hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
哺乳類に残留する有機ハロゲン代謝物の脳移行と甲状腺ホルモンへの影響評価

陸棲・海棲哺乳類に蓄積する有機ハロゲン化合物(PCBs、PBDEs)とその水酸化代謝物(OH-PCBs、OH-PBDEs)の体内動態に注目し、環境汚染物質の生体内変化と代謝物の脳移行について解析した。スナメリ、イヌ、ネコ、ニホンザルの脳・血液を分析した結果、これらの汚染物質が脳へ移行していること、およびその移行性には種差のあることを明らかにした。さらにイヌやネコの脳中OH-PCBs濃度は、脳内の甲状腺ホルモン恒常性を撹乱し、脳神経系に対する毒性影響濃度を超過していることが示した。またニホンザルの胎児脳を分析した結果、PCBsおよびOH-PCBsを検出し、胎盤を介した母子間移行を明らかにした。H25年度は日本近海に棲息する鯨類6種(スジイルカ、カズハゴンドウ、イシイルカ、シャチミンククジラ、ナガスクジラ)の脳と血液試料に残留するPCBs、PBDEs、およびその代謝物を分析した。分析した全鯨種の血液と脳からPCBs、PBDEsおよび代謝物が検出された。PCBs、PBDEs濃度はシャチで最も高く他の鯨種より1-2桁高値であった。全ての鯨種でPCBsおよびPBDEsの脳内濃度が血中濃度より高いこと、カズハゴンドウとスナメリPCBsの脳内濃度が有意に高いこと、カズハゴンドウのみPBDEsの脳内濃度が有意に高いことなどの特徴が認められた。OH-PCBs、OH-PBDEsもシャチが最も高濃度であった。OH-PCBs、OH-PBDEsともに血中濃度と脳内濃度の間で相関関係が認められ、これらの化合物も血液脳関門を通過し、血中濃度依存的に鯨類の脳へ移行することが推察された。全鯨種の脳から検出されたOH-PCBs濃度は、ラットにおける小脳神経細胞の発達阻害閾値を超過しており、鯨類に及ぼすハロゲン化フェノール類の曝露リスクが懸念される。水酸化代謝物が鯨類の中枢神経系に及ぼす影響を理解するため、スナメリに残留するOH-PCBsとOH-PBDEsを、脳を8部位(前頭葉、後頭葉、小脳、辺縁系、視床下部、脳下垂体、橋、延髄)に切り分け分析した。分析したすべての脳部位からOH-PCBsが検出され、脳内に遍在することが示された。特に脳下垂体において他の部位よりも高濃度のOH-PCBsが検出されたことから、脳下垂体に特異的に残留することが示唆された。OH-PBDEsもすべての脳部位から検出され、脳下垂体に高集積していた。OH-PBDEsはOH-PCBsよりも高蓄積していたが、海洋天然由来の化合物である6OH-BDE47が主要であった。脳下垂体は甲状腺ホルモンを含むホルモン分泌・調節の中枢であるため、OH-PCBsやOH-PBDEsの特異的な残留による内分泌撹乱作用が懸念される。PCBsに対して強い代謝能を有する食肉目に注目し、脳中OH-PCBs濃度が高いと予想されるイヌ(n=10)およびネコ(n=10)の脳試料を分析してPCBsとOH-PCBsの蓄積特性の解明を試みた。分析した全試料からPCBsとOH-PCBsが検出され、両物質ともにイヌに比べてネコが高値を示した。検出されたOH-PCBs主要異性体は甲状腺ホルモンと構造が類似しており、血中TTRと結合して脳へ移行していることが示唆された。そこで、本研究とin vitro試験によるOH-PCBsが脳神経細胞へ影響を与える濃度を比較した結果、分析したイヌでは半数、ネコではほぼすべての検体でマウス小脳神経細胞の発達を抑制した濃度を超えており、脳移行したOH-PCBsがイヌ・ネコの脳発達に影響を及ぼしている可能性が示された。ニホンザルを対象に、多様な発達段階の胎仔の脳・肝臓、母獣の胎盤・肝臓・血液に残留するPCBsおよびOH-PCBsを分析し、霊長類における胎盤を介した母仔間移行の実態解明を試みた。分析した全ての試料からPCBsおよびOH-PCBsが検出され、胎盤を介した母仔間移行が明らかとなった。そこで、胎仔の脳・肝臓に移行したPCBsおよびOH-PCBsの総負荷量を発達段階別に計算した結果、PCBs、OH-PCBsともに胚仔期から中期胎仔期の間で負荷量の著しい上昇が認められた。本結果は初期胎仔発達段階における化学物質の特異的な移行期間の存在を示唆しており、PCBsとOH-PCBsが発達の極初期段階から、脳へ移行・残留することが明らかとなった。以上の結果から、感受性が高く発達の著しい初期発生段階の胎仔に対するOH-PCBsの潜在的なリスクが懸念される。ニホンザルで得られた本研究の結果は、ヒト胎児においても類似の移行・蓄積が起きていることを示唆しており、脳神経系へ及ぼす曝露評価が求められる。本年度は、PCBsを投与したイヌの脳組織を対象にプロテオームおよびメタボローム解析を実施し、PCBs曝露による脳細胞への包括的な毒性発現機序と甲状腺ホルモンの撹乱機構の解明を目指した。

韓国安全性評価研究所(KIT)の動物実験規程に従い、実験ビーグル犬の成獣オスに対し、PCBs 12異性体(CB18, 28, 70, 77, 99, 101, 118, 138, 153, 180, 187, 202; 1異性体あたり0.5 mg/kg)の混合物を腹腔内投与した。曝露開始120時間後に放血安楽死させ、脳および血清を採取して分析に供試した。分析の結果、20種のOH-PCBsを脳試料から検出し、とくに4OH-CB107および4OH-CB202の高い脳移行性が明らかとなった。イヌの大脳新皮質から198種類のイオン性代謝物を検出した。その中で尿素回路に関連するメタボロームに対して、OH-PCBsによる強い抑制作用が認められた。脳細胞内での尿素回路の低下は、アンモニアの解毒作用に対して悪影響を及ぼすことが推察される。さらに尿素回路内でもミトコンドリアに関連するメタボロームに対して強い抑制作用がみられており、OH-PCBsが脳細胞のミトコンドリアに対して悪影響を及ぼしている可能性が示唆された。プロテオーム解析により酸化的リン酸化に関与するNDUFA8、ミトコンドリア内に発現するタンパク質(SLC25A12, HADHA)や脂質代謝に関与する酵素(ACSBG1)の抑制が認められた。これらの結果から、ミトコンドリア電子伝達系酵素複合体(Complex)の機能低下によってミトコンドリア内膜内外のプロトン勾配が減少し、ATPの生産性が低下したと推察された。今後、OH-PCBsによる尿素回路の抑制やエネルギー生産への異常が甲状腺ホルモンレベルにもたらす影響について更なる解析が必要である。陸棲・海棲哺乳類に蓄積する有機ハロゲン化合物(PCBs、PBDEs)とその水酸化代謝物(OH-PCBs、OH-PBDEs)の体内動態に注目し、環境汚染物質の生体内変化と代謝物の脳移行について解析した。スナメリ、イヌ、ネコ、ニホンザルの脳・血液を分析した結果、これらの汚染物質が脳へ移行していること、およびその移行性には種差のあることを明らかにした。さらにイヌやネコの脳中OH-PCBs濃度は、脳内の甲状腺ホルモン恒常性を撹乱し、脳神経系に対する毒性影響濃度を超過していることが示した。またニホンザルの胎児脳を分析した結果、PCBsおよびOH-PCBsを検出し、胎盤を介した母子間移行を明らかにした。H26年度の研究計画で示した、1.脳内蓄積レベルが高いと予想される食肉目に注目して、脳中代謝物の残留レベルを明らかにする研究に関しては、予定していた研究を達成し、イヌやネコにおいて脳中代謝物のリスクが高いことを示した。2.ニホンザル胎児から採取した肝臓、脳中の有機ハロゲン代謝物を分析し、臍帯血を介した母子間移行について解析する研究に関しては、多様な発達段階の胎仔の脳・肝臓、母獣の胎盤・肝臓・血液に残留するPCBsおよびOH-PCBsを分析し、PCBsとOH-PCBsが発達の極初期段階から、脳へ移行・残留することを明らかにした。3.脳中代謝物の残留レベルを部位別に明らかにする研究については現在分析中であり、H27年度に成果を発表する。また、脳内甲状腺ホルモン分析は、現在フリー体の分析法を開発しており、分析をH27年度中に実施する。27年度が最終年度であるため、記入しない。環境化学1.脳内蓄積レベルの高いイヌ・ネコに注目して、部位別(前頭葉、後頭葉、中脳、小脳、脳幹、視床下部、脳下垂体など)に代謝物を分析する。2.ビーグル犬にPCBsを投与してin vivo動態試験を実施する。肝臓でのPCBs代謝と血中TTRを介した水酸化代謝物の脳移行を解析する。3.脳移行に伴う毒性影響をメタボローム解析およびプロテオーム解析によって検証する。2. PCBsのin vivo投与試験を実施したイヌ・ネコを対象に脳中甲状腺ホルモン量を計測し、代謝物の残留レベルと甲状腺ホルモン量の関連性について解析する。オミクス解析の結果と合わせてハロゲン化
穿孔性多毛類より解析する世界的な人為的生物移動の実態とその影響

日本国内とオーストラリア、中国、韓国、タイ、北アメリカ、南アフリカ等の貝類(天然と増養殖)の貝殻に穿孔する有害な多毛類の種を調べた結果、新種が発見され、また、今まで国内では生息が確認されていない新記録種が見つかった。国内の貝類養殖に影響があり問題となる可能性の高い種はPolydora uncinata, P. brevipalpaであり、それらは中国、韓国、オーストラリアにも分布していることがわかった。人為的な移動の可能性が十分に考えられた。国内の増養殖貝類の貝殻に穿孔する多毛類の種、生物学的・生態学的特性の解析、ホストの貝類の被害状況の解析、生息現場の環境の解析を行った。同時に、韓国の貝類に穿孔する多毛類の調査を行った。国内・海外の多毛類の解析:陸奥湾・オホーツク海のホタテガイ、福島県・長崎県のアワビ類、三重県のアコヤガイ、韓国の貝類に穿孔している多毛類の種を確認し、過去に報告されている種と比較し、種の変遷の有無を確認した。同時に、生活史、生態学的特性について検討する。方法については、Sato-Okoshi (1999,2000)等を用いる。(1)穿孔性多毛類の著しい侵蝕が観察されている海域の現場での被害状況の発祥過程の観察と貝類の採集を行った。(2)海域の環境調査を試みた。(3)貝類の貝殻をペンチ等で破砕し、穿孔している多毛類Polydoridsを摘出し、生体で観察後、10%中性ホルマリンで固定し実体顕微鏡、生物顕微鏡下で種を同定した。(4)体サイズ計測、生殖簿細胞の有無やサイズ計測、卵嚢の有無やサイズ計測、卵嚢の飼育と卵嚢内の発生の観察、幼若個体の観察を行い、多毛類の種の貝殻への定着期、産卵期、消滅期、発生様式、成長、寿命などの生活史、及び個体群動態の追跡を試みた。本研究は、貝類増養殖事業を行っている海域を中心に、貝類の貝殻に穿孔する多毛類の種、生活史、生態に関する解析を行い、多毛類がどのように移動・変化しているかをグローバルに捉え、人為的移動について包括的に探ることを目的とした。今年度は、国内(宮城、北茨城、千葉、東京等)と海外(南アフリカ、オーストラリア、韓国等)の貝類(天然と増養殖)の貝殻を以下の要領で調べ、穿孔性多毛類の有無、侵蝕状況、穿孔種の同定、過去に報告されている種との比較等を行った。(1)貝類の貝殻をペンチ等で破砕し、穿孔している多毛類Polydoridsを摘出し、生体で観察後、10%中性ホルマリンで固定し実体顕微鏡、生物顕微鏡下で種を同定した。(2)体サイズ計測、生殖簿細胞の有無やサイズ計測、卵嚢の有無やサイズ計測、卵嚢の飼育と卵嚢内の発生の観察、幼若個体の観察を行い、多毛類の種の貝殻への定着期、産卵期、消滅期、発生様式、成長、寿命などの生活史、及び個体群動態を追跡した。その結果、今まで国内では生息が確認されていなかった種が発見され、新記録種として認識された。それらの種の生物・生態学的知見も得た。また、7月には、イタリア(レッチェ)で開催された第10回国際多毛類学会に参加し、結果の一部を発表・議論した。また、多数の多毛類研究者と情報交換を通し、本研究にフィードバックさせることができた。本研究は、貝類増養殖事業を行っている海域を中心に、有用貝類の貝殻に穿孔する多毛類の種、生活史、生態に関する知見を得、人為的な増養殖を通して多毛類がどのように世界を移動しているかを捉え、人為的移動についてグローバルな視点で包括的に探ることを目的としている。今年度は、国内(大分、広島、島根、三重、東京湾等)と海外(オーストラリア、韓国等)の貝類(天然と増養殖)の貝殻を以下の要領で調べ、穿孔性多毛類の有無、侵蝕状況、穿孔種の同定、過去に報告されている種との比較等を行った。その結果、今まで国内では生息が確認されていなかった種が確認され、新記録種として認識された。また、4月には、中国(大連)で開催された第1回国際マリンバイオテクノロジー学会に参加し、人為的養殖事業が及ぼす生態系への影響について発表・議論した。

また、多数の多毛類研究者と情報交換を通し、本研究にフィードバックさせることができた。本研究は、貝類増養殖事業を行っている海域を中心に、有用貝類の貝殻に穿孔する多毛類の種、生活史、生態に関する知見を得、人為的な増養殖を通して多毛類がどのように世界を移動しているかを捉え、人為的移動についてグローバルな視点で包括的に探ることを目的としている。今年度は、国内(宮城、大島、東京湾等)と海外(オーストラリア、南アフリカ等)の貝類(天然と増養殖)の貝殻を以下の要領で調べ、穿孔性多毛類の有無、侵蝕状況、穿孔種の同定、過去に報告されている種との比較等を行った。貝類の貝殻を観察し、多毛類による侵蝕状況を調べた。その後、ペンチ等で破砕し、穿孔している多毛類Polydoridsを摘出し、生体で観察後、10%中性ホルマリンで固定し実体顕微鏡、生物顕微鏡下で種を同定した。(2)体サイズ計測、生殖簿細胞の有無やサイズ計測、卵嚢の有無やサイズ計測、卵嚢の飼育と卵嚢内の発生の観察、幼若個体の観察を行い、多毛類の種の貝殻への定着期、産卵期、消滅期、発生様式、成長、寿命などの生活史、及び個体群動態を追跡した。その結果、今まで種の混乱が生じていたオーストラリア、南アフリカ、そして日本の穿孔性多毛類の種が明らかになり、また水産業上、問題となる共通の種も見つかった。それらの種の生物・生態学的知見も得た。また、78月には、シドニー(オーストラリア)で開催された外来生物のワークショップと第11回国際多毛類学会議に参加し、世界的に防除・駆除が必要な種の啓もうと、人為的活動により攪乱される生態系について発表・議論した。多数の多毛類研究者、外来生物研究者と最新の情報を交換し、本研究のまとめに役立った。今年度は、国内(宮城、東京湾、大島等)と海外(中国、北アメリカ、タイ等)の貝類(天然と増養殖)の貝殻を以下の要領で調べ、穿孔性多毛類の有無、侵蝕状況、穿孔種の同定、過去に報告されている種との比較等を行った。貝類の貝殻をペンチ等で破砕し、穿孔している多毛類Polydoridsを摘出し、生体で観察後、10%中性ホルマリンで固定し実体顕微鏡、生物顕微鏡下で種を同定した。その結果、中国では初めて穿孔性の種が判明し、国内では今まで種が確定できなかった複数の種が判別された。その結果、それらの種の分布、生物・生態学的知見を得ることができた。また、12月には、タイ(プーケット)で開催された第1回アジアマリンバイオロジー学会に参加し、アジアにおける人為的養殖事業が生態系へ及ぼす影響の可能性について発表・議論した。現地では調査も行い、多毛類を採集し、現在解析中である。東日本大震災による研究の遅れがあったが、後半期は研究設備等を含めて落ち着きを取り戻し、従来の計画を遂行するように努めた。25年度が最終年度であるため、記入しない。国内、国外共に調査は順調に行われており、多毛類の採集は進んでいる。すべての解析には時間がかかるが、サンプルはあるので、今後、解析を進める予定である。来年度が最後の年となるので、引き続き採集を続けながら、一方ではまとめに入る予定である。
in-situ温度測定によるイッテルビウム光格子時計の高精度化

イッテルビウム(Yb)光格子時計の不確かさの一つは黒体輻射に起因する。これは原子周辺の温度測定の不確かさが大きいことによる。この不確かさ低減のために、本研究は時計遷移の上準位とリュードベリ状態間の遷移周波数測定による温度測定を目的として、以下の成果を得た。(1)第一段磁気光学トラップ中のYb原子数増加のために、大強度かつ周波数ロックが堅牢な光源を開発した。(2)Yb原子の許容遷移の絶対周波数測定を行った。(3)ストロンチウム(Sr)光格子時計による本研究の遂行を検討した。それにはSr光格子時計の精度を上げる必要があったため絶対周波数測定を行った。測定法を工夫し前回の約3倍の高精度化に成功した。本研究では、申請者所属のグループが世界で初めて開発した「イッテルビウム(Yb)光格子時計」について、現在の主な不確かさ要因である、黒体輻射シフトに起因する不確かさの軽減のため、原子を取り囲む環境温度のin-situ(その場)測定を目的としている。時計遷移の上準位からn(主量子数)の値が1540のRydberg状態への遷移周波数の測定により、環境温度を求める。これは他の理論グループにより提案された環境温度の測定法であり、本研究で実際にこの手法の実証を目指す。実際に高精度な環境温度の測定を行うためには、冷却・捕獲する原子数を増大させることが極めて重要である。そこで、Yb原子の冷却と捕獲に必要な波長399nmの光源を製作した。399nmのレーザー光の大強度化に伴い、冷却・捕獲できる原子数も増大する。波長798nmの外部共振器半導体レーザーの光をテーパードアンプに入射し、約2Wまで増幅した後、ボウタイ型光共振器中に設置したPPKTP結晶を用いた第二次高調波発生により、約100mWの出力の399nmのレーザー光を得た。これまでは、本研究グループのYb光格子時計では、波長399nmの外部共振器半導体レーザーを399nm光源として使用しており、その出力は約50mWであった。これは用いる半導体レーザーの性能の限界である。しかし、今回は第二次高調波発生による方法を採用することにより、従来の約2倍の強度の光源の開発に成功した。大強度の399nm光源の開発に成功したことは、本研究の遂行における重要な一歩である。今後はこの光源を用いて、Yb原子MOTを生成し、さらにRydberg原子生成に取り組む。本研究では、申請者所属のグループが世界で初めて開発に成功し、次世代時間標準の候補の一つである「イッテルビウム(Yb)光格子時計」について、主な不確かさ要因の一つである黒体輻射シフトに起因する不確かさを軽減するため、原子を取り囲む環境温度のin-situ(その場)測定を目的としている。時計遷移の上準位からn(主量子数)の値が1540のRydberg状態への遷移周波数の測定により環境温度を求める。これは他の理論グループにより提案された環境温度の測定法であり、本研究で本手法の実証を目指す。昨年度は、磁気光学トラップ(MOT)中のYb原子の数を増大させることを目的として、大強度の399nm光源を開発した。具体的には、波長798nmの外部共振器半導体レーザー(ECLD)を非線形光学結晶に入射し、第二次高調波発生により399nmの光を得た。そして本年度は、まず開発した399nm光源の周波数を安定化した。Yb放電セルと399nmの光を用いてYb原子の飽和吸収分光を行い、その一次微分信号によりECLD(798nm)を周波数安定化した。Modulation Transfer法を採用することで、非常に堅牢な周波数安定化に成功した。この光源を用いてYb原子MOT生成、Rydberg原子生成に進む予定であったが、Yb光格子時計が不調であり予定通りに進まなかった。そこでこの光源を生かすために、Yb原子の許容遷移(399nm)の絶対周波数測定を行った。この遷移の周波数値は、過去に他の2つのグループによる報告があるが、2つの結果の間には大きな不一致があり議論の余地が残っていた。今回、光周波数を測定するための強力なツールである「光周波数コム」を用いてこの遷移の周波数を初めて測定した。これにより、信頼できる測定結果を得ることができた。本研究では、申請者所属のグループが世界で初めて開発に成功し、次世代時間標準の有力な候補の一つである「イッテルビウム(Yb)光格子時計」の更なる高精度化を目的としている。現在のYb光格子時計の主要な不確かさの一つは、原子を取り囲む環境からの黒体輻射シフトに起因する。これは、環境温度の測定の不確かさが大きいことが原因である。そこで、時計遷移の上準位からn(主量子数)が1540のRydberg状態への遷移周波数を測定し、原子を取り囲む環境温度のその場(in-situ)測定により環境温度を求める。これは他の理論グループにより提案された手法であり、本研究でこの手法の実証を目指す。昨年度までに、磁気光学トラップ(MOT)中のYb原子の数を増大させることを目的として、大強度の399nm光源を開発し、周波数安定化を行った。しかし、Yb光格子時計が不調であり目的のRydberg原子生成には至らなかった。

一方、本研究の目的であるRydberg遷移周波数測定による環境温度の測定は、ストロンチウム(Sr)光格子時計でも可能である。Sr原子の時計遷移は、Yb原子と同様に次世代の時間標準の有力な候補である。そこで本年度は、Sr光格子時計を用いた本研究の遂行の可能性を検討した。そのためには、現状のSr光格子時計の精度をさらに上げる必要があったために、Sr光格子時計の絶対周波数測定をさらに進めた。測定方法に工夫を施すことにより、以前に本グループが測定した結果よりも、3倍以上の高精度での絶対周波数測定に成功した。この成果は、2015年9月に行われた国際度量衡委員会傘下の関連会議にて議論され、Sr原子の時計遷移の推奨周波数値と不確かさの更新に寄与した。上記のRydberg遷移周波数の測定には至ってはいないが、それに向けた足場を堅牢に固めることができたと言えるだろう。イッテルビウム(Yb)光格子時計の不確かさの一つは黒体輻射に起因する。これは原子周辺の温度測定の不確かさが大きいことによる。この不確かさ低減のために、本研究は時計遷移の上準位とリュードベリ状態間の遷移周波数測定による温度測定を目的として、以下の成果を得た。(1)第一段磁気光学トラップ中のYb原子数増加のために、大強度かつ周波数ロックが堅牢な光源を開発した。(2)Yb原子の許容遷移の絶対周波数測定を行った。(3)ストロンチウム(Sr)光格子時計による本研究の遂行を検討した。それにはSr光格子時計の精度を上げる必要があったため絶対周波数測定を行った。測定法を工夫し前回の約3倍の高精度化に成功した。Yb光格子時計自体が不調であったため、実験は計画通りには進まなかった。その一方で、「研究実績の概要」に述べたように、これまでに開発した光源と本グループが運用する光周波数コムを用いて、Yb原子の許容遷移の絶対周波数測定を行った。過去に他のグループにより行われた測定とは異なる手法を用いることで、信頼できる測定結果が得られた。思わぬ方向に研究が展開したが、実りある成果が出つつあると言えるだろう。原子分子物理学これまでに述べたように、「Yb原子の許容遷移の絶対周波数測定」という、想定外の方向に研究が展開したが、着実に成果が出つつある。まずは、不確かさ評価を行いこの測定を完了させることを目指す。これと並行して、Yb光格子時計の復旧作業にも取り組む。その上で、従来の目的である、Yb光格子時計における黒体輻射シフトに起因する不確かさ軽減するため、原子をを取り囲む環境温度のin-situ測定を目指して、可能な限り作業を進める計画である。当初予定していたRydberg原子生成用の光源の開発上記のように、従来の約2倍の強度のYb原子の冷却と捕獲に必要な399nm光源を製作した。これにより、従来より捕獲原子数が従来より増大することが期待できる。原子数の増大は、今後の本研究の遂行において大いに有益である。目的の環境温度測定のために必要な、Rydberg原子生成用の光源は、最適な方法を目下検討中である。この光源を完成させることが次の課題である。Yb光格子時計の不調に端を発して、研究が想定外の方向に展開したために次年度に使用する研究費が発生した。まず、製作した399nm光源の性能を評価するために、Yb原子MOTを生成する計画である。具体的には、Ybの放電セルを用いて位相変調分光を行い、光源の周波数を安定化してMOTを生成する。
高ひずみ速度領域における変形機構を考慮した材料構成関係に関する研究

本年度は以下の項目に関して検討を行った.1.任意ひずみ速度・温度条件下での応力/ひずみ構成関係を記述するためのパラメータF_nを統計力学的観点からの考察に基づき導出した.2.溶接構造用鋼SM400B及び建築用鋼材SN400Bから丸棒引張試験片を作成し,種々の載荷条件下(最大負荷速度2000mm/s)で,引張試験を実施した.実験に際しては高速負荷条件下での試験片直径変化の計測システムを検討して,高速画像撮影とパソコンによるデータ処理の手法が適していることを確認した.また,くびれ変形に伴う真応力の補正に関して,圧延鋼板から試験片を採取したため,従来用いられているBridgemanによる補正方法がそのまま適用できるか否かが不明であるため,これを調査し,最小くびれ断面形状が楕円形になる場合であっても,同補正方法が適用できることを確認した.3.上記の引張試験結果を参照し,パラメータ中の変数の表示式を同定した.4.最後に,本研究で提唱した材料構成関係推定手法の妥当性を,丸棒引張試験結果との対比により確認した.その結果,大変形領域まで含めて,本研究で提唱した材料構成関係が適用可能であることが判明した.本年度は,材料構成関係を規定するためのパラメータに関する考察を,特に破壊挙動の定量化と材料構成関係が不可分な関係にあることから,破壊挙動を定量的かつ一義的に評価できるパラメータ導出の観点から実施した.研究代表者らによるこれまでの研究により,破壊靱性値は,ひずみ速度と温度を統一的に取り扱えるStrain rate-temperature parameter(Rパラメータ)の関数であることが示されているが,これをより詳細に調査すると,Rパラメータではあくまでも破壊靱性値を近似的にしか記述出来ないことが判明した.Rパラメータは破壊発生領域の活性化自由エネルギーの近似式という側面も有しているため,系が有する自由エネルギーの振る舞いを正確にかつ簡易的に表現できるパラメータを導出できれば,これが破壊挙動はもとより,材料の構成関係を記述するにふさわしいパラメータであると考えられる.そこで,本研究では材料の原子レベルでの振る舞いを連続体レベルへ橋渡しする手段として,統計力学の手法を適用して破壊発生領域の活性化自由エネルギーの表示式を導出し,この結果から,従来のRパラメータを適用する手法の間に矛盾が生じないような新しいパラメータを導出した.そして,このパラメータが弾塑性挙動と極めて密接な関係を有する,破壊挙動を定量的に取り纏められるか否かの検討を行った.その結果として,今年度に検討・提案したパラメータは弾塑性挙動を定量的に記述するのに有効なものであることを確認した.現在、このパラメータを用いることで、従来は推定が困難であった,大ひずみ領域における材料構成関係の推定を試みており、それまでに検討した範囲では,同手法の妥当性を確認している.本年度は以下の項目に関して検討を行った.1.任意ひずみ速度・温度条件下での応力/ひずみ構成関係を記述するためのパラメータF_nを統計力学的観点からの考察に基づき導出した.2.溶接構造用鋼SM400B及び建築用鋼材SN400Bから丸棒引張試験片を作成し,種々の載荷条件下(最大負荷速度2000mm/s)で,引張試験を実施した.実験に際しては高速負荷条件下での試験片直径変化の計測システムを検討して,高速画像撮影とパソコンによるデータ処理の手法が適していることを確認した.また,くびれ変形に伴う真応力の補正に関して,圧延鋼板から試験片を採取したため,従来用いられているBridgemanによる補正方法がそのまま適用できるか否かが不明であるため,これを調査し,最小くびれ断面形状が楕円形になる場合であっても,同補正方法が適用できることを確認した.3.上記の引張試験結果を参照し,パラメータ中の変数の表示式を同定した.4.最後に,本研究で提唱した材料構成関係推定手法の妥当性を,丸棒引張試験結果との対比により確認した.その結果,大変形領域まで含めて,本研究で提唱した材料構成関係が適用可能であることが判明した.
母親の育児幸福感を高めるプログラムとその評価尺度の再開発

本研究では、臨床での汎用性を高めるため、清水ら(2007)が開発した多面的な育児幸福感を捉えるCHS(Child-care Happiness Scale:育児幸福感尺度)の短縮版を作成し、その信頼性と妥当性の検討を行った。6歳以下の乳幼児を持つ母親を対象に、CHSの育児の中で感じる幸せな気持ちが生じる様々な場面についての41項目を、5段階で評価を求めた。併せてCHS短縮版の妥当性の確認のため、心理的健康を測定する「主観的幸福感」と「ベック絶望感」の回答も求めた。有効回答672名であった。短縮版の項目を選定するために、CHSの41項目の回答について因子分析を行い、「育児の喜び」、「子どもとの絆」、「夫への感謝」の3因子からなる13項目を選定した。3つの因子のそれぞれの項目の内的整合性を表すα係数は、0.770.86と充分な値が得られた。CHS短縮版と主観的幸福感との間には、有意な正の相関があった。一方、ベック絶望感とは、有意な負の相関があった。また、「育児の喜び」と「子どもの絆」は母親年齢が高くなると低下する傾向が、一方「夫への感謝」は末子年齢が4歳以上よりも1歳以下の母親の方が高く、また1人っ子の母親が最も低くかった。考察では、CHS短縮版とオリジナルCHSとの違いやその実用性、そして今後の問題について議論した。CHS短縮版は心理的健康との関連性が示唆された。CHS短縮版はコンパクトとなったので、個々の母親の育児幸福感の様子を表すプロフィールを母親自身にすぐフィードバックすることができ、母親たちが自分の子育てに対する気持ちを振り返る資料として今後役立てられることが期待できる。さらに、子どもが乳幼児期にある母親の育児幸福感を高めるために3か月間に2時間による6回の少人数参加型プログラムを開発し評価した。9人から10人1グループによるプログラムを2回実施した。プログラム参加群(以下プログラム群とする)19人に対し、プログラムの初回参加前と最終回参加後および最終回参加後1か月の心理学的指標(心理尺度)による育児ストレスや育児幸福感、自尊感情と生理学的指標(自律神経活動、脳波、唾液CgA)によるリラックスやストレスの評価をした。さらに、プログラムに参加しない対照群16人を設定し、同様の評価を実施した。プログラムの内容は、自分について話し仲間作りをする、子どもへの思いを振り返る、育児の幸せな瞬間を大切にする、互いの頑張りを認める、自分を認め自信を持つ、人生設計を考える、自分の悩みについて聞いてもらうなどであり、毎回腹式深呼吸と、笑顔作りのストレッチを取り入れた。本プログラムの心理学的並びに生理学的な効果が部分的に認められた。プログラム群の初回参加前と最終回参加後において,自尊感情が有意に上昇し,育児ストレス値が有意に低下した。特に育児不安のストレスが有意に低下している。生理学的には脳波であるα3が初回参加前に比べ最終回参加後に有意に上昇しリラックスしていることが示された。プログラム初回参加前および最終回参加後と1か月後には有意な変化が認められなかった。一方、対照群においては有意な変化はみられなかった。母親の自由記述において,他の人の話が聞けてよかった,大変なのは自分だけではない,視野が広がった,人生について考えた,自分を客観的にみられた,友達ができた,子どもを愛していることに自信が持てたなどの効果があった。

9人から10人1グループによるプログラムを2回実施した。プログラム参加群(以下プログラム群とする)19人に対し、プログラムの初回参加前と最終回参加後および最終回参加後1か月の心理学的指標(心理尺度)による育児ストレスや育児幸福感、自尊感情と生理学的指標(自律神経活動、脳波、唾液CgA)によるリラックスやストレスの評価をした。さらに、プログラムに参加しない対照群16人を設定し、同様の評価を実施した。プログラムの内容は、自分について話し仲間作りをする、子どもへの思いを振り返る、育児の幸せな瞬間を大切にする、互いの頑張りを認める、自分を認め自信を持つ、人生設計を考える、自分の悩みについて聞いてもらうなどであり、毎回腹式深呼吸と、笑顔作りのストレッチを取り入れた。本プログラムの心理学的並びに生理学的な効果が部分的に認められた。プログラム群の初回参加前と最終回参加後において,自尊感情が有意に上昇し,育児ストレス値が有意に低下した。特に育児不安のストレスが有意に低下している。生理学的には脳波であるα3が初回参加前に比べ最終回参加後に有意に上昇しリラックスしていることが示された。プログラム初回参加前および最終回参加後と1か月後には有意な変化が認められなかった。一方、対照群においては有意な変化はみられなかった。母親の自由記述において,他の人の話が聞けてよかった,大変なのは自分だけではない,視野が広がった,人生について考えた,自分を客観的にみられた,友達ができた,子どもを愛していることに自信が持てたなどの効果があった。本研究の目的は、子育て期をより幸福に過ごすための支援プログラムの継続開発、さらに育児幸福感を測定する尺度項目を精選し結果の判断基準を作成することにある。20年度では育児幸福感を高めるための支援プログラムを開発し評価するという研究課題(基盤研究C)で、最終年度に実施した1回の単発による開催プログラムの評価に関する論文が学会誌に掲載した。また、育児幸福感尺度の実用化に向けては、回答者の負担を考え8因子から3因子に精選された16項目の短縮版を作成した。本尺度の構成概念妥当性の引き続きの検討、尺度結果の判断基準の明確化により活用性を高めたいと考える。短縮版尺度については、現在論文としてまとめ投稿するための準備を進めている。本研究で検討するプログラムでは継続的なコースによる展開と、その評価、その後の縦断的な母親の育児幸福感の変化を追跡する。その際、今回作成した短縮版の尺度を用いる予定である。コースによるプログラムの開催は、21年度に予定している。本研究の目的は、子育て期をより幸福に過ごすための支援プログラムの継続開発、さらに育児幸福感を測定する尺度項目を精選しプログラム評価の判断基準を作成することにある。20年度では育児幸福感を高あるための支援プログラムを開発し評価するという研究課題(基盤研究C)で、最終年度に実施した1回の単発による開催プログラムの評価に関する論文が学会誌に掲載した。21年度では、本研究で検討するプログラムでは継続的なコースによる展開と、その評価、その後の母親の育児幸福感の変化を追跡した。その際、今回作成した短縮版の尺度を用いた。コースによるプログラムの開催を21年度前半と後半に各1組を6回コースで開催した。
石英多孔質体内の超断熱燃焼による選択波長光発電の研究

本研究は、多孔質体内部で燃焼熱を光や熱ふく射に変換し、熱光起電力電池(Thermophotovoltaic Cell : TPV Cell)によって発電する,新規なエネルギー変換システムを提案し,その熱効率や自立分散型発電システムとしての可能性について検討したものである.その構造は,断熱された30mm×30mmの流路内に厚さ10mmのセラミック多孔質体を流路中心に充填し,その両側に20mmの燃焼空間および石英多孔板(厚さ3mm,φ2.5mm×75孔,開口比35%)を1mm間隔で10枚づつ配置したものである.ここへ周期的に流動方向を反転させながら空気を供給し,流動方向に合わせて燃焼空間に燃料を供給し中央のセラミック多孔体を加熱する.この燃焼ガスは下流側の石英多孔質体を通過する際,顕熱が蓄熱されるので,温度低下を伴って排出される.流動方向が反転すると,この蓄熱された熱により空気が予熱された後,燃焼空間に流入する.この熱循環により,わずかな燃焼熱でセラミック多孔質体が1500K程度まで加熱される.数値計算によれば,燃焼熱の約70%がふく射エネルギーとして系外に取り出され,2.2μmまで電力に変換できるTPV電池により熱効率15%が期待される.また,試作した実験装置を用いて発電したところ,電池への入射ふく射エネルギー強度の非一様性であるとか,電力変換に有効な短波長成分が周囲の断熱材に吸収されることなどにより,トータル熱効率は0.2%に留まっているが,この装置で最高温度が目標の1500Kに達していることから,発展性が期待できることが明らかとなった.なお,このシステム内の加熱用として,直径5mmのミリサイズスワールバーナーも同時に開発し,このような微小サイズでは壁面での角運動量損失や熱損失の影響が大きく,スワール数1前後の最低な条件で利用する必要があることが明らかとなった.本研究は、多孔質体内部で燃焼熱を光や熱ふく射に変換し、熱光起電力電池(Thermophotovoltaic Cell : TPV Cell)によって発電する,新規なエネルギー変換システムを提案し,その熱効率や自立分散型発電システムとしての可能性について検討したものである.その構造は,断熱された30mm×30mmの流路内に厚さ10mmのセラミック多孔質体を流路中心に充填し,その両側に20mmの燃焼空間および石英多孔板(厚さ3mm,φ2.5mm×75孔,開口比35%)を1mm間隔で10枚づつ配置したものである.ここへ周期的に流動方向を反転させながら空気を供給し,流動方向に合わせて燃焼空間に燃料を供給し中央のセラミック多孔体を加熱する.この燃焼ガスは下流側の石英多孔質体を通過する際,顕熱が蓄熱されるので,温度低下を伴って排出される.流動方向が反転すると,この蓄熱された熱により空気が予熱された後,燃焼空間に流入する.この熱循環により,わずかな燃焼熱でセラミック多孔質体が1500K程度まで加熱される.数値計算によれば,燃焼熱の約70%がふく射エネルギーとして系外に取り出され,2.2μmまで電力に変換できるTPV電池により熱効率15%が期待される.また,試作した実験装置を用いて発電したところ,電池への入射ふく射エネルギー強度の非一様性であるとか,電力変換に有効な短波長成分が周囲の断熱材に吸収されることなどにより,トータル熱効率は0.2%に留まっているが,この装置で最高温度が目標の1500Kに達していることから,発展性が期待できることが明らかとなった.なお,このシステム内の加熱用として,直径5mmのミリサイズスワールバーナーも同時に開発し,このような微小サイズでは壁面での角運動量損失や熱損失の影響が大きく,スワール数1前後の最低な条件で利用する必要があることが明らかとなった.本研究は、燃焼熱を熱ふく射および光へ変換し、熱光起電力電池(Thermophoto Voltaic Cell ; TPV Cell)によって発電する新規なエネルギー変換システムを提案し、その熱効率や自立分散型発電システムとしての可能性について検討したものである。その構造は、断熱された30mm×30mmの流路内に厚さ10mmのセラミック多孔質体を流路中央に充填し、その両側に20mmの燃焼空間および石英多孔板(厚さ3mm、φ2.5mm×75孔、開口比35%)を1mm間隔で10枚づつ配置したものである。この流路へ周期的に流動方向を反転させながら空気を供給し、流動方向に合わせて燃焼空間に燃料を供給し中央のセラミック多孔質体を加熱する。この燃焼ガスは下流側の石英多孔質体を通過する際、顕熱が蓄熱されるので、温度低下を伴って排出される。流動方向が反転すると、この蓄熱された熱により空気が予熱された後、燃焼空間に流入する。この熱循環により、僅かな燃焼熱でセラミック多孔質体が1500K程度まで加熱される。数値計算によれば、燃焼熱の約70%がふく射エネルギーとして系外に取り出され、2.2ミクロンまで電力に変換できるTPV電池により熱効率15%が期待される。

また、試作した実験装置を用いて発電したところ、1次元性が必ずしも確保されていないことや、形態係数が小さい(0.06)ことから熱効率は0.2%に留まっているが、システムの構成が可能であること、1500Kまで加熱できたことなど発展性が期待されることが明らかとなった。本研究は、多孔質体内部で燃焼熱を光や熱ふく射に変換し,熱光起電力電池(Thermophotovolataic Cell : TPV Cell)によって発電する.新規なエネルギー変換システムを提案し,その熱効率や自立分散型発電システムとしての可能性について検討したものである.その構造は,断熱された30mm×30mm流路内に厚さ10mmセラミック多孔質体を流路中心に充填し、その両側に20mm燃焼空間および石英多孔板(厚さ3mm,φ2.5mm×75孔,開口比35%)を1mm間隔で10枚づつ配置したものである.ここへ周期的に流動方向を反転させながら空気を供給し,流動方向に合わせて燃焼空間に燃料を供給し中央のセラミック多孔質体を加熱する.この燃焼ガスは下流側の石英多孔質体を通過する際、顕熱が蓄熱されるので,温度低下を伴って排出される.流動方向が反転すると,この蓄熱された熱により空気が予熱された後、燃焼空間に流入する.この熱循環により,わずかな燃焼熱でセラミック多孔質体が1500K程度まで加熱される.数値計算によれば、燃焼熱の約70%がふく射エネルギーとして系外に取り出され,2.2μmまで電力に変換できるTPV電池により熱効率15%が期待される.また,試作した実験装置を用いて発電したところ,電池への入射ふく射エネルギー強度の非一様性であるとか,電力変換に有効な短波長成分が周囲の断熱材に吸収されることなどにより、トータル熱効率は0.2%に留まっているが,この装置で最高温度が目標の1500Kに達していることから,発展性が期待できることが明らかとなった.なお,このシステム内の加熱用として,直径5mmミリサイズスワールバーナーも同時に開発し、このような微小サイズでは壁面での角運動量損失や熱損失の影響が大きく,スワール数1前後の最低な条件で利用する必要があることが明らかとなった.
脳と口腔のクロストーク破綻の分子生物学的解明

本研究課題では,アルツハイマー病(AD)と歯の喪失および咀嚼動態の変化を「脳と口腔のクロストーク破綻」として捉え,そのメカニズムを分子生物学的に明らかにすることを目的とした。ADでは脳内のBDNF(Brain-Derived Neurotrophic Factor)の発現変動が確認されており,口腔と脳との関連を明らかにする上で有用なバイオマーカーであると考えられる。そのため,成熟したマウスの歯を実験的に喪失させた群や粉末食を与える群を設定し,歯の喪失や咀嚼動態の変化といった口腔の因子が脳内BDNFの発現にどのような影響を及ぼすかを検討した。マウスを抜歯・粉末群,抜歯・固形群,非抜歯・粉末群,非抜歯・固形群に振り分けた。観察期間を4週間および16週間に設定し,その後,行動実験を行い,海馬領域の神経細胞数やBDNFのmRNA量を比較した。その結果,4週間の実験期間において,行動実験では群間に有意差を認めなかったが,神経細胞数やBDNFのmRNAは歯の喪失によって減少しており,すでに脳内で変化が生じている可能性が示唆された。さらに16週間の実験期間においては,歯の喪失および粉末食を与えられている群の行動実験は有意に悪化し,同様に神経細胞数やBDNFのmRNA量も減少した。この結果から,成熟したマウスにおける歯の喪失と食形態の変化が脳に与える影響は異なることが明らかとなり,認知機能低下を防ぐには歯の保存と十分な咀嚼能力が必要であることが示唆された。
スピン偏極陽電子消滅の基礎構築と新奇スピン現象の解明

3d及び4f強磁性金属のスピン偏極陽電子消滅実験を通じて、その手法の基礎を構築した。さらにその応用研究の結果、(i)ホイスラー合金Co2MnSiとNiMnSbが高いハーフメタル性を持っていること、(ii)Pd,Pt,Ta,W及びBi/Ag最表面において電流駆動によるスピン偏極が起こること、(ii)ZnOとSnO2中のカチオン空孔に外部磁場で揃う磁気モーメントが付随すること、などを見出した。本研究課題では、陽電子消滅法のスピントロニクス分野への応用を進めるために、スピン偏極陽電子消滅(SP-PAS)法の基礎を構築し、これを各種のスピン現象の解明に適用することを目標に掲げている。スピン偏極陽電子消滅法の基礎構築では、垂直磁化させた3d系強磁性体(Fe,Co,Ni)及び4f系強磁性体(Gd,Tb,Dy)に68Ge-68Ga線源から放出されるスピン偏極陽電子を打ち込み、電子運動量分布の磁場反転効果を観測した。その結果、何れの強磁性体についても、電子運動量分布が明瞭な磁場反転効果を示すことが明らかになった。3d系強磁性体の場合、磁場反転効果はNi→Co→Feの順に大きくなり、その大きさの相対比が各物質の磁化のそれと良く一致することが知られた。これは、磁場反転効果が強磁性の起源である3d4s電子のスピン偏極状態を反映していることを示している。実際に、第1原理電子状態計算コードにより、強磁性分裂した電子バンドを基に運動量分布を計算したところ、実験で得られた磁場反転効果が説明できることが確認された。4f系強磁性体の場合も電子運動量分布の磁場反転効果が観測されたが、それは当初予想していた4f電子それ自身のスピン偏極によるものではなく、外殻軌道にある5d及び6s電子の弱いスピン偏極によることが判明した。5d6s電子のスピン偏極は、RKKYと呼ばれる間接交換相互作用として説明できる。第1原理計算の結果、陽電子はクーロン反発力により4f電子に近づき難いため、外殻の5d6s電子と高い頻度で消滅し、そのスピン偏極効果が電子運動量分布の磁場反転効果として観測されることが分かった。4係強磁性体の磁場反転効果は、各物質のキュリー点を境にして、それ以上で消失することが知られた。以上の結果は、スピン偏極陽電子消滅法が強磁性分裂したバンド構造の研究に有用であることを示している。スピン偏極陽電子消滅法の有力な応用課題として、白金表面の電流誘起スピン蓄積の検出実験を行った。電流通電下においた白金の表面に横偏極した陽電子を打ち込んだ際に形成される陽電子と電子の束縛状態(ポジトロニウム)の三光子消滅の電流反転効果を観測した。その結果、三光子消滅強度が電流反転に伴い変化すること、及び、その変化量が通電軸と陽電子のスピン偏極軸の関数となっていることが知られた。得られた結果は、白金表面内で電子スピンが偏極しているとして解釈できることから、実験結果を理論に基づき解析したところ、電子スピン偏極率が数%に及んでいることが示唆された。以上の結果から、今後、材料による依存性や膜厚による違いを調べる必要がある。1スピン偏極陽電子消滅(SP-PAS)の基礎構築:面直磁化させた各種の単元素磁性体について得られた電子運動量分布の磁場反転スペクトルを、バンド及びスピン毎に電子運動量分布を計算することで理論的に再現する方法を確立した。鉄中の陽電子消滅寿命の磁場反転効果を観測し、これが理論計算による期待値と良く一致することを確認した。2SP-PAS法によるハーフメタルスピン注入効果の研究:マグネトロンスパッタ法により作製したL21型ホイスラー合金Co2MnSiを面内磁化させ、そこに横スピン偏極陽電子を打ち込んで電子運動量分布の磁場反転効果を観測した。その結果、鉄などの単元素強磁性体とほほぼ同等の偏極効果が得られた。Co2MnSiはフェルミ面近傍で100%に近いスピン偏極率を持つと考えられている。上の結果は、陽電子波動関数が、深いエネルギー準位にある電子波動関数とも重なりを持つためと考えられる。Cu基板上にCo2MnSiを成膜した系において、強磁性層から非磁性層へのスピン注入効果を観測する予備実験に着手した。3SP-PAS法による電流誘起スピン蓄積効果の研究:Ta、W、Pd、Pt超薄膜単結晶を作製し、スピン偏極陽電子ビームを用いて電流誘起スピン蓄積効果を調べた。その結果、最外殻d電子軌道の占有状態に応じたスピン軌道相互作用の符号反転に伴い、最表面に蓄積するスピンの方向が変化することを見出した。4SP-PAS法による原子空孔誘起強磁性の研究:SiC、SnO2、CeO2、ZnO単結晶に粒子線照射をすることで原子空孔を導入し、電子運動量分布の磁場依存性を観測した。

理論が予測している原子空孔の強磁性的効果は、今のところ見いだされていない。他方、ZnOナノ結晶(粉末凝固体)については、陽電子消滅位置の原子空孔に局在する電子がスピン偏極していることを示唆する電子運動量分布の磁場反転非対称度が観測された。1スピン偏極陽電子消滅の基礎構築:強磁性体の多数・少数スピンバンドに対応する二つのバルク寿命は、バンド計算と直接比較可能な多数・少数スピンバンドの間の電子運動量分布の差分を得る上で重要である。しかし、スピンに依存した二つのバルク寿命についての実験的な検証はなされていない。本研究の結果、Fe,Co,Niの多数・少数スピンバンドに対応する陽電子寿命の差が11ピコ秒、4ピコ秒、-6ピコ秒と決定された。Feについて多数・少数スピンバンドの電子運動量分布の差分を求めたところ、第1原理計算の結果と良く一致していることが確かめられた。2SP-PAS法による電流誘起スピン蓄積効果:Ta,W,Pd,Pt最表面の電流誘起スピン蓄積について理論考察を進めた結果、陽電子がプローブする表面層の極めて低い電子密度とラシュバ効果を考慮することで、観測結果が定量的に説明できることが明らかになった。さらにラシュバ系として知られるBi/Ag二層膜について実験を行った結果、界面で発生した余剰スピンがBiとAg層を伝導して表面に蓄積することが見いだされた。スピン偏極率と膜厚の関係から求めたスピン拡散長が、従来の結果と良く一致していることが分かった。3SP-PAS法による原子空孔誘起強磁性:電子線照射した金属酸化物では強磁性は観測されなかった。これは原子空孔濃度が低く交換相互作用が十分でないためと考えられる。そこで酸素イオン照射により高濃度の原子空孔を導入した結果、SnO2とZnOのカチオン空孔に対する電子運動量分布が磁場反転効果を示し、第1原理計算による予測と良く一致していることが判明した。この結果は原子空孔における磁気モーメントの存在を示すものであり、原子空孔誘起強磁性の直接証拠である。26年度が最終年度であるため、記入しない。物性物理、陽電子26年度が最終年度であるため、記入しない。陽電子消滅法が強磁性分裂したバンド構造の研究には不向きであるとの大方の予想に反して、本研究では電子運動量分布の磁場反転効果を明瞭に観測することができ、さらに物質依存性や温度依存性も明らかになった。重金属表面の電流誘起スピン蓄積効果は、巨大スピンホール効果など関連して精力的に研究されているが、表面に蓄積した電子スピンを検出できる手法は限られている。本研究の結果は、スピン偏極陽電子消滅がその一手段となる可能性が示唆する。スピン偏極陽電子消滅(SP-PAS)の基礎構築については、電子運動量分布と消滅寿命に何れについても実験結果を定量的に説明できる理論手法の確立に至った。ハーフメタルスピン注入効果の研究では、単結晶試料の作製や電子運動量分布の磁場反転効果の観測成功するとともに、強磁性層から非磁性層へのスピン注入効果を観測する予備実験に着手することができた。Ta、W、Pd、Pt超薄膜単結晶の電流誘起スピン蓄積効果の研究で得られたスピン蓄積方向の反転効果は、電流誘起スピン蓄積がスピン軌道相互作用に支配されていることを明確に示した。原子空孔誘起強磁性の研究では、理論的に予測されている酸化物金属中の原子空孔の強磁性効果は得られていないが、ナノ結晶についてはそれを強く示唆する結果を得ることができた。全体計画には大きな変更はない。
蘭語学・英語学における文法用語の基礎的研究

江戸から明治時代にかけて、日本語研究と蘭語学・英語学研究には相互に影響関係が認められるのだが、これまで研究しつくされていない。本研究は、対象となる資料群の総体把握のための資料整備を目的とする。具体的には、蘭語学・英語学資料の網羅的所蔵目録とそれらに使用される文法用語リストを作成する。さらに、日本語研究との関連性を有する資料の電子化テキストを作成し、文法用語をマークアップして、蘭語学・英語学資料目録および文法用語リストと関連付けたデータベースの構築を行う。作成したデータベースはインターネット上で公開する。
ウイルス性肝炎に対するインターフェロン遺伝子療法の開発

1.インターフェロン遺伝子導入によるB型肝炎ウイルス産生の抑制B型肝炎ウイルスを産生する肝細胞株(HVBトランスフェクタントHepG2細胞)に発現ベクターpSV2に挿入したインターフェロン-β遺伝子を包埋したリポソームをトランスフェクトし、経時的にB型肝炎ウイルスの産生を検討した。インターフェロン-β遺伝子の導入により肝炎ウイルスの産生は効果的に抑制され、インターフェロン-β遺伝子を効率よく、特異的に肝細胞に導入することによりウイルス性肝炎の治療が可能であることことが示された。2.肝細胞への遺伝子導入法の検討ウイルス性肝炎に対するインターフェロン遺伝子療法を確立するためには、肝細胞に特異的に遺伝子を導入することが必要とされる。そのため、アシアロ受容体を介した遺伝子導入法を検討した。その結果、アシアロ蛋白をリポソームに被覆することが困難であることが判明し、リポソームを用いた肝細胞特異的遺伝子導入は困難であった。一方、アシアロ蛋白とpoly-L-lysineを共有結合させ、遺伝子導入の坦体として用いる場合には増殖期の肝細胞に遺伝子導入が可能であることが示された。しかしながら、リポソームや、アシアロ蛋白受容体を介した肝細胞への遺伝子導入では、必ずしも高い導入効率が得られないため、外来遺伝子を種々の静止期の細胞に効率よく導入できる複製欠失アデノウイルスベクターを用い、マウス肝へのin vivoでの遺伝子導入が可能であるか否かを検討した。その結果、アデノウイルスベクターを用い、効率よく肝細胞に遺伝子導入可能であることが示された。1.B型肝炎ウィルスを産生する肝細胞へのインターフェロン-β遺伝子の導入分担研究者各務らにより樹立された細胞株(HBVトランスフェクタントHepG2細胞,J.Med.Virol.1992)に発現ベクターpSV2に挿入したインターフェロン-β遺伝子(pSV2IFN-β)を包理したリポゾームをトランスフェクトし、経時的にB型肝炎ウィルスの産生を検討した。ウィルス産生は、表面抗原(HBeAg)をイムノアッセイにより測定した。ベクターpSV2のみをトランスフェクトしたコントロールのB型肝炎ウィルスの産生を100%とした場合、pSV2IFN-βの導入により、トランスフェクション3日後には肝炎ウィルスの産生は51.3%に、6日後には49.4%に減少した。一方、遺伝子組換えにより作製されたヒト型インターフェロン-β1,000単位を加えた場合、3日後には、75.4%、6日後には68.4%とトランスフェクションによる抑制の方が大きかった。以上の結果、リポゾーム包理pSV2IFN-βによるB型肝炎の治療が可能であると考えられた。2.HepG2及びラット初代培養細胞へのリポゾームによるトランスフェクション効率の検討HepG2細胞へのトランスフェクションの効率をIFN-β遺伝子の代わりにバクテリアのβ-ガラクトシダーゼ遺伝子を挿入したpSV2-βGAL(pCH110)を用いて検討した。トランスフェクション後、24時間後に細胞を固定し、ガラクトシダーゼ活性を組織学的に検討すると、約10^5の細胞に対し、β-ガラクトシダーゼ陽性細胞は数個とトランスフェクション効率は、著しく低かった。一般的にトランスフェクション効率は、増殖期の細胞で良いとされ、検出に臨床的に遭遇するB型肝炎では、非増殖期の肝細胞並びに増殖期のが混在すると考えられるため、HepG2細胞よりも肝炎では、更にトランスフェクション効率が悪いと考えられる。事実、増殖能を示さないスフェロイド形成ラット初代培養肝細胞では、殆どトランスフェクションは認められなかった。今後トランスフェクションの効率を高めることが重要な課題と考えられた。昨年の研究成果よりリポゾームを用いた肝細胞への遺伝子導入効率が低いことが明かになったため、本年度はアシアロ糖蛋白を受容体を介した肝細胞へのインターフェロン遺伝子導入を検討した。