hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ランダム媒質中の電磁波散乱解析と信号処理による特徴抽出

現在,古代遺跡や地中ケーブルの探査に関する研究が盛んに行われており,様々な地中レーダが開発されている.しかし,これらの地中レーダでは,地中の媒質が不均質であるため,探査目標以外からの不要散乱波(クラッタ)が探査目標からの散乱波に重畳し,埋設物の距離や形状・媒質推定が正確に行われていない.そこで本研究では,地中媒質のランダム性から生じるクラッタを除去するフィルタの設計を目的に,整合フィルタとフラクタルフィルタの基礎特性について検討した.整合フィルタは,クラッタを含んだ受信波形と,クラッタを含まない均質媒質から得られる受信波形との相互相関演算を行うことで,クラッタを低減するものである.本研究では,合成開口処理されたランダム媒質から得られる受信波形と,二層の地中モデルから得られる受信波形との相互相関演算を行うことで,媒質の境界検出を試みた.この結果,クラッタを低減することができ,探査目標の形状識別が可能になった.さらに,相関強度を利用することで,探査目標の媒質推定も行うことができ,整合フィルタの有効性が確かめられた.また,フラクタル解析を用いた地中レーダ信号処理の検討を行った.フラクタル解析は,ランダムデータを定量化することができるため,地中レーダで得られるクラッタを含んだ波形の特徴抽出に有効であると思われる.フラクタル解析法として,短時間データに対しても高精度な解析法であるHiguchiの方法を採用し,受信波形から探査目標の特徴抽出を試みた.この結果,探査目標の特徴抽出が行えることが分かったが,媒質が複雑で受信波形のS/N比が低い場合には明確な結果が得られなかった.今後さらにフラクタル解析法の検討が必要である.また,実験によって得られるデータへの適用も今後の課題である.現在,古代遺跡や地中ケーブルの探査に関する研究が盛んに行われており,様々な地中レーダが開発されている.しかし,これらの地中レーダでは,地中の媒質が不均質であるため,探査目標以外からの不要散乱波(クラッタ)が探査目標からの散乱波に重畳し,埋設物の距離や形状・媒質推定が正確に行われていない.そこで本研究では,地中媒質のランダム性から生じるクラッタを除去するフィルタの設計を目的とし,地中レーダの計算機シミュレーション,地表面からの反射波による比誘電率の推定,相互相関によるクラッタ除去を行った.ランダム媒質中の電磁波散乱を計算機上で解析するためにFDTD法を用いた.FDTD法による計算機シミュレーションでは,地中の状態を誘電率や導電率で表せばよいので,地中媒質の状態を自由に設定でき,探査目標推定法の最適設計が可能である.解析対象は二次元地中モデルであり,探査目標として地中0.5mの空洞を想定する.地中のランダム性を実現するために,不要散乱体を解析領域内にランダムに配置する.配置場所だけでなく,大きさや比誘電率にもランダム性を与えている.FDTD法を用いた地中レーダの計算機シミュレーションの結果,地表面からの反射波と比誘電率の関係を示した.また,均質媒質の受信波形を用いた相互相関によりクラッタ除去を行い,探査目標の定量的推定を行った.今回は地中0.5mの空洞を探査目標と設定したが,今後,探査目標の形状や媒質(誘電体)を変化させた場合の解析を行い,最適なクラッタ除去フィルタの設計を行う.また,FDTD法による計算機シミュレーションと実験結果の補正を行うことにより,実際の地中レーダに応用することが今後の課題である。現在,古代遺跡や地中ケーブルの探査に関する研究が盛んに行われており,様々な地中レーダが開発されている.しかし,これらの地中レーダでは,地中の媒質が不均質であるため,探査目標以外からの不要散乱波(クラッタ)が探査目標からの散乱波に重畳し,埋設物の距離や形状・媒質推定が正確に行われていない.そこで本研究では,地中媒質のランダム性から生じるクラッタを除去するフィルタの設計を目的に,整合フィルタとフラクタルフィルタの基礎特性について検討した.整合フィルタは,クラッタを含んだ受信波形と,クラッタを含まない均質媒質から得られる受信波形との相互相関演算を行うことで,クラッタを低減するものである.本研究では,合成開口処理されたランダム媒質から得られる受信波形と,二層の地中モデルから得られる受信波形との相互相関演算を行うことで,媒質の境界検出を試みた.この結果,クラッタを低減することができ,探査目標の形状識別が可能になった.さらに,相関強度を利用することで,探査目標の媒質推定も行うことができ,整合フィルタの有効性が確かめられた.また,フラクタル解析を用いた地中レーダ信号処理の検討を行った.フラクタル解析は,ランダムデータを定量化することができるため,地中レーダで得られるクラッタを含んだ波形の特徴抽出に有効であると思われる.フラクタル解析法として,短時間データに対しても高精度な解析法であるHiguchiの方法を採用し,受信波形から探査目標の特徴抽出を試みた.この結果,探査目標の特徴抽出が行えることが分かったが,媒質が複雑で受信波形のS/N比が低い場合には明確な結果が得られなかった.今後さらにフラクタル解析法の検討が必要である.また,実験によって得られるデータへの適用も今後の課題である.
高齢農業従事者の疲労を規定する要因と社会的支援としての食生活改善の意義

高齢社会の進行は,農業においては農業従事者の高齢化,農業労働における女性就労者の増加という問題を引き起こしている。本研究においては,高齢農業従事者の健康を規定する生活環境要因について,食生活を含む生活習慣と疾病との関連,食習慣と高齢者の健康の問題,農作業による身体的疲労の原因と考えられる作業負担調査に基づいた総合的解析を行うことにより,社会的支援(social support)としての食生活改善の意義について,疲労軽減対策も含めた高齢農業従事者の健康に対する方策を明らかにすることを目的に研究を進めた。調査は山口県内の柑橘類栽培農家を対象に疲労に関するアンケート調査を基本健康診査に合わせて実施した。また,作業負担と健康状態,疲労に及ぼす食事摂取状況の影響について総合的に判定できる実験モデルを考案し,健康な若年者を被験者として,現地農作業に基づいた模擬実験を行った。農作業負荷時における疲労自覚症状,心拍数,血糖値および乳酸値の測定結果から疲労に与える食事の影響は少なくないことが示唆された。作業負担と健康状態,疲労に及ぼす食事摂取状況の影響については,食習慣としての長期間にわたる食事摂取状況の影響をさらに検討する必要があると考えられた。そこで予備調査として,高齢女性農業従事者を対象に疲労アンケート調査と合わせて食物摂取頻度調査法(BDHQ)による栄養調査を実施し,食事摂取状況の影響について検討した。調査対象を拡大し,栄養状態と食習慣の問題点、食生活のもたらす健康状況および疲労の問題点について高齢者の生活構造の中に潜在する健康問題の改善策について,さらの検討を進める必要があると考えられる。このような高齢農業従事者の疲労とその軽減対策は農村保健における重要な研究課題となっている。本研究においては,これまで実施してきた山口県大島郡内の柑橘類栽培農家を対象とした疲労調査結果および健康状況を含めた生活環境要因と疲労との関連性に関する研究結果を踏まえ,高齢農業従事者の健康を規定する生活環境要因について,食生活を含む生活習慣と疾病との関連,食習慣と高齢者の健康の問題,農作業による身体的疲労の原因と考えられる作業負担調査による総合的解析を行うことにより,社会的支援(social support)としての食生活改善の意義について疲労軽減対策も含めた高齢農業従事者の健康に対する方策を明らかにすることを目的とする。17年度は山口県内の柑橘類栽培農家を対象に農村生活総合研究センターによる改定版疲労調査票を用いた疲労に関するアンケート調査を基本健康診査に合わせて実施し、現在解析中である。また、作業負担と健康状態,疲労に及ぼす食事摂取状況の影響について総合的に判定できる実験モデルを考案し、健康な若年者を被験者として、現地農作業に基づいた模擬実験を行った。農作業負荷時における血糖値および乳酸値を測定し、作業負担と健康状態,疲労に及ぼす食事摂取状況の影響について検討した。予備実験の結果より、高齢被験者を対象とした疲労状況測定実験の実施のためには更に実験方法の修正が必要であることが明らかになった。また、研究活動推進に関連のある研修会へ参加・研修し,課題達成の一助とした。

このような高齢農業従事者の疲労とその軽減対策は農村保健における重要な研究課題となっている。本研究においては,これまで実施してきた山口県大島郡内の柑橘類栽培農家を対象とした疲労調査結果および健康状況を含めた生活環境要因と疲労との関連性に関する研究結果を踏まえ,高齢農業従事者の健康を規定する生活環境要因について,食生活を含む生活習慣と疾病との関連,食習慣と高齢者の健康の問題,農作業による身体的疲労の原因と考えられる作業負担調査による総合的解析を行うことにより,社会的支援(social support)としての食生活改善の意義について疲労軽減対策も含めた高齢農業従事者の健康に対する方策を明らかにすることを目的とする。
下垂体ゴナドトロピン特異的合成メカニズムの解明

Perifusionsystemを用いてGnRHをパルス状に投与し、高頻度刺激及び低頻度刺激間での単一ゴナドトロピン産生細胞におけるPACAP及びPAC1受容体発現を検討した。GnRHを直接添加するGnRH静止刺激において、GnRHは細胞内PACAP発現及びPAC1受容体発現を促進した。パルス状刺激では、高頻度GnRH刺激に比べ低頻度GnRH刺激においてPACAP及びPAC1受容体発現が増加した。PACAPは濃度依存的にLH及びFSHサブユニット発現を増加させ、PAC1受容体はその発現量に比例してゴナドトロピン発現を増加させた。GnRHのパルス頻度依存性ゴナドトロピン発現機構にPACAP及びその受容体発現が関与する可能性が考えられた。ゴナドトロピンサブユニット発現にExtracellular signal-regulated kinase(ERK)の活性化が重要であることが知られている。今回我々はERK脱リン酸化酵素であるMAP kinase phosphatase 1(MKP1)発現について検討し、合わせてERK活性との関係、ゴナドトロピンLHb、FSHb発現に対する影響について検討した。【方法】ゴナドトロピン産生モデル細胞としてLbT2細胞を用いた。MKP1発現及びERK活性化は特異的抗体を用いたウェスタンブロッティング法にて検討した。ゴナドトロピンサブユニット発現はルシフェラーゼベクターを用いたプロモーターアッセイで評価した。【結果】LbT2細胞においてMKP1発現はGnRH刺激にて刺激60分後より著明に増加した。一方GnRHにるERK活性化は60分後より徐々に減少した。GnRHによるMKP1発現はMEK阻害剤U0126で濃度依存性に抑制された。またGnRHによるMKP1発現はMKP1阻害剤Triptolideで濃度依存的に抑制され、この時ERK活性はTriptolide濃度依存的に増加した。ゴナドトロピンLHb、FSHbプロモーター活性は'Triptohdeで濃度依存的に抑制された。【結論】ゴナドトロピン産生細胞においてMKP1はERK依存的に増加し、ERKを脱リン酸化するだけでなく、ゴナドトロピンサブユニット発現に直接関与していることが明らかとなった。これまで報告されてきたゴナドトロピン発現に対するERKの役割は、MKP1を介する可能性が示された。【目的】ゴナドトロピンサブユニットはGnRHにより制御されるが、視床下部Pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide(PACAP)もゴナドトロピン産生細胞に直接作用を有し、ゴナドトロピンを制御することが分かっている。GnRHはパルス頻度時依存性ゴナドトロピンサブユニット発現能を持つが、この時のPACAPの役割、ゴナドトロピン産生細胞内でのGnRH及びPACAPの相互作用について検討した。【方法】ゴナドトロピン産生細胞モデルとしてLβT2細胞を用いた。PACAP、PACAP受容体(PAC1受容体)、GnRH受容体発現はリアルタイム定量PCR法により測定した。LHb、FSHb発現はルシフェラーゼベクターを用いたプロモーターアッセイで評価した。刺激方法としてGnRH及びPACAPの静止刺激及びPerifusion systemを用いたパルス状刺激を行った。【成績】LβT2細胞において、GnRHは細胞内のPACAP発現及びPAC1受容体発現を増加させた。またPACAP刺激でGnRH受容体発現が増加した。高頻度GnRHパルス刺激はLHb、低頻度刺激はFSHbを特異的に増加させる事が知られているが、低頻度GnRHパルス刺激は高頻度刺激に比べて有意にPACAP発現を増加させた。一方PAC1受容体は両刺激頻度間で発現量に差は認めなかった。GnRH受容体発現は高頻度PACAPパルス刺激でのみ著明に増加した。PACAPは濃度依存的にLHb, FSHbサブユニット発現を増加させた。【結論】GnRH、PACAPは双方の受容体発現を介したクロストークを持ち、刺激頻度依存性ゴナドトロピンサブユニット発現機構に関与している可能性が考えられた。〔方法〕Perifusionsystemを用いてGnRHをパルス状に投与し、高頻度刺激及び低頻度刺激間での単一ゴナドトロピン産生細胞におけるPACAP及びPAC1受容体発現をreal-time PCR及びWestern blotting法にて検討した。またPAC1受容体の強制発現によるゴナドトロピンプロモーター活性を測定した。〔結果〕細胞にGnRHを直接添加するGnRH静止刺激において、GnRHは細胞内PACAP発現及びPAC1受容体発現を促進した。

PACAPは濃度依存的にLH及びFSHサブユニット発現を増加させ、PAC1受容体はその発現量に比例してゴナドトロピン発現を増加させた。〔結語〕GnRHのパルス頻度依存性ゴナドトロピン発現機構にPACAP及びその受容体発現が関与する可能性が考えられた。
心臓の加齢性変化と高齢者の入浴中の急死の関係性について

発症頻度が高く、加齢により発症頻度が上昇する疾患の一つに、心房細動がある。心房細動は、心房筋の再構築(リモデリング)が関与しているとされている。また、心臓の交感神経、迷走神経の基礎活動の亢進で心房細動が発生することが報告されている。入浴時に静水圧による静脈還流量の増加により血圧上昇、心拍数上昇が起こった際に、心房細動が発生し、意識消失をきたし、浴槽内で溺没し、死亡する可能性があると考え、研究を行った。平成20年1月から29年12月の10年間で北里大学医学部法医学で施行された入浴中の急死剖検例(B群)15例、対照症例(C群)23例を対象とした。4本の肺静脈のMyocardial Sleeveについて、HE、Azan-Mallory染色標本、抗Tyrosine hydroxylase抗体と抗S-100抗体にて免疫組織化学的検討を施行。TH陽性/S-100陽性はアドレナリン作動性線維、TH陰性/S-100陽性は非アドレナリン作動性線維と判断し、各神経線維の数を100倍で20視野鏡検して計測し、半定量化した。統計学的有意差はStudent T-testにてp<0.01を有意差ありとした。左上、左下、右上、右下肺静脈におけるMyocardial sleeveのアドレナリン作動性線維及び非アドレナリン作動性線維の平均は、B群[16.7,11.9,16.1,12.1],[23.1,39.8,23.1,20.6]、C群[14.4,15.6,12.1,12.3],[24.1,17.7,18.9,17.6]であった。B群で左下肺静脈の非アドレナリン作動性線維の数が統計学的有意差をもって多く認められた(p<0.01)。我々の研究では、入浴中の急死例では、肺静脈のmyocardial sleeveにおいて、アドレナリン作動性線維が対照例と比較して、統計学的有意差を持って上昇していたとは言えず、入浴中の急死と心房細動の発生に関しては、関連性は否定的であった。入浴中の急死例と心臓疾患を有さない高齢者の剖検例(対象例)の、心臓の左心房のmyocardial sleeveについてパラフィンブロックを作成した。抗Tyrosine hydroxylase抗体と抗S-100抗体を一次抗体に免疫染色を行い、免疫染色を施行した。今後は、myocardial sleeveの免疫染色を施行する対象例を若年者から高齢者まで幅を広げて検討を行う予定である。この検討は来年度、施行する予定である。進捗状況は順調に進展している。昨年、本年に収集した心臓疾患のない症例の心臓の肺静脈と左房の境界部のmyocardial sleeveについて、抗Tyrosine hydroxylase抗体と抗S-100抗体を一次抗体に用いて免疫染色を行う予定である。加齢によるアドレナリン作動性線維と非アドレナリン作動性線維の分布の変化について検討する予定である。心臓性突然死例、心臓疾患のない対象例(20歳代から90歳代について10例ずつ)について、加齢性変化(大動脈弁石灰化、心筋内のリポフスチン顆粒沈着、Basophilic degeneration、心筋の核の大小不同、血管周囲の線維化)の発現程度を心臓左室壁のパラフィンブロックを薄切し、HE、PAS、Azan-Mallory染色を施行し、鏡検し発生頻度を比較する予定である。心臓の加齢性の変化と入浴中の急死との関係性について明らかにするために、北里大学医学部法医学にて扱われた入浴中の急死例について調査を行った。北里大学医学部法医学で平成19年1月から平成28年12月の10年間で、400例の入浴中の浴槽内死亡例の検案及び法医解剖例が行われていた。検案例328例(82%)、解剖例72例(18%)[司法解剖8例、権限解剖3例、承諾解剖61例]であった。男性210例、女性190例、男女比は1:0.9であった。平均年齢は76.4±11.9歳、男性の平均年齢は男性76.2±10.7歳、女性76.8±13.2歳であった。入浴中の急死例の中で剖検を施行した事例の死因は、溺水の吸引:51例(70.8%)、虚血性心不全:9例(12.5%)、脳出血:2例(2.8%)、心臓弁膜症:1例(1.4%)、肺膿瘍:1例(1.4%)、くも膜下出血:1例(1.4%)、不詳(死後変化進行につき):7例(9.7%)であった。溺水の吸引と診断された中で、血中アルコール1.0mg/ml以上検出された事例は、11例(15.3%)であった。死後経過時間が比較的短い事例(死後3日以内)の心臓の組織(左右肺静脈,洞房結節、房室結節、左室前壁中隔、左室後壁)について病理組織ブロックを作成した。コントロール症例については、心臓疾患のない事例合計36例について、心臓の組織(部位は入浴中の急死例と同様)について病理組織ブロックを作成した。

36例の年齢構成は、20歳代:2例、30歳代:3例、40歳代:5例、50歳代:6例、60歳代:6例、70歳代:7例、80歳以上:7例)である。過去の北里大学医学部法医学において施行された入浴中の急死例を抽出した。年齢、性別、既往歴などの臨床情報を調査した。および入浴中の急死の組織ブロックを作成した。コントロール症例について、入浴中の急死ではなく、心臓疾患でない症例の心臓について刺激伝導系、肺静脈について切り出しを行い、ブロックを作成した。一部の症例の肺静脈について、S-100,THの免疫染色を施行した。発症頻度が高く、加齢により発症頻度が上昇する疾患の一つに、心房細動がある。心房細動は、心房筋の再構築(リモデリング)が関与しているとされている。また、心臓の交感神経、迷走神経の基礎活動の亢進で心房細動が発生することが報告されている。入浴時に静水圧による静脈還流量の増加により血圧上昇、心拍数上昇が起こった際に、心房細動が発生し、意識消失をきたし、浴槽内で溺没し、死亡する可能性があると考え、研究を行った。平成20年1月から29年12月の10年間で北里大学医学部法医学で施行された入浴中の急死剖検例(B群)15例、対照症例(C群)23例を対象とした。4本の肺静脈のMyocardial Sleeveについて、HE、Azan-Mallory染色標本、抗Tyrosine hydroxylase抗体と抗S-100抗体にて免疫組織化学的検討を施行。TH陽性/S-100陽性はアドレナリン作動性線維、TH陰性/S-100陽性は非アドレナリン作動性線維と判断し、各神経線維の数を100倍で20視野鏡検して計測し、半定量化した。統計学的有意差はStudent T-testにてp<0.01を有意差ありとした。左上、左下、右上、右下肺静脈におけるMyocardial sleeveのアドレナリン作動性線維及び非アドレナリン作動性線維の平均は、B群[16.7,11.9,16.1,12.1],[23.1,39.8,23.1,20.6]、C群[14.4,15.6,12.1,12.3],[24.1,17.7,18.9,17.6]であった。B群で左下肺静脈の非アドレナリン作動性線維の数が統計学的有意差をもって多く認められた(p<0.01)。我々の研究では、入浴中の急死例では、肺静脈のmyocardial sleeveにおいて、アドレナリン作動性線維が対照例と比較して、統計学的有意差を持って上昇していたとは言えず、入浴中の急死と心房細動の発生に関しては、関連性は否定的であった。入浴中の急死例と心臓疾患を有さない高齢者の剖検例(対象例)の、心臓の左心房のmyocardial sleeveについてパラフィンブロックを作成した。抗Tyrosine hydroxylase抗体と抗S-100抗体を一次抗体に免疫染色を行い、免疫染色を施行した。今後は、myocardial sleeveの免疫染色を施行する対象例を若年者から高齢者まで幅を広げて検討を行う予定である。この検討は来年度、施行する予定である。進捗状況は順調に進展している。北里大学医学部法医学で施行された入浴中の急死例で、死後経過時間の比較的短い事例36例の左室前壁中隔及び左室後壁についてパラフィンブロックを作成しており、各症例についてHE及びマッソントリクローム染色を行う。入浴中の急死例の中で、心臓に疾患のない事例12例、コントロール事例(心臓に疾患のない解剖例)36例について、肺静脈、刺激伝導系(洞房結節、房室結節)についてブロックを作成、HE染色、Azan-Mallory染色、免疫染色(抗S-100抗体、抗Throsine hydroxylase抗体)を施行している。これらの標本について以下の評価を行う。
アゾ基の光異性化を利用した配位数変化に基づく触媒反応の光スイッチ

昨年度までに、2-ホスフィノアゾベンゼンを合成し、この化合物が溶液中において分子内ボスホニウム塩と平衡にあることを見出し、VT-^<31>P NMRの測定により、平衡定数および熱力学パラメーターを算出することに成功した。また。この平衡に及ぼす置換基効果および溶媒効果を検討するとともに、種々の置換基を有する2-ホスフィノアゾベンゼンの光異性化反応の進行を確認した。今年度は、ホスフィンとボスホニウム塩との平衡混合物と各種金属化合物との錯体形成反応を検討した。2・ボスフィノアゾベンゼンの丁且F溶液にLi+[B(C_6F_5)_4]-を加えたところ、^<31>P NMRにおいてδ39に一重線が観測された。このシグナルはプロトン化したホスホニウム塩のシフト値に近いことから、リチウムアミド錯体の生成が示唆された。同様に塩化亜鉛を加えたところ、亜鉛アミド錯体が得られた。亜鉛錯体についてはX線結晶構造解析によって構造決定に成功した。一方、塩化白金との錯体は2-ボスフィノアゾベンゼンとのホスフィン錯体が生成し、最終的に、白金がC-H挿入した錯体を与え、その構造についてはX線結晶構造解析によって決定した。以上のように金属を変えることによって、アミド錯体とホスフィン錯体とが作り分けられることを明らかにした。また、ホスフィノ基を二つ導入した2,2'-ビスホスフィノアゾベンゼンを合成した。ビスボスフィノアゾベンゼンを酸とともに加熱すると、アゾ基の窒素一窒素二重結合が切断され、二つのリン-窒素結合へと不均化した環状イミノボスホランが生成した。アゾベンゼンのボスフィンによる切断反応の報告例は無く、興味深い反応である。本年度の研究では、アゾベンゼン骨格を有するトリアリールホスフィンの合成とその性質について検討した。はじめに、2-ヨードアゾベンゼンをリチオ化し、クロロジフェニルボスフィンとの反応を行ったが、目的とするトリアリールホスフィンは得られなかった。そこで、クロロジフェニルホスフィンの代わりに、ジフェニルチオホスフィン酸クロリドを用いることで、2-(フェニルアゾ)フェニル基を有するホスフィンスルフィドを合成することに成功した。次に、このホスフィンスルフィドのトリブチルホスフィンによる脱硫を行うことで、目的とするアゾベンゼン骨格を有するトリアリールホスフィンを得ることに成功した。X線結晶構造解析を行ったところ、ホスフィンのリン周りの構造はトリフェニルホスフィンとほとんど違いが見られなかった。一方、溶液中において^<31>P NMRを測定したところ、ホスフィンはリン原子がアゾ基に求核付加した分子内ホスホニウム塩との平衡にあることを明らかにした。また、溶液を低温にすると平衡はホスホニウム塩に偏ることから、平衡比の変化に伴い、サーモクロミズムが観測されることを見出した。すなわち、高温では、ホスフィンに平衡が偏り、アゾベンゼンに由来する赤色を呈したが、低温ではホスホニウム塩に由来する黒色を呈した。次に、ホスフィンとホスホニウム塩の平衡混合物に単体セレンを作用させたところ、反応はホスフィンからのみ進行して、ホスフィンセレニドを高収率で与えた。一方、水で処理するとホスホニウム塩の加水分解が進行し、2-(2-フェニルヒドラジノ)フェニル基を有するホスフィンオキシドが定量的に得られた。以上のように、ホスホニウムと平衡にある、特異的なホスフィンを合成することに成功した。今後は計画通り、合成したホスフィンを用いて、遷移金属錯体を合成していく予定である。昨年度、2-ホスフィノアゾベンゼンを合成し、この化合物が溶液中において分子内ホスホニウム塩と平衡にあることを見出し、VT^<-31>P NMRの測定により、平衡定数および熱力学パラメーターを算出することに成功した。今年度は、2-ホスフィノアゾベンゼンとホスホニウム塩との平衡に及ぼす置換基効果および溶媒効果を検討した。また、種々の置換基を有する2-ホスフィノアゾベンゼンの光異性化反応の進行を確認した。2-ヨードジフェニルヒドラジンと2級ホスフィンとのパラジウム触媒カップリング反応と引き続くヒドラジンのアゾベンゼンへの酸化反応によって、種々の置換基を有する2-ホスフィノアゾベンゼンを合成する手法を開発した。アゾベンゼンのパラ位に電子供与基が置換した場合、平衡はホスフィンに偏り、電子求引基が置換した場合は逆に、ホスホニウム塩に偏ることがわかった。この置換基効果は2-ホスフィノアゾベンゼンにおけるアゾ基と電子供与基との共鳴効果、および分子内ホスホニウム塩におけるヒドラジノ基と電子求引基との共鳴効果によって説明することができる。また、種々の溶媒中で平衡定数を算出したところ、溶媒のアクセプター性が高くなるほど平衡はホスホニウム塩に偏ることがわかった。一方、リン上の置換基効果を検討したところ、アゾベンゼンとは逆に電子供与基が置換すると平衡はホスホニウム塩に偏り、電子求引基が置換するとホスフィンに偏ることがわかった。また、種々の置換基を有する2-ホスフィノアゾベンゼンの光異性化反応を検討したところ、アゾベンゼン上に電子供与基を導入すると効率よく異性化が進行することを見出した。また、光異性化により生成したアゾベンゼンのZ体は、E体とは異なり、ホスホニウム塩と平衡に無いことを確認した。すなわち、光照射を行うことで、ホスホニウム塩の特異な反応性をスイッチすることに成功した。

昨年度までに、2-ホスフィノアゾベンゼンを合成し、この化合物が溶液中において分子内ボスホニウム塩と平衡にあることを見出し、VT-^<31>P NMRの測定により、平衡定数および熱力学パラメーターを算出することに成功した。また。この平衡に及ぼす置換基効果および溶媒効果を検討するとともに、種々の置換基を有する2-ホスフィノアゾベンゼンの光異性化反応の進行を確認した。今年度は、ホスフィンとボスホニウム塩との平衡混合物と各種金属化合物との錯体形成反応を検討した。2・ボスフィノアゾベンゼンの丁且F溶液にLi+[B(C_6F_5)_4]-を加えたところ、^<31>P NMRにおいてδ39に一重線が観測された。このシグナルはプロトン化したホスホニウム塩のシフト値に近いことから、リチウムアミド錯体の生成が示唆された。同様に塩化亜鉛を加えたところ、亜鉛アミド錯体が得られた。亜鉛錯体についてはX線結晶構造解析によって構造決定に成功した。一方、塩化白金との錯体は2-ボスフィノアゾベンゼンとのホスフィン錯体が生成し、最終的に、白金がC-H挿入した錯体を与え、その構造についてはX線結晶構造解析によって決定した。以上のように金属を変えることによって、アミド錯体とホスフィン錯体とが作り分けられることを明らかにした。また、ホスフィノ基を二つ導入した2,2'-ビスホスフィノアゾベンゼンを合成した。ビスボスフィノアゾベンゼンを酸とともに加熱すると、アゾ基の窒素一窒素二重結合が切断され、二つのリン-窒素結合へと不均化した環状イミノボスホランが生成した。アゾベンゼンのボスフィンによる切断反応の報告例は無く、興味深い反応である。
軟骨形成不全症の原因遺伝子(Evc)による軟骨細胞の増殖・分化制御機構の解析

昨年度の研究によりEvc遺伝子の前肥大軟骨細胞における強い発現が確認され、Evc遺伝子が軟骨細胞の分化に関与することが推測された。本年度においては、さらに軟骨細胞における機能的役割を明らかにすることを目的として解析をおこなった。まず、未分化軟骨細胞株であるATDC5にEvc遺伝子を安定的に過剰発現させる細胞を樹立し、その細胞の変化について解析することを試みた。単離した大半の細胞は増殖活性が非常に悪く、解析するまでの細胞数には至らなかった。最終的に過剰な発現が認められたのは1系統のみであった。通常、分化誘導培地でATDC5を培養しなければ軟骨細胞へ分化しないが、この細胞系統は非分化誘導培地にもかかわらず細胞凝集を形成しながら増殖した。また細胞の形態も繊維芽細胞様から丸みを帯びた軟骨細胞様に変化していた。これらの結果から、Evc遺伝子の過剰発現により軟骨細胞への分化が誘導されている可能性が考えられた。近年、Ellis-van Creveld症候群の原因遺伝子として本研究で取り上げたEvc遺伝子だけでなく、新たにLim-bin(Lbn)遺伝子が原因遺伝子であることが明らかにされた。さらに、両遺伝子は染色体上の位置が近接していることから、機能的になんらかの関連性が推測されることから、各組織における発現パターンについて解析を行った。各週齢のラット脛骨骨端および4週齢の肝臓、脳、肺、心臓、腎臓、骨格筋について半定量的RT-PCRによりEvcとLbn遺伝子の発現パターンを解析した。その結果、両遺伝子とも、すべての組織で類似した発現パターンを示した。これらの結果は、両遺伝子の関連性をさらに示唆する結果であり、軟骨細胞においても機能的な関連性があるものと考えられた。本研究により、Evc遺伝子が軟骨細胞の分化誘導に関与すること、またその作用はLbn遺伝子と関連性が推測され、軟骨細胞分化の制御機構でのEvc遺伝子の重要性が初めて示された。Ellis-van Creveld症候群は四肢短縮小人症であり、その原因遺伝子であるEVC遺伝子は軟骨細胞の増殖と分化に重要であると考えられているが、これまでに軟骨組織での発現様式や機能は明らかにされていない。本年度はEVC遺伝子と軟骨細胞との関連性を明らかにするために、ラット脛骨の成長板軟骨におけるEVCmRNAとタンパクの発現様式について解析を行った。さらにEVCとの関連性が推測される因子として、軟骨細胞の増殖と分化の制御に重要な因子であるIHHの発現様式との比較を行った。まず、ラット脛骨におけるEVC遺伝子の発現をRT-PCR法により調べた結果、発現量は胎生期が最も多く、週齢を増すにしたがい減少することが確認された。次に、ラットEVC組み換えタンパクを抗原として作製した抗体をもちいて、免疫組織化学的に脛骨成長板軟骨におけるEVCタンパクの局在を調べた。その結果、胎生期においては成熟層から肥大層の軟骨細胞に強い陽性反応が認められ、生後個体においても成熟層から肥大層の軟骨細胞に限局していることが認められた。また、EVCmRNAの発現についてin situ hybridization法による結果から、成熟層から肥大層の軟骨細胞に強く発現していることが認められ、EVCの遺伝子発現とタンパク局在は一致していた。このことから、EVC遺伝子が成熟層から肥大層の軟骨細胞において主に機能していることが明らかになった。また、EVCタンパクとIHHタンパクの局在は、すべての週齢の成長板軟骨において一致していることが認められ、EVCがIHHによる軟骨細胞の増殖、分化を制御するシグナル経路と関連している可能性が考えられた。以上の結果より、EVC遺伝子は軟骨内骨化の過程において成熟層から肥大層の軟骨細胞で作用する重要な因子であることが明らかとなった。

本研究により、Evc遺伝子が軟骨細胞の分化誘導に関与すること、またその作用はLbn遺伝子と関連性が推測され、軟骨細胞分化の制御機構でのEvc遺伝子の重要性が初めて示された。
ラット脊髄損傷に対するヒト神経幹細胞移植法の確立

損傷脊髄の再生を目的とした神経幹細胞移植療法を確立するために、1)細胞外基質を併用した神経幹細胞移植の検討、2)前脳および脊髄由来神経幹細胞移植の比較検討、3)損傷脊髄内の微小環境の修飾(1L-6受容体抗体の併用)を行った。1)細胞外基質の併用:先ず、collagen type Iを用いたラット神経幹細胞の3次元培養システムを確立した(至適コラーゲン濃度、細胞密度の決定)、次にラット脊髄損傷後9日にcollagen type Iとともに神経幹細胞移植を行ったところ、コラーゲンにより良好な移植細胞の生着と損傷部空洞の縮小、さらに運動機能の回復がみられた。2)脊髄由来神経幹細胞は前脳由来神経幹細胞と比較して増殖能が低いため、今後の臨床応用に向けた大量細胞供給は困難が予想される。そこでこれまでわれわれが行ってきた損傷脊髄に対する脊髄由来神経幹細胞移植と同様に前脳由来神経幹細胞移植でも同様な有効性が得られるかを検討した。移植後の細胞の生着に違いはみられなかったが、分化した細胞は前脳由来ではニューロン、脊髄由来ではオリゴデンドロサイトが多数見られた。運動機能は両郡とも非移植群よりも有意な回復が得られた。3)脊髄損傷後に発現の増加が見られるIL-6やCNTF等のgp130を介したsignalが内在性及び移植神経幹細胞をアストロサイトへと分化誘導する因子の一つと考え、脊髄損傷後に腹腔内に抗IL-6受容体抗体を投与した。損傷部周囲のグリア組織と線維性瘢痕の有意な縮小と運動機能の回復がみられた。今後は脊髄損傷の時期に応じて、急性期はIL-6受容体抗体を、亜急性期から慢性期にはコラーゲンゲルを併用した神経幹細胞移植を行うことで、運動機能の回復が期待出来ると考えている。損傷脊髄の再生を目的とした神経幹細胞移植療法を確立するために、齧歯類(マウス、ラット)霊長類(サル)を用いた基礎的研究を行っている。昨年度は、1)神経幹細胞移植の時期の検討2)サル脊髄損傷モデルの確立、3)サル脊髄損傷に対する神経幹細胞移植の有効性を報告した。今年度は、これらをさらに臨床応用に一歩近づけるための基礎的研究として齧歯類(マウス、ラット)を用いた以下の実験を行った。1)移植方法の改良(細胞外基質の併用)、2)損傷脊髄内の微小環境の修飾(IL-6受容体抗体の併用)、3)軸索伸展阻害因子であるセマホリン3A阻害剤の併用などの研究を行い、神経幹細胞移植法の改良を試みた。1)細胞外基質の併用:先ず、collagen type Iを用いたラット神経幹細胞の3次元培養システムを確立した(至適コラーゲン濃度、細胞密度の決定)、次にラット脊髄損傷後9日にcollagen type Iとともに神経幹細胞移植を行ったところ、より良好な移植細胞の生着と運動機能の回復がみられた。2)脊髄損傷後に発現の増加が見られるIL-6やCNTF等のgp130を介したsignalが内在性及び移植神経幹細胞をアストロサイトヘと分化誘導する因子の一つと考え、損傷脊髄にIL-6受容体抗体を投与したところ、損傷部周囲のグリア組織の有意な縮小と運動機能の回復がみられた。3)グリア瘢痕組織内に存在し軸索伸展を阻害するセマフォリン3Aに対する阻害剤を用いて、損傷軸索の再生と機能評価を行った。薬剤投与群では、損傷部を貫き再生した軸索が数多くみられ、運動機能も有意に良好な回復がみられた。

損傷脊髄の再生を目的とした神経幹細胞移植療法を確立するために、1)細胞外基質を併用した神経幹細胞移植の検討、2)前脳および脊髄由来神経幹細胞移植の比較検討、3)損傷脊髄内の微小環境の修飾(IL-6受容体抗体の併用)、4)軸索伸展阻害因子(セマフォリン3A)に対する阻害剤の検討を行った。1)細胞外基質の併用:ラット胸髄損傷モデルを作製し、9日後にコラーゲンタイプ1ゲルとともに神経幹細胞を移植した。コラーゲンにより良好な移植細胞の生着と損傷部空洞の縮小、さらに運動機能の回復がみられた。2)脊髄由来神経幹細胞は前脳由来神経幹細胞と比較して増殖能が低いため、今後の臨床応用に向けた大量細胞供給は困難が予想される。そこでこれまでわれわれが行ってきた損傷脊髄に対する脊髄由来神経幹細胞移植と同様に前脳由来神経幹細胞移植でも同様な有効性が得られるかを検討した。移植後の細胞の生着に違いはみられなかったが、分化した細胞は前脳由来ではニューロン、脊髄由来ではオリゴデンドロサイトが多数見られた。運動機能は両郡とも非移植群よりも有意な回復が得られた。3)脊髄損傷後に発現の増加が見られるIL-6やCNTF等のgp130を介したsignalが内在性及び移植神経幹細胞をアストロサイトへと分化誘導する因子の一つと考え、脊髄損傷後に腹腔内に抗IL-6受容体抗体を投与した。損傷部周囲のグリア組織と線維性瘢痕の有意な縮小と運動機能の回復がみられた。4)グリア瘢痕組織内に存在し軸索伸展を阻害するセマフォリン3Aに対する阻害剤を用いて、損傷軸索の再生と機能評価を行った。薬剤投与群では、損傷部を貫き再生した軸索が数多くみられ、これらはシュワン細胞により髄鞘化されていた。また薬剤投与群で運動機能も有意に良好な回復がみられた。
震源域の伝統木造建築への衝撃的な波動の入力伝播特性と被害軽減に関する研究

薬師寺東塔西塔の振動観測の背景:創建西暦730年の東塔は現在に至るまで約1300年近くの歳月を耐え抜いて来た。しかし、1995年には阪神・淡路大震災で塔身が傾き、1998年の台風では相輪が曲がり、水煙も歪んだ。1)現状:不同沈下がひどく、西側の礎石が沈下して傾いている。心柱継ぎ手部分の痛みがひどく、強風時には音をたててきしむ。心柱根元部分が蟻害で約2m中空となっている。組物の傷みもひどい。2)振動観測:強風時の観測波形の比較=100秒間の平均振幅は塔身で2倍、心柱で4倍、東塔が大きかった。塔身水平方向振動・回転振動と心柱水平方向振動=振動特性は、両塔とも2次の固有周期では塔身に対して心柱が大きく揺れるが東塔の1次2次の固有周期は近く1次のモードで継ぎ手部分で大きく折れ曲がる。上下方向の振動が起こす上層の傾きは水平変位にかなり影響する。本研究ではこれを「回転振動」と呼ぶ。東塔1次の固有周期で下層の振幅が上層を上回りせん断変形が負となる箇所があった。回転振動を考慮すれば西塔の1次モードでも見られた。振れ振動が観察された。4)地震応答解析:東塔は西塔に比べ相輪が大きく振られるように揺れていることが分かり、局所にも大きく負担がかかっている層があることが分かった。また、両塔とも相輪にかかる負担が大きく、東塔では弱っている継ぎ手付近にも負担がかかることが分かる。塔全体の運動エネルギーに対し、各層の回転運動エネルギーが占める割合が最大約25%と大きく、塔が各層で回転振動することにより水平方向の振動を軽減している可能性があると考えられる。現地観測の結果、○西塔に比べ東塔の振動性状が特異である。○異常に大きな揺れが局所的に励起されている。○東塔の心柱の損傷が塔の振動特性に影響を及ぼしていると考えられる。○地震時には両塔とも相輪にかかる負担が大きい。○さらに東塔では継ぎ手部分にも大きく負担がかかる。○回転振動が水平方向の揺れを軽減する可能性が高い。組物の傷みもひどい。
熱帯泥炭火災に由来する多環芳香族炭化水素と誘導体の土壌残存性とそのリスクの解明

インドネシア共和国が保有する広大な熱帯泥炭地で頻発している大規模火災は、生態系の破壊、CO2の排出、越境ヘイズによる健康被害など、様々な環境問題を引き起こしている。本研究では、フィールド調査研究と室内実験研究の両側面から、熱帯泥炭火災に由来する多環芳香族炭化水素(PAHs)の生成機構、および、泥炭中におけるPAHsの残留、微生物代謝産物の生成、水圏への移行挙動を解明することを目的としている。さらに、PAHsとそれらの誘導体を含む泥炭、地下水、表層水の毒性を複数の試験法により評価する予定である。本研究を遂行するために、本年度はこれまでに共同研究実績のあるインドネシア研究者らと綿密なサンプリング計画を立て、さらに、今後の研究発展を目的としたワークショップの開催を検討した。日本側の研究チームでは、必要な分析装置を再整備し、過去に採取したサンプルを用いて以下の予備実験を行った。1PAHsとPAHsの誘導体である水酸化PAHs、キノン体PAHs、ニトロ化PAHsの分析法を検討した。水試料と土壌試料を対象とするための前処理法の検討を行った。2PAHsとPAHs誘導体の毒性を評価するための試験法として、変異原性試験と細胞毒性試験の適用を検討した。また、。PAHsとそれらの誘導体環境リスクを評価するうえで、マトリクス成分の毒性への影響を把握することは極めて重要である。泥炭に大量に存在している腐植物質はPAHsやそれらの誘導体と疎水性相互作用に基づく複合体を形成することで、実際に発現する毒性を大きく変化させることが予想されるため、腐植物質の複合体の毒性評価に関しても検討を行った。さらに、、衛星データ用いた植生分布解析に基づく火災発生年の推定法を検討し、本研究への活用を試みている。第1回目のサンプリング渡航を初年度に計画していたが、時間的な都合で実現することができなかった。研究環境の整備に関しては概ね予定通り進めている。サンプリング渡航を9月に実施し、研究計画に従い、以下の研究を進める。1火災跡地の泥炭と地下水・表層水を対象に、PAHsとそれらの誘導体の存在量・分布を明らかにする。2火災跡地の泥炭と地下水・表層水の毒性を明らかにする。本研究では、火災跡地の泥炭と地下水・表層水の毒性を複数の試験法を用いて評価するとともに、PAHsとそれらの誘導体の腐植物質による毒性変化の程度と機構を明らかにする。3室内実験により、泥炭からのPAHsの生成と毒性の発現を実証する。泥炭を異なる条件で加熱することで生成するPAHsの濃度と構成比を明らかにし、フィールド調査から得られる結果と合わせて考察する。また、泥炭火災により発生するPAHsの起源を明らかにするために、泥炭に含まれる植物由来のバイオマスと不溶性、溶存性腐植物質をそれぞれ分けて加熱実験に供する。さらに、実際に検出されたPAHs代謝産物の毒性を評価する。また、。

泥炭を異なる条件で加熱することで生成するPAHsの濃度と構成比を明らかにし、フィールド調査から得られる結果と合わせて考察する。また、泥炭火災により発生するPAHsの起源を明らかにするために、泥炭に含まれる植物由来のバイオマスと不溶性、溶存性腐植物質をそれぞれ分けて加熱実験に供する。さらに、実際に検出されたPAHs代謝産物の毒性を評価する。予定していたサンプリング渡航を実施する。
赤外エバネッセント光による次世代半導体ウエハ機能薄膜のナノ欠陥計測法に関する研究

本研究は,次世代半導体デバイス用半導体機能薄膜層欠陥の計測技術の開発を行うものである.具体的には,半導体機能薄膜表面近傍に生成されるエバネッセント光を,数10nm程度の微小開口を有するファイバプローブ探針を用いて計測しエバネッセント光を乱す元となった薄膜厚異常等の欠陥や薄膜層表面および内部に存在する微小欠陥を同定するという新しい欠陥計測技術の開発をめざすものである.最終年となる平成18年度は,次世代半導体微細加工技術として期待されているナノインプリント形成薄膜への応用に特に焦点を絞り,理論・実験の両面から解析を行った.FDTD法に基づいたナノスケール電磁場解析シミュレーション解析により,(1)取得される近接場光応答は,外部照明の基板反射による干渉効果とプローブ先端部と界面の相互作用効果の両者を勘案した物理モデルで記述可能であること.(2)後者の影響は,薄膜直下のシリコン層の応答が支配的となること.(3)プローブ先端と薄膜上面との距離制御を行いながら,近接場光応答を取得することで,23nmスケール分解能で膜厚異常となる残膜厚の計測が可能であることが分かった.また前年度までに構築を行ったエバネッセント場計測光学系に対して,上述の理論解析に基づき入射光偏光制御部およびシェアフォース距離制御部を組み込んだ改良を施し,実際のナノインプリント形成薄膜基板(膜厚なし,膜厚10nm,50nmの3タイプ)に対する計測実験を試みた.その結果,プローブ先端と薄膜上面との距離変化に従い,理論解析で予想されたものと同様に膜厚毎に異なった近接場応答挙動となることが確認された,今回の実験ではS偏光入射において,理論解析とは異なった挙動を示しており,この点に関しては今後さらに詳細な解析が求められる.本研究は,次世代半導体デバイス用Si機能薄膜層の表面および内部に存在する微小欠陥の計測技術の開発を行うものである.具体的には,Low-k材等のSi機能薄膜層表面に生成させたエバネッセント光分布(エバネッセント場)を,数10nm程度の微小開口を有するファイバプローブ探針を用いて計測しエバネッセント場を乱す元となった薄膜層表面および内部に存在する微小欠陥を同定する,という今までにない全く新しい欠陥計測技術の開発をめざすものである.具体的な研究目標として,以下の研究課題の達成を考えている.(1)シリコン機能薄膜表面および内部の微小欠陥がエバネッセント場形成に与える影響の理論的解明(2)シリコン機能薄膜表面へのエバネッセント場生成技術の確立(3)シリコン機能薄膜表面上に局在するエバネッセント場の計測技術の確立(4)エバネッセント場に基づく微小欠陥同定法の確立平成16年度は以下の研究課題の達成を行った.(16-1)ウエハ機能薄膜の計算機モデルの構築とFDTD法に基づくエバネッセント場生成シミュレータの構築:偏光特性の影響を考慮可能な三次元での電磁場解析が可能なシミュレータを構築した.(16-2)ウエハ機能薄膜上エバネッセント場の計算機シミュレーション:三次元空間詳細電磁場解析が可能な大規模メモリ(2GByte)搭載PCを用い,エバネッセント場と光学パラメータの関係を調査し,50nm程度の深さに存在する数10nmスケールのボイド欠陥の光学情報がプローブにより取得可能であることを確認した.(16-3)ウエハ機能薄膜表面エバネッセント場生成光学系の設計・構築:(16-2)の電磁場解析結果に基づき,エバネッセント場生成基礎光学系の設計・構築を行った.本研究は,次世代半導体機能薄膜層の微小欠陥の計測技術の開発を行うものである.具体的には,エバネッセント光を半導体機能薄膜層に適用した際に得られる近接場光応答を数10nm程度の微小開口を有するファイバプローブ探針を用いて計測することで,従来の遠隔伝搬光に基づく光計測では検出困難なナノスケールの欠陥情報を取得する,という今までにない全く新しい欠陥計測技術の開発をめざすものである.平成17年度は以下の研究課題の達成を行った.●半導体機能薄膜表面エバネッセント場計測光学系の設計・構築:機能薄膜付ウエハは静電容量変位センサ内蔵ピエゾ駆動XY軸ステージに設置し,近接場光学顕微鏡用ファイバープローブ探針をピエゾ駆動Z軸アクチュエータにより,上方より接近させ,探針微小開口部における局在エバネッセント場の伝搬光変換を行う.変換伝搬光はファイバを介して高感度赤外検出モジュールにより検出され,その電気信号は2位相ロックインアンプにより高S/N処理される.●半導体機能薄膜表面エバネッセント場の基礎計測実験:上述のエバネッセント場の生成光学系と計測光学系を融合し,半導体機能薄膜ナノ欠陥計測システムを構築,基準ウエハに対するエバネッセント場の検出実験を試みた.ここでは,ナノインプリントにより生成した100nm以下の厚さの極薄薄膜に対して近接場光応答の検出を試みた.その結果,検出される応答は,膜厚により大きく変化することが確認された.これは,薄膜欠陥の代表例である厚さ異常を10nmスケール以下の感度で検知可能であることを示唆するものである.エリプソメータを用いても膜厚の計測は可能であるが,半導体機能薄膜のように,横方向にサブマイクロメートル以下の分解能が要求される場合,エリプロメータ等の従来膜厚計測技術は適用不可能であり,原理的に面内分解能が高い提案開発研究の妥当性・有効性を,基礎実験により確認することができた.

本研究は,次世代半導体デバイス用半導体機能薄膜層欠陥の計測技術の開発を行うものである.具体的には,半導体機能薄膜表面近傍に生成されるエバネッセント光を,数10nm程度の微小開口を有するファイバプローブ探針を用いて計測しエバネッセント光を乱す元となった薄膜厚異常等の欠陥や薄膜層表面および内部に存在する微小欠陥を同定するという新しい欠陥計測技術の開発をめざすものである.最終年となる平成18年度は,次世代半導体微細加工技術として期待されているナノインプリント形成薄膜への応用に特に焦点を絞り,理論・実験の両面から解析を行った.FDTD法に基づいたナノスケール電磁場解析シミュレーション解析により,(1)取得される近接場光応答は,外部照明の基板反射による干渉効果とプローブ先端部と界面の相互作用効果の両者を勘案した物理モデルで記述可能であること.(2)後者の影響は,薄膜直下のシリコン層の応答が支配的となること.(3)プローブ先端と薄膜上面との距離制御を行いながら,近接場光応答を取得することで,23nmスケール分解能で膜厚異常となる残膜厚の計測が可能であることが分かった.また前年度までに構築を行ったエバネッセント場計測光学系に対して,上述の理論解析に基づき入射光偏光制御部およびシェアフォース距離制御部を組み込んだ改良を施し,実際のナノインプリント形成薄膜基板(膜厚なし,膜厚10nm,50nmの3タイプ)に対する計測実験を試みた.その結果,プローブ先端と薄膜上面との距離変化に従い,理論解析で予想されたものと同様に膜厚毎に異なった近接場応答挙動となることが確認された,今回の実験ではS偏光入射において,理論解析とは異なった挙動を示しており,この点に関しては今後さらに詳細な解析が求められる.
IL-17による腫瘍間質細胞を介した乳癌肺転移促進機構の解明と治療モデルの開発

本研究の目的は、IL-17Aによる乳癌肺転移促進作用のメカニズムを解明し、治療への応用を探索することである。本年度は、IL-17Aによる肺転移促進メカニズムの解明として、IL-17Aによる腫瘍微小環境の変化を主に解析した。IL-17A欠損マウスにマウス乳癌細胞株4T1をマウス乳腺に担癌すると、野生型マウスと比べて、原発腫瘍径は差がないにも関わらず肺転移が有意に抑制される。そこでIL-17Aが転移のどの段階で転移促進作用を発揮するか検討したところ、4T1を担癌した野生型マウスでは、末梢血中の腫瘍細胞(CTC)は、肉眼的肺転移を形成する前の時点で検出可能であったが、IL-17A欠損マウスの血中腫瘍細胞は野生型よりも低く検出困難であった。さらに、4T1細胞を血中に直接移入したところ、野生型、IL-17A欠損マウスで肺転移に差はみられなかった。以上より、IL-17Aによる肺転移促進作用は、転移の早期の段階すなわち腫瘍細胞が血中に入る以前の段階(EMT獲得、浸潤、血管内流入)で作用していると考えられた。そこでまず腫瘍形成早期の時点で、野生型およびIL-17A欠損マウスの担癌腫瘍局所に浸潤する細胞集団(単球・マクロファージ、好中球、リンパ球、線維芽細胞)と血管新生の違いについて解析を進めた。その結果、IL-17A欠損マウスに担癌した腫瘍は、野生型マウスの腫瘍に比べ、有意に血管新生が減弱していること、腫瘍局所で単球からM2マクロファージへの分化が促進されていること、腫瘍浸潤制御性T細胞が減少していることを見出した。次年度では、IL-17Aによる腫瘍浸潤マクロファージを介した血管新生促進作用および腫瘍細胞の血管内侵入の促進作用、EMT促進の有無について、さらに解析をすすめていく。また同時に治療モデルの開発およびヒト乳癌組織でのIL-17Aの影響について検討をすすめていく。IL-17Aの作用を受けた腫瘍局所に浸潤する細胞集団の表面マーカーや比率変化のみならず機能の違いを明らかにする必要がある。野生型およびIL-17A欠損マウスの腫瘍組織から分離精製した各細胞群の転移に関わる遺伝子発現の解析を行っているが、また実験途中であり、次年度に結果を出す。また、IL-17Aによって作用を受けた細胞集団によるin vivoでの肺転移促進作用の証明が重要であるが、こちらも本年度では終了しておらず、次年度も引き続き取り組む。今後、IL-17Aによる腫瘍浸潤マクロファージを介した血管新生促進作用および腫瘍細胞の血管内侵入の促進作用、EMT促進の有無について、さらに解析をすすめていく。動物モデルでの最終目標は、IL-17Aによって作用を受けた細胞集団(マクロファージ)をin vivoに移入し、肺転移促進作用がみられるかを明らかにすることにある。さらに、その細胞集団を除去することによる肺転移抑制モデルを目指す。同時に、ヒト乳癌組織間質でのIL-17Aの発現および予後、遠隔転移の有無について検討をすすめていく。

また、IL-17Aによって作用を受けた細胞集団によるin vivoでの肺転移促進作用の証明が重要であるが、こちらも本年度では終了しておらず、次年度も引き続き取り組む。今後、IL-17Aによる腫瘍浸潤マクロファージを介した血管新生促進作用および腫瘍細胞の血管内侵入の促進作用、EMT促進の有無について、さらに解析をすすめていく。動物モデルでの最終目標は、IL-17Aによって作用を受けた細胞集団(マクロファージ)をin vivoに移入し、肺転移促進作用がみられるかを明らかにすることにある。さらに、その細胞集団を除去することによる肺転移抑制モデルを目指す。同時に、ヒト乳癌組織間質でのIL-17Aの発現および予後、遠隔転移の有無について検討をすすめていく。in vivo実験用にマウスに関わる諸費用を計算していたが、予定よりin vitroでの実験が多くなり、マウスに関わる諸費用が低くなった。また今年度は国内学会のみでの発表および資料収集となったため、旅費の費用が予定より低かった。次年度は遺伝子解析に関わる費用およびマウス関連費用が今年度より必要になる。また国際学会における発表および資料収集のため、旅費にかかる費用も高額になる。