hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
屈折率が10以上の超高屈折率・無反射なテラヘルツ波帯材料の研究

計画している具体的な研究項目は、1テラヘルツ波帯の超高屈折率・無反射な極限屈折率材料の支配法則の解明、2材料の13THz帯での最適化設計、3テラヘルツ波帯での極限屈折率材料の作製法の体系化と機能の実証、の3つである。本研究で生み出される超高屈折率・無反射な極限屈折率材料の応用により、13THz帯光源用の高効率な光学コンポーネントの開発が加速することが期待される。1年目は研究項目2と研究項目3に取り組んだ。研究項目2については、3THz帯での超高屈折率・無反射な極限屈折率材料の最適化設計を完了した。研究項目3については、スーパーインクジェットプリンタにより5umのポリイミドフィルムを用いて試作し、テラヘルツ時間領域分光法による実験で材料特性を評価した。研究項目2については以下の通りである。超高屈折率・無反射な極限屈折率材料は、波長よりも小さな金属構造(メタアトム)を周期的に配列して、波長よりも十分に大きな全体構造を構成したメタマテリアル(メタサーフェス)である。一例として、メタアトムとして誘電体膜の表裏に金属ワイヤーを配置している。2umの誘電体基板の表裏にカットワイヤーを配置することで、3 THzで屈折率12.9+j1.88、反射9.0%、透過51%の極限屈折率材料を設計した。研究項目3については以下の通りである。誘電体基板として、5umのポリイミドフィルムを用いた。3.0THzで屈折率8.1 + j0.9、反射6.7%、透過63.6%を設計した。表面と裏面のそれぞれに約79,000個のカットワイヤーをポリイミドフィルムの表裏両面の約6×6 mm2の範囲に描画した。試作はスーパーインクジェットプリンタ(SIJテクノロジ社製)を用いた。描画後、銀ナノインク(NPS-J)の導電率向上のため、220度で1時間焼成した。むらや短絡箇所などはあるが、おおむねポリイミド両面に対称にペアカットワイヤの形状を描画できている。インク焼成後の銀膜厚tはおおよそ140nmである。3.0THzの表皮厚は銀ナノインクの導電率より50nmである。テラヘルツ時間領域分光法(Toptica Photonics社Teraflash)により集光系で透過と反射を測定した。本内容については、2019年3月の応用物理学会[朝田,鈴木, 2019年第66回応用物理学春季学術講演会, 11p-S421-17 (2019).]で報告した。3.0THz帯で高屈折率・低反射な極限屈折率材料を設計し、スーパーインクジェットプリンタで試作した。実験と解析ともに3.03.5 THzで位相遅れが大きくなる傾向は得ているが、現状では実験結果と解析結果に誤差がある。誤差の要因として、A.実験誤差、B.試作誤差、C.材料誤差の3つが考えられる。Aではテラヘルツ時間領域分光法による実験での反射位相測定時の誤差とダイナミックレンジの影響が考えられる。Bでは寸法誤差と形状誤差が考えられる。Cでは銀ナノインクの実効導電率の低下が考えられる。引き続き、実験結果と解析結果との誤差要因の検討を進める。また、今回は初回の試作のため、繰り返しの試作が可能な特長を有するスーパーインクジェットプリンタを用いて引き続き試作を進める。(理由)1年目の費用は主に研究項目2材料の13THz帯での最適化設計と研究項目3テラヘルツ波帯での極限屈折率材料の作製法の体系化と機能の実証に使用した。研究項目2は完了したが、研究項目3では試作工程を構築中のため、次年度使用額が発生した。(使用計画)研究項目
網膜細胞におけるグルタミン酸の作用機序

グルタミン酸に対する網膜視細胞とミュラー細胞(網膜グリア細胞)の応答を調べた。本補助金で購入したインキュベータ内で網膜組織をパパインと反応させて細胞間結合を弱めたのち、機械的に細胞を単離することによって、神経回路を介する間接的な影響を除外した。グルタミン酸応答はパッチ電極プラーで作製した電極を用いて膜電位固定条件下あるいは膜電流固定条件下で解析した。1.カメ網膜から得た視細胞は、桿体及び3種類の錐体いずれも、L-グルタミン酸を投与すると脱分極した。グルタミン酸に対する感受性は軸索終末部で最も高かった。L-及びD-アルパラギン酸も視細胞に応答を引きおこしたが、カイニン酸・キスカル酸・NMDA・D-グルタミン酸は無効であった。グルタミン酸応答はキヌレン酸によって影響を受けないがアミノ酸の取り込み阻害剤によって減少した。応答の発生にNaイオンは必須であり、コリンやLiイオンで置換すると応答は可逆的に消失した。応答電流-電圧関係は非線形で強い内向き整流を示し、応答は負の膜電位で内向きで、OmV付近で消失し、更に脱分極しても僅かに反転する程度であった。このような性質から、視細胞のグルタミン酸応答は電位発生性のグルタミン酸取り込み機構(グルタミン酸:Na=1:3)の活性化によるものと考えられる。ただし、応答はノイズの増大を伴っているので、グルタミン酸チャンネルも視細胞に共存している可能性は否定できない。2.サンショウウオ網膜から得たミュラー細胞もグルタミン酸で脱分極した。応答の性質は、1で述べたカメ視細胞のグルタミン酸応答の性質に非常によく類似していたが、ミュラー細胞では応答にノイズの増大を伴わない点が異なっていた。従って、ミュラー細胞のグルタミン酸応答は純粋に電位発生性の取り込み機構によるものと考えられる。
歯髄硬組織形成能に対するSmadの役割の解明

歯髄の硬組織形成と炎症には密接な関わりがあるとも考えられている。抑制型Smadは炎症性サイトカインの転写因子であるNF-KBによって発現調節されており、炎症と硬組織形成にかかわりがあると考える。1.TNF-αを作用させるとBMP-2 mRNA量の増加が明確に認め、ALP活性の亢進は認められなかった。2.NF-κBの阻害剤であるPDTCとTNF-αを共に作用させるとTNF-αを単独で作用させた群と比較して有意にALP活性の亢進が認められた。3.またRT-PCR法およびwestern blot法の結果において、PDTCとTNF-αを共に作用させることにより、TNF-αを単独で刺激したものと比較してsmad 7 mRNA量およびタンパク質量の低下が認められた。これらの結果から、BMPのシグナル伝達は炎症性サイトカインのNF-κBを介して発現される抑制型Smadによって調節されているものと推測される。続いて、半導体レーザー照射(波長810nm)によってBMP, Smadの動態を観察した。1.レーザー照射30日後、石化物産生ではレーザー照射群は有意に上昇した。2.レーザー照射後の遺伝子発現の観察において、3時間後ではSmad1とSmad7の、6,12時間後ではBMP-2,4の、6日後ではALPのmRNA発現が増大した。3.レーザー照射後、48時間後においてBMP-2産生量が、72時間後においてBMP-4産生量が上昇した。4.レーザー照射後、12日後においてALPの活性は有意に上昇した。以上の結果から半導体レーザー照射によって、BMP-2およびBMP-4の遺伝子発現、産生量が上昇し、BMPがレセプタに結合することによって、特異型smad1,7の発現増強および、抑制型smad6の発現抑制によって硬組織形成能促進されたと示唆された。歯髄の硬組織形成と炎症には密接な関わりがあるとも考えられており、歯髄における炎症の程度がその硬組織形成を促す重要な要素であると考えられている。ヒト歯髄細胞においてもBMP-2を添加することによりALP活性を亢進させ、象牙芽細胞への分化を促進するとの報告もあることから、BMP-2はヒト歯髄においても硬組織形成を促進させるものと考えられる。BMPはレセプターに結合した際、特異型smadであるsmad 1、5、8のそれぞれが共有型smadであるsmad 4と特異型smadのいずれかが複合体を形成し、核内へと移行することによりシグナル伝達を行う。抑制型smadであるsmad 7は特異型smadのレセプターによるリン酸化に競合したり、特異型smadに結合することによって特異型smadと共有型smadの複合体形成を阻害することによってその作用を抑制する。抑制型Smadは炎症性サイトカインの転写因子であるNF-κBによって発現調節されており、炎症と硬組織形成にかかわりがあると考える。TNF-αを作用させた歯髄細胞においてBMP-2 mRNA量の増加が明確に認め、またTNF-αを歯髄培養細胞に添加した際には、ALP活性の亢進は認められなかったが、NF-κBの阻害剤であるPDTCとTNF-αを共に作用させた郡においてTNF-αを単独で作用させた郡と比較して有意にALP活性の亢進が認められた。またRT-PCR法およびwestern blot法の結果において、PDTCとTNF-αを共に作用させることにより、TNF-αを単独で刺激したものと比較してsmad 7 mRNA量およびタンパク質量の低下が認められた。

これらの結果から、BMPのシグナル伝達は炎症性サイトカインのNF-κBを介して発現される抑制型Smadによって調節されているものと推測される。歯髄による効果的な硬組織形成を促進することによって、歯科臨床における新しい歯髄保存療法の開発を大きな目的として、歯髄の硬組織形成能の分化のメカニズムを解明しようとするものである。歯髄培養細胞に半導体レーザー照射することによって、歯髄培養細胞のBMP,Smadの動態を観察した。50%コンフエント歯髄培養細胞(硬組織形成促進培地)に半導体レーザー(Osada light-surge 3000,長田電機工業社製:波長810nm)1W. 500sec(7.643J/cm^2)で照射し、RT-PCR法でsmad1,6,7,BMP-2,4,ALPの遺伝子発現、ELISA法でBMP-2,4のタンパク質産生、ALP活性、アリザリンレッドS染色による石灰化物産生を観察した。その結果を次に示す。1.レーザー照射30日後、石化物産生ではレーザー照射群はコントロール群(非照射群)に比較して有意に上昇した。2.レーザー照射後の遺伝子発現の観察において、3時間後ではSmad1とSmad7が、6,12時間後ではBMP-2,4が、6日後ではALPがコントロールと比較してmRNA発現が増大した。一方、3時間後においてSmad6のmRNA発現は減少した。3.レーザー照射後、48時間後においてBMP-2産生量が、72時間後においてBMP-4産生量がコントロールと比較して上昇した。4.レーザー照射後、12日後においてALPの活性はコントロールと比較して有意に上昇した。以上の結果から半導体レーザー照射(波長810nm)によって、BMP-2およびBMP-4の遺伝子発現、産生量が増大しその結果石灰化物産生が促進された。BMPがレセプタに結合することによって、特異型smad1,7の発現増強および、抑制型smad6の発現抑制によって硬組織形成能促進されたと示唆された。
早産児の低酸素性脳傷害とてんかん発症を防御する遺伝子群の解明

早産児は、低酸素性虚血性脳症(HIE)を併発するリスクが高い。HIEにともなう不可逆的な脳損傷は、脳性麻痺、知的障害、てんかんといった重篤な後遺症を残すが、損傷部位との相関や遺伝的要因の関与については十分に解明されていない。本研究では、てんかんを合併した早産児と非合併早産児を特徴づける(1)画像的指標および(2)遺伝的背景の差異を抽出することを目的とする。平成29年度は、低出生体重で出生し、てんかんを発症した患者の抽出を行い、臨床像について検討した。MRI所見の特徴として、27例中13例で脳室周囲白質軟化症を合併していた。脳室周囲白質軟化症とてんかん発症との関連が特に高いことが示された。平成30年度はてんかん発症に関連する遺伝学的背景について検討することを目的に、遺伝子解析を施行した。てんかん群9例について染色体CGHアレイ解析を施行した。複数箇所の欠失領域や重複領域が同定されたが、データベースを用いて病原性を判断したところ、有意と思われる欠失・重複はなかった。さらに、3例については、全エクソーム解析を行った。同定された遺伝子変異について、データベースをもとに病原性を検討したが、てんかんや知的障害に関連が高いとされている既知の遺伝子は含まれておらず、有意な結果は得られなかった。概ね、予定通り進行している。遺伝子解析の結果の解釈については、まだ検討の余地があると考えている。解釈の再検討、あるいは、さらに症例を増やすことを考えている。平成29年度は、低出生体重で出生し、てんかんを発症した患者の抽出を行い、てんかんの臨床像について検討した。当院で新生児期の管理を行った出生体重1500g未満の極低出生体重児のうち、てんかんと診断されたのは27例であった。背景については、出生体重1000-1500g未満13例、500-1000g未満12例、500g未満3例であった。27例のうち、6例には先天異常を認め、染色体異常2、てんかん性脳症関連遺伝子変異1、大脳形成異常1、CMV感染症1、脊髄髄膜瘤1であった。てんかん病型は、焦点性てんかん14、ウエスト症候群12、てんかん性能症が1であった。平均発症年齢は焦点性てんかん34か月(3か月-9歳)ウエスト症候群9.3か月(6-16か月)、てんかん性能症1か月であった。MRIは1例をのぞく26例でデータが得られ、23例に異常所見を認めた。内訳は脳室周囲白質軟化症13、大脳萎縮1、脳室拡大2、水頭症4、大脳形成異常2、および多嚢胞性脳軟化症1例であった。ウエスト症状群と焦点性てんかんの両者において、脳室周囲白質軟化症の合併率が高く、それぞれ58%(7/12)および43%(6/14)であった。脳室周囲白質軟化症が極低出生体重児におけるてんかんの発症リスクと関与する可能性が示唆された。MRIデータとNIRSデータの相関解析を計画しているが、NIRS所見は特に個人差が大きいため、解析に時間がかかっている。そのため、MRI解析を中心に進めている。MRI解析:てんかんに関係するMRI特徴を、各てんかん病型ごとに定量的に解析する。PVLを有しながらてんかんを発症していない児を抽出し、てんかん群とMRI比較検討する。てんかんに関係するMRI特徴を、各てんかん病型ごとに定量的に解析する。

PVLを有しながらてんかんを発症していない児を抽出し、てんかん群とMRI比較検討する。遺伝子解析の結果の解釈については、まだ検討の余地があると考えている。解釈の再検討、あるいは、さらに症例を増やすことを考えている。今年度、新たな解析ソフトを購入せず、画像解析を行った。次年度は、遺伝子解析費用に使用する。来年度への繰越し額は、遺伝子解析の費用として使用する予定。
加水分解酵素との触媒集積化による生物機能分子の高効率不斉合成

複数の触媒を同時に用いて、複数の反応をワンポットで同時(または段階的に)進行させることができれば、反応工程の短縮(集積化)、操作や廃棄物の軽減だけでなく、単独の触媒では成しえなかった高次の変換が可能になる。申請者は最近、その成功例として、加水分解酵素リパーゼと固定化バナジウムV-MPSを同時に用いる動的光学分割法を開発した。また、申請者は光学分割と分子内環化が連続するドミノ型不斉合成法や、カテコール類のデオキシフルオロ化による含フッ素誘導体の合成法を開発した。本研究では、上述の成果をさらに発展させて、生物機能分子の短工程不斉合成法を開発する。特に「ドミノ型多環状分子不斉構築法」と「動的光学分割法」を低分子から中分子サイズの分子の不斉合成に拡張する。本年度は以下の成果を得た。1.平成28年度に見出したポリヒドロキシ軸性不斉ビアリール化合物の動的光学分割法において、ラセミ化が進行する機構を解明した。これにより、動的光学分割法をより多様な軸不斉ビアリール化合物に適用拡張することが可能になった。2.我々は以前、カテコール類のデオキシフルオロ化法を考案したが、フッ素化の位置制御が課題として残っていた。本年度、水酸基の保護基を適宜選択することでこの問題が解決できることを見出した。今後、本法を生物活性ポリフェノール類に適用して、生物機能分子の創出を目指す。3.動的光学分割と分子内環化が連続する反応集積型不斉合成法をPI3キナーゼ阻害剤viridinの不斉合成に適用し、本法の実践性を検証する研究を推進中である。4.我々が開発した動的光学分割法を各種生物機能分子の不斉合成に適用拡張すべく、他の班員との共同研究を進めている。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、金属触媒と固定化リパーゼを併用する反応集積化をさらに発展させて、生物機能分子の短工程不斉合成法を開発する。特に「ドミノ型多環状分子不斉構築法」と「動的光学分割法」を低分子から中分子サイズの分子の不斉合成に拡張することを目的とし、本年度は以下の成果を得た。1.加水分解酵素リパーゼと固定化バナジウムの触媒集積化による動的光学分割に、分子内付加環化反応を組み合わせて、多段階反応がone-potで連続進行する集積型反応を開発した。これをFDAで認可されたスロンビン受容体アンタゴニストvorapaxarの基本骨格の1段階不斉合成に応用した。2.中分子化合物に対応可能な細孔径12 nmの新規触媒V-MPSを調製した。また、本品は、細孔が3-4nmのV-MPSよりも活性が高いことが分かった。今後、これを動的光学分割に応用する。3.リパーゼと金属触媒を併用することで、様々な生物活性を示す天然物に含まれる軸性不斉ポリヒドロキシビフェニル化合物の全く新しい動的光学分割法を開発した。4.我々が見出したデオキシフルオロ化法を、生物活性化合物に汎用されるキノリン骨格に応用し、2通りの位置制御フッ素化法を見出した。当初の予定を概ね達成した。なお、viridin (PI3キナーゼ阻害剤)の不斉全合成は現在進展中であり、引き続き検討する。

3.動的光学分割と分子内環化が連続する反応集積型不斉合成法をPI3キナーゼ阻害剤viridinの不斉合成に適用し、本法の実践性を検証する研究を推進中である。4.我々が開発した動的光学分割法を各種生物機能分子の不斉合成に適用拡張すべく、他の班員との共同研究を進めている。viridin (PI3キナーゼ阻害剤)の不斉全合成を完成し、生物活性化合物の不斉全合成を超効率化する集積化反応の実践力を検証する。本新学術領域の他の班員の研究課題の化合物に酵素触媒動的光学分割法を適用し、共同研究を推進する。軸性不斉化合物の動的光学分割並びに含フッ素誘導体の不斉合成をさらに進める。29年度が最終年度であるため、記入しない。
中国近代知識階級の成立と“文字"の誕生・発展をめぐって

19世紀末から1930年代にかけて、北京大学を頂点とする中国の大学・専門学校における卒業生・在学生を主とする読者層の形成過程,商務印書館を中心とする大槻模出版社の文学書刊行事業への進出過程,及び文化生活出版社など後発の中小出版社の派により出版機構が多様化していく過程,そして大学教師を中心とする作家・批評家・翻訳家が20年代末以後職業的文学者へと転進していく過程を,部分的に明らかにすることができた。具体的には以下の5点を挙げられよう。1.魯迅・巴金などの大文学者の軌跡2.沈従文・呉朗西などややマイナ-な作家,文化人の軌跡.3.文化生活出版社等の出版事業に携った人とへの書筒による質問調査。4.日中両国文化人の交流5.文学制度の確立にともなう表現方法,作家意識・読者意議の変質・変狼のプロセス。以上の5点について,資料の収集及びその整理を行ったが,その過程ではパソコンによる各研究機関へのアクセス及び資料整理が大いに威力を発揮し、本研究の総仕上げを目指す今後の作業により明るい展望をもたらしてくれた。またアルバイタ-によるパソコン操作等の補助活動も大いに本研究の基礎的作業の進展を援助してくれた。
ホログラフィック原子磁力計の研究

カリウム原子による光ポンピング磁力計の試作を行い、その基本的な特性を調べた.バッファガスとしてヘリウム(80kPa)を封入したセルの吸収スペクトルの中心は,770.107nmであった.吸収線幅はFWHMで0.02nmであった.さらにクエンチ用の窒素を加えたセル(He 80kPa ; N_2 4kPa)の吸収線幅はFWHMで0.055nmに増加した.ポンプビームの波長を,吸収波長に一致させ、プローブビームの波長を,吸収波長から少なくとも0.1nm以上シフトすると感度が高かった.ポンプビームは少なくとも10mW以上必要である。ポンプビーム,プローブビームともに,レーザーパワーに対する信号強度の関係は飽和傾向にあるが、ハイパワーにすれば,信号強度は上昇する.ポンプビームのヘリシティを逆転すると,プローブビームの偏光も逆転した.セル温度は170°Cで約50%の信号強度が得られ,190°Cから飽和し始める.交流磁場信号に対する応答(周波数5kHz)では,閉ループ制御を使わなくても,1pT100nTまでの5桁におよぶ広い範囲で良好な線形性が得られた.また,画像計測に関しては,グラントムソンフィルターを介してCCDカメラで観察した.ポンプビームをコリメータレンズで拡大するとパワー密度が減少し,低磁場では十分な感度が得られなかった.また,画像の変化が複雑であり入力磁場と画像の関係はまだ整理できていない.また,空間で振幅変調を受けた波面をホログラムの計算によって復元するプログラムを作成した.磁場によって変調を受けたプローブ光を干渉させたホログラムから,磁場分布を再現する基礎を築いた.カリウム原子による光ポンピング磁力計の試作を行い、その基本的な特性を調べた.バッファガスとしてヘリウム(80kPa)を封入したセルの吸収スペクトルの中心は,770.107nmであった.吸収線幅はFWHMで0.02nmであった.さらにクエンチ用の窒素を加えたセル(He 80kPa ; N_2 4kPa)の吸収線幅はFWHMで0.055nmに増加した.ポンプビームの波長を,吸収波長に一致させ、プローブビームの波長を,吸収波長から少なくとも0.1nm以上シフトすると感度が高かった.ポンプビームは少なくとも10mW以上必要である。ポンプビーム,プローブビームともに,レーザーパワーに対する信号強度の関係は飽和傾向にあるが、ハイパワーにすれば,信号強度は上昇する.ポンプビームのヘリシティを逆転すると,プローブビームの偏光も逆転した.セル温度は170°Cで約50%の信号強度が得られ,190°Cから飽和し始める.交流磁場信号に対する応答(周波数5kHz)では,閉ループ制御を使わなくても,1pT100nTまでの5桁におよぶ広い範囲で良好な線形性が得られた.また,画像計測に関しては,グラントムソンフィルターを介してCCDカメラで観察した.ポンプビームをコリメータレンズで拡大するとパワー密度が減少し,低磁場では十分な感度が得られなかった.また,画像の変化が複雑であり入力磁場と画像の関係はまだ整理できていない.また,空間で振幅変調を受けた波面をホログラムの計算によって復元するプログラムを作成した.磁場によって変調を受けたプローブ光を干渉させたホログラムから,磁場分布を再現する基礎を築いた.1.技術調査プリンストン大学のRomalis教授のもとに短期間滞在し、実験装置の詳細構造、実験ノウハウ等の調査を行い最新の情報を入手した。2.実験装置の作成(1)ガスセルの製作ポンピング光とプローブ光を直交して入射できる専用セルを作製した。また、カリウムとアルゴンガスを封入するための真空排気・圧力調整系を作製した。(2)ガスセルの温度調節機構ホットエアーをガスセル周辺に流し、セル温度を一定に維持する温度調節機構を作製した。セル周囲には一切の磁性体や金属を配置せず、耐熱樹脂でセルケーシングを作製した。(3)測定システムの作製波長可変レーザー、アイソレータ、偏光板、波長板、ポッケルスセル、ガスセル、調温度機構、3軸ヘルムホルツコイル、マッハチェンダー干渉計、フォトダイオード、CCDカメラ、ロックインアンプ等から構成された測定システムを構築した。3.光学計測(1)吸収スペクトルの測定カリウムガスセルに770nm付近のレーザー光を照射し、吸収スペクトルを測定した。プローブ光用の半導体レーザーの温度と外部共振器の角度を調整することにより、モードホップの起こらない範囲で吸収中心に同調できることを確認した。ポンピング用の大出力レーザーについては、安定化のための調整中である。(2)磁場測定シングルビーム構成で、レーザー光に対して45度の向きに磁場を加え、ガスセルを透過したレーザー光の偏光変化を直交ニコル配置で測定した。レーザー光はポッケルスセルで変調し、フォトダイオードの出力をロックイン検波した。その結果、1nT以下の磁場を測定できることを確認した。(3)ノイズ除去ソフトウェアCCDカメラで計測した画像から背景以外の変化部分を取り出し、さらに基準信号に同期した成分の画像を抽出するソフトウェアをプログラミングした。実験および結果1ガラスセル作製とガス調整セルに封入するバッファ用のヘリウムガスおよびクエンチング用の窒素ガスの圧力比を変化させて吸収スペクトルの変化を測定した。窒素ガスを入れると吸収幅が広がった。2ポンピング光とプローブ光の波長の影響磁気感度が最大となるポンピング光とプローブ光の波長を探った。

ポンピング光は、吸収が最大となる波長で感度が最大となった。一方、プローブ光は吸収波長から0.1nm程度デチューンすると感度が高かった。3ポンピング光とプローブ光のパワーの影響ポンピング光とプローブ光のいずれの場合も光パワーを増加すると磁気感度が向上した。よりハイパワーのレーザーを使用すれば感度上昇が期待できることが分かった。4セル温度の感度依存性セル温度を変化させて磁気感度が最大となう条件を探った。200°C程度までは急激に感度が立ち上がるが、それ以上では飽和傾向が見られた。5共振による感度向上ヘルムホルツコイルでセルに直流磁場を印加すると、カリウム原子はラーマー周波数で歳差運動する。ポンプ光に直交した方向から直線偏光のプローブ光をセルへ入射し、偏光状態の変化から歳差運動を測定した。ラーマー歳差周波数と同一の周波数の信号を入射するとスペクトラムが狭まり信号が増強された。信号が検出される最小磁場は1pT以下(数百fT)であり、市販の高温超伝導SQUIDと同程度の感度が得られた。応答速度は10kHzまでは確認した。特筆すべきことは、入力した磁場と出力信号の関係が、オープンループ制御だけで5桁もの直線性が確認できたことである。6画像計測ナノテスラレベルの磁場ではCCDカメラによる透過光変化の直接的観察が可能であったが、微弱磁場では明るさ変化の分解能が不足し困難であった。7デジタルホログラフィーホログラムデータから2次元平面の物体を再構成するソフトウェアを完成した。
高齢者の語音受聴度改善のための補聴器フィッティングの検討

老人性難聴患者に対し、補聴器フィッティングを行い語音明瞭度を検討した。補聴器の周波数特性と明瞭度の関係では、flatな特性を持つ増幅においてより高い明瞭度が得られたが、裸耳においての最高明瞭度を越えることはなかった。高音強調では、明瞭度は同じか、やや低下したが、日常の装用感ではflatな特性よりも優れていた。また各周波数特性を実耳挿入利得と日本語長時間平均スペクトルの関係から検討するために、まず実耳挿入利得、open ear gainの個人差、測定誤差について検討した。測定方法による誤差では、鼓膜とprobeの距離との関係により測定値が異なり、又個体差について外耳値容積との関係についても基礎的なdetaを求めた。
ライブイメージングと微細構造観察による,植物液胞の構造・動態と機能に関する研究

研究代表者が2002年に報告した,液胞上のサブ領域様構造bulbについて,更なる「構造的な証拠」,「質的な差異の証拠」,「機能の手がかりとなる変異体」,などを得ることを目指して研究を進めてきた.これまで知られていたマーカー以外でもbulbが可視化されること,多くの組織や器官でbulbが出現すること,bulb上で二つのタンパク質の濃縮度が異なること,また,二つの変異体でbulbが減ること,を見出した.研究代表者が2002年に報告した,液胞上のサブ領域様構造bulbについて,更なる「構造的な証拠」,「質的な差異の証拠」,「機能の手がかりとなる変異体」,などを得ることを目指して研究を進めてきた.これまで知られていたマーカー以外でもbulbが可視化されること,多くの組織や器官でbulbが出現すること,bulb上で二つのタンパク質の濃縮度が異なること,また,二つの変異体でbulbが減ること,を見出した.高等植物の液胞膜上のサブ領域bulbを染め分けるために,γ-TIP(液胞膜とbulb両方に局在)とAtRab75(bulb以外の液胞膜に局在)のそれぞれに蛍光タンパク質を融合するようなコンストラクトを作製した.緑と赤(GFPとmRFP),緑と黄緑(GFPとVenus)の組み合わせで,同時に二色を発現するようなバイナリベクタを合計9種構築し,形質転換シロイヌナズナを作製した.また,AtVam3(液胞膜とbulb両方)とSporanim(液胞内腔)についても,γ-TIPやAtRab75と,異なる色での組み合わせで発現させるようなバイナリベクタを合計6種構築し,形質転換シロイヌナズナを作製した.bulb様の構造が存在する傍証を複数得た.1)細胞質にGFPを発現するような形質転換植物の子葉の表皮において,液胞内腔に突出する細胞質領域があることを確認した.二次元的にはリング状,三次元的には球状をなしており,細胞表層の細胞質部分と原形質糸で連続していた.2)Vam3のown promoterでGFP-Vam3を発現する形質転換植物(植村知博博士が確立)を観察することにより,花器官などこれまで35Sプロモーター下では観察することができなかった組織においてもbulb様の構造を確認した.急激な細胞伸張を起こす直前の花弁やcauline leafで高頻度に観察され,特に気孔の孔辺細胞においてよく見られた.申請者がシロイヌナズナ子葉の表皮細胞で報告したbulbという液胞膜上の構造は,複雑な立体構造を持つ上,特定のタンパク質を濃縮したり排除したりするサブ領域と想定され,現在その機能と構造についての研究を行っている.今年度は遺伝学的な取り組みに着手した.順遺伝学:AtVAM3のプロモーターによってGFP-AtVam3遺伝子を発現させることにより,AtVAM3欠損変異体(vam3-1)の持つ巨視的な表現型が相補され,液胞膜とbulbが可視化される.すなわちこの形質転換植物においては,適正量なおかつ機能を維持した蛍光マーカータンパク質の発現でbulbを可視化していることになる.この形質転換体(pVAM3:GFP:VAM3/vam3-1#12-1)を親株に,変異体プールを作製した.M1種子にEMSを処理して変異を誘発し,約4000の独立のM1個体から,個体別にM2種子を回収した.この作業の過程で,vam3-1に酷似した表現型を示すものを含め,多数の(>240以上)巨視的な表現型を示すM1ラインを単離した.その大多数は,vam3-1が示す花成遅延や葉の形態異常よりもややマイルドな表現型として認識された.これがM2世代で同様な表現型を示すのであれば,優性の変異である可能性が高い.現在,効率の良いスクリーニングの戦略を構築中である.逆遺伝学:pVAM3:GFP:VAM3/vam3-1#12-1の様な,適正な発現量で液胞膜とbulbを可視化するラインを用い,既に液胞の形態に異常が報告されている既知の変異体との掛け合わせを行った.現在F2世代を選抜中である.高等植物の液胞膜上のサブ領域bulbの研究を「構造」「質」「機能」の観点から研究した.「構造」について: bulb様の構造が存在する傍証を複数得た.1)シロイヌナズナ培養細胞AlexでγTIP-Venusを発現させた場合液胞とbulbが観察された2)PtdIns(3)Pを可視化するvenus-2xFYVEの形質転換シロイヌナズナの発達中の子葉でbulbが観察された.「質」について:同一細胞の中でTagRFP-Vam3とGFP-AtRab75の発現により,液胞を赤と緑で同時に可視化した.これまでGFP-AtRab75単独発現ではbulbは可視化されなかったが,TagRFP-Vam3との共発現ではbulbが出現してしまうという予想外の結果となった.単位面積あたりの蛍光強度を取り,(bulbの領域)/(同一細胞内の他の液胞の領域)の比を,TagRFP-Vam3とGFP-AtRab75について行ったところ,常にTagRFP-Vam3の価の方が大きかった.このことは,bulbでTagRFP-Vam3が選択的に濃縮されていることを示唆する.「機能」について:遺伝学的アプローチに着手した.

顕微鏡観察ベースで,順遺伝学的に液胞の形態やbulbの頻度が増減するもののスクリーニングを開始した.逆遺伝学的には,これまで液胞の形態異常が知られている既知の変異体とのかけあわせを行った.その結果,bulbの出現頻度が減る変異体を二つ見出した.また,bulbの形成過程を長時間のタイムラプス撮影で捉える試みをした.二枚の液胞膜が接する場所で,蛍光強度が上昇するとほぼ同時に曲率の顕著な変化が見られ,bulbが形成される様子が捉えられた.
喉頭気管領域での組織線維化過程におけるマクロファージの役割の解明

8-12週齢のオスC57BL/6マウスを用い、過去の報告にならい両側声帯に物理的損傷を加えた。損傷前、損傷後3、7、14日目に採取した声帯粘膜から抽出したtotal RNAを用い1Emr1(マクロファージマーカー)、2CD86(M1マクロファージマーカー)、Mrc1(M2マクロファージマーカー)、3TNFα、NOS2(炎症性サイトカイン)、IL10(抗炎症性サイトカイン)、TGFβ1、Arginase1(線維化因子)の遺伝子発現の経時的な変化をqRT-PCRにて評価した。1マクロファージマーカーであるEmr1の発現が損傷後3日目で増加し、先行研究でおこなった免疫組織化学の結果に矛盾しない結果であった。2M1マクロファージマーカーであるCD86とM2マクロファージマーカーであるMrc1も共に損傷後3日目で増加しており、マウス声帯においては創傷治癒過程におけるM1-likeマクロファージとM2-likeマクロファージの関連遺伝子の発現時期には明らかな差を認めなかった。免疫組織化学でも、F4/80陽性細胞の内、iNOS陽性細胞は1、3日目に、CD206陽性細胞は3日目に増加しており、矛盾しない結果であった。3炎症性サイトカイン(TNFα、NOS2)や抗炎症性サイトカイン(IL10)の発現は有意な変動を認めなかった。一方、線維化に関わると報告されているTGFβ1とArginase1の発現は損傷後3日目で増加しており、マクロファージの発現増加と同時期であった。抗体の条件検討に時間を要したため。適切なプライマーの設計に時間を要したため。これまでの研究で、マクロファージが声帯の物理的損傷後3日目で創傷治癒・線維化に強く関わっている可能性が示唆された。今後、その働きをより明確にするために、ノックアウトマウスや分化誘導薬を用いた実験を計画している。ノックアウトの条件、分化誘導薬の至適投与量などの検討を行い、その結果に基づき、マクロファージの有無や表現型の違いによる創傷治癒へ与える影響につき検討する。8ー12週齢のC57BL/6マウスを用い、正常声帯および傷害声帯(傷害後1、3、5、7、14日目)におけるF4/80、CD206、iNOS発現細胞の分布を経時的に評価した。傷害声帯モデルは喉頭鏡挿入下に特製の手術器具を用いて声帯粘膜を損傷する、物理的傷害モデルを使用した。1正常声帯ではF4/80陽性細胞(組織常在マクロファージ)は声帯粘膜固有層浅層に存在し、その多くはCD206陽性であった。2声帯物理的傷害モデルでは、傷害声帯における単位面積あたりのiNOS陽性F4/80陽性細胞は、傷害後1、3日目に増加しそこから徐々に減少した。これに対して単位面積当たりのCD206陽性F4/80陽性細胞は、傷害後3日目にわずかに増加したのみであった。また、F4/80陽性細胞の内、iNOS陽性細胞の割合は傷害後1日目から増加し、この傾向は7日目まで続いた。その後、傷害後14日目にはCD206陽性細胞が大半を占めるようになった。3正常声帯、傷害声帯のいずれにおいても、F4/80陽性細胞の内、iNOS陽性細胞とCD206陽性細胞は明確に区別できるものではなく、その両者を発現する細胞が多数存在した。以上より、他臓器と同様にマウス声帯におけるマクロファージの表現型が傷害後継時的に変化することが確認され、傷害後初期にはiNOS陽性マクロファージ(M1-like)が、正常声帯および傷害後後期ではCD206陽性マクロファージ(M2-like)がそれぞれ優位であることが明らかとなった。これらのマクロファージの表現型の変化とともにその機能も変化し、創傷治癒に影響することが予想された。

一方、線維化に関わると報告されているTGFβ1とArginase1の発現は損傷後3日目で増加しており、マクロファージの発現増加と同時期であった。抗体の条件検討に時間を要したため。適切なプライマーの設計に時間を要したため。早急に創傷治癒過程における種々のサイトカインの発現を確認するとともに、Csf1rーEGFPマウスがマクロファージ標識モデルとして用いることができるかどうかを確認する。また、他の声帯傷害モデルにおけるマクロファージの発現を確認する。さらに、Csf1rーEGFPマウスを用いたマクロファージアブレーションモデルの条件検討を行う。これらの予備実験を上でマクロファージの有無による創傷治癒過程の違いを検討する。これまでの研究で、マクロファージが声帯の物理的損傷後3日目で創傷治癒・線維化に強く関わっている可能性が示唆された。今後、その働きをより明確にするために、ノックアウトマウスや分化誘導薬を用いた実験を計画している。ノックアウトの条件、分化誘導薬の至適投与量などの検討を行い、その結果に基づき、マクロファージの有無や表現型の違いによる創傷治癒へ与える影響につき検討する。染色の条件検討に時間がかかったため、研究の進行がやや遅れているため。条件検討に時間を要し、計画通りに研究がすすまなかったため。次年度の動物実験で用いる試薬の購入に用いる予定です。
神経筋接合部におけるシナプス核の加齢変化と可塑性

近年、MuSKがアセチルコリンレセプター(AChR)の凝集を誘導していること、Shp2がMuSKに対して拮抗的に働くことが示されている。本研究の結果から以下の4点が推察された。1)発育期においては、MuSKmRNAの高発現に伴いAChRが凝集、エンドプレートの拡大が生じる。2)老齢期においては、Shp2mRNAの高い発現によりAChRの凝集が抑制され、エンドプレートの断片化が進行する。3)エンドプレートの拡大、断片化にも関わらず、エンドプレート核ドメインは一定に保たれる。4)活動量の多いDIAは、STMに比べMuSKおよびShp2のmRNA発現量が高く、筋活動量と関連する可能性がある。(目的)神経筋接合部における形態的な加齢変化は、脱神経を誘発する要因となり、筋の脆弱化を加速させると考えられる。本研究ではラット横隔膜の加齢および脱神経モデルを用いて、エンドプレート(AChレセプターの集合体)の形態および発現調節に関わるシナプス核数の適応変化を調査した。さらに、AChレセプターの凝集に関連するMuscle specific kinase(MuSK)mRNAの発現レベルについて検討した。(方法)被験動物として、young(8週齢:n=22)およびold(24ヶ月齢:n=17)ラットを用い、左側横隔神経に対する切除術(DNV群)または疑似手術(CTL群)を施した。6日または30日後に左側横隔膜から単一筋線維を複数単離し(平均1個体から20本)、エンドプレート(αバンガロトキシン染色)および周辺核(DAPI染色)を可視化した。コンフォーカルレーザー顕微鏡と専用ソフトを用いてエンドプレートを含む単一筋線維を立体構築し、エンドプレート体積およびシナプス核数を調べた。(結果)Young群と比較してold群では、エンドプレート体積(1831±911vs2232±1494μm3)およびシナプス核数(6.2±3.8vs9.6士6.1個)の有意な増加が見られ、1つのシナプス核が支配するエンドプレート体積(SND)は減少した。さらにMuSK mRNAの有意な減少も認められた。DNV群では、両年齢群共にエンドプレート体積の減少傾向およびシナプス核数の増加傾向を示し、SNDの有意な減少が認められた。(考察)加齢に伴うエンドプレートの拡大現象は、whole muscleを用いた我々の先行研究(Suzuki, et al. J. Physiol. Sci. 59:57-62(2009))でも確認されており、MuSK mRNAの発現レベルの低下が原因である可能性が示唆された。また、SNDの減少は、加齢あるいは脱神経が単一シナプス核におけるAChレセプター発現量の低下を引き起こした可能性を示唆し、代償的に核数を増やすことでエンドプレートの機能・形態的特性を維持したと推察される。神経筋接合部周辺のTrophic factorは、アセチルコリンレセプターの発現に対する重要な刺激となることが知られているが、発現調節のキーとなるシナプス核の情報はほとんどない。そこで本研究は、老齢期のアセチルコリンレセプターの発現(運動終板の形状)と神経筋接合部直下にあるシナプス核および周辺の筋核、さらにはサテライトセルの量的関係を明らかにすることを目的とする。22年度は以下の結果が得られた。1)様々な月齢(3週齢、11週齢、25週齢、22ヵ月齢)のラットから横隔膜と胸鎖乳突筋の単一筋線維を取り出し、アセチルコリンレセプターのアンタゴニストを用いて運動終板をラベルした。さらに、PAX-7および核に対する、免疫組織化学的染色を行い、サテライトセルおよび筋核をラベルした。その結果、22ヵ月齢においてはエンドプレートの空洞化が認められたが、エンドプレート体積は増大した。また、エンドプレート核は加齢に伴い増加し、核1個当たりのエンドプレート体積も増大した。エンドプレート核内にサテライトセルを見いだすことはできなかった。2)エンドプレートの代表的なTrophic factorであるMuSKのmRNAの発現レベルをリアルタイムRT-PCRを用いて調べた。その結果、両筋とも神経筋接合部の集中する筋中央部のMuSK mRNA発現は末端部よりも高く、横隔膜は胸鎖乳突筋よりも発現量が高いことなどが明らかとなった。これらの差異は、活動量の違いに起因していることが推察された。また、MuSK mRNA発現量の低下傾向が両筋において認められ、エンドプレートの空洞化との関連が示唆された。

そこで本研究は、老齢期のアセチルコリンレセプターの発現(運動終板の形状)と神経筋接合部直下にあるシナプス核および周辺の筋核、さらにはサテライトセルの量的関係を明らかにすることを目的とする。23年度は以下の結果が得られた。1. 30ヵ月齢の超高齢ラットから横隔膜と胸鎖乳突筋の単一筋線維を取り出し、アセチルコリンレセプターのアンタゴニストを用いて運動終板をラベルした。さらに、PAX-7および核に対する、免疫組織化学的染色を行い、サテライトセルおよび筋核をラベルした。その結果、30ヵ月齢においてはエンドプレートの空洞化が進行し、22カ月齢まで増加し続けたエンドプレート体積が減少した。また、エンドプレート核は30ヵ月齢ではさらに増加し、その結果核1個当たりのエンドプレート体積は統計的に有意に減少した。エンドプレート核にはPAX-7を発現する核は認められなかった。2.エンドプレートの代表的な調節因子であるMuSK、Shp2のmRNAの発現レベルをリアルタイムRT-PCRを用いて調べた。その結果、横隔膜は胸鎖乳突筋よりも発現量が高いこと、発育期に比べると、22か月あるいは30カ月齢における発現量は減少していることなどが明らかとなった。しかし、22カ月齢と30カ月齢に有意な差は認められなかった。エンドプレート核1個当たりのエンドプレート体積の減少は、エンドプレート空洞化の直接的な原因となる可能性が示唆されたが、MuSK mRNA発現量とエンドプレートの形態的変化との関連性は見いだせなかった。神経筋接合部周辺にあるシナプス核(エンドプレート核)は、アセチルコリンレセプターの発現調節を担う。本実験では、エンドプレート核数とレセプター凝集に関わる重要な分子Muscle specifickinase (MuSK)およびTyrosine phosphatase (Shp2)のmRNA発現の発育・加齢変化について調べた。1週齢130週齢のラットから横隔膜および胸鎖乳突筋を摘出した。各筋に蛍光染色を施した後に単一筋線維に単離し、共焦点顕微鏡でEPを観察・定量した。MuSKおよびShp2のmRNA発現量をリアルタイムRT-PCRを用いて定量比較した。25週齢までの発育段階においては、両筋とも筋線維直径、EP体積・表面積、EP核数が急増し、EP核ドメインはほぼ一定の値を示し、その後90週齢(生存率70%)まではすべての測定項目が漸増した。90130週齢(生存率25%)においては、EPの断片化が顕著になり、EP体積、EP核数に多少の変動が認められたが、EP核ドメインは比較的一定の値を保った。1つの核が発現するエンドプレート領域は厳密に制御されており、筋の種類や加齢に影響されないことを意味する。MuSKmRNAの発現量は25週齢までの発育段階で急激な減少を示し、その後は130週齢まで一定の値を示した。生後数週間のエンドプレート拡大すなわちAChRの凝集スピードとMuSKの発現量が比例していると推察される。一方、Shp2mRNAの発現量は90週齢まで顕著な変化を示さなかったが、130週齢にかけて増加が認められた。エンドプレートの断片化には、Shp2の発現増加が関連する可能性がある。
新しい膜蛋白質含有ナノ粒子の構築と蛋白質膜組過程の精密探査

細胞内で合成された蛋白質がどのように膜へと組込まれるのか,その詳細な分子メカニズムは不明であり,より詳細な解析を行うためには,1ユニット(反応最小単位)での解析が必要である。本研究では,新規ポリマーに着目した研究を進める。このポリマーは直接生体膜から膜蛋白質を生体内の脂質環境のまま取り出せ,抽出後はディスク状のナノ粒子を形成する。しかし,形成効率に問題がある。はじめに効率よく新規ポリマーを用いて膜蛋白質を抽出する系を構築する。次に蛋白質輸送に関わる必須の膜蛋白質の分子メカニズム解明に向けた活性の評価を行う。本研究による成果は,他の様々な蛋白質の詳細な解析に応用できる。
シグナル伝達マップ作成とプロテオーム解析による先天奇形症候群の病因遺伝子探索

本研究の目的は、研究代表者および分担研究者のこれまで実績を基に、先天奇形症候群原因遺伝子の革新的な探索方法を確立することにある。具体的には、ヒト発生異常にかかわる遺伝子の機能・シグナル伝達マップを作成し構築したデータベースとプロテオーム解析に基づいて病因遺伝子の探索をおこなう。1)候補遺伝子群および候補遺伝子の選定(松原)疾患の既知のシグナル伝達を軸に、まず候補遺伝子群を選定し、つぎにその群から候補遺伝子を選定するという2段階の選定をおこなった。各群に属する遺伝子について候補遺伝子として確率の高さを検定し、各群で可能性の高い分子を選定した。2)候補遺伝子の解析と機能の評価(青木)原因不明のNoonan症候群、Costello症候群、CFC症候群にたいして、候補遺伝子の全翻訳領域について塩基配列の決定を行った。同定した遺伝子変異について、培養細胞を用いたウェスタンブロット、ルシフェラーゼアッセイ、増殖分化アッセイ、プロテオーム解析などが進行中である。3)ヒト発生異常の関与するシグナルマップとデータベースの構築先天異常症が示す症状を臓器毎に分類し、症候群ごとに整理した。臓器別の立体的な発生異常を構築し、ヒト発生特異的なシグナル伝達マップの作成を進めている。本研究における遺伝子解析研究は3省庁の「ヒトゲノム・遺伝子解析研究に関する倫理指針」に沿って行った。また本研究は、すでに東北大学医学部倫理委員会の承認を得ている(承認番号#2001-217)。
イオンビームによる金属酸化物の格子欠陥を利用した燃料電池用金属ナノ粒子触媒の創製

イオンビーム誘起の高密度電子励起によって金属酸化物、特に二酸化セリウム(CeO_2)に格子欠陥を形成し、それを担体として白金(Pt)ナノ微粒子の析出を制御することで、固体高分子形燃料電池用の酸素還元反応(ORR)触媒を創製することを試みた。電気化学測定の結果から、イオンビーム照射したCeO_2上に堆積したPtナノ微粒子のORR活性は未照射時に比べて高く、重畳照射によるCe^<3+>イオンあるいは酸素空孔の形成との関連性が示唆された。本研究では、イオンビーム誘起の高密度電子励起によって金属酸化物、特に二酸化セリウム(CeO_2)に格子欠陥を形成し、それを担体として白金(Pt)ナノ微粒子の析出を制御することで、高い活性と耐久性を兼ね備えた固体高分子形燃料電池用の酸素還元触媒を創製する。このうち今年度は、ナノスケールの厚さで薄膜状CeO_2を作製するとともに、CeO_2上へのPt微粒子の作製条件や照射ビームの核種、エネルギーやフルエンスを検討した。具体的には、以下のとおりである。まず、CeO_2のターゲットを用いてスパッタ法により、グラッシーカーボン基板上にCeO_2薄膜を堆積した。主にスパッタ出力、雰囲気、基板温度などの条件を制御しつつ成膜時間を13分の間で変化させることで、膜厚を310nmに制限した。得られたCeO_2薄膜の上に堆積するPt微粒子については、量子サイズ効果と高い触媒活性の発現という観点から、Ptターゲットのアルゴンイオンビームスパッタにより粒径を4nm以下に制御することが最適であるとの結論に至った。次に、CeO_2のイオンビーム照射挙動に関する既往研究を基に、酸素空孔が効率的に形成される照射条件を検討したところ、サイクロトロン加速器からの450MeV ^<129>Xe^<23+>はその極めて高い電子励起状態により格子系へのエネルギー緩和を誘起できることがわかった。空孔形成領域に相当する潜在飛跡の大きさを見積もることで、重畳照射には10^<12>ions/cm^2以上のフルエンスが必要であることも明らかとなった。今後は、得られたPt微粒子/CeO_2薄膜試料のイオン照射効果に対して、特に触媒性能を示唆する電気化学特性(特に還元の開始電位、反応過電圧や有効活性面積、電荷移動速度など)に着目しながら評価を進めたい。本研究では、イオンビーム誘起の高密度電子励起によって金属酸化物、特に二酸化セリウム(CeO_2)に格子欠陥を形成し、それを担体として白金(Pt)ナノ微粒子の析出を制御することで、高い活性と耐久性を兼ね備えた固体高分子形燃料電池用の酸素還元触媒を創製した。最終年度である今年度は、Pt微粒子/CeO_2薄膜試料を作製し、そのイオン照射効果に対して、特に触媒性能を示唆する電気化学特性に着目しながら評価を進めた。まず、結晶性の高い薄膜を得るため新たにレーザーアブレーション(PLD)法を導入し、CeO_2ターゲットを用いてNbドープチタン酸ストロンチウム(100)基板上に厚さ数百nmのCeO_2薄膜を堆積した。その後、空気中、1000°Cで加熱し、基板の配向性を利用してCeO_2の結晶性をさらに高めた。この薄膜の上に堆積するPt微粒子については、量子サイズ効果と高い触媒活性の発現という観点から、Ptターゲットのアルゴンイオンビームスパッタにより粒径を4nm以下に制御した。次に、サイクロトロン加速器からの450MeV^<129>Xeビームをフルエンス3×10^<12>ions/cm^2まで室温で重畳照射し、その電子励起状態により格子系へのエネルギー緩和を誘起し酸素空孔を効率的に形成した。こうして得られた照射試料を作用極、Pt線を対極として、酸性下(過塩素酸水溶液中)でのボルタンメトリー測定を行い、還元の開始電位、有効活性面積(水素吸脱着に伴う信号を利用)を測定した。加えて、回転電極法を利用したLevich式による詳細な解析も行い、電荷移動速度などを含む真の酸素還元活性を評価し、これらの結果により燃料電池用触媒への応用性探索、研究全体の総括を行った。
ケミカルイムノロジーの萌芽的研究

大規模化合物ライブラリーから何らかの機能変化(フェノタイプ)を誘導できる低分子化合物を同定し、その化合物の標的分子の同定を通して生命現象を解明しようというケミカルバイオロジーという手法が確立しつつある。免疫学研究においてケミカルバイオロジー的な手法が有用である可能性については、免疫抑制剤シクロスポリンの単離により、その標的分子シクロフィリンが同定されたことなどからも明らかである。そこで、Bリンパ球およびマクロファージの機能を制御する化合物の単離を試みた。Bリンパ球については、B細胞株WEHI-231や正常B細胞を用いて、その活性化や細胞死を制御する化合物のスクリーニング系を樹立した。また、マクロファージについては、サイトカイン産生を制御するスクリーニング系を樹立した。さらに、CD22はB細胞の免疫応答を制御する重要な分子であるが、α2.6シアル酸を認識するレクチン活性を持つ。そこで、α2.6シアル酸産生に必須の糖鎖転移酵素ST6GalIの発現を欠損する細胞株J558Lと、ST6GalI遺伝子を導入しα2.6シアル酸の産生を回復したJ558LST6細胞を用いて、フローサイトメトリーにより高感度にCD22とα2.6シアル酸の反応を阻害する化合物を同定するスクリーニング系を樹立した。ついで、化合物ライブラリーのスクリーニングを行ない、CD22とその糖鎖ブガンドの反応を阻害する化合物を同定するっとともに、種々のシアル酸誘導体とCD22の反応性を解析し、α2.6シアル酸に比べ数百倍高い親和性でCD22に結合する化合物の単離に成功した。