hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
成長ホルモン受容体発現のステロイドホルモンによる調節

成長ホルモン(GH)受容体発現の面から正常小児の成長機序を明かにするため以下の方法を開発せんとした。1)ゲル濾過およびGH受容体に対するモノクロ-ナル抗体を用いたによるGH結合蛋白(GHBP)の測定系の開発。2)合成ペプチドを用いたGH受容体抗体の作製。4)Affinity cross linking法を用いたIGF結合蛋白の定量系の開発。IGFBP_3RIA.5)免疫組織及びin situ hybridizationによる末梢GH受容体の検討。6)培養骨芽細胞(MC3T3)を用いた検討。2年間で得られた結果の要旨は以下である。1.ヒト正常生理におけるGH結合蛋白:ゲル濾過およびGH受容体抗体を用いた検討により、ヒトGHBPはGH受容体細胞外部位とほぼ同一である事を確認した。GHBPとGH依存性の成長因子(IGFI)の年齢依存性の変動の近似を示した。さらに1ー10歳の年齢においてGHBPとIGFIの正相関を認めた。GH分泌は一定であると考えられるので、年齢依存性のIGFIの増加ならびにGH依存性の成長発育はGH受容体の増加(親和性は不変)によることが最も考えられる。各種成長障害の解析はGHBPとIGFIの関係で検討することは有意義である。栄養代謝の低下に応じてGHBPーIGFIともに低下する事が示され、低栄養におけるGH不能性はGH受容体の減少による。2ステロイドホルモンとGH結合蛋白:性早熟症においてはGHBPは低値であり(IGFIは高値)性腺機能を抑制する治療によりGHBPの増加をしめした。また甲状腺機能亢進症および低下症においてGH結合蛋白に異常は認められなかった。各種病態におけるGH結合蛋白を検討した。IGFBPSについてはin vivo並びにin vitroとも適用出来る測定系を得た。以上GH受容体発現から小児の成長機序を検討したが、GH受容体の転写調節を含めこの知見をin vivoでさらに検討すべく単クロ-ン抗体、GH受容体遺伝子プロ-ブを用いた検討を行っている。成長ホルモン(以下GH)結合蛋白はRabbitにおいては分子量及び免疫学的性状から成長ホルモン受容体細胞外ドメインの1部である事が明らかにされた。ヒト成長ホルモン結合蛋白について、(1)B/F分離をゲル濾過にて行う測定系、(2)抗GH受容体抗体を用いた免疫学的測定系の開発をおこなった。両系を用いた検討の結果、ヒトにおいても成長ホルモン結合蛋白はGH受容体細胞外部位に一致する事が示された。さらにヒトGH結合蛋白について(1)GH非依存性の発育をするとされる乳幼児期は極めて低値である事、(2)GH依存性の成長因子IGFIと健常小児では極めて高い正相関をする事、(3)GH抵抗性を示す低栄養状態では低値となることを示した。以上のことからGH結合蛋白は末梢GH受容体の発現を間接的に示している事を明らかにした。ステロイドホルモンとの関係では(1)女性ホルモン過剰状態の思春期早発症女児にて予期に反し低値治療により正常化、(2)甲状腺機能異常症では成績が一定しなかつた。さらに女性ホルモンが成長ホルモン依存性のIGFI産生及び効果を増強するとの最近の報告もふまえ今後の検討課題を女性ホルモンによるGH受容体発現の制御とし、GHーGH受容体ーIGFIーIGF結合蛋白系で見る系を作成した。すなはち(1)ヒトGH受容体

アミノ酸配列に基づく合成ペプチドを作成し家兎に免疫し2個の良好な抗体の作成、(2)GH受容体mRNA高感度検出するRTーPCR法を開発、(3)Affinity cross liking法及びBioーimageanalyzerを用いたIGF結合蛋白の測定系の開発、(4)成長ホルモン依存性のIGF結合蛋白抗体の作成である。現在以上の系を用い培養骨芽細胞(MC3T3ーE1,UMR106)及び肝細胞を用いたGH受容体ーIGFI系のステロイドホルモンによる制御を検討し、さらにGH結合蛋白の機能も以上の系を用い解明する。成長ホルモン(GH)受容体発現の面から正常小児の成長機序を明かにするため以下の方法を開発してきた。1)ゲル濾過およびGH受容体に対するモノクロ-ナル抗体を用いたによるGH結合蛋白(GHBP)の測定系の開発。2)合成ペプチドを用いたGH受容体抗体の作製。4)Affinity cross linking法を用いたIGF結合蛋白(IGFBP)の定量系の開発。IGFBP_3RIA.5)免疫組織及びin situ hybridizationによる末梢GH受容体の検討。6)培養骨芽細胞(MC3T3)を用いた検討。今年度得られた結果の要旨は以下である。1.ヒト正常生理におけるGH結合蛋白:神経性食思不振症の症例においてGH分泌亢進にかかわらずGHBPーIGFIともに低下する事が示され、低栄養におけるGH不能性はGH受容体の減少によることが考えられた。また本症においてGH依存性とされるIGFBP3の低下を認めた。さらに本症の改善と共にGHBP並びにIGFBP3の増加を認めた。2ステロイドホルモンとGH結合蛋白:多数例の性早熟症を用い検討した。性早熟症においてはGHBPは低値であり(IGFIは高値)性腺機能を抑制する治療によりGHBPの増加をしめした。この結果はRatのデ-タと異なり、今後GH分泌あるいはGH依存性のIGFBP3と関連で検討している。また甲状腺機能亢進症および低下症においてGH結合蛋白に異常は認められなかった。成長障害を呈する小児糖尿病では低栄養下と考えられるにもかかわらずGHBPの低下を認めなかった。以上GH受容体発現から小児の成長機序を検討したが、GH受容体の転写調節を含めこの知見をin vivoでさらに検討すべく単クロ-ン抗体、GH受容体遺伝子プロ-ブを用いた検討を行っている。
酸素センサー分子Keap-1の活性阻害薬の探索:酸化ストレスの薬物制御

その下流に多くの抗酸化ストレス遺伝子を擁するNrf2は異物代謝・酸化ストレス応答の鍵となる転写活性化因子であり、Keap1によって負の制御を受けている。本研究はKeap1に結合し、Nrf2-Keap1相互作用を阻害することでNrf2の分解を抑制し、Nrf2並びに抗酸化ストレス遺伝子の活性化をもたらす新規低分子化合物をstructure based drug design (SBDD)に基づくvirtual screeningとvitro生物学的評価法により探索して、病態解明のみならず治療コンセプトの検証に用いるための候補化合物の選定を目的とした。Keap1分子のX線結晶解析情報を基に、その活性調節部位に挿入し活性を阻害する低分子ヒット化合物をSBDDで探索し、該当する化合物から購入あるいは合成できた37化合物を検体とした。化合物のvitro生物学的評価は、Nrf2 locusにLacZをノックインしてNeh2-LacZ融合タンパク質が発現するようになったマウス繊維芽細胞を使用してレポーターアッセイを行い、DEM(ジメチルマレイン酸)を陽性対照として、検体によるβ-galacosidase活性をscreeningした。結果は、37化合物中、陽性対照のDEMとほぼ匹敵する活性を示す1化合物(TM-8009)が得られ、期初の目標は達成された。また、抗酸化作用等が知られる既存薬や臨床候補化合物のscreeningも行い、edaravoneにも同様の活性があることが確認された。今後、それらの新たに見出された化合物をリードとして構造最適化を図り、vivoでの治療コンセプトの検証をしたいと考えている。
亜臨界水に対する脂質の溶解度と新規食品加工技術の創造

前年度に作成した溶解度測定装置を用いた5または15MPaにおける60230°Cでの各種飽和脂肪酸の溶解度について引き続き検討し,160°C以上における溶解度は正則溶液として解釈できること,およびそれ以下の温度では脂肪酸が水に溶解する際に水分子が氷様構造を形成するため,負のエンタルピーが正の溶解エントロピーを補償して高い溶解度となることを示した.また,高温において水に溶解した飽和脂肪酸を親水性乳化剤溶液と合流して急冷することにより,比較的分散が狭く,かつ粒径の小さいO/W型エマルションが調製できる可能性が示唆された.さらに,回分式反応装置を用いて,アシル鎖長の異なる脂肪酸メチルエステルおよびアルキル鎖長の異なるラウリン酸エステルの亜臨界水による加水分解反応について検討し,アシルおよびアルキル鎖長が長いエステルほど立体障害により加水分解速度が低下することを見出した.また,いずれのエステルの加水分解過程も1次反応式で表現でき,速度定数の温度依存性から見掛けの活性化エネルギーと頻度因子を決定した.さらに,各エステルの加水分解反応に対する見掛けの活性化エネルギーと頻度因子の対数の間に線形な関係があり,亜臨界水による脂肪酸エステルの加水分解過程に対してエンタルピー・エントロピー補償効果が成立することを見出した.これは脂肪酸エステルのアシルまたはアルキル鎖長によって加水分解の速度定数は異なるが,本反応は本質的には同一の機構で進行することを示唆する.耐圧容器,高圧定流量ポンプ,恒温チャンバーなどから構成された流通式の溶解度測定装置を作成した.本装置を用いて,炭素数818(偶数)の飽和脂肪酸の水に対する溶解度を5または15MPaにおいて60230°Cの温度範囲で測定した.いずれの飽和脂肪酸についても,この範囲では溶解度に及ぼす圧力の影響は認められなかった.また,この温度範囲では飽和脂肪酸の水に対する溶解度は温度の上昇とともに増加した.モル分率で表した脂肪酸の溶解度を絶対温度の逆数に対して点綴すると,いずれの脂肪酸でも約160°C以上の領域では直線となり,この温度域では脂肪酸の水溶液は正則溶液として取り扱えることが示された.また,この直線の勾配から算出した溶解(混合)のエンタルピー変化は脂肪酸の炭素数にほぼ比例して大きくなった.一方,160°Cより低い温度では,高温域の直線を延長した仮想的な溶解度より高い値を示した.この現象は炭化水素や直鎖アルコールの水への溶解度過程でも観察されている.このような比較的低温における溶解度の異常性は,炭化水素や直鎖アルコールが水に溶解する際に水分子が氷様構造を形成し,その負のエンタルピーが大きな正の溶解エンタルピーを補償することにより高い溶解度が得られるものと説明されている.飽和脂肪酸の水への溶解過程においても同様の機構により,160°C以下の温度域では,溶解エンタルピーから予測されるより高い溶解度になったと解釈できる.前年度に作成した溶解度測定装置を用いた5または15MPaにおける60230°Cでの各種飽和脂肪酸の溶解度について引き続き検討し,160°C以上における溶解度は正則溶液として解釈できること,およびそれ以下の温度では脂肪酸が水に溶解する際に水分子が氷様構造を形成するため,負のエンタルピーが正の溶解エントロピーを補償して高い溶解度となることを示した.また,高温において水に溶解した飽和脂肪酸を親水性乳化剤溶液と合流して急冷することにより,比較的分散が狭く,かつ粒径の小さいO/W型エマルションが調製できる可能性が示唆された.さらに,回分式反応装置を用いて,アシル鎖長の異なる脂肪酸メチルエステルおよびアルキル鎖長の異なるラウリン酸エステルの亜臨界水による加水分解反応について検討し,アシルおよびアルキル鎖長が長いエステルほど立体障害により加水分解速度が低下することを見出した.また,いずれのエステルの加水分解過程も1次反応式で表現でき,速度定数の温度依存性から見掛けの活性化エネルギーと頻度因子を決定した.さらに,各エステルの加水分解反応に対する見掛けの活性化エネルギーと頻度因子の対数の間に線形な関係があり,亜臨界水による脂肪酸エステルの加水分解過程に対してエンタルピー・エントロピー補償効果が成立することを見出した.これは脂肪酸エステルのアシルまたはアルキル鎖長によって加水分解の速度定数は異なるが,本反応は本質的には同一の機構で進行することを示唆する.
高周波超音波振動と交番磁場を併用した過冷却の促進による食品の高品質冷凍技術の開発

コールドチェーンの発達に伴って食品を安全かつ美味しく凍結保存する技術の確立が求められている.凍結保存は原理的には,低温化と活性水分の低減により生化学反応の抑制を図るものであるが,凍結の過程で細胞レベルのミクロ現象が生じ,これが各種の凍結損傷に繋がる.したがって,食品の品質を劣化させない効果的な凍結技術の開発が課題となる.本研究では,高周波超音波振動ならびに交番磁場を利用した凍結過程における氷晶形成の能動的制御の追究する.すなわち,高周波超音波振動の付与によるミクロな振動および交番磁場による静電気的作用を利用して,細胞内外の水の過冷却の促進を図り,それによる高品質な凍結を実現する冷却技術の開発を目標とする.前年度の結果において,交番磁場については過冷却に及ぼす明確な効果は得られなかったことから,今年度は高周波超音波振動の付与に伴う発熱作用を利用した組織体の凍結・解凍制御に重点をおいて研究を推進した.前年度と同様に模擬食品としての寒天ゲルを対象に超音波照射下での一方向凍結・解凍実験を行った.その結果,高周波超音波の吸収に伴う発熱作用を利用した組織体内の温度制御により,組織体全域を過冷却状態に移行させ,それを解除することでから急速凍結できることが可能となった.また,高周波超音波は水を透過し,氷に優先的に吸収される性質に着目し,内部発熱効果を利用した均質・急速解凍法としての有効性が実験的に見出された.以上により高周波超音波振動を利用した食品の高品質凍結・解凍技術としての可能性が実験的に見出された.当初計画した(1)高周波超音波振動を付与した組織体の凍結実験,(2)高周波超音波振動を付与した組織体の解凍実験は予定どおり実施された.(1)の実験では,前年度製作した氷晶径の観察装置を用いて,過冷却状態から凍結した試料内に形成される氷晶径を測定し,本手法により凍結過程で生成される氷結晶を微細化できることが実験的に確認された.また,(2)の実験では,高周波超音波を照射しながら解凍することで,試料内部の解凍速度の向上を図り,それにより解凍過程で生ずる氷結晶の粗大化による損傷を軽減する方法について実験的に検討した.その結果,従来の気流解凍および流水解凍と比較して,試料内温度が5°Cを超えないように維持しながら,試料全域を急速解凍できることが見出された.高品質な食品凍結技術を確立する上で,凍結損傷と解凍損傷の両方を抑制する必要があり,高周波超音波を利用することで急速凍結と急速解凍が実現できた点は本年度の成果であると考えている.次年度は,当初予定していた時間領域差分法(FDTD法)を用いた超音波照射下での試料の冷却過程の数値計算モデルの構築を進め,操作条件の最適化を進める予定である.以上のことから,本研究はおおむね予定どおりに進行していると考えられる.令和元年度は前年度の実験結果をもとに,高周波超音波振動の付与に伴う発熱作用を利用した組織体の凍結・解凍制御の解析モデルの構築に重点をおいて研究を推進する.具体的には,(1)時間領域差分法(FDTD法)を用いた超音波照射下での試料の冷却・昇温過程の数値計算モデルを構築し,実験結果と計算結果の比較検討を行い,モデルの妥当性を検証する.(2)数値計算モデルを用いて,過冷却状態から急速凍結する領域の長さと操作条件の関係,最大過冷却度と操作条件の関係を導出する.(3)その結果をもとに,試料全域に最も微細な氷結晶を形成する超音波照射条件を導出する.(4)解凍過程では,試料表面を品質維持で必要な5°C以下に維持しながら組織全域を急速解凍するための超音波の照射方式を解析的に求める.(5)以上の結果をもとに,魚肉および豆腐を供試した食品の凍結・解凍実験を行って解凍後の品質変化を調べ,高周波超音波振動を利用した凍結・解凍法の有効性を実験的に検証する.コールドチェーンの発達に伴って食品を安全かつ美味しく凍結保存する技術の確立が求められている.凍結保存は原理的には,低温化と活性水分の低減により生化学反応の抑制を図るものであるが,凍結の過程で細胞レベルのミクロ現象が生じ,これが各種の凍結損傷に繋がる.したがって,食品の品質を劣化させない効果的な凍結技術の開発が課題となる.本研究では,高周波超音波振動ならびに交番磁場を利用した凍結過程における氷晶形成の能動的制御を追究する.すなわち,高周波超音波振動の付与によるミクロな振動および交番磁場による静電気的作用を利用して,細胞内外の水の過冷却の促進を図り,それによる高品質な凍結を実現する冷却技術の開発を目標とする.本年度は,模擬食品として純水を供試し,高周波超音波振動が水の過冷却に及ぼす影響について検討した.その結果,低過冷却度での核生成の抑制および過冷却度の分散を小さくする傾向が見られたが,平均的には有意な過冷却促進効果は得られなかった.次に,模擬食品としての寒天ゲルを対象に超音波照射下での一方向凍結実験を行った.その結果,高周波超音波の吸収に伴う発熱作用が顕著に現れることを見出した.そこで,この効果を利用した組織体凍結の制御について検討を進めた.冷却熱流束に対して適切な出力の超音波を付与することで組織全域を過冷却状態へ移行させ,それを解除することで組織体全域を急速凍結できることが示された.なお,交番磁場については現時点では過冷却に及ぼす明確な効果は得られなかった.当初計画した(1)高周波超音波振動を付与した水の凍結実験,(2)高周波超音波振動を付与した組織体の凍結実験は予定どおり実施された.

その結果,低過冷却度での核生成が抑制される傾向がみられたが,より大きな過冷却度の条件では超音波振動による過冷却促進効果は見られず,本研究の目標である大幅な過冷却促進が難しいと判断した.他方,(2)の実験では,高周波超音波の吸収に伴う発熱作用が見出され,それを利用した組織体の温度分布の制御が可能であることが見出されたのは望ましい結果である.この方法で,組織体全域を過冷却状態になるように冷却することが可能となり,それを解除することが組織体全域を急速凍結できることが実証されたことは本年度の成果であると考えている.また,本年度は凍結試料内に形成される氷結晶構造を可視化観察し,凍結損傷の指標となる氷結晶サイズおよび数密度を計測する装置が新たに製作された.次年度はこの装置を用いて,過冷却状態から凍結させることで試料内に形成される氷晶径の微細化を図れることを定量的に確認する予定である.以上のことから,本研究はおおむね予定どおりに進行していると考えられる.コールドチェーンの発達に伴って食品を安全かつ美味しく凍結保存する技術の確立が求められている.凍結保存は原理的には,低温化と活性水分の低減により生化学反応の抑制を図るものであるが,凍結の過程で細胞レベルのミクロ現象が生じ,これが各種の凍結損傷に繋がる.したがって,食品の品質を劣化させない効果的な凍結技術の開発が課題となる.本研究では,高周波超音波振動ならびに交番磁場を利用した凍結過程における氷晶形成の能動的制御の追究する.すなわち,高周波超音波振動の付与によるミクロな振動および交番磁場による静電気的作用を利用して,細胞内外の水の過冷却の促進を図り,それによる高品質な凍結を実現する冷却技術の開発を目標とする.前年度の結果において,交番磁場については過冷却に及ぼす明確な効果は得られなかったことから,今年度は高周波超音波振動の付与に伴う発熱作用を利用した組織体の凍結・解凍制御に重点をおいて研究を推進した.前年度と同様に模擬食品としての寒天ゲルを対象に超音波照射下での一方向凍結・解凍実験を行った.その結果,高周波超音波の吸収に伴う発熱作用を利用した組織体内の温度制御により,組織体全域を過冷却状態に移行させ,それを解除することでから急速凍結できることが可能となった.また,高周波超音波は水を透過し,氷に優先的に吸収される性質に着目し,内部発熱効果を利用した均質・急速解凍法としての有効性が実験的に見出された.以上により高周波超音波振動を利用した食品の高品質凍結・解凍技術としての可能性が実験的に見出された.当初計画した(1)高周波超音波振動を付与した組織体の凍結実験,(2)高周波超音波振動を付与した組織体の解凍実験は予定どおり実施された.(1)の実験では,前年度製作した氷晶径の観察装置を用いて,過冷却状態から凍結した試料内に形成される氷晶径を測定し,本手法により凍結過程で生成される氷結晶を微細化できることが実験的に確認された.また,(2)の実験では,高周波超音波を照射しながら解凍することで,試料内部の解凍速度の向上を図り,それにより解凍過程で生ずる氷結晶の粗大化による損傷を軽減する方法について実験的に検討した.
ある種のスペクトルを保存するBanach環上の作用素とその摂動の安定性

Molnarによってはじめられた乗法的スペクトル保存写像の研究を,より一般の関数環や単位的半単純可換Banach環の場合に拡張した.さらにスペクトルに関する条件を弱め,末梢スペクトルやスペクトル半径を保存する写像に対しても類似の結果が成り立つことを示した.またBanach空間に値をとる微分可能関数や解析関数のなす関数空間において微分方程式を考察し,そのHyers-Ulam及びGerの意味での安定性が成り立つための十分条件を与えた.コンパクトHausdorff空間K上の複素数値連続関数全体をC(K)とする.Kが第一可算であるとき,C(K)からそれ自身への全射Tが条件(由)(T(f)T(g))(X)=(fg)(X)(∀f, g∈C(K))及びT(1)=1をみたせば,Tは等距離同型写像であることがMolnarによって示された.本研究では,Molnarが導入した値域に関する条件(めを次の側面から考察することによりその本質を探ることを目的とし,さらに条件(由)から見たBanach環の構造を解明する.(1) "値域"を"スペクトルの一部分"や"ノルム"に置き換えたとき,同様の結果が得られるか.(2) Tの摂動の安定性はあるか.(3)非可換Banach環に対しても,同様の結果が得られるか.Molnarによってはじめられた乗法的スペクトル保存写像の研究を,より一般の関数環や単位的半単純可換Banach環の場合に拡張した.さらにスペクトルに関する条件を弱め,末梢スペクトルやスペクトル半径を保存する写像に対しても類似の結果が成り立つことを示した.またBanach空間に値をとる微分可能関数や解析関数のなす関数空間において微分方程式を考察し,そのHyers-Ulam及びGerの意味での安定性が成り立つための十分条件を与えた.まずスペクトルを保存する写像に関連して,Molnarが示した結果を一般の単位的可換Banach環A,Bに対しても成り立つことを証明した.このときA,Bは多元環として同型であるこどが分かる.単位元の存在を仮定しないとき,Molnarと同じ設定で問題を考察することはごく自然な発想であるが,このときはAとBは多元環として同型にならないことがあることを,具体的な例を構成することにより証明した.摂動の安定性問題については,これまでに連続微分可能な関数空間の間の1階線形微分作用素がHyers-Ulamの意味で安定性をもつための必要十分条件が得られているが,同様の意味での安定性が成り立つための十分条件を,領域上のBanach空間値解祈関数のなす関数空間の間の1階線形微分作用素に対して与えた.また摂動の安定性に関連して,C(X)の元を係数とするある種の代数方程式の可解性をXの位相構造により特徴付ける結果を得た.このとき,Xの被覆次元が1以下であれば,近似的なn乗根の存在はn次方程式の解の存在を導くことも示した.Karahanjanはn次方程式をさらに一般かした方程式を考察し,その解の存在により関数環の特徴づけを得ているが,同様の方程式の可解性がXの位相構造を決定することを,Xが局所連結あるいは第一可算の場合に示した.これらの諸結果は,しかるべき雑誌に掲載済み,もしくは掲載が決定されているので,詳細については下記の研究発表欄を参照されたい.可換Banach環上の環準同型写像の構造について次の結果を得た.まず可換Banach環の間の環準同型写像が全射であるとき,それは線型部分,共役線型部分さらに不連続部分に分割されることを示し,全射環準同型写像の構造を解明した.この表現により,正則な可換Banach環の環準同型写像による像となる可換Banach環は,自動的に正則であることが得られた.特に円板環などの解析関数の成す環は,正則な可換Banach環の環準同型写像の像とはなりえないことが分かる.さらにコンパクトAbel群上のL^P空間は極大イデアル空間が無限連結集合となる可換Banach環の環準同型写像による像とはならないことも示された.これらはMolnar及びTakahasi and Hatoriの結果の精密化である.摂動とその安定性に関する問題については,開区間上の複素数値関数に対する微分方程式y'(t)=h(t)y(t)がGerの意味で安定性をもつための必要十分条件を関数hの言葉で与えた.さらにy'(t)=h(t)y(t)が安定性をもつとき,安定性に関する定数が定まるが,その定数が最良であることも示した.またHilbert.空間上の自己共役作用素及び正規作用素に対するHyers-Ulam-Rassiasの意味での安定性を考察し,近似的な自己共役作用素及び正規作用素は真の自己共役作用素,正規作用素であることを示した.一方でHyers-Ulamの意味においては,自己共役作用素の安定性が成り立たない例を与え,正規作用素に対しては安定性がないことを証明した.スペクトルを保存する写像の構造について,次の結果を得た.まず関数環の間の二変数単項式のperipheralスペクトル保存写像の形を,その値域が十分な峰関数を含むときに決定した.特に二変数単項式の次数の最大公約数が1であれば,そのような写像はBanach環としての等距離同型写像,つまり荷重合成作用素に拡張されることも示した.さらに単位元の存在を仮定しなくとも,そのような関数環の間のperipheralスペクトル保存写像はBanach空間としての等距離同型写像となることを示した.

これは本研究を発展させたLuttman and Tonevの結果の拡張となっている.もしも,それらの環がある種の近似単位元を有すれば,それらはBanach環として等距離同型であることも示した.一方で近似単位元の存在を仮定しないとき,Banach空間としては同型であるにも関わらず,Banach環としては同型でないような例を具体的に構成した.近年,非可換Banach環上のスペクトル保存写像の研究が活発になされているが,単一の写像ではなく,積のスペクトルを保存する写像の組を考えることにより,これまで独立に研究されてきた対号構造を考慮したスペクトル保存写像の研究を統一的に扱う手法を導入した.この研究論文以降,これまでの研究結果の本質がさらに鮮明になってきている.また摂動の定性の研究においては,乗法的汎関数のHyers-Ulam-Rassiasの意味での安定性を示すとともに,その写像が近似的環準同型写像であれば,それは真の環準同型写像であるか,または近似的零写像であることを示した.さらに積を一般化し,ある種の二項演算に対して同様の超安定性問題を考察し,その十分条件を与えるとともに,安定性に関する最良定数を決定した.乗法的にスペクトルを保存する写像の研究は,これまでσ(S(a)S(b))=σ(ab)を満たす全射Sの特徴づけが行われてきた.一方でσ(S(a)S(b)^*)=σ(ab^*)を満たす全射Sの特徴づけは別の研究として独立に進められてきた.ただし*は複素共役を一般化した概念である対号である.我々はσ(S(a)T(b)=σ(ab)を満たす全射の組(S,T)を考察することにより,これまでの研究を統一的に扱うことに成功した.より正確には,単位的半単純可換Banach環A,Bの間の全射の組S,Tに対してが成り立てば,S=Tであり,さらにSは実多元環としてめ同形写像であることを示した.ここでr(・)はスペクトル半径を表す;σ(S(a)S(b))=σ(ab)ならばσS(a)S(b)-1)=σ(ab-1)であり,このことよりr(S(a)S(b)-1)=r(ab-1)であるから,我々のスペクトル半径に関する仮定は既存の条件よりも弱いものである.その後スペクトルの代わりにスペクトル半径を保存する全射の研究が盛んになされるようになった.我々はスペクトル半径のもとでは加法的な写像は,本質的に実多元環としての同形写像であることを示した.この結果は,Rao,Tonev and Toneva及びTonev and Yatesの定理の拡張となっている.摂動の安定性に関する研究では,二項演算について閉じている抽象的な集合の間の写像を考察し,Banachの不動点定理を用いることにより安定性問題に対する十分条件を与えた.またBanach環の単位元の添加に関して得られたArhippainen and Mullerのノルムに関する評価を詳細に調べることにより,等号成立条件を与えた.
記憶想起信号を生成するニューロン回路モデルのサル大脳側頭葉における実験的検証

本研究では記憶想起の生理学的機構を明らかにすることを目的として、霊長類(マカクサル)を用い、対連合記憶課題遂行中の動物からの電気生理記録実験を行なってきた。本研究の最大の特色は、記憶想起信号の生成機構としてとくに大脳の皮質垂直方向(層間)でいかなる情報伝達が行われているかという点に注目したことである。このアプローチによる局所神経回路の探索は、主にデータ取得における技術的な困難のためこれまで大脳皮質連合野においては論文報告がほぼ皆無であった。それゆえ本プロジェクトは先取的研究として高い意義を有する。上記の課題に取り組むため、過去二年間我々は大脳皮質の異なる層から同時に電気信号を記録できる多点電極の開発、in vivoイメージング(MRI)及び組織学的方法による大脳皮質への電極刺入角度の垂直性チェック、層間での信号伝播の解析法の調査を行ない、これらを基盤として課題遂行中の動物からのデータ収集を進めてきた。プロジェクトの総決算にあたる本年度は、1頭目のサルの電気生理学的計測および組織学的検索を終え、また2頭目についても電気生理学的測定を終了することができた。目下電気生理学的計測および組織学的検索により得られたデータの解析を行なっており、近日中に論文としてとりまとめ、海外専門誌へ投稿する予定である。まず、マカクサル2頭を被験者として対連合記憶課題のトレーニングを開始した。1頭目のサルのトレーニング作業と並行して、マカクサルの大脳・下部側頭葉からテトロード電極を用いて複数ユニットの同時記録を行なうためのデータ記録システムを立ち上げた。さらに、同時記録した複数ユニットの合成波形から単一ユニットにソーティングするための解析システムを立ち上げた。これらの作業の後、対連合記憶課題をすでに学習している1頭目のサルを用いてシングルユニット記録を開始し、次いでテトロードによる複数ユニットの同時記録を行なった。テトロード記録により得られたデータを、先に掌ち上げたスパイクソーティングシステムにより解析し、ソーティングのパフォーマンスが最適化されるようにパラメータを入念に検討した。現在、1頭目のサルを用いて電気生理実験を行なうかたわら、2頭目のサルのトレーニングを続行している。2頭目のサルについては、固視タスクおよび固視条件下での対連合記憶課題を学習させ次叢、シングルユニット記録を開始する予定である。本研究では記憶想起の生理学的機構を明らかにすることを目的として、霊長類(マカクサル)を用い、対連合記憶課題遂行中の動物からの電気生理記録実験を行なっている。本研究の特色は、従来の単一ニューロンのスパイク発火活動の解析を行なうのではなく、ユニット間のスパイク発火の相関やフィールド信号とスパイク発火との相関に解析の主眼を置くところにある。平成19年度は、上記目的を達するためにこれまでに立ち上げてきたデータ収録システムおよびデータ解析システムを用い、サルからのデータ記録を開始した。具体的な進捗状況は以下の通りである。1頭目のサルについては、左半球からの電気生理記録を完了した。その後右半球に電気生理記録用チェンバーを設置し直し、左半球と同様側頭葉皮質からシングルユニット記録を行なうことで対連合記憶刺激に反応するニューロンのクラスタ領域を同定した。目下、このクラスタ領域から集中的にスパイク信号およびフィールド信号の記録を行なっている。2頭目のサルについては、固視条件下での対連合記憶課題のトレーニングが完了し、現在シングルユニット記録により側頭葉皮質のマッピングを行なっている。対連合記憶刺激に反応するニューロンのクラスタ領域を同定した後、2頭目と同様にクラスタ領域からの電気生理記録を開始する。本年度は、これら2頭のサルからのデータ収録および解析を完了し次第、海外専門誌への論文投稿を行なう予定である。
投擲運動の学習プロセスの解明

約4万5千年前から3万5千年前までの間に、旧人ネアンデルタールに取って替わり新人サピエンスがヨーロッパに拡散するという交替劇がおこった。本研究では、ネアンデルタールとサピエンスとの間にある差異の中で、狩猟具の一種である飛び道具(手投げの槍、投槍器、弓矢など)とその投擲能力(投擲の威力、飛距離、精度)の違いを明らかにすることによって、交替劇について考察することを目的とした。平成24年度の研究内容は下記のとおりである。(1)国立民族学博物館に所蔵されているアボリジニの槍および投槍器の標本資料を調査し、運動実験において使用予定の槍と投槍器のレプリカ製作のための情報を収集した。調査した投槍器のタイプはleaf型とlath型であった。(2)投槍器をもちいた槍投げにかんする投擲実験および生体力学的分析を実施し、実際に投槍器をつかう人の身体運動を調べた。実験参加者は利き手に槍と投槍器をもち、8 m先におかれた標的をねらって、3種類の投擲課題をおこなった。投擲動作はビデオ撮影し、運動学的に分析した。次の成果が得られた。(i)投槍器を使用すると投擲精度を損なうことなく、高いリリース速度で槍を投射できることが明らかとなった。(ii)投槍器の仕組みは円運動として理解できることが示唆された。(iii)投槍器による槍投げの経験がほとんど無い実験参加者でも短時間で投槍器をつかえるようになったことから、投槍器の習得は容易であることが明らかとなった。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、現在の人類と同じく過去の人類にとっても重要であったと推測される全身動作として投擲運動をとりあげて、とくに槍をもちいた投擲運動の学習・熟練プロセスの解明を目的として計画した。さらに、研究の進展にともなって、ネアンデルタールとサピエンスとの投擲をともなう狩猟技術の違いを調べることも目的にふくめることとした。2011年度の到達目標は、これらの研究目的のために有効な実験デザインを確立することであった。研究内容は文献調査と運動実験の2種類に大別される。(1)文献調査。第一に、シェーニンゲンの木槍の写真図版、実測図、寸法・素材などにかんする記載のある文献を集めた。第二に、手投げの槍投槍器、弓矢といった考古学の対象ともなりうる投擲タイプの狩猟具について、その有効射程を民族学的な知見をもとに検討している文献を調べた。(2)運動実験。槍投げ未経験者を対象とした予備的な動作解析をおこなった。この予備的分析の第一の目的は、槍投げが未経験者にとってどのていど困難なものなのかを理解することであった。この他にも、集中して分析するべき身体部位の探索や投擲運動の動作解析への使用に適した撮影機材の検討も目的とした。実験に参加した1名の対象者は10回の試技中1回も10メートルの先のターゲットに槍を命中させられなかった。この予備的分析から、槍投げは槍の飛行軌跡の制御とターゲットへの貫通に有効な槍の姿勢角の制御を同時に求めちれる未経験者にとって困難な運動課題であることがわかった。槍をターゲットに命中させることには直接結びつかなかったものの、対象者は10回という短い試技の間に手首の角度や槍のグリップを試行錯誤しており、今後は手の細かい動きにスポットをあてた計測と分析を実施するのも有意義と思われた。次の成果が得られた。2011年度のはじめに設定した1年間の到達目標は達成できた。本研究は科学研究費補助金・新学術領域研究

「ネアンデルタールとサピエンス交替劇の真相:学習能力の進化に基づく実証的研究」の公募研究である。この交替劇プロジェクトが取りくむ「ネアンデルタールとサピエンスの交替劇」「学習」という2つの大きなテーマのうち、本研究課題は「学習」に注目して研究を進めてきたが、「交替劇」への寄与を意識した計画も加えたほうが、より意義ある研究になるとのアドバイスをもらった。今後は、サピエンス以外の人類の時代には発見されていない投槍器について、動作解析をおもな研究手法として引き続き採用するとともに、民族資料標本の検討を合わせておこないたい。
当事者視点と社会モデルを踏まえた自閉スペクトラム症研究プラットフォームの実現

障害研究に当事者視点をもたらすことで、多数派に近づけようとする医学モデルから、障害を多様性の一種や個性とみなし、インクルーシブな社会を目指す社会モデルへのパラダイムシフトが起きて久しいが、自閉スペクトラム症(ASD)研究の領域では、当事者視点と社会モデルの導入は未だ立ち遅れている。本研究ではA.当事者研究講習プログラムのパッケージと当事者研究の検索システムEPISODEBANKの構築、B.学術研究紹介ビデオの作成とASD研究者のコメントの分析、C.日英文化間比較ASD研究のスタートアップの3つを通じて、ASD基礎研究に当事者が参画し、個性が包摂される社会を実現することを目指す。
造血器腫瘍におけるオートタキシンの診断マーカーとしての意義

リゾホスファチジン酸(LPA)は、細胞増殖、細胞運動性の亢進など多彩な作用を有するユニークな生理活性脂質である。オートタキシン(ATX)はLPAの産生を触媒する酵素である。以前の我々の研究では、濾胞性リンパ腫患者で血清ATX抗原量が高値であった。本研究の目的は、ATXの診断マーカーとしての意義を見出すことである。本研究では、造血器腫瘍患者および健常者の末梢血を対象に、フローサイトメトリーを用いてATXの発現を比較した。数種類の抗体を用いて測定を行ったが、反応性が異なり、一定の傾向を見出すことが困難であった。ウェスタンブロットなど、他の手法でも解析を行う必要があると考えられた。造血器腫瘍におけるオートタキシン(ATX)の診断マーカーとしての意義を見出すことを目的として、以下の検討を行っている。1)悪性リンパ腫疑い患者を対象とした血清ATX測定(前向き研究):血清ATX測定に関する研究倫理申請を現在準備中である。今後準備が整い次第、前向き研究としての測定を開始する。2)フローサイトメトリーによるATXの測定:造血器腫瘍患者の残検体を対象として、フローサイトメトリーによるATX発現の解析を行っている。現時点では少数例の解析であり、一定の傾向が見出せていない。今後解析を継続し、症例数を増やす予定である。※その他:リゾリン脂質関連物質として、スフィンゴシン1-リン酸(S1P)受容体であるS1P1の発現の解析も並行して行っている。今までの検討で、S1P1の発現は血球の種類によって異なることが明らかとなっている。S1P1の発現に関して、他のメーカーの抗体でも同様の所見が得られるかどうか、検討中である。1)悪性リンパ腫患者を対象とした血清ATXの測定に関しては、研究倫理申請の承認が得られていないため、測定が開始できていない。早急に倫理申請の手続きを進める。2)フローサイトメトリーによるATXおよびS1P1の発現に関しては、ヒト検体のデータ(既報)がほとんどないため、陽性/陰性の判定が困難であり、測定条件の設定に時間を要している。リゾホスファチジン酸(LPA)は、細胞増殖、細胞運動性の亢進など多彩な作用を有するユニークな生理活性脂質であり、様々な悪性腫瘍との関連が示唆されている。本研究の目的は、LPA産生酵素であるオートタキシン(ATX)の診断マーカーとしての意義を見出すことである。血清ATXが高値となる機序を明らかにすべく、本研究では、造血器腫瘍患者の残検体(末梢血)を対象に測定を行った。フローサイトメトリーを用いて、リンパ腫患者と健常者を対象に、ATXの発現を比較した。細胞株を陽性コントロールに使用することを検討したが、末梢血と測定条件が異なるため、評価困難であった。フローサイトメトリーだけでなく、ウェスタンブロットなど、他の手法でも解析を行う必要があると考えられた。1)悪性リンパ腫患者を対象とした血清ATXの測定に関しては、研究倫理申請の手続きを早急に行い、測定を開始したい。2)フローサイトメトリーによるATXおよびS1P1の発現に関しては、測定条件の検討を十分に行うとともに、症例数を増やし、診断マーカーとしての評価を行いたい。病態検査学試薬等の購入費が当初の想定を下回ったため、次年度使用額が生じた。今年度分も含めて、次年度は試薬等の購入に用いるとともに、研究計画をより推進したい。
中堅看護師のキャリア・アンカーとメンタリングに関する実証的研究

本研究は、「メンタリングはキャリア・アンカーの自覚、および職務内容との適合に寄与する」という仮説を検証することを目的に実施した。全国の総合病院に勤務する看護経験年数5年以上の看護師1232人のデータを分析の対象とした。キャリア・アンカーの自覚に関し、最重要メンターから好影響を受けた者は7割近く、職務内容との適合に関しては、5割超であった。以上から、「メンタリングはキャリア・アンカーの自覚、および職務内容との適合に寄与する」という仮説は概ぬ支持された。中堅看護師のキャリア・アンカーとメンタリングの関連について、2008年に一公立大学附属病院に勤務する、看護経験年数5年以上の看護師183名を対象として行った質問紙調査(プレテスト)の結果をふまえ、同様の質問紙調査を全国の総合病院に勤務する看護経験年数514年の看護師を対象に実施した。調査対象病院の選定には層別抽出法を用いた。全国の総合病院、ならびに総合病院に相当する診療科数を備えている病院を、北海道、東北、北関東、首都圏、甲信越、北陸、東海、近畿、山陰・山陽、四国、九州・沖縄の計11地域から、500床以上、500床未満に分類しながら、計22のグループに分けて抽出した。調査協力依頼は看護管理者宛に文書で行い、調査協力の可否と、調査票の配布可能部数を記載した用紙の返送を依頼した。配布可能部数が1グループ中200に達した時点で、調査協力依頼を打ち切った。その結果、調査協力を依頼した病院数は全国で326、そのうち、協力が可能な病院は96であり、配布した質問調査票は3616となった。質問調査票の配布は各病院の看護管理者に依頼したが、返送は対象者個々に依頼した。平成21年911月に質問調査票を郵送し、質問調査票の留め置き期間は約1ヵ月とした。今後、統計解析パッケージソフトSPSSを用い、上記の22グループに分けてデータ入力を行っていく。そして、仮説1「メンタリングはキャリア・アンカーの形成に寄与する」、仮説2「メンタリングはキャリア・アンカーと実際の職務との適合に寄与する」について、病院の規模や地域による比較検討を通して検証を行っていく予定である。中堅看護師のキャリア・アンカーとメンタリングの関連について、全国の総合病院に勤務する看護経験年数514年の看護師を対象に質問紙調査を実施した。回収された質問調査票の数は1509であった。エディティングの結果、無効であった177部を除き、500床以上は計738、500床未満は計594のデータが分析可能であると判断した。分析可能なデータはMicrosoft Office Excel 2003に入力した。入力の際は研究者が独自にコーディングマニュアルを作成し、それに沿ってアルバイト2名が入力、ならびに確認作業を行った。今後、統計解析パッケージソフトSPSSにデータを移し、分析を進めていく。本研究は、次の2つの仮説を検証することを目的として実施した。(1)メンタリングはキャリア・アンカーの自覚に寄与する。(2)メンタリングはキャリア・アンカーと実際の職務との適合に寄与する。データ整理の結果、対象者3616人中、有効回答が得られた1232人のデータを分析の対象とした。有効回答率は34.1%であった。現在、自身のキャリア・アンカーを自覚している者は31.3%、なんとなく自覚している者は49.3%であり、この両者で約80%を占める結果となった。キャリア・アンカーを自覚し始めた時期は看護経験年数5年目以降が約70%を占めていたことから、キャリア・アンカーは5-10年の仕事経験で知覚されるという定説が、看護界においてもほぼあてはまることが明らかになった。キャリア・アンカーの自覚に最重要メンターが与えた影響は、「好影響」が24.1%、「やや好影響」が43.1%であり、両者で70%近くに上った。「やや悪影響」や「悪影響」と回答した者はごく少数であったものの、「影響なし」が31.3%を占めていた。

キャリア・アンカーと職務内容との適合の程度は、「全く適合している」が6.0%、「どちらかというと適合している」が60.8%であり、この項目もポジティブな回答である両者で70%近くに上った。キャリア・アンカーと職務内容との適合に最重要メンターが与えた影響は、「好影響」が16.5%、「やや好影響」が38.3%であり、両者で50%超にとどまった。「やや悪影響」、あるいは「悪影響」と回答した者は、自覚への影響と同様にごく少数であったが、「影響なし」と回答した者は43.4%に上った。以上から、「メンタリングはキャリア・アンカーの自覚、および職務内容との適合に寄与する」という仮説は概ね支持されたものの、最重要メンターは、キャリア・アンカーと職務内容の適合に対してよりも、対象者がキャリア・アンカーを自覚できるようにメンタリング機能を発揮していることが示唆された。
非翻訳領域リピート伸長脊髄小脳失調症のリピート不安定機構とＲＮＡ解析

脊髄小脳失調症10型(SCA10)の原因遺伝子変異は22q13.3上のATXN10イントロン9に存在するATTCT 5塩基リピートの不安定異常伸長である。RNAレベルで伸長AUUCUリピートがSCA10分子病態に寄与していると考えられており、AUUCU凝集体の核内局在は、傍核小体に認めた。また、伸長AUUCUリピート結合タンパクの検索を行い、4種の核タンパクを同定した。これらのタンパクはいずれもAUUCU凝集体と共局在していた。その中の1つであるPTBP1においては、スプライシング因子としての機能障害を生じていた。更に、SCA10剖検脳組織を用いて、これらの分子病態を確認した。脊髄小脳失調症36型(SCA36)の原因遺伝子変異は、nucleolar protein 56 (NOP56)遺伝子イントロン1に存在する非翻訳領域GGCCTGリピート伸長である(Kobayashi H, Abe K, Matsuura T, et al. Am J Hum Genet 2011))。患者リンパ芽球を用いて、RNA-FISHで核内GGCCUGRNA凝集物(RNA foci)検出に成功した。その核内局在を明らかにするため、免疫蛍光法(IF)を組み合わせたFISH-IF法で、核膜(抗Lamin B1抗体)、核小体(抗nucleolin抗体)、PML小体(抗PML抗体)、Cajal小体(抗Coilin抗体)、スプライシングスペックル(抗SC35抗体)等との共局在をFISH-IFにより共焦点レーザー顕微鏡で観察した。GGCCUGRNA fociの局在は、スプライシングスペックルと一致していた。また、ゲルシフトアッセイ法によりGGCCUG結合タンパクとしてSRSF2というRNA結合タンパクが同定された。また、GGCCTG伸長変異の19bp下流にあるmiR1292発現が減少しており、FISH法でmiR1292がGGCCUG RNA fociに取り込まれているためと判明した。同じく非翻訳領域リピート伸長病であるSCA10、筋強直性ジストロフィー1型・2型(DM1・DM2)のリンパ芽球を用いて同様に比較解析したところ、それぞれのRNA fociの核内局在とRNA結合タンパクはそれぞれ異なり、分子病態メカニズムも異なることが示唆された。脊髄小脳失調症10型(spinocerebellar ataxia type 10: SCA10)の原因遺伝子変異は22q13.3上のATXN10イントロン9に存在するATTCT 5塩基リピートの不安定異常伸長である(2804500リピート)。筋強直性ジストロフィーで明らかにされたように、RNAレベルで伸長AUUCUリピートがSCA10分子病態に寄与しているものと考えられており、SCA10患者由来リンパ芽球のAUUCU核内凝集体の存在は既に示されている。本研究では、AUUCU凝集体の核内局在について解析を加え、傍核小体との共局在を認めた。また、伸長AUUCUリピート結合タンパクの検索を行い、AUUCU-プルダウン法と質量分析法で、4種の核タンパクを同定した。これらのタンパクはいずれもAUUCU凝集体との共局在を認めた。その中の1つであるPTBP1タンパクにおいて、PTBP1がスプライシング調節している遺伝子のスプライシング異常が生じており、そのタンパクの発現が著明に上昇していた。更にSCA10剖検神経組織(Xia G, et al. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2013)においても、核内AUUCU凝集体を認め、AUUCU PTBP1との共局在を確認し、PTBP1機能不全による異常スプライシングを、神経組織に確認した。これらのデータは、SCA10のRNA神経変性メカニズムを示すものである。平成26年7月RNA解析に卓越した研究協力者が急遽退職となり、プロジェクトを推進できなくなった。このため、年度内完了が困難となった。

これらのデータは、SCA10のRNA神経変性メカニズムを示すものである。脊髄小脳失調症10型(SCA10)の原因遺伝子変異は22q13.3上のATXN10イントロン9に存在するATTCT 5塩基リピートの不安定異常伸長である。RNAレベルで伸長AUUCUリピートがSCA10分子病態に寄与していると考えられており、AUUCU凝集体の核内局在は、傍核小体に認めた。また、伸長AUUCUリピート結合タンパクの検索を行い、4種の核タンパクを同定した。これらのタンパクはいずれもAUUCU凝集体と共局在していた。その中の1つであるPTBP1においては、スプライシング因子としての機能障害を生じていた。更に、SCA10剖検脳組織を用いて、これらの分子病態を確認した。新たな研究協力者を採用し、研究を再開し、成果のとりまとめを急ぐ。27年度が最終年度であるため、記入しない。遺伝性神経筋疾患の分子病態機構解明リピート不安定性とRNA病態解析ツールの確立に時間を要し、本来の対象疾患である脊髄小脳失調症まで解析が進まなかった。平成26年7月RNA解析に卓越した研究協力者が急遽退職となり、プロジェクトを推進できなくなった。このため、年度内完了が困難となった。新たな研究協力者を採用し、実験データ解析を施行する。研究計画書に則り研究を進める方針に変わりないが、同種遺伝子変異による筋強直性ジストロフィー1型・2型(DM1・DM2)を疾病コントロールとして新たに追加して、更に解析を推進させる。リピート不安定性とRNA病態解析ツールの確立に時間を要し、本来の対象疾患である脊髄小脳失調症まで解析が進まなかった。本来の研究課題である非翻訳領域リピート伸長脊髄小脳失調症のDNAリピート不安定性と、組織サンプルを用いたRNA病態解析を行う。引き続きSCA10, SCA31, FXTASの解析にも着手し、比較解析も同時に進める。
カーボンナノチューブ/化合物半導体複合単一電子デバイスの開発

本研究の目的は,カーボンナノチューブ(CNT)量子ドットをGaAs/AlGaAs2次元電子ガス基板上に作製することによって,半導体基板の機能性と,CNTによって作製される良質な量子ドットの特性の両方を生かした複合デバイスを開発することである。本研究において昨年度,2次元電子ガスを量子ドットの静電ポテンシャルを変化させるゲート電極として用いることによる,化合物半導体基板上でのCNT量子ドットの単電子トランジスタ動作に初めて成功した。今年度は引き続き,GaAs/AlGaAs 2次元電子ガス基板上に作製されたCNT量子ドットにおける,サイドゲート制御を試み,量子ドットへの表面ゲート電圧効果が2次元電子ガスを介したメカニズムをもつことを明らかにした。これは,半導体HEMTデバイスとCNTデバイスの複合デバイス実現のための第1歩であり,量子ドット間の静電結合を外部電圧によって制御することによって将来のCNT量子ドットを用いた電荷量子ビットや,量子ドットセルオートマトン等への可能性を示すものである。そして,並行してカーボンナノチューブ単一量子ドット単体での詳細な物性研究も引き続き行い,量子ドット中のスピン状態を反映したコトンネリング伝導の観測とそのメカニズムの解明に成功した。これらの結果は,CNT量子ドット素子中の単一電子スピン状態を利用した量子情報処理デバイス実現の可能性を示すものである。本研究の目的は,カーボンナノチューブ(CNT)量子ドットをGaAs/AlGaAs2次元電子ガス基板上に作製することによって,2次元電子ガスの機能性と,CNTによって作製される良質な量子ドットの特性の両方を生かした複合デバイスを開発することであった。その結果,本研究において,GaAs/AlGaAs2次元電子ガス基板上にCNT量子ドット素子を作製することに成功し,2次元電子ガスを,量子ドットの静電ポテンシャルを変化させるゲート電極として用いることによる,CNT量子ドットの単電子トランジスタ動作に成功した。この結果は2次元電子ガスの系であるHEMTデバイスとナノチューブデバイスの複合デバイス実現のための第1歩であり,基板材料の機能性を組み合わせた複合デバイス化によって,ナノチューブデバイスの機能は格段に広がることが期待できる。また素子に磁場を印加することによって2次元電子ガス上に量子ホール状態を形成し,容量的に結合したCNT量子ドットによってプローブすることができた。そして,並行してカーボンナノチューブ単一量子ドット単体での詳細な物性研究も行い,量子ドット中の全電子スピン状態の決定,およびパルス励起電流測定システムを従来の測定システムに組み込むことよって単一電子スピンの緩和時間の測定にも成功した。極低温での単一電子輸送特性とその磁場依存性から,量子ドットを流れる電流によって電子スピン状態を決定,そしてパルス励起電流によるゼーマン分裂の観測に成功し、単一電子スピンの緩和時間が1マイクロ秒以上あることを実験的に示した。
リン酸化プルランを用いたパスツール処理骨モデルにおける骨形成能の検討

(1)ラットパスツール処理骨モデルの作製(方法)9週齢のWistarラットを用い,全身麻酔下に大腿骨骨幹部を切除し,切除した骨を恒温槽の中でパスツール処理(60度30分間)を行った。パスツール処理後の大腿骨を切除部に環納し,1.1mmのKirschner鋼線を大腿骨遠位部から逆行性に刺入し用いて内固定を行った。パスツール処理骨モデルは,まず下記の3群を作製した(n=10)。a:骨切除のみでパスツール処理を行わなかった群b:パスツール処理のみを行った群(2)ラットパスツール処理骨モデルの評価X線学的評価ラットの経時的なmicro CT撮影では,骨切除のみの群では全頭で経時的に骨癒合を認め,骨切り部周囲での骨形成は良好であった。パスツール処理骨モデルでは2頭に偽関節をみとめた。その他の8頭ではパスツール骨の骨吸収を認めたが,処理骨の頭尾側の健常骨からの化骨が処理骨をまたいで架橋し骨切り部は安定していた。当初,パスツール骨は吸収され偽関節が高頻度で生じると予想したが,これまでの結果では骨吸収は認めたものの偽関節を認めたものは少なかった。これは処理骨の作成の際に骨切除長が短かったために,頭尾側からの仮骨形成により骨癒合したためと考えられた。現在,骨切除長を延長したモデルを作成し再検討中である。