hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ダイヤモンド表面の超高濃度キャリア生成機構の統一的解明と次世代デバイスへの展開

ダイヤモンド表面の超高濃度のキャリアの生成機構を明らかにした。1水素終端ダイヤ表面の正孔生成はNO2吸着によることを突き止め、半導体として極めて高濃度の正孔キャリアが得た。2Al2O3薄膜をALD法で堆積することによる熱的安定化を見出し、ダイヤFETの安定動作が可能にした。3シンクロトロン電子分光法で酸素に由来する界面準位を見出し、バンド構造を決定した。4ダイヤFETのCV測定を行い界面電荷、界面準位の密度を導出した。第一原理計算からNO2のSOMO準位による機構を提案した。上記の技術を用いたダイヤモンドFETを作製し世界最高水準のDC,RF特性を示した。(1)水素終端ダイヤ表面の高濃度正孔キャリア生成機構の解明水素終端ダイヤ表面にNO2,NO,SO2,O3分子を吸着させるとホール濃度が著しく増加し、金属的な電子物性を示すことが我々によって明らかになったが、本研究では、その超高濃度の正孔生成機構を実験、理論の両面から明らかにすることを目的としている。a.正孔生成現象のダイヤ面方位、吸着分子種との関連性の実験的検討極めて高濃度のホールが生成する機構を解明するため、ダイヤ表面の面方位依存性をHall測定したところ、(111)>(110)>(100)という大小関係になることがわかった。これはホール生成がダイヤ表面のC-H結合に関与することを示唆するものである。b.正孔生成機構の理論の構築第一原理計算で、水素終端ダイヤ表面に、上記の4種類の気体分子を吸着させると、表面の価電子帯近傍に、電子を収納可能なLUMOまたはSOMO準位が出現し、ダイヤ表面から吸着分子に電子が電荷移動をおこし、その結果、ホールが表面に蓄積することを明らかにした。この成果は国際会議(NDNC, ICDCM)で発表し、SurfaceScienceで論文発表した。また表面科学学会誌で招待論文を執筆した。(2)分子吸着水素終端ダイヤ表面への絶縁層堆積による正孔伝導層の熱的安定化少しでも昇温したり、真空引きすると消滅していた水素終端ダイヤ表面のホールを、低温堆積Al203薄膜で熱的安定化できることを見出した。この成果を用いてFETを作製し、実用水準のドレイン電流、遮断周波数、高周波電力を示し、劣化が全くおこらないダイヤFETを作製することに成功した。この成果はIEEE EDL2件、JJAP2件、結晶成長学会誌招待論文、国際会議NDNC、国内会議2件の招待講演を行った。今年度は、ダイヤ表面のMOS構造の電子物性測定を行うための、測定装置、デバイス作製装置類を購入し、作製した。1水素終端ダイヤ表面の高濃度正孔キャリア生成機構の解明(a)シンクロトロン放射光を用いたXPS/UPS/XANES測定を行い、ダイヤモンドMOSFETのMOS界面、すなわちAl2O3/水素終端ダイヤモンド界面のバンド不連続値を測定した。その結果、ヘテロ接合は階段型のタイプIIになっていることを明らかにし、伝導帯と価電子帯のエネルギー不連続値を決定した。またAl2O3/水素終端ダイヤモンド界面には、正孔を生成したアクセプタと思われる、酸化膜の酸素とは異なる酸素準位が観測された。(b)つぎにダイヤモンドMOSFETの容量電圧測定を行った。測定より得られたC-V曲線を、自己無撞着Poisson方程式で解析し、ベストフィットさせることにより、界面準位密度を決定した。ゲート電圧の変化に対するバンドダイヤグラムを明らかにし、酸化膜・水素終端ダイヤモンド界面の正孔の蓄積と空乏の状態を明らかにした。2分子吸着・水素終端ダイヤ表面への絶縁層堆積による正孔伝導層の熱的安定化水素終端ダイヤモンド表面に堆積する酸化膜堆積用の原子層堆積装置(ALD)を設計し、ガス供給系の作製を完了した。APL1件、APEX1件に掲載され、著書(分担執筆)1件、学会誌執筆1件、国内の招待講演2件、国内学会の一般講演14件、学生の受賞1件の成果を上げた。1シンクロトロンX線トポグラフィーで、まず基板となる高温高圧合成ダイヤ単結晶の結晶欠陥を特定した。[Kasu,APEX2014]CVDダイヤエピ層の結晶欠陥でも予備的な結果が得られた。2NO2等の無機分子吸着により水素終端ダイヤ表面に非常に高濃度(1x1014cm-2)の正孔が生成することを見出した。[Kubovic,Kasu,JJAP2010]、第一原理計算から、水素終端ダイヤの価電子がNO2吸着分子のSOMO準位に移動し、ダイヤ側で正孔が蓄積する機構を明らかにした[Takagi,Kasu,Surf.Sci.2013]。3Al2O3薄膜を原子層堆積(ALD)法で低温堆積することにより、NO2吸着水素終端ダイヤ表面の正孔チャンネルを熱的に安定化する技術を確立した[Kasu,APEX2012]。

これによりFETは200oCの長時間動作でも劣化が殆どなくなった。4シンクロトロン電子分光法でAl2O3絶縁膜/NO2吸着水素終端ダイヤ界面を測定し、酸素に由来する界面準位を観測し、階段型バンドアライメントとバンド不連続値を決定した[Takahashi,Kasu,APL2014]。5ダイヤMOSFETのCV測定を行い、自己無撞着Poisson計算との比較から負の界面電荷、界面準位の密度を導出した。[Kasu,投稿中]6上記の技術を用い、劣化がほとんどないダイヤモンドMOSFETを作製し、最大ドレイン電流1.35A/mm、遮断周波数fT;35GHz,fMAX;70GHzと高周波パワー素子として遜色のない、ダイヤで世界最高水準の特性を示した。[Hirama,Kasu,IEEE EDL2012,JJAP2012]上記の16の申請者らによる成果は、ダイヤ素子の実現性を証明したもので、今年度はMaterials Research Society(MRS)Fall Meeting2014や欧州マイクロ波集積回路会議(EuMIC2014)(Rome)で招待講演を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。電気・電子材料26年度が最終年度であるため、記入しない。水素終端FETで高信頼性のMOS構造が作製できるようになり、実用水準の素子特性が得られるようになったことから、当初の計画の目標を越える成果が得られた。シンクロトロン光を用いたXPS/UPS/XANES測定など、予定外の成果を上げ、全体的に、計画以上に進捗しているといえる。(1)(a).NO2等の吸着でホールが生成する時間的過程を測定し、機構を明らかにする。(b)第一原理計算による水素終端ダイヤ表面のホール生成機構を全半導体系に展開する。(2)構築した容量電圧測定系を用い水素終端ダイヤMOS構造の二次元ホール物性、ホール生成機構、熱的安定化機構の解明を行う。平成26年度は、正孔生成機構の更なる解明、原子層堆積(ALD)装置の完成、最終目標であるダイヤモンドMOSFETの作製を目標とする。1水素終端ダイヤモンド表面の高濃度正孔キャリア生成機構の発展(a)ガス吸着可能な電気伝導度測定装置の構築と測定。NO2,O3等の供給しながら、その場で電気伝導測定可能な装置作製を継続し、NO2以外のO3、SO2,NO等の吸着の場合を測定し、我々の電荷移動モデルを検証する。(b)正孔生成機構の理論の構築。第一原理計算を行い、正孔生成を説明する。具体的には、各面方位、各吸着分子に対する準位とダイヤ表面・界面の波動関数を計算し、実験結果と定量的に対応させ、理論の妥当性を検討する。半導体や分子系に適応する統一理論へ発展させる。2酸化物堆積による正孔伝導層の熱的安定化と構造の解明。原子層堆積(ALD)装置に制御系を付加し完成させる。熱的安定化した超高濃度正孔伝導層を有するAl2O3/水素終端ダイヤ界面の構造をシンクロトロン放射光を用いたX線回折や光電子分光測定によって明らかにする。3窒化物・酸化物堆積による正孔伝導層の電気的評価。
筋萎縮性側索硬化症で異常蓄積するTDP-43によるRNA代謝制御の解析

筋萎縮性側索硬化症(ALS)は脊髄運動神経細胞が特異的に変性し脱落する成人発症の神経変性疾患であり、運動神経細胞において、通常は主に核に局在するTDP-43が細胞質へ移行し異常な凝集体が形成される。一方脊髄性筋萎縮症(SMA)は、small nuclear ribonucleoprotein(snRNPs)のアセンブリーに必須であるRNA制御因子SMNの発現減少により、運動神経細胞が異常となり発症する。我々はTDP-43やFUSがSMNと複合体を形成し、核内の構造体Gemへ局在すること、ALS患者の変性した運動神経細胞ではTDP-43が異常となるに伴いGemが消失すること、snRNPsが核内に異常に凝集蓄積することを見いだした。SMAとALSで変性する運動ニューロンに共通したスプライソソーム異常を見つけ、運動神経がスプライソソーム異常に脆弱である可能性を示した。筋萎縮性側索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis, ALS)は、上位および下位運動ニューロンが選択的に変性し、脱神経により筋肉が動かなくなり死に至る神経難病である。近年、孤発性ALSで変性運動神経に異常凝集する蛋白質の主成分がRNA結合蛋白質TDP-43であることが判明した。また他のRNA結合蛋白質FUS/TLSもALS変性運動神経で異常凝集する。更に両蛋白質をコードする遺伝子の変異は家族性ALSを発症する。以上から、RNA代謝異常がALSの原因となっていることが示唆された。我々は小児発症の運動神経変性疾患である脊髄性筋萎縮症(spinal muscular atrophy, SMA)とALSの類似性に着目し、SMA原因蛋白質であるSMNとTDP-43の関連性を検討した。TDP-43は、ALSの原因となる変異が集中しているGly-rich領域を介し、SMNと結合し、核内でSMNが濃縮する構造体であるgemに局在することがわかった。SMNはスプラシシング反応を担うU snRNAがU snRNPsとなるアセンブリーに必須であり、SMA患者やSMN発現抑制によりU snRNA量が異常となる。よってTDP-43の発現抑制後U snRNA量を定量したところ、SMN発現抑制と似た異常が観察され、TDP-43とSMNの機能的類似性が示された。更に孤発性ALS患者の脊髄組織の免疫染色では、SMA患者と同様に、運動神経でgemが消失していた。またALS患者脊髄組織におけるU snRNA量を定量すると異常上昇していることがわかった。更にU snRNPの抗体染色により、ALSの運動神経特異的にU snRNP異常蓄積が観察された。よって、ALSではSMAと同様にU snRNPに異常があること、それが運動神経変性に至らしめる要因である可能性が示された。筋萎縮性側索硬化症と脊髄性筋萎縮症という2種の運動神経変性疾患の類似性に着目し、両者の原因蛋白質であるTDP-43とSMNの機能的類似性を示し、両病態で類似したsnRNP異常を発見した。本研究は学術雑誌に投稿中である。TDP-43の異常蓄積が見られる他の神経疾患FTLD-TDPにおいて、snRNPの異常が見られるか観察する。更に、TDP-43のsnRNPアセンブリーにおける分子機能を解明する。TDP-43を用いたALSモデルマウスの作製と、臨床症状の改善の試み。細胞培養、分子生物学的解析に必要な試薬を購入する。TDP-43を用いたALSモデルマウスの作製とフェノタイプの解析。snRNP異常に関与する蛋白質とRNA分子の同定。昨年度に施行予定であった、TDP-43により異常蓄積するRNA分子の同定には、RNAのdeep sequenceという高額がかかるが、昨年度は施行できなかったため、未使用額が発生した。今年度は、昨年施行予定であったRNAのdeep sequenceを行う予定で、その試薬費として約100万円の予算が必要である。
フィリピンにおけるヒトエンテロウイルスCの疫学解析とリスク評価

ヒトエンテロウイルス(HEV)はADの4つの種に分けられている。しかし、このうちHEV-Cの実態はよくわかっていない。まずフィリピンで過去17年間にわたり麻痺患者の便検体から分離されたウイルスの790株中108株がHEV-Cに分類された。また、この解析を通して検出されたCoxackieA20が、2001年に麻痺例から分離されたウイルスの遺伝子の一部を構成していることが明らかになった。さらに河川水からもHEV-Cが多く検出された。ヒトエンテロウイルス(HEV)はその遺伝子配列の特徴からADの4つの種(Species)に分けられている。このうちヒトエンテロウイルスC(HEV-C)は、熱帯地域に限局して見られている。世界でワクチンにより、ポリオウイルスの根絶を目指しており、多くの国でポリオウイルスをコントロールすることに成功している。ポリオ根絶計画の進展とともに新たな問題として注目されているのが、ワクチン株に由来するcVDPV(Circulating Vaccine Derived Poliotvirus)の問題である。ポリオウイルス同様に麻痺を起すcVDPVの多くが、ポリオワクチン株とHEV-Cとが遺伝子の組み換え(Recombination)を起こしたウイルスであることがわかっている。しかし、HEV-Cの熱帯地域における実態はよくわかっていない。そこで我々はまずフィリピンで過去17年間にわたりポリオサーベイランスのために集められた麻痺患者の便検体からウイルスのタイピングを行った。これまでの方法では同定不能のなっていたウイルスについては遺伝子の解析により型を同定した。この結果、790例中108例がHEV-Cに分類されることがわかった。また、この解析を通して検出されたCoxackie A20が、2001年にフィリピンで検出されたcVDPVの遺伝子の一部を構成していることが明らかになった。このウイルスを詳細に解析したところ非常に複雑なRecombinationの結果出現したウイルスであることが明らかになった。さらにマニラおよびマニラ近郊の農村部の河川水からエンテロウイルスの検出を試みた。エンテロウイルスであることが確定した47クローンのうち26クローンがHEV-Cであることが確認できた。これはHEV-Cがフィリピンにおいては広く伝播していることを示唆するものであった。このうちヒトエンテロウイルスC(HEV-C)は温帯地域ではほとんど見られず、熱帯地域に限局して見られている。世界保健機関(WHO)などはワクチンにより、小児麻痺の原因であるポリオウイルスの根絶を目指しており、多くの国でポリオウイルスをコントロールすることに成功している。また、この中から検出されたCoxackie A20が、2001年にフィリピンで検出されたcVDPVの遺伝子の一部を構成していることが明らかになった。17年間のサーベイランスから得られた検体の解析を終了し、その結果を学術誌(Journal of Medical Virology)に投稿し受理された。また、これまでわからなかったフィリピンにおいて発生したcVDPVの原因ウイルスの起源を突き止めることができた。さらに、患者からだけでなく環境中(河川水)からも多くのHEV-Cを検出し、フィリピンでのHEV-Cの実態を明らかにした。1)cVDPVの一部を構成していることを突き止めたCoxackie A20ウイルスの解析をさらに進め、どのようなメカニズムで麻痺を起したウイルスが出現したのかを明らかにする。2)環境中(河川水)からの検出されたエンテロウイルス特にHEV-Cについても詳細な遺伝子解析を行い、フィリピンにおけるHEV-Cの疫学像とcVDPV出現の危険性についてのリスクアセスメントを行う。3)検体の採取を症状のない小児にまで広げ、フィリピンのコミュニティーでのHEV-Cの伝播状況を明らかにする。4)上記の少なくても1)2)について解析を完了させ論文投稿をする。

フィリピンで検出されたウイルスの遺伝子解析用試薬(50万円)学会参加費用(国際学会:バンコク)(20万円)論文投稿料(30万円)外国旅費(フィリピンX1回)(20万円)雑費(20万円)
レーザーイオン化にともなう発光現象の分析学的研究

レーザー励起質量分析法は,マスピーク強度を用いた定量精度が低い.これを解決するため,レーザー光を試料表面に照射した際に生じる発光現象をとらえ,その発光強度によりマスピークを正規化することで定量精度の向上が期待できる.このため,現存のレーザー励起質量分析装置に発光現象をとらえるための集光系,分光系,検出器を組み込み,装置を試作した.試作した装置を,鉄鋼材料中に数ppmから数十ppm存在する固溶金属,金属酸化物の定量法に適用を検討するため,固溶アルミニウム,アルミナ濃度既知の低炭素アルミキルド鋼を用いて測定を行った.まず,正規化に用いる発光波長を選択するため,マトリックス元素である鉄に起因する種々の発光波長において発光強度を測定した.これらの発光波長のうち,マスピークをその発光強度で正規化した値にばらつきが少なく,かつ正確な濃度を反映するものを求めた.この成果については,1998年9月の第136回日本鉄鋼協会講演大会にて発表し,1999年3月に行われる第137回日本鉄鋼協会講演大会においても発表を予定している.レーザー励起質量分析法は,マスピーク強度を用いた定量精度が低い.これを解決するため,レーザー光を試料表面に照射した際に生じる発光現象をとらえ,その発光強度によりマスピークを正規化することで定量精度の向上が期待できる.このため,現存のレーザー励起質量分析装置に発光現象をとらえるための集光系,分光系,検出器を組み込み,装置を試作した.試作した装置を,鉄鋼材料中に数ppmから数十ppm存在する固溶金属,金属酸化物の定量法に適用を検討するため,固溶アルミニウム,アルミナ濃度既知の低炭素アルミキルド鋼を用いて測定を行った.まず,正規化に用いる発光波長を選択するため,マトリックス元素である鉄に起因する種々の発光波長において発光強度を測定した.これらの発光波長のうち,マスピークをその発光強度で正規化した値にばらつきが少なく,かつ正確な濃度を反映するものを求めた.この成果については,1998年9月の第136回日本鉄鋼協会講演大会にて発表し,1999年3月に行われる第137回日本鉄鋼協会講演大会においても発表を予定している.
薬局・居宅におけるDBS法を用いたPK/PD/PGxに基づく至適個別化療法の確立

薬局・居宅での薬物濃度の把握を通じ、薬物治療の最適化を目的とし、TDMの対象薬である抗不整脈薬、抗てんかん薬、テオフィリン等の臨床薬物動態(PK)/薬力学(PD)/ゲノム薬理(PGx)関係を明確にし、臨床現場において個別至適な投与法を確立する。薬局・居宅でのTDMを実施する際に、dried blood spot(DBS)法およびdried plasma spot (DPS)法の活用が有用であると考えれる。しかし、DBS法の欠点として、DBS法は全血を用いて測定を行うため、臨床に応用する場合、全血中の薬物濃度を血漿中の薬物濃度に換算する必要がある。また、DPS法ではそのカード内に血漿分離操作が組み込まれており、全血中の薬物濃度から血漿中の薬物濃度への換算を必要としないが、使用薬剤によっては分離段階で除去されるという報告がある。2018年度は臨床応用を目的として、研究実施計画には予定していない動物実験(承認番号:18021-(0))を実施した。ピルシカイニド、ベプリジルを対象薬物とし、DBS法およびDPS法の測定方法による回収率を算出し、ラットモデルでの検討により薬物を単独で投与し、得られた全血をプロットしたDBSカードおよびDPSカードによる薬物濃度と従来法の採血による血漿濃度の結果と比較検討を実施した。ピルシカイニド、ベプリジル共にLC-MS/MSによる測定により良好な検量線が得られ、DBSサンプルでは回収率はピルシカイニドで105.3%であり、ベプリジルで42.6%であった。DPSサンプルでは回収率はピルシカイニドで79.7%であり、ベプリジルで20.3%であり、DBS法とDPS法とを比較すると、DBS法の方が回収率が高いという結果になった。DBS法の全血薬物濃度からの血漿中薬物濃度への換算法については、2019年度も継続的に検討を行う。2018年度は薬局・居宅での迅速TDM体制の構築により血液試料、乾燥血液ろ紙を採取できる連携システムの実施体制を整え、生体試料(血液、乾燥血液ろ紙)・データを入手し、PK/PD/PGxモデリングを行う予定であった。当初は研究協力連携施設として株式会社メディカルファーマシーあおぞら薬局の管理薬剤師を中心とした連携が順調に進んでいたが、店舗異動の為、共同研究が出来なくなった。そこで、新たに共同研究施設として、木須薬局駅前店と連携体制を確立させ、臨床研究の実施に向けて、倫理審査委員会に申請中である。また、DBS法は居宅患者や外来患者に対するTDMへの応用が期待されているが、臨床応用を検討した際に、DBS法の欠点として、DBS法では全血濃度測定を行うため、臨床に応用する場合、全血中の薬物濃度を血漿中の薬物濃度に換算する必要がある。そこで、臨床応用を目的として、ラットモデルでの検討により薬物を単独で投与し、得られた全血をプロットしたDBSカードによるDBS濃度から換算された血漿濃度と従来法の採血による血漿濃度の結果と比較検討を実施した。2019年度は共同研究施設と連携して、臨床研究が倫理審査委員会から承認後、薬局における喘息患者のテオフィリンの服用患者を対象として、本研究の参加について説明し、内容を理解・納得した上で同意書にて同意を得る。患者の同意を得た後に、検体の採取を開始する。薬局において簡便なTDMを可能とする目的として、薬局において微量採血を行い、血漿およびDBS法により全血テオフィリン濃度測定を行い、マウスモデルにより確立された全血薬物濃度からの血漿中薬物濃度への換算法を用いて、全血テオフィリン濃度より血漿濃度を算出ことにより、換算式の妥当性を検討する。また、喘息治療薬であるテオフィリンによる治療を受けている患者のTDMにより、Phoenix WinNonlinおよびPhoenix NLMEを用いて薬物動態解析を行い、薬局における患者での薬物投与設計を行う。薬局においてテオフィリン服用患者の目標症例を15例とする。

ピルシカイニド、ベプリジル共にLC-MS/MSによる測定により良好な検量線が得られ、DBSサンプルでは回収率はピルシカイニドで105.3%であり、ベプリジルで42.6%であった。DPSサンプルでは回収率はピルシカイニドで79.7%であり、ベプリジルで20.3%であり、DBS法とDPS法とを比較すると、DBS法の方が回収率が高いという結果になった。DBS法の全血薬物濃度からの血漿中薬物濃度への換算法については、2019年度も継続的に検討を行う。2018年度は薬局・居宅での迅速TDM体制の構築により血液試料、乾燥血液ろ紙を採取できる連携システムの実施体制を整え、生体試料(血液、乾燥血液ろ紙)・データを入手し、PK/PD/PGxモデリングを行う予定であった。当初は研究協力連携施設として株式会社メディカルファーマシーあおぞら薬局の管理薬剤師を中心とした連携が順調に進んでいたが、店舗異動の為、共同研究が出来なくなった。そこで、新たに共同研究施設として、木須薬局駅前店と連携体制を確立させ、臨床研究の実施に向けて、倫理審査委員会に申請中である。また、DBS法は居宅患者や外来患者に対するTDMへの応用が期待されているが、臨床応用を検討した際に、DBS法の欠点として、DBS法では全血濃度測定を行うため、臨床に応用する場合、全血中の薬物濃度を血漿中の薬物濃度に換算する必要がある。そこで、臨床応用を目的として、ラットモデルでの検討により薬物を単独で投与し、得られた全血をプロットしたDBSカードによるDBS濃度から換算された血漿濃度と従来法の採血による血漿濃度の結果と比較検討を実施した。2019年度は共同研究施設と連携して、臨床研究が倫理審査委員会から承認後、薬局における喘息患者のテオフィリンの服用患者を対象として、本研究の参加について説明し、内容を理解・納得した上で同意書にて同意を得る。患者の同意を得た後に、検体の採取を開始する。薬局において簡便なTDMを可能とする目的として、薬局において微量採血を行い、血漿およびDBS法により全血テオフィリン濃度測定を行い、マウスモデルにより確立された全血薬物濃度からの血漿中薬物濃度への換算法を用いて、全血テオフィリン濃度より血漿濃度を算出ことにより、換算式の妥当性を検討する。また、喘息治療薬であるテオフィリンによる治療を受けている患者のTDMにより、Phoenix WinNonlinおよびPhoenix NLMEを用いて薬物動態解析を行い、薬局における患者での薬物投与設計を行う。薬局においてテオフィリン服用患者の目標症例を15例とする。
HIV中和主要ドメインV_3領域のエスケープ変異株形成機序の研究

我々が作成したモノクローナル抗体NM-01は、比較的多くの分離HIV-1株で良く保存されているV_3ループ中央凸部のアミノ酸配列GPGRの近傍に対する特異中和抗体である。そこで、患者の体内でウイルスと宿主免疫系との競合による選択圧の結果として、選ばれてくるエスケープ変異株の形成機序のモデル実験として、この抗体の存在下でHIVウイルスを継代培養し、抗体に対するエスケープ変異III_B株の出現機構の解析を試みた。実施に当たってはIII_B株ウイルスを現株として、全く独立に5系統の実験系を作製して解析した。その結果、ほぼ80日でNM-01抗体に対する耐性株が4系統に於て分離されてきた。この4種類の耐性ウイルス株の3から5種類のDNAクローンを得て、V_3領域の塩基配列を決定した結果、全てenv-DNAの7169番目の塩基がGからAに点突然変異を起こしていた。これはアミノ酸配列で316番目のArgがLysに、すなわちGPGRAがGPGRTに変異したことを示唆する結果であった。そこで、欧米諸国と我が国に於て臨床上最も多い種類のウイルス株として知られているMN株について、クローン化したMN株を現株として、6系統で同様の実験を試みた。その結果、MNに於てはほぼ150日でNM-01抗体に対する耐性株が5系統で分離されてきた。この5種類の耐性ウイルス株に付いても同様にクローニングののちV_3領域の塩基配列を決定した結果、すべてがenv-DNAの7193番目の塩基がGからAに点突然変異を起こしていた。このことは、NM-01抗体に対する抵抗性を獲得したエスケープ変異MN株は、アミノ酸配列で319番目のArgがLysに、すなわちGPGRAがGPGRTに変異した結果であると推定された。このことは高頻度に変異が起こるとされているHIV-1のenv領域の変異においても機能部位の構造は選択圧に対して、限定された変異のみがprogenyを残しうる事を示唆している。
船舶海洋構造物海水タンクの腐食時構造健全性評価技術の高度化

船舶海洋構造物の構造健全性マネジメントの重要課題である腐食損傷発生後の構造健全性評価技術の高度化を目的として以下を実施する:実船バラストタンクの塗膜劣化・腐食状態の長期定点観測;タンク壁面の各構造部位の塗膜欠陥統計特性確率モデルの構築;塗膜性能・腐食環境の不均一性と再塗装・補修を考慮したタンク壁全体の塗膜劣化・金属腐食連成シミュレーション;腐食モニタリング結果を用いたベイズ更新によりシミュレーション精度を向上させる手法の開発.本研究は,塗膜下鉄二価イオン検知技術と塗膜劣化・金属腐食連成腐食シミュレーション技術を活用する点と,実船海水タンクの塗膜劣化長期定点観測を実施する点に独自性を有する.本研究は、海洋環境を保全しつつ海底エネルギ資源開発を進め、船舶海洋構造物の供用中構造健全性マネージメント技術を確立するために、腐食損傷発生後の大域的腐食衰耗空間プロファイルの定量的推定を目的とし、塗膜劣化・腐食状態の長期間観測、塗膜欠陥統計特性確率モデルの構築、タンク壁全体のシミュレーション手法の開発を実施する。塗膜劣化・金属腐食連成腐食シミュレーション技術を活用する点と、実船海水タンクの塗膜劣化長期定点観測を実施する点に顕著な独自性があり学術的意義を有する。本研究によって、腐食摩耗による海水タンク壁面構造の最終強度低下の予測が可能となり、腐食損傷発生後の構造健全性評価技術の高度化が期待できる。船舶海洋構造物の構造健全性マネジメントの重要課題である腐食損傷発生後の構造健全性評価技術の高度化を目的として以下を実施する:実船バラストタンクの塗膜劣化・腐食状態の長期定点観測;タンク壁面の各構造部位の塗膜欠陥統計特性確率モデルの構築;塗膜性能・腐食環境の不均一性と再塗装・補修を考慮したタンク壁全体の塗膜劣化・金属腐食連成シミュレーション;腐食モニタリング結果を用いたベイズ更新によりシミュレーション精度を向上させる手法の開発.本研究は,塗膜下鉄二価イオン検知技術と塗膜劣化・金属腐食連成腐食シミュレーション技術を活用する点と,実船海水タンクの塗膜劣化長期定点観測を実施する点に独自性を有する.
情報欠落のない３次元再構成ソフトの生物トモグラフィへの応用

電子顕微鏡による細胞内の3次元的な膜形態解析に、電子線CTが有益な手段として使用されている。2次元で離れて見える構造体でも、3次元観察により、構造体の繋を把握することができるためである。現時点では、手動方式の海外ソフトが多様されている。しかし、多くの研究者が直面する問題として、作業過程を人為的に行うため、膨大なエネルギーと時間を必要とした。本研究では、それらの問題を回避するための必要となる要素技術の開発を行った。自動化と高速化されたソフト開発に成功し、精度の向上、時間の短縮などが整備された。電子顕微鏡による3次元的な細胞内の膜動態解析に、電子線トモグラフィ法が有益な手段として使用されている。2次元観察で離れている構造体でも、3次元化して観察すると繋がりを見いだせるからである。しかし、生物構造体の電子顕微鏡画像は複雑である。膜で囲まれた構造体の3次元的な解析を行う手段として、画像の中で膜構造の追跡を人為的な作業により行うため、人によっても判断できない、追跡不可能な領域が残される。微細な領域の膜動態観察には、電子顕微鏡画像の濃度値を、そのまま表現可能な3次元化が必要とされる。連携研究者により、全く新しい概念の新再構成法が開発された。最大の利点は情報欠落がなく、電子顕微鏡画像そのものから3次元像が再構成されることである。生物材料にこの手法を応用するためには、現時点では、まだ多くの要素技術を開発、整備しなければならない。そのための手段として、標準試料となるものを考案し、新たな連続傾斜シリーズ像を取得した。その3次元再構成による観察を実現するために、画像解析法及び生物学的情報を学習させることが可能なコンピュータによる機械学習(ニューラルネットワーク)を導入にして、実際の動作状況の確認と高性能化を進めた。また、内腔をもつ細胞内小器官の繋がりは、テクスチャ解析法が有効であることがわかり、その手法を3次元再構成像に導入することを試みた。生物試料に対して必要な要素技術の開発を順次進めている。連携研究者により、電子顕微鏡による連続傾斜画像の分解能に影響を及ぼす要素技術が新たに成功し、3次元再構成画像の精度が向上した。電子顕微鏡による生体内の膜動態解析に、電子線トモグラフィ法は有益な手段である。しかし、生物構造体の電子顕微鏡画像は複雑であり、膜構造の追跡など、情報欠落による影響も含めて、セグメンテーションは不可能に近い領域がある。微細な領域の膜動態観察には電顕画像の濃度値を表現可能なvolume renderingによる3次元可視化が必要とされる。この観察手段を実現するために、複合ナノ領域において成功している新規アルゴリズムの新再構成法(情報欠落がないことが最大の利点である)を生物切片へ初めて応用することを目指した。実行するにあたり、必要な要素技術の開発を順次進めている。1、新たに生物試料を急速凍結置換固定法により作製した。様々な厚みの切片を作り、それを3次元再構成した結果から、切片の厚みは、解像度の点において薄い方が有利であるが、生物学的に得たい情報量が減少するため、連続切片の2軸連続傾斜画像の取得を実行した。2、濃度諧調の重なりにより像観察に支障をきたすと予測される不必要な情報の排除を試みた。そのための手段として、生物学的情報を学習させることが可能なニューラルネットワークをトモグラフィ解析へ初めて導入した。専門家が必要とする画像を、パターン認識で選択し、3次元再構成断層像から抽出のためのニューラルネットワークのソフトを開発した。他に類がない。膜に付着しているリボソームが識別可能となり、抽出の自動化が進んだ。3、同時に細胞内小器官の輪郭線抽出の自動化を実行し、まだ完全ではないが、比較的良い精度で抽出が可能になった。電子顕微鏡による3次元的な細胞内の膜動態解析に、電子線トモグラフィが有益な手段として使用されている。2次元で離れている構造体でも、3次元観察により、構造体の繋がりなどの情報を正確に把握することができるためである。3次元解析の手段として、一般的に、生物系においては、IMODによる手動方式の海外ソフトが多様されている。しかし、IMODを使用した場合、多くの研究者が直面する問題として、3次元可視化のための作業過程、特にセグメンテーションにおいて、膨大なエネルギーを必要とする。加えて、膜構造の追跡を、人為的に行うため、判断不可能な領域が残される。同時に、基本的に、情報欠落の問題は回避できない。本研究では、連携研究者の開発している、新概念の再構成手法を生物トモグラフィへ適用できるようにすべく、必要となる要素技術の開発、整備し、基盤の創出をすることを主体とした。連続傾斜シリーズ像は、各再構成像間の位置合わせの精度が、分解能に大きく影響することが知られている。

この位置合わせ法を新規の考え方で、考案し、その高速化と手法を確立し、2報の論文として報告した。また、その手法の新規性から、特許申請を行った。画像解析法のうち、生物学的に必要となる情報を抽出または削除させるために機械学習(ニューラルネットワーク)を導入した。ソフトの改良と高速化などを整備することにより精度の向上がみられ、比較的単純な生物画像において、画像から自動抽出することが可能となった。生物試料に対するトモフラフィのための、必要な要素技術が着実に整備されている。微細形態撮影された画像は、電子顕微鏡の機械精度、および電子線の特性により、様々な歪を生じる。どのような再構成法を用いても、これが解像度の劣化の原因の一つである。連携研究者により、連続傾斜シリーズ像撮影時に生じる軸ズレを補正するソフト開発が成功したため、3次元画像の解像度が金コロイドのようなマーカーを用いずに高精度に位置合わせすることが可能となった。金コロイドを必要としないことは、生物材料にとって手法の煩雑さを回避できる最大の利点であり、新規アルゴリズムによる新再構成法を実行するために必須の条件である。その手法を適用した。昨年度試作されたニューラルネットワークのソフトが大幅に改良され、精度が向上した。ユーザーが、ソフトを使用し易くするためのGUIが作られた。細胞内の比較的大きな構造体の膜領域を、機械学習により半自動化で抽出するソフトの基盤が作られた。半自動化で可能であることの意義は大きい。連携研究者により、2軸調整の良いソフトが開発されたため(論文発表予定)、位置合わせが非常によくなり、3次元再構成画像の解像度が向上した。抽出のためのニューラルネットワークのソフトは、連続断層像の3次元状態で抽出可能であり、ユーザーが選択できるように組まれている。細胞内の膜動態を観察するための自動化が視野に入った。連携研究者の新規アルゴリズム、情報欠落がないソフトの開発は順調に改良が進み、このソフトの解析可能な連続濃度諧調の諧調数が増加したことにより、生物構造体への応用を開始する段階に入った。ニューラルネットワークを導入した実際の成果が得られ、ソフト開発が進んだ。個々の計画の成果は着実に前進している。電子顕微鏡による連続傾斜画像の取得を継続し、3次元再構成像の構築の実行とその完成度にたいする評価を繰り返す。新たに必要となった要素技術も、その基盤を作り上げる。その後のソフトの改良と高性能化、半自動化を進め、これまでに蓄積された要素技術をさらに整備する。電子顕微鏡画像の3次元連続傾斜画像は、2軸方向も含めると膨大なデータ量の演算となるため、東京大学のスーパーコンピューター、及び、研究室に設置されているクラスタマシンを使用して実行してきた。しかし、それは、使用者が限られるため、今後は、一般のPCで演算可能にするためのソフトの改良を行い、高速化を目指す。電顕による連続傾斜画像の取得を継続し、3次元再構成像の構築などの実行とその完成度に対する評価を繰り返し、その後のソフトの改良と高性能化、半自動化を進める。ニューラルネットワークのソフトをさらに改良することにより、構造体の認識の精度を上げ、GUIなどを作り上げ、だれでも簡単に操作できるように進める。
公共交通機関撤退が及ぼす地域社会変容の社会学的研究

本年度は、都市と接続しているにもかかわらず存続問題がでていたり、廃止を乗り越えたりした公共交通を中心に調査を実施した。具体的には1.北陸鉄道石川線、2.三岐鉄道北勢線、3.和歌山電鉄貴志川線についてである。北陸鉄道石川線は金沢市中心部から鶴来まで、三岐鉄道北勢線は西桑名から阿下喜まで、和歌山電鉄貴志川線は和歌山から貴志までである。どの地域でも少子化による通学利用者の減少、通勤における自動車利用の増加等で公共交通の利用者は減少しているが、この理由に限らず、接続している地方都市の衰退の問題が背景に存在している。公共交通のなかでも鉄道が残るためには、沿線自治体や商工会、地元自治会などが三位一体となって取り組むことが重要である。それでも、赤字をどうするのか、補填する立場にある都道府県自治体の交通政策に左右される場合もあることが本研究を通して理解できたが、これらの事例でも検証できるものとなった。最終年度である本年度の研究においては、公共交通存続で注目を浴びている貴志川線の視察にて、通勤・通学、買物など日常の足としての「利便性以上のもの」を提供しようと努力することの意義を深く考えさせられた。今まで実施した研究においては、誰でも移動ができる交通権としての公共性を重視していたが、今後の新たな分析の視点にしたい。公共交通事業者の多くは、今まで高速バス事業の収益にて赤字補てんを行ってきたが高速道路無料化実施によってそれもままならない状況となってきている。更に震災も起こり、今後さらに厳しい状況に置かれることが想定される。公共交通の利便性以上のものについて、今後も研究を続けたいと思う。本年度は、公共交通撤退の危機に陥った経験のある鉄道の調査を実施した。1、茨城県において公共交通撤退の危機に陥ったものの第3セクター方式で存続が決定したひたちなか海浜鉄道の調査、2、福井鉄道福武線の調査及びえちぜん鉄道の調査、3、秋田内陸縦貫鉄道の調査である。とりわけ、茨城県では、ひたちなか海浜鉄道が存続しなかった場合、日立電鉄、鹿島電鉄についで、近年3つめの鉄道廃止ということになるため、地域そのものが存続にかけて、大きく動いた。鉄道が廃止の危機にさらされた地域で自治会や商工会が動いたことは大きな意味を持ち、民間の鉄道(あるいは第3セクターとして旧国鉄から受け継いだ経緯のある鉄道)は地域によって支えられていることがよく理解できた。今回の調査の大きな発見は、少子化の問題に直接関係していることである。当初、この研究に入ったときには、高齢化した地域の足をどのように確保できるのかが研究のテーマの一部であったが、研究をすすめていくにあたって少子化そのものの問題であることがあぶり出てきた。少子高齢化としての問題にしてしまうと少子化の問題はみえにくいが、鉄道の存廃問題では交通弱者としての中学生・高校生の存在がクローズアップされ、彼らの通学によって鉄道が支えられていることが秋田内陸縦貫鉄道やひたちなか海浜鉄道でも明らかとなった。例えば、一人の高校生が通学定期を利用することで、利用者数(乗降人数)が年間で500人になる。単純に利用者数だけが鉄道存続の鍵になるわけではないが、目安として利用されているだけに、安定した利用者の確保は重要になってくる。しかしながら、ひたちなか海浜鉄道と秋田内陸縦貫鉄道でも、高校の統廃合問題が関係し、今後の利用者減は目に見えている。鉄道存続の条件については、利用者数だけでなく、別のわかりやすい指標を探る必要があることが今後の課題として考えられる。3つの研究目的のうち、フィールドにて行う研究は2つ(自治体の同意をなくした法改正への評価、交通弱者への対応状況と駅前商店街における影響)あり、これについて、調査研究を行うことができた。実施計画にてあげた、ちほく鉄道の調査である。ちほく鉄道は2006年4月に廃止された鉄道で、全長140キロメートルに及んでいた。廃止後の対応(代替バスの利用状況)と駅周辺の状況について、足寄町、陸別町、北見市への調査を実施した。各市町では、過疎化が進み、地元では、交通弱者対策が更に必要になっていたため、無料のコミュニティバスやデマンドタクシーを取り入れるなど。公共交通への対策を進めていた。しかし鉄道がなくなったことで、陸別町では10人程度は病院に通いにくくなる、何かあったときに移動しにくいことが不安になったなどのため、移住をしていた。結局は、弱者へしわ寄せが及び、その弱者は公的に声を上げないことがわかった。経済的指標や多数決を是とする論理では割り切ることができない状況もあることが、研究を通じて改めて理解できた。また、実施計画では廃止された鉄道としてもう1つ、のと鉄道調査を上げていたが、予算の都合で、兵庫県三木鉄道へと計画を変更して実施した。三木鉄道は全長6.8キロメートルと第3セクター鉄道の中でもきわめて短距離め鉄道であったが、2008年4月に廃止となった。三木市の中心部はそう大きくはないが、高齢化した住民にとっては小さな段差などが危なく、あまり長い距離を歩くことはできない。高齢化が進んでいる現状から、代替バス以外にも、駅跡地の整備をすすめて、日常の買い物や地域交流を進める施設を建設することになった。高齢化に重点を置いて、日常の社会性を重点とした対応として、興味深く捉えることができる事例の調査となった。

具体的には1.北陸鉄道石川線、2.三岐鉄道北勢線、3.和歌山電鉄貴志川線についてである。北陸鉄道石川線は金沢市中心部から鶴来まで、三岐鉄道北勢線は西桑名から阿下喜まで、和歌山電鉄貴志川線は和歌山から貴志までである。どの地域でも少子化による通学利用者の減少、通勤における自動車利用の増加等で公共交通の利用者は減少しているが、この理由に限らず、接続している地方都市の衰退の問題が背景に存在している。公共交通のなかでも鉄道が残るためには、沿線自治体や商工会、地元自治会などが三位一体となって取り組むことが重要である。それでも、赤字をどうするのか、補填する立場にある都道府県自治体の交通政策に左右される場合もあることが本研究を通して理解できたが、これらの事例でも検証できるものとなった。最終年度である本年度の研究においては、公共交通存続で注目を浴びている貴志川線の視察にて、通勤・通学、買物など日常の足としての「利便性以上のもの」を提供しようと努力することの意義を深く考えさせられた。今まで実施した研究においては、誰でも移動ができる交通権としての公共性を重視していたが、今後の新たな分析の視点にしたい。公共交通事業者の多くは、今まで高速バス事業の収益にて赤字補てんを行ってきたが高速道路無料化実施によってそれもままならない状況となってきている。更に震災も起こり、今後さらに厳しい状況に置かれることが想定される。公共交通の利便性以上のものについて、今後も研究を続けたいと思う。
生体電位計測による接ぎ木苗における活着程度の情報化と活着・順化装置の開発

植物電気生理学分野は,近年に創られたもので完成された学問分野として認知されてなく,実用面ではとについたばかりである。一方,最近,飛躍的にのびている果菜類接ぎ木苗の需要に対して,接ぎ木ロボットを一端とした苗生産の自動システムが開発されつつあり,食糧問題や環境問題を考慮した植物工場の考え方とともに,植物生産システムの高度化が注目されている。このような背景のもとで,植物の生体情報計測は,顕在化する以前に予測可能となりうる微妙な信号を非侵襲に行われる必要があり,生体電位は非常に有用である。本研究で扱う生理は接ぎ木の活着程度で,本研究の目的は生体電位計測を利用した果菜類接ぎ木苗の活着・順化装置の開発である。平成12年度初年度は,生体電位を計測するための環境制御箱,生体電位計測のプローブ,アンプ,A/D変換,コンピュータによる記録等の電気回路系の設計・製作・検定を行い,生体電位計測システムを構築した。平成13年度次年度は,接ぎ木苗の生体電位計測による情報化を試みた。供試材料は,接ぎ木適期に断根挿し接ぎしたトマト苗である。接ぎ木接合部における活着程度に応じて,断根した台木の不定根形成が促進すると考えた。測定項目は,不定根の本数と長さ,台木の茎表面と根系を含む培地間の電位差である。なお,培地には,ピートモス,バーミキュライト,水のみの三種類を用意した。電極は,台木の茎軸に+極を固定し,グランド極は培地内に接地した。電極を付けた苗は,環境制御箱内に移し,暗期と明期を1分ごとに電位計測した。電位計測の結果,暗期よりも明期の電位振幅が大きくなる傾向が認められた。不定根の発達と電位との相関係数を,総根長と本数,計測期間,培地別に求めた結果から,計測期間では初期の方が,培地ではバーミキュライトと水のみが,相関係数が大きくなった。植物電気生理学と言われる分野は,近年に創られたもので完成された学問分野として認知はされていない。しかし,情報機器の発展に伴い,この分野の飛躍的な発展の可能性が大きく期待されている。この分野における研究例は少なくはないが,実用面ではとについたばかりである。一方,最近,需要が飛躍的にのびている果菜類接ぎ木苗の需要に対して,接ぎ木ロボットを一端とした苗生産の自動システム化が開発されつつあり,将来来るべく食糧危機や環境汚染を危惧した植物工場の考え方とともに,植物生産システムの高度オートメーション化が注目されている。このような背景のもとで,植物の生体情報計測は,形態的に顕在化する以前に予測可能となりうる微妙な信号を非侵襲,ダイレクトに行われる必要がある。この意味において生体電位は非常に有用な情報となり得る。初年度は,生体電位計測システムを構築することが主体となる。接ぎ木苗の生体電位を計測するためには,ノイズ遮断と環境設定が重要となるため,まず,計測対象の環境制御箱の製作を行った。次に,生体電位計測のプローブ,アンプ,A/D変換,コンピュータによる記録等の電気回路系を製作する必要があり,これらの設計・製作・検定を行う。

その検定にはサップフロー測定システム(茎熱収支法による茎内蒸散流量の連続計測システム)を用いて行った。その他,破壊や侵襲型の活着程度計測法として,物理的結合強度を計測する引張圧縮試験,光合成能力を計測する炭酸ガス濃度分析,吸水・蒸散能力を計測する水耕タイプのライシメータ法などとの比較も行い,検定し,生体電位計測システムが構築できた。1.果菜類接ぎ木苗の活着程度を評価する方法は,目視による成否のみが現状で,成苗後に生理障害が起きることもある。活着程度の情報化に関する研究には,様々報告されているが,いずれも継続的な計測が困難である。本研究は,植物に形態的変化が現れる以前に予測可能となりうる微妙な信号として生体電位に注目し,非破壊で活着程度が測定できる方法としての検討を行った。これが可能となれば,接ぎ木苗の養生環境を最適制御する場合の有益な情報となりうると同時に,生体情報フィードバック型の養生装置が構築できる。2.供試材料は,接ぎ木適期に断根挿し接ぎしたトマト苗である。接ぎ木接合部における活着程度に応じて,断根した台木の不定根形成が促進すると考えた。測定項目は,不定根の本数と長さ,台木の茎表面と根系を含む培地間の電位差である。なお,培地には,ピートモス,パーミキュライト,水のみの三種類を用意し,接ぎ木後0,24,48,72,96,120時間目(養生装置内)と,その養生装置から栽培環境に移動後,5,10,20日後目に計測した。電極は,台木の峯軸に+極を固定し,グランド極は培地内に接地した。電極を付けた苗は,温度25°Cの環境制御箱内に移し,暗期(6時間)と明期(6時間,苗の高さで約15μmol m2s 1l)を1分ごとに電位計測した。3.電位計測の結果,暗期よりも明期の冠位振幅が大きくなる傾向が認められた。断根挿し接ぎ苗における不定根の発達状態を接ぎ木後の経過時間毎に,培地別に調べた結果,養生期間中は,不定根がほとんど形成・発根しなく,これらの苗は,12時間の電位計測環境で枯死する場合もあった。不定根の発達と電位との相関係数を,総根長と本数,計測期間,培地別に求めた結果から,計測期間では初期の方が相関係数が大きく,培地では,バーミキュライトと水のみで,全期にわたって相関係数が大きくなった。
喫煙が日本人女性の再生産機能の老化に及ぼす影響

再生産機能の老化の指標として、血中抗ミュラー管ホルモン(AMH)濃度および受胎待ち時間をアウトカムとする、2つの調査研究を実施した。前者については東京都内の女子大学生を対象として、血中AMH濃度と質問票による喫煙習慣および尿中コチニン濃度を測定した。AMH濃度と喫煙習慣およびコチニン濃度の間に有意な関連はみられなかった。受胎待ち時間と女性本人および男性パートナーの喫煙習慣については、日本全国に居住する20-44歳の女性3214人を対象としたインターネット調査によってデータを収集した。受胎待ち時間と喫煙行動の間には有意な関連はみられなかった。研究代表者が平成23年12月17日から平成25年1月15日まで産前産後・育児休暇を取得したのにともない、本研究についても1年間中断し、平成25年2月1日から再開した。本年度は、来年度5月に開始する予定である実地調査の準備のため、調査対象集団の選定と依頼や、関連する文献収集を行った。本年度は、(1)再生産機能の老化のバイオマーカー(抗ミュラー管ホルモン:AMH)と生活習慣・月経周期の関連に関する調査と、(2)妊娠や出産と生活習慣・月経周期の関連についての質問票調査の2つの調査を実施した。(1)は東京都内の大学生(20-22歳)98人を対象として実施した。このうち5か月間にわたり月経カレンダーを記録し、経口避妊薬を使用しなかった女性、65人を解析の対象とした。月経痛が軽い女性と比較して、月経痛が重い女性ではAMH濃度が低いという、先行研究で今まで報告のない新しい知見が得られた。一方、不規則な月経周期の女性は、規則的な月経周期の女性と比較して高いAMHを示したが、これは先行研究の知見と一致していた。これらの結果については、今月末までに論文を投稿する予定である。(2)については、全国の20-44歳の女性3214人を対象として、インターネット調査によって実施した。これによって、受胎待ち時間(妊娠を企図してから妊娠するまでにかかる月数)の推定値が得られた。今後は、どのような生活習慣、または月経周期の特徴が、より長い受胎期間と関連するのかについて解析を行う予定である。また今回の対象集団では、欧米諸国の女性と比較して、経口避妊薬の使用者割合が非常に低く、不確実な避妊方法に頼る女性が多い傾向が明らかとなった。次年度は今回の対象者を対象とした追跡調査を実施し、ベースライン調査における避妊の実施が、その後の望まない妊娠や中絶とどのように関連するのかについても解析を行う予定である。6月に京都で開催された日本人口学会においては、2つの口頭発表を行った。バイオマーカーの利用の際の費用や注意点に加え、従来の人口学研究にバイオマーカーを利用して学際的研究を実施することの利点について発表した。社会学や経済学の専門家が主流である同学会において、生物学的視点からの研究はまだ少ないことから、発表は多くの研究者の関心を集めた。東京大学人類生態学教室の実験室において、再生産機能の老化のバイオマーカーである卵胞刺激ホルモン(FSH)を測定するアッセイを確立した。これは市販のELISAなどとは異なり、個別に購入した抗体類を用いるため安価に大量の試料を測定できるという利点があり、来年度以降に被験者の生体試料中のホルモン濃度を測定するのに使用する予定である。またこのFSHアッセイを開発した米国のワシントン大学生物人口学ラボから生体試料を取り寄せ、FSHを測定した。これによって、双方のラボにおけるFSHの測定値が比較可能となり、今後測定する日本人のFSHとアメリカ人のFSH濃度を比較することも可能となった。研究代表者が平成23年12月17日より産前休暇を取得することになったので、当初は今年度に予定していた被験者の募集は実施しなかった。平成25年1月に育児休業を終えて研究を再開する予定である。今年度は病院や大学などに、被験者の募集に協力してもらえるよう依頼したが、まだ正式な承諾を得られていない。今後も継続して被験者募集のフィールドを探す予定である。経口避妊薬を使用していない20歳から22歳の女子大学生(N=65)を対象として、再生産機能老化のバイオマーカー(抗ミュラー管ホルモン:AMH)と月経周期および生活習慣の関連について検討した。月経痛の程度を4段階にわけると、もっとも痛みの軽い女性と比較して、もっとも痛みの重たい女性では49.6%(95%信頼区間6.5%-72.8%)AMH濃度が低かった。また規則性な月経周期を示す女性と比較して、不規則な月経周期の女性ではAMH濃度が高かった。これらの結果を論文としてFertility and Sterility誌に発表した(Konishi et al. 2014)。

AMH濃度は非喫煙者と比較して喫煙者で低いことが報告されているが、受動喫煙の影響については質問票で受動喫煙の程度を評価した先行研究しか存在しない。そこでバイオマーカーで測定した受動喫煙の曝露とAMH濃度の関連を分析するため、上記の女子大学生の尿検体を用いてニコチンの代謝物であるコチニン濃度を測定した。コチニン濃度は質問票で受動喫煙なしと回答した女性と比較して、受動喫煙ありと回答した女性で有意に高かった。しかしながら、尿中コチニン濃度とAMH濃度の間には有意な関連はみられなかった。上記の調査とは別に、受胎待ち時間の分布および関連要因の影響を推定することを目的として、日本全国に居住する20-44歳の女性3214人を対象としたインターネット調査を実施した。避妊の使用をやめた時期を回答しない女性が予想をはるかに上回って存在し、これはあいまいな避妊の使用が多いためと考えられた。それを裏付けるデータとして、妊娠を希望しないのにも関わらず、確実な避妊を実施しない女性が半数以上いることがわかった。これについては現在、論文を投稿中である。生物人口学研究代表者が産前産後・育児休暇を取得したため。今年度は2つの調査を実施し、有意義な結果を得ることができたため。平成23年6月の時点で、12月から研究代表者が産前休業を取得する見込みとなったため、今年度は被験者の募集を行わなかった。平成25年度は、都内の大学の学生を対象として採血、採尿、質問紙調査を含む実地調査を実施する。また採取した生体試料中のバイオマーカー値の測定を行い、得られた結果について統計解析をして国内の学会にて発表する。平成26年度は、前年度に対象とした学生を対象として追跡調査を実施する。採取した生体試料中のバイオマーカー値の測定を行い、得られた結果をまとめて国際学術誌に投稿する。来年度以降は、今年度の調査の参加者を対象として追跡調査を実施するとともに、これまでの研究成果を国内外の学会で発表し、論文として投稿する。平成25年1月に育児休業を終えて研究を再開した際には、被験者の募集を開始する。またインヒビンBや抗ミュラー管ホルモンといったバイオマーカーの、実験室での測定系の確立を行う。平成25年度は実地調査にかかる消耗品と、生体試料の測定に研究費を使用する予定である。3月にインターネット調査として予算を執行したが、端数は使い切ることができなかったため。次年度の消耗品費と合算して使用する。インヒビンBや抗ミュラー管ホルモンの測定に必要な抗体や試薬類の購入と、被験者募集にかかる広告費や被験者への謝金に研究費を使用する予定である。