hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Siナノpn接合を用いたドーパント原子型トンネルダイオード

本研究は、Siナノpn接合の特徴を生かした新原理デバイスとして、深いレベルをもつドナー・アクセプター準位間の共鳴トンネリングを用いた原子型トンネルダイオードを世界に先駆けて実現することを目標とした。H25年度は低温域で拡散電流にランダムテレグラフシグナル(RTS)が現れることを確認し、これがpn接合部の個別ドーパントの充放電効果であることを明らかにした(APL(2014))。H26年度は、接合部でのドーパントを介した共鳴型トンネリングを観測することが出来、これにより当初の目標を達成することができた(Si Nanoelectron. WS(2015)にて発表予定)。本研究計画は、接合部が狭小のSiナノpn接合の特徴を生かした新原理デバイスを提案・実証することを目指すものであり、特にナノpn接合において顕著となるドーパント原子の個別性を利用して、ドナー・アクセプター準位間の共鳴トンネリングを用いた原子型トンネルダイオードを世界に先駆けて実現することを目標とする。H25年度の主な研究成果は次のとおりである。1.ナノpnダイオードを作製し、広い温度範囲でI-V特性を測定した。p領域のボロン濃度は、約1.5E18cm-3、n領域のリン濃度は、約1.0E18cm-3である。その結果、室温では通常の整流特性を示すが。30K以下の低温域では印加電圧の上昇とともに無雑音、2値の電流値を行き来するランダムテレグラフシグナル(RTS)、多値の電流値による雑音、と変化していくことを見出した。これは、接合の空乏層端のドーパントの充放電によるものであると考えられ、pnダイオードにおいて1個のドーパントが特性に影響を与える初めての報告である(APL(2013))。しかし、本計画の中心となるトンネルダイオード特性を観測するためには、さらなる高濃度ドーピングが必要であり、H26に本格的に取り組む。2.極薄pn接合の電子ポテンシャル分布を低温ケルビンプローブフォース顕微鏡(KFM)で観測した。その結果、バルクSi中のドーパントよりも深い基底準位の存在が示唆されるとともに、空乏層中のドーパントの充放電によるポテンシャル変動が観測された(APL(2013))これは、上記1.におけるRTSの観察と一体の現象であり、よく整合している。3.ナノSi中にリンとボロンを少数個配置した場合の電子状態を第一原理計算で求めた。その結果、リンとボロンが直接結合した配置を除いて、それぞれドナー、アクセプターとしての性質が保たれることを見出した。本研究計画は、接合部が微小のSiナノpn接合の特徴を生かした新原理デバイスを提案・実証することを目指すものであり、特にナノpn接合で顕著となるドーパント原子の個別性を利用して、ドナー・アクセプター準位間の共鳴トンネリングを用いた原子型トンネルダイオードを世界に先駆けて実現することを目標とする。前年度(H25年度)は、pnダイオードのドーパント濃度は1E18cm-3のオーダーであって、低温域で拡散電流にランダムテレグラフシグナル(RTS)が現れること、これが、pn接合部の個別オーパントの帯電効果によるものであることを報告した。H26年度は、バンド間トンネル電流を実現するために、より高濃度(約1E20cm-3)の2次元(極薄膜)pnダイオードを作製し、低温で明瞭な負性微分コンダクタンス(NDC)を観測した。これは、通常のトンネルダイオードで見られる特性であって、特に新しいものではない。しかし、同一水準のいくつかのダイオードでこのNDCに重畳するように鋭い電流ピークが観測された。これは、接合部のドーパント準位を介した「増強された共鳴トンネル」と解釈され、大きな発見となった。ドーパント準位を介するとバンド間トンネリングが増大することは第一原理計算からも裏付けられた。また、高濃度領域の電位分布をKFMで観測したところ、ドーパントの配置揺らぎに伴う大きな電位の揺らぎが観測され、これが接合部で大きな役割を果たしている可能性もある。以上のことから、接合部でのドーパントを介したバンド間トンネリングを観測することができ、本計画の当初の目標をおおむね達成することができたと考える。工学ナノpnダイオードの低温特性が、ランダムテレグラフシグナル(RTS)を示し、その原因が、空乏層端部の1個のドーパント原子の充放電によるものであることを見出した。これによりナノpn接合が、1個ないし少数個のドーパントで支配されるとの当初の予想が確認できた。また、これと対をなすpn接合部の電位分布のKFM観察も行い、個々のドーパントの充放電に由来する電位の揺らぎを観測することができた。

しかし、トンネルダイオード特性の観測のためには、さらなる高濃度ドーピングが必要であり、総合して「おおむね順調に進展している」と判断した。H25年度に行ったナノpnダイオードの作製・評価に引き続き、さらにドーピング濃度を1ケタ近く増大させたダイオードの作製を行う(すでに実施中)。予備的な測定結果からは、すでにバンド間トンネリング、および共鳴トンネリングによる電流ピークの兆候が見られ、この測定・評価を精力的に進めていく予定である。この方向で研究を推進すれば、当初の目的は達成されるものと考える。
3次元単色X線CT装置の研究

本研究は新世代のCTとして3次元単色X線CT装置の実現を図るための基礎となる研究を行ったものである。まず,被写体のすべての3次元情報を収集することができるX線源の走査軌道について検討し、最も実用的なものは円と直線からなる軌道であると判断した。3次元CT画像再構成に関しては、ラドンの反転公式から一般的な再構成法を導出すると共に提案する走査軌道に適用できる効率的な再構成アルゴリズムを求めた。これらは数値ファントムを用いた計算機シミュレーションによってその有効性・実用性を確認した。これらの基礎研究に基づき,3次元CT装置を模擬した実験システムを試作した。X線源はシンクロトロン放射光から蛍光X線法によって発生させる円錐ビームの単色X線で,そのエネルギーはターゲットを変えることで可変にできる。ビームは広角で均一な強度をもつことが確認され、実験システムに組込まれた。被写体は計算機制御された定盤にマウントされ、プログラミングによってX線源の走査軌道が実現される。イメージインテンシファイアによって測定された投影データから開発された画像再構成アルゴリズムにより被写体の3次元CT像が再構成される。被写体として7層の円盤を積み重ねたファントムと心臓ファントムが用いられ、いずれも完全な3次元像が再構成できることを認めた。さらに特定元素(例えば造影剤など)の斤一吸収端の直前、直後のエネルギーをもつ線源で得られた像の差分をとるエネルギー差分法により、特定元素の3次元空間分布像を得ることが可能となった。再構成像は可視化ソフトウエアによって表示され、被写体の3次元構造が視覚的にも明確に確認できる。これらの研究成果から、3次元イメージングシステムとしての基本性能が理論的・実験的に明らかとなり、新しい機能をもつ3次元CTの実現可能性について有益な知見を得ることができた。コンピュータトモグラフィ(CT)は最初に実現されて以来20年以上経過し、より高度の機能をもつCTの実現が期待されている。本研究では新世代のCTとして3次元単色X線CT装置を実現すべく,その基礎となる考察を行う。まず、被写体のすべての3次元情報を収集することができるX線源の走査軌道について検討した。その結果,装置としての実現性から円と直線からなる軌道が最も適切であると判断した。3次元CT画像再構成については,ランドの反転公式からアルゴリズムとして実装できる一般的な再構成法を導出した。また提案する円と直線からなる走査軌道に対しては大幅に簡略化され,高速の再構成アルゴリズムが実現できることで明らかにした。これらは数値ファントムを用いた計算機シミュレーションによってその有効性の実用性が確認された。これらの理論的考察に基づき,3次元CT装置を模擬した実験システムを製作した。X線源はシンクロトロン放射光から蛍光X線法によって発生させる単色X線を用いる。このX線源は均一の強度でビーム角の大きい円錐ビームを発生することが確認されており,本実験システムには極めて適切なものである。被写体は計算機制御された定盤の上にマウントされ、プログラミングによってX線源の走査軌道が実現される。2次元投影データはイメージインテンシファイアで検出され,ディジタル化されてワークステーションに入力されて、開発された再構成アルゴリズムによって被写体の3次元CT画像が再構成される。単色X線源を用いるためビーム硬化現象は無視でき,CT値は各組織のX線吸収係数を正確に反映した定量的データが取得できる可能性がある。また,エネルギー差分法を用いることにより特定元素の3次元空間分布を得ることも可能となる。今後はこれらを実験によって確認し,新世代のCTの実現を目指す。

前年度の研究成果から、3次元CT装置におけるX線源の走査方式として円と直線からなる軌道が最も実用的であり、この走査によって被写体のすべての3次元情報を収集することができ、完全な3次元像の再構成が可能であることが明かとなった。また、この走査方式に適合した高速3次元CT画像再構成アルゴリズムを導出し、計算機シミュレーションによってその有効性を確認した。これらの基礎研究に基づき、3次元CT装置を模擬した実験システムを試作した。X線源はシンクロトロン放射光から蛍光X線法によって発生させる円錐ビーム状の単色X線で、そのエネルギーはターゲットを変えることにより可変にできる。ビームは広角で均一な強度を持つことが確認され、実験システムに組み込まれた。被写体は計算機制御された空盤の上にマウントされ、プログラミングによってX線源の走査軌道が実現される。2次元投影データはイメージインテンシファイア(II)によって計測され、定盤を制御する制御信号に同期してデータ収集装置に入力される。IIの歪み補正が行われた後、開発された再構成アルゴリズムによって被写体の3次元CT像が再構成される。被写体として7層の円盤を重ねたファントムおよび心臓ファントムが用いられ、いずれも完全な3次元像の再構成ができることを確認した。さらに、特定元素(例えば造影剤など)のK吸収端の直前、直後のエネルギーを持つ線源で再構成された像の差分をとるエネルギー差分法により特定元素の3次元空間分布像を得るが可能となった。再構成像は可視化ソフトウエアによって表示され、被写体の3次元構造が視覚的にも明確に確認できる。これらの研究成果から、3次元イメージングシステムとしての基本的な性能が論理的、実験的に明らかとなり、新しい機能を持つ3次元CT装置の実現可能性についての基礎的なデータ得られて当初の目的がほぼ達成されたものと考えられる。
放電発生ラジカルの長寿命化の解明と革新的プラズマ水処理技術の構築

本研究では、大気圧放電プラズマで発生するOHラジカルが,比較的長い時間にわたり反応に寄与していることに着目して、反応メカニズムの解明とその応用としての水処理について研究を行っている。研究2年目では、化学プローブ法と電子スピン共鳴法の2つを使い、放電プラズマで生成したOHラジカルの測定を行った。大気圧放電プラズマの発生には、液体と相互作用させる上で安定なプラズマが得られるプラズマジェットを主に使用した。OHラジカルの絶対量算出のための校正方法を見直し、信頼性ある校正曲線を得た。液体試料が中性の条件では、化学プローブ法による蛍光分光法と電子スピン共鳴法で求めたOHラジカル量はほぼ一致した。液体試料のpHがアルカリ性になると、化学プローブ法による測定ではOHラジカルは増加し、文献で指摘されている増加を支持する結果であった。しかし、電子スピン共鳴法では、逆に減少する傾向にあった。トラップ剤とラジカルの反応過程の違いや液体に含まれる第3物質が影響していると考えられるが、引き続き検証する。応用としては、次世代の水処理に放電プラズマによるプロセスを導入するための研究を行っている。これまでの研究より高効率化が望める処理水を水膜状にして連続処理できる放電プラズマリアクタを用いて各種の実験を実施した。付加製造装置(3Dプリンタ)を用いて、リアクタ内部に水をジェット状の旋回流として導入する装置を作製し、リアクタ内壁に付加した水流の旋回ガイドによるコアンダ効果によりプラズマとの接触を効果的に行うことができた。さらに放電を連続して処理するこれまでのプロセスに放電休止時間を導入することで一層の処理効率の向上が可能となった。長寿命ラジカルによるポストディスチャージ効果の有用性を見いだした。色素インジコカルミンを用いた着色水の脱色実験において、エネルギー効率は200g/kWhを越えるまでになった。本研究におけるラジカル計測の柱となる計測装置である電子スピン共鳴装置の稼働が本格化してきた。化学プローブ法とのクロスチェックが可能となり、計測条件(溶液の導電率、pH、トラップ剤の濃度など)を変化させて測定を行っている。さらに、短寿命ラジカルの長寿命化に関係する準安定分子の計測に関する研究が新たに開拓されてきた。放電雰囲気の主成分である窒素について、レーザー誘起蛍光法により準安定窒素分子を準大気圧窒素雰囲気の限定された条件のもとで可視化することに世界で初めて成功した。今後は、気中での測定と液中および界面の測定を行い、プラズマによりラジカル反応の全体像を明らかにしていく。水処理応用においては、放電プラズマリアクタの改良が進んだ。コアンダ効果を利用した流体制御が、処理時間の短縮やエネルギー効率の改善に有効であることが明らかになった。また、放電を連続的に行うよりも休止時間を設けた間歇的な運転の方が、エネルギーの節約になり、エネルギー効率も増加することがわかった。これらの効果により、有機染料が含まれる水の高速処理が可能となり、そのエネルギー効率も格段に向上している。今後の改良や工夫において、次世代の水処理プロセルとしてプラズマを使用することへの期待できる状況にある。これらの成果は、国内外の学会や論文で報告する以外に、イノベーションジャパン(2018年8月30日、31日、東京ビッグサイト)において、実機をデモすることで、広く社会・国民に発信することができた。プラズマ(パルスコロナ、バリア放電、プラズマジェット)の違いによるOHラジカル生成量を評価し、応用との関係を明確に提示する。活性なラジカルの長寿命化という視点では、連鎖反応や2次反応の重要性がわかってきたので、それを積極的に取り入れた生成プロセスを構築する。ラジカル生成において、制御できるパラメータである電極形状、電源(方式、電圧-電流、周波数)、ガス(種類と流量)、および水との接触方法の最適化を行う。生成量をこれらパラメータで推定できる実験式を求める。さらに、気液界面での現象に関連して、多くの研究者から解明が求められているOHラジカルについて、気中で発生したOHラジカルが液体表面に輸送されて反応に寄与するのか、プラズマが気液界面の水を解離して生成するOHラジカルがそのまま水の表面で反応に寄与するのか、この疑問に明確な答えを出す。応用に関しては、これまで2年間の研究で、処理水のプラズマへの接触方法と水やガスの流体的な振る舞いに処理効率が大きく左右されることがわかっている。特に、液体がリアクタ側面に張り付くようにすることが有効である。その際に水膜の厚さとラジカルの浸透深さの関係など界面現象的な視点からも検討する。これはコアンダ効果として空気流の制御には産業的にも利用されているが、水処理プロセスでの導入例はなく、この発見を積極的に取り込み、産業応用の視点でリアクタの開発を行う。また、現行の水処理プロセスとの比較も含めてプラズマの利点や特徴を整理し、総合的な水処理プロセスにおける放電プラズマの活かし方について検討する。活性酸素のなかでも酸化力が最も高いヒドロキシラジカル(OHラジカル)は短寿命とされるが、大気圧放電プラズマ中では連鎖反応により常に存在するのではないか、との仮説より研究を開始した。プラズマと液体界面の重要性から、3つの反応系(1.プラズマが液体に直接作用する場合、2.プラズマ流として生成された活性種が液体に作用する場合、3.放電生成したオゾンが液体に作用する場合)に着目して、それぞれ個別に検討を行っている。初年度は大気圧放電プラズマの発生には、液体と相互作用させる上で安定なプラズマが得られるプラズマジェットを主に使用した。今年度導入した電子スピン共鳴装置でOHラジカルの測定を行った。

プラズマ照射時間に比例して積算されたOHラジカルの量は増加し、標準物質TEMPOを濃度較正に使用して、OHラジカルの絶対数を算出した。この結果は、これまでOHラジカルの測定に使用してきた化学プローブ法と比較して1桁以上高いことが判明した。トラップ剤の違い(特にトラッピング効率)とその濃度が異なること、化学反応の違いなど考えられるが、今後さらに詳細な分析が必要である。さらに、長寿命なオゾンに由来するOHラジカルの化学プローブ法による測定も実施した。単純な水中でのオゾンバブリングにおいてもOHラジカルが生成していることが明らかになった。放電プラズマによる直接法とオゾンによる間接法でのOHラジカル生成への興味ある結果が得られたので、今後両者の違いをさらに明らかにする。一方、応用面では、放電プラズマによる水処理のためのリアクタに新規な処理液体の流体効果を取り入れる試みに成功した。循環式の水処理において放電プラズマリアクタの円筒状放電管に供給する処理対象水を通常の層流から旋回ジェット流にかえるコアンダ効果を取り入れた。着色水の脱色実験において、エネルギー効率は約3倍に向上した。研究初年度に購入することになっていた電子スピン共鳴装置が年度後半で導入されたため、計測システムの構築に時間を要した。そのため研究の柱となるラジカル測定においては、対象とするプラズマは最も計測し易い大気圧プラズマジェットに限定した。電子スピン共鳴法を使い、標準物質による較正を行うことで液中のOHラジカルの絶対濃度が計測できるようになった。プラズマジェットが水面に吹き付ける条件下でのOHラジカルの生成速度は3×10-8 mol/sであった。この値とこれまで得られていた化学プローブ法の計測データとを比較したところ、化学プローブ法による計測値が低く見積もる傾向にあることがわかった。化学プローブ法とのクロスチェックが可能となったが、精度を確保するためには計測条件(溶液の導電率、pH、トラップ剤の濃度など)を同一にして測定する必要があるためのその準備中である。水処理応用においては、コアンダ効果と呼ばれる現象を新たに見いだし、世界で初めてプラズマ水処理装置に導入した。流体制御に成功し、処理時間の短縮やエネルギー効率の改善に効果が見られた。有機染料で色が付いた水の高速処理が可能となった。インジゴカルミン水溶液でのエネルギー効率は150 g/kWhであった。今後の改良や工夫において、さらなら効果の発現が期待できる状況にある。これらの成果は、エコテクノ2017(2017年10月11日13日、西日本総合展示場)において、次世代の水処理プロセスとしてプラズマの有効性を実証することにより、広く社会・国民に発信することができた。本研究では、大気圧放電プラズマで発生するOHラジカルが,比較的長い時間にわたり反応に寄与していることに着目して、反応メカニズムの解明とその応用としての水処理について研究を行っている。
ロテオームとホスホプロテオーム解析を基盤とした細胞核内構造の解明

我々は以前に細胞核内構造に関する「動的核骨格モデル」を提唱した。このモデルでは、WDタンパク質等が足場となって動的に形成されるタンパク質複合体がクロマチン間の構造形成の構築モジュールになるとしている。本研究で、14種類の核マトリックスWDタンパク質の局在、動態及び複合体形成・解離について解析することによってこのモデルを検証したところ、ほとんどの結果はこのモデルを支持するものであった。1.WDタンパク質の細胞内局在解析核マトリックス画分に見いだされたWDタンパク質であるPWP2とCIRH1AのcDNAをGFP融合タンパク質としてHeLa細胞で発現させたところ核小体に局在した。2.FRAP法によるWDタンパク質の動態解析PWP2とCIRH1Aのタンパク質の細胞中での動きをFRAP解析で調べたところ、これまでに調べてきたWDタンパク質のWDR46,UTP18及びNOL10同様比較的遅い動きを示した。このことは、これまで調べた6種の核マトリックスWDタンパク質うち5種の動きが遅いことになり、これらのタンパク質が大きなタンパク質複合体のコアになっているというDynamic scaffold modelを支持するものである。3.HeLa細胞核のホスホプロテオーム解析の準備十分な数のリン酸化サイトを解析できるように、全自動リン酸化ペプチド精製装置を2次元分離できるように改良した。一次元目で、リン酸濃度変化によってチタニアカラムからリン酸化ペプチドを4段階で溶離するための条件を検討し、最適条件を得た。今後この系でホスホプロテオーム解析を進める。4.核マトリックスDOタンパク質ISP36の細胞周期依存的リン酸化部位の解析核内タンパク質複合体の形成崩壊機構を調べる手始めとして、ISP36の分裂期リン酸化部位を質量分析装置を用いて調べ、6カ所のリン酸化部位を同定した。1.リボソーム小サブユニット(SSU)プロセソームのt-UTPサブコンプレックスの構造形成機構の解析HeLa細胞核マトリックシス画分に見いだされたWDタンパク質であるCIRHIA,UTP15およびWDR43の複合体の構造形成機構を解析し、「核内構造構築モジュール」としての働きを検証した。(1)これらのタンパク質はいずれも核小体に共局在し、in vitroの結合実験で互いに結合したことから、細胞内で複合体を形成していることが示唆された。(2)FRAP解析でいずれも動きが遅かった。(3)アクチノマイシンD処理で脳A合成を阻害して核小体の構造が崩れてもこれらのタンパク質は「キャップ構造」中に共局在し、動きも遅かった。これらの結果はこれらめWDタンパク質が「核内構造構築モジュール」の足場タンパク質として働いているという考えを支持するものであった。2.SSUプロセソームのUTP-Bサブコンプレックスの構造形成機構解析HeLa細胞核マトリックシス画分に見いだされたWDタンパク質であるPWP2は、WDモチーフで形成されるプロペラ構造を2つ持つタンパク質でUTP-Bに含まれる。そこでこのWDの働きを調べて次のことを明らかにした。(1)Y2Hスクリーニングで見いだした3種のタンパク質のうち2種はPWP2のC末側のプロペラのみと結合した。(2)結合タンパク質の1つであるFLJ75459がRNA結合モチーフを持つことから、PWP2のRNAへの接近を促しSSUプロセソーム形成を補助する働きが期待された。(3)PWP2は2つのプロペラを持つという構造的特性を利用してUTP-Bのコアとして機能すると予想された。(4)これらの結果もWDタンパク質が「核内構造構築モジュール」の足場タンパク質として働いているという考えを支持するものであった。3.ホスホプロテオーム解析を進めるために、より簡便に多くのリン酸化ペプチドを同定・定量する方法として、リン酸化ペプチドのチタニアカラムからの3段階溶離法を検討してその系を確立した。1.リボソーム小サブユニット(SSU)プロセソームt-UTPサブコンプレックスの構造形成機構の解析HeLa細胞核マトリックス画分に見いだされたWDタンパク質であるCIRH1A,UTP15およびWDR43の複合体の細胞周期依存的な解離会合機構を解析し、「核内構造構築モジュール」としての働きを検証した。(1)in vitroの分裂期カエル卵抽出液系で、これらのタンパク質のうちCIRH1Aのみが細胞分裂期特異的にリン酸化され、3者の間の結合が抑制された。(2)主要なリン酸化部位は、全自動リン酸化ペプチド精製装置と質量分析装置を用いて、131スレオニンであることを明らかにした。これらのWDタンパク質からなる「核内構造構築モジュール」が、CIRH1Aの131スレオニンのリン酸化によって細胞周期依存的に変化するとこが示唆された。(1)HeLa細胞核マトリックス画分に見いだされたWDタンパク質のBOP1, SMU1及びSTRAPのGFP融合タンパク質のHeLa細胞中での局在を調べたところ、BOP1は、核小体のGC領域に、SMU1は核質のスペックルに、STRAPは核質と細胞質に存在していた。

(2)FRAP法で細胞内での動態を調べたところ、GFP-BOP1とGFP-SMU1は動きが遅く、GFP-STRAPは速かったことから、マトリックス画分中のWDタンパク質にも速く動くタンパク質が含まれていることが示された。(3)GFP-BOP1は、リボソーム大サブユニットrRNAのプロセッシングに関与することが推測されているためrRNA合成をアクチノマイシンDで阻害したときの動態を調べたが、少し速く動くようになっただけで依然として動きが遅かったことから、rRNA合成に関係なく大きな構造体の一部またはその足場となって働いていると考えられた。大きな目的である、WDタンパク質を含む細胞核内構造である「核内構造構築モジュール」の存在の検証が進み、その存在を支持する結果が、SSUプロセソームのt-UTPとUTP-Bサブコンプレックスで得られてきている。今後、細胞周期に伴うこのモジュールの崩壊の検証を進める必要がある。24年度が最終年度であるため、記入しない。1.「核内構造構築モジュール」存在の検証を、核小体以外の核質に存在するWDタンパク質についても進める。そのためのGFP融合タンパク質発現用や、タンパク質断片発現のためのベクターはできている。2.細胞周期依存的に"核内構造構築モジュール"が崩壊することを示すため、これまで解析してきた主要な核WDタンパク質10種類以上を大腸菌で発現して、細胞周期の間期と分裂期のカエル卵抽出液で処理し、分裂期の抽出液で処理したものはモジュールを形成できなくなることを検証する。3.この処理でリン酸化されたタンパク質について、リン酸化部位を網羅的に解析する。さらにその主要なリン酸化部位については点突然変異法により、どの部位のリン酸化がモジュール崩壊の原因になっているか確認する。4.これらの結果を総合して"核内構造構築モジュール"が核内の高次構造形成に寄与していること、また、細胞周期に従ってダイナミックに変化するものであることを示す。5.これまでの結果をまとめて学会発表を行い、冊子にして公表すると共に、論文として雑誌に投稿する。
中間子‐原子核系で探る核媒質中のハドロンの性質

本研究の目的は、中間子ー原子核束縛系を通して原子核中における中間子の性質を調べることにより、核媒質中での量子色力学の性質、特にカイラル対称性の振舞を理解することである。物質は、主に、カイラル対称性が破れていることにより質量を得ていると考えられており、核媒質中のハドロンの性質を調べることにより質量起源の情報を得ることを目指した。具体的には、天体核物理への発展の可能性も期待されるK-中間子の性質、チャームクォークを含むD中間子の性質について調べる研究を行った。平成26年度は、1.K-中間子が原子核中に深く束縛することによる原子核構造の変化、2.原子軌道に束縛するK-中間子の束縛エネルギーの精密計算、3.D中間子-原子核束縛状態の生成と構造に関する研究を行った。1.に関しては、トーマスフェルミ近似を用い、最も安定なKー中間子ー原子核束縛系全体のエネルギーを求めることで、原子核の密度分布の振舞を評価した。2.に関しては、JーPARCで実験が予定されているK中間子原子のエネルギーと崩壊幅の精密測定実験に先駆け、理論的に精密な束縛状態の計算を行った。特に、クーロン力の補正項を精密に取り扱った。3.に関しては、グリーン関数法を用いてD中間子原子核及びD-中間子ー原子核系の生成断面積を評価した。その結果1核子ピックアップ反応では、運動量移行が1 GeV/c程度と非常に大きな値になり、束縛状態を示すピーク構造をクリアに観測することは難しいことがわかった。このように、非常に実験と密接に関連した理論研究を行い、実験研究者と具体的に議論を進めることで、今後予定されている実験に対して非常に有意な情報を与えた。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、媒質中における中間子の性質を調べることにより、質量の起源の謎の解明を行うことである。様々な中間子の中から、天体核物理への発展の可能性も期待される反K中間子の性質について研究を行った。具体的に、平成25年度は(1)反K中間子と2核子から構成されるKbarNN系に関する研究、(2)K中間子や反K中間子がprobeする原子核密度に関する研究を行った。KbarNN系測定に関する研究では、J-PARCで実験が行われた(K-, p)反応で生成されるK-pp系をはじめとする反K中間子-NN系の構造計算及び生成スペクトラムの計算を行った。この研究では、おもに実験で得られる生成スペクトラムを求めることを目的とした。カイラルユニタリーモデルに基づく微視的な反K中間子-原子核相互作用を用い、(K-, p)反応で射出される陽子のみならず、最終的に反K中間子が核内に吸収された後に出てくるπ中間子やハイペロンなどを測定した場合の生成スペクトラムを計算した。さらに、生成スペクトラムを射出される粒子対別に系統的に分け,反K中間子-NN系の実験観測に有利なチャンネルの情報を提供した。一方、重陽子標的の(π, K)反応におけるK-pp系の生成に関して、K-pp系がΛ(1405)-pの束縛状態であると仮定した理論計算を行い、同じ反応における自由なΛ(1405)粒子の生成と比較してどの程度の生成断面積になるのかを見積もった。また、未だ議論の続く反K中間子と原子核との相互作用の強さの問題に関して、浅い引力を支持する微視的なカイラルユニタリーモデルと深い引力を支持する現象論的モデルとで決定的な違いが出る反応を特定することを目的とし、主に反K中間子原子生成反応および反K中間子と原子核の散乱反応において、反K中間子がprobeする原子核密度を調べた。この研究においては、引力の深い現象論モデルで反K中間子がわずかではあるが、原子核のより内部に束縛される可能性があることを示した。

このように、非常に実験と密接に関連した理論研究を行い、実験研究者と具体的に議論を進めることで、今後予定されている実験に対して非常に有意な情報を与えた。26年度が最終年度であるため、記入しない。半年間という短い期間であったために、研究については中間子の中でも主に反K中間子とK中間子の性質に関して行った。J-PARCで本研究に対応する実験が行われるなど、実験グループと議論を重ねることもでき、おおむね順調に進展したと感じている。本研究では、中間子-原子核系という視点から様々な中間子をはじめとするハドロンの性質を探ることを目的としているため、今後は、π中間子やφ中間子などほかの中間子に関する研究を行う必要があると考える。カイラル有効模型を用いてπ中間子-原子核間やφ中間子-原子核間の相互作用を記述することを目指す。さらに、特にπ中間子原子については、これまでの実験結果を再現できるか検証することは重要であり、その後、理研RIBFで予定されている実験の理論的予言を行う。
幼児期における人間関係形成と家族の社会関係資本の構築

特定の園での参与観察を通じて、子どもが友人として選好する相手、その頻度といったネットワークを明らかにする。そして仲間意識といえるものがどのくらいはっきりとみられるのか、規範の形成を観察する。そしてそのことが、一般的信頼につながっているのかについても併せてみていく。さらにそうした子どもたちの関係性が、親同士の関係性につながっているのか、それとも親同士のつながりは作られないままなのか、そうだとすれば何が阻害要因となっているのかをインタビュー調査を通じ、明らかにする。その際、プライバシーの保護には十分配慮するとともに、対象者へのインフォームド・コンセントを徹底する。
労働市場における世代間対立-OLGモデルを用いて-

本研究は、労働市場に存在する世代間の対立を、経済モデルを用いて動学的に描くことを目標としている。若年層と中高年層との間には年金等を中心とした生涯所得などにおける世代間対立構造が存在するということが、大きく問題視されてきた。しかし、労働市場における雇用の問題においては、世代間の対立構造を用いた研究例は数少ない。そこで、本研究では雇用市場における世代間対立構造を経済モデル化することで、若年労働市場における雇用問題の発生理由を明らかにし、若年労働市場の雇用環境改善策を示そうと試みている。今年度は研究の最終年度としてモデル改善と実証分析を通してモデルの検証を試みた。その一環として、全国最低水準の雇用状況にある青森県の若者を対象に社会調査を実施した。この調査の目的は、中央と地方との雇用の格差を検証することと、若年世代の雇用の現状とその要因を検証することである。調査の結果、地方における若年労働市場の厳しい現状とその第一の要因が労働需要の不足であることが明らかになった。特に、正規雇用を希望している若者の6割弱しかその希望がかなえられないという実態が浮きぼりになった。しかし、実証分析のもう一つの目的であった労働市場における世代間の対立に関する実態については今回の調査では明らかにすることができなかった。そして、モデルの構築においても、李(2004)「若年労働市場における解雇費用の影響」の改善が進まず、改良モデルの構築には失敗したが、今後の研究課題として若年労働市場の需要の不足と定年延長や高齢者再雇用制度との関係などを、実証とモデルで検討していきたい。そこで、本研究では雇用市場における世代間対立構造を経済モデル化することで、若年労働市場における雇用問題の発生理由に着目し、若年労働市場の雇用環境改善策を模索している。今年度における研究は次の三つの課題を中心に行った。1)モデル・ビルディングのための基礎研究2)若年労働市場の雇用問題に対する再検討モデルビルディングと同時に進めてきたのは、若年労働市場の課題を把握することであった。若年層の雇用問題に関しては、その発生原因などにおいて、多くの見解が存在する。その背景にどのような経済学的背景があるのかを文献研究を中心に行った。3)既存モデルの妥当性の検証作業もう一つの作業として、昨年発表した「若年労働市場における解雇費用の影響」(李,2004)のモデルの再検証作業であった。この作業は、国内外の専門家から、モデルの改善方向に関する意見を収集することであった。2回の出張を通して一定の進展はあったと思われる。今年度は以上のように研究を進めてきた。来年度以降においては、今年度の研究成果を基にモデルのビルディングに専念するとともに、最終年度における実証分析の基礎データ作成などを行いたいと思う。1)既存モデルの妥当性の検証作業昨年発表した「若年労働市場における解雇費用の影響」(李,2004)のモデルの再検証作業であった。2)モデル・ビルディングモデル改善に関するご意見などを参考に、モデルの再構築を試みている。3)若年労働市場の雇用問題に対する再検討モデルの作業と平行して、アンケート調査などを通して、若年労働市場の現状を正確に把握するための研究を進めている。はじめの予備調査の成果が報告書としてまとまった。調査結果の詳細の分析を進めている。来年度においては、2年間の研究成果を基にモデルのビルディングに専念するとともに、最終年度における実証分析の基礎データ作成などを行いたい。

特に、正規雇用を希望している若者の6割弱しかその希望がかなえられないという実態が浮きぼりになった。しかし、実証分析のもう一つの目的であった労働市場における世代間の対立に関する実態については今回の調査では明らかにすることができなかった。そして、モデルの構築においても、李(2004)「若年労働市場における解雇費用の影響」の改善が進まず、改良モデルの構築には失敗したが、今後の研究課題として若年労働市場の需要の不足と定年延長や高齢者再雇用制度との関係などを、実証とモデルで検討していきたい。
重大な環境被害を受けた中山間地域におけるリスクベースの社会・生態的環境の再生

本年度は主として「コミュニティの主体的連繋と人的ネットワーク」及び、「農林業と一体化した文化的活動と地域創生」の課題に取り組んだ。日本では東日本大震災による原発事故で甚大な被害を受けた福島において避難指示区域に指定され一昨年4月に避難解除された地域とその近傍にあって避難指示が出されなかった地域を対象としてその環境変化と住民の取り組みについて現地調査と関係者へのヒアリング調査を実施した。その結果、いずれの地域でも多くの自主的な取り組みがその復興に重要な役割を果していること、特に避難区域外の東和地区には震災前から活動しているNPO組織の枠組みがあり、人々と地域を包括的につなぐための役割を果たしたことが明らかとなった。一方6年以上避難指示区域であった山木屋地区はこれまで住民同士を強く結びつける公的、私的な組織体制がなかったため、それぞれ独立した活動が目立っていたが、その中にあって帰還した住民とそれを支援する外部ボランティアの活動が徐々に成果を上げつつある。また英国北西部チェシャー地方においていずれも鉱工業よって重大な環境被害を受けた2つの地域を対象に環境変化と住民の取り組みについて現地調査と関係者へのヒアリング調査を実施した。その結果、2つの事例に共通する特徴として林業と一体化した文化的活動が存在すること、そしてノースウィッチにおける産業遺産群の保存活動とセントヘレンズのコラボレーションアートワークには複数のパートナーシップが存在し、それによってサイトを長期的に維持管理するための多様な資金源と人材を確保している。これらは環境被害を受けた中山間地(カントリーサイド)における社会・生態的環境再生のための重要な手がかりであることがわかった。本年度は日本と英国で重大な環境被害を受けた中山間地の再生事例の現地調査等が実施できた。またその成果について国内外の研究者を交えた研究会で議論するとともに、国際会議等において発表しており、おおむね順調に進展していると言える。今後は引き続き、当該地域の調査を進めるとともに、残る1スティグマ解消とリスクコミュニケーション及び、2経済的自立と都市農村共生・交流の2つの課題に取り組むとともにこれまでの調査結果を整理し重大な環境被害を受けた地域の社会・生態的環境再生のためのスキマティックプラン(段階的プラン)を検討する。外部有識者、専門家とのリサーチミーティングにかかる費用や招待講演などを当年度内に実施できていないために次年度使用が生じた。
二重量子アンチドットにおけるコヒーレント準粒子輸送

極めてクリーンな二次元電子系に強磁場を印加すると、分数電荷を準粒子に持つ分数量子ホール効果が現れる。その大きな特徴は、準粒子がエニオン統計で記述されることである。その中でも、非可換な統計性を持つ準粒子を操作することで、従来の量子コンピュータとは異なる仕組みを持つトポロジカル量子コンピュータの実現が近年期待されている。本研究はその実現に向けた礎を築く実験を行う。具体的には、分数電荷準粒子が閉じ込められた量子アンチドットを二つ実現する。そして、アンチドット間における分数電荷準粒子のコヒーレントな輸送を、電流ゆらぎ測定や粒子数検出などといった技術を用いて実証する。
鍼はプラセボか？―世界初のダブルブラインド鍼を使って鍼の臨床効果とその機序に迫る

鍼治療の適応として最もよく知られる肩こりに対し、鍼治療は本当に効果があるのかを証明するために、治療者と患者に治療の真偽を知らせずに治療する「ダブルブラインド法(二重盲検法)」を用いた無作為化プラセボ対照臨床研究を実施した。その結果、治療しない場合よりも、鍼治療を施した方が肩こり感は改善したが、鍼が刺さっても刺さらなくても一定の肩こり改善効果が認められた。また肩こりの部位に鍼を刺して治療した場合にのみ、皮下血流に変化が認められた。これらのことは、「鍼治療を受ける」ことによって肩こり感は和らぎ、特に鍼を刺す治療であれば血流改善の効果も期待できることを示唆する。鍼は補完代替医療のうち最も広く知られている治療法のひとつである。鍼治療の効果の科学的根拠を示す多数の臨床研究結果が、近年、一流の欧米医学雑誌で取り上げられている。しかし、それらの結果は患者のみをマスクするシングルブラインド法の臨床研究によってしか示されることはなかった。なぜなら、鍼師と患者の両方に、鍼治療の真偽(鍼が皮膚に刺入されるか否か)がわからない状態で実施されるダブルブラインド法は、鍼師が鍼を刺入する際に生じる感覚をマスクできないと考えられてきたからである。そのため「鍼の効果はプラセボ効果である」という疑問を拭いきれない。この問題を解決するため、私たちは鍼師と患者をマスクできるダブルブラインド鍼を世界で初めて開発し、本研究の成果を発表するにあたりその基礎となる、ダブルブラインド鍼の有効性を示す研究成果を専門誌および学会で発表した。本研究ではダブルブラインド鍼を製作してEOG滅菌を施し、この鍼を用いて現代医学において最も厳格な臨床試験のデザインのひとつとされる、ダブルブラインド下におけるランダム化プラセボ対照比較試験を行っている。対象は鍼治療の適応症として最もポピュラーな肩こり患者とし、試験参加時に患者を刺入鍼群、接触鍼群、非接触鍼群、対照群の4群にランダムに割り付け、治療前後と治療終了24時間後の肩こりの強さを記録してもらった。現時点で予定患者数400名のうち213名の試験を終了している。この研究は倫理審査委員会の承認を得た研究計画に基づき、臨床試験のレジストレーションを予め行った。このダブルブラインド法に基づく臨床試験によって、鍼師の挙動や熱意、患者の思い込みや期待などが鍼治療の効果に影響を与える可能性を排除することに成功すれば、鍼が皮膚に刺入されることによる特異的効果はあるのか、あるいはプラセボ効果にすぎないのかという未解決の問題にひとつの示唆を与えることができる。鍼は補完代替医療のうち最も広く知られている治療法のひとつであり、欧米医学雑誌でも、鍼治療の効果の科学的根拠を示す多数の臨床研究結果が取り上げられている。しかし、鍼師が鍼を刺入する際に生じる感覚はマスクできないと考えられてきたため、これまで鍼治療の効果は、患者のみをマスクするシングルブラインド法の臨床研究によって示されており、「鍼の効果はプラセボ効果である」という疑問を拭いきれなかった。この問題は、本研究で実施される、私たちが開発した鍼師と患者をマスクできるダブルブラインド鍼を用いた介入実験によって解決される。本研究は、肩こりを抱える被験者に対して、異なる3種類のダブルブラインド鍼治療または鍼治療なしの4グループの鍼治療の効果と、ダブルブラインド鍼のブラインド効果について評価する、ランダム化プラセボ対照比較試験(RCT)およびクロスオーバーランダム化比較試験による肩部の筋血流測定実験(レーザー組織酸素モニターによる鍼治療前中後の血流動態の評価)を行うものである。平成23年度、RCTでは、被験者全400名のうち300名を超える実験(鍼治療)を終え、データの整理・入力作業を始めた。RCTに関しては、その実験方法に関する論文の作成も進めている。筋血流測定実験では、各被験者の頚肩部のMRI撮影によって、予め対象となる筋を特定して実験を開始し、各介入(鍼治療)によるのべ80回の実験のうち半数以上を行った。

この問題は、本研究で実施される、私たちが開発した鍼師と患者をマスクできるダブルブラインド鍼を用いた介入実験によって解決される。今年度も本研究の成果を得るにあたり、その基礎となるダブルブラインド鍼の有効性を示す研究成果を専門誌および学会で発表した。本研究は、肩こりを抱える被験者に対して、異なる3種類のダブルブラインド鍼治療または鍼治療なしの4グループの鍼治療の効果と、ダブルブラインド鍼のブラインド効果について評価する、ランダム化プラセボ対照比較試験(RCT)およびクロスオーバーランダム化比較試験による肩部の筋血流測定実験(レーザー組織酸素モニターによる鍼治療前中後の血流動態の評価)を行うものである。これまでに、RCTでは、被験者全400名の実験(鍼治療)を終え、データの整理・入力作業を進めている。筋血流測定実験では、本研究で設定した各介入グループのべ80回(20名)の実験のうち、76回(19名)の実験を終えた。RCTに関しては、その実験方法に関する論文を作成し終えた。このダブルブラインド法に基づく臨床試験によって、鍼師の挙動や熱意、患者の思い込みや期待などが鍼治療の効果に影響を与える可能性を排除することに成功すれば、鍼が皮膚に刺入されることによる特異的効果はあるのか、あるいはプラセボ効果にすぎないのかという未解決の問題にひとつの示唆を与えることができる。鍼は補完代替医療のうち最も広く知られている治療法のひとつであり、欧米医学雑誌でも、鍼治療の効果の科学的根拠を示す多数の臨床研究結果が取り上げられている。しかし、鍼師が鍼を刺入する際に生じる感覚はマスクできないと考えられてきたため、これまで鍼治療の効果は、患者のみをマスクするシングルブラインド法の臨床研究によって示されており、「鍼の効果はプラセボ効果である」という疑問を拭いきれなかった。今年度も本研究の成果を得るにあたり、その基礎となるダブルブラインド鍼の有効性を示す研究成果を学会で発表した。更に「第6回鍼とEBMに関する日韓ワークショップ」に招待され、ダブルブラインド鍼に関する招待講演を行った。平成26年度は、肩こりに対するRCTでは400名分のデータ解析を実施し、結果に基づくディスカッションを行い、論文作成を進めた。また肩こりに対する鍼の効果に関する血流測定実験では、各介入グループのべ80回(20名)のデータ解析を実施、結果に基づくディスカッションを行い、論文作成を開始した。今後は、RCTおよび血流測定実験の結果をまとめた論文を、海外の医学雑誌に投稿する予定である。
ファイブロネクチンを用いた多剤耐性緑膿菌制御の検討

30%熱傷マウスモデル、担癌マウスやCyclophosphamide誘導免疫低下マウス、streptozotocin誘導糖尿病モデルに多剤耐性緑膿菌(U-31)を接種した。それぞれのモデルにフイブロネクチン(Fn)を投与し、Control群には同量のヒト血清アルブミンを投与した。それぞれのモデル共にFn投与群の生存率は6090%であり、Control群の010%より有意に良好であった。Fn投与により血中及び肝臓内の多剤耐性緑膿菌数が有意に減少し、多剤耐性緑膿菌に対する食細胞貪食能を用量依存性に促進された。緑膿菌は免疫不全患者や術後患者などにおいては、肺炎や敗血症などの急性感染症を引き起こしやすく、一旦発症すると重症化しやすい。さらに、緑膿菌は抗菌薬に対して耐性を獲得しやす多剤耐性株に対する有用な抗菌薬は存在しない。フイブロネクチン(Fn)は、食細胞による緑膿菌の貧食において重要なオプソニンであり、食細胞は補体C3およびFnレセプターを介して緑膿菌を貧食し、殺菌するとされている。そこで、マウスの熱傷モデルでの多剤耐性緑膿菌感染に対するフィブロネクチンの生体保護効果を検討した。ネンブタール麻酔下でDDY雄性マウスの背部の毛を全体表面積の約30%を剃毛し、沸騰水で5秒間さらして熱傷作成後、10^2-10^<10>cfu/mlの多剤耐性緑膿菌(U-31)浮遊液0.2mlを熱傷部位の皮下に接種した。熱傷作成前にFnを30-300mg/kg(i.v.)投与し、Control群には同量のヒト血清アルブミンを投与した。Control群の生存率は10%であったが、Fn投与群では80%と有意に良好であった。熱傷後のラットの血漿Fn濃度は低下し、4時間後に最低値となった。熱傷後のラットにFnを投与すると血漿Fn濃度は1時間でピークとなり、6時間高濃度を持続した。また、通常マウスの肝臓内の多剤耐性緑膿菌数は、Fn投与群ではControl群よりも有意に減少していたが、血中の細菌数には差がなかった。熱傷マウスでは、Fn投与により血中及び肝臓内の多剤耐性緑膿菌数が有意に減少した。さらに、血漿Fn投与は多剤耐性緑膿菌に対する食細胞貪食能を用量依存性に促進し、1000・g/ml投与では90%の多剤耐性緑膿菌が貪食されたが、アルブミン投与では食細胞貪食促進効果は認められなかった。マウス熱傷モデルにおける血漿Fn投与は、耐性の出現を伴わない多剤耐性緑膿菌感染の治療法として有用であると考えられた。緑膿菌は弱毒菌であり、健常人に対して感染症を惹起する事は稀である。しかし、免疫不全患者や術後患者などにおいては、肺炎や敗血症などの急性感染症を引き起こしやすく、一旦発症すると重症化しやすい。さらに、緑膿菌は抗菌薬に対して耐性を獲得しやすく,メタロβ-ラクタマーゼ産生緑膿菌で、アミノ配糖体やフルオロキノロンにも耐性を示す多剤耐性株に対する有用な抗菌薬は存在しない。そこで、担癌モデルや免疫低下モデルでの多剤耐性緑膿菌感染に対するフィブロネクチン(Fn)の防御作用を検討した。1)担癌末期の多剤耐性緑膿菌感染に対するFnの生体保護作用の検討Ehrlich腹水癌細胞を接種した18日目の担癌マウスに多剤耐性緑膿菌(U-31)を1.3×10^410^5個を皮下に接種し、Fnまたはヒト血清アルブミンを100mg/kgを静脈投与すると、有意な救命効果は認めなかったが、Fn投与群では有意な細網内皮系機能の回復をみとめた。2)免疫低下マウスの多剤耐性緑膿菌感染に対するFnの防御作用の検討8週齢のBALB/c雌性マウスにCyclophosphamideを4mg/0.2ml/mouse(200mg/kg)となるように調製し、腹腔内に投与した。4日後に10^2-10^<10>cfu/mlに調整した多剤耐性緑膿菌(U-31)の0.5mlをマウスの腹腔内に接種した。多剤耐性緑膿菌の接種前後にフィブロネクチンを30-300mg/kg(i.v.)し、Control群には同量のヒト血清アルブミンを投与した。Control群の生存率は0%であったが、Fn投与群では60%と有意に良好であった。また、Fn投与により血中及び肝臓内の多剤耐性緑膿菌数が有意に減少した。補体存在下でFnを添加した群では、菌数は経時的に減少し,120分後には50%になった。

Fnは免疫機能低下時の多剤耐性緑膿菌感染に対する感染制御に有用であると考えられた。糖尿病患者は、高血糖により、好中球走化性や血管内皮への付着、貪食能、細胞内殺菌能、オプソニン化、細胞性免疫能などの低下が起こる。また、糖尿病による血管障害は局所の組織虚血をもたらし、微好気性,嫌気性菌の発育を助長し、さらには、酸素依存性の好中球殺菌能の低下もきたす。緑膿菌は弱毒菌であり、健常人に対して感染症を惹起する事は稀であるが、糖尿病患者などにおいては、発症すると重症化しやすく多剤耐性株に対する有用な抗菌薬は存在しない。そこで糖尿病モデルを用いて、多剤耐性緑膿菌感染に対するフィブロネクチンの防御作用を検討した。5-6週齢のC57BL/6マウスに160mg/kg体重のstreptozotocinを腹腔内投与し、1週間後の採血にて血糖値が300mg/dL以上を呈したものを糖尿病マウスとして使用した。糖尿病マウスに102-10^<10>cfu/mlの多剤耐性緑膿菌(U-31)浮遊液0.2mlを接種し、接種前後にフィブロネクチンを30-300mg/kg(i.v.)投与し、Control群には同量のヒト血清アルブミンを投与した。Control群の生存率は10%であったが、Fn投与群では80%と有意に良好であった。また、補体存在下でFnを添加した群では、血中及び肝臓内の多剤耐性緑膿菌数が有意に減少した。さらに、血漿Fn投与は多剤耐性緑膿菌に対する食細胞貪食能を用量依存性に促進したが、Control群では食細胞貪食促進効果は認められなかった。糖尿病マウスにおける血漿Fn投与は、多剤耐性緑膿菌感染に対する感染制御に有用であると考えられた。
病因遺伝子解析結果に基づいたベーチェット病の病態解明の試み

ベーチェット病は口腔潰瘍、外陰部潰瘍、眼・皮膚症状を主徴とした全身性炎症性疾患であるが、その病態はいまだ明らかでない。ベーチェット病と関連する遺伝素因としてHLA-B51とMICA*009(MICA膜貫通部分のマイクロサテライト領域のA6配列)が報告されているが、これらがベーチェット病の病態に関わる機序はいまだ明らかではない。昨年度の本研究テーマでMICA-A6部分ペプチドを認識するT細胞がB51陽性ベーチェット病患者の疾患活動期に検出されることを報告した。そこで、本年度はMICA-A6反応性T細胞株のHLA拘束性と細胞傷害活性について検討した。B51陽性のベーチェット病患者末梢血T細胞を自己抗原提示細胞とIL-2存在下でA6ペプチドにより反復刺激し、MICA-A6反応性T細胞株を樹立した。これらT細胞株はA6ペプチドをパルスしたB51遺伝子導入B細胞株あるいはペプチドなしのB51とMICA*009の両遺伝子を導入したB細胞株を認識し、この反応は抗HLAクラス1抗体により完全に抑制された。さらに、MICA-A6反応性丁T細胞株はA6ペプチド存在下でB51陽性細胞を傷害した。MICA分子の発現は上皮細胞、血管内皮細胞、ケラチノサイトなどに限られ、ベーチェット病にみられる病変分布と一致する。したがって、MICAに対する自己反応性T細胞はB51拘束性にMICAの多型性領域を認識し、MICAを発現する上皮や血管内皮細胞を傷害することでベーチェット病の炎症性病態に関与する可能性が示された。ベーチェット病と関連する遺伝的素因としてHLA-B51とHLAクラスI類似分子MICAの膜貫通部分のマイクロサテライト領域のA6配列が報告されているが、これらの要因がベーチェット病の病態とかかわる機序はいまだ明らかではない。そこで、HLA-BとMICAの両者がベーチェット病と関連する可能性を考え、そのひとつのメカニズムとしてCD8^+T細胞がB51分子に提示されたMICA-A6部分を含むペプチド(A6ペプチド)を認識するという仮説を考えた。この仮説を検証するため、ベーチェット病患者においてA6ペプチドと特異的に反応するT細胞の検出を試みた。ベーチェット病12例、健常人4例の末梢血T細胞を自己の抗原提示細胞とIL-2存在下でA6ペプチドで反復刺激し、得られたT細胞株のA6ペプチド刺激により産生されるIFN-γを測定した。A6ペプチドによる特異的なIFN-γの産生はベーチェット病3例にのみ検出された。B51との関連を検討すると、A6ペプチドに対するT細胞の反応性はB51陽性ベーチェット病7例中3例で観察されたが、B51陰性ベーチェット病5例、健常人4例では検出されなかった。A6ペプチド反応性T細胞が検出された例はすべて何らかの疾患活動性を有しており、治療による眼病変の改善によりIFN-γの産生誘導は消失または減少した。以上の成績から、MICA-A6部分を認識するCD8^+T細胞傷害性T細胞はB51陽性ベーチェット病患者の末梢血中に存在し、ベーチェット病の炎症性病態に関与する可能性が示された。
各種冠拡張薬の局所心筋機能への効果

1。研究目的各種冠拡張薬、特に塩酸パパベリン(塩パパ)の冠動脈内注入の心室壁局所心筋に対する影響を明かにすることを目的とした。2。方法雑種成犬12頭を用いた。全身麻酔開胸下に、前壁側、後壁側の壁厚と左室短軸内径を超音波測長器により、冠動脈流速を超音波ドプラ流速計により測定できるように準備した。次いで、カテーテル先端型圧力計により左室圧、大動脈圧が計測できるようにした。エラスター針を左回旋枝分枝に直接尖刺し、生理食塩水、または塩パパ2-8mgが投与できるようにした。これらのパラメータから、コントロール時と薬剤投与時の収縮時間/Q-Q時間(STime)、Max dp/dt(+),Max dp/dt(-),Tau,収縮期平均大動脈圧(meanAOP)、拡張末期左室容量(LVEDV)、左室一回拍出仕事(SW)を求めた。さらに冠拡張薬潅流域局所と非潅流域局所の壁厚の増大率(%Th)、心電図QRSから壁厚が最大となるまでの時間/Q-Q時間(Q-MaxTh/Q-Q)、単位体積当たりの心筋が行なう局所仕事(RWM)を求めた。3。結果4。結論塩パパの冠動脈内投与により左室全体の収縮性、弛緩特性、仕事には有意な変化を認めなかったが、塩パパ潅流域局所の心筋の弛緩開始は早まり、収縮性と仕事は低下した。逆に塩パパ非潅流域局所の収縮性、仕事は増大し、丸ごとの心臓の機能は保たれたと考えられた。塩パパ冠動脈内投与は投与法、投与領域によっては必ずしも安全ではないと考えられた。1。2。3。結果4。