hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血管内皮細胞スカベンジャー受容体群の機能と血管病変を伴う多因子疾患発症機構の解明

内皮細胞に発現しているスカベンジャー受容体群の構造と機能を解明するための検討を行った。1)私達が構造と機能を検討してきたSREC-1の受容体活性に対して中和活性を持つモノクローナル抗体を用いた解析から内皮細胞にはSREC-1とは異なる受容体が存在することが示唆された。そこで発現クローニングの手法により臍帯内皮細胞cDNAライブラリーより受容体cDNAを単離した。その1つはHDLの受容体として知られているCLA-1/SR-BIであった。内皮細胞の受容体活性はHDLによって阻害されないことからCLA-1も主要な受容体とは考えられなかった。もう1つの受容体cDNAは2571アミノ酸からなる新規な受容体をコードしていた。推定される一次構造は4個のFas-1ドメイン、2個のLamininタイプのEGFドメインを含む15個のEGFドメイン、1個のLinkドメインから構成されており、受容体をFELL-SREC-1(Fasciclin,EGF,Laminin-type EGF and Link domain containing SREC)と命名した。推定される蛋白質-蛋白質相互作用により細胞間や細胞-マトリックス間との接着や脾臓に発現量が多いことから、リンパ球のホーミングに関与することが示唆された。2)FELL-SREC-1にはスプライシングにより可溶性の受容体が存在しうることが明らかになった。また一次構造の相同性が高いパラロガス遺伝子FELL-SREC-2が存在し、そのcDNAをクローン化し構造を明らかにした。3)FELL-SREC-1の受容体活性を中和するモノクローナル抗体を用いた解析からFELL-SREC-1が内皮細胞の主要な受容体であることが示唆された。これらの結果をふまえ、内皮細胞に発現しているスカベンジャー受容体群と病態との関係を分子レベルで明らかにしたい。
衛星遮蔽環境下での移動体におけるＧＰＳ／準天頂衛星複合測位の精度向上手法の開発

衛星遮蔽環境下におけるGPS/準天頂衛星複合測位の精度向上を目的として、準天頂衛星を主衛星とする測位手法と、魚眼カメラを用いて障害物に遮蔽された衛星を判別する手法を提案し、当該環境における測位の利用性と精度向上を実現した。・魚眼カメラを用いた遮蔽衛星の判別都市部における衛星測位では、障害物に信号が遮蔽された衛星(NLOS)が高精度測位の障害となっているため、NLOS衛星を判別する手法が求められている。そこで、可視光魚眼カメラを用いた2つのNLOS衛星判別手法を提案した。1つめは、K-means法によって色情報でクラスタリングした天頂方向の魚眼カメラ画像から、SIFT特徴点追跡を行い、特徴点移動量の大きいクラスタを障害物として識別する。評価試験の結果、特徴点による障害物追跡が困難な環境では、本手法の利用が困難であることを確認した。そこで2つめの手法として、クラスタリングした魚眼カメラ画像内の障害物クラスタを、環境の3次元地図とパーティクルフィルタを用いて識別する手法を提案した。具体的には、散布したパーティクルから観測できる魚眼カメラの障害物画像をシミュレーションし、魚眼カメラ画像と比較することで障害物クラスタを判別する。上記2手法を組み合わせ効果的なNLOS衛星判別を行うことで、都市部衛星測位の測位精度を向上することができる。・準天頂衛星を利用したマルチGNSS測位の利用性と精度の向上衛星遮蔽環境下における衛星数増加を目的として、複数の測位衛星システム(GNSS)を利用するマルチGNSS測位が期待されている。しかし従来のマルチGNSS測位では、GNSS毎に1機ずつ主衛星を定義する必要があるため、十分な衛星数増加効果が得られていない。そこで、準天頂衛星を唯一の主衛星とする新しい測位手法とLEX信号を利用した新しいワイドレーン法を提案することで、マルチGNSS測位の衛星数増加を図り、測位の利用性と精度の向上を実現した。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は当研究課題を達成するための要素技術として,以下に示す3点の手法の開発を行った.1.測位衛星が樹木に遮蔽された場合の誤差調査形状が複雑で幾何学的なモデル化が困難な樹木に対して,三次元点群情報を用いて樹木葉量を定量化することで,従来困難であった樹木による誤差の定量的な評価手法を提案し,樹木葉量が誤差に与える影響の調査を行った.樹木による誤差の高精度なモデル化が実現すれば,道路に覆うように成長する街路樹が多数存在する都市部環境下における測位の高精度化が期待できる.2.魚眼カメラを用いた障害物に遮蔽された衛星を判別する手法の開発障害物に遮蔽された衛星(NLOS衛星)は重大な誤差が生じるため,その判別手法が求められている.そこで,魚眼カメラを用いたNLOS衛星判別手法を提案した.具体的には,魚眼カメラで撮影した移動体の天頂画像を,色情報を用いてクラスタリングし,特徴点追跡によって移動量の多いクラスタを判別することで,天頂画像の障害物領域として識別する.同時に,測位衛星の位置を天頂画像に投影し,障害物領域に存在する衛星をNLOS衛星として判別する.本手法は,容易にNLOS衛星を判別しすることができるため,衛星遮蔽環境下における衛星測位の普及に貢献する.3.準天頂衛星を利用したマルチGNSS複合測位の利用性と測位精度の向上衛星遮蔽環境下における衛星数の増加を目的として,従来,複数の測位衛星システム(GNSS)を利用する,マルチGNSS複合測位が広く研究されている.しかし,従来各GNSSに主衛星を定義する必要があったため,十分な衛星数増加効果が得られていなかった.そこで,準天頂衛星を唯一の主衛星として定義し,さらにLEX信号を測距に利用する新しい測位手法を提案することで,十分な衛星数増加効果が得られるマルチGNSS複合測位を実現し,測位の利用性と精度の向上を実現した.衛星遮蔽環境下におけるGPS/準天頂衛星複合測位の精度向上を目的として、準天頂衛星を主衛星とする測位手法と、魚眼カメラを用いて障害物に遮蔽された衛星を判別する手法を提案し、当該環境における測位の利用性と精度向上を実現した。・準天頂衛星を利用したマルチGNSS測位の利用性と精度の向上

衛星遮蔽環境下における衛星数増加を目的として、複数の測位衛星システム(GNSS)を利用するマルチGNSS測位が期待されている。しかし従来のマルチGNSS測位では、GNSS毎に1機ずつ主衛星を定義する必要があるため、十分な衛星数増加効果が得られていない。そこで、準天頂衛星を唯一の主衛星とする新しい測位手法とLEX信号を利用した新しいワイドレーン法を提案することで、マルチGNSS測位の衛星数増加を図り、測位の利用性と精度の向上を実現した。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度では衛星遮蔽環境下での移動体におけるGPS/準天頂衛星複合測位の精度向上手法の開発のために, 3点の手法の開発を行っており,それぞれで精度向上のための効果を得ている.これらを次年度では統合し,衛星遮蔽環境下における高精度化手法として構築する.平成26年度は,平成25年度の成果の統合と,各手法の改良を図る.具体的には, 9章研究実績の概要で示した手法1に関して,樹木とマルチパス誤差の関係の調査データの蓄積と樹木葉量モデルの精査を行う.また手法2に関して,魚眼カメラに追加でレーザ点群情報を使うなどして,障害物領域識別のロバスト性の向上を図る.手法3に関して,都市部での移動体試験を行う.移動体での本手法の運用において,カルマンフィルタを適用することで,測位のロバスト性の向上を図る。以上によって,衛星遮蔽環境下における高精度測位の手法構築を図る.
結び目理論研究とその応用

結び目をキーワードに、関連する物理・化学・生物を視野に入れて、数学全般の発展を促すべく活動してきた。大阪市立大学数学研究所を活動拠点に置き、東アジアの8つの研究所との研究協力協定に基づき、アジアとの研究ネットワークの構築を目指し、活動した。ソウル国際数学者会議の結び目理論サテライト国際会議等、種々の国際会議や国内定期会合への参加支援を行った。これらの会議を通して、研究計画従事者を始めとした多数の結び目関連研究者達により、数多くの重要な研究成果が得られた。結び目理論を応用した「領域選択ゲーム」の特許取得2件や研究代表者による2次元リボン結び目の45年間の懸案問題の解決などの業績も含まれる。本研究関連会議開催実績は次の通り。大阪市立大学数学研究所、慶北国立大学、釜山国立大学合同第7回大学院学生ワークショップは第5回KOOK-TAPU合同セミナーとの同時開催により7月2226日大阪市立大学学術情報総合センター10階(杉本キャンパス)で開催された。島根大と大阪市立大主催の位相数学・微分幾何学国際会議兼第6回日本-メキシコ位相数学合同シンポジウムが9月26日が島根大学総合理工学部で開催された。10月2527日東北結び目セミナーが東北大学片平キャンパスで開催された。4次元トポロジーは11月1517日広島大学理学部で開催された。結び目の数学VIは12月1821日日本大学文理学部百周年記念館で開催された。トポロジー新人セミナー2013(8月811日和歌山市潮風荘)およびフルビッツ作用(1月58日群馬大学)への参加支援も行った。これらの会議を通して研究代表者や連携研究者をはじめとした多数の結び目関連研究者やトポロジー関連研究者が数多くの研究成果の発表を行った。OCAMI後援でIntelligence of Low Dimensional Topologyが5月2224日京都大学数理解析研究所で開催された。広範な結び目理論研究を大阪市立大学数学研究所の21世紀COEの実績の基礎の上に立って全国規模で教育・研究両面で繰り広げようという当研究の目的はこのように実行された。研究代表者は無限巡回基本群を持つ4次元多様体の位相分離問題を解決し、その帰結として曲面結び目の位相的自明予想を肯定的に解決した論文を出版した。またすべての3次元有向連結多様体が埋め込まれるような4次元多様体(3次元多様体の4次元宇宙)の分類に関する論文2編と絡み目のはめ込み同境に関する論文1編を書いた。領域選択ゲーム関連の結び目理論の解説書(共著)結び目理論とゲーム(朝倉書店2013)を出版した。大阪市立大学数学研究所、慶北国立大学、釜山国立大学合同の第6回大学院学生ワークショップは第4回KOOK-TAPU合同セミナーとの同時開催により7月2327日釜山国立大学で開催された。OCAMI後援でIntelligence of Low-dimensional Topologyが5月1618日京都大学数理解析研究所で開催された。2012琉球結び目セミナーは9月34日那覇市ぶんかテンブス館3階会議室で開催された。10月1214日東北結び目セミナーが山形大学小白川キャンパスで開催された。4次元トポロジーは11月1416日広島大学理学部で開催された。結び目の数学Vは12月2326日早稲田大学早稲田キャンパス15号館地下1階04教室(23日)14号館地下1階B101教室(24、25、26日)で開催された。日本・中国・韓国の国際会議第9回結び目と関連分野の東アジアスクールは1月1417日東京大学数理科学研究科で開催された。研究集会EーKOOKセミナーは2月1416日大阪市立大学学術情報センター10階で開催された。トポロジー新人セミナー2012(8月1417日ちか崎別館)およびフルビッツ作用(1月58日群馬大学)への参加支援も行った。これらの会議を通して研究代表者・研究分担者、連携研究者をはじめとした多数の結び目関連研究者、トポロジー関連研究者の数多くの研究成果の発表が行われた。広範な結び目理論研究を大阪市立大学数学研究所の21世紀COEの実績の基礎の上に立って全国規模で教育・研究両面で繰り広げようという当研究の目的はこのようにして実行された。研究代表者・分担者は結び目の局所変形、空間グラフ、曲面結び目、キャンドル、3次元多様体の数え上げ等で多くの新知見を得た。結び目理論を応用した量子スイッチシステムに関しての特許申請も行った。結び目理論と関係して、広範ないろいろな研究分野の中で個別的に進展が図られてきた研究を、研究代表者は連携研究者(計20名)と適宜連絡を取りながら、結び目をキーワードとして、トポロジーに力点を置き、関連する物理・化学・生物を視野に入れながら、数学全般の発展を促すべく活動した。また、大阪市立大学数学研究所を活動拠点に置き、21世紀COEの事後評価(事前開示)で「設定された目的は十分達成された」の総合評価を受けた数学研究所の21世紀COEの数々の活動実績を有効に利用して、第一線の研究者及び将来有望な若手研究者の招聘によって、また東アジアの8つの研究所と締結した研究協力協定に基づいた教育研究交流活動を基盤として、アジアとの研究ネットワークを構築を目指し、活動した。

大学院学生、PD研究員(数学研究所員)に、国内・海外研修の機会を提供する等、国内外の研究者の活躍を積極支援し、特に次のような国際会議への参加支援を行った。大阪市立大学数学研究所・慶北国立大学・釜山国立大学合同の第7回大学院学生ワークショップと第5回KOOK-TAPU合同セミナー(韓国数理科学国立研究所(NIMUS)での同時開催)。結び目理論に関する国際数学者会議のサテライト国際会議(韓国釜山開催)。結び目理論に関する東アジアセミナー(中国上海開催)。また、種々の国内の定期会合(KOOKセミナー、Intelligence of Low Dimensional Topology(ILDT)、トポロジー新人セミナー、4次元のトポロジー、東北結び目セミナー、結び目の数学等々)への参加支援を行った。研究代表者の業績としては、無限巡回基本群を持つなめらかな4次元多様体は位相的に分離するという予想の解決などの進展があった。結び目理論と関係して、広範ないろいろな研究分野の中で個別的に進展が図られてきた研究を、研究代表者は、連携研究者(計20名)と適宜連絡を取りながら、結び目をキーワードとして、トポロジーに力点を置き、関連する物理・化学・生物を視野に入れながら、数学全般の発展を促すべく活動してきた。また、大阪市立大学数学研究所を活動拠点に置き、21世紀COEの事後評価(事前開示)で「設定された目的は十分達成された」の総合評価を受けた数学研究所の21世紀COEの数々の活動実績を有効に利用して、第一線の研究者及び将来有望な若手研究者の招聘によって、また東アジアの8つの研究所と締結した研究協力協定に基づいた教育研究交流活動を基盤として、アジアとの研究ネットワークの構築を目指し、活動した。大阪市立大学数学研究所・慶北国立大学・釜山国立大学合同の第9回大学院学生ワークショップと第7回KOOK-TAPU合同セミナー(大阪市立大学での同時開催)。結び目理論に関する東アジアセミナー(大阪市立大学開催)。研究代表者の業績としては、45年間の懸案問題であった,リボン曲面結び目のsmooth unknotting予想の解決などの進展があった。予定された種々の(国際、国内)会合、すなわち大阪市立大学数学研究所・慶北国立大学・釜山国立大学合同の第9回大学院学生ワークショップと第7回KOOK-TAPU合同セミナー(大阪市立大学での同時開催)、結び目理論に関する東アジアセミナー(大阪市立大学開催)、KOOKセミナー、Intelligence of Low Dimensional Topology(ILDT)、トポロジー新人セミナー、4次元のトポロジー、東北結び目セミナー、結び目の数学等々で、たくさんの研究成果を挙げたばかりでなく、研究代表者自身の成果として、45年間の懸案問題であった、リボン曲面結び目のsmooth unknotting予想の解決などの成果を、論文として出版発表したことが理由に挙げられる。
肝、腎、副腎、軟部組織、骨における凍結治療時の温度変化と病理変化の研究

豚肝、腎、軟部組織の凍結治療中の周囲の温度変化を計測し、PCにて等温度曲線を作成し、氷表面と、-20°C、-40°Cなどの等温曲線の位置を研究した。それぞれの等温曲線が凍結(氷)表面とほぼ一定の比率の位置に存在すること、凍結表面と一定温度の等温曲線との距離を明らかにした。平均凍結半径は、第2凍結終了時で、肝、腎でそれぞれ12.8mm、12.3mmで、-20°Cの半径の平均値はそれぞれ8.8mm、9.2mm、-30°Cは7.3mm、7.8mm、-40°Cは6.1mm、6.6mmであった。肝では腎より凍結半径が大きくなるものの、凍結表面からの一定温度までの距離は他の臓器より離れることが判明した。まず寒天を用いて温度変化、凍結体積の拡大の様子をCT画像から経時的に評価した。凍結端子周囲の低濃度域体積がほぼ時間に比例して拡大していくことを確認した。次ぎに豚肝、腎、軟部組織の凍結治療中の周囲の温度変化を計測した。この結果から、温度分布をPCにて等温度曲線を作成し、各温度の凍結端子からの距離を算出したところ、-20°C、-40°C、-60°Cなどの一定温度点が凍結(氷)表面と一定の比率(a)の位置に存在することが判明した。腫瘍の大きさの1/a倍の大きさの氷を作成すれば、腫瘍表面を含め全体が目標温度となることが推察された。これまで凍結治療のmarginは5-10mm程度とあいまいであったが、具体的なmarginの値が計算できることが示された。つまり、凍結時間は、凍結範囲の拡大の様子を超音波断層、CTなどの画像で観察し、腫瘍の大きさとの比率で決定することができることがわかった。凍結治療の終了を決定するための重要な知見であり、世界の基準となっていく発見である。また、肝、腎、軟部組織においては第一凍結、第二凍結の温度曲線は肺とは異なり変化がないことも確認した。肺とは異なり、3回の凍結サイクルを加える必要がない、つまり2回の凍結サイクルが必要十分であることが示された。同時に行った副腎の凍結治療の予備実験の際に、凍結に続く解凍時に高血圧、頻脈(hypertensive crisis)が発生することがわかった。血清カテコラミン値を計測し、カテコラミン放出によるhypertensive crisisであると結論できた。これらはα-ブロッカー、β-ブロッカーによりコントロール可能であることも確認された。1年目の実験で、2.4mm径の凍結端子を用いて、豚肝、腎、軟部組織の凍結治療中の周囲の温度分布を計測し、-20°C、-40°C、-60°Cなどの一定温度点が凍結(氷)表面と一定の比率(a)の位置に存在することが判明した。腫瘍の大きさの「aの逆数」倍の大きさの氷を作成すれば、腫瘍表面を含め全体が目標温度となることが推察されていた。次ぎに、凍結端子の太さを変えた場合に、上記比率が異なってくるか否かを確認する必要があると思われた。凍結端子を3.0mm径のものに交換して同様の計測を行った。その結果、凍結端子が太くなると、凍結範囲は大きくなるものの、-20°C、-40°C、-60°Cなどの一定温度点と凍結(氷)表面とが、2.4mm径の凍結端子で計測した場合とほぼ同じ一定の比率(a')の位置に存在することが判明した。したがって、腫瘍の大きさの「a'の逆数」倍の大きさの氷を作成すれば、腫瘍表面を含め全体が目標温度となることが推察されていた。1年目、2年目の実験で、凍結端子を用いて、豚肝、腎、軟部組織の凍結治療中の周囲の温度分布を計測し、-20°C、-30°C、-40°Cなどの一定温度点が凍結(氷)表面と一定の比率(a)の位置に存在すること、つまり、腫瘍の大きさの「aの逆数」倍の大きさの氷を作成すれば腫瘍表面を含め腫瘍全体が目標温度となることが推察された。このことから画像観察により凍結終了のタイミングが決定できることができることがわかった。

一方、上記の新知見は、正常肝実質、腎実質での計測結果であるため、凍結表面と、致死温度点(-20°C、-30°C、-40°Cなど)との距離を知る必要があると考え、今年度は論文化に向けて計測データを追加し、異なった視点でデータ解析を行った。凍結半径の平均値は、第2凍結終了時で、肝臓、腎臓でそれぞれ12.8mm、12.3mmと以前行っていた肺の凍結半径の平均値(11.4mm)より大きかった。一方、-20°Cの半径の平均値はそれぞれ8.8mm、9.2mm(肺:8.9mm)、-30°Cはそれぞれ7.3mm、7.8mm(肺:7.8mm)、-40°Cはそれぞれ6.1mm、6.6mmm(肺:6.6mm)であった。このことから肝臓は腎臓(および肺)より凍結半径が大きくなるものの、凍結表面からの致死温度半径までの距離は肝臓では多臓器より大きくなることが判明した。つまり、肝臓の凍結治療を行う際には、腫瘍表面から凍結表面までの距離を多くとる必要があると考えられた。このように凍結治療において肝臓が他の臓器と異なる性質を持つことが、肝血流の二重支配(肝動脈、門脈)に起因すると推察されたので、肝臓の凍結終了時の肝の動脈、門脈血流の開存性を墨汁注入により病理標本から検索することとした。その結果、凍結終了時に肝臓の凍結治療域辺縁では多臓器と同様に末梢動脈が開存しているのに対し、門脈が閉塞していることが疑われている。実験を行っている施設が震災のため約半年間閉鎖されていたため、骨の温度計測が行えていない。ただし、その他の臓器の温度変化はほぼ最終的な目標に到達できている。24年度が最終年度であるため、記入しない。凍結端子に注入する高圧アルゴンガスの圧を変化させ、同様の実験を行いたい。また、骨の数点の温度計測を行い、肝、腎と同様の温度計測をおこなう予定である。
新規遺伝子導入ベクターを用いた慢性関節リウマチの治療法の開発

原因不明の全身性炎症性疾患である慢性関節リウマチ(RA)について、ラットRAモデルを用い、新規ベクターによる生体内での特定分子の過剰発現・機能制御がRAの疾患形成に及ぼす影響を解析し、病態の分子機構に基づいた日本独自の新規かつ有効な遺伝子治療法の確立を目指している。昨年度までにFGF-2がRAの増悪因子として作用し、ヒト可溶型FGFR1によるFGF2のシグナル遮断で病態を改善し、治療応用への高い可能性を示してきた。今年度は、新たにFGF-2シグナル遮断の効果的な分子標的因子(sprouty-2)の効果や、RAの病態の増悪しうる因子の検索と解析、新ベクターの可能性の検討を行った。ラットにおいて、sprouty-2はRA発症(誘発14日後)の遺伝子導入で、最低2週間は優位に後肢容積の2-3割の減少をもたらした。このことからFGF2の「細胞内でのシグナル遮断」の有用性が明らかとなり、昨年のヒト可溶型FGFR1との組み合わせなどより効果の高い治療応用の可能性も示唆された。次に、治療標的分子として、パンヌス組織中に多数存在の破骨細胞の前駆細胞が単球であることから、単球のケモカインであるMCP-1のRA病態への関与の解析のため、ヒトRA、OA関節液中のMCP-1含量を測定した。しかしRA、OA関節液では69.5±21.4、85.1±23.4pg/mlでRAに有意な亢進はなく、アジュバント誘発RAモデルでも有意な亢進は観察できず、治療標的としてのMCP-1遮断の有効性は薄いと結論した。また、RAが慢性疾患であることから治療遺伝子の長期発現可能なSIVの関節内導入内導入効率について検討した。処置関節の半数に局所的ではあるがレポーター遺伝子発現を認め、今後導入法の改善や副作用の有無の検証が必要なものの、応用への芽が示唆できたと考える。原因不明の全身性炎症性疾患である慢性関節リウマチ(rheumatoid arthritis,RA)について、ラットアジュバント誘発RAモデルを用い、新規ベクターによる生体内での特定分子の過剰発現・機能制御がRAの疾患形成に及ぼす影響を解析し、病態の分子機構に基づいたRAに対する独自の新規かつ有効な遺伝子治療法の確立を目指した。我々は昨年度までにFGF-2がRAの病態の増悪因子として作用することを明らかにしてきた(J Immunol,2002)が、今年度は、FGF2のシグナルの遮断の視点から、FGFR1搭載センダイウイルス(SeV-hsFGF2)を調製し、ラットRAに対する影響を検討した。その結果、SeV-hsFGF2は、RA発症ラットの病態(踝の腫脹、パンヌスの破壊)を改善し、FGF2のシグナルの病態形成への意義とこのシグナルの遮断が治療に極めて有効な手段であり得ることを明らかにした。次に、T細胞誘発炎症に関わるとされるIL-17について、RA滑膜組織で発現の報告があることから、RA滑膜組織における病態形成への関与、特に血管新生因子発現の影響をヒト培養滑膜細胞を用いて検討した。その結果、IL-17ではFGF-2、VEGFとも発現誘導効果を認めず、炎症性サイトカインの誘導はともかく、直接的な作用は薄いことが判明した。現在、こうしたRAの病態を増悪しうる血管新生因子の調節因子の検索と、さらにFGF-2シグナル遮断については、新たに効果的な分子標的因子としてのsprouty-2等について細胞内シグナルの遮断効果について検討するなど多方面から解析を進める予定である。
視神経障害後の全視野刺激網膜電図および多局所網膜電図の変化

A.動物実験に基づいた成果1.視神経障害後のERG変化ネコの視神経乳頭の周囲にジアテルミー凝固を行い、視神経線維を傷害した。その後、経時的に全視野刺激および多局所ERGを記録した。その結果、多局所ERGの小波は視神経障害後早期から消失していた。一方、全視野刺激ERGのPhotopic negative response(PhNR)の振幅は障害後1ヶ月以上を経てから低下した。多局所ERGは視神経障害の影響を早期から受けると考えられた。2.視細胞変性と網膜内層の電気応答動物実験では視細胞変性モデルで3次ニューロン応答が特異的な変化を示すことを見出した。対象はヒトの網膜色素変性症の動物モデルであるRoyal College of Surgeons(RCS)ラットである。RCSラットでは網膜変性の進行に伴いb波振幅が著明に低下するが、3次ニューロン応答はb波よりも有意に保たれていた。3次ニューロン応答は、視細胞変性が進んだ状態ではERGの形成に大きく関与すると考えられた。B.網膜疾患および視神経疾患へのPhNRおよびs波の臨床応用を進めた、下記の結果が得られた。1.糖尿病網膜症糖尿病網膜症の早期診断には律動様小波(OPs)が用いられている。このことから、糖尿病網膜症の早期には網膜内層の障害が生じていると考えられる。そこで、様々な程度の糖尿病網膜症でPhNRを記録し、その有用性をOPsと比較した。その結果、OPsの感度と特異度は、PhNRのそれよりも優れていた。従って、糖尿病網膜症の早期診断には、OPsがPhNRよりも有用と考えられた。2.黄斑円孔術後黄斑手術時に内境界膜を染色するためインドシアニングリーン(ICG)を用いる。高濃度のICGは網膜神経節細胞を傷害することが知られている。黄斑円孔術後の錐体ERGを術眼と正常眼間で比較した。その結果、aおよびb波の振幅には差が認められなかったが、術眼でPhNRおよびs波の振幅が有意に低下していた。このことから、ICGを用いた黄斑手術では視機能障害がなくても、subclinicalな網膜神経節の障害が生じている可能性が考えられた。3.開放隅角緑内障100眼の緑内障眼を対象として錐体ERGを記録した。この際に、白色刺激+白色背景(W/W)および赤色刺激+青色背景(R/B)を用いた。PhNR振幅を静的量的視野検査で得られた網膜感度および視神経乳頭形状解析で得られたrim area、視神経線維層厚との相関を検討した。その結果、PhNRは網膜感度、rim areaおよび視神経線維層厚と有意に相関していた。この結果から、PhNRは緑内障の視機能検査として有用と考えられた。また、R/Bで得られたPhNRが、W/Wのそれよりも高い相関係数を示した。従って、R/BがPhNRの記録にはW/Wよりも優れていると考えられた。

PhNR振幅を静的量的視野検査で得られた網膜感度および視神経乳頭形状解析で得られたrim area、視神経線維層厚との相関を検討した。その結果、PhNRは網膜感度、rim areaおよび視神経線維層厚と有意に相関していた。この結果から、PhNRは緑内障の視機能検査として有用と考えられた。また、R/Bで得られたPhNRが、W/Wのそれよりも高い相関係数を示した。従って、R/BがPhNRの記録にはW/Wよりも優れていると考えられた。H17年度の研究目的は、動物眼に視神経障害を作成し、全視野刺激ERGおよびmfERGの経時的変化を明らかとすることでる。10匹のネコの片眼に、経硝子体的に眼内ジアテルミーを用いて、視神経乳頭の全周囲の網膜に熱凝固を加えて神経線維層の障害を作成した。僚眼には、sham surgeryを行いcontrolとした。ジアテルミー後1,2,4,および12週に全視野刺激ERGおよびmfERGを記録した。また、同時期にoptical coherence tomography(OCT)を施行し、視神経乳頭周囲の網膜神経線維層の厚さ(RNFLT)を計測した。12週での実験終了後に安楽死させ、眼球を摘出し網膜組織標本を作製した。全視野刺激ERGの錐体応答では、aおよびb波振幅の変化は認められなかったが、photopic negative response(PhNR)の振幅が経過に伴って徐々に低下した。一方、mfERGではジアテルミー後1週で波形変化がみられ、P1以降に現れるoscillationが減弱した。この波形変化は1週以降では不変であった。OCTでは視神経乳頭周囲のRNFLTは経過に伴って薄くなり、網膜組織標本でも同様な所見が得られた。眼底後極部のRNFLTは減少し、網膜神経節細胞層の核数が減少していた。以上の結果から、視神経障害後のERG変化はmfERGでは障害後早期に現れることが明らかとなった。一方、全視野刺激ERGではPhNR振幅は経過に伴って徐々に低下した。このことから、mfERGは網膜神経節細胞あるいはその軸索の障害を早期に検出できる可能性が示唆された。この結果を踏まえて、緑内障、網膜内層疾患および視神経症などの視神経障害をきたす疾患でERGの有用性を検討する予定である。1.糖尿病網膜症糖尿病網膜症の早期診断には律動様小波(OPs)が用いられている。このことから、糖尿病網膜症の早期には網膜内層の障害が生じていると考えられる。そこで、様々な程度の糖尿病網膜症でPhNRを記録し、その有用性をOPsと比較した。その結果、OPsの感度と特異度は、PhNRのそれよりも優れていた。従って、糖尿病網膜症の早期診断には、OPsがPhNRよりも有用と考えられた。2.黄斑円孔術後黄斑手術時に内境界膜を染色するためインドシアニングリーン(ICG)を用いる。高濃度のICGは網膜神経節細胞を傷害することが知られている。黄斑円孔術後の錐体ERGを術眼と正常眼間で比較した。その結果、aおよびb波の振幅には差が認められなかったが、術眼でPhNR振幅が有意に低下していた。このことから、ICGを用いた黄斑手術では視機能障害がなくても、subclinicalな網膜神経節の障害が生じている可能性が考えられた。3.開放隅角緑内障90眼の緑内障眼を対象として錐体ERGを記録した。
ヒト胃癌細胞株に同定したアポトーシス実行遺伝子変異体の発現による細胞死抑制機構

胃癌の非外科的療法耐性は、科学療法剤の癌細胞内到達濃度やp53遺伝子変異のみでは説明出来ない。私共は、ヒト胃癌細胞における特異なアポトーシス抑制機構の発現を想定して、ヒト胃癌細胞株のアポトーシス関連遺伝子群発現の実体の検討を進めている。その研究過程で、アポトーシス実行機構の重要な役割を担うCaspase-9分子の発現異常を発見した。得られた研究成果は以下のとおりである。1)検討した胃癌細胞株すべてにCaspase-9分子と複数のCaspase-9変異体分子の高発現を観察した。2)変異体分子はすべてインタクトなCARD領域を有するが、それぞれ異なるC末端特定領域を欠落していた。3)変異体様式は細胞株により異なり、スプライシング異常によることが考えられた。4)変異体分子の一つ(Caspase-9 betaと命名)は、酵素活性領域を含むエキソン3からエキソン6を欠き、アポトーシス誘導に対しドミナントネガティブ活性を有した。5)他の変異体分子の一次構造も同様な機能を予測させ、現在、機能解析を進めている。これらの研究により、アポトーシス誘導に対しドミナントネガティブ活性を有するCaspase-9変異体分子の異常発現が明らかとなり、胃癌細胞のアポトーシス耐性機構解明の手掛かりが得られると同時に、Caspase-9をスキップしたアポトーシス誘導薬の開発など、胃癌の非外科的療法耐性克服に向けて有用な知見が得られた。
電気化学的手法を用いたトポロジカル絶縁体・超伝導体の精密物性制御

この課題における研究により、新超伝導体Cux(PbSe)5(Bi2Se3)6 [CPSBS]を発見した。この物質は新しい超伝導体であり、トポロジカル絶縁体の関連物質である(PbSe)5(Bi2Se3)6にCuを電気化学的にインターカレートすることにより超伝導が発現する。このCPSBSは超伝導転移温度こそ約2.8 KとCuxBi2Se3の約3.7 Kに比べて低いものの、帯磁率・比熱で測定された超伝導体積分率は100%近くのものが得られ、50-60%にとどまるCuxBi2Se3に比べて超伝導特性が良い。以後、このCPSBSもトポロジカル超伝導体の候補物質としてさかんに研究されることが期待される。トポロジカル超伝導体探索のための舞台となるトポロジカル絶縁体の探索については、通常の絶縁体であるPbSe層とトポロジカル絶縁体であるBi2Se3層がそれぞれ結晶構造を保ちつつブロックを形成して積層するPb-Bi-Se系化合物で、これまでに合成の報告のないBi2Se3層が4層積層した未報告相である(PbSe)5(Bi2Se3)3m [以下PSBS]という組成でm=4となる化合物の単結晶合成に成功した。この系の光電子分光測定の結果はBi2Se3の層の厚さによって変化し、Bi2Se3薄膜について観測されているのと同様の振舞いを示すことがわかっている。Bi2Se3層が薄すぎる試料では試料の上面と下面の表面/界面状態が互いに混成してディラック的分散にギャップが開くなど、トポロジカルな由来を持つ特異な性質が弱められることが知られているため、よりBi2Se3の厚い層が得られたことによって表面/界面状態をバルクの物性として観測しやすくなることが期待される。一方で、Bi2Se3層が2層積層した上記と同じ組成でm=2となる化合物について、電気化学的に銅をインターカレートした試料[以下CPSBS m=2]で超伝導を示すことを見出した。これは組成の似た超伝導体CuxBi2Se3と比べて超伝導転移を示す温度は約2.8 Kと少し低いものの、超伝導遮蔽体積分率が100%に達する試料が得られるなど超伝導特性のより良い系であることがわかっている。また、その低温における比熱の温度依存性からこの系における超伝導が通常のBCS超伝導でない可能性が示唆されている。上記の結果については論文を投稿中であるが超伝導が確認されたのはCPSBS m=2のみであり、現在は他のmについて超伝導体の作製を試みているところである。タリウム系トポロジカル絶縁体のバルクキャリア制御を電気化学的に行う手法では10^-19 cm-3を下回るほど劇的にバルクキャリア濃度を減らすことはこれまでのところできていない。また、BiSbTeSe系トポロジカル絶縁体に関しては電気化学によってバルク絶縁性を上げることにはまだ成功していないが、イオン液体ゲーティングを用いた実験で表面状態の電子密度を制御しようとしたところ、バルクのキャリアが変化してしまうような振舞いが観測された。電気化学的な反応が起きたことが可能性の一つとして示唆され、電気化学的にバルクキャリア制御ができる可能性があると考えられる。トポロジカル超伝導体の探索については、GeBi2Te4というトポロジカル絶縁体についてCuのインターカレーションを行った。試料をアニールして0.3 Kまで抵抗率を測定したが、超伝導は観測されなかった。また、トポロジカル超伝導体探索のための舞台となるトポロジカル絶縁体の探索については、Pb-Bi-Se系化合物でPbSe層とBi2Se3層がそれぞれブロックを成して積層し、結晶の内部の界面にトポロジカルに守られた表面状態が実現していると見られる興味深い結果が光電子分光実験によって得られた。現在はその新しい系に対して電気化学インターカレーションを試み、超伝導体を探索している段階である。Cu以外の遷移金属のインターカレーションについてもBi2Se3について実験を行ったが試料の質量増加が見られず、インターカレーション自体がCu以外の元素ではまた成功していない。トポロジカル超伝導体探索のための舞台となるトポロジカル絶縁体の探索については、通常の絶縁体であるPbSe層とトポロジカル絶縁体であるBi2Se3層がそれぞれ結晶構造を保ちつつブロックを形成して積層するPb-Bi-Se系化合物で、これまでに合成の報告のないBi2Se3層が4層積層した未報告相である(PbSe)5(Bi2Se3)3m [以下PSBS]という組成でm=4となる化合物の単結晶合成に成功し、論文を出版した。これらの一連の物質は作製すると自然にn型キャリアがドープされており、電気化学的操作によって化学ポテンシャルを動かし、バルク絶縁化を試みたが、残念ながら成功しなかった。

一方で、Bi2Se3層が2層積層した上記と同じ組成でm=2となる化合物について、電気化学的に銅をインターカレートした試料[以下CPSBS m=2]で超伝導を示すことを見出し、これも論文に発表することができた。これは組成の似た超伝導体CuxBi2Se3と比べて超伝導転移を示す温度は約2.8 Kと少し低いものの、超伝導遮蔽体積分率が100%に達する試料が得られるなど超伝導特性のより良い系であることがわかっている。また、その低温における比熱の温度依存性からこの系における超伝導が通常のBCS超伝導でない可能性が示唆されている。トポロジカル超伝導体探索のための舞台となるトポロジカル絶縁体の探索については、通常の絶縁体であるPbSe層とトポロジカル絶縁体であるBi2Se3層がそれぞれ結晶構造を保ちつつブロックを形成して積層するPb-Bi-Se系化合物で、これまでに合成の報告のないBi2Se3層が4層積層した未報告相である(PbSe)5(Bi2Se3)3m [以下PSBS]という組成でm=4となる化合物の単結晶合成に成功した。この系の光電子分光測定の結果はBi2Se3の層の厚さによって変化し、Bi2Se3薄膜について観測されているのと同様の振舞いを示すことがわかっている。Bi2Se3層が2層積層した上記と同じ組成でm=2となる化合物について、電気化学的に銅をインターカレートした試料[以下CPSBS m=2]で超伝導を示すことを見出した。しかし、大阪大学産業科学研究所の安藤陽一教授が平成27年度にドイツのケルン大学に移籍し、それにともなって代表者も京都産業大学に異動した。このことにより、この超伝導体の作製が停止してしまい、今後の見通しが不透明になったため、それを継続するために当研究課題の終了年度を1年延長した。まだ試料の供給態勢は整っていないが、当研究課題の経費により、試料の作製設備は整いつつある状況である。この課題における研究により、新超伝導体Cux(PbSe)5(Bi2Se3)6 [CPSBS]を発見した。この物質は新しい超伝導体であり、トポロジカル絶縁体の関連物質である(PbSe)5(Bi2Se3)6にCuを電気化学的にインターカレートすることにより超伝導が発現する。このCPSBSは超伝導転移温度こそ約2.8 KとCuxBi2Se3の約3.7 Kに比べて低いものの、帯磁率・比熱で測定された超伝導体積分率は100%近くのものが得られ、50-60%にとどまるCuxBi2Se3に比べて超伝導特性が良い。以後、このCPSBSもトポロジカル超伝導体の候補物質としてさかんに研究されることが期待される。トポロジカル超伝導体の候補物質である新超伝導体を、トポロジカル絶縁体関連物質に対する電気化学的操作によって実現することができた。これは計画どおりの顕著な成果であるが、この新超伝導体がトポロジカル超伝導体であることの検証にはまだ成功していない。物性物理学本研究課題は新超伝導体の物性検証のために研究期間を1年延長し、試料の供給の継続を試みる。トポロジカル絶縁体のバルク絶縁性向上と、Cu以外の遷移金属元素のインターカレーションについてはいずれも未だ成功していないが、トポロジカル超伝導体の候補物質の作製には成功した。
感音難聴のミオシンVIIA遺伝子変異のスクリーニングと遺伝子解析

ミオシンVIIA遺伝子上に遺伝子変異が認められている難聴家系について、遺伝子解析を行った。この遺伝子異常により常染色体優性遺伝形式で感音難聴が生じるため、自ら希望する家族構成員について遺伝子変異の有無を調べた。発症者は9塩基欠失をミオシンVIIA遺伝子上に持つため、血液より抽出したゲノムDNAから同遺伝子の変異部位近辺の塩基配列を決定し、変異の有無を調べた。発症者はすべて1対の染色体のうち片方のみ9塩基置換を持っていた。(ヘテロ接合)。対して健聴者は同遺伝子変異を全く持ち合わせていなかった。この家系の難聴者は加齢に従い難聴が進行し、成人前後に中等度から高度難聴に至る。遺伝子変異の有無を調べることで難聴家系の若年者について、近い将来、聴力が低下するのか否かを助言することができた。他の常染色体優性遺伝形式で難聴を呈する家系についても、同様にミオシンVIIA遺伝子解析を行ったが、同遺伝子上には変異を有する家系は認められなかった。常染色体劣性遺伝形式で難聴を呈する家系については、ミオシンVIIAの遺伝子変異がみられたという報告は認められないため、他の遺伝子異常の可能性が高いと判断し、劣性遺伝の難聴に多くみられるコネキシン26遺伝子変異の有無を調べた。既報告の変異部位であったが、2家系において同遺伝子上の変異が認められた。コネキシン26遺伝子異常については、現在も遺伝性難聴家系についてスクリーニングを続けている。(ヘテロ接合)。1.常染色体優性非症候群性感音難聴の1家系の原因遺伝子が,分子モーター蛋白の1つであるミオシンVIIAをコードする遺伝子であることを我々が同定したことにより,他の常染色体優性非症候群性感音難聴家系や,原因不明の感音難聴症例のなかには,ミオシンVIIA遺伝子変異が難聴の原因となっている症例が存在する可能性が推定された。そこで常染色体優性非症候群性感音難聴家系8家系について,ミオシンVIIA遺伝子変異のスクリーニングを行ったが,今回の8家系には変異は見出されなかった。この8家系については,他の既知の難聴遺伝子について変異の有無を検索中である。2.感音難聴を呈する前庭水管拡大症候群5例を対象に,Pendred症候群の原因遺伝子であるPDS遺伝子の変異スクリーニングを行い,4例に変異を認めた。このうち3例は既知の変異であったが,エクソン4に同定された点変異は今までに報告のない変異で,正常者50人のgenomic DNAには認められないことから,前庭水管拡大症候群の新しい原因遺伝子変異と考えられる。発症者は9塩基欠失をミオシンVIIA遺伝子上に持つため、血液より抽出したゲノムDNAから同遺伝子の変位部位近辺の塩基配列を決定し、変位の有無を調べた。発症者はすべて1対の染色体のうち片方のみに9塩基置換を持っていた(ヘテロ接合)。遺伝子変異の有無を調べることで難聴家系の若年者について、近い将来、聴力が低下するのか否かを助言する事ができた。他の常染色体優生遺伝形式で難聴を呈する家系についても、同様にミオシンVIIA遺伝子解析を行ったが、同遺伝子上に変異を有する家系は認められなかった。常染色体劣性遺伝形式で難聴を呈する家系については、ミオシンVIIAの遺伝子変異が見られたという報告は認められないため、他の遺伝子異常の可能性が高いと判断し、劣性遺伝の難聴に多く見られるコネキシン26遺伝子変異の有無を調べた。
超広帯域無線のためのMIMO通信システムに関する研究

本研究では,無線ベースバンド伝送(WBT)を用いた超広帯域MIMO通信システムについて基礎的検討を行った。以下にその実績の概要を示す。第一に,実信号のみを扱うため従来型マルチキャリア方式が使えないWBT-MIMOシステムにも適用可能な,タップ付遅延線(TDL)を用いたシングルキャリア時空間処理型MIMO方式を提案した。この方法は従来型の広帯域システムにも有効であるため,まず既存のキャリアを使用する通信システムに本アルゴリズムを実装して伝送実験を行った。さらに後述のWBT-MIMOシステムによる測定で得られたチャネル実データを用いたシミュレーションを行い,その有効性を確認した。第二に,昨年度まででは基礎的伝送実験によりWBT方式により実際のデータ送信が可能であることを確認したが,本年度は電波暗室の中にマルチパス環境を構築して伝送実験を行い,反射波が存在する環境でのWBT方式の様々な特徴を明らかにした。また,キャリアレス通信用バイコニカルアンテナを用いたMIMO伝送実験により,同環境下では非常に遅延が長く,従来法以上に高い周波数等価能力を備えた送受信システムを必要とすることが明らかになった。その結果,キャリアレス通信によるMIMOシステムの時空間処理には多大な演算量が必要とされるため,システム負荷を軽減するための処演算量削減法についてもサブバンド方式と送受信ウエイトをグループ化して設計を小規模化する方法の2方式を提案し,その演算量軽減効果を確認した。また,将来のシステムの小型化を見据えて,偏波アンテナの利用についても検討を行い,その有用性を示した。本年度はまず,研究計画全体の基礎的段階として,超広帯域無線のためのMIMO(Multiple Input Multiple Output)通信システムの基本的な構成要素に関する理論的検討ならびに伝送実験用システムの整備を中心に研究を進めた。以下にその概要を述べる。1.広帯域MIMO伝送方式の開発:広帯域通信を前提とした場合のMIMOシステムの簡便な設計法の開発を行った。具体的には周波数選択性を持つ伝搬路により生じる遅延波を合成するために,タップ付遅延線(TDL)を用いたMIMOシステムの設計法を提案し,広帯域シングルキャリア伝送においても最大比合成に基づくマルチストリーム伝送が可能であることを示した。2.広帯域MIMOシステムの構築と伝送実験:既存の狭帯域MIMOシステムは,D/Aボードの処理速度の限界により扱う帯域を広げることは困難であったが,今回導入した高速D/Aボードを用いてこれを広帯域MIMO伝送に対応可能なように再構築した。このシステムを用いて実際にデータ伝送を行い,周波数選択性伝搬路のチャネル情報を測定した。また,空間フィルタリングを用いた遅延波キャンセル法による広帯域MIMO伝送アルゴリズムを実装して伝送実験を行い,その有効性を確認した。このようなシングルキャリア伝送方式による広帯域MIMO伝送実験についてはこれまでにあまり報告例がない。3.キャリアレス通信システムによる伝送実験:広帯域アンテナ(ディスコーン型)を2本製作して電波暗室内でManchester符号を用いて伝送実験を行い,変調を用いずにベースバンド高速伝送が可能であることを実証した。また,このときのチャネル特性はFriisの伝達公式に近いものとなることを確認した。昨年度は送信側でチャネル情報を有する場合のMIMOシステム広帯域通信の簡便な設計法の開発を行った。本年度は,送信側がチャネル情報を有さない場合によく利用される時空間符号化(STBC)伝送方式に対応した,周波数選択性伝搬路におけるタップ付遅延線(TDL)MIMOシステムを提案した。また,TDLの導入による時空間処理に伴う演算量の増大に対応するため,STBCに対応したサブバンド適応アレーを開発した。更にこれらの方法をマルチユーザシステムへと発展させた。また,MIMOの伝送容量解析のための固有解析についても検討を行った。2.キャリアレス通信システムによるマルチパス環境下における伝送実験昨年度の電波暗室内における伝送実験に引き続き,マルチパス環境下におけるキャリアレス通信システムによる伝送実験を行った。具体的には新たに反射板を製作して電波暗室内に設置し,Manchester符号化した信号を広帯域アンテナ(ディスコーン型)で送受信して伝播特性を測定した。その結果,ベースバンド伝送においても従来の通信で使われている伝送方式がある程度利用可能であることを明らかにした。今年度導入したバイコニカルアンテナは従来の手作りのものより広帯域で特性も優れているため,来年度はこれを用いて実験を行うことにより,キャリアレスMIMOシステムの基礎理論を完成させる予定である。

その結果,キャリアレス通信によるMIMOシステムの時空間処理には多大な演算量が必要とされるため,システム負荷を軽減するための処演算量削減法についてもサブバンド方式と送受信ウエイトをグループ化して設計を小規模化する方法の2方式を提案し,その演算量軽減効果を確認した。また,将来のシステムの小型化を見据えて,偏波アンテナの利用についても検討を行い,その有用性を示した。
力バランス型原子間力顕微鏡の開発

力バランス型原子間力顕微鏡のためにシ-ソ-型の力検出レバ-を試作した。一つはBeCuの薄膜を用いてリソグラフィーで形作ったものである。原子間力によってシ-ソ-レバ-が傾くが、これを光てこで検出し、レバ-背面の電極に電圧をかけることで、静電気力と原子間力を釣り合わせて、レバ-が傾かないように制御する。この方法でレバ-を傾かせることなく、10^<-9>Nの力を検出することができた。この程度の微小力が検出できれば原子間力顕微鏡に用いることができると思われる。ただし、レバ-が金属foil製でシ-ソ-型のため、共振周波数が低く、センサーとしての応答性が不十分であった。一方、マイクロマシン技術を用いて0.1mmサイズのシ-ソ-レバ-を試作した。レバ-の製作は、シリコン基盤上にSiN膜を製膜し、リソグラフィで形を作り、それをエッチングすることで行った。今回製作したものは、もとのシリコン基盤にのったままであるが、シ-ソ-型レバ-の下部もエッチングで取り除かれており、実際の力検出レバ-と同様の動きをする。試作したレバ-の共振周波数をレーザー干渉計を用いて測定した。また、レバ-寸法や共振周波数の値からバネ定数を見積もった。バネ定数、共振周波数はそれぞれ0.01N/m、3kHz程度であった。この程度の性能を備えていれば実際の原子間力顕微鏡に十分用いることができる。このようにバネ定数や共振周波数の面からは満足する結果が得られた。しかし、いくつかの問題点も明らかになった。とくに、SiN膜でできているレバ-の面が平らでなく、歪みが発生した。その歪み幅は面外に約10mumもあり、対向の電極を取り付けることができなかった。通常のカンチレバ-方式のAFM用レバ-でも、SiN膜の歪みは見られるが、実際の測定には支障が無かった。しかし、対向電極が必要なバランス方式では、この歪みをできるだけ小さくする必要がある。この対策についてはマイクロマシンの技術としても興味深く、今後の検討課題である。
エレクトレットを基板とした炭酸カルシウム複合体材料の創製

1.カルサイトの電気的分極。(1)カルサイト単結晶(00.1)、(10.4)、(10.0)を切り出し、これらの基板は交流インピダンス測定において高温領域(400-650°C)でイオン伝導性が示され、電気的に分極可能であることが分かった。電導率と伝導のための活性化エネルギーは概ね、1×10^<-9>8×10^<-7>S/cm、1.0eVであった。(2)電気的分極処理は温度400°Cの炉の中で試料を白金板に挟み、外部直流電源より5kV/cmの電場を1hかけて行った。それぞれの試料は熱刺激脱分極電流測定によりエレクトレットになっていることが確認できた。2.エレクトレットを基板としたCaCl_2-(NH_4)_2CO_3系における炭酸カルシウムの結晶成長実験。エレクトレットとしては水酸アパタイト焼結体、ジルコニア焼結体と上記のカルサイト単結晶を用いた。分極された基板について正あるいは負に帯電した面をそれぞれP面、N面と略し、未分極な面をO面と記す。(1)有機物(ポリアクリル酸等)の添加なしの場合:菱面体の単結晶が析出。N・P面では基板に平行に(10.4)面が配向成長。結晶密度はN>O>Pの順であった。電場は配向成長とN面での核形成を促進すること確認された。(2)有機物(ポリアクリル酸等)の添加ありの場合:カルサイト柱状結晶による島状集合体あるいは半球状集合体が形成した。これら集合体はVolmer-Weber薄膜形成過程により薄膜へ成長した。その破断面はカルサイト柱状晶(c軸配向)による貝殻類似構造あるいは扇型構造を示した。剥離テストによりこれら集合体は強固に基板に接着し、かっ、カルサイト柱状晶はお互いに強く接着していることが分かった。電場とPAAの協調作用はカルサイトの薄膜形成を促進し、薄膜の接着強度を増加させた。膜厚はN>Pの順であった。O面では部分膜が形成した。(3)カルサイト結晶集合体の形態・配向およびそれらによる薄膜の構造変化は分極基板による電場の大きさとその極性と有機物添加において形成する有機物-Ca^<2+>錯体の部分的な帯電分布を制御することにより起きた。3.分極アパタイトのin vivo実験。未分極試料が2個、分極試料が2個のみ回収できた。分析中であるが、成長速度に関してP、N、O面の違いがあった。
アポトーシスを制御するシグナル伝達経路の解明-細胞生存因子として機能する新規生理活性脂質の同定-

3大成人病のひとつである虚血性心疾患は、食生活の欧米化に伴い今後、急速に増加が予想される重要な疾患である。最近、細胞死の新しい概念(アポトーシス)が提唱され、アポトーシスの増加が虚血後の心機能不全に重要な役割を果たしていることが示唆されている。申請者は、これまでに心筋梗塞(虚血)における細胞内シグナル伝達の研究を行い、増殖に重要なMAPキナーゼ(MAPK)が細胞死抑制に働いていることが明らかになった。さらに、このモデルで上流経路を検討したところ、PKCの中でも新しい分子構造を持つPKCζが、MAPK活性化を介して細胞死を抑制していることが明らかになった。PKCζは、ジアシルグリセロールやカルシウムに対する結合部位をもたず、生理的な活性化因子は不明な点が多い。阻害剤を用いた研究から心筋虚血時のPKCζ活性化因子がアラキドン酸代謝産物に密接に関連している因子であることが示唆された。さらに、高速液体クロマトグラフィーのピーク保持時間からこれまでに報告のない新しい分子構造を持つ生理活性脂質であることと思われた。また、心筋虚血時にはPKCζの核移行が観察されるが、このとき、PKCζ結合蛋白質であるPKCζinteraction protein(ZIP/A170)が急速に分解されることを見いだした。この分解はプロテオソーム阻害剤によって完全に抑制され、ZIP/A170の分解がPKCζの核移行およびMAPKの活性化に重要な役割を果たして可能性が示唆された。さらに、このモデルで上流経路を検討したところ、PKCの中でも新しい分子構造を持つPKCζが、MAPK活性化を介して細胞死を抑制していることが示された。申請者は、阻害剤を用いた研究から心筋虚血時のPKCζ活性化因子がアラキドン酸代謝産物に密度に関連していることを示している。さらに、高速液体クロマトグラフィーのピーク保持時間からこれまでに報告のない新しい分子構造を持つ生理活性脂質であることが示唆されている。この分解はピロテオソーム阻害剤によって完全に抑制され、ZIP/A170の分解がPKCζの核移行およびMAPKの活性化に重要な役割を果たして可能性が示唆された。