hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
予測と意思決定の脳内計算機構の研究推進

1)企画実行委員会:第7回の領域会議をH26年6月6-8日に北九州学術研究都市にて開催し、新たにスタートした公募研究の計画について議論した。また、同時に開催した総括班会議において今後の活動計画を策定した。第8回の領域会議は、H24年12月11日に東京医科歯科大学にて包括脳冬のワークショップの一環として公開で開催し、各計画研究の成果を発表した。また、同ワークショプにて新学術領域研究「こころの時間学」と合同シンポジウムを開催し、多くの領域外参加者を交え論議を深めた。H27年秋に国際シンポジウムを東京大学で開催することを決定し、テーマ設定と人選を開始した。2)研究支援委員会:H26年6月の北九州学術研究都市での領域会議の初日に「ヒトの意思決定過程の測定とモデル化」のテーマで公開チュートリアルを開催した。3)広報連携委員会:ニュースレター第6号で新たな公募研究の紹介を行い、第7号は、領域メンバーによるの論文紹介、大会参加記を掲載した。また、領域のwebサイト(www.decisions.jp)をアップデートし、公募研究の新メンバー、主催、共催企画の宣伝を行った。アウトリーチ活動として、H26年8月に玉川大学で夏休み高校生体験理科教室2014「見て触れて感じる先端科学、脳と量子とエネルギー」を、H26年11月に慶應義塾大学、株式会社内田洋行東京本社でABLE2014「生涯かけて熟達し続けるための探究トレーニング」を共催した。4)アドバイザー委員会:領域会議に参加し、研究推進の重点についてアドバイスを行った。1)企画実行委員会:第9回の領域会議をH27年4月25-27日に沖縄科学技術大学院大学にて開催し、公募研究の進捗状況の確認を行った。また、同時に開催した総括班会議において最終年度の活動計画を策定した。第10回の領域会議は、H27年12月17-18日に一橋大学一ツ橋ホールにて包括脳冬のワークショップの一環として公開で開催し、多くの領域外参加者を交え論議を深めた。H27年10月31日-11月1日に国際シンポジウムを東京大学、小柴ホールで開催し、海外からの招待講師13名、領域メンバー11名を含む26名による講演と、領域内外の研究者によるポスターセッションで、幅広い議論、交流と領域の成果の周知を行った。2)研究支援委員会:H27年4月の沖縄科学技術大学院大学での領域会議の初日に「光学イメージングと操作の拓く可能性」のテーマで公開チュートリアルを開催した。3)広報連携委員会:ニュースレター第8号、第9号で領域メンバーによるの論文紹介、会議、シンポジウム参加報告、アウトリーチ活動報告を掲載した。アウトリーチ活動として、H27年6月に玉川大学で「玉川大学脳科学トレーニングコース」を、H27年8月に玉川大学で夏休み高校生体験理科教室2015「見て触れて感じる先端科学、脳と量子とエネルギー」を、H27年8月に慶應義塾大学および内田洋行東京本社でABLE2015
中間径フィラメント蛋白シネミンの機能解明のための形態学的・分子細胞生物学的研究

中間径フィラメント蛋白の一つであるシネミンについて、その機能の解明を目指し、骨格筋と肝臓で分子細胞生物学的解析をおこなった。骨格筋では筋の分化に関与するアクチニン3(ACTN3)との関係を調べた。免疫沈降法と共発現の形態学的観察から両者間の結合が明らかになった。シネミン欠損マウスではACTN3の発現増強と筋持久力低下が認められるが、その機序解明が今後の課題である。肝臓ではシネミンは星細胞に局在している。星細胞は実験的肝線維化への寄与が知られており、今回の研究でシネミン欠損マウスでは肝線維化が抑制される事が明らかになった。今後、シネミンの発現制御により肝線維化の予防や治療への応用が期待される。まず初めに、以前当研究室でラットシネミンのC末ドメインを抗原として作成した抗ラットシネミン抗体(Hijikata et al., J. Cell Sci. 2008)がマウスにも使用できるかどうかの評価をおこなった。野生型マウスとシネミンノックアウトマウスの長指伸筋及びヒラメ筋を用いてウエスタンブロッティングを行ったところ、野生型マウス骨格筋ではシネミンと思われる140kDaのバンドが検出されたが、シネミン欠損型マウスではこのバンドは検出されなかった。また野生型マウス骨格筋では、この抗体を用いた免疫沈降法によりシネミン自身とともにデスミンが共沈降し、シネミンとデスミンがコ・ポリマーを形成していることが確認できた。しかし、3%PFAで固定した下腿後部骨格筋(ヒラメ筋、腓腹筋、足底筋)の蛍光抗体染色ではバックグラウンドが高く、シネミン欠損型と比べて野生型マウスに特異的な染色は確認できず、PFA固定条件下での使用は難しいことが明らかになった。また、いままでの研究で、シネミン欠損型マウスでは野生型と比較して持久力が低下し、ヒラメ筋における筋線維型の構成が変化していることを明らかにしてきた。そこで持久力低下の原因を調べるため骨格筋及び心臓の重量に変化が見られるかどうかを調べた。野生型及びシネミン欠損型マウスを3匹ずつ用い心臓、前脛骨筋、長指伸筋及びヒラメ筋の重量を測定した。結果としてはいずれの重量にも有意な差を認めることはできなかった。αーアクチニン3のノックアウトマウスは野生型に比べ筋力が低下していることが知られている。そこでシネミン欠損型マウスにおいてαーアクチニン3の発現量に変動があるかどうかをウェスタンブロッティング法で調べた。結果としては、前脛骨筋及び長指伸筋においてはαーアクチニン3の発現量の有意な変化は認められなかった。いままでの研究でシネミンノックアウトマウスでは10-12ヶ月のマウスで持久力が有意に低下しており、骨格筋の速筋・遅筋の線維構成が変化していることを明らかにしてきた。今回、筋線維の構成に関わる蛋白質の発現を調べるためにウエスタンブロット法により、骨格筋の線維構成に関係することが知られているalpha-actinin (ACTN)のアイソフォームの一つであるACTN3の蛋白質発現を調べた。これまでの研究ではsyneminの結合蛋白質の発現量には変化が見られなかったが、今回の検討でヒラメ筋ではACTN3の蛋白質発現量が減少していることが明らかになった。以前の研究でsyneminはACTN2と直接結合することが知られていた(Bellin et al., 2001)が、ACTN3についてはまだ調べられてはいない。そこでsyneminとACTN3の関係を調べるために、免疫沈降法による共精製が可能かどうかを確認した。その結果、syneminはanti-ACTN3の抗体で共精製されることが分かった。このことによりsyneminとACTN3は複合体を形成している可能性が示唆された。また、EGFPを結合したsyneminとtag-RFPを結合したACTN3の遺伝子を作製して分化前の筋芽細胞株C2C12に形質導入した。共焦点レーザー顕微鏡でそれぞれの局在を観察したところ、syneminとACTN3は高確率で共局在していることが明らかになった。さらにsyneminとACTN3が直接結合する可能性を考えGSTプルダウン法による共精製を計画した。現在、GSTのついたsyneminとHis-tagのついたACTN3の作製は完了し、大腸菌に発現させる条件と精製する条件を検討中である。当初の計画から変更はあったものの、ACTN3の発現変化の発見により、筋原線維の変化に関与する分子メカニズムの解明に進展があった。肝臓の星細胞は肝臓が損傷を受けると筋線維芽細胞に分化し、コラーゲンを主成分とする細胞外マトリクス(ECM)の産生により肝線維化に関与する。中間径フィラメント蛋白syneminは肝臓の星細胞に発現し、人ではウイルス性肝炎になると増加する事が知られているが、その生理的意義は未だ不明である。今回、既に作成済みのsynemin欠損マウス(KOマウス)を用い、四塩化炭素で肝炎を起こすことにより、syneminの肝炎における役割を調べた。1)急性肝炎での影響:40%四塩化炭素/paraffineを150μl腹腔に注入し、1,2,3日後の組織の形態変化及び関連タンパクの発現量を観察した。マッソントリクローム染色を行い、ECMを青く染色したところ、KOマウスの肝臓は野生型に比べ、ECMが少ないことが分かった。またwestern blottingにより発現タンパクの量を確認したところ、KOマウスでは肝星細胞のマーカーのGFAPと筋線維

芽細胞のマーカーのalpha-smooth-muscle-actinの発現量が野生型に比べ有意に低下していることが分かった。さらにECMの主成分であるcollagen 1の発現の低下も明らかになった。このKOマウスでのcollagen 1発現量の低下は蛍光抗体染色からも確認できた。一方、野生型マウスでのSynemin発現量は四塩化炭素投与後13日目にかけて増加していた。2)慢性肝炎での影響:40%四塩化炭素/paraffineを20μlずつ週に2回、6週間にわたり腹腔に投与した。投与終了後1週間目に肝臓を取り出して凍結切片を作製し、マッソントリクローム染色をしたところ、KOマウスでは野生型に比べ線維化が抑制されていた。以上により、syneminは星細胞において増殖、分化または細胞外マトリクスの産生のいずれかに関与していることが示唆された。中間径フィラメント蛋白の一つであるシネミンについて、その機能の解明を目指し、骨格筋と肝臓で分子細胞生物学的解析をおこなった。骨格筋では筋の分化に関与するアクチニン3(ACTN3)との関係を調べた。免疫沈降法と共発現の形態学的観察から両者間の結合が明らかになった。シネミン欠損マウスではACTN3の発現増強と筋持久力低下が認められるが、その機序解明が今後の課題である。肝臓ではシネミンは星細胞に局在している。星細胞は実験的肝線維化への寄与が知られており、今回の研究でシネミン欠損マウスでは肝線維化が抑制される事が明らかになった。今後、シネミンの発現制御により肝線維化の予防や治療への応用が期待される。ゼブラフィッシュでの解析を除き、概ね研究計画書に記載の実験はおこなうことができた。但し、問題点としてはポジティブな研究結果が少ない点である。(1)syneminとACTN3の結合能を調べるため、GSTプルダウンアッセイを行う。また、結合する場合は結合部位の特定も行う。(2)WTとKOマウスの経時的な筋線維の構成変化を観察する。現在、10-12ヶ月のマウスを観察しているが、生後4週間及び8週間についても観察する。(4)syneminは肝臓の伊東細胞に発現することが知られているが、その機能は明らかではない。人工的肝壊死・線維化モデルを作成し、WTとKOマウスで差が出るかどうかを検討する。解剖学、細胞生物学研究計画書に記載のノックアウトマウスにおける1)骨格筋筋線維型に関する解析、2)心筋における解析を今後継続しておこなっていく予定である。動物実験施設の改修(改修後はバイオリソースセンターと改称)にともない、一時的にノックアウトマウスを飼育していた場所から、改修後の建物に搬入するにはマウスの微生物クリーニングが必要となった。その為にマウスの飼育規模を大幅に縮小することになり、飼育に要する費用が大幅に減額となって、余剰金がでた。消耗品費が予想以上にかかり、年度末に開催された学会の旅費が残額では足りず、他の経費から支出した。その為、残金としての次年度使用額35,930円が生じた。繰越額は次年度の消耗品費の一部に充当する予定である。繰越額は次年度の消耗品費に充当する予定である。
活性化樹状細胞に発現するTh2細胞分化誘導因子の同定と解析

寄生虫感染は、一般にTh2細胞分化を誘起すると考えられている。寄生虫成分が樹状細胞を活性化し、Th2細胞分化支持能を有する抗原提示細胞に分化誘導していると考え、樹状細胞をアッセイ系に用いて寄生虫成分の精製と性状解析を行った。樹状細胞はマウス骨髄細胞をhuman Flt-3 ligandと共に培養し作成した。旋毛虫(Trichinella spiralis)筋肉内幼虫の抽出液に存在し、樹状細胞からのIL-12産生および補助機能分子(CD40,CD86)の発現増強を誘導する活性について検討を行った結果、その活性はProteinase KおよびRNase Aに感受性を有することから、タンパク質およびRNAと推定された。さらに、MyD88、TLR7およびTLR9欠損樹状細胞は、その活性に反応しない事が明らかとなった。活性は界面活性剤による可溶化が可能であり、粗精製を行った結果、分子量(10,000)を決定することができた。しかしながら、構造決定には至っていない。樹状細胞の1種である形質細胞様樹状細胞(PDC)は、TLR7/9リガンド刺激によりIFN-αを大量に産生し、抗ウイルス免疫に重要な役割を有すると考えられる。IFN-α産生には、MyD88およびIRF-7が不可欠である事が示されたが、その分子機構は不明であった。そこで、各種遺伝子欠損マウスのPDCを用い、IFN-α産生について検討を行った結果、IKK-α欠損マウスのPDCはTLR7/9リガンド刺激によりIFN-αを産生しない事が明らかとなった。次に、キナーゼ活性欠損型IKK-α変異体はMyD88とIRF-7による協調的なIFN-αプロモーター活性化を抑制する事、さらにIKK-αはIRF-7と会合し、リン酸化する事を解明した。これらの結果から、IKK-αはTLR7/9刺激によるIFN-α産生に重要である事が明らかとなった。Toll-like receptor (TLR)はヒトで10個、マウスで12個存在し、各TLRが異なる病原体を認識することが明らかとなっている。これらのTLRに特異的な病原体成分を用いて樹状細胞を刺激すると樹状細胞は成熟分化し、Th1細胞分化支持能を有する抗原提示細胞になる。本研究では、アダプター分子MyD88を欠損する樹状細胞をモデル実験系として用い、MyD88欠損樹状細胞がTLR4のシグナルにより活性化・成熟分化する際に発現し、Th2細胞分化を誘導する分子を同定することを目的としている。MyD88遺伝子欠損マウスの骨髄細胞をGM-CSF存在下で培養して得られる骨髄由来未熟樹状細胞を用い、TLR4のリガンドとしてLPSを用いて刺激を行い、Th2細胞分化支持能を有する樹状細胞が作製した。この細胞を抗原として免疫を行い、ラットモノクローナル抗体を作製した。MyD88欠損成熟樹状細胞、野生型の未熟および熟樹状細胞を用いてFACS解析により抗体のスクリーニングを行ったが、MyD88欠損成熟樹状細胞のみを陽性に染色する抗体クローンはまだ得られていない。LPS刺激によりMyD88欠損樹状細胞に発現するタンパク質を調べるために、LPS刺激後の野生型とMyD88欠損樹状細胞の膜タンパク質を用いて、2次元電気泳動法により発現に差が見られるタンパク質の比較解析を行った。MyD88欠損樹状細胞にのみ確認されるタンパク質スポットが得られている。寄生虫感染は一般にTh2細胞分化を誘起する事が知られている。今回、旋毛虫(Trichinella spiralis)を用いて、樹状細胞活性化物質の精製を試みた。祖抽出物中にプロテアーゼとRNaseに感受性を有する活性が確認された。その活性はMyD88依存性である事から、TLRの関与が考えられている。寄生虫感染は、一般的にTh2細胞分化を誘起することが知られている。未熟樹状細胞は、寄生虫の成分に反応して、Th2細胞分化支持能を有する抗原提示細胞に成熟していると考え、樹状細胞をアッセイに用いて寄生虫成分の精製と性状解析を行うことにした。腸管内の寄生虫と異なり、ほぼエンドトキシンフリーの状態で分離することの可能な、旋毛虫(Trichinella spiralis)の筋肉内幼虫を用いて、マウス樹状細胞を活性化する成分の検索を行った。樹状細胞はマウス骨髄細胞をhuman Flt-3 ligandと共に培養し作製した。旋毛虫の抽出液による刺激で、樹状細胞はIL-12を産生し、同時に補助機能分子(CD40,CD86)の発現を増強した。この抽出液中に含まれる成分は、Proteinase KおよびRNase Aに感受性を有していることから、タンパク質およびRNAが推定された。DNase Iには耐性であった。MyD88欠損樹状細胞では、これらの反応が見られないことから、抽出液中に存在するリガンドの候補としてToll-like receptor(TLR)が想定された。そこで、種々のTLR欠損マウス由来の樹状細胞を用いてスクリーニングを行った結果、TLR7およびTLR9欠損樹状細胞で反応が欠除することが明らかとなった。抽出物中の活性は界面活性剤により可溶化することが可能であり、引き続いて陰イオン交換クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィーで精製を行った。各フラクションを樹状細胞と共に培養し、IL-12産生および補助機能分子の発現を測定し活性を追跡し、最終的に大まかな分子量(10,000)を決定した。

大量精製に向けて、準備中である。寄生虫感染は、一般にTh2細胞分化を誘起すると考えられている。寄生虫成分が樹状細胞を活性化し、Th2細胞分化支持能を有する抗原提示細胞に分化誘導していると考え、樹状細胞をアッセイ系に用いて寄生虫成分の精製と性状解析を行った。樹状細胞はマウス骨髄細胞をhuman Flt-3 ligandと共に培養し作成した。旋毛虫(Trichinella spiralis)筋肉内幼虫の抽出液に存在し、樹状細胞からのIL-12産生および補助機能分子(CD40,CD86)の発現増強を誘導する活性について検討を行った結果、その活性はProteinase KおよびRNase Aに感受性を有することから、タンパク質およびRNAと推定された。さらに、MyD88、TLR7およびTLR9欠損樹状細胞は、その活性に反応しない事が明らかとなった。活性は界面活性剤による可溶化が可能であり、粗精製を行った結果、分子量(10,000)を決定することができた。しかしながら、構造決定には至っていない。樹状細胞の1種である形質細胞様樹状細胞(PDC)は、TLR7/9リガンド刺激によりIFN-αを大量に産生し、抗ウイルス免疫に重要な役割を有すると考えられる。IFN-α産生には、MyD88およびIRF-7が不可欠である事が示されたが、その分子機構は不明であった。そこで、各種遺伝子欠損マウスのPDCを用い、IFN-α産生について検討を行った結果、IKK-α欠損マウスのPDCはTLR7/9リガンド刺激によりIFN-αを産生しない事が明らかとなった。次に、キナーゼ活性欠損型IKK-α変異体はMyD88とIRF-7による協調的なIFN-αプロモーター活性化を抑制する事、さらにIKK-αはIRF-7と会合し、リン酸化する事を解明した。これらの結果から、IKK-αはTLR7/9刺激によるIFN-α産生に重要である事が明らかとなった。
大都市圏に暮らす子どもの生活問題と生活改善のあり方に関する総合的研究

本研究は、まず写真投影法調査を用いて、大都市に暮らす子どもたちの視点で、彼らの生活状態や生活環境を調べるとともに、理解したうえで、「家庭(ミクロ)-地域社会(メゾ)-国家・社会システム(マクロ)」といった各々のレベルで生成する彼らのさまざまな生活問題およびその改善策を究明した。その結果、深刻な生活問題として浮上したのは、主として子どもの食生活問題、家族問題、居場所問題であった。まず食生活問題については、家族の人たちと共食をしない子ども(孤食の子ども)たちの方が、共食をする者たちよりも、食事内容が貧困で栄養面でも問題があることが調査を通して明らかになった。っまり、食生活問題とは、子どもたちのこころの問題である以上に、彼らの健康の問題であることが解明された。そのことは孤食の新たな知見であると断言できる。家族問題については、子どもたちが描く食卓の絵からわかるように、近年、食卓の家族関係が稀薄となっているにもかかわらず、子どもは孤食をエンジョイしていることが明らかになった。居場所問題については、放課後の子どもたちの生活行動の範囲(テリトリー)が家庭およびその周辺にまで縮小化したことを反映して、居場所や遊び場所が自宅や自室、さらには特定のモノとなり、学童期の空間的発達に停滞がみられることが明らかになった。また、大都市で展開されている住まいの高層化についても、独自に調査研究をした結果、安全面に加えて6階以上の住宅に住む子ども(3歳児)たちは、それよりも階下の住宅に住む子ども(3歳児)たちに比べて、自立度が低いことや母子密着が起こることで子どもの発達遅滞をもたらすことが明らかになった。以上のような新たな知見(特に、食生活問題)は、単なる研究成果にとどめずに、それを子ども支援機関にフィードバックするために、前述した3つの空間スケールに「短期/中期/長期」の3つの時間的資源を掛け合わせ、具体的な改善策を提言する予定である。第1に、大阪市24区の小学校46年生、総計1260名に対して生活時間調査、食生活・生活行動調査などを通じて子どもの食生活および家族関係の状況を統計解析した結果、彼らの食生活(朝食・夕食)の充実度・満足度が、母親の年齢層によって著しく異なることが判明した。中学校の時に母親が受けた技術・家庭科の学習指導要領の内容、特に調理実習の時間数が多かった40歳以上の母親と、栄養素重視の食教育を受けた40歳未満の母親とでは明らかに前者の母親をもつ子どもの満足が高いことが解明された。このように、食事内容の充実度・満足度については母親の年齢層との相関が高い一方で、食事空間(食卓)の充足度・満足度については父親の職業および帰宅する時間との相関が高いことが解明された。第2に、大阪市内の小学生、総計90名に対して肥満度出現状況の測定、栄養素等摂取状況の詳細な聞き取り調査、健康に対する自覚症状に関するアンケート調査、ライフコーダによる身体活動の程度とエネルギー消費量の測定の結果、肥満出現率は全体で10%を超え、特に女子よりも男子で肥満の割合が高く、栄養素等摂取量は、非肥満者と比べて肥満者のエネルギーや脂肪摂取量が多く、また食物繊維の摂取量が少ないことから、こうした傾向と肥満の発症の関連性が示唆された。ライフコーダ記録の結果からは、非肥満者と比べて肥満者が学校生活の時間帯での運動時間が少ないことが実証され、肥満者のより積極的な身体活動の必要性が示唆された。第3に、前述した第1の調査の結果、子どもが学校完全週五日制で休みとなった土曜日を学習塾、お稽古ごと、スポーツクラブ等にフル活用している状況およびその加熱ぶりが解明された。

また、遊ぶ人数の少数単位化に伴い、遊び時間、遊びの内容・方法も著しく単純化・単調化していることが判明した。第1に、大阪市24区の小学校46年生、総計1679名(有効回答数)と、東京都の小学生46年生、総計885名(有効回答数)に対する生活調査を通じて、子どもの食生活と家族関係の状態との関係について統計解析した結果、朝食の献立で主食と主菜と副菜あるいは主食と主菜をとっている子どもは、大阪市、東京都ともに、約50パーセントしかおらず、大都市圏の子どもは、朝、充分な食事をとっていないことがわかった。また、両者とも、パンを主食とする子どもが、50パーセントを超えたのに対して、ご飯を主食とする子どもは37パーセントたとどまった。また、1012パーセントの子どもは、菓子類や菓子パンを朝食としており、食生活の乱れが懸念される。一方、夕食で主食と主菜と副菜(「3つの器」)あるいは主食と主菜をとっている子どもたちは、80パーセント近くおり、夕食に栄養バランスのとれた食事をとっていることが判明した。その一方で、うどんやスパゲティなどの麺類を夕食とする子どもも22パーセントもいた。さらに、朝食・夕食ともにバランスのとれた食事をしている子どもたちの方がそうでない(=主菜がなかったり副菜がなかったりする)子どもたちよりも、家族関係が充実していて、食卓の雰囲気も明るいことがわかった。第2に、住まい(高層住宅)と子どもの発達の度合い(自立のレベル)との関係について述べると、6階以上の住宅に住む子ども(3歳児)たちは、それよりも階下の住宅に住む子ども(3歳児)たちに比べて、自分で歯をみがく、服を着替える、ボタンを付ける、靴を履くなど、自立の度合いをはかるすべての項目において、レベルが低いということがわかった。従来、高層階に住む子どもはストレス過多、低体温、肺活量が少ない、アレルギー疾患をもつ、すぐ転んだりケガをしたりするなどと言われてきたが、今回の調査によって、自立面でも遅れていることが明らかになった。その理由として考えられることは、高層階に住むことにより外出する回数・機会が少なくなる(=閉じこもりやすくなる)ということ、外出が少なくなるため、密室で母親からの干渉を受けやすくなる(母子密着による育児障害)ということが挙げられる。「都市化=住まいの高層化」という前提のもと、都市開発が進められているが、データが示すように、子どもの安全面や成長発達面(自立面)からみると、住まいの高層階化は必ずしも良いとは言えないことがわかった。大都市圏(大阪市と東京都)に住む小学56年生に食卓の絵を描いてもらい、それを動的家族画法(KFD法)によって分析した結果、次のことが明らかになった(調査対象は1436名で、410名の有効回答があった)。(1)「食卓の絵」の表現内容をKFD法によって分析したところ(8つのタイプに分類)、家族団らんを示す「コミュニケーション充実型」が全体の35.3%、家族関係の貧困型を示す「人じるし・人マーク型」が34.6%と際だって多く、今の家庭には家族関係面で大きな格差があることが分かった。また、(2)「食卓の絵」の表現形式をKFD法によって分析したところ(4つのタイプに分類)、「大きさ・筆圧安定型」が全体の52.0%であるその一方で、「乱雑・投げやりの筆跡型」(その他の大半を占める)が33.2%と多く、食卓の充実度に関して子ども間での格差が推測される。
マイクロダイセクションと発現アレイの組み合わせによる子宮体癌の遺伝子発現の解析

本研究においては、Laser-capture microdissection法と発現アレイ法を用いて子宮体癌における遺伝子の発現の変化を明らかにすることを目的とした。1)臨床材料からそのままRNAを採取して発現アレイ法に供するだけでは間質細胞の混入の程度に応じて遺伝子発現のパターンが変化する可能性があり、子宮体癌における遺伝子の発現変化を正確に解析できないと考えた。そこで、Laser-capture microdissection(LCM)法により、子宮内膜癌細胞および正常子宮内膜上皮細胞を選択的に採取し得られたRNAを用いて発現アレイ法を行った場合と、間質細胞が混入した状態での子宮体癌と正常子宮内膜組織から得られたRNAを用いて発現アレイ法を行った場合とでは、遺伝子発現のパターンが変化することを示し、子宮体癌の臨床材料を用いて遺伝子発現解析をする場合は、LCM法の併用が必要であることを報告した。(論文参考)2)次ぎにLCM法と発現アレイ法を用いて、早期子宮体癌の発現解析を施行した。子宮体癌には、2つの異なるtypeすなわち、周囲に内膜増殖症を伴うI型と,伴わないII型の2種類がある。それぞれの型で腫瘍径10mm以下の微小な早期癌の臨床材料を用い、発癌初期における子宮体癌の癌部・非癌部での遺伝子発現プロファイルを比較し、次に、I型・II型の体癌の相違を遺伝子発現プロファイルの観点から検討した。結果、癌部において発現が上昇している65個の遺伝子、下降している99個の遺伝子が抽出された。そこで、Laser-capture microdissection (LCM)法により、子富内膜癌細胞および正常子宮内膜上皮細胞を選択的に採取し得られたRMを用いて発現アレイ法を行った場合と、間質細胞が混入した状態での子宮体癌と正常子宮内膜組織から得られたRNAを用いて発現アレイ法を行った場合とでは、遣伝子発現のパターンが変化することを報告し、子宮体癌の臨床材料を用いて遺伝子発現解析をする場合は、LCM法の併用が必要であることを報告した。(論文参考)2)子宮体癌は、多くの癌腫同様それぞれ異なった遺伝子が関与する多段階ステップを経て発生すると考えられている。ただし、その多くの報告は進行子宮体癌に関するもので、初期の遺伝子変異、遺伝子発現変化を真にとらえたものはない。そこで、腫瘍径1.0cm以下の小さな早期子宮体癌に限定し、LCM法と発現アレイ法を施行し、子宮体癌の発癌メカニズムを遺伝子発現にて調べている。現在、腫瘍径1.0cm以下の小さな早期子宮体癌17症例の手術的に採取された凍結材料を用いて検討が進行中である。そこで、Laser-capture microdissection(LCM)法により、子宮内膜癌細胞および正常子宮内膜上皮細胞を選択的に採取し得られたRNAを用いて発現アレイ法を行つた場合と、間質細胞が混入した状態での子宮体癌と正常子宮内膜組織から得られたRNAを用いて発現アレイ法を行った場合とでは、遺伝子発現のパターンが変化することを示し、子宮体癌の臨床材料を用いて遺伝子発現解析をする場合は、LCM法の併用が必要であることを報告した。

子宮体癌には、2つの異なるtypeすなわち、周囲に内膜増殖症を伴うI型と,伴わないII型の2種類がある。それぞれの型で腫瘍径10mm以下の微小な早期癌の臨床材料を用い、発癌初期における子宮体癌の癌部・非癌部での遺伝子発現プロファイルを比較し、次に、I型・II型の体癌の相違を遺伝子発現プロファイルの観点から検討した。結果、癌部において発現が上昇している65個の遺伝子、下降している99個の遺伝子が抽出された。また、周囲に内膜増殖症を伴うI型と、伴わないII型の早期子宮体癌においても、I型で発現が上昇している45個の遺伝子、II型で上昇している24個の遺伝子がそれぞれ抽出された。
日本の学校教育における国際語としての英語教育と異文化教育の統合的実証研究

平成21年度は、(1)研究成果の論文発表、(2)レビュー研究、(3)来年度に実施する実験の計画と修正、ならびに(4)研究校との打ち合わせを行った。このうち研究成果の論文発表としては、Asian Journal of English Language Teachingに"The effects of task-based intercultural instruction on the intercultural competence of Japanese secondaryEFL learners"が掲載された。この論文の邦訳論文、「異文化教育を統合したタスク中心の言語教育-日本で英語を学習する高校生の異文化コンピテンスを中心に-」が『上智教育学研究』に掲載された。レビュー研究に関しては、第二言語習得における文化的側面に対する学習者の態度に関する研究の発展動向を展望し、その課題を明らかにした。本研究では次の6点が確認された。(1)文化的側面に対する第二言語学習者の態度研究は、第二言語文化に対する態度が習熟度に与える影響を検討したことから始まり、多くの研究では、第二言語文化に対する友好的な態度や学習志向性が習熟度を予測する。(2)友好的な態度以外にも習熟度に影響を与えている態度がある。(3)一般的な文化に対する態度もまた習熟度を予測する一因として捉えられ、国際的志向性などの概念が生まれた。(4)このような文化的側面に対する態度には、学習環境や学習者の個人差が複雑に絡み合って影響している。(5)留学やネイティブ・スピーカーとの接触機会などの第二言語文化との接触機会が多い場合、積極的・消極的に関わらず、態度変容に影響を与える要因である。(6)第二言語学習経験と学習者の態度の関連性はこれまで実証されていないけれども、異文化教育と統合した第二言語の授業によって学習者の文化に対する態度は積極的に変容する。今後の課題として、授業教育実践によって、このような態度をどのように育成するかという視点をとりいれた研究の充実が期待された。本研究は、「第二言語習得における文化的側面に対する学習者の態度に関する研究の展望と課題」として論文にまとめ、『上智教育学論集』に掲載された。平成20年度は、初年度として(1)修士論文「日本における高等学校英語教育と異文化教育の統合の研究-カルチャー・アシミレーターCLT統合モデルの開発と実証-」に関して関連学会等で発表、ならびに学術雑誌への論文執筆を行い、(2)異文化教育と外国語教育に関する先行研究のレヴュー研究およびその学会発表、ならびに(3)次年度実施予定の実証研究のための研究協力校とのスケジュールの打ち合わせを行った。まず、修士論文の関連学会での発表としては、アメリカ応用言語学会(ワシントンD.C.、アメリカ、2008年4月)では「日本人高校生英語学習者への異文化教育の教育効果」を発表し、TESOL国際学会(ニューヨーク、アメリカ、2008年4月)において、「学習者の異文化間コミュニカティブ・コンビテンスを育成するために-異文化コミュニケーションタスクによる実験研究に基づいて-」について発表した。また、これらの学会で得たコメントを得てさらに結果を詳細に検討し、Second Language Research Forum(ハワイ大学、アメリカ、2008年10月)においてポスター発表を行った。そして、これらの結果を論文としてまとめ、「タスクを中心とした異文化教育の日本人高校生英語学習者の異文化間コンビテンスへの教育効果」としてAsian Journal of English Language Teachingに投稿し採択され。2009年に出版予定である。また、今年度行った異文化教育と外国語教育に関する実証研究のレビュー研究に基づき、全国語学教育学会(東京、2008年11月)異文化コミュニケーション学会(長野、2008年11月)において「英語教育と異文化教育の統合に関する理論的研究」というテーマで論文参加した。さらに、研究協力校とのコミュニケーションを密に行い、次年度行う実証研究の調整・準備等を行った。

今後の課題として、授業教育実践によって、このような態度をどのように育成するかという視点をとりいれた研究の充実が期待された。本研究は、「第二言語習得における文化的側面に対する学習者の態度に関する研究の展望と課題」として論文にまとめ、『上智教育学論集』に掲載された。
自己組織化による動物行動の動力学的特性とその適応的意義に関する研究

前年度までに,イトマキヒトデ(Asterina pectinifera)の歩行時における管足運動を画像データ化した.本年度,データ解析を通じて以下の知見が得られた.・イトマキヒトデの歩行時の運動活性には腕間で差異が見られるが,この差異が運動時の極性(形態上均質な5本の腕のいずれかが先導すること)をもたらす.各腕の運動活性は,基本的に静止画像中に記録された管足の本数(活動中の管足数)によって定量化することができる.しかし,管足運動と腕運動との関係は,以下に記すように単純ではない.・イトマキヒトデの歩行においては,1本,ないし,2本の先導腕が観察される.管足運動の推進力への貢献度を評価するため,画像上の管足数と腕の移動速度との相関を調べた.1本の先導腕による歩行の場合には強い正相関が見られたが,単一の先導腕においては,この相関関係は有意でないか有意であるとしても弱められている.これは,単一の先導腕における管足運動が隣接し合う管足同士の衝突によって阻害されることによるものと考えられる.・従って,中枢神経系を持たないイトマキヒトデにおいて,5本の腕の運動,および,1本の腕につき60本以上も存在する管足の運動は,自己組織化過程によって実現されるものであるが,腕運動の自己組織化と管足運動の自己組織化のそれぞれを実現する機構は,階層的に組み合わされ相互に影響を及ぼし合うものである.イトマキヒトデ(Asterina pectinifera)の移動時における管足集団の自己組織化を解析するために以下の作業を行った.・飼育条件下にあるイトマキヒトデ個体を,底部が透明なアクリル水槽中で自由に移動させ,管足集団の運動および個体の移動方向の変化をビデオ撮影した.・ビデオ画像は画像処理ボードを搭載したPCに入力され,画像処理によって管足集団と個体の運動をデータ化した.・まず,個体全体の運動に見られる特徴として,明瞭な外的な刺激が与えられない場合にも移動方向の変化が見られることがわかった.そして,この変化が各腕における管足集団の運動量,及び,運動方向の時間変化によってもたらされることがわかった.・管足集団の運動は,各管足が隣接する管足の運動と相関の強い運動を行うことで各腕毎に管足の運動量,及び,運動方向の独自性が生じ,こうした腕間の運動の差異が,個体全体の運動の統括に関与する神経環を通じて他の腕へと伝播するものであることがわかった.・運動の自己組織化に関して,組織される運動の傾向を決定するのが局所的な管足の運動状態であるという点において,制御パラメータによって全体の挙動が説明される従来の自己組織化理論によってイトマキヒトデの運動を説明するのは困難であることがわかった.外的刺激の存在下での管足運動の観察に関しては,(1)誘引物質または忌避物質のいずれかを水槽に注入した場合,および,(2)誘引物質と忌避物質を同時に水槽に注入した場合,の管足集団の運動について現在データ採取を行っている.前年度までに,イトマキヒトデ(Asterina pectinifera)の歩行時における管足運動を画像データ化した.本年度,データ解析を通じて以下の知見が得られた.・イトマキヒトデの歩行時の運動活性には腕間で差異が見られるが,この差異が運動時の極性(形態上均質な5本の腕のいずれかが先導すること)をもたらす.各腕の運動活性は,基本的に静止画像中に記録された管足の本数(活動中の管足数)によって定量化することができる.しかし,管足運動と腕運動との関係は,以下に記すように単純ではない.・イトマキヒトデの歩行においては,1本,ないし,2本の先導腕が観察される.管足運動の推進力への貢献度を評価するため,画像上の管足数と腕の移動速度との相関を調べた.1本の先導腕による歩行の場合には強い正相関が見られたが,単一の先導腕においては,この相関関係は有意でないか有意であるとしても弱められている.これは,単一の先導腕における管足運動が隣接し合う管足同士の衝突によって阻害されることによるものと考えられる.・従って,中枢神経系を持たないイトマキヒトデにおいて,5本の腕の運動,および,1本の腕につき60本以上も存在する管足の運動は,自己組織化過程によって実現されるものであるが,腕運動の自己組織化と管足運動の自己組織化のそれぞれを実現する機構は,階層的に組み合わされ相互に影響を及ぼし合うものである.
急性冠症候群発症における好中球の役割に関する検討

血管壁破綻のメカニズムは不明であり、血管の粥腫(プラーク)に存在する好中球(白血球)が血管壁の破綻に関与する可能性について組織学的に検討した。外膜から栄養される毛細管血管を介してプラークに侵入した好中球は、刺激を受けて細胞質の分泌顆粒中のfPRL1を細胞表面に表出しながらプラーク内に浸潤する。このような好中球はNADPHオキシダーゼ活性が強く、局所で酸化ストレスを産生しており、これが組織の脆弱化を引き起こし血管壁の破綻に繋がると考えられる。動脈硬化巣の形成には変性リポ蛋白とそれを貪食して泡沫細胞、プラークを形成するマクロファージが重要で中心的な役割を果たす。しかし、急性冠症候群の発症など動脈硬化プラークの破綻は必ずしもこの延長線上にあるものではなく、別の因子に負うものが大きいと考えられる。我々はこの動脈壁の破綻を強力、かつ、直接的に引き起こす因子の一つに好中球の浸潤があると考え、これを切り口として組織学的に検討した。我々は病理組織学的に好中球が動脈硬化巣の破綻に如何に関与するか検討するため、不十分な症例数であるが頸動脈内膜切除組織検体を収集した。1)収集した検体(ホルマリン固定)を用いて、生体でNADPHオキシダーゼなどにより産生された酸化ストレスをスライド上の個々の細胞の上で評価するシステムを開発できた。これによりどの細胞が酸化ストレスに直接関与するか観察できた。2)同病理標本を用いて、浸潤する好中球やマクロファージを細胞の特異なマーカーを用いて染色し、両細胞の染色性や存在部位の特徴を検討した。また、開発した酸化ストレスとの関係を細胞レベルで解析した。3)好中球の酸化ストレスに及ぼす効果をin vitroで確認する予定であったが、1)2)に時間を要したため遂行できなかった。これら結果より成果として、(1)不安定プラークとされる部分に、多くの好中球が浸潤していること、(2)好中球は新生された毛細血管を介してプラーク部位に浸潤しているようであり、(3)そのような好中球は従来好中球に特徴的であるナフトールASD染色には染まらないことや、(4)fPRL1分子が細胞質から著明に減少していることが判明した。(5)この様な好中球は酸化ストレス源の一部と一致していることより、女子中球は強い酸化ストレス源になっている可能性が示唆された。これまでの結果から動脈硬化巣は血管の炎症と捉えられようになったが、その病態形成の鍵を握る過酸化脂質の存在を考慮しても粥状硬化の進展とイベントとしての急性冠症候群(ACS : acute coronary syndrome)の発症とは必ずしも一直線上に存在するものではないことより、我々は別の介在因子の存在の必要性・重要性を検討している。即ち、我々はこのプラークの破綻に、慢性的に存在するマクロファージではなく、本来局所には存在しておらず炎症により浸潤が誘導される好中球が関与している可能性を挙げ、その好中球の病態関与への役割を免疫組織学的に検討することを本研究の目的とした。今回我々が用いた検体は取り扱いには便利であるが従来評価には不適切と考えられていたホルマリン固定後病理組織検体である。病期の進んだ頚動脈病変の検体を用いて、好中球マーカーであるナフトールASD染色、CD66b免疫染色、マクロファージ特異的なCD68免疫染色に加えて、細胞レベルで捕らえる事が可能なROSの産生部位の検討(今回我々が始めて開発した)、ROS産生に直結するNADPHオキシダーゼサブユニットの免疫染色、好中球の活性化のマーカーになりうる細胞質fPRL1濃度の定量(我々が独自に開発した)等を行い、以下の結果を得た。(1)粥状硬化では従来からいわれているマクロファージに由来するものとは異なる好中球に由来する酸化ストレスを病理組織学的に検出した、(2)好中球が多く浸潤している病変ではROS産生にマクロファージよりむしろ好中球が貢献している、(4)好中球のROS産生にはNADPHオキシダーゼ活性が大きく関与している、(4)好中球活性化の指標には細胞質のfPRL1定量が有効であり、低値であるほど活動性であることがなどを新たに発見した。これらの事実を受けて、今後は好中球の活性化が血管平滑筋細胞に及ぼす影響について検討していきたい。

プラークの破綻にはその形成に関与し慢性的に存在するマクロファージではなく、炎症により局所に浸潤してきた好中球が関与している可能性を我々は指摘し、本研究では好中球の病態関与への役割を免疫組織学的に検討すること、可能であれば実験的にこれを証明することを目的とした、具体的には酸化ストレスを病理組織学的に捕らえることを切り口として、(1)粥状硬化部位にマクロファージとは異なる好中球に由来する酸化ストレスを病理組織学的に検出し、(2)好中球が多数浸潤する部位のROS産生はマクロファージによるものより多い部位があること、(3)好中球のROS産生にはNADPHオキシダーゼ活性が関与していること、(4)好中球活性化の指標に細胞質fPRL1濃度の低下が有効であることを発見した。その結果としてこれらの事実は好中球が浸潤しているプラークが不安定プラークであるという仮説を裏付けるものとなった。この結果を受けて22年度は好中球が血管平滑筋細胞やマクロファージに及ぼす酸化ストレスの効果をin vitroで確認するため、培養平滑筋細胞やマクロファージに活性化好中球を加え、ROS産生などを検討した。fMLPで刺激した好中球は平滑筋細胞への固着は明らかに強く、平滑筋細胞でのROS産生は明らかに増加し好中球が血管平滑筋のROS産生に関与することが判明した。マクロファージを添加した血管平滑筋細胞の系でも同様の実験を行ったが、実験者の手が途中で替わり細胞の扱いに変化があったせいか実験結果は不安定であった。以上より、好中球のプラークへの浸潤はROS産生を介してプラークの不安定化を助長しているものと考えられる。今後は詳細な実験系を組んで再度検討したい。
自立性の高い分散型地理情報システムにおけるメディア融合

本研究では、大規模分散型地理情報システムにおける、異形態地図の融合方式と、新しい地理情報のバ-ジョン管理、および時系列データの管理方式を提案した。まず、異形態地図の融合方式としては、道路網を対象とした。詳細な汎用地図上の道路と、精度的には粗いカ-ナビゲーションのための道路地図(以下ではディジタル道路地図と呼ぶ)を融合し、詳細なカナビゲーション用の道路地図を得る方式を確立した。汎用地図上の道路は道路縁で表現されており、カ-ナビゲーションの為の交通規制の情報を含んでいない。一方、ディジタル道路地図は、道路が中心線で表現され、ネットワークを構成しており、更に種々の交通規制情報が道路に付けられている。この両者の融合法として開発した方式では、まず、汎用地図の道路縁から道路中心線を抽出する。次に、その中心線とディジタル道路地図の各道路セグメントとマッチングをとることにより、対応するディジタル道路地図中の属性情報を、その道路中心線に付与する。この方式により、細かな道路の位置形状が得られ、かつ主要な道路についてはナビゲーションに必要な交通規制の情報を持つ、ディジタル道路地図が得られた。次に、クライアント・サーバ型の分散型地理情報システムを構築し、クライアントにおける個別情報をサーバ上のデータに影響を与えることなく管理する方式を確立した。この方式は、クライアント側で行う地図オブジェクトの追加や形状の変更などを、図形処理コマンドを時系列的に列挙した更新ファイルとしてクライアントが持つ。サーバからダウンロードしたディジタル地図に対して、表示や各種演算を行う前に、その地図上の位置に対応する更新ファイルのコマンドを適用して、更新された地図を復元するものである。この方式を、地図情報のバ-ジョン管理や時系列管理に拡張している。
不斉フェニル化反応の開発に関する研究

最近、我々は3価ヨウ素原子上の炭素配位子に不斉源を組み込んだ最初の光学活性超原子価有機ヨウ素(III)化合物として、(R)ー2,2'ーbis(diacetoxyiodo)ー1,1'ーbinaphthyl及び(R)ー2ー(diacetoxyiodo)ー1,1'ーbinaーphthylの合成に成功し、超原子価ヨウ素原子上で分子内擬似回転による立体的異性化反応が容易に進行することを明らかにしてきた。今回、以上の結果を基盤として、初めての超原子価不斉ジアリ-ルヨ-ドニウム塩であるbinaphthylyl(phenyl)iodonium tetrafluoroboratesの合成を計画し、上記ビナフチルヨ-ジナン類とシリルベンゼンとの反応を検討したが、目的の不斉ジアリ-ルヨ-ドニウム塩を得るには至らなかった。ところが、より反応性の高いテトラフェニルスタンナンをLewis酸存在下に作用させたところ、不斉ビナフチルヨ-ドニウム塩が効率良く生成した。(R)ー(+)ーMTPAとの配位氏交換により、その光学純度は97%以上であると決定され、ここに初めて不斉超原子価ジアリ-ルヨ-ドニウム塩の合成に成功した。その特異なT字型構造及び絶対配置をX線結晶解析により確認した。合成した不斉超原子価ジアリ-ルヨ-ドニウム塩を用いて各種カルボニル化合物のα位フェニル化反応を実施したところ、現在その不斉収率は約40%程度ではあるが、初めてのα位不斉アリ-ル化反応の開発に成功した。本反応は超原子有機ヨウ素化合物の示す特異な反応性に基づくものであり、この成功は尿酸尿症活性を有する医薬品(R)ーindacrinoneの不斉合成が、カルボニル化合物のα位不斉フェニル化反応により達成可能であることを強く示唆する。
光電気化学エッチングによるナノポーラス酸化チタンの創製とガスセンサーへの応用

酸化チタンは,近年,光触媒や色素増感型太陽電池材料など光機能性材料としてたいへん注目されている材料のひとつである。本研究では,酸化チタン焼結体や厚膜電極に対して、フォトエッチング処理を施し、そのエッチングサイト選択性について検討して表面形態を制御するとともに,応用としてガスセンサー特性について評価した。以下に、主要な結論を述べる。1.酸化チタン焼結体電極のフォトエッチング条件と得られる表面形態との関連について検討した。強いアノード分極下においてフォトエッチング反応は、ルチル型構造を持つ酸化チタンのc-軸方向に進行し、それと平行な(100)面によって囲まれたナノメートルサイズの四角柱空洞部を有するエッチングパターン(ナノハニカム構造)が表面に形成される。そのエッチピットサイズは、主として電極のキャリア密度に依存して、数十から数百ナノメートルの範囲で制御できることがわかった。2.フォトエッチング量の増加とともにナノハニカム構造を形成する壁面の溶解が進行し、結晶性で繊維状の試片から構成される酸化チタンナノロッド構造が形成されることがわかった。3.酸化チタン焼結体の水素ガスセンサー特性を測定したところ、光電気化学エッチング処理により感度が増加するとともに、水素ガス雰囲気から空気雰囲気に変えたときの応答速度が速くなることがわかった。4.酸化チタンペーストを熱処理して作製した厚膜電極のフォトエッチング処理により、焼結体電極と同様にナノポーラス構造が形成できることがわかった。これにより電極バルクの影響を減少させ、表面反応であるガスセンサー特性の向上が期待される。酸化チタンは,近年,光触媒や色素増感型太陽電池材料など光機能性材料としてたいへん注目されている材料のひとつである.私たちはこれまでに、酸化チタン焼結体の光電気化学エッチングサイトについて詳しく検討し,結晶粒配向性や粒界の存在といった結晶粒構造に依存した特徴的なエッチングパターンが形成されることを見いだした。適当な条件で光電気化学エッチング処理した酸化チタン表面は高結晶性かつ大比表面積を持ち,光触媒や光電極,センサーへの応用に大変有用であると考えられた。本研究では,酸化チタン焼結体に対して光電気化学エッチング表面処理を施し,エッチングサイト選択性について検討し,その表面形態を制御するとともに,応用としてガスセンサー特性について評価した。酸化チタンガスセンサーは,光触媒機能などを併せ持つ複合型機能素子としても興味が持たれる。酸化チタン焼結体の水素ガスセンサー特性を測定したところ、光電気化学エッチング処理により感度が増加するとともに、水素ガス雰囲気から空気雰囲気に変えたときの応答速度が速くなることがわかった。光電気化学エッチング反応はルチル型構造を持つ酸化チタンのc-軸方向に進行し、それと平行な(100)面によって囲まれたナノメートルサイズの四角柱空洞部を有するエッチングパターンが表面に形成される。一般に半導体ガスセンサーのセンサー特性発現機構は、空気雰囲気中では酸素分子が半導体表面に負電荷吸着するため半導体中のキャリアが減少し高抵抗を示し、これが水素のような還元性ガス雰囲気になると負電荷吸着していた酸素分子が還元脱離することによって抵抗が減少するという抵抗変化が原理となっている。光電気化学エッチングにより感度が増加したのは、ナノポーラス構造形成によって比表面積が増加し、吸着酸素量が増加して空気中の抵抗が高くなったためと考えられた。一方、応答速度については、光電気化学エッチングで選択的に溶け残った(100)面に対して酸素吸着の速度が速いためと考えられ、これは、各種結晶面を持つ単結晶電極を使用して得られた結果と一致した。私たちはこれまでに、酸化チタン焼結体の光電気化学エッチング(フォトエッチング)サイトについて詳しく検討し、結晶粒配向性や粒界の存在といった結晶粒構造に依存した特徴的なエッチングパターンが形成されることを見いだした。1.酸化チタン焼結体

電極のフォトエッチング条件と得られる表面形態との関連について検討した。強いアノード分極下においてフォトエッチング反応は、ルチル型構造を持つ酸化チタンのc-軸方向に進行し、それと平行な(100)面によって囲まれたナノメートルサイズの四角柱空洞部を有するエッチングパターン(ナノハニカム構造)が表面に形成される。そのエッチピットサイズは、主として電極のキャリア密度に依存して、数十から数百ナノメートルの範囲で制御できることがわかった。2.フォトエッチング量の増加とともにナノハニカム構造を形成する壁面の溶解が進行し、結晶性で繊維状の試片から構成される酸化チタンナノロッド構造が形成されることがわかった。3.酸化チタン焼結体の水素ガスセンサー特性を測定したところ、光電気化学エッチング処理により感度が増加するとともに、水素ガス雰囲気から空気雰囲気に変えたときの応答速度が速くなることがわかった。4.酸化チタンペーストを熱処理して作製した厚膜電極のフォトエッチング処理により、焼結体電極と同様にナノポーラス構造が形成できることがわかった。これにより電極バルクの影響を減少させ、表面反応であるガスセンサー特性の向上が期待される。