hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光応答・信号増幅機能を発現する分子の設計

光反応によりシス-トランス構造異性化を受けるアゾ基を疎水性基の一部に取り入れたアンモニウム塩とオリゴエーテルカルボキシラートアニオンとの両親媒性イオン対型超分子イオンチャネルユニットを用いて,シングルチャネル電流が得られたトランス体について電導度,イオン選択性を検討した。電導度7-12pSを有する4種類のチャネルについてイオン選択性を評価したところ,いずれもほぼ同一の約3倍のK/Na選択性比を与え,オリゴエーテル鎖が分子集合体を作って形成していると考えられるポア空間が明確なカリウム選択性を提供できることが示された。この値は水溶液中のイオン移動度とは明らかに異なり,カリウムイオンは全てあるいは部分的に脱水和して膜を通過しているのは明白である。カリウムイオンはナトリウムに較べより脱溶媒和し易くより高い透過性を与えたものと考えられる。しかしこの値は同時に,最初の人工カリウムチャネルとして報告した大環状レゾルシン4量体が提供するポアが与えたK/Na選択性比と同一で,芳香族パイ電子空間の寄与のないオリゴエーテル空間も同様な選択性を与え得ることが本研究結果によって明らかとなり,イオン選択性フィルターの構造-機能相関を考える上で重要な基礎的知見が得られた。またイオン対を使わない単分子状の超分子イオンチャネル発現体を探索すべく,膜に取り込まれて親水性と疎水性の分子面を有するステロイド骨格を修飾したイオン性化合物を用いて超分子チャネル機能の発現を検討したところ,主として2-10pSの範囲で超分子イオンチャネルに特有の幾つかの異なる電導度を有するチャネル電流を発生できることが分かった。さらに単純化を進めたオリゴエーテル-疎水性アルキルアンモニウムを用いてもチャネル電流発生に成功し,イオンチャネル構成体の単純化を更に進展させる試みに成功した。
胆汁逆流による胃癌発生促進に関する基礎的研究

残胃癌の手術例ならびに剖検例の年次別症例数をみると最近の10年間における症例数の増加傾向が著しく施設によってはそれ以前の56倍に達することが報告された。残胃癌の非癌粘膜の組織学的検索から残胃粘膜の特徴的所見として腺寫上皮の過形成(屈曲蛇行)、腺の萎縮とのう胞形成、粘膜筋板の乱れなどが挙げられ、これらの変化が残胃の吻合部に最もつよくみとめられるところから肥汁を含む腸液逆流との関連性が示唆された。残胃はもとより正常胃にも胆汁逆流が多少ともおこっていることは通常の内視鏡検査などによっても確認されているが、これを正確に把握するためには胃液中の微量の胆汁酸を測定することが必要と考えられ、これを主目的として逆相型の担体を充填したBond Eluteカートリッジを用いる抽出法が考案され、その有効性と再現性が確かめられた。一方実験面においてはラット用に開発された直径3.5mmのflexible evcloscopyを用いた研究からラット胃内への胆汁の逆流は正常ラットでと約30%の頻度でみとめられること、発癌物質投与によってその逆流頻度が90%以上まで上昇することが明らかにされた。胆汁成分と癌との関連については種々の吻合モデルを用いた動物実験の結果から、胆汁を含む腸液逆流の多寡と胃癌発生頻度か正の相関を示すことが報告された。この胆汁成分の胃癌発生促進作用のメカニズムについては細胞の増殖に関与すると考えられるオルニチン脱炭酸酵素(ODC)の誘導と複製DNA合成の促進とをプロモーター作用の指標とし、又不定期DNA合成の誘導をイニシエーターの指標として検討した。タウロコール酸(一次胆汁酸)1000mg/kgをラットに投与すると投与後4時間後に対照の約100倍のODC活性が、X16時間後に対照の約10倍の複製DNA合成が夫を誘導されが不定期DNA合成は誘起されず、胆汁酸の胃癌発生促進作用はプロモーター作用が中心であることが示唆された。
現象学的記述の射程とその新たな可能性についての研究

本研究はフッサールを創始者とする現象学の反省的記述の方法の内実と射程を見極め、ついで、その新たな可能性を、その後の現象学や解釈学、ならびに英米の言語哲学との対話の中で探ることを目的とするものであった。まず第一に、フッサールが定式化した現象学の「反省」的記述の方法の内実と射程とが、彼のテキストに基づいて浮き彫りにされたが、それによれば、フッサールの現象学的記述とは、反省の内で立ち現れてくる意識の多様な流れから、それを言語化する際に際立ってくる契機を、いわばそうした日常言語の網の目によってすくい上げ、それを本質構造として記述する試みであった。しかしそうであるとすれば、こに言語の網の目をすり抜けてしまう多様な個別性は、さしあたりは現象学的記述のうちには入ってこない。こうして彼の安定化した現象学的反省的記述の射程と限界とが、同時に明らかになったのである。しかしフッサールが実際行っている現象学的分析を、実際のテキストに即して詳細に検討するならば、彼の分析が彼の定式化した方法の射程を超えて行われていることが明らかとなる。こうして第二に、そうした現象学的記述が持つと思われる積極的意味が、フッサールに続く現象学や解釈学との対話の中で探られ、これについては一定の成果を得ることができたのである。英米の言語哲学との対話の中で、現象学的記述の持つ意味を確認する試みは、残念ながら十分に行うことができなかったが、今後は、とりわけオースティンに始まる言語行為論との対話の中で、現象学の意味を探る試みを行っていきたいと考えている。
中国雲南省における少数民族地域の変容に関する人文地理学的研究

雲南省の少数民族地域は改革開放政策によって大きく変容してきた。麗江市近郊の納西族は伝統的耕種業から騎馬場の経営に転換し観光業から収入を得ている。西双版納の基諾族は焼畑からゴム・茶等の換金作物にシフトし、高地を利用してヤクを移牧するチベット族は市場向けの乳製品の製造と販売に転換し、付加価値の高い農業を目指している。新平県の花腰〓は商品作物のサトウキビや野菜を栽培する一方、民族文化の発掘、継承とその商品化を進めている。本研究の目的は、市場経済と結びつきやすい生業形態、つまり農耕や農業を含む生業および観光に着目し、中国雲南省における少数民族地域の変容を明らかにすることである。初年度では、メンバーによる綿密な研究打ち合わせ(3回、いずれも東京で実施)と現地調査を行った。a)西双版納地域、b)迫慶地域と麗江地域、c)徳宏地域の3つのルートを選び、それぞれ約1週間の現地調査を実施した。初年度の調査は、西双版納地域の低地に居住するダイ族、山に居住するギノ族に注目し、聞き取り調査を行った。山地における焼畑では、これまで共同耕作が行われてきたが、家族請負制の導入によって焼畑も各家族に分割経営されるようになり、栽培作物は焼畑耕作から天然ゴムや茶などの商品作物栽培へと変化し、少数民族の暮らしも大きく変化した。一方、迪慶地域では、徳欽という藏族の居住地域で聞き取り調査を行なった。この地域でも、1980年代後半に家族請負制が導入され、耕地やヤクは、家族の成員数に基づき分配された。そして、急速に社会主義市場経済が浸透し、最も重要な生業であるヤクの飼育頭数は、各戸により大きな差異が生じてきた。また、ヤクの乳からチーズやバターを作り、最寄りの市場で販売し、重要な現金収入を得ている。一方の麗江郊外での調査では、都市近郊の地の利を生かしたツーリズムが展開されている。農家レストラン(農家楽)・民宿・乗馬場経営・バードウォッチングなどは伝統的な農業経営に代わり、農村経済の重要部門になりつつあることを明らかにした。雲南省徳宏地域では、古い町並みの保存と観光開発の例として、和順郷の取り組みを調べ、旅館経営者に聞き取り調査を実施した。また、芒市郊外の徳昴族の村において聞き取り調査を行い、交通条件の変化に伴う経営の変化、つまり焼畑から換金作物への経営転換の過程や理由を調べた。以上の結果は、2009年10月に琉球大学で開かれる日本地理学会において発表する予定である。本研究計画は、改革開放以降の中国雲南省では少数民族地域における農業と農村地域の変容とその要因を明らかにしようとするものである。2年度目では、初年度の調査結果を踏まえながら調査地と調査内容を更に絞って現地調査を行った。迪慶地域(チベット族の移牧とその変容)、麗江地域(納西族の農業と観光乗馬へのシフト)、新平県南緘(花腰〓の農業とその変容)を選び、重点的に現地調査を実施した。さらに、仙人洞や元陽についても補足調査を行った。迪慶地域では、徳欽県の牧畜業を営む藏族に対して聞き取り調査を行なった。移牧を行うチベット族の牧民は夏に草地の得られるぎりぎりの標高まで家畜を連れていた。そこで詳細な聞き取り調査と現地調査をすることができた。夏小屋から村までの乳製品(ヤクの乳からチーズやバター)と村から夏小屋までの食料の運搬についても明らかとなった。一方、麗江市郊外の納西族の多い拉市海地域では、世界文化遺産の麗江古城に近い地の利を生かしたツーリズムが展開されている。乗馬場経営・農家レストラン(農家楽)などは伝統的な農業経営に代わり、農村経済の重要部門になりつつあることを再確認した。また、花腰〓と呼ばれる少数民族の多い新平県南緘では、「旧村改造」の中で村の景観や生活条件が変わり、民族の伝統文化を継承・発信する施設もできて、民族文化による村おこしが模索されている。また伝統的作物の栽培から換金作物の転換も図られ、農家収入は大幅に増加した。これらの中間成果について、研究グループのメンバーは日本地理学会学術大会(2009年10月、琉球大学)において口頭発表し、専門家と意見交換を行った。本研究は、少数民族地域における農業と農村の変容およびその促進要因を中国雲南省の事例から解明しようとするものであった。今年度は3年目で、現地調査を補足調査と位置づけて、調査地を徳欽県(チベット族の移牧とその変容)、麗江市郊外の拉市海(納西族の乗馬場経営)、新平彝族〓族自治県の南緘村(〓族の生業とその変容)の3ケ所に限定して現地調査を行い、より詳細なデータを得た。

少数民族地域の変化要因について聞き取り調査と現地研究協力者らとの意見交換で把握した。また、調査地全体に係る最新の文献資料についても収集した。調査を通じて、伝統的な移牧をするチベット族は乳製品(チーズやバター)の市場への出荷をより意識し、現金収入を多く得ようとすること、騎馬場を経営する納西族の村は乗馬場経営が主要産業として成長し観光客争奪で村間の競争意識が高まったこと、伝統的な農業を営む花腰〓の人々は換金作物や出稼ぎによって豊かさを求めつつも外来文化から自民族文化を守ろうとすることなどを明らかにした。社会主義市場経済の波を受けて、いずれの調査地でも地域条件の違いを反映して程度の差こそあるものの、農村地域の商業化が進んでいることを再確認できた。これらの中間成果について、日本地理学会秋季学術大会(2010年10月、名古屋大学)において共同発表を行なった。また、今までの研究成果を『中国雲南省における少数民族地域の変容に関する人文地理学的研究』(151ページ)と題して2010年3月末に刊行した。これからはそれぞれの研究成果を更に発展させて学会誌に投稿する予定である。
シロイヌナズナのヘムオキシゲナーゼ遺伝子ファミリーの機能解析

シロイヌナズナはヘムオキシゲナーゼをコードする4つの遺伝子、AtH01 (HY1)、AtH02、AtH03、AtH04をもつ。この遺伝子ファミリーの遺伝子のうち、AtH01遺伝子がフィトクロム発色団生合成に必須な機能的な酵素をコードすることがわかっているが、他の3つの遺伝子の生物学的な役割分担は未知であった。そこで、遺伝子の発現特異性や遺伝子産物の酵素活性の有無を調べるとともに、遺伝子破壊系統などを利用して生物的な機能解析を進めた。AtH02、AtH03、AtH04遺伝子座へのT-DNA挿入系統を同定し、ホモ接合体系統を得て、それぞれの遺伝子の突然変異体を確立した。そこで、今回得られた変異体に関しての光形態形成表現型を調べた。これまでに、AtH03遺伝子の破壊系統において、根の光屈性に異常が見られ、この遺伝子が根のフィトクロムの発色団生合成に関わる可能性が示された。今後、詳細な解析が必要である。酵素活性に関して、大腸菌で組み換えタンパク質として発現させたH03とH04は、フィレドキシン依存のヘムオキシゲナーゼ活性が検出された。これまでに解析していたAtH01のヘムオキシゲナーゼとは、至適pHやアスコルビン酸依存性が異なっていた。これらの違いの意義を、発現の時期や組織/器官特異性解析の結果を考慮して考察した。植物体を利用した酵素活性の評価を行うため、シロイヌナズナhy1変異体に、AtH02-4遺伝子を構成的なプロモーターを用いて強制発現する系統の解析を進めている。これには、組み換えタンパク質による生化学的解析を補完する意味もある。現在、作成したコンストラクトを用いて、アグロバクテリアを介する形質転換操作を行い、T1種子を獲得した。
全相互作用の統一的解析と分類・評価：AIM２元関数解析法の新展開と応用実践

実験化学者が化合物の結合や相互作用に関する物性や測定結果を自身で解析・評価できるようQTAIM-DFA (quantum theory of atoms-in-molecules dual functional analysis)を提案し、相互作用の統一的評価・分類手法を確立した。相互作用を静的・動的両特性から評価し、有機化学や生化学の発展に大いに寄与してきた。動的特性は極めて重要な情報を提供するが若干の摂動構造依存性を解決する必要がある。そこで本研究では、次の(1)-(3)を目的とする。(1)座標系に依存しない新規な摂動構造の作成法(CIV)を提案し、QTAIM-DFAをさらに高精度化し、極めて信頼性の高い相互作用の動的特性を提供する。(2)CIVを適用し多くの化学種に対して相互作用の特性を明らかにする。平成30年度は、平成29年度に引き続き(1)CIVによる摂動構造の作成法を確立した。この成果は、Int .J. Quantum Chem.に発表した。またこの論文誌のFront coverでも紹介された。(2)CIVを適用して、QTAIM-DFAにより、中性の様々な水素結合に対して相互作用の特性を明らかにした。この成果を論文にまとめ、ChemistryOpenに採択された。またFront coverにも紹介された。さらに分子間中に2箇所の水素結合を有する系についてもQTAIM-DFAが有用であることを明らかにし、Bull. Chem. Soc. JPNに発表した。計画は順調に進んでいる。QTAIM-DFAを適用することによって得られる相互作用の動的特性は極めて重要な情報を提供するが若干の摂動構造依存性を含んでいる。このことは相互作用の評価に影響を及ぼしかねない。この欠点を除くためには、摂動構造の作成法を改善する必要がある。内部振動の解析においてCompliant force constantに対応する振動変位座標を用いることによって目的を達成できると、ソフトの開発者、ドイツのブラウンシュバイク工科大学のGrunenberg教授から示唆を頂き、ソフトの使用法を含めて協力研究として、本研究を計画・推進することとなった。さらに分子の量子化された振動にはかなりの相互作用を含んでいるため、この相互作用を理論的に軽減したCompliant force constantsに対応する振動変位座標(CIV)の活用は分子量の大きな化合物群にも有利である。具体的には、以下の3点について取り組んだ。(2)基本的(一般的)な相互作用や評価基準の作成に用いる典型的な相互作用群を設定し、(1)の結果を踏まえて、CIVを適用した。CIVの評価結果をPOMおよびNIVによる結果と比較検討し、より信頼性の高い動的特性評価を行った。(3) (1),(2)で確立したCIV法を様々な相互作用、とりわけvdW, HB, CT-MC, CT-TBP等の弱い相互作用や多重水素結合系等に適用し、その動的特性評価を行った。平成31年度は、当初の計画の通りである。(4)QTAIM-DFAを結晶中や酵素等における巨大分子中の着目する相互作用の動的挙動を評価する際、POMによって作成した[1Br---2Br---3Br]-の摂動構造では、1Br---2Brをwao伸長した場合、2Br---3Brはw'ao収縮した(w'/w = -0.357)。よってw'/w = 0.000となる場合は、着目する相互作用のみを変位させることを意味するため、POMにおける部分最適化やNIVやCIVにおける振動解析等の(規模の大きな)計算が不要であると期待される。また、w'/w = 0.000におけるθpの値は、(CIVとは)別の意味で絶対的な評価値と言える。θpの理想値(w'/w = 0)を得る方法は比較的容易に定式化できるものと期待される。しかしながら、その値に対する物理的な意味づけをきちんとする必要がある。その上で、θpの理想値の適合性や有用性を具体的に示すとともに論証を行う。(平成30年度にほぼ論証できている)(5)論証は、結晶中の弱い相互作用に着目し、提案する方法で評価したθpの理想値を、CIV法等を適用して得られた動的評価値を近似解も含めて検討し、θpの理想値の適用範囲とその限界を明らかにする。(6)(5)で得られた結果に立脚し、酵素等の巨大分子中で着目すべき相互作用の動的特性を、その相互作用の動的特性を損なうことのないモデル等から出発して、trial and error方式も採用しつつ、目的を達成する。(1)座標系に依存しない新規な摂動構造の作成法(CIVと命名)を提案し、QTAIM-DFAをさらに高精度化し、極めて信頼性の高い相互作用の動的特性を提供する。

平成29年度は、(1)CIVによる摂動構造の作成法を確立した。この成果を論文にまとめ、Int .J. Quantum Chem.に発表した。またこの論文誌のFront coverでも紹介された。(2)CIVを適用して、QTAIM-DFAにより、中性の様々な水素結合に対して相互作用の特性を明らかにした。この成果を論文にまとめ、ChemistryOpenに採択された。またFront coverにも紹介されることになった。計画は順調に進んでいる。QTAIM-DFAを適用することによって得られる相互作用の動的特性は極めて重要な情報を提供するが若干の摂動構造依存性を含んでいる。このことは相互作用の評価に影響を及ぼしかねない。この欠点を除くためには、摂動構造の作成法を改善する必要がある。内部振動の解析においてCompliant force constantに対応する振動変位座標を用いることによって目的を達成できると、ソフトの開発者、ドイツのブラウンシュバイク工科大学のGrunenberg教授から示唆を頂き、ソフトの使用法を含めて協力研究として、本研究を計画・推進することとなった。さらに分子の量子化された振動にはかなりの相互作用を含んでいるため、この相互作用を理論的に軽減したCompliant force constantsに対応する振動変位座標(CIV)の活用は分子量の大きな化合物群にも有利である。具体的には、以下の3点について取り組んだ。(2)基本的(一般的)な相互作用や評価基準の作成に用いる典型的な相互作用群を設定し、(1)の結果を踏まえて、CIVを適用した。CIVの評価結果をPOMおよびNIVによる結果と比較検討し、より信頼性の高い動的特性評価を行った。(3) (1),(2)で確立したCIV法を様々な相互作用、とりわけvdW, HB, CT-MC, CT-TBP等の弱い相互作用や多重水素結合系等に適用し、その動的特性評価を行った。実験化学者が化合物の結合や相互作用に関する物性や測定結果を自身で解析・評価できるようQTAIM-DFA (quantum theory of atoms-in-molecules dual functional analysis)を提案し、相互作用の統一的評価・分類手法を確立した。相互作用を静的・動的両特性から評価し、有機化学や生化学の発展に大いに寄与してきた。動的特性は極めて重要な情報を提供するが若干の摂動構造依存性を解決する必要がある。そこで本研究では、次の(1)-(3)を目的とする。(1)座標系に依存しない新規な摂動構造の作成法(CIV)を提案し、QTAIM-DFAをさらに高精度化し、極めて信頼性の高い相互作用の動的特性を提供する。(2)CIVを適用し多くの化学種に対して相互作用の特性を明らかにする。平成30年度は、平成29年度に引き続き(1)CIVによる摂動構造の作成法を確立した。この成果は、Int .J. Quantum Chem.に発表した。またFront coverにも紹介された。
K-ras癌遺伝子の突然変異誘発を促進する膵癌患者血清困子

膵癌患者の血清中にK-ras癌遺伝子の突然変異誘発を促進する因子のあることを予測し,その因子の発見方法を開発し,実際に目的因子と考えられるものを同化した。まず,目的因子のスクリーニング法を開発した。膵癌患者血清をカラーカラムクロマトグラフィー法により分画した。その画分液の中から,変異原因子処理したヒトリンパ球系細胞におけるプロテアーゼ活性のレベルを上昇させるものを得る方法である。次に,目的因子の変異促進活性を培養細胞の形質突然変異誘発試験法により検索した。細胞は,独自に開発した超高頻度突然変異誘発が可能なものである。検査した10症例の血清画分全てより変異誘発促進活性を見い出した。さらに,上述の形質突然変異の誘発促進レベルの高い血清画分1例でK-rasコドン12塩基置換突然変異の変異原因子による誘発を促進する活性が見い出された。検出の方法は,PCRとdifferential dot-blot hybridization併用法であり,これも独自に開発した高感度遺伝子変異検出法である。以上の研究成果は,何故膵癌組織でK-rasコドン12変異が多いのかを説明する重要な発見と考えられる。血清中の因子に変異誘発を促進する因子のあることを見い出した研究は世界に類がない。今後も,症例数をさらに増やし因子が複数の種類存在するか,K-ras変異の検出感度を上げて他のコドンでの変異に対する効果はあるのか否か,将来目的因子の分離抽出が可能であるか否か,等々,種々検討を進め,研究を発展させる必要がある。我々が確立した高頻度突然変異を示す培養ヒト細胞株(RSa)を用い、膵癌患者血清中に突然変異促進因子が含まれているか否かを検索した。膵癌患者血清を当院第一外科ならびに関連他施設より収集し検索した。現在までに検索に供したのは8例で、その内訳は膵頭部癌4例、膵体尾部癌4例であり、前例進行癌である。対照として健康成人(45歳男性)の血清を用いた。まず血清1mlをdye ligand chromatographyにより1520の分画に分けた。スクリーニングとして健康人のリンパ球に各分画を添加して30分incubationし、プロテアーゼ活性を誘発する画分を突然変異誘発因子の候補とした。プロテアーゼ活性についてはプラスミノーゲンアクチベータ-の反応系を利用し、^<125>I-fibrinの分解活性を測定した。こうして得られた画分を添加した培養液でRSaを培養し変異原因子である波長254nmを中心とした短波長紫外線を照射した。変異の指標としては薬剤(Ouabain)耐性化を指標とした。結果は対照の血清で生じた形質変異発生率を1として表現すると、8例全ての膵癌患者からの血清画分が2倍から8倍の形質変化発生率を示した。すなわち膵癌患者血清中にはRSa細胞のOuabainに対する致死抵抗性という形質変異の誘発を促進する因子が含まれていた。この形質変異が膵癌細胞に高頻度でみられるk-rasの点突然変異を関連があるか否かは今後の研究課題であるが、ここまでの成果は第53回日本癌学会ならびに第45回日本消化器外科学会で発表した。発癌過程については癌関連遺伝子の変異などの分子機構の解明が進んでいるが,膵癌の発生要因については殆んど不明である。但し,理由は不明であるが,K-ras codon 12の変異が頻繁に見い出されている。そこで,本研究では,膵癌患者血清中にこのK-ras変異を促進する因子が存在すると予測し,その因子の同定を行った。すでに,リンパ球系細胞でのプロテアーゼ活性誘発促進作用を指標に目的因子のスクリーニングを行ってきた。今回は,誘発促進活性の高いサンプルについて,まず,形質突然変異誘発レベルを上昇させる作用のあることを見い出した。

次に,独自に開発した高感度のK-ras codon 12塩基置換変異検出方法を利用し,上述サンプルがその塩基置換変異の誘発を促進することを確認した。この発見は,血清中に遺伝子変異の誘発を促進する因子のあることを世界で初めて報告したものである。今後は,症例数を増やすこと,他のコドンの変異への目的因子の作用,さらに,将来目的因子の分離・抽出・精製が可能であるか否か,等々,種々検討を進め,本研究を更に発展させるべきことが判明した。
フローサイトメトリーを用いた、活性化血小板検出法の基礎ならびに臨床的研究-特に、睡眠時無呼吸症候群患者への応用-

フローサイトメトリーと活性化血小板マーカーに対するモノクローナル抗体を用いた活性化血小板測定法は簡便であるが、測定に至る各操作は研究者により異なり、標準化がなされていないため、研究の評価が困難である。当該研究者は、採血から測定に至る、各操作の測定値への影響を基礎的に検討し、測定法を確立した。一方、睡眠時無呼吸症候群(SAS)においては、脳梗塞(CI)および虚血性心疾患(IHD)の高頻度の合併が知られている。そこで、CI,IHD合併の病態を解明する目的で、動脈血栓形成に主要な役割を演じている血小板の活性化の有無をSAS患者において、上述の方法を用いて研究した。フローサイトメトリーを用いて活性化血小板表面に出現してくるフィブリノゲンレセプター(PAC-1)とα顆粒膜糖蛋白(CD62P)を抗原特異的モノクローナル抗体を用いて検出した。本年度は、下記のごとく基礎的検討をおこなった。1)抗凝固剤の検討-血小板の研究において採血時の活性化と関連して抗凝固剤の選択は重要である。本法では、3.1%クエン酸血とACD血では血小板活性化に有意な差が認められなかったので3.1%クエン酸1/10容真空採血管による採血法を用いた。また、EDTA血、アルガトロバン血は、活性化血小板検出には不適であった。2)全血とPRP-PRPサンプルは、遠心という操作が加わることにより活性化血小板が、より多く出現していた。また、全血には存在する側方散乱光(SSC)の大きい領域群がPRPサンプルでは消失していた。3)採血所要時間の検討-採血時、針を刺してまま1分経過するとPAC-1が陽性化し、その後正常化した。4)サンプル放置時間の検討-採血後30分経過するとPAC-1陽性血小板が増加し、1時間後には、さらに抗CD62P陽性血小板が増加した。今後は臨床応用として睡眠時無呼吸症候群患者において血小板活性化の有無を検計する。睡眠時無呼吸症候群(SAS)においては、脳梗塞(CI)および虚血性心疾患(IHD)の高頻度の合併が知られている。そこで、CI、IHD合併の病態を解明する目的で、動脈血栓形成に主要な役割を演じている血小板の活性化の有無をSAS患者において、FACScanを用いて、活性化血小板の検出を行った。
Thrombospodinを用いた腎細胞癌の治療

腎細胞癌細胞株(KU-2ならびにCaki-1など)に対するthrombospondin(TSP)(0.1,1,10,100,1000ng/ml)の72時間培養後の抗腫瘍効果はほとんど認められなかったが、10^4ng/ml以上のTNP-470は殺細胞効果を示した。10^4ng/mlのTNP-470はKU-2に対する0.1および1μg/mlのmitomycin Cの抗腫瘍効果(8.8%,28.9%を増強し(13.2%,51.0%)、また0.1および1μg/mlのadriamycinの抗腫瘍効果(23.2%,74.9%をも増強する可能性が示唆されたが、Caki-1に対する相乗効果は認められなかった。一方、10^3ng/mlのTSPはKU-2に対する0.1μg/mlのMMCの抗腫瘍効果(36.5%)を増強し(52.4%)たが、ADRとの相乗効果は認められず、Caki-1においてはTSPとMMCならびにADRによる相乗効果は認められなかった。腎細胞癌細胞(KU-2)においてTSPならびにTNP-470は抗癌剤の抗腫瘍効果を増強しうる可能性が示唆された。前立腺癌細胞(PC-3)にたいする72時間後の0.1,1,10,100,1000ng/ml濃度のTSPの抗腫瘍効果はそれぞれ-3.4%、4.0%、0.4%、5.9%,5.2%、であった。一方、10、10^2、10^3、10^4、10^5 ng/ml濃度のTNP-470のPC-3細胞に対する抗腫瘍効果はそれぞれ-5%、1.4%、4.2%、64.6%、98.5%であり、前立腺癌細胞に対するTSPの抗腫瘍効果は低かったが、TNP-470は高濃度において抗腫瘍効果を示した。Thrombospondin(TSP)ならびにo-chloroacetylcarbamoyl(fumagillol;TNP-470)は血管内皮細胞の増殖を抑制することが報告されている。最近では、メラノーマや肺癌を用いたin vivoの実験において、TNP-470は抗癌剤の効果を増強することが示唆されている。本研究では、腎細胞癌細胞株(KU-2ならびにCaki-1)を対象として、TSPおよびTNP-470の抗腫瘍効果につき検討した。96 well microplateに1x10^5個のKU-2ならびにCaki-1細胞をまき、24時間preincubationの後TSPおよびTNP-470の存在下に72時間培養した。抗腫瘍効果は、蛍光光度測定法により測定した。0.1、1、10、100、1000ng/ml濃度のTSPのKU-2およびCaki-1に対する抗腫瘍効果はそれぞれ1.6%、10%、9.1%、11%、5%および-0.2%、1.8%、3%、-2.2%、0.6%であった。一方、10、10^2、10^3、10^4、10^5ng/mg濃度のTNP-470のKU-2およびCaki-1に対する抗腫瘍効果はそれぞれ3.1%、8.7%、0.8%、6.7%、99.1%および-4.5%、12.9%、14.8%、32.2%、98.4%であった。KU-2に対する10^2、10^3、10^4、ng/ml濃度のMMCの抗腫瘍効果はそれぞれ8.8%、28.9%、98.6%でり、10^4ng/ml濃度のTNP-470存在下に培養したとき、TNP-470単独に比べてMMCを併用した時の抗腫瘍効果はそれぞれ13.2%、51.0%、98%であった。これらの結果より、TNP-470の腎細胞癌細胞に対する抗腫瘍効果が示唆され、さらには抗癌剤の抗腫瘍効果を増強しうる可能性が示唆された。前立腺癌細胞(PC-3)にたいする72時間後の0.1,1,10,100,1000ng/

ml濃度のTSPの抗腫瘍効果はそれぞれ-3.4%、4.0%、0.4%、5.9%,5.2%、であった。一方、10、10^2、10^3、10^4、10^5 ng/ml濃度のTNP-470のPC-3細胞に対する抗腫瘍効果はそれぞれ-5%、1.4%、4.2%、64.6%、98.5%であり、前立腺癌細胞に対するTSPの抗腫瘍効果は低かったが、TNP-470は高濃度において抗腫瘍効果を示した。
ALSの選択的神経細胞死に関わるGluR2サブユニットRNA編集異常の解析

ALSの脊髄前角ではグルタミン酸受容体サブタイプであるAMPA受容体のサブユニットGluR2 mRNAはQ/R部位が未編集のものが増加している。この分子変化はAMPA受容体のCa^<2+>透過性を亢進させ、動物脳で遅発性の脊髄運動ニューロン死を含む神経細胞死を引き起こす一次原因であることが知られており、かつALS以外の神経疾患にはみられない疾患特異的な変化であることから、本疾患の神経細胞死に直接関わっている可能性が高い。本研究では、ALSの運動ニューロシにおけるGluR2 Q/R部位の編集率が低下しているかどうかを明らかにするために、ALSの脊髄運動ニューロン以外のニューロン、ALS以外の神経変性疾患の変性ニューロンを含め正常対照ニューロンと比較し、疾患特異性、部位特異性の有無を検討することを目的とした。凍結保存ALS、正常対照、疾患対照として歯状核赤核ルイ体萎縮症(DRPLA)、多系統萎縮症(MSA)のヒト剖検脳組織より、脊髄運動ニューロン、プルキンエ細胞をレーザーミクロディセクターを用いて切り出し、GluR2の逆転写ポリメラーゼ鎖反応(RT-PCR)を行った。得られたPCR産物をQ/R部位を認識する制限酵素Bbv-1で処理し、その消化断片を定量解析し、RNA編集を受けた割合(編集率)を算出した。GluR2 Q/R部位の編集率は、ALS脊髄運動ニューロンでは、0-100%にばらついており、5例の平均値は、38-76%であったのに対し、5例の正常対照から得た運動ニューロシ76細胞全てで100%に保たれていた。プルキンエ細胞での検討では、正常対照、DRPLA、MSA、ALSとも98%以上に保たれていた。ALSの脊髄運動ニューロンにおけるRNA編集異常は、疾患特異的、部位選択的に生じていると考えられ、ALS病因に深く関わった分子変化である可能性が高く、治療戦略の標的になりうる。
去勢抵抗性前立腺癌進展におけるヒストン修飾酵素の関与とその治療への応用

アンドロゲン除去療法(ADT)開始直後のアンドロゲン欠乏下で、ヒストン修飾酵素の一つであるJARID1Bの発現が上昇することを見出した。実際にJARID1Bは、転移性前立腺癌、限局性前立腺癌の順で、正常前立腺組織よりも発現が上昇していた。さらに、このJARID1Bの発現は、mRNAの3'UTR領域の2か所の部位を介して、microRNA-29aによその発現が制御されていることを見出した。以上の結果より、アンドロゲンを除去した状況で細胞を培養すると、JARID1Bの発現が上昇し、その機序としてmicroRNA-29aが関与していることが示唆された。本研究の目的は、アンドロゲン除去療法(ADT)開始直後のアンドロゲン欠乏下でダイナミックに変化するヒストン修飾に着目し、ADT後の去勢抵抗性前立腺癌進展におけるヒストン修飾酵素の果たす役割の解明とその治療への応用をめざすことである。本年度は、まず予備実験で示された本研究の仮説の前提となる事象を他の細胞株を用いて再確認した。つまり、アンドロゲン依存性前立腺癌細胞であるVCaP細胞において、培地よりアンドロゲンを除去した状況で細胞を培養すると、JARID1B (KDM5B)の発現が上昇することをが、mRNAおよびタンパクレベルで確認できた。次に、アンドロゲン欠乏時におけるJARID1B発現上昇が果たす役割を検討するために、JARID1Bに対するsmall hairpin RNA(shRNA)をstableに発現させた、JARID1Bノックダウン細胞株とJARID1Bを強制発現させた細胞株の樹立を目指した。現在、inducibleの系を含めて樹立を目指しているが、現時点ではノックダウン細胞株と強制発現細胞株の樹立には至っていない。以上の結果より、アンドロゲンを除去した状況で細胞を培養すると、JARID1Bの発現が最も上昇することを、LNCaP細胞だけでなく他の細胞株であるVCaP細胞でも確認できた。しかしながら、JARID1Bの関与を検討するためのノックダウン細胞株と強制発現細胞株の樹立には至っていない。アンドロゲン欠乏時におけるJARID1B発現上昇が果たす役割を検討するために、JARID1Bのノックダウン細胞株と強制発現細胞株の樹立を目指しているが、現時点ではその樹立に至っていないため。本年度は、昨年度に引き続きアンドロゲン欠乏時におけるJARID1B発現上昇が果たす役割を検討するために、JARID1Bに対するsmall hairpin RNA(shRNA)をstableに発現させた、JARID1Bノックダウン細胞株とJARID1Bを強制発現させた細胞株の樹立を目指した。しかしながら、現時点ではノックダウン細胞株と強制発現細胞株の樹立には至っていない。一方で、JARID1Bの発現がmRNAの3'UTR領域の2か所の部位を介して、microRNA-29aによその発現が制御されていることを見出した。MicroRNA-29aの発現はアンドロゲン除去後に経時的に抑制されることより、アンドロゲン除去時のJARID1Bの発現上昇には、microRNA-29aが関与している可能性が示唆された。しかしながら、ADT後の去勢抵抗性前立腺癌進展へのJARID1Bの関与を検討するためのノックダウン細胞株と強制発現細胞株の樹立には至っていない。LNCaP細胞は非常にsensitiveな細胞株であるため、長期間の培養でその性質が変化する可能性がある。そのため継代の若い新しいLNCaP細胞を購入し、再度JARID1Bのノックダウン細胞株と強制発現細胞株の樹立を目指す。また、同時にinducibleの系での樹立も検討し、可能な限り自然な状態での安定細胞株の樹立を目指す。泌尿器科学
低温水和条件での直接合成による高プロトン伝導性酸化物の創製

本研究は,低温合成によるアクセプター高濃度化・プロトン高濃度化に基づく高プロトン伝導性実現のための設計指針を提案するものである.BaZrO3におけるプロトン伝導度とY3+ドープ量の関係を検討した結果,巨視的な拡散能がY3+量とともに上昇することが観測され,プロトン伝導が浸透機構に従うことが示唆された.すなわち,アクセプター高濃度化は単にプロトンを高濃度に導入するだけでなく,プロトンの巨視的な拡散能を向上させることにも寄与すると考えられ,その影響はイオン半径の小さいアクセプターをドープした場合に特に顕著に現れるという,高濃度プロトン導入に基づく高プロトン伝導性実現のための重要な指針が得られた.本研究は,酸化物に溶解するプロトン・水は低温で安定化するという熱力学的原理に基づき,低温合成法を利用して高濃度にプロトンを含有する材料を創製することを目的としている.具体的な合成法としては1アルコキシドを原料とするゾルーゲル法と2RFスパッタによる方法を検討し,低温合成により導入される高濃度プロトンに基づく高プロトン伝導性酸化物の新しい設計指針を提案するものである.平成26年度においては,プロトン溶解に不可欠となるアクセプタードーパントとプロトンの間に働く相互作用に着目し,BaZrO3におけるプロトン伝導度とY3+ドープ量の関係を精密に検討した.飽和プロトン溶解量はドープ量と比例関係にあるため,見かけの移動度が一定であればプロトン伝導度とY3+ドープ量は線形関係を示すと考えられる.一方,観測されたプロトン伝導度のY3+ドープ量依存性は非線形であり,ドープ量とともに見かけの移動度が向上するように観察された.また,見かけの活性化エネルギーはドープ量とともに僅かに低下する傾向を示した.この結果から,プロトンは静電的な相互作用によりY3+に束縛される傾向にあり,Y3+が希薄な組成ではBaZrO3マトリックスを伝導する際の大きな輸送抵抗の影響を強く受けるが,Y3+濃度が高い組成ではY3+を中心とする伝導性クラスターが近接するために見かけの移動度が向上することが示唆される.すなわち,アクセプタードーパントを高濃度に添加することは,単にプロトンを高濃度に導入するだけでなく,プロトンの巨視的な移動度を向上させることにも寄与すると考えられる.従って,低温で安定である高ドーパント濃度・高プロトン濃度の酸化物を低温合成法により直接合成する手法は極めて重要である.本研究は,酸化物に溶解するプロトン・水は低温で安定化するという熱力学的原理に基づき,低温合成法を利用して高濃度にプロトンを含有する高プロトン伝導性材料を創製することを目的としている.平成27年度は,ペロブスカイト型酸化物系プロトン伝導体のマトリックスとドーパントの最適な組み合わせを見出すための検討を行った.マトリックスをBaZrO3,ドーパントをY3+とした場合,Y3+濃度が0.1程度まではY3+濃度の上昇に伴いプロトン移動度が上昇するとともに活性化エネルギーが僅かに低下する傾向が観測された.一方,Y3+濃度が0.2に達すると移動度の上昇は飽和し,活性化エネルギーが上昇する.BaZrO3のZrサイトに遷移元素をドープした際のホール伝導度とドーパント濃度の関係を参照すると,イオン半径の小さいFeをドープした場合はドーパント濃度0.25程度でホール伝導度が急激に上昇する明瞭なパーコレーション伝導を示し,これはFe-O6八面体にホールが強く束縛されているためと考えられるが,イオン半径の大きいPrをドープした場合は非常に低いドーパント濃度(凡そ0.03)でパーコレーションが成立することが示唆されており,これはホールがPrを中心とした第二近接酸素サイトまで拡がって分布しているためと考えられる.すなわち,ドーパントのイオン半径により定まる局所構造がホールのドーパントへの局在の程度とパーコレーション挙動を支配する因子であり,イオン半径の大きいドーパントにより導入されるホールは比較的広い範囲に分布する.

この知見を応用すると,Zr4+よりもイオン半径の大きいY3+をドープすることにより導入されるプロトンはドーパント第二近接酸素サイトまでプロトンの存在範囲が広がっており,観測されたプロトン移動度・活性化エネルギーのドープ量依存性は比較的大きなプロトン伝導性シェルのパーコレーションに従うものであることが示唆された.前年度は,従来ほとんど認識されることが無かったアクセプタードーパントとプロトンの相互作用に由来するプロトン伝導度の非線形なドープ量依存性(パーコレーション伝導)を明らかにし,本年度はパーコレーション伝導を支配するプロトン伝導性シェルの大きさがドーパントのイオン半径により決定されることを示した.これらの知見は,アクセプタードーパントを高濃度化することによるプロトン濃度の上昇とプロトン伝導度の向上を図る上で非常に重要である.すなわち,これまでに検討したBaZrO3にY3+をドープした系ではプロトンがドーパント第二近接酸素サイトまで広く分布しているためにパーコレーションの効果が顕著に現れず,さらに第一近接酸素サイトがプロトンの不安定サイトであるとするとドーパントを高濃度化することは移動度の低下をもたらしプロトン伝導性に対して不利である可能性があることが分かった.従って,BaZrO3マトリックスであれば,プロトン溶解能は比較的良好であるが移動度が低いことが知られているSc3+やIn3+をドープした系は,Zr4+よりドーパントイオン半径が小さいことによりプロトンがドーパント第一近接に局在しているために移動度が低いと考えられ,ドーパントを高濃度化することによりプロトン濃度の向上のみならず,プロトン伝導性シェルのパーコレーションによる見かけの移動度向上も期待される.このように,これまでの研究成果は低温合成に基づく高ドーパント濃度・高プロトン濃度化が効果的である系を識別するための重要な知見であり,本研究の目的である高プロトン伝導性酸化物の新しい設計指針の構築に大きく寄与するものである.本研究は,酸化物に溶解するプロトン・水は低温で安定化するという熱力学的原理に基づき,低温合成による高濃度プロトン導入を利用した高プロトン伝導性実現のための新しい設計指針を提案するものである.前年度までに,アクセプターとプロトンの間に働く相互作用に着目し,BaZrO3におけるプロトン伝導度とY3+ドープ量の関係を精密に検討した.その結果,ドープ量とともに移動度が向上するように観察され,一方で活性化エネルギーは低下する傾向を示すことから,プロトン伝導がパーコレーション機構に従うことが示唆された.すなわち,プロトンはY3+に束縛される傾向にあり,Y3+が希薄な組成ではBaZrO3マトリックスを伝導する際の大きな輸送抵抗の影響を強く受けるが,Y3+濃度が高い組成ではY3+を中心とする伝導性クラスターが近接するために見かけの移動度が向上すると考えられる.さらに,BaZrO3のZrサイトに遷移元素をドープした際のホール伝導度とドーパント濃度の関係を検討した結果から,ドーパントのイオン半径により定まる局所構造がイオン/電子キャリアのドーパントへの局在の程度とパーコレーション挙動を支配する因子であり,イオン半径の小さいドーパントにより導入されるキャリアは強く束縛される傾向にあることが示された.また,最終年度においてはPrをドープしたBaZrO3をモデル系として欠陥化学に基づくプロトン溶解特性・伝導特性を明らかにし,高濃度プロトン導入とパーコレーションに基づく設計指針の基盤を与えた.以上から,アクセプタードーパントを高濃度に添加することは,単にプロトンを高濃度に導入するだけでなく,プロトンの巨視的な移動度を向上させることにも寄与すると考えられ,その影響はイオン半径の小さいアクセプターをドープした場合に特に顕著に現れるという,高濃度プロトン導入に基づく高プロトン伝導性実現のための重要な指針が得られた.本研究は,低温合成によるアクセプター高濃度化・プロトン高濃度化に基づく高プロトン伝導性実現のための設計指針を提案するものである.BaZrO3におけるプロトン伝導度とY3+ドープ量の関係を検討した結果,巨視的な拡散能がY3+量とともに上昇することが観測され,プロトン伝導が浸透機構に従うことが示唆された.すなわち,アクセプター高濃度化は単にプロトンを高濃度に導入するだけでなく,プロトンの巨視的な拡散能を向上させることにも寄与すると考えられ,その影響はイオン半径の小さいアクセプターをドープした場合に特に顕著に現れるという,高濃度プロトン導入に基づく高プロトン伝導性実現のための重要な指針が得られた.
次元論とコクセター群に関する幾何学的群論の研究

現在急速に研究が進展しつつある幾何学的群論において、特にコクセター群を取り上げ、それらの群としての構造の研究、及びその為に群を幾何学的情報に翻訳したものととらえることができる理想境界とよばれる位相空間についての空間的な構造を解析した。そのいくつかの方針として、群の代数的な次元と境界の位相的次元の関連を考察すること、及び3次元多様体において用いられた研究手法がどれだけ群構造の研究に有効であるかを調べることがあげられる。本年度の研究実績平成14年度は次の研究を遂行した。(1)被覆次元及びコホモロジー次元に関して、ANR空間のような局所的に良質な空間における次元についての考察を行い、n次元局所(n-1)連結な空間の正方積の次元の振る舞いについての研究成果を得た。(2)泡状連続体の構造と等質性の関係についての構造を研究し、Bing-Borsuk予想の部分解を与えた。(3)コホモロジー次元とリゾリューション写像の存在性について無限生成群に関しての存在定理を得た。空間の不変量としての被覆次元とコホモロジー次元の総合的研究、及び幾何学的群論において、特にコクセター群を取り上げ、それらの群としての構造の研究とその群を幾何学的情報に翻訳したものととらえることができる理想境界と呼ばれる空間についての位相的な構造について研究をした。本年度の研究実績平成13年度は、次の2つの点について研究を遂行した。(1)被覆次元及びコホモロジー次元に関する研究。特にANR空間のような局所的に良質な空間における次元のふるまいについての考察をおこなった。また、Gromovにより導入された被覆次元のcoarse geometry化であるAsymptotic (homological)次元についての性質について詳細な研究をした。(2)コクセター群の理想境界の位相的な次元と、それらの群の代数的な次元に関する関係を研究。
協議離婚制度の法社会学的調査研究

この研究は、日本の協議離婚制度の法社会学的調査研究により、その改革のための資料を提供することを目的とした。日本の協議離婚制度は、離婚意思が当亊者によって自由にかつ確定的に形成され、それが離婚届に正しく表示されることを前提している。しかし、その前提は必ずしも現実のものではない。離婚意思は浮動性と包括性を有し、かつ離婚届は提出に使者の使用を許し、かつ書面審査に服するにすぎない。したがって、離婚届が自由な離婚意思の表示であるという保障はない。現実に提出され、受理された離婚届の中には、さまざまなケースが含まれることになる。このような協議離制度の問題点をカバーするために、1952年以降、法務省の通達によって離婚届不受理申出制度が発展させられた。この制度は次第に整備されているが、離婚の協議の出発点を確保する機能をもつにすぎず、また制度の不備の被害者がまず行動しなければならない点において制度としての公正さを欠いている。協議離婚を経験した女性161名のアンケート調査によれば、以下のことが判明した。協議離婚に要する時間は長い(1年以上が56パーセント、2年以上が42パーセント)。離婚を迷った理由は子供のことが64パーセント、財産分与の額が13パーセント、その他が53パーセントである。協議離婚制度を現状でよいとするものは19パーセントで、他は改革を必要とすると考えているが、子供の問題や財産分与の問題を同時に解決することを求めているものが多い。完全な廃止論は10パーセントである。協議離婚の実態については、今後もさらに追究が必要であるが、中間的な意見としては、離婚届の手続を少くとも現在よりも慎重なものとすること、協議離婚の手続の中に、離婚後の生活の配慮を要望したい。
ライフ・コース・リサーチにもとづく教師の力量形成の研究

本研究は、教師のライフ・コースの分析に基づき、教員養成,現職教育、にわたる教師教育の改善に資する知識,方法を見出すことを目的にしている。研究の主要な内容は、次の通りである。(1)教師というプロフェッションにおいて、いかなる知識,能力が必要となるか。(2)教師は、どのように専門的能力を発展させているか。(3)どのような経験,条件、人々が教師の専門的能力の発展を支えているか。(4)歴史的,社会的変動は、どのように教師の成長に影響を与えているか。この研究で、調査対象とした集団は、1931年に長野県師範学校を卒業し、およそ40年にわたって教職にあった集団である。彼等の生涯における経験としては、小学生期における大正新教育運動の実践,教職についた時期に経験した昭和初年の経済恐慌,第二次大戦下の学校,戦後の教育改革等をあげることができる。121名の教師(元)に、質問紙を送り、71の回答を得た。その回答の分析に基づき、さらに36名の教師を選び、より焦点化されたインタビューを行った。これらの資料に基づき、歴史,社会学,心理学,教育学の複数の方法を交錯させて、分析を行った。
非線形磁気光学効果による人工格子界面の評価

本報告書の章立ては下記の通りである。第1章序論第2章非線形磁気光学効果の基礎第3章非線形磁気光学効果測定装置第4章これまでに報告されている実験例第5章Fe/Au人工格子試料の作製と結晶学的・磁気的評価第6章線形磁気光学効果による評価第7章非線形磁気光学効果の測定結果第8章非線形磁気光学効果の解析第9章結論と今後の課題この研究は、磁性体の表面および界面に関する高度の情報を非線形磁気光学効果を通じて得ることを目的としている。この報告書では、第2章で非線形磁気光学効果とは何か、線形磁気光学効果との違いは何か、どのような情報が得られるかについて、巨視的および微視的観点に立って概説する。第3章ではこの効果を観測するための装置について、原理的立場から述べ、実際の装置のポイントについて概説する。次に過去に行われた実験例についての文献調査の結果をまとめる。次いでこの実際に研究代表者および研究分担者の行った実験について紹介する。第5章では測定用試料の作製法と結晶学的および、磁気的評価について述べ、第6章においては線形磁気光学効果による研究結果についても詳述する。第7章では非線形磁気光学効果の測定結果を紹介し、第8章では解析について記述する。今回行った面内方向にも方位のそろった金属人工格子における非線形磁気光学効果の測定は世界で初めてである。さらに測定結果は、従来の常識を破る極めて興味深いデータとなっており、今後の研究に大きな指針を与えるものとなっている。また測定を通じて非線形磁気光学効果が極めて表面敏感であり、試料の作製に当たっては細心の注意を払うことが必要であること、逆に言えば、この効果をin-situでの成膜モニタとしての使用が可能であることを強く理解した。非線形磁気光学効果の理論を構築し、実験結果の解析法を確立するために文献調査を行った。この調査に基づき測定系を設計した。今年度は非線形磁気光学効果の実験のための準備として、パルスTiサファイアレーザシステムを構築するために光源(パルスYAGレーザ)を発注した。非線形磁気光学効果を測定する対象として、磁性体/半導体ハイブリッド薄膜、ビスマス系酸化物高温超伝導体薄膜、人工格子、人工規則合金薄膜試料を準備した。1.ホットウォール法および分子線エピタキシ-法によって、MnSbおよびMnAsの薄膜をGaAsの(001)、(111)A、(111)B基板上に作製した。原子状水素の援用により、表面の平坦性にすぐれた薄膜を作製することに成功した。2.また、双晶SrTiO_3基板上およびSrTiO_3(100)6°オフ基板上にBi_2Sr_2CaCu_2O_yを作製した。前者においてマイクロ波下での電流電圧特性にシャピロステップが観測され、一方、後者については電気伝導の異方性を見いだすとともに、固有ジョセフソン効果によると思われるマイクロ波振動を観測した。3.つぎに、分子線エピタキシ-法によりFe/Auの人工格子および人工規則合金を作製し、線形磁気光学スペクトルを測定した。非線形磁気光学効果は磁性体表面から出射した2次高調波光の偏光が磁化に応じて変化する効果である。

電気双極子を考えた場合、中心対称をもつ物質のバルクでは2次高調波は発生しないが、薄膜の表面では中心対称性が破れているため、2次高調波発生は許容となる。従って、非線形磁気光学効果は、表面・界面の研究に極めて適した評価手段となる。このことが、本研究のきっかけとなった。本研究では、まず、非線形磁気光学効果に関する文献調査を行い、その巨視的および微視的起源につき理論的な背景を把握し、現在までに各地で行われている非線形磁気光学効果の実験をまとめた。この結果にもとづき実験を企画した。調査した試料は、研究分担者高梨弘毅が高真空蒸着法でMgO基板上に作製したFe(nML)/Au(nML)人工格子および分担者森下義隆がMBE法で作製したMnAs/GaAsヘテロ構造膜である。励起光源はパルスチタンサファイアレーザで、発生した2次高調波光はフォトンカウンティング法で測定された。非線形磁気光学効果は表面状態に敏感であるため、Fe(nML)/Au(nML)においてnの小さな人工格子では、Feの酸化が進み、データに再現性が無かった。MnAs/GaAsにおいても信号のばらつきが大きく、表面状態が良くないことがわかった。これに対しFe(nML)/Au(nML)においてn=6,15の試料では非常に良好な2次高調波光信号が得られた。ビームスポットの位置を中心として試料を回転したところ、信号は明瞭な4回対称のパターンを示し、磁化の反転によりパターンはある方位に対し鏡映の関係になるようなシフトを示した。この結果はFe/Au人工格子がMgO基板上にエピタキシャル成長していることを示している。理論解析によれば、4回対称パターンは電気双極子の範囲ではあり得ない。電気四重極子の寄与が重要であることがわかる。電気双極子による非線形感受率を磁化で展開することから得られる4階のテンソルの寄与が磁化による変化を特徴づけている。シミュレーションしたパターンは4回対称の方位角依存性を示した。また、検光子の回転により非線形磁気力一回転角を求めたところ最大3.1°の回転角を示した。非線形磁気光学効果は、人工格子の研究に多くの情報を提供することが明らかになった。