hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歪みシリコンウエハ表面の化学的特性に対する実験および理論計算による検討

近年,歪みシリコン基板はSi層の歪みによりキャリア移動度が向上するため,次世代のULSI材料として注目されている.しかし,電気的特性だけではなく,デバイス作製時に重要となる基板表面の化学的特性も変化させることが予想される.このような背景の下,申請者は最表層の歪み状態を原子レベルで知見を得,化学反応性に与える影響を定量的に解析することを目的に研究を進めている.本検討では,歪みをもつウェハの他の例としてSiウェハに機械的歪みを印加した場合の表面の歪み状態を,有限要素法による構造解析により定量的に検討した.また,電気化学測定用セルに装着したマイクロメータによりSiウェハの中心部分に機械的歪みを加えた状態で開回路電位を測定し,歪みに対する反応性の解析を行うことにより,計算と実験の両面から考察を行い,歪み度合の評価のための本手法の有用性を確認した.有限要素法の構造解析により,ウェハのモデルの中心に変位を与えた際は節点の変位から,表面は水平方向に伸張していることが示された.また,伸張率,つまり歪み度合いを算出した結果,ウェハを100μm押し上げた際は中心に約0.5%の歪みが生じることが示唆された.続いて,開回路電位の測定を行った結果,マイクロメータにより与えたウェハ中心の歪み度合いに応じて電位が変化することが示唆された.これまでの我々の検討で,ヘテロエピタキシャル成長による結晶構造に歪みを持つ歪みSiウェハにおいても,歪みの度合いに応じて開回路電位が卑にシフトしたため,機械的歪みによってもSiウェハ表面の結晶構造に変化が生じ,その化学的特性に影響を与えていることが示唆された.歪みシリコンウェハはSi層の歪みによりキャリア移動度が向上するため,次世代のULSI材料として注目されている.このSi層の歪みはSiGe層上にSiをエピタキシャル成長させることにより生じるが,電気的特性だけではなく,デバイス作製時に重要となるウェハ表面の化学的特性も変化させることが予想される.研究代表者が行った量子化学計算による過去の解析の結果,歪み状態により表面反応性が変化することが示唆されている.このような背景の下,本研究では最表層の歪み状態を原子レベルで知見を得,化学反応性に与える影響を定量的に解析することを目的に研究を進めた.本年度の研究では,量子化学計算により原子レベルでの積層厚に対するひずみ状態の変化を解析した.また表面反応性を電気化学的なパラメータで表すためにSiの標準電極電位の算出を試み,さらに歪みが電位に与える影響を解析した.構造解析では,ガウス関数を用いた周期境界条件計算を行った.ひずみを想定して格子定数を約3%伸張させた固定層部分にSiを積層させ,二次元の周期境界条件下で構造最適化を行った結果,層ごとに徐々にひずみが緩和したが,5層では歪みは完全には緩和しなかった.これらの結果により,量子化学計算により,実験的手法では困難な原子レベルでの歪みの解析が可能であることが示唆された.現在,更にSi層数を増やし,構造最適化を試みている.また,標準電極電位はクラスターモデルを用いたエネルギー計算より概算した化学ポテンシャルをNernstの式に代入することで算出した.この計算により求めたSiの標準電極電位の値は,-0.58 V vs.NHEとなり,Siの歪みが増大するにつれて電位が卑にシフトすることが示された.この電位のシフトはSiのHOMOのエネルギーの増加と関連している可能性が考えられる.近年,歪みシリコン基板はSi層の歪みによりキャリア移動度が向上するため,次世代のULSI材料として注目されている。このSi層の歪みはSiGe層上にSiをエピタキシャル成長させることにより生じるが,電気的特性だけではなく,デバイス作製時に重要となる基板表面の化学的特性も変化させることが予想される.このような背景の下,申請者は最表層の歪み状態を原子レベルで知見を得,化学反応性に与える影響を定量的に解析することを目的に研究を進めている.本年度は以下の2つの切り口からの解析を行った.・歪みシリコンの構造および湿式処理工程における表面反応性に関する解析歪みシリコン基板は,Si層の歪みは層厚が増すと緩和するが,どの程度の膜厚で緩和するかは知られていない.また,歪みが存在することで表面反応性に影響を与える可能性がある.より効率よくデバイスを作製し高性能化を図るため,本検討ではこれらに関しての定量的な知見を得るための解析を理論計算により行っている.本年度は昨年度より引き続き,Gauss型基底関数周期境界計算を行い,歪みSi層の層ごとの構造について解析を進めた.その結果,下地層の歪みによりその上に積層されたSiの層間隔や結合長が層ごとに変化し,歪み層の構造に影響を与えることが示唆された.また,標準電極電位に関する検討では,文献値のエンタルピーを利用することで温度の項を盛り込み,文献値に近い値を得ることができた.・シリコン表面インデンテーション痕の有限要素法による解析Si基板における圧痕部位は,他の部分に比べて化学的活性が高いことが確認されている,圧痕部位を共焦点ラマン散乱分光で解析した結果,中心部分は圧縮歪み,周囲のパイルアップ部位では引っ張り歪みのモードが観測された.そこで,得られた結果の裏づけを行うために,圧痕の有限要素法による構造解析を行ったところ,圧子直下では圧縮歪が作用し,周辺の盛り上り部では引張歪が作用していることが確認された.近年,歪みシリコン基板はSi層の歪みによりキャリア移動度が向上するため,次世代のULSI材料として注目されている.

しかし,電気的特性だけではなく,デバイス作製時に重要となる基板表面の化学的特性も変化させることが予想される.このような背景の下,申請者は最表層の歪み状態を原子レベルで知見を得,化学反応性に与える影響を定量的に解析することを目的に研究を進めている.本検討では,歪みをもつウェハの他の例としてSiウェハに機械的歪みを印加した場合の表面の歪み状態を,有限要素法による構造解析により定量的に検討した.また,電気化学測定用セルに装着したマイクロメータによりSiウェハの中心部分に機械的歪みを加えた状態で開回路電位を測定し,歪みに対する反応性の解析を行うことにより,計算と実験の両面から考察を行い,歪み度合の評価のための本手法の有用性を確認した.有限要素法の構造解析により,ウェハのモデルの中心に変位を与えた際は節点の変位から,表面は水平方向に伸張していることが示された.また,伸張率,つまり歪み度合いを算出した結果,ウェハを100μm押し上げた際は中心に約0.5%の歪みが生じることが示唆された.続いて,開回路電位の測定を行った結果,マイクロメータにより与えたウェハ中心の歪み度合いに応じて電位が変化することが示唆された.これまでの我々の検討で,ヘテロエピタキシャル成長による結晶構造に歪みを持つ歪みSiウェハにおいても,歪みの度合いに応じて開回路電位が卑にシフトしたため,機械的歪みによってもSiウェハ表面の結晶構造に変化が生じ,その化学的特性に影響を与えていることが示唆された.
グラン＝ギニョル劇に見る科学と文化の相互的影響

本研究は、20世紀初頭にフランスで誕生した恐怖演劇であるグラン=ギニョル劇に対する諸科学の影響を解明することで、科学と文化の相互的影響を明らかにすることを目的にする。具体的な成果としては、まず、グラン=ギニョル劇の関連資料ならびに同時代の科学に関連する資料を国内外の書店から購入した。また、毎年夏季休暇にフランスへ国外出張を行い、フランソワ・ミッテラン国立図書館などで資料調査を行った。以上の研究に基づき、毎年度末に研究成果の一部を『南山大学ヨーロッパ研究センター報』に論文として発表した。本研究の目的は、20世紀初頭にフランスで成立した恐怖演劇であるグラン=ギニョル劇に認められる諸科学の影響を解明することで、科学と文化の相互的影響を明らかにすることにある。申請者は数年前よりこのジャンルの研究を続けているが、近年は同時代の医学・精神医学・犯罪学などの諸科学との関係を検証するだけでなく、このジャンルに近接する文学・絵画・映画・舞台芸術といったさまざまな表象芸術との比較を行っている。その意味で本研究は、文学・芸術・科学・政治・社会を横断する学際的研究であり、ベル・エポックという時代の総合的な文化史研究といえる。2014年度の活動としては、まず、演劇関連ならびに同時代の周辺諸科学に関連する基礎資料を国内外の書店から購入した。また、8月から9月にかけてフランスへ国外出張を行い、フランソワ・ミッテラン国立図書館などで図書・新聞・雑誌に関する資料調査を行った。さらに、警察博物館などの博物館・美術館で資料調査を行うとともに、現地の文学研究者や演劇関係者に会って情報交換を行った。最後に、現時点での研究成果の一部をまとめて、2015年3月刊行の『南山大学ヨーロッパ研究センター報』第21号に論文「グラン=ギニョル劇における怪物的身体」を発表した。本論文では、グラン=ギニョル劇における身体イメージについて、当時の医学や精神医学における身体像の影響を検証するとともに、サーカスの見世物や映画など同時代の周辺ジャンルとの比較において考察を行った。また、グラン=ギニョル劇に関する論考2篇を含む共著『近代科学と芸術創造1920世紀のヨーロッパにおける科学と文学の関係』を刊行した。本研究は、20世紀初頭にフランスで誕生した恐怖演劇であるグラン=ギニョル劇に対する諸科学の影響を解明することで、科学と文化の相互的影響を明らかにすることを目的にしている。申請者は数年前にこのジャンルの研究を開始し、同時代の医学・精神医学・犯罪学などの諸科学との関係を検証してきた。同時に、周辺領域である文学・映画・絵画・舞台芸術といった表象芸術との比較研究を行ってきた。その意味で本研究は、ベル・エポックという一つの時代における文化・科学・政治・社会などの複数の領域を横断する学際的研究であるといえる。2015年度の活動としては、まず、グラン=ギニョル劇の関連資料ならびに同時代の科学に関連する資料を国内外の書店から購入した。また、8月9月にフランスへ国外出張を行い、フランソワ・ミッテラン国立図書館などで図書・新聞・雑誌に関する資料調査を行った。さらに、現代美術館、サーカス博物館、カルチエ財団美術館、ケ・ブランリー博物館、モンマルトル博物館などで資料調査を行った。さらに現地の文学研究者と協議を行った。最後に、研究成果の一部をまとめて、2016年3月刊行の『南山大学ヨーロッパ研究センター報』第22号に論文「グラン=ギニョル劇における痙攣的身体」を発表した。本論文では、19世紀以降の精神医学における異常者像の変遷をたどりつつ、グラン=ギニョル劇において神経症的症状をもつ痙攣的身体が重要な役割を果たしていることを指摘し、それが同時代のブルジョワ社会の強迫観念のひとつであることを明らかにした。当初の研究計画のうち、まず資料収集については、グラン=ギニョル劇ならびに同時代の諸科学に関する資料として国内外の書店より書籍ならびにプログラムや書簡などの古文書を購入することができた。つぎに研究出張として、フランスに国外出張を行い、国立図書館や各種博物館において十分な資料収集を行うとともに、フランスの文学研究者に会って情報収集を行った。最後に研究の面では、今年度は前年度に引き続き、グラン=ギニョル劇と同時代の医学・精神医学との関係に関する研究をさらに進めることができた。研究成果としては、前年度に発表した論文「グラン=ギニョル劇における怪物的身体」の主題をさらに発展させ、論文「グラン=ギニョル劇における痙攣的身体」を刊行した。以上の点から、研究はおおむね順調に進展しており、当該年度の研究目的はほぼ達成できたと考えられる。本研究の目的は、20世紀初頭にフランスで作られた恐怖演劇であるグラン=ギニョル劇に対する諸科学の影響を解明することで、科学と文化の相互的影響を明らかにすることにある。申請者は数年前よりこのジャンルの研究に従事しており、同時代の医学・精神医学・犯罪学などの諸科学との関係を検証してきた。同時に、同時代の周辺領域や大衆ジャーナリズムとの関連についても考察を行ってきた。その意味で本研究は、ベル・エポックにおける文化・科学・政治・社会などの複数の領域を横断する学際的研究であるといえる。2016年度の活動としては、まず、グラン=ギニョル劇ならびに同時代の科学に関連する資料、さらに同時代のジャーナリズムに関する関連文献を国内外の書店から購入した。また、8月後半にフランスへ国外出張を行い、フランソワ・ミッテラン国立図書館などで資料調査を行った。さらに、言語博物館、グレヴァン博物館などで資料調査を行った。加えて現地の文学研究者と協議を行った。

以上の研究による成果として、2017年3月刊行の『南山大学ヨーロッパ研究センター報』第23号に論文「アルベール・ロンドルと両大戦間のジャーナリズム」を発表した。ロンドルは両大戦間に活躍したジャーナリストで、徒刑場、軍隊徒刑場、精神病院、売春組織などについてルポルタージュを発表した。これらはいずれもグラン=ギニョル劇の主要な主題であり、そのことは同時代の大衆ジャーナリズムの動向を反映している。当初の研究計画のうち、まず資料収集については、グラン=ギニョル劇ならびに周辺領域に関する資料として国内外の書店より書籍ならびにプログラムや書簡などの古文書を購入することができた。つぎに、研究出張として、フランスに国外出張を行い、国立図書館や各種博物館において資料収集を行うとともに、フランスの文学研究者と面会し情報収集を行うことができた。最後に研究内容の面では、今年度は特に、グラン=ギニョル劇と同時代のジャーナリズムに関する研究をさらに進めることができた。研究成果としては、論文「アルベール・ロンドルと両大戦間のジャーナリズム」を刊行した。以上の点から、研究はおおむね順調に進展しており、当該年度の研究目的はほぼ達成できたと考えられる。本研究の目的は、20世紀初頭にフランスで作られた恐怖演劇であるグラン=ギニョル劇に対する諸科学の影響を解明することで、科学と文化の相互的影響を明らかにすることにある。申請者は数年前よりこのジャンルの研究に従事しており、同時代の医学・精神医学・犯罪学などの諸科学との関係を検証してきた。同時に、同時代の政治的・社会的状況や、隣接する他の芸術ジャンルや、大衆ジャーナリズムとの関連についても考察を行ってきた。その意味で本研究は、ベル・エポックにおける文化・科学・政治・社会などの複数の領域を横断する学際的研究である。2017年度の活動としては、まず、グラン=ギニョル劇ならびに同時代の大衆ジャーナリズムに関する関連文献を国内外の書店から購入した。また、8月後半にフランスへ国外出張を行い、フランソワ・ミッテラン国立図書館などで資料調査を行った。さらに、各種書店において資料調査を行った。加えて現地の文学研究者と図書の出版について協議を行った。研究成果としては、昨年度に引き続き、大衆ジャーナリズムの問題について、ルポルタージュ、ドキュメンタリーといった現実社会の記述という問題を追究した。特にイヴァン・ジャブロンカの『歴史は現代文学である』を取り上げ、フィクションとノンフィクションを同時に扱えるような理論的枠組みについて考察した。その成果をまとめて、2018年3月刊行の『南山大学ヨーロッパ研究センター報』第24号に論文「イヴァン・ジャブロンカにおける歴史記述の問題について」を発表した。本研究は、20世紀初頭にフランスで誕生した恐怖演劇であるグラン=ギニョル劇に対する諸科学の影響を解明することで、科学と文化の相互的影響を明らかにすることを目的にする。具体的な成果としては、まず、グラン=ギニョル劇の関連資料ならびに同時代の科学に関連する資料を国内外の書店から購入した。
セルロース系有機-無機複合ナノコンポジットの分子設計と利用開発

本研究は、高位置選択的置換セルロース誘導体の自己組織性、および金属(無機)複合体形成能を利用した新機能性材料の創製とその利用開発のための基礎的知見の集積を目的とした。初年度には、高位置選択的置換セルロース誘導体の合成法の確立を行った。具体的には、新規トリチル化試薬:4-alkoxytritylchlorideの合成、および6-O-(4-alkoxytrityl)cellulose誘導体の合成を検討した。その結果、わずか1段階の反応により、セルロースから6-O-(4-alkoxytrityl)cellulose誘導体の合成に成功した。次年度には、調製した6-O-(4-stearoyltrityl)cellulose acetateのLB膜特性について検討し、セルロースからZ型LB膜を調製することに成功した。このLB膜中では、このセルロース誘導体の長鎖アルキル基がセルロース骨格に対して垂直に、かみ合う型でパッキングされていることも示唆された。また、グルコースオルトエステル誘導体を用いる開環重合より調製した6-O-alkylcelluloseのLB膜特性についても検討し、良好なLB膜が得られた。この結果、単分子膜形成には、トリチル基は必ずしも必要ではないことが判明した。本研究は、高度に規制されたセルロース誘導体、即ち高位置選択的置換セルロース誘導体の自己組織性と金属(無機)複合体形成能を利用した、少量・高付加価値新素材、新機能性材料の創製とのそ利用開発を確立するための基礎的知識を集積することを目的に進められている。3年間の研究期間の初年度である14年度では下記の研究結果を得た。1)高位置選択的置換セルロース誘導体の調製まず、高度に規制されたセルロース誘導体の調製には高位置選択的置換セルロース誘導体の調製が不可欠である。即ち、セルロースの無水グルコース単位の2,3,6位の水酸基へ目的とする官能基(機能発現置換基)が自由自在に導入された誘導体の一般的合成法を確立することが不可欠である。そこで、この目的のために、申請者の開発したセルロースの化学合成法を駆使し、さしあたり可能な7種の高位置選択的メチル化セルロースの全てを、初めて調製することに成功し、またその性質を調べた。本法は、その他のエーテル誘導体の調製にも適用し得る一般的調製法である。一方、天然セルロースから一段階で6位に高位置選択的にエーテル基が導入された誘導体を得るためのトリチル誘導体化試薬(Cl-C(C_6H_5)_2(C_6H_4-O-C_nH_<2n+1>)を独自分子設計し、C1C18の長鎖アルキル置換セルロース誘導体の調製にも成功した。2)LB膜の調製1)で調製した6-O-(4-O-C_<18>H_<37>-trityl)celluloseを用いLB膜形成能を検討した。その結果、Z型LB膜が調製し得ることが判明し、今後の重金属錯体LB膜の調製の可能性を支持する結果を得た。なお、研究分担者のD.klemmとは研究の結果の報告と方向性等についてメールなどで意見の交換をし、また昨年開催された,ドイツ(Jerna)でのDFGプロジェクト発表会に中坪が出席した際、また日本で開催されたセルロース国際会議2002にD.Klemmが招待講演者として来日した際に十分議論し検討をした。初年度の成果を踏まえ、今年度は主に、前年度の予備実験で調製されたセルロース誘導体のLB膜の調製法の確立と金属錯体調製法の予備実験を行った。研究結果下記に記載する。1)LB膜の調製法の確立:既に、3置換長鎖アルキル置換セルロース誘導体のY型LB膜の調製については報告されているが、今回、多くの試行錯誤の繰り返しの結果6位モノ置換体のZ型LB膜の調製に初めて成功した。この膜調製のキーポイントは3点、即ち、

1)転写率1.0を得るためには水面状で生成した単分子膜の基盤への転写速度が極めて重要であること、2)多層膜の調製には、最初の単分子膜の転写の後に加熱乾燥し基盤と膜との結合を強固にすること、3)膜の転写毎に単分子膜ドメインを均一にすることである。この方法により25層(膜厚:47.5nm)以上のLB膜を調製した。透過UV及び蛍光スペクトル、AFMおよびエリプソメトリーによる膜厚測定、透過/RAS赤外線スペクトロメトリーから得られた膜特性評価から、各層の単分子膜では長鎖アルキル基が折り畳まれ、膜の均一性に寄与していることが推定された。2)金属錯体調製:LB膜が調製されたセルロース誘導体の2,3位の水酸基への金属機能性官能基(例としてフェロセン)の導入を勧みた。その結果、スペーサを用いると高収率で目的のフェロセン誘導体が調製し得ることが判明し心これらの誘導体の積層により、例えば、有機EL素子として利用可能な電子特性制御LB膜の調製の可能性が開かれた。3)得られた結果の一部を論文として報告した。本研究は、高度に規制されたセルロース誘導体、即ち高位置選択的置換セルロース誘導体の自己組織性と金属(無機)複合体形成能を利用した、少量・高付加価値新素材、新機能性材料の創製その利用開発を確立するための基礎的知識を集積することを目的に、平成14年から16年の3年計画で進められている。平成14-15年度に得られた結果に基づき、本研究の最終年度では、セルロースの役割分担型機能化のコンセプトとし進めてきたトリチル誘導体の有用性を検証しその電気化学デバイスとしての利用可能性を検討した。1)トリチル誘導体の有用性:前年度で、天然セルロースから調製した6-O-trityl誘導体から平滑で安定な単分子膜が形成され垂直浸漬法によりLB膜が調製されることが判明した。この場合、疎水性で嵩高いtrityl基が高いLB膜形成能を発現しているとも考えられた。そこで、trityl基を持たない置換度1.00の種々の長さの6-O-アルキルセルロース(C_nC:n=1,2,3,4,8,12,18はアルキル炭素数)のLB膜形成能を検討した。一連のCnCの調製は申請者が開発したセルロース合成法を適用した。その結果、LB膜の形成にはtrityl基は必ずしも必要ではなく、セルロースの無水グルコース単位当たり、1本のアルキル鎖の疎水性でもZ型LB膜の調製が可能であることが判明した。2)電気化学デバイスとしての利用可能性:セルロースの役割分担型機能化のコンセプトとは、6位の水酸基には、セルロースの溶解性および溶融性を向上させる目的で長鎖アルキル基を導入し、他方2,3位の水酸基には、機能性官能基を導入してセルロースの機能性発現を達成するものである。そこで、2,3位に電気化学的特性を付与する目的で、フェロセノイルセルロース誘導体C_<18>TCFの調製とそのLB膜形成能と膜特性について検討した。その結果、C_<18>TCからフェロセノイル基の置換度が1.09(2,3位のいずれかに導入)の調製に成功し、その誘導体から均質で平滑なZ型LB膜が調製し得る事も判明した。また、電極上に累積された単分子膜のサイクリックボルタンメトリーから、フェロセン由来の酸化還元電位が確され、電気デバイスとしての利用が示唆され、新たな電子特性制御LB膜の利用として興味深い。
再生不良性貧血・骨髄異形成症候群の造血因子療法の作用機序

従来の我々の検索成績から再生不良性貧血(AA)・骨髄異形成症候群(MDS)の一部にEPO(エリスロポエチン)による治療効果が認めれれているが,有効症例を使用前に予測する指標は見出し得なかった。そこで本研究は,その指標を求めることに主眼を置いた萌芽的研究を行った.その結果を報告する.解析の主な対象としたのは,主宰した全国109施設でのAA・MDSに対する治験成績である。EPOの効果は,非投与群,200U/kg週3回皮注群,400U/kg,週3回皮下注群の3群にわけて12週間での治療効果を検討した.有効性の判定は、非輸血例についてはHb1.0g/dl以上の上昇,輸血例については,必要輸血量の50%以上の減少を有効とした。AAについては,有効率は非投与群12.9%(4/31例),200U群14.6%(9/41例),400U群36.8%(9/38例)となり,非投与群と400U群,200U群と400U投与群の間に有意差を認めた.WDSについては,非投与群25.0%(4/16例),200U群45.0%(9/20例),400U群39.1%(9・23例)となったが統計的には有意差を認め得なかった.AAについて,有効例と無効例のEPO使用開始時の各指標について検討すると,性別,年齢,重症度,罹病機関,輸血歴,平均輸血量,血小板数,白血球数,血清鉄飽和度,血清フェリチン値については有意差を認めなかったが,Hb濃度(7,7:6.6g/dl),血清EPO濃度(1889 : 5665mU/ml),血清トランスフェリンレセプター濃度TfR(1007 : 486ng/ml)に明確な有意差を認めた.この成績をさらに解析すると,EPO濃度2000mU/ml以下,TfR500ng/ml以上の症例では100%(5/5例),必要輸血量1単位・週以下、EPO濃度2000mU/ml以下、Hb7g/dl以上の症例では100%(5/5例),必要輸血量1単位/週以下,EPO濃度2000mU/ml以下,Hb7g/dl以上の症例では100%(5/5例),必要輸血量1単位/週以下,EPO濃度2000mU/ml以下,白血球数3000/μ以上の症例では100%(4/4例)という結果が得られた.この指標を基にして症例を重ねて確認する必要がある。可溶性EPOレセプターについては健常者19例,AA11例,MDS10例について検索したが有意の成績は得られなかった。AAについては,有効率は非投与群12.9%(4/31例),200U群14.6%(9/41例),400U群36.8%(9/38例)となり,非投与群と400U群,200U群と400U投与群の間に有意差を認めた.WDSについては,非投与群25.0%(4/16例),200U群45.0%(9/20例),400U群39.1%(9・23例)となったが統計的には有意差を認め得なかった.AAについて,有効例と無効例のEPO使用開始時の各指標について検討すると,性別,年齢,重症度,罹病機関,輸血歴,平均輸血量,血小板数,白血球数,血清鉄飽和度,血清フェリチン値については有意差を認めなかったが,Hb濃度(7,7:6.6g/dl),血清EPO濃度(1889 : 5665mU/ml),血清トランスフェリンレセプター濃度TfR(1007 : 486ng/ml)に明確な有意差を認めた.

この成績をさらに解析すると,EPO濃度2000mU/ml以下,TfR500ng/ml以上の症例では100%(5/5例),必要輸血量1単位・週以下、EPO濃度2000mU/ml以下、Hb7g/dl以上の症例では100%(5/5例),必要輸血量1単位/週以下,EPO濃度2000mU/ml以下,Hb7g/dl以上の症例では100%(5/5例),必要輸血量1単位/週以下,EPO濃度2000mU/ml以下,白血球数3000/μ以上の症例では100%(4/4例)という結果が得られた.この指標を基にして症例を重ねて確認する必要がある。可溶性EPOレセプターについては健常者19例,AA11例,MDS10例について検索したが有意の成績は得られなかった。
水泳における速度の遠隔計測と音声フィ-ドバックによるトレ-ニング法の研究

〈目的〉水泳や短距離走の瞬時速度を計測することは泳又は走の動作と加減速の因果関係を知るために非常に大切である。プレ-ヤ-の瞬時速度のデ-タから毎ストロ-クにおける最大加速度や最大速度等の有用な情報を実時間で抽出してプレ-ヤ-に伝達すれば自分のプレ-とその結果達成されたパフォ-マンスの因果関係を、プレ-中に理解させることができ、新らしい技法やトレ-ニング法の開発の可能性が期待される。本研究ではその目的に沿って瞬時速度の遠隔計測システムと抽出された情報を音声でプレ-ヤ-にフィ-ドバックするシステムを作成し、その性能と応用性について検討した。〈方法〉測定対象の運動体に特殊反射シ-トを貼付し、光ビ-ムスキャナ-で測定空間を走査する。運動体から反射光が再帰する時刻を正確に計測し、対象の位置を求める。作成したシステムの計測性能は、(1)測定範囲:56゚,(2)最大測定距離25m、(3)測定分解能0.06mm(10m)、0.18mm(15m)、0.82mm(25m)、(4)測定精度:測定範囲全域で0.7mm以下である。運動計測デ-タをGPIBで次のコンピュ-タに転送し、速度、加速度等の値を求め、さらにその数値デ-タを音声変換コンピュ-タに転送し、合成音声に変えてプレ-ヤ-にCB無線で伝える。〈結果〉本システムで水中対象物の計測を行い、(1)静水の場合、空気中と同じ測定精度が得られる。(2)動水の場合、波による水面下でのビ-ム径路の変動に起因する測定雑音(約3mm)が存在するが測定可能であることがわかった。次にソフトボ-ル投げの初速度(手からボ-ルが離れた瞬間の速度)を計測し、音声フィ-ドバックするシステムを作成し、投球練習に応用した。速球(11.08m/sec)と超スロ-球(7.08m/sec)を投げわける練習において有効に動作することを確かめた。<目的>水泳のスロト-ク又は蹴りの動作と加減速の因果関係を知ることは、効果的な泳法を開発するために非常に重要である。そのために泳者の瞬時速度を実時間計測することが不可欠である。泳者の頭の瞬時速度を約10m離れた距離(プ-ルサイド)から2,7msec毎に実時間計測できるシステムを開発し、種々の性能テストを行った。<方法>被測定者の帽子に強光再帰性のシ-ト(表面にマイクロ・コ-ナ・キュ-ブを多数埋め込んたもの)を貼りつけ、10m離れた地点から白色光のビ-ムをポリゴン・ミラ-により高速スキャンし、光源と光学的に同位置に置いた光検出器により帽子からの反射光の再帰時刻を計測する。反射光の再帰時刻は測定対象の位置と対応関係があるので、再帰時刻をきわめて正確に計測することが、対象物の位置又は速度を正確に知ることとなる。そこで相関フィルタを利用したテンプレ-トマッチング法及び、4次関数による補間法を併用し、光再帰時刻の決定を10nanosecの精度で行うことを可能にした。

<結果>移動体の位置変化の計測精度は測定距離10mにおいて0.11mm、15mにおいて0.15mm、20mにおいて0.82mmであった。測定距離の増加と共に精度が急速に劣化するのは、再帰光強度の低下によりデ-タのビット数が減少するためである。また対象物が水中を移動するとき測定距離10mに対し、水深5cmで1.5mm、水深10cmで3.4mmの精度であった。水深の増加に伴う精度劣化の原因は運動体の周囲に発生する気泡によある光吸収である。<今後の計画>計測された瞬時速度から運動者が必要とする情報(最高速度または最大加速度など)、を音声に変換し、無線により泳者のレシ-バに伝達するシステムを作成する、。そして効果的な泳法を開発するのに、最も重要な情報は何かという点を実験的に検討する予定である。〈目的〉水泳や短距離走の瞬時速度を計測することは泳又は走の動作と加減速の因果関係を知るために非常に大切である。プレ-ヤ-の瞬時速度のデ-タから毎ストロ-クにおける最大加速度や最大速度等の有用な情報を実時間で抽出してプレ-ヤ-に伝達すれば自分のプレ-とその結果達成されたパフォ-マンスの因果関係を、プレ-中に理解させることができ、新らしい技法やトレ-ニング法の開発の可能性が期待される。本研究ではその目的に沿って瞬時速度の遠隔計測システムと抽出された情報を音声でプレ-ヤ-にフィ-ドバックするシステムを作成し、その性能と応用性について検討した。〈方法〉測定対象の運動体に特殊反射シ-トを貼付し、光ビ-ムスキャナ-で測定空間を走査する。運動体から反射光が再帰する時刻を正確に計測し、対象の位置を求める。作成したシステムの計測性能は、(1)測定範囲:56゚,(2)最大測定距離25m、(3)測定分解能0.06mm(10m)、0.18mm(15m)、0.82mm(25m)、(4)測定精度:測定範囲全域で0.7mm以下である。運動計測デ-タをGPIBで次のコンピュ-タ-に転送し、速度、加速度等の値を求め、さらにその数値デ-タを音声変換コンピュ-タに転送し、合成音声に変えてプレ-ヤ-にCB無線で伝える。〈結果〉本システムで水中対象物の計測を行い、(1)静水の場合、空気中と同じ測定精度が得られる。(2)動水の場合、波による水面下でのビ-ム径路の変動に起因する測定雑音(約3mm)が存在するが測定可能であることがわかった。次にソフトボ-ル投げの初速度(手からボ-ルが離れた瞬間の速度)を計測し、音声フィ-ドバックするシステムを作成し、投球練習に応用した。速球(11.08m/sec)と超スロ-球(7.08m/sec)を投げわける練習において有効に動作することを確かめた。
CO2還元反応の高効率化に向けたイオン液体の界面構造制御

代表的なイオン液体の一つである[C4mim][BF4]中において、金電極の表面で進行するCO2還元反応のメカニズムの解明を試みた。実験は、表面増強赤外吸収分光(SEIRAS)と電気化学を組み合わせることで、電極界面におけるイオン液体及び中間体の構造と反応速度の同時観測を行い、両者の関係について検討した。このイオン液体を十分乾燥させた場合には、CO2還元反応の進行に伴う特別な界面構造の変化や中間体の生成を検出することはできなかった。一方、このイオン液体に水を混合させた場合(8%)には、既往研究通り、CO2還元反応が促進される様子が電気化学測定により観測された。更に、この場合には[C4mim]カチオンとCO2が結合したcarbonyl種が中間体として生成することが、SEIEASにより観測された。両者の同時測定の結果について検討したところ、CO2還元反応の進行とともに、カチオンやcarbonyl種が電極に対して平行な分子配向をとる様子も観測された。CO2よりも水の方がより高い電位で還元されるにもかかわらず、水/イオン液体混合系では水の分解反応は阻害され、CO2還元反応が優先的に進行することが既にわかっている。本研究の結果は、その原因が、カチオン及びcarbonylがその配向変化により電極を強く被覆することで、水が電極近傍から追い出されるためであることを示唆している。CO2はcarbonylの配向変化により逆に電極表面に近づくことを考えれば、CO2還元反応が優先的に進行することも理解できる。水及びCO2の還元の抑制及び促進が、イオン液体の界面構造から説明できることが分かった。CO2還元反応の高効率化のためのイオン液体の設計に役立つ重要な情報が得られたと言える。含水イオン液体中におけるCO2還元反応のメカニズムの一部の解明に成功した。特に、ここで解明した、CO2が水よりも優先して還元分解が進行し、高い反応選択性を示すことの原因の一端は、CO2還元反応に適したイオン液体の設計を実現するための有力な情報である。当該年度に用いたイオン液体[C4mim][BF4]は、電位の変化に応じて各イオンの表面濃度が連続的に変化するものであった。一方、多くのイオン液体は、電極の表面電荷が0となる電位からさらに過電圧をかけることでようやく表面第一層目のイオン種が入れ替わる、特徴的な界面構造の電位応答を示す。この界面構造とCO2還元反応との関係を、別の代表的なイオン液体[C4mim][TFSA]を用いて明らかにしていく。別の研究テーマによる民間の研究助成金を獲得しており、こちらの予算で購入した試薬などの消耗品の余りを本研究課題でも使用できたため、その分が次年度使用額となった。当初計画に計上したが減額により購入を見送る予定だった、反応生成物を同定するための設備備品の購入に、充てる予定である。
有機微粒子の構造と機能発現に関する研究

PC単独ベシクル及びPCに長い炭化水素鎖と有するクラウンエ-テル(C_<18>ーCrounー6)を混入させたベシクルへの各種ポリアミノ酸の添加により吸着及びベシクルの凝集機構について総括的な実験的検討を行い,以下の様な結論を得た。1)クラウンエ-テル基と水分子の水素結合によって混合ベシクル表面には水和層が存在し,リン脂質ベシクルの疎水コロイドとしての性質が変化する。2)ベシクル表面でのクラウンエ-テルとカチオンの錯形成は両者が接近する際の反発ポランシャルに依存し,大きなポリアミノ酸とは錯形成しにくく吸着量は増大はしないが、金属イオンや小さなアミノ酸とは強く錯形成してベシクル表面への吸着量を増大させる。3)クラウンエ-テル基は錯形成後には水和力を弱めるため,錯形成が起こるとベシクル表面上での水和層の影響は少なく粒子は凝集するが,錯形成しにくい系では溶媒とのaffinityが保たれベシンルは分散している。実際には以上の3点の総合作用によって混合ベシクルへのポリアミノ酸の吸着とその相互作用が決定されると考えられる。さらに,我にはベシクル粒子と吸着物質の相互作用を調べるため,吸着物質が誘発するベシクル粒子の凝集塊の形状を詳しく調べ,そのフラクタル次元の解析より各々の系での相互作用の比較を行った。リン脂質ベシクルに新機能を付与するための機能性物質として,溶液中でアルカリ金属イオンやアルカリI類金属イオンと選択的に錯形成する長鎖クラウンエ-テルを用い,これを各種リン脂質に混入した混合ベシクルを調製し,リン脂質とクラウンエ-テルの機能の複合効果について検討し,次のような結果を得た。1.PCーPSークラウンエ-テル混合ベシクルとPCーPS混合系のKCl濃度によるζー電位変化を比較すると,PCーPS混合系ではPSを混合させた効果はほとんど見られないが,PCーPSクラウンエ-テル混合系ではクラウンエ-テル量は一定にもかかわらず,ζー電位のKCl濃度による大きな変化が認められた。即ち,クラウンエ-テルを混合した場合に限り,PS含有量が増大するとK^+濃度,増大と共にζー電位は負側へ大きくシフトした。この様な傾向は錯形成能の高い金属イオンを添加した場合にだけ現れ,クラウンエ-テルの錯形成がこの現象に関与していることが解った。2.各種アミノ酸を添加した際のベシクルへの吸着性,ζー電位変化及び分散凝集性を調べることにより,アミノ酸の静電気効果の他に,加えるアミノ酸の炭化水素鎖長の影響を調べることより,微粒子の安定性に対する疎水性効果を明確にすることができる。例えばPC単独ベシクルにアラニン及びグルタミン酸を添加すると両方ともζー電位はpH5を境に正から負へなだらかに変化する。一方PCにクラウンエ-テルを混合したベシクルにアラニンを添加しても同様の傾向が認められるが,混合ベシクルにグルタミン酸を添加すると,いずれのpHでもベシクルはほぼ一定の正電位を示すことが解った。これはアラニン分子は親水的過ぎてベシクル表面に吸着しにくいが,炭素数5個のグルタミン酸はベシクルへの親和性があり,その第一級アンモニウムイオンがクラウン環と選択的に錯形成しているためと思われる。
白金を含む多元金属ナノ粒子の内部構造と触媒活性の関係の研究

PtにRu, Cu, Co, Ni, Sn等を添加した数nmのバイメタル粒子を、炭素もしくはセラミックス担体粒子上に析出安定化させるワンポットプロセスを開発した。複数種の金属イオンを溶解し担体粒子を懸濁した水溶液を加速器電子線で照射し、水の放射線分解で発生するラジカルで還元し担体上に捕捉する。数秒間で還元が進み、条件によればRedox電位差による逐次還元を待たずに合金相となる。コアシェル合金に渡る構造を得た。卑な添加金属は酸化物を析出し、中間的な金属はPtとの合金と酸化物に不均化しより複雑な構造を産んだ。これらの構造の解析と触媒活性評価も併せ、相関を研究し本法による触媒の優位性を実証した。電子線加速器を用いてPtを含む二元系の合金ナノ粒子を担体粒子(Fe_2O_3, CeO_2, C)の上に安定化した複合ナノ粒子を合成した。PtRu/C系では、DL酒石酸を添加することで、合金化が促進され、直接メタノール型燃料電池の陽極反応であるメタノール酸化の触媒活性が高く、含有貴金属量あたりの比較で市販品を上回6ことを見出した。PtCu/Fe_2O_3系では、Cu含有量が1/3程度までは、X線回折による格子定数がベガード則に従う合金粒子が得られ、それ以上のCu仕込み比では余剰Cuが酸化物となる。酸素過剰雰囲気中でのCO酸化の触媒活性はCu含量が1/3程度の合金ナノ粒子で有意に上昇した。Cu仕込みが9割のものは、酸素不足雰囲気中でCO酸化活性が高く、特に100°C付近でピークを持った。これは、固体高分子型燃料電池に供給する組成水素からCOだけを除去するPROX触媒として有望であることを見出した。この優れた特性の起源は、Cuの酸化物が酸素の吸着と輸送媒体となっていることと考察した。X線吸収スペクトルの測定をSPring8、PF@KEKの両施設で行い、二元系ナノ粒子の構成元素の吸収端でのXANESとEXAFS解析を行った。PtRu系では、配位数から算出したペアリングファクターが合金化の指標となり、酸化活性と相関があることを見出した。また、PtCu系ではCuのXANES測定から余剰Cuは結晶性の低いアモルファスライクなCuO相であることを確認した。その他、触媒への吸着COを検出するためのFTIR拡散反射ユニット、ナノ粒子触媒材料のアニールを行うための赤外線ランプ炉を整備した。これらの立ち上げを行い、次年度以降の研究に資する。PtCo、PtRu、PtCu、PtSn系のナノ粒子合成実験を行った。商用施設の電子線加速器(4.8MeV, 10mA)を恒常的に使用し、^<60>Coγ線照射を併用する体制も整った。高照射線量率による合成時間の短縮とpH調整や酒石酸・クエン酸等の錯化剤の添加により、酸化還元電位が離れた異金属を狙いどおりランダム配置できることを確認した。熱処理による合金化促進・規則相生成を目的に、赤外加熱炉を用いた還元雰囲気での熱処理の研究を開始した。処理後の触媒性能から推察すると、この後処理条件を最適化することで特性が飛躍的に改善する。粒子の内部構造や表面状態と特性との相関を探るヒントとなるデータである。SPring-8とPF (KEK)で透過法・蛍光法・全電子収量法を駆使したXAFS解析を行った。特殊セルによるIn-situ測定を開始した。拡散反射FTIRによりPtCu触媒に吸着したCOの赤外吸収を測定し、表面に露出したPtの化学特性を分析した。また、担体効果を化学種(酸化鉄、セリア)や担体粒径などの視点から調べた。電極触媒:DMFCとDEFCを想定した系で、リニアスイープボルタンメトリ、サイクリックボルタンメトリの手法で、回転電極を併用して評価した。PROX触媒:常圧固定床流通式反応器を用いて評価した。80-200°C付近で、H_2ガスに混入する1%のCOに対し、1%程度のO_2を加え、CO除去率を測定した。水蒸気添加の影響を測定できるように反応器を改善した。セリア担持PtCu系でCuリッチ(Cu/Pt>1)な触媒が非常によい特性を示すことを見出した。COを用いた触媒評価実験を安全・効率的に行うため、ドラフトチャンバーを新たに一台追加整備した。Pt-M(MはPd, Ru, Rh, Cu, CoまたはSn)の二元系金属ナノ粒子を主に電子線照射を利用し、炭素やセラミックス(Fe2O3、CeO2等)の担体の上に還元析出固定化した形態の複合ナノ粒子を合成した。

そのバイメタル構造をランダム合金からコアシェル型に至る中間状態を含めた多様な構造に変化させる制御性とその制限条件を実験的に研究した。バイメタル構造は、収差補正、EDX、HAADF技術を含めた透過電子顕微鏡、X線吸収微細構造解析、X線回折、化学分析などを相補的に用いた。また、これらの複合ナノ粒子材料の触媒機能を測定して、バイメタル構造と触媒活性の相関についても研究した。対象触媒は、燃料電池の電極触媒(直接メタノールDMFC陽極、直接エタノールDEFC陽極、酸素還元陰極)と粗製水素からCOを選択酸化するPROX触媒である。PtRu/C系ではランダム合金構造がDMFC陽極活性を高めた。PtSu/C系ではPt金属SnO2構図がDEFC陽極活性を高めた。PtCu系(担体はFe2O3またはCeO2)では、新たな発見としてCuが合金相と酸化銅に不均化し互いに密接するより複雑な構造を取り、酸化銅は酸素吸着とCO酸化サイト(合金中のPt)への輸送を担い、銅は合金化によってCO吸着力を変化させることが判った。このPtの相手側の遷移金属が酸化物と金属に不均化し相互に密接する構造(バイコンポーネント構造)をワンポットで合成できるのは電子線照射法の特徴であり本研究計画の特筆すべき発見となった。本研究で生成を試みた多くの二元系での観察に基づき、当該遷移金属の酸化還元電位の値(及びPtとの差)、酸化物の酸素ポテンシャル、さらにはPtとのMの二元合金の混合のエンタルピーに、生成する相と構造は左右されると考察した。この定量的考察と照射生成活性種の反応ダイナミクスは新たな研究領域となる。電子線照射合成にダイナミトロン型加速器からの電子線(4.8MeV, 10mA)を使用し、高線量率で酸化還元電位が離れた異金属でランダム構造の創製を狙った。低線量率のCo60 γ線も併用し線量率効果も調べた。pH調整や錯化剤(酒石酸・クエン酸等)の添加による、構造と粒径の制御の可能性をPtRu系やPtSn系で追求した。複数の市販炭素粉末を用いて電極触媒特性への影響を調べた。PtRu/C試料創製後の熱処理による合金化の促進、水素含有還元雰囲気中での熱処理を試み、触媒表面の酸化状態や内部構造の制御性を確認した。価数揺動性を持つCeO2を担体としてPtCu系のCO選択酸化特質を調べた。Spring8とPF(KEK)でXAFS測定を行った。特製セルによるInSitu測定の高度化を試みた。PF-ARの白色X線を用いての還元粒子生成の実験、DXAFS法による還元反応進行中のXANESその場測定、という二つの先駆的な実験の可能性を確認した。電顕観察では、分析TEMによる担体・金属触媒界面の観察、バイメタリック構造観察を試みた。CO選択酸化触媒の解析には、拡散反射FTIR解析、熱脱着スペクトル測定などにより表面に露出したPtの様子を探った。結果としてPtCuバイメタルだけでなく、CuOも同時析出し触媒特性に好影響を与えているという新発見があった。電極触媒の応用面としては、DMFCやDEFCの電極触媒(陽極、陰極ともに)を対象にリニアスイープボルタンメトリ、サイクリックボルタンメトリにより評価を行い、触媒材料のバイメタル構造の評価結果との相関を研究した。CO選択酸化触媒の応用面では、常圧固定床流通式反応器を用いて、酸素添加量や水蒸気添加量をパラメータとした特性の測定を行い、触媒材料のバイメタル構造・CuO共存構造などの材料評価結果との相関を研究する段階に至った。
金属錯体をビルディングブロックとする柔らかい集積構造をもつ層間化合物の構築

集積型金属錯体は多面的な化学特性を持ち、様々な物性が複雑に絡み合った新しい多重機能の発現が期待できる。そこで本研究では、その多重機能発現を視野に入れ、集積型金属錯体をホスト層として用い、層間・層内の相互作用、外場との応答性が自由に制御できる"柔らかい集積構造"をもつ層間化合物の構築を行った。本研究では、集積構造を構築するにあたり、ホスト層を構成する金属錯体ビルディングブロックの異性化、連結配位子の配位多様性を利用した合成アプローチを検討した。柔らかい集積構造を構築するにあたり、[M(tdpd)_2(H_2O)_2]^-(tdpd=テトラヒドロジオキソピラジンジカルボニトリル)をビルディングブロックとして、連結配位子の配位多様性を利用した合成アプローチを検討した。このホスト層は、種々のゲスト分子を導入可能であった。例えば、デカメチルフェロセンをゲスト分子に用いた場合、水がシス位に配位した単核錯体が水素結合によって連結された一次元鎖間に、ゲスト分子がカラム状に挿入された包接化合物を形成した。一方、メラミンをゲスト分子に用いた場合、上水がトランス位に配位した単核錯体とメラミンが水素結合によりつながれたシート状化合物が得られた。以上のように、[M(tdod)_2(H_2O)_2]^-をビルディングブロックとする集積体は異性化により自らの構造を変化させ、様々な形状のゲスト分子を挿入可能であることが明らかとなった。
皮膚における色素細胞(メラノサイト)の幹細胞の局在と動態に関する研究

昨年度にDct Laczマウスを用いて色素細胞の皮膚内、頬髭毛包内における分布、毛周期によるその数や分布の変化を観察し,色素細胞の幹細胞であるメラノブラストの局在について組織ごとに検討した。その結果keratinocyteの幹細胞とは局在が異なることが判明した。本年度には同定されたメラノブラストが幹細胞として機能するかどうかを確認するために、毛包または皮膚のメラノブラスト含有部位の移植実験を行った。移植は実体顕微鏡下で巌密に解剖学的位置を確認した上、毛包、皮膚などの組織の一部を切り出し、手術顕微鏡下にalbino mouseの皮膚内またはwhisker毛包内へ移植した。メラノブラストの増殖能、分化能は器官形成の過程にあるembryoやnew born pupへの移植により向上すると考えられ、成体への移植結果と比較、検討した。メラノサイトは従来ドーパ陽性、または陰性の2種類に区別されていた。ドーパ陰性メラノサイトは現在メラノブラストと呼ばれているが、その由来、機能について十分な知見はない。われわれはメラノサイトだけがLacZ reporter geneで標識された遺伝子変換マウス(Dct-LacZ)を用いたため、確実にメラノサイトの動態を把握することが可能であった。今回の研究でメラノブラストが生体内(特に毛包内)で存在、遊走、増殖、分化してドーパ陽性のメラノサイトになり、毛母内でLacz陽性のメラノサイトがメラニンを生成していることが確認された。これにより移植されたメラノブラストが色素細胞の幹細胞であることが実証された。メラノサイトの動態・生理の解明は臨床において白斑などの色素失調症の病態解明に寄与すると考えられる。研究の概要:メラノサイト系細胞に特異的に発現する遺伝子dopachrometautmeraseをLacZで標識した遺伝子変換マウス,strain Dct LacZを用いて色素細胞の皮膚内、頬髭毛包内における分布、毛周期によるその数や分布の変化を観察し,色素細胞の幹細胞であるメラノブラストの局在について組織ごとに検討した。研究方法:頬髭毛包は最大で長径2mmと極めて小さいため、その採取はマイクロサージャリー用の手術顕微鏡下で行い、カプセルを除去するために実体顕微鏡下で毛包のmicro dissectionを行った。この操作は組織培養液内で行い、細胞のviabilityを維持するように留意した。毛包や細切した皮膚はLacZ染色(24hr、37°Cインキュベート)を行い、固定後組織切片の作製、whole mountの作製により色素細胞(メラノサイト)を同定した。メラノサイトはケラノサイトと同じタイプの細胞接着分子(E, P-cadherin)の発現パターンを持つため、ケラチノサイトと共に毛包内、表皮基底内を遊走しているものと考えられ、頬髭毛包を用いてメラノサイトの分布と毛周期との関連を調べた。研究結果:メラノサイト系細胞はsub-bulgeに毛周期を通じて恒常的に存在し、退行期から休止期にかけて活発に分裂しながら毛母に向かつて遊走していることが確認された。また樹状突起を持ち成熟メラノソームを有したメラノサイトは毛母にのみ存在していた。さらにsub-bulgeに存在するLacZ陽性細胞はdopa陰性であり、機能的にも形態的にも未分化なメラノサイト系細胞の幹細胞であるメラノブラストであることが実証された。
生後脳組織の恒常性維持と再生における新生ニューロンの移動機構

(1)足場との関係:新生ニューロンに発現するβ1integrinが、鎖状の細胞塊を形成しながら血管に沿って効率良く移動するために必要であることが明らかになった。(2)移動速度の調節と停止:ニューロンが移動を停止する際の詳細な形態学的特徴と、その制御機構が明らかになった。(3)感覚刺激による定着・成熟:嗅覚刺激が新生ニューロンの定着・成熟を促進する新規メカニズムの手がかりが得られた。(4)移動制御による再生促進:新生ニューロンの移動を促進することによって、ニューロンが再生し、脳機能の回復が促進されることが示唆された。生後の脳において生まれるニューロンは、脳の恒常性維持・破綻や再生機構に関わっている。我々は、マウス・サル・魚を用いて、正常時と疾患による傷害後の再生過程におけるニューロン新生のメカニズムを明らかにしてきた。本研究では、新生ニューロンの移動制御機構の焦点を絞りその制御機構を解明することを目的としている。本年度は、これらの目的を達成するため、新生ニューロンが移動する際の足場との関係について、以下4項目の実験を実施した。1.血管との関係:新生ニューロンが血管に沿った移動を制御する分子メカニズムの候補として、血管基底膜の主成分であるlamininなどの受容体であるintegrinβ1の役割を解析した。ノックアウトマウスにおいて新生ニューロンのマーカーを発現する細胞の分布などを比較したところ、野生型マウスに比べて傷害部への移動効率が低下していることが明らかになった。2.放射状グリアとの関係:新生仔の脳傷害後に再生したニューロンが放射状グリア細胞の突起を足場にして移動するかどうかを調べるため、脳室下帯で産生される新生ニューロンをエレクトロポレーション法によって蛍光標識した。新生ニューロンが放射状グリア細胞に沿って移動する様子が観察された。3.アストロサイトとの関係:移動する新生ニューロンは、アストロサイトの形態を変化させて移動経路を確保しながら移動する。ニューロンがアストロサイトに接触した際にRhoファミリーの低分子量Gタンパク質の活性が低下して細胞を変形させることを示唆する結果が得られた。4.鎖状移動のメカニズム:ニューロンが移動する際に、隣の細胞を足場として相互作用しながら移動する「鎖状移動」と呼ばれる移動様式の制御において、Srcファミリーの非受容体型チロシンキナーゼが重要な働きをしていることを示唆する結果が得られた。本研究では、近年特に大きな進展があった新生ニューロンの移動制御機構に焦点を絞り、移動のための足場、移動速度調節と停止、感覚刺激による定着・成熟のしくみを解明する。さらに、これらのメカニズムを制御することによって、傷害を受けた脳組織の機能的な再生を促進することができるかを検証する。本研究は、我々が開発したin vivo, in vitroのモデルやイメージング技術を駆使して、自らの知見をさらに発展させるものである。その成果は、脳の可塑性の理解に貢献し、新たな再生医療の基盤技術を提供する。前述した目的を達成するため、以下の実験を実施した。1)培養した新生ニューロンを用いて、ブレーキングに関わる分子の強制発現、またはノックダウンを行い、ニューロンの移動への影響を解析した。2)培養したニューロンと脳スライスを観察し、移動ニューロンの突起の動態を解析した。さらに、突起伸長に関わる蛋白質の機能を明らかにした。3)マウスの脳内のニューロンを生きたまま観察し、ニューロンの定着メカニズムを解析した。4)新生ニューロンの移動を制御することによる再生促進方法の検討を行なった。新生ニューロンの移動・定着のメカニズムや再生を促進する方法についての研究が順調に進展し、翌年以降に計画していた実験も行うことができたため。生後の脳において幹細胞から生まれるニューロンは、脳の恒常性維持・破綻や再生機構に関わっていることが報告されている。我々は、複数種類の動物モデルを用いて、正常時と疾患による傷害後の再生過程におけるニューロン新生のメカニズムを明らかにしてきた。本研究は、新生ニューロンの移動制御機構に着目して、移動のための足場、移動速度調節と停止、感覚刺激による定着・成熟のしくみを解明するとともに、これらのメカニズムを制御することによって、失われた脳機能の回復を促進することが可能であるかを検証することを目的として行った。これらの目的を達成するため、以下の4項目の実験を実施した。足場との関係:我々は以前、新生ニューロンが傷害部位へ移動する際に、血管を足場として移動することを明らかにした。本研究の実験によって、新生ニューロンに発現するβ1integrinが、鎖状の細胞塊を形成しながら血管に沿って効率良く移動するために必要であることが明らかになった。移動速度の調節と停止:我々は以前、新生ニューロンの移動速度がGMIP蛋白質によって制御されていることを報告した。今回の研究によって、ニューロンが移動を停止する際の詳細な形態学的特徴と、その制御機構が明らかになった。感覚刺激による定着・成熟:嗅球においては成体においても継続的に新しいニューロンが定着・成熟することが知られている。本研究によって、嗅覚刺激が新生ニューロンの定着・成熟を促進する新規メカニズムの手がかりが得られた。移動制御による再生促進:新生ニューロンの移動を促進することによって、ニューロンの再生と脳機能の回復が促進されることが示唆された。(1)足場との関係:新生ニューロンに発現するβ