hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
HTLV-I感染によるT細胞永続性増殖の機序とHTLV-I遺伝子転写調節因子

1.正常T細胞のマイトジェンによる活性化とHTLV-I感染T細胞の表現形質について,類似点と異なる点を比較検討し,以下の知見を得た.(1)リン酸チロシンの活性化がPHA活性化T細胞のみでなく、HTLV-I感染細胞でも認められ、高親和性IL-2受容体β鎖のリン酸との関連性が注目される。(2)正常T細胞の活性化に伴い発現が亢進するインスリンD受容体、グルココルチコイド受容体、1.25(OH)_2D_3受容体活性が、HTLV-I感染T細胞でも認められ、ATL由来KH-2細胞で、特異cDNAを用いるNorthern blotting法で検出することが出来た。(3)HTLV-I感染T細胞の中、,HAM症候群由来T細胞株4系を用いて検討した結果、ステロイドホルモンによる増殖抑制がATL細胞よりも強く、より正常活性化T細胞に近い形質を示した。しかし、TPAに対する活性化は認められず、この面ではATL細胞に近い形質を示した。このことは、HAM由来T細胞の多角的な検討が重要であることを物語るものである。(2)株化HTLV-I感染T細胞の増殖維持にはIL-2依存性を欠くものが大多数で, IL-2分泌能の欠如と対応してIL-2遺伝子の不活化が認められた.一方, HTLV-I感染T細胞ではHTLV-I遺伝子pX領域のtat-I遺伝子によるトランス活性化でIL-2遺伝子が活性化されることが増殖の主因であると仮説がある.ATL由来KH-2細胞は活性型VD_3で増殖が抑制されるが, HTLV-I遺伝子mRNAの発現抑制はなく, IL-2遺伝子の発現は低いままで, IL-2RTac遺伝子, T細胞受容体遺伝子活性も不変であった.ところが, c-myc遺伝子活性は著しく抑制された,発癌遺伝子の役割にも注目すべき知見と考えられた.1.正常T細胞のマイトジェンによる活性化とHTLV-I感染T細胞の表現形質について,類似点と異なる点を比較検討し,以下の知見を得た.(1)リン酸チロシンの活性化がPHA活性化T細胞のみでなく、HTLV-I感染細胞でも認められ、高親和性IL-2受容体β鎖のリン酸との関連性が注目される。(2)株化HTLV-I感染T細胞の増殖維持にはIL-2依存性を欠くものが大多数で, IL-2分泌能の欠如と対応してIL-2遺伝子の不活化が認められた.一方, HTLV-I感染T細胞ではHTLV-I遺伝子pX領域のtat-I遺伝子によるトランス活性化でIL-2遺伝子が活性化されることが増殖の主因であると仮説がある.ATL由来KH-2細胞は活性型VD_3で増殖が抑制されるが, HTLV-I遺伝子mRNAの発現抑制はなく, IL-2遺伝子の発現は低いままで, IL-2RTac遺伝子, T細胞受容体遺伝子活性も不変であった.ところが, c-myc遺伝子活性は著しく抑制された,発癌遺伝子の役割にも注目すべき知見と考えられた.
磁性と超伝導を統一的に扱う強相関理論の構築

それまで別々の理論を用いて議論されてきた磁性と超伝導を統一的に扱う理論を構築した。具体的には、磁性の研究に広く用いられている動的平均場法を出発点として、空間相関を考慮することで超伝導を扱った。この理論を重い電子系の基本的模型に適用し、従来の理論とは異なる超伝導状態が実現することを明らかにした。この結果はこれまで考慮されてこなかった局所相関効果に起因しており、強相関系の超伝導研究に新たな視点を与える重要な成果である。研究期間の後半には、データ科学を量子多体計算に応用する新しい試みに挑戦した。上述の「磁性と超伝導を統一的に扱う強相関理論」を現実の化合物に適用する際に有用なものとなる。本研究の目的は、強相関電子系における磁性と超伝導が絡み合った現象を微視的模型に基いた数値計算によって研究するための新たな理論を構築すること、またその理論を応用し、新奇量子状態の発見・理解をすることである。当該年度は、理論の構築と最初の数値結果を出す計画であった。動的平均場理論は磁性の研究において広く用いられている理論であるが、非従来型の超伝導を扱えないという欠点がある。dual fermion法と呼ばれる近年提案された手法は、動的平均場理論を出発点として、そこでは取り入れられていない空間相関の効果を系統的に扱うことができる枠組みを与える。本研究ではこの理論を応用し、超伝導の研究で広く用いられている揺らぎ交換近似と同様のダイアグラムを考慮に入れることにより、磁性と超伝導を同時に扱う理論を構築した。また、実際に解を得るために行う数値計算において、安定して解を得るための方法を確立し、この枠組みを実用的なものとした。最初の応用として、銅酸化物高温超伝導体の模型として最も詳細に研究されている2次元ハバード模型に適用し、超伝導およびその他の量子状態の出現可能性について調べた。その結果、反強磁性、d波超伝導、および相分離状態が得られた。低ドープ領域では相分離が広く起こるため、純粋なd波超伝導状態は狭いドープ領域でしか実現しない。これらの結果は、同模型に対するこれまでの数多くの研究と基本的に矛盾のない結果である。このことから、本研究で構築した理論は信頼できる手法であることが示された。今後、この枠組みを強相関電子系の種々の模型へ適用していく際の基礎となる結果である。本研究課題の目的は、強相関電子系における磁性と超伝導が絡み合う現象を微視的理論によって明らかにするための新たな数値計算手法を開発すること、またその理論を応用し、新奇な超伝導の発見およびその機構を理解することである。初年度の研究において数値計算手法を構築し、最初の応用として2次元ハバード模型における超伝導の計算を行い、信頼のある結果が得られることを確認した。本年度(2年目)はその理論を重い電子系の基本的模型である近藤格子模型に適用し、重い電子系の磁気量子臨界点においてどのような超伝導が誘起されるかを調べた。その結果、従来の理論から予想されていたd波超伝導ではなく、p波対称性を持つ新奇な超伝導が実現することを明らかにした。この結果は、f電子の遍歴・局在双対性によるものであり、これまで超伝導の理論研究では考慮されていない要素を含んでいる。そのため、強相関電子系の超伝導研究に新たな視点を与えるものとして重要である。この成果はPhysical ReviewLetters誌に単著論文として掲載された。本研究課題の研究計画では、(1)まず新しい数値計算手法を構築し、(2)それを強相関電子系の基本的模型に適用し、(3)さらに強相関化合物に適用する。本年度(2年目)までに、計画(2)までの研究を遂行した。研究成果としても興味のある結果が得られ、これらの研究は、Physical Review B誌の本論文1篇とPhysical ReviewLetters誌の速報論文1篇として出版した。順調な進捗状況であると判断する。本研究課題の目的は、強相関電子系における磁性と超伝導が絡み合う現象を微視的理論によって明らかにするための新たな数値計算手法を開発すること、またその理論を応用して、強相関電子系の磁性と超伝導に関する未解明の現象を明らかにすることである。本年度の実績は以下の2つに分類される。(1)量子モンテカルロ法などの虚時間形式に基づく数値計算における2つの問題の解決法を提案した。角度分解光電子分光で観測される一粒子励起スペクトルなどの計算に必要となる「解析接続」は、統計誤差のある場合に極めて不安定となる。そのため、信頼できるスペクトルを得ることが難しかった。本研究では「スパースモデリング」と呼ばれる最新の情報理論を応用して、数値誤差があっても安定してスペクトルが得られる手法を開発した。さらに、その詳細な解析から、虚時間データを表現する新しい基底を発見し、種々の動的相関関数を極めて効率よく表現できることを示した。この発見は、特に、多軌道系など多くの自由度を持つ系の数値計算におけるデータ量や計算コストの大幅な削減を可能とし、数値計算の適用範囲を大きく広げるものである。以上の成果は2篇の論文として投稿した。(2)希土類元素を含む準結晶化合物において、量子臨界的な振る舞いが観測されている。強相関電子系における量子臨界現象は、通常は磁気秩序の消失と関連して観測されるが、準結晶化合物では磁気秩序が存在しないため、その起源が謎であった。

本研究では、準結晶の磁気的性質を説明する新たな模型を提案し、それを動的平均場理論を用いた数値計算によって解析することにより、実験で観測されている量子臨界的な振る舞いを説明した。これは準結晶構造特有の機構であり、新たな視点を与える結果である。この成果はJournal of the Physical Society of Japan誌に速報論文として掲載された。本年度は数値計算手法の開発において、2つの大きな進展があった。ひとつは新しい解析接続法の開発、ふたつめはデータ量と計算コストを大幅に削減する新しい基底の発見である。前者は一粒子励起スペクトルや磁気励起スペクトルなどの数値計算精度を向上するものであり、後者は多軌道系など複数の自由度を持つ系の数値計算を可能とするものである。これらの成果は、他分野の研究者の講演を聴講し、議論をした中から、新しく生まれた成果である。良く言えば予想外の成果である。よって、当初の計画以上に進展していると判断する。最終年度は、これまでの研究期間の間に構築した「磁性と超伝導を統一的に扱う強相関理論」の適用範囲を広げることを目的として、他分野の方法論を取り入れた新しい観点から計算手法を考案した。具体的には、データ科学の分野で発展しているスパースモデリングと呼ばれる方法論を応用し、強相関電子系の数値計算における諸問題に対する解決法を提案した。(1)量子モンテカルロ法で計算されたデータからスペクトルを得る際に直面する解析接続の問題に関する新手法を提案し、また、(2)強相関系におけるデータ量と計算量を飛躍的に削減する革新的なアイデアを提唱した。これらの成果は、現実の化合物のような複雑な系に理論を適用した際に、効率よく安定して数値計算を実行することを可能にする。研究期間全体を通じて、研究課題「磁性と超伝導理論を統一的に扱う強相関理論の構築」に関する顕著な成果が得られた。まず研究期間の前半には、磁性の研究に広く用いられている動的平均場法と呼ばれる理論を出発点として、超伝導を扱うための空間相関を考慮する理論の整備を行った。方程式を安定して解くための数値計算法を考案し、強相関電子系の基本的な模型であるハバード模型と近藤格子模型における超伝導を議論した。特に、近藤格子模型では従来の超伝導理論とは異なる超伝導状態が得られ、この結果はこれまで考慮されてこなかった局所相関効果により新しい超伝導が実現する可能性を示唆している。この研究成果はPhysical ReviewLetters誌に単著論文として掲載された。研究期間の後半には、数値計算の適用範囲を広げるための新しい試みに挑戦した。データ科学の方法論を用いた新しい手法は、「磁性と超伝導を統一的に扱う強相関理論」を基本的模型だけでなく、実際の化合物の詳細を考慮に入れた現実的模型に適用する際に有用であり、今後に繋がる成果である。それまで別々の理論を用いて議論されてきた磁性と超伝導を統一的に扱う理論を構築した。具体的には、磁性の研究に広く用いられている動的平均場法を出発点として、空間相関を考慮することで超伝導を扱った。この理論を重い電子系の基本的模型に適用し、従来の理論とは異なる超伝導状態が実現することを明らかにした。
性ステロイドが規定する性スペクトラム

雌雄を連続するスペクトラムとして捉え、性スペクトラム上での定位(オス化・メス化のレベル)と移動(オス化・メス化のレベルの変化)を制御するメカニズムを解明することが、性の本来の姿を理解するために必須である。本研究では、内分泌要因(性ステロイド)と遺伝要因(性染色体上の遺伝子)による性スペクトラム制御の分子基盤を明らかにする。実験では、性ステロイドを産生する精巣ライディッヒ細胞と性ステロイドの影響を受ける骨格筋細胞を取り上げ、特に核内受容体型転写因子Ad4BPと性染色体上のヒストン修飾酵素遺伝子によって制御される代謝活性の強弱が、細胞の性スペクトラムを制御するとの観点から、以下の成果が得られた。1)精巣ライディッヒ細胞における性スペクトラムの制御機構精巣のライディッヒ細胞は男性ホルモン産生を担う。この細胞は胎仔精巣で出現し、胎仔のオス化には不可欠であるが、その分化メカニズムは不明である。胎仔精巣の間質にはライディッヒ前駆細胞を含む細胞集団が存在する。1細胞シークエンス法にて前駆細胞と思われる細胞集団の存在を確認するとともに、前駆細胞に発現する数個の遺伝子を同定した。Tmsb10はその遺伝子の一つで、細胞骨格の形成に寄与するアクチン重合を抑制する分子としての解析が進んでいる。現在本遺伝子とヘッジホックシグナルとによる胎仔ライディッヒ細胞の分化機構を解析している。2)骨格筋細胞における性スペクトラムの制御機構骨格筋は雌雄で大きさと強さが異なる。性ホルモンと性染色体が、この性差を制御する要因と考えられる。本年度はこれら二つの要因によって影響を受ける骨格筋に着目し、筋繊維を区別しながら、性腺摘出マウスとその後の性ホルモン処理マウスの筋繊維を調製し、トランスクリプトームを取得した。1)精巣ライディッヒ細胞における性スペクトラムの制御機構胎仔型ライディッヒ前駆細胞を含む細胞集団の約400細胞より1細胞トランスクリプトームを取得し、前駆細胞集団の特定、ならびにその細胞集団に発現する遺伝子を得ることができた。Tmsb10はその遺伝子の一つで、細胞骨格の形成に寄与するアクチン重合を抑制する分子として解析されてきた。この遺伝子をノックダウンすると胎仔型ライディッヒ細胞への分化が完全に抑制された。一方、DHHは胎仔型ライディッヒ細胞の分化に必要で、精巣再構築系でヘッジホックシグナルを活性化すると胎仔型ライディッヒ細胞が短時間に分化し、その数も増加する。そこで、ヘッジホックシグナル存在下にTmsb10をノックダウンしたところ、胎仔型ライディッヒ細胞への分化は完全に抑制された。2)骨格筋細胞における性スペクトラムの制御機構骨格筋の大きさや強さなどの性差は性ホルモンと性染色体が制御する。種々の骨格筋にてこの二つの要因が骨格筋の遺伝子発現に与える影響を調べた。雌雄の性腺摘出マウス、その後に性ホルモン処理を行なったマウスの骨格筋を対象とした。骨格筋には性質の異なる筋繊維(遅筋と速筋)が混在するため、これらの筋繊維を区別しながら、筋繊維ごとのライブラリーを作成した。現在、トランスクリプトームの取得に向けシークエンスを行なっている。遺伝要因の寄与を問うに当たり、性染色体にコードされる4種のヒストン脱メチル化遺伝子(SMCX、SMCY、UTX、UTY)に着目している。これらの遺伝子のノックアウトマウス、またこれらの脱メチル化酵素の標的サイトをChIP-seqにて同定するため、FLAG-tagを挿入したマウスを作出している(UTY以外は作出済み)。同時に少数細胞で行うことができる新たなChIP-seq法の予備実験を進めている。1)精巣ライディッヒ細胞における性スペクトラムの制御機構ヘッジホックシグナルが胎仔型ライディッヒ細胞の分化を誘導し、このシグナルの下流にTmsb10が関与するステップが存在すると考えられる。一般に、ヘッジホックシグナルの下流では転写因子Gliが活性化され、標的遺伝子の転写を活性化する。加えて、この経路とは別にRasの活性化を通じ、MAPKカスケードの活性化を引き起こす経路も存在する。興味深いことに、アクチン重合の制御を行うと考えられてきたTmsb10にはRas-Rafの結合を阻害することで、MAPKカスケードを抑制するとの結果も報告されている。これらの論文を参考に二つのヘッジホックシグナル経路に着目しつつ、胎仔型ライディッヒ細胞の分化メカニズムの解明に向けた研究を継続している。前駆体細胞からライディッヒ細胞に分化する際にはAd4BPの発現が大きく増加する。ヘッジホックシグナルはエネルギー代謝を活性化するとの報告もあり、ヘッジホックシグナルの最終標的がAd4BPであるとの推測も可能である。2)骨格筋細胞における性スペクトラムの制御機構性腺摘出マウスの雌雄の骨格筋と性ホルモン処理マウスの骨格筋のトランスクリプトームを比較することで、性ホルモンと性染色体の遺伝子発現レベルでの役割分担が明らかになる。発現変動が見られる遺伝子の制御には男性ホルモン受容体、女性ホルモン受容体、ならびにSMCX、SMCY、UTX、UTYなどのヒストン脱メチル化酵素が関与する可能性を見据え、これらの因子がどのような遺伝子座に結合するかをChIP-seqによって明らかにする。男性ホルモン受容体、女性ホルモン受容体については研究分担者が、ヒストン脱メチル化酵素については我々が行う。

後者については、これらの遺伝子ノックアウトマウスとこれらの因子を認識できるようFLAG-tagを挿入したマウスを作成している。雌雄を連続するスペクトラムとして捉え、定量的解析により性スペクトラム上での定位(オス化・メス化のレベル)と移動(オス化・メス化のレベルの変化)を制御するメカニズムを解明することが、性の本来の姿を理解するために必須である。本研究では、内分泌要因(性ステロイド)による性スペクトラム制御の分子基盤を明らかにする。実験では、性ステロイドの供給側の細胞として精巣ライディッヒ細胞を、受容側の細胞として骨格筋細胞を取り上げ、それぞれの細胞の性スペクトラムの制御メカニズム、ならびに供給側と受容側が共有する性スペクトラムの制御基盤を明らかにする。特に、核内受容体型転写因子Ad4BPと性染色体上のヒストン修飾酵素遺伝子によって制御される代謝活性の強弱が、細胞の性スペクトラムを制御するとの観点から、以下の成果をあげてきた。1)精巣ライディッヒ細胞における性スペクトラムの制御機構精巣のライディッヒ細胞は男性ホルモン産生を担う細胞である。この細胞は胎仔精巣で出現し、胎仔のオス化には不可欠であるが、その分化メカニズムは不明である。我々は胎仔精巣の間質にライディッヒ細胞の前駆細胞の存在を確認していたが、間質に存在する細胞全てが前駆細胞であるのか、それともその中の一部の細胞が前駆細胞であるのかは不明であった。1細胞シークエンス法にてこの点を検討し、前駆細胞と思われる細胞集団の存在を確認した。2)骨格筋細胞における性スペクトラムの制御機構骨格筋は雌雄で、その大きさ、強さが異なる。性ホルモンと性染色体が、この性差を制御する要因と考えられる。本年度は種々の骨格筋にてこの二つの要因が骨格筋に与える影響を調べた。1)精巣ライディッヒ細胞における性スペクトラムの制御機構胎仔精巣の間質に存在する細胞全てが前駆細胞であるのか、それともその中の一部の細胞が前駆細胞であるのかは不明であったため、1細胞シークエンス法にてこの点を検討した。その結果、前駆細胞を含む間質細胞集団と成熟した胎仔ライディッヒ細胞は明瞭に異なる集団として確認することができた。一方、間質の細胞集団も大きく二つに分離していた。このうちの一方の集団の遺伝子発現からは間質細胞のマーカー遺伝子であるCOUP-TFIIとArxの発現の減少が認められ、あたかも間質細胞から胎仔ライディッヒ細胞へ分化しているかのような細胞集団の存在を確認した。2)骨格筋細胞における性スペクトラムの制御機構雌雄の骨格筋について、その大きさ、強さの性差は性ホルモンと性染色体が制御すると考えられる。そこで、本年度は種々の骨格筋にてこの二つの要因が骨格筋に与える影響を調べた。雌雄マウスより精巣ならびに卵巣を摘出、その後これらの性腺摘出マウスに男性ホルモンと女性ホルモン投与を行なった。これらの処理で骨格筋の大きさが大きく変動するが、その変動の様子は骨格筋の種類によって異なることが明らかになった。そこで、オスで男性ホルモンに高い反応性を示す腓腹筋、雌雄で男性ホルモンに中程度の反応性を示す大腿四頭筋、メスで男性ホルモンに反応性を示すヒラメ筋を取り上げ、現在遺伝子発現の変動を調べている。
化学調節系におけるエンドルフィンと遺伝因子の標的部位

呼吸調節系における遺伝と環境の影響を末梢化学受容器におけるそれと、中枢化学受容野におけるそれとに分離評価する目的で、24才以上の健康な一卵性双生児(MZ)9組と二卵性双生児(DZ)7組を対象に、normocapnic progressive.hypoxia法による低酸素換気応答検査,hyperoxic progressive hypercapnia法による高炭酸ガス換気応答検査,およびwithdrawal testを施行し、遺伝の影響およびその標的部位について検討した。また、低酸素と高炭酸ガスが併存するとき内因性オピオイドが呼吸調節系に関与しているか否かを検討する目的で、内因性オピオイドレセプター括抗薬であるナロキソン静注前後にhypercapnic progressive hypoxia法による低酸素換気応答検査を施行し、低酸素換気応答値の変化に対する遺伝の影響を検討した。その結果、1)normocapnic progressive hypoxia法による低酸素換気応答値,高炭酸ガス換気応答値,およびwithdrawal testにおいて中枢での【CO_2】-【O_2】相互作用と低酸素による抑制を表す指標には遺伝の影響がなかったが、末梢化学受容器における【CO_2】-【O_2】相互作用と低酸素感受性を表す指標には遺伝の影響が認められた。すなわち呼吸の化学調節系の遺伝因子の標的部位として末梢化学受容器が主であることを明らかにした。2)MZおよびDZあわせて16組から無作為に兄弟の片方を選び、計16名について、hypercapnic progressive hypoxia法による低酸素換気応答はナロキソン静注後有意に増大した。ナロキソン静注前後におけるこの低酸素換気応答の変化には遺伝の影響が認められた。また、この事実は内因性オピオイドが呼吸調節系に関与していることを示すものである。
局所進行非小細胞肺癌に対する重粒子線・化学療法併用に向けての基礎的研究

ヒト非小細胞肺癌細胞H460細胞を用いてin vitroで炭素線照射と抗がん剤併用による細胞致死効果の増感性について検討した。群馬大学の炭素線治療装置を用いて、290MeV/μでSOBPビームを作成し実験を実施した(SOBPビーム中心のLETは50 keV/μm)。カルボプラチン、パクリタキセルの併用いずれにおいても炭素線照射に対して、細胞生残率曲線、細胞増殖能力測定において相乗効果を示すことが明らかとなった。細胞死のメカニズム解析ではアポトーシスとセネッセンスが抗がん剤併用炭素線照射でX線照射時に比べ有意に増加していた。その機序にp21、p53の発現増強が関与している可能性が示唆された。重粒子線(炭素線)は物理学的線量分布に加え、生物学的効果比が高く、放射線抵抗性腫瘍に特に有用である。現在、重粒子線治療の有効性を示す報告が得られつつあるが、一般的に普及するためには局所進行癌に対する集学的治療の中での有効性を、科学的に明らかにする必要がある。本研究では難治性癌である局所進行肺癌の重粒子線治療を確立するための基礎的研究を行う。ヒト肺癌細胞H460を用いて重粒子線照射とX線照射の比較をin vitroで行い、抗がん剤(カルボプラチン(CBDCA)、パクリタキセリル(PTX))との増感効果に関して検討した。加えてその機序について分子生物学的に解析した。重粒子線は炭素線290MeV/μでSOBPビームを用いて照射実験を施行した。SOBPの中心のLETは50keV/μmである。1)重粒子線効果(細胞生残率):細胞死のアポトーシスならびにセネッセンスがいずれもX線照射に比べ増加し、RBE(Relative Biological Effectiveness)は2.3であった。CBDCA, PTXともに炭素線、X線との併用で増感効果が認められた。CBDCAにおいては増感効果(SER)はX線でより高い傾向が見られたが、PTXでは差異は認められなかった。2)増感効果のメカニズム:等価効果の線量を用いてX線、炭素線照射を行うと抗癌剤併用によりアポトーシスの増強が認められた(有意差あり)。一方セネッセンスの同様の傾向がみられるが、アポトーシスに比べ差は軽度であった。以上より炭素線+抗癌剤(CBDCA, PTX)併用で細胞死において増感効果が認められることが確認された。重粒子線(炭素線)は物理学的線量分布の良好さに加え、生物学的効果比が2.53.0と高く放射線抵抗性腫瘍に対して特に有効であり、頭頸部非扁平上皮癌や骨軟部腫瘍をはじめ多くの極めて良好な局所制御効果が報告されている。今後一般に普及するためには、common cancerの局所進行癌に対する集学的治療の中で重粒子線治療(炭素線治療)の有効性を科学的に明らかにする必要がある。本研究では治療成績が不良で死亡率第一の肺癌において、局所進行非小細胞肺癌の重粒子線治療を確立するための基礎的研究を行っている。ヒト非小細胞肺癌細胞を用いて炭素線照射とX線照射の比較をin vitroで行い、抗癌剤の炭素線増感効果を検討した。引き続いて増感効果のメカニズムを分子生物学的に解析する。重粒子線照射は炭素線290MeV/μでSOBPビームを用いて照射実験を施行した。SOBP中心のLETは50keV/μmである。抗癌剤カルボプラチンとパクリタキセルを用い、ヒト非小細胞肺癌H460細胞を用いてin vitroで炭素線増感効果を実験的に検討した。以前のシスプラチンを用いたラット腫瘍細胞に対する検討では、放射線抵抗性腫瘍細胞株においてのみ増感が認められたが、今回の検討ではカルボプラチン、パクリタキセルいずれの薬剤においても炭素線増感効果が認められた。細胞生残率曲線における増感様式は相乗効果であり、X線に対する増感様式とほぼ同様であった。肺癌細胞に対する炭素線増感効果の報告は今回の研究が初である。重粒子線(炭素線)は物理学的線量分布の良好さに加え、生物学的効果比がX線に対して2.53.0と高く、放射線抵抗性腫瘍に対して有効である。臨床試験の結果、頭頸部非扁平上皮癌や骨軟部腫瘍、悪性黒色腫など多くの放射線抵抗性腫瘍に対して良好な局所制御効果が報告されている。今後、炭素線治療の普及にはcommon cancerに対する適応拡大が求められ、局所進行癌の集学的治療の一環として炭素線治療の有効性を科学的に示す必要がある。本研究では死亡率第一位で治療成績が不良な肺癌において、治療成績向上を目的とした局所進行非小細胞肺癌に対する炭素線治療の有効性を確立するための基礎的研究を行っている。ヒト非小細胞肺癌細胞を用いて炭素線照射と抗がん剤併用による細胞致死効果の増感性について検討した。炭素線照射が群馬大学重粒子線医学研究センターの炭素線治療装置を用いて、290MeV/μでSOBPビームを作成し照射実験を実施した。SOBPビーム中心のLETは50 keV/μmである。照射時に添加する抗がん剤は非小細胞癌の化学療法で汎用されているカルボプラチンとパクリタキセルを用いた。ヒト非小細胞肺癌H460細胞を用いてin vitroにおける炭素線増感効果を実験的に検討した。カルボプラチン、パクリタキセルいずれにおいても炭素線照射単独に対して相乗効果を示すことが明らかとなった。

細胞生残率曲線、細胞増殖能力測定いずれの解析法でも同様の相乗効果を示した。ヒト肺癌細胞に対して炭素線照射と抗がん剤が相乗効果を示すという報告はこれが初である。細胞死のメカニズム解析においてはアポトーシスとセネッセンスがX線照射時に比べ増加していた。今後さらび相乗効果のメカニズムについて解析を加える。炭素線照射と抗癌剤のカルボプラチンならびにパクリタキセル併用で相乗的な増感効果がin virtoで認められることを初めて定性的・定量的に明らかにした。さらに相乗効果のメカニズムとしてアポトーシスとセネッセンスが関与している可能性を示した。今後の増感メカニズム解析につながる重要な知見を得た。重粒子線(炭素線)は良好な物理学的線量分布に加え、生物学的効果比がX線に対して2.53.0と高く、特に放射線抵抗性腫瘍に対して有効である。臨床試験の結果、頭頸部非扁平上皮癌や骨軟部腫瘍、悪性黒色腫など多くの放射線抵抗性腫瘍に対して良好な局所制御効果が報告されている。今後、炭素線治療の普及にはcommon cancerに対する適応拡大が求められ、局所進行癌の集学的治療の一環として炭素線治療の有効性を科学的に示す必要がある。本研究では死亡率第一位で治療成績が不良な肺癌において、治療成績向上を目的とした局所進行非小細胞肺癌に対する炭素線治療の有効性を確立するための基礎的研究を行っている。ヒト非小細胞肺癌細胞を用いて炭素線照射と抗がん剤併用による細胞致死効果の増感性について検討した。炭素線照射が群馬大学重粒子線医学研究センターの炭素線治療装置を用いて、290MeV/μでSOBPビームを作成し照射実験を実施した(LETは50 keV/μm)。照射時に添加する抗がん剤は非小細胞癌の化学療法で汎用されているカルボプラチンとパクリタキセルを用いた。ヒト非小細胞肺癌H460細胞を用いてin vitroにおける炭素線増感効果を実験的に検討した。カルボプラチン、パクリタキセルいずれにおいても炭素線照射単独に対して相乗効果を示すことが明らかとなった。アポトーシスならびにセネッセンスのいずれにおいても炭素線照射と抗がん剤併用で有意な増強が認められた。さらに炭素線照射とカルボプラチンもしくはパクリタキセルの併用でp21ならびにp53の発現増強が認められた。ヒト非小細胞肺癌細胞H460細胞を用いてin vitroで炭素線照射と抗がん剤併用による細胞致死効果の増感性について検討した。群馬大学の炭素線治療装置を用いて、290MeV/μでSOBPビームを作成し実験を実施した(SOBPビーム中心のLETは50 keV/μm)。カルボプラチン、パクリタキセルの併用いずれにおいても炭素線照射に対して、細胞生残率曲線、細胞増殖能力測定において相乗効果を示すことが明らかとなった。細胞死のメカニズム解析ではアポトーシスとセネッセンスが抗がん剤併用炭素線照射でX線照射時に比べ有意に増加していた。その機序にp21、p53の発現増強が関与している可能性が示唆された。
近赤外域利用複合プラズモニック有機太陽電池の研究

本研究では、有機薄膜をナノグレーティング電極上に堆積し、近赤外域に励起する表面プラズモンの励起による近赤外域での光電変換特性の向上などを目的としている。今年度は以下のように研究を進めた。1)有機太陽電池の近赤外域プラズモン励起特性評価と有機太陽電池ー熱電複合デバイスの作製・評価近赤外域における表面プラズモン励起による有機太陽電池の特性向上について詳しく検討を行った。まず、ナノインプリントを行うことにより有機太陽電池の活性層、種々の金属/有機薄膜構造界面のナノ構造を形成した。このとき、1Dと2Dグレーティング構造によるプラズモニック効果の違いについても明らかにすることが可能となった。次に、プラズモニック有機太陽電池において発生するプラズモン励起による熱を利用するデバイスへの応用に向けて、プラズモニック有機太陽電池ー熱電複合デバイスの作製と評価を行った。この結果、プラズモン励起で電流値の増加が観測され、プラズモンによるAlの温度上昇が得られたことがわかった。2)小型表面プラズモンセンサチップの作製と評価有機太陽電池はフレキシブル性などから独立型のデバイス電源としても期待されている。ここでは、独立型センサシステムへの応用も目指した小型表面プラズモンセンサチップの作製と評価も行った。限定液滴法を用いたNOA61、またはPDMS小型プリズムを作製して、簡便・小型の表面プラウズモン共鳴センサチップの作製を行った。このセンサを用いて、流路中の溶液の屈折率を変化させて表面プラズモン共鳴波長依存特性を測定したところ、屈折率の変化に伴い表面プラズモン共鳴ディップの線形的な変化が観測された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、金ナノロッドを分散させた有機薄膜をナノグレーティング電極上に集積することで、近赤外域に励起する局在・伝搬型両方のプラズモンを同時に励起させて、近赤外域での光電変換特性の向上を達成することを目的としている。1)有機太陽電池の近赤外域プラズモン励起特性800nm程度の近赤外域まで光吸収を持つPTB7:PCBMを活性層とした金属グレーティング構造プラズモニック有機太陽電池を作製した。このデバイスに対して反射率測定を行い、700-800 nmに伝搬型の表面プラズモンが励起することを確認した。入射光の偏光を変えて測定することで、金属グレーティング上の表面プラズモン励起、光散乱についてもそれぞれ有機太陽電池における効果を検討した。近赤外域のプラズモン励起が活性層の光吸収と一致することで、37%程度の大きな変換効率の向上を確認した。2)表面プラズモン励起による光熱効果の評価有機太陽電池における近赤外域の表面プラズモン励起を詳細に調べるために、表面プラズモン励起の光熱効果について検討した。まず、熱発電デバイスに接続したAlグレーティング上に光を照射し、表面プラズモン励起の有無による熱電流の測定を行った。この結果、表面プラズモン励起による熱電流の増加が観測された。また、フラットなAlとプラズモン励起の無い(s偏光)Alグレーティングの熱電流を比較したところ、プラズモン励起が無い場合でもフラットな場合よりも熱電流の増加が観測された。これにより、グレーティング構造による光散乱も関係していることが確認された。本研究は、近赤外域のプラズモン励起を利用した有機太陽電池の高性能化に関する内容であり、一年目で近赤外域のプラズモン励起による大きな効率の向上が確認された。さらに表面プラズモン励起による光熱効果も確認されており、近赤外域のプラズモン励起を用いた有機太陽電池や有機センサへの応用のためのデータを得ることができた。以上のように、本課題に関する成果が得られており、概ね当初の計画通り達成できた。これらの結果は、今後学会での報告や論文での発表などを行う予定である。

このセンサを用いて、流路中の溶液の屈折率を変化させて表面プラズモン共鳴波長依存特性を測定したところ、屈折率の変化に伴い表面プラズモン共鳴ディップの線形的な変化が観測された。平成30年度はこれまでに得られた研究をさらにすすめ、1)グラフェンナノアレイ・金ナノロッド・金属グレーティングそれぞれのプラズモンの相乗効果について、FDTDシミュレーションを行うとともに、実際に金属グレーティング上にグラフェンナノアレイ、金ナノロッドパターンを有機薄膜と共に堆積して、光学特性の評価を行う。2)1)の系について、有機薄膜の膜厚を変えることにより、それぞれのプラズモン励起の距離を変化させるなど、3種類のプラズモン励起の相互作用について、近赤外域での光学特性、光電変換特性の検討を行う。3)2)の成果と基に、有機太陽電池やセンサの作製を行い、近赤外域における3種類のプラズモン励起効果について詳細な検討を行う。また、フレキシブル基板上に有機太陽電池を作製して、曲げや伸縮によるプラズモン励起特性の評価と、3種類のプラズモン励起が曲げ状態・伸縮状態でのデバイスの光電変換特性に寄与する効果について検討する。また、得られた成果は国内・国外の学会で報告を行うことにより公表し、国際論文誌での誌上発表も積極的に行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
遍歴多極子と多極子超伝導体の発展

多極子超伝導の可能性として、本年度は、主として2つのテーマについて研究した。一つは、CeCu2Si2の超伝導、もう一つは層状BiS2超伝導についてである。まず前者のCeCu2Si2について、その強い電子相関の効果は、海外を中心に発展しているDFT+DMFT法の独自コードを利用して計算を行った。得られた電子状態のフェルミ準位付近の構造は、以前、LDA+U法で計算したのと同じく、Ce(4f)軌道のJ=5/2, Jz=±3/2が主成分となった。しかし、この電子状態における多極子感受率の計算では、以前得られた磁気8極子のゆらぎよりも電気4極子ゆらぎの方が増強された。これは、LDA+U法まわりでの乱雑位相近似では見逃されていた結晶場励起の自由度からくるゆらぎであると考えられる。もし、このゆらぎが超伝導の引力源として働くならば、局所引力によりs波超伝導が実現される可能性がある。これはちょうど、最近の実験で議論されているs波超伝導と整合する。しかし、今回の計算に利用した温度は数10K程度であり、この電気4極子ゆらぎが磁気8極子ゆらぎに打ち勝って超伝導の引力源となりうるかについてを議論するには、もう一桁、温度を下げて調べる必要がある。次に、層状BiS2超伝導については、Bi-Bi間に加えて、Bi-S間の引力も考慮し、局所的なゆらぎから異方的なギャップ構造が出現する可能性について研究した。この系では、マクロ測定で等方的なギャップが提案されているが、角度分解光電子分光では非常に大きなギャップ異方性が観測されている。この矛盾がどのように解消されるか興味が持たれるが、もしBi-S間の相互作用が強ければ、実験的に見られるような異方的s波ギャップが得られることが明らかになった。CeCu2Si2に対して実行したDFT+DMFT法では、初期状態依存性が大きく、正確な結論を出すためには電荷密度を自己無撞着に計算する必要がある。このコード化に予想以上の時間がかかってしまったため、今期は結論にはたどり着けなかった。また、BiS2超伝導に関しては、はじめスピン軌道相互作用を含んだ計算を念頭に置いていたが、本物質がノンシンモルフィックな系であるためにギャップ構造の計算において対称化の手続きが難しく、こちらも結論にはたどり着けなかった。つい最近、電荷密度を自己無撞着に計算するDFT+DMFTの独自コードが完成した。これをCeCu2Si2に適用することで、この物質の電子状態および超伝導状態を詳細に研究する。また、BiS2超伝導に関しては、スピン軌道相互作用を取り込んだモデル計算において超伝導の計算を行い、物質表面での状態も調べる予定である。これらの研究を通して、多極子超伝導の一般的な性質を明らかにする。

これをCeCu2Si2に適用することで、この物質の電子状態および超伝導状態を詳細に研究する。また、BiS2超伝導に関しては、スピン軌道相互作用を取り込んだモデル計算において超伝導の計算を行い、物質表面での状態も調べる予定である。これらの研究を通して、多極子超伝導の一般的な性質を明らかにする。
ワルラス応用経済学研究-一般均衡理論の制度的枠組の思想史的解明

一般均衡理論の制度的枠組としてのワルラス応用経済学の意義を、思想史的なアプローチで解明するという研究目的を遂行するために、まずはワルラス応用経済学における競争概念を、ハイエク的な視点から再考することにとりくんだ。ハイエクは、ワルラスの純粋経済学に由来する新古典派的な競争概念を、社会主義経済計算論争の後、「設計主義」に結び付けて批判した。本研究では、そのときに彼が設計主義の源泉とした「フランスの伝統」に着目した。そしてワルラスの純粋経済学ではなく、応用経済学の競争概念「組織された自由競争」に注目し、それを、ハイエクの言う「フランスの伝統」を代表するデカルト主義やサン=シモン主義に照らして、その特徴を再考すると、ワルラスは、ハイエクの定義する設計主義者であるどころか、むしろハイエクと近い主張をしており、ワルラスの競争概念は、一般1的な新古典派の競争概念とも異なる独自性を持っていることが明らかになった。そのことをさらに検証するために、ワルラスの応用経済学を、サン=シモン主義からの影響だけではなく、より広い意味でのフランスの伝統の中で、考察することにとりくんだ。すなわち、ケネー、カナール、J.Bセー、サン=シモン、デュピュイ、クルノーを中心とした18-19世紀フランス経済学史の流れを、ワルラス応用経済学における「組織された自由競争」概念の形成過程として読み込み、同概念の独自性と思想的意義を明らかにした。その際に、マルクスやシュンペーター・が考える「フランスの伝統」とハイエクのそれとを比較検証し、フランス経済学史についての既存の解釈に対しても、異なる見解をうちたてた。すなわち、ワルラス経済学をステレオタイプ的な新古典派的な解釈から解放するためには、フランス経済学史研究そのものに新しい光を投じる必要があるのである。ワルラスの応用経済学の形成過程とその構造を思想的アプローチにより解明することにより一般均衡理論の制度的枠組としてのその意義を考察するという、研究目的に関連して、本年度は特に、応用経済学におけるワルラスの自由競争概念をハイエクの視点から再考するというテーマに携わった。まず、ワルラス純粋経済学に由来する新古典派的な競争概念を、ハイエクが社会主義計算論争の後、「設計主義」に結び付けて批判するにあたって、その源泉とした「フランスの伝統」に着目した。そして、ワルラスの純粋経済学ではなく応用経済学における競争概念「組織された自由競争」を、ハイエクの言う「フランスの伝統」-サン・シモン主義やデカルト-に照らして再考すると、ワルラスは設計主義者であるどころか、むしろハイエクの主張に近い部分を持ち合わせており、一般的な新古典派の競争概念とも異なる独自性を持っていることを示した。その成果は、本年度9月にニースで行なわれた国際ワルラス学会で、Walras's organized free competition from a Hayekian perspectiveというタイトルの論文として発表した。9月のフランス出張ではほかにも、リヨン第2大学ワルラス研究所での資料収集により、ワルラスの応用経済学の形成過程としての18・19世紀フランス経済思想史というテーマの準備にとりかかった。このテーマへの取組は、17年度に継続し、18年度に単行本『フランス経済学史』(昭和堂)として出版予定である。本年度3月のフランス出張では、その資料収集とともに、本書の中心テーマに関するセミナーを次年度9月に、フランスで開催するために、関係者との打合わせも行なった。一般均衡理論の制度的枠組としてのワルラス応用経済学の意義を、思想史的なアプローチで解明するという研究目的を遂行するために、応用経済学における競争概念や体制論を、ハイエクやオーストリア学派の視点から再考した英語論文「ハイエクの視点からみたワルラスの組織された自由競争概念」を、初年度に作成したものからさらに発展させ、6月にアメリカで開催された北米経済学史学会(HES)で報告し、オーストリア学派の専門家たちからレビューを受けた。

この報告論文の結論は、ワルラスの応用経済学に注目すれば、ワルラスがハイエクの定義する設計主義者にも、新古典派にも属さないというものであるが、それをさらに検証するために、ハイエクが「設計主義」の源泉として批判した「フランスの伝統」と、ワルラスとの関係を探るのが、本年度の主な目標であった。当初の研究計画では、とくにサン=シモン主義のワルラスへの影響を明らかにすることを目標としていたが、考察の対象をさらにひろげ、ケネー、カナール、J.B.セイ、サン・シモン、デュピュイ、クルノーを中心とした18-19世紀フランス学史の流れを、ワルラス応用経済学における「組織された自由競争」概念の形成過程として読み込み、同概念の独自性を明らかにすることにとりくんだ。その成果について、「フランス経済学史の視点-フィジオクラシィからワルラス『組織された自由競争』へ」という仏語論文にまとめ、同タイトルのセミナーを、スイスのローザシヌ大学ワルラス・パレート研究所、フランスリヨン第2大学にて開催し、専門家たちからのレビューをうけた。本研究は、一般均衡理論の制度的枠組としてのワルラス応用経済学の意義を、思想的なアプローチで解明するという目的をもっている。本年度は、前年度に引き続き、ハイエクの設計主義批判とその起源としてのフランスの伝統という解釈を出発点に、ワルラスの応用経済学とそれらとの関係をさらに解明することに専念した。当初の研究計画では、とくにサン=シモン主義のワルラス応用経済学への影響を明らかにすることを意図していたが、昨年度からは、考察の対象をさらにひろげ、ケネー、カナール、J.Bセー、サン=シモン、デュピュイ、クルノーを中心とした18-19世紀フランス経済学史の流れを、ワルラス応用経済学における「組織された自由競争」概念の形成過程として読み込み、同概念の独自性と意義を明らかにすることにとりくんだ。その概要については前年度に「フランス経済学史の視点-フィジオクラシィからワルラス『組織された自由競争』へ」という仏語論文にまとめ、ローザンヌやリヨンで講演やセミナーを開催したが、今年度は、この論文(和訳)を序章とする一冊の研究書にまとめあげ、『フランス経済学史-ケネーからワルラスへ』というタイトルの単行本を11月に刊行し、本研究の成果を日本語文献として発表した。この研究書を仕上げるに当たっては、9月のリヨン第2大学とローザンヌ大学への出張において、参考文献の最後のチェックを同大学所蔵の図書によって行い、また本文の内容(特にフランスの経済学者・思想家たちにかかわるデータ)を、同大学に所属する各専門家たちの助けを借りて、再度細部にわたって検討、訂正することができた。1月にリヨン第2大学で開かれた、J.B.セー国際会議に参加し、関連する研究者たちと本研究について議論をする機会をえた。ここでは、この3年間の研究成果の新たな方向性を探る上で、重要な示唆をうけた。
鳥取地震及び丹後地震前後の震源分布の再調査

鹿野・吉岡断層系で発生した鳥取地震(1943年)と郷村・山田断層系で発生した丹後地震(1927年)は、やや複雑な地震断層系活動の典型であるが、当時の地震資料を再調査し、より精度の高い震源分布を求め、さらに現在の微小地震活動と比較したり、測地データを考慮して最適な地震断層モデルを提出することを目的として、今年度は、主に、地震データ収集と新しい震源決定法のテストを行った。まず、気象庁の地震月報に記載されていないデータを含めて、約48000個の地震読取りデータをコンピュータに入力した。方法は、全国の気象台や測候所から寄せられた読取値を気象庁で編集した原簿からコンピュータのビデオ端末の画面を見ながらキーインするもので、従来の方法、すなわち、原簿の数値や記号をコーディング用紙に書きとり、それをカードパンチする方法と比べ格段に能率が高いことが実証された。データチェック用のプログラムを走らせ、初歩的入力ミスを早目に修正できるというのも即時的処理のよさである。過去の地震データ処理のコンピュータ化への展望を開いたものといえよう。気象庁のデータに加えて、京大阿武山地震観測所のデータも追加した。これは、気象庁のデータに欠落がないかを吟味するのに役立つ。コンピュータのファイルに収められたデータを、今度は、地震毎に分類する作業を行う必要がある。自動処理が不可能な場合は人手による。現在その処理が進行中であるが、一部完了し、試験的な震源決定の結果によると、1943年鳥取地震の余震の特徴は、地震直後の数日ですら、本震の近傍ではほとんど発生せず、20Kmほど離れたところに集中しているということであった。微小地震の観測は、丹後半島において2ヶ所で行われており、近くの常設の観測点のデータと合わせて最近の微小地震分布が得られている。
粘液細菌の分化における細胞壁及び膜形成関与タンパク質の役割について

TnV挿入により作製されたM.xanthusの分化欠損変異株138は、飢餓条件下で集合体は形成するものの、胞子形成能を欠いていた。この変異株において、TnVはpropionyl-CoAcarboxylase(PCC)のβ鎖をコードする遺伝子に挿入されており、PCC活性は認められなかった。一方、野生株のPCC活性を測定したところ、本酵素活性は分化開始とともに増加し、胞子形成中期にピークに達し、その後減少していった。また、分化時の長鎖の脂肪酸(C16-18)は、変異株において約35%野生株より減少していた。そこで、PCCをM.xanthusの細胞質から精製し、その諸性質を検討した。PCCは分子量610kDaと見積もられ、53kDaのα鎖と56kDaのβ鎖から構成されていた。本酵素は、propionyl-CoAのほか、acetyl-CoA、butyryl-CoA及びsuccinyl-CoAを基質として炭酸転移がみられ、それぞれのK_m値は0.03、0.2、0.2及び1.OmMであった。以上の結果から、M.xanthus分化においてPCCはmethylmalonyl-CoAの生成による分岐鎖脂肪酸やpolyketideの合成にかかわるほか、acetyl-CoAからmalonyl-CoAの生成にも関与し、分化のシグナル分泌に関る長鎖の脂肪酸合成の調整にも関与していると推定された。この変異株の分化時にmethylmalonyl-CoAを添加することにより、この変異株は胞子形成能を回復させた。また、この変異株の細胞膜中の脂肪酸組成は、親株に比べ、長鎖の脂肪酸(C16-C18)の割合が約35%減少していた。このことから、M.xanthusにおける分化時のpropionyl-CoA carboxylaseの役割は、脂肪酸合成の伸長に関わるmethylmalonyl-CoA及びmalonyl-CoAを生産し、長鎖脂肪酸の合成やpolyketideの合成に関与していることが推定された。
九州地方の火山岩を用いた過去5百万年の地磁気変動の研究

火山岩を用いた地磁気永年変化(PSVL)の地域性の研究は、地磁気ダイナモモデルを検証する古地磁気データの有力な候補である。世界有数の火山地帯であり、古地磁気学も盛んであるにもかかわらず、わが国のPSVL研究では、VGPの分布の詳細について議論するほどのデータがたまっていなかった。そこで、我々は九州地方の火山岩の古地磁気測定と、過去に測定された九州地方の古地磁気方位データの発掘とまとめを行った。古地磁気方位の測定は阿蘇・久住・湯布火山地域を中心にして、主としてブリュン期の火山岩、およそ60サイトおこなった。このような若い火山岩の場合、二次磁化の問題は非常に小さく、交流消磁を適用するだけで初生磁化を得ることが出来た。現在までに出版されているデータや、修士論文などのデータもまとめて、年代や極性等で適当なデータセットを作り、ASDを計算すると17°から21°の範囲となった。この結果、日本は大平洋地域に見られるASDの小さな領域には含まれないことが明かとなった。測定したサイトの中には、中間帯磁に近いものもいくつか見られた。これらの中間帯磁が国内外の地磁気エクスカージョンとの対比ができれば、第四紀の古地磁気層序の対比面の一つになりうると考えている。また、サブテーマとして、広域に分布している阿蘇火砕流の古地磁気測定を行ない、地磁気方位の地域差や測定誤差など、地磁気永年変化以外が原因の古地磁気方位のばらつきを評価した。その結果PSVL研究にそれらの与える影響が小さいことが確認できた。これは、PSVL研究を背後で支えるデータとなろう。世界有数の火山地帯であり、古地磁気学も盛んであるにもかかわらず、わが国のPSVL研究では、VGPの分布の詳細について議論するほどのデータがたまっていない.そこで我々は、九州に豊富な火山岩を用いてPSVL研究を行うこととし、初年度は阿蘇の1Maより若い火山岩を取り上げ、古地磁気を測定した。阿蘇火山では火山岩類の年代測定、火山層序研究の永年の蓄積で、分布するほとんどの岩体についてその形成時期がわかっていて、1Maよりも若い火山岩は阿蘇地域全体で45確認されている(小野渡辺:1985)。このうち26の岩体から定方位試料を採集し古地磁気を測定した。実験では、各試料の自然残留磁化(NRM)を測定した後、各サイトからパイロットサンプルを選び段階消磁し、その結果を参照して同サイトの残りのサンプルについても適当な段階の消磁を行い初成磁化方向を割り出した.今回測定した試料はほとんどが正帯磁していたが、阿蘇2-A火砕流、阿蘇2-R火砕流、沢津野溶岩、本塚火山溶岩は中間的な位置に帯磁していた.これらはエクスカ-ジョンやイベントなどの地磁気的現象を観測している可能性があり興味深い。また、逆帯磁の試料は見られなかった。得られたサイトの磁化の平均方位からVGPを計算し、VGPの緯度が45°より低いものを省いて角分散(ASD)を計算したところ、17.0°±3.4°となった。これは我が国の古地磁気永年変化として既存のデータからShibuya et al,.(1955)が計算した価15.0°よりやや大きいが、誤差の範囲で一致する。また、PSVLのモデルとしてしばしば引用されるMceElhinny and McFadden(1997)のモデルGの予言とは、あまり良い一致をみせず、それよりも大きい値をとった。

世界有数の火山地帯であり、古地磁気学も盛んであるにもかかわらず、わが国のPSVL研究では、VGPの分布の詳細について議論するほどのデータがたまっていない.そこで、我々は九州地方の火山岩の古地磁気測定を行うこととし、昨年度は阿蘇火山周辺の火山岩について古地磁気測定を行った。その際に、Aso-2火砕流が非常に深い伏角を持っていることを発見した。このサイトの古地磁気方位から計算したVGPは45°より低緯度で、地磁気エクスカージョンと呼べる物であった。本年度は、このAso-2火砕流に焦点を絞って、この地磁気エクスカージョンのキャラクタリゼーションをした。阿蘇山の周辺に広く分布しているAso-2火砕流の古地磁気方位のばらつきの程度を知ることを目的に、Aso-2火砕流の分布のできるだけ広い範囲で試料を採集し、古地磁気を測定した。また、比較のために通常の正帯磁期に噴出したAso-4火砕流の古地磁気も測定した。その結果、Aso-2火砕流の古地磁気方位は、昨年度測定したサイトの方位が最も伏角の深いものであって、その他はサイトのVGPは60°程度で、エクスカージョンと呼ぶかどうかは際どいところであることが分かった。また、サイト平均VGPのばらつきはAso-4火砕流のものと同程度であった。中間的な磁場の時期には主磁場強度は弱く、ランダムな方位を持つ地殻磁場の影響で方位のばらつきが増えることを想定していたのであるが、結果はそうならなかった。この結果は、テリエ法による古地磁気強度の測定からも裏付けられた。従って、Aso-2火砕流の時期には低VGP緯度に関わらず磁場強度はそれ程低くなかったと結論付けられる。また、一つの火砕流の様々な地点での古地磁気方位のばらつきの研究から、PSVL研究において試料採集のばらつきで導入される誤差が十分小さいことが分かったことも成果である。火山岩を用いた地磁気永年変化(PSVL)の地域性の研究は、地磁気ダイナモモデルを検証する古地磁気データの有力な候補である。世界有数の火山地帯であり、古地磁気学も盛んであるにもかかわらず、わが国のPSVL研究では、VGPの分布の詳細について議論するほどのデータがたまっていない.そこで、我々は九州地方の火山岩の古地磁気測定を行った。サブテーマとして、は単純に古地磁気方位のデータを増やすことを目的とした古地磁気測定、通常のサンプリングの誤差や磁場の空間分布がPSVL研究にどの程度の影響するかを見積もるためのいくつかの広域に分布する火砕流の多数サイトでの古地磁気方位測定、古地磁気強度測定、過去に測定された九州地方の古地磁気方位データの発掘とまとめを行った。古地磁気方位の測定は阿蘇・久住・湯布火山地域を中心にして、主としてブリュン期の火山岩、およそ60サイトおこなった。このような若い火山岩の場合、二次磁化の問題は非常に小さく、交流消磁を適用するだけで初生磁化を得ることが出来た。現在までに出版されているデータや、修士論文などのデータもまとめて、年代や極性等で適当なデータセットを作り、ASDを計算すると17^○から21^○の範囲となった。この結果、日本は太平洋地域に見られるASDの小さな領域には含まれないことが明かとなった。阿蘇火砕流の古地磁気測定では古地磁気方位のばらつきは5^○以内でありPSVL研究に、地磁気方位の地域差や測定誤差の与える影響が小さいことが確認できた。これは、PSVL研究を背後で支えるデータとなろう。