hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
走査スピン注入プローブを用いた局所磁気共鳴励起

局所的にスピンを注入してスピントルクを磁性体に印加して発振現象を誘起する走査マイクロ波プローブの開発を行った。この際に、極細の高周波同軸線(外径0.33ミリメートル)をプローブ探針として水晶振動子に接着したマイクロ波源付水晶振動子型AFMを開発して用いた。これにより試料が絶縁体であっても表面を精細に走査しながら10ギガヘルツまでの高周波を印加できる高周波プローブ顕微鏡を開発し、走査磁気共鳴検出プローブを用いて、MTJ(磁気トンネル接合)積層薄膜からのスピン注入発振の計測の実現に注力した。(i)高周波の信号計測に対応した走査プローブを用いた磁気トンネル接合(MTJ)素子からのスピン注入発振の観測先ず、MTJ(磁気トンネル接合)積層薄膜である、Fe(001)/MgO(001)/Fe(001)やPy/MgO(001)/Py層を作成して、磁気共鳴用高周波プローブを用いてMTJ積層膜からスピン注入発振信号を検出することを目指した。しかしながら、MgOトンネルバリヤー層の作成は容易ではないことが判り、先ず、より簡便に作成できる巨大磁気抵抗効果(GMR)積層膜を発現するPy/Cu/Py積層膜を用いてスピン注入信号による発信信号を計測することを目指した。この際には、パーマロイ(Py)層の酸化を防ぐ目的で金の保護層を蒸着して用いた。探針から局所に電流を注入し磁性固定層でスピン偏極電流を生成し、磁性フリー層へスピン注入トルクを印加し高周波信号をモニターしたが、スピン注入発振に因る信の観測には成功していない。このことは探針先端の酸化の影響や形状に依存することも考えられ、ピエゾ素子を用いて垂直位置制御をより高精細に行うために制御装置のプログラムに改良を加えて整備した。水晶振動子を用いた原子間力顕微鏡(AFM)装置とマイクロ波プローブとを融合した、マイクロ波プローブ付AFMについてもデザインを決定できた。また、熱勾配をスピン注入源として用いる効果や磁気共鳴からスピン流信号を検出する効果等の関連する研究において研究成果を得た。(ii)超高真空中で動作するスピン注入発振観測のための走査顕微鏡装置の整備超高新空環境下で高周波プローブを用いてスピン注入が可能となる装置の開発の設計を行った。特に、真空を破らずに試料を搬送し、かつ、マイクロ波を導入でき装置の設計を進めた。その際に、マイクロ波線の絶縁体にはポリイミドを用いて真空中のガス放出を抑える対策を施した。(1)高周波対応プローブを用いた磁気トンネル接合(MTJ)素子からのスピン注入発振の観測前年度までに調整を行なった磁気共鳴用高周波プローブを用いて、MTJ(磁気トンネル接合)積層薄膜を用い、スピン注入発振の実現に注力した。市販のMTJ素子を購入して、先ず、MTJの磁気抵抗比を確認後(磁気抵抗比80パーセント)、スピン注入発振信号の検出に取り組んだ。この際のMTJ素子の磁性層はCo40Fe40B20のフリー層と固定層で形成される。用いられる磁気トンネル接合(MTJ)素子の基板は絶縁体領域を含むため、粗動機構によりMTJ素子位置を確認するために試料の導電性に影響されない探針ー試料間距離の制御機構を有する絶縁体表面を走査可能で10ギガヘルツまでの高周波に対応した原子間力顕微鏡(AFM)システムを用いた。AFMによる表面観測のパラーメータ調整を行い、先ず素子の電極位置にプローブを合わせて走査することを試みた。この結果、プローブの位置合わせに光学顕微鏡等を用いた補助機構が必要なことが判り対策を施した。その後、プローブからのスピン注入発振の検出に取り組んだがプローブと探針間の安定した電流を得るための調整が難しく、今後、表面の酸化による影響等を解決する必要を認識した。(2)超高真空中でのスピン注入発振観測電極の酸化を防ぐことが可能となる超高真空環境で上記のスピン注入が観測可能な高周波走査プローブ顕微鏡装置を整備した。超高真空環境内にマイクロ波を導入しスピン偏極探針を用いたスピン注入源を含む回路において高周波信号を計測できることを確認した。以上、プローブを用いたスピン注入発振現象を捉えるための改良を進めることができた。(1)高周波の信号計測に対応した走査プローブを用いた磁気トンネル接合(MTJ)素子からのスピン注入発振の観測前年度に調整を行なった磁気共鳴用高周波プローブを用いて、MTJ(磁気トンネル接合)積層薄膜を用いてスピン注入発振を実現することを目指した。先ず、簡便に試料を作成できる系としてMTJではなく巨大磁気抵抗効果を示す磁性体/金属膜/磁性体の積層膜を作成した。

この際、積層膜の最上層をAu膜で保護することにより大気中の環境下での酸化を防いで用いた。探針から局所に電流を注入し磁性固定層でスピン偏極電流を生成し、磁性フリー層へスピン注入トルクを印加し高周波信号をモニターしたが、スピン注入発振に因る信の観測には成功していない。探針の先端形状や酸化の影響、ピエゾを用いた垂直位置制御のより高精細化が必要と判断し装置と制御プログラムを改良して整備した。また、スピン注入発振とは逆の現象である、磁気共鳴からスピン偏極電流(スピン流)を得る手法を用いた研究より成果を挙げ、これらの手法を高周波プローブに応用することも検討した。(2)超高真空中で動作するスピン注入発振観測のための走査顕微鏡装置の整備大気中では酸化により、スピン注入が困難である問題を解決するために、超高真空中でスピン注入が観測可能な走査顕微鏡装置を整備した。このために、超高真空環境内にマイクロ波を導入し、高周波を計測するする機構と試料を待機に暴露すること無く搬送できる機構の整備を終えることができた。高周波部品の超高真空装置への導入デザインについて設計に時間が要したこと、当初、構想していたMTJ積層膜が簡便には作成できなかったこと、代替に用いた巨大磁気抵抗効果積層膜を用いた、最初のテストではスピン注入発信信号が得られていない等、当初の計画より遅れている。しかしながら、探針の酸化の問題を解決する必要が有ることが判ったことや、当初懸念していた、超高真空中へのケーブル等のマイクロ波部品のベーキングによる真空の悪化について、テフロン製ではなくポリイミド製を使用することで超高真空を保持することが可能になるなど、着実に研究目的の実現へ向けて進展している。25年度が最終年度であるため、記入しない。予定よりも装置の高周波化の整備に時間がかかる等、当初の計画に修正が生じた。一方で、当初懸念していた超高真空中へのケーブル等のマイクロ波部品のベーキングによる真空の悪化について、テフロン製ではなくポリイミド製を使用することで超高真空を保持することが可能になる等、着実に研究目的の実現へ向けて進展している。(i)高周波対応プローブを用いた磁気トンネル接合(MTJ)素子からのスピン注入発振の観測探針の酸化によるスピン注入発信信号の劣化の問題を解決するべく、探針にタングステンではなくPtIr等の不活性な材質を用いることや、探針を強く接触させて酸化膜を取り除く等改善を試み、大気中において、磁気共鳴用高周波プローブを用いたスピン注入発振が実現できるように注力する。この際には探針の伝導性に因らないフィードバック機構を有する原子間力顕微鏡(AFM)装置が有用であり、開発を進めている水晶振動子-AFMの整備を速やかに行う。また、GMR素子からの信号検出に成功した後には、MTJ積層膜に試料を変更して研究を進める。(ii)超高真空中で動作するスピン注入発振観測のための走査顕微鏡装置の整備これまでに設計を終えた、超高真空中でスピン注入が観測可能な高周波走査プローブ顕微鏡装置を早急に整備する。超高真空環境内にマイクロ波を導入してマイクロ波信号の計測ができる装置の整備を進め、超高新空中でのより清浄な環境での研究環境を実現する。(i)高周波対応プローブを用いた磁気トンネル接合(MTJ)素子からのスピン注入発振の観測今年度中に調整を行なった磁気共鳴用高周波プローブを用いて、MTJ積層薄膜を用い、スピン注入発振の実現に注力する。
地中海地域をめぐるフランスの多国間主義外交

本研究は、フランス歴代政権が冷戦後、地中海地域に対していかなる外交理念・戦略・政策を形成・展開してきたのかを明らかにし、その多国間主義外交の理念・戦略の本質を解明することを目的としてきた。この過程で、とくに地中海地域における予防外交の進展、EU(欧州連合)を舞台とした国家主権をめぐる国際環境の変化、フランスの安全保障文化という側面に着目する必要性が明らかとなり、これらの観点からフランスの具体的な地中海での対外政策の展開とその背景事情の解明に努め、総合的にフランスの対地中海外交の特質の検討・総括作業を進めた。本研究は、冷戦後に焦点を定め、そこでフランス歴代政権が地中海地域に対していかなる外交理念・戦略・政策を形成・展開してきたのかを明らかにし、その多国間主義外交の理念・戦略の本質を解明することを目的としている。そこで本年は、先ず基礎資料の収集に力点を置いて作業を行い、フランスの外交政策論に関する先行研究のサーベイに着手し、フランス話と英語の学術誌を中心とする内外の研究論文、及び1990年代半ば以降の外交に関わる主な政治家の演説や手記類の渉猟を進めた。併せてインターネットで検索可能なフランス国家機関(大統領府、首相府、外務省、国民議会等)資料、及び関連するEU(欧州連合)の公文書の収集を進め、フランスの対地中海外交の特質を検討する準備作業を行った。また政府資料の収集を行うとともに、日刊紙『ルモンド』や、『朝日新聞』『読売新聞』『日本経済新聞』等のデータベース検索も実施し、新聞報道ベースでの資料収集も進めた。そして、フランスの研究協力者(パリ政治学院R・アット氏、西パリ・ナンテール大学G・フェラギュ氏ほか)との意見交換、並びに日本で入手困難な資料収集のために、フランスへの訪問調査を9月及び1月に実施した。11月に日本EU学会研究大会において、「EUの対中東政策-予防外交の観点から」と題する研究報告を行ったが、このなかでフランス・サルコジ政権がイニシアチブを握っている地中海連合についても取り上げ、EUが進める対中東外交の枠組のなかでフランスがどのような地中海外交を進めているのかについて、予備的な考察を盛り込んだ成果を発表した。本研究は、冷戦後のフランス歴代政権が地中海地域に対していかなる外交理念・戦略・政策を形成・展開してきたのかを明らかにし、その多国間主義外交の理念・戦略の本質を解明することを目的としている。2年目となる本年度は、フランスの地中海外交に関する内外の研究論文の渉猟を進め、併せてこの時期の大統領経験者であるシラクとサルコジの演説や手記類の検討を進めた。また、フランス外交を検討するに当たって、EU(欧州連合)としての対外政策の展開も切り離して考えることはできないので、EUの公文書(とくに対地中海政策)の収集を進めながら、総合的にフランスの対地中海外交の特質の検討作業を進めた。そして、フランスの研究協力者(西パリ・ナンテール大学G・フェラギュ氏ほか)との意見交換のほか、フランスと同じくEU加盟国として地中海外交に深い関わりを持つイタリアの動向を探るため、イタリア及びフランスへの訪問調査を9月に、EUとフランスへの調査を3月に実施した。研究成果の一部は、『日本EU学会年報』(第30号、2010年4月、日本EU学会)に「EUの対中東予防外交-東地中海地域を中心に」を掲載して予防外交という文脈のなかでの地中海の位置づけを示し、日本国際政治学会研究大会(2010年10月30日)では「EU統合下における地域の形と国家主権の位相」と題する研究報告を行い、EU共通外交の進展するなかでの国家主権の変容がフランスの地中海政策にどのように関わっているかという観点で、検討結果を発表した。最終年目となる本年度は、フランスの地中海外交に関する内外の研究論文の渉猟を継続しつつ、安全保障文化という概念に注目しつつ、フランスの具体的な地中海での対外政策の展開とその背景事情の解明に努め、総合的にフランスの対地中海外交の特質の検討・総括作業を進めた。そして、フランスの研究者(西パリ・ナンテール大学G・フェラギュ准教授、パンテオン・アサス大学(パリ第2大学)J・J・ロッシュ教授、エコール・ミリテール・J・デュフルク教授など)との意見交換のほか、フランスと同じくEU加盟国として地中海外交に深い関わりを持つイタリア・スペインの動向を探るため、ナポリ東洋大学N・ランナ准教授、同S・ソンマ氏、カタロニア放送大学L・ロペスヴィダル准教授などとも意見交換を、フランス、イタリア、ベルギーへの出張の際の面談や、その前後でのe-mailのやりとりを通じて行った。これらの作業を踏まえて研究成果を「EU統合と拡大の軌跡-トルコをめぐる確執と拡大のゆくえ」佐藤洋治・鄭俊坤編

『アジア共同体の創成に向かって』(芦書房、2011年11月)、「フランスの対外政策における地中海の存在意義-歴史的文化的背景と安全保障文化」『国際政治』第167号(2012年1月)にまとめて公表した。さらに、ウェブ誌『nippon.com』(2011年12月15日付および2012年2月14日付け)においても、「『アラブの春』と日本外交地中海から見えてくること」を日本語とフランス語で公表して、研究成果を通じた日本外交の分析への応用と、その国内外への発信を行った。
がん細胞の分化・極性の制御と増殖因子受容体

がん細胞の分化・極性の制御に関わる増殖因子受容体のシグナル伝達および細胞内局在について解析し、以下の結果を得た。1.がん細胞の分化制御の機構を理解するためには、G1期での細胞周期の停止のメカニズムを明らかにすることが重要である。HGFはその受容体c-Metを介して肝がん由来細胞株HepG2に作用し、細胞周期をG1期で停止することにより増殖を抑制する。このG1期での細胞周期の停止にはCdkインヒビターp16の発現上昇が必要である。P16の発現制御には転写因子Etsが重要であることから、本研究ではEtsの活性化を負に制御する因子であるId1の解析を行った。HepG2細胞ではId1の発現が高い状態にあり、HGF刺激により発現が減少した。またId1の過剰発現によりHGF刺激によるp16の発現上昇が抑制された。さらにId1をノックダウンした細胞ではp16の発現上昇はみられなかったが、同時にEtsのリン酸化を促進するとp16の発現が上昇した。これらの結果から、HGF刺激によるp16の発現上昇にはId1の発現減少が必要であることが明らかになった。2.がん細胞における極性の変化と増殖因子受容体の局在は密接に関係し、その局在にはユビキチン化が重要である。本研究ではEGF受容体のユビキチン化レベルを抑制している脱ユビキチン化酵素UBPYについて活性調節機構を解析した。UBPYと共免疫沈降する蛋白質を探索したところ、14-3-3蛋白質が同定された。In vitroにおけるUBPYの脱ユビキチン化活性は、過剰の14-3-3を加えることにより抑制された。さらに14-3-3と結合できない変異型UBPYを過剰発現した細胞におけるEGF受容体のユビキチン化レベルが野生型UBPYに比べて減少した。これらの結果はUBPYの脱ユビキチン化酵素活性は14-3-3により抑制されていることを示している。1.がん細胞の分化制御の理解のためにG1期での細胞周期の停止のメカニズムを明らかにすることが重要である。肝細胞増殖因子(HGF)は肝がん由来細胞株HepG2に作用して、ERKの強い活性化を介して細胞周期をG1期で停止することにより増殖を抑制する。本研究ではERKの強い活性化を導くシグナル伝達機構について、Grb2のHGF受容体(c-Met)への結合について解析した。内在性のc-Metと区別するために細胞外がNGF受容体で細胞内がc-Metであるキメラ受容体を用いて解析したところ、野生型受容体発現HepG2細胞ではNGF刺激によりERKの強い活性化と細胞増殖抑制が見られた。一方Grb2と結合できない変異型受容体発現細胞では、ERKの活性化が起らず増殖抑制も見られなかった。これらの結果により、細胞周期の停止を導くERKの活性化には、Grb2のc-Metへの直接結合が必要であることが明らかになった。2.がん細胞における極性の変化と増殖因子受容体の局在は密接に関係している。本研究では受容体の局在に重要な役割を果たしていると考えられている脱ユビキチン化酵素UBPYについて解析した。まずUBPYの細胞内局在を調べた。Hrsを過剰発現した細胞ではUBPYはエンドソームに局在した。また酵素活性を欠損したUBPYはエンドソームに局在し、この局在はリガンド刺激によりエンドサイトーシスされたEGF受容体の局在と一致した。またsiRNAによりUBPYをknockdownした細胞ではEGF受容体の分解が促進された。これらの結果は、UBPYがユビキチン化レベルを調節することにより、エンドソームにおけるEGF受容体の選別輸送の制御に重要な役割を果たしていることを示唆している。本研究ではまずRas/ERK経路を制御する種々の因子について解析を行った。その結果、HepG2細胞ではアダプター蛋白質Gab1が高発現していることを見出した。またsiRNAによりGab1をknockdownした細胞では、ERKの活性化が抑制され、HGFによる増殖抑制が阻害された。この結果は、ERKの強い活性化にはGab1が重要な役割を果していることを示している。次にERKの強い活性化により発現上昇が起る細胞周期制御因子であるcdkインヒビターp21について解析した。siRNAによりp21をknockdownした細胞では、増殖抑制が阻害された。この結果は、p21がHGFによる細胞周期の停止に重要な役割を果していることを示している。受容体の局在にはユビキチン化が重要であり、ユビキチン化の制御には脱ユビキチン化酵素が関与している。本研究ではEGF受容体のユビキチン化を制御している脱ユビキチン化酵素UBPYについて解析した。

Yeast Two-hybrid法を用いてUBPYの結合タンパク質をスクリーニングし、CHMP4Bを同定した。CHMP4BをHeLa細胞に過剰発現すると、UBPYがCHMP4Bポジティブなエンドソームに蓄積し、またEGF受容体のユビキチン化レベルが上昇した。これらの結果は、CHMP4BはUBPYの局在を制御することにより、UBPYのエンドソームでのEGF受容体の脱ユビキチン化機能を調節していることを示唆している。がん細胞の分化・極性の制御に関わる増殖因子受容体のシグナル伝達および細胞内局在について解析し、以下の結果を得た。1.がん細胞の分化制御の機構を理解するためには、G1期での細胞周期の停止のメカニズムを明らかにすることが重要である。HGFはその受容体c-Metを介して肝がん由来細胞株HepG2に作用し、細胞周期をG1期で停止することにより増殖を抑制する。このG1期での細胞周期の停止にはCdkインヒビターp16の発現上昇が必要である。P16の発現制御には転写因子Etsが重要であることから、本研究ではEtsの活性化を負に制御する因子であるId1の解析を行った。HepG2細胞ではId1の発現が高い状態にあり、HGF刺激により発現が減少した。またId1の過剰発現によりHGF刺激によるp16の発現上昇が抑制された。さらにId1をノックダウンした細胞ではp16の発現上昇はみられなかったが、同時にEtsのリン酸化を促進するとp16の発現が上昇した。これらの結果から、HGF刺激によるp16の発現上昇にはId1の発現減少が必要であることが明らかになった。2.がん細胞における極性の変化と増殖因子受容体の局在は密接に関係し、その局在にはユビキチン化が重要である。本研究ではEGF受容体のユビキチン化レベルを抑制している脱ユビキチン化酵素UBPYについて活性調節機構を解析した。UBPYと共免疫沈降する蛋白質を探索したところ、14-3-3蛋白質が同定された。In vitroにおけるUBPYの脱ユビキチン化活性は、過剰の14-3-3を加えることにより抑制された。さらに14-3-3と結合できない変異型UBPYを過剰発現した細胞におけるEGF受容体のユビキチン化レベルが野生型UBPYに比べて減少した。これらの結果はUBPYの脱ユビキチン化酵素活性は14-3-3により抑制されていることを示している。
代数群のクンマー理論による整数論の新しい展開

代数的トーラスの有理点のなす群と最大基本アーベル拡大のガロア群の双対性を証明した。これは古典的なクンマー理論の1の冪根を含まない体への自然な拡張になっている。クンマー理論の基礎体が素体まで下げられるいくつかの場合について、巡回拡大を与える方程式の具体的な形を計算機を援用することによって計算することができた。またこの理論の代数学、整数論への応用も研究した。乗法群のべき乗写像の代わりに、可換代数群とその間の同種写像をとって得られる新しいタイプのクンマー理論についての研究である。基礎理論の確立とその数論的な問題への応用を目標にしている。本年度に得られた成果は主にふたつある。一つめは乗法群のWeil制限を使ったクンマー理論である。自己同型環を巡回行列を使って、計算した後、そこから誘導される同種写像に対して完全なクンマー双対を証明した。また、以前得られたノルムトーラスのクンマー理論との比較定理も得た。これに関しての論文を執筆し、現在学術雑誌に投稿中である。この話題に関する研究発表を英国Edinburghで開かれた国際研究集会Journees Arithmetiquesで行った。二つめの成果はノルム・トーラスのクンマー理論から得られる五次多項式の応用である。立教大学の横山和弘氏とパリ第六大学のGuenael Renault氏との共同研究により、Brumerの五次式と呼ばれる多項式族の同型問題を解決した。また同じ分解体をあたえるBrumer多項式の無限族をある楕円曲線を使って構成した。この成果に関する研究発表を9月に東北大で開かれた日本数学会の秋期総合分科会で発表した。この結果を英文論文にしたものが、International Journal of NumberTheoryから来年度以降に出版される予定である。さらに、Brumer多項式の定めるDihedral拡大について、研究をすすめた。楕円曲線から誘導されるクンマー列との関連を調べた。楕円曲線のツイストの有理点と、そのコホモロジー群の中での像について研究を行った。その一部は、11月に山形大学で開かれた研究集会「ガロア理論とその周辺」において発表した。この課題については、今後も研究を続け、論文もまとめる予定である。また研究分担者である大野は、代数的トーラスの幾何学に関する知識を提供するとともに、代数多様体上の層のモジュライ空間について研究をおこない、特に安定条件についての研究をすすめた。本年度は楕円曲線の同種写像から得られるクンマー系列について研究を開始した。五次の同種写像から得られるクンマー拡大のガロア群が正五角形のシンメトリーの群であるような生成的拡大であることを明らかにし、Brumerの多項式と呼ばれる生成族との関係を明らかにすることにも成功した。この結果は陸名雄一(早稲田大学)、佐藤篤(東北大学)との共著論文として、International Journal of Number Theoryから発表される予定である。またこの研究については六月に香港で行われた国際会議FoCM 08で概要を発表した。楕円曲線の場合に行った考察をアフィン代数群に置き換え、ツイスト付きクンマー系列を構成することによって、二面体群やフロベニウス群をガロア群に持つような拡大体を構成する一般的な原理を発見した。この結果は来年度以降も研究を重ね、具体例の計算も進めたうえで学術雑誌に発表する予定である。この研究については、九月に徳島大学で行われた研究集会「ガロア理論とその周辺」において発表した。また十一月に東北大学で行われた日韓整数論セミナーでも発表した。この発表の概要は、プロシーディングとして印刷されており下記のweb pageからも取得可能である。またもっとも簡単な三次対称群に関する例については論文にまとめ、現在投稿中である。研究分担者の大野は非特異射影代数多様体の有界導来圏についての研究を行った。本年度はおもに通常のクンマー系列を別の同種写像でひねって得られる「ひねりクンマー系列」の研究を主に行った。これは前年度に研究を行った楕円曲線の場合に成立した結果を、代数的トーラスの場合に証明したものであり、これによりより多くの種類のメタ巡回拡大の構成が構成することが可能となった。特に低次のフロベニウス群や二面体群をガロア群にもつ拡大体の構成に成功した。ただ大きな具体例の計算は計算機の能力の限界もあって難しく現在よい方法を模索中である。また、この結果に関しては、現在、論文を作成中であり、作成終了後学術雑誌に投稿予定である。この結果やそれから導かれる小さな具体例の計算については、七月にオーストラリアで行われたPRIMA Congressの計算代数分科会で発表した。また九月には、東北大学代数セミナーでもこの結果に関して講演をおこなった。この研究の応用として、イデアル類群の鏡映定理の研究を開始した。今年度はこの問題に関する過去の結果の調査、論文の精読を行った。この課題に関しては来年度以降も研究を進める予定である。研究分担者の大野は引き続き非特異射影代数多様体の有界導来圏についての研究を行った。

本年度は代数的トーラスのクンマー理論へのガロア群の作用と、その数論的応用について、研究を進めた。代数的トーラスのクンマー理論がある相対ガロア拡大体K/kで定義されていれば、K/kのガロア群が自然にクンマー理論に作用する。この作用が一次元の作用になる場合を主に調べた。この作用による代数的トーラスの有理点の分解が別の代数的トーラスの有理点として得られることを示すことに成功した。また、この応用として、ある種のメタ巡回拡大が代数的トーラスの有理点でパラメータ付けできることを明らかにすることができた。この結果は前年度得られていた結果の改良・精密化であり、この点を含めた英文論文を作成し、現在学術雑誌に投稿中である。またこの構成の応用として、前年度から継続して研究を続けてきた、イデアル類群の鏡映定理については、ひとつの結果が得られ、2010年6月に香川大学のセミナーで発表することができた。しかしながら、この結果は現在のところ、既存の結果の別証明といったレベルにとどまっており、論文の形にまとめるためには、今後の研究で具体的な計算での有用性などを示すことにより、この結果の成果を高めていかなくてはならないと考えている。当初の研究課題であったペアリングの研究や、生成多項式の計算に関しては、結果に到達できるまでにはいたらなかったが、関連文献の調査、論文の精読などを行い、今後の研究につながるものを得ることができた。
感温性ポリマー/シリカ被覆磁性ナノ粒子の調製と重金属回収への応用

本研究では、当研究室で開発した直鎖状の感温性吸着剤(ポリマー)をシリカ被覆磁性ナノ粒子に修飾(固定化)することで、温度スウィングのみで重金属イオンを吸脱着でき、かつ重金属リサイクル後に磁性を使って迅速に分離回収可能な新規な感温性重金属吸着剤を開発することを目的としている。今年度の研究では、感温性ポリマー/シリカ被覆磁性ナノ粒子の調製法の確立を試みた。まず、電解酸化法を用いてシリカ被覆磁性ナノ粒子を合成した。この時に、電流値を0.2-1.0Aの範囲で変えて合成した。フーリエ変換赤外分光法(FT-IR)、X線結晶構造解析(XRD)等で分析した所、いずれの条件でもシリカ被覆ナノ粒子が合成されたことが分かった。また、電流値0.6Aで粒子径が最小(比表面積が最大)となった。次に得られた試料の表面にシランカップリング剤等を用いてアンカー(アミノプロピル基等の官能基)を導入し、直鎖状の感温性ポリマー、poly (NIPAM-co-AA)を固定化した。熱重量分析(TGA)でポリマー固定化量の定量を行った結果、シリカ被覆していない磁性粒子と比較して、約3倍のポリマー固定化量を得られることが分かった。磁性ナノ粒子とシリカ被覆磁性ナノ粒子の粒子径分布測定を行った結果、シリカ被覆磁性ナノ粒子の粒子径分布が小粒子径へシフトしており、これによる比表面積の増加がポリマー固定化量の増加の原因と考えられる。また、感温性ポリマーの投入量を変えることで、任意のポリマー固定化量を得られることも確認できた。以上の結果より、今年度の目標であった、感温性ポリマー/シリカ被覆磁性ナノ粒子の調製法の確立は達成できたと考えられる。科研費申請時に目標とした「(3)本研究で何をどのように、どこまで明らかにしようとするのか」の本年度分はほぼ達成でき、次年度実施予定であった「Cu(II)イオンの吸着等温線の作成と吸脱着実験」についても前倒しで終えることができた。また、結果についても期待通りの効果を得ることができ、本プロジェクトの目標達成に大きく前進することができた。実験の進行の都合上、次年度実施分の前倒しを認め、本年度実施予定であった、TEM観察等の細かな点は未実施となっているが(次年度実施予定)、全体的には計画以上に進行している。1年目については、ほぼ予定通り研究を進めることができた。2年目の各種重金属イオンを用いた、吸着材の性能評価、及び3年目の交流磁場を用いての誘導加熱実験については、これまでの研究で要素技術の蓄積とノウハウを有しているが、その後に実施予定となっている、項目(5)の「吸着する重金属の選択性向上」については、多くのトライアンドエラーが必要と考えられる。そのため、項目(4)までの研究を2年目で達成し、それ以降の研究に当たる部分をなるべく余裕を持って進められるよう、研究を計画・管理していく予定である。

2年目の各種重金属イオンを用いた、吸着材の性能評価、及び3年目の交流磁場を用いての誘導加熱実験については、これまでの研究で要素技術の蓄積とノウハウを有しているが、その後に実施予定となっている、項目(5)の「吸着する重金属の選択性向上」については、多くのトライアンドエラーが必要と考えられる。そのため、項目(4)までの研究を2年目で達成し、それ以降の研究に当たる部分をなるべく余裕を持って進められるよう、研究を計画・管理していく予定である。今年度は電解酸化法で使用する電源とマルチメーターを購入予定であったが、他の先生から譲っていただいた機器で代替できた。また、当初予定より研究の進みが早く、国際学会発表を行うことができた。そのため、機器購入に使用予定だった予算をを、国際学会参加費や、消耗品購入等にまわすことができた。しかし、差分が若干残ってしまった。
低Ca食飼育ラット脛骨におけるサイトカインの発現時期に関する基礎的研究

実験的骨減少症のモデルである低Ca食飼育ラット(生後5週令)における短期間の骨の変化を、まず末梢骨用定量的CT(pQCT)を用い検索した。低Ca食飼育12時間後における脛骨近心端海綿骨部の骨量は、正常Ca食(0.5%)群と低Ca食(0.05%)群との間に有意な差は認められなかったが、低Ca食飼育1日目から3日目まで低Ca食群において有意な減少を示した。一方、脛骨骨幹皮質骨部においては3日間の実験期間中、骨量に変化は認められなかった。次に、骨形成計測法を用いて、海綿骨部における破骨細胞と骨芽細胞の動態を検索した。その結果、破骨細胞数(N.Oc/BS)、破骨細胞面(Oc.S/BS)および破骨細胞の核数(N.Nc/Oc)は実験期間中増加傾向を示し、特に1日目において有意な増加を示した。骨芽細胞数(N.Ob/BS)は1日目から、骨芽細胞面(Ob.S/BS)は2日目から有意な増加を示し、3日目ではさらに増加した。さらに、骨髄中の骨吸収系細胞と骨形勢系細胞の変化を大腿骨の骨髄細胞培養により検索した。その結果、出現するTRAP陽性多核細胞数の増加が低Ca食飼育1日目のラット骨髄細胞に有意に認められた。また、骨芽細胞系細胞がつくる石灰化の面積は1日目のラット骨髄細胞では変化を示さなかったが2日目の骨髄細胞で有意な増加を示した。低Ca食飼育後に認められた破骨細胞の核数の増加は、既存の細胞の骨吸収活性の上昇を反映しているものと思われる。一方、培養骨髄細胞を用いた実験の結果から骨髄中では破骨細胞、さらに骨芽細胞の前駆細胞が増加していると考えられる。したがって、骨髄-骨組織において、骨系細胞の増殖、分化の活性が高まっている可能性が示唆された。本実験から、低Ca食飼育により迅速な骨吸収が引き起こされ、その作用はリモデング活性の上昇による骨代謝回転が増加することにより発現するものと考えられた。
計算力学的手法による管フランジの締付け基準の確立とシール性能評価に関する研究

1.管フランジの最適なボルト締付け手順について"弾性相互作用係数法"を三次元有限要素法に組み込むことにより,管フランジの締め付けに関して,任意の順序で締め付けた場合の軸力のばらつきと最終的な軸力が一様となる締め付け手順を精度よく計算できる解析手法を確立した.2.ソフトガスケットを使用した管フランジの力学的特性石綿ジョイントシートの圧縮試験結果を有限要素解析に組み込むことにより,最適なボルト締め付け手順,外力を受けた場合の力学的挙動,シール特性を体系的に評価した.3.管フランジ締結体の開放過程における力学的特性の解明開放過程における管フランジ,ガスケット,締付けボルトの力学挙動を三次元有限要素法により解析し,ボルト軸力の再配分と面圧変化を体系的に評価した.4.ロバストな管フランジのボルト締め付け手順の提案90度離れた4本のボルトを予め規定の軸力で締付け,その後他のボルトを一方向に締め付ける手順が実用的に有効である.5.締め付け力不足のボルトが管フランジのシール性能に及ぼす影響20インチの程度の管フランジでは,ボルトが2本欠落すると初期軸力の1.6倍を越える軸力が発生する.6.シール性能の観点から見たボルト軸力のばらつきとガスケット座面面圧の関係トルク法に起因するボルト軸力のばらつきは,ボルトの逐次締め付けにより発生するばらつきよりもはるかに小さい.7.数値解析を基本としたシール性能の評価方法の確立ガスケットからの漏れ量がガスケット外縁部の最大圧縮応力を用いて推定できることを示した.以上の研究の成果の一部は,2004年度に日本高圧力技術協会から<フランジ継手締付け指針Z103TR-2004>として公表されている.1.管フランジの最適なボルト締付け手順について"弾性相互作用係数法"を三次元有限要素法に組み込むことにより,管フランジの締め付けに関して,任意の順序で締め付けた場合の軸力のばらつきと最終的な軸力が一様となる締め付け手順を精度よく計算できる解析手法を確立した.2.ソフトガスケットを使用した管フランジの力学的特性石綿ジョイントシートの圧縮試験結果を有限要素解析に組み込むことにより,最適なボルト締め付け手順,外力を受けた場合の力学的挙動,シール特性を体系的に評価した.3.管フランジ締結体の開放過程における力学的特性の解明開放過程における管フランジ,ガスケット,締付けボルトの力学挙動を三次元有限要素法により解析し,ボルト軸力の再配分と面圧変化を体系的に評価した.4.ロバストな管フランジのボルト締め付け手順の提案90度離れた4本のボルトを予め規定の軸力で締付け,その後他のボルトを一方向に締め付ける手順が実用的に有効である.5.締め付け力不足のボルトが管フランジのシール性能に及ぼす影響20インチの程度の管フランジでは,ボルトが2本欠落すると初期軸力の1.6倍を越える軸力が発生する.6.シール性能の観点から見たボルト軸力のばらつきとガスケット座面面圧の関係トルク法に起因するボルト軸力のばらつきは,ボルトの逐次締め付けにより発生するばらつきよりもはるかに小さい.7.数値解析を基本としたシール性能の評価方法の確立ガスケットからの漏れ量がガスケット外縁部の最大圧縮応力を用いて推定できることを示した.以上の研究の成果の一部は,2004年度に日本高圧力技術協会から<フランジ継手締付け指針Z103TR-2004>として公表されている.(1)管フランジの最適なボルト締付け手順について管フランジの締付けボルトの軸力のばらつきを高い精度で推定し,また一様な軸力を得るための適正な締付け基準を確立することは,"漏れ"の問題を解決する上で極めて重要である.ここでは,"弾性相互作用係数法"を三次元有限要素法に組み込むことにより,小径の規格のものから20インチを越える大きな管フランジまで,どのような手順に従えば多数のボルトを一様な軸力で締め付けられるか,またある順序でボルトを締め付けた場合どの程度軸力がばらつくか,という問題を精度よく計算できる解析手法を確立した.なお,解析手法の妥当性は,20インチフランジを用いた締付け実験により確認している.(2)ソフトガスケットを使用した管フランジの力学的特性ソフトガスケットは内部流体が比較的低圧の場合に広く使用される.ここでは,代表的なソフトガスケットであるジョイントシートの荷重-変位関係を精度の高い圧縮試験を実施することにより定式化し,その結果を三次元有限要素解析に組み込むことによって最適なボルト締め付け手順,外力を受けた場合の力学的挙動,シール特性を体系的に評価した.(3)管フランジ締結体の開放過程における力学的特性の解明管フランジをガスケット交換などの目的で開放する場合,通常ボルトを一本ずつゆるめていく.ここでは,開放過程における管フランジ,ガスケット,締付けボルトの力学挙動を三次元有限要素法により解析し,その基本的な特性を明らかにした.その結果,ボルトの締め付け力がどのように再配分され,結果として残ったボルトにかかる軸力はどのように変化するかを明らかにし,ボルトの強度と再利用性,さらに開放過程における管フランジ締結体全体の安全性について体系的に評価した.(1)ロバストな管フランジのボルト締め付け手順の提案すでに確立している管フランジの締付けボルトのばらつきの推定,および最適な締付け手順を求める手法を拡張して,実用上問題がない程度のボルト軸力のばらつきを許容しつつ,現場の作業者が受け入れやすい締付け手順の確立を目的として解析を実施した.

具体的には,従来からアメリカ機械学会の主導で構成されているPVRC(圧力容器研究委員会)から提案された手法に加えて,作業性を重視した<ボルトを一方向に締め付ける手順>について検討した.その結果,90°C離れた4本のボルトを予め規定の軸力で締付け,その後他のボルトを一方向に締め付ける手順が実用的に有効であることを示した.(2)締め付け力不足のボルトが管フランジのシール性能に及ぼす影響管フランジを締め付けているボルトのうちの1本が,締め忘れあるいはゆるみによって完全に軸力を消失した場合,さらには隣接する2本のボルトの軸力が消失した場合について検討した.その結果,石油関連産業で広く使用されている20インチのclass300程度の管フランジでは,ボルトが1本欠落すると他のボルトに初期軸力の約1.3倍の軸力が発生し,2本欠落すると初期軸力の1.6倍を越える軸力が発生することが明らかになった.このことは他のボルトが塑性変形する可能性を示しているが,シール性能を支配するガスケット面圧分布についてはさほど顕著な変化は見受けられなかった.(3)数値解析を基本としたシール性能の評価方法の確立管フランジの漏れ実験結果とガスケット面圧およびフランジの回転変形を評価する数値シミュレーション結果より,ガスケットに発生する最大面圧によってシール性能を評価できる可能性を確認した.(1)シール性能の観点から見たボルト軸力のばらつきとガスケット座面面圧の関係一般に,管フランジ締結体のボルトの締め付け作業はトルク法によって実施される.トルク法は簡便であるが,接触面の摩擦係数のばらつきの影響によってある程度軸力がばらつくことは避けられない.ここでは,トルク法において生じる程度の軸力のばらつきを考慮してボルトを締め付けた場合について,ボルトを逐次締め付けた場合に発生する「弾性相互作用」によるボルト軸力変化を考慮した解析を実施し,以下の結論を得た.1)トルク法に起因するボルト軸力のばらつきはガスケット座面の不均一な面圧分布の原因となるが、その程度はボルトの逐次締め付けにより発生するばらつきよりもはるかに小さい.したがって、トルク法を使用することにより引き起こされる軸力のばらつきはシール性能の観点からはほとんど問題にならない.2)管フランジのボルト締め付けを数パス実施する場合,各パスにおけるすべてのボルトの平均軸力は,トルク法に起因する軸力のばらつきの影響をほとんど受けない.(2)数値解析を基本としたシール性能の評価方法の確立管フランジのシール性能をASMEのPVRCの考え方(ガスケットの単位長さ,単位時間あたりの漏れ量)に基づいて,漏洩実験を実施し,その場合のガスケット面圧を数値解析により求めた結果,つぎの結論を得た.すなわち,ガスケットの厚さと幅を種々変化させた場合,内部流体の圧力をパラメータとして,漏れ量と数値解析から求めたガスケット外縁部に発生する最大圧縮応力は,片対数グラフでほぼ直線関係となる.したがって,ガスケットからの漏れ量はガスケット外縁部の最大圧縮応力で推定することが可能である.以上の3年間にわたる研究の成果の一部は,2004年度に日本高圧力技術協会から<フランジ継手締付け指針ZlO3TR-2004>として公表されている.
日本古代菓子の実態解明と再現活用に関する研究―東アジアの食膳研究その１－

本研究の目的は、多様な日本古代菓子について日本と大陸での実態を明らかにし、古代菓子を再現して活用することである。日本古代菓子の起源、伝来、実相、展開と変質を実証的に研究し、古代菓子の大陸におけるルーツと大陸に対して甘味料の甘葛煎は日本独自という由来を解明する。その過程で得られた情報から古代菓子を再現する。甘葛煎は菓子だけでなく平安時代に利用された薫物を再現する。再現した古代菓子や甘葛薫物の活用と普及を目指す。菓子は大陸の儀礼や行事とともに伝来した。その用法を食儀礼や修法を含め検討する本研究は、東アジアの食膳研究解明の第一段階である。次いで食膳形態や箸匙の使用法へと発展が見込まれる。
人口減少に対応したダウンゾーニングの合意形成と計画技術

人口減少都市では、その人口規模に応じた適正な土地利用の誘導が求められる。一方で、開発の抑制や土地利用の転換を図る土地利用規制の導入については、対象地域に居住する住民との対立等が課題となるものと推察される。本研究は、日本に先んじて人口減少を経験した米国の諸都市の中でも、容積率の低減などを図る土地利用規制(ダウンゾーニング)を実施した都市を対象とし、その実現要因を明らかにする。実現要因については、合意形成に至った計画過程と空間計画(土地の利用用途や空間的な規制基準)の2つの側面から分析を行うことで、人口減少局面における都市の規模適正化を図るための、土地利用規制の計画技術に対する有益な知見を得る。
光駆動プロトンポンプの動作機構の解明

世界最小のイオンポンプであるバクテリオロドプシンは、最も研究が進んでいるポンプ蛋白質であるが、そのポンプ機構は解明されたとは言い難い。本研究では、光駆動プロトンポンプの動作機構を解明するため、機能転換を含めた蛋白質の変異、光駆動ポンプ活性の計測、そして申請者のグループが世界に誇る赤外分光法を駆使した網羅的な研究を古細菌型ロドプシンに対して行った。特に、古細菌に存在するロドプシンだけでなく、真核生物や真正細菌から新たに見つかった古細菌型ロドプシンを主要な研究対象に位置付けた。本年度の研究実績として主に以下のものが挙げられる。1,真正細菌由来のプロトンポンプタンパク質であるプロテオロドプシンの細胞質側ループ部位にArgを導入したA178R変異体では、吸収極大波長が20mmほど長波長シフトした。これまでの常識に反し、発色団レチナールから25Aも離れた部位の変異が吸収スペクトルに影響するという特異な現象を発見した成果である(M. Yoshitsugu et al. Angew. Chem. Iht. Ed, 2008)。2,生理的条件下では光センサーとしてはたらくが、情報伝達タンパク質が存在しない条件下ではプロトンポンプ活性を示すファラオニスフォボロドプシンについて、そのプロトン放出基の同定を全反射赤外分光計測により行った。その結果、Asp193が塩化物イオンの存在下でプロトン化しており、それが光反応中間体で解離することでプロトン放出を行っていることを明らかにした(Y. Kitade et al. Biochemistry 2008)。光反応を必要としないイオン結合誘起赤外差スペクトル計測は、他のイオン輸送タンパク質にも適用可能であり、汎用性の高い手法であることを示した。本研究では、光駆動プロトンポンプの動作機構を解明するため、機能転換を含めた蛋白質の変異、光駆動ポンプ活性の計測、そして申請者のグループが世界に誇る赤外分光法を駆使した網羅的な研究を古細菌型ロドプシンに対して行う。特に、古細菌に存在するロドプシンだけでなく、真核生物や真正細菌から新たに見つかった古細菌型ロドプシンを主要な研究対象に位置付ける。1,真正細菌由来のプロテオロドプシンに対する赤外分光計測により、シッフ塩基近傍の水素結合ネットワーク構造を明らかにした(D. Ikeda, et. al., Biochemistry,2007)。2,バクテリオロドプシンを光センサーに変換した変異体の赤外分光計測により、センサー機能に重要なスレオニン残基の水素結合変化を観測した(Y. Sudo, et. al., J. Biol. Chem.,2007)。3,バクテリオロドプシンのD212N変異体でクロライドイオン依存的にプロトンポンプ活性に重要な強い水素結合を形成した水分子を観測した(M. Shibata, et. al., Biochemistry,2007)。4,光駆動プロトンポンプの中枢部分となるレチナールシッフ塩基を粘土を用いたモデル系に導入し、粘土の産地を変えることにより、吸収極大波長の制御を行った(Y. Furutani, et. al., Angew. Chem. Int. Ed.,2007)。5,バクテリオロドプシンに対する時間分解赤外分光法により、光反応中間体(LおよびM中間体)の形成過程での水分子の水素結合変化を実時間で計測した(V. A. Lorenz-Fonfria, et. al., Biochemistry,2008)。光反応を必要としないイオン結合誘起赤外差
脳動脈瘤とIII型コラーゲン異常との関連に関する法医病理学的研究

1.脳動脈瘤並びに脳動脈壁を構成するIII型及びI型コラーゲンの分布脳動脈瘤5例を抗コラーゲン抗体によって免疫染色した。脳動脈瘤壁は内弾性板と中膜平滑筋を欠き、主に肥厚した線維性組織からなり、抗I型コラーゲン抗体に対してびまん性に陽性、抗III型コラーゲン抗体に対しては全般に陰性又は弱陽性を示した。即ち、脳動脈瘤壁は主にI型コラーゲンで構成されていた。脳動脈壁では、III型コラーゲンは外膜にびまん性に、中膜筋層の筋線維間に細帯状に散在し、動脈瘤の有無による差異はなかった。2.脳動脈瘤などの血管病変とIII型コラーゲン遺伝子(COL III A1)変異との関係(1)法医剖検例84例につき、COL III A1遺伝子exon 33における点突然変異(C→T変異)の有無をPCR-RFLP法で調べた。遺伝子型は、脳動脈瘤破裂群ではC/T型1例とT/T型5例、心臓性急死群(対照群)ではC/T型6例とT/T型52例であった。C遺伝子とT遺伝子の頻度は、脳動脈瘤破裂群ではそれぞれ0.08と0.92、心臓死群では0.05と0.95であり、脳動脈瘤破裂群でC遺伝子の頻度がわずかに高かった。動脈壁異常と遺伝子型との関係の有無を調べるため、動脈瘤破裂・脳内出血と脳動脈瘤破裂群を血管病変群(20例)とすると、この群のC遺伝子とT遺伝子の頻度はそれぞれ0.12と0.88となり、対照群に比してC遺伝子の頻度が高い傾向を示した。(2)COL IIIA1遺伝子exon 31における点突然変異(G→A変異)の有無をPCR-RFLP法で調べた。遺伝子型は、脳動脈瘤破裂群ではG/G型1例とG/A型5例、心臓性急死群ではG/G型11例、G/A型45例、A/A型2例であった。G遺伝子とA遺伝子の頻度は、脳動脈瘤破裂群ではそれぞれ0.58と0.42、心臓死群では0.58と0.42で、同じであった。又、血管病変群ではそれぞれ0.5と0.5で、対照群と有意な差異は見られなかった。1.脳動脈瘤並びに脳動脈壁を構成するIII型及びI型コラーゲンの分布脳動脈瘤を抗コラーゲン抗体で免疫染色した。脳動脈瘤の壁は内弾性板と中膜平滑筋を欠き、主に肥厚した線維性組織からなり、抗I型コラーゲン抗体に対してびまん性に陽性を、抗III型コラーゲン抗体に対しては全般に陰性を示した。即ち、脳動脈瘤の壁はI型コラーゲンによって構成されていた。一方、親動脈壁では、III型コラーゲンは、外膜にびまん性に、中膜筋層では筋線維間に細い帯状に散在していた。脳動脈瘤を有しない対照例も同様の分布を示し、抗III型コラーゲンの分布に差異は見られなかった。今後、脳動脈瘤の例数を増やして検査する。2.脳動脈瘤などの血管病変と抗III型コラーゲン遺伝子(COL III A 1)変異との関係

突然死剖検例41例(脳動脈瘤破裂4例、大動脈瘤破裂3例、急性心筋梗塞などの突然死34例)の血液から常法に従ってDNAを抽出し、COL III A 1のexon33に認められる点突然変異(C→T変異)の有無を、制限酵素HaeIIIによるPCR-RFLP法で調べた。遺伝子型は、脳動脈瘤破裂群では、C/T型1例とT/T型3例、大動脈瘤破裂群ではC/T型1例とT/T型2例、突然死群ではC/T型5例とT/T型29例であり、いづれの群にもC/C型は認められなかった。C遺伝子とT遺伝子の頻度は、脳動脈瘤破裂群ではそれぞれ0.125と0.875、対照群である突然死群では0.07と0.93であり、脳動脈瘤破裂群でC遺伝子の頻度が高い傾向を示した。次に、動脈壁の異常とCOL III A 1遺伝子型との関係の有無を調べるため、大動脈瘤破裂群と脳動脈瘤破裂群とを合わせて血管病変群とすると、この群のC遺伝子とT遺伝子の頻度はそれぞれ0.14と0.86となり、この場合も対照群と比較してC遺伝子の頻度が高い傾向を示した。1.脳動脈瘤並びに脳動脈壁を構成するIII型及びI型コラーゲンの分布脳動脈瘤4例を抗コラーゲン抗体によって免疫染色した。脳動脈瘤壁は内弾性板と中膜平滑筋を欠き、主に肥厚した線維性組織からなり、抗I型コラーゲン抗体に対してびまん性に陽性を、抗III型コラーゲン抗体に対しては全般に陰性又は弱陽性を示した。即ち、脳動脈瘤壁は主にI型コラーゲンによって構成されていた。脳動脈壁では、III型コラーゲンは外膜にびまん性に、中膜筋層では筋線維間に細い帯状に散在していた。2.脳動脈瘤などの血管病変とIII型コラーゲン遺伝子(COLIIIA1)変異との関係(1)前年度に引き続き、法医剖検例43例のCOLIIIA1遺伝子のexon 33における点突然変異(C→T変異)の有無をPCR-RFLP法で調べた。遺伝子型は、脳動脈瘤破裂群ではT/T型2例、心臓性急死群(対照群)ではC/T型2例とT/T型28例であった。動脈壁異常と遺伝子型との関係の有無を調べるため、脳動脈瘤破裂と動脈瘤破裂・脳内出血計10例とを合わせて血管病変群とすると、C遺伝子とT遺伝子の頻度はそれぞれ0.08と0.92、心臓性急死群では0.03と0.97であり、血管病変群でC遺伝子の頻度がやや高い傾向を示した。(2)法医剖検例84例につき、COLIIIA1遺伝子のexon 31における点突然変異(G→A変異)の有無を、制限酵素Alu I分解によるPCR-RFLP法で調べた。遺伝子型は、脳動脈瘤破裂群ではG/G型1例とG/A型5例、心臓性急死群ではG/G型11例、G/A型45例、A/A型2例であった。G遺伝子とA遺伝子の頻度は、脳動脈瘤破裂群ではそれぞれ0.58と0.42、急死群では0.58と0.42で、同じであった。血管病変群ではそれぞれ0.5と0.5で、A遺伝子の頻度が対照群よりもやや高かったが、有意差はなかった。
ライブイメージング視野中の局所pHを評価しうる新規蛍光測定系の構築

培養細胞を用いた蛍光イメージングにおいて、細胞近傍の外液pHを蛍光イメージングにより測定可能な新規細胞評価系の構築を行った。新規プロトンチャネルと蛍光タンパク質(EGFP)を共発現させた細胞を用いることで、細胞外のpH低下を、蛍光タンパク質の蛍光強度変化によって測定することが可能となった。またプロトンチャネルの発現量を変えることにより、検出感度が異なるセンサー細胞の構築にも成功した。本研究においては、培養細胞を用いた蛍光イメージングにおいて、細胞近傍の外液pHを測定可能な新規細胞評価系を構築することを目的とする。新規プロトン透過性チャネルと蛍光タンパク質を組み合わせた新たな手法を開発することで、pH変化を伴う細胞イメージングに新たな方法論を提案することが可能となることが期待される。・新規プロトン透過性チャネル発現細胞におけるチャネル発現量が細胞内pH変化に及ぼす影響外液のプロトン濃度依存的に、細胞内へプロトンを透過することのできる新規プロトン透過性チャネルを発現させた細胞において、細胞内pH変化を観察した。プロモータの種類を変えた発現ベクターを用いて、当該チャネルを高発現・低発現させた細胞にpH感受性色素を負荷し、細胞外液を様々なpHに置換した直後からの細胞内pH変化について、蛍光イメージングにより測定を行った。その結果、プロトンチャネルを高発現させた場合には細胞内pHの変動が速く、低発現に抑えた場合には細胞内pHの変動が遅いことが観察された。細胞内pH変動速度は両条件で大きく異なったため、蛍光イメージングより明確に区別することが可能であった。・pH感受性蛍光タンパク質による細胞内pH変化の検出EGFPはpH依存的な蛍光強度変化を示すという知見があるため、プロトンチャネル発現細胞に酸性刺激を行った際の細胞内pH変化を、EGFPの蛍光強度変化から観察可能であることが期待された。そこで培養細胞にプロトンチャネルおよびEGFPを共発現させ、細胞外液を様々なpHに置換した際のEGFPの蛍光強度変化について、蛍光イメージングにより測定を行った。その結果、pH感受性色素を用いた場合と同様の結果が得られ、EGFPをpH指示薬のように用いることができることが示された。当初の計画に沿った解析が実施できているため。本研究においては、培養細胞を用いた蛍光イメージングにおいて、細胞近傍の外液pHを蛍光イメージングにより測定可能な新規細胞評価系を構築することを目的とする。・安定発現細胞株を用いたイメージング解析EGFPおよびプロトンチャネルを共発現させることによって、細胞外のpH低下を細胞内の蛍光強度減少から検出可能なセンサー細胞の作製を試みた。安定発現細胞株におけるプロトン透過性チャネルおよびEGFPの発現量比が異なった細胞株を構築するため、発現コンストラクトのデザインを行った。EGFPをCMVプロモーターで発現させ、同時にプロトン透過性チャネルを1IRES配列を用いたバイシストロニック発現、2低発現プロモーターによる発現誘導、3強発現プロモーターによる発現誘導、という異なる発現量が可能となるように、各種安定発現細胞株を構築した。外液のpHを様々に変化させたときの経時的な細胞内EGFPの蛍光強度変化を測定したところ、プロトン透過性チャネルの発現量に依存して、蛍光強度変化速度に差異が認められた。すなわちプロトン流入量の異なる3種の細胞株の作製に成功するとともに、その蛍光強度変化を用いて、細胞外pH低下を異なる感度でモニターする系の構築に成功したといえる。本細胞を蛍光イメージングに用いることで、視野中のpH変化を簡便に測定することができると期待される。次年度以降の計画について、順次、実施していく。食品科学基金課題のため、残額については翌年度に使用することにした。残額は翌年度の物品費・出張費等に使用する。