hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アルコール依存症者に対する受容に基づく認知行動療法プログラムの開発

年度末時点においては、介入群5名に対しプレアセスメントが完了し、1クール8回のセッションからなるプログラムを実施中である。また、対照群3名に対してプレアセスメントが完了している。本年度における計画は、プログラムの内容を確定したうえで有効性の検討を行うことであり、概ね計画通りに進行している。しかし、割り付け試験を行うにあたり、研究対象者の理解が得られづらく、協力者の確保が困難であったことから、デザインを変更し、プログラムに参加する介入群とプレ・ポストのアセスメントのみ実施する対照群の別を事前に指定してエントリーする形へと変更した。また、グループサイズに関して、1グループ10名を予定していたが、グループの円滑な運営のために、最大8名と変更した。本研究では、アルコール依存症に対する集団療法の一つとして、認知行動療法に基づくプログラムを開発し、その有効性を検証することを目的としている。前年度までにプログラムで用いるテキスト及びマニュアルの整備が完了し、プログラムに参加する群(介入群)と通常治療を続けながらアンケートのみに回答する群(対照群)を設けた臨床試験を開始していた。平成29年度においては、前年度に引き続き、本研究において開発したプログラムを、アルコール依存症からの回復を目指す者を対象として実施し、その有効性の検討を行うことが目標であった。前年度までに臨床試験への登録が完了していた8名に加えて、本年度中に新たに25名から研究への協力の同意を得て、研究参加者は計33名となった。前年度までにプレアセスメントが完了していた参加者を含め、介入群として、3グループ、計16名に対してプログラムを実施した。また、対照群として計17名から調査への回答を得た。目標症例数である各群20例には至らなかったものの、研究期間に鑑み以上でリクルートを打ち切った。その後、プログラム終了3ヶ月後のフォローアップまで含めたデータが収集できた時点から、収集したデータの解析を開始した。次年度においては同データの解析をさらに進め、得られた成果について論文化し学術雑誌へ投稿する予定である。また、プログラム整備の経緯とプログラムの安全性、実施可能性の検討のために行ったオープン・トライアルについて、その成果を論文化し、国内誌に掲載予定である。当初計画では平成29年度で研究終了とする予定であったが、研究協力者のリクルートとプログラム実施に係る日程調整上の都合から、データ収集が完了するのが年度終了間際となった。そのため、研究期間を延長し、データ解析及び結果公表を次年度に行うこととした。
金銭的報酬課題によるヒト脳可塑性の変化―fMRIと磁気刺激の併用法による検討

ギャンブルにおける経験から予測される通り、金銭的報酬課題での学習効率は高く、その生理学的基礎には、注意レベルの上昇や自発性の向上などのドパミン系による脳活動変化が、脳可塑性の強化を起こしている可能性がある。本研究計画では、これまで本研究代表者が行ってきたパーキンソン病患者での脳可塑性の研究を発展させ、金銭的報酬課題遂行中の脳可塑性の調節を、機能的磁気共鳴画像法(fMRI)と反復経頭蓋的磁気刺激法(rTMS)の併用法によって検討することを目指した。fMRIとrTMSの同時計測の安定した記録を可能とすることに成功し(Hanakawa et al., 2009)、研究を継続中である。また、ヒト脳可塑性が健康人において年齢とともに低下することを初めて解明した(Fathi et al., 2010)。また、脳可塑性をヒトで非侵襲的に誘導する新しい手法を開発し(Koganemaru et al., 2010)、金銭的報酬解題との組み合わせの実験を遂行中である。報酬系を活性化させる手法としてNeuroeconomyに関わる価格付け実験課題を行い、前頭前野のなかでもとくにBA45,47の活性化が金銭的報酬を伴わない価格付け課題におけるEndowment効果に関連していることをfMRIによって解明し、国際的雑誌に論文を投稿中である。報酬系の課題とTMSを組み合わせ、報酬を伴わない選択反応課題と比較する実験を行った。その結果、ターゲット刺激で報酬が得られた場合のでのみ、運動野での抑制系回路の変化が認められ、内因性ドパミンの関連が示唆された(投稿中)。ギャンブル的なゲームで見られるとおり、金銭的報酬課題での学習効率は高く、その生理学的基礎には、ドパミン系による脳可塑性の強化がある可能性がある。本研究計画では、これまで本研究代表者が行ってきたパーキンソン病患者での脳可塑性の研究を発展させ、金銭的報酬課題遂行中の脳可塑性の調節を、機能的磁気共鳴画像法(fMRI)と反復経頭蓋的磁気刺激法(rTHS)の併用法によって検討した。fMRIとrTMSの同時計測の安定した記録を可能として、研究成果を国際的学術雑誌に発表した。また、磁気刺激パルスが傾斜磁場内で生じることによるMRIスキャナーの振動によるノイズを防止するために、防振ゴムを用いた磁気刺激コイル補助固定装置を用いることで上記の研究成果を得た。一次運動野にTMSを施行することによって、強度依存的に、運動関連脳部位が広く活性化されることを解明し、部位によって、刺激反応曲線が異なっていることを発見した。これは、TMSによる脳への影響を理解する基礎的データを提供する実験結果であり、その生理的意味づけの理解につながる。報酬系を活性化させる手法としてNeuroeconomyに関わる価格付け実験課題を行い、前頭前野とNucleus Accumbensの活性化をfMRIによって解明した。この活性化は、loss-aversion効果に寄る物と考えられ、不確実性状況下での意思決定の脳内機構の解明にもつながる研究成果である。また、独自にrTMSを用いて開発した脳可塑性誘導手法と組み合わせることで、報酬系と可塑性の関連性を次年度にはさらに詳細に検討することを目標としている。
都市のパッチ状樹林地を取り巻くマトリクスが樹林地の鳥類群集に及ぼす影響

都市および近郊のパッチ状の樹林地における鳥類相や鳥類の種多様性が、パッチを取り巻くマトリクスの状況によってどう変化するかを検討した。マトリクスに農地や痩地、樹林地が多い場合、その中にあるパッチ状樹林地の鳥類の種多様性は高まり、都市的な環境を避ける傾向を持つ種(都市忌避種)の出現が増えた。マトリクス自体において確認される鳥類の種多様性についても同様の傾向が認められた。都市忌避種のかなりのものがマトリクスでは確認されず、日常的にマトリクスを利用していると考えにくいこと、境界部での移動調査から日常的な移動もほぼ起こっていないと考えられたこと、から、補助的な生息場所としてのマトリクスの機能よりも、マトリクスにおける移動可能性がパッチ内の鳥類相を規定している可能性が示唆された。都市忌避種が容易に移動できる樹林地であれば、そこが利用される可能性は高まる。樹林地の周囲が鳥の移動に向かない空間であれば、都市忌避種はたとえ樹林地内の条件が良好であってもそこに到達することはなく、結果、樹林地は生息場所として機能しなくなるであろう。このように、生息場所(樹林地)間の移動が容易になることが都市忌避種の生息を助けていると考えられた都市および近郊のパッチ状の樹林地における鳥類相や鳥類の種多様性が、パッチを取り巻くマトリクスの状況によってどう変化するかを検討した。このように、生息場所(樹林地)間の移動が容易になることが都市忌避種の生息を助けていると考えられた都市内にパッチ状に存在する樹林地において、鳥類の生息状況に影響を与える要因として、樹林地の面積、植生の構造、孤立性が指摘されてきた。近年、パッチ状に存在する生息地を取り巻く空間(以下、マトリクス空間)が、補助的な生息場所や移動路として機能することにより、パッチ状生息地の孤立性を緩和している可能性が指摘されているが、研究例は未だ少ない。本研究は、都市の樹林地を取り巻くマトリクスが鳥類にとってどのような空間であるかを明らかにし、都市における鳥類の生息状況を、パッチ状の樹林地のありかたとマトリクスのあり方から予測できるようなモデルを構築することを目的とする。今年度は、東京の都心から西郊にかけて9、千葉県北西部に4のパッチ状樹林地(面積6-10ha)を設定し、越冬期の鳥類調査を実施した。加えて、各樹林地の周囲に6-18の調査地点を設けてマトリクスの鳥類相を調査した。さらに、本研究に先行して行ってきた調査結果の解析を進め、関連する知見の蓄積に努めた。一連の調査ならびに分析の結果、大規模な移動を行う渡り鳥に対しては広い範囲のマトリクス空間の影響が現れ得る可能性が認められた。限られた範囲内で生活を完結させる留鳥については、中・大規模;樹林地ではマトリクス空間の影響が認めにくいものの、小規模な樹林地では隣接するマトリクス空間の影響が認められた。生息に必要な条件が十分に満たされていない小規模樹林地では、鳥類がマトリクス空間に依存する度合いが大きくなる結果ではないかと考えられた。また、マトリクス空間における樹木の存在が、都市化されたマトリクス空間の鳥類への悪影響を緩和する可能性が認められた。今後、樹林地やマトリクス空間における鳥類の生息,生態,行動に影響するマトリクス空間の属性や、マトリクス空間を利用しにくい鳥類に共通する属性について、より詳細に解明する必要がある。2007年46月に,13箇所のパッチ状樹林地とその周辺のマトリクス空間内で鳥類調査を実施した。調査結果を,越冬期の調査結果とあわせて解析したところ,パッチ状樹林地においても,またマトリクス空間においても,出現する鳥類のうち樹林性と考えられるものの種数は,マトリクス空間における開放的空間(農耕地,草地)の比率が高いほど多くなる傾向が認められた。パッチ状樹林地内では,越冬期においては下層植生の発達が樹林性鳥類の種数と正に相関していたが,繁殖期にはそうした効果が確認できなかった。樹林地内の樹林性烏類の種数がマトリクス空間における開放的空間の比率に影響を受ける理由を検討するため,2007年12月2008年3月にかけて,パッチ状樹林地の境界を越えて烏類が移動する状況について調査した。その結果,移動が確認された烏類の大半はジェネラリスト種,あるいはマトリクス選好性種で,樹林性種については少数の移動が確認されるにとどまった。

移動の起こりやすさは境界に隣接するマトリクス空間の状況によって異なり,さらに種によっても異なっていた。マトリクス空間の状況がパッチ状樹林地内の樹林性鳥類に影響する理由を,以上の結果から考察した。当初想定された可能性として,まずマトリクス空間が補助的な生息場所として利用されることが挙げられていたが,樹林性種のかなりの種がマトリクス空間では確認されず,また利用していると考えにくいこと,境界部での移動調査から日常的な移動はほぼ起こっていないと考えられること,から,その可能性は低いと考えられた。もう一つの可能性であるマトリクス空間の移動可能性がむしろ重要であり,樹林性種の生息場所間の移動が容易になることが樹林性種の生息を助けているものと考えられた。調査対象地域について、マトリクスの状況を把握するのに必要な地理情報の収集Σ地理情報データベースの構築を進めた。マトリクスの状況は都市部においては樹林地の外側数kmの範囲までは概ね一定であることが明らかになった。このことは、パッチ状生息地の周囲に異なる幅の領域を設定してマトリクスの状態を検討しても、その際の最大幅がせいぜい数kmであるなら、比較される複数のマトリクスの間には本質的な違いが存在しないことを意味する(Katoh & Takahashi,2009)。鳥類相を地点間で比較した結果、都市の樹林地における鳥類相の変化のパターンは概ね一次元的であることが示された。これは、都市化傾度に沿った鳥類相の変化とみなすことができるが、樹林地周辺のマトリクスにおける都市化の進行の他に、樹林地における植生の階層構造の単純化によっても概ね同じ方向性を持った鳥類相の変化が起こるものと考えられた。この知見を踏まえ、都市緑地の環境評価に応用可能な鳥類相評価指数を提案した。鳥類種を都市適応種(都市利用種を含む)と都市忌避種に分け、前者に2倍の重みを加えて重み付け種数を算出するものである。先行研究で示された鳥類相のデータにこの指数を適用した結果、鳥類にとっての生息環境を適切に評価できるものと判断された(加藤、2009)。研究期間を通じて得られたデータを分析した結果、樹林地内の鳥類相は樹林地を取り巻くマトリクスの状況に影響を受けることが強く示唆された。-連のデータは、地域-樹林地-樹林地内の調査区、という階層構造をもっているため、近年発達してきたマルチレベルモデル(階層線型モデル)の適用を試みたところ、鳥類の種多様性は別途調査された蝶の種多様性と比較して局所的な植生構造や樹林地タイプによる影響の程度が弱く、一方で周辺環境による影響はより強く受ける傾向があることが示された。
宿主と寄生体の共進化における普遍則を実験と理論の両面から探求する

本研究の目的は、生命の起源で想定されるような単純な自己複製系においても避けがたく発生してしまう寄生性分子(ウイルスのようなもの)が宿主との生存競争を通じて複製系に及ぼす進化的影響を、実験と理論の両面から追求することであった。理論では、区画化された単純な宿主・寄生体複製系の数理モデルの構築と解析を行った。広いパラメータ空間上での網羅的な計算機シミュレーションの結果、原始地球でも実現可能であろう単純な区画ダイナミクスのみによって複製系が安定に持続可能な条件を見出した。また、複製系が安定に持続可能となるためには区画が多数あること、区画の融合分裂頻度が大きいこと、栄養量が適度な範囲にあることなどが重要な要件であることが明らかになった。これらの知見を用いれば、宿主と寄生体の相互作用の程度を段階的に変化させた新しい進化実験の条件設定を行うことができると考えられる。この成果は、平成29年度内に論文化した。実験では、自己複製能力を持つ宿主RNAと寄生体RNAの長期的な実験進化を実施し、その進化ダイナミクスを次世代シーケンサと生化学的なアッセイにより解析した。配列解析の結果、宿主RNAは多系統に分岐進化を起こしていたこと、寄生体の側では新たな分子種が進化途中で発生していたことが判明した。生化学アッセイにより宿主と寄生体の関係がいかに発展したかを解析した結果、宿主RNA側での寄生体RNAの複製を防ぐ適応進化と、寄生体RNA側での進化後宿主への新たな寄生能力の適応進化が繰り返し起こっており、寄生体が宿主の継続進化と多様化に貢献していることを示唆していた。これらの結果は、単純な複製子集団がダーウィン進化を通じて自発的に宿主・寄生体の関係がダイナミックに変動する複雑な生態系へと発展したことを示しており、生命の初期進化について重要な知見が得られたと言える。この成果は、平成31年度に出版予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、生命の起源で想定されるような単純な自己複製系においても避けがたく発生してしまう寄生性分子(ウイルスのようなもの)が、宿主との生存競争を通じて複製系に及ぼす進化的影響を実験と理論の両面から追求することである。平成29年度は実験研究および理論研究において、共に大きな進展が見られた。実験では、人工のRNAゲノムと無細胞翻訳系を組み合わせて構築した単純RNA複製系を原始的宿主・寄生体複製系の実験モデルとして用いた。試験管内で長期的に継代している途中の宿主RNAと寄生体RNAの配列を次世代シーケンサーで解析した結果、宿主・寄生体とも変異を蓄積し続け進化している様子が見て取れた。とりわけ宿主配列の一部を獲得した新種寄生体は興味深く、宿主の特定の二次構造を真似ることで宿主が作るRNA複製酵素への結合能力を高めている可能性が示唆された。また、寄生体と宿主の相互作用なしでのコントロール進化実験との比較により、宿主は寄生体の存在下ではより高速に進化していることが判明した。寄生体なしでは進化が最終的に停止してしまう結果と合わせて、寄生体が宿主の進化にとって重要な駆動力となっている可能性が示唆された。また、複製系が安定に持続可能となるためには区画が多数あること、区画の融合分裂頻度が大きいこと、栄養が適度であることなどが重要な要件であることが明らかになった。本理論研究の結果は、平成29年度内に論文化した。実験研究では予定通りに宿主と寄生体が共に進化する過程を観察できた上に、宿主の二次構造の一部を奪う形で新種寄生体が出現していたことや、寄生体が宿主進化を促進していることなど意義深く非自明な現象が起こったことが実験的に検証できたため。また、理論研究が独立した成果として論文の出版にまで至ったため。

生化学アッセイにより宿主と寄生体の関係がいかに発展したかを解析した結果、宿主RNA側での寄生体RNAの複製を防ぐ適応進化と、寄生体RNA側での進化後宿主への新たな寄生能力の適応進化が繰り返し起こっており、寄生体が宿主の継続進化と多様化に貢献していることを示唆していた。これらの結果は、単純な複製子集団がダーウィン進化を通じて自発的に宿主・寄生体の関係がダイナミックに変動する複雑な生態系へと発展したことを示しており、生命の初期進化について重要な知見が得られたと言える。この成果は、平成31年度に出版予定である。実験では、より詳細に配列解析を進め、進化途中のRNA集団の遺伝型組成を比較することにより宿主と寄生体の系統関係を推定し、共進化過程の全貌を明らかにする。また、宿主と寄生体が本当に共進化していることをより直接的に検証するため、進化途中の宿主・寄生体RNAのクローンを多数取得し、宿主と寄生体の競合複製実験を行うことで、各配列の相性が進化の過程でどのように変遷してきたかを明らかにする。理論の方では、平成29年度に構築した理論モデルを改良して宿主・寄生体の共進化モデルを構築し、計算機シミュレーションを行って得られた宿主と寄生体の進化ダイナミクスを解析する。理論モデルで複製系のパラメータと複製子集団が示す挙動を紐付け、理論研究と実験研究の結果を比較し、共進化ダイナミクスに潜む普遍性の抽出をねらう。これまでに実験研究で得られたデータから、予想以上に複製系の挙動が複雑であることが示唆されており、実験研究に全リソースを投入しなければならない可能性も十分にあり得る。平成30年度の目標としては実験研究の論文化を最優先とする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
基幹的細胞調節経路の異常に起因する消化器がんの病態解明とがん制御への応用

本研究では,我々が発見したβ-カテニン/Tcf複合体の転写標的分子CRD-BPのがん促進機能,CRD-BPを介するWntとhedgehog (Hh)経路の交差応答および,がん細胞の極性喪失にともなう細胞接着因子の発現変化とβ-カテニン活性化の関連など,新しい視点からβ-カテニンがん化経路の病的作用を解明した.また,我々が同定した新規がん標的分子GSK3βの阻害によるがん細胞の浸潤抑制や治療耐性の改善などのがん治療効果を実証し,GSK3βを標的とする新しい消化器がん治療法の分子機構を明らかにした.本研究では,我々が発見したβ-カテニン/Tcf複合体の転写標的分子CRD-BPのがん促進機能,CRD-BPを介するWntとhedgehog (Hh)経路の交差応答および,がん細胞の極性喪失にともなう細胞接着因子の発現変化とβ-カテニン活性化の関連など,新しい視点からβ-カテニンがん化経路の病的作用を解明した.また,我々が同定した新規がん標的分子GSK3βの阻害によるがん細胞の浸潤抑制や治療耐性の改善などのがん治療効果を実証し,GSK3βを標的とする新しい消化器がん治療法の分子機構を明らかにした.本研究では,我々が発見したWnt/β-カテニン経路の新規転写標的分子の機能解析,この分子を介するWntとhedgehog(Hh)経路の交差応答の可能性および,がん細胞の極性喪失にともなう細胞接着因子の発現変化とβ-カテニン活性化の関連性など,新しい視点によるβ-カテニンがん化経路の病的作用の解明を主目的とする.また,我々が同定した新規標的分子GSK3βががん細胞で誘導する固有のリン酸化分子経路の阻害による「制がん作用」の分子機構を解明し,GSK3βを標的とする消化器がんの新しい治療法の開発に結びつける.1.大腸がんにおけるRNAトランス因子CRD-BPの機能と病的作用の解明β-カテニン経路により誘導されるCRD-BPは,c-MycやNF-kBの安定化・活性化とともに,Gli2 mRNAの安定化を介して大腸がん細胞のWnt/β-カテニン経路とHh経路を連結していることを見出した.2.腸上皮細胞の極性輸送因子μ1Bの異常と大腸がんにおけるβ-カテニン活性化の関連AP-1B複合体サブユニットμ1Bの欠損マウスにおける腸上皮細胞には,極性の異常に伴うE-カドヘリン/β-カテニンの局在の異常とそれに伴うβ-カテニの核移行の増加ならびに増殖の亢進が観察された.GSK3β阻害により,培養膵がん細胞の運動や浸潤が抑制されることを見出した.これに伴ない,細胞運動や浸潤を制御する分子の発現や活性の変化について予備データが得られ,現在,さらに解析を進めている.4.ヒト消化管(大腸,胃)がん組織検体の資源化と臨床・分子情報のデータペース化大腸がん650例と胃がん227例の組織検体を集積し,資源化した.そして,これらの検体におけるがん関連遺伝子異常の系統的解析と臨床情報を併せてデータベースの構築を開始した.当研究所が共同利用・共同研究拠点に採択されたことにより,この組織検体資源を「がん進展制御研究所ヒト組織バンク」に移管した.組織アレイについては,富山大学附属病院外科病理学講座および(株)パソロジー研究所と交渉し,作成準備を打ち合わせた.本研究では,我々が発見したWnt/β-カテニン経路の新規転写標的分子の機能解析,この分子を介するWntとhedgehog(Hh)経路の交差応答の可能性および、がん細胞の極性喪失にともなう細胞接着因子の発現変化とβ-カテニン活性化の関連性など,新しい視点によるβ-カテニンがん化経路の病的作用の解明を目的とする.また,我々が同定した新規標的分子GSK3βががん細胞で誘導する固有のリン酸化分子経路の阻害による「制がん作用」の分子機構を解明し,GSK3βを標的とする消化器がんの新しい治療法の開発に結びつける.1.大腸がんにおけるRNAトランス因子CRD-BPの機能と病的作用の解明少数の大腸がん症例を対象に,がん組織におけるβ-カテニン,CRD-BPとその関連分子の発現の相関をおもにRT-PCRで解析し,初年度の細胞レベルでの解析結果を検証した.2.腸上皮細胞の極性輸送因子μ1Bの異常と大腸がんにおけるβ-カテニン活性化の関連APC変異(APC^<min+/-)マウス腸管腫瘍におけるμ1B,E-カドヘリンの発現とβ-カデニンの局在と活性化を比較解析した.これにより,細胞レベルで観察されたμ1Bの発現異常とβ-カテニンシグナル活性化の関連を検証した.GSK3β阻害が,膵がん細胞の運動や浸潤を制御するメカニズムとして,特定の分子経路と細胞微細形態の変化を明らかにした(論文投稿中).4。ヒト消化管(大腸,胃)がん組織検体の資源化と臨床・分子情報のデータベース化

大腸がん850例と胃がん230例の組織検体を集積し,資源化した.これらの検体におけるがん関連遺伝子異常の系統的解析と臨床情報を併せてデータベースの構築を継続した.121例の大腸がん症例を対象に,富山大学附属病院外科病理学講座および(株)パソロジー研究所と共同で,同一症例のがん組織と正常(非がん部)粘膜が対となるように組織アレイをデザイン,作成した.本研究では,我々が発見したWnt/β-カテニン経路の新規転写標的分子の機能解析,この分子を介するWntとhedgehog (Hh)経路の交差応答の可能性および,がん細胞の極性喪失にともなう細胞接着因子の発現変化とβ-カテニン活性化の関連性など,新しい視点によるβ-カテニンがん化経路の病的作用の解明を目的とする.また,我々が同定した新規標的分子GSK3βががん細胞で誘導する固有のリン酸化分子経路の阻害による「制がん作用」の分子機構を解明し,GSK3βを標的とする消化器がんの新しい治療法の開発に結びつける.1.大腸がんの腫瘍組織におけるCRD-BP関連分子(β-TRCP, c-myc, IGF-II, Gliなど)の発現や局在と臨床データとの関連を解析した.CRD-BPの発現はc-mycやIGF-IIと相関した.CRD-BP発現の高い症例は,リンパ節転移が多く,病期はより進行していた.したがって,CRD-BPは大腸がん病態の新しい分子指標であると考えられた.2.腸上皮細胞の極性輸送因子μ1Bの異常と大腸がんにおけるβ-カテニン活性化の関連を解析した.ヒト大腸がんにおけるμ1B,E-カドヘリンの発現とβ-カテニンの局在と活性が逆相関することを見いだした.この結果より,μ1Bは大腸がん抑制作用があると考えられた.3.GSK3β阻害による消化器がん抑制効果とその分子メカニズムを検討した.GSK3β阻害作用が科学的に証明された既存医薬品は,大腸がん,膵がんと膠芽腫の腫瘍細胞に対して抗腫瘍効果(細胞生存・増殖抑制,細胞遊走・浸潤の抑制)を示した.これらの医薬品はGSK3β阻害によるがん治療法開発に有用であることが示唆された.4.ヒト消化管(大腸,胃)がん組織検体の資源化と臨床・分子情報のデータベース化を推進するためにがん組織バンクを整備して,本研究の解析と当研究所の共同研究に供した.CRD-BPとhTERTとの関連に関する研究計画(下記)のほかは,おおむね順調に進行している.24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の開始当初,CRD-BPは,その結合配列を有するhuman telomeraserevorse transcriptase(hTERT)mRNAを安定化するという仮説のもとに,米国の共同研究者らとともに検証を試みたが,予想された結果は得られなかった.このため,この研究計画は継続しないこととした.これ以外は,当初の研究計画に沿って継続,遂行する予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
高性能磁気ヘッド用ガラスの開発

磁気ヘッドなど多くの電磁気ディバイスは、種々の材料の複合体である。これら異種材料界面が全体の性能に大きく影響する。特に磁気ヘッドにおいてはギャップをガラスで充填封着するが、封着過程での磁性体とガラスの反応が磁気特性と深く関係する。本研究では、各種磁性材料と酸化物ガラスとの界面反応を解析した。特に、低融点ガラスとして知られているSiO_2-PbOガラスと透磁率が大きく優れた軟磁気特性を有するFe-Si-Al合金およびFe-Si-Ga合金の反応について詳しく検討した。SiO_2-PbO系ガラス融液中にFe-Si-Al合金を浸漬すると合金中のアルミニウムが酸化されてAl^<3+>イオンとなってガラス中にとけだし、かわりに融液中のPb^<2+>イオンが還元されて金属鉛となることが明らかとなった。この界面反応を走査電子顕微鏡、EPMAによって観察した。金属鉛は、融点が低く直径、0.1mm程度の液体金属球として界面付近に分散していることが観察された。また、濃度プロファイルの測定より、生成したAl^<3+>イオンは界面層付近に蓄積されていることが観察された。Al^<3+>濃度の高い融液は粘度が高く、さらなる酸化還元反応を遅らせる一種の保護層の役割を果たしていることが明らかになった。実際にアルミニウムを含まない合金では、ガラス融液により急速に侵食された。また、融液にAl_2O_3を加えた場合、融液の粘度が上昇し、融液中のアルミニウムの化学ポテンシャルが高くなり界面における酸化還元反応が抑制されることが確認された。アルミニウムのかわりに周期律表で一周期大きい、Gaを含んだFe-Si-Ga合金についても同様な検討を行い、ほぼ同様な結果を得た。すなわち、AlとGaの差異はほとんど認められなかった。これは、両者の原子半径がほとんど同じであることに起因していると考察した。磁気ヘッドにおいてはギャップをガラスで充填封着する。磁気ヘッド材料には種々のフェライトが使われているが最近ではさらに優れた特性を持つFe-Si-Ai(センダスト)系やアモルファス合金が注目されている。また高密度化のためヘッドギャップも1-10μmと著しく小さくなり、ギャップをガラスで封着する技術が全体の特性に大きく影響する。本研究ではガラス融液へのセンダスト成分の溶解、界面反応、拡散につい解析を行なった。ガラス粉末とセンダスト粉末の反応によりセンダスト合金の結晶格子定数は小さくなることが見いだされた。SiO_2-PbOガラスとの反応では金属鉛が析出することがX線回折により明らかになった。SiO_2-Na_2Oガラスとの反応ではNa_2O・A1_2O_3・2SiO_2結晶が析出していた。このことはセンダスト合金組成が変化し、A1がガラス融液中に溶け出すことを示している。ガラス融液中にセンダスト板を浸漬し界面をEPMAで観察した。センダスト-ガラス融液界面におけるアルミニウム濃度は著しく高くなっていた。B_2O_3-Na_2Oガラス中に浸すと、合金表面に気泡が発生した。これらの結果を酸化物の標準生成自由エネルギ-に基づいて考察し、合金-ガラス界面で次の反応が起こっていることが明らかになった。磁気ヘッドなど多くの電磁気ディバイスは種々の材料からなる複合体である。

高密度記録が発展し各材料層が薄膜化すると、これら異種材料界面層形態が全体の性能に大きく影響する。特に磁気ヘッドにおいてはギャップをガラスで充填封着するが、封着過程での磁性体とガラスの反応が磁気特性に大きく関係する。本研究では透磁率が大きく優れた軟磁気特性を示す磁性金属、特に、Fe-Si-Al(いわゆるセンダスト)合金およびFe-Si-Ga合金を選びこれと酸化物ガラスの界面反応を解析した。センダスト中のAlは表面に移動し隣接する物質と反応する。PbO-SiO_2系ガラス融液中にセンダスト磁性金属を浸漬すると合金中のAlが酸化されてAl^<3+>イオンとなってガラス融液中に溶けだしかわりに融液中のPb^<2+>イオンが還元されて金属鉛となる。この界面反応を走査型電子顕微鏡、光学顕微鏡およびEPMAにより観察した。金属鉛は融点が低く直径0.1mm程度の液体金属球として界面付近に分散していることが見られた。また濃度プロファイルの測定より、生成したAl^<3+>イオンは界面層付近に蓄積されていることが観察された。Al^<3+>濃度の高い融液は粘度が高くさらに酸化還元反応を遅らせるため一種の保護層の役割を果たしていることが明らかになった。純枠の鉄金属はこのガラス融液によりはるかに急速に侵食された。Alのかわりに周期律表で一周期大きいGaを含んだFe-Si-Ga合金についてもほぼ同様な結果が得られた。すなわちAlとGaの差異はほとんど認められなかった。これはAlとGaの原子半径が同じためと考察した。またガラス融液にAl_2O_3を加え、センダストの界面反応にたいするAl_2O_3の影響を調べた。融液中のAl_2O_3濃度が高くなるにつれ融液の粘度が上昇しさらに融液中のアルミニウムの化学ポテンシャルが高くなり界面における酸化還元反応が抑制されることが明らかになった。
ポスト革命期フランスにおける「行政の専制」の生成とその構造の思想史的研究

本研究は、民主主義諸国に生じる専制としての「行政の専制」の構造を理論と実例の両面から分析した。具体的には、フランス第二帝政下で書かれたアレクシ・ド・トクヴィルの『アンシャン・レジームと革命』(1856年)とその草稿を分析するとともに、ナポレオン3世の政策とその理念を考察した。その成果として、民主的な権力の集中が生じるのは、政治制度(大統領制)や行政組織(官僚制)と同時に、あるいはそれ以上に、経済状況とその政策によるところが大きいことを明らかにした。特に、それが従来言われてきたような財政出動型ではなく(あるいはそれと両立するかたちで)経済自由型になりうることを理論的・実証的に解明した。本年度の研究実績は、大きく分けて2点ある。1点は、専制の概念史を整理し、トクヴィルの「行政の専制」の概念の特質を明らかにしたことである。古代ギリシアから近代フランスにいたる「専制」概念の持続と変容を、様々な思想家(アリストテレスからホッブズ、コンスタンまで)のテクストの分析を通じて明らかにした。また、トクヴィルの専制論が概念史の系譜を継承していることを確認する一方で、それを生成させる民主的な論理と心理を明らかにしたところに彼の議論の独自性があることを指摘した。その成果は、論考「自由のないデモクラシートクヴィルの「行政の専制」概念」として発表された。これは、本研究が今後フランス第二帝政の「行政の専制」としてのボナパルティズムを検討していくにあたって、大きな分析枠組みを提供する類の成果である。もう1点は、フランス第二帝政のブレーンと言われるミシェル・シュヴァリエの政治経済思想を総合的に分析したことである。シュヴァリエは、サン=シモン主義者として出発しながら経済的自由主義者(エコノミスト)に転向したと言われるが、「モノ」とその増大への信仰において(サン=シモン主義者として)一貫していたこと、また彼の思想のもとに第二帝政では行政権力の集中が推進されたことを明らかにした。これは共同研究の成果であり、共編著『共和国か宗教か、それともー十九世紀フランスの光と闇』として公刊された。この研究は、ボナパルティズムの思想がサン=シモン主義の影響のもとに形成されたことを十分に仮定させるもので、今後ルイ=ナポレオンの政治思想を分析していくうえで、大きな見通しを与える成果であると言える。「研究業績の概要」で示したように、本研究全体の分析枠組みとなる「専制」の概念史の検討をおおむね順調に進めることができた。また、トクヴィルの『アメリカのデモクラシー』の思想を「専制」を軸に概観した(それは中公クラシックス版訳書の「解説」として公表した)。さらに、ミシェル・シュヴァリエのテクストを総合的に分析したが、これは次年度に進める予定であったフランス第二帝政の政治経済思想の分析を先取りするもので、この点では計画以上に研究が進展していると言うことができる。ただ、1年目で行う予定であった復古王政期の保守派(王党派)の分析はほとんど進めることができなかった。この時期の先行研究の渉猟はおおむね順調に進展させることができたが、雑誌『保守主義者』の論考の分析には着手できていない。また、『アンシャン・レジームと革命』の(刊行されている全集で入手しうる)草稿の分析を進展させることを優先した結果、フランスへの海外出張によって遂行する予定だった(フランスで入手できる)原稿(MF)の分析には着手できなかった。1点は、ルイ=ナポレオンの統治思想の性格を明らかにしたことである。これまでも分析してきたナポレオン三世の著書以外に、彼の著作集(1856年刊行)所収の諸論考を分析することを通して、そのサン=シモン主義としての性格を明らかにすることができた。と同時に、彼自身の思想の実際を二つのアプローチから解明することに着手した。一つは、第二帝政における実際の政治・社会政策を、特にナポレオン三世が帝政初期に次々と出した大統領令(デクレ)に着目して検討し、その「行政の専制」としての特質を明らかにするとともに、彼の統治思想がそこに一貫して反映されていることを確認した。もう一つは、ボナパルティズムを活写した文学作品、エミール・ゾラの第二帝政論を分析し、その温床となった時代精神を部分的に明らかにした。もう1点は、トクヴィルの『アンシャン・レジームと革命』(第1巻は1856年に刊行。第2巻は未完)の準備草稿を含めた読解を進め、そのボナパルティズムあるいはルイ=ナポレオンの統治思想に対する批判の要点を解明することできたことである。加えて、トクヴィルが同書で「行政の専制」を論じる以前に、その温床になった産業化の負の側面、貧困問題、いわゆる「社会問題」について論じた諸論考、議会での演説ないしその草稿を、同時期に執筆されたルイ=ナポレオンの著作を含む当時の自由主義や社会主義の経済理論などと比較しながら丹念に読み進めた。これはまだ公表するにはいたっていないが、来年度以降の公表に向けて整理することができたのは大きな成果だったと言える。「研究実績の概要」で示したように、本研究の一つの柱になるルイ=ナポレオンの統治思想の性格を明らかにすることができた。また、もう一つの柱であるトクヴィルのボナパルティズムすなわち「行政の専制」批判を整理することができた。

本年度は、研究成果をほとんど公表するにはいたっていないものの、著作の出版に向けて研究を蓄積し、特に前者の柱については部分的に原稿の執筆を進めることができたのは大きな成果だったと言える。ただ、2年目に計画した研究を進める一方、1年目に残した課題のいくつかがそのまま残された。一つは、1年目で行う予定だった復古王政期の保守派(王党派)の分析である。この時期の先行研究の渉猟は1年目同様おおむね順調に進展させることができたが、雑誌『保守主義者』の諸論考の分析には着手できていない。また、ルイ=ナポレオンの統治思想の解明を優先させた結果、『アンシャン・レジームと革命』の議論の前提となるそれ以前に書かれた論考を、同時期に書かれたルイ=ナポレオンの著作と比較分析することに時間が取られ、フランスへの海外出張によって遂行する予定だった(フランスで入手可能な)原稿(MF)の分析に着手できなかった。本年度の研究実績は、大きく分けて3点ある。1点目は、フランスへの海外出張(主に国立中央古文書館)を通じて、トクヴィルの『アンシャン・レジームと革命』(1856年)の準備草稿、および未完の第2巻の原稿の読解をさらに進めることができたことである。そして、その読解を前年度に(二つのアプローチから)着手したナポレオン三世の統治思想(ボナパルティズム)の分析とともに公表に向けて文章化し、整理することができた。2点目は、行政権力(執行権)の集中、民主主義の専制化をもたらす社会心理を解明するため、フランス第二帝政以前の7月王政に開花した社会的ロマン主義者の思想を検討したことである。具体的には、とくに社会思想家ジュール・ミシュレの宗教観、その〈人民〉信仰について詳しく検討し、専制化を批判するその思想も専制化を招くに至りうるという逆説的な論理構造を明らかにすることになった。最後に、3点目は、ポスト革命期フランスの民主主義の専制化の政治過程と、それに対する分析(思想)のこれまでの検討を踏まえて、それが現代世界の民主主義諸国で問題になっている権威主義化を理解するうえでどれほど役に立つかを検証する作業に着手した。具体的には、「ポピュリズム」という概念を鍵概念に、その過去と現在を簡潔に整理したテキスト(Oxford UPのVery IntroductionsシリーズのPopulism)の翻訳を通じて現代民主主義(とくにアメリカ合衆国)の権威主義化を検討した結果、19世紀フランスの「行政の専制」の論理と心理が現代政治の病を診断するうえでも有用であることを明らかにすることができた。本研究は、民主主義諸国に生じる専制としての「行政の専制」の構造を理論と実例の両面から分析した。具体的には、フランス第二帝政下で書かれたアレクシ・ド・トクヴィルの『アンシャン・レジームと革命』(1856年)とその草稿を分析するとともに、ナポレオン3世の政策とその理念を考察した。その成果として、民主的な権力の集中が生じるのは、政治制度(大統領制)や行政組織(官僚制)と同時に、あるいはそれ以上に、経済状況とその政策によるところが大きいことを明らかにした。特に、それが従来言われてきたような財政出動型ではなく(あるいはそれと両立するかたちで)経済自由型になりうることを理論的・実証的に解明した。「現在までの進捗状況」で示したように、次年度に積み残した課題である雑誌『保守主義者』の論考の分析に着手する一方で、次の二点が今後の研究課題の中心となる。
語彙処理の計算認知神経科学的研究

まず、行動データを対象とした語彙処理の計算認知科学について、英語の派生に関する語彙判断課題の計算シミュレーションをニューヨーク大学およびペンシルバニア大学の研究者と実施し、研究成果を国際学会NAACL CMCLで発表・出版し、Best Paper Awardを受賞した。また、日本語の動詞屈折に関するwugテストの計算シミュレーションをニューヨーク大学およびロンドン大学の研究者と実施し、研究成果を国際学会ACL SIGMORPHONで発表・出版した。更に、形態素順序と異形態に関する人工言語学習実験をエディンバラ大学の研究者と実施し、研究成果を国際学会CogSciで発表・出版した。一方、脳活動データを対象とした語彙処理の計算認知神経科学について、英語の派生に関するMEG実験と計算シミュレーションをニューヨーク大学の研究者と実施し、研究成果を国際学会に投稿準備中である。また、日本語の動詞派生に関するMEG実験をニューヨーク大学の研究者と実施し、予備的な研究成果を国際学会で発表したが、まだ計算シミュレーションには着手できていない。これらの実験的研究に加えて、理論的研究も同時に遂行しており、分散形態論という形態理論に関する招聘シンポジウムを日本英語学会で企画し、そこでの導入に基づいた概説論文が国際ジャーナルEnglish Linguisticsの特集テーマとして採択された。また、日本語の補充に関する理論的分析を分散形態論の枠組みで実施し、研究成果を国際学会WAFLで発表・出版した。以上、語彙処理の計算認知科学について、実験的および理論的研究の両者で十分な研究実績を上げることができたと考える。今後は、フンボルト大学の研究者とドイツ語の名詞派生、東国大学の研究者と韓国語の動詞派生に拡張し、人工ニューラルネットワークも検証しながら、国際ジャーナルに投稿する計画である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ロケットによる電雲内電荷の観測と誘電放電の手法による電力系統の雷害防止技術の研究

昭和52年12月22日のわが国最初のロケット誘雷実験の成功以来,毎冬の北陸におけるロケット誘雷実験は,昭和61年から奥獅子吼山頂の試験託送電線への誘雷実験を開始し、昭和62年までに累計83回に達した。今回の3年間にわたる試験研究では、この試験用送電線への誘雷実験を中心に,アレスタ-,架空地線などへの雷撃試験及びロケット塔載計器による雷雲下の空間電荷測定を行った。3年間のロケット誘雷回数は計31回,うち鉄塔と送電線への誘雷は12回であった。また親子2段式ロケットによる新して誘雷方式にも3回成功し、ロケット塔載形の記録計による雷道途中の電流測定を行うこともできた。誘雷前後の地上電界測定,雷電流測定,雷鳴測定,カメラ測定などの他に,30号鉄塔及び近傍線路へ雷撃時の塔4脚及び架空地線への電流分流特性,及び線路の碍子間に生じる過電圧特性なども記録された。また、線路に設置した酸化亜鉛形アレスタ-による線路の過電圧抑制効果の検証も行われた。地上設置の架空地線及び酸化亜鉛形アレスタ-への雷撃試験では,これらの損傷・破壊物用と電撃電流との関係が明らかとなった。ロケットによる空間電界測定は、フィ-ルドミル形と靜電容量形の2種類のセンサ-付メモリ内蔵計器と試作し、試射を含めて8回の打上を行った。平成2年冬に至って2回の電界測定に成功し、ロケットの回収によりデ-タを得た。電界は高度と共に増大し、約500mの電雲中の高度では4050KV/mの高電界に達し、地上から雷雲中に至る空間電荷の分布状況から明らかとなった。本研究の目的は、ロケット誘雷実験の技術を駆使して、雷放電を誘発させ、実規模の試験用送電線へ誘雷させて、このとき電力施設が受ける被害の状況を再現することにより、雷害防止技術を研究することである。更に今年度からは、ロケットに雷界計、電流計などの小形観察装置を搭載して、これを誘雷放電と同時に打上げることにより、雷雲内の状況及び空間における放電状況を直接観測することを目的とした。実験は、10月より石川県鶴来町の奥獅子吼山頂(標高約1000m)にロケット発射台及び観測装置と観測制御ベース施設の設営準備に入り、11月から12月にかけて誘雷実験を実施した。その結果、計10回の誘雷放電に成功し、その中の4回は試験用送電線への電撃に成功した。その中には、送電線に酸化亜鉛形避雷器を取り付けた状態での雷撃に対する効果を実証することにも成功した。また、地上に置いた避雷器への電撃試験にも2回成功し、その損傷効果を実証することができた。同時に行った架空地線への雷撃試験では、電流による電線熔断の原因究明のデータを得た。一方、ロケット搭載電界計による高度160mまでの空間電荷の観察にも成功し、来年度以降の雷雲内観測に明るい見通しを得た。雷放電路の観測は、濃い雷雲内に入った状態のため、写真撮影は困難であったが、音響法により送電線への雷撃路を再現し、電撃点を確認することに成功した。また、山頂が雷雲に包まれた中で、空中ギャップ及びがいしの火花放電電圧の変化に関する実験を行い、わずかにその影響があることが認められた。以上のように今年度は、3年計画の初年度としていくつかの新しい試みに成功したので、これをベースに更に来年度以降に、初期の目的の実験を同所において推進する予定である。

本年度は昨年度に引き続き、ロケット誘雷実験を、石川県鶴来町奥獅子吼高原の北陸電力株、試験用送電線の30号鉄塔にて、11月12月の1ケ月間にわたり実施した。今冬は合計16回の誘雷に成功した。内わけは、試験用送電線及び鉄塔への誘雷7回、地上のZnOアレスタ-及び架空地線用導体などへの誘雷9回である。また昭和52年以来の誘雷回数は110回に達し、世界ではじめて100回の大台を越えた。また、今冬は2段式ロケットによる誘雷を2回成功させた。鉄塔及び架空地線への雷撃時の鉄塔4脚及び架空地線を流れる電流と電位上昇の測定、放電時の地上電界の測定、カメラによる放電路の撮影、マイクロホンによる雷鳴記録からの放電路の推定などを行った。地上においたZnOアレスタ-への雷撃実験では、ZnO素子の損傷、破壊と放圧装置の動作を確認した。架空地線への雷撃では、素線の溶損状況を確認した。川砂中への雷電流による加熱により雷管石の生成を確認した。ロケットの先にとり付けた磁気テ-プによる雷電流ピ-ク値の記録に成功したが、2段式ロケットの親ロケット搭載ロゴスキ-電流計の記録は不成功であった。ロケットに搭載した空間電界測定器は、深雪のため回収に失敗し無線によるデ-タ送信に不充分であり改良点が認められた。放電路からのUHF電波の検出に成功し、これから3アンテナ法による放電路の標定に見通しが得られた。雷雲中の棒ギャップ及び碍子のフラッオ-バ-電圧の変化は、数%10%の低下がみられた。なお、各期実験に先立って夏季にロケット試射をかねて誘雷実験を試みたが、雷の機会がなく失敗した。冬季実験結果の整理・検討を実施中であり、これらの結果をふまえて来年度の誘雷実験の計画を検討している。本研究の目的は、これまで十数年にわたり蓄積されたロケット誘雷技術を用いて,試験用送電線や避雷器,電線などへの雷撃実験を行い,これらの雷害状況を再現させ,もって雷害防止技術を研究することである。また,雷雲下及び雷雲内の空間電界のロケットによる観測を行い,空間電荷の分布状況から雷放電発生のメカニズムを究明することも課題である。実験は,昨年度に同じく,石川県鶴来町先の奥獅子吼試験送電線を対象に,11月1日より12月5日にわたり,ロケット誘雷実験を実施した。今年は暖冬の影響で発雷が少なく,誘電回数は5回と例年より少なく,また地上誘雷だけで鉄塔への誘雷は得られなかった。地上誘電では避雷器および架空地線の雷撃試験を行い,同時に電界測定,雷電流測定,接地電位・歩幅電圧測定,音響測定,UHF放射波測定,カメラ光学観測などを行った。避電器への電撃試験では,酸化亜鉛素子の破壊までの電圧・電流測定に成功し、流入エネルギ-と動作状況との関係を知ることができた。この他,ロケット塔載式のフィ-ルドミル型及び静電容量型の2種類の電界計による雷雲下の空間電界の観測に成功し,地上から雷雲中に至る約500メ-トル上空まで,電界が次第に増大し、4050kV^^ー/mに達する状況が、観測された。音響による放電路の再現により,負・正と続く両極性放電による長距離の正極性水平放電が観測された。また29号鉄塔上に設置した,3.6m長5本の中国式消雷突針では,最大255μAのコロナ電流が観測された。
高感度と広ダイナミックレンジ性能を両立した高性能CMOSイメージセンサ

横型オーバーフロー蓄積容量構造を画素内に設け,画素内の光電変換部のPN接合構造,絶縁膜界面,素子分離界面,コンタクトシリサイド界面等の最適化を図り,垂直走査回路,水平走査回路,雑音除去回路設計を改善したイメージセンサチップを設計,試作した.その結果,課題であった感度向上とダイナミックレンジ拡大のトレードオフを解消し,暗時性能を1桁以上向上させた撮像技術の基礎を築くことができた.横型オーバーフロー蓄積容量構造を画素内に設け,画素内の光電変換部のPN接合構造,絶縁膜界面,素子分離界面,コンタクトシリサイド界面等の最適化を図り,垂直走査回路,水平走査回路,雑音除去回路設計を改善したイメージセンサチップを設計,試作した.その結果,課題であった感度向上とダイナミックレンジ拡大のトレードオフを解消し,暗時性能を1桁以上向上させた撮像技術の基礎を築くことができた.本研究の目的は、感度向上とダイナミックレンジ拡大のトレードオフを解消した超高感度性能を有する高性能イメージセンサを創出し、超高感度広ダイナミックレンジ撮像技術の基礎を築くことである。本年度は、まず、全体システム設計として、カメラシステムを構成する各要素、すなわち、イメージセンサ、光学部品、画像処理ボード等の仕様を定量的に明らかにするための、イメージセンサ画素部・周辺回路構成、駆動パルスタイミング、電源電圧供給、試作プロセス、パッケージ実装、評価カメラボード構成など全体システムに関わるコンセプト検討を行い、計画通り研究を遂行した。次に、デバイス構造および製造プロセスに関して、われわれが提案している横型オーバーフロー積分容量を用いた広ダイナミックレンジCMOSイメージセンサの画素構造をべースとし、高感度化と広ダイナミックレンジ化のトレードオフを解消するためのデバイス構造・製造プロセス検討を行い、これも計画通り研究を遂行した。以上の研究が計画以上に進んだため、さらに、次年度に予定していたイメージセンサデバイスの設計、試作、測定評価の一部も当初の計画を前倒しして遂行した。その結果、光電変換感度とダイナミックレンジの積が現行の20倍以上、入力換算雑音電子数2個以下の高感度と広ダイナミックレンジ性能を有するCMOSイメージセンサチップおよびカメラを作成することができた。これらの研究成果を学会にて発表した。本研究の日的は,感度向上とダイナミックレンジ拡大のトレードオフを解消した超高感度性能を有する高性能イメージセンサを創出し,超高感度広ダイナミックレンジ撮像技術の基礎を築くことである.本年度は,初年度の研究をさらにブラッシュアップし,本研究のイメージセンサの完成度を高めた.具体的には,1.デバイス構造・製造プロセスブラッシュアップ:初年度で作成したイメージセンサによる撮像実験をもとに,画素内の光電変換部に対して,寄生容量のさらなる排除, PN接合内部電界緩和およびゲート・拡散層間電界緩和の最適化,絶縁膜界面,素子分離界面,コンタクトシリサイド界面レイアウトマージン等の最適化を図り,画素構造の完成度を高めた.2.イメージセンサ設計:撮像実験をもとに,垂直走査回路,水平走査回路,雑音除去回路設計を改善した新しいイメージセンサチップの再設計を行った.3.イメージセンサ試作:初年度同様,東北大学と半導体メーカのクリーンルームを相互に有効活用してイメージセンサの試作を行った.4.撮像実験・評価:高画質デジタルカメラ,車載,監視などへの応用展開を想定した様々なシーンの撮像実験を行い,幅広い堅牢なカメラシステムを作成し,撮像実験・評価を実施した.その結果,光電変換感度とダイナミックレンジの積を従来のCCD・CMOSイメージセンサよりも1桁以上向上させ,感度向上とダイナミックレンジ拡大のトレードオフを解消した高性能イメージセンサを作成することができた.そして,超高感度広ダイナミックレンジ撮像技術の基礎を築くことができた.
脂肪細胞の脂質代謝及び糖代謝を調節するキサントフィルの探索

脂肪細胞での脂質代謝、糖代謝を調節する農林水産物に含まれるキサントフィルの探索をおこなった。その結果、コマツナなどに含まれるネオキサンチンや、パプリカに含まれるキサントフィルが脂肪細胞の脂質代謝、糖代謝に関わるアディポサイトカインの発現を調節する作用を示すことを明らかにした。また、これらの作用が脂肪細胞内の核内受容体のリガンド作用によるものであることを示した。本研究では脂肪細胞での脂質代謝、糖代謝を調節する農林水産物に含まれるキサントフィルの探索、及び食品素材の検討をおこなった。これまでの研究で褐藻類に特徴的に含まれるフコキサンチンが脂肪細胞に働きかけ、抗肥満、抗糖尿病作用を有することを明らかにしている。この結果を踏まえ類似の構造を有する物質に注目し、マウス由来3T3-L1脂肪細胞を用いた検討をおこない、以下の知見を得た。1.コマツナやホウレンソウに含まれる色素成分であるネオキサンチンが3T3-L1脂肪細胞の脂質蓄積を抑制する効果を示した。またインスリン抵抗性の惹起に関る脂肪細胞から分泌されるアディポサイトカイン(レジスチン、MCP-1)の発現を抑えることが明らかとなった。2.トウガラシやパプリカに含まれる色素成分が、脂肪細胞から分泌される脂質代謝、糖代謝の改善作用を示すアディポネクチンの分泌を充進することが明らかとなった。また、脂肪細胞とマクロファージ細胞の共培養をおこない、生体内に近いin vitoroの評価系を構築し、インスリン抵抗性改善作用についての評価をおこなった。その結果、パプリカ色素抽出物にインスリン抵抗性惹起に関るアディポサイトカインの発現を抑える物質が含まれることが明らかとなった。3.脂肪細胞での熱産生により脂質代謝を促進させる作用を示すフコキサンチンを多く含む、青森県産の海藻種を同定した。以上の結果より脂肪細胞に働きかけ、生活習慣病の予防につながるキサントフィルの候補物質が明らかとなった。今後は動物試験により生体内での効果について明らかにするとともに、その機能の作用機構の詳細について検討をおこなう。肥満に関係する糖尿病などの疾患を予防、改善する、キサントフィル(農林水産物に含まれる色素成分)の探索を目的とし検討をおこなった。特に肥満により肥大化した脂肪細胞での慢性炎症状態を改善する食品成分に注目し、以下の知見を得た。1.コマツナやホウレンソウなどに含まれるネオキサンチンによる脂肪細胞での慢性炎症状態の改善作用について、脂肪細胞とマクロファージ様細胞の共培養系にて評価した。その結果、ネオキサンチンは慢性炎症状態の脂肪細胞から分泌される、MCP-1やTNF-αの発現量を抑えることが明らかとなった。このことから、ネオキサンチンは脂肪細胞での慢性炎症状態を緩和し、インスリン抵抗性改善作用を示す食品成分であることが示唆された。2.パプリカ色素に含まれるカロテノイドによる脂質代謝、糖代謝改善作用について、マウスを用いた動物実験にて評価した。その結果、カロテノイド投与群では、脂肪細胞から分泌され脂質代謝、糖代謝改善作用を示すアディポネクチンの血漿中の濃度が増加した。また、脂肪組織でのmRNA発現量の増加も認められた。一方、インスリン抵抗性惹起に関るレジスチンの発現は抑えられた。また、脂肪細胞とマクロファージ様細胞の共培養系での評価でも、同様の作用を示す傾向が認められた。更に、パプリカ色素に含まれるカロテノイドは、脂肪細胞の核内転写因子であるPPARγのリガンドとして機能することが示された。以上の結果より、キサントフィルをはじめとした色素成分は脂肪細胞に働きかけ、肥満による慢性炎症状態を緩和し、疾患の予防、改善作用を示す食品成分であることが明らかとなった。