hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
眼内線維性増殖の発症機序の解明と治療法の開発

我々は円孔周囲の線維性増殖を評価するため術中後部硝子体剥離を作成した後にトリアムシノロンで網膜面に癒着した硝子体および増殖組織を検討した。その結果多くの症例で網膜前に線維性増殖をきたしており、その組織を透過型電子顕微鏡で観察してみると、I型コラーゲンを主とした線維性の組織であった。強度近視に続発する黄斑部疾患特に黄斑円孔網膜剥離や中心窩分離症に対して内境界膜剥離を併用した硝子体手術が非常に有効であるとされている。内境界膜剥離は網膜による牽引の解除および黄斑円孔の閉鎖において非常に有用とされているが、可視化に用いるインドシアニングリーン(ICG)の網膜光毒性も報告されている。Heidelberg Retina Angiograph2を用いて黄斑硝子体手術中に使用した残存インドシアニングリーン(ICG)を検討した。その結果近視眼、非近視眼ともに6ヶ月以上の長期にわたってICGが残存することが確認された。従来の報告どおり初期にはICGは時間とともに軸索に沿って視神経乳頭へと移動した。しかしながら、術後長期を経た症例では、点状の過螢光を特に網膜動脈沿いに認めた。眼内線維性増殖は収縮により牽引力を生じ、強度近視の黄斑円孔網膜剥離を発症させるとされている。われわれは黄斑円孔を伴う強度近視限を術中、術前後に詳細に観察し強度近視眼における黄斑円孔発症の機序についてあらたに検討した。黄斑円孔を発症した強度近視眼を術前に光干渉断層計(OCT)で観察したところ、まず中心窩に異常な網膜硝子体癒着を生じ、次に加齢による後部硝子体剥離を生じることで最終的に中心窩に裂隙を生じて黄斑円孔によるものと考えられた。実際、術中眼底を詳細に観察すると、黄斑円孔周囲に索状物が付着しており、後部硝子体と連絡していた。すなわち強度近視における黄斑円孔網膜剥離の成因として後部硝子体剥離による硝子体の牽引と異常な網膜硝子体癒着が極めて重要な役割をはたすことが証明された。また、ゲル状の硝子体を可視化するのにトリアムシノロンが広く用いられており、強度近視眼で硝子体を可視化すると多くの症例で硝子体が網膜と広く癒着しているのが観察されることは周知の事実である。その結果多くの症例で網膜前に線維性増殖をきたしており、その牽引が黄斑円孔網膜剥離の原因ではないかと考えられた。また、その組織を透過型電子顕微鏡で観察してみると、I型コラーゲンを主とした線維性の組織であった。このように多くの症例で線維性組織が観察されたことは、強度近視眼における網膜剥離に線維性増殖が深く関与していることを示唆しており、この予防もしくは根治が予後改善の鍵になると考えられる。強度近視眼では眼内の線維性増殖によって黄斑部に前膜を生じ、黄斑円孔網膜剥離や中心窩分離症をきたす。本年度は中心窩分離症において線維性増殖および他の因子による影響がどの程度あるかを検討した。まず初めに強度近視に伴う中心窩分離症症例の術後の黄斑部網膜形態を光干渉断層計で観察した。硝子体手術によりほぼ全例で中心窩の網膜分離は軽快したが、術後6ヶ月の時点で約7割の症例に中心窩から2-300μmに網膜による微小な皺襞を認めた。この皺襞は検眼鏡的に観察しても発見し得ないほど微小で、多くは垂直方向でなく水平方向に走行していた。この微小皺襞の原因と眼底上の正確な位置を検討するためOTI社のOCT-Ophthalmoscopeを用いて同様の症例をさらに検討した。その結果網膜微小皺襞の位置は網膜細動脈と一致し、網膜血管が洗濯紐様の牽引力で網膜を吊り上げていることがわかった。すなわち強度近視眼では眼軸の延長に伴って網膜組織も伸展を余儀なくされているが、網膜内組織でも細動脈は硬化性病変などにより伸展性が低いと想像される。

この易伸展性の違いが結果として網膜血管による内方への牽引力を生じ、最終的に中心窩分離症を生じているのではないかと考えられた。さらに検討を重ねると、中心窩分離症の術後だけでなく、非硝子体手術眼でも約3%の症例に網膜微小皺襞を認めることが判明した。この微小皺襞部位における網膜の感度閾値を眼底の位置をモニタしながら測定できる微小視野計を用いて検討すると、網膜皺襞部では周囲の網膜よりも光に対する感度が低下していることが判明した。すなわちこの網膜微小皺襞は中心窩分離症の病因を示すたんなる形態的な所見だけでなく、視機能低下をもたらしえる疾病でもあり、今後治療法の開発や検討が必要になると思われる。強度近視における線維性増殖とともに増殖性硝子体網膜症の主要な病態として網膜色素上皮(RPE)による増殖膜の収縮牽引があげられる。増殖膜は主としてI型コラーゲンから構成されているが、RPEによって網膜表面に分泌され、網膜と癒着を形成、牽引性網膜剥離にいたる。我々は培養RPEを用いて主要な細胞内シグナル伝達経路であるMitogen-activated protein kinase(MAPK)とPhosphatidylinositol-3 kinase(PI3K)経路がRPEにおけるコラーゲンゲル収縮能に如何に関与するかを検討した。実験では増殖性硝子体網膜症の主たる原因で、強力な誘発剤である血小板由来増殖因子を用いた。その結果、MAPKおよびPI3K両者の活性化がコラーゲンゲル収縮に必須であった。また、コラーゲンゲルと細胞表面を架橋するインテグリンの発現パターンについて検討してみると、MAPK経路はインテグリンα1およびα2の発現増強に関与していたが、PI3K経路は発現量そのものに変化を与えなかった。またインテグリンβ1に関してはMAPK、PI3K経路ともに発現に変化を与えなかった。これらの結果からMAPK経路は主としてインテグリン特にα1とα2を介して、PI3K経路はインテグリン以外の経路を介して血小板由来増殖因子依存性I型コラーゲンゲル収縮に関与していると考えられる。従って、これら経路を制御することにより増殖性硝子体網膜症を抑制する可能性が示唆された。また、Heidelberg Retina Angiograph2を用いて黄斑硝子体手術中に使用した残存インドシアニングリーン(ICG)を検討したところ、近視眼、非近視眼ともに6ヶ月以上の長期にわたってICGが残存することが確認された。従来の報告どおり初期にはICGは時間とともに軸索に沿って視神経乳頭へと移動した。しかしながら、術後長期を経た症例では、点状の過螢光を特に網膜動脈沿いに認めた。この原因は不明であるがマイクログリアやRPEがICGを貪食し、それによって点状過螢光が生じることが考えられる。
小Maf群転写因子を用いた形質転換細胞の分化誘導

小Maf群蛋白質はbZip構造を持ち,ホモ2量体,あるいは,CNC群,Jun群,Fos群蛋白質とへテロ2量体を形成し,Maf recognition element(MARE)に結合する.これらbZip構造を持つ転写因子間に形成されるネットワークが,細胞の増殖,分化,そして,癌化において重要な機能を果たしていることが,これまでの解析から示唆されている.我々は,先に,小Maf群蛋白質であるMafKが赤血球系培養細胞の分化を促進することを見い出した.この結果から,小Maf群蛋白質を、形質転換細胞の分化誘導をもたらす因子として利用することを考え,以下の実験を進行させており,後述する結果を得た.1) MafK過剰発現マウスの作成正常細胞でのMafK過剰発現の影響を調べるため,赤血球系細胞とTリンパ球それぞれの細胞系列で特異的にMafKを過剰発現するトランスジェニックマウスを作成した.いずれの細胞系列においても細胞数の減少と終末分化が抑制される傾向が認められた.培養細胞でのMafK過剰発現実験の結果から,細胞数の減少は,前駆細胞の初期分化の亢進に伴い,その増殖が不十分になることに起因すると考えられる.2)形質転換細胞におけるMafKの過剰発現実験形質転換細胞としてヒトの神経芽細胞種を用いてMafKを過剰発現させる実験を進行させつつある.神経細胞の分化マーカーを指標にしてMafK過剰発現の影響を検討する予定である.小Maf群蛋白質は二量体形成とDNA結合に関わるbasicregion-leucinezipper(b-ZIP)構造を持ち,ホモ二量体,もしくは,CNC群,Bach群,Fos群蛋白質とヘテロ二量体を形成して,DNAの結合する.これらb-ZIP構造をもつ転写因子間に形成されるネットワークは細胞の増殖,分化において重要な機能を果たしていることが,これまでの様々な解析から示唆されている.我々は,先に,小Maf群蛋白質であるMafKが赤血球系細胞の分化を促進することを見いだした.この結果から,小Maf群蛋白質を形質転換細胞の分化誘導をもたらす因子として利用することを考え,現在以下の研究を進行させている.1.まず,正常な細胞分化の過程での効果を調べるため,MafKを組織特異的に過剰発現するトランスジェニックマウスの作成している.現在,Tリンパ球で過剰発現するトランスジェニックマウスを作成し,免疫学的,血液学的,組織学的解析を行っている.今後,赤血球系,巨核球系などでの過剰発現を試みる予定である.2.ついで,形質転換細胞におけるMafKの効果を調べることを予定している.このために適切な腫瘍由来の培養細胞株を検討中である.今後はこれらのマウスの作成と解析を行い,さらに,形質転換細胞における分化誘導の効果を検討する予定である.小Maf群蛋白質はbZip構造を持ち,ホモ2量体,あるいは,CNC群,Jun群,Fos群蛋白質とへテロ2量体を形成し,Maf recognition element(MARE)に結合する.これらbZip構造を持つ転写因子間に形成されるネットワークが,細胞の増殖,分化,そして,癌化において重要な機能を果たしていることが,これまでの解析から示唆されている.我々は,先に,小Maf群蛋白質であるMafKが赤血球系培養細胞の分化を促進することを見い出した.この結果から,小Maf群蛋白質を、形質転換細胞の分化誘導をもたらす因子として利用することを考え,以下の実験を進行させており,後述する結果を得た.1) MafK過剰発現マウスの作成正常細胞でのMafK過剰発現の影響を調べるため,赤血球系細胞とTリンパ球それぞれの細胞系列で特異的にMafKを過剰発現するトランスジェニックマウスを作成した.いずれの細胞系列においても細胞数の減少と終末分化が抑制される傾向が認められた.培養細胞でのMafK過剰発現実験の結果から,細胞数の減少は,前駆細胞の初期分化の亢進に伴い,その増殖が不十分になることに起因すると考えられる.2)形質転換細胞におけるMafKの過剰発現実験形質転換細胞としてヒトの神経芽細胞種を用いてMafKを過剰発現させる実験を進行させつつある.神経細胞の分化マーカーを指標にしてMafK過剰発現の影響を検討する予定である.
ロシア・ネオ・アヴァンギャルド文学の美的原理とタイポロジー

20世紀初頭の芸術に世界規模で影響を与えたロシア・アヴァンギャルド運動は、ロシア革命後ソ連当局によって暴力的に活動を阻止され、その後はごく小規模に非公式な形でしか存在しなかった。ソ連崩壊後、政治的抑圧から解放されて、ロシア・アヴァンギャルドの後継を自認するネオ・アヴァンギャルド芸術運動が始まり、急速に発展して、非常に興味深い活動を展開している。本研究の目的は、ネオ・アヴァンギャルドの多様な芸術活動のうち、特に文学に焦点を当て、1新旧アヴァンギャルドの歴史的・美的関係と、2ネオ・アヴァンギャルドに特徴的な美的形式を明らかにした上で、3多岐にわたるネオ・アヴァンギャルド芸術活動の類型化を試みることである。2018年度の課題は、個別の事例を分析して、新旧アヴァンギャルドをつなぐ部分を明らかにし、歴史的アヴァンギャルドの芸術実践を支える美的理論のうち、ネオ・アヴァンギャルドに受け継がれたものを確定することだった。具体的には、歴史的アヴァンギャルドとしてA.クルチョーヌィフ、ネオ・アヴァンギャルドとして非公式芸術家集団リアノゾヴォ・グループ(特にV.ニクラーソフとJ.サトゥノフスキー)に注目し、それぞれの文学作品(主に詩)を比較・分析した結果、歴史的アヴァンギャルドからネオ・アヴァンギャルドに受け継がれている美的原理はミニマリズムとプリミティヴィズムであることが明らかになった。また、多言語性に関しては、歴史的アヴァンギャルドにおいては美的・遊戯的に使われているのに対し、ネオ・アヴァンギャルドではアイデンティティを表現する手段であり、社会問題と深く結びついている。これらの分析に際しては、Y.ロートマンの文化記号論が非常に有効であることも明らかになった。個別の事例を分析して、新旧アヴァンギャルドをつなぐ部分を明らかにし、歴史的アヴァンギャルドの芸術実践を支える美的理論のうち、ネオ・アヴァンギャルドに受け継がれたものを確定するという作業は、計画通り順調に進捗している。研究成果は国際会議等で発表することができた。2019年度は、ネオ・アヴァンギャルドの文学テクストを文体・形式の面から分析し、その美的原理を明らかにした上で、歴史的アヴァンギャルドから受け継がれたものと新たに作り出されたものとを区別する。特に、言語実験、ビジュアル・ポエトリー、マルチメディア的パフォーマンス、ミニマリズム、多言語主義について分析する。2020年度も引き続き、ネオ・アヴァンギャルドの文学テクストを文体・形式の面から分析し、歴史的アヴァンギャルドから受け継がれたものと新たに作り出されたものとを区別する。ネオ・アヴァンギャルドが他の芸術的潮流、特にモスクワ・コンセプチュアリズムから受けた影響について考察する。2021年度は、ロシア・ネオ・アヴァンギャルドの芸術実践をメタ・レベルで類型化することを試みる。具体的には、記号論的三分類(Ch.モリス)に基づき、芸術実践という記号論的現象を1意味論的な領域(言葉の意味が重要)、2統語論的な領域(語順やテクストの配置が重要)、3語用論的な領域(パフォーマンスが重要)の3つの観点から分析することによって、この3つの領域がどのようなバランスをとり、どの領域に最も重点が置かれているかを明らかにする。研究期間全体を通じ、分析にあたっては、アヴァンギャルド芸術の専門家であるコルネリア・イーチン教授(ベオグラード大学)、ゲオルク・ヴィッテ教授(ベルリン自由大学)、ロシア現代詩の専門家であるヘンリーケ・シュタール教授(トリーア大学)、記号論の専門家であるペーター・トーロップ教授(タルトゥ大学)、カール・アイマーマッハー教授(ボッフム大学)らと意見交換を行う。研究成果は適宜、国際会議・学会等で発表し、最終的には論文にまとめて、学会誌等に発表する。

個別の事例を分析して、新旧アヴァンギャルドをつなぐ部分を明らかにし、歴史的アヴァンギャルドの芸術実践を支える美的理論のうち、ネオ・アヴァンギャルドに受け継がれたものを確定するという作業は、計画通り順調に進捗している。研究成果は国際会議等で発表することができた。2019年度は、ネオ・アヴァンギャルドの文学テクストを文体・形式の面から分析し、その美的原理を明らかにした上で、歴史的アヴァンギャルドから受け継がれたものと新たに作り出されたものとを区別する。特に、言語実験、ビジュアル・ポエトリー、マルチメディア的パフォーマンス、ミニマリズム、多言語主義について分析する。2020年度も引き続き、ネオ・アヴァンギャルドの文学テクストを文体・形式の面から分析し、歴史的アヴァンギャルドから受け継がれたものと新たに作り出されたものとを区別する。ネオ・アヴァンギャルドが他の芸術的潮流、特にモスクワ・コンセプチュアリズムから受けた影響について考察する。2021年度は、ロシア・ネオ・アヴァンギャルドの芸術実践をメタ・レベルで類型化することを試みる。具体的には、記号論的三分類(Ch.モリス)に基づき、芸術実践という記号論的現象を1意味論的な領域(言葉の意味が重要)、2統語論的な領域(語順やテクストの配置が重要)、3語用論的な領域(パフォーマンスが重要)の3つの観点から分析することによって、この3つの領域がどのようなバランスをとり、どの領域に最も重点が置かれているかを明らかにする。研究期間全体を通じ、分析にあたっては、アヴァンギャルド芸術の専門家であるコルネリア・イーチン教授(ベオグラード大学)、ゲオルク・ヴィッテ教授(ベルリン自由大学)、ロシア現代詩の専門家であるヘンリーケ・シュタール教授(トリーア大学)、記号論の専門家であるペーター・トーロップ教授(タルトゥ大学)、カール・アイマーマッハー教授(ボッフム大学)らと意見交換を行う。研究成果は適宜、国際会議・学会等で発表し、最終的には論文にまとめて、学会誌等に発表する。
神経回路形成因子ＬＯＴＵＳによる神経再生促進法の開発

本研究は、神経回路形成因子LOTUSの生理機能を利用した神経再生治療法の創成を目的とする。LOTUSの細胞機能としては、LOTUSはNogo受容体の5種のリガンド分子により惹起される神経突起伸長阻害に対して完全な拮抗作用を有することが判明した。また、脊髄損傷モデル動物におけるLOTUSの機能としては、げっ歯類が有する脊髄損傷後の自発的な神経再生能がLOTUS遺伝子欠損マウスでは殆ど見られず、逆にLOTUS過剰発現マウスは脊髄損傷後の運動機能回復が野生型マウスに比して有意に上昇していたことから、LOTUSは神経再生の内在性促進物質であることが明らかになった。内在性Nogo受容体アンタゴニストであるLOTUSの生理機能を利用した新しい神経再生治療法の創成を目的とし、LOTUSの細胞機能、および脊髄損傷モデル動物におけるLOTUSの役割を解析した。LOTUSは中枢神経系の再生を阻止するNogo受容体に結合し、Nogo受容体の5種のリガンド分子(神経再生阻害因子)の内、4種のリガンド分子に対して完全な拮抗作用を示すことが判明した(Kurihara et al., 2014)。以上から、LOTUSは強力な内在性Nogo受容体拮抗物質として機能することが明らかになった。他方、LOTUS遺伝子欠損マウス(LOTUS-KOマウス)を用いて脊髄損傷モデル動物を作製し、野性型マウスと比較検討したところ、マウスやラットなどの齧歯類が示す自発的な神経再生能がLOTUS-KOマウスでは欠如することが判明し、内在性の自発的神経再生能にLOTUSが深く関わることが判明した。次に、LOTUS過剰発現マウス(LOTUS-TGマウス)を用いて同様の解析を行ったところ、野生型が示す自然回復能を越える有意な機能回復亢進が認められた。これらのLOTUS-KOマウスおよびLOTUS-TGマウスにおける神経再生能の増減は、神経解剖学的解析においても同様に示された。更に、脊髄損傷後7日目以降になると、内在性LOTUSの脊髄患部周辺における発現量が激減することが明らかになった。野生型マウスにおける自然回復能は損傷後7日目以降で停滞することとLOTUSの発現量の減少が一致することから、LOTUS-TGマウスにおけるLOTUS過剰発現は、減少したLOTUSの発現を補填することになり、LOTUSは神経再生亢進作用を有することが明確となった。以上から、LOTUS発現の遺伝的背景の違いによって明確な差異が示され、LOTUSは神経再生に奏功することの確証を得た(論文作成中)。内在性Nogo受容体アンタゴニストであるLOTUSの生理機能を使用した新しい神経再生治療法の創成を目的とし、LOTUSの細胞機能、および脊髄損傷モデル動物におけるLOTUSの機能について解析した。今迄に、Nogo受容体の5種のリガンド分子全てに対してLOTUSが拮抗作用を有すること、マウスが有する脊髄損傷後の自発的な神経再生能がLOTUS遺伝子欠損マウスでは殆ど見られないこと、LOTUS過剰発現マウスは脊髄損傷後の運動機能回復が野生型マウスに比して有意に上昇していたことが判明し、これらのことから、LOTUSは神経再生を促進する内在性物質であることが明らかになった。脊髄損傷後の患部ではLOTUSの発現が半減することから、LOTUSの人為的補填が神経再生を助長すると考えられたため、LOTUSリコンビナントタンパク質を大量に精製し、損傷患部に徐放剤を用いて投与したところ、有意な運動機能回復が認められた。当初の平成27年度計画にある「LOTUSの外来性導入効果の検討」の内、(a)精製LOTUSを患部に注入する方法、および(b) lotus遺伝子を患部に遺伝子導入する方法について検討した。(a)では精製のための数種のタグ遺伝子を結合させたLOTUSリコンビナントタンパク質を動物細胞系において大量精製した。大量精製したリコンビナントタンパク質の生物活性(LOTUSのNogo受容体に対する拮抗作用)について培養細胞を用いた実験系で確認を行い、脊髄損傷モデル動物に対し、LOTUSリコンビナントタンパク質を充填した徐放剤を用いて脊髄損傷患部に留置して適用した。現在、LOTUSリコンビナントタンパク質による治療効果を精査検討中であるが、有意な治療効果が認められている。一方、(b)では視神経損傷モデルにおいてアデノ随伴ウイルスを用いてlotus遺伝子を損傷患部に導入した。視神経を蛍光標識したコレラ毒素で可視化して解析したところ、lotus遺伝子導入によって有意な神経再生が認められた本研究は、神経回路形成因子LOTUSが内在性Nogo受容体アンタゴニストである分子特性を生かし、LOTUSの生理機能を利用した神経再生治療法の創成を目的とする。本研究では、LOTUSの細胞機能、および脊髄損傷モデル動物におけるLOTUSの機能について詳しく解析した。今迄に以下のことが明らかになった。1)Nogo受容体の5種のリガンド分子(Nogo, MAG, OMgp, BLys, CSPG)により惹起される神経突起伸長阻害に対してLOTUSは全てのリガンド分子に対して拮抗作用を有すること、2)げっ歯類が有する脊髄損傷後の自発的な神経再生能がLOTUS遺伝子欠損マウスでは殆ど見られないこと、3)LOTUS過剰発現マウスは脊髄損傷後の運動機能回復が野生型マウスに比して有意に上昇していたこと。

これらのことから、LOTUSは神経再生の内在性促進物質であることが明らかになった。脊髄損傷後の患部ではLOTUSの発現が半減することから、LOTUSの人為的補填が神経再生を助長すると考えられたため、LOTUSリコンビナントタンパク質を大量に精製し、損傷患部に徐放剤Medgelを用いて投与したところ、LOTUS過剰発現マウスで見られた機能回復とほぼ同等の有意な運動機能回復が認められた。本年は、自由歩行運動における運動機能回復に加え、複数の異なる運動評価を行って機能回復を検証した。更に、組織学的な回復を詳しく解析し、無処理または溶媒液投与のコントロール群に比して、LOTUS投与群では、5-HT(セロトニン)陽性のRhaphespinal tact神経線維の増加や、神経再生線維のマーカー分子であるGAP43が増加していることが判明し、組織学的にも機能回復が裏付けられた。本研究は、神経回路形成因子LOTUSの生理機能を利用した神経再生治療法の創成を目的とする。LOTUSの細胞機能としては、LOTUSはNogo受容体の5種のリガンド分子により惹起される神経突起伸長阻害に対して完全な拮抗作用を有することが判明した。また、脊髄損傷モデル動物におけるLOTUSの機能としては、げっ歯類が有する脊髄損傷後の自発的な神経再生能がLOTUS遺伝子欠損マウスでは殆ど見られず、逆にLOTUS過剰発現マウスは脊髄損傷後の運動機能回復が野生型マウスに比して有意に上昇していたことから、LOTUSは神経再生の内在性促進物質であることが明らかになった。当初の平成26年度計画にあるLOTUS-KOマウスとLOTUS-TGマウスを用いた脊髄損傷モデル動物における解析のほぼ全容が終了した。一部の組織学的解析が現在遂行中であるが、論文公表に向けて十分な実験例数も揃ったため、現在論文作成中である。予想通り、LOTUS-KOマウスでは、マウスやラットなどの齧歯類が示す自発的な神経再生能が欠如することが判明し、内在性の自発的神経再生能にLOTUSが深く関わることが判明した。また、LOTUS-TGマウスでは、野生型が示す自然回復能を越える有意な機能回復亢進が認められ、LOTUSに神経再生亢進作用があることが明らかになった。一方、構造生物学的解析に供与するために必要なLOTUSタンパク質を大量精製する実験系については浮遊系動物細胞を用いる方法が適していることが判明し、目的の大量精製系の確立がほぼ終了した。平成27年度に引き続き、脊髄損傷モデル動物におけるLOTUSリコンビナントタンパク質の外来性投与の効果について運動機能解析や組織学的解析を行う。最大限の治療効果をもたらすための種々の条件(リコンビナントタンパク質投与量、投与時期、投与回数など)も検討する28年度が最終年度であるため、記入しない。神経科学LOTUSの外来性導入効果の検討を行う。脊髄損傷モデル動物において外来性にLOTUSを導入する方法として以下の3種の方法を検討する。1)精製LOTUSリコンビナントタンパク質を患部に注入する方法、2)lotus遺伝子を患部に遺伝子導入する方法、3)LOTUS発現間葉系幹細胞を患部に移植する方法。1)では、脊髄損傷モデル動物作製時にオスミックミニポンプを患部近傍皮下に埋め込み、精製LOTUS(全長LOTUS、及びUA/EC機能ドメイン)を慢性的に微量注入して投与する。2)では、アデノウイルスを用いてlotus遺伝子を損傷患部に感染導入する。
銀行破綻による銀行-企業間関係の途絶率と途絶のタイミングについての定量分析

2015年度から2018年度までの4年度にわたる研究成果は、金融危機と金融システムの関係、日本企業の構造変化とリスク管理に関する研究として発展させることができた。4か年の研究期間に、英語研究論文5編(うち2編の査読付国際学術誌への掲載)及び日本語研究論文2編を執筆・公表し、そのうちの日本企業の為替リスク管理に関する研究成果をまとめて英語書籍1編(共著)を刊行した。研究成果の第一は、金融システム全体と日本企業に関するものである。この成果として、日本企業の企業再建に関する包括的実証研究と、日本の金融規制に関する研究、そして人口っ減少と少子高齢化が日本の都道府県別の金融資産に与える将来予測に関する研究の3つの論文挙げられる。第二は、日本企業の為替リスク管理とインボイス通貨選択に関するものであり、グローバルに展開する日本の製造業の上場企業とその海外現地法人が行っているインボイス通貨選択と為替リスク管理について大規模アンケート調査を用いた実証研究を行った。第三は、日本の事業会社の生産販売構造と海外企業買収に関する研究である。主に日本の上場企業の有価証券報告書に記載されているセグメント情報を用いて、企業別の生産販売構造の計測を行い、さらにそうした生産販売構造が短期的に大きく変化するイベントとして大型企業買収を捉えた複数の実証研究を行った。以上の研究成果は、企業再建、企業買収(M&A)、銀行企業間関係、リスク管理などの企業金融に関する基本的な論点について、主にデータを用いた実証研究によって、日本企業の置かれた現状を明らかにしようとするものである。この点で、単なる学術的成果だけでなく、日本企業と日本の金融システムについての政策的含意を有する重要性を持つ研究成果であると言える。3年間の研究期間の初年度である2015年度は、米国スタンフォード大学に客員研究員として滞在し、米国の研究者と共に共同研究を実施し、予備的な結果についてまとめたものをスタンフォード大学の研究会で報告した。本研究課題の目的は、1996年から2014年の18年間の中小企業を含む大規模企業データベースを用いて、この期間に発生した日本の資金市場の供給サイドのイベントが、どのようなタイミングでどのように中小企業を含む顧客企業へ影響したかを量的に把握することである。初年度の研究成果は、このサンプル期間に発生した全ての都市銀行・長期信託銀行・地方銀行の破綻事例について、その銀行破綻を中心とするイベントウィンドウにおいて、顧客企業との関係性の途絶率と途絶のタイミングを計測した。予備的な結果は、概ね銀行破綻がその破綻時点直後における銀行-企業間関係において、(適切に選択されたコントロールグループと比較して)常に大きな途絶率を銀行破綻後数3年程度にわたって示していることが判明した。しかし、その途絶率の大きさは破綻事例ごとに大きなばらつきがあることも観察され、破綻銀行と顧客企業との銀行破綻以前からの関係性や銀行破綻処理方式の相違などが、銀行-企業間関係の途絶の相違に影響している可能性を示唆するものとなった。また銀行破綻以外の供給サイドのイベントとして銀行合併や公的資本注入の効果も計測したが、これらについてはそのイベントの近辺で特に大きな途絶率は観察されなかった。以上が研究機関1年目の主な研究実績であり、研究実施計画に沿って2年目以降の研究を推進して行く予定である。研究計画期間の初年度において、予備的分析結果を得ることに成功したと判断されるため。3年間の研究機関の2年目である本年度は、第1に、初年度で構築した大規模パネルデータを用いて、銀行破綻が銀行-企業間関係に与えた影響について様々な推計を実施した。具体的には1997年から2012年の期間に発生した日本の都市銀行・地方銀行の破綻全12事例の破綻年度をイベント年として、イベント年前年に当該破綻銀行と融資関係を持っていた企業が、イベント年以降に融資関係を継続していたか、もしくは融資順位にどのような変化が生じたかを推計し、融資関係の途絶率と途絶のタイミングが銀行破綻のイベントの何年後にどのくらいの大きさで起こるかを解明した。また、こうした銀行破綻により引き起こされた融資関係の途絶が顧客企業のその後のパフォーマンスに与える影響について、理論的・実証的な既存文献をサーベイして検討した。以上の研究について、2016年度の中間点において、共同研究者が来日して国際共同研究作業を実施した。第2に経済への悪影響を最小化する実効的な銀行破綻処理枠組みについての知見を得るため、理論モデルに基づく分析が可能かどうかを検討した。具体的には、近年の国際金融規制強化の一つの方向性である銀行の流動性規制の影響を分析するモデルを銀行破綻処理枠組みの分析に拡張するための予備的検討を行った。第3に、銀行破綻処理政策に対して影響を与える世界金融危機以後の国際金融規制の動向について執筆した日本語及び英語のサーベイ論文各1篇が、財務省の日本語および英文雑誌において公刊された。構築したデータベースを用いて、予備的な推計結果を得ており、研究期間2年目の研究進捗としておおむね順調であると判断される。本課題研究の3年目となる平成29年度(2017年度)は、研究課題に基づく研究成果として、査読付き国際学術誌への1篇の英語論文の掲載決定、査読付きワーキングペーパー1篇の公開決定、日本語雑誌への1篇の論文掲載と同内容の英語論文の1篇の論文掲載決定、国際学会と国内学会への各1回ずつの研究報告という研究成果を得た。

第一の研究成果は、多国籍化した企業の生産・販売・資産が世界のどの地域で行われ保有されているかを示す生産販売構造の地理的分布を示す指標を日本の主要輸出3業種(自動車産業、電機産業、機械・重機産業)の主要企業について設計・構築し、1999年度から2015年度の日本、北米、欧州、アジアを含むその他の4地域における変化を分析したことである。第二の研究成果は、近年盛んにおこなわれている日本企業による大型の海外企業買収(In-Out M&A)について、1999年以降の上場企業の事業会社による買収金額1000億円以上の全事例を抽出し、分析を行ったことである。本研究の主な視点は、大型のIn-Out M&Aが買収側の日本企業の生産販売構造を短期間に顕著に変化させることに着目し、そうした生産販売構造の変化が当該買収企業の株価収益率によって計測される為替リスクエクスポージャーへの影響として検出されるかを検証したものである。この他、日本の全上場企業について、1980年から2010年までの30年間の新聞記事テキストから企業再建を経験した全事例を抽出し、その企業再建の特徴について分析を行った。以上の研究成果が、本研究課題3年目の主な研究成果である。概要に示した通り、平成29年度は合計4編の研究論文を掲載・公開することができた。分析は日本企業の生産販売構造などの基本的特徴に関する企業レベルの指標を構築することに成果が出ており、今後の企業レベルの銀行企業間関係の変化などの研究に資するものである。よって、本研究成果は概ね順調な進展を遂げていると評価している。2015年度から2018年度までの4年度にわたる研究成果は、金融危機と金融システムの関係、日本企業の構造変化とリスク管理に関する研究として発展させることができた。4か年の研究期間に、英語研究論文5編(うち2編の査読付国際学術誌への掲載)及び日本語研究論文2編を執筆・公表し、そのうちの日本企業の為替リスク管理に関する研究成果をまとめて英語書籍1編(共著)を刊行した。研究成果の第一は、金融システム全体と日本企業に関するものである。この成果として、日本企業の企業再建に関する包括的実証研究と、日本の金融規制に関する研究、そして人口っ減少と少子高齢化が日本の都道府県別の金融資産に与える将来予測に関する研究の3つの論文挙げられる。第二は、日本企業の為替リスク管理とインボイス通貨選択に関するものであり、グローバルに展開する日本の製造業の上場企業とその海外現地法人が行っているインボイス通貨選択と為替リスク管理について大規模アンケート調査を用いた実証研究を行った。第三は、日本の事業会社の生産販売構造と海外企業買収に関する研究である。主に日本の上場企業の有価証券報告書に記載されているセグメント情報を用いて、企業別の生産販売構造の計測を行い、さらにそうした生産販売構造が短期的に大きく変化するイベントとして大型企業買収を捉えた複数の実証研究を行った。以上の研究成果は、企業再建、企業買収(M&A)、銀行企業間関係、リスク管理などの企業金融に関する基本的な論点について、主にデータを用いた実証研究によって、日本企業の置かれた現状を明らかにしようとするものである。この点で、単なる学術的成果だけでなく、日本企業と日本の金融システムについての政策的含意を有する重要性を持つ研究成果であると言える。
網膜前駆細胞を標的とした網膜芽細胞腫の治療法開発

網膜前駆細胞は神経細胞やミュラーグリア細胞に分化すると増殖を停止するが、網膜芽細胞腫では網膜前駆細胞が未分化性を維持したまま無秩序に増殖すると考えられる。このため、網膜前駆細胞の増殖・分化を制御する分子メカニズムの解明が、網膜芽細胞腫に対する新たな治療法の開発につながると期待される。本研究では、核受容体Tlxおよびチロシンキナーゼ型受容体VEGFR2が、網膜前駆細胞およびミュラーグリア細胞の増殖・分化・恒常性維持に必要であることを明らかにした。1.発生期網膜前駆細胞におけるTlxおよびVEGF受容体の発現発生期網膜では、網膜前駆細胞がすべての神経細胞(神経節細胞、アマクリン細胞、双極細胞、水平細胞、視細胞)およびミュラーグリア細胞に分化する。本研究では、チロシンキナーゼ型受容体VEGFR2、および核受容体Tlxが同一の網膜前駆細胞に発現しており、さらに神経細胞への分化に伴って、いずれの遺伝子発現も低下することを明らかにした。我々は現在、網膜前駆細胞においてVEGFR2遺伝子を欠失する遺伝子組換えマウスの網膜構造の変化を観察しており、次年度も引きつづき解析を進める予定である。2.神経前駆細胞におけるTlxの役割Tlxはアストログリア細胞に特異的な遺伝子の転写活性を抑制することにより、神経前駆細胞の未分化性維持に寄与することが報告されている。今回我々は、成体ラット海馬由来の培養神経幹細胞において、Tlxが神経細胞特異的遺伝子であるMASH1の転写を亢進することにより、神経細胞への分化を能動的に促進することを明らかにした。これらの成果を基に、次年度では網膜前駆細胞および網膜芽細胞腫においてもTlxが同様の機能を持つか、さらに検討を進める予定である。本年度は、マウス網膜前駆細胞にてCreリコンビナーゼを発現するDkk3Creマウスと、VEGFR2コンディショナルノックアウト(VEGFR2-flox)マウスの交配により得られたDkk3Cre;VEGFR2-floxマウスを解析し、網膜神経組織におけるVEGFR2シグナルの重要性について検証した。通常のVEGFRノックアウトマウスでは、血液および血管の発達異常により、胎生致死となるが、Dkk3Cr;VEGFR2-floxマウスは出生率に異常は見られず、また、成体まで正常に発育した。しかし、Dkk3Cre;VEGFR2-floxマウスでは網膜神経細胞数が減少するために、網膜が非薄化することが判明した。また、Dkk3Cre;VEGFR2-floxマウスにおける網膜電図(ERG)測定により、VEGFR2欠失による網膜神経細胞の機能障害が確認された。現在、VEGFR2欠損下におけるTlx遺伝子の発現に加え、ヒト網膜芽細胞腫標本におけるVEGFR2およびTlxの発現局在についても解析を進めている。これらの研究成果は、網膜神経前駆細胞および網膜芽細胞腫細胞の分化・増殖におけるVEGFR2の機能を解析する上で重要な知見を提供することが期待される。さらに、VEGFを標的とした血管新生阻害剤は、加齢黄斑変性をはじめとする種々の眼疾患に対して世界中で使用されているため、本研究の成果は眼内VEGF阻害療法の安全性に対しても有用な情報を提供する。本年度は、マウス網膜前駆細胞にてCreリコンビナーゼを発現するDkk3Creマウスと、VEGFR2コンディショナルノックアウト(VEGFR2-flox)マウスの交配により得られたDkk3Cre;VEGFR2-floxマウスを解析し、網膜神経・グリア細胞におけるVEGFR2シグナルの重要性について検証した。Dkk3Cre;VEGFR2-floxマウスにおける網膜電図(ERG)検査では、生後1ヶ月時点でコントロール群と差を認めないのに対し、生後6ヶ月時点では光刺激に対する応答が完全に消失することが確認された。また、組織学的解析によっても、生後6ヶ月時点で神経網膜の顕著な菲薄化および網膜血管の退縮が認められた。これらの結果から、VEGFR2は成体網膜におけるミュラーグリア細胞の恒常性維持に重要であることが示唆された。一方、Tlxノックアウト(KO)マウスにおいても同様に網膜神経組織の菲薄化が認められるため、Dkk3Cre;VEGFR2-floxマウスおよびTlxノックアウトマウスとを交配して得られた二重遺伝子組換えマウスを解析することにより、VEGFR2とTlxとの遺伝的相関を明らかにすることを予定している。さらに、培養ミュラーグリア細胞を用いた分子生物学的解析を実施し、VEGFR2とTlxの分子間相互作用についても、さらに研究を展開することを予定している。今後は、本挑戦的萌芽研究により得られた成果をさらに発展させることにより、網膜芽細胞腫に限らず、網膜ミュラーグリア細胞の恒常性破綻に起因する種々の網膜疾患の病態解明および新規治療法開発につなげることをめざす。網膜細胞特異的にVEGFR

2遺伝子を欠失したマウスの解析が進んでいる一方で、培養網膜芽細胞腫細胞を用いたVEGFシグナルとTlxとの相関に関する研究が進展していない。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度では、神経細胞におけるVEGFR2遺伝子を欠失したマウス網膜の組織学的および電気生理学的解析を完遂し、論文として発表することを予定する。一方、網膜芽細胞腫におけるVEGFR2およびTlxの研究についても並行して研究を進める。
クラスター環境によるスーパーオキシド化学の新展開

典型的な活性酸素種であるスーパーオキシドラジカル(O〓)が関与する反応の場として気相クラスターを用いることにより,1分子溶媒和によってO2〓の反応性が顕著に変化し,ペルオキシ型イオン種の生成が効率的に起こることを実験的に示した.これにより,溶媒和したO2〓の反応が大気化学の重要な素過程を構成すること,生体内O2〓転換反応をモデル化できることなど,スーパーオキシド化学の新たな側面を探索することができた.〓典型的な活性酸素種であるスーパーオキシドラジカル(O〓)が関与する反応の場として気相クラスターを用いることにより,1分子溶媒和によってO2〓の反応性が顕著に変化し,ペルオキシ型イオン種の生成が効率的に起こることを実験的に示した.これにより,溶媒和したO2〓の反応が大気化学の重要な素過程を構成すること,生体内O2〓転換反応をモデル化できることなど,スーパーオキシド化学の新たな側面を探索することができた.〓本研究では,スーパーオキシドラジカル(O_2^<・->)つが関与する反応の場として,クラスター(気相分子集合体)を用いることによって,(1)気相における新規なO_2^<・->反応を開拓する,(2)溶液におけるO_2^<・->反応の機構を解明することを目的とし,平成22年度には以下の成果を得た.1.新規負イオンperoxy型SO_4^-の同定:スーパーオキシドラジカルとSO_2の反応は,大気環境化学の観点から多くの反応速度論的な研究の対象であり,付加生成物SO_4^-としてperoxy型異性体OO-SO_2^-の可能性が示唆されていたが,これまで実験的に確認されていなかった.本研究では,SO_2/O_2クラスターへの電子付着過程で生成するSO_4^-の幾何構造・電子構造を光電子分光とab initio計算を併用して調べ,初めてperoxy型SO_4^-を実験的に同定し,その電子構造を明らかにした.2.Peroxy型SO_4^-の生成機構の解明:O_2^-・(H_2O)_n+SO_2反応でperoxy型SO_4^-が生成することを示し,大気反応におけるperoxy型SO_4^-の生成機構を分子軌道レベルで明らかにした.本研究により,peroxy型SO_4^-は解離限界SO_2(^1A_1)+O_2^-(^2П_<gi>)に相関し,大気中で予想される主反応O_2^-・(H_2O)_n+SO_2では,実質的に0_2^-が余剰電子を保持したままSO_2を攻撃することよってSO_2+O_2^-→SO_2^-+O_2の電子移動反応が抑制され,peroxy型SO_4^-が選択的に生成することが判った.3.Peroxy型SO_4^-の反応性の確認:上述のperoxy型SO_4^-がスーパーオキシドラジカルとしての電子構造を部分的に保持していることを利用して,SO_2/O_2クラスターへの電子付着過程により[SO_2-OO-SO_2]^-型のS_2O_6^-の生成を実験的に示した.本研究では,スーパーオキシドラジカル(・O^-_2)が関与する反応の場としてクラスター(気相分子集合体)を用いることによって,(i)気相における新規な・O^-_2反応を開拓する,(ii)溶液における・O^-_2反応の機構を解明することを目的として以下の成果を得た.1.Peroxy型S_2O^-_6の生成と構造:昨年度までに構造と生成機構を解明したperoxy型OOSO^-_2を反応試剤とするクラスター内反応によって,さらにSO_2が1分子付加したperoxy型S_2O^-_6の生成を目指した.SO_2/O_2混合クラスター系の電子付着過程を用いてS_2O^-_6を調製し,光電子分光とab initio計算を併用してperoxy型負イオンO_2S-OO-SO^-_2の生成を確認し,その構造を推定した.2.Peroxy型CO^-_3およびNO^-_3の生成と電子束縛エネルギーの決定:CO_2/O_2およびNO/O_2クラスター系の電子付着過程によって生成するperoxy型負イオンOOCO^-_2およびOONO^-の電子束縛エネルギーを光電子分光測定から決定し,高精度ab initio計算を用いて構造および生成機構を推定した.3.ONOO^-・(H_2O)_nを経由したONOOCO^-_2の生成:生体内でO^-_2,NO,CO_2からNO^-_3+CO_2あるいはNO_2+CO^-_3が生成する反応の中間体とされるONOOCO^-_2の候補イオンをクラスター反応を利用して生成し,質量分析で同定した.並行してab initio計算によってONOOCO^-_2の構造を推定し,断熱的に相関するNO_2(X^2A_1)+CO^-_3(X^2B_2)チャンネルへの結合解離エネルギーを推定した.この結果から,溶液反応で予測されているラジカル対生成過程は孤立系においては吸熱的であり,反応の進行に水和が重要な役割を果たしていることを示した.本研究では,スーパーオキシドラジカル(O2-)が関与する反応の場としてクラスターを用いることによって,(i)気相における新規なO2-反応を開拓する,(ii)溶液におけるO2-反応の機構を解明することを目的としている.本年度は以下の成果を得た.(1) O4-によるSO4-構造異性体の生成:

これまでの研究でSO2/O2クラスター系への電子付着過程によってペルオキシ型負イオンO2SOO-が生成することを実験・計算で示したが,本年度はイオンクラスター源を改良することによって反応種の識別を可能とし,O4- + SO2反応によってS原子を中心とするテトラヘドラル型SO4-とペルオキシ型O2SOO-の両者が生成することを明らかにした.更に,O2- + SO2反応ではSO4-生成の断面積が顕著に減少すること,[16O2・18O2]-を反応試剤とすることで共鳴構造体O4-がO2...O2-として遷移状態に関与することを示唆する結果を得た.これにより,一分子溶媒和がスーパーオキシドラジカルの1電子還元過程を効果的に抑制して付加反応の断面積を劇的に向上させるのみならず,O-O結合解離チャンネルが存在することを明らかにした.(2) O2-(H2O)nとSO2との反応:前項(1)の結果を踏まえ,大気中で進行すると考えられるO2-(H2O)n + SO2反応を調べ,O4- + SO2反応と同様に2種類のSO4-構造異性体が生成すること,ひとつの遷移状態[SO2...O2-...M]*から生成物分岐が進行していることを明らかにした.以上のように,一分子溶媒和によってスーパーオキシドラジカルの反応性が顕著に変化し,大気化学の重要な素過程を構成することを裏付ける成果が得られた.平成23年度には「・O^-_2付加反応の系統的な探索」および「ONOOCO^-_2を経由した・O^-_2の転換反応」を計画していた.前者については,光電子分光と量子化学計算によってS_2O^-_6,CO^-_3,NO^-_3などのperoxy型生成イオンの幾何構造・電子状態・生成機構に関する情報が得られた.後者については,イオン源の改良によるONOOCO^-_2生成効率の向上や量子化学計算による構造予測に進捗があったが,東日本大震災の折に一部破損した装置の修理に時間が掛かったことなどから,光電子分光測定には至らなかった.これらを総合して(2)の達成度であると判断した。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は研究計画の最終年度であることから,これまでの研究成果を取りまとめて学会誌等に発表すると共に,生体反応の重要な中間体とされながら,同定例のないONOOCO^-_2の光電子分光測定に注力する.ONOOCO^-_2は待異的に大きな電子束縛エネルギーをもつと予想されるため,光電子脱離に用いるレーザー光の短波長化が必須であり,3倍波発生やラマンシフトなどの非線形光変換による測定を試みる.このために,他の実験に用いていたインジェクションシーダー付高出力レーザーを移設して光源系の改善を図るなどの方策を予定している.また,平成23年度から光電子分光装置の改良を進めており,より精度の高い光電子測定を目指す.24年度が最終年度であるため、記入しない。
長距離伝搬表面プラズモンを用いた有機ホトトランジスタの高性能化に関する研究

本研究では、表面プラズモン共鳴(SPR)に伴い金属表面近傍に生じる強電場を利用して有機薄膜における光吸収を増強させることで、有機ホトトランジスタの高性能化を試みた。特に、通常のSPRよりも電界強度が大きく、しみだし距離が長い長距離伝搬表面プラズモン共鳴(LRSPR)の利用を検討した。実際に素子を作製し、光反射特性においてLRSPRによるディップを観測できた。さらに、LRSPRを伴うp偏光照射での電流測定において、s偏光照射の場合よりも大きな光応答が得られた。本研究では、表面プラズモン(SP)励起に伴い金属表面近傍に生じる強電場を利用して有機薄膜における光吸収を増強させ、有機ホトトランジスタの高性能化を行う。特に、通常のSPよりも強度が大きくしみだし距離も長い特徴を持つ長距離伝搬表面プラズモン(LRSP)を利用することで効果的に有機層の光吸収を増強させ、素子性能を向上させる。SP励起には、プリズムカップリングのほかにグレーティングカップリングを用い、広い波長領域および様々な入射角度で簡便かつ安価に利用可能な素子を構築する。グレーティングカップリングによるSP励起をホトトランジスタに適用した例はこれまで報告されておらず、これにより高性能かつ安価で実用的な素子の構築を目指す。以上の目的に対して、平成26年度はまずグレーティングカップリングによる励起を用いる構造の素子を作製して実験を行った。LRSPの素子を作製する前に、通常のSPを利用する構造について実験を行ったところ、SP励起が強くなる光入射角度において電流値が大きくなる様子を観測することに成功した。現在は追実験を行っているところであり、有機層として用いたペンタセン薄膜や絶縁層として用いた酸化アルミナ/自己組織化単分子膜の膜厚や作製条件に対する依存性について調べている。これにより、SPを用いない場合に対して光感度をはじめとした素子性能をどの程度向上できるか明らかにする。これと同時に、種々の構造の薄膜トランジスタを想定して有機層の光吸収特性についての理論計算を行っている。以上の目的に対して、これまでグレーティングカップリングによる励起を用いる構造の素子を作製して実験を行った。現在は追実験およびほかの構造での実験を行っているところであり、有機層として用いたペンタセン薄膜や絶縁層として用いた酸化アルミナ/自己組織化単分子膜の膜厚や作製条件に対する依存性について調べている。素子作製に時間がかかっているのがやや遅れている主な理由であるが、問題点がおおむね明らかになってきているので、今後実験結果を得られるものと考えている。ただし、グレーティングカップリングによるSPを利用して電流の増大を観測するところまでは達成しているので、種々の構造を持つ長距離伝搬型素子を作製し、素子性能を明らかにする。なお当初予定していたプリズムカップリングを用いた素子による実験についてはあまり進んでいない。ただし、これについては基板にグレーティング構造を用いるか否かの違いだけであるため、グレーティング構造素子の検討が進めば速やかに研究を進捗できると考えている。本研究では、表面プラズモン共鳴(SPR)に伴い金属表面近傍に生じる強電場を利用して有機薄膜における光吸収を増強させ、有機ホトトランジスタの高性能化を試みた。特に、長距離伝搬表面プラズモン共鳴(LRSPR)を利用することで効果的に有機層の光吸収を増強させ、素子性能を向上させることを目的とした。本研究で作製する素子ではゲート金属薄膜におけるSPRを利用するが、通常のSPRの電界のしみだし距離は小さく、絶縁層において電界が減衰するために有機層の光吸収の増強効果は小さい。これに対して、LRSPRは電界強度が大きくしみだし距離も長いため、有利になると期待される。表面プラズモン励起には、広い波長領域および様々な入射角度で簡便かつ安価に利用可能な素子を構築するため、グレーティングカップリング法を主に用いた。グレーティングカップリングによるSPRをホトトランジスタに適用した例は、申請者の知る限りこれまで報告されていない。本年は最終年度であり、実際に有機トランジスタを作製してLRSPR特性や素子特性の光応答を測定した。LRSPRを利用するため、グレーティング構造を持つゲート金属電極をフッ素樹脂でサンドイッチし、そこにペンタセンを活性層とする素子を構築した。p偏光照射により、LRSPRに伴う光反射率のディップを観測できた。さらに、直線偏光照射下で出力特性を比較したところ、p偏光での応答が大きく、LRSPRに伴う有機層における光吸収の増強によると推察された。

本研究では、表面プラズモン共鳴(SPR)に伴い金属表面近傍に生じる強電場を利用して有機薄膜における光吸収を増強させることで、有機ホトトランジスタの高性能化を試みた。特に、通常のSPRよりも電界強度が大きく、しみだし距離が長い長距離伝搬表面プラズモン共鳴(LRSPR)の利用を検討した。実際に素子を作製し、光反射特性においてLRSPRによるディップを観測できた。さらに、LRSPRを伴うp偏光照射での電流測定において、s偏光照射の場合よりも大きな光応答が得られた。上記に示したように、グレーティングカップリングによるSPを利用して光電流の増大を観測するところまでは達成しているが、さらに実験を行い詳細な素子性能を明らかにする必要がある。また、長距離伝搬型素子の作製がまだであるので、これも早めに実験していきたい。さらに、当初予定していたプリズムカップリングを用いた素子による実験についてはあまり進んでいない。ただし、これについては基板にグレーティング構造を用いるか否かの違いだけであるため、グレーティング構造素子の検討が進めば速やかに研究を進捗できると考えている。現在作製している素子は長距離伝搬型ではなく通常のSPを用いるものであるが、酸化アルミナ層と自己組織化単分子膜の積層構造を用いることで絶縁膜厚を非常に小さくできるので、当初想定していたものよりも高い性能が得られると期待できる。そのため、引き続きこの素子についてアルミナ層の作製条件やペンタセン層の膜厚依存性について追実験を行うと共に、電界計算も行って実験結果とあわせて検討したい。同時に、長距離伝搬型SP素子も当初の予定通り作製し、性能比較を行いたい。これらについて、プリズムカップリングによる方法についても実験を行う。なお現在は一次元グレーティングを用いているが、これではグレーティング溝に対して垂直な偏光成分の光に対してしか効果を得ることができない。このため、表面ラフネスや二次元グレーティングを用いることであらゆる偏光方向に対する光を利用する構造を検討する。さらに、金属微小球に生じる局所プラズモンを用いて、上記のグレーティングによるSPと複合化することにより増強効果を高める方法も検討していきたい。このほか、グレーティングカップリングによる長距離伝搬表面プラズモン励起の電場増強に基づく分子励起についても調べていきたい。以上により得られた成果は、積極的に国内外の学会にて発表すると共に論文投稿を行う予定である。電気電子工学現在の素子は長距離伝搬型ではなく通常のSPを用いるものであるが、酸化アルミナ層と自己組織化単分子膜の積層構造を用いることで絶縁膜厚を非常に小さくできるので、当初想定していたものよりも高い性能が得られると期待できる。そのため、この素子についてもうしばらくアルミナ層の作製条件やペンタセン層の膜厚依存性について追実験を行うと共に、電界計算も行って実験結果とあわせて検討したい。同時に長距離伝搬型SP素子も当初の予定通り作製し、性能比較を行いたい。