hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
各種インターフェロンの泌尿器科系培養細胞に対する影響(特にレセプターを中心として)

泌尿器科領域においてインターフェロン(IFN)は腎細胞癌に約20%の有効率をしめすがIFNが有効なのか無効なのか投与前に解明できればいいわけであるが、IFNの性質上簡単なものではない。今回われわれはIFNレセプターを測定することにより、その抗腫瘍効果を推測できるかどうかを検討し、またTNFによるレセプター数の変化とIFNαとIFNγの併用効果INVITROで検討した。実験材料と実験方法;使用した培養癌細胞は腎細胞癌株KPK-1、KPKー13、膀胱癌株Jー82、5637、MGHーU1、前立腺株、DUー145、PCー3、であり対照として正常皮膚線維芽細胞、NSFー1も使用した。レセプターの測定はIー125ラベルしたIFNαとIFNγを用い特異的結合能を測定した。INVITROにおける感受性は96wellのマイクロプレートを用い、クリスタルバイオレット染色法でおこなった。実験結果;1.腎細胞癌株KPKー1はIFNαのレセプター数が多く、またIFNαに対する感受性が強かった。それに反しJー82はレセプター数が少なく又、感受性も低く、レセプター数と感受性は一致した。しかし他の癌細胞は必ずしもレセプター数と感受性は一致せず、レセプターが少なければ感受性はないと言えるが多かった場合は感受性、すなわち増殖抑制の程度はさまざまであった。2.TNFの前処理によりレセプター数が増加するものがあり、その併用による有用性が示唆された。3.IFNαとIFNγとの併用により7腫瘍株のうち3腫瘍株に相乗効果が認められた。泌尿器科領域におけるインターフエロン(IFN)の有効性は臨床的に腎細胞癌のみに認められるとされているが,時には尿路上皮癌に有効の報告もある.このことは,どのような泌尿器科癌にIFNが有効か識別できる方法の開発が望まれる.われわれは,この解決策の1つとして各腫癌のIFNレセプターアッセイとIFNαとIFNγの単独効果ならびに併用効果の検討をIN VITROで行った.<結果>1:レセプター数とIN VITROにおける効果とは,ほぼ一致した結果を得た.すなわちKPK-1, DU-145, PC-3等の細胞癌はレセプター数が多く,特にKPK-1のIFNαレセプターは多く,このレセプターはフリーのIFNαによりブロックされるがIFNαではブロックされず,その特異性を証明するものと思れた.一方, J-82, 5637株のαレセプター数は少なく, IN VITROにおいてもIFNαの細胞増殖抑制はほとんど認められなかった.しかしMGH-U1のようにαレセプターが比較的多いのにKPK-1と比較すると,その細胞増殖抑制効果は低値を示すものもあり,レセプター数が少なければIFNに対する感受性が低いといえるがレセプター数が多くても一概に高感受性をしめすと判定するこはできなかった.しかし低レセプター数をしめす癌細胞にIFNを投与することは無意味であるといえた.2:培養癌細胞株の種類によりIFNαとIFNγに対する感受性は異なっていた. KPK-1のように両者に高い感受性を示すもの, 5637のようにIFNαには,ほとんど感受性がないもののIFNγには高感受性をしめすもの, J-82のように両者にほとんど感受性をしめさない等様々であり,臨床においても,このようなことを念頭におく必要が痛感された.腎細胞癌株KPK-1はインターフエロン(IFN)αレセプターが多く、それと反対に膀胱癌株J-82はレセプターが少ない。一方in-vitroにおける抗腫瘍効果(増殖抑制効果)はレセプター数と一致した。

しかし他の一部の培養細胞株においてはレセプター数が多くても必ずしも良好な増殖抑制効果は認めなかった。しかしレセプター数が少ない場合にはIFNに対する感受性はないものと思れた。これらの事実をもとに下記の実験を行い以下の結果を得た。1.IFNαとIFNγのレセプター結合部位の違いについてそれぞれのαCompetition Assayを行いIFNαとIFNγの結合部位は異なることを証明した。2.INFの処理によるIFNαとIFNγレセプターの変化についてINF100JRu/mlの24時接触によりIFNαレセプターの著明な増加をしめす培養株がみられた。特にDU-145(前立腺株)においてはレセプター増加に伴う増殖抑制効果がIFN単独時のそれと比較して増強されており相乗効果が認められた。しかし膀胱癌株J-82においては140%とレセプター数の増加が認められるにもかかわらず、増殖抑制は単独時と同様ほとんど認められずF-82においてはIFNに対する感受性がないものと思われた。IFNγにおいてはレセプター数のTNFによる変化は少なく、TNFはIFNγレセプターにはほとんど影響をあたえないものと思われた。3.IFNαとIFNγの併用効果KPK-1においてはIFNα単独時51.5%、IFNγ単独で89.6%の増殖抑制効果をしめしたが併用により抑制効果は24.2%であり相乗効果が得られた。すなわち検討した7種の培養細胞のうち3腫瘍株に相乗効果が認められた。
ドーパミンによるワーキングメモリ制御の回路シミュレーション

昨年までのモデル構築の成果に基づき、ワーキングメモリの制御に関するコンピュータ・シミュレーションを行った。また、シミュレーション過程で生じた問題点について検討し、新たなモデルの提案と、理論構築を行った。ドーパミンの働きに関して、D1レセプターとD2レセプターに分けて研究を行った。まず、ドーパミンがD1レセプターを介してワーキングメモリ表現の安定性を変えることができることを示した。これは単に外乱などに対する壊れやすさを変えるという、従来の研究で示唆されている点にとどまらず、認知オペレーションの内容をそれによって変えることができ、したがって、多様な認知情報処理が可能であることを示すに至った。第二に、中脳・皮質ドーパミン系の動特性を調べることにより、このシステムが持つ特有のダイナミクスと、ドーパミンによる認知機能制御との関わりを明らかにした。とくに、前頭前野内での細胞外ドーパミン濃度の制御において、ドーパミン濃度が低い場合と高い場合で、特性が質的に異なることを示唆した。最後に、以上の結果に基づいて、「統合失調症における安定性理論」を提唱した。これは、グルタミン酸による興奮性の信号伝達効率の低下により、脳の認知機能に関る回路が不安定化することをはじめて示したものである。これにより、大脳皮質におけるドーパミン・レベルの低下が説明できるのみならず、機能イメージング法によって観測されている、統合失調症患者が示す前頭前野の異常な活動のメカニズムが説明できる。この方法論を今後の精神疾患研究に役立てていくことが今後の課題である。申請者は、脳高次機能のメカニズムの解明には、それを担う神経回路のダイナミクスを理解することが最も重要なことであると考え、現在十分に生物学的な神経回路のモデルの構築を進めてきた。モデルの中心は、大脳皮質前頭前野およびその入出力部位である。これにより、回路の何がどのようにはたらいてワーキングメモリや注意などの脳高次機能の制御が行われるのかを調べた。本申請課題では、ニューロモジュレータとしてのドーパミンの作用をモデルに取り入れ、思考機能のベースとしてのワーキングメモリの制御様式を研究した。本申請課題の遂行により、ドーパミンレベルをコントロールする回路メカニズムが解明されつつある。すなわち、前頭前野と中脳ドーパミン神経細胞群からなる回路システムの特性をコンピユータ・ミュレーションによつて調べ、どのようなメカニズムで前頭前野内のドーパミンレベルが調整され、それがワーキングメモリなどの高次機能の制御に関わるかということに関する知見が得られてきている。その中で特筆すべきものは、前頭前野と中脳ドーパミン神経細胞群からなる閉ループ回路がレギュレータを形成すること、また、それが特異的な性質を持つことを示したことである。前者は、皮質内のドーパミンレベルを自律的に調整するために不可欠な要素である。後者は、研究室で開発したモデルの安定性解析を行い、とくに安定性の観点から理論的な理解を試みた(以上、現在投稿準備中)。第一に、ドーパミンがD1レセプターを介してワーキングメモリ表現の安定性を変えることができることを示した。ドーパミンが認知機能に深く関わっていることは古くから指摘されてきたことであるが、具体的にどのように認知機能を制御するのかという点を明らかにしたことは今回が初めてである。ただし、ごく単純な認知機能しか扱っていないので、より一般的なものに議論を発展させることは今後の課題である。

第二に、中脳・皮質ドーパミン系の動特性を調べることにより、このシステムが持つ特有のダイナミクスと、ドーパミンによる認知機能制御との関わりを明らかにした。とくに、前頭前野内での細胞外ドーパミン濃度の制御において、ドーパミン濃度が低い場合と高い場合で、特性が質的に異なることを示唆した。さらに、これが統合失調症などの精神疾患の病態を特徴づけることを具体的な例を挙げて示した。この方法論を今後の精神疾患研究に役立てていくことが今後の課題である。
体内再生誘導メカニズムを応用した新鮮損傷膝前十字靭帯の修復法の開発

我々は膝前十字靭帯損傷に対する自己修復メカニズムの解明とそれを応用した膝前十字靭帯修復術の開発を目標に研究を進めている。まずは関節内損傷に対する生体反応を観察するためにparabiosis modelを作成し、膝関節内損傷の代表である滑膜炎を誘発したマウス滑膜炎モデルを作成した。この滑膜炎に応答して細胞が血流を介して滑膜に遊走してくることを証明することができた。本細胞は間葉系幹細胞と同様の性質を示し、間葉系幹細胞に特徴的な細胞表面マーカーを有していた。我々はこれまでの研究から生体内再生誘導メカニズムにおいて重要な役割を果たしているHMGB-1(high mobility group box-1 protein)に注目している。滑膜炎に応じて集簇する骨髄由来間葉系幹細胞の数はHMGB-1の投与により増幅されることも明らかにすることができた。本結果はHMGB-1の全身投与がHMGB-1による骨髄間葉系幹細胞の血中動員メカニズムを介して膝前十字靭帯修復にも応用できる可能性があるということを示していると考えられた。本結果を応用して膝前十字靭帯修復への治療効果を検証するためにラット膝前十字靭帯損傷モデル、ラット膝前十字靭帯再建モデルを作成することに成功しており、現在は評価系の条件検討を行っているところである。またヒトにおける損傷部修復メカニズムの解明を行う計画をしている。膝前十字靭帯損傷後の関節液を採取し、網羅的解析を行う準備している。十分なサンプル数に到達次第HMGB-1濃度を含むサイトカインや代謝産物解析、RNA解析を行う予定である。現在、ACL修復術の開発に関する動物実験を行う予備実験を進めているところである。ラットを用いて顕微鏡下にACL損傷モデルを作成し、長期経過観察できるモデルの作成に成功している。また、ACL再建モデルの作成も安定して作成することができるようになってきている。評価系に関しては修復ACLの強度測定のための引張試験機や組織作成のための条件検討を行っているところである。これらを含めておおむね順調に研究が進行していると考えている。現在ラットACL損傷モデルとラットACL再建術モデルの作成が可能となっており、本モデルに対するHMGB-1投与による関節内修復効果の検討を行う予定である。実施計画通りの全身投与を行い、評価プロトコールに従って修復靭帯及び再建靭帯の強度測定や組織学的評価へと研究を進める予定である。また、本実験で得られた結果に対する治癒メカニズムに関しても研究を行う。parabiosis modelを用いて損傷部修復時に遊走してくる細胞を同定しその特徴を検討する予定である。実験消耗品について節減できたため、残額が生じた。次年度以降の実験消耗品の購入や成果公表に必要となる支出へ充当したいと考えている。
砒素のファイトレメディエーション効果を促す有機ヒ素分解細菌の実用化

金属を高レベルで吸収・蓄積する植物(金属集積植物)を用いて、ヒ素の汚染環境を浄化する技術(ファイトレメディエーション)の開発に取り組んだ。今年度は、有機金属の無機化細菌(分解細菌)が植物の有機ヒ素集積を促すことを、土壌栽培法を用いて実証した。化学物質による汚染事例のうち、国内でもっとも件数の多い物質はヒ素である。従って,ヒ素に関する成果が得られた意義は大きい。以下に成果を示す。【I有機ヒ素分解細菌の探索】環境試料(湖沼)中において,粒子物質が有機ヒ素の分解にかかわることを突き止め、有機ヒ素分解細菌を多数分離した。【II金属集積植物体内の金属定量】植物体内の金属定量法のみならず土壌中のヒ素濃度の定量法を確立する必要が生じ、連続ヒ素抽出法を考案し、酸抽出画分および水抽出各分の定量を可能とした。これによって土壌ヒ素の浄化量を評価しやすくなった【III金属集積植物の生理機能の解明】ヒ素化学種が植物のヒ素集積に及ぼす影響を明らかにした。土壌栽培においても、モエジマシダは,無機ヒ素に較べ,メチルヒ素を1/20程度と少量しか集積せず,有機ヒ素の浄化量も少なくなった。【IV細菌による植物のヒ素集積の促進】土壌栽培したモエジマシダに,有機ヒ素分解細菌株を接種した結果,植物のヒ素集積が約10倍に促進された。また、実汚染サイトでのファイトレメディエーションの実施を見据えた野外実験を行ったところ、細菌による植物のヒ素集積の向上およびヒ素浄化促進を実証した。今年度は、有機金属の無機化細菌(分解細菌)が植物の有機ヒ素集積を促すことを、水耕栽培法を用いて実証した。以下に成果を示す。【I有機ヒ素分解細菌の探索】環境試料(湖沼,土壌)中において,好気条件より嫌気条件で細菌による有機ヒ素の無機化が進みやすいことを突き止め、有機ヒ素分解細菌を多数分離した(256株)。【II金属集積植物体内の金属定量】植物体内の金属定量法を確立した。植物体を高温加熱によって完全に灰化する前処理法を用いて,植物体内の全金属量を精度良く定量できるようになり,ヒ素集積植物モエジマシダは無機ヒ素を約560mg/kgまで集積することを確認した。【III金属集積植物の生理機能の解明】ヒ素化学種が植物のヒ素集積に及ぼす影響を明らかにした。モエジマシダは,無機ヒ素に較べ,メチルヒ素を1/20程度と少量しか集積せず,有機ヒ素を集積しにくい。【IV細菌による植物のヒ素集積の促進】水耕栽培したモエジマシダに,有機ヒ素分解細菌株を接種した結果,植物のヒ素集積が約20倍に促進された。また、根圏を嫌気条件下で細菌とともに栽培したモエジマシダで,ヒ素集積の向上を実証した。今後、土壌栽培でヒ素の集積促進を確認し、実汚染サイトでのファイトレメディエーションの実施を見据えた研究を展開する。以下に成果を示す。【II金属集積植物の生理機能の解明】ヒ素化学種が植物のヒ素集積に及ぼす影響を明らかにした。

以下に成果を示す。【I有機ヒ素分解細菌の探索】環境試料(湖沼)中において,粒子物質が有機ヒ素の分解にかかわることを突き止め、有機ヒ素分解細菌を多数分離した。【II金属集積植物体内の金属定量】植物体内の金属定量法のみならず土壌中のヒ素濃度の定量法を確立する必要が生じ、連続ヒ素抽出法を考案し、酸抽出画分および水抽出各分の定量を可能とした。これによって土壌ヒ素の浄化量を評価しやすくなった【III金属集積植物の生理機能の解明】ヒ素化学種が植物のヒ素集積に及ぼす影響を明らかにした。土壌栽培においても、モエジマシダは,無機ヒ素に較べ,メチルヒ素を1/20程度と少量しか集積せず,有機ヒ素の浄化量も少なくなった。【IV細菌による植物のヒ素集積の促進】土壌栽培したモエジマシダに,有機ヒ素分解細菌株を接種した結果,植物のヒ素集積が約10倍に促進された。また、実汚染サイトでのファイトレメディエーションの実施を見据えた野外実験を行ったところ、細菌による植物のヒ素集積の向上およびヒ素浄化促進を実証した。
多次元伝達関数と多変量解析を用いた高解像度海洋大循環モデルのデータ可視化

本研究課題では、高解像度の海洋大循環モデルによって再現された数値データに対し、多変量データを同時に表現するための可視化手法および多変量データから特徴領域を抽出するための多変量解析手法の研究開発を行った。特に、海面水温と流速を同時に表現するための多次元伝達関数(カラーマップ)を開発した。また、特に強調して表現したい海流等の特徴領域を自動的に抽出するためのクラスタ分析手法を開発し、抽出結果を用いた多次元伝達関数の最適化を行った。これらによって、高解像度のシミュレーション結果の理解を深める直観的かつ効果的な可視化表現を得ることに成功した。本研究課題の最終年度においては、全球規模の海洋シミュレーションデータを対象とした海流等の構造の抽出手法の開発および応用を行った。具体的には、複数の物理変数からなる散布図マトリックスを用いた多変量データからの特徴抽出手法および表現手法を開発することにより、視覚的なクラスタ分析による海流構造の可視化を実現した。平成24年度に開発したk-means法等の機械的なクラスタ分析と比較し、解析者の知見を取り込みつつ妥当な解析を行うことが可能な点が優れている点である。また、抽出した海流のもつ複数の物理量を同時に表現することが可能な多変量可視化手法の考察を行った。海流のもつ緯度、経度および鉛直方向の速度3成分、またはその方向までを考慮した速度6成分を同時に可視化するため、レイヤリング手法およびウィービング手法を独自に改良し、全球規模での海流の可視化を行った。その結果、単一の物理量だけを可視化した場合では理解するのが容易ではない速度場の構造を表現することに成功した。前年度の成果も含め、本研究課題による成果によって、高解像度海洋大循環モデルを用いた大規模シミュレーション結果から、効率的に特徴構造を抽出し、効果的に表現するための可視化の一手法を確立することができたと言える。現状では、新たな科学的知見の発見までは至ることができなかったが、本研究成果を基盤とした可視化解析技術が海洋物理学分野全体に拡がることによって、各自の対象とする現象や構造の解析に特化した手法に発展し、科学的成果につながることを期待する。当該年度は、海洋表層における風成循環(海流)および海洋中深層における熱塩循環の効果的な可視化手法の開発を行った。前者においては、まず、既存のクラスタ分析(k-means法、密度型手法)および本研究課題で新たに開発した非階層・階層的ハイブリッド手法を用い、日本周辺の海流(黒潮および親潮)の抽出を行った。提案した非階層・階層的ハイブリッド手法は、計算コストの低い非階層的手法と、精度の高い階層的手法の両者の特徴を併せ持った手法である。ここで、1次元的な海流の"正解"を手動で定義することで、2次元的な抽出結果の妥当性の評価手法を開発した。準備段階においては単純な2次元伝達関数(カラーマップ)を用いて海流を強調した可視化を行ったが、本課題において、海流の抽出結果を用いた伝達関数の最適化を行った。伝達関数の最適化によって、複数の異なる海流が混在する場合においても、それぞれの海流を同様に強調して表現することができた。これによって、大規模かつ高解像度の海洋大循環モデルにおいて再現された海洋表層の流れ場および温度分布から、より直観的に理解することが可能な可視化表現を行うことが可能となった。次に後者においては、クラスタ分析を応用することで、北大西洋において沈み込む低温かつ講塩分の水塊が連続して分布する領域の抽出を試みた。具体的には、密度型クラスタ分析を用い、初期シードとして選んだ北大西洋における水塊の沈み込み領域から、温度および塩分が連続しており、かつ、物理的な位置が連続した領域を全空間において抽出した。また、抽出結果に対してボリュームレンダリングやスキャッタープロットを用いた可視化を行った。平成24年度における研究実施計画は9割以上達成でき、平成25年度における計画であるハイブリッド手法の開発(一部)やクラスタ分析結果の評価手法についても、今年度中に終えることができた。また、ここまでの成果は1本の査読付き学術論文として出版が決定されているため、おおむね順調に進展していると判断した。平成24年度は比較的狭い領域のデータを対象として海流の抽出および可視化を行ったが、平成25年度においては全球データを対象とした、新しいクラスタ分析手法の開発および可視化手法の研究を行う。また、熱塩循環の抽出・可視化については、抽出結果の妥当性の検証および観測結果との比較を行う予定である。成果発表および開発手法の周知のための旅費、研究遂行に必要な計算機・書籍等、成果発表の論文出版に用いる予定である。それぞれの配分は、当該年度とほぼ同等の割合を計画している。
宿主・環境要因に着目した消化管がんの二次原発がん発生リスクに関する研究

我々は昨年度までに、緑茶や十字科野菜の摂取が多い患者では、胃がんにおけるホメオプロテインCDX2遺伝子のメチル化頻度が低いことを報告し、Epigenetic epidemiology(エピジェネティック疫学)の概念を確立した。今年度はさらに研究を進め以下の研究結果を得た。骨形成因子(BMP)-2の胃がん細胞における発現を調べた結果、プロモーター領域のメチル化が発現抑制の原因であった。原発胃がんの解析でも、メチル化が発現抑制に重要だった。BMP-2のメチル化頻度は未分化型で高く、BMP-2が胃がん、特に未分化型で発症に関連している可能性が示唆された。次に、がんで異常メチル化の多い染色体3p21に着目し、その領域にあるカルシウムチャンネル構成因子の一つをコードするCACNA2D3遺伝子のメチル化を解析した。その結果、やはり未分化型胃がんでメチル化頻度が高かった。DNAメチルトランスフェラーゼ(DNMT)3Aと3Bは、メチル化に必須であり、それらの遺伝子の発現調節機構を調べて、Spファミリー因子が重要であることを明らかにした。胃の幽門腺特異的ムチンMUC6をコードする遺伝子の発現調節機構を解析した結果、Spファミリー因子とNF-κBが正に調節していた。CDX2の発現を胆嚢がんで解析して、37%で陽性であった。CDX2とMUC2の発現は有意に相関しており、胆嚢がんでも腸型形質を示すがんがあって、CDX2が関連している可能性が示唆された。1.検体の収集と疫学調査埼玉県立がんセンターと共同で、胃がんと大腸がんについて検体の収集とアンケート調査を行っている。現在までに、二次原発がんを約20例、一次原発がんについては各々約50例集めた。2.胃がん発症リスクとしてのメチル化の解析ミスマッチ修復遺伝子hMLH1のプロモーター領域のメチル化が、胃がんの発生および加齢に関連しているかどうかを検討した。hMLH1タンパク質発現の異常は胃がん100例中13例に認められ、そのうち9例ではhMLH1遺伝子がメチル化されていた。一方、がん組織に隣接している正常胃粘膜および腸上皮化生では、hMLH1の異常は認められず、hMLH1遺伝子のメチル化はがんに特異的であることが示唆された。また、hMLH1遺伝子のメチル化の頻度は加齢と共に増加することが明らかになった。以上より、hMLH1遺伝子のメチル化はとくに高齢者の胃がん発生に重要な役割を果たしていると推測された。3.胃がんにおける発生・分化関連遺伝子の発現解析発生・分化に関連する複数の遺伝子が、がん化にも関与していることが報告されている。そこで、胃や大腸の発生・分化に関連しているGATA4/5/6とCDX1/2遺伝子の発現を、胃がん由来株細胞(11例)で検討した。GATA4と5は、正常胃では発現しているが、4例と6例のがん細胞株では発現が見られなかった。一方、GATA6は全てで発現していた。CDX1/2は正常胃では発現がないが、正常大腸では発現していた。CDX2の発現は分化型胃がんで高く、未分化型では低いか陰性であり、分化型胃がんとの関連が示された。CDX1は全例で発現は検出されなかった。以上からこれらの遺伝子の発現異常が、胃がん発症に関連する可能性が示唆された。消化管がんの発生リスクを明らかにするため、消化管の分化に関連する遺伝子を解析した。腸特異的ホメオボックス遺伝子CDX1/2の発現を免疫組織染色で解析した結果、腸上皮化生ではともに高かった。胃がんでは、ともに発現がさがったが、CDX2の発現は高分化型の方が有意に低分化型より高く、分化との関連が示唆された。CDX2の発現が胃がんで低下している原因としてメチル化によるのか否かを調べ、29例中6例でメチル化を検出した。メチル化と生活習慣要因の関連を検討した結果、家族にがんの既往者がいるとメチル化の頻度が高かつた。逆に、野菜を高頻度に食べている患者では、メチル化の頻度が低かった。胃特異的転写因子SOX2の発現を、免疫組織染色で解析した。正常胃では腺頸部で発現が高く、それより上部または下部では発現が低かった。胃がんでは、腸型にくらべて胃型でSOX2の発現がより高かった。従って、SOX2は胃の分化・がん化に関与している可能性が示唆された。消化管がんの発生リスクを明らかにするため、消化管の分化に関連する遺伝子の発現を解析した。腸特異的ホメオボックス遺伝子CDX2の発現を免疫組織染色で解析した結果、腸上皮化生では高く、胃がんでは発現がさがったが、CDX2の発現は高分化型の方が有意に低分化型より高く、分化との関連が示された。CDX2の発現が胃がんで低下している原因としてメチル化によるのか否かを調べ、55例中16例でメチル化を検出した。メチル化と生活習慣要因の関連を検討した結果、野菜を高頻度に食べている患者ではメチル化の頻度が低かった。以上より、メチル化によりCDX2の発現がさがり、またメチル化の頻度と生活習慣に関連があることが示唆された。CDX2による腸上皮化生誘導の機序を明らかにするため、CDX2の転写活性化能を調べた。腸特異的粘液であるMUC2と、細胞周期を調節するp21について検討した。

レポーターアッセイ、ゲルシフトアッセイ、mRNA発現誘導を調べたが、全ての実験でCDX2はMUC2とp21の発現を上昇させた。この結果、CDX2は細胞周期を止め、腸特異的タンパク質を発現させて、腸への分化を誘導する可能性が示唆された。さらに、胃がんに関与する消化管特異的転写因子を探すため、胃幽門部、十二指腸、膵臓で発現しているホメオボックスタンパク質PDX1の発現を解析した。PDX1に対する抗体を作成して、免疫組織染色を行ったところ、PDX1は幽門腺、偽幽門腺で発現が見られた。胃がんでは分化型、および早期胃がんで高かった。従って、PDX1と偽幽門腺ががん化に関与している可能性が示唆された。1.胃がんにおけるホメオプロテインCDX2遺伝子のメチル化と生活習慣要因との関連消化管がんの発生リスクを明らかにするため、CDX1/2の発現を免疫組織染色で解析した結果、腸上皮化生ではともに高かった。胃がんでは、ともに発現がさがった。次に、CDX2の発現が、腸上皮化生より胃がんで低い理由としてメチル化によるのか否かを調べた。胃がん73例中21例(28.8%)でメチル化を検出した。メチル化と生活習慣要因などとの関連を検討した結果、緑茶や十字科野菜を高頻度に摂取している患者では、メチル化の頻度が低かった。逆に一回の食事量が多い患者では、メチル化の頻度が高かった。この結果は、従来胃がんの発生リスクに関連すると考えられている生活習慣要因が、メチル化に直接関与する可能性を示唆した。2.CDX2の転写調節能力の解析腸上皮化生誘導におけるCDX2の役割を明らかにするため、細胞周期を調節するp21と腸特異的粘液であるMUC2に対するCDX2の転写活性化能を調べた。レポーターアッセイなどで、CDX2はp21とMUC2の発現を上昇させた。この結果、CDX2はp21活性化により細胞周期を止め、さらに腸特異的タンパク質を発現させることにより、腸への分化を誘導する可能性が示された。3.ホメオプロテインPDX1の胃病変における発現解析胃がんに関与する新たな転写因子を探すため、胃幽門部などで発現しているPDX1の発現を解析した。免疫組織染色を行ったところ、PDX1は幽門腺、偽幽門腺で発現が見られた。胃がんでは高分化型および早期胃がんで、より発現が高かった。従って、PDX1は偽幽門腺と高分化型のがん化に関与している可能性がある。4.転写因子SOX2の胃における発現解析SOX2の発現を、免疫組織染色で解析した。胃がんでは、腸型にくらべて胃型でSOX2の発現がより高かった。従って、SOX2は胃の分化・がん化に関与している可能性が示唆された。我々は昨年度までに、緑茶や十字科野菜の摂取が多い患者では、胃がんにおけるホメオプロテインCDX2遺伝子のメチル化頻度が低いことを報告し、Epigenetic epidemiology(エピジェネティック疫学)の概念を確立した。今年度はさらに研究を進め以下の研究結果を得た。骨形成因子(BMP)-2の胃がん細胞における発現を調べた結果、プロモーター領域のメチル化が発現抑制の原因であった。原発胃がんの解析でも、メチル化が発現抑制に重要だった。BMP-2のメチル化頻度は未分化型で高く、BMP-2が胃がん、特に未分化型で発症に関連している可能性が示唆された。次に、がんで異常メチル化の多い染色体3p21に着目し、その領域にあるカルシウムチャンネル構成因子の一つをコードするCACNA
言語運用に対する個人の評価価値観の形成とその変容に関する研究

ひとはだれでも,日常生活の中で,他者や自己の言語運用に対し,独自の価値観に基づく評価を行いながら生きている。その価値観は人生におけるさまざまな経験によって形成され,また変化していくものである。本研究では,(1)言語運用の評価における個人の価値観がどのようにして形成されていくのか,(2)どのような要因によってその価値観が変容しうるのかを,多様な質的手法に基づき明らかにし,その成果を学術書として刊行した。またそこで得られた知見も活用しつつ,自らの評価価値観の内省を目的とするワークショップ手法を複数開発し,それらを実践するシンポジウムを開催した。【評価価値観形成プロセスに関する予備調査】:日常生活における個人の評価価値観は,人生における様々な経験を経て形成されると考えられる。このため,日本語教育関係者や日本在住の非母語話者等に対しインタビュー等を行い,その人の評価価値観がどのような要因によって影響を受け,形成されてきたかをとらえるための予備的調査を行った。交付申請書では「非母語話者との豊富な接触経験を持つ日本人」のみを対象とする予定であったが,より多面的に考察を進めるため,非母語話者側や教育経験の少ない日本人も調査対象に含めた。【評価価値観変容をとらえるための縦断的インタビュー調査】:日本語支援ボランティア活動を始めたばかりの方3名を対象に,1)初対面の外国人との対話を行ってもらい,2)対話終了後,相手の外国人に対する印象や,自分の発話に対する自己評価をインタビューによって語ってもらう,という調査を行った。さらにこの調査を,3,4か月程度の間を置いて継続的に行い,3)外国人に対する配慮のあり方や,それに対する自己評価にどのような変化が見られたか,4)その変化と,日頃の日本語支援ボランティア活動との間にどのような関係があるか,をインタビューにより探り,考察を行った。【「自らの評価・言語運用のあり方を問い直すためのタスク」の開発と試行】:「自らの評価・言語運用のあり方を問い直すためのタスク」として,「外国人にも分かりやすい文書の作成」「読み手に対し配慮を示すための文書の作成」を行った上で,作成した文書を小グループ内でお互いに読みあい,具体的な配慮のあり方やその効果等について話し合う,という活動を複数の場で試行し,参加者の振り返りデータを得た。【シンポジウム開催】:2014年2月23日,政策研究大学院大学において公開シンポジウムを実施し,そこで本科研のメンバーも現在進行中の研究について発表を行った。【評価価値観の変容に関する縦断的調査の遂行とその分析】:日常生活における個人の評価価値観は,様々な経験を経ることによって少しずつ,また時には劇的に変わっていくものと考えられる。そこで,(1)外国人に対するボランティアでの日本語支援を行っている日本語母語話者,(2)日本語教師を目指している日本語母語話者大学生,(3)日本での学生生活を経て,社会人としての生活を始めている韓国語母語話者を対象に,数か月ごとの期間を置いてインタビュー調査・質問紙調査を行い,周囲の人々や自分自身への評価のあり方がどのように変化しているか,またその背後に存在する評価価値観に変化がみられるか,その変化にはどのような要因が影響を及ぼしているかついての考察を行った。【評価価値観形成プロセスに関するインタビュー調査の遂行とその分析】:上記調査は時間の経過とともに評価価値観がどのように変わっていくかの調査であったが,それとは別に,過去のどのような経験によって現在の評価価値観が形成されているかを,主としてインタビューによって分析した。【評価価値観内省のためのワークショップ開催】:これまでの研究の知見を踏まえ,自らの評価価値観の内省を促すためのワークショップ開催手法をさらに改善し,日本語教育学会夏季研修,日本語学校教育研究大会等において実施した。【書籍刊行準備】:本科研費研究等の成果を取りまとめ,2015年度中に書籍として刊行することを計画している。2014年度中には3回の研究発表会および編集会議を開催し,書籍の構成をほぼ確定した。【評価価値観の形成・変容に関わる研究の遂行・発表】:昨年度までに収集した,「個人の評価価値観がどのようにして形成され,また経験を経てどのように変容してきたか」についてのインタビューデータ等についての分析・考察を進めるとともに,各種研究論文を執筆した。これらの考察により,どのような要因により,またどのようなプロセスを踏んで価値観の変容が起こり得るのか,その実態が明らかにされた。【書籍刊行】:本科研費研究等の研究成果等を取りまとめ,書籍『「評価」を持って街に出よう』(くろしお出版)として2016年1月に刊行した。この書籍の第2部「評価価値観の形成と変容」および第3部「「評価」を「学び」につなげる」の一部として,本科研の研究成果を収録している。【評価価値観内省のためのワークショップ開催】:本年度は,個人の評価価値観の形成・変容のプロセスを読み解くだけでなく,そこで得られた知見に基づき,「参加者に自らの価値観の内省を促す」ことを目的とする各種ワークショップ開催手法をデザインし,実施した。特に2016年1月には,上記書籍の「出版記念シンポジウム」を,東京大学駒場キャンパス内で開催した。このシンポジウムでは上記書籍の執筆者が,それぞれ論文執筆の中で考察したことをもとに,「自らの価値観を振り返る」ことを目的とする2時間のワークショップを計6本デザインし,運営した。このシンポジウムには,日本語教育関係者を中心に約100名の参加を得ることができ,本科研費の趣旨を,他の参加者との対話を通じて実感していただける契機となった。

ひとはだれでも,日常生活の中で,他者や自己の言語運用に対し,独自の価値観に基づく評価を行いながら生きている。その価値観は人生におけるさまざまな経験によって形成され,また変化していくものである。本研究では,(1)言語運用の評価における個人の価値観がどのようにして形成されていくのか,(2)どのような要因によってその価値観が変容しうるのかを,多様な質的手法に基づき明らかにし,その成果を学術書として刊行した。またそこで得られた知見も活用しつつ,自らの評価価値観の内省を目的とするワークショップ手法を複数開発し,それらを実践するシンポジウムを開催した。インタビュー・質問紙によるデータの分析は順調に進み,その成果は2015年度中に刊行予定の書籍により公開の見込みである。評価価値観内省のためのワークショップは,日本語教育学会夏季研修,日本語学校教育研究大会等,大勢の受講者が集まる場で実施することができ,これにより本科研費研究で主張する「評価価値観内省」の必要性と意義深さをより多くの人々(地方在住者も含む)に体験してもらうことができた。2015年度のワークショップは書きことばの評価を対象とするものが主であったが,この実践経験を踏まえ,話しことば,それも話し合いのような相互行為の評価を対象とするワークショップの開催準備を開始している(2015年度内に実施予定)。また研究成果公表のための書籍刊行準備も順調である。27年度が最終年度であるため、記入しない。日本語教育本研究課題の真の目的は,単に学術研究としての成果を世に問うていくだけでなく,その成果を踏まえ,自己内省能力を高めるためのインターアクション教育の方法論を提案するとともに,その意義・重要性を社会に対し明確に主張していくというところにある。2015年度内に,これまでの研究成果をまとめた書籍を刊行する予定であるが,刊行後はあまり間を置くことなく,この書籍の内容と連動したワークショップ方式のシンポジウムを開催し,成果をより広い範囲の人々に広報していきたいと考えている。本シンポジウムでは,書籍に掲載された論文の内容と関連させ,例えば「現在自分が持っている評価価値観を内省する」「経験を経ることによる評価価値観の変容について考える」「評価価値観の内省を教育につなげる」などのテーマを設定し,ワークショップ形式にて参加者相互の話し合いを促す。これによって,参加者に各章の問題意識を直接体験してもらうとともに,参加者自らも本科研の問題意識に沿った考察が可能となるようにする予定である。「自らの評価・言語運用のあり方を問い直すためのタスク」として,書きことばを材料としたタスクは複数試行できたが,話しことばを材料としたタスクの実施,また地域社会におけるタスクの実施には到らなかった。反面,日本人側だけに着目するのでなく,日本で生活する外国人の評価価値観の変容を対象とする調査ができたところは当初予定以上の進展であった。全体としてはおおむね順調に進展しているものと言える。
腎臓における小胞体ストレス応答に関連した甲状腺ホルモン受容体の作用解明

本邦におけるeGFR60未満の慢性腎臓病(CKD)患者は約1300万人に上るとされる。CKDの悪化により毎年約1万人に新規の透析導入が必要となっており、CKDの根治的治療の開発は急務である。本研究は、リガンド依存性転写因子である内因性甲状腺ホルモン受容体(TR)αが有する腎障害抑制作用を明らかにするものであり、TRαKOマウスを用いて、片側尿管結紮を行った慢性腎障害モデルにおける小胞体ストレス応答に注目し検討を行った。甲状腺ホルモン受容体が、腎臓の線維化進展に抑制的な作用を有していることを示唆する結果が得られ、現在その作用機序の解析を進めている。小胞体ストレスは様々な腎疾患において観察されており、糸球体障害や尿細管障害の進展に関与していると考えられている。本研究は、甲状腺ホルモン受容体(TR)αが有する小胞体ストレス応答への機序を明らかにし、糸球体および尿細管間質病変の進展の抑制への応用を検討していくものである。通常飼育下(非ストレス下)のTRαノックアウトマウスでは、野生型マウスとの比較で腎臓の形態学的な差異を認めなかったが、片側尿細管結紮を行うことで、TRαノックアウトマウスの糸球体、尿細管において、neutrophil gelatinase-associated lipocalin(NGAL)蛋白の発現量増加が顕著であった。また、予備実験において、ATF4遺伝子のプロモータ領域に対して、TRはリガンド依存性転写因子として結合することを確認していている。これらの結果は、TRαが小胞体ストレス応答関連因子としての作用を有していて、ストレス下におけるマウスの腎障害に甲状腺ホルモン受容体の作用の欠損が関与している可能性を示唆するものと考えられる。そこで、TRαノックアウトマウスを用いて、糸球体や尿細管間質における小胞体ストレス応答蛋白と、その下流にあるアポトーシス関連蛋白の発現、キナーゼ活性に関して内因性TRが有する作用を明らかにする。TRα欠損に伴う小胞体ストレス応答蛋白の発現量、キナーゼ活性の変化、および、その下流にあるアポトーシス関連蛋白の発現量について検討を進めている。本研究は、小胞体ストレス応答における甲状腺ホルモン受容体(TR)αが有する作用およびその機序を明らかにし、腎糸球体および尿細管乾漆病変の進展の抑制への応用を検討していくものである。通常飼育下(非ストレス下)でのTRαノックアウトマウスでは、野生型マウスとの比較で腎臓の形態学的な差異を認めなかったが、片側尿管結紮を行うことで、TRαノックアウトマウスの腎糸球体、尿細管において、neutrophil gelatinase-associated lipocalin(NGAL)蛋白の発現量増加が顕著であった。また、予備実験において、ATF4遺伝子のプロモーター領域に対して、TRはリガンド依存性転写因子として結合することを確認している。そこで、TRαノックアウトマウスを用いて、腎糸球体や尿細管間質における小胞体ストレス応答蛋白と、その下流にあるアポトーシス関連蛋白の発現、キナーゼ活性に関して内因性TRが有する作用を明らかにする。ATF4遺伝子のプロモータにおけるTRαの作用部位を特定するため、luciferase assayを行う。マイクロアレイによる網羅的検索を行い、腎障害の進展においてTRが有するその他の作用機序の可能性を検討する。腎臓内科
感性評価のための時系列解析手法の構築

本研究の目的は動画像評価において意識構造を把握できる時系列解析手法を構築することである.まず,評価に対してショット間の相互作用が重要になり得るので,重み付き加法形モデル(ある定数のべきで表される係数を持つ自己回帰モデルに対応)の適用条件を導出する.これは外延構造の一般化によって行われるため,任意有限個のショットから成るシーンの選好比較に本モデルを適用するときの妥当性を検証できる.次に,複数回のショット交錯を有するシーンにおいて,各回のショット交錯が視聴者の退屈感に与える影響を時系列解析によって考察する.退屈感が急激に上昇する被験者では過去のショット交錯がこの上昇に寄与していることが示唆される.感性時系列解析の予測モデルとして「重み付き加法形モデル」に注目し,数学的で人工的な適用条件を簡潔で分かり易い形に書き換えることを検討した.動画像を用いた都市景観評価では,評価者は建物の形態や色彩の統一性を重視する群(統一重視群)と重視しない群(統一非重視群)に分かれ,前者はシーン間の相互作用を重視するが後者はあまり重視しないという評価方法の違いが両群に好まれる景観の提案を困難にする主な原因であった.そこで,両群に好まれる景観を提案するためにはシーン間の相互作用を小さくすれば良く「各街区でスカイラインに適度の変化を与えることが有効」という仮説を設けその検証を行った.その結果,次の知見が得られた.1.予測関数:以下,a, b, cを3つのシーンとする.時系列データの表記において,(ab)cはシーンa, b, cが順に第1,2,3時点で現れることを意味し,a(bc)はシーンa, bが第1時点で,シーンcが第2時点で現れることを意味する.この規約のもとに,重み付き加法形モデル(i.e., U(xy) = wU(x) + U(y), w>0は定数)の適用条件は以下の単純な無差別関係で表された:なお,(ab)eおよびaeは連続シーンabと単独シーンaを1時点早めることを意味する.2.動画像評価:屋根面が作り出すスカイラインを街区内では一定として街区間でのみ変化を与えると,統一重視群と統一非重視群の両方に対して好ましい景観になることが分かった.ただし,両群ともに高評価になった原因はシーン間に緩やかな相乗効果が現れたことであり,相互作用を減らすというよりも適度に与えることが有効であるということが判明した.映像の感性評価を的確に行うためには,ショット間の相互作用を考慮できる予測モデルの構築と適用方法の確立が不可欠である.このことを念頭に置き「一般化重み付き加法形モデル」の適用条件を検討した.動画像を用いた都市景観評価ではスカイライン波形のパワースペクトル分析により望ましい景観の要因を調べた.1.予測関数:以下,a, bを2つのショットとし,abによりショットa, bが順に第1,2時点で現れることを意味する.対象とする予測関数は一般化重み付き加法形モデルである.ここに,wは重み関数であり,右辺第1項はショットa, b間の相互作用を表す.このモデルの適用条件を考えるために映像シーンの表記方法を検討した.昨年度の研究で,特別な元eをショットに右から掛ける(作用を与える)ことにより,ショット編集に次の意味を与える表記法を提案した.すなわち,aeでショットaの1時点促進を,a/e(eの逆作用)でaの1時点遅延を表す.この考えを拡張し,相互作用の目的(意味)別に作用素を用意してショット編集の意味づけ表記法を考案した.例えば,pを統一性向上のための作用素とすると,(ap/e)bにより統一性を目的としてのショットa, bの結合を意味させる.2.動画像評価:屋根面が作り出すスカイラインを街区内では一定にして街区間でのみ変化させると,街区内でも街区間でも変化を与えた場合に比べて,統一性を重視する群(統一性重視群)にも重視しない群(統一性非重視群)にも高評価であることが確認されている.パワースペクトル分析の結果,街区内でも街区間でも変化を与えると平均パワーが大きくなるがそれに付随して屋根面の微小変化も多くなることが判明した.この屋根面の微小変化が街区内および街区間で変化のある景観を統一性重視群において不評にした原因であると考えられる.映像の感性評価を的確に行うために,ショット間の相互作用を考慮できる予測モデル「一般化重み付き加法形モデル」の適用条件を検討した.さらに,東京オリンピック招致プロモーションビデオを例に取り,ショット交錯が映像の印象に与える心理効果を分析した.1.予測関数:以下,a, bをショットとし,abによりショット列を表す.aeでaの1時点促進を,a/eでaの1時点遅延を表し,演算子○をa ○b=(a/e)bで定義すると,○は外延構造の演算子となる.ab = (ae) ○b(∵ae/e = a)だから,abはaeとbの同時結合と解釈できる.この解釈を発展させ,abをbによる文脈効果pを伴ったaの先送りとして(ap)○bと書き改める.ここで,を仮定して,一般化重み付き加法形モデルU((ap)○b) = w(p)U(a) + U(b)を誘導した.2.動画像評価:東京オリンピック招致プロモーションビデオのうち

少年とバスケットボール選手のショット交錯(2回)の後に,少年の(ボールがリンクに引っかかる)トラブルを選手が助けるというシーンに着目して,このショット交錯回数が視聴者の少年を助けてほしいという感情(目的感情)にどのように影響するかを分析した.具体的には,ショット交錯回数を複数個(14回)設定した各刺激に対して,視聴者に映像に対する冗長感と目的感情の強さを回答させ,目的感情が冗長感とともにどのように変化するかを調べた.その結果,被験者はある交錯回数で急激に退屈感が現れるタイプと漸増するタイプに分類された.急激に現れるタイプでは,退屈感を認識後さらにショット交錯を繰り返すと目的感情は減少した.このタイプの被験者では最初の1, 2回目のショット交錯が退屈感の急増に大きく影響している可能性がある.本研究の目的は動画像評価において意識構造を把握できる時系列解析手法を構築することである.まず,評価に対してショット間の相互作用が重要になり得るので,重み付き加法形モデル(ある定数のべきで表される係数を持つ自己回帰モデルに対応)の適用条件を導出する.これは外延構造の一般化によって行われるため,任意有限個のショットから成るシーンの選好比較に本モデルを適用するときの妥当性を検証できる.次に,複数回のショット交錯を有するシーンにおいて,各回のショット交錯が視聴者の退屈感に与える影響を時系列解析によって考察する.退屈感が急激に上昇する被験者では過去のショット交錯がこの上昇に寄与していることが示唆される.概ね,昨年度の「今後の研究の推進方策」に示した通りに研究を遂行することができた.まず,動画像評価については,都市景観のスカイライン波形に対してパワースペクトル分析を実施することにより,統一性重視群と統一性非重視群の両群において高評価となる屋根面形状の特性を抽出することができた.また,予測関数(一般化重み付き加法形モデルへの展開)については「推進方策」のやり方では,重みの定数から関数への一般化(wU(a) →w(b)U(a))は不可能であり単に定数項が付加されることが判明した.そこで,方針を変更して(目的別)作用素の概念を導入して重みの一般化の検討を図った.これにより,一般化重み付き加法形関数の適用条件が導出できるという見通しがたった.効用理論時系列解析手法の予測エンジンとなる一般化重み付き加法形モデルの適用条件を検討するとともに,都市景観の動画像のみならず一般の映像の編集技術の心理効果の検討を行う.1.予測関数今年度に提案した映像シーンの表記法に基づき,一般化重み付き加法形モデルの適用条件導出の検討を行う.具体的には,次の手順で検討する.(i)カットと作用素の積を定義し,これらの元の結合で生成される集合を考案する. (ii)重み付き加法形モデルの適用条件との類推から,この集合に代数的性質を導入する.例えば,作用素の選好順序に関する保存則(a > b ⇔ap > bp)と結合演算に関する保存則((ab)p(ap)(bp))は導入するべき最も重要な性質である. (iii)これらの条件から以下のモデルが誘導できることを検証する: U((ap/e)b) = w(p)U(a) + U(b).2.映像評価分析東京オリンピック招致プロモーションビデオ(PV)を例に取り,シーン構成の巧妙さの考察を行う.このPVは少年とバスケットボール選手のショット交錯が2回現れ,(ボールがゴールリングに引っかかるという)少年のトラブルを選手が助けるというシーン構成で出来ているが,このカット交錯回数が視聴者の少年を助けてほしいという感情(目的感情)にどのように影響するかを時系列解析手法により検討する.
強磁場とスピン化学を活用した極微反応場の構築と固液界面反応ダイナミクスの計測

"強磁場"によってナノ粒子やナノカーボンから構成されるナノ構造を制御する事で新規の固液界面の極微構造を構築し、新しい物性をもつ材料を創製する。また、固液界面に存在する極微構造(ナノ構造)におけるスピンを活用する事で"スピン化学"を活用した固液界面反応ダイナミックスの計測方法を開発する。本年度は以下の研究を行った。1.C_<60>-メチルフェノチアジン混合ナノクラスター修飾電極の光電流に対する磁場効果C_<60>ナノクラスター-メチルフェノチアジン(MePH)系の溶液中の光誘起電子移動反応において、C_<60>-PH連結化合物では得られない磁場効果を観測した。そこで、これらの溶液系における磁場効果の応用として、C_<60>ナノクラスター-MePH系を金電極に担持した修飾電極を作製した。磁場を印加するとこの修飾電極の光電流が増加した。この磁場効果は溶液中と同様にラジカル対機構によって説明できた。2半導体ナノ粒子を担持した膜の発光特性に及ぼす磁場印加プロセスの影響Zn_<1-x>Mh_xSナノ粒子を石英基板上にSAMによって固定する際に、磁場を印加した場合としない場合の比較を行った。磁場印加プロセスを行った薄膜では、印加しない場合に比較して、薄膜からの発光の偏光度が大きくなった。偏光度の増加率は磁場強度およびMhの含有量(X)によって増加した。磁場印加プロセスの効果はナノ粒子が磁場配向することで起こっていると考えられる。3.SWNTと光増感剤の複合体を修飾した電極の光電気化学MEHPPVと単層CNT(SWNT)の複合体が強磁場によって配向できることを明らかにした。そこで、光増感剤であるMEHPPVやRu(bpy)_3^<2+>とSWNTの複合体をITO電極に修飾した電極を作製した。これらの修飾電極は光増感剤の吸収に対応した光電流が発生するとともに、SWNTが電子リレーの役割を果たしていることがわかった。本研究の目的は以下の2つである。(1)"強磁場"によってナノ粒子やナノカーボンから構成されるナノ構造を制御する事で新規の固液界面の"極微構造"を構築し、新しい物性をもつ材料を創製する。(2)固液界面に存在するナノ構造におけるスピンを活用する事で、"スピン化学"を用いた固液界面反応ダイナミクスの計測方法を開発する。今年度は以下の研究を行った。C_<60>-ドナー連結化合物やC_<60>ナノクラスター-メチルフェノチアジン(MePH)系の光誘起電子移動反応において、従来では観測されていない新規の磁場効果を観測している。磁場による光電流の増加量は磁場強度の増加に伴って増大した。この様に、スピン化学によるナノクラスター修飾電極の光電変換機能の磁場制御を達成した。次に、単層カーボンナノチューブ(SWNT)やSWNTをポリマーでラッピングした複合体のマイカやガラス基板上での磁場配向について、AFMや偏光近赤外可視吸収スペクトル測定によって検討を行った。AFM像を観測すると、無磁場の場合ではSWNTや複合体がランダムに配向している像が観測された。これに対して、8Tの強磁場を基板に対して平行に印加すると、基板上のSWNTや複合体の長軸を磁場方向に対して平行に配向した像が観測された。また、偏光吸収スペクトルを測定すると、磁場を印加した基板では、SWNTの半導体バンドが磁場に対して平行偏光の時のみに観測できた。以上より、強磁場によるSWNTや複合体の磁場配向が起こっていることが明らかになった。さらに、磁場を基板に対して垂直に印加すると、SWNTから成るナノファイバーが組織化したナノ構造体が観測された。

3.SWNTと光増感剤の複合体を修飾した電極の光電気化学MEHPPVと単層CNT(SWNT)の複合体が強磁場によって配向できることを明らかにした。そこで、光増感剤であるMEHPPVやRu(bpy)_3^<2+>とSWNTの複合体をITO電極に修飾した電極を作製した。これらの修飾電極は光増感剤の吸収に対応した光電流が発生するとともに、SWNTが電子リレーの役割を果たしていることがわかった。