hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
半導体における破壊の電子論的研究

本研究では,半導体の破壊に伴う発光,電子・原子放出のメカニズムを解明するための基礎研究として,固体の変形と破壊による電子系と原子系の励起について理論的に研究した.研究内容は,(1)破壊による電子放出のメカニズムを,破壊面の温度上昇による熱電子放出の立場から検討したこと,(2)モデル系を用いて,亀裂進展による原子系の励起運動の計算機シミュレーションを実行したこと,(3)結晶格子のへき開とすべり変形による電子構造変化の計算を行ったこと,である.研究成果は以下のようにまとめられる.(1)金属の破壊による電子放出量と放出電子のエネルギー分布,半導体の破壊による電気伝導度の増加量を,電子の熱励起の観点から計算した.その結果,破壊面近傍の電子系は1000K程度の温度に相当する励起状態になることが推定される.(2)弾性ばねにより結合した2次元モデル粒子系に対して,引張破断による原子系の励起運動の計算機シミュレーションを実行した.その結果,亀裂進展前の引張ひずみがあるしきい値を超えると,亀裂進展により放出される粒子数が急激に増加することが示された.これは,半導体や絶縁体などで観測されている破壊による原子放出現象の特性を再現している.今後,粒子放出のメカニズムを詳細に検討する予定である.(3)格子変形による電子系の応答を調べるため,金属のパラジウムと銀に対するへき開とすべり変形による電子構造変化の計算を行った.その結果,格子変形に対するsバンドとdバンドの電子系の応答の違いを明らかにし,パラジウムの水素脆化の電子論的起因を考察した.本研究では,半導体の破壊に伴う発光,電子・原子放出のメカニズムを解明するための基礎研究として,固体の変形と破壊による電子系と原子系の励起について理論的に研究した.研究内容は,(1)破壊による電子放出のメカニズムを,破壊面の温度上昇による熱電子放出の立場から検討したこと,(2)モデル系を用いて,亀裂進展による原子系の励起運動の計算機シミュレーションを実行したこと,(3)結晶格子のへき開とすべり変形による電子構造変化の計算を行ったこと,である.研究成果は以下のようにまとめられる.(1)金属の破壊による電子放出量と放出電子のエネルギー分布,半導体の破壊による電気伝導度の増加量を,電子の熱励起の観点から計算した.その結果,破壊面近傍の電子系は1000K程度の温度に相当する励起状態になることが推定される.(2)弾性ばねにより結合した2次元モデル粒子系に対して,引張破断による原子系の励起運動の計算機シミュレーションを実行した.その結果,亀裂進展前の引張ひずみがあるしきい値を超えると,亀裂進展により放出される粒子数が急激に増加することが示された.これは,半導体や絶縁体などで観測されている破壊による原子放出現象の特性を再現している.今後,粒子放出のメカニズムを詳細に検討する予定である.(3)格子変形による電子系の応答を調べるため,金属のパラジウムと銀に対するへき開とすべり変形による電子構造変化の計算を行った.その結果,格子変形に対するsバンドとdバンドの電子系の応答の違いを明らかにし,パラジウムの水素脆化の電子論的起因を考察した.本研究では,半導体の破壊に伴う発光,電子放出などの現象のメカニズムを解明することを目標にして,2年計画で破壊の電子論的な研究を行っている.固体の破壊に関して,電子的論的解明の必要とされる現象には,絶縁体,半導体材料の破壊に伴う発光,電子放出などのほか,遷移金属材料の水素脆化などの現象がある.本年度は,半導体Siの亀裂近傍に局在化した電子状態を計算する予備的研究を行った.また,遷移金属の水素脆化のメカニズムを探る電子論的な研究も行った.半導体の亀裂近傍の電子論的研究では,亀裂近傍の電子の局所状態密度を計算するために,リカ-ジョン法にもとづく計算プログラムの作成を始めた.本年度は,2次元モデル系に対する計算プログラムを作り,計算精度,計算時間のチェックを行った.次年度では,本格的な計算プログラムの開発と,Siの亀裂近傍の局所状態密度の計算を行う予定である.亀裂近傍の電子状態と関連して,遷移金属の結晶格子の変形による電子構造変化の計算を行った.面心立方構造のパラジウムと銀を対象に,(111)面のへき開またはすべりによる電子系のエネルギー変化を,第一原理バンド構造を再現するtight-binding法を用いて計算した.格子変形に対するdバンド電子系の応答の違いにより,遷移金属のパラジウムが,貴金属の銀よりも,格子変形に対する電子系の抵抗が大きいことを示した.また,パラジウムが水素を吸収し,フェルミ準位がs-pバンド内に上昇することにより,格子変形に対する電子系の抵抗は低下する.このことがパラジウムの水素脆化の電子論的起因であることを示した.本研究では,半導体の破壊に伴う発光,電子放出のメカニズムを解明するための基礎研究として,変形と破壊による原子系と電子系の励起について理論的に研究した.本年度は,ばねのネットワークモデルを用いて,亀裂進展による原子系の運動の計算機シミュレーションを行った.また,結晶格子のへき開とすべり変形による電子構造変化の計算を行った.亀裂進展による原子系の計算機シミュレーションにおいては,弾性ばねにより結合した2次元モデル粒子系を用いた.まず,粒子系を一方向に引き伸ばして安定な粒子配置を求め,端の数個のばねを強制的に切断し,その後の粒子系の運動を追跡した.ばねはその長さが限界値に達すると切断されるとした.

初期段階の引っ張りひずみを大きくしていくと,亀裂(切断されたばね)が進み始めるが,引っ張りひずみの大きさがあるしきい値を超えると,粒子系から放出される粒子数が急激に増加することが示された.これは,半導体や絶縁体などの脆性材料で観測されている破壊による原子放出現象の特性を再現している.今後,粒子放出のメカニズムを詳細に検討する予定である.また,金属の破壊による電子放出量と放出電子のエネルギー分布,半導体の破壊による電気伝導度の増加を,電子の熱励起の観点から計算し,破断面近傍の励起状態について考察した.さらに,パラジウムと銀に対するへき開とすべり変形による電子構造変化の計算においては,格子変形に対するsバンドとdバンドの電子系の応答の違いを明らかにした.この計算結果にもとづき,パラジウムの水素脆化の電子論的メカニズムを考察した.
モーションキャプチャを利用したコンテンツ作成支援システムの検討

本研究では,マルチメディア・コンテンツ提示のしくみに取り入れる3DCGコンテンツの配置や移動データの作成を支援するため,ARマーカにより,3次元空間における3DCGコンテンツの位置やコンテンツ同士の距離感を視覚的に把握しながら,配置や移動データを含めたスクリプトを作成支援するしくみを検討開発した.合わせて,3DCGキャラクタコンテンツの基本的な動きを作成するために,スクロールバーにより3DCGキャラクタが持つ十数か所の関節の角度を設定するインターフェースを開発した.調査の結果,開発したツールインターフェースは,数値や座標を意識せず直感的な操作が可能なインターフェースであることが示唆された.今年度は、現実空間の人や物の情報を取得するため、kinectにより取得した人の位置情報をプロットして提示するための実験用アプリケーションを開発した。同様に、ARを用いて物の位置情報を取得し保存するための実験用アプリケーションを開発した。これらを用いて動作確認した結果、人や物の位置情報を取得できることを確認するとともに、取得できる範囲や条件等を見極めることができた。さらに、上記で取得した情報をもとに視覚情報を作成するため、Live AnimationやiClone、crazy talkといったソフトウエアの活用可能性を調査した。その結果、独自のイラストや写真をアニメーション描写できることがわかった。これにより、比較的簡単に動画視覚情報を作成し、学習活動等への応用可能性の見通しがついた。また、kinectにより取得した情報をもとに視覚情報を作成する場合、動きにより補正や修正を必要とすることがわかり、どのような形で、どの程度、これらのソフトウエアを取り入れていくのか、引き続き検討していく。本研究では,マルチメディア・コンテンツ提示のしくみに取り入れる3DCGコンテンツの配置や移動データの作成を支援するため,ARマーカにより,3次元空間における3DCGコンテンツの位置やコンテンツ同士の距離感を視覚的に把握しながら,配置や移動データを含めたスクリプトを作成支援するしくみを検討開発した.合わせて,3DCGキャラクタコンテンツの基本的な動きを作成するために,スクロールバーにより3DCGキャラクタが持つ十数か所の関節の角度を設定するインターフェースを開発した.調査の結果,開発したツールインターフェースは,数値や座標を意識せず直感的な操作が可能なインターフェースであることが示唆された.本研究では、人や物の位置情報を学習者の行動履歴やコンテンツ(教材)提示のしくみなどに活用することをめざし、その方法を検討している。(1)当該年度においては、人や物の位置情報を学習者の行動履歴に活用することをめざし、モーションキャプチャーデバイスkinectにより、室内における学習者の位置情報やアクションに関する情報を行動履歴として取得し、取得したデータをプロットする方法を検討した。(2)視覚情報提示のしくみについては、教室環境で視覚情報を提示することを考え、短焦点プロジェクタを用いて電子黒板や透明ボードに映し出すことを試みた。短焦点プロジェクタの活用は投影先となる電子黒板やボードまでの距離がほとんど必要でなく、近距離に設置することが可能であり、教師や学習者が電子黒板やボードの付近で活動を行っても、投影を妨げることが少なく、有効に活用できることがわかった。本研究では,マルチメディア・コンテンツ提示のしくみに取り入れる3DCGコンテンツの配置や移動データの作成を支援するため,AR(Augmented Reality)マーカにより,3次元空間における3DCGコンテンツの位置や3DCGコンテンツ同士の距離感を視覚的に把握しながら,配置や移動データを含めたスクリプトを作成支援するしくみを開発検討した.合わせて3DCGキャラクタコンテンツの基本的な動きを作成するために,スクロールバーにより3DCGキャラクタが持つ十数箇所の関節の角度を設定するインターフェースを開発した.調査の結果,開発したツールインターフェースは,数値や座標を意識せず直感的な操作で3DCGコンテンツを配置したり動かすことができ,比較的簡単に3DCGコンテンツが作成できるるインターフェースであることが示唆された.教育工学kinectやARにより位置情報を取得し、保存や提示を行うアプリケーションを開発し、これらによる情報取得の可能性と課題点を検討することができた。また、視覚情報作成のためのソフトの活用可能性についても、その可能性と課題点を検討することができた。当該年度においては、人の位置情報を学習者の行動履歴に活用することをめざし、kinectにより、室内における学習者の位置情報やアクションに関する情報を行動履歴として取得し、取得したデータをプロットする方法を検討した。その結果、基本的なデータの取得が行えることがわかった。また、視覚情報提示のしくみについても、短焦点プロジェクタの活用可能性を調査することができた。ここでは、TVML(TVprogram Making Language)を用いた視覚情報コンテンツ作成支援について検討する。TVMLでは、準備されているコマンドやメソッドにより動作を表す視覚情報を作成できるものも一部あるが、TVMLで準備されているコマンドやメソッドだけでは作成できない動作が想定される。これらの動作についてkinectによるモーションキャプチャデータを用いて、どのようにすればTVML上で動作を表す視覚情報を作成できるか、どのように関連づければキャラクタが動いたように視覚情報を作成できるかを探る。また、作成が支援できる場合、どの程度、このような視覚情報を作成することができるかについても探る。kinectによる人の位置情報とともに、ARを用いて物の位置情報を取得する方法を検討し、それらを学習活動などにおける活動履歴として活用できないかを引き続き検討していく予定である。視覚情報提示のしくみについては,短焦点プロジェクタの有効性を調査することができたため、電子黒板や透明ボード、その他の機器について、有効なものの調査を引き続き進めていきたい。アプリケーション作成のためのツールのバージョン調整や研究発表報告を行う日時調整のため今年度において、バージョン調整および研究発表の日時調整を行う。該当なし
ポジトロン・エミッション・トモグラフィーを用いたナルコレプシ-の脳受容体研究

11例の未治療ナルコレプシ-患者を対象に、脳内ムスカリン性アセチルコリン受容体(mAChR)の測定を行なった。被験者は全例男性で、平均年齢は42.7歳であった。対照群としては男性健常被験者16例(平均年齢28.9歳)を用いた。mAChR測定は11C-N-メチルピペリジルベンジレートをトレーサーとして、陽電子断層撮影法にて行なった。関心領域を前頭皮質、基底核、視床、橋に設定し、グラフ解析法を用いてそれぞれの関心領域における速度定数k3を算出した。mAChRは加齢に伴い減少することが報告されているため、算出したk3値は直線回帰による年齢補正を加えた後、患者群と健常者群との比較を行なった。また、患者群の一部に対しては、治療による症状軽快後、再度検査を行ない、治療薬によるmAChRの占有率も併せて評価した。【結果】関心領域におけるmAChRのは、両群間で有意な差を認めなかった。また、治療薬(クロミプラミン)によるmAChR占有率も10%以下と低値であった。mAChRはレム睡眠の発現に中心的な役割を果たしていることが知られており、ナルコレプシ-の主症状であるレム睡眠障害への関与も仮説として提唱されていきたが、今回の我々の研究からは、これを支持する所見は得られなかった。治療薬であるクロミプラミンの効果もmAChR系を介して寄与は少ないものと考えられ、治療効果の発現にはノルアドレナリン系、セロトニン系を介した機序が示唆された。
技術と組織の相関性に関する総合的研究-情報化の日本的特質の解明に向けて

本研究は、「技術と組織の相関性に関する総合的研究」と題するものであり、その副題に、われわれは、「情報化の日本的特質の解明に向けて」という限定を付した。というのは、いわゆる「技術と組織の相関性」については、これまで専ら、経営学ないし経済学の領域において議論されることが多く、社会学の領域では、あまり活発な議論は見られない情勢にあり、この問題を、あえて社会学の領域にひきつけて議論するためには、企業組織論や経営組織論の枠紐みに囚われることなく、もう少し、広い視点に基づいて思考するアプローチが欲しかったからである。そこで、われわれは、今日の情報技術がわが国のさまざまなレベルでの組織に、どのように取り込まれ、その結果、組織全体としては、どのように変容しつつあるのかという問題を設定し、特に、その変容の特質のなかに、日本的な固有の特徴はどのような形て現れているのかという問題を解明していけば、経済学・経営学とは異なった、社会学独自の観点からの貢献も可能ではないかと考えたのである。その試みは、充分に成功したとは言いがたく、過去3年間の成果は、情報化ないし情報化社会をめぐる全般的な観点からの考察に傾き、組織それ自体への食い込みが少ないと言わねばならない。その点をは充分に承知しつつ、とりあえずは、現時点での研究成果をひとつの断面として報告しておきたい。平成12年度は、今後3年間の全体計画の策定と、技術と組織の相関性に関する実証研究のための方法論に関する検討を行い、主として以下の論点についての解明を進めた。第1に、そもそも情報化とは何か。この点については最近の研究成果をフォローし、わが国における情報化という現象がテクノロジーの浸透とディスクールの浸透という2つの側面から成り立っているという理解に達した。しかしこの把握は情報化に関する全般的な理解であるため、実証的な研究に移すには次のような作業を要することとなった。すなわち第2に、基本的に組織にとっての情報化(またその影響)は、どのような指標によって把握できるのかという問題。さらに第3に、コンピュータがつくる情報空間の独自性をどのように理解するのかという問題。第4に、コンピュータによってつくられる情報空間の共有システムづくりの現状を捉えるための方法的な問題。今年度は、主に以上の論点に関する議論を深めてきたが、この種の問題に触れざるをえないのは、これまでの研究においては、情報化の影響というものが、組織への影響なのか個人への影響なのかそれとも全体の社会システムへの影響なのか、この3つのレベルを明確に区別しない議論が多いという事情によるものである。そのため本研究では、組織に対する情報化の影響を改めて実証的に明示するために、いくつかの指標の設定に向かわざるを得ないということとなった。それに基づくフィ-ルドワークが次年度の具体的な課題ということになるが、今年度の成果を簡潔に要約すれば、組織にとっての情報化の成否は、コンピュータが構成する情報空間それ自体はバーチャルな性質を持ちやすいため、組織としては、如何にしてその仮想性からの脱却を図るかということが肝要という事実である。その成果の一部は、「情報社会について考える-コンピュータが作る情報空間の特質をめぐって」という小文にまとめた。平成13年度は、昨年度に実施した基礎的かつ理論的な研究を踏まえて、応用研究のひとつの試みとして、実際にフィールドワークを行う計画であったが、基礎的・理論的研究の取りまとめに予想以上に時間と労力を要したこと、これに加えて、昨年の秋以降の世界情勢の激変のために、国際的な比較研究(特にアメリカ)にフィールドを求めること断念せざるを得ず、これまでの「情報化」をめぐる論点に関して、その整理に多くの時間を費やすこととなった。その結果、個々の共同研究者それぞれ、いくつかの論文に昨年来の研究成果を反映させることができた。先ず、研究代表者は、わが国における情報祉会論に関する1960年代からの議論の流れを、産業論的情報社会論・メディア論的情報社会論・消費祉会論的情報社会論・社会情報論的情報社会論の4つの系譜に整理し、昨今の情報化社会に関する議論を、机上の議論からより実証的な研究に移行させる必要性を論じた。

また、今目における情報社会がこれまでとは異なった情報空間から成り立ち、その特質を「コミュニケーショシ空間」と「シミュレーション空間」の二面性から把握する視点を提起し、本研究の前提となる議論に資すことができた。さらに、研究分担者の飯田良明は、昨今の情報化の進展が人々の政治意識にいかなる影響を与えているのかという主題を追求し、その理論的な研究と、他方、その応用的な具体的事例として、日本政府も選択しようとしている電子政府の方向性が孕むいくつかの問題点を提起する論文を公にした。また、今年度から研究分担者に加わっだ岩佐淳一は、地域社会レベルでの情報化が、政治組織や経済緋哉にどのような影響を与えるものであるかというテーマに関して、そもそも、地域情報化という概念、が原理的に有しているアポリアの析出に貢献する論文を草した。今年度のこれらの研究成果を、次年度は、当初想定した規模の縮小は否めないが、より実証的な研究作業に活かしていきたい。今年度は、最終年度であるため、過去3年間の総合的な取り纏めを軸にして、主に以下の3点についての検討を実施した。そのひとつは、様々な技術のなかで「情報技術は、それを導入しようとする組織それ自体の変容を強いる類の技術である」という仮説の検証作業に関わる課題であり、第2は、「情報化」概念の精緻化に関わる課題であり、第3には、「情報化」の実態を特定の企業組織において把握する作業に関わる課題である。この3つの課題いずれも、第1の基本仮説に導かれる形で、具体的な研究作業を実施してきたが、一連の展開のなかから得られた知見は、何よりも、情報技術と組織内部の意思決定プロセスとの関連性についての知見である。すなわち、情報技術の導入は組織内部においては何よりも組織的な意思決定のスピードを速める方向に作用しており、特に、企業組織においては、情報技術が生産性の向上に貢献するという一般的な見方も否定できないものの、それ以上に、情報技術は組織内意思決定のスピードを高めており、その効用が逆に生産の効率性の向上に関連しているという一面が明らかになった。また、現代の情報技術の具体的形態でもあるインターネットは、組織間コミュニケーションのあり方においても、大いにその変容を迫っており、個人間コミュニケーションにみられるいわゆる「顔の見えない交流」は、組織レベルにおいてもある種の「不安」を引き起こしており、「信頼関係」構築の困難性が組織活動の現代的課題に浮上しつつあることが明らかになった。これらの主要な知見を整理し、情報社会の先進国でもあるスウェーデンの企業組織の動向と日本のケースとを比較検討し、最終的な報告に盛り込みたいと考えている。
超高表面積炭素と有機金属錯体のナノ複合化による巨大電気容量キャパシタの開発

ゼオライト鋳型炭素は広大な表面積を有する多孔質炭素材料であり、酸化還元反応を示す有機金属錯体を多量に吸着できる。その結果、酸化還元反応に起因する疑似容量を利用した電気化学キャパシタ電極としての利用が期待できる。本研究ではゼオライト鋳型炭素に対して100重量パーセント以上もの有機金属錯体を物理的に吸着させることで、錯体が凝集することなく高分散できることに成功した。さらに電気化学特性を評価した結果、錯体の酸化還元反応は起こるものの熱的・電気化学的に安定な錯体でも充放電過程で分解することが分かった。しかし電解液と錯体の種類の組み合わせを最適化することで、寿命特性の改善が示唆される結果が得られた。本研究では、炭素材料の中で世界最大の電気化学キャパシタ容量を示すゼオライト鋳型炭素に可逆的に酸化還元反応を示す有機金属錯体を蒸着法により複合化することで、酸化還元反応由来の疑似容量による電気化学キャパシタ容量の増加を検討した。蒸着法とは、ゼオライト鋳型炭素と有機金属錯体を減圧した密閉容器内で加熱することで、揮発した錯体を表面積が約4000 m2/gの多孔性のゼオライト鋳型炭素に吸着させる方法である。この蒸着法は溶媒が必要ない、仕込みの錯体全てが複合化される、炭素材料と錯体の重量比を正確に制御できる、さらに溶媒を用いないために複合化される錯体の担持量を大幅に増加させることができる点において、活性炭などの多孔性の炭素材料に化合物を複合化させる際の一般的な方法である溶媒を用いた液相吸着法や蒸着乾固法よりも優れた方法である。初年度は有機金属錯体として可逆的に1電子酸化還元反応を示すフェロセンをいくつかの重量比でゼオライト鋳型炭素と複合化させ、得られた試料の分析と電気化学測定評価を行った。フェロセンは本来、500度付近まで加熱してようやく分解するほど安定な錯体であるが、本研究ではゼオライト鋳型炭素に担持したフェロセンが25度という温和な電気化学測定条件において分解されやすいことが分かった。通常の電気化学測定条件下でゼオライト鋳型炭素は電気化学的に容易に酸化され、酸化還元反応を示すキノン基が大量に導入されるためにゼオライト鋳型炭素は極めて大きな疑似容量を示す。したがってフェロセンの分解とゼオライト鋳型炭素の酸化との関係を調べるために、酸化され難い多孔質炭素を用いて同様の実験を行った。しかしながら、酸化されにくい多孔質炭素を用いてもフェロセンは分解することが明らかになり、フェロセンの分解を防ぐために電気吸引性や電子供与性の官能基を備えたフェロセン誘導体を用いる必要があることが示唆された。ゼオライト鋳型炭素に吸着したフェロセンは熱的には安定であるにも関わらず、ゼオライト鋳型炭素に物理的に吸着させて電極を作製すると、充放電過程で容易に分解しやすいことが初年度の研究成果から明らかとなった。ゼオライト鋳型炭素は水系電解液中で容易に酸化されるため、酸化の影響を排除するために電気化学的に酸化されにくい多孔性カーボンブラックにフェロセンを吸着させて電気化学測定評価を行ったが、充放電過程における分解を確認したため、多孔質炭素担体の酸化はフェロセンの分解と関係ないことが分かった。26年度ではフェロセン誘導体である1,1'-ジブロモフェロセンやビニルフェロセンを用いて電極を作製して電気化学キャパシタ特性を評価したが、充放電過程での錯体の分解を確認した。そこでルテニウムを含むルテノセンをゼオライト鋳型炭素に吸着させて電極を作製して電気化学測定評価を検討した。その結果、00.4 V(vs. Ag/AgCl)の電位範囲では600 F/gという極めて大きなキャパシタ容量を示し、20 A/gの電流密度という極めて早い充放電速度で評価しても容量が400 F/g以上という優れたキャパシタ特性を示した。ルテノセンは1分子が酸化されるともう一つの未酸化のルテノセンと不均化反応を示すために可逆的な酸化還元反応を示さない。しかし本研究ではルテノセンをゼオライト鋳型炭素に物理的に吸着させて固定化しているために不均化反応が起こらず、可逆的に酸化還元反応を示すことが明らかとなった。しかしながら、電気化学的に安定なルテノセンでも電位範囲をさらに広げるとフェロセンと同様に電気化学的に分解しやすいことが分かった。一方でエネルギー密度の大きさは電位範囲の大きさの2乗に比例するため、電位範囲を広げても分解しない電気化学的に安定な錯体を見出すことがエネルギー密度を増加させるために必要であることが分かった。

電気化学ゼオライト鋳型炭素と複合化されたフェロセンは25度の電気化学測定条件でも1M硫酸電解液中で測定電位が+0.4 V(vs. Ag/AgCl)を超えると徐々に分解し、酸化還元反応由来の容量の増加効果が低下した。ゼオライト鋳型炭素の電気化学キャパシタ容量は測定電位範囲が-0.1+0.4 Vにおいては270F/g、-0.1+0.8Vにおいては511F/gである。この容量の増加はゼオライト鋳型炭素が+0.4V以上で電気化学的に容易に酸化されることで、酸化還元反応を示すキノン基が大量にゼオライト鋳型炭素に導入され、キノンの酸化還元反応に由来する疑似容量が上乗せされるためである。フェロセンと複合化したゼオライト鋳型炭素を1M硫酸電解液中で定電流充放電測定を行ったところ、フェロセン担持量が10wt%では329 F/g、30wt%では308 F/gであった。一方、電解液に1M KCl水溶液を用いて測定したところ、フェロセンの担持量が30wt%では353 F/gという30%もの容量の増加を示した。したがって電解液の種類によって異なる疑似容量を示すことが分かる。このフェロセンの酸化還元反応はサイクリックボルタンメトリー測定で+0.4V付近にフェロセンの酸化還元反応に由来するピークを示すことで確認できる。しかしながら電位範囲が+0.4Vを超えるとフェロセンの分解によって容量が低下することが分かった。+0.4Vはゼオライト鋳型炭素が酸化され始める電位であり、ゼオライト鋳型炭素の酸化とフェロセンの分解との関係を明らかにするために酸化され難い多孔性のカーボンブラックを用いて様々な水系電解液を用いて測定を行ったところ、全ての電解液において酸化される電位に多少の差は見られたものの、フェロセンの分解による容量の低下を確認した。したがって、多くの電解液中でフェロセンが電気化学的に分解しやすいことが分かる。フェロセンは酸化されにくい多孔質炭素に担持しても、検討した全ての水系電解液において+0.4V(vs. Ag/AgCl)を超える電位範囲で分解するため、ゼオライト鋳型炭素の酸化はフェロセンの分解と関係ないことが分かった。これは本研究を遂行する上では極めて重要であり、ゼオライト鋳型炭素の極めて大きな疑似容量の利用が可能であることを示す。更にサイクリックボルタンメトリーによる測定では、最初のサイクルにおいては1000 F/gを超える容量を示すことが分かっている。この高い容量は全電位範囲で示す訳ではなく酸化還元反応に起因するピークの最大値によるものであるが、それでも全電位範囲で平均値をとったとしてもフェロセンの酸化還元反応は大幅なキャパシタ容量の増加効果をもたらすことが可能である。しかし問題はフェロセンの分解であり、これを防ぐ方法として電気化学測定によるフェロセンの分解を抑える電子供与性あるいは電気吸引性のフェロセン誘導体を用いることで、容量の巨大化が期待できる。フェロセン誘導体は多くの種類が安価に市販されているため、ブロモフェロセンやアセチルフェロセンなどの電子吸引性の官能基を有するフェロセン誘導体や、デカメチルフェロセンなどの電子供与性の官能基を示すフェロセン誘導体の検討を行う。また、1電子酸化還元反応を示すフェロセンよりも高い容量増加効果を示すと期待される、2電子酸化還元反応を行うルテノセンにおいても検討を行う。ルテノセンの2電子酸化還元反応は酸化されたルテノセン分子の不均化反応によって不可逆であるが、広大な表面積を有するゼオライト鋳型炭素に高分散させることによって分子同士の距離を大きくして不均化反応を抑制することで、可逆的に2電子酸化還元反応を行うことが期待できる。
TGF-・βシグナルによる血管新生制御機構の時空間的解析

Smad2/3CDKOマウス由来の血管内皮細胞(MEEC)を作製した。より生体に近い条件で検討するために、シェアストレスに対する影響を調べたところ、野生型ECと比較して反応性が低下していた。応答する変動遺伝子を精査するためにマイクロアレイ解析、miRNAアレイ解析を行った。TGF-・シグナルが存在しないと、一部のカドヘリンのmRNAが低下していた。現在miRNAの標的mRNAの同定を行っている。また、リンパ管形成におけるTGF-・シグナルの役割をin vivoで明らかにするために、TGF-βシグナルの受容体をリンパ管内皮細胞特異的に欠損させたマウスを作製した。胎生10.5日にタモキシフェンを母体腹腔内に投与し、13.5日、14.5日で解剖したところ、わずかな浮腫を認めた。リンパ管のマーカーであるLYVE1で染色したところ、野生型と比較してTGF-・シグナルを欠損した胚ではリンパの拡張及び未熟なリンパ管網を検出した。現在、リンパ管の異常をきたす原因遺伝子の探索を行っている。TGF-βは、血管を形成する血管内皮細胞や血管平滑筋細胞の増殖・分化を制御しており、血管新生に重要な役割を担っている。血管内皮細胞にはTGF-βI型受容体であるALK5に加えて、血管内皮細胞特異的I型受容体ALK1が発現し、血管新生を正負両面から複雑に制御している。そこで、血管新生におけるTGF-β/ALK5シグナルの分子メカニズムを解明するために、血管内皮細胞特異的にALK5シグナルの細胞内標的分子Smadを欠損させたマウス、Smad2^<F/F> ; Smad3^<-/-> ; Tie2-Cre (Smad2,3コンディショナルダブルKO(CDKO))マウスを作製・解析した。その結果、Smad2/3CDKO胚ば胎生13.5日までに全身からの出血で死亡した。CDKOマウス胚では血管新生は誘導されているが、その血管構造において血管平滑筋細胞のリクルートが減少していた。その原因として血管内皮細胞でのN-cadherinの発現量低下を確認し、TGF-βがSmad2/3を介してN-cadherinの発現と局在を制御して血管平滑筋細胞のリクルートを調節し、血管の成熟機構に関与していることを明らかにした(論文投稿中)。さらに、TGF-βシグナルによる血管形成から維持過程に関摩する遺伝子群を網羅的に同定するために、胎生10.5日CDKO胚より血管内皮細胞を分離し、マイクロアレイ解析を行っている。また、リンパ管形成における役割をin vivoで明らかにするために、TGF-βシグナルの受容体及びSmadをリンパ管内皮細胞特異的に欠損させたマウスを作製し、誠意解析中である。そこで、血管新生におけるTGF-β/ALK5シグナルの分子メカニズムを解明するために、血管内皮細胞特異的にALK5シグナルの細胞内標的分子Smadを欠損させたマウス、Smad2^<F/F>;Smad3^<-/->;Tie2-Cre(Smad2,3コンディショナルダブルKO(CDKO))マウス由来の血管内皮細胞(MEEC)を作製した。この細胞が血流から受けるシェアストレスに対する影響を調べたところ、野生型MEECと比較して反応性が低下していた。そこでシェアストレスに応答する変動遺伝子を精査するためにマイクロアレイ解析、miRNAアレイ解析を行った。TGF-βシグナルが存在しないと、一部のカドヘリンのmRNAが低下していた。miRNAについては、その標的mRNAの同定を行っている。また、リンパ管形成におけるTGF-βシグナルの役割をin vivoで明らかにするために、TGF-βシグナルの受容体及びSmadをリンパ管内皮細胞特異的に欠損させたマウスを作製した。リンパ管のマーカーであるLYVE1で染色したところ、野生型と比較してTGF-βシグナルを欠損した胚ではリンパの拡張及び未熟なリンパ管網を検出した。
ポストディジタル社会の公共政策

本研究での成果を要約すると、ポストデジタル社会での公共政策について、以下の視点が必要である。(1)政策対象者(ユーザー)のための公共政策多様な組織が国境を越えて相互に影響を与えあうグローバルな社会において、第1に国家中心の公共概念(ガバメント)ではなく、公共性の基準を公共政策の最終的ユーザーたる市民に求める視点が必要である。(2)動かすための仕組みと人政策を立案し、実施するための制度的枠組みを「ガバナンス」として体系的にとらえ、これを評価する方法と一体化させる必要がある。この新しい方法論を採用することによって、従来の分野ごとの研究を真の公共政策研究にまで高めることができる。新しい公共政策は、国際機関から地方自治体まで、人を動かし社会を動かすための総合的で実践的な研究教育がその根底に必要である。(3)包括的で一貫した公共政策過程モデルの構築国際機関からNPOまでの政策主体の多様性という現実を踏まえた複眼的視点と、政策形成により多様な主体の参加を確保する行為誘導的視点を備えつつ、公共政策の形成・実施・評価の過程をよりシステマティックに把握する必要性がある。(4)多様なシステムの共存米国などでは、組織ガバナンス・ルールについて単一の「ベスト・プラクティス」の存在を前提にした議論が目立つ。これに対して、アジア太平洋の視点から多様なシステムの建設的で協調的な併存を前提にした公共政策のあり方を模索する必要がある。(5)定量的な政策評価公共政策の妥当性を評価するために、工学的な政策評価手法と伝統的なそれとを融合した新たな政策評価の方法の確立が求められる。これは、「政策工学」と名付けることができる。このアプローチは、従来の方法論の動態的な統合をめざすものであり、また公共政策の数量的・客観的評価によって、政策立案および組織や社会のあるべきガバナンスにフィードバックをはかるものである。
生体補填材料の尿路組織内定着性に関する研究

昨年度研究実績により各種マトリックスのうちヒト保存筋膜+グルタールアルデヒド架橋(GAX)コラーゲン混合の組み合わせが最も異物反応が少なく、容積変化も最小であることが判明した。この結果により7年度は同マトリックスのみ注入移植実験を行い検索することとした。方法としては、前年度と同様にしてヌードマウス皮下に注入移植、9週間の経過をみたのち、容積の変化と注入部組織の病理組織学的特長を調べた。注入したのは6匹であるが、飼育中1匹が感染死し、5匹の最終結果を得た。容積変化は9週間後計測では平均119%となり、減少したものはなかった。前年度の分を合わせると平均102%となった。病理組織学的検索では、混合成分は互いに反応せず密に混在し、ヌードマウス皮下組織とは被膜により境界されていた。ヒト筋膜線維は再構築がみられ、線維間に血管新生、線維芽細胞の出現が認められた。中心壊死、巨細胞の存在はみられなかった。平成6・7年度実験結果から次のように考察した。1)ヒト保存筋膜+GAXコラーゲン混合マトリックスは容積減少が最も少ない。2)病理組織学的にみると同マトリックスは異物反応が少なく、被膜に覆われながら生組織として存在する。3)ヒト保存筋膜は血管新生を伴って再生され、中心壊死を起こさない。以上の結果から今後の展望を次のように考えた。1)今回の混合マトリックスはヒト生体内に補填剤として注入した場合、良好な容積保持が期待できる。自己筋膜を用いれば当然ながら異物反応は起こさない。2)しかし実験的にも尿路粘膜下の長期的観察は末検索であるので、今後この点についての調査が必要である。本年度の研究目的は補填マトリックスの生体内における変化の究明である。方法としては各種マトリックスを考察し、ヌードマウス皮下に注入移植、9週間の経過をみた。その後移植部を採取固定し、病理組織学的検索を行った。この計画の下にまず幼若ヌードマウス11匹をインキュベータ-内で飼育、マトリックスとして1)ヒト新鮮筋膜2)ヒト10%ホルマリン保存筋膜3)ヒト新鮮筋膜+アテロコラーゲン4)ヒト新鮮筋膜+グルタールアルセデビト架橋(GAX)コラーゲンの4種を用いた。ヒト筋膜は手術的に採取後、鋭的に細切し細胞培養液(MEM)に浮遊させ脂肪、筋肉などを除去、さらに電解質液(Hanks)で洗浄後、コラーゲン中に混入して作製した。これらを各2匹ずつに注入移植し、対照としてコラーゲンのみを注入した。注入移植後9週間の飼育観察中、毎週1回移植部の体積を計測した。注入後の形態は著明には変化しなかったが、扁平化する傾向がみられた。9週間後の体積変化は95%から43%のものまでみられた。最も減少の少なかったものはGAXコラーゲンのみのもの、次いでGAXコラーゲン+新鮮筋膜、GAXコラーゲン+保存筋膜、アテロコラーゲンのみ、アテロコラーゲン+新鮮筋膜の順であった。組織学的には混合マトリックスは互いに反応なく混在し、ヒト筋膜線維は再構築がみられ、線維間に血管新生、線維芽細胞の侵入がみとめれられた。10%ホルマリン30日間保存筋膜を用いたものも同様の所見で、線維はよく保たれ、壊死脱落はなく、血管の新生もみられた。一方アテロコラーゲンでは中心壊死がみられ、血管新生は少なかった。また周囲に巨細胞がみられ異物反応と考えられた。各種組合わせによる混合補填マトリックスの生体内変化の究明を目的にして、昨年度に引き続き動物実験を行った。

使用動物、飼育方法、注入移植の方法については前年度と全く同じ条件とした。まずヌードマウス6匹を順化飼育した。本年度はヒト保存筋膜+グルタールアルデヒド架橋(GAX)コラーゲン混合マトリックスのみを注入することとした。ヒト保存筋膜は10才以下小児手術症例から入手した。混合マトリックスを作製、注入量1mlに調整してヌードマウス側腹部皮下に1カ所注入した。注入後の飼育観察期間は9週間とした。飼育中一匹が感染死したため、最終週まで至ったのは5匹となった。9週後注入移植部位の容積を計測し、切除採取して固定標本とした。結果として容積は107129%(平均119%)の増加を示した。病理組織学的所見としては注入マトリックスに入り込む血管新生がみられる一方、全体的には被膜に覆われていた。周囲に異物反応はなく、内部・外部ともに壊死部も認めなかった。内部では前述の血管新生とともに線維芽細胞の出現、ヒト筋膜線維の再構築がみられた。容積増加は被膜形成による見かけ上の腫大が主たる要因と思われた。以上の結果から、GAXコラーゲン+ヒト保存筋膜混合マトリックスのヌードマウス皮下注入においては、容積保持に優れ異物反応は少なく中心壊死も起こさないことが判明した。本マトリックスのヒトへの応用は未検索であるが、補填注入剤としては有望な材料と考える。
虚血性心疾患の成因における炎症性機序の役割に関する基礎的・臨床的研究

1.基礎研究(1)ブタ冠動脈に代表的サイトカインであるインターロイキン-1β(IL-1β)を慢性的に作用させると、2-4週間後に冠動脈のリモデリング(血管断面積の減少)・内膜肥厚・過収縮反応を伴う冠動脈病変が惹起されることを明らかにした。(2)同様の冠動脈病変は、他の代表的炎症性サイトカインであるインターロイキン-1α(IL-1α)や腫瘍壊死因子(TNF-α)の慢性投与によっても生じた。(3)これらの炎症性/増殖性冠動脈病変では、ミオシン重鎖の脱分化方向への形質変換が等しく認められた。(4)IL-1βの慢性投与により惹起される冠動脈病変は、血小板由来増殖因子(PDGF)や線維芽細胞増殖因子-2(FGF-2)の中和抗体の同時投与により抑制されたところから、その病変の成立にPDGFやFGF-2が重要な関与をしていることが示唆された。(5)また、IL-1βの慢性投与により惹起される冠動脈病変は選択的チロシンキナーゼ阻害剤であるST-638の同時投与によって著明に抑制されたところから、チロシンキナーゼの活性化が重要な役割を果たしていることが示唆された。(6)炎症性冠動脈病変部で生じる冠動脈過収縮反応の成立には、プロテインキナーゼCを介する経路の関与が重要であることを認めた。2.臨床研究(1)急性心筋梗塞の経過において、末梢血レベルで一過性に増加するサイトカインと持続的に増加するサイトカインがあることを明らかにした。(2)狭心症患者では、動脈硬化促進作用を有するマクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)が増加し、抑制性のサイトカインであるTGF-βが減少していることを明らかにした。1.基礎研究研究は順調に進行している。これまでに、以下のような新たな知見が得られた。(1)IL-1βの慢性投与により生じる増殖性冠動脈病変の形成には、血小板由来増殖因子(PDGF)・線維芽細胞増殖因子(FGF)が介在している。(2)IL-1βの慢性投与による冠動脈病変の増殖性病変や撃縮性反応は、選択的チロシンキナーゼ阻害剤であるST-638の同時投与によりin vivoで著明に抑制される。(3)IL-1βの投与により、冠動脈局所には一時的に(IL-1β投与後35日まで)iNOSが誘導され、このiNOSから産生されるNOは、組織保護的に動いている。(4)炎症性冠動脈病変部の過収縮の機序に関して、PKCを介する経路が重要な役割を果しているが、細胞内Ca貯蔵部位からのCa遊離は、あまり重要な役割を果たしていない。2.臨床研究(1)急性心筋梗塞患者の冠循環中では、炎症性サイトカインレベルが著明に上昇している。この上昇は、合併症などがない症例では、4週間後の慢性期には、正常レベルに復する。まだ症例数を増やす必要があるが、これらのサイトカインレベルが、入院経過中の予後に相関している可能性がある。(2)atherectomyにより得られたヒト冠動脈病変においては、IL-1・IL-6・TNF-αをはじめとする炎症性サイトカインのmRNAが高度に誘導されているのに加えて、抑制性サイトカインと考えられているTGF-βのmRNAも高度に誘導されている。研究は現在順調に進行している。我々はこれまでに以下に示すような多くの重要な知見を得た。1.基礎研究

(1)ブタ冠動脈に代表的サイトカインであるインターロイキン-1β(IL-1β)を慢性的に作用させると、2-4週間後に冠動脈のリモデリング(血管断面積の減少)・内膜肥膜・過収縮反応を伴う冠動脈病変が惹起されることを明らかにした。(2)同様の冠動脈病変は、他の代表的炎症性サイトカインであるインターロイキン-1α(IL-1α)や腫瘍壊死因子(TNF-α)の慢性投与によっても生じた。(3)これらの炎症性/増殖性冠動脈病変では、ミオシン重鎖の脱分化方向への形質変換が等しく認められた。(4)IL-1βの慢性投与により惹起される冠動脈病変は、血小板由来増殖因子(PDGF)や線維芽細胞増殖因子-2(FGF-2)の中和抗体の同時投与により抑制されたところから、その病変の成立にPDFやFGF-2が重要な関与をしていることが示唆された。(5)また、IL-1βの慢性投与により惹起される冠動脈病変は選択的チロシンキナーゼ阻害剤であるST-638の同時投与によって著明に抑制されたところから、チロシンキナーゼの活性化が重要な役割を果たしていることが示唆された。(6)炎症性冠動脈病変部で生じる冠動脈過収縮反応の成立には、プロテインキナーゼCを介する経路の関与が重要であることを認めた。2.臨床研究(1)急性心筋梗塞の経過において、末梢血レベルで一過性に増加するサイトカインと持続的に増加するサイトカインがあることを明らかにした。(2)狭心症患者では、動脈硬化促進作用を有するマクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)が増加し、抑制性のサイトカインであるTGF-βが減少していることを明らかにした。
糖尿病心血管組織における酸化ストレス亢進の分子機構と遺伝子発現異常誘導機構の同定

ストレプトゾトシン糖尿病(STZ)ラットの心血管組織において、過酸化脂質含量、酸化ストレスにより活性化することの知られている転写因子NF-KB,AP-1活性およびそれらの転写因子によって転写調節されているヘムオキシゲナーゼ1mRNA発現量を検討した。4wk-STZラットでは心臓にて過酸化脂質含量が60%増加し、24wkでも160%増加していた。一方、転写因子NF-KB,AP-1活性は4wk-STZラット心臓にて活性化しており、ヘムオキシゲナーゼ1mRNA発現は4倍に増加していた。これらの増加はインスリン治療および抗酸化剤であるプロブコールの4週間の投与により改善した。また、大動脈組織においても同様の結果であった。次に、インスリン抵抗性を示す高果糖食ラットおよびZucker-fattyラットの心血管組織での酸化ストレスの有無を検討した。インスリン抵抗性ラットでは血管内皮よりのO_2^-産生が高まっており、その発生源としてNADH/NADPH oxigenaseおよび内皮型NO産生酵素が重要であった。これらの酵素活性による酸化ストレスは大動脈の内皮依存性弛緩反応を減弱させ心血管組織での過酸化脂質の蓄積を誘導した。また、STZラットでの結果と同様に、心臓および大動脈で転写因子NF-KB,AP-1の活性化を誘導し、ヘムオキシゲナーゼ1mRNAの発現が増加していた。以上、高血糖を示すインスリン欠乏型糖尿病モデルおよび高血糖を示さないインスリン抵抗性モデルの両者において心血管組織での酸化ストレスの亢進とそれに伴う遺伝子発現異常を認めた。1)streptozocin糖尿病ラットを発症4週及び、24週に用いて、心血管組織での酸化ストレス過剰の有無を検討するために、過酸化脂質含量をFox法で定量した。過酸化脂質は対照群に比較して4週及び24週糖尿病ラットにおいてそれぞれ60%、260%の増加を認めた。2)酸化ストレスにより活性化されることの知られている転写因子NF-kB,AP-1の活性をゲルシフト法を用いて検討したところ、糖尿病ラット心臓で有意な活性上昇を認めた。この活性上昇はインスリン治療にて予防できた。3)転写因子NF-kB,AP-1によって発現調節されるヘムオキシゲナーゼ1のmRNA発現をNorthern Blot解析により検討した。4週糖尿病ラットの心臓、大動脈において2-4倍にその発現は増加し、インスリン治療により抑制された。4)抗酸化剤(probucol)でのこれら異常に対する治療効果を検討したろ、転写因子NF-kB,AP-1の活性の低下、ヘムオキシゲナーゼ1mRNA発現の正常化を認めた。以上の結果より、糖尿病において心血管組織に特異的な遺伝子発現異常が存在し、転写因子NF-kB及びAP-1の活性化異状が関与すると考えられた。糖尿病に伴う酸化ストレスの亢進はこれら転写因子活性の増加に関与していることが推測された。
災害に強い生活協働モデルの構築－福島原発事故後の幼児の遊び環境回復研究を基に－

本研究は、人間生活を、家庭と社会の関わりから探求する家政学の視点から、災害に強い生活協働モデルを構築することを目的としている。具体的には、緊急的な状況にありながら支援を受けづらい被災弱者(子ども・高齢者・障がい者とそのケアラー)への適切な支援を創り出すために、平常時においても当事者が主体となり、社会的な支援にアクセスできるシステムを構築する。特に、福島原発事故後の幼児の遊び環境回復に着目し、生活と社会をつなぐうえで必要なエンパワメントの可能性を探ることからアプローチする。
乳がん内における腫瘍細胞の不均一性と転移ニッチの解析

他臓器への転移機構を解明することは、乳がん患者の予後改善につながると考えられる。本研究では、転移の最終ステップであるcolonizationに関わる分子機構を明らかにすることを目的とした。ヒトHER2乳がんおよびトリプルネガティブ乳がん細胞株をマウス左心室内に注入して乳がんの遠隔転移モデルを作製し、転移巣からRNAを抽出してRNA-seq解析を行った。転移巣と原発巣において、がん細胞と周辺細胞由来の双方の発現遺伝子について解析を行い、がん細胞が転移先の組織に定着するのに重要な役割を果たす因子(転移ニッチ)の同定を試みた。それらの因子は転移がんの治療の標的となる可能性がある。同一腫瘍内においても組織型の異なるがん細胞が混在し、がんはゲノム的にも組織学的にも多彩であることが知られている。HER2陽性として分類される乳がん組織には、HER2陰性のがん細胞も含まれておりHER2発現は均一ではないことが示唆されている。また、トリプルネガティブ乳がんは陰性選別されたサブタイプであるため、多様な性質を持つがん細胞が混在している可能性が高い。多様な細胞を含有するがんは臨床的にも悪性度が高く、がんの不均一性は治療抵抗性のみならず転移能においても重要なカギを握っていると推測されるため、がんの不均一性を前提とした治療法の開発を目指して本研究を行なっている。当該年度においては、HER2発現の不均一性ががん組織の中でどのような役割を果たしているか明らかにする目的で、HER2陽性細胞と陰性細胞の比較を行なった。ヒト乳がんMDA-MB-231-Luc-D3H2LN細胞にHER2発現ベクターを導入し、フローサイトメトリーを用いてソーティングすることによって、HER2陽性率の異なる細胞株(HER2-60およびHER2-90)を樹立した。HER2発現細胞では、HER2およびAktのリン酸化が亢進していることを確認した。HER2発現とCD24発現が相関することを明らかにし、また、RNA干渉法によりCD24の発現を減少させるとAktのリン酸化が抑制されることを見出した。CD24がHER2-Aktシグナルをサポートし、HER2陽性乳がん細胞の生存に寄与していることがわかった。さらに、CD24の発現を抑制した上でラパチニブ処理を行うと、ラパチニブに対する感受性が亢進したことから、CD24抑制が抗HER2療法の効果を高める可能性が示唆された。これらの成果を論文としてまとめ学術誌に投稿した。多様な細胞を含有するがんは臨床的にも悪性度が高く、がんの不均一性は治療抵抗性のみならず転移能においても重要なカギを握っていると推測されるため、がんの不均一性を前提とした治療法の開発を目指して本研究を行っている。当該年度においては、HER2発現の不均一性ががん組織の中でどのような役割を果たしているか明らかにする目的で、HER2陽性細胞と陰性細胞の比較を行った。HER2発現細胞では、HER2およびAktのリン酸化が亢進していることを確認し、HER2発現とCD24発現が相関することを明らかにした。また、RNA干渉法によりCD24の発現を減少させるとAktのリン酸化が抑制され、さらにCD24の発現を抑制した上でラパチニブ処理を行うと、ラパチニブに対する感受性が亢進することを見出した。これらのことから、CD24がHER2-Aktシグナルをサポートすることで、HER2陽性乳がん細胞の生存に有利にはたらくこと、および、CD24抑制が抗HER2療法の効果を高める可能性が示唆された。これらの成果を論文としてまとめ学術国際誌に発表し、さらに総説を執筆した。乳がんの他臓器への転移機構を解明することは、乳がん患者の予後改善につながると考えられる。上皮性がんの転移は大きく分けて、原発巣からのがん細胞の離脱と周辺組織・脈管系への浸潤、circulating tumor cells(あるいはdisseminated tumor cells)の生存の維持、二次腫瘍巣の形成・増殖という3つのステップから成り、遠隔臓器における二次腫瘍巣の形成および増殖(colonization)は、がん細胞の生存能力や周辺の微小環境に大きく依存している。ヒト由来トリプルネガティブ乳がん細胞株およびHER2乳がん細胞株をマウス左心室内に注入することによって、乳がんの遠隔転移モデルを作製し、転移巣からRNAを抽出してRNA-seq解析を行った。転移巣におけるがん細胞由来と周辺細胞由来の双方の発現遺伝子について、原発巣における発現遺伝子と比較して解析を行い、がん細胞が転移先の組織に定着するのに重要な役割を果たす因子(転移ニッチ)の同定を試みた。

転移巣と原発巣において、がん細胞と周辺細胞由来の双方の発現遺伝子について解析を行い、がん細胞が転移先の組織に定着するのに重要な役割を果たす因子(転移ニッチ)の同定を試みた。それらの因子は転移がんの治療の標的となる可能性がある。抗HER2療法に対する抵抗性のメカニズムの一つを明らかにすることができ、新たな治療法についても提案できたことから、おおむね順調に進展していると考える。腫瘍生物学転移ニッチの違いを明らかにするために、HER2陽性率の異なる乳がん細胞をマウスに移植し、原発巣および転移巣からRNAを採取して次世代シーケンサーを用いてRNA-seqを行った。今後は、得られたデータの解析を行う。また、トリプルネガティブ乳がんの多様性を解析する目的で、マウス乳がん細胞株G-2をマウスに移植し、形成された腫瘍のゲノム解析を行う。樹立したHER2陽性乳がん細胞株と親株との比較により、CD24発現がHER2-Aktシグナルをサポートすることで、細胞の生存に有利にはたらくことがわかった。転移ニッチの違いを明らかにするために、樹立したHER2陽性乳がん細胞および親株をマウスに移植し、原発巣および転移巣からRNAを採取して次世代シーケンサーを用いたRNA-seq法により解析を行う。また、トリプルネガティブ乳がんの多様性を解析する目的で、異なる性質を持つトリプルネガティブ乳がん細胞株をマウスに混合移植し、RNAを採取してRNAシーケンス解析を行う。