hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生物行動のシステム工学的解釈とバイオミメティック・センサ・システムの提案

本研究では、線虫(C. elegans)の放射線刺激に対する情報伝達の経路を明らかにし、化学走性とリズム運動の生成メカニズムを解析し得る数理モデルを構築した。また、マウスとラットを対象として、匂いの構成成分に対する選択的注意と嗅球糸球体層の神経活動を再現可能な嗅覚系モデルを構築し、神経活動から匂いの類似度を予測できる可能性を示した。さらに、小型魚類の生体電気信号と行動情報を用いて、水質汚染を迅速に検出可能なバイオアッセイシステムを構築した。近年,環境中に存在する化学物質が生物に与える影響を定量評価するためのセンサシステムの必要性が指摘されている.これに対して,本研究では,感覚入力に対する応答を行動出力(運動)によって評価することが比較的容易な線虫,げっ歯類(マウス,ラット)および小型魚類(ゼブラフィッシュ,メダカ)を対象とし,生物の神経情報処理メカニズムに学んだ環境センシング技術を創出するための以下5項目を達成目標としている.(1)化学物質に対する生物行動モデルの構築とシミュレーション(1)線虫の神経-筋モデルを用いて刺激応答の神経情報処理メカニズムを探る(2)マウスの嗅神経系モデルと行動実験とによりニオイ識別に有効な選択的注意メカニズムを探る(2)生物の情報処理メカニズムに基づくバイオミメティック・センサ・システムの開発(3)線虫の刺激応答メカニズムを応用して移動ロボットの環境適応制御を実現する(4)マウスのニオイ識別アルゴリズムを実装したニオイセンサシステムを開発する(5)小型魚類(ゼブラフィッシュ等)を「生きたセンサ」として用いたバイオアッセイ(水質検査装置)システムを開発する本研究では、線虫(C. elegans)の放射線刺激に対する情報伝達の経路を明らかにし、化学走性とリズム運動の生成メカニズムを解析し得る数理モデルを構築した。近年,環境中に存在する化学物質が生物に与える影響を定量評価するためのセンサシステムの必要性が指摘されている.本研究では,線虫・マウス・小型魚類を主な対象として,生物の情報処理メカニズムを工学の立場から読み解き,融合し,革新的な生物模倣型(バイオミメティック)のセンサシステムの構築を目指す.本年度は,線虫とマウスの化学受容とその情報処理メカニズムの解明,小型魚類の生体信号計測技術の確立を目的とし,以下の成果を収めた.(1)線虫の神経-筋モデルを用いて刺激応答の神経情報処理メカニズムを探る:本研究では,刺激応答の運動制御機構の探索を目的として,実神経構造に基づく神経-筋モデルを構築し,線虫特有のくねり運動を再現した.(2)マウスの嗅神経系モデルと行動実験からにおい識別に有効な選択的注意のメカニズムを探る:本研究では,解剖学的なマクロ構造に基づき,受容細胞・嗅球・梨状葉の3つの部位から構成されるマウスの嗅神経モデルを構築し,嗅覚における選択的注意の再現を試みた.シミュレーションの結果,提案モデルが選択的注意を行っているマウスのにおい識別率をある程度予測できることを確認した.(3)小型魚類を用いたバイオアッセイ型水質検査システムのための生体信号計測手法を開発する:本研究では,小型魚類(メダカ)の呼吸に伴って発生する微弱な電気信号(呼吸波)の計測システムを構築した.さまざまな条件のもとで計測実験を行った結果,水質の変化が計測した呼吸波の周波数成分に影響を与える可能性が示唆された.近年,環境中に存在する化学物質が生物に与える影響を定量評価するためのセンサシステムの必要性が指摘されている.本研究では,線虫・マウス・小型魚類を主な対象として,生物の情報処理メカニズムを工学の立場から読み解き,融合し,革薪的な生物模倣型(バイオミメティック)のセンサシステムの構築を目指す.本年度は,線虫の化学受容とその情報処理メカニズムの解明,マウス嗅覚系モデルによるにおい感覚予測,小型魚類の生体信号計測・処理技術の確立を目的とし,以下の成果を収めた.(1)線虫の神経-筋モデルを用いて刺激応答の神経情報処理メカニズムを探る:本年度は,線虫の刺激応答シミュレータプラットフォームの構築を目的として,線虫神経-筋モデルと実生物の動画像を用いて,生物実験では技術的に計測が困難な線虫身体の特性(身体と床の摩擦力,筋の弾性・粘性)を推定した,また,線虫の放射線刺激に対する応答を運動の変化を指標として調べた.(2)マウスの匂い識別アルゴリズムを実装した匂いセンサシステムを開発する:本年度は,におい分子に対する生物の感覚を評価することを目的として,げっ歯類の嗅覚系の神経活動予測モデルを構築した.実生物のにおい識別実験と提案モデルが予測した感覚指標を比較した結果,両者の傾向が一致し,提案モデルの感覚予測能力を確認した.(3)小型魚類を用いたバイオアッセイ型水質検査システムのための生体信号計測手法を開発する:本年度は,小型魚類(ゼブラフィッシュ)の呼吸に伴って発生する微弱な電気信号(呼吸波)を利用して運動解析を試みた.水槽底面に格子状に電極を配置し,計測された信号にフィルター処理を施すことにより,動画解析装置を用いることなく,魚の位置と移動量の推定を可能にした.近年,環境中に存在する化学物質が生物に与える影響を定量評価するためのセンサシステムの必要性が指摘されている.

本研究では,線虫・マウス・小型魚類を主な対象として,生物の情報処理メカニズムを工学の立場から読み解き,融合し,革新的な生物模倣型(バイオミメティック)のセンサシステムの構築を目指す.本年度は,線虫の全身と咽頭筋の運動生成メカニズムの解明,マウス嗅覚系モデルによるにおい感覚予測,小型魚類の生体信号計測・処理技術の確立を目的とし,以下の成果を収めた.(1)線虫の神経-筋モデルを用いて刺激応答の神経情報処理メカニズムを探る:昨年度構築した線虫の身体モデルと筋モデルを用いて,実生物の動画像から全身の運動生成に必要な筋の駆動トルクと筋活動を推定する新しいアルゴリズムを提案した.また,「咽頭筋のポンピング運動(嚥下・咀しゃく)」に着目して放射線応答を調べた.その結果,放射線照射直後の運動性が線量依存的に低下すること,この運動低下が照射後数時間で完全に回復することなどを明らかにした[4th East Asia C.elegans Meeting].(2)マウスの匂い識別アルゴリズムを実装した匂いセンサシステムを開発する:本年度は,ニオイ分子の2次元構造を入力することで,実験的手法で計測したラットの糸球体の神経活動を予測できる新たなモデルを構築した[Chemical Senses].(3)小型魚類を用いたバイオアッセイ型水質検査システムのための生体信号計測:メダカから計測した呼吸波の周波数成分の時間変化から水質の汚染を判別するシステムの構築に成功した[計測自動制御学会論文集].近年,環境中に存在する化学物質が生物に与える影響を定量評価するためのセンサシステムの必要性が指摘されている.本研究では,線虫・マウス・小型魚類を主な対象として,生物の情報処理メカニズムを工学の立場から読み解き,融合し,革新的な生物模倣型(バイオミメティック)のセンサシステムの構築を目指す.本年度は,1)線虫の神経回路における情報処理メカニズムを明らかにするためのシミュレータプラットフォームの構築と,2)ゼブラフィッシュの生体信号と行動情報を利用した水質検査システムの構築を目指し,以下の成果を収めた.1)線虫のシミュレータプラットフォームを用いた刺激受容-情報処理メカニズムの解明環境モデル,神経モデル,身体モデルから構成される線虫シミュレータプラットフォームを構築し,線虫の運動と環境刺激の間の相互作用を勘案して,神経回路における情報処理メカニズムの解析を可能にした.また,線虫の身体を左右にくねらせるリズムを生成するためのCPGモデルを構築し,所望のリズムを励起するためのパラメータ最適化手法を提案した.提案法は,梯子状にニューロン素子が繋がったCPGモデルを対象として,数理解析と遺伝的アルゴリズムを組み合わせることによって,効率的なパラメータ探索を可能にした[Neural Computation]。2)ゼブラフィッシュを用いた水質検査システムの構築
細胞膜ロイシン受容体の分子同定とmTORC1シグナル経路における意義の解明

アミノ酸はシグナル分子として機能し、細胞内代謝機能を司るセリンスレオニンキナーゼmTORC1の活性を制御している。しかし、シグナル経路の起点にあってアミノ酸を認識する機構は明らかにされていなかった。本研究では、細胞が細胞外のアミノ酸を認識する分子機構の解明に取り組んだ。細胞膜画分を用いたプロテオミクス解析の手技の確立、アミノ酸飢餓・刺激等の実験条件の最適化、mTORC1活性検出の簡便化と迅速化をおこない、将来の分子同定に向けた重要な技術基盤を確立することができた。細胞膜ロイシン受容体の活性を示す培養細胞株と、細胞内ロイシン受容体の活性を示す培養細胞株のそれぞれから、密度勾配遠心法によって細胞膜画分を濃縮する方法を最適化した。予備的に行った非標識の定性プロテオミクスにより前者においてのみ同定された137種類の膜貫通タンパク質のうち、37種類については機能未知であった。アミノ酸配列や予想されるドメイン構造などから特に興味深いと考えた12種類の膜貫通タンパク質については、細胞膜ロイシン受容体の活性を示す培養細胞株においてRNAiによる遺伝子ノックダウンをおこない、ロイシン添加時のmTORC1活性への影響を検討した。また近年、海外の複数の研究グループによって幾つかのアミノ酸センサーの候補分子が単離が報告されたため、これらの因子についても遺伝子ノックダウンを実施した。しかしながら、我々が使用している培養細胞株においては、これらのアミノ酸センサー分子のノックダウンをおこなってもアミノ酸-mTORC1シグナル対する影響が認められなかった。従って、当該の細胞では既知のアミノ酸センサー分子とは異なる機構がアミノ酸、特にロイシンの認識に関与しているものと考えられる。さらに、これまでアミノ酸シグナルによるmTORC1の活性化を解析する際には、慣例的に事前に細胞を血清・アミノ酸飢餓条件下において細胞内のリン酸化シグナルを全般的に低下させた後に複数種類のアミノ酸の混合液のみを添加してその応答を観察してきた。この方法では、血清飢餓の影響やロイシン以外のアミノ酸の影響を排除することが困難であったため、飢餓と刺激の条件検討を実施した。その結果、血清や他のアミノ酸の有無を変化させることなく、ロイシンの有無のみでmTORC1の活性化を検出できる条件を見出すことができた。当初予定していた比較定量プロテオミクスにはまだ着手できていないが、予備的な検討から見出した候補因子群の一部については、H28年度に実施する予定であった遺伝子ノックダウンを前倒しして実施し、その機能的意義の検討を進めることができた。また近年、海外の複数の研究グループによって幾つかのアミノ酸センサーの候補分子が単離が報告された。これに伴い、実験計画書には含まれていない項目ではあったが、これらの分子についても遺伝子ノックダウンによる検討を実施した。結果的に、我々が解析に用いている細胞では、これらの因子がロイシンのシグナル受容に関与していることを支持するデータは得られなかった。これにより、引き続き細胞膜型ロイン受容体の探索を継続することの意義が確認できた。加えて、実験条件の最適化もおこなうことができた。従来の方法では、血清飢餓の影響やロイシン以外のアミノ酸の影響を排除することが困難であったが、新しい方法ではロイシンの有無のみでmTORC1の活性を捉えることが可能になった。以上のように、当初予定していた解析を実施できなかった面もあるが、一部の解析は前倒しするかたちで実施している。また、研究分野内の動向によって当初予定していなかった解析なども実施せざるを得なくなった経緯がある。従って、研究計画はおおむね順調に進展しているものと判断する。昨年度に実施した非標識定性プロテオミクスにより、細胞膜ロイシン受容体の候補分子として機能未知の膜貫通タンパク質が約40種類を見出していた。このうち特に興味深い約10種類については、siRNAによる遺伝子ノックダウン実験を実施した。ロイシン添加時のmTORC1活性への影響をウエスタンブロット法により検討した結果、いずれの候補分子についてもmTORC1活性化への寄与は認められなかった。mTORC1の活性を評価するうえで、従来のウエスタンブロット法は作業工程が複雑であり、解析のスループットも低いことから研究全体の律速段階となっていた。今後は、より多くの因子について広範な遺伝子ノックダウンを実施するため、1枚のマイクロプレートを用いて全作業工程を短時間で完了できる、スループットの高いAmplified luminescence proximity homogeneous assay法の適用を検討した。同法により、ロイシンによるmTORC1の活性化を充分なシグナル強度とダイナミックレンジで捉えられることを確認した。また結果の再現性についても迅速に確認することが可能になった。mTORC1活性化に寄与する主要なシグナルの経路には、アミノ酸、グルコース、血清(増殖因子)が知られている。これらの経路は複雑に関連しているとされ、それぞれの重要性は充分に解明されていない。そこで、HEK293T細胞を用いて、各シグナル経路の重要性を比較した。グルコース、血清を培地から除去した場合、mTORC1の活性は1224時間は高いレベルで維持されるが、アミノ酸を除去した場合には、1時間ほどでほぼ完全に不活性化することがわかった。グルコースや血清の欠乏は何らかの代償的な機構により相補することが可能であるが、アミノ酸のシグナルはmTORC1の活性を維持するうえで必要不可欠であることが明らかとなった。当初予定していた細胞膜画分の比較定量プロテオミクスには着手することができなかった。これは、候補因子とmTORC1の関連を検討するために実施した、遺伝子ノックダウン実験に多くの時間と労力を要したためである。

従来のウエスタンブロット法による解析が、大きな律速段階となっていたため、マイクロプレートを用いた方法の適応に取り組み、解析のスループットを大きく向上させた解析系を確立することができた。これは、今後想定される大規模な遺伝子ノックダウン実験を遂行する上で重要な技術基盤となるものである。また、グルコースや血清といったmTORC1の活性化に関与する他の主要なシグナル経路と、アミノ酸シグナル経路の重要性について比較検討をおこなった。その結果、HEK293T細胞において、グルコースや血清は長時間欠乏してもmTORC1の活性に大きく影響しないが、アミノ酸のシグナルはmTORC1活性化について必要不可欠であることを明らかにした。これはmTORC1の活性化機構の全容を理解するうえで、その基本的な性質について得られた重要な知見であると考えられる。さらに、研究分野内の最近の動向によって、当初予定していなかった解析などを一部実施せざるを得なくなった経緯もある。以上のように、当初の目標に到達できていない面もあるが、全体として研究計画は概ね順調に進展しているものと考えている。膜画分を対象にした非標識定性プロテオミクスによって見出していた細胞膜ロイシン受容体の候補因子について、昨年度から継続して遺伝子ノックダウンによる解析を実施した。その結果、候補因子のひとつとして挙げられていたIRS4(Insulin receptor substrate 4)の遺伝子ノックダウンによりmTORC1の活性が顕著に低下することを見出した。しかしながら、その後の詳細な解析により、IRS4のリン酸化はインスリンやインスリン様増殖因子Iの刺激により上昇するが、ロイシンを含むアミノ酸では変化しないことが明らかとなった。従って、IRS4の遺伝子ノックダウンによるmTORC1の活性低下はロイシンからのシグナル伝達に直接関連したものではなく増殖因子からmTORC1に入力するシグナルの減弱によるものと考えられる。最終的に、当該研究期間中にロイシン刺激依存的にmTORC1活性化に関与していると思われる因子は見出されなかった。以上の結果を受けて、2種類の細胞株間の膜タンパク質の発現プロファイルの比較のみから適切な候補を絞り込むことは困難であることが強く示唆された。これは、バックグラウンドが大きく異なる2種類の細胞株間の比較では、ロイシン感知機構以外の細胞株の差異を反映した膨大な情報に必要な情報が埋もれてしまうためと考えられる。そこで、ロイシン感知機構の異なる細胞株の情報をより多く集めることが重要であると考え、様々な細胞株についてロイシン感知機構の分類をおこなった。また、同一細胞株でもロイシン感知機構のタイプが切り替わるような培養条件がを見出すための探索的な条件検討をおこなった。アミノ酸はシグナル分子として機能し、細胞内代謝機能を司るセリンスレオニンキナーゼmTORC1の活性を制御している。
フェムト秒レーザー光超音波顕微鏡の開発による細胞の断層像の可視化

超短パルスレーザー照射により発生する光超音波信号をZnO薄膜の高周波数超音波センサーにより取得することで、細胞レベルの分解能を有する光超音波顕微鏡を開発した。線維芽細胞から脂肪細胞に形態を変化させる3T3-L1細胞をPETフィルム上に培養し、光超音波顕微鏡で観察した。細胞を俯瞰したCモード像および細胞の断層像であるBモード像の取得に成功した。本手法により細胞内の音速および音響インピーダンス分布からヤング率および質量分布が可視化可能で、細胞のバイオメカニクス研究への貢献が期待される。フェムト秒レーザーを薄膜にポンプ光として照射した際に発生する超音波信号について、従来はポンプ光と分光したプローブ光の揺らぎの強度および周波数成分の解析により間接的に検出されてきたが、本研究ではGHz帯域の超高感度センサを開発し、レーザー照射により発生した超音波を直接受信することが特色である。この手法により超音波診断と同様のイメージングの可能性が飛躍的に高まり、細胞の断層像の描出を目指すことができるので、平成26年度は圧電素子による超音波信号の検出について詳細に検討した。研究代表者が所有している周波数帯域0.81.0 GHzの超音波センサに厚さ5ミクロンのpoly(lactide-co-glycolide) (PLGA)フィルムを密着させ、平成26年度に購入したデジタルオシロスコープ(キーサイトテクノロジーズ社DSOS104A)にGHz帯域のパワーアンプを経て入力し、10005000回平均し十分なS/N比の超音波を取得可能なレーザー出力および取得条件を検討した。ZnO薄膜は数百MHz数GHzの高周波応答を有する圧電材料であることが知られており、数百MHz帯域の超音波の検出が可能であった。また、薄膜の結晶性分析により、基板温度が500°Cを越える辺りでZnO薄膜のc軸配向性が向上することを示しており、本研究でもこの知見を活かしてさらにピエゾ効果を高めたZnO薄膜の生成による高感度なGHz帯域の超音波センサの開発を行った。平成26年度に開発されたZnO薄膜に金電極を蒸着しGHz帯域の光超音波センサを作製した。センサ上に、生体を模擬した光学・音響特性を有する厚さ5ミクロンの高分子フィルムを置き、ビームエクスパンダー、コリメーターおよび対物レンズで3ミクロンのスポット径に集光したフェムト秒レーザーを照射した。平成26年度に確認した超音波発生および取得条件を適用し、周波数200 MHz以上の光超音波信号の発生を確認した。顕微鏡システムに関しては、ピエゾアクチュエーターを3軸コントローラーで10 nmの精度で機械走査し、ワークステーションでレーザー光照射および信号取得等すべてをコントロールすることでフェムト秒レーザー光超音波顕微鏡システムの基本構成を構築した。システムの性能については500 MHzの超音波を送受信して培養細胞を観察することで評価を行った。さらに開発したフェムト秒光超音波顕微鏡システムにおいて、金電極を蒸着したZnO、金電極を蒸着したZnO+VZOを、それぞれセンサとして用いた際の光超音波強度を測定し、ZnO+VZOが通常のZnOに比較して圧電性が高いことを確認し、VZOの有用性について検討した。平成27年度は、光超音波に関する知見、特に高周波数帯域における光音響信号の特性が明らかになった。平成28年度は光音響センサの構造についてさらに追究し、光音響信号の発生素子と受信素子を分けて用いるなどして、フェムト秒光超音波顕微鏡を完成させる。本研究の目標は、フェムト秒レーザーを応用した光超音波顕微鏡により細胞の顕微鏡像を得ることである。このために、1.フェムト秒レーザーによる超音波発生条件の検討、2.導電膜を一体化した高感度・高機能圧電素子の開発を行い、最終的には3.光超音波顕微鏡システムの構築による細胞の観察を行う。レーザー光をファントム上で10ミクロン程度にフォーカスさせ、周波数帯域0.81.0 GHzの超音波振動子で検出することでGHz帯域の光超音波信号の発生条件を確認した。高感度・高機能圧電素子については、まず、酸化亜鉛(ZnO)薄膜の結晶性分析によりc軸配向性に寄与する要因を解明し、高ピエゾ効果を有するZnO薄膜を開発する。次に、遷移金属であるバナジウム(V)を添加した低抵抗のZnO薄膜(VZO)を電極として用いることで、高感度および低ノイズを両立した一体成型のGHz超音波センサを開発した。光超音波顕微鏡システムとしては、まず、ZnO薄膜に置いた厚さ5ミクロンの生体ファントムにレーザーを照射することで超音波信号の発生を確認した。次に、レーザー光の照射やピエゾアクチュエーターによる試料保持台の二次元スキャン、さらに、超音波信号の取得、信号プロセッシング、イメージプロセッシングにより、光超音波顕微鏡システムを構築した。細胞の観察については、線維芽細胞をPETフィルム上に培養し、PETフィルムとZnOセンサを密着させ、フェムト秒レーザー照射により発生した超音波をZnOセンサで検出することで、培養細胞像を構築した。

数百MHz帯域の光超音波信号の検出には成功し、次年度以降の高周波数化のめども立っており、ほぼ順調に進捗しているといえる。すでに超音波顕微鏡については細胞を観察できるシステムを構築しているので、平成28年度には光超音波を用いた観察を行う予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。医用イメージング、超音波医学、循環器病学平成27年度には本システム専用のフェムト秒レーザーを導入する。平成26年度に開発されたZnO薄膜に金電極を蒸着しGHz帯域の超音波センサとして用いる。センサ上に、生体を模擬した光学・音響を有する厚さ5ミクロンの高分子フィルムを置き、光学レンズで3ミクロンのスポット径に絞ったフェムト秒レーザーを照射する。前年度に確認した超音波発生および取得条件を適用し、超音波の発生を確認する。システムを構成する部品が予定より安く購入できたことおよび身内の不幸により出席予定学会を欠席したため次年度使用額が発生した。成果について積極的に学会発表を行うとともに、システムの精度を向上させるためのチューニングを施すために次年度使用額を使用する。
次世代大容量光情報通信のための高効率超広帯域光増幅器の研究

広帯域発光を示すNiイオン含有ガラスの超広帯域光増幅媒体としての可能性について検討した。Niイオンが光学活性となるホスト結晶を検討し、高効率な発光特性を有するNi含有ナノ結晶が析出する透明結晶化ガラスを探索した。その結果室温で最も高効率な発光を示すNi : LiGa_5O_8結晶を分散した透明結晶化ガラスの作製に成功した。この室温広帯域近赤外発光を示すNi添加Li_2O-Ga_2O_3-SiO_2(LGS)系透明結晶化ガラスの光学的、構造的および熱的な特性を調べ発光機構と熱処理過程の相関について検討した。この室温広帯域近赤外発光は熱処理過程でNiがガラス相からLiGa_5O_8ナノ結晶相の六配位サイトに移り、その六配位サイトのNi^<2+>の^3T_<2g>→^3A_<2g>遷移により起こることを明らかにした。発光寿命の温度依存性からこの発光は室温でも極めて高い量子効率を有することが分かり、増幅媒体として期待できることを明らかにした。また、噴霧火穂炎法によりレーザ発振の実績があるNi : MgOのナノ粒子を作製に成功してバルクに劣らない発光特性を示すことを明らかにし、本方法がナノ結晶を光学活性媒体とする光増幅媒体合成に有効であることを始めて示した。これらの結果から、遷移金属イオン含有ガラスの超広帯域光増幅媒体としての応用が期待できることを明らかにした。また、更にBi添加Li_2O-Al_2O_3-SiO_2シリケート系ガラスが遷移金属イオンでも実現できないこれまでにまったく例のない400Kまで量子効率の低下が無く、また1000nmを超える超広帯域性を持つ有力な利得媒体候補であることを見出した。これを増幅媒体してもちいると広帯域の波長可変レーザや超短波ルスレーザ、および超広帯域光増幅が実現できる可能性があることを示した。(1)Ni添加Li_2O-Ga_2O_3-SiO_2(LGS)系透明結晶化ガラスを見出した。このガラス系では適切な組成で適切なアニールを行うことで、Niを含むナノサイズのLiGa_5O_8結晶相が析出し高効率の発光を示すことを見出した。新規に開発したLGS系透明結晶化ガラスが既存の透明結晶化ガラスよりも約10倍の量子効率(10%)を有しており、既存の光増幅用希土類添加ガラスに匹敵することを見出した。熱処理の条件が適切でない場合には、目的の結晶相以外の結晶相も生じて、ガラスの不透明化が起こることが問題である。ガラス試料の熱分析や構造解析から、結晶相の析出の機構を明らかにし、もっとも効率的に透明結晶化ガラスが得られる熱処理条件を見いだした。(2)噴霧火炎法によりNiを添加したMgO-SiO_2ナノ粒子の合成に成功した。約10nmの一次粒子の鎖状凝集体が得られた。一次粒子は単結晶で、固相反応で作製したNi:MgO多結晶粉末と同等の蛍光スペクトルおよび発光寿命が得られ、NiがMgO一次粒子に取り込まれていることを明らかした。また、Crドープフォルステライトナノ粒子の合成にも成功した。粒径数十nmのフォルステライトナノ粒子が得られCr^<4+>からの蛍光を確認した。(3)Bi添加Li_2O-Al_2O_3-siO_2系ガラスを基本組成とするガラスが適切な励起波長を選択することで発光がブロードになり、これまで報告された中で最も広帯域な500nmを超える半値幅を持つ発光を示すことを明らかにした。

2種類の配位環境下にある発光中心が寄与することで通常では考えられないほどブロードな発光が起こることを発光スペクトルの励起波長依存性測定より示した。極低温から室温まで、この発光の寿命は変化することがなく、室温においても非輻射遷移による発光効率(10%)の低下が見られないことを明らかにした。この発光の起源は光増幅遷移としての性能指数が高く、Bi添加Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系が超広帯域光増幅媒体としてきわめて優れていることを示した。広帯域発光を示すNiイオン含有ガラスの超広帯域光増幅媒体としての可能性について検討した。Niイオンが光学活性となるホスト結晶を検討し、高効率な発光特性を有するNi含有ナノ結晶が析出する透明結晶化ガラスを探索した。その結果室温で最も高効率な発光を示すNi:LiGa_5O_8結晶を分散した透明結晶化ガラスの作製に成功した。この室温広帯域近赤外発光を示すNi添加Li_2O-Ga_2O_3-SiO_2(LGS)系透明結晶化ガラスの光学的、構造的および熱的な特性を調べ発光機構と熱処理過程の相関について検討した。この室温広帯域近赤外発光は熱処理過程でNiがガラス相からLiGa_5O_8ナノ結晶相の六配位サイトに移り、その六配位サイトのNi^<2+>の^3T_<2g>→^3A_<2g>遷移により起こることを明らかにした。発光寿命の温度依存性からこの発光は室温でも極めて高い量子効率を有することが分かり、増幅媒体として期待できることを明らかにした。また、噴霧火穂炎法によりレーザ発振の実績があるNi:MgOのナノ粒子を作製に成功してバルクに劣らない発光特性を示すことを明らかにし、本方法がナノ結晶を光学活性媒体とする光増幅媒体合成に有効であることを始めて示した。これらの結果から、遷移金属イオン含有ガラスの超広帯域光増幅媒体としての応用が期待できることを明らかにした。また、更にBi添加Li_2O-Al_2O_3-SiO_2シリケート系ガラスが遷移金属イオンでも実現できないこれまでにまったく例のない400Kまで量子効率の低下が無く、また1000nmを超える超広帯域性を持つ有力な利得媒体候補であることを見出した。これを増幅媒体してもちいると広帯域の波長可変レーザや超短波ルスレーザ、および超広帯域光増幅が実現できる可能性があることを示した。
次世代MOSトランジスタ用Hf系高誘電率ゲート絶縁膜の研究

本年度は、Hf系酸化物の誘電率の向上を目的として、TiO_2もしくはGd_2O_3の添加を行い、また、しきい値電圧の制御のためにゲート電極からのAl添加を行い、光電子分光分析によりに評価を行った。1.Pt膜上に形成したHfTixOy膜において、Ti/(Hf+Ti)組成が化学結合状態、エネルギーバンドプロファイル及び欠陥準位密度に及ぼす影響を評価した。500°C酸素雰囲気中で熱処理したHfTixOy/Pt界面ではPtOxが形成し、Ti/(Hf+Ti)組成39%では、HfTixOy膜中の化学組成分布は表面近傍を除きほぼ均一であることを確認した。Ti組成40%以上の領域で、Ptに対するHfTixOyの伝導帯側の障壁高さは1.6eVでほぼ一定あった。一方、価電子帯側の障壁高さは、Ti組成に伴い、わずかに減少する。HfTixOy膜中の電子占有欠陥は、Ti組成の増大に伴い増大することが分かった。2.DPM錯体を用いたMOCVDによりGd/(Gd+Hf)組成の異なるHfGdxOyをPt上に形成し、化学結合状態およびエネルギーバンドプロファイルを評価した。800°CO_2熱処理したHfGdxOy/Pt界面は組成急峻であり、Gd-O-Hf結合の形成を確認した。Gd/(Gd+Hf)組成の増加に伴い、HfGdxOyとPtの伝導帯オフセット量は3.20eVから1.2eV増大し、価電子帯オフセット量は、Gd組成に比例し単調に減少する。また、Gd組成が45%の領域で、比誘電率は24が得られた。3.TiAlN/HfSiON/SiO2ゲートスタックにおいて、Si基板を除去し、絶縁膜側から界面の化学結合状態および仕事関数をX線光電子分光により直接評価した。1000°C熱処理によりHfSiON上のTiNおよびTiAlN(Ti:Al=75:25)ゲートの実効仕事関数の低下することが分った。SiO2膜厚1nmの場合、TiNゲートに比べて、TiAlNの実効仕事関数の低下量は半減する(TiN:4.51eV,TiAlN:4.70eV)。したがって、TiAlNゲートからのHfSiON中へAlおよびN原子の拡散・混入が、実効仕事関数低下の緩和・解消に有効であると考えられる。本年度は、極薄HfLaxOy絶縁膜の電子状態およびHfLaxOy/Si界面の界面反応に関する研究を進める目的で以下の通り実施した。1. Si基板との界面反応を抑制するためにスパッタにより形成したPt膜上に、前駆体にHfとLaの金属有機(DPM)錯体を用いたMOCVDにより、HfLaxOy絶縁膜を形成した。それぞれのDPM錯体の質量比を変えることによりHfLaxOy膜のLa/(Hf+La)組成の化学組成制御が可能であることを確認した。また、CVD時の基板温度の上昇と酸素分圧の増大に伴って残留カーボン量が低下することが分かった。2. HfLaxOy/Pt構造において、X線光電子分光(XPS)分析より、Pt膜に対する伝導帯側のバンド不連続量はLa/(Hf+La)組成が40%以下の領域で3.5eV、55%以上の領域で4.1eVでほぼ一定であり、価電子帯側のバンド不連続量はLa組成の増大と伴にほぼ単調に減少することが分かった。これは、La添加によって、HfLaxOy薄膜の伝導帯側の下端がHf5d軌道に代わりLa5d軌道が支配的となり、価電子帯上端がO2p-Hf5d結合よりもO2p-La5d結合が増大することに起因すると考えられる。3. HfLaxOy/Si構造において、膜緻密化を目的とした800°Cの酸素雰囲気中熱処理によって、La/(La+Hf)組成が35%以上の場合はHfLaxOy膜中へのSiの混入が顕著であり、La組成の低下に伴い徐々にSi基板の酸化反応が進むことが分かった。またHfLaxOy膜中へSi原子が混入することによって、Si基板との価電子帯側バンド不連続量は増大することが分った。このようなデータの結果を踏まえ、来年度は電気特性などによって誘電率や欠陥準位密度を評価することを進め、Hf系多元素酸化物の高誘電率化・高品質化を検討する。

HfTixOy膜中の電子占有欠陥は、Ti組成の増大に伴い増大することが分かった。2.DPM錯体を用いたMOCVDによりGd/(Gd+Hf)組成の異なるHfGdxOyをPt上に形成し、化学結合状態およびエネルギーバンドプロファイルを評価した。800°CO_2熱処理したHfGdxOy/Pt界面は組成急峻であり、Gd-O-Hf結合の形成を確認した。Gd/(Gd+Hf)組成の増加に伴い、HfGdxOyとPtの伝導帯オフセット量は3.20eVから1.2eV増大し、価電子帯オフセット量は、Gd組成に比例し単調に減少する。また、Gd組成が45%の領域で、比誘電率は24が得られた。3.TiAlN/HfSiON/SiO2ゲートスタックにおいて、Si基板を除去し、絶縁膜側から界面の化学結合状態および仕事関数をX線光電子分光により直接評価した。1000°C熱処理によりHfSiON上のTiNおよびTiAlN(Ti:Al=75:25)ゲートの実効仕事関数の低下することが分った。SiO2膜厚1nmの場合、TiNゲートに比べて、TiAlNの実効仕事関数の低下量は半減する(TiN:4.51eV,TiAlN:4.70eV)。したがって、TiAlNゲートからのHfSiON中へAlおよびN原子の拡散・混入が、実効仕事関数低下の緩和・解消に有効であると考えられる。
フランスおよびEUにおける内部者取引の規制

欧州連合の内部者取引の規制は、「市場濫用」の規制の一環として、従来の2003年1月28日の規則2003/6/CEに代えて、2014年4月16日の規則(UE)第596/2014号および2014年4月16日の指令2014/57/UEが制定され、前者の規則は2016年7月3日から適用され、後者の指令も2016年7月3日までにその規定を国内法化することが構成国に義務づけられていた。本研究は、フランスの内部者取引の規制の内容を、欧州連合の内部者取引の規制の展開との関係において検討した。ドイツの内部者取引規制も、欧州連合の規制との関係において、また、フランスの規制との比較のためにも検討した。欧州連合の内部者取引規制の内容を検討した。とりわけ、欧州連合の内部者取引規制にかかわる欧州連合司法裁判所の2009年12月23日の判決(いわゆるSpector判決)の内容を検討し、論文として公表した。さらに、欧州連合司法裁判所の2012年6月28日の判決(いわゆるGeltl/Daimler判決)および2015年3月11日の判決(いわゆるLafonta判決)についても検討をすすめた。欧州連合の内部者取引規制について制度の内容を検討するとともに、欧州連合の内部者取引規制にかかわる欧州連合司法裁判所の判決の検討を進めており、予定通りに業績の公表も行なっている。2016年度は、そうした欧州連合の内部者取引規制にかかわる欧州連合司法裁判所の判決をとくにフランスおよびドイツの国内法との関係において検討し、その成果を以下に掲げる2本の論文として公表した。「欧州連合の内部者取引規制における伸展事象の内部情報ー欧州連合司法裁判所2012年6月28日Geltl/Daimler判決の検討」黒沼悦郎・藤田友敬編『企業法の進路(江頭憲治郎先生古稀記念)』(有斐閣、2017年01月)955-982頁。「欧州連合の内部者取引規制における内部情報の明確性ー欧州連合司法裁判所2015年3月11日Lafonta判決の検討ー」鳥山恭一・中村信男・高田晴仁編集委員『現代商事法の諸問題(岸田雅雄先生古稀記念論文集)』(成文堂、2016年07月)771-800頁。それに加えて、うえの2014年の規則および指令に対応するためのフランスの2016年6月21日の法律の内容を検討した成果をまとめて、日仏法学29号に「立法紹介」として掲載するための原稿を提出している。そのほかに関連して、「〔フランス企業法判例研究〕株式大量保有報告義務違反による議決権剥奪の適用(破毀院商事部2015年2月10日)」早法92巻1号(2016年11月)321-341頁、「協調行為者による義務的な公開申立ての届出(破毀院商事部2014年11月25日判決)」早法92巻2号(2017年3月)165-177頁がある。以上のようにフランスおよび欧州連合の内部者取引規制にかかわる調査および分析と研究成果の公表は順調に進んでいる。今後も、内部者取引規制にかかるフランスおよび欧州連合の制度および判例法の動向の研究および分析をつづける予定である。それに応じた立法措置が、フランスでもドイツでもすでにとられている。そのうち、フランスの立法措置の内容を検討して、その成果を、「資本市場における市場濫用の規制ー市場濫用の処罰システムを改正する2016年6月21日の法律第819号(立法紹介)」日仏法学29号258-265頁(2017年10月、日仏法学会)として公表した。関連して、つぎの研究成果を公表した。「実体経済の回復ー実体経済を回復させることを目的にする2014年3月29日の法律第384号(立法紹介)」日仏法学29号237-248頁(2017年10月、日仏法学会)、「上場会社にかかわる情報開示ー

その有価証券が規制市場における取引に上場されている発行者についての情報にかかわる透明性の義務の調整に関する欧州議会および閣僚理事会の指令2004/109/CEを改正する2013年10月22日の欧州議会および閣僚理事会の指令2013/50/UEの国内法化を定める2015年12月3日のオルドナンス第1576号(立法紹介)」日仏法学29号272-274頁(2017年10月、日仏法学会)、さらに、「フランス企業法判例研究:株式の間接保有者による株式大量保有報告(Paris控訴院2014年6月24日判決)」早稲田法学92巻4号145-163頁(2017年07月、早稲田大学法学会)ほか。欧州連合の内部者取引の規制は、「市場濫用」の規制の一環として、従来の2003年1月28日の規則2003/6/CEに代えて、2014年4月16日の規則(UE)第596/2014号および2014年4月16日の指令2014/57/UEが制定され、前者の規則は2016年7月3日から適用され、後者の指令も2016年7月3日までにその規定を国内法化することが構成国に義務づけられていた。本研究は、フランスの内部者取引の規制の内容を、欧州連合の内部者取引の規制の展開との関係において検討した。ドイツの内部者取引規制も、欧州連合の規制との関係において、また、フランスの規制との比較のためにも検討した。今後は引き続き、欧州連合の内部者取引規制の内容を検討するとともに、欧州連合司法裁判所の2012年6月28日の判決(いわゆるGeltl/Daimler判決)および2015年3月11日の判決(いわゆるLafonta判決)についてさらに検討をすすめて、その成果を論文として公表したい。[研究実績の概要]に述べたように、欧州連合の内部者取引の規制を「市場濫用」の規制の一環として、従来の2003年1月28日の規則2003/6/CEに代えて定める2014年4月16日の規則(UE)第596/2014号および2014年4月16日の指令2014/57/UEが、2016年7月3日から適用されまたは2016年7月3日までに国内法化することが構成国に義務づけられていた。それに応じた立法措置が、フランスでもドイツでもすでにとられている。今後は、そうしたあらたな法制度のもとでの判例法の展開を中心にした運用の内容を検討の対象にしたい。民事法学書籍購入が遅れたため。次年度に書籍を購入する予定です。
電子論に基づく高出力熱電素子β-FeSi_2の材料設計

まずβ-FeSi_2及びそれに他の遷移元素(Co,Mn,Ni,Cr等)を添加した系についてのアイソマ-シフトの変化について分子軌道計算をおこなったところ、結晶格子ののびがアイソマ-シフトに大きな影響を与えていることを確認した。しかしながら四重極分裂については、Coを添加したβ-FeSi_2のみが大きな値を示し、他の遷移元素を添加した系はそれほど大きな変化はなく、無添加のβ-FeSi_2と大きな差はなかった。これは、分子軌道法やバンド計算では十分説明ができない。なぜなら四重極分裂は鉄原子核位置における電場勾配に比例する。しかしそれが、アイソマ-シフトの解釈で指摘したように結晶格子ののびに依存するものとすれば、Coを添加した系での大きな四重極分裂は説明できない。またCo原子のみの局所的な効果によるものであるという解釈で二つの鉄サイトでの増加を説明することはできない。よって単純に電子だけの寄与では四重極分裂の問題を説明できない。そこで我々は、変形ポテンシャル法を用いてこの問題を解釈してみた。すなわち鉄の原子核位置における電場勾配を単純に電子だけの寄与と考えず、phononとの相互作用で考えようとするわけである。これらの解釈に立脚すれば、大きな四重極分裂は伝導電子に結合している音響phononの数が大きく影響していることがわかった。ところでCoを添加した系は工業上用いられている材料である。それ故高出力熱電素子の開発には、単にバンド計算や分子軌道法といった電子のみの寄与を考えるのではなく結晶格子内での電子とphononとの相互作用などにも注目し、その上での材料設計を考えないといけない。
湧別技法の再検討と「札滑石器文化」の研究

1北海道においては、さまざまなタイプの細石刃石核と製作技法が知られているが、およそ峠下型・ホロカ型・札滑型が古く、次いで白滝型、そして蘭越型・オショロッコ型・射的山型へ続く変遷が考えられる。2報告者による白滝村幌加沢遺跡遠間地点の調査で得られた最大の成果は、実際には一つの遺跡に複数の技法が共存し、また互いに連関しつつ技術基盤を形成している様子が解明されたことである。この状況を「テクノロジカル・コンプレックス」と呼ぶこととした。3北海道の細石刃石器群は、大きくは二つの「テクノロジカル・コンプレックス」に分けられる。一つは、幌加沢遺跡遠間地点で抽出された「湧別・幌加沢テクノロジカル・コンプレックス」である。ホロカ技法を含み、湧別技法(従来の札滑型)をその基盤においている。また一つは、新道4遺跡の石器群と、それを補完するピリカI遺跡の石器群から引き出された「峠下・新道テクノロジカル・コンプレックス」である。峠下技法と幌加技法が結びついて形成されたものである。これらの「テクノロジカル・コンプレックス」の起源は、北海道の最古の階段にまでさかのぼる可能性がある。現状での編年的研究によれば、「湧別・幌加沢テクノロジカル・コンプレックス」の出現が、「峠下・新道テクノロジカル・コンプレックス」よりも古い。しかし、少なくとも二つの「テクノロジカル・コンプレックス」のある部分が共存していたことは間違いない。4湧別技法による白滝型細石刃核は、「湧別・幌加沢テクノロジカル・コンプレックス」に由来する。一方「峠下・新道テクノロジカル・コンプレックス」は、蘭越技法を生みだした。おそらく形成には、湧別技法が影響を与えたであろう。1.白滝幌加沢遠間遺跡の発掘調査を実施し、石刃核・石刃・「札滑」型細石刃核・細石刃・舟形削片・スキー状削片・尖頭器様両面石器・彫器などを含むおよそ2万点の資料が調査された。2.これまでの「湧別技法」の範疇には属しがたい資料が多数含まれており、「湧別技法」の再検討という課題に一定の前進が見られている。例えば、「湧別技法」の特徴は縦割りにあるとされているが、横割り(半割)後に縦割りするもの、自然面をそのまま甲板面に利用したものなどがあり、多様な製作過程が復元できる。特に後者の場合、その後縦割りされ、礫表を一面にもつ「スキー状削片」が剥がされた例もある。3.一つの遺物集中区を掘りあてているが、遺跡の構造的研究については、なお今後の調査を待たなければならない。当初、文化層は、一枚でそれほど深くまでは及ばないと予想していたが、部分的な深掘りによって地表下80cmからも遺物が発見された。複数の文化層が存在する可能性が強い。次年度以降に引き継がれる重要な課題であると言えよう。4.黒耀石の原産地(露頭)と周辺の調査を行なった。その結果、標高差により遺跡の様子が異なる。具体的には、遺物の組合せが異なるという事実が明らかになりつつある。高い所から、低い所へ、「最前線の切出し基地」、「中継基地」、「集落」とでも言えそうな、場の性格の相違がある。幌加沢遠間遺跡は、「中継基地」にあたろう。5.遠間栄治氏が集めた「遠間コレクション」は、11.5mの深さから出土したとされているが、今回の遺物は、前記の一部を除き、いずれも浅い層から出土している。遺跡付近がソリフラクションの影響を受けている可能性が強い。また遺物に狭まれるように「火山灰」様のものが確認されている。これまでのところ、起源火山や年代は判明していないが、鍵層になる可能性が強い。これについても、次年度以降の課題である。1.前年度に引続き、白滝幌加沢遺跡遠間地点の発掘調査を実施した。発掘資料は、あわせて10数万点に及び、今年度も、「札滑」型細石刃核・細石刃・舟形削片・スキ-状削片・光頭器様両面石器・彫器・掻器・石刃核・石刃が多数出土した。これまで確認されていなかった荒屋型彫器(メノ-製)が出土し、その共伴が正式に確認された。2.表土中に集中する剥片が、大中小重なりあう状態で広く分布するのに対し、下位の黄褐色ロ-ム層に移行するに従い、スキ-状削片を含む大型の剥片が集中する。しかも小さなブロックを形成する可能性が強い上下の集中が層位的に区別される可能性もあるが、次年度の課題として残された。3.湧別技法、特に札滑技法とホロカ技法を連関しあうひとつの「システム」として理解し、「幌加沢システム」(仮称)を提唱する。この概念化により、結果として、蘭越技法と峠下技法を内包する「ピリカシステム」に対峙させることができる。より多くの比較研究を要するとは言え、このような分析・概念化により、北海道での技術研究に新たな展望が開かれよう。なお、帯広市暁遺跡の資料の分析を行ったが、ここでも、ひとつの技術型式が単独に存在する可能性は少なく、「システム」概念の有効性があらためて確認された。

4.間層に位置する火山灰の地質学的所見によると、広域火山灰の「洞爺火山灰」である可能性が指摘されている。しかしなお詳細な分析を要することから、その断定は次年度の調査に残された。1北海道においては、さまざまなタイプの細石刃石核と製作技法が知られているが、およそ峠下型・ホロカ型・札滑型が古く、次いで白滝型、そして蘭越型・オショロッコ型・射的山型へ続く変遷が考えられる。2報告者による白滝村幌加沢遺跡遠間地点の調査で得られた最大の成果は、実際には一つの遺跡に複数の技法が共存し、また互いに連関しつつ技術基盤を形成している様子が解明されたことである。この状況を「テクノロジカル・コンプレックス」と呼ぶこととした。3北海道の細石刃石器群は、大きくは二つの「テクノロジカル・コンプレックス」に分けられる。一つは、幌加沢遺跡遠間地点で抽出された「湧別・幌加沢テクノロジカル・コンプレックス」である。ホロカ技法を含み、湧別技法(従来の札滑型)をその基盤においている。また一つは、新道4遺跡の石器群と、それを補完するピリカI遺跡の石器群から引き出された「峠下・新道テクノロジカル・コンプレックス」である。峠下技法と幌加技法が結びついて形成されたものである。これらの「テクノロジカル・コンプレックス」の起源は、北海道の最古の階段にまでさかのぼる可能性がある。現状での編年的研究によれば、「湧別・幌加沢テクノロジカル・コンプレックス」の出現が、「峠下・新道テクノロジカル・コンプレックス」よりも古い。しかし、少なくとも二つの「テクノロジカル・コンプレックス」のある部分が共存していたことは間違いない。4湧別技法による白滝型細石刃核は、「湧別・幌加沢テクノロジカル・コンプレックス」に由来する。一方「峠下・新道テクノロジカル・コンプレックス」は、蘭越技法を生みだした。おそらく形成には、湧別技法が影響を与えたであろう。
札幌圏の拡大と地域住民生活の変容

本研究は、札幌圏の拡大に伴う住民生活の変容過程を、札幌市の1つの区である厚別区を取り上げて実証的に明らかにしたものである。厚別区は、札幌市が急激な拡大を続ける1960年代に、流入してくる人々の受け皿として宅地開発が進められ、短期間に変貌を遂げた郊外型の地域である。本研究の最大の問題意識は、厚別区のように大都市の膨張に伴って計画的に作り出された地域が、その後の40年余りの間にどのような変貌を遂げてきたのかを明らかにすることである。そのため、次の3つの点からのアプローチを試みた。第1は、札幌市の都市計画のなかで厚別区が担ってきた役割からみた場合、現在の厚別区はどのような課題を抱えているのかという点の把握である。厚別区は、住宅団地の供給と副都心の役割を担ってきており、札幌市が膨張を遂げる過程で人口と都市機能の受け皿として位置づけられてきた。現在この2つの役割は再検討の時期を迎えている。第2に、住民組織(=町内会)が果たしきた役割からのアプローチである。郊外型の住宅地の場合、転入後に社会的共同消費手段の整備の必要に迫られ、町内会を結成するという経緯をとる場合が多い。宅地化から40年近く経つ現在は、地域ごとに多様な問題を抱えるに至っており、特に、居住形態別による問題状況の相違は顕著である。しかし、将来的には高齢化への対応がどの町内会にとっても大きな課題として位置づけられてくる。第3が、厚別区に暮らす住民層が地域社会とどのような関わりをもって生活しているのかという点の把握である。厚別区の人々の中には、生活の便利さという点から居住地域に愛着を感じている人が多い。人々の生活にとって集団やサークルの位置づけはそれほど大きいものではなく、厚別区内外にひろがるパーソナル・ネットワークが人々の生活を支えている面が大きい。本研究の目的は、札幌市とその隣接市町村の地域社会構造変化をおさえ、その下での地域住民層の生活変容の実相を明らかにすることである。この目的を遂行するにあたり、次の2点を1995年度の研究実施計画の柱とした。第1に、既存の統計分析により「世界都市」東京と札幌市、および札幌市と近郊市町村の関係の編かを明らかにすること。第2に、札幌圏に位置する江別市の住民生活の変容を地域集団・組織の実態分析から明らかにすること。第1の柱に関して、1995年度前半は世界都市論の理論的検討を行い、後半は既存の統計資料の分析を通じ東京と札幌の都市化の違いの把握を試みた。その結果、(1)日本における東京への一極集中と同様に、北海道においても札幌市への一極集中は進むが、集中局面において両者の間には共通点と相違点がみられること、例えば、札幌市では、世界の金融センター、多国籍企業の管理部門の集積はみられないが、生産者サービス業の増加といった現象は確実に進展していることなどが明らかになった。さらに、札幌市の区毎の動態と札幌市近郊への郊外化の動きを統計的に把握することを通じ、中央区への経済機能の集中と通勤圏拡大の実態が明確になった。第2の柱に関しては、江別市の単位自治会の会長と主要なボランタリー・グループのリーダーから聞き取り調査を行い、大都市近郊における地域集団・組織の特徴と問題点の把握を試みた。札幌圏の自治体と札幌市の各区の動向に関しては、今後機関調査を行う予定である。1980年代後半に入ると、「世界都市」東京の拡大と並んで地方中枢都市の拡大が注目されるようになってきている。

本研究は、こうした地方中枢都市の1つである札幌市をとりあげ、札幌圏の拡大に伴う住民生活の変容を取り押さえようというものである。本年度は、札幌市のなかでも人口増が続いている厚別区を取り上げ、(1)都市計画の展開過程、(2)自治会組織を通してみた住民生活の変容過程を取り押さえる試みを行った。厚別区は、札幌市の都市計画に主導されて街づくりが進められてきた地域である。かつて畑地や丘陵地であったところに大型の団地が次々と造成され、道路網が整備され、急激な発展をとげてきた。また、札幌市の副都心計画の下で新札幌の整備が進み、町の中心の移動を経験している。つまり、厚別は、都市計画が地域の空間編成のあり方を大きく規定した地域であるといえる。こうした特徴をもつ厚別も、現在大きな曲がり角にさしかかっている。市営住宅のスラム化、副都心計画の見直しなどが進められているのである。この都市計画の再編がどのような方向で進むのか、また、それに住民諸階層がどのようにコミットしうるのか、この点の把握は重要である。本年度は、そのために機関調査と地域リーダー調査(自治会長調査)を行った。来年度は、さらに新たな機関調査と住民調査を行う予定である。本研究は、札幌圏の拡大に伴う住民生活の変容過程を、札幌市の1つの区である厚別区を取り上げて実証的に明らかにしたものである。厚別区は、札幌市が急激な拡大を続ける1960年代に、流入してくる人々の受け皿として宅地開発が進められ、短期間に変貌を遂げた郊外型の地域である。本研究の最大の問題意識は、厚別区のように大都市の膨張に伴って計画的に作り出された地域が、その後の40年余りの間にどのような変貌を遂げてきたのかを明らかにすることである。そのため、次の3つの点からのアプローチを試みた。第1は、札幌市の都市計画のなかで厚別区が担ってきた役割からみた場合、現在の厚別区はどのような課題を抱えているのかという点の把握である。第2に、住民組織(=町内会)が果たしきた役割からのアプローチである。第3が、厚別区に暮らす住民層が地域社会とどのような関わりをもって生活しているのかという点の把握である。このうち今年度は、残されていた第3の課題へのアプローチを行った。具体的には、厚別区に住居する20歳以上の住民を対象に『札幌圏の拡大と市民生活に関する厚別区民調査』を行った(郵送調査、有効票416票、有効回答率は38.4%)。調査の柱は、(1)住民個々人の地域に対する評価、(2)パーソナル・ネットワークの特徴、(3)集団・グループへの参加程度を把握することにおいた。また、今年度は科研費補助の最終年度にあたっているため、後半は先の3つのアプローチにそって、報告書のまとめを行った。
担癌宿主に於けるサイトカインネットワーク分子機構の解析

担癌宿主に於ける種々の癌病態を制御するサイトカインネットワーク分子機構の解析として以下のような成果があった。1)マウス大腸癌細胞株colon26のin vitroとin vivoにおけるサイトカイン産生を比較したところ大きく異なることが判明した。更に、悪疫質をおこす株では選択的にIL6をin vivoで発現し、おこさない株ではIL6の産生がみられずIL1 receptor antagonistの発現が観られた。2)担癌宿主では腫瘍由来TGFbによるCD4+Thのサイトカイン産生抑制に加えIL6がMoによるTNF産生を抑制して抗腫瘍生体防御能を低下させていることがわかった。3)CD4+のCTL誘導抑制性Tsの存在を明らかにし、CTL標的抗原を決定した。4)ヒト胸腔内Moが癌性胸水中リンパ球のIL2による活性化を増強するとともにIL12がCD8+Tリンパ球よりCTLを誘導する時もMoが関与することを明らかにした。5)gp130,NF-IL6ノックアウトマウスを作製した。6)癌病態調節サイトカインIL8,IL6の遺伝子発現調節機構を詳細に解明した。in vitroとin vivo(癌部位)におけるサイトカイン産生検索は、サイトカインネットワーク解析の仕事はin vivoを想定してのみなしうることを示した。今後更に担癌にともないどのようなサイトカインが実際に発現されるのか、その産生細胞はどれか、実際にin vitroの観察から予想されているようなサイトカインネットワークが存在するのかを種々の癌細胞株を用いたマウスでのモデル実験を行なうとともにヒト癌においても検証する必要がある。サイトカイン遺伝子発現調節機構解析、受容体シグナル伝達機構解析の基礎研究をサイトカイン遺伝子、受容体遺伝子、転写因子、シグナル伝達分子ノックアウトマウス作製の仕事と連結し、サイトカインネットワーク機構解析のためのよいモデル動物を提供できることを期待する。