hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
横紋筋肉腫に対するエクソソームデリバリーシステムを用いた新規細胞遺伝子治療の開発

1. shPF-exosomeを分泌するCAR-T細胞の作成と抗腫瘍効果の検討横紋筋肉腫に高発現するEPHB4受容体を認識する抗原認識たんぱくと、共刺激因子、CD3z鎖遺伝子をin-frameに結合し、EPHB4CAR遺伝子を作成した。これをピギーバックトランスポゾン法でヒトT細胞に遺伝子導入することで、EPHB4-CAR-T細胞を作成した。EPHB4-CAR-T細胞は、EPHB4高発現横紋筋肉腫腫瘍細胞株に対して強力な抗腫瘍効果を示した。EPHB4CAR遺伝子の下流に、U6プロモーターとshPF遺伝子を挿入した(EPHB4-CAR-shPF)。これをピギーバックトランスポゾン法でヒトT細胞に遺伝子導入することで、ヒトT細胞に遺伝子導入することで、EPHB4-CAR-T-siPF細胞を作成した。EPHB4-CAR-shPF1-T細胞の機能解析と抗腫瘍効果の評価を行っている。当初の計画であったsiRNA発現CAR-T細胞の作成を達成することができた。siRNA発現CAR-T細胞の抗腫瘍効果、免疫疲弊遺伝子の発現解析を行うとともに、これらの遺伝子改変細胞が、エクソソームデリバリーを介してPF陽性横紋筋肉腫のPF発現を抑制することが出来るか確認する。また、担がんマウスモデルを用いた抗腫瘍効果についても検討する。
革新的ナノクレイ配向制御手法の開発と高性能高分子アクチュエータ素子の創成

提案した濃度コントロールキャスト法により、ナノClayPVDFフィルムを作成し、得られた素子に対して線構造解析を行った。この結果、驚くべきことに、ナノClayを添加していないPVDFフィルムまでもベータ結晶構造化している事が分かった。これにより、これまでにない「液滴乾燥のみで即座にセンサ・アクチュエータとして使用可能な高性能圧電素子の創成技術」を確立する事が可能となった。【期間全体】本研究では、印刷可能な塗布用高分子センサ・アクチュエータとして十分な性能を持った素子を開発するために以下のことを行った。(1)溶媒キャストによるナノClay分散型Poly(vinylidene fluoride)複合材料の作成法を確立した。(2)飛躍的性能向上(=革新的ナノクレイ配向制御)をねらいとする濃度コントロールキャスト法を開発した。最終的に、(3)センサ・アクチュエータとして十分な性能を持った素子の創成を目指した。【最終年度】提案した濃度コントロールキャスト法により、ナノClay/PVDFフィルムを作成し、得られた素子に対してX線構造解析を行った。平成23年度では、基礎となる溶媒キャストによるナノClay分散型Poly(vinylidene fluoride)複合材料の作成法を確立した。具体的な内容は以下のようである。(a)ナノClay/PVDF複合材料の作成(溶媒キャスト法):PVDF粉末、有機化Clay及びN,N-ジメチルホルムアミドをスターラーで攪拌・混錬した後、乾燥器内で溶媒のみを蒸発させることでナノClay/PVDF複合材料を製膜した。結果として、膜厚5μm30μm程度の良好なフィルム素子を作成することができた。(b)X線測定(構造解析):既存設備品のX線構造解析装置により、ナノClay/PVDF複合材料フィルムの構造解析を行った。得られた結果から、素子の結晶構造・複合化形式・Clay配向を評価することができた。得られた複合材料フィルム素子はベータ構造を持っていた。(c)分極の可否測定:自作のSawyer-Tower Bridge回路からなるシステムによりD-E測定を行った。複合材料フィルム素子のD-E曲線はヒステリシス形状となり、素子が分極していることを示した。(d)共振周波数測定:インピーダンスアナライザを用いて素子のインピーダンスと周波数の関係を測定した。100kHz50MHzの周波数範囲でのインピーダンス特性を調べた結果、作成された複合材料フィルム素子は測定周波数範囲で共振周波数を持たないことがわかった。(e)誘起振動測定:±7V程度の振幅電圧で100kHz30MHzの周波数範囲の正弦波を素子に印可し、誘起された振動をレーザドップラ振動計で計測した。結果として、印可した正弦波に対応する誘起振動が測定された。得られた誘起振動の強度は低い値であるが、センサ・アクチュエータ素子としての可能性を十分に示した。23年度に引き続き、「飛躍的性能向上(=革新的ナノクレイ配向制御)をねらいとする新規提案の濃度コントロールキャスト法の開発」を行う予定である。乾燥過程中に液滴を自動滴下するシステムを乾燥器中に作成し、液滴追加により高分子溶液の濃度制御(乾燥温度、液滴量・濃度、液滴投下位置等の制御)を行うとともにナノClay/PVDF複合材料フィルムを作成し、フィルムの最終形状および素子性能の最適な条件を決定していく。23年度にほとんどの研究備品を購入することができたので、24年度では少量の研究備品と消耗品のみ必要となる。また、国内外の学会に参加するため、研究成果発表・情報収集の旅費を必要とする。内訳予定は以下のようである。備品:20%、消耗品:20%、旅費:60%
医科歯科連携のための顎関節症外来受診患者調査

顎関節症外来での診査記録について後ろ向き調査を行い,次の事項を明らかとした。医科歯科連携のための基礎資料(精神社会的要因の影響,精神科・心療内科等との併科受診率等),受診患者の年齢構成,男女比の特徴と経済社会的要因の及ぼす影響,受診期間の傾向と未来院期間と再来率の関係,中長期通院症例での日常生活QOL自己評価と症状との関係,受診患者の季節変動傾向,初診時の審査項目で注意すべき項目などである。事前調査として顎関節症外来来院患者(2003年5月2008年7月末,1987例)の顎関節症外来記録に基づく後ろ向き調査結果をまとめて,第23回日本顎関節学会総会・学術大会にて発表した.また,その内容については2編の論文として日本顎関節学会雑誌に投稿した.2編のうち第1報については,照会後再査読との結果が返されてきており,査読内容に対応して現在再投稿中である.第2報については,現時点では一回目の査読中であり,査読結果はまだ返信されてきていない.第1報における主要な知見としては,240日以上末来院である場合,再来率は5%未満となること.解析対象群の1083例(男性315例,女性768例,平均年齢39.2±19.4,中央値35.0歳,四分位範囲34歳,男女比1:2.4, 2003年5月2007年12月初め)の年齢分布は15歳24歳と55歳59歳にピークのある2峰性を示し,男女比については一般初診患者群よりも有意に女性の比率が高かったこと.ただし年齢分布については,大学病院受診患者という臨床サンプルが有するバイアスの影響が疑われた。通院回数,通院期間については,解析対象群の内,約半数が1回のみの来院であり,90日以内で約80%,180日以内で約90%が終診となっていたことなどであった.次に,次年度の研究準備として,その後に追加された症例および以前の症例について,顎関節症外来記録に加えて,カルテ,各種画像所見,検査記録,処方記録なども含めた新たな調査を行うために,徳島大学病院臨床研究倫理審査委員会へ研究申請を行い承認を受けている.事前調査として顎関節症外来来院患者(2003年5月2008年7月末,1987例)の顎関節症外来記録に基づく後ろ向き調査結果をまとめて,第23回日本顎関節学会総会・学術大会にて発表し、この内容の一部は日本顎関節学会雑誌に掲載された(第23巻2号、2011.P83-89)。これに引き続いて、この1987例中、初診時の記録が完備されており、一応の終診となった患者群から、通院期間が91日以上、通院回数が3回以上の症例について詳細な検討を行った。この条件に当てはまる中長期通院群は200例(対象受診者群中18.5%)症状改善群66例(同6.1%),症状軽度改善群90例(同8.3%),,症状不変・悪化群44例(同4.1%)であった。この3群の比較では,年齢,男女比,通院期間,通院回数とも有意差は認められなかった。ただし各群内での初診時と終診時の比較では,無痛および有痛自力開口量(mm),疼痛および日常生活支障度VAS値のいずれについても,有意に改善を示していた(Wilcoxon検定,P<0.01)。症状改善群と症状不変・悪化群の比較では,心配事・不安・ストレスなどが多い方だとの自覚がある症例や,顎関節雑音を認める症例で症状不変・悪化群となるオッズ比が高かった。これらのことから疼痛VAS値や開口量が数値的には改善を示しながら,総合的な患者自己評価としては改善を認めないまま長期来院を続けている症例が少なからず存在し,中長期症例における終診判断など対応の難しさが明かとなった。つぎにこれらの知見と査読者とのやり取りから、新規調査項目を再検討し、2006年以降の受診患者について全数調査を行っている。2006年1月から2010年12月までの顎関節症外来初診患者の動向調査では、季節的変動に男女差が認められている。徳島大学病院歯科診療部門を受診し,顎機能レポートシステムに記録のある症例について後ろ向き調査を行った。選択基準を満たした解析対象群の通院期間は約80%が90日以下であった。通院期間91日以上の200例の調査では,患者自己評価で分類した症状改善群66例,軽度改善群90例,不変・悪化群44例で比較したところ,他覚的自覚的症状については不変・悪化群でも,開口量,疼痛VAS値は初診時と終診時で比較すると有意に改善を示していたが,終診時の日常生活QOL自己評価VAS値が不変・悪化群で悪く有意差を認めた。

これは中長期通院群には,他覚的自覚的症状の改善が必ずしも日常生活の自覚的QOLの向上につながらない症例が存在し,これが通院期間の長期化に関与していることが考えられた。次に2006年度と2010年度の受診患者について医科歯科連携に関する調査を行った。来院に際しての紹介率は68.7%であり,内訳は院外医科(15.7%),院外歯科(33.0%),院内医科部門(5.6%),院内歯科部門(14.4%),自発来院(31.3%)であった。2006年(顎関節症外来開設年)と2010年の比較ではP<0.001(Pearsonのカイ2乗検定)で有意に比率の差があり,院内歯科部門からの紹介比率が増加し自発来院比率が低下していた。院内,院外合わせた医科からの紹介元は特定の診療科に限定されず多様な診療科にわたっていた。逆に顎関節症外来から他科への紹介は575例中47例(8.2%),内訳は院外医科(1例),院外歯科(15例),院内医科部門(17例),院内歯科部門(14例)と少数にとどまっていた。特に医科への紹介は全部で18例(3.1%)であり,医科部門への紹介が必要と判断される例はそれほど多くはなかった。これは元々顎関節症外来への受診紹介率が約7割であり,事前にスクリーニングされていることによると考えられた。論文を2編投稿し、1編しか受理されていない。また顎関節症外来受診患者の全数調査を始めているが、2006年度が終了したのみである。24年度が最終年度であるため、記入しない。データベース化されていない患者情報(カルテ記載、各種画像所見、検査記録処方記録、初診医、紹介元の分類等)を含めた患者調査に想定以上の時間が掛かるため、抽出調査を行う。ただし、予備調査にて男女別に受診傾向に季節変動があることが明らかとなっているため、通年では全数調査とし、調査年度を選択する。調査年は2006年(顎関節症外来設置年)と2010年(少なくとも1年程度の治療経過についての調査が必要であり、2011年末までの経過を追うため)として、全数の詳細調査を行う。
佐々木賢太郎の体育教育実践とその変容

本研究は,佐々木賢太郎の体育教育実践観の形成過程と変容過程を実証的に明らかにすることを目的とした。分析の対象は,佐々木と佐々木が所属した紀南作文教育研究会のメンバーによって書かれた資料を中心にして,特に佐々木の生活綴方や認識のとらえ方の変化を明らかにした。対象時期は,1952年に勤務してい白浜中学校,岩田中学校,朝来中学校,佐々木-瀬畑論争が起こる1961年に勤めていた南部中学校での実践報告である。本研究の目的は,佐々木賢太郎の1960年頃までの体育実践観とその変容を明らかにすることである。特に,当該年度の目的は以下の通りである。「佐々木によって1953年度(1954年3月)までに書かれたすべての資料から,『生活綴方』や『作文』という『書く』ことに関する記述を抜き出す。そして,時系列ごとの変化と,これまでの研究で明らかにした実践観の変化との対応関係を見る。」2007(平成19)年度に明らかになったことは,まず佐々木にとっての「生活綴方」は,紀南作文教育研究会が『やまびこ学校』(無着成恭)や理論的には国分一太郎の影響を受けたことと関連が深い。それはアメリカによってもたらされた日本の「新教育」への思想的・実践的な批判,そして,そのアンチテーゼとしての愛国心の昂揚から,特に戦中に国家によって弾圧された方法に対して着目したのであった。ただし,国分一太郎や今井誉次郎の作文や綴方という術語に対する思い入れの違いの影響もあり,佐々木においてはあまり言葉が厳密に区別されていないことが明らかになった。また,研究対象とした1954年頃までの佐々木の綴方の実践自体は,生活の記録を書かせることが中心であった。そのため,生徒や家庭,地域に入ろうという姿勢が見られるものの,体育実践に関してはようやくその方法が活かされはじめた時期だともいえる。体育授業と綴方を結びつけたのは,やはり『体育の子』実践の初期の頃,すなわち1952年頃の実践であったといえる。ただし,この時期は地域の親に綴らせるという実践は行われていない。やはり萌芽的な時期であったといえる。平成20年度は,まず佐々木の主著である『体育の子』(1956)実践を含めて1952年から1955年までに佐々木が残した実践報告をすべて年代別に並べ替えて,佐々木の実践の変化を時代別に区分した。そして,そのときどきに佐々木の生活綴方や子どもの認識へのまなざしがどのように変化したのかを明らかにした。その結果,1.白浜中学校時代I(1952年4月から1953年1学期),2.白浜中学校時代II(1953年秋から1954年3月),3.岩田中学校時代(1954年4月から1955年)の3つの時代に区分した。1と2の時代区分は「生命を守る体育」に確信を持つ時期であり,2と3の区分は,温泉観光地から農村そして被差別部落のある学校に移った時期に当たる。1の時代の特徴は,教科の内容の学習とは切り結ばない生活指導型の報告であった。これは「遅れた子どもを中心に据える」という生活綴方の一つのスタイルの影響と佐々木自身の技術指導中心型の教育の脱却から来ているのであった。2の時代の特徴は,教科の指導を中心に据えて,そこで認識形成を図ると同時に,集団作りにタンプリングが用いられるように,生活教科融合型の報告であった。また,依拠する認識論もプラグマティックなそれから,感覚-思考というリアリズムの認識論へと変化している。3の時期になると再び生活指導型の報告が多くなり,生活教科融合型も見られるが,教科型の報告は見られない。そして,子どもの問題の奥底にある生活の問題を綴らせてそれをクラス全体の問題としていく。さらに,リアルに生活や事象を見つめさせ,その背後にある社会の矛盾に目をむけさせ,変革の対象とすることを綴方を通して教えている。以上のように,この時期の佐々木の綴方へのまなざしは,生活指導と教科指導の間を揺らいでいたと特徴付けることができる。従来の佐々木研究では大雑把に把握されていた佐々木の生活綴方へのまなざしを実証的に明らかにすることができた。3年間の研究の最終年度となる平成21年度は,我が国の体育教育実践において「書くこと」や「認識」を重視した最初期の人物であった佐々木賢太郎が,「子どもの認識」をいかに重視し,いかにその実践を変化させてきたのかを探ろうとした。1955年までの佐々木の実践の到達点は,「書かせて,みんなで批評し,再度書かせる」という綴方の方法を取り入れてホッケーのスティックを作る実践や,様々なボールを持ち寄って実際に打つことによって確かめながら体のためになるボールを選ぶという科学の分析-総合を取り入れた実践などに見られた。とはいえ,これらは技術指導や身体の使い方を中心としない体育実践であった。

それに対して,戦後初の体育科教育実践論争といわれる佐々木一瀬畑論争(1960年-1961年)の端緒となる1960年の「ドリブル学習」という報告では,バスケットボールのドリブルという技術の学習において,「発見したものを照合し,みんなでよい方法を確認する」という方法がとられていた。本年度は,「発見-照合-確認-総合」という子どもの認識の節がいかに導き出されたのか,そして3年間の研究のまとめを行うことを目的とした。その結果,認識の節が導き出されるまでには,(1)1952年に紀南作文教育研究会に参加し,生活綴方の方法を身につけるとともに,技術指導を中心としない実践に切り替えたこと。(2)体育実践の目的を「生命を守る」ことにおいたこと。(3)そのため,体育授業という枠を飛び越えて,生命を守ろうとしない社会の矛盾に気づかせる必要があったこと,(4)分析-総合という科学の方法に出会ったこと,(5)紀南作文教育研究会において生活指導と教科指導の統一が目指されたこと(これには1958年改訂学習指導要領の影響が強くあった)。(6)勤務評定の実施に対抗して,新たな実践研究の理論の構築の必要があったこと,などを理由としてあげた。佐々木は子どもに考える力をつけるために書かせることや認識の指導をしていたというのがこれまでの通説であったが,それに加えて,体育実践に科学の方法(分析-総合)を位置づけ,集団で認識を高めるという方法を取り入れた端緒となったことが明らかになった。それは同時に,「グループ学習」という当時はやりの学習形態への批判も込められていた。
弾性大変形の受動的変形様相制御による弾性フィンガーグリッパの高機能化

弾性フィンガーの弾性大変形の変形様相を受動的に制御することにより小形化とソフトで安定した把持の両方を実現する高機能グリッパの最適設計を機構と制御の両面から検討し,その最適な変形様相制御条件を明らかにした.さらに,受動的変形様相制御は,小形化を目的とした制御では,弾性フィンガーの弾性大変形による把持力増大の効果を損なわずにフィンガー先端付近の剛性を増大させ,最大把持力を飛躍的に増大させる役割を果たし,ソフトで安定した把持を目的とした制御では,対象物とのソフトな接触の後にフィンガー全体の剛性を増大させ,把持力変動を低減するフィードバック制御系の負担を軽減する役割を果たすという知見を得た.弾性フィンガーの弾性大変形の変形様相を受動的に制御することにより小形化とソフトで安定した把持の両方を実現する高機能グリッパの最適設計を機構と制御の両面から検討し,その最適な変形様相制御条件を明らかにした.さらに,受動的変形様相制御は,小形化を目的とした制御では,弾性フィンガーの弾性大変形による把持力増大の効果を損なわずにフィンガー先端付近の剛性を増大させ,最大把持力を飛躍的に増大させる役割を果たし,ソフトで安定した把持を目的とした制御では,対象物とのソフトな接触の後にフィンガー全体の剛性を増大させ,把持力変動を低減するフィードバック制御系の負担を軽減する役割を果たすという知見を得た.本研究の目的は,弾性フィンガーの弾性大変形の変形様相を受動的に制御することにより小形化とソフトで安定した把持の両方を実現する高機能グリッパの最適設計を機構と制御の両面から検討し,その最適な変形様相制御条件を明らかにするとともに,開ループ系および閉ループ系における受動的変形様相制御の役割を明らかにすることである.本年度の研究実績は以下の3つである.1.開ループ系における弾性フィンガーグリッパの把持力を増大させる受動的変形様相制御の最適条件の解明のため,受動的変形制御要素の配置に関するパラメータスタディを行った.パラメータスタディの範囲は,受動的変形制御要素の付加によりグリッパが大型化しない範囲で最大となるよう,グリッパ全体の構造を再検討することにより決定した.パラメータスタディの結果,受動的変形制御を行わない場合との比較で,把持力を最大2.7倍増大させる条件が存在することを確認した.2.把持力の動的安定性能を向上させる受動的変形様相制御の最適条件の解明のため,受動的変形制御要素を付加した弾性フィンガーグリッパのピックアンドプレース作業をシミュレーションするモデルを構築した.3.閉ループ系における弾性フィンガーグリッパの把持力の動的安定化を行うフィードバック制御系の設計を行った.フィンガーの変形をひずみゲージで検出することを想定し,操作量を駆動変位としたフィードバック制御系を構成することにより,把持力の動的安定化が行えることを確認した.本研究の目的は,弾性フィンガーの弾性大変形の変形様相を受動的に制御することにより小形化とソフトで安定した把持の両方を実現する高機能グリッパの最適設計を機構と制御の両面から検討し,その最適な変形様相制御条件を明らかにするとともに,開ループ系および閉ループ系における受動的変形様相制御の役割を明らかにすることである.最終年度の研究実績は以下の3つである.1.開ループ系における弾性フィンガーグリッパの小形化とソフトで安定な把持を両立する受動的変形様相制御の最適変形制御条件の解明のため,受動的変形制御要素の配置に関するパラメータスタディを行った.パラメータスタディの結果,グリッパの小形化,ソフトで安定した把持,およびそれらを両立する最適条件として,それぞれの目的に応じた異なる結果を得た.2.フィードバック制御系を付加した閉ループ系における受動的変形様相制御の最適変形制御条件の解明のため,受動的変形制御要素の配置とフィードバック制御系に関するパラメータスタディを行った.パラメータスタディの結果,グリッパの小形化とフィードバック制御系の性能限界を超えるソフトで安定した把持を両立する最適変形制御条件の存在を確認した.3.研究全体を通して得られた結果を比較し,受動的変形様相制御の役割について検討した.グリッパの小形化を目的とした制御は,弾性フィンガーの弾性大変形による把持力増大の効果を損なわずにフィンガー先端付近の剛性を増大させる役割を果たし,グリッパのソフトで安定した把持を目的とした制御は,対象物とのソフトな接触の後にフィンガー全体の剛性を増大させ,フィードバック制御系の負担を軽減する役割を果たすという知見を得た.本研究は開ループ系および閉ループ系における受動的変形様相制御の役割を明確化するものであり,柔軟構造の機能的変形様相制御の基礎を築く上で大きな意義があると思われる.構造系と制御系の統合化設計受動的変形制御要素の配置に関するパラメータスタディを行う際に,その範囲を最大化するようグリッパ全体の構造を再検討したため,当初予定していたものより広い範囲でパラメータスタディを行うことができ,当初予定していた範囲で得られる結果よりも良い結果が得られた.この範囲拡大により計算量が飛躍的に増大したため,当初の計画からやや遅れている.今後は以下のことを行う.1.開ループ系における弾性フィンガーグリッパの小形化とソフトで安定な把持を両立する受動的変形様相制御の最適条件の解明のため,本年度に構築したシミュレーションモデルを用いて受動的変形制御要素の配置に関するパラメータスタディを行う.2.フィードバック制御系の性能限界の解明のため,本年度に設計したフィードバック制御系を用いて閉ループ系の性能限界を明らかにする.3.受動的変形制御要素とフィードバック制御系を付加した弾性フィンガーグリッパの最適変形制御条件の解明のため,構造系の設計変数とコントローラの統合的最適設計を行い,検証実験を行う.

4.以上より得られた結果を比較し,開ループ系および閉ループ系における受動的変形様相制御の役割を明らかにする.パラメータスタディによる最適条件の解析に遅れが生じたため,検証実験に必要な機器等の購入を次年度に先送りした.パラメータスタディの結果が全て得られ次第,その結果を元に検証実験に必要な機器等の購入を行う.
クローディンの組成とその変異体によるタイト結合の細胞間透過性制御の研究

マウス大腸癌由来のCMT93-I細胞とCMT93-II細胞の比較解析の結果、細胞間透過性がclaudin-2の発現で亢進することがわかった。これは、タイト結合の機能が発現するclaudinの組み合わせに依存することを示している。また、claudin-1の細胞外第一ループで保存された54番目と64番目のシステイン残基は、タイト結合ストランドの形成に必須であることがわかった。54番目のシステイン残基をアラニンに置換した変異体の発現は細胞間電気抵抗を増加させることがわかった。各組織の上皮・内皮細胞には複数のclaudin(タイト結合膜蛋白)が発現しており、それらのclaudinの組み合わせと比率により、その組織のタイト結合(TJ)の構造と機能が決定されると考えられている。我々が確立したマウス大腸癌由来のCMT93-Iおよび-II細胞は、claudin-4,-6,-7,-12を発現していた。CMT93-II細胞はさらにclaudin-2を発現し、細胞間電気抵抗値(TER)はCMT93-1細胞の約7分の1であった。CMT93-II細胞におけるclaudin-2の発現は、ERK, phosphatidylinositol-3kinase, protein kinase Cのシグナル伝達経路阻害剤で抑制され、TERは上昇した。したがって、細胞間透過性は、claudin-2の発現で亢進すると考えられた。claudinfmilyには細胞外第一ループ(ECL1)にW-GLW-C-Cmotifという保存されたアミノ酸配列があり、マウスのclaudin-1では保存されたCysは、54番目と64番目にある。この54番目と64番目のCysの一方または両方をAlaに置換したものをC54A,C64A,C54&64Aとする。これらの変異体のN末端にEGFPを付与して発現ベクターを構築し、タイト結合を形成しないHEK293細胞で、これらを安定に発現する細胞株を確立した。EGFP-C54A,EGFP-C64A, EGFP-C54&64Aを発現するHEK293細胞をレーザー顕微鏡で観察すると、これらは細胞膜に局在し、タイト結合裏打ち蛋白ZO-1と共存した。しかし、freeze fracture法による観察では、現在までにタイト結合ストランドは認められていない。このことから、claudin-1のECL1にある2つのCysのうち少なくとも1つをAlaに置換すると、claudin-1のタイト結合ストランド形戌能が阻害されことがわかった。タイト結合膜蛋白claudinは24の分子種から成るファミリーを形成する。各組織の上皮・内皮細胞には複数のclaudin分子種が発現しており、それらの組み合わせと比率により、その組織のタイト結合の形態と機能が決定されると考えられている。claudinファミリー蛋白の細胞外第一ループには保存された2つのCys残基がある。claudin-1の54番目と64番目のCysの一方または両方をAlaに置換し、そのN末端にEGFPを付与したものをEGFP-C54A,EGFP-C64A,EGFP-C54&64Aとして発現ベクターを構築した。これらをタイト結合を形成しないHEK293細胞で発現して解析したところ、これらの変異により細胞膜への輸送は正常であるが、タイト結合ストランドの形成が起こらないことがわかった。次に、これらの変異体をタイト結合を形成するMDCK II細胞で発現して解析した。EGFP-C54AとEGFP-C64Aは側面膜に局在したがタイト結合領域には局在しなかった。一方、EGFP-C54&64Aはタイト結合領域にのみ局在した。細胞間電気抵抗はEGFP-C54Aで有意に上昇し、それ以外の変異体では変化がなかった。MDCK II細胞に内因性に発現するclaudin-1,-2,-3,-4,-7の蛋白量は、EGFP-C54Aの発現でほとんど変化しなかった。EGFP-C54Aは、タイト結合を形成せず、内因性claudinの蛋白発現量も変化させないで細胞間透過性を低下させることがわかった。これは、新たな細胞間透過性制御のメカニズムを示唆している。タイト結合膜蛋白claudinは27の分子種から成るファミリーを形成する。マウス大腸癌由来のCMT93-Iおよび-II細胞は、claudin-4,-6,-7,-12を発現する。CMT93-II細胞はさらにclaudin-2を発現し、細胞間電気抵抗値(TER)はCMT93-I細胞の約7分の1であった。

CMT93-II細胞におけるclaudin-2の発現は、ERK,phosphatidylinositol-3 kinase,protein kinase Cのシグナル伝達経路阻害剤で抑制され、TERは上昇した。したがって、細胞間透過性はclaudin-2の発現で亢進することがわかり、タイト結合の機能が発現するclaudinの組み合わせに依存することがわかった。また、claudinファミリー蛋白の細胞外第一ループには保存された2つのCys残基がある。claudin-1の54番目と64番目のCysの一方または両方をAlaに置換し、そのN末端にEGFPを付与したEGFP-C54A,EGFP-C64A,EGFP-C54&64Aを、タイト結合を形成しないHEK293細胞で発現して解析したところ、すべてが細胞膜へ輸送されるもののタイト結合ストランドが形成されないことがわかった。次にこれらの変異体をタイト結合を形成するMDCK II細胞で発現して解析した。EGFP-C54&64Aはタイト結合領域に局在したが、EGFP-C54AとEGFP-C64Aは側面膜に局在し、タイト結合領域には局在しなかった。TERはEGFP-C54Aで有意に上昇し、それ以外の変異体では変化がなかった。4 kDa FITC-dextranのfluxはすべての変異体で変化がなかった。MDCK II細胞に内因性に発現するclaudin-1,-2,-3,-4,-7の蛋白量は、EGFP-C54Aの発現でほとんど変化しなかった。以上の結果から、claudin-1の細胞外第一ループで保存されたシステイン残基はタイト結合ストランドの形成に必須であることがわかった。EGFP-C54AはTERを増加させるがfluxには影響しないことから、両者は別の制御を受けていると考えられる。TERの変化は、EGFP-C54Aの発現による内因性claudinsの発現の変化によるものではないことはわかったが、そのメカニズムは不明である。
活性金属の化学マニュピュレーション

本研究は活性金属の化学マニュピュレーションのに関する新研究領域として(1)超微細加工手法(2)鋳型設計法の開拓(3)金属錯形成を利用する高次組織化による機能集積化など、金属材料の精密加工化学の研究分野を中心に、研究分担者と関連分野の研究者からなる全体会議(シンポジウム)を平成9年10月30,31日に札幌で開催した。以下にあげる4つの研究課題で特徴づけられる研究分野の成果の横断的取りまとめと情報交換や問題点の抽出を行った。今後の重点領域への進展を計るべく、本研究分野の研究連絡、情報収集のため2回のミニ班会議を開催した。また活性金属の化学マニュピュレーションの展開に必要な分子操作原理・分子設計手法の確立と、磁性及び光・電子や触媒機能の発現を指向する機能集積化学に関する接点的研究を促すべく研究者の交流、共同研究の推進、研究討議など有機的総合的運営がなされ、本研究分野の具体的展開に向けて有意義な企画研究を推進することができた。(1)超高純度活性金属の創製とそのマニュピュレーション(活性金属の超高純度化と不働態化を含めた形態制御マニュピュレーション技術)(2)クラスター化による超活性金属の集積機能材料の設計(ミクロ空間反応場を利用する金属・合金微粒子やナノ細線の鋳型合成及び分子操作法とクラスター分子操作方の展開)(3)錯形成を利用する活性金属の分子操作と機能展開(活性金属の単一あるいは複合金属錯体を利用して、活性金属の超微粒子、超薄膜や交互積族構造体を創製し、従来のバルク金属にはない反応性及び物性を解明する。)(4)活性金属の組織化と物性制御(アルカリ土類あるいは希土類金属を中心とした活性合金あるいは金属間化合物の微細加工技術を確立し、そのナノコンポジットのミクロ組織化制御)本研究は活性金属の化学マニュピュレーションのに関する新研究領域として(1)超微細加工手法(2)鋳型設計法の開拓(3)金属錯形成を利用する高次組織化による機能集積化など、金属材料の精密加工化学の研究分野を中心に、研究分担者と関連分野の研究者からなる全体会議(シンポジウム)を平成9年10月30,31日に札幌で開催した。)(4)活性金属の組織化と物性制御(アルカリ土類あるいは希土類金属を中心とした活性合金あるいは金属間化合物の微細加工技術を確立し、そのナノコンポジットのミクロ組織化制御)
希土類磁石材料物質におけるパノスコピック微構造制御と磁化反転挙動の相関の研究

現在電気自動車、ハイブリッドカーの駆動用モータ部品として、その特性向上が急務であり、注目されている希土類磁石、とくにNd-Fe-B系磁石について、その保磁力発現の基本となる磁化反転挙動を磁壁運動性に注目して研究した。とくに、ヒステリシス曲線の第2, 3象限の現象である保磁力と、第1象限の熱消磁状態からの初磁化率の相関を、直流磁化率測定装置の改良、新規作成により測定し、磁壁運動性と保磁力に相関性があることを明らかにした。当該研究は、昨今注目されている電気自動車、ハイブリッドカー用の駆動モータに用いられる希土類磁石Nd-Fe-B系焼結磁石の磁化反転、保磁力発現機構に関連する研究である。とくに、申請研究では、その重要特性である保磁力発現機構を磁石内の磁壁運動との関連から解明しようとする。磁壁運動は、これまでの一連の検討から直流磁化率測定により、もっとも明瞭に捉えられることが判明した。そこで、本研究では、直流磁化率測定装置を材料から厳選して作成し、磁化率測定を行った。重要な成果は、初磁化時の磁壁運動におけるピンニング挙動の強弱が、磁化反転時の核生成や、反転領域形成のエネルギーと相関していることが実験的にとらえられた点である。この知見から、磁壁運動性を低下させる熱処理条件や、添加物の拡散、添加法が、保磁力増加に大きく寄与することが確認され、今後の工業的応用が期待できる方策が考案できた。また、同知見を得るまでの検討過程で、焼結磁石の磁化反転は、従来考えられてきたような個別結晶粒子内の単独の磁化反転核生成で進行するのではなく、反転核生成後の結晶粒子集団(100μmサイズと推定)領域内の協同現象として発生、進行することが明らかにできた。この点は、従来の磁石の保磁力発現機構に対する理論に、明瞭な進展をもたらしたと考えている。材料工学
銀河面で星間減光を強く受けた大質量星の探索

銀河系の中で遠方にある大質量星の赤外線観測を行なった。まず、銀河中心近くの大質量星の星団2つを赤外線天文衛星ISOで撮像分光観測し、その結果を解析した。星団の星には波長2.8μm付近にO-H振動による吸収、4.2μmにCO_2、4.7μmにCOによる吸収が見られ、また7μmにアルゴンの輝線を示す領域も観測された。COの吸収は従来の観測で詳細に調べられていたが、他は今回はじめてこれらの星団に観測されたものである。特にCO_2の存在を確立したことは、星間空間の物理状態に拘束をあたえることになる。次に、銀河系のさまざまな方向にC-H結合を含む星間塵があまねく分布していることを見出した。これは、主に晩期型のスペクトルを持つ数十個の巨星・超巨星を背景光源として用い、3μm帯の分光観測からC-H結合に特徴的な3.4μm吸収を検出したもので、サンプルの数の多さと銀経方向の多様性でこれまでの観測を圧倒する。また、これらの星の2μm帯の観測から数個の早期型の大質量星と考えられる天体を発見した。これらは従来星間減光の研究にもっぱら用いられてきたCygOB2#12と同程度かそれ以上に星間減光を受けており、しかも分子雲の背後にある天体ではない。したがって、希薄な星間空間の減光に関するこれからの研究に重要な意味をもつと考えられる。さらに、将来大きな減光を受けた大質量星を数多く発見するための冷却広視野カメラを製作中である。冷却系の試験は終了し、金属鏡の製作も完了した。光学系の検査・組立の後、名古屋大学キャンパス内の赤道儀に搭載して観測を開始する予定である。
焼成ホタテ貝殻によるセシウム吸 着機構の解明

ホタテ貝殻の多くは産業廃棄物として廃棄されている。再利用される場合も、その多くは炭酸カルシウムの原料として使われるにすぎない。しかし、炭酸カルシウムは石灰岩から生産されており、その原料として貝殻を使う有意性がない。そこで、本申請者は、石灰岩には無い、ホタテ貝殻のみの持つ新たな機能性を引き出すことで、貝殻の有効利用を行うことを目標として研究を行って来た。実現すれば廃棄物の低減と、新規機能性材料の開発といった一挙両得が狙える。その中で、科学研究費を用いての本研究では、貝殻による放射性金属の除去能力に関して検討するとともに、ホタテ貝殻の微視的表面形態の解析から、除去機構を解明することを目的とする。ホタテ貝殻を1000ppmの金属イオン水溶液に投入し、撹拌したところ、条件にもよるものの、おおよそ300ppmまで、金属イオン濃度が減少することが明らかになった。このメカニズムを明らかにするために、本研究助成金で平成25年度に購入したX線回折装置でホタテ貝殻の結晶構造を仔細に検討したところ、市販炭酸カルシウムとは局所構造に変化がある可能性が見られた。そこで、米国エネルギー省Oak Ridge National LaboratoryのSpallation Neutron Sourceにおいて、全散乱測定装置NOMADで、ホタテ貝殻の中性子散乱測定を行った。(1)粉砕したもの、(2)グラインドしたもの、(3)洗浄したもの、(4)(1)(3)をそれぞれ金属イオン水溶液内で分散したもの、を用意した。ホタテ貝殻では、右殻と左殻に分けて、(1)(4)を行った。対照実験として行った市販の炭酸カルシウムに関しては(2)(4)を行った。中性子散乱測定は各サンプル1つあたり2時間から3時間行い、合計3日間を費やして行った。測定結果から2体相関関数(Pair Distribution Function)を得て、全てのサンプルに関して比較したところ、金属イオン水溶液中で撹拌したものは、C-O、C-C、O-Oの結合距離がそれぞれ長距離側にシフトしており、これらの相関に金属イオンが影響を及ぼしていることが明らかになった。また、溶液内で撹拌する前の(1)(3)に関しても、それぞれ相違があったが。一方で、高輝度光科学研究センター(SPring-8)にて金属イオン溶液内で撹拌した(4)のホタテ貝殻と(2)の貝殻と市販炭酸カルシウムを蛍光X線で測定した。これらに関しても、詳細は現在も解析中であるが、軽元素とCかOとの間に相関が見られる可能性が見いだされた。現在、その軽元素を解析中である。申請時の研究計画では、平成25年度に、(1)ホタテ貝殻粉末の粉砕や焼成の最適条件の検索、(2)アルカリ金属類の吸着能力の定量的な解析、を主に行うこととしていた。一方で、平成26年度には、上記(1)(2)の研究を続行するとともに、(3)ホタテ貝殻の微視的構造解析を行い、(a)実験室X線回折(本科学研究費で購入)、(b)高輝度X線散乱施設(SPring-8)での高エネルギーX線回折、(c)パルス中性子施設(SNS)での中性子散乱測定を行い、得られた結果を各種方法で解析することとしていた。平成26年度中には平成26年8月に、当初の予定通りパルス中性子施設(SNS)NOMADで測定とPDF解析を行った。その際に、非干渉性散乱強度がより小さい重水(D2O)を用いて吸着実験を行ったサンプルの測定を行った。この重水は平成26年度の科学研究費で購入したものである。このアルカリ土類金属が吸着したホタテ貝殻と炭酸カルシウムをSNSに持ち込んで測定を行ったが、吸着量が少ないのと、また、金属の散乱強度が小さかったために、より詳細なPDF解析のためには、さらなる精度の高い測定が求められた。その精度向上のために、散乱強度の大きなアイソトープでの測定をSNS側の研究者から提案された。ただし、このアイソトープは1gで100万円するとのことであったので、SNS滞在中は購入することができなかった。そこで、一端日本に帰国し、アイソトープを購入後、吸着実験を行い、平成27年8月に測定を行うということにした。一方で、金属吸着実験を進めたところ、アルカリ土類金属は、ホタテ貝殻の部位により吸着量が変化し、貝柱や蝶番の部分での吸着能が高いことが判明した。これらの部位をX線回折測定したところ、他の部位とは異なる結晶構造をしていることが分かった。このように、結晶構造の相違が、吸着能に関係していることが考えられる。これは今後さらに詳細に検討していきたい。申請者らはこれまでに、ホタテ貝殻の粉末を加工したものが水溶液中の放射性元素イオンを吸着する可能性があることを発表してきた。ホタテ貝殻の主成分は炭酸カルシウムである。しかし、この吸着特性は市販されている炭酸カルシウムには見られないことから、ホタテ貝殻の微細構造に起因するものと考えて主に構造解析と組み合わせて研究を行って来た。本年度は、アルカリ土類金属の吸着特性に研究を発展させた。特に、骨髄腫などを引き起こす原因となると言われている放射性Srに注目し、吸着特性に関して研究をおこなった。その結果、1000ppm程度の高濃度のSrに関しては、貝殻、市販炭酸カルシウム試薬ともに、300ppm程度までしか濃度を減少させられないことが分かった。

一方で、10ppmのSr溶液の場合、市販炭酸カルシウム試薬では、15時間溶液中に粉末を拡散した状態でも、9ppm程度までしか濃度が減少しないが、貝殻では3分以内に0ppm(原子吸光度計の定量限界以下)まで濃度を下げることが可能であることが分かった。そこで、吸着後の貝殻を、2015年9月に米国オークリッジ国立研究所のSNSで中性子散乱測定した。その際の旅費として、本科学研究費を使用した。また、2016年3月には大型放射光施設SPring-8にて、EXAFS測定を行い、Srの貝殻上での存在位置を明らかにしようとしている(これは現在も解析中)。また、アルゴンヌ国立研究所にて、放射光施設APSの研究者と貝殻における吸着金属イオンの存在位置に関してのディスカッションを行った。それとともに、研究会に招待され、研究代表者が指導をしている学生が招待講演を行った。今年度は最終年度なので、国際学会2回(ECS meeting, MRS Spring meeting)、国内学会1回(吸着学会)で、これまでの研究成果を報告した。ホタテ貝殻の多くは産業廃棄物として廃棄されている。再利用される場合も、その多くは炭酸カルシウムの原料として使われるにすぎない。しかし、炭酸カルシウムは石灰岩から生産されており、その原料として貝殻を使う有意性がない。そこで、本申請者は、石灰岩には無い、ホタテ貝殻のみの持つ新たな機能性を引き出すことで、貝殻の有効利用を行うことを目標として研究を行って来た。実現すれば廃棄物の低減と、新規機能性材料の開発といった一挙両得が狙える。その中で、科学研究費を用いての本研究では、貝殻による放射性金属の除去能力に関して検討するとともに、ホタテ貝殻の微視的表面形態の解析から、除去機構を解明することを目的とする。申請時の研究計画では、平成25年度に、(1)ホタテ貝殻粉末の粉砕や焼成の最適条件の検索、(2)アルカリ金属類の吸着能力の定量的な解析、を主に行うこととしていた。一方で、平成26年度には、上記(1)(2)の研究を続行するとともに、(3)ホタテ貝殻の微視的構造解析を行い、(a)実験室X線回折(本科学研究費で購入)、(b)高輝度X線散乱施設(SPring-8)での高エネルギーX線回折、(c)パルス中性子施設(SNS)での中性子散乱測定を行い、得られた結果を各種方法で解析することとしていた。さらに、申請時の研究計画では平成27年度には、引き続き上記(1)(3)の研究を続行するとともに、(4)吸着機構の解明、を行う予定であった。実際には、平成25年度に、アルカリ金属のみならずアルカリ土類金属にまで手を広げ、粉砕や焼成により金属イオン濃度の変化を測定し、吸着挙動を解析した。平成25年度中に、予定通りX線回折装置も購入し、予定より少し進めてSNSやSPring-8での測定を行った。平成26年度中には平成26年8月に、当初の予定通りパルス中性子施設(SNS)で測定と解析を行った。その際に、当初の予定意通り非干渉性散乱強度がより小さい重水(D2O)を用いて吸着実験を行ったサンプルをSNSに持ち込んで測定を行った。また、平成27年3月にはSPring-8に出向き、共同研究者と前年に前倒しして測定した結果に関しての議論を行った。以上のように、ほぼ予定通り研究は進んではいる。しかし、若干の金銭面での変更があった。
人工生体分子デバイスの創製

生体では様々な生体分子が働いていて、それぞれが生命機能の一翼を担っている。このような生体分子の機能や動作原理を基本にした人工生体分子デバイスの創製は、ナノサイエンス、ナノテクノロジーの中心課題の一つであり、学問的のみならず社会的要請の強い研究課題である。分子デバイスの実現は熱化学の方法では不可能で、最も有効で現実的な方法として、光による分子デバイスの機能発現と機能制御が期待されている。すなわちレーザー光パルスの利用によって、フェムト秒オーダーの超高速スイッチング、ナノメートルオーダーのエネルギー変換、超精密分子認識と増幅などの機能を発現させ、その機能を制御することが可能であると考えられている。そこで、本研究企画調査では、生体分子を超える優れた機能を有する人工生体分子デバイスの創製に向けて、いかにして光により機能を発現させ、その機能を制御することができるかを検討することを目的とし、光化学研究者を中心にした様々な分野の研究者によって、人工生体分子デバイスの時間空間制御、分子設計、機能場の構築、人工DNA分子デバイスに焦点をあてて議論し、光により機能を発現させその機能を制御することによる人工生体分子デバイスの創製の方向性、可能性を検討した。特に、光機能生体分子の機能や動作原理を基本にして光で機能させる人工生体分子デバイスを創製するためには、基底分子だけでなく励起分子や、反応基質や励起分子の反応によって生成する中間体までを、時間空間制御する手去が必要であり、それを基にした級密な分子設計が必要であること、その実現性を検討した。具体的には、研究者による個別の調査結果に基づいて、第1回全体会議を平成13年7月24-25日大阪で、第2回全体会議を平成13年12月21-22日宮崎で開催し、それぞれ調査結果を報告し、討議を行った。
中間圏・下部熱圏における物質循環に関する研究

中間圏から下部熱圏領域における大気微量成分(酸素原子や一酸化窒素など)変動のシミュレーションが可能な大気モデルを用いて,大気循環による大気成分変動について調べた.その結果,大気中に存在する様々な大気波動による輸送の効果により,大気微量成分濃度に顕著な変動がみられることが分かった.これらの大気波動は,対流圏で励起されたものが中間圏・下部熱圏まで伝播したものであるから,中間圏・下部熱圏での大気成分についても,対流圏循環変動の影響を受けることが明らかとなった.中間圏から下部熱圏領域における大気微量成分(酸素原子や一酸化窒素など)変動のシミュレーションが可能な大気モデルを用いて,大気循環による大気成分変動について調べた.その結果,大気中に存在する様々な大気波動による輸送の効果により,大気微量成分濃度に顕著な変動がみられることが分かった.これらの大気波動は,対流圏で励起されたものが中間圏・下部熱圏まで伝播したものであるから,中間圏・下部熱圏での大気成分についても,対流圏循環変動の影響を受けることが明らかとなった.大気微量成分の光化学過程・力学による輸送過程を含んだ大気大循環モデルを用いて、中間圏・下部熱圏領域における物質循環について研究を行った。本年度は、大気微量成分の中で、一酸化窒素に注目し、下部熱圏領域での生成と中間圏への輸送に注目し解析した。まず、水平分解能の低い(水平格子点間隔約500km)を用いて、長期間積分を行い、大気微量成分の季節変化や数十日周期の変動を調べた。その結果、下部熱圏における一酸化窒素濃度は、太陽活動やオーロラ活動に伴う高エネルギー粒子の降り込みにより強く影響される。一方、中間圏においては、輸送の効果が重要となり、特に、日射がほとんどない冬季高緯度は、子午面循環による下部熱圏からの物質輸送(高濃度の一酸化窒素大気の輸送)が支配的となることがわかった。冬季高緯度域における下部熱圏から中間圏への一酸化窒素輸送量は、中間圏での惑星波の振幅と密接に関連している。中間圏における惑星波は、対流圏で生成されたものであるから、惑星波の活動度を通じて、対流圏大気循環と熱圏から中間圏への物質輸送とが関連していることが示唆される。さらに、高水平分解能(格子点間隔約140km)を用いて、大気重力波が下部熱圏での物質循環及ぼす影響についても調べてみた。その結果、下部熱圏においても、下層大気(対流圏)から伝播してきた大気重力波の砕波により生成される子午面循環が、下部熱圏での物質輸送にとって重要であることがわかった。以上のように、本研究結果より、対流圏大気循環変動と中間圏・下部熱圏大気循環変動が密接に関連していることが示された。前年度に引き続き、大気微量成分の光化学過程・力学による輸送過程を含んだ大気大循環モデルの数値積分を数年間実行し、中間圏・下部熱圏における物質循環に関する解析を行った。本年度は、中間圏における惑星波の振幅の年々変動や数十日周期の変動と物質輸送(具体的にはNO濃度変動)に注目し、北半球冬季について定量的な解析を行った。その結果、中間圏高緯度域では、惑星波の振幅変動に伴い、数%から10%程度のNO濃度の変動が引き起こされることが分かった。この変動は、惑星波に伴って生じる中間圏極域での鉛直流の強さと関連していることが分かった。また、中間圏における惑星波変動の影響は極域下部熱圏領域でも、僅かではあるが現れ、NO濃度が数%程度変動することも明らかとなった。高水平分解能モデル(格子点間隔約140km)を用いて、大気重力波が下部熱圏での物質循環に及ぼす影響についても、より詳細に解析した。熱圏領域では、中間圏に比べて短周期成分の重力波が卓越することがわかった。また、重力波の卓越周期は高度と共に短くなることも分かった。このことから、重力波による物質輸送には、高度が増すにつれてより短周期の重力波による輸送が重要であることが分かった。さらに、重力波の主な励起源は熱帯域の積雲対流活動であるので、熱帯域の対流活動と中間圏・熱圏の重力波活動度との関連を調べた。その結果、中間圏・熱圏低緯度域での重力波活動度は、対流活動の活発な経度帯で強いという相関が得られた。このことから、対流活動が活発な領域の上空の中間圏・熱圏では、重力波の活動も活発で、重力波に伴う物質輸送も顕著であるという結果が得られた。本年度は、低緯度域の下部熱圏領域における物質輸送・循環に注目し解析を行った。低緯度下部熱圏領域では、東進東西波数3の一日潮汐波(DE3)と太陽同期一日潮汐波の相互作用により、風速・温度分布が経度方向に波数4構造を持つことが知られている。解析の結果、酸素原子濃度などの大気微量成分も、これらの一日潮汐波に伴う子午面循環による輸送の効果により、同様の波数4構造を持つことが分かった。下部熱圏領域におけるDE3の振幅には、強い日々変動・季節変動が存在し、DE3のこれらの変動に伴い、酸素原子密度分布も激しく変動することが明らかとなった。これらの結果は、潮汐波に起因する風速変動が大気微量成分の経度依存性に強く結びついていることを示唆している。

さらに、DE3の励起は、対流圏の積雲対流活動と関連していることを考慮に入れると、下部熱圏領域における酸素原子密度などの大気微量成分変動と下層大気変動(積雲対流活動変動)との関連性も示唆される。さらに、現在開発中の大気圏と電離圏との相互作用を考慮にいれた、大気圏-電離圏結合モデルを用いて、下部熱圏領域の中性大気変動と電離大気との相互作用について調べてみた。電離大気との相互作用が、中性大気微量成分分布に及ぼす影響について解析を行った。その結果、下部熱圏領域では、電離大気変動(電子密度変動など)による影響は小さいことが分かった。むしろ、下部熱圏領域における大気波動に伴う中性大気変動(温度、風速、酸素原子濃度など)が、ダイナモ過程を通じて熱圏上部や電離圏の変動に強く影響していることが分かった。