hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超高濃度Er、O共添加による半導体光増幅素子の作製

得られた主な成果を下記に示す。1.デバイスを構成する基本構造であるGaInP/GaAs/GaInP界面に意図しない中間層が形成され、これが不必要な発光中心となること、また、これがそれ以上の成長層の品質に悪い影響を及ぼすことを明らかにした。2.この原因がGaAs/GaInP界面(GaAsが上)にあること、それがInのテールであることをX線CTR散乱法で明らかにした。3.また、これが540°Cという比較的低い成長温度(しかもEr-20発光が最も効率的な温度)で形成することで完全に除去できることを示した。4.これらの条件下でGaInP/(GaAs : Er, O)/GaInPを基盤とするpn接合を有する発光デバイスを作製し、室温でEr-20に由来する注入発光を世界で初めて得ることに成功した。5.更に、このデバイス構造における発光のパルス応答特性から励起断面積を求め、2x10^<-15>cm^2を得た。これはSiの場合に比べて2桁大きい値である。6.活性層厚さと励起断面積との相関を求め、活性層が厚いほど求められる励起断面積が小さくなることが分かった。7.これは、活性層中の電子及び正孔の拡散距離が、無添加GaAs中に比べて短いためであることを明らかにした。1.全有機金属気相エピタキシャル成長法において、Er原料に(MeCp)_3Erを用いることにより、高濃度でスペクトルの揃った発光を示すEr発光中心を得ることができた。2.また、良質のGaInPをGaAs基板上に成長し、かつ従来問題となっていた界面に基づく低エネルギー帯の発光を抑えることができた。3.以上の結果をふまえ、良質のGaInP/GaAs/GaInPダブルヘテロ構造を作製し、フォトルミネセンス光の強度増大、電流注入による室温レーザー発振を示すデバイス品質であることを示した。4. ErとOを共添加したGaInP/(GaAs:Er,O)/GaInP構造を作製し、Erからの1.5μm帯のフォトルミネセンス光の強度増大を確認した。本年度の実績の概要を以下に示す。1.全有機金属気相エピタキシャル成長浩において、Er原料に液体でバブリング出来る(i-PrCp)_3Erを用いることにより、高濃度でスペクトルの揃った発光を示すEr発光中心を得ることができた。2.ErとOを共添加したGaInP/(GaAs : Er, O)/GaInP構造の最適成長条件(主として、成長温度と酸素添加量)を調べ、Erからのフォトルミネセンス光強度が従来の10倍増大することを確認した。4.活性層GaAs : Er, Oの厚さと発光強度の依存性を調べ、0.3μmに比べ1.2μmでは約8倍の出力が得られることを示した。5.更に、発光の電流パルス依存性から励起断面積を導出することに成功した。6.また、新たにMBE法による低温成長AlGaAs/GaAs ; Er/AlGAaAsのpn接合の作製を行い、室温での電流注入発光を得た。本年度の実績の概要を下記に示す。4.これらの条件下でGaInP/(GaAs:Er,0)/GaInPを基盤とするpn接合を有する発光デバイスを作製し、室温でEr-20に由来する注入発光を世界で初めて得ることに成功した。5.更に、このデバイス構造における発光のパルス応答特性から励起断面積を求め、2×10^<-15>cm^2を得た。

6.活性層厚さと励起断面積との相関を求め、活性層が厚いほど求められる励起断面積が小さくなることが分かった。7.これは、活性層中の電子及び正孔の拡散距離が、無添加GaAs中に比べて短いためであることを明らかにした。
アミノ酸バランスを感知するシグナル伝達機構と核酸生合成の研究

再狭窄抑制剤、T細胞増殖抑制剤、抗癌剤としての薬効が注目されている薬剤ラパマイシンの哺乳動物細胞内の標的タンパク質がmammalianTarget of Rapamycin (mTOR)である。mTORはアミノ酸濃度などの細胞が活発に増殖できる環境条件を感知し細胞増殖、細胞成長制御システムを司る情報伝達系の中枢分子である。細胞増殖にはDNA複製が不可欠であり、そのためには原料となるプリンヌクレオチド、ピリミジンヌクレオチドが大量に必要となる。これらの核酸生合成はグルタミンやアスパラギン酸グリシンなどのアミノ酸を原料とし、核酸の新生にはアミノ酸が不可欠である。細胞の分裂に必要なDNAを複製するためには原料となる大量のアミノ酸を必要とすることから、我々はmTORを中枢としたアミノ酸感知-細胞成長制御系と核酸生合成系とが深く関わっているのではないかと考え、これを裏付ける分子の探索を行った。この分子はraptorおよびmLST8のWDドメインと相互作用しており、作成した抗体を用い、これらの分子との内因性の分子間相互作用を確認した。次にCAD活性測定系を構築し、アミノ酸飢餓および添加によるCADの活性の変化を調べたところ、アミノ酸飢餓においてCADの活性が有意に低下することが見出された。CADとmTORのそれぞれの活性の間の直接的な関連性を裏付ける知見は得られてはいないが、mTORの核酸生合成制御機構の関連性を示唆する成果が得られたと思われる。再狭窄抑制剤、T細胞増殖抑制剤、抗がん剤としての薬効が注目されている薬剤ラパマイシンの哺乳動物細胞内の標的タンパク質がmammalianTarget of Rapamycin(mTOR)である。mTORはアミノ酸濃度などの細胞が活発に増殖できる環境条件を感知し、細胞成長制御システムを司る情報伝達系の中枢の分子と考えられている。細胞増殖は、細胞分裂と細胞成長の2種の独立した生物現象が融合した生物システムによって進行している。また細胞増殖にはDNA複製が不可欠であり、そのためには原料となるプリンヌクレオチド、ピリミジンヌクレオチドが大量に必要となる。これらの核酸生合成はグルタミンやアスパラギン酸、グリシンなどのアミノ酸を原料とし、核酸の新生にはアミノ酸が不可欠である。細胞の分裂に必要なDNAを複製するためには原料となる大量のアミノ酸を必要とすることから、我々は細胞環境中のアミノ酸濃度を感知するmTORを中枢としたシステムと核酸生合成系とが深く関わっているのではないかと考え、これを裏付ける分子の探索を行った。mTOR複合体を構成するraptorおよびmLST8にタグを付加した分子をHEK293細胞に発現させ、共精製される分子を質量分析法により同定した。相互作用する分子の中で核酸生合成に関与する分子を探索したところ、ピリミジン生合成経路において重要な役割を担っている分子が見出された。この分子はraptorおよびmLST8のWDドメインと相互作用しており、作成した抗体を用い、内因性の分子間相互作用を確認することもできた。この分子とmTORとの関連はこれまで全く知られておらず、本成果はmTORが核酸生合成経路にも関与していること初めて示唆するものである。今後はこの分子とmTORとの機能的な関連を解析し、mTORの核酸生合成制御機構の解明を進めていく。
口腔内細菌の多発性硬化症および脳血液関門への影響

口腔内細菌が心血管疾患など、全身性疾患に関わることが知られている。本研究はう蝕の原因菌Streptococcus mutansと歯周病の原因菌Porphyromonas gingivalisが口腔内を超えて脳神経疾患に与える影響を明らかとすることを目的とした。研究の結果、Porphyromonas gingivalis由来の内毒素が脳内の神経保護物質であるミエリンの減少を加速した。歯周病が脳疾患である多発性硬化症のリスクを増加する可能性があることが明らかとなった。近年口腔内細菌が心血管疾患など、全身性疾患に関わることが知られている。本研究はう蝕の原因菌Streptococcus mutansと歯周病の原因菌Porphyromonas gingivalisが口腔内を超えて脳神経疾患に与える影響を明らかとすることを目的とする。神経疾患実験モデルとして、2つの多発性硬化症動物実験モデルを用いて菌の影響が脳血液関門において遮断されるかどうかを検討する。実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)とクプリゾン誘導脱髄(CPZ)モデルは、前者は脳血液関門(BBB)が崩壊するが、後者は崩壊しない実験モデルであり、どちらも神経軸索を取り巻くミエリンが破壊される多発性硬化症の研究に用いられている。本研究の進展により口腔内細菌の神経疾患に与える影響、ならびに口腔内細菌とBBBの間の未知なる関係を解明することが期待される。本研究は2つの口腔内細菌と2つのMS実験動物モデルを用いて、口腔内細菌と神経変性疾患およびBBBとの関係を明らかとすることを特色としている。EAEとCPZ両モデルにおいて菌による病態の悪化が見られれば、菌体のBBB通過だけでなく神経毒性的メディエーターなどの関与が考えられる。EAEモデルのみ病態悪化が見られれば、菌の神経組織内侵入が重要な増悪化因子であることが明らかとなる。本年度は口腔内細菌の培養条件の確立、EAE・CPZの両脱髄モデルマウスの作製を行った。今後脱髄モデルマウスに口腔内細菌の投与実験を行う。本計画の進展により、口腔内細菌の神経疾患に与える影響、ならびに口腔内細菌と脳血液関門の間の未知なる関係を解明することが期待される。多発性硬化症は神経軸索を取り巻くミエリンが破壊される脱髄を特徴とした慢性性炎症性脱髄疾患であり、運動麻痺、視力障害、感覚障害などの神経症状が再発と寛解を繰り返す指定難病である。近年我が国において急激な増加傾向を示している。本研究は多発性硬化症の実験動物モデルであるクプリゾン誘導脱髄モデルを用いた。クプリゾン誘導脱髄モデルマウスにS. mutansの菌体、P. gingivalis由来の内毒素であるp.g.-LPSをそれぞれ投与した。マウスを潅流固定後、病理切片を作製、脳梁部位をミエリン特異的染色であるBlack Gold染色を行いミエリン量を評価した。p.g.-LPS投与されたマウスはミエリンレベルのさらなる減少がみられ、クプリゾン誘導脱髄を増悪化させることが示された。さらにミエリン回復期の検討においてもp.g.-LPS投与されたマウスはミエリンの回復レベルが少なく、再ミエリン化が阻害されていた。本研究により口腔内細菌、特に歯周病菌が多発性硬化症病態を増悪化させる可能性があることが明らかとなった。神経薬理学本年度は口腔内細菌の培養条件の確立、EAE・CPZの両脱髄モデルマウスの作製を行った。研究計画をおおむね順調に進展している。EAE・CPZモデルマウスにそれぞれの菌体由来成分の投与量を変化させて投与し、神経病態の発症・進展を詳細に解析する。神経病理学的解析は、ミエリンの状態を電子顕微鏡観察や組織染色、ニューロンやグリア細胞の状態や病変部への炎症・免疫系細胞の浸潤は免疫組織学的解析を行う。行動学的解析は、四肢の麻痺などを指標としたEAEスコアリングやローターロッド等の運動能力試験を行う。購入予定試薬の納品が予定より遅れたため、翌年度支出となった。また研究協力者への謝金支払手続きの遅れのため、翌年度支出となった。予定通り、試薬購入、謝金として支出する。
深部臓器がんに対する陽子線照射技術の開発

陽子線治療法は、近時、最も合理的ながん治療技術の1つとして開発され、その臨床適用においても優れた治療成果が示されていることから、今後この技術の進歩、充実によるがん治療成績の向上に大きい期待が寄せられている。上記治療成果は、がん病巣をその形状に合わせ選択的に照射すると言うこの治療法に特異的に開発された技術、装置によるものであり、その目的に応じた設備は既に作製されている。しかし、現在この治療法の充実と発展に関する最も重要な課題は、病巣輪郭の把握手段である。すなわち、上記設備によって選択的に照射すベきがん病巣の輪郭が、現時点における映像診断の技術では、高い精度で把握出来る深部臓器がんが少ないため、この優れた治療技術が適用し得る症例は極めて限られており、また十分満足される成果も得難いことから、その適用可能範囲を拡大し、更に合理的な治療成果を得るためには、病巣の輪郭を把握する手段が必要となるものである。また、上記のごとき病巣の選択的照射においては、照射野の照準にも、同様に高い精度の病巣輪郭の把握が要求される。かつる病巣輪郭把握の作業は、臨床的技術によってのみ遂行し得るものであることから、本研究では、昭和61年度より文部省科学研究費の援助の下に、放射線治療医と各臓器担当の医師団との共同作業によって、開創操作を加えることなく、体外部より深部臓器病巣の境界組織内に標識を埋没し、その標識のX線像に基づいて病巣輪郭を把握する技術を開発した。この研究により、陽子線治療の上記重要課題の多くが解決されたことから、この治療法は今後更に広い範囲の臓器がんへの適用が可能となり、治療成果も一層改善されることになると考える。病巣をその立体的形状に一致して選択的に照射し得る陽子線照射の特性に応じ、その照射精度の向上とこの治療法の適応範囲拡大を目的とした本研究において、本年度では高精度の輪郭把握が困難な深部臓器病巣の局所進展範囲を、陽子線照射の照射計画、照準確認に際してX線像として把握するため、照射対象となる病巣の境界部組織内にX線造影物体を標識として埋没する手段を考え、主要臓器、部位に対する標識刺入術並びに、その器具を試作し、合わせて上記目的に適した標識の選定を行った。以下考案された術式夫々の研究結果を報告する。1.標識の選定本術式に使用する標試は、組織内に埋没されることから、イ)刺入操作に際して組織損傷を少なく止めるため、可及的小さいこと、ロ)深部臓器内にあって、X線撮影又は透視により明瞭にその影像が識別し得る物質であること、ハ)照射計画に使用されるCT画面にアーチファクトを発現しないこと、ニ)生体組織内に永久埋没された後、該部組織に与える化学的、機械的刺激が少ないこと等の条件を満足し得るものとして、従来小線源治療に用いられて来たAUシードが選定された。2.標識刺入術式と刺入器、本研究で開発された術式はつぎの如くである。イ)内視鏡による刺入術,内視鏡によって胃,膀胱等の管腔臓器壁病巣に到逹し、直視下に標識を刺入する方法で、消化管内視鏡,膀胱鏡に挿入し得る刺入器が試作され、その使用可能性が確認された。ロ)触診による刺入術、前立腺等体腔を通じて触診により病巣境界を把握し、標識を刺入する方法で、刺入器は従来の小線源刺入器を使用し、満足し得る結果を得た。ハ)術時遺残病巣刺入術主として脳腫瘍の術時遺残病巣に対し使用する方法で、脳組織中の適切な深度に刺入する器具を試作し、その性能を確認した。上記諸術式は、今後該当する諸臓器がん症例に対して使用し、この術式の適用意義を検討する予定である。

本研究の目的は,陽子線治療の優れた特質である立体的不整形状に一致したがん病〓の選央的照射を適確に遂行するため,病巣,主としてX線影像化が困難な軟部組織内のがん病巣の局所進行範囲の輪郭をX線CT画面に影像として把握する臨床手段の開発である.昭和62年度の研究においては,陽子線照射の対象とするがん病巣の境界を表現するため,その境界外側に接した健常組織内に刺入する指標と,これを刺入する器具,術式の開発を試みた.そして,1)指標としては,種々の物質について検討した結果従来小線源照射法に使用して来たAuグレインが基礎実験の結果,CT並びにX線撮影に際して明瞭な影像を現わし,組織内埋没に際して明らかな生物学的,化学的刺戟を示さなかったことから,研究目的を満足するものとして選択し, 2)指標の組織内刺入に関しては,イ)消化管,泌尿器等管腔臓器壁の病巣で,内視鏡によりその局所に到達出来るものに対しては,内視鏡の生検〓子腔を通じて挿入し,直視下に上記部位に指標の刺入を可能とする先端針状の刺入器を試作し,ロ)子宮傍結合織等,体腔を通じ体外部より触診で病巣境界を把握し得るものに対しては,従来小線源組織内照射に使用されて来た刺入器を用い,ハ)脳腫瘍の術時遺残病巣に対しては,術創面から特定の深部に刺入し得る器具を開発した.以上の指標,器具を使用し,現在までに,胃,食道,膀胱,子宮,脳等諸臓器の病巣の陽子線治療に本術式を適用した結果,満足すべき精度で陽子線照射を遂行し得,又本術式の旋行に際し特記すべき困難,障碑は現在まで経験されていない.なお,刺入された指標のX線像に基づき照射時設定された照射野の適確性も検討し得た.今後は,以上開発された指標刺入術を可及的広い範囲の臓器病巣に対して試み,この術式の評価を行う予定である.本年度の研究においては、前年度試作した標識刺入器,標識の改良と現在までにこの標識刺入術を適用して陽子線治療を施行した食道、肝、胃、子宮、膀胱、前立腺、脳等深部臓器のがん33例の臨床結果から、この技術の有意性について検討した。すなわち、刺入針については、管材質、針状部の構造の改良を行い、この器具の反復使用に関する耐性と使用容易性を改善した。又標識は従来のAuグレインを更に外径の小さいIrシードに変更することにより、刺入器への装填並びに刺入操作を容易にした。臨床結果に関しては、この標識の刺入によって、従来腹部臓器内病巣のごとく、CT画像では不鮮明又は識別不能であったその輪郭を的確に把握出来るとともに、毎照射時に対する照準精度も向上し、適確な照射を遂行し得たことから、この技術を適用した病巣には現在までの臨床観察により再発の所見は認められていない。ただし、標識刺入が必ずしも容易ではなかった肝内病巣には、造影剤の経動脈注入法の適用が好ましいと思われる。なお、この研究を行った結果、毎回の照射時における深部臓器の位置、形状の変化を再認識し得たことから、陽子線のみならず、従来の放射線照射においても、病巣に限定した適確な照射に際しては、この方法は必要不可欠と考えられた。以上の結果から、この方法によって陽子線治療適応範囲の拡大と照射精度向上の目的はほぼ達し得たと考える。一方、この方法が適用し難かった肺、腎等の臓器がん及び管腔臓器外方に向って進展した病巣の輪部把握に対しては、今後更に新たな技術を開発する予定である。
河川感潮域における出水時と平常時の遷移過程に関する研究

河川感潮域では出水時と平常時で著しく異なる水理状態が現れるが、今までは別々に議論されてきた。本研究では、利根川感潮域を対象として、現地観測、底質分析、洪水写真解析、数値解析により、2つの状態を結びつけて以下の現象について定量的な研究成果を得た。(1)平水と出水の遷移過程における塩水楔の運動。(2)出水期と低水期を通した河床材料の変化。(3)出水による細粒底質の洗掘過程および塩水侵入下での細粒底質の回帰過程。以下の4項目について検討した。計画準備:利根川の地形データ、河口堰放流量と河口潮位および16.5KP地点の塩分データを入手し、塩水楔の運動状況を概略把握し、観測計画を立案した。塩水楔の運動状況に関する集中観測:観測方法をテストする予備観測を行った後、適当な規模の出水を待ったがチャンスが得られなかった。そこでこの分の経費を次年度に繰り越し、平成21年度に本観測を実施した。その結果、河道内を約10kmにわたって塩水楔が急速に後退していく様子を捉えた貴重なデータが得られた。この運動を既存の鉛直2D塩水密度流モデルで再現したところ、良好な結果が得られた。底質分布の通年調査:平成20年6月から平成21年3月まで、各月一回の頻度で、澪筋に沿って2km間隔で採泥を行い、表層粒度分布を分析した。その結果、粒度分布は3つの基本粒度分布(シルト、細砂、粗砂)の重ねあわせで表現できること、中出水後には中流部でシルト分が消失すること、細砂が単独で現れることはないことなどがわかった。また化学分析の結果、炭素量はシルト含有量と高い相関を示すこと、pHとC/Nの間にも高い相関性のあることがわかった。また1μ付近にピークを持つ極細粒分が超音波洗浄によってコロイド粒子となり、有機物や栄養塩のキャリアとなり得ることがわかった。流況シミュレーション:画像相関法と実体視法を併用して洪水航空写真を解析するシステムを開発し、利根川洪水の様子を解析した。次に2.5Dの洪水流モデルを作成し、洪水航空写真と比較して河岸渦の発生状況などを検討した。その結果、本モデルで洪水流の状況を概ね再現できることを確認した。3Dの塩水密度流モデルの構造を検討し、利根川を対象としたCIP-Soroban法による密度流モデルを設計した。昨年度に引き続き、以下の4項目について検討した。塩水楔の運動状況に関する集中観測:昨年度繰越分で6月に実施した観測で塩水楔の後退過程が捉えられたので、今年度は遡上過程を観測することとし、水理条件が整った7月と9月に実施した。7月の観測では、河口堰が出水時全開操作を行っている上げ潮時に、堰の10km上流まで塩水が侵入する状況が捉えられた。また9月観測では、河口部の波浪状況によって遡上形態が異なる様子が捉えられた。また長期間設置している濁度計の出力から、流量と細粒土砂供給の概略の関係を把握できた。底質分布の通年調査:4月から1月までは、1ヶ月ごとに昨年と同様の方法で、堰下流河道の澪筋において2km間隔で底質を採取した。このうち5回は3断面において横断方向にも6点採取し、水深による粒度の違いを調べた。また2月には、縦断方向には500mないし1kmの間隔で、全ての断面において横断方向に6点でサンプリングを行った。本年度は2,500m^3/s程度の出水が一度あったのみで、底質の大規模な粗粒化は生じなかったが、同出水の後の観測において上中流部でシルト成分の減少が観測された。また詳細調査により対象区間全体におけるシルト成分の空間分布が始めて捉えられた。流況シミュレーション:平成13年洪水の航空写真を河口堰下流部について解析し、同じ条件で2.5Dモデルで計算し比較した。地形条件は1km間隔の横断測量データを内挿して作成した。その結果の一致度は必ずしも良好でなかった。原因としては、河口堰下流では1kmごとの横断図に現れない局所的地形変化と橋脚による二次流の影響が強いことであった。この点については次年度に改良することとした。3Dモデルについては、今年度予算でPCを購入し、CIP-Soroban法に基づくモデルを並列計算用に設定しテストランを行った。以下の内容を実施し、研究のとりまとめを行った。現地観測:2010年には出水らしい出水がなかったため塩水楔の回復過程に関する観測は行えなかった。そこで小出水の後に底質の集中観測を追加し、縦横断的に詳細な底質粒度分布調査を実施した。その結果、以前に推測した汽水域中流部で細粒土砂が流出しやすい傾向をデータとして明確に提示できた。

また過去の出水前後に採取した底質の腐植(上流由来)と600°C強熱減量(下流由来)を分析し、出水後に堆積した上流由来の懸濁物が、塩水楔の発達後には下流由来の懸濁物に置き換わる様子が明確に認められた。600°C強熱減量は酸素消費に関係する鉄との相関が高く、土砂移動と貧酸素水塊発生の関係が推定された。数値シミュレーション:前年の集中観測で捉えた塩水楔の運動過程を鉛直2Dモデルで再現した。また同モデルを用いて塩水流動による底質の輸送過程を推定した。洪水航空写真を解析して下流部の底泥洗掘過程を推測するとともに現象をモデル化して2.5次元モデルに組み込み、航空写真に表れている濁質パターンを再現した。3Dの塩水流動モデルを作成し貧酸素水塊の形成過程をシミュレーションし過去の観測データと比較して妥当性を確認した。研究発表および総括:以上の結果を総括し、従来は個々に議論されてきた塩水楔の運動と底質移動および貧酸素水塊発生の特徴を考察し、汽水域の河道計画に関するポイントを取りまとめた。また塩水流動と底質特性にについて和文論文発表(2編)と口頭発表(5件)を行った。
新規環境汚染物質ブロム化難燃剤および水酸化PCBの甲状腺ホルモン機能の攪乱

ブロム化難燃剤はパソコン、テレビを始めとする家電品の難燃剤として広く使用されているが、その環境への残留性からダイオキシンにかわる新らたな環境汚染物質として注目されている。また、水酸化PCBは生体内に残存する活性代謝物として、PCBの毒性の一役を担っていると考えられている。一方、これらの化合物の中には、甲状腺ホルモンとの構造類似性が見られることから、甲状腺ホルモン作用を撹乱する可能性が考えられている。そこで、ブロム化難燃剤および水酸化PCBの甲状腺ホルモンレセプターと親和性をbindingassayおよびレポーターアッセイ系を用いて検討した。また、in vivoでの影響評価として、オタマジャクシからカエルへの変態を指標とした検討を行った。その結果、下垂体細胞MtT/E-2の甲状腺レセプターに対して、代表的なブロム化難燃剤であるテトロブロモビスフェノールAおよびいく種かの水酸化PCBは強固に結合することを見出した。また、下垂体細胞GH3の増殖および成長ホルモンの分泌を促進し、アゴニスト作用が見られた。これに対して、甲状腺レセプターをトランスフェクトしたチャイニーズハムスター卵巣細胞CHOに対しては、アンタゴニスト作用を示した。さらに、甲状腺ホルモンレセプターとの親和性の構造的要因を検討した結果、4位に水酸基および3,5位にハロゲンが必須であった。一方、オタマジャクシが変態する際に、甲状腺ホルモンが促進することが知られている。そこで、オタマジャクシからカエルへの変態(尾の短縮および手足の伸長)を利用して、これらの物質の甲状腺ホルモン撹乱作用を検討した結果、テトロブロモビスフェノールAおよびは4-hydroxy-3,3',4',5-tetrachlorobiphenylは甲状腺ホルモンによる尾の短縮および手足の伸長を著しく阻害し、甲状腺ホルモン撹乱作用を示した。ブロム化難燃剤はパソコン、テレビを始めとする家電品の難燃剤として、広く使用されているが、その残留性からダイオキシンにかわる新規環境汚染物質として注目されている。また、水酸化PCBは生体内に残存する活性代謝物として、PCBの毒性に関与していると考えられている。一方、これらの化合物あるいは代謝物の中には、甲状腺ホルモンとの構造類似性が見られることから、甲状腺ホルモン作用を撹乱する可能性が考えられる。そこで、ブロム化難燃剤および水酸化PCBの甲状腺ホルモンレセプターと親和性をbindingassayおよび培養細胞を用いたレポーターアッセイ系を用いて検討した。その結果、下垂体細胞MtT/E-2の甲状腺レセプターに対して、4-hydroxy-3,3',4',5-tetrachlorobiphenylを初めとするある種の水酸化PCBは強固に結合することを見出した。これに対して、甲状腺レセツターをトランスフェクトしたチャイニーズハムスター卵巣細胞CHOに対しては、アンタゴニスト作用を示した。なお、甲状腺ホルモンレセプターとの親和性の構造活性相関における甲状腺ホルモン撹乱物質としての構造的要因を明らかにするために、さらに水酸化PCBの種類を増やして検討中である。一方、オタマジャクシがカエルに変態する際に、甲状腺ホルモンが重要な働きをすることが知られている。本研究では、オタマジャクシからカエルへの変態(尾の短縮および手足の伸長)を利用して、これらの物質の甲状腺ホルモン撹乱作用を検討した。その結果、ブロム化難燃剤テトロブロモビスフェノールAは甲状腺ホルモンによる尾の短縮および手足の伸長を著しく阻害し、甲状腺ホルモン撹乱作用を示すことを見出した。ブロム化

難燃剤はパソコン、テレビを始めとする家電品の難燃剤として広く使用されているが、その環境への残留性からダイオキシンにかわる新らたな環境汚染物質として注目されている。また、水酸化PCBは生体内に残存する活性代謝物として、PCBの毒性の一役を担っていると考えられている。一方、これらの化合物の中には、甲状腺ホルモンとの構造類似性が見られることから、甲状腺ホルモン作用を撹乱する可能性が考えられている。そこで、ブロム化難燃剤および水酸化PCBの甲状腺ホルモンレセプターと親和性をbindingassayおよびレポーターアッセイ系を用いて検討した。またin vivoでの影響評価として、オタマジャクシからカエルへの変態を指標とした検討を行った。その結果、下垂体細胞MtT/E-2の甲状腺レセプターに対して、代表的なブロム化難燃剤であるテトロブロモビスフェノールAおよびいく種かの水酸化PCBは強固に結合することを見出した。また、下垂体細胞GH3の増殖および成長ホルモンの分泌を促進し、アゴニスト作用が見られた。これに対して、甲状腺レセプターをトランスフェクトしたチャイニーズハムスター卵巣細胞CHOに対しては、アンタゴニスト作用を示した。さらに、甲状腺ホルモンレセプターとの親和性の構造的要因を検討した結果、4位に水酸基および3,5位にハロゲンが必須であった。一方、オタマジャクシが変態する際に、甲状腺ホルモンが促進することが知られている。そこで、オタマジャクシからカエルへの変態(尾の短縮および手足の伸長)を利用して、これらの物質の甲状腺ホルモン撹乱作用を検討した結果、テトロブロモビスフェノールAおよびは4-hydroxy-3,3',4',5-tetrachlorobiphenylは甲状腺ホルモンによる尾の短縮および手足の伸長を著しく阻害し、甲状腺ホルモン撹乱作用を示した。
脂肪細胞の分化形質転換に関与する遺伝子の単離と機能解析

脂肪細胞の分化制御機構を理解するために、臨床材料及びマウス細胞を用いて以下の実験を行った。1.脱分化型脂肪肉腫の遺伝子解析脂肪細胞由来の悪性腫瘍である高分化型脂肪肉腫から脱分化を遂げて脂肪肉腫とは組織学的に全く異なる高悪性度肉腫細胞へ変化した症例における遺伝子変異を解析した。対象となった症例は3例であり、いずれも組織学的に分化した脂肪組織に類似した高分化型脂肪肉腫の部分と、高悪性度の紡錘形細胞肉腫で組織学的には悪性線維性組織球腫と考えられる部分が存在しており、それぞれよりDNA及びRNAを抽出した。まずMDM2遺伝子の増幅及び発現を解析した。高分化型の部分では、いずれの症例でも10倍以下の増幅が認められ、RNAレベルでの発現も認められた。対象として解析した良性の脂肪腫では、表層に発生したサイズも小型のものでは増幅は認められなかったが、深部に発生した大きな腫瘍では、組織学的には良性であっても高分化型脂肪肉腫同様に10倍以下の増幅が認められた。一方、悪性線維性組織球腫の部分では20倍から40倍の増幅が検出され発現レベルでも著しく亢進しており、MDM2遺伝子増幅の悪性変化への関連性が伺われた。2.p53ノックアウトマウスからの脂肪細胞の単離脂肪細胞と骨芽細胞との間の関連性を理解する材料として新生p53ノックアウトマウスの骨髄より間質細胞を単離培養し、リングクローニングにより多数のクローンを得た。それぞれのクローンにdexamethasonを添加し、培養を行い脂肪滴形成などの脂肪細胞への分化を示すクローンを3種類単離した。これらの細胞をdexamethason無添加の状態で長期間培養するvon Kossa染色陽性の結節を形成した。すなわち骨芽細胞へ分化することがプログラムされた細胞が培養条件の操作により脂肪細胞へと分化できることが明らかになった。このような形質は継代を経ても維持されており、分化誘導前後での遺伝子発現変異を解析する予定である。
コミュニケ-ション障害の構造と指導

本研究では,コミュニケ-ション障害を広く「関係が取りにくい」「気持ちが通じない」という当事2者間の間主観的感じ分けの問題として捉え,その関係の相互的な調整の在り方を,観察記録及び実際の指導を通して明確にしたいと考えた。研究代表者,研究分担者個々の具体的な成果は下記の通りである。鯨岡は,乳幼児と母親(保母)との原初的コミュニケ-ション関係に関して作成した「原初的コミュニケ-ション関係の構造モデル」を,さらに観察資料を加える中で検討・修正し,それを平成2年度島根大学教育学部研究紀要に発表した。また,このモデルに基づいて,平成2年度重点領域研究成果発表会の公開シンポジウム「コミュニケ-ション障害研究の今後」にシンポジストとして参加すると共に,平成2年度科研究成果発表論文集に過去3ケ年の研究成果の総括を発表した。津守は,学童期の障害児を養護学校場面で観察・録取し,教師の内省報告を継続的に記録した(前年度からの継続)。それと共に,数人の子どもの長期に亙る縦断的な記録を整理して教師ー子どものコミュニケ-ション的関係を明確にし,それを基礎に研究成果を平成2年度重点領域研究成果発表論文集に発表した。大石と肥後は,共同して,幼児期から少年期に及ぶ指導事例の指導記録・育児日記及び回想記録を分析し,子どもー指導者間のコミュニケ-ション関係の成立課程を明確にした。これは,平成2年度重点領域研究成果発表論文集に発表された。また,障害児の指導実践に日頃携わっている教師や保母を対象に合宿セナミ-を開催し,障害児の指導のあり方を,特に教師や保母の側の関わり方の問題として検討を加えた。松沢は,チンパンジ-に3者間のコミュニケ-ションにおけるメッセンジャ-の役割を与え,その時のチンパンジ-の行動の特徴を明確にした。なお,これらの研究成果は平成3年度科学研究費「成果とりまとめ」に基づいて刊行される重点領域研究総括班の論文集に収録される予定である。
運動系の分子生物学的研究の推進

人類をはじめ、すべての動物の存在の最も具体的かつ最終的表現である運動の発現にかかわる要素である、中枢神経,末梢神経,筋肉よりなる運動系について、分子レベルの研究より、運動系の発達過程、運動系のエネルギー生産系の調節、運動系の代謝過程の遺伝子レベルでの調節、運動細胞の変性・老化・修復の機構、運動系細胞間の物質レベルでの情報伝達、などについて、集約的な研究を行う重点研究を推進するため、次の研究項目について準備のための研究を行なった。(1)運動系の発達とその異常の研究として、脳の発生から小児の運動機能の発達に至るまでの機構を、病理,生化学,分子遺伝学の側面から解析し結合すると同時に、特に運動発達の異常を細胞レベル、分子レベルで解明する。(2)運動系における情報伝達の研究として、情報伝達の原理とその障害の機構を、脳のニューロン回路網と末梢運動神経系および筋肉のシナプスについて、シナプス前部伝達物質、シナプス後部の受容と情報変換機構を分子細胞レベルより解明する。(3)運動系の分子・遺伝生物学的アプローチの研究として、ミトコンドリアの電子伝達系のエネルギー代謝機構とその異常、運動系細胞の固有な蛋白とその蛋白合成にかかわるDNAのモノクローナル抗体法とDNAシエクエンマによる解明、運動系に異常をもつ遺伝性疾患のDNA上における異常などを研究する。(4)運動系の変性と修復の成立過程の研究として、変性と修復の過程を、内因,外因,疫学的手法で追求する一方、変性の結果生ずる異常を薬理学および神経系の適応性を用いて修復する基礎過程の解析を行なう。(5)運動系における制御機構の研究として、運動系の統合中枢である錐体外路系などの機構を形態学,薬理学,生理学的手法でシナプスレベルで解明する。以上の項目の研究を開始するための準備の班会議を5回開催し、研究の最新の情報を集約し、重点研究の体制を確立した。
多国間条約における国際公域、国際公共財及びグローバルコモンズの管理方式

平成19年度には、雑誌投稿論文執筆、投稿(審査中)、68月には論文執筆のため、関連機関(核物質管理センター、宇宙航空研究開発機構(JAXA)等)へのインタビュー及び文献調査を実施。9月、国際宇宙会議(ハイデラバード)国際宇宙法学会(IISL)で発表。10月、オラン・ヤング教授(米国カリフォルニア大サンタバーバラ校。ガバナンス論)による、京大におけるセミナー傍聴し、以後、研究の方向性に関し、指導を受けることとなり、,多国間環境条約における科学と政策の関係に関する基礎理論を得た。またこれをきっかけに10月、国立環境研究所との研究連携開始(衛星森林炭素監視制度に関する研究)。平成20年1月、国立環境研究所招聘を受け、国際会合出席。政府及びGEOSS(地球観測システム)への提案書等作成協力。本研究は、国立環境研究所/JAXA/東京大学生産研究所の地球環境総合推進費プロジェクトとして認可された。衛星によるオペレーショナルな条約(京都議定書以降の国際枠組み)対応の国際システム構築は世界初の試みであり、この研究連携により、研究の将来の方向性が決定づけられた。このほか立教女学院短大において「環境と宇宙」に関する講演(19年10月)、Space Security Conference(ニューデリー)で発表(19年11月)、IISLアジア太平洋地域における宇宙法と災害応用技術に関する会合で発表(19年11月)。また、20年4月ウィーンにて開催予定の国際連合宇宙空間平和利用委員会法律小委員会のシンポジウムパネルスピーカー、6月浜松にて開催予定の国際宇宙科学及び技術に関するシンポジウム(ISTS)での招待講演の依頼を受けている。・平成17年10月より博土課程に進学しているため、本年度は博土課程の1年目及び2年目前半に当たる。1年目前半には、修士論文の雑誌投稿・編集作業を、米国国家リモートセンシング宇宙法センターのガブリノウィッツ教授の助力を得て行い、宇宙法の学会誌Journal of Space Lawに掲載。これにより、DC-1初年度の研究活動が方向付けられた。・平成18年4月には、アジアからのスピーカーとして、国際連合宇宙空間平和利用委員会法律小委員会の場で開かれた国際宇宙法学会及び欧州宇宙法センター共催シンポジウムのパネルスピーカーとして招待され、講演及びパネルディスカッションを行った。同内容は論文として今年度末刊行の国際宇宙法学会誌に掲載予定。・同教授に同行し、平成18年8月に日本の宇宙政策及び地球観測データポリシーの調査を行った。宇宙関連機関や省庁、環境関連機関及び企業を来訪しインタビュー調査を行った。・この結果の一部を用いたものが、平成18年10月に、国際宇宙法学会及び国際写真測量学会で行った発表である。国際宇宙法学会においては、衛星による二酸化炭素観測の京都議定書への貢献可能性と限界について述べた。本論文は、今年度末刊行の国際宇宙法学会誌に掲載予定である。国際写真測量学会では、クローズドのワークショップヘの招待を受け、条約のモュタリングに関連して、日本における商業地球観測データを入手可能性とデータポリシーの諸問題について述べた。本発表の内容は、書籍として刊行される予定。・平成19年3月には、第3回アジア宇宙会議において、日本の地球観測データポリシーについて発表、本内容の地理情報学会誌への投稿を勧められており、現在執筆作業中。・本年度は、一連の調査や学会発表、雑誌投稿の機会に恵まれ、予想以上の成果を挙げることができたと考えている。これにより、来年度の発表機会もいくつか確定している。
尿路性器癌における血管新生能とアポトーシス抵抗性獲得能の機序の検討

本研究において以下の点を明らかにした。1.Isoflavonoidの一種でチロシンキナーゼインヒビターであるgenisteinは、腎細胞癌の主要な血管新生因子であるVEGFおよびbFGFの発現をある程度抑制し、in vivo実験においても血管新生を抑制することが認められた。さらに、genisteinは濃度依存性に腎細胞癌の増殖を抑制した。以上より、genisteinは血管新生抑制効果と増殖抑制効果を有しており、腎細胞癌の新たな治療法の一つになりうる可能性が示唆された。2.チロシンキナーゼインヒビター(genistein)によりVEGFの発現・産生および細胞増殖が抑制された事実から、VEGFの過剰発現とアポトーシス抵抗性の原因としてチロシンキナーゼ、特にc-srcの活性化を推測した。そこで、c-srcの遺伝子異常による活性化を解析したが、この異常を示さなかった。このことより、c-src以外の機序が関与しているものと思われた。3.PPARγのリガンド投与により、VEGFおよびbFGFの発現・産生を抑制するとともに、腎細胞癌の増殖抑制、アポトーシス誘導が示された。PPARγリガンドであるピオグリタゾンは実際に糖尿病患者に投与されている薬剤であり、その通常量でも血管新生因子の発現抑制が認められることより、臨床応用も十分可能であるものと思われた。我々は、これまでin vitroでイソフラボンの一種であるゲニステインが腎細胞癌において主要な血管新生因子であるvascular endothelial growthfactor(VEGF)やbasicfibroblast growthfactor(bFGF)の発現を抑制することを検討してきた。本年度は、このゲニステインがin vivoにおいて腎細胞癌の血管新生を抑制できるか否かmouse air sac modelを用いて検討した。その結果、腎細胞癌をゲニステインで処理した場合、コントロール群に比べin vivoでの血管新生を抑制しているのが認められた。さらに、我々は新たな抗血管新生抑制薬の検索のため、様々な物質を検討してきたが、その中でperoxisome proliferator-activated receptor(PPARg)に注目している。もともとは脂肪細胞への分化誘導に関与しているが、種々の腫瘍細胞でもの受容体のリガンドであるチアゾリン誘導体により腫瘍増殖の抑制が認められている。さらに、近年、血管新生を抑制することも報告されてきている。我々は、前立腺癌細胞を含めた尿路性器癌の一部にPPARγの発現を確認しており、今後、チアゾリン誘導体によるVEGFやbFGFの発現の抑制の有無を含めて尿路性器癌の血管新生を抑制できるか否かをin vitroおよびin vivoで検討していく予定である。1.RT-PCR、免疫染色によりSMKTR-1,2,3,4(当科で樹立したヒト腎細胞癌株)におけるPPARγおよびPPARγと二量体を形成するretinoid X receptor (RXR)の発現を検索した結果、すべての腎細胞癌株においてPPARγとRXRの発現を認めた。2.15-DeoxyA^<12,14>prostaglandin J2とチアゾリン誘導体であるピオグリタゾン投与によりすべての腎細胞癌株において有意な細胞増殖抑制効果が認められた。3.ピオグリタゾン投与により、アポトーシスの誘導がTUNEL法により確認できた。以上の結果より、PPARγを介した増殖抑制効果が認められ、腎細胞癌の新たな治療ターゲットになりうるものと思われた。今後、腎細胞癌におけるチアゾリン誘導体による血管新生抑制効果の有無、in vivoにおける腫瘍増殖効果の有無につき検討していく予定である。(B)我々はラットprobasin promoter (LPB)にSV40 large T抗原(Tag)をlinkしたtransgeneにより作成されたLPB-Tagトランスジェニックマウスのライン12T-10前立腺より樹立した神経内分泌細胞癌アログラフトを用い実験を行った。ヌードマウス背部皮下に移植したこのアログラフトの増殖速度は去勢によって影響を受けず、またTUNEL法によって検討したアポトーシスの程度も去勢により影響を受けなかった。このことより、マウス前立腺神経内分泌細胞癌アログラフトのアンドロゲン非依存性が確認された。

本年度は、このアログラフトの血管新生能に関して検討し、アンドロゲン非依存性の機構を解明していく予定である。1.15d-PG2(10μM)とチアゾリン誘導体であるピオグリタゾン(10μM)投与によりSMKTR-3,4においてVEGFmRNAの発現が60-70%抑制された。なお、検討した薬剤の濃度および条件では細胞増殖抑制をホさないことを確認している。2.細胞上清を用いVEGF蛋白およびbFGF蛋白分泌を抑制できるか否かについてELISAで検討した。15d-PG2(10μM)とピオグリタゾン(10μM)の48時間処理により、VEGF蛋白とbFGF蛋白の分泌はそれぞれ60-70%およびほぼ100%抑制された。3.ピオグリタゾンは実際に糖尿病患者に投与されている薬剤であるが通常量投与した場合、その血中濃度は3.56μMとされている。そこで、低濃度(1および5μM)で7日間処理し抑制効果の有無について検討した。その結果、5μMでは有意なVEGF蛋白とbFGF蛋白の抑制効果が得られた。以上の結果より、PPAR γリガンドは増殖抑制効果のみならず、血管新生抑制効果を示し腎細胞癌の新たな治療ターゲットになりうるものと思われた。さらに、低濃度のピオグリタゾンにおいても血管新生因子の発現抑制が認められることより、臨床応用の可能性も示唆された。
疼痛制御におけるL-アルギニンの役割:NO系とキョ-トルフィン系の関与

1.脳内での疼痛制御におけるL-arginineの役割2.末梢での侵害受容におけるL-arginineの役割炎症時の侵害受容において,末梢組織中のNOが血管透過性を亢進させることにより侵害受容を促進させるとの見解と,nociceptorへの直接的な抑制作用により抗侵害的に作用するとの見解が対立した現状にある.著者らは,formalin誘発侵害反応モデルを用いてこの矛盾点の解明を試みた.その結果,末梢組織中でL-Argより生成されるNOはその濃度に依存して侵害促進的な面と侵害抑制的な面を合わせ持つことが示唆された.1.脳内での疼痛制御におけるL-arginineの役割2.末梢での侵害受容におけるL-arginineの役割炎症時の侵害受容において,末梢組織中のNOが血管透過性を亢進させることにより侵害受容を促進させるとの見解と,nociceptorへの直接的な抑制作用により抗侵害的に作用するとの見解が対立した現状にある.著者らは,formalin誘発侵害反応モデルを用いてこの矛盾点の解明を試みた.その結果,末梢組織中でL-Argより生成されるNOはその濃度に依存して侵害促進的な面と侵害抑制的な面を合わせ持つことが示唆された.
コロナ放電を用いた革新的イオン導入法の開拓と新物質合成

本研究では、革新的コロナ放電処理法を確立することで、様々な物質に金属イオンを導入し、従来のプロセスでは合成が困難な新規物質の合成に挑戦する。これにより、イオン伝導材料、超伝導材料、熱電材料などの新物質探索の研究を加速させることを目的とする。NASICON型構造を有するNa3-xKxV2(PO4)3は次世代のナトリウムイオン電池材料として有望視されているが、従来の焼結プロセスではK濃度はx=0.12までしか報告されていない。これはK濃度が増加することで、NASICON構造が最安定ではなくなることに起因する。しかし、本手法を用いることで、従来の15倍のK濃度を実現し、準安定物質を得ることに成功した。さらに、層状物質である遷移金属ダイカルコゲナイドTaS2は金属イオンの導入に伴う超伝導化が報告されている。本研究ではこれまでに確認しているアルカリ金属イオンのインターカレーションに加えて、遷移金属イオン(Cu+, Ag+)のインターカレーションを試みた。イオン源にCuI、およびAgIを用いることで、Cu2/3TaS2, Ag2/3TaS2の合成に成功した。本研究の進展に伴い、単純に高い電圧を印加することで、イオン導入が進行するわけではなく、材料のイオン拡散係数に応じた適切なイオン供給が重要であることが明らかになった。これらの成果をまとめた論文がJournal of American Chemical Societyから出版され、本手法の3D画像がSupplementary Coverとして採用された。さらに、TaS2へのイオン導入量を制御する条件を見出し、ステージ2構造を有するAg1/3TaS2の合成に成功した。Ag1/3TaS2およびAg2/3TaS2では1.6 K、0.4 Kのそれぞれでゼロ抵抗を確認し、新規超伝導体であることを見出した。本成果は応用物理学会にて報告した。平成29年度は本手法を用いることによって、準安定物質Na3-xKxV2(PO4)3、層状遷移金属ダイカルコゲナイドCu2/3TaS2, Ag2/3TaS2およびそのステージ2構造Ag1/3TaS2等の複数の新規物質の合成に成功している。また、アルカリ金属イオンのイオン源であるリン酸塩ガラスに加えて、新たなイオン源としてCuI、AgIが利用できることを明らかにし、現状ではH+, Li+, Na+, K+, Cu+, Ag+のイオン導入が可能となるに至っている。特に、Cu+, Ag+のイオン導入では、過剰な電圧印加に伴い、イオン源と試料の界面に金属が析出し、インターカレーションを妨げることが確認された。これを防ぐためには、接触面積を広げ良好な界面を形成することが重要であり、接触具合に応じた適切な印加電圧での処理が有効であるという新たな知見が得られた。当初、イオン導入には7 kV以上の高電圧を必要とする合成を想定していたため、コロナ放電の安定化に向けた研究を推進する予定であったが、むしろ低電圧での処理が有効であることが判明し、現状では低電圧下の物質探索を中心に研究を推進している。今後、合成する物質に応じて7 kV以上の高電圧が必要であると判断した場合は、コロナ放電の安定化も視野にいれ、臨機応変に研究を推進する予定である。平成29年度は既に多くの新規物質の合成に成功しており、特にAg1/3TaS2、Ag2/3TaS2では超伝導物質としての機能が確認されている。以上の研究成果を踏まえて、概ね順調に進捗していると判断した。平成29年度は、リン酸塩ガラス、および金属ヨウ化物をイオン源として利用することで、様々な一価カチオンのイオン導入に成功した。平成30年度は、Mgイオン等の2価イオンにも焦点を当てて研究を遂行する。イオン源としては、MgFeSiO4やMgZr4(PO4)6が候補として挙げられるが、イオン源の選定には研究の進展に応じて柔軟に対応する。またマイナスイオンであるヒドリド(H-)のイオン導入についても検討する。ヒドリドの発生には、コロナ放電発生装置の電極極性を反転し、負電圧を印加することでH2+2e-→2H-の反応により生成する。ヒドリドのイオン半径は酸化物イオンやフッ化物イオンと同程度であり、ペロブスカイト酸化物であるBaTiO3やSrTiO3、またBaF2やK2NiF4などをホスト物質とすることで、ヒドリド化合物の合成に挑戦する。さらに平成29年度に採用したホスト側の物質として、2次元層状物質TaS2やNASICON型材料が挙げられるが、ZeTe3等に見られる1次元繊維状物質や、クラスレート化合物(Na8Si46やNa46Si136)なども今後のホスト物質の候補材料として考案している。加えて平成29年度に得られた知見から、イオン源とホスト物質の良好な接触界面を形成することが本手法を用いたイオン導入における重要な課題であることが確認された。平成30年度は、この接触界面の改善に向けても検討したいと考えている。

NASICON型構造を有するNa3-xKxV2(PO4)3は次世代のナトリウムイオン電池材料として有望視されているが、従来の焼結プロセスではK濃度はx=0.12までしか報告されていない。これはK濃度が増加することで、NASICON構造が最安定ではなくなることに起因する。しかし、本手法を用いることで、従来の15倍のK濃度を実現し、準安定物質を得ることに成功した。さらに、層状物質である遷移金属ダイカルコゲナイドTaS2は金属イオンの導入に伴う超伝導化が報告されている。本研究ではこれまでに確認しているアルカリ金属イオンのインターカレーションに加えて、遷移金属イオン(Cu+, Ag+)のインターカレーションを試みた。イオン源にCuI、およびAgIを用いることで、Cu2/3TaS2, Ag2/3TaS2の合成に成功した。本研究の進展に伴い、単純に高い電圧を印加することで、イオン導入が進行するわけではなく、材料のイオン拡散係数に応じた適切なイオン供給が重要であることが明らかになった。これらの成果をまとめた論文がJournal of American Chemical Societyから出版され、本手法の3D画像がSupplementary Coverとして採用された。さらに、TaS2へのイオン導入量を制御する条件を見出し、ステージ2構造を有するAg1/3TaS2の合成に成功した。Ag1/3TaS2およびAg2/3TaS2では1.6 K、0.4 Kのそれぞれでゼロ抵抗を確認し、新規超伝導体であることを見出した。本成果は応用物理学会にて報告した。平成29年度は本手法を用いることによって、準安定物質Na3-xKxV2(PO4)3、層状遷移金属ダイカルコゲナイドCu2/3TaS2, Ag2/3TaS2およびそのステージ2構造Ag1/3TaS2等の複数の新規物質の合成に成功している。また、アルカリ金属イオンのイオン源であるリン酸塩ガラスに加えて、新たなイオン源としてCuI、AgIが利用できることを明らかにし、現状ではH+, Li+, Na+, K+, Cu+, Ag+のイオン導入が可能となるに至っている。特に、Cu+, Ag+のイオン導入では、過剰な電圧印加に伴い、イオン源と試料の界面に金属が析出し、インターカレーションを妨げることが確認された。これを防ぐためには、接触面積を広げ良好な界面を形成することが重要であり、接触具合に応じた適切な印加電圧での処理が有効であるという新たな知見が得られた。当初、イオン導入には7 kV以上の高電圧を必要とする合成を想定していたため、コロナ放電の安定化に向けた研究を推進する予定であったが、むしろ低電圧での処理が有効であることが判明し、現状では低電圧下の物質探索を中心に研究を推進している。今後、合成する物質に応じて7 kV以上の高電圧が必要であると判断した場合は、コロナ放電の安定化も視野にいれ、臨機応変に研究を推進する予定である。平成29年度は既に多くの新規物質の合成に成功しており、特にAg1/3TaS2、Ag2/3TaS2では超伝導物質としての機能が確認されている。以上の研究成果を踏まえて、概ね順調に進捗していると判断した。平成29年度は、リン酸塩ガラス、および金属ヨウ化物をイオン源として利用することで、様々な一価カチオンのイオン導入に成功した。平成30年度は、Mgイオン等の2価イオンにも焦点を当てて研究を遂行する。イオン源としては、MgFeSiO4やMgZr4(PO4)6が候補として挙げられるが、イオン源の選定には研究の進展に応じて柔軟に対応する。