hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ磁性ビーズを用いたmTOR阻害薬の抗腫瘍効果メカニズムの解析

mTOR阻害薬に対する感受性の異なる腎癌細胞株を探索し、これらの細胞抽出液中のmTOR阻害薬結合蛋白として、βactin, RPS18, C1QBP, PHBを精製・同定した。C1QBP、PHB1の発現抑制で薬剤の細胞増殖抑制効果に明らかな影響が見られなかった。以上より、腎癌細胞株においてmTOR阻害薬とC1QBP、PHB1が結合していると考えられたが、mTOR阻害薬の細胞増殖抑制効果への関与は認めなかった。本研究はmTOR阻害薬の新たな標的分子を発見することで、抗腫瘍効果の作用機序の解明や抵抗性の克服、あるいは標的分子に基づいた合理的で強力な新規抗がん剤の開発を目標に行っている。具体的には2種類(A, B)のmTOR阻害薬、3種類の薬剤感受性の異なる腎癌細胞株(a, b, c)を用いて研究を施行している。まず、mTOR阻害薬A, Bのa, b, cに対する抗腫瘍効果を精査した。これによりmTOR阻害薬の種類による感受性の違い、細胞株による感受性の違いが確認された。次に、カルボキシル基を持った、ナノ磁性ビーズにmTOR阻害薬を結合させ、mTOR阻害薬結合ビーズを作製した。この薬剤結合ビーズと、感受性の違いが顕著であった、細胞株2種類を用いて、mTOR阻害薬結合タンパクを精製した。これらの薬剤結合タンパクを比較し、薬剤、細胞間で共通に結合するタンパクや一方でしか結合していないタンパクを確認した。これらの結合タンパクを、MALDI-TOF(マトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型)質量分析法を用いて、それぞれのmTOR阻害薬結合タンパクを同定した。8個解析したが、同定できたのは現在のところ4種類である。この4種類のうちがんの増殖に関係していると思われるタンパクを認めており、今後タンパクの抗体を用い結合の確認、RNAiを用いて腎細胞癌株への関与、mTOR阻害薬の抗腫瘍効果における関連について精査していく予定である。本研究は腎癌に対するmTOR阻害薬の新たな標的分子を発見することで、抗腫瘍効果の作用機序の解明や抵抗性の克服を目的として行った。平成27年度はmTOR阻害薬としてエベロリムス、テムシロリムスと、腎癌細胞株としてはCaki-1、786-O、ACHN、A498を用いて、WST-8法でそれぞれの薬剤感受性を調べた。その結果、mTOR阻害薬の種類による感受性の違い、細胞株による感受性の違いが確認できた。次にカルボキシル基を持った、ナノ磁性ビーズを用いて、mTOR阻害薬結合ビーズを作製した。この薬剤結合ビーズと、感受性の違いが顕著であった細胞株2種類を用いて、mTOR阻害薬結合蛋白を精製した。これらを比較し、薬剤、細胞間で共通に結合する蛋白や結合に差がある蛋白を確認し、MALDI-TOF質量分析法を用いて解析、4種の蛋白を同定した。これらは、βactin, RPS18, C1QBP, PHBであった。平成28年度は文献検索によりmTOR阻害薬の抗腫瘍効果に関連があると考えられた、C1QBP、PHB1について検討を行った。薬剤結合蛋白中にウエスタンブロット法で両者が存在することを確認した。次に2種類の腎癌細胞株にRNAiの手法を用い、それぞれの発現抑制を行い、mRNAあるいは蛋白レベルで発現抑制を確認した。これらの発現抑制された腎癌細胞株をmTOR阻害薬で処理することで、mTOR阻害薬の細胞増殖抑制効果に差が出るかをWST-8法で検討した。その結果、C1QBP、PHB1の発現抑制でエベロリムス、テムシロリムスの細胞増殖抑制効果に明らかな影響が見られなかった。これらの結果より、腎癌細胞株(786-O, Caki-1)においてmTOR阻害薬とC1QBP、PHB1が結合していると考えられたが、mTOR阻害薬の効果への関与は認めなかった。今後は他の結合蛋白の探索やRPS18の影響を検討する。研究の達成度についてはおおよそ予定通り進行しているが、結合タンパクの癌に対する増殖抑制等の関与の検証についてはいくつか既報を確認した状態である。これらの既報もふまえて、実際の腎癌における関与の検証を行うべく、現在準備中である。今後、科研申請書あるいは12に記載の通り、研究を進めていく予定である。泌尿器科学上記で確認した結合タンパクが腎癌の増殖抑制や抵抗性に関与しているか否かをRNAi法による結合タンパクの発現抑制を行うことで調べる。癌細胞の増殖に変化が見られた場合は、フローサイトメーターを用いて細胞周期停止や細胞死誘導などの影響を調べ、さらに関連蛋白の量の変動をウエスタンブロット法により解析する。また、結合タンパクを介して、mTOR阻害剤が癌細胞の増殖を抑制しているか否かを検証する。具体的には腎癌細胞株において結合タンパクの過剰発現またはRNAi法による発現抑制を行う。そこにmTOR阻害剤を添加し、癌細胞の増殖抑制が減弱するか否かを評価する。

この、検証により、mTOR阻害剤が結合タンパクを介することで癌の増殖を抑制しているか否かが明らかになる。mTOR阻害剤による癌の増殖抑制の標的分子として明らかになった結合タンパクについて、実際に癌の増殖に関与しているか否かを検証する。マウスを用い、腎癌細胞株を移植し、結合タンパクに対するRNAiを投与したり、mTOR阻害剤を併用し、抗腫瘍効果を検索する予定である。
放射線防護剤の新たな投与法の開発

本年度は、放射線照射によるDNA損傷の一般的な評価方法である小核試験法を用いて以下のことを調べた。1.ラットの肝臓に放射線を照射した場合の放射線の線量と小核出現頻度の関係。2.放射線防護剤(アミフォスチン)を局所投与または全身投与した後に放射線を照射した場合の放射線防護剤の投与経路および用量に対する小核出現頻度の依存性。3.各投与経路における放射線防護剤の用量と小核出現頻度の関係。方法は以下のとおりである。1.オスのフィッシャー344ラットをペントバルビタールナトリウム60mg/kg腹腔内注射により麻酔する。2.門脈(局所投与)または下大静脈(全身投与)にカニューレを挿入し、生理食塩水または放射線防護剤を注入する。3.肝臓を中心に放射線を照射する。4.肝臓の一部を切除して肝細胞の分裂を促進する。5.前潅流液およびコラーゲナーゼ液で肝臓を潅流する。6.単離された肝細胞を固定・DAPI染色後に蛍光顕微鏡で観察する。結果は以下のとおりである。1.放射線の線量と小核出現頻度の間には直線関係が認められた(P<0.01)。2.分散分析の結果、放射線防護剤の投与経路および用量により小核出現頻度に差があると認められた(投与経路:P<0.05、用量:P<0.01)。3.各投与経路において、放射線防護剤の用量と小核出現頻度の間には直線関係が認められた(局所投与:P<0.01、全身投与:P<0.05)。局所投与の回帰直線の傾きは全身投与の約2倍であった。結論として、同量の放射線防護剤を投与した場合、局所投与のほうが全身投与より放射線防護効果が高いことが明らかになった。本年度は、放射線防護剤(アミフォスチン)の投与経路となる肝動脈へのカニュレーション法の習得を中心に行った。本手技の具体的な手順は以下の通りである:1)オスのSprague Dawleyラット(812週齢、体重250500g)をペントバルビタールナトリウム40mg/kg腹腔内注射により麻酔し、腹部を切開する、2)右胃大網動脈を剥離し、実体顕微鏡下で同動脈に切り込みを入れ、プラスチックチューブを挿入、チューブ先端が肝動脈起始部に位置するまで進めて、糸で固定する、3)閉腹後、ダイナミックMRIを施行し、正確にカニュレーションされていることを確認する。本手技は非常に細い血管(太さ約0.3mm)を対象とするため、技術習得に時間を要したが、現在ではほぼ確実にカニュレーションできるようになった。また上記と平行して、放射線照射によるDNA損傷の一般的な評価方法である小核試験法の準備を行った。本法は、放射線等により損傷を受けた染色体が細胞分裂後に核に取り込まれず、小核として出現することを利用するものであり、測定感度が高いことが知られている。具体的には、1)(照射後の)肝をコラーゲナーゼで灌流し、肝細胞を単離する、2)得られた細胞を細胞分裂促進因子を加えて培養する、3)細胞を固定・DAPI染色後に蛍光顕微鏡で観察する、という手順が必要であり、現在各工程の予備実験を行っている。本年度は当施設の動物用照射装置が更新されたため、放射線照射を伴う手技はあまり行うことができなかったが、今後は上記小核試験法の準備が整い次第、開始する予定である。本年度は、放射線照射によるDNA損傷の一般的な評価方法である小核試験法を用いてラット肝細胞における照射線量と小核の出現頻度の関係を調べた。本法は、放射線等により損傷を受けた染色体が細胞分裂後に核に取り込まれずに、小核として出現することを利用するものであり、測定感度が高いことが知られている。今回行った実験の具体的な手順は以下のとおりである:1)オスのSprague Dawleyラット(812週齡、体重250500g)をペントバルビタールナトリウム40mg/kg腹腔内注射により麻酔し、肝を中心に放射線を照射する、2)腹部正中を切開し、門脈にカニューレを挿入して、前潅流液およびコラーゲナーゼ液で肝を潅流する、3)単離された肝細胞に細胞分裂促進因子を加えて培養する、4)48時間培養後、細胞を固定・DAPI染色後に蛍光顕微鏡で観察する。今回の実験の結果、照射線量と小核出現頻度の間には正に相関する傾向がみられた。しかしながら、従来の報告と比較して小核出現頻度が低く、相関関係の直線性ははっきりしなかった。小核試験法は実験動物の系統や年齢、性別等により結果が異なる可能性があるため、より感度の高い条件を現在検討中である。今後は上記小核試験法の条件が決まり次第、放射線防護剤投与後に放射線照射した場合のDNA損傷の程度を評価し、昨年度習得した手技を用いて局所投与した場合と経静脈的全身投与した場合とで比較検討する予定である。

1.オスのフィッシャー344ラットをペントバルビタールナトリウム60mg/kg腹腔内注射により麻酔する。2.門脈(局所投与)または下大静脈(全身投与)にカニューレを挿入し、生理食塩水または放射線防護剤を注入する。3.肝臓を中心に放射線を照射する。4.肝臓の一部を切除して肝細胞の分裂を促進する。5.前潅流液およびコラーゲナーゼ液で肝臓を潅流する。6.単離された肝細胞を固定・DAPI染色後に蛍光顕微鏡で観察する。結果は以下のとおりである。1.放射線の線量と小核出現頻度の間には直線関係が認められた(P<0.01)。2.分散分析の結果、放射線防護剤の投与経路および用量により小核出現頻度に差があると認められた(投与経路:P<0.05、用量:P<0.01)。3.各投与経路において、放射線防護剤の用量と小核出現頻度の間には直線関係が認められた(局所投与:P<0.01、全身投与:P<0.05)。局所投与の回帰直線の傾きは全身投与の約2倍であった。結論として、同量の放射線防護剤を投与した場合、局所投与のほうが全身投与より放射線防護効果が高いことが明らかになった。
腸リンパ装置へのリンパ球homingにおける神経内分泌調節

消化管粘膜での免疫防御機構に小腸パイエル板へのリンパ球homingが重要である。この過程即ちpostcapillary venule(PCV)への接着及び接着後のパイエル板内へのリンパ球migration及びリンパ管への転送において、中枢末梢神経系で産生される免疫制御物質であるVIP,及びneurotransmitterであるsubstance-Pの役割を蛍光色素CFSEでラベルしたリンパ球の動的観察を蛍光生体顕微鏡を用いて行いin vivoで以下につき検討した。1)リンパ球表面の接着分子の発現に対し神経内分泌ホルモンがどの程度影響するかin vitroでのincubationにおいて検討した。リンパ球表面にVIP, substance-Pを10^<-8>,10^<-9>,10^<-10>M添加しLEA-1,VLA-4,LECAM-1の発現の変化を測定した。何れの接着分子も有意な変化を認めなかった。3)リンパ球の血管内皮への接着後のtransendothelial migrationやinterstitiumへのmigration,更にリンパ管への転送過程において各ホルモンがどのように影響するかin vivoで観察した。VIP, substance-Pと10^<-8>,10^<-9>,10^<-10>Mでincubationしたリンパ球を投与した観察ではtransendothelial migration、interstitiumへのmigration,更にリンパ管への転送過程を有意に抑制した。それに対しsubstance-Pは同様の過程を有意に促進した。更にVIP,substance-Pを10ng/kg/minでラット頚静脈から持続注入し、注入開始1時間後に標識したリンパ球を注入した観察でも同様であった。以上よりリンパ球のhoming過程においてVIP, substance-Pは血管内皮上のrollingからstickingに影響を及ぼさず、transendothelial migrationからリンパ管への転送にはVIPは抑制的に作用しsubstance-Pは逆に促進的に働くことが明かとなりこの機序に細胞接着分子の関係は少ないことが明らとなった。
サイトカインによる血管リモデリングの分子機構におけるチロシンキナーゼの役割

1.炎症性サイトカインをブタ冠動脈の外膜側より慢性に作用させると、内膜肥厚に加えて、血管断面積の減少、いわゆる病的血管リモデリングが生じることを明らかにした。2.この病的冠動脈リモデリングは、ミオシン重鎖の形質で見た場合、平滑筋の脱分化方向への形質変換を伴っていた。3.これらの冠動脈の変化には、血小板由来増殖因子(PDGF)および線維芽細胞増殖因子(FGF-2)が中間に介在していた。4.Westernblottingでチロシンのリン酸化を評価したところ、炎症性冠動脈病変では複数のチロシンキナーゼが活性化されていた。なかでも、増殖因子受容体のチロシンキナーゼに相当する180kDのリン酸化が高度であり、血管リモデリング発症における増殖因子の関与が示唆された。5.炎症性冠動脈病変における血管リモデリングは、選択的チロシンキナーゼ阻害剤であるST638の同時投与により著明に抑制され、この現象にチロシンキナーゼの活性化が深く関与していることが示された。6.バルーンによる血管障害でも慢性期になると血管リモデリングが生じること、およびこの変化も外膜側からのST638の同時投与により著明に抑制されたところから、血管傷害に伴う外膜の増殖性変化が重要な関与をしていることが示唆された。
消化器癌リンパ節微小転移巣の遺伝子解析と着床・転移形成機序の解明

消化器癌ではリンパ節転移の有無は予後の重要な因子である.申請者らは免疫組織学的方法やRT-PCR法を用いることにより,通常の組織検査では発見されないリンパ節微小転移の臨床的意義を報告してきた.形態学的に観察すると,clusterを形成する転移巣とsingle cellの転移巣がみられたが,これらが着床・増大するのか明らかにされていない.近年,原発巣からのリンパ流を最初に受けるリンパ節であるsentinel node(SN)の概念が消化器癌でも導入されている.食道癌や胃癌の早期の段階では転移のほとんどはSNに認められ,微小転移の存在もみられた.一方,転移の形成に重要であるリンパ管侵襲をリンパ管特異抗体であるD2-40で検討すると,リンパ管侵襲陽性例に有意に微小転移例が多く認められた.リンパ管侵襲を詳細に調べることは微小転移の予測になると考えられた。また,微小転移の特性に関してKi-67抗体を用いて細胞増殖活性を検討した.転移巣が0.2mm以上の90%に,0.2mm以下の29%にKi-67発現が認められた.この結果から微小転移巣は増殖能力を有しており,臨床的にも治療対象として考慮すべきと考えられた.リンパ節転移や微小転移例ではchemokhleの一つであるCXCL12の発現と血管新生が認められた.術前放射線治療例は手術単独例と比べ,リンパ節の微小転移頻度が有意に低下していた.とくに術前放射線治療例ではsingle cellは認められず,治療効果が認められた.しかし,原発巣の非奏効例ではclusterを形成する微小転移が残存しており,今後の治療の検討課題と考えられた.今研究で得られた知見は消化器癌のリンパ節転移の実態の解明とともに今後の治療のあり方に示唆を与えるものとして有用であると考えられた.消化器癌ではリンパ節転移の有無は予後の重要な因子である.申請者らは免疫組織学的方法やRT-PCR法を用いることにより,通常の組織検査では発見されないリンパ節微小転移の臨床的意義を報告してきた.形態学的に観察すると,clusterを形成する転移巣とsingle cellの転移巣がみられたが,これらが着床・増大するのか明らかにされていない.近年,原発巣からのリンパ流を最初に受けるリンパ節であるsentinel node(SN)の概念が消化器癌でも導入されている.食道癌や胃癌の早期の段階では転移のほとんどはSNに認められ,微小転移の存在もみられた.一方,転移の形成に重要であるリンパ管侵襲をリンパ管特異抗体であるD2-40で検討すると,リンパ管侵襲陽性例に有意に微小転移例が多く認められた.リンパ管侵襲を詳細に調べることは微小転移の予測になると考えられた。また,微小転移の特性に関してKi-67抗体を用いて細胞増殖活性を検討した.転移巣が0.2mm以上の90%に,0.2mm以下の29%にKi-67発現が認められた.この結果から微小転移巣は増殖能力を有しており,臨床的にも治療対象として考慮すべきと考えられた.リンパ節転移や微小転移例ではchemokhleの一つであるCXCL12の発現と血管新生が認められた.術前放射線治療例は手術単独例と比べ,リンパ節の微小転移頻度が有意に低下していた.とくに術前放射線治療例ではsingle cellは認められず,治療効果が認められた.しかし,原発巣の非奏効例ではclusterを形成する微小転移が残存しており,今後の治療の検討課題と考えられた.今研究で得られた知見は消化器癌のリンパ節転移の実態の解明とともに今後の治療のあり方に示唆を与えるものとして有用であると考えられた.リンパ節微小転移を詳細に調べるために臨床的に術前診断でT1-T2,N0と診断した胃癌61例の1410個のリンパ節に対しサイトケラチン染色(CK)とCEA-mRNAの発現をRT-PCRで検討した.組織診断では5例(52個)に,CK染色では8例(65個)に転移が認められた.RT-PCRでは22例(90個)に微小転移が発見された.CK染色陽性の65個はすべてRT-PCR陽性であったが,残る25個はRT-PCRのみ陽性であった.深達度は粘膜癌,粘膜下層癌,筋層に及ぶ癌に頻度は各々24.2%(8/33),29.2%(7/24),50%(2/4)であった.第2群リンパ節転移は6例に認められた.臨床的に深達度が浅く転移陰性と診断された症例にも微小転移が存在する結果であった(Ann Surg).またリンパ節転移とリンパ管侵襲に関してリンパ管特異抗体であるD2-40を用いて検討した結果,リンパ管侵襲陽性例に有意に微小転移例が多く認められた.リンパ管侵襲を詳細に調べることは微小転移の予測になると考えられた(Br J Cancer).また,リンパ節転移および微小転移の特性に関してKi-67抗体を用いて細胞増殖活性を検討した.Ki-67発現は組織診断で発見された転移巣の96%に,2mm0.02mmの微小転移巣では92%に,0.2mm以下の転移巣では29%であった.0.2mm以上の転移巣では増殖能力を有していると考えられた.現在さらに他の分子マーカーを用いて検討中である.食道癌のLaser microdissectionでDNAを抽出しMicroarray法でリンパ節転移関連遺伝子を同定した.

現在その遺伝子に関して免疫染色とRT-PCRで解析中である.さらにこれまでにSnailやSlugの発現とリンパ節転移の相関があることも報告した.リンパ節転移が最初に起こると考えられるセンチネルリンパ節の微小転移を含めた転移の局在について検討した.133例の胃癌のうち21例,55個のリンパ節に転移を認めた.転移形態を2mm以上のmetastasis,2mm0.02mmのmicrometastasis(MM),0.2mm以下のisolated tumorcells(ITC)に分類すると各々47.3%,23.6%,29.1%であった.リンパ節内の転移巣の局在は67.3%が辺縁洞に認められた.一方,辺縁洞以外に存在した癌細胞の89%は未分化型癌であり,腫瘍の個性によりリンパ節転移巣内の分布の差異がみられた.リンパ節転移および微小転移の特性に関してKi-67抗体を用いて細胞増殖活性を検討した.Ki-67発現は組織診断で発見されたmetastasisの96%,MMの92%,ITCの29%に認められた.0.2mm以上の転移巣では確実に増殖能力を有していると考えられた.現在さらに他の分子マーカーを用いて検討中である.これまでにMicroarray法によるリンパ節転移関連遺伝子のうち,overexpressed geneの43遺伝子とsuppressed gene 138遺伝子を同定した.overexpressed geneの一つで食道癌リンパ節と最も関連があると考えられたSecreted phosphoprotein-1(osteopontin)の発現を食道癌175例で調べたところリンパ節転移,リンパ管侵襲,予後と相関が認められた.またepithelial-mesenchymal transitionに関与するSnail, Slug, Twistの発現とリンパ節転移との関与が認められることを見出し報告してきている.現在,食道癌で術前化学放射線治療群の微小転移の消長について,手術単独群と対比検討中である.また,センチネルリンパ節の免疫反応について検討中である.胃癌133例について,最初に転移が起こるリンパ節であるSentinel Node (SN)をRadio isotope法により検出し,SN mappingを施行した.原発巣の腫瘍増殖活性をKi67の発現で評価するとともに、SNの微小転移巣の増殖活性を抗サイトケラチン抗体(AE1/AE3)と、Ki67抗体(MIB1)による二重免疫染色により評価した。2mm以上のMacrometastasisが25個(48%)、MMが13個(25%)、ITCが14個(27%)であった。SN転移巣におけるKi67発現は、Macrometastasisで96%、MMで92%、ITCで29%であった。これらの転移巣はリンパ節内で生着・増殖する可能性が示唆された。また,浸潤,転移に関与するchemokineの一つであるCXCL12とそのreceptorであるCXCR4とリンパ節転移,リンパ節微小転移および血管新生について食道粘膜下層癌を用いて検討した.CXCL12はリンパ節転移と相関が認められた.リンパ節転移や微小転移例ではCXCL12の発現と血管新生が認められた.さらにCXCR4陽性例のうちCXCL12陽性例では微小転移を含めた転移が有意にCXCL12陰性例に比べて高く認められた.
フェアトレードによるインパクトの地域間比較：徳の経済を念頭に

本研究は、フェアトレードの影響を多面的に評価し、地域間比較が可能になるような枠組みの構築を目指した。フェアトレードは経済的側面だけでなく、社会的・政治的にも自律的に行動できるように支援する。他方、消費者はフェアトレード商品の購入がどれくらいこの目的に役立っているのかを知りたがっている。フェアトレード市場が十分成長するためにはその効果をきちんと評価し、諸費者に示すことが必要である。そこで、本研究では所得や雇用といった面だけでなく、環境や自立、時間利用といった指標の開発と5つの資本論の有効性を検証した。また直接・間接、プラス・マイナスといった逆の面からの評価が必須であることを示した。本研究では、いわゆるフェアトレード(以下、FT)を「徳の経済」(Economy of Virtue)の実践形態として捉え、その定着・拡大の前提条件となるFTの効果を測定するための考え方と手法を開発する。とくに徳の経済を理論的背景とした地域間比較を行えるような分析枠組みと評価手法の開発を目指して研究を進めてきた。その際、生産者に対する所得向上などの直接的効果だけでなく、生産地における社会構造や価値観などの間接効果についても明示化を計る。あわせて、消費者への効果についても研究を進めている。本年度は生産者・生産地に対するFT効果の評価枠組みを作る上で必須となるケース・スタディの深化と消費者に対する効果を解明するための理論的、実態的潮流に焦点を合わせた。前者については、従来の研究蓄積をベースに9月に開催されたアジア農村社会学会で報告を行った(報告内容は同学会編集の論文集に掲載、池上、牧田、鶴田、西山、箕曲)。また11月の第7回白山人類学フォーラム(東洋大学)で池上、鈴木、箕曲が報告を行った。後者については、倫理的消費とフェアトレードとの関係を考察し、日本におけるその実情と可能性について研究を進めた(大野)。ケース・スタディについては農水産物と手工芸品を対象に調査を行った。農産物ではコスタリカとパナマのカカオ(鈴木)、タンザニアのコーヒー(辻村)、タイの有機米(鶴田)について、手工芸品ではタイ北部山岳地帯(坂田)とインドネシア・バリ島(箕曲)を対象に、さらに水産物の世界貿易におけるMRCなどの認証制度の意義(山尾)について調査を行った。その結果、それぞれの生産実態と担い手、抱えている課題が明らかになったが、とりわけ認証の意義と限界、ケイパビリティーの向上に果たすFT社会開発プレミアムの役割、観光業への事業拡大などをFT効果の評価枠組みに反映させる必要のあることが分かった。本研究ではフェアトレード(以下、FT)の効果を測定するための考え方と手法の確立を目指し、とくに地域間比較を行えるような分析枠組みと評価手法の開発を目指している。基本的には、イギリスのDFIDが提唱した「5つの資本論」をベースとして、それを発展させたジュールス・プレティの議論、さらにカルラ・ウッティングのインパクト評価法などを組み合わせた枠組みを検討中である。ポイントは、消費者・事業者に対してもFTのインパクトが存在すると考えること、生産者については直接的経済効果だけでなく、教育などの非経済的効果、さらには社会関係やなどの間接的効果も捉えられるようにすること、消費者・事業者については「責任ある消費・購入」を主な指標とすることの3点である。本年度は複数の地域でケース・スタディを実施した。中央アメリカではベリーズ南部でFTカカオ生産の動向を調査した(鈴木)。アフリカでは南アフリカの有機ルイボスの生産者組合を取り上げた(池上)。東南アジアでは、タイ北部におけるFT米の生産と経営状況や有機農産物加工品の農村企業家に関する調査を実施した(鶴田)ほか、インドネシア・バリ州において手工芸品の生産組織と製作者に対する調査を行った(箕曲)。また水産物については、インドネシアにおいて零細養殖業者集団による生産工程管理と共同販売について調査した(山尾)。消費者に対するインパクトについては、その前提となる意識構造と消費行動に関するアンケート調査を日本フェアトレード・フォーラムと協力して全国規模で実施した。実態調査以外では、坂田が韓国全州で開かれた幸福の経済学会において報告を行った。大野はWFTO会議に出席し、最新動向の情報を収集した。牧田と鶴田は研究成果の出版をRoutledge社に申請し、刊行が認められた。西山はソーシャルビジネスとしての農村起業の役割や意義を論じたブックレットを公刊した。生産者・生産地域に対するインパクト評価の実態調査は予定通りに進んでおり、論文、口頭報告(国際集会を含む)、単行本などとして公表している。日本の消費者に対する「全国意識調査」は報告書をまとめているが、その本格的な分析と活用が残されている。また消費者・事業者に対する実態調査が若干手薄になっている。なお主要目的であるインパクト評価の枠組み作成については、大枠はほぼ出来上がっているが、その細部を詰める作業が残っている。本研究の目的は、フェアトレードによる多様なインパクトを評価するとともに、その地域間比較を行うための評価枠組みを検討することである。フェアトレードのインパクトはきわめて多様であり、またその影響の及ぶレベルも多岐にわたっている。フェアトレードのインパクトは生産者だけでなく、消費者にも及ぶ。本研究のもうひとつの目的は、そのインパクトを「徳の経済」の観点から評価することである。本年度はおもに生産者側のインパクト評価に重点を置いた。対象地域はサブサハラ・アフリカ(南アフリカ、タンザニア)、ラテンアメリカ(ベリーズ)、アジア(タイ、ラオス、インドネシア)である。

生産者として想定されているのは通常、小農民、農村手工芸者、農場労働者などであるが、本年度は東インドネシアの零細マグロ漁業を対象にしたフェアトレードに関する調査も行った。またこれまでの研究に基づいて牧田と鶴田がフェアトレードと有機農業に関する英文の単行本を刊行した。これらの地域での実態調査や研究成果を踏まえ、評価枠組みの検討を行った。それは直接的インパクトと間接的インパクト、経済的インパクトと非経済的インパクト、インパクトの空間レベル(個人、家族または世帯、地域社会)からなる。その妥当性を検討するために、イギリス、アメリカ(2名)、ラオスからフェアトレードの研究者を招き、公開の国際シンポジウムを開催した。具体的な指標の策定にまでは至っていないが、たとえばtime povertyといった従来の研究では考慮されてこなかった指標の有効性が指摘された。またインパクトを評価する際に、DFIDが提唱した5つの資本論(自然、社会、人的、物的、金融)の有効性も確認できた。今後はインパクト指標の具体化とその実用性、操作性について研究を進める必要がある。本研究は、フェアトレードの影響を多面的に評価し、地域間比較が可能になるような枠組みの構築を目指した。フェアトレードは経済的側面だけでなく、社会的・政治的にも自律的に行動できるように支援する。他方、消費者はフェアトレード商品の購入がどれくらいこの目的に役立っているのかを知りたがっている。フェアトレード市場が十分成長するためにはその効果をきちんと評価し、諸費者に示すことが必要である。そこで、本研究では所得や雇用といった面だけでなく、環境や自立、時間利用といった指標の開発と5つの資本論の有効性を検証した。また直接・間接、プラス・マイナスといった逆の面からの評価が必須であることを示した。フェアトレードによるインパクトの地域間比較を行うために必要な基礎文献を収集するとともに、研究組織メンバーによるフィールド調査が順調に進んでいる。その結果を研究会で報告し、全員で共有して次年度のFT効果評価の枠組み作成に向けた準備を整えることができた。FTの対象商品としてはこれまで代表的な熱帯産品であるコーヒー、カカオ、紅茶、バナナを調査してきたが、タイ北部およびインドネシア・バリ島の手工芸品を加えることができ、FT効果評価の対象品目の充実に役立つと考えられる。本研究の前身である科研で行ってきた従来の調査蓄積もふまえた研究結果を国際学会や国内学会などで積極的に発表するとともに、論文や図書として公刊した。またアジアにおけるFT認証と有機認証を利用した農業発展についての図書刊行の準備も進んでいる。徳の経済については、研究代表者を中心に文献の収集に力を入れ、アダム・スミス以外の経済学者における「徳の経済」の流れを概略的に把握できた。次年度には論文または口頭報告で公表する準備ができつつある。FT効果の評価枠組み(生産者用簡易版)を完成させ、本年度の補足調査に利用する。また本研究の前身である科研の調査結果も交えて、消費者意識とFTの浸透度について比較分析を行う。
オルニチントランスカルバミラ-ゼ欠損症の分子遺伝学的研究

オルニチントランスカルバミラ-ゼ(OTC)欠損症の女児1症例、男児1症例について遺伝子解析を行い、更に男児症例の家系で出生前診断を行った。[症例1]女児。1才11ヶ月時に最初の発作を認めた。肝臓のOTC活性は正常値の14%、尿中オロット酸は正常値の500倍。先に我々が明らかにしたOTC遺伝子の塩基配列構造を基に合成オリゴヌクレオチドを作製し、これを用いて各エクソン部分を増幅後、塩基配列決定を行った。その結果、対立遺伝子の一方で、第5エクソン内に148番目のロイシンをフェニルアラニンに変化させる一塩基置換を認めた。[症例2]男児。第0生日に高アンモニア血症により発症し、第3生日に死亡。肝臓のOTC活性は検出されなかった。患者の肝臓と両親の白血球由来のDNAを用いて、Taql制限酵素切断によるサザンブロット解析を行った所、患者と母親で3.4kbの異常なバンドが検出された。先に我々は、同様の3.4kbのバンドが検出された女児症例の病因が第5エクソンのTaql認識部位内のナンセンス変異であることを報告した。そこで、PCR法により第5エクソン部分を増幅し解析した結果、ストップコドンを生じるC→Tの一塩基置換が検出された。[出生前診断]症例2の患者の母親は、現在、第2子を妊娠中で、胎盤絨毛より女児であることが判明している。胎盤絨毛由来のDNAを用いてOTC遺伝子内の変異を検索した結果、対立遺伝子の一方に母親や第1子と同様の変異が存在していた。胎児については、出生後、無症状な場合から重篤な経過をとるものまで様々な可能性を考えておく必要がある。3家系のオルニチントランスカルバミラーゼ(OTC)欠損症について、遺伝子レベルでの病態解明を行った。症例1:女児。肝臓のOTC活性は5%と著明に低下しているが、至適pHや基質に対するKm値は正常の範囲である。同胞及び両親にはOTC欠損症を疑わせる症状はない。染色体DNAを用いたサザンブロット解析により、正常者と異なるTagl断片を検出した。遺伝子増幅法で検討した結果、対立遺伝子の一方で、第5エクソン内のTag1切断部位にアミノ酸置換を伴う塩基置換が認められた。CがTに変化しており、アルギニンのコドンが終止コドンとなる、いわゆるナンセンス変異であった。家系分析の結果、この症例は両親のいずれかの配偶子におこった突然変異によるものであることが判明した。症例2:男児。OTC活性は正常20%以下で、オルニチンに対するKm値が正常の約10倍、至適pHもアルカリ側に偏位している。末梢血由来のDNAを用いて作製した遺伝子ライブラリーをスクリーニングして、患者のOTC遺伝子を単離した。全てのエクソン,エクソン/イントロン境界部位の塩基配列を決定した結果、第8エクソン内に、アミノ酸置換を伴う塩基置換を認めた。遺伝子増幅法により同一家系内での変異を検索したところ、同じ変異が、弟、妹、母親、それに母方の叔母で検出された。この家系では、少なくとも3世代でわたって変異遺伝子が伝わっていることがわかった。症例3:男児。臨床症状及び酵素の性状は症例2と酷似していた。そこで、第8エクソン領域を中心に解析した。この領域を増幅した後、正常な配列と、症例2の結果に基づく一塩基置換を含む配列に相当する合成オリゴをプローブとして用いて、スロットブロット解析を行った。その結果、症例2と同一の塩基置換が第8エクソン内に認められた。[症例1]女児。[症例2]男児。
Ｓｅｒｒａｔｅｄ　ｐａｔｈｗａｙ大腸癌関連マイクロＲＮＡの同定と治療への展開

広基性鋸歯状腺腫/ポリープ(SSA/P)は鋸歯状発癌経路における前癌病変に相当し、この経路の早期粘膜内癌病変及び微小浸潤癌病変に相当する粘膜内癌を伴うSSA/P、粘膜下層浸潤癌を伴うSSA/Pを対象とした解析の結果、Wntシグナルの活性化の指標となるβ-catenin核内標識率とAXIN2・MCC遺伝子メチル化の頻度が段階的に上昇し、miR21の段階的発現亢進及びmiR20a/93/181bの段階的発現低下が明らかとなった。このことから、これらの候補miRに対するRNA干渉薬や相関のあるメチル化遺伝子の脱メチル化薬のSSA/Pの発生や発癌抑制治療への応用が期待される。医学歯学広基性鋸歯状腺腫早期癌合併例23病変のWntシグナルの関連する遺伝子のメチル化解析にかなりのDNAを使ったため、microRNA20, 21, 93, 181b発現の検討に用いる残りのDNA量がきわめて少なくなり、その解析が進んでいない状況である.1)広基性鋸歯状腺腫の早期癌化例あるい鋸歯状腺癌例を他施設も含めて当たって症例を再度蒐集する予定である.2)現時点で、解析可能なDNAが残っている広基性鋸歯状腺腫癌合併例のmicroRNA 20, 21, 93, 181b発現の検討を進める.1) SSA/Pの癌化例あるいはserrated adenocarcinoma例を,他施設も含めて積極的に症例を蒐集する予定である.2)症例が集積された後に,SSA/Pの癌化例あるいはserrated adenocarcinoma例のmicroRNA 20, 21, 93, 181b発現を検討し,平成21-23年度の基盤研究C(研究代表者)の課題で解析した前癌病変であるSSA/P,TSAのデータとの比較を行う予定である.3) 1), 2)で十分な結果が得られなかった場合には,SSA/Pの癌化例あるいはserrated adenocarcinoma例のうち,各々3-5例ずつのmicroRNAのマイクロアレイ解析を行い,発現の差異のある候補となるようなmicroRNAを新たに探索する.1) 1つのmicroRNAをtargetにすると1検体当たり約5千円を要するため,4つのmicroRNA解析を行うとすると,合計約20千円必要となる.これにmicroRNA抽出試薬代も加え,次年度の予算内で解析可能な症例数を決定する予定である.2)microRNAマイクロアレイ解析には高度な技術と高額な専用解析装置を要するため,外部業者へ委託するが,1サンプル当たりの解析料が50千円であり,6-10例分の解析を行うとすると,合計300-500千円と必要なるため,1)に使用した研究費の残額で解析例数を決定する.
ネオ・セルフとして共生する病原微生物が引き起こす病態の解明

本研究では、最も多種多様な常在微生物叢を形成している口腔を対象に、歯周病や口腔カンジダ症を病態モデルとしてネオ・セルフとして共生する微生物と生体における寛容ならびにその破綻のメカニズムの解明を目的としています。(1)病原微生物のT細胞抗原エピトープの特定とネオ・セルフとしての役割:前年度の研究成果に基づき、Th17細胞への分化能の高い抗原タンパク質の特定を進めました。歯周病原細菌を野生型マウスへ胃ゾンデにて投与し、責任抗原反応性Th17細胞を分化誘導しました。その後、口腔内に歯周病原細菌を感染させて歯周病の病態を責任抗原非投与群と比較検討しました。歯周病原細菌を胃ゾンデにて投与した群で病態が進行することを見出しました。IL-17-GFPレポーターマウスに対して同様の実験を行い、GFPを指標にマルチカラーセルソーターにてTh17細胞を解析しました。(2)ネオ・セルフ依存的な疾患発症へと導く腸内細菌叢の役割:無菌マウスにおける歯周病原細菌の責任抗原反応性Th17細胞の分化誘導をSPFマウスと比較解析しました。また、無菌マウスにSPFマウスの糞を移植することで腸内細菌叢を形成して、責任抗原反応性Th17細胞の分化誘導に及ぼす影響を評価しました。腸内細菌叢が責任抗原反応性Th17細胞の分化誘導に重要な役割を果たすことで歯周病の病態に影響を及ぼすと考えれました。さらに、共生する真菌Candida albicansが酵母形から菌糸形へと形態変化することで、ネオ・セルフとしての役割を果たしていることを明らかにしました。公募班員として得られたこれらの研究成果を起点として多くの領域内共同研究が展開されており、新しいユニークな知見が明らかになりつつあります。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。(1)病原微生物のT細胞抗原エピトープの特定とネオ・セルフとしての役割:研究計画に従ってレーザーを購入して有効に活用することで、マルチカラーFACS解析を行いました。歯周病の原因細菌P. gingivalisを抗原として、樹状細胞に抗原提示させて、マウス由来のヘルパーT細胞を対象にTh17細胞への分化能をFACSにて評価しました。細菌の各種分画を逆相HPLCにて責任抗原が含まれる分画し、この分画成分を2次元電気泳動で分離し、特徴的なスポットを見出しました。さらにプロテオミクスにより候補抗原タンパク質を複数同定し、Th17細胞への分化能の高い抗原タンパク質の特定を進めています。一方、口腔内常在微生物である真菌C.albicansの菌糸形の細胞膜分画で活性化されたTh17細胞が口腔カンジダ症の発症を抑制していることを動物実験によって明らかにしました。共生する真菌が酵母形から菌糸形へと形態変化することで、ネオ・セルフとしての役割を果たしていると考えられました。(2)ネオ・セルフ依存的な疾患発症へと導く腸内細菌叢の役割:無菌マウスの腸内に胃ゾンデを用いて歯周病原細菌を投与した後、各種リンパ組織を採取し、歯周病原細菌に反応するTh17細胞の分化誘導についてSPFマウスと比較解析しました。腸内細菌叢がTh17細胞の分化誘導に重要な役割を果たしていることを見出しました。また、SPFマウスに抗菌剤を投与することで腸内細菌叢の一部を破壊して同様の解析を行い、免疫応答に変化を認める抗菌剤を見出しました。これら抗菌剤投与マウス群間の腸内細菌叢を次世代シーケンサーにて解析を開始しました。研究実施計画に従って平成29年度の本科研費で購入したレーザーを有効に活用することで、マルチカラーFACSでTh17細胞への分化能を解析することができました。それによって、責任抗原を含む分画を得ることができ、2次元電気泳動にて特異的なスポットを見出しました。さらに、プロテオミクスにより解析を進め、候補となる抗原タンパク質を複数同定し、本研究課題が大きく進展しました。また、歯周病における腸内細菌叢の役割について、無菌マウスを用いて評価を進めています。次年度に使用するセグメント細菌を入手しました。このように計画に沿って進行していることから、予定通りにおおむね順調に進展していると考えられます。(2)ネオ・セルフ依存的な疾患発症へと導く腸内細菌叢の役割:無菌マウスにおける歯周病原細菌の責任

抗原反応性Th17細胞の分化誘導をSPFマウスと比較解析しました。また、無菌マウスにSPFマウスの糞を移植することで腸内細菌叢を形成して、責任抗原反応性Th17細胞の分化誘導に及ぼす影響を評価しました。腸内細菌叢が責任抗原反応性Th17細胞の分化誘導に重要な役割を果たすことで歯周病の病態に影響を及ぼすと考えれました。さらに、共生する真菌Candida albicansが酵母形から菌糸形へと形態変化することで、ネオ・セルフとしての役割を果たしていることを明らかにしました。公募班員として得られたこれらの研究成果を起点として多くの領域内共同研究が展開されており、新しいユニークな知見が明らかになりつつあります。研究はおおむね順調に進行しており、予定通りの研究実施計画に従って研究を実施していくことで、成果をあげていきます。責任抗原をペプチドレベルで特定し、T細胞責任抗原を用いたネオ・セルフ疾患モデルマウスの作製を進めていきます。また、無菌マウスやノトバイオートマウスを用いて歯周病原細菌の口腔感染歯周病発症モデルマウスの解析を進めることで、腸内細菌叢の役割を明らかにしていきます。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
発生工学的手法を用いた関節リウマチモデルの開発

疾患モデルとしての有用性は、病態の再現性・忠実性と病態や発症機構に関する基礎研究の裏付けによって決まる。我々は、これまでHTLV-I-Tgマウスが関節炎のモデルマウスとして有用であることを示してきたが、本年はさらに詳細な検討を行う目的で、HTLV-Iのtax遺伝子をT細胞あるいはマクロファージ系の細胞に特異的に発現させ、それぞれのTgマウスの表現系の検討を行った。まず、T細胞特異的なtax-Tgマウスを作製するためにCD4プロモーター、マクロファージ特異的tax-Tgマウスを作製するためにc-fmsプロモーターを使用し、Tgマウスを作製した。その結果、CD4-tax-Tgでは、導入遺伝子の発現がT細胞とマクロファージで認められ、関節炎と全身性の自己免疫症状が認められた。一方、c-fms-Tgマウスでは、マクロファージで発現が認められ、2ヶ月齢でほぼ100%のマウスが関節炎を発症することが明らかとなった。また、fms-Tgマウスの骨髄細胞を野生型マウスに移植することによる関節炎の誘導に成功した。この結果から、関節滑膜細胞の骨髄由来細胞の異常が関節炎の原因であることが示唆された。さらに、HTLV-I-Tgのみならず、c-fms-tax-Tgが関節炎モデルマウスとして有用であることが示された。我々は以前より発生工学的手法を用いた疾患モデルを作製することに取組んできたが、その中で、HTLV-I遺伝子を導入したトランスジェニックマウスを作製して、このマウスがヒトの関節リウマチに良く似た慢性関節炎を多発することを発見した。さらにその後の疫学調査でもわが国で、3万人程度がこのウイルスによって関節リウマチを発症している可能性が示された。そこで本研究は、関節リウマチの原因となっている可能性の高いHTLV-Iのトランスジェニックマウスを用いて、自己免疫、関節炎の病態、発症機構を解析し、関節リウマチとの類似性をより明確にすると共に、このマウスを規格系統化して実験動物化することを試みることを目的とする。また、発症に関与すると考えられるIL-1などの遺伝子のノックアウトマウスやトランスジェニックマウスを作製したがこのうち、IL-1トランスジェニックマウスやIL-1レセプターアンタゴニストノックアウトマウスでは自己免疫を発症することがわかってきた。そこでこれらのマウスについても発症機構を解析すると共に実験動物物化を目的とし、BALA/cA、C57BL/6Jなどに戻し交配を行った。現在HTLV-I-Tgマウスは12世代までBALB/cマウスに戻し交配を行ったが、18世代まで進めた後兄妹交配を行う予定である。疾患モデルとしての有用性は、病態の再現性・忠実度と、病態や発症機構に関する基礎研究の裏付けによって決まる。我々は、これまでHTLV-I-Tgマウスが関節炎のモデルマウスとして有用であることを示してきたが、本年はさらに詳細な検討を行う目的で、HTLV-Iのtax遺伝子をT細胞あるいはマクロファージ系の細胞に特異的に発現させ、それぞれのTgマウスの表現型の検討を行った。まず、T細胞特異的tax-Tgマウスを作製するためにCD4プロモーター、マクロファージ特異的tax-Tgマウスを作製するためにc-fmsプロモーターを使用し、Tgマウス作製した。一方、fms-tax-Tgマウスでは、マクロファージで発現が認められ、関節炎を発症することが明らかになった。現在は、さらに詳細な検討を行いそれぞれのマウスで自己免疫を誘導する細胞種の同定を行う予定である。

我々は、これまでHTLV-I-Tgマウスが関節炎のモデルマウスとして有用であることを示してきたが、本年はさらに詳細な検討を行う目的で、HTLV-Iのtax遺伝子をT細胞あるいはマクロファージ系の細胞に特異的に発現させ、それぞれのTgマウスの表現型の検討をを行った。まず、T細胞特異的なtax-Tgマウスを作製するためにCD4プロモーター、マクロファージ特異的tax-Tgマウスを作製するためにc-fmsプロモーターを使用し、Tgマウスを作製した。その結果、CD4-tax-Tgでは、導入遺伝子の発現がT細胞とマクロファージで認められ、関節炎と全身性の自己免疫症状が認められた。一方、fms-tax-Tgマウスでは、マクロファージで発現が認められ、2ヶ月齢でほぼ100%のマウスが関節炎を発症することが明らかとなった。また、fms-tax-Tgの骨髄細胞を野生型マウスに移植することによる関節炎の誘導に成功した。この結果から、関節滑膜細胞の骨髄由来細胞の異常が関節炎の原因であることが示唆された。さらに、従来のHTLV-I-Tgのみならず、c-fms-tax-Tgが関節炎モデルマウスとして有用であることが示された。
高濃度イオン注入によるセラミックス系機能膜の創出と構造

セラミックあるいは金属薄膜に、N+、O+、B+などの励起イオンを10^<18>10^<18>ions/cm^2の高濃度に濃度と注入深さを制御して注入することにより、原子レベルで制御された物質を、室温かつ非平衡状態で合成することを試みた。注入試料について原子配列、結晶構造、微細構造を明らかにし電気的、磁気的機能性、高温超伝導性、光機能注に注目しつつより高度の機能性を模索した。1.高温超伝導性と微細構造:1980年、高圧印加TiB_2が高温超伝導性を示す可能性について情報があった。そこで、Ti膜にB注入を行ないTiB_2膜を得た。4.2K700Kに亘り50ppm/K以下の温度係数を示す安定な抵抗膜が得られたが超伝導性は検出されなかった。N注入Nb膜ではTcが注入によって数K上昇した。さらにセラミックス超伝導体にO_2^+の注入を試みたが超伝導特性の顕著な改善は見られなかった。この研究により、セラミックス超伝導体の構造と微細構造に関し多くの知見が得られた。2.FeーN系マルテンサイト薄膜の合成と磁性:鉄の単結晶薄膜にN_2^+を注入し、Fe_<16>N_2の合成を試みた。Fe_<16>N_2は、その自発磁化が鉄の値を40%近く上回るといわれる幻の物質である。試行錯誤の末、純度の高いFe_<16>N_2が得られた。自発磁化の実測値は鉄を確実に上回っており、ほば13%の上昇が見込まれている。一般に微量のN注入により自発磁化は増加する。3.CoーCoO接合界面を含む薄膜の磁性:Co薄膜にO_2^+を注入しCoーCoO接合界面を含む薄膜を作製し構造、磁性を調べた。大きな交換磁気異方性の誘起を観測した。4.N注入ZnO膜:c軸配向した六方晶ZnO薄膜にN_2^+を注入し組成変化、構造変化を調べた。N注入により抵抗は上昇し、注入した窒素によると考えられる蛍光スペクトルを観測した。注入した窒素はかなり安定に格子位置に入ると考えられる。鉄薄膜に高電流密度でチッ素注入を行なったところ、【Fe_3】N,【Fe_4】Nといった鉄チッ化物が室温で合成された。一方、低電流密度で同様なチッ素注入を行なった結果、準安定相【Fe_(16)】【N_2】が合成された。生成物の確認はX線回析,メスバウアスペクトル,磁気的測定により行なった。イオン注入法で合成された【Fe_(16)】【N_2】の磁気的測定から、【Fe_(16)】【N_(29)】飽和磁化はα-Feよりも大きく優れた磁気記録媒体の可能性がでてきた。一方、スパッタ法により作成したZnO薄膜に5×【10^(16)】【cm^(-2)】のドーズ量でチッ素注入を行なった。

注入された試料はオレンジ色を呈し深に準位が形成されたことを示唆した。実際、吸光光度法により400500nmに巾広い吸収が出現することが確認された。高抵抗ZnO薄膜にN注入を行なっても電気伝導には変化が無かったが、還元処理した抵抗の低いZnOにN注入を行なうと、著しい電気伝導の低下が観測された。しかしながら、熱起電力測定を行なったところ、いづれの試料もn型を示し、当初の目的であるP型のZnO作製は実現できなかった。この原因を詳細に検討するため気相法で作製した単結晶ZnOに5×【10^(16)】【cm^(-2)】のドーズ量でチッ素注入を行なった。Zn【O_9】バンドギャップ中に発生した深い準位に関する情報を得るためフォトルミネッセンスの測定を行なった。注入前のZnOは550nm付近にZn空孔又は不純物のCuに起因するグリーンの発光を示す。又、近紫外線領域には自由励起子による発光も認められる。チッ素注入を行なうと全体の発光強度は減少し、特にグリーンの発光の減少が著しい。アニールを行なうと近紫外領域に新しい発光が現われる。これは深いアクセプター準位とドナーとの間で生じたD-A発光と思われる。この事から注入されたチッ素は浅いアクセプター準位を形成していると推定される。(同時に発生したドナは現在容量法により検討中)。MgO単結晶基板上に〈001〉がほぼ完全に優先配向した鉄薄膜(膜尾2000膜厚2000板のコバルト薄膜に加速電圧140keV,注入量412X10^<16> O_2/cm^2の酸素イオンを注入して,金属コバルト・酸化コバルト(CoO)接合を持つ薄膜を作製しその磁気特性を調べた.磁場を印加しながら液体窒素温度まで磁場中冷却したところCoーCoO接合界面が関与していると考えられる交換磁気異方性に併なう磁化曲線のシフトが観測された.こういった特性は,永久磁石の性能向上や新しい磁気記録媒体に利用できる可能性がある.また,酸素イオン注入によって金属薄膜中に金属ー金属酸化物接合構造を制御性良く形成する手法が開発できた.IIーVI族化合物半導体への窒素イオン注入によるP型制御を目的として, ZnOスパッタ膜, ZnO単結晶, ZnSe単結晶に窒素イオンを注入した,電気的特性と光学的特性(主にフォトルミネセンス)の変化を調べた.ZnOスパッタ膜へのN注入からは,アクセプタが生成してドナーを補償する効果により抵抗が増加する傾向が見られたがP型を示す試料は得られていない.一方, ZnO単結晶へ注入した場合,370420nmに窒素が関与していると思われるブロードは発光が観測されたが,発光の正確な帰属はできていない.本研究では、金属およびセラミックス薄膜に主にAr以下の軽イオンを高濃度に注入することによって、機能性薄膜材料を作製し得る新しい薄膜製造プロセスを開発する目的で、イオン注入プロセスによって作製した膜のキャラクタリゼーションを行なった。本年度は、主にFe、Coといった強磁性金属薄膜に窒素および酸素イオンを注入することによって生ずる化合物や膜構造の変化と、それらに関連して発現する磁気機能性について検討を加えた。1.単結晶鉄薄膜への窒素イオン注入によるFe_<16>N_2の合成と磁気特性の変化:正方晶窒化鉄Fe_<16>N_2は、鉄を40%近くも上回る非常に大きな自発磁化を持つのではないかと期待されながら、準安定相であるため従来の薄膜製造プロセスでは合成が困難な物質であった。我々は、鉄薄膜に窒素イオン注入することにより、このFe_<16>N_2が合成できることを見出した。さらに、ターゲット膜(鉄薄膜)中の注入窒素イオンの分布ができるだけ均一になるように、加速電圧および注入量を段階的に変化させて注入膜中の窒化鉄の生成量を飛躍的に増大させることに成功した。