hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シリコンストリップ検出器を用いた小型陽子線断層写真装置の開発

本研究はシリコンストリップ検出器を用いた小型の陽子線断層写真撮影装置を開発すること、および、開発した装置を用いた実験的基礎研究を行い基礎データの収集と本手法による測定原理の検証を目的として実施した。測定対象物の上流側と下流側それぞれに位置検出型のシリコン検出器を二組ずつ配置し、最後部に残留エネルギー測定用のNaI(Tl)検出器を配した測定装置を開発した。陽子線ビームを用いた実験を行い、簡単な形状の物体の二次元像を測定した。上流側と下流側の陽子線の軌跡を独立して測定する事は、二次元像の位置分解能の向上に有用であることが分かった。本研究では陽子線による小型CT画像撮影装置の開発研究を行い、人用の陽子線CT装置の実現に向けた基礎的データを得ることを目的としている。本年度は、まず、国立がんセンター東病院の陽子線治療装置の治療用ビームの調査を行った。測定には、2台の大きさの異なるプラスチックシンチレーターと2インチ×2インチのNaI(T1)シンチレーター検出器を用いた。その結果、陽子線エネルギーは必ずしも単色ではなく,低エネルギーの成分およびその他のバックグラウンド成分が含まれていることがわかった。これらはCT画像撮影の実現の障害となるので、今後これらの除去もしくは低減を図る必要がある。装置については測定プログラムの改良により、測定スピードの改善を見た。今後、ハードウェアの改良も施し、さらなる高速化を図る。また、CT撮影には多方向からの粒子データを収集する必要があるため、測定試料回転用のステージの付加を行った。これらと平行して、撮像可能性を確認するためにモンテカルロシミュレーションを行った。すなわち、運動エネルギー200MeVの陽子を厚さ800ミクロンのシリコン検出器を4枚突き抜ける様に入射させ、最終段に40cm厚のNaI(T1)検出器を配置する条件において、厚み6cmのアルミを通過した粒子と通過しない粒子が原理的に弁別できることを確認した。今後、さらに具体的な測定情報を使ってシミュレーションを行っていく予定である。本年度は、装置の改良と人サイズのファントム撮像のコンピューターシミュレーションをおこなった。より高いエネルギーの陽子線のエネルギーを測定出来るようにNaI(T1)シンチレーターのサイズをこれまで使っていた2インチの物から3インチに変更、昨年度のビーム実験で測定の妨げとなっていると判明したノイズの軽減のためのシールドを施すなど、装置の改良を行った。そのほか、撮影時間の短縮のために、高速のDAQボードに変更を行っているところである。コンピューターシミュレーションでは、人体程度の大きさ(20x20x20cm)の筋等価材料の一部に骨等価材料(1x1x20cm)を埋め込んだファントムに、235MeV陽子線を打ち込むという体系で行った。本申請課題はファントム上流と下流の粒子軌跡の測定を行う事を一つの特徴としているが、この方法をとることにより無駄になる粒子が非常に少なくなる事が分かった。例えば、上流側と下流側の交点を散乱点と仮定する方法と、直進ビームのみを有効とする場合では、有効な粒子は100倍以上となり、本申請課題の方法の優位性が確認された。昨年度にビーム実験を行った国立がんセンター陽子線治療装置の利用が震災影響その他の要因によりできなくなったため、急遽、放射線医学総合研究所のHIMACの利用申請を行った。平成23年度のビーム実験は叶わなかったが、平成24年度課題として採択されたので、現在HIMACでのビーム実験に向けて準備を行っている。本研究は陽子線による小型CT画像撮像装置の開発研究を行い、陽子線CT装置の実現に向けた基礎データを得ることを目的として実施した。今年度は、放射線医学総合研究所のがん治療装置HIMACを用い、検出器のエネルギー分解能の測定と、簡単な形状の被写体の陽子線透過像を撮像した。被写体通過後の残存エネルギーの測定にはNaI(Tl)シンチレーター(直径3インチx長さ3インチ)を用いた。加速器から供給される160 MeVの陽子線を様々な厚さのアクリルでエネルギーを変化させることにより、エネルギー分解能のエネルギー依存性を測定した。その結果80 MeV以上のエネルギーで目標としていたエネルギー分解能1%以下が得られた。透過像の撮影は5mm幅の4段の階段状のポリエチレン製被写体と直径1.5cmのアクリル円柱の中心に直径5mmのアルミニウムを挿入したものの2種類で行った。透過像の位置の決定には、被写体から見て上流側だけのシリコンストリップ検出器の位置情報だけを用いた場合と、上流側と下流側の両方の情報を用いる方法を比較検討した。

定量的な評価のため、25mm厚のポリエチレンと空気の境界付近の電子数の変化を誤差関数で解析したところ、位置の分解能を表すパラメーターは、上流側の情報だけを用いた場合約1mmであるのに対し、上下流両方の情報を用いた場合は0.5mmとなり、位置分解能を大幅に改善することができた。この結果は、本研究で開発した装置の特徴である被写体の上流・下流の両方の軌跡を独立して測定可能であるということによるものであり、本装置の有効性を示すことができた。円柱状被写体においても、この解析方法により実際の電子数を良く再現することができた。加速器を用いたビーム実験が必須であるが、これまで使用させてもらっていた国立がんセンター陽子線治療装置が震災影響その他の要因により利用できず、実際の測定データを得ることができなかったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。加速器利用については、放射線医学総合研究所のHIMACの利用が認められたため、幾らかのビーム実験は可能となった。しかしながら、利用時間はかなり制限されているため、その他の加速器施設の利用も申請して実験の機会を増やす予定である。
菩薩形弥勒と浄土・現世の交通

兜率天浄土にいる弥勒菩薩の像容は、交脚形から結跏趺坐形に変化し、その途中で半跏思惟形を派生させる。さらに結跏形は倚坐形に変化する。中央アジアから中国・朝鮮半島・日本へと伝播するその図像の変化の過程が、現地調査を通じてより明確になった。また、兜率天曼荼羅が大陸では正面型しかないのに日本中世で斜め型が登場するのは、日本特有の展開とみなされることが明らかとなった。その斜め型が垂迹曼荼羅に応用された可能性がある。浄土という他界にいる弥勒と、現世に示現する弥勒の造形的交渉は、浄土曼荼羅を主軸にして展開したと想定される。24年度は、プロジェクト開始年度ということもあり、今後の計画の見通しを検討するとともに、日本国内に所在する菩薩形弥勒の遺例を調査することに費やした。そして、兜率天弥勒像ならびに菩薩形弥勒の日本に所在する関連遺品について、前回のプロジェクトを引き継いだかたちで追加調査・熟覧をすることができた。龍谷ミュージアムでは、四天王寺蔵の弥勒菩薩説法図(ガンダーラ)、泉屋博古館蔵弥勒仏立像(北魏)、東京国立博物館蔵の半蜘菩薩五尊像(北斉)、また奈良国立博物館にて興福寺蔵法相曼茶羅図(室町)、法隆寺にて法相曼茶羅図(南北朝)などの熟覧を行った。とくに詳しい合同調査を行ったのは、(1)密蔵院蔵の兜率天曼茶羅図(南北朝)、(2)東京藝術大学美術館蔵の弥勒来迎図(鎌倉)、(3)東京国立博物館蔵の法隆寺献納宝物中の菩薩半跏像2体(159号、160号、飛鳥奈良)の三件である。合同調査チームで愛知県ならびに東京都にて現地調査を行い、(2)では赤外線デジタルカメラによる撮影も含めて貴重な画像資料を収集することができたと考える。このうち(1)は背景に大きな多宝塔を安置する図様をもつ。ただ兜率天を描いたというのみならず、現世における仏法の永劫性を象徴する塔を浄土図のなかに挿入した可能性がある。(2)は兜率天浄土から現世に弥勒が来迎する様子を描いたもので、<浄土・現世の交通>という本プロジェクトの考察対象そのものといってよい。(3)は尊名が不明確ではあるが、両像の台座に線刻された山岳描写は、現世の須弥山である可能性が高く、菩薩そのものは須弥山の上方に居る弥勒という想定がなされているものである。以上の三件は、考察の対象としてきわめて意義があり、プロジェクトの成果とすることができる。2年目となる25年度は、8月に海外調査として中国・甘粛省および新疆ウィグル自治区クチャ周辺の弥勒信仰関係仏教史蹟の調査を行った。甘粛省炳霊寺石窟では169・172・132・126窟を調査、また甘粛省博物館では交脚弥勒菩薩と半跏思惟仏を伴う仏碑像を撮影も含めて調査することができた。クムトラ石窟では6872・63・58・16・13・新1窟・新2窟ほかの諸窟を調査した。新疆のクチャ周辺でも石窟の地理的条件によって、中国的な弥勒信仰の影響を受けた場所と、インド・イラン的な要素が強い場所とがあるが、クムトラは前者に相当するようである。つづいて調査の主要対象であったキジル石窟を訪問し、38・77・48・17・118・186・188・186・184・新1窟などを熟覧した。兜率天上の弥勒を表す図像的な特色である交脚は、完全な交脚のほかに両足をあわせるだけの形式も存在することが確認できた。シムシム石窟では1・5・11・13・15・3033・44・46窟など、クズルガハ石窟では14・16・27・28・3032窟ほかを調査することができた。河西回廊からクチャ周辺のおもな仏教史蹟における弥勒信仰関係の造形的特色の概略を把握できたことは、大きな成果である。国内での調査対象としては、根津美術館所蔵品から新出の兜率天曼荼羅を調査し、図様は鎌倉時代の延命寺本に酷似し南北朝時代ころの制作であることがわかった。また、奈良国立博物館では、同館所蔵の浄土曼荼羅図・千体地蔵像、松尾寺本阿弥陀聖衆来迎図を調査し、晩唐から宋にかけての様式的な反映が日本の浄土教絵画にみられることを確認できたことが研究成果としてあげられる。3年目となる平成26年度は、8月に海外調査としてフランスのギメ美術館において、科研費のテーマに関連する西域美術遺品「弥勒浄土図」「観経変相図」「救苦観音菩薩像」の調査を行い、その制作背景について貴重なデータを収集することができた。また、ガンダーラの兜率天浮彫図、北魏時代の弥勒菩薩下生仏碑像を確認し、弥勒信仰の初期的状況を研究する上での資料を得ることができた。チェルヌスキ美術館では、弥勒とみなされる北魏時代の交脚菩薩像、および南北朝時代から唐時代にかけての交脚菩薩浮彫を含む仏碑像を調査し、今後の弥勒信仰の研究材料を収集することができた。

また翌3月には陝西省延安市郊外黄陵所在の万安禅院千仏洞ならびに樊庄石窟を調査し、北宋時代における涅槃図と釈迦金棺出現図の中国北部地方における流布の状況、およびその図像を調査することができた。仏涅槃から弥勒出世にいたる中間の造形がどのように展開しうるのか、という問題について貴重な材料を実見することができた。国内での調査作品では、東京藝術大学美術館所蔵の伝弥勒菩薩厨子扉絵、および海住山寺蔵の阿弥陀浄土図を精査することができた。この浄土図の作例は中世日本の弥勒信仰と密接な関わりがあるもので、弥勒の兜率天浄土図ともと一対だった可能性がある。今後、海住山寺旧蔵の兜率天曼荼羅図(現、興聖寺)と比較することによって、一層の研究の進展が期待できる。27年度は本研究の最終年度に当たるが、主な調査先として海外では中国・四川省の石窟遺跡群を選んだ。この地方は、弥勒の図像について、五代から宋代にかけて高文進が新たな弥勒菩薩の図像を編み出した環境母体として重要である。そして四川省博物館、大足石窟、安岳石窟、資中石窟、楽山大仏(弥勒仏)などを調査した。大足北山石窟第51号・176号龕では下生弥勒の群像、多宝塔5号龕では華厳の弥勒菩薩像、安岳の茗山寺下小磨崖仏群10号龕では弥勒兜率天宮の可能性のある群像を熟覧し、弥勒像の普及状況を把握することができた。安岳の臥仏院でも高文進の弥勒像と類似する可能性のある像を見いだすことができた。日本国内の弥勒浄土関連作品についての研究方面では、海住山寺蔵の阿弥陀浄土図(奈良国立博物館寄託)を総合的に分析できたことが特記される。調査は前年度末であったが、本格的分析は本年度に行った。海住山寺は日本中世初期における弥勒信仰の旗手、貞慶が隠棲しつつ活動した場所であり、旧海住山寺蔵兜率天曼荼羅図(弥勒浄土図、現興聖寺)との図様的関係が強く意識される遺品である。現状では、作風的な隔たりが大きく、対となる可能性などの関連性を考える上で抵抗があった。しかし、分析の結果、作風や技法の隔たりは、後の時代の加筆によるものであることが判明し、現状画面の下層にニュアンス豊かな当初の表現があることを確かめることができたことは、大きな成果である。さらに、近年公開された根津美術館蔵の兜率天曼荼羅図が、研究の結果、大阪・延命寺蔵の同画題の作例と大きさと図様がほぼ重なることが確認できた。根津美術館本と延命寺本の強い共通性という本研究で得られた新知見は、この研究テーマの将来の進展に新らしい材料を提供すると考える。兜率天浄土にいる弥勒菩薩の像容は、交脚形から結跏趺坐形に変化し、その途中で半跏思惟形を派生させる。さらに結跏形は倚坐形に変化する。中央アジアから中国・朝鮮半島・日本へと伝播するその図像の変化の過程が、現地調査を通じてより明確になった。また、兜率天曼荼羅が大陸では正面型しかないのに日本中世で斜め型が登場するのは、日本特有の展開とみなされることが明らかとなった。その斜め型が垂迹曼荼羅に応用された可能性がある。浄土という他界にいる弥勒と、現世に示現する弥勒の造形的交渉は、浄土曼荼羅を主軸にして展開したと想定される。欧州所在の弥勒菩薩関連の遺品の調査は、ドイツおよびイギリス所在の作品についても調査予定であったが、事情により今回はフランスのみとなった点は、やや難点である。ただ最初の計画から大きく遅れているわけではなく、おおむね順調といえる。釈迦の死後と弥勒の出現をつなぐ作例の探求として、中国北部の涅槃図・釈迦金棺出現図のセットをいくつか調査することができた点は、当初計画になかった追加資料として評価できる。また昨年度に修理中のために調査が叶わなかった海住山寺蔵阿弥陀浄土図を精査できたことは、本研究のおおきな進展の材料となった。27年度が最終年度であるため、記入しない。仏教絵画史今後は、交脚弥勒像の宝庫である雲崗石窟、および四川の石窟を調査し、弥勒像の造形的系譜の探求を継続する。
回転角センサー体型MEMS光スキャナ

改良した光スキャナを完成した。主たる改良は、静電アクチュエータとして駆動しながら、センサ信号が得られるようにしたこと、センサの高精度化のために電気的絶縁を施した点である。通常、アクチュエータはシリコン酸化膜のエッチングによってリリースするのに対して、センサの保護膜には酸化膜が良いという互いに相反する構造を用意する必要がある。製作プロセスは、この点に配慮した。一体形成した回転角センサがアクチュエータの動作を妨げることなく動作できることを示した。静電アクチュエータを駆動(90Vで1゚)しながら、同時にセンサ信号を得た。ミラー回転角を光学的な手法で測定しつつ、センサ信号と比較した。SNの差はあるものの、ミラー回転角とほぼ同形のセンサ信号が得られた。マイクロミラーに集積化させたセンサによって、ミラーの静電駆動に追従した信号を示したのは、世界初である。センサに流すバイアス電流がトーションバーを加熱し、ミラーの動作に悪影響を及ぼすのではないかと指摘されてきた。センサに加えるバイアス電流を、光スキャナの共振周波数(14kHz)よりも高い周波数で変調すると、ミラーの変動が抑えられることも分かった。センサ信号を詳しく調べると、0-1゚のミラー回転4往復分のセンサ信号はほぼ重なりヒステリシスが少ないことが伺えた。現在はSNが十分でないため、近似曲線を利用して、ヒステリシスを評価した。結果、全ての往復で2%以内に収まっていることが分かった。電圧をオープンループで印加した駆動方法においてはヒステリシスが4%あった。少なくとも、センサ信号を利用してミラーを動作させた方がヒステリシスは少なくできると言える。今後は、更に信号の質を向上させる。電流変調を行う電気回路が十分高周波にできないことも、問題になっている。デバイスそのものと同じく改良の余地がある。小型で生産性の高いMEMSアクチュエータに、フィードバックコントロール用の回転角センサを一体にして組み込み、回転角精度が要求される応用に答える。静電駆動型光スキャナに、シリコンピエゾ抵抗型回転角センサを組み込み、アクチュエータ特性に対して負担のかからない計測法・制御法を合わせて開発し、達成できる回転角精度を明らかにすることを目的とする。試作した光スキャナに一体形成した回転角センサの特性を詳細に測定した。せん断応力を測定する1ゲージ型センサであるため、電圧信号を取り出すために、原理的にある程度のバイアス電流を加える。1mAの電流をON/OFF変調しながら流した。時間変調して同期して変化している微小な電圧を計測する方法を採用した。1kHzの変調を加えて、0.03°のミラー回転角を検出できる精度があることを確認した。上記精度が原理的な上限ではない。更なる高分解能化を目指す。また、従来の直流信号による低精度な計測でははっきり分からなかった、微小回転角領域の直線性やヒステリシス、電圧測定電極のための機械的なオフセットの詳細な効果が分かった。ミラーの共振周波数よりも高い時間変調を加えることができれば、変調はミラーの動作に影響を与えないと考えられる。現状では1kHz以上の周波数で変調を加えると、電流量が小さくなる。デバイス側壁で生じているであろうリーク電流を抑えることを検討している。センサの高精度のためには、信号のオフセットが完全に0mVになるよう調整する付加的な機能が求められる。オフセットが減少する分、信号を飽和させずに増幅できるため、更なる高精度化が期待できる。ピエゾ抵抗効果を利用したMEMS圧力センサにはオフセット調節用の端子が用意されている。同様の機能をもったミラーデバイスを新しく設計し、製作している。
キラルなアミノアルコール系有機分子触媒の合成と不斉炭素-炭素結合生成反応

平成16年度において、マレインイミドの選択的部分還元によって得られたヒドロキシラクタムをリパーゼによる速度論的光学分割と立体選択的なジヒドロキシ化によりポリヒドロキシラクタムへと変換し、このアルキル化により環状アミノシュガー類を合成した。さらに、シトラコンイミド由来のヒドロキラクタムからピロリジンアルカロイドであるPulchellalactamの合成を達成した。また、平成16年度には有機分子触媒の一つであるキラルな相間移動触媒について、水中でのグリシンシッフ塩基のアルキル化を行なった。その結果、二相間で行なった場合に比べて、シッフ塩基の加水分解によるベンゾフェノンの生成が抑制され、従来の不斉効率を損なうことなく、アルキル化物の収率向上が達成できた。平成17年度には分子設計した有機分子触媒による水中での不斉有機合成反応の確立について検討を行った。生体内での酵素反応は基質が酵素内の疎水性反応場に導入されることにより反応が開始されることから、有機分子触媒として使用するプロリン誘導体の側鎖部に疎水性の長鎖アルキル基を導入したジアミン系触媒を合成した。まず、代表的な炭素-炭素結合反応である不斉アルドール反応について検討した結果、シクロアルカノンと芳香族アルデヒドとのアルドール反応において、極めて高い収率とエナンチオ選択性が達成されることが明らかになった。この結果は、有機溶媒をまったく用いない水中のみでの有機分子触媒的不斉合成の初めての成功例であり、今後の環境調和型不斉有機合成反応として大きな一歩を踏み出すことができた。さらに、アルデヒド、ケトン類とニトロオレフィンとのMichael反応についても検討を加えた結果、水の代わりに飽和食塩水中あるいは海水を用いることにより、重合を完全に抑えることができ、極めて収率よく不斉Michael反応が進行することを明らかにした。1、マレインイミド、シトラコンイミドの選択的部分還元によって得られたヒドロキシラクタムを利用して、以下のピロリジン系アルカロイドおよびアミノシュガーの合成を行なった。マレインイミドからのヒドロキシラクタムをリパーゼによる動的な速度論的光学分割と立体選択的なジヒドロキシ化によりポリヒドロキシラクタムへ変換し、このアルキル化により環状アミノアルコール類(アミノシュガー類)を合成した。さらに、シトラコンイミドからのヒドロキラクタムからは、ピロリジンアルカロイドであるPulchellalactamの合成も行なった。2、有機分子触媒の一つであるキラルな相間移動触媒について、研究担当者らが開発したC_3対称アミノアルコール系相間移動触媒を用いて、水中でのグリシンシッフ塩基のアルキル化を行なった。その結果、二相間で行なった場合に比べて、シッフ塩基の加水分解によるベンゾフェノンの生成が抑制されることが明らかとなった。しかしながら、このC_3型触媒では不斉効率の低下が認められた。そこで、天然アルカロイドであるシンコニジンアルカロイドから相間移動触媒を調製し、水のみの系でそのアルキル化反応を検討した結果、従来の不斉効率を損なうことなく、アルキル化物の収率向上が達成できた。3、上記2の水のみの系での反応において興味ある結果が得られたことから、有機溶媒を用いない有機分子触媒反応の開発について検討した。すなわち、L-プロリンから側鎖にアミノ基を有するプロリン誘導体を合成し、水中での有機分子触媒としての機能を検討した。その結果、合成したプロリン誘導体の有機分子触媒を用いたシクロアルカノンと芳香族アルデヒドとのアルドール反応を水のみの系で行なうことにより、極めて高いエナンチオ選択性が達成されることが明らかなった。有機分子触媒を用いた不斉合成反応は、これまで主として有機溶媒中で達成されており、水中での反応は成功していなかった。

昨年度の研究担当者らの有機溶媒を使用しないキラル相間移動触媒の研究結果から、今年度は緻密に分子設計した有機分子触媒を用いることによる水中での不斉有機合成反応の確立について検討を行った。生体内での酵素反応は基質が酵素内の疎水性反応場に導入されることにより反応が開始することより、有機分子触媒として使用するプロリン誘導体の側鎖部に疎水性の長鎖アルキル基を導入したジアミン系触媒を合成した。この有機分子触媒の水中での有用性を検討するために、まず、代表的な炭素-炭素結合反応である不斉アルドール反応について検討した。その結果、シクロアルカノンと芳香族アルデヒドとのアルドール反応を水のみの系で行なうことにより、極めて高い収率とエナンチオ選択性が達成されることが明らかになった。この結果は、有機溶媒をまったく用いない水中のみでの有機分子触媒的不斉合成の初めての成功例であり、今後の環境調和型不斉有機合成反応として大きな一歩を踏み出すことができた。さらに、この有機分子触媒を用いたアルデヒド、ケトン類とβ-ニトロスチレンとのMichael反応についても検討を加えた。まず、水中での反応を行った結果、有機分子触媒によるβ-ニトロスチレンの重合が副反応として起こることが明らかとなった。そのため、水の代わりに飽和食塩水中あるいは海水中で行った結果、重合を完全に抑えることができ、極めて収率よく不斉Michael反応が進行することを明らかにした。これは、地球上に極めて大量に存在する海水も不斉合成の溶媒として利用できるものとして注目されている。
社会における科学的言説をめぐる、科学者の分析と展望

本研究は、社会の中に埋め込まれた科学者の状況を明らかにし、そのふるまいを説明づける理論モデルを検討することにより、科学者は社会の中でどのようにふるまうことが望まれるのかを論じることを目的としている。具体的には原発事故以降の放射能汚染をめぐる科学者らの活動を対象に、彼らがどのようにふるまったのか、そしてその背景となる構造を明らかにすることを目指す。本年度は以下の項目について研究を進めることができた。1.福島県で活動を行う科学者の調査:飯舘村を中心に、福島県で活動を行う科学者らの調査を継続して行った。本年は、前年度に行った震災以降に福島県で活動を行った科学者の動向の文献調査により見出した認定NPO法人「ふくしま再生の会」を対象に、農家の裏山の放射線量測定に同行し、ヒアリングを行った。2.文献調査:社会の中での科学と科学者のあり方を研究した先行領域として科学人類学がある。本年はその中心的研究者であるLatourの『科学がつくられているときー人類学的考察』(1988=1999)より「ネットワーク」、『虚構の「近代」ー科学人類学は警告する』(1991=2008)より「ハイブリッド」の概念が、本研究の調査により見出された科学者らのふるまいを説明づけるモデルを構築する際に、分析の軸として有用ではないかと見出した。3.アンケート調査:放射能汚染をめぐるコミュニケーションの中で、どのような人々が科学者をどのように認識し、彼らの行動をどのようにとらえたのかを明らかにすることを目的とし、いかなる特性を持った人々に科学者は情報源として期待されているのか、信頼されているのか、役に立ったのかを調査した。1科学者は情報源として最も期待されている2科学者への信用は、最も関心が高い体への影響の一つである甲状腺がんについてという条件が加わるだけで大きく低下している、ということが明らかになった。26年度が最終年度であるため、記入しない。1.福島県で活動を行う科学者の調査飯舘村を中心に、福島県で活動を行う科学者らの参与観察を継続して行った。さらに文献調査により飯舘村を訪れた科学者らの動向を17か月分作成した。安全を主張する専門家と汚染の深刻さを訴える専門家とが村に登場し、安心した村民と健康影響を危惧し避難を訴える村民の対立が浮き彫りとなった2011年3月25日から、全村避難が決定する4月11日までの期間に飯舘村の専門家不信や放射能をめぐる分断の根源があることを見出した。2.先行研究レビューと最新動向の把握社会の中で科学者が果たす役割の先行研究として、Collinsらを中心とした「第三の波」論争以降の専門家論がある。レビューを進めると共に、英国にてCollinsの気候変動を巡る社会的論争における専門家のふるまいのモデルを題材とした講演と議論を聴講し、専門家論の最新動向の情報を収集をした。3.先行事例の探索本研究の題材は進行中であるため、評価が定まっておらず扱いが難しい。そこで既に評価が定まった類似の先行事例を分析することにより、わが国における社会に埋め込まれた科学者のふるまいのモデルの検討の足掛かりができると考え、足尾銅山鉱毒事件の際に農民らの要請を受けて土壌調査を行い、詳細な科学データを以て政府に働きかけ、社会運動の契機を作った農科大学教授・古在由直を見出した。

3.アンケート調査:放射能汚染をめぐるコミュニケーションの中で、どのような人々が科学者をどのように認識し、彼らの行動をどのようにとらえたのかを明らかにすることを目的とし、いかなる特性を持った人々に科学者は情報源として期待されているのか、信頼されているのか、役に立ったのかを調査した。1科学者は情報源として最も期待されている2科学者への信用は、最も関心が高い体への影響の一つである甲状腺がんについてという条件が加わるだけで大きく低下している、ということが明らかになった。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画では予想される関係アクター図に基づきフィールドワークやインタビュー調査を行う予定であったが、実際開始してみたところ、社会的に大きな関心を呼んだ事象であるため膨大な関係者が存在し、調査対象である「科学者」をどのように限定するかで難航した。また未だ評価の定まっていない事例であり、一定の分析軸を提示することが容易ではない。これらを解決するため、先行研究の精査と先行事例の探索、そして手法の再検討を行ったため、大幅に進捗が遅れている。放射能汚染という題材は進行中で、複雑な要素が絡み合った事例であり、また科学的な正しさや、社会的・政治的な正義の観点から語られることが多く論争そのものが噛み合いにくいという性質を持っているため、研究を遂行する上で大きな困難を抱えている。これらを突破する方策として、足尾銅山鉱毒事件という既に評価の定まった先行事例の調査のほか、構築主義的アプローチを導入することにより、放射能汚染という社会問題がどのような主張によって構築され、科学者と科学知はその中でどのような位置を占めているのかを整理し、現状の見取り図を把握することが有効な解決法となる。
細胞間接着による細部増殖・分化の制御:ES細胞を開いた実験的アプローチ

ES細胞を用いたホモロガスリコンビネーションにより、以下の4つの遺伝子のダブルノックアウトを試みつつある。radixinは、アクチンフィラメントと細胞膜の結合に重要な役割を果たす。また、このタンパク質は細胞質分裂の際、分裂溝に濃縮し、細胞増殖に深く関わっていると思われる。すでにシングルノックアウトの細胞を得ることに成功した。2.220kDタンパク質(月田早智子)このタンパク質は、カドヘリンを細胞骨格に結合させる上で重要な役割を果たすと思われており、不溶性のカドヘリンときわめてよい局在を一致を示す。ごく最近、cDNAの全長を単離することに成功した。すでに、シングルノックアウトの細胞を得るのに成功している。カドヘリンに強く結合しているタンパク質で、これもカドヘリンと細胞骨格の結合に重要な役割を果たすと考えられている。特異抗体と全長のcDANをすでに得ている。これも、すでに、シングルノックアウトの細胞を得ている。これもカドヘリンと強く結合しており、ショウジョウバエのアルマジロタンパク質に似ていることから細胞増殖に関与すると思われる。最近cDNAの単離に成功した。
レーザーアブレーションによるダイヤモンド薄膜のホモエピタキシャルおよびヘテロ成長

現在ダイヤモンド薄膜は様々な方法で作製されているが、そのほとんどが化学気相成長法(CVD法)によるものである。しかし化学気相成長法では700°C以上の基板温度が必要なこと、生成膜に水素が残留するなどの課題を抱えている。そこで本研究では高純度な膜を低温で作製可能な方法として着目されているレーザーアブレーション(PLD)法によりダイヤモンド薄膜の作製を試みた。ダイヤモンドの成長は核発生と膜成長から成る。化学気相成長法では膜成長条件はすでに明らかにされ、現在はヘテロ成長を実現するために核発生条件が様々な方法を用いることにより盛んに研究されている。一方、PLD法ではまだどちらも解明されていない。そこで我々はまず、膜成長条件の解明、すなわちホモエピタキシャル成長を最初に行った。酸素雰囲気中におけるグラファイトターゲットを用いたレーザーアブレーション法によりホモエピタキシャル成長の条件をほぼ明らかにした。様々な膜作製制御パラメータに対する膜成長の変化から、レーザーアブレーション法におけるダイヤモンド薄膜成長メカニズムについてなど、以下に示す多くの知見が得られた。(1)レーザーパルスの繰り返し周波数がダイヤモンド薄膜成長に及ぼす影響を調べ、膜成長モデルを提案した。(2)様々なダイヤモンド配向基板への膜作成を試み、各々の配向基板についての膜成長機構を明らかにした。(3)ダイヤモンドパウダーをシーディングしたSi、Sic基板に対して、ダイヤモンド結晶が多数析出したアモルファスカーボンとの混相膜が得られるようになった。ヘテロ成長への第一歩である。ダイヤモンド薄膜の作製は主に化学気相成長法を用いて研究されているが、レーザーアブレーション(PLD)法では高純度膜を低温で成長できる可能性があり興味深い。以前の研究で、酸素雰囲気中におけるグラフアイトターゲットを用いたレーザーアブレーション法により、ダイヤモンド薄膜をホモ成長出来た。今回、基板温度に対する生成膜の構造変化を調べることでダイヤモンド薄膜成長過程に関する考察を行い、またヘテロ成長を試みた。基板温度が450°Cの時、アモルファスカーボンが生成し、基板温度500°Cのときはアモルファスカーボンとダイヤモンドの混相膜が、550600°CのときはFig.1に示すようにダイヤモンドの単相膜が生成した。さらに基板温度を上昇させると、ダイヤモンド結晶粒の間にアモルファスカーボンが生成し始めた。以上の結果をもとに各基板温度における膜成長過程を次のように考察できる。基板温度が450°Cのときは基板からの熱エネルギーの供給が不足し、基板到達粒子がダイヤモンドが成長するための十分な表面移動度を得られないためアモルファスカーボンが生成する。500°Cになると、基板到達粒子に十分な表面移動度を有したものが現れ始め、アモルファスカーボン膜中にダイヤモンド結晶が成長する。550600°Cでは、多くの粒子が十分な表面移動度をもちダイヤモンド結晶が形成される。アモルファスカーボンも形成されると考えられるが少量で、酸素の選択的エッチング効果により除去されてしまう。その結果ダイヤモンド単相膜が生成する。基板温度650°C以上では、基板到達粒子の表面移動度が高まりすぎて、熱平衡相であるグラファイトライクなカーボンが生成し始める。
軽元素を含む新異方的超伝導体の複合トンネル分光システムによる電子状態の解明

低温超高真空走査型トンネル顕微鏡/分光(STM/STS)により、層状窒化物超伝導体の表面原子配列およびナノスケール電子状態に関する研究を行った。これらの物質にはα(FeOCl)型とβ(SmSI)型の層状多形が存在するが、それらの面内原子配列の違いを実空間で直接明らかにした。また、両者の電子状態分布に顕著な違いを見出した。超伝導転移温度T_cで規格化したエネルギーギャップ2Δ/k_BT_c(k_B:ボルツマン定数)はBCS理論値を大きく凌いでいる。このことから層状窒化物では電子対の結合が非常に強く、超伝導機構が従来とは異なることを示している。層状超伝導体α型(FeOC1型)K_xTiNC1(T_c=17K)の低温走査トンネル顕微鏡(STM)測定を行い、温度5Kの超伝導状態において劈開c面の表面原子像の観測に初めて成功した。観測された原子斑点は長方格子状に配列し、その間隔0.406nm x 0.329nmはX線回折データと良く一致する。この最表面原子はTi原子と考えられるが、NやC1もTiと同じ周期を持ち、この原子の種類を同定するためにさらに詳しく調べている。また、走査トンネル分光(STS)により2Δ=10-15 meVの局所超伝導ギャップを観測した。これはギャップ比2Δ/k_BT_cがBCS理論の約2-3倍の強結合状態にあり、以前、我々が測定したβ型(SmSI型)の結晶構造を持つHfNC1(T_c=25K)のものと同様であることが明らかとなった。さらに、T_cよりも遥かに高い40Kにおいて擬ギャップ構造を観測した。現在、この起源を探っている。このような研究と平行して、フェルミ面のネスティングにより形成される半導体ギャップを伴う不均一CDW超伝導からなるトンネル接合系を有限温度で議論した。このCDW超伝導接合系のトンネルスペクトルを計算することにより、低温では、超伝導ギャップとCDWギャップの共存による顕著なDIP-HUMP構造を持つ正負バイアス非対称トンネルスペクトルが再現できることを示し、高温の超伝導臨界温度付近では、フェルミ面に擬ギャップ的な幅広い浅い落ち込みが残ることを示した。これらはBi系高温超伝導トンネルスペクトルで一般に観測されているDIP-HUMP構造と擬ギャップ構造が同一の起源を持つ可能性を初めて直接的に示したものであり、DIP-HUMP構造と擬ギャップ構造は個別に議論することができないことを明らかにした。この結果は高温超伝導の中心的問題に新しい知見をもたらした。層状窒化物超伝導体FeOCl型α-KxTiNCl(Tc=16K)およびSmSI型β-HfNCl_<0.7>(Tc=24K)の特徴を比較するために走査トンネル顕微鏡(STM)/分光(STS)による研究を行った。以下に得られた結果の概略を述べる。α-KxTiNClでは、高い局所仕事関数(3.5eV)を反映した鮮明なTi原子像から格子定数a=0.406nm、b=0.329nmが求まった。STSによる超伝導ギャップ測定では、範囲5nmx5nmで2△=660meVの幅広い分布が観測された。この顕著なナノスケール不均一性の存在はBi系高温超伝導体の場合と似ている。得られたギャップ比は2△/k_BTc=440であり、その最小値はBCS値程度であるが最大値は異常に大きい。β-HfNCl_<0.7>に関しても、鮮明なa=0.369nmの三角格子型のHf原子配列像を得ている。STS測定では、少なくとも10nmx10nmの範囲において、比較的均一なトンネルコンダクタンスの分布とほぼ一定のギャップ値2△=20meVを得た。この均質性はa-KxTiNClの場合と対照的である。これらの違いが本質的なものか否かは定かではないが、β型の面内三角格子がα型の矩形格子に比べて電子状態の不均一性を抑制している可能性も考えられる。なお、とのギャップ値はbreak junctionで観測される最大値と良い一致を示す。ギャップ比2△/k_BTcは10程度である。以上から、α-KxTiNClとβ-HfNCl_<0.7>の超伝導ナノスケール電子状態の特徴がある程度明らかになった。特に両者の電子状態の均一度に顕著な違いを見い出したが、これが層状ネットワーク構造の違いによるのか否かを明らかにするために、引き続き研究を遂行している。

低温超高真空走査型トンネル顕微鏡/分光(STM/STS)により、軽元素系層状超伝導体FeOCl(α)型K_xTiNClとSmSI(β)型HfNCl_0.7、ZrNCl_0.7の表面原子配列およびナノスケール電子状態に関する研究を行った。α-K_xTiNClでは鮮明な矩形のTi原子配列像が得られ、β-HfiNCl_0.7およβ-ZrNCl_0.7においては、それぞれHf原子とZr原子を反映した鮮明な三角格子型の原子配列像を観測した。これにより、α型結晶構造とβ型結晶構造の面内原子配列の違いを実空間で直接明らかにした。電子状態に関しては、α-K_xTiNClにおいて、結晶表面上2030nm^2程度の狭い領域で超伝導エネルギーギャップ(2Δ)の極めて広い分布を見いだした。超伝導転移温度Tcで規格化したギャップ2Δ/kBT_c(kB:ボルツマン定数)は440であり、最大値はBCS理論値(=3.5)の10倍以上であることを明らかにした。β-HfNCl_0.7においては、少なくとも100nm^2の領域で電子状態は均質であり2Δ/kBT_c10となった。これは銅酸化物高温超伝導体と同程度である。Tcがβ-HfNCl_0.7の24Kよりも10K低いβ-ZrNCl_0.7でもβ-HfNCl_0.7とほぼ同じギャップ値を持つという事実を明らかにした。α型とβ型の電子状態の顕著な違いの原因として、α型では不規則なK原子分布や擬一次元的結晶構造による不均一な電子状態の形成が考えられ、β型では、面内で三角格子構造を持つことから、比較的均質な電子状態が実現されている可能性が挙げられる。またこれら層状窒化物超伝導体の2Δ/kBT_cの大きさがBCS理論値の約3倍以上という特徴は、電子対の結合が非常に強く超伝導機構が従来のものとは異なることを明確に示している。
反応拡散系理論と流体理論の融合により展開される新しい非線形問題の調査

研究計画の基づき本研究課題に関する調査を行った。まず、京都大学にて企画会議を行い,調査方針の確定・調査対象の選別・調査派遣研究者の決定を行った。この決定に基づき8月に札幌にて調査会議を開催,反応拡散系・皮膚科学・ポストゲノムの研究者を招いて講演をしていただいた。この三件について分担者らは評価および検討を加え,調査の具体的な評価基準を決定した。札幌での会議の成果を受け,9月は数理側の分担者と実験側の分担者がペアとなって国内外で開催された関連する研究集会へ参加・調査を行った。海外の研究集会としてはハンガリー・ブダペストで開催されたCMFF03,アメリカ合衆国ニューヨークで開かれたアメリカ化学会年会,スペインパルマ・デ・マヨルカで開催されたDynamics Days 2003,一方国内の研究集会としては新潟で開催された日本生物物理学会,日本物理学会に参加した。この調査の結果を10月にお茶の水大学にて分担者全員で詳細に検討した。最後に12月に京都大学で開催された「非線形反応と協同現象の数理」に参加し、国内における当該課題の研究についてさらに調査した。調査の結果,反応拡散系理論と流体理論が融合するという視点で、いくつか今後に繋がるものがあった。具体的には以下の二点である。(1)非均一場における化学反応理論:従来の化学反応速度理論は場の均一性を仮定して展開されているが、実際には複雑で非均一な流れ場で反応が起きている。今後はこの流れの非均一性を考慮した新しい反応現象という視点で実験および数理的研究がすすむ可能性がある。(2)反応が流れにおよぼす影響:化学反応が起こることによって発熱・密度変化・表面張力変化などの物性変化と流れの相互作用から現象を探ることが可能。これらの成果は調査ノートとしてとりまとめ、来年度に関係者に配布。さらなる議論をすすめる予定である。
日米経済の比較と関係の実証的・理論的研究--「中心国」と「社会文化論」の二つのアプロ-チによる--

本研究は、1980年代に世界経済の中心国的地位を失いつつあるアメリカと新たな「経済大国」になるつつある日本の二つの国をとりあげ、主に二つの分析視角からこの両国経済を比較し、かつ両者の関係を考察しようとしたものである。第1の「中心国論的アプロ-チ」は、両大戦間期以後のアメリカと70年代以後の日本を比較するもので、本研究では、それぞれの貿易・経常収支の大幅黒字構造の形成とそれを背景とした資本輸出国化ないし債権国化の過程を、証券投資と直接投資の両面から考察を進めた。両国とも、この過程が比較的短期的に急激に進み、証券投資は国内の投機的マネ-ゲ-ムと関連し、直接投資は急速な多国籍企業的展開をもたらした点で、共通面がみられる。ただ、戦間期のアメリカの対外証券投資の激しい動きが世界恐慌の引き金の役割を果たしたのに対して、1980年代の日本のそれはこれまでのところアメリカの経常収支赤字を埋め合わせるかたちで「ドル本位制」を支える重要な要因になっている。また両国産業企業の多国籍化の過程では、いずれもそれぞれの技術優位の国際移転に貢献するが、ハ-ドウェアの面に技術優位をもつアメリカ企業が比較的スム-スに多国籍化したのに対して、ソフトウェアないし人的要素に大きく依存する日本企業の場合、苦労が多いようである。以上の両国の証券投資、直接投資について、それぞれ異なる面は、日米の投資家、銀行組織、企業などの行動様式の特徴、ひいてはその背後にある社会、文化の違いに多かれ少なかれ関連しているようであり、この側面を第2の視角「社会文化論的アプロ-チ」によって解明しようとした。以上の研究は、内外の資料、文献の収集、各分野の研究者との交流および別の日米共同研究プロジェクト(日本製造企業の対米進出)の成果の利用などによっておこなってきた。ただし、本研究は年度途中で認められたこともあり、なお最終的なまとめにまで到っていない。
細胞内情報伝達機構網の研究

生体調節にかかわる細胞内情報伝達機構網の詳細の解明をめざし、総括班ならびに6研究班を組織し、総括班は研究課題の推進のための調整をおこない、研究班間の円滑な交流、連絡をはかり、また研究計画実施のため、共同利用設備備品の導入や特別研究員の選考、研究計画の統合推進を担当した。6研究班は以下の成果を収めた。1.研究班1細胞膜脂質を介した情報転換のネットワーク:情報伝達に関わる脂質代謝酵素について、精製(ホスホリパーゼC-δ)、構造決定(PAF-アセチルハイドロラーゼ)、他の伝達因子との相互作用(ホスホリパーゼC-δ、PAF-アセチルハイドロラーゼ)、遺伝子発現制御(12-リポキシゲナーゼ)、細胞内分布(ホスファチジルセリン合成酵素、ホスファチジルセリン脱炭酸酵素)などを明らかにした。2.研究班2蛋白質相互作用による情報変換のネットワーク:チロシンキナーゼの間でLynによりSykが活性化され、SykがShcを介してAsh/Grb2、Rasへと情報を伝達することを明らかにした。また、Ash/Grb2はSH3ドメインを介してパキシリンに結合し、パキシリン、Fakとの複合体を形成することを明らかにした。Fakはまたグルタミン酸受容体やFynとも相互作用を示した。一方、R-RasおよびRhoの標的蛋白質の分離精製ならびにcDNAクローンの単離をおこなった。3.研究班3蛋白質リン酸化反応カスケードとその調節:プロテインキナーゼCについて、新規基質蛋白質を同定し、関連酵素群の検索により新規蛋白質リン酸化酵素PKNを分離し性質を検討した。また、中枢神経系におけるプロテインキナーゼCの分布を詳細に検討するとともに、その調節ドメインがRACキナーゼのPHドメインと結合することを見いだした。一方、抑制遺伝子産物WT1およびAPCが細胞周期G1期からS期への移行を止める作用をもつことを明らかにし、この細胞周期調節はCDK2、DK4等の蛋白質リン酸化酵素活性の制御を介することが示唆された。4.研究班4細胞核への情報伝達網の解析:増殖・分化のシグナルが細胞核に到着し、遺伝子発現を制御するにいたる情報伝達経路を解析した。すなわち、互いに接触する細胞同士の増殖因子としてHB-EGFの作用を解析し、さらに増殖因子レセプターのシグナルを伝えるPI3キナーゼの作用、ケラチノサイト分化におけるCキナーゼの役割を明らかにした。また、細胞核へ蛋白質が輸送される際に必要な蛋白質を同定した。5.研究班5細胞分化シグナルのネットワーク:免疫沈降法にてT細胞株およびNK細胞株中にADF結合蛋白質を確認した。また、ADFがS期に特異的に核へ集積することを示した。ヒト胸腺由来細胞株HPB-ALLで分子量38kDaのFas会合蛋白質を同定した。LD-1を精製し、蛋白質リン酸化酵素であること、FynがM期の最終段階の進行に必要な分子であることを示した。ヒト乳癌組織をヌードマウスに移植しマウスT細胞リンパ腫が誘導されることを発見した。6.研究班6細胞内情報伝達機構ネットワークの病態解析:エンドセリンA受容体を介する非選択的カチオンチャネルによる内向きカルシウム電流が存在することを見いだした。血管内皮細胞において一酸化窒素合成酵素mRNAならびに蛋白質の発現が脂質やサイトカインにより調節されることを見いだした。血管内皮細胞、平滑筋細胞における白血球接着分子や平滑筋増殖因子の遺伝子発現、アンジオテンシンII受容体遺伝子発現調節におけるプロテインキナーゼA、プロテインキナーゼCの関与を検討した。またアンジオテンシンII受容体mRNAの増加は〔Ca2+〕i変化とよく相関することを見いだした。

一方、抑制遺伝子産物WT1およびAPCが細胞周期G1期からS期への移行を止める作用をもつことを明らかにし、この細胞周期調節はCDK2、DK4等の蛋白質リン酸化酵素活性の制御を介することが示唆された。4.研究班4細胞核への情報伝達網の解析:増殖・分化のシグナルが細胞核に到着し、遺伝子発現を制御するにいたる情報伝達経路を解析した。すなわち、互いに接触する細胞同士の増殖因子としてHB-EGFの作用を解析し、さらに増殖因子レセプターのシグナルを伝えるPI3キナーゼの作用、ケラチノサイト分化におけるCキナーゼの役割を明らかにした。また、細胞核へ蛋白質が輸送される際に必要な蛋白質を同定した。5.研究班5細胞分化シグナルのネットワーク:免疫沈降法にてT細胞株およびNK細胞株中にADF結合蛋白質を確認した。また、ADFがS期に特異的に核へ集積することを示した。ヒト胸腺由来細胞株HPB-ALLで分子量38kDaのFas会合蛋白質を同定した。LD-1を精製し、蛋白質リン酸化酵素であること、FynがM期の最終段階の進行に必要な分子であることを示した。ヒト乳癌組織をヌードマウスに移植しマウスT細胞リンパ腫が誘導されることを発見した。6.研究班6細胞内情報伝達機構ネットワークの病態解析:エンドセリンA受容体を介する非選択的カチオンチャネルによる内向きカルシウム電流が存在することを見いだした。血管内皮細胞において一酸化窒素合成酵素mRNAならびに蛋白質の発現が脂質やサイトカインにより調節されることを見いだした。血管内皮細胞、平滑筋細胞における白血球接着分子や平滑筋増殖因子の遺伝子発現、アンジオテンシンII受容体遺伝子発現調節におけるプロテインキナーゼA、プロテインキナーゼCの関与を検討した。またアンジオテンシンII受容体mRNAの増加は〔Ca2+〕i変化とよく相関することを見いだした。
マザ-工場制を利用した熟練の国際移転に関する研究

「マザ-工場制を利用した熟練の国際移転に関する研究」というテーマで1年間研究を行ってきた。研究の主たる目的は、1994年に行った質問票による調査で、「マザ-工場を利用して国際的な技術移転を行っている」と答えた28社から、10から15社をピックアップし、訪問調査することで、マザ-工場の内実を明らかにすることであった。様々な形でこの15社に訪問調査を含めて接触し、マザ-工場の各社における位置づけ、マザ-工場での研修の状況について、多くの資料を得ることができた。これらの資料は、実際の研修状況を示す貴重な資料であると考えている。これらの資料によって、当初考えていたマザ-工場の役割(暗黙知を暗黙知のまま海外に伝達するための場を提供しているということと、マザ-工場がマザ-工場内にある暗黙知を形式知化することによって技術の海外移転を支援する側面)が実際に機能しており、マザ-工場が、海外工場に、様々な局面で影響を及ぼしているということが明らかにできると考えている。しかし、研究を通じて、当初予測していなかったマザ-工場の新たな側面を考慮しなければ、マザ-工場の意義を十分に把握できないことが明らかになった。それは、マザ-工場そのものの役割の変質と、操業年数の長い海外工場のマザ-工場化である。海外工場のマザ-工場化とは、アジア地域における新しい工場の立ち上げにおいて、シンガポールやマレーシアの比較的操業年数の長い工場が核となって、新工場の立ち上げを行っている状況が出現していることである。私は、この1年間の研究助成によって、新たな研究の方向性を発見することができた。今後、この1年間の研究成果をまとめるとともに、今回発見したテーマについて研究を続けていきたい。最後に、この度の研究助成に対して、感謝の意を表したい。
土地利用・施設・交通計画の連携のための生活の利便性に基づいた計画支援手法の開発

近年、日本の都市において、人口減少と高齢化、地球レベルの環境問題に対応しながら、住民の生活の質が担保できる空間構造を構築していくことが重要な課題となっている。本研究では、「住民が施設を利用する際の到着しやすさ」という利便性の観点から土地利用、施設、交通を連携して評価できるアクセシビリティ指標と、それに基づいた自治体の都市構造の診断・課題の抽出手法を提案し、日本全国の自治体における現況と課題を明らかにする。さらに、アクセシビリティの向上に向け、土地利用規制、施設の再編、新しいサービスを含んだ交通計画の効果に基づいた計画支援手法を開発することで、証拠に基づく政策立案に寄与することが期待できる。
魚類色素胞に対する光の直接作用の基礎的研究

まず初めにカワムツ(Zacco temmincki),ナイルティラピア(Oreochーromis niloticus)の鱗の黒色素胞の光感受性について検討した。神経を退化させたカワムツの黒色素胞は光照射(約3500lux)によって色素顆粒の拡散が、暗黒条件では凝集が起こることが確認されたが、この現象は夏期(78月)にのみ観察され、11月以降では起こらなかった。夏期においても個体差がみられた。また、ティラピアについては冬期にのみ実験を行ったためか、黒色素胞の光感受性は観察されなかった。夏期のカワムツ黒色素胞は光照射による拡散に約5分、暗凝集には約30分を要した。一方、除神経されたメダカ鱗の黄色素胞は黒色素胞(カワムツ)の場合とは逆で、約4000luxの光照射では510秒の間に黄色素顆粒の凝集がみられた。ただし全く反応しないものもあった。光照射をやめると25分で拡散状態にもどった。光感受性を生ずるのに最も有効な波長は400nmで黒色素胞の場合も400420nmと、その値はよく一致した。光刺激による黄色素顆粒凝集においてcAMPやCa^<2+>等のセカンドメッセンジャ-がどのように関与するかを調べるために、cAMP,ジブチル-cAMP,またcAMPの分解酵素PDEの阻害剤であるテオフィリンの影響を検討したが、これらの薬物は必ずしも阻害効果を示さなかった。さらに、外液のCa^<2+>も必要ないことがわかった。しかし、細胞内のCa^<2+>プ-ルからの移動の可能性は否定できない。次に、ネオンテトラ体側の縦縞部皮膚の虹色素胞も500nm付近の光に対して最も感受性が高いことがわかった。ロドプシン様視物質の存在が考えられる。これらの細胞内には光を反射するグアニン結晶が含まれ、光や神経の刺激によって細胞内における配列に変化が生じ、その結果、反射光のピ-ク波長が変わることを、生理学的、形態学的な研究から明らかにした。今後の研究の発展が期待される。
放射線照射後の骨髄細胞が産生する新規造血幹細胞増殖因子の探索

致死量X線マウスの骨髄・脾臓・肝臓におけるサイトカイン等の発現をRT-PCR法で確認するとともに、血清中におけるサイトカインの濃度をELISA法で測定した結果、有意に遺伝子の発現が上昇したのはSCFであったが、血清中のSCFの増加はflt3-ligandほど顕著ではなかった。ただし、いずれのサイトカインも生体外幹細胞増殖で用いられる濃度に比してはるかに低い濃度であった。SCFに関しては膜結合型のSCFの発現が誘導されたことが判明した。実際のSca-1/c-kit両陽性細胞(造血幹細胞)の動態をセルソーターを用いて解析し、いつ増幅が起きているのかを把握した。骨髄では骨髄移植後4日目から増加し始め9日目には正常時に比べ約13倍に増加し、増減を繰り返しながら30日目までにほぼ正常値に戻った。増殖期のSca-1/c-kit両陽性細胞の細胞周期はおよそ14時間であった。増殖期造血幹細胞におけるサイトカインレセプターの発現を磁気分離法によって選別したSca-1陽性細胞でPCRにより検討した結果、生体外幹細胞増殖に用いられるサイトカインレセプター(c-kit, IL-6R, flt-3等)およびtie-2の発現は認められるものの、発現が増強されているものは認められなかった。またCD34,GM-CSFRの発現は認められなかった。さらに造血幹細胞増殖阻害因子であるMIP-1αの骨髄細胞での発現を検討したが、発現は認められるものの顕著な変化は認められなかった。したがって放射線照射後に誘導される造血幹細胞の迅速な増殖は、微小環境中の造血幹細胞増殖抑制因子の産生量が低下するために引き起こされるのではなく、既存のサイトカイン以外に新たに誘導される支持細胞が産生する膜結合タイプのサイトカインが関与している可能性が強く示唆された(論文投稿中)。致死量X線を照射し、造血幹細胞を枯渇させたマウスから一定間隔で末梢血測定をおこない、骨髄、脾臓、肝臓をとりだし、サイトカイン等の発現をRT-PCR法で確認するとともに、血清中におげるサイトカインの濃度をELISA法で測定した。致死量X線照射後、Sca-1(+)造血幹細胞を移植したマウスでは6日目あたりから末梢血中の有核細胞は増加に転じる事を確認できた。末梢血中の有核細胞が上昇に転じる少し前の状態は、造血の『場』である造血微小環境において造血幹細胞の増殖にはたらく『場の力(バイアス)』は、この細胞からの分化を誘導する『場の力(バイアス)』よりも強いことが想定された。この時に働くサイトカインを特定できれば造血幹細胞のin vitro expansionをより有効に制御できると考えられる。そこでまずはじめの取り組みとして各種サイトカインなどの発現をRT-PCRによって検討した。その結果、有意に遺伝子の発現が上昇したのはSCF( stem cell factor )であった。しかし血清中のサイトカイン濃度を測定した結果からはSCFの増加はそれほど顕著ではなく、flt3-ligandの顕著な濃度上昇が認められた。SCFの発現が誘導されるのにも拘わらず、血清中濃度が上昇しない原因は、膜結合型のSCFの発現が誘導されるためであると判明した。しかしながら、両サイトカインの濃度は通常の造血幹細胞のin vitro expansionで用いられる濃度よりも遙かに低かったため、未知の幹細胞増殖因子の存在が強く示唆された。そこで、この時の血清を用いてSca-1(+)造血幹細胞の増殖を試みたところ、このマウスの血清中に造血幹細胞の増殖活性を認めた。以上をまとめ報告した。