hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
実験困難な不安定星間分子種のシュレーディンガー・レベルの精密量子化学計算

本研究は、研究代表者が所属する研究所で開発されてきた、シュレーディンガー方程式の正確な解法(自由完員関数法)や励起状態の精密量子化学理論(SAC-CI法)を星間分子群に適用し、精密な量子化学の立場から宇宙の物質科学の諸問題に取り組むことを目的としている。H29年度は、研究所において自由完員関数法の理論体系が進展し、その応用可能性が大きく広がった。特に、化学の本質であるLocalityとTransferabilityを基礎に置く波動関数の構築方法が提案され、一般的な量子化学が不得手な結合解離ポテンシャルカーブや高い電子励起状態も精密に求めることができることが示された。この手法は、地球上では不安定な星間分子の特殊な電子状態を研究する上で重要である。例えば、C2分子の精密な結合解離ポテンシャルカーブを基底・励起状態共に求め、ポテンシャルカーブに沿って各電子状態の化学結合の本質を解析した。その知見は、宇宙で存在が確認されているCnH系の化学の基礎として有用である。SAC-CI法の応用では、これまでDiffuse Interstellar Band (DIB)等の未解決観測スペクトルの候補としても考えられているイオンやアニオン分子の電子励起状態の計算を行った。今後も、自由完員関数法とSAC-CI法を併用しDIBの候補と考えられる様々な分子の電子状態を系統的に計算し、有用な理論的知見としてまとめていきたい。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、シュレーディンガー方程式の正確な解法(自由完員関数法)や、励起状態の精密量子化学理論(SAC-CI法)を星間分子群に適用し、精密な量子化学の立場から宇宙の物質科学の諸問題に取り組むことを目的としている。宇宙の星間分子で特に重要な役割を果たしている水素関連化合物は、原子核の運動を量子的に扱う正確なNon-Born-Oppenheimer (Non-BO)計算が本質的に重要である。これまで、分子のNon-BO計算理論の開発や解析的なポテンシャルカーブを得る方法を発展させ、H2分子やその同位体、その他簡単な二原子分子のNon-BO計算に応用した。Non-BO計算では、電子・振動・回転励起状態が同時に直接得られ、それらの励起エネルギーは宇宙での観測や模擬実験の結果と直接対応するものである。特に、電子励起状態に対する精密なNon-BO計算は、先行研究もほぼ皆無であり、本研究で初めて精密な解の創出に成功した。また、Non-BO波動関数から同位体効果を含むポテンシャルカーブを世界で初めて導出した。極低温化など量子効果が本質的な宇宙の化学反応やトンネル効果を研究する上で役立ち、重要な成果である。今後は、これらの成果を、星間分子雲内の反応や星間塵上の表面反応にも応用していきたい。また、これまで、SAC-CI法を利用して、Diffuse Interstellar Band (DIB)等の未解決観測スペクトルの候補として考えられる、地球上では不安定な幾つかのアニオン分子の励起状態の計算を行ってきた。今後もこの研究を継続し、様々な不安定星間分子種・イオン種(特にカチオン,アニオン)の精密な励起状態計算を進め、理論スペクトルデータベースとしてまとめ、DIBの候補として提案していきたい。H28年度は、Non-Born-Oppenheimer (Non-BO)計算における解析的なポテンシャルカーブの方法を発展させ、同位体効果を含むポテンシャルカーブの導出を行った。通常のBO近似におけるポテンシャルカーブでは、原子核の質量をポテンシャルカーブに直に反映させることはできないが、Non-BOポテンシャルカーブでは自動的にその効果が反映される。これを、最も単純な水素分子イオン同位体(H2+, D2+, T2+)と、H原子核の1/9程度の質量のμ2+や、逆に質量がH原子核の20倍の仮想粒子M(20)2+のポテンシャルカーブも計算した。最初の予想通り、質量が重いM(20)2+のポテンシャルカーブは、質量が∞とみなされるBO近似のカーブとほぼ重なり、逆に質量が軽くなるほどBO近似のカーブからのずれは大きく、特に量子効果が際立つμ2+のカーブは大きくずれている。宇宙の極低温下の化学反応は、このような微小な同位体効果も無視することができず、同位体によって化学反応の特性が変わることも予想される。特に、水素が関連する化学反応を、精密なNon-BOポテンシャルカーブを元に見直すことが重要であり、今後はトンネル効果の検証などにも応用していきたい。H28年度は、Non-BO計算の応用を進めたが、その他の星間分子の研究を進めることができなかった。そのため、(2)おおむね順調に進展している、と自己評価した。

例えば、C2分子の精密な結合解離ポテンシャルカーブを基底・励起状態共に求め、ポテンシャルカーブに沿って各電子状態の化学結合の本質を解析した。その知見は、宇宙で存在が確認されているCnH系の化学の基礎として有用である。SAC-CI法の応用では、これまでDiffuse Interstellar Band (DIB)等の未解決観測スペクトルの候補としても考えられているイオンやアニオン分子の電子励起状態の計算を行った。今後も、自由完員関数法とSAC-CI法を併用しDIBの候補と考えられる様々な分子の電子状態を系統的に計算し、有用な理論的知見としてまとめていきたい。今後も、これまでに引き続き、シュレーディンガー・レベルの量子化学理論(自由完員関数法)を星間分子の計算に応用する。特に、原子核の運動の量子効果を取り入れたNon-Born-Oppenheimer (Non-BO)計算を進め、宇宙の観測や模擬実験のスペクトル等と直接比較できる精密理論データを提供する。我々のオリジナリティであるNon-BO波動関数からのポテンシャル曲線の計算も進め、それに基づき、水素関連化合物の化学反応やトンネル効果の検証も行う。また、実験困難な不安定星間分子種・イオン種(カチオン,アニオン)の精密理論スペクトルの研究を進め、未知の星間分子種の同定に向けて精密な理論スペクトルを計算する。ここでは、申請者の研究所で同様に開発されている励起・イオン種の計算を得意とするSAC-CI法も併用する。また、アミノ酸のホモキラリティとCDスペクトルに関連した研究を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。
骨盤内手術による勃起障害メカニズムの解明と新たなニューロエンジニアリングの開発

骨盤内手術後の勃起障害発生メカニズムを解明および勃起障害を改善させる治療法を開発するために、ラット海綿体神経剥離モデルを用いて研究を行った。私たちは勃起障害を改善させる方法として、組織接着用シートに着目した。そして、ラット海綿体神経剥離モデルに組織接着用シートを使用することで術後の勃起機能を改善させることを見出した。組織接着用シートは出血コントロールの目的に臨床の現場で使用することができ、本研究をもとに前立腺全摘術後の勃起障害に対する組織接着用シートの有効性を明らかにするために前向き比較試験を開始した。平成24年度の研究にてラット海綿体神経剥離モデルに組織接着用シートを使用することで術後の勃起機能を改善させる傾向を認めた。そこで、平成25年度はさらに数を増やし、組織接着用シートの有効性を検討した。そして、組織接着用シートが術後の勃起機能を改善させることを見出し、本研究成果を泌尿器科再建再生研究会、アメリカ泌尿器科学会総会、The 14th Biennial Meeting of the Asia-Pacific Society for Sexual Medicineで報告した。組織接着用シートは泌尿器科手術の術中の出血コントロール目的に臨床の現場ですでに使用することが可能である。そこで、本研究成果をもとに前立腺癌で神経温存前立腺全摘術を施行する症例を対象に組織接着用シートの有効性を検討する前向きの臨床試験を立案し、臨床試験の遂行の準備を行った。平成26年度はラット海綿体損傷モデルを用いて、炎症や癒着などを免疫組織化学や分子生物学的手法にてそのメカニズムを検討する予定である。また、組織接着用シートの有効性を明らかにするために、東北大学倫理委員会の承認を得て、前立腺癌にて神経温存前立腺全摘術を施行する対象に前向きの臨床試験を行う予定である。その海綿体神経剥離モデルの勃起機能は術直後より4週目に有意に低下した。そのことから、機械的な海綿体神経損傷だけでなく損傷後に生じる炎症反応などにより続発的に海綿体神経が損傷をうけた可能性が示唆された。そこで、私たちは炎症反応で重要な役割を担っているインターロイキン-6(IL-6)に着目し、海綿体神経損傷後に損傷部周囲でIL-6の発現が亢進することを確認した。さらに、術直後の過度の発現を抑制すると術後4週目の勃起障害を改善させることができた。そこで、炎症反応が手術後の勃起機能に影響すると判断し、過度の炎症反応を抑えることが骨盤内手術後の勃起機能を改善させるターゲットの1つになり得ると考えた。そして、平成24年度の研究にてラット海綿体神経剥離モデルに組織接着用シートを使用することで術後の勃起機能を改善させる傾向を認めた。平成25年度以降は、さらに数を増やし組織接着用シートの有効性を明らかにする。そして、炎症や癒着などを免疫組織化学や分子生物学的手法にて評価し、そのメカニズムを検討する。そして、組織接着用シートの有効性を認めた場合、神経温存前立腺全摘症例を対象に臨床試験を計画する予定である。そこで、平成25年度はさらに数を増やし、組織接着用シートの有効性を検討し、組織接着用シートが術後の勃起機能を改善させることを見出した。組織接着用シートは出血コントロール目的に臨床の現場で使用することができ、本研究をもとに神経温存前立腺全摘症例を対象に「ロボット支援腹腔鏡下前立腺全摘術後の勃起障害に対する組織接着用シートの有効性に関する臨床試験」を立案し、平成26年に前向き比較試験を開始した。

泌尿器科本研究目的は骨盤内手術後の勃起障害を改善させる治療法を開発することであり、ラット海綿体神経剥離モデルを用いた基礎研究をもとに、神経温存前立腺全摘術症例を対象に組織接着用シートの有効性を検討する前向きの臨床試験を計画することができた。骨盤内手術後の勃起障害を改善させる方法として、私たちは組織接着用シートに着目し、ラット海綿体神経剥離モデルに組織接着用シートを使用すると術後の勃起機能を改善させる可能性を見出した。今後さらに実験を行い組織接着用シートの有効性を明らかにすることができれば、組織接着用シートは臨床で使用可能であり、神経温存前立腺全摘症例を対象に臨床試験を計画し、骨盤内手術後の勃起障害を改善させる方法の開発につながる可能性がある。これまでの研究で見出した組織接着用シートの有効性を明らかにするために、前立腺癌にて神経温存前立腺全摘術を施行する対象に前向きの臨床試験を行う予定である。また、ラット海綿体損傷モデルを用いて、炎症や癒着などを免疫組織化学や分子生物学的手法にてそのメカニズムを検討する予定である。ラット海綿体神経剥離モデルの勃起障害を改善させる方法として、組織接着用シートの可能性を見出した。今後は、さらに実験を行い組織接着用シートの有効性を明らかにする予定である。さらに、炎症や癒着などを免疫組織化学や分子生物学的手法にて評価し、骨盤内手術後の勃起障害のメカニズムを検討する予定である。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である。次年度使用額と平成26年度請求額をあわせ、平成26年度の研究遂行に使用する予定である。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額とあわせ、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。
卵巣癌の発生・進展においてゴナドトロピンが細胞死・DNA修復に及ぼす影響の検討

目的卵巣癌細胞のin vitroモデルを用い、ゴナドトロピンのひとつLH/hCGがシスプラチン誘導性アポトーシスに与える影響を解析した。さらにこの細胞内シグナルの制御がシスプラチン感受性を亢進させる可能性を検討した。成績LH/hCG受容体の発現は、臨床卵巣癌症例の約半数に認められた。LH/hCG受容体陽性の卵巣癌細胞株OVCAR-3において、hCG添加はシスプラチンによるアポトーシスを58%抑制した。また、hCG添加によりアポトーシス関連遺伝子のうちIGF-1のmRNA発現が著明に誘導され、IGF-1自体を添加してもアポトーシスが抑制された。また、IGF-1遺伝子に対するantisenseRNA発現ウィルスは、IGF-1蛋白発現を抑制し、hCG/IGF-1によるアポトーシス阻害を解除した。結論(1)卵巣癌の多くがLH/hCG受容体を発現し、hCGはIGF-1の発現誘導とその細胞内シグナルを介してシスプラチンによるアポトーシスを抑制した。すなわち、ゴナドトロピンおよびIGF-1は卵巣癌細胞のシスプラチン抵抗性因子であり、IGF-1シグナルの遮断によりシスプラチン感受性が高められると考えられ、実際、IGF-1遺伝子に対するantisenseRNA発現ウイルスにより、卵巣癌細胞のシスプラチン感受性は亢進した。IGF-1などアポトーシス関連遺伝子を標的とした遺伝子治療は化学療法抵抗性を克服する将来の卵巣癌治療法となりうる可能性が示唆される。本研究計画は大きくA-培養卵巣表層上皮を用いた卵巣癌初期発生に及ぼすhCGの影響、B-卵巣癌細胞株を用いた、抗腫瘍剤誘導アポトーシスに及ぼすhCGの影響の基礎的(in vitro)検討、C-動物実験を用いた卵巣癌治療モデルにおけるhCGの影響の検討及びその臨床応用の試み(in vivo)、に大別し、これを2年間に分けて行うものである。平成9年度では、A-1.培養卵巣表層上皮におけるLH/hCG受容体の発現の検討、A-2.培養卵巣表層上皮における細胞死(アポトーシス)にhCG添加が及ぼす影響の検討、A-3.培養卵巣表層上皮へのhCG添加による、アポトーシス関連遺伝子、DNA修復遺伝子の状態への影響の検討、B-1.卵巣癌細胞株におけるLH/hCG受容体の発現・細胞死(アポトーシス)にhCG添加が及ぼす影響の検討、B-2.卵巣癌細胞株へのhCG添加による、アポトーシス関連遺伝子、DNA修復遺伝子の状態への影響の検討、C-1.卵巣癌患者における、血中LH濃度・LH/hCG受容体の発現様式の検討をおこなった。この結果、培養卵巣表層上皮におけるLH/hCGの受容体発現をRT-PCR法、リガンド結合実験を用いて確認し、さらに培養卵巣表層上皮にhCGを添加したところ、その増殖状態は変化しないものの、アポトーシスが著明に抑制されることをDNAフラグメントの半定量法、TUNEL法を用いて確認した。また、培養卵巣表層上皮にhCGを添加し、これによってアポトーシス関連遺伝子(bcl-2,bax,IGF-1)の発現が変化するか否かをRT-PCR/ノザンプロット法を用いて検討し、bcl-2,baxの発現は変化しないがIGF-1発現は著明に亢進することを確認した。次に、卵巣癌細胞株OVCAR-3においても培養卵巣表層上皮と全く同様の現象が起こることを確認した。また、摘出標本を用いて卵巣癌組織におけるLH/hCG受容体の発現様式を検討し、個々の症例における化学療法への感受性や、予後と関連を検討した。
下部尿路閉塞膀胱における骨髄由来細胞の役割

放射線照射後のwild-typeラットにGFP陽性ラットから採取した骨髄由来細胞を骨髄移植したGFPキメラモデルラットに対して下部尿路閉塞を作成し、慢性期の下部尿路閉塞膀胱における骨髄由来細胞の関与について免疫組織学的検討を行った。GFP陽性細胞は下部尿路閉塞膀胱の筋層で平滑筋様phenotypeへ分化しているもの、膀胱上皮下層でmyofibroblastsへの分化を示唆するものや、尿路膀胱上皮へ分化しているものが観察された。骨髄由来細胞を骨髄移植したGFPキメラモデルラットに下部尿路閉塞(BOO)を作成し、慢性期BOO膀胱における骨髄由来細胞の関与について免疫組織学的に検討したところ、術後6週目において、BOOラットではShamラットに比べより多くのGFP陽性細胞が膀胱組織内に遊走していることが観察された。膀胱組織内に遊走したGFP陽性細胞の多くは、膀胱上皮下の間質層に存在していた。一部のGFP陽性細胞では、筋層で平滑筋様phenotypeへ分化しているものや、尿路膀胱上皮へ分化しているものも見られた。BOO作成後12週目では.GFP陽性細胞の筋層内への遊走がより多く観察され、その多くは平滑筋様phenotypeへ分化していた。下部尿路閉塞による下部尿路機能障害の病態生理において、膀胱上皮や上皮下の間質細胞が重要な役割を果たしていると考えられた。この研究については、第15回日本排尿機能学会で発表した。今後はさらに検討を進め、(1)他の膀胱組織への分化の有無(免疫組織学的手法)、(2)BOO膀胱の機能異常への骨髄由来細胞の関与(尿流動態的手法)、について検討する予定である。また、急性の下部尿路閉塞(BOO)膀胱において、虚血により誘導されたSDF1αが膀胱組繊への骨髄由来細胞の遊走・接着に関与していることを明らかにした研究は、現在論文投稿中である。急性の下部尿路閉塞膀胱において、下部尿路閉塞によって生じた膀胱の虚血により誘導されたSDF1αが、膀胱組織への骨髄由来細胞の遊走・接着に関与していることを明らかにした研究は、現在論文投稿中である。放射線照射後のwild-typeラットにGFP陽性ラットから採取した骨髄由来細胞を骨髄移植したGFPキメラモデルラットに対して、下部尿路閉塞を作成した慢性期の下部尿路閉塞膀胱において、骨髄由来細胞の関与について免疫組織学的検討を引き続き行っている。現在までのところ、GFP陽性細胞は下部尿路閉塞膀胱の筋層で平滑筋様phenotypeへ分化しているものや、尿路膀胱上皮へ分化しているものが観察されている。これらは、下部尿路閉塞膀胱における下部尿路障害の原因の一つになっていると考えられた。今後はさらに検討を進め、(1)下部尿路閉塞膀胱における骨髄由来細胞の膀胱組織への分化の有無(免疫組織学的手法)、(2)下部尿路閉塞膀胱の機能異常への骨髄由来細胞の関与(尿流動態的手法)、について検討する予定である。また、新たなモデルとして塩酸や酢酸などの科学的刺激物を膀胱内に注入した膀胱炎モデルにおいて、膀胱上皮の再生段階における骨髄由来細胞の遊走・接着に関与についても検討を行っている。これは、難治性疾患の一つである間質性膀胱炎のモデルであり、炎症後の膀胱上皮の再生段階において骨髄由来細胞の関与を検討することで、間質性膀胱炎の原因、発生機序の解明につながると考えている。急性の下部尿路閉塞膀胱において、下部尿路閉塞によって生じた膀胱の虚血により誘導されたSDF1αが、膀胱組織への骨髄由来細胞の遊走・接着に関与していることを明らかにした研究は、修正の上再度論文を投稿している。放射線照射後のwild-typeラットにGFP陽性ラットから採取した骨髄由来細胞を骨髄移植したGFPキメラモデルラットに対して、下部尿路閉塞を作成した慢性期の下部尿路閉塞膀胱において、骨髄由来細胞の関与について免疫組織学的検討を引き続き行ってきた。しかし、キメラモデルラット作成段階で生存率や骨髄細胞の生着率が低下し、予定した研究を行うことができなかった。現在はさらに検討を進め、(1)下部尿路閉塞によって拡張した尿管に対する骨髄細胞の役割、(2)下部尿路閉塞によって水腎症を期待した腎臓への骨髄細胞の役割、について免疫学的手法を用いて検討を行っている。また、今後も引き続き新たなモデルとして塩酸や酢酸などの科学的刺激物を膀胱内に注入した膀胱炎モデルにおいて、膀胱上皮の再生段階における骨髄由来細胞の遊走・接着に関与についても検討を行っていく。
機能性色素を添加した液晶中での空間光ソリトンの形成と制御

液晶中での高効率な空間光ソリトンの形成と外場による制御を目指し、色素ドープ低分子ネマチック液晶を用いて作製した液晶セル中の光伝搬特性を検討した。入射光の偏光方位と液晶の配向方向が直交する場合において、光強度が高くなるにつれて回折による光ビームの広がりが緩和される様子の確認されたことから、色素ドープ液晶中での空間光ソリトン形成の可能性が示された。温度制御下での伝搬特性を調査した結果、今回観察された非線形性の起源は、色素の光吸収によって液晶中に温度分布が生じたことによるものと推察された。また、ネマチック相と等方相間の屈折率差に起因すると思われる光の閉じ込め現象も観測された。平成25年度は、色素ドープ液晶中における高効率な空間光ソリトンの形成を目指し、DR1と呼ばれるアゾ色素を少量添加した低分子ネマチック液晶5CB中での光伝搬特性について検討を行った。具体的には、ホモジニアス配向のスラブ導波路型平行平板液晶セルを作製し、対物レンズを介して波長633 nmの直線偏光のレーザー光を結合させ、顕微鏡を用いてセル内部での光伝搬を観察した。その結果、入射光の偏光方位と液晶の配向が直交する場合において、光強度が高くなるにつれて回折による広がりが緩和されることを確かめた。即ち、DR1ドープ液晶においてソリトン形成の可能性が示された。しかしながら、非線形性の起源を種々の条件下における観察結果から検討したところ、前年度までに検討していたアントラキノン系の色素をドープした液晶の場合と同様、光熱効果によって自己収束の生じたことが推察され、当初期待していたようなアゾベンゼンの光異性化とそれに伴う液晶の分子配向変化に起因する新規的な現象は観察できなかった。一方で、光強度がある程度(実験上は10 mW程度)大きくなると、光熱効果によってビームの中心付近でネマチック相から等方相への転移が生じ、両相間の屈折率差に起因して光が閉じ込められて伝搬する場合のあることが今回新たに確認された。この現象も光熱効果によるものと思われるが、ネマチック相における屈折率分布ではなく、相の違いによる光を閉じ込めたという報告は調べた限りこれまでになされていない。自己形成導波路などにも展開可能な応用上有意な現象であると考えている。光異性化と光伝搬の関係について知見を得るべく、高分子薄膜中におけるアゾベンゼンやベンジリデンアニリンの光異性化反応についても検討を行ったが、実際にソリトン形成へ繋げるまでには至らなかった。本研究の目的は、機能性色素を添加することで特定の波長領域における非線形屈折率を増大させた低分子ネマチック液晶において、低強度なレーザー光により空間光ソリトンを形成することにある。また、光インターコネクト技術の普及に必須となる、低消費電力かつ高機能な光スイッチ、偏向素子への応用を目指し、電圧の印加や、別途光照射を行うことなどによって、外場によるソリトンの制御を行うことも目指している。平成24年度は、色素ドープネマチック液晶中においてソリトンを実験的に観測するとともに、その形成メカニズムを明らかにすべく、検討を行った。平成24年度は、DR9と呼ばれるアントラキノン系の色素と低分子ネマチック液晶5CBを調合することで得た色素ドープネマチック液晶中において、光伝搬が光の強度や偏光状態に依存することを実験的に実証した。光源には波長633 nmのHe-Neレーザーを用い、このレーザー光を、色素ドープネマチック液晶を用いて作製した平行平板型セルの液晶層に対物レンズを介して結合させ、セル外部に漏れ出る散乱光を顕微鏡により観察することで光伝搬特性を観察した。結果として、色素を添加しない5CBで作製したセルに対しては、入射光強度を変えても伝搬の様子に顕著な変化は見られなかったが、色素ドープ液晶セルに対しては、非線形な光伝搬が観察された。また、その非線形伝搬の様子は偏光状態に依存することも確認し、入射光の強度と偏光を制御することで、ソリトン波のように広がりが抑制される場合のあることも実証した。温度制御下での伝搬特性を観察した結果、今回確認された非線形性は、色素の光吸収により光伝搬に沿って温度変化が生じることで屈折率の空間分布が形成されたことによるものだと推察された。当初計画していたように、色素ドープネマチック液晶中での非線形な光伝搬を観測でき、また、非線形性の起源に関する知見も得られたことから、ある程度は研究を進めることができたと考えている。

しかしながら、観測のための実験系構築に想定していたよりも時間を要し、当初計画していたように、複数の色素材料について検討を行うことができず、色素ドープ液晶の有する多様な光応答性を示すまでには至らなかった。平成25年度は、第一に、前年度行えなかったアゾ系の色素を用いての実験的検討を進める。アゾ色素は、上述のアントラキノン系色素DR9とは異なり、光照射によって異性化反応を生じるため、配向の変化に基づくソリトンが形成されるものと考えている。熱的な効果による屈折率変化と、配向状態の変化とが複合することで、より低強度でソリトンが得られることも期待できる。その後、研究計画調書にも示したように、実験結果に基づいて屈折率変化及び配向変化の度合いと、光の強度及び偏光状態の関係を定式化し、非線形性を考慮した上で異方性媒質中での光伝搬を数値電磁解析手法により計算することを試みる。また、この計算によりソリトンの最適な形成条件について検討を行い、実験による観察へとフィードバックする。また、ネマチック液晶中におけるソリトンの応用に関する検討も進める。ネマチック液晶は一軸異方性媒質であるため、等方性媒質との界面において複屈折を生じる場合があり、垂直入射に対しても波動ベクトルとポインティングベクトルの方向が異なり得る。即ち、液晶分子の配向方向によってエネルギーの伝搬方向を制御できる可能性があるといえる。外部電圧の印加や、別途の光照射などによって、ソリトンの伝搬がどのように変化するかを検証し、外場制御可能な高効率光スイッチなどへの応用を提案する。平成24年度の未使用額22,092円は、平成25年度の配分額と合わせ、光学素子などの備品購入に使用する。
肝化学発癌過程の前癌細胞における遺伝子および遺伝子発現の異常の解析

佐藤はラット肝前癌病変の特異的マーカー酵素グルタチオンSートランスフェラーゼ胎盤型(GSTーP)や同じくヒト各種臓器癌マーカー、ヒト胎盤型(GSTーπ)の酵素的特性を、DNA組換え体GSTーPとその部位特異的変異体を大腸菌に発現させて解明し、47番目のシステインがSH修飾剤や活性酸素に高い感受性を有することを明らかにした。また村松とともにcーjun,cーfos癌遺伝子の発現がGSTーPの発現に深く関連することを明らかにした。村松はGSTーP遺伝子の5'上流にある強いエンハンサーGPEIにTRE(TPAーresponsive element)様配列が2つ回文状に並んだ特異な構造があり、cーjunが極めて低いF9細胞でもよく働くことを明らかにした。林はmyc癌遺伝子の癌細胞における発現機構として、myc mRNAの不安定配列を解明し、その安定化因子を究明した。またPCR法を利用したRNAの微量迅速定量法を確立し、極めて微量のRNAから特定のmRNAを定量することを可能にし、微小癌組織での癌遺伝子発現の検索を可能にした。渡部は肝化学発癌で重視されている脂質過酸化物の除去に従来の細胞質性のGSTの他に、ミクロゾーム性のGSTが重要であることを明らかにした。また佐藤とともに発癌剤硫酸エステル体を不活性化する新しいGST分子種を同定した。野口はピルビン酸キナーゼ(PK)アイソザイム遺伝子発現制御機構を究明し、ラット肝化学発癌過程で肝型の発現低下はトランス作用因子の減少で説明されるが、M_2型の発現増加はトランス作用因子の増加のほかクロマチン構造の変化が必要と示唆した。津田は肝発癌の進展に伴いG6Pase、ATPase、γーGTP、G6PD、GSTーP、AFP、PKM_2が同時に偏倚する頻度が高くなること、特にGSTーP、G6PDの有用性を指摘した。今後の問題としてはGSTーPなどの発現に癌遺伝子(cーjun、cーfos)の産物が関与していることが明らかになったので、より詳しい機構の解明が必要である。
口腔レンサ球菌由来の不溶性グルカンによる炎症性免疫応答と歯周病発症との関連

ロ腔レンサ球菌によって口腔内で合成される不溶性グルカンは、口腔レンサ球菌の歯面への定着を誘導し、う蝕発症を惹起させることが知られているが、不溶性グルカンのその他の病原因子としての機能について明らかでない。最近、βグルカンの炎症性免疫応答の誘導が明らかになったことから、我々は、αグルカンである不溶性グルカンにも炎症性免疫応答がみられ、歯周病発症に関与するのか、その可能性について検討を行った。マウスの腹腔滲出マクロファージへの不溶性グルカンの刺激によりTNF-α, IL-6,IL-8などの炎症性サイトカインを産生することを確認した。今年度は、1)ヒトマクロファージおよび好中球への不溶性グルカン刺激による炎症性免疫応答の可能性、2)水溶性グルカン(デキストラン)と不溶性グルカンによるマクロファージの炎症性免疫応答の相違について検討を行った。1)ヒトマクロファージへの不溶性グルカン刺激によりマウスのマクロファージと同様にTNF-α, IL-6,IL-8などの炎症性サイトカインの産生が認められた。また、IL-8の産生がみられることからも分かるとおり、これらのサイトカインを含んだ培養上清の存在する方向に好中球が遊走することを見出した。さらには好中球への不溶性グルカン刺激によって活性酸素の産生が誘導された。これらの結果から、不溶性グルカンによってマクロファージおよび好中球による炎症性免疫応答の誘導の可能性が強く示唆された。2)水溶性グルカンは不溶性グルカンと違い、単独ではマクロファージへの炎症性サイトカインやIL-8の産生誘導を示さなかった。しかし好中球の遊走能が誘導されたことから、なんらかのケモカインの産生が考えられた。また、不溶性グルカンと水溶性グルカンを混合することで、統計的には有意ではなかったもののマクロファージによる炎症性サイトカインの産生の増強が認められた。以上の結果から、不溶性グルカンは、ヒトのマクロファージや好中球を刺激することにより炎症性サイトカインや活性酸素の産生、好中球の遊走能などの炎症性免疫応答を誘導し、不溶性グルカンに隣接する歯肉上皮細胞にとって細胞傷害作用を受けやすい状態にさせることを明らかにした。本年度は,ミュータンスレンサ球菌より産生される不溶性グルカンによる免疫機能の誘導の可能性について検討するにあたり,各種ミュータンスレンサ球菌にスクロースを加えてグルカンを精製,凍結乾燥させ,以下の実験を行なった.1.不溶性グルカンのヒトおよびマウスリンパ球への増殖活性誘導の有無ヒト末梢血単核球およびマウス脾臓リンパ球にStreptococcus sobrinus由来のグルカンを添加させた時の細胞の増殖活性は,ほとんどみられなかった.2.不溶性グルカン添加によるヒトおよびマクロファージの活性化誘導の有無S.sobrinus由来の不溶性グルカンを0.1M NaOHにて溶解した溶液ないし,不溶性グルカンの懸濁液を1μg/ml以上添加させることにより,ヒト末梢血マクロファージおよびマウス腹腔

マクロファージの遊走能およびIL-1,IL-8(MIP-2),TNF-αなどのサイトカイン産生が認められた.また,少量ながら活性酸素の産生も認められた.3.不溶性グルカン添加による好中球の活性化の有無S.sobrinus不溶性グルカンを10μg/ml以上の濃度でヒト好中球の遊走能の増強と活性酸素の産生が認められた.さらにマクロファージを不溶性グルカンに一日刺激した後の培養上清に好中球が反応し,遊走能の増強と活性酸素の産生が認められた.以上の結果より,ミュータンスレンサ球菌より産生される不溶性グルカンは,ヒトおよびマウスのマクロファージおよび好中球を活性化させ,炎症性サイトカインや活性酸素産生と遊走能を誘導することを明らかにした.このことは,不溶性グルカン付着部位でのマクロファージ,好中球の凝集とそれに伴う歯肉上皮細胞の傷害の誘導の可能性を示唆するものであり,次年度においてその可能性の可否を検討する.昨年度はマウスの腹腔滲出マクロファージへの不溶性グルカンの刺激によりTNF-,IL-6,IL-8などの炎症性サイトカインを産生することを確認した。今年度は、1)ヒトマクロファージおよび好中球への不溶性グルカン刺激による炎症性免疫応答の可能性、2)水溶性グルカン(デキストラン)と不溶性グルカンによるマクロファージの炎症性免疫応答の相違について検討を行った。1)ヒトマクロファージへの不溶性グルカン刺激によりマウスのマクロファージと同様にTNF-,IL-6,IL-8などの炎症性サイトカインの産生が認められた。また、IL-8の産生がみられることからも分かるとおり、これらのサイトカインを含んだ培養上清の存在する方向に好中球が遊走することを見出した。さらには好中球への不溶性グルカン刺激によって活性酸素の産生が誘導された。これらの結果から、不溶性グルカンによってマクロファージおよび好中球による炎症性免疫応答の誘導の可能性が強く示唆された。2)水溶性グルカンは不溶性グルカンと違い、単独ではマクロファージへの炎症性サイトカインやIL-8の産生誘導を示さなかった。しかし好中球の遊走能が誘導されたことから、なんらかのケモカインの産生が考えられた。また、不溶性グルカンと水溶性グルカンを混合することで、統計的には有意ではなかったもののマクロファージによる炎症性サイトカインの産生の増強が認められた。以上の結果から、不溶性グルカンは、ヒトのマクロファージや好中球を刺激することにより炎症性サイトカインや活性酸素の産生、好中球の遊走能などの炎症性免疫応答を誘導し、不溶性グルカンに隣接する歯肉上皮細胞にとって細胞傷害作用を受けやすい状態にさせることを明らかにした。
スピントルク発振を用いた、高時間・高空間分解能をもつ電子スピン共鳴法の理論開発

本研究ではスピントルク発振器によるスピン状態検出の理論構築を目指した。初年度は最も簡単なマクロスピン近似のもとで、微小磁化と相互作用しているスピントルク発振器のシミュレーションプログラムの作成と数値計算を行い、微小磁化の始状態の違いをスピントルク発振器の発振状態によって区別可能であることを示した。本年は微小磁化存在下におけるスピントルク発振器のマイクロマグネティックスシミュレーションを行うにあたり、始めに、微小な磁性薄膜中の磁化が取りうる安定な磁化状態に関するシミュレーションを行った。特に垂直磁気異方性をパラメータとし、直径および膜厚に対する安定状態の相図作成を行った。垂直磁気異方性が大きくなるにつれて有効的に膜厚が増加することになり、比較的大きな膜厚が必要な面直型やボルテックス型の磁化配置がより薄い膜厚で生じることが分かった。また異方性が大きい場合に特殊なボルテックス型の磁化配置が最安定状態になるが、このような磁化配置は一様な磁場の挿印のみでは現れないことが分かった。本研究の目的は、スピントルク発振器を用いたスピン状態検出の理論提案である。初年度である本年は、並列計算機を導入し計算環境の構築を行った。その後、最も簡単なマクロスピン近似のもとで、微小磁化と双極子相互作用しているスピントルク発振器のシミュレーションプログラムの作成を行った。シミュレーションでは発振層に垂直磁化膜、固定層に面内磁化膜を想定したスピントルク発振器を仮定した。このような組成のスピントルク発振器は、発振強度が大きく線幅が小さい良好な発振特性をもつ。微小磁化は不対電子のスピン状態を想定しており、発振層の磁化と平行または反平行を始状態とした。シミュレーションの結果、微小磁化の始状態の違いによりスピントルク発振器の発振に必要な臨界電流および発振周波数が異なることが分かった。これにより、スピントルク発振器の発振状態によって微小磁化の状態を区別可能であることが示せた。また、微小磁化とスピントルク発振器の距離がある距離以下になると微小磁化の状態が反転することが分かった。また、動的な相互作用が働かない距離を想定しスピン状態を高速に検出する方法の提案を行った。スピントルク発振器にかかる磁場の方向に応じてスピントルク発振器の発振層の平衡方向が変化することを利用するものである。スピントルクが発振層のダンピング定数を増加させる働きをし、100psのパルス磁場に対しても応答可能であることを示した。初年度の計画である計算環境の構築とマクロスピン近似による数値計算プログラムの作成を終え、スピントルク発振器の発振挙動を解析する準備が整った。また、微小磁化との相互作用を考慮したスピントルク発振器の発振シミュレーションを行い、発振に必要な臨界電流、発振周波数と微小磁化の方向との関係を明らかにした。一方、時間分解能に関する議論は今後の課題である。時間分解能に関する議論について研究を進める。シミュレーションはほぼ終了しているので理論解析を進める。また、26年度以降の計画として、複数の不対電子に対するスピントルク発振器の応答について検討することとしているので、計画通りシミュレーションと解析を実施する。これに関しては、本年度作成した数値計算プログラムを改良、発展させて実施する。計画時に概算で請求していた旅費と実際の旅費に差が生じたため。旅費または消耗品費として使用する。
新規水溶性金属錯体を用いる水中触媒反応の開発と展開

今回研究実施者は含水溶媒中における遷移金属触媒の反応姓に着目し、高い触媒活性並びに効率を持つ新規遷移金属触媒反応の開発検討を行った。最近演者等により見出されたパラジウム触媒を用いるプロパルギルアルコールとアリールボロン酸の直接的カップリング反応は、アリール置換アレンを簡便に合成する有用な方法である(Tetrahedron Lett.2004,45,5573.)。しかしながら本反応は光学活性な基質に適用した場合、生成物の不斉収率は大きく低下するという欠点があった。今回多様な脱離基を持つ光学活性プロパルギル化合物に対し、様々な条件下にて本カップリング反応を試みた。その結果、光学活性なプロパルギル化合物とアリールボロン酸に対し、含水溶媒中緩衝剤としてリン酸カリウム存在下にて反応を行うと、エナンチオ特異的な反応が進行し、光学活性アレンが高い光学純度で生成することが明らかとなった。本反応は安全、安価なボロン化合物を用い、また水存在下でも進行することから、簡便かつ汎用性の高い反応であるといえる。また昨年度研究実施者は、含水溶媒中にてプロパルギルエポキシドに対しパラジウム触媒存在下アリールボロン酸を作用させたると、antiの立体化学を持つアリール置換2,3-アレノールが高い立体選択性で生成することを見出している(Tetrahedron Lett.2005,46,6705.)。そこで本反応の展開として、プロパルギルエポキシドとアルキンとの反応について検討を行った。その結果、パラジウム触媒をヨウ化銅とアミン存在下に作用させたところ、反応は進行しアルキニル置換2,3-アレノールがジアステレオ混合物として得られてきた。本反応は系内に生じたアレニルパラジウムと銅アセチリドのトランスメタル化を経て進行しているものと考えられる。本反応は高度に置換されたアルキニルアレンを選択的に合成する有用な方法であると言える。今回研究実施者は水中における遷移金属触媒反応に着目し、本反応に有効な触媒活性及び触媒効率の高い新規水溶性配位子の開発、並びに新規含水系遷移金属触媒反応の開発を目指し、その検討を行った。はじめに新規水溶性配位子として、分子内に親水性の官能基が導入されたカルベン型配位子となりうるイミダゾリウム塩の開発を行った。その結果、分子内にスルホン酸基を有する新規イミダゾリウム塩を合成することに成功した。今後本配位子を用いるパラジウム-カルベン錯体の合成、及び本錯体を用いた様々な水中でのパラジウム触媒反応の検討を行う予定である。また新規含水系遷移金属触媒反応として、プロパルギルエポキシドに対し、パラジウム触媒存在下アリールボロン酸を作用させたると、antiの立体化学を持つアリール置換2,3-アレノールが高い立体選択性で生成することを見出した。本反応は含水溶媒中にて行うと反応性が向上し、高収率で生成物を与える。本反応は様々な置換様式を持つプロパルギルエポキシド及びアリールボロン酸に対し適用可能であり、光学活性なプロパルギルエポキシドに対し、本反応を適用するとその不斉が保持されたまま反応が進行し、軸性不斉を有する光学活性アレンが高い光学純度で得られてくることを見出した。反応機構として、基質に対するパラジウムのanti-S_N2'型の攻撃によりアレニルパラジウムが立体選択的に生成し、その後アリールボロン酸より生じたアート型ボロン種とのトランスメタル化が進行することで置換アレンを立体選択的に与えたものと考えられる。現在本反応の更なる展開として、他の反応剤存在下におけるプロパルギルエポキシドの反応性について検討中である。
雲南・ビルマ間における中国ムスリムの越境移動と宗教実践の変容に関する人類学的研究

本研究は、中国ムスリムの越境移住のプロセスを史料と聞き取り調査に基づき、マクロ・ミドル・ミクロの三つのレベルの相関関係を分析することで、彼らのアイデンティティと宗教実践の変容のメカニズムを明らかにするものであった。ただし、以上の三つのレベルの動態の相関関係は、さほど明らかにならなかった。というのも、中国-ビルマ間(マクロレベル)の動態は、極めて個別・個人的なレベルにとどまっており、地域コミュニティの動向を左右するほどの性格を有していないからである。他方で、地域コミュニティの宗教実践の変容は、現地のインド系ムスリム、中東諸国へ留学した中国ムスリムたちが持ちかえった知識などによって変化してきている。上ビルマと中国雲南省との国境を越えて居住する中国ムスリム(回族)を分析対象とし、彼らが国境を越えて構築しているトランスナショルな社会空間に関する実証的研究を行うため、次のとおりの調査および研究を行った。◎調査(1) 7月中に台湾において、雲南ムスリムが台湾とミャンマーのあいだで構築するトランスナショナルな社会空間に関する調査を行った。(2) 9月前半に、中国雲南省において2週間のフィールドワークを行った。具体的には、雲南省巍山県において、イスラーム宗教教育の実態のに関する調査を行った。(3) 2月に、ミャンマーにおいて雲南ムスリムの移民コミュニティにおける調査、およびミャンマー南部の中国系住民のネットワークに関する調査を行った。◎研究成果報告(1) 11月に中国福建省において、上ミャンマーにおける中国ムスリムの文化変容に関する報告を行った。報告では、上ミャンマーでの調査に基づき、当該地域の中国ムスリムのあいだに見られる憑依現象に関して、彼らが説明する解釈体系とその治療に関する事例報告を行った。(2) 12月に関西大学文化交渉学教育研究拠点において、上ミャンマーにおける中国ムスリムの文化変容に関する報告を行った。上ミャンマーにおける憑依現象を、当該地域の中国ムスリムが「夷地」という概念を用いて理解していることに着目し、彼らが憑依言説をとおして「他者(当該地域の他のエスニック・グループや宗教集団)」と取り結ぶ関係について考察した。(3) 3月に国立民族学博物館において、中国ムスリム移民のライフヒストリーとアイデンティティに関する報告を行った。台湾に居住する中国ムスリム移民のライフヒストリー調査に基づき、移住地域における国籍や身証の取得などに対する、中国ムスリム移民の言説を通して、彼らのアイデンティティのありようを分析した。(1)具体的内容調査:平成22年2月に、台湾において雲南系ムスリム移民のコミュニティ形成に関する調査を行うと同時に、在台湾雲南ムスリム移民に関する著書の出版について打ち合わせを行った。平成22年3月に、ミャンマーにおいて調査を行った。ヤンゴンにおいては国立文書館(National Archives)において、イギリス植民地期における中国系住民とくに、上ミャンマーにおける雲南ムスリムについてイギリス植民地政府が記述している文書の収集を行った。また、上ミャンマーのピンウールィンにおいて、ポストコロニアル期の雲南ムスリム移民のアイデンティティに関して、聞き取り調査を行った。研究成果の公開:平成20年度に行った調査に基づき、平成21年度は国際会議において、本研究に密接に関係する発表を2回行った。台北(台湾)で行われたSociety for East Asian Anthropologyおよび、テジョン(韓国)で行われたThe International Convention of Asian Scholars 6において、植民地期におけるミャンマーで、雲南系の移民ムスリムが、中国と英領ミャンマー政府との間で極めて戦略的に振舞っていること、さらにポスト植民地期のミャンマーにおいて、ミャンマー軍事政権との間で極めて戦略的に振舞っていることを示した。(2)意義と重要性今日中国とミャンマーとの間における経済的・政治的結びつきが拡大している。そうした結びつきの拡大に寄与している集団の一つが、本研究が調査分析している雲南系ムスリムである。彼らが中国とミャンマーという国家の間で戦略的に自己を主体化している様子を分析することで、今日の両国間を跨いだ具体的な人びとの動きを知ることができる。本研究は、上ビルマと中国雲南省との間において展開する、中国ムスリム(回族)の国境を越えた社会空間の性質をとらえ直すことを目的としていた。そのため、平成22年度には下記の調査を行うと同時に、下記の研究発表を行った。(1)調査と研究:1.前年度に引き続き、平成22年8月にミャンマー・ヤンゴンの国立文書館において、植民地期上ミャンマーおける中国ムスリム関係の資料を渉猟した。2.平成22年8月ミャンマーにおかて華僑・華人、中国ムスリムと現地住民の協働関係に関する調を、下ミャンマーにおいて行った.3.平成23年2月から.3月にかけて、中国雲南省とミャンマーとの国境に位置する地方都市「瑞麗」において、国境を越えて中国に居任するミャンマー系ムスリムのコミュニティについて調査を行った。とくにこの調査については、本科研プロジェクトから次期の研究プロジェクトに発展させるために非常に有効な調査であった。(2)研究成果の公表:2.平成22年8月下旬に中国〓州で行われた「第四届現代中国与〓〓格局国〓学術研討会:近代中国革命、社会〓型与国〓視野」

「旅緬雲南穆斯林在殖民/後殖民時期歴史叙述與邊縁文化戦略」と題する研究発表を行った。3.平成23年3月中旬に、タイ・チェンマイで行われた「全球化時代の東・東南アジアにおけるエスニック・マイノリティと地域社会」において、「植民地期およびポスト植民地時のミャンマーにおける中国ムスリムの生存戦略」と題する研究発表を行った。
複合極限環境下における低次元有機導体の量子ゆらぎ効果の研究

本研究では,定常強磁場,極低温,高圧,局所の複合した極限環境下における,低次元有機伝導体のゆらぎ,特に低温における量子ゆらぎが影響する臨界相転移現象の解明と,新奇電子状態,相転移の探索を行うことを目的とした.本年度は,1.ダイヤモンドアンビルセルを使用した10GPaの高圧環境における輸送特性測定環境の構築を行った.この結果ルビー蛍光測定による精密な圧力測定を物性測定と同時に低温で行えるようになった.2.超伝導状態,磁束状態において,量子ゆらぎが関与する量子磁束液体状態と抵抗転移曲線との相関を,クランプ式圧力セルを用いた低圧印加(1GPa以下)により物質パラメーターを変化させて系統的に調査し,磁場中転移曲線の圧力変化から量子ゆらぎ強度の変化に関する知見を得た.3.モット転移などの相転移に伴う不均一や電荷秩序とその融解状態など,均一な系における種々の電子的「不均一」状態が存在する.このような状態を実空間情報として得るためには異なる長さスケールの分解能,走査領域を有する局所測定プローブが必要である.本研究では,(1)マイクロメータースケールのプローブとして放射光赤外光を用いた走査型局所赤外反射スペクトル測定法によるモット転移近傍での電子相分離の研究を,(2)ナノメータースケールのプローブとして走査型トンネル顕微鏡を用いた電荷秩序状態の研究を行った.(1)ではモット1次転移近傍での電子系過冷却による相分離状態とその温度変化の観測に成功し,湾曲した1次転移線に起因するリエントラントな相転移過程と相分離状態を見出した.(2)では電荷秩序状態のSTM測定に成功し,電荷秩序の実空間パターン像を得ることができた.本研究では,定常強磁場,極低温,高圧,局所の複合した極限環境下における,低次元有機伝導体のゆらぎ,特に低温における量子ゆらぎが影響する臨界相転移現象の解明と,新奇電子状態,相転移の探索を行うことを目的としている.本年度は,複合極限環境の整備として,(I)東北大学金属材料研究所強磁場超伝導材料研究センター設置の定常強磁場発生装置(ハイブリットマグネット),ヘリウム3冷凍機,2軸回転機構使用による30T,0.5Kの強磁場低温環境に加えて,ダイヤモンドアンビルセルを使用した10GPaの高圧環境における輸送特性測定環境の構築を行った.また,(II)超伝導状態,磁束状態において,量子ゆらぎが関与する量子磁束液体状態と抵抗転移曲線との相関を,クランプ式圧力セルを用いた低圧印加(1GPa以下)により物質パラメーターを変化させて系統的に調査した.モット転移などの相転移に伴う不均一や電荷秩序とその融解状態など,均一な系における種々の電子的「不均一」状態が存在する.このような状態を実空間情報として得るためには異なる長さスケールの分解能,走査領域を有する局所測定プローブが必要である.我々のグループでは,(III)マイクロメータースケールのプローブとして放射光赤外光を用いた走査型局所赤外反射スペクトル測定法によるモット転移近傍での電子相分離の研究を,(IV)ナノメータースケールのプローブとして走査型トンネル顕微鏡を用いた電荷秩序状態の研究を行った.また,これらの実験研究に使用する単結晶試料の継続的育成を行った.本研究では,定常強磁場,極低温,高圧,局所の複合した極限環境下における,低次元有機伝導体のゆらぎ,特に低温における量子ゆらぎが影響する臨界相転移現象の解明と,新奇電子状態,相転移の探索を行うことを目的とした.本年度は,1.ダイヤモンドアンビルセルを使用した10GPaの高圧環境における輸送特性測定環境の構築を行った.この結果ルビー蛍光測定による精密な圧力測定を物性測定と同時に低温で行えるようになった.2.超伝導状態,磁束状態において,量子ゆらぎが関与する量子磁束液体状態と抵抗転移曲線との相関を,クランプ式圧力セルを用いた低圧印加(1GPa以下)により物質パラメーターを変化させて系統的に調査し,磁場中転移曲線の圧力変化から量子ゆらぎ強度の変化に関する知見を得た.3.モット転移などの相転移に伴う不均一や電荷秩序とその融解状態など,均一な系における種々の電子的「不均一」状態が存在する.このような状態を実空間情報として得るためには異なる長さスケールの分解能,走査領域を有する局所測定プローブが必要である.本研究では,(1)マイクロメータースケールのプローブとして放射光赤外光を用いた走査型局所赤外反射スペクトル測定法によるモット転移近傍での電子相分離の研究を,(2)ナノメータースケールのプローブとして走査型トンネル顕微鏡を用いた電荷秩序状態の研究を行った.(1)ではモット1次転移近傍での電子系過冷却による相分離状態とその温度変化の観測に成功し,湾曲した1次転移線に起因するリエントラントな相転移過程と相分離状態を見出した.(2)では電荷秩序状態のSTM測定に成功し,電荷秩序の実空間パターン像を得ることができた.
受容体型チロシンホスファターゼによるシナプス可塑性の制御

Ptprzは、MMP-9やプラスミンによってectodomain sheddingを受けることが明らかにされているが、これらプロテアーゼはシナプス可塑的変化時に活性化する。脳組織から分画した神経シナプス後肥大部(PSD)には、Ptprzフラグメントが集積しており、シナプス部位でも同様にプロテオリシスされていることが判明した。既に同定されている基質分子Git1とMagi1の脱リン酸化サイトを特定し、Ptprzの基質モチーフを明らかにした。このモチーフ配列を用いることでpaxillin(Tyr118)を含む新たな基質候補分子を同定した。記憶・学習の細胞基盤であるシナプス可塑性における受容体型タンパク質チロシンホスファターゼ(RPTP)の役割について、神経シナプスに集積するRPTPであるPtprzとその遺伝子欠損マウス等を用いて解析を行った。1.現在、学習刺激時におけるPtprzの制御的蛋白質切断について解析途中にあるが、神経シナプス後肥大部(PSD)には、特に受容型バリアントの細胞内PTPを含むプロテアーゼ切断フラグメントが集積することを見だした。この知見は、本分子の制御的蛋白質切断がシナプス部位で生じていることを強く示唆しており、このプロセシングが学習刺激によって活性化した神経細胞で起きている現象であるのかを検証する予定である。2. Ptprz欠損マウスの海馬組織におけるシナプス構造については、少なくとも通常飼育条件下では大きな差異はないことが確認された。3.培養細胞にPtprzの細胞内ドメインを発現させ、DNAマイクロアレイ解析した実験において、発現レベルが変化する分子が複数見いだされた。これら分子中からシナプス可塑性における関与が想定されるものについて、学習刺激の有無などによって野生側マウスとPtprz欠損マウスの海馬組織で差異が生じていないか検証を進める予定である。1.昨年度、学習刺激時の神経シナプス後肥大部(PSD)に受容型バリアントの細胞内PTPを含むプロテアーゼ切断フラグメントが集積することを見いだした。この知見は、本分子の制御的蛋白質切断がシナプス部位で生じていることを強く示唆したが、この切断に関わるプロテアーゼを特定するまでには至らなかった。また海馬組織から生化学的に単離した核分画にPtprz由来の分解断片を検出されたが、学習刺激有無でのPtprzの分解断片の動態変化に関しては、実験系のコントロールが難しく、さらなる条件検討を必要としている。2.Ptprz欠損マウスの海馬組織におけるシナプス構造については、少なくとも通常飼育条件下では大きな差異はないことが確認された。3.昨年度、培養細胞にPtprzの細胞内ドメインを発現させ、DNAマイクロアレイ解析した実験で発現変化が見いだされた分子の一つに細胞接着及び神経可塑性に関わる分子が存在していた。このタンパク質は、シナプスに存在し、チロシンリン酸化を受けていたことから、Ptprzの基質分子となる可能性が考えられた。4.これまで単離したPtprzの基質分子Git1及びMagi1の脱リン酸化サイトを特定することができ、これまでに知られていなかったPtprzの基質モチーフ配列を見いだすことができた。