hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高機能自閉症スペクトラム障害の自己理解をめぐる葛藤と対処スキルに関する基礎的研究

プログラムの経過とともに参加者の主体性(能動性)がより賦活されることによって、その後の生活場面につながっていく効果である。ただし、今後の課題として、本プログラムをさらに充実させるためには、「自己理解」を進める準備段階として身体感覚への気づき、他者とのアサーティヴなコミュニケーションスキル、そして「援助要請」スキルの獲得が重要である。同時に、本プログラムがもつ臨床的な意義を明確にするため、さらに評価として、参加前後の変化、生活場面への般化に関する評価方法の開発を進める必要性がある。児童期から支援を継続して10年間追跡調査を続けた高機能自閉症スペクトラム障害(以下、高機能ASD)がもつ安定した「自己理解」の背景には、柔軟な状況判断を通した「自分らしさ」の表現と援助要請スキルの高さ、学習・就労体験からの達成感の高さが重要である。その一方で、青年期以降から支援を継続した高機能ASDの場合、家庭や職場において受身的な姿勢で支援を受けるだけでは、青年期以降の能動的な計画性や予測能力が十分に育たないことがわかってきた。そこで、集中型「自己理解」プログラムを通して、高機能ASDの能動性が賦活され、葛藤や対処スキルへの気づきが促進される効果が示唆された。その理由としては、次の3点がある。第一に、生活面や就労状況の安定感と「自己理解」の深まりが、必ずしも正の相関関係になるとは限らない、むしろ、支援の方向性として、外的な行動の維持だけに焦点化した場合には、将来的な見通しに欠ける面が強くなる傾向が、今回の調査において明確になってきた。第二に、その解決方法として、他機関からの協力もあり、これまで試行的に実施していた青年期のHFASD者のための「自己理解プログラム」のワークブックを監修・発行することができた。第三に、これらの成果を踏まえて、次年度では幼児期からの10年目の追跡調査の実施と合わせて、青年期のHFASD者のための「自己理解プログラム」を実施するための準備を整えることができた。臨床心理学的視点を通して、自閉症スペクトラム障害児者の自己理解に関する調査研究を専門とする。次の2点を中心に進めたい。第一に、幼児期からの10年間の追跡調査を通して、HFASDの自己理解の進展に重要なワーキングメモリー系の伸長に関して、さらに検討することを目的とする。第二に、青年期HFASD者の「自己理解プログラム」合宿の実施を通して、表面的な社会適応だけでなく、内的な「自己理解」の伸長を通して、成長に伴って生じる葛藤への解消方法をさらに検討することを目的とする。大きくは、以下に示す2つの理由からである。第一に、学校や職場での適応が良好であると同時に、新たな環境への移行においても安定感を保つことができており、これまでの追跡調査の結果とも合致している。第二に、その心理的背景として、成長に伴う「自分らしさ」への葛藤に対する適切な対処スキルが獲得されており、半構造化面接においても、明確に主体的な「自己理解」が語られる場面が多くなっている。また、追跡調査のデータ処理の妥当性を高めるために行っている8年目の追跡調査群からのデータからも、これまでの追跡調査と同様に結果が得られていることもあり、この群の10年目の追跡調査を行う平成27年度の結果が期待できる。当初計画していた調査対象者数が少なくなったために、それに伴う謝金や人件費の支出が予算よりも下回ったため。今回の調査結果からも、継続的に支援してきた青年期HFASDの「自己理解」とその言語化の深まりが、予想以上に高い印象を受けている。
高等植物の液胞の機能分化を支える膜蛋白質の変動

私達は先に種子貯蔵タンパク質の前駆体を蓄積する新規な小胞(PAC小胞)が液胞への貯蔵タンパク質の輸送に働くことを明らかにしている。PV72はPAC小胞の主要な膜タンパク質として同定されたタイプ1型膜タンパク質である。PV72はCa^<2+>依存的に貯蔵タンパク質の1つである2S-アルブミンの前駆体と結合すること、また2S-アルブミン前駆体の液胞移行シグナルの局在するC末端と結合することが明らかとなった。PV72では種子の登熟中期に一過的に蓄積することから貯蔵タンパク質の合成に関与していることが示唆された。PV72とGFPの融合タンパク質はゴルジ体に局在していること、またPV72が複合型の糖鎖をもっていることから、PV72はゴルジ体を経由して運ばれていることが判明した。これらの結果から、PV72はPAC小胞とゴルジ体間をリサイクルしており、種子貯蔵タンパク質のレセプターとして働いていることが示唆された。1.液胞の分化転換機構の解析:種子のタンパク質蓄積型液胞に特異的な膜タンパク質(MP73)のcDNAを単離し,構造解析を行った.MP73は後半にGlutamic acidとArgininに富む13回の繰り返し配列を持つ新規の膜タンパク質で,未知の分子と複合体を形成して液胞膜に結合していることが分かった.2.細胞死に向かう組織における栄養器官型液胞プロセシング酵素(VPE)の生理学的役割の解析:栄養器官型VPEの抗体を調製し,免疫電顕で傷害葉の液胞にVPEが局在していることを確認した.VPE遺伝子の発現様式をNorthem blotで解析した結果,傷害,エチレン,サリチル酸,ABAでは強い誘導が見られたが,ジャスモン酸には応答しないということが分かった.3.細胞死に向かう組織で誘導される液胞内分解系の活性発現調節機構の解析:VPEが,細胞死によって液胞内に誘導されてくる加水分解酵素の活性発現を制御している可能性を調べる目的で,システインプロテイナーゼRD21Aに注目した.RA21AとVPE遺伝子の発現様式が類似していることを確認した.RA21Aに対する抗体を作製すると同時に,RD21AをタバコBY2細胞に大量発現させることに成功した.1.液胞膜タンパク質の細胞内輸送系及び液胞の分化転換の解析:高等植物の液胞はタンパク質蓄積型液胞と分解型液胞の2種類の大きく分けられている。これらの液胞の膜タンパク質の細胞内輸送経路を調べる目的で、両液胞のそれぞれに特異的な膜タンパク質である水チャネルalpha TIP(tonoplast intrinsic protein)とgamma TIPに注目した。それぞれのTIP遺伝子にGFP(Green fluorescent protein)遺伝子を繁いだものを誘導性プロモータの制御下でタバコBY2細胞とシロイヌナズナで発現させた。導入したそれぞれの遺伝子産物による蛍光が液胞膜上で確認できた。現在、形質転換BY2を用いて、細胞内輸送経路を詳細に解析するとともに、形質転換シロイヌナズナを用いて、シロイヌナズナのタンパク質蓄積型液胞を分解型液胞の各組織による分化転換を調べている。2.種子のタンパク質蓄積型液胞に特異的に発現する膜タンパク質の解析種子のタンパク質蓄積型液胞に特異的な膜タンパク質(MP73)のcDNAを単離し、構造解析を行った。MP73は後半にGlutamic acidとArginineに富む13回の繰り返し配列を持つ新規の膜タンパク質で、未知の分子と複合体を形成して液胞膜に結合していると考えられる。このMP73の蓄積と分解はタンパク質蓄積型液胞の消長と一致した。液胞へのタンパク質輸送系を解析するため、様々な局在化シグナルを持つgreenfluorescent protein(GFP)をタバコBY2細胞で発現させた。シグナルペプチドのみを融合させたGFPは効率よく細胞から分泌されたのに対し、カボチャ2S-アルブミンのC末端部分を融合させたGFPは液胞に局在化した。このことは2S-アルブミンのC末端部分に液胞移行シグナルがあることを示している。液胞輸送レセプターPV72の膜貫通部分とサイトゾル部分を融合させたGFPは、ゴルジ装置様の小胞に蓄積した。BY-2細胞の培養に伴い、この融合GFPは、プレ液胞画分において、PV72の部分が切り離されて、GFPとなり、液胞に輸送された。この結果は、液胞輸送レセプターはゴルジ装置とプレ液胞画分の間をリサイクルしていることを示唆している。貯蔵性液胞と分解型液胞の膜タンパク質であるα-TIPとγ-TIPを融合させたGFPをBY-2細胞で発現させたところ、どちらもBY-2細胞の液胞膜に蓄積した。経時的なGFP局在性解析からは両者に違いがみられないことから、この細胞ではα-TIP,γ-TIPともに同じ輸送系で輸送されていることが示唆される。植物個体における貯蔵型及び分解型液胞への膜タンパク質輸送系の分化を解析するため、上記GFPをシロイヌナズナで発現させ、その局在を調べている。カボチャ種子のタンパク質蓄積型液胞に局在する新規の膜タンパク質MP72の生合成、細胞内輸送を解析した。MP73のcDNA解析から、MP73は高分子量前駆体として合成され、シグナルペプチド、24-kDドメイン、MP73ドメインから成ることが判明した。免疫組織学的及びイムノブロット解析から、ER由来の貯蔵タンパク質輸送小胞であるPAC小胞の膜画分にプロ型MP73が蓄積することが明らかとなった。

一方、成熟型MP73はPAC小胞には検出できなかった。この知見は膜タンパク質MP73がPAC小胞を介してERからタンパク質蓄積型液胞に運ばれることを示唆している。パルスーチェース実験から、プロ型MP73はN-結合の糖鎖をもち、ER上で合成された後、PAC小胞を経てタンパク質蓄積型液胞に輸送されること、ツニカマイシン処理により、糖鎖付加が阻害されると、PAC小胞へは輸送されるが、その後、タンパク質蓄積型液胞に蓄積がみられなかった。この知見は、ツニカマイシン処理により、PAC小胞からタンパク質蓄積液胞への輸送が阻害されたか、糖鎖のないMP73が液胞内で不安定ですぐ分解されることを意味している。以上の結果から、貯蔵タンパク質の輸送のみならず、膜タンパク質のERからタンパク質蓄積型液胞への輸送をPAC小胞が担っていることが明らかとなった。私達は先に種子貯蔵タンパク質の前駆体を蓄積する新規な小胞(PAC小胞)が液胞への貯蔵タンパク質の輸送に働くことを明らかにしている。PV72はPAC小胞の主要な膜タンパク質として同定されたタイプ1型膜タンパク質である。PV72はCa^<2+>依存的に貯蔵タンパク質の1つである2S-アルブミンの前駆体と結合すること、また2S-アルブミン前駆体の液胞移行シグナルの局在するC末端と結合することが明らかとなった。PV72では種子の登熟中期に一過的に蓄積することから貯蔵タンパク質の合成に関与していることが示唆された。PV72とGFPの融合タンパク質はゴルジ体に局在していること、またPV72が複合型の糖鎖をもっていることから、PV72はゴルジ体を経由して運ばれていることが判明した。これらの結果から、PV72はPAC小胞とゴルジ体間をリサイクルしており、種子貯蔵タンパク質のレセプターとして働いていることが示唆された。
電界効果による有機分子性結晶表面への高密度キャリア注入と二次元電子相の創製

有機半導体は次世代のエレクトロニクス材料として産業面から大きな期待が寄せられており、更なる高移動度化に伴う応用範囲の拡大という点からも、その伝導特性を決定するメカニズムの解明が待ち望まれている。有機半導体の伝導性は、π共役系有機分子間のπ軌道のオーバーラップに依存するため、圧力印加に伴う結晶格子の変化に対して敏感に応答する事が期待される。本研究では、電界効果によってキャリアを誘起された有機半導体界面の伝導特性を決定するメカニズムの指針を得るため、圧力印加による分子間距離の収縮を通して、有機半導体の輸送特性と結晶構造・分子構造の関係を調べた。前年度に世界で初めて開発した有機半導体電界効果トランジスタ(OFETs)の圧力下における輸送特性測定の手法を用いて、有機半導体の基本となるπ共役骨格のみで構成されたacene系分子であるテトラセン、ペンタセン及びテトラセンに4つのフェニル基を付け加えた分子構造を持つルブレンの移動度の圧力変化を測定・比較し、分子構造が有機半導体の輸送特性に与える効果を評価した。また、C原子、H原子のみからなるacene系有機半導体分子と比較するため、より大きな原子軌道を持つS原子を含むジナフトチエノチオフェン(DNTT)の圧力下FET特性を測定し、ヘテロ原子に起因すると考えられる、ルブレンの数倍、シリコンの数十倍もの非常に大きな圧力に対する移動度増加率を見出した。更に、有機半導体における輸送特性と結晶構造の関係を明確にするため、(株)リガクと共同で圧力下単結晶X線回折用ダイアモンドアンビルセルを開発し、SPring-8 BL02B2においてルブレンの単結晶X線構造解析実験を行い、加圧状態における詳細な結晶構造の情報を得た。この圧力下結晶構造を元に密度汎関数法を用いて各圧力における分子間のπ軌道の重なりの大きさを計算した所、圧力下送特性測定から得られた移動度の圧力依存性を支持する結果を得た。これらの実験によって有機半導体のキャリア伝導機構に対する結晶構造・分子構造の効果をとらえ、更なる高移動度有機半導体分子開発の指標を得た。有機半導体電界効果トランジスタ(OFETs)の圧力下における輸送特性測定の手法を世界で初めて開発し、有機半導体の基本となるπ共役骨格のみで構成されたペンタセン、立体障害の大きいフェニル基を持つルブレン、大きな原子軌道を持つS原子を含むDNTTの3種類の高移動度有機半導体の圧力下の伝導性を測定した。また、有機半導体における輸送特性と結晶構造の関係を明確にするため、SPring-8 BL10XUにおいてX線構造解析実験を行い、加圧状態の結晶構造の情報を得た。さらに、X線構造解析から得られた格子定数を基に加圧状態の結晶構造の最適化を行い、各圧力における結晶構造から分子軌道計算を行った結果、輸送特性測定から得られた移動度の圧力依存性を支持する結果を得た。これらの実験によって有機半導体のキャリア伝導機構に対する結晶構造、分子構造の寄与をとらえた。

有機物と電界効果トランジスタ構造との圧縮率の違いによる均一な加圧の困難さから、今まで実験例が存在しなかった圧力下電界効果実験の手法を新規に開発し、様々な特色を持つ複数の有機半導体分子に適用する事に成功している。これによって論文2報、共同研究者も含めて5件の学会発表を行っている。今後は、1年目に確立した圧力下電界効果実験の手法を有機半導体のみならず、ドナー分子・アクセプター分子間の電荷移動によって様々な電子状態を発言する事が知られている有機電荷移動錯体にも適用し、圧力及びキャリア量の変調による電子相転移の制御についても研究する。電界効果によるキャリア注入によって電荷移動錯体のバルクの伝導に上乗せされた界面二次元電子系の伝導特性を正確に評価するためには、従来のバルク物性の測定より高精度な測定が要求される。このため、ロックインアンプを用いて電界効果で注入したキャリアに起因する伝導特性の変化量のみを検出できるように測定系にも更なる改良を加える予定である。また、電子相転移の探索に加え、キャリア密度・圧力・温度をパラメーターとして系統的に物性変化を調査し、有機物における低温電子物性の発現機構の詳細を調べる。
無機化合物のpillar形成を利用した高分子炭化物の細孔径制御法の開発

分子ふるい炭素の製造において、細孔径の制御は最も重要なポイントであるが、いまだ制御法は確立されておらず、経験に基づいて製造されている。本研究では、炭化中に硫化物などの無機化合物のピラ-を形成させ、細孔径を制御するという画期的な方法を提案し、イオン交換樹脂を原料として、その可能性について検討した。(1)交換カチオン種が炭化物の細孔構造に及ぼす影響強酸性陽イオン交換樹脂をNa^+,K^+,Ca^<2+>,Fe^<2+>,Ni^<2+>,Zn^<2+>,Cu^<2+>,Fe^<3+>でイオン交換した樹脂を900°Cで炭化したところ、イオンによって熱重量変化が大きく異なっており、カチオン種で熱分解機構が大きく異なることが明らかになった。それら900°Cの炭化物の細孔容積分布を測定したところ、1価のK_+,Na_+のものはほとんど細孔が存在していなかったが、2価及び3価のものは0.350.45nmの細孔が発達していた。このことから、2価及び3価のカチオンは複数のイオン交換基とイオン結合をし、それが炭化中にピラ-となって細孔を形成させるものと推定できた。また、カチオン種によっても細孔容積分布は大きく異なり、とくにCu^<2+>のものは0.40.43nmの均一な細孔を有していた。この様に、交換するカチオン種によって細孔構造を変えることができることがわかった。(2)交換カチオン量が炭化物の細孔構造に及ぼす影響全てのカチオン種について、交換カチオン量が(1)で調製した量の1/2と1/4の樹脂を調製、炭化を行い、細孔容積分布を測定したところ、500°C、700°Cの炭化物では交換量の影響が見られなかったが、900°Cでは1/2と1/4の交換量のものはほとんど細孔を有してなかった。このことから、カチオンがある程度の量がないとピラ-を形成しないことがなかった。
庄内平野東縁活断層系の掘削法による活動度の解明

庄内平野東縁活断層系沿いの南北走向の新期断層変位地形(比高12mの西向きの小崖)を横断して調査溝(トレンチ)を掘削した。掘削地点は山形県飽海郡松山町朴ノ木沢の水田で、トレンチの規模は長さ35m、幅7m、深さ3.0mである。トレンチは完新世の小扇状地上に位置し、付近では最終氷期以降の扇状地上に断層変位の累積も認められる。トレンチ壁面では比較的分級の良い礫層とシルトの互層が観察された。トレンチ最下部の礫層は多量の樹木片を含み、また各層準のシルトには腐植層が挟まれ、これらは地層の年代決定のための^<14>C測定に利用された。トレンチ西端には、走向N70°E、傾斜10°Nの出羽山地側を上昇させる低角逆断層が現われ、断層付近ではシルト・砂の撓みや引き摺りが認められた。この断層は地表下約1.5mの黒色腐植層を東上がりで約1.2m変位させているが、それより上位のシルト層、礫層は変位させておらず、1894年庄内地震の痕跡(断層・地裂等)は地表近くでは観察できなかった。黒色腐植層より下位の礫層には、地震時の振動によるとも考えられる堆積構造の乱れが見られるが、詳細は不明である。十数点の^<14>C年代測定を行ない、最小部礫層から得られた樹木片は7260±130y.B.P.(Gak-18532)、黒色腐植層は8150±170y.B.P.(Gak-18537)、地表下約1.2mの小扇状地構成層中の樹木片は6740±220y.B.P.(Gak-18529)の年代をそれぞれ示す。以上の観察結果から以下の結論を得た。(1)「日本の活断層」(活断層研究会,1991)で確実度IIIとされていた松山町付近の活断層は、新期断層変位地形の明瞭な確実度Iの活断層である。(2)この新期断層変位地形は、東上がりの低角逆断層によって形成されたものである。(3)この低角逆断層は約70008000年前に活動し地震をおこした。(4)約8000年前以前にもこの低角逆断層は活動した疑いが持たれるが詳細は不明である。(5)1894年庄内地震の地震断層はトレンチ掘削地点では現われなかった。
アルツハイマー病の超早期診断に向けた脳内βセクレターゼイメージング薬の開発

アルツハイマー病(AD)の超早期診断を目指し、Aβペプチド産生の律速酵素であるβセクレターゼ(BACE)を標的とした分子プローブの開発を試みた。hydroxylethylamine dipeptideisoster誘導体(HEA)を母体とする放射性ヨウ素標識化合物([125I]I-HEA)を新規に合成、評価した結果、本化合物は脳内BACEに結合することがin vivoで示唆された。したがって、HEA骨格がBACEイメージング薬としての基本的性質を有することが示された。本研究の目的は、アルツハイマー病(AD)の「超早期」診断を目指し、分子イメージング技術を用いてAD脳病態を解明するための、インビボ放射性分子プローブを開発することにある。すなわち、AD確定診断の指標となる老人斑(Aβプラーク)の構成成分であるβアミロイドタンパクについて、その産生の律速酵素であるβセクレターゼ(BACE-1)を対象とし、本年度は以下に示すプローブの合成と基礎的評価を行った。BACE-1の基質となるアミロイド前駆体タンパクの遷移状態を模倣した、本酵素への高い親和性を有する低分子阻害剤、hydroxylethylamine isoster誘導体(HEA)を母体化合物として選択した。本化合物を123I標識することでSPECT用プローブに展開することを考え、構造中幾つかの位置にヨウ素を導入した化合物についてコンピュータ計算によるドッキングシミュレーションを行った。その結果、結合親和性の指標となるPMFスコアが母体化合物と同等であり、BACE-1への親和性を保持していることが期待された化合物(I-HEA)についてさらに検討を行った。I-HEAを合成し、FRET assayによってBACE-1阻害活性を実測した結果、IC50値はnMオーダーであり、本化合物は所期の通り高い阻害活性を示した。さらに対応するアルキルスズ置換体から2段階反応による放射性ヨウ素標識体の合成を試み、[125I]I-HEAを放射化学的収率3.3%、放射化学的純度95%以上で得ることができた。[125I]I-HEAを正常若齢ddYマウスに静脈内投与したところ、脳への取込みの最大値は0.14%ID/gであった。本研究の目的は、アルツハイマー病(AD)の超早期診断を目指し、分子イメージング技術を用いてAD脳病態を解明するためのin vivo放射性分子プローブを開発することにある。昨年度、研究代表者はβアミロイドペプチド産生の律速酵素であるβセクレターゼ(BACE)につき、その基質となるアミロイド前駆体タンパクの遷移状態を模倣した本酵素への高い親和性を有する低分子阻害剤、hydroxylethylamine dipeptide isoster誘導体(HEA)に着目し、その放射性ヨウ素標識体([^<125>I]I-HEA)の作製を報告した。そこで、今年度は[^<125>I]I-HEAのBACEへの親和性および体内動態に関する検討をin vitro、in vivoにて行った。まず、BACEを遺伝子導入したHEK293細胞の培地中に[^<125>I]I-HEAを添加したところ、取込み開始30分後において、対照となる正常HEK293細胞と比較し、1.6倍と有意に高い放射能集積を認めた。また、[^<125>I]I-HEAを正常ddYマウス(6週齢)に静脈内投与したところ、投与10分後で脳への取込みは最大となり、0.10%ID/gを示した。一方、[^<125>I]I-HEAをSDラット(3週齢)に静脈内投与し、10分後に脳切片を作製、オートラジオグラムにて単位組織重量あたりの放射能を定量した結果、脳実質に放射能集積を認めた。さらに、BACE阻害剤の同時投与により、大脳皮質における本集積は有意に低下したため、[^<125>I]I-HEAが末梢投与後に血液脳関門を透過し、脳内BACEに結合することが示唆された。以上の結果から、HEA骨格がin vivo BACEイメージング薬としての基本的性質を有することが示された。
炎症性サイトカイン産生を抑制する人工関節表面の実験的証明

人工関節周辺組織の炎症や骨融解を抑制するためには、摩耗粉を貪食したマクロファージが産生する炎症性サイトカインを抑制する仕組みが必要である。その制御法として硬質側軸受面(ポリエチレン相手面)にマイクロスラリージェットエロージョン法による表面テクスチャリングを実施した。ポリエチレンと接触する可能性があるCo-Cr-Mo合金表面上のマイクロメートルレベル山部での算術平均粗さ、および山部と谷部の高低差をナノメートルオーダーで調節することが可能となった。炎症性サイトカイン(IL-6)の産生ピークを回避できる表面パターンを見出すことができ、人工関節適用へのロードマップを構築する体制が整った。人工関節から発生する超高分子量ポリエチレンの摩耗粉は、人工関節周辺組織の炎症や骨融解を引き起こす。生体反応を抑制するためには、摩耗粉の量を抑制することも大切だが、摩耗粉のサイズを大きくすることの方がより大切である。なぜならば、摩耗粉が大きければマクロファージからの貪食が抑えられ、炎症性サイトカインの放出を抑制できるからである。人工関節の軸受部は超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)と硬質材料(Co-Cr-Mo合金やセラミックス)で構成されるものが多い。申請者らは、Co-Cr-Mo合金の研磨方法について検討を重ね、従来の研磨(ラッピング)とトライボロジー理論をハイブリッド化することにより、さまざまな表面性状が創製できることを発見した。上述の目的を達するための表面性状として、1)従来の鏡面仕上げレベル(Ra=20nm程度)から、1/10以下のレベル(Ra=数nmレベル)に超平滑化する必要がある、2)適切な表面テクスチャリングを数十nmレベルで施し、摩擦面間に介在する潤滑液の挙動をコントロールする必要がある、との結論を実験的に導き出した。新しく創成した面を用いることにより、1) UHMWPEの摩耗粉量が50%以上抑制できること、2)摩耗粉サイズが肥大化し、マクロファージから貪食されにくい5μm以上のものを全体の50%以上にできること、3)摩耗粉の形態(アスペクト比)には影響を与えないこと、4)マウス由来RAW264細胞を摩耗粉存在下で培養しても、細胞数の減少が抑制できること、が確認できた。この表面は従来の表面粗さ指標だけでは的確に表現できないものであったが、新たにテクスチャリングパラメータを付与することで的確に表現できるようになった。この創成面を的確にかつ大量に作り出す方法として、新たな研磨方法を提案し、製品への応用展開がほぼ可能であるとの結論に達した。人工関節から発生する超高分子量ポリエチレンの摩耗粉は人工関節周辺組織の炎症や骨融解を引き起こす。生体反応を抑制するためには、摩耗粉の量を抑制することも大切であるが、摩耗粉のサイズを大きくすることのほうがより大切である。なぜならば、摩耗粉が大きければマクロファージからの貪食が抑えられ、炎症性サイトカインの産生を抑制できるからである。人工関節の摩擦面を研磨する場合、従来の研磨法(ラッピング)にトライボロジー(摩擦・摩耗・潤滑理論)の概念を取り入れ、シナジー技術を得ることにより、様々な性状の摩擦面を創成出来るようになった。特に、平成26年度に新たに見出したウェットブラスティング法の援用は、新しい超精密加工法の提案および創成装置の完成を導きだした。当該加工方法の成功により、ポリエチレンと接触する可能性がある山部での算術平均粗さ、および山部と谷部の高低差をナノメートルオーダーで調整できるようになったほか、摺動面全体における山部と谷部の歪度や摺動面全体の尖度をもコントロールすることが可能になり、摺動面テクスチャの設計範囲を格段に拡大することが可能となった。創成されたCo-Cr-Mo合金を適用することで、ポリエチレンの摩耗量は50%以上減少し、摩耗粉サイズは肥大化する傾向となった。炎症性サイトカインの産生量(IL-6とTNFーα)は、提案する摺動面を適用することで一般的な面を適用するよりも90%程度産生量を抑制できることが明らかとなった。さらに、この研究過程において、新たな生体反応の発現機序を見出すことに成功した。従来、マクロファージによる貪食と炎症性サイトカインの産生量は、異物サイズが大きいほど減るとの報告があった。しかし、異物サイズが大きいときは抗炎症性サイトカインの増加も認められたため、相対的に炎症性サイトカインの産生量が減っているように見えるだけであることが明らかとなった。摩耗粉をマクロファージが貪食し、炎症性サイトカインの産生を発現させるからである。本年度の実験結果によれば、ヒト由来単球マクロファージの生存率は摩耗粉の総表面積(=個数×個々の表面積)に比例して下がるが、炎症性サイトカインの産生は特定の総表面積にピークがある可能性が明らかとなった。培養実験にあたってはポリエチレンの比重が1より小さく、培地に浮遊する可能性が指摘されている反面、粒子形態や蛋白質等の吸着により水和し、沈降する可能性があることも確認できた。そのため、培養実験においては適宜、倒立培養と正立培養を平行して行い、より正確なデータの把握に努めている。総表面積は摩耗粉の量とサイズ/形態を制御できれば調整可能である。その制御法として硬質側軸受面(ポリエチレン相手面)の表面テクスチャリング処理を実施した。テクスチャリング処理にはマイクロスラリージェットエロージョン法を適用した。

これによりポリエチレンと接触する可能性がある山部での算術平均粗さ、および山部と谷部の高低差をナノメートルオーダーで調整できるようななったほか、摺動面全体における山部と谷部の歪度や摺動面全体の尖度をもコントロールすることが可能になり、摺動面テクスチャの設計範囲を格段に拡大することが可能となった。超高分子量ポリエチレンとCo-28Cr-6Mo合金の多方向すべりpin-on-disc試験装置に改善を加え、摺動パターンを変更させることにより股関節または膝関節に近い運動パターンをシミュレートでき、その他の条件はISO 14242または14243に準拠することができた。炎症性サイトカインの産生ピークを回避できる表面パターンを見出し、人工関節適用へのロードマップを構築する体制が整った。ヒト由来単球マクロファージに模擬摩耗粉(PMMA製)を与えた場合、炎症性サイトカイン(IL-6、TNF-α)産生のピークが1.0×1053.0×105μm2/cellの範囲にあることが判明した。産生のピークが粉投与表面積(=個数×個々の表面積)のパラメータで判定できる可能性があるため、当該パラメータによる評価を取り入れた実験計画を立てている。これは、摩耗粉がおおきければマクロファージからの貪食が抑えられ、炎症性サイトカインの産生を抑制できると考えてきた従来とは異なり、今後の研究計画を加速度的に展開できる貴重なパラメータである。培養実験にあたってはポリエチレンの比重が1より小さく、倒立培養による試験が推奨されてきた。しかし、粒子形態や蛋白質等の吸着により水和し、沈降する可能性があることも確認できたため、培養実験においては適宜、倒立培養と正立培養を平行して行い、より正確なデータの把握に努めることとなった。H26年度に高速かつ高精度なテクスチャリングを行う方法として新しい超精密加工法(マイクロスラリージェットエロージョン法)の採用と装置の完成を行ったが、本年度はスラリーノズル部形状の改良および駆動系の追加により、曲面への対応や水平方向の加工精度が向上した。現在、表面の粗さは1nm程度まで小さくすることができ(通常の1/10)、かつ、任意のうねり(凹凸)を深さ方法01μm、水平方向200μmで付与することができる。分析項目が充実したこと、表面テクスチャリングの加工可能レベルが上がっていることより、表面テクスチャと摩耗粉毒性の関係をより幅広く、かつ詳細に調査することに力を注いでいる。そのため、シミュレータの適用についてはpin-on-disc装置の運動軸を更新し、運動パターンの変化に自由度を持たせ、その他の条件はISO 14242または14243に準拠することで対応している。人工関節から発生する超高分子量ポリエチレンの摩耗粉は人工関節周辺組織の炎症や骨融解を引き起こす。理由は摩耗粉をマクロファージが貪食し、炎症性サイトカインの産生を発現させるからである。本年度の実験結果によれば、ヒト由来単球マクロファージは10μm以上の粒子も複数貪食すること、マクロファージの生存率は摩耗粉の総面積(=個数×個々の表面積)が一定値を越えると急激に下がること、炎症性サイトカインの産生は特定の表面積にピークがあることが確定的となった。
超低温保存が可能な種子における天然変性蛋白質の卓越した保護活性の分子機構

植物の種子には、超低温保存(液体窒素保存)が可能なものと、冷蔵保温すら不可能なものがある。しかし、この違いがどのような分子的要因によって決定されているのか、未だ解明されていない。本研究の実施者は、種子胚に存在し、種子の低温保存性と関連がある植物固有の天然変性蛋白質(デハイドリン)の保存領域が、低温感受性モデル酵素の超低温失活を僅か0.001%レベルでほぼ完全に抑止することを見出した。これは、通常の蛋白質保護剤が%レベルで作用することと比較すると驚異的な活性である。本研究では、デハイドリン保存領域による蛋白質超低温保護活性のメカニズムを究明する。本年度においては、活性配列であるKセグメントの疎水性アミノ酸に着目した研究を実施した。計画に従い、凍結感受性酵素である乳酸脱水素酵素(LDH)の失活、凝集、変性をモニターしたところ、KセグメントはLDHの失活、凝集、変性を抑制したが、その抑制活性は、デハイドリンそのものの活性より310倍低かった。そこで、デハイドリンには、Kセグメント以外にも凍結保護活性を示す部分があると仮定し、その同定に注力した。結果、ドメイン分割試験から新たな活性セグメントを見出すことに成功した。このセグメントは、Kセグメント同様、デハイドリンの配列にはマイナーな疎水性アミノ酸が複数含まれていた。しかし、Kセグメントとの相同性は低く、両者の間に存在する活性発現機構の普遍性を調査する必要がある。予定通り、シロイヌナズナのデハイドリンAtHIRD11のKセグメントについて、LDHの失活、凝集、変性をモニターし、その保護活性を確定した。疎水性アミノ酸の改変により、これらの活性が消失することも確認できた。AtHIRD11本体との活性比較からKセグメント以外の活性配列の存在を予測し、新規のセグメントを見出した。現在、本セグメントについて、ウェットとドライの両方から調査を進めており、新しい発見の萌芽と期待できる。一方、インビボの試験は、やや停滞している。以上を総合的に判断して、上記の評価区分となった。計画通り、次年度は、Kセグメントの物理化学的性質の研究に取り組むが、今年度、新たに、Kセグメント以外の活性配列を発見したことから、本新配列のKセグメントとの機能的構造的な相違を明らかにし、最終的には、こうした凍結保護活性ペプチドに普遍的に存在する特性を明らかにし、本研究の最終目的をより意義深いものにしたい。シロイヌナズナの初期めばえを種子胚とみなしたモデル系もまた、実施してゆきたい。
α-GalCerのヒト腫瘍細胞株に対する臓器別の抗腫瘍免疫活性の解析

われわれはα-GalCerの抗腫瘍効果をマウスの自然肝転移モデルを用いて抗腫瘍効果の機序を報告してきた。そこで今回、in vitroにおけるヒト腫瘍細胞株に対するα-GalCerの抗腫瘍効果を検討することを目的とした。すなわち、ヒトの末梢血および肝からリンパ球を分離採取してin vitroでα-GalCerを添加し、ヒト腫瘍細胞株に対する細胞障害活性、抗腫瘍活性を有するサイトカイン産生量を測定し、effector細胞の解析を行い、抗腫瘍効果を評価する。次いで、ヒトにおいては臓器特異性を有するのかどうかを検討する。もしα-GalCerの抗腫瘍効果が臓器特異性を有するならば、癌患者における転移巣に対する治療法の選択肢となりうる可能性があるからである。末梢血リンパ球と肝リンパ球の抗腫瘍効果の検討:開腹手術を予定された患者から、末梢血および開腹時に肝の一部を採取して末梢血リンパ球、肝リンパ球を分離した。各々のリンパ球においてヒト腫瘍細胞株(cell line)とα-GalCelを種々の濃度で添加してin vitroで混合培養し、Cr放出試験による細胞傷害活性を測定したが、末梢血リンパ球と肝リンパ球の問に再現性を有するデータを得ることはできなかった。したがって、α-GalCerの添加する至適濃度を設定するのにさらなる実験を要した。同様に、IFN-γあるいはIL-12の産生量を評価するに至っていない。上記リンパ球のeffector解析:上記の結果において、少数例に対しては各々のリンパ球においてeffector解析を開始した。しかし、同様に、再現性を有する結果に至っていない。今後は、対象患者の背景を可及的に揃える工夫と努力を要するものを考察する。研究の目的:われわれはα-GalCerの抗腫瘍効果をマウスの自然肝転移モデルを用いて抗腫瘍効果の機序を報告してきた。もしα-GalCerの抗腫瘍効果が臓器特異1生を有するならば、癌患者における転移巣に対する治療法の選択肢となりうる可能性があるからである。平成18年度の研究実施計画概要に従い研究を進め、以下の結果を得た。(1)末梢血リンパ球と肝リンパ球の抗腫瘍効果の検討開腹手術を予定された患者から、末梢血および開腹時に肝の一部を採取して末梢血リンパ球、肝リンパ球を分離した。各々のリンパ球においてヒト腫瘍細胞株(cell line)とα-GalCerを種々の濃度で添加してin vitroで混合培養し、Cr放出試験による細胞傷害活性を測定したが、末梢血リンパ球と肝リンパ球の間に再現1生を有するデータを得ることはできなかった。(2)上記リンパ球のeffector解析上記の結果において、少数例に対しては各々のリンパ球においてeffector解析を開始した。

すなわち、ヒトの末梢血および肝からリンパ球を分離採取してin vitroでα-GalCerを添加し、ヒト腫瘍細胞株に対する細胞障害活性、抗腫瘍活性を有するサイトカイン産生量を測定し、effector細胞の解析を行い、抗腫瘍効果を評価する。次いで、ヒトにおいては臓器特異性を有するのかどうかを検討する。もしα-GalCerの抗腫瘍効果が臓器特異性を有するならば、癌患者における転移巣に対する治療法の選択肢となりうる可能性があるからである。平成19年度の研究実施計画概要に従い研究を進め、以下の結果を得た。(1)末梢血リンパ球と肝リンパ球の抗腫瘍効果の検討開腹手術を予定された患者から、末梢血および開腹時に肝の一部を採取して末梢血リンパ球、肝リンパ球を分離した。各々のリンパ球においてヒト腫瘍細胞株(cell line)とα-GalCerを種々の濃度で添加してinvitroで混合培養し、Cr放出試験による細胞傷害活性を測定したが、末梢血リンパ球と肝リンパ球の間に再現性を有するデータを得ることはできなかった。したがって、α-GalCerの添加する至適濃度を設定するのにさらなる実験を要した。同様に、IFN-γあるいはIL-12の産生量を評価するに至っていない。(2)上記リンパ球のeffector解析上記の結果において、少数例に対しては各々のリンパ球においてeffector解析を開始した。しかし、同様に、再現性を有する結果に至っていない。今後は、対象患者の背景を可及的に揃える工夫と努力を要するものを考察する。
寄生虫症における各種血清診断の比較研究

本年度蠕虫症が疑われ臨床から依頼された症例の中で蠕虫抗原による血清反応で陽性を呈したのは490例中144例(29.4%)であり,特に眼科から依頼された犬蛔虫に対する検査では105例中45例(42.9%)が陽性であった。海外旅行者からはマンソン住血吸虫,ビルハルツ住血吸虫および包虫陽性者が見いだされている。人多包虫症の血清反応を検討した結果,粗抗原によるELISAと原頭節抽出抗原を用いたウエスタンブロッティング(WB)の組合せが抗体検索に有用であることが判明した。肝蛭症では初期の虫卵検出率は低く,これまでにも70症例中4例が肝癌,胆管癌として肝部分切除が行われており,血清診断の意義は大きい,有鉤嚢虫の嚢胞液の特異的な抗原性はpI5.40-5.50の広い範囲に等電点を持つ一種の糖蛋白様の抗原物質に存在することが明かとなった。マンソン孤虫はプレロセルコイドより抽出した粗抗原がELISAで特異性,感受性とも良好であった。赤痢アメーバ症ではフェノール抽出により除蛋白した多糖・核酸分画(PHEX抗原)と沈隆反応に関与する主要蛋白抗原を部分精製した抗原(CRAR抗原)を検討した結果,抗PHEX抗体は急性期反応の指標であり,抗CRAR抗体は発症抑止状態の指標として治癒期抗体と判断することが適当と思われた。クリプトスポリジウム症ではオーシスト排出のみられる感染初期は間接蛍光抗体法で陰性であったが、オーシストが陰転する感染40日後から抗体価が上昇した。マラリアの非流行地であるわが国では原虫確認が困難な症例が多いため血清診断が重要であり,海外の調査では低流行地および中等度流行地で過去のマラリア流行を血清反応から推定し得ること並びに一定地域内で発生した突然性流行を把握することも可能であることが確認された。カリニ肺炎の循環抗原は87例中36例(41.4%)が陽性であった。本研究で扱った本年度の血清検査総件数は約1500検体である。好酸球増多などで寄生蠕虫症が疑われた682例の中何らかの蠕虫抗原が陽性であったのは245例であり,特に多いのはアニサキスおよび犬・猫蛔虫症であった。肝蛭症も9例が認められているが,本症の場合腹部超音波検査と血清検査により早期に診断が可能であることが証明された。多包虫症では高い抗体〓を示しながら画像診断などで病変の認められない症例もあるので経時的に観察することが必要である。なお多包虫症ではウエスタンツ・ブロッティングにより29205KDaの間に多数のバンドを形成する完全型と3035KDaに主要なバンドを形成する不完全型があり、この不完全型は感染初期にみられ,その抗原はリポ蛋白抗原であることが判明している。また有鈎嚢虫症の診断のための嚢包液抗原は152KDaのグリコプロテインであることも明らかとなっている。一方原虫性疾患についてマラリアの血清反応陽性者は40名であったが,その中原虫が証明されたのは24名である。原虫が証明されて抗体が陰性であった4例は発症6日以内の患者でその後の検査では陽転していた。赤痢アメ-バ症におけるゲル内沈降反応では5つのパタ-ン(進展型,陳旧型,慢性型,急性型,陰性)に解析され,それぞれ臨床像との関連性が認められた。トキソプラスマ症ではイムノブロット法を用いて新生児血清で母親と異なる抗体を証明することにより先天性トキソプラスマ症の診断に有効であることを認めている。クリプトスポリジウム症では間接螢光抗体法により診断が可能であることが示唆された。カリニ肺炎の循環抗原は144名中51名が陽性であった。新型ツツガムシ病の診断には免疫ペルオキシダ-ゼとELISA法について検討が行われ,疫学調査の上で有効であることが認められている。今後は各疾患の血清について交叉反応を主体に検討を行う予定である。本研究で扱った本年度の血清検査総件数は約1350検体である.好酸球増多などで寄生蠕虫症が疑われた545例の中何らかの蠕虫抗原が陽性であったのは175例(28.8%)であり.特に多いのはアニサキス61例および犬・猫蛔虫症40例であった.このうち眼科的に犬蛔虫症が強く疑われ,血清反応が陽性であった35例のうち免疫電気泳動が陽性を示したのは11例(31.4%),ELISAが陽性であったのは33例(94.3%)で,両法とも陽性であったのは9例(25.7%)であった.硝子体液で実施した場合にはより抗体価が高く診断的価値が高かった.なお精製蛋白抗血清を用いたウェスタンブロット(WB)により犬蛔虫と猫蛔虫の区別が可能であることも判明した.多包虫症40例ではWBで31例が完全型,9例が不完全型であり,不完全型の場合,初期病巣で抗原成分に対して産生される抗体の種類と量は多様であった。マンソン孤虫症ではELISAが特異性,感受性が良いことが証明された。

一方原虫性疾患についてマラリアの患者血清を用いてWBにより抗原分子との反応を調べたところ,感染初期において47kD分子が強く提示され,回復後には急速に弱まる結果が認められた.トキソプラスマ症では慢性感染者のIgM抗体はイムノブロット法により分子量70,51,39,35kDの抗原が各患者共通して認められ,急性患者では39,9kDの抗原が共通的に認められた.IgG抗体は慢性患者で82,70,62,51,39,35kD抗原が認められ,42,41,30,27,6kD抗原は急性患者にのみ認められた.クリプトリスポリジウムの間接蛍光抗体法を用いて日本人成人116検体について調べたところ陽性率は49.3%であった.カリニ肺炎の循環抗原は116名中70名が陽性であった.奈良県下一農村でツツガムシの間接蛍光抗体法を行ったところ,175例中27例が陽性であった.本年度蠕虫症が疑われ臨床から依頼された症例の中で蠕虫抗原による血清反応で陽性を呈したのは490例中144例(29.4%)であり,特に眼科から依頼された犬蛔虫に対する検査では105例中45例(42.9%)が陽性であった。海外旅行者からはマンソン住血吸虫,ビルハルツ住血吸虫および包虫陽性者が見いだされている。人多包虫症の血清反応を検討した結果,粗抗原によるELISAと原頭節抽出抗原を用いたウエスタンブロッティング(WB)の組合せが抗体検索に有用であることが判明した。肝蛭症では初期の虫卵検出率は低く,これまでにも70症例中4例が肝癌,胆管癌として肝部分切除が行われており,血清診断の意義は大きい,有鉤嚢虫の嚢胞液の特異的な抗原性はpI5.40-5.50の広い範囲に等電点を持つ一種の糖蛋白様の抗原物質に存在することが明かとなった。マンソン孤虫はプレロセルコイドより抽出した粗抗原がELISAで特異性,感受性とも良好であった。赤痢アメーバ症ではフェノール抽出により除蛋白した多糖・核酸分画(PHEX抗原)と沈隆反応に関与する主要蛋白抗原を部分精製した抗原(CRAR抗原)を検討した結果,抗PHEX抗体は急性期反応の指標であり,抗CRAR抗体は発症抑止状態の指標として治癒期抗体と判断することが適当と思われた。クリプトスポリジウム症ではオーシスト排出のみられる感染初期は間接蛍光抗体法で陰性であったが、オーシストが陰転する感染40日後から抗体価が上昇した。マラリアの非流行地であるわが国では原虫確認が困難な症例が多いため血清診断が重要であり,海外の調査では低流行地および中等度流行地で過去のマラリア流行を血清反応から推定し得ること並びに一定地域内で発生した突然性流行を把握することも可能であることが確認された。カリニ肺炎の循環抗原は87例中36例(41.4%)が陽性であった。
がん患者のヘルスプロモーションを支える看護介入の検討

【対象者】臨床経験5年以上、外来化学療法を受けるがん患者に関わる看護師9名(平均年齢約34歳、平均臨床経験年数約12年)【データ収集・分析方法】平成16年10月12月の間に半構成的面接を1回/名(平均約40分/回)実施。対象者の承諾を得て録音したテープから逐語録を作成しそれらを質的帰納的に分析。【結果】看護師が捉えたがん患者のヘルスプロモーション(以下HP)は、<治療し病気を抑えるため・現状を維持するために受診する>、<病気が再発・悪化していないことを確認するために受診する>、<自己の身体感覚を通して身体状態を判断する>、<副作用に応じた対処方法をとる>、<自分なりにがんについての知識を得る>、<同病者の様子について情報収集する>、<自己の担う役割を果たす>の8つが抽出された。がん患者のHPと比較すると、彼らのHPの中の<自分にとり唯一の治療法である化学療法を万全の状態で確実に受ける>、<化学療法により生じる副作用に対して自分なりに対処する>、<見えない身体内にあるがんの状態を判断する>、<自分なりに情報収集する>の4つに類似していた。しかし、その他の<身体に良いと言われていることは何でも挑戦する>、<死について考える>等に類似したものは抽出されず、これは看護師が疾患や治療に伴い身体面に生じる問題を優先し捉えているためと推察される。がん患者のHPを促進する看護援助は、<患者が外来通院が行える状態・環境にあるか観察する>、<症状の確認をする>等を含む9つが抽出された。患者数の多さや人員不足に起因する"時間の無さ"は、重要な情報収集の場となる診察場面等への参加を制限し看護援助に生かすことを困難にしていた。がん患者のHPを支える看護介入として、患者の抱える問題だけでなく患者の取り組みを支える援助が必要であり、外来相談室等の役割分担や継続的な看護援助システム作りが求められる。当初の予定よりも対象者を得ることが難しく、面接が行えた入数が4名となった。そのため、引き続き対象者を得て面接を行う予定であるが、現時点の分析経過を示す。【対象者】本研究への協力に同意が得られた外来化学療法を受けているがん患者4名【データ収集及び分析方法】平成15年9月12月の間に、半構成的質問紙を用いた面接を12回/人(平均100分/回)行った。テープレコーダーに録音した面接内容から逐語録を作成し、それらを質的帰納的に分析した。【結果】外来化学療法を受けているがん患者は、目標とする健康状態として<がんを身体内から消失させ生きること>を目指していた。ヘルスプロモーションとして<自分にとり唯一の治療法である化学療法を万全の状態で確実に受ける>、<化学療法により生じる副作用に対して自分なりに対処する>、<見えない身体内にあるがんの状態を判断する>、<自分なりに情報を収集する>、く自分なりに症状の原因を考える>、<がんに効くと言われている自分でできることは何でも挑戦する>、<身体に良いと言われていることは何でも挑戦する>、<死について考える>、<がんのことを考えずに普通にいる>、<家族を一番の心の支えとする>、<家族には心配をかけないように常に元気な自分でいる>の11が抽出された。外来化学療法を受けるがん患者のヘルスプロモーションの中でも<自分にとり唯一の治療法である化学療法を万全の状態で確実に受ける>は、一回一回の化学療法が患者にとっては命をかけた治療であり、最も重要なヘルスプロモーションと考えられる。また、外来化学療法を受けるがん患者は、効果的・非効果的であるに関わらず、医療者のサポートを得るよりもまずは"自分なりに"試行錯誤していることが推察される。引き続きヘルスプロモーションに影響を及ぼす要因を明らかにし、外来化学療法を受けるがん患者のヘルスプロモーションを促進させる看護介入について検討していく。

患者数の多さや人員不足に起因する"時間の無さ"は、重要な情報収集の場となる診察場面等への参加を制限し看護援助に生かすことを困難にしていた。がん患者のHPを支える看護介入として、患者の抱える問題だけでなく患者の取り組みを支える援助が必要であり、外来相談室等の役割分担や継続的な看護援助システム作りが求められる。
試料自体の次元を変えていったら磁性はどうなるか

本研究の目的は通常のバルク(D=3)の試料とフラクタル次元(D)を落した試料(2<D<3)とを対比し、磁気転移や超伝導転移といった協同現象における秩序化が次元Dと共にどう変わっていくかを実験データとして提示することであった。与えられた試料のDの制御を実現し、その電子物性を明らかにした点が新しい。3年間でほぼ予定通り研究が進み、酸化コバルトの反強磁性転移温度(T_N)とDの関係、および銅酸化物高温超伝導体の臨界電流密度(J_C)とDの関係が、それぞれ当該の物理量を種々のDを持った試料で測定することで得られた。この成果は論文として受理され、特許も申請した。磁気秩序や電気伝導など重要な電子物性の多くは協同現象と呼ばれ、その構成成分(化学種)のみならずそれらの配列、すなわち構造の詳細に依存して大きく性質が変わる。固体は格子と電子系からなるが、このうち電子構造の(低)次元性に関しては古くから研究がなされ、電子構造の次元が異なると定性的に異なる諸性質が明らかにされてきた。一方、近年のナノテクノロジーの進展により薄膜(二次元)や細線(一次元)、量子ドット(零次元)などの研究から、試料の格子の次元によってもこうした物性が変化することが、類推的にあるいは経験的に認知されてきた。しかし現実に我々も試料も三次元の世界に存在している以上、格子の次元を任意にしかも系統的に変えることは通常不可能で、こうした問題を実験的に検証した例はなかった。ところが最近我々のグループは蝋の一種であるアルキルケテンダイマー(AKD)を混ぜることで、制御されたフラクタル次元D(D = 2.5-3)を持った試料を実現できることを発見した。Dは与えられた図形内部の空洞部分の体積や分布を定量的、統一的に評価した指標で、粗っぽく言えば幾何学的な(ユークリッド)次元という概念を非整数にまで拡張したものに相当する。今回の共同研究では基本的な性質が良くわかっている磁性体の磁化率を測定することで、磁気秩序が生じる様子とDとの関係を直接的、定量的に調べた。具体的には、室温付近に転移温度を持ち、各種半導体デバイスとして実用化されている酸化コバルト(II)を例にとって、フラクタル次元Dと反強磁性転移温度TNの定量的関係を調べた。申請者らの独自の方法でフラクタル立体にした粉末試料の静磁化率および交流磁化率を計測し、なぜDの低下に従って観測されたようにTNが変わるのかを磁気的相互作用の観点から考察した。磁性や伝導性は不対電子に起因する性質で、不対電子間の相互作用の影響を強く受けるため、試料の構造によって敏感に変わる。試料全体の形状と試料内に存在する空洞の分布を端的に数値化したのがフラクタル次元Dで、無理数も含め、0から3までのいろいろな数を取る。Dが非整数になる物体は雲や海岸線など自然界に多数存在するが、実験的に実現する方法が知られておらず、長い間主に数学や理論物理の研究対象であった。本申請者を含む研究グループはアルキルケテンダイマー(AKD)という蝋の一種を乳鉢で混ぜ合わせるだけで与えられた試料を望みのフラクタル次元にする可能性を以前から検討していた。そこでそうした技術を本研究によって確立し、Dの磁性や伝導性への影響を定量的に調べた。この3年間で研究はほぼ計画通り進み、酸化コバルトの反強磁性転移温度T_NとDとの関係、および銅酸化物高温超伝導体YBCOの超伝導転移温度T_C、臨界電流密度J_C、臨界磁場H_CのそれぞれとDとの関係を測定した。従来の通念から考えるとT_NはDと共に単調に指数関数的に低下すると予想されたが、実際のT_N vs DはD2.8でD=3の場合より2.4%上昇し、極大を取った。この極値を取るDはパーコレーション理論とも矛盾しない。簡単な計算によりT_NをDの関数として表し、半定量的に実験結果を再現できた。一方超伝導に対するDの影響は、このような反強磁性転移への影響ともまた異なっていた。T_CやJ_CはDの影響を受けなかった。これはAKDを乳鉢で混ぜ込んだだけでは、T_CやJ_Cを決定しているYBCOのミクロな構造は変わらないためだと説明された。一方H_CはDと共に40%程度増減した。この結果はDと共に試料中の空洞部分が変わることに着目して説明された。本研究の具体的な目的は、(研究期間全体の3年間で)