hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日・豪共役多点観測に基づく低緯度磁気圏プラズマ波動の発生及び伝搬特性の研究

太陽風エネルギーの低緯度磁気圏への流入過程,太陽風エネルギーに起因する高エネルギー粒子(電子,プロント)と波動との相互作用,波動の増幅,並びに波動の伝搬特性を総合的に明らかにするために,日・豪共役多点でのLFデッカ局電波, VLF送信局電波, VLF/ELF電磁放射,並びにULF磁波(地磁気脈動)の同時観測を行った.調査項目は, (1)北海道LFデッカ局(美瑛,厚岸,稚内)電波の地球磁力線に沿う伝搬波(ホイラス・モード波)を送信局の磁気共役点,バーズビル及びその周辺の3ケ所で受信し,波動・粒子相互作用,伝搬特性,到来方位及び入射角を調べること,(2)ソ連VLF局電波をその共役点セドナで受信し,ホイラス波の発生特性,粒子との相互作用,到来方位及び入射角測定,並びに自然ホイスラとの発生特性との対比を行うこと,(3)バーズビル・旭川の真の磁気共役点で地磁気脈動の3成合(H, D, Z)の同時観測を行い,強度・偏波特性を同定すること,同磁気緯度(但し東方約1300km)のダルビイと同経度(南方1000km)のアデレードでの同時観測による経度及び緯度効果の調査,(4)バーズビル及びセドナでの自然VLF/ELF放射の強度・偏波特性の測定,(5)波動・粒子相互作用の結果,電離層下部まで散乱降下して来る電子による電離増大をNWC(22.3kHz)局電波の位相変動から推定することとであった.本研究総括で行われた解析結果の概要を記すと(1)美瑛LFデッカ局からのホイスラーモード波は,磁気活動が静かな時は日没および日出の周辺で各々1時間程度受信され,日没には0.5Hz程度のドプラシフト,日出には同程度の負のドプラシフトを示す.しかし,磁気擾乱の1日後には,日没から夜間にかけて数時間以上にわたり強度は20dB以上を増大し,この間,正のドプラシフトを変動する.その後日出前の4時頃から負のドプラシフトに移る.(2)美瑛デッカ局(85kHz)からのホイスラモード波はバーズビル及び50100km離れた観測点においても同時に強度の増大が見られた.一方,稚内(128kHz),厚岸(114kHz)からのホイスラモード波の増大は小さい.この結果は,送信周波数を送信局を通る磁力線の赤道上での電子ジャイロ周波数で規格した値が0.3程度の時,磁力線に沿う電子密度の増大部を伝搬するダクト伝搬において強い波動・粒子相互作用が起こり易いことを実験的に明らかにした.今後,相互作用の帰結としての粒子降下にもとづく電離層電離増大の解析が期待される.(3)ソ連VLF局からのホイスラモード波(14kHz)も磁気嵐後,日没から夜間にかけて信号強度は増大し,磁気圏内ダクト伝搬の伝搬時間も静穏時に比べ短かくなる.この結果も, LF帯と同様ダクト伝搬通路の内側ドリフトを示している.今後の定量的考察のため,到来方向及び偏波を解析している.(4)セドナで観測された自然のホイスラの発生は,共役点であるソ連VLF局の周辺半径約1500km以内での雷放電が源であり,又, (3)で得られたVLF局ホイスラモード波の伝搬条件を考慮すると半径3000kmまでの雷放電が源となることもある.(5)地磁気脈動の強度・偏波特性の共役点同時観測データ,経度及び緯度方向に離れた2地点での同時観測データとの比較により,(a)最大振幅はアデレードで(磁気緯度45°)で観測され,低緯度で観測される昼型Pc3脈動は45°付近の地球磁力線の共鳴振動が原因である.(b)南北半球での偏波は午前,午後で逆転し,南北半球では鏡像関係にある.(c)冬半球にあるバーズビルのH成分の振幅は夏半球にある旭川での振幅より大きい.このことはPc3型圧縮モードの電離層レベルまでの浸透とそれに伴う電離層導電率の影響を示唆している.(d)同緯度のバーズビルとダルビイの夫々の日出日没時でのH/D面内での偏波の長軸の大きな変動は磁気境界面と太陽風のなす角に依存している.以上の如く,解析の結果,新しい知見が得られた.今後さらに詳細な理論的検討を進め将来,計画している能動実験(我々自身でLF電波を送信する)を用いた共役点観測の遂行に貴重な資料を得ることと期待される.太陽風エネルギーの低緯度磁気圏への流入過程,太陽風エネルギーに起因する高エネルギー粒子(電子,プロント)と波動との相互作用,波動の増幅,並びに波動の伝搬特性を総合的に明らかにするために,日・豪共役多点でのLFデッカ局電波, VLF送信局電波, VLF/ELF電磁放射,並びにULF磁波(地磁気脈動)の同時観測を行った.調査項目は, (1)北海道LFデッカ局(美瑛,厚岸,稚内)電波の地球磁力線に沿う伝搬波(ホイラス・モード波)を送信局の磁気共役点,バーズビル及びその周辺の3ケ所で受信し,波動・粒子相互作用,伝搬特性,到来方位及び入射角を調べること,

(2)ソ連VLF局電波をその共役点セドナで受信し,ホイラス波の発生特性,粒子との相互作用,到来方位及び入射角測定,並びに自然ホイスラとの発生特性との対比を行うこと,(3)バーズビル・旭川の真の磁気共役点で地磁気脈動の3成合(H, D, Z)の同時観測を行い,強度・偏波特性を同定すること,同磁気緯度(但し東方約1300km)のダルビイと同経度(南方1000km)のアデレードでの同時観測による経度及び緯度効果の調査,(4)バーズビル及びセドナでの自然VLF/ELF放射の強度・偏波特性の測定,(5)波動・粒子相互作用の結果,電離層下部まで散乱降下して来る電子による電離増大をNWC(22.3kHz)局電波の位相変動から推定することとであった.本研究総括で行われた解析結果の概要を記すと(1)美瑛LFデッカ局からのホイスラーモード波は,磁気活動が静かな時は日没および日出の周辺で各々1時間程度受信され,日没には0.5Hz程度のドプラシフト,日出には同程度の負のドプラシフトを示す.しかし,磁気擾乱の1日後には,日没から夜間にかけて数時間以上にわたり強度は20dB以上を増大し,この間,正のドプラシフトを変動する.その後日出前の4時頃から負のドプラシフトに移る.(2)美瑛デッカ局(85kHz)からのホイスラモード波はバーズビル及び50100km離れた観測点においても同時に強度の増大が見られた.一方,稚内(128kHz),厚岸(114kHz)からのホイスラモード波の増大は小さい.この結果は,送信周波数を送信局を通る磁力線の赤道上での電子ジャイロ周波数で規格した値が0.3程度の時,磁力線に沿う電子密度の増大部を伝搬するダクト伝搬において強い波動・粒子相互作用が起こり易いことを実験的に明らかにした.今後,相互作用の帰結としての粒子降下にもとづく電離層電離増大の解析が期待される.(3)ソ連VLF局からのホイスラモード波(14kHz)も磁気嵐後,日没から夜間にかけて信号強度は増大し,磁気圏内ダクト伝搬の伝搬時間も静穏時に比べ短かくなる.この結果も, LF帯と同様ダクト伝搬通路の内側ドリフトを示している.今後の定量的考察のため,到来方向及び偏波を解析している.(4)セドナで観測された自然のホイスラの発生は,共役点であるソ連VLF局の周辺半径約1500km以内での雷放電が源であり,又, (3)で得られたVLF局ホイスラモード波の伝搬条件を考慮すると半径3000kmまでの雷放電が源となることもある.(5)地磁気脈動の強度・偏波特性の共役点同時観測データ,経度及び緯度方向に離れた2地点での同時観測データとの比較により,(a)最大振幅はアデレードで(磁気緯度45°)で観測され,低緯度で観測される昼型Pc3脈動は45°付近の地球磁力線の共鳴振動が原因である.(b)南北半球での偏波は午前,午後で逆転し,南北半球では鏡像関係にある.(c)冬半球にあるバーズビルのH成分の振幅は夏半球にある旭川での振幅より大きい.このことはPc3型圧縮モードの電離層レベルまでの浸透とそれに伴う電離層導電率の影響を示唆している.(d)同緯度のバーズビルとダルビイの夫々の日出日没時でのH/D面内での偏波の長軸の大きな変動は磁気境界面と太陽風のなす角に依存している.以上の如く,解析の結果,新しい知見が得られた.今後さらに詳細な理論的検討を進め将来,計画している能動実験(我々自身でLF電波を送信する)を用いた共役点観測の遂行に貴重な資料を得ることと期待される.
血中の糖鎖構造に基づく前立腺癌マーカーの探索と診断法の確立

前立腺特異抗原(PSA)は、前立腺癌の発見と診断のために広く使われていますが、PSAを用いる前立腺癌の診断法は偽陽性が高くなります。PSAに代わる前立腺癌マーカーとして糖鎖修飾されたハプトグロビン量を比較したところ、ハプトグロビンのシアル酸化及びフコシル化が癌患者で著しく上昇していました。ハプトグロビンが血中の糖鎖構造に基づく新たな前立腺癌の腫瘍マーカーとして用いられる診断法の可能性を示した。「研究目的」血中のハプトグロビンが新たな前立腺癌の腫瘍マーカーとして用いられる診断法を確立する。「研究実施計画」---平成20年度ハプトグロビンβ鎖に結合しているフコース(Fuc)或いはシアル酸(SA)の結合位置の確定1)血清からハプトグロビンを精製し糖鎖構造の決定すでに確立している方法で血清からハプトグロビンを精製した。健常人、良性前立疾患、前立腺癌患者血清をヘモグロビンアフィニティーカラムにかけてハプトグロビンを精製し、還元アルキル化後、ゲル濾過にてハプトグロビンβ鎖を分離した。(血清は平成20年9月に学内の倫理委員会で承認されたものを用いた)2)フコース或いはシアル酸結合部位の決定1)で精製した各試料の精製ハプトグロビンβ鎖をトリプシン消化後、グリコペプチド(Asn46、Asn50を含むグリコペプチド配列)を精製した。精製したグリコペプチドのN-グリカン或いはO-グリカンのMALDI-TOF解析から前立腺癌ハプトグロビンβ鎖に結合している糖鎖修飾(Asn46、Asn50)はO-グリカンではなくN-グリカンであることが示唆された。そのN-グリカンに結合している糖鎖の末端側には、フコース或いはシアル酸が結合していた。現在、シアリルLe^a或いはシアリルLe^xどちらであるか、糖鎖配列構造をMALDI-TOF或いはレクチンと癌糖鎖抗原抗体を用いて確認中である。また、ハプトグロビンβ鎖の糖鎖修飾の定量も行っている。「研究実施計画」---平成21年度糖鎖修飾ハプトグロビンβ鎖の定量化1)レクチンと癌糖鎖抗原抗体の選択ハプトグロビンβ鎖中に同定された糖鎖構造を基に選択したレクチンのうち多岐化(PHA-L)、シアル酸修飾(SNA)及びフコシレーション(AAL)が悪性前立腺癌患者と良性前立腺疾患及び健常人血清と比較すると有意に上昇していた。(悪性前立腺癌患者対健常人PHA-L : p<0.002、SNA : p<0.0001、AAL : p<0.0001、悪性前立腺癌患者対良性前立腺疾患PHA-L : p<0.012、SNA : p<0.002、AAL : p<0.05)。同様に、癌糖鎖抗原抗体のうちCA19-9が悪性前立腺癌患者血清で有意に上昇していた。(悪性前立腺癌患者対健常人CA19-9 : p<0.001、悪性前立腺癌患者対良性前立腺疾患CA19-9 : p<0.01)ハプトグロビンの糖鎖修飾が腫瘍マーカーとして有効である可能が示された。2)血清前処理用ミニカラムの作製ハプトグロビンβ鎖の糖鎖修飾の定量用に用いる血清の前処法としてヘモグロビンBeadsを作製した。血清からハプトグロビンを短時間で多検体精製できたが、ヘモグロビンBeadsからハプトグロビンの溶出方法を検討する必要性があった。[研究目的]血中のハプトグロビンが新たな前立腺癌の腫瘍マーカーとして用いられる診断法を確立する。「研究実施計画」---平成22年度糖鎖修飾ハプトグロビンβ鎖の定量化キットの試作1)ハプトグロビンの簡便な精製法でかつ高感度な検出方法としてのサンドイッチELISA法あらかじめ抗ハプトグロビン抗体を固定したELISA用プレートを作製する。その後、健常人、良性前立腺疾患或いは悪性前立腺癌患者血清を約25ulプレートに添加する。HRPの結合したレクチン及びビオチンの結合したレクチンを反応させる。これにより血清中のハプトグロビンを簡便に精製すると共にハプトグロビンβ鎖に結合している糖鎖を検出、定量した。反応液を450nm650nmの差吸光度を用い、マイクロプレートリーダーにて測定した。ELISA法をベースにハプトグロビン量当たりのレクチン結合比を検討した。その結果、悪性前立腺癌患者と良性前立腺疾患及び健常人血清と比較すると糖鎖修飾されているハプトグロビンβ鎖中の多岐化(PHA-L)、シアル酸修飾(SNA)及びフコシレーション(AAL)化が悪性前立腺癌患者で著しく有意に上昇していた。

PSA値が4-10ng/mlのグレイゾーンに入る悪性前立腺癌患者と良性前立腺疾患患者間でも区別が可能であった。サンドイッチELISA法によるハプトグロビンの糖鎖修飾の検出が悪性前立腺癌の早期診断法につながる可能性を示した。また、前立腺癌の血中腫瘍マーカー測定用の(糖鎖修飾ハプトグロビンβ鎖の定量)キット化の目途が立った。[まとめ]ハプトグロビンが血中の糖鎖構造に基づく新たな前立腺癌の腫瘍マーカーとして用いられる診断法の可能性を示した。
ゼブラフィッシュ中枢神経系 構築の分子機構

我々は、脊椎動物の脳の神経回路網形成過程において、神経細胞が各々に特異的な個性を決定する機序を、主にゼブラフィッシュを実験材料として解析している。これまでの我々の研究で、主に発現パターンの解析から、LIM/ホメオボックス遺伝子が神経細胞の特異化と密接に関わっていることを指摘した。本年度は、これらのLIM/ホメオボックス遺伝子群の異所的発現によって、これらの遺伝子の機能を明らかにすることを第一目的として、研究を行った。LIM/ホメオボックス型の転写因子は、LIM領域を介して他の蛋白(転写因子?)と結合し、両者が共役して働くことが期待される。そこで、共役因子の機能をDominant Negativeに阻害することを目的として、LIM領域のみをコードするmRNAを、1細胞期の胚に注入した。Islet-3のLIM領域を発現させた場合の効果が最も顕著で、注入された胚の全てで、眼が完全に欠損していた。しかし、上皮由来のレンズ以外のレンズのみが本来の場所で正常に発生した。Islet-3が、中枢神経系のなかでは、眼と視蓋に特異的に発現することを考えると、この結果は、Islet-3が他の何らかの因子と共に、実際に眼の発生に密接に関わっていることを示している。Islet-3のLIM領域による眼の発生阻害が、眼(となる)細胞のcell autonomousな機能欠損よるのかどうかを調べるために、LIM領域を発現する細胞と正常細胞とのキメラ胚を作製し、眼が正常の細胞のみで構成されるかどうかを調べようとしている。
数値モデルと衛星観測の複合利用によるエアロゾル・雲・降水相互作用の解明

現存する国内外のほとんど全ての気候モデルにおいて、降雨・降雪は診断的に取り扱われている。この手法では、診断された降水はモデル内の各時間ステップで全て地表降水として落下させるため、時間ステップをまたいだメモリを持たないことになる。降水の診断的な取り扱いは、時空間解像度の粗い気候モデルにおいては計算コストの節約のために標準的な手法となっているものの、降水強度を過小評価(降水頻度を過大評価)してしまうバイアスや、エアロゾルによる降水抑制の効果を過大に表現してしまうなど、気候予測に対する不確実性をもたらす要因の一つとなっている。このような、気候モデルコミュニティにおける共通バイアスの改善を目標とし、降雨・降雪を予報変数として取り扱う2モーメント予報型降水スキームを開発した。また、新たに予報変数として導入した降雨・降雪粒子による放射効果についても陽に考慮しており、放射ルーチンとの結合を行った。雲氷については六角柱、降雪については樹枝状結晶を仮定している。開発した新しい雲・降水スキームのパフォーマンスを評価するため、複数の衛星観測データを用いて検証した。その結果、総氷水量(雲氷・降雪の総和)について顕著な改善が見られた。従来の診断型スキームでは降雪の寄与を見逃していた分、観測と比較し大幅に過小評価していた一方、予報型スキームでは降雪を複数時間ステップにまたがって大気中に保持することができるようになったため、衛星観測によるリトリーバルに近づく結果が得られた。また、新たに導入した雪の放射効果についても定量的に評価を行った。降雪の放射効果を考慮しない場合、正味の放射冷却を強く表現し対流を強める方向にはたらくことが明らかとなった。これは、循環場を介して降水特性にも影響を及ぼすことを示唆する結果であり、降雪の放射効果を考慮することの重要性を強調する結果である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
経済格差とリハビリテーションサービス利用における経年的推移の検証

経済的な状況に関わらず、介護が必要な高齢者が介護保険サービスを利用できることを目的に、高齢者の所得状況と介護保険サービスの利用との関連について研究を推進してきた。これまで、介護保険制度導入前後において、低所得者が介護保険サービスの利用を控えた可能性が低いことを報告したが、現在、わが国の高齢者において経済的な格差が広がり、経済状況が苦しい在宅要介護高齢者は、介護保険サービスの利用を控える可能性があるのではないかと考えている。特に、介護保険制度において、リハビリテーションサービスは、将来の日常生活の改善を目的とする先行的なサービスため、経済的に余力が少ない低所得者は、リハビリテーションサービスの利用を控える可能性があるのでないかと考え、本研究ではリハビリテーションサービスに着目して研究を実施している。本研究では、介護保険制度におけるリハビリテーションサービスのうち、通所および訪問リハビリテーションの利用に関連する要因を、利用者の経済状況や世帯の介護力、利用者の重症度など多様な要因との検証を行い、経済状況の苦しい在宅要介護高齢者のリハビリテーションサービスの利用の状況について把握することを目的とする。そのため、本年度(2018年度)は、「A市高齢者保健福祉計画策定に係るアンケート調査」に基づき、2017年度実施されたデータを解析し、リハビリテーションサービスと経済状況との関係性を探索的に分析し、所得や経済負担感などの視点から実態を把握した。本年度(2018年度)は、介護保険制度におけるリハビリテーションサービスの利用と経済状況との関係について、データ解析のため準備(1)を行い、探索的な分析(2)を、下記の通り実施した。1データ解析のための準備:「A市高齢者保健福祉計画策定に係るアンケート調査」のデータ特性上(アンケート調査をもとに整理されたデータ)、分析可能なデータとするための作業が必要であり、その作業を実施した。2リハビリテーションサービス利用と経済状況との関係に関する探索的な分析:研究開始年度の直近に行われた2017年度実施のデータを用いて、リハビリテーションサービスのうち訪問および通所リハビリテーション利用と経済状況との関係について解析を行い、経済状況については所得や経済負担感の視点から分析を行い、傾向を把握した。次年度(2019年度)は、2017年度実施データを使用した分析に、Andersonのモデルを参考にした3要因(利用促進要因、素因、ニード要因)に整理をしながら、包括的な視点での分析や精査を実施する。具体的には、社会文化的特性、意識や態度、世帯状況、生活機能要因、介護者要因などの要因を加味した検証を行う。また、2017年度実施以前のデータを用いた探索的な分析や検証を行い、経時的な影響を踏まえた検証作業をすすめてゆく予定である。当初予定していたデータ解析に係る準備費用が低く抑えられて実施することができた。今後、解析に係る費用の増加が予測されるため、次年度(2019年度)の予算として計上をした。
高安定真空マイクロ電子源の実現を目指した窒化物・炭化物陰極の開発

高安定真空マイクロ電子源の実現のために、遷移金属窒化物薄膜及び炭化物薄膜の陰極材料としての性能を評価した。まず、イオンビームアシスト蒸着法及び化合物ターゲットを用いた高周波マグネトロンスパッタ法によりIV族からVI族にかけての窒化物及び炭化物、HfN、VN、TaN、ZrC、HfC、VC、NbC、TaC、Cr_3C_2、WCの薄膜をシリコン基板上に形成した。窒素及び炭素の組成をプロトンやヘリウムを用いた後方散乱法で高感度に分析し、結晶性・配向性や仕事関数、電気抵抗率などの陰極材料としての膜物性との相関について調べた。その結果、電子放出を支配する最も重要なパラメータである仕事関数は窒化物で4.7eV4.8eV(VNを除く)、炭化物で4.8eV5.2eVとやや高めであった。作製した平坦な薄膜からの電子放出特性を超高真空中、電極間隔1.5μmで測定した。電圧電流特性及び短時間の電流変動を測定し、当研究室独自の評価方法であるS-Kチャートを用いて総合的に評価した結果、良好な電子放出特性を示す材料としては、HfN、TaN、VC、Cr3C2等があることがわかった。HfN薄膜の配向性と電子放出特性の関係を調べた結果、(111)配向したものが(100)配向したものよりも安定であることが明らかとなった。また、陰極の寿命に直接関係するHfNやTaN、TaC薄膜の耐酸化性を評価し、炭化物と比較して、窒化物の方が酸化に対して耐性が高いことを明らかにした。これらの評価の中から(111)配向したHfN薄膜を候補とした。(111)配向する条件でシリコンコーンのアレイにHfN薄膜を成膜し、具体的なデバイスに近い形で電子放出特性を評価した。同様に測定したNbNと比較した結果、NbNの方が安定性で優れていることが明らかとなった。遷移金属窒化物陰極の開発については、タンタル窒化物の形成・評価を開始している。ラザフォード後方散乱法により、十分な窒素の導入については確認したが、従来のニオブ・ジルコニウムの窒化物で結晶化が始まった基板温度500度でも依然として結晶化がみられないことが明らかとなった。また、抵抗率を測定した結果、若干高めであるので、次の手法として、薄膜形成時に照射するイオンのエネルギーを高めて結晶化温度の低下を図るべく準備している。組成と仕事関数の関係は同じ族であるニオブと同様、窒素組成が高くなるに従って仕事関数が下がる傾向にあり、陰極材料として期待できる結果が得られた。炭化物については、新規導入した小型マイクロ波イオン源装置において、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素等のガスを用いた放電、イオンビーム引き出しとともに質量分析及びエネルギー分散の測定を行って、成膜に使用するに十分な性能があることを確認した。以上の結果より、メタンガスを使用して成膜を試みることを決定した。同時に数多くの窒化物・炭化物を短い期間で調査することができるよう、既存設備のマグネトロンスパッタ装置も使用して、それぞれの薄膜の概要の把握をするべく進めている。この設備を用いた場合にも十分な窒素を含んだ薄膜の形成が可能であることはすでに調査を終えており、現在発注しているターゲットが納入され次第、ハフニウム、タンタル、タングステン、モリブデンの窒化物・炭化物、およびジルコニウム、ニオブ炭化物の薄膜形成・評価に取りかかる予定である。遷移金属窒化物・炭化物薄膜からの電子放出特性の評価については、現在、試料の窒化タンタルの成膜を行っている段階であり、電子放出特性の評価に当たって、短時間で評価できるよう測定装置の性能向上を図った。従来測定に使用していた超高真空電子放出特性評価装置の構成を若干変更することで排気特性が向上し、従来と比較して短時間で測定できるようになった。

また、陰極の寿命に直接関係するHfNやTaN、TaC薄膜の耐酸化性を評価し、炭化物と比較して、窒化物の方が酸化に対して耐性が高いことを明らかにした。これらの評価の中から(111)配向したHfN薄膜を候補とした。(111)配向する条件でシリコンコーンのアレイにHfN薄膜を成膜し、具体的なデバイスに近い形で電子放出特性を評価した。同様に測定したNbNと比較した結果、NbNの方が安定性で優れていることが明らかとなった。遷移金属窒化物として窒化ハフニウム、窒化タンタルを取り上げてマグネトロンスパッタ法を中心に成膜条件と膜質の関係などについて調ぺた。窒化ハフニウムの場合、基板温度を室温、300°Cとした場合、いずれも化学量論的組成に近い窒素組成を有する薄膜を得ることができた。X線回折により結晶性を評価したところ、いずれの試料からも回折線が得られたが、基板温度が高い300°Cの方が回折線の幅が若干狭く、結晶粒径が大きいことが明らかとなった。これに対して窒化タンタルの場合、室温で成膜した場合でも窒素がやや不足し、500°Cの基板温度では殆ど半分程度しか膜中に取り込まれないことが明らかとなった。X線回折で観測される相は窒素組成の低下に対応していた.いずれの薄膜の仕事関数も4.7eV4.8eVと従来検討してきた材料と比較して同程度あるいはやや高め、という値であった。同様な実験を炭化ハフニウム、炭化タンタルについて行ったところ、炭化ハフニウムでは膜中への炭素の取り込みが少なく、炭化タンタルでは化学量諭的組成に近い炭素を取り込むことができた.X線回折でも化学量論的組成にあたる結晶相が見られた.仕事関数は5.0eV程度と高めであった。薄膜の面方位を制御するためにイオンビーム入射角を浅くして成膜することを試みた結果、基板面から15°という低い浅い入射角で成膜しても膜中に炭素を十分取り込むことができることが明らかとなった。電子放出特性を測定した結果、仕事関数の高い窒化タンタルが仕事関数の低い窒化ハフニウムよりも良好な特性を示した。窒化物ないしは炭化物をターゲットとした高周波マグネトロンスパッタ法を用いて、HfN、VN、ZrC、HfC、VC、NbC、CrC、WCの薄膜を形成し、Ar圧力、高周波電力、基板温度などの成膜パラメータを変化させた際に膜物性、特に組成と結晶配向性がどのように変わるかを調べた。組成の分析には、工学研究科附属量子理工学研究実験センターの「イオンビーム分析実験装置」を利用した。窒化物の窒素の組成分析は通常のα線を用いて行い、炭化物の炭素組成分析、及び窒化物薄膜や炭化物薄膜の膜中の微量酸素の分析をプロトンを用いた後方散乱及び核共鳴散乱分析を用いて行った。結晶性の評価はX線回折により行った。その結果、HfNでは、Ar圧力が2Pa以下では、他のパラメータを変化させても膜中の窒素組成は殆ど変化がなく、化学量論的組成を保っていた。基板温度を変化させることで、結晶の面方位が大きく変化し、低温では(111)配向であったものが、高温では(100)配向になることがX線回折により明らかとなった。炭化物では、成膜圧力が高くなるにつれて、また高周波電力が高くなるにつれて、炭素組成が低下する傾向が見られた。また、イオン入射角を制御したイオンビーム援用蒸着により作製したTaC薄膜についても、イオン照射角の変化とともに、X線回折図形に変化が見られた。以上の試料の一部を筑波大学物理工学系の山本研に供給し、仕事関数の面分布などの測定を依頼した。上記の薄膜材料からの電界電子放出特性を超高真空中で測定した。その結果、炭化物の電子放出特性はどの材料も比較的似た特性を有していた。すなわち、Fowler-Nordheimプロットの傾きが近い値を有していた。
自己免疫性1型糖尿病患者の抗原提示細胞の異常の解析とその正常化による治療法の開発

本年度は、IFNβを用いて1A型糖尿病患者末梢血単球から、Th2細胞誘導能を有する樹状細胞DC2を分化させ.その機能を検討した。東北大学附属病院通院中の1A型糖尿病をinformed consentを得た上で対象とした。診断は、発症形式・自己抗体の存在によった。末梢血単核球からCD14陽性細胞ソートし、GM-CSF、IL4、IFNαの存在下で7日間培養した。DC2を自己GD4陽性細胞と48時間共培養し、培養上清中のサイトカインをELISAにて測定した。CD11c-CD123lowのDC2の収率は、CD14陽性細胞100万個当たり正常対象で99482.0±43398.2個(n=9)、患者で109590±71904.8個(n=9)であった。培養上清中のTh1サイトカインであるIFNγは正常対象全員(n=7)において検出限界以下で有ったのに対し、患者8名中4名から145.8±156.8 pg/ml検出された。(P=0.038、Mann-Whitney U-test)。一方、Th2サイトカインであるIL-5の産生は両群間で有意な差を認めなかった。1型糖尿病では、Th2サイトカイン誘導能が強いはずのDC2による、Th1サイトカインIFNγ産生の有意な誘導が認められ、その機能異常が病因と関連している可能性が示唆された。自己免疫性1型糖尿病は、インスリンを産生する膵β細胞が自己抗原特異的細胞傷害性T細胞によって破壊される事によって発症する自己免疫疾患(Th1 disease)であり、その成立において樹状細胞の異常が重要な役割を演じる。1型糖尿病患者由来の樹状細胞ではCD86の発現が低く(Takahashi他J Immunol,1998)、自己CD4陽性細胞に対するTh2サイトカイン産生誘導能が低い(未発表)。この背景には、樹状細胞の分化過程でautocrine的に分泌される分化因子の産生異常が関わっている可能性がある。これらの液性因子の異常を修飾することによって樹状細胞の正常な分化を導く事が可能であれば、膵β細胞抗原特異的なTh2タイプの抑制性調節性T細胞を誘導する事が可能であると考えられる。東北大学医学部附属病院通院中の自己免疫性1型糖尿病患者を対象とし、末梢血単核球をGM-CSFとIL-4の存在下で培養、第2、4、6、7日に培養液を交換・保存し、上清中の樹状細胞の分化に関与するサイトカイン・ケモカインをELISAにて測定した。培養上清中のRANTES、MIPα、MIPβ、IFNα、IL-1β、IL-6、IL-7、IL-8、IL-10、IL-16の濃度の時間経過は、1型糖尿病患者(n=4)と健常コントロール(n=7)との間で、有意差を認めなかった。
社会的迷惑行為の抑制要因と恥意識の関係

1.目的;本研究の主な目的は5つある。それらを要約すると;1)第1の目的は、社会的迷惑行為についての構造を明らかにすることである。2)第2の目的は、日本の若者の社会的迷惑行為に対する態度を、アメリカ、トルコの若者と比較することである。3)第3の目的は、社会的迷惑行為に対する態度と恥意識との関係について検討することである。4)第4の目的は、社会的迷惑行為に対する恥意識と罪悪感の比較をおこなうことである。5)第5の目的は、社会的迷惑行為に対する態度について、中学生と高校生、男子と女子との比較をおこなうことである。2.方法;1)被験者:被験者は、日本、アメリカ、トルコの中学生及び高校生と、日本の大学生である。2)手続:質問紙法による調査を三回おこなった。3.結果と考察;1)因子分析法による検討の結果、社会的迷惑行為に対する態度は非行的態度、道徳意識、恥意識とは独立した態度であることがわかった。2)トルコの被験者は最も強い社会的迷惑行為に対する自意識と罪悪感を示した。アメリカの被験者は最も弱い恥意識と罪悪感を示した。日本の被験者はその中間であった。3)恥意識は社会的迷惑行為の抑制要因として機能することが示唆された。4)社会的迷惑行為の種類によって、恥意識と関係が深いものと罪悪感と関係が深いものがあることがわかった。5)社会的迷惑行為に対する恥意識と罪悪感は中学生と高校生、男子と女子の間に違いがあるということがわかった。本研究の目的は、社会的迷惑行為について、その促進・抑制要因を含めて検討することである。そこで、社会的迷惑行為の実態、恥意識や自尊心などとの関係、また、規定因としての親子関係について、日本及び外国で調査を行なった。調査対象は中学生と高校生、そして、その父親と母親である。調査国・地点は、日本の東京都,千葉県、茨城県,青森県、トルコ共和国のイスタンブール,チャナッカレ、アメリカ合衆国のモンタナ州であり、ニューヨーク州でも進行中である。日本における調査では以下の対象者のデータを得た。中学生男子359人、中学生女子347人、高校生男子393人,高校生女子307人、中学父親454人,中学母親525人,高校父親441人,高校母親564人である。トルコ共和国における調査では以下の対象者のデータを得た。中学生男子116人、中学生女子141人、高校生男子91人,高校生女子158人、中学父親233人,中学母親238人,高校父親210人,高校母親215人である。アメリカ合衆国における調査は現在進行中、あるいはデータ入力中であり、対象者数は確定していない。現在本研究は、進行中であり研究成果について報告する段階ではない。来年度以降分析を進める予定である。そこで、平成13-14年度の研究において、日本及び外国で調査を行なった。調査項目は、社会的迷惑行為の実態、そして、道徳意識、非行的態度、価値観、人生観、恥意識や自尊心などとの関係、また、規定因としての親子関係について、親子の心理的距離に関する項目である。調査国・地点は、日本の東京都,千葉県、茨城県,青森県、トルコ共和国のイスタンブール,チャナッカレ、そして、アメリカ合衆国のモンタナ州、ニューヨーク州である。調査期間は2001年から2002年である。調査人数は日本の中高生1406人、親1984人、アメリカの中高生543人、親473人、トルコの中高生510人、親896人である。調査方法は各国の中学校・高校において生徒を、中学校、高校を通じて親に依頼をした。

調査結果について14年度から分析を行っており、15年度に報告を行う予定である。現在のところ、社会的迷惑行為の抑制要因として、親子の心理的距離があること、恥意識も要因であることを指摘するにとどめる。社会的迷惑行為について、以下のように調査を行った。調査Iでは、日本、アメリカ、トルコの中高生を対象におこなった調査内容について、非行許容性、道徳意識、恥意識などを含めた因子分析を行った結果は、社会的迷惑行為に対する中高生の意識は、非行許容性、道徳意識、恥意識と同一の意識ではなく、これらからある程度独立した意識であることを示していた。他方、社会的迷惑行為に対する意識は、日本では自律的な恥意識と、アメリカでは道徳意識と関係が深いことがわかった。社会的迷惑行為に対する態度を3カ国の間で比較すると、三カ国の中で、アメリカの中高生は社会的迷惑行為について、もっとも、「悪い」、「恥ずかしい」と感じるブレーキが弱い。反対にトルコはもっとも抑制的で、多くの社会的迷惑行為を「悪い」または「恥ずかしい」と感じる傾向がある。日本の中高生は、アメリカと比べると、社会的迷惑行為に厳しいがトルコほどではない。また、社会的迷惑行為についての態度には国による違いがある。調査IIでは、日本の中学生と大学生を対象に調査を行った。まず、社会的迷惑行為についての経験と恥意識について因子分析を行った結果、社会的迷惑行為はいくつかの種類に分けることができ、また、恥の意識が社会的迷惑行為を抑制し得るということがわかった。調査IIIでは、日本の中学生と高校生を対象に調査を行った。その結果、社会的迷惑行為と言いうる状況一行動に対しては、罪悪感が強い場合、恥意識が強い場合に分かれる。また、これらの態度の強さは中-高、男-女で異なることがわかった。
キャピラリプレートを用いた指向性弁別型トリガーカウンターの開発

本研究では、指向性の強い高速荷電粒子と、指向性の弱い高速荷電粒子を弁別出来るトリガーカウンターの開発を試みている。これを実現するため、平行性が良く多数の微小な穴が多数開いたガラス板(キャピラリプレート)を用いる。高エネルギー光子によるハドロン生成事象(信号事象、指向性弱)と電子・陽電子対生成事象(バックグラウンド事象、指向性強)の弁別を具体的な応用例と考え、これに合致するキャピラリプレート自体の準備、キャピラリプレートが発する光信号号の読み出し検出器の組み立てを行なうと共に、測定器の性能試験を行なう際に必要となる評価用の測定器の整備を行なった。本研究で製作を試みている検出器の性能、すなわちハドロン生成事象の検出効率および電子・陽電子対生成事象の棄却率を正確に求めるには、この検出器と同時に動作する事象弁別のための測定器が重要である。これに相当する測定器の一部を本研究で用意することにし、その設計および製作を行なった。これにより開発中のトリガーカウンターに対し、事象毎に粒子弁別の正しさを評価する準備が整い、トリガーカウンターの性能評価試験実施に大いに近づいた。本研究では、高エネルギー光子による電子・陽電子対発生事象を、発生粒子の指向性の強い事象と位置づけているが、トリガーカウンターの性能試験を行なうに先立って、発生する電子と陽電子について、指向性の強さをSpring-8レーザー電子光実験施設にて実測した。この結果より、既存のキャピラリプレートの仕様がこの指向性に合致していることが確認できた。高エネルギー光子によるハドロン生成事象(信号事象、指向性弱)と電子・陽電子対生成事象(バックグラウンド事象、指向性強)の弁別を具体的な応用例と考え、キャピラリプレートに要求される仕様を検討した。今年度は、この仕様にある程度合致するキャピラリプレート既製品が入手出来たので、それを用いて基礎的なデータを測定した。指向性の違いにより粒子弁別を行う際に重要となる、キャピラリプレートに開いた多数の穴の直線性を評価すると伴に、キャピラリプレートに指向性の弱い高速荷電粒子が入射した際、キャピラリプレート本体のガラスをたたき、出て来るチェレンコフ光の量を、β線源と光電子増倍管を用いて調べた。効率の良い指向性弁別が本当に実現されるかどうかの試験は、角度広がりの小さな高エネルギー光子ビームを用いる方法が最も良い。これに適合する光子ビームが得られる施設として、高輝度光科学研究センター(SPring-8)の放射光ビームラインに建設されたレーザー電子光実験施設(LEPS)使用の検討を行い、この施設での光子ビームの角度広がりを既存データの解析により評価した。
放射光を用いた単色X線による歯科領域用X線CT装置の開発

本研究は、頭頚部程度の大きさが測定可能で、光子エネルギーが弁別可能な検出器を用いたX線CT装置のプロトタイプの製作をおこないその特性を調査し、実用化に向けた基本性能を調査する事にある。本システムは、蛍光X線源、CdTeアレーディテクタからなる。1.蛍光X線源蛍光X線源とは、金属ターゲットに白色X線を照射した時に発生する蛍光X線を利用したもので、他の放射光医学利用で行われている単色化の手法と違い、発散ビームが得られ、また、K吸収端以上の全てのエネルギーを持つ入射X線が単色X線の発生に関与するというメリットをもっている。2. CdTeアレーディテクタ本検出器は1検出素子が1.98mm(h)×1.98mm(w)で、256個の検出器からなり、各検出器に2個の電圧比較回路(コンパレータ)とカウンターがあり、電圧比較回路以上の光子をそれぞれのカウンターでカウントする構造になっている。これらのコンパレータに異なる基準電圧を設定し、入射X線を計数し、それぞれの計数値を引き算することにより、入射X線のスペクトルを測定することが可能となる。これらを利用して、放射光実験施設にて実験を行い、CdTeアレーディテクタについて1.蛍光X線源を用いた単色X線の単色度に比較して、十分なエネルギー弁別能2.十分な計数率特性を有していることがわかった。また、32keVから75keVの数種類の単色X線を用いて、ヨウ素造影剤をを含んでいるアクリル製円柱ファントムについて撮影を行い、画像を得る事ができた。本研究においては、頭頚部程度の大きさが測定可能で、光子エネルギが弁別可能な検出器を用いたX線CT装置のプロトタイプの作製い。このCT装置で、ファントム撮影を行い得られた画素値がその物質の理論的な減衰係数評価と一致する事を確認することを今年度以下のことを確認した。1.CdTeセンサアレイ及び回転制御系骨塩定量用X線半導体検出器(CdTeセンサアレイ)を購入し、CT装置としてのコンピュータ制御方法、および測定対象物の回転系の制御装置の基礎的検討を行った。購入したCdTeセンサアレイはTTLレベルで、制御、データ収集が行える為、パーソナルコンピュータ(マッキントシュ)とディジタルインターフェイスボードで簡単に制御できる事がわかった。また、回転系に関しても、パーソナルコンピュウ-タ(マッキントシュ)のシリアル回線を用いて回転制御できる事がわかった。2.CdTeセンサアレイより得られるプロジェクションデータをパソコン上で再構築するためのアルゴリズムの開発得られたプロジェクションデータよりバックプロジェクション法にて画像再構成するプログラムをパソコン(マキントシュ)のC言語を用いて作成し、断層像(CT像)を得ることができた。ただし、現在のCdTeセンサアレイは、約2mm幅の検出器を48個並べたもので、測定可能な長さは約9cmであるため、頭頚部程度の大きさの試料を直接測定する事は困難である。この事に関しては、検出器の改造により検出器数を増やし測定長を長くする方法及び検出器自体を測定毎に制度良く移動させる方法を現在検討中で、来年度実験を行う予定である。本研究においては、頭頚部程度の大きさが測定可能で、光子エネルギが弁別可能な検出器を用いたX線CT装置のプロトタイプの製作い。このCT装置で、ファントム撮影を行い得られた画素値がその物質の理論的な減衰係数評価と一致する事を確認することを目的とし、今年度以下のことを実施した。1.CdTeセンサアレイのチャンネル数昨年購入した骨塩定量用X線半導体検出器(CdTeセンサアレイ)は1検出器あたり2mmのCdTe半導体検出器が48個のもので、頭頚部のような大きさの測定対象物をそのまま測定する事は困難であった。

そこで、実用器を目指し検出器数を48個から256個への増設を行い、512mmの測定範囲を持つアレーディテクタに改造を行った。検出器数アップに伴い、電源電圧の降下や相互干渉により48ch当時の性能(エネルギー分解能、ノイズレベルなど)がなかなか得られなかったが、電源の増強、バッファ回路の増設、ノイズフィルタの増設等を行うことにより、実用レベルの性能が得られるようになった。2.アレーディテクタの制御システムの改良アレーディテクタのチャンネル数の増加に伴い、アレーディテクタからのデータ取得時間が長くなり、プログラム言語を変更し、高速なデータ取り込みおよび制御ができるように変更を行った本研究は、頭頚部程度の大きさが測定可能で、光子エネルギーが弁別可能な検出器を用いたX線CT装置のプロトタイプの製作をおこないその特性を調査し、実用化に向けた基本性能を調査する事にある。プロトタイプCT装置を用いて、放射光実験施設(高エネルギー加速器研究機構物質構造研究所)にて、白色X線を金属ターゲットに照射して得られる蛍光X線を単色X線源として、検出器の基本特性及びファントム撮影を行った。1.プロトタイプCT装置用検出器の基本特性本検出器は1検出素子が約2mm(h)×2mm(w)で、256個の検出器からなり、各検出器に2個の電圧比較回路(コンパレータ)とカウンターがあり、電圧比較回路以上の光子をそれぞれのカウンターでカウントする構造になっており、(1)蛍光X線源を用いた単色X線の単色度に比較して、十分なエネルギー弁別能(2)十分な計数率特性を有していることがわかった。2.ファントム撮影ファントム撮影は、以下の実験を行いった。(1)CT値の特性について数種類の単色エネルギーに対して、商品化されている造影剤の原液、2倍、4倍、8倍、16倍、32倍、64倍希釈の7つの濃度を有した円筒形ファントムを用いてCT撮影を行い、各造影剤濃度のCT値を得ることができ、リニアリテイが良い事を確認した。(2)デュアルエネルギーでの撮影単色X線を同時に2種類発生させ、デュアルエネルギーで撮影を行い、それぞれのエネルギーに対応する断層像を得ることができた。以上の結果より、本装置は、実用化に向けて十分な性能を有していることが判明した
F.ボルケナウのファシズム・全体主義論

F・ボルケナウと全体政治の時代本稿では、全体政治の時代に生き、それと対決したヨーロッパの一知識人の苦悩に満ちた思索を跡づけた。その際、とくにボルケナウのファシズム論から全体主義論へと収斂していく中期の政治論、およびかれの隠された思想傾向を読み解く手掛かりをあたえるオーストリア論に焦点をあてた。ボルケナウは、全体政治における権力による社会、経済の統制という側面を重視し、この側面に限っていえば、それは近代の帰結として西欧世界に不可避的に出現するものであった。政治が社会、経済を制御することの不可避性にたいしていかに自由を対置させるのかという点に、かれの政治論の主眼があった。工業化と民主化のタイムラグという点に焦点をあてて、ファシズムを特殊イタリアの現象として分析したファシズム論から出発して、やがて二〇世紀に成立した一党独裁制全般を、その非合理的側面に着目し、西欧近代全体を覆う全般的危機に結びつけて理解することによって、ボルケナウはファシズム論から全体主義論へと歩んでゆく。ボルケナウは、ボルシェヴィズムの工業化を推進する側面に注視し、一連の独裁制と同等視することをはじめる。やがて、スペイン戦争での経験をへて、ボルシェヴィズムはナチズムと自由の徹底的な抑圧を共有するものであるとの認識を深め、両者に決定的に敵対してゆくことになる。晩年のボルケナウは、ジャーナリスティックなクレムリン学で生活の糧をえながら、西洋文明の古層への考究をふかめる。全体主義との対決のなかでイギリス型の自由を高く評価し、そこから西欧世界における自由の文明史的由来へと関心を向けていったのである。一九三〇年代初めに抱いていたヨーロッパ近代の成立への関心から、ヨーロッパそのものの成立へと関心をひろげてゆく。ただそこには、もはや三〇年代の社会科学的な手法はみられず、神話学や深層心理学に注目しながら文明の循環理論を構築しようとこころみる。ボルケナウのファシズム・全体主義論との比較という視点から、本年度はH・ヘラーの『ヨーロッパのファシズム』(二〇〇三年九月風行社より刊行予定)の翻訳を、大野達司法政大学法学部教授と共同で行った。ボルケナウが当時の社会学的な関心からファシズムを分析し、近代化推進独裁論の先駆けともいえるファシズム論を展開するのにたいして、ヘラーは法学的・国家学的な関心からファシズムを解明していく。ヘラーは、理性にたいして感情を重視するファシズムの行動主義を、政治の形式化にたいする反動とみなしている。本年度はまた二〇〇〇年に和訳が刊行されたツェルナーの『オーストリア史』を東欧史研究会編『東欧史研究』二五号(四月発行予定)で書評した。ツェルナーの通史は、オーストリア史のスタンダードともいえ、同書を書評したことは現在翻訳をすすめているボルケナウのオーストリア論の特質を抽出する一助となった。オーストリア史の複雑さは、ボルケナウ自身のジレンマでもあった。同じ言語を話す民族でありながら宗教改革以降北ドイツとは異なる文化、国家を形成するものの、多くの住民がドイツとの一体化を望んでいた。ナチスドイツへの併合は、ボルケナウのようなドイツとの一体化を期待していたユダヤ人に、痛切なジレンマをつきつけたといえる。ボルケナウとオーストリアとの関連をさらに明らかにするため、ウィーンの国立図書館、オーストリア抵抗資料館、ウィーン市公文書館で現地調査をもおこなった。国立図書館、公文書館では、ボルケナウと同時代にファシズムを批判的に分析していたオーストリア社会民主党の資料を、また抵抗資料館では、同資料館に所蔵されていたポルケナウ自身に関する資料を収集し、さらにファシズム論と全体主義論の中間に位置するかれのスペイン内戦論について、国際義勇兵への従軍経験をもつ同資料館のランダウアー教授へのインタビューをおこなった。
鉄と4f元素のアモルファス合金の磁気モーメントに関する多面的研究

実行期間が短期となったので、実行予算の主要配分を次の3項目に限定した。(1)アーク炉中ハンマー急冷法改善のための循環冷却水装置,(2)X線回折測定装置改善のためのステップスキャン装置,(3)メスバウア分光測定の強化のためのRI線源と^<57>Fe安定同位元素試料。(1)により試料作成条件の再現性が向上した。(2)によりアモルファス試料の評価が的確に行えるようになった。(3)によりメスバウア分光スペクトルの統計精度の向上が期待されるが、それらの納入が当年度末であるので報告すべき成果はまだない。ハンマー法によりa-Gd_<60>Fe_<20>Al_<20>,a-Nd_<59>Fe_<20>Al_<21>,a-Ho_<60>Fe_<20>Al_<20>およびa-Y_3FeAlの作成に成功した。直流磁化測定と交流帯磁率測定を行った結果、Gd合金の磁気転移温度は192K,Nd合金の磁気転移温度は230K,Ho合金のそれは40K付近であった。いずれの合金もさらに低温でスピングラスないしはスペロマグネットと考えられる帯磁率の減少が観測された。a-Y_3FeAlについては示差走査熱量測定を行い、発熱ピークを350°Cと466°Cに観測した。最初の温度359°CでY-Alの結晶相がつぎの温度でFeを含む結晶相が析出することがX線回折スペクトルから推定できた。今後さらに磁気コンプトン散乱実験とメスバウア分光をこれら合金で測定し、Feの内部磁場と磁気モーメントの相関を調べる計画である。また、Gd,Nd,HoをYで希釈した場合のYの濃度と磁気転移温度の変化、およびリエントラントなふるまいの変化との相関を研究する計画である。
古標本から紐解く結核史と結核分子疫学へのフィードバック

19601970年代の肺結核患者の感染組織から結核菌DNAを抽出し、遺伝系統分析を行った。現代日本において遺伝多型解析による分離が困難なB2群は、ゲノム比較上において数100年以内の発生・流行を示しており、実際にそれらの古病理標本からB2特異的変異を持つ結核菌が高頻度に検出されたことで、同菌株群が当時既に国内に広く蔓延していたことが推察された。こうした標本由来DNAからの結核菌群検出技術を臨床現場に応用することで、飼育動物の抗酸菌症や肺外結核症において正確な診断根拠を提供することができるようになった。わが国での結核患者は高年齢者が多数を占め、分子疫学的調査でも老年性結核患者に特徴的な遺伝型別を呈する菌株の存在が見出されている。結核菌は感染後に長期的な潜伏期間を経て発病することから、時間軸という概念(現代に分離される菌株が過去の時代をどの程度経て、どのように蔓延し、拡散してきたのか)を用いて、過去における結核蔓延株を遺伝情報から同定することがその原因究明に重要な情報を提供しうると考えられる。本研究課題の目的は、残存する過去の結核患者由来組織標本を対象にして結核菌DNA抽出を試み、過去に猛威を振るった結核菌株を現代に再構築させ、わが国が抱える高齢者結核や他の先進国に比較して罹患率が高いという現状に対する直接的要因を探求することである。今年度は、研究協力者の所属する国立病院機構の臨床研究倫理委員会に共同研究提携を申請し、正式に本研究におけるカウンターパートナーとして承認された。さらに、同施設において1956年から77年の期間に罹患された肺結核患者由来の263症例の病歴及び病理診断情報を抜出し、結核患者の属性を集計した。併行して該当の263症例の中から保管されていた病理標本116検体を再包埋し、DNAを抽出・精製することに成功した。また、従来の結核菌群検出に利用されていたIS6110を標的とした二段階PCRを再検討し、長期保管によって組織内DNAが損傷を受けた場合でも増幅しやすいように改変した。本成果について、現在投稿準備中である。現在、本課題での経験を活かし、病理標本由来の微量DNAからの抗酸菌検出を並行的に試みている。稀な症例である歯肉結核症における病変組織からの結核菌遺伝子の検出に成功し、同症例の確定診断となった点について学術誌に報告済みである。国内の結核患者は高年齢者が全体の半数以上を占めている。これは、過去に感染した結核が再発することによると考えられている。事実、結核患者から分離された菌株の遺伝子解析によると、高齢者で有意に多い菌株系統群が存在し、過去において流行した菌株が現代において再発を起こしている痕跡が窺える。過去の流行株の再発は、菌株の遺伝子を調べることで伝播経路を推定する「結核分子疫学解析」においても同一株として判定され、このような状況が現代における伝播経路追跡に支障をきたすことが懸念されている。本課題では、19501970年代において罹患された肺結核患者由来の病理標本からDNAを抽出し、結核菌遺伝子の変異解析と系統分類を行い、過去の結核がどのような菌株によって引き起こされていたのかを分析してきた。本年度は解析対象を現代の分離株に拡張し、多株ゲノム解析に基づいて過去の系統分岐過程とその拡散履歴について検討を行った。ゲノム解析に基づく分子系統樹では、高齢者患者の頻度が高い系統(STK)、患者同士の関係が無いにもかかわらず遺伝型が一致する事例が多発する系統(ST3)の樹形において、過去の系統分岐が集中していることがわかった。これは、それぞれの系統が菌株の集中的な拡散=アウトブレイクによって形成されたことを意味し、それらが個々のイベントによって短期間に形成された可能性を示唆している。こうした傾向は国内全域で一様に観察され、過去に流行した菌株が全国的に散らばったプロセスが介在していることが想定される。今後、このような結核史の推定を元に、歴史学的な知見との整合性について議論を進める予定である。今年度は新規調査先における標本採集およびDNA精製を実施し、先行研究によって集積・分析していたデータ(異なる地域、同年代の組織標本:101検体)と合わせることにより、当時の結核状況を知る上で信頼度の高い標本群を構築することができた。これらは当時の病理カルテが現存しており、当時結核によって切除術を施された標本であったことが判明している。現在、同標本から抽出したDNAサンプルについて精査を進めている段階であり、計画としておおむね順調に進展していると言える。日本では、「北京型結核菌」が国内に定着しており、中でも系統的に古い株が優先している点で周辺国と大きく乖離している。

特に、ほとんど日本国内でしか分離されない系統が比率的にも多く分離されており、この特異性は全国的に一様であることがわかっている(関連論文を2報投稿中)。こうした菌株群が定着した経緯、年代を推定できれば、現代における再発例においてその伝搬経路を推定する上で新しい知見を得られると考え、それらの遺伝マーカーを構築した。今年度は、これらを活用することにより、上述した標本群の詳細な分析を実施する予定である。本来の研究計画に加えて、こうした組織標本処理、結核菌検出技術を水平応用することにより、現代において菌検出が難しい臨床例に寄与しうる事例についても検討、分析を始めている。本展開では既に論文に纏まった成果も含め、現代医療において一定の需要が見込まれる。分子疫学前年度に精製した116検体の病理標本の結核菌検出、遺伝マーカーによる薬剤感受性推定および系統解析を実施する。本結果を既存のデータと比較、統合し、半世紀前の結核流行が現代とどのように異なっていたかについて検討する。また、本結果を現代株の比較ゲノムデータの樹形/集団解析と統合し、当時の状況が現代に与えた影響について推察する。こうした分子疫学的研究に加え、当時の結核対策に関する史料を収集し、結核がどのように対策され、収束の道をたどってきたのかについて纏める。当初予定していた古標本検体からの核酸抽出物の次世代シーケンサー解析については、予算配分額の都合上実施を見送り、今年度以降の研究課題として持ち越すことを検討している。そのため、研究計画に若干の変更が生じている。研究協力者や共同研究者との議論から、抗酸菌感染症由来の組織標本からの菌種同定、薬剤感受性分析には、臨床の現場で一定の需要があることがわかってきた。古標本解析の実験環境を水平的に活用することは容易であり、本課題の研究展開として包含していくことで新たな方向性が期待できる。当初予定していた古標本検体からの核酸抽出物の次世代シーケンサー解析について、決定額の都合上実施を見送ったことから、研究計画に若干の変更が生じている。また、国際学会への参加を見送ったため、旅費の執行額が抑えられている。収拾された結核古標本の遺伝子解析を進めることに加えて、小児期のBCG接種における炎症反応や、培養陰性の抗酸菌症において重要となる組織標本からの菌種同定へと技術流用することを計画している。そのため、組織標本からの診断技術確立を目的とした実験試薬購入を検討している。