hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
過去数千年間の津波襲来履歴の新復元法ー汽水湖年縞堆積物のストロンチウム同位体比で

青森県東岸に位置する小川原湖の中央部で採取されたコア試料中から、堆積当時の湖水の古塩分濃度の指標であるストロンチウム同位体比を保存した相を抽出して、過去の汽水性の変動を連続的に復元することで、過去5千年間の大津波襲来履歴を再現することができるかどうか、検討した結果、小川原湖の場合には流入する河川水中のストロンチウム濃度が低く、汽水性の変動を大きく反映しないという問題点があることが分かった。本科研費での探索対象は、汽水湖の湖底から採取された堆積物コア試料中から、堆積時の湖底水中のストロンチウム同位体比を保存している成分のみを抽出する手法である。海水中と淡水中とでは溶存するストロンチウム同位体比の値が異なることから推定される、過去数千年間での高時間分解能での連続的な古塩分濃度変動復元曲線から、過去のスパイク状の塩分濃度の増加が検出できたら、それはすなわちこの地域を襲った大津波による海水の大規模な侵入を地球化学的に検出できたことになる。2009年に小川原湖中央部で採取された約20mの年縞堆積物コアから、堆積年代が5千年前以前の海成層試料(コア深度11-20m)4層準、およびその上層の汽成層の4層準について、テシエの抽出法で、1)間隙水、2)粘土イオン交換成分、3)炭酸塩成分、4)水酸化物相、5)有機物相、の5成分の抽出をおこない、クリーンルーム内でのストロンチウム単離に引き続き、ストロンチウム同位体比測定をおこなっており、現時点では4)水酸化物相が一番有望そうな結果が得られている。しかし、ストロンチウムの抽出量が一番少ない上に抽出剤中の不純物としてのストロンチウムの影響も考慮する必要があり、その再現性について検討した上で、2013年8月に開催される第四紀学会で発表予定である。同位体比以外で古塩分濃度の指標とされる、ホウ素含有量や粘土鉱物イオン交換成分中のアルカリ土類元素比についても、即発ガンマ線測定とICP発光分析で検討しており、これらの結果も併せて国際学術雑誌に投稿したい。本研究で古塩分濃度変動復元の方法論としての妥当性が確認できたら、10月に入学予定の博士課程院生の学位研究として、AD869年など歴史大津波の年に相当する層準や津波の痕跡が疑われる層準前後から、連続的にその指標となる成分を抽出して測定をおこない、津波の影響が検出できるかどうかを検証したい。
始原的隕石のコンドリュール・リムの形成過程:原始星雲あるいは母天体起源の検証

(1)コンドライト隕石のコンドリュールを囲むリムから様々な水質変成の証拠を発見した。水質変成の証拠は従来の星雲モデルでは説明できず,リムが母天体表層でできたことを物語っている。我々は学界で初めて「コンドリュール・リムの母天体形成モデル」を堤出した。(2)暗色包有物(Dark inclusion)の中から「水質変成およびそれに続く熱による脱水変成」の鉱物学的証拠を発見した。我々は10年ほど前に「DIは隕石母天体において水質変成を受け,その後,熱による脱水を受けてできた物質である」という新たなモデルを提出したが,今回の研究によってこのモデルが実証されたと言える。(3)CO3隕石から,初めて多数の暗色包有物を発見し,それらがCV3隕石のDIと同じように,CO母天体上で水質変成を受け,さらに熱による脱水を受けてできたことを見出した。この研究によって,CO母天体は水を含んでおり,熱・衝撃による物理的・化学的変化を大規模に起こした天体であった可能性が高いことが初めて示された。(4)衝撃実験の結果,含水隕石は,無水隕石よりもはるかに広い圧力範囲で,衝撃を受けた部分が微粒子に粉砕され,さらに圧力の解放時に爆発的な膨張を起すことがわかった。この結果は,含水小惑星が無水小惑星よりも,衝突によって塵を形成する割合がはるかに高いことを示しており,これまで謎であった塵と隕石における含水物質の存在度の大きな違いをうまく説明する。(5)神戸隕石のケイ酸塩暗色化が,無数の微小な気泡や鉄硫化物・磁鉄鉱の包有物を含む特異なカンラン石(vesicular olivine)に起因することをつきとめた。神戸隕石のケイ酸塩暗色化は,高温(>600°C)に熱せられた天体が比較的低い衝撃圧力(<20 GPa)を受けてできたという新しいモデルを提出した。1.コンドリュール・リムの成因:コンドライト中のコンドリュール・リムは,コンドリュールが原始星雲中に存在したとき,塵がその表面に付着してできたものだと考えられており,リムの存在そのものが,コンドライトが原始星雲物質の集積物である強い証拠だとされている。このモデルを検証する目的で,代表者らは多くのコンドライト隕石のリムの研究を行っている。これまで,ヴィガラノCV隕石中から層状ケイ酸塩に富むリムを発見し,リムとそれが囲むコンドリュールの間に水質変成作用の痕跡を見い出した。さらに他の2つのCV隕石を調べ,いずれの隕石からも層状ケイ酸塩に富むリムを発見し,リムがコンドリュールを大規模に交代変成してできている証拠を見い出した。これらの結果は,一様に,リムは塵の集積物ではなく,隕石母天体において水質変成作用を受け,その後さらに衝撃による角礫岩化作用によってできたものだ,という我々の母天体成因モデルを支持している。2.コンドライトの高温における衝撃実験:コンドライトは,その母天体中で様々な程度の熱変成,衝撃変成作用を受けている。これまで,これらの変成作用は別々に取り扱れてきた。しかし,加熱された隕石母天体の衝突現象は,きわめて一般的に起こったと考えられる。代表者らは,隕石が加熱された状態で衝撃圧力を受けた場合どうなるかを調べる実験を開始した。これまで,アエンデCV3隕石を300-800°Cに加熱して10-20GPaの衝撃圧力を与える実験を行った。

その結果,この圧力範囲では,室温の場合,加熱による変化はほとんど見られなかったが,600°Cではマトリックス中に溶融物と思われる微小粒子が多数できはじめ,700-800°Cでは細かい溶融脈が網の目状に形成されることがわかった。その溶融脈組織は,ケイ酸塩の暗色化を示すCK隕石や一部の普通コンドライト隕石のものと良く似ている。コンドライト隕石のケイ酸塩暗色化:その鉱物学的原因と成因ケイ酸塩の暗色化とは,陽石の薄片を透過光で見たとき,特にマトリックスのケイ酸塩(主にカンラン石)が黒茶色に見える現象である。これはコンドライト隕石に一般的に見られる現象だが,その原因は長い間不明であった。我々はケイ酸塩暗色化の原因を明らかにする目的で,分析SEMおよびField Emission SEMを用い,Kobe CK4隕石およびYamato693 CK5隕石の微細組織の詳細な研究を行った。その結果,これらの隕石のマトリックスは,無数の微小気泡およびマグネタイトやペントランダイトの微小包有物を含むカンラン石(vesicular olivine)を高い割合いで含んいることが明らかになった。それゆえ,CK隕石のケイ酸塩の暗色化はvesicular olivineの存在によるものだということが結論される。Vesicular olivineは,その産状と内部組織が炭素質コンドライトの衝撃溶融脈のものとよく似ていることから,衝撃によって生成したカンラン石の局所溶融物が結晶化してできたものだと考えられる。最近,我々は,Allende隕石を800°Cに加熱して24GPaの衝撃圧力を与える実験を行ったところ,マトリックス全体に,CK隕石のvesicular olivineとよく似た微細な網の目状の溶融脈が形成されることを明らかにした。以上のことから,我々は,CK陽石のケイ酸塩暗色化は,高温(>600°C)に熱せられた天体が,比較的低い衝撃圧力(<20GPa)による衝突を受けることによってできた,という新しいモデルを提出した。ケイ酸塩暗色化は,今後「高温に加熱された始原天体における衝撃変成作用」の指標になると我々は考えている。1.始原的隕石母天体における水・熱・衝撃による変化の証拠DIは主にCV3炭素質コンドライト隕石(以下CV3隕石)に多く含まれる岩片であり,これまで長い間,原始星雲の粒子が集積してできた物質と考えられてきた。我々は,モコイア隕石から合計24個のDIを見い出した。いずれのDIも構成物・組織ともに母岩隕石に似ており,水質変成作用を受けたことは明らかである。しかし,DIの層状ケイ酸塩は,母岩と異なり,熱により,部分的に脱水した痕跡を示す。それに加え,DIのマトリックスから,20-30GPaの衝撃圧縮に特有の特徴が見つかった。これらの結果は,以前から我々が提唱しているDIの母天体変成起源説を強く支持するものである。モコイア母天体では,広範な水質変成が起こった後,局所的に,衝撃による圧縮と加熱が起こったと思われる。2.CO隕石の暗色包有物:母天体プロセスを示す新たな証拠CO隕石は化学的にCV隕石と似ているが,このタイプの隕石からはDIは報告されていなかった。我々は,4つのCO隕石を電子顕微鏡で調べた結果,101個のDIを発見した。それらは,CO隕石母岩と似た物質が水質変成を起し,その後脱水作用があった証拠を示すことから,CV隕石のDIと似た履歴を持つと考えられる。CO隕石のDIは,おそらくCO母天体において,母岩とは異なる場所で水質変成,熱変成を受けた岩石のかけらであろう。CO母天体は,これまで,水を含まず,均質で,熱や衝撃による物理的変化の無い天体と考えられていた。
顔への非侵襲性の皮膚刺激が副交感神経活動と精神ストレスに及ぼす影響

耳甲介腔への非侵襲性微細突起による刺激が精神ストレスに及ぼす影響を検討した.男子大学生20名を対象として,5分間の仰臥位安静後,そのままの姿勢で暗算課題を10分間行わせた.これを,微細突起のあるツール(S),突起のない外見上区別のつかないプラセボツール(P)およびツールなし(N)の3種類の条件で,10分間の休息を挟んで実施した.各ツールは,両耳の耳甲介腔に実験者が貼付し,S・P・Nの3試行はランダム化,ダブルブラインドにて実施した.精神ストレスとして,4桁の数字から2桁の数字を除する暗算課題(例えば,1013から17を引く)を用い,口頭で回答させた.答が間違っていた場合は最初の数字(1013)に戻り,同様の作業を10分間行わせた.胸部に電極,両手首・足首にはマンシェットを装着し,心電図および血圧・脈波を,また唾液アミラーゼ,主観的疲労度(VAS)で計測した.VASは,安静時から暗算負荷時の差分がS: 22.26±17.76mm,P: 19.79±10.14mm,N:24.95±17.32mmと安静時から有意に増加したが条件間の差はなく,暗算によって3試行で同様の精神的ストレスが負荷されていた.心電図RR間隔は, S:ー137.58±68.30ms,P: ー115.59±91.99ms,N:ー125.23±86.40msと,暗算負荷で有意に低下したが,3条件間で有意差はなかった.その他の心拍変動の指標,また,唾液アミラーゼや血圧・脈波のデータについても,暗算負荷による変化は有意であったが,S,P,Nの条件間では差はなかった.今回の結果は,昨年度の結果とは異なり皮膚刺激の有用性が認められなかった.今回のデータをさらに詳細に検討し,昨年度との違いを明らかにしながら,刺激の種類や部位を変えながら精神ストレスへの影響の検討を進めていきたい.昨年実施した実験を,被験者数を増やし,新たな計測データを加えて実施した.しかし,当初の予想に反した結果となり,その原因を検討するためにさらに詳細なデータの検討が必要となっている.顔と耳甲介腔の皮膚への刺激が迷走神経活動を増加させることが,文献的にも昨年までの研究結果からも明らかになっている.これらの部位への刺激を中心に暗算ストレスだけでなく,他のストレス負荷法での実施(クレペリン検査など)や負荷時間などを検討していく.三叉神経の支配領域である顔の頬から下顎の皮膚を,ローラータイプの非侵襲性の機械的な刺激(S群),氷による冷却刺激(I群)を与える条件,及び何も刺激を与えない条件で心電図RR間隔(RRI)への影響を検討した.その結果,S群とI群で刺激中のRRIが有意に増大し,迷走神経活動が亢進した.また,RRIの増加の程度はS群とI群で差はなく,機械的な皮膚刺激によって冷却刺激と同等な効果が期待できることが示唆された.一方,鍼灸のツボを手掛かりに,耳甲介腔が迷走神経支配領域であることから,この部位の皮膚刺激としての可能性を検討した.この部位への微細突起による皮膚刺激は,共同研究者の研究において便秘の改善が確認されている.そこで,12名の大学生を対象に,精神ストレスとして暗算(例えば,1252から13を引く)を行わせ,耳甲介腔に微細突起による皮膚刺激ツール(S群),微細突起のないプラセボーツ(P群)を貼付した場合と,何も貼付しないグループで比較検討した.その結果,RRIは,P群とC群でストレス時に有意に低下し(心拍数の増加),交感神経が高まりストレスがかかっていたことを示している.ところが,S群のRRIは低下していたが有意ではなく,低下の程度も低かった.一方,自覚的疲労度はいずれの群も上昇し,暗算中に疲労感が高まり,ストレスがかかった状態であったことが示された.このように,耳甲介腔に微細突起による皮膚刺激によって交感神経活動を抑えることができたことは,ストレスを軽減させる可能性を示唆している.しかし,自覚的な疲労感としての効果は示されなかった.これらの研究成果によって,非侵襲性の皮膚刺激ツールは迷走神経活動を賦活させ,交感神経活動を抑えることで,ストレスを軽減させる新しいセルフケアツールとなりうることを示唆する成果であった.刺激部位,刺激量,ツールの検討は十分ではないが,迷走神経活動の賦活に有効な部位が見つかり,ストレスの予備実験からも肯定的な結果が得られている.耳甲介腔への非侵襲性微細突起による刺激が精神ストレスに及ぼす影響を検討した.男子大学生20名を対象として,5分間の仰臥位安静後,そのままの姿勢で暗算課題を10分間行わせた.これを,微細突起のあるツール(S),突起のない外見上区別のつかないプラセボツール(P)およびツールなし(N)の3種類の条件で,10分間の休息を挟んで実施した.各ツールは,両耳の耳甲介腔に実験者が貼付し,S・P・Nの3試行はランダム化,ダブルブラインドにて実施した.

精神ストレスとして,4桁の数字から2桁の数字を除する暗算課題(例えば,1013から17を引く)を用い,口頭で回答させた.答が間違っていた場合は最初の数字(1013)に戻り,同様の作業を10分間行わせた.胸部に電極,両手首・足首にはマンシェットを装着し,心電図および血圧・脈波を,また唾液アミラーゼ,主観的疲労度(VAS)で計測した.VASは,安静時から暗算負荷時の差分がS: 22.26±17.76mm,P: 19.79±10.14mm,N:24.95±17.32mmと安静時から有意に増加したが条件間の差はなく,暗算によって3試行で同様の精神的ストレスが負荷されていた.心電図RR間隔は, S:ー137.58±68.30ms,P: ー115.59±91.99ms,N:ー125.23±86.40msと,暗算負荷で有意に低下したが,3条件間で有意差はなかった.その他の心拍変動の指標,また,唾液アミラーゼや血圧・脈波のデータについても,暗算負荷による変化は有意であったが,S,P,Nの条件間では差はなかった.今回の結果は,昨年度の結果とは異なり皮膚刺激の有用性が認められなかった.今回のデータをさらに詳細に検討し,昨年度との違いを明らかにしながら,刺激の種類や部位を変えながら精神ストレスへの影響の検討を進めていきたい.昨年実施した実験を,被験者数を増やし,新たな計測データを加えて実施した.しかし,当初の予想に反した結果となり,その原因を検討するためにさらに詳細なデータの検討が必要となっている.今後は,刺激部位,刺激量,ルールのさらなる基礎的な検討を加えながら,顔面の頬から下顎にかけての皮膚領域や耳甲介腔への皮膚刺激が及ぼす精神的ストレスへの影響を検討してく.精神的ストレスの方法や自律神経活動の評価指標に検討を加え,被験者数を増やし検討していく予定である.顔と耳甲介腔の皮膚への刺激が迷走神経活動を増加させることが,文献的にも昨年までの研究結果からも明らかになっている.これらの部位への刺激を中心に暗算ストレスだけでなく,他のストレス負荷法での実施(クレペリン検査など)や負荷時間などを検討していく.情報収集のため当初計画していなかった学会へ参加するなどして,予算使用計画を若干変更したため.論文の執筆に時間を要し,実験の実施が遅れたのに加え,実験結果が当初の予想に反するものであり,学会発表などができなかった.また,当初の予定にない学務などのため実験を実施する時間が制限されたため,物品の購入など予算の使用が制限されてしまった.次年度に効率よく使用していきたい.
ウルトラファインバブルによる新規骨粗鬆症予防・治療法の開発

【はじめに】ステロイド性骨粗鬆症(GIO)は若年者でも発症するため、長期に渡り安全有効な代替治療が望まれている。骨組織は低酸素状態であり、高圧酸素は破骨細胞の分化を抑制し、骨芽細胞の分化を促進することが報告されている。そこで我々はUltra-fine bubble(以下UFB;直径200nm以下のウイルス大の気泡)という新規技術に着目した。【方法】マウス皮下にステロイドを留置し、GIOマウスを作製した。術翌日より週3回、200ulの生食・OUB生食・窒素UFB(以下NUB)生食のいずれかを腹腔内投与し、8週間後に組織学的評価等を行った。細胞培養実験ではOUBを飽和希釈後に段階希釈した培養液でマウス骨髄由来破骨細胞とマウス頭頂骨由来骨芽細胞を培養し、増殖・分化への影響を評価した。【結果】GIOマウスの骨密度低下は、OUB生食投与により生食・NUB生食投与群と比較して有意に改善した。またGIO誘導による骨組織における破骨細胞数の増加は、OUB生食投与により有意に抑制された。血液検査ではGIO誘導による骨吸収マーカー(CTX1)の増加はOUB生食投与により有意に抑制された。細胞培養実験ではOUBは濃度依存性に破骨細胞数・骨吸収領域および破骨細胞の分化・機能関連遺伝子発現を抑制した。一方、骨芽細胞へは有意な影響が認められなかったことより、OUBによるGIOの改善は主に破骨細胞の分化および機能抑制によるものと考えられた(Noguchi T, Ebina K, et al. Osteoporos Int. 2017)。また、我々は末梢神経障害局所では低酸素状態となることに着目し、坐骨神経損傷モデルラットに対するOUB腹腔内投与が神経節細胞の軸索伸展やシュワン細胞の増殖促進効果を介して坐骨神経機能回復を促すことを報告した(Matsuoka H, Ebina K, et al. Int J Mol Sci. 2018)。【はじめに】本邦では約1280万人の骨粗鬆症患者のうち約8割が未治療とされ、治療普及率の低さが大きな問題となっている。中でもステロイド性骨粗鬆症(GIO)は若年者でも発症するため、長期に渡り安全有効な代替治療が望まれている。元来骨組織は低酸素状態であり、高酸素は骨を吸収して減少させる破骨細胞の分化を抑制し、かつ骨を形成する骨芽細胞の分化を促進し得ることが報告されている。そこで我々は骨組織の低酸素状態を改善するためにUltra-fine bubble(以下UFB;直径200nm以下のウイルス大の気泡)という新規技術に着目した。術翌日より週3回、200ulの生食・OUB生食・窒素UFB(以下NUB)生食のいずれかを腹腔内投与し、8週間後に骨構造・組織学的評価、並びに骨代謝マーカー等による評価を行った。細胞培養実験ではOUBを飽和希釈後に段階希釈した培養液(0,25,50,75,100%)でマウス骨髄由来破骨細胞とマウス頭頂骨由来骨芽細胞を培養し、増殖・分化への影響を評価した。平成28年度に評価予定であった骨芽・破骨細胞の細胞内シグナル伝達への影響を解明し、また平成29年度に評価予定であったステロイド性骨粗鬆症モデルマウスへのOUB投与効果を解明し、論文化した。【方法】マウス皮下にステロイドを8週間留置し、GIOマウスを作製した。術翌日より週3回、200ulの生食・酸素UFB(以下OUB)生食・窒素UFB(以下NUB)生食のいずれかを腹腔内投与し、8週間後に骨構造・組織学的評価、並びに骨代謝マーカー等による評価を行った。細胞培養実験ではOUBを飽和希釈後に段階希釈した培養液でマウス骨髄

由来破骨細胞とマウス頭頂骨由来骨芽細胞を培養し、増殖・分化への影響を評価した。【結果】GIOマウスの骨密度低下は、OUB生食投与により生食・NUB生食投与群と比較して有意に改善した。またGIO誘導による骨組織における破骨細胞数の増加は、OUB生食投与により有意に抑制された。血液検査ではGIO誘導による骨吸収マーカー(CTX1)の増加はOUB生食投与により有意に抑制された。細胞培養実験ではOUBは濃度依存性に破骨細胞数・骨吸収領域および破骨細胞の分化・機能関連遺伝子発現を抑制した。一方、骨芽細胞へは有意な影響が認められなかったことより、OUBによるGIOの改善は主に破骨細胞の分化および機能抑制によるものと考えられた(Noguchi T, Ebina K, et al. Osteoporos Int. 2017)。予定通り平成29年度は骨粗鬆症で最も患者数の多い閉経後骨粗鬆症を想定し、かつ利便性を考慮して卵巣摘出した閉経後骨粗鬆症モデルマウスへのOUB水の経口投与での治療効果を検討した。まず卵巣摘出により骨組織での破骨細胞が増加し、骨量が減少する閉経後骨粗鬆症モデルマウスを安定的に作成することに成功した。次いでマウスは自由飲水の状態でもOUB蒸留水を通常の蒸留水と同用量かつ明らかな副作用等なく摂取可能であることを確認した。卵巣摘出8週間後のOUB蒸留水投与群と蒸留水投与群の骨組織を比較したところ、卵巣摘出に伴う大腿骨遠位部骨髄の脂肪化はOUB蒸留水投与群で抑制される傾向を認めたが、骨量については両群で有意差は認められなかった。【はじめに】ステロイド性骨粗鬆症(GIO)は若年者でも発症するため、長期に渡り安全有効な代替治療が望まれている。骨組織は低酸素状態であり、高圧酸素は破骨細胞の分化を抑制し、骨芽細胞の分化を促進することが報告されている。そこで我々はUltra-fine bubble(以下UFB;直径200nm以下のウイルス大の気泡)という新規技術に着目した。【方法】マウス皮下にステロイドを留置し、GIOマウスを作製した。術翌日より週3回、200ulの生食・OUB生食・窒素UFB(以下NUB)生食のいずれかを腹腔内投与し、8週間後に組織学的評価等を行った。細胞培養実験ではOUBを飽和希釈後に段階希釈した培養液でマウス骨髄由来破骨細胞とマウス頭頂骨由来骨芽細胞を培養し、増殖・分化への影響を評価した。
新規抗癌剤開発のためのリピッドラフト解析

1)スフィンゴミエリン欠失細胞株細胞株におけるFas誘導apoptosisの解析:スフィンゴミエリン欠質細胞およびコントロール細胞を抗Fas抗体(CH11)で刺激し,apoptosisをsub G1法でFACSで解析し,両細胞におけるapoptosisの差異を明らかにした.Fas架橋刺激による,DISC形成の検出,Caspase活性の測定,ミトコンドリア膜電位の測定を行なった.スフィンゴミエリン欠失細胞株におけるlipid raftの形態および機能を明らかにした.細胞膜でのスフィンゴミエリンの局在を明らかにするために,スフィンゴミエリンに特異的に結合するMBP結合1yseninとPE標識抗MBP抗体を用いて染色した.Fas架橋刺激によるCluster形成をFITC-,PE-標識Fas抗体で検出し,ラフト構成におけるganglioside GM1とスフィンゴミエリンおよびFasの動態を明らかにした.スフィンゴミエリン欠失細胞株では,Fasの凝集が抑制されていた.3)Fas誘導シグナルの差異の検討:Fas架橋刺激に伴う,FADD,Caspase-8とFasとの結合をwestern blottingおよび免疫沈降法を用いて検討した.リピッドラフトをsucrose gradient法により分画し,ganglioside GM1量とスフィンゴミエリン量を比較検討した.Fas刺激に伴うFADDやCaspaseなどのシグナル伝達物質のlipidraftへの移行を検討した.スフィンゴミエリン欠失細胞では,Fas刺激によるcaspase-8,caspase-3活性が抑制されていた.また,Fasに会合するFADD,Caspase-8量も低下していた.その結果Fasによるアポトーシスがスフィンゴミエリン欠失細胞では障害されていることが明らかになった.1)スフィンゴミエリン欠失細胞株細胞株におけるFas誘導apoptosisの解析:スフィンゴミエリン欠質細胞およびコントロール細胞を抗Fas抗体(CH11)で刺激し,apoptosisをsub G1法でEACSで解析し,両細胞におけるapoptosisの差異を明らかにした.Fas架橋刺激による,DISC形成の検出,Caspase活性の測定,ミトコンドリア膜電位の測定を行なった.スフィンゴミエリン欠失細胞株におけるlipi draftの形態および機能を明らかにした.細胞膜でのスフィンゴミエリンの局在を明らかにするために,スフィンゴミエリンに特異的に結合するMBP結合lyseninとPE標識抗MBP抗体を用いて染色した.Fas架橋刺激によるCluster形成をFITC-,PE-標識Fas抗体で検出し,ラフト構成におけるganglioside GM1とスフィンゴミエリンおよびFasの動態を明らかにした.スフィンゴミエリン欠失細胞株では,Fasの凝集が抑制されていた.3)Fas誘導シグナルの差異の検討:Fas架橋刺激に伴う,FADD, Caspase-8とFasとの結合をwestern blottingおよび免疫沈降法を用いて検討した.リピッドラフトをsucrose gradient法により分画し,ganglioside GM1量とスフィンゴミエリン量を比較検討した.Fas刺激に伴うFADDやCaspaseなどのシグナル伝達物質のlipid raftへの移行を検討した.スフィンゴミエリン欠失細胞では,Fas刺激によるcaspase-8,caspase-3活性が抑制されていた.また,Fasに会合するFADD, Caspase-8量も低下していた.その結果Fasによるアポトーシスがスフィンゴミエリン欠失細胞では障害されていることが明らかになった.1)スフィンゴミエリン欠失細胞株細胞株におけるFas誘導apoptosisの解析:スフィンゴミエリン欠質細胞およびコントロール細胞を抗Fas抗体(CH11)で刺激し,apoptosisをsub G1法でFACSで解析し,両細胞におけるapoptosisの差異を明らかにした.Fas架橋刺激による,DISC形成の検出,Caspase活性の測定,ミトコンドリア膜電位の測定を行なった.スフィンゴミエリン欠失細胞株におけるlipid raftの形態および機能を明らかにした.細胞膜でのスフィンゴミエリンの局在を明らかにするために,スフィンゴミエリンに特異的に結合するMBP結合1yseninとPE標識抗MBP抗体を用いて染色した.Fas架橋刺激によるCluster形成をFITC-,PE-標識Fas抗体で検出し,ラフト構成におけるganglioside GM1とスフィンゴミエリンおよびFasの動態を明らかにした.スフィンゴミエリン欠失細胞株では,Fasの凝集が抑制されていた.3)Fas誘導シグナルの差異の検討:Fas架橋刺激に伴う,FADD,Caspase-8とFasとの結合をwestern blottingおよび免疫沈降法を用いて検討した.リピッドラフトをsucrose gradient法により分画し,ganglioside GM1量とスフィンゴミエリン量を比較検討した.Fas刺激に伴うFADDやCaspaseなどのシグナル伝達物質のlipidraftへの移行を検討した.スフィンゴミエリン欠失細胞では,Fas刺激によるcaspase-8,caspase-3活性が抑制されていた.また,Fasに会合するFADD,Caspase-8量も低下していた.その結果Fasによるアポトーシスがスフィンゴミエリン欠失細胞では障害されていることが明らかになった.
乳がん体験者のソーシャル・サポートと精神的・身体的状況との関連:手術前から手術後までの縦断的研究

研究目的本研究は、日本人乳がん体験者のプラスとマイナス両側面を含めたソーシャル・サポート、精神的状況、身体的状況を縦断的に捉え、その実態と関連、また、経時的な変容を知ることを目的とした。さらに、医療者が行う日本人乳がん体験者へのケア提供を検討することを目的とした。研究方法某大学附属病院において「乳がん」の診断を受け治療とケアを受ける予定の者に研究目的や方法、倫理的配慮に関する説明を行い同意を得た者(N=60)に手術前、手術後2週、手術後1ヶ月、手術後6ヶ月、手術後1年の5回にわたり、日本語版精神健康調査票とインターパーソナル・リレーションシップ・インベントリーを使用しデータを収集した。記述統計、ピアソン積率相関係数、反復測定分散分析によりデータ分析を行った。結果と考察1.乳がん体験者のソーシャル・サポート・ネットワークは、手術前から手術後1年まで主に家族や友人であった。2.乳がん体験者のソーシャル・サポートは、手術前から手術後1年まで各期における有意な経時的変容はみられなかった。3.乳がん体験者の精神的状況は手術後1ヶ月に下降し、手術後1年では最も良くなるという傾向を示した。しかし、この経時的な変容の傾向は、その統計的な有意差を示さなかった。4.乳がん体験者の自覚・他覚症状による身体的状況は、手術前と比べ、それぞれ手術後2週、1ヶ月、6ヶ月との間において有意差を示した。時間の経過とともに身体症状の量的減少を示した。5.乳がん体験者の家族員数が、手術前にサポートと有意相関を示した。婚姻状況と精神的状況や身体的状況との関連の有無は、データ収集時期により有意な相関が「ある」や「ない」という結果を示した。6.ソーシャル・サポートのプラス側面としてのサポートと身体的状況とが、手術前においてのみ有意相関を示した。また、サポートと婚姻状況が手術後1年においてのみ有意相関を示した。ソーシャル・サポートのマイナス側面としてのコンフリクトは、身体的状況と有意相関を示さず、その傾向のみを示した。この相関分析は、因果関係を示す統計分析ではない。因果関係をみるソーシャル・サポート変数と健康への影響を検討できる統計分析可能な対象者数を得て、追究する必要がある。7.看護者は、乳がん体験者への看護実践にこれらの結果を活用し、乳がん体験者とその支援源であるソーシャル・サポート、ネットワーク構成員をケア提供の対象としたアプローチにより、精神的・身体的状況を向上すべくケア提供が必要である。平成11年度の計画は文献検討とデータ収集であった。計画どおり文献検討を行い、これに基づきデータ収集を併せて行った。現在、得られたデータの分析を行っている。部分的なデータ分析結果をまとめ平成12年度に2つの学会に発表する予定である。これら予定している学会での主な発表内容を以下に記述し、今年度の研究業績の概要とする。来年度は、これらの結果を含め、研究計画に即してさらなる研究を遂行する予定である。平成12年度の計画は、データ分析であった。

計画どおりデータ分析を行い、その分析結果の部分的なまとめを2つの学会において発表した。1.乳がん体験者のソーシャル・サポート・ネットワークは、手術前から手術後1年まで、主に家族や友人であった。2.乳がん体験者のソーシャル・サポートのプラスとマイナス側面としてのサポートやコンフリクトの手術前から手術後1年まで各期における有意な経時的変容はみられなかった。3.乳がん体験者の精神的状況は、手術後1ヶ月で上昇し、徐々に下降傾向となり、手術後1年では最も低い得点を示し精神的な状況が良くなるという傾向を示した。経時的な変容はその統計的な有意差を示さなかった。4.乳がん体験者の自覚・他覚症状による身体的状況は、手術前と比べ、それぞれ手術後2週、1ヶ月、6ヶ月との間において有意差を示した。時間の経過とともに身体症状の量的減少を示した。5.乳がん体験者の家族員数が、手術前にサポートと有意相関を示した。婚姻状況と精神的状況や身体的状況との関連の有無は、データ収集時期により有意な相関が「ある」や「ない」という結果を示した。6.ソーシャル・サポートのプラス側面としてのサポートと身体的状況とが、手術前においてのみ有意相関を示した。また、サポートと婚姻状況が手術後1年においてのみ有意相関を示した。ソーシャル・サポートのマイナス側面としてのコンフリクトは、身体的状況と有意相関を示さず、その傾向のみを示した。この相関分析は、因果関係を示す統計分析ではない。因果関係をみるソーシャル・サポート変数と健康への影響を検討できる統計分析可能な対象者数を得て、追究する必要がある。7.看護者は、乳がん体験者への看護実践にこれらの結果を活用し、乳がん体験者とその支援源であるソーシャル・サポート、ネットワーク構成員をケア提供の対象としたアプローチにより、精神的・身体的状況を向上すべくケア提供が必要である。上記の研究成果をまとめ論文投稿の予定である。また、次の研究遂行にあたり研究計画書を作成中である。
ヒト血清中の抗デングウイルス抗体の解析

デングウイルス(DENV)は蚊によって媒介され、デング熱・デング出血熱を引き起こす。分布域は100ヵ国以上と広大で、推定患者数は年間数億人に上る。世界中でワクチン開発が試みられているが、未だに認可ワクチンはない。ワクチン開発を困難にしている要因として、DENVの抗原多様性と、それによって引き起こされる抗体依存性感染増強(ADE)がある。ADEは、DENVに感受性のある単球やマクロファージ等に発現するFcγレセプターを介して、抗体がウイルス感染を増強させる現象で、重症化との関連が示唆されている。DENVには4つの血清型(1-4型)が存在し、初回感染とは異なる型に感染した場合、中和活性を有さない交差性の抗体や、中和活性を有する抗体であっても低濃度ではADEを示すことが知られている。マヒドン大学とサノフィパスツール社が行った、黄熱ウイルスとの弱毒キメラワクチン(CYD-TDV)の臨床試験では、全血清型の実験室株に対して中和抗体の誘導が認められたが、2型ウイルス感染による発症率がワクチン接種群と非接種群でほぼ同等であることが報告された。このように、中和試験結果と臨床現場での結果が大きく異なる原因として、評価用抗原として用いられる実験室株やワクチン株と、現在タイ国内で蔓延している流行株では抗原性に大きな違いがあることが推測された。本研究では、先ずCYD-TDVの臨床試験を主動したアルニー教授と共同で、近年のタイにおける流行株の遺伝子解析を行なった。実験室株およびワクチン株との相違について検討した結果、近年流行している2型ウイルスには、ウイルスの表面構造に影響し得るアミノ酸変異が生じていることが明らかとなった。CYD-TDVの臨床試験において、2型ウイルスに対してのみ、極めてワクチン効果が低かった理由の一つとして、この構造変化が関与している可能性が示された。
廃用性筋萎縮のインビボ病態生理学への新展開一放射性トレーサヒによる非侵襲測定法一

ラットの後肢筋を用い,タリウム-201(^<201>Tl)の取込を検索し,次のような興味ある新しい結果を得た。投与時間ごとに分けた実験Iでは投与30分と1時間後に,ヒラメ筋(Sol)の取込率は5っの後肢筋に比べて最も高い値を示した,しかし投与12時間後にSo1は最小値に減少した。また足底筋(Pla),腓腹筋(Grit),前脛骨筋(TA)と長趾伸筋(EDL)の取込率は時間経過により増加した。この実験によって抗重力筋である赤筋の取込が多いことが観察されることから、^<201>Tlは筋の血流量を計測することで筋の病態生理を知ることができる有効な手段である。全身麻酔下群とコントロール群の実験IIでは^<201>Tl投与30分後に取込率を比較した。意識があるコントロール群の取込率は麻酔群より全体的に高く,SoI/EDLの取込比率が高かった(2.5対1.3)。本法は動物の意識と活動レベルの違いから末梢血流量の差がでることが明らかになった。3週間の後肢懸垂モデルラットとコントロール群の実験IIIでは正常ラットのSolにおける高^<201>Tl取込,後肢懸垂群Solの低値を示す取込の特徴的な現象が観測された。後肢懸垂後の再荷重時間10分間群(R10m群)6時間群(R6h群),24時間群(R24h群),4日間群(R4d群),12日間群(R12d群)の実験IVではSo1,Pla,Gasの屈曲筋群の^<201>Tl取込がR10m,R6h,R24hには高くなっておりR4dにはPlaとGasの取込率が有意に下がっているのが観測され,このことから廃用によって末梢の循環状態を知り得ることができた。又,オートラジオグラフィーにより各筋のタイプI筋線維が集合している部位に^<201>Tlの濃度も高く観察された。更に,^<201>Tlを用いることによって筋強化の効果判定にも多いに利用できるものと考えられる。ICRマウス5週齢,30匹を用い,下肢骨格筋のタリウム201(^<201>TI)の取り込み状態を経時的に又オートラジオグラフィー(ARG)で筋中の分布状態の観察を行った.マウス後肢筋は次の5つの筋で調べた.ヒラメ筋(SOL),足底筋(PLA),腓腹筋(GAS),長趾伸筋(EDL),前脛骨筋(TA)である.^<201>TIの投与は生理的食塩水に10倍希釈をした原液201TIを0.1mlを腹腔内に注入した.^<201>TIの取り込みの経験:時観察は,^<201>TI投与後A=10分,B=1時間,C=3時間'D=6時間のグループに分け計測した.^<201>TIの取り込み率の計測は,Autowell Gamma Counterで行い,各筋の取り込み率は投与1%の標準により比較し,湿重量で除して結果を出した.投与後AはSOLに有意に他の筋に比して%dose/gが高値を示していた.次いでPLAがGAS, EDLに比して高値を示していたが,EDLでは最も低値を示していた.BにおいてもAと同様にSOLは高値を表しており,GAS, EDL, TAは低値であった.Cでは依然としてSOL, PLAが高値を保持していたが,DおよびEではSOLは他筋に比べて有意に低値をとっていた.赤筋優位であるSOLは他の筋,特に白筋優位であるEDLに比べて有意に^<201>TIの取り込みが多いということが判明し,筋の特異性を示す有意義な方法といえる.またARGの観察は,ARG用の切片を透明セロファンテープで固定し,ラップを敷いた後Imaging Plate(IP)を用いてARG画像を得た.ARGにおける筋の中の分布画像の観察では,筋の表在あるいは深部に集積する違いが十分に観察可能であることが判明し,筋の特徴を掴み取ることができる有意義な方法であることが示唆された.そこで^<201>TIの取り込みが筋の特性を示すことが以上より判明したことから,廃用性筋萎縮での赤筋優位であるSOLで,どのような病態像を示すかのかを次に研究するかにある糧となりうる結果であった.ラットの後肢筋を用い,タリウム-201(^<201>Tl)の取込を検索し,次のような興味ある新しい結果を得た。

意識があるコントロール群の取込率は麻酔群より全体的に高く,SoI/EDLの取込比率が高かった(2.5対1.3)。本法は動物の意識と活動レベルの違いから末梢血流量の差がでることが明らかになった。3週間の後肢懸垂モデルラットとコントロール群の実験IIIでは正常ラットのSolにおける高^<201>Tl取込,後肢懸垂群Solの低値を示す取込の特徴的な現象が観測された。後肢懸垂後の再荷重時間10分間群(R10m群)6時間群(R6h群),24時間群(R24h群),4日間群(R4d群),12日間群(R12d群)の実験IVではSo1,Pla,Gasの屈曲筋群の^<201>Tl取込がR10m,R6h,R24hには高くなっておりR4dにはPlaとGasの取込率が有意に下がっているのが観測され,このことから廃用によって末梢の循環状態を知り得ることができた。又,オートラジオグラフィーにより各筋のタイプI筋線維が集合している部位に^<201>Tlの濃度も高く観察された。更に,^<201>Tlを用いることによって筋強化の効果判定にも多いに利用できるものと考えられる。
メリライト型化合物を中心とした新規低次元物質の合成と物性解明

本研究課題では、層状構造を持ち、化学組成の自由度の高いメリライト型化合物を中心として、関連する低次元化合物の新規合成を行った。得られた新物質の組成や結晶構造を決定し、磁性を中心とした物性評価・解析を行い、この化合物群の組成ー構造ー物性の相関に関する系統的な知見を得た。また、その結果を基にさらなる新物質探索へと展開し、今後の新たな機能性物質の開発を目指すための大きな成果を得た。特にメリライト型化合物に対しては、従来ほとんど行われていなかった様々なイオン置換の試みに成功した。その構造的特徴を反映した特異な磁気的性質に加えて、アニオン置換等による磁気的性質の制御へと繋がる重要な知見を得た。本課題では層状構造を持ち、組成の自由度の極めて高いメリライトA2MM'2X7(A =アルカリ土類金属, Eu; M,M' =遷移金属, Si, Ge; X = O, S)を中心として、関連する低次元構造を持つ新物質の探索を行った。また、磁性を中心とした物性評価を行い、この化合物群の物性を系統的に理解する事を目的とした研究を実施した。【Eu2MSi2O7の光学的性質】前年度に磁性を明らかにした新物質Eu2MSi2O7に対し、分光学的実験を行った。紫外-可視光拡散反射スペクトルから、バンドギャップエネルギーを決定し、励起-発光スペクトルでは、470 nm(Mg)、462, 630 nm(Mn)にピークを観測した。第一原理計算と実験結果との比較検討より、観測された挙動について理論的な観点からも明らかにした。【PbMn2Ni6Te3O18型化合物の磁気的性質】磁性イオン(M)の一次元鎖を持つPbMn2M6Te3O18の新規合成に成功し、その構造を明らかにした。また、磁化率測定の結果、低次元系特有なブロードな磁気異常を示すことを見出し、理論的な一次元交替差モデルにより説明できることを明らかにした。【Ln2MGe4O12の構造と磁気的性質】ランタノイド(Ln)と遷移金属(M = Co, Fe)の二次元ネットワーク構造を持つLn2MGe4O12の新規合成に成功した。詳細な結晶構造解析の結果、LnとMイオンがランダム占有する(Ln,M)O6八面体とLnO8正方逆プリズムから構成された二次元層を持つ事を明らかにした。さらに、磁気測定を行い、Mイオンの反強磁性転移(M = Co)、MとLnイオンの二段階磁気転移などの特異な磁気的挙動を見出した。【Ln3OsO7の磁気的性質】Osの一次元鎖構造を有するフルオライト関連化合物の磁気的・熱的性質を調べ、低温における異常な磁気的挙動を見出した。本課題では層状構造を持ち、組成の自由度の極めて高いメリライトA2MM'2X7を中心として、関連する低次元化合物の新物質合成を行った。さらに、組成と結晶構造を決定し、磁性を中心とした物性評価・解析を行い、この化合物群の構造と物性の相関に関する系統的な知見を得て、それを元にさらなる新物質探索を継続し、成果を得た。【AnMTeO6(n=1,2;A=Na,ランタノイド;M=遷移金属)】新たな層状酸化物の合成に成功し、その構造中でハニカム配列を有するカチオン間の秩序/無秩序配列とそれに伴う結晶対称性の変化、さらに、希土類の4f電子と遷移金属のd電子とのd-f電子間磁気的相互作用により特異な磁気的挙動を示すことを見出した。【希土類ー遷移金属ホウ酸塩】オキソ酸をアニオンとして持つ、ホウ酸塩RCr(BO3)2の構造と磁性を明らかにした。この物質の構造が、従来のLn3+、Cr3+が秩序化配列した理想的なドロマイト構造ではなく、そのイオン半径差にもかかわらずアンチサイトディスオーダーを引き起こしていることを明らかにした。さらに、この研究を元に研究を展開し、一次元構造を持つホウ酸塩の新規合成にも成功した。【四元系酸化物Ba3LnFe2O7.5(Ln=ランタノイド)】Ba3LnFe2O7.5の構造と磁気的性質を明らかにした。この物質は導入する希土類のイオン半径によって結晶系が大きく異なるが、その中で斜方晶/単斜晶の構造相転移が酸素欠損量の違いによって引き起こされることを明らかにした。また、その両者で磁化率の挙動が大きく変化する事を発見し、欠損する酸素サイトとFeイオン間の超交換相互作用経路の観点から、その原因を解明にすることに成功した。

本課題では層状構造をもち、組成の自由度が極めて高いメリライト関連化合物A2MM'2X7(A =アルカリ土類金属等、M, M' =遷移金属等、X = O, S)に注目し、新規物質の開拓を試みるとともに、遷移金属のスピン挙動を系統的に理解することを目的とした研究を実施し以下の成果を得た:【二次元反強磁性体Sr2MGe2O7 (M = Mn, Co)の磁気構造解析】メリライト型酸化物Sr2MGe2O7の磁化率および比熱測定を行い、それぞれ4.5 K, 6.5 Kで反強磁性転移を起こすこと見出した。その磁気的挙動の詳細を明らかにするため、粉末中性子散乱実験を行った。観測された磁気ブラック反射から磁気構造を決定することに成功した。両化合物とも秩序化した磁気モーメントはコリニア配列をとるが、磁性イオンの異方性を反映した配列の違いを示すことを見出した。【アニオン置換型メリライトの新規合成と磁気的性質】Mサイトに磁性イオンをもつSr2MGe2S6O (M = Mn, Fe)、およびM, A両サイトに磁性イオンを含むEu2MGe2S6O(M = Mn, Fe)の新規合成に成功した。いずれも正方晶メリライト型構造をとり、アニオンが秩序化配列していることが明らかとなった。Sr2MnGe2S6Oの磁化率測定の結果、有効磁気モーメントからMn2+イオンがS=5/2の高スピン状態にあり、Mnの反強磁性転移を示すことが明らかとなり、また、比熱では長距離秩序化を示すλ型の二次相転移による異常が観測された。一方、Eu2MnGe2S6Oは、磁化率が2.3 Kで異常を示すのに対して、比熱は15.0 Kでも異常を示し、EuとMnの段階的な磁気秩序を示す事を見出した。この結果は、同型の酸化物とは異なる磁気的相互作用の存在を示唆しており、複合アニオン化による磁性の制御へと繋がる大きな成果を得た。メリライト型酸化物の磁気的性質に加えて、光学的性質や理論計算を合わせて行うことで、この化合物群の構造と物性への理解を大きく進めることができた。また、酸素から硫黄へのアニオン置換によるアプローチに関しては、これまでに得られているアニオン比S:O = 6:1に加えて、ほぼ完全に硫黄に置換した試料の合成に成功した。これらの置換により磁気転移温度が上昇し、磁気的相互作用を強める効果があることを発見した。関連する低次元構造を持つ化合物の新規合成に数多く成功し、構造的・磁気的に特異な挙動を見出した。特に、一次元鎖構造を持つPbMn2Ni6Te3O18型化合物では、NiサイトだけではなくPb、Mn、Te各サイトに関しても化学的置換が可能であることを見出した。すでに報告されている同型物質は1個のみであるが、実際にはかなり大きな化合物群である事が明らかになった。すでに4f電子系のランタノイドの導入にも成功し、今後、大きく展開できる第一歩となる成果を得た。これまで明らかになっていなかったメリライト酸化物Sr2MGe2O7 (M = Mn, Co)の磁気的性質の詳細を明らかにすることに成功した。(T. Endo et al., Inorg. Chem., 51, 3572-3578 (2012))この化合物の磁気的性質は、本研究課題にて取り扱う物質の性質を理解するための基礎となる知見であり、大きな一歩となる成果として位置づけられる。さらに、メリライト化合物の物性を大きく変化させるために複数のアニオンを持つ化合物の新規合成を試み、酸化物と同構造を持つオキシ硫化物の合成に成功した。
2次元金属ナノ超配列構造による分子集合体の光認識・動的制御

金属微小構造体より構築される極微小空間での高感度分子検出および分子分別システムの構築を行なった。自己組織的に配列させたポリスチレンビーズをテンプレートとしてガラス基板上へ金属を傾斜蒸着することで、ガラス基板上へ金属微小構造体を規則的に配列させることが可能となる。蒸着時の角度・速度・蒸着量の厳密な制御に基づいて、二つの金属微小構造体を近接して配置させたダイマー構造を構築した。その際のギャップ間隔はナノメートルオーダーにて制御可能であった。このギャップ近傍へ2,2'-及び4,4'-bipyridine分子を吸着させた後、顕微ラマン分光装置にてラマン散乱スペクトルの経時観察を行なったところ、両者のスペクトルが瞬間的に入れ替わる挙動が観察された。統計学的解析の結果、本現象は2個以上複数の分子が同時に入れ替わったとは考えられず、単一分子からのシグナルを検知していたものと結論付けられた。これまで、固体基板上に設計された金属微小構造体から単一分子由来のシグナルを観察した直接的な証拠を示した研究例はなく、本研究はその先駆的な成果といえる。一方、構造体ギャップのスケールを幅数十数百ナノメートル程度にまで拡張した場合、この構造体基板上にて脂質二分子膜の自発展開現象を発現させることで、自発展開膜内に添加した種々の分子をその分子特性に依存して分離分別することが可能となった。全反射蛍光顕微鏡を用いた単一分子追跡による検討の結果、特定の分子はギヤップでの分子拡散性が顕著に低下していることが明らかとなった。これはギャップにおける化学ポテンシャル障壁の形成が分子拡散性に影響を及ぼした結果であると考えられる。これらの知見により、金属微小構造体により形成される数数百ナノメートル程度の微小空間においては、高感度分子検出あるいは分子分別システムなどの機能性が発現することが示された。自己集合配列させたポリスチレンビーズ利用した金属トライアングル構造形成においては、構造の間隔と形状異方性がビーズのサイズならびに蒸着の角度を変化させることにより制御可能である。これを出発構造として、申請者らの開発した光・電場変形法によりその構造のサイズ、間隔をナノメートルオーダーで精密に制御する条件を探索した。構造形成後、この基板表面に種々のサイズ、光学特性を有する分子を担持し、その表面2次元拡散挙動について全反射蛍光顕微鏡を用いて単分子レベルでの高感度検出を行った。この際に系の温度制御を行い、展開エネルギーの活性化エネルギーを定量的に評価し、分子の拡散挙動と金属トライアングルサイズとの基本的な相関が明確となった後に、アイランドを波長と偏光方位が制御された単色光により励起した際の分子拡散への影響を検討し、複数の金属アイランドの間隙あるいは異方構造部位には光励起によって強い電場が誘起され、分子トラッピング効果が発現することが出来た。この効果が分子拡散に及ぼす効果について検討を行った。拡散挙動の蛍光顕微鏡による評価に加えて、金属アイランドと分子との相互作用をより詳細に検討するためにラマンイメージング測定を行った。このイメージング測定により、特定の光学特性を有する金属アイランドと分子との相互作用が明確となった。これらの知見を踏まえて、金属ナノアイランドと分子間の相互作用制御を試み、生体高分子などの系における分別・分離・認識へと展開を図った。