hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腸上皮と上皮間リンパ球の相互作用に基づく粘膜上皮層免疫システムの成立機構の解析

上皮細胞に選択的に発現する膜タンパク質輸送因子AP-1Bに着目し、膜タンパク質輸送を介した腸上皮細胞による上皮細胞間Tリンパ球(IEL)への影響を解析した。タモキシフェン投与により上皮細胞特異的に後天的にAP-1Bを欠損させるマウスを作成し、IELの数と性状を解析したところ、CD8aa陽性のIEL数が1/10程度まで減少していた。また細胞の生存に関わることで知られるBclファミリー分子の発現が増強は増強していた。さらにAP-1Bを欠損マウスから腸上皮細胞のオルガノイドを作成し、単層培養法を確立した。将来的にIELとの共培養による上皮細胞の性質解析に大きく寄与すると考えられる。腸管には多数の共生微生物が存在すると共に、多種の病原性微生物が腸管経由で感染する。そのため腸粘膜は生体内で最も感染リスクの高い部位である。腸粘膜の最前線に位置する腸上皮細胞は栄養素の吸収に加え、抗菌活性を持つタンパク質の産生などにより腸粘膜面のバリア機能にも重要な役割を果たす。腸上皮細胞層にはユニークな上皮細胞間Tリンパ球(IntraEpithelial T Lymphocytes; IEL)が存在する。IELと腸上皮細胞は互いの恒常性維持を補助し、また協調して粘膜面におけるバリア機能を形成する。本研究は、腸上皮細胞に選択的に発現する膜タンパク質輸送因子であるAP-1Bに着目し、膜タンパク質輸送を介した腸上皮細胞のIELの細胞集団維持における貢献を明らかにすることを目的とする。加えて、腸上皮細胞とIELの協調による粘膜バリア形成機構に解明することを目指す。平成27年度は、上皮細胞特異的AP-1B欠損マウスにおけるIELの細胞数や性状を解析した。その結果、上皮細胞特異的AP-1B欠損マウスでは、コントロールマウスと比較してIELの生存率と増殖能が著しく低下していることを見出した。このことから、AP-1Bによる膜タンパク質の輸送が、IELの生存と増殖を誘導することで細胞集団の維持に寄与していることが強く示唆される。本研究成果は、腸上皮細胞における膜タンパク質の輸送が、IELの性状に大きな影響を与えることを初めて明らかにするものである。次に、AP-1Bによる膜タンパク質の輸送が、腸上皮細胞とIELの相互作用にどのような影響を与えるかを解析する為に、上皮細胞オルガノイドの単層培養条件を検討した。腸上皮細胞のオルガノイドの単層培養の樹立はほとんど報告されておらず、技術的に難易度が高かったが、成功することができた。これは本研究の目的達成の為に大きく役立つことが期待される。平成27年度は、腸上皮細胞内の膜タンパク質輸送が、腸上皮細胞間リンパ球(IEL)の細胞集団維持にどのように貢献しているかを明らかにすることを目的とした。まず、腸上皮細胞に選択的に発現する膜タンパク質輸送因子AP-1Bの腸上皮細胞特異的遺伝子欠損マウスのIELの性状の解析を行った。その結果、腸上皮細胞特異的AP-1B欠損マウスでは、CD8aa陽性IELが著しく減少していることを見出した。加えて、CD8aa陽性IELの生存に重要なBcl-2やBcl-xLの発現と、細胞増殖のマーカーの一つであるKi-67の発現を解析した。その結果どちらも著しく発現が減少していたことから、腸上皮細胞特異的AP-1B欠損マウスではCD8aa陽性IELの生存と増殖に異常があることが判明した。次にCD8aa陽性IELの前駆細胞をドナーの野生型マウスから単離し、レシピエントの腸上皮細胞特異的AP-1B欠損マウスの移入することで、CD8aa陽性IEL細胞に分化に異常が見られるかを解析した。しかしながら、レシピエントマウス内で移入したドナーの細胞を検出することができなかった。これは、移入したドナー前駆細胞数が100,000個と少なかったことに起因すると考えられる。こうしたことから、研究計画に若干の遅延が生じた。また、腸上皮細胞とIELが協調して形成する粘膜バリアの形成メカニズムの解明にも取り組んだ。AP-1Bが腸上皮細胞で輸送する膜タンパク質とIELの相互作用が粘膜バリアの形成に重要であるとの仮説のもと、AP-1B欠損上皮細胞とIELの相互作用を解析する為に、まず上皮細胞特異的AP-1B欠損マウスから上皮細胞オルガノイドの単層培養の樹立を試みた。詳細な条件検討の結果、上皮細胞オルガノイドの単層培養の樹立することができた。樹立した単層培養の腸上皮細胞とIELの培養条件を詳細に検討している。腸上皮細胞層には、ユニークな上皮細胞間Tリンパ球(Intra Epithelial T Lymphocytes; IEL)が多数存在する。腸上皮細胞とIELは協調して粘膜面におけるバリア機能を形成する。本研究では、上皮細胞に選択的に発現する膜タンパク質輸送因子AP-1Bに着目し、腸上皮細胞における細胞膜タンパク質の輸送が、IELとの相互作用と粘膜バリア形成に与える影響を明らかにすることを目的とした。本年度は、タモキシフェン投与によりAP-1Bを後天的に腸上皮細胞特異的に欠損させることができる遺伝子改変マウスを用いて、IELと上皮細胞の性状を詳細に解析した。その結果、タモキシフェン投与後一週間以内にIELが腸上皮細胞層からほとんど消失することを見出した。

このことから、上皮細胞におけるAP-1Bを介した膜タンパク質の輸送が、IELを腸上皮細胞層内に留める、もしくは生存を維持するのに極めて重要な役割を果たすことが示唆された。さらに、同様にタモキシフェン投与によりAP-1Bを欠損させてマウスの腸上皮細胞における遺伝子発現を解析した結果、バリア機能の一端を担うディフェンシン等の抗菌ペプチドの発現がコントロールと比較して減少していることを見出した。このことは、AP-1Bによる細胞膜タンパク質の輸送が、腸上皮細胞とIELの相互作用を促進してディフェンシン等の抗菌ペプチドの発現を誘導する可能性を示唆する。また、AP-1Bを欠損したマウスから樹立した上皮細胞オルガノイド(mini gut)を使用して単層培養法を確立した。これまでほとんど報告がない、この上皮細胞オルガノイド由来の単層培養上皮細胞とIELを共に培養する実験条件について詳細に検討した結果、一定の進展を得ることができた。上皮細胞に選択的に発現する膜タンパク質輸送因子AP-1Bに着目し、膜タンパク質輸送を介した腸上皮細胞による上皮細胞間Tリンパ球(IEL)への影響を解析した。タモキシフェン投与により上皮細胞特異的に後天的にAP-1Bを欠損させるマウスを作成し、IELの数と性状を解析したところ、CD8aa陽性のIEL数が1/10程度まで減少していた。また細胞の生存に関わることで知られるBclファミリー分子の発現が増強は増強していた。さらにAP-1Bを欠損マウスから腸上皮細胞のオルガノイドを作成し、単層培養法を確立した。将来的にIELとの共培養による上皮細胞の性質解析に大きく寄与すると考えられる。平成27年度の進捗状況を踏まえ、まず若干の遅延が生じている実験計画の追試験を行う。CD8aa陽性IELの前駆細胞の移入実験ではドナーの細胞が検出できなかったのは、ドナーマウス1匹あたりの前駆細胞数が少ないため、レシピエントに移入できる細胞数が限定されたことが原因と考えている。そこで多数のドナーマウスを準備することで、この問題を解決する。追試験と並行して、当初の計画通りCD8aa陽性IELの細胞集団維持に重要な膜タンパク質の候補の探索する。上皮細胞オルガノイドおよび生体の腸上皮細胞から、側基底面細胞に存在する膜タンパク質を単離する。AP-1B欠損マウスと野生型マウスとを比較することでCD8aa陽性IELの減少を引き起こす原因となる膜タンパク質を同定することを試みる。単層培養した腸上皮細胞オルガノイド、およびマウス生体内の腸上皮細胞の側基底面細胞膜を標識する。標識した膜タンパク質を単離し、質量分析法にて網羅的に解析することで、野生型と比べてAP-1B欠損の腸上皮細胞の側基底面細胞膜には存在しない膜タンパク質を同定する。次にAP-1B欠損腸上皮細胞における、抗菌タンパク質発現減少の機序の解明を試みる。AP-1B欠損腸上皮細胞ではサイトカインの受容体が側基底面細胞膜に正常に輸送されず、粘膜固有層からのサイトカインに正常に応答できず抗菌タンパク質などの発現低下をきたしていると可能性が考えられる。またCD8aa IELの減少が、腸上皮細胞抗菌タンパク質の発現低下を引き起こす可能性も考えられる。まず、単層培養したAP-1B欠損上皮細胞オルガノイドをIL-22やIL-17などのサイトカインにて刺激する。
神経系における低周波交流磁界刺激感受メカニズムの解明

低周波交流磁界が生体、特に神経系にどのような影響を及ぼすかを調べるためモデル動物である線虫C.elegansを用いて磁界曝露による遺伝子発現レベルの変化と行動解析を行った。C.elegansに対して0.5Tの磁界を2時間暴露後、RNAを抽出し、前年度行ったマイクロアレイによる包括的なスクリーニングから発現に差があると見られる神経系遺伝子を抽出し、再現性の高いRT-PCRによる磁界曝露、非磁界曝露でのRNA発現量を比較した。マイクロアレイの結果、神経系関連遺伝子の多くはCa^<2+>に関連しており中でもカルモジュリンキナーゼIIをコードするunc-43遺伝子は磁界曝露により2.7倍の発現減少が認められ、RT-PCRの結果では2.35倍の減少を認めた。このことからCa^<2+>濃度を制御するカルモジュリン経路関連遺伝子(ckk-1(CaMKK), crh-1(CREB), cmk-1(CaMKIV), tax-6,cnb-1(Calcineurin)及びitr-1(IP3R))についてRT-PCRにより磁界曝露による遺伝子発現を検討した結果、unc-43,itr-1,cnb-1及びtax-6遺伝子は優位にRNAの発現が減少(P<0.01)したが、その他のckk-1,cmk-1及びcrh-1も減少傾向にあった。磁界曝露による行動解析には、線虫C.elegansの化学物質に対する誘引・忌避行動を指標とした解析により影響を評価した。誘引物質であるDiacetyl、忌避物質であるCuSO_4を培地上の一端に置き、それぞれの物質への到達率をカウントしたところ磁界曝露によりDiacetylへの到達率が減少し、またCuSO_4に対する突破率が増加した。このことから磁界はある特定の神経細胞に働き、Ca^<2+>濃度の変化を惹起させ遺伝子発現レベルを変化させることで行動に異常をもたらした可能性が示唆された。低周波交流磁界が生体にどのような影響を与えるかを調べるためモデル動物である線虫C.elegansを用いて行った。C.elegansに対して0.5Tの磁界を2時間暴露後、RNAを抽出し遺伝子プロファイリングから発現レベルに差のある遺伝子、すなわち磁界応答遺伝子の同定を試みた。先に行ったDifferential Display法では約55個の遺伝子を同定できたが、本方法では包括的なスクリーニングには限界があることから、マイクロアレイ法を用いて25,453遺伝子をスクリーニングした。その結果、発現に差があると見られる遺伝子は3,437遺伝子となった。内訳は、発現レベルが1.5倍未満の遺伝子が2,002遺伝子と大部分を占めていた。2倍以上4倍未満は309遺伝子(control増:192、expose増:117)、4倍以上8倍未満が4遺伝子(control増:1、expose増:3)となった。しかしながら、我々が先に注目したncs遺伝子に関しては今回のマイクロアレイでは発現に差のある遺伝子としては同定されなかったが、再度RT-PCRによる定量では磁界暴露により2倍の減少が認められた。また同様にncs-1関連遺伝子であるtax遺伝子もやはり定量的RT-PCRにおいては磁界暴露による発現低下が認められた。さらにはシナプス伝達関連遺伝子unc-18,unc-64も減少していた。今回のマイクロアレイによるスクリーニングにおいて特徴的なのは発現差の高いものに脂質代謝系関連遺伝子や線虫C.elegansの表皮関連遺伝子、col遺伝子が多く含まれていたことである。

特に6つあるVitellogenin遺伝子は全て磁界暴露により発現が上昇していた。またsip-1やcey-2,3などのストレス応答に関与する遺伝子も同定されたことは磁界がストレスになり、その結果遺伝子発現に影響を及ぼしていると考えられる。低周波交流磁界が生体、特に神経系にどのような影響を及ぼすかを調べるためモデル動物である線虫C.elegansを用いて磁界曝露による遺伝子発現レベルの変化と行動解析を行った。C.elegansに対して0.5Tの磁界を2時間暴露後、INAを抽出し、前年度行ったマイクロアレイによる包括的なスクリーニングから発現に差があると見られる神経系遺伝子を抽出し、再現性の高いRT-PCRによる磁界曝露、非磁界曝露でのRNA発現量を比較した。マイクロアレイの結果、神経系関連遺伝子の多くはCa^<2+>に関連しており中でもカルモジュリンキナーゼIIをコードするunc-43遺伝子は磁界曝露により2.7倍の発現減少が認められ、RT-PCRの結果では2.35倍の減少を認めた。このことからCa^<2+>濃度を制御するカルモジュリン経路関連遺伝子(ckk-1(CaMKK), crh-1(CREB),cmk-1(CaMKIV), tax-6,cnb-11(Calcineurin)及びitr-1(IP3R))についてRT-PCRにより磁界曝露による遺伝子発現を検討した結果、unc-43,itr-1,cnb-1及びtax-6遺伝子は優位にRNAの発現が減少(P<0.01)したが、その他のckk-1,cmk-1及びcrh-1も減少傾向にあった。磁界曝露による行動解析には、線虫C.elegansの化学物質に対する誘引・忌避行動を指標とした解析により影響を評価した。誘引物質であるDiacetyl、忌避物質であるCuSO_4を培地上の一端に置き、それぞれの物質への到達率をカウントしたところ磁界曝露によりDiacetylへの到達率が減少し、またCuSO_4に対する突破率が増加した。このことから磁界はある特定の神経細胞に働き、Ca^<2+>濃度の変化を惹起させ遺伝子発現レベルを変化させることで行動に異常をもたらした可能性が示唆された。
神経因性疼痛におけるミクログリアによる脱髄制御のメカニズム

神経因性疼痛モデルマウスの脊髄後角を中心に痛みと脱髄に関与する物質としてリゾホスファチジン酸(LPA)に着目し、そのレセプターであるLPA-1の局在、動態についてLPA-1抗体を作成し解析した。LPA-1は脊髄後角ではオリゴデンドロサイト、アストロサイトなどの細胞体および突起や後根神経節の神経節細胞の細胞膜、シュワン細胞、髄鞘に発現が見られ、手術側では陽性細胞数が増加した。ミクログリアにはLPA-1の局在は認められなかった。LPA-1の発現はLPAに相応し傷害早期に認められた。ミクログリアは傷害早期産生LPAによるATP遊離を介して活性化、痛みの増幅・慢性化を引き起こすと考えられた。昨年度に引き続きL5脊髄神経結紮切断神経因性疼痛モデルを作製し7日後、14日後、30日後に断頭殺し、PCR用、western blotting用に凍結サンプルの採取を行った。LPA1,LPA2, LPA3, LPA4, LPA5の各マウスのプライマーを作製し、条件設定を実施している。LPA3に関しては術後3日以後増加傾向が認められるが、他のLPA2, LPA4, LPA5に関しては変動が見られない。またLPA1に関してはまだ条件が設定できていない。western blottingのサンプルからはタンパクの抽出後、条件設定を実施しているが、抗体反応がうまくでない状況である。一方L5脊髄組織を使用し、LPA1LPA5の免疫染色は数社から抗体を購入し、固定条件、抗体反応条件などかなり変えて細かく検討しているが、現在手持ちのある抗体は神経細胞が染まるが、別の抗体はアストログリアなどのグリア細胞が陽性となるなど抗体により反応態度が異なり結果が一定しない。そこで、申請者が新しく抗体を作製することとし、現在ウサギ2匹を用いて、ポリクロナール抗体を作製中である。今年度の6月以後に抗血清が採取できるので、免疫染色にて抗体のでき具合をチェックする予定である。これまで作製した脊髄の凍結標本などはこれまでの条件設定などでほとんど消費しつくしてしまったので、再度、モデル動物を作製しなおしている。近年リゾホスファチジン酸(LPA)が神経因性疼痛誘発因子として確認され、LPA及びその産生にかかわるリゾホスファチジルコリン(LPC)やリゾホスホリパーゼD(LPLD=Autotaxin;ATX)の抑制、あるいはそのレセプターのひとつであるLPA-1の抑制で神経因性疼痛の減少消失が報告され、治療方法の開発への期待がもたれている。ただしこれらのデータは末梢の脊髄神経が主体で、中枢である脊髄レベルでの検索はなされておらず、ミクログリアの関与についても触れられていない。そこで、神経因性疼痛モデル脊髄後角でのLPA-1の動態について検索した。これまで数社の市販のLPA-1抗体を実験に使用したが、いずれも染色性が一定せず、データの信頼性に欠けるため、新たにウサギ二羽を用い、合成ペプチドからポリクローナル抗体を作成しカラム精製まで実施した。吸収試験により抗体反応の消失を確認し、この抗体を以後の実験に供した。この新たに作成したLPA-1抗体とiba-1抗体(ミクログリア)、GFAP抗体(アストロサイト)、APC抗体(オリゴデンドロサイト)、NeuN抗体(神経細胞)との蛍光二重免疫染色の結果、LPA-1抗体はAPC抗体と局在が一致し、オリゴデンドロサイトに局在することが示された。タンパクの量的変動に関してはWestern blottingを実施したが、ミクログリアの増加が観察される術後7日、14日ではコントロール群(非手術群)と比較して変動が見られなかった。またmRNAの変動についてはPCRを実施したが、術後1、3、5、日ではいずれも変動が認められなかった。これらの実験データからミクログリアの増加が観察される術後714日にかけてはLPA-1には増加や減少などの変化が認められず、LPA-1とミクログリアの動態の関連性については確認できなかった。神経因性疼痛モデルの脊髄後角に遊走浸潤してくる活性化ミクログリアの機能役割については不明な点が多いが、申請者はこれまで、活性化ミクログリアが有髄神経の接着取り込み脱髄をひきおこし、さらに神経因性疼痛の発生機序に深く関与している可能性を見出した。そこで、ミクログリアによる脱髄を引き起こす物質を同定し疼痛緩和減少を示す治療効果のあるものを探す目的で、その候補として、末梢神経レベルで、痛みと脱髄の関与が示唆されているリゾホスファチジン酸のレセプター(LPA1)の動態について検索を開始した。

疼痛モデルは脊髄神経L5の末梢枝の結紮切断により作成、術後7日、14日の時点で脊髄の試料を採取している。現在、凍結標本、パラフィン標本などでリゾホスファチジン酸のレセプターの免疫染色の条件設定を実施している段階である。市販の抗体2種類(abcam,lifespan bioscience)を使用しているが、賦活化が必要でまだ完全に条件が確立されていないので、確実なことは言えないが、LPA1抗体陽性反応は脊髄ではグリア細胞に発現が認められている。発現グリア細胞の種類についてはアストロサイト、ミクログリアの可能性があり二重免疫染色などによる確認が必要である。発現の増減に関してはまだはっきりとは結果が得られていないのと、western blottingなどによる確認が必要であるが手術側で、若干増加傾向にある。LPA1-LPA5の各抗体についてはいずれも市販品ではうまく反応しない、あるいは抗体により反応態度が異なるなど一定の結果が得られない。特にLPA1については数社から抗体を購入し、徹底的に条件設定を行ったが、一定した反応が出なかった。そのため、免疫染色とwestern blottingに関しては実験が進行していない状況である。特にLPA1については痛みとの関連性が推察されているにもかかわらず、局在についての論文がこの10年ほどは世にでていないのは市販品で、いい抗体がないためというのが大きな原因ではないかと考えられるので、新規に抗体作製するほうが実験進行には適していると考え新たに抗体作製を行っている。リゾホスファチジン酸のレセプター(LPA-1)は数社から購入し免疫染色に供しているが、手持ちの抗体はいずれも通常の方法では染まらず抗原の賦活化が必要で、電子レンジ、各種の抗原賦活剤の使用などで現在条件設定に苦慮しているため予定より進行が遅れている。将来、免疫電顕にも使用したいと考えているが、現在手持ちの抗体では難しいことが予想されるので、さらに他社の抗体も購入し、比較検討し免疫染色あるいはwestern blottingに使用可能な抗体を見つけることが先決である。とにかく抗体に実験の動向がかかっているので、現在実施している抗体の作製を待っている状態である。免疫組織により抗体のチェックを行い、うまく働けば、western blottingをはじめ免疫電顕などへと仕事を進める予定である。抗体はミクログリア、あるいはオリゴデンドログリアが染まるのではないかと予想しているので、それらとの二重免疫の実施を予定している。さらに、LPA1受容体アンチセンスオリゴヌクレオチド処置マウスに置いての動向も探る予定である。リゾホスファチジン酸レセプター抗体(LPA-1)ををさらに数社から購入、免疫染色条件を検討し使用可能な抗体を探す。光顕レベルあるいは電顕レベルの標本を作成する。タンパクの量的増減に関してはwestern blottingによる検討を予定している。発現細胞を二重免疫蛍光染色により同定する。さらにmRNAレベルの発現動態についても検索する。抗体作製費用が55万円ほどかかる予定である。また疼痛モデル作製のためのマウスの購入費用、免疫染色用、電子顕微鏡標本作製用の試薬に経費を使用する予定である。神経因性疼痛モデルマウスの作成、使用可能なリゾホスファチジン酸レセプター抗体(LPA-1)を購入し、免疫染色、western blottingを実施し発現細胞の同定、タンパク量の増減の確認さらに免疫電顕による詳細な局在部位の同定を行う。
目標設定状況における高業績者の学習プロセスの特徴に関する心理学的研究

1.研究目的研究目的は,(1)目標設定状況における高業績者の目標達成および学習プロセスの特徴について検討すること,(2)企業の研修などを手がける教育団体もしくは調査対象企業における人事部と協力して,効果的な学習を促進する教育プログラムや診断ツールを作成すること,であった。2.平成17年度の研究内容平成16年度は、成果をまとめる年であった。以下の論文を投稿中である。<論文作成>・「目標志向性の測定」というタイトルの論文を社会心理学研究の投稿中ここでは、Button, Mathieu, & Zajac(1996)による目標志向性の測定尺度の日本語版を作成した。目標志向性尺度の回答に対して確認的因子分析を行った結果、2次元構造であることが支持された。また、学習志向性とLOCとの間に正の相関がみられた。パフォーマンス志向性とLOCとの間には相関がみられなかった。この研究は、仕事を遂行する際にフィードバック探索が、目標達成度および学習の程度に影響しているかどうかについて検討した。について尋ねた質問紙に回答した。目標達成度についてのデータは、調査参加者の直属の上司から手に入れた。結果は、フィードバック探索の頻度が高いほど、目標達成度および学習達成度が高いことを示していた。2.平成15年度の研究内容上記の研究目的を達成するために,平成15年度は(1)本研究に関わる研究のレビュー,(2)予備調査,を計画していた。(1)本研究に関わる研究のレビュー心理学の分野での目標設定理論,目標管理制度,職場の学習,人事制度に関する研究,および経営学の分野での組織の学習などに関する研究について書かれた書籍や論文を整理した。その結果,様々な研究で目標設定の有効性が示されているが,(1)目標設定状況での組織成員の行動や思考の特徴について検討する必要があること,(2)目標管理制度のプロセスは,職場の学習に不可欠な条件である「仕事の方向性の明示」や「仕事の良し悪しに関わるフィードバックの提示」に関わっていることが明らかになった。(2)予備調査研究のレビューによって明らかになった研究課題に関して,インタビューや過去の研究知見を基に作成した探索的名アンケート調査を行った。その結果,高業績者は,設定する目標が多く,目標設定をすることで,自分の職務課題を,意識化する度合いが高いこと,そして相対的に仕事を効果的に進める戦略的な行動を選択すること,また学習に関わるフィードバック探索行動をよく行っていることが示唆された。これらに関わる結果の一部を,産業・組織心理学会第19回大会で発表した。2.平成16年度の研究内容16年度は(1)面接調査,(2)アンケート調査を行った。1.面接調査企業組織のライン,スタッフ部門で働いている社員(高業績者,低業績者)を対象に,職務の遂行行動と学習行動の実態について面接を行った。その結果,高業績者は,(1)仕事を自己実現の手段という価値観をもっていること,(2)仕事を主体的・自律的に行い,リーダーに対しても積極的に意見を表明すること,(3)自分の置かれた状況の把握を重視すること,そして(4)仕事のプロセスを構造化していること,などの特徴があることが示唆された。一方,低業績者は,リーダーからの働きかけが多く,仕事全般を効果的に進める方法についての明確なアイディアが不足しているという特徴が示された。また,メンバーの目標管理制度に対する態度や目標達成行動は,各メンバーの業績の高低に関わらず,リーダーの目標管理制度に対する価値観にかなり影響されていることが示唆された。2.アンケート調査調査対象企業の某工場で働く全正社員に対して,面接調査によって示唆された上記の結果を確かめるためのアンケート調査を行った。
脳卒中患者における心肺機能とリハビリ訓練負荷量について

脳血管障害患者のリハ訓練における心肺機能への負担について調査を行った.臨床での作業療法(上肢)訓練と理学療法(下肢)訓練において,健常者・脳血管障害患者共に上肢訓練(作業療法)で心肺機能への負担が少ないことが示された.また,作業療法で用いている活動(しなければならない活動・したい活動等)によるリハ訓練は,心肺負担が高くなる傾向が示唆された.作業療法(上肢訓練)は心肺機能への負担が少なく早期より開始でき,他の疾患(慢性閉塞性肺疾患COPDや心疾患など)にも適応できる可能性が示された.しかし,「したい活動等」を用いる場合は注意が必要であった.平成24年度は,引き続き基礎研究として健常者での調査,1)「OT訓練とPT訓練の心肺機能負担比較」,2)「同じ負荷量での上肢と下肢運動での心肺機能負担比較」を実施した.1)では,昨年度から健常成人12名を対象にOT訓練(机上サンディング,輪かけ移し,ペグ,コーンカップ積上げ)とPT訓練(トレッドミル歩行,立ち座り訓練,下肢筋力,ベッド上臀部拳上)をそれぞれ20分実施し,OT・PT訓練での心肺機能(呼気ガス分析)測定による比較・分析を行った.その結果,1) PT訓練に比べOT訓練は,HR,VT,VE,VO2,VCO2,VO2/kg,METSで心肺機能への負担は少ない傾向(p<.05)が示され,2)健常者11名で同じ負荷量(上・下肢エルゴメーター運動)での上・下肢負担感の比較では,HRやRRには有意な差はなかったが,VT,VEでは上肢エルゴ運動で有意に高く(p<.01 ),VO2,VCO2,VO2/kg,METS,RERでは下肢エルゴ運動で有意に高い(p<.05)ことが示された.また,平成24年度は,3)健常者7名に脳血管障害後の片麻痺様の状態を模した状態での家事活動(料理活動)での調査を追加し,利き手側が麻痺した場合での料理活動ではHR,VT, O2/kg, METSの値が有意に高く(p<.05)なることが示された.Borgスケールでは,利き側制限(麻痺様)で有意に大きい値を示し(p<.05),料理の遂行時間も利き側制限(麻痺様)で有意に長くなった(p<.05).平成23・24年度の健常者による比較実験より,OT訓練の心肺機能への負担は,PT訓練よりも少ない可能性が考えられ,また,同じ負荷量では上肢運動は下肢運動と有意な違いが示されず,上肢・下肢運動の心肺機能への負担の違いは少ない可能性も示唆された.これらの結果は,日本作業療法学会(2013)にて発表予定である.平成23年度から次の二つの実験的調査を行ってきた.第1研究「作業療法(OT)訓練と理学療法(PT)訓練の心肺機能負担比較」を健常成人17名に行い,第2研究「同負荷量での上肢運動と下肢運動での心肺機能負担比較」を健常成人12名に実施した.また,脳血管障害患者において,第1研究である「OT訓練とPT訓練の心肺機能負担比較」をCVA患者さん1名に実施した.その結果,第1研究ではPTでの下肢訓練に比べOTでの上肢訓練は心肺機能評価指標のすべて(HR,VT,RR,VE,VO2,VCO2,VO2/kg, METS,RER)で有意に小さく(p<0.01),心肺機能への負担が少ないことが示された.これは,作業療法でよく行われている上肢機能訓練は,理学療法で行われている下肢機能訓練に比べ心肺機能への負担が少ないことを示しているものと考えられた.第2研究では,上肢・下肢のそれぞれのエルゴメーター運動比較からHR,RRには有意な違いは示されなかった.しかし,心肺機能指標のVT, VE,VCO2,RERで上肢エルゴ運動の方が有意に高く(p<0.05),逆にVO2,VO2/kg,METSでは下肢エルゴ運動で有意に高い(p<0.05)ことが示され,心肺機能指標に乖離が見られた.また,主観的負担感(VAS)では,OT訓練では上肢において負担感は少なく示され,心肺機能の生理的指標と一致する傾向であったが,同負荷量の運動では上肢エルゴ運動で有意に負担感が強く,心肺機能の生理指標とは少し異なる傾向が示された.脳血管障害患者さんにおける調査では,麻痺した上肢へのOT訓練と麻痺した下肢へのPT訓練では,OT訓練において心肺機能指標のすべての項目数値は低く示され,有意に負担が少なかった.また,VASにおいてもOT訓練は2-3/10であったが,PT訓練は5-15/10と主観的負担も高いことが示された.脳血管障害患者のリハ訓練における心肺機能への負担について調査を行った.臨床での作業療法(上肢)訓練と理学療法(下肢)訓練において,健常者・脳血管障害患者共に上肢訓練(作業療法)で心肺機能への負担が少ないことが示された.また,作業療法で用いている活動(しなければならない活動・したい活動等)によるリハ訓練は,心肺負担が高くなる傾向が示唆された.作業療法(上肢訓練)は心肺機能への負担が少なく早期より開始でき,他の疾患(慢性閉塞性肺疾患COPDや心疾患など)にも適応できる可能性が示された.

しかし,「したい活動等」を用いる場合は注意が必要であった.平成23年度は健常者での基礎的研究として,1)作業療法(OT)訓練と理学療法(PT)訓練の心肺機能負担比較,2)同じ負荷量での上肢運動と下肢運動での心肺機能負担比較,について実施した.1)では健常成人7名を対象に,OT訓練(上肢機能訓練での机上サンディング作業5分,輪かけ・移し作業5分,ペグ作業5分,コーンカップ積み上げ作業5分の合計20分)とPT訓練(下肢機能訓練でのトレッドミル歩行5分,立ち座り訓練5分,下肢筋力訓練,ベッド上臀部拳上訓練5分)をそれぞれ実施してもらい,OT・PT訓練での各20分間の心肺機能(呼気ガス分析)測定による比較・分析を行った.その結果,心拍数(HR),換気閾値(VT),換気量(VE),酸素摂取量(VO2),二酸化炭素排出量(VCO2),METS,エネルギー消費量(EE)において,有意な違いが示され,OT訓練において有意に低く,心肺機能への負担が低かった.一方,2)同じ負荷量での上肢運動(上肢エルゴメーター7分)と下肢運動(下肢エルゴメーター7分)における心肺機能への負担比較では,ガス交換比(RER),において上肢運動で有意に高かったが,その他の多くの指標において有意な違いが示されなかった.現時点での1)の結果より,脳血管障害による患者さんへのリハ訓練では,OT訓練(上肢機能を中心とした訓練)の心肺機能への負担は,PT訓練(下肢機能を中心とした訓練)よりも少ないことが示されているものと考えられる.2)の結果からは,同じ負担量では上肢運動の方が心肺機能への負担が高いと考えられていたが,実際には多くの指標で下肢運動と有意な違いが示されず,同負担ならば上肢・下肢運動の心肺機能への負担に違いがない可能性が考えられた.しかし,現時点では,いずれも少人数での結果であり,今後は対象者の増加や脳血管障害患者さんによる調査をしていく予定である.平成24年度は,23年度に引き続き健常者において二つの研究を実施し,さらに第3研究として作業療法における料理活動での心肺機能負担感の調査を追加して研究を行ってきた.全体における研究達成は,概ね40%50%程度と考える.本研究においては,全体で3つの調査項目を予定しているが,平成23年度はそのうちの2項目(OT訓練とPT訓練の心肺機能への負担比較と,同負荷量での上肢運動と下肢運動での心肺機能への負担比較)を健常者で進めることができ,平成24年度ではさらに模擬的片麻痺様の状態における料理活動での心肺機能負担についても追加の調査ができた.しかし,いずれもまだ健常者での調査にとどまり,脳血管障害患者さんを対象とした介入調査ができていない.平成24年度では,机上訓練のみではなく,作業療法で重要な日常生活活動に即したOT訓練での心肺機能負担感についての調査も必要と考え,「料理活動」における心肺機能負担について追加調査したことで,脳血管障害患者さんへの調査へ進めることができなかった.平成23・24年度の健常者への調査(第1から第3研究)により,脳血管障害患者さんへの調査実施に対する実施方法などは確立し,またその方法において危険性がないことが確認され,平成25年度は脳血管障害患者さんを対象とした測定・分析を中心に進めていく予定である.
電子ビーム励起プラズマによる新機能膜の創成

申請者はプラズマ現象を解明し,プラズマの空間分布と速度分布の間には相補関係があり,それらよりアブレーション領域の縦横のアスペクト比と蒸着領域のアスペクト比は相補関係にあると理論予測していた.平成11年度の蒸着厚さ分布等の試験結果は申請者の理論予測を裏付けるものであった.平成12年度には蒸着現であるターゲットを高精度に三次元に移動可能な用にx-y-z移動テーブル並びにそれのコントローラを購入、設置した。ターゲットは三成分よりなる分割タイプとし、各成分を交互連続にアブレーションすることにより成分が高精度に設定されたコンポジットマテリアルを作成することが可能となり、本研究課題で予定した研究目的の一つを達成することが可能となった。また、本研究ではパルスレーザー光の照射領域の形状と形成される膜の膜厚分布(成膜領域)との関係について次のことが分かった。1つ目にターゲット上の照射領域の形状が高アスペクト比である場合、ターゲット表面に水平に設置された基板上に形成された膜の成膜領域は、照射領域の長辺方向に狭く短辺方向に幅広くなる。そしてその程度は照射領域のアスペクト比に依存する。2つ目に照射領域の形状が点や正方形の場合の成膜領域は、全ての方向に均等に広がる。すなわち、照射領域の面積を同じとした場合、照射領域のアスペクト比が1に近い方が幅広い照射領域となる。3つ目に照射領域の形状を高アスペクト比にすることにより、成膜領域に中心部において早い成膜レートを得ることができる。この時成膜中に基板を移動させれば、必要な領域を均一な膜厚とすることもできる。最後にPLD法で薄膜を生成させる時、ドロップレットという1μm級の球状の塊ができる。このドロップレットの数は膜厚と同じような分布を取る事がわかった。またターゲット材料を変えて実験を行った結果、ドロップレットの数が材料によって違っているが、分布は等しい事がわかった。主たる研究発表はそれらの実績をまとめたものである。本研究課題の主目的は組成・物性・構造を超精密に制御した表面層の形成である.本年度には電子ビームによりプラズマが励起可能なプロセスチャンバーを作成し,実験態勢を整えた.プロセスチャンバーの容積は50Nlであり,真空引きはロータリーポンプとターボモリキュラーポンプで行い,10^<-5>Paの真空度が達成可能である.真空測定は低真空をピラニー真空計,高真空を電離真空計で行った.正面にはプラズマ現象が観察できるように窓を設け,電子ビーム導入用,スパッタガス導入用,4重極質量分析器,ファラデーカップ設置用のフランジ,さらに2つの予備用フランジを設けた.具体的な蒸着プロセスは,そのメカニズムがよく似るレーザーアブレーションで行うこととした.そのためにアブレーション用のYAGレーザーを購入し,チャンバー内に設置し,シリコン基板上にアルミニウムを蒸着し,シミュレーション試験を行った.申請者はプラズマ現象を解明し,プラズマの空間分布と速度分布の間には相補関係があり,それらよりアブレーション領域の縦横のアスペクト比と蒸着領域のアスペクト比は相補関係にあると理論予測していた.本年度の蒸着厚さ分布等の試験結果は申請者の理論予測を裏付けるものであった.主たる研究発表はそれらの実績をまとめたものである.申請者はプラズマ現象を解明し,プラズマの空間分布と速度分布の間には相補関係があり,それらよりアブレーション領域の縦横のアスペクト比と蒸着領域のアスペクト比は相補関係にあると理論予測していた.平成11年度の蒸着厚さ分布等の試験結果は申請者の理論予測を裏付けるものであった.平成12年度には蒸着現であるターゲットを高精度に三次元に移動可能な用にx-y-z移動テーブル並びにそれのコントローラを購入、設置した。本研究課題の主目的は組成・物性・構造を超精密に制御した表面層の形成である.

平成11年度には電子ビームによりプラズマが励起可能なプロセスチャンバーを作成し,実験態勢を整えた.プロセスチャンバーの容積は50Nlであり,真空引きはロータリーポンプとターボモリキュラーポンプで行い,10^<-5>Paの真空度が達成可能である.真空測定は低真空をピラニー真空計,高真空を電離真空計で行った.正面にはプラズマ現象が観察できるように窓を設け,電子ビーム導入用,スパッタガス導入用,4重極質量分析器,ファラデーカップ設置用のフランジ,さらに2つの予備用フランジを設けた.具体的な蒸着プロセスは,そのメカニズムがよく似るレーザーアブレーションで行うこととした.そのためにアブレーション用のYAGレーザーを購入し,チャンバー内に設置し,シリコン基板上にアルミニウムを蒸着し,シミュレーション試験を行った.申請者はプラズマ現象を解明し,プラズマの空間分布と速度分布の間には相補関係があり,それらよりアブレーション領域の縦横のアスペクト比と蒸着領域のアスペクト比は相補関係にあると理論予測していた.平成11年度の蒸着厚さ分布等の試験結果は申請者の理論予測を裏付けるものであった.平成12年度には蒸着現であるターゲットを高精度に三次元に移動可能な用にx-y-z移動テーブル並びにそれのコントローラを購入、設置した。ターゲットは三成分よりなる分割タイプとし、各成分を交互連続にアブレーションすることにより成分が高精度に設定されたコンポジットマテリアルを作成することが可能となり、本研究課題で予定した研究目的の一つを達成することが可能となった。主たる研究発表はそれらの実績をまとめたものである.
胃上皮細胞の癌化過程における炎症性サイトカインと増殖因子の相互作用

私共は、Helicobacter pylori感染によって惹起される皺襞肥大型胃炎において胃癌発生が高頻度に認められること、この胃炎の病態に高ガストリン血症と胃粘膜IL-1β産生の亢進が関与すること、さらに、ガストリンは胃粘膜においてHB-EGFやアンフィレグリンなどのEGF系増殖因子の産生を促進することを明らかにした。本研究は、炎症胃粘膜から胃癌発生・進展における炎症性サイトカインと増殖因子の役割を明らかにすることを目的として行った。胃上皮細胞においてIL-1βとガストリンは協調してNF-κBを活性化し、IL-8産生を誘導すること、皺襞肥大型胃炎患者胃粘膜においてDNA損傷の指標となる8-hydroxydeoxyguanosineの産生や発癌との関連が示唆されている癌抑制遺伝子のDNAメチル化が増加していることが明らかになり、皺襞肥大型胃炎においてガストリンと炎症性サイトカインは胃炎の進展に協調的に作用することが示された。胃上皮細胞においてガストリンによって発現が誘導されるHB-EGFは、胃癌においてCD9と関連して発現していることが見出された。HB-EGFと共発現するCD9の役割を明らかにするため胃癌細胞株に抗CD9抗体を添加して検討した結果、CD9は胃癌細胞の増殖を抑制しアポトーシスを誘導すること、この作用にp46 Shcアイソフォームのチロシン燐酸化が関与することが明らかになった。ガストリンと炎症性サイトカイン、増殖因子は相互に作用して炎症胃粘膜から胃癌発生に重要な役割を担っていることが示された。私共は、Helicobacter pylori感染を伴う皺襞肥大型胃炎において胃癌発生が高頻度であることに着目し、高ガストリン血症と胃粘膜内IL-1β産生の亢進が病態形成に果たす役割を明らかにしてきた。本研究において炎症粘膜から胃癌発生における炎症性サイトカインと増殖因子、ガストリンの役割を明らかにする目的で、1)ガストリン受容体を介するシグナル、2)胃癌細胞株およびH.pylori胃炎粘膜におけるDNAメチル化について解析した。1)、ガストリンによるNF-κB化シグナルの解析胃癌由来細胞株MKN28にヒトガストリン受容体cDNAを遺伝子導入した細胞株MKGRおよびモルモット単離壁細胞において、ガストリンはNF-κBを活性化してIL-8の産生を亢進させることを明らかにした。ガストリンによるNF-κBの活性化はPKC阻害薬やdominant negative PKC-δの導入により強く抑制され、PKC-δがガストリンによるNF-κB活性化に重要な役割を担っていることが明らかになった。NF-κBはIL-1シグナルにより活性化されることが知られており、ガストリンはIL-1と共通のシグナルを増強すると考えられる。サイトカイン刺激によるNF-κB活性化シグナルに関与することが明らかになっているIKK, NIK, TRAF2およびTRAF6のdominant negative変異体をMKGR細胞に導入して、ガストリン刺激によるNF-κBの転写活性に与える影響を検討した結果、ガストリンによるNF-κBの活性化にはTRAF6, NIKおよびIKKが関与しており、PKC-δはTRAF6/NIK/IKKカスケードの上流に位置することが明らかになった。2)胃癌細胞株およびH.pylori胃炎粘膜におけるDNAメチル化の検討胃発癌過程におけるDNAメチル化の意義を明らかにするため、胃癌細胞株およびH.pylori胃炎粘膜におけるDNAメチル化について解析した。胃癌細胞株においてTHBS-1やDAPkinaseなどの遺伝子のメチル化を高頻度に認め、H.pylori胃炎患者の生検材料を用いた検討において胃粘膜にDNAメチル化を高頻度に認めることが明らかになった。私共は、皺襞肥大型胃炎がHelicobacter pylori(H.Pylori)

感染によって惹起されること、この胃炎において高ガストリン血症と胃粘膜におけるIL-1βなどの炎症性サイトカインや増殖因子の産生亢進がみられることを明らかにしてきた。皺襞肥大型胃炎患者は胃癌の合併が多いことが示されており、胃癌発生の高危険群と考えられる。皺襞肥大型胃炎患者において胃液中の変異原性をAmesテストにより測定し、また胃粘膜内の8-ヒドロキシデオキシグアノシン値を測定した。その結果、胃液中の変異原性および胃体部の8-ヒドロキシデオキシグアノシン値が皺襞肥大を認めない患者に比較して有意に高いことが明らかになった。発癌過程におけるDNAメチル化の関与が想定されていることから、皺襞肥大型胃炎粘膜におけるDNAメチル化について解析した。皺襞肥大型胃炎患者の生検材料を用いた検討において胃粘膜にTHBS-1やDAPkinaseなどの遺伝子のDNAメチル化が高頻度に認められることが明らかになった。皺襞肥大型胃炎の病態に関与するガストリンと炎症性サイトカインは胃癌の発生進展過程に重要な役割を担っていることが推定される。私共はガストリンがHB-EGFやアンフィレグリンなどの胃上皮細胞の増殖因子の産生を促進することを既に報告しているが、さらに、ガストリンはNF-κBを活性化して胃上皮細胞のケモカイン産生を亢進させることを示した。ガストリンによるケモカイン産生の細胞内シグナルを検討した結果、NF-κBの活性化が関与し、その活性化にはPKCおよびTRAF6/NIK/IKKカスケードが関与することが明らかになった。またガストリンはIL-1と協調してNF-κBおよびp38-MAPKを活性化することを観察した。私共は、Helicobacter pylori感染によって惹起される皺襞肥大型胃炎において胃癌発生が高頻度に認められること、この胃炎の病態に高ガストリン血症と胃粘膜内IL-1β産生の亢進が関与すること、さらに、ガストリンは胃粘膜においてHB-EGFやアンフィレグリンなどのEGF系増殖因子の産生を促進することを明らかにしてきた。本研究において炎症胃粘膜から胃癌発生・進展における炎症性サイトカインと増殖因子の役割について検討し、以下の点を明らかにした。1.皺襞肥大型胃炎が低分化型胃癌のハイリスク群であることを示し、この胃炎粘膜においてTHBS-1やDAP kinase、E-cadherin遺伝子のDNAメチル化が高頻度にみられることを明らかにした。2.胃癌においてHB-EGFとCD9が関連して発現していることを明らかにした。HB-EGFと共発現するCD9の役割を明らかにするため胃癌細胞株に抗CD9抗体を添加して検討した結果、CD9は胃癌細胞の増殖を抑制し、アポトーシスを誘導することを明らかにした。この作用にp46 Shcアイソフォームのチロシン燐酸化が関与することを示した。また、抗がん剤CTP-11の活性型代謝産物SN38は胃癌細胞においてEGF受容体のチロシン燐酸化を誘導し、HB-EGF、アンフェレグリンなどEGF系増殖因子およびIL-8の産生を惹起することを明らかにした。HB-EGFは胃癌に高発現し、その発生、進展に重要な役割を担っていると考えられた。
乳癌における、ミトコンドリア複合体Ⅰが上皮間葉転換に及ぼす影響の解明

乳癌細胞株について、ミトコンドリア複合体構成遺伝子の変化に伴う代謝機能の変化ががん幹細胞性(特に足場非依存性増殖)に関与するという仮説を持ち、代謝機能を修飾した乳癌細胞株の足場非依存性増殖を検討して来た。同時に上皮間葉転換に伴って代謝プロファイルに違いが認められ、これらの特徴が癌細胞にどのような変化をもたらすかについて検討中である。また、shRNAを用いて細胞の移動能に関する検討で以前から見出していた遺伝子の下流に、足場非依存性増殖や、anoikis抵抗性に関与すると思われる遺伝子を新たに同定し、この遺伝子がCD44バリアントを介して癌幹細胞性と関連することが明らかになった。乳癌において、トリプルネガティブ乳癌は治療標的がないことで予後不良である。近年、トリプルネガティブ乳癌とEMT (上皮間葉転換)の関係が数多く報告されており、申請者は大学院博士課程において、新規高感度EMTレポーターを組み込んだ乳腺細胞株を用いてEMTに寄与する遺伝子のスクリーニングを行った結果、代謝に関与する遺伝子を複数同定した。この代謝遺伝子のうち、腫瘍の足場非依存性増殖(癌幹細胞の特徴の一つ)に関与すると考えられる代謝関連遺伝子についての実験を行い、実際にATP産生の増大や、ミトコンドリア機能の活性化などを通して上記のような機能を乳癌細胞に付与している可能性について検討を行っている。現在、再現性およびその他の実験手法による確認などを計画している。in vivo実験に移行する前に、基礎的なデータの裏付けをを優先しているため、当初申請した内容からはやや遅れてはいるが、その分、バイオインフォマティクスを利用した解析や、メタボローム解析等を駆使して、幅広いデータ解析をしている。次年度にこれらの結果を元にした確認の実験系を組む上で、有用な解析データの集積があったことを勘案し、おおむね順調とした。申請者は、大学院博士課程から、basal-like乳癌(臨床的には治療標的のないトリプルネガティブ乳癌に相当する)の細胞株に対して、上皮間葉転換を基軸にした新規レポーターアッセイを行って来た。その中で、ミトコンドリア複合体構成遺伝子の変化に伴う代謝機能の変化ががん幹細胞性(特に足場非依存性増殖)に関与するのではないかという仮説から、がん代謝(主にミトコンドリア機能)の面から修飾した乳癌細胞株の足場非依存性増殖活性を検討して来た。メタボローム解析には時間を要しており、解析は完了していないが、上皮系寄り、間葉系寄り(仮説では幹細胞様の変化もみられる)の細胞間で代謝のプロファイルに違いがみられており、これらの特徴ががん細胞にどのような変化をもたらすかについてさらなる検討を要すると考えられる。また、shを用いて細胞の移動能に関する機能抑制系のアッセイで以前から検討されていた遺伝子の下流に、がん代謝との直接の関連は見出されていないものの、同じく足場非依存性増殖、anoikis抵抗性などに関与すると思われる遺伝子を新たに同定した。この遺伝子はこれまで幹細胞性の変化として多く報告されてきたCD44の発現の仕方に関与していることが実験から明らかになった。現在は上記のメタボローム解析と並行してこの新規遺伝子の機能解析を進めている。こちらも論文化を進めている状況である。網羅的な代謝データの整理とそれらを説明しうる代謝変化の原因として、ミトコンドリア複合体1の機能が関与していることを、抑制系の実験で示し、論文化する予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。腫瘍学28年度が最終年度であるため、記入しない。
隣接パルス間位相を安定化した光クロック逓倍回路に関する研究

光カップラを用いた光クロック4逓倍回路を作成して10GHz→40GHzの逓倍実験を行い、不要サイドバンド抑圧比17dBでRZ/CS-RZ光クロックを得た。光クロック8逓倍回路のシミュレーションを行った。制御光取り出しのためのOBPFには非常に急峻な特性が必要となることがわかった。この結果、目標としていた一台のみの制御光取り出しOBPFで光クロック16逓倍回路を安定化動作させるのは困難であることが明らかとなった。偏波保存ファイバを用いた光クロック2逓倍回路を作成し、RZ/CS-RZ光クロックにおいて25dB/22dB以上の不要サイドバンド抑圧比を得た。研究の目的光時分割多重回路の出力から光帯域通過フィルタを用いて適切な側波帯を取り出して連続光とし、この干渉を利用すれば、多重回路出力の隣接光パルス間の位相を0またはπに安定化することができる。本手法を用いて、隣接パルス間位相を安定化した光クロック逓倍回路を実現する。本研究は、4倍光クロック逓倍回路を2段直列に接続し、16倍光クロック逓倍回路(10GHz→160GHz)を作成して動作確認を行うことを目標とする。ここで、制御光取り出しのための光帯域通過フィルタは、一台のみとする。平成25年度の研究実績概要2倍光クロック逓倍回路を2段直列に接続した4倍光クロック逓倍回路において、制御光取り出しの光帯域通過フィルタを後段の逓倍回路出力のみに置いた構成で、逓倍回路の動作をシミュレーションによってさらに検討した。光フィルタは3つの光サイドバンドを通過させるフラットトップ型とした。シミュレーションの結果、フィルタの中心周波数をGHzオーダの精度で設定する必要があることがわかった。外乱の影響を受けにくい偏波保存型光ファイバのみからなる逓倍回路については、現在作成途中である。2倍光クロック逓倍回路を2台直列に接続した4倍光クロック逓倍回路において、制御光取り出しのための光帯域通過フィルタを、後段の逓倍回路出力のみに置いた構成を考え、制御回路の動作をシミュレーションによって検討した。シミュレーションにはMATLABを用い、各段の位相差を変化させた時の逓倍出力光スペクトルを計算し、制御回路の誤差信号がどのように変化するかを調べた。また、光フィルタのクロストークによって受ける動作の影響についても検討した。シミュレーションの結果、光フィルタのクロストークの影響により、制御光パワーにヌル点が生じることがわかり、そのヌル点で安定化を行うことで,RZ光クロックおよびCS-RZ光クロックが生成できることがわかった。パルス光源の強度変動や各種雑音の影響は、ピーク点で安定化するよりもヌル点で安定化した方が受けにくく、安定化がより容易になる利点がある.さらに、ファイバ型2倍光クロック逓倍回路を2段直列に接続して10GHz→40GHz光クロック4逓倍回路を作成して実験を行った。光フィルタは後段の逓倍回路出力のみに置いた。不要サイドバンド抑圧比17dBでRZ光クロックおよびCS-RZ光クロックを生成した.研究の目的光時分割多重回路の出力から光帯域通過フィルタを用いて適切な側波帯を取り出して連続光とし、この干渉を利用すれば、多重回路出力の隣接光パルス間の位相を0またはπに安定化することができる。平成26年度の研究実績概要2倍光クロック逓倍回路を2段直列に接続した4倍光クロック逓倍回路において、制御光取り出しの光帯域通過フィルタを後段の逓倍回路出力のみに置いた構成で、光フィルタの帯域幅とシェープファクターに対する中心周波数のトレランスをシミュレーションで求め、光フィルタに要求される特性を明らかにした。2倍光クロック逓倍回路を3段直列に接続した8倍光クロック逓倍回路において、逓倍動作のシミュレーションを行い、複数の隣接サイドバンドの合計パワーを最小とする制御方法では、安定化は困難であることを明らかにした。外乱の影響を受けにくい偏波保存型光ファイバのみからなる逓倍回路を作成した。昨年度までに検討した光クロック逓倍実験では、各逓倍回路を1入力2出力、2入力1出力の光カップラで構成した。この場合、出力光クロックの各ピークパワーを比較的容易に等しくできるが、逓倍回路全体の損失は原理的に(3×n)dBとなる。逓倍回路を2入力2出力の3dB光カップラを用いて構成すると、逓倍回路全体の損失は、原理的に最後の光カップラによる3dBの損失のみとなるが、出力光クロックの各ピークパワーを等しくするためには、各カップラに要求される特性が厳しくなる。この問題を解決するために、偏波保存光ファイバのみからなる10GHz→20GHzの光クロック2逓倍回路を作成した。偏波保存光ファイバで光クロック逓倍回路を構成すると、逓倍回路を多段接続した時の全体の損失を抑えつつ、ピークパワーが等しい出力光クロックを生成できると期待できる。逓倍出力光クロックにおける隣接光パルス間の位相は、偏波保存光ファイバの側面から圧力をかけることで制御した。波長可変レーザーを制御光として用いた位相安定化実験を行い、長さ39mの偏波保存ファイバを用いて、RZ光クロックで25dB以上、CS-RZ光クロックで22dB以上の不要サイドバンド抑圧比で2逓倍出力光クロックを生成した。