hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子線エピタキシー成長中の反射電子回折強度振動の起源解明と成長様式の理論的研究

分子線エピタキシー成長中のRHEED(反射電子回折)強度振動の起源を、波動関数を用いて解明した。その結果、Si(001)面上のホモエピタキシー成長では、基盤層と成長層とから反射してくる電子波の位相差が、GaAs(0001)面上のホモエピタキシー成長では、入射電子に対してステップが平行な場合はステップ密度,垂直な場合は成長層の原子密度が、起源であることを解明した。この結果は今後、ナノ構造物質・デバイス等の作成制御への応用が期待される。分子線エピタキシー成長中の反射電子回折(RHEED)強度振動の起源として、従来、表面のステップ密度、ブラッグ条件から外れた場合の電子波の干渉、原子の表面密度、2種の表面再構成構造の比などが提案されてきた。本研究では、成長中の表面形態をモデル化した表面からのRHEED波動関数を求め、入射電子方位に沿った原子列の密度によってRHEED強度振動が起きる条件を明らかにした。Si(001)表面上に成長する場合を例にとって計算した結果、ブラッグ条件下で、電子波が干渉することでRHEED強度振動が起きることを見出した。この条件下では、1原子層の高さの差による電子波の位相差は2π/3で、このため2原子層を周期とするRHEED強度振動が起きることが明らかになった。この結果は、これまで直接示されることがなかったRHEED強度振動の起源を、RHEED波動関数の計算から明らかにすることができることを、具体的に示したもので、今後、電子の入射条件、基盤結晶などを変えて、いくつかの主要な系におけるRHEED強度振動の起源解明の基礎となる。とくに高さの異なる表面層からの干渉が、起源となっていることを明らかにできたことは、重要な結果である。この研究の基礎となるRHEED波動関数の計算法については、表面の代表的なレビュー誌であるSurface Science Reportsに論文が掲載された。また、上記のRHEED強度振動の起源に関する結果については、現在論文投稿を準備している。GaAs(001)面上の分子線ホモエピタキシャル成長中のRHEED強度振動の起源を解明した。この系は、これまでに英国インペリアルカレッジのグループを中心として、盛んに研究されて来た。彼らはRHEED強度振動の起源は表面のステップ密度であるとしてきだが、これに対していくつかの反論も出され、決着がついていなかった。本研究での結果と成果は、以下のようにまとめられる。1.インペリアルカレッジから実験データを得て、彼らの実験条件において、RHEED強度振動の起源を解明した。この条件下では、(1)入射電子と平行な方向に対してはステップ密度、(2)入射電子と垂直な方向に対しては原子密度、が主たる起源であることを解明した。2.この結果は、Gaではなく基板層のAsが成長様式を決めていることを示しており、GaAsのような2成分系の成長で、モフォロジーを決める原子を明らかにした点に意義がある。3.20年度明らかにしたSi(001)について、国際会議で発表するとともに、日本顕微鏡学会でも招待講演を行った。GaAs(001)の結果については、日本物理学会で口頭発表を2回行った。RHEED強度振動の起源の結果は、ステップ密度が主な起源であるという議論と、原子密度が主な起源であるという議論のいずれでもなく、方向によって起源が異なるということを示しており、これまでの起源に対する論争に決着をつけるものであることが重要である。さらに、この結果は、エピタキシャル成長の異方性と関連づけられるなど、今後応用面での発展が期待されるものである。GaAs(001)面上の分子線ホモエピタキシャル成長中のRHEED強度振動の起源の研究をさらに進め、成長中の島の形態とRHEED強度振動との関係を明らかにした。これまで入射電子に対して垂直な方向に無限に長い島と平行な方向に無限に長い島について行ってきた研究を、より現実的な成長中の島の形状ごとにRHEED強度を求めることにより、島のサイズ効果がどの程度あるかを明らかにした。すなわち有限の大きさの島を成長シミュレーションによって生成し、その島をもつ表面からのRHEED強度を求め、強度変化の原因をRHEED波動関数の計算から解明した。その結果、1.入射電子と平行な方向に対してはステップ密度、2.入射電子と垂直な方向に対しては原子密度、が主たる起源であることが、より現実的な成長中にも成り立つことが明らかになった。同時に、サイズ効果が、上の起源以外に現れ、島が縦横数個ずつの大きさで、電子の可干渉距離に比べかなり小さいときには顕著になることも明らかになった。これらの結果から、ホモエピタキシャル成長中のRHEED強度振動の起源は、成長中の島の形態と電子の入射条件との2つの条件によって異なり、いわゆるRHEED強度振動が顕著に観察される条件では、上の2つの要素が重なったものであることが示されたことで、これまで提案されていたいくつかのモデルは、その一面だけを見ていることが明らかになり、一段高い視点からの理解が得られた。

本研究をもとにすれば、成長中に被覆率あるいは表面の粗さなど注目する量により、電子の入射条件を変えて調べる指標が与えられるようになったことは、成長制御の観点からも重要なものである。
微弱磁場環境下・不凍物質添加低温保存肺の移植に関する研究

肺移植における,微弱磁場環境下と不凍物質添加による過冷却および冷凍保存法の有用性を研究した。ラットを用い,24時間保存後同種移植を行い,移植肺でのエネルギー代謝や再灌流障害の程度を比較した。【過冷却】微弱磁場下,-2°C保存の移植肺は、4°C単純冷却保存と比べエネルギー代謝や再灌流障害が抑制され,肺摘出直後移植の移植肺と比べほぼ同等であった。微弱磁場環境下で,保存液にAFPを添加しても有意な上乗せ効果はなかった。4°C単純冷却肺保存では不凍タンパク,特にAFGPは肺保存状態を改善する可能性があることが示された。【冷凍】-10°Cでの冷凍肺保存におけるCAS,不凍タンパク添加の有意な効果はなかった。【方法】ラットを用いて肺にPerfadexを灌流したのちに左肺を摘出。コントロール群(摘出後に保存せず移植、再灌流)、通常保存群(摘出後通常冷蔵庫にて4°C24時間保存後移植再灌流)、CAS保存群(摘出後CAS system冷蔵庫にて-2°C24時間保存後移植再灌流)の3群に分け、各々6組ずつ実験をおこなった。保存した左肺を別のラットに移植し、2時間の再灌流を行った後に摘出し、ATP測定、W/DRatio、動脈血PaO2、病理検査を測定した。【結果】肺組織中ATP量は、コントロール群33.8±6.8(μmol/g)と-2°CCAS保存群31.8±2.5(μmol/g)に有意差はなく、コントロール群、-2°CCAS保存群両者に対し4°C通常保存群21.3±1.5(μmol/g)は有意にATP量が低下していた(P<0.05)。移植再灌流後の肺組織W/D ratioはコントロール群0.204±0.028、-2°CCAS保存群0.220±0.038、4°C通常保存群0.205±0.045であった。3群間で有意差はなかった(P>0.05)。移植再灌流後の動脈血PaO2はコントロール群178±20(mmHg)、-2°CCAS保存群172±41(mmHg)、4°C通常保存群180±28(mmHg)であった。病理学的検討:再換気灌流後の肺胞構造をH-E染色での病理学的評価を行った。間質の浮腫、血管外顆粒球浸潤、肺胞内出血、無期肺は各群においてわずかに見られたが、その程度に差を認めなかった。肺胞破壊においてコントロール群のスコアが1.0、CAS保存群が1.2のスコアであったのに対し、通常保存群のスコアは全例2.0であり、有意差があった(P<0.05)。【結論】変動微弱磁場環境下でのサブゼロの肺保存は、4°Cの単純冷却保存と比較して代謝を抑え、良好な結果がえられた。24時間保存においても摘出直後の状態とほぼ同等な状態と考えられる。不凍タンパクを添加した保存液の保存効果を検討する際に、微弱磁場冷蔵庫が故障し修理していたため。これまでの研究で,-2°Cでの変動微弱磁場環境(CAS)下サブゼロ肺保存は4°Cの単純冷却保存と比較して代謝を抑え,病理学的にも良好な保存状態を得られることを報告した。この研究に引き続き,変動微弱磁場環境下で,保存液に不凍タンパク(AFP)を添加した効果を評価した。【方法】CAS+AFP群:6組。保存液はPerfadex&reg;にAFPを添加したものを用いた。AFP濃度は30 mg/mlとした。ドナーから左肺を摘出後,-2°Cの保存温度で微弱磁場を発生させた冷却装置で24時間保存し,その後レシピエントに移植した。保存した左肺を別のラットに移植し,2時間の再灌流を行った後に摘出し,ATP測定,W/D ratio,動脈血PaO2を測定し,病理評価を行った。【結果】CAS+AFP群では,肺組織中ATP量は32.0±4.8μmol/g,移植再灌流後の肺組織W/D ratioは0.210±0.045,移植再灌流後の動脈血PaO2は178±45mmHgであり,CAS群,コントロール群に比べて有意差はなかった。病理学的検討:再換気還流後の肺胞構造をH-E染色での病理学的評価を行ったところ,間質の浮腫,血管外顆粒球浸潤,肺胞内出血,無気肺はCAS群,コントロール群に比べて有意差はなかった。【結論】肺保存において微弱磁場環境下にAFP添加の上乗せ効果は十分ではない結果であった。肺保存において微弱磁場環境下にAFP添加の上乗せ効果は十分ではない結果から,AFPにかえて不凍糖タンパク(AFGP)を用いることとした。その予備実験として,心肺摘出モデルで保存実験を行った。微弱磁場環境なしで,-2°Cで,AFGP添加無しのAFGP(-)群,AFGP添加のAFGP群を比較した。AFGP濃度は500&micro;g/mlとした。W/D ratioは,AFGP(-)群0.8195±0.005,AFGP

群0.7960±0.018,2時間でのmaxdP/dTはAFGP(-)群213.0±197.9,AFGP群550.3±189.1,2時間でのmin dP/dTはAFGP(-)群255.0±227.6,AFGP群609.3±188.3であり,いずれもAFGP群で保存状態が良い傾向にあった。このため,AFPにかえて不凍糖タンパク(AFGP)を用いて,CAS群とCAS+AFP群を比較する実験を予定している。これまで,肺保存における微弱磁場(CAS)下サブゼロ保存は効果があり,CASにAFP添加の上乗せ効果は少ない結果であった。心肺保存ではAFPよりAFGPの方が効果があった。今年度は「実験1」AFP,AFGP添加の肺保存への効果「実験2」冷凍肺保存へのAFGPの効果を検証。【方法】ラットで左肺同種移植モデルを作成。再灌流2時間後,動脈血PaO2を測定。移植肺でATP,W/D ratio,病理を評価。「実験1」ET-KYOTOを使用し,4°C,24時間保存。control群:ET-KYOTOのみ,AFP群:AFP10mg/ml添加,AFGP群:AFGP10mg/ml添加。「実験2」Perfadexを使用し,ー10°C,24時間保存。control群:通常冷凍,CAS群:CAS保存,CAS+AFPG群:CAS下,AFGP(500&micro;g/ml)添加。【結論】不凍タンパク,特にAFGPは肺保存を改善する可能性あり。冷凍肺保存におけるCAS,不凍タンパク添加の効果は少ない。肺移植における,微弱磁場環境下と不凍物質添加による過冷却および冷凍保存法の有用性を研究した。ラットを用い,24時間保存後同種移植を行い,移植肺でのエネルギー代謝や再灌流障害の程度を比較した。【過冷却】微弱磁場下,-2°C保存の移植肺は、4°C単純冷却保存と比べエネルギー代謝や再灌流障害が抑制され,肺摘出直後移植の移植肺と比べほぼ同等であった。微弱磁場環境下で,保存液にAFPを添加しても有意な上乗せ効果はなかった。4°C単純冷却肺保存では不凍タンパク,特にAFGPは肺保存状態を改善する可能性があることが示された。【冷凍】-10°Cでの冷凍肺保存におけるCAS,不凍タンパク添加の有意な効果はなかった。微弱磁場冷蔵庫の修理がほぼ完了し、不凍タンパクを添加した保存液の保存効果を検討する。また、28年度に予定した以下の実験を行う。[1]冷凍肺保存モデルの作成(n = 10(レシピエント10およびドナー10))平成26年度と同様の方法で肺移植モデルの作成を行い、保存液はPerfadex&reg;にAFPを添加したものを用いる。ドナーから左肺を摘出後、微弱磁場を発生させた冷却装置で-10°Cまで冷却させ冷凍する。24時間保存し、その後4°Cまで微弱磁場環境下に解凍し、レシピエントに移植する。[2]移植肺の評価項目移植後2時間の人工換気を行った後、動脈血ガス分析でPaO2を測定する。その後、移植肺を摘出し、移植肺の組織を切り分け、上記の如く、W/D ratio、組織中ATP量を測定する。残りで病理学的検査(HE染色、TUNEL法)を行う。さらに電子顕微鏡で、1摘出直後の肺、2保存直後の肺、3移植後再還流し2時間後の肺、で肺組織の病理学的変化を観察する。AFPにかえて不凍糖タンパク(AFGP)を用いて,CAS群とCAS+AFP群を比較する実験を予定している。さらに,予定していた,冷凍肺保存研究もAFPにかえて不凍糖タンパク(AFGP)を用いる。
超常磁性探針の磁化伸縮を用いた磁場の定量値ベクトルマッピングとナノ磁化状態解析

本研究は、磁性体表面の漏洩磁場をベクトル分解して方向別に定量値を計測し、それらの2次元分布を磁区ドメインレベルの分解能で明らかにすることである。H30年度は、研究期間の1年延長による垂直・面内の独立磁場出力が可能な2磁区電磁石の再設計および磁気力顕微鏡装置への組み込み調整と、垂直・面内磁場の独立検出の検証実験を中心に以下の2項目を実施した。(1)2軸電磁石の調整および磁気力顕微鏡内への組み込み昨年度に発覚した、電磁石の面内磁場印加を担う対向磁極と探針の2次元走査を行うピエゾ間のスペースマージン不足の問題を解消し、ベクトル磁場検出が可能な磁気力顕微鏡を完成させた。磁場を発する磁極の形状の調整によって、マージン拡大(磁極間ギャップ拡大)による磁場出力の低下もさほど大きくなく、磁気力検出感度も十分であることが確認できた。(2)カンチレバーのマルチモード励振および方向別の磁気変調の実証磁性体試料が発する漏洩磁場の試料面垂直方向(カンチレバーの長手方向)と面内方向(カンチレバーの幅方向)を同時に検出するために、昨年度広帯域化したカンチレバーの変位検出系を用いて、カンチレバーを「たわみ」(垂直方向)と「ねじれ」(面内方向)の2つの振動モードで励振させることに成功した。また、磁性探針に垂直と面内方向に、直流及び異なる周波数の交流磁場を印加した状態で、探針の振動スペクトルを計測し、両方向に磁気変調が掛かっている事を確認し、垂直・面内方向の磁場定量値イメージングが行える状態にまで到達した。本研究は、磁性体試料から発生する漏れ磁場の垂直と面内両方向において定量値の計測が可能で、ナノメートルスケールの空間分解能を有する磁気力顕微鏡法を開発する事を目的とする。磁気力のみの抽出が可能な磁気力変調方式の磁気力顕微鏡に、磁化方向が磁場に完全に沿い、ヒステリシスの無い超常磁性合金を探針材料として新規に取り入れ、また、探針を垂直方向とねじり方向の2方向で同時励振させる手法を用いて、磁場の定量値のベクトル分解検出を実現する事を特徴とする。H28年度は、顕微鏡の試作に向けた2軸電磁石の試作を中心に、以下の項目を実施した。1,ゼロ位法を用いた磁場値のベクトル分解検出の定式化これまで計測実績のある垂直方向に対する磁場の定量計測法を拡張する事で、探針の面内振動を用いた面内方向の磁場値の計測理論を構築した。これらを組合わせて、垂直/面内磁場値の同時計測を可能にする理論を構築した。2,面内と垂直の2方向で直流と交流の磁場の発生が可能な電磁石の試作試料ステージ下のΦ20cm×40cm程度の限られた円柱状空間に設置可能な、2軸磁場印加電磁石の設計を行った。これまで開発してきた垂直電磁石(最大磁場>6kOe)と面内電磁石(最大磁場>3kOe)を小型化し、面内電磁石の対向コイルの間に、垂直電磁石を配置する事で、観察対象試料の中で最も磁場の大きいFePt系の薄膜永久磁石等に対しても表面磁場をキャンセルするに十分な磁場強度が得られる事を計算で明らかにした。実作業としては、現有の面内電磁石コイルの主磁極の方向を垂直に変えたものを垂直電磁石として試作し、2軸磁場印加電磁石の顕微鏡内への設置が可能な事を確認した。また、磁極の温度上昇による探針の位置ドリフトを防ぐために、銅パイプを用いた冷却機構を設計、試作した。現在までに計画していた3項目、1.二方向で直流/交流磁場を印加が可能な電磁石の設計、2.探針のねじり振動検出に必要な光てこ変位検出系の広帯域化、3.高磁化率・超常磁性ナノ粒子膜の開発、に関して技術的に重要な課題は、試作レベルではあるが、ほぼクリアできているため、概ね順調とした。本研究は、磁性体表面からの漏れ磁場を垂直・面内の方向別にその絶対値を決定可能な計測手法を開発する事を目的とする。H29年度は、昨年度に試作した垂直・面内磁場出力電磁石を顕微鏡に組み込み、磁気力顕微鏡の改良・調整フェーズに移るための作業を中心に、は以下の2項目を実施した。1、面内/垂直出力電磁石の磁気力顕微鏡への組み込み・調整昨年度に試作した面内と垂直方向の2軸で磁場を出力可能な電磁石を、顕微鏡の試料ステージ内に組み込み、探針走査による磁気イメージング時における、電磁石の磁極間中心での磁場出力と、探針スキャナと磁極間のスペースマージンを確認した。磁場出力に関しては、想定するハード磁性体試料(FePt薄膜)の漏れ磁場をキャンセルできるだけの強度を確認した。スペースマージンは設計上、探針励振用のピエゾ素子土台と電磁石の対向磁極の距離を、2mm程度設定しているが、実際にこのスペースで観察位置調整のために探針の移動操作などを行うと、ピエゾ素子と磁極部の接触により、繊細なピエゾ素子を破損しかけるニアミスが幾度か発生した。これを受け、ピエゾ素子と磁極間距離の拡大が必要と判断し、改善策として、対向磁極ギャップ(現10mm)を拡大し、それに伴う磁場出力の低下分を補う磁極先端の形状(長さ、テーパー率、断面形状等)と、印加電流等の電磁石の仕様の再設計を行った。2、光梃子式変位検出系の改良昨年度、実施した、探針のねじり振動検出に必要な光梃子検出計の広帯域化を更に進めた。

カンチレバーの高バネ定数化による、検出感度の向上を狙い、これまで使用してきた垂直方向の基本共振周波数150kHzよりも高い周波数のカンチレバーに対しても、ねじり方向励振ができるように、帯域を5MHz程度にまで拡大した。また、現有の顕微鏡の探針走査系に設置が可能なように、フォトダイオードと回路基板の配置設計を行った。H29年度は、昨年度策定した推進計画の通りに、磁気力顕微鏡の調整・改良のフェーズに移行したが、予定していた同時イメージングの開始には至らなかったため、やや遅れているとした。これは、研究実績の概要で述べたように、2軸電磁石の再設計および調整作業が必要となったためである。本研究は、磁性体表面の漏洩磁場をベクトル分解して方向別に定量値を計測し、それらの2次元分布を磁区ドメインレベルの分解能で明らかにすることである。H30年度は、研究期間の1年延長による垂直・面内の独立磁場出力が可能な2磁区電磁石の再設計および磁気力顕微鏡装置への組み込み調整と、垂直・面内磁場の独立検出の検証実験を中心に以下の2項目を実施した。(1)2軸電磁石の調整および磁気力顕微鏡内への組み込み昨年度に発覚した、電磁石の面内磁場印加を担う対向磁極と探針の2次元走査を行うピエゾ間のスペースマージン不足の問題を解消し、ベクトル磁場検出が可能な磁気力顕微鏡を完成させた。磁場を発する磁極の形状の調整によって、マージン拡大(磁極間ギャップ拡大)による磁場出力の低下もさほど大きくなく、磁気力検出感度も十分であることが確認できた。(2)カンチレバーのマルチモード励振および方向別の磁気変調の実証磁性体試料が発する漏洩磁場の試料面垂直方向(カンチレバーの長手方向)と面内方向(カンチレバーの幅方向)を同時に検出するために、昨年度広帯域化したカンチレバーの変位検出系を用いて、カンチレバーを「たわみ」(垂直方向)と「ねじれ」(面内方向)の2つの振動モードで励振させることに成功した。また、磁性探針に垂直と面内方向に、直流及び異なる周波数の交流磁場を印加した状態で、探針の振動スペクトルを計測し、両方向に磁気変調が掛かっている事を確認し、垂直・面内方向の磁場定量値イメージングが行える状態にまで到達した。H29年度は、2軸電磁石と広帯域光梃子変位検出計の開発を完了させ、磁気力顕微鏡の調整・改良のフェーズに移行し、面内と垂直の磁場値の同時イメージング実験を開始する事を目指す。まず、今年度に試作した2軸電磁石と光梃子変位検出計を磁気力顕微鏡に組み込み、変調磁場による磁性探針の磁化の変調条件を最適化する。面内方向の感度の確保が課題であるが、面内電磁石の対向磁極の形状や配置を精密に調整して、探針位置での面内磁場の勾配を最大化する事で対処する。次に、ミリメートルサイズのバルク永久磁石をサンプルとして漏れ磁場の定量値をマクロスケールでマッピングし、ゼロ位法を用いた磁場の定量計測法を実証する。ここでは、ホール素子等で磁場分布等を計測し、その整合性を確認する。これらの2項目が終了次第、高記録磁気記録媒体などの実用磁気デバイスをサンプルとした実験に移行する。H30年度は、まず、2軸電磁石の形状・出力の再調整を行い、イメージング時のセットアップにおいて電磁石の磁極と探針励振ピエゾの距離を十分に保った状態で、試料の観察領域の位置変更がスムーズに変更できる事を確認する。次に、面内磁場出力を確認した後、面内と垂直磁場の同時イメージングのフェーズに移行し、本手法の実証実験を開始する。試料としては、最初に磁区サイズがサブマイクロメートルの薄膜永久磁石を用いる。面内と垂直励振モードの共振周波数の変調をキャンセリングするゼロ位法を用いて、磁場値のマッピングを行い、磁区構造を反映した磁場分布となっている事を確認する。
花成を制御するフィトクロムBのシグナル伝達機構の解明

花成を制御する最も重要な外的要因の一つが光であり、その情報は主に植物の主要な光受容体であるフィトクロムによって捉えられる。フィトクロム蛋白質は、光受容に働くN末端領域と、キナーゼドメインを持つC末端領域からなり、これまでフィトクロムはC末端領域内のキナーゼ活性により下流にシグナルを伝達すると考えられてきた。しかし我々の最近の研究により、フィトクロムの最も主要な分子種であるphyBが、C末端領域からではなくN末端領域からシグナルを発信することが証明され、フィトクロムのシグナル伝達機構を一から見直す必要が生じた。そこで本研究では、大規模な変異体スクリーニングによる順遺伝学的解析を行い、phyBシグナル伝達経路の根本的な見直しを図ることを目的として、フィトクロムと重複した機能を持つクリプトクロムの欠損株背景で約25万系統のアクチベーションタギングラインを作製し、光応答の低下を示す変異体をスクリーニングした。その結果、正常なphyB蛋白量を保ちながら、赤色光条件特異的に胚軸徒長を示す変異系統を単離した。この系統は、これまでに調べた限り全てのphyB反応において異常を示し、原因遺伝子を解析した結果、新奇の核局在性RNA結合蛋白質をコードする遺伝子の機能欠損型劣性変異体であることがわかった。これらの結果は、この新奇RNA結合蛋白質がphyBのシグナル伝達における正の因子として特異的に働くことを示す。さらに、この原因遺伝子について数多くの変異体アリルを解析することにより、機能を完全に失うnullアリルは致死性を示すが、蛋白質のC末端部分のみを欠損するアリルは生育可能で、phyB反応特異的な異常を示すことを見出され、この蛋白質のC末端部分がphyBシグナル伝達において重要な役割を担うことがを示唆された。メリステム相転換の代表例である花成は光によって制御され、その情報は主に植物の主要な光受容体であるフィトクロムによって捉えられる。フィトクロム蛋白質は、光受容に働くN末端領域と、キナーゼドメインを持つC末端領域からなる。従来、フィトクロムはC末端領域内のキナーゼ活性により下流にシグナルを伝達すると信じられてきたが、我々の最近の研究により、フィトクロムの最も主要な分子種であるphyBがN末端領域からシグナルを発信することが証明され、そのシグナル伝達機構を一から見直す必要が生じた。本研究では、主に順遺伝学的解析により、phyB N末端領域からの未知のシグナル伝達経路に特異的に関わる新奇下流因子の同定を進める。本研究ではまず、遺伝子機能冗長性の問題を克服するために、以下の3つの工夫を凝らした新たな変異体スクリーニングを試みた。1)フィトクロムと重複した機能を持つ青色光受容体クリプトクロムの全分子種を欠くシロイヌナズナのcry1cry2phyB三重変異体背景にて、phyB N末端領域を過剰発現させ、その形質転換植物を親株として用いることにより、僅かな表現型をできる限り誇張して変異体の単離を容易にする。2)T-DNAタギング法を用いることで、僅かな表現型しか持たない変異体の原因遺伝子クローニングを容易にする。3)形質転換植物をタギングする際に問題となる、導入遺伝子のサイレンシングを抑える。昨年度までに、上記の方法で期待通り導入遺伝子のサイレンシングが抑えられることを確認している。しかしながら、この親株は顕著な遅咲きを示し、今後研究を進める上で大きな問題となると考えられたため、遅咲きの主な原因であるcry2変異を除き、cry1phyB二重変異体背景にてphyB N末端領域を過剰発現する系統を作製し、新たにこれを親株としてタギング系統の作製を再開した。
無脊椎動物の社会構造と適応戦略

特定研究最終年度にあたり、過去2年間の研究で重要と認められた問題について集中的な野外調査・実験を行うとともに、論文と報告書(モノグラフシリーズ「動物・その適応戦略と社会」以下「」で示す)の作成に力を注いだ。主な成果は次の通りである。1社会性混虫類の社会構造とその進化本来単独生活をするハナバチをアミ室内で社会性に転換させる世界最初の試みは成功し、同世代分業の起原と、真社会制進化におけるその意義に関する貴重なデータが得られた(坂上・前田「独居から不平等へ-ツヤハナバチとその仲間の生活」)。チビアシナガバチについては、その生活が母巣上での集団越冬、オスの早期羽化、ワーカーのメス卵産卵、多数の産卵メスの共存など、口殊な様相を示すことが判明し、本種が典型的な單女王制のアシナガバチと熱帯産の多女王制種とをつなぐ中間項であろうと推定された(伊藤「狩りバチの社会進化-協同的多雌性仮説の提唱」)。また昨年発見されたクチキゴキブリの特殊な社会構造については、本年度に、一夫一妻であること、親の保護が子の生存にとって必要であることが判明した。2昆虫および甲殻類の交尾戦略・繁殖戦略トンボ類の交尾戦略については日本の全データをまとめ、外国の例と比較しつつ、交尾戦略変異の社会生態学的意義を明らかにすることができた(東・生方・椿「トンボの繁殖システムと社会構造」)。カニについては交尾戦略と採食戦略に大きな可能性があることがわかった。さらに南西諸島に特産する多数のサワガニ類の繁殖戦略を比較検討した結果、より炭水な環境への進出、ひいては陸上への進出にともない大卵少産へと進化することが推察された。
皮下脂肪細胞由来幹細胞を用いた新規動脈硬化治療法の開発

皮下脂肪細胞由来幹細胞(ASC)は様々な細胞に分化し得ることが知られている。本研究ではラットASCが血管内皮細胞に分化し得ることを示し、障害血管における新生内膜の増殖抑制作用を有することを明らかにした。また糖尿病による陰茎海綿体の機能不全を改善させること、これらの効果が本細胞が遊離するサイトカインによることを示した。【方法・結果】ASCはCD29およびCD90を発現したがCD34は発現せず、これはASCが骨髄細胞由来間葉幹細胞に類似していることを示唆した。ASCを内皮増殖培養液(endothelial growth medium ; EGM)に培養しECに分化誘導させると、ASCはFlt-1を発現したが、Flk-1および成熟したECのマーカーであるCD31,VE-cadherinは発現しなかった。またASCはEGMで培養するとangiopietin-1を産生し、NO産生も確認された。Chemotaxis assayにおいてASCはECのmigrationを促した。EGM培養ASCを血管傷害した大腿動脈の血管腔内に投与したところ、内膜増殖を有意に抑制した。このときASCが直接内皮細胞に組み込まれていないため、EGM培養ASCを血管外膜側から投与したが、内腔側から投与したときと同様に内膜増殖を有意に抑制しECの修復が促進されていた。【結論】これらの結果、ASCは成熟したECに分化する可能性は少ないが、傍分泌作用により内皮修復を促進した。EGM培養ASCによる内膜増殖抑制作用は、ESC自体が内皮に分化することによる内皮再生ではなく、傍分泌的作用によりECのmigrationを促進し、内皮を修復し内膜増殖を抑制すると考えられた。【緒言】メタボリック症候群の初期症状として勃起不全(以下ED)が認められ、逆にED男性の90%は糖尿、高血圧、高脂血症、肥満を有しており、陰茎海綿体内での海綿体平滑筋・内皮、神経の異常が全身の心臓血管系異常に先立って現れてくる。EDに対する治療は、現状では実質的に、勃起改善治療薬の処方のみであり、糖尿病、動脈硬化症例での機能回復は限定的であることから有効な再生医療が期待される。【研究方法と結果】我々はラットから皮下脂肪由来幹細胞(ASC)を安定的に誘導することに成功した。ラット勃起モデルを用いて、勃起状態の定量化(海綿体内圧と動脈圧の測定)を行っている。STZによる糖尿病ラットを用いて、5.0×10^5個のSVF/MC幹細胞を亀頭部海綿体から類洞静脈洞に注入。1)勃起機能が幹細胞により改善した。2)糖尿病によってもたらされる海綿体構造の破綻に対して、ASC投与はこれを改善した。VE-Cadherinやコラーゲンやエラスチン繊維の増生を認めた。3)ASCが分泌するparacrine factorとしてAdrenomedullin(AM)が、ASC培養上清に非常に多く存在し、AM産生を抑制させるsiRNA投与でASCからの分泌が抑制されることを示した。AMの作用機序は、1)細胞の遊走(マクロファージ)、分化制御、2)血管内皮細胞再生、抗炎症作用、血管新生の調整、3)体液量調節作用などの多彩な生理活性を示す。この様なAMの作用が、我々の誘導したASCの海綿体再生能にどの程度関与しているかを検討するためにAMのノックダウンや過剰発現が海綿体構造に与える変化を評価したところ,海綿体再生にAMがparacrine factorとして大きく関与していた。【結論】我々は再生医療におけるASCの利用の可能性を考え、ラットASCが血管再生、海綿体構造再構築、勃起機能改善に有効であることを見出した。Adipose tissue-derived stem cells (ASC)は様々なサイトカインを産生し、それらのサイトカインはASCの血管新生促進や抗アポトーシス作用を調節することが知られている。以前にrat wire injuryモデルでASCを外膜側より投与してもneointimal formationを抑制したこと、およびASCはangiopoietin-1 (Ang1)を産生することを報告した。本研究ではASCによるneointimal formation抑制作用がAng1を介するかを検討した。昨年度、ASCによりラット血管傷害モデルにおいて内皮修復が促進されることを示した。本年度は人への応用を念頭において海綿体内皮機能の改善作用を示すことができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの成果を踏まえ、冠動脈疾患の内皮機能の改善を目指し、実臨床におけるステント治療時の血管保護を想定した実験を進行中である。動物実験に終始するのではなく、多少高率は悪くともヒトでも可能な治療介入方法を模索している。
老化神経細胞モデルによる神経変性疾患発症機構の解析

認知症含む神経変性疾患の多くが晩期発症性であることは、神経細胞の老化が神経変性疾患の発症に密接に関係していることを強く示唆しているが、神経老化と神経変性を関連付ける分子機構についてはほとんどわかっていない。我々は、神経老化によるタンパク質分解機構の変容の分子機構を理解するため、初代培養神経細胞の長期間培養法を開発し、神経細胞の老化をin vitroで解析することを試みている。従来、初代培養神経細胞は1ヶ月程度しか培養できないとされてきたが、培養条件等を検討し、6ヶ月以上の長期間に渡る長期培養法を考案した。その結果、従来の初代培養神経細胞ではみられなかった、神経細胞の老化現象をin vitroで再現することに成功した。長期培養した神経細胞では、培養開始後4ヶ月(16週齢)を過ぎると老化マーカーの一つであるリポフスチンが蓄積し始めることがわかった。老化に伴う神経細胞の遺伝子発現の変化について、既知の老化関連遺伝子群の遺伝子発現をqPCR法により定量したところ、細胞老化により増減すると言われている遺伝子群(カテプシンD, SirT1, REST/NRSF, RanBP17, Bag3など)の発現変化が報告どおりに確認することができた。また、選択的オートファジーのアダプタータンパク質の発現量には変化がなかったことから、老化神経細胞では選択的オートファジーによる凝集性タンパク質分解は老化神経細胞においても、働いていることが示唆された。これらの結果などから、長期培養神経細胞が老化神経細胞としての特徴を有する実験モデルとなりうると考えられる。今後この実験系を用いて、神経老化による神経変性の分子機構の解明を目指したいと考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。認知症含む神経変性疾患の多くは晩期発症性である。このことは神経変性が神経細胞の老化と密接な関係にあることを強く示唆している。しかしながら、神経老化と神経変性を関連付ける分子機構についてはほとんどわかっていない。我々のグループでは、神経老化によるタンパク質分解機構の変容の分子機構を探るため、初代培養神経細胞の長期間培養法を開発し、神経細胞の老化をin vitroで解析することを試みている。これまでに、マウスの初代培養皮質神経細胞の培養条件を検討し、6ヶ月以上の長期に渡り培養することに成功した。長期培養した神経細胞は、培養開始後3.5ヶ月(14週齢)を過ぎた頃から老化マーカーの一つであるリポフスチンを蓄積し始める。興味深いことに、神経細胞が老化してくると、選択的オートファジーの主要アダプタータンパク質であるp62/SQSTM1の細胞内局在が大きく変化し、S403リン酸化型p62を含むp62 bodyが減少することがわかって来た。このようなp62の局在変化は、従来の培養細胞を使った実験系では全く観察されることがないことから、神経細胞の老化による変容によるものであろうと考えている。引き続き、この現象の原因について解析をすすめていく。当初の予定通り、初代培養神経細胞の長期間培養に成功し、老化神経細胞の実験系を構築することができた。老化神経細胞は、Sudan black Bによるリポフスチン染色により確認することができることも示すことができた。リポフスチン陽性の神経細胞が、老化神経細胞で見られるタンパク質の増減を相関しているかどうかについて結論づけるにはまだ時期尚早ではある。老化神経細胞におけるバルクと選択的オートファジーの進行状態を、p62のリン酸化状態とオートファゴソーム形成を指標に解析していく。また、神経変性疾患の原因タンパク質、特にTauタンパク質の分解活性について老若で比較する。老化神経細胞で見られる状態を若年細胞で再現することで、老化によらない選択的オートファジーの変容の分子機構について解析する。
電離圏と高電力電磁波との相互作用に関する研究

平成5年度中に、本研究計画の一環として、アメリカ合衆国アラスカ州フェアバンクス市近郊に位置するHIgh-Power Auroral Stimulation(HIPAS)実験施設を用いた日米共同電離圏加熱実験キャンペーンを2度(平成5年8月、及び平成6年2月3月)実施した。今後の共同実験の円滑化のため、各種計測方法のテスト並びにそれらのコーディネーション法のテストに重点を置いた。ここで、“電離圏加熱実験"とは、強力なHF帯電波を地上局より発信し、これで電離圏プラズマを照射し、高電力電磁波とプラズマとの相互作用により電離圏中に生じるプラズマ乱流を含む各種プラズマ波動現象、プラズマ加熱現象などについて調べる研究である。現象が自然発生的に生じるのを“待つ"のではなく、“能動的"に自然に働きかけて実験を行うことから“能動電離圏実験"とも呼ばれる。電離圏を境界が無く、閉じ込めの心配も無い巨大なプラズマの実験室として用いようという考え方である。さらに平成5年度中には、共同研究者、研究協力者が一堂に会し、現在までの研究活動、並びに今後の研究の展開に関して討議する機会をも持つことができた。以下に、HIPASキャンペーンより得られた成果の概要を中心に記す。HIPASの加熱HF波(通常2.85MHz)を振幅変調するなどしてELF,VLF帯の低周波波動を励起することが可能である。VLF帯ではホイッスラ-波の励起が確認されている。今回はこれに加えて陽子サイクロトロン周波数域のELF帯波動の励起が試みられた。地上観測と同時に、EXOS-D(あけぼの)衛星の低周波プラズマ波動観測グループによる衛星観測も実施された。HF波加熱によりプラズマ導電率を人為的に変化させ、極域エレクトロジェット電流に部分的に変調をかけることで、自然界の自由エネルギーを有効に利用できることが、効率の良い低周波波動励起につながるものと考えられている。2.リオメータによる観測HIPAS施設の北西35km程離れた地点に8本のアンテナアレイより構成されるリオメータを設置し(受信周波数29.75MHz±100kHz)、HFによる加熱領域の高度及び拡がりの測定を試みた。低周波波動励起のソース領域の定量的な同定が可能となり、励起機構の解明に貢献しうる。因みに、電離圏加熱実験の効果のリオメータ観測は、我々の知る限り今までに例をみない。3.HFドップラー測定加熱HF波のものと周波数が僅かに異なる低出力のテスト波を用いてHFドップラー測定を行い、加熱効果によるHF波の反射点の動的な変化を計測した。4.HFフェイズドアレイ・レーダーテストHF波の反射信号(振幅、位相)を多点同時観測し、ホログラフィックな手法を用いて加熱領域の密度変調の様子を定量的に測定するというアイディアである。多点観測に必要な受信タイミングの取り方についてテストをした。5.HFライダー観測高電力HF波とプラズマとの相互作用の結果として発生する高速電子が励起する原子・分子をライダー観測で同定し、高速電子の発生機構などについて調べるというもので、色素レーザー・光学系の準備が終了し、テストが行われた。6.今後の課題電離圏加熱実験では、プラズマ密度にかかる変調の様子を定量的に知ることが現象の全体像を把握する上で極めて重要である。個々にテストされた計測手法を同時にコーディネートして用いることがますます重要である。低緯度域における実験で、電離圏中に強いプラズマ乱流が生じることを見出している。極域では、オーロラ粒子の存在と相俟って、加熱実験中の乱流現象の研究は物理的に極めて興味ある今後の課題である。

2.リオメータによる観測HIPAS施設の北西35km程離れた地点に8本のアンテナアレイより構成されるリオメータを設置し(受信周波数29.75MHz±100kHz)、HFによる加熱領域の高度及び拡がりの測定を試みた。低周波波動励起のソース領域の定量的な同定が可能となり、励起機構の解明に貢献しうる。因みに、電離圏加熱実験の効果のリオメータ観測は、我々の知る限り今までに例をみない。3.HFドップラー測定加熱HF波のものと周波数が僅かに異なる低出力のテスト波を用いてHFドップラー測定を行い、加熱効果によるHF波の反射点の動的な変化を計測した。4.HFフェイズドアレイ・レーダーテストHF波の反射信号(振幅、位相)を多点同時観測し、ホログラフィックな手法を用いて加熱領域の密度変調の様子を定量的に測定するというアイディアである。多点観測に必要な受信タイミングの取り方についてテストをした。5.HFライダー観測高電力HF波とプラズマとの相互作用の結果として発生する高速電子が励起する原子・分子をライダー観測で同定し、高速電子の発生機構などについて調べるというもので、色素レーザー・光学系の準備が終了し、テストが行われた。6.今後の課題電離圏加熱実験では、プラズマ密度にかかる変調の様子を定量的に知ることが現象の全体像を把握する上で極めて重要である。個々にテストされた計測手法を同時にコーディネートして用いることがますます重要である。低緯度域における実験で、電離圏中に強いプラズマ乱流が生じることを見出している。極域では、オーロラ粒子の存在と相俟って、加熱実験中の乱流現象の研究は物理的に極めて興味ある今後の課題である。
電子チャネリングX線分光と電子回折マッピングによる不純物占有サイト解析法の拡張

本研究の目的は、申請者らが推進している透過電子顕微鏡(TEM)における電子ビームロッキングをベースとした結晶材料定量分析手法(ALCHEMI法及びその発展的手法)の更なる高空間分解能化と汎用化を行い、実用材料における結晶中に拡散した不純物のナノ物性状態を明らかにする分析手法を確立することである。TEMにおけるビームロッキング分析では、集束レンズの収差と偏向コイルの連動の不完全性によりビーム照射位置(ピボットポイント)が固定できず実質的な分析の分解能(ビーム径)は1μmに至るマイクロ分析であった。本研究では、先ず研究目的の前者を達成するため、ビームをソフトウェア制御するプラグインにこれらの(広義の)収差を補正する機能とそれに同期してエネルギー分散型X線分光(EDX)や電子エネルギー損失分光(EELS)スペクトルを収集する機能を合わせたシステムの開発を進めた。いくつかの問題点は残っているが、現時点でビーム径は数十nm程度にまで至りナノサブマイクロ分析が可能な段階へとなった。これにより実際に結晶粒界などの局所領域を狙った計測ができることを確認した。研究目的の後者に対しては、ビームロッキングに同期した電子回折像のマッピングデータを更なる情報として用いる試みを進めている。先ずは、電子ビームを歳差運動させるプリセッション電子回折データを用いることを考え、上記のソフトウェア型のビーム制御/分光システム上でデータ収集が可能であるか等の基礎検討を進めた。未だ初期検討に留まるが、プリセッション電子回折データが安定して取得できることは確認できている。また、開発中のこれらのシステムを複数の非等価なFeサイトを含むW型六方晶フェライト磁石の分析へ応用し、各Feサイトの電子状態評価を明らかにすることで磁気特性の起源に関わる情報を捉えた。従来システムにおける本分析手法(TEM-ALCHEMI法及びその発展的手法)の実施においては、電子ビームのピボットポイントが揺らいでしまう制約により格子欠陥等の局所領域が狙えないだけでなく、バルク領域の分析においてもビーム位置の揺らぎで一つの計測の間に異なる試料厚みの領域を計測してしまう問題があった。そのため、試料厚みの変化に敏感なEELSスペクトルを用いた分析などは容易ではなく、サイト選択的な電子状態評価の信頼性には難点があった。本研究で整備している計測システムにおいては、ビームのソフトウェア制御によりビーム径が100nm以下まで縮小できており、これらの問題は大幅に解消された。現段階において、フェライト磁石や酸化物超伝導物質等への応用を進めており、従来と比較して高品質なデータの取得に成功している。また、電子回折像を用いる試みについては実験的には初期検討までしか進んでいないが、これらのデータを理論解析するための動力学的電子回折理論計算を行うプログラムの基礎部分の開発は概ね完了している。研究計画に関して大幅な変更はない予定である。TEM-ALCEHMI法の高空間分解能化については、ビーム制御ソフトウェアをベースとした収差補正機能付き測定システムの構築によりほぼ完了している。今後はソフトウェアのバグ等の細かな不具合の修正を進めると共に、磁石材料や超伝導材料、誘電体材料等の実用材料分析への応用を進めていく。TEM-ALCHEMI法に電子回折データを組み合わせて分析を行う試みについては当初予定より実験面で遅れがある。しかし、プリセッション電子回折を用いる方法については、標準試料によるテスト実験によりデータ取得に問題がないことは確認済みである。従って、開発中の理論計算プログラムの整備と並行して実用材料への適用検討を進める予定である。また、これらの電子回折データから結晶構造情報を引き出すため方法として、動力学的電子回折理論計算と機械学習法を組み合わせたデータ解析システムの確立を目指す。なお、現段階ではプリセッション電子回折データをベースにする予定だが、その他の回折データを用いる方法についても検討を進める。

従来システムにおける本分析手法(TEM-ALCHEMI法及びその発展的手法)の実施においては、電子ビームのピボットポイントが揺らいでしまう制約により格子欠陥等の局所領域が狙えないだけでなく、バルク領域の分析においてもビーム位置の揺らぎで一つの計測の間に異なる試料厚みの領域を計測してしまう問題があった。そのため、試料厚みの変化に敏感なEELSスペクトルを用いた分析などは容易ではなく、サイト選択的な電子状態評価の信頼性には難点があった。本研究で整備している計測システムにおいては、ビームのソフトウェア制御によりビーム径が100nm以下まで縮小できており、これらの問題は大幅に解消された。現段階において、フェライト磁石や酸化物超伝導物質等への応用を進めており、従来と比較して高品質なデータの取得に成功している。また、電子回折像を用いる試みについては実験的には初期検討までしか進んでいないが、これらのデータを理論解析するための動力学的電子回折理論計算を行うプログラムの基礎部分の開発は概ね完了している。研究計画に関して大幅な変更はない予定である。TEM-ALCEHMI法の高空間分解能化については、ビーム制御ソフトウェアをベースとした収差補正機能付き測定システムの構築によりほぼ完了している。今後はソフトウェアのバグ等の細かな不具合の修正を進めると共に、磁石材料や超伝導材料、誘電体材料等の実用材料分析への応用を進めていく。TEM-ALCHEMI法に電子回折データを組み合わせて分析を行う試みについては当初予定より実験面で遅れがある。しかし、プリセッション電子回折を用いる方法については、標準試料によるテスト実験によりデータ取得に問題がないことは確認済みである。従って、開発中の理論計算プログラムの整備と並行して実用材料への適用検討を進める予定である。また、これらの電子回折データから結晶構造情報を引き出すため方法として、動力学的電子回折理論計算と機械学習法を組み合わせたデータ解析システムの確立を目指す。なお、現段階ではプリセッション電子回折データをベースにする予定だが、その他の回折データを用いる方法についても検討を進める。当初予定では、H30年度には本研究で開発する実験システムの雛形として用いるビーム制御プラグインの導入(又はアップグレード)と計算負荷のかかる理論計算や機械学習を用いるために増加する計算コストに対応するために計算機の導入を計画しており、それらの高額物品の購入費用を計上していた。しかし、前者については開発業者との共同研究により現在保有している旧システムで検証を進めていく中で実用面でのいくつかの修正すべき課題が見つかったため、現在を修正を行っている。そのため、この制御プラグインの購入時期をH31年度へとずらしたため、次年度使用額が生じた。また、それに伴って複雑な実用材料の解析試験の時期もずれたため、後者の計算機の購入時期もH31年度へと移行したため、この分についても次年度費用額が大幅に生じた。
卵巣癌腹膜播種における宿主因子の作用の検討

卵巣癌腹膜播種モデルマウスの腹水中で産生が増加しているStromalcellderived factor-1 (以下SDF-1)が卵巣癌腹膜播種に及ぼす作用について検討し、SDF-1がヒト卵巣癌細胞株の接着および浸潤に対して促進的に作用すること、卵巣癌腹膜播種モデルマウスより摘出した腫瘍切片の免疫染色にてSDF-1の産生源が腫瘍細胞及び線維芽細胞あるいは血管周皮細胞であることを証明した。またSDF-1中和抗体を卵巣癌腹膜播種モデルマウスに投与すると腫瘍進展抑制が観察され生存期間が有為に延長することを証明した。卵巣癌腹膜播種モデルマウスの腹水中で産生が増加しているStromal cellderived factor-1 (以下SDF-1)が卵巣癌腹膜播種に及ぼす作用について検討し、SDF-1がヒト卵巣癌細胞株の接着および浸潤に対して促進的に作用すること、卵巣癌腹膜播種モデルマウスより摘出した腫瘍切片の免疫染色にてSDF-1の産生源が腫瘍細胞及び線維芽細胞あるいは血管周皮細胞であることを証明した。2.SDF-1分泌細胞の同定卵巣癌腹膜播種モデルマウスより摘出した腫瘍切片を用いて、SDF-1を分泌している細胞は何であるかを検討した。摘出腫瘍切片をSDF-1と宿主細胞(血管内皮細胞、線維芽細胞、腹膜中皮細胞)表面マーカーで二重染色し共発現している細胞は何であるか検討した。SKOV3移植マウスの腫瘍切片においてSDF-1とα-SMAが共発現しておりSDF-1分泌細胞は線維芽細胞あるいは血管周皮細胞であることが推測された。一方、TOV21G移植マウスの腫瘍切片においては腫瘍そのものがSDF-1によって染色され、卵巣癌細胞そのものがSDF-1を分泌していると考えられた。このことを確認するために、SKOV3およびTOV21Gの培養上澄でのヒトSDF-1の量をELIZA法にて検討したところ、SKOV3細胞ではSDF-1は感度以下であったが、TOV21Gでは分泌が確認された.これらのことよりSDF-1は腫瘍細胞および線維芽細胞あるいは血管周皮細胞から分泌され、卵巣癌の浸潤、転位に促進的に働くと考えられる。腹膜播種は卵巣癌の予後改善における大きな障壁である。本研究では腹膜播種を形成する微小環境細胞に焦点をあて、卵巣癌腹膜播種モデルマウスの腹水中で産生が増加していたSDF- 1に着目して、その産生細胞を同定し、腹膜播種に果たしている役割を解析することで、腹膜播種の成因の一端を解明し、従来の抗癌治療や抗血管新生治療とは異なった新規分子標的治療の開発につなげるべく研究を行っている。すでに前年度にSDF-1がヒト卵巣癌細胞株の接着および浸潤に対して促進的に作用すること、卵巣癌腹膜播種モデルマウスより摘出した腫瘍切片の免疫染色にてSDF-1が腫瘍細胞及び線維芽細胞あるいは血管周皮細胞であることを同定している。今年度は引き続き卵巣癌腹膜播種モデルマウスを用いてSDF-1中和抗体の腹膜播種抑制効果について検討した。ホタルルシフェラーゼを安定的に発現させたCXCR4発現卵巣癌細胞株を腹腔内移植し、移植後7日よりSDFー1中和抗体を腹腔内投与し、IVIS Imaging Systemを用いて腫瘍進展を評価した。SDF-1中和抗体投与マウスにおいて、腫瘍進展抑制が観察され生存期間が有為に延長した。また移植後5週においてマウスを解剖し腹腔内を観察したところ、腹膜上の卵巣癌細胞株生着点の著明な減少を認めた。またヒト卵巣癌検体におけるSDF-1およびCXCR4の発現と予後との相関を検討するため大阪府立成人病センターの手術検体の病理標本の一部を用いて作成した、Tissue Microarrayを抗SDF-1抗体および抗CXCR4抗体を用いて免疫組織染色をおこない、現在SDF-1およびCXCR4の発現と卵巣癌の予後について解析を進めている。SDF-1中和抗体による卵巣癌腹膜播種モデルに対する治療効果を検討する予定であったが、抗体投与量の設定に難渋しているため。24年度が最終年度であるため、記入しない。SDF-1中和抗体による腹膜播種抑制効果の検討以外の項目については、当初の計画にそって研究を継続する。中和抗体による検討に関しては、自作の中和抗体を用いて他癌での報告を行っている施設との共同研究を検討する。
経済的地域統合と国家

平成5年度は、前年度に引き続き研究分担者がそれぞれの分担に基づいて個別研究を行い、その報告を順次実施した。第1回研究会(93年9月)では、吉森賢研究員が「EC企業に対するECの影響」、第2回研究会(同10月)では、毛利勝彦研究員が“NAFTA and the Environment"、第3回研究会(同12月)においては、大矢根聡研究員が「韓国のNIEs化/NIEs後をめぐる貿易レジーム」、第4回研究会(94年1月)には、丸茂明則研究員が「NAFTAと米国産業」、第5回研究会(同2月)には宮里政玄研究代表者が「クリントン政権とアジア」、第6回研究会(同2月)には遊仲勲研究員が「中国系経済の発展と中国系『経済圏』」、さらに第7・8回研究会(同3月)には細谷千博および大内浩研究員がそれぞれ「欧州統合-安全保障問題と米欧関係」「中国とアジア太平洋協力」を報告した。その結果、経済的観点から言うと、再興という立場の欧州、反応あるいは防御的色彩の強い北米、発展思考のアジア・太平洋、といったそれぞれの地域の立場の相違によって統合のダイナミクスが異なること、また、地域統合の形態そのものも大きく異なる点、特にアジア・太平洋、そして中国系経済圏の相違の理解が非常に重要であるということが改めて指摘された。また、国際政治学あるいは国際関係論の基本的な枠組みに影響を及ぼす出来事が発生しつつあることは注目すべきであるとの指摘がなされた。平成4年度は、6月の研究打合せ後、研究分担者がそれぞれの分担に基づいて個別研究を行うとともに、11月以降毎月研究会を開催した。計6回開催した研究会の前半3回は、各分野の専門家を講師に招き、新たな知識を得ることに力点を置き、後半3回は研究対象の3地域(北米、アジア、欧州)の各分担者の報告を行い、相互の認識を深めた。第1回研究会(92年11月)には、池間誠・一橋大学教授を講師に招き、経済統合の理論的なフレームについて講演、意見を伺った。第2回研究会(同11月)では、田中素香・東北大学教授よりEC統合の現状を、特に経済面から解説していただいた。また、第3回研究会(同12月)においては、〓照彦・名古屋大学教授に、アジア・太平洋地域の経済統合の現状とその他地域の統合との関わりを講演していただいた。第4回研究会(93年1月)には、嘉数啓が「局地的市場園(SREZ)の形成・発展とASEAN自由貿易地域(AFTA)」(討論者・大内浩)、また、第5回研究会(同2月)には、奥田和彦が「北米自由貿易協定の現状」(討論者・宮里政玄)、さらに第6回研究会(同3月)には、長尾悟が「EC統合の現状・単一欧州議定書・域内市場統合・マーストリヒト条約にあらわれたEC政策決定の制度的変化」(討論者・細谷千博)の各報告を行った。その結果、(1)地域統合とは言っても、人為的な欧米、自然発生的なアジアなど各地域によって形態が相当に異なる、(2)アメリカ大統領選挙、欧州連合条約に批准をめぐるEC各構成国内の対立等々のように、先進工業国間の経済的統合に関しては、それぞれの国内の問題がかなりの影響を及ぼしている、(3)しかし、アジア・太平洋地域では、それ以前の段階である、等々のことを確認するとともに、次年度に向けて、研究代表者より、経済統合の政治的側面の研究に力を入れることが提起された。