hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
計算代数手法による実験計画法の新展開

2000年には、Fontanaらが、2水準計画に対して、計画の指示関数を提案し、その性質を報告した。指示関数は計画と1対1に対応し、従来の一部実施計画に関する様々な概念は、対応する指示関数の性質として、代数的な扱いが可能となる。一方で、Fontanaらの結果は、2水準因子のみの場合に限定されており、水準数が一般の場合について、対応する指示関数の性質は明らかにされていなかった。本年、研究代表者は、水準数が一般の場合について、その指示関数の構造、特に、任意の強度を持つ直交計画と対応する指示関数の係数の関係について明らかにした。さらに、この結果に基づく、指示関数の新たな表現(対比表現)を提案した。対比表現は、水準の取り方によらず、直交性を読み取りやすい表現であるという特徴を持つ。応用例として、水準数が2と3の5因子計画について、与えられた直交性をもつ一部実施計画を代数ソフトウェアにより列挙した。一般の水準の一部実施計画の構造に関する、本質的な成果が得られ、論文も採択されたため、おおむね順調に進展していると判断できる。現在進行途中のテーマである、有限体係数の場合の識別可能性の代数的記述、および、系統樹推定で用いられる代数手法の実験計画法への適用について、引き続き研究を進める。本年得られた結果は、与えられた直交性をもつ一部実施計画の構造に関する理論的な結果である。この結果を利用した応用研究として、実際に与えられた因子数、水準数についての、代数計算ソフトウェアを利用した計画の列挙の問題がある。本年は、グレブナー基底の計算に基づく方針でこの問題に取り組んだが、因子数、水準数を増やした場合の計算量的な困難が問題となった。これに対し、与えられたイデアルの準素イデアル分解や、イデアル商を利用する、計算代数幾何的手法が有用と考えており、現在、研究を進めている。当初の予定では、今年度の計算機の購入を計画していたが、ブラウザ上で利用できる代数計算ソフトウェア(Macaulay2 on line)の利用を検討するなど、普及を念頭に置いた若干の軌道修正を行い、計算機の購入は次年度以降に延期した。次年度、研究の遂行に必要となる設備については再度吟味し、必要に応じて購入する。数千円を次年度に繰り越すことになったが、少額であるため、使用計画への影響はほとんどないと判断し、当初の計画の通り予算を執行する予定である。
二元系金属酸化物を用いた抵抗変化現象における量子化コンダクタンスの発現

今年度は、1. Pt/NiO/Pt素子におけるコンダクタンスの量子化およびコンダクタンス変動に関する実験的および理論的検証、2.Pt/TiO_2/Pt素子のTiO_2の結晶性や酸素組成が素子の抵抗スイッチング特性に与える影響に関する実験的考察、などを実施した。Pt/NiO/Pt素子で確認されたコンダクタンスの連続的な変動は、電界のみならず単なる熱によって消失しうる特性を示すことがわかった。この特性はコンダクタンスの量子化でも見られることから、コンダクタンス変動の起源はNiO中の酸素空孔ではあるものの量子ポイントコンタクトを安定に形成しうるまでには至らない凝集形態であると考えられる。また、セミフォーミングによって形成される量子ポイントコンタクトを含む導電性フィラメントの熱による断裂の定量化に向け、従来のフォーミングで形成される導電性フィラメントのジュール熱による断裂(リセット)特性をシミュレーションを用いて検証した。もう一方のPt/TiO_2/Pt素子に関しては、TiO_2の結晶性が素子の抵抗スイッチング特性に及ぼす影響を調べるべく、結晶性(形成方法)の異なる下部電極Ptを用いた。酸化物の結晶性が下部電極の結晶性に依存する点はNiOを用いた素子と同様であるが、結晶性よりも酸化物中の酸素組成の方がその依存性が大きいことが明らかとなった。酸化物の違いによるこうした特徴の違いは、酸化物の単位格子結晶構造や堆積時の堆積モードが異なる点が主な理由であり、酸化物中の酸素空孔の分布(結晶性)や密度(酸素組成)が抵抗スイッチング特性の制御の鍵であると考えられる。Pt/NiO/Pt素子におけるコンダクタンスの量子化に関する実験的検証についてはさまざまなトラブルが重なり当初の実験計画を完遂できていないが、その分シミュレータを導入し拡散方程式に基づくシミュレーションを用いてリセット特性の定量的解析に着手して挽回するに至っている。また、Pt/TiO_2/Pt素子における量子化コンダクタンスの発現可能性について一定の知見を得ることができた。期間全体を通してみれば、順調に進んでいるとみなせるものと考えている。次年度は、Pt/NiO/Pt素子での量子化コンダクタンスの発現確率向上のため、素子形成後の熱処理を導入することを考えている。現行の酸化物堆積条件は物理蒸着の要素が強く、粒界内の酸素空孔密度にばらつきが大きく上記発現確率が制限されているものと考えられるため、化学平衡を利用した酸素空孔の調整を図る予定である。また、下部電極としてPt以外の材料を用いることにより、下部電極と酸化物との間における結晶性の相関に関する普遍的な知見を得ることを検討している。前年度の計画からの未消化額は1万円以下の端数であり、基金の特長を生かし次年度に繰り越させていただけると幸甚である。
異なる脳温度が一過性全脳虚血後のギャップ結合に与える影響の検索

当該年度は、(1)虚血負荷開始30分前から、虚血負荷中および後まで脳温を37°Cに保つ群(正常脳温),および(2)虚血負荷開始30分前から、虚血負荷中脳温を32°Cに保ち,虚血再灌流と同時に37°Cに上昇させる群(予防的脳低温),の2つの異なる脳温条件が、脳虚血負荷後のギャップジャンクション(GJ)を構成するタンパクであるコネキシン43におよぼす影響を、免疫組織化学的およびウエスタンブロット法についてのみ検索した。なお脳虚血再灌流期間は4時間とし,検索部位は大脳皮質、線条体および海馬とした.その結果,いずれの条件の各部位でのコネキシン43に免疫組織化学的,タンパク質量に有意差は認められなかった.脳血流量(CBF)は、GJを通じた情報伝達(GJIC)を通じてその需要を中枢側へと伝播し、それにより制御されていると考えられている。そのため、逆説的にCBF変化はGJICが正常に行われている指標となりうる。正常温における脳虚血再灌流時には,反応性充血と呼ばれるCBFが増加した状態が数時間継続することが知られており,われわれは32°Cの予防的脳低温により反応性充血期間は有意に短縮化し、この効果は全身的循環動態とは無関係なことを発見した。つづいて正常脳温における反応性充血は,脳虚血により生じたCBF制御機構の過活性化により血管拡張因子が過産出されて引き起こされていることが示唆され,また脳低温はCBF制御機構の過活性化を抑制して反応性充血期間を短縮化している可能性が高いことも発見した。さらにGJICをあらかじめ抑制しておくと,正常脳温における反応性充血期間は脳低温と同様に有意に短縮化された。以上のことから脳低温は,GJIC自身もしくはGJICに関与する物質を量的に減少させ反応性充血期間を短縮化させている可能性が示唆された。平成17年度は、正常脳温(37°C)および脳低温(32°C)の異なる脳温条件下で負荷した全脳虚血後、1.2.および4時間後において、ギャップ結合構成タンパクであるコネキシン43におよぼす影響を大脳皮質、線条体、海馬の各部位において、免疫組織化学ならびにウエスタンブロット法を用いて検索したところ、以下の知見を得た。(1)正常脳温群、脳低温群(各6例)ともに、ウエスタンブロット法による検索では、1.2.および4時間後のコネキシン43の量に各時間とも両群間の有意差は認められなかった。(2)正常脳温群、脳低温群(各3例)に対して行った免疫組織化学的検索では、各検索部位の血管周囲におけるコネキシン43の抗原性に相違が見られたため、例数を増やして検索中である。いっぽう、脳血流量(CBF)はギャップ結合を通じた情報伝達により制御されていることが知られているため、上記の脳温度条件下における虚血再灌流開始から60分間以内(再灌流後超急性期)におけるCBF変化について検索した結果、正常脳温群、脳低温群間の平均動脈血圧には有意差がないにも関わらず、正常脳温群のCBFは再灌流60分後でも虚血負荷前の基準値の約1.5倍のままであったのに対し、脳低温群では、再灌流開始25分後までに基準値に低下した。各種拮抗薬を用いた検索により、このCBF変化にはグルタミン酸受容体由来に合成された一酸化窒素が重要な役割を担っていることが強く示唆された。この知見は、脳低温による虚血性脳神経細胞障害への保護効果メカニズムの一端を解明した重要な知見と考えられたため、現在国際学術雑誌に投稿中である。なお、技術的な問題から本年度はin situ hibridizationによる検索は行わなかった。

さらにGJICをあらかじめ抑制しておくと,正常脳温における反応性充血期間は脳低温と同様に有意に短縮化された。以上のことから脳低温は,GJIC自身もしくはGJICに関与する物質を量的に減少させ反応性充血期間を短縮化させている可能性が示唆された。
損傷脳におけるグリア細胞による修復機構の解明

ヘパラン硫酸プロテオグリカンの一種であるアグリン(agrin)が脳損傷部位で発現するか否かを、in situ hybridizationや免疫染色を用いて検討した。アグリンmRNAは脳損傷周囲のアストロサイトで7日目にもっとも強く発現することが判明した。免疫組織学的検討ではアストロサイトと血管周囲に発現しており、免疫電顕を用いることにより脳血管関門を形成するアストロサイトの足突起に発現していた。また、損傷部位で神経誘導物質のFGF-2やHBGAMと共発現していた。これらのことからアグリンは損傷脳において神経回路の再生や脳血管関門の修復に関与している可能性が示唆された。膜貫通型のヘパラン硫酸プロテオグリカンの1種であるアグリンは胎生期神経系に強く発現し、脳発生、神経回路形成において重要な働きをしている。とくに神経の軸索誘導などに関与するほかに、血管周囲に発現し脳血管関門の形成にも働いている。成体神経系におけるその機能は不明な点が多い。今回、我々はアグリンが中枢神経損傷部位において発現しているか否かを凍結脳損傷モデルにおいてin situhybridizationと免疫染色を用いて検討した。アグリンは損傷部位周囲に共通して強く発現しており、反応性アストロサイトのマーカーであるGFAPとほぼ一致した。次に経時的な発現をin situ hybridizationを用いて調べたところ他のプロテオグリカンと同様に損傷後7日後を中心に発現することが判明した。また、免疫染色ではアストロサイトだけではなく損傷部位周囲の血管にも発現していた。続いてアグリンは胎生期にFGFやHBGAMなどの成長因子と結合することが知られているため、脳損傷部位での関係をin situ hybridizationの二重染色を用いて比較検討した。アグリンはFGFやHBGAMは時間的,空間的に共存していた。以上の結果はアグリンが反応性アストロサイトでFGF情報の刺激を受けていることが判明した。今回、我々はアグリンが中枢神経損傷部位において発現しているか否かを凍結脳損傷モデルにおいてin situ hybridizationと免疫染色を用いて検討したところ損傷部位周囲のアストロサイトに発現しており損傷後7日後に強くなることが判明した。このため、免疫電顕を用いてこの血管周囲の発現を観察したところアストロサイトが新生血管にのばした側突起に発現していることが判明した。胎生期の脳形成においてアグリンは脳血管新生に重要な働きをしていることがすでに知られており、この現象は同様に損小脳を再生する一連の過程の中で血管新生に係わっている可能性が示唆された。とくに損小脳においては脳血管関門は破綻するためこれを修復しているものと思われる。また、アストロサイト上のアグリンは神経伸長因子のHBGAMやFGF2と共発現しており、胎生期における神経伸長の役割を担っている可能性があると考えられる。我々のこれまでの研究よりアグリンをはじめヘパラン硫酸プロテオグリカンは脳損傷に対して様々な脳神経再生に向けた役割を担っている可能性が判明した。
理科授業における実験・観察活動の質的改善に関する基礎的研究

本研究は、教師及び児童・生徒が保持している実験・観察のあり方に関する様々な認識や両者の認識のズレが、実験・観察に潜在する本質的な問題点にかかわる重要な要因の一つではないかとの考えに基づき、教師(教師志望学生を含む)と児童・生徒の実験・観察観を理科の授業実践の事例的検討や質問紙調査の分析・考察を通して探り、理科授業における実験・観察活動の質的改善を図るための示唆を得ることを目的として行った。その結果、教師志望学生は現職の熟練教師と異なり,実験・観察の方法や結果に関する意識や思考の点で教師と子どもの間にズレが存在する可能性があることを,理科授業の構想・実践に際してあまり考慮していないという実態が指摘された。また,教師志望学生には実験・観察のもつ体験的な効果や子どもの興味・関心を喚起する側面を重視する傾向が認められたと同時に,実験・観察の意義やあり方に関する幾つかの知識・理解や考えを彼らは保持しているものの,それらを相互に関連づけて体系化するまでには至っていないのではないかという実態などがうかがえた。さらに、中学生を対象とした実験・観察観に関する調査では、彼らは実験・観察の体験的,活動的な側面での楽しさだけでなく,知的な理解や関心の高まりも求めているという実態がうかがえた。そうした生徒のニーズを生かしていくための理科授業や実験・観察のあり方が、今度さらに検討していかなければならないと考えられた。と同時に,中学生は実験・観察によって自分の考えを確かめることや,そのための手順や方法を自分たちで考えることに対しては,理科授業の楽しさをあまり実感してきていないのではないかと考えられた。このような実態が教師自身の授業観や実験・観察観を反映しているとすれば、理科授業や実験・観察に対する教師自身の認識を問い直していくことが,その改善のための重要な鍵となると考えられた。理科授業において,実験・観察という学習活動は極めて重要な意味をもっている。しかしながら,児童・生徒と教師の間には、実験・観察活動に関する理解や認識のずれが存在しているのではないか、そしてこのことは、児童・生徒の理科授業に対する興味・関心の低下や科学的思考力・創造力の伸び悩みなど,理科授業が当面している重要な問題を生起させている要因の一つとなっているのではないかと考えられる。そこで本研究では,理科授業における児童・生徒及び教師の実験・観察活動に対する認識の実態を明らかにし,その実態についての分析を通して理科授業における実験・観察活動の問題点を考察するとともに,理科授業における実験・観察活動のあり方や指導法について検討し,実験・観察活動の質的改善のための示唆を得ることを目的とした。本年度は3年計画の研究の第1年次であり、小・中学校及び高等学校の理科の授業実践を観察・記録し、実験・観察活動における教師の発言や指導法、児童・生徒の取り組みの態度や発言及び活動などの観点から,理科授業における実験・観察活動の実態及び問題点について分析を行った。その結果、実験・観察の目的・方法・手順などに関する教師の説明の中には、児童・生徒にとって必ずしも明示的ではない、理科授業を構想し実践する教師サイドに立った、暗黙的な意図や了解が潜在している可能性が予想された。このことに起因すると思われる教師と児童・生徒との間での認識のずれをより明確に把握するために、来年度は、理科の授業実践の観察・記録・分析を上述した観点から補充的に行うとともに、理科授業における実験・観察活動に関する教師と児童・生徒の認識のずれを明らかにするための調査問題を作成し、試行的調査を行う予定である。

しかしながら,児童・生徒と教師の間には、実験・観察活動に関する認識のずれが存在しているのではないか、そしてこのことは、児童・生徒の理科授業に対する興味・関心の低下や科学的思考力・創造力の伸び悩みなど,理科授業が当面している重要な問題を生起させている要因の一つとなっているのではないかと考えられる。そこで本研究では,理科授業における児童・生徒及び教師の実験・観察活動に対する認識の実態を明らかにし,その実態についての分析を通して理科授業における実験・観察活動の問題点を考察するとともに,理科授業における実験・観察活動のあり方や指導法について検討し,実験・観察活動の質的改善のための示唆を得ることを目的とした。本年度は3年計画の第2年次であり、理科の授業実践を対象とした、実験・観察活動の実態の分析を昨年度に引き続き行うとともに、理科授業における実験・観察活動の問題点を探るための試行的調査を実施した。その結果、実験・観察の目的・方法および結果の関連について教師と児童・生徒の間に認識のずれがあることだけでなく、例えば定量的な実験を行った場合の実験結果の誤差についての解釈や処理に関する認識の点でも両者の間にずれがあることなども、重要な問題点となっているのではないかと考えられた。また、このような問題点を把握し考察していく上で、質問紙調査などをベースとした量的研究を展開していくだけでなく、授業実践事例を対象とした質的研究を深めていくことが重要な意義を担っていると考えられた。本研究の最終年次となる来年度は、理科授業における実験・観察活動の問題点,及び実験・観察活動のあり方や指導法についてさらに検討を深め、3年間の研究成果をまとめる。理科授業において、実験・観察という学習活動は極めて重要な意味をもっている。しかしながら、実験・観察が授業で積極的に取り入れられていても、授業そのものの実態が子どもの科学的な見方や考え方を育成するものとはなっておらず、実験・観察が確かにその体験的な効果を発揮しつつも、実質的には教師主導による知識注入的な授業のための手段となってしまってはいないだろうか。このような実態の背景には、実験・観察という学習活動に対する教師や子どもの認識、あるいは両者の認識のずれが関係しているのではないかと考えられる。そこで本研究では、理科授業における実験・観察活動に対する教師と子どもの認識の実態を、質問紙調査や授業実践などの分析により明らかにし、理科授業における実験・観察活動のあり方について検討することを目的とした。
骨格筋／腱再生時における骨格筋幹細胞の制御機構解明

骨格筋と腱における再生制御機構の差異を解明し、それぞれの組織幹細胞を調査することを試みた。まず前年度より骨格筋幹細胞から骨格筋へと増殖分化した細胞群を可視化するために骨格筋幹細胞で発現する転写因子Pax3/7と、その後骨格筋へと分化する際に発現する転写因子MyoDを指標とした時期特異的蛍光発現マウスの作製にあたり、セルソーターならびに免疫組織化学的手法によりそれぞれの発現細胞を同定することが可能となった。骨格筋幹細胞として単離した細胞集団を用いて、代表的な骨格筋疾患の一つである筋ジストロフィーに対する細胞移植治療の為の源と成り得る事が示唆されている。しかし、成体における骨格筋幹細胞以外ではソースに成り得るかどうか不明であった。そこで、胎児期の骨格筋前駆細胞から成体における骨格筋幹細胞の各段階で発現するPax3遺伝子に組み込んだGFP蛍光発現を指標に、骨格筋幹細胞に成り得る様々な細胞集団の移植をジストロフィン欠損マウスに行った。その結果、MyoDを発現していない胎生10.5日目における骨格筋前駆細胞(EMP; Embryonic Myogenic Progenitor)では筋ジストロフィー原因遺伝子のジストロフィンの発現回復に寄与しなかったが、胎生16.5日目以降のPax3発現骨格筋幹細胞を含む細胞集団移植によって成体の骨格筋幹細胞と同様にジストロフィン発現回復に寄与する事、さらには移植した細胞集団が移植マウス生体内で新たな骨格筋幹細胞を生み出すことが明らかとなった(Sakai et al., PLoS One)。この細胞集団をFMP(Fetal Myogenic Progenitor)と命名し、その中でもMyoDを発現した系譜を用いた場合により骨格筋再生能が高いことを見出した。24年度が最終年度であるため、記入しない。胚発生時には骨格筋の収縮が起こらない限り腱組織が形成されないなど、発生過程より骨格筋と腱は非常に密に関係している。しかし、腱再生過程に近傍の骨格筋がどのような影響を及ぼしているかどうかに関しては殆ど明らかにされていない。骨格筋繊維上に存在する骨格筋幹細胞は骨格筋の損傷時にはその静止期にある幹細胞群が活性化して増殖し始め、損傷部位へと遊走し骨格筋繊維の再構築に寄与するこどが知られているが、近傍の腱組織の損傷時にはその寄与が起こるのかどうかは生体内で追跡することは困難である。本研究は上記の問題点をその接合組織の一つである骨格筋から迫るものであり、3次元構造を有する骨格系組織の総合的理解をする上で必須の研究内容であると考える。骨格筋と腱における再生制御機構の差異を解明し、それぞれの組織幹細胞を調査する為、平成23年度には骨格筋幹細胞から骨格筋へと増殖分化した細胞群を可視化するために骨格筋幹細胞で発現する転写因子Pax7とその後骨格筋へと分化する際に発現する転写因子Myodを指標とした時期特異的蛍光発現マウスの作製にあたった。Pax7の遺伝子座にタモキシフェン誘導型Cr6遺伝子を挿入したPax7CreERマウス、さらにMyod遺伝子座を含むBAC DNA中にCre遺伝子を組み込んだMyodCreマウスとRosa26遺伝子座にCre発現下でRFPが発現するマウスとの組み合わせを観察すると、それぞれの遺伝子発現下でRFPが観察された。このRFP発現により、組織中におけるPax7、Myod発現細胞をセルソーター、ならびに免疫組織化学的手法により同定することが可能となった。遺伝子挿入/変異マウスの作製に始まり、そのマウス株が問題なく今後の実験に使用出来るところまで評価することが出来たため。

今後作製した遺伝子挿入/変異マウスを用いて実際に骨格筋/腱損傷時、あるいは四肢欠損時の蛍光発現細胞の挙動を追跡し、それぞれの細胞系譜の寄与に関して調査する予定である。
国際じん肺CT基準の妥当性検証、自習用教材開発、及びその疫学応用

目的・意義・背景:じん肺、特に、アスベスト(石綿)によるアスベスト肺は今や先進諸国における産業医学上最大の問題である。現行の胸部単純X線によるILO国際じん肺診断基準を補完する為にCTの為の国際じん肺診断基準の開発を行い、その国際分類の妥当性を検証し応用を試みた。国際HRCT分類の構成:国際分類は文書による読影指針、読影票、そして、参照フィルムからなる。合意された参照フィルムは粒状影、不整形陰影、Dot-like lesion、蜂窩肺、肺気腫、胸膜肥厚などである。開発された国際基準が石綿肺などの極めて初期に見られるDot-like lesionなど、古典的珪肺、石綿肺では見られない所見をも記載できることから、じん肺一般に留まらず、職業性および環境性呼吸器疾患のためのHRCT国際基準とすることを提案している。国際HRCT分類の妥当性・応用・発展:複数の放射線科医と呼吸器内科医により、読影実験を行い読影者間および読影者内一致度を検討し、ほとんどの所見について良好な一致度を得た。一致度の低かったすりガラス陰影については、参照用フィルムの改善など検討課題が残されものの、この国際分類を用いることで、粉塵曝露者のHRCT像を網羅的且つ半定量的に記載することができる。また、胸部単純写真の従来方式とデジタル方式による撮影の以外による陰影検討などの際に基準として用いることができる。このCT分類について、胸部X線単純によるILO分類と同様の方式で講習会を開催した。また、CT画像をコンピュータ画面で表示することにより、簡便に学習できる可能性を検討している。同時に地域のじん肺患者を追跡中である。らせんCT検診と国際HRCT分類:らせんCTによる肺がん検診での国際HRCT分類応用の有用性は、肺気腫やびまん性陰影を合併した症例においての検討において発揮されるが、一般集団を対象とした検診よりも、やはり、粉塵曝露者において、一層重要となる。今後、粉塵曝露者に対するらせんCTとHRCTを併用した呼吸器検診について、その死亡率減少効果、実現可能性、費用効果分析等を検討していく予定である。本研究は、先に開発した職業性及び環境起因性呼吸器疾患の為のHRCT国際分類をもちいて、その妥当性を検証し、自習用教材を開発し、疫学研究へと発展させることを目的とした。現時点で、我々は、開発したHRCT国際分類をもちいて、読影実験を行ないその妥当性を現在検討中である。現状で入手できた結果を用いて読影者間一致度(inter-reader agreement)を検討したところ、すりガラス影、蜂窩肺を除いて、粒状影、不整形陰影、大陰影、胸膜肥厚など主要な所見の高い一致度が示された。このため、我々の開発したHRCT国際分類じん肺一般について記述する際に妥当性があることが示された。ただし、参照フィルムに関し、改善の必要な点も指摘されており、次の課題となる。教育方法の開発のために、既に、開発に携わった4名の放射線科医に依頼し、HRCT国際分類をもちいた、講義を用意してもらった。自習用教材に発展させるためには、学習ポイントを階層的に絞込み、レベルごとに到達地点を明確にすることが必要と思われるが、これは未達成である。また、開発された国際分類をコンピュータ上で使用できるようにするための検討にも入った。紙の読影票を用いた読影とコンピュータ上での記入によって入力の手間がどの程度、異なるのか検討する予定である。また、コンピュータ上で、症例集を表示することにより、自習用の教材に応用できる可能性を現在検討中である。疫学調査については、現状で大規模スクリーニングを導入可能な職域を、国内においてはまだ、つかんでいない。元鉱山労働者の集団を100名ほど追跡はしているものの、数的には不十分であろう。ドイツ・フランス・フィンランドにおいては既にHRCTによる粉塵(主にアスベスト)暴露者のスクリーニングを行っているグループがある。彼らはHRCT国際分類の利用者となることは間違いなく、今後はどのような患者の属性情報、その他の臨床データを蓄積するかを協議する必要があろう。

また、胸部単純写真の従来方式とデジタル方式による撮影の以外による陰影検討などの際に基準として用いることができる。このCT分類について、胸部X線単純によるILO分類と同様の方式で講習会を開催した。また、CT画像をコンピュータ画面で表示することにより、簡便に学習できる可能性を検討している。同時に地域のじん肺患者を追跡中である。らせんCT検診と国際HRCT分類:らせんCTによる肺がん検診での国際HRCT分類応用の有用性は、肺気腫やびまん性陰影を合併した症例においての検討において発揮されるが、一般集団を対象とした検診よりも、やはり、粉塵曝露者において、一層重要となる。今後、粉塵曝露者に対するらせんCTとHRCTを併用した呼吸器検診について、その死亡率減少効果、実現可能性、費用効果分析等を検討していく予定である。
フォトニック結晶を用いた高帯域フェムト秒顕微分光法の研究

従来の増幅しない繰り返し80MHzのフェムト秒Ti:Sapphireレーザーの代わりに,繰り返し可変でピーク強度の高いCavity dump機能を有するTi:Sapphireレーザーを光源として,共焦点顕微過渡吸収システムを構築した。これにより,従来不可能であった,数ns以上の寿命を持つ成分の解析が可能となっただけでなく,これまで高い繰り返しによる熱効果によって起こっていた試料ダメージを防ぐことが出来るようになった。さらに,ピーク強度が従来より数十倍上がったことにより,フォトニック結晶の長さを短くすることが出来た。これによりシステムの時間分解能も従来の0.9psから0.3psと良くなった。また,顕微過渡吸収分光法の空間分解能は約800nmであった。共焦点顕微過渡吸収分光システムの応用例として,α-ペリレン微結晶の過渡吸収スペクトルを測定し,640nm付近に吸収ピークを持つことを明らかにした。このスペクトルは溶液中の2分子で相互作用したエキシマーの過渡吸収とも異なっており,結晶中で強く相互作用した自己束縛励起子に由来するものである。さらにその生成過程は約2psであった。さらに,金の微粒子やロッド等のナノ構造体を用いてその2光子発光を測定した。この発光は500-700nmの範囲において、非常にブロードなスペクトルを示した。また、スペクトルの形状は金ナノ構造体の形状にわずかに依存した。さらに,その発光寿命を測定したところ,単一金ナノ微粒子と単一金ナノロッドで異なっており,ナノロッドの寿命(57ps)はナノ微粒子の寿命(50ps)よりとても短いことが明らかになった。これは光励起されたプラズモンの緩和機構の違いによるものであると考えられる。金ナノ構造体の過渡吸収ダイナミクスも測定し,数psの緩和過程があることを示した。今年度は,まずプローブ光の波長範囲を拡げるために,フォトニック結晶ファイバーに現有の増幅しないフェムト秒Ti:Sapphireレーザーの基本波をカップルさせてブロードバンドのフェムト秒白色光を発生させると共に,共焦点光学顕微鏡に導入した。ポンプ光としてTi:Sapphireレーザーの第二高調波390410nmを用い,同軸でポンプ光と白色光のプローブ光を入射し,ロックイン検出法により薄膜化した光学フィルターの微弱な過渡吸収が測定できることを確認した。励起光強度とプローブ光強度の依存性を解析したところ,励起光に対して過渡吸収は直線関係が成立し,励起光は0.1mW程度,プローブ光は50nW程度の微弱な光で過渡吸収測定が可能なことがわかった。白色光の分散特性とパルス特性を解析したところ,空間分解能として800nm,装置応答関数として0.9ピコ秒,吸収感度として±3×10^<-8>のブロードバンド共焦点顕微過渡吸収分光法を構築することが出来た。この装置を用いて,α-ペリレン微結晶に於ける過渡吸収ダイナミクスの測定を行った。その結果,10^<-7>オーダーの微弱な吸収変化の測定が可能であり,可視領域で特に650nm付近の吸収が強いことがわかった。さらに時間初期における過渡吸収ダイナミクスの測定から,α-ペリレンにおける自己束縛励起子は,約4psで生成する成分があることが明らかになった。パルスと同時に立ち上がる過渡吸収成分に関しては不明であり,現在検討中である。さらに,特定の遅延時間に於いて過渡吸収変化の場所依存性を解析することにより,過渡吸収の二次元イメージングを測定できるようになった。
超軽起動・大トルク伝達・高変速比型変速機の開発と低始動風波力発電蓄電系への搭載

自然エネルギーを利用した発電の中で,特に風力・波力発電を普及させる目的で,超軽起動特性をもつ大トルク伝達・高変速比型変速機を設計し,発電できる最小の流速,すなわちカットイン流速が小さくても発電が可能な低始動型風波力発電系を開発した.本研究で開発した大動力伝達型の機械式無段変速機は,四節リンク,ワンウェイクラッチ,カムを搭載した複合伝達機構型無段変速機(LCVT)である.この変速機は,従来方式と異なり,非摩擦伝動機構である.今回,発電システム搭載用の立体カム搭載型LCVTの設計,製作,評価をし,トルク伝達効率を算出した.LCVTとダイナモ発電機を搭載した発電系モデルを設計し,有効性を確かめた.本研究の目的は,新エネルギー発電の中で特に風力・波力発電を普及させるために,新たに,超軽起動特性をもつ大トルク伝達・高変速比型変速機を開発し,発電できる最小の流速(カットイン流速)が小さくても発電が可能な低始動型風波力発電系を検討することである.必要となるキー技術は,「無段変速機」(CVT,Continuously Variable Transmission)であり,この変速機は時々刻々と変化する自然エネルギーを電気に変換するのに適していると考えている.「無段変速機」は,原動機で発生する回転力やトルクを車軸等の出力側に伝える動力伝達機構であり,回転数を調整しながら回転力やトルクを変化させて出力することができる.従来のCVTは,主に摩擦ベルトや摩擦車によって伝達する方式がとられていた.本研究で扱う四節リンク,ワンウェイクラッチ,カムによる複合伝達機構型無段変速機(LCVT)は,従来の手法とは異なり,摩擦伝動機構でないことを特徴とする.LCVTは,直動機構をもつリンクの伸縮によって,入力軸の回転角速度と出力軸の回転角速度の比を無段階に調整できる変速機構である.この変速比を連続的に可変できるようにするため,リンクの回転力および直動リンクの伸縮を連続的に変化させる.本方式はすべり等による伝達ロスがないため,伝達効率が高いと考えられている.平成26年度は,LCVTの動力学運動方程式を導出した.この運動方程式は,回転数,加速度,および慣性モーメントが大きい場合のダイナミクスを考慮している.LCVTの変速比の幅が広くとれる特長を活用して,この変速機に対して,ブレーキとしての機能を果たすことができるかを調査した.また,3DCADの解析ツールにより,LCVT機構の動作を検証した.そして,来年度,発電システムに搭載するための,立体カム搭載型LCVT6の設計,製作,機構評価をおこなった.本研究は,無段変速機(CVT)の新方式として,四節リンク機構を用いた無段変速機(LCVT)を開発する.このLCVTの機構は,二つのてこクランク機構を対称または並列に配置し,てこの往復運動を回転部に伝えることにより,クランクを入力,回転部を出力とする変速機である.連結リンク等の要素部品の長さを連続的に変化させることで,無段階に変速比を変えることができる.LCVTは,従来のCVTのように,伝達原理が摩擦伝動方式ではないため,耐久性と伝達効率の向上が図られる.平成27年度は,LCVTに発電機(ダイナモ,オルターネータ)を搭載した発電システムモデルLCVT-GENを設計した.また,立体カム搭載型CVT(LCVT6号機)を改良し,評価した後,発電システムLCVT-GEN搭載用の立体カム搭載型LCVT7の設計,製作と機構の評価をおこなった.LCVT6の改良の際には,クランクの回転,連結リンクの伸縮,立体カムの回転,出力リンク(てこ)の往復運動が,完全機械式に平歯車とワンウェイクラッチを介して連動でき,変速伝達機構として機能しているかを確認した.つぎに,LCVT6のトルク伝達効率を算出した.理論解析には,数値計算ソフトウェアと3DCADの解析ツールを用いて検証した.実験の評価項目として,LCVT6/LCVT-GEN搭載用LCVT7の変速幅/伝達トルク/変速比変動を調査し,発電システム(LCVT-GEN)の発電量を調査した.LCVT-GENの測定系として,オペアンプやマイコンを用いて,ダイナモ発電量とシャント抵抗両端電圧の測定回路を製作し,シャント抵抗両端電圧と電流値からトルク伝達効率を求めた.今後,LCVTの応用例としては,自動車の他に,タービン,原動機で発電する風力発電機等への応用が考えられる.平成26年度は,立体カム搭載型LCVT6号機を開発し,評価した.回転数,加速度,慣性モーメントが大きい場合を想定して,LCVTの動力学モデルを導出した.電力供給型無段変速機(LCVT7号機)搭載用の発電システムの制御理論を構築した.LCVTの機構解析は3DCADの解析ツールを用いて検証した.制御系の状態方程式を離散化し,安定余裕を導出した.平成26年度終了時で計画通りに進められた.平成27年度は,発電システム(LCVT-GEN)を構築した.LCVTにダイナモを取り付け,発電システム搭載用の電力供給型無段変速機(LCVT7号機)に改良した後,減速比とトルク効率の測定回路を開発した.LCVTの入力側と出力側で同じモータを使用した.出力側DCモータはギヤを介してLCVTの出力歯車に接続した.出力側DCモータは電源に接続しない状態でも,出力歯車の駆動力によって回転し,このときの出力側DCモータの出力電流を電流検出回路によって算出した.電流検出回路は,オペアンプとマイコンを用いて,シャント抵抗にかかる電圧からI-V変換回路を介して測定する回路である.出力側DC

モータのトルク定数と出力電流から,出力トルクが得られた.入力軸側DCモータに加えるトルクについても,入力側DCモータのトルク定数と出力電流から得られた.入出力軸側の双方のDCモータで発生するトルクを比較することで,伝達効率を測定した.入出力双方の電圧値からトルク伝達効率を求めるために,モータとダイナモの電流値をI-V変換回路からAD変換器を介してコンピュータ内で算出するC言語プログラムを開発した.ダイナモの発電量やトルク伝達効率を測定するにあたり,ダイナモ,出力側DCモータ,およびエンコーダの位置を容易に交換可能にしたコンパチブル設計をし,様々な実験条件を選択できるようにした.平成27年度終了時で計画通りに進んでいる.平成28年度は,LCVT機構の解析と発電システムの開発をおこなった.まず,LCVTの機械要素の配置パターンを検討した.LCVTには,要素部品として,クランク(入力軸),連結リンク,てこ(出力軸),ワンウェイクラッチ,立体カムが搭載されているが,二つの立体カムを設け,これらのカム間の空間距離を確動カムと定義して設計し,この空間確動カムがLCVTの機能要素として変速伝達機構の役目を果たすことを確認した.つぎに,機械式フライホイールと電気式二次電池を組み合わせた発電・蓄電システムを構築した.フライホイールの基本構造として,フライホイールを支持する部材は,筐体ベース中央にあるテーパ穴に圧入した真円球とした.筐体ベースと交叉する,フライホイールの回転軸の上下の二箇所に,凹球面を施す.そして,曲率半径の異なる真円球と凹球面を接触させることで,フライホイールを回転軸上で挟み込み,点接触で支持する機構とした.ベアリングの代わりに,部品点数の少ない接触支持機構とし,エネルギー損失を抑える構造にした.真円球と凹球面の接触面積を減らすことで,回転軸からの距離に依存するモーメント,摩擦力,および振動の影響を抑制した.発電システム搭載用LCVTに対し,3DCADの解析ツールを用い,LCVTの動作を解析し,変速幅,伝達トルク,変速比の変動を調査した. LCVTの性能として,伝達効率は95%,速度変動や脈動は1 %程度となることを確認した.つぎに,許容トルクとシステムの発電効率を理論的に算出し,蓄電量の理論値を計算した.さらに,LCVTの変速比が0∞であることを考慮したブレーキ性能について,理論解析をおこなった.なお,四節リンク機構の最適なユニット数は,コスト面や信頼性等から,四組が妥当であると結論付けた.自然エネルギーを利用した発電の中で,特に風力・波力発電を普及させる目的で,超軽起動特性をもつ大トルク伝達・高変速比型変速機を設計し,発電できる最小の流速,すなわちカットイン流速が小さくても発電が可能な低始動型風波力発電系を開発した.本研究で開発した大動力伝達型の機械式無段変速機は,四節リンク,ワンウェイクラッチ,カムを搭載した複合伝達機構型無段変速機(LCVT)である.この変速機は,従来方式と異なり,非摩擦伝動機構である.今回,発電システム搭載用の立体カム搭載型LCVTの設計,製作,評価をし,トルク伝達効率を算出した.LCVTとダイナモ発電機を搭載した発電系モデルを設計し,有効性を確かめた.開発経緯として,LCVT1(1号機)LCVT5(5号機)を試作した.LCVT1とLCVT2は,非可逆機構を有するラチェット搭載型であり,クランクと連結棒の伸縮方式はモータ駆動であった.
一次元遷移金属錯体における新規超構造の創出と磁気光学特性の開拓

1.一次元SDW系の光励起状態一次元SDW系ハロゲン架橋Ni錯体は、ノンドープの銅酸化物と同様ないわゆる電荷移動型絶縁体であるが、この種の系の電子励起状態については十分な理解がなされていないのが現状である。そこで、このNi錯体について偏光反射スペクトル、電場変調反射スペクトル、光誘起吸収スペクトルを中心に光励起状態の性質を研究した。電場変調反射スペクトルの測定によって、最低励起子の高エネルギー側に、一光子遷移禁制な励起子準位を観測した。変調信号の強度から、3次の非線型光学定数を見積もることができる。Ni-Cl錯体の3次の非線型光学定数の最大値は、10e-7を超える極めて大きな値をとることがわかった。この値は、代表的な一次元系であるポリジアセチレンやポリアセチレンのそれに比べて一桁以上大きく、この物質系が非線型光学材料としても有力であることが明らかとなった。2.一次元遷移金属錯体におけるCDW-SDW転移の研究一次元ハロゲン架橋遷移金属錯体の中で、ハロゲンと金属が1:1の錯体では温度変化や圧力印加によるCDW-SDW転移は見出されていない。光誘起CDW-SDW転移をめざす観点から、この相転移を探索することは重要である。そこで、(-X-M-M-X-M-M-X-)なる構造をもつハロゲンと金属が2:1の錯体、R4[Pt2(POP)4I]について、カウンターイオンRを変化させた錯体系を作製した。光物性、磁性測定から、R=NH4ではSDWが、R=Rb.CsではCDWが基底状態となっていることがわかった。この種の系では、CDWとSDWのエネルギーが拮抗していると考えられる。現在、相転移近傍の物質をめざしてR=Li、K、Naの錯体の合成と物性測定を行っている。
ホウ素中性子捕捉療法におけるホウ素化合物の組織内濃度の定量測定

正常および脳腫瘍モデルラットにおけるF-18 FBPA PET集積とB-10(ホウ素10)濃度の相関を検証し、ホウ素中性子捕捉療法時に施行するF-18 FBPAPETが治療量のB-10濃度の推定に有用であることを証明した。また、健常者のF-18 FBPAPETの動態画像から正常臓器のB-10濃度の推移を定量的に評価し、中性子照射後の合併症発現について危険性を有する臓器を同定した。さらに担癌患者にF-18 FBPA PETを施行し、腫瘍集積評価法の標準化指標として腫瘍/血液比が適していることを明らかにした。1正常ラットおよび神経膠腫担癌ラットモデルにおけるF-18 FBPA PET測定平成24年度は正常ラットでのF-18 FBPA PETによる放射能濃度とB-10 PA投与後のホウ素濃度の微量元素分析との相関について追試を行い、深部臓器である膵臓において集積の過小評価が改善されることが明らかとなった。また、神経膠腫担癌ラットモデル(RGC-6細胞移植)におけるF-18 FBPA集積評価を行った結果、PETによるホウ素濃度推定は約25%の過大評価であった。原因として腫瘍内集積の不均一性が影響した可能性が考えられた。2健常者および担癌患者におけるF-18 FBPA PET測定平成25年度はさらに健常者のF-18 FBPA PETの全身の動態測定を行った。健常者6名(男性:女性=4:3、年齢32.5±16.1歳)に対し、F-18 FBPA(投与量:199.0 ±17.0 MBq)を肘静脈より投与し、PET/CT装置(Eminence BCT/X、島津製)を用いて静注60分後まで繰り返し7回撮像した。全身の13臓器におけるF-18 FBPA濃度を百万分率(ppm)単位に換算し、体内分布の変化を検討した。その結果、脳、膀胱を除く11臓器への集積は静注56分後に最大となり、以後速やかに減少した。脳のF-18 FBPA濃度は、静注後徐々に上昇し、23分以降にプラトー状態となった。F-18 FBPAは時間とともに膀胱へ排泄された。中性子捕捉療法における実際のB-10 PA投与法を元に、F-18 FBPA PETから推定した静注1時間後のB-10濃度は膀胱を除く臓器で0.655.72 ppmと非常に低かった。以上より、病変に隣接する正常組織への中性子照射による合併症の発現の可能性は少ないことが示唆された。平成25年度後半からF-18 FBPAの臨床応用を開始している。本自主臨床研究は大阪大学医学部附属病院倫理委員会から承認されている。平成26年3月31日までに10名の担癌患者において12検査を施行した。集積の程度について現在解析中である。1正常動物におけるPET測定平成24年度は正常ラットのF-18 FBPAの全身動態測定を行い、臓器別のF-18 FBPA正常分布について解析した。正常SDラット(8週齢、257.7±3.5g)3匹に対し、F-18 FBPA(10.23±0.50MBq)を尾静脈より投与し、一体型PET/MR装置(Hitachi Metals/NEOMAX Company)を用いて静注60分後まで全身撮像を行った。その結果、静注60分後のF-18 FBPAの体内分布は0.341±0.0632.339±0.350%ID/gであり、腎、膵臓、肝臓、心筋、肺、脳、腸管の順に高く、主に腎臓からの排泄が示唆された。また、中性子照射のターゲットであるB-10 BPAを同時に投与し(520mg/kg)、F-18 FBPA放射能濃度とB-10ホウ素濃度(ICP-OESによる微量元素測定)の相関について解析した。その結果、静注60分後の各臓器のホウ素濃度は0.40±0.112.62±0.37%ID/gであり、F-18 FBPAの体内分布と同様に腎、膵臓、肝臓、心筋、肺、脳、腸管の順に高かった。肺、膵、腸管ではF-18 FBPA放射能濃度はホウ素濃度を50%以上過小評価する一方、腎では40%以上過大評価していた。その他の臓器ではF-18 FBPA放射能濃度との相関は良好であった。F-18 FBPAの臨床使用にあたって、大阪大学医学部附属病院短寿命放射性薬剤安全管理委員会から平成24年3月30日付で使用承認が得られている。

これに基づいて、正常被験者および中性子捕捉療法の対象となる悪性腫瘍(脳腫瘍、頭頚部腫瘍、肺腫瘍、皮膚腫瘍)に関するF-18 FBPA PET測定の臨床研究について大阪大学医学部附属病院倫理委員会に自主臨床研究の申請を行った。現在、認可待ちの状態である。最終年度である平成26年度は、1)担癌症例におけるF-18 FBPA PETの腫瘍集積の評価、および2)腫瘍集積評価法の標準化の検討を行った。1)では、F-18 FBPA PET検査を脳腫瘍7例、頭頸部腫瘍12例に対して施行し、腫瘍の放射能濃度値を患側対健側比(T/N比)、あるいは患側対血液比(T/B比)で比較検討した。その結果、腫瘍の悪性度は、放射能濃度の平均値による比(Tmean/Nmean比)に比べて最大値による比(Tmax/Nmax比)の方がよく反映した。また、T/B比はT/N比に比べて健側組織の状態による放射能濃度変動の影響を受けにくく、安定した数値を示した。1)の結果から、2)では腫瘍集積評価法の標準化に関してT/B比の使用が適していると考えられ、その精度の検証を行った。平成25年度に行った健常者6名のF-18 FBPAPET画像と採血データを用い、PET画像上の左心室血液放射能濃度値と実測の全血放射能濃度値を比較し、その相関性を検討した。その結果、両者はF-18 FBPA静注53分までのいずれの時間でも有意に相関した。以上より、腫瘍集積評価法の標準化にはPET画像上の左心室血液放射能濃度値を用いたT/B比の使用が適していた。3年間の全研究期間では、前半で正常および脳腫瘍モデルラットにおけるF-18 FBPA PETとB-10ホウ素濃度との相関を検証し、ホウ素中性子捕捉療法時に施行するF-18 FBPAPETが治療量のB-10ホウ素濃度の推定に有用であることを証明した。後半では健常者のF-18 FBPA PETによる中性子照射後の合併症予測に関する研究や、担癌患者における腫瘍集積評価法の標準化に関する研究を行った。以上より、本研究では前臨床研究から臨床研究まで全研究期間を通じて一貫して行い、設定した課題目標を順調に達成することができた。医歯薬学昨年度までの正常ラットのF-18 FBPA体内分布測定および神経膠腫皮下移植モデルによるF-18 FBPA集積の評価については実験が順調に終了している。また、健常者のF-18 FBPAの体内分布測定については、年度内に順調に終了した。特異的集積臓器に関する解析も行い、正常組織への中性子照射に関する合併症の発生を推測する点について結果が得られている。また、正常のF-18 FBPA体内分布に関する健常データベースの構築も行った。さらに、担癌症例へのF-18 FBPAPET検査も開始され、既に10名以上を検査していることから、年度ごとに設定された目標以上に達成していると考える。動物におけるF-18 FBPA PET計測では、正常ラットの体内分布測定およびF-18 FBPA放射能濃度とB-10ホウ素濃度の相関についての微量元素分析を行い、F-18 FBPAPET画像からホウ素濃度の推定が可能であるかについて検証した。この点について目標を充分に達成したと考える。ただし、撮像に使用した一体型PET/MR装置の空間分解能の限界から、一部の臓器で過大あるいは過小評価が生じたため、より分解能の高いPET/CT装置による追試実験が必要となった。平成25年1月に大阪大学に設置された高分解能小動物用PET/CT装置(Inveon PET/CT、SIEMENS Healthcare社製)を用いて追試実験を行い、現在は実験後の結果を解析中である。
イノシトールリン脂質を介した成長円錐膜ダイナミズムの時間的・空間的解析

神経成長円錐の誘引応答・反発応答は神経回路網形成過程において決定的な役割を果たしている。精巧な神経回路網が形成されるためには、神経細胞の軸索先端に位置する成長円錐が周囲の誘引因子・反発因子を感知し、軸索を誘引因子方向または軸索を反発因子から遠ざける方向へとガイドする必要がある。誘因・反発因子による成長円錐のダイナミックな運動および形態変化には、成長円錐内におけるアクチン細胞骨格の再編成が重要であると考えられているが、これらの応答はアクチン細胞骨格の再構築だけでは説明できない。例えば、成長円錐全体に反発因子が作用すると、扇型をしていた成長円錐は退縮し、細い線状の構造体に変化する。この際、成長円錐表面積は急速に減少しており、液胞様構造として観察される膜の取り込みが起きていることが示唆されている。しかしながら、その分子メカニズムはほとんど明らかになっていない。本研究では「イノシトールリン脂質(以下PIs)」という新たな視点で、PIs局在の「時間的・空間的」解析から、軸索ガイダンスにおける成長円錐膜ダイナミズムの分子メカニズムを解明することを目的としている。PIsの一つであるホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸[PI(4,5)P2]を可視化できるプローブ分子(EGFP-PLCδ-PH)を導入した後根神経節(DRG)神経細胞を用いて、成長円錐におけるPI(4,5)P2の局在を経時的に解析した。ラミニン基質上におけるデフォルトの軸索伸長の際、PI(4,5)P2プローブは成長円錐において特異的な局在を示さなかったが、興味深いことに反発因子Semaphorin3A(Sema3A)刺激による反発応答(成長円錐退縮)の際、PI(4,5)P2プローブが刺激依存的に観察される液胞様構造に局在することが明らかになった。現在、この液胞様構造の形成におけるPI(4,5)P2の関与を解析中である。
子宮内膜癌発生機構の解析-子宮内膜癌で発現亢進/抑制を認めた新しい分子群の機構解析に基づいて-

3)類内膜癌における発現CIRPは、正常子宮内膜腺細胞では増殖期よりも分泌期に発現が強く、増殖マーカー発現細胞との逆相関から、増殖抑制に関与することが示唆された。これに対し子宮内膜癌では37例中32例(86.5%)で発現は陰性か弱陽性であり、癌化過程の中でdown regulationされることが確認され、正常細胞で増殖抑制と関与することを考えると興味深い結果であった。Ref-1については、類内膜癌で33例中24例(72.7%)、で正常子宮内膜より発現が強く、癌化に伴なう発現亢進を認めた。β-cateninは類内膜癌では癌化に伴ない過剰蓄積を認めた。4)非類内膜癌における発現非類内膜癌においてCIRPは発現に定の傾向を認めず、β-cateninは異常発現例は認めなかった。Ref-1は非類内膜癌のひとつである漿液性腺癌で類内膜癌に見られない著明な核内での発現亢進を認めた。以上より検討した3分子は類内膜癌の発癌過程に関与する可能性があり、非類内膜癌ではRef-1のみ関与の可能性を認めた。
熱中性子ドーピングされた同位体Ge半導体中の金属-絶縁体転移

本研究ではGe:Gaを用いた金属-絶縁体転移に関する物理を解明した。従来から行われている絶対零度への電気伝導度の外挿に疑問をいだき、有限温度スケーリング法を適用した結果、転移点1%以内では臨界指数-μ1.2であることを新たに発見した。また、有限温度スケーリングでは、絶縁体試料が臨界指数0.5の理論曲線に全くのらないことがわかった。すなわち、これまでスケール可能だと思われていた広領域が、実はスケーリング理論と矛盾していることをつきとめた。さらに広域ホッピング伝導、誘電率、局在長に関する様々な臨界指数を絶縁体試料を用いて決定、転移点近傍1%を境にμが0.5から1.2に変化するように、広域ホッピング伝導、誘電率、局在長に関するすべての臨界指数が転移点近傍1%を境に変化することがわかった。そこで、補償がないとされる我々のGe:Ga試料の臨界点1%以内で得られた様々な臨界指数を、強く補償されたGe:Ga,Asの様々な臨界指数と比較した結果、驚くことにすべての指数が完全なる一致を示した。この事実から、補償がないとされる不純物半導体の臨界点近傍で異なる臨界指数が得られる理由を、我々はわずかながら試料中に存在する補償の影響だと考えた。p型半導体にはわずかではあるが必ずドナー不純物が存在する。よって、臨界点近傍においてμ>1の領域が補償がないとされる不純物半導体で見出された場合、それは補償がない系の本質的な臨界指数ではなく、補償がある系特有の臨界領域であろう。この補償がある系特有の臨界領域は、補償比の大きさによって変化する。すなわち、ドナー濃度とアクセプタ濃度の比によって、臨界領域の広さが変化することを突き止めた。本年度は、^<70>Geのみから構成される高純度単結晶を成長し、それらに熱中性子を照射することから一連のp型^<70>Ge:Gaを作製した。本手法は申請者らが開発した超高精度ドーピング法で、極めて均一な不純物分布と、転移点近傍で0.01%の高精度で制御された不純物濃度が同時に得られる。完成した一連の試料には最大磁場9Tが印加され、温度領域0.021Kの範囲で電気伝導度が測定された。得られたデータは、様々な転移の理論と比較検討され、定量性を重視しながら詳細に解析された。その結果、これまで「臨界指数の謎」として知られてきた問題に対する解釈を、厳密に測定された実験データに基づき提示した。今後は、ドーピング補償が及ぼす影響について考察し、半導体中の金属-絶縁体転移に関して統合的に解析していく。従来から行われている絶対零度への電気伝導度の外挿に疑問をいだき、有限温度スケーリング法を適用した結果、転移点1%以内では臨界指数μ1.2であることを新たに発見した。

そこで、補償がないとされる我々のGe:Ga試料の臨界点1%以内で得られた様々な臨界指数を、強く補償されたGe:Ga,Asの様々な臨界指数と比較した結果、驚くことにすべての指数が完全なる一致を示した。この事実から、補償がないとされる不純物半導体の臨界点近傍で異なる臨界指数が得られる理由を、我々はわずかながら試料中に存在する補償の影響だと考えた。p型半導体にはわずかではあるが必ずドナー不純物が存在する。よって、臨界点近傍においてμ>1の領域が補償がないとされる不純物半導体で見出された場合、それは補償がない系の本質的な臨界指数ではなく、補償がある系特有の臨界領域であろう。この補償がある系特有の臨界領域は、補償比の大きさによって変化する。すなわち、ドナー濃度とアクセプタ濃度の比によって、臨界領域の広さが変化することを突き止めた。