地踏査により把握している。そこで今後は、以下の2つの過程で研究を推進する。第一に、都市農地に関するデータの取得と、地区別の農住混在市街地の特徴を整理する。まず現地踏査により栽培品目はデータとして整理したので、続いてGISを用いて、各農地の面積や農地形状をデータ化する。次に都内7地区を対象に、それぞれの農地割合や平均的な隣接住宅数、各農地の道路からの距離や、接道長さといった観点で、市街地の中の農地特性を解明する。これを統合する事で、7地区それぞれの農住混在特性を整理する。第二に、以上の都市農地に関するデータがインターフェースに与える影響を解明する。この時、目的変数は農地に面する住宅ファサードと、農地境界の塀・垣の実態とする。説明変数は各農地データ並びに地区特性として設定し、解析を行う。本研究では、縮退下の景観形成手法について議論するために、本年度は都市公園に着目し研究を行った。都市公園は"公開された空地"である事が、公共性の基底条件といえる。そのため、縮退後の都市を議論するうえで適切な対象と考えられる。また都市公園は近年、人口減少等を背景として管理費用削減や高水準サービスの導入が期待されている公共施設である。つまり、今後の在り方が模索されている段階である。そこで本研究では、「都市公園における民間事業者による収益施設の設置・管理実態について(1)、都市公園に住む生き物と人間の距離感が都市住民の生態系サービスに与える影響について(2)」という2つの研究課題に対して取組み、一定の成果を挙げている。その実施状況及び研究実績について以下に示す。1平成29年度に都市公園法が改正され、都市公園内で民間事業者による収益施設の設置・管理が全国的に促進される見通しを持つ。これを踏まえ、本改正以前から都市公園において収益施設設置に取組んでいた全国の事例に着目し、その動向を整理したものである。この研究について、アンケート調査やインタビュー調査が実施済であり、平成30年度中の論文投稿を予定している。

2これまで都市環境は、生物にとって生息困難な環境と認識されていたものの、近年では都市環境をしたたかに利用する種(Urban exploiter)が数多く報告されている。特に我が国では人口減少が進行する中で、都市の空地を生き物の生息地として管理することの有用性について検証するものである。特に動物行動レベルで距離感の測定を行った点に、本研究の独自性がある。この研究について、学会での口頭発表1件(研究発表No.2)を行っており、平成30年度に追加の解析とアンケート調査を実施した後に国際誌への論文投稿を予定している。本研究の目的である「人口減少下で都市公園に導入された官民連携手法の全国的な取組み実態(1)、官民連携による取組みのパターン化(2)、主体別の取組みが景観形成に与える影響(3)」に対して、一定の成果を挙げている。その対応関係について以下に示す。1研究対象とした都市公園における公募型の設置管理許可制度は、全国で19都市公園に導入されている事がわかった。これらの公募実施背景をアンケートで明らかにした結果、公募は魅力向上を目的として多くの自治体が運用しており、管理費用の逼迫や公園利用者の減少を背景に挙げる自治体は少なかった。2官民連携により設置された施設を、その業態別で分類した結果7種類が得られた。内5種類は施設を単独で設置しており、A.カフェ、B.レストラン、C.コンビニ、D.遊戯施設、E.その他である。一方で、一部の事業者は施設内に複数の飲食店やコンビニ等をテナントとして含んでおり、F.複合飲食施設、G.複合商業施設がみられた。3官民連携手法である公募型の設置管理では、行政と民間それぞれに異なる事業実施の背景がある。行政は公園の魅力向上へ向けて公募の要件を定めている一方、民間は立地条件の多寡によってその事業内容や施設配置計画が変化する事が明らかになった。以上より、本研究の「研究の目的」の達成度は,「おおむね順調に進展している」と判断した。本研究では、縮退下に発生する「混在空間」に対応可能な景観形成手法について議論する目的を有する。そこで本年度は、都市公園(1)と都市農地(2)に関する研究を実施した。都市公園は管理主体の混在、都市農地は宅地との土地利用混在がみられる公共的空間である。一方で長年都市の中に必要性が認められ、そこに民間介入が進む都市公園と、従来は宅地化すべきものと捉えられてきたが、近年都市に必要な要素と再解釈されている都市農地は、それぞれ異なる特性を持つ。これらの特性を踏まえ、2つの研究課題に対する研究実績の概要を以下に示す。1都市公園における民間事業者による収益施設の設置・管理実態を解明する研究を行った。近年の都市公園法改正により、公共セクターだけではなく、民間セクターによる施設の設置・管理を前提とした都市公園マネジメントの機運が高まっている。こうした中で、特に公募型設置管理制度(Park-PFI)に着目し、その実態と課題を解明する研究を行った。
大腸癌細胞におけるlaminin-5γ2chain発現機構の解明

【背景】:laminin-5γ2 chainは本来基底膜に存在する。PykeらやSordatらはlaminin-5γ2 chainが腫瘍先進部から遊離する癌細胞の細胞質に強く発現することを報告した。われわれも大腸癌においてlaminin-5γ2 chainが浸潤先進部で強発現すること、リンパ節転移・局所再発と有意に関連することを見出した(Dig Dis Sci 48:272-278,2003)。一方、MMP-7についても同様の結果を見出している(Br J Cancer 84:1317-1321,2001)。さらにlamnin-5γ2 chainとMMP-7が協調して籏出を高度にする傾向があることも見出した(Dig Dis Sci.48:1262-7,2003)。以上の結果からMMP-7とlaminin-5γ2 chainの発現の問に何らかの関係があることが示唆された。その機序を解明することを本研究の目的をした。さらにL-10細胞とHT-29細胞を使って、laminin-5γ2 chainとMMP-7の発現の関連性を検討した。【方法】:laminin-5γ2 chainとMMP-7発現陽性のL-10細胞とHT-29細胞を用い、抗MMP-7抗体を添加したメデイウムで24時間培養し、laminin-5γ2 chainとMMP-7の発現の有無を免疫組織化学的に検討した。【結果】:抗MMP-7抗体非添加のメディウムで培養したL-10細胞,HT-29細胞ではlaminin-5γ2 chainとMMP-7の発現が前述のように陽性であった。一方、抗MMP-7抗体添加のメディウムで培養したL-10細胞とHT-29細胞でもlaminin-5γ2 chainとMMP-7の発現が同様に観察された.以上の結果からは、laminin-5γ2 chainとMMP-7との発現の関連性が見出せなかった。【考察】抗MMP-7抗体には活性型と非活性型がある。今回の検討で使用した抗体が非活性型であったこともあり、腫瘍細胞への十分な作用が働かなかった可能性がある。今後、活性型抗体についても検討を進める必要がある。今までの免疫組織学的検討でlaminin-5 γ2 chainとMMP-7の発現の間に強い関連が認められたことから、この両者の関連をIn vitroで検討することが本研究の最終目的であるが、これに先立ち他の接着関連因子とlaminin-5 γ2 chainの発現との関連の有無を網羅的に検討した。50例のsm癌切除検体の薄切切片を用い、laminin-5 γ2 chainとβ-catenin,CD44 v6,MMP-7,MT1-MMR,MMP-2各々の発現の関連を検討した。その結果、MMP-7の発現のみが有意であった(p=0.014)。これは、今回の研究の作業仮説が正しいことを裏付けるものと考えられた。しかし、MMP-7の陽性率は34%(17/50)に過ぎなかったことから、laminin-5 γ2 chainの発現がすべてMMP-7に依っているわけでもないと考えられた。

そこで、Matrix metalloproteinases相互の関連性について検討したところ、1、MT1-MMPとMMP-2(癌細胞質)の発現に正の相関があること(p=0.0004)、2、MMP-7とMT1-MMPの発現に負の相関があること(p=0.01)、3、MMP-7とMMP-2(癌細胞質)の発現に負の相関があること(p=0.06)が判明した。これらの結果は、Matrix metalloproteinasesが相補的に腫瘍細胞の浸潤に関与していることを示唆しているのかも知れない。今後研究を展開していく上で、MMP-7だけでなくMT1-MMPやMMP-2も検討する必要があろう。In vitroの研究については、福岡大学病理学教室鍋島一樹博士よりL10細胞の供与を受けcohort migration modelの再現を行っているところである。【背景】laminin-5 γ2 chainは本来基底膜に存在する。PykeらやSordatらはlaminin-5 γ2 chainが浸潤先進部から遊離する癌細胞の細胞膜に強く発現することを報告した。われわれも大腸sm癌においてlaminin-5 γ2 chainが浸潤先進部で強発現すること、リンパ節転移・局所再発と有意に関連することを見出した(Dig Dis Sci 48:272-278,2003)。一方、MMP-7についても同様の結果を見出している(Br J Cancer 84:1317-1321,2001)。さらにlaminin-5 γ2 chainとMMP-7が協調して簇出を高度にする傾向があることも見出した(Dig Dis Sci 48:1262-1267,2003)。以上の結果からMMP-7とlaminin-5 γ2 chainの発現の間に何らかの関係があることが示唆された。その機序を解明することを本研究の目的とした。【今まで得られた結果】1.L-10細胞株のcohort migrationmodelの再現に成功した。スライドチャンバーに植えたL-10細胞(1.5×10^5)がいくつかの島状の細胞集団を形成し,それらの集団から遊離して行く大型の移動細胞が観察された。2.HGFを添加すると移動細胞数の増加が観察された。HGF添加12時間後の移動細胞数は無HGF群に比べ有意に増加した[HGF群/無HGF群=2.8倍(P<0.001)]。3.laminin-5 γ2 chainとMMP-7抗体による免疫染色の結果:無HGF群では集団細胞の辺縁部の癌細胞にlaminin-5 γ2 chainが強発現していたが,migration cellsにおいてはlaminin-5 γ2 chainは発現していなかった。HGF添加群でもlaminin-5 γ2 chainの発現パターンは同様であった。またMMP-7はlaminin-5 γ2 chainより低発現であった。【背景】:laminin-5γ2chainは本来基底膜に存在する。PykeらやSordatらはlaminin-5γ2chainが腫瘍先進部から遊離する癌細胞の細胞質に強く発現することを報告した。われわれも大腸sm癌においてlaminin-5γ2chainが浸潤先進部で強発現すること、リンパ節転移・局所再発と有意に関連することを見出した(Dig Dis Sci 48:272-278,2003)。
自閉スペクトラム症におけるM2マクロファージ機能不全に着目した病態解明

自閉スペクトラム症(Autism Spectrum Disorders : ASD)は、現在有病率が12%と以前に比べて高い頻度を示し、専門医療機関への受診も増加しており、社会的な関心が高い疾患である。多くの研究が行われているが、その病因及び病態は解明されていない。ASD患者では中枢神経系においてミクログリアの活性化など免疫系の異常が多く報告されている。また同時に、末梢組織においても気管支ぜん息などアレルギー疾患の罹患率が高いことも知られており、全身性に免疫系の異常が想定される。我々はこれまでに、ASDモデルマウスで、ミクログリア由来の炎症性サイトカインが増大していることを報告し、また、ASD患者の末梢血単核球(PBMC)において、炎症性サイトカインとASD症状の一つである社会性の障害が有意に相関することを報告してきた。PBMCから分化するマクロファージはM1/M2極性に分類されるが、近年、M2マクロファージの機能不全がアレルギーやメタボリックシンドロームなどの病態に関連していると報告されている。そこで、本研究では、ASD患者のM2マクロファージの機能不全について着目し、ASDの病態解明を目指すことを目的としている。ASD患者血液検体の収集は順調に進んでいる。M1マクロファージおよびM2マクロファージを作製するが、M1マクロファージにおいてIL-6などの炎症性サイトカインが上昇していること、またM2マクロファージにおいて抗炎症性サイトカインであるIL-10の上昇を確認できている。今後も継続してASD患者血液検体の収集を続けていく。そして、M1マクロファージおよびM2マクロファージにおいて、それぞれ炎症性サイトカイン(IL-1β、IL-6、TNF-α, IL-17A)や抗炎症性サイトカイン(IL-10, TGF-β, IL-4)を測定していく。また、ASDモデルマウスであるBTBRマウス、Tbx1 KOマウスを用いた血液脳関門に関する実験も進めていく。
ヒストン脱メチル化酵素による乳腺上皮分化、乳癌発症の制御機序の解明

エストロゲンは、生理的に、或いは乳癌、骨粗鬆症をはじめとするヒト疾患の発症および進展において重要な役割を果たすことが知られている。我々は、エピジェネティクス制御因子、KDM4B/JMJD2B、がエストロゲンの機能制御に重要な役割を果たす事を見出した。現在まで、エピジェネティクス制御因子がどの様に乳腺上皮の発達を制御し、乳がん発症に影響を与えるかは個体レベルでは十分に解明されておらず、我々の知見は、KDM4B信号伝達経路が新規治療標的となる可能性を示唆している。Kdm4bfox/flox;MMTV-Creマウスより得られる乳腺上皮細胞の分化表現系の形質的な差異および特徴について明らかにすることを目標にし、主として、各マウスラインの樹立とマウス乳腺上皮の表現系解析の基礎実験を行った。乳腺上皮特異的Kdm4bノックアウトマウス作成のためにKdm4bfox/floxとMMTV-Creマウスラインの樹立を試みたが、順調にマウスの交配が進行し、それぞれのラインを樹立することができた。乳腺上皮細胞分化の過程で、Kdm4bがどのような遺伝子群を制御するのかを明らかにするため、得られたサンプルを用いて遺伝子発現を調べ、Kdm4b欠損乳腺上皮特異的に上昇あるいは低下している遺伝子の候補を同定した。さらに例数を増やし、これまで得られているデータと合わせて解析し、Kdm4b特異的な信号伝達系を同定したい。Kdm4b欠損乳腺上皮は野生型と比較して、妊娠時に増殖異常が著明であることを見出しているので、今後さらに増殖マーカー等を併用した解析を予定している。これらの結果をもとに、Kdm4bがどの様に乳腺上皮の分化と増殖・がん化に寄与するかを明らかにしたい。乳腺上皮細胞分化の過程で、Kdm4bがどのような遺伝子群を制御するのかを明らかにするため、マウス乳腺上皮細胞より抽出したRNAを用いて、標的候補遺伝子の発現変化を調べ、Kdm4b欠損乳腺上皮特異的に上昇あるいは低下している遺伝子を同定した。RNAシーケンスを行い、Kdm4b特異的な信号伝達系とKdm4bにより制御される転写産物の解析を行っている。昨年度行ったKdm4b欠損乳腺上皮を用いたエピゲノム解析のための基礎実験に基づき、標的遺伝子のChIP解析を行った。また、Kdm4b欠損が乳がん発症に及ぼす影響を明らかにする目的で乳がんモデルマウスとの交配を行い、コーホート研究を行っている。現在までの実験結果は、Kdm4bが乳腺上皮細胞分化に重要な役割を果たしており、乳がん発症に寄与する可能性を示唆している。本研究で得られた結果は国内学会等で発表した。また、Kdm4bが他のがん種の発症・進展に影響を与える可能性を調べる目的で、国際共同研究を行った。Kdm4bが脳腫瘍の増殖を制御していることを明らかにし、論文として発表した。乳腺の表現系解析から得られた我々の結果と、共同研究から得られたこれらの知見は、Kdm4bが、複数のがんの発症・進展に重要な役割を果たすことを示唆するものと考えられる。国外から日本に研究室を移し、新たに研究グループの立ち上げを行ったが、細胞株、マウスライン、プラスミド、サンプル等の移動とスタッフの雇用は当初予想していた以上に順調に完了し、複数のマウスコロニー樹立を完了した。大学共通機器室の機器・設備を使用し、計画した実験を継続して行う。組織学的・分子生物学的解析はほぼ予定通り進んでおり、次年度以降につながる結果が得られているので、今後さらに例数を増やす。マウスのコーホートデータを得る予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。生化学、がん組織学的・分子生物学的解析については予定通り行い、例数を増やし、確実なデータを積み重ねてゆきたいと考えている。マウスを用いた実験は、交配に時間が取られるので、マウスのライン確立のため、マウススペースを効率的に活用し、IVF等を適宜用いて、スピードアップを計りたいと考えている。
リン酸化タンパク質の機能制御を目的とした人工フォスフォモノエステラーゼの合成

リン酸エステル結合を解裂する触媒の開発は,DNAやRNAの切断(遺伝子制御,抗癌・抗ウイルス剤),リン酸化により不活化された酵素の再活性化,有機リン剤(神経ガス)の解毒などと関連して,現在最も興味深い研究テーマの一つとなっている。本研究ではアルカリフォスファターゼの活性中心のモデルとして新規大環状オクタアミン複核亜鉛錯体や脂溶性単核亜鉛錯体を用いて,通常極めて安定なリン酸モノエステルを,亜鉛酵素類似の反応機構で触媒的に加水分解する人工フォスファモノエステラーゼの開発研究を行った。オリジナルに合成した大環状亜鉛錯体のフォスフォモノエステラーゼ様機能を詳しく調べ,そこから得られる化学的事実をもとに,ダイマー構造やトリマ-構造あるいは脂溶性側鎖を持つ新しい大環状ポリアミン亜鉛錯体(人工フォスフォモノエステラーゼ)を新しく合成した。それら人工フォスフォターゼの結晶および溶液内構造を,X線結晶解析法,pH滴定法,NMR測定などにより詳しく調べた。それらの水溶液中での安定性,フォスフォモノエステラーゼ活性や基質であるリン酸エステルとの相互作用を様々な化学的手法を用い検討した。脂溶性側鎖を持つ大環状ポリアミン亜鉛錯体と混合ミセル系を用いたリン酸エステル加水分解反応では,脂溶性側鎖を持たないものに比べ数千倍の活性を持つことを見い出した。リン酸タンパク質類似の低分子リン酸化化合物の脱リン酸化活性を指針として,リン酸モノエステルジアニオンを選択的に分解する新規二核亜鉛錯体の開発にも成功した。本研究成果は,今後,生理条件下で機能する実用的な低分子人工フォスフォモノエステラーゼの開発研究へとさらに発展させていく予定である。リン酸エステル結合を解裂する触媒の開発は,DNAやRNAの切断(遺伝子制御,抗癌・抗ウイルス剤),リン酸化により不活性された酵素の再活性化,有機リン剤(神経ガス)の解毒などと関連して,現在最も興味深い研究テーマの一つとなっている。私はアルカリフォスファターゼの活性中心のモデルとして新規大環状オクタアミン二核亜鉛錯体を用いて,通常極めて安定なリン酸モノエステルを,亜鉛酵素類似の反応機構で触媒的に加水分解する人工フォスフォモノエステラーゼの開発研究を行った。新規大環状オクタアミン二核亜鉛錯体のフォスフォモノエステラーゼ様機能を詳しく調べ,そこから得られる化学的事実をもとに,トリマ-構造や脂溶性側鎖を持つ新規大環状ポリアミン亜鉛錯体(人工フォスフォモノエステラーゼ)をデザイン・合成した。新しく合成した人工フォスファターゼの結晶および溶液内構造を,X線結晶解析法,pH滴定法,NMR測定などにより調べた。それらの水溶液中での安定性,フォスフォモノエステラーゼ活性や基質であるリン酸エステルとの相互作用をNMR測定により検討した。脂溶性側鎖を持つ大環状ポリアミン亜鉛錯体と混合ミセル系を用いたリン酸エステル加水分解反応では、脂溶性側鎖を持たないものに比べ数千倍の活性を持つこと見い出した。今後は,本研究により得られた知見に基づき複雑な構造を持つ酵素モデルの合成とそれらを用いたリン酸化タンパク質の脱リン酸化反応の検討を行っていく予定である。本年度はアルカリフォスファターゼの活性中心のモデルとして新規大環状複核亜鉛錯体や脂溶性単核亜鉛錯体を用いて,リン酸モノエステルジアニオンを,亜鉛酵素類似の反応機構で触媒的に加水分解する人工フォスフォモノエステラーゼの開発研究を行った。

オリジナルに合成した大環状亜鉛錯体のフォスフォモノエステラーゼ様機能を詳しく調べ,そこから得られる化学的事実をもとに,ダイマー構造やトリマ-構造あるいは脂溶性側鎖を持つ新しい大環状ポリアミン亜鉛錯体(人工フォスフォモノエステラーゼ)を新しく合成した。それら人工フォスファターゼの結晶および溶液内構造を,X線結晶解析法,pH滴定法,NMR測定などにより詳しく調べた。それらの水溶液中での安定性,フォスフォモノエステラーゼ活性や基質であるリン酸エステルとの相互作用を様々な化学的手法を用い検討した。脂溶性側鎖を持つ大環状ポリアミン亜鉛錯体と混合ミセル系を用いたリン酸エステル加水分解反応では,脂溶性側鎖を持たないものに比べ数千倍の活性を持つことを見い出した。リン酸化タンパク質類似の低分子リン酸化化合物の脱リン酸化活性を指針として,リン酸エステルを選択的に分解する新規二核亜鉛錯体の開発にも成功した。本研究成果は,今後,生理条件下で機能する実用的な低分子人工フォスフォモノエステラーゼの開発研究へとさらに発展させていく予定である。
アフリカ睡眠病原虫由来ＧＰＩフォスフォリパーゼＣの立体構造解析と選択的阻害剤開発

アフリカ睡眠病に対する有効な治療薬の開発を目的とし、寄生原虫Trypanosoma bruceiの致死性タンパク質glycosylphosphatidylinositol (GPI)-phospholipase C (PLC)を標的とした阻害剤開発を行う。基質アナログおよびフラグメント低分子化合物ライブラリーから、結合分子を選別し、酵素阻害効果を評価する。また、タンパク質・阻害剤複合体の立体構造解析によって、結合機構の詳細を原子レベルで可視化する。これにより、置換基の交換や複数の低分子の融合によって強力な阻害剤の創出を行うための基盤とする。
最適停止とその確率財務への応用の研究

(1)最適停止における非負独立確率変数列の多数回停止問題において,1回停止問題である特殊なタイプの停止規則が単調になる十分条件が,任意の停止回数を持つ多数回停止問題においても保存することを示し,更に単調問題に関連する停止規則の構造の研究を行った.これをもとに,2回停止問題の最適値を求め,この場合の予言者の不等式の上限の研究を継続している.単調性とRecord Processの関連研究を行い,手応えを感じているが,成果を発表するにいたるまでには研究は進展していず,継続して取り組んでいる.研究成果の一部は,研究代表者所属の南山大学経営学部25周年記念国際会議(会議名:「Stochastic Models & Optimal Stopping」'95/12/19-12/21)にて発表し,内外の研究者から有益なコメントを頂けた.(2)確率財務での確率解析での今年度の目標は,Option PricingにおけるAmerican、Europian、Russian Option等のサーベイ研究をすることであった.この分野の論文は膨大な量にのぼり,全てをカバーするサーベイはもとより不可能に近いと認識を新たにし,特に連続時間最適停止モデルからの観点に絞った調査と理論的サーベイ研究をした.しかし,現実との整合性の理解までしっかりと及んでいない.この点は課題であることを踏まえて,現在報告書を作成中である.(1)最適停止における非負独立確率変数列の多数回停止問題において,1回停止問題である特殊なタイプの停止規則が単調になる十分条件が,任意の停止回数を持つ多数回停止問題においても保存することを示し,更に単調問題に関連する停止規則の構造の研究を行った.これをもとに,2回停止問題の最適値を求め,この場合の予言者の不等式の上限の研究を継続している.単調性とRecord Processの関連研究を行い,手応えを感じているが,成果を発表するにいたるまでには研究は進展していず,継続して取り組んでいる.研究成果の一部は,研究代表者所属の南山大学経営学部25周年記念国際会議(会議名:「Stochastic Models & Optimal Stopping」'95/12/19-12/21)にて発表し,内外の研究者から有益なコメントを頂けた.(2)確率財務での確率解析での今年度の目標は,Option PricingにおけるAmerican、Europian、Russian Option等のサーベイ研究をすることであった.この分野の論文は膨大な量にのぼり,全てをカバーするサーベイはもとより不可能に近いと認識を新たにし,特に連続時間最適停止モデルからの観点に絞った調査と理論的サーベイ研究をした.しかし,現実との整合性の理解までしっかりと及んでいない.この点は課題であることを踏まえて,現在報告書を作成中である.
心電図同期MRIによる小児心筋症の組織学的診断の確立

小児期肥大型心筋症において、MRI所見と、心エコー、タリウム心筋イメージングおよび心筋組織生検所見を比較検討し、肥大心筋形態の把握と心筋組織性状の評価に関し、MRIの臨床上の有用性を検討した。対象は、小児期肥大型心筋症8例(5カ月ー13歳)で、閉塞性2例、非閉塞性6例である。心筋肥厚の形態診断に関しては、MRI所見の精度が高く、心筋肥大の全体像を把握する上で、心エコーよりも優れていた。高度に心筋肥大が進行している4例では、タリウム心筋イメージング上、肥大心筋部位に一致して、高いRI集積と斑状の欠損像が観察された。これらの症例では、MRI上もT2及びプロトン密度強調画像において、肥大心筋に不均一に高信号域で出現した。また、この高信号域は、Gadolinium-DTPAにより造影効果が認められた。心筋組織生検では、心筋細胞の肥大と錯綜配列の他、間質の線維化が認められた。次第に心拡大と心不全を来した例では、経時的なMRI検査上も、肥大心筋とひ薄化が混在する信号強度の不均一性と高信号域の拡大が進行した。タリウム心筋イメージング上も、RI集積の斑状の欠損像が著明となった。死後心生検では、肥大心筋と錯綜配列の他、心筋細胞の変性や筋原線維の粗造化が著明で、強い組織障害が認められた。この症例においては、経時的なMRI検査により、心筋の組織障害の進行がある程度予想できた。MRI T2強調画像にみられる高信号域の診断学的意義は、タリウム心筋イメージングや、心筋生検所見と比較すると、肥大心筋部位における微小循環障害、線維化、心筋細胞変性などの組織学的変化を表している可能性がある。MRIは、肥大型心筋症における心筋組織性状の評価に関しても、何等かの診断情報を得る可能性があり、その経過観察上極めて有用である。
Trib1/2ダブルノックアウトマウスを用いた造血幹細胞分化における機能解析

Trib1とTrib2は過剰発現により急性骨髄性白血病(AML)を誘導するが、私達はこのTrib1による白血病発症にはMEK1との直接結合を介したMAPキナーゼ経路の活性化とC/EBPαの分解が必須であることを報告している。一方でTrib1, Trib2共にホモノックアウト(KO)マウスには重篤な異常が見られず、正常組織における機能は不明な点が多い。本研究ではマウス13.5日胚と成体組織におけるTrib1/2の発現を調べ,両者の発現は一部重複するが多くの組織において両者の発現分布が異なることを示した。また造血においてはTrib1をノックアウトすると顆粒球分化の促進が見られ、C/EBPαとその標的である複数の分化制御遺伝子の発現が上昇することを明らかにした。このことからTrib1は正常造血においてC/EBPαの分解を介してその標的遺伝子を制御し、顆粒球分化を調節している可能性が考えられた。またTrib2 KOマウスでは分化の亢進は見られず、Trib1/2ダブルKOによってもTrib1シングルKOと同程度の顆粒球分化の促進しか見られなかった。正常骨髄におけるTrib1のmRNAを調べたところTrib2の約5倍発現量が多いことから。顆粒球分化の調節においてはTrib1がより優先的に機能していることが示された。白血病原因遺伝子Trib1およびTrib2KOマウスの解析をおこない,Trib1/2の正常組織における発現比較と造血細胞の分化における機能について検討した.平成23年度の研究ではTrib1,Trib2各KOマウスの成体および13.5日胚の凍結切片を作製し,β-gal染色によりTrib1/2の発現を調べた.Trib1KOマウスの骨髄においては分葉核白血球の割合が増加おり,C/EBPαタンパク質量とC/EBPαの標的で顆粒球分化を誘導する遺伝子の発現亢進が見られた.このことからTrib1はC/EBPαを分解により調節し,顆粒球分化を制御していることが示唆された.一方Trib2KOマウスではこれらの異常は見られず,Trib1/2ダブルKOにおいてもTrib1シングルKOと同程度の分化促進が見られた.平成24年度の研究では正常マウス骨髄におけるTrib1とTrib2の発現量をqPCRで比較し, Trib1はTrib2の約5倍発現が高いことがわかった.このためTrib2KOマウスではTrib1による機能補完のため分化促進がおこらず,またTrib1/2ダブルKOによっても相乗効果が見られないことが考えられた.Trib1, Trib2の各KOマウスの骨髄細胞を用いてcolony formation assayをおこなったが,分化の異常は見られなかった.またTrib1/2各KOマウスの骨髄細胞においてIL3刺激時のMEKやERKのリン酸化に違いが見られなかったため,現在Ras/ERK経路の活性化が見られる白血病におけるTrib1/2の機能についても調べている.コンディショナルKOマウスの骨髄細胞にFLT3-ITDやBCR-ABLを導入して白血病細胞株を作製し,Trib1/2をKOした時にIL-3非依存的増殖や白血病発症の抑制が見られるかを検討している.Trib1とTrib2は過剰発現により急性骨髄性白血病(AML)を誘導するが、私達はこのTrib1による白血病発症にはMEK1との直接結合を介したMAPキナーゼ経路の活性化とC/EBPαの分解が必須であることを報告している。白血病原因遺伝子Trib1およびTrib2 KOマウスの解析をおこない、正常組織における発現と造血細胞の分化制御機構における役割について検討した。Trib1、Trib2の各ヘテロKOマウスの成体および13.5日胚の凍結切片を作製し、βガラクトシダーゼ染色によりTrib1とTrib2の発現を調べた。肝細胞や膵臓ラ氏島β細胞、皮膚の基底層や毛嚢ではTrib1のみが発現しており、他に小脳プルキニエ細胞、腎尿細管のヘンレ係蹄、末梢の気管支上皮、消化管上皮、血管内皮などでTrib1の強い発現がみられた。一方でTrib2は神経細胞と一部のグリア細胞、ヘンレ係蹄以外の尿細管、糸球体、中枢側の気管支上皮、消化管筋層、血管平滑筋などで強い発現がみられ、心筋と骨格筋ではTrib1/2のどちらも発現していた。

いずれもホモKOマウスは雌が不妊である以外に重篤な異常は見られないが、Trib1のホモKOマウスは生まれる割合が著しく低く胎児期の異常で死亡している可能性が考えられた。Trib1ホモKOマウスと、Trib1 flox/flox Mx1-CreマウスにpIpCを腹腔投与して骨髄細胞特異的にTrib1をKOさせると、いずれも骨髄内の分葉核白血球の割合が増加した。骨髄細胞ではC/EBPαタンパク量と、C/EBPαの標的遺伝子であり顆粒球分化を誘導する遺伝子IL6rの発現亢進がみられ、Trib1は正常造血においてもC/EBPαを分解により調節し顆粒球分化を制御していることが示唆された。一方Trib2ホモKOマウスでは異常が見られなかった。次にTrib1 flox/flox Trib2 ko/ko Mx1-Creマウスで同様にTrib1を欠失させてTrib1/2ダブルKOの影響を調べたところ、Trib1シングルKOと同様に分葉核白血球は増加したが、造血幹細胞や顆粒球前駆細胞の数に異常は見られなかった。研究計画書に記載した通りTrib1、Trib2各ノックアウトマウスの成体組織および発生過程における発現を調べ、正常造血におけるTrib1の顆粒球分化制御とその分子機構を明らかにした。現在はさらにTrib1 KOマウスの胎児期の異常や、Trib1/2ダブルKOマウスの解析を予定している。またTrib flox/Trib2 KOマウスの作製と正常造血における機能解析もおこなったが、現在のところ正常造血に重篤な異常はみられていない。このため白血病発症におけるTrib1/2機能についても検討している。Trib1/2をノックアウトしても造血幹細胞や顆粒球前駆細胞の数に異常がなかったため、今後はさらに造血能におけるTrib1/2の機能についても検討する。Trib1、Trib2シングルKOマウスおよびTrib1/2ダブルKOマウスから骨髄細胞を採取して、放射線照射したマウスに移植し正常な造血がおこなわれるかを調べる。またTrib1 flox/flox Trib2 ko/ko Mx1-Creマウスの骨髄細胞も同様に移植後、pIpCを投与してTrib1をノックアウトし、正常な造血が維持されるかを確認する。さらに白血病発症におけるTrib1/2の機能についても検討を進めている。Trib1/2コンディショナルダブルKOマウスの骨髄細胞に種々の白血病遺伝子を導入して不死化細胞株の樹立を試みたところ、Hoxa9/Meis1はtransformを誘導したが、MAPキナーゼ経路の活性化を引き起こすc-KitD816V、FLT3-ITDおよびBCR-ABLはいずれもtransformを誘導しなかった。このことからTrib1/2はRas/MAPキナーゼ経路の活性化を介した白血病発症に必須である可能性が考えられた。
1細胞RNA輸送ダイナミクス

1細胞RNA-seqは,1細胞のRNA発現を網羅的に計量する解析手法であり,細胞の詳細状態を調べるのに非常に有効である.しかし,1細胞から得られるRNA発現情報は細胞を溶解した時刻におけるスナップショットを表しているにすぎず,1細胞のダイナミクス情報を全く含んでいない.この状況を背景として,我々は核-細胞質のRNA発現から細胞のダイナミクス引き出すアイデアを得た.すなわち,核内におけるRNA発現変動が細胞質へ輸送・伝搬していく過程で生じる時間差からダイナミクス情報を抽出しようとするものである.1細胞RNA-seqは,1細胞のRNA発現を網羅的に計量する解析手法であり,細胞の詳細状態を調べるのに非常に有効である.しかし,1細胞から得られるRNA発現情報は細胞を溶解した時刻におけるスナップショットを表しているにすぎず,1細胞のダイナミクス情報を全く含んでいない.この状況を背景として,我々は核-細胞質のRNA発現から細胞のダイナミクス引き出すアイデアを得た.すなわち,核内におけるRNA発現変動が細胞質へ輸送・伝搬していく過程で生じる時間差からダイナミクス情報を抽出しようとするものである.
光注入形ファイバレーザのコヒーレント光通信適用への基礎的研究

Erドープ光ファイバおよび励起半導体レーザ光源(0.98μmおよび1.48μm帯)を用いて、リング共振器形ファイバレーザを構成し、発振出力、発振波長および発振波長の可変特性を測定した。波長多重カップラによりErドープ光ファイバを励起した。リング共振器内のErドープ光ファイバには低濃度(高濃度)ドープ量Er:500ppm(9000ppm),光ファイバ長23.0m(1.4m),ループ長30.8m(8.8m),濃度条長積11.5kppm・m(12.7kppm・m)を用い、濃度の違いによるレーザ特性の変化を調べた(括弧内は高濃度の場合)。また分岐比可変カプラのにより種々の条件で発振特性を測定し、最適結合条件を求めた。次にファイバレーザの発振スペクトル線幅を遅延部分をループ状にした(ループ長80km)リング形遅延自己ヘテロダイン法により測定した。別の半導体レーザからファイバレーザに光注入する光注入同期発振器の可能性を調べた。さらにリング共振器はファイバフィルタとしても作用するので、その特性を調べた。以上の実験結果より次の結論を得た。(1)出力取り出しには最適条件があり、励起光強度35mWで、カプラの分岐比56.7%(77.3%)において最大出力2.4mW(2.1mW)を得た。(2)カプラの分岐比68.0%(88.8%)において最大スロープ効率8.9%(9.1%)を得た。(3)発振スペクトル線幅は3kHz(5kHz)であった。(4)光注入同期発振器として安定に動作するには極めて狭い外部光スペクトル線幅を必要とする。(5)信号光のコヒーレンス長よりループ長が長い本研究の光注入形ファイバレーザのリング共振器は励起光レベルによってピーク形からノッチ形まで特性可変の帯域フィルタとしても機能することが分かった。以上より一部改善すべき点があるが、光注入形ファイバレーザはコヒーレント光通信や光干渉計測への適用が有望であることを本研究結果は示している。Er濃度の異なる2種類のErドープ光ファイバおよび励起半導体レーザ光源(0.98μmおよび1.48μm帯)を用いて、リング共振器形ファイバレーザを構成し、発振出力、発振波長および発振波長の可変特性を測定した。励起光は波長多重カップラによりファイバリング共振器内に導入し、Erドープ光ファイバを励起した。リング共振器内のErドープ光ファイバには低濃度(コア内ドープ量Er:500ppm,光ファイバ長23.0m,ループ長30.8m,濃度条長積11.5kppm・m)と高濃度(コア内ドープ量Er:9000ppm,Al:8000ppm,光ファイバ長1.4m,ループ長8.8m,濃度条長積12.7kppm・m)の2種類を用い、濃度の違いによるファイバレーザの特性の変化を調べた。また、分岐比可変カプラの分岐比を変えて種々の条件のもとで発振特性を測定し、最適結合条件を求めた。次に、ファイバレーザの発振スペクトルを観測し、遅延自己ヘテロダイン法によりスペクトル線幅を測定した。

予備実験により線幅は数kHzと推定されたので、遅延部分をループ状にした(ループ長80km)リング形遅延自己ヘテロダイン法を採用した。これは遅延光がループを3巡回以上すると分解能が1kHz以下となる。以上の実験結果より次の結論を得た。ただし括弧内は高濃度の場合を示す。1.励起光強度35mWで、カプラ分岐比56.7%(77.3%)において最大出力2.4mW(2.1mW)を得た。2.カプラの分岐比68.0%(88.8%)において最大スロープ効率8.9%(9.1%)を得た。3.発振スペクトル線幅は3kHz(5kHz)であった。以上より、最適結合条件が明らかとなり、また半導体レーザに比べてファイバレーザは34桁単色性がよいことが判明した。このことはコヒーレント光通信や光干渉計測への適用が有望であることを示している。前年度と同様なErドープ光ファイバを用いて、リング共振器形ファイバレーザを構成し、モード特性および雑音特性を測定した。波長多重カップラによりErドープ光ファイバを1.48μm帯半導体レーザで励起した。リング共振器内のErドープ光ファイバには低濃度(高濃度)ドープ量Er:500ppm(9000ppm),光ファイバ長23.0m(1.4m),ループ長30.8m(8.8m),濃度条長積11.5kppm・m(12.7kppm・m)を用いた。次に本研究の目的の1つである光注入同期発振器の可能性を追求した。光注入光源は1.55μm帯DFB形半導体レーザを用いた。さらにリング共振器はファイバフィルタとしても作用するので、そのフィルタ特性および信号光源の影響を調べた。(1)本構成のフィアバレーザはループ長で決まる縦モード間隔で発振可能であり、ループ長が長い場合はモードホッピングが頻繁に発生している。ループ長を短くするためにファイバグレーティングを用いたファイバレーザを構成し、単一縦モード発振を確認した。(2)光注入同期発振器として安定に動作するには極めて狭い外部光スペクトル線幅を必要とする。これには光ファイバを用いた戻り光によるスペクトル狭窄法が有効であることを予備実験で確認した。信号光のコヒーレンス長よりループ長が長い本研究の光注入形ファイバレーザのリング共振器は励起光レベルによってピーク形からノッチ形まで特性可変の帯域フィルタとしても機能することが分かった。以上より一部改善すべき点があるが、光注入形ファイバレーザはコヒーレント光通信や光干渉計測への適用が有望であることを本研究結果は示している。
導入外来遺伝子の発現機構の解析

高等植物の遺伝情報に関する知見が不充分である為、細胞の増殖や分化など全能性に関与する遺伝子の同定やその発現の解析は容易ではない。一方、一定のDNA断片を染色体上の遺伝子に挿入してその遺伝子を不活性化させる挿入突然変異法は挿入DNA断片をプローブとしうるので、未知の遺伝子同定の為の一般的方法として微生物などでは広く用いられている。本研究は高等植物で選択可能なカナマイシン耐性(Km^r)遺伝子を用い、プロモーターを持たないKm^r遺伝子が植物染色体上の遺伝子に挿入された結果その遺伝子のプロモーターにより効率よく活性化されうる為の諸条件を検討し、挿入突然変異法開発の為の基礎データを集積することを目的とし、今回は以下の実験を行った。タバコ染色体上の遺伝子のエクソンにプロモーターのないKm^r遺伝子が挿入された場合を想定して、カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)の35Sプロモーター、open reading frame(ORF)、Km^r遺伝子、CaMVのpolyadenylation siteを持ち植物中でdicistronic mRNAが生成しうるプラスミドを構築、直接法によりタバコプロトブラストに導入し、Km^r形質転換細胞の生成率を調べた。その結果、選択に用いたカナマイシンの濃度が50μg/mlの場合はORFが存在しない場合の2040%位の頻度でKm^r形質転換体の生成がみられた。この生成率はORFも35SプロモーターもないKm^r遺伝子を持つプラスミドを用いた場合の40倍以上にあたる。しかしながら200μg/ml以上の濃度で選択すると、ORFがない35Sプロモーターを持つKm^r遺伝子の場合はKm^r形質転換体の生成率はほとんど下らなかったが、ORFが有る場合にはKm^r形質転換体はほとんど得られなかった。
新強磁性形状記憶合金の単結晶を用いた双晶磁歪のメカニズムに関する研究

強磁性形状記憶合金が双晶磁歪を示すためには、大きな結晶磁気異方性と双晶界面の高易動度が必要である。そこで、本研究ではNi_<54>Fe_<19>Ga_<27>合金のNiとFeの一部をCoで置換し、キュリー温度を上昇させ、室温における結晶磁気異方性を増大させた。さらに、熱処理温度を変えることにより、マルテンサイト変態温度、キュリー温度ならびにマルテンサイト相の結晶構造を制御可能であることを明らかにした。以上の成果をTHERMEC'2006においてポスター発表した。その後、ラフバラフ大のR.K.A.Ziebeck教授と東北学院大学の鹿又教授と共同研究を行い、単結晶を用いた中性子回折実験によりNi_<54>Fe_<19>Ga_<27>合金の結晶構造および磁気的特性を厳密に調査した。この成果はZiebeck氏によりICM2006で発表され、成果論文は、2007年Journal of Physics : Condensed Matterに掲載された。また、Ni_<49>Fe_<18>Ga_<27>Co_6合金に応力を印加した状態に磁場を印加したところ、バリアントの再配列による急激な収縮が観測され、8.5%の磁歪量が得られた。そして、結晶磁気異方性と双晶界面の易動度の関係を明らかにし、双晶磁歪を得るための印加磁場と印加応力の条件を提示した。この研究成果を第139回日本金属学会で口頭発表した。さらに、この成果論文は、2007年Applied Physics Lettersに掲載された。そこで、本研究ではNi_<54>Fe_<19>Ga_<27>合金のNiとFeの一部をCoで置換し、キュリー温度T_Cを上昇させ、室温における結晶磁気異方性を増大させた。この結果、室温における双晶磁歪量が増加し、Co置換によりNiFeGa合金の双晶磁歪量を制御可能であることを明らかにした。以上の成果を日本金属学会第135回秋期大会および2004年Joint European Magnetic Symposiaにおいて発表した。さらに、この成果論文は2005年J.Magn.Magn.Mater.に掲載予定である。その後、結晶構造の異なるCo部分置換NiFeGa合金について、双晶界面の易動度ならびに双晶磁歪量を評価し、Co部分置換NiFeGa合金におけるマルテンサイト相の結晶構造と双晶磁歪の相関について調査した。その結果、マルテンサイト相における結晶構造の周期性が長くなるほど双晶界面の易動度が高くなり、磁歪量が増加することを明らかにした。そして、Co部分置換NiFeGa合金の双晶磁歪特性向上のための最適置換量を検討した結果、Ni_<52>Fe_<18>Ga_<27>Co_3合金において室温で約0.7%の大きな磁歪量が得られた。この成果論文をAppl.Phys.Lett.に投稿中である。さらに、日本金属学会136回春期大会において発表する予定である。そこで、本研究ではNi_<54>Fe_<19>Ga_<27>合金のNiとFeの一部をCoで置換し、キュリー温度Tcを上昇させ、室温における結晶磁気異方性を増大させた。以上の成果を2005年Korea-Japan Joint Symposiumwith Four Leading Universities on New Materials Scienceにおいて発表した。さらに、この成果論文は2005年J.Magn.Magn.Mater.に掲載された。その後、結晶構造の異なるCo部分置換NiFeGa合金について、双晶界面の易動度ならびに双晶磁歪量を評価し、Co部分置換NiFeGa合金におけるマルチンサイト相の結晶構造と双晶磁歪の相関について調査した。その結果、マルチンサイト相における結晶構造の周期性が長くなるほど双晶界面の易動度が高くなり、磁歪量が増加することを明らかにした。この成果論文は、2005年Scripta Materialiaに掲載された。さらに、Co置換Ni-Fe-Ga合金の結晶磁気異方性について調査した結果、Co置換量増加に伴い、磁化容易軸と磁化困難軸が逆転することを明らかにした。この研究成果を第138回日本金属学会で発表予定である。

以上の成果をTHERMEC'2006においてポスター発表した。その後、ラフバラフ大のR.K.A.Ziebeck教授と東北学院大学の鹿又教授と共同研究を行い、単結晶を用いた中性子回折実験によりNi_<54>Fe_<19>Ga_<27>合金の結晶構造および磁気的特性を厳密に調査した。この成果はZiebeck氏によりICM2006で発表され、成果論文は、2007年Journal of Physics : Condensed Matterに掲載された。また、Ni_<49>Fe_<18>Ga_<27>Co_6合金に応力を印加した状態に磁場を印加したところ、バリアントの再配列による急激な収縮が観測され、8.5%の磁歪量が得られた。そして、結晶磁気異方性と双晶界面の易動度の関係を明らかにし、双晶磁歪を得るための印加磁場と印加応力の条件を提示した。この研究成果を第139回日本金属学会で口頭発表した。さらに、この成果論文は、2007年Applied Physics Lettersに掲載された。