hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
CMTー4A病の原因遺伝子GDAPー1の機能解析

GDAP-1遺伝子は、CMT-4A病の原因遺伝子とされるが、その生理機能は不明である。本研究は、GDAP-1の機能を解明し治療法開発の足がかりとすることを目的とした。まず我々は、GDAP-1遺伝子配列の相同検索を詳細に行ない、膜貫通領域や機能タンパク質との相同性を見いだした。また、機能を解析するための材料としてGDAP-1の全長タンパク質およびCMT-4A発症の報告のある6種類のGDAP-1変異タンパク質の作成、またこれらタンパク質をテトラサイクリン(Tet)誘導で発現する培養細胞の樹立に成功した。1)大腸菌でのGDAP-1の発現本年度は、GDAP-1組換えタンパク質を、C末端にV5エピトープと6xHisタグ配列をもつアラビノース誘導によるチオレドキシン(切断可能)との融合タンパク質として発現した。様々な条件(アラビノース濃度、温度)を試みた結果、全長GDAP-1(GDAP-1 full)は多くは不溶性となったものの、アラビノース濃度0.20.002%、30°Cでの可溶性の発現が確認できた。また、2つの疎水性領域1つを欠失したGDAP-1-d1と、2つ欠失したGDAP-1-d2の発現を0.002%以下の低濃度アラビノースで確認し、発現量は疎水領域を除いたもの程増加する傾向にあることがわかった。可溶性画分に発現したものはいずれも、Hisタグ配列経由で固定化金属アフィニティクロマトグラフィ樹脂を用いて精製できることを確認した。以上により、機能解析に向けた発現系が-応確立できた。現在、チオレドキシン部位を切断する詳細な条件検討を行なっている。また、現在までに、相同性の高いTetrachloro-p-hydroquinone reductive dehalogenaseや2,5-Dechlorohydroquinone reductive dehydrogenaseの基質に対しては活性が認められない事がわかった。2)哺乳類細胞でのGDAP-1の発現全長GDAP-1を、安定的に発現するCOS-7細胞と、テトラサイクリン誘導で安定的に発現するNeuro-2a細胞を作成した。今後、組織染色、ミトコンドリア等の活性検討に用いる予定である。GDAP-1は、CMT病の原因遺伝子の一つとされ、発症に関わるGDAP-1遺伝子上のさまざまな塩基置換や欠損の変異が報告されてきている。本年度は、GDAP-1機能を調べるためにGDAP- 1全長、もしくは発症の報告例のある1アミノ酸置換変異体を発現する大腸菌もしくは安定株細胞の構築に着手した。1、変異体の作成1アミノ酸(1塩基)置換のみでCMT病の発症が認められるものは、膜貫通領域を除くグルタチオンS-トランスフェラーゼと相同性の高い機能ドメインと考えられる領域に広く存在することがわかった。置換変異体の作成には、それぞれの変異に相当する1塩基置換をもったプライマーを用い、PCRによりマウスGDAP- 1の遺伝子に1塩基置換を導入した。その後、シークエンサーで配列を確認した。2、大腸菌でのGDAP-1変異体の発現発現用ベクター(pBAD/TOPO)に変異を導入した上記マウスGDAP-1を組み込み、6種類の1アミノ酸置換体をコードするpBAD/TOPO-GDAP-1変異体を作成した。今後これらの変異体タンパク質を精製し、活性(例えば全長で認められたNADPHへの結合性等)の比較検討を行なう予定である。導入するneuro-2a細胞は、あらかじめpcDNA6/TRプラスミドを導入し、テトラサイクリンリプレッサー(TR)を発現する安定株を作成した。TRタンパク質の発現レベルは抗体で確認し、3クローンを得た。さらに、発現ベクターpcDNA4/TOに上記GDAP-1プラスミドを組み込んだpcDNA4/TO-GDAP-1を作成した。各々を導入し、テトラサイクリン誘導でGDAP-1を発現するneuro-2a細胞を作成した。現在、これら細胞を用いて経時的なテトラサイクリン誘導下での形態変化やATP産生をはじめとしたミトコンドリア活性の変化等を確認中である。
アンドロジェン受容体トランスジェニックマウスによる非アルコール性脂肪肝の病態解明

アンドロジェン受容体(AR)を肝特異的に発現するトランスジェニックマウス(Tg-AR)を作製した後、ARの肝における脂質代謝、糖質代謝との関わりを明らかにする予定であったが、1回目に作製したTg-ARは子供を増やすことができず、さらに3回作製を行ったが、計139匹のマウスでAR遺伝子が確認できなかった。そこで、肝癌培養細胞のHepG2とHuh7にAR発現ベクターを導入し脂肪代謝に関連する84遺伝子の発現変化を検討したところ、両者で共通して低下していた遺伝子はAcyl-CoA dehydrogenaseとCarnitine palmitoyltransferase 1Aのみで、これら遺伝子は、脂質酸化に働くことから予測された結果とは逆であった。本研究はアンドロジェン受容体を肝特異的に発現するトランスジェニックマウスを作製した後、メチオニンコリン欠乏食と高脂肪食の投与により非アルコール性脂肪性肝炎モデルを作成し、脂質代謝と糖質代謝に関連する遺伝子群の発現量、シグナル伝達系にかかわる蛋白のリン酸化を調べ、アンドロジェン受容体の肝における脂質代謝、糖質代謝と種々のシグナル伝達系との関わりを明らかにすることを目的としている。本年度は、アンドロジェン受容体を肝特異的に発現するトランスジェニックマウスの作製を行った。ヒト由来のandrogen receptor cDNA(2757bp)をapoE promoterの下流に挿入した発現プラスミドを作成し、全長の塩基配列を確認した後、326個の受精卵に注入、合計257個の受精卵移植を行った。現在、生まれたトランスジェニックマウスの遺伝子発現解析を行っているところである。最初の発現プラスミドの作成に手間取り、今年度に予定していたトランスジェニックマウスにおけるアンドロジェン受容体遺伝子発現の経時的推移、肝組織像の検討、および脂肪肝モデルの作成ができなかったが、来年度は並行して研究を遂行する予定である。本研究はアンドロジェン受容体を肝特異的に発現するトランスジェニックマウス(Tg-AR)を作製した後、メチオニンコリン欠乏食と高脂肪食の投与により非アルコール性脂肪性肝炎モデルを作成し、脂質代謝と糖質代謝に関連する遺伝子群の発現量、シグナル伝達系にかかわる蛋白のリン酸化を調べ、アンドロジェン受容体の肝における脂質代謝、糖質代謝と種々のシグナル伝達系との関わりを明らかにすることを目的としている。本年度は、アンドロジェン受容体を肝特異的に発現するTg-ARの作製を行い、2010年4月21日に遺伝子陽性のTg-ARのメスが2匹生まれた(No.1,No.2)。その2匹と雄のC57B/6Jを掛け合わせ、8月20日、11月1日、12月3日にNO.2が妊娠出産したが、子供はすべて死亡または捕食されていた。そこで、育て親として妊娠しているICRマウスを12月15日よりNo.2と一緒に飼育し、12月22日に3匹生まれたのを確認したが翌23日には死亡していた。このTg-ARは先天的に子育てができないのか、生まれた子供に問題があるのか不明であるが、新たにTg-ARを作成すべく、今回用いたヒト由来のandrogen receptor cDNA(2757bp)をapoE promoterの下流に挿入した発現プラスミドを受精卵に注入、受精卵移植を行っているところである。雄のTg-ARが作成できれば交配によりTg-ARの繁殖には問題ないと期待している。来年度は、アンドロジェン受容体遺伝子発現の経時的推移、肝組織像の検討、およびメチオニンコリン欠乏の高脂肪食(脂質全カロリーの58%)を4週間投与して脂肪肝モデルの作成をおこない、並行して研究を完遂する予定である。昨年度に作製したTg-ARは子供を増やすことができず、今年度は再度Tg-ARの作製を3度行ったが、tai1確認にて1回目(2011/6/24)0/65匹、2回目(2011/10/26、2011/12/20)0/37匹、3回目(2012/4/13)0/37匹とAR遺伝子が確認されなかった。Tg-AR作製がうまくいかない理由は不明である。

そこで、肝癌培養細胸のHepG2とHuh7にAR発現ベクターを導入し、Fatty Acid Metabolism PCR array(QIAGEN)を用いて脂肪代謝に関連する84遺伝子の発現変化をコントロールと比較した。HepG2とHuh7で上昇していた遺伝子は各々8、9個、低下していた遺伝子は各々49、30個で、両者で共通して上昇していた遺伝子はなく、共通して低下していた遺伝子はAcy1-CoA thioesterase 7とAcy1-CoA oxidase3の2個のみであった。これら遺伝子は、脂質酸化、異化に働くことから、これら遺伝子の発現低下は細胞質に脂肪酸が蓄積するように働くと推測された。ARの肝特異的ノックアウトマウスの報告では、脂肪酸合成亢進、脂肪酸酸化抑制を生じることから、予測された結果とは逆であった。
マウス第三臼歯欠損に関与する遺伝子検索

マウスに発症する先天欠如歯の原因となる遺伝子突然変異を解明するため、マウスの交配実験と遺伝子解析実験を行った。その結果、遺伝子変異が存在する染色体領域を第3番染色体の中間領域に限定し、候補となる遺伝子を5つに限定することができた。これら5つの遺伝子に突然変異があるかどうかを調べたところ、構造領域には変異はなく、このことより調節領域に変異が存在する可能性が示唆された。これまでの研究で、ELマウスの染色体3番の特定領域のみを、正常な歯列を持つMSMマウスの染色体と置換したコンジェニックマウスを作製し、染色体3番の中間領域にマウス先天欠如歯の原因遺伝子が存在することを証明し、この範囲をam3領域と名づけた。しかし、am3領域の長さは約5メガベースペア(Mb)あり、原因遺伝子の候補となる遺伝子は40を超えていた。これまでに作成したコンジェニックマウスにELマウスを交配することにより、am3領域内で染色体組み換えを生じさせ、その子孫に歯の欠如がみられるかどうかを観察することにより、am3領域をさらに狭い範囲に限定することを平成19年度の目的とした。コンジェニックマウスの交配により100匹のマウスを作成し、これらのすべてマウスを生かしたまま尾からDNAを抽出した。am3領域内で染色体組み換えが生じたかどうかを調べるために、PCR-電気泳動法を用いた。PCRのために用いるDNAマーカーは、am3領域の複数の遺伝子内に設定した。染色体組み換えにより、ELマウスの欠如歯原因遺伝子が存在する染色体領域を正常マウスと置換できたなら、ELマウスの先天欠如歯の発症を救済できる、すなわち100%先天欠如を持つELマウスに歯を出現させることができると考えられる。染色体組み換えを生じたマウスの歯の欠損状態を観察し、歯が萌出していることを確認した。この結果より、am3領域をセントロメアより131-132Mbに限定し、候補となる遺伝子をLef1, Hadh, Cyp2u1, Sgms2, Papss1の5遺伝子に限定することができた。また、コンジェニックマウスに出現した歯の数から、am3は上下顎ともに影響するが、上顎に対する効果が高いことが明らかとなった。平成19年度はコンジェニックマウスにELマウスを交配することにより、am3領域内で染色体組み換えを生じさせ、その子孫に歯の欠如がみられるかどうかを観察することにより、am3領域をさらに狭い範囲に限定することを目的とし、am3領域をセントロメアより131-132Mbに限定し、候補となる遺伝子をLef1, Hadh, Cyp2u1, Sgms2, Papss1の5遺伝子に限定することができた。H20年度はELマウスに生じる第三臼歯欠如の原因であるam3の候補となったLef1, Hadh, Cyp2u1, Sgms2, Papss1の5遺伝子に遺伝子変異があるかどうかを検索した。各遺伝子の全てのエクソンを増幅するためのPCRプライマーを設計した。PCRにて五遺伝子の全てのエクソンを増幅後、ダイレクトシークエンス法にて、塩基配列を決定し、対象と比較し遺伝子変異があるかどうかを調べた。その結果、Lef1, Cyp2u1, Sgms2, Papss1ではエクソン配列はコントロールと完全に一致し、遺伝子変異はなかった。Hadhのエクソン4に一塩基変異を認めたが、アミノ酸に変化のない変異であった。この結果より、ELマウスに生じる第三臼歯欠損は、これら5遺伝子のエクソン内の変異が原因ではないことが明らかとなった。また、このことより遺伝子調節領域あるいはイントロンの多型が原因である可能性が示唆された。
肝細胞癌の多段階発癌におけるp27の発現制御機構に関する研究

早期肝細胞癌や前癌病変における細胞周期シグナルの異常に関する報告はみられない.それらの病変における細胞周期シグナル,特にp27とその関連細胞周期シグナル(Skp2とJab1)の発現を検討した.肝細胞癌症例(合計:150病変,早期肝細胞癌:16病変,腺腫様過形成:9病変,結節内結節病変:6例を含む)のパラフィン包埋組織を研究材料とし,免疫組織化学染色法を用いて検討し,臨床病理学的因子との比較を行った.新鮮標本が得られた47病変では,リアルタイムRT-PCR法でmRNAの発現を検討した.免疫組織化学染色では,p27は背景肝細胞では核陽性反応を示さなかったが,腺腫様過形成(核陽性率LI平均37.0%),早期肝細胞癌(LI43.6%)では,古典的肝細胞癌(高分化型:LI47.7%,中分化型;LI49.2%)と同様に高い核陽性率を認めた.早期肝細胞癌におけるリアルタイムPCR法での検討でも同様に,背景肝組織と比較して腫瘍部で高いmRNAの発現を認めた.つまり,発癌のごく初期の段階からp27が過剰発現していた.一方で低分化型肝細胞癌では,p27の核陽性率は中分化型肝細胞癌と比較して有意に低下し(LI30.2%),p27を分解制御するユビキチンリガーゼであるSkp2の過剰発現を認めた.その核陽性率ならびにmRNAの発現は早期肝細胞癌や高中分化型肝細胞癌と比較して有意に高値であった.p27を核外に移行して分解を促進するJab1は,腺腫様過形成や早期肝細胞癌でもその過剰発現を認めた.肝細胞癌においては,P27とその関連細胞周期シグナルが発癌,脱分化の過程で大きく変化し,さらにP27は肝細胞癌の前癌病変や早期肝細胞癌の診断学的マーカーとなり得る可能性が示唆された.Skp2はp27の脱分化の過程,Jab1はより早期の段階からp27の分解制御に関与すると考えられた.p27は背景肝組織では免疫染色でその発現はほとんどみられなかったが,前癌病変であるadenomatous hyperplasiaや早期肝細胞癌において高い発現を認めた.RT-PCR法でも早期肝細胞癌は,背景肝組織と比較して,そのmRNAの発現は増加していた.一方で,低分化型肝細胞癌ではp27蛋白の発現は有意に低下していた.門脈侵襲のある症例ではない症例と比較して,有意にその発現は低下していた.Skp2は前癌病変や早期肝細胞癌ではその発現はほとんどみられなかったが,低分化型肝細胞癌で有意に高い蛋白発現を認めた.門脈侵襲のある症例では,門脈侵襲のない症例と比較して,有意のその蛋白発現は増加していた.Jab1は前癌病変や早期肝細胞癌でもその蛋白発現を認めた.以上の所見から,p27は肝多段階発癌の非常に早期の段階から過剰発現していることが,蛋白レベルとmRNAレベルで証明された.p27は肝細胞癌の前癌病変の診断学的マーカーになりうる可能性が示唆された.これらの結果は平成17年度に日本消化器外科学会総会,日本癌学会総会,日本外科学会総会と報告した.今後は2006年のアメリカ癌学会で報告する予定である.早期肝細胞癌や前癌病変における細胞周期シグナルの異常に関する報告はみられない.それらの病変における細胞周期シグナル,特にp27とその関連細胞周期シグナル(Skp2とJab1)の発現を検討した.肝細胞癌症例(合計:150病変,早期肝細胞癌:16病変,腺腫様過形成:9病変,結節内結節病変:6例を含む)のパラフィン包埋組織を研究材料とし,免疫組織化学染色法を用いて検討し,臨床病理学的因子との比較を行った.新鮮標本が得られた47病変では,リアルタイムRT-PCR法でmRNAの発現を検討した.免疫組織化学染色では,p27は背景肝細胞では核陽性反応を示さなかったが,腺腫様過形成(核陽性率LI平均37.0%),早期肝細胞癌(LI43.6%)では,古典的肝細胞癌(高分化型:LI47.7%,中分化型;LI49.2%)と同様に高い核陽性率を認めた.早期肝細胞癌におけるリアルタイムPCR法での検討でも同様に,背景肝組織と比較して腫瘍部で高いmRNAの発現を認めた.つまり,発癌のごく初期の段階からp27が過剰発現していた.一方で低分化型肝細胞癌では,p27の核陽性率は中分化型肝細胞癌と比較して有意に低下し(LI30.2%),p27を分解制御するユビキチンリガーゼであるSkp2の過剰発現を認めた.その核陽性率ならびにmRNAの発現は早期肝細胞癌や高中分化型肝細胞癌と比較して有意に高値であった.p27を核外に移行して分解を促進するJab1は,腺腫様過形成や早期肝細胞癌でもその過剰発現を認めた.肝細胞癌においては,P27とその関連細胞周期シグナルが発癌,脱分化の過程で大きく変化し,さらにP27は肝細胞癌の前癌病変や早期肝細胞癌の診断学的マーカーとなり得る可能性が示唆された.Skp2はp27の脱分化の過程,Jab1はより早期の段階からp27の分解制御に関与すると考えられた.
昆虫における異物認識と生体防御反応の発動機構

本研究課題では、昆虫に侵入したバクテリアやカビがどのような仕組で異物として認識され、異物認識シグナルが貧食、被のう形成、セクロピン(抗菌性ペプチド)の合成などの生体防御反応の発動に使われているかを明らかにすることを究極の目的として研究を行った。研究は、昆虫の二つの組織(血液と外骨格)を用いて進められた。血液内にはフェノール酸化酵素前駆体カスケード(proPOカスケード)が存在し、このproPOカスケードが微量のペプチドグリカン(PG)やβ-1,3-グルカン(βG)で活性化される。proPOカスケードにはPGやβGと特異的に結合する認識タンパク(βG認識タンパク、PGRPとPG認識タンパク、PGRP)が含まれている。このPGRPやPGRP,また活性化されたproPOカスケードの構成要素が血球細胞の示す生体防御反応を制御しているといわれている。このことを分子のレベルで明らかにする目的で、PGRPの血球細胞内存在を免疫電顕の手法を用いて調べた。またカスケード構成要素である二つのセリン型ブロテアーゼ前駆体の精製を進め、その内の1つproBAEEareをほぼ均一なまでに精製した。その活性型の精製にもほぼ成功した。今後、試験管内で血球細胞に対するproPOカスケード構成要素の作用を調べる予定である。外骨格は、生体防御において単なる物理的障壁とのみ考えられがちであるが、この三年間に亘る研究結果により、この見方は改めなければならないことが明らかになった。クチクルの傷害部にPGやリポポリサッカライドが存在すると、その存在は、まだ明らかでない仕組みにより、表皮細胞に伝えられ、そこでセクロピンが合成されてクチクルに分泌されることが判明した。フェノ-ル酸化酵素前駆体活性化系(以下ProPOカスケ-ドと略称)はβー1,3ーグルカン(βG)やペプチドグリカン(PG)により引金をひかれ、最終的にはフェノ-ル酸化酵素(PO)を生じる。近年この系はPOを生じるのみではなく、カビやバクテリアの細胞壁成分を異物として認識し、抗菌性タンパク合成誘導のシグナルを細胞に与えたり、オプソニンや血球細胞の運動能増強活性を持つ物質の産生にも係っていると推測されている。本研究課題では家蚕血液内のProPOカスケ-ドについて主に研究してきたが、ProPOカスケ-ドが異物認識においてはたす役割の重要性を示すには他の昆虫のProPOカスケ-ドについても研究する必要がある。ProPOカスケ-ド研究の第一歩はProPOを簡便に検出・定量する方法を開発し、ProPOを精製することである。マラリヤを媒介する蚊や遺伝的に解析の進んでいるショウジョウバエなど小型の昆虫では小量の出発材料しか得られず、またProPOを活性化する酵素を抽出することが困難などの事情により現在までProPOの精製標品を得ることはできなかった。ProPOがニトロセルロ-ス膜に吸着されるとPO活性を持つようになることを発見し、ニトロセルロ-ス膜を用いてProPOを半定量する方法を考察した。家蚕、ゴキブリ、バッタ、蚊と昆虫類に属する4つの目の昆虫のProPOすべてがニトロセルロ-ス膜で活性化されることが判り、このことからニトロセルロ-ス膜ですべての昆虫のProPOを検出・定量できる可能性が示された。ニトロセルロ-ス膜を使うProPO検出法を用い、蚊のProPOをDEAEーセルロ-ス、ハイドロキシルアパタイト、MonoーQカラムなどで高度に精製することができた。ニトロセルロ-ス膜によるProPO検出法は今後小形昆虫におけるProPOカスケ-ド研究に大いに貢献すると思われる。

昆虫血液内にあるフェノ-ル酸化酵素カスケ-ド(pro Po)カスケ-ド)の構成要素でカビやバクテリアの細胞壁成分[βー1、3ーグルカン(βG)やペプチドグリカン(PG)]と特異的に統合するタンパク[βー1、3ーグルカン認識タンパク(βGRP)とペプチドグリカン認識タンパク(PGRP)]を我々はすでに単離精製している。本研究課題はこれらβGRPやPGRPがカビやバクテリアの細胞壁成分により誘発される抗菌ペプチドの合成や“被のう形成"などの生体防御反応にどのように係わっているかを明らかにすることを主眼にしている。βGRPやPGRPが抗菌ペプチドの合成誘導に係わっている直接の証拠は未だ得られていない。しかし本年度の研究により、それらの関与の可能性を示唆する事実が明らかになった。家蚕5令5日目の幼虫表皮をサンドペ-パ-で真皮細胞に傷をつけないようにクチクルだけに傷をつけると24時間後に血液中に抗菌性ペプチドが出現した。無菌的に飼育されたカイコで同様の実験を行っても抗菌ペプチドの合成の誘導はみられなかった。しかし無菌的に飼育されたカイコのクチクルに傷を与えたあと、その部分にPGを塗布すると抗菌ペプチドの合成が誘導された。免疫電顕的にクチクルにPGRPが存在することがその後確認されている。このことからクチクル内でPGがPGRPと結合し、その複合体が真皮細胞に異物認識信号を与えている可能性も考えられる。現在この可能性を証明するための実験を準備中である。いままでクチクルは生体防御において単に物理的障壁とのみ考えられがちであったが、本年度の我々の研究はクチクルが化学的にも積極的に昆虫の生体防御機構に関与していることを始めて明確に示したものといえる。昆虫のカビやバクテリアなど微生物に対する生体防御反応は、これまでほとんど血液内で起る反応が研究対象とされてきた。血球細胞による貧食や被のう形成、脂肪体や血球で合成されて血漿中に放出される抗菌性ペプチド(セクロビンなど)が生体防御機構において主要な役割を演じていると考えられている。現在も、これらについては国内はもとより、外国でも活発に研究が行われている。昆虫など節足動物は外骨格を持っている。この外骨格が体内の諸組織と外界とをへだてていることを考えると、生体防御反応の第1線は外骨格にあると看るのが自然である。この立場にたつと今までの昆虫生体防御反応についての研究が血液にのみ注目して行われてきたのは驚くべきことである。平成4年度の本研究課題では、昆虫外骨格の生体防御における役割いついて集中的に研究を行い、以下に記すような成果を得た。昆虫(家蚕幼虫)の外皮を表皮細胞に傷をつけないように、細いサンドペーパーで軽くこすり、その部分にバクテリアの細胞壁成分(リポポリサッカライドあるいはペプチドグリカン)を途布すると、クチクルと血液内に抗菌性ペプチドが出現した。途布したりポポリサッカライドやペプチドグリカンは直接表皮細胞の表面に接触しないだろうことは電題レベルの観察で確認した。抗菌性ペプチドはセクロピン型のペプチドであることを精製したペプチドの一次構造解析により確認した。傷害部位に細菌細胞壁成分を途布すると表皮細胞と脂肪体でセクロビンmRNAのde novo合成が確認された。
植物細胞における小胞体の自己組織化による形態形成機構

小胞体は,チューブ状構造とシート状構造が複雑に組み合わさり,細胞内でひと続きのネットワークを形成している.この特徴的なネットワークは真核生物に広く保存されており,小胞体の多機能性が形態と密接に関連していると考えられる.小胞体の形態形成のしくみは,酵母や動物の研究を中心として徐々に明らかになり始めているが,植物細胞における分子機構は未解明な部分が多かった.本研究では,小胞体膜に局在して植物細胞の小胞体の形態形成に関わる新規タンパク質ファミリーを2種類同定した.これらの因子は,細胞内で小胞体を適切に分布させるために必要であると考えられるが,その作用機構を明らかにすることが今後の課題である.小胞体は,チューブ状構造とシート状構造が複雑に組み合わさり,細胞内でひと続きのネットワークを形成している.この特徴的なネットワークは真核生物に広く保存されており,これに異常を持つ植物は細胞伸長が悪く,植物の小型化や稔性の低下を示すものが多いことから,小胞体の多機能性はその形態と密接に関連していると考えられる.しかし,動物細胞で小胞体シート状構造の形成に関わるとされる重要な因子が植物細胞に保存されていないなど,植物細胞の小胞体形態形成における分子機構は未解明な部分が多い.そこで,小胞体の形態形成に関わる新たな因子を探索したところ,2つのタンパク質ファミリーのシロイヌナズナ変異体で小胞体ネットワーク構造に異常が観察された.これらのタンパク質の細胞内局在を解析したところ,いずれも小胞体膜タンパク質であることが確認された.これらのタンパク質ファミリーの機能が互いに関連するかどうかを調べるために,現在多重変異体の作製を進めている.一方,細胞内から取り出した小胞体の小さな断片は,適切な条件下で静置すると融合を繰り返し,数分から数十分で自己組織化されてin vitroでネットワークを再構成することができる.今回同定した新規小胞体膜タンパク質が小胞体ネットワーク形成においてどのような役割を果たしているかを明らかにするために,これらの変異体から小胞体画分を調製して,in vitro再構築系を利用した解析を進めている.概ね計画に沿って進めているため.小胞体は,チューブ状構造とシート状構造が複雑に組み合わさり,細胞内でひと続きのネットワークを形成している.この特徴的なネットワークは真核生物に広く保存されており,これに異常を持つ植物は細胞伸長が悪く,植物の小型化や稔性の低下を示すものが多いことから,小胞体の多機能性はその形態と密接に関連していると考えられる.しかし,動物細胞で小胞体シート状構造の形成に関わるとされる重要な因子が植物細胞に保存されていないなど,植物細胞の小胞体形態形成における分子機構は未解明な部分が多い.そこで,小胞体の形態形成に関わる新規因子を探索したところ,小胞体膜に局在する2つのタンパク質ファミリー(ERMP1およびERMP2)を見出した.シロイヌナズナERMP1およびERMP2の多重変異体は小胞体ネットワークの形態に異常を示し,細胞内部に小胞体由来と考えられる凝集体が形成された.植物細胞の小胞体はアクチン・ミオシンXI細胞骨格を介して活発に運動しており,運動性の損なわれた変異体では小胞体が細胞内で正常に分布することができず凝集する例が知られている.ermp1多重変異体およびermp2多重変異体ではいずれも野生型と同様の小胞体運動が観察されたことから,凝集体は別の要因により形成されたと考えられた.現在,凝集体が形成される過程の詳細な解析を進めている.一方,ERMP2が小胞体ネットワーク形成においてどのような役割を果たしているかを明らかにするために,変異体から調製した小胞体画分を用いてin vitro再構築系を利用した解析を進めている.想定外の植物栽培室の環境悪化によりシロイヌナズナの生育不良が頻発し,本課題の遂行に必須な植物材料の調達が困難になったため.小胞体は,チューブ状構造とシート状構造が複雑に組み合わさり,細胞内でひと続きのネットワークを形成している.この特徴的なネットワークは真核生物に広く保存されており,これに異常を持つ植物は細胞伸長が悪く,植物の小型化や稔性の低下を示すものが多いことから,小胞体の多機能性はその形態と密接に関連していると考えられる.しかし,動物細胞で小胞体シート状構造の形成に関わるとされる重要な因子が植物細胞に保存されていないなど,植物細胞の小胞体形態形成における分子機構は未解明な部分が多い.そこで,植物細胞の小胞体の形態形成に関わる新規因子を探索したところ,小胞体膜に局在するタンパク質ERMP2を見出した.シロイヌナズナERMP2は2つのホモログ(ERMP2AおよびERMP2B)で構成され,免疫沈降実験から,これらのタンパク質は互いに相互作用することがわかった.ERMP2AとERMP2Bを同時に欠損したermp2a ermp2b変異体は小胞体ネットワークの形態に異常を示した.定量解析の結果,ermp2a ermp2b変異体の小胞体は,野生型に比べてシート状構造が少なく,粗いチューブ状ネットワークを形成することがわかった.一方,ermp2a ermp2b変異体では,野生型にはない小胞体由来と考えられる凝集体が形成され,この凝集体は成熟した細胞ほど大きい傾向があった.以上の結果から,ERMP2は小胞体を細胞内に分配する機能をもつことが示唆された.

小胞体は,チューブ状構造とシート状構造が複雑に組み合わさり,細胞内でひと続きのネットワークを形成している.この特徴的なネットワークは真核生物に広く保存されており,小胞体の多機能性が形態と密接に関連していると考えられる.小胞体の形態形成のしくみは,酵母や動物の研究を中心として徐々に明らかになり始めているが,植物細胞における分子機構は未解明な部分が多かった.本研究では,小胞体膜に局在して植物細胞の小胞体の形態形成に関わる新規タンパク質ファミリーを2種類同定した.これらの因子は,細胞内で小胞体を適切に分布させるために必要であると考えられるが,その作用機構を明らかにすることが今後の課題である.当初の計画に沿って推進する予定である.植物栽培室の環境悪化は徐々に改善しているため,当初の研究計画に従って遂行する.植物細胞生物学一部の実験に計画より時間を要し,次の実験に使用する物品をH28年度に購入することにしたため.一部の実験に計画より時間を要し,次の実験に使用する物品をH29年度に購入することとしたため.当初の研究計画と内容は変わらないため,H27年度に購入する予定であった試薬・プラスチック器具等を購入する.当初の計画と内容に大きな変更はないので,H28年度に購入予定であった物品を購入する.
顎機能障害患者の咬合異常と顎関節部MRI画像の関係に関する研究

1.研究の目的本研究の目的は顎機能障害患者において,どのような咬合異常と顎機能障害との関連が強いかを明らかにすることである。咬合の安定性および咬合干渉等の咬合異常に関する咬合データを分析して顎関節部の画像データとを比較検討する。この咬合関係のデータと顎関節部の画像データと比較し分析することにより,どのような咬合異常が顎機能障害の病因となるかを明らかにできる。2.研究方法顎機能障害患者は臨床症状と顎関節部MRI画像等で病態診断を行った者20名を選択した。咬合干渉,歯牙ガイド等の咬合データをプロトコールに従って記録した。咬頭嵌合位での安定性,バランスをストリップスの引き抜き試験とデンタルプレスケールで分析した。顎関節部の病態はMRIを撮影し,画像診断,分析を本学歯科放射線科医と共同で行った。この咬合関係のデータと顎関節部の画像データと比較し分析した。3.結果、MRIを撮影した顎機能障害患者20名の内訳は男性3名、女性17名で平均年齢33.5歳であった。その患者20名を顎関節部MRIによる画像診断で分類すると、片側性に関節円板前方転位がみられた者が8名、両側性に関節円板前方転位がみられた者が10名、MRIで異常がみられなかった者が2名であった。片側性関節円板前方転位のみられた患者のうち復位を伴う前方転位の者が4名、復位を伴わない前方転位の者が4名であった。両側性に関節円板前方転位のみられた患者のうち両側ともに復位性前方転位の者が4名、非復位性前方転位の者が3名であり、一側が復位性前方転位でもう一側が非復位性前方転位の者が3名であった。咬合データ(咬合干渉、ガイド、咬合の安定性)と顎関節部の画像データとの関係は、学会や論文での発表を行っていないので、今回は公表を見合わせたい。
血小板由来血管内皮細胞増殖因子の生理的意義の解析

血小板由来血管内皮細胞増殖因子(PD-ECGF)は、我々のグル-プが血小板より同定した血管内皮細胞増殖因子である。in vitroにて血管内皮細胞の増殖と遊走を促進しin vivoにおいて血管増生を誘導することから新規の血管新生因子として悪性腫瘍の腫瘍血管の増生、動脈硬化の発症等との関連に興味がもたれている。平成3年度においては、我々は、本因子のin vivoにおける生理的意義を解明する目的で本因子のマウスにおける相同遺伝子の解析を行なった。その結果、マウスPD-ECGFは471a.a.よりなり、ヒトPD-ECGFとのアミノ酸レベルでのホモロジ-は全体を通して約80%で極めてよく保存されていることが明らかになった。また、マウスPDーECGFも、ヒトPD-ECGFと同様に、シグナルシ-クエンスを持っていないことも明かとなった。得られたマウスPD-ECGF cDNAをプロ-ブとしてマウスにおける本因子の臓器別発現を検討した所、肝臓において大量に発現がみられたが、他の臓器ではその発現は感度以下であった。又、ヒトにおいても、正常肝組織および5株中3株の肝癌細胞株において本因子が発現していることが明かとなり、ヒト肝組織切片における免疫組織染色を行なった結果、本因子は肝実質細胞において産生されていることが明かとなった。更に、解析の結果、PD-ECGFは、肝癌細胞株であるHuH7、あるいはマウス正常肝細胞由来の細胞株であるMLEC、さらに正常ラット肝細胞の初代培養細胞に対して増殖刺激活性を持つことが示唆され、本因子が肝臓において、肝実質細胞のautocrineの増殖因子として重要な役割を果たすとともに、肝癌の発症と関連している可能性も示唆された。また、ヒトPD-ECGFのELISAによる測定系の確率にも成功し、現在種々の疾患おける血中濃度とうを検討中である。
古典史料の英日全文連携検索システムの設計・構築と地名辞書との連携に関する研究

本研究は、歴史史料を対象に、文書構造や歴史的記述方法に着目し設計された英日全文連携検索システムを開発し、インターネット上に公開することにより、歴史学研究を援用し、さらに、国際的なコラボレーションを促進する研究である。さらに、構築した地図・地名辞書データベースの拡張を行い、日本古典史料の英日全文連携検索システムとの連携化を実現する本研究は、歴史史料を対象に、文書構造や歴史的記述方法に着目し設計された英日全文連携検索システムを開発し、インターネット上に公開することにより、歴史学研究を援用し、さらに、国際的なコラボレーションを促進する研究である。最終的には、日本古典文献36巻のデジタル化とデータベース化を目標にしている。また、文献情報と古典史料を取り扱うとき重要な地理情報との連携化を開発する。レイヤー構造を持つ古地図と現在のデジタル化された標高地図を用い、現存する何百もの地理的、歴史的データを挿入していく計画である。これにより、研究者は、あらゆる文献に記されたすべての事象、たとえば神社の空間的、時間的な設定を、瞬時に同じ画面上に参照可能になる。さらに、現在、構築した地図・地名辞書データベースの拡張を行い、その時空間情報処理システムと日本古典史料の英日全文連携検索システムとの連携化を実現することを目標にした研究である。平成25年度の研究実績は、以下の通りである。(1)Izumo Fudoki(出雲風土記)、Harima Fudoki (播磨風土記)、Bungo Fudoki(豊後風土記)、Hizen Fudoki(肥前風土記)、Hitachi Fudoki(常陸風土記)の日英本のディジタル化、XMLのタグ付け、また、英日全文連携検索システムを実現した。さらに、地名辞書との連携化を実現した。(2)Shinron(新論)のディジタル化とXMLのタグ付けを完成させた。(3)Nitto guho junrei gyoki(入唐求法巡礼行記)のディジタル化を完成させた。(4)六十六部日本廻国のマッピングとトラッキングー善統不軽の廻国、越後金益の六十六部廻国、六十六部権右衛門聖地選択ーシステムを構築した。研究者は、現在、構築した地図・地名辞書データベースの拡張を行い、その時空間情報処理システムと日本古典史料の英日全文連携検索システムとの連携化を実現することを目標にした研究である。平成26年度の研究実績は、以下の通りである。(1)新論のデジタル化、XMLタグ付けの完成と英日連携検索システムの構築を行った。(2)入唐求法巡礼行記のデジタル化、XMLタグ付けと英日連携検索システムの構築を行った。(3)六十六部日本廻国のマッピングとトラッキングー善統不軽の廻国、越後金益の六十六部廻国、六十六部権右衛門聖地選択、下総国香取郡松子村宗心の廻国ーシステムを構築すると共に、デジタル地名辞書に、神社・寺院情報を格納し、地名辞書の拡張を行った。平成27年度の研究実績は、以下の通りである。(1)新論と柳氏新論のデジタル化、XMLタグ付けの完成と英日連携検索システムの構築を行った。(3)六十六部日本廻国のマッピングとトラッキングー56人の廻国ーシステムを構築すると共に、デジタル地名辞書に、神社・寺院情報を格納し、地名辞書の拡張(16,500件)を行った。さらに、供養塔データベース(8,738件)を追加した。さらに、構築した地図・地名辞書データベースの拡張を行い、日本古典史料の英日全文連携検索システムとの連携化を実現する26年度は、日本古典史料の文書構造と歴史的記述方法に着目した検索手法を開発し、各文献に対して、文書構造や相互関連から有効で効率的な検索を可能にするXMLのタグ付けを定義した。

具体的な構築データベースとして、Shinron(新論)、Nitto guho junrei gyoki(入唐求法巡礼行記)のデジタル化、XMLタグ付けと英日連携検索システムの構築を実現した。また、六十六部日本廻国(ー善統不軽の廻国、越後金益の六十六部廻国、六十六部権右衛門聖地選択、下総国香取郡松子村宗心の廻国ー)のマッピングとトラッキングシステムを構築した。さらに、歴史的データと時間軸(年代)を設定可能な地理情報システム(GIS)との連携化を開発し、その基盤であるデジタル地名辞書の拡張と連携化を実現した。応用情報学(今後の推進方策)次年度は当初の予定通り、(1)Ryusi Shinron(柳子新論(山県大弐))のデジタル化、XMLのタグ付けと英日連携検索システムの構築を行う。(2)Nitto guho junrei gyoki(入唐求法巡礼行記)については、英日連携検索システムの構築を行うだけでなく、文献内に出現する地名(寺院名)を調べ位置を特定し、デジタル地名辞書との連携化を実現する。(3)Heike Monogatari(平家物語延慶版)の英日連携検索システムの構築を行う。(4)現在、巻第十八まで完成しているTaiheiki(太平記)のそれ以降の翻訳作業を進める(海外研究協力者、南カリフォルニア大学Joan Piggott教授)。25年度は、日本古典史料の文書構造と歴史的記述方法に着目した検索手法を開発し、各文献に対して、文書構造や相互関連から有効で効率的な検索を可能にするXMLのタグ付けを定義した。具体的な構築データベースとして、Izumo Fudoki(出雲風土記)、Harima Fudoki(播磨風土記)、Bungo Fudoki(豊後風土記)、Hizen Fudoki(肥前風土記)、Hitachi Fudoki(常陸風土記)である。また、Shinron(新論)、Nitto guho junrei gyoki(入唐求法巡礼行記)等について、ディジタル化とXMLのタグ付けを行った。また、歴史的データと時間軸(年代)を設定可能な地理情報システム(GIS)との連携化を開発し、その基盤であるデジタル地名辞書との連携化を実現した。六十六部日本廻国のマッピングとトラッキングー善統不軽の廻国、越後金益の六十六部廻国、六十六部権右衛門聖地選択ーシステムを構築すると共に、デジタル地名辞書に、神社・寺院情報を格納し、地名辞書の拡張を行った。次年度は当初の予定通り、(1)Shinron(新論)とNitto guho junreigyoki(入唐求法巡礼行記)のXMLタグ付けの完成と英日連携検索システムの構築を行う。(2)Nitto guho junrei gyoki(入唐求法巡礼行記)については、英日連携検索システムの構築を行うだけでなくデジタル地名辞書との連携化を実現する。(3)Heike Monogatari(平家物語)の英日連携検索システムの構築を行う。27年度は、打合せのため2回の海外出張(University of California,Berkeley)を計画している。
赤外線大規模観測で解き明かす、超新星残骸における星間物質の進化

昨年度に引き続き、南アフリカ望遠鏡IRSFに搭載する近赤外線分光器の開発を行った。本年度は主に分光部の光学調整を進めた。具体的には、望遠鏡焦点位置にピンホールを設置して常温下で測定を行い、光学素子の配置を調整した。次に光学系を冷凍機で70 Kまで冷却し、低温下での結像性能を評価した。その結果、像のサイズはシミュレーションから期待されるより広がっており、熱収縮による光学素子の移動量が想定と異なることや、光学素子の形状誤差の影響が考えられる。本観測装置について、予想外の検出器関連のトラブルがあり、本研究課題の採用期間中に望遠鏡に取り付けて観測まで行うことはできなかったが、必要な光学コンポーネントや検出器の読み出しシステムを完成させた。今後も引き続き開発を進めていく予定である。上記の分光器の開発に加え、早期型銀河の星形成の研究を行った。早期型銀河は銀河進化の末期にあり、X線プラズマがガスの収縮を妨げて星形成を抑制すると考えられているが、その観測的証拠は十分ではない。この早期型銀河の星形成活動について統一的な描像を得るため、観測やシミュレーションにより種々の系統的研究が行われている260個の早期型銀河(Cappellari et al. 2011)に対し、赤外線天文衛星「あかり」の観測結果を用いてサンプル銀河の赤外線放射特性を調べた。具体的には、「あかり」衛星の全天観測にWISE衛星などの観測を加え、有機物PAHの光度を求めた。得られたPAH光度を銀河の星形成率に換算し、この結果を分子ガスの質量と比較しところ、星間物質を星に変換する効率は通常の星形成銀河と同程度であった。この結果は、星形成の材料である星間物質の減少が原因で星形成が不活発となっていることを意味しており、早期型銀河の星形成活動について重要な観測的示唆を与えるものである。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、南アフリカ望遠鏡IRSFや赤外線天文衛星「あかり」の観測結果を用いて、超新星残骸における星間ガスや固体微粒子(ダスト)の進化を探ることである。具体的には、IRSF望遠鏡に狭帯域フィルターを搭載し、複数の超新星残骸サンプルに対して星間ガス(鉄、水素原子など)の輝線マッピング観測を行う。これに「あかり」の観測結果から得られるダストの温度、質量分布を加え、超新星爆発の衝撃波による星間物質の変遷について調べる。また、IRSF望遠鏡に搭載する可視・近赤外線(波長0.45-2.5 μm)同時分光器を開発し、超新星残骸サンプルを追観測することで、星間物質の組成等についてより詳細な情報を得る。IRSF分光器について、平成26年度は近赤外線ユニットの開発を進めた。光学系の設計は完了しており、使用する光学素子を固定するための治具を設計、製作した。また、検出器を動作させる読み出し回路システムを製作し、この回路の動作確認や読み出しノイズの評価を行った。これらの光学系や検出器を分光器の真空容器内で組み上げ、常温下で光学調整を行った。上記の分光器の開発状況については、国内学会、研究会で発表した。また、本研究の超新星残骸サンプルであるIC443について解析を進めた。具体的には、X線天文衛星「すざく」によって得られたX線スペクトルから、高階電離した鉄の空間分布を作成した。この結果と、IRSFと「あかり」の観測から得られた一階電離鉄とダストの分布から、ダストに取り込まれている鉄は気相に還元されにくいという結果が得られ、ダスト組成について新たな観測的知見を得ることができた。これらの結果は論文にまとめ、国際研究会で発表した。本研究の目的は、南アフリカ望遠鏡IRSFと赤外線天文衛星「あかり」の観測データを使用して、超新星残骸における星間物質の振る舞いを調べることである。具体的には、IRSF望遠鏡に狭帯域フィルターを搭載し、一階電離鉄や水素分子の輝線マッピング観測を行うことで、衝撃波と相互作用する星間ガスについて調べる。さらに、「あかり」の観測データを用いて、衝撃波が星間ダストに与える影響を探る。また、IRSF望遠鏡に搭載する可視・近赤外線分光器を開発し、本研究の超新星残骸サンプルの追観測を行うことで、星間ガスの物理状態についてより詳細に調べる。当該年度は、昨年度に引き続き可視・近赤外線分光器の開発を進めた。本装置には、望遠鏡焦点面をモニターして観測を効率的に行うための、近赤外線スリットビュワーが搭載される。本年度は、このスリットヴュワーの光学調整を低温下で行い、また、使用する検出器系のノイズなどの評価を行った。さらに、検出器の読み出しにおけるノイズを低減させるため、読み出し回路の一部を新たに開発した。超新星残骸の研究では、本研究のサンプルであるIC443について解析を進めた。IRSF望遠鏡と「あかり」の観測データに加えて、X線天文衛星「すざく」によって得られたX線スペクトルから、高階電離した鉄の空間分布を得た。これらの結果から、衝撃波と相互作用するダストの組成について観測的知見を得ることができ、結果を査読付き論文としてまとめ、国際研究会などで発表した。上記の研究に加えて、「あかり」の全天観測結果を利用した、早期型銀河におけるダストの統計的研究を新たに進めた。

過去の研究から様々な物理量が得られている多数の早期型銀河サンプルについて、ダストの質量や温度などを新たに求めて、これらの銀河におけるダストの供給源や進化について調べ、その結果を国際研究会で発表した。当該年度では、IRSF望遠鏡に搭載する分光器の開発を進めた。具体的には、望遠鏡焦点面をモニターして観測を効率的に行うためのスリットビュワーの低温下での光学調整、および検出器系の評価を行った。また、常温下で近赤外分光部の光学調整を進め、検出器の読み出しにおけるノイズを低減させるため、読み出し回路の一部を新たに開発した。超新星残骸の研究については、IRSF望遠鏡と「あかり」・「すざく」衛星の観測データを組み合わせることで、星間ダストの組成について観測的知見を得ることができ、この結果を査読付き論文や学会などで発表した。さらに、当該年度では「あかり」衛星の全天観測結果を用いた、早期型銀河におけるダストの統計的研究を進めた。この研究は早期型銀河におけるダストの性質や起源について探るもので、得られた結果を学会などで発表した。昨年度に引き続き、南アフリカ望遠鏡IRSFに搭載する近赤外線分光器の開発を行った。本年度は主に分光部の光学調整を進めた。具体的には、望遠鏡焦点位置にピンホールを設置して常温下で測定を行い、光学素子の配置を調整した。次に光学系を冷凍機で70 Kまで冷却し、低温下での結像性能を評価した。その結果、像のサイズはシミュレーションから期待されるより広がっており、熱収縮による光学素子の移動量が想定と異なることや、光学素子の形状誤差の影響が考えられる。本観測装置について、予想外の検出器関連のトラブルがあり、本研究課題の採用期間中に望遠鏡に取り付けて観測まで行うことはできなかったが、必要な光学コンポーネントや検出器の読み出しシステムを完成させた。今後も引き続き開発を進めていく予定である。上記の分光器の開発に加え、早期型銀河の星形成の研究を行った。早期型銀河は銀河進化の末期にあり、X線プラズマがガスの収縮を妨げて星形成を抑制すると考えられているが、その観測的証拠は十分ではない。この早期型銀河の星形成活動について統一的な描像を得るため、観測やシミュレーションにより種々の系統的研究が行われている260個の早期型銀河(Cappellari et al. 2011)に対し、赤外線天文衛星「あかり」の観測結果を用いてサンプル銀河の赤外線放射特性を調べた。具体的には、「あかり」衛星の全天観測にWISE衛星などの観測を加え、有機物PAHの光度を求めた。得られたPAH光度を銀河の星形成率に換算し、この結果を分子ガスの質量と比較しところ、星間物質を星に変換する効率は通常の星形成銀河と同程度であった。この結果は、星形成の材料である星間物質の減少が原因で星形成が不活発となっていることを意味しており、早期型銀河の星形成活動について重要な観測的示唆を与えるものである。平成26年度は、IRSF分光器に必要な光学コンポーネントを全て購入、製作した。これらを実験室のクリーンブース内で組み上げ、設計通りに焦点面で像が得られるよう、光学調整を行った。常温下での光学調整はほぼ完了しており、今後は低温下(温度80 K)での光学調整へ移行する予定である。超新星残骸の解析については、IC443に関する結果を論文としてまとめ、研究会で発表した。IRSF望遠鏡に搭載する分光器の開発について、今後は低温下での光学調整を進めていく予定である。
CCDマルチチャンネルアナライザを用いる瞬間分光型マイクロエリプソメータの試作

反射光の検出に2次元のCCDイメージセンサを用い,高速のリアルタイム分光エリプソメトリー測定と顕微エリプソメトリー測定ができるエリプソメータを開発し,ステンレス鋼および炭素鋼表面の不働態皮膜の場所的ミクロ変化の解析に応用した。得られた成果は以下のようにまとめられる。1.瞬間分光型マイクロエリプソメータの設計と試作:光源(Xeランプ)-コリメーター回転ポーラライザー走査試料ステージ-固定アナライザー反射像拡大レンズ群-分光器-CCD検出器から成る瞬間分光型マイクロエリプソメータを設計し,試作した。2.瞬間分光型マイクロエリプソメータの校正と性能評価:作製したエリプソメータの持つ系統的誤差を残余関数校正法と回帰分析校正法を用いて補正した。本装置の測定波長範囲は4701060nm,最小測定所要時間は100ms,位置分解能は25μmである。3.18-8ステンレス鋼および炭素鋼の孔食発生過程における不働態皮膜の場所的ミクロ変動の解析:0.1M-NaCl溶液中における18-8ステンレス鋼の孔食誘導期間中における不働態皮膜の変質過程を解析した。CVD法で作製したFe_2O_3-Cr_2O_3薄膜を用いるモデル実験によって得られた皮膜溶解過程のステクトル変化を参照しながら解析を行った結果,光学定数よりも膜厚の場所的ミクロ変化の方が大きいことが分かった。5.炭素鋼の不働態皮膜の場所的ミクロ変動解析:pH8.45のホウ酸塩緩衝溶液中における亜共析鋼(0.12%C)の不働態皮膜の厚さおよび光学定数スペクトルの場所的ミクロ変動を測定した。フェライトおよびパ-ライト相を模擬した純FeおよびFe_3C上の不働態皮膜についても解析を行い,両相の皮膜の厚さと光学定数が異なることを明らかにした。1.研究目的反射光の検出に2次元のCCDイメージセンサを用いて、高速のリアルタイム分光エリプソメトリー測定と顕微エリプソメトリー測定ができ、かつ両者の測定を組み合わせて微小部分の分光エリプソメトリー測定が可能なエリプソメータを開発すること、ならびに本装置を用いてステンレス鋼および炭素鋼の孔食発生過程における表面不働態皮膜の場所的ミクロ変化を明らかにすることを目的とする。2.研究成果1.瞬間分光型マイクロエリプソメータの作製:光源(Xeランプ)-コリメーター第1モノクロメーター回転ポーララーザー試料-固定アナライザー第2モノクロメーターCCDから成る瞬間分光型マイクロエリプソメータを作製した。第1および第2モノクロメータの動作モードを変えることにより、リアルタイム分光エリプソメリ-、単色マイクロエリプソメトリー、およびマイクロ分光エリプソメトリー測定ができるようにした。2.瞬間分光型マイクロエリプソメータの校正:作製したエリプソメータの真のポーラライザ方位角およびアナライザ方位角を決定し、また迷光などによる誤差補正を行うための補正係数を求めた。この校正には残余関数校正法と回帰分析校正法を用いたが、いずれの方法でもほぼ同じ結果が得られることが分かった。3.瞬間分光型マイクロエリプソメータの性能評価:作製したエリプソメータの分光波長範囲は350800nm、最小測定所要時間はリアルタイム分光モードのとき100ms、単色マイクロモードのとき1s、マイクロ分光モードのとき128sであることが分かった。1.研究目的反射光の検出に2次元のCCDイメージセンサを用い、高速のリアルタイム分光

エリプソメトリー測定と顕微エリプソメトリー測定ができ、かつ両者の測定を組み合わせて微小部分の分光エリプソメトリー測定が可能なエリプソメータを開発すること、ならびに本装置を用いてステンレス鋼および炭素鋼の孔食発生過程における表面不働態皮膜の場所的ミクロ変化を明らかにすることを目的とする。2.研究成果1.試料走査型マイクロ分光エリプソメータへの改良:平成7年度に試作した波長走査方式の装置を試料走査方式に改良し,CCDを分光モードで動作させて高速測定できるようにした。測定所要時間は短縮される一方,反射像拡大に用いるレンズ群の分光特性によって測定波長範囲が制限されることが分かった。2.18-8ステンレス鋼の孔食発生過程における不働態皮膜の場所的ミクロ変動の解析: 0.1M-NaCl溶液中における18-8ステンレス鋼の孔食誘導期間中における不働態皮膜の変化を測定した。得られた結果を解釈するために,CVD法で作製したFe_2O_3-Cr_2O_3薄膜を用いて,皮膜溶解過程の光学スペクトル変化を測定した。その結果,光学スペクトルよりも膜厚の場所的ミクロ変化の方が大きいことなどが分かった。3.炭素鋼の孔食発生過程における不働態皮膜の場所的ミクロ変動解析:中性のベントナイト接触水およびホウ酸塩緩衝溶液中における亜共析鋼(0.12%C)の不働態皮膜の厚さおよび光学定数スペクトルの場所的ミクロ変動を測定した。フェライトおよびパ-ライト相を模擬した純FeおよびFe_3C上の不働態皮膜の解析も合わせて行った結果,両相上の皮膜の厚さと光学スペクトルは異なることが明らかになった。