hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代シークエンサーを用いた膵液網羅的遺伝子解析によるIPMN良悪性診断法の開発

膵管内乳頭粘液性腫瘍(IPMN)は膵癌の前癌病変あるいは危険因子と認識され、IPMNの悪性度予測や併存膵癌の早期診断は、予後不良な膵癌の克服には重要である。本研究では最新の遺伝子解析機器である次世代シークエンスにより切除組織を解析し、悪性IPMNを決める遺伝子異常としてTP53変異やSMAD4遺伝子の欠失を同定した。これらの結果は従来の研究からも予測されていることであるが、本研究ではさらに、これらの遺伝子異常が切除組織からのみではなく、術前に採取可能な膵液からの検出を試み成功した。今後はこの研究をさらに発展させ、膵液のみならず完全に採取可能な血液での診断を目指していくこととなる。IPMNは膵癌の前癌病変あるいは危険因子として近年認識されている。このIPMNの良悪性診断はCTや超音波検査など画像診断を中心に行われているが、いまだ十分な正診率には至っておらず精度の高い良悪性診断法の開発が重要である。一方、多数の遺伝子領域を同時並列的にシークエンスする革新的な次世代シークエンサーを用いた研究は近年全世界で活発に行われている。以前は困難であった複数領域の遺伝子配列の決定が短時間かつ高感度に施行することが可能となり、腫瘍以外の成分が混じる微量な臨床検体においても腫瘍由来の遺伝子変異を検出することが可能となり、またこのような技術を用いて、膵癌やIPMNについても既に網羅的なExome解析が報告され、膵癌ではすでに知られているKRAS, TP53, p16, SMAD4が主要な変異であることが報告され(Jones et al, 2008)、IPMNにおいてはKRAS, GNAS, RNF43, APCなどの変異が存在することが報告された(Wu et al, 2012)。しかしながら、これらの遺伝子変異の臨床的意義解明、あるいは良悪性診断や治療効果予測などの臨床応用は今後の課題である。本研究では次世代シークエンサーの技術を用い、悪性IPMNに特異的な遺伝子マーカーを同定し、膵液などの臨床検体による悪性マーカーの検出法を確立することを目標とし研究を開始した。まずはIPMNの切除組織51例から腫瘍部と非腫瘍部をレーザーキャプチャーマイクロダイゼクションで正確に切り抜き、報告された遺伝子を含む癌関連52遺伝子の変異を次世代シークエンサーで解析したところ、変異頻度はKRASやGNAS遺伝子で多く見られたが、悪性症例では有意にTP53とRNF43変異が多く認められた。この知見をもって膵液で検出可能かどうかを現在検討中である。切除組織による次世代シークエンサー解析はほぼ終了し、悪性IPMNの遺伝子マーカーが同定されつつあり、順調に計画は遂行されていると考える。ただし、ホルマリン固定パラフィン包埋検体という遺伝子解析にはやや不利な材料を用いてシークエンスしているため、シークエンスエラーあるいは組織固定法による人工的な変異が加わり、得られた遺伝子変異の解釈を慎重にしなければならない。DNA抽出法や解析時の種々のパラメーターによるふるい分けでこれらの問題解決を目指している。以前は困難であった複数領域の遺伝子配列の決定が短時間かつ高感度に施行することが可能となり、腫瘍以外の成分が混じる微量な臨床検体においても腫瘍由来の遺伝子変異を検出することが可能となった。まずはIPMNの切除組織51例から腫瘍部と非腫瘍部をレーザーキャプチャーマイクロダイゼクションで正確に切り抜き、報告された遺伝子を含む癌関連52遺伝子の変異を次世代シークエンサーで解析した。変異頻度はKRASやGNAS遺伝子で多く見られたが、悪性症例ではTP53が多く認められた。Copy numbervariation(CNV)も解析するとさらにSMAD4のLossが有意な因子として認められた。この結果を用いて術前にIPMNの良悪性診断をすることが可能かを膵液の遺伝子解析を試みたが、膵液ではCNV解析は困難で、TP53の変異検出を試みたが、悪性IPMNで切除組織からTP53変異が検出された5症例のうち4症例から、膵液でのTP53変異の検出に成功した。今後、症例数を増やして検討するとともに、膵液のみならず血液検体などから同様な解析が可能かを検討中である。切除組織による次世代シークエンサー解析は終了し、悪性IPMNの遺伝子マーカーとしてTP53変異とSMAD4 lossが同定された。さらに、膵液での解析も終了し論文作成中である。IPMNの切除組織50例および術前のERCPで採取可能であった膵液19検体を対象とした。

切除組織よりレーザーキャプチャーマイクロダイゼクションで精密に腫瘍部と非腫瘍部を切り抜き、抽出したDNAを用いてKRAS, GNAS, TP53, RNF43を含む51遺伝子について変異とCopy number異常について検討した。検討1としては悪性IPMNで見られる遺伝子マーカーを同定し、免疫染色での確認を行った。検討2としては得られた悪性IPMNマーカーの膵液での検出を試みた。その結果、切除組織の検討からは癌関連51遺伝子のうちKRAS (88%), GNAS (76%), SMAD4 (52%) RNF43 (42%), TP53 (38%)をはじめとする異常が検出された。切除組織から検出された遺伝子異常のうち、悪性IPMNと関連していたのはTP53 (p<0.01), SMAD4 (p=0.01)の二つであり、免疫染色の結果との一致率はTP53 (p53)で84%, SMAD4 (Smad4)は72%であった。次に膵液の検討ではCopy number異常が主となるSMAD4遺伝子異常の検出は困難であり、変異を主体とするTP53異常の検出が可能であった。膵液19検体のうち悪性IPMNは9例で、うち切除組織でTP53変異を認めた5例中4例で膵液での遺伝子異常の検出が可能であった。切除組織の遺伝子解析から、TP53およびSMAD4の遺伝子異常が悪性IPMNと関連していた。膵液で検出可能な遺伝子マーカーは変異を主体とするTP53遺伝子異常であり、術前のIPMN良悪性診断に寄与すると考えられた。膵管内乳頭粘液性腫瘍(IPMN)は膵癌の前癌病変あるいは危険因子と認識され、IPMNの悪性度予測や併存膵癌の早期診断は、予後不良な膵癌の克服には重要である。本研究では最新の遺伝子解析機器である次世代シークエンスにより切除組織を解析し、悪性IPMNを決める遺伝子異常としてTP53変異やSMAD4遺伝子の欠失を同定した。これらの結果は従来の研究からも予測されていることであるが、本研究ではさらに、これらの遺伝子異常が切除組織からのみではなく、術前に採取可能な膵液からの検出を試み成功した。今後はこの研究をさらに発展させ、膵液のみならず完全に採取可能な血液での診断を目指していくこととなる。切除組織による悪性遺伝子マーカーが同定されつつあり、この結果を利用した膵液による良悪性診断法の開発を行う。まずは切除組織で得られた遺伝子変異が膵液でどの程度検出可能かを評価し、次に膵液による悪性マーカーの検出能を評価する予定。症例数を増やした解析を計画するとともに、膵液のみならず血液検体などでの解析も検討中である。また、膵液で解析した方法を論文作成中である。胆道・膵臓
シナプス学習が導く興奮抑制均衡と情報処理機能

神経回路を計算機上に実装した。開発はMac上のFreeBSD環境で行い、開発言語にはC言語を用いた。ニューロンモデルには計算コストと再現できる発火パターンの多様性を考え、Izhikevichニューロンモデルを用いた。このモデルは2次の2変数連立微分方程式で記述されるニューロンモデルである。計算コストのさらなる低減を狙いとして、数値計算にはIzhikevichモデルを適応刻み幅制御によって離散化したものを用いた。入力パターンは時空間に構造を持ったものを用い、ポアソン過程によってランダムに生成したものを入力パターンとした。これを繰り返し神経回路に入力することによって入力パターンを学習させている。STDP学習則にはGutigらが関数化したSTDP学習則を用いテイル(Gutig et al., Journal of Neuroscience, 2003)。これはSTDP学習のadditive-ruleとmultiplicative-ruleの両方を1つのパラメータで実現できる利点がある。STDPを引き起こす発火のペアの選択にはnearest neighbor法を用いた。ネットワーク構造はランダム結合とし、結合確率は興奮性ニューロン、抑制性ニューロンに依らず0.2としている。すなわち1つのニューロンが他の2000個のニューロンとシナプス結合を構成している。研究計画では平成30年度に神経回路の実装を計画していた。研究室が保持しているライブラリを利用してMac上に実装できた。また、抑制性ニューロン-興奮性ニューロンのシナプスにSTDP学習を適用ことが本研究の一つのターゲットであり、抑制-抑制結合もシナプス結合とし、STDP学習の対象としている。STDP学習が適用されるシナプス結合は次の4パターンがある:(1)興奮-興奮、(2)興奮-抑制、(3)抑制-興奮、(4)抑制-抑制。この4つのパターンの組み合わせを網羅するため、$2^4=16$通りのシミュレーションを行い始めることもできた。複数の中央演算装置を有する高性能数値計算機を用いて、これらのシミュレーションをパラレルに実行し、計算時間の短縮を図っている。研究計画に従い研究を進めることができているため、概ね順調に進展していると判断した。平成31年度は、「ノイズの混入した入力を神経ネットワークに学習させ、変換能の向上・低下の機能解析を行う」を行う。本研究課題に先行する申請者らの研究によって、興奮性ニューロン-興奮性ニューロン結合にSTDP学習則を持つ神経ネットワークは、ノイズの含まれない入力パターンを学習する場合に比べて、若干のノイズが含まれた入力パターンを学習した場合のほうが学習性能が向上することが示されている。この背後に存在するメカニズムを明らかにするために、シナプス荷重の時間変化を1シナプス単位で追跡する解析方法を開発する。また、機械学習の分野ではモデルのパラメータをデータに調整し過ぎることで汎化能力が低下する「入力に対するモデルの過学習」が知られている。上記の現象もこれに準じたメカニズムにより生じていることが考えられるため、その観点からも調査する。

この背後に存在するメカニズムを明らかにするために、シナプス荷重の時間変化を1シナプス単位で追跡する解析方法を開発する。また、機械学習の分野ではモデルのパラメータをデータに調整し過ぎることで汎化能力が低下する「入力に対するモデルの過学習」が知られている。上記の現象もこれに準じたメカニズムにより生じていることが考えられるため、その観点からも調査する。高性能計算機を購入する予定であったが、大規模計算の開始が始まらなかった、翌年度使用額とした。平成31年度の使用計画に加える形で、高性能計算機を購入する予定である。
外食企業のグローバルダイナミズムの研究－食文化論を超えて－

外食企業の海外進出については、一般にメニューや味を進出先の食文化にいかに適合させるかに関心が集まる傾向が見られる。しかし、本研究では、海外進出の成否はむしろ現地で効率的なオペレーションシステムを構築できるかどうかが鍵を握ることが明らかとなった。オペレーションシステムとは、すなわち食材調達、店舗開発、人材育成の3つをさす。それらを各企業が単独で構築することは困難を極めるが、近年では、それらのシステム構築を支援する多様な日系企業が海外進出を進めているため、中小の外食企業であっても比較的容易に海外進出が可能となっている。このことが、外食グローバル化を促進させる要因となっていることも明らかとなった。今年度は、1日系外食企業の海外進出と2日本食品の流通の2つの実態調査を研究の柱とした。1については、日本国内(本社)および台北、ジャカルタ、バンコク、シンガポールの現地法人で調査を行ったが、現地の日系外食企業のみならず、現地で日系外食企業の誘致(フランチャイジー)を行う企業関係者や、現地の日系外食企業に食材を供給する企業の関係者からも幅広くヒヤリングを行った。その結果、日系外食企業が海外進出を行うダイナミズムの概要が明らかとなった。2については、欧州(とくにイタリア)とアジアで実態調査を行った。イタリアでは現地で日本米を精米・販売する企業を訪れ、欧州内の米の流通システムや流通実態とその課題について調査した。また、イタリア内での日本の加工食品の流通実態についても調査した。その結果、イタリアでは寿司ブームの浸透と共に、日本米や醤油などの寿司関連食品が地元スーパーなどでも広く扱われている実態が分かった。一方、アジアでは、東アジア・東南アジア諸国共に、すでに幅広い日本食品(生鮮品や加工食品)が流通していることが明らかとなり、それらを扱う日系企業(卸売業者や輸入業者など)も多数確認できた。これらの調査を基に、とくに1に関して、2回の学会報告(日本商業学会の全国大会と経済地理学会の関西支部例会)を行うと共に、1回の研究会報告(アジア太平洋研究所での報告)を行った。また、それらをベースに2本の論文をまとめることができた。1本は日本商業学会の学術雑誌『流通研究』に掲載され、他の1本は関西学院大学の商学部の紀要『商学論究』に掲載された。平成25年度は、外食国際化を取り巻く外部業者の存在に光を当てた。外食企業は中小企業が多いため、海外進出に関する資金や人材などの経営資源が不足している。そこで、近年はそれを現地でサポートし、現地でのオペレーションシステムの構築を手伝おうとする日系の業者が増大してきている。本研究では、それらを外食国際化のサポーティング・インダストリーと呼ぶ。具体的には、食材調達システム構築に関しては、食品メーカー(特に調味料系)、食品加工業者、食品卸売業(商社)、輸入卸などが、店舗開発システム構築に関しては、大手小売業者、現地の不動産ディベロッパー、現地のFCジー、現地の日系コンサルタント、現地の日系内装業者、現地の日系厨房器メーカーなどがそれにあたる。また、人材育成システム構築に関しては、現地パートナーとなった現地の有力企業がそれにあたる。このようなサポーティング・インダストリーが、特に海外進出に影響を与えている業界はラーメン業界であろう。近年では、日本から麺やスープ、調味料を供給する関連企業がアジア各国に拠点を構えるようになっており、また「ラーメンチャンピオン」のように、現地のコンサル企業がラーメン専用の店舗開発を行ってくれるケースも、香港、シンガポール、バンコクで見られる。それらは、ラーメンチェーンの国際化のインフラとして機能しているのである。今後は、このようなサポーティング・インダストリーが益々アジアに進出することが予想されるため、外食国際化のハードルは低下していくと考えられる。また、進出先は、このようなインフラ系企業が集中する地域が優先的に選択されるであろう。従来、外食国際化は市場要因(所得やライフスタイル、食文化など)を指標としつつ進出先が決められるとの見方もあったが、今後はサポーティング・インダストリーの立地を手掛かりに分析することが重要となることが確認できた。今年度は、文献調査と日本(東京)と欧州(ドイツ、ベルギー、オランダ、フランス、イギリス)および東南アジア(タイ、シンガポール)で現地調査を行った。東京では外食企業と日本食輸出卸売業者のヒヤリング調査を行った。また、欧州では日系食品メーカーへのヒヤリングも行った。その結果、以下の諸点が明らかとなった。1:外食グローバル化研究は主に米国で進んできたが、進出先でのオペレーションの実態やその成否がグローバル化に与える研究については皆無であること。2:日系外食のグローバル化は、主に現地市場要因、つまり現地の食文化や日本食ブームといった要因が支えているという研究が多かったが、日本食品メーカーの海外進出や現地の食品加工業者の発展が、いわば日系外食のインフラとして機能していることが明らかとなった。3:欧州と東南アジアでは、外食グローバル化の基盤条件が大きく異なること。

すなわち、欧州の日本食ブームは、そのほとんどが寿司と焼き鳥であり、日本食材の流通も限定的であるのに対して、東南アジアでは日本のハンバーガーからラーメンまで幅広く日本食が受容されており、日本食材も幅広く流通している。また、アジアには日系の食品メーカーの工場や日系の食品加工業者が多数進出しており、いわば日系外食の調達・加工チャネルが構築しやすい環境にある。4:欧州での日本食は、華人、韓国人、ベトナム人、現地人が支えており、日系外食企業が優位性を発揮できる余地は小さい。今年度は何と言っても、外食企業の海外進出の研究フレームを構築するという大きな成果を得た。また、この成果は春の日本商業学会の全国大会で報告した後、同学会のジャーナルに査読論文として採択されたことも大きな成果であった。また、そのフレームに従って海外で詳細な調査をすることで、フレームの実証が進んだことも成果であった。予定では欧州と米国を調査することとなっていたが、東南アジアへの日系外食の進出が急増している現状を受けて、欧州と東南アジアを調査することとした。その結果、両者の地域的な異なりが明確となり、研究全体のフレーム構築に目処が立ったことは大きな成果であった。これを踏まえて、2012年5月の日本商業学会全国大会で報告ができる段階に到達したことから、順調に進展していると判断した。平成25年度は研究の最終年度であるので、これまで手が付けられていなかった北米の調査も含めて実態分析を行いたい。多くのケース分析を北米、欧州、アジアで行うことで、すでに明らかにしている研究フレームをより精緻化することを目指したい。今年度の前半に書く論文(日本商業学会のジャーナルである『流通研究』に投稿)で、外食グローバル化の研究フレームを確立し、それに沿ったかたちで実態調査を進めたい。現地調査については、日本の食品メーカーの調査を進めると共に、とくにアジアや米国での外食企業のオペレーション実態について調査を行いたい。夏に北米(ロサンゼルス、ニューヨーク)と欧州(ロンドン、パリ)で日系外食企業の調査を行うため、それに予算を割きたい。また、海外の日系外食を積極的にサポートしている国内の食品メーカーへのヒヤリング調査も行いたい。したがって、本年度の予算もこれまで通り、多くを旅費に振り向ける予定である。今年度は、欧州で取りこぼしたイタリアでの調査と、アジアでの調査を進めたい。アジアは東アジア地域を行う予定である。それらへの旅費を中心に使用する。また、今年度中に学会ジャーナルへの投稿論文を含めて2本以上の論文を執筆する予定である。その過程で、東京の食品メーカーや外食企業本社でのヒヤリングも行うため、その旅費への使用も予定している。
英国における男性稼ぎ主型世帯の歴史的変遷と女性の生活時間，1760-1939年

Mass ObservationのDay Surveyに関するデータの渉猟を行い、East Sussex Record Officeの所蔵資料を中心とした文書間(The Keep)にて、利用可能な829件について収集した。手書きのものが大半なため、順次、テキスト化を行っている。また、Time Chartについては、起床時間と就寝時間について分析を行い、平均して午前7時40分に起床して、23時21分に就寝していたことがわかった(N=315)。単純な比較は難しいが、19世紀初頭における起床時間(6時)と就寝時間(22:50)と比べると、全体的に生活時間帯が遅くなっていることがわかる。本年度は、史料の所在調査および史料収集が主となった。オックスフォード大学のthe Centre for Time Use Research(CTUR)で作成された資料情報に関するデータベースをもとに、イギリスにおける生活時間に関する調査についての情報収集をまず行ったが、フェビアン協会婦人部によるランベス地区の調査結果(Round About a Pound a Week調査)については入手し、読解およびデータ化を行った。また、当初、研究対象期間の終期と考えていたBBCによる生活時間調査(1939年)について、CTURでの調査の結果、原本が残っていないということが判明した。他方で、Mass Observationプロジェクトで収集された1936-39年をカバーする506日分の日記が現存していることも判明した。こちらのデータは、現在のCTURの所長であるJonathan Gershuny教授が、1980年代に一部(半数程度)を用いてデータセットを構築し、ワーキングペーパーも出されたのであるが、全体のデジタル化、データベース化は行われていない。これについて、CTURのスタッフと共同研究という形で作業を進める方向で調整を行っているところである。自伝に関しても、Humphries(2010)に掲げられた労働者による自伝のリストに基づきながら、まずは、Making of the Modern WorldおよびEighteenth Century Collectionsに含まれるもの等を合わせて収集している。本年度は、1937年から38年にかけてイギリスで行われた生活時間調査(Mass Observation Day Survey)に焦点を絞って、データ収集及びその整理を行った。9月に渡英し、Day Surveyが所蔵されているブライトンのThe Keep(East Sussex Record Office所蔵史料、サセックス大学特別コレクション、ロイヤルパヴィリオン博物館地方史コレクションを収めた文書館)を訪問し、史料収集を行った。Mass Observationプロジェクトでは、新聞広告を使ってボランティアを集め、特定のテーマ(なぜボランティアに応募したか、イーデン外相について、第一次大戦停戦記念日について、など)について意見を述べさせるとともに、毎月12日の日記をつけさせることで、英国民の生活時間についての把握を目指していた。前者の自由回答方式の調査はdirective、後者はDay Surveyと呼ばれている。収集したのは、directiveかDay Surveyのどちらか、または、両方に参加した828名からの回答である。本年度は、Day Surveyで集められた資料についての整理を進めているが、日記については書き起こしを行い、また、1938年の4月と8月に配布されたTime Chartという表形式の調査に関しては表計算ソフトで読み込み可能な形でデジタル化を行った。あわせて、イギリスにおける生活時間研究のセンターとなっているオックスフォード大学のthe Centre for Time Use Reserch(CTUR)を訪ね、資料のデジタル化を中心とした共同研究の可否について協議した。the Keepでは、Mass Observationに関する資料のデジタル撮影を進めており、渡英した9月には、まさにDay Surveyとして集められた書簡の多くがPDF化され、大学図書館などでの有料サービスを開始した直後であった。The Keepでは直接閲覧ができるので、電子ファイルで入手のうえ、一部残存しているデジタル化が未了の書簡や、デジタル化漏れのものなどを撮影し、帰国後データベース化を進めている。生活時間についての情報は、通常の日記に相当するものと、日にちは限定されるものの、チャート化されたものがあり、日記のトランスクリプションとともに、チャート化されたものについては、スプレッドシートの形で電子化したうえで、分析を始めている。本研究では、英国における男性稼ぎ主型世帯の性格変化について、18世紀から20世紀初頭までを射程に、日記資料ならびに裁判所の証言記録を用いて、女性の生活時間に着目して分析を進めた。まず、1937年から38年にかけて、英国において行われたマス・オブザベーションプロジェクトのDay Surveyを用いて、戦間期イギリスにおける生活時間についてのデータベースを作成した。このプロジェクトは、新聞広告等を用いて一般の参加者を募り、1837年2月から毎月12日の一日の行動を日記形式で集めるというもので、1938年の4月17日(日)と8月1日(月・祝)の二日に関しては、Time Chartという表形式の記録も残されている。両日とも休日ではあるが、まずはこのTime Chartを用いて、平均的な生活時間の再構成を行った。起床時刻の平均は7時40分、就寝時間は23時21分で、活動時間は15時間41分、うち休日ではあるものの、仕事(ordinary work)を行っている時間は、平均で1時間7分程度あった。日記形式のものについては、約2000件のエントリーがあり、順次トランスクリプトの作成を進めている。また、より長期の動向については、ロンドンとミドルセックスの四季裁判所記録(Old Baily)の証言記録を用いて分析を行った。こちらも情報量が膨大になるため、1750-60年、1800-10年、1850-60年の証言記録のうち、時刻について言及があるものを抽出して、その時刻に証人が何をしていたかを整理することで、18世紀中期から19世紀中期にかけての人々の生活時間の変化について分析を進めている。

Mass ObservationのDay Surveyに関するデータの渉猟を行い、East Sussex Record Officeの所蔵資料を中心とした文書間(The Keep)にて、利用可能な829件について収集した。手書きのものが大半なため、順次、テキスト化を行っている。また、Time Chartについては、起床時間と就寝時間について分析を行い、平均して午前7時40分に起床して、23時21分に就寝していたことがわかった(N=315)。単純な比較は難しいが、19世紀初頭における起床時間(6時)と就寝時間(22:50)と比べると、全体的に生活時間帯が遅くなっていることがわかる。CTURにおいてデータベース化されているものが思いの外少なく、特に20世紀前半に関しては、ほとんど利用が出来ない状態であったため、データベース化作業そのものを共同で行うことになったため。他方で、情報交換を通じて、先行研究を通じた問題整理については、より効率的に行うことが可能となっている。Mass Observationに関する資料のうち、分析を開始しているチャート部分については、20世紀初頭のイギリスにおける生活時間の様子を報告する形で論文執筆を行う。日記部分については、欧米言語を母語とする学生アルバイトを使ってトランスクリプションを進めているが、かなり時間を要する作業であることがわかったので、代行入力業者の利用も含めて検討し電子化作業を続ける。並行して、19世紀以前の生活時間については、犯罪記録を用いた先行研究があるので、それを参考にしつつ、当該研究が出版された当時は利用できなかった電子化されたデータベースを用いて、生活時間の再構成を行い、Mass Observationを用いた分析と合わせて、長期的な変化を追ったうえで論文執筆を行う。イギリス経済史夏休み中に渡英し、CTURのスタッフと共同研究の進め方について協議する。また、自伝資料については、アルバイトを活用し、組織的な収集とデータ整理を進める。合わせて、CTURとの共同研究において、日本側のデータの提供が求められるため、1941年のNHKによる生活時間調査について調査を進め、その他の調査についても原資料の利用可能性について探る。先行研究整理についても、特に、社会学における現代についての文献渉猟を進めることで、方法論的な部分で整理を進める。
レプトンフレーバーの破れと超対称模型

我々は前年度に引き続きレプトンフレバーを通じて超対称模型の構造について調べてた。特に右巻きのニュートリノ入った超対称模型ではレプトンフレバーの構造が拡張されるために様々なレプトンフレバーの破れが引き起こされることが知られている。今回われわれは大気ニュートリノ振動と関連する第2、第3世代のフレーバー混合を超対称大統一理諭の枠内で調べた。超対称大統一模型では右巻きのダウンタイプクォークと左巻きレプトンが統一されるためニュートリノのフレーバー混合が右巻きのクオークの方に大きな混合が起きる可能性があり、B中間子の崩壊に大きな効果を引き起こす可能性がある。われわれはタウレプトンのレプトンフレーバーを破る効果とB中間子のフレーバーを破る崩壊過程が強い相関関係を持っていて超対称大統一模型を検証する上で重要であることを示した。また我々は現在のフェルミオンの質量行列を説明できる超対称統一模型を提案した。ニュートリノ振動の観測からレプトンのフレーバー混合は非常に大きいことが示唆されている。一方クォークのフレーバー混合は小林・益川行列で表されるように混合角が小さいことが知られている。レプトンとクォークのフレーバー構造が違いは背後にあるより基本的な模型についての何かしらの示唆を与えていると思われる。我々は4次元時空のほかに余次元を持つような模型で自然にクォークとレプトンの質量階層性を説明できるような可能性を調べた。前年度に研究した模型をさらに発展させて、より簡単な模型で説明できる可能性があることがわかった。またヒッグス場が高次元のゲージ場の余次元成分として現れる大統一理論を提唱した。今回われわれは大気ニュートリノ振動と関連する第2、第3世代のフレーバー混合を特に調べた。その結果タウレプトンがミューオンと光子に崩壊する過程がいままで考えられていたよりも大きく出る可能性があり、今のBファクトリー実験で観測できる可能性があることがわかった。我々は4次元時空のほかに四次元を持つような模型で自然にクォークとレプトンの質量階層性を説明できるような可能性を調べた。前年度に研究した模型を発展させて、より簡単な模型で説明できる可能性があることがわかった。
卵子成熟過程の高感受期における物理的エネルギ-の安全性評価

チャイニ-ズハムスタ-新生仔(生後0日20日)を用いて卵子成熟過程におけるX線(0.1ー1.0 Gy)および超音波(3.25W/cm^2)の影響を急性卵細胞死、生殖機能障害、卵子の染色体異常、胎仔における優性致死、先天異常などの点から詳細に検討した。その結果、以下の点が明らかになった。(1)卵巣卵の放射線感受性はその成熟段階に依存して劇的に変化した。すなわち、複糸期から初期網糸期の卵子は1 GyのX線により急性の細胞死を蒙ったが、その直前の太糸期と直後の休止性網糸期卵子はきわめて抵抗性であった。(2)新生仔期の卵巣のなかにある卵子数はその後の生殖機能の発達と密接な関係があり、著しい卵細胞死を蒙った個体では性成熟の遅延が起こった。また、卵子数の減少に応じて、生殖寿命は短縮した。(3)照射後生き残った太糸期卵子および休止性網糸期卵子は正常に成熟した。また、染色体異常や優性致死突然変異のような致命傷を蒙ることなく、受精後は正常に発生した。(4)抵線量照射後に生き残った複糸期初期網糸期卵子に関してみると、染色体異常、優性致死突然変異の増加はなく、胎仔発生も正常であった。(5)放射線高感受性の複糸期初期網糸期卵子は超音波によって死滅しなかった。優性致死や先天異常の継世代的影響はなかった。最近では、卵子成熟過程における放射線感受性の変化はヒトやゲッ歯類を問わず哺乳類に共通したものであると考えられるようになってきた。しかし、超音波が産科領域などで多用されている現状からみて、本研究により超音波がX線などとは異なる性質をもつもので、脆弱な未成熟卵に対してほとんど影響しないことが明らかにされたことは幸いであった。チャイニーズハムスターでは、生後6日の卵巣卵の殆どが放射線高感受性の複糸期網糸期に達している。この時期に50,100ラドのX線を照射された動物では、急性の卵細胞死が起こり、卵子数が著しく減少した。また、性成熟は遅れ、生殖寿命も甚だ短かった。ところが、10.25ラドの照射では急性の卵細胞死は殆ど認められず、性成熟も遅れることはなかった。これらの動物は被曝後1年以上を経た現在でも生殖能を保持している。従って、生殖寿命の正確な値を得るため継続的に飼育、調査している。60年度の研究経過の中で、10.25ラド照射群において着床前死亡率が高い傾向にあることを報告した。この点に関し、データを増やして慎重に検討したところ、両群とも対照群との間に統計的有意差のないことが確認された。また、胎仔死亡率、異常胎仔数も増加していなかった。急性卵細胞死を蒙った50,100ラド照射群でも同様の結果が得られた。従って、新生仔期に10100ラド程度のX線照射をうけても、生き残った卵子は正常な発生能を持っていることが明らかになった。以上の成果のうち、急性の卵細胞死と生殖能に関して一部ではあるが、すでに論文として発表した。一方、超音波についてこれまで明らかになったことは、(1)高出力(3.25W/【cm^2】)でもX線照射でみられたような急性の卵細胞死は起こらない、(2)性成熟の遅延や生殖寿命の短縮はない。この2点である。超音波照射が卵子に対し晩発性の発生障害を誘発するか否かについては、現在調査中であり、結論するまでには至っていない。

超音波の研究結果は未発表である。本研究の内容は細胞学、生殖生理学、発生学、遺伝学と多岐にわたっており、しかも長期間に亘って行う性質のものが多いので、当初予定した研究を完了させるにはなお可成りの時間が必要である。従って、研究成果の発表も62年の後半から63年度になる予定である。
大環状骨格構造を持つ希土類ケイリン酸塩固体電解質の合成と導電性

超イオン電導相の生成は組成に強く依存し、ケイ素と希土類元素の置換量が大きく影響を与えることが明らかになった。これは12員環を結び付けている六配位希土類イオンの一部をNaイオンが置換していることによるものと考えられる。また、ケイ素置換ではリンが最も有効であったが、GeやTe置換でも超イオン電導相単一相が生成することも見い出した。導電性と組成依存性に関しては固溶体形成は電導性に大きく影響を及ぼすことを明らかにした。希土類イオンの導電性に対する効果はその大きさ(イオン半径)に現れた。すなはち、Er→Y→Gd→Smとイオン半径が増すに連れて電導度は増大した。これは12員環を連結している六配位位置の希土類イオンがc軸に沿ったNaイオンの移動のポテンシャルを決定しているためと考えられる。また、SiのGeやTe置換においても同様の結果を得た。超イオン電導単一相の場合には電導度は573Kでは0.3-0.05Scm^<-1>,活性化エネルギーは20-30kJmol^<-1>であった。直流電流により試料中のキャリヤ-Naイオンを液中へ溶出し、これに相当する多種イオンを液中から導入する方法により多種イオンへの変換を試みた。交換プロセスはホストイオンとゲストイオンのイオン半径比に依存した。Kのような大径イオンやCaのような高原子価場合には初期の交換の後表面近傍に堆積し、全体的な交換は困難であった。Li交換を行った試料のワグナー分極法により交換した試料のLi輸率はほぼ1.0であると分かった。プロトン交換体においては輸率0.7程度の値が得られている。
癌関連線維芽細胞中のシグナル阻害による抗腫瘍効果

CAFから分泌される血管新生因子についてマルチサイトカインアッセイを用いて解析を行った。VEGFAのほかIL-6,IL-8などの因子の放出を確認できた。IL-6分泌に関して注目し、TNFαやリポポリサッカライド(LPS)の存在下でCAFからIL-6の分泌が促進することを確認できた。このIL-6存在下でそれぞれの血管新生因子のCAFからの分泌亢進が起こることも確認できたため、炎症性サイトカインであるIL-6はCAFを介して血管新生を増進することが再度確認された。つきにこのIL-6分泌を来たすシグナルを解明するため細胞からIL-6分泌の抑制を来たす物質としてEicosapentaenoic acid(EPA)を選定、CAFに投与したところ30μMのEPAを投与することでCAF細胞数を減少することなくCAFからのIL-6分泌量を有意に減少させることが明らかとなった(p<0.0001)。同時に測定した解析ではCAFから分泌されるVEGF値も減少していることが明らかとなり、EPAはCAFからの血管新生因子の放出を抑制することも明らかとした。。CAFからの血管新生因子分泌を来すシグナルとしてWestern blotを施行したところERK1/2のリン酸化が抑制されることが明らかとなった。この作用はERKリン酸化阻害剤U0126を用いて同様の実験を行っても同じ結果が得られたことからERK1/2のリン酸化がIL-6を介した血管新生に影響していることが明らかとなった。最終的に血管内皮細胞HUVECに、CAFにEPA投与をして培養した上清を用いて培養した結果、CAFにEPA投与することで血管新生を抑制することが明らかとなった。以上からIL-6を介したCAFによる血管新生はSTATの下流であるERK1/2のリン酸化を介して行われていることを明らかとした。まずCAFからの血管新生因子の分泌に炎症性サイトカインIL-6が関与していることに注目、このIL-6の分泌を抑制する因子として不飽和脂肪酸EPAを用いてCAFからのVEGFなどの血管新生因子の分泌抑制が起きるかを明らかとした。下準備としてEPAのCAFに与える影響を明らかにするため様々な濃度下でCAFを培養、増殖に50%の影響を来すIC50値を明らかとした。今後この値と中心にEPA濃度を用いていくこととした。方法としては癌細胞とCAFとの共培養下でEPAを投与、その上清中に含まれるIL-6タンパク値、VEGFタンパク値をELISAを用いて測定した。結果としてIL-6存在下ではVEGF分泌が亢進すること、EPAによってIL-6分泌が抑制されること、またEPA存在下ではVEGF分泌も抑制されることを明らかとした。次に、この抑制がVEGF単独で抑制されるのかIL-6を介した分泌として抑制されるのかを明らかとするために、EPA存在下にIL-6を、濃度をかえて投与したところIL-6濃度を増加することでVEGF分泌濃度も増加した結果が得られておりEPAはVEGF産生を直接阻害するのではなくIL-6による分泌刺激を抑制することでVEGF分泌を抑制していることを明らかとした。これらのIL-6分泌、或は分泌抑制にかかわるシグナルを明らかにするためEPA存在下に培養したCAFからのタンパクを抽出、STAT3 signalの下流であるERK,MAPKのリン酸化の抑制について明らかにすることを試みたが今回の検討ではsignalの変化を明らかにすることはできなかった。Signal解析が明らかにできていない点はあるがおおむね期待した結果は得られている。CAFからの血管新生因子の分泌とその刺激因子はある程度同定できており、あとはまずその流れを明らかにすることが必要と考えている。VEGF以外の血管新生因子については上清が獲得済みであり、この情勢のmultiangiogenesis assayを行えば分泌亢進される血管新生因子に関してはある程度容易に同定することか可能と考えている。IL-6による癌細胞、CAFからのサイトカイン、血管新生因子分泌の変化を明らかにするため近年広く注目されてきたPlGFに焦点をあてた。抗PlGF物質であるAfliberceptが国内でも血管新生阻害剤として用いられてきており、我々の施設でも癌組織中のPlGF産生が多いことを免疫染色を用いて確認した。このPlGFを放出する源としてCAFが関与しているかを明らかにするためELISA,免疫染色を施行したがむしろ癌細胞そのものから分泌されているという結果に終わってしまい残念ながらPlGFに関してはCAFの関与はないことが結論付けられた。ELISAを用いて血管新生因子の変化を明らかにすべく解析したが明確なタンパクを同定することが出来ず方針変換を図った。現在マイクロアレイで血管新生因子を解析中である。このなかでいくつかの新たな血管新生因子の存在が明らかとなってきているため今後これらの結果に基づいて実験計画書に遂行していこうと考えている。また同時進行でEPAを用いてIl-6産生を抑制することに成功、その際のCAF,癌細胞内でのsignalを解析した結果、ERKのリン酸化が抑制されておりこの経路が血管新生に関与していることが明らかとなった。初年度に血管新生に関与しているサイトカインを明らかにすることを試みたものの一番湯力と考えられたPlGFの無関与が明らかとなり再度検討中となっている。現在CAFからのマイクロアレイを用いて血管新生因子を分析中であるためこれを持って遅れを取り戻せると考えている。IL-6の下流であるJAK/STAT3系のシグナルについてはすでにERKの関与を明らかとしており十分な結果が得られたと考えている。

VEGFAのほかIL-6,IL-8などの因子の放出を確認できた。IL-6分泌に関して注目し、TNFαやリポポリサッカライド(LPS)の存在下でCAFからIL-6の分泌が促進することを確認できた。このIL-6存在下でそれぞれの血管新生因子のCAFからの分泌亢進が起こることも確認できたため、炎症性サイトカインであるIL-6はCAFを介して血管新生を増進することが再度確認された。つきにこのIL-6分泌を来たすシグナルを解明するため細胞からIL-6分泌の抑制を来たす物質としてEicosapentaenoic acid(EPA)を選定、CAFに投与したところ30μMのEPAを投与することでCAF細胞数を減少することなくCAFからのIL-6分泌量を有意に減少させることが明らかとなった(p<0.0001)。同時に測定した解析ではCAFから分泌されるVEGF値も減少していることが明らかとなり、EPAはCAFからの血管新生因子の放出を抑制することも明らかとした。。CAFからの血管新生因子分泌を来すシグナルとしてWestern blotを施行したところERK1/2のリン酸化が抑制されることが明らかとなった。この作用はERKリン酸化阻害剤U0126を用いて同様の実験を行っても同じ結果が得られたことからERK1/2のリン酸化がIL-6を介した血管新生に影響していることが明らかとなった。最終的に血管内皮細胞HUVECに、CAFにEPA投与をして培養した上清を用いて培養した結果、CAFにEPA投与することで血管新生を抑制することが明らかとなった。以上からIL-6を介したCAFによる血管新生はSTATの下流であるERK1/2のリン酸化を介して行われていることを明らかとした。まずは昨年度明らかにしえなかったsignalについて再度検討していく予定である。更には獲得してある上清を解析してVEGF以外の血管新生因子を同定、それらについてもsignalを解析していく予定である。ここまでの結果は当初の予定と合致するものであり本年度は前々項で示した予定通りの方針で行っていく予定である。マイクロアレイの結果からVEGF以外の血管新生因子を解析できれば後は予定通りの解析を行っていくことでCAF由来の新たな血管新生因子の作用を明らかにできると期待している。すなわち、1同定したサイトカイン、血管新生因子が血管新生に関わっていることを明らかとする。2同定したCAF由来の血管新生因子がbevacizumabの効果を低下させていることをin vitroで明らかとする。3皮下移植した腫瘍に対するbevacizumab、JAK/STAT系シグナル抑制の効果を解析する。という手順を予定している。
ディジタル-アナログ連接符号化とその繰り返し復号法に関する研究

本研究課題では,昨今の乱立して提案されている最先端の各種通信技術をモジュールとして捉え,それらを単純に組み合わせた時に生じる不整合性を取り除きつつ,システム全体で見た最大性能を得るためのフレームワークを提供することを目的とする.この目的を達成するため,通信システムをディジタル符復号領域,アナログ符復号領域,無線通信路領域に大別した上で,ディジタル-アナログ連接符号構造を有するものと見なし,アナログ符復号領域をEXIT解析に基づき設計することにより,不整合性を取り除く手法を明らかにする.本研究課題はディジタル符号化と無線通信路の不整合性を取り除くため、アナログ符号化を適切に導入することで、通信システム全体の最大性能を引き出す方式の開発を目的としている.平成23年度では、二つのディジタル符号を用いた連接符号と通信路状態の不整合性を取り除くため、連接符号に動的なアナログ的な要素を取り入れる手法を検討した。このようなディジタル-アナログ連接符号化に対して、平成24年度では、適応レート制御により動的にディジタル符号構造も併せて変化させる仕組みを導入した。平成23年度でも活用したExtrinsic Information Transfer (EXIT)特性に基づき、与えられた無線通信路状況に応じて、アナログ符号とディジタル符号構造の結合最適化を行うことで、スループット特性が大幅に改善可能であることを明らかにした。また、結合最適化問題を低演算量で解くアルゴリズムについても考案し、その有効性も示した。また,分散MIMO伝送にアナログ符号化構造を導入することを目的として、Cooperative Multi-Point(CoMP)伝送を前提としたビットインターリーブ繰り返し符号化(BIRC: Bit Interleaved Repetition Coded)伝送を提案した。そのインターリーブの置換パターンをアナログ的に変化させることで、EXIT特性を改善した結果、伝送品質を大幅に改善可能であることも示した。本研究課題では,昨今の乱立して提案されている最先端の各種通信技術をモジュールとして捉え,それらを単純に組み合わせた時に生じる不整合性を取り除きつつ,システム全体で見た最大性能を得るためのフレームワークを提供することを目的とする.この目的を達成するため,通信システムをディジタル符復号領域,アナログ符復号領域,無線通信路領域に大別した上で,ディジタル-アナログ連接符号構造を有するものと見なし,アナログ符復号領域をEXIT解析に基づき設計することにより,不整合性を取り除く手法を明らかにする.本研究課題は、ディジタル符号化と無線通信路のモジュールが限定された場合に、それらの不整合性を取り除くためのアナログ符号化を適切に構成することで、通信システム全体の最大性能を引き出す方式の開発を目的としている.平成23年度では、二つのディジタル符号を用いた連接符号と通信路状態の不整合性を取り除くため、連接符号にアナログ的な要素を取り入れる手法を検討した。連接する符号の片方を低密度生成行列(LDGM)符号の一種とし、Linear Dispersion Code(LDC)の概念を踏襲して、LDGM内の排他的論理和演算(XOR)の個数を通信路状況に応じてアナログ的に制御することで、繰り返し復号機能を持つ受信機の信号検出精度を大幅に改善可能であることを確認した。その際、XORの最適個数が定式化したExtrinsic Information Transfer (EXIT)特性により、通信路状況が分かれば容易に求まることも明らかにし、厳密なEXIT解析の理論体系を明確にした。さらに、その概念を多対多通信に拡張し、どのユーザとどのユーザがアナログ的に調整した連接符号化構造を形成するべきかという問題に対して、前述した定式化したEXIT特性により得られる知見がその問題解決に有効であることを確認した。一方、中継伝送において、中継信号をディジタル値とするのではなく、中継器で受信した信号の信頼性に応じてディジタル値とアナログ値に切り替える手法を提案し、その有効性も確認した。平成24年度では、通信路状況の変化に応じて、アナログ的な調整を行う連接符号化の検討が主課題となっているものの、研究実績の概要で述べたとおり、最適なアナログ符号の設計がEXIT解析により可能であることを確認し、その有効性を既に確認しているため。今後は、ディジタル-アナログ連接符号化に対して、さらに変調方式と符号化率のパラメータを導入し、通信路状況に応じたアナログ構造と符号化変調のEXIT解析に基づく結合適応制御について検討を進める。さらに、送信ユーザが分散配置されている環境において、その結合適応制御を行うことで、システムのスループットが改善可能であることを明らかにする。次年度では、これまでの研究成果を国際会議等で発表するために、多くの研究費の大部分を旅費に割り当てる。また、論文誌に掲載するための別刷り代にも研究費を割り当てる。
酸触媒による1-アシルアジリジンの異性化反応に関する理論的研究

(1)強い求核種が存在しない反応条件では、低い活性化エネルギー(38.9kcal mol^<-1>)の遷移状態(TS)を経て反応は進行する。このTSを経る反応は、反応前後でアジリン環の不斉炭素の立体を保持するS_Ni機構であることが、IRC計算により確認された。(2)スキーム1に示す反応では、メチル基ヲ持つC-N結合が選択的に解裂する。このモデル反応えは、28.2kcal mol^<-1>、置換基の無いC-N結合の解裂には、39.8kcal mol^<-1>の障壁があると計算された。両者の結果は良い一致を示している。(3)強い求核種(本研究ではCl^-をモデルとした)によるアジリジン環の開環と線型中間体の生成反応の活性化エネルギー(14.0kcal mol^<-1>)は、S_Ni機構のそれに比べて小さいと計算された。従って、強い求核種の存在下では、線型中間体の生成がS_Ni機構に優先して進行する。しかしながら、カルボニル酸素による2回目のS_N2反応は、高い活性化エネルギーを有する(45.4kcal mol^<-1>)と計算された。この結果は、実測された最終生成物の遅い反応速度と良い一致を示している。
不飽和層を伴う変動場における核種移行モデルの開発とその人工バリア設計への活用

ケイ砂充填カラムに,別個に合成したCHSゲルを充填することは困難であることがわかった。また,流動実験中にカラム内部において直接CSHを合成する実験については,CSHの生成が確認できるほどの量が見込めなかった。そのため,共同実験者が多孔質体を模擬したガラスビーズを充填したカラムにケイ酸を析出させる実験を行い,流路が閉塞しカラム内部の流動状況が変化する様子を定量化した.今後は,その実験系においてカラム内部の液相飽和率(間隙体積に占める液相の割合)を飽和(間隙体積が液相のみで充填)した状態から,気相を含む不飽和状態における実験を行う。また,カラムの大きさを変えた場合における物質応答実験は,数値計算モデルにおいては、浅い地中における物質移行挙動を計算する流路に適用する移流分散方程式を、モデルに整合するように最適化した。また、数値計算における差分の精度と、その差分式の次数に適合した境界条件を解明した。また,これまでモデルのネットワーク構造を大きくする程に,実験値と反して物質応答における水力学的分散が反比例し過小に評価されていた。この問題に対して,モデル化の際のパラメータを整合させることで水力学的拡散を増大させていたが,ネットワークモデル内の一つの計算単位ごとに設定している内部境界条件が,数学的に拡散のフラックスを制限していることがわかった。今後は,物質拡散が実験値に沿った内部境界条件を設定し,モデル化の際のパラメータの整合性を実験結果と照らし合わせて、定量評価することでモデルの計算精度の向上に努め、様々な地下環境をシミュレートする数学モデルを完成する。ケイ砂充填カラムを用いた流動実験においては,飽和率(カラム内体積に占める液相の割合)が0.8から0.9の範囲に関しては,データが拡充し核種遅延係数や分散係数の変化は定量化できた。数値解析によるネットワークモデルの構成に関しては,これまでの計算方法においては,実際の実験結果と物質応答における水力学的拡散挙動が過小に現れていた.過年度はモデル化の際のパラメータが最適化できていないことに原因があると考えていたが,モデル化に用いていた内部境界条件において数学的に拡散が抑制されていたことが判明した。実験に関しては,飽和率を圧力操作により制御したケイ砂充填カラムに対して低飽和率の多孔質層に対して物質応答の実験を行う。それにより,飽和率似たいする核種遅延係数と水力学的拡散係数の関係を定量化する。数値解析によるモデル化に関しては,数学的に拡散を抑制していた内部境界条件を,実験結果に整合する境界条件に変更する。その後,飽和率のすべての範囲に対し核種の移行挙動を再現するモデルとする。
Fe/MgO/Fe接合のトンネル磁気抵抗効果 -MRAM実用化に向けて-

Fc/MgO/Fcトンネル接合において,室温で400%にも達するトンネル磁気抵抗効果(TMR)が観測されている。エピタキシャルな接合においては,ブロッホ波の運動量および対称性が保存されるため,MgOは運動量フィルター,対称性フィルターとして働く。さらにFeのdelta-1バンドがハーフ・メタル的であることから,結果としてMgOはスピン・フィルターとして機能し,大きなTMRが生じると考えられている。しかし,現実の接合には乱れが存在し,TMRが乱れによってどの程度の影響を受けるのかは明らかでない。本研究では,MgO中の乱れや界面の乱れの程度とTMRの関係を調べた。また,強磁性絶縁体はMgOとは異なる機構でスピン・フィルター効果を生じる。そこで,強磁性絶縁体LaNi_<0.5>Mn_<0.5>O_3を用いたトンネル接合におけるTMR効果についても調べた。大規模な数値シミュレーションを実行した結果,乱れによってFe/MgO/Fe接合におけるTMRが減少することが明らかになった。MgO中において,MgとOが1%の割合で置換されている場合には,TMRは乱れがない場合の1,600%から800%にまで減少する。また,FeとMgOとの格子ミスフィットが界面で均一に緩和される場合にはTMRの減少は小さい。だだし,転位などの局所的で大きな乱れが界面にある場合には,TMRは大きく減少することが示された。LaNi_<0.5>Mn_<0.5>O_3の電子構造をバンド計算により求め,スピン・フィルター効果を調べた。LaNi_<0.5>Mn_<0.5>O_3をLaNiO_3ではさんだトンネル接合においては,LaNi_<0.5>Mn_<0.5>O_3の膜厚が6u.c.の場合に,99%もの効率のスピン・フィルター効果が得られた。従って,(La-Sr)MnO_3/LaNiO_3/LaNi_<0.5>Mn_<0.5>O_3/LaNiO_3接合では,低温でFe/MgO/Fe接合よりも大きなTMRが得られると期待される。単結晶MgOをトンネル障壁に用いたFe/MgO/Feトンネル接合において,室温で200%にも達する巨大なTMR効果が観測されている。バンド計算に基づくバリステイック理論は1,000%を超えるTMRを予測している。さらには,この巨大なTMRが生じる原因が,Feのハーフ・メタル的なバンド構造,電子の持つ運動量の保存,ブッロホ波の対称性の保存にあるとした。しかしながら,接合中に存在する乱れは,運動量およびブロッホ波の対称性の保存を破るため,TMRを大きく減少させる可能性がある。本研究では,物質の現実的な電子状態と乱れによる電子散乱の効果を同時に正確に取り扱い,Fe/MgO/FeにおけるTMRに対する乱れの効果を調べた。乱れとしては,(i)MgO中のポテンシャルの乱れ,(ii)MgO中の酸素欠損,(iii)接合界面における格子歪み,(iv)接合界面に部分的に形成される酸化鉄,を考えた。計算には,spd軌道タイト・バインディング模型を用い,計算に用いるパラメータはバルクのFeおよびMgOのバンド計算の結果を再現するように選んだ。