hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
共鳴トンネルダイオードを用いたモノリシック集積テラヘルツ送受信デバイス

本研究で提案する共鳴トンネルダイオード(RTD)を用いたテラヘルツ(THz)送受信モノリシック集積回路に関して、増幅器の設計と実験的な基礎原理検証を行った。電磁界シミュレーションを用いた回路設計と、THz帯ベクトルネットワークアナライザによって抽出したRTDのTHz帯パラメータより増幅率を計算した。計算より1THz帯では0.4平方μmのRTDメサを集積することで約2dBの増幅度を有することが分かった。初期実験として、300GHz帯で増幅デバイスを作製し増幅率の測定を行ったが、寄生発振により増幅特性は得られなかった。そのため、この寄生発振を抑圧することでTHz増幅動作が可能と考えられる。本研究で提案する共鳴トンネルダイオード(RTD)を用いたテラヘルツ送受信モノリシック集積回路に関して、中核となるテラヘルツ双方向増幅器の設計を行った。回路設計には電磁界シミュレーションを用い、マイクロストリップラインの長さと幅および低損失誘電体であるシクロオレフィンコポリマー(COC)の厚さを変化させ90°ハイブリッド回路を設計し、4ポートパラメータを算出した後に、別途、RTDのパラメータを組み合わせて設計した。COCは従来のBCBよりもテラヘルツ帯の損失の少ない新規誘電体材料として導入した。RTDのパラメータは、デバイス作製により電流特性を明らかにし、また、発振器を作製して発振周波数を測定することでキャパシタンスを抽出した。以上の計算により、300GHz帯では0.7平方μmのRTDメサを集積することで5dB、1THz帯では0.4平方μmのRTDメサを集積することで2.5dBの増幅度を有することが分かり、テラヘルツ増幅が可能なことを示した。また、どちらの周波数帯でも100GHz程度の帯域を有していることも明らかになった。増幅器にはRTDに並列に抵抗を接続し、寄生発振が起こらない様に設計し、安定性の評価も行った。増幅器回路の設計と共に、一緒に集積するパッチアンテナの設計も行い、約5dBiの指向性が上方に得られることがわかった。これらデバイスの設計を元に、まず増幅回路部分についてデバイス作製プロセス中のCOCの形成プロセスについて重点的に開発を行い、COCの塗布、焼成の条件を明らかにした。増幅器の設計では、RTDの持つ負性抵抗による寄生発振がシミュレーション上で明らかになったため、インダクタを介して並列抵抗をRTDに並列に接続することによって安定化を行った。この結果、直流からテラヘルツ帯の範囲で、寄生発振を防げることが分かった。計算から、300GHz帯で5dB、1THz帯で2.5dBの増幅度が得られる事が分かった。また、RTDの反射係数を計算した結果、3THz程度までゲインを有することが明らかになった。デバイス作製、プロセス開発について、COCの塗布、焼成方法を確立し、2μm程度の厚さのCOCが一度に形成出来たが、ドライエッチングのプロセスにおいて、エッチングレートが不安定であり、RTDメサのトップの金属層とCOC上の配線層の接続が出来なかった。集束イオンビームによる加工と電子顕微鏡による観察から、これは、エッチングが不十分だとトップの金属層にCOCが残留することが分かった。本研究で提案する共鳴トンネルダイオード(RTD)を用いたテラヘルツ(THz)送受信モノリシック集積回路に関して、中核となるRTDの負性抵抗特性を利用した双方向増幅器の設計と実験的な基礎原理検証を行った。増幅器。回路設計には電磁界シミュレーションを用い、マイクロストリップラインの長さと幅および低損失誘電体であるシクロオレフィンコポリマー(COC)の厚さを変化させ90°ハイブリッド回路を設計し、4ポートパラメータを算出した後に、別途、RTDパラメータを組み合わせて設計した。これらより、理論的に増幅・放射特性は明らかになったが、増幅を得るには直流だけではなく高周波のTHz帯でも負性抵抗特性を有することが必要であるため、THzベクトルネットワークアナライザとオンウエハプローブを用いて高周波の負性抵抗特性を測定した。このRTDのTHz帯パラメータ直接測定は世界で初めての試みである。様々なデバイスパターンを用いて寄生素子の影響を取り除き特性を抽出したところ、1THz帯まで負性抵抗特性を有していることが明らかとなり、これにより、RTDによる増幅器実現の原理的な検証ができた。

そのため、この寄生発振を抑圧することでTHz増幅動作が可能と考えられる。増幅回路について、1THz以上での増幅が得られる回路を設計する。それらと併せて、増幅器の特性である1dB利得圧縮点についてRTDの非線形特性をモデル化して計算し、また、雑音特性についてRTDの雑音主要因であるショット雑音を考慮して算出することで、デバイスの能力を明らかにする。遅れているデバイス作製に関して、RTDメサのトップの金属層とCOC上の配線層の接続を確立するために、厚膜レジストで他の部分を保護しながら、残留COCの部分だけを十分にエッチングするように変更し、プロセス開発を急ぐ。作製したデバイスをテラヘルツのベクトルネットワークアナライザによって測定し、増幅度を測定する。この時、増幅度のバイアス依存性を測定し、負性抵抗のバイアスによる変化によって増幅度が変化することを示す。増幅能力が明らかになれば、発振器とパッチアンテナを集積して、モノリシックに集積した送受信デバイスを実現する。テラヘルツエレクトロニクス
化学的安定度制御による相変態を利用した超微細粒高強度オーステナイト鋼の創製

次世代の自動車用高張力鋼板として期待されているTWIP鋼の更なる高強度化を目指して、Fe-Mn-C合金で得られるオーステナイト相の科学的安定度を炭化物の析出・溶解を利用して意図的に制御することで、相変態による結晶粒の微細化を図った。オーステナイト母相中に炭化物を析出させる部分溶体化処理により母相の安定度が低下することを確認し、冷間加工を必要とせず、熱処理のみでマルテンサイト変態を促進する手法を確立した。さらに、Mn量の少ない鋼種においては、昇温速度の増加に伴って逆変態の機構が拡散型からマルテンサイト型へと遷移することを確認した。炭化物の析出・溶解によって微細ラス状オーステナイト(ラスオーステナイト)を得るためには、次の3つの条件を満足しなければならない。1.添加元素が完全に固溶した完全溶体化状態では冷却後もオーステナイト組織が安定である。2.炭化物が析出した部分溶体化状態では冷却後にマルテンサイト組織となる。3.昇温過程でマルテンサイト逆変態が発現する。昨年度までにFe-Ni-C合金において、これらを満たす合金組成と熱処理条件を明らかにすることができたため、本年度は合金組成をFe-18%Ni-0.6%C合金に絞り、熱処理に伴う詳細な組織変化ならびに最終的に得られる鋼の引張特性を調査した。組織変化については、従来知見同様にfcc→bcc(bct)→fccの2度のマルテンサイト変態によってオーステナイトの結晶方位が元の方位に戻る可逆現象:オーステナイトメモリーが確認される一方、その内部にはマルテンサイト変態に由来する微細なラス状組織と高密の転位が確認された。ただし、炭化物を基点とした拡散型逆変態もわずかに観察されたため、十分にマルテンサイト逆変態を発現させるためには昇温速度をできるだけ高めることが重要であることもわかった。引張特性については、通常のオーステナイト組織を有する初期溶体化材の降伏強度が220MPa程度であったのに対して、微細ラス状オーステナイト組織を有する完全溶体化材の降伏強度は400MPaに達しており、2度のマルテンサイト変態を経由することでオーステナイト鋼の強度が大幅に上昇することが証明された。これらを満たす合金組成と熱処理条件を明らかにする基礎実験としてFe-Ni-C合金において以下の実験を順次実施した。1. Ni、C量を種々変化させた鋼(Fe-(15-30)%Ni-(0-1.0)%C合金)を溶製し、十分な均質化処理を行った試料に対して、完全溶体化処理後水冷によって得られる組織を組織観察ならびにX線回折によって同定した。これにより、完全溶体化後のNi-C状態図を作成した。2.熱力学計算ソフトThermo-Calcを用いてFe-Ni-C三元状態図を作成し、NiとCの共析組成の変化を求め、上記Ni-C状態図を基に部分溶体化処理後に室温で得られる組織を予測した。以上の操作により、炭化物の析出・溶解によって、fcc→bcc(bct)→fcc相変態がほぼ試料前面で生じる合金を選定した。3. Ni量が異なるFe-Ni-C合金を準備し、fcc→bcc(bct)→fcc相変態が実際に生じることを熱膨張測定、組織観察、X線回折により確認した。ただし、bcc(bct)→fcc逆変態は、低昇温速度の場合に拡散型逆変態を生じることが危惧されるため、様々な昇温速度(1-100°C/s)で加熱した場合の逆変態挙動から、マルテンサイト逆変態が発現する臨界昇温速度を見極めた。マルテンサイト逆変態を利用して、Fe-Mn-C合金において微細ラス状オーステナイト組織(ラスオーステナイト)を得ることを目的に実験を行った。本年度は、Fe-Mn-C合金においてマルテンサイト逆変態が発現する条件を明らかにすることを主題として、bcc-マルテンサイト組織を持つFe-5%Mn-0.15%C合金を種々の昇温速度で逆変態した場合のbcc→fcc逆変態挙動を調査した。その結果、本合金の逆変態挙動には昇温速度依存性があり、400K/s未満の昇温速度では従来型の拡散型逆変態が生じるのに対して、400K/s以上の昇温速度においてマルテンサイト逆変態が発現することを明らかにした。

これにより、逆変態温度が低く、原子の拡散が抑制される高Mn鋼においては、比較的容易にマルテンサイト逆変態が発現することを示した。金属組織学、構造材料工学微細ラス状オーステナイト組織形成によるオーステナイト鋼の高強度化を確認でき、Fe-Mn-C合金でも同様の組織変化が生じることを確認できた。しかしながら、高強度オーステナイト鋼を得るための最適なFe-Mn-C組成の同定には至っておらず、当初の年度計画の目標には達していないため。基礎研究ならびに比較となるFe-Ni-C合金において微細ラス状オーステナイト組織を行うための組織制御指針ならびに詳細な相変態挙動の調査は予想以上に進行しているが、主題となるFe-Mn-C合金での同様の調査が十分に進行できていないため。本年度までに研究計画を速やかに実施するとともに、次年度以降の研究計画を予定通り実施する。該当なし
多因子遺伝病の研究・宿主モディファイヤー遺伝子の探求

本助成金を受けて、計画の大部分を達成するとともに、著明な進展がみられた。(1)リンパ腫好発系SL/Khマウスの骨髄Pre-B細胞の一過性増殖は第3染色体上のQTLであるBomb1(Lef1)によることが示された。(2)リンパ腫DNAへのウイルス組込みホットスポットの多くがクローニングされ、Bomb1によるリンパ球分化異常とリンパ腫発生機構の関連に大きな手がかりが得られた。(3)4NQO誘発ラット舌癌については感受性に関与する5つの宿主遺伝子座をマップし遺伝様式を解明した。(4)化学発癌剤抵抗性DRHラットの肝発癌モデルで前癌病変であるGST-P陽性フォーカスの遺伝支配を研究し第1、第4染色体に高度に有意な座位をマップした。(5)遺伝的カタラクトRLCについては責任遺伝子マップ位置からPYK2が候補遺伝子で、RLCレンズで正常マウスを免疫するとPYK2のN端異常ペプチドに対する抗体が作られた。cDNA、genomicDNAについて、遺伝子構造を解析中。(6)NCTカタラクトはNa/K pumpに対する内因性抑制ペプチドの形成により発生する。1000頭の戻し交配系を解析し、マップ位置からBAC contigを作製中である。カタラクトのタイプ(pin head or diffuse)を決めるmodifier geneを第10染色体にマップした。この位置にNa/K pumpの一部がマップされていた。(7)PNUによるラット白血病の病型決定機構を解析するためF344とLE/Stmの間で育成されたRI系について、白血病を誘発して遺伝解析を行い、数個のQTLが関与している可能性を示した。これら一連の研究から内在性レトロウイルス、化学発癌剤、遺伝的変異による疾患も多くは多因子の宿主修飾遺伝子の影響を受け、発病の有無、重篤度、病型などが決定されることを示した。一部のものについては分子生物学的な理解に肉迫している。多くの疾病は宿主の遺伝的組み立てにより、発病の有無、病型、病態、発病時期などが決定されるいわゆる多因子遺伝病である。本年度は次の6つの多因子遺伝病のモデルについて、下記の成果を得た。(1)SL/KhマウスはPre-Bリンパ腫を高率に発生するが、リンパ腫の発生に先立ち骨髄でポリクローナルなpre-B細胞の増殖をみる。この増殖を示さないNFS/Nとの交配により、その責任遺伝子Pbex1を第3染色体上に同定し、候補遺伝子LEF1の発現、構造について研究を進めている。(2)肺腫瘍感受性のA/Jと抵抗性のSM/Jの間で組み立てられた26系統の組み換え近交系SMXAマウスの肺腫瘍発生率データをもとにし、RI系間の交配により優性抵抗性遺伝子Par1およびPar2を定量的形質遺伝子として同定した。(3)ラットの2段階膀胱発癌モデルでは腫瘍プロモーターsodium ascorbateに対する感受性について感受性F344と抵抗性WS系は著差を示した。両系の交配系についてプロモーター感受性の遺伝解析を行い、プロモーター感受性を決定している遺伝子を同定した。(4)Fas遺伝子の変異に基づくMRL-lpr/lprマウスにみられるリンパ増殖性病変、腎炎、血管炎などの一連の自己免疫病のスペクトラムの決定に宿主側要因がどのように関与するかを、lpr congenic系間の交配系の解析により明らかにした。(5)ナカノカタラクト(nct)はマウスの先天的劣性カタラクトである。野生由来近交系MSM系との退

交配系の遺伝解析によりその遺伝子を染色体上に第16染色体にマップした。(6)近交系DDSK系マウスでは一側あるいは両側の腎形成不全をみる。我々はこの発生機構は後腎中胚葉組織への尿管芽の進入不全により腎原基がアポトーシスにより吸収されることによることを見出した。本研究は多因子遺伝的疾患についてモデル動物を用いて発病機構、モディファイアー遺伝子の探求をおこなう。本年度は次のようなプログレスがあった。(1)Pre-B lymphomaを好発するSL/Khマウスでは内在性レトロウイルスの組み込み部位の宿主側配列のクローニングができ、現在プロウイルス挿入により活性化される癌遺伝子の検索を行っている。一方、リンパ腫発生に先だって骨髄で標的細胞であるPre-B細胞の増殖がおこるが、これは第3染色体上の宿主QTLによることを証明できた。(2)マウス肺腫瘍感受性、抵抗性を決定する多因子遺伝機構をSMXA RI系統を用いて行い、Par1,3に続いて新しい感受性遺伝子を同定・マップした。マウスで検出される抵抗性遺伝子のヒト相同染色体上には肺癌DNAでLOHが頻繁にみられることを証明した。(3)マウスの化学発癌剤誘発膀胱癌の予後因子に関わるQTLをマップするとともに、その相同染色体をヒト膀胱癌DNAで調べ、LOHなど遺伝子異常があることを示した。(4)PNUによるTlymphoma感受性に著明な差があるF344とLE/Stmラットの間でRI系を作成し、リンパ腫病型に関わるQTLを見つけた。同様の研究はAKXDRI系統を用いても行い、Tlymphomaへの病型決定に与っているTlsm1遺伝子の詳細なマッピングを行い、候補遺伝子を絞り込みつつある。(5)単一劣性遺伝子によるナカノカタラクトマウスの責任遺伝子を第16染色体に詳細にマップしボジショナルクローニングを試みると同時に、発病時期に関与する遺伝子を第19染色体上にマップした。(6)単一劣性遺伝子によるRLCカタラクトマウスの責任遺伝子の詳細マッピングを行うと共にミュータントレンズに対する特異抗体を作成し二次元ウエスタンブロット上のスポットを決定した。ペプタイドシーケンスに向かっている。これまで取り組んできた仕事の多くで著明な進展がみられた。(1)リンパ腫好発系SL/Khマウスの骨髄Pre-B細胞の一過性増殖は第3染色体上のQTLであるBomb1(Lef1)によることが示された。(2)リンパ腫DNAへのウイルス組込みホットスポットの多くがクローニングされ、Bomb1によるリンパ球分化異常とリンパ腫発生機構の関連に大きな手がかりが得られた。(3)4NQO誘発ラット舌癌については感受性に関与する5つの宿主遺伝子座をマップし遺伝様式を解明した。(4)化学発癌剤抵抗性DRHラットの肝発癌モデルで前癌病変であるGST-P陽性フォーカスの遺伝支配を研究し第1、第4染色体に高度に有意な座位をマップした。(5)遺伝的カタラクトRLCについては責任遺伝子マップ位置からPYK2が候補遺伝子で、RLCレンズで正常マウスを免疫するとPYK2のN端異常ペプチドに対する抗体が作られた。cDNA,genomic DNAについて、遺伝子構造を解析中。
寛骨臼の発育-とくに二次骨化中心の役割-

幼若ラットおよび幼若家兎を用い、寛骨臼二次骨化中心出現時期を検索した。その結果、ラットでは生後23週、家兎では34週で出現し、次第に大きさを増して1012週で骨化が完成する。これら二次骨化中心のうち、恥骨のそれが最大であることが判明した。経耳的脳下垂体切除ラットでは成長遅延が見られたものの、これと相対応して寛骨臼二次骨化中心の出現時期に遅延が認められたが、正常群のそれとほゞ同じ期間で骨化の完成をみた。寛骨臼の形態は正常と同じで、形成不全は認められなかった。一方EHDP投与群において成長軟骨帯の石灰障害は認められたものの、骨化中心出現・閉鎖の時期は正常群と同様であった。4週齢雄幼若家兎を用い、3週・4週間微弱直流電流による通電刺激を行なった。電極の埋め込みに際しては、陰極を恥骨中枢側より二次骨化中心へ向かい刺入し、陰極先端は恥骨二次骨化中心に達する様にした。陽極は大転子部の筋肉内に固定し、刺激装置本体は腹部皮下に置いた。寛骨臼の発育については、深さでは、3週通電群で対照側と比較して5%の危険率で有意の差を認めた。4週通電群で有意差は認められなかった。径については3週、4週通電群とも優位差は認められなかった。組織学的には、成長軟骨帯の増幅、特に増殖細胞層の増殖を認めた。しかしこの軟骨増殖も電極周囲のみで成長軟骨帯の不整を起こす程度にとどまった。以上の実験結果から、微弱直流電流刺激により成長帯骨化過程に何等かの影響を及ぼす可能性は示唆されたものの、一定の傾向をうることは出来なかった。幼若ラットおよび幼若家兎を用い,寛骨臼二次骨化中心出現時期を検索した.その結果,ラットでは生後23週,家兎では34週で出現し,次第に大きさを増して1012週で骨化が完成する.これら二次骨化中心のうち,恥骨のそれが最大であることが判明した.経耳的脳下垂体切除ラットでは成長遅延が見られたものの,これと相対応して寛骨臼二次骨化中心との出現時期に遅延が認められたが,正常群のそれとほぼ同じ期間で骨化の完成をみた.寛骨臼の形態は正常と同じで,形成不全は認められなかった.一方EHDP投与群において成長軟骨帯の石灰障害は認められたものの,骨化中心出現・閉鎖の時期は正常期と同様であった.以上の実験結果から,寛骨臼の発育にもっとも重要な影響をもつ骨化中心は恥骨のそれであることが推定され,微弱直流電流による刺激実験は恥骨二次骨化中心に行うことにした.
破骨細胞の死を遅延させるTNFスーパーファミリータンパク質の機能発現様式

破骨細胞はストローマ細胞と接触しており、細胞間の接触は破骨細胞の形成、骨吸収活性の維持、延命において重要であることが指摘されてきた。そこに関わる因子は今まで不明であったのだが、近年、ストローマ細胞に発現している膜結合型TNFスーパーファミリータンパク質であるODF(破骨細胞分化因子)が、その本体であることが発見された(Yasuda et al.1998)。我々は、このODFのストローマ細胞での発現様式を知るために、ODFの検出システムを構築した。システムの概要は、ODFのおとり受容体であるosteoprotegerin(OPG)をビーズに固相化し、ODFをOPGと結合させた状態で沈降させ、SDS-PAGEで展開後にODFを特異抗体を用いたWestern blottingで検出するものである。OPGはC-末端にヒスチジンタグ(His6)を付加したリコンビナントタンパク質としてバキュロウィルスで発現・調製したものを用いた(OPG-His6)。ストローマ細胞であるST2細胞をvitaminD3とdexamethazoneで処理すると、ODFの産生が認められ、培地の交換をしない場合、48時間後にピークを示した。このとき、存在量はわずかであるが遊離型のODFも認められた。一方、新生マウス頭蓋骨由来の骨芽細胞様細胞をvitaminD3とprostaglandinE2で処理すると、やはり時間依存的にODFの産生が認められた。骨芽細胞様細胞の場合、dexamethasoneよりprostaglandinE2がODF産生に対しては有効であった。ST2細胞の場合と異なり、遊離型ODFの産生はほとんど認められなかった。ところが、細胞をホルボルエステル(PMA)とionomycin処理すると、遊離型ODFを産生した。このことから、プロテインキナーゼC依存的な遊離型ODF産生機構の存在が予測された。Simonet et al.(1997)によって発見されたosteoprotegerin(OPG)は,TNF受容体類似の可溶性タンパク質で,破骨細胞形成を著しく阻害する.これは,ストローマ細胞の細胞膜上に発現しているTNFリガンド類似タンパク質である破骨細胞分化因子(ODF)の働きを阻止するためだと考えられている.そこで,OPGとODFの相互作用と機能解析を行うために,ヒトOPGのC-末端にMycおよびヒスチジンタグ(His6-Tag)をつけたリコンビナントOPG-His6,およびマウスODFの細胞外ドメインにヒスチジンタグをつけたリコンビナントODF-His6をそれぞれタンパク質として作製した.マウスの骨髄細胞と骨芽細胞様間質細胞の共存培養系に,リコンビナントOPG-His6(500ng/ml)加えたところ,破骨細胞様細胞形成はほぼ100%抑制された.本研究で作製したヒスチジンタグを付加したリコンビナントタンパク質の利点は,Ni-NTA-agaroseビーズで回収できることである.この利点を利用し,ストローマ細胞ST2にvitamin D3を作用させてODFを発現誘導したとき,培養上清中に遊離型のODFが存在していることが証明できた(Nakashima et al.paper in preparation).一方,破骨細胞の生存に関する研究も行った.マウスの破骨細胞様細胞は,培養を続けることにより自発的にもアポトーシスを起こすが,一酸化窒素(NO)発生剤であるNOC-18(400μM)あるいは,ビスホスホネートであるパミドロネート(100μM)を加えることにより,アポトーシスの頻度は増加する.これらの破骨細胞のアポトーシス過程は,リコンビナントODF-His6によって著明に抑制された(金岡ら,1999 in press).破骨細胞はストローマ細胞と接触しており、細胞間の接触は破骨細胞の形成、骨吸収活性の維持、延命において重要であることが指摘されてきた。
近傍電磁界情報を用いた閉鎖領域内における波源分布推定法に関する研究

平成29年度は逆問題解析に必要となる近傍電磁界の測定領域削減および測定近傍界情報内の干渉雑音の低減に取り組んだ.測定領域の削減においては,被測定対象の上半球面の近傍界のみを用いた,測定領域内部の全球面近傍界分布の再構成法を提案した.また本手法を応用し,再構成した全球面近傍界を利用し,被推定対象が大地上に配置された場合の遠方界推定法を提案した.この研究では提案理論の有効性を電磁界の数値計算によって明らかにしており,提案手法によって任意の電気定数の大地上に置かれたアンテナの遠方界指向性を推定できることを示した.また,基本的なアンテナに対して実測した近傍界を用い,提案手法によって上半球面の近傍界のみから正確な遠方界が推定できることを確認し,提案手法の計算妥当性も明らかにしている.本手法によって,これまで被測定対象の物理的な規模の制約や,治具などの存在によって不完全な近傍界しか取得できず,正確な電磁場を推定できなかった問題を解決し,より実際に即した放射特性を評価することが可能となった.また,干渉雑音の低減については,測定する近傍界を2面利用することによって,干渉波に関する事前情報を一切必要とすることなく,測定値内に存在する干渉波成分を数値的に除去できることを示した.本手法では干渉波の強度や波数に依存することなく干渉波を完全に除去することができ,電波暗室外の測定環境においても高精度な測定結果を得ることを可能とした.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
悪性脳腫瘍におけるGCfactorの解析と遺伝子療法への応用

GC factorは転写因子のpromoter領域に特徴的であるGC rich配列の部分に対し、特異的に結合しその発現を抑制する。悪性グリオーマには、多数の成長因子autocrine loopが存在し、特に高率にEGFRの過剰発現が確認されている。EGFRのpromoter領域にはGC rich配列が存在するため、過剰発現とGC factorの関係について検討した。悪性グリオーマ培養細胞におけるEGFRの発現を解析を行った。最も強い過剰発現が認められたU251-MGにGC factor遺伝子を導入し、細胞増殖能を解析した。導入細胞において細胞増殖抑制効果が認められ、EGFR,IGF-IIの発現低下を確認した。遺伝子導入による薬剤耐性に対する影響についても検討し、ACNU,cisplatin,vincristineに対する感受性の増加を認めた。GC factor発現組み替えアデノウイルスベクターをCOS-TPC法にて作成し、in vitro及びin vivoにおける発現の確認と細胞増殖抑制効果について検討した。また、悪性グリオーマ及び悪性リンパ腫における細胞周期調節因子p16gene、ナイミーヘン染色体不安定症候群原因遺伝子(NBS1)、テロメレース活性の変化を検討した。アデノウイルスを使用しp16遺伝子導入によるACNU,CDDP,AZCに対する感受性の変化についても検討した。EGF・TGF・IGF-IIなどの増殖因子とその受容体に対する転写因子のpromoter領域には特徴的であるGCrich配列が存在している。GCfactorはこのGCrich配列に対して特異的に結合し、その増殖因子や受容体の発現を抑制するとされている。また、胃癌・膵癌などの悪性腫瘍においてGCfactorがEGFR、及びTGF-α・TGF-β・IGF-IIの発現を抑制し抗腫瘍効果を有することが確認されている。悪性グリオーマに高率にはEGFRが過剰発現が確認されており、EGFR発現のGCfactorの関与を検討した。まず、悪性グリオーマ培養細胞6種におけるEGFRの発現をwestern blot analysisにて解析を行った。6種すべての培養細胞においてEGFRの過剰発現を確認した。次に、リポソーム法にて、GCfactor遺伝子を悪性グリオーマ培養細胞に導入し、細胞増殖能を解析した。遺伝子非導入群に比較して、すべての導入細胞において細胞増殖抑制効果が認められた。しかし、その抑制効果が強力なため細胞が十分に増殖できず、これらの導入細胞群における解析が困難である。現在、静止期の細胞にも導入可能で、かつ非常に高い導入効率を持つ組み替えアデノウイルス作製している。M.O.I.の設定により導入効率を100%にすることが可能で、解析に必要な量の細胞に一度にかつ十分にGCfactorを発現できる。これを使用し、GCfactorの抗腫瘍効果を確認するとともに機能解析を行う予定である。リポソーム法によるGCfactor遣伝子導入では、EGFRやIGF-IIの蛋白発現を抑制による細胞増殖抑制については報告した通りであるが、GCfactor遣伝子導入による細胞周期の変化は、フローサイトメトリーによる検索では認められなかった。抗癌剤との併用によりアルキル化剤であるACNUやcisplatinあるいはアルカロイド剤であるvincristineに対する感受性の増加を認めた。(現在論文投稿準備中)GCfactor発現アデノウイルスベクターを作製したものの、充分な機能発現がみられなかった。同時に、我々が供与を受けている以前より報告されていたGCfactor(Cell,1989)は、miss readingであった可能性がTakimotoら(Biochim Biophys Acta,1999)により示唆された。この報告に従い、培養細胞からmRNAを抽出し、PT-PCRによりGCfactor cDNAを作製した。ダイレクトシークエンスにより塩基配列を確認したのち、再びGCfactor発現アデノウイルスベクターを作製した。作成した組み替えアデノウイルスベクターを使用し、in vitroにおける導入による発現を確認し、導入効率を検討した。現在、ヌードマウスにおけるin vivoでの系を含めて発現の確認を行っている。
実時間中性子ラジオグラフィの高感度化・高解像度化と気液二相流への応用に関する研究

初年度では,実時間中性子ラジオグラフィの高感度化・高解像度化の実験と非加熱方式の気液二相流の実験をそれぞれ個別に実施した.高感度化では,静止画像ではイメージインテンシフアイアの使用で充分な画像が得られたが動画像には輪郭や平均化処理,擬似カラー処理などのディジタル画像処理の方が有利であった.また,クローズアップ法により,これまでの半分の0.25mmφのカドミウム板の小孔が識別できるようになったが,これ以上は中性子束との兼合いでほぼ限界であった.気液二相流実験では,光学的な方法で二相流を高速ビデオ装置を用いて撮影し,画像処理法を応用して流動様式線図の作成,平均ボイド率,気液界面積濃度を測定して画像処理法の有効性を確認した.本年度の研究では,この光学的な方法の結果をもとに,さらに画像解析を進め,従来の方法である点電極法のボイド率測定や気液界面積測定の理論値と比較してよく一致した結果を得た上に,高流量域までの測定が可能となった.また,平均ボイド率と気液界面積濃度には強い相関関係があり,各流動様式について相関式が求められた.中性子ラジオグラフィ法では,金属製矩形流路内の水・空気二相流の画像化によって流動様式が直接的に観測できるようになった.これらの実時間画像は,気液界面積の測定,気泡速度の正確な測定にはまだ画質が不充分であったが,流動様式の判定,平均ボイド率の測定には充分であり,画像処理法の導入によって理論値とよく一致する結果が得られた.今後,より高性能の蛍光コンバータの開発やより強い中性子源の利用によって中性子テレビジョン画像の画質を改善して,他のパラメータを測定するとともに,加熱式ループの気液二相流の研究も実施する計画である.初年度では,実時間中性子ラジオグラフィの高感度化・高解像度化の実験と非加熱方式の気液二相流の実験をそれぞれ個別に実施した.高感度化では,静止画像ではイメージインテンシフアイアの使用で充分な画像が得られたが動画像には輪郭や平均化処理,擬似カラー処理などのディジタル画像処理の方が有利であった.また,クローズアップ法により,これまでの半分の0.25mmφのカドミウム板の小孔が識別できるようになったが,これ以上は中性子束との兼合いでほぼ限界であった.気液二相流実験では,光学的な方法で二相流を高速ビデオ装置を用いて撮影し,画像処理法を応用して流動様式線図の作成,平均ボイド率,気液界面積濃度を測定して画像処理法の有効性を確認した.本年度の研究では,この光学的な方法の結果をもとに,さらに画像解析を進め,従来の方法である点電極法のボイド率測定や気液界面積測定の理論値と比較してよく一致した結果を得た上に,高流量域までの測定が可能となった.また,平均ボイド率と気液界面積濃度には強い相関関係があり,各流動様式について相関式が求められた.中性子ラジオグラフィ法では,金属製矩形流路内の水・空気二相流の画像化によって流動様式が直接的に観測できるようになった.これらの実時間画像は,気液界面積の測定,気泡速度の正確な測定にはまだ画質が不充分であったが,流動様式の判定,平均ボイド率の測定には充分であり,画像処理法の導入によって理論値とよく一致する結果が得られた.今後,より高性能の蛍光コンバータの開発やより強い中性子源の利用によって中性子テレビジョン画像の画質を改善して,他のパラメータを測定するとともに,加熱式ループの気液二相流の研究も実施する計画である.京大炉・E-2実験孔での実時間中性子ラジオグラフィの高感度化・高解像度化を、(1)検出系、(2)光学系、(3)ディジタル画像処理の3つの方式で実施した。検出器として新しい蛍光コンバータを使用して安定な高品質の画像が得られるようなった。また、中性子テレビジョン装置の光学系を改善し、イメージインテンシファイアを使用することにより高感度化が計られ、原子炉の低出力運転時でも画像が撮影できるようになった。一方、ズームやクローズアップ法により、これまでは0.5mm¢のカドミウム板の小孔の撮影が限界であったのが、0.25mm¢のものまで明確に識別できる解像度を得た。さらに濃淡の補正、輪郭処理、平均化処理などのディジタル画像技術を導入して実時間画像に応用可能となった。画像処理装置はデータ処理用パーソナルコンピュータと直接メモリアクセルできるようになり、種々の応用ソフトウェアが開発されている。一方、気液二相流実験ループは非加熱方式のものを製作し、現在E-2実験孔での中性子ラジオグラフィ用と加熱方式のループの製作を開始した。画像処理法による気液二相流の研究では、実験ループで発生させた種々の流動様式の気液二相流を高速ビデオ装置で撮影し、画像解析時に静止画像としてディジタル化し画像処理を実施した。それらの結果から流れのボイド率や気液界面積濃度を測定した。これらの実験により矩形流路内の二相流のボイド率、気液界面積濃度測定において、画像処理法の有効性が確認された。昭和61年度は冷中性子設備の設置や保守・点検・検査のために、原子炉の稼動時間が著しく制限されたため、実際の実験孔での応用研究は次年度の予定である。今後は、この方法と中性子ラジオグラフィと組合せて金属流路内の二相流の画像化や画像解析などに応用して行く計画である。
COPII小胞形成反応における膜の形態による制御機構の解析

細胞内物質輸送の入り口として機能する小胞体(ER)はシート状領域とチューブ状領域によるネットワーク化された膜構造体である。このネットワーク形成を担うRtn1とYop1の欠損変異体(rtn1/yop1)酵母ではその構築が阻害される。ERからゴルジ体への物質輸送を担うCOPII小胞はER膜上の特異的領域ER Exit Site (ERES)で形成される。ERESの機能制御に重要な役割を果たすSec16は必須因子であるが、異なるアミノ酸残基置換による温度感受性変異体が4種類知られている。これらのSec16温度感受性変異体を単一Sec16として発現する酵母は高温培養条件下でその機能阻害により致死に至る。これに対して、Sec16温度感受性変異体を発現するrtn1/yop1細胞は、いずれの4種の変異体においてもその機能が阻害される温度条件において生育を示すことを明らかにした。このような生育の回復は他のCOPII小胞形成に関わる因子の温度感受性変異体を発現するrtn1/yop1細胞では見られなかった。次に蛍光タンパク質で融合したCOPII小胞の積荷タンパク質を発現した細胞を蛍光顕微鏡で観察を行なった。通常Sec16温度感受性変異体を発現する細胞では、高温条件下ではCOPII小胞の形成が阻害されるためCOPII小胞積荷タンパク質のERへの蓄積が観察される。一方、Sec16温度感受性変異体を発現するrtn1/yop1細胞では、積荷タンパク質のERへの蓄積が減少した。この結果は、Sec16温度感受性変異体を発現するrtn1/yop1細胞では、Sec16変異体の機能回復に伴いER-ゴルジ体間輸送が回復し、その結果生育も回復することを示す。本年度に得られた以上の成果は本研究課題の目的であるER膜構造とSec16の機能的連携を示唆する。研究実績の概要で記述した通り、本研究課題で検証を試みている細胞内におけるSec16のCOPII小胞形成に関わる機能とERの膜構造の関連性を示唆する結果が得られた。分子メカニズムについては依然不明であるが、おおむね順調に進展していると判断される。Sec16とER膜構の機能的連携にはどのような分子メカニズムが伴うのかを調べる。研究計画調書に基づき、特にrtn1/yop1細胞におけるSec16と他のCOPIIタンパク質の相互作用ならびに、Sec16によるCOPII小胞の形成反応の制御について検証する実験を行う。研究計画著書の作成時に予定したSec16とCOPIIコートとの相互作用を調べるための実験を本年度は行わなかった。このため、その実験実施に必要な抗体やビーズ等の試薬や消耗品を購入しなかったので次年度使用額が生じた。これらの実験ならびに本年度からの継続実験を含めた研究計画通りの実験実施に必要な試薬や物品の購入、または学会、論文発表等に使用する。
Whole exomeを用いた非典型溶血性尿毒症症候群の遺伝子診断方法の確立

非典型溶血性尿毒症症候群(aHUS)は補体関連因子の遺伝的・後天的要因により発症する疾患である。2016年9月末までに集積した臨床的aHUS患者は118例であり、本邦aHUS患者の臨床的特徴を報告した。本疾患は候補遺伝子も多く、新規遺伝子も報告されつつあり、本研究でwhole exomeでの解析方法を樹立した。MLPA法による遺伝子コピー数解析方法も樹立し、CFH、CFHR遺伝子領域のrearrangementの変異と関連した患者がいることを見出した。本研究成果により、既知遺伝子変異の検出、新規遺伝子変異の検証、新規遺伝子変異の探索が可能なexome解析を樹立し、本邦での研究に大きく貢献した。本研究では、希少疾患であり、かつ新規難病に指定された非典型溶血性尿毒症症候群(aHUS)のwhole exome sequencingによる全候補遺伝子の診断方法の樹立を目指すとともに、これまで確認できなかったCFHRの変異の検出、未知原因遺伝子の探索を目的とした。本研究の活動を通じて全国から105件のコンサルテーションを受け、aHUS診断に必要な検査を実施し、51名でaHUSと診断した。本研究では、次世代シークエンサーを用いたwhole exomeによるaHUS原因遺伝子の解析方法を樹立した。具体的には、これまでの既知の8個(CFH、MCP、CFI、CFB、C3、thrombomodulin、DGKE、plasminogen)の遺伝子の全エクソン解析を行い、さらにこれらの変異に対して様々な注釈をつけ、病的、非病的変異の選別を行った。またaHUS患者の約10%でCFHに対する自己抗体の存在が報告され、この抗体はCFHによる細胞保護作用を阻害することが知られている。抗factor H抗体の出現は、CFH関連蛋白質(complement Factor H Related、CFHR)15の様々な遺伝子異常(欠損、融合)が関与しており、これらの遺伝子異常により抗体が出現すると考えられている。whole exomeによる遺伝子解析により、抗体陽性患者のCFHR遺伝子の欠損、コピー数異常を検出することが可能となり、CFHR遺伝子変異の背景を解析している。また臨床的にaHUSと診断されるにも関わらず、既知の遺伝子変異が見つからない患者が約4割おり、現在その様な患者を集積、解析中である。本研究を通じて、aHUSの遺伝子解析方法が樹立されると共に、aHUSの遺伝子変異解明が進み、遺伝的背景が明らかとなり、病態解明の促進が期待される。これまでに105件の解析依頼を受け、そのうち、臨床的に補体関連異常によるHUSが疑われた症例は51例であった。全例で羊赤血球溶血試験を実施し、溶血試験で得られた溶血度と原因遺伝子変異や抗H因子抗体の有無との関連性を検討した。CFH異常および抗H因子抗体陽性患者では、溶血度50%以上の溶血亢進を認め、C3異常や他の遺伝子変異例、また遺伝子変異未同定症例では陰性となることが確認し、溶血試験はH因子系異常症例の同定に有用であることが示された。また本研究により、次世代シークエンサーを用いたwhole exome解析を行い、aHUS患者の遺伝子解析体制を樹立している。患者白血球からDNAを抽出し、HiSeq2500でリード検出を行った。約400万リードの塩基データ(fastqファイル)から、qualityチェック(FastQC)、トリミング(Trimmomatic)、ヒトゲノムレファランスゲノム配列へのmapping(BWA)、重複リードの除去(Picard)、バリアントコール(GATK)、アノテーション付加(Annovar)を行い、変異部位の抽出を行っている。サンガー法との検証を行い、aHUS原因遺伝子が検出できることを実証した。今後は、変異の見つからなかった患者から様々なフィルタリングを用いて未知候補遺伝子を探索予定である。また全患者にELISA法を用いた抗CFH抗体のスクリーニングを実施し、抗体陽性患者に対してはウエスタンブロット法を用いた検証を行い、5例の新規抗体陽性例を同定した。これらの抗体陽性患者に対してもwhole exome解析を実施し、CFHR3/1の欠損、CFHR1のheterozygous欠損を同定しえた。今後さらなる解析としてXHMMを用いてchromosomeのcopy number解析を立ち上げ中である。溶血性貧血、血小板減少、腎障害を始めとした臓器障害を呈する症候群は広く血栓性微小血管症(TMA)と呼ばれ、多数の疾患を含有し、aHUSはそのなかで補体関連因子の異常を原因とする超希少疾患の症候群である。2014年度よりTMA疾患のうち、TTPの診断・病態は奈良県立医科大学、aHUSの診断・病態は東京大学、遺伝子解析は国立循環器病研究センターで実施する体制を既に整備している。また東京大学では次世代シークエンサーを用いた遺伝子診断、解析体制を立ち上げ、aHUSの診断(血液学的検査・遺伝学的検査)から病態解析、疫学研究に至るまで複合的に研究を実施し、これまでに約140名の診断(羊赤血球溶血試験、抗H因子抗体解析系、遺伝子解析)、患者コホートを集積した。本邦ではまだ200名程度以下しか診断されていないことを考えると、非常に高率で我々の所に紹介されている。aHUSは先天的な要因、後天的な要因が混在した症候群であり、解析方法が未だ確定していない疾患である。本研究では、次世代シークエンサーを用いたaHUSの遺伝的解析方法を樹立し、これにより既知の遺伝子の検証とともに、新規原因遺伝子探索も可能となった。

また特殊なfusionや遺伝子欠損などの解析方法も樹立しつつある。また抗CFH抗体陽性患者に認められるCFHR遺伝子領域の欠損をマルチプレックス法による解析法を樹立した。本研究により、aHUS診断に必須の遺伝子診断法が樹立されつつあると共に、本邦における遺伝的特徴、抗体陽性例の特徴などが明らかとなりつつある。本邦からの診断体制の樹立、whole exome法を用いた遺伝子診断法を樹立、蛋白質学的な診断方法を樹立しており、おおむね順調に進展している。本研究の解析結果により、全国の主治医から診断依頼があった際に、サンガー法による診断に加えて、whole exomeによる全エクソンの遺伝子診断方法を実施している。主治医による臨床診断での診断精度が向上し、また比較的速やかに検査可能な血液サンプルを使用したバイオマーカーの包括診断、除外診断が可能となった。確定診断には遺伝子解析が必要であるが、これまで以上に感度・精度の向上した診断が下せるようになった。予後良好とされるCD46の遺伝子異常から高率で腎不全に至るCFHの異常、エクリズマブが無効とされるDGKEの異常、血漿交換や免疫抑制薬などの異なる治療を要する抗CFH抗体陽性例まで、重症度、予後、治療内容・反応性が大きく異なるとされており、本邦でも遺伝子診断、自己抗体の検査により評価できるようになった非典型溶血性尿毒症症候群(aHUS)は補体関連因子の遺伝的・後天的要因により発症する疾患である。2016年9月末までに集積した臨床的aHUS患者は118例であり、本邦aHUS患者の臨床的特徴を報告した。本疾患は候補遺伝子も多く、新規遺伝子も報告されつつあり、本研究でwhole exomeでの解析方法を樹立した。MLPA法による遺伝子コピー数解析方法も樹立し、CFH、CFHR遺伝子領域のrearrangementの変異と関連した患者がいることを見出した。本研究成果により、既知遺伝子変異の検出、新規遺伝子変異の検証、新規遺伝子変異の探索が可能なexome解析を樹立し、本邦での研究に大きく貢献した。aHUSは2008年に本邦で初めて見つかり、これまでに100から200例程度が診断されたと推察される希少疾患である。確定診断は多くの血液学的検査、多数の遺伝子検査が必要であるため非常に困難であり、一般病院はもちろんのこと、大学病院においても診断のために必要な検査を実施できる機関はほぼない。また原因も先天性、後天性、また先天性も様々な原因遺伝子があり、遺伝子変異も様々なタイプの変異が報告されており、解析が容易ではない。今後も本研究活動を通じて、本疾患の遺伝子検査法を樹立するとともに、本邦での遺伝子異常背景を明らかにし、未知原因遺伝子の探索を継続する。またこれまでは抗H因子抗体が陽性となるH因子関連蛋白の遺伝子異常は、大きな遺伝子座のnonallelic homologous recombination(NAHR)が原因であり診断ができなかったが、whole exome解析による遺伝子異常の同定を目指す。また溶血試験陽性例は、その後の遺伝子検査で病的変異が見つかっており、溶血試験の有用性が示された。今後は遺伝子変異による感度・特異度の解析や、二次性TMA疾患との鑑別に有用であるかを検討していく。
破骨細胞分化の分子機構:造血細胞分化決定遺伝子の発現に関する組織学的研究

破骨細胞は造血幹細胞に由来する大型で多核の骨吸収細胞である。近年、破骨細胞の試験管内形成系が確立され、種々のサイトカインが破骨細胞の分化に関与することが明らかになってきた。また、破骨細胞はマクロファージと近縁関係にあり共通の分化単位から派生すると考えられていた。ところで、造血系細胞の分化は各細胞系列に特異的あるいは選択的なサイトカインの作用と細胞自体の分化の引き金としての核内転写因子の発現により決定されることが知られている。最近Nguyen等は、核に存在しDNAに直接作用する転写因子のひとつであるEgr-1の発現が骨髄芽球のマクロファージへの分化に必須であることを見いだしており、この転写因子をコードする遺伝がマクロファージへの分化を決定する遺伝子であることを明らかにした(Cell,1993)。そこで筆者等は、破骨細胞の前駆細胞をラット骨髄から形成される培養系に、Egr-1のmRNAに相補的なアンチセンスオリゴヌクレオチドを添加することによりEgr-1を発現できない状態にして培養を行ったところ、マクロファージ様の細胞には著しい形成阻害が認められたのに対し、破骨細胞系列の細胞の形成抑制は全く起こらず、逆に有意な形成促進効果を認めた。ラット骨髄を用いた単核の前破骨細胞形成系に於て、アンチセンスEgr-1は顕著に前駆細胞の形成を促進した。全骨髄培養に於ける破骨細胞の形成は極くわずかのみ促進されたが有意な効果でない場合もあった。そこで、Egr-1を発現誘導することが知られているPMAを添加してその効果を調べたところ、顕著な破骨細胞促進効果を認めることができた。なお、PMA存在下で骨髄を培養すると多くの異物巨細胞が出現するのであるが、アンチセンスEgr-1で更に24時間だけ処理すると多数の破骨細胞前駆細胞が出現した。これらの結果は、破骨細胞の分化にEgr-1が調節的な働きを演じていることを示唆しており、現在、in situ hybridization法を用いてラット骨組織に於けるEgr-1の発現を解析中である。本研究成果の一部は本年度の歯科基礎医学会で既に報告している。
触媒活性種の局所構造制御のための軟X線領域XANESの応用

軟X線領域XANESを触媒化学における活性種局所構造解析に応用し,各触媒系の活性評価とXANESによる構造評価をあわせて行うことにより触媒活性制御因子を検討した。L殻XANESとしてモリブデン、K殻XANESとしてマグネシウムの各原子をターゲットとし、各触媒系の活性種局所構造を厳密に評価した。第一に、担持モリブデン系におけるオレフィンのメタセシス触媒活性を中心に検討した。メタセシス活性種は五価モリブデンなどの還元イオンとされており、一般に触媒の還元前処理が必要とされているが、その結果、我々はシリカアルミナ上のモリブデンが還元前処理を行うことなく、室温でも特異的に高い触媒活性を示すことを見出した。本触媒のモリブデン活性種局所構造をL殻XANESより検討したところ、4面体配位を多く含む低重合ポリアニオン種が支配的であり、これがシリカアルミナ担体との強い相互作用を受け活性種の前駆体となることを示唆する結果を得た。さらに、これらはオレフィンとの接触により部分的な還元を受けて特異なメタセシス活性種を形成することがわかった。第二に、酸化マグネシウムへのリチウム添加による構造変化をK殻XANESより評価し、メタン酸化カップリング触媒活性との相関について検討した。その結果、低濃度のリチウム添加が岩塩型酸化マグネシウム表面近傍に欠陥構造を局在させることを見出し、バルク相の結晶性の結果とあわせ、触媒活性には表面のみならすバルク相の寄与が必要である結論を導いた。以上の二つの軟X線XANESの応用の過程では、重畳波形分離処理や二次微分法といった波形処理を導入し、XANESの成分分離解析が局所構造の解明の重要な一助となることを導いた。軟X線XANESの触媒活性種の同定とその制御のため、L殻XANESとしてモリブデン、K殻XANESとしてマグネシウムの各原子を夕一ゲットとし、各触媒系の活性評価とXANESによる構造評価をあわせて行い触媒活性制御因子を追跡した。第一に、モリブデンを金属酸化物(高表面積シリカ、アルミナ、シリカアルミナ、酸化チタン等)担体上に担持した触媒系においてオレフィンのメタセシス活性を中心に検討し,その触媒活性種をMoL殻XANESより評価した。メタセシス活性種は五価モリブデンなどの還元イオンとされており、一般に触媒の還元前処理が必要とされているが、我々はシリカアルミナ上のモリブデンがメタセシス反応初期に容易に還元イオンを形成することにより、室温の反応でも待異的に高い触媒活性を示すことを見出した。次いで本触媒のL殻XANESより活性種を検討したところ、4面体配位を多量に含む低重合ポリアニオン種が支配的であり、これがシリカアルミナ担体との強い相互作用を受けて還元イオンを容易に形成させ、活性種の前駆体となることを示唆する結果を得た。第二に、酸化マグネシウムヘのリチウム添加による構造変化をK殻XANESより評価し、メタン酸化カップリング触媒活性との相関について検討した。その結果、低濃度のリチウム添加が岩塩型酸化マグネシウム表面近傍に欠陥構造を局在させることを見出し、触媒活性には表面のみならすバルク相の寄与が必要である結論を導いた。以上の二つの軟X線XANESの応用の過程では、コンボリユーション処理やスペクトル二次微分といった波形処理を導入し、XANESの成分分離解析が触媒活性構造の解明の重要な一助となることを示唆した。