hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超伝導超格子のテラヘルツ波-磁束量子-電子対相互作用制御とデバイス化への基礎研究

標記の課題研究に向け,鉛無添加および添加Bi_2Sr_2CaCu_2O_y高温超伝導体の固有ジョセフソン接合で構成される微小単結晶素子を作製した。その基本的特性を磁界ならびにマイクロ波印加の下で実験的に,そして計算機シミュレーションによっても研究した。その結果に基づき,固有ジョセフソン接合により構成される1組の発振素子と検出素子を同一基板上に作製し,ジョセフソンボルテックスフローの利用により0.7THz電磁波の発振・検出の観測に成功した。本研究は層状酸化物高温超伝導体Bi_2Sr_2CaCu_2O_yに内在するナノ固有ジョセフソン接合超格子に発現する量子現象および電磁波物性を究明し、量子効果を基盤とするテラヘルツ・デバイスの創出を目的とする。本年度は、Bi_2Sr_2CaCu_2O_yと共に、同物質より臨界電流密度が数倍高く応用上優れた特性の(Bi_<1-x>Pb_x)_2Sr_2CaCu_2O_yについて、同超格子に発現する磁気的特性および電磁波特性等に関して実験とシミュレーションにより研究を行い、重要な成果を得た。得られた成果は以下のようにまとめられる。1.実験研究による成果(1)固有ジョセフソン接合超格子に平行に磁場を印加してボルテックス(磁束量子)フローを生じさせることにより電磁波を発振させる実験において、ボルテックスの特異な振る舞いが観測された。これは発振特性に直接影響することから、現在、特性の解明を進めている。(2)高臨界電流固有ジョセフソン接合超格子において、電流磁気によるボルテックス(磁束量子)フローの発生とその支援による電磁波応答(シャピロステップ応答)が可能となることが見出された。これは応用上重要な知見である。2.理論研究による成果(1)固有ジョセフソン接合超格子から実験的に観測された電磁波応答特性について、d波超伝導性を取り入れた新しい積層ジョセフソン接合モデル理論を構築し,それ用いて種々の特性をミュレーションにより検討し明らかにした。(2)固有ジョセフソン接合超格子におけるジョセフソン・ボルテックス運動について、熱揺らぎの効果を取り入れたシミュレーションにより、実験で観測された特異な特性を再現することに成功した。さらに、得られた成果の一部は、現在、論文誌へ投稿中である。本研究は層状酸化物高温超伝導体Bi2Sr2CaCu2Oy,および(Bi1-xPbx)2Sr2CaCu2Oy,に内在するナノ固有ジョセフソン接合超格子に発現する量子現象および電磁波物性を究明し、量子効果を基盤とするテラヘルツ・デバイスの創出を目的とする。本年度得られた成果は以下のようにまとめられる。1.標記目的を目指した固有ジョセフソン接合超格子の基礎特性として、同超格子に斜め方向から磁界が印加された場合、平行磁界成分による接合内のジョセフソン・ボルテックス(磁束量子)と、垂直磁界成分による超伝導層内のアブリコソフ・ボルテックスが強く相互作用して、前者のフロー運動が抑制、さらに抑止されることを見出した。2.高臨界電流固有ジョセフソン接合超格子において、電磁波応答(シャピロステップ応答)条件が満足されていないにもかかわらず、マイクロ波照射によりシャピロステップの発生および観測に成功した。これは、試料に大きな電流を流して発生した磁界により、ジョセフソン接合内にボルテックスフローが発生し、そのフロー抵抗の支援によりシャピロステップ応答条件が満足され、シャピロステップ観測が可能となったと判明した。3.磁界下にある固有ジョセフソン接合超格子のシャピロステップ応答特性について、d波超伝導性を取り入れた新しい積層ジョセフソン接合モデル理論を構築し、種々の条件下での特性をシミュレーションにより検討し明らかにした。さらに、本シミュレーションにより、前項で述べたシャピロステップ応答特性も再現することに成功した。4.固有ジョセフソン接合の基本的電流一電圧特性上に現れるサブギャップ構造について詳細に調べ、テラヘルツ領域における交流ジョセフソン電流とラマン活性光学フォノンとの干渉により出現することを明確にした。本研究は,鉛添加および非添加ビスマス系層状酸化物高温超伝導体に内在するナノ固有ジョセフソン接合超格子から発現する量子現象および電磁波物性を究明し,量子効果を基盤とするテラヘルツ・デバイスの創出を目的とする。本年度は本研究の最終年度であり,得られた成果は以下の通りである。1.高臨界電流密度の鉛添加ビスマス系高温超伝導体単結晶を用いて,微細加工技術により微小デバイスを作製した。2.作製したデバイスにおいて,固有ジョセフソン接合超格子によるジョセフソンボルテックス(磁束量子)フロー発振を実現するには,磁界を接合面に正確に平行に印加して磁束量子フロー動作を行うことが重要であることを示した。3.高臨界電流固有ジョセフソン接合超格子において,高バイアス電流を制御することにより,この電流磁界に起因するジョセフソンボルテックスが侵入・フローし,そのフロー抵抗が制御可能となるため,マイクロ波をこの超格子に印加した場合,シャピロステップ応答条件が満足され,シャピロステップの観測が可能となることを見出した。

4.同超格子において,ジョセフソンボルテックスフローがジョセフソン接合間で相互作用する場合には,シャピロステップ応答も接合間で同期して生ずることを観測した。同現象は、d波超伝導性をとり入れたジョセフソン接合超格子モデルに基づくコンピュータ・シミュレーションによっても確認した。5.上記の結果を踏まえ,固有ジョセフソン接合超格子のジョセフソンボルテックス(磁束量子)フローを利用する方式の電磁波発振・検出複合素子を作製し,その機能確認実験を行った。その結果,本方式で初めて,0.7THzの電磁波の発振および検出を確認することに成功した。本結果は,本方式の今後の発展への基盤となる貴重な成果である。
ナノスコピック磁性体の境界領域への応用

酸化物やフェライトなどのナノメートルサイズの磁性体を生成し、それらの磁気的性質、熱物性、局所構造について解析した。ナノサイズになることや熱処理の効果により結晶構造が変化することや、結晶内のイオン分布が変わることなどが明らかになった。分子化学やバイオの分野との融合を図るため、磁気微粒子に官能基を修飾する方法を模索し確立した。本磁気ナノ微粒子が細胞内へ取り込まれること、外部磁場により生体内で局在化できることも確認できた。前年度までの研究で3d遷移金属を含むナノスコピック磁性体を作成し磁気特性について報告してきた。本課題では、これまで扱ってきたニッケル(Ni),鉄(Fe),コバルト(Co)に加え、マンガン(Mn)やそれらを組み合わせた化合物やフェライトの微粒子の生成を試みるとともに、磁気工学分野での実用化の可能性以外に、バイオや化学などの境界領域における応用の可能性を探る。数ナノの大きさの磁性体であれば、官能基やDNAを修飾しても十分細胞内へ侵入可能な大きさであり、医療分野におけるマーカーやラベリング、薬剤輸送などの応用へも期待できる。境界領域における研究推進にあたっては、「2005年日米ナノテクノロジー若手研究者」のメンバーらと協力して新しい分野の構築をはかる。(1)Mnを含む酸化物として粒径が2.5-35nmのMn304のナノ微粒子を作成し、その磁気的性質および局所構造について解析を進めた。通常バルクでは1440K以下で正方晶を取ることがわかっているが、10nm以下の微粒子では高温相にしか見られない立法晶が出現することを見出した。磁化測定の結果からは、35nmの試料はバルクとほぼ同等の磁気パラメータが得られたが、20nm以下では大きく変化していった。14nmの試料は特異的で、5Kで大きな保磁力を持つ強磁性的な振る舞いが顕著であった。XAFSやPDFによる局所構造の解析によると、この14nmの試料は、その前後の大きさの粒子と比較して、原子が数Åにわたり周期的に配列していることがわかった。(2)Mgを含むフェライト微粒子を作成し磁気特性を明らかにした。Mgフェライトは急冷処理をすることで、サイト分布に変化がおこり磁化の値に影響すると言われているが、これがナノ微粒子で起こるか否かを観察した。その結果、アニール処理したサンプルより急冷したものの方が、磁化の値が大きくなることを見出した。(3)医療への応用の手始めとして、Fe酸化物ナノ微粒子にアミノ基を修飾する試みをした。本微粒子はアモルファスSiO2に囲まれているという特徴を持つため、Siが表面に存在している。この形状はシラン化するのに好都合となっている。γ-APTESを用いてFe-0ナノ微粒子にアミノ-シランカップリングを施した。赤外線スペクトルで確認したところ、シラン化後には新たにアミノ基由来のピークが観察できた。アミノ化前後での構造および磁性の変化は起こらなかった。(4)今年度における国内外での学会発表は次の通りである。ナノ学会第4回大会(2006年5月、京都)、横国大・横市大・横浜市ナノテクシンポジウム(2006年8月、横浜)、磁性物理学国際会議(2006年8月、京都)、日本物理学会秋季大会(2006年9月、千葉)、産学公交流研究発表会(2006年10月、海老名)、マイクロマシン展(2006年11月、東京)、産学公技術連携フォーラム(2007年3月、横浜)、国大・市大ナノテク交流シンポジウム(2007年3月、横浜)、日本物理学会第61回年会(2007年3月、鹿児島)。(5)受賞磁性物理学国際会議にて、優秀ポスター賞を受賞した。(1)マグネシオフェライト(MgFe_2O_4)の磁気ナノ微粒子を作成した。Mgは非磁性であるにもかかわらず、スピネル構造のAサイトに分布すると磁性を出す。この系では試料焼成後の冷却方法によって磁化の値に違いが出ることがわかった。急冷試料の方がより大きな磁化を出すことから、急冷するとMg2+イオンがよりAサイトへ分布すると予測できる。つくばの高エネ研で放射光を利用した実験で局所構造の解析を行ったところ、矛盾ない結果が得られた。(2)医療応用としては葉酸受容体がガン細胞に過剰に出現することに注目し、鉄酸化物微粒子にアミノ基を施し、さらに葉酸を修飾した。細胞導入実験の結果からは、葉酸を修飾することによって多くの微粒子が取り込まれることがわかった。こうして微粒子に細胞選択性を持たせることを可能にした。(3)磁性微粒子を質量分析用のイオン化支援剤として機能するかどうかを試みた。Fe-O系についてはシランカップリング剤を加える順序を変えることで、マコーレート形状の微粒子ができることがわかった。この試料は良好なイオン化支援能力を持つと期待できる。

(4)CoFe_2O_4,MnFe_2O_4のナノ微粒子を作成し、初期データを得た。これらの試料はナノサイズでも室温で強磁性的なふるまいも見られた。ハイパーサーミアへ向けて加温特性も期待できる。(5)学会参加発表:日本物理学会第62回年次大会、同63回年次大会、ナノ学会第5回大会、ナノスケール磁性国際会議、超微粒子国際会議、固体イオニクス国際会議、熱測定国際会議、Seeheim磁性国際会議1.医療応用への機能性磁気ナノ微粒子の開発前年度までに鉄酸化物微粒子にアミノ基を修飾する手法を確立した。今年度はさらにカルボシキル基を修飾することにより汎用性を広げる試みをした。試行錯誤の結果、試薬TESPSAを用いることにより、カルボキシル基の修飾に成功した。また、鉄酸化物以外の磁気微粒子にも修飾方法を確立させ、目的に応じた試料を自在に提供できる体制を整えた。2.ハイパーサーミア用昇温剤としてのナノ微粒子の開発ハイパーサーミア(温熱療法)へ応用するために適した試料として、室温付近で保持力が少なく磁化の値の大きい超常磁性的ふるまいをする物質を探索した。特にCo-Tiフェライトについて昇温特性が良い初期結果が得られた。また毒性評価もいくつか行った。フェライト系微粒子ではZnイオンをドープすることで毒性が低くなる興味深い結果も得られた。3.放射光を利用したXAFS実験と局所構造の解析5月と11月に計48時間のマシンタイムを獲得しMn-Zn ferriteではZnイオンがAサイトへ入ること、Mnは2価と3価の混合であることなどが明らかになった。招待講演:(1)日本磁気学会・第25回ナノバイオ磁気工学専門研究会(於:東京工業大学)(2)横浜国立大学第12回サイエンスカフェ(於:横浜)(3)物理とIT、磁気産業国際会議(ISPHTI'08),(ISMI'08)(於:瀋陽)。学会発表、国内:日本物理学会2008年秋季大会など7件、海外:低温物理学国際会議など6件。本研究では、独自の製法により生成した磁気ナノ微粒子を磁性や物理の領域のみならず、化学、バイオなどの分野の研究者との交流を行うことにより境界領域における発展をめざした。1.今年度にはバイオ分野での応用を進める中で官能基の修飾について、アミノ基、カルボキシル基、チオール基すべての修飾方法を確立した。アミノ基修飾磁気微粒子にはローダミン等の蛍光物質を結合し、細胞内に導入された様子が観察可能となった。今後は薬剤輸送へ向けて薬剤の選択と修飾を行っていく予定である。MRIの造影剤としての可能性も探索した。SiO2に内包されたガドリニウム(Gd)酸化物微粒子では、粒径に依存しない大きな磁気モーメントが得られ、有効なMRIのシグナルとして期待できる。2.また、放射光を利用した磁気ナノ微粒子の局所構造についての解析結果は、表面科学の分野で高評価を得た。特にMn-Znフェライト系では試料作成時の熱処理やアルゴン流量によって粒径が制御できること、またMnイオンのサイト分布に影響を及ぼすことなどが明らかになった。この成果は平成21年12月にハワイで開催された原子レベル構造評価に関する国際会議(ALC'09)で修士2年の学生が発表し、Student Awardを受賞した。3.また、今年度は最終年度であるため、成果の発表を国内外で積極的に行った。
マイクロダイアリシス/酵素電極法を用いた脊髄グルタミン酸放出の測定

Galleyら(1992)はマイクロダイアリシス用のプローブとグルタミン酸(Glu)酸化酵素反応を組み合わせた新しいGlu測定法を開発している。私はこの方法をラット脊髄へ適用して生理的刺激で放出されるGluの測定と薬物作用機序の解明を試みた。本方法はプローブの透析膜を透過したGluから、Glu酸化酵素により過酸化水素を生成し、これを白金電極によりvoltammmetryで測定するものである。本研究では最初に妨害物質の影響を検討した。最初、本システムはGluよりもascorbic acidへの感度が約2倍高く、その他生体アミンも同様に検出した。この問題は白金電極へ0-phenylendiamineの被膜を作り過酸化水素以外の物質が電極に接触しないようにすることにより、ascorbic acidの反応はGluの1/(100)程度まで、noradrenalineの反応は1/(10)まで減少させることができた。次に、このプローブを麻酔ラットの第5腰髄に挿入し、座骨神経を20V、10H_Zで刺激しGlu放出の測定を試みたが、連続刺激によってもレベルの変化は観察されなかった。一方ラットを死亡させると100μMのGlu上昇が見られた。これらの結果により、白金電極を適切にコーティングすることにより、かなり選択的にGluを測定できるようになるが、生理的条件で増加するGluの検出は困難であることが判明した。初期に報告されている増加は、Gluだけではなく、妨害物質の増加も含まれていたと考えられる。今後、感度の上昇のためにはプローブを用いず、妨害除去用被膜、固定化酵素被膜を持つ多層被膜白金電極を用いる方法の検討、および増幅器の低ノイズ化などか考えられる。
科学・技術教育に対応した地域生涯学習システムの開発-エコミュージアムとマルチメディアを活用して-

本研究は、衰退の一途をたどる科学・技術教育の活性化を図るために、エコミュージアムとマルチメディアを有機的に連動・活用して、地域住民が個人あるいはグループとして、生涯を通じ、自由に楽しく且つ経済的負担の少ない形で参加できる地域生涯学習システムを開発することを目的としてスタートした.具体的テーマとしては,出雲地方に古くから栄えた,「たたら製鉄」を取り上げ,その歴史,特徴,「たたら製鉄」が出雲地方で特に栄えた理由等を解説した.玉鋼の原材料となる良質の砂鉄がこの地方に多く産出した地学的背景,砂鉄(磁鉄鉱)を還元して鉄(玉鋼)を得るときに必要な大量の木炭(たたら炭)を生産するための樹木に関する植物生態学的背景,更には「たたら製鉄」の操業に必要な人力を抱える経済学的背景などに関し考察を行った.これらの成果を公開するためのホームページを製作した.その中では,島根県の安来市,能義郡広瀬町,大原郡大東町,仁多郡横田町,仁多郡仁多町,および飯石郡吉田村の,「たたら」に関係深い6市町村の共同プロジェクト「鉄の道文化圏」をエコミュージアムの例として紹介した.ホームページ上で,映像と音による疑似体験でイメージ学習をし,エコミュージアムで実物体験をし,この両者を相互にフィードバックすることで学習内容を深化させる学習システムを開発した.また,関連するホームページともリンクを張り,「たたら製鉄」について総合的に学習できようにした.これは学習の形態として画期的なものであり,新しい教育課程で導入される「総合的な学習の時間」で活用できるものと考える.現段階では,残念ながら,本学のメインサーバーの容量とセキュリティーの関係で,インターネット上でのホームページの一般公開はできないが,近い将来インターネット上で公開する予定である.それまでは,暫定的に,ホームページの一部をCD-ROMの形で配布・公開する.本研究は、衰退の一途をたどる科学・技術教育の活性化を図るために、エコミュージアムとマルチメディアを有機的に連動・活用して、地域住民が個人あるいはグループとして、生涯を通じ、自由に楽しく且つ経済的負担の少ない形で参加できる地域生涯学習システムを開発することを目的としてスタートした.具体的テーマとしては,出雲地方に古くから栄えた,「たたら製鉄」を取り上げ,その歴史,特徴,「たたら製鉄」が出雲地方で特に栄えた理由等を解説した.玉鋼の原材料となる良質の砂鉄がこの地方に多く産出した地学的背景,砂鉄(磁鉄鉱)を還元して鉄(玉鋼)を得るときに必要な大量の木炭(たたら炭)を生産するための樹木に関する植物生態学的背景,更には「たたら製鉄」の操業に必要な人力を抱える経済学的背景などに関し考察を行った.これらの成果を公開するためのホームページを製作した.その中では,島根県の安来市,能義郡広瀬町,大原郡大東町,仁多郡横田町,仁多郡仁多町,および飯石郡吉田村の,「たたら」に関係深い6市町村の共同プロジェクト「鉄の道文化圏」をエコミュージアムの例として紹介した.ホームページ上で,映像と音による疑似体験でイメージ学習をし,エコミュージアムで実物体験をし,この両者を相互にフィードバックすることで学習内容を深化させる学習システムを開発した.また,関連するホームページともリンクを張り,「たたら製鉄」について総合的に学習できようにした.これは学習の形態として画期的なものであり,新しい教育課程で導入される「総合的な学習の時間」で活用できるものと考える.現段階では,残念ながら,本学のメインサーバーの容量とセキュリティーの関係で,インターネット上でのホームページの一般公開はできないが,近い将来インターネット上で公開する予定である.それまでは,暫定的に,ホームページの一部をCD-ROMの形で配布・公開する.本研究は衰退の一途をたどる科学、技術教育の活性化を図るために、エコミュージアムとマルチメディアを有機的に連動・活用して、地域住民が個人あるいはグループとして、生涯を通じ、自由に楽しく且つ経済的負担の少ない形で参加できる地域生涯学習システムの開発を目的としており、初年度に当る平成9年度は、出雲地方に古くから伝わる「たたら製鉄」を取り上げ、「たたら製鉄」の技法、出雲地方に「たたら製鉄」が発達した自然的条件、特に良質の砂鉄が豊富に産出した地学的要因、経済圏、木炭の生産要件等、地域生涯学習システム開発のための基礎的データ収集を行った.手法として、マルチメディア化を目指しているため、多くのデータをディジタル映像として記録し、コンピュータによる加工・整理・分類を行った。現在、映像資料に音声による解説を組合せたインターネット上のホームページ作制に着手しているところである。従って、現段階ではシステムの一部の公開・公表をも行っていない。「衰退の一途をたどる科学・技術教育の活性化を図るために,エコミュージアムとマルチメディアを有機的に連動・活用して,地域住民が個人或いはグループとして生涯を通じ,自由に楽しくかつ経済的負担の少ない形で参加できる地域生涯学習システムを開発する」という本研究の目的にそって,出雲地方に古くから伝わる「たたら製鉄」を統一テーマとし取り上げ,平成9年および平成10年に,調査研究および収集した資料を整理して,インターネット上にホームページを作成した.現段階では,試行的にホームページを公開し,その内容に関して関係者から意見を求め,改良を重ねているところであり,最終年度の平成11年度に完成させ,一般公開すると共に,活用をはかる予定である.現在は,スチール写真とその説明が主体であり,メモリー容量と転送速度の関係から,動画は一部しか取り入れられていない.

この点の問題解決が今後に残された大きな課題の一つである.ホームページの内容は,出雲地方の「たたら製鉄」の歴史的背景,技法の歴史的変遷,地学的および植物学的自然条件,経済的側面など,多角的に分析されされたものであり,ホームページで学習したことに関し,実地に見学するための実用的な案内も含まれている.これらの内容は,今回の新学習指導要領に盛り込まれた,中学校,高等学校における「総合学習の時間」にも十分対応できるものである.衰退の一途をたどる科学・技術教育の活性化を図るために,エコミュージアムとマルチメディアを有機的に連動・活用して,地域住民が個人或いはグループとして,生涯を通じ,自由に楽しくかつ経済的負担の少ない形で参加できる地域学習システムの開発を目的としてスタートした本研究も最終年度となり,昨年度までに収集したデータを整理しインターネット上で公開するホームページの作成を行った.具体的には,出雲地方に古くから栄えた,「たたら製鉄」をテーマとして,その解説,歴史,特徴,「たたら製鉄」が出雲地方で特に栄えた理由,原材料の良質の砂鉄が産出した地学的背景,砂鉄(磁鉄鉱)から鉄(玉鋼)を得るための多量の木炭生産の植物学的背景,および製鉄業を可能にした経済的背景など,総合的に解明した.また,同時に,関連するホームページとリンクを張り,「たたら製鉄」について,総合的に学習することが出来るようにした.また,古代の「たたら製鉄」に関係の深い,島根県の安来市,能義郡広瀬町,大原郡大東町,仁多郡横田町,仁多郡仁多町および飯石郡吉田村の6市町村から成る「鉄の道文化圏」を紹介し,エコミュージアムとしての機能を紹介した.その成果の一部を,640MBのMOに収録して持って行き,「1999年物理教師と物理教育者の国際会議」(中国桂林市,1999.8.1923)において発表した.また,国内においても,第48回日本理科教育学会中国支部大会(広島大学学校教育学部平成11年11月14日)において発表した.
低温粒子検出器による暗黒物質の地上観測

標的となる錫粒子の全重量が0.0354g(錫粒子の直径は30μm,粒の総数は34万4千個),充填材Al_2O_3が0.175g,全体で0.21gの検出器を製作し,観測の基礎実験を行った。観測条件は温度30mK・印加磁場326Gで,信号読み出し回路系には初段に減衰共鳴回路方式(共鳴振動数は約1MHz)を採用した。得られた転移信号の「時間分布」「パルス高」の解析から以下のことが明らかになった。1.地上観測では,当然のことではあるが,通常の宇宙線の影響は避けがたい。複数の標的粒子を貫通する宇宙線の識別は可能だが,ただ1個が転移した信号を,宇宙線であるか暗黒物質であるかを識別するには,通常の宇宙線とのコインシデンスを取る作業が不可欠である。結局,地下での実験が有利である。3.錫粒子と充填材とを均質に混ぜることが肝要である。錫粒子が近接している場合には,1個の錫粒子の転移が次々と近傍の錫粒子を転移させる。仮に最初の転移が暗黒物質によるものであっても,結果的に複数の粒子が転移すると,それは通常の宇宙線によって引き起こされたと判断せざるを得ない。「過熱超伝導粒子系」による素粒子検出器の開発は依然として実用段階の手前にあり,実用化には寸法選別,信号読み出し回路系の開発等の一層の研究が必要とされる。近年,素粒子論的宇宙物理学の進展に伴い,暗黒物質粒子や太陽ニュートリノ等の稀少現象の捕捉が課題となっている。これらに焦点を当てて,「準安定超伝導錫粒子」を用いた「低温粒子検出器」の開発研究を行ってきた。今年度は,入射粒子のエネルギー蓄積を約1KeVの感度で検出できるプロトタイプ検出器(標的質量約1g,粒径30μmの錫粒子10^7個,温度30mK)を用いて,毎月1週間前後の運転を行い季節変動に基づく暗黒物質の検出を試みる準備を行った。(平成7年1月に兵庫県南部を襲った地震により本プロトタイプ検出器も少なからぬ被害を受け,前半期は装置の点検と再調整に時間が取られた。)平成7年8月にスイスで開催された「低温粒子検出期に関する第6回目のワークショップ」では,SQUIDによらずに通常の電気回路を用いて微弱信号を検出する方法に新たな進展が報告された。その方式の方が,装置の運転が楽で信号検出にも安定性がある。我々も急遽この新方式を検討し,この方式の有効性が確認できたので,SQUIDによる検出方式から新方式に切り替えることにした。現在,プロトタイプ検出器の試運転を行いながら,宇宙線ミュー粒子を選びだす段階にきている。標的となる錫粒子の全体重が0.0354g(錫粒子の直径は30μm,粒の総数は34万4千個),充填材Al_2O_3が0.175g,全体で0.21gの検出器を製作し,観測の基礎実験を行った。観測条件は温度30mk・印加磁場326Gで,信号読み出し回路系には初段に減衰共鳴回路方式(共鳴振動数は約1MHz)を採用した。錫粒子が接近している場合には,1個の錫粒子の転移が次々と近傍の錫粒子を転移させる。
青年の発達を支援する伝統的社会システムの特徴とその心理学的機能に関する研究

本研究は、わが国の伝統的地域社会に存在していた青年期発達を支援する社会システムや民俗慣行の特徴と機能を、心理学的に吟味することを目的とした研究である。本年度は、次の観点からの研究を行った。研究1「豊島と姫島における青年宿と青年期慣行の特徴と発達支援機能の比較研究」では、特に大分県姫島にかつて存在していた倶楽部や夜這いについての回想的な聞き取り調査を行うと同時に、現在も多くの住民が参加する盆踊りの観察を行った。その結果、(1)倶楽部での男女交際は、盆踊りや祭などの準備として集まった際の地区ごとの集団的な交際であるのに対して、夜這いでの交際は、地区の枠を越えて気の合う仲間と行う能動的な男女交際であった。(2)女性は、夜這いが自分の気に入った男性との交際の場となるだけでなく、気に入らない男性に対する接し方が自分に対する世間の評価につながることを心得て接していた。(3)自分らしさを表現する盆踊りでは、男型・女型の踊りをマスターした上で、いかに個性的に踊るかが目標になっていた。研究2「答志島における青年宿と青年期慣行の特徴と発達支援機能の実際」では、三重県答志島に現存する青年宿(寝屋)やかつて存在していた娘遊びについての聞き取り調査と、御木曳祭における青年と他世代との交流の観察を行った。その結果、(1)相互浸透的な青年宿の部屋の物理的構造は、家族と青年の相互作用を高めるのに一役かっているが、青年は守るべきプライバシーの意識をもっている。(2)娘遊びは、男子青年がまず女性の親と会話をした後に女性の部屋に通される点で姫島の夜這いとは異なり、それを通して地域での年長者とかかわる術を身につけていく機能をもっていた。(3)約100日間の厳しい練習を経て行われた20年ぶりの御木曳祭では、主役となった威勢のよい青年が、地域住民に対して期待のもてる将来を提示する機能があった。本研究は,わが国の伝統的地域社会に存在していた青年期発達を支援する社会システムや民族慣行の特徴と形態・機能を,発達心理学的・臨床心理学的観点から吟味することを目的とした研究である。初年度は,次の2つの観点からの研究を行った。研究1「豊島と姫島における青年宿と青年期慣行の特徴と発達支援機能の比較研究」では,広島県豊浜町豊島と大分県姫島村にかつて存在していた青年宿の特徴や体験について回想的な聞き取り調査を行った。豊島の宿は約20年前になくなっているが,(1)現在でも当時の宿仲間や宿親との関係は続いている。(2)宿は職業修行の場ではなく,青年期心性の表現の場であった。(3)青年と宿親との関係は実親との関係とは異なる「ななめの関係」であった。姫島では,(1)大正時代に青年団が結成される前までは青年宿と娘宿が存在していたが,当時宿を経験した者は現存していない(未確定)。(2)青年団は「倶楽部」と呼ばれ,若者の社交・地域活動の場であった。(3)「夜這い」といわれる男女のグループ交際が伝統的に認められていた。研究2「答志島における青年宿と青年期慣行の特徴と発達支援機能の実際」では,三重県鳥羽市答志島は,現在も青年宿(寝屋)が存在している(わが国唯一かもしれない)。本年度は寝屋子制度の特徴についての聞き取り調査と大漁祭(神祭)における青年の役割や他世代との交流についての参加観察を行った。現時点で詳細に報告できる結果は少ないが,次の点が明らかになりつつある。(1)過去には同じ宿に入る青年は年齢が異なっていたが,現在では学校と同じ学年ごとに分かれている。(2)中学卒業と同時に宿に入るが,島外の高校や大学,職場に通うこともあるため,週末にしか宿に集まれない。(3)祭りは青年団が率先して企画・準備・運営され,演芸会での出し物は宿単位で行われるように青年が地域社会の中で活躍する場が維持されている。本研究は、わが国の伝統的地域社会に存在していた青年期発達を支援する社会システムや民俗慣行の特徴と形態・機能を、発達心理学的・臨床心理学的観点から吟味することを目的とした研究である。本年度は、次の2つの観点からの研究を行った。研究2「答志島における青年宿と青年期慣行の特徴と発達支援機能の実際」では、三重県鳥羽市答志町答志に現存する青年宿(寝屋)の特徴についての聞き取り調査と、神祭や御木曳祭における青年の役割や他の世代との交流についての参加観察を行った。その結果、(1)現在、答志には15の寝屋があり、それぞれ職をもった一般家庭(寝屋親)が1526歳までの青年(寝屋子)を受け入れている。(2)寝屋親と寝屋子の年齢差は1844年と幅があるが、年齢がある程度近い方がよいという通念がある。(3)過去には姫島の夜這いとよく似た「娘遊び」という男女交際が地域の中で認められていた。(4)地域には年齢階梯に沿った年齢集団が存在し、ある程度独立性が保たれている。(5)毎年行われる神祭は多くが青年団によって企画・準備・運営されるが、20年に一度の御木

曳祭は前回、前々回に青年の代表であった者が指導にあたる形で地域の文化伝承がなされている。本研究は、わが国の伝統的地域社会に存在していた青年期発達を支援する社会システムや民俗慣行の特徴と機能を、心理学的に吟味することを目的とした研究である。本年度は、次の観点からの研究を行った。研究1「豊島と姫島における青年宿と青年期慣行の特徴と発達支援機能の比較研究」では、特に大分県姫島にかつて存在していた倶楽部や夜這いについての回想的な聞き取り調査を行うと同時に、現在も多くの住民が参加する盆踊りの観察を行った。その結果、(1)倶楽部での男女交際は、盆踊りや祭などの準備として集まった際の地区ごとの集団的な交際であるのに対して、夜這いでの交際は、地区の枠を越えて気の合う仲間と行う能動的な男女交際であった。(2)女性は、夜這いが自分の気に入った男性との交際の場となるだけでなく、気に入らない男性に対する接し方が自分に対する世間の評価につながることを心得て接していた。(3)自分らしさを表現する盆踊りでは、男型・女型の踊りをマスターした上で、いかに個性的に踊るかが目標になっていた。研究2「答志島における青年宿と青年期慣行の特徴と発達支援機能の実際」では、三重県答志島に現存する青年宿(寝屋)やかつて存在していた娘遊びについての聞き取り調査と、御木曳祭における青年と他世代との交流の観察を行った。その結果、(1)相互浸透的な青年宿の部屋の物理的構造は、家族と青年の相互作用を高めるのに一役かっているが、青年は守るべきプライバシーの意識をもっている。(2)娘遊びは、男子青年がまず女性の親と会話をした後に女性の部屋に通される点で姫島の夜這いとは異なり、それを通して地域での年長者とかかわる術を身につけていく機能をもっていた。(3)約100日間の厳しい練習を経て行われた20年ぶりの御木曳祭では、主役となった威勢のよい青年が、地域住民に対して期待のもてる将来を提示する機能があった。
膀胱知覚受容機構の解明とその応用に基づく新規治療標的の探索

膀胱機能障害の新規治療標的の探索・同定を目指して、膀胱知覚受容に関与する受容体の役割と各種病態における変化の解明を試み、主に以下に挙げる成果を得た。1.下部尿路閉塞による過活動膀胱雄性ラットモデルでは、膀胱の微小収縮に同期して、膀胱伸展刺激受容知覚神経のうち、Adelta線維、C線維ともに間欠的にその活動性が増強することを確認した。さらに、同モデルラットに選択的α1A阻害薬silodosinを慢性投与すると、膀胱微小収縮に伴う両線維の活動性の増強を抑制しうることを明らかにした。2.TRPA1ノックアウト(KO)マウスおよびTRPM2KOマウスを用いて膀胱機能解析を行ったところ、両KOマウスは共に対照群と比べて膀胱機能に変化を認めなかった。一方、lipopolysaccharide膀胱内注入によって膀胱炎を惹起させると、いずれのKOマウスも、対照群と比べて、頻尿や膀胱痛様行動が誘発されにくく、加えて、TRPM2KOマウスでは膀胱炎症所見も軽微であった。以上から、TRPM2は炎症発現に、TRPA1は炎症性知覚過敏に関与することが示唆された。3.選択的TRPM8阻害薬は、低体温を誘発しない用量で、酢酸またはPGE2の膀胱内注入によって誘発される頻尿および膀胱伸展刺激受容C線維の病的活動亢進を抑制しうることを明らかにし、選択的TRPM8阻害薬が、膀胱知覚過敏に対する治療薬の候補となることを示した。4.ハンナ型間質性膀胱炎(HIC)患者の膀胱粘膜生検標本では、Toll-like receptor 7 (TLR7)の発現が増強しており、TLR7刺激薬をマウスの膀胱内に注入すると、膀胱炎とそれに伴う頻尿・膀胱痛様行動が惹起され、TLR7拮抗薬を前投与するとこれらの反応は抑制されることを示した。TLR7拮抗薬はHICの新規治療薬候補として期待しうることを示した。1.病態モデル動物を用いた治療標的の探索1-a.下部尿路閉塞による過活動膀胱雄性ラットモデルにおいて各種TRPチャネルの発現変化を膀胱及びその求心性神経細胞が局在する後根神経節(L6DRG)で検討した。その結果、膀胱では、TRPA1、TRPV1、TRPV2の発現が増大していた。他方、L6DRGでは検討した全てのTRPチャネルに関して発現変化はなかった。1-b. TRPA1ノックアウト(KO)マウスおよびTRPM2KOマウスを用いて膀胱機能解析を行った。排尿行動、覚醒下除脳膀胱内圧測定(CMG)、膀胱排尿筋条片の機能実験いずれにおいても、両KOマウス共に対照群(wild type; WT)と比べて有意差を認めなかったことからTRPA1、TRPM2はいずれも膀胱の生理的調節には直接関与しないことが示唆された。一方、lipopolysaccharide (LPS)を膀胱内に注入して膀胱炎を惹起させると、いずれのKOマウスも、頻尿や膀胱痛様行動が誘発されにくく、加えて、TRPM2KOマウスでは膀胱炎症所見も軽微であった。2.新規排尿筋低活動(DU)ラットモデルの確立骨盤神経牽引モデルを作成し、DUモデルとなり得るか検討を行ったが、残尿量の増大や排尿時膀胱内圧の低下等のDUの指標となるパラメーターに顕著な変化を引き起こさず、加えて実験の再現性にも課題があった。当初の予定では、病態モデル動物として、下部尿路閉塞ラットに加えて、慢性脊髄損傷による排尿筋過活動膀胱ラットモデル並びにTLR7刺激免疫性膀胱炎マウスモデルにおいても、各種TRPチャネル、カンナビノイド受容体(CB1, CB2)、FAAHのmRNAレベルでの発現変化を解析し、治療標的候補の探索をする予定であったが、そこまで進んでいない。1.下部尿路閉塞(BOO)による過活動膀胱(OAB)雄性ラットモデルを用いて、in vivo膀胱求心性神経活動測定を行い、その膀胱求心性神経活動の特徴を解析した。その結果、BOOラットにおいて、膀胱伸展刺激受容求心性神経活動(SAA)は、Adelta線維の活動が低下しており、かつ、膀胱の微小収縮(microcontraction)に同期して、Adelta線維、C線維ともに間欠的にその活動性が増強することが確認できた(雑誌論文Aizawa N, et al, Sci Rep 2017)。2.さらに、BOO/OABモデルラットに選択的α1A阻害薬であるsilodosinを慢性投与すると、膀胱の微小収縮を抑制し、同時に微小収縮に伴う両線維の活動性の増強も抑制することを明らかにした(雑誌論文Aizawa N, et al, Neurourol Urodyn 2018)。3.選択的TRPM8阻害薬であるKPR-2579は、低体温を誘発しない用量で、酢酸膀胱内注入によって誘発される膀胱伸展刺激受容C線維の病的活動亢進を抑制しうることを明らかにし、選択的TRPM8阻害薬が、膀胱知覚過敏に対する治療薬の候補となることを示した(雑誌論文Aizawa N, et al, Neurourol Urodyn 2018)。TRPA1ノックアウト(KO)マウスおよびTRPM2KOマウスを用いた膀胱機能解析実験とTRPM2下部尿路閉塞/過活動膀胱(BOO/OAB)モデルラットを用いた検討は順調に進捗している。

TLR7刺激免疫性膀胱炎マウスモデルに関する検討も一定の成果が得られた。他方、排尿筋低活動(DU)モデルラットの確立は、当初予定していた骨盤神経牽引法では安定した病態が得られなかったため、内腸骨動脈結紮による膀胱虚血法と膀胱過伸展による神経障害法を追加試行したが、いずれの方法も、再現性が良いDUモデルを確立するには至らなかった。膀胱機能障害の新規治療標的の探索・同定を目指して、膀胱知覚受容に関与する受容体の役割と各種病態における変化の解明を試み、主に以下に挙げる成果を得た。1.下部尿路閉塞による過活動膀胱雄性ラットモデルでは、膀胱の微小収縮に同期して、膀胱伸展刺激受容知覚神経のうち、Adelta線維、C線維ともに間欠的にその活動性が増強することを確認した。さらに、同モデルラットに選択的α1A阻害薬silodosinを慢性投与すると、膀胱微小収縮に伴う両線維の活動性の増強を抑制しうることを明らかにした。2.TRPA1ノックアウト(KO)マウスおよびTRPM2KOマウスを用いて膀胱機能解析を行ったところ、両KOマウスは共に対照群と比べて膀胱機能に変化を認めなかった。一方、lipopolysaccharide膀胱内注入によって膀胱炎を惹起させると、いずれのKOマウスも、対照群と比べて、頻尿や膀胱痛様行動が誘発されにくく、加えて、TRPM2KOマウスでは膀胱炎症所見も軽微であった。以上から、TRPM2は炎症発現に、TRPA1は炎症性知覚過敏に関与することが示唆された。3.選択的TRPM8阻害薬は、低体温を誘発しない用量で、酢酸またはPGE2の膀胱内注入によって誘発される頻尿および膀胱伸展刺激受容C線維の病的活動亢進を抑制しうることを明らかにし、選択的TRPM8阻害薬が、膀胱知覚過敏に対する治療薬の候補となることを示した。4.ハンナ型間質性膀胱炎(HIC)患者の膀胱粘膜生検標本では、Toll-like receptor 7 (TLR7)の発現が増強しており、TLR7刺激薬をマウスの膀胱内に注入すると、膀胱炎とそれに伴う頻尿・膀胱痛様行動が惹起され、TLR7拮抗薬を前投与するとこれらの反応は抑制されることを示した。TLR7拮抗薬はHICの新規治療薬候補として期待しうることを示した。今後は、下部尿路閉塞ラットに加えて、TLR7刺激免疫性膀胱炎マウスモデルについて、各種TRPチャネル、カンナビノイド受容体(CB1, CB2),FAAHのmRNAレベルでの発現変化を検討し、治療標的候補の探索を継続する予定である。排尿筋低活動(DU)モデルについては、今後、膀胱過伸展モデルと両側内腸骨動脈結紮による膀胱虚血ラットモデルを作成し、DUモデルとなりうるかを追加検討する予定である。今後は、BOO/OABラットモデルを用いて、現在、臨床で使用されているβ3作動薬の膀胱求心性神経活動に対する作用を評価するとともに、BOOに伴う膀胱の微小収縮の発現に関与が示唆されているRohA/Rho-kinase pathwayに着目して、Rho-kinase阻害薬の作用についても検討する予定でである。さらに、昨年度の検討で明らかになったBOO/OABモデルラットの膀胱でのTRPA
不随意運動の原因となる中枢神経回路の解析と症状改善の試み

Dystonia musculorum (dt)マウスは、細胞骨格制御因子をコードするDystonin (Dst)遺伝子変異により、感覚神経変性および小脳失調やジストニア様症状を示す。dtマウスは、生後4週ほどで死亡するので、この早期死亡と全身症状に影響を与える要因について検索を行った。三叉神経運動核の運動ニューロンの変性と咀嚼に関わる咬筋の萎縮や活動異常が観察された。咬筋とそれを支配する運動神経の異常により、餌をうまく食べられないために全身症状が悪化する可能性が示唆された。また、dtマウスの脳において、オリゴデンドロサイト前駆細胞の増殖低下が観察された。本研究は、ジストニア様の捻転運動を伴う運動異常を示すdystonia musculorum (dt)マウスの原因遺伝子dystoninの遺伝子改変マウスを用いて、不随意運動の原因となる神経系の原因を明らかにすることを目的としている。我々はdystonin遺伝子の遺伝子トラップマウスを作成しており、このマウスを用いてコンディショナルノックアウト(cKO)実験、コンディショナルレスキュー実験を行うことが可能である。今年度は、末梢神経系を含む神経堤細胞由来の細胞でCreを発現するP0-Creトランスジェニックマウスを用いてdystonin cKOマウスを作成し、小脳失調を伴う運動障害を示す事を明らかにした。さらに、詳細な組織学的な解析を行った。末梢神経系を含むP0-Creマウスを用いて、cKOマウスを作成し、運動障害を示す事を明らかにした。Creドライバーマウスを変えて交配実験を行うことにより、不随意運動を伴う運動障害の原因となる神経回路の同定が可能になると考えられる。Dystonia musculorum (dt)マウスは、細胞骨格制御因子をコードするDystonin (Dst)遺伝子の変異により、感覚神経変性および四肢や体幹の捻転運動などのジストニア様症状を示す。dtマウスの神経症状の原因となるDstアイソフォームは末梢神経系と中枢神経系に広く発現している。我々はdt変異マウスにおけるジストニア様症状および不随意運動発現に関わる脳領域や神経回路を明らかにするため、解剖生理学的な解析を行った。我々が作製した遺伝子トラップDstアリール(Dst<Gt>アリール)を用いてCre組換えによるコンディショナル実験を行い、神経堤細胞由来の末梢神経系を中心としたコンディショナルノックアウト(cKO)マウスを作製した。このcKOマウスでは、小脳失調症状が観察された。末梢神経系の変性により運動障害が生じることが明らかとなり、その詳細について、組織学的に検索した。Dst<Gt>ホモマウスでは、生後4週ほどで死んでしまうので、この早期死亡の原因についての検索を行った。咀嚼に関わる咬筋の組織異常や活動異常と、三叉神経運動核の運動ニューロンの変性および、その軸索を含む下顎神経へのマクロファージの浸潤が観察された。また、Dst<Gt>ホモマウスの脳について組織学的に検討したところ、オリゴデンドロサイト前駆細胞の増殖に異常があることを明らかにした)。C57BL/6の遺伝背景にしたため、マウスの掛け合わせに時間がかかったが、最終年度である平成29年度に、本研究プロジェクトで行なった研究成果を複数の論文としてまとめ、発表することができた。咬筋とそれを支配する運動神経の異常により、餌をうまく食べられないために全身症状が悪化する可能性が示唆された(Neurochem Int. in press)。また、Dst<Gt>ホモマウスの脳について組織学的に検討したところ、オリゴデンドロサイト前駆細胞の増殖に異常があることを明らかにした(Neurochem Res 2018)。

咬筋とそれを支配する運動神経の異常により、餌をうまく食べられないために全身症状が悪化する可能性が示唆された。また、dtマウスの脳において、オリゴデンドロサイト前駆細胞の増殖低下が観察された。今後は、中枢神経系特的にCreを発現するマウスを用いて、dystoninコンディショナルノックアウト(cKO)マウスを作成する。さらに、レスキュー実験も行い、運動障害の原因となる神経回路の特定を目指す。平成28年度から平成29年度に繰越をして、本研究を行った。最終年度の平成29年度には、Dst<Gt>マウスの三叉神経運動核の異常や、その運動ニューロンが支配する咬筋の異常、脳内のオリゴデンドロサイト前駆細胞の増殖低下などの報告を行った。今後は、これらのさらに詳しい分子メカニズムの解析を行う必要があると考えられる。また、Dst<Gt>アリールとCre/loxPシステムを用いて、運動障害の発症や症状回復に関わる神経回路や神経細胞種を同定することも行っていきたい。29年度が最終年度であるため、記入しない。神経解剖学新潟大学大学院医歯学総合研究科神経生物・解剖学分野ホームページ29年度が最終年度であるため、記入しない。
母体血を用いての先天代謝異常症のDNA出生前診断法の開発

(1)母体血よりの胎児血球の分離に関する研究妊娠15-36週の妊婦よりインフォームドコンセントを得て母体血を採取し、レクチンカラム、磁気カラム、或いはセルソターを用いて胎児血球の分離並びに回収率を検討した。母体血20mlから有核細胞を取り出しPCR法を用いてD18S474のマイクロサテライトをマカーにして胎児血の同定に成功した。またsingle cellよりcDNAマイクロアレーの解析を行つたがより細胞の必要量が考えられた。(2)母体血を用いての染色体異常症の診断への応用:母体血有核細胞を用いて、ダウン症の場合は21番染色体のプローベを用いてIn Situ hybridization法での同定をする。又Aneuploidy症候群では皮膚繊維芽細胞を用いて細胞周期特に紡錘糸のチェックポイントに関係する遺伝子を数種類患者細胞に於いて検討し、spindle-assembly check pointに異常があることを明らかにした。今後母体血での応用を検討する。(3)母体血を用いての遺伝病な診断への応用:ゴーシェ病患者の母体血での胎児診断法の開発の為に日本人ゴーシェ病患者の遺伝子型を日本人患者105名のDNAを集め解析したところ、L444Pが32%、F213Iが17%、D409Hが5.2%,RecNcIが4.2%であつた。これらの結果からSSCP法を組み合わせることにより日本人ゴーシェ病での胎児診断は可能と思われる。またファブリー病の遺伝子診断の応用も検討し、9つの新しい遺伝子変異を同定した(L16H、A37V, W209X, R342Q, IVS1-1,IVS5-2,IVS5-2,IVS6+1等)。妊娠15より18週で超音波検査にて男児を妊娠していると思われる母体より末梢血を採取した。本年度は赤芽球のマーカーであるCD71陽性細胞を磁気ビーズを用いpositive selectionした。その後flow cytometryにて純度を検討したところ10%程度であった。選択された細胞中に胎児血が存在するか否かを検討した。男児を妊娠しているのであるから当然染色体のY成分を含む細胞が存在するはずである。そこでY特異的プローブを用いin situhybridization法を行った。しかしながら陽性細胞は同定出来なかった。in situ hybridizationでは陽性コントロールは同定可能であったため、やはり細胞の精製法に問題があると考えている。今後はより純度をあげるためCD71(+)でありなおかつCD41(-)の細胞をnegative selectionも組み合わせて行う予定である。また当施設産婦人科学教室との共同でgalactosamine結合レクチンカラムなども組み合わせて、より純度の高い精製法を確立する予定である。そこでY特異的プローブを用いin situ hybridization法を行った。

本年度は妊娠15週-36週のインフォームドコンセントを得ている妊婦より母体血を採取し、CD71陽性細胞を磁気ビーズによるポジティブセレクションまたはレクチン法により母体血中より胎児有核細胞を回収し、PCR-SSCP法を用いて胎児有核細胞をSRY遺伝子を用いて同定した。これらの細胞を用いてAneuplody症候群、ダウン症、ゴーシェ病の染色体異常症或いは酵素欠損症などの遺伝子診断を確立することを目的としている。ダウン症の場合は21番染色体のプローベを用いてIn Situ hybridization法での同定をする。又Aneuploidy症候群では皮膚繊維芽細胞を用いて細胞周期特に紡錘糸のチェックポイントに関係する遺伝子を数種類患者細胞に放いて検討し、spindle-assembly check pointに異常があることを明らかにした。又ゴーシェ病患者の母体血での胎児診断法の開発の為に日本人ゴーシェ病患者の遺伝子型を日本人患者105名のDNAを集め解析したところ、L444Pが32%、F213Iが17%、D409Hが5.2%,RecNcIが4.2%であつた。これらの結果からSSCP法を組み合わせることにより日本人ゴーシェ病での胎児診断は可能と思われる。現在出来るだけ高率の良い母体血よりの胎児細胞の分離方法をレクチン法などを改良して検討している。
原生代末期の全地球凍結から先カンプリア/カンプリア境界における環境変動と固体地球

今年度は、南中国地域で、原生代後期からカンブリア紀までの地層の地質調査と陸上掘削を含めた岩石試料採取を行った。また、ノルウェー領スバールバル諸島においても、地質調査を行い、岩石試料の収集をした。また、これまでに採取した原生代後期の全球凍結後の試料の化学分析(^<18>O/^<16>/O比、^<13>C/^<12>/C^<87>Sr/^<86>Sr比、^<88>Sr/^<86>Sr比、^<44>Ca/^<42>Ca比、FeとMn含有量)を行った。その結果、以下のような表層環境変動を解読することができた。また、その表層環境変動と生命進化を対比することによって、表層環境変動に伴う海洋中の栄養分濃度や酸素濃度が生命進化に重要な役割を果たしたことを定量化することができた。^<88>Sr/^<86>Sr比や^<44>Ca/^<42>Ca比から、全球凍結後に極度の温暖化が起きたことが分かった。また、5億8千万年前頃に寒冷化し、地球表層が大規模な氷河に覆われた(Gaskiers氷河期)のに伴い、海退か起きたことが^<18>O/^<16>/O比や^<87>Sr/^<86>S比から分かった。^<13>C/^<12>/C比はその寒禎ヒによって生命活動が減退したことを示す。海退の際に大陸地殻浸食量が増加したことにより海水中の栄養分濃度が増加したことと、再び地球が温暖になったことにより生命活動は復活し、最古の動物の出現をもたらした。しかし、そのまま極度の温暖化にまで進行してしまったため、大陸浸食量が増加し過ぎ、海洋酸素濃度を低下させる結果となった。それにより、再び生命活動が急激に減衰した。その後、再び生命活動が回復し、カンブリア紀の生命進化に続いたことが分かった。本年度は、南中国の三峡地域、瓮安地域や雲南地域で630MaのMarinoan全球凍結からカンブリア紀初期の地層の地質調査と試料採取を行った。三峡地域では原生代-カンブリア紀(PCC)境界の環境変動と生命進化を詳細に調べるために境界を挟む約50m厚分の地層を陸上掘削し、きわめて良好な試料をほぼ完全連続で採取することができた。瓮安地域では、世界最古胚化石を含む岩石を大量に採取するとともに、来年度に行う陸上掘削の候補地を選定した。また、これまでに採取したPCC境界付近の掘削試料の炭素、酸素とSr同位体分析を行った。その結果、原生代末からカンブリア紀初期には2回の炭素同位体負異常が存在することがわかった。最初の負異常の最小値の地層はカンブリア型の小売化石(SSF)の出現の地層と一致する。また、負変動の開始の時期は、エディアカラ動物群の急激な衰退の時期やSr同位体の上昇の開始の時期と一致する。以上の結果は、PCC境界における環境変動と生命進化に関して以下のシナリオを与える。すなわち、原生代末に固体地球に関連した環境変動が起り、Sr同位体の上昇が起こり、その環境変動によって、生命の一次生産が低下し、炭素同位体比が急減する。カンブリア紀になり、カンブリア型生命の出現と繁栄に伴い炭素同位体比が回復した。本研究により、原生代末からカンブリア紀初期に固体地球による環境変動が起り、その結果エディアカラ動物群の絶滅とカンブリア型生物の出現が起きたことが初めて実証的なデータに基づき立証された。二度目の炭素同位体の極めて大きな負異常は酸素同位体比の負異常、Ce異常の減少とトモチアン型のSSFの絶滅の時期と一致する。また、海退による不整合が本研究地も含め半世界的に見られる。以上の結果は、この時期に海退に伴い、メタンハイドレートが分解し、メタンが放出され、超温暖化になり海洋酸素濃度が低下して生命が絶滅した事を示す初めての証拠である。また、5億8千万年前頃に寒冷化し、地球表層が大規模な氷河に覆われた(Gaskiers氷河期)のに伴い、海退か起きたことが^<18>O/^<16>/O比や^<87>Sr/^<86>

S比から分かった。^<13>C/^<12>/C比はその寒禎ヒによって生命活動が減退したことを示す。海退の際に大陸地殻浸食量が増加したことにより海水中の栄養分濃度が増加したことと、再び地球が温暖になったことにより生命活動は復活し、最古の動物の出現をもたらした。しかし、そのまま極度の温暖化にまで進行してしまったため、大陸浸食量が増加し過ぎ、海洋酸素濃度を低下させる結果となった。それにより、再び生命活動が急激に減衰した。その後、再び生命活動が回復し、カンブリア紀の生命進化に続いたことが分かった。
日本人大腸がんスクリーニング検査受診率向上にむけた影響要因の探索

日本人の大腸がん検診の受診率は、男性41.4%、女性34.5%(4069歳)(2015年)であり、欧米人の5070%や、日系アメリカ人の5671%に比べて低い。大腸がんは定期的なスクリーニング検査により死亡率を低下させることが可能である。本研究では、1Global Aging Dataを利用して日米英国の大腸がんスクリーニング検査受診の影響要因を探索する。また、2BRFSS(USA)データにより、日系米国人と日本人(申請者日本語版作成後調査)の検査受診の影響要因比較を試みる。さらに、3大腸がん患者1000名に、検査受診の影響要因や受診の有無による成り行きの違いについて解析する。