hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
応力誘起変態制御による新奇蛍石型強誘電体薄膜の単相化とドメイン形成のダイナミクス

非鉛かつ非ペロブスカイト型構造の新奇強誘電体材料として注目されているHf0.5Zr0.5O2 (HZO)は、薄膜状態において広いHf/Zr組成域で空間群Pca21の直方晶の準安定相を形成しうるが、配向制御した試料を使った結晶構造や微細組織の研究が立ち遅れている。本研究では、基板による弾性的拘束に起因する自己弾性場を利用した固相エピタキシーにより、HZO薄膜のエピタキシャル成長に初めて成功し、薄膜中のナノ組織、直方晶相や共存する単斜晶相のドメイン構造を明らかにするとともに、固溶効果と弾性的拘束効果の二つの効果が直方晶相の相安定性向上に不可欠であることを見出した。近年、非鉛かつ非ペロブスカイト型構造の新奇強誘電体材料であるHfO2基超薄膜材料が注目されており、中心対称性を有さない準安定相である直方晶相(Pbc21)に属していると考えられている。本研究では、イオンビームスパッタ法を利用した固相エピタキシー法により堆積したZr0.5Hf0.5O2非晶質薄膜の熱処理条件を検討することによって、これまで作製できていなかったZr0.5Hf0.5O2薄膜のエピタキシャル成長の実現に挑み、結晶相制御、結晶性の向上、微細組織などの強誘電性発現のための基礎学理となる知見を明らかにした。イオンビームスパッタ法を用いて、Zr0.5Hf0.5O2非晶質薄膜をYSZ(001)単結晶基板上に室温で堆積後、赤外線加熱炉を用いてRTA法により酸素雰囲気下で行った。種々の熱処理条件で作製した薄膜のXRD解析より、薄膜において直方晶のピークが確認され、ZrをドープしたHfO2の直方晶を固相法で作製できた。そこで、薄膜の結晶性を評価するために直方晶のピークを明瞭に確認することができた薄膜の400/004ピークのロッキングカーブ測定から0.8°未満の半値全幅(FWHM)を得ることができた。熱処理温度が高いほどFWHMが減少し、結晶配向の完全性が向上したが、同時にXRDでは検出が困難であった単斜晶が共存することが分かった。また、XRD測定では、直方晶のa軸とc軸の格子定数が非常に近いため両者の膜厚方向への配向の区別が困難であったが、STEMを用いた観察によりa軸配向を主体とする数nmサイズの強誘電・強弾性ドメイン構造を形成していることや、数nm-10nmサイズの単斜晶相の存在が明らかになった。以上の結果から、これらの直方晶相ドメイン構造や単斜晶相の存在がXRDにおける配向の完全性を律速していることが明らかになった。固相エピタキシー法を用いて直方晶相単相に近いエピタキシャル薄膜の作製に初めて成功すると共に、弾性的拘束と固溶の2つの効果によって単斜晶相への相変態を抑制可能であることを原子スケールで明らかにできた。また、直方晶相のドメイン構造・ドメイン境界構造、分極構造,単斜晶相の共存状態・相境界構造を原子分解能で解明できた。以上はエピタキシャル薄膜の作製に成功した本研究によりなしえたと言えることから。おおむね順調に進展していると考える。近年、空間対称性の破れた新奇HfO2極性相が発見され、非鉛かつ非ペロブスカイト型構造の新奇強誘電体材料として注目されている。HfxZr1-xO2 (HZO)は、薄膜状態において広いHf/Zr組成域で空間群Pca21の直方晶準安定相を形成しうることが知られるが、配向制御した試料を使った結晶構造や微細組織制御がデバイス利用するための未解決の課題となっている。本研究では、ジルコニアに特有の高対称性正方相から単斜晶相への応力誘起変態に着目し、この現象を逆手に取ることによって準安定相である直方晶相を弾性場によって安定化を試みた。具体的には、基板による弾性的拘束に起因する自己弾性場を利用して、イオンビームスパッタリング法と急速加熱法を利用した固相エピタキシーによりHfO2-ZrO2固溶体薄膜のエピタキシャル成長に初めて成功し、最先端の収差補正電子顕微鏡を活用して薄膜中のナノ組織、直方晶相や共存する可能性のある正方晶相や単斜晶相のドメイン構造、微細組織を明らかにし、固溶効果と弾性的拘束効果の二つの効果が直方晶相の相安定性向上に不可欠であることを明らかにした。収差補正電子顕微鏡を活用することによって、エピタキシャル薄膜においては、既往の研究で重視されていた薄膜表面キャッピング効果は直方晶相安定化の本質ではなく、基板による弾性的拘束も同等の効果を示す。また、ナノサイズの直方晶相ドメイン構造を持つと同時に単斜晶相が共存すること、単斜晶の成長が直方晶相の結晶完全性を低下させることを初めて明らかにした。添加元素と弾性的拘束の二つの効果を最適化することによって、直方晶相の更なる安定性向上が期待でき、本研究はその方向性を示唆している。

本研究では、基板による弾性的拘束に起因する自己弾性場を利用した固相エピタキシーにより、HZO薄膜のエピタキシャル成長に初めて成功し、薄膜中のナノ組織、直方晶相や共存する単斜晶相のドメイン構造を明らかにするとともに、固溶効果と弾性的拘束効果の二つの効果が直方晶相の相安定性向上に不可欠であることを見出した。1.初年度の成果に基づいて熱膨張係数や格子ミスマッチの異なるYSZやCaF2基板上に種々のZr/Hf比のエピタキシャル薄膜を作製し薄膜中の歪み量を解析する。特に、ABF/HAADF-STEM法により、薄膜の原子分解能観察を行うと共に画像の幾何学的位相解析から全原子の変位場・分極構造を決定し、近接した斜方晶相(400),(004)面間隔を分離する。これらの解析から、弾性的拘束が残留歪み及びドメイン配向に及ぼす効果を定量的に調べる。また、STEM-EELS法による酸素の吸収端微細構造(ELNES)の変化から、弾性的拘束下での各原子の配位状態など局所構造を解析する。2.電気特性評価のためには、既往の研究からYSZまたはCaF2基板上にエピタキシャル成長することが分かっているIn2O3-SnO2(ITO)を下部電極としてスパッタリング法でエピタキシャル成長させ、キャッピング層としてITO上部電極の順に固相エピタキシーにより堆積する。種々のZr/Hf組成、膜厚、歪み場の薄膜に対してP-Eヒステリシス特性を測定し、各組成に対して弾性的拘束や膜厚依存性より逆サイズ効果に関する知見を得る。また、組成に対する誘電率変化より強誘電性が期待されるHfO2側と反強誘電性が期待されるZrO2側との間に巨大誘電率を示す組成相境界(MPB)が発現可能性についても検証する。3.XRD法で加熱その場測定を行い、正方晶相-斜方晶相-単斜晶相の間の相変態挙動を調べ、斜方相が安定に存在しうる温度域とキュリー温度を膜厚と組成を変数として調べ、相変態のダイナミクスの観点から単斜晶相への応力誘起変態抑制の指導原理を導く。以上から高温における分極状態の変化を見出す。4.初年度に得られたHfO2-ZrO2固溶体薄膜の成果に基づいてMgO-ZrO2固溶体薄膜へ展開し、上記1-3の実験を実施する。無機材料物性、結晶工学、電子顕微鏡学当初購入予定のひずみ解析ソフトウエアが他の予算で導入されることになった。また、研究の進捗に伴って、試料の電子状態の計算を行うためのワークステーションの性能が不足することが分った。CPUのアップグレードを行い、欠陥構造に対する第一原理計算を実施することによって、相安定性や電子エネルギー損失分光スペクトルの解析を進める予定である。
Helicobactor pyloriの病原因子の解明

1.ウレアーゼ遺伝子の転写産物の解析により、活性化オペロンの1つであるureIEFの転写産物のうちUreIEが酸により誘導される可能性が示された。ureAB、ureIEFの転写開始点を決定し、UreIEFには転写開始点が2ヶ存在することを明らかにした。2.本菌は、尿素、ウレアーゼ阻害剤、炭酸イオン、ナトリウムイオンに対して正の走化性を示すことを見出した。3%ポリビニルピロリドン存在下での走化性を非存在下でのそれと比較したところ、野性株のみが、いずれの物質に対する走化性も著明に上昇した。また、ウレアーゼ阻害剤は粘性条件下での走化性を阻害した。以上の結果、ウレアーゼは本菌の高粘度溶液での運動性に必須であることが示された。ウレアーゼオペロンの下流に、細胞分裂関連遺伝子cdrAが存在することが明らかとなった。その変異株は野性株に比べて高塩濃度環境での生存性に優れることが示された。またこの遺伝子は、大腸菌で過剰発現すると多核野繊維状細胞を生ずることが示された。本菌は嫌気性条件下で球状体となる。この機構を明らかにするため、シグマ因子を解析した結果、rpoSは存在せず、rpoDの発現は対数増殖期と静止期で同じであった。ウレアーゼ欠損株は、嫌気条件と低浸透圧環境下で野性株に比べて生存性が低下していることが示された。ワクシニア重感染モデルを用いて、本菌の持続感染により抗原特異的cytotoxic Tcellの誘導が低下するため、ウイルス排除能が低下することが示された。1.走化性の解析申請者等が新たに開発した毛細管改良法を用い、各種化合物に対する走化性を測定した結果、尿素、尿素類縁体のフルロファミド、重炭酸ナトリウム、アミノ酸(メチオニン、グルタミン酸など)に対する正の走化性を認めた。次に、ureB変異株を用い、走化性に差があるかどうかを検討した結果、尿素に対する走化性において若干低下が見られたが、他の物質に対する走化性には変化が見られなかった。次に、上記の走化性が粘稠環境下でも見られるかどうかを、3%ポリビニールピロリドン(PVP)存在下で検討した。その結果、野性株では尿素走化性、重炭酸ナトリウム走化性ともに緩衝液のみに比べて高い値が得られた。一方ureB変異菌では、尿素走化性が見られず、粘液中での尿素走化性にはウレアーゼが関与することが示唆された。2.シグマ因子RpoDのクローニングH.pyloriの球状体形成にRpoSが関与するかどうかを明らかにするため、大腸菌のシグマ因子を解析した。シグマ因子共通配列DNAをプローブとしてハイブリダイズするクローンを解析した結果、675ケのアミノ酸からなるORFが他の細菌のRpoDと高い相同性があることがわかった。また、H.pyloriの粗抽出液を電気泳動し、大腸菌のRpoD抗体と反応させると、分子量約78kDaの位置にシグナルを認めた。さらに、細胞内RpoDの量は、細菌の対数増殖期と静止期で一定であった。2.本菌は、ウレアーゼ阻害剤、炭酸イオン、ナトリウムイオンに対して正の走化性を示す。3%ポリビニルピロリドン存在下での走化性を非存在下でのそれと比較したところ、野性株のみが、いずれの物質に対する走化性もさい箸明に上昇した。

また、ウレアーゼ阻害剤は粘性条件下での走化性を阻害した。以上の結果、ウレアーゼは本菌の高粘度溶液での運動性に必須であることが示された。3.ウレアーゼオペロンの下流に、細胞分裂関連遺伝子cdrAが存在することが明らかとなった。その変異株は野性株に比べて高塩濃度環境での生存性に優れることが示された。またこの遺伝子は、大腸菌で過剰発現すると多核野繊維状細胞を生ずることが示された。4.本菌は嫌気性条件下で球状体となる。ウレアーゼ欠損株は、嫌気条件下と低浸透圧環境下で野性株に比べて生存性が低下していることが示された。5.ワクシニア重感染モデルを用いて、本菌の持続感染による抗原特異的cytotoxicTceIIの誘導が低下するため、ウイルス排除能が低下することが示された。
日本におけるエコスクールの展開に関する研究

ヨーロッパで実施されているエコ・スクールプロジェクトの、イギリスにおける仕組みを文献調査から明らかにした。すなわち、イギリスにおいては、【encircled 1】登録→【encircled 2】エコ・スクールとしての取り組みの実施→【encircled 3】アワードの申請→【encircled 4】地域の人たちによる評価→【encircled 5】エコ・スクールの認定→【encircled 6】認定の更新(2年間認定)という流れを持っていることを明らかにした。また、イギリスのエコ・スクールへの訪問調査によって、実践事例を調査した。さらに、フランス、ドイツのエコ・スクールプロジェクトに関して、情報を収集し、その概要を把握した。一方、日本の文部省・通産省が共同で行っているエコスクールパイロットモデル事業についても情報を収集し、ヨーロッパのエコ・スクールと対比しつつ、批判的検討を加えた。これらの基礎的な調査に基づき、学校及び学校外で環境教育に関わっている人たちを集めたワークショップ、並びに本研究チーム内での議論によって、日本でのエコ・スクールの基本的な考え方や要素を考察した。ワークショップ及び本研究会での議論の結果から、エコ・スクールの展開においては、「共有化」をキーワードとし、各学校・地域が主体的に、「【encircled 1】イメージの共有:自分たちのエコ・スクールのイメージ」、「【encircled 2】デザインの共有:自分たちのエコ・スクールのデザイン」、「【encircled 3】プロセスの共有:学校をエコ・スクールに変えるプロセス」、「【encircled 4】経験の共有:他のエコ・スクールとのネットワーク」に取り組むことが重要であるとの結論を得た。ヨーロッパで実施されているエコ・スクールプロジェクトの仕組みについて、イギリスから資料を取り寄せ、制度の基本骨格を明らかにした。イギリスの場合は、登録、エコ・スクールとしての取り組みの実施、アワードの申請、地域の人たちによる評価、エコ・スクールとしての認定、認定の更新(2年間認定)という流れを持っていることを明らかにした。これについては、1998年5月の日本環境教育学会第9回大会にて発表した。その後、9月にドイツを訪問し、ドイツにおけるエコ・スクールの仕組みと状況を調査した(私費による出張)。その結果、ドイツの仕組みはイギリスとは異なっていることが明らかとなった(この点は未発表である)。また、今年度は現職教員の研究協力者を含めて、3回の研究会を開催し、日本でのエコ・スクールの基本的な要素や促進方策について、ワークショップ形式で検討を行った。ワークショップの結果は現在とりまとめの最中である。エコ・スクールという特別な学校を想定するのではなく、今の学校がどのようにエコ・スクールへ転換していくか、その方向性、要素、基本的な考え方などをとりまとめ、ガイドブックとして提案できるように研究を進めることになった。エコ・スクールの要素としては、環境に優しい施設・設備(ハード面)、環境教育・環境学習の取り組み(カリキュラム面)、学校内外での環境保全活動の実践(行動面)、子供、親、教師、地域の意識(ハート面)等の枠組みで基本的指針を開発してみてはどうかとの研究成果を得ている。平成10年度は、ヨーロッパで実施されているエコ・スクールプロジェクトの仕組みについて、イギリスから資料を取り寄せ、制度の基本骨格を明らかにしするとともに、学校及び学校外で環境教育に関わっている人たちを集めたワークショップ形式の検討会を行った。平成11年度においては、2回の研究会を開き、前年度のワークショップの結果を基に、日本でのエコ・スクールの基本的な考え方や要素を考察した。エコ・スクールの展開においては、「共有化」をキーワードとし、各学校・地域が主体的に、「(1)イメージの共有:自分たちのエコ・スクールのイメージ」、「(2)デザインの共有:自分たちのエコ・スクールのデザイン」、「(3)プロセスの共有:学校をエコ・スクールに変えるプロセス」、「(4)経験の共有:他のエコ・スクールとのネットワーク」に取り組むことが重要であるとの結論を得た。

また、イギリスののエコ・スクールに関する調査、日本のエコスクール(文部省・通産省の共同事業)の概要調査などとあわせて、本研究会での考察を、日本科学教育学会(第23回年会)において発表した。最終年度であるので報告書の作成を行った。
脂肪肝が肝内胆管発癌に及ぼす影響：新規マウスモデル樹立と発癌機序解明

肥満および脂肪肝を呈するdb/dbマウスに対して、大腸癌誘発剤azoxymethaneを投与する大腸発癌モデルを用いた研究を行ってきた中で、肝内の細胆管異形成および胆管細胞癌の所見が見出された。本年度は、db/dbマウスとazoxymethaneを用いて同様に行った実験における肝内胆管病変の再現性を確認するとともに、対照群として肥満・糖尿病を呈さない野生型マウスにもazoxymethaneを投与し、それらの比較を行った。予備的実験結果と同様に、db/dbマウス群では肝臓において肥満に起因する脂肪肝のほかに、細胆管の増殖性変化および異形成が確認された。異形成は前癌病変と考えられたほか、胆管細胞癌の所見も認められた。これら病変はCK19免疫染色を用いて胆管由来であることが確認された。対照群では肝脂肪化はみられず、肝内に軽度の炎症所見と細胆管の増殖性変化はあるものの、異形成や前癌病変は認められなかった。肝内胆管病変の発生率と面積はdb/dbマウス群で有意に高値であった。また血清の解析では、db/dbマウス群において、肝障害と脂質異常、高血糖を認めるとともに、酸化ストレスの指標であるdROMが有意に高値であった。さらに、肝組織でのmRNA発現の比較において、db/dbマウス群で炎症性サイトカインが高値であるほか、insulin-like growthfactor (IGF)シグナル経路に関連するIGF mRNAも発現が有意に亢進していた。これらの実験結果から、肝脂肪化の進展による慢性炎症が、胆管の増殖性変化を促進し肝内胆管癌の発生に寄与する可能性が考えられた。本年度は、研究期間中の実験計画通り、肝内胆管病変の再現性確認と対照群との比較を行い、脂肪肝が肝内胆管癌の発生に寄与する可能性を示すことができた。野生型に高脂肪食を給餌する「遺伝子変異を有さない肥満」群を設定し、db/dbマウスと比較することで、本実験系の発癌メカニズムに、肥満を基盤としたメタボリック症候群および肝脂肪化が主に寄与しているのか、あるいは極端なアディポカイン不均衡などdb/dbマウスに特徴的な代謝異常が関与しているのか検討する。また、胆管癌の発癌剤として既報にあるthioacetamideを併用することで、病変の早期発生や腫瘤形成、浸潤、転移を来たす可能性についても検証する。今年度は、特に細胞実験に関しては準備段階であり、来年度における詳細な実験のために費用が増加することが予想される。そのため、次年度への繰り越しが生じた。主な支出は実験動物の管理と試薬の購入が考えられる。その他、研究成果発表のため、国内外での学会参加旅費に充てられる。
フェムト秒フォトンエコ-による非晶質系の電子格子相互作用の研究

1.フォトンエコ-の測定はこれまで、強度変調法を使って行われており、散乱の少ない光学的に透明な試料のみが測定対象であった。この研究により開発された位相変調法ではこの散乱は問題にならず半透明な試料でもエコ-の測定が可能になっている。また試料が完全に不透明な場合はその蛍光を測定することにより、エコ-信号が得られている。この方法の開発により測定対象が格段に広がっている。2.この位相変調法を使って、生体物質でのエコ-の測定に成功した。水素置換したミオグロビンあるいはチトクロムCでの測定から、この系が電子格子相互作用の極めて弱い系であることが判った。その原因として、蛋白のポリペプチド鎖がつくる疎水的環境に色素が密に取り込まれていることが挙げられる。電子格子結合係数が極めて小さいことから100Kの高温においても零フォノン線が観測できた。3.ラマン散乱、ホ-ルバ-ニング、フォトンエコ-の測定から、ポリマ-の持つ低周波振動モ-ドの状態密度についての情報が得られ、この状態密度はポリマ-がフラクタル構造をとると仮定することにより説明できた。またこのフォノンのビ-ク周波数には30(1/cm)の上限があること、水素結合を取るポリマ-ではこのピ-ク周波数が一般に高いことなどが判った。
初期胚の遺伝子発現調節に関する共同研究

骨のマトリクス遺伝子SM30とSM50の転写を調節するEtsタンパク質の発現様式およびEts遺伝子の転写調節領域の解析を行った。さらに,Ets遺伝子の転写調節領域に結合する可能性のあるT遺伝子のクローニングと,発現パターンの解析を行った。また,Limの機能解析も行った。1.転写因子Etsタンパク質の発現様式:未受精卵にEstタンパク質が存在するが,卵割の過程で速やかに消失し,胞胚期に再び現れて間充織胞胚期に発現レベルが最高に達し,プルテウス期には減少することが示された。このことは,未受精卵に高濃度に蓄積されたEts-mRNAは翻訳されないことを意味しており,胞胚期以降の一次間充織細胞胚特異的な発現は,Ets遺伝子が活性化された結果である可能性が高くなった。2.Ets遺伝子の転写調節領域の構造:転写開始点下流,5'-UTRにT遺伝子のTドメインの認識配列が存在することが明らかになった。3.T遺伝子のクローニングと発現様式:T遺伝子のクローニングに成功し,Tbrに属するHpTbが得られた。HpTbは孵化前胞胚から発現を開始し、孵化胞胚期に発現が最高に達し,間充織胞胚期に減少し,以降消失することと,一次間充織細胞特異的に発現することが示された。HpTbrがHpEtsの上流に位置し,HpEtsの転写を調節する可能性が高くなった。4.HpLimは胞胚期に植物半球で一過性に発現すること,また,HpLimを胚全体で過剰発現させると内・中胚葉の形成が阻害されるとともに,口側・反口側軸が形成されないことが明らかになった。HpLimの発現領域と強制発現による表現型が予想とは逆になった原因として,HpLimの強制発現によりHpLimとの共因子が除去されたためと考えられる。これら結果は,HpLimが,ウニ胚の背腹軸の形成に必要な植物半球からのシグナルの形成に関わることを示唆している。本研究により,さまざまな転写因子のネットワークにより初期胚の遺伝子発現調節が達せされることが明らかになった。日本とアメリカでは実験に使用できるウニの種が異なることが、日米の共同研究をするにあたり、一つの障壁となっている。同一の遺伝子について共同研究するためには、同じ遺伝子が日米双方で使用するウニで正しく機能することを確認する必要がある。そこで、リポーター遺伝子(ルシフェラーゼ/GFP)と転写調節領域との融合遺伝子を構築し、胚細胞に遺伝子導入して、その発現パターンを解析することにより、アメリカ産のウニ(S.purpuratus)でクローニングされた一次間充織特異的に発現する骨マトリクスタンパク質SM30遺伝子の転写調節領域が、日本産のバフンウニ(H.pulcherrimus)でも発生時期特異的・細胞系譜特異的に正しく機能することを確かめた。次ぎに、SM30遺伝子の転写調節領域を詳しく解析した結果、転写因子Etsサイトが転写活性化シスエレメントであることが明らかになった。

さらに、バフンウニ胚のcDNAライブラリーからEtsサイト結合因子;HpEtsをクローニングし、その機能を探るために受精卵にHpEts-mRNAを顕微注入し、強制発現したところ、HpEts-mRNA注入胚では胚細胞のすべてが骨を形成する一次間充織細胞に形質転換した。また、HpEtsのDNA結合ドメインのみを強制発現させた胚では、一次間充織細胞の分化が特異的阻害された。このことにより、HpEtsは一次間充織細胞分化を直接担う転写因子であることが明らかになった。また、バフンウニHpEtsは、アメリカ産のウニでも同じ機能を果たすことが確認された。ウニの形態形成におけるEtsの機能を探る目的で、ドミナントネガティブを行った。その結果、外胚葉、内胚葉、二次間充織細胞の分化には何ら影響がなく、一次間充織細胞の分化だけが阻止され、骨を欠く胚になった。一方、Etsの強制発現胚では胚のほとんどすべての細胞が運動性を獲得し、一次間充織細胞特異的に発現する骨マトリクスタンパク質SM50を合成した。さらに血清を加えることにより骨が形成された。動物半球の細胞(アニマルキャップ)は外胚葉になるように運命づけられている。しかし、Etsを強制発現させた胚のアニマルキャップ細胞は一次間充織細胞に運命を変え、骨を形成することが確認された。また骨のマトリクスタンパク質をコードするSM50とSM3ほ伝子が標的遺伝子であり、正の転写調節領域にEtsが結合することも確認された。これらの結果から、ウニ胚ではEtsは一次間充織細胞の分化のカギとなる転写因子であることが証明された。アフリカツメガエルではEtsは遊走性の神経冠細胞で発現している。また、ガンの浸潤・転移に際して発現するプロテアーゼが標的遺伝子であることも明らかになってきている。一次間充織細胞がEtsの発現によって胞胚壁からの接着を断ち、遊走を始めることも考えあわせると、細胞接着の切断と遊走性の獲得に関する遺伝子の制御が、幾つもあるEtsの機能の中の主要な役割の一つと考えられる。骨のマトリクス遺伝子SM30とSM50の転写を調節するEtsタンパク質の発現様式およびEts遺伝子の転写調節領域の解析を行った。さらに,Ets遺伝子の転写調節領域に結合する可能性のあるT遺伝子のクローニングと,発現パターンの解析を行った。また,Limの機能解析も行った。1.転写因子Etsタンパク質の発現様式:未受精卵にEtsタンパク質が存在するが,卵割の過程で速やかに消失し,胞胚期に再び現れて間充織胞胚期に発現レベルが最高に達し,プルテウス期には減少することが示された。このことは,未受精卵に高濃度に蓄積されたEts-mRNAは翻訳されないことを意味しており,胞胚期以降の一次間充織細胞特異的な発現は,Ets遺伝子が活性化された結果である可能性が高くなった。2.Ets遺伝子の転写調節領域の構造:転写開始点下流,5'-UTRにT遺伝子のTドメインの認識配列が存在することが明らかになった。3.T遺伝子のクローニングと発現様式:T遺伝子のクローニングに成功し,Tbrに属すHpTbが得られた。HpTbは孵化前胞胚から発現を開始し,孵化胞胚期に発現が最高に達し,間充織胞胚期に減少し,以降消失することと,一次間充織細胞特異的に発現することが示された。HpTbrがHpEtsの上流に位置し,HpEtsの転写を調節する可能性が高くなった。4.HpLimは胞胚期に植物半球で一過的に発現すること,また,HpLimを胚全体で過剰発現させると内・中胚葉の形成が阻害されるとともに,口側,反口側軸が形成されないことが明らかになった。
ファイトケミカルを用いた癌化学療法に伴う口内炎の新規治療法の確立

研究の目的は,口内炎における活性酸素の関わりとそれに伴うレドックスバランスの変化をin vivo電子スピン共鳴(ESR)法を用いて証明することである。ハムスターチークポーチに対し,5-FU+酢酸処置で口内炎を誘導し,生じた口内炎を摘出し脂質過酸化レベルの増加を見出した。さらに,ESR測定の結果,口内炎の局所においてレドックスバランスが顕著に崩壊していた。また,これらの影響はαグルコシルヘスペリジン投与で有意に抑制された。以上の結果より,口内炎初期ステージにおいて過剰に活性酸素種が産生され,それに伴い局所の抗酸化物質が多く消費されるが,ファイトケミカルの投与で予防できる可能性が示唆された。昨年度までに抗癌剤に誘導された口内炎の初期ステージにおける活性酸素の存在の証明を行ってきたが,本年度はこの口内炎の予防・治療に応用可能な適切な抗酸化剤の探索を目的とし,各種水溶性抗酸化剤(ファイトケミカル)の検索を行った。また,測定したファイトケミカルは,臨床応用を危惧し,入手が容易であり比較的安価なものを選択した。各種水溶性ファイトケミカル(αグルコシルヘスペリジン,αグルコシルルチン,エピガロカテキンガレート,クロロゲン酸)の抗酸化作用をin vitro X-band電子スピン共鳴法を用いてはじめに検討した。スーパーオキシドに対する抗酸化能はクロロゲン酸<エピガロカテキンガレート<αグルコシルルチン<αグルコシルヘスペリジンであり,最も強力なクロロゲン酸のIC50は0.0037 mg/mLであった。また,ヒドロキシルラジカルに対する抗酸化能はαグルコシルルチン<エピガロカテキンガレート<クロロゲン酸<αグルコシルヘスペリジンであり,最も強力なαグルコシルルチンのIC50は0.0767 mg/mLであった。これらの結果に基づき,今後抗癌剤誘発性口内炎発症因子の1つであることを証明した活性酸素に対する消去作用を期待し,この疾患に対する予防・抑制効果について検討を現在進めており,αグルコシルヘスペリジン1.0 mg/mL前処置により口内炎の重度の軽減傾向が確認された。しかしながら,満足し得る結果ではないため,今後他のファイトケミカルにおける口内炎に対する有効作用の検討を行っていく予定である。化学療法を受けている患者にはしばしば口内炎が発症し,患者のQOLを下げるだけでなく,その罹患率の増加に伴い死亡率の増加が報告されている。口内炎の病因には活性酸素の関与が知られているが,それを直接証明したものはない。平成24年度の研究目的は,口内炎における活性酸素の関わりと,それに伴うレドックスバランスの変化をin vivo電子スピン共鳴(ESR)法を用いて証明することである。我々は,始めにハムスターの左側チークポーチに対し,5-fluorourasil+10%酢酸溶液処置で口内炎を誘導した。口内炎は,処置1日で生じ,処置2日目に最大となり,約14日でほぼ回復した。このモデル動物に生じた口内炎を摘出し,間接的酸化ストレスマーカーであるマロンジアルデヒドを測定することで,口内炎における脂質過酸化レベルの増加を見出した。さらに,この口内炎モデルを用いペントバルビタール麻酔下にてin vivo ESR測定を行った結果,口内炎の局所においてレドックスバランスを検出するためのニトロキシルスピンプローブ試薬であるcarbamoyl-PROXYLの減衰速度が減弱した。これら以上の結果より,口内炎の初期ステージにおいて過剰に活性酸素種が産生され,それに伴い局所でのグルタチオンを含む抗酸化物質が多く消費され,レドックスバランスが破綻した可能性が示唆された。これらの知見は口内炎の病因に関わる活性酸素の存在を裏付けるものであり,今後の新規口内炎治療薬の開発に有益な情報をもたらした。本年度は,これまで確立した抗癌剤5-フルオロウラシル(5-FU)投与によるハムスターを用いた口内炎モデルに対し,有益な抗酸化効果が電子スピン共鳴法にて確認されたファイトケミカルの効果について検討を行った。とくに,ファイトケミカルとしては,活性酸素種であるスーパーオキシド,ヒドロキシルラジカルの両者に対して抗酸化効果を示したαグルコシルヘスペリジン(α-GH)を選択した。α-GHは,口内炎作成5日前より1.0 mg/mLを含む飲料水を作成し自由摂取させた。その後,口内炎を作成し経過観察した結果,非投与群と比較し,口内炎の最大面積を有意に低下した(P<0.05)。また,口内炎が最大となる実験開始4日目に,麻酔下にてハムスターを頚椎脱臼させ,その後口内炎潰瘍部を摘出し,活性酸素種による酸化ダメージの指標であるマロンジアルデヒド濃度をELISA法にて測定した結果,α-GH非投与群と比較し有意なマロンジアルデヒド濃度の低下を認めた(P<0.05)。

加えて,α-GH投与による体重変化には有意な変化は認められなかった。これらの結果は,α-GHは5-FU投与により誘発される活性酸素種生成を介した口内炎の発症,ならびに増悪を有意に低下させるものであり,加えてα-GHはファイトケミカルであり,すでに食品に用いられている。従って,今後の臨床における抗癌剤による化学療法において,α-GHを併用することにより臨床レベルでの口内炎を緩和する可能性が示唆された。薬理学実験計画書にしたがってin vitro実験を行った結果,申請書を作成した際に考えられる仮説にしたがって結果が得られたため,想定内の達成度が得られた。実験計画書にしたがって動物実験を行った結果,申請書を作成した際に考えられる仮説にしたがって結果が得られたため,想定内の達成度が得られた。これまでの実験結果に基づき,その他のフィトケミカルの口内炎に対する予防・治療効果についての解析を行う。また,これら組み合わせによる相乗・相加効果を期待した処置法の検討も行う予定である。前年度の実験結果に基づき,当該年度はファイトケミカルの活性酸素種消去能の解析を行う。分析を行うファイトケミカルは,水溶性・脂溶性をそれぞれ単独,または組み合わせることによる活性酸素消去能の解析を行う。また,解析する対象の活性酸素種は,スーパーオキシド,ヒドロキシルラジカル,一重項酸素を予定している。動物実験が予定数実施することが出来なかった。加えて高価な活性酸素測定関連試薬が他機関より無料で供給されたため,次年度使用額が生じた。本年度は動物実験を中心に研究を行う予定であり,この計画に付随しin vivo測定に用いる試薬を多く購入する予定である。また,詳細な検討を目的として生化学的分析をも行う予定である。これら,研究で得られた結果を,国内外の学会にて報告する予定であり,最終的には国際雑誌に投稿予定である。ESR測定を主に実験を行うため以下の物を購入し解析を行う予定である。1)ESR測定用実験試薬(スピントラップ剤)2)ESR関連ガラス器具等消耗品3)ファイトケミカル試薬
美術を通してアフリカはどう語られているか-ビエンナーレと美術館の力学の研究

アフリカの同時代美術はアフリカ内外のビエンナーレや美術館で着実に存在感を高めてきたが、ここしばらくは一服の感がある。一方で、ヨーロッパでは、美術館よりも民族博物館の方がアフリカの同時代美術の収集に前向きである。こうした事態を踏まえて、アフリカの同時代美術を、ビエンナーレや美術館での展覧会など、既存の場や機会を捉えてアートとして積極的に提示していくと同時に、アフリカの同時代美術のかたり方を根本から見直して、アートとは異なる新たなかたりのしかけを築き、それによって語っていく必要がある。まず、2009年に行われた第53回ヴェネツィア・ビエンナーレで、アフリカのアーテイストがどう展示されているかを実地調査した。同ビエンナーレは、現代美術のビエンナーレとして世界で最も古い歴史をもち、最高の格式を誇っているが、1990年代以降は、アジア諸国の積極的な参加もあって地域的に多様化している。アフリカからの参加も今では珍しくなくなっており、今年は国別部門でガボンが参加していた。一方、統括キュレーター、ダニエル・バーンボームの企画による企画展「世界を構築する」の部門では、アフリカのアーティストとしてはジョルジュ・アデァグボ(ベナン)、パスカル・マルティーヌ・タユ(カメルーン)b、モセカ・(南アフリカ)の3人が招かれていた。このところのヴェネツィアでは、アフリカのアーテイストは、例年3人前後ということが多く、ひとつの基準枠になっている感がある。このうち、アデァグボとタユは二度目の参加であり、アフリカ人アーテイストへの幅広い目配という点でやや疑問が残る選択であった。こうした現象の背景には、ヨーロッパのアートワールドにおける、アフリカに対する全般的な関心の低下があるものと思われる。こうしたヴェニスでのアフリカの存在感の変化が、いわゆる世界のアートワールドに今後どのような影を落としいていくことになるのか、注目される。またイタリア、イギリス、フランスでアフリカ美術の展示を調査し、一方、北アフリカ、イスラム圏のモロッコでは、そもそも美術がどう認識されているかを調べた。さらに、セネガルのダカールで、ダカール・ビエンナーレがどのように準備されているかも調べた。加えて、ポーランドのアウシュビッツを訪ねて、過去の歴史的トラウマの記憶が展示を通してどう語られているかについても調査を行った。このほか、国内では、過去の文献によって、1990年以後、ヴェネツィア・ビエンナーレでアフリカの美術がどのように採り上げられてきたかを調査した。今年度は主としてセネガルのダカールで行われたダカール・ビエンナーレを調査した。ダカール・ビエンナーレはすでに9回目を迎えて、ますます内容を充実させてきている。今回は主会場のアフリカ美術館で若手アーティストに焦点を当てた「展望」展と同ビエンナーレの過去8回の歩みを各回のグランプリ受賞者の作品によって示す「回顧」展が行われ、また、第2会場のギャルリー・ナショナル・ダールではハイチの4人のアーティストが紹介された。一方、自由参加による「OFF展」として、フランスやナイジェリアなどによる国別展示、さらに個別のアーティストたちの展示など、併せて全部で150近い企画が市内各所やゴレ島で展開されていた。世界でただひとつ、アフリカの同時代美術に焦点を絞った催しとして独自性を示している同ビエンナーレが、いまや単に美術の祭典であるのみならず、セネガルという国の存在そのものを象徴する重要な政治的イヴェントになっていることをあらためて確認することができた。その成果は、「彫刻家エル・アナツイのアフリカ」展とその図録、および『アフリカの同時代美術』(明石書店)に発表した。このほか、ベルリン、ロンドン、エジンバラ、パリで、近現代美術と文化の展示に関する調査を行った。これらの諸都市ではこの十年、美術館、博物館の整備、新設が進められている。近現代美術のなかでアフリカが、そして異文化としてのアフリカが、展示を通してどのように語られているかを調査した。この調査は次年度以降も一部場所を変えて続行し、最終的な成果につなげる予定である。まず国内での文献調査を通して、終戦後の日本で、仮面や神像を中心とするアフリカ美術が、他のオセアニアや東南アジアなどの美術とともにどのように紹介されてきたか、その変遷をたどった。とくに注目したのは、戦前の一時期、民族芸術の一大コレクションとして知られていた「岸本コレクション」である。これに関する成果は[珍奇人形から原始美術へ-非西洋圏の造形に映った戦後日本の自己像」として、『国立民族学博物館研究報告36-1』に発表した。また、国外では第54回ヴェネツィア・ビエンナーレでアフリカ美術の調査を行った。中国、台湾、香港はもとより、シンガポール、タイ、さらにはサウディアラビア、アラブ首長国連邦などアジア、中近東からの参加国が勢いを増す中で、ガボン、南アフリカといったアフリカからの国別参加国には覇気が見られなかった。特に後者は、会期途中で展示を切り上げてしまらた。

これはひとつには、中国を中心とするアジアと中近東の資源国が比較的に活況を維持しているという世界経済の反映と見ることができるのだろうが、一方では、美術のオリンピックであるビエンナーレという19世紀末のスタイルが、結局は先進国と持てる国のためのイベントでしかないという、一種の行き詰りにあることを示していると捉えることもできるのではないだろうか。ビエンナーレや美術館という制度そのもののあり方をもう一度問い直すれるべきである。その視点から『美術館という幻想』(キャロル・ダンカン著、水声社)を翻訳出版した。最後に、北アフリカ、特にモロッコからの連続性を意識しながら、スペインの地中海沿岸でのアフリカ文化の語られかたを調査した。街のつくりや食文化などさまざまな面で、ここは明らかに北アフリカ、アラブ世界と連続しているのだが、しかしながらそのことは意図的に封殺されて、近代ヨーロッパの一員としてのスペインが強調される。それは美術においても同様である。この点については、今後さらに幅広い視点から考察していく予定である。5月に第10回ダカール・ビエンナーレを調査した。従来同様、市内中心部の二会場を中心に行われた。インスタレーションと写真の作品が多いのは近年の傾向だ。今回は、南アフリカやアルジェリアなどから計3人のキュレーターを択んだために、セネガルと南アフリカ、そして北アフリカのアーティストが目立った。地域的な偏りという課題は残るが、ダカールはいまやアフリカがアートを通して自己を語る場として不動の拠点となっている。8月には、ドイツを中心にヨーロッパの美術展と博物館、美術館を調査した。とくにドイツでは、現代美術の祭典として知られるドクメンタ13を調査した。ここにもアフリカのアーティストが招かれていたが、計3人、しかもそのうち1人は南アフリカの白人であり、総体的にはアフリカの存在は圧倒的に小さかった。また2月から3月にかけて、マダガスカル、英、独、仏を調査した。マダガスカルは、アフリカでは珍しく国立の美術学校がない国である。だが、少数ではあるが独学でインスタレーションや写真を表現手段とするアーティストが存在する。ただ、彼らには海外へとつながる回路がない。発表の場が限られてしまっているのである。さらに8月に続いて、ドイツを中心にヨーロッパの美術館と博物館を調べたが、近現代美術館として名高いパリのポンピドゥ・センターでは、常設展示の入り口部分にナイジェリアのエル・アナツイの作品が展示されていた。とはいえ、全体として見れば、アフリカの同時代美術は、美術館よりも博物館、それも民族博物館に展示されていることの方が多い。この点は、アフリカの同時代美術が置かれている位置、また美術という制度を考えるうえできわめて重要であり、今後さらに調査して考察を深めていきたい。以上の調査にもとづき、論文「場の政治学ーアフリカの同時代美術はどこに展示されてきたか」をまとめた。さらに現在印刷中の論文が複数ある。資料の収集は予定通りに進んでいるし、またそれに基づいた経過報告を兼ねた成果の発表も順調に進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は研究計画の最後の年である。
前立腺癌進展および去勢抵抗性に対するＨＭＧＢ２の役割解明

正常に比べ、前立腺癌で発現上昇を認めるHigh mobility group box 2 (HMGB2)の役割を、前立腺癌進展およびアンドロゲン依存性および去勢抵抗性それぞれの状態について検討した。ヒト手術検体で、組織異型や進行度に対して発現上昇を認めたものの、生存期間には関与していなかった。ホルモン療法によりHMGB2は発現低下傾向を示し、治療効果とHMGB2発現は反比例する結果が見られた。前立腺癌細胞株では、HMGB2がアンドロゲンレセプターを介する経路に関与することを確認した。また、アンドロゲン依存性および去勢抵抗性いずれの前立腺癌細胞株においても細胞増殖に関与した。High mobility group box 2(HMGB2)は転写制御に関わるタンパクで、我々はラット肝発がん及びヒト肝細胞癌において、高発現を示すことを報告した。加えて、ラットに前立腺発がん物質を投与した際に、HMGB2は前立腺組織内で高発現を認める遺伝子として同定された。そこでヒト前立腺癌における進展及び去勢抵抗性に対するHMGB2の役割を検討した。ヒト前立腺癌症例の組織を用いてHMGB2の免疫組織化学染色を行った結果、HMGB2は正常上皮および腺癌上皮いずれも核に染色され、周囲正常前立腺上皮に比べ、腺癌病変での高陽性率を確認した。核陽性率を基にしてその発現解析を行った結果、Gleason patternによる組織悪性度や病期に比例して発現上昇することが確認された。一方で、前立腺針生検を用いた試験において、HMGB2陽性率と前立腺癌再発率および生存期間については明瞭な相関を見いだせなかった。ヒト前立腺癌細胞株LNCaPを用いたin vitro実験においては、アンドロゲン除去下での培養やHMGB2 siRNAを用いることにより、細胞増殖活性とHMGB2発現には正の相関が存在することを確認した。また、アンドロゲンレセプター及びHMGB2はお互いに発現制御を受けていない傍証が得られた。一方で、HMGB2によるアンドロゲンレセプター活性の増強効果については、今回の実験では有益な傍証は得られなかった。実験は予定通りに遂行でき、前立腺癌においてHMGB2の発現が増殖に関わることを、ヒト前立腺組織および前立腺癌細胞株のいずれにおいても確認出来た。加えて、ラットに前立腺発癌物質を投与した際に、HMGB2は前立腺組織内で高発現を認める遺伝子として同定された。内分泌治療後に全摘出術を行ったヒト前立腺癌症例の組織を用いてHMGB2の免疫組織化学染色を行った結果、治療により変性を認めた前立腺癌病変は、未治療の前立腺全摘術で採取された前立腺癌病変よりもHMGB2陽性率が低下していたが、有意差は認められなかった。また、HMGB2陽性率と治療効果判定Gradeは反比例しており、内分泌治療によるHMGB2発現低下を確認出来た。一方で、治療後前立腺癌病変におけるHMGB2と細胞増殖の指標であるKi67の陽性率は、正の相関傾向を認めるものの有意差はなかった。以上から、内分泌治療によりHMGB2は発現低下傾向を認め、その確認にはより多くの症例を用いて検討する必要がある。ヒト前立腺癌細胞株PC3を用いたin vitro実験においては、HMGB2 siRNAによる細胞増殖低下を確認した。PC3細胞は、アンドロゲンレセプター陰性で去勢抵抗性前立腺癌細胞株であり、HMGB2はアンドロゲンレセプターを介さない、細胞増殖に関わる機序の存在が示された。これは27年度示したアンドロゲン依存性前立腺癌細胞株LNCaPと異なる機序である可能性もあり、今後の検討課題と考える。内分泌治療によるHMGB2発現の影響や、勢抵抗性前立腺癌におけるHMGB2の増殖に対する役割を確認出来た。一方で、新たな課題も出現し、より詳細な機序解析を行う必要性が出てきた。ヒト前立腺癌細胞株LNCaPを用いた実験において、アンドロゲンレセプターとHMGB2の複合体形成について、アンドロゲンレセプターおよびSRC-1に対する抗体による免疫沈降を検討した結果、比較対象の非特異的なIgG抗体に比べ、アンドロゲンレセプターやSRC-1およびHMGB2いずれも高いタンパク結合を認め、プロモータ領域で複合体を形成している可能性を示した。一方で、HMGB2に対する抗体を用いた免疫沈降では、回収したHMGB2のタンパク量が総量の一部であり、結果としてアンドロゲンレセプターとの結合性は乏しい結果となった。HMGB2はアンドロゲンレセプターに比べタンパク総量が多く、アンドロゲンレセプターだけでなく、種々のタンパクに対し複合体形成している可能性を示した。ヒト前立腺癌細胞株PC3を用いた実験においては、HMGB2 siRNAによる細胞増殖低下を確認したことから、アンドロゲンレセプターを介さない細胞増殖制御機構を解明するためにMicroarrayを用いて網羅的な遺伝子発現解析を行った。その結果、HMGB

2発現抑制により、有意に上昇した289遺伝子、低下した129遺伝子が同定され、その中にはfibronectinやTM4SFといった前立腺癌進展やアンドロゲンレセプターに関与する遺伝子が存在した。正常に比べ、前立腺癌で発現上昇を認めるHigh mobility group box 2 (HMGB2)の役割を、前立腺癌進展およびアンドロゲン依存性および去勢抵抗性それぞれの状態について検討した。ヒト手術検体で、組織異型や進行度に対して発現上昇を認めたものの、生存期間には関与していなかった。ホルモン療法によりHMGB2は発現低下傾向を示し、治療効果とHMGB2発現は反比例する結果が見られた。前立腺癌細胞株では、HMGB2がアンドロゲンレセプターを介する経路に関与することを確認した。また、アンドロゲン依存性および去勢抵抗性いずれの前立腺癌細胞株においても細胞増殖に関与した。予定通り、去勢抵抗性に対するHMGB2発現変化や機能を、ヒト前立腺癌組織や去勢抵抗性前立腺癌細胞株PC3を用いて行っている。アンドロゲンレセプターの活性化制御についても予定通り実験を遂行している。2728年度の結果から、アンドロゲンレセプターの有無にかかわらず、HMGB2は細胞増殖に関与することが明らかになり、HMGB2の増殖への関与はアンドロゲンレセプターとは別の可能性があり、詳細な検討を行う予定である。また、引き続き、アンドロゲンレセプターとHMGB2の関与を詳細に検討する予定である。病理学
インドネシアからの研修生の日本社会への適応に関する社会学的調査研究

この研究では外国人研修生、特にインドネシアからの研修生の日本社会への適応について取り組んだ。ここでは三重県のケースを取り上げて、この問題にアプローチした。入手可能な三重県の資料をもとに外国人研修生問題の全体像を明らかにしたうえで、インドネシアからの研修生の個別的問題を扱った。調査としては30名程度のインドネシアからの研修生に面接を試み、特に生活環境(日本語の習得状況、日本社会との接点、食生活、会社での人間関係など)を中心に調べた。研修生の多くは日本滞在予定期間が短いため、日本文化、日本語の修得にあまり熱心ではなく、また日本社会の閉鎖性もあいまって、日本人と外国人研修生との間に受動的隔離現象(passive segregation)ともいうべき状態が存在していることが明らかになった。しかし、すべての研修生が同じように日本社会から遠いわけではなく、キリスト教信者は、日曜日にはキリスト教会に礼拝にいき、そこで相当に日本人と接していた。同じインドネシアからの研修生でもイスラム教徒はかなり異なった状況におかれていた。食生活においても宗教的要素は相当に重要であることが明らかにされた。この調査の結果を通して、外国人研修生の日本社会における受動的隔離現象を乗り越えて、より円滑な人間関係をもった多文化社会の建設に向けて、以下のことが重要と考えられた。1.日本語学習の場の創設、2.行政機関による民間団体の援助、3.行政の窓口への外国人相談員の創設である。キリスト教会がインドネシア研修生と日本人コミュニティを近づけたように、触媒的機能をもつ団体やシステムの創設、強化が重要であることがわかった。今後はさらにこの視点から研究を進めていきたい。
ユビキタス超高速ブロードバンドアクセスを収容するフォトニックネットワークの設計方法に関する研究

波長ルーチングネットワークにおける最適設計手法について検討した。解析では、波長変換を含むVirtual wavelength path (VWP) networkと波長変換を含まないWavelengthpath(WP)networkの2つのネットワークモデルに分けて検討した。今回は、障害・復旧管理を考慮しない場合に着目した。解析では、リンクとノードのコストを含むネットワークコストを目的関数とし、一定の制限条件の下でコストを最少とする波長パスを選びだす方法を確立した。シミュレーションでは、Integer linear programming(ILP)の手法に基づいて、与えられたトポロジーにおいて、あるトラフィックパターンに対して、VWPおよびWPの2つのモデルについて最適波長パスを求めた。その結果、VWPでは複数のパスの候補について比較をすることにより、計算時間はかかるもののコストを最小化できることが明らかになった。したがって、実際にはコストと計算時間のトレードオフを考慮したパス設定が必要であると言える。一方、ILPに基づくシミュレーションはネットワーク規模が大きくなるにつれて、収束までの計算時間が指数関数的に増大するため、広域ネットワーク(WAN:Wide Area Network)への適用が困難であることがわかった。今後は、大規模ネットワークの波長パスの最適化を行うため、効率的なHeuristic methodについて検討する。また障害・復旧管理を考慮しない場合についても検討を行う。
ナノ粒子を用いたスラリージェットエロージョン法によるバイオフィルム除去技術の開発

近年、生体材料の洗浄技術や材料自体に滅菌性・生体親和性を付与する技術が求められている。バイオフィルムを対象としたとき物理的洗浄が望ましいこと、さらに光励起効果を利用することが有効であるとの着想から、ウェットブラスト技術を用いた萌芽的研究を行った。その結果、TiO2粒子を超純水に混在させたスラリーはUVを照射することで滅菌性が発現すること、スラリー投射条件の制御によりステンレス鋼表面に投射粒子のアナターゼ型TiO2の皮膜が形成され親和性付与の可能性が見い出された。次いで、納豆菌バイオフィルムに対して本手法を適応した結果、その除去と洗浄面への光触媒効果付与の可能性が明らかになった。MSE試験によるバイオフィルム除去と紫外線照射滅菌条件について実験研究を行った。バイオフィルム除去用に改造したMSE試験装置を用いて、前年度の研究で最適化した投射条件でTiO2粒子を含むスラリーを投射し、バイオフィルム除去を試行した。本研究では、TiO2投射粒子の効果をより明確にみるために、医療用器具等で用いられるSUS316Lを供試材料とし、バイオフィルムには実験の安全を確保するために納豆菌を用いて培養する方法を考案した。MSE装置によるバイオフィルム除去後に、紫外線照射により滅菌を試行した。滅菌レベルは、滅菌性検証として、供試材料、バイオフィルム自体、MSE装置によるバイオフィルム洗浄後、UV照射後のそれぞれの表面に対して、ATP+AMPふき取り検査を行い、その結果から評価した。それらの結果から、バイオフィルムのMSE試験により約98%除去され、さらに紫外線を照射することで、ほぼ100%除去されることがわかった。次に、除去されたバイオフィルムを含有するスラリー廃液の紫外線照射滅菌条件を調べた。除去されたバイオフィルムを含むスラリー廃液を滅菌するための紫外線照射条件をある値に設定し、スラリー濃度を一定にして試験を行った。その結果、超純水と納豆菌を合わせた水溶液では、UV照射による温度上昇により菌の存在を示す値が上昇するのに対し、TiO2粒子を含むスラリーと納豆菌の水溶液では菌の存在が低減されることが明らかになった。本試験条件では、紫外線照射を12時間行うことで滅菌できることが示唆された。Ti材料に対する損傷発生限界について、MSE試験機を用いて、酸化チタン粒子を投射したときのTi材料損傷面の摩耗深さ、表面形状・粗さをレーザ顕微鏡・原子間力顕微鏡で計測した。また、投射面の表面組成の変化を分析機器(EDX)で調べた。試験装置には,ウェットブラストの原理を用いたダブルポット式ウェットブラスト試験機を使用した.ダブルポット式ウェットブラスト試験機は,かく拌機付きPot 1から導かれたスラリーを圧縮空気によってガンユニットから試験片に投射しPot 2で回収する装置である.投射粒子にはTiO2粒子(平均粒径36 nm)を用いた.投射ガンの形状は正方形(1×1 mm),投射距離3 mm,スラリー濃度c=3 mass%,投射角度α=90°とした.実験の結果、投射時間を長く又は、投射圧力を大きくすると、洗浄こんが紫色に変色することが明らかになった。また、バイオフィルム除去条件について、疑似バイオフィルムとして、シリコングリースを塗布して除去レベルを前述と同様に計測した。洗浄完了の判断には、表面の観察と、水の接触角測定により判定した。その結果、投射空気圧力が0.30MPaの時、投射時間20秒で洗浄が完了されることがわかった。投射面の表面粗さは、一般的なスクリュ型インプラントの規格値よりも小さな粗さを有することがわかった。バイオフィルム滅菌のための紫外線照射条件・バイオフィルムに酸化チタンスラリーを滴下して紫外線を照射(申請設備)し、化学的作用による滅菌レベルを調べた。また、滅菌レベルを菌拭き取り検査機で定量化する手法を試みた。今年度の計画に沿って、TiO2粒子の供試材料表面への効果について調べた。紫色に変色した洗浄こん試料に対してEDXによる元素分析を行ったところ、未洗浄面ではTiの位置にスペクトルピークがないが、洗浄こんではTiの位置にスペクトルピークが現れた。さらに、分子構造を推定するために、同箇所に対して顕微ラマン分光分析を行ったところ、洗浄こんでは変色度合いが大きいほど強い強度でピークが現れ、洗浄箇所のラマンシフトピーク位置とアナターゼ型TiO2のラマンシフトピーク位置が類似することがわかった。これらの結果から、洗浄こんの変色箇所にはアナターゼ型TiO2の皮膜が膜厚100 nm150 nmで成膜されていることが明らかになった。次に、納豆菌バイオフィルムの除去と洗浄面の滅菌性検証のためにATP+AMPふき取り検査を行った。その結果、処女面のRLU値は、15 RLUだった。