hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
画像符号化のための適応線形変換に関する研究

重複変換は,多数の標本点数を持つ信号を処理する場合に有効な技術である.従来のブロック分割処理による手法では,各ブロックで独立に変換処理をするため,ブロック歪みと呼ばれる不連続歪みが発生する.これに対して,重複変換はブロックよりも長い基底関数によって構成されており,それらの基底関数が重複するように変換処理を行うことから,ブロック歪みを抑制することができる.本年度は,これを冗長系に拡張することを目的とする.冗長系に拡張することによって,量子化雑音に頑健な変換を構築することができ,画像のさらなる高能率符号化への寄与が期待できる.冗長表現に関して定式化を行い,理論的な肉付けを行った.また,先行研究等の文献調査により,研究の位置づけを行った.提案した変換を,「雑音に頑健な一般化重複疑似双直交変換(Noise Robust Generalized Lapped Pseudo-Biorthogonal Transform, GLPBT)」と名付けた.これは,冗長系のフィルタバンクをラティス構造で表現し,さらに,自由度が存在するブロックに関して,雑音を平均2乗誤差最小の意味で最適に抑制するという特徴を持っている.得られた解を計算機で実装し,性能評価を行った.この結果をIEEE Trans. Signal Processingに投稿した.つぎに,フィルタバンクを適応的に用いて信号を分解し,凸射影法に基づいて再構成する方法を開発した.従来は,信号全体に対し,同一のフィルタバンクで分解を行っていたために,信号が急激に変化する場合などには,効率的な信号表現が出来ていなかった.しかしながら,開発した手法では,信号の性質によって選択的にフィルタバンクによる分解を施すことが出来る.このような利点を生かして,画像符号化への応用を行い,その有効性を確認した.またこの結果を,IEICE Trans. Fundamentalsに投稿した.重複変換は,多数の標本点数を持つ信号を処理する場合に有効な技術である.従来のブロック分割処理による手法では,各ブロックで独立に変換処理をするため,ブロック歪みと呼ばれる不連続歪みが発生する.これに対して,重複変換はブロックよりも長い基底関数によって構成されており,それらの基底関数が重複するように変換処理を行うことから,ブロック歪みを抑制することができる.本年度は,これを冗長系に拡張することを目的とする.冗長系に拡張することによって,量子化雑音に頑健な変換を構築することができ,画像のさらなる高能率符号化への寄与が期待できる.冗長表現に関して定式化を行い,理論的な肉付けを行った.また,先行研究等の文献調査により,研究の位置づけを行った.提案した変換を,「雑音に頑健な一般化重複疑似双直交変換(Noise Robust Generalized Lapped Pseudo-Biorthogonal Transform, GLPBT)」と名付けた.これは,冗長系のフィルタバンクをラティス構造で表現し,さらに,自由度が存在するブロックに関して,雑音を平均2乗誤差最小の意味で最適に抑制するという特徴を持っている.得られた解を計算機で実装し,性能評価を行った.この結果をIEEE Trans. Signal Processingに投稿した.つぎに,フィルタバンクを適応的に用いて信号を分解し,凸射影法に基づいて再構成する方法を開発した.従来は,信号全体に対し,同一のフィルタバンクで分解を行っていたために,信号が急激に変化する場合などには,効率的な信号表現が出来ていなかった.しかしながら,開発した手法では,信号の性質によって選択的にフィルタバンクによる分解を施すことが出来る.このような利点を生かして,画像符号化への応用を行い,その有効性を確認した.またこの結果を,IEICE Trans. Fundamentalsに投稿した.
時間分解光電子分光用光源としての高次高調波ビームラインの開発と評価

本研究の目的は、高次高調波を極端紫外・軟X線光源として確立することである。そのために、本研究期間中に1)高次高調波発生のための数サイクルレーザーパルス発生の高効率化、2)高次高調波パルスの時間波形の新しい測定法の開発で成果を上げることが出来た。以下、それぞれについて述べる。高次高調波発生の特徴の一つは、アト秒パルスの発生がある。極端紫外・軟X線光源としての特徴を出すためには、アト秒パルスを高出力で発生させることが必要である。そこで、数サイクルレーザーパルスを発生させるために通常用いられる中空ファイバーの内壁にアルミニウムをコートしたものを新たに使用し、ファイバー伝搬に伴う損失を低減し、83%の透過率を得た。その結果、660μJの数サイクルレーザーパルスを発生することに成功した。ついで、新しい高次高調波パルスの時間波形決定法の考案とその実証を行った。その原理は、光電子波束の干渉を利用するもので、.光電子スペクトルを計測するだけでスペクトル位相を決定できるため、非常に高感度にスペクトル位相を決定できる。実験としては、パルス幅36fsのチタンサファイアレーザーの19次高調波の測定を行った。3.7fsのパルス幅をもつ高調波が発生していることを見出した。その発生メカニズムを考察するとともに、レーザー'のもつチャープが発生する高調波に与える影響も実験に調べた。今後、新たに、アト秒パルスの計測へ発展させられる成果である。まず、関川が北海道大学に8月に移動することにより、山下グループとより密接な協力関係のもと、研究を進めることができるようになった。さて、本年度の目標は、山下グループの技術を導入して23サイクルレーザーを発生すると共に、23サイクルレーザーで高次高調波を発生することができるよう増幅システムの開発を行うことであった。それに向けて活動した、本年度の成果は以下の通りである。1)Nd : YLFレーザーを導入し、既存チタンサファイアーレーザーシステムの高出力化を計った。2)パルス圧縮を高効率で行うため、中空ファイバーの内壁に金属がコートされた中空ファイバーの透過率の評価を行った。その結果、800nmでは、集光条件によっては、1桁ほど効率が良くなることがわかった。また、理論計算より400700nmの間は、コートファイバーのほうが良いことがわかった。来年度は、パルス圧縮して高出力23サイクルレーザーを発生する予定である。3)移動に伴い、高効率で光電子を検出する磁気ボトル型光電子分光器が必要になったため、磁気ボトル型光電子分光器を導入し、高次高調波の観測、パルス幅測定の準備を進めた。4)キャリアーエンベロープ位相(CEP)を固定するための干渉計および電子機器の導入をした。2)の成果と組み合わせ、来年度は、CEP固定高出力23サイクルパルスの発生を目指す。5)23サイクルパルスの位相制御用空間位相変調器と位相補償器の検討を行った。今年度の目標は、1)高次高調波を発生できるような(集光強度で10^<14>W/cm^2以上)23サイクルレーザーの開発し、実際に高次高調波を観測すること。2)無分散波長選択器の開発をおこなう。ことであった。1)については、内壁に金属がコートされた中空ファイバーを用い透過率の向上による高出力化を計った。その結果.繰り返し1kHz、パルスエネルギー660μJ、パルス幅約5fsの光パルスを得ることに成功した。さらに、キャリアーエンベロープ位相を固定し、その安定性を測定した。30分にわたって安定に位相を固定することができた。この結果は、光科学では重要な会議であるCLEOの口頭発表に採択された。電場波形制御による単一次数の高調波を発生する上で、電場波形の固定は大きな進展である。さらには、単一アト秒パルスを発生する上でも欠かすことができない技術である。

2)については、無分散波長選択器を構築し、来年度の性能評価に向け準備を進めている。今年度は、年度当初の予定に加え、更に高次高調波発生パルスの新しい測定法の考案を行った。無分散波長選択器の性能評価に欠かせないものである。さらに、重要なことは、アト秒パルスの測定にも適用できる点である。従来、アト秒パルス同士、もしくは、アト秒パルスとレーザー電場との相関をとって測定していたため、アト秒パルスの測定はきわめて難しかった。この方法を用いることにより、簡便にかつ感度よくアト秒パルスの測定を行うことができるようになると考えている。来年度に向け実証実験の準備を進めている。本研究の目的は、超短パルスレーザーの高次高調波を時間分解光電子分光の光源として確立することである。高次高調波を光電子分光へ適用する際の問題は、複数の次数が同軸上に発生すること、及び時間幅の評価法である。今年度は、アト秒パルスにも適用できる新しい高次高調波パルスの時間波形評価法を開発し、実証した。評価法の原理は以下の通りである。アルゴン原子やネオン原子は、スピン軌道相互作用によりイオン化エネルギーが二つある。そのため、コヒーレント光源である高次高調波パルスを照射すると、中心周波数の異なる光電子波束対が発生する。ここで、中心周波数に対する位相関係は同じであることに注意すると、同じ運動エネルギーを持つが2つの異なる位相をもつ光電子波束が存在することがわかる。そのため、これらの光電子波束は干渉し、光電子スペクトルに位相差に応じた干渉項が現れる。イオン化エネルギーが1つであるヘリウム原子の光電子スペクトルからスペクトル強度を得ると、位相差を抽出することができ、スペクトル位相を再生することが出来る。光電子スペクトルを計測するだけでスペクトル位相を決定できるため、非常に高感度にスペクトル位相を決定できる。実験としては、パルス幅36fsのチタンサファイアレーザーの19次高調波の測定を行った。3.7fsのパルス幅をもつ高調波が発生していることを見出した。その発生メカニズムを考察するとともに、レーザー光のもつチャープが発生する高調波に与える影響も実験に調べた。今後、新たに、アト秒パルスの計測へ発展させられる成果である。
EphA4の未知なるリガンドの解明と臨床応用への可能性の追及

(1)ISHによるRNAの検出マウスEpha4遺伝子について、マウス7日齢膝関節のパラフィン切片を使ってISHを行い、mRNAの発現を検証した。P7マウス膝関節では骨周辺の骨膜や筋組織の一部の線維層と思われる領域に発色が見られたが、関節面の軟骨細胞などに発色は見られなかった。E18.5では関節面の軟骨組織にも細胞特異的と思われる発色が見られた。(2)免疫染色によるタンパクの検出ephrinA2,ephrinB2はE18.5マウスで、ephrinB3,ガレクチンについてP7マウスの膝関節でそれぞれ発現を確認した。EphA4と発現が似ているものも確認された。Eph分子は受容体型チロシンキナーゼであり、EphA群、EphB群に大きく分けられ、現在ヒトではEphA1EphA8、EphB1EphB4および6という名称で整理されている。EphA4は比較的最近になって注目されはじめた分子であり、神経領域での研究は進んでいるが、骨、軟骨における分布状況や機能は未だ不明である。以前の研究では、軟骨細胞様細胞株(HCS-2/8)において強く発現していたEphA4の長管骨組織における発現、分布と機能を調べた。しかし、まだまだ不明な点が多いため、以前の研究を踏まえつつ、違った視点からも研究を進めていくこととした。EphA4はチロシンキナーゼ型細胞表面受容体分子であり、その特異的リガンドとしてはephrinB2やephrinA2などが知られている。申請者らの以前の研究で、軟骨肉腫由来細胞株HCS-2/8細胞に発現しているチロシンキナーゼ型受容体を探索した折に、EphA4がその一つとして同定され、リガンドとして考えられているephrinA2は内軟骨性骨化においてEphA4より前の段階で発現のピークがあった。EphA4のリガンドは現在不明な点が多いとされている。そこで今回の実験ではまずリガンドに着目し、リガンドを網羅的に調査することによってEphA4の新規のタンパク質間相互作用が明らかとなり、シグナル伝達経路・疾患関連経路のマッピングなどの解析が可能となる。また申請者らの研究室の実験で、義歯を装着したラットの骨吸収に関する実験、歯牙喪失と空間認知能に関する実験が行われており、FilosaらによるとEphA4とephrin-A3の相互作用によるシグナリングは、アストロサイトによるシナプス機能と可塑性を制御するのに重要であると報告された。よって、歯牙喪失における海馬でのEphA4の発現、機能を探索するものである。Eph分子は受容体チロシンキナーゼであり、EphA群、EphB群に大きく分けられ、現在ヒトではEphA1EphA8、EphB1EphB4および6という名称で整理されている。以前の研究では、軟骨細胞様細胞株(HCS/2/8)niおいて強く発現していたEphA4の長官骨組織における発現、分布と機能を調べた。しかし、まだまだ不明な点が多いため、以前の研究を踏まえつつ、違った視点からも研究をすすめていくこととした。EphA4はチロシンキナーゼ型細胞表面受容体分子であり、ぞの特異的リガンドとしてはephrinB2やephrinA2などが知られている。そこで今回の実験ではまずリガンドに着目し、リガンドを網羅的に調査することによってEphA4の新規のタンパク質間相互作用が明らかとなり、シグナル伝達経路・疾患関連経路マッピングなどの解析が可能となる。また申請者たの研究室の実験で、義歯を装着したラットの骨吸収に関する実験、歯牙喪失と空間認知脳に関する実験が行われており、FilosaらによるとEphA4とephrinA3の相互作用におけるシグナリングはアストロサイトによるシナプス機能と可塑性を制御するのに重要であると報告された。Eph分子は受容体型チロシンキナーゼであり、EphA4は比較的最近になって注目され始めた分子であり、神経領域での研究は進んでいるが、骨、軟骨における分布状況や機能は未だ不明である。以前の研究では、軟骨細胞様株(HCS-2/8)において強く発現していたEphA4の長管骨組織における発現、分布と機能を調べた。EphA4はチロシンキナーゼ型細胞表面型受容体分子であり、その特異的リガンドとしてはephrinB2やephrinA2などが知られている。

EphA4のリガンドは現在不明な点が多いとされている。そこで今回の実験ではまずリガンドに着目した。(1)ISHによるRNAの検出マウスEpha4遺伝子について、マウス7日齢膝関節のパラフィン切片を使ってISHを行い、mRNAの発現を検証した。P7マウス膝関節では骨周辺の骨膜や筋組織の一部の線維層と思われる領域に発色が見られたが、関節面の軟骨細胞などに発色は見られなかった。E18.5では関節面の軟骨組織にも細胞特異的と思われる発色が見られた。(2)免疫染色によるタンパクの検出ephrinA2,ephrinB2はE18.5マウスで、ephrinB3,ガレクチンについてP7マウスの膝関節でそれぞれ発現を確認した。EphA4と発現が似ているものも確認された。現在までに、リガンドの特定として、メッセージの発現をタンパクが発現している長官骨組織でin situにて確認を行っている。条件検討、予備実験等に時間を費やしたために遅れている。歯科補綴学in situの結果をもとに免疫染色を行い、その結果をもとに、RNA,タンパク質を調べリガンドの移行経路、働きなどを調査予定である。現在までに1プロテインアレイによる網羅的なタンパク質相互作用解析を行い、2組織標本の作製を行い二種類の抗体を使用し免疫染色の結果を出している。更に検討を行うために何種類かの抗体で染色予定である。またこの結果を元にRNA、タンパクを調べリガンドの移行経路、働きなどを調査予定である。抗体を購入予定であったが、取り寄せ商品であったため、納期が遅れてしまったため。来年度までにRNA抽出とリアルタイム-PCRを免疫染色でEphA4を確認できた組織からRNAをRNA抽出試薬にて抽出する。LightCyclerシステムでTOYOBO SYBR GREEN PCR Master Mixを使用する予定である。またウエスタンブロットを4-20%勾配ポリアクリルアミドゲルを使用し脳組織から回収したタンパクを電気泳動した。膜に抗EphA4抗体を反応させ、さらにHRPコンジュレート抗ラビットIgGを反応させる。タンパクはECL Western Blotting Detectionシステムを使用し検出する。4月に納品され購入した。RNA抽出とタンパク定量のため、各当部の免疫染色を行ったが、時間を要したため次年度に繰り越すこととなった。次年度はRNA抽出とリアルタイム-PCRを免疫染色でEphA4を確認できた組織からRNAをRNA抽出試薬にて抽出する。
尿路結石患者におけるOSTEOPONTIN-DNAの解析

Materials and Methods:正常者2名と結石患者5名の白血球内よりOPN-DNAをSSCP分析し、その結果を元に、OPN-DNAのsequenceを行った。sequenceの結果、アミノ酸250番目(Ala-250)でのGCC→GCTの変異を認めた。同部分の変異の頻度を確認するため、正常者(NS)25名、家族内発生結石患者(FSF)36名、2回以上の既往を有する再発結石患者(RSF)40名より末梢血OPN-DNAを抽出し、RFLP法を用い、Ala-250の変異の程度を検討した。Results:方法の如く、アミノ酸コード上250番目のAla-250が正常者では本来のコードであるGCCであったが、結石患者5名はGCTと、C→Tへの置換を認めた。この変異の頻度を確認したところ、正常コードのホモGCCはNSでは11/36,FSFでは1/25,RSFでは1/40、ヘテロGCC・GCTはNSで16/36,FSFで15/25,RSFでは26/40、ホモGCTはNSで9/36,FSFは9/25,RSFは13/40であった。また正常コードのGCCの遺伝子頻度はNSでは0.528、RSFは0.3、RSFは0.35と正常者に高かった。変異したGCTの遺伝子頻度はNSでは0.472、RSFは0.7、RSFは0.65と結石患者に高かった。親子間で結石症を有する5家系内でのAla-250の推移を確認したところ、5家系中全例結石患者である親のAla-250の塩基置換が結石を有する子供へ受け継がれていた。(目的)osteopontin(OPN)蛋白は正常腎にも存在するが、結石形成に強い影響がある場合、結石患者との間で量的、或いは構造上の違いが推察される。そこで結石患者と正常者間で構造変化の有無を確認するため、SSCP分析を用いOPN-DNA上の変異の有無を検討した。(方法)正常者2名と2親等以内に結石患者をもつ結石患者5名の白血球からOPN-DNAを抽出、SSCP分析を行った。その結果を元にOPN-DNAのsequenceを行い、アミノ酸250番目(Ala-250)でのGCC→GCTの変異を認めた。同部分の変異の頻度を確認するため、正常者(NS)36名、家族内発生結石患者(FSF)25名、2回以上の既往を有する再発結石患者(RSF)40名より末梢血OPN-DNAを抽出、RFLP法を用い同部位の変異の程度を検討した。(結果)Ala-250は正常者では本来のコードであるGCCであったが、結石患者5名はGCT、C→Tへの置換を認めた。しかし、この変異はAla→Alaへの同義置換であった。次に、この変異の遺伝子型の表現型を確認したところ、下記の表の如く、正常コードのホモGCCはNSに多かった。また正常コードであるGCCの遺伝子頻度はNSでは0.53、RSFは0.3、RSFは0.35と正常者に高かった。変異したGCTの遺伝子頻度はNSでは0.47、RSFは0.70、RSFは0.65と結石患者に高かった。(考察)本検討は世界的にも報告は無く興味深い結果と考えられた。今回の結果から正常者、結石患者間でOPNの構造に差が無い事がわかった。しかし正常コードのGCCの遺伝子頻度が正常者に高く、変異したGCTの遺伝子頻度が結石患者に高い事実は、転写因子の結合部位の違い等による転写速度の差から両者間におけるOPN量の違いを予測させる結果であった。
ブレオマイシン誘発強皮症モデルマウスにおける細胞接着分子の解析

L-selectinとICAM-1それぞれのノックアウトマウスではブレオマイシンによって誘導された皮膚硬化と肺線維化の有意な抑制が認められ、これとは逆にE,P-selectinとPSGL-1それぞれのノックアウトマウスでは線維化の増悪が認められた。このことは、L,E,P-selectin,ICAM-1よびPSGL-1が、未だ有効な治療法が開発されていないSScに対する新たな治療ターゲットとなり得ることを示していると考えられる。今後更なる検討を経て、SScの新規治療法が開発されることが期待される。全身性強皮症(systemic sclerosis;SSc)は皮膚硬化と内臓諸臓器の線維化を主徴とする自己免疫疾患で、患者のQOLおよび予後を著しく障害する重大な疾患であるが、未だ病因は解明されていない。線維化の形成には局所に浸潤する白血球によって産生されるサイトカインが重要な役割を果たしていることが知られているものの、白血球が線維化の生じる組織に浸潤する分子メカニズムについては明らかではない。そこで、白血球の血管外浸潤を担う主要な細胞接着分子であるL, E, P-selectin, intercellular adhesion molecule(ICAM)-1,およびP-selectin glycoprotein ligand(PSGL)-1のSScにおける役割について、各細胞接着分子欠損マウスを用いたブレオマイシン(bleomycin;BLM)誘発SScモデルにおいて解析した。L-selectin, ICAM-1の欠損マウスでは、BLMによる皮膚硬化は抑制され、E-selectin, P-selectin, PSGL-1の欠損マウスでは、皮膚硬化の増悪を認めた。肺線維化においても同様に、L-selectinとICAM-1の欠損マウスでは拗制されており、E-selectin, P-selectin, PSGL-1の欠損マウスでは増悪していた。さらに、L-selectinやICMA-1の欠損マウスでは、BLMによって誘導された炎症細胞浸潤の減少が認められ、逆にE-selectin, P-selectin, PSGL-1の欠損マウスでは浸潤した炎症細胞数の増加が認められた。これらのことから、BLM誘発SScモデルにおいてL-SelectinとICAM-1の欠損は、病態の改善を誘導し、E-selectin, P-selectin, PSGL-1の欠損は、病態の増悪を来すことが示唆された。この機序における更なる解析をTh細胞との関わりを中心に、推し進めてゆく予定である。全身性強皮症(systemic sclerosis ; SSc)は皮膚硬化と内臓諸臓器の線維化を主徴とする自己免疫疾患で、患者のQOLおよび予後を著しく障害する重大な疾患であるが、未だ病因は解明されていない。そこで、白血球の血管外浸潤を担う主要な細胞接着分子であるL, E, P-selectin, intercellular adhesion molecule (ICAM)-1,およびP-selectin glycoprotein ligand (PSGL)-1のSScにおける役割について、各細胞接着分子欠損マウスを用いたブレオマイシン(bleomycin ; BLM)誘発SScモデルにおいて解析を行った。L-selectinとICAM-1それぞれのノックアウトマウスでは皮膚硬化と肺線維化の有意な抑制が認められ、これとは逆にE, P-selectinとPSGL-1それぞれのノックアウトマウスでは線維化の増悪が認められた。このことは、L, E, P-selectin, ICAM-1およびPSGL-1が、未だ有効な治療法が開発されていないSScに対する新たな治療ターゲットとなり得ることを示していると考えられる。
関節リウマチ病態におけるＣ型レクチンの役割

本研究では、関節リウマチ(RA)病態における滑膜マクロファージのC型レクチンであるMincleの関与について検討を行った。野生型(WT)マウスとMincle遺伝子欠損(Mincle KO)マウスにコラーゲン誘導性関節炎(CIA)を誘導したところ、WTマウスに比してMincle KOマウスでは関節炎症が減弱しており、CIAモデルにおいてMincleが病態形成にかかわっていることが考えられた。健常人の末梢血のリンパ球においては、LPSの濃度依存的にCD14陽性単球系細胞でのMincleの発現上昇が認められた。一方で、RA患者の末梢血などでは明らかなMincleの発現は認められなかった。本研究では、関節リウマチ(rheumatoid arthritis; RA)病態における自然免疫の役割に注目し、RA滑膜炎や骨破壊をもたらす滑膜マクロファージや破骨細胞におけるC型レクチンの役割を解析することによって、病因解明や新規治療の確立を目指すものである。健常人の末梢血を用いて、Mincleの発現を調べた。末梢血からリンパ球を単離し、LPS(0-100μg/ML)にて刺激を行い、マウス抗ヒトMincle抗体を用いて、CD14と同時に細胞表面染色を行い、フローサイトメーターにて解析を行った。CD14陽性の単球系細胞では、LPSの濃度依存的にMincleの発現上昇がみられた。しかし一方で、ヒトの単球系細胞株であるU937細胞やTHP-1細胞株では、LPS刺激を行ってもMincleの発現は認められなかった。次に、活動性を有するRA患者の末梢血、あるいは手術にて切除された滑膜からリンパ球を単離し、無刺激の状態で同様に解析を行った。しかし、残念ながら、刺激を行わない条件では、CD14陽性、あるいはCD14陰性細胞ともに、Mincleの発現は見られなかった。マウスのコラーゲン誘導性関節炎(Collagen-induced arthritis; CIA)におけるMincleの重要性についても検討を行うために、まずはC57BL/6背景の野生型(WT)マウスを用い、CIAの誘導の再現性を確認した。トリII型コラーゲンと結核死菌を含む完全フロイントアジュバントのemulsionを作成し、0日と21日の2回、皮下注射し免疫を行った。10-14週齢のオスWTマウスではほぼ毎回、80%以上でCIAの発症することが確認できた。10-14週齢のオスWTマウスではほぼ毎回、80%以上でCIAの発症することが確認できた健常人の末梢血からリンパ球を単離し、LPS(0-100μg/ml)にて刺激し、Mincleの発現をフローサイロメーターで調べた。CD14陽性の単球系細胞では、LPSの濃度依存的にMincleの発現上昇が認められた。活動性を有するRA患者の末梢血と滑膜からリンパ球を単離して同様に調べたが、刺激を加えない状態ではCD14陽性、陰性細胞ともにMincleの発現は確認されなかった。マウスのコラーゲン誘導性関節炎(Collagen-induced arthritis; CIA)におけるMincleの重要性について検討を行うために、まずはC57BL/6背景の野生型(WT)マウスを用いてCIAの誘導を行った。

トリII型コラーゲンと結核死菌を含む完全フロイントアジュバントのemulsionを作成し、0日と21日の2回、皮下注射をして免疫を行った。10-14週齢のオスWTマウスではほぼ毎回、80%以上でCIAの発症を確認することができた。次に、Mincle遺伝子欠損(Mincle KO)マウスを用いて、CIAを誘導し、WTとの比較を行った。WTマウスに比してMincle KOマウスでは関節炎症が減弱しており、CIAモデルにおいてはMincleが病態形成にかかわっていることが考えられた。リウマチ学健常人の末梢血由来のリンパ球にLPSの刺激を行うことでCD14陽性単球系細胞にMincleの発現が誘導されることが確認できたが、LPS以外の刺激によってMincleが誘導されてくるかどうかはまだ確認していない。一方で、RA患者から採取したリンパ球では末梢血由来、あるいは炎症局所である滑膜由来いずれにおいても、定常状態ではMincleが発現していないことが確認された。このことは、RA病態にMincleが関係していない可能性が考えられるが、しかし、RAの発症前、あるいは発症早期に一時的に発現誘導されて、発症後には発現が下がっているか、という可能性があり、この点に関してはまだ検討の余地が残っている。また、マウスのCIAモデルを用いてMincleの関節炎発症における重要性を解明するにあたり、CIAが十分に再現性をもって誘導されることを確認したが、Mincle遺伝子欠損マウス、あるいは、今後行う予定である、他のC型レクチンであるMCL (macrophage C-type lectin)遺伝子欠損マウス両者の繁殖が(バッククロスを含めて)進まず、それらのマウスでのCIA誘導を試みることができていない。健常人の末梢血由来のリンパ球にLPSの刺激を行うことでCD14陽性単球系細胞にMincleの発現が誘導されることが確認できた。LPS以外の刺激によってMincleが誘導されてくるかどうかはまだ確認していないが、少なくとも、何らかの炎症が生じている状況ではヒトでもMincleが誘導されることが示唆される。また、マウスのCIAモデルを用いてMincleの関節炎発症における重要性を解明するにあたり、CIAが十分に再現性をもって誘導されることを確認した。Mincle遺伝子欠損マウス、あるいは、今後行う予定である、他のC型レクチンであるMCL (macrophage C-type lectin)遺伝子欠損マウス両者を当研究室に導入もでき、十分なバッククロスと個体数が確保できればCIAの誘導により、それらC型レクチンの関節炎の重要性について、ヒトでは確認できない病態への関わりについて検討可能な状態となっている。
NO還元酵素を範とするNO分子の選択的活性化およびNO固定化

本研究は、窒素循環サイクルの一部である脱窒作用における触媒サイクル、特に一酸化窒素還元酵素の触媒サイクルの機能を模倣することを目的とした研究を行った。一酸化窒素還元酵素は、2分子のNOから2電子および2プロトンにより、N_2OおよびH_2Oへと変換する酵素である。この酵素の活性部位は2つの金属ユニット(ヘム鉄およびノンヘム鉄)からなっていると考えられ、その反応過程において、2つのNO分子同士のN-Nカップリングが重要なステップである。本研究において、その鍵となるN-Nカップリングを二核ルテニウム錯体上において見出した。単離したN-Nカップリング生成物は、N(=O)-N(=O)架橋二核ルテニウム錯体であり、X線構造解析の結果、このN-N間距離はこれまでにない異常な距離となっていることが分かった。(DFT計算などによりそのN-N間の結合性相互作用の存在を確認した。)興味深いことに、このN-N間結合は酸化により容易に切断され、還元により元に戻ることが分かった(CVにより2電子分の可逆な酸化還元波を確認。)また、その酸化された錯体のX線構造解析にも成功しており、N-N間距離はさらに長くなっており、結合性相互作用はみられない。注目すべきは、このN-Nカップリング生成物にプロトン酸を作用させると、酸化された生成物とともに、オキソ架橋二核錯体が得られ、さらにN_2O分子の脱離がガスクロマトグラフィーにより検出されたことである。これらのことは、一酸化窒素還元酵素が行っている機能を再現したことになる。今後、生成したオキソ架橋二核錯体を2つのプロトンと2分子のNOを反応させることにより、量論反応ではあるが、触媒サイクルを達成することを目的とする。
高分解能A/D変換を用いた新生児・胎児用パルスオキシメータの開発

本研究では、パルスオキシメータを新生児や胎児モニタリングに応用するために、集積回路(ASIC)のノイズ低減とともに、20bitの高分解能A/D変換機能をASICに組み込み、胎児の微弱な光電脈波信号に対応できるよう改良開発する。また、体動にともなう光強度レベル変動は従来のハイゲインアンプの出力を飽和させ一時的な測定不能状態を生じていたが、本研究のパルスオキシメータは光電流をダイレクトに高分解能A/D変換に入力するためアンプを必要とせず、体動に対して有利であるとともに、ノイズが重畳する要素を削減できる。また高い忠実度の信号が得られることから信号処理後の高精度化も期待できる。本年度の研究期間はH24年4月からH24年11月までとなる。前年度までに、新たな回路構成のパルスオキシメータをASIC技術により試作しており、本年度は基礎特性試験と信号処理法のソフトウェア開発を重点的に進めた。高分解能A/D変換器を組み込んだシステムの評価においては、胎児や新生児の頭部を模擬した生体模擬試料(ファントム)を用いた。ファントムは寒天を基材とし、中に動脈を模擬したシリコンチューブを埋め込み、その径をPCから制御可能とした。ファントムを用いてシステムの基本動作特性を評価した結果、理論解析ともよく一致した。また信号処理法に関して、心拍近傍の狭帯域フィルタが高精度化に有効なことが明らかとなり、最適なフィルタ設計の知見を得た。今回開発したパルスオキシメータ及び最適なディジタル信号処理法について国際会議にて発表し、海外査読付論文誌Review of Scientific Instrumentsに投稿し掲載された。本研究により開発された光電流直接入力型回路と信号処理法はパルスオキシメータの改良に幅広く活用できると考えられる。本研究では、集積回路(ASIC)のノイズ低減とともに、20bitの分解能のA/D変換機能をASICに組み込み、胎児の微弱な信号に対応できるよう改良開発する。また、体動にともなう光強度レベル変動は従来のハイゲインアンプの出力を飽和させ一時的な測定不能状態を生じていたが、本研究の高分解能A/D変換を有するパルスオキシメータはハイゲインアンプを必要とせず、体動に対して有利であるとともに、ノイズが重畳する要素を削減できる。本年度の研究期間は特別研究員採用日である11月下旬より約4ヶ月間となる。最初に、新たなパルスオキシメータの開発のために、集積回路(ASIC)のノイズ低減のための検討を行い、高分解能A/D変換に関する最新技術・動向を調査した。それらのデータをもとに高分解能A/D変換器を組み込んだ回路を考案し、CADで多層配線パターンを設計した。その設計データをもとに外注を利用して多層電子回路基板を早期(1月中旬)に試作することができた。適切な電子部品の選定と調達を行い、表面実装部品等を基板へ自力実装して、基板上の電気的動作特性を検証した。その結果、測定値のS/N比や安定性、PCとの通信などの基本動作特性は良好であることが確認され、高性能化のための有用性が示された。さらに、超低消費電力の特性も得られ、長時間モニタリングへの応用も期待できる。この、特性改善を定量的にまとめたものを国際会議(5th European Conference of the International Federation for Medical and Biological Engineering)の演題として投稿した。本年度の研究期間は当初H23年4月からH24年2月であったが、H24年11月まで延長が認められたため3月末までが本年度研究期間なる。まず、新たなパルスオキシメータの開発のために、集積回路(ASIC)のノイズ低減のための設計及び電子回路基板の試作を行、基礎特性実験を行ったうえで、高分解能A/D変換器を組み込んだシステムを構築した。システムの評価において胎児や新生児の頭部を模擬した生体模擬試料(ファントム)が必要で、その試作を行った。ファントムは寒天をベースとし、中に動脈を模擬したシリコンチューブを埋め込み、その径を変化させることができるようPCから自動的に管内圧力制御できるシステムを作製した。また動脈の体表からの深さも検討できるよう5本の管を配置した。ファントムを用いた評価システムの基本動作特性を確認したうえで、今回開発した新型パルスオキシメータの性能評価を行った。理論解析ともよく相関し、定量性も確認することができ、実際におけるノイズの混入などついても詳しい知見を得た。今回開発したパルスオキシメータ及びその評価システムに関して、国際会議にて発表し、海外査読付論文誌Sensorsに投稿し掲載された。

また高い忠実度の信号が得られることから信号処理後の高精度化も期待できる。本年度の研究期間はH24年4月からH24年11月までとなる。前年度までに、新たな回路構成のパルスオキシメータをASIC技術により試作しており、本年度は基礎特性試験と信号処理法のソフトウェア開発を重点的に進めた。高分解能A/D変換器を組み込んだシステムの評価においては、胎児や新生児の頭部を模擬した生体模擬試料(ファントム)を用いた。ファントムは寒天を基材とし、中に動脈を模擬したシリコンチューブを埋め込み、その径をPCから制御可能とした。ファントムを用いてシステムの基本動作特性を評価した結果、理論解析ともよく一致した。また信号処理法に関して、心拍近傍の狭帯域フィルタが高精度化に有効なことが明らかとなり、最適なフィルタ設計の知見を得た。今回開発したパルスオキシメータ及び最適なディジタル信号処理法について国際会議にて発表し、海外査読付論文誌Review of Scientific Instrumentsに投稿し掲載された。本研究により開発された光電流直接入力型回路と信号処理法はパルスオキシメータの改良に幅広く活用できると考えられる。新型パルスオキシメータの設計、試作、基本特性試験、理論解析が順調に遂行でき、その成果についても国際会議と学術論文で発表できており、当初計画していた内容のとおり進展している。当初23年度で終了する予定であったが、研究が順調に進展し、さらなる高精度化が期待できるようになり、H24年度まで延長が認められた。今後、精度向上や高機能化を目指し、信号処理ソフトウェアのアルゴリズムを改良していく。
高等植物のペルオキシソーム形成因子群の機能解析

植物ペルオキシソーム形成機構を明らかにするために、ペルオキシソームの数が減少するシロイヌナズナのapem1、apem3変異体の機能解析を中心に研究を進めた。ペルオキシソーム形成過程においてAPEM3はAPEM1よりも早い段階で機能すること、APEM3は様々な部位で発現していることが明らかとなった。また、apem9の解析より植物特異的なAPEM9の機能を明らかするとともに、apem5、apem6についても解析を進めた。本年度はapm3変異体を中心に解析を進めた。APM3遺伝子はペルオキシソーム膜に局在するPMP38をコードしており、apm3変異体ではペルオキシソームが巨大化し数が減少するが、植物体の成長は抑制されない。これまで、発芽初期と老化時に遺伝子発現とタンパク質の蓄積が最大となると報告されてきたが、PMP38プロモーターとGUSとの融合遺伝子を発現させた形質転換シロイヌナズナの解析から、発芽時と老化時以外の時期にもPMP38遺伝子は発現しており、特に花器官で顕著であることが明らかとなった。このPMP38遺伝子の発現時期や発現部位は、apm3変異体で巨大なペルオキシソームが観察される時期や部位と一致していた。PMP38はミトコンドリアキャリアーファミリー(MCF)のサブグループであるATP/ADP輸送体であると考えられてきた。PMP38の酵母のホモログと考えられてきたScAnt1pではATPとADPの輸送活性が報告されている。今回、ScAnt1p欠損株でPMP38を発現させたが、ScAnt1p欠損を相補できなかった。また、大腸菌の原形質膜にPMP38を発現させ、ATP、ADP、GTPの取り込み実験を行ったが、これら3種類のヌクレオチドの輸送活性を検出することはできなかった。最近になって我々は、ペルオキシソーム膜上にMCFに属する別のATP/ADP輸送体(PNC1,PNC2)が存在することを報告している。それらの欠損変異体はapm3変異体と異なり著しい成長抑制を示す。このことからPMP38は、PNC1、PNC2とは異なり、ATP/ADP以外の基質を輸送している可能性が示唆された。apm1およびapm3変異体は、共にペルオキシソームの数が減少するものの形態は異なっており、apm1のペルオキシソームは長いがapm3では球状となる。今年度は、apm3変異体およびapm1apm3二重変異体を用いたより詳細な蛍光観察、他のペルオキシソーム形成因子との相互作用解析に焦点をおいて研究を進めた。apm3変異体における巨大なペルオキシソームは葉の表皮で観察されるが、同じ葉においても中央付近に比べ、端の細胞で顕著に存在することが明らかとなった。また、apm1apm3二重変異体では、apm3変異体で見られる球状のペルオキシソームが優先的に観察されるものの、根のdifferential zoneではapm1で見られる長いペルオキシソームが観察されることが明らかとなった。これらの結果は、細胞のステージや組織に応じたペルオキシソームの分裂機構が存在することを示している。APM1、APM3はそれぞれDRP3A、PMP38をコードしている。BiFC法によるこれらのタンパク質の相互作用について検討したところ、DRP3A、PMP38共にホモオリゴマーを形成するものの、お互いには相互作用しないことが明らかとなった。これらの結果から、DRP3Aがペルオキシソーム膜上のPMP38に相互作用して分裂リングを形成するのではないことが明らかとなった。他のペルオキシソーム形成因子としてFIS1A、FIS1Bが報告されている。これらのT-DNA挿入株とapm1およびapm3変異体と掛け合わせを行い、二重変異体の作出を行った。また、apm3変異体の巨大なペルオキシソームにはDRP3Aが相互作用できるか検討するために、DRP3A-GFPをDRP3Aプロモーター下で制御した形質転換体と掛け合わせを行った。本申請課題の最終年度となる2010年度では、これらの多重変異体の解析を進めていく予定である。apm1、apm3変異体は、共にペルオキシソームの数が減少するものの形態は異なっており、apm1ではペルオキシソームが長くなるが、apm3では巨大化する。本年度は、昨年度に作製した種々の形質転換体や二重変異体を用いた解析を進めた。これまでに、ペルオキシソームの分裂の過程では、APM3/PMP38が分裂因子であるAPM1/DRP3Aに直接結合しないことを明らかにしている。では、apm3変異体においてまだAPM1/DRP3Aがペルオキシソームへの結合能を有しているか、DRP3Aプロモーターで制御したDRP3A-GFPを、RFPでペルオキシソームが可視化されたapm3変異体で発現させた。

その結果、ドット状のGFP蛍光が巨大化したペルオキシソーム上で観察されたことから、APM1/DRP3Aは巨大化したペルオキシソームに導入されること、および、APM3/PMP38とは異なる段階で機能することが明らかとなった。別の分裂因子をコードするFIS1A遺伝子のT-DNA挿入株を入手し、apm3変異体と掛け合わせて二重変異体の作製を試みた。少しGenotypingに時間がかかってしまったものの、FIS1A,APM3両遺伝子に変異および挿入をもつ植物体の単離に成功した。現在は、GFPのパターンと植物体の生育について解析を行っている。別の変異体であるapm9について解析を進めた。APM9が、これまでに報告されているPEROXIN(PEX)とはほとんどアミノ酸配列の相同性をもたない植物特異的なPEROXINであること、その機能はPEX1-PEX6複合体をペルオキシソーム膜に繋ぎ止めることを明らかにした。
BRMとしての漢方薬の実用化研究

本研究はある種類のミミズから抽出した漢方薬MCXー912の分析化学的、生化学的、細胞学的、腫瘍学的、ならびに薬理学的特性を明らかにし、臨床試験を実施したものであり、その結果は以下のように要約される。(1)MCXー912は、0.8%のカリウムのほか、鉄、亜鉛、銅などの金属元素(0.9%)、タンパク質42.0%、糖類7.2%を含有する。(2)EMT6細胞に対するMCXー912の殺細胞作用は小さいが、放射線照射細胞の致死効果を著しく増感する。また、温熱と併用した場合の殺細胞作用ま大きい。(3)大随部にSCC VII細胞を移植したスウスに放射線照射後、MCXー912を連日投与すると、放射線効果は1.4倍となり、ニトムアゾ-ル系の低酸素細胞増感剤や温熱と併用することにより、極めて大きな効果が得られる。(4)MCXー912は過酸化水素/フェントン系における過酸化水素分解反応を促進する。(5)MCXー912を連日投与すると、マウス肝臓の過酸化を防ぎ、血液中の酸素毒分効活性を増強する。この作用は担がんマウスの場合に顕著に認められる。(6)MCXー912を連日投与すると、S180腫瘍の成長を仰制する。(7)MM46腫瘍担持マウスの場合には、MCXー912を連日投与しても腫瘍抑制効果を示さず、放射線照射効果を抑制する。他方、脾細胞数は増加し、マウス腹窒内のMM46細胞に対する抗腫瘍が増大する。(8)MCXー912を服用させると、放射線治寮中のがん患者のリンパ球サブセット内のCytotoxicーT細胞数が増加する。(9)化学治寮および放射線治寮中のがん患者にMCXー912を連日服用させると、疼痛軽減や食欲増進、局所効果の改善が認められる。放射線照射や抗腫瘍剤投与によるがん患者の耐え難い副作用を軽減し、かつこれらの治療法の治療効果を増強する薬剤を開発することは、現在の普及型がん治療法における最も重要でかつ緊急な課題である。本研究では、ある種のミミズから特殊な条件下で抽出した漢方薬エキス(粉状:名称912)に着目し、がん治療に対する生物学的応答修飾剤(BRM)としての912の作用について、放射線療法、温熱療法、あるいは化学療法における併用効果を調べ、その実用化を目指した。また、漢方薬の免疫応答機能を明らかにすると共に、がん治癒との関係を調べた。主な研究成果を以下に列挙する。(1)組成分析を行った結果、漢方薬912はタンパク質42.0wt%、糖類7.2wt%、ミネラル等を含有することが明らかになった。(2)ETM6細胞に対する912のin vitro増感活性を調べた結果、N_2中でX線照射1時間前に912(2mg/ml)を投与した場合、Do値は対照群とほとんど変わらなかったが、Dq値は著しく減少した。他方、N_2中でX線照射1時間後に912(2mg/ml)を投与すると、DoおよびDq値のいずれも減少し、X線による損傷細胞に対する修復阻害作用をもつことが示唆された。(3)大腿部にSCC VII細胞を移植したマウスを用いてRegrowth Delay法により薬効を調べた結果、912は低線量の放射線照射時に顕著な増感効果を発揮することが明らかになった。また、ニトロアゾ-ル系の低酸素細胞増感剤や温熱と912を併用することにより、極めて大きな効果が得られた。(4)912の作用に関する臨床知見として、がん患者の疼痛軽減や食欲増進、白血球減少の阻止、NK細胞産生の促進などの効果を示すことが明らかになり、6ケ月以上服用しても副作用は認められなかった。

(8)MCXー912を服用させると、放射線治寮中のがん患者のリンパ球サブセット内のCytotoxicーT細胞数が増加する。(9)化学治寮および放射線治寮中のがん患者にMCXー912を連日服用させると、疼痛軽減や食欲増進、局所効果の改善が認められる。放射線照射や抗腫瘍剤投与によるがん患者の耐え難い副作用を軽減し、かつこれらの治療法の治療効果を増強する薬剤を開発することは、現在の普及型がん治療法における最も重要でかつ緊急な課題である。本研究では、ある種類のミミズから特殊な条件下で抽出した漢方薬MCXー912に注目し、がん治療に対する生物学的応答修飾剤(BRM)としての作用について、放射線療法、温熱療法、あるいは化学療法における併用効果を調べ、その実用化を手指した。また、漢方薬の免疫応答機能を明らかにすると共に、がん治癒との関係を調べた。主な研究成果を以下に列挙する。(1)ヒト胎児初代培養細胞、およびヒト子宮頚部上皮性がん、ヒト皮膚メラノ-マ、ヒト膀胱がん由来の培養細胞に空気共存下でX線を照射し、生存率に及ぼす作用を調べた結果、MCXー912は放射線致死効果を増強しなかった。(2)大腿部皮下にS180腫瘍を担持したマウスを用いて、固形腫瘍の成長および酸素ラジカルに対する生体内防御機能に及ぼすMCXー912の効果を調べた。MCXー912を連日投与すると、S180腫瘍の成長を抑制した。また、MCXー912はマウス肝臓の脂質過酸化を防ぎ、血液中のス-パ-オキシドジスムタ-ゼ、カタラ-ゼ、グルタオチンペルキオキシダ-ゼの活性を増大させた。これらの作用は担がんマウスの場合に顕著であった。(3)MM46腫瘍を担持したマウスにMCXー912を連日投与しても腫瘍抑制効果を示さず、放射線照射効果を抑制した。他方、脾細胞数は増加し、マウス腹腔内のMM46細胞に対する抗腫瘍が増大した。(4)臨床試験において、MCXー912を服用した場合、湯え難い副作用は発現しなかった。また、がん患者の局部疼痛や体重減少を防ぎ、化学治療時の発熱を抑制した。
1999年コロンビア中西部の地震とその災害に関する調査研究

コロンビア中西部で1999年1月25日に発生した地震は現地では被災地の県名からQuindio地震と呼んでいる。調査は現地のカウンターパートであるINGEOMINAS(コロンビア地質・鉱山調査所)との調整ののち地震発生から1ケ月余り経過した3月3日から15日までの約2週間実地した。そのうち被災地の現地調査は6日から行った。その前後は首都のサンタフェデボゴタでINGEOMINASを始め、ロスアンデス大学、など各機関を訪問し情報の収集、関連資料の収集、意見の交換・討議を行った。被災地での調査はペレイラ・アルメニアを中心とする建築物被害の詳細な調査と震源を取り囲む広い地域での地変を含む全般的な被害調査と並行して行った。また、現地の行政体などの各種の対応機関を訪問し対応の経過とともに将来の防災計画などについての聞き取りを行った。余震観測等の資料から地震の破壊領域は震源から北方に10km程度であるが、震源決定精度から本震を含め再決定する必要性が、被災地域には非常に多くの断層が認められているが活動度の再評価が先決であることが指摘された。建築物の構造種別はレンガ造が主体でありRCの柱による補強が多くなされていた。中低層の建築物ではRC柱・梁のフレームにレンガ壁をはめ込んだ形式である。また、現地で多産される竹材を多用している。被害を受けたものの多くは柱・梁の接合部の処理、構造計画上のアンバランス、施工の問題などが多く指摘される。被害分布は沢を埋めた地域が被害が著しいなど地盤条件との常連が強い。数は少ないが強震記録が複数得られており定量的解析を進めてた。緊急対応・復旧対応についての多くの記録、関連資料の分析を進めた。これらの成果をまとめ報告書を刊行した。調査は現地のカウンターパートであるINGEOMINAS(コロンビア地質・鉱山調査所)との調整ののち地震発生から1ヶ月余り経過した3月3日から15日までの約2週間実施した。被害分布は沢を埋めた地域が被害が著しいなど地盤条件との関連が強い。数は少ないが強震記録が複数得られており定量的解析を進めている。緊急対応・復旧対応についての多くの記録、関連資料を得ており時系列的解析を進めている。
近傍銀河星間物質の遠赤外分光観測による診断

遠赤外スペクトル線の分光観測によって近傍系外銀河の星間ガスの診断を行い、銀河星間空間の電離、解離構造、エネルギーの流れを定量的に明らかにすることが本研究の主目的である。まずこのために「イマーショングレイティング」という新しいタイプの反射型グレイティングが実用化できることを示した。このグレイティングは小型でありながら高い波長分解能を達成できるものである。屈折率3.4のシリコン単結晶を用いると、約10cmの素子で約10000の比分解能が得られる。境界面での反射を防止する膜に関しても技術的に十分に可能である。しかしながら、実際に使用する巨大なシリコン結晶が極低温において遠赤外線にたいして十分な透過率を持つかどうかが問題である。そこで極低温で大きい試料の遠赤外線透過率を正確に測定できる装置を新たに作成して、8cmまでのシリコン単結晶の透過率を測定し、総合的に50%以上の透過率を持つことを確認した。また、このグレイティングを用いた遠赤外分光器の基本的な設計を行った。一方、この分光器に用いる二次元遠赤外アレイセンサーの製作、及び、冷却光学系の製作を行った。さらにヨーロッパの赤外線天文衛星ISOの遠赤外分光観測の結果を詳細に解析することによって、銀河系の代表的な大規模星生成領域であるカリーナ領域の星間空間について、シリコンの存在形態についてこれまで知られていなかった重要な知見を得たので、成果を発表した。これらと平行して、銀河星間空間の固体微粒子(ダスト)の物理的性質を数少ないデータから精度よく推定する方法を考案し、銀河系その他に適用して星間空間の性質に関してこれまで知られていなかった重要な知見を得たので、成果を発表した。平成11年度は新型の気球搭載用遠赤外分光観測装置を作成する計画であった。遠赤外波長帯ではフーリエ分光器、ファブリペロー分光器、グレイテイング分光器が天文学においても実用化されている。そのなかでも「イマーショングレイテイング」という新しいタイプの反射型グレイテイングが、最近実用化できるめどが立った。このグレイテイングは小型でありながら高い波長分解能を達成できるものである。屈折率4のゲルマニウム単結晶を用いると、約10cmの素子で約10000の比分解能が得られる。境界面での反射を防止する膜に関しても技術的に十分可能である。このGeイマーショングレイテイング素子自身の基本的な製造技術がほぼ確立されていることを確認した。そこで実際に本研究で使用するグレイテイングの最適設計を行い、形状、溝間隔、ブレイズ角、コーテイングなどにおいて製造可能性を確認した。しかしながら、実際に使用する巨大なGe結晶が極低温において遠赤外線にたいして十分な透過率を持つかどうかが問題であり、現在その確認をするべく測定装置の準備を進めている段階である。また、このグレイテイングを用いた遠赤外分光器の基本的な設計を行った。平成12年度は前年度設計した気球搭載用遠赤外分光観測装置を完成させる計画であった。遠赤外波長帯ではフーリエ分光器、ファブリペロー分光器、グレイティング分光器が天文学においても実用化されている。そのなかでも「イマーショングレイティング」という新しいタイプの反射型グレイティングが、最近実用化できるめどが立った。