hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
社会はなぜ「高齢」を支援するのか(2) -日米比較にみる高齢者保護の根拠

本研究では、日米の社会保障制度の検証から、貧窮、所得喪失、障害といったニーズのみならず、「高齢」、すなわち一定年齢以上であることを理由に高齢者を特別に支援する根拠、「高齢保障」の正当化根拠を探った。今年度は研究の最終年度であることから、第一次資料及びこれまでのアメリカでの実態調査をもとに、論文「アメリカ高齢者法の沿革」を公表した。高齢者法は、高齢者保護の根拠を検証する法分野である。アメリカ高齢者法の沿革について初めて詳細に検討した本論文により、高齢社会であるとともに法曹人口が増加するわが国の将来の姿を示唆することができた。次に日米法学会で、国内の学際的な研究者に加えて、アメリカの高齢者法の大家であるLawrence A. Frolik教授、及び医療保障法の新進気鋭の研究者であるSidney D. Watson教授とともに「高齢者法にみるアメリカの社会保障」と題するシンポジウムを行った。申請者の報告、「アメリカにみる「高齢」保障」では、社会保障制度における高齢者の位置づけを炙り出し、アメリカにおいて、高齢者が他の国民と比べて特別な保障主体となっている実態を描き出すことができた。さらに本シンポジウムによって、「高齢者法」という法分野の存在意義や可能性を、わが国において大々的に提示することができ、今後わが国で高齢者法という法分野を発展させる上での一里塚を築くことができた。そして昨年に引き続き、なぜアメリカが高齢者を支援するのかという点を考察する格好の材料を提供する医療保障制度改革の動向について、大統領選挙に際して各候補者が掲げる政策を検証する形で公表した。この他、比較研究から得られた視角から、わが国の介護保険の保障範囲を高齢者のみに限定すべきか否かを検討し、その一部を公表した。本研究では、日米の社会保障制度の検証から、貧窮や障害といったニーズのみならず、「高齢」、すなわち一定年齢以上であることを理由に高齢者を特別に支援する根拠を探った。本年度は、アメリカ高齢者法の研究状況と実情について、第一次資料を収集・整理するとともに、平成18年3月に渡米し、本研究課題に詳しい研究者や実務家にインタビューを行った。ピッツバーグ大学では、高齢者法の大家であるLawrence A.Frolik教授と、アメリカの社会保障制度が高齢者のみを特別に支援する根拠について意見交換するとともに、メディケアを含む高齢者法の最新動向について情報収集した。この意見交換の成果をうけて、他の研究者も加えて、より時間をかけて高齢者法について討議する機会を今後設けることとなった。次にカリフォルニア州では、退職者コミュニティーであるPilgrim VillageとKeiro Retirement Homeにおいて、高齢者の生活の実情を調査した。これにより、同じ信念をもつ者、または同じ文化的背景をもつ者が一緒に老後を過ごすことや高齢者のみでコミュニティーを形成することの是非、高齢者の生活の特性などを検証することができた。高齢保障をめぐるわが国の課題については、高齢者法の視角から検証していくために、在職老齢年金制度、介護保険改革にみる高齢者と障害者の相違点などに関して、資料を収集・整理・分析した。本研究では、日米の社会保障制度の検証から、貧窮、所得喪失、障害といったニーズのみならず、「高齢」、すなわち一定年齢以上であることを理由に高齢者を特別に支援する根拠、「高齢保障」の正当化根拠を探っている。今年度は、まず高齢者法の内容と実態を把握するために、アメリカの第一次資料を収集・整理した。そして、そのなかでも重要だと思われる課題について、わが国で収集した資料とあわせて検証し考察する比較研究に主眼をおいた。第一に注目したのは、わが国の在職老齢年金制度と、同様の制度であるアメリカのEarnings Testである。アメリカにおいてEarnings Testの範囲が縮小していった過程でなされた議論を踏まえて、わが国の在職老齢年金制度をめぐる課題を検討した。これらの制度は、年金を支出する根拠を「退職(所得喪失)」におくのか、それとも「高齢」に求めるのかという、高齢保障をめぐる原理的課題を正面から問うている。しかし、こうした観点から両制度を比較した研究はこれまでになく、研究をまとめた公表論文では、斬新な視点を提供するとともに、本研究課題についてまとまった問題提起をすることができたと思われる。第二に、なぜアメリカが高齢者を支援するかという点を考察する格好の材料となっている医療保障制度、とりわけメディケアが大幅に改革された。そこで、研究の後半では、アメリカの医療保障改革の実体を正確に把握し公表した。この他、わが国の高齢者が直面する介護保険をめぐる課題を検討し、その一部を公表した。

申請者の報告、「アメリカにみる「高齢」保障」では、社会保障制度における高齢者の位置づけを炙り出し、アメリカにおいて、高齢者が他の国民と比べて特別な保障主体となっている実態を描き出すことができた。さらに本シンポジウムによって、「高齢者法」という法分野の存在意義や可能性を、わが国において大々的に提示することができ、今後わが国で高齢者法という法分野を発展させる上での一里塚を築くことができた。そして昨年に引き続き、なぜアメリカが高齢者を支援するのかという点を考察する格好の材料を提供する医療保障制度改革の動向について、大統領選挙に際して各候補者が掲げる政策を検証する形で公表した。この他、比較研究から得られた視角から、わが国の介護保険の保障範囲を高齢者のみに限定すべきか否かを検討し、その一部を公表した。
浸潤病変の局所制御と術後機能温存を両立する微弱衝撃波パルスジェットメスの開発

本研究の目的は、申請者らが原理開発から臨床研究まで開発を進めたパルスジェットメスに微弱衝撃波を印加することで、内視鏡下に脳内浸潤病変境界部への薬剤深達が得られることを非臨床試験で明らかにすることである。パルスジェットメスの特徴である細血管・神経の温存下の切開、剥離に加えて手術摘出腔周囲に薬剤を浸潤する機能を付加することで、最大限の局所病変制御と機能温存の両立が期待できる。期間全体では、内視鏡下に衝撃波を印加可能なパルスジェットで流体工学的検討、非臨床試験(ラット浸潤病変モデル)で有効性と安全性を検討、脳を含めた悪性疾患の浸潤病変に対する新たな治療戦略の提供、機器の事業化につなげる。H30年度は、浸潤病変部の物性値(破断強度/ヤング率/粘弾性)計測、パルスジェットの流体工学的検討を行った。従来実施してきた開頭手術を念頭においたデバイス(15cmの直管から射出に対して内視鏡環境下射出デバイスで検討を行った(ステンレス管先端に60、130、195 cmのPEEK製のカテーテルを接続)。その結果、曲率半径(1.5、15 cm)、曲角(0、60、120°)、エネルギー(駆動電圧30-50V)、周波数(100-400Hz)、流量(2.4-5.8 ml/分)、操作速度(0.50 / 0.25 / 0.12 mm/s)が組織深達度、10点平均粗さにおよぼす影響を検討した。その結果、切除深達度はカテーテル長依存的に減少、カテーテルを曲げた時の切除深達度への影響は標準誤差内であった。また、操作の移動速度より周波数が切除深達度に大きく関与することが示唆された。また、高速度画像解析により、移動速度より周波数が切除深達度に大きく関与する機序解明に目途をつけた。また、安全性を確立するために、電圧/吸引量/吸引形状と拡散量の関連を検討した。H30年度は、肝臓も含めて浸潤病変部の物性値(破断強度/ヤング率/粘弾性)計測に加えて、パルスジェットの流体工学的検討を行った。従来実施してきた開頭手術を念頭においたデバイスに対して内視鏡環境下射出デバイスで検討を実施し、空中照射環境下と比較し、水中環境下では射出距離の増加によって切除深達度が低下し、算術平均粗さが増大すること、また、水中環境下では、空中環境下より少量の水量での切除が可能であることが示唆された。また、水中照射時には、曲率半径、曲角、エネルギー(駆動電圧)、周波数、流量、操作速度が組織深達度、10点平均粗さにおよぼす影響を検討し、カテーテル長、周波数が切除深達度に大きく関与することが示唆された。高速度画像解析により、同一流量であれば、周波数が高い場合は、先進流効果におり、後続流の打ち込み効果が高くなる可能性が示唆され、流体制御の見地から知見を得ることができた。また、安全性を確立するために、水中での拡散に関する評価方法を確立し、電圧/吸引量/吸引形状と拡散量の関連を検討し、電圧が拡散量に強く相関、吸引量が強い負の相関を認めること、距離は拡散量と強い相関、底面積は強い負の相関を示すことを明らかにした。その一方、模擬モデルからの距離が1mm以下で吸着してしまうことから、3Dプリンターでノズル形状の改良を試み、出力/吸引量と拡散量の関係を外筒の有無で比較した。その結果、先端構造を変化により拡散量は一定量減少を認め、従来の形状と新しい形状の拡散量に有意差が示された。その一方で、拡散範囲を狭めることで吸引管付近の拡散量は制御可能であったが、移動切除によって拡散物質が制御範囲外に漏出する可能性は排除できず、引き続き検討を行うこととなった。H31年度は、H30年度に引き続き、浸潤病変部の物性値を物性工学的検討、微弱衝撃波印加後のパルスジェットの流体動態と組織内深達効果を流体工学、組織学的検討で臨床的に有用性をもたらすことができる条件まで明らかするための検討を継続する。その後、脳腫瘍浸潤ラットモデルで内視鏡下手術用パルスジェットメスに微弱衝撃波を印加、照射し、従来の切開、剥離に加え局所病変制御効果を評価、次段階での医師主導治験に必要な安全性、有効性に必要な知見を蓄積する。工学的検討として、浸潤病変部の物性値(破断強度/ヤング率/粘弾性)計測を継続、データ蓄積を東北大学脳神経外科の大沢と物性工学が専門の防衛大学の辻田、人間工学が専門の産業技術総合研究所の鷲尾が行う。東北大学脳神経外科の油川大輝、岩渕直也が物性測定に協力する。模擬モデルでの検討(物性値が異なり混在の空間的組成を変えたモデルで検討)と冶具調整(種々のサンプル条件への対応を東北大学病院臨床研究推進センター内開発拠点の既存設備で行う。治具作成に際しては東北大学脳神経外科針生新也、ならびに機械計測が専門の東京電機大学荒船龍彦が担当する。次に、微弱衝撃波印加後のパルスジェットの流体動態に関する流体工学的検討を東北大学流体科学研究所で衝撃波工学が専門の大谷清伸が行う。流体工学的検討では、可視化/圧測定を東北大学流体科学研究所の現有設備で、理論解析での最適化を行う。

東北大学脳神経外科の長田佳整、古知龍三郎、佐藤加奈子、田代亮介が可視化/圧測定実験の支援を行い、理論解析は大谷と北海道大学で理論解析が専門の近野敦が行う。さらに、非臨床試験に関する倫理申請を東北大学脳神経外科冨永悌二と齋藤竜太、東北大学外科の中西史、東北大学泌尿器科の山下慎一、東北大学外科の唐澤秀明が組織学的検討を行い、流体工学的検討で明らかになった条件を用いて、非臨床試験を開始する。本研究の目的は、申請者らが原理開発から臨床研究まで開発を進めたパルスジェットメスに微弱衝撃波を印加することで、内視鏡下に脳内浸潤病変境界部への薬剤深達が得られることを非臨床試験で明らかにすることである。パルスジェットメスの特徴である細血管・神経の温存下の切開、剥離に加えて手術摘出腔周囲に薬剤を浸潤する機能を付加することで、最大限の局所病変制御と機能温存の両立が期待できる。期間全体では、内視鏡下に衝撃波を印加可能なパルスジェットで流体工学的検討、非臨床試験(ラット浸潤病変モデル)で有効性と安全性を検討、脳を含めた悪性疾患の浸潤病変に対する新たな治療戦略の提供、機器の事業化につなげる。H30年度は、浸潤病変部の物性値(破断強度/ヤング率/粘弾性)計測、パルスジェットの流体工学的検討を行った。従来実施してきた開頭手術を念頭においたデバイス(15cmの直管から射出に対して内視鏡環境下射出デバイスで検討を行った(ステンレス管先端に60、130、195 cmのPEEK製のカテーテルを接続)。その結果、曲率半径(1.5、15 cm)、曲角(0、60、120°)、エネルギー(駆動電圧30-50V)、周波数(100-400Hz)、流量(2.4-5.8 ml/分)、操作速度(0.50 / 0.25 / 0.12 mm/s)が組織深達度、10点平均粗さにおよぼす影響を検討した。その結果、切除深達度はカテーテル長依存的に減少、カテーテルを曲げた時の切除深達度への影響は標準誤差内であった。また、操作の移動速度より周波数が切除深達度に大きく関与することが示唆された。また、高速度画像解析により、移動速度より周波数が切除深達度に大きく関与する機序解明に目途をつけた。また、安全性を確立するために、電圧/吸引量/吸引形状と拡散量の関連を検討した。H30年度は、肝臓も含めて浸潤病変部の物性値(破断強度/ヤング率/粘弾性)計測に加えて、パルスジェットの流体工学的検討を行った。従来実施してきた開頭手術を念頭においたデバイスに対して内視鏡環境下射出デバイスで検討を実施し、空中照射環境下と比較し、水中環境下では射出距離の増加によって切除深達度が低下し、算術平均粗さが増大すること、また、水中環境下では、空中環境下より少量の水量での切除が可能であることが示唆された。また、水中照射時には、曲率半径、曲角、エネルギー(駆動電圧)、周波数、流量、操作速度が組織深達度、10点平均粗さにおよぼす影響を検討し、カテーテル長、周波数が切除深達度に大きく関与することが示唆された。高速度画像解析により、同一流量であれば、周波数が高い場合は、先進流効果におり、後続流の打ち込み効果が高くなる可能性が示唆され、流体制御の見地から知見を得ることができた。また、安全性を確立するために、水中での拡散に関する評価方法を確立し、電圧/吸引量/吸引形状と拡散量の関連を検討し、電圧が拡散量に強く相関、吸引量が強い負の相関を認めること、距離は拡散量と強い相関、底面積は強い負の相関を示すことを明らかにした。その一方、模擬モデルからの距離が1mm以下で吸着してしまうことから、3Dプリンターでノズル形状の改良を試み、出力/吸引量と拡散量の関係を外筒の有無で比較した。その結果、先端構造を変化により拡散量は一定量減少を認め、従来の形状と新しい形状の拡散量に有意差が示された。
生体関連物質のソフトイオン化を目指すナノLDI-MS基板の開発とメカニズム解明

本研究では、レーザーによる物質の脱離およびイオン化について検討を行ってきた。そのとき、MALDI-MSでは有機マトリクスが使用されるのに代え、本研究ではいくつかの無機ナノ粒子をサンプル基板上に置くことによって、有機化合物の効率のよい脱離・イオン化を可能とした。まず、標識化合物としてチロシンを選択し、多くの色、吸光スペクトルの違いを有するナノ粒子、カーボンなどを用いてソフトイオン化の効率の違いについて測定した。その結果、波長と用いるナノ粒子との組み合わせによって、脱離効率が大幅に異なることが見出された。これは、ナノ粒子の吸光が重要であることが示された。なかでも、金属および金属酸化物に有効である兆候が見られる。つまり、ナノ粒子本体は有機化合物の脱離に大きく影響していることが示唆された。非常に興味深い。また、プラズモン吸収が大きな影響を及ぼすことが見出され、特に凝集状態がよいことが分かった。これも局所電場の影響であると示唆される。半導体でもプラズモンと同様の効果がある粒子が特徴ある挙動を示していた。さらに、ナノ材料自体の形状が脱離に影響することを初めて見出し、それがナノ材料内部での局所急速加熱によるものであることを発見した。これらの成果を用い、検証したナノ粒子について、ソフトイオン化能をとりまとめた。また、ナノ粒子の表面部分を加工することにより、これまでMALDI-MSでは脱離・イオン化できなかった物質の脱離・イオン化が可能となることが見出され、大きな特徴を示すことができた。これは、特に低分子薬物の検出に役立つことが示され、科研費の成果が国民の安心・安全に資する可能性がたかまった。本研究では、表面支援レーザー脱離イオン化質量分析法(SALDI-MS法)に用いられる金属ナノ粒子の合成とその挙動、さらには脱離・イオン化のメカニズム解明に挑戦した。まずは、サンプル用基板を作成するために、さまざまな金属・酸化物・半導体のナノ粒子および異方性粒子を作成した。結果として、その物質、構造、大きさ、形状がいずれも有機物の脱離に大きく影響することが分かった。そこで得られた粒子を用いて塗布した基板上に、波長を変えてパルスレーザーを照射したところ、可視光では、金ナノ粒子がそのプラズモン吸収で効率のいい脱離・イオン化性能を示したのに対し、紫外レーザーでは高い脱離・イオン化性能を示す酸化チタンナノ粒子は可視光では負の効果を示した、つまり脱離・イオン化する分子の量を平板基板よりも少なくしてしまった。この結果は、表面支援におけるレーザー脱離・イオン化においては、単純にパルスレーザー照射によって発生する局所的な熱による分子の基板表面からの脱離ではなく、光反応が脱離・イオン化に関与していることを明確に示している。さらに、紫外レーザーによる脱離では、金ではなく、白金は金属酸化物が効率のよい脱離とイオン化を見せていることから、単純に熱のみによるものではないことが分かる。メカニズムの明快な説明はまだできてはいないが、光による電子移動が関与している可能性がより高まったことで、SALDI-MSにおいて、それぞれの波長に応じた脱離・イオン化の機能性の高いナノ粒子を合成し、用いることの可能性と意義が高まったと言える。非常に興味深い。
制御遺伝子導入による有用二次代謝物生産に関わる構造遺伝子群の発現誘導システム

光によって有用二次代謝物生産が促進される植物培養細胞における光の利用効率を向上させるために遺伝子組換え技術を検討し、植物の光レセプターであるフィトクロムの遺伝子を過剰発現させることによって光関連遺伝子の発現の促進に成功した。これより二次代謝の酵素(構造)遺伝子自体ではなく、例えば、光に対する感受性を変化させるフィトクロムのような制御に関わる遺伝子の導入によって植物培養細胞の酵素系の発現が制御できると考えた。目的は植物の二次代謝物合成系全体の制御に関連するタンパク質制御因子をコードする遺伝子を植物培養細胞に導入することによって有用二次代謝生産を促進させ、バイオリアクターに利用する技術を開発することである。以下のような計画に対して得られた成果を順に記述する。1.遺伝子導入技術の確立:コーヒー細胞にエレクトロポレーション法によって、タバコの培養細胞に対してアグロバクテイリウム法によって外来遺伝子を導入する方法を確立した。2.発現遺伝子の安定化:外来の遺伝子を導入する場合、遺伝子発現の不安定が大きな問題であったが、抗生物質耐性とリンクさせることによって外来遺伝子の発現を長期(2年)にわたり安定化することに成功した。これにより、バイオリアクターにおける培養を長期的に行えると考えられる。。3.制御因子(光レセプター)の効果のキャラクタリゼーション:光によって有用二次代謝物生産が促進される植物培養細胞における光の利用効率を向上させるために遺伝子組換え技術を検討し、植物の光制御因子であるフィトクロムの遺伝子を過剰発現させることによって光関連遺伝子の発現の促進に成功した。光によって生産が3倍増加した。バイオリアクターの開発研究を通してイチゴ培養細胞によるアントシアニン生産、コーヒー細胞によるプリンアルカロイド生産の促進に光が強い影響を与えること、また、活性酸素の関与が示唆された。一方、光によって有用二次代謝物生産が促進される植物培養細胞における光の利用効率を向上させるために遺伝子組換え技術を検討し、植物の光レセプターであるフィトクロムの遺伝子を過剰発現させることによって光関連遺伝子の発現の促進に成功した。そこで、植物の二次代謝物合成系全体の制御に関連するタンパク質制御因子をコードする遺伝子を植物培養細胞に導入することによって有用二次代謝生産を促進させ、バイオリアクターに利用することを検討した。一般にアントシアニン(花の色素)合成のように植物の二次代謝生産は特定の時期に特定の器官で起こる。ここで言う"制御因子"はこのような二次代謝物合成酵素系の発現を誘導するタンパク質である。また、植物における二次代謝生産に、光、活性酸素が関わる例が多いので、アントシアニン酵素誘導因子Lc(トウモロコシ)の他に、光制御系(フィトクロム)、活性酸素発生系(グルコースオキシダーゼ)の二つの制御系を取り上げ、一つの制御因子の導入によって複数の二次代謝関連酵素がどのように誘導されるのかを検討している。。
蛋白質生合成の最終過程を司るリボソーム再生因子(RRF)の立体構造解析

従来の蛋白質生合成系の研究においては、翻訳の開始-伸長-終結の各段階に比べて、翻訳終結後のリボソーム-mRNA複合体の運命についてはあまり注目されてこなかったが、近年この複合体を解離・再生するのに不可欠な蛋白質因子であるRRFの存在が解明され、関心をもたれている。このリボソーム再生過程は、蛋白質生合成系の効率表維持するのに必須であるが、現在のところRRFの活性発現メカニズムについては不明な点が多い。そこで我々はRRFのリポソーム-mRNA榎合体認識機構などを明らかにするため、構造生物学的な研究を行ってきた。得られた成果として、1、大腸菌、緑膿菌、高度好熱菌など各種の原核生物由来のRRFについて大量発現系を構築した。その系を用い13C、15Nといった安定同位体で標識したNMR測定用試料を得た。またより精度の高い情報を得るため、2Hによる標識や、アミノ酸側鎖特異的な標識を行った試料を調製した。2、各種のRRFについて多核多次元NMR法を適用した結果、それぞれ大部分の核のケミカルシフトを帰属することができた。またNOE等の構造情報を収集し二次構造に関する知見を得た。3、構造活性相関について知見を得るため、各種の変異体を作成した。4、表面プラズモン共鳴センサー、分析用超遠心機などを用いて、RRFと他の蛋白質因子やRNAとの相互作用について検討した。
白血病関連転写因子Ｒｕｎｘ１／ＡＭＬ１の翻訳後修飾による機能制御

白血病関連遺伝子RUNX1(AML1)は造血発生分化に関わる転写因子をコードする。今回RUNX1の2か所のアルギニン残基(R206/210)が受けるメチル化修飾の意義について検討した。この2箇所のRをリシンに改変した変異RUNX1蛋白は、転写活性化能がやや低減したものの、Runx1欠損マウスES細胞の造血分化を再獲得させる生物活性を保持していた。また、この変異を導入したノックインマウスでは骨髄球系、巨核球・血小板系、そしてB細胞系に明らかな変化を見出さなかった。しかしながら、このマウスでは末梢CD4陽性Tリンパ球が減少していた。RUNX1のメチル化は末梢CD4陽性細胞の維持において重要となる。急性白血病におけるクラスII遺伝子変異の標的となるAML1(Runx1)転写因子は造血の初期発生において重要な役割を担う。また、成体においては、血小板産生、骨髄細胞増殖、そしてT細胞分化に重要な役割を担っている。他方、AML1自身がどのようなシグナル伝達によって制御されているのかは明らかにされていない。こうしたなか、最近、AML1タンパク質の翻訳後修飾が、その転写活性化能に大きな影響を及ぼすことが示されている。そこで、当該研究ではこのような翻訳後修飾のもつ生物作用の解明を試みている。これまでの検討で、AML1のDNA結合ドメインの下流に位置する2箇所のアルギニン(R)残基はPRMT1によるメチル化を受けること、これらのアミノ酸をメチル化を受けない塩基性アミノ酸であるリシン(K)に置換すると転写活性化能が低下すること、しかしながらこの非メチル化AML1変異体はES細胞の試験管内血球系分化作用を保持していること、などを明らかにしてきた。今年度は、このR→K置換変異を胚細胞系列で保有するノックインマウスを作製し、解析を行なった。ノックインアリルのホモ接合体マウスは生存可能であり、交配も可能であった。また、生存期間内に白血病発症は生じず、貧血も生じなかった。すなわち、AML1のメチル化修飾は造血の個体発生には大きく影響しない。成体では、AML1コンディショナルノックアウトマウスで報告されてきたような骨髄球系の増殖や血小板の異常は観察されなかった。しかしながら、末梢血中のリンパ球の減少を認め、これはCD4陽性細胞の減少とCD4/8比の低下によるものであることを見出した。白血病関連転写因子であるAML1(Runx1)は造血初期発生において重要な役割を担う。近年、AML1タンパク質の翻訳後修飾が、その転写活性化能に大きな影響を及ぼすことが示されているが、生物作用への影響の詳細は明らかにされていない。本年度、当該研究ではこうした翻訳後修飾の意義を明らかにする目的で、AML1のDNA結合ドメインの下流に位置する2箇所のアルギニン(R)残基のメチル化について検討した。これらのアミノ酸を、メチル化を受けない塩基性アミノ酸であるリシン(K)に置換したところ、転写活性化能の低下を認めた。これは、これらの残基のメチル化が転写のコリプレッサーの解離をもたらすとする先行研究での観察と合致するものであった。一方、この非メチル化AML1変異体をAML1欠損ES細胞に導入し、その造血分化における作用を検討したところ、野生型AML1の導入実験と同様に、失われていた試験管内での血液細胞発生を取り戻させる作用があることを見出した。すなわち、少なくとも骨髄系細胞の初期発生制御にはこのメチル化修飾は必須のものではないことが示唆された。これを受けて、このR→K変異を胚細胞系列で保有する遺伝子改変マウスの作製を試み、ヘテロ接合体の樹立の後、交配によってホモ接合体を得ることに成功した。ヘテロ同士の交配によって、ホモ接合体はメンデル則の従った頻度で生誕することを見出した。すなわち、個体のレベルにおいてもAML1のメチル化修飾は造血の個体発生には大きく影響しないことが証明されたことになる。このホモ接合マウスは自然には白血病を発症せず、また、貧血も認めなかった。今後、AML1のメチル化修飾の持つ生物作用解明のため、ホモ接合マウスの詳細な検討を行なう予定である。造血関連転写因子RUNX1(AML1とも呼ばれる)はヒト白血病において高頻度に遺伝子異常の標的となるが、生理作用としては、造血初期発生、血小板産生、そしてリンパ球発達に関与することが知られている。近年、RUNX1が各種の翻訳後修飾を受けていることが明らかにされ、こうした修飾がこのタンパクの生化学特性を変化させることが報告されてきた。しかしながらこうした修飾の生物学的意義は明らかにされていない。本研究ではRUNX1のDNA結合ドメイン直下に位置する2箇所のアルギニン(R)残基のメチル化について検討した。

これらのアミノ酸残基を、メチル化を受けないリシン(K)に置換した変異体(野生型がRTAMRであるところ、変異型のアミノ酸配列をKTAMKとする)では、先行研究で示されたとおり、既知標的配列を介したレポーター活性がわずかに低下することを見出した。他方、この非メチル化KTAMK変異体をRunx1欠損マウスES細胞に導入し、その造血分化作用を検討したところ、野生型RUNX1(RTAMR)の導入の際と同様に、造血分化能が再獲得され、その造血初期発生における生物作用は保持されることが示唆された。そこで、このKTAMK変異cDNAをノックイン導入したマウス個体を作製し、その生物影響を検討した。ホモ接合体は野生型cDNAノックインマウスと同様に生誕し、繁殖も可能であった。また、ホモ接合マウスでは骨髄系造血には著変を認めず,巨核球/血小板系にも異常を検出できなかった。しかしながらKTAMKホモ接合マウスは対象群と比べ、末梢血でのリンパ球分画が減少し、CD4/8比の低下が伴っていた。さらに、脾臓においてもT細胞分画の減少と、CD4/8比の減少を観察した。以上の結果からRUNX1のメチル化修飾変異の消失は、末梢CD4陽性細胞集団の恒常性を失わせることが示された。生化学分子生物学腫瘍学当該研究で作製されたAML1のミスセンス変異ノックインマウスの解析を通じて、この分子のメチル化修飾によって左右される生物作用を、マウス個体のレベルで特定できたものと解釈している。現在、この分子のリン酸化変異体の解析へと検討を進めている。また、新規会合分子候補群の検討の準備が整いつつあり、こうしたアプローチによってAML1作用制御のより深い理解が得られるものと期待している。Runx1のメチル化部位変異ノックインマウスの作製に成功したことは有意義であったものと考える。少なくとも、この部位のメチル化が、造血の初期発生にとって必須ではない、ということを個体のレベルで初めて明らかにしえたものと考えている。また、このマウスの詳しい検討によって、AML1の新たな生物作用を明らかにできる可能性があるものと考えている。さらに、現在準備を進めている、同様のストラテジーによって作製するリン酸化変異体ノックインマウスの研究をすすめるうえで、当該マウスの研究経験が生かせるものと期待している。研究代表者らは、翻訳後修飾によるAML1作用制御メカニズムの系統的な解析の一環として、今年度行なったメチル化部位変異体にくわえて、AML1のセリン/スレオニン残基のリン酸化部位のミスセンス変異ノックインES細胞を作製している。そこで次年度はこうした細胞を用いて、in vitroでの生物作用の解析や改変マウスの作製を行なう。そして、その生物影響を解明する。また、研究代表者は、上記の補完的アプローチとして、AML1のN末端ドメインやC末端と結合する候補分子群を複数特定している。次年度はこうした分子との機能関連についての解析も並行して進めてゆく予定である。こうした一連のアプローチによって、AML1自身の機能を制御する分子メカニズムを浮き彫りにしてゆきたい。
移動ロボットの集中による輻そうを回避するコグニティブ型マネジメントの実証的研究

本年度は,CSMA/CAの送信制御におけるランダム遅延のバックオフの観測結果を用いたユーザ数推定を対象とし,ACKの観測による衝突情報の利用の効果ならびにバックオフの凍結を考慮した推定法の開発と,SN比の推定結果とユーザ数の推定結果を用いたアクセスポイント選択法の提案ならびにその評価を行い,研究会,ならびに国内シンポジウムにおいて3件の口頭発表を行った.まず,アクセスポイント選択では,選択のメトリックとして遅延時間を採用した.SN比とユーザ数から遅延時間を解析的に導出できることに着目し,推定したSN比ならびに推定したユーザ数に正規分布の誤差があるものと仮定することで,遅延時間の確率密度関数を求めた.2つのアクセスポイントを対象として,推定誤差に起因するそれぞれの遅延時間の分布から,2つのアクセスポイントの遅延時間の差の平均値である希望成分と,ランダム成分である非希望成分を求め,DU比として評価した.また,このDU比からアクセスポイント選択誤り率を導出し,2つのアクセスポイントの環境と選択誤り率の関係を明らかにした.次に,ランダム遅延のバックオフの観測結果を用いたユーザ数推定において,ランダム遅延の量と衝突の有無の確率分布をシミュレーションにより求め,ランダム遅延と衝突の観測情報をこの確率分布に適用してユーザ数推定を行った.シミュレーションより推定結果のRMSEが0.08-0.2程度改善されることを確認した.バックオフの凍結あるいは持ち越しを考慮した場合については,シミュレーションで各ユーザのバックオフの確率分布を求め,これを用いて複数ユーザの場合のバックオフの確率関数を求めた.この確率関数を用いてユーザ数を推定すれば,従来,推定できなかったバックオフの凍結がある場合でも,良い精度で推定できることが明らかとなった.平成30年度は,次の3項目より,概ね,計画通りの成果が得られたといえる.・推定誤差を有するSN比とユーザ数を用いたアクセスポイント選択における選択誤り率の評価を行った。・CSMA/CAにおけるバックオフの観測結果を用いたユーザ数推定法において衝突情報を用いて推定精度を改善するとともに,バックオフの凍結を考慮した推定法を開発した.・これらの結果を2件の研究会ならびに1件の国内シンポジウムにおいて口頭発表により公開した.次年度以降は,以下の項目の検討を行う.・アクセスポイント選択:SN比とユーザ数から求める遅延時間で定義したアクセスポイント選択のメトリックを,扱いやすい低次の多項式で表現する.また,SN比,ユーザ数に加えて,パケット長などのより実用的で有効なメトリックのパラメータを検討する.・ユーザ数推定:CSMA/CAにおける送信制御のためのランダム遅延を用いたユーザ数推定において,バックオフの凍結を考慮したバックオフの確率関数の解析的評価とその推定性能を明らかにする.ユーザ数の時間変化に有効なユーザ数推定法を開発する.本年度は,仲上フェージング環境におけるSNR推定法の解析的評価、SNR推定に基づく無線LANアクセスポイントの選択誤り率の導出、無線LANの送信制御方式であるCSMA/CAにおける送信制御のランダム遅延を用いたトラヒック推定法の開発、ならびに、SNRとトラヒックが推定できた場合の変調方式とパケット遅延の関係を見出した。まず、仲上フェージング通信路において尤度を用いたSNR推定法を提案し、解析を用いてその評価を行った。SNR推定の許容誤差を定義し、SNR推定結果がその許容誤差にはいらない確率をSNR推定誤り率として導出した。次に、802.11a無線LANを対象として、既知のシンボルであるプリアンブルを用いてSNR推定を行い、SNRが最大となる無線LANアクセスポイントを選択する方式を提案した。レイリーフェージング通信路を仮定し、信号電力成分と雑音電力成分をガウス分布で近似することにより、これらの比であるSNRの確率密度関数を導出し、アクセスポイント選択誤り率を解析的に求めた。また、802.11a無線LAN、CSMA/CAにおける送信制御のためのランダム遅延の観測結果を用いたトラヒック推定法を提案した。ランダム遅延の分布を評価することでユーザ数を推定できることを明らかにした。さらに、SNRとトラヒックがパケット遅延に与える影響を解析的に評価し、SNRが支配的な領域、ならびに、トラヒックが支配的な領域を変調方式ごとに明らかにした。平成28年度は、次の4項目の結果が得られ、概ね、計画通りの成果が得られた。・トラヒック推定:CSMA/CAにおける送信制御のためのランダム遅延の観測結果を用いたトラヒック推定法を開発した。・パケット遅延:SNR,トラヒックと変調方式、パケット遅延の関係を明らかにした。・アクセスポイント選択誤り率:SNRが最大のアクセスポイントを用いるとした場合のアクセスポイント選択誤り率を導出した。本年度は,仲上mフェージング環境下のSN比推定法における推定特性の詳細な評価,ならびに,802.11無線LAN,CSMA/CAにおける送信制御のためのランダム遅延の観測結果を用いたユーザ数推定における推定特性の詳細な評価を行い,研究会,ならびに国際会議において4件の口頭発表を行った.まず,尤度を用いたSN比推定法の解析においては,対数尤度関数をSN比の関数としてみた場合に,対数尤度観測値の最大値を中心に左右対称であり,かつ,左右に単調減少する仮定を用いた.この仮定に対して,SN比ならびに仲上mフェージングのパラメータmの値を変化させ,この仮定が成立することを計算機シミュレーションを用いて明らかにした.SN比の推定誤り率を定義する変数を固定し,mを変化させて推定誤り率を求めた.その結果,推定誤り率はSN比が大きくなると減少し,ある一定のSN比で極小となる.

さらにSN比を増加させれば推定誤り率が劣化することがわかった.多値直交振幅変調の多値数を16,32,64とした場合には,mが3と5では多値数16の推定誤り率が最も良いが,mが1の場合には逆に多値数が64の場合に最も推定誤り率が良くなった.次に,ランダム遅延の観測結果を用いたユーザ数推定において,ランダム遅延の確率分布の検討を行った.解析式の数値計算結果より,ユーザ数とユーザの送信確率が小さい場合には一様分布に近づくことがわかった.ユーザ数の推定許容誤りを10%,20%,30%とした場合に,推定成功率80%以上を得るには,許容誤差10%ではユーザ数10以下,許容誤差が20%ではユーザ数15以下,許容誤差が30%ではユーザ数20以下となることが明らかとなった.平成29年度は,次の3項目より,概ね,計画通りの成果が得られたといえる.・仲上mフェージング環境におけるSNR推定の詳細な性能評価を行った。・これらの結果を2件の研究会ならびに2件の国際会議において口頭発表により公開した.本年度は,CSMA/CAの送信制御におけるランダム遅延のバックオフの観測結果を用いたユーザ数推定を対象とし,ACKの観測による衝突情報の利用の効果ならびにバックオフの凍結を考慮した推定法の開発と,SN比の推定結果とユーザ数の推定結果を用いたアクセスポイント選択法の提案ならびにその評価を行い,研究会,ならびに国内シンポジウムにおいて3件の口頭発表を行った.まず,アクセスポイント選択では,選択のメトリックとして遅延時間を採用した.SN比とユーザ数から遅延時間を解析的に導出できることに着目し,推定したSN比ならびに推定したユーザ数に正規分布の誤差があるものと仮定することで,遅延時間の確率密度関数を求めた.2つのアクセスポイントを対象として,推定誤差に起因するそれぞれの遅延時間の分布から,2つのアクセスポイントの遅延時間の差の平均値である希望成分と,ランダム成分である非希望成分を求め,DU比として評価した.また,このDU比からアクセスポイント選択誤り率を導出し,2つのアクセスポイントの環境と選択誤り率の関係を明らかにした.次に,ランダム遅延のバックオフの観測結果を用いたユーザ数推定において,ランダム遅延の量と衝突の有無の確率分布をシミュレーションにより求め,ランダム遅延と衝突の観測情報をこの確率分布に適用してユーザ数推定を行った.シミュレーションより推定結果のRMSEが0.08-0.2程度改善されることを確認した.バックオフの凍結あるいは持ち越しを考慮した場合については,シミュレーションで各ユーザのバックオフの確率分布を求め,これを用いて複数ユーザの場合のバックオフの確率関数を求めた.この確率関数を用いてユーザ数を推定すれば,従来,推定できなかったバックオフの凍結がある場合でも,良い精度で推定できることが明らかとなった.平成30年度は,次の3項目より,概ね,計画通りの成果が得られたといえる.・推定誤差を有するSN比とユーザ数を用いたアクセスポイント選択における選択誤り率の評価を行った。
ヒト羊膜細胞による心筋ペースメーカー細胞の樹立と新たなペーシング療法の開発

現行のペースメーカー治療に替わる、新たな治療法として、羊膜細胞を用いたペースメーカー細胞治療を行うべく、ヒト羊膜細胞を高率に心筋へ分化誘導させる方法として、ヒト羊膜細胞からNanog陽性細胞を純化する方法、およびヒト羊膜細胞にOct4遺伝子を導入しより未分化な状態へと励起させる方法を開発した。いずれの方法においてもより高率よく、さらにより高度に心筋様に分化した細胞への変化が認められ、これらの細胞は、自動能にかかわるイオンチャネルや活動電位を伝搬させるGap junctionを形成するConnexinなどペースメーカー機能を有するにあたり必須と思われる構造を有しており、ヒト羊膜細胞によるペースメーカー細胞樹立の可能性が高まった。ヒト羊膜細胞よりペースメーカー細胞を単独に分化誘導し、洞不全症候群に対する細胞移植治療の糸口を見出すことが私の目的であるが、いまだにペースメーカー細胞たるに必要十分な条件(性質)は報告されていない。心臓ペースメーカー細胞を単離し、治療手段とするにはペースメーカー細胞たる必要十分条件を規定せねばならず、先ずはその探索を行った。方法としては未分化細胞の段階で心筋特異的プロモーターの下流にGFPを配置したプラスミドを導入し、心筋に分化した際には蛍光下で緑に光る細胞を分化誘導する。引き続きフローサイトメトリーにてGFP陽性細胞を心筋細胞として単離し、パッチクランプ法にて単一拍動心筋細胞の電気生理学的なイオンチャンネル解析を行う。いわゆる心臓ペースメーカー細胞と呼ばれる細胞にはHCNチャンネルとCavチャンネルが過剰発現しており、Kirチャンネルはダウンレギュレートされている事実が判明している。上記の事実よりチャンネル上の性質と照らし合わせて性質の一致する細胞を単離できれば心臓ペースメーカー細胞のみの回収が可能となる。ひいてはペースメーカー細胞の移植治療へと繋がっていく。また、すでにRNAiを用いて転写因子X遺伝子をRNAレベルで抑制することでHCNチャンネルの過剰発現、Cavチャンネルの過剰発現、Kirチャンネルの発現低下がおこることが分かっている。上記の事実を踏まえペースメーカー細胞の単離、同定、移植を目指して実験を進める予定である.ヒト羊膜細胞よりペースメーカー細胞を単独に分化誘導し、洞不全症候群に対する細胞移植治療の糸口をつかむべく、まず羊膜細胞を自動能を有する心筋細胞へと分化誘導する必要があるが、現時点で心筋として機能する細胞へ羊膜細胞のin vitroでの分化誘導に有効な方法は報告されていない。我々はまず、羊膜細胞より未分化細胞を単離し、これらの細胞に誘導をかけることで、より高度な分化誘導が可能ではないかと考え、未分化細胞特異的転写因子の一つであるNanogに注目、Nanogプロモーターの下流にCre蛋白発現遺伝子を組み込んだプラスミドおよび、CMVプロモーター下流にLox配列にはさまれたストップコドンを介在し、DsRed発現遺伝子を組み込んだプラスミドを同時に電気穿孔法にて遺伝子導入し、Nanog発現羊膜細胞のみをDsRedの発現を指標に単離することができた。これらの細胞は、遺伝子を発現しない細胞と比較して、高い心筋特異的蛋白の発現をみとめ、またペースメーカー蛋白の一つであるHCN1の発現が確認された。また、羊膜細胞に未分化状態を維持するKey factorであるOct4の一過性過剰発現を行った羊膜細胞においても、より高い心筋特異的転写因子および収縮蛋白の発現がみとめられた。今後、これらの羊膜由来未分化細胞を使用し、心筋分化誘導した細胞において、イオンチャネル解析を行い、心臓ペースメーカー細胞となりうる細胞の有無を確認するとともに、ペースメーカー特異的チャネルであるHCNを指標に、羊膜細胞由来心臓ペースメーカー細胞を単離・同定・移植を目指した実験を進める予定である。我々は、癌化リスクが少なく倫理的問題がクリヤーしやすい、胎児由来で未分化細胞を多く含むヒト羊膜細胞に着目、これを用いてペースメーカー細胞を分化誘導、除脈性不整脈に対する新たな治療法を確立することを目的として本研究を行った。羊膜細胞から心筋様細胞への分化誘導が報告されているが、その確率は極めて低い。我々はまず羊膜由来細胞の心筋分化能改善をめざし、羊膜由来細胞から、より分化能の高い細胞を単離、また近年のiPS手法を用いてその分化能を改善することを試みた。羊膜細胞にはSox2,Klf4,Lin28といった未分化状態を維持する転写因子が発現しているが、Oct4,Nanogの発現量は乏しい。Nanog発現細胞は羊膜幹細胞であるのではと仮定、ヒト不死化羊膜細胞にNanogプロモーター下流に蛍光遺伝子を組み込んだプラスミドを用いNanog発現細胞を純化、Nanog非発現細胞と比較したところ、Nanog,Oct4,Sox2など転写因子のmRNA量が高く、5-Azacytidineを用いた分化誘導系で、Nanog発現細胞はRNAレベル・タンパク質レベルともに高い心筋分化能を認めた(Outaka et al.now preparing)。

また不足する未分化状態を維持するkey factor,Oct4を過剰発現することで心筋への分化能が改善するのではないかと仮定し、継代培養羊膜細胞に電気穿孔法でOct4発現プラスミドを遺伝子導入したところ、Oct4のみならず、他のiP関連転写因子の発現量増加、またこれらの発現量が高まったところで分化誘導を行うとGATA4,Mlc2a,Mlc2vといった心筋分化マーカーのRNA量も増加。免疫染色では、TnT,MHC,Mlc2vといった収縮蛋白がMyofiberを形成、細胞膜上にはのコネキシン43の発現と心筋細胞と酷似した形態を呈した(Nagura et al.now preparing)。しかし現時点では羊膜由来細胞から拍動心筋への分化誘導はなされず、ペースメーカー細胞の単離には至れていない。ただし、収縮蛋白とともに活動電位を伝えるGap junc tionを形成するコネキシン43発が確認できたことから、周期性のActin potencialを発現する細胞への分化が可能となれば、移植先に活動電位が伝わり、細胞移植によるペーシング療法が成り立つであろう。
増殖刺激後早期の細胞内マグネシウムの動態変化

マウスSwiss 3T3線維芽細胞を増殖刺激すると、早期に細胞内遊離Mg^<2+>濃度が上昇する。このMg^<2+>の増加は10秒以内に起こる一過性の初期相と、大部分は細胞の外からのMg^<2+>流入による30-60分後の第2相との二相性を示す。ここでは刺激直後に起こる一過性のMg^<2+>濃度上昇に焦点を絞り、細胞内でのMg^<2+>の遊離機構を解析した。遊離Mg^<2+>濃度の測定は、蛍光色素mag-fura-2と蛍光顕微画像解析装置Argus-100を用いて単一細胞レベルで行った。刺激は主として、ボンベシン-Swiss 3T3細胞系を用いた。1.細胞内Mg^<2+>遊離機構。細胞質内Mgの90%以上は各種のリガンド、特に40%はATPと可逆的に結合して存在する。しかし刺激後2分以内にATP濃度変化はみられず、Mg^<2+>上昇はATPよるものではない。さらにボンベシンにより細胞内はアルカリ化するが、弱塩基添加により細胞内をアルカリ化してもMg^<2+>濃度はほとんど変化せず、ボンベシンによるMg^<2+>上昇にも影響を与えなかった。一方、イオノフォアの一種であるイオノマイシンを加えるとMg^<2+>上昇がみられたが、ボンベシンあるいはイオノマイシンを加え2分後に他方を加えても二度目のMg^<2+>上昇はみられなかった。これは両者が同じMgプール、おそらくは膜系よりMg^<2+>を遊離させたことをしめしている。3.細胞外Ca^<2+>の役割。外液のCa^<2+>を除くとボンベシンによるMg^<2+>上昇の程度は六十%低下し、Caチャンネルブロッカーであるニカルジピンを加えるとMg^<2+>上昇は90%阻害された。このニカルジピンによるMg^<2+>上昇の低下は、外液のCa^<2+>濃度を上げることにより部分的に回復した。以上の結果は、ボンベシンが、細胞外Ca^<2+>に依存して早期に細胞内プールからMg^<2+>を動員することを示している。
高等教育機関における障害学生支援体制の比較分析

近年、わが国の多くの高等教育機関では障害のある学生への修学支援が急務とされている。全国的にも支援体制の構築や支援ノウハウの共有を目指す動きがあるものの、実効的な提案につなげるためには、大学の置かれた背景や組織立てを踏まえた議論が必要である。そこで本研究では、障害学生が大学に対して支援を申し立てる制度の設計と、授業担当教員への支援の依頼方法等に関する情報を収集し分析するとともに、大学等における日常の支援コーディネート業務でいかに支援が実施されるかを整理し、支援の一般化への提案を行いたい。
電子地図とDGPS情報を利用した屋外視覚移動ロボットに関する研究

本年度は,前年度に研究・開発したロボット用ディジタル地図システムの枠組をさらに発展させ,より一般の屋外環境でも使用できるよう改良を行なった.さらに,DGPS(Differential Global Positioning System)情報を利用して,自己位置を見失った時の対処や,初期位置・方位の正確な位置決めを行なうことにより,より一層の自律化を計った.これらのシステム構成で,初期は大学周辺,後期はより広範囲へと移動環境を移し,環境地図の作成,および,Handy Guide Robotによるナビゲーションの実験を行なった.研究発表1で,地図システムの全体のシステム構成を,研究発表2で,地図システムの入力用に研究・開発したHandy Guide Robotの必要性,有効性を報告した.・地図システム基本システムと運航システムの二つに分かれ,基本システム側はデータベース,および,パスプランニングの機能を持たせた.一般屋外環境の様々な状況に対応させるため,運航システム側でも再パスプランニングの機能を持たせた.手押し車を改造した車体に,内界センサとして,シャフトエンコーダと光ファイバジャイロを取り付けた.外界センサとして,CCDカメラ,DGPS,光電センサを取り付けた.コンピュータにはタッチパネルの機能を採用し,より使い易いヒューマンインターフェースを持たせた.本年度は,前年度に研究・開発したロボット用ディジタル地図システムの枠組をさらに発展させ,より一般の屋外環境でも使用できるよう改良を行なった.さらに,DGPS(Differential Global Positioning System)情報を利用して,自己位置を見失った時の対処や,初期位置・方位の正確な位置決めを行なうことにより,より一層の自律化を計った.これらのシステム構成で,初期は大学周辺,後期はより広範囲へと移動環境を移し,環境地図の作成,および,Handy Guide Robotによるナビゲーションの実験を行なった.研究発表1で,地図システムの全体のシステム構成を,研究発表2で,地図システムの入力用に研究・開発したHandy Guide Robotの必要性,有効性を報告した.・地図システム基本システムと運航システムの二つに分かれ,基本システム側はデータベース,および,パスプランニングの機能を持たせた.一般屋外環境の様々な状況に対応させるため,運航システム側でも再パスプランニングの機能を持たせた.手押し車を改造した車体に,内界センサとして,シャフトエンコーダと光ファイバジャイロを取り付けた.外界センサとして,CCDカメラ,DGPS,光電センサを取り付けた.コンピュータにはタッチパネルの機能を採用し,より使い易いヒューマンインターフェースを持たせた.
放射光直接エッチングを用いた短ミリ波帯テフロン導波管回路の開発

本研究では,サブミリ波領域(300GHz)へ直接応用できる構成技術の確立を行うことを目的に,放射光直接エッチング法で微細テフロン構造体を形成し,その表面に金属膜を蒸着させることにより短ミリ波帯(G帯,140-220GHz)導波管コンポーネントを試作・評価した.周波数3逓倍器と検波器を組み合わせてG帯信号を得る測定系を構築し,伝送損失を評価した.これにより,導波管として機能していることを確認した.また,中心周波数180GHzのフィルタ回路を試作した.測定により,フィルタの通過特性を確認することができ,本製作プロセスの短ミリ波帯での有効性を示すことができた.本研究では,サブミリ波領域(300 GHz)へ直接応用できる構成技術の確立を行うことを目的に,放射光直接エッチング法で微細テフロン構造体を形成し,その表面に金属膜を蒸着させることにより短ミリ波帯(G帯,140-220 GHz)の導波管コンポーネントを試作・評価した.試作は,TE10モードのみがG帯で伝搬可能となるように,比誘電率2.04のテフロンが充填された導波管寸法0.90mm×0.40mmを用いて行った.25年度は,24年度中に作製した直線およびマイターベンドの伝送損失を再評価するため,長さの異なる直線導波管を5種類12個作製し,それぞれのミリ波伝送量をDC電圧としてG帯デテクタで測定した.これら測定値から最小二乗法による近似直線を求め,測定系の特性を基準としたG帯テフロン導波管の伝送損失の評価を行い,0.0317 dB/mmを得た.また,同様の製作方法で,中心周波数180GHzの5段および3段アイリス結合テフロン導波管バンドパスフィルタを試作した.通過帯域下限179.0 GHz,上限181.0 GHz,帯域外175.0 GHzで50 dBの減衰を仮定した設計を行い,アイリス厚については,放射光エッチングとスパッタ蒸着のプロセスを考慮して0.2mmと0.1mmの2種類を検討した.試作フィルタの伝送量測定を行い,その結果は中心周波数が低い方へ4 GHz (180 GHzに対し2.2 %,5段),5 GHz (2.8 %,3段)程移動し,通過帯域幅が広がる等の劣化が見られたが,フィルタの通過特性を確認することができ,本製作プロセスの短ミリ波帯での有効性を示すことができた.本研究では,サブミリ波領域(300GHz)へ直接応用できる構成技術の確立を行うことを目的に,放射光直接エッチング法で微細テフロン構造体を形成し,その表面に金属膜を蒸着させることにより短ミリ波帯(G帯,140-220GHz)導波管コンポーネントを試作・評価した.周波数3逓倍器と検波器を組み合わせてG帯信号を得る測定系を構築し,伝送損失を評価した.これにより,導波管として機能していることを確認した.また,中心周波数180GHzのフィルタ回路を試作した.測定により,フィルタの通過特性を確認することができ,本製作プロセスの短ミリ波帯での有効性を示すことができた.本研究では,サブミリ波領域(300GHz)へ直接応用できる構成技術の確立を行うことを目的に,放射光直接エッチング法で微細テフロン構造体を形成し,その表面に金属膜を蒸着させることにより短ミリ波帯(G帯,140-220GHz)の導波管コンポーネントを試作・評価した.試作は,まず,G帯導波管寸法(1.29mm×0.65mm)に対して,比誘電率2.04のテフロンが充填された導波管寸法を0.90mm×0.40mmに選ぶことで,TE10モードのみがG帯で伝搬可能となるようにした.24年度は,直線導波管およびマイターベンド導波管を試作した.後の測定装置との接続を考慮して,テフロン導波管両端には整合用誘導性窓を組み込む構造を採用した.評価のため,VNA(Agilent E8361C)を50-70 GHzのV帯信号源として使用し,これをVDI製トリプラ(WR5.1x3 Broadband Tripler)で3逓倍してG帯信号(150 - 210 GHz)を得る測定系を構築した.これでテフロン導波管の伝送特性のみをVDI製デテクタ(WR5.1 Zero-Bias Detector)で検波電圧として測定する.また,断面積の異なるテフロン導波管とWR5フランジを接続するため,テフロン製フランジを放射光エッチングで別途製作して用いた.定在波が立つため良好な測定は出来なかったが,帯域内で平均すると直線,ベンドそれぞれ72.8%,69.7%の電力が伝送し,導波管として機能していることを確認した.以上により,本製作プロセスで短ミリ波帯の導波管が製作できることを明らかにしたが,正確な伝搬損失の算定,機能回路の設計などは今後の課題である.放射光エッチングによるG帯テフロン導波管の試作と測定環境の構築を平行して行い,両者の完成時期を考慮しながら研究を進めた.これにより,年度内に試作と評価を済ませ,その成果を国内学会で発表するという最低限の目標は達成することができた.十分な量の試作導波管を準備することができず,現状の評価結果は不十分なデータであると考えているが,放射光施設の限られた利用可能回数を勘案すると,おおむね順調に結果が出ていると思われる.25年度も引き続き,G帯でテフロン導波管コンポーネントの試作を行う.