hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体中の光吸収による超音波音速変化を利用した光断層画像装置の開発

医療診断への応用を目的として、光・超音波相互作用を利用した新しい光トモグラフィを提案した。光吸収による局所的な温度変化を超音波の位相シフトとして検出する方式について実験を行い、装置を作製した。まず、作製した装置の基本的な動作を確認する実験を行った。1.超音波トランスデューサー(共振周波数5MHz)を用い、水中を伝搬させ、透過超音波の位相シフト信号が水温の変化に対応して変化することを確認した。2.水中に吸収体を置き、光照射による超音波の位相シフト信号を検出した。3.水中に置かれた吸収体の光照射による温度上昇が局所的に起こることを、実験と計算機シミュレーションによって確認した。4.散乱媒質としてイントラリィピッド水溶液を用い、生体体組織に匹敵する高い散乱係数の媒質中においても光照射による位相シフト信号を検出できることを示した。つぎに、超音波トランスデューサーの自動走査、データの取り込み、投影データからCT画像の演算、断層画像の表示まで出来るように、信号処理系を改善し、以下の画像再構成実験を行った。5.散乱媒質中に部分的に染色した寒天を置き、試料の周りに超音波を走査して光照射(Arレーザー)による位相シフトを求めた。位相シフトを投影データとしてCTアルゴリズムを用いて構成した画像は、試料の吸収分布を再現しており、本測定法の有効性が示された。6.実際の動物組織を用いた実験を行った。試料として鶏肉の中に染色した寒天を吸収体として挿入したものを用いた。光照射による位相シフトの投影データは、鶏肉内部の吸収体の形状を表していた。7.生体組織での吸収の低減と装置の小型化のために、光源を高出力半導体レーザー(5W、810nm)に変更し、上記の5、6の実験を行い、光情報を得られることを示した。本研究で、in vitroではあるが、実際の生体組織内の吸収分布を画像化できる装置が開発できた。生体擬似物質内で光照射による超音波の速度変化の信号を検出し、測定法の改良を行い、一体化した装置を作製した。まず、超音波トランスデューサー(5MHz)とRFロックインアンプ、高速ディジタルオシロスコープを用いて、散乱媒質(Intralipid水溶液)内にある吸収体内に生じる光照射による温度変化で生じる超音波位相変化を測定した。その結果、光照射による超音波の位相変化、あるいは、パルスの到達時間の変化は吸収体内部のみで生じること、また、散乱係数が20cm^<-1>に至る完全拡散光の中で光照射による位相検出が可能であることが確認された。報告されている人の脳の散乱係数は約18cm^<-1>であり、生体に匹敵する高い散乱係数の媒質中において、数cmの測定距離で適用可能であることが示された。次に、試料に対して超音波ビームを走査し、位相変化を測定し、吸収分布を求めた。試料として一部を着色した寒天を用いた。散乱係数が20cm^<-1>の媒質の中で透過超音波の振幅と光照射による位相変化を投影データとして検出し、フィルター逆投影法を用いて画像の再構成を行った。その結果、超音波の振幅からは吸収体の輪郭のみが画像化されたが、光照射による位相変化からは、試料の着色領域が画像化され、光情報が得られていることが示された。これらの測定結果と実験の過程で得られた知見をもとに、光学・超音波系、信号処理系を再検討し、ラックに納めて小型装置としてまとめた。

パソコンで信号の検出から画像までの表示まで行うために、タイムインターバルカウンターをディジタルオシロスコープと併用し、さらに超音波トランスデューサー走査用の微動装置を一部変更した。現在、超音波の走査、信号検出、データ保存までを自動化している。医療診断への応用を目的として、光・超音波相互作用を利用した新しい光トモグラフィを提案した。光吸収による局所的な温度変化を超音波の位相シフトとして検出する方式について実験を行い、装置を作製した。まず、作製した装置の基本的な動作を確認する実験を行った。1.超音波トランスデューサー(共振周波数5MHz)を用い、水中を伝搬させ、透過超音波の位相シフト信号が水温の変化に対応して変化することを確認した。2.水中に吸収体を置き、光照射による超音波の位相シフト信号を検出した。3.水中に置かれた吸収体の光照射による温度上昇が局所的に起こることを、実験と計算機シミュレーションによって確認した。4.散乱媒質としてイントラリィピッド水溶液を用い、生体体組織に匹敵する高い散乱係数の媒質中においても光照射による位相シフト信号を検出できることを示した。つぎに、超音波トランスデューサーの自動走査、データの取り込み、投影データからCT画像の演算、断層画像の表不まで出来るように、信号処理系を改善し、以下の画像再構成実験を行った。5.散乱媒質中に部分的に染色した寒天を置き、試料の周りに超音波を走査して光照射(Arレーザー)による位相シフトを求めた。位相シフトを投影データとしてCTアルゴリズムを用いて構成した画像は、試料の吸収分布を再現しており、本測定法の有効性が示された。6.実際の動物組織を用いた実験を行った。試料として鶏肉の中に染色した寒天を吸収体として挿入したものを用いた。光照射による位相シフトの投影データは、鶏肉内部の吸収体の形状を表していた。7.生体組織での吸収の低減と装置の小型化のために、光源を高出力半導体レーザー(5W,810nm)に変更し、上記の5、6の実験を行い、光情報を得られることを示した。本研究で、in vitroではあるが、実際の生体組織内の吸収分布を画像化できる装置が開発できた。
時系列モデルを用いた心筋最大エラスタンスE_<max>の非侵襲的推定法に関する研究

1.目的補助人工心臓の離脱時期を決定するためには,自然心臓の強さを表すといわれている最大エラスタンスE_<max>が,できるだけ非侵襲的に求められることが望ましい.本研究では,補助人工心臓装着時循環系において,時系列モデルの同定理論に基づき,心室容積を侵襲的に直接計測することなしに,左心室圧,大動脈圧および外部から計測可能な補助流量の3つの情報だけを用いてE_<max>を推定する手法の開発と評価を行うことを目的とした.2.方法本研究では,体循環系の3要素モデルのパラメータを,時系列モデルの同定理論に基づいてリアルタイムに同定することにより自然心臓の拍出量を推定した後,心室エラスタンスの時間変化に伴う心室容積の微分方程式モデルの係数を決定するという方法によりE_<max>を推定した.このため,左心室容積の侵襲的な直接計測を全く必要とせず,しかも後負荷を人為的に変動させる必要がない.2.結果設備備品費で購入したワークステーションを用いてディジタル・シミュレーションを繰り返し行った結果,本研究で提案した方法の理論的妥当性が明らかとなった.さらに,理論的考察を進めた結果,左心室圧をも必要しないで,大動脈圧および外部から計測可能な補助流量の2つの情報だけを用いてE_<max>を推定する手法が存在することも明らかとなった.現在は,本研究で提案した方法の妥当性を山羊を用いた動物実験により検討を重ねている.1.目的補助人工心臓の離脱時期を決定するためには,自然心臓の強さを表すといわれている最大エラスタンスE_<max>が,できるだけ非侵襲的に求められることが望ましい.本研究では,補助人工心臓装着時循環系において,時系列モデルの同定理論に基づき,心室容積を侵襲的に直接計測することなしに,左心室圧,大動脈圧および外部から計測可能な補助流量の3つの情報だけを用いてE_<max>を推定する手法の開発と評価を行うことを目的とした.2.方法本研究では,体循環系の3要素モデルのパラメータを,時系列モデルの同定理論に基づいてリアルタイムに同定することにより自然心臓の拍出量を推定した後,心室エラスタンスの時間変化に伴う心室容積の微分方程式モデルの係数を決定するという方法によりE_<max>を推定した.このため,左心室容積の侵襲的な直接計測を全く必要とせず,しかも後負荷を人為的に変動させる必要がない.2.結果設備備品費で購入したワークステーションを用いてディジタル・シミュレーションを繰り返し行った結果,本研究で提案した方法の理論的妥当性が明らかとなった.さらに,理論的考察を進めた結果,左心室圧をも必要しないで,大動脈圧および外部から計測可能な補助流量の2つの情報だけを用いてE_<max>を推定する手法が存在することも明らかとなった.現在は,本研究で提案した方法の妥当性を山羊を用いた動物実験により検討を重ねている.
胸腺微小環境を形成する細胞群のT細胞初期分化における役割の解明

マウス胎仔におけるT細胞の生成機構について,胸腺へ移行する前の前駆細胞と,胸腺内の前駆細胞の性質をあきらかにし,T細胞初期分化の機序をかなり明確にすることができた.胎児期の造血幹細胞はAGM(aorta, ganadsおよびmesonephros)部位で発生し,その後肝臓(fetal liver, FL)に集中する.胸腺へ移行する前の前駆細胞としてFL細胞を用いて解析した.また,T細胞への分化能の解析にはデオキシグアノシン処理した胎仔胸腺(FT)lobe)(dGuo-lobe)との共培養法を用いた.FL中の幹細胞は,いろいろの系列への分化マーカー(lineage marker, Lin)に対する抗体とc-kit抗体を用いて,Lin^-c-kit^+群にあることが知られている.本研究では,Lin^-c-kit^+群をさらに抗FcR抗体によってFcR^-,FcR^+,FcR^<++>群に分けられることを明らかにした.FcR^<++>群はミエロイド系列へのみ分化する.FcR^+群は,ミエロイド系列のほか,B細胞への分化能を保持している.FcR^-群はT,B,ミエロイドすべてに分化し得ることが示された.したがって,胸腺へ移行するのは多能性を保持しているFcR^-群あるいはこの群に含まれるproTであると考えられた.胸腺中の未成熟な細胞としてCD4^-CD8^-CD3^-群が知られているが,この群はCD44とCD25によってさらにCD44^+CD25^-,CD44^+CD25^+,CD44^-CD25^+,CD44^-CD25^-に分画される.この中で最も未成熟とされる細胞群はCD44^+CD25^-群である.従来,CD44^+CD25^-群はT系列への分化を開始しているか否かは不明であった.本研究では,T系列特異的転写因子に対する抗体を作成し,CD44^+CD25^-群の約30%がTCF-1,GATA-3を発現していること,すなわちT系列分画していることを明らかにした.しかも,TCF-1,GATA-3に対するantisense oligonecleotideを培養系に加えることにより,T細胞の生成は完全に抑制されることが明らかとなった.さらに,これらT系列へ分化している細胞を取り除き,Bおよびミエロイド系列へ分化し得る画分を得ることにも成功し、FL前駆細胞との関係を解析することが可能となった。われわれは以前に,マウス胎仔肝臓(FL)に存在するT前駆細胞(proT)は骨髄幹細胞とは明らかに異なっており,胎仔胸腺(FT)中の最も初期のprogenitorに近いことを明らかにしている.

このFLproTは,FT細胞のようにまもなくT細胞になる段階まで分化が進んだ細胞を含まないので,分化誘導の研究には大変都合がよい.FL細胞をdeoxyguanosine処理FTlobeとHOS(high oxygen submersion)共培養して分化誘導する系に,progeitor/precursorが発現するPgp-1,VLA-4,LFA-1,ICAM-1等に対する抗体を加えると,ICAM-1以外の抗体ではほぼ完全にT細胞生成が抑制された.VLA-4抗体に関しては,VCAM-1またはフィブロネクチンとの結合部位に対する2種類の抗体を用いたが,強い抑制は前者のみでみられた.一方,分化の進んだ胸腺中のprecursorからT細胞への分化は,ほとんど影響を受けなかった.これらの結果は,T細胞初期分化においてPgp-1,VLA-4,LFA-1を介する接着またはその接着を介する相互作用が不可欠であること,しかもそのうちの1つを欠いてもT細胞生成は起こらないことを示している.この研究は,もともと胸腺微小環境の構成成分を同定することが非常に困難であり,これを克服する新しい方法として始めたものであるが,上記の結果を得ることができたので,これらの分子のリガンドを発現する細胞からストローマ細胞の同定とその機能の解析を進める予定である.その場合,T系列細胞の増殖分化をFACSで解析することは不可能に近い.われわれは,T系列細胞特異性のある転写因子とチロシンキナーゼの発現を,いろいろの胎齢のFTおよびFLで解析し,発生初期からの発現の時間経過関係を明らかにした.今後はこれらの分子の発現を指標として初期分化における細胞間相互作用の機構を明らかにする予定である.マウス胎仔期におけるT細胞生成について,胸腺へ移行する前の造血幹細胞(proT)の性質と,胸腺内におけるT細胞初期分化について解析した.胎仔期の幹細胞はAGM(aorta, ganadsおよびmesonephros)部位で発生し,その後肝臓(fetal liver, FL)に集中する.FLのproTはFLの幹細胞と区別することはできないが,成獣マウス骨髄の幹細胞とは明らかに異なる.すなわち,胎仔胸腺(FT)臓器培養(FTOC)でのFL proTからのT細胞生成に要する日数は,骨髄幹細胞とFT内前駆細胞(FT proT)からのT細胞生成に要する日数の中間であった.そこで,胸腺ストローマの作用の研究には,FL proTをFTOC中で分化させる系を用いた.この系に,種々のモノクロナール抗体を加える実験によって,proTに発現されているPgp-1, VLA-4, LFA-1を介する相互作用のすべてが不可欠であることが示された.一方FT proTからの分化にはこれらの分子を介する相互作用は不可欠ではないことが明らかとなった.初期分化の機序をさらに詳しく解析するため,FT細胞を詳しく分画して,T系列への分化がどの時点で起こっているかを検討した.CD4^-CD8^-CD3^-未成熟胸腺細胞はCD44とCD25によって,CD44^+CD25^-,CD44^+CD25^+,CD44^-CD25^+,CD44^-CD25^-亜群に分けられる.このうち最も未成熟な細胞群とされているCD44^+CD25^-群について解析した.従来この細胞群はT系列へ分化しているのか否か不明であった.本研究において,T系列特異的転写因子であるTCF-1およぼGATA-3に対する抗体を作って核内染色を行ったところ,約30%の細胞がこれらの転写因子を発現していることが明らかになった.さらに,これらの転写因子を発現している細胞と発現していない細胞を分離することにも成功し,胸腺内における幹細胞からFT proTへの決定の機構を解明する糸口が得られた.
メディアの変遷に見る物語絵画の流通と生産

本研究は、a)中・近世の物語絵画作品の実地調査、b)画像資料のデータベース化という基礎作業部分(1)と、そこで得られた知見を基に物語絵画のメディア変遷についての考察を深める(2)、という二段階で校正される。三カ年の研究計画のうち、完成年度である2004年度は、(1)の基礎作業部分に関しては、「温泉寺縁起絵」、「住吉祭礼図」、「百鬼夜行図」、「天神縁起」、「合戦絵」(とくに「安徳天皇縁起絵」など『平家物語』周辺)、「源氏絵」など、小画面から大画面までさまざまなメディアを往還しつつ繰り返し生成される作品群の実地調査を行い、画像データベースを作成した。また作品の実地調査に伴い、特定の場を描いた作例とその実際の景観との対応を調べるため、現地に赴き地理的検証も行った。(2)の考察部分としては、1)「紫式部日記絵詞」(『至宝日本の絵巻物完全復刻シリーズ第六回』丸善出版事業部、2005年1月)、2)「器物の妖怪--付喪神絵巻をめぐって」(日本アイルランドラフカディオ・ハーン交流協会、2004年4月)を発表し、さらに、以下の論考をまとめつつある。イ)景観のポリテクスロ)風呂の記号学-穢れから聖へ--ハ)機織る女---中世の女性表象が物語るもの--ニ)近世における白描源氏絵の生産と流通その他、富士山の絵画史や「平家納経」に関する小論を発表している。なお、今年度作成した画像データベースは、諸般の事情により、無限定の公開は許諾が難しいと判断されたため、配布はせず、本研究者個人の研究と教育現場での授業資料のみに使用を限っている。本研究は、a.)中近世の物語絵画作品の実地調査、b.)画像資料のデータベース化という基礎作業部分(1)と、そこで得られた知見をもとに物語絵画のメディア変遷についての考察を深める(2)という二段階で構成される。三ヵ年の研究計画の内、初年度である2002年度は、(1)の基礎作業分に関しては、アメリカにある日本絵画(ワシントンのフリアギャラリーとボストン美術館)の調査、個人蔵の中近世絵画(とくに摸本類中心)の調査、同じく個人蔵の近世雑画屏風等の調査を行い、画像資料のデータベースを作成した。(2)の考察部分としては、1)「物語る力-中世美術の場と構想力」(『日本の中世7中世文化の美と力』中央公論新社、2002年9月)、2)「メディアの往還-物語の残像」(『岩波講座文学2』岩波書店、2002年12月)計2篇の論考を上梓した。なお、画像資料データベースのうち、使用許諾をクリアした画像に関しては、研究代表者個人のホームページ上(URL http://members.tripod.co.jp/karindog/)で電子情報として公開している。このデータベースの作成にあたっては、IT技術者の協力を得て、全図スクロールや部分図様の名付けなど、教育用途をも勘案した構成とした。これは、来るべきE-ランニングを視野にいれた、教育現場での使用を目指す画像資料のデータベース化であり、個人レベルの研究果実を<早く広範に>社会化(教育現場に還元)する電子情報化のモデルケースとなると自負している。三ヵ年の研究計画の内、2003年度は、(1)の基礎作業分に関しては、a.東京国立博物館蔵の室町絵巻作品、b.出光美術館蔵の室町絵巻作品、c.個人蔵(京都)の参詣曼荼羅および子供の肖像画作品、d.サントリー美術館蔵の御伽草紙作品、e.神奈川県立博物館蔵の室町絵巻および花鳥画作品、f.栃木県立博物館蔵の室町絵画作品、9.京都国立博物館蔵の室町絵巻作品、h.奈良国立博物館蔵の神道絵画(垂迹画)作品、i.個人蔵の白描源氏物語画帖セット等の調査見学および、j.春日大社若宮おん祭関係資料の収集を行い、画像資料のデータベースを作成した。(2)の考察部分としては、1)『中世日本の物語と絵画』(並木誠士氏と共著、放送大学教育振興会、2004年3月)、2)「The Present State of Research on Ancient and Medieval Art History and Related Issues」(『ACTA ASIATICA』THE TOHO GAKKAI、2003年9月)計2篇の論考を上梓した。画像資料データベースの作成にあたっては、IT技術者の協力を得て、全図スクロールや部分図様の名付けなど、教育用途をも勘案した構成とした。既に教育現場において使用しており、E-ランニングにおける画像コンテンツの可能性、問題点を確認してもいる。次年度は、この経験を生かし、画像コンテンツに関わる学習会を組織する予定である。

三カ年の研究計画のうち、完成年度である2004年度は、(1)の基礎作業部分に関しては、「温泉寺縁起絵」、「住吉祭礼図」、「百鬼夜行図」、「天神縁起」、「合戦絵」(とくに「安徳天皇縁起絵」など『平家物語』周辺)、「源氏絵」など、小画面から大画面までさまざまなメディアを往還しつつ繰り返し生成される作品群の実地調査を行い、画像データベースを作成した。また作品の実地調査に伴い、特定の場を描いた作例とその実際の景観との対応を調べるため、現地に赴き地理的検証も行った。(2)の考察部分としては、1)「紫式部日記絵詞」(『至宝日本の絵巻物完全復刻シリーズ第六回』丸善出版事業部、2005年1月)、2)「器物の妖怪--付喪神絵巻をめぐって」(日本アイルランドラフカディオ・ハーン交流協会、2004年4月)を発表し、さらに、以下の論考をまとめつつある。イ)景観のポリテクスロ)風呂の記号学-穢れから聖へ--ハ)機織る女---中世の女性表象が物語るもの--ニ)近世における白描源氏絵の生産と流通その他、富士山の絵画史や「平家納経」に関する小論を発表している。なお、今年度作成した画像データベースは、諸般の事情により、無限定の公開は許諾が難しいと判断されたため、配布はせず、本研究者個人の研究と教育現場での授業資料のみに使用を限っている。
異種移植の遅延型及び細胞性拒絶反応の制御と内在性レトロウイルスの制御

異種移植の拒絶反応の制御を目指し、主に糖鎖抗原、及び細胞性免疫の制御方法を解析した。加えてブタ内在性レトロウイルス(PERV)の制御についても研究した。1.ブタ膵島を用いて糖鎖発現のヒトとのちがいを中心に検討した。2.ブタCMAH遺伝子をクローニングし解析、またターゲテイングベクターも作成した。3. PAI-2遺伝子、FasLについて検討した。4. PERVについて、糖鎖遺伝子のノックダウンによる制御効果を検討した。<糖鎖抗原の解析>レクチン*アレーを利用して、ブタの血管内皮(PEC)および繊維芽細胞の解析を行った。野生型ブタ-ヒト間の比較では、ブタはαGalと関連するEEL, GSI-B4だけでなく、末端GalNAc(Tn抗原を含む)を示すSBA, HPA, WFA, GSI-A4のシグナルに特徴的に高値を示した。一方ヒトは、内皮でα1,2フコースやα2,3シアル酸を認識するUEA-1及びMALが高値を示した。Gal-KOと野生型の比較では、Gal-KOは全部の細胞で、αGalだけでなく末端のGalNAcやGalβ1, 3GalNAcの減少を示した。また、内皮ではα2, 6シアル酸を示すSNA, SSA, TJA-Iが上昇し、繊維芽細胞ではThomsen-Friedenreich (T)抗原を示すPNA, MPAが高値を示した。<保存実験>ブタのESTのdataを参考に、PAI-2をのクローニングを行ない、配列を決定した。また、PECに遺伝子導入し、cell lineを作製した。現在、抗アポトーシス効果を検討している。<PERVの制御>同じく、ブタのDol-P-Mannosidase (DPM)のクローニングを行い,全長の配列を決定し、次にsiRNAを設計し, PECに導入した。siRNAの導入により, PECでのブタDPMのmRNAの発現の減弱を認め, HEK293細胞へのPERV感染性を最大87%抑制し得た。次に,構築したsiRNA入のplasmidの導入によりcell lineを作製した。Permanentのlineでも同じく、ブタDPMのmRNAの発現の減弱を認め, HEK293細胞へのPERV感染性を最大95%抑制することを確認した。N型糖鎖生合成経路の制御を利用したPERV感染制御の有効性が示唆された。<糖鎖抗原の解析>レクチンアレーを利用して、ブタ膵・膵島細胞の解析を行った。αGal-knockout (GKO)の新生児膵島(NICC)では、αGalと関連するEEL, GSI-B4だけでなく、末端GalNAc(Tn抗原を含む)を示すSBA, HPA, WFA, GSI-A4のシグナルも低下を示したが、新生児膵臓(NP)ではGalNAc関連ではGSI-A4の低下を認めたのみであった。一方、成ブタ膵島(API)は野生型でもαGal発現はみられないものの、GKOでGSI-B4とGSI-A4, PTL-Iの低下を認めた。また、GKOのNICCではα2,3及びα2,6シアル酸の発現を示す、MAL SNA, SSA, TJA-Iは低下を示し、APIでは逆に少し上昇していた。加えて、α1,2フコースを認識するUEA-1はwild-typeブタに比しGKO全般に上昇していたが、特にNPで高値を示した。<保存実験>引き続き、ブタのPAI-2の抗アポトーシス効果を検討している。<新規遺伝子の合成>現存の遺伝子改変ブタに、追加する遺伝子を合成を試みた。<糖鎖抗原の解析>23年度はnの数を上げてさらにレクチン解析を進めた。1.Gal-KOブタの膵島は野生型ブタと比較して、フコースの発現が多く、シアル酸の発現が低下傾向にあった。また、high-mannoseの発現も低下傾向に有った。α-GalNAcの発現はやはり抑えられていた。2.ブタとヒトの膵島の比較では、ヒトの膵島の方が一般的にフコース(特に、α1、2fucose)やシアル酸を認識するレクチンによく反応していた。一方ブタの方は、high-mannoseの発現は高い傾向に有った。また、α2,3Siaの発現も高い傾向に有った。3.NPCCは、APIに比してα2,6シアル酸に非常に富んでいた。また、5日間の培養で、Fucose/Core FucoseやHigh-mannnoseは減少し、actosamineとCore1 formは増えていた。HPLCによる構造一次解析では、ヒトに比してブタの膵島のみで発現している中性糖3つ、モノシアリル化糖3つ、モノ硫酸化糖2つ、モノシアリルモノ硫酸化糖3つのピークを確認し、ほぼ同定した。<ブタH-D抗原のKnockout(KO)

>1.H-D抗原のpCMAH遺伝子に対するTargetting Vectorを作成した。現在、ブタの繊維芽細胞に導入中した。2.同じくpCMAH遺伝子に対するZFNを合成し、これに関してもブタの繊維芽細胞に導入した。<その他>2.ヒトFasLのPI-anchor型と、mouse-Ig型の遺伝子を作成した。
環境適応システムの総合的解析

ヒトは多様な環境に適応して生存してきた。しかし近年、科学技術の進歩と共に生存環境を調節し、快適性を求める様になると共に、環境そのものを変化させ、ヒトの適応能にも影響が及んでいると考えらる。一方資源の枯渇は、従来人類が経験したことのない深海や宇宙での活動を必要としている。そこで各種生体機能の総合的反応としての適応能を、各種分野の生理学者が集まり、その結果を持ち寄って解析した。本研究では、生体の外部環境および内部環境の外乱に対する適応反応を体温、循環、体液、代謝等の反応を指標として、細胞レベルから生体レベル、さらには行動レベルにおいて解析し、環境適応反応における体温、循環、体液、代謝等の調節反応間に相互関連およびこれらの統合系としての神経系、内分泌系、免疫系、さらには行動性調節に付いて総合的に検討することを目的とした。研究成果としては平成2年度および3年度にそれぞれ1回の研究会を持った。研究会では、各班員それぞれの研究発表を行うと共に、専門の立場からの活発な討議が行われ、各種調節機構の間の相互関連に関する理解と、今後さらに各班員の研究にfeedbackすべき問題点等を抽出することが出来た。その成果は平成3年度の生理学会シンポジウム"環境生理学の諸問題"において報告し、また報告書として関連研究者に配布した。本総合研究の成果は、今後の班員の研究に反映するのみならず、広くこの分野の研究に重要な波及効果を持つものと期待される。本研究の目的は、生体の外部環境および内部環境の外乱に対する適応反応を、体温、体液、循環、代謝等の反応をプロ-ブとして、細胞レベルから生体レベル、さらには行動レベルに於て解析し、環境適応反応のhierarchic structureの解明、環境適応反応における体温、体液、循環、代謝等の調節反応系の競合ならびに神経系、内分泌系、さらには免疫系の相互関連について検討することである。平成2年度は11月29日ー30日に以下に関するデ-タを持ち寄り研究会を行った。免疫サイトカインと脳による免疫系制御、免疫系各種サイトカインの視床下部、下垂体、副腎系活動に及ぼす影響、内外環境変化にともなう神経系の遺伝子発現、神経ペプチドと自律神経活動、ラット辺縁系ニュ-ロンの環境刺激応答性、リズム異常と環境適応、交感神経地域性反応と環境適応、種々の環境温度に対応する皮膚温の分布の再検討、熱産生器官、褐色脂肪組織のin vitro熱産生、温熱耐性と熱ショック蛋白の関連、脱水回復時の髄液Na濃度変化の動的解析。研究会では各班員、それぞれの専門の立場からの活発な討議が行われ、各種調節機構間の相互連関に関する理解と、今後さらに各班員の研究にfeedbackすベき問題点等を抽出することが出来た。これらの成果は次年度の研究に反映させると共に、平成3年3月の生理学会おいて行われるシンポジウム“環境生理学の諸問題"に於ても取り上げ報告する予定である。生体の外部環境および内部環境の外乱に対する適応反応を、体温、体液、循環、代謝等の反応をプロ-ブとして、細胞レベルから生体レベル、さらには行動レベルに於て解析し、環境適応反応における体温、体液、循環、代謝等の役割およびその調節系としての神経系、内分泌系、さらには免疫系の相互関連について検討した。本年度は12月6日ー7日に研究会を行った。まず体温調節反応に関し、中心静脈圧と末梢血管抵抗の調節、局所加温と皮膚血流、交感神経活動と皮膚血流、発熱と交感神経活動の調節、熱産生器官である褐加脂肪組織のガングリオシドによる熱産生調節等について、またまたその調節因子としてペプチドおよびサイトカインと体液および循環、ILー1投与と循環、LPS,ILー1βおよび熱ストレスとマクロファジの活動、中枢神経系カテコ-ルアミンと日内リズム、脳インタ-フェロンおよびCRFの細胞性免疫への影響、サル行動応答における辺縁系ニュ-ロンの答応性、内部環境と神経細胞の形態変化等に付いて研究報告と討議を行った。

研究会では各班員、それぞれの専門の立場からの活発な討議が行われ、環境への調節反応としての循環、体液などの生体反応ならびにその機序に関する新知見、その各種調節反応のコントロ-ル機構としての内分泌免疫系、行動調節さらにはこれらの間の相互連関に関する理解を深めると共に、今後さらに各班員の研究にfeedbackすべき問題点を抽出することが出来た。
脂質を標的にした新しい免疫システムの解明～皮膚免疫をモデルとして～

近年、Th2免疫応答を誘導する上で重要な免疫担当細胞として好塩基球が注目されている。そこで我々は脂質抗原により誘導されるTh2タイプの皮膚遅延型反応と好塩基球、もしくはアレルギー反応のエフェクター細胞である肥満細胞、それぞれとの関係を検討することとした。IL-4遺伝子のイントロン2に存在するイントロニックエンハンサー(I.E.)は肥満細胞特異的に、また、エクソン4下流の4Kbのわたる領域(p3')は好塩基球特異的にそれぞれIL-4遺伝子発現を制御する領域であることが報告されている。上記の細胞特異的遺伝子発現システムを用いて、ジフテリアトキシン受容体(DT-R)を挿入した肥満細胞特異的DT-R Tgマウス(MaS TRECK)および好塩基球特異的DT-R Tgマウス(BaS TRECK)を作成した。そこで我々はまず、このマウスを用いて一般的な接触皮膚炎における肥満細胞および好塩基球の役割について検討した。BaS TRECKトランスジェニックマウスにおける接触皮膚炎反応の程度は野生型B6マウスと変わらないのに対し、MaS TRECKトランスジェニックマウスはDNFBおよびOxazoloneによって誘導される接触皮膚炎が低下していることが明らかとなった。特に接触皮膚炎の感作相において肥満細胞が重要であることをadoptive transferの系を用いて明らかとした。肥満細胞が欠損した状態では皮膚由来の樹状細胞はリンパ節への遊走能およびmaturationの低下が見られた。骨髄由来樹状細胞(BMDC)および骨髄由来肥満細胞(BMMC)を作成し、in vitroでの検討を行った。BMMC存在下でBMDCを共培養するとBMDCのmaturation、遊走能の亢進、さらには生存期間が延長することが明らかとなった。さらにこれら樹状細胞と肥満細胞の相互作用は細胞接着を介して起こっており、ICAM-1およびLFA-1刺激により肥満細胞がmembrane bound TNF αを発現することで樹状細胞を活性化することを明らかとした。ヒトCD1Aゲノム遺伝子を導入することにより作製したCD1aトランスジェニックマウスにおける、各組織でのCD1a分子の発現を、免疫組織化学的手法およびフローサイトメトリーを用いて網羅的に検討した。その結果、表皮ランゲルハンス細胞および胸腺皮質において、限局的にCD1a分子が発現していることが判明した。このことから、我々が作製したCD1aトランスジェックマウスは、ヒトにおけるCD1a分子の組織発現を忠実に再構築したこれまでに報告のないマウスであることが明らかとなった。次にこのCD1aトランスジェニックマウスにおけるCD1a拘束性T細胞応答の検証を行った。BCG生菌を接種したマウスにBCG菌より抽出した総脂質をチャレンジし、2週間後に脾臓細胞を回収した。この脾臓細胞からMACSビーズを用いてCD4陽性T細胞またはCD8陽性T細胞を分離し、抗原ならびにCD1a陽性樹状細胞の存在下で活性化を受けるT細胞をELISPOTアッセイにより検出した。その結果、CD4陽性T細胞ポピュレーションにおいて、BCG脂質を特異的に認識しインターフェロンガンマを産生するT細胞の存在が明らかとなった。さらにこのT細胞の活性化は抗CD1a抗体によって阻害された。このことから、このCD1aトランスジェニックマウスにおいて、機能的なCD1a拘束性T細胞が分化していることが実証された。以上のことより、我々はヒトのCD1a分子組織発現と機能を再構築したマウス系統の作出に成功し、本申請研究の基盤が確立された。我々が作成したCD1aトランスジェニックマウスを解析したところ、表皮ランゲルハンス細胞および胸腺皮質においてCD1a分子がタンパクレベルで発現している事をフローサイトメトリーおよび免疫染色で確認した。また、BCG菌を皮下免疫しかCD1aトランスジェニックマウスにBCG菌由来総脂質を皮下に再投与し、脾臓細胞を回収した。さらにこの肺臓細胞をCD4陽性T細胞またはCD8陽性T細胞を分離し、インターフェロンγのELISPOTアッセイを行った。CD4陽性T細胞を用いた群において、BCG菌由来総脂質によるスポットの増加が確認され、このスポットは抗CD1a分子抗体によって減少した。このことから、このCD1aトランスジェニックマウスではBCG菌由来の脂質に対するCD1a拘束性T細胞が存在していることが実証された。このCD1aトランスジェニックマウスを用いて、in vivoにおける脂質抗原の抗原提示能の評価を行った。CD1aトランスジェニックマウスの皮膚をディスパーゼ処理により表皮と真皮に分け、表皮をトリプシン処理行う事でCD1a陽性のランゲルハンス細胞を抽出した。現在、CD1a分子の脂質抗原であるジデオキシマイコバクチン(DDM)特異的なT細胞株を用い、このランゲルハンス細胞の抗原提示能の評価を行っている。

上記の細胞特異的遺伝子発現システムを用いて、ジフテリアトキシン受容体(DT-R)を挿入した肥満細胞特異的DT-R Tgマウス(MaS TRECK)および好塩基球特異的DT-R Tgマウス(BaS TRECK)を作成した。そこで我々はまず、このマウスを用いて一般的な接触皮膚炎における肥満細胞および好塩基球の役割について検討した。BaS TRECKトランスジェニックマウスにおける接触皮膚炎反応の程度は野生型B6マウスと変わらないのに対し、MaS TRECKトランスジェニックマウスはDNFBおよびOxazoloneによって誘導される接触皮膚炎が低下していることが明らかとなった。特に接触皮膚炎の感作相において肥満細胞が重要であることをadoptive transferの系を用いて明らかとした。肥満細胞が欠損した状態では皮膚由来の樹状細胞はリンパ節への遊走能およびmaturationの低下が見られた。骨髄由来樹状細胞(BMDC)および骨髄由来肥満細胞(BMMC)を作成し、in vitroでの検討を行った。BMMC存在下でBMDCを共培養するとBMDCのmaturation、遊走能の亢進、さらには生存期間が延長することが明らかとなった。さらにこれら樹状細胞と肥満細胞の相互作用は細胞接着を介して起こっており、ICAM-1およびLFA-1刺激により肥満細胞がmembrane bound TNF αを発現することで樹状細胞を活性化することを明らかとした。
閉塞性動脈硬化症に対する炎症制御による新しい遺伝子治療の探索研究

ステント治療や血行再建術後の再狭窄の病因として,血管内膜肥厚が重要である.我々は以前ミッドカイン欠損マウスにおいて再狭窄モデルにおける新生内膜形成が抑制され,なおかつミッドカインの全身投与により元に戻ることを示した.このようにミッドカインは新生内膜形成に重要であり,血管再狭窄の治療における分子標的として有用である可能性がある.今回我々はウサギバルーン擦過モデルに対するミッドカインアンチセンスの内膜肥厚抑制効果とウサギ頸動脈に移植した自家静脈内膜肥厚を抑制効果を検討した.1.ミッドカインを標的としたアンチセンスオリゴヌクレオチド導入による血管内膜肥厚抑制効果:作成したアンチセンスODNのうち,RK13細胞においてMKの発現を抑制させるものが2種類存在した.ウサギ動脈バルーン傷害モデルでの検討では,714日目をピークにMKの発現を認めた.アンチセンスODN投与によりMKの発現は25%に抑制され,さらに新生内膜形成が63%に抑制された.2.ミッドカインを標的としたsiRNAの徐放性投与による静脈グラフト内膜肥厚抑制効果:作製したsiRNAはin vitroにおいてMKの発現を抑制した.正常静脈ではMKの発現はほとんど認めないが,術後5日目頃より増強し,714日でピークを迎えた.その発現は新生内膜および中膜が中心であった.siRNAは術後1週間でもグラフト壁内に残存しており,MKの発現は約1/4に抑制されていた.アテロコラーゲンを用いたsiRNAの投与により,新生内膜の形成が有意に抑制されており,細胞増殖および白血球浸潤も抑制されていた.まとめ:今回我々はミッドカインがバルーン障害後の頚動脈で発現を誘導されること,そのアンチセンスが発現を抑制し,新生内膜形成も抑制することを示した.また,自家静脈グラフトの内膜肥厚部位にミッドカインが発現し、MKを標的としたsiRNAのコラーゲンによる徐放性投与により,静脈グラフト内膜肥厚の抑制効果が得られた.これらのデータは,ミッドカインが再狭窄予防の分子標的となりうることを示唆していると思われた.ステント治療や血行再建術後の再狭窄の病因として,血管内膜肥厚が重要である.我々は以前ミッドカイン欠損マウスにおいて再狭窄モデルにおける新生内膜形成が抑制され,なおかつミッドカインの全身投与により元に戻ることを示した.このようにミッドカインは新生内膜形成に重要であり,血管再狭窄の治療における分子標的として有用である可能性がある.今回我々はウサギバルーン擦過モデルに対するミッドカインアンチセンスの内膜肥厚抑制効果とウサギ頸動脈に移植した自家静脈内膜肥厚を抑制効果を検討した.1.ミッドカインを標的としたアンチセンスオリゴヌクレオチド導入による血管内膜肥厚抑制効果:作成したアンチセンスODNのうち,RK13細胞においてMKの発現を抑制させるものが2種類存在した.ウサギ動脈バルーン傷害モデルでの検討では,714日目をピークにMKの発現を認めた.アンチセンスODN投与によりMKの発現は25%に抑制され,さらに新生内膜形成が63%に抑制された.2.ミッドカインを標的としたsiRNAの徐放性投与による静脈グラフト内膜肥厚抑制効果:作製したsiRNAはin vitroにおいてMKの発現を抑制した.正常静脈ではMKの発現はほとんど認めないが,術後5日目頃より増強し,714日でピークを迎えた.その発現は新生内膜および中膜が中心であった.siRNAは術後1週間でもグラフト壁内に残存しており,MKの発現は約1/4に抑制されていた.アテロコラーゲンを用いたsiRNAの投与により,新生内膜の形成が有意に抑制されており,細胞増殖および白血球浸潤も抑制されていた.まとめ:今回我々はミッドカインがバルーン障害後の頚動脈で発現を誘導されること,そのアンチセンスが発現を抑制し,新生内膜形成も抑制することを示した.また,自家静脈グラフトの内膜肥厚部位にミッドカインが発現し、MKを標的としたsiRNAのコラーゲンによる徐放性投与により,静脈グラフト内膜肥厚の抑制効果が得られた.これらのデータは,ミッドカインが再狭窄予防の分子標的となりうることを示唆していると思われた.ミッドカイン(MK)は神経栄養因子活性,腫瘍増殖活性,線溶系亢進能,血管新生能,細胞増殖能,細胞遊走能などをもつ,分子量13kDaのヘパリン結合性分泌蛋白である.今回,我々は初めてバルーン傷害モデルにおいてウサギMKを標的としたアンチセンスODNによる新生内膜形成の抑制効果を検討した。【方法】1)ウサギMKのクローニング:妊娠14日の日本白色ウサギの胎芽よりRNAを抽出し,塩基配列を確定した.2)アンチセンスODNの設計:ウサギMK mRNAの二次構造予測に基づき,アンチセンスODNを7種類デザインした.3)培養細胞でのアンチセンスODNの効果判定:ウサギ腎臓由来培養細胞(RK13)にリポソーム法を用いてアンチセンスODNをトランスフェクションし,その効果をウエスタンブロティング法で判定した.4)ウサギ動脈バルーン傷害モデルにおけるMKの発現,アンチセンスODN投与によるMK発現の抑制の確認,および組織学的検討:ウサギ動脈バルーン傷害モデルにおいて,MKの発現を確認し,さらにリポソーム法にてアンチセンス、センスODNをそれぞれトランスフェクションし,MKの発現および新生内膜形成の抑制効果について検討した。

【結果】作成したアンチセンスODNのうち,RK13細胞においてMKの発現を抑制させるものが2種類存在した.ウサギ動脈バルーン傷害モデルでの検討では714日目をピークにMKの発現を認めた.アンチセンスODN投与によりMKの発現は25%に抑制され,さらに新生内膜形成が63%に抑制されることか確認された.【まとめ】MKは新生内膜形成において重要な役割を占めており,その発現を抑制するアンチセンスODNの投与により,術後再狭窄予防への新しい治療戦略として臨床応用が期待できる.ミッドカイン(MK)は神経栄養因子活性腫瘍増殖活性,線溶系亢進能,血管新生能,細胞増殖能,細胞遊走能などをもつ,分子量13kDaのヘパリン結合性分泌蛋白である.実験1:バルーン傷害モデルにおいてウサギMKを標的としたアンチセンスODNによる新生内膜形成の抑制効果【方法】1)ウサギMKのクローニング:妊娠14日の日本白色ウサギの胎芽よりRNAを抽出し,塩基配列を確定した.2)アンチセンスODNの設計:ウサギMK mRNAの二次構造予測に基づき,アンチセンスODNを7種類デザインした.3)培養細胞でのアンチセンスODNの効果判定:ウサギ腎臓由来培養細胞(RK13)にリポソーム法を用いてアンチセンスODNをトランスフェクションし,その効果をウエスタンブロッティング法で判定した.4)ウサギ動脈バルーン傷害モデルにおけるMKの発現,アンチセンスODN投与によるMK発現の抑制の確認,および組織学的検討:ウサギ動脈バルーン傷害モデルにおいて,MKの発現を確認し,さらにリポソーム法にてアンチセンス、センスODNをそれぞれトランスフェクションし,MKの発現および新生内膜形成の抑制効果について検討した。【結果】作成したアンチセンスODNのうち,RK13細胞においてMKの発現を抑制させるものが2種類存在した.ウサギ動脈バルーン傷害モデルでの検討では,714日目をピークにMKの発現を認めた.アンチセンスODN投与によりMKの発現は25%に抑制され,さらに新生内膜形成が63%に抑制されることが確認された.【まとめ】MKは新生内膜形成において重要な役割を占めており,その発現を抑制するアンチセンスODNの投与により,術後再狭窄予防への新しい治療戦略として臨床応用が期待できる.実験2:ミッドカインを標的とした静脈グラフト内膜肥厚抑制効果の検討目的:静脈グラフトの内膜肥厚においてMKが重要な役割を担っていることを示す.さらにMKをターゲットとしたsiRNAを静脈グラフト閉塞予防として用いることが可能であるかを検討する.結果:静脈グラフトではMKは術後数日より発現し始め,714日後にピークを迎えた.抗MK抗体を用いた免疫組織学的染色では新生内膜内にMKの強い発現を認めた.今後は,siRNAを用いてMKをターゲットとした静脈グラフト内膜肥厚抑制効果の検討を行う.背景:我々はミッドカイン(以下,MK)欠損マウスを用いた再狭窄モデルで,動脈における新生内膜の形成が有意に抑制され,さらにそれがMKの全身投与によって増強することを示しており,MKは新生内膜形成に重要であると考えられる.目的:静脈グラフト内膜肥厚とMKとの関連を明らかにし,さらにMKをターゲットとしたsiRNAの徐放性投与が静脈グラフト内膜肥厚を抑制するかどうかを検討した.方法:ウサギMKを標的としたsiRNAを作製し,in vitroでその効果を確認した.
光アイソレータ用Gd-Biガーネット大形結晶の育成と応用に関する研究

本研究では大形で高品質(光学的異方性・吸収損失・飽和磁化強度が小さくファラデー回転係数が大きい)Gd-Bi系鉄ガーネット(GBIG)をTSSG法で育成する技術を開発することを目的とした.このための育成条件として(1)種結晶の最適方位(2)最適温度分布(3)最適徐冷速度(4)種結晶冷却条件の4条件を決定した.この結果,種結晶方位は<100>,徐冷速度は0.11°C/hであることがわかった.また,温度分布は可能な限り均一であることが自然核発生抑制に不可欠であることがわかり, 0.1°C/cm以下の温度勾配を実現した.その結果,約20mm角のGBIGを育成できるようになった.この結晶を評価した結果(1)結晶は(110), (321)で囲まれ(2)Biの置換量は0.5,格子定数は12.49,(3)結晶内には種結晶を中心とした成長縞がある.ことがわかった.従来の単なるフラックス法と比較して,大形でかつBiの量が場所によらずほぼ一定という特長をもつ結晶を育成できた.これにより本育成方法がGBIGの新しい育成法として有望であることがわかった.今後,結晶内のストリエーションの除去及びさらに大形化をすることが残された課題と考える.本研究では大形で高品質(光学的異方性・吸収損失・飽和磁化強度が小さくファラデー回転係数が大きい)Gd-Bi系鉄ガーネット(GBIG)をTSSG法で育成する技術を開発することを目的とした.このための育成条件として(1)種結晶の最適方位(2)最適温度分布(3)最適徐冷速度(4)種結晶冷却条件の4条件を決定した.この結果,種結晶方位は<100>,徐冷速度は0.11°C/hであることがわかった.また,温度分布は可能な限り均一であることが自然核発生抑制に不可欠であることがわかり, 0.1°C/cm以下の温度勾配を実現した.その結果,約20mm角のGBIGを育成できるようになった.この結晶を評価した結果(1)結晶は(110), (321)で囲まれ(2)Biの置換量は0.5,格子定数は12.49,(3)結晶内には種結晶を中心とした成長縞がある.ことがわかった.従来の単なるフラックス法と比較して,大形でかつBiの量が場所によらずほぼ一定という特長をもつ結晶を育成できた.これにより本育成方法がGBIGの新しい育成法として有望であることがわかった.今後,結晶内のストリエーションの除去及びさらに大形化をすることが残された課題と考える.
外国人ケアワーカーの来日動機と定住意向を規定する要因に関する社会学的研究

本研究は、インドネシアから来日した外国人ケアワーカーの来日動機の質的分析をおこなうとともに、日本への定住意向を規定する要因を明らかにする。母国語で聞き取り調査を実施し、彼らが就労先として日本を選んだ理由や、定住の条件について分析することにより、それらを規定する促進要因と阻害要因を探る。このことにより、彼らが介護の担い手として日本に定着するための社会的条件を導き出すことをねらいとしている。そのさい1)経済連携協定にもとづく介護福祉士候補者、2)技能実習生、3)留学生介護福祉士の3つのケースについて分析をおこなう。必要に応じて彼らの母国を訪問して対象者および関係諸機関に聞き取り調査を実施する。
睡眠時呼吸障害と脳・肺・体循環異常に関する基礎的・臨床的研究

本研究では睡眠時無呼吸症候群において特に低酸素血症及び胸腔内圧の変化と循環障害との関連に焦点をあて、基礎的臨床的研究を行ない以下の研究成果が得られた。(1)閉塞型無呼吸麻酔犬モデルによる基礎的研究:麻酔犬の頸部気管を切開し、気管カニュレを挿入し、電磁バルブで上気道を一定時間繰り返し閉塞した。この間の胸腔内圧、換気量、肺動脈圧、体血圧、動脈血酸素飽和度等、呼吸循環動態を測定し、酸素吸入下の成績と比較した。本実験より、間欠的上気道閉塞とともに肺動脈圧、体血圧は上昇するが、この上昇度は低酸素血症の程度に依存し、胸腔内圧の陰圧の程度には依存しないことが示された。更に、頸動脈体摘出麻酔犬で同様に間欠的に上気道閉塞を行なった場合、低酸素血症に伴う肺動脈圧上昇は依然として認められ、これはαブロッカーにより抑制され、低酸素性血管攣縮の一部はα受容体を介する反応であることが示唆された。一方、頸動脈体摘出により低酸素血症に伴なう体血圧上昇は抑制され、体血圧の上昇には頸動脈体を介する神経反射が関与していることが示唆された。(2)睡眠時無呼吸患者における呼吸循環動態の臨床的研究:閉塞型無呼吸患者を対象に、指尖血圧計により体血圧を評価し、大脳オキシメーターによる大脳皮質レベルでの酸素飽和度測定を含むポリソムノグラフィーを測定し、繰り返し生ずる無呼吸発作に伴ない低酸素血症の増悪、体血圧上昇、大脳皮質レベルの低酸素状態の増強が認められた。更に、覚醒時に間欠的な低酸素負荷を行なった時の体血圧上昇程度と睡眠中の体血圧上昇程度を比較すると後者の反応が大であったことより、患者における睡眠中の体血圧上昇には低酸素による影響に加え、他の因子、例えば交感神経系の興奮、覚醒反応等の関与が示唆された。これらの研究成果は内外の学会や雑誌に発表され注目されている。
非平衡キャリアが示す熱電輸送現象の解明

本研究では、通常のバンド絶縁体に加えて、電子相関効果が本質的に重要なモット絶縁体や電荷秩序絶縁体などの強相関絶縁体の非線形効果を伝導現象の観点から探索することを目的としている。本年度は、測定対象となる強相関絶縁体試料の単結晶育成を試みた。とくに、外場である電場に対して敏感な応答を示すと考えられる小さな電荷励起ギャップを有する絶縁体に着目し、局在性の強い3d電子を有する3d遷移金属酸化物に加えて、遍歴性が強まった4d電子を有する酸化物の単結晶試料育成を行った。3d電子を有するコバルト酸化物NaxCoO2は、x=0.5のナトリウム含有量近傍にて低温で電荷秩序絶縁体を示すことが知られている。本物質では、低温において電気抵抗率の急激な上昇が観測されており、本研究ではその絶縁性を弱め、電場に対する敏感な応答を期待して類似のロジウム酸化物の試料育成を試みた。層状ロジウム酸化物KxRhO2は、ナトリウムとカリウム、コバルトとロジウムがそれぞれ同族元素になるため、上述のコバルト酸化物NaxCoO2の等価数置換系にあたる物質であり、これまでにx=0.7近傍の単結晶試料育成の報告がなされていた。本研究では、先行研究にならって単結晶試料の育成を行った後、ヨウ素アセトニトリル溶液を用いてカリウムの含有量を調整することに成功し、さらにその後アニール処理を施すことによって、水和物の含まれない単相試料を得ることに初めて成功した。その物性測定も進めており、特にx=0.5近傍では低温で絶縁体的振る舞いを示すことが明らかになった。本研究で対象とする強相関絶縁体試料の単結晶育成に成功し、さらにその物性計測を進めたところ、低温領域で特徴的な絶縁体状態が発現することが明らかになったため。昨年度は測定対象となる酸化物試料の育成に成功し、その基礎物性計測にて低温で特徴的な絶縁体状態をとることがわかった。本年度は、本物質並びに別のナローギャップ絶縁体の単結晶試料育成を進め、非線形物性計測を進める予定である。基礎物性にかかる液体ヘリウムの使用が制限されたため次年度使用額が生じた。本年度原料粉の費用などの消耗品に充てる予定である。