hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Ｇｅナノドット含有高出力因子ヘテロ超格子によるＳｉ基板上高性能熱電材料の開発

本研究は、LSI分野の歪技術と独自ナノ構造で、電気伝導率“増大"と熱伝導率低減の同時実現という熱電材料の長年の課題の解決が目的である。本年度は歪Si1-xGexの熱電性能評価を行う予定であったが、熱伝導率低減が予想以上に成功し、そちらに注力する様に予定を変更した。研究成果としては、1.独自の極薄酸化膜技術を用いたSiGe薄膜上エピタキシャルGeナノドット(ND)の作製(最終年度の予定を前倒しで実施)、2.その技術を用いたSiGe/Ge ND積層構造の作製・熱伝導率評価、3.バンド構造制御したSiGe/Si超格子の作製・熱電性能評価が挙げられる。以下に具体的な内容を示す。これまで我々の極薄酸化膜はSi上への形成のみで、SiGe上への応用(1.)は初の試みである。Si0.75Ge0.25薄膜に対してSiと同様の条件で極薄酸化とGe ND形成を行ったところ、Si上と同様の形状のNDが得られた。さらにその条件で、Si0.75Ge0.25層とGe NDを積層して熱伝導率を測定したところ(2.)、1-2 W/mKとエピタキシャル成長したSiGe系構造としては非常に低く、PbTeなどに匹敵する値を得た。本構造に歪Si1-xGex層を挿入した構造が目標であるため、熱伝導率低減は十分な結果が得られたといえる。3.のSi1-yGey/Si超格子(y = 0.1, 0.2, 0.3)は、歪の小さな構造であるため、歪Si1-xGexとの比較により歪の効果が確認できる試料となる。その熱電性能は、歪が小さいために電気伝導率はバルクSiよりも低かったが、ゼーベック係数は先行研究のGe/Si超格子よりも大きく、その結果SiGe系超格子内で最大の熱電出力因子を得た。また、SiGe/Si界面のエネルギーバンド障壁を小さくして、界面キャリア散乱を減らしたことで高ゼーベック係数が得られたことを明らかにした。本年度は、本研究課題の要の一つである歪Si1-xGex(x = 0 - 1)の熱電性能を評価、およびそれによる出力因子増大を示す予定であったが、熱伝導率低減を目指したナノドット含有薄膜の形成に成功し、熱伝導率低減が予想より大きな成功を収めたので、そちらに集中して行う方針に舵をきった。歪SiGeの熱電性能評価を後日に行うことに変更したが、独自技術を用いたGeナノドットによる熱伝導率低減は当初計画より進んで成果を得ることができた。これらのことから、順調に進んでいると判断した。以下に、個々の成果に関しての記述を行う。Si-richなSiGeではあるが、独自の極薄酸化膜技術を用いたSi0.75Ge0.25薄膜上エピタキシャルGeナノドットの作製に初めて成功した。さらに、それを応用したSi0.75Ge0.25/Geナノドット積層構造においては、エピタキシャル成長したSiGe系ナノ薄膜としては非常に低く、熱電材料として実用化されているPbTeなどに匹敵する、1-2 W/mKという値を得た。この構造に歪SiGe層を導入して出力因子増大を達成することが本研究課題の目標であることから、熱伝導率低減については十分な結果を得たと言える。また、SiGe/Si超格子においては、SiGe系超格子としては最大の27 μW/cmK2という高い熱電出力因子を得た。本成果では、界面バリア障壁によるキャリア散乱抑制がゼーベック係数低下を防ぐことを明らかにした。これは、出力因子増大を目指す構造を設計するにあたって、重要な知見である。このような結果を考慮すると、研究目的達成に向けて、確実に前進していると言える。まず、SiGeにおける歪量と熱電性能の相関を評価する。歪Si1-xGexの作製における課題としては、歪緩和Si1-yGeyバッファ層の作製が困難であることが挙げられる。そのため、加速的に研究を行うために、外部機関との協力を図り、歪緩和Si1-yGeyバッファ層の作製を行う。具体的には、歪Si1-xGex作製技術を有する東京都市大学の澤野教授のもとで歪Si1-xGex試料の作製を行う。さらには、歪緩和Si1-yGeyバッファ層を澤野教授から提供していただき、我々の設備でその上に歪Si1-xGex層を作製することも予定している。このようにして、形成した歪Si1-xGexの熱電性能評価を行う。熱電性能は、当研究室が所持するゼーベック係数測定装置、ホール効果測定装置、2ωナノ薄膜熱伝導率計によって行う。また、歪量はX線回折装置により評価する予定である。続いて、歪Si1-xGex層と歪緩和Si1-yGey層の積層構造の作製を行う。本構造は、前述した歪Si1-xGexによる電気伝導率増大効果に加えて、積層界面でのフォノン散乱による熱伝導率低減を目指す。この際、歪量が最適な状態であるかを確認する必要があるが、X線回折装置では各々の層の歪量は測定できない可能性がある。その際は、透過型電子顕微鏡により断面の詳細な構造観察を行い、歪量が最適な状態を保てているかの確認を行う。これら構造にドーピングを行う際、余分なキャリア散乱を抑制するために変調ドーピングを行うことも考えている。

その場合、キャリアがどの程度の領域を伝播しているかを実験的に確かめることは困難であり、膜厚に依存する電気伝導率の値が不確かなものになってしまう。そこで、シミュレーションなどによってバンド構造を明らかにして、膜厚を正確に定義することで、過不足のない熱電性能の評価が可能になると考えている。本研究は、LSI分野の歪技術と独自ナノ構造で、電気伝導率“増大"と熱伝導率低減の同時実現という熱電材料の長年の課題の解決が目的である。本年度は歪Si1-xGexの熱電性能評価を行う予定であったが、熱伝導率低減が予想以上に成功し、そちらに注力する様に予定を変更した。研究成果としては、1.独自の極薄酸化膜技術を用いたSiGe薄膜上エピタキシャルGeナノドット(ND)の作製(最終年度の予定を前倒しで実施)、2.その技術を用いたSiGe/Ge ND積層構造の作製・熱伝導率評価、3.バンド構造制御したSiGe/Si超格子の作製・熱電性能評価が挙げられる。以下に具体的な内容を示す。これまで我々の極薄酸化膜はSi上への形成のみで、SiGe上への応用(1.)は初の試みである。Si0.75Ge0.25薄膜に対してSiと同様の条件で極薄酸化とGe ND形成を行ったところ、Si上と同様の形状のNDが得られた。さらにその条件で、Si0.75Ge0.25層とGe NDを積層して熱伝導率を測定したところ(2.)、1-2 W/mKとエピタキシャル成長したSiGe系構造としては非常に低く、PbTeなどに匹敵する値を得た。本構造に歪Si1-xGex層を挿入した構造が目標であるため、熱伝導率低減は十分な結果が得られたといえる。3.のSi1-yGey/Si超格子(y = 0.1, 0.2, 0.3)は、歪の小さな構造であるため、歪Si1-xGexとの比較により歪の効果が確認できる試料となる。その熱電性能は、歪が小さいために電気伝導率はバルクSiよりも低かったが、ゼーベック係数は先行研究のGe/Si超格子よりも大きく、その結果SiGe系超格子内で最大の熱電出力因子を得た。また、SiGe/Si界面のエネルギーバンド障壁を小さくして、界面キャリア散乱を減らしたことで高ゼーベック係数が得られたことを明らかにした。本年度は、本研究課題の要の一つである歪Si1-xGex(x = 0 - 1)の熱電性能を評価、およびそれによる出力因子増大を示す予定であったが、熱伝導率低減を目指したナノドット含有薄膜の形成に成功し、熱伝導率低減が予想より大きな成功を収めたので、そちらに集中して行う方針に舵をきった。歪SiGeの熱電性能評価を後日に行うことに変更したが、独自技術を用いたGeナノドットによる熱伝導率低減は当初計画より進んで成果を得ることができた。これらのことから、順調に進んでいると判断した。以下に、個々の成果に関しての記述を行う。Si-richなSiGeではあるが、独自の極薄酸化膜技術を用いたSi0.75Ge0.25薄膜上エピタキシャルGeナノドットの作製に初めて成功した。さらに、それを応用したSi0.75Ge0.25/Geナノドット積層構造においては、エピタキシャル成長したSiGe系ナノ薄膜としては非常に低く、熱電材料として実用化されているPbTeなどに匹敵する、1-2 W/mKという値を得た。この構造に歪SiGe層を導入して出力因子増大を達成することが本研究課題の目標であることから、熱伝導率低減については十分な結果を得たと言える。また、SiGe/Si超格子においては、SiGe系超格子としては最大の27 μW/cmK2という高い熱電出力因子を得た。
高分子ゲルを用いたHER2過剰発現評価の新規定量化陽性コントロールの開発

乳癌は、本邦における女性の悪性腫瘍の罹患率第1位である。手術、薬物療法、放射線療法といった集学的治療が行われ、近年の薬物療法で得られる治療効果は極めて高い。特に薬物療法の方針決定の際には、癌組織のホルモンレセプターや、癌細胞膜に存在するHER2 (human epidermal growth factor type2:ヒト上皮成長因子受容体2型)タンパクの発現状態を知ることが必要で、病理組織学的検査として免疫組織化学法(Immunohistchemitry:IHC,以下IHC)が用いられている。HER2陽性乳癌は、トラスツズマブに代表される抗体療法の進歩に伴い著しく予後の改善がみられている。そのため乳癌患者の中からHER2陽性乳癌患者を正確に見出すことは、乳癌の治療戦略を立てるうえで非常に重要で、診断精度の向上が望まれる。HER2タンパク過剰発現の診断は、IHCで癌細胞膜の染色強度により4段階に判定されるが、これは主観によるところが大きく、FISHなど他の検査との結果の乖離も認められる現状などから、染色強度を客観的に判定する方法の検討が必要である。一方で、当研究室ではこれまで、川口らとともに、ナノテクノロジーの技術を応用し、高分子化合物を用いて、機能性微粒子を用いた癌治療戦略に関する研究(課題番号:20390338)を行なってきた経緯があり、タンパク質と結合する基を持つミクロンオーダーの親水性網目構造体(=高分子ゲル)の合成を行ない、高分子ゲルとHER2タンパクの結合体を免疫染色し、その結合するタンパク量によって染色強度に濃度差をもたせ、HER2タンパクの染色強度の陽性コントロールを作成することに成功した。画像解析を併用するのに適した材質を検討し、改良を重ね、定量的なHER2免疫染色強度の陽性コントロールの開発を行っている。手術、薬物療法、放射線療法といった集学的治療が行われ、近年の薬物療法による治療効果は極めて高い。特に薬物療法の方針決定の際には、癌組織のホルモンレセプターや、癌細胞膜に存在するHER2 (human epidermal growth factor type2:ヒト上皮成長因子受容体2型)タンパクの発現状態を知ることが必要で、病理組織学的検査として免疫組織化学法Immunohistchemitry:IHC,以下IHC)が用いられている。一方で、当研究室ではこれまで、川口らとともに、ナノテクノロジーの技術を応用し、高分子化合物を用いて、機能性微粒子を用いた癌治療戦略に関する研究(課題番号:20390338)を行なってきた経緯があり、タンパク質と結合する基を持つミクロンオーダーの親水性網目構造体(=高分子ゲル)の合成が可能であることを確認した。そこで、高分子ゲルにHER2タンパクを結合させ、免疫染色の原理で染色し、その結合するタンパク量によって染色強度に濃度差をもたせ、HER2タンパクの染色強度の陽性コントロールを作成するという着想に至った。ここに画像解析技術を用いて染色強度を数値化し、定量的なHER2免疫染色強度の陽性コントロールを開発する。H28年度はHER2タンパク濃度の勾配を持った高分子ゲル微粒子の作成と画像解析への応用を課題とした。今回使用する高分子ゲルは、4種類のモノマー(Acrylamide, ethacrylic acid, Nitrophenyl acrylate, Methlene-bis-Acrylamide)の重合体であり、タンパク質と結合する基をもつミクロンオーダーの親水性網目構造体である。抗HER2抗体を用い、免疫染色を行なうと、HER2陽性乳癌と同様に染色性を示す球体として顕微鏡で観察される。高分子ゲルの作成は再現性をもって行うことができている。更に高分子ゲルに添加するHER2タンパクの濃度差によって染色強度に差が生じ、癌細胞膜の染色強度の陽性コントロールとなる。乳癌細胞のHER2発現はパラフィン包埋組織を用いて判定するため、パラフィン包埋する際、高分子ゲルも一緒に包埋する。これを切片にし、乳癌組織と同一プレパラート上で同時に免疫染色を行ない評価する。現時点では、凍結切片で異なるHER2タンパク量を添加した高分子ゲルを免疫染色し、染色濃度に差が出ることを確認できている。パラフィン切片では、抗原不活化処理などの工程で高分子ゲルが剥がれることのないよう、シランコーティングスライドガラスなどを用いて最適条件を模索中である。画像解析に関しては、高分子ゲルをより解析に適した条件にするため、電子顕微鏡の標準球を用いてコアとし、その表面に高分子ゲルを結合させる方法を試みている。標準球は正円球であり、生体にはない形態のため、画像解析で陽性コントロールを認識するのが容易となる利点がある。標準球の表面に無数の高分子ゲルを結合させ固相化し、その部分を画像解析で濃度測定する方法を現在進めている。

特に薬物療法の方針決定の際には、癌組織のホルモンレセプターや、癌細胞膜に存在するHER2 (human epidermal growth factor type2:ヒト上皮成長因子受容体2型)タンパクの発現状態を知ることが必要で、病理組織学的検査として免疫組織化学法Immunohistchemitry:IHC,以下IHC)が用いられている。HER2陽性乳癌は、トラスツズマブに代表される抗体療法の進歩に伴い著しく予後の改善がみられている。そのため乳癌患者の中からHER2陽性乳癌患者を正確に見出すことは、乳癌の治療戦略を立てるうえで非常に重要で、診断精度の向上が望まれる。HER2タンパク過剰発現の診断は、IHCで癌細胞膜の染色強度により4段階に判定されるが、これは主観によるところが大きく、FISHなど他の検査との結果の乖離も認められる現状などから、染色強度を客観的に判定する方法の検討が必要である。一方で、当研究室ではこれまで、川口らとともに、ナノテクノロジーの技術を応用し、高分子化合物を用いて、機能性微粒子を用いた癌治療戦略に関する研究(課題番号:20390338)を行なってきた経緯があり、タンパク質と結合する基を持つミクロンオーダーの親水性網目構造体(=高分子ゲル)の合成が可能であることを確認した。そこで、高分子ゲルにHER2タンパクを結合させ、免疫染色の原理で染色し、その結合するタンパク量によって染色強度に濃度差をもたせ、HER2タンパクの染色強度の陽性コントロールを作成するという着想に至った。ここに画像解析技術を用いて染色強度を数値化し、定量的なHER2免疫染色強度の陽性コントロールを開発する。H29年度はHER2タンパク濃度の勾配を持った高分子ゲル微粒子の作成と画像解析への応用を課題とした。今回使用する高分子ゲルは、4種類のモノマーの重合体であり、タンパク質と結合する基をもつミクロンオーダーの親水性網目構造体である。抗HER2抗体を用い、免疫染色を行なうと、HER2陽性乳癌と同様に染色性を示す球体として顕微鏡で観察される。高分子ゲルの作成は再現性をもって行うことができた。更に高分子ゲルに添加するHER2タンパクの濃度差によって染色強度に差が生じ、癌細胞膜の染色強度の陽性コントロールとなり得た。パラフィン切片では、抗原不活化処理などの工程で高分子ゲルが剥がれることのないよう、シランコーティングスライドガラスを用いて乾燥時間を延長することで、剥離の問題を解決した。また、非特異染色(タンパクが結合していない場合でも免疫染色で染色性を示す事象)も見られたが、クエンチングにより解決された。また、より画像解析に適した形態とするため、電子顕微鏡の標準球を用いてコアとし、その表面に高分子ゲルを結合させる方法を試み、パラフィン切片の染色の再現性を得ることができた。標準球は正円球であり、生体にはない形態のため、画像解析で陽性コントロールを認識するのが容易となる利点がある。標準球の表面に無数の高分子ゲルを結合させ固相化し、その部分を画像解析で濃度測定する方法が有用と考える。
望ましい基準を満たすマッチングルールの構築可能性の研究

医師(研修医)と病院、学生と学校などの二つの集合の間に対応関係をもたらす規則をマッチングルールと呼ぶ。マッチングルールは、医師、学生、病院、学校といったマッチされる当事者も希望に基づいてお互いを振り分けるものである。当事者の希望を反映させるといっても、どのような基準に反映させればいいのか、望ましい基準があったとしてもその基準を満たすような振り分け方(ルール)がそもそも存在するのかといった問題が存在する。そのような問題のことをマッチング問題と呼ぶ。現在、医療制度マッチングなどで採用されている基準は、パレート効率性と呼ばれる経済学の最も主要な効率性の基準を満たしているが、虚偽の希望を表明したほうが得になるという状況がありえるため、そのような虚偽の希望を基にして振り分けられた結果は本当の希望に対して全体として効率的な結果となっていない可能性がある。よって、虚偽の表明を完全に防止するようなルールの構築可能性を探ることは非常に重要となる。昨年までに虚偽表明を防止しうるようなルールで最小限の効率性を満たすようなものを非常に一般的なモデルにおいて構築できるということを発見していた。その結果について、国際雑誌Social Choice and Welfareに投稿し、今年度当該論文の掲載決定の裁定がなされた。また、日本の学校選択制度における研究を行い、繰り上りのシステムを組みこんだ2段階のマッチングモデルを構築した。そのモデルにおいて、虚偽表明を防止するような望ましい基準を満たすルールの構築可能性を探っている段階である。本研究の目的は、研修医と病院、学生と大学のような2つの集合の間に社会的に望ましいマッチングを成立させるマッチング・ルール(以下、ルール)の構築可能性を追求し、得られた結果をもとに日本における現実経済のマッチング問題へ政策提言を行うことである。全てのルール参加者はマッチする相手への選好順序を持っており、ルールの運営者は全ての参加者から表明された選好の組をもとにマッチングを成立させる状況を考える。過去に私は一対一のマッチングモデルにおいて(1)「全ての人にとって真の選好を表明することが最適である(虚偽表明の防止)」、「全ての人が両思いなら、各人は両思いの相手とマッチする(全会一致の尊重)」および「誰ともマッチしない状態よりも好ましくないような相手とはマッチしない(個人合理性)」の三つの基準を同時に満たすルールは構築可能であるという結果と、(2)「虚偽表明の防止」と「両思いの相手がいれば、その相手とマッチする(両思いの尊重)」という二つの基準を同時に満たすルールは構築不可能であるという結果を得ている。現実の経済においては、何らかの機関や施設と多くの個人がマッチするような「一対多のマッチング問題」が重要な問題となるため、これまでに得られている「一対一のマッチングモデル」の結果(1)と(2)を「一対多のマッチング問題」への拡張を行うことによって、初めて現実経済のマッチング問題に対する解決策の提言を行うことが可能となる。今年度(19年度)は、一対一のマッチングモデルにおける上記の結果を一対多のマッチングモデルへ拡張可能であることを証明した。得られた結果を論文として投稿するため10月にアメリカにおいてロチェスター大学トムソン教授の下で校正を行い、海外学術雑誌に投稿している。医師(研修医)と病院、学生と学校などの二つの集合の問に対応関係をもたらす規則をマッチングルールと呼ぶ。マッチングルールは、医師、学生、病院、学校といったマッチされる当事者の希望に基づいてお互いを振り分けるものである。当事者の希望を反映させるといっても、どのような基準に基づいて反映させればいいのか、望ましい基準があったとしてその基準を満たすような振り分け方(ルール)がそもそも存在するのかといった問題が存在する。現在医療制度マッチングなどで採用されている基準は、パレート効率性と呼ばれる経済学の最も主要な効率性の基準を満たしているが、虚偽の希望を表明したほうが得になるという状況がありえるため、そのような虚偽の希望を基にして振り分けられた結果は本当の希望に対して全体として効率的な結果となっていない可能性がある。よって、虚偽の表明を完全に防止する基準を満たすようなルールの構築可能性を探ることは非常に重要となる。昨年までに、虚偽表明を完全に防止するようなルールで最小限の効率性を満たすようなものを非常に一般的なモデルにおいて構築できるということを発見していたが、それに関する証明が煩雑であり理解しがたいものであったので、より簡潔なものに訂正した。また、現在の日本において非常に問題となっている医療制度マッチングにおけるルールについて、地域によって振り分けられる研修医の偏りをなるべく減らすようなもので、望ましい基準を満たすルールの構築可能性を探っている段階である。

昨年までに虚偽表明を防止しうるようなルールで最小限の効率性を満たすようなものを非常に一般的なモデルにおいて構築できるということを発見していた。その結果について、国際雑誌Social Choice and Welfareに投稿し、今年度当該論文の掲載決定の裁定がなされた。また、日本の学校選択制度における研究を行い、繰り上りのシステムを組みこんだ2段階のマッチングモデルを構築した。そのモデルにおいて、虚偽表明を防止するような望ましい基準を満たすルールの構築可能性を探っている段階である。
「自我脳」の機能にもとづく精神疾患の生活障害の解明とリカバリーの脳科学

自我脳の発達を支える脳機能ネットワークの変化を全体として捉える方法として、脳磁図MEGの周波数特異的ネットワークを取りあげ、脳のさまざまな部位間のネットワークを周波数ごとに検討した。729歳の健常者について安静時の周波数特異的ネットワークをMEGで検討すると、β帯域波は年齢とともにネットワークの分離segregationが進み、γ帯域波は統合integrationが進み、発達に伴う脳機能の機能分化と機能統合という2つの側面が、β波とγ波という周波数にそれぞれ反映されるとされている。統合失調症27名と健常者37名の安静開眼7分のMEGデータについてグラフ解析を行うと、γ帯域波についてはネットワークsegregationの指標であるlocal efficiencyが統合失調症において増加しており、β帯域波については変化を認めなかった。統合失調症においては脳機能分化には問題を認めないものの脳機能統合において変化が生じていることを示していると考えられた。こうした自我脳の機能と臨床的な行動や精神疾患の関連を、重症精神疾患における身体的健康(NakashishiらBr J Psychiatry Open, 2019)や援助希求行動(AndoらJ Affect Disord, 2018)について検討するとともに、書籍において「人生もこころも脳もリカバリー」(日本評論社2018)や「価値医学」(医歯薬出版2018)というテーマとして採りあげ、さらに臨床現場での実態を明らかにできたことにもとづいて(夏苅ら精神経誌2018)、統合失調症当事者との対談のなかで今後の取り組むべき課題を明らかにした(宇田川ら響き合う街で, 2019)。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。実世界神経科学real-world neuroscienceという新しい学問分野を英文総説として提唱した(Neurosci Res 90:65-71, 2015)。そこではこれまでの脳研究の発展を、1950年代後半からの感覚や理性を対象とした感覚脳・理性脳sensing brain、1970年代後半からの情動や感情を対象とした感情脳emotional brain、1990年代後半からの対人関係や社会性を対象とした社会脳social brain、2000年代後半からの自我・自己・身体を対象とした自我脳ego brainの時代として振り返ったうえで、これからの発展として行動の最中の脳機能を対象とする行動脳actionbrainを挙げ、そこでは実世界における脳機能を検討する実世界神経科学real-world neuroscience、複数個体の相互関係を検討する複数個体神経科学two-person neuroscienceの視点が重要であることを強調した。さらに、この自我脳と行動脳の発展として、人間の表象機能に注目する表象脳symbolizing brainの可能性を論じた。そうした研究を具体的に進めるうえでは、自然な状態で脳機能を測定できる近赤外線スペクトロスコピィNIRSが有利となる。そこで、NIRSデータと脳機能測定に広く用いられるfMRIデータを同時に記録し両者の関係を検討したところ、プローブを3cm程度の間隔で設置するとNIRSは脳由来の信号を捉えることを示すことができた(Neurophotonics 2:015003, 2015)。こうしたデータに基づいて、自我脳の機能を検討するうえでNIRSが有用であることを示すことができた。従来の神経科学における脳機能画像研究は、被検者が仰臥位で無動を保った状況で行われており、日常の生活場面とは異質な環境で行われてきている。これは、現実の実世界での脳機能をそのまま検討できる脳機能画像法が存在しなかったためである。自然な状態で脳機能が測定できる近赤外線スペクトロスコピィNIRSの利点を生かすことでその制約を乗り越え、実世界における自我機能を反映する脳機能を測定するうえでの方法論の基盤とすべく、NIRSとfMRIの同時測定という困難な状況に取り組んでデータにもとづいてその根拠を示すことができた第一年度であった。自我脳の機能について、臨床神経生理学的な指標を用いた検討を行った。体性感覚における自我脳の機能については、脳磁図MEGを用いて電気刺激への体性感覚誘発磁場SEFに対して体性感覚注意条件・視覚注意条件・非注意条件という注意機能がおよぼす影響を健常者とうつ病患者で検討し、N20mとP60m成分の潜時と大きさに影響を及ぼすことがないことを明らかにした(Psychiatry Clin Neurosci 70:116-125, 2016)。運動反応における自我脳の機能については、事象関連電位ERPを用いてGo/No-go課題におけるN2, P3成分を健常者と統合失調症患者検討し、No-go刺激に対するP3成分振幅が高機能統合失調症では減衰していないが、全般的機能レベルGAFと相関を示すことを明らかにした(Psychiatry Clin Neurosci 70: 278-285, 2016)。以上の結果をもとに、統合失調症において自我脳のリカバリーを図るうえで、個別化した価値について心理的な検討とならんで脳科学的な解明が重要であることをNatureグループの雑誌にまとめ(npj Schizophrenia 3:14, 2017)、また日本の医療においてそうした体制を確立するための道程の提案をLancetグループの雑誌に発表した(Lancet Psychiatry 4:268-270, 2017)。従来の神経科学における脳機能画像研究が、被検者が仰臥位で無動を保った状況で行われており、日常の生活場面とは異質な環境で行われてきている。

これは、現実の実世界での脳機能をそのまま検討できる脳機能画像法が存在しなかったためである。第一年度は、自然な状態で脳機能が測定できる近赤外線スペクトロスコピィNIRSの利点を生かすことでその制約を乗り越え、実世界における自我機能を反映する脳機能を測定するうえでの方法論の基盤とすることに取り組んだ。第二年度である本年度は、そうした取組みを発展させて、脳機能指標を磁気誘発磁場SEF・事象関連電位ERP・計測モダリティを脳磁図MEG・磁気共鳴スペクトロスコピィMRSへと拡大するとともに、測定条件を注意関連・運動反応・課題誘発同期振動へと広げて、自我脳の機能をより広い条件で検討できる具体例を実現することができた。自我脳の機能としての基底生活行動の脳基盤をリアワールドの条件において検討可能とするため、自然な条件において脳機能を測定できる特徴をもつ近赤外線スペクトロスコピィnear-infrared spectroscopy (NIRS)について、その方法論を概説した書籍を刊行するとともに(福田ら2017)、精神疾患のうつ病を例にその具体的応用の概説をまとめた(福田2017)。自我障害を主症状として主体価値が病態の中心をなす精神疾患である統合失調症について、主体価値の視点から「脳・生活・人生の統合的理解にもとづく“価値医学"の最前線」としての書籍を刊行し(笠井ら2018)、日本の医療現場における現状をLancet Psychiatryに紹介し(Kasaiら2017)、学問的な位置づけをnpj SchizophreniaのEditorialとして明確にした(Kasai and Fukuda 2017)。これら基底生活行動と自我脳についての基礎的な準備にもとづいて、重要な要素である顔認識について反応時間と脳機能の関連を検討し、安静時の脳機能的MRI(fMRI)により得られる時系列blood oxygenationlevel dependent (BOLD)信号をフーリエ変換して得られるパワースペクトラムの周波数依存性の指標であるpower-low exponent (PLE)が、内側前頭前野において安静時には課題時より低下しており、反応時間と負の相関を示すことを明らかにし、脳機能の周波数に沿ったフラクタル構造が基底生活行動において示す特徴を明らかにした(Kasagiら2017)。従来の神経科学における脳機能画像研究が、被検者が仰臥位で無動を保った状況で行われており、日常の生活場面とは異質な環境で行われてきている。第一年度と第二年度は、自我脳という学問分野を開拓していくうえで必要となるNIRSやMEGの検査法について、その方法論的な基礎を確立した。統合失調症の自我障害やうつ病の精神運動制止などいずれの精神疾患の病態生理においても、内発的に行動を起こす主体としての「自我」の機能とそのメタ認知である「自己」の機能は重要である。それにもとづいて第三年度の昨年度は、自我機能と自己機能について脳機能の周波数に沿ったフラクタル構造の視点から顔認識について検討し、行動との関連を明らかにできた。
制御性形質芽細胞Pregの炎症性腸疾患抑制効果の検討

B細胞は抗体産生を介して、主に免疫活性に関与していると考えられていた。調節性サイトカインであるインターロイキン10 (IL-10)を分泌する事により、むしろ免疫抑制に働くB細胞群が2002年に同定され、現在では多くの疾患の抑制に寄与している事が明らかとなっている。本研究では、細胞表面マーカーよりB細胞と考えられていたこれらの細胞は、形質芽細胞であることを一連の遺伝子欠失マウスを用いて証明した。これらのIL-10産生形質芽細胞はIgAを選択的に産生し、健常では脾臓に存在するが大腸炎発症に伴い腸管膜リンパ節で増殖し、腸炎の抑制に寄与していることを同定した。自己反応性形質細胞とIL-10産生制御性B細胞の共存が、潰瘍性大腸炎をはじめ多くの疾患で明らかになっている。しかし、これまでB細胞と考えられていたIL-10産生細胞が形質芽細胞である可能性を、我々は近年発見したため、本研究ではIL-10産生形質芽細胞の発生機序の解明を目的とする。この目的達成のため、平成27年度は1)IL-10産生形質芽細胞の同定及び2)IL-10産生形質芽細胞と自己反応性形質細胞との相違点の解析を行い、以下に示す結果を得た。1)IL-10産生形質芽細胞の同定: IL-10産生時に緑色蛍光を発するレポーターマウスを使用する事により、IL-10産生形質芽細胞は健常時で脾臓に僅かに存在し、大腸炎等の炎症下で増殖して、リンパ節や大腸等へ移動する事を認めた。この組織への移動中に、IL-10産生形質芽細胞は成熟して、未成熟型と成熟型の2群に分類され、どちらもin vitro刺激なくIL-10を自然産生している事も見出した。また、これら2種類のIL-10産生形質芽細胞群をレポーターマウスの使用無くして検出できるように、これらの細胞群特異的な細胞表面マーカーも同定した。2)IL-10産生形質芽細胞の自己反応性形質細胞との相違点の解析: IL-10産生形質芽細胞群は、細胞表面マーカー上、成熟B細胞と形質細胞の中間体であると共に、未成熟B細胞の特徴も幾つか兼ね備えている可能性を見出した。また、形質細胞同様に免疫グロブリン産生能を有するが、この産生はIgG優位の形質細胞と異なりIgA産生に拘束されている可能性も認めた。よって、IL-10産生形質芽細胞では、抗原特異的な免疫グロブリンクラススイッチが既に誘導されていると考えられる。また、形質細胞と異なり、IL-10産生形質芽細胞群は細胞障害性を有さない事も認めた。平成27年度の主な研究目標を達成すると共に、制御性形質芽細胞を理解するための新たな結果を得た。自己反応性形質細胞とIL-10産生制御性B細胞の共存が潰瘍性大腸炎をはじめ多くの疾患で明らかになっているが、これまでB細胞と考えられていたIL-10産生細胞が形質芽細胞である可能性を我々は認めている。よって、本研究はIL-10産生形質芽細胞(Preg細胞)の発生機序を解明することにより、免疫抑制のための新たな細胞療法開発の基礎基盤を樹立する事を目的とする。この最終目的達成のため、平成28年度は1)転写因子Blimp-1のPreg細胞分化における必要性の検討、2)免疫グロブリンクラススイッチのPreg細胞分化への関与の検討、3)Preg細胞の免疫学特性の検討が目標であった。以下に示す様に、目標1)と目標3)は充分に達成され、目標2)は結果に基づき新たな仮説のもとに進行中である。目標1)未成熟B細胞の表面マーカーであるCD93を発現するIL-10産生B細胞群は、B細胞特異的なBlimp-1の欠失により正常状態および腸炎状態においても消失した。よって、未成熟B細胞マーカーを異所性に発現する特殊な形質芽細胞がIL-10産生細胞であると考えられる。目標2)免疫グロブリンクラススイッチに必要なActivation-induced cytidine deaminase(AICD)を欠失させたマウスにおいて、IL-10産生形質芽細胞の優位な減少は認めなかった。よって、免疫グロブリンクラススイッチ自体はPreg細胞分化には関与していない事が示唆された。一方、抗原特異的なB細胞受容体シグナルに必要なCD19欠失においてPreg細胞分化が障害される可能性を見出した。目標3)健常時に脾臓に存在し、腸炎の状態で腸管膜リンパ節に移動し増殖するPreg細胞は、どちらの臓器においてもIgAを選択的に細胞表面に発現していることを認めた。また、分泌型IgAも細胞質内に検出され、Preg細胞はIL-10産生後に形質芽細胞から形質細胞に分化する可能性が示唆された。

Preg細胞の発生機序の解明を目的とした平成27年度及び平成28年度の研究助成により、免疫抑制サイトカインIL-10を恒常的に産生できるPreg細胞は未成熟B細胞抗原であるCD93を異所性に発現し脾臓に潜在的に存在し、腸炎に伴う炎症刺激により脾臓より腸管膜リンパ節に移動して増殖する事、Preg細胞への分化には転写因子であるBlimp-1が必要な事、Preg細胞はIgAを選択的に産生する事など新たな知見を見出している。平成28年度は、IL-10産生時に緑色蛍光を発するレポーター(GFP/10)マウスと形質細胞への分化に必須のBlimp-1をB細胞特異的に欠失させたConditional knockoutマウスを交配させたモデルを使用して、Preg細胞はCD19やCD93といったB細胞マーカーを発現しているにも関わらず形質芽細胞であることを同定した。さらに、慢性腸炎モデルあるT細胞受容体α欠失マウスと交配することにより、炎症下で誘導されるIL-10産生B細胞も形質芽細胞であることを同定した。GFP/10マウスに免疫グロブリンクラススイッチに必要なAICDを欠失させたマウスではPreg細胞の明らかな減少は認めなかった。一方、当初の計画に加えてGFP/10マウスに抗原特異的シグナルに必要なCD19を欠失させたところ、Preg細胞の消失が認められた。よって、Preg細胞の発生には、抗原特異的刺激は必要であるが免疫グロブリンクラススイッチは必須でないと考えられた。IL-10産生能を有するPreg細胞は正常時の脾臓において、また腸炎下の腸管膜リンパ節においても選択的にIgAを細胞表面に発現すると共に、分泌型IgAの細胞質内貯留する事も認めた。よって、Preg細胞はIgA分泌形質細胞に最終的に分化する形質芽細胞の可能性が示唆された。IL-10産生制御性B細胞の存在が潰瘍性大腸炎をはじめ多くの疾患で明らかになっているが、これまでB細胞と考えられていたIL-10産生細胞が形質芽細胞である可能性も報告されている。よって、本研究はIL-10産生形質芽細胞(Preg)の発生機序を解明することにより、免疫抑制のための新たな細胞療法開発の基礎基盤を樹立する事を目的とする。Pregの発生機序の解明のため、IL-10産生時に緑色蛍光を発するレポーターマウスと形質細胞分化に必要なBlimp-1を欠失させたマウス及び免疫グロブリン産生に必要なAIDが欠失したマウスと交配した。結果として、IL-10を恒常的に産生し未成熟B細胞抗原であるCD93を発現する細胞はB細胞でなく形質芽細胞であり脾臓で分化する事を見出した。また、Pregは脾臓においても選択的にIgAを産生する事も認めたが、AID欠失に伴うクラススイッチの消失ではPregが減少も欠失は認めなかった。これらの事より、B細胞によるIL-10の産生には抗原曝露による形質芽細胞への分化が必要で、その後のIgAへのクラススイッチはIL-10産生の促進因子として作用している可能性が示唆された。Preg欠失による腸炎への影響を検討するため、慢性腸炎モデルあるT細胞受容体α欠失マウスにIL-10レポータマウスを交配した。脾臓のIL-10産生Pregは腸炎の重症度に伴い腸管膜リンパ節で増加を認めた。この腸炎マウスにB細胞特異的Blimp1欠失マウスを交配するとPregは消失し、腸炎の優位な悪化を認めた。よって、Pregは腸炎に対して抑制的に働いていると考えられた。一方、AID欠失下ではPregは減少も消失は認めず、腸炎の軽度の悪化しか認めなかった。これらの結果より、抗原特異的に分化するIgA産生形質芽細胞がIL-10を産生することにより腸炎の改善に寄与していると考えられた(現在論文の投稿準備中)。
表面固定化法による金属酸化物薄膜の作製

本研究は,金属アルコキシドなどが酸化物の表面水酸基との反応により容易に固定化される性質を利用した新しい金属酸化物薄膜,コ-ティング膜の作製法(表面固定化法)の開発を目指したものである。MgO,ゼオライト上へのSiO_2薄膜の作製,多孔質のバイコ-ルガラス上へのSnO_2薄膜の作製について検討し,以下の成果を得た。1.SiO_2ーMgO系:テトラメトキシシランの気相表面固定化法によりMgO表面に1層以下のSiO_2薄層を生成させた場合,シリカゲル(SiO_2)よりも強いルイス酸点が,Si固定化量とほぼ同量生成した。この酸点は発現は,MgOーSiO_2界面に生成するMgーOーSi結合を通しての電子的,構造的効果に起因すると推定され,表面固定化法により1層以下の薄膜を形成させれば,その表面あるいは界面に新しい特性,機能が引き出せることがわかった。2.SiO_2ーゼオライト系:テトラメトキシシランを用いた気相表面固定化法,およびジメチルシロキサン環状オリゴマ-を用いた液相表面固定化法によるゼオライト外表面へのSiO_2薄膜の選択的生成により,細孔入口径の精密制御とガス吸着特性の改変が達成でき,その効率は液相法が優れていることが判明した。3.SnO_2ー多孔質バイコ-ルガラス系:スズキプロポキシドの液相表面固定化法による多孔質バイコ-ルガラス表面へのSnO_2薄膜の生成により,導電性の賦与とガス透過能の制御が同時に達成できた。さらに,可燃性ガスとの接触による導電性変化からガス検知が可能であり,新しいガスセンサ素子構築の可能性が示唆された。基板表面と膜前駆物質(金属アルコキシドなど)の化学反応を基にしている表面固定化法では,原理的に1層ずつ,化学的に制御して薄膜が作製できるため,上述の特性や機能の制御,改変が達成されると結論でき,本法が特徴ある金属酸化物薄膜作製技術であることが判明した。本研究は、金属のアルキル化合物、アルコキシドなどが酸化物の表面水酸基との反応により容易に固定化される性質を利用し、新しい金属酸化物薄膜、コ-ティング膜の作製法(表面固定化法)の開発を目指すものである。本年度は半導性、光導電性材料などとして重要なチタニア(TiO_2)薄膜の作製について検討した。Ti(OC_2H_5)_4、Ti(OC_4H_<10>)_4のマグネシア(MgO)の表面水酸基との反応による気相固定化、それに引き続く分解、加水分解過程を赤外分光法、紫外可視分光法、示差熱熱重量法により追求したところ、Ti(OC_2H_5)_4、Ti(OC_4H_<10>)_4いずれのアルコキシドも固定化されるが、Ti(OC_4H_<10>)_4では加水分解処理により表面から脱離する傾向が見られ、膜作製前駆体としてはTi(OC_2H_5)_4のほうが優れていることが明らかとなった。Ti(OC_2H_5)_4の表面固定化量(チタニア薄膜生成量)は、基体であるマグネシア表面の水酸基および吸着水量と固定化温度の兼ね合いで決まり、薄膜作製には最適温度が存在することが明らかとなった。

気相固定化法で連続膜を作製するには、固定化、加水分解過程を繰り返す必要があるが、その過程を紫外可視スペクトル(電子スペクトル)により追求すれば、膜の成長過程が解明できる可能性が示唆された。Ti(OC_2H_5)_4の液相固定化法により作製したチタニアコ-ティング薄膜は、Ti(OC_2H_5)_4の加水分解により作製したチタニア粒子に比べ、光の透過領域が短波長側まで拡大するとともに、紫外光の反射率(遮蔽率)も向上し、薄膜化による光特性の改変が達成された。来年度は、薄膜、コ-ティング膜の作製条件のさらなる最適化、膜成長過程の解明とともと、作製した膜の導電性などの機能物性についても鋭意検討する予定である。本研究は、金属の塩化物、アルコキシドなどが酸化物の表面水酸基との反応により容易に固定化される性質を利用し、新しい金属酸化物薄膜,コ-ティング膜の作製法(表面固定化法)の開発を目指したものである。本年度は,主に多孔質バイコ-ルガラス表面への酸化スズ(SnO_2)薄膜の作製とそのガスセンサ素子への応用の可能性を検討し,以下の知見を得た。スズプロポキシドのテトラヒドロフラン溶液中に,表面水酸基生成処理を施した多孔質バイコ-ルガラスを浸漬,還流後(液相表面固定化法),600°C,空気中で焼成して得たSnO_2修飾多孔質バイコ-ルガラスのガス(H_2,O_2,CH_4,iーC_4H_<10>)透過能,導電性の変化などについて調べた結果,SnO_2修飾処理に伴うガス透過係数の減少や導電率の増加からSnO_2薄膜の生成が確認できた。ガス透過係数の減少から1回のSnO_2修飾処理で細孔径が分子サイズオ-ダ-で減少し,表面固定化法では1層の薄膜が作製できること,修飾処理の繰り返しによりSnO_2薄膜の膜厚(生成量)の増加とそれに伴うガス透過特性,導電性の制御が可能であることが明らかとなった。さらに,可燃性ガスとの接触による導電性の変化が認められ,表面固定化法で作製した超薄膜でもガスセンサ機能を有すること,そのガス検出特性はSnO_2修飾処理の繰り返しにより変化することが判明した。現在,ガス選択性の賦与がガスセンサにおける大きな課題の一つであるが,ここで得られたSnO_2修飾多孔質バイコ-ルガラスは,SnO_2薄膜のガス検出能と多孔質ガラスのガス分離,透過能を利用し,被検ガスの分子量,大きさといった分子固有の物理量によりガス種を識別する新しいガスセンサ素子としての可能性が強く示唆され,その機能賦与の方法として,分子サイズあるいはSnO_2薄膜1層のオ-ダ-で制御できる表面固定化法が極めて有効であることが明らかとなった。
神経変性疾患における神経変性の分子機序

1.孤発性筋萎縮性側索硬化症(ALS)脊髄において発現が増加している新規分子Dorfinを同定した.Dorfinは,孤発性および家族性ALSの脊髄運動ニューロンに特異的に出現するユビキチン化封入体に局在していることを見出した.DorfinはRING-finger/IBRドメインを有するユビキチンリガーゼであることを明らかにし,家族性ALSの原因である変異型SOD1を基質の一つとして特異的にユビキチン化して,変異SOD1による神経細胞障害を防御することを報告した.Dorfinは野生型SOD1とは相互作用せず,コンフォメーション異常をきたす変異型SOD1を特異的に認識することより,細胞質内において蛋白質品質管理を担っていることが推定された.孤発性ALSにおいてもDorfinが局在したユビキチン化封入体が存在することから,孤発性ALSにおいてもコンフォメーション異常をきたした蛋白質が発症の原因となっている可能性があり,今後Dorfinの基質蛋白質の同定が孤発性ALSの病態解明に重要であると考えられた.2.変異型SOD1による家族性ALSにおいては,変異型SOD1のミトコンドリアへの移行にともなうシトクロームcの放出とそれに続くカスパーゼの活性化が運動ニューロン障害に重要であると考えられているが,Dorfinは変異型SOD1のユビキチン・プロテアソーム経路での分解を促進することにより,ミトコンドリアへ移行する変異型SOD1を減少させ,シトクロームcの放出やカスパーゼの活性化を抑制し,神経細胞保護作用を発揮することを明らかにした.3.Dorfinは,ALSのみならずパーキンソン病,レビー小体性痴呆,多系統萎縮症などの?-synucleinが中枢神経系に蓄積する疾患(?-synucleinopahy)においても,神経細胞・グリア細胞内に出現するユビキチン化封入体に局在していることを明らかにした.?-synucleinopahyにおいては,?-synucleinとともにユビキチン化封入体の主要な構成成分であるsynphilin-lを,Dorfinのユビキチン化基質として同定した.DorfinがALS,?-synucleinopahyなどの神経細胞の細胞質内にユビキチン化封入体を形成する疾患において,ユビキチン化封入体形成,神経細胞保護に広く関与している可能性が示唆された.4.synphilin-lのankyrin-likeリピート,coiled-coil領域およびATP/GTP結合領域を含む中心部分が単独で培養細胞内に凝集体を形成し,細胞毒性を有することを明らかにした.?-synucleiとともにsynphilin-lの凝集・蓄積が?-synucleinopahyの病態に関与していると考えられた.1.代表的な神経変性疾患の一つである筋萎縮性側索硬化症(ALS)の病態に関わる分子を、分子インデックス法およびcDNAマイクロアレイを用いて、ALS病変部位である脊髄における遺伝子発現プロファイリングを行い探索した。2.分子インデックス法によって、未知遺伝子断片を含む84個の遺伝子の発現がヒト孤発性ALS脊髄前角で著変していることを見い出した。さらに、多数例の孤発性ALS脊髄について検討し、分子インデックス法により得られた84個の遺伝子cDNAをスポットしたカスタムcDNAマイクロアレイおよび定量RT-PCRを用いることにより、11個の遺伝子の発現が常にALSにおいて変化していることを明らかにした。このうち、ALS脊髄において発現が増加している新規遺伝子2つの完全長cDNA配列を決定した。3.新規遺伝子の1つに、N末側にRING-finger/IBRドメインを有するユビキチンリガーゼをコードする遺伝子があり、Dorfinと名付けた。Dorfinに対する特異抗体を作成し、ALS病理組織を免疫組織化学的に検索したところ、Dorfinは孤発性および変異SOD1を伴う家族性ALSの脊髄運動ニューロン内に特異的に見られるユビキチン化封入体に局在していた。さらに、Dorfinは変異SOD1をユビキチン化し、プロテアソームによる分解を促進することにより、神経保護的に機能する分子であることを明らかにした。変異SOD1をユビキチン化するユビキチンリガーゼとしては、Dorfinが世界で初めての報告である。今後、Dorfinのトランスジェニックマウスを作成し、ALSの現在最も良いモデル動物である変異SOD1トランスジェニックマウスと交配することにより、DorfinのALS治療効果について検討して行く予定である。4.cDNAマイクロアレイによって、変異SOD1トランスジェニックマウス脊髄において発現が著変している遺伝子を多数同定した。その中でも、アポトーシス阻止作用を持つXIAP mRNA発現が、ALS症状発症ともに脊髄前角運動ニューロン内で減少していることを明らかにした。1.孤発性筋萎縮性側索硬化症(ALS)脊髄において発現が増加している新規分子Dorfinを同定した.Dorfinは,孤発性および家族性ALSの脊髄運動ニューロンに特異的に出現するユビキチン化封入体に局在していることを見出した.DorfinはRING-finger/IBRドメインを有するユビキチンリガーゼであることを明らかにし,家族性ALSの原因である変異型SOD1を基質の一つとして特異的にユビキチン化して,変異SOD1による神経細胞障害を防御することを報告した.Dorfinは野生型SOD1とは相互作用せず,コンフォメーション異常をきたす変異型SOD1を特異的に認識することより,細胞質内において蛋白質品質管理を担っていることが推定された.孤発性ALSにおいてもDorfinが局在したユビキチン化

封入体が存在することから,孤発性ALSにおいてもコンフォメーション異常をきたした蛋白質が発症の原因となっている可能性があり,今後Dorfinの基質蛋白質の同定が孤発性ALSの病態解明に重要であると考えられた.2.変異型SOD1による家族性ALSにおいては,変異型SOD1のミトコンドリアへの移行にともなうシトクロームcの放出とそれに続くカスパーゼの活性化が運動ニューロン障害に重要であると考えられているが,Dorfinは変異型SOD1のユビキチン・プロテアソーム経路での分解を促進することにより,ミトコンドリアへ移行する変異型SOD1を減少させ,シトクロームcの放出やカスパーゼの活性化を抑制し,神経細胞保護作用を発揮することを明らかにした.3.Dorfinは,ALSのみならずパーキンソン病,レビー小体性痴呆,多系統萎縮症などの?-synucleinが中枢神経系に蓄積する疾患(?-synucleinopahy)においても,神経細胞・グリア細胞内に出現するユビキチン化封入体に局在していることを明らかにした.?-synucleinopahyにおいては,?-synucleinとともにユビキチン化封入体の主要な構成成分であるsynphilin-lを,Dorfinのユビキチン化基質として同定した.DorfinがALS,?-synucleinopahyなどの神経細胞の細胞質内にユビキチン化封入体を形成する疾患において,ユビキチン化封入体形成,神経細胞保護に広く関与している可能性が示唆された.4.synphilin-lのankyrin-likeリピート,coiled-coil領域およびATP/GTP結合領域を含む中心部分が単独で培養細胞内に凝集体を形成し,細胞毒性を有することを明らかにした.?-synucleiとともにsynphilin-lの凝集・蓄積が?-synucleinopahyの病態に関与していると考えられた.
電子状態励起分子の振動ダイナミックス

電子状態励起分子の振動および反応ダイナミックスをアセチレン分子その他について研究した。1.アセチレン分子のLIF分光測定によって電子励起A^^状態のgerade振動順位構造を調査した。その基本構造はフランクコンドン因子の大きいgerade振動モードの2^m3^nのプログレッションから成る。本研究では、この基本構造に加えてungerade振動モードの偶数量子数準位との非調和共鳴による準位分裂を見出した。すなわち、電子励起状態における振動状態が階層的なpolyad構造2^m3^n,2^m3^<n-1>(4/6)^2,2^m3^<n-2>,(4/6)^4,...を成す。3^n状態は非調和共鳴のため(n+1)(n+2)/2の準位に分裂する。2.アセチレン分子のA^^状態のungerade振動準位構造を赤外・紫外2重共鳴分光法によって調査した。その構造は基本的にgerade準位と本質的に同じで、V_3'モードと非調和共鳴するv_4'/v_6'モードの量子数が奇数である点で異なっている。3.電子励起アセチレン分子は前期解離を行う。前期解離の速度は、gerade, ungerade振動準位によって異ならない。それは、v_4'v_6'モードが非調和共鳴をするために両準位が共通の性質をもつからである。4.電子励起アセチレン分子の解離が、3重項状態を介して起こる非断熱的過程よりA^^状態の解離限界を超えるエネルギー領域で断熱的過程へ移り変わることを確認した。断熱的解離速度定数は10^<10>s^<-1>の桁で、前期解離的である。5.ジベンゾスベレノンの電子励起状態T_1状態の構造は平面形である。なお、基底状態の形は折れ曲がり構造をとる。また、S_1→T_1への移行が1.5psで行われることを実証した。6.温度の異なるセルのLIFスペクトルを同時測定し、その相関より重なって観測されるホットバンドを分離する方法を確立した。電子状態励起分子の振動および反応ダイナミックスについてアセチレン分子その他について行った。1.赤外-紫外2重共鳴分光法によってアセチレン分子のungerade振動状態、とくに、3ν_3'+ν_6'/ν_4'よりも高エネルギー側で約500cm^<-1>にわたって分光測定を行った。その結果、電子励起状態においてパリテイの異なる振動モード間相互作用によってはじめて現れる多くの振動準位群を発見した。すなわち、gerade振動モードν_2',ν_3'とungerade振動モード間の非調和共鳴による準位分裂を見いだし、この相互作用は、電子励起A状態における振動量子状態が階層性をもつpolyad構造をなすものと結論できた。2.電子状態励起アセチレン分子のgeradeパリテイの振動状態への励起スペクトルを高分解能で測定した。ungerade振動モードの偶数量子数状態はgeradeパリテイをもつ。