hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
N-アセチルシステインの高濃度酸素性肺傷害に対する抑制効果の検討

高濃度酸素吸入による急性肺傷害機序に活性酸素が関与していることが知られいる。N-アセチルシステイン(NAC)は、強力な抗酸化作用を有するのみならず、細胞内グルタチオン濃度を上昇させ、高濃度酸素性肺傷害に対する抑制効果が期待される。本研究では、ラット高濃度酸素性肺傷害に対するNACの抑制効果を検討した。SPFラット(10週齢、ウイスター系雄)15匹を、(G1)空気吸入生食投与対照群、(G2)100%酸素吸入生食投与群、(G3)100%酸素吸入+NAC投与群の3群に分けた(各群n=5)。酸素曝露開始時および8時間毎に、NAC(ムコフィリン;150mg/kg)又は生食を腹腔内投与した。酸素もしくは空気に48時間曝露した後、肺水腫の指標として肺組織湿乾重量比(W/D)を、肺微小血管透過性亢進の指標として気管支肺胞洗浄液中総蛋白濃度(TP)を測定して、急性肺傷害の程度を評価した。結果は以下の通りであった(平均±標準誤差)。W/Dは、G1:5.12±0.13、G2:6.75±0.19、G3:6.20±0.09で、TP(mg/dl)は、G1:5.5±0.7、G2:119.0±21.1、G3:66.6±6.8であった。以上の結果より、NACが高濃度酸素による肺水腫と肺微小血管透過性亢進を、有意(p<0.05)に抑制することが示された。今回、NAC製剤として日本で唯一入手可能なムコフィリンを用いた。本来は吸入用で、アセトアミノフェノン中毒時に経口投与する製剤であるため、飲料水にNACを入れて経口投与しようとしたが、ラットがその水を飲まないため、腹腔内投与に変更した。腹腔内投与における問題点として、ムコフィリン中のメチルパラベン等の溶媒の影響や、腹腔内浮腫による吸収障害などが、考えられた。今後、欧州等で用いられている静注用NACで追試した後、摘出環流肺における活性酸素産生能の比較検討を行い、NACの高濃度酸素性肺傷害の抑制機序を検討する予定である。
日本と北米自由貿易地域の自動車・同部品産業における準垂直的産業内貿易の研究

本調査研究の目的は、日本の自動車・同部品産業(企業)の国際的事業展開の過程のなかで、日本とNAFTA諸国との間で下請け分業構造立脚したに準垂直的な産業内貿易や産業内分業がどのように行われているのかについて、貿易と直接投資の両面から分析することである。本調査研究は実施計画にしたがって実施され、得られた分析結果の主な点は次のとおりである。1.この報告書はNAFTAに典型的にみられる自由貿易地域協定の理論的な側面をグラフィックなフォーミュレーションによって分析した。旧ECとは対照的に、NAFTAは先進国と途上国が地域統合していることから、域内の分業構造に関して垂直的かつ準垂直的分業システムが水平的分業とともに共存し、それぞれ重要な役割を果たしている。ただし、NAFTAでの分業構造は域外諸国に対して差別的な性質をしている。2.NAFTAは域内での準垂直的な分業システムを効率的に作用させるうえで有利であることから、自動車・同部品産業で準垂直的な産業内貿易を内部化する形をとることとなり、NAFTAの形成は静学的には域内に大きなメリットをもたらしている。3.このことが日本の自動車・同部品企業のNAFTA、とりわけ米国への進出の供給面における大きな目的の一つである。事実、平成4年には平成6年1月のNAFTA成立をにらんで日本の自動車企業の米国内での現地生産が日本からの輸出を上回った。日系自動車・同部品企業の域内での準垂直的分業が大きく拡大している。4.需要面では大きな域内市場にアプローチでき、域外との貿易や直接投資がNAFTA経済をますますダイナミックなものにしており、直接投資に基づく日系企業の準垂直的な分業がNAFTA成立を機に拡大したことが統計的に観察できた。初年度(平成6年度)におけるこの研究計画・方法の実験概要を以下の2点にまとめる。第一に、この研究計画・方法の中心の一つである日本の準垂直的産業内貿易・分業構造のフォーミュレーションについては、産業連関分析(投入産出分析=I・O分析)のフレームワークを用いたモデルづくりが行われた。このモデルは基本的な産業連関分析手法にしたがい、それに規模の異なる企業の取引活動を分析する形で応用し、さらに外国との輸出入を取り入れて拡張展開したものである。しかし、現在収集できるデータを用いてこのモデルのすべての産業連関分析をシステマテックに行うためには制約が多き過ぎる。そこで、その制約を最小にするために分析対象を自動車・同部品産業に限定する必要がある。この分析を平成7年度において行う計画である。第二に、この研究計画・方法のもう一つの中心である日本の自動車・同部品産業の北米自由貿易協定・地域との関連についての研究状況を述る。北米自由貿易協定やEU(欧州統合)など、いま世界各地で新たなリ-ジョナリズムが台頭しているが、リ-ジョナリズムに基づく地域経済統合の形成は日本の貿易・直接投資の動向に大きな影響を及ぼしている。そこで、地域経済統合形成の経済的メリットとデメリットを経済的厚生の観点から分析することが重要である。この分析を平成6年度は域外からの輸入枠つき自由貿易協定の比較静学的分析によって試み、後述の通り『貿易と関税』で発表した。第二年度(平成7年度)におけるこの研究計画・方法の実績概要を以下の2点にまとめる。第一に、北米自由貿易地域へ既に進出している日本の自動車・同部品企業のリストアップと、それらのなかの主要な企業のこの地域における事業活動の様子を準垂直的産業内貿易・取引関係の視点から調査・研究をした。その調査の方法は日本の本社・

海外事業部をはじめ、通商産業省、日本貿易振興会(ジェトロ)、日本関税協会、日本自動車工業会、日本自動車部品工業会、アメリカ自動車部品工業会等から資料・データの収集を試みた。第二に、この研究・調査に関して今までの私の分析について日本の主要自動車アセンブリーメーカーのコンサルタントを得ることができた。あわせて、私はこれからの主要な自動車企業に日本の対北米自由貿易地域への自動車・同部品の輸出計画、ならびに同地域での今後の事業計画を聞く機会を持った。今年度のこの調査・研究を進めるうえで、私は大きな課題が存在することに気付いた。それはこの研究課題がもともと1993年7月に始まった日本包括経済協議の優先分野として取り上げられることになっていたが、自動車・同部品産業における日米間の国際収支不均衡が予想以上に拡大し縮小する見込みが小さいことから、両国間の大きな政治問題となったことと、さらにはGATTウルグアイ・ラウンド交渉とのかかわりからヨーロッパ諸国との関係もますます深まり、グローバルでセンセティブな政治問題となった。とりわけ、1995年6月28日午後6時30分(ジュネ-ブ時間)に米通商代表部(USTR)代表カンター氏と橋本元通産大臣との間で合意された日米自動車協議前後は事態が極めて政治問題化しセンセティブで関係者からの資料収集・調査は至難であった。このため、調査・データ収集、およびその分析が極めて限られたものとならざるをえなかった。現在、その不足を補う研究を進めている。
拡張現実感による学習者の感情変化が学習能力に及ぼす影響に関する研究

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
フラクタルカインおよびレセプター発現と癌の悪性度・転移との関連

癌の悪住度は,転移の頻度および抗癌剤や腫瘍殺傷能を有する免疫担当細胞に対する感受性などにより規定される.フラクタルカインは細胞接着と遊走活性を合わせ持つケモカインで細胞の接着と遊走に深く関わっている.腫瘍細胞におけるフラクタルカイン発現は細胞傷害性T細胞に対する感受性を示し,癌の遊走と転移および免疫担当細胞に対する抵抗性など癌の悪性度に深く関わっている.我々は,1)フラクタルカインレセプター(CX3CR1)がNK細胞とCD8陽性T細胞に発現していること,2)フラクタルカインが接着分子と協調的に細胞接着を誘導すること,3)フラクタルカインが選択的にCD8陽性T細胞やNK細胞を遊走させること,5)フラクタルカインがNK細胞から傷害顆粒を放出させること,6)フラクタルカイン発現癌細胞がNK細胞に高い感受性を示すこと,7)固層化フラクタルカインがNK細胞を活性化しIFN-γ産生を増強することを明らかにした.このように,腫瘍細胞がフラクタルカインを発現している場合には,CD8陽性T細胞やNK細胞により傷害を受け除去され,逆にCX3CR1を発現している場合には,内皮細胞との接着増強,フラクタルカインによる遊走増強を受け,浸潤や転移が増強する可能性がある.癌の悪住度は,転移の頻度および抗癌剤や腫瘍殺傷能を有する免疫担当細胞に対する感受性などにより規定される.フラクタルカインは細胞接着と遊走活性を合わせ持つケモカインで細胞の接着と遊走に深く関わっている.腫瘍細胞におけるフラクタルカイン発現は細胞傷害性T細胞に対する感受性を示し,癌の遊走と転移および免疫担当細胞に対する抵抗性など癌の悪性度に深く関わっている.我々は,1)フラクタルカインレセプター(CX3CR1)がNK細胞とCD8陽性T細胞に発現していること,2)フラクタルカインが接着分子と協調的に細胞接着を誘導すること,3)フラクタルカインが選択的にCD8陽性T細胞やNK細胞を遊走させること,5)フラクタルカインがNK細胞から傷害顆粒を放出させること,6)フラクタルカイン発現癌細胞がNK細胞に高い感受性を示すこと,7)固層化フラクタルカインがNK細胞を活性化しIFN-γ産生を増強することを明らかにした.このように,腫瘍細胞がフラクタルカインを発現している場合には,CD8陽性T細胞やNK細胞により傷害を受け除去され,逆にCX3CR1を発現している場合には,内皮細胞との接着増強,フラクタルカインによる遊走増強を受け,浸潤や転移が増強する可能性がある.
原子・分子のアト秒ダイナミクスの研究

本研究では、高強度の単一アト秒パルス発生を目的として、5fsでテラワット級の高強度を有するレーザー光源を実現するとともに、従来のマルチサイクルレーザーを用いて単一アト秒パルスを得る新手法を提案し、その有効性を実証した。また、それらの光源開発と並行して、高次高調波の超広帯域性を利用したアト秒非線形フーリエ分光法や混合ガスからの高次高調波を用いて原子・分子におけるアト秒領域の超高速ダイナミクスを観測するヘテロダイン干渉法を開拓した。本研究では、高次高調波を用いたアト秒パルスによる原子・分子におけるアト秒領域の超高速現象の計測とその解明を目的としている。我々は、そのための基盤技術として時間特性を計測するためにSiおよびSiC等の平面基板からなる高調波ビームセパレータを2分割して用いるXUV領域の全反射型アト秒自己相関計(アトコリレーター)を独自に開発してきた。平成20年度は、このアトコリレータを利用して、アト秒パルス列の時間コヒーレンスの直接計測を行った。このビームセパレータは、上下に2分割されており、その片方は光学遅延を与えるためピエゾ駆動の可動ステージに置かれている。ビームセパレータの分割線に高調波ビームの中心が合うように照射されると、高調波はセパレータ面で反射されると同時にそのエッジで回折される。本実験では、この回折光をスリットを通して分光器に導き、ビームセパレータの片方の位置を変化させながら各高調波ごとに回折パターンを観測し、その時間変化を計測した。今回、従来の報告を大きく上回る33次高調波までのコヒーレンスの計測に成功した。この時の精度はピエゾ駆動装置のステップで決まり、約13アト秒である。この結果測定された、27次高調波の時間コヒーレンス約13フェムト秒は、以前に直接計測されたパルス幅約8フェムトのデータを裏付けるものであった。さらに、励起高強度を増大させると電子の軌道運動が大きくなるためアト秒パルスの位相が大きく変化し、アト秒パルス列の電場の対称性が保たれなくなることが初めて示された。平成21年度は、アト秒パルスの時間波形を従来の光電子分光法に変えて光で計測する手法の研究に着手した。光子と物質の相互作用において、光放出過程と光吸収過程にはある種の双対性がある。例えば、1光子前方弾性散乱と1光子吸収は各々物質の屈折率の実部と虚部に対応する因果律で結ばれる過程であるし、また、高次高調波発生と超閾イオン化にも類似の関係がある。近年、高次高調波と物質の相互作用を用いて高次高調波の位相情報を得る研究が盛んに行われているが、全て光吸収(後の光電効果)を利用している。上述の前提が正しいなら、可視・近赤外領域における光位相の測定と同じ様に,光を観測することで同じことができるはずである。今回は、高次高調波と基本波を非線形媒質に同時に照射することで周波数上方変換過程の観測に成功した。実験では、高出力チタンサファイアレーザーを集光レンズにより真空チェンバー中に配置した第一ガスセル中の非線形媒質に集光し高次高調波を発生させた。得られた高次高調波パルスと基本波のパルスを高調波用光学素子を用いて非線形媒質を満たした第二ガスセル中に集光し、発生する光子の四元運動量をX線CCDを用いて観測した。その結果、基本波の同時照射によりカットオフの次数の増大とともに、その領域での高調波強度の大幅な増加が得られ、4光波混合のような光混合過程が起こっていることが示唆された。平成22年度は、高次高調波の超広帯域性を活かしたアト秒パルス列を用いた非線形フーリエ変換分光法により重水素分子の解離過程を解明した。高次高調波からのアト秒パルス列をD_2分子に照射し、その自己相関時間波形を観測すると、N_2分子等の場合と大きく異なる時間スペクトルが観測されたが、その理由は解明されていたかった。今回、2次元のイオンエネルギー分布が測定可能なVelocity Map Imaging (VMI)検出器を用いて、その解離過程を詳細に解明するともに、フーリエ変換分光法により各解離過程を分離してその2次元運動量分布を計測すること成功した。これによって本研究で開発した手法がXUV領域の非線形過程の観測に非常に有効であることが実証された。実験では、SiCビームスプリッターにより空間的・時間的に2分割された3次から17次の高次高調波からなるアト秒パルス列をD_2分子に強度10^<15>W/cm^2で照射し、その自己相関波形をVMI検出器を用いて測定した。

観測された時間波形のフーリエ変化により、この解離過程には高次高調波の11次光に加えて、1次、3次および5次の成分が関与していることが明らかになった。さらに、これらの高調波成分を有するイオンの運動エネルギーとD_2分子のポテンシャルエネルギー曲線を考慮した結果、解離は11次光吸収に引き続いてsequentialにおこる1、3,5次光の吸収によることが明らかになった。そして測定されたデータを各高調波成分ごとに分離した2次元運動エネルギー分布を得ることに成功した。
口腔粘膜におけるＴＲＰＶ３チャネルは温度を感知し創傷治癒を促進する

TRPチャネルは細胞内外の様々な刺激で活性化する非選択的陽イオンチャネルであり、細胞内外のセンサーとして研究が進展してきた。そのTRPチャネルファミリーの一つであるTRPV3は33°C以上の温かい温度や香辛料成分により活性化される。口腔は多様な刺激に曝され損傷が生じることも多い。一方で口腔上皮は再生力が高く、速やかに治癒することが知られているがその機構は不明である。口腔はTRPV3を活性化する温かい温度環境にあることに着目し、「口腔粘膜に発現するTRPV3は創傷治癒に寄与する」と仮説を立て研究を行った。昨年度までに、TRPV3活性化は口腔上皮の増殖を促進することで速やかな創治癒に寄与することを示してきた。本年度はまず、同じ体温付近の温度で活性化され、口腔上皮細胞に機能的に発現するTRPV4の創治癒への影響を検討した。TRPV4遺伝子欠損は創傷治癒に影響しておらず、口腔内の温度により誘導される迅速な治癒にはTRPV3を介した下流のシグナルが重要である事が示唆された。そこで、軟組織の創治癒で重要な役割を担う上皮成長因子受容体(EGFR)活性化への影響を調べた。TRPV3遺伝子欠損マウス(TRPV3KO)の口腔粘膜では、野生型C57BL/6(WT)と比較しEGFRのリン酸化が減弱していた。さらに、口腔上皮細胞へのTRPV3アゴニスト添加にてEGFRのリン酸化が促進され、TRPV3活性化による創治癒促進にEGFRシグナル増強が関与することが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。TRP (transient receptor potential)チャネルは細胞内外の様々な刺激で活性化する非選択的陽イオンチャネルであり、セルセンサーとして研究が進展してきた。そのTRPチャネルファミリーの一っであるTRPV3は33°C以上の温かい温度や香辛料成分により活性化される。我々は口腔粘膜上皮に機能的なTRPV3チャネルが発現していることを見出した。さらに、口腔上皮細胞に発現するTRPV3が口腔内の温度により活性化されることを野生型マウスおよびTRPV3遺伝子欠失マウス(TRPV3KO)を利用して明らかにした。一方で口腔上皮は再生力が高く、速やかな治癒経過を経ることが知られているがその機構は不明である。そこで、口腔内はTRPV3を活性化する温かい温度環境にあることに着目し、「口腔粘膜に発現するTRPV3は創傷治癒に寄与する」と仮説を立て研究を行った。マウス上顎第一臼歯の抜歯をモデルとして用いTRPV3が口腔粘膜の創治癒に与える影響を調べたところ、TRPV3KOでは野生型マウスと比較し、抜歯後の治癒が遅延していた。よって、速やかな創治癒にTRPV3が寄与している可能性が示唆された。現在、in vivoでのTRPV3アゴニストや温度刺激による創治癒促進条件の検討を行っている。また、創傷治癒には上皮細胞の創部へ遊走、および上皮の被覆が重要である。そこでTRPV3が遊走能に関与するのか検討を行った。新生マウスより初代口腔上皮細胞を単離・培養し特に上皮間葉転換(EMT)マーカーに焦点を絞りmRNAレベルで調べた。TRPV3KOでは野生型と比較し上皮系マーカーの発現が上昇し、間葉系マーカーの発現が低下する傾向にあった。実験動物の飼育施設において感染事故が起こり,一旦、部屋を閉鎖したことから実験が中断してしまい、予定していた実験すべてを行うことが出来なかったが、現在、研究環境は整い順調に進展している。創傷治癒促進剤の応用を目指した、マウスのin vivoの実験はアゴニストおよび温度刺激を加える条件検討を詳細に行っていく。

また、in vitroの実験には初代培養細胞および細胞株を効率よく利用して行って行く予定である。TRPV3を活性化するアゴニストおよび温度刺激に応じた遊走能に関する因子の変化を遺伝子およびタンパクレベルで調べる。また細胞の形態学的な変化やwoundhealing assayもあわせて行っていく。得られた結果は学会にて発表し国際誌での報告も行っていく。
ポスト文革期に於ける西洋モダニズム受容に関する基礎的研究 -「今天」「星星」等 北京に於ける活動を中心として-

研究計画に従って、資料の収集、新資料の発掘、集中、その分析を行うと同時に、研究のとりまとめを中心として、作業をすすめた。(1)「北京の春」中国民主化運動の基本的資料『大陸地下刊行物彙編』等関係文献の購入、複写及び整理を行った。(2)「今天」詩人に関する重要資料「文学交流資料」「詩探索」等の複写、整理を行った。(3)「星星」の芸術家に関する重要資料「美術」「美術通〓」「文芸状況」等の複写、整理を行った。(4)「今天」の成員、北島・芒克・江〓ら、「星星」の成員、黄鋭王克平ら、馬徳升ら個人に関する図書・関係文献を購入した。(5)文革時期の希少な外国文学作品通称「黄皮書」等を複写、整理した。(6)西洋モダニズム・ロシア・アヴァンギャルド等に関する図書・関係文献を購入した。以上の分限を東洋文庫・東京大学東洋文化研究所、大阪外語大学、等研究期間に赴期、調査、収集を行った。以上により、北京を中心としたポスト文革期の文学・芸術運動の展開に於ける「今天」「星星」の果たした役割の一端が明らかとなった。しかしあくまでも「一端」が明らかとなったという状況にとどまっており、全体的には不十分と言わざるを得ない。最近明らかとなった魏京生ら民主運動家と、「星星」の中心人物黄鋭との関係、30年代シュルレアリズム運動の発掘等、多くの課題がこの研究を通して明確化してきた。文革から現在に至研究という点から、常に政治的配慮が働き、関係文献の収集が困難であり、また真偽も問われる。だがこういった状況の下、資料の発掘、整理こそが本研究の重要な柱の一つとなるべきである。であるからこそ、今後も作業を継続し、細部にわたる事実を検討し、整理していくことが重要である。すでに発表した論文は別の項にまとめたが、以上の資料の分析については、何らかの形で公表を計っていきたい。
非弾性減衰構造の推定手法の構築と東北日本・北部伊豆小笠原弧の地下不均質構造の解明

本研究では,数Hz以上の地震波の最大振幅から非弾性減衰構造を推定する手法を構築し,東北日本及び北部伊豆小笠原弧に適用した.東北日本の前弧側は概ね弱い減衰を示し,第四紀火山下や本州弧とクリル弧の衝突帯付近で減衰が強いことが明らかになった.北部伊豆小笠原弧では第四紀火山下で減衰が強く,前弧側は東北日本前弧側よりも弱い減衰を示すことを新たに解明した.独立成分分析により,内部減衰や速度ゆらぎは第四紀火山下や衝突帯の構造を特徴づける重要な物理量であることが示された.本研究では,数Hz以上の地震波の最大振幅から非弾性減衰構造を推定する手法を構築し,東北日本及び北部伊豆小笠原弧に適用した.東北日本の前弧側は概ね弱い減衰を示し,第四紀火山下や本州弧とクリル弧の衝突帯付近で減衰が強いことが明らかになった.北部伊豆小笠原弧では第四紀火山下で減衰が強く,前弧側は東北日本前弧側よりも弱い減衰を示すことを新たに解明した.独立成分分析により,内部減衰や速度ゆらぎは第四紀火山下や衝突帯の構造を特徴づける重要な物理量であることが示された.本研究課題は,1Hz以上の高周波数帯における中小規模地震のS波最大振幅の解析から,非弾性減衰の三次元構造を解明することを目標としている.計画一年目の本年度は,模擬データ及び観測記録の一部を用い,安定した構造推定が可能なインバージョン手法の構築を行った.また,本研究の基礎となる多重前方散乱による振幅減衰の評価法について国内外の学会で報告した.本研究では,震源でのエネルギー励起と観測点の地盤増幅特性の影響を適切に分離することが重要である.観測点特性が十分解明されていない海底地震計にも手法を適用するため,推定する未知数と拘束条件の検討を進めた.震源は中小規模地震に広く適用されているモデル(ω^<-2>モデル)を用い,二つの未知数で表現した.この二つの未知数に対して,地震時の応力降下量が3桁程度の範囲に収まるという観測結果に基づいた拘束条件を与え,より安定した推定を可能にした.観測点特性は,陸上観測点での研究例を参考に周波数のべき乗に比例するモデルを仮定した.また,広帯域地震観測網により決定される中規模地震の地震モーメントを既知とし,震源と観測点特性の絶対値を安定して推定するための拘束条件とした.模擬データを用いた解析では,震源・観測点特性・減衰構造がそれぞれ適切に復元できることが示された.また,北部伊豆小笠原弧の観測記録へ適用した結果,36台の全ての海底地震計で観測点特性が減衰を示し,火山群下では周囲よりも強い減衰域がイメージングされた.これらはそれぞれ海底の堆積層およびマグマ分布を反映していると考えられる.以上の結果から,本年度の研究で構築した手法の適用範囲が非常に広く安定したものであると考えられる.本研究課題は,S波最大振幅の散乱減衰を適切に補正し,1Hz以上の高周波数帯域における非弾性減衰の三次元構造を解明することを目標とする.計画二年目の本年度は構造推定手法の改良を進め,東北日本弧における減衰構造を明らかにした.S波の振幅解析に基づいて減衰構造を推定する際には,震源でのエネルギー輻射や観測点近傍の局所的な構造に起因する増幅特性を適切に評価することが重要であることが知られている.本研究では,既存の地震観測網で決定されている地震モーメントを既知として用い,それ以外の物理量に対する制約を最小限にする手法を検討してきた.その結果,地震モーメントが既知の中規模地震に対してのみ応力降下量が一定という条件を付与することで,インバージョン解析が安定して収束し,他の物理量も妥当な値が得られるようになった.この手法を東北日本に適用した結果,最も減衰が弱い領域は火山フロント前弧側の深さ0-20kmに分布し,最も減衰が強い領域は背弧側の火山群下の地殻内及び最上部マントル内に存在することが明らかになった.これらの領域はいずれも散乱が強いことが既に分かっており,前弧側の地殻内では散乱による振幅減衰が卓越し,火山下では散乱及び非弾性減衰のいずれも強いことが定量的に明らかになった.本研究では散乱による振幅減衰を適切に補正したことによって,減衰係数は従来の研究よりも系統的に小さな値が得られており,今後温度構造やマグマの分布を議論する上での重要な基礎となると考えられる.本研究課題は,S波最大振幅に対する多重前方散乱による減衰を補正し,1Hz以上の高周波数帯域における非弾性減衰の三次元構造を解明することを目標とする.計画最終年度の本年度は構造推定手法の改良を進め,東北日本弧および北部伊豆小笠原弧の減衰構造を解明した.また非弾性減衰やランダム速度不均質構造などを総合した地下構造の解釈を進めた.昨年度までの成果を学会で報告した際,より安定して解を推定できる手法として交換モンテカルロ法(Hukushima & Nemoto 1996)の提案を受けた.この手法の妥当性を検証した結果,遺伝的アルゴリズムに基づいた従来の手法に比べ,減衰構造だけではなく震源やサイト特性もより高い精度で推定できることがわかった.その手法を自然地震の波形記録に適用した結果,東北日本弧では第四紀火山下と日高西部の本州弧とクリル弧の衝突帯付近で減衰が強いことが明らかになった.

また北部伊豆小笠原弧では,八丈島付近と青ヶ島から須美寿島の第四紀火山下で減衰が強いことがわかった.本研究で減衰構造が解明されたことで,地下の構造を特徴付けるパラメータはP波及びS波の地震波速度,ランダム速度不均質,非弾性減衰となった.ランダム速度不均質と非弾性減衰はそれぞれ二つのパラメータで記述されており,計6個の物理量で地下構造が記述される.これらのパラメータの間の相関係数は,ほとんどが0.2以下であった.地下構造の特徴を効率よく抽出するため,主成分分析による次元圧縮を行った結果,層構造に対応する成分,火山分布と関連した高温領域を反映していると考えられる成分,流体分布や亀裂分布を反映していると考えられる成分などが抽出された.一般に非火山地域の高減衰域や高散乱域の解釈は困難となる場合が多いが,統計的手法に基づいたこの手法は構造を客観的に解釈する上で重要な情報となると考えられる.
トロホブラスト細胞の浸潤能とその制御に関する研究

ヒト絨毛癌細胞株BeWoにおけるEGFによるα2インテグリンの発現増加とその生物学的意義a)ヒト絨毛癌細胞株BeWoはEGF非存在下ですでに、α1、α2、α5、β1インテグリンを発現していた。この内、α2、α5、β1についてはEGFにより細胞表面の発現量が増加し、中でもα2の増加が最も顕著であった。また、このEGFの刺激に際して同時に測定した培養上清中へのヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)の分泌はα2インテグリンの発現増加と並行して増加する事が観察され、α2インテグリンの誘導は絨毛細胞の機能的分化にともなって起こっていることが明らかとなった。b)α2インテグリンmRNAの発現は、EGF添加後3時間で最大となり、以後漸減した。この結果から、EGFによるα2インテグリンの増加はmRNAレベルで起きていることが明らかとなった。c)BeWo細胞のマトリゲル上での浸潤能、及びケモタキシスはEGFにより有意な亢進が観察された。しかし、コラーゲンに対する接着能には有意な変化が観察されなかった。α2インテグリン機能阻害抗体によって、上述のEGFによる浸潤能、ケモタキシスの亢進は有意に抑制を受けたので、EGFによるα2インテグリンの増加がこれら細胞活性の変化に関与していることが示唆された。トロホブラスト細胞が母体の子宮内膜に浸潤することで着床が成立するが、これは妊娠に必須であるばかりでなく、トロホブラスト細胞が癌細胞にも匹敵する強い浸潤能を有し、しかもこの浸潤能が厳密に制御されていることは生物学的に興味深い現象である。このトロホブラストの浸潤能には細胞外マトリックスであるintegrinとくにα5-およびα1-integtinが重要な役割を果たしている。一方、増殖因子の1つである上皮成長因子(EGF)やサイトカインのうちleukemia inhibitory factor(LIF)やIL-6など、さらにそれらの細胞内情報伝達機構であるMAP kinase系、JAK-STAT系が着床に重要な役割を演じていることも知られている。これらのデータから、増殖因子からサイトカインなどが、トロホブラスト細胞に存在する上記の情報伝達系を通じてα5-,α1-integrinの発現を制御する可能性が考えられる。我々は、α5-integrin遺伝子プロモーターにinciferase遺伝子をreporterとして接続し、BeWo細胞に安定導入した。この細胞を用いて、着床を促進する作用から、α5-integrin遺伝子発現を促進すると思われるEGFや、逆にこれを制御すると思われるTGF-βの転写調節を検討した。EGFはα5-integrin遺伝子の転写を促進したが、TGF-βには有意な作用がみられなかった。EGFの促進作用はSTAT3を同時に発現させると大幅に増強され、STAT3がα5-integrin遺伝子の転写促進に重要であることも示唆された。しかしながら、EGFの転写促進作用はdominant negativeSTAT3やMAP kinase系の抑制剤で阻害されなかった。この事実はEGFの作用はMAP kinaseあるいはJAK-STAT系以外の情報伝達経路を通じたものであり、またSTAT3に作用する因子(ligand)はEGF以外の因子であることを示唆する。今後、EGFの情報伝達機構とSTAT3のligand(s)の検討をさらに進めていく予定である。このトロホブラストの浸潤能には細胞外マトリックスであるintegrinとくにα5-およびα1-integrinが重要な役割を果たしている。一方、増殖因子の1つである上皮成長因子(EGF)やサイトカインのうちleukemia inhibitory factor(LIF)やIL-6など、さらにそれらの細胞内情報伝達機構であるMAP kinasc系、JAK-STAT系が着床に重要な役割を演じていることも知られている。

これらのデータから、増殖因子やサイトカインなどが、トロホブラスト細胞に存在する上記の情報伝達系を通じてα5-,α1-integrinの発現を制御する可能性が考えられる。我々は、α5-integrin遺伝子プロモーターにluciferasc遺伝子をreporterとして接続し、BeWo細胞に安定導入した。この細胞を用いて、着床を促進する作用から、α5-integrin遺伝子発現を促進すると思われるEGFや、逆にこれを抑制すると思われるTGF-βの転写調節を検討した。EGFはα5-integrin遺伝子の転写を促進したが、TGF-βには有意な作用がみられなかった。EGFの転写促進作用はdominant negativeSTAT3や、意外にもEGFの情報伝達系として最も一般的なMAP kinase系の抑制剤で阻害されなかった。しかしながら、EGFの作用はprotein kinaseC(PKC)系路を遮断すると消失し、EGFのα5-integrin遺伝子転写促進作用はおもにPKC系路を介したものであることが示唆された。今後は、α5-integrin遺伝子のEGF応答領域の解析を進めるとともに、種々の因子による他のintegrin遺伝子の発現制御についても検討を進めていく予定である。ヒト絨毛癌細胞株BeWoにおけるEGFによるα2インテグリンの発現増加とその生物学的意義a)ヒト絨毛癌細胞株BeWoはEGF非存在下ですでに、α1,α2,α5,β1インテグリンを発現していた。この内、α2,α5,β1についてはEGFにより細胞表面の発現量が増加し、中でもα2の増加が最も顕著であった。また、このEGFの刺激に際して同時に測定した培養上清中へのヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)の分泌はα2インテグリンの発現増加と並行して増加する事が観察され、α2インテグリンの誘導は絨毛細胞の機能的分化にともなって起こっていることが明らかとなった。b)α2インテグリンmRNAの発現は、EGF添加後3時間で最大となり、以後漸減した。この結果から、EGFによるα2インテグリンの増加はmRNAレベルで起きていることが明らかとなった。c)BeWo細胞のマトリゲル上での浸潤能、及びケモタキシスはEGFにより有意な亢進が観察された。しかし、コラーゲンに対する接着能には有意な変化が観察されなかった。α2インテグリン機能阻害抗体によって、上述のEGFによる浸潤能、ケモタキシスの亢進は有意に抑制を受けたので、EGFによるα2インテグリンの増加がこれら細胞活性の変化に関与していることが示唆された。
２０色同時イメージングを目指す新規蛍光顕微鏡法の開発

本研究では、従来のリニアアンミキシングの問題点を克服し、各蛍光色素のリファレンススペクトルを必要としない多色蛍光顕微鏡法の開発を行った。新規ブラインドアンミキシングアルゴリズムの開発により、分光を用いたスペクトルイメージングと色素の退色時系列を取得する撮影法からサンプルに含まれる全ての蛍光スペクトルを精度よく分離できることをコンピュータシミュレーションで示した。またレーザースキャニング顕微鏡をベースに高速でスペクトル画像を取得する顕微鏡システムの開発を行った。平成25年度は、前年度に引き続き申請者の発案した蛍光多重染色サンプル計測手法を実証するための顕微鏡システムの開発を行った。当初計画にあった固定標本を対象とした蛍光スペクトル・退色時系列を実用的な時間で計測すること、並びにこの手法を応用した多重蛍光標識サンプルのライブイメージングを実現するための要求スペックを検討し、顕微鏡システムの制御、画像取得および解析を行うためのソフトウェア設計を行った。当システムは通常の単色顕微鏡システムに較べ、およそ1000倍程度のデータ量及び10倍以上のデータレートを要求するため、既存の画像取得ソフトウェアの流用は適当ではないとの判断のもと、新規に高速大容量画像取得・可視化ソフトウェアの開発に着手した。データ量が非常に多いため、1枚の蛍光スペクトル画像を取得するにあたっても画像全体をコンピュータのメモリ上に保存することは現実的ではなく、画像を取得しながら同時に可視化と外部記憶装置への保存を行う。また外部記憶装置の転送速度が律速となるため、画像をリアルタイムで可逆圧縮しながらx、y、λの3次元画像を1つのファイルに保存することとした。この結果、平成25年度末現在、当顕微鏡システムの開発状況は8割から9割程度と当初計画での想定より大幅に遅れており、申請者の発案した蛍光スペクトル・退色時系列に基づく多重蛍顕微鏡法の実証には至っていない。しかし数値実験では現在開発中のシステムで20色以上の同時観測が可能との結果が得られており、今後はこれまでの開発成果を引き継ぎ、開発を継続する。申請者の発案した蛍光多重染色サンプルのスペクトルとその退色時系列から、各々の蛍光色素でラベルされた成分を各色素のリファレンススペクトルを用いずに分離するブラインドアンミキシングアルゴリズムの開発及び検証を行った。この結果、画像に多少のノイズが含まれていたばあいにも、分離可能な色数は減少するものの分離可能であることをしめした。また、上記手法をライブイメージングに適用可能な程度に高速化する手法を提案した。具体的には、観察対象の細胞については通常のスペクトルイメージングを行い、観察対象の視野の外にある細胞を用いて観察前あるいは後にスペクトル・退色時系列を測定する。この視野外の細胞から得られた蛍光スペクトルをもとに、観察対象の細胞についてリニアアンミキシングを用いて各蛍光色素の成分を分離する。この手法により、観察対象の細胞への励起光照射を最小限に抑えつつ、同一サンプル内からリニアアンミキシングに必要なリファレンススペクトルを得ることができる。これらの結果は特許出願した(特願2012-84643)。共焦点顕微鏡をベースに分光検出系を構築を開始した。当初の予定通り、光学系の構成は通常のレーザー走査顕微鏡の出力ポートにイメージング分光器を付加したものとし、蛍光分光の検出には高速CMOSラインセンサを採用した。この結果、ハードウェア的には毎秒2フレーム程度の比較的高速なシステムを構築することができた。さらに、本顕微鏡システムを制御し、分光画像の取得・解析を行うソフトウェアの開発を開始した。当初の計画では平成24年度中に撮影システムを完成し、細胞サンプルを用いた検証に移る予定であったが、ソフトウェア開発が難航したため達成できていない。蛍光画像の分離法および撮影システムのスペック上、ライブイメージングに適用できる可能性が高まったため、顕微鏡の制御・画像取得・画像解析を行うソフトウェアの開発にあたってはライブイメージングに用いることを念頭に設計を行った。この結果、想定よりも高度なプログラミング技術的を要求され、開発が難航したためである。撮影システムを早期に完成し、細胞サンプルを用いた免疫蛍光抗体法による多重染色の計測を開始する。蛍光画像の分離結果の解釈を容易にするため、手法の検証の目的にはオルガネラ特異的抗体を主に用い、実用上の同時染色数の上限を探る。研究が進展し解析手法が成熟した後には細胞極性形成、細胞遊走関連分子や細胞骨格・接着関連分子を標的とする予定である。直接蛍光抗体法を用いた18重染色はフローサイトメトリー分野で既に実用化されており、技術的困難は比較的小さいと考えられる。固定細胞を用いて十分に技術が成熟した後、蛍光タンパクを用いたイメージングを開始する。前述のとおり、同一サンプル内のいくつかの細胞を用いて退色時系列を測定し、各蛍光タンパクの蛍光スペクトルを推定する。その後、細胞を変えて必要な時間間隔で通常のスペクトルイメージングを行い、先に取得した各蛍光タンパクのスペクトルを用いてリニアアンミキシングを行う。この方法では相当にしたがって自家蛍光成分を含む10色程度の同時観察は可能であると思われる。該当なし
20mを超える津波に対する海岸林の減勢効果の検証と予測

海岸林が津波減勢効果を発揮した実態を評価するため、岩手県宮古市栃内浜海岸林の津波の遡上範囲において1977年まで遡り、震災前の平時の海岸林の成長量と、被災後の破壊・流出量を、過去の複数枚の空中写真立体視により三次元的に把握した。さらに同範囲において、実際の津波の遡上高や遡上距離に到達するよう入力遡上高を調整して一次元的に数値実験により津波線流量や浸水高を推定した。減勢効果を推定したところ、海岸林が存在し続けた場合より、海岸林が存在していない場合の津波遡上距離が約80 m延伸し、遡上高が約4 m高くなることが示唆された。実際には最長遡上点付近以外の海岸林は被災中途で流失したとものと考えられるので、こうした津波減勢効果の数値は実態としてはいくぶん低いものと推測される。こうした栃内浜における研究成果を日本海岸林学会大会で報告した。また長大な沿岸域を抱え津波被害が予測される千葉県からの講演依頼を受け、行政・研究職員を対象とし、2/14に「空中写真を津波被害量と津波低減効果の推定に活用する」のタイトルで研究成果の一部を講演したところ、参加者から高い評価を受けた。さらに、海岸林と防潮堤等の津波減勢効果を評価する対象地として設定した岩手県田野畑村においても、震災前の平時の海岸林の成長量と、被災後の破壊・流出量を、過去の複数枚の空中写真立体視により三次元的に把握した。東北地方太平洋沖地震に被災しなかった海岸林の存在する南伊豆の入り江1箇所について、現地踏査と空中写真による立体視を実施して、地形と海岸林の配置を三次元的に把握した。このほか神奈川県茅ケ崎市柳島を解析対象地として検討したが、平坦地形に近いため変更することとした。より有効な入り江を房総半島付近に求めたところ、2カ所の候補地を検出した。東北地方太平洋沖地震津波の被害を受けた海岸林による津波減勢効果について、汀線から津波の最長遡上地点までの縦断線上において、数値実験をおこなったところである。しかし対象地がV字状の谷地形であるため、学会発表等において、両側に存在する斜面地形による津波減勢効果の影響も看過できないとの指摘も受けている。周辺空間の地形や海岸林を含む二次元的解析の必要性が生じており、当初、本年度に予定していた海岸林の配置や林分構造を変化させた数値実験は未実施である。一方で研究成果の一部が書籍として公表され、また千葉県の関連行政分野の研修で報告したところであり、研究成果の一部の受け渡しは前倒しで進めることができた。現在、二次元的な解析について外部の専門家と意見交換を進めており、最終年度の前半中に海岸林の配置や林分構造を変化させた数値実験を実施する見込みである。最終年度は前半に二次元的解析の研究体制を確立したうえ、すでに東北地方太平洋沖地震津波により被害を受けた岩手県栃内浜と明戸での津波減勢効果の再解析を最優先に進める。具体的には、河川等での研究が参考になると考えられ、外部専門家に助言と協力を求めている。そのうえ、海岸林による津波減勢効果を発揮するための条件を明らかにするため海岸林や防災施設の配置や林分構造を変化させた数値実験をおこなう。今後、大型津波の被害が予測される海岸林の研究推進については、南伊豆の入り江1箇所の林分構造の調査と解析を優先しておこなう。研究成果の論文化を進めるとともに、本基金で得られた研究成果の社会への受け渡しに努めて、かつ、とりまとめをおこなう。遡上高20 mを超える津波に対する海岸林の減勢効果を評価するため、一重の海岸林が配置され、他の防災設備や保全対象が存在しない宮古市の海岸を調査地として、被災前海岸林の再現と津波線流量の低減率の解析をおこなった。空中写真の三次元判読によって被災前の海岸林の位置、林冠高、構成木の本数密度を推定した結果、一重の海岸林の後背地に林冠高数m程度の低木樹林が最高遡上地点まで存在していたことが明らかとなった。現地出張により、それら海岸林の痕跡を調査して、直径や樹幹長、枝下高、本数密度のデータを入手した。これらから被災前の海岸林の林分構造を海岸線から距離に応じて推定することができた。その一方で、被災前と被災後の空中写真画像の表面モデルを求めて、両者の差分から津波による海岸林と地表の流出量を計算した。入力遡上高を323 mとして、海岸林が存在する場合と海岸林が存在しない場合の減勢効果を、海岸林モデルを使って解析した。入力遡上高10 m以下では、海岸林が存在する場合の減勢効果は、存在しない場合と顕著な違いは認められなかった。入力遡上高15 m以上では、海岸林が存在していた場合、存在しない場合と比較して、津波の遡上距離は数十m短くなり、かつ遡上高は数m低くなるものと推定された。また津波の遡上距離の中間付近では、海岸林が存在することで津波の通過時間が数秒遅れることがあきらかとなった。このように海岸林だけが存在する海岸において、海岸林の減勢効果を評価することが出来た。一重の海岸林のみが存在し、他の防災設備や保全対象がない宮古市の海岸の解析を終了したので、成果としてとりまとめる予定である。一方で現在の解析手法であると、モデルで再現した津波の遡上距離や遡上高が、現実に東北地方太平洋沖地震津波で発生したそれらの値と一致しない。

こうした津波の推定精度を高めることが課題として見えてきた。海岸林が津波減勢効果を発揮した実態を評価するため、岩手県宮古市栃内浜海岸林の津波の遡上範囲において1977年まで遡り、震災前の平時の海岸林の成長量と、被災後の破壊・流出量を、過去の複数枚の空中写真立体視により三次元的に把握した。さらに同範囲において、実際の津波の遡上高や遡上距離に到達するよう入力遡上高を調整して一次元的に数値実験により津波線流量や浸水高を推定した。減勢効果を推定したところ、海岸林が存在し続けた場合より、海岸林が存在していない場合の津波遡上距離が約80 m延伸し、遡上高が約4 m高くなることが示唆された。実際には最長遡上点付近以外の海岸林は被災中途で流失したとものと考えられるので、こうした津波減勢効果の数値は実態としてはいくぶん低いものと推測される。こうした栃内浜における研究成果を日本海岸林学会大会で報告した。また長大な沿岸域を抱え津波被害が予測される千葉県からの講演依頼を受け、行政・研究職員を対象とし、2/14に「空中写真を津波被害量と津波低減効果の推定に活用する」のタイトルで研究成果の一部を講演したところ、参加者から高い評価を受けた。さらに、海岸林と防潮堤等の津波減勢効果を評価する対象地として設定した岩手県田野畑村においても、震災前の平時の海岸林の成長量と、被災後の破壊・流出量を、過去の複数枚の空中写真立体視により三次元的に把握した。東北地方太平洋沖地震に被災しなかった海岸林の存在する南伊豆の入り江1箇所について、現地踏査と空中写真による立体視を実施して、地形と海岸林の配置を三次元的に把握した。このほか神奈川県茅ケ崎市柳島を解析対象地として検討したが、平坦地形に近いため変更することとした。より有効な入り江を房総半島付近に求めたところ、2カ所の候補地を検出した。東北地方太平洋沖地震津波の被害を受けた海岸林による津波減勢効果について、汀線から津波の最長遡上地点までの縦断線上において、数値実験をおこなったところである。しかし対象地がV字状の谷地形であるため、学会発表等において、両側に存在する斜面地形による津波減勢効果の影響も看過できないとの指摘も受けている。周辺空間の地形や海岸林を含む二次元的解析の必要性が生じており、当初、本年度に予定していた海岸林の配置や林分構造を変化させた数値実験は未実施である。一方で研究成果の一部が書籍として公表され、また千葉県の関連行政分野の研修で報告したところであり、研究成果の一部の受け渡しは前倒しで進めることができた。現在、二次元的な解析について外部の専門家と意見交換を進めており、最終年度の前半中に海岸林の配置や林分構造を変化させた数値実験を実施する見込みである。三重の海岸林が存在し、他の防災設備や保全対象があった田野畑村の海岸の分析にとりかかる。また今後、20 mを超える津波被害が予想される海岸林を抽出し、減勢効果の解析準備のため、過去の遡上高を文献調査する予定である。東北地方太平洋沖地震津波の遡上距離や遡上高の推定精度を上げるために、課題外部の専門家に意見を求めてゆくつもりである。最終年度は前半に二次元的解析の研究体制を確立したうえ、すでに東北地方太平洋沖地震津波により被害を受けた岩手県栃内浜と明戸での津波減勢効果の再解析を最優先に進める。具体的には、河川等での研究が参考になると考えられ、外部専門家に助言と協力を求めている。
不純物・フォノンを介したトンネル過程に関する研究

平成9年度は,(1)量子井戸構造において,不純物を介して隣の井戸へトンネルする過程の時間分解測定、(2)量子ドットにおいて,音響フォノンを放出して励起状態から基底状態へと緩和する時間の計算,(3)強磁界中におかれた超格子構造において,音響フォノンを放出しながらトンネルする過程の理論的検討を行い以下のような結果を得た.・不純物をδドープした非対称3重量子井戸構造を作製し,その光学測定を行い,以下のような知見を得た.○不純物を介したトンネル効果のため,(広い井戸に起因する)高エネルギー側のルミネッサンス強度が減少する.○作製した試料では,広い井戸に起因するルミネッサンスの減衰時間が,電子が不純物を介してトンネルすることにより,最大80ps程度速くなる.・単一ヘテロ構造または量子井戸中の2次元電子ガスを放物線形のポテンシャルで閉じ込めた量子ドットにおける,音響フォノン放出による基底状態への緩和時間の計算を行い以下のような結果を得た.○通常の単一ヘテロ構造上に作製された量子ドットの場合,ヘテロ界面に垂直な方向の波動関数の広がりが大きいため,緩和時間は,ほぼ,励起状態と基底状態とのエネルギー差のみで決まる.このため,逆に,電子数が増えエネルギー間隔が狭くなることにより,(電子数が1個の場合に比べて)速い緩和過程が生じる可能性がある.○井戸幅が狭い量子井戸上に作製された量子ドットの場合,励起状態から基底状態へ直接遷移する過程より,中間状態を介す緩和が速くなる場合があるが,緩和が速くなるのは,緩和時間が比較的長い過程のみである.・強磁場下におかれた半導体超格子の電気伝導は,実効的に量子ドット列を流れる電流として促えることができる.そのような系の電気伝導に関して理論的検討を行った結果,次のようなことが分かった.○音響フォノン反共鳴現象には,井戸間の行列要素のみに起因する成分以外にも,井戸内の重なり積分による形状因子も大きな寄与を示す.○単一の井戸内に電子がほぼ局在したようにみられる高いバイアス条件のもとでも,系の電流電圧特性に音響フォノンを介して擬弾性的に複数の井戸を飛び越える電流の寄与が大きく現れる.○擬弾性的に複数の井戸を飛び越える電流は,低温では音響フォノン放出によるものだけであるが,高温では音響フォノン吸収による成分も現れ,それらの温度特性は,反共鳴現象で決まっている.平成9年度は,(1)量子井戸構造において,不純物を介して隣の井戸へトンネルする過程の時間分解測定、(2)量子ドットにおいて,音響フォノンを放出して励起状態から基底状態へと緩和する時間の計算,(3)強磁界中におかれた超格子構造において,音響フォノンを放出しながらトンネルする過程の理論的検討を行い以下のような結果を得た.・不純物をδドープした非対称3重量子井戸構造を作製し,その光学測定を行い,以下のような知見を得た.○不純物を介したトンネル効果のため,(広い井戸に起因する)高エネルギー側のルミネッサンス強度が減少する.○作製した試料では,広い井戸に起因するルミネッサンスの減衰時間が,電子が不純物を介してトンネルすることにより,最大80ps程度速くなる.・単一ヘテロ構造または量子井戸中の2次元電子ガスを放物線形のポテンシャルで閉じ込めた量子ドットにおける,音響フォノン放出による基底状態への緩和時間の計算を行い以下のような結果を得た.○通常の単一ヘテロ構造上に作製された量子ドットの場合,ヘテロ界面に垂直な方向の波動関数の広がりが大きいため,緩和時間は,ほぼ,励起状態と基底状態とのエネルギー差のみで決まる.このため,逆に,電子数が増えエネルギー間隔が狭くなることにより,(電子数が1個の場合に比べて)速い緩和過程が生じる可能性がある.○井戸幅が狭い量子井戸上に作製された量子ドットの場合,励起状態から基底状態へ直接遷移する過程より,中間状態を介す緩和が速くなる場合があるが,緩和が速くなるのは,緩和時間が比較的長い過程のみである.・強磁場下におかれた半導体超格子の電気伝導は,実効的に量子ドット列を流れる電流として促えることができる.そのような系の電気伝導に関して理論的検討を行った結果,次のようなことが分かった.○音響フォノン反共鳴現象には,井戸間の行列要素のみに起因する成分以外にも,井戸内の重なり積分による形状因子も大きな寄与を示す.○単一の井戸内に電子がほぼ局在したようにみられる高いバイアス条件のもとでも,系の電流電圧特性に音響フォノンを介して擬弾性的に複数の井戸を飛び越える電流の寄与が大きく現れる.○擬弾性的に複数の井戸を飛び越える電流は,低温では音響フォノン放出によるものだけであるが,高温では音響フォノン吸収による成分も現れ,それらの温度特性は,反共鳴現象で決まっている.
持続可能な都市づくりに向けた環境・社会・経済影響評価手法の開発

本研究では基礎自治体である市区町村を対象に、トリプルボトムラインを構成する環境、社会、経済の三つの側面から、均衡のとれた発展が行われているかモニタリングする手法(ツール)を開発している。昨年度は日本全国の1,750の市区町村の最新のデータを収集し、各種統計量を算出してデータベース化を行ったが、今年度はさらに過去20年間のデータを追加収集して、時系列データを含む巨大なデータベースを構築した。過去の市町村合併を勘案してデータの統合処理を施施しつつ、1990年から2010年の20年間の都市環境の変遷を分析し、結果を地理情報システムにより日本地図上に出力した。<主要な結論>1.環境面の評価では、過去20年間で大きな変化は見られなかった。2.社会面の評価では、20年前と比較して全国的に結果が悪化する地域が多かった。特に人口増減率等の社会活力面での評価結果の悪化が著しい。3.経済面の評価では、20年前と比較して結果が向上した地域と悪化した地域に明確に分かれた。自治体間で経済格差が拡大している現状が浮き彫りとなった。また、全国の市民を対象とした大規模なアンケート調査で得られたデータを分析した結果、本評価手法に基づく自治体の客観評価の結果とその地の住民による自治体に対する主観的な評価結果との間に正の相関関係があることが明らかになった。この結果より、本評価手法を用いながら自治体の状態を継続的にモニタリングしつつ、様々な施策を講じ、都市・地域環境を改善していくことによって地元住民の主観的な満足度を高めていくことが可能であることが示唆された。本研究では基礎自治体である市区町村を対象に、トリプルボトムラインを構成する環境、社会、経済の三つの側面から、均衡のとれた発展が行われているかモニタリングするツールを開発している。日本全国の1,750の市区町村の統計データを収集した後に、平均値や中央値、分散、標準偏差、歪度、尖度、相対度数といった各種基本統計量を算出してデータベース化し、これらに基づいて標準化得点等を推計した。これを地理情報システム(GIS:Geographic Information System)を用いて日本地図上に出力し、以下に示すような結果を得た。1.環境面の評価では、都市規模が大きくなればなるほど、自然的土地比率や水質、空気質といった評価項目の結果が悪化する傾向が示された。2.社会面の評価では、都市規模が大きくなればなるほど、犯罪発生率や交通事故発生率等の安心・安全性の評価項目の結果が低下し、人口増減率等社会活力の評価項目は逆に向上した。3。経済面の評価では、都市規模が大きくなればなるほど、人口一人あたりの生産額や自治体の税収、公債費比率といった各種経済指標の結果が向上する傾向が示された。環境面、社会面、経済面の要素間の重みを考慮せず均等に扱い、三要素の得点を単純に加算して都市1の質Q(Quality)を評価した結果、例外はあるものの全体的には都市の規模が大きくなるほど、都市の質Qは低下する傾向を示した。人口が増えて都市の規模が大きくなると経済活動は活性化するが、自然環境は破壊されることが多く、環境の保全と経済活動の活性化の間にトレードオフの関係が発生していることが示唆される結果となった。初年度の目標として日本全国の市区町村を対象としたアンケート調査を実施して、地域毎の対策等を把握することを掲げていたが、これに加えて日本全国の基礎自治体の統計データを収集・データベース化するとともに、現状評価を実施するところまで至った。収集した日本全国の基礎自治体の統計データをもとに各種多変量解析を実施する。トリプルボトムラインを構成する環境、社会、経済の各観点から評価と考察を加える。また各都市が実施する施策の効果を明らかにするために、今後は一時点の評価だけではなく、時間軸を考慮した評価を行っていく。