hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ積層薄膜の電子密度精密測定法の開発

ナノ積層薄膜の電子密度分布精密測定装置として、結晶モノクロメータ、アナライザー付きX線反射率測定装置を設計、製作した。モノクロメータに非対称チャンネル・カット結晶を採用し、ビーム強度を1桁高めた。データ解析用ソフトウェアとして歪み波ボルンX線散乱理論を用いる計算機コードを開発し、低/高錯乱角全域にわたって鏡面反射、非鏡面散漫散乱データを解析し、多層膜界面のラフネス、その面内および面間の構造相関を決定することを可能にした。以上の装置系を用いて、半導体人工超格子(SiGe/Si)、金属磁性体(Gd、GdCo)、Al/Cなどのナノ積層薄膜の膜厚とその乱れ、界面ラフネスの構造を解析した。SiGe/Si系については僅かに(III)面と傾いた表面をもつSi基板にGe混晶比10%および30%のSiGeをSiと交互に10層成長させた人工超格子において、基板表面の周期的原子ステップが積層膜の界面に転写される様子を詳細に解析し、Geの組成比によって転写率が著しく異なることを明らかにした。磁性体薄膜に関しては、界面の磁気構造をシンクロトロンX線の共鳴錯乱によって研究する基礎となる構造評価を行なった。Al/Cについては異常分散効果を利用して電子密度の膜厚方向の分布モデルを使用せず、X線鏡面反射データから直接決定する試みを行なった。ナノ積層薄膜の電子密度分布を非破壊で精密に測定するため、以下の仕様をもつX線反射率測定装置を設計、製作した。[使用X線]CuKα線、[分散面]鉛直面、[X線光学系]非対称(111)2回反射シリコン単体結晶を入射線モノクロメータおよび反射線アナライザーに使用、[X線検出器]シンチレーション計数管、[試料ゴニオメータ]主軸回転精度0.003°、[測定範囲]X線散乱角010°、[その他]試料取り付け・位置調整台、スリット系。当初計画した水平軸反射計は予算の関係で採用できなかったが、研究目的には差支えない。目的応じて、結晶アナライザーとスリットを使い分けることができる。本装置の特徴は、2回反射シリコン単体結晶をモノクロメータおよびアナライザーに使用するところにあり、このため、ゴニオメータの軸構成が大幅に簡単化されている。非対称反射の採用により、X線強度が約1桁増大した。このため、広い散乱角領域にわたって鏡面反射を測定することが可能になり、電子密度分布の決定精度が向上した。さらに、散漫な非鏡面反射の測定が可能なので、積層薄膜界面のラフネスの面内構造を調べることができる。データ解析プログラムとして、非線形最小二乗アルゴリズムを用いた鏡面反射曲線フィッティング・プログラム・ボルン近似散漫散乱解析プログラムを作成した。これらの設備を用いて物理化学研磨シリコン表面の鏡面反射データを試験的に収集し、解析したところ、表面ラフネス値として320Åを得た。また、この試料の表面ラフネスの面内相関距離は数ミクロンであることが明らかになった。(1)X線反射率測定装置の完成:前年度に設置したX線反射率測定装置を立上げ、制御プログラムの整備、問題点の解決、性能試験を行なった。2軸ゴニオメータ、X線計数装置、制御系から成る本装置は、モノクロメータおよびアナライザーとして非対称チャンネル・カット結晶を用い、回転陽極型X線発生装置(出力18KW)と組合せて使用すると、試料の電子密度決定に必要な高分解能X線反射率データを短時間に収集できる。計算機によって制御され、一連の走査(scan)を自動的に行なうことが可能である。測定プログラムは計数系の数え落としを補正するルーチンを含み、500,000 cpsまでのX線強度を正確に測定する。光学系が厳密なため、線源出力を変化させると陽極ドラムの熱膨張によって焦点位置が僅かに移動し、X線強度が変化する問題点があったが、発生装置を一定出力で運転することにより解決した。散乱角数^°までの鏡面反射率プロファイルは数時間で測定でき、非鏡面散漫散乱の測定も可能である。本研究で開発された装置は各種積層材料の構造研究に実用的に用いることができる。

(2)シミュレーション・プログラムの開発:鏡面反射は積層膜を構成する複数の薄膜の厚さ、法線方向の界面ラフネスについて情報を与えるが、非鏡面散漫散乱から界面の面内および面間の相関構造を調べることができる。この目的のために、歪み波ボルン近似によるX線散乱シミュレーション・プログラムを開発した。(3)位相問題の研究:散乱データから電子密度の分布を決定するのは典型的な位相問題である。X線結晶構造解析で用いられる異常分散法を応用し、モデルを使わずに積層薄膜の電子密度分布をX線反射率データから直接求める方法を研究した。Al-C/Ge試料について積層構造を再現することに成功した。本研究で開発したX線反射率測定装置を用いて、半導体人工超格子(SiGe/Si)、金属磁性体(Gd、GdCo)、Al/Cなどのナノ積層薄膜の鏡面反射、散漫散乱を測定し、これらの多層膜の膜厚とその乱れ、界面ラフネスとその面内および面間の構造相関を解析した。SiGe/Si系については僅かに(111)面と傾いた表面をもつSi基板にGe混晶比10%および30%のSiGeをSiと交互に10層成長させた人工超格子において、基板表面の周期的原子ステップが積層膜の界面に転写される様子を詳細に解析し、Geの組成比によって転写率が著しく異なることを明らかにした。磁性体薄膜に関しては、界面の磁気構造をシンクロトロンX線の共鳴散乱によって研究する基礎となる構造評価を行なった。これらの研究の過程で、X線反射率測定装置の安定性をモニターすることが必要なことが判明し、ビーム強度モニターを設置した。Al/Cについては異常分散効果を利用して電子密度の膜厚方向の分布をモデルを使用せず、X線鏡面反射データから直接決定する試みを行なった。
表面敏感ＸＡＦＳ法を用いた歯質／接着剤界面非破壊分析

歯質と歯科材料を結びつけるのに歯科用接着材が用いられている。強固で耐久性のある接着を得るには、歯質/接着材の界面の情報が極めて重要である。しかし、従来の手法では破壊が伴いかつ原子・分子レベルでの分析に至っていない。本研究では、物質の特定原子の電子状態、周辺原子の種類、配位数、結合距離が分かるX線吸収微細構造、その中でも表面敏感な手法を用いてCaの化学状態分析を行い、接着性モノマーとして多く使用されている10-メタクリロイルオキシデシルジヒドロジェンホスフェート(MDP)とハイドロキシアパタイトの界面は、MDP-Caを作ること、また条件によりその生成量が異なることが分かった。歯質と歯科医療に用いられる歯科材料の金属、セラミックス等を結びつけるには歯科用接着(合着)材が用いられており、強固で耐久性のある接着を得るには、歯質/接着材の界面の情報が極めて重要である。しかしながら、従来の手法では破壊が伴いかつ原子・分子レベルでの分析には至っていない。本研究では、X線光電子分光法、走査型電子顕微鏡、フーリエ変換赤外分光法全反射測定法などの一般的な表面・界面分析に加え、物質の特定原子の電子状態、周辺原子の種類、配位数、結合距離が分かるX線吸収微細構造(XAFS)、その中でも表面敏感な手法である全反射法、転換電子収量法やマイクロビームを用いて、歯科用各種接着材と歯質(材料)界面を非破壊で原子・分子レベルで分析し、接着材、歯質(材料)それぞれの界面情報を得て、接着材/歯質の結合状態を評価し、接着力向上のための知見を得ることを試みる。平成24年度は、接着材と歯質界面の試料選定とX線光電子分光法(XPS)、走査型電子顕微鏡(SEM)などの一般的な表面・界面分析をおこない、モデルケースとして歯質の主成分であるハイドロキシアパタイトと歯科用接着剤の一部であるポリアクリル酸の分析を行った。その結果、ポリアクリル酸のカルボキシル基とハイドロキシアパタイトのカルシウムが結合を示唆する結果が得られた。また、X線吸収微細構造(XAFS法)の実験を行うため、高エネルギー加速器研究機構放射光共同利用施設(KEK-PF)の共同利用申請を行い、課題が採択され平成25年度から実験を行える予定である。本研究では、物質の特定原子の電子状態、周辺原子の種類、配位数、結合距離が分かるX線吸収微細構造(XAFS)、その中でも表面敏感な手法である転換電子収量法(CEY法)やマイクロビームを用いて、歯科用各種接着材と歯質(材料)界面を非破壊で原子・分子レベルで分析し、接着材、歯質(材料)それぞれの界面情報を得て、接着材/歯質の結合状態を評価し、接着力向上のための知見を得ることを試みた。歯質の主成分であるハイドロキシアパタイトを粉末(粒径:数十マイクロメートル)状にしたものに10-methacryloxydecyl dihydrogen phosphate (10-MDP)を種々の作用条件で作用させたものをCa K吸収端のXAFSで分析した。XAFSは表面から内部まで全ての情報が得られる透過法と分析深さが表面から100 nm以下のみに限定されるCEY法の二手法で行った。透過法ではスペクトルに作用前後の差はなく内部までは反応が起こっていないことが確かめられた。一方、CEY法では、スペクトルに変化があらわれた。スペクトルをMDPのカルシウム塩であるMDP-Caとハイドロキシアパタイトのスペクトルで線形結合フィッティングを行なった結果、MDP濃度が高くなるとMDP-Caの割合が増えるという結果を得た。最もMDP-CaができているものではスペクトルがほぼMDP-Caのスペクトルと一致した。つまり、ハイドロキシアパタイト粉末表層にMDP-Caの層が最大で数十nm程度も生成しているということが示唆された。平成24年度は、接着材と歯質界面の試料選定とX線光電子分光法(XPS)、走査型電子顕微鏡(SEM)などの一般的な表面・界面分析をおこなった。その結果、接着材と歯質界面は試料表面からナノオーダーだけではなく、マイクロオーダーに広がり、その範囲に適した分析も必要不可欠であると分かった。そのため、X線吸収微細構造(XAFS)の測定に当初の予定にはなかったX線を集光させた約50マイクロメートル径のマイクロビームを用いる手法を検討し、既に他の研究で使用させていただき技術を習得した。

また、本研究でX線吸収微細構造(XAFS法)の実験を行うための高エネルギー加速器研究機構放射光共同利用施設(KEK-PF)の共同利用申請を行い、課題が採択され平成25年度から実験が行える予定であり、おおむね順調に進行している。25年度が最終年度であるため、記入しない。今年度はXAFS法での分析を主として行う。接着材と歯質界面の接着機構を解明するには界面が重要であり、その界面は数ナノメートルオーダーから数百マイクロメートルオーダーと幅が広い。そこで本研究ではXAFS法の中でも表面敏感性の異なる手法を組み合わせて行う。数ナノメートルオーダーでは全反射法を用いる。全反射法は平らな表面のサンプルに低角度でX線を当て全反射させることで行う。X線はサンプル表面(数ナノメートル)での情報のみが得られる。全反射法よりも内部である数十数百ナノメートルオーダーでは転換電子収量法を行う。転換電子収量法はX線を試料に当てた時に発生するオージェ電子をシグナルとする。よって、オージェ電子の試料内での飛距離(数十数百ナノメートル)の情報が得られる。数十マイクロメートルオーダー以上ではX線を数十マイクロメートルのスポットに集光したマイクロビームを表面から内部にあたるように試料を走査することによって測定を行う。すでにポリキャピラリーを用いて約50マイクロメートル径のスポットサイズまで集光できることが確認できている。また、KEK-PFで秋に使用可能になるBL15Aでは約10マイクロメートル径のマイクロビームが使用可能なことや自分も参加している研究で開発している入射側検出側の二つのポリキャピラリーを共焦点条件にすることで三次元マッピングを取れるようになる手法などを研究の進捗状態に合わせて臨機応変に取り入れていくつもりである。以上の結果を組みあせて、数ナノメートル数百ナノメートルオーダーの情報を得て、最終的に接着材と歯質の界面に含まれるCaはなにと結合しているか?どのような状態か?どのような状態の相がどう分布しているか?を調べ、接着機構の解明、接着力向上のための知見を得ることを試みる。
呼吸酵素の分光学的性質に基づく収穫後植物の酸素吸収と同化産物代謝速度の非浸襲予測

トマト果実を試料として、植物の呼吸速度を、近赤外光を利用して非破壊かつ迅速に判定する手法を明らかにした。判定するための数式は、ニューラルネットワークと呼ばれる、人工知能の一種を利用して作成した。呼吸速度の大小は、収穫後植物の栄養分の消耗速度に影響を及ぼすことから、本研究成果は、植物の品質保持期間の予測に有効な技術として利用可能であると期待される。収穫後植物の主要な鮮度低下要因は,生理活動としての同化産物の消費による保有栄養成分の損耗であり,その遅速は,呼吸によつて制御される。そこで本研究では,収穫後植物内の呼吸酵素の分光学的特性を明らかにすることにより,分光分析により,迅速かつ非浸襲的に呼吸速度を判定する手法を検討した。本年度はトマト果実を試料として研究を行つた。トマト果実から,松岡の方法(名古屋大学博士論文,1983)に従って呼吸酵素(チトクロームcオキシダーゼ)抽出液を得た。抽出液の分光吸光スペクトルを測定したところ,865nm付近に光の吸収バンドが認められた。牛の心筋から抽出したチトクロームcオキシダーゼを試料とした既往の研究(GriffithsandWharton,J.Biol.Chem.,236,1850,1961)では吸収バンドは830nmであり,本研究と既往の研究では,呼吸酵素の分光吸光特性が異なる結果となった。これは,試料の違い等様々な要因に由来するバンドシフトが起きたためと考えられる。さらに,トマト果実の呼吸速度を近赤外分光分析で判定する手法を検討した。果実個体の分光反射スペクトルを700950nmの範囲で測定するとともに,同じ個体の呼吸速度をガスクロマトグラフィーで測定した後,重回帰分析により,分光吸光スペクトルから呼吸速度を予測するための計算式を構築した。計算式の予測精度を検証した結果,重相関係数は0.77,予測標準誤差は0.11mmo1/kg/hとなった。計算式には,865mm付近の吸光度値も組み込まれていたことから,当該波長における光の吸収が呼吸酵素に由来することと,呼吸速度の予測に有効であることが示唆された。本研究成果は,分光分析による迅速な植物の呼吸速度判定の可能性を示唆するものである。収穫後植物の主要な鮮度低下要因は、生理活動としての同化産物の消費による保有栄養成分の損耗であり、その遅速は、呼吸によって制御される。そこで本研究では、収穫後植物内の呼吸酵素(チトクロームcオキシダーゼ)の分光学的特性を明らかにすることにより、分光分析により、迅速かつ非浸襲的に呼吸速度を判定する手法を検討した。まず、トマト果実の呼吸速度を近赤外分光分析で判定する手法を検討した。果実個体の分光反射スペクトルを700950nmの範囲で測定するとともに、同じ個体の呼吸速度をガスクロマトグラフィーで測定した後、ニューラルネットワークにより、分光吸光スペクトルと果実質量から呼吸速度を予測するための計算式を構築した。計算式の予測精度を検証した結果、検証の相関係数は0.79、予測標準誤差は0.091mmol/kg/hとなった。計算式には、833nm付近の吸光度値も組み込まれていたことから、当該波長における光の吸収が呼吸酵素に由来することと、呼吸速度の予測に有効であることが示唆された。本研究成果は、分光分析による迅速な植物の呼吸速度判定の可能性を示唆するものである。松岡の方法(名古屋大学博士論文,1983)に従ってトマト果実からミトコンドリア(呼吸酵素を組み込んでいる細胞小器官)の抽出液を得た。抽出液の分光吸光スペクトルを測定したところ、840nm付近に光の吸収バンドが認められた。牛の心筋から抽出したチトクロームcオキシダーゼを試料とした既往の研究(Griffiths and Wharton, J.Biol.Chem., 236, 1850, 1961)では吸収バンドは830nmであり、本研究と既往の研究では、呼吸酵素の分光吸光特性が異なる結果となった。これは、試料の違い等様々な要因に由来するバンドシフトが起きたためと考えられる。さらに、シロイヌナズナおよびコマツナを試料として、分光吸光スペクトルから呼吸酵素濃度と呼吸速度を予測する手法を検討した。しかし、葉部は厚みが1mm未満であることから、透過光から得られる情報量が少なく、分光分析による呼吸速度の予測は困難であった。このことから、近赤外分光分析を呼吸速度予測に応用するには、組織にある程度の厚みがある品目を選択する必要があることが明らかになった。
真空熱分解法によるシリコンナノ構造形成と反応制御

今日の半導体集積回路に広く使われているシリコン酸化膜絶縁体に関し、熱的安定性の向上と新奇ナノ構造形成を目的とし、真空加熱時のシリコン酸化膜の原子レベルでの反応機構を分析した。その結果、真空加熱時に生ずるシリコン酸化膜の貫通穴は、表面に微量のシリコン粒子が付着すると生じやすいこと、有機ガスの導入により貫通穴の内部にナノリング構造を形成できること、基板の面方位を変えることにより貫通穴の形状を変えることができることなどを明らかにした。無酸素雰囲気中でシリコン酸化膜を加熱すると、酸化膜が不均一に熱分解脱離し、酸化膜にボイドと呼ばれる貫通穴が形成されることが知られている。さらに本申請者により、ボイド形状がシリコン基板の面方位を反映すること、ボイド内部には加熱冷却プロセスに対応したシリコンナノ構造が形成されること、初期ボイドの発生は加熱開始直後に発生することなどが明らかになっている。本研究は、これまでの研究成果を踏まえ、初期ボイド発生やシリコンナノ構造形成の物理的起源や発現機構を究明し、さらに量子効果半導体デバイスとして発展可能なシリコンナノ構造形成・制御のための基礎的な技術開発を目的とする。以下に、当該年度に得られた研究成果をまとめる。1.加熱装置の整備既存の走査型電子顕微鏡装置に、その場加熱を可能にする赤外線加熱装置を付加した。これにより、ボイド形成後一旦大気に取り出すことによる大気暴露の影響をなくした。2.リング構造発現条件加熱冷却プロセスに対応したシリコンナノ構造が形成される要因を明らかにするため、プロセス時の雰囲気依存性を調べた。その結果、冷却時の炭素系分子吸着が大きく影響することが判明した。アセトン、プロパノール、アセチレン等のガス導入により、再現性良くリング構造を形成することができた。最適なガス導入量は、各分子の表面付着係数に依存していることが示唆された。炭素系分子吸着が作用する機構として、表面SiC形成による、Siマイグレーションの抑制が考えられる。冷却温度依存性を調べた結果、SiC結合が促進される700800°Cでリング構造が明瞭に形成されることがわかり、表面SiCの形成がリング構造形成に影響していることが裏付けられた。ほぼ研究計画通り進展しているが、ボイド発現位置に関する実験の進捗が若干遅れており、これに関し結論を得るまでに至っていない。今後も実験を継続する。1.酸化膜脱離反応過程の解析加熱冷却サイクルによる、ボイド内部のリング構造形成を活用し、酸化膜脱離反応素過程を解明する上で重要な知見である、熱脱離活性化エネルギーを厳密に測定した。さらに、アレニウスの式における頻度因子の酸化膜厚依存性も明らかにした。これにより、酸化膜の熱脱離反応は、ボイド周辺部で生ずる還元反応が律速反応であること、10nm以上の膜厚の酸化膜における脱離反応においても、ボイド側壁へのシリコン原子の拡散により、薄膜酸化膜と同様な素過程により反応が進行することを明らかにした。2.初期ボイド発生位置の制御シリコンナノ構造形成位置を制御するためには、初期ボイド位置の制御が必要である。そのため、電子線照射による還元反応を利用して微小シリコン領域を形成させ、その後熱脱離させることにより、所望の位置でナノ構造を形成できるのではないかと考えた。実験を行った結果、5-30keVの電子線照射により還元反応を確認した。さらにシリコン微小領域形成の詳細を明らかにするため、実験推進中である。初期ボイド形成位置制御に関し、大きな進展が得られ、研究目的達成に向け、順調に進展している。無酸素雰囲気中でシリコン(Si)酸化膜を加熱すると、酸化膜が不均一に熱分解脱離し、酸化膜にボイドと呼ばれる貫通穴が形成される。本申請者はこれまでに、ボイド形成の基本的性質や振る舞いを明らかにしてきた。本研究は、これまでの研究成果を踏まえ、初期ボイド発生やSiナノ構造形成の物理的起源や発現機構を究明し、さらに量子効果半導体デバイスとして発展可能なSiナノ構造形成・制御のための基礎的な技術開発を目的とする。以下に、研究期間全体を通じて実施した研究成果をまとめる。1.酸化膜脱離反応過程の解析:酸化膜脱離反応素過程を解明する上で重要な知見である、熱脱離活性化エネルギーを厳密に測定した。これにより、酸化膜の熱脱離反応は、ボイド周辺部で生ずる還元反応が律速反応であること、10nm以上の膜厚の酸化膜における脱離反応においても、ボイド側壁へのSi原子の拡散により、薄膜酸化膜と同様な素過程で反応が進行することを明らかにした。2.初期ボイド発生位置の制御:Siナノ構造形成位置を制御するためには、初期ボイド位置の制御が必要である。

そのため、電子線照射による還元反応を利用して微小Si領域を形成させ、その後の熱脱離により、所望の位置でナノ構造を形成できるのではないかと考えた。実験を行った結果、5-30keVの電子線照射により還元反応を確認した。3.還元反応によるSiナノ構造の形成とボイト形成起点:Si酸化膜への電子線照射による還元反応により、Siドット構造がSi酸化膜と基板Siの界面に形成されることを、原子間力顕微鏡により明らかにした。表面100nm下の界面においてもドット構造は確認され、この成果は埋もれた界面に量子ドットを形成できる可能性を示唆する。さらに、形成したSiドット構造を起点に、ボイド形成が可能であるか、研究を進める。今日の半導体集積回路に広く使われているシリコン酸化膜絶縁体に関し、熱的安定性の向上と新奇ナノ構造形成を目的とし、真空加熱時のシリコン酸化膜の原子レベルでの反応機構を分析した。その結果、真空加熱時に生ずるシリコン酸化膜の貫通穴は、表面に微量のシリコン粒子が付着すると生じやすいこと、有機ガスの導入により貫通穴の内部にナノリング構造を形成できること、基板の面方位を変えることにより貫通穴の形状を変えることができることなどを明らかにした。1.基板面方位依存性:Si(100)基板上に形成したボイドの形状は正方形であり、Si(111)基板では六角形となる。したがって用いる基板の面方位によりボイド形状を制御できる。そこでSi(110)基板など他の面方位でのボイド形状を明らかにし、酸化膜厚や加熱条件の依存性についてもデータを蓄積し、その反応機構を探る。2.シリコンナノ構造形成機構:リング構造の形成要件を、加熱条件、加熱手順、酸化膜厚等の観点から電子顕微鏡により詳細に測定する。基板面方位や酸化膜の成膜方法に対し、リング構造がどのように変化するかについても明らかにする。測定結果に基づき、リング構造の発現機構を究明する。3.形成機構の理論的解析:これまでに行った測定結果に基づき、ボイド成長に関わる反応素過程を考え原子レベルでの反応モデルを構築、モンテカルロ法による数値解析を行い、シリコンナノ構造の形成機構を明らかにする。4.シリコンナノ構造の発現機構と制御方法の開発:これまでの成果を基に、リング構造の位置、間隔、リング高さ、形状等を制御し、同一基板上に制御された多数のシリコンナノ構造を形成する技術を開発する。1.電子線照射による還元反応:電子線照射により酸化膜の還元反応が生ずることは明らかになったが、その詳細はいまだ不明である。電子線エネルギーや照射時間をパラメータとして、還元反応を定量的に解明する。2.シリコン微小領域形成後のボイド生成:還元反応により形成したシリコン微小領域が、初期ボイド生成のきっかけとなるように、熱脱離条件を探索し初期ボイド発現位置制御を実現させる。
モデル実験生態系を用いた放射線と化学物質の環境影響の比較評価

8種類の微生物から構成されるモデル実験生態系において、水圏微生物群集では従来知られていなかった各種間接影響を明らかにし、放射線による間接影響の多様性を示した。また、培養時期によって放射線感受性が異なることを示した。これらは、環境の放射線防護体系高度化に資する成果である。さらに、系全体に対する放射線と各種化学物質の影響用量を算出したが、これは化学物質を基準にして放射線の環境リスク認知を容易にすることに貢献する成果である。2.安定期のマイクロコズムにγ線を照射し、その影響を調べる実験を開始した。具体的には、培養開始16日目のマイクロコズムに^<60>Coγ線を100、500、1000、5000Gy急照射し、その構成生物種の個体数に対する影響を調べた。平成20年度は、照射25日後までのデータが得られた。その結果は、100Gyでは影響が見られず、500Gyでは貧毛類Aeolosoma hemprichiが死滅し、緑藻類Chlorella sp.と繊毛虫Cyclidium glaucomaが対照よりも減少した。1000Gyでは、A.hemprichiが死滅し、Chlorella sp.、C.glaucoma、細菌は減少した。5000Gyでは、A.hemprichi、C.glaucoma、ワムシ類Lecane sp.が死滅し、Chlorella sp.、緑藻類Scenedesmus sp.、細菌は減少した。このように、観察された影響は概ね線量依存的であったが、藍藻類Tolypothrix sp.は、500Gy以上で対照よりも増加し、生物間相互作用を介した間接影響であることが示唆された。平成21年度は、引き続き個体数の測定を継続し、成長期に照射した場合の影響との相違点を明らかにするとともに、化学物質と影響を比較する予定である。(1)照射および対照マイクロコズムの各構成生物種の個体数の差をユークリッド距離として全生物種について足し合わせた指数によって系全体に対する影響を数値化したところ、γ線5600Gyの影響は、ベンチオカーブ(除草剤)6.7mg/Lおよび直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩(LAS;合成界面活性剤)6.1mg/Lと同等であると評価できた。この比較結果は、水圏微生物生態系に対する放射線のリスク評価に役立つと考えられる。この成果は、原著論文として発表した。(2)平成19年度に本研究で実施した、成長期のマイクロコズムに対するγ線の影響実験では、100Gyと500Gyでは死滅した生物種はなく、1000Gyでも2種が死滅しただけだった。従って、このマイクロコズムは、成長期(春を想定)と比べて安定期(夏を想定)では回復力が低く、放射線の影響を受けやすいと考えられる。従って、放射線の環境影響を評価する際には季節による違いも考慮すべきと考えられる。
パーソナルスペースに表れたアジア民族間の心理的距離に関する行動科学的研究

他者接近に伴う生理、行動、認知過程についての基礎的研究を行った結果、次のような知見を得た。1.パーソナルスペースに、民族に対する心理的距離が反映されることが明らかになった。ただし、実験の手続の違いにより反映されないこともあるが、質問紙で測定した社会的距離と、行動として反映した距離の間には、有意な相関が得られていることから、パーソナルスペースを測定することで、民族に対する心理的距離を測定することが可能であることが明らかになった。2.刺激対象として、実際の人物とパネル写真の場合を、行動的、生理的、認知的側面から比較検討した結果、主観的な認知反応のレベルでは違いが見られたが、その他の測度では差が見られなかった。従って、パネル写真を実際の人物の代用として使えるという新しい知見が得られた。3.特定の民族に対しては、行動的・認知的測度に関しては差が見られなかったが、生理的測度、とりわけ心拍は差が見出された。すなわち、偏見をもった民族に対しては、心拍が有意に高くなることが見出された。4.他者接近の距離の関数として、緊張が増大することが生理的測度ならびに認知的測度の両面において明らかになった。また、そのピークは、認知的にはパーソナルスペースの境界点付近であったが、生理的には境界点付近より以前に存在することが見出された。以上のような知見に基づき、民族間の心理的距離を投影法的手法に基づき測定するところの国民的距離地図(NDM)を開発し、その妥当性を明らかにした。加えて研究成果報告書の作成を行った。
洪水,土砂流出および海岸侵食による災害とその防御に関する研究

洪水・土砂流出、河川変動および海岸浸食の予測法ならびにそれに伴う災害の防止軽減法に関する科学的な基礎を確立することを目的として、インドネシア国ジャワ島東部を主対象として2ヶ年にわたって推進し、次のような成果を得た。水収支については、ブランタス川上流域のスタミダム流域を対象として、熱帯特有の降雨の時空間分布を有する火山地域に対して長短期流出モデルを適用し、日流出高ハイドログラフを再現するとともに、VIC水収支モデルを適用して直接流出に寄与する蒸発散の季節変化を明らかにした。洪水・土砂流出予測の基礎となる火山地域の地被状態の分類について、MOS-1画像と数値地形情報を組み合わせた流域地被状態の分類法を提案した。ついで、これらの成果を基礎とし、キネマティックウエーブモデルによる降雨流出モデルと土砂流出モデルを組み合わせた洪水・土砂流出予測法を提案した。ブランタス川流域における土砂流出形態、すなわち、土石流、泥流、掃流、浮遊砂の形成領域を明らかにし、これらと上述の成果を基礎として、ブランタス川の主要支川からの土砂供給条件を明らかにした。これらを境界条件としてブランタス川の一次元ならびに2次元河床変動解析法を提案した。一方、海岸浸食関連については次のような成果を得た。ジャワ海に面するスマラン海岸における海象観測システムを設置し、波浪および海浜流の特性を観測した。これにより、西からのモンスーンによって発達する波浪および吹送流がスマラン海岸の浸食の主外力であることが明らかにされた。これらを基礎として、2次オーダーの2方程式乱流モデルを用いた吹送流・潮流計算のための3次元モデル開発した。さらに、これと漂砂モデルを組み合わせた長期海底地形予測モデルを提案した。以上の成果に加えて、災害の実態調査を行い、これを基礎とした災害の防止・軽録のための現地適合型技術について検討を進めている。本研究は、洪水・土砂流出、河川変動および海岸侵食の予測法ならびにそれに伴う災害の防止軽減法に関する科学的な基礎を確立することを目的として、2カ年の計画をもとに推進している。本年度は日本側から5人の研究者が現地調査のために渡航するとともに、研究協力者を含めて3人のカウンターパートを招聘し、さらにはメモを交換しながら共同研究を推進し、次のような成果を得ている。地理情報システムとリモートセンシング画像データを用いて、降雨流出と土砂流出を同時に予測するためのモデルを構築し、ブランタス川流域を対象として種々の感度分析を行い、その一般化に務めている。さらに、ブランタス川の河床変動は主として浮遊砂に支配されていることを明らかにし、浮遊砂と掃流砂を考慮した一次元および二次元河床変動モデルを構築した。一次元河床変動モデルによれば、浮遊砂が卓越する場合には、掃流砂の場合よりも河床変動が大きくなり、とくに狭窄部や流路の拡幅部において変動が顕著になる。これらの変動と流路蛇曲部の変動をさらに詳細に評価するため、現地調査を行うとともに二次元河床変動モデルの適用をはかっている。また、ジャワ島北側の海岸侵食は、河川のショートカットに起因するとともに、ジャワ海の風成流が大きく関わって起こっていることを明らかにした。そこで、海象観測を実施するとともに、風成流モデルを構築し、これを海浜流モデルへ組み込んでいる。これらの成果と海岸侵食モデルを組み合わせた海岸侵食予測のための数学モデルを確立しつつある。水収支については、ブランタス川上流域のスタミダム

流域を対象として、熱帯特有の降雨の時空間分布を有する火山地域に対して長短期流出モデルを適用し、日流出高ハイドログラフを再現するとともに、VIC水収支モデルを適用して直接流出に寄与する蒸発散の季節変化を明らかにした。洪水・土砂流出予測の基礎となる火山地域の地被状態の分類について、MOS-1画像と数値地形情報を組み合わせた流域地被状態の分類法を提案した。ついで、これらの成果を基礎とし、キネマティックウエーブモデルによる降雨流出モデルと土砂流出モデルを組み合わせた洪水・土砂流出予測法を提案した。ブランタス川流域における土砂流出形態、すなわち、土石流、泥流、掃流、浮遊砂の形成領域を明らかにし、これらと上述の成果を基礎として、ブランタス川の主要支川からの土砂供給条件を明らかにした。これらを境界条件としてブランタス川の一次元ならびに2次元河床変動解析法を提案した。一方、海岸浸食関連については次のような成果を得た。ジャワ海に面するスマラン海岸における海象観測システムを設置し、波浪および海浜流の特性を観測した。これにより、西からのモンスーンによって発達する波浪および吹送流がスマラン海岸の浸食の主外力であることが明らかにされた。これらを基礎として、2次オーダーの2方程式乱流モデルを用いた吹送流・潮流計算のための3次元モデル開発した。さらに、これと漂砂モデルを組み合わせた長期海底地形予測モデルを提案した。以上の成果に加えて、災害の実態調査を行い、これを基礎とした災害の防止・軽減のための現地適合型技術について検討を進めている。
東ティモールの国民文化に関する歴史人類学的研究

2002年に正式独立を果たした南洋の島国、東ティモール民主共和国のナショナリズムに関連する問題について、現地におけるフィールドワークと文献調査で得られた知見にもとづき考察をおこなった。東ティモールの公用語であるテトゥン語を共通言語とし、カトリック信徒で、かつティモール島南部にかつて存在した王国とのつながりを共有するテトゥン社会は、東西国境をはさみ合計50万人規模であり、人口100万人の東ティモールにおいてけっしてマイノリティではない。親族や姻戚関係、そして商業目的での国境の往来は頻繁におこなわれており、「東ティモール人」アイデンティティを理解する上で重要な文化圏であるとの見解に至った。東ティモール民主共和国において実施したキリスト教宣教活動の経緯に関する現地調査により、東ティモールにおける言語状況への影響と、ポルトガル領時代にカトリックへの改宗が進まなかった歴史的背景を確認した。イエズス会をはじめとするカトリック宣教は19世紀後半から本格的にはじまった。しかしポルトガル本国の共和制移行により、ポルトガル領内での宣教活動が禁じられ、修道会はポルトガル領から1960年代半ばまで締め出されることになった。これがポルトガル領時代にカトリックへの改宗が進まなかった主たる要因である。他方、インドネシア時代に、その宗教政策によりカトリックへの改宗が急速に進んだ。そしてカトリック教会がその典礼言語にテトゥン語を採用したことにより、主にテトゥン語をリンガ・フランカとする地域においてカトリック文化が根付き、非テトゥン語圏ではそれほどでもなかったことが確認された。これが、現在の東ティモール民主共和国内における「東」と「西」の文化的、言語的差異の要因と考えられる。今年度の調査研究により東ティモールのナショナリズムの言語と宗教との関連を考える上で重要な示唆を得た。これらの成果を元に、「難民と十字架ーティモール島ーティモール島における宗教と言語の位相からみた国境問題」と題し執筆し、現在推敲段階にある。またティモール社会の民族誌的研究に関する単著の準備を進めている段階にある。インドネシアと東ティモール間の国境と難民問題については、「自主避難のエスノグラフィー東ティモールの独立紛争と福島第一原発事故をめぐる移動と定住の人類学」赤嶺淳編『グローバル社会を歩くーかかわりの人間文化学』(辰巳頼子との共著)として発表した。東ティモール民主共和国コバリマ県およびエルメラ県における現地調査(8月、約2週間)、そして文献調査を実施した。東ティモールの共通語であり公用語でもあるテトゥン語は、インドネシア領西ティモールでも話者が多く、またカトリック信者も西ティモール側に多い。また東ティモールにおける西部は、西ティモールの王権の中心であるウェハリとの結びつきが強いことを確認し、以上の点から国境をまたいで存在する「テトゥン=カトリック=ウェハリ文化圏」が確度の高い仮説であることを明らかにした。最終年度として以下の成果物を公表した。【雑誌論文】福武慎太郎「[総特集にあたって]グローバル・スタディーズ:地域研究の地殻変動」『地域研究』(査読有)vol.14,no.1、2014年3月15日、8-32頁。【図書】福武慎太郎・堀場明子編『現場<フィールド>からの平和構築論』勁草書房、2013年9月10日、全196頁。福武慎太郎「序章現場<フィールド>からの平和構築論ー「ひと」の力を活かす平和のインテリジェンス構築に向けて」1-19頁(堀場明子との共著)。福武慎太郎「第5章市民と議員が平和をつくるー東ティモール自決権行使を求める国際的連帯を事例に」(田中(坂部)由佳子との共著)、113ー136頁。辰巳慎太郎「東ティモールの非暴力思想<ナヘビティ>」小田博志・関雄二編『平和の人類学』法律文化社、2014年3月15日、95-117頁。辰巳慎太郎「難民と十字架:ティモール島における宗教と言語の位相からみた国境問題」杉本良男編『キリスト教文明とナショナリズムー人類学的比較研究』風響社、2014年3月31日。現在の東ティモール民主共和国の「国民文化」に大きな影響を与えたティモール島中央南部のウェハリ王国の歴史について、民族誌や植民地行政文書における言及箇所の確認、現地調査等によって、その文化的影響力のひろがり、そして現在どのようなかたちで東ティモールの「国民文化」に引き継がれているか研究をおこなった。平成23年8月に実施した東ティモール民主共和国における現地調査では、村落共同体においてどのようにウェハリの歴史が語り継がれているか聞き取りをおこなった。また中学高等学校における歴史教育のなかでどのように記述されているか確認した。

文献史料調査と現地調査を通じて、ティモール島におけるキリスト教ミッションの歴史を確認することによて、東西国境をはさんでカトリック教会の存在感のあるキリスト教文化圏が形成されていることを明らかにした。他方、東ティモールの東部の非テトゥン語圏と西部のテトゥン語文化圏のあいだにはある種の文化的断絶があることも確認された。これまで、東ティモールの民族意識を前提として考えられてきた難民問題、国民和解の問題であるが、ティモール島における実際の宗教と言語の位相をみると、東ティモール国内における東西の文化的な違いと、国境をはさんだ東西ティモールの文化的近似性が明らかになり、難民問題や国民和解の問題に新たな視座を提供することが可能になった。たとえば1999年の難民問題は、戦乱から逃れるために「国境」を超えインドネシア領ティモールへ避難した人々であると考えられ、想定以上に難民が増加したことから、インドネシア側の「人質」と考えられた。ところが実際には、親族がおり言語と宗教と共有する社会の内部での移動であり、より主体的で自由な動きであった人々が多かったことが明らかになった。本務校における公務出張が急遽はいったことに加え、妻の出産と育児サポートにより、海外出張による調査研究がやや遅れている。そのため研究計画を一年延長し、平成25年度中に東ティモールにおける調査研究を再度実施する予定である。予定していた東ティモール民主共和国における現地調査により、おおむね順調に進展している。ただし、予定していたポルトガルの公文書館における史料調査を延期したために、若干が進展が遅れている。ポルトガルにおける史料調査は24年度内に実施予定である。25年度8月に東ティモール民主共和国における現地調査を2週間の日程で予定している。24年度はインドネシア共和国、東ティモール民主共和国、そしてポルトガルにおける現地調査を予定している。インドネシア共和国、東ティモール民主共和国においては、それぞれ地方レベルでおこなわれている歴史教育のなかでどのように過去の王国や植民地化の経緯が扱われているかを確認するとともに、博物館展示の分析をおこなう。ポルトガルにおいては過去の植民地化の経緯、キリスト教ミッションの経緯に関する資料の閲覧をおこなう。東ティモール民主共和国において8月に実施予定の現地調査の際の、調査協力者への旅費として使用する計画である。主としてインドネシア共和国、東ティモール民主共和国、そしてポルトガルにおける現地調査に係る旅費に使用する予定である。またデータ整理のためにデスクトップ・コンピュータの購入も予定している。研究成果の公開方法として、昨年より開設したホームページの更新作業にかかる謝金も計上している。
口腔癌の頸部リンパ節転移に対する新規磁性抗癌剤を用いた選択的ハイパーサーミア

口腔扁平上皮癌患者において、大きな頸部リンパ節転移や多発リンパ節転移を有する症例は予後が不良である。このような症例に対して、われわれは浅側頭動脈と後頭動脈を入口とした逆行性超選択的動注化学放射線治療に加えて、頸部への温熱療法を併用している。一方でわれわれは、磁性を有し、磁場による薬剤輸送システムと抗腫瘍効果を併せ持つ薬剤EI236を開発した。本研究で、EI236の抗腫瘍効果、交流磁場印加による温熱療法の効果を、腫瘍細胞およびマウスの舌癌モデルにおいて評価したところ、細胞実験と動物実験の両方でEI236は抗腫瘍効果を示し、さらに交流磁場印加によって抗腫瘍効果は増強された。平成25年度における研究では、動物実験及び細胞実験で使用する予定であった家兎由来扁平上皮癌VX2細胞をヒト由来扁平上皮癌OSC19細胞に変更して新規磁性抗癌剤EI236の抗腫瘍効果の検討を行った。細胞を変更した理由としては、細胞実験において様々な種類の口腔癌細胞を検討した結果、OSC19細胞に対して新規磁性抗癌剤EI236がより優れた抗腫瘍効果を発揮すること、家兎よりも安価で使用匹数を確保可能で飼育しやすいヌードマウスBALB-C nu/nuにOSC19細胞が移植可能であるということが挙げられる。今年度において、細胞実験では新規磁性抗癌剤EI236のヒト由来扁平上皮癌OSC19細胞に対するアポトーシス誘導による細胞障害性の検討及び、ヒト由来扁平上皮癌0SC19細胞に対して新規磁性抗癌剤EI236が及ぼす浸潤能抑制と遊走能低下の検討を行った。動物実験では、新規磁性抗癌剤EI236がヌードマウス舌癌頸部リンパ節転移モデルに対して局所投与下においても抗腫瘍効果を発揮できることを証明する目的でヒト由来扁平上皮癌OSC19細胞をヌードマウスBALB-c nu/nuの舌に移植して、移植後16日、18日後、20日後、22日後にリンパ節を摘出して、転移の有無、原発部位と転移リンパ節の大きさ、個数、節外浸潤の有無について病理組織学的検討を行った。本研究は申請者の飯田を中心として、横浜市立大学大学院医学研究科顎顔面口腔機能制御学准教授である光藤から実験方法に関するアドバイスを仰ぎつつ、横浜市立大学大学院医学研究科循環制御医学講座の協力で実験を実施した。これまでの研究では、細胞実験により新規磁性抗癌剤EI236によるヒト由来扁平上皮癌OSC19細胞のアポトーシスの誘導、細胞遊走能の抑制を明らかにし、新規磁性抗癌剤EI236は抗腫瘍効果のみならず、ヒト由来扁平上皮癌細胞OSC19の細胞遊走能を低下させることを証明した。また、ヌードマウスBALB-c nu/nuの舌縁にヒト由来扁平上皮癌細胞OSC19を局所注射することにより、ヌードマウスの舌癌頸部リンパ節転移モデルを完成させた。平成26年度における研究では、作成法を確立したヌードマウスBALB-c nu/nuの舌癌頸部リンパ節転移モデルに、新規磁性抗癌剤EI236を投与する際の最適濃度と投与量をLD50の理論に基づいて検討をおこない、決定した。この最適濃度と投与量で、新規磁性抗癌剤EI236をマウス舌癌頸部リンパ節転移モデルの舌に局所注射したところ、薬剤が頸部の転移リンパ節にも流入していることを病理組織学的に確認した。このマウス舌癌頸部リンパ節転移モデルに新規磁性抗癌剤EI236を局所注射したものに対して、交流磁場装置を用いた磁場印加によるハイパーサーミアを週3回の頻度で、4週間行った。これについて舌腫瘍を摘出して各種染色による病理学的検討を行ったところ、癌細胞の消失を確認できた。さらに、鉄染色では新規磁性体EI236が腫瘍組織内に流入していることが確認できた。また、TUNEL染色ではアポトーシスが起こっていることが確認できた。平成25年度には、細胞実験により新規磁性抗癌剤EI236によるヒト由来扁平上皮癌OSC19細胞のアポトーシスの誘導、細胞遊走能の抑制を明らかにし、新規磁性抗癌剤EI236は抗腫瘍効果のみならず、ヒト由来扁平上皮癌細胞OSC19の細胞遊走能を低下させることを証明した。またヌードマウスBALB-c nu/nuの舌縁にヒト由来扁平上皮癌細胞OSC19を局所注射することにより、ヌードマウスの舌癌頸部リンパ節転移モデルを完成させた。平成26年度には、作成法を確立させたヌードマウスBALB-c nu/nuの舌癌頸部リンパ節転移モデルに、新規磁性抗癌剤EI236を投与する際の最適濃度と投与量をLD50の理論に基づいて検討を行い、決定した。この最適濃度と投与量で、新規磁性体EI236をマウス舌癌頸部リンパ節転移モデルの舌に局所注射したところ、薬剤が頸部の転移リンパ節にも流入していることを病理組織学的に確認した。さらに、新規磁性体EI236を局所注射したマウス舌癌頸部リンパ節転移モデルに対して、交流磁場装置を用いた磁場印加によるハイパーサーミアを行い、舌腫瘍を摘出して病理組織学的検索を行ったところ癌細胞の消失を認めた。平成27年度には、実際の臨床を想定し、動物実験用サーモトロンを用いて新規磁性体EI236を局所注射したマウス舌癌頸部リンパ節転移モデルに対してハイパーサーミアを施行したところ、病理組織学的に抗腫瘍効果を認めた。

口腔扁平上皮癌患者において、大きな頸部リンパ節転移や多発リンパ節転移を有する症例は予後が不良である。このような症例に対して、われわれは浅側頭動脈と後頭動脈を入口とした逆行性超選択的動注化学放射線治療に加えて、頸部への温熱療法を併用している。一方でわれわれは、磁性を有し、磁場による薬剤輸送システムと抗腫瘍効果を併せ持つ薬剤EI236を開発した。本研究で、EI236の抗腫瘍効果、交流磁場印加による温熱療法の効果を、腫瘍細胞およびマウスの舌癌モデルにおいて評価したところ、細胞実験と動物実験の両方でEI236は抗腫瘍効果を示し、さらに交流磁場印加によって抗腫瘍効果は増強された。当初の研究計画通り、新規磁性体EI236によるヒト由来扁平上皮癌OSC19細胞のアポトーシスの誘導、遊走能の低下確認した。また、動物実験ではヌードマウスBALB-c nu/nuの舌癌頸部リンパ節転移モデルの作成、新規磁性体EI236を投与する際の最適濃度の検討、および舌癌頸部リンパ節転移モデルへの交流磁場下でのハイパーサーミアの治療効果の解析を行ったきた。以上のように計画した研究は過不足なく行うことができ、順調に進展しているものと考える。口腔癌当初の計画通り、動物実験による新規磁性体EI236と交流磁場によるハイパーサーミアによる選択的ハイパーサーミアの治療効果の検討を行うことができたが、本学に新たに動物実験用のサーモトロンを導入したため、サーモトロンを用いたハイパーサーミアの治療効果の検討を行う予定である。動物実験用のサーモトロンは実際に臨床で使用されているものと同じ原理を用いているので、より臨床に近い評価が可能になると考えられる。現在までの到達度は〈区分〉(3)に相当する。理由を以下に示す。実験計画通り、細胞実験においてEI236のアポトーシス誘導の検討を行った。ヒト由来扁平上皮癌OSC19細胞に新規磁性抗癌剤EI236を投与してフローサイトメトリーでアポトーシスの誘導を確認した。結果として、新規磁性抗癌剤EI236は濃度依存的にアポトーシスを誘導した。また、濃度依存的に初期アポトーシスから後期のアポトーシスへと移行した。また、新規磁性抗癌剤EI236が及ぼす細胞の遊走能を評価した。ヒト由来扁平上皮癌OSC19細胞を小型チャンバーに播種して、細胞が定着した後に新規磁性抗癌剤EI236の投与を行い、タイムラプスで24時間の観察を行った。結果として、新規磁性抗癌剤EI236は濃度依存的にOSC19細胞の遊走能を低下させた。本抗癌剤は、抗腫瘍効果を発揮するだけでなく遊走能を低下させることを証明した。動物実験では、ヌードマウスBALB-c nu/nuの舌縁にヒト由来扁平上皮癌OSC19細胞(細胞数:5.0×108個)を局所注射で移植して、移植後16日、18日後、20日後、22日後にIVISによって舌腫瘍の頸部リンパ節転移に起因する腫瘍部発光の確認をした。後に舌癌部・転移リンパ節の組織標本を作成し、HE染色で評価を行った。摘出したリンパ節はHE染色で腫瘍原発部位の舌と同一組織型の癌真珠を伴う高分化型扁平上皮癌像を呈していた。この段階でヌードマウスに於ける舌癌頸部リンパ節転移モデルを完成させた。上記の実験結果を平成25年度の研究目的及び実験実施計画と照らし合わせると、記載事項の研究は過不足なく概ね順調に進展しているといえる。動物実験にかかる経費が予定よりも安価に済んだこと。また、これまでに行った研究成果を国際誌に投稿予定であったが、追加実験を行った後に投稿することに方針変更したたため。
転写因子ARID5Bの高脂肪食による肥満症における役割

ARID5B遺伝子の遺伝子多型は、虚血性心疾患・糖尿病の遺伝学的危険因子である。高脂肪食下のARID5Bヘテロノックアウトマウスは、野生型マウスより肥満が軽度であった。これは倹約遺伝子として知られるPPARγヘテロノックアウトマウスの表現型に類似している。また、3T3-L1細胞を用いた解析では、ARID5Bはアディポネクチンの発現を制御しており、この発現制御はチアゾリジン誘導体を添加するとより顕著となったことから、ARID5Bがチアゾリジン誘導体によるPPARγ活性化を高める可能性が示された。この現象のメカニズム解明は、肥満・代謝性疾患における新規治療法の発見を目指す上で重要であると考える。転写因子ARID5Bによるアディポネクチンの発現制御を研究中に、ARID5Bヘテロノックアウトマウスは、野生型マウスより、高脂肪食負荷による肥満が軽度であるという知見を得た。また、白色脂肪細胞の組織学的検索では、ARID5Bヘテロノックアウトマウスの脂肪細胞の径は野生型よりも小さく、高脂肪食下で惹起される脂肪細胞の肥大化が抑制されていた。この現象のメカニズム解明を図るとともに、肥満・代謝性疾患の新規治療法の発見を目指し検証をすすめている。1)8週間の高脂肪食負荷を与えると、ARID5Bヘテロノックアウトマウスの血清アディポネクチン濃度は、普通食下と同様に野生型よりも有意に低値を示した。これはSNP解析やこれまでのin vitro実験の結果と一致し、ARID5Bがアディポネクチンの発現を制御している可能性が改めて示された。2)インスリン負荷試験では、高脂肪食下のARID5Bへテロノックアウトマウスは野生型よりもインスリン抵抗性の惹起が抑制された。この現象は脂肪細胞におけるARID5Bのアディポネクチン発現制御だけでは説明ができず、他の機序が関与している可能性があると考えられた。3)脂肪組織のmRNAレベルでは野生型よりもARID5BヘテロノックアウトマウスでPPARγ2、C/EBPαの発現が上昇した。aP2の発現も上昇しており、ARID5Bヘテロノックアウトマウスでは小型脂肪細胞の分化が進んでいることが示唆された。高脂肪食下のARID5Bヘテロノックアウトマウスの表現型はPPARγヘテロノックアウトマウスの表現型に類似しており、ARID5BがPPARγの上流として機能しPPARγ活性を高めることで脂肪細胞の肥大化を抑制する可能性が考えられた。3T3-L1細胞を用いた解析では、ARID5BはアディポネクチンプロモーターのPPREサイトを介してアディポネクチンの発現を制御していることが示された。さらに、この発現制御はPPARγアゴニストであるチアゾリジン誘導体を添加した場合により顕著に示されたことから、ARID5Bがチアゾリジン誘導体によるPPARγの活性化を高める可能性があると考えられた。この現象をin vivoでも検証するため、普通食下のARID5Bヘテロノックアウトマウスにチアゾリジン誘導体であるピオグリタゾンを2週間投与した。投与の前後で、体重や精巣上体白色脂肪組織重量において野生型と比較し有意差は認めなかった。アディポネクチンに関しても、血清中の濃度・白色脂肪組織のmRNAレベルともに両群で有意差は認めなかった。しかし、野生型でのピオグリタゾンの有無、ARID5Bヘテロノックアウトマウスでのピオグリタゾンの有無という4群で比較をすると、ピオグリタゾンを投与した時の反応性はARID5Bヘテロノックアウトマウスの方が高い傾向にあった。これは、PPARγが倹約遺伝子であり、高脂肪食下ではPPARγ活性の中等度の低下が肥満・インスリン抵抗性を改善させるという現象に類似しており、ARID5BがPPARγの上流として機能している可能性を示唆するものと考えられる。今後、脂肪分化に関わるその他の転写因子の発現等、さらなる検証が必要である。3)脂肪組織のmRNAレベルでは野生型よりもARID5BヘテロノックアウトマウスでPPARγ2, C/EBPαの発現が上昇した。