hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
FMISO-PETを用いた炭酸ガス療法による腫瘍の低酸素状態改善のイメージング

炭酸ガス飽和水(炭酸ガスを25度の生理食塩水に10分間注入)動注群と生理食塩水動注群に分けて検討を行う予定である。経皮的炭酸ガス療法による腫瘍の低酸素状態改善を画像評価するために、これまでの研究において、経皮的炭酸ガス療法による治療効果が高いことが判明しているマウス骨肉腫細胞株(LM8)を用いて実験を行った。LM8細胞を皮下に移植したヌードマウスを経皮的炭酸ガス療法群と対照群(空気投与)にわけ、FMISO-PETを用いて低酸素状態の評価を行うこととした。当初は経皮的炭酸ガス療法群において炭酸ガス療法直後、3時間後、6時間後、1日後、3日後と異なる時間軸でFMISO-PETを撮像し、低酸素状態改善の持続期間についても検討を行う予定であったが、18F-FMISOの半減期や実験室の使用可能時間を考慮すると、同一個体において炭酸ガス療法後の低酸素状態を経時的に評価することは現実的ではないと判断した。過去に抗腫瘍効果が報告されている週2回のペースで計3回炭酸ガスを経皮的に投与した群を用いて低酸素状態の改善が得られているか確認する実験を行った。投与効果が長時間持続するかもあわせて確認するため、最終投与はFMISO投与の3日前とした。経皮的炭酸ガス療法群と対照群(空気投与)のマウスを用意し、炭酸ガス、空気をそれぞれ経皮的に計3回投与後、FMISOを投与し、集積程度を確認した。腫瘍のサイズは経皮的炭酸ガス療法群で有意に小さかったが、低酸素状態で集積亢進するFMISOの集積程度をSUVmaxという指標を用いて測定したところ、両群でSUVmaxの値に有意差は認められなかった。上記結果より、経皮的に炭酸ガス投与を複数回行うと、腫瘍内の低酸素状態改善により、腫瘍のサイズ増大は抑制することが可能となるが、腫瘍の低酸素状態改善は一時的なものであり、長時間は持続していないことが示唆された。上記結果をふまえて、炭酸ガス経皮的投与による単回投与での低酸素状態改善の持続時間を検討する追加実験を行う方針である。経皮的炭酸ガス療法による腫瘍の低酸素状態改善を画像評価するために、これまでの研究において、経皮的炭酸ガス療法による治療効果が高いことが判明しているマウス骨肉腫細胞株(LM8)を用いて実験を行っている。LM8細胞を皮下に移植したヌードマウスを経皮的炭酸ガス療法群と対照群(空気投与)にわけ、FMISO-PETを用いて低酸素状態の評価する実験を行った。過去に抗腫瘍効果が報告されている週2回のペースで計3回炭酸ガスを経皮的に投与する方法を用いることとした。経皮的炭酸ガス療法群と対照群(空気投与)のマウスに炭酸ガス、空気をそれぞれ事前に3回(2回/週)経皮的に投与し、最終投与が3日前の状態でFMISOを投与した結果、腫瘍のサイズは経皮的炭酸ガス療法群で有意に小さかったが、低酸素状態で集積が亢進するとされるFMISO集積の程度を示すSUVmaxの値に有意差は認められなかった。この実験結果から、経皮的に炭酸ガス投与を複数回行うと、腫瘍内の低酸素状態改善により、腫瘍のサイズ増大は抑制することが可能となるが、腫瘍の低酸素状態改善は一時的なものであり、長時間は持続していないことが示唆された。
重力偏差テンソルを用いた実用的な断層傾斜角推定手法の研究開発

断層傾斜角は地震被害想定を策定する際に行われる様々な数値シミュレーションで重要なパラメータである。本研究では,重力偏差テンソルを用いた実用的な断層傾斜角推定手法の研究・開発を行っている。実用的な断層傾斜角推定手法とは,1当該断層の断層タイプ(正断層か逆断層か)を自動的に判定し,断層形態に適した方法によりその傾斜角を推定することと,2推定された断層傾斜角の深さ方向の信頼度を定量的に評価できることである。初年度では,重力異常の水平勾配と偏差テンソルの最大固有値の組み合わせにより、断層タイプの判別ができることを示し,正断層の断層傾斜角推定には重力偏差テンソルの最大固有ベクトルが,逆断層の傾斜角推定には同テンソルの最小固有ベクトルが適切であることも示した。本年度は,推定された断層傾斜角の深さ方向の信頼度を定量的に評価する指標や手法の開発について研究を進めている。これまでに地下構造の疑似深度と重力偏差の各6成分のパワースペクトルの間の関係を導いた。その結果,水平成層構造であるにも拘らず得られるパワースペクトルに方向依存性が現れることが判明した。このような特徴のある重力偏差データのフィルタリングについても,従来と同じ対称なウインド関数を適用することで適切なフィルタ操作が可能であることが明らかとなった。また,パワースペクトルから疑似深度推定時の任意性を取り除く手法の開発にも取り組み,実用に耐えうることが期待される手法の提案を行えるようになった。初年度の研究により,正断層と逆断層を自動判別し,適切な固有ベクトルを用いた断層傾斜角推定を可能にする手法の開発は概ね完成した。本年度は,推定された断層傾斜角の深さ方向の信頼度を定量的に評価する指標や手法の開発で重要となるフィルタリング手法についての研究を行った。重力偏差テンソルのうち,gzz以外の成分は全て方向依存性がある。フィルタリングでは,この特性を残したフィルタ操作を行う必要があるため,重み関数の選定について多くの試行錯誤を行った。最終的には,対称なウインド関数を適用することで適切なフィルタ操作が可能であることが明らかとなった。このことは,解析的にも確かめることが出来た。また,パワースペクトルから疑似深度推定時の任意性を取り除く手法の開発にも取り組んだ。その結果,方向依存性をもつ重力偏差テンソルデータのパワースペクトルから,原因となる構造の疑似深度と影響が及ぶ周波数帯を推定できるインバージョン手法の基礎的概念の提案を行えるようになった。最終年度は,本解析手法開発の完成,すなわち3次元解析手法の確立を行う。断層タイプと傾斜角推定の評価方法についての検討を進める。また,方向依存性をもつ重力偏差テンソルデータのパワースペクトルから,原因となる構造の疑似深度と影響が及ぶ周波数帯を推定できるインバージョン手法の理論的背景を確立させ,実フィールドへの適用を多く行い,実用に耐えうる手法になるよう修正を加える。最後に,推定された断層傾斜角の深さ方向の信頼度を定量的に評価する指標や手法の開発については研究を継続して行く。重力偏差テンソルを用いた実用的な断層傾斜角推定手法の研究と開発を行う。実用的な断層傾斜角推定手法とは,1重力異常,あるいは重力偏差テンソルの異常源となる断層が,正断層か逆断層であるかを自動的に判断し,断層傾斜角を推定すること,2さらにその傾斜角が対象とする断層のどのくらいの深さの情報であるかを定量的に評価できることである。断層傾斜角は,地震被害想定を策定する際に行われる様々な数値シミュレーションで重要なパラメータである。本研究では,既存の重力データベースや重力偏差データベースを用いて断層傾斜角を推定する手法の研究・開発を行う。初年度では,(1)正断層と逆断層を自動判別し,適切な固有ベクトルを用いた断層傾斜角推定を可能にする手法の開発と,(2)推定された断層傾斜角の深さ方向の信頼度を定量的に評価する指標や手法の開発に取り組んだ。正断層の断層傾斜角推定には重力偏差テンソルの最大固有ベクトルが,逆断層の傾斜角推定には同テンソルの最小固有ベクトルが適切である。したがって,伏在断層の断層傾斜角を推定する際には,何らかの方法で断層タイプを推定してやる必要が有る。本研究では,重力異常の水平勾配と偏差テンソルの最大固有値の組み合わせにより、断層タイプの判別ができることを示した。いくつかのモデル(単純な正断層モデル、逆断層モデル、逆断層が向き合った構造、正断層が向き合った構造、現実的ではないが正断層と逆断層が並走するモデル)で数値実験を行ったところ、誤ることなく、断層タイプを判定することができた。推定された断層傾斜角の深さ方向の信頼度を定量的に評価する指標や手法の開発については、現在、基礎的事項について研究を進めている。地下構造の疑似深度と重力偏差の各6成分のパワースペクトルの関係を導いた。方向依存性のある重力偏差データのフィルタリングについての基礎的技術の提案を行えるようになった。正断層と逆断層を自動判別し,適切な固有ベクトルを用いた断層傾斜角推定を可能にする手法の開発は概ね完成したと考えている。したがって、この部分は当初目的より遅れている。しかしながら、この部分は、本研究課題にとどまらず、今後の重力偏差探査一般の重要な部分になる。また、現在この問題については2次元ではなく、3次元問題として取り組んでいる。当初、2次元で取り組みを始めたが、数学的には3次元の方が取り扱いやすく、実際的であったたため、来年度の研究予定を今年度から実施することとした。

断層タイプの自動判別手法については、当初予定通りの進捗状況であるが、2番目の課題については少し遅れている。しかしながら,その基礎的研究は大きく進んでおり,本研究課題にとどまらず,広く一般の重力偏差探査に寄与する。そのため,「おおむね順調に進展している」とした。断層傾斜角は地震被害想定を策定する際に行われる様々な数値シミュレーションで重要なパラメータである。本研究では,重力偏差テンソルを用いた実用的な断層傾斜角推定手法の研究・開発を行っている。実用的な断層傾斜角推定手法とは,1当該断層の断層タイプ(正断層か逆断層か)を自動的に判定し,断層形態に適した方法によりその傾斜角を推定することと,2推定された断層傾斜角の深さ方向の信頼度を定量的に評価できることである。初年度では,重力異常の水平勾配と偏差テンソルの最大固有値の組み合わせにより、断層タイプの判別ができることを示し,正断層の断層傾斜角推定には重力偏差テンソルの最大固有ベクトルが,逆断層の傾斜角推定には同テンソルの最小固有ベクトルが適切であることも示した。本年度は,推定された断層傾斜角の深さ方向の信頼度を定量的に評価する指標や手法の開発について研究を進めている。これまでに地下構造の疑似深度と重力偏差の各6成分のパワースペクトルの間の関係を導いた。その結果,水平成層構造であるにも拘らず得られるパワースペクトルに方向依存性が現れることが判明した。このような特徴のある重力偏差データのフィルタリングについても,従来と同じ対称なウインド関数を適用することで適切なフィルタ操作が可能であることが明らかとなった。また,パワースペクトルから疑似深度推定時の任意性を取り除く手法の開発にも取り組み,実用に耐えうることが期待される手法の提案を行えるようになった。初年度の研究により,正断層と逆断層を自動判別し,適切な固有ベクトルを用いた断層傾斜角推定を可能にする手法の開発は概ね完成した。本年度は,推定された断層傾斜角の深さ方向の信頼度を定量的に評価する指標や手法の開発で重要となるフィルタリング手法についての研究を行った。重力偏差テンソルのうち,gzz以外の成分は全て方向依存性がある。フィルタリングでは,この特性を残したフィルタ操作を行う必要があるため,重み関数の選定について多くの試行錯誤を行った。最終的には,対称なウインド関数を適用することで適切なフィルタ操作が可能であることが明らかとなった。このことは,解析的にも確かめることが出来た。また,パワースペクトルから疑似深度推定時の任意性を取り除く手法の開発にも取り組んだ。その結果,方向依存性をもつ重力偏差テンソルデータのパワースペクトルから,原因となる構造の疑似深度と影響が及ぶ周波数帯を推定できるインバージョン手法の基礎的概念の提案を行えるようになった。次年度は、解析手法の3次元化を行う。正断層の断層傾斜角推定には重力偏差テンソルの最大固有ベクトルが,逆断層の傾斜角推定には同テンソルの最小固有ベクトルが適切であることは、2次元解析は判明している。
敗血症肝不全誘発機序の基礎的解明

【目的】ミトコンドリア呼吸能から敗血症性肝不全(SLF)発症機序を解明。【方法】マウスSLF (CLP群)作成しSham群と比較。肝Mito Ca2+りこみ能、Citrate SynthaseとRespiratory Control Ratioを比較。SUIT protocolで呼吸鎖障害部位検討。【結果と考察】CLP群で早期にCa2+を取り込み形態変化に差が生じる可能性、ComplexIを中心としたETS活性の障害が示唆。CLPによるマウス敗血症モデルを作成し、敗血症マウスとSham手術マウスの摘出肝臓を用いて敗血症肝臓のミトコンドリア機能の解析を行った。【方法】1)C57bl/6JJCN週令8週の雄マウスを対象とした。5%セボフルラン全身麻酔下にCLPによって敗血症モデルを、対象としてSham手術マウスを作成した。24時間後、セボフルレン全身麻酔下に断頭し肝臓を摘出した。その際腹腔内の状況と肝臓の色調を観察した。2)摘出肝臓をIsolation Bufferの中で小片に分け被膜を丹念に除去した。Homoginization Buffer中でホモジナイズした検体(ホモジネート)と更に遠心処理を加えて抽出した肝臓のミトコンドリア(単離ミトコンドリア)の2種類を試料とした。3)単離ミトコンドリアを試料として、燐光分光光度計(Perkin Elmer/LS55)を用いてミトコンドリアのCa誘発性Swellingの状態を比較観察した。4)単離ミトコンドリアを試料としてオロボロスLEDモジュールを用いてCa取り込み能を比較観察した。5)ホモジネートを試料として、オロボロスOxygraph2Kを用いてミトコンドリア各呼吸鎖タンパクの活性を比較観察した。【結果】1)敗血症マウスでは腹膜炎の所見が見られ、肝臓は色調が白く循環不全を思わせた。3)4)5)ミトコンドリアのCa誘発性Swellingやミトコンドリア各呼吸鎖タンパクの活性に関しては両者間に差はほとんど見られなかった。Ca取り込み能は敗血症マウスミトコンドリアはSham手術マウスに比較して僅かに低下していた。【考察】これまでの実験結果から、CLPによるマウス敗血症モデルにおける肝臓のミトコンドリア機能低下は明確でなかった。今後呼吸鎖タンパク活性に関しては。単離ミトコンドリアについてもさらに検討を加える。敗血症肝不全誘発機序の基礎的解明のために、先ず敗血症モデルの作成に着手した。当初ラットJc1 Wistar 8週令ラットを実験対象動物として、全身麻酔下に開腹し、虫垂結紮後虫垂に3mm大の穿孔部を作った。虫垂を腹腔内に戻して閉腹し、2448時間ゲージ内にて飼育して腹膜炎から敗血症ができていく過程を観察した。全身衰弱、立毛などの敗血症の症状を確認し、全身麻酔下に回復して肝臓を採取した。採取した肝臓をホモジネイトして遠心分離機、試薬を用いてミトコンドリアを抽出した。オロボロス社製Oxygraph-2k(O2-k(様々な細胞内のミトコンドリアの酸素消費量や活性酸素産生量を測定できる)を用いて肝臓のミトコンドリア呼吸能およびCa取り込み能からみたMitchondrial Permeability Transitionの発現を、シャムラット(対象)と比較した。以上の実験系を繰り返したが、同様の敗血症モデル作成手術を施行しても、敗血症となるラットとならないラットがあり、予測が困難であることが分かった。開腹所見から大網による虫垂穿孔部の被覆が予想以上にうまく働いているものと推察された。そこで、実験動物をマウスC57BL/6JJe1 8週令に切り替え、やや安定した実験モデル作成ができるようになった。この間、ピペッティングや試薬作成などの基本的な実験手技や準備について共同研究者らから指導を受けた。また東京医科大学動物実験講習会を受講し修了書第H25-37号(平成2527年度分動物実験計画書有効)を受けた。【考察】CLP群において細胞内のCa濃度上昇に伴い既にMitoがCa2+を取り込むことやMitoの形態に変化に差が生じた可能性が、SUIT protocolからCLP群ではcomplexIを中心としたETS活性の障害が示唆。麻酔科マウスのCLP敗血症モデルに対する生存率がかなり悪く、冬場になるとCLP敗血症モデルの生存率が極端に減少した。室温低下の原因を考慮し飼育ケージの保温や暖房を導入したがそれでも変化なかった。4月以降CLP作成モデルのうち24時間後生存マウスが2550%得られるようになった。今後モデルの安定化を得るための対策が必要である。未だ初年度の目標に到達していない。

実験遂行の準備は整ってきたが、敗血症肝不全モデル作成で安定したモデルを作成できないことが分かったので、対象動物をラットからマウスに替えて安定した敗血症肝不全モデルの作成ができるようになってきた。CLPによるマウス敗血症モデルでは、手術後24時間の死亡率が高いのでモデル作成から実験開始までの時間についての検討が必要である。N(試料数)を増やして統計解析ができるようにする必要がある。敗血症モデルマウスの腹腔内は腹膜炎を生じ、肝臓の色調は白く循環不全に陥っていた。ミトコンドリアのCa誘発性Swellingやミトコンドリア各呼吸鎖タンパクの活性には両者に差はほとんど見られなかったが、Ca取り込み能は敗血症マウスでSham手術マウスに比較して僅かに低下していた。まだNが少ないので結論は出せない。ミトコンドリア各呼吸鎖タンパクの活性についてはホモジネートを試料にしているために、単離ミトコンドリアを用いて詳細を検討する必要がある。敗血症性肝不全誘発時の肝内での経時的なHIF2α発現の分布、局在と肝血流の経時的変動解析。第8週令の雄性マウスC57BL/6JJe1 8週令を用いて回盲部結紮+2回穿刺による(CLP)誘発敗血症性肝不全モデル(SALFモデル)を作製する。モデル作製24,48時間後(各時間とも5匹の動物を使用)に肝の凍結切片(25μm)を作製し、HIF2αを用いた免疫組織化学的解析を施行し、肝における低酸素に伴う液因子の発現や分布の相違を比較する。敗血症性肝不全誘発とMPTを介した肝内ミトコンドリア機能不全の連関解析を行う。敗血症性肝不全とMPTを介したミトコンドリア機能不全との連関解析のために、第8週令の雄性マウスC57BL/6JJe1 8週令を用いてSALFモデルを作製し、モデル作製1週間前より特異的CypD抑制剤(免疫抑制作用がない)のNIM811(10mg/kg i.p.)を投与して(CypD抑制群:対照は生食投与群とする)SALFモデルを作製し、モデル作製24時間後、48時間後(各時間・両群とも5匹のラットを使用)に肝ミトコンドリアを抽出してCa2+overloadをin vitroにて作り出し、ミトコンドリアの膨化(swelling)を計測、解析比較する。マウス肝臓からParcol法でミトコンドリア分画を抽出し蛋白定量後、25μg/mlのミトコンドリアをKCl bufferに加えてCaCl2(0-10μmol/mgprotein)を加えて520nmでlight scatteringを行いMPTに伴う肝ミトコンドリアの膨化率を測定しSLFとCyPDを介したMPTに伴うミトコンドリア機能不全との連関を解析する。平成26年度の端数分を繰り越し。平成26年度の計画:1)モデル作成から実験開始までの時間に問題があったので検討して改善する。2)敗血症モデル作成1週間前特異的CypD抑制剤を投与した群(DypD抑制群)と生食投与群を作り、敗血症モデル作成24時間後のミトコンドリアのCa誘発性Swellingやミトコンドリア各呼吸鎖タンパクの活性及びCa取り込み能を計測し比較検討する。3)それぞれの肝組織の血管内皮細胞増殖因子の発現の変動について各種染色法を用いて解析する。試薬、実験動物購入および飼育、実験必要品(吸入麻酔剤、酸素など)の購入。オロボロス社製Oxygraph-2kのメインテナンスが必要になる。
タンパク質折り畳み中間体の構造と構造形成機構

様々な蛋白質のモルテングロビュール(MG)状態の溶液構造がX線溶液散乱法により詳細に比較され、形状及び内部構造により二種類に分類されることが分かった。一方は、天然構造に近く、他方は疎水的な核と揺動する部分からなる。また、MGの構造形成要因は疎水的相互作用による場合と、分子内SS結合による場合のあることが示された。更に、変性状態の構造の多様性が明らかにされ、変性構造をランダムコイルと一括できないことが示された。βラクトグロブリンの折り畳みの速度論的研究から、折り畳みの途上で天然構造とは異なる二次構造が蓄積される場合のあることが判明し、折り畳みの非階層モデルの重要性を示唆した。等温滴定型熱量計によりMG形成反応が測定され、MGにおける疎水相互作用は天然状態の40%程であることが示された。トリプトファン合成酵素αサブユニットの変性剤変性は3状態的、熱変性は2状態的であることが明らかになった。また、プロリン変異体の速度論的研究から、αサブユニットの構造形成過程には初期中間体とそれに引き続く後期中間体が存在し、プロリン残基は後者の安定性に寄与していることが示された。シャペロニンの標的認識機構がαラクトアルブミンのMGを用いて詳細に検討され、静電相互作用の重要性が示唆された。MG状態のグローバルな構造とその決定要因、特に水の寄与についての理論的な研究が進められ、いくつかの蛋白質のMGの構造モデルが提案された。X線溶液散乱実験の結果と比較から、この理論的方法が折り畳み研究に有望であることが示さされた。蛋白質溶液用高圧NMR装置が開発され、RNaseAに応用された。RNaseAは高圧下でも、加熱により2状態転移を行うことが判明した。また、変性による体積変化が負であること、定圧比熱変化が加圧により著しく減少することが見いだされた。変性に伴う断熱圧縮率変化が測定され、熱変性においては二次構造の崩壊に伴い、いったんコンパクトな構造に転移し、その後揺らいだ構造になる可能性が示唆された。アポミオグロビンやチトクロムcのモルテングロビュール状態の溶液構造がX線溶液散乱法により詳細に比較され、モルテングロビュール構造は、サイズ、形状、内部構造などにより二通りに分類されることがわかった。一方は、天然構造に近く、他は変性構造に近い。後者は、疎水的な核と揺動する部分からなっていると考えられる。天然構造がβ構造のみからなるβラクトグロブリンは、有機溶媒中でαヘリックス構造をとる。また、βラクトグロブリンは二次構造予測によれば、α蛋白と予測される。有機溶媒中のヘリックス含量は、予測されるヘリックス含量とよい相関を示した。こうしたことから、構造形成の途上で現れる中間状態には天然の構造とは全く異なる二次構造ができているという非階層構造形成モデルもありうることが示唆された。トリプトファン合成酵素αサブユニットの変性剤変性は3状態変性、また熱変性は2状態変性であることが示された。変性剤変性の中間状態は、これまで1ドメインがインタクトで他のドメインが変性しているとされていたが、モルテングロビュール様であることが判明した。スタフィロコッカル・ヌクレアーゼの様々な変異体を用いた巻戻り及び変性の速度論的解析がストップトフローCD法により詳細に調べられた。

その結果、巻き戻りの遷移状態では天然状態類似の構造が形成されていること、天然状態の安定性や巻戻り速度には変性状態での水和自由エネルギーの寄与が重要であることが示された。蛋白質の折り畳み中間体に関する熱力学的研究が行われ、クーロン相互作用の寄与や比熱の変化が予測された。折り畳み過程の統計力学的研究により、折り畳みの物理的描像が示された。モルテングロビュール(MG)の構造形成要因が、疎水的相互作用による場合と、分子内SS結合による場合があることが明らかとなった。酸変性、熱変性及び変性剤変性状態はそれぞれに異なる構造状態であり、さらに酸変性状態を加熱するとまた別の構造をとることが示された。変異の効果が、変性構造にも現れることが示された。等温滴定が田熱量計によりMG形成反応が測定され、MG状態における疎水相互作用の程度が天然状態の40%程であることが示された。トリプトファン合成酵素αサブユニットのプロリン変異体の速度論的研究から、αサブユニットの構造形成過程には初期中間体とそれに引き続く後期中間状態が存在することが明らかとなった。プロリン残基は後期中間状態の安定化に寄与していることが示された。蛋白質溶液用高圧NMR装置が開発され、R Nase Aに応用された。R Nase Aは高圧下でも、加熱により二状態転移を行うことが判明した。また、変性による体積変化が負であること、定圧比熱変化が加圧により著しく減少することが見いだされた。シャペロニンの標的認識機構が、αラクトアルブミンのMGを用いて詳細に研究され、静電相互作用の重要性が明らかになった。MG状態のグローバルな構造とその決定に寄与する因子、特に水の寄与についての理論的な研究が進められた。この理論に基づき、チトクロムc、ミオグロビン及びαラクトアルブミンのMG状態の構造モデルが作られ、X線溶液散乱パターンが計算された。実際のX線溶液散乱データとの比較から、この理論的方法が折り畳み研究に有望であることが示された。スタフィロコッカルヌクレアーゼのフラグメントの構造が分子動力学シミュレーションにより研究され、N末のβ構造は安定に保たれているが、C末のαヘリックス領域は完全に乱れていることが推定された。変性に伴う断熱圧縮率変化が詳細に測定され、熱変性においては二次構造の崩壊に伴いいったんコンパクトな構造に転移し、その後ゆらいだ構造になる可能性が示唆された。
メラトニンの子宮体癌培養細胞における増殖抑制効果の検討

平成10年度に我々はestrogen receptor(+)であるIshikawa細胞(I)とestrogen receptor(・)であるSNG-II細胞(S)の2種類の子宮体癌培養細胞に対するメラトニン(M)の細胞増殖抑制効果について検討し、MはIに対してのみ細胞増殖抑制効果を示すこと、このMの作用がエストロゲンによりrescueされること、およびMのレセプターのantagonistでluzindolを添加することによりMの細胞増殖抑制効果が消失することを示した。平成11年度はまずこれらの追試を行い再現性を確認しその結果を投稿した。また、これらの結果よりIがMのレセプターを発現している可能性が強く示唆された。そこでこれを直接証明するために、IおよびSをhomogenizeし超遠心にて細胞膜分画を抽出し、^<125>Iでラベルしたiodomelatoninによるbinding assayを行ったところ、Sではiodomelatoninの結合が全く認められなかったのに対し、Iではiodomelatoninとの結合性が認められ、またcoldM添加によりこの結合は阻害された。従ってIがMレセプターを発現していることが強く示唆された。現在データをまとめ、論文投稿の準備を行っている。またIに対するMの増殖抑制効果を細胞周期の面からflow cytometryを用いて検討したが、基礎実験の段階ではM添加群と非添加群の間にはGO+G1,G2Mの各phassにおける有意差は認められなかった。乳癌細胞のMCF-7細胞ではMがG1期からS期への移行をblockすることが示されており、子宮体癌細胞であるIにおける細胞周期への影響について今後検討を重ねていく予定である。すでに我々はエストロゲン受容体(以下ER)を有する子宮体癌培養細胞Ishikawa株のおよびER(-)のSNG.II(S)株においてメラトニン(以下M)の抗腫瘍効果を観察しているが、Iではステロイドホルモンを除去した培地中でM添加により細胞増殖抑制効果が認められたのに対し、Sでは増殖抑制効果は認められなかった。そこで本研究は子宮体癌におけるMの抗腫瘍効果の機序をさらに明らかにすることを目的として行われ、以下の知見を得た。1) Mの抗腫瘍効果とERとの間の関連性を確認すべく、17-βestradiol(E)とMを同時に添加することによるMの抗腫瘍効果を検討したところ、E添加により、MによるIの細胞増殖抑制効果は全く認められなかった。このことよりE添加によりMの細胞増殖抑制効果は′′rescue"されることが示された。2) IにおけるMの抗腫瘍効果がM受容体(以下MR)を介したものであるかどうかは未だ不明である。そこでIにおけるMRの関与を検討するため、MRのantagonistであるluzindolをMとともに添加したところMの細胞増殖抑制は認められなかった。このことからIにおけるMの細胞増殖抑制効果はMRを介したMの直接作用であることが確認された。またIとSを各々homogenizeし、超遠心にて細胞膜分画を抽出して^<125>Iでラベルしたiodomelatoninによるbinding assayを行い、MRの発現の有無を検討したところ、preliminaryな実験ではあるがIにはMRが存在し、SにはMRは存在しないという知見を得た。今後両細胞におけるMRassayを積極的に行っていく予定である。
レーザー加速電子によるレーザー光の逆コンプトン散乱エックス線発生と遠隔透視応用

本研究の目的は,超高強度レーザー加速電子によるレーザー光自身の逆コンプトン散乱X線を開発し,それを用いて,後方散乱遠隔透視法の実証を行うことである.現有の3TW超高強度レーザーレーザーの2段の立体構成による小型化と出力増強(出力lJ,パルス幅100fs)の結果,世界初でレーザー加速準単色電子ビームバンチによる6及び11keVの逆コンプトンX線発生に成功し,結果はApplied Physics Express 5(2012) 056401に掲載.米国物理学会,プラズマ核融合学会年会でも報告した.遠隔透視技術の実用化のため調査研究を開始した.本研究の目的は,超高強度レーザー加速電子によるレーザー光自身の逆コンプトン散乱X線を開発し,それを用いて,後方散乱遠隔透視法の実証を行うことである.本申年度は,現有の3TW超高強度レーザー光を増強し,パルス圧縮器を出た径5cmのビーム(815nm波長,400mJon target,パルス幅150fs,繰返し10Hz)を,真空容器内で8:2のビームスプリッターで2本にわけ,対向180°照射配位を構築した.主レーザー光は焦点距離108mm軸外し放物面鏡で85気圧Heガスジェットに照射し,20MeV準単色高速電子をターゲット後方法線方向に放出させた.他方のレーザー光を150mmの球面レンズで集光照射し,この電子ビームと逆方向に照射し,逆コンプトン散乱により,準単色電子ビームによる後方散乱光(X線)を発生させ,世界だ初めて検出に成功した.入射ビームの一部を2倍高調波(407nm)に変換し,シェアリング干渉計を構築し,ガスジェット中のレーザーチャンネル形成の同時観測を行った結果、準単色電子ビーム発生の要件であるバブルチャンネルを観測した.これらの結果は、平成22年5月京都で開催の第1回加速器国際会議IPAC2010で報告する。本研究の目的は,超高強度レーザー加速電子によるレーザー光自身の逆コンプトン散乱X線を開発し,それを用いて,後方散乱遠隔透視法の実証を行うことである.現有の3TW超高強度レーザーレーザーの2段の立体構成による小型化と出力増強(出力lJ,パルス幅100fs)の結果,世界初でレーザー加速準単色電子ビームバンチによる6及び11keVの逆コンプトンX線発生に成功し,結果はApplied Physics Express 5(2012) 056401に掲載.米国物理学会,プラズマ核融合学会年会でも報告した.遠隔透視技術の実用化のため調査研究を開始した.本研究の目的は,超高強度レーザー加速電子によるレーザー光自身の逆コンプトン散乱X線を開発し,それを用いて,後方散乱遠隔透視法の実証を行うことである。[1]本年度は,現有の3TW超高強度レーザーレーザーの小型化を試み,光学定盤で2段の立体構成にする事により、光学定盤1台(トラック荷台サイズ)に収まるサイズとした。[2]前年度、主ビームのみ放物面鏡を使用し副ビームはレンズ集光であった.本年は両ビームとも焦点距離230mm軸外し放物面鏡で対向に85気圧Heガスジェットに照射する系を完成した.[3]2倍高調波(407nm)シェアリング干渉計の検出器にMCP高感度CCDカメラを導入し、レーザーチャンネル形成観測のSN比向上を図った.[4]電子ビームエネルギー計測範囲を磁場を強化し30MeVまでであったものを100MeVまでひろげた。[5]結果は、平成22年10月米国物理学会および12月プラズマ核融合学会年会(北大、札幌)で報告した.23年3月遠隔透視技術の実用化のため、共同開発市場調査のため安全管理展に出展した.本研究の目的は,超高強度レーザー加速電子によるレーザー光自身の逆コンプトン散乱X線を開発し,それを用いて,後方散乱遠隔透視法の実証を行うことである.[1]本年度は,現有の超高強度レーザーレーザーの出力向上とビーム品質向上を目指した。前者のために励起用YAGレーザーを1台増設した。後者のためにファラディローテーターによる反射防止装置を導入した.[2]その結果、準単色電子ビームを定常的に生成することが可能となった.[3]電子ビームエネルギー計測範囲を磁場を強化し30MeVまでであったものを100MeVまでひろげた.[5]レーザーコンプトンの特徴であるコンプトンX線のペンシルビーム化を継続しておこなっている.[6]2遠隔透視技術の実用化のため株式会社IHIおよび防衛省技術研究所との共同で,調査研究を開始した
表面新物質相

昭和62年度に始まり,平成元年度をもって終わった3年間の重点領域研究「表面新物質相」は公募研究を含めて,74名の研究者の参加を得て,固体表面に関する集中的な研究を行った.シリコン(100)表面を始めとする,幾つかの表面新物質相と呼べるような清浄及び吸着固体表面系を見いだし,その構造及び物性について,全く新しい表面固有の現象を含む非常に多くの知見を得ることができた.その特色ある研究成果を取りまとめるのを目的とする.取りまとめとしては第一に市販学術書「固体表面の物理ー表面新物質相」出版を目的として,原稿を作製すること,第二に非刊行の,全領域にわたる3年間の成果の報告書を作製する.そのための計画研究の代表者による編集会議を2回,幹事会を5回開催した.「固体表面の物理ー表面新物質相」は広く領域内の研究者62名が分担して執筆することとし,11月には原稿が完成し,学部最終学年から大学院学生,研究者を対象とする,480頁の学術書として,平成3年度の科研費研究成果公開促進費(一般学術図書)の申請を12月始めに行った.非刊行の報告集も,公募を含む71名の代表者,分担者よりの報告を得て,1月には編集を終わり,写真製版で,約500頁のものを作製した.これらの成果は,現在奔流のように,進んでいる表面研究の現状を捉えたものであり,つぎの発展の基礎として大きな役割を果たすものである.特につぎの焦点の一つと目される金属表面の物理への強いスプリングボ-ドとなろう.昭和62年度に始まり,平成元年度をもって終わった3年間の重点領域研究「表面新物質相」は公募研究を含めて,74名の研究者の参加を得て,固体表面に関する集中的な研究を行った.シリコン(100)表面を始めとする,幾つかの表面新物質相と呼べるような清浄及び吸着固体表面系を見いだし,その構造及び物性について,全く新しい表面固有の現象を含む非常に多くの知見を得ることができた.その特色ある研究成果を取りまとめるのを目的とする.取りまとめとしては第一に市販学術書「固体表面の物理ー表面新物質相」出版を目的として,原稿を作製すること,第二に非刊行の,全領域にわたる3年間の成果の報告書を作製する.そのための計画研究の代表者による編集会議を2回,幹事会を5回開催した.「固体表面の物理ー表面新物質相」は広く領域内の研究者62名が分担して執筆することとし,11月には原稿が完成し,学部最終学年から大学院学生,研究者を対象とする,480頁の学術書として,平成3年度の科研費研究成果公開促進費(一般学術図書)の申請を12月始めに行った.非刊行の報告集も,公募を含む71名の代表者,分担者よりの報告を得て,1月には編集を終わり,写真製版で,約500頁のものを作製した.これらの成果は,現在奔流のように,進んでいる表面研究の現状を捉えたものであり,つぎの発展の基礎として大きな役割を果たすものである.特につぎの焦点の一つと目される金属表面の物理への強いスプリングボ-ドとなろう.
化学修飾および遺伝子工学による蛋白質のフォルディング過程の解析

1.S-S結合を還元したニワトリリゾチームの活性が30分間で80%まで回復する酸化還元系(pH8、38°C)を用いて、その巻戻り過程を8M尿素ゲル電気泳動で追跡したところ、まず中間体が蓄積し、その後ネイティブリゾチームと同じ泳動度を示すバンドが現れることがわかった。中間体の生成速度はSH基の消失速度と、また後者のバンドの生成速度は活性の回復速度とよい相関を示した。2.巻戻し開始30分後反応を停止し、直接単離と2日間透析後単離の場合について、巻戻したリゾチームの性質を比較したところ、直接単離したものは安定性が低下しており、巻戻し直後のリゾチームの構造は、均一ではないことが示唆された。3.化学修飾リゾチームや大腸菌に生産された変異リゾチームを用いて同様の実験を行ったところ、-1残基目へのMetの付加やTrp62の修飾は巻戻り率を低下させ、またAla31→Valの変異では巻戻りが見られないことがわかった。最後の変異リゾチームの場合、蛋白は反応中にすべて沈澱してしまった。Trp62酸化リゾチームのNMRスペクトルは、巻戻し前後で差がみられ、Trp62は、近傍のCys64-Cys80のS-S結合の形成に関与していることが示唆された。4.色素で標識したリゾチームを用いて、色を指標に巻戻りを追跡したところ、残基番号15及び23近傍の2次構造の形成は早い段階で起こるのに対して、N末端近傍のそれは遅いことがわかった。5.上記の系で巻戻り率が低かったものを、4°C、1M尿素存在下で巻戻したところ、すべてについて巻戻り率が向上した。低温は還元リゾチームの初期構造の形成に有利に働くこと、また1M尿素は正しくない構造になったリゾチームが不溶化して系外に除かれるのを抑えることがこの原因と考えられる。一方、還元リゾチームの初期構造を有機溶媒でα-ヘリックスに強制することは、巻戻しに有効ではないこともわかった。
筋原線維の無負荷短縮中にはエネルギー収支の均衝がどれだけ崩れるのか?

筋原線維標本から産生される熱量は非常に微少である。このため、これまで筋原線維標本を用いた筋収縮による熱産生の測定は行われなかった。以前の研究では短縮に関わるエネルギー入出力以外にも多くのエネルギーの出入りがある全筋標本を用いて短縮に関わる熱産生量の測定が試みられていた。そこで、本研究は筋原線維標本を用いてより詳細に筋短縮中の定量的なエネルギー収支を解明するために行った。以前の実験から熱測定に使用するサーモパイルは100ms以内に終了する筋原線維の無負荷短縮中の熱量を測定するために必要な時間分解能を十分持つことが確かめられていた。しかし熱産生量は非常に微少である。このため以下の3点の改良を試みた。1.筋原線維標本中の筋原線維の量を増加することで、熱産生量をできる限り増加させる。筋原線維の濃度を増加すると溶液の粘性が増加するため溶液の混合が早く均一にならない。このため混合層の形状に改良を加え、3mg/d1程度の筋原線維標本でもすばやい混合が得られるようにした。2.サーモパイルからの電気信号のノイズをできる限り小さくするためにアンプを作成した。また以前はサーモパイルからアンプまでの距離が1m以上あったものを20-30cmにできるような形状に改良した。恒温層の温度の揺らぎによる影響をより小さくするために、測定装置の回りに水の層をつくりそれをアルミの入れ物で包みこれを恒温層の水槽に沈めるようにした。
HIV感染の認知と治療待機期間という新たな視点からの感染対策研究

我々は治療導入前のHIV患者に対して、1)季節性ストレスによる季節変動、2)既存血球データによるCD4数の正確な予測、3)日本人患者の治療導入前の動向、という3つの課題に取り組んだ。その結果、1)日本では、HIV患者のCD4数は、初夏に減少し、秋に上がる、2)我々の新しい方法では12ヶ月後でも相関係数0.8以上のCD4予測値が得られた、3)日本人HIV患者では、初診のタイミングが遅い、もしくは、進行が早い、という知見を得た。大阪医療センター・AIDSセンターにおける過去8年間の検査データを基に、主に、治療導入前のHIV感染患者の細胞性免疫状態についての研究を行った。平成19年度は、HIV感染者の細胞性免疫能力の指標となるCD4陽性Tリンパ球およびウイルス量と他の検査データとの関係について探索的に解析を行った。その第一報は第21回日本エイズ学会にて報告している。以下に、1.その研究の手順、2.次年度研究の基礎を築いた成果を示す。1.CD4リンパ球とウイルス量の季節変動についての研究手順(1)検査データを項目別に時系列毎に整理した。(2)免疫状態の指標となるCD4陽性Tリンパ球およびウイルス量との間の関係性について分析した。(3)平成19年度は、特に、月別の変動に注目し、寒暖や湿度といった環境条件が与える影響について解析した。この解析により、紫外線が強く、温度上昇する初夏に細胞性免疫機能が低下し、温暖かつ夜が長くなる秋に比較的維持されやすいことが分かった。また、いくつかの環境条件において至適環境が存在することも確認できた。この知見は、さらなる発展が見込めると考える。2.その他、次年度の研究への基礎を築いた成果。(1)1.の研究を踏まえて、CD4数を他の検査データを用いて予測することの可能性を予備解析の結果から得た。この知見は、現在は半日以上かかるCD4数の検査結果を補う大きな成果が期待できる。(2)1.において整理したデータは、いくつかの症例報告や薬物動態の研究を導いた。これらの研究は、既に雑誌掲載の成果をあげるとともに、さらなる発展が期待できる。大阪医療センター・AIDSセンターにおける過去8年間の検査データを基に、主に、治療導入前のHIV感染患者の細胞性免疫状態についでの研究を行った。平成20年度ほ、HIV感染者の細胞性免疫能力の指標となるCD4陽性Tリンパ球およびウイルス量と他の検査データとの関係について具体的に解析を実行した。一昨年、第21回日本エイズ学会にて報告した知見を、投稿したが、査読者からの統計的な不備の指摘を受け、再投稿のため修正を行った。(3)この関係を解析する際に、被験者間の偏り、欠損値の扱いについての指摘を受けたため、これを均等にすべく、データの再処理をおこなった。この解析により、HIV感染症患者での細胞性免疫機能の低下は一様ではなく、初春と初秋には上昇、その他の季節には低下し、特に、12月には急激に低下することが分かった。その結果を基に、再投稿の準備を整えた。この知見は、現在は半日以上かかるCD4数の検査結果を補い、かなり正確にCD4数の予測が行えることから、発展途上国の医療設備が整っていないところでも患者に適切な時期に治療を行えるようになるなど、大きな成果が期待できる。これらの研究は、既に雑誌掲載の成果をあげた。当該年度は、本研究の最終年度となるため、研究成果を学術論文に投稿することに重点をおいた。重点をおいた課題は以下の3つである。1)未治療のHIV患者免疫能に対する季節性ストレスの影響を明らかにする、2)未治療のHIV患者のCD4数を間接的に血球検査を使って予測する、3)日本人患者の初診から治療導入までの期間とその特徴を明らかにする。1)について、日本では、患者のCD4数は、初夏に減少し、秋に増加すること、しかし、治療の導入への連動は同時に生じるのではなく、数ヶ月遅れて現れること、との知見を得て投稿した。査読者からは、ウイルスによる免疫能の減衰と、季節変動による変動とを区別する必要があるとの指摘を受け、この指摘に解析方法の改良を加え、再解析を行った上で、海外学術雑誌に再投稿を行っている。

2)について、我々の新しい方法により、過去の血球データを利用すれば、参考とする基礎データが12ヶ月前のものであっても、血球データを用いて相関係数0.8以上の安定したCD4予測値が得られた。1ヵ月間隔での相関係数は0.95を示した。査読者からは、医学的には難解であり、数学的議論が中心であるとの指摘を受け、数学、統計学分野に対応した雑誌を選択し、海外学術雑誌に投稿中である。3)について、日本人の初診から治療導入までの期間が短く、感染後長く未受診の期間がある、もしくは、病気の進行が早いとの結果を得た。これらの結果は医学的に分かりやすくするために図、表と説明文に工夫を加えた上で投稿準備を進めている。
宇宙環境におけるエネルギー機器の帯電・放電制御に関する研究

低地球軌道プラズマ環境において太陽電池が200Vを越す高電圧で運用した場合、周辺の宇宙プラズマとの相互作用によりトリプルジャンクションに電界が集中し放電が起こる。そこで、我々は1kVを越えた高電圧でも長期間安定した運用が可能な高電圧太陽電池の開発を目指して、低地球軌道プラズマ環境を模擬出来るプラズマチャンバーを使って様々な放電抑制フィルムをカバーガラスへの帯電を防ぐバリヤーとして用いて太陽電池からフィルムまでの距離を短くすると放電の頻度は抑制できた。しかし、太陽電池の出力の低下を抑えるためにフィルムに穴をあけると、放電の頻度は抑制できても、放電の規模の抑制が小さくなることが分かった。また、放電の頻度は、フィルムにあける穴の大きさ、即ちプラズマに曝されるトリプルジャンクションの長さに依存していることも分かった。太陽電池で起こる放電は箇所によって起こりにくいということは結論づけられず、重要なのは空間に曝されるトリプルジャンクションの長さに大差がない限り、放電頻度に差が生じないことである。今回用いたカバーガラス上部のみがITOコーティングされた太陽電池では放電を抑制することはできなかった。もし、インタコネクタとITOの接続が十分で同電位であるならばトリプルジャンクションにかかる電界は緩和され放電は起きないものと思われ、今後、再度検証する必要がある。また、インタコネクタ上部に放電プラズマの拡大を防ぐ導電性のワイヤ等を配置することでも放電の規模や頻度を抑制できることが明らかになった。しかし、太陽電池で起きる放電の規模はどの箇所で起きても同じであることも分かった。太陽電池で起こる放電により生じたエネルギー1発あたり6.31mJで累積でも数J程度であるなら、太陽電池の出力に殆ど影響は及ぼさない。実験はプラズマ源つき真空チャンバーにて低軌道プラズマ環境を模擬できる装置を作り、その中に直流高圧電源でバイアスした太陽電池をおいて、放電発生前後の太陽電池表面の帯電状況の変化を測定しようとするものである。これにより放電発生に至る帯電状況を明らかにし、放電が起きにくい帯電状態になるような太陽電池電極形状を見つけだそうとするものである。実験に使用した真空チャンバーシステムはロータリーポンプとターボポンプにより排気を行い、口径3cmのカウフマン型直流プラズマ源によって、プラズマ密度にして10^<12>m^<-3>、温度にして1eV程度のアルゴンプラズマ状態を作り出している。帯電状態を表面付近のプラズマ状態を乱すことなく、非接触でin-situに測定するために非線形光学結晶(BSO結晶)を利用した光学測定手法を開発した。光学系はヘリウムネオンレーザー、偏光子、BSO結晶、透明電極、CCDカメラで構成され、BSO結晶表面の帯電状態を2次元的に33msの時間分解能で測定できると共に、2次元情報を犠牲にしてレーザ出力をフォトダイオードで検出すればμsの時間分解能で帯電状態の変化が測定できるようにした。正イオンによる帯電を物理的に阻止すべく太陽電池の前に透明フィルムをおき、それによって放電抑制効果があるかどうかを調べた。さらに放電発生箇所を特定するため、放電発生時の発光をデジタルビデオカメラでとらえ、発光像の画像処理を行うことで、放電発生箇所の特定と、発光強度から放電規模に関するデータを取得できるシステムを開発した。低地球軌道(LEO:Low Earth Orbit)で建設される国際宇宙ステーションや宇宙太陽発電衛星(SPS:Solar Power Satellite)のような大電力(>100kW)を必要とする大型の宇宙機は,100Vを越すような高電圧で運用する必要がある。しかし,太陽電池アレイが宇宙空間で高電圧を持つと,宇宙プラズマとの相互作用により,トリプルジャンクション(導電体であるインタコネクタと絶縁体である接着剤およびカバーガラスと真空の三つが重なる箇所)近傍の電界が強められ,放電に至る。太陽電池で放電が度重なって起こると,放電発生箇所の表面劣化による太陽電池の効率の低下や回路破壊にもつながる。

このような背景のもと,本研究では1kVを越えた電圧でも長期間安定した運用が可能な高電圧太陽電池の開発を目指して,基礎研究を行った。本論文の目的は,カバーガラスの帯電を防いでトリプルジャンクションの電界集中を抑えて,放電を抑制する方法を実験により検討することにある。検討した放電抑制方法とは以下に述べる三つの方法である。(1)透明な絶縁性フィルムをカバーガラス前面にバリヤーとして取り付け、イオンを物理的に阻止する。(2)インタコネクタの真上に導電性のワイヤを配置し、インタコネクタから出るシース領域の広がりを抑え、帯電時間を遅らせる。また、放電プラズマの拡大も防ぐ。(3)太陽電池カバーガラス表面に導電性コーティングを施して、インタコネクタとITOを同電位にすることでトリプルジャンクションでの電界集中をなくす。これらの抑制方法の効果について、放電頻度の抑制という観点から検討した。低地球軌道プラズマ環境において太陽電池が200Vを越す高電圧で運用した場合、周辺の宇宙プラズマとの相互作用によりトリプルジャンクションに電界が集中し放電が起こる。そこで、我々は1kVを越えた高電圧でも長期間安定した運用が可能な高電圧太陽電池の開発を目指して、低地球軌道プラズマ環境を模擬出来るプラズマチャンバーを使って、様々な放電抑制フイルムをカバーガラスヘの帯電を防ぐバリヤーとして用いて太陽電池からフィルムまでの距離を短くすると放電の頻度は抑制できた。しかし、太陽電池の出力の低下を抑えるためにフィルムに穴をあけると、放電の頻度は抑制できても、放電の規模の抑制が小さくなることが分かった。また、放電の頻度は、フィルムにあける穴の大きさ、即ちプラズマに曝されるトリプルジャンクションの長さに依存していることも分かった。太陽電池で起こる放電は箇所によって起こりにくいということは結論づけられず、重要なのは空間に曝されるトリプルジャンクションの長さに大差がない限り、放電頻度に差が生じないことである。今回用いたカバーガラス上部のみがITOコーティングされた太陽電池では放電を抑制することはできなかった。もし、インタコネクタとITOの接続が十分で同電位であるならばトリプルジャンクションにかかる電界は緩和され放電は起きないものと思われ、今後、再度検証する必要がある。また、インタコネクタ上部に放電プラズマの拡大を防ぐ導電性のワイヤ等を配置することでも放電の規模や頻度を抑制できることが明らかになった。しかし、太陽電池で起きる放電の規模はどの箇所で起きても同じであることも分かった。太陽電池で起こる放電により生じたエネルギー1発あたり6.31mJで累積でも数J程度であるなら、太陽電池の出力に殆ど影響は及ぼさない。
ＰＯＬＡＲＢＥＡＲ－２実験による原始重力波の探索

インフレーション理論の観測的検証は現代宇宙論における最重要課題である。インフレーション理論の予言する原始重力波は宇宙マイクロ波背景放射(以下CMB)に作用し、「Bモード」と呼ばれる特殊な偏光パターンを生成する。本研究では、多素子の超伝導検出器を搭載した新型のCMB偏光レシーバーPOLARBEAR-2を用いたCMB偏光の大角度スケールの観測を実施し、原始重力波起源のBモード偏光の精密探索を行うことで、インフレーション理論の実験的検証を行う。
テフラの年代測定と既報年代値に基づくC-14較正年代(IntCal04)の検証

IntCal04によって26 kyr BPまで較正することが可能になったC-14年代の有効性を検証することを目的として、約730kaのテフラを対象としてルミネッセンス年代測定を行い、18のルミネッセンス年代とC-14年代をクロスチェックした。約13 cal kyr BPを超えるテフラについてはC-14較正年代が若干古い傾向があるようにみえるが、有意に古いかどうかについてはより厳密な検討が必要である。鹿児島県内で採取して測定したテフラのルミネッセンス年代と「新編火山灰アトラス(町田・新井著)に記載された暦年較正年代は以下の通りである。池田湖テフラ(IK:6.6/6.4ka)、鬼界幸屋テフラ(K-Ky:7.6/7.3ka)、桜島13テフラ(Sz-13:10.4/10.6ka)、桜島薩摩テフラ(Sz-S:13.6/12.8ka)、姶良妻屋テフラ(A-Tm:25.8/26-29ka)<ここで記載は(テフラ記号:ルミネッセンス年代/暦年較正年代)である>測定試料数が少ないので明確には言えないが、20,000kaより古い姶良妻屋はルミネッセンス年代<暦年校正年代の傾向が見られる。三瓶起源テフラについても7点をサンプリングしてTL/OSL測定を実施した。三瓶緑ヶ丘テフラは三瓶浮布テフラ(SUK)とほぼ同時に降下したと考えられるが、SUKの暦年較正年代が20-21ka(新編火山灰アトラス)であるのに対して測定したルミネッセンス年代は19kaであり、姶良妻屋テフラの場合と同様の傾向を示した。最終的な結論を得るには、測定試料数を増やすことと、既存データの再検討が必要であるが、今年度に得られた測定値からは、IntCalO4における年輪年代を超える較正年代には問題が含まれている可能性を否定できない。(1)浅間山や三瓶山などを給源とし、既報年代が約14kaから25kaの相当するテフラ(As-YP,As-MP,SUKなど)7試料をサンプリングしてルミネッセンス法による年代測定を行った。(2)新編火山灰アトラス(町田洋・新井房夫(2003))を基本として、C-14年代法によって測定されたテフラの年代を集積し、未較正のC-14年代値についてはIntCal04により年代値を較正した。(3)以上のデータと既に得られているテフラのルミネッセンス年代値を適用して、約6kaから約30kaまでのテフラ年代(14テフラ層を対象とした18測定値)にっいて、ルミネッセンス年代とC-14較正年代のクロスチェックを行った。その結果、年輪年代によって較正されたC-14年代の範囲と珊瑚の年縞によって較正された若い年代に相当する約6kaから17kaの範囲では両者はよく一致した。約20kaを超える範囲ではC-14年代がいくらか過剰に較正されている傾向が窺えるが、必ずしも確定的ではない。珊瑚の年縞によって較正されたC-14年代が年輪年代で較正されたC-14年代と同じ程度の信頼性があるかどうかについて厳密に議論するためには、以下の点について更に検討することが必要である。(A)C-14年代値が得られているテフラとルミネッセンス年代測定試料を採取した層序の関係を明らかにすること(特に、浅問山起源のテフラ)、(B)ルミネッセンス年代値の誤差を可能な限り小さくすること、(C)30kaを超える年代値の範囲も含めてルミネッセンス年代測定試料の数を増やし、較正されたC-14年代値とのクロスチェックを統計的に処理すること。