hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
強力なパルス磁場と高感度光共振器を用いた真空構造の解明

本年度は以下の4点で成果があった。1.共振器の安定化。本実験は強力な磁場によって生じる真空の微小な複屈折をフィネスが30万以上のファブリーペロー共振器によってエンハンスし観測する。そのためには共振器の蓄積パワーが十分安定であることが要求される。この共振器の安定化を行った。フィードバック回路の改善や入射光源の強度安定化により50Hz以上の周波数領域において、要求値以上に安定化された共振器の構築に成功した。2.複屈折雑音の観測ならびに評価。共振器の性質により磁場の有無にかかわらず複屈折性が生じ、この複屈折性の揺らぎが感度を制限する要因となる。安定化した共振器を用いることで、共振器固有の複屈折雑音の評価を行うことに成功した。観測された複屈折雑音は700Hz以上で理論値と一致したが、より低周波では理論値と数倍程度の乖離が見られた。先行実験も同程度の乖離を観測しており、共振器固有の未知の雑音源があると考えられ、現在引き続き調査を行っている。3.長期運転のためのシステム開発。本実験は共振器と磁石を組み合わせた半年程度の測定を目標にしている。デジタル、アナログ双方の制御システムを追加し、共振器運用の多くを自動化を行うとともに、磁石駆動用の液体窒素の使用に適した磁石容器を作成することで共振器単体で1週間以上の安定した運用に成功した。今後は磁石の駆動も行いながら、長期運転の評価を行う。4.新型パルス磁石の開発。実験の感度を向上させるためにはより強い磁場が出せる磁石の開発も必要である。その際には、機械的強度の向上と温度上昇の抑制が必要となる。必要となるパルス幅の磁場を発生させた際の発熱をシミュレーションしコイルの幅を広げることで十分発熱が抑制できることを示した。本年度の進捗により、共振器の雑音評価と長期運転の目途がたったため。これまでは蓄積パワーの安定性で制限されていた感度が、共振器固有の複屈折雑音を評価できるまで安定したことでパルス1発あたりでの感度が4倍程度向上した。観測した雑音の原因自体の特定までには至らなかったが、先行実験と同程度の大きさのフロアノイズが確認できたため、実験の詳細なセットアップの違いによらない雑音源がある可能性が示唆された。また、これまで1日程度だった光学系の運用を1週間以上にわたって行えたことで長期運用の目途を立てることができた。この安定した光学系と1週間程度のデータ測定によりパルス磁石を用いた真空複屈折探索としては世界最高感度に到達する予定である。今後の推進方策は以下の2点である。1.現有の磁石と光学系を組み合わせたデータ測定。磁場を印加していない際の複屈折雑音に加えて、音や振動、漏れ磁場などの磁石の駆動に伴う雑音源が存在している。駆動電圧の大きさや磁石と光学系の接続を変えながら磁場を発生させることで上記した雑音源が実際にどの程度の複屈折雑音となって現れるのかを調査する。雑音源によって、防音や防振などの構造をセットアップに組み込みフェイクシグナルがない環境での磁石の運用を実現する。またこの過程で磁石も組み合わせた際の長期運転のテストも行う。2.新型磁石の開発。新型磁石のための発熱シミュレーションや小型の磁石を用いた強度対策のテストは完了したため実際に光学系と組み合わせるための磁石開発を行う。1.でえられた振動などのデータもフィードバックしながら光学系と組み合わせることに適した磁石を作る。より大きな磁場を発生させるためには大電流や高電圧で使用できる充電装置が必要であるため、充電装置の改良も並行して行う。上記の1と2によって一週間の運転で2桁程度感度が向上する見込みであり、パルス磁石を用いた真空複屈折実験としては世界最高感度にならぶ予定である。1.共振器の安定化。

その際には、機械的強度の向上と温度上昇の抑制が必要となる。必要となるパルス幅の磁場を発生させた際の発熱をシミュレーションしコイルの幅を広げることで十分発熱が抑制できることを示した。本年度の進捗により、共振器の雑音評価と長期運転の目途がたったため。これまでは蓄積パワーの安定性で制限されていた感度が、共振器固有の複屈折雑音を評価できるまで安定したことでパルス1発あたりでの感度が4倍程度向上した。観測した雑音の原因自体の特定までには至らなかったが、先行実験と同程度の大きさのフロアノイズが確認できたため、実験の詳細なセットアップの違いによらない雑音源がある可能性が示唆された。また、これまで1日程度だった光学系の運用を1週間以上にわたって行えたことで長期運用の目途を立てることができた。この安定した光学系と1週間程度のデータ測定によりパルス磁石を用いた真空複屈折探索としては世界最高感度に到達する予定である。今後の推進方策は以下の2点である。1.現有の磁石と光学系を組み合わせたデータ測定。磁場を印加していない際の複屈折雑音に加えて、音や振動、漏れ磁場などの磁石の駆動に伴う雑音源が存在している。駆動電圧の大きさや磁石と光学系の接続を変えながら磁場を発生させることで上記した雑音源が実際にどの程度の複屈折雑音となって現れるのかを調査する。雑音源によって、防音や防振などの構造をセットアップに組み込みフェイクシグナルがない環境での磁石の運用を実現する。またこの過程で磁石も組み合わせた際の長期運転のテストも行う。2.新型磁石の開発。新型磁石のための発熱シミュレーションや小型の磁石を用いた強度対策のテストは完了したため実際に光学系と組み合わせるための磁石開発を行う。1.でえられた振動などのデータもフィードバックしながら光学系と組み合わせることに適した磁石を作る。より大きな磁場を発生させるためには大電流や高電圧で使用できる充電装置が必要であるため、充電装置の改良も並行して行う。上記の1と2によって一週間の運転で2桁程度感度が向上する見込みであり、パルス磁石を用いた真空複屈折実験としては世界最高感度にならぶ予定である。
細胞凝集塊形成システムの開発研究

Cell Processing Robotの機能を高度化し,細胞数を自動調整して目的の大きさの細胞凝集塊(スフェロイド)を生成できるシステムを開発するのが本研究の目的である.これに関し,得られる細胞凝集塊について再生医療への応用を検討するために,最終年度は研究計画に従い以下の1項目について遂行した.目的に応じた細胞凝集塊の作製実験と評価を行った.システムの入力は通常培養で用意した細胞懸濁液の細胞数と作製した細胞凝集塊の細胞数であり,自動で細胞懸濁液の調整し96ウェルプレートに播種され細胞凝集塊が生成される.これにより任意の細胞数を有した細胞凝集塊を作製することができる.システムを用いて作製した細胞凝集塊は,技術技能員が作製した細胞凝集塊よりも円形度は高く,スフェロイド作製過程の自動化は単に人に代わる作業ではなく,細胞にダメージを与えないためにも有効であると考えられた.細胞凝集塊の直径において,細胞数が多い細胞凝集塊の作製では,ばらつきも小さく有効だと考えられたが,細胞凝集塊の細胞数を少なくするにしたがって,ばらつきが大きくなった.技術技能員が作業する場合は,細胞懸濁液の細胞数に関係なく同じピペッティングを行うが,システムを用いた作業の場合は,細胞懸濁液の細胞数に応じて適切なピペッティングモーションを検討する必要があると考えられた.システムはチップを動かして攪拌するモーションと細胞懸濁液を吸引・排出して攪拌するモーションが組込まれている.さらに,攪拌した細胞懸濁液を分注するタイミングも重要なパラメータになる.これらについて検討したところ,細胞数が少ない細胞凝集塊の作製に再現性を持たせることができた.以上のことから,開発したシステムは細胞凝集塊作製に有効であることの他に,細胞懸濁液の細胞数に応じて,適切なピペッティングモーションを選択することが重要であることが示唆された.Cell Processing Robotの機能を高度化し,細胞数を自動調整して目的の大きさの細胞凝集塊(スフェロイド)を生成できるシステムを開発するのが本研究の目的である.これに関し,得られる細胞凝集塊について再生医療への応用を検討するために,研究計画に従い以下の2項目について遂行した.まず,スフェロイド形態評価システムの自動化を行った.これまでは96ウェルプレート内のスフェロイドは手動で位置合わせをして撮影し,フェロイドの形態の定量評価を行っていた.そこで,クロスコンタミネーションが起きないようなプレートの設置,プレート内の培養液をこぼしたり細胞凝集塊を崩さないような仕様にし,XY軸スライダを用いたプレート内のスフェロイドの位置合わせ,開発したソフトウェアによる撮影および定量評価で自動化を行った.正常ウサギ間葉系幹細胞を用いてスフェロイドを作製し,スフェロイドの形態評価時のクロスコンタミネーション発生の有無とプレート1枚に対する撮影の所要時間について調査した.その結果,クロスコンタミネーションの発生は認められず,従来の手動での撮影時間と比較し,約1/4に短縮することができた.次に,細胞凝集塊形成システムの培地交換用モジュールの開発を行った.96ウェルプレートの各ウェルには100μLの培養液があり,スフェロイドを傷つけたり吸引しないよういして50μLだけ培養液を交換する.開発してきたCell Processing Robotにプログラムを組込み,自動で培地交換できるようになった.しかし,培養液の吸引および排出の量に再現性がなかったり,スフェロイドを吸引する場合が認められた.これに関して,技術技能員の知識や技術を参考にしてロボットのモーションを改善し,再現性のある培養環境を確保できるようにする.平成28年度はスフェロイド形態評価システムの自動化と細胞凝集塊形成システムの培地交換用モジュールの開発が目標である.研究計画では,後者の開発期間は平成29年度内であり,問題なく両者の開発を行えている.さらに,実際の細胞を扱うため細胞培養も行う必要があるが,問題なく培養を行えている.これまでの研究成果は,日本機械学会,日本再生医療学会,ICBME2016で報告しており,研究の進捗状況は順調である.平成29年度においても更に研究を発展させていく予定である.Cell Processing Robotの機能を高度化し,細胞数を自動調整して目的の大きさの細胞凝集塊(スフェロイド)を生成できるシステムを開発するのが本研究の目的である.これに関し,得られる細胞凝集塊について再生医療への応用を検討するために,研究計画に従い以下の1項目について遂行した.細胞凝集塊形成システムの細胞播種用モジュールの開発を行った.細胞懸濁液の調整方法の入力は,セルカウントした値と作製する細胞凝集塊の細胞数とした.細胞の種類,個体間,継代数等で細胞凝集塊の大きさは異なる.そのため,細胞凝集塊の細胞数は技術技能員の経験で調整されるため,任意の細胞数を入力できるようにした.細胞凝集塊の大きさを入力とした,データベースに基づくアルゴリズムにも応用することができるため,細胞のデータ数を蓄積した後にシステムを拡張させる.システムのモーションのプログラミングは,技術技能員のモーション,特に重要なピペッティング技術を参考にした.システムを用いて細胞凝集塊を作製した結果,細胞凝集塊の直径にばらつきが認められた.システムは作業効率を向上させるために,スカラーロボット第4関節先端に2×2チャンネルのピペットを取り付けている.これに合わせて,円筒の容器底にテーパ形状の冶具を作製している.

1×8チャンネルのピペットを使用している技術技能員のモーションと異なっているため,システム専用リザーバーでは細胞懸濁液内の細胞が一箇所に沈殿し,分注する際の細胞数に差が生じたと考えられる.一方で,作製した細胞凝集塊の円形度は高い値を示した.これは,システムの攪拌動作や再現性のある作業時間などにより,細胞にダメージを与えずに細胞凝集塊を作製できたためだと考えられる.これらに関して,システム専用リザーバーに合わせたモーションに改善し,再現性があり目的の大きさの細胞凝集塊を得られるようにする.平成29年度は細胞凝集塊形成システムの細胞播種用モジュールの開発が目標である.研究計画では細胞数の調整方法の確立とモーションのプログラミングに分けられるが,後者の開発期間は平成30年度前半までであり,問題なく両者の開発を行えている.さらに,実際の細胞を扱うため細胞培養も行う必要があるが,本学に細胞培養環境を整備し,大きな問題もなく培養を行えている.これまでの研究成果は,日本機械学会や日本臨床バイオメカニクス学会で報告しており,研究の進捗状況は順調である.平成30年度においても更に研究を発展させていく予定である.Cell Processing Robotの機能を高度化し,細胞数を自動調整して目的の大きさの細胞凝集塊(スフェロイド)を生成できるシステムを開発するのが本研究の目的である.これに関し,得られる細胞凝集塊について再生医療への応用を検討するために,最終年度は研究計画に従い以下の1項目について遂行した.目的に応じた細胞凝集塊の作製実験と評価を行った.システムの入力は通常培養で用意した細胞懸濁液の細胞数と作製した細胞凝集塊の細胞数であり,自動で細胞懸濁液の調整し96ウェルプレートに播種され細胞凝集塊が生成される.これにより任意の細胞数を有した細胞凝集塊を作製することができる.システムを用いて作製した細胞凝集塊は,技術技能員が作製した細胞凝集塊よりも円形度は高く,スフェロイド作製過程の自動化は単に人に代わる作業ではなく,細胞にダメージを与えないためにも有効であると考えられた.細胞凝集塊の直径において,細胞数が多い細胞凝集塊の作製では,ばらつきも小さく有効だと考えられたが,細胞凝集塊の細胞数を少なくするにしたがって,ばらつきが大きくなった.技術技能員が作業する場合は,細胞懸濁液の細胞数に関係なく同じピペッティングを行うが,システムを用いた作業の場合は,細胞懸濁液の細胞数に応じて適切なピペッティングモーションを検討する必要があると考えられた.システムはチップを動かして攪拌するモーションと細胞懸濁液を吸引・排出して攪拌するモーションが組込まれている.さらに,攪拌した細胞懸濁液を分注するタイミングも重要なパラメータになる.これらについて検討したところ,細胞数が少ない細胞凝集塊の作製に再現性を持たせることができた.以上のことから,開発したシステムは細胞凝集塊作製に有効であることの他に,細胞懸濁液の細胞数に応じて,適切なピペッティングモーションを選択することが重要であることが示唆された.細胞凝集塊形成システムの培地交換用モジュールを完成させ,細胞播種用モジュールの開発を進めていく.
慢性重症大動脈弁閉鎖不全症における潜在的心筋障害の解明

本研究の目的は慢性重症大動脈弁閉鎖不全症(AR)における潜在的な心機能障害の病態を解明し、超音波法により非侵襲的に検出することで適切な手術時期の決定や術後のQOLの向上に貢献することである。通常の診療上必要な心エコー検査を実施し、得られた画像を解析しARにおける心筋局所のstrain変化と壁応力の関係から心筋障害のメカニズムを明らかにした。方法は1.スペックルトラッキング法を利用しAR症例について心筋の内膜側および外膜側に分離して各々のストレイン値を計測した。2.心エコー図による計測と通常測定の血圧を利用し壁応力を推定した。結果は重症ARでは心内膜下層においてstrain値の低下を認めた。重症ARでは壁応力の増加が問題となり、重症ARで壁応力が増大していた。左室駆出分画(EF)の保持されたAR症例は手術後心外膜側のstrain値の低下を認めた。心内膜側心筋収縮の低下原因としては心筋の線維化などが考えられたがARのstrain低下には壁応力の増大の関与が示唆された。壁応力の増大した重症AR患者の心筋はそれに適応するため再編成するがEFの低下した症例では代償性機構は破綻し機能不全を示した。特殊な再編成として、心内膜心筋の機能障害が伴ったEFの保持された重症AR患者の壁肥厚の代償機構は心筋中部から心外膜の壁厚を顕著に肥大させることが明らかとなった。ARにおける心内膜側の心筋障害と代償機構のメカニズムの解明は潜在的な心機能障害の検出につながり、左室内径による従来の手術時期決定法よりも優れた指標となる可能性があり、本疾患の適切な手術時期の決定や術後のQOLの向上に貢献できると期待される。
強い相互作用分数統計等、多体効果が本質的な低次元系の数値的手法による研究

(I)強い相互作用が本質的に重要な系の場合単純な近似による取り扱いは正当化されないことが多くこの様な場合に、数値的な手法が極めて有力な方法となる。またスピン系は電子系がある意味で相互作用の強い極限で実現しているとも考えられる。特に整数スピンを持つ1次元スピン系においては量子効果が本質的であると信じられており(ハルディン相)そのような系でも数値的手法は重要な役割を果たし得る。この様な観点から次のような成果を得た。(1)まさに強い相互作用が重要な系である近藤格子の系に対して数値的対角化の方法で研究を行い、系が有限なエネルギーギャップを持つことを示した。(1論文発表)(2)整数スピンの系においていわゆるストリング相関関数を種々の状況で計算し相を区別することを試みた。さらにストリングと分数量子ホール効果における仮想的ゲージ場とを比較することにより、相互の関係を論じ数値的にデモンストレートした。(2論文発表)(II)量子ホール効果におけるエッジ状態の重要性は連続体の取り扱においてはその当初から議論されていたが格子系においてはその重要性が数値的にはいくつか知られいたものの余りよくわかっていなかった。今回エッジ状態を格子系で考えることによりその位相的な性質が系のホール伝導度を定めていることが分かった。これは今まで無限の格子系において議論されていたホール伝導度が位相的な量と関連しているという議論をエッジ状態を使ってあらわに示したことになる。(論文投稿中)またメソスコピック系で問題となっている小さなリングでの永久電流についてもこのエッジ状態を使った議論により研究を行った。(2論文発表予定)(III)ネットワーク化された計算機環境における物性物理研究という面に関してもノートブックパソコン、UNIXネットワーク,電子メールなどを十分に活用した研究を行うことができた。
脳細胞カルシウムシグナルの空間的分離とデコーディング

細胞内カルシウムイオン(Ca2+)の増減「Ca2+シグナル」は、細胞の外界からの情報を適切な生理応答へと変換する役割を担う、普遍的な細胞内シグナルである。しかし、同じCa2+という伝達物質を用いて複数のメッセージを生命暗号としてコードし、多様な生理機能の誘導を可能にする機構については未解明の点が多い。先行研究において我々は、「Local Ca2+センサー」を作成し、従来法では判別できなかったカルシウムシグナルの由来(細胞内からの放出か、細胞外からの流入か)を特定し、Ca2+シグナルの多様性を記述するための新解析法を確立している。今年度は、同一細胞で2カ所同時でのCa2+シグナル測定を可能にするために、波長の異なるセンサーを利用して細胞膜とER膜の同時カルシウムイメージングの技術を確立した。細胞膜に標的したRCaMP2 (Lck-RCaMP2)とER膜に標的したGCaMP6f (OER-GCaMP6f)を同一細胞で、同時に観察できる測定系を確立した。広い視野をもつCMOSカメラとイメージスプリッティング光学系の組み合わせにより、時空間的に高い解像度で、Ca2+シグナルの発生パターンを記録することができた。この測定系を用いてHeLa細胞のHistamine刺激に対する応答を観察したところ、細胞膜に標的したセンサーは長期間持続したCa2+シグナルを示すのに対し、ER膜標的センサーは速やかなCa2+シグナルの低下を示した。この結果は、同じ刺激をうけても、Ca2+シグナルは細胞の局所ドメインごとに異なるを示すということを意味している。同一細胞における、局所カルシウムシグナルの測定に成功しており、技術開発は計画どおり順調にすすんでいる。今年度確立した技術を用いて、流入・放出のCa2+センサーを同一細胞ラット海馬初代培養神経細胞に発現させ、異なるCa2+誘導刺激に対する応答に対して細胞の局所がどのように応答するのかを測定する。細胞膜、ERにおけるCa2+シグナルを、NMDA刺激及びmGluR刺激時に測定し、Ca2+シグナルパターンをそれぞれ測定する。我々は、「Local Ca2+センサー」を作成し、従来法では判別できなかったカルシウムシグナルの由来を特定し、Ca2+シグナルの多様性を記述するための新解析法を確立した。遺伝子コード型カルシウムセンサーを細胞膜直下に標的することで「カルシウム流入」を、ER膜に標的することでカルシウム放出をそれぞれ感度良く検出したところ、同じGCaMP6fをセンサーとして使っているにも関わらず,カルシウム流入センサーとカルシウム放出センサーは異なるパターンのカルシウムシグナルを示すことがわかった(Niwa et al. 2016)。この結果は、細胞内での異なる部位では異なるパターンのCa2+シグナルを持ちうることを示している。げっ歯類海馬アストロサイトにおいて自発的カルシウムシグナルイメージングを行ったところ、実はERからのカルシウム放出よりもカルシウム流入の方が多いことがわかった(Niwa et al. 2016)。このカルシウム流入はStore operatedCa2+ channel (SOCC)を介しておこっており、海馬アストロサイトではERが枯渇しない状態でもSOCCが恒常的に活性化され、ERのカルシウム量を一定に保つことに貢献していることが示された(Sakuragi et al. 2017)。当初の計画どおり、細胞局所のカルシウムシグナルを分離して取得する方法が確立され、2本の論文にまとめられたため、本研究は一定の成果を上げたと判断している。今年度はその技術を用いて、グリア細胞アストロサイトのカルシウムシグナルの研究を行った。本研究を進めるにあたり、Local Ca2+センサーの発現ベクターを、すべてアデノ随伴ウイルス(AAV)へと移行した。それにより、従来のプラスミドベクターに比べて神経細胞・グリア細胞におけるセンサー発現効率が大幅に上昇した。興奮性神経伝達を担うAMPA受容体はごくわずかであるが、アストロサイトに発現している。そのAMPA受容体の動態を解析したところ、Ca2+透過性のAMPA受容体が存在する可能性が示唆された。そこで、Local Ca2+センサーを用いて細胞膜近傍のカルシウム流入を感度よく検出したところ、たしかにAMPA受容体からのCa2+流入が検出された。先行研究では、小脳バーグマングリアにおいて、AMPA受容体由来のCa2+シグナルが存在し、重要な役割を担うことが報告されていた。本研究により、海馬アストロサイトにも、AMPA受容体由来のCa2+シグナルの存在が示唆された。LocalカルシウムセンサーをAAVベクターへと移行することにより、神経細胞・グリア細胞での大幅な発現効率上昇に成功した。それにより、従来法では決して見ることができなかった、アストロサイトにおけるCa2+透過性AMPA受容体のチャネル活性を検出することができた。細胞内カルシウムイオン(Ca2+)の増減

「Ca2+シグナル」は、細胞の外界からの情報を適切な生理応答へと変換する役割を担う、普遍的な細胞内シグナルである。しかし、同じCa2+という伝達物質を用いて複数のメッセージを生命暗号としてコードし、多様な生理機能の誘導を可能にする機構については未解明の点が多い。先行研究において我々は、「Local Ca2+センサー」を作成し、従来法では判別できなかったカルシウムシグナルの由来(細胞内からの放出か、細胞外からの流入か)を特定し、Ca2+シグナルの多様性を記述するための新解析法を確立している。今年度は、同一細胞で2カ所同時でのCa2+シグナル測定を可能にするために、波長の異なるセンサーを利用して細胞膜とER膜の同時カルシウムイメージングの技術を確立した。細胞膜に標的したRCaMP2 (Lck-RCaMP2)とER膜に標的したGCaMP6f (OER-GCaMP6f)を同一細胞で、同時に観察できる測定系を確立した。広い視野をもつCMOSカメラとイメージスプリッティング光学系の組み合わせにより、時空間的に高い解像度で、Ca2+シグナルの発生パターンを記録することができた。この測定系を用いてHeLa細胞のHistamine刺激に対する応答を観察したところ、細胞膜に標的したセンサーは長期間持続したCa2+シグナルを示すのに対し、ER膜標的センサーは速やかなCa2+シグナルの低下を示した。この結果は、同じ刺激をうけても、Ca2+シグナルは細胞の局所ドメインごとに異なるを示すということを意味している。同一細胞における、局所カルシウムシグナルの測定に成功しており、技術開発は計画どおり順調にすすんでいる。H28年度に開発したセンサーを実際に神経細胞に発現させ、カルシウムシグナルの多様性を記述する実験を行う。同一細胞で2カ所同時にCa2+シグナル測定できるようにするために、波長の異なるセンサー(RCaMP2バージョン)も作成する。作成したセンサーが目的の場所に標的され、かつCa2+シグナル感受性をもつことを、ラット海馬初代培養神経細胞に発現させることにより確認する。(海馬培養神経細胞において、抑制性シナプス可塑性に直結するGABA作動性シナプスの安定化/不安定化を選択的に誘導するCa2+シグナルの時空間的パターンの定義を試みる。Local Ca2+センサーをラット海馬初代培養神経細胞に発現し、細胞膜、ERにおけるCa2+シグナルを、NMDA刺激及びmGluR刺激時に測定し、2つの条件下での細胞内4箇所のCa2+シグナルパターンをそれぞれ定義する。同一細胞で2カ所同時にCa2+シグナル測定できるようにするために、波長の異なるセンサー(RCaMP2バージョン)が必要である。
金属錯体の反応性を駆使する小分子蛍光プローブの開発と生物応用

水中で過酸化水素と反応し外部基質を酸化分解するペルオキシダーゼ活性を示す単核鉄錯体に赤色蛍光分子レゾルフィンを連結したMBFhC3は高速かつ高感度な過酸化水素蛍光プローブとなるが、放出される赤色蛍光団であるレゾルフィンの放出効率が低いという問題点があった。我々は、レゾルフィンと単核鉄錯体を連結しているアルキル鎖長がレゾルフィンの放出効率に影響を与えると考え、すでに合成しているプロピレンリンカーを有するMBFhC3に加え、エチレンリンカーを有するMBFhC2、および、ブチレンリンカーを有するMBFhC4の合成を目指した。MBFhC3の合成において確立していた合成ルートでは、福山法によって第2級アミンを合成していたが、収率が低い問題点があった。そのため、種々の合成法を検討し、ワンポットでアジド基の還元とイミンの生成と還元する新たな合成ルートを確立した。得られた一連の金属錯体型過酸化水素蛍光プローブMBFhと過酸化水素との反応を蛍光強度の増加を利用し、過酸化水素を基準としたレゾルフィン生成の効率を求めた結果、エチレンリンカーを有するMBFhC2が既存のMBFhC3に比べて高効率にレゾルフィンを放出することを見いだした。また、MBFhC2を用いてHeLa細胞内の過酸化水素をイメージング可能であることを見いだした。また、MBFhの鉄錯体部位の配位子にニトロ基、メトキシ基を導入し、ペルオキシダーゼ活性を評価した結果、ニトロ基を導入した錯体において酸化効率が向上することを見出した。また、過酸化水素と可逆的に結合し可逆的に発光強度を変化させるユーロピウム錯体についても研究を進めた。従来使用されているユーロピウムーテトラサイクリン錯体の励起波長は紫外領域であり細胞毒性が懸念される。そのため、可視光励起が可能なユーロピウム錯体の合成を行い、過酸化水素との反応について検討を加えた。蛍光プローブの感度向上について大きな進展があった。また、可視光励起可能なユーロピウムの合成にも成功した。高感度の過酸化水素蛍光プローブを用いた研究を進めるとともに、蛍光団の構造に改良を加え、細胞内の拡散、膜透過を抑制する計画である。また、可視光励起可能なユーロピウムを用いた可逆的な過酸化水素発光検出にも挑戦する。成長、分化や遊走を促すシグナル分子として、通常の細胞が過酸化水素を生産することが明らかとなってきた。この発見に伴い、細胞環境における微量の過酸化水素をいかに可視化するかが重要な研究課題となっている。すでに、水中で過酸化水素と反応し酸化活性種となる金属オキソ種を高速で与えることのできる金属錯体(ペルオキシダーゼ活性を示す金属錯体)を利用して、金属錯体を反応点とする高感度な過酸化水素蛍光プローブMBFhを開発し、シグナル分子として生産される微量の過酸化水素を細胞内で検出することに成功している。本研究では、これまでの研究成果をもとに、すでに開発している金属錯体型過酸化水素プローブの性能向上と過酸化水素の生成と消失過程を可視化できるプローブ分子の開発を並行して進めた。前者については、金属錯体とプロ蛍光団をつなぐリンカー長に着目し、異なるリンカー長を有するMBFhを新たに合成した.過酸化水素との反応を詳細に検討した結果、適切なリンカー長が存在することが明らかとなった。もっとも高効率に蛍光団を放出するMBFhは、従来のMBFhよりも8.6倍効率良く微量の過酸化水素に応答して蛍光団を放出することが判明した。このMBFhを用いると、HeLa細胞を用いても上皮成長因子を添加した際に発生する過酸化水素を可視化することができた。引く続き、金属錯体部位の過酸化水素に対する反応性向上に関する研究も行った。また、ユーロピウムとテトラサイクリンを粒子に埋包することにより、過酸化水素に対して可逆的に応答する発光プローブの合成にも成功した。当初の目的通り、過酸化水素蛍光プローブの性能を向上させることができた.また、可逆的な過酸化水素発光プローブについても、基本的な知見をえることができた.水中で過酸化水素と反応し外部基質を酸化分解するペルオキシダーゼ活性を示す単核鉄錯体に赤色蛍光分子レゾルフィンを連結したMBFhC3は高速かつ高感度な過酸化水素蛍光プローブとなるが、放出される赤色蛍光団であるレゾルフィンの放出効率が低いという問題点があった。

また、MBFhの鉄錯体部位の配位子にニトロ基、メトキシ基を導入し、ペルオキシダーゼ活性を評価した結果、ニトロ基を導入した錯体において酸化効率が向上することを見出した。また、過酸化水素と可逆的に結合し可逆的に発光強度を変化させるユーロピウム錯体についても研究を進めた。従来使用されているユーロピウムーテトラサイクリン錯体の励起波長は紫外領域であり細胞毒性が懸念される。そのため、可視光励起が可能なユーロピウム錯体の合成を行い、過酸化水素との反応について検討を加えた。蛍光プローブの感度向上について大きな進展があった。また、可視光励起可能なユーロピウムの合成にも成功した。今回、開発した高感度の過酸化水素蛍光プローブおよび可逆型の過酸化水素発光プローブを用いた細胞イメージングを実施する.高感度の過酸化水素蛍光プローブを用いた研究を進めるとともに、蛍光団の構造に改良を加え、細胞内の拡散、膜透過を抑制する計画である。また、可視光励起可能なユーロピウムを用いた可逆的な過酸化水素発光検出にも挑戦する。
ハイドロキシアパタイトとコラーゲンの複合材による人工骨の動物移植実験

ハイドロキシアパタイト顆粒(HA)は代用骨として臨床に利用されているが付形性に欠ける。そこでコラーゲンあるいはゼラチンとの複合材とする事により形態付与が容易となり臨床上の有用性が増すと考え、この複合材料の組織反応について動物実験による検討を行なった。材料は(1)HAと水溶性コラーゲンにグルタールアルデヒド溶液を加えて粘土状に硬化させた物、(2)これを乾燥させた物、(3)HAにゼラチン水溶液を加え乾燥硬化させた物の3種類を調整し、これらの家兎の下顎骨部に移植して経時的に屠殺し、X線写真撮影後、その組織反応を病理組織学的に検討した。結果は、(1)予備的研究においてHAと水溶性コラーゲンにグルタールアルデヒドを加えて粘土状としたものは組織への障害が著しく臨床への利用が不可能であることがわかり、(2)また、これの乾燥物は前者より組織為害性は低いが異物処理の細胞浸潤が著しく臨床上望ましい材料ではないことがわかった。(3)HAとゼラチンの複合材については詳細に研究した結果形態付与に優れ、また組織親和性に優れた材料であることがわかった。すなわち、X線写真での検索では、HA単独群に比してHAーゼラチン群の方がHAの散在が少なく、病理組織学的検討では、HA単独群に比してHAーゼラチン群は何ら組織為害性を示す事は無く、骨新生の程度もHA単独群と同程度であった。以上の結果よりこのHAーゼラチン複合材は臨床応用上有用な材料である事が示唆された。最近Hydroxy apatite(以下HA)が人工骨として広く臨床に応用されているがHA単材のBlock型のものは形態付与が困難であり,また細粒型は組織内に散在したり流出する欠点がある.そこで私達はそれらの欠点を補う目的で細粒型HAとゼラチンの複合材を考案し,その有用性について実験を行なった.〈方法〉材料はHA細粒(約0.52mm)に加熱蒸留水に溶解したゼラチン(Difco)を加え冷却凝固により形成後37°Cで一夜乾燥したものを複合材として用いた.ゼラチンとHAの混合重量比は1:10とした.また比較実験の為HA細粒単材およびゼラチン単材の凝固乾燥物を用いた.実験動物は成熟家兎を用い,その下顎骨外側の骨と骨膜の間に複合材および各単材を移植し, 1週, 2週, 4週, 12週, 24週における組織反応について組織学的検討を行なった.〈結果〉HA-ゼラチン複合材移植後1週目には,ゼラチン部に沿って線維芽細胞と血管を主体とする肉芽組織が複合材の辺縁より中心に向かって侵入, 2週目には,骨よりHA細粒間に向かって幼弱な骨新生がみられた. 4週目には,下顎骨より複合材に向かってそのHAに直接接して骨新生を認めた. 12週目にはさらに骨新生は進み, HA細粒を包むような新生骨を認めた. 24週目にはHA細粒間の骨は成熟した層板骨となり,骨新生部以外のゼラチン部分は線維性組織に置換していた.しかし特に著しい炎症反応は認めなかった.以上の結果より本複合材の臨床応用の有用性が示唆された.ハイドロキシアパタイト顆粒(HA)は代用骨として臨床に利用されているが付形性に欠ける。前年度の研究で、(1)HAと水溶性コラーゲンにグルタールアルデヒド溶液を加えて粘土状に硬化させた物は組織への障害が著しく、臨床利用が不可能である事がわかり、(2)これを乾燥させた物歯の異物処理の細胞浸潤が著しく臨床上望ましい材料では無い事がわかったため、本年度は(3)HAにゼラチン水溶液を加え乾燥硬化された物を中心に実験を行なった。

すなわちこれら家兎の下顎骨部に移植して経時的に屠殺し、X線写真撮影後、その組織反応を病理組織学的に検討した。結果は、X線写真での検索ではのHA単独群に比してHA-ゼラチン群の方がHAの散在が少なく、病理組織学的検討では、HA単独群に比してHA-ゼラチン群は何ら組織為害性を示す事は無く、骨新生の程度もHA単独群と同程度であった。以上の結果よりこのHA-ゼラチン複合材は臨床応用上有用な材料であることが示唆された。
遺伝性サイロキシン結合グロブリン増多症の発症機構と成長ホルモン単独欠損症との連関

1.今回、新たに3家系のTBG増多症(Ex)を解析した。Ja(日本人)5は家族性(Fa)で、母と男児にDuplex PCR-HPLC(P-H)法によりTBG遺伝子の2倍増幅を認めた。Ja6は散在性(Sp)で男児のみにP-H法によりTBG遺伝子の2倍増幅を認めた。この2家系は染色体のFISH(FI)法で増幅を確認できなかった。もう1家系はSpで、遺伝子増幅は存在しなかった。現在遺伝子異常を検索中である。2. Fa-Exの8家系(Ja1,2,3,5と白人4家系)と、Spの2家系(Ja4,6)において、P-H法によりExを示した患者全てに、血中TBG値に対応したTBG遺伝子の増幅を認めた。3倍増幅を5家系に、2倍増幅をSpを含め5家系に認めた。解析した10/11家系に遺伝子増幅を認めたことから、これがFa-Exの主要な機序であると考えられた。またSpの2家系は共に2倍増幅であったことから、染色体の交叉不均衡により遺伝子増幅が2倍から3倍に増加していくものと思われた。3. FIを7家系で行い、2家系のみにP-H法と合致するTBG遺伝子の3倍増幅が確認された。残りの5家系で確認できなかったのは、これらで増幅単位が小さいためと考えられた。4.遺伝子の増幅単位を明らかにする目的でゲノムのサザンブロットおよびchromosome walkingを行った。Ja1-6の患者で、12種類の制限酵素を用いたサザンブロット解析を行った。全てRFLPを示さず、制限酵素によるDNA断片がカバーする52Kbp内に増幅の段端点の存在しないことが示された。正常者と成長ホルモン単独欠損症を合併するJa1の男児ゲノムDNAからcosmid libraryを作成し、TBGプローブとハイブリするクローンを選別し、さらにchromosome walkingを行うことにより、正常からはTBG遺伝子の上流45Kbp、下流30Kbp、患児では38Kbp、34KbpをカバーするDNA断片を得た。この範囲では両者の制限酵素地図に差異は認められず、更なる範囲拡大を目指している。1.新たなTBG増多症の男児症例を解析した。sporadic症例で、母親、父親のTBG値は正常、男児のそれは正常の2倍。TBGの遺伝子量をDuprex PCR,HPLC法により定量し患児に2倍の増幅を認めたが、両親の遺伝子量は正常であった。従って患児の代に遺伝子増幅がde novoに生じたものと考えられた。染色体のFISHでは増幅を確認できなかった。2.これまでにTBG増多症の散発例2家系、家族例7家系の合計9家系を解析し、全ての患者にDuprex PCR,HPLC法で、TBG値に対応したTBG遺伝子量の増幅を認めた。3倍増幅を5家系、2倍増幅を4家系、散発例2家系はいずれも2倍増幅であった。このことから、遺伝子増幅は2倍を経由してから3倍増幅に至ることが推測され、増幅の機序として減数分裂時の交叉不均衡を支持する結果と考えられた。FISHにおいて、1例のみが増幅を確認でき、他の8家系と増幅範囲が異なることが推測された。

3.正常人と増幅症患者のGenomic DNAからChromosome walkingを施行するための、pWE15Constructを作成した。今後Chromosome walkingにより、染色体Xq22.2周辺の遺伝子地図を詳細に作製し、さらに正常、増多症での遺伝子地図の比較検討により、増幅単位、成長関連遺伝子の同定を行う予定である。1.今回、新たに3家系のTBG増多症(Ex)を解析した。Ja(日本人)5は家族性(Fa)で、母と男児にDuplex PCR-HPLC(P-H)法によりTBG遺伝子の2倍増幅を認めた。Ja6は散在性(S)で男児のみにP-H法によりTBG遺伝子の2倍増幅を認めた。この2家系は染色体のFISH(FI)法で増幅を確認できなかった。もう1家系はSpで、遺伝子増幅は存在しなかった。現在遺伝子異常を検索中である。2. Fa-Exの8家系(Ja1,2,3,5と白人4家系)と、Spの2家系(Ja4,6)において、P-H法によりExを示した患者全てに、血中TBG値に対応したTBG遺伝子の増幅を認めた。3倍増幅を5家系に、2倍増幅をSpを含め5家系に認めた。解析した10/11家系に遺伝子増幅を認めたことから、これがFa-Exの主要な機序であると考えられた。またSpの2家系は共に2倍増幅であったことから、染色体の交叉不均衡により遺伝子増幅が2倍から3倍に増加していくものと思われた。3. FIを7家系で行い、2家系のみにP-H法と合致するTBG遺伝子の3倍増幅が確認された。残りの5家系で確認できなかったのは、これらで増幅単位が小さいためと考えられた。4.遺伝子の増幅単位を明らかにする目的でゲノムのサザンブロットおよびchromosomewalkingを行った。Ja1-6の患者で、12種類の制限酵素を用いたサザンブロット解析を行った。全てRFLPを示さず、制限酵素によるDNA断片がカバーする52Kbp内に増幅の段端点の存在しないことが示された。正常者と成長ホルモン単独欠損症を合併するJa1の男児ゲノムDNAからcosmid libraryを作成し、TBGプローブとハイブリするクローンを選別し、さらにchromosome walkingを行うことにより、正常からはTBG遺伝子の上流45Kbp、下流30Kbp、患児では38Kbp、34KbpをカバーするDNA断片を得た。この範囲では両者の制限酵素地図に差異は認められず、更なる範囲拡大を目指している。
ロマネスク建築における造形原理としての寸法に関する研究

シトー会修道院を中心とするフランス・プロヴァンス地方のロマネスクの宗教建築、およびフランス・ブルゴーニュ地方の小規模教会堂を中心とするロマネスク建築を重要な具体的検討事例として、実測調査によって得られた寸法値やこれらをもとに作成した実測平面図から、各教会堂や回廊の平面の、その建設に使われた物差し(尺度)の下での寸法(尺数)を推定し、これら建築の建設経緯、基本構想、寸法構成、プロポーションの姿、尺数やプロポーションの持つ霊的意味などを具体的に明らかにした。それぞれの地方や修道院宗派の好む地方的な古慣用尺の使用の他、地や宗派を超えたローマ尺の使用、霊的象徴性を伴った幾つかの完数の寸法への使用が具体例の分析を通じて明らかとなり、寸法が当時の建築の造形原理として幾つかの重層した意味を担っていることがわかった。技術的有用性と意味に関わる建築の美学的配慮が半ば無造作に重層するこうした建築の姿は、ルネサンス以降の西欧の建築観とは大きく異なるものと言え、こうした姿はむしろ明治以前の伝統的な日本の建築観に近いものであるとの考えに至った。西欧建築との対比で日本建築の姿や日本の建築観を再考する試みがこの点において本研究においても重要な観点として浮上し、西欧的な建築観で再考した日本建築像が、近世以降の西欧建築と異なるかも議論した。技術的要素の優越性、構想する者と実際に建造する者との間の興味の相違、寸法・尺度の重要性などが建築のあり方や造形原理として、ロマネスク建築と日本の伝統建築に共通するものとして指摘できる示唆を得た。1.実測平面図の完成、実測寸法値の整理と寸法図の作成未完成の実測平面図については概ね完成させることが出来た。新たな実測結果を加味して再度作成し直したものも含み、本研究で作成した相当数の実測平面図が、フランスのパリにある文化省建築・文化財資料館(メディアテーク)に収蔵された。また幾つかの関係部局、修復事務所等にも依頼により送付した。実測寸法値のデータベース化は予定より遅れているが、寸法図の作成は予定通り進捗中である。従来より一般に流布していた図面以上の歪みを示すものも多く、正確な現状の平面図として一定の価値を認めた。2.造形原理としての寸法の具体的属性についての検討教会堂と回廊について、多数の実測値を得て、正確な実測平面図を作成することの出来たル・トロネ、セナンク、シルヴァカンヌの三ロマネスク修道院建築を先行的にケース・スタディーとして検討を行った。ロマネスク建築のプロポーションのあり方の標本として考え得るであろう、技術的意味と霊性としての象徴性が両義的に重層した寸法設定を仮説として得ることが出来た。この仮説は今後他の教会堂の実測値、実測平面図にも確認される必要があり、また、これを具体的に建築の中に指摘して行く必要もある。次年度以降の研究課題である。3.補足的現地実測調査フランス、プロヴァンス地方のモンマジュール修道院の教会堂と回廊、ブルゴーニュ地方のブランシオン教会堂とマレ、ウジの両教会堂を中心とした実測調査を行った。これまで本研究は、装飾が少なく建築的なシトー会修道院建築を中心に行なわれて来たが、上記建築群は、シトー会に属するものではなく、これらの実測結果は、ロマネスク建築一般のあり方を呈するものとして本研究では分析され得る。未だ完全な分析検討結果は得てはいないが、実測値整理や実測図作成の作業を通じて、シトー会建築に見られたのと同様の寸法のあり方が検証できる可能性を得た。1)実測済みのロマネスク建築の実測寸法値の整理と実測平面図・寸法図の作成を継続したが、特に今年度は、寸法図の作成について大きく進展した。詳細に各部位の実測寸法値を記入した平面図を、すでに実測平面図を作成してあるものについてはおおむね作成した。ロマネスク建築の寸法の実際をよく示す貴重な資料となり得た。

また、実測平面と寸法図のほとんど全てCADデータ化を完了した。この成果は著書『シトー会建築のプロポーション』に十分に活かされている。2)造形原理としての寸法の分析・検討・考察の方法の確立著書『シトー会建築のプロポーション』の執筆を通じ、現在まで得ていた様々な知見が整理され、同書の中にも記したように、実測値と実測平面図を基にして設計手法、象徴性、度量衡という三つの観点と意味を寸法の中に見い出す分析方法が概ね確立された。この点については、とりわけ海外共同研究者であるAlain Guerreau氏の貢献は大きく、氏の既往研究と氏からの助言は造形原理としての寸法の読み方に多く寄与した。ロマネスク建築の寸法が極めて両義的である事を具体的に確認した。3)補足的な現地調査の実施初期のシトー会教会堂2件、プロヴァンス・ロマネスクの教会堂と回廊を各々1件、パリ市内のロマネスクの住居建築1件を中心とする実測を行った。今年度は今まで以上に詳細な実測が可能となり、実測平面図と寸法図もこれらの内のいくつかについては既に作成し得たが、その詳細な分析は来年度に持ち越される事となった。・次年度の研究総括に向けての段階に着手した。特に一件の共著図書と三件の論文として発表できた内容は、一つの個別の建築物を例に、寸法が関与する多様な諸側面を論じたものと、多様な事例に基づいて寸法が関与する空間構成あるいは聖性といった次元を論じたものであり、研究全体の射程を二つの対照的な方法・論点で提示したものである。・補足的な実測調査を実施した。ル・トロネ修道院について、教会堂・回廊という中心的な建築物以外の集会室・大寝室・倉庫・助修士の建物、その他付属諸室・諸施設の平面を実測し、聖性・重要度においてはそれほど高くない諸部分にも寸法の持つ象徴的な側面が確認できる感触を得た。現在、ル・トロネ修道院全体の平面図を作成中。・海外共同研究者に本研究のレヴューを行ってもらい、本研究の内包と外延、総括の仕方、またフランスでの研究成果発表公開の可能性を論議した。・フランス国立科学研究所にて、本研究成果の一部について講演を行った。・データベースとしての実測図面と画像の整理、未作成の実測図面については継続中。・技術的側面と同時に象徴的意味を担う意味的側面を重層させるロマネスク宗教建築における寸法のあり方は、当初の目論見通り、本年度行った補足調査結果にも、あるいは今までに行った調査結果にも一様に想定することは可能であり、これがロマネスク宗教建築の造形原理の一つとして、ロマネスク的建築のあり方の本質の一つであるという結論は、次年度の最終年度に計画している総括において十分検討できる手応えを得た。本年度発表した論考の線上に本研究のまとめが行われることになる。・実測調査を実施した。フランス、プロヴァンス地方のル・トロネ修道院とラ・セル修道院、ブルゴー二そ地方のテゼ教会堂とアムニ教会堂の二棟の単身廊小規模教会堂の平面の実測調査を行い、寸法の実測データを収集し、実測平面図を作成した。ル・トロネについては、これで、修道院の主要部分の全てについて平面の実測を完了し、細部に至るまで寸法データを収集でき、精緻な実測平面図が完成した。ル・トロネと関係のあるとされるラ・セルについても、修道院のかなりの部分の調査を行い、寸法め収集、整理、精緻な実測平面図の作成を行った。・ル・トロネとラ・セルの建築的関係が、寸法の上からも検証できた。
先端半導体デバイスと材料の放射線損傷

近年の原子炉・高エネルギー粒子加速器及び人工衛星の発達に伴い、放射線環境下でも正常に動作する半導体デバイスの開発に関する研究が各地で行われている。本研究は先端半導体デバイス及び材料の放射線損傷に関するもので、高速Si系、化合物系半導体へテロデバイス(SiGeHBT、InGaAsHEMT等やSi撮像デバイス等)に各種放射線(電子、中性子、陽子、X線等)を照射しデバイス特性の劣化機構の解明から、宇宙や原子炉等の過酷な環境下においても高信頼性動作が可能な耐環境強化デバイスを開発することを目的とする。主な研究成果は次の通りである。1. SiGeデバイスの照射により損傷は照射量と共に増加する一方、Ge含有量と共に減少する。2.照射後、ボロンに関連する格子欠陥がSiGeエピタキシャル層内に導入に形成される。それは、生成・再結合中心として働きデバイス特性の劣化に主に関連する。3. InGaAsHEMTの損傷は電子供給層に導入された格子欠陥に起因すると思われる。4.陽子線の損傷係数は中性子線のそれとほぼ同程度ある一方、電子線の3桁程大きい。この原因は質量と核衝突の差に基づく格子欠陥形成確立の差によると思われる。5.劣化した特性と導入格子欠陥は熱処理により回復する。本研究は先端半導体デバイス及び材料の放射線損傷に関するもので、高速Si系、化合物系半導体ヘテロデバイス(SiGeHBT,InGaAsHBT等やSi撮像デバイス等)に各種放射線(電子、中性子、陽子、X線等)を照射しデバイス特性の劣化機構の解明から、宇宙や原子炉等の過酷な環境下においても高信頼性動作が可能な耐環境強化デバイスを開発することを目的とする。本年度は次の研究調査を実施した。2.IMECにおいて現在までに得られている研究成果発表と今後の研究方針についてC.Claeys教授とE.Simoen主任研究員との打ち合わせ。ECS(ElectroChemical Society、パリ)においてSiダイオードとSIMOXデバイスの陽子線損傷について論文発表すると同時にパリ大学で半導体デバイスの放射線損傷機構を調査研究。3.IMECにおけるInGaAsデバイスを製作とそれの特性測定及び既に得られている電気特性の測定結果との比較検討。本研究は先端半導体デバイス及び材料の放射線損傷に関するもので、高速Si系、化合物系半導体ヘテロデバイス(SiGeHBT、InGaAsHEMT等やSi撮像デバイス等)に各種放射線(電子、中性子、陽子、X線等)を照射しデバイス特性の劣化機構の解明から、宇宙や原子炉等の過酷な環境下においても高信頼性動作が可能な耐環境強化デバイスを開発することを目的とする。1. SiGeデバイスの照射により損傷は照射量と供に増加する一方、Ge含有量と供に減少する。
リカードウ経済学の普及と受容に関連したトレンズ経済学の理論的研究

トレンズは、リカードウの諸理論を批判することもあったが、それらを受容し、自らの経済理論を提起していた。しかし彼のリカードウ解釈は、時おりその本来の意味からかけ離れていた。トレンズの言説は、J.S.ミルや20世紀の著名な経済学者たちの注目を集めたため、そのことがひとつの契機となり、誤ったリカードウ解釈が流布してきた可能性がある。とりわけ、国際経済学の教科書で「リカードモデル」として知られる比較優位の原理はリカードウ本人によって提示されたものであるとの誤った解釈の普及には、トレンズが間接的にかかわっていたと考えられる。本研究の目的は、リカードウ経済学がいかにして同時代のロバート・トレンズに受容されていたかを示し、彼がどのようにリカードウ経済学の普及にかかわっていたのかを理論的に明らかにすることにある。リカードウ経済学の受容と普及という近年の古典派経済学史研究の重要な課題を、当時の重要人物のひとりであったトレンズに焦点をあてて検討することに、本研究の学術的独創性がある。また、本研究を遂行する際にトレンズのオウエン批判に着目した点や、『パンフレッター』の論文や『スコッツマン』の論文など、これまでトレンズの経済理論研究の対象となることが少なかった稀少文献を利用している点も、本研究の学術的な特色のひとつである。25年度の当初目的は、トレンズのオウエン批判に関する3つの文献を比較分析した論文を作成し、海外の査読付き雑誌へ投稿することであった。しかし、9月に仏リヨンで開催されたリカードウ国際会議での研究報告(リカードウとウェストの貿易理論に関する数学的分析。申請者が分担者となっている他の科研事業)が当初予定していたエフォートを超過することを余儀なくされ、本研究の進展に支障が出てしまった。しかしながら、稀少な文献資料を入手し、その分析に着手するところまでは、当該年度中に達成されている。『パンフレッター』の論文の検討は、当該年度内にほぼ終えることができた。この文献では、トレンズは、リカードウ経済学の影響を受けておらず、オウエンを批判するにあたっては、彼らの同時代人であったマルサスの人口論を利用しながら、独自の見解を提示していることがわかった。ここまでの成果は、26年度のマルサス学会第24回大会で報告するためにエントリーしている。また、1819年論文については、数学的モデル化まで行っている。リカードウ経済学の受容と普及という近年の古典派経済学史研究における重要な課題を、当時の重要人物であったトレンズに焦点を当てて検討することに加え、従来のトレンズ研究で対象となることの少なかった希少文献を利用している点に本研究の学術的独創性がある。25年度の遅れにより、26年度も当初予定からの大幅な変更を余儀なくされた。しかしながら、申請時に予定していた通りの希少文献のいくつかを分析することができ、それに関する研究「ロバート・トレンズとマルサス人口論」をマルサス学会第24回大会(関西大学)で報告した。その成果は、2015年の『マルサス学会年報』(24)において掲載受理され、「ロバート・トレンズとマルサス人口論ー1817年論文と1829年補論における理論と政策ー」として公刊される予定である。また、リカードウを含む古典派経済学者とトレンズとの知的交流をまとめた「古典派経済学者の知的交流ーロバート・トレンズの生涯とその著作ー」が『国民経済雑誌』210(5)に掲載された。さらに、2014年9月に開催されたリカードウ国際会議(早稲田大学)におけるA.Maneschi(Vanderbilt University)の研究報告「David Ricardo's trade theory: anticipations and later developments」の座長(兼討論者)を務めた。当該報告は、貿易理論におけるトレンズとリカードウの関係を論じたものであり、本研究内容との関連性を大いに見出すことができるものであった。25年度より続けている1819年論文を含む研究成果はほぼ完成させることができた。27年度は、昨年度の研究実施状況報告書「今後の研究の推進方策」に従い、主に以下の3つの研究を遂行した。(1)トレンズとセー法則に関する研究(Discussion Paper [Kobe University], No. 1524):これは、本研究の主要分析対象であったオウエン批判に関するトレンズの論文(1819年)を含めて分析したものである(ただし、分析結果は当初の予想とは異なっていた)。主な研究成果としては、トレンズの条件付きセー法則は「ワルラス法則」に類似した形で提示されていたことが数学的分析を通じて明らかにされた。(2)リカードウ、ミル父子、『外国産穀物の輸入に関する諸考察』(1814年)を執筆した匿名論者と「比較優位の原理」との関係についての研究(『国民経済雑誌』へ投稿中):本研究は、次の(3)を遂行するための準備的研究をなしている。ここでは、近年盛んに再検討がなされているリカードウの(「比較優位の原理」に関する議論を中心とした)国際貿易論研究が整理され、その理論の展開にミル父子が果たした役割や1814年の匿名論者が展開した「比較優位の原理」の構造などが理論的分析を通じて明らかにされた。