hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アクチン結合蛋白質トロポミオシン4の紡錘体形成における機能解析

マウス卵減数分裂では2回の不等分裂がおこり、1つの卵が形成される。不等分裂を行うために重要な紡錘体極性の制御機構の解明をめざし、本研究ではアクチン結合蛋白質トロポミオシン4(Tm4)に注目して解析を行った。マウス卵の減数分裂時に、Tm4の発現抑制実験を行った結果、Tm4の発現抑制マウス卵では、紡錘体形成異常や、紡錘体の膜への局在異常が観察された。この結果から、Tm4はマウス卵減数分裂期において紡錘体極性を制御することでマウス卵の正常な不等分配の遂行に寄与している事が明らかとなった。マウス卵減数分裂から初期胚発生過程の紡錘体極性におけるアクチンフィラメントの機能の分子機構の解明をめざし、アクチン結合蛋白質トロポミオシン4(Tm4)注目して今年度は以下の解析を行った。はじめにTm4のマウス卵の減数分裂過程における局在変化を明らかにするため、GV期のマウス卵を採取、培養し、経時的に固定し、Tm4抗体を用いて免疫蛍光染色を行った。その結果、Tm4は紡錘体が形成されるに従い、紡錘体上や、膜近傍アクチンチャップに局在することが明らかとなった。また、Tm4のPlk1によるリン酸化サイトの、リン酸化特異的な抗体を作成し、その抗体を用いて免疫蛍光染色を行ったところ、MTOC(微小管形成中心)や紡錘体極にシグナルが見られ、PLK1と局在が一致しており、Tm4が紡錘体形成に関与する可能性が示唆された。さらに、マウス卵でのTm4の機能を明らかにするため、マウス卵へのモルフォリノアンチセンスオリゴもしくはsiRNAを導入することによりTm4の発現抑制を行い、紡錘体の形成、動態に対する影響の解析を試みている。今年度は、マウス卵での紡錘体微小管を可視化するためEGFP融合α-tuburinを、染色体を可視化するためDSRed融合ヒストンH2Bを発現するmRNAを合成し、マウス卵にインジェクションし、time-laps観察出来る系を確立した。また、アクチンの動態を可視化するためmCherry融合Utropinを発現するベクターも作成し、現在解析中である。一方で、モルフォリノアンチセンスオリゴとsiRNAをデザインし、マウス培養細胞を用いて蛋白発現抑制効果を調べた所、蛋白の発現を半分程度抑制する事を確認した。次年度は、このsiRNAを用いてマウス卵において発現抑制を試み、紡錘体や染色体の動態を観察する事で、マウス卵減数分裂時の紡錘体極性でのTm4の機能を解析する予定である。マウス卵減数分裂では不等分裂が引き起こされ極体が放出される。そのためには、紡錘体膜近辺に移動することが重要である。このような紡錘体極性におけるアクチンフィラメントの機能の分子機構の解明をめざし、今年度はアクチン結合蛋白質トロポミオシン4(Tm4)について以下の解析を行った。Tm4のマウス卵の減数分裂過程における局在変化を明らかにするため、GV期のマウス卵を採取、培養し、経時的に固定し、Tm4抗体を用いて免疫蛍光染色を行った。さらに、マウス卵でのTm4の機能を明らかにするため、マウス卵へsiRNAを導入することによりTm4の発現抑制を行い、紡錘体の形成、動態に対する影響の解析を試みた。マウス卵での紡錘体微小管を可視化するためEGFP融合α-tuburinを、染色体を可視化するためDSRed融合ヒストンH2Bを発現するmRNAを、また、アクチンの動態を可視化するためmCherry融合Utropinを合成し、マウス卵にインジェクションし、time-laps観察出来る系を確立した。Tm4の発現を抑制するsiRNAを用いて、マウス卵に導入し、紡錘体や染色体の動態を観察した結果、Tm4の発現を抑制したマウス卵では、減数分裂時の紡錘体形成異常や、紡錘体の膜への局在異常が観察された。

以上の結果から、Tm4はマウス卵減数分裂期の紡錘体極性に寄与していることが示唆された。発生過程において、細胞が不等分裂する際には、紡錘体の向き(極性)によって分裂後の細胞の運命が決定される。例えば、マウス卵減数分裂では不等分裂が引き起こされ極体が放出されるが、そのためには、紡錘体が膜近辺に偏って位置することが重要である。このような紡錘体極性におけるアクチンフィラメントの分子機構の解明をめざし、本研究ではアクチン結合蛋白質トロポミオシン4(Tm4)に注目し以下の解析を行った。Tm4のマウス卵の減数分裂過程における局在を調べたところ、Tm4は紡錘体が形成されるに従い、紡錘体上や、膜近傍アクチンチャップに局在することが明らかとなった。また、M期の進行に重要なキナーゼPlk1(polo-like kinase 1)によるTm4のリン酸化サイトの、リン酸化特異的な抗体を作成し、その抗体を用いて蛍光免疫染色を行ったところ、紡錘体極でPlk1と共局在した。この結果からTm4が紡錘体形成に関与する可能性が示唆された。さらに、マウス卵でのTm4の機能を明らかにするため、マウス卵へモルフォリノおよびsiRNAを導入することによりTm4の発現抑制を行い、紡錘体の形成、動態に対する影響の解析を試みた。マウス卵の紡錘体微小管をEGFP融合α-tubulinで、染色体をDSRed融合ピストンH2Bで、また、アクチンの動態をEGFP融合Utropinで可視化しライブ観察を行った。Tm4の発現を抑制するsiRNAを用いて、マウス卵に導入し、紡錘体や染色体の動態を観察した結果、Tm4の発現を抑制したマウス卵では、減数分裂時の紡錘体形成異常や、紡錘体の膜への局在異常、染色体の動態異常が観察された。この結果から、Tm4はマウス卵減数分裂期において紡錘体極性に寄与することが明らかとなった。又、細胞レベルでの解析から、Tm4はミオシンIIのアクチンフィラメントへの結合に必須であることがわかった。このことから、Tm4はアクトミオシンの形成を介して、マウス卵の不等分配の正常な進行を実現させている可能性も示唆された。
アフィンルート系に付随する多重超幾何級数・遮蔽作用素・楕円可積分系の固有値問題

本研究の概要を箇条書きする:(2)非定常Ruijsenaars関数に関する双対性予想を証明する。(3) affineLaumon spaceのde Rham複体の上に、量子トロイダル代数の表現を構成する。
高速偏光分光法を利用したＥＣＲプラズマ生成過程における非等方電子計測法の開発

非等方に運動する電子の衝突励起により生じる原子発光線の偏光を利用することで,電子速度分布関数の非等方性に関する情報を得ることができる.本研究では,ECRプラズマ中に入射したリチウム原子ビームから生じるリチウム原子2s-2p発光線の偏光を測定し,加熱で生じる非等方に運動する電子成分の運動方向および運動エネルギーの推定を試みた.偏光の空間・時間分布を測定するための計測システムを開発し,カスプ磁場中で生成したプラズマに対して測定を行った結果,低電子密度領域で磁力線に垂直方向に非等方に運動する電子成分の存在が示唆された.方向性プローブを用いた測定を行い,偏光計測と定性的に一致する結果が得られた.本研究の目的は,電子サイクロトロン共鳴(ECR)加熱を利用したプラズマ生成過程における電子エネルギー分布関数(EEDF)の非等方性を,非等方な電子衝突励起による原子発光線の偏光を利用して空間・時間分解して計測するための手法を開発することである.このために,プラズマ中に入射したシート状熱リチウム原子ビームから生じるLiI 2s-2p発光線の偏光を分光測定し,偏光方向と偏光度から非等方電子成分の磁力線に対する運動方向及びそのエネルギーを推定する.研究期間の最終年度であるH25年度は,(1)小型ECRプラズマ実験装置を利用した計測法の原理検証実験,(2)方向性プローブを利用したEEDF非等方性の測定,を行った.(1)カスプ磁場中で2.45 GHz,830 Wのマイクロ波を用いて生成したヘリウムプラズマに熱リチウム原子ビームを入射し,ビームに垂直な方向からLiI 2s-2p発光線を観測した.まずは定常状態で干渉フィルタ,直線偏光板,CCDを用いた偏光イメージ測定を行った.その結果,偏光度と偏光方向の空間分布が観測され,本研究で提案する原理を利用してEEDFの非等方性を測定することが可能であることが確認された.次に,前年度に開発した高速偏光分光計測システムを用いた空間・時間分解計測を試み,ストークスパラメータを時間分解して測定できることを確認した.(2)(1)と同じ条件下で方向性プローブを用いてEEDFの非等方性を測定した.EEDFの磁力線に平行・垂直な成分が独立であると仮定できる場合,プローブ電極の法線方向を磁力線に平行・垂直方向に向けて電子を捕集することで,EEDFの平行・垂直成分をそれぞれ観測することが原理的に可能である.シース理論にもとづいてこの測定原理を定式化し,測定を行った.その結果,磁力線に垂直方向にバルク温度に対して有意に大きなエネルギーを持つ電子成分が存在することが確認された.非等方に運動する電子の衝突励起により生じる原子発光線の偏光を利用することで,電子速度分布関数の非等方性に関する情報を得ることができる.本研究では,ECRプラズマ中に入射したリチウム原子ビームから生じるリチウム原子2s-2p発光線の偏光を測定し,加熱で生じる非等方に運動する電子成分の運動方向および運動エネルギーの推定を試みた.偏光の空間・時間分布を測定するための計測システムを開発し,カスプ磁場中で生成したプラズマに対して測定を行った結果,低電子密度領域で磁力線に垂直方向に非等方に運動する電子成分の存在が示唆された.方向性プローブを用いた測定を行い,偏光計測と定性的に一致する結果が得られた.本研究の目的は,磁場閉じ込め型プラズマ核融合実験装置の電子サイクロトロン共鳴加熱(ECRH)を利用したプラズマ生成過程における電子速度分布関数の非等方性を空間,時間分解して計測するための手法を開発することである.このために,プラズマ中に入射したシート状熱リチウム原子ビームから生じるリチウム原子2s-2p発光線(670.8 nm)の偏光を高速で分光測定し,偏光方向と偏光度から非等方電子成分の磁力線に対する運動方向及びエネルギーを推定する.2年の研究期間のうち,初年度は高速偏光分光計測システムの開発,次年度は小型ECRプラズマ実験装置を利用した実証実験を行う.トカマクや球状トカマク型装置におけるECRHによるプラズマ生成の典型的な時間スケールであるミリ秒からそれ以下の時間分解能で電子速度分布関数の非等方性を測定するために高速偏光分光計測システムの開発に取り組んだ.光弾性変調器,偏光分離素子,バンドル型光ファイバ,分光器を組み合わせた測定系と光電子増倍管アレイ,高速DAQを組み合わせた検出系をそれぞれ製作した.放電ランプを利用してシステムの性能評価を行った結果,ストークスパラメータI, Q, Uをミリ秒程度の時間分解能で測定可能なことが確認できた.以上により,当初の研究計画に沿った初年度の目的を達成した.さらに,開発した計測システムの一部を利用することで,窒素1価イオン発光スペクトルの偏光分離計測システムを構築し,カリフォルニア工科大学と共同で高密度プラズマジェット中の磁場ベクトルの空間分布測定を行った.研究計画の初年度に予定していた高速偏光分光計測システムの開発および性能評価を実施し,予定通りの性能を持つシステムが得られた.副次的な成果として開発したシステムの一部を利用した高密度プラズマジェット中の磁場ベクトルの空間分布測定にも成功した.次年度は,小型プラズマ実験装置を用いてECRHプラズマを生成し,プラズマ中に入射したシート状熱リチウム原子ビームからの発光を観測する.ストークスパラメータを測定し非等方電子成分の運動方向及びエネルギーの空間・時間変化を求める.さらに,計測結果の妥当性を検証するために,方向性プローブを利用した測定との比較を行う.ECRHプラズマ実験に必要となるリチウム,ガス,真空部品,光学ステージ及び治具等の消耗品の購入を予定している.
アンジテオテンシノーゲン遺伝子欠損マウスの循環調節機構に関する分子生物学的研究

アンジオテンシノーゲン遺伝子欠損マウス(Agt-/-)における臓器,細胞機能の変化に関するin vivoおよびin vitroの検討を中心に行った.(1)Agt-/-の電解質代謝を塩分制限・負荷状態およびアンジテオテンシンtype la(AT la)受容体遺伝子欠損マウスを比較し,検討した.レニン・アンジオテンシン(RA系)が血圧維持および水電解質調節に必須であることが明らかとなった.(2)Agt-/-の腎では,血管に特異的変化(弾性線維増生,血管平滑筋細胞過形成,レニン含有細胞増加)を認め,正常な腎形成上,RA系の重要性が明らかになった.(3)腎緻密斑を介するレニン産生には、神経系一酸化窒素合成酵素(NO)の関与が示された.(4)心臓において,AT la受容体はup regulationを受け,これは転写後調節を受けていることが示唆された.(5)心筋培養細胞の伸展実験により,細胞内MAP kinaseの活性化には,gp130系を介するサイトカイン系の関与が示唆された.アンジオテンシノーゲン遺伝子欠損マウス(Agt-/-)における臓器,細胞機能の変化に関するin vivoおよびin vitroの検討を中心に行った.(1)Agt-/-の電解質代謝を塩分制限・負荷状態およびアンジテオテンシンtype la(AT la)受容体遺伝子欠損マウスを比較し,検討した.レニン・アンジオテンシン(RA系)が血圧維持および水電解質調節に必須であることが明らかとなった.(2)Agt-/-の腎では,血管に特異的変化(弾性線維増生,血管平滑筋細胞過形成,レニン含有細胞増加)を認め,正常な腎形成上,RA系の重要性が明らかになった.(3)腎緻密斑を介するレニン産生には、神経系一酸化窒素合成酵素(NO)の関与が示された.(4)心臓において,AT la受容体はup regulationを受け,これは転写後調節を受けていることが示唆された.(5)心筋培養細胞の伸展実験により,細胞内MAP kinaseの活性化には,gp130系を介するサイトカイン系の関与が示唆された.本年度は主にアンジオテンシノーゲン欠損マウス(Atg-/-)における臓器・細胞機能の変化に関するin vivoおよびin vitroでの検討を行った.(1)Atg-/-の電解質代謝に関する基礎的検討:代謝ケージを用いた検討にて,Atg-/-は低血圧,多尿を呈し,尿中Na・Cl排泄量は低い傾向を示した.また,尿中アルドステロン排泄量は著明に低下し,血漿ADH濃度および尿中カテコールアミン排泄量は増加していた.以上からレニン・アンジオテンシン系が血圧維持および水電解質調節に必須であり,Atg-/-において賦活化されたADHおよび交感神経系はレニン・アンジオテンシン系の欠損を十分に代償し得ないことを明らかにした.現在塩分負荷の影響について検討中である.(2)Atg-/-の腎血管の形態異常についての検討:Atg-/-においては腎の形態異常が報告されているが,Atg-/-の諸臓器の血管について生直後から55週まで経時的に光顕的に検索を行った.そして腎血管特異的に生後1週から高血圧と老化の存在なしにて良性腎硬化症に類似した弾性線維の増生,血管平滑筋細胞過形成,およびレニン含有細胞の増加を認めた.(3)レニン遺伝子発現調節における神経型一酸化窒素合成酵素(N-NOS)の役割についての検討:Atg-/-の腎ではレニン遺伝子の過剰発現がみられるが,Atg-/-の腎の緻密斑においてN-NOSの発現がmRNAおよび蛋白レベルで増強していることを明らかにし,緻密斑でのNO産生の増加がレニン遺伝子の過剰発現に関与している可能性を示した.現在,Atg-/-の腎でのレニン遺伝子発現調節におけるc-Jun蛋白質の関与について検討中である.また消化管でのレニン遺伝子発現調節についても検討中である.(4)Ang II受容体発現調節についての検討:Atg-/-の心についてligand binding assayおよびNorthern hybridizationを行い,定常状態のAng II受容体(AT1,AT2受容体)について検討し,Atg-/-のAT1受容体のmRNAでは変化がないものの結合能が増加していることを明らかにした.現在,中枢(視床下部,脳幹部),腎,および消化管でのAng II受容体(AT,AT2受容体)について塩分負荷の影響を含めて検討中である.本年度も主にアンジオテンシノーゲン欠損マウス(Atg-/-)における臓器・細胞機能の変化に関するin vivoおよびin vitroでの検討を行った.(2)Atg-/-の電解質代謝に関する基礎的検討と塩分負荷の影響:代謝ケージを用いた検討にて,Atg-/-は低血圧,多尿,尿濃縮力低下を示し,Atg-/-において賦活化されたADHおよび交感神経系はレニン・アンジオテンシン系の欠損を十分に代償し得ないと考えられる.一方,Atg-/-に塩分負荷を行うと血圧が有意に上昇し,レニン・アンジオテンシン系欠損を部分的に代償すると考えられる(J Hypertens,1998;Kidney Int,1998).

(3)レニン遺伝子発現調節における神経型一酸化窒素合成酵素(N-NOS)の役割についての検討:Atg-/-の腎ではレニン遺伝子の過剰発現がみられるが,Atg-/-腎の緻密斑においてN-NOSの発現がmRNAおよび蛋白レベルで増強していることを明らかにし,また塩分摂取量に比例してレニンおよびN-NOSの発現が相関して変化することを示した(Lab Invest,1997;J Am Soc Nephrol,1998).さらに同様の検討をATla受容体欠損マウスを用いて行い,Atg-/-の場合と比較検討した(Kidney Int,1998).現在プロスタグランデイン合成酵素(COX-II)の関与について検討中である.(4)AngII受容体発現調節についての検討:定常状態におけるAtg-/-心でのAngII受容体(ATla,AT2受容体)発現はAtg+/+とmRNAレベルでは差がなく,蛋白レベルでは増加が認められた(Hypertension,1998).次に,塩分負荷が心でのAngII受容体発現に与える影響についてNorthern hybridizationにより検討したが,塩分負荷によりAtg+/+のAT1受容体mRNAは増加したがAtg-/-では変化がなかった.一方,AT2受容体発現は塩分負荷により両マウスにおいて増加がみられ,その程度はAtg-/-心において大きかった.現在,中枢(視床下部,脳幹部),腎,および消化管でのAngII受容体(AT1,AT2受容体)について塩分負荷の影響を含めて検討中である.(1)アンジオテンシンタイプ1a(AT1a)受容体遺伝子欠損(AT1a-/-)マウスについての検討:アンジオテンシノーゲン遺伝子欠損(Atg-/-)マウスの病態が他の系統のレニン・アンジオテンシン系構成要素の欠損によっても再現されるか否かを検証するため,腎臓に著明な形態異常を認めないAT1a-/-マウスを用いて実験を行った.(1)腎・電解質代謝に関する基礎的検討:AT1a-/-マウスにおいても尿濃縮力障害,尿中アルドステロン排泄の低下,塩分摂取量の変化に応じた体重変動など,水・Na保持能力の低下を示唆する所見が得られた.Atg-/-マウスより軽度であった.(2)傍糸球体装置におけるレニンおよびN-NOSの過剰発現:AT1a-/-マウスの傍糸球体装置においてもレニンおよびN-NOS過剰発現が認められた.Atg-/-マウスより軽度であった.(2) Atg-/-およびAT1a-/-マウスの腎臓における誘導型PG合成酵素(COX-2)の発現:Atg-/-マウスの緻密斑においてCOX-2の過剰発現がみられた.COX-2の発現は塩分負荷によりmRNAおよびタンパクレベルで減少した.,AT1a-/-の緻密斑にはCOX-2がほとんど染色されなかったが,塩分制限を行うことによって発現が観察された.COX-2特異的阻害剤(NS-398)は両遺伝子欠損マウスともにレニンの発現を抑制せず,PGがこれらのマウスのレニン過剰発現に関与している証拠は得られなかった.(3)心筋細胞におけるmitogen-activated protein kinase(MAPK)活性化経路におけるgp130の関与:野生型およびAtg-/-マウスの培養心筋細胞にgp130が主要な受容体のシグナル伝達タンパクであるleukemiainhibitory facor(LIF)を投与したところ,両マウスともにMAPKが濃度依存性に活性化された.この作用はgp130特異抗体であるRX435により阻害された.
医療文書の自動点字翻訳を実現する辞書と固有表現点訳システムの研究開発

医療用語を多数含む医療文書の自動点字翻訳時の点訳精度向上法の解明を目指して、我々が研究開発した自動点字翻訳プログラムが使用している辞書や形態素解析ソフトを更新し点訳エンジンを改良した。また、固有表現の点訳修正支援法の確立を目標として医療文書を解析し、病院職員を対象とした点訳修正支援インタフェースを作成した。本研究は、医療用語を多数含む医療文書の自動点字翻訳時の点訳制度向上手法の解明と固有名詞の点訳修正支援法の確立、を行う。今年度は、(1)自動点字翻訳プログラム「eBraille」が使用している辞書の中に歯科領域の専門用語を追加した後に、これを組み込んだ歯科医療情報提供システムDentactを研究開発すると共に、(2)点訳修正支援プログラム作成に向けた固有名詞の解析方法を明らかにした。(1)については、医療情報システム開発センターが提供している歯科病名マスター、歯科手術・処置マスター等に含まれる用語の中から、形態素解析ソフト「MeCab」を用いて辞書に未収録の用語を決定した。また、MeCabが単語の区切りに失敗する用語も決定した。これらの語を辞書に追加する対象として抽出し、辞書に追加した。そして、その辞書を自動点字翻訳プログラムが利用可能なように実装した。これを組み込んで、視覚障害の患者に歯科治療に関する点字文書や口腔内の状態を触図で提供可能なシステムDentactを、大阪大学歯学部の森崎市治郎教授の研究チームと共同で研究開発した。現在、このシステムは大阪大学歯学部附属病院で実運用されており、患者への情報提供に使われている。(2)は、まず収集した医療文書に含まれる単語の中で組織名など病院職員が容易に読みや区切りを修正可能と考えられる固有名詞を対象に形態素解析し、その出現頻度と出現パターンを解析することにした。次に、病名や薬剤名などを解析対象とすることにした。なお、(2)で研究開発した歯科医療情報提供システム「Dentact」は、2013年度のグッドデザイン賞(公益財団法人日本デザイン振興会)を受賞した。本研究では、医療用語を多数含む医療文書の自動点字翻訳時の点訳精度向上法の解明および固有表現(人名や組織名などの固有名詞)の点訳修正支援法の確立、を目指している。今年度は、(1)我々が作成した自動点字翻訳プログラム「eBraille」を形態素解析ソフト「MeCab」に対応させたバージョンの作成、(2)従来の「ChaSen」を用いたeBrailleと医療文書の点訳結果を比較する予備実験を行った。また、(3)eBrailleで使用する辞書内の複合名詞には、一語として登録されている単語が存在したため、これらの複合名詞を分割して辞書を再構築した。まず、MeCab版eBrailleの開発では点訳エンジンのKUICのプログラム内の品詞IDをMeCabの出力に合わせた修正が必要だった。次に、ChaSen版eBrailleとMeCab版eBrailleの点訳について、474文で比較解析した。その結果、従来のChaSen版eBrailleでは誤訳となっていた一部の単語の品詞や読みがMeCab版で正しく解析されていた。一方で、MeCabが半角の英数字や記号を誤って解析していたため、これらのついてはeBrailleのプログラム追加で対応した。また辞書の再構成により、複合名詞(例:「神戸大学」)を構成要素である名詞(例:「神戸」および「大学」)に分割可能になり、辞書の仕様に起因する誤訳を防ぎ、正確な自動点字翻訳を可能にした。本研究は、医療用語を多数含む医療文書の自動点字翻訳時の点訳精度向上手法の解明と固有名詞の点訳修正支援法の確立、を行う。今年度は、収集した医療文書に含まれる単語の中で組織名など病院職員が容易に読みや区切りを修正可能と考えられる固有名詞を対象に形態素解析し、その出現頻度と出現パターンを解析することにした。その結果、出現頻度が低い又は読みが困難な人名については、当院の患者の場合は病院情報システムの電子カルテの患者情報との連携が有効であることが予想された。また、固有表現の点訳修正支援プログラムとして、プルダウンで修正候補を表示させるインタフェースを試作した。このプログラムの使い易さについて病院職員に意見を求めたところ、修正候補の数や修正完了までの画面の数について指摘を受けた。操作性に関しては、ユーザによって意見が異なる場合があるため、より多くの意見を収集する必要がある等今後の検討課題となった。なお、前年度に研究開発した、歯科医療情報提供システム「Dentact」に関する研究成果を第15回日本クリニカルパス学会学術集会で発表し、学術集会優秀賞と座長賞を受賞した。医療情報学自動点字翻訳プログラムの辞書に歯科領域の専門用語を追加し、これを組み込んだ歯科医療情報提供システムであるDentactを研究開発した。このDentactは、2013年度のグッドデザイン賞を受賞し、新聞等のマスメディアでも報道されるなど、社会的に高く評価された。今回、専門用語の辞書での収録数が増加し、今後の解析対象となる固有名詞も充実するなど、研究計画通り順調に進展している。従来のChaSen版eBrailleに加えてMeCab版を作成した。

両者はいずれも奈良先端大学科学技術大学院大学の松本研究室が開発した形態素解析ソフトで、解析アルゴリズムが異なる。ChaSenと比較して、MeCabの方が解析速度が高速であることが報告されている。MeCab版を作成したことで、2種類の形態素解析ソフトを用いたeBrailleを固有表現の解析に利用することが可能となった。また、eBrailleが使用している辞書の仕様で複合名詞がひとまとまりで収録されているために点字翻訳の誤訳が生じていたが、今回それらを分割したことで辞書に起因する誤訳の減少させた。今後、修正支援対象の固有表現の絞り込みが容易になることが期待される。医療文書内の固有名詞の出現頻度と出現パターンの解析を行う。具体的には、はじめに医療文書をMeCabに形態素解析させる。次に、形態素解析結果で得られた品詞情報のうち、固有名詞の細分類の「人名」「組織」「一般」が付与された単語を対象として、文書内での出現頻度を算出し、出現パターンとして出現箇所の前後の形態素を解析する。固有名詞の「一般」には医療用語以外の単語も含まれることが予想されるため、疾患名や薬剤名に限定して解析対象とする。その後、解析結果を基に修正支援プログラムを研究開発する。点訳修正支援プログラムの作成を目的として、医療文書内の固有表現の出現箇所と頻度の解析を行う。具体的には、本学の一瀬博士と高岡博士(いずれも研究分担者)の協力で、医療文書を収集し、固有表現を解析する。対象とする固有表現は、自然言語処理の専門家による日本固有表現抽出プロジェクト「IREX」で定義している8種類のうち、病院職員が容易に修正可能な「組織名」、「人名」と「固有物名」とする。本研究では、固有物名を、薬剤名、薬品名、疾患名とする。次に、電子化した医療文書からこれらの固有表現の出現箇所と頻度を解析する。研究成果を発表した学会の開催地が勤務地に近かったことから、当初予定よりも国内旅費にかかる費用が少なかったため。研究支援者を雇用し、研究成果の発表・関連研究の情報収集のための旅費等で研究費を使用する予定である。次年度は、医療文書の収集と電子化、固有表現の解析等の研究補助のために研究支援者を雇用する。また、研究成果の発表・関連研究の情報収集のための旅費や論文投稿費用、別刷り料等で研究費を使用する予定である。
代謝調節型グルタミン酸受容体とトランスミッタ-放出の調節機構

本研究計画においては、脳の機能、特に記憶や学習といった高次の神経機能における本質的な要素の一つは神経伝達物質放出の調節であるとの立場に立って、その調節のメカニズムを追求することを目的とする。具体的には高次神経機能のモデルと考えられる長期増強現象に焦点をあて、伝達物質放出調節のメカニズム、特にそこに関与する伝達物質受容体の同定と機能様式を解明することによって長期増強のメカニズムを明らかにすることを到達目標とする。特に、我々が最近見いだした代謝調節型グルタミン酸受容体(Nature325,531-533,1987)が、伝達物質の放出を調節することによって長期増強のメカニズムに関与している可能性について、ラット脳の海馬スライス及び培養細胞系を用いて検討した結果、次の様な知見を得た。1.この受容体の機能的、薬理学的性質を詳細に解析し、これが従来知られていた受容体とまったく異なったものであることを明らかにした(Neuron,3,129-132,1989)。2.この受容体は実際の脳神経細胞においてもGタンパク質を介してカルシウム動員を引き起こすことで機能していると考えられることが分った(J.Physiol.,414,539-548,1989)。3.海馬CA3野の錐体細胞に対して苔状線維が入力するシナプスにおいては、グルタミン酸が伝達物質として作用しているが、長期増強を媒介している受容体は、NMDA,non-NMDAいずれの受容体のアンタゴニストによって影響を受けないような性質のものであることが分かった(論文準備中)。これらの結果は代謝調節型Glu受容体--→細胞内Ca2+濃度増大--→伝達物質放出調節、という反応過程が、CA3野の長期増強に関与している可能性を強く示唆していると考えられる。
Sandhoff病モデルマウスの病態解明及び胎児期遺伝子治療の試み

Sandhoff病マウスを用い、A)マウスの形態的評価B)病態生理、特にアポトーシスとの関連性C)遺伝子導入法による点鼻治療の可能性を追求した。結果:A.病理学的解析;神経系や肝、脾、腎は勿論の事であるが、その他、生殖器系(精巣上体、精嚢、子宮)膵臓、唾液腺でライソゾーム腫大によると思われる細胞腫大を伴っていた。これらの意義については未知である。B.病態解明(アポトーシス);ISEL法を試みたが核よりも細胞質に良く染まると言う不思議な結果を得た(現在、追試中)。ラダーの検出を試みたが検出できなかった。更にアポトーシスに関与するとされるcaspase3、Bcl2、Bax、BclX、p53を抗体を用いて染めてみたがコントロールと有為に差を認めたものはなかった。現在、抗体の種特異性について検討中であるが、マウスの神経障害にアポトーシスはあまり関与していない可能性がある。C.遺伝子治療の評価;酵素組織化学的方法を用いてヘキソサミニダーゼを染める系を確立し、点鼻による発現検出を試みたが酵素活性を持つ細胞は認められなかった。これはベクターのプロモーターが弱いことによる可能性及び検出系の感度が低い可能性がある。D.その他;1) Tay-Sachs病マウスについて、表現型の観察、病理学的解析を行った。マウスは神経障害に関連した筋力低下によると思われる独特の姿勢、尾を持ち上げた時の四肢を屈曲する反射を認めた。病理学的にはPAS染色で蓄積範囲を見た結果、若年マウスでは見られなかった小脳の顆粒層や分子層の細胞にも蓄積が見られた。2)阪大理学部の長谷教授らと共同でこれらのマウスとある脳特異的糖鎖との関連性について検討し、ヘキソサミニダーゼBの関与を認めた。(J.Biochem.発表予定)この研究では1年目の計画はマウスの解析が主体であった。1、rotorod試験BM機器の7650型rotorodを使用し解析した。その結果角速度を一定にした時優位に差を認めたのは12週からであり、その差は週を追うごとに広がっていった。12週頃は外見上も動きの鈍さ、振るえの増強などの異常が何となく感じとれる頃で微妙な判定を要する時期であるが、rotorod試験で優位に差を認められ、その意味で評価できる。しかしNature Genet.11,170-176,(1995)に掲載されているような8週からの差は認められなかった。これは機種による違いや角速度の違いなどが考えられ検討の余地がある。2、病理学的解析時期による変化(特に胎児期)やアポトーシスをみる予定であった。今回、マウスがホモで維持出来ず、繁殖用のヘテロも子を生まなかった為解析が未だ終了していない。3、遺伝子導入アクチンをプロモーターにしhexb遺伝子の発現ベクターを作製した。これを妊娠マウスに尾静中し遺伝子導入法を一度試みたが、少なくともrotorodにおける改善、症状の改善は認められなかった。この理由は様々な可能性が指摘されうるが、落谷らにより開発された遺伝子導入法のデータが再現性に乏しいことが大きいと思われる。今後、追試や他の投与法による遺伝子導入を試みる予定である。Tay-Sachs病マウスはSandhoff病マウス同様GM2蓄積症のマウスであるが、マウスと人とのGM2代謝経路の違いにより症状を表さないとされていた。今回老齢化したTay-Sachs病マウスにおいて明らかな症状を呈することが解った。その症状は早いもので1才3ヵ月ごろより後脚の脚力低下として認められる。このモデルは成人型のTay-Sachs病にある意味では対応すると考えられ、現在病理学的に解析中である。

病理学的にはPAS染色で蓄積範囲を見た結果、若年マウスでは見られなかった小脳の顆粒層や分子層の細胞にも蓄積が見られた。2)阪大理学部の長谷教授らと共同でこれらのマウスとある脳特異的糖鎖との関連性について検討し、ヘキソサミニダーゼBの関与を認めた。(J.Biochem.発表予定)
眼科領域の薬物眼内動態:In vivo/in vitro相関法と臨床への応用

点眼剤ばかりでなく種々の眼科薬物送達システムから放出した薬効成分の眼内移行と消失過程を記述するための一般化眼内薬物動態モデルを考察し、その解法ソフトウエアをほぼ完成した。本研究で開発した眼内薬物動態モデルは、すべてのモデルパラメータを、カーブフィティングによらず独立のIn Vitro実験から決定するため、モデルパラメータの物理的意味が明確で動物実験と臨床試験との差を科学的に理解できる点で、カーブフィティングに依存するいままでの薬物動態モデルと根本的に異なる。抗炎症剤および眼圧降下剤について、本研究で開発したIn Vivo/In Vitro相関法の有効性を家兎の実験から確認した。平成3年度は角膜房水内挙動、水晶体挙動を実験的に検討し、平成4年度は、眼内深部(硝子体およびその周辺部組織)の挙動を実験的および理論的に検討した。とくに硝子体内の薬物は後房と網膜・強膜から消失し、水晶体にほとんど浸透しないことが判明した。また硝子体内の薬物消失における網膜・強膜の重要性は薬物の分子量と脂溶性に依存することを明らかにした。涙液層での薬物挙動、角膜透過、水晶体カプセル膜透過、房水での分布・消失、硝子体内挙動、網膜・強膜透過など独立のIn Vitro実験から、一般化眼内薬物動態モデルのモデルパラメータを決定し、本研究で開発した解法ソフトウエアを使いIn Vivoデータを予測したところ、計算値は実測値と良好に一致した。本研究の成果を多くの研究者に知っていただくため、第12回日本眼薬理学会(平成4年10月千葉県船橋市で開催)でシンポジウム「眼科薬物送達システム」を組織し、本人自ら「眼科薬物の眼内動態」として発表した。また、イタリーで開催された第10回国際眼科研究会議(平成4年9月開催)でのシンポジウムで招待講演者として「眼科薬物の眼内動態モデル」について本研究成果を報告した。角膜透過実験用in vitro拡散セル(現有設備)とHPLC(平成3年度購入)を用いて、眼科領域で用いられているステロイド、βーブロッカ-、アルド-スリダクタ-ゼインヒビタ-の角膜透過性を実験的に評価した。薬物によっては、物理化学的要因に基づく溶解度の不足、不安定性、定量の難しさなど困難な状況もあったが、透過実験方法およびHPLC定量方法の改良により克服することができた。種々の眼科薬物の角膜透過実験デ-タを角膜2層モデルで解析した。角膜上皮の拡散係数は、10^<ー9>cm^2/Sのオ-ダ-であり、角膜実質では、10^<ー7>cm^2/Sのオ-ダ-であることが判明した。さらにこれら拡散係数と分子量との間には、角膜上皮では分子量の約3乗に、実質では分子量の平方根にそれぞれ反比例することが明らかとなった。また涙液層での薬物消失挙動を記述できるsideーcapacityーparallel flow(SCPE)モデル、角膜透過モデル及び眼内組織での薬物の分布・消失を記述する眼内薬物動態モデルを開発した。さらにin vitro実験より得られた拡散係数と分配係数を用い、先の3つのモデルを組み合わせて解析することによって、薬物点眼後の眼内組織中薬物濃度の予測が可能となった。この予測値は、実験デ-タのみならず他の文献に示されているin vivo眼内薬物濃度と良好に一致した。またモデルパラメ-タ-を変化させることにより、涙液及び房水の流動状態の眼内組織に及ぼす影響を定量的に検討できることがわかった。

本研究成果の一部はすでに日本薬剤学会第7年会(1991年9月東京)にて、「眼内薬物タ-ゲティング:硝子体内挙動」および第11回会眼薬理学会(1991年9月甲府市)にて「眼圧降下剤チモロ-ルの眼内移行:in vivo/in vitro相関」として発表した。点眼剤ばかりでなく種々の眼科薬物送達システムから放出した薬効成分の眼内移行と消失過程を記述するための一般化眼内薬物動態モデルを考案し、その解法ソフトウエアをほぼ完成した。本研究で開発した眼内薬物動態モデルは、すべてのモデルパラメータを、カーブフィティングによらず独立のIn Vitro実験から決定するため、モデルパラメータの物理的意味が明確で動物実験と臨床試験との差を科学的に理解できる点で、カーブフィティングに依存するいままでの薬物動態モデルと根本的に異なる。抗炎症剤および眼圧降下剤について、本研究で開発したIn Vivo/In Vitro相関法の有効性を家兎の実験から確認した。平成3年度は角膜透過、房水内挙動、水晶体挙動を実験的に検討し、平成4年度は、眼内深部(硝子体およびその周辺部組織)の挙動を実験的および理論的に検討した。とくに硝子体内の薬物は後房と網膜・強膜から消失し、水晶体にほとんど浸透しないことが判明した。また硝子体内の薬物消失における網膜・強膜の重要性は薬物の分子量と脂溶性に依存することを明らかにした。涙液層での薬物挙動、角膜透過、水晶体カプセル膜透過、房水での分布・消失、硝子体内挙動、網膜・強膜透過など独立のIn Vitro実験から、一般化眼内薬物動態モデルのモデルパラメータを決定し、本研究で開発した解法ソフトウエアを使いIn Vivoデータを予測したところ、計算値は実測値と良好に一致した。本研究の成果を多くの研究者に知っていただくため、第12回日本眼薬理学科(平成4年10月千葉県船橋市で開催)でシンポジウム「眼科薬物送達システム」を組織し、本人自ら「眼科薬物の眼内動態」として発表した。また、イタリーで開催された第10回国際眼科研究会議(平成4年9月開催)でのシンポジウムで招待講演者として「眼科薬物の眼内動態モデル」について本研究成果を報告した。
切り紙構造による構造介在型液滴ネットワークの変形

本研究では、切り紙構造を用いて、「構造介在型液滴ネットワーク」の伸長や曲げといった変形を可能とすることを目的とする。近年、脂質分子に覆われた微小な油中水滴を接触させて形成した脂質二分子膜やこのように形成される液滴のネットワークを用いた、様々な機能的システムが報告されている。本研究では、マイクロ格子構造により機械的に安定化された構造介在型液滴ネットワークに対し、その構造部分に切り込みを導入することにより、その形状変形を可能とすることを目指す。
心疾患における脳性Na利尿ペプチド(BNP)の臨床的意義

本研究の目的はヒト脳性Naの利尿ペプチド(BNP)の特異的な測定法を確立し,各種心疾患における動態を解析することによりBNPの臨床的意義を明らかにすることである。ヒトBNPに特異的で鋭敏なradioimmunoassayを確立し,ヒト血中BNPの測定が可能となった。正常人の血中BNPは2-4pg/mlと低値であり,ANPの約5分の1であった。血中BNPは高血圧,慢性腎不全,急性心筋梗塞,急性呼吸不全,うっ血心不全といった病態で上昇し,特に后3者ではANPより高値を示した。血中BNPは心不全の重症度に並行して上昇し,左室拡張終期圧と相関したが,血中ANPは肺動脈圧や全房圧と相関した。したがってANPは主に心房から由来するのに対して,BNPは主に心室から由来する心臓ホルモンである可能性が示唆される。また血中BNPは心疾患の予后とも関係し,予后不良の症例程高値で遷延した。すなわち血中BNPは予后判定のコーカーになるものといえる,以上の研究成績からBNPは急性ストレスに対して病態下では心室から専ら分泌され,これは前および后負荷を軽減するための心の代償機構の一つとして作動している可能性が示唆される。ヒトBNPに特異的かつ鋭敏なradioimmunoassay(RIA)を開発し、SepーPak C_<18>抽出法によるヒト血中BNPの測定法の開発を試み、健常人ならびに心不全患者の血中BNPの動態ならびに心カテ-テル時の逆根的静脈サンプリングによりBNP分泌の局在ならびに剖検心でのBNP含量を解析した。ヒトBNPを家兎に免疫してヒトBNPを0.3pg検出可能で、αーnANPとは全く交又性を示さない抗体を用いてRIAを確定した。血中BNPはANPと比べて10分の1と低値であった。心不全患者の血中BNPは心不全の重症度(NYHA)と平行して上昇し、特に重症例(III、IV度)ではANPより上回った。心臓カテ-テル法で採取した静脈血中のBNPは冠静脈洞で最も高く、次いで肺動脈、大動脈であった。剖検心の心房および心室にBNPは検出され、その濃度は心室より心房が約20倍高値であった。しかしANP含量に比較するとBNPは約3%であった。心臓抽出物のゲルろ過を行った結果、大部分はBNP(1ー32)に一致するピ-クであったが一部は大分子ピ-クとして溶出した。以上の研究成績からBNPはANPと同様、心臓ホルモンとして循環するが、その濃度は明らかに低い。しかし重症心不全ではBNPの分泌はANP以上に亢進し、心房より心室での生合成が促進されるものと推定される。心臓ではANPがγーANPとして前駆体の形で存在するのに対してBNPのプロセシングは既にγーANPから進んでおり、このプロセシングは不全心で亢進しているか否か、又血中でも分子型の変化が存在するかは今後の検討が必要である。正常人の血中hBNPは24pg/mlとANPに比べるときわめて低値である。血中hBNPはhANPと同様に高血圧、慢性腎不全、心不全で上昇する。とくに心不全患者では重症度に並行して増加するが、重症心不全患者では血中BNPの上昇はhANPのそれよりもはるかに大となる。また急性心筋梗寒患者では血中hBNPは著明に上昇するが血中hANPはあまり変化しない。とくに合併症を有する重症例での血中hBNPの増加は顕著であり、発症初期の上昇と後期の遷延性上昇がみられる。心不全における血中hBNPの増加は主に心室由来と考えられる。不全心の心室ではhBNP遺伝子が著明に発現し、心房の発現量を凌ぐほどである。すなわち心不全ではhANPと同様、心室筋は胎児心筋でみられるようなhBNP遺伝子を再び発現し、hBNPの生合成と分泌が亢進する結果、血中hBNPが著増するものといえる。

したがってhBNPも心不全の伴う前負荷や後負荷を軽減させて心機能を改善させる方向に作用しているものといえる。hBNP遺伝子は刺激に対して急速にmRNAが一過性に増加するが、その後速やかに分解されていまうというhANP遺伝子とは違った調節機構をもっているといえよう。したがってhBNPは急性ストレスに対応する心臓ホルモンといえ、急性心筋梗寒患者で血中hBNPが著増するのもこのような機序を介しているのかもしれない。またhBNPはhANPに比べて血中での代謝が遅いことから、心不全患者ではhANPよりhBNPのほうがより心臓の代償機能を果している可能性がある。いずれにせよANP・BNPはいずれも心不全に対する代償作用を果す心臓ホルモンといえよう。前年度の臨床的研究から急性心筋梗塞や急性呼吸不全の患者血中のBNPは発症時に著増し,ANPは殆んど変化しないことから,BNPが急性ストレスホルモンとして作用している可能性が示唆された。そこで本年度はラット心室より培養心筋細胞を調節し,サイトカインによるANPとBNPの生合成と分泌機序の相違を検討した。Interleukin(IL)-1βは時間依存性にANPおよびBNPの分泌を促進したが,その作用はBNP分泌促進の方がより顕著であった.IL-1βは用量依存性(0.1-10ng/ml)にANPおよびBNPの分泌を促進した。ノーザン解析によるANPmRNAの発現はIL-1βにより変化を受けなかったがBNPmRNAはIL-1βにより著明に発現の亢進がみられた.以上の事実からBNPの分泌はサイトカインにより発現レベルで調節されているのに対してANPの分泌はむしろ翻訳あるいはプロセシングレベルで調節されていることが示唆される。すなわちBNPはANPとは異った調節機構を受けてストレスに対応しているものと推定される
スピンクロスオーバー錯体における電子密度レベルでの構造解析による光機能性の解明

本研究の目的は、通常のリートベルト法による原子位置レベルでの構造解析の枠を越えて、マキシマムエントロピー法(MEM)による電子密度レベルで精密構造解析を行い、スピンクロスオーバー錯体[Fe(ptz)_6](BF_4)_2における(1)高温相、低温相(2)準安定なLIESST相(3)光照射下でのみ存在するHS凝縮相の結合電子レベルでの差異を明らかにすることである。この研究により、スピンクロスオーバー錯体における光機能性材料開発の指針が得られると考えられる。本年度の目的は、(2),(3)を明らかにすることである。そのために、実験はSPring-8のBLO2B2の大型デバイシェラーカメラにヘリウムガス吹き付け型の低温装置と532nmのレーザー光を導入して行った。放射光粉末回折法によりLIESST現象が起こる50K(LS)以下では光照射後、LIESST現象が起こらない50K以上では光照射中のデータを、検出器であるイメージングプレートの広いダイナミックレンジを活用して、統計精度の高いデータを測定した。そのデータをリートベルト法とマキシマムエントロピー法(MEM)を組み合わせた方法により解析を行った。リートベルト解析はパーソナルコンピューターで行い、MEM解析は大容量メモリを搭載したワークステーションで行った。得られた結果から、特に、Feとそれに6配位した窒素との結合電子の高さの変化に着目し、クラスター計算等の理論計算により定量的な議論を加えた。昨年度に得られた(1)の結果と比較することにより、結合電子レベルでの光機能性を解明した。また、ここで確立した同様の手法を他の無機化合物、錯体系化合物に適用し、系統的に研究を行った。典型的なスピンクロスオーバー錯体の一つである、[Fe(ptz)_6](BF_4)_2において、その光機能性解明を目的とし、放射光を用いた粉末回折法により電子密度レベルでの構造解析を行った。実験は、第3世代放射光施設であるSPring-8の粉末結晶構造解析ビームラインBL02B2で行った。そのデータを、マキシマムエントロピー法とリートベルト法を組み合わせた方法により解析した。以上の手法により、低温相(LS)と高温相(HS)の電子密度分布を得た結果、低温のLS相で、Fe-N間の結合が高温のHS相より強くなることがわかった。最近では、その低温相に532nmのCW光を照射することにより、光誘起相に90%近く転移させることに成功している。現在は、そのデータを解析中である。今後は、ヘリウム吹き付け型の低温装置で40K以下にし、光照射後も準安定であるLIESST相のデータ測定、解析を行う予定である。また、同様な手法で他のスピンクロスオーバー錯体、Fe(phen)_2(NCS)_2においては、すでにHS相、LS相、光誘起相の電子密度レベルでの構造解析に成功している。この結果は、光誘起相がHS相ともLS相とも異なった結合形態をもつという興味深いものである。また、遷移金属に対して窒素が6個配位しているという点で共通しているシアノ錯体RbMn[Fe(CN)_6]は、その比較対照として格好の物質である。この系は、低温で光誘起磁性を示すことでも有名である。最近、その高温相から低温相への転移に伴う電荷移動を電子密度解析により直接明らかにした。今後、この物質群においても、その光機能性に関連した結晶構造も明らかにしていく予定である。
相分離現象を利用した酸化物ナノワイヤーセンサアレイの作製

ケイ酸塩系ではナノ・マイクロ領域の分相構造を有するガラスを作製でき、さらに延伸操作により分相組織を伸長させることも可能である。このような分相組織を持つガラス材料を結晶化させることにより、超微粒子が配列したナノワイヤーアレイが実現できると考えられる。この材料をセンサに用いれば、ガス透過性を維持したまま半導体の微小粒径化による高感度・高速応答性と、ガラスの易成形性による小型化が実現できると考えられる。そこで本研究では、酸化物半導体超微粒子からなるナノワイヤーアレイ材料を作製し、その電気伝導特性およびセンサ特性を評価することを目的とした。昨年度のCeO_2-Al_2O_3-SiO_2系に引き続いて、本年度は安定不混和領域が確認されているTiO_2-Al_2O_3-SiO_2系において、溶融・延伸・急冷プロセスにより水素検知用のワイヤセンサの作製を行った。またTiO_2の光触媒作用を利用した水素吸蔵・触媒燃焼作用を持つ貴金属(Pd)微粒子の担持を行った。ワイヤの電気伝導性・水素センサ特性および貴金属担持効果を評価し、酸化物半導体超微粒子ナノワイヤーアレイ材料の作製の可能性の検討を行った。その結果、作製した溶融・急冷試料では、分相を起源とした針状組織のTiO_2結晶相(Anatase)の析出が認められた。大気中にて試料の電気抵抗を測定したところ、ワイヤ試料は昨年度のCeO_2系と同様に半導体特性を示すことが分かった。また、センサ特性の調査として、空気希釈水素・空気を交互に流通させ、異なる水素濃度下での電気抵抗の測定を行ったところ、水素濃度4vol%以上では試料の抵抗値変化が確認できた。またPdを担持することにより、水素流通・濃度変化に対する抵抗変化の安定性が若干向上することがわかった。今後、センサの安定性向上のために分相組織・貴金属担持量の最適化を図る必要があると考えられる。平成16年度は、安定不混和領域が確認されているCeO_2-SiO_2系において、第3成分としてAl_2O_3を添加した焼結体およびガラスを作製し、分相・結晶化挙動、電気伝導・センサ特性を評価し、酸化物半導体超微粒子ナノワイヤーアレイ材料の作製の可能性の検討を行った。その結果、作製した溶融・急冷試料では、どの組成でも結晶相としてCe_2Si_2O_7の析出が認められ、またSiO_2成分の割合が高くなるに従って、ガラス化が進行することが分かった。Al_2O_3添加が分相組織に及ぼす影響を調べた結果、Al_2O_3の添加量を増加させるに従って、分相組織が微細化・均質化することも分かった。大気中にて試料の電気抵抗を測定したところ、焼結試料、溶融結晶化試料ともに電気伝導度の対数が温度の逆数に比例しており、半導体特性を示すことが分かった。また、センサ特性の調査として、窒素・空気を交互に流通させ、異なる酸素濃度下での電気抵抗の測定を行ったところ、窒素流通下では試料の電気抵抗値は下がり、空気(酸素)流通下では上がった。従って流通ガスの種類に応じて電気抵抗値に数MΩのオーダーで変化が現れることから、試料が酸素濃度に対するガス応答性を示すことが分かった。

また、センサ特性の調査として、空気希釈水素・空気を交互に流通させ、異なる水素濃度下での電気抵抗の測定を行ったところ、水素濃度4vol%以上では試料の抵抗値変化が確認できた。またPdを担持することにより、水素流通・濃度変化に対する抵抗変化の安定性が若干向上することがわかった。今後、センサの安定性向上のために分相組織・貴金属担持量の最適化を図る必要があると考えられる。