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非中性プラズマを用いた自己組織化する多体系の制御実験

19個のカソードを配列させて独立に動作させる電子源を開発し,各カソード毎に直径1mm以下,長さ230mmの紐状の電子分布を作ることに成功した.各紐状の電子分布は電気的斥力と磁場の働きで自転し,その周りの電子も回転させる.この流れは非圧縮性流体と等価なものとなり,電子密度が渦度に比例する.つまり紐状の電子の集まりは渦糸そのものであり,分布に広がりを持たせることもできる,このように新しく創り出した電子渦システムを使って以下のように多くの新しい発見ができた.[ ]の中の参照番号は「11.発表論文リスト」の上からの順番を示す.(b)渦糸間に低レベルの背景渦度を存在させると急速な合体が起きることを初めて観測した.[同上](c)渦糸は背景渦度分布の勾配を登る運動を初めて定量的に確認し,最新の理論モデルの妥当性を証明した.同時に理論モデルを越えた現象を指摘した.[6](d)対称的であるが不安定な初期渦度分布からの変形に続き準安定的秩序構造が形成され,段階的に構造変化を繰り返すことを観測した.[院生論文準備中,1に略述](e)多数の渦糸の初期分布を作り,その相互作用(移流や変形,合体を含む)の結果,生き残った渦糸が漸次配位数の減った結晶構造をの形成することを,初めて制御下で観測した.[院生論文準備中,1,2,4に略述](f)渦間相互作用(乱流)の発展において,背景渦度の分布にさまざまな形とサイズの空乏域(渦孔)が形成されること,それによる遮蔽効果で渦糸間の相互作用が大きく変更され,不揃いな強度の渦糸の配列が対称性を獲得することを初めて観測した.[院生論文準備中,2に略述](g)流れ関数の関数として渦度の分布特性を実験的に決定した.[3,院生論文準備中](h)渦間相互作用における諸物理量(循環,エネルギー,角運動量,エンストロフィー,エントロピー等)を時間の関数として決定し,保存性の検討を可能にした.[院生論文準備中,3,5に略述]19個のカソードを配列させて独立に動作させる電子源を開発し,各カソード毎に直径1mm以下,長さ230mmの紐状の電子分布を作ることに成功した.各紐状の電子分布は電気的斥力と磁場の働きで自転し,その周りの電子も回転させる.この流れは非圧縮性流体と等価なものとなり,電子密度が渦度に比例する.つまり紐状の電子の集まりは渦糸そのものであり,分布に広がりを持たせることもできる,このように新しく創り出した電子渦システムを使って以下のように多くの新しい発見ができた.[ ]の中の参照番号は「11.発表論文リスト」の上からの順番を示す.(b)渦糸間に低レベルの背景渦度を存在させると急速な合体が起きることを初めて観測した.[同上](c)渦糸は背景渦度分布の勾配を登る運動を初めて定量的に確認し,最新の理論モデルの妥当性を証明した.同時に理論モデルを越えた現象を指摘した.[6](d)対称的であるが不安定な初期渦度分布からの変形に続き準安定的秩序構造が形成され,段階的に構造変化を繰り返すことを観測した.[院生論文準備中,1に略述](e)多数の渦糸の初期分布を作り,その相互作用(移流や変形,合体を含む)の結果,生き残った渦糸が漸次配位数の減った結晶構造をの形成することを,初めて制御下で観測した.[院生論文準備中,1,2,4に略述](f)渦間相互作用(乱流)の発展において,背景渦度の分布にさまざまな形とサイズの空乏域(渦孔)が形成されること,それによる遮蔽効果で渦糸間の相互作用が大きく変更され,不揃いな強度の渦糸の配列が対称性を獲得することを初めて観測した.[院生論文準備中,2に略述](g)流れ関数の関数として渦度の分布特性を実験的に決定した.[3,院生論文準備中](h)渦間相互作用における諸物理量(循環,エネルギー,角運動量,エンストロフィー,エントロピー等)を時間の関数として決定し,保存性の検討を可能にした.[院生論文準備中,3,5に略述]自己組織化過程の代表的現象として,非中性プラズマで渦の初期分布を形成し,渦間の活発な相互作用を伴う極めて動的な状態を介して準安定的な二次元の秩序状態に至る過程を明瞭に観測することに成功した.本研究の実験を特徴づけるのは、非中性プラズマ源としてのカソードアレイである.いくつかの工夫をこらして,放出される電子のエネルギー・電流値と動作時間が独立に制御可能な19個のカソードの行列を作った.各カソードから放出される電子を一様磁場と電位障壁で閉込めると,それぞれが直径1mm長さ230mmの渦糸を形成する.複数個の渦糸を混合した適度に緩和させると,様々な形状の渦度分布を作ることができる.この広がりを持つ渦(背景渦)を明確に決めたあと,同じ空間に新たに渦糸を入射すると,従来観測されていなかった多彩な自己組織化現象の発現が見られた.

その観測には本課題研究補助金により整備した高感度CCDカメラを用いている.技術的な工夫としては,カメラの電子回路に発生するノイズにより解像度が決るため,カメラシステム全体を冷凍箱にいれたドライアイスで冷却する方法をとった.本研究の初期成果は1999年8月米国プリンストン大学で開かれた非中性プラズマ物理学ワークショップで報告し,大きな反響を得た.その成果は米国物理学会から刊行されたモノグラフに掲載された.その後の結果はJournal Physical Soc.JapanのLetter(1999年12月号)に掲載され,更に新しい結果はPhys.Rev.Lett.に投稿中である.(2000年1月)19個のカソードを配列させて独立に動作させる電子源を開発し,各カソード毎に直径1mm以下,長さ230mmの紐状の電子分布を作ることに成功した.各紐状の電子分布は電気的斥力と磁場の働きで自転し,その周りの電子も回転させる.この流れは非圧縮性流体と等価なものとなり,電子密度が渦度に比例する.つまり紐状の電子の集まりは渦糸そのものであり,分布に広がりを持たせることもできる.このように新しく創り出した電子渦システムを使って以下のように多くの新しい発見ができた.[ ]の中の参照番号は「11、発表論文リスト」の上からの順番を示す.(b)渦糸間に低レベルの背景渦度を存在させると急速な合体が起きることを初めて観測した.[同上](c)渦糸は背景渦度分布の勾配を登る運動を初めて定量的に確認し,最新の理論モデルの妥当性を証明した.同時に理論モデルを越えた現象を指摘した.[6](d)対称的であるが不安定な初期渦度分布からの変形に続き準安定的秩序構造が形成され,段階的に構造変化を繰り返すことを観測した.[院生論文準備中,1に略述](e)多数の渦糸の初期分布を作り,その相互作用(移流や変形,合体を含む)の結果,生き残った渦糸が漸次配位数の減った結晶構造をの形成することを,初めて制御下で観測した.[院生論文準備中,1,2,4に略述](f)渦間相互作用(乱流)の発展において,背景渦度の分布にさまざまな形とサイズの空乏域(渦孔)が形成されること,それによる遮蔽効果で渦糸間の相互作用が大きく変更され,不揃いな強度の渦糸の配列が対称性を獲得することを初めて観測した.[院生論文準備中,2に略述](g)流れ関数の関数として渦度の分布特性を実験的に決定した.[3,院生論文準備中](h)渦間相互作用における諸物理量(循環,エネルギー,角運動量,エンストロフィーエントロピー等)を時間の関数として決定し,保存性の検討を可能にした.[院生論文準備中,3,5に略述]
核子散乱のアイソスピン非対称性を利用した中性子スキン厚の系統的研究

中性子スキン厚の定量のための核子散乱のアイソスピンの非対称性を利用した反応断面積測定にとって重要なイオンチェンバーである。イオンチェンバーの計数率耐性に関する入念な性能評価を行い、1秒あたりの計数率10万カウントの高計数率耐性を持つイオンチェンバーを開発した。本研究では「核物質の状態方程式」を決定するための重要な物理量である「中性子スキン厚」を定量することが研究の目的である。本研究では、RIBFを用いて中性子過剰Si同位体の炭素標的及び陽子標的を用いて反応断面積を測定し、中性子スキン厚を定量する予定である。このSi同位体の中性子スキン厚の系統性から「核物質の状態方程式」の陽子と中性子のバランスを担う対称項に関する情報を引き出す。本年度は実験遂行させるための「実験手順の最適化」、「必要な検出器の選定」、「測定時間の見積もり」、「実験中のトラブルへの対処法」等を十分に検討した。特に、上記実験で核種の原子番号を測定するための検出器であるイオンチェンバーの計数率耐性の向上を入念に行った。従来のイオンチェンバーに用いている前置増幅器の時定数は約50μsの長いために計数率の限界はせいぜい1秒あたり2万カウントであった。今回、新たに時定数が10μsの前置増幅器を用意し、原理上は1秒あたり10万カウントの計数率が可能となるはずである。実際に、^<238>Uから生成される不安定核を照射したところ、確かに1秒あたり10万カウントの計数率でもエネルギー分解能をほぼ損ねることなく測定を行うことができた。この時、偶然同時に2発以上の粒子がイオンチェンバーに入射すると、信号がパイルアップを起こし、正しく出力されずに高い方へテールを引いてしまう。今回はこの問題にも新たに対策を講じた。それはマルチヒットTDCで粒子がいつ入射したのかを記録する方法である。これにより、パイルアップにより発生する高い方へのテールを取り除くことに成功した。本年度のイオンチェンバーの計数率耐性向上の成功は、本研究の実験が効率良く進められることはもちろんのこと、他の実験にも大いに活躍することが期待される。本研究では、理化学研究所のRIビームファクトリーを用いて中性子過剰Si同位体の炭素標的及び陽子標的を用いて反応断面積を測定し、中性子スキン厚を定量する予定である。このSi同位体の中性子スキン厚の系統性から「核物質の状態方程式」の陽子と中性子のバランスを担う対称項に関する情報を引き出すことを目指す。当該年度は実験遂行させるための「実験手順の最適化」、「必要な検出器の選定」、「測定時間の見積もり」、「実験中のトラブルへの対処法」等を十分に検討した。特に、上記実験で核種の原子番号を測定するための検出器であるイオンチェンバーの性能向上の研究を行った。当該年度は新たにストリップ電極型のイオンチェンバーを開発し、その性能を評価した。その結果、反応断面積測定に必要な要件を満たすイオンチェンバーであることがわかった。残念ながら理化学研究所のRIBFビームファクトリーのビームタイムがなかったので、本測定を行うことができなかったが、申請者が行ったイオンチェンバーを含む検出器の性能向上テストの結果により実験はすぐにでもカノウであると言える。今後も研究を継続し、Si同位体のみならず、Ni同位体やSn同位体などのより中重中性子過剰原子核の中性子スキン厚を定量することを視野に入れ研究を進めていく予定である。当初の予定通り、実験計画の見積もり及び検出器の性能評価のためのテストを実施することができたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度は計画通り、RIビームファクトリーにてSi同位体の反応断面積測定実験を行う。
骨格筋を起点とした分泌因子による組織間クロストークの解明

骨格筋肥大マウス(マイオスタチン欠損マウス)を用いた骨格筋分泌因子の探索を行なった。マウス骨格筋、血清を用いて分子スクリーニングを行った。骨格筋においては筋構成分子であるアクチン、ミオシンの量が非常に多く、これを分離するため様々な方法を試みたが、プロテオミクスを用いたスクリーニングを行う精度までの精製には至らなかった。血清サンプルは、微量タンパク質濃縮カラム、血清主要構成分子除去カラムを用いた2つの方法で生成を行い、いくつかの分子同定に成功した。中でも、骨形成に関連した分子が同定され、マイオスタチン欠損マウスにおいて骨解析を行った所、骨量の増加を確認することが出来た。本研究は、骨格筋が分泌する因子(マイオカイン)の探索、骨格筋と全身の各組織・臓器との、組織間クロストークを明らかにする事を目標としている。申請者はこれまでに、骨格筋量抑制因子であるマイオスタチンに注目し、マイオスタチン阻害分子を用いて骨格筋量が増加したマウスを作製している。本研究では筋量が増加したマウスの血清を用いて、骨格筋分泌因子の探索を行う。24年度の研究で確立した血清サンプル精製法(血清中に存在するIgGやアルブミンなどの血清主要構成成分を除く)をもちい、サンプル調製を行い、25年度にiTRAQによる網羅的血清成分スクリーニングを行なった。しかしながら、現行の精製方法では骨格筋分泌因子の検出は難しく発見には至っていない。25年度は前年度の方法に、さらに分子量ごとの分離を新たな条件として加えサンプル精製法を改良した。平行して、筋肥大マウスにおける、脂肪、肝臓、すい臓、骨での変化を捉えるための実験系の確立を行った。筋肥大マウスにおける骨量の増加について、小動物用マイクロCT、骨組織標本の作製を行い、骨量の変化を調べるための実験系の構築を行い、その結果マイオスタチン欠損マウスの骨量の変化について詳細な情報を得ることが出来た。また、個体間の液性因子の作用を評価するために、Parabiosis(平体結合)の実験系を導入した。GFPマウスを用いた予備実験では、血液因子が個体間で行き来することを確認することが出来ている。26年度はこれらの実験系を用いて研究を進めていく予定である。本研究は、骨格筋を起点とした分泌因子による組織間クロストークについて明らかにすることを目標としている。これまでの研究で、筋形成抑制因子であるマイオスタチンの阻害により骨格筋形成が促進され筋肥大を示すマウスの作製に成功している。申請者は、骨格筋肥大マウスの全身での組織変化に注目し、骨格筋を起点とした分泌因子の作用に注目し研究を進めている。これまでの研究結果から、作製した筋肥大マウスにおいて、脂肪組織の増加、高脂肪食摂食時における脂肪肝の抑制を確認している。今回新たに、筋肥大マウスにおける骨量の変化について解析を行った。筋肥大マウスの大腿骨遠位部の骨形態を小動物用マイクロCT解析、薄切組織標本を作製しHE染色による形態観察により解析を行った。その結果、大腿骨遠位部において海綿骨量の増加が確認された。この結果から骨格筋量の増加による骨組織の形態変化が示唆された。脂肪組織、肥満時の肝臓の変化に加えて、骨組織においても骨格筋量の増加による影響が見られたことから、新たに骨組織についても骨格筋量との関わりについて解析を進めていく予定である。血清中分泌因子のスクリーニングについて、主要血清成分除去カラムを用いた血清サンプルの粗精製について、さらに条件検討を行った。主要血清成分除去カラムの使用にあたり、これまでの方法では主要血清成分の溶出が不十分で、繰り返しカラムを使用すると主要血清成分の分離能の低下が見られた。主要血清成分の分離条件を変更することでこの問題を解決することが出来た。平成25年度に変更したプロトコールで血清精製を行い血清プロテオミクス(iTRAQ)による血清成分分泌因子のスクリーニングを行なう。骨格筋肥大マウスを用いた骨格筋分泌因子の探索を行なった。申請者はこれまでに、骨格筋形成抑制因子であるマイオスタチンの阻害研究を行い、マイオスタチン特異的阻害分子の作成に成功している。また、マイオスタチン阻害による筋肥大マウスも作製し、骨格筋肥大マウスの個体解析も行なってきた。さらに、マイオスタチン欠損マウスも所有することから本研究へ至った。これまで進めてきた、マウス血清、骨格筋における分子スクリーニングは、骨格筋においては筋構成分子であるアクチン、ミオシンの量が非常に多く、これを分離するため様々な方法を試みたが、プロテオミクスを用いたスクリーニングを行う精度までの精製には至らなかった。

中でも、骨形成に関連した分子が同定され、マイオスタチン欠損マウスにおいて骨解析を行った所、骨量の増加を確認することが出来た。骨格筋分泌因子の作用を調べるために、Parabiosisの実験系の導入を試み、GFP発現マウスを用いた予備実験では固体内での血液の行き来を確認することが出来た。本研究をとおして問題となったのは、筋肥大マウス(マイオスタチンホモ欠損マウス)の繁殖が難しく、実験系に用いる個体数を得ることが出来ず大きく進行が遅れた。新たに、野生型マウスとかけ直し、ホモマウスを作製しているところである。本研究を進めていく上で、骨格筋の活動後の血中分子の変動についても研究を進め、運動後のマウスの血液を用いたスクリーニングを進める予定である。骨格筋肥大マウスの分泌因子の量が増加しているならばより好感度に骨格筋分泌因子を検出できるのではないかと期待している。生化学25年度も筋肥大マウスの交配がうまくいかず、実験を行うための個体数を得るのに時間がかかっている。筋肥大マウスは交配の頻度が低く、また生まれてくる子供の数も少ない事が基本的な原因である。改善策として交配の規模を増やすことで対応した。新しくParabiosis(平体結合)の実験系を導入した。筋肥大マウスと野生型マウス、病態マウスも用いることで、血液中の液性因子を介した作用を個体レベルで調べることが可能になった。26年度はこの実験系を用いて筋肥大マウスの血液中の因子による作用を個体レベルで明らかにしたい。筋肥大マウスを用いた組織変化を捉えるための実験系の構築は整いつつある。脂肪組織と肝臓は分子変動(RNA、たんばく質)、組織形態を解析する実験系が整い、新しく注目した骨組織においても、小動物用マイクロCT装置を用いた骨の経時変化の観察が可能になり、個体解析に有効な実験系が整いつつある。また、当初予定していた、In vivoエレクトロポレーション法を用いた遺伝子導入法は、骨格筋筋線維において導入したGFPの発現をで確認することは出来たが、血清中で確認することが出来なかった。下肢の前頚骨筋と大腿筋でのエレクトロポレーション法による遺伝子導入では、血清中で確認できる量を発現させるのは困難であった。骨格筋分泌因子のスクリーニング後の変動分子のIn vivo解析は、過剰発現マウスを作製し解析を行なう。また、一番の問題点として骨格筋増加マウスの繁殖がうまくいかず、解析用マウスが準備できないという問題が生じた。これについては、飼育環境の変更、交配のやり直しを行なった結果、ある程度改善された。実験計画に新たにIn vivoでの血清成分因子の作用を解析するため、Parabiosis(同体結合実験)の実験系の確立を行った。筋肥大マウスと野生型マウス間で血液を行き来させることにより、筋肥大マウスの血清成分が他臓器へ及ぼす影響を、野生型マウスを解析することで血清成分の作用を調べる。この実験方法を用いて骨格筋肥大による影響を組織レベルで確認する予定である。当初の実験計画に変更点もあるが、新しい解析、実験系の導入など、おおむね順調に進展している。平成26年度は、筋肥大マウスと野生型マウスの血清を、改良した血清精製法をもちいてサンプル調製を行い、網羅的プロテオミクス解析(iTRAQ)をおこなう。
素粒子的宇宙像の総合的研究

本研究は重点領域研究「素粒子的宇宙像」の計画研究及び広募研究を有機的に推進し、領域全体としての調和をとりつつ、領域研究の発展を促すことを目的としている。本年度は領域全体の研究開始状況の把握と推進方第の点検のため、研究進行状況の整理のために9月30日と11月4日に総括班会議を開き問題の検討を行った。又計画、公募研究を含む事粒子的宇宙像に関連する研究の推進ならびに研究情報の交換をはかるために10月17日19日に素粒子的宇宙像全体シンペジウムを富士吉田人材開発センターで開催した。本研究分野における今年度の世界の主も重要な進展は、神岡陽子崩壊グループによる太陽ニュートリノの検出成功である(本領域研究の計画研究AO1)。太陽ニュートリノ検出にともなう実験上、理論上の問題点を整理し、今後の研究推進を探るために3月9,10日東京大学宇宙線研究所において太陽ニュートリノ物理学の総合的研究会をひらいた。本年度研究活動の総括のため2月27日、28日、全研究課題の研究成果発表会を高エネルギー物理学研究所でひらき研究状況の把握、成果の評価を行い、引き続き開かれた総括班、評価班会議で研究成果のまとめ、研究推進の方向付け、公募研究・計画研究の再検討の議論を行った。以下に総括班が主催した行事(本年度)を記す9/30総括班会議(高エネルギー研)・(研究実施状況と今後の推進方策)10/1719素粒子的宇宙像全体シンポジウム11/4総括班会議(東京大学理学部)・(研究進行状況の実検)11/7研究経過報告(文部省)2/27,28研究成果発表会・総括班会議・評価班会議・(本年度研究活動の総括)3/9,10太陽ニュートリノ物理総合研究会本研究は重点領域研究「素粒子的宇宙像」の計画研究及び広募研究を有機的に推進し、領域全体としての調和をとりつつ、領域研究の発展を促すことを目的としている。以下に総括班が主催した行事(本年度)を記す9/30総括班会議(高エネルギー研)・(研究実施状況と今後の推進方策)10/1719素粒子的宇宙像全体シンポジウム11/4総括班会議(東京大学理学部)・(研究進行状況の実検)11/7研究経過報告(文部省)2/27,28研究成果発表会・総括班会議・評価班会議・(本年度研究活動の総括)3/9,10太陽ニュートリノ物理総合研究会
CARD(コンピュータ支援反応設計)によるCVD反応系の開発

シラン/酸素系の反応を利用し、酸化シリコンを成長させるプロセスは代表的なCVD法(気相化学成長法)の一つである。ラジカル連鎖反応により、400°C以下の低温でも成長可能であり、得られる膜質も良好である事から、VLSI作製のプロセスで好んで用いられるが、同時に粉体が発生しやすい欠点がある。ラジカル連鎖反応による気相反応の高速な進行は、本反応が低温でも成膜できる主要な要因であると同時に粉体発生の原因であるとも考えられる。現状では、その進行が直接的に制御する必要がなく、安定的な反応器の操業には困難を伴う。今回、気相に添加物を加える事でこのラジカル連鎖反応を制御する事を目的に研究を進めた。同時に、気相添加物の表面反応への影響についても検討した。本年度は、窒素含有化合物の添加を試みた。具体的には、還元性のNH3と酸化性のNO、NO2を添加物として検討した。その結果、シラン/酸素のみでは粉体が大量に発生してしまう500°C程度の高温領域でもNH3、NOの添加により粉体発生を抑え、スムーズな膜を成膜する事ができる事が明らかになった。またその膜の組成を光電子分子法により検討したが、バックグラウンドレベル以上の窒素は見出されなかった。その一方、NO2の添加によっては、粉体の発生が抑制され得ない事も明らかになった。これらの結果は既往の反応データを用いたシミュレーションの結果と一致しており、シミュレーションによる反応系の設計の可能性を示すのもであると考えられる。以上、窒素含有化合物の添加を行いシラン/酸素系反応を制御する手法を示した。さらにCVDプロセスにおける気相添加物の有用性を示した。
掛け合い歌のメカニズムを応用した音楽学習過程の研究―アジアの民俗音楽調査をもとに

本研究では、即興的に掛け合う歌唱行動が歴史的にも地理的にも受け継がれているアジア地域の「掛け合い歌」について、ブータンを中心に民俗音楽的な調査を行い、その成果を音楽教育学へと応用し、日本の学校教育の新しい方向性を見出した。民俗音楽調査では、ブータンの掛け合い歌の全体像を明らかし、同時にラオス、チベット族、横手市の掛け合い歌の構造や継承の実際を浮かび上がらせた。これらは多様な様相を示しながらも、一定の旋律の枠組み、歌詞の記憶、修辞法、即興性、歌の場の存在等において、共通のメカニズムを持っていた。このメカニズムをもとに、日本の学校教育における掛け合い歌の実践をし、方法論として提案を行った。本研究の目的は、即興的に掛け合う歌唱行動が歴史的にも地理的にも受け継がれているアジア地域の「掛け合い歌」について、ブータンを中心に民俗音楽的な調査を行い、その成果を音楽教育学へと応用し、日本の学校音楽教育の新しい方向性を見出すことにある。具体的な目的は、1「掛け合い歌」のメカニズムを明らかにすること、2その結果を学校教育に照射し、音楽の学習過程を捉え直すこと、3音楽教育の新たな方法論として提案することの3点である。平成26年度は、これまで継続してきたブータンの「掛け合い歌」の調査を補完し、その全体像を描くとともに、日本の「掛け合い歌」の調査を行い、その多様性を見える形で示した。また、音楽教育における「掛け合い歌」の可能性と意義について明らかにした。具体的な内容は以下の通りである。1ブータン東部(タシガン、メラ)における「掛け合い歌」であるツァンモとカプシューの調査を現地研究協力者とともに行った。2秋田県横手市金澤八幡宮の掛け歌大会を調査した。また、同日開催された日本民俗音楽学会第9回民俗音楽研究会において、公開パネル・ディスカッション「つくりうた・かけうたの諸相ーうたをつくる」に参加するとともに、「掛け歌に関するレビュー」「音楽学習過程と替え歌の関連性」について研究発表を行った。3これらの調査・研究をもとに、日本音楽教育学会第45回大会では、「掛け合い歌の教育学I」と題して、ラウンドテーブルを実施し、掛け合い歌の教育的意義、歌謡史から見た音楽学習の再考、音楽創作表現の可能性などの点から検討し、「歌を掛け合うこと・歌をつくること」を音楽教育に生かすための提案を行った。以上の成果は、論文及び研究報告として、『民俗音楽研究第40号』(日本民俗音楽学会、掲載予定)、『音楽教育学第44巻第2号』(日本音楽教育学会)、大学紀要等に発表した。平成26年度は、継続してきたブータンの「掛け合い歌」の調査を補完し、その全体像を描くとともに、日本の「掛け合い歌」の調査を行い、その多様性を見える形で示した。これらをもとに平成27年度は、ブータンにおける「掛け合い歌」ツァンモ等の継承の現在を探った。すなわち、学校教育における伝統文化としてのツァンモの位置づけや指導の実際、教員へのインタビューなどを通して、伝統文化としてのツァンモの継承の課題や意義について実態調査を行った。また、ラジオをはじめメディアの活動の実際、放送内容や活動方針等について、実態調査を行った。さらに、秋田県横手市、ラオスの「掛け合い歌」の調査も継続した。また、その範囲をチベット族にまで広げることができた。これらを通して、「掛け合い歌」の実態と継承、音楽教育における意義と可能性を明らかにした。また、学校教育における実践を行い、具体的な方法として示すことができた。以上の成果は、日本音楽教育学会等で口頭発表するとともに、論文及び研究報告として、日本音楽教育学会学会誌をはじめ、大学紀要等にまとめた。予定していたブータンでの調査、特に、学校教育における掛け合い歌の実際について学校訪問をし、掛け合いの実際を参観するとともに、教員へのインタビュー等を通して、歌の伝承や教育的な意義、課題について詳細な記録を行った。同時にラジオをはじめするメディアの実態や放送関係者・音楽学者へのインタビューを通して、伝統的な歌唱としてのツァンモの現状やメディアの位置づけ、課題等についても明らかにすることができた。チベット族の掛け合い歌も調査し、その範囲を広げることができた。調査結果の学校教育への照射については、音楽授業への具体的な援用について、授業の実際も含め、方法を提案している。本研究の目的は、即興的に掛け合う歌唱行動が歴史的にも地理的にも受け継がれているアジア地域の「掛け合い歌」について、ブータンを中心に民俗音楽的な調査を行い、その成果を音楽教育学へと応用し、日本の学校緒教育の新しい方向性を見出すことにある。

平成26年度は、継続してきたブータンの「掛け合い歌」の調査を補完し、その全体像を描くとともに、日本の「掛け合い歌」の調査を行いその多様性を見える形で示した。また,音楽教育における「掛け合い歌」の可能性と意義について明らかにした。平成27年度は、ブータンにおける「掛け合い歌」ツァンモ等の継承の現在を探った。学校教育における伝統文化としてのツァンモの位置づけや指導の実際、教員へのインタビューなどを通して、伝統文化としてのツァンモの継承の課題や意義について実態調査を行った。また、メディアの活動の実際、放送内容や活動方針等について、実態調査を行った。さらに,秋田県横手市、ラオス、チベットの「掛け合い歌」の調査も継続した。平成28年度は、活動のまとめとして、第1に、ブータンにて、ツァンモの大会とシンポジウムを開催した。ツァンモ大会では、伝統的な掛け合いや評価の方法を生かした大会を意識した。シンポジウムでは、伝統文化としてのツァンモの継承と発展及びそこから学ぶ日本の音楽教育について、ブータン及び日本の研究者による発表と意見交換を行った。第2に、日本の学会において、掛け合い歌のメカニズムと学校教育への応用について、理論化と実践報告を行った。以上の成果は、学会等で発表するとともに、論文及び研究報告として学会誌や大学紀要等にまとめた。また全体を一冊にまとめ、報告書としている。本研究では、即興的に掛け合う歌唱行動が歴史的にも地理的にも受け継がれているアジア地域の「掛け合い歌」について、ブータンを中心に民俗音楽的な調査を行い、その成果を音楽教育学へと応用し、日本の学校教育の新しい方向性を見出した。民俗音楽調査では、ブータンの掛け合い歌の全体像を明らかし、同時にラオス、チベット族、横手市の掛け合い歌の構造や継承の実際を浮かび上がらせた。これらは多様な様相を示しながらも、一定の旋律の枠組み、歌詞の記憶、修辞法、即興性、歌の場の存在等において、共通のメカニズムを持っていた。このメカニズムをもとに、日本の学校教育における掛け合い歌の実践をし、方法論として提案を行った。当初予定していた、ブータン東部メラにおける「掛け合い歌」の調査を順調に行うことができた。また、ここでは、これまで調べてきたツァンモではなく、あらたにカプシューと呼ばれる歌と言葉のやりとりが混在した掛け合いがあること、及びそれら実際を明らかにすることができた。同時に行われたタシガンでの調査では、ブータン各地の出身者のツァンモの体験、実際をインタビューし、ツァンモが国語であるゾンカ以外の土地の言語で歌われたり、学校教育における新たな伝承の実態が浮かび上がったりしている。26年度の調査とこれまでの継続研究とを合わせることにより、広くブータンに伝承される「掛け合い歌」ツァンモ及びそれに類似するカプシューの具体的な内容、現状、歴史的文化的背景、構造などを明らかになってきた。また、秋田県横手市の「掛け歌」の調査とも関連させつつ、音楽教育研究の歴史的背景も勘案しながら、音楽教育へ生かすための可能性について提案も行うことができた。研究最終年度となる本年度は、以下の3点を推進し、当初の目的を達成する。1ブータンにおいて掛け合い歌の調査報告と学校教育における活動の推進活動を実施し、その活動の意義や方法論、学習過程等を捉え直す。
ナノ構造体の変形ダイナミックスと電子物性に関する理論的研究

本研究では、密度汎関数理論に基づく第一原理計算の手法を用いて、カーボンナノチューブの断面変形特性および変形に伴う電子構造変化の普遍的な様相を明らかにした。また、種々の金属表面に吸着したカーボンナノチューブとグラフェンの界面構造および電荷移動によるドーピング効果の系統的な解析を行い、新たに展開した現象論的なモデルを用いてその微視的機構を解明した。これらの結果は、カーボンナノ構造体の工学的応用において重要な指針になると期待される。カーボンナノチューブの変形挙動とその安定性、変形に伴う半導体-金属転移等の電子物性変化の様相、及びこれらの現象を利用したデバイス応用の可能性について、モデル理論及び第一原理電子構造計算の手法を用いた研究を行い,以下の点を明らかにした。単層ナノチューブの断面変形については、断面の直径が2.1ナノメートル以下の細いチューブの変形は全領域で弾性的であるが、それより太いチューブの断面変形は塑性的となり、変形したチューブが安定化する。また、断面変形に伴って起こる電子転移のメカニズムと様相には普遍性がある。すなわち、いわゆるジグザグ・ナノチューブは半導体であるが、その太さや全体的な変形の大きさに関わりなく、断面の局所的な最大曲率が一定値以上になると金属に転移する。また、金属的なアームチェア・ナノチューブでは、断面変形の増大によ、って最小面問距離がグラファイトの層間距離程度になると半導体に転移する。さらに、ナノチューブが基板上あるとき、仕事関数の違いを反映した電荷移動が起こり、ナノチューブの電子物性はその影響を受ける。金を基板として用いたときには,電荷移動はホール型であり,変形により半導体に転移したナノチューブも金属的になる。この結果は最近の実験と整合している。電荷移動による電子物性制御については、今後系統的な検討を行う。弾性変形領域で起こるこれらの電子的な転移は機械的ナノセンサーに応用が期待される。「また、変形が安定化される場合には、一本のチューブを断続的に変形させることにより、連続的に連なる量子井戸を作成できる可能性がある。さらに、基板物質の利用は多くの実験及び応用において避けられないが、その選択に対して一つの重要な指針を与えた。カーボンナノチューブの断面変形とその安定性、断面変形に伴う電子転移の様相を明らかにした。また、新たに開発した現象論及び第一原理電子構造計算の手法を用いて、金属表面に吸着したカーボンナノチューブとグラファイトの単一層(グラフェン)における電荷移動の微視的機構を解明した。さらに、これらの現象を利用したナノデバイスの実現可能性についての検討も行った。単層カーボンナノチューブの変形安定性と電子物性については、ある程度(2.1ナノメートル)以上の直径をもつ太いナノチューブは変形したまま実際に安定化されること、金属的なナノチューブもこのような変形によって半導体的になることを見出した。また、種々の金属表面に吸着したカーボンナノチューブおよびグラフェンの電荷移動についての現象論を展開した。この現象論を用いると、電荷移動の様相は、金属基板と吸着体の仕事関数の差と反発力、吸着体の電子状態密度を使って完全に予測可能である。実際に予測された電荷移動のタイプ(p型またはn型)とそのレベルは、カーボンナノチューブに対する実験結果、およびグラフェンに対する第一原理計算の結果とよく一致する。さらに、仕事関数の差の関数としての電荷移動の振舞いは、カーボンナノチューブとグラフェンでは定性的に異なること、それはお互いに異なる特異な電子状態密度に起因していることを明らかにした。ナノ構造体に関する殆どの実験および工学的応用では基板の使用が避けられないが、その基板が吸着体の電子物性に及ぼす影響の評価が本研究によって可能となり、それは基板選択における有用な指針を与えると期待される。カーボンナノチューブやグラフェン(グラファイトの単一層)等のナノ構造体の電子物性は、機械的な変形、金属との接触、原子・分子の吸着、外部電場等の影響を受けて大きな変化を示す。このような変化はナノ構造体特有の現象であり、通常の物質では考えられないことである。逆にこのような現象を利用すれば、ナノ構造体の電子物性制御が可能となり、新たな工学的応用の可能性が期待される。本研究では、第一原理電子構造計算の手法及び現象論を用いて、金属表面におけるナノ構造体の吸着構造、吸着に伴う電荷移動とドーピング効果について系統的な解析を行った。その結果は以下の通りである。カーボンナノチューブは、アルミニュウム、貴金属表面にはファン・デル・ワールス的な弱い相互作用で吸着するが(物理吸着)、遷移金属表面とは強く結合する(化学吸着)。グラフェンも同様であるが、5d遷移金属表面でも物理吸着である。このカーボンナノチューブとグラフェンの相違はπ電子の振る舞いの相違に起因する。物理吸着に伴うドーピングの様相は次の通りである。カーボンナノチューブはアルミニュウムおよび銀表面上ではn型にドープされるが、銅及び金表面上ではp型となる。グラフェンも同様であるが、5d遷移金属表面上ではp型となる。

このようなドーピングの様相と電荷移動との関係は、新たに構築した現象論を使って理解できる。ナノ構造体の殆どの実験、デバイス応用では、金属基板や電極の使用(金属接触)が避けられない。このため、金属接触の効果を評価しておくことは不可欠であり、本研究の成果はデバイス応用における基本的な指針となることが期待される。
海氷融解水を介した極域－亜寒帯域海洋の生物地球化学的リンケージの解明

本研究では海氷融解水が移送する栄養物質を介して極域と亜寒帯域海洋の生物地球化学過程が繋がっているのか?を明らかにする事を目的としている。2017年度は、季節海氷域であるオホーツク海と隣接している北太平洋亜寒帯域の栄養物質を介した繋がりの解明に取り組んだ。2018年1月には沿岸親潮域の観測航海を実施した。親潮域における低温・低塩水で特徴付けられる沿岸親潮水の鉄、栄養塩、酸素同位体の表層水平マッピングの結果を解析し、冬季海氷域のオホーツク海で解析したデータと比較した。東サハリン海流の塩分ー酸素同位体プロットから得られる酸素同位体比のエンドメンバーの値は、アムール川など寒冷地起源の天水の値を持つことから、冬季に大陸河川の影響を受けた海水が冷やされて東サハリン海流が形成されていることが示された。また、塩分ー酸素同位体プロットより、鉄や硝酸などの栄養物質に富む沿岸親潮水は、オホーツク海の海氷生成時に形成される極低温の水塊となる東サハリン海流と、海氷の融解水の混合水で形成されていることが示された。3月の観測の解析結果から、河川水由来の溶存有機物CDOMのシグナルも検出されており、季節によっては道東河川の影響も考慮する必要がある事が明らかとなった。東サハリン海流には高濃度の鉄分と栄養塩が、海氷融解水には高濃度の鉄分が含まれており、これらの水塊の混合で形成される沿岸親潮水は栄養物質が豊富な水塊となってオホーツク海から北海道沿岸の太平洋に流れ込んでいる事が明らかとなった。この、栄養物質に富む沿岸親潮水は、春季の早い時期(2月末から3月)にかけて大規模な植物プランクトンブルームを生み出すことが衛星から確認されており、今後、沿岸親潮水とブルームの関係を明にするための解析を進める。当初の予定では、2017年度は親潮域に現れる沿岸親潮水の起源と、沿岸親潮水がなぜ高鉄濃度になるのかを明らかにする事が達成目標であった。研究を実施した結果、この達成目標に関しては十分な知見がえられ、さらに沿岸親潮域の植物プランクトンブルームの発達過程、北海道道東の河川の影響などにも研究を広げることができた。これらの成果を基に研究集会を実施しその内容を公表した。また、研究論文の執筆も進めている状況である。このように2017年度の計画以上の進展があった。2018年度以降は、「季節海氷域であるオホーツク海と隣接する亜寒帯太平洋親潮海域リンケージ」については、1沿岸親潮水と沖合親潮域の間の様々なレベルでの水塊交換が、親潮全体の栄養物質の分布にどのような影響を与えているのか?2沿岸親潮水と沖合親潮域の間の様々なレベルでの水塊交換が、植物プランクトンの分布にどのような影響を与え、親潮全体のブルームを形成しているのか?を明らかにするための親潮域の観測とデータ解析を実施する。また、「季節海氷域である北西部ベーリング海と亜寒帯太平洋東カムチャツカ海流域のリンケージ」については、2018年度に実施予定のロシア船を用いて、西部ベーリング海から東カムチャツカ沖のロシア領海内の観測を実施する。この観測航海では水温、塩分、酸素同位体、アルカリ度の分析を進め、鉄や栄養塩、クロロフィルなどのパラメータとともに解析することで、淡水の起源を含めた海氷融解水の分布と鉄や栄養塩の分布範囲を精査する。これらのデータを基に北西部ベーリング海が海氷融解水や淡水を介して北太平洋亜寒帯域の植物プランクトンの増殖にどのように寄与しているのかを明らかにする。

この、栄養物質に富む沿岸親潮水は、春季の早い時期(2月末から3月)にかけて大規模な植物プランクトンブルームを生み出すことが衛星から確認されており、今後、沿岸親潮水とブルームの関係を明にするための解析を進める。当初の予定では、2017年度は親潮域に現れる沿岸親潮水の起源と、沿岸親潮水がなぜ高鉄濃度になるのかを明らかにする事が達成目標であった。研究を実施した結果、この達成目標に関しては十分な知見がえられ、さらに沿岸親潮域の植物プランクトンブルームの発達過程、北海道道東の河川の影響などにも研究を広げることができた。これらの成果を基に研究集会を実施しその内容を公表した。また、研究論文の執筆も進めている状況である。このように2017年度の計画以上の進展があった。2018年度以降は、「季節海氷域であるオホーツク海と隣接する亜寒帯太平洋親潮海域リンケージ」については、1沿岸親潮水と沖合親潮域の間の様々なレベルでの水塊交換が、親潮全体の栄養物質の分布にどのような影響を与えているのか?2沿岸親潮水と沖合親潮域の間の様々なレベルでの水塊交換が、植物プランクトンの分布にどのような影響を与え、親潮全体のブルームを形成しているのか?を明らかにするための親潮域の観測とデータ解析を実施する。また、「季節海氷域である北西部ベーリング海と亜寒帯太平洋東カムチャツカ海流域のリンケージ」については、2018年度に実施予定のロシア船を用いて、西部ベーリング海から東カムチャツカ沖のロシア領海内の観測を実施する。この観測航海では水温、塩分、酸素同位体、アルカリ度の分析を進め、鉄や栄養塩、クロロフィルなどのパラメータとともに解析することで、淡水の起源を含めた海氷融解水の分布と鉄や栄養塩の分布範囲を精査する。これらのデータを基に北西部ベーリング海が海氷融解水や淡水を介して北太平洋亜寒帯域の植物プランクトンの増殖にどのように寄与しているのかを明らかにする。
X線シアリング干渉計を用いた屈折率CT

本研究の目的は、提案したX線シアリング干渉計の有効性を示すとともに、屈折率CTへの応用を図ることである。これに関して次の結果を得ている。1.製作したX線シアリング干渉計に、X線の点光源とシンチレーション・カウンタを用い、物体の機械的走査を行って、プラスチック等の物体の厚さ変化による干渉強度変化と位相変化を測定し、1μm程度の厚さ変化が検出できることを示した。2.X線光源を線光源にし、X線の強度検出にCCDカメラを用いることにより、機械的走査なしに、X線画像を得るシステムを構築し、プラスチック物体などの干渉画像を得た。また、このシステムに位相シフト法を導入し、プラスチック物体の透過X線について位相分布を得た。3.動力学的球面波回折理論による数値計算を行い、X線シアリング干渉計によって得られる空間分解能が数μm程度になりうることを示した。4.2体型にすべき干渉計を製作したが、シリコン結晶の残留応力などの為か、良い干渉縞が得られなかった。現在、新しい製作方法を考案し、製作を行っている。位相差測定は既に製作されている干渉計で行っている。5.シアリング干渉計により得られた位相分布から、3次元屈折分布を得るための、CTの計算プログラムを作成し、製作したX線干渉計で得られる像についてシミュレーションを行って、この干渉計におけるCT再生の可能性について考察した。6.回折格子を用いた可視光のシアリング干渉計でCTの手法で断面上の動的な屈折率分布の測定を行い、シアリング干渉計の有用性を示した。7.X線シアリング干渉計のデータを用いて、軸対象物体に対してCT再生の実験を行い、屈折率を得た。既に製作していたX線シアリング干渉計を用いて、プラスチックとセロテープ、フォトレジストなどを試料として、位相差の測定を行った。このとき、くさび形のアクリル樹脂を回転することにより、位相シフト法を導入して、2π以下の位相差を測定した。また、この位相差から、位相を求め、それを厚みに変換した。位相差や厚みの分布を得るためには、試料を機械的に走査する。この結果、フォトレジストの数ミクロンの厚みの変化が捉えられることがわかった。また、アクリル樹脂で挟まれたセロテープを試料として、2次元に走査することにより、位相差の2次元分布を得て、非破壊検査の可能性を示した。次に、この干渉計のX線源を線光源とし、検出にX線用の冷却CCDカメラを用いて、干渉縞を画像としてとらえる計測システムを製作した。このシステムにより、干渉縞強度の分布を機械走査型のシステムよりは短時間で計測することができるようなり、研究を効率よく行えるようになった。また、このような画像型の干渉計の分解能に関して、X線の動力学理論を用いた球面波展開を行いて解析シミュレーションを行った。その結果、シア量が小さい干渉計ができれば、数ミクロン程度の空間分解能が可能であることを見いだした。この結果を基に、シアリング量の小さい新しい干渉計を設計し、シリコン結晶から製作した。今後この干渉計をもとに2体型の干渉計の研究を行う予定である。上に述べたような結果を学会や国際会議で発表し、論文にするとともに、X線干渉計の解説記事を執筆した。1.製作したX線シアリング干渉計に、X線の点光源とシンチレーション・カウンタを用い、物体の機械的走査を行って、プラスッチック等の物体の厚さ変化による干渉強度変化と位相変化を測定し、1μm程度の厚さ変化が検出できることを示した。

2.X線光源を線光源にし、X線の強度検出にCCDカメラを用いることにより、機械的走査なしに、X線画像を得るシステムを構築し、プラスッチック物体などの干渉画像を得た。また、このシステムに位相シフト法を導入し、プラスチック物体の透過X線について位相分布を得た。3.動力学的球面波回折理論による数値計算を行い、X線シアリング干渉計によって得られる空間分解能が数μm程度になりうることを示した。4.2体型にすべき干渉計を製作したが、シリコン結晶の残留応力などの為か、良い干渉縞が得られなかった。現在、新しい製作方法を考案し、製作を行っている。位相差測定は既に製作されている干渉計で行っている。5.シアリング干渉計により得られた位相分布から、3次元屈折率分布を得るための、CTの計算プログラムを作成し、製作したX線干渉計で得られる像についてシミュレーションを行って、この干渉計におけるCT再生の可能性について考察した。6.回折格子を用いた可視光のシアリング干渉計でCTの手法で断面上の動的な屈折率分布の測定を行い、シアリング干渉計の有用性を示した。7.X線シアリング干渉計のデータを用いて、軸対象物体に対してCT再生の実験を行い、屈折率分布を得た。
テロメラーゼを標的としたアロ不死化樹状細胞を用いた消化器癌の新しい免疫療法の開発

健常人末梢血約100mlから単核球分画を分離し、GM-CSF(50ng/ml)とIL-4(50ng/ml)を用いて6日間培養して未熟樹状細胞が誘導できることを確認した。また、TNF-α(25ng/ml)、PGE2(1μg/ml)を用いて成熟させ、フローサイトメトリーを用いてHLA-DR、CD80、CD83、CD86マーカーを解析、樹状細胞であること、および成熟機能を保持していることを明らかにした。hTERT遺伝子発現プラスミドを大腸菌にトランスフォームした後に増幅し、遺伝子導入に十分なプラスミド量を確保した。HLA-A2/A24の健常人末梢血から未熟樹状細胞を誘導し、hTERT遺伝子発現プラスミドをリポフェクタミンを用いてtransfectionした。また、遺伝子導入クローンを確認するために、GFP遺伝子発現プラスミドをco-transfectionした。GFP陽性細胞を経時的に観察したが、導入効率は極めて低く、何らかの工夫が必要と思われた。そこで、導入効率を改善するために、遺伝子導入手法をエレクトロポレーション法に変更した。エレクトロポレーションの至適条件の検討の後に、同様にhTERTおよびGFP発現プラスミドをco-transfectionし、プラスミドはネオマイシン耐性遺伝子を含んでいるため、ネオマイシン・アナログのG418でselectionを行った。初期遺伝子導入効率はやや改善されていたが、GFP陽性細胞の増殖は確認できなかった。hTERT遺伝子導入にもかかわらず樹状細胞の増殖が認められないことから、hTERT遺伝子導入による不死化のみでは自己増殖能を有した樹状細胞は得られないと推測される。そこで、hTERT遺伝子発現に加えて、ヒトパピローマウイルスのE6/E7遺伝子を追加導入することで樹状細胞のクローン化を目指した。HLA-A2/A24の未熟樹状細胞にE6/E7遺伝子発現レトロウィルスおよびhTERT遺伝子発現レトロウイルス(国立がんセンター研究所清野博士から供与)を感染させ、ネオマイシン・アナログのG418でselectionを行った。しかし、やはり安定導入株は得られず、不死化樹状細胞を樹立する本研究の継続は困難と判断した。本年度後半は研究の方向性を変更し、テロメラーゼ活性を標的とした腫瘍融解ウイルスで細胞死を誘導した癌細胞を樹状細胞にパルスすることで、癌細胞に特異的な細胞障害性T細胞(cytotoxici T-lymphocytes ; CTL)が誘導可能か否かを検討した。ヒト癌細胞にナノバイオ・ウイルス製剤Telomelysin(テロメラーゼ・プロモーターでウイルス増殖に必要なE1遺伝子を制御する腫瘍融解アデノウイルス製剤)をH1299ヒト癌細胞に感染させ、免疫を活性化するdanger signalとして知られる細胞内尿酸の濃度を測定したところ、著明な上昇を確認することができた。Telomelysinを感染させたH1299細胞と健常人末梢血を混合培養し、7日後の細胞の癌細胞に対する細胞障害活性を検討したところ、H1299細胞に特異的なCTL誘導が確認された。

本年度後半は研究の方向性を変更し、テロメラーゼ活性を標的とした腫瘍融解ウイルスで細胞死を誘導した癌細胞を樹状細胞にパルスすることで、癌細胞に特異的な細胞障害性T細胞(cytotoxici T-lymphocytes ; CTL)が誘導可能か否かを検討した。ヒト癌細胞にナノバイオ・ウイルス製剤Telomelysin(テロメラーゼ・プロモーターでウイルス増殖に必要なE1遺伝子を制御する腫瘍融解アデノウイルス製剤)をH1299ヒト癌細胞に感染させ、免疫を活性化するdanger signalとして知られる細胞内尿酸の濃度を測定したところ、著明な上昇を確認することができた。Telomelysinを感染させたH1299細胞と健常人末梢血を混合培養し、7日後の細胞の癌細胞に対する細胞障害活性を検討したところ、H1299細胞に特異的なCTL誘導が確認された。健常人末梢血約100mlから単核球分画を分離し、GM-CSF(50ng/ml)とIL-4(50ng/ml)を用いて6日間培養して未熟樹状細胞が誘導できることを確認した。また、TNF-α(25ng/ml)、PGE2(1μg/ml)を用いて成熟させ、フローサイトメトリーを用いてHLA-DR、CD80、CD83、CD86マーカーを解析、樹状細胞であること、および成熟機能を保持していることを明らかにした。hTERT遺伝子発現プラスミドを大腸菌にトランスフォームした後に増幅し、遺伝子導入に十分なプラスミド量を確保した。HLA-A2/A24の健常人末梢血から未熟樹状細胞を誘導し、hTERT遺伝子発現プラスミドをリポフェクタミンを用いてtransfectionした。また、遺伝子導入クローンを確認するために、GFP遺伝子発現プラスミドをco-transfectionした。GFP陽性細胞を経時的に観察したが、導入効率は極めて低く、何らかの工夫が必要と思われた。そこで、導入効率を改善するために遺伝子導入手法をエレクトロポレーション法に変更した。エレクトロポレーションの至適条件の検討の後に、同様にhTERTおよびGFP発現プラスミドをco-transfectionし、プラスミドはネオマイシン耐性遺伝子を含んでいるため、ネオマイシン・アナログのG418でselectionを行った。初期遺伝子導入効率はやや改善されていたが、GFP陽性細胞の増殖は確認できなかった。hTERT遺伝子導入にもかかわらず樹状細胞の増殖が認められないことから、hTERT遺伝子導入による不死化のみでは自己増殖能を有した樹状細胞は得られないと推測される。hTERT遺伝子発現に加え、さらなる増殖シグナル刺激が必要と考え、ヒトパピローマウイルスのE6/E7遺伝子を追加導入することで、樹状細胞のクローン化を目指す。昨年度の研究で、HLA-A2/A24の健常人末梢血から未熟樹状細胞を誘導し、hTERT遺伝子発現プラスミドをリポフェクタミンあるいはエレクトロポレーションを用いて導入しようと試みたが、安定導入株を樹立することはできなかった。そこで、hTERT遺伝子発現に加えて、ヒトパピローマウイルスのE6/E7遺伝子を追加導入することで樹状細胞のクローン化を目指した。HLA-A2/A24の未熟樹状細胞にE6/E7遺伝子発現レトロウイルスおよびhTERT遺伝子発現レトロウイルス(国立がんセンター