hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
院内感染症による経済的アウトカムの正確な定量化:方法論と日本の病院への適用

本研究の目的は、大規模の多施設研究で、院内感染症による追加医療費を推計し、リスク調整前後での医療費の違いを調査することであった。予備分析で院内感染症による追加医療費のリスク調整に必要な説明変数を同定した。この予備分析は、候補説明変数でのモデル作成には、単純にステップワイズの回帰分析を利用するより、先行研究で医療費と相関があった変数を利用し、候補説明変数を同定したほうが妥当ということがわかった。本研究の対象は、257病院から、2007年4月から2010年の4月まで、14,282人が対象となった。院内感染症を同定し、単純比較で感染した患者とそうではない患者の医療費を分析した。また、リスク調整のための重回帰モデルを利用し、我が国の医療管理データで得られる患者のケースミックス変数を調整し、院内感染症による追加医療費を計算した。利用した説明変数は年齢、性別、Charlson合併症スコア、在院日数、そして手術の種類であった。研究対象の院内感染率は27.6%(病院間:4.1%48.4%)であることがわかった。リスク調整されていない医療費は、非感染者は1人当たり\1,546,071であり、非感染者は1人当たり\2,013,569であった。院内感染症は患者1人当たりの追加医療費の金額は\467,498であった。リスク調整方法を利用すると、非感染者は1人当たり\1,656,536であり、感染患者は1人当たり\1,997,553であった。患者のリスク調整されたことによって、院内感染症による追加医療費の金額は、調整されていない方法より低く、\341,017であることがわかった。また、病院間のばらつきも小さくなったため、患者のケースミックスで調整されていない医療費は、医療費の高い病院では過大評価され、低い病院は過小評価されていたことがわかった。自由度調整済決定係数は0.774で、モデルへの適合度が良いと評価できるだろう。精度の高いモデルが作成されたことによって、今後の院内感染による追加医療費に利用できると考えられる。日本の医療政策立案者や病院経営者の院内感染対策における財政上の意思決定をサポートするため、大規模な分析で日本の病院における院内感染症の経済的アウトカムを正確に算出する必要がある。この目的を満たすために、まず院内感染症による追加医療費(Cost of Healthcare-Associated Infections:以下COHAI)と追加在院日数が多施設の病院で算出できるよう、より正確の高い推計方法を同定する。COHAIを算出する推計方法は幾つか存在しているが、方法によってCOHAIが大きく異なっていることが分かっている。本研究の目的は、追加医療費(COHAI)と追加在院日数を算出する幾つかの推計方法の比較分析を行い、大規模データにおいてより正確度の高い方法を同定し、多施設の分析へ適用することにより、COHAIと追加在院日数を計算することである。分析対象基準を次のように選別した。(1)胃がんで胃切除術を受けるために入院した患者、(2)20歳以上の患者、(3)在院日数が7日以内および90日以上の患者、(4)同じ入院で胃切除術前に他の手術を受けていない患者の4つである。最初のstudy sampleは2007年から2010までに入院した約1万5千人の胃切除術患者であった。Study sampleに、リー博士が開発した感染症同定アルゴリズムを適用し、院内感染症を同定した。そして、リスク調整されていないCOHAIは33万円と算出された。COHAIのリスク調整するモデルとして、重回帰モデルを利用した。入院費は正規分布していないため、目的変数が対数変換された入院費である。リスクを調整した説明変数は、年齢や性別のような患者特性あるいは入院時併存症などであった。予備段階の結果では、重回帰分析でリスク調整がなかった場合とあった場合の間に1.4倍ほどの差があることが分かった。

リスク調整方法を利用すると、非感染者は1人当たり\1,656,536であり、感染患者は1人当たり\1,997,553であった。患者のリスク調整されたことによって、院内感染症による追加医療費の金額は、調整されていない方法より低く、\341,017であることがわかった。また、病院間のばらつきも小さくなったため、患者のケースミックスで調整されていない医療費は、医療費の高い病院では過大評価され、低い病院は過小評価されていたことがわかった。自由度調整済決定係数は0.774で、モデルへの適合度が良いと評価できるだろう。精度の高いモデルが作成されたことによって、今後の院内感染による追加医療費に利用できると考えられる。本研究の対象は、多施設からの医療管理データ、(administrative data)を使用しているため、サンプルサイズが大きい、質の高いデータは得られることができ、計画通り、最初の一年はCOHAIの算出モデルを作成し、予備分析などを行うことができた。本共同研究の次年度推進方策は、研究計画通り、リスク調整モデルを改良し、COHAIをより正確に算出することである。また、このリスク調整モデルを、多施設の病院に適用することを行う。
扁平な破砕貝殻の水理学的特性の解明と貝殻を再利用したキャピラリーバリア地盤の開発

CBに適用する破砕貝殻について、異方透水性や不飽和浸透特性(空気・水侵入値を含む)を透水試験や加圧膜法による保水性試験で詳細に把握した。次に、破砕貝殻を用いた大型土槽実験で、降雨強度、斜面勾配、使用材料、層厚、層数をパラメータとし、構造設計に必要となる限界長等を把握した。また、前記試験や土槽実験結果を検証用データに用いて、CBの限界長等を精度良く再現できるHYDRUSによる適用性を検証した。その上で、水分特性曲線の吸水・排水過程のヒステリシス等を考慮することの必要性を明らかにした。以上より、貝殻の再資源化と共に、廃棄物処分場や極低レベル放射性廃棄物、更には放射能汚染土壌等への展開に繋げた。キャピラリーバリア(以下、CB)は、上層に砂、下層に礫を敷設した層状地盤をいうが、数十年に及ぶ長期供用では、地震等に伴う土粒子の混合によりCB機能が低下する危惧があった。これに対し、破砕した貝殻を礫代替材として下層に用いることで、粒子形状効果等でCB機能を保持したまま、粒子混合も防止できることを実験的に見出した。本研究では、扁平な破砕貝殻の粒径・粒度分布ごとの不飽和浸透特性等を定量化し、水理学的特性に基づき破砕貝殻を用いたCBの性能評価を行った。加えて、実用化に向けた長期安定性の高い最適なCB構造と構造設計法を確立に向け、室内大型土槽とフィールドで実験を実施した。(1)飽和した貝殻供試体にマトリックサクションを作用させると粒径区分の大きさに関わらず、急激な体積含水率の低下を生じ、粒径区分4.759.5mmと2.04.75mmの供試体は、体積含水率はほぼゼロに近づいたが、2.0mm未満の貝殻供試体の場合は水分が残存し保水性を確認した。また、破砕方法の違いによる水分特性曲線への影響は確認されなかった。加えて、粒径区分2.0mm未満の場合、拘束圧を高めることにより保水性が高くなる。(2)室内土槽実験、フィールド実験共に、覆土+CB層の限界長は、CB層のみの場合における限界長より大きな値を示す、覆土の設置に伴い限界長が伸びる。覆土+CB層の限界長は、同一の散水強度と土槽傾斜角度に対して実施したCB層のみのそれより、室内では平均で約1.7倍、フィールドでは約1.5倍になった。両結果とも、散水強度と限界長の関係に良好な直線関係が得られた。このことから、覆土を通過し砂層への浸潤フラックスを適切に評価できれば、覆土+CB層の限界長を推定できる可能性を示した。(3)砂礫層の間に敷設する不織布の影響を把握した。その結果、使用不織布は限界長の測定結果に影響を及ぼさないことを明らかにした。当該年度に実施した研究の成果は、表面保護層を有する3層構造のキャピラリーバリアにおける限界長の推定およびキャピラリーバリアの限界長に大きな及ぼす乾燥密度(締固め度:Dc)の影響について明らかにした。主な成果は以下に示すとおりである。1)表面保護層+キャピラリーバリア層(以下,CB層)の限界長は、同一条件(散水強度と土槽傾斜角度)で実施したCB層のみの2層構造の限界長より、室内試験では1.7倍になり、フィールド実験では1.5倍であった。この倍率に違いが出た要因としては、実験装置の関係から表面保護層の厚さが、室内実験では20cm、フィールド実験では15cmであり、表面保護層の厚さが限界長に影響を及ぼした可能性が高い。したがって、今後は研究成果を展開していくためには、CBの限界長に及ぼす表面保護層の厚さの影響について定量的評価を加え、信頼性を高めて実構造物へ展開が図れるようにする必要がある。2)表面保護層+CB層の限界長については、2層構造のCB層と同様に土槽傾斜角度が一定の場合には、散水強度の増加に対して限界長は短くなり、その関係は強い反比例関係を示すことから、表面保護層+CB層の3層構造についても、限界長を推定できる可能性が高いことを明らかにした。3)砂の透水試験結果から得られた飽和透水係数比(=1.45)と大型土槽実験によるCBの限界長の比率(平均値=1.37で、ばらつきは1.301.49)がほぼ同値になった。これより、砂層の乾燥密度の変動に伴うCBの限界長の変動は、空気侵入値haの変動が相対的に小さいことから、ほぼ飽和透水係数ksの変動に伴うものであることが明確になった。4)限界長は、実験による測定値と提案式による推定値が比較的良く一致していることから、Steenhuisらの式において、CB限界長が飽和透水係数に比例するという提案式の妥当性を実験的に確認した。本研究では、1)細粒土層厚を変化させた室内大型土槽実験を行い,細粒土層厚がキャピラリーバリア(CB)の限界長等に及ぼす影響並びに2)2次元の数値シミュレーション(HYDRUS-2D)によるCB地盤の限界長の評価を実施した。主な結果を1),2)の順で示す。1)実験による限界長の評価:(1)CBの限界長は,細粒土層厚が厚くなるほど伸びるが,層厚が増加するにつれてその増加割合は徐々に鈍化し,最終的には一定値に収束する傾向を示した。(2)流出水量比は,細粒土層厚が増加するほど大きくなる傾向を示した。

また,同じ細粒土層厚でも,傾斜角度/散水強度(φ/qr)の比が大きいほど浸透水を側方へ排水する能力が高い。加えて,φ/qrが同値の場合,qrの小さい方が排水能力は高い傾向にある。(3)Steenhuis etal.の推定式は,細粒土層厚が薄い場合は,限界長を危険側に評価する可能性がある。(4)推定式を適用できる細粒土層厚の1つの目安は,細粒土の水分特性曲線(SWCC)から得られる毛管水帯の高さ程度以上と推察される。2)解析による限界長の評価:(1)斜面CB層を有する浸透現象をHYDRUS-2Dで再現できるかどうかを検討した結果,大型土槽の実験データと比較して,かなり正確に水分動態を示すことができた。(2)限界長を推定するために,砂,礫の水分移動特性値が必要で,排水過程と吸水過程の土壌水分特性曲線に基づいて,van-Genuchten-Mualemモデルのパラメータを入力値に採用した結果,実験条件にあった吸水過程のパラメータが大型土槽実験値160170cmと一致した。(3)HYDRUS-2Dを有効に使用するためには,礫の物性値の決定法が重要であることを示唆した。CBに適用する破砕貝殻について、異方透水性や不飽和浸透特性(空気・水侵入値を含む)を透水試験や加圧膜法による保水性試験で詳細に把握した。次に、破砕貝殻を用いた大型土槽実験で、降雨強度、斜面勾配、使用材料、層厚、層数をパラメータとし、構造設計に必要となる限界長等を把握した。また、前記試験や土槽実験結果を検証用データに用いて、CBの限界長等を精度良く再現できるHYDRUSによる適用性を検証した。その上で、水分特性曲線の吸水・排水過程のヒステリシス等を考慮することの必要性を明らかにした。以上より、貝殻の再資源化と共に、廃棄物処分場や極低レベル放射性廃棄物、更には放射能汚染土壌等への展開に繋げた。当該年度の研究は、大きくは以下に示す3項目であり、実験・解析ともにおおむね順調に進んでおり、研究の成果に関する公表も順調である。1)表面保護層+CB層で構成される3層構造の限界長を精度よく推定するための各種条件下での実験を実施した。まず、大型土槽(斜面長=3m)を用いた室内実験およびフィールド実験(斜面長=10m)の実験結果を整理・分析した。その結果、3層構造の限界長は、2層構造と同様に、限界長は土槽傾斜勾配に比例し、散水強度には反比例することが明らかになった。この傾向は、2層構造同様に強い直線的な相関が見受けられる。このことから、2層構造同様に、3層構造の限界長も推定可能であることが明確になった。2)当該年度は、解析結果を評価するために必要かつ重要な実験データの取得に主眼を置いたため、解析についてはHYDRUS-2Dを用いて、室内実験の結果をシミュレーションを実施した。その結果、おおむね実験結果の限界長を評価できるものの、入力パラメータの設定によっては大きく異なる結果が得られることも確認した。解析コードの高度化については、入力パラメータの設定(土質試験を含む)が最も重要であることを把握できた。3)長期耐久性がある安全性の高いキャピラリーバリア構造については、乾燥密度(締固め度)をパラメータにした室内実験を行った。その結果、乾燥密度の変動は飽和透水係数と空気侵入値ha(SWCCより算出される値)に影響を及ぼす。砂槽の乾燥密度の変動に伴うCBの限界長の変動は、空気侵入値haの変動による影響が相対的に小さく、ほぼ飽和透水係数の変動に伴うものであることが明らかになった。以上より、長期耐久性、安全性を確保するためには、施工時における砂層の締固め度の管理が重要であることを確認できた。
太陽光発電出力変動抑制のための短周期日射量予測手法の開発

本研究では実用的な短周期日射強度の予測手法の開発を行った。地表から撮影した空画像を色の要素(赤、緑、青、色相、明度、彩度)に分類することで、空と雲の分類が可能であり、2枚の画像の画素データから雲流の算出を行う。空画像を分析し雲の流れを算出することで、事前に太陽に掛かる雲の厚薄を把握する可能であり、日射強度を予測することができる。この手法は簡易的なカメラで撮影した画像データで分析するため、雲の動きを容易に把握でき、どこの地域でも活用できる実用的な手法である。本研究では、一台のカメラのみを使用しているため予測可能時間が数十分であるが、今後は広範囲にカメラを設置することで長時間の予測を可能にする。本研究は、空画像データの画像処理により短周期の日射量を予測するための手法を確立する研究である。日射量を予測することができれば、太陽光発電の出力不安定性を補うための発電機や蓄電池等の運用を改善することができ、設置容量を削減することができる。本年度は、カメラで撮影した画像データと全天日射量データを測定し、画像処理プログラムを試作した。日射量は、太陽に雲がかかる時に急激に低下するため、空画像から太陽・雲がない空・雲を分類することができれば、雲の流れから日射量を予測することが可能である。通常ディスプレイ等に映し出される画像は、赤(Red)・青(Blue)・緑(Green)のRGBモデルで構成されている。しかし、雲を数値データに置き換える際には、RGBモデルではそれぞれの要素が同じ挙動を示し、分別が困難であった。一方、彩度(Saturation)・色相(Hue)・明度(Value)のHSVモデルは要素毎に異なった挙動を示したため、雲と空を分別できると考えた。そのため本研究ではRGB画像からHSV画像に置き換え、雲と空の分別を試みた。彩度、色相、明度の要素値と日射量の時系列変動を分析することで、彩度値が日射量変動の挙動に類似していることが明らかにした。また、彩度値の大小により雲の厚薄を表現できることを明らかにし、雲の流れを把握できることから日射量の変動を予測できる見通しを得た。画像中の彩度値において出現頻度のヒストグラムを作成すると、空・雲(厚い雲、薄い雲)・その他でそれぞれ頻度が高い箇所を読み取ることができる。ここから、彩度のみで日射量に変動を与える要因を分析することが可能であることを確かめた。気象レーダなどの衛生画像では急峻な雲の動きを捉えきれないという欠点がある。そこで、より安易に雲の動きを把握できる地上から撮影した空画像を用いて、雲量及び雲流から、地上に達する日射量の予測を試みた。この時、以前利用していた魚眼レンズの撮影方法から遠方も明確に捉えられるよう上空を360°C撮影可能なカメラに変更し、単一の画像情報ではなく複数の要素を組み合わせることで予測精度の向上を目指した。地上より撮影した空画像を色の要素であるR(赤)、G(緑)、B(青)及びH(色相)、S(彩度)、L(輝度)に分類し、この空画像を各領域の持っている特徴から太陽、空、雲、その他(建造物等)に識別する。この各領域に分類した時刻tの空画像Aと時刻t+1の空画像Bを比較し、雲の動きから風向き(周囲8方向)を把握する。次に、太陽から見て風上の空の状況を考慮し、特定領域の雲の厚さ及び雲量から先の時刻における雲流の把握を行う。このとき、特定領域の範囲を変化させることで風速によって変わる雲の速さに適応できるようにした。その後、厚い雲が空全体を覆っているときには日射量が快晴時の10%になるよう調整し、日射量の予測を試みた。空画像を色の各要素を用いて、太陽、空、雲、その他に識別することが可能であり、雲の厚さ(3段階)及び建造物を除く雲の占める割合(雲量)を算出することができた。また、時系列変化する複数の空画像を用いることで風による雲流を把握し、数分先までの日射量予測をすることを可能にした。特に雲が太陽に掛かり、日射量が著しく(20%以上)現象する場合には精度が良い予測が可能であることを示した。電力工学申請書に記載した平成25年度の計画で挙げた「1空画像・日射量データの収集、2画像データ解析プログラム作成、出力変動要因分析」は達成することができた。しかし、防水の観点からカメラのインターバルモードによって空画像を撮影したため、サンプル画像を多く取得できなかった。また、データ収集・分析が目的であったため、論文等研究成果は挙げられなかった。

サンプルケースを多くとることで、本年度行った成果の信頼性をさらに上げることが可能である。そのため、計画で挙げた目標は達成できたが、収集データ数や研究成果として評価するとやや遅れていると考えられる。平成26年度の計画は「1画像分析、2予測手法を提案・予測式を確立、3他地域での日射量計測及び汎用性拡大」であったが、当初の予定より遅れているため、1画像分析、2予測式確立に絞ることにする。そのため、雲高計などのより予測精度向上を目的とするのではなく、安定した予測手法を確立することを目的とし、さらに詳細なデータ収集を行う。また、データ収集をデジタルカメラのインターバルモードで行っていた方法をWebカメラの常時撮影型に変更し、逐次データを取り予測を行える方法を提案する。平成25年度で行った彩度値を行った画像処理は継続して行うが、明度・色相等の他の要素を視野に入れて画像解析を行う。再生可能エネルギー出力予測技術調査専門委員会等の動向も踏まえて研究を行い、予測技術に関する論文を投稿する。これまでのデータ計測ではサンプルデータ数が足りず、さらに詳細なデータ必要となる。次年度では、さらに細分化をしデータを取得するため次年度使用額が生じた。データ収集の際、画像撮影の自動化を行うためパソコン、ネットワークカメラの購入を計画している。また、実験の補助者謝礼金、学会論文発表の出張料旅費等を考えている。
民事責任における加害者の責任能力

本研究によれば、不法行為責任の加害者が責任無能力者である場合に、損害賠償責任を免責する制度趣旨は、法命令の意味を理解できず、また自らの行為の結果を認識できない者、その多くが精神的にも経済的にも自立できない弱者に対して、その者の将来の成長や生活を著しく脅かすことのないように損害賠償責任を免除することにあると解釈する。そして、その趣旨からは加害者の賠償責任に関して、交通事故のように自賠責保険等による責任の補てんが可能であるか、加害者である被用者個人から賠償責任が使用者に転嫁される使用者責任の場合には、加害者の責任能力の有無を問うことなく、運行供用者及び使用者の免責が認められるべきではないとする。<研究の背景と研究内容>民法712・713条によれば、自分の行為の責任を弁識するに足りる知能を備えない未成年者と、病気や障害等により心神を喪失している者(以下「責任無能力者」という)は、民法709条等に基づく不法行為(例えば交通事故等における他人の生命や身体、財産に対する侵害行為)が成立する場合であっても、これらの者は損害賠償責任を免責される。この場合には714条により責任無能力者を監督すべき義務を負う者に監督上の義務違反があれば、この者が被害者等に対して損害賠償責任を負う。こうした現行法の責任無能力者制度の下では、第一に企業の事業活動が活発化する中で、その被用者が事業の執行に際して病気等による心身喪失の状態で第三者に危害を与えたとしても、被用者には不法行為責任が成立しないので、715条の使用者責任が成立せず、被害者が救済されない事態が生じる事例や、第二に、交通事故で自動車の運転手が病気等により心神喪失となり自動車の運転制御ができずに第三者に危害を与えても被害者が救済されない事例が生じる場合がある。本研究は、こうした事例における責任無能力者制度の問題状況の解決を図るための解釈論を提示することを目的とする。<研究経過>研究課題に対して、1わが国における責任無能力者制度の立法経過や比較法の状況を文献などにより調査し、この制度的根拠や制度適用の限界を検討した。次いで2立法後の学説・判例の展開の軌跡をたどり、そこから問題解決の基準を見出す検討を行った。3他大学の研究者や交通事故の実務担当者との意見交換を通じて解決の方向性を模索した。<研究成果>上記の作業を通じて、問題解決の基本的な解釈論を以下の論考によって今年度の研究成果として公表した。「不法行為における責任無能力者制度について」高翔龍・野村豊弘・加藤雅信他編『日本民法学の新たな時代』星野英一先生追悼715ー758頁(有斐閣2015年)今年度に当初予定していた研究計画の中で、民法712条・713条に規定された責任無能力者制度の沿革の究明と現時点の制度が妥当する法的限界の確定のための作業はほぼ完了した。加えて責任無能力者制度に関する紛争事例に関して、わが国の学説や判例・下級審実務の状況の分析も完了した。そして、交通法学会の場や、他の学会等における研究者・法曹実務などの担当者との懇談を行うとともに、損害保険実務に関する文献調査についても公益財団法人損害保険事業総合研究所附属図書館等において必要な文献を収集するなどの作業を行った。そうした文献の調査と分析や他の研究者等からの示唆を踏まえた上で、研究成果として研究論文を1編を公表することができた。以上の理由により上記の「おおむね順調に進展している」と自己評価した。<研究経過>本年度の研究内容は、一つには、民法の立法以降における責任無能力者の賠償責任に関する裁判実務や学説の状況分析と、他の一つは、戦後ドイツにおける自動車事故の免責事例や使用者責任に関する学説やBGHの判例分析である。前者については、昨年度に研究の大部分を完了していたので、本年度は、この問題に関連する分野についても研究を行った。具体的には、過失相殺における被害者の過失相殺能力の問題と自動運転における法的責任について、責任無能力者制度との関係性を検討した。過失相殺能力については、722条2項の被害者の過失の認定にあたり、従来は被害者に責任能力が要求されていたが、現在では12歳程度から5歳未満まで過失相殺能力は低年齢化され、事理弁識能力でよいとされているのが裁判実務である。責任無能力制度の存在意義につき別の側面からの検討を促す契機ともなった。また自動運転に関する法的責任の検討において、病気や精神上の障害によって自動車の運転制御が不能となった責任無能力の場合にも現行の自動車損害賠償保障法3条の法的枠組みで対応できることを下級審裁判例の実務の動向を踏まえて研究を行った。後者の研究課題についてドイツの関係文献は一部検討できたが、ドイツでの実地調査は都合によりできなかった。<研究成果>上記の作業を通じて、学会報告1件と、論文2本の執筆を行った。1「被害者側の過失」『実務交通事故訴訟大系』(第3巻)(2017年出版予定)、2「自動運転に関する法的責任」(平成29年電気学会全国大会講演論文集第1分冊10ー13頁2017年)平成29年3月15日富山大学にて開催された電気学会全国大会のシンポジウム「自動運転社会の実現に向けた倫理的課題」の中で、「自動運転に関する法的責任」を報告するとともに、概略を論文として公表した。

・平成28年度には、ドイツにおける責任無能力者の賠償責任に関する裁判実務や学説の状況を分析することを計画していた。そこでは、大学の研究室での文献調査と並んで、ドイツでの文献調査やドイツの保険事情の調査も予定していたが、平成26年からの部局長としての学内業務の多忙化のために、予定していたドイツへの調査は実施できなかった。・民法712714条における責任無能力制度の概要と今後の法的解釈論の方向性についてはすでに平成27年度に一定の成果を公表したが、この問題とも関連する被害者の過失相殺能力の問題や、責任無能力者による交通事故の発生にもその有用性を示す自動運転を素材として、自動運転に起因する事故に対する法的責任についても検討した。・また責任無能力者が本来であれば負うべきであった損害賠償責任を、この者に代わって誰が負うのか、それは責任無能力者の「法定の監督義務者」なのか、被害者自身なのか、それとも責任無能力者自身がやはり負うべきなのかという立法的解決の必要性を認識した。本研究では、(1)責任無能力者の不法行為責任を免責する制度(民法712・713条)に関する沿革の解明、(2)自賠法3条の適用される自動車事故や民法715条における使用者責任に関して、上記の責任無能力者制度を適用することの限界を法的根拠に基づいて解明することを課題とした。(1)及び(2)については、責任無能力者制度が、当初は不法行為の帰責根拠である過失責任主義と結合され、自らの行為につき他者の損害発生への予見可能性や損害回避の可能性を認識できない者に対しては、当該行為の不法行為責任を問責できないとしていた。しかし、その後の学説や裁判例の変遷の中で、第一に、その制度的根拠は、不法行為の発生を回避及び抑止するとの法目的の達成の観点から法命令の意味を理解し得ない者を帰責主体として法的責任を追求することが適切な法政策とはいえないこと、第二に、精神的に未発達又は心神を喪失している者の多くが経済的に自立しておらず、賠償責任を課することで、その者将来の成長や生活を著しく脅かすことにあるとした。こうした制度的根拠の下では、先ず責任無能力者の免責は、彼らに代わって補完的に賠償責任を負う者(監督義務者)がいる場合に本制度の適用が正当化される。さらに被害者救済の必要性が高く、損害賠償額の転嫁が可能な領域(保険への加入、商品代価や事業コストへの転嫁等)では、加害者である使用者・運行供用者を被害者に優先する弱者として保護する必要はないとするとの解釈論を提言した(拙稿「不法行為における責任無能力者制度について」星野英一先生追悼論文集『日本民法学の新たな時代』715ー758頁2015年として公表)。さらに、この論稿を被害者の過失相殺における責任能力に関しても展開させ、「被害者側の理論(事理弁識能力の論点を含む)」『実務交通事故訴訟大系』675ー706頁(第3巻)(2017年)を公表した。本研究によれば、不法行為責任の加害者が責任無能力者である場合に、損害賠償責任を免責する制度趣旨は、法命令の意味を理解できず、また自らの行為の結果を認識できない者、その多くが精神的にも経済的にも自立できない弱者に対して、その者の将来の成長や生活を著しく脅かすことのないように損害賠償責任を免除することにあると解釈する。そして、その趣旨からは加害者の賠償責任に関して、交通事故のように自賠責保険等による責任の補てんが可能であるか、加害者である被用者個人から賠償責任が使用者に転嫁される使用者責任の場合には、加害者の責任能力の有無を問うことなく、運行供用者及び使用者の免責が認められるべきではないとする。
国産ゲノム編集技術による海産魚の新品種作出

現在使われているゲノム編集技術であるTALENおよびCRISPR/Cas9に関する基本特許は外国が持っており、育種を通した日本の養殖産業の強化を視野にいれたとき、国産のゲノム編集技術の開発は極めて重要である。新しい核酸認識モジュールであるPPRタンパク質は、国産の新たなゲノム編集ツールとして期待されている。本申請課題では、完全養殖系のマサバを用いて、PPRを利用した新品種の作出を行う。さらに、食品としての安全性をオフターゲット解析およびメタボローム解析により評価する。国産の新たな核酸認識モジュールとして期待されるPPRタンパク質を用いて、ゲノム編集の実験基盤が整備されている完全養殖系マサバの新品種作出を試みる。さらに、オフターゲット解析およびメタボローム解析により食品の安全性を評価する。国際競争下において、国産ゲノム編集技術を用いた新品種の開発は今後の日本の水産養殖業の発展に不可欠であり、学術的意義とともに成果の波及効果は非常に大きいと評価される。また、本研究で期待される成果は水産養殖のみならず農畜水産物の品種改良にも波及することが期待される。研究代表者らの研究の集大成として、実用化可能な技術の開発が期待される。
MAPキナーゼ及びG2サイクリンと相互作用を示す染色体分配異常突然変異の解析

我々はMAPキナーゼシグナル伝達系とG2サイクリンによる染色体分配の制御機構の解明を目的に染色体分配異常を示すショウジョウバエ(D.melanogaster)のGp99突然変異を解析してきた。Gp99遺伝子は新規蛋白質をコードし、Gp99ホモ接合体の雌に由来する受精卵を卵割期に観察したところ、核分裂後期の染色体分配異常が観察された。Gp99突然変異の生存率の低下が、MAPキナーゼシグナル伝達系の活性型突然変異(Dsor1,Dsor3)により抑圧され、G2サイクリン(cyclinA,cyclinB)の機能欠損突然変異により優性に増強される。これらのことからGp99はMAPキナーゼシグナル伝達系とG2サイクリンを結びつける染色体分配の制御因子だと解釈された。Gp99蛋白質のアモノ酸配列を用いてホモロジー検索を行ったところ、出芽酵母では4つの相同遺伝子(仮称SC-1,2,3,4)がみつかり、その破壊実験を開始した。最初にショウジョウバエGp99との相同性が一番高く、150アミノ酸の相同領域で40%のアミノ酸の一致を示すSC-1遺伝子を破壊し、四分胞子解析を行ったところ、それが必須遺伝子であることが判明した。SC-1遺伝子破壊の結果、コロニー形成能を失った胞子の表現型を顕微鏡下で観察したところ、細胞の形態は正常で数回の分裂を経て増殖が停止していることが判明した。増殖が停止した細胞には出芽形成の開始が見られないことから、出芽形成が開始される前のG1期で細胞周期が停止していることが判った。また、細胞の大きさに差が見られたことから、娘細胞が母細胞から分離した直後のG1期の初期に停止していると解釈された。以上のことから出芽酵母SC-1遺伝子は細胞周期制御に働くという点でショウジョウバエGp99遺伝子と進化的に機能が保存されていることが判明した。現在は残り3つの出芽酵母相同遺伝子(SC-2,3,4)の破壊実験が進行中であり、それらの遺伝子も細胞周期制御に働くか否かを調べている。
プロリルイソメラーゼPinlのストレス抵抗機能

Pin1がストレス抵抗性のタンパク質であることを明らかにし、がんやアルツハイマー病との関係を示した。癌遺伝子であるc-mycのユビキチン分解にPin1が関与している。mycの分解がスムーズに行われないと、細胞は不死化して増殖がとまらなくなるので、Pin1は発癌にかかわるストレスへの抵抗性に関与するということになる。また、p53とPin1の両遺伝子欠損マウスでは、Notch1シグナル伝達が亢進して、細胞増殖制御が効きにくくなり、胸腺が肥大化した。脳神経系では、Pin1がアミロイドの産生を促進する機能を有することを明らかにして、その分子機構を解明した。すなわち、アミロイド前駆タンパク質(APP)がベータセクレターゼで切断されてC99になると、Thr668がGSK3でリン酸化されて、そこにPin1が結合し、ガンマセクレターゼによる切断に影響することを発見した。アミロイド生成はアルツハイマー病の重要なファクターであり、患者の多さと有効な薬剤が現在ほとんどないことを考えると、本研究が与えるインパクトは大きい。この他、Pin1がサイトカインシグナルであるstat3の活性化に関与しており、免疫や炎症などのストレス応答にも関与することを示した。また、脊髄損傷という重度のストレスに対する抵抗性として、神経細胞のアポトーシスの抵抗性があるが、これにもPin1が関与していることを明らかにした。さらに微小管重合促進因子として、Pin1のホモログであるGas7を発見したが、Gas7はアルツハイマー病で劇減しており、ストレス応答との関連に関して今後の研究課題を発見した。2002年の2つのnature,2003年のnatureに続き、今年度はPin1がc-mycのユビキチン分解に関与しているという発見をNature Cell Biologyに発表した。Mycは癌遺伝子であり分解がスムーズに行われないと、細胞は不死化して増殖をやめなくなる。つまり癌細胞になる。したがって、mycの分解に関する研究は癌の分野でブレイクスルーとなる研究である。これ以外に、今年度は神経変性疾患とプロリン異性化酵素Pin1に関して研究した。一つは、Ser/Thrがリン酸化されたタンパク質に結合するPin1に関する研究で、もう一つは、Pin1のリン酸化タンパク質結合部位と結合するWWモチーフを有するタンパク質として再発見したGAS7に関する研究である。Pin1がアミロイドの産生を促進する機能を有することを明らかにして、その分子機構を解明した。すなわち、アミロイド前駆タンパク質(APP)がアルファセクレターゼで切断されてC99になると、Thr668がGSK3でリン酸化されて、そこにPin1が結合し、ガンマセクレターゼによる切断を受けやすくする機構を発見した。さらに、Pin1とPin1の基質となるリン酸化ペプチドの結合を水晶発振子を用いた装置で検討した。さらにこの結合が我々の発見したPin1プロリン異性化酵素阻害剤PiBで阻害されることを明らかにした。Gas7に関しては、Gas7がリン酸化タウに結合することを明らかにした。現在、Gas7がタウを介して微小管重合にどのように関わっているかについて明らかにすべく研究している。個体のストレスへの抵抗性はその個体の加齢疾患の発症を制御している。プロリルイソメラーゼPin1の役割は多岐にわたっているが、全ての表現型から共通しているのは、Pin1がストレスへの抵抗性に関わっているということである。今年度の我々が行った研究は大別すると2つある。第一に、Pin1とp53の両者を欠損させたマウスを作成してその表現型を解析して、胸腺が肥大化することを発見し、さらにその機構を解明したことである。

P53とPin1の両遺伝子欠損マウスの胸腺ではプルセニリンの発現量が増加して、その結果Notch1が活性化され、さらにその活性型Notch1をPin1が安定化させてた結果、胸腺が肥大化したことを明らかにした(発表準備中)。第二に、Pin1が、アルツハイマー病発症に関わるAβの前駆体であるアミロイド前駆体タンパク質(APP)にあるリン酸化Thr668-Proに結合してAβの産生にを促進していることを示した。Pin1ノックアウトマウスの脳やマウス胎児より調製した線維芽細胞(Pin1-/-MEF)を含む実験系を用いて、Pin1がリン酸化Thr668-Proを介してγ切断すなわちAβ産生を促進することを明らかにした。さらに、リチウムがAβ産生を抑制するADの治療薬候補として注目されているが、そのメカニズムとしてリチウムがGSK3を阻害しその結果Thr668のリン酸化が起こらなくなることを示した。また、Pin1のリン酸化結合部位であるWWドメインとホモロジーのあるタンパク質Gas7が微小管の重合に関与していることを明らかにした。Gas7がストレスに応答して発現が変動するかどうかなど今後解析を行う。プロリルイソメラーゼPin1はストレスヘの抵抗性に関わっているということでその個体の加齢疾患の発症を制御している。ストレスヘの応答遺伝子としては、加齢、癌抑制遺伝子であるp53が最も有名である。我々は、これらの二つの遺伝子を欠損させたマウスを作成し、ストレスヘの応答に異常のあるマウスを作成した。Pin1とp53の両者を欠損させたマウスの胸腺ではアポトーシスの抑制や細胞周期に関連する遺伝子の発現などは大きく変化していなかったが、活性型Notch1が著しく増加していた(Oncogene)。このマウスがストレスヘの応答性に問題があるかどうか、また、その応答にnotch1が関与しているかどうか、胸腺細胞に刺激を与えて検討する予定である。特に、Pin1K0マウスでの感染抵抗性が低下しているという結果もでており、感染抵抗にpin1がどのようなメカニズムで関与しているのかシグナル伝達の面からさらに検討する心また、ストレス応答がマウス個体の認知症の発症に及ぼす影響を調べたが明確な結果は得られなかった。我々はすでにPin1が、アミロイド前駆タンパク質(APP)のリン酸化Thr668-Proを介してγ切断を促進することを示していたが、加齢したマウスでは逆にPin1がアミロイドベータ産生を抑制した。抑制の理由は不明であるが、Pin1以外のファクター関与しており、その量や活性が加齢とともに変化するのか、またPin1自身が受けているリン酸化修飾の程度や部位が変化して、生物活性が変化した可能性もある。今後の検討課題である。Pin1をはじめ、FKBP,Cyclophilinなどのプロリルイソメラーゼはストレス抵抗性の酵素であり、多様な加齢疾患の発症を制御している。Pin1とp53の両者を欠損させたマウスの胸腺の解析をさらに進めていて、サイクリンEとの関係について現在検討している。また、Pin1の細胞内での量や活性を調節することを試み、天然物からのPin1の活性調節剤の探索を行っている。すでに、微生物のブロースとして数種類得ており、今後、ブロースから天然物の精製を行う。
小脳症疾患の原因遺伝子の解析を通じた神経前駆細胞の運命決定機構の解明

神経前駆細胞の細胞核が細胞周期に従って組織内を往復運動するエレベーター運動は、発見以来70年以上その仕組みについて不明であったが、私は、神経管内腔に向かう核移行は微小管細胞骨格の細胞周期依存的な安定化による「能動的」な運動であることに対し、逆方向の移行は組織内の細胞密度勾配に従った「受動的」な運動であることを示した(Kosodo et al, 2011;Kosodo, 2012)。さらに、小脳症原因遺伝子の機能を胎生期マウス脳で阻害することで、エレベーター運動過程に異常が見られることが見出された。脊椎動物の脳はヒトでは約1000億個の神経細胞から形成される複雑な組織であり、特にヒトなどの高等哺乳類における大脳皮質の構築原理は、今後の脳研究分野において解明すべき重要な課題である。本研究では、胎生期脳において前駆細胞から神経細胞が新生し、脳が形成される仕組みについて解明することを大局的な目的とする。変異により脳が矮小化する遺伝子群、また神経前駆細胞に特徴的な細胞運動であるエレベーター運動に着目し、他の体組織において見られる発生現象の基本プログラムとは別個に働く「脳特異的な組織形成メカニズム」の解明を試みる。本年度は、前年度までに進められてきたエレベーター運動に関する研究をまとめ、論文投稿を行った。改訂原稿投稿のため進められた実験により、神経前駆細胞の微小管構造がG2期では収束するが、TPX2の遺伝子機能を阻害した場合は微小管が収束しないことが明らかになった。結論としてG2期のアピカル側への核運動は細胞突起内の微小管密度の細胞周期に応じた変化に依存する能動的なもの、またG1期に見られる逆方向の基底膜側に向けた核運動は、組織内の混み合い効果による受動的なものであることを見出し、エレベーター運動によって胎生期神経上皮組織の構造的恒常性が維持されることを明らかにした。この研究により、脳組織内における細胞運動が、細胞の混み合いという外因性の物理的効果により制御されていることを示した。本研究の成果は、国際学術誌EMBO Journalに受理され、当該号のハイライト論文として紹介記事が掲載され、広くその成果が周知された。胎生期に増殖する神経前駆細胞が持つ特徴として、その細胞核が「細胞周期」に従って組織内を往復運動することが知られている(エレベーター運動)。この核移行の仕組みについて、私は、内腔に向かう核移行は微小管細胞骨格の細胞周期依存的な安定化による「能動的」な運動であることに対し、逆方向の移行は組織内の細胞密度勾配に従った「受動的」な運動であることを示し、その成果が本年度に論文としてまとめられた(Kosodo et al,2011;Kosodo,2012)。上記の研究により、神経前駆細胞が胎生期に活発な細胞増殖を行いながらも、脳組織上皮構造の恒常性が保たれるメカニズムが明らかとなった。また、小脳症原因遺伝子の機能を胎生期マウス脳で阻害することで、エレベーター運動過程に異常が見られることが見出された。さらに、胎生期大脳皮質の構築過程を検証するため、神経前駆細胞を胎生期の脳組織に移植する手法を確立した。本技法の新規性として、移植先組織の細胞間上皮結合を一時的に解離させることにより、細胞凝集塊としてではなく、1細胞レベルで胎生期大脳皮質へ移植できることが挙げられる。その結果、これまで困難であった多能性幹細胞由来の移植細胞の形態学的解析が可能になり、移植細胞が組織に生着した直後の細胞情報について評価することができるようになった。現在、移植された細胞の細胞形態解析、エレベーター運動および細胞運命決定過程の生組織ライブイメージング解析を進めている。
ＳＴ２タンパク質（分泌型ＩＬ－３３受容体）によるLPSシグナル阻害機構の解明

IL-33の受容体(ST2L)の細胞外部分に相当する分泌型タンパク質のST2のLPS作用の阻害機構を検討した。ST2はLPSのLPS受容体への結合を阻害しなかった。LPS受容体複合体を構成するTLR4,CD14, MD2の各個とはST2は結合せず、受容体複合体の高次構造が結合に必要なことが示唆された。さらに、IL-33がST2を介さない機構でRasによる細胞の形質転換に必須であることを報告した。膜結合型ST2タンパク質(ST2L)はIL-33の受容体であるが、その分泌型であるST2タンパク質は細胞外でIL-33のデコイ受容体としてIL-33のシグナルを抑制する。しかし、その他にST2タンパク質はIL-33に非依存的に単球系細胞や樹状細胞におけるLPSのシグナル伝達を抑制する事を、われわれは見出した。そこでST2タンパク質のLPS受容体複合体との結合機構を解明するため、レトロウイルスによるST2タンパク質の発現系を構築した。ST2を発現させたNIH3T3細胞の培養上清を回収し、ニッケルカラムにより精製を行い、約3μgのST2タンパク質を回収した。ST2タンパク質にはGFPタグを融合させているため、これを用いてLPS受容体を発現している細胞とST2タンパク質の結合を検討することが可能となった。LPS受容体複合体の構成タンパク質に関しては、TLR4とCD14をNIH3T3細胞の表面に発現させるレトロウイルス発現系を構築した。TLR4にはC末にFLAGタグが融合してあり、TLR4の発現はFLAGに対する抗体により、CD14の発現は抗CD14抗体によりウエスタンブロティングで確認した。また、CD14の発現はFACSによっても確認できた。さらに、レトロウイルスの発現系でCD14のC末端にタグをつけ、細胞表面にGPIアンカーで結合できず細胞外に分泌される分泌型CD14タンパク質を発現させた。この可溶化CDタンパク質とST2タンパク質の直接的結合を免疫沈降法により検討したが、結合しないという結果が得られた。現在、NIH3T3細胞を用いて、CD14単独、TLR4単独、CD14とTLR4双方を強制発現する細胞の作成を終了した。IL-33の受容体であるST2Lタンパク質は一回膜貫通性タンパク質であるが、選択的スプライシングにより産生される分泌タンパク質、ST2はIL-33に細胞外で結合してその作用を阻害するとされている。しかし、われわれは分泌型ST2タンパク質が単独でLPSの作用を抑制することを見いだした。その作用機構を解明するために、昨年度報告したST2-GFP融合タンパク質を用い、ST2タンパク質とLPS受容体を構成するTLR4, CD14, MD2タンパク質のうち、TLR4, CD14とのST2タンパク質の結合能を検討したところ、結合を検出できなかった。さらにST2タンパク質がLPSと受容体の結合を阻害する可能性を検討したが、LPSとLPS受容体発現細胞の結合は影響を受けなかった。現在、さらにST2とTLR4受容体複合体との相互作用を検討するため、MD2タンパク質の強制発現、ノックダウンに着手したところである。また、ST2Lと結合するタンパク質を質量分析計によりさらに検討したところ、IFITM3、Rps27a、Retinitis Pigmentosa 1-like 1などのいくつかの結合タンパク質が同定された。このなかで、IFITM-3はInterferonによって誘導されるタンパク質として報告されているものだが、リソソームによる分解を介してST2Lを分解し、IL-33のシグナルを負に制御することが判明した。また、IL-33はST2の関与しない経路によりサイクリンDの発現を上昇させ、線維芽細胞をRasがトランスフォームする過程に不可欠なことを発見し、これは英文論文としてアクセプトされた。LPS受容体複合体を構成するTLR4とCD14遺伝子のクローニングと強制発現は順調に進んだが、MD2遺伝子のクローニングにおいて報告されている配列と異なるミューテーションをもつものと、異なる長さのクローンが複数とれてきて、報告されている配列に変換するのに時間がかかった。また、LPSと受容体複合体の結合を検討するのに、報告のあったFITC-LPSを用いてFACSにより解析する方法が検出が難しく、放射性ラベルしたLPSを用いた方法を検討しなければならなかった。ST2遺伝子は、IL-33の受容体を構成する膜貫通型タンパク質のST2Lと、その細胞外部分に相当する分泌型タンパク質のST2を選択的スプライシングにより産生する。ST2タンパク質はIL-33と細胞外で結合し、その作用を阻害する。われわれは、分泌型のST2タンパク質が、LPSの作用を抑制し、LPS受容体複合体を形成するTLR4, CD14, MD2の3つのタンパク質を発現する細胞表面にST2タンパク質が結合することを報告した。まず、ST2がLPSの受容体への結合を阻害する可能性を検討したが、ラベルしたLPSの結合はST2タンパク質存在下でも影響を受けず、他の機構が関与することが示唆された。次に、LPS受容体複合体とST2タンパク質の相互作用を検討するため、TLR4,CD14, MD2のそれぞれを強制発現させ、免疫沈降法によりST2タンパク質との結合を調べたが、単独では結合しなかった。さらに、上記の組み合わせ、TLR4とCD14、TLR4とMD2、CD14とMD2を強制発現させ検討したが、いずれも結合を検出できなかった。

これより、可能性としてTLR4, CD14, MD2の受容体複合体の高次構造がST2の結合に必要なことが、示唆され、今後検討する予定である。また、MALDI-TOF-MSによるST2L結合タンパク質の検討にから幾つかのタンパク質を同定した。この中で、IFITM3はインターフェロンにより誘導されるタンパク質として報告されたが、リソソームによるST2Lの分解を促進してIL-33のシグナルを阻害することが判明した。次に、ST2遺伝子の血清による発言誘導のシグナル伝達にSTAT3とERKが関与している事を明らかにし、さらに、IL-33がRasによる線維芽細胞の形質転換に必須であり、ST2の関与なしでサイクリンDの翻訳を促進することを見出し、これらは英文論文となった。IL-33の受容体(ST2L)の細胞外部分に相当する分泌型タンパク質のST2のLPS作用の阻害機構を検討した。ST2はLPSのLPS受容体への結合を阻害しなかった。LPS受容体複合体を構成するTLR4,CD14, MD2の各個とはST2は結合せず、受容体複合体の高次構造が結合に必要なことが示唆された。さらに、IL-33がST2を介さない機構でRasによる細胞の形質転換に必須であることを報告した。現在のところ、ST2タンパク質、LPS受容体を構成する、2つの主要な膜在性タンパク質であるTLR4、CD14の発現系の構築を終了し、ST2タンパク質に関しては精製系も機能する事を確認した。また、CD14の分泌型タンパク質を構築発現し、ST2タンパク質との直接的結合を検討したが、結合しない事が判明し、他の可能性を検討する必要があることがわかった。NIH3T3細胞をもとに、TLR4単独、CD14単独、TLR4とCD14双方を強制発現させた細胞を作製し、その後の解析にとりかかれる状態である。放射性ラベルのLPSを用いた細胞への結合の解析をさらに進め、LPSと受容体の結合にST2が影響を及ぼすかをさらに検討する。また、MD2のクローニングに成功したので、レトロウイルスを用いた発現系を構築し、ST2タンパク質との結合を検討する。また、TLR4, CD14, MD2を三つとも発現した細胞を用い、レポーター遺伝子の発現によりST2タンパク質の作用機転を検討する。さらに、ST2Lタンパク質と結合することを発見したいくつかのタンパク質の結合部位をIL-33と比較しながら解析し、ST2タンパク質とLPS受容体の結合との比較から共通な結合モチーフがあるかを検討する。生化学分泌型のCD14はST2タンパク質に結合しなかったが、膜結合型のCD14は単独でST2に結合するかを検討する。また、TLR4単独、あるいはTLR4とCD14を共発現させたNIH3T3細胞を用いて、ST2-GFPタンパク質の結合を蛍光顕微鏡と、FACSによって検討する予定である。また、蛍光ラベルしたLPSを用いて、これも蛍光顕微鏡とFACSにより、LPS受容体複合体への結合と、ST2がその結合に及ぼす影響を検討する。当初予定していたFACSを用いたLPSの結合の解析が困難であったため、高価なRIラベルしたLPSを用いることとなったが、海外取り寄せ品であったため、会計的に今年度中に間に合わなかった。上記のRIラベルしたLPS購入に使用する。
探針電界増強効果による超高感度ナノスケール分光法の研究

表面プラズモンによって金属表面の近接場電界強度が大きく増大される表面電界増強効果は、nmオーダーの金属微粒子で顕著な効果が見られることが知られている。そこで本研究では、光照射下でのSTM探針直下の局所電界増強効果の性質を詳しく調べ、その結果をもとに、超高感度なナノスケール分光測定法を開発し、その有効性を実証することを目的とし、以下の成果を得た。1.STMの探針直下ではトンネル電流が非常に局所的に流れることから、高い密度での電子励起が起きていると考えられる。このような状況での試料の振舞いを調べる目的で、窒化ガリウム結晶の透過電子顕微鏡観察を行い、非常に高密度な電子照射下において、顕著な自己拡散が促進されることを見出し、この拡散促進の原因は温度上昇やは単純なはじき出しでは説明できず、電子励起によって促進が起きていることが結論された。この自己拡散が生じている状態での高解像度透過電子顕微鏡像の動画記録を行い、この動画を計算機にとりこんで解析することにより、照射強度の増加に伴う拡散の増強は、個々の拡散種の拡散速度が増加するよりは、拡散種の密度が増加することにより生じていることがわかった。2.走査トンネル顕微鏡(STM)において、探針試料間に数kHzで変調した光を照射した場合のトンネル電流には、電圧電流特性の二次微分と光電場の二乗に比例する変調信号が発生する。これとは別に、探針試料間のパイアスに周波数fvで変調をかけると、それに対するトンネル電流の変調応答の2fv成分には電流電圧特性の二次微分に比例した信号が現れる。この2種の信号を比較することにより、増強分も含めた探針直下での光電場増強度を定量的に見積もることができる。この原理に基づき、STM探針直下での光電場増強度測定システムをくみ上げ、グラファイト表面での探針直下光増強度のその場測定に成功した。この結果から以下のことがわかった。(1)白金探針、タングステン探針いずれにおいても2桁以上の強い光増強度が測定され、通常よくつかわれる探針金属でも十分な電場増強効果を持つことがわかった。(2)光電場増強の主な機構といわれる表面プラズモンから期待される電場増強度の計算値は、今回の波長域および探針金属では数十倍にとどまり、実験結果からプラズモン以外の増強機構も働いていることが示唆された。そこで本研究では、光照射下でのSTM探針直下の局所電界増強効果の性質を詳しく調べ、その結果をもとに、超高感度なナノスケール分光測定法を開発し、その有効性を実証することを目的としている。今年度は以下のことを行った。・現有の超高真空STMの限られたポートに装着するため、一つのポートに装着可能で、複数の金属を真空を破ることなく連続して蒸着可能な蒸着源を設計、製作し、蒸着可能であることを確かめた。