hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慢性閉塞性肺疾患に対する胸郭外陰圧式人工呼吸器使用と運動療法の有用性

COPD患者に胸郭外陰圧式人工呼吸器(RTX)を使用し、その有用性を、呼吸機能、自律神経機能、運動耐用能の面から検討を加えた。RTXを使用する短期的効果は、胸郭外がら陰圧、陽圧を加えることで呼吸筋の疲労が軽減され呼吸疲労の改善となり、機能的残気量が減少し、血中二酸化炭素濃度の低下が予想される。その際、静脈還流量が増加し、一回拍出量の増加となり、交感神経性動が迎制され、心拍数も減少することが予想される。外来COPD患者の呼吸リハビリテーションの一手段として、RTXが妥当であるか検討した。対象拭重度の外来GOPD男性患者4名(半均年齢71歳)、%VC72-106%、FEV1.0%30.2-44.5%の重度の閉塞性換気障害があり、呼吸困難はHugh-Jones分類III-IV度であった。呼吸リハビリはRTXのみ使用(週1回、30分間)。RTXの設定は、吸気圧=-20cmH_2O、呼気圧=+10cmH_20、I:E比=1:1.5、呼吸回数15回で行った。1ケ月毎にRTX施行前後で肺性量、一秒量、ピークフロー、胸郭周囲径、6分間歩行を測定した。RTX1回使用の前後評価では、胸郭周囲径が4例ともに使用後に増加していた。しかし他項目での有意な改善は見られなかった。RTXの使用頻度が増すと、自覚症状として呼吸困難感も減少するようになってきた。3ヶ月後の評価で、4例全員に6分間歩行め維持または改善を未しだ(180→382,405→510,319→375,460→479)。ピークフロー(L/min)は4例中3例で改善64→93、94→128、195→195)し、1例は減少(124→96)した。肺活量、一秒量、胸郭周囲径に著明な改善は認めなかった。RTXを3ケ月間、間欠的に使用する事により4例中3例に長期的効果がみられた。残りの1名は、病気の進行により悪化したと考えられる。りの1名は、病気の進行により悪化したと考えられる。この研究の目的は、COPD患者に対する胸郭外陰圧式人工呼吸器(RTX)を用いた有用性の報告はなく、呼吸機能、自律神経機能、運動耐用能の面から効果判定を行い、有用性の検討を加えることである。RTXを使用する短期的効果は、胸郭外から陰圧、陽圧を加えることで呼吸筋の疲労が軽減され呼吸疲労の改善となり、機能的残気量が減少し、血中二酸化炭素濃度の低下が予想される。その際、静脈還流量が増加し、一回拍出量の増加となり、交感神経活動が抑制され、心拍数も減少することが予想される。呼吸機能だけでなく、循環動態にも影響すると思われ検証する。平成18年度は、急性増悪した3名のCOPD患者に対して、RTXを使用して効果判定を行った。3名とも呼吸困難感は減少して良好な結果となった。1名は、一秒率は変化を示さなかったが、%VCの改善を示した。他の1名は、呼気流量が改善し、3ヶ月使用で胸郭拡張差も改善し、可動性も改善した。残りの1名は、呼吸機能の面では改善を示さなかったが、自覚症状と6分歩行での改善がみられた。H19年度は、安定期COPD患者に対してRTXを使用した呼吸循環の効果を検討する。

3ヶ月後の評価で、4例全員に6分間歩行め維持または改善を未しだ(180→382,405→510,319→375,460→479)。ピークフロー(L/min)は4例中3例で改善64→93、94→128、195→195)し、1例は減少(124→96)した。肺活量、一秒量、胸郭周囲径に著明な改善は認めなかった。RTXを3ケ月間、間欠的に使用する事により4例中3例に長期的効果がみられた。残りの1名は、病気の進行により悪化したと考えられる。りの1名は、病気の進行により悪化したと考えられる。
夏目漱石再編纂・再校訂のための基礎的研究

6月に『本文の生態学』(日本エディタースクール出版部)を出版し、各方面から関心を示してもらった。漱石本文については、『三四郎』その他について細かい調査を続行しているが、近い将来その成果を発表したいと思っている。平成5年末から岩波書店の新漱石全集が出始めたので、その本文についての記事も書く必要に迫られている。過去3年間研究費をいただき、漱石本文をいろいろな角度から見つめる機会が得られた。当時の印刷の実態についても、調査が少しずつ深まっているが、まだこれからという段階である。今年度は,3年を要する研究の初年度である。従って研究はもっぱら基礎の基礎部分に対してであった。漱石については,直接的には,「三四郎」本文研究に焦点をしぼり,ひんぱんに天理図書館(奈良県)へ出かけ,自筆原稿を細かく調べた。この調査は来年度も同じように行われる。今年度重視した点の1つは,漱石〓〓の印刷所の実態研究であり,何度も高岡重蔵氏(嘉瑞工房新宿区西五軒町11ー1)のもとへ出かけ,印刷について議論し,指導を受け,実際に〓〓の組み方を再元してみた。この種の研究の成果は,数年先でなければとても発表できない。今年は従って,特別な成果の発表はない。昨年から重点を置いて研究している『三四郎』については,原稿(自筆原稿)の調査がかなり進み,これを入力している。原稿を底本にした一種の稿訂を作成したいと考えている。これにともなって,『三四郎』原稿の所在地である天理図書館にも足をはこんでいる。今年は,日本エディタースクールより話のあった書物の原稿をようやく終え,現在校正につとめているばかりである。山下のアメリカ出張とその準備(4月に出張)のため,校正がおくれるが,本は5月末か6月出版となる。タイトルは『本文の生態学』。主として漱石の本文研究であるが,他に芥川龍之介「羅生門」と森鴎外「舞姫」についても各々一章をあてて論じている。本の構成は,(序章-本文は生きている),一章(漱石全集の実態),二章(印刷工程,特に文選工について-漱石作品を通して),三章(森鴎外「舞姫」の底本について),四章(「羅生門」の本文研究と実際の本文を作成し提示)その他から成る。特に序章は,山下がこれまでの本文研究の経験をふまえて,従来からの学門的でないものを批判,新たな方法倫を論じたものである。どのような反応があるか,見定めたいと思っている。今年は,漱石ではないが同じ本文研究であるEdmund Spenser゙A Textual Companior to The Faerie Queene′′のElectronics Versionも共稿で出版した(東京研究社6500円)。このスペンサーの仕事は,すでに世界的に知られ評価されており,Hamilton(A.C.)教授編(FaerieQueene)(ロングマン)のテクストも我々が作成することになっている。日本の英文学者の仕事としては過去に例がない。
アクティブ視聴覚統合による動的変化環境下での音環境認識

ロボットのカメラ・マイクから得られる視聴覚情報をその認識のしやすさ(情報量レベル)に応じて,適切に統合を行い,ロボットの知覚を向上する枠組みを因果ベイズモデルに基づき,提案・構築した.さらに,ロボットの動作をアクティブに制御し,情報量レベル自体を向上させる「アクティブ視聴覚統合」を提案し,構築した枠組みを拡張した.提案した枠組みの有効性を,実機ロボットを用いた音声認識・発話区間検出タスクを通じて実証した.ロボットのカメラ・マイクから得られる視聴覚情報をその認識のしやすさ(情報量レベル)に応じて,適切に統合を行い,ロボットの知覚を向上する枠組みを因果ベイズモデルに基づき,提案・構築した.さらに,ロボットの動作をアクティブに制御し,情報量レベル自体を向上させる「アクティブ視聴覚統合」を提案し,構築した枠組みを拡張した.提案した枠組みの有効性を,実機ロボットを用いた音声認識・発話区間検出タスクを通じて実証した.H22年度は、(1)視聴覚統合モデルの構築,(2)自己発生音抑圧、(3)音源同定・環境音認識、(4)ロボット実機・シミュレータのためのソフトウェアアーキテクチャ検討といった当初計画に対して、ほぼ遅滞なく研究を進めることができた。(1)に関しては、発話区間検出およびデコーディング処理という音声認識における2つの主要プロセスそれぞれに視聴覚統合を行う2階層視聴覚統合方式を提案し,実装し,その有効性を明らかにした.また,信号対雑音比や画像の解像度に応じて,特徴量に対する信頼度を動的に変更するモデルを考案し,オフラインでその効果を検証した.さらに,情報量の信頼度が大きく異なる場合にはモダリティ統合よりもモダリティ選択が有効であるという知見が得られつつあり,H23年度にこの検証を行う予定である.(2)に関しては,雑音テンプレートを用いた自己雑音抑圧法を確立し,その有効性を示した.(3)に関しては,階層型のGMMを用いた音源同定手法を構築した.H23年度は(1)のシステムへの統合を行う予定である.(4)に関しては,ロボット聴覚ソフトウェアHARK上で,動作するモジュールを実装することにより,統合を容易にした.H23年度は,実際に実機ロボットでの検証を行う予定である。平成23年度は、平成22年度の成果をベースに,アクティブに情報量レベルを制御するロボット制御方式に重点を置いて研究を行い,ほぼ予定通りに研究を進めることができた.1.視聴覚統合モデルの構築平成22年度に予測された情報量の信頼度が大きく異なる場合にはモダリティ統合よりもモダリティ選択が有効であるという知見について実際に実機ロボットを用いたデータを用いて検証を行い,その結果を英文ジャーナル論文としてまとめた(採択済).さらに,アクティブに情報量レベルを制御するロボット制御方式について,因果推論ベイズを用いたフレームワークを考案し,その有効性を検証中である.平成24年度構築予定の実機ロボット用視聴覚統合システムフレームワークに採用予定である.2.自己発生音抑圧平成23年度に提案したテンプレートベース法でテンプレートを適応的に構築するアルゴリズムを考案し,その有効性を検証した.平成24年度は,提案アルゴリズムをオープンソースソフトHARKに導入し,上記1との統合を図る予定である.3.音源同定・環境音認識平成23年度は音楽認識に焦点を絞ってビート追跡の研究を行った.平成24年度は音源同定技術と統合を目指す.4.ロボット実機・シミュレータ台車型ヒューマノイドロボットHearboを用いて、提案した視聴覚統合モデルが適用できるようROS化を行った.平成24年度は,実際にHearboを用いて統合システムの検証を行う.ロボットのカメラ・マイクから得られる情報量のレベルに応じた視聴覚統合,さらにロボット動作制御により情報量レベルを向上させるアクティブ視聴覚統合の枠組みを提案・構築し,その有効性を実環境での音環境認識で実証するという目的に対して,当該年度は,システム統合,パッケージ化とその公開にフォーカスし,研究を行った.前年度,理論部分の構築を行った因果推論ベイズモデルに基づく手法をさらに改良し,アクティブ視聴覚統合手法を提案した.これにより,ロボットの動作が,聴覚・視覚情報に与える影響を予測すると同時に,ロボットがより認識しやすい音声・画像情報を取得できるようなアクティブな動作を行うことが可能となった.またこの手法を台車ベースのヒューマノイドロボットHearbo上に,ロボット聴覚のオープンソースソフトウェアHARK,およびロボット用ミドルウェアROSを用いて統合ロボットシステムとして構築し,評価を行った.ユーザが発話を行っている区間を検出する発話区間検出を評価タスクに用いたところ,単純なルールベースや一般的なベイズベースの予測手法と比較し,有意な性能向上が得られ,提案手法の有効性を実証できた.自己雑音抑圧技術は,これまでの成果をまとめて,ロボット聴覚のオープンソースソフトウェアHARKのパッケージとして構築,近日中に一般公開を行う予定である.また,環境音認識の一環として行っていたビートトラッキングは,HARKのパッケージとして構築し,すでに公開を行っている.全体として,すべての要素技術を統合システムとして構築するまでには至らなかったものの,コアの技術である「アクティブ視聴覚統合」手法を提案し,実ロボットでその有効を実証できたこと,その他の要素技術も統合に向けてパッケージ化およびコミュニティの活性化を促すために公開の準備は整えたことから,概ね予定通りに研究を進めることができた.本研究テーマは大きく4つの項目からなっており,それらが,最終年度で統合されるという計画となっている.平成24年度にこれら4項目で得られた成果が統合できるレベルにまで進捗しているため,おおむね順調に進展しているといえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は,3年間の集大成として,実機ロボットに構築した手法を統合し,提案フレームワークの有効性を実証する.

具体的には,視聴覚統合モデルについては,因果推論ベイズを用いたフレームワークを実機ロボット用視聴覚統合システムに適用する予定である。この際に,オープンソースソフトHARKへ導入される自己発生音抑圧法,音源同定技術と統合する.ロボットの実機には,台車型ヒューマノイドロボットHearboを用いる.24年度が最終年度であるため、記入しない。
三重鎖DNA結合蛋白質の高次構造と三重鎖DNA認識機構

三量鎖DNAはホモプリンホモピリミジン二重鎖(pur・pyr)の主溝に沿ってホモピリミジン単鎖あるいはホモプリン単鎖がHoogsteen型の水素結合をすることにより形成される。pur・pyr配列は真核生物のゲノム中に広く分布し、遺伝子発現の調節領域や組み換えのホットスポットに位置することから、三重鎖DNAが遺伝子発現調節や組み換えに関与すると考えられている。本研究課題では三重鎖DNAに特異的に結合する蛋白質として最近単離されたSTM1蛋白質を解析した。まず大腸菌内でT7ブローモーターを用いてSTM1蛋白質を発現する系と、tacプローモーターを用いてグルタチオンS-トランスフェラーゼとの融合蛋白質としてSTM1蛋白質を発現する系との2つの系を構築した。後者の系を用いた方がSTM1蛋白質の発現量は大きく、発現した蛋白質は単品に精製することができた。次にSTM1蛋白質が種々のDNA構造、(1)ホモプリンホモピリミジン二重鎖DNAにホモプリン単鎖が結合した三重鎖DNA(Pur triplex)、(2)ホモプリンホモピリミジン二重鎖DNAにホモピリミジン単鎖が結合した三重鎖DNA(Pyr triplex)、(3)G-rich単鎖とC-rich単鎖とからなる二重鎖DNA(Pur duplex)、(4)A-rich単鎖とT-rich単鎖とからなる二重鎖DNA(Pyr duplex)、(5)G-rich単鎖及び(6)G-rich単鎖が折り畳まってできる四重鎖DNA(G-tetramer)に結合する強さを解析した。STM1蛋白質はこの中ではPur triplexに最も強く結合した。同じ三重鎖のPyr triplexにも結合したが、Pur triplexへの結合よりも数十倍弱かった。またPur duplexにも結合したが、Pur triplexへの結合よりも数十倍弱かった。同じ二重鎖のPyr duplexにはほとんど結合しなかった。またG-rich単鎖への結合も非常に弱く、Pur triplexへの結合よりも数千倍弱かった.またG-tetramerに対してはある程度強く結合したが、Pur triplexへの結合よりも5-6倍弱かった。染色体末端のテロメア領域はG-rich単鎖が突出しており、四重鎖DNAを形成し得ることを考えあわせると、STM1蛋白質はテロメアの構造維持にも関与している可能性が考えられる。また以上の核酸構造との相互作用にSTM1蛋白質C末端領域が関与していることが示唆された。三重鎖DNAはホモプリン・ホモピリミジン二重鎖(pur・pyr)の主溝に沿ってホモピリミジン単鎖あるいはホモプリン単鎖がHoogsteen型の水素結合をすることにより形成される。

本年度の研究では、まず出芽酵母の染色体DNAよりPCRでstml遺伝子全長の断片を増幅し、pETベクターに挿入し、大腸菌内でT7プロモーターを用いてSTM1蛋白質を大量発現する系を構築した。この大量発現した蛋白質をほぼ単品にまで精製することに成功した。またSTM1蛋白質が種々のDNA構造、(1)ホモプリン・ホモピリミジン二重鎖DNAにホモプリン単鎖が結合した三重鎖DNA(Pur triplex)、(2)ホモプリン・ホモピリミジン二重鎖DNAにホモピリミジン単鎖が結合した三重鎖DNA(Pyr triplex)、(3)G-rich単鎖とC-rich単鎖とからなる二重鎖DNA(Pur duplex)、(4)A-rich単鎖とT-rich単鎖とからなる二重鎖DNA(Pyr duplex)および(5)G-rich単鎖に結合する強さを解析した。STM1蛋白質はこの中ではPur triplexに最も強く結合した。同じ三重鎖のPyr triplexにも結合したが、Pur triplexへの結合よりも数十倍弱かった。またPur duplexにも結合したが、Pur triplexへの結合よりも数十倍弱かった。同じ二重鎖のPyr duplexにはほとんど結合しなかった。またG-rich単鎖への結合も非常に弱く、Pur triplexへの結合よりも数千倍弱かった。これらの結合解析以外に、さらに大腸菌から精製したSTM1蛋白質の三次元構造解析を展開しつつある。三重鎖DNAはホモプリン・ホモピリミジン二重鎖(pur・pyr)の主溝に沿ってホモピリミジン単鎖あるいはホモプリン単鎖がHoogsteen型の水素結合をすることにより形成される。pur・pyr配列は真核生物のゲノム中に広く分布し、遺伝子発現の調節領域や組み換えのホットスポットに位置することから、三重鎖DNAが遺伝子発現調節や組み換えに関与すると考えられている。本研究課題では三重鎖DNAに特異的に結合する蛋白質として最近単離されたSTM1蛋白質を解析した。昨年度の研究では、大腸菌内でT7プローモーターを用いてSTM1蛋白質を発現する系を構築したが、本年度の研究では、大腸菌内でtacプローモーターを用いてグルタチオンS-トランスフェラーゼとの融合蛋白質としてSTM1蛋白質を発現する系を構築した。STM1蛋白質の発現量は向上し、発現した蛋白質は昨年と同様にして単品にまで精製することができた。また昨年度の研究では、二重鎖DNAやG-rich単鎖DNAよりも、ホモプリン・ホモピリミジン二重鎖DNAにホモプリン単鎖が結合した三重鎖DNA(Pur triplex)に対してSTM1蛋白質が最も強く結合することを明らかにしている。本年度の研究では、G-rich単鎖が折り畳まってできる四重鎖DNA(G-tetramer)に対してもSTM1蛋白質がある程度強く結合することを明らかにした。ただG-tetramerへの結合の強さはPur triplexへの結合よりも5-6倍弱かった。
香港のフードアクティヴィズムと民主化運動

本年度は、8月と3月に現地調査を行い、広深港高速鉄道反対運動(反高鉄運動)、菜園村生活館、その他のフードアクティヴィズムに関する文献調査と取材を行った。また、調査3年目ということもあって、研究成果も出すことができた。もっとも長文のものとしては、武蔵社会学会『ソシオロジスト』に反高鉄運動の遺産についての論文を執筆した。その論考の中では、以下の四つの作業をしている。第一に、反高鉄運動を歴史的文脈に位置づけた。それを孤立した出来事として捉えるのではなく、一九九七年に中国に返還された後の香港の市民社会の展開の中に埋め込んだ。第二に、「反高鉄」の理由を考察した。それは、香港の「中国化」に対する反発だけでなく、資本主義的開発という香港における支配的なイデオロギーに対する根源的な批判を含んでいた。第三に非暴力直接行動の創出という運動の遺産を明らかにした。とりわけ「苦行」と呼ばれるユニークな路上の行動が、ローカルな運動とグローバルな運動との交錯の中から生まれたことを示した。さらに、「苦行」という政治表現の民主主義的な含意を考察した。第四に、運動のもう一つの遺産である農の発見について論じた。菜園村民の暮らしに刺激を受けた支援者たちが、農に脱資本主義的開発の生活と社会の原則を見いだしたことを示した。この論文以外にも、川端浩平、安藤丈将編『サイレント・マジョリティとは何か』(ナカニシヤ出版)の八章に、菜園村生活館についての論考を執筆した。また、小規模家族農業ネットワークジャパン編『国連「家族農業の10年」と「小農の権利宣言」』に香港の農民についての原稿を執筆した。武蔵社会学会の年次大会でも反高鉄運動について報告し、東アジア社会学会の大会では市民的不服従の報告を行った。2017年度は所属機関における研究専念期間であったため、計画以上に研究が進展したが、2018年度は通常業務に戻り、研究時間も大幅に減ったため、進度が遅れた。しかし、前年度に大きな進捗があったため、トータルで見るとまだ予定よりも進んでいる。調査期間は残り1年なので、成果を出していきたい。まず、香港の農民の事例を見ながら、社会運動としてのパーマカルチャーの可能性と問題を考察する論文を執筆したい。また、もし年度内に間に合うならば、非暴力直接行動や市民的不服従の理論的な研究を整理しながら、香港における直接行動を考察する論文も執筆したい。次年度も、8月と3月に現地調査を行い、菜園村生活館、その他のフードアクティヴィズムに関する文献調査と取材を行う予定である。本年度は、事前の調査で進めていた、香港のフードアクティヴィズムを読み解くうえでの枠組みについて報告を行なった。日本や欧米諸国の事例や理論をもとに、食と農に関する社会運動の研究を軸にして、そこにローカリズムと民主主義の理論的な知見を関連させながら、分析の枠組みづくりを進めてきた。研究成果は、主に次の三つについて論じた。一つ目は、食や農は、いかなる社会的な背景のもとで、社会運動のイシューとして現われたのかについてである。特に1960年代後半におけるニューレフト運動のインパクトを受けて、1970年代以降、公害のような工業化の成功ゆえに生じた問題に対する認識が広がった。進歩や経済成長のような工業社会に支配的な価値観に対する反省が共有されるのに伴って、社会運動の対象が、食と農という人びとの生存に関わる領域へと拡大していくプロセスを考察した。二つ目は、コミュニティにおける民主主義についてである。これは、トクヴィル以来、政治学の古典的なテーマであり続けており、その歴史的な変化を踏まえながら、今日における状況を考察した。コミュニティの自治は、市民の動員を促すが、ネオリベラリズムが進展する状況の中で、それがいかに機能するようになっているのかに注目した。三つ目は、食と農の領域における民主主義を求める運動のトランスナショナルな性格についてである。特にアジアの国境を越える農民の連帯に焦点をあてながら、異なる歴史的な文脈に置かれながらも農を営むという点では共通する人びとが、ナショナリズムを批判的に捉えながら、連帯の論理をいかにして獲得していったのかを考察した。本年度は、香港と台湾に出張して、事前に進めていた、菜園村生活館のフードアクティヴィストたちへの取材を継続した。取材を通して、彼らを取り巻く資本主義と植民地主義の状況に対する理解を深める必要性を痛感させられ、取材対象を拡大するのではなく、文献調査に取り組み直した。調査の取材計画からの遅れは、この点に起因する。特に、植民地主義的な状況は、大陸中国と香港との間に複雑に張りめぐらされており、英語、中国語、日本語の文献をもとに、植民地主義の交錯についてより細やかな理解をするようにしてきた。植民地主義の問題は、香港における自治としての民主主義の要求と関わっている。この点を踏まえて、私は、フードアクティヴィストたちが、脱植民地化としての自治の実践を農という営みを通して実践しているという理解に至った。脱植民地化という観点を挿入しながら、事前調査の枠組みの整理をし直し、今後の取材に備えるというところまで研究は進捗した。本年度は、主に菜園村生活館、マポポコミュニティ農場、郷土学社など、非農家出身のいわゆる「新農夫」に対して、ライフヒストリーを交えながら、彼らが農に至るまでの運動の経験を尋ねてきた。この調査を通して、彼らの言葉から民主主義的な含意を読み取り、フードアクティヴィズムと民主化運動との関連性を探ることを目指している。

また、インタビューでは、農民の抵抗の言葉を明らかにすることに集中しがちであるので、農場に滞在し、彼らの農の実践そのものの参与観察にも力を入れた。その過程で、彼らが害虫や台風のような農業上の障害に直面した時、どう対応しているのかについても話をすることができた。困難に直面した時にどう対応するかは、パーマカルチャーという彼らが実践している農法の特徴を示すものなので、農場での参与観察の作業を通して貴重な知見を得ることができた。さらに、特に菜園村生活館の顧客にも取材をすることができた。農民側の言葉だけでなく、顧客の言葉も付き合わせることで、食べ物をめぐる民主主義的な関係性の内実を明らかにすることを目指している。香港のフードアクティヴィズムにおいては、農が単なる食べ物の生産活動を超え、様々な社会問題に取り組み、解決するための方法として位置づけられていることである。とりわけ、アクティヴィストたちは、香港における制度的な民主主義の欠落している状況において、より直接的な民主主義を実現する手段として農を捉えている。2017年度は、勤務校にて特別研究員であったため、前年度より長く香港に滞在できた。現地の人びとの協力も得られたこともあり、取材は概ね順調であった。昨年の出遅れを取り戻すことができた。本年度は、8月と3月に現地調査を行い、広深港高速鉄道反対運動(反高鉄運動)、菜園村生活館、その他のフードアクティヴィズムに関する文献調査と取材を行った。また、調査3年目ということもあって、研究成果も出すことができた。もっとも長文のものとしては、武蔵社会学会『ソシオロジスト』に反高鉄運動の遺産についての論文を執筆した。その論考の中では、以下の四つの作業をしている。第一に、反高鉄運動を歴史的文脈に位置づけた。それを孤立した出来事として捉えるのではなく、一九九七年に中国に返還された後の香港の市民社会の展開の中に埋め込んだ。第二に、「反高鉄」の理由を考察した。それは、香港の「中国化」に対する反発だけでなく、資本主義的開発という香港における支配的なイデオロギーに対する根源的な批判を含んでいた。第三に非暴力直接行動の創出という運動の遺産を明らかにした。とりわけ「苦行」と呼ばれるユニークな路上の行動が、ローカルな運動とグローバルな運動との交錯の中から生まれたことを示した。さらに、「苦行」という政治表現の民主主義的な含意を考察した。第四に、運動のもう一つの遺産である農の発見について論じた。菜園村民の暮らしに刺激を受けた支援者たちが、農に脱資本主義的開発の生活と社会の原則を見いだしたことを示した。この論文以外にも、川端浩平、安藤丈将編『サイレント・マジョリティとは何か』(ナカニシヤ出版)の八章に、菜園村生活館についての論考を執筆した。また、小規模家族農業ネットワークジャパン編『国連「家族農業の10年」と「小農の権利宣言」』に香港の農民についての原稿を執筆した。武蔵社会学会の年次大会でも反高鉄運動について報告し、東アジア社会学会の大会では市民的不服従の報告を行った。
頭頸部癌における抗癌剤感受性と癌幹細胞の治療法開発

口腔扁平上皮癌において根治手術治療前のFDG-PETで計測されるSUVmaxは、腫瘍の厚みや浸潤の深さと密接に関連した。SUVmax12以上の腫瘍を有する患者群では、SUVmaxが12未満の腫瘍を有する患者群と比べて、より短い3年の粗生存率や、より大きい腫瘍の厚みや浸潤の深さ、さらにより高い平均Bcl-2濃度を有することを示した。SUVmaxは、患者の予後を予測する目的で非侵襲的かつ有用な因子である事を本研究で示した。次に、頭頸部癌の治療抵抗性の根幹をなすと考えられる頭頸部癌細胞の特徴を把握するために、ips細胞作成のために必要な因子であるSOX2の頭頸部癌における意義につき、頭頸部癌由来の培養細胞を使い、SOX2による転写因子や転移浸潤能への関与などを第61回日本気管食道科学会総会において「前腸発生に深く関与する転写因子Sox2の頭頸部癌における意義」として口演発表した。また、研究目的である治療抵抗性症例の新たな治療法開発に対して、名古屋大学医学部付属病院において頭頸部癌の癌幹細胞の樹立とその治療法開発を研究課題として、検体提供とその使用に関して倫理委員会において研究計画書を審査中であり、in vitroでの抗癌剤感受性試験の実験系を確立している。平成22年度は、頭頚部癌における抗癌剤感受性と癌幹細胞の治療法開発のために、まず「頭頚部癌の治療抵抗性症例に対する治療開発の研究」という臨床研究課題名で、名古屋大学医学部付属病院倫理委員会にて承認をえた上で研究を遂行した。FDG-PET/CT撮影症例の根治手術時に切除検体から、一部分の組織を採取し、FDG-PET/CTによる集積と予後との関連を臨床病理学的に分析している。その中で、研究の成果としてFDG集積の成因や治療抵抗性の分析のために、よりFDG-PET/CTの特徴に沿った組織採取法を新たに開発した。次に、「FDG-PETやFDG-PET/CTによる頭頚部の予後予測に関する研究」という臨床研究課題名で名古屋大学医学部付属病院倫理委員会にて承認をえた上で研究を遂行した。FDG集積と予後との関連を臨床学的な側面から癌の治療抵抗性を主に分析している。第28回東海頭頚部腫瘍研究会にて「下咽頭癌におけるFDG集積」の演題名で口演発表を行い、FDG集積と下咽頭癌症例の予後との関連を明らかにし、論文作成中である。また、平成22年度日耳鼻中部連合会にては、「口腔扁平上皮癌におけるFDG集積は、腫瘍の厚みや浸潤の深さ、さらにBcl-2発現と関連する」との演題名で口演発表を行った。FDG集積と臨床学所見や病理学所見、さらに免疫組織学的所見とを比較分析することにより頭頸部癌における治療抵抗性の成因の新たな知見を得たので、その研究成果を発表した。また、愛知県がんセンター研究所にては、「頭頸部癌におけるFDG-PET/CT等の画像晴報による診断能や予後予測等に関する研究」の臨床研究課題名にて愛知県がんセンター中央病院倫理委員会にて承認を得た上で、頭頸部がん患者の治療前検体よりの抗癌剤感受性試験の結果と治療前のFDG-PETもしくはFDG-PET/CTによるFDG集積との関連を病期や抗癌剤の治療効果、さらに生命予後等について研究を遂行している。
腫瘍細胞浸潤の「動き」に立脚したがん進展メカニズムの解明

本研究では、自然発がんマウスと最新の生体イメージング技術である多光子励起イメージング技術を用いて、従来の組織染色標本では把握することが困難な腫瘍細胞の動きに関する情報を入手し、生体組織内における細胞単位の“動き"の観点から腫瘍の進展メカニズムを明らかにすることを目的として研究を行った。この目的を達成するために、当該年度は本研究で観察対象とする自然発がんマウスを繁殖させ、このマウスの生体組織を吸入麻酔下に多光子励起イメージング技術で経時的に可視化する最適な観察系を検討した。本研究で観察対象とする自然発がんマウスを繁殖させ、このマウスの生体組織を麻酔下に多光子励起イメージング技術で経時的に可視化する最適な観察系を検討した。今後の生体イメージングのデータから得られる特徴量を定量的・統計学的に評価することで、腫瘍の浸潤に特異的な細胞移動の因子を抽出する。関与する原因因子の同定を行い、浸潤病変の早期検出に対する有用性を検討する。
歯槽骨生検法を用いた骨粗鬆症の超早期発見法の確立

閉経に伴う歯槽骨微細構造の変化や、歯槽骨と全身の骨代謝マーカーとの関連性を明らかにするために、女性18名(閉経前5名、閉経後早期3名、閉経後10名)のインプラント手術時に歯槽骨生検試料を採取した。試料をマイクロCTにて撮影し3次元骨形態計測を行った。歯槽骨の骨量は閉経前に比べ閉経後で有意に減少していた。閉経前に比べ閉経後早期の骨梁は、棒状で間隙が大きかった。すべての歯槽骨パラメータは少なくとも一つ以上の骨代謝マーカーと有意な相関関係を有した。従って、歯槽骨微細構造は閉経後早期にすでに変化を開始し、骨代謝マーカーと密接に関連していることが明らかとなった。本研究は、歯槽骨微細骨梁構造と全身の骨代謝状態の関連性を検討し、骨代謝状態をより鋭敏に反映する歯槽骨パラメータを明らかにすることで、骨粗鬆症を超早期に発見する歯槽骨の診断基準を確立することを目的としている。本年度は、歯科インプラント窩洞形成時に破棄される歯槽骨を生検試料として有効利用する"歯槽骨生検法"にて、成人女性の歯槽骨試料を収集した。それらの試料を高解像度X線マイクロCT装置を用いて撮像し、歯槽骨の微細骨梁構造を3次元骨形態計測にて解析した。全身の骨代謝状態を検索するために、同意を得られた対象者全員の骨代謝マーカー(骨型アルカリフォスファターゼ[BAP]、オステオカルシン、血中I型コラーゲン架橋N-テロペプチド[NTX]、デオキシピリジノリン)を測定し、踵骨の骨密度を超音波骨密度測定器を用いて計測した。これら歯槽骨試料の解析データと、全身の骨代謝マーカーの値を用いて、両者の関連性について検討した結果、歯槽骨海綿骨領域の骨量と骨形成マーカーのBAP値との間、また、歯槽骨海綿骨領域の骨量、骨表面積および骨梁幅と骨吸収マーカーのNTX値の間には、有意な相関が認められた。また閉経前の一例は、閉経前でありながらもNTXが高値で歯槽骨の骨量と骨梁幅が低値を示し、閉経後症例と類似した結果となった。これは、歯槽骨を詳細に解析することで、閉経前後に関わらず骨代謝状態が亢進した骨粗鬆症リスクの高いケースを検出できる可能性のあることを示している。これまでに解析した試料の結果から、歯槽骨構造を詳細に検索することは、骨代謝状態の亢進した人の早期発見を可能にし、骨粗鬆症発症前の高リスク者の検出に有用である可能性が示唆された。今後は採取した歯槽骨試料すべての解析を進め、更に交絡因子の検討を行い、その上で歯槽骨による骨粗鬆症の超早期発見法を確立していく。本研究は、ヒトの歯槽骨微細骨梁構造と全身の骨代謝状態の関連性を検討し、骨代謝状態をより鋭敏に反映する歯槽骨パラメータを明らかにすることで、歯槽骨を用いて骨粗鬆症を超早期に発見する方法を確立することを目的としている。“歯槽骨生検法"で得られた試料のマイクロCT画像から、3次元骨形態計測データ(骨量、骨表面積、骨梁幅、骨梁数、骨梁間隙、骨梁中心距離、骨パターンファクター:TBPf、Structure Model Index:SMI)を得ており、本年度はさらに骨塩量計測も行った。また、全身の骨代謝状態の検査として、骨代謝マーカーの骨型アルカリフォスファターゼ、オステオカルシン、血中I型コラーゲン架橋N-テロペプチド、デオキシピリジノリンを測定した。歯槽骨パラメータの3群間(閉経前、閉経直後、閉経後)の比較を行い統計学的に分析した。その結果、閉経直後群は閉経前群と比較し骨梁間隙とSMIが有意に高値を示した。よって、全身の骨代謝状態が亢進する閉経直後に、歯槽骨もいち早く海綿骨構造の棒状化や脆弱化といった変化が起こっていることが明らかとなった。さらに、歯槽骨パラメータと全身の骨代謝マーカーの相関関係を統計学的に検索したところ、全ての歯槽骨パラメータが、少なくとも一つ以上の骨代謝マーカーと有意な相関関係を有し、歯槽骨が全身の骨代謝状態をよく反映していることが明らかとなった。特にSMI、TBPfでは、順位相関係数が0.7以上の強い相関関係が認められ、特に有用な歯槽骨パラメータであることが明らかとなった。本研究より、ヒト歯槽骨の海綿骨構造が、閉経後早期に変化していること、また全身の骨代謝マーカーの変化と鋭敏に呼応していることが明らかとなった。

よって、歯槽骨海綿骨を詳細に検索することで、全身の骨代謝状態を知り、骨粗鬆症発症リスクの高い人の早期発見に寄与する可能性を示すことができた。試料の採取は問題なく進み、歯槽骨海綿骨の微細構造に関するデータも、全身の骨代謝状態に関するデータもほぼ予定通り計測ができている。初期に収集した試料について、歯槽骨と全身の相関関係を調べ検討した結果、少数例でも当初予想していた傾向が見られ、今後の方向性も定まったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに収集したすべての試料においてデータ分析をさらに進め、当初の計画通り歯槽骨を用いた骨粗鬆症の超早期段階での診断基準の設定に向け研究を進める。そのために、歯槽骨パラメータと全身の骨代謝状態との相関関係に関わる交絡因了を明らかにし、それを考慮した上で両者の相関関係について検討していく。
サヤン・アルタイ山脈の高山フロラに関する種生物学的研究

本研究は、アジア中央に位置するサヤンおよびアルタイ山脈高山フロラの種生物学的解析を通じて、これらの地域における種分化の実態と、ヒマラヤおよび日本の高山フロラの起源についてのより深い理解を得ることを目的としたものである。この目的のため、当該年度では特に次のような事項に主眼をおいて現地調査が行われた。1)ヒマラヤ地域および日本列島の高山フロラとの十分な比較検討が行ない得るよう、前年度に引き続き、出来るだけ多くの植物標本を収集する。これまで日本国内の各ハ-バリウム(植物標本室)には、サヤン・アルタイ山脈地域の植物標本はほとんどなく、本研究で得られる採集標本は比較検討のための貴重な資料となるべきものである。2)種生物学的解析のため、ユキノシタ属、ネコノメソウ属(以上ユキノシタ科)、イワベンケイ属、マンネングサ属、ムラサキベンケイソウ属(以上ベンケイソウ科)、トリカブト属、キンポウゲ属、キンバイソウ属(以上キンポウゲ科)、トウヒレン属(キク科)、スゲ属(カヤツリグサ科)などに焦点を絞り、調査、解析材料の収集を行なう。3)木本植物の材解剖の比較検討のためカバノキ属(カバノキ科)、ヤナギ属(ヤナギ科)、Caragana属(マメ科)などの材鑑の収集。以上を主眼とした当該年度の研究実績概要は以下のとうりである。1.平成4年度のアルタイ山脈地域の植物調査では約7000点の標本を収集したが、当該年度においてもほぼ同点数の標本を採集することが出来た。この中にはアルタイ山脈地域では見られなかった植物がかなりあり、両年度を通じて得られた標本により、サヤン・アルタイ山脈高山フロラの外観がほぼ把握できるものと考えられる。これらの標本は東京都立大学牧野標本館に集中させ研究者に便宜を図るとともに、重複標本は国内外の各ハ-バリウムに配布される予定である。2.周北極要素について:シベリア高山には、日本にも分布するムカゴユキノシタ、チョウノスケソウ、ジンヨウスイバなどといった周北極要素が認められた。しかしその生育の様式には日本とシベリアの間で大きな違いが観察された。こうした植物は日本では分布域も狭く個体数が少ないのに対して、シベリア高山では個体数が圧倒的に多くかつ分布域も広いというはっきりした傾向が認められた。とりわけユキノシタ属のムカゴユキノシタは日本では両性花をつけることは極めて稀で、もっぱらムカゴによる無性生殖を行っていると考えられるのに対して、シベリア高山では両性花を付けることの方が普通で、有性生殖と無性生殖の両方を行っていると考えられる。これは高山帯の空間的拡がりの違いにもとづく、両地域での遺伝子プールの大きさの違いによっているものと推定される。3.トリカブト属:(1)当該年度に実施した西サヤン山脈にて本属植物の新種が発見された。この種については、ロシア側対応機関の責任者に献名して、学名をAconitum krasnoboroffiiとした。これはNapellus節に所属するもので、分布の点では西サヤン山脈の西タンヌオ-ラ山系の固有である。Napellus節の種はヨーロッパに分布するが、本種に最も近縁なものはバルカン半島に分布するA.burnattii Gayersubsp.petheri(Hayek)Jalasであることが明らかになった。(2)中部日本の高山帯にはホソバトリカブトなど有限花序をもつ一群の固有植物の存在が認められていたが、近縁なものは日本列島以外にはこれまで全く知られていなかった。しかし今回の調査により、西サヤン山脈東部の固有植物Aconitum paskoi Worosch.は有限花序を付けることが発見された。これは日本列島以外では初めての報告となる。旧ソ連及びロシアでは、花序の形態にのみ注目されていて、花序の開花順序については省みられてこなかったことが大きな原因である。A.paskoiに対応する日本固有の分類群としては北アルプスのヤチトリカブトがある。これらと近縁な他の種も含めてDNA解析も進行している。日本の高山フロラの固有種が遠く離れたシベリアの高山に姉妹種をもつという例はキンポウゲ属のタカネキンポウゲ(北アルプス白馬岳固有)-Ranunculus altaicus(アルタイ、西サヤン山脈固有)、及びキンバイソウ属のボタンキンバイ(利尻島固有)-Trollius altaicus(アルタイ山脈固有)においても同様であった。4.トウヒレン属:(1)この属のうち、Amphilaena亜属は上部の茎葉が大きくなり、かつ半透明となって苞葉状に花序を包む、いわゆる「温室植物」として知られている植物群である。この形態形質は、高山帯の厳しい環境条件下で自身の成長と訪花昆虫の活動を保護する適応的な形質と考えられている。この亜属の植物は従来ヒマラヤ地域の固有と考えられてきたが、シベリアにもこの亜属に所属する植物のあることが確認された。それらはアルタイ山脈のSaussurea orgaadayiと西サヤン山脈のS.dorogostaiskiiの2つである。これらの標本とDNA資料、そして生育状況についての情報は本研究によって初めてロシア国外にもたらされたものである。特にS.dorogostaiskiiは蕾の時期には上部の茎葉が花序をしっかりと包んでいるものの、開花期には花序を全く包んでいないことが現地での観察で明らかとなった。

この亜属において、上部の茎葉が次第に大きくなりかつ半透明になり、花序をより完全に包む方向に進化したという傾向が認められるならば、シベリア高山に「温室植物」の祖先種が一つ生育するということになる。しかしながら、中国華北・華中地域にはこの亜属に所属するにもかかわらず依然として生態などがよく分かっていない種がいくつかあり、進化的傾向を推定するにはこれらの種についての解析が必要である。(2)上記の「温室植物」の他に、Eriocoryne亜属に所属する「セーター植物」と呼ばれる1群の植物がある。これは植物体全体が綿毛で被われるもので、やはり高山の厳しい環境条件に対する適応的な形態と考えられている。この亜属もヒマラヤ地域の固有と考えられてきた。しかし本研究により、アルタイ山脈固有のS.glacialisが「セーター植物」の一つであることが確認された。これはヒマラヤのS.gossypiforaやS.simpsonianaなどと比べると明らかに綿毛の密度が低い。この場合も、高山の厳しい環境に対する適応として、綿毛の密度の低いものから高いものへ進化したという傾向を認めると、「セーター植物」の起源も同じくシベリア高山に求められる可能性があることを示唆している。5.ユキノシタ属、ネコノメソウ属、イワベンケイ属、マンネングサ属、ムラサキベンケイソウ属:シベリア高山で得られたこれらの分類群はヒマラヤや日本高山帯にも多く見られ、主に染色体を中心に解析が進められている。西サヤン山脈で得られた染色体材料は、固定瓶で約200本にのぼるが、この中にはユキノシタ属のシコタンソウ類、ネコノメソウ属のエゾネコノメソウ、Chrysosplenium ovatum,Chr.sedakowii,イワベンケイ属のRhodiola pinnatifida,ムラサキベンケイソウ属のムラサキベンケイソウ、Hypotelephium populifoliumなどアルタイ山脈では見られなかったものも多い。解析結果の一部は既に学会の口頭発表で明らかにされているが、今年度中には詳細な成果がすべて出揃うはずである。6.スゲ属:今回の西サヤン山脈の調査で約2600点約100種にのぼるスゲ属植物が採集された。この内の約1/3の種は、カブスゲ、ミガエリスゲ、ハクサンスゲ、アゼスゲなど、日本の北方地域及び日本高山帯ものとの共通種又はごく近縁な種であることが明らかとなった。又日本に分布せずシベリア内陸に多く分布するものの中にも、日本産種と関連づけられるものが多く含まれていた。このことは、日本産スゲ属のフロラの起源を理解していく上で貴重な情報を与えてくれるものと考えられる。7.木本植物の材解剖:シベリア地域で特に種数の多いカバノキ属、ヤナギ属、Caragana属で31種33点の材鑑材料が得られた。解剖解析は現在進行中である。本研究は、アジア中央に位置するサヤンおよびアルタイ山脈高山フロラの種生物学的解析を通じて、これらの地域における種分化の実態と、ヒマラヤおよび日本の高山フロラの起源についてのより深い理解を得ることを目的としたものである。この目的のため、当該年度では特に次のような事項に主眼をおいて現地調査が行われた。1)ヒマラヤ地域および日本列島の高山フロラとの十分な比較検討が行ない得るよう、前年度に引き続き、出来るだけ多くの植物標本を収集する。
血栓形成過程におけるフィブロネクチンの役割に関する基礎的検討

平成6年度には、RGD非依存性GPIIb/IIIa結合ドメインのうち細胞結合ドメインにある血小板結合ドメインの局在を検討するため、合成ペプチドを作成し、inhibition binding assayおよびADP刺激血小板凝集に対する影響を検討したところ、アミノ酸残基1377-1388に相当する合成ペプチドにGPIIb/IIIa結合ドメインの存在することを明らかにした。平成7年度には、我々がすでの報告したフィブロネクチンのC末側ヘパリン結合領域に相当する29kDaフラグメントにおける血小板結合ドメインについて、さらに詳細に検討した。その結果、アミノ酸残基1704-1718に相当する合成ペプチドが、標識29kDaフラグメントとGPIIb/IIIaの結合を濃度依存性に抑制し、さらにADP凝集も阻害することを明らかにした。また、このペプチドをSepharoseに固相化し、可溶化血小板膜蛋白のなかでこのペプチドと結合した蛋白を同呈すると、その分子量および抗体との反応性よりGPIIbおよびGPIIIaと考えられた。さらに、29kDaフラグメントとGPIIb/IIIaの結合はRGDSおよび細胞結合領域のRGD非依存性血小板結合ドメインであるアミノ酸残基1377-1388により阻害されなかったことより、C末側ヘパリン結合ドメインに存在するGPIIb/IIIa結合ドメインは他のGPIIb/IIIa結合ドメインとは異なるGPIIb/IIIa上の部位につく可能性を明らかにした。また、細胞表面プロテオグリカンのフィブロネクチンと血小板との結合への影響に関しては、現段階までに充分な検討が進まなかったが、29kDaフラグメントにあるヘパリン結合部位を合成ペプチドを用いて明らかにすることができ、この結合部位はすでに明らかにしたGPIIb/IIIa結合ドメインとはことなっていた(manuscript in preparation)。血栓形成には,血小板とフィブリノゲンあるいはフォン・ウィルブラント因子との結合が重要であると考えられている。近年,接着因子のひとつであるフィブロネクチンにもGPIIb/IIIaを受容体として血小板と結合し,血小板凝集を阻害することが明らかにされた。その結合ドメインに関しては,RGD配列以外に,フィブロネクチンのC末端側に存在するヘパリン結合ドメインを含んだディスパーゼ酵素処理によりえられた29kDaフラグメントと,細胞結合ドメインに存在するRGD非依存性結合部位(アミノ酸残基1359-1436)があることが本施設ならびに他施設より報告されている。本年度は,アミノ酸残基1359-1436に存在するGPIIb/IIIa結合ドメインの局在を解明するため,12個のアミノ酸で構成される合成ペプチドを作成し,フィブロネクチンとGPIIb/IIIaとの結合に対する影響を検討したところ,2個の合成ペプチド(アミノ酸残基1371-1382,1377-1388)がこの結合を濃度依存性に阻害し,さらにフィブリノゲンとGPIIb/IIIaの結合およびADPによる血小板凝集を阻害し,この領域にGPIIb/IIIa結合ドメインが存在することを明らかにし,この成果を『Peptides』に投稿し,受理され現在印刷中である。また,29kDaフラグメントに関しては制限酵素であるlysylendopeptidaseで切断し,9個のフラグメントを作成し,不足した部分については合成ペプチドを作成した。現在血小板凝集におよぼす影響を調べ,フィブロネクチンあるいは29kDaフラグメントとGPIIb/IIIaとの結合に対する阻害効果を検討中であり,次年度には明らかにすることが可能となるものと思われる。

平成7年度には、我々がすでに報告したフィブロネクチンのC末側ヘパリン結合領域に相当する29kDaフラグメントにおけるRGD非依存性血小板結合ドメインについて、その局在をさらに詳細に検討するため合成ペプチドを作成し、inhibition binding assayおよびADP刺激血小板凝集への阻害効果を調べた。その結果、アミノ酸残基1704-1718に相当する合成ペプチドが、標識29kDaフラグメントとGPIIb/IIIaの結合を濃度依存性に抑制し、さらにADP凝集も阻害することを明らかにした。また、このペプチドをSepharoseに固相化し、可溶化血小板膜蛋白のなかでこのペプチドと結合した蛋白を同呈すると、その分子量および抗体との反応性よりGPIIbおよびGPIIIaと考えられた。さらに、29kDaフラグメントとGPIIb/IIIaの結合波RGDSおよび細胞結合領域のRGD非依存性血小板結合ドメインであるアミノ酸残基1377-1388はにより阻害されなかったことより、C末側ヘパリン結合ドメインに存在するGPIIb/IIIa結合ドメインは他のGPIIb/IIIa結合ドメインとは異なるGPIIb/IIIa上の部位につく可能性を明らかにした(Mohri H,Tanabe J,Katoh K,and Okubo T.J Biol Chem,in press)。また、細胞表面プロテオグリガンのフィブロネクチンと血小板との結合への影響に関しては、現段階までに充分な検討が進まなかったが、29kDaフラグメントにあるヘパリン結合部位を合成ペプチドを用いて明らかにすることができ、この結合部位はすでに明らかにしたGPIIb/IIIa結合ドメインとはことなっていた(manuscript in preparation)。
メタマテリアルとMEMSの融合による量子浮上の検証

サブミクロンの距離を隔てた金属膜間には、量子真空効果である零点振動を起源とするカシミール力が働く。カシミール力は通常は引力であるが、特殊な誘電率・透磁率の組み合わせでは斥力が起こるとされる。しかしこれまで固相間でのカシミール斥力の実験的な報告はほとんどない。本研究では誘電率と透磁率の精密制御が可能な人工構造物質(メタマテリアル)を微小電気機械システム(MicroElectro Mechanical Systems:MEMS)と融合することで、MEMSカンチレバーのカシミール斥力による量子浮上を実証することを目的としている。カシミール斥力を用いた量子浮上は、MEMSの低摩擦化・省エネルギー化を可能にするなど大変興味深い。更に極限微小力センサーの開発にも繋がると期待される。最終年度は、メタマテリアルとMEMSカンチレバーの特性を数値シミュレーションで予測する為に、COMSOLマルチフィジクスシミュレータ(波動光学モジュール+MEMSモジュール)を導入した。そして負の屈折率を実現するためのダブルフィッシュネット(二重漁網)型メタマテリアルの数値計算を行い、その光学応答を調べた。これと並行して、MEMSで用いられる微細加工技術(電子ビームリソグラフィとリフトオフ)により、銀を用いたダブルフィッシュネット型メタマテリアルの試作を行った。様々なプロセス条件を試したが、銀を用いたダブルフィッシュネット構造の片持ち梁カンチレバーの作製には至らなかった。より詳細なプロセス条件の検討が必要であることが明らかになった。一方で、アルミニウムの両持ち梁の作製ならば可能であることが明らかになるなど、状況は着実に進歩した。本研究はメタマテリアルが融合したMEMSカンチレバーの実現に向けた重要な一歩となりうる。以上の研究の過程で得られた知見は学会及び図書などで発表した。サブミクロン距離を隔てた金属膜の間には、量子真空効果である零点振動を起源とするカシミール力が働く。カシミール斥力を用いた量子浮上は、微小電気機械システム(MicroElectro Mechanical Systems:MEMS)の低摩擦化・省エネルギー化を可能にするなど大変興味深い。しかしこれまでカシミール斥力の実験的な報告はほとんどない。本研究では誘電率と透磁率の精密制御が可能な人工構造物質(メタマテリアル)をMEMSと融合することで、MEMSカンチレバーのカシミール斥力による量子浮上を実証することを目的としている。工学的観点からは、本研究は極限微小力センサーの開発にも繋がると期待される。初年度は、金属構造や磁性膜での実験を通じて、まずメタマテリアルのデザイン及びそれを融合するMEMSカンチレバーの仕様を検討した。これと共に、微細加工や評価に用いる要素技術について検討を行った。そしてメタマテリアルのデザインを、銀・誘電体・銀の三層膜のダブルフィッシュネット構造に決定し、それを融合するMEMSカンチレバーの仕様も決定した。また評価手法として現有の超高周波ドップラー振動計を用いることを決めた。一方、メタマテリアルとMEMSカンチレバーの特性を数値シミュレーションで予測する為に、どのようなシミュレータを導入するかを詳細に検討した。その結果、COMSOLマルチフィジクスシミュレータ(波動光学モジュール+MEMSモジュール)を導入することとした。これらにともない計算機環境、及び実験環境の整備を行った。以上の研究の過程で得られた知見は投稿論文、及び学会などで発表した。金属構造や磁性膜の実験を通して、メタマテリアルのデザイン及びそれを融合するMEMSカンチレバーの仕様を検討した。それと共に、ほぼ二か月おきに代表者が東北大学の分担者を訪問し、微細加工や評価に用いる要素技術についての議論・検討を行った。そしてメタマテリアルのデザインを銀・誘電体・銀の三層膜のダブルフィッシュネット構造に決定した。更に、現有の超高周波ドップラー振動計を用いた評価手法の検討を基に、片梁及び両梁MEMSカンチレバーの仕様も決定した。一方、メタマテリアルとMEMSカンチレバーの特性を数値シミュレーションで予測する為に、どのようなシミュレータを奈良先端大に導入するかを試用を行いながら検討した。その結果、COMSOLマルチフィジクスシミュレータに波動光学モジュールとMEMSモジュールを組み合わせたものの導入を決めた。

様々なプロセス条件を試したが、銀を用いたダブルフィッシュネット構造の片持ち梁カンチレバーの作製には至らなかった。より詳細なプロセス条件の検討が必要であることが明らかになった。一方で、アルミニウムの両持ち梁の作製ならば可能であることが明らかになるなど、状況は着実に進歩した。本研究はメタマテリアルが融合したMEMSカンチレバーの実現に向けた重要な一歩となりうる。以上の研究の過程で得られた知見は学会及び図書などで発表した。奈良先端大に導入したCOMSOLマルチフィジクスシミュレータと波動光学モジュールを組み合わせ、ダブルフィッシュネットメタマテリアルの光学応答を計算する。またMEMSモジュールを組み合わせることでカンチレバーの振動数も計算する。数値計算で予測したこれらの特性を、試料作製や評価などの実験にフィードバックすることで、迅速な目標達成を目指す。代表者も参加して分担者の東北大学で、電子線リソグラフィ、スパッタリング及び真空蒸着による成膜、そしてエッチング等を用いて、メタマテリアル融合MEMSカンチレバーを作製する。そしてメタマテリアルが応答する波長の光を照射した状態で、超高周波ドップラー振動計を用いてカンチレバーの振動数を調べる。光照射が無い場合と比較し、働いている力の大きさを評価する。これによりカシミール斥力の観測を目指す。初年度に奈良先端大への導入を予定していたシミュレータの仕様検討と試用に予定よりも時間がかかったため。しかしながら次年度の早い段階で発注する予定であり、計画の遂行には支障はない。