hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
種苗放流対象メバル類の遺伝的多様性評価と多様性維持をめざした人工授精技術の確立

本年度は、これまで放流されたタケノコメバル稚魚の遺伝的多様性への影響と人工授精技術の確立を目的とした。在来集団および過去に放流されたタケノコメバルのフィールド採集:昨年から引き続きフィールドでタケノコメバルを採集し、開発したマイクロサテライトマーカーを用いて解析を進めている。近年、放流を行っている小豆島四海ではタケノコメバルの漁獲が増加する傾向にあり、種苗放流との関連が示唆された。フラグメント解析結果は継続して解析中である。人工授精における精子賦活の必要性の検討と精子の短期保存技術開発:人工授精の際に尿で精子賦活を行った。尿のpHとイオン濃度は時期によって異なり、特にpHとK^+濃度に差が認められた。尿では11月16日のみ高い精子活性を示し、他の時期では精子活性が認められなかった。また、pH、K^+濃度の高い賦活剤では精子活性が認められ、低い賦活剤では認められなかった。5種類の賦活剤で人工授精を行った結果、海水、1/3海水、卵巣腔液では精子活性が認められず、仔魚も得られなかった。一方、pHとイオン濃度が近似していたControlと精漿では精子活性が認められ、仔魚を得ることができた。これらの結果から、人工授精には精子を賦活させることが必要であり、賦活には適切なpH、K^+濃度が必要と考えられた。短期保存のために昨年に続き精子凍結保存を試みた。その結果、凍結保存条件として、凍結保存液には10%DMSO/FBSを用いて精液を希釈した後、直ちに液体窒素液面からの高さを10cmに設定し、-50°Cまで冷却し、液体窒素に浸漬した時に最も高い運動精子率が得られることが明らかになった。
チックの抑制のための神経認知行動療法：バイオフィードバックの新たな応用可能性

今年度は、ハビットリバーサル法を中心とするチックへの包括的行動療法(Comprehensive Behavior Intervention for Tics:CBIT)の実施と、チックへの包括的行動療法にバイオフィードバックを加えた新しいチックへの行動療法を実施するための準備を行った。チックへの包括的行動療法を受ける参加者を募るため、日本トゥレット協会の医療講演会において、チックへの包括的行動療法について、自身のアメリカでの研修内容も含めて報告した。多くのトゥレットを有する当事者の方やその保護者から興味を持たれ、チックへの包括的行動療法にぜひ参加したいとの連絡もいただいた。まずは、東大病院に現在通院中の当事者の方に対して、チックへの包括的行動療法を予備的に実施し、その前後で評価を行った。今年度は児童1名と成人2名に対してCBITを実施した。成人のうち1名は、チックに対する深部脳刺激療法(DBS)という脳外科手術が必要となるほどの難治性の重症患者であった。さらに、入院患者に対して短期間に集中的にCBITを実施した他、昨年度にCBITを実施した児童のフォローアップセッションを行った。このような実践の中で、チックへの包括的行動療法の効果は、クライアントによって効果が表れる時期や効果の内容が異なることが示唆された。そのため、今後CBITの効果研究を行うにあたって、チック症状の頻度だけでなく、チックのコントロール力(自分がチックを抑えたい時に抑制できる力など)や生活の質、強迫症状など幅広く評価することが大事であることが示唆された。また、前駆衝動と抑制能力に関する論文をThe Journal of Developmental & Behavioral Pediatricsに投稿し、受理はされなかったものの3名のレビューアーから詳細かつ重要なコメントをもらい、現在再投稿の準備をしている。今年度は、昨年度に実施した新たなチックへの行動療法を行うための準備を更に進めると共に、実際にチックへの行動療法をトゥレット症候群を有する当事者に行っていく中で、新たなチックへの行動療法の介入計画を更に精緻化することを目指した。当初の予定では従来のCBITを45名ほどに実施したのち、バイオフィードバックを加えた修正版のCBITを本年度中に数名に実施する予定であった。しかし、倫理委員会における申請やその申請が認められるまでに予想外に時間がかかったことや、申請者の妊娠および出産が重なったために、従来のCBITを45名ほどに実施するというところまでしか目標を達成できなかった。また、実際に従来のCBITを当事者に対して行う中で、1人の対象者に費やす時間的コストが高く、介入者が申請者1人だけではCBITの参加できる人数がかなり限られてしまうこと、通学や仕事などの関係でCBITを受けたいのに受けることができない当事者が一定数いること等の限界が見えてきた。そのため、他の心理士に申請者の行うCBITに陪席してもらい、具体的なCBITのやり方について教える等して、CBITができる心理士を増やすための活動も行った。今後の研究は、1.現在行われているCBITの効果を高めること、2.現在行われているCBITをより多くの当事者が受けられるようになること、の2点を目指す。1点目については、今年度実施したCBITの事例を分析し、どのような事例では上手くいくのか、より効果を高めるにはどのような介入の工夫が必要か評価していく。また、バイオフィードバックを加える等の工夫によってより効果のあるチックへの包括的行動療法を目指す。1点目については、少人数でも効果の検討ができるよう、シングルケーススタディの手法にのっとった研究計画にする。2点目については、ある程度チック症状が軽症な当事者や、通勤や通学で時間が取れない当事者に対して、夏休みに短時間で集中的に対面でのCBITを行い、その後はテレビ電話等でフォローアップを行う等、CBITをより柔軟に行う方法を模索し、その効果を検討する。Tic Helperというウェブベースでのチックへの包括的行動療法の翻訳とその効果の検討を行うことも検討している。また、CBITができる介入者を増やしていく。今年度、出産育児によって研究が中断されたことに加え、上記の研究を行うためには、あと1年では足りないため、日本学術振興会の研究再開準備支援という制度を使い、特別研究員の採用期間を延ばし、あと2年間という期間で上記の目標の達成を目指す。本年度はチックへの行動療法及びチックと関連する脳機能、チックや関連する不安障害へのバイオフィードバック研究の文献研究を行い、バイオフィードバックを伴う行動療法の予備的な介入計画を作成した。その介入計画を研究会において、発表したところ、NIRSにおけるチックやその抑制に関連する脳部位の測定困難さや、NIRSバイオフィードバック研究の技術的な難しさについて教示され、NIRSを用いない介入計画への大幅な修正を行った。その修正のために、ブレインスポッティングやフォーカシング、HRV呼吸法等の介入技法を学ぶトレーニングを受けた他、臨床機関において自身がニューロフィードバックを体験する等幅広くバイオフィードバック技法について学んだ。その後、チック障害の病態や実現可能性の観点からHRV呼吸法をバイオフィードバックとして用いた2種類の介入計画を作成し、現在倫理申請書の作成の準備を進めている。同時に、大学病院で臨床心理士としてチック障害を有する子どもや成人への行動療法の実施を続けてきた。その中で、チック障害を有する方へ行動療法を行う際に、課題となりやすい点が複数明らかになり、今後チックへの行動療法の効果研究を実施していく上でどのような工夫や修正を行うべきか明確になった。さらにアメリカで行われたチックへの行動療法の研修会に出席し、チックへの行動療法の第一人者であるWoods氏からケースのスーパーバイズを受け、アメリカトゥレット協会の公式なチックへの行動療法のライセンスを取得した。

チックへの行動療法の準備に加え、これまでのチック症状の病態理解を進める研究の発表を鋭意進めており、チックへの行動実験の研究を国際学会で発表しポスター賞を受賞しており、抑制能力と前駆衝動の関係についての研究を国際誌に投稿する準備を進めている。1年目はNIRSを用いたバイオフィードバックを行うために、トゥレットの脳機能についてのレビューやNIRSを用いた脳評価に関する論文のレビューを行ったほか、NIRSの研究会にも積極的に参加し、NIRSを用いたバイオフィードバック研究の準備を行った。しかし、NIRSの特性上、正確なニューロフィードバックが難しいこと、チックの抑制に関わる脳部位の測定に適さないこと等が分かり、NIRS以外のバイオフィードバック方法を探すことが必要となった。次に脳波を用いたニューロフィードバックに着目したが、脳波ニューロフィードバックをチック障害に行った研究のレビューや自身がニューロフィードバックを経験し、脳波ニューロフィードバックの欠点(変化に時間がかかること、脳がすぐに元の状態に戻ってしまうこと、比較的安価に手に入るニューロフィードバック専用の機器では脳部位の測定を正確に行いづらく、正確に評価する機器の購入には予算が大幅に足りないこと等)があり、脳波によるニューロフィードバックの計画も変更が必要となった。次に比較的単純な仕組みで、家庭での実施も可能なHRV(Heart Rate Variability)の研修会に参加し、自身も継続的にHRVバイオフィードバックを体験する中で、HRV呼吸法を用いたバイオフィードバックとチックへの行動療法を併用して実施する計画を立てた。HRVについては、カウンセリングと併用することでよりうつ症状を下げる効果があることが示されており、恐怖症への暴露反応妨害法とHRVバイオフィードバックを併用する効果研究が始まっている。そのため、トゥレットにおいて、HRVと行動療法を合わせた介入研究を行うことは現実的であり、効果が期待できる。今年度は、ハビットリバーサル法を中心とするチックへの包括的行動療法(Comprehensive Behavior Intervention for Tics:CBIT)の実施と、チックへの包括的行動療法にバイオフィードバックを加えた新しいチックへの行動療法を実施するための準備を行った。チックへの包括的行動療法を受ける参加者を募るため、日本トゥレット協会の医療講演会において、チックへの包括的行動療法について、自身のアメリカでの研修内容も含めて報告した。多くのトゥレットを有する当事者の方やその保護者から興味を持たれ、チックへの包括的行動療法にぜひ参加したいとの連絡もいただいた。まずは、東大病院に現在通院中の当事者の方に対して、チックへの包括的行動療法を予備的に実施し、その前後で評価を行った。今年度は児童1名と成人2名に対してCBITを実施した。
失明者の移動時の危険回避動作を促す通電アラートの複合評価

2018年度は、失明者のプラットホーム動作遂行中の外乱刺激に対する通電アラートの効果を検証し、音アラートに比べ予想を上回る成功率を示した。実験は失明者を対象とし模擬プラットホーム4m×3mで、点字ブロック、模擬駅構内騒音環境を設定し、ランダムな外乱(1m大ボールのランダムな方向からの不意な接触)刺激を歩行中に与え、これに抗して重心変位等の差を音アラートと比較検証した。草津町盲人会の協力を得て失明状態の視覚障害者に研究参加を呼びかけ、白杖で歩行可能な9名を選出し、草津町福祉センターで行った。期間は2017年8月24日および2018年3月29日に遂行した。開始時点でアラートのない条件で全員のデータを測定し、課題を遂行させた。参加者のスケジュールが確保され予備日程を必要としなかった。データの測定は被験者の前額面、矢状面上に高解像度スローモーションカメラを設置し、外乱刺激としてプラットホーム歩行を5試行行い、毎回ランダムなタイミングと方向から直径1m大のボールを接触させ、動作中のランドマークの時間当たりの座標点移動を記録した。同時にIoTセンサー起動型機能的電気刺激アラート装置の電極を、腓腹筋に装着した。心拍RR間隔も測定した。終始転倒事故は生じなかった。同様に音アラート暴露下の測定も行った。アウトカムは、回避動作成功の有無の頻度とした。成功とはプラットホーム端を設定し重心がこの端を超えないことと定義した。測定項目は回避成功の可否・ランドマークの軌跡量・重心移動量・自律神経機能指標のLF/HFの変化量とした。エンドポイントは5試行中の回避動作の成功率とした。この始終の感想を聞き取り記録した。結果、成功率は80%であった。失敗の20%は実験終盤以降に発生し電極面の通電性性能の劣化が疑われた。装置の改良および実施のオリエンテーションの定型化が課題であった。この理由として、参加者のリクルートも順調に進んだこと、参加者の期待の高さが、実験条件の統制を高精度に導き、良好なデータの取得をもたらせたたことが考えられる。失明者の方々は真摯に実験に取り組んでいる様子が伺え、スタッフにも実験ミスが生じない集中があったことは特筆すべき事項であった。開発した装置の性能も、予想以上にIoTセンサーと通電アラート装置の連携が上手く働き、危険物の接近情報を正確に失明者に伝えることに成功したことも幸いしたと思われる。最初の実験ということから、オプトアウトによる危険物認識後に通電が切れる方式を用いたことから、通電アラートに驚くと言ったこともなく、生理心理的ストレスは予想よりも少なったと思われた。今後は、計画通り、異なる生活圏で2017年度の集団以外の2地域以上の失明者集団でプラットホーム動作遂行中の外乱刺激に抗したアラートの効果を検証する。危険回避の成功率・ランドマークの軌跡量・重心移動量・自律神経機能変化量に及ぼすアラートの影響を分析する。異なる生活圏の3地域以上の失明者集団で通電アラートの複合効果を明らかにする。その方法として、参加者のリクルートメントは群馬県視覚障害者協会の協力を得て失明者、視覚障害者に研究参加を呼びかける。末梢神経障害などの糖尿病合併症、平衡機能の重度な低下のない2地区、計20名を無作為に選択する。被験者の確保が困難な場合、失明していない視覚障害者にアイマスクを装着して代替する。場所は、群馬県内の研究協力者の居住地域の公民館もしくは群馬県福祉センターの一室等を使用する。期間は2018年夏期を予定している。測定は、アラートのない条件で全員のデータを測定し、アラートを用いて課題を遂行させる。1地区につき10人、2地区計20人のデータを得る。データの測定と同様に実施する。アウトカム・分析方法も同様に行う。誘電アラート条件をオプトアウトとオプトインの両者で比較し、通電条件の水準をやや密に設定し、将来の大規模な実験実施における課題を炙り出し、実用性を高めることを視野に入れた実験を実施して行く。

終始転倒事故は生じなかった。同様に音アラート暴露下の測定も行った。アウトカムは、回避動作成功の有無の頻度とした。成功とはプラットホーム端を設定し重心がこの端を超えないことと定義した。測定項目は回避成功の可否・ランドマークの軌跡量・重心移動量・自律神経機能指標のLF/HFの変化量とした。エンドポイントは5試行中の回避動作の成功率とした。この始終の感想を聞き取り記録した。結果、成功率は80%であった。失敗の20%は実験終盤以降に発生し電極面の通電性性能の劣化が疑われた。装置の改良および実施のオリエンテーションの定型化が課題であった。この理由として、参加者のリクルートも順調に進んだこと、参加者の期待の高さが、実験条件の統制を高精度に導き、良好なデータの取得をもたらせたたことが考えられる。失明者の方々は真摯に実験に取り組んでいる様子が伺え、スタッフにも実験ミスが生じない集中があったことは特筆すべき事項であった。開発した装置の性能も、予想以上にIoTセンサーと通電アラート装置の連携が上手く働き、危険物の接近情報を正確に失明者に伝えることに成功したことも幸いしたと思われる。最初の実験ということから、オプトアウトによる危険物認識後に通電が切れる方式を用いたことから、通電アラートに驚くと言ったこともなく、生理心理的ストレスは予想よりも少なったと思われた。今後は、計画通り、異なる生活圏で2017年度の集団以外の2地域以上の失明者集団でプラットホーム動作遂行中の外乱刺激に抗したアラートの効果を検証する。危険回避の成功率・ランドマークの軌跡量・重心移動量・自律神経機能変化量に及ぼすアラートの影響を分析する。異なる生活圏の3地域以上の失明者集団で通電アラートの複合効果を明らかにする。その方法として、参加者のリクルートメントは群馬県視覚障害者協会の協力を得て失明者、視覚障害者に研究参加を呼びかける。末梢神経障害などの糖尿病合併症、平衡機能の重度な低下のない2地区、計20名を無作為に選択する。被験者の確保が困難な場合、失明していない視覚障害者にアイマスクを装着して代替する。場所は、群馬県内の研究協力者の居住地域の公民館もしくは群馬県福祉センターの一室等を使用する。期間は2018年夏期を予定している。測定は、アラートのない条件で全員のデータを測定し、アラートを用いて課題を遂行させる。1地区につき10人、2地区計20人のデータを得る。データの測定と同様に実施する。アウトカム・分析方法も同様に行う。誘電アラート条件をオプトアウトとオプトインの両者で比較し、通電条件の水準をやや密に設定し、将来の大規模な実験実施における課題を炙り出し、実用性を高めることを視野に入れた実験を実施して行く。研究室の活動を広く一般市民、研究者に示すため、ホームページを積極的に活用している。研究への関心や、研究の参加者募集、マスコミとの交流等に活用している。
Ｘ線天文衛星「すざく」とＡＳＴＲＯ－Ｈを用いたブラックホールへの降着の研究

本研究全体の目的は、ブラックホールに対する天体物理的な理解を深め、それが環境へどう影響を与えるかを探ることにある。ブラックホールは宇宙の中で最も興味深い天体だが、それが周りの物質に与える影響を通じてのみ詳しく研究することができる。最も効果的な方法が、ブラックホールに落ちる物質を調べることであり、このガス降着のプロセスでは強いX線放射が放射される。研究の主なテーマは、ブラックホール近傍の降着流を通じて、最も内側の領域の状態を調べることであった。我々はエネルギースペクトルと時間変動の両方を調べることから、そこで起きる物理過程の理解を目指した。このため日本と米国の衛星からのデータを利用した。時間変動の解析に関しては、準周期振動として知られる特徴的な変動を調べた。その起源は長年にわたる謎であったが、我々の解析からそれらがブラックホールの近くで発生し、強い重力におけるガスの運動として解釈できることが示された。その特徴を利用して個々の放射成分を分離し、その発生源を特定できることも示した。これにより、ブラックホールの近くで起こる物理的なプロセスや物質の構造をを直接調べることができる。Hitomiチームの一員として、活動銀河中心の巨大ブラックホールを調べることを目標にしていたが、打ち上げ後約1ヶ月での衛星の機能喪失により観測は不可能となった。SXS検出器のデータは5 eVを切るエネルギー分解能を軌道上で実現した。私はSXSの較正データを整備することに寄与したが、それを用いてHitomiチームはペルセウス座銀河団の高温ガスの乱流状態が予想より弱いことを見出した。28年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度の研究では、観測面ではブラックホール天体からの硬X線放射に焦点をあてて研究を進め論文として出版した。特に連星X線源とガンマ線バーストが対象である。衛星から得られたデータを解析し解釈するほかに、「ひとみ」衛星の観測装置のデータを解析するツールの試験も行った。このために、SXSチームに加えてサイエンスオペレーションチームへも参加した。このチームでは、マイクロカロリメータSXSの地上試験データを対象とし、「ひとみ」のデータ解析ソフトウェアを用いて実際に解析が行えるかどうかを一連の流れに沿って試験し、問題点がどこにあるのかをはっきりさせることを目的として作業した。実際の作業としてはJAXA宇宙研や理研のメンバーと協力して、データ解析ソフトウェアの試験を進めた。また、「ひとみ」の軌道上キャリブレーションを議論するチームにも参加し、タイミング情報のキャリブレーションを行うための観測計画の立案などを行った。衛星のトラブルのために観測が十分実施できていないが、得られているデータをもとに時刻精度の確認を行っていく。この研究に関連して、SXSの試験データをもとに、XSPECで用いる新しいエネルギースペクトルのモデルに関する論文を執筆した。この論文は、カウントレートが低い時に用いる統計として、これまでのガウス分布を仮定したカイ二乗検定ではなく、ポアソン分布をもとにしたmaximum likelihoodのほうが正しい結果を与えることを示したものである。これはSXS検出器で、エネルギースペクトルの観測から、輝線をどこまで正確に検出できるかを正しく評価したものである。2015年度には2本の論文を完成させた。これらはブラックホールへのガス降着について重要な問題を明らかにするものである。XRT J1550-564の1998年のアウトバースト時に得られた、ASCA, RXTE, OSSEの同時観測データを再解析し、0.7 - 1000 keVという広いエネルギー範囲の変化を調べた。511 keVの対消滅線がないことから、最大ローレンツファクターは10以下となった。また、データに対しハイブリッド分布を取り入れたモデルをフィットすることにより、熱的および非熱的な電子の分布のバランスを決めることができた。このモデルを、速く時間変動するエネルギースペクトルと比較したところ、熱的な電子だけが変動することがわかった。したがって、非熱的な電子は時間変動する降着流とは異なる場所で発生していると考えなければならない。さらに、ブラックホールシステムGX 339-4を対象として、低周波の準周期変動(QPO)とその高調波のエネルギー依存性をについて調べた。その結果、時間平均されたエネルギースペクトルには少なくとも2つの異なる成分が存在していることがわかった。光学的に厚い低温の成分が存在し、これがQPOの高調波を作っていることが明らかになった。QPOそのものは、コンプトン化された硬い成分と考えられる。連星ブラックホール天体では非一様なコンプトン化が起きていることを示す結果である。

これにより、ブラックホールの近くで起こる物理的なプロセスや物質の構造をを直接調べることができる。Hitomiチームの一員として、活動銀河中心の巨大ブラックホールを調べることを目標にしていたが、打ち上げ後約1ヶ月での衛星の機能喪失により観測は不可能となった。SXS検出器のデータは5 eVを切るエネルギー分解能を軌道上で実現した。私はSXSの較正データを整備することに寄与したが、それを用いてHitomiチームはペルセウス座銀河団の高温ガスの乱流状態が予想より弱いことを見出した。今後もブラックホール天体を対象として、ガス降着現象をエネルギースペクトルと時間変動の両面から研究していく。「ひとみ」衛星のデータが使えるかどうかが現時点では不明であるので、当面は「すざく」などのアーカイブデータを中心に解析を行う。首都大X線天文グループの山田氏と協力し、これまでに蓄積された大量のブラックホール天体観測データを、どう解析し成果につなげていくかを議論している。特に、「すざく」とRXTE衛星との同時観測が行われた天体に焦点を当て、時間変動とエネルギースペクトルの両面における感度をできる限り上げる計画である。RXTEはタイミング観測能力が高いので、どのような変動成分からなっているかを調べたり、特定の成分のデータを取り出すことができる。一方、「すざく」は0.5 - 500 keVという広いエネルギー範囲に感度があり、CCD検出器のエネルギー分解能も高いので、詳しいエネルギースペクトルの解析に適している。対象となる天体はCyg X-1をはじめとして極めて多くある。データ解析ではブラックホール天体に興味を持つ首都大学東京の大学院生にも参加してもらい、高エネルギー天文学の教育を補助するとともに学生の国際化にも一定の貢献を行うつもりである。ブラックホール天体のデータ解析の研究を進める一方、私はこれまでもX線ガンマ線の偏光観測の気球実験(PoGOLite)にも参加してきた。これを生かして、将来のハードウェアの開発における国際協力についても議論を始めており、日本とスウェーデンの今後長期間にわたる協力につながるよう考えていきたい。28年度が最終年度であるため、記入しない。
中期中新世の熱帯海中気候における岩礁ならびに砂底群集とその意義

中期中新世の熱帯海中気候における岩礁棲と砂底化石群集を福井県西端の内浦層群をケーススタディとして検討した.内浦層群下層から,極めて保存の良い化石群集を見い出し,岩礁性群集のConus (Chelyconus)-Turbo (Marmorostoma)群集と熱帯砂底群集のCernina-Aturia群集に区分した.今回数百個以上のAturia cubaensisが産出し,いろいろな成長段階の化石が見られたが,破損個体も多かった.また,その産状も気房部に浮力が残っていた為,フナクイムシに穿孔された流木と似たような重力となり,地層面に平行な産状だけでなく,いろいろな状態で産出した.これは,Aturia cubaensisが他の生物による捕食や物理的な破損を受け,地層に堆積したためと考えられ,本地域がAturia cubaensisの生息域であることの証拠と考えられる.中期中新世の熱帯海中気候における岩礁棲と砂底化石群集を福井県西端の内浦層群をケーススタディとして検討した.内浦層群下層から,極めて保存の良い化石群集を見い出し,岩礁性群集のConus (Chelyconus)-Turbo (Marmorostoma)群集と熱帯砂底群集のCernina-Aturia群集に区分した.今回数百個以上のAturia cubaensisが産出し,いろいろな成長段階の化石が見られたが,破損個体も多かった.また,その産状も気房部に浮力が残っていた為,フナクイムシに穿孔された流木と似たような重力となり,地層面に平行な産状だけでなく,いろいろな状態で産出した.これは,Aturia cubaensisが他の生物による捕食や物理的な破損を受け,地層に堆積したためと考えられ,本地域がAturia cubaensisの生息域であることの証拠と考えられる.
脳損傷後片麻痺患者に対する機能的筋力トレーニングの効果

多くの研究が、脳卒中後片麻痺患者に対する筋力トレーニングの重要性を指摘しているが、歩行動作の反復学習のような課題特異的トレーニングによる筋力増強効果については明確ではない。このため、我々は、まず三次元歩行解析を行い、歩行時の最大関節トルクと徒手筋力測定による筋力評価の比較を行ったところ、麻痺側において、股関節伸展、膝関節屈曲、足関節底屈は歩行時の発揮トルクのほうが等尺性最大筋力より大きくなっていた。したがって、これらの筋では漸増負荷抵抗トレーニングより歩行トレーニングのほうが筋に過負荷を与えられる可能性が示唆された。その後、片麻痺者20名をトレーニング群とコントロール群に分けて、歩行動作対する課題指向型トレーニングの効果を調べるために無作為対照試験を行った。その結果、トレーニング群では股関節伸展、膝関節屈曲、足関節底屈筋力がコントロール群と比べて有意に改善するとともに、Timed Up and Goの改善が得られた。以上の結果は最大等尺性収縮よりも歩行時の筋力発揮が大きくなった筋群では課題指向型トレーニングにより筋力改善が得られることを示しており、機能的筋力トレーニングの有効性を示唆するものであると考えられた。近年、脳損傷後片麻痺患者に対するリハビリテーションにおいて、「筋力トレーニング」の重要性が再評価され、筋力は運動障害を構成する重要な因子であると考えられるようになっている。しかし、筋力トレーニングによる立位や歩行などの運動機能改善に対する効果は明確ではない。通常、筋力トレーニングは随意的な筋力発揮が前提となり、筋への過負荷が重要になる。しかし、皮質脊髄路の損傷を有する片麻痺患者において、皮質性の制御と考えられる随意努力による漸増負荷抵抗トレーニングでは、必要とされる筋力発揮水準に達しない可能性があると考えられる。本年度の研究としては、まず、三次元歩行解析を用いて、片麻痺患者の歩行時に生じている関節トルクのピーク値(PTJ)を定量的に評価し、筋力測定における最大等尺性筋力(MVC)との比較を行った。対象は屋内歩行が可能な地域在住の脳損傷後片麻痺者10名とし、発症からの平均期間は68±80か月であった。麻痺側において、膝関節伸展、足関節背屈でMVCの方が有意に大きくなっていたが、股関節伸展、膝関節屈曲、足関節底屈はPJTの発揮トルクのほうが有意に大きかった。しかし、運動機能との関係はMVCのほうが、PJTより高い値を示した。片麻痺者の結果において、麻痺側では多くの運動方向でPTJの方がMVCよりも高値を示していた。このような麻痺側におけるPJTの優位性は、筋力発揮水準が筋力測定時よりも歩行時のほうが高く、有意差の見られた筋力は、漸増負荷抵抗トレーニングより歩行トレーニングのほうが筋に過負荷を与えられる可能性があることを示している。一方、歩行速度やTUGなどの臨床との関連性は、PJTより低い筋力しか発揮していないはずのMVCの方が高かった。この理由として、PJTの高さは発揮筋力の制御不全という側面もあり、かえって機能的に不利な状態を生じさせている場合もあることが考えられる。昨年度の結果から、麻痺側において、膝関節伸展、足関節背屈では最大随意収縮による発揮トルクの方が大きく、股関節伸展、膝関節屈曲、足関節底屈は歩行時の発揮トルクのほうが大きくなっていた。したがって、筋力発揮水準が最大筋力よりも歩行時のほうが高く、有意差の見られた筋力は、漸増負荷抵抗トレーニングより歩行トレーニングのほうが筋に過負荷を与えられる可能性があることを示している。このため、本年度の研究として無作為対象試験を脳卒中発症後6か月以上経過した片麻痺者20名を対象として行った。無作為に割り付けられた10名のトレーニング群に対して、歩行時の運動に応じて3もしくは4つの自重を用いた課題指向型のトレーニングを行わせ、この時の筋力および歩行機能の変化を調べた。

トレーニングは2週間、週3回自宅で行うように指導した。その結果、股関節伸展、膝関節屈曲、足関節底屈筋力がコントロール群と比べて有意に改善するとともに、10m歩行速度およびTimed Up and Goの改善が得られた。以上の結果は昨年度の最大等尺性収縮よりも歩行時の筋力発揮が大きくなった筋群が歩行に対する課題指向型トレーニングにより改善することを示しでおり、機能的筋力トレーニングの有効性を示唆するものであると考えられた。健常者では歩行に必要な筋力は小さいため、歩行自体を行うことによる筋力増強効果は小さいが、片麻痺者では歩行においても随意的な最大収縮より大きな筋力を発揮する可能性があり、歩行トレーニングが筋力を向上させる可能性があると推察される。
プロリダーゼ欠損症患者のアイソザイムの欠損と難治性下腿潰瘍の発現機構

我々は1976年に日本では初めてプロリダーゼ欠損症患者を発見し、その尿中には種々のイミノジペプチドが排泄されていることを報告してきた。その後正常人の赤血球中のプロリダーゼにはプロリダーゼIとプロリダーゼIIがあることが明らかになり、欠損症患者では正常人のプロリダーゼIの活性は完全になくなっているが、プロリダーゼIIの活性は正常人の活性と同程度に残存していることが明らかとなった。またPro-Glyを分解するプロリナーゼ活性を正常人及び患者の赤血球を用いて測定すると、プロリダーゼ欠損症患者ではプロリナーゼ活性は正常人のそれよりも高値を示した。この結果はプロリダーゼ欠損症患者ではプロリダーゼIの活性が欠損し、プロリンの供給が少なくなり、それを補うためにプロリナーゼ活性が上昇しているものと考えられる。次にこの患者の尿中には種々のイミノジペプチドが大量に排泄していることが報告されているが、どのようなイミノジペプチドが排泄されているかは明らかでなかった。そこで我々は最近使用されるようになったLC/API-MSを使用して患者尿中イミノジペプチドの定性と定量を行ない、正常人及び患者の母親にはX-hyproのようなhyproを含むジペプチドが排泄されていること、患者では正常人よりも多くのX-hyproが排泄されていることを明らかにした。また患者では臨床症状の重い方がその尿中にイミノジペプチドの排泄量が多いことも明らかとなった。現在LC/API-MSにより患者血清中のイミノジペプチドの定量と、難治性下腿漬瘍との関係を調査中である。また本患者の難治性下腿漬瘍の治療についても研究を続けている。プロリダ-ゼ欠損症患者の赤血球中にはプロリダ-ゼIが完全に欠損しているが,プロリダ-ゼIIの活性は正常人と同程度に残存していることが明らかになった。プロリダ-ゼIの酵素を赤血球以外の組織について調べてみると赤血球中のプロリダ-ゼIと肝臓中のプロリダ-ゼIとはイオン交換樹脂での分離のパタ-ン,至適pH,分子量等は全く同じであったが,両酵素は基質特異性が異なることが明らかになった。プロリズ-ゼIIについては患者と正常人でその性質が全く同じであった。この酵素はMetーproに対して非常に高い活性をもっているが他の基質に対しては殆ど作用しないことが明らかとなった。しかしこの酵素が生体内でどのような生理的意義をもっているかは明らかでない。そこで現在この酵素の生体内での生理的意義について研究中である。またこの患者はXーpro,Xーhyproのようなイミノジペプチドを大量に排泄していることが知らされている。しかしこれらのイミノジペプチドの正確な定量は行なわれていなかった。そこで我々は最近使用されるようになったLC/APIーMSを使用して,本患者,その母親,及び正常人の尿中イミノジペプチドの定量を行ない,患者では臨床症状が重い方がその尿中イミノジペプチドの排泄量が多いことが明らかになった。またXーhyproの排泄では,患者の方が正常人及び母親よりもより多く尿中に排泄していたが,母親と正常人との間には差異は認められなかった。尚本患者の難治性下腿潰瘍の治療については現在研究中である。正常人の赤血球中のプロリダーゼにはIとIIがあり、プロリダーゼ欠損症患者の赤血球にはプロリダーゼIの活性が完全に消失していることが明らかとなった。また患者のプロリダーゼIのDNAを調ベてみるとエクソン14が完全に欠損していることが明らかにされた。プロリダーゼ欠損症患者の赤血球中のプロリダーゼをMet-proを基質として測定すると、Met-proに対する活性は正常人及び母親の活性よりも高値を示した。

そこでDEAEのカラムを使用して液体クロマトグラフィーによりプロリダーゼのIとIIを分離して活性を調べると患者ではプロリダーゼIの活性は完全に欠損しているが、プロリダーゼIIの活性が非常に高くなっていることが明らかとなった。またプロリナーゼ活性をPro-Leuを基質にして測定するとプロリダーゼ欠損症患者では正常人の活性よりも高値を示した。このことは患者ではプロリダーゼIが欠損しているためにそれを補うように活性が上昇しているものと考えられる。またこの患者はX-pro、X-hyproのようなイミノジペプチドを大量に排泄していることが知られている。しかしこれらのイミノジペプチドの正確な定量は行なわれていなかった。そこで我々は最近使用されるようになったLC/API-MSを使用して、本患者、その母親、及び正常人の尿中イミノジペプチドの定量を行ない、患者では臨床症状が重い方がその尿中イミノジペプチドの排泄量が多いことが明らかになった。またX-hyproの排泄では、患者の方が正常人及び母親よりもより多く尿中に排泄していたが母親と正常人との間には差異は認められなかった。尚本患者の難治性下腿潰瘍の治療については現在研究中である。
平滑筋細胞脱分化の分子機構と細胞内シグナリングの解析

我々は血管平滑筋細胞の分化型形質維持可能な初代培養系を用いて、ヒト血清、mild oxidationされたLDL(moxLDL)、及び動脈硬化巣由来の脂質分画が強力な平滑筋細胞脱分化能を有することを見いだし、その脱分化因子が不飽和脂肪酸を側鎖に持つリゾフォスファチンジン酸(不飽和LPA)であることを同定した。平滑筋細胞の脱分化を来すシグナル伝達系を解析から、不飽和LPA刺激で協調的に活性化されるERK及びp38MAPKが平滑筋細胞脱分化のトリガーになり、脱分化平滑筋細胞が遊走・増殖することを明らかにした。この不飽和LPAの血管平滑筋細胞に及ぼす効果は短時間の不飽和LPA刺激で充分で、脱分化が不可逆的に進行する。これら培養系での知見をin vivoに応用した。ラットの総頸動脈に飽和(18:0)、不飽和(18:1)LPAまたはペプチド系増殖因子であるPDGFやEGFを一過性に処理し、その後の血管構造変化を解析した結果、18:1 LPAのみが著明な内膜肥厚を誘起させた。内膜肥厚部では平滑筋細胞の分化型形質の分子マーカーであるh-カルデスモン及びカルポニンの発現量が低下しており、脱分化した中膜平滑筋細胞の遊走・増殖により内膜肥厚が来したことが示唆された。この内膜肥厚は培養系での平滑筋細胞脱分化と同様、18:1LPA処理による中膜平滑筋細胞内でのERK及びp38MARKの活性化に起因するもので、ERK及びp38MAPKシグナル伝達系の阻害剤であるPD98059及びSB203580の投与で完全に抑制できた。以上の結果から不飽和LPAが動脈硬化症発症の強力な誘引因子である可能性が示された。我々は初代培養系での血管及び内臓平滑筋細胞の分化型形質維持システムを確立し、この培養系を用いた解析により、ヒト血清及びmild oxidationされたLDL(moxLDL)由来の脂質分画が強力な平滑筋細胞脱分化能を有することを見い出した。本年度の研究は上記の分化型血管平滑筋細胞培養系を用いて、これら脂質分画に存在する脱分化因子を検索・同定し、脱分化を来すシグナル伝達系を解明することを目的として遂行した。この結果、ヒト血清及びmoxLDLに存在する不飽和脂肪酸を側鎖に持つリゾフォスファチンジン酸(不飽和LPA)が強い平滑筋細胞脱分化誘導能を持つことを見い出した。飽和脂肪酸を側鎖に持つLPA及びフォスファチンジン酸やLPAと類似した構造を持つスフィンゴシン1-リン酸では脱分化誘導作用が認められなかった。不飽和LPA刺激により、血管平滑筋細胞の脱分化が先行して起り、脱分化した細胞が遊走・増殖する。また、不飽和LPAによる血管平滑筋細胞の脱分化は不可逆的で、短時間、不飽和LPAで刺激した後、培地交換により不飽和LPAを除去しても分化型形質は維持されず、脱分化が進行した。不飽和LPAによる脱分化にはERK及びp38MAPKの活性化が重要で、両MAPKを介したシグナル伝達系を阻害することで脱分化が阻止できた。以上の解析から不飽和LPAは強力な平滑筋細胞脱分化能を持つことが明らかになり、不飽和LPAが動脈硬化症発症の強力な誘引因子である可能性が示唆された。

我々は血管及び内臓平滑筋細胞の分化型形質維持可能な初代培養系を確立し、この培養系を用いて、ヒト血清、mild oxidationされたLDL(moxLDL)、及び動脈硬化巣由来の脂質分画に存在する不飽和リゾフォスファチンジン酸(LPA)が強い平滑筋細胞脱分化誘導能を有することを見いだし、脱分化を来すシグナル伝達系を解析した。この結果、不飽和LPA刺激によるERK及びP38MAPKが協調的に活性化により平滑筋細胞が脱分化し、さらに脱分化した平滑筋細胞が遊走・増殖することを明らかにした。不飽和LPAによる血管平滑筋細胞の脱分化は不可逆的で、短時間刺激で、脱分化が進行した。本年度はこれら培養系の知見をin vivoに応用した。ラットの総頸動脈に飽和(18:0)、不飽和(18:1)LPAまたはペプチド増殖因子であるPDGFやEGFを一過性にinfusionさせ、その後の血管構造に及ぼす変化を解析した。この結果、18:1 LPAのみが著明な内膜肥厚を誘起させた。内膜肥厚部では平滑筋細胞の分化型形質の分子マーカーであるh-カルデスモン及びカルポニンの発現量が低下しており、平滑筋細胞の脱分化が認められた。この脱分化はマクロファージの血管内皮下腔への浸潤に先行していた。18:1 LPAによる内膜肥厚はERK及びp38MAPKを介したシグナル伝達系の阻害剤であるPD98059及びSB203の両者の投与で完全に抑制された。以上の結果、不飽和LPAのinfusionにより中膜平滑筋細胞内でERK及びp38MAPKの活性化が起り、中膜平滑節細胞が脱分化し、さらに遊走・増殖することで内膜肥厚に至ったと考えられ、不飽和LPAが動脈硬化症発症の強力な誘引因子である可能性が示された。
名古屋大学-ロザリオ大学間協定による南米固有の資源生物に関する生化学研究の推進

国際学術研究「名古屋大学-ロザリオ大学間協定による南米固有の資源生物に関する生化学研究の推進」の第3年度では,特に植物部門と動物部門に関する生化学研究を発展させることを計画して実行した.研究者の交流として,名古屋大学からは小川と谷口が,また,ロザリオ大学からはGuibertが相互に訪問した.小川と谷口はロザリオ大学側の植物研究者と南米固有な,しかも牧草あるいは食用植物として有用なC4植物における生化学研究の現状に関して情報交換を行った.特に,効率的な光合成を行う上で重要なC_4光合成タンパク質の活性調節機構及び発現調節機構に関してタンパク質レベルでの精力的な研究が行われていることを確認でき,今後この分野で分子生物学的手法を活用した共同研究を計画できると結論した.小川と谷口はロザリオ大学側の研究者に名古屋大学での研究の最先端について紹介し,意見交換を行うとともに,今後の協力研究のあり方等を討議した.Guibertは名古屋大学において,彼の専門としている動物細胞の凍結保存に関して最新の研究成果を紹介した.また,主として前多をはじめとした動物部門の研究者と研究情報の交換を行うとともに,今後の共同研究計画に関して討論した.国際学術研究「名古屋大学-ロザリオ大学間協定による南米固有の資源生物に関する生化学研究の推進」の第3年度では,特に植物部門と動物部門に関する生化学研究を発展させることを計画して実行した.研究者の交流として,名古屋大学からは小川と谷口が,また,ロザリオ大学からはGuibertが相互に訪問した.小川と谷口はロザリオ大学側の植物研究者と南米固有な,しかも牧草あるいは食用植物として有用なC4植物における生化学研究の現状に関して情報交換を行った.特に,効率的な光合成を行う上で重要なC_4光合成タンパク質の活性調節機構及び発現調節機構に関してタンパク質レベルでの精力的な研究が行われていることを確認でき,今後この分野で分子生物学的手法を活用した共同研究を計画できると結論した.小川と谷口はロザリオ大学側の研究者に名古屋大学での研究の最先端について紹介し,意見交換を行うとともに,今後の協力研究のあり方等を討議した.Guibertは名古屋大学において,彼の専門としている動物細胞の凍結保存に関して最新の研究成果を紹介した.また,主として前多をはじめとした動物部門の研究者と研究情報の交換を行うとともに,今後の共同研究計画に関して討論した.国際学術研究「名古屋大学-ロザリオ大学間協定による南米固有の資源生物に関する生化学研究の推進」の3年間計画を遂行するに際し、初年度としては、ロザリオ大学側からは植物および動物の分野を代表して、Andreo, Cabadaらが名古屋大学を訪れ、また名古屋大学からは動物部門の前多と柳沼がアルゼンチンのロザリオ大学を訪問し、具体的な課題である南米固有のC4植物の光合成遺伝子の発現調節に関わる研究、南米固有の有用物質生産に関する研究、南米固有の微生物に関する研究、および南米固有の動物、哺乳類や昆虫等の実験動物化および資源動物化に関する研究を推進させるにあたっての3年間にわたる具体的な実験計画を検討するとともに、セミナー討論を通して日本とアルゼンチンとの各分野における研究状況を把握し、互いの交流を深めた。さらに、南米特有のC4植物および哺乳類動物の中に、日本では見ることのない極めて興味ある種類のあることが明らかになり、これらについての特異な機能を研究し、資源利用化するための方策を探索する機会を得た。ただし、反省点としては、ロザリオ市以外のアルゼンチン国内での調査の必要性やアルゼンチン産の動・植物及び微生物などの分類に関しては日本国内の他の大学および研究機関の研究者の意見を参考にする必要が生じる場合があることがあげられる。国際学術研究「名古屋大学-ロザリオ大学協定による南米固有の資源生物に関する生化学研究の推進]の第2年度では、特に植物部門と微生物部門に関する生化学研究を発展させることを計画して実行した。研究者の交流として、名古屋大学からは杉山と塚越が、また、ロザリオ大学からはVialeが相互に訪問した。杉山はロザリオ大学側の植物研究者とアルゼンチンでの食用植物の栽培状況やその基礎研究の現状について情報交換した。特にアルゼンチンでの遺伝子工学的に作出しつつある新しい植物に関する現状を理解することができ、今後この分野で共同研究を構築するのに役立つ。一方、塚越は微生物関係の研究者と議論し、アルゼンチンにおける微生物分野の研究の現状を理解できた。タンパク質の立体構造構築に関わるシャペロンや枯草菌の脂質に関する研究などが精力的に行われていることを認識でき、この分野では遺伝子工学的手法を活用した共同研究を計画できると結論された。杉山と塚越はセミナーを行い、名古屋大学での研究の最先端について紹介するとともにロザリオ大学側の研究者と意見交換を行った。また、昨年度に名古屋大学を訪問された研究者とも討論し、その後の発展に満足した。Vialeは名古屋大学で主としてシャペロン関係の研究者と研究情報の交換を行うとともに、極めて短時間であったが、実験を行うことができ共同研究の基盤を作ることができた。国際学術研究「名古屋大学-ロザリオ大学間協定による南米固有の資源生物に関する生化学研究の推進」の第3年度では,特に植物部門と動物部門に関する生化学研究を発展させることを計画して実行した.研究者の交流として,名古屋大学からは小川と谷口が,また,ロザリオ大学からはGuibertが相互に訪問した.小川と谷口はロザリオ大学側の植物研究者と南米固有な,しかも牧草あるいは食用植物として有用なC4植物における生化学研究の現状に関して情報交換を行った.特に,効率的な光合成を行う上で重要なC4光合成タンパク質の活性調節機構及び発現調節機構に関してタンパク質レベルでの精力的な研究が行われていることを認識でき,今後この分野で分子生物学的手法を活用した共同研究を計画できると結諭した.小川と谷口はロザリオ大学側の研究者に名古屋大学での研究の最先端について紹介し,意見交換を行うとともに,今後の協力研究のあり方等を討議した.Guibertは名古屋大学において,彼の専門としている動物細胞の凍結保存に関して,最新の研究成果を紹介した.
高分子の結晶化機構

1「融液からの単結晶の結晶化」については、結晶がよく知られた沿面成長だけでなく"厚化成長"との組合せにより生成することがポリエチレン(PE)で発見され、結晶化において"分子鎖の滑り拡散"が本質的に重要であることが明らかになった。厚化成長は、フッ化ビニリデン共重合体、ポリフォスファゼン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリブタヂエンなどでも確認され、普偏性が確認された。PEの厚化成長速度(U)が過冷却度の増大と共に著しく増大することが分かり、厚化成長機構の分子論的なメカニズムが検討された。これらは長年末解決の高分子の結晶化機構解明するうえで重要な成果であった(彦坂ら)。また、単結晶の外形の結晶化温度による著しい変化が、核生成頻度と核成長速度の相対的関係で説明できることが示され、ミクロなレベルの核の挙動が初めて明らかにされた(戸田ら)。3「溶液からの単結晶の結晶化」については、従来軽視されていた分子鎖の界面吸着が重要であること(尾山)、核が必ずしも2次元核ではなく3次元核的な場合もありうること(河口ら)等、結晶化機構に新たな問題が提出された。4「球晶の結晶化」については、長年未解決だった生成機構において、(分子の折りたたみ面が作るセクタ-間の歪に起因して発生する)螺旋転移が重要な役割を果たしていることが明らかになった(戸田ら)、大きな過冷却度での結晶化速度が従来の核生成律速型の機構では説明つかないことが分かった(宮本、宮地ら)、その解明のために成長界面の直接観察が効果的であると思われること(宮地ら)、分子鎖の輸送が重要であること(奥居ら)等が示された。5「混合形の結晶化」では、異種分子の混入により球晶の形態を著しく変えることができること、多成分系では結晶化と相分離の競合などにより、独特な形態が形成されることなどが分かった(斉藤、田中)。6nアルカンやフッカビニリデン共重合体等の結晶化と固相転移において、ひも状という分子鎖の形態に由来する"欠陥"の凍結が発見され、それが結晶や強誘電的分域の構造・形態および物性に重要であることが明らかになった(大東ら、高見沢ら)。また、PE、ポリプロピレンなどの結晶性高分子が、互いに表面においてエピタキシャルに成長できることが系統的に研究され、結晶化を分子レベルで制御しうる可能性が示された(片山、河口ら)。1分子鎖の滑り易いmobile相で結晶化させることにより、厚い伸びきり鎖結晶が生成することが彦坂らの滑り拡散理論で予言された。この予言が新たにポリオルガノホスファゼンとポリビニリデンフロライド(PVDF)の共重合体で確かめられた。PVDFの共重合体の厚いラメラ結晶は強誘電性高分子の強誘電性と耐熱性を大幅に改善することがわかり結晶化の制御による物性の改善の有効さが実証された。

また高分子の新しい結晶成長機構である厚化成長がポリエチレン(PE)について定量的に観測され、更に結晶形態との関係も検討され、厚化成長機構解明への重要な手がかりが得られた。2折りたたみ鎖単結晶の外形が結晶化温度とともに著しく変化することがPEで示されトピックスとなっているが、その理由が核生成頻度と核成長速度の相対的な関係で説明され、従来不明であったミクロな核の挙動が実験的に検討できることが示された。また従来軽視されてきたランダム系中での分子鎖の振舞いを考慮にいれた結晶化機構の理論的取り扱いが、試みられた。3 PE、ポリプロピレンなどの高分子が、互いに表面においてエピタキシャルに成長できることが系統的に研究され、結晶化を分子レベルで制御しうる可能性を明らかにした。4混合系の結晶化では、異種分子の混入により球晶の形態を著しく変えることができることがわかった。これは現在なお未解決である球晶形態形成機構解明に重要な手がかりとなるものである。また結晶化と相分離の競合や、異種分子同士の拡散機構の違いなどにより、多成分系には独特な形態が形成されることが示された。1高分子単結晶の新しい結晶化機構である"厚化成長"がポリエチレン(PE)、フッ化ビニリデン共重合体、ポリフォスファゼン以外のポリクロロトリフルオロエチレン、ポリブタヂエンなどでも確認され、その普遍性が確認された。PEの厚化成長速度(U)が過冷却度の増大と共に著しく増大することが分かり、厚化成長機構の分子論的なメカニズムが検討された(彦坂ら)。2長年末解決だった球晶の生成機構において、折りたたみ鎖面の間に発生する、螺旋転移が重要な役割を果たしていることが明らかになった(戸田ら)。球晶結晶化については、大きな過冷却度での結晶化速度が従来の核生成律速型の機構では説明つかないこと(宮本、宮地ら)、その解明のために成長界面の直接観察が効果的であると思われること(宮地ら)、分子鎖の輸送が重要であること(奥居ら)等が示された。3溶液からの単結晶の結晶化については、従来軽視されていた分子鎖の界面吸着が重要であること(尾山)、核が必ずしも2次元核ではなく3次元核的な場合もありうること(河口ら)等、結晶化機構に新たな問題が提出された。4nアルカンやフッカビニリデン共重合体等の結晶化と固相転移において、ひも状という分子鎖の形熊に由来する"欠陥"の凍結が発見され、それが結晶や強誘電的分域の構造・形熊および物性に重要であることが明らかにされた(大東、高見沢)。
化学的物理的表面修飾による有機新構造の探索と評価

本研究の目的は、有機分子デバイス構築への基礎的な研究として、分子レベルでの構造や状態の操作法の開発にある。そのために、有機超薄膜を分子レベルで物理的にまた化学的に修飾する事で構造や状態を改変し超構造を構築しようとするものである。平成7年度は以下の点について研究を行った。1.有機超薄膜の形成(1)超構造形成のキャンパスともいえる有機超薄膜を形成するための方法としては、結晶性・配向性に優れた薄膜が得られるエピタキシャル成長法が最適である。しかし、有機分子のエピタキシャル成長については、その構造形成機構については不明な点があったので、まずその検討を行った。その結果、有機分子と基板結晶との間にはポイントオンライン整合性という特殊な結晶学的な整合性がみられることを見いだした。(2)上記のポイントオンライン整合性を利用して、様々な有機分子について配向性のよい薄膜を形成した。特にフタロシアニン系などの分子において、ナノメーターオーダーの間隔で並ぶ分子カラムを形成でき、各分子カラムは修飾のための分子ピクセルを提供してくれることがわかった。これらの薄膜について、ハロゲンによる化学的修飾・電子線による物理的修飾に伴う光学的な特性についての解析を購入備品等で行い、修飾による物性の変化を明らかにしている。2.超薄膜評価の新手法の開発超薄膜の解析方法として、電子線エネルギー損失分光法と結像法を開発した。この方法によれば、極微小試料についてもその構成元素の分析と各原子の結合状態の分析が可能となり、超薄膜の解析には非常に有効な方法であることがわかり、今後の展開が期待される。