hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高次元非双曲微分同相写像系の非自明遊走集合の存在とそのヒストリック性

本研究課題に関連して次の2編の論文を出版することができた:さらにArtem Raibekas氏とPablo Barrientos氏(ともにUFF, Brazil所属)の協力を得て,本研究課題の解答の一つに相当するものを得ることに成功した.その概要は次の通りである.本研究課題では,3次元以上の微分同相写像による非双曲系が対象である.その際,不変集合の近傍の非自明なダイナミックスに着目する必要がある.Artem Raibekas氏とPablo Barrientos氏のアドバイスにより,我々はインデックスの異なる周期軌道を含むホモクリニッククラスとよばれる不変集合に着目し,そのホモクリニッククラス上の多くの軌道のヒストリック性(軌道に沿ったバーコフ平均の非存在性)について結果を得た.具体的には,通有的な3次元以上の微分同相写像の非双曲的ホモクリニッククラスの残留部分集合の軌道は,ヒストリックな挙動を持つこと証明した.最後の目標である「ヘテロ次元サイクルに関するTakens' last problem」の解をまだ得ていない.「ヘテロ次元サイクルに関するTakens' last problem」の解を得るためには,与えられたヘテロ次元サイクルのC1近傍に断面的なホモクリニック接触を持つ微分同相写像の存在を示さなくてはならない.ステップ1 :ヘテロ次元サイクルを持つ3次元微分同相写像系が非横断的サイクルを持つ微分同相写像系でC^r (r≧2)近似できることを示した.ステップ2 :その非横断的サイクルを持つ微分同相写像系が一般化されたホモクリニック接触を持つ微分同相写像系でC^r (r≧2)近似できることを示した.ステップ3 : Tatjerの結果を使い,一般化されたホモクリニック接触からBogdanov-Takens分岐が発生し,それは不変円を生むことを確認した.ステップ4 :最後にステップ3で得られた不変円に対してDenjoyのような方法を使い非自明遊走開領域を持つ微分同相写像系を得た.このステップはC^1近似である.以上の手続きを経て論文の主定理を得た.途中経過を論文として発表することに成功したが,この論文で存在を明らかにした遊走開領域が本研究の最終目的であるヒストリックな挙動を持つかはまだ不明である.本研究課題に関連して次の2編の論文を出版することができた:さらにArtem Raibekas氏とPablo Barrientos氏(ともにUFF, Brazil所属)の協力を得て,本研究課題の解答の一つに相当するものを得ることに成功した.その概要は次の通りである.本研究課題では,3次元以上の微分同相写像による非双曲系が対象である.その際,不変集合の近傍の非自明なダイナミックスに着目する必要がある.Artem Raibekas氏とPablo Barrientos氏のアドバイスにより,我々はインデックスの異なる周期軌道を含むホモクリニッククラスとよばれる不変集合に着目し,そのホモクリニッククラス上の多くの軌道のヒストリック性(軌道に沿ったバーコフ平均の非存在性)について結果を得た.具体的には,通有的な3次元以上の微分同相写像の非双曲的ホモクリニッククラスの残留部分集合の軌道は,ヒストリックな挙動を持つこと証明した.最後の目標である「ヘテロ次元サイクルに関するTakens' last problem」の解をまだ得ていない.「ヘテロ次元サイクルに関するTakens' last problem」の解を得るためには,与えられたヘテロ次元サイクルのC1近傍に断面的なホモクリニック接触を持つ微分同相写像の存在を示さなくてはならない.購入を予定していたノートパソコンの発売が遅れたために当該年度に購入できなかった.次年度以降に購入する予定である.海外から研究協力者を招聘しようとしたが,他の研究者が代わりに招聘し,旅費の支出をする必要がなくなったため.
抗がん治療応答制御に関わる自然免疫関連因子の同定と解析

抗癌剤など細胞障害性ストレス刺激によりヒト、マウス腫瘍内ミエロイド細胞に特異的に誘導される標的遺伝子群のスクリーニングを施行した。具体的には、腫瘍、正常マクロファージ細胞株を樹立し、各々に干渉RNAライブラリー導入後の抗がん剤としてシスプラチン刺激48時間後にIFN-βルシフェラーゼ産生能力を比較し、より腫瘍マクロファージ株より誘導される遺伝子群をスクリーニングした結果、TIM-4およびATG5を同定した。TIM-4は抗がん剤により誘導されたアポトーシス腫瘍細胞を認識後に、Phagosomeに移行し、AMPK-α1と結合、活性を誘導することで、Autophagosome形成に寄与することを見出した。TIIM-4-AMPKα1経路を介在した細胞貪食とオートファジー双方の活性は死細胞の過剰分解を誘導することで、抗原特異的免疫応答に必要な抗原量の低下を引き起こし、Deletion toleranceを介した抗腫瘍免疫抑制に貢献していることを同定した。さらに、腫瘍内マクロファージにおけるTIM-4-AMPKα1-オートファジー経路を介した免疫寛容システムは、抗がん剤による抗腫瘍応答抑制に重要であることを、骨髄キメラシステムによるin vivo腫瘍モデルにおいて証明した。さらに、マクロファージ特異的ATG5欠損マウスは、コントロール群と比較して腫瘍転移活性能が著名に障害されていることを見出した。この分子機構としてATG5を介したTGFβ産生促進、およびこのマクロファージ由来TGFβ依存性に腫瘍細胞EMTや免疫抑制、TAM誘導等複合的なメカニズムを介して転移促進能を獲得するという新たな分子カスケードを同定した。以上より、がん微小環境中の抗がん剤耐性や転移促進に寄与する「免疫ニッチ」の解明の一旦に貢献できたと考えている。26年度が最終年度であるため、記入しない。申請者は抗がん剤感受性を制御する自然免疫因子のスクリーニングにより、アポトーシス細胞貪食因子であるTIM-4を同定した。マクロファージによるアポトーシス死細胞貪食・処理機構は、様々な受容体を介して制御されており、病態特異的な微小環境における免疫応答を調節するうえで重要な役割を果たしている。とくにTIM-4はマクロファージに限局した特異的分子であるアポトーシス死細胞に表出するリン酸化セリンを特異的に認識することで死細胞貪食に貢献していること、さらにT、B細胞活性を負に制御する作用を有することが報告されている。ただしTIM-4による免疫制御が、抗腫瘍免疫応答に与える影響についてはこれまで不明であった。申請者は、腫瘍内マクロファージにおけるTIM-4発現が、正常マクロファージと比較して高発現していることを明らかにした。さらに、TIM-4が抗がん剤により誘導されたアポトーシス腫瘍細胞を認識後にPhagosomeに移行し、AMPK-α1と結合、活性を誘導することで、Autophagosome形成に寄与することを見出した。以上は、抗がん剤治療耐性に免疫制御機構が果たす役割の一旦を解明した点で、斬新な制がん法開発につながる成果と考えられる。

抗がん剤感受性を規定する免疫側因子のスクリーニングはおおむね順調に遂行されており、そのうちのひとつであるマクロファージ特異因子TIM-4について、抗がん剤抵抗性に果たす分子メカニズムや治療標的としての可能性について十分な解析がなされており、その成果を論文成果として上梓できた(Baghdadi M, et al., Immunity, 39: 1070-1081, 2013)。さらに、スクリーニングで同定された他因子についても現在その機能的解析を開始しており、さらに重要な知見が創出される可能性を有している。以上より、平成25年度計画案である「1.腫瘍内ミエロイド細胞より特異的に産生される自然免疫制御因子の同定を目的とした網羅的解析」および「自然免疫制御因子が腫瘍細胞の生物学的特性に与える影響の検証」についてはおおむね順調に計画遂行がなされており、順調であると考える。1.ミエロイド細胞由来因子が発がん活性や抗腫瘍剤の治療効果に及ぼす影響を詳細に検証するため、In vivoモデルを対象に、マウス腫瘍細胞の皮下摂取、あるいは脾注や静注による転移モデルを対象に、腫瘍造成、転移活性に与える影響を検証する。また、抗がん剤による腫瘍抑制効果に及ぼす影響も検証する。またex vivoでの自己複製能、細胞死誘導能、血管新生能の検証を行う。腫瘍浸潤転移能についてEMT獲得能や転移特異的遺伝子プロファイルを参考にした分子群誘導の有無の検討、腫瘍浸潤リンパ球のEx vivoでの抗腫瘍免疫応答の検討を試みる。2.自然免疫制御因子を特異的に標的化する抗体の作成を行うとともに、低分子ライブラリーを用いた阻害剤の検索を行う、その特異性を決定する。具体的にはin vivoでの腫瘍縮退効果の検証、および抗がん剤併用による相乗効果の有無について検討する。さらに、in vitroでの癌幹細胞の自己複製、抗がん剤抵抗性、EMT変化に、自然免疫制御因子を標的とする抗体、阻害剤が及ぼす影響を検証する。3.自然免疫制御因子を介した分子経路の活性が、実際に抗がん療法を受けた担癌患者の治療応答性や予後を反映しているか、以下の方法で検討を行う。具体的には、抗がん治療投与を受ける前後での胃癌、膵癌、大腸癌や肺小細胞癌の腫瘍組織および血清サンプルを対象とする。自然免疫制御因子や、それにより影響をうける自然免疫シグナル・カスケードに関連する遺伝子を対象にRT-PCRにて定量化する。各々の結果を、治療前後および治療経過中に抗癌剤不応性を呈した時期で区分化して、因子発現および関連シグナル活性化の程度と再発、治療不応性、生存率との相関性について統計的に検証する。以上の検証より、ヒト癌の抗癌剤応答性や予後において、自然免疫制御因子とそのシグナル修飾効果が果たす臨床的意義を明らかにする。
大脳皮質形成期の接線方向移動と放射状移動の細胞間クロストークにおけるCl^‐の役割

1.GFPとHcRed標識による接線方向移動細胞と放射状移動細胞の識別[井上・山田・福田]:GAD67-GFP knock-inマウス(C57BL/6j)胎仔にHcRed遺伝子を胎生14日に電気穿孔法で脳室帯の新生ニューロンに導入し、発達の各段階で脳スライスを作成した。接線方向移動中のGABA細胞(GFP蛍光)と放射状移動中のglutamate細胞(HcRed蛍光)が識別できた。放射状移動細胞は大脳皮質II/III層を形成し、接線方向移動細胞は主に中間帯と辺縁帯を移動し、中間帯から皮質版に進入していた。2.radial移動細胞における細胞内Cl^-濃度とCl^-トランスポーター遺伝子発現変化の解析[福田・窪田・山田・Luhmann]:グラミシジン穿孔パッチクランプ法で、放射状移動中のglutamate細胞のGABA/グリシン反応とCl^-平衡電位を測定して、Cl^-トランスポーターとGABA_A/グリシン受容体mRNAのsingle-cell RT-PCRを行った。その発現パターンを各々の細胞の発生時期や移動状態のちがいで比較し、放射状移動細胞の[Cl^-]_i高値と、定着後の[Cl^-]_i低下に伴うGABA_A/グリシン作用の興奮→抑制転換の分子的要因を明らかにした。また、辺縁帯のCajal-Retzius細胞でもグリシン(タウリン)反応と[Cl^-]_iを解析し、グリシン受容体サブユニット(α1-α3,β)とCl^-トランスポーターのmRNAの発現を解析したところ、NKCC1優位でα2βのヘテロであった。3.電気穿孔法を用いたKCC2強制発現による細胞移動の[Cl^-]_i依存性の証明[福田・井上・窪田]:Flag-KCC2を発現するコンストラクトのプラスミドを調整し、EGFPのプラスミドと同時に電気穿孔法で胎仔脳室帯の同一の新生神経細胞に選択的に導入した。KCC2を強制発現した細胞をEGFP蛍光によって同定したが、radial移動は正常で[Cl^-]_iも高値のままであった。
緑内障発症に関する房水流出路細胞外マトリックスの多面的研究

1ステロイド緑内障眼の線維柱組織を免疫組織学的に調べた。その結果,正常線維柱帯組織および原発開放隅角緑内障の線維柱帯組織に比較して、IV型コラーゲン,ヘパラン硫酸系プロテオグリカンの細胞外マトリックスが多く分布していた。2原発開放隅角緑内障眼、落屑緑内障の線維柱帯組織のTGF-β2の分布を免疫組織学的に、また房水中のTGF-β2の量をELISA法で調べた。その結果、両緑内障では線維柱帯組織にTGF-β2が分布していた。房水中のTGF-β2の量は、コントロールの白内障眼に比べ原発開放隅角緑内障眼で増加していた。3Bevacizumabを硝子体内注入した血管新生緑内障眼の線維柱帯標本を形態学的に検索して、注入していない群に比較して新生血管の窓構造が減少していた。4血管新生緑内障眼の線維柱帯組織のニューロピリン-1とアンギオポイエチン-IIの分布を免疫組織学的に調べた結果、血管新生緑内障の線維柱帯組織にはアンギオポイエチン-IIが分布していた。5ヒト線維柱帯培養細胞をニプラジロール添加培養液中で培養すると、western blot法で培養清液中のTIMP-2がコントロールに比較して増加していた。6角膜厚と角膜の曲率半径が、眼圧測定機器の違いによる眼圧値の不一致率に与える影響を臨床的に調べた。その結果、角膜厚と角膜の曲率半径は共にゴールドマン眼圧計による眼圧測定値と非接触型眼圧計による測定値との不一致率に影響を与えた。7アフリカツメガエルの卵を使用して、緑内障治療点眼薬のアポトーシス抑制作用を調べた。その結果、チモロール、ベタキサロールはNMDA受容体を介して、卵のアポトーシスを抑制した。8先天小瞳孔に緑内障を合併した家系を20数年間経過観察した結果、先天小瞳孔と発達緑内障とが密接に関連して発症していた。遺伝子異常は検出されなかった、隅角線維柱帯は未熟で、大量のECMが貯留していた。(1)先天小瞳孔に緑内障を合併した家系で、20数年の経過観察中に発達緑内障を起こした2症例4眼について臨床所見、遺伝的背景、線維柱帯組織を調べた。その結果、本家系内では、先天小瞳孔と隅角発育異常、発達緑内障が密接に関連して発症していた。明らかな遺伝子変異は検出されなかった。隅角線維柱帯は、線維柱帯が未熟で、大量の細胞外マトリックスが貯留していた。(2)ステロイド緑内障患者の線維柱帯切除術時に切除された線維柱組織を、免疫組織学的に調べた。その結果,正常線維柱帯組織および原発開放隅角緑内障,発育異常緑内障の線維柱帯組織に比較して、IV型コラーゲン,ヘパラン硫酸系プロテオグリカンの細胞外マトリックスが多く分布していた。(3)トリアムシノロンアセトニド硝子体注入後に眼圧上昇を来したステロイド緑内障眼の、緑内障手術時に得られた線維柱帯組織を光学顕微鏡、電子顕微鏡で観察した。その結果、線維柱帯に細胞外マトリックスの蓄積は観察されず、線維柱帯での細胞外マトリックスの蓄積がステロイド緑内障の発症主因ではない可能性が示唆された。

(4)血管新生緑内障眼の線維柱帯組織を抗ニューロピリン-1抗体および抗アンギオポイエチン-2抗体で染色し、血管新生緑内障の線維柱帯ではアンギオポイエチン-2が分布していて、血管新生に関与している可能性が示された。(5)Axenfeld-Rieger症候群の家系の遺伝子を調べ、FOXC1遺伝子に変異があることが明らかになった。1隅角発育異常緑内障、原発開放隅角緑内障眼の手術時に得られた線維柱帯組織のTGF-β2、デコリン(プロテオグリカン)の分布を免疫組織学的に調べた。その結果、両タイプの緑内障の線維柱帯組織にはTGF-β2およびデコリン分布しており、原発開放隅角緑内障ではTGF-β2の染色性が強いように思われた。2家兎眼のテノン嚢下にトリアムシノロンアセトニドを注入し、その後に前房水を採取した。Western blot法で房水中のmatrix metalloproteinase(MMP)およびtissue inhibitors of metalloproteinases(TIMP)の量を測定した。その結果、MMPあるいはTIMPで対照と比べて量的変化があるものは現在のところ検出されていない。3大量のトリアムシノロンアセトニドをテノン嚢下注射したサル眼の線維柱帯組織におけるプロテオグリカンの分布を電子顕微鏡免疫組織化学的に調べた。その結果、ミオシリン蛋白が線維柱帯細胞内および細胞外マトリックスに、IV型コラーゲンが細胞外マトリックスの基底板様物質に分布していた。現在ヘパラン硫酸について検索中である。4前年に続いて、血管新生緑内障眼の線維柱帯組織を抗ニューロピリン-1抗体および抗アンギオポイエチン-II抗体で染色し、光学顕微鏡免疫組織学的に調べた。その結果、血管新生緑内障の線維柱帯組織にはアンギオポイエチン-2が分布していて、血管新生に関与している可能性が示された。5アフリカツメガエルの卵を使用して、チモロール、ベタキサロール、ピロカルピンのアポトーシス抑制作用を調べた。その結果、ベタキサロールでNMDA受容体を介したアポトーシス抑制作用があることが分かった。1.ヒト線維柱帯培養細胞の培養液中に緑内障点眼液であるニプラジロールを加えて培養した後に、培養液に含まれるマトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)およびその代謝酵素(TIMP)をzymography、reverse zymographyで調べた。その結果、コントロールに比較してMMP-2が増加していた。TIMPについては現在実験続行中である。2.隅角発育異常緑内障、原発開放隅角緑内障眼の手術時に得られた線維柱帯組織のTGF-β2の分布を免疫組織学的に調べた。また、房水中のTGF-β2の量をELISA法で調べた。その結果、両タイプの緑内障の線維柱帯組織にはTGF-β2が分布しており、緑内障ではTGF-β2の染色性が強いように思われた。房水中のTGF-β2の量は、コントロールの白内障眼に比較して緑内障眼で増加していた。3.アフリカツメガエルの卵細胞を使用して、緑内障点眼治療薬であるラタノプロストのアポトーシス抑制作用を調べた。その結果ラタノプロストはNMDA受容体を介したアポトーシス抑制作用を有しないことが分かった。4.Bevacizumabを硝子体内注入した血管新生緑内障眼の手術時に摘出された線維柱帯標本を形態学的、免疫組織学的に検索して、注入していない群に比較してVEGFが減少しているようである。
ホウ酸エステル形成に基づく動的分子認識を利用した形状及び位置選択的触媒反応の開発

筆者はこれまでに可逆的なホウ酸エステル形成を利用することでホスト分子がゲスト分子に適合する形状へ自在に自己組織化する動的自己組織化の実現に成功している。そのような分子認識能を兼ね備えたホスト分子を化学反応へ利用することができれば、これまでのように1つの定まった構造のホスト分子には不可能であった機能の発現が期待される。昨年度は、大環状ホスト分子に包接されたトルエンの位置選択的な芳香族C-H結合ホウ素化反応に関する研究に着手した。本年度でも引き続き反応条件等に関し検討を行ったが、ゲスト分子と溶媒分子との交換が問題となり、想定通りの結果は得られていなかった。また、新たなホスト分子の構築を目的に様々な基質を用いた自己組織化の検討を行った。その結果、ホウ酸化合物として1,3,5-ベンゼントリスホウ酸を用いた際にゲスト分子の置換基のかさ高さや置換様式を認識することで、2つのジアステレオメリックなかご型ホウ酸エステルの動的自己組織化が進行することを見出した。このようなゲスト分子の精密認識の実現は、ホスト分子の空孔を基質選択的な反応場として活用する足がかりとなる結果であると考えられる。更にジアリールエテン部位を導入したビスホウ酸に関しても、対応する光応答性大環状ホウ酸エステルが生成することを見出した。この化合物は大環状構造を形成することで、光反応活性な配座に完全に片寄っていることが分かった。その結果として、対応する単量体のホウ酸エステルに比べて2倍以上の閉環反応の量子収率を示し、超分子構造の形成を光機能に連動させることに成功した。筆者はこれまでに可逆的なホウ酸エステル形成を利用することでホスト分子がケスト分子に適合する形状へ自在に自己組織化する動的自己組織化の実現に成功している。そのような分子認識能を兼ね備えたホスト分子を化学反応へ利用することができれば、これまでのように1つの定まった構造のホスト分子には不可能であった機能の発現が期待できる。そこで本年度において、ホウ酸エステル形流に基づく動的自己組織化の一般性および構築した動的ホスト分子を活用した選択的分子変換反応への展開を自的に研究を行った。その結果、ホウ酸化合物として1,3-ベンゼンビスホウ酸、1,3,5-ベンゼントリスホウ酸やジアリールエテン部位を導入したビズホウ酸等において、対応する大環状またはかご状ホウ酸エステルが生成することを見出し、その一般性を拡大することができた。その中でも特に光応答性部位としてジアリールエテン部位を導入したビスホウ酸を用いた場合には対応する光応答性ホスト分子の構築に成功した。現在、分子認識とフォトクロミズムを連動させる等の高度な機能へ展開を図っている。また、構築したホスト分子の空孔内を反応場として利用する研究についても着手し、大環状ホスト分子に包接されたトルエンの位置選択的な芳香族C-Hホウ素化反応の検討を行った。現在のところ、ゲスト分子と溶媒分子との交換が速いために想定通りの結果は得られていないが、今回新たに構築したホスト分子に関しても、それに適した反応系を設計し、順次検討を行っていく計画である。
PRL-3による大腸癌の浸潤・転移機構の解明とがん転移能診断

(1)大腸癌におけるPRL-3遺伝子発現の検索:大腸癌細胞株におけるPRL-3遺伝子過剰発現は全ての細胞株で観察された。患者大腸癌組織においてもRL-3遺伝子mRNAレベルの高発現は腫瘍の進展度、特に静脈侵襲や肝転移を有する症例で有意に高発現することが分かった(in situ hybridization法)。PRL-3遺伝子高発現は将来的な肝転移発生も予測可能であり、大腸癌の悪性度・転移能診断に非常に有効である可能性が示唆された。(2)大腸癌細胞株を用いたいPRL-3の機能の検索:全ての大腸癌でPRL-3が高発現しているため、PRL-3発現ベクターの大腸癌細胞への導入から、siRNAを用いた細胞内発現PRL-3機能抑制効果の検討へ実験を変更したPRL-3 siRNA導入により速やかに大腸癌細胞内PRL-3発現は抑制され、それに伴い細胞の形態的変化、浸潤能・運動能低下を引き起こしていた。このPRL-3による細胞運動抑制効果は、PRLファミリーにPRL-1遺伝子と比べて非常に強いことも明らかとなった。(3)肝転移モデルマウスを用いた実験:PRL-3siRNA導入を行ったDLD-1大腸癌細胞をヌードマウス脾臓に注入し、肝転移の形成を検討した。PRL-3遺伝子発現を抑制したDLD-1は肝転移巣形成が著明に抑制され、この遺伝子の過剰発現が肝転移形成に重要な役割を果たすことが判明した。
西南日本の白亜紀弧火成活動とプレートの沈み込み・付加との関連

我々はジュラ紀ー白亜紀における西南日本ー韓国ー山東半島ー遼東半島の1000kmにおよぶ地域の火成活動の時空変化について検討した。その結果、ジュラ紀においては、プレートは低角沈み込みが進行し、その後、白亜紀に至る間にロールバックし、マグマ活動はTan-Lu断層から西南日本側に向けて若返ったと推定される。その最終段階で西南日本の約100 Maマグマ活動が行われた。近畿地方の京都ランプロファイアーやアダカイトはこの時期の活動として位置づけられる。我々はまた、バソリスと累帯プルトンの3次元形態を明らかにした。近年,東アジアにおいてジュラ紀の低角沈み込みと白亜紀初期におけるスラブのロールバックが推定されている(例えば,Sagong et al., 2005;君波ほか,2009;Kee et al., 2010; Zhang et al., 2010; Kiminami and Imaoka, 2013).近畿・中国地域における100 Maの火成活動開始とアダカイト・ランプロファイアーの形成は,スラブのロールバックとそれにともなうアセノスフェアの上昇に起因する可能性があることを指摘した.近畿地方に分布する約100Maのエピソディックなマグマ活動で形成された篠山層群中のアダカイトとそれに伴う高Nb玄武岩,京都・宇治市周辺の丹波花崗岩質岩,Nbに富む角閃石スペッサルタイト岩脈およびアダカイト質丹波花崗岩質岩のK-Ar年代と地球化学的特性について検討が終了した.その結果,篠山アダカイトは,1初生的なスラブメルトよりもMg,Cr,Ni含有量が高いこと,2高SiO2アダカイトに区分されること,3単斜輝石の組成から,マントルとのNa交代作用を経たスラブメルトに由来すると考えられる.3角閃石のK-Ar年代測定結果は,篠山アダカイト質安山岩で99-104 Ma,角閃石スペッサルタイト岩脈で100-109 Ma,丹波花崗岩質岩で102-107 Maであった.篠山のアダカイトの化学組成変化は,分別結晶作用よりもむしろ起源物質の部分溶融度の違いを反映していると考えられ,篠山アダカイトを生成した起源物質の溶け残り岩にはザクロ石が存在することが示唆される.さらに篠山アダカイト中のNa, Tiに富む単斜輝石ゼノクリストはNa交代作用の産物と考えられる. Na交代作用は若くて熱い海洋プレートが沈み込む時に起こるとされており(Kepezhinskas, 1995),日本列島各地で報告されている100 Ma頃のアダカイトやHMAが,非常にホットな環境で生じたと推定されていることと調和的である.しかし,南部秩父帯や四万十帯の海洋プレート層序を考慮すると,100Ma頃の海洋プレートはスラブ溶融を起こすほどには若くなかったと推定される.近年,東アジアにおいてジュラ紀の低角沈み込みと白亜紀初期におけるスラブのロールバックが推定されている.近畿・中国地域における100Maの火成活動開始は,スラブのロールバックとそれにともなうアセノスフェアの上昇に起因する可能性があることが明らかとなった.研究計画では,1なぜ105 Maに西南日本で火成活動が開始されたか?2アダカイト,HMA,高Nb玄武岩,スペッサルタイトで特徴づけられる西南日本の105 Ma火成岩類は,どのような造構環境のもとで活動したか?3105Ma頃のリソスフェアマントルはどの様な特性であったか?4白亜紀火成活動の変遷,フロントの移動,地球化学的な変化と沈み込み・付加過程,その他この時代の諸イベントとの関連は?を解決することをメインテーマとした.これに関して,Kiminami and Imaoka (2013)とImaoka et al. (2014)の2論文では,以下の結論を導いた.(1) Tan-Lu断層以東の東アジアにおけるジュラー白亜紀火成活動の時空分布,造構環境の検討結果から,前期ジュラ紀から中期ジュラ紀のある時期から沈み込むスラブは低角化を開始し,flat-slabが内陸側へ進行した.(2)白亜紀最初期からはじまったflat -slab segmentの高角化(rollback)に伴い,火成活動が次第に海溝側に移動していった.そして,スラブのrollbackの進行段階で,アセノスフェアの上昇によってマントル中の減圧溶融やスラブ溶融が起こり,西南日本の105 Maのエピソディックなマグマ活動が起こった.(3)また,マントルゼノリスの年代や鉱物学的検討から,近畿地方の地下に105 Maの交代作用を受けたマントルを推定した.また、山口県の花崗岩体を例として、その年代,形成過程,およびプルトンの構築過程を解明した.我々はジュラ紀ー白亜紀における西南日本ー韓国ー山東半島ー遼東半島の1000kmにおよぶ地域の火成活動の時空変化について検討した。岩石学

平成25年度は、前年度から検討してきた100 Ma火成岩およびマントルゼノリスの岩石学・年代・同位体・テクトニクスの補足的検討をし、それを論文化することであった。検討結果は2013年1月にLithosに掲載されたので、おおむね順調に進展しているといえる。また、平成25年度以降は、西南日本の100 Ma以降の大規模珪長質火成岩類の地質、地球化学、Rb-Sr同位体および四万十帯北帯の堆積岩岩石学について検討する予定であり、予定通り後期白亜紀の大規模珪長質火成岩類の地球化学,Rb-Sr同位体について検討を進めている。これらの成果は、4件の学会発表として公表した。平成24年度の計画は,100 Ma火成岩およびマントルゼノリスの岩石学・年代・同位体・テクトニクスの検討であった。そのための試料採集と岩石記載,全岩および鉱物の化学分析,K-Ar年代測定,Sr-Nd同位体測定,岩石成因論の検討,アジア大陸東縁の年代コンパイル,リソスフェアマントルの特性の検討,および100Ma頃に沈み込むスラブの年代の推定に関する検討は終了した。とくにアジア大陸東縁の年代コンパイルは白亜紀アダカイトやHMAの成因を明らかにする上で前弧から背弧における熱構造の理解が不可欠なことから重要であるが,君波と今岡は今年度得られた年代を整理するとともに2011年以降に掲載されたアジア大陸東縁地域の論文に注目し,年代ヒストグラムを改訂した.この成果については,平成24年7月25日にTeraNova誌上に論文を投稿し,一度コメントが戻り,返却したが,その後の出版社の対応が遅れている。また京都・宇治地域の亜紀アダカイト,高Nb玄武岩(HNB),スペッサルタイトの岩石学,年代学,同位体データ,さらにスペッサルタイト中にマントルゼノリスの検討も終了し,現在論文原稿を著者間で検討中である。その成果は上述したとおりである。まとまり次第,国際誌に投稿の予定である。平成25年度以降の計画のうち、内帯における後期白亜紀火成活動の検討が多岐にわたりその検討を優先させるため、四国地方に関する下記の2点については、文献調査にとどめる予定である。・四国西部・東部白亜紀四万十帯北帯北部の堆積岩の記載・地球化学的検討関門層群から砕屑物が供給されたと推定される地層が四万十帯北帯北縁部に存在する.君波と今岡はその地層の空間的・時間的広がりや砕屑岩の岩石記載,XRF分析,ICP-MS分析(Actlabsへ外注)によって岩石学的・地球化学的特徴を詳細に検討する.・四国東部の三波川変成帯の地質調査,片岩類の地球化学的特性の解明Kiminami & Ishihama (2003)に代表される一連の地球化学的研究は,四国三波川帯(緑泥石帯)の多くが白亜紀四万十累層群を原岩層とすることを示している.この問題は,沈みこみ帯における活発なアンダープレーティングの時期を特定するために重要である.君波と今岡はさらに検討地域を広げと標記の野外調査,砕屑岩片岩・緑色岩片岩のXRF分析,希土類元素を含む微量元素のICP-MS分析(Actlabsへ外注)およびSr, Nd同位体測定を行う.後期白亜紀の大規模なイグニンブライト形成によるカルデラ形成について詳細な記載を行い、そのテクトニックな環境をプレート沈み込みの観点から議論していく予定である。上記研究を進める過程で,奄美大島や福岡県平尾台地域に産するランプロファイアーは日本列島の前期白亜紀火成活動を考える上で,重要であることが分かった。
集中系モデルを用いた発声障害診断技術の開発

喉頭がんなどの発声障害の診断時に行われる音声検査(GRBAS尺度)は客観性に乏しい問題があるが,声帯付近の病変が直接的に影響する声帯部の流速変動波形(声帯音源波)を推定できれば,病変を客観的に捉えることができる.そこで,本研究では,マイクで測定した音声データから声帯音源波を逆解析する発声障害診断技術を開発する.本手法では,声道(口と喉の空間)内の空気をばねー質点で構成される集中系でモデル化し,声道部分の音響解析モデルを作成する.そして,音声データから声道部分の形状を同定し,解析モデルに反映させる.さらに,解析モデルを用いて音声データから声帯音源波を逆解析する.29年度は,ピストンを用いて簡易的な音声発声模型を製作し,声帯音源波逆解析手法の妥当性を確認したが,30年度はシリコンゴムで声帯部を作成し,声帯部が自励振動する,より人の発声器官に近い音声発声模型を製作した.そして,発声模型を用いて発声させ,声帯部の流速と唇部の音声を測定し,音声から声帯部の流速波形を逆解析する手法の妥当性を検証した.流速はレーザードップラー流速計を用いて計測し,唇部の音声を逆解析した結果,計測した流速波形と逆解析した流速波形がよく一致し,本研究で提案した逆解析手法が妥当であることを確認した.また,DVD「動画で見る音声障害」に収録されている発声障害患者の音声データから声帯音源波を逆解析し,疾患ごとの音源波形を大まかに分類でき,疾患特定の診断に利用できる可能性があることを確認した.30年度はシリコンゴム製の声帯部を有する人の発声器官に近い音声発声模型を製作し,声帯部の自励振動による発声を可能にした.そして,精密模型を用いて発声させ,声帯部の流速と唇部の音声を測定し,音声から声帯部の流速波形を逆解析する手法の妥当性を検証した.流速はレーザードップラー流速計を用いて計測し,唇部の音声を逆解析した結果,計測した流速波形と逆解析した流速波形がよく一致し,本研究で提案した逆解析手法が妥当であることを確認した.また,発声障害患者の音声データから声帯音源波を逆解析し,疾患ごとの音源波形を大まかに分類でき,疾患特定の診断に利用できる可能性があることを確認した.これにより,本手法による発声障害診断の見通しが立った.以上より,本研究課題はほぼ計画通りにすすんでいる.31年度は病変による声帯音源波形変化の特性およびメカニズムの把握を行う.声帯ポリープ,声帯結節,喉頭がんなどが発症すると,声帯の一部の剛性が増減,あるいは一部の質量が増加するため,声帯の対称性,均質性がくずれてしまい,発声に支障をきたす.これらの変化が声帯音源波形に与える影響を確認するため,発声模型の声帯の一部の剛性・質量を変化させ,声帯音源波形を測定する.そして,発声障害患者の音声データから分類した患者の声帯音源波形と比較し,発声模型を改良しながら各病変による声帯音源波形を発声模型で再現する.各病変による声帯音源波形変化の特性,変化の物理的メカニズムを把握するため,声帯部の自励振動を含めた気道から声道までの音声生成モデルを作成する.本研究では気道・声道部の音響現象をばねー質点系でモデル化し,その解析による音圧と声帯振動が連成する解析モデルを作成する.さらに,固有値解析やシューティング法を用いた非線形定常周期解の求解を行い,病変による自励振動の変化のメカニズムを解明する.発声模型の音声測定結果と音声生成モデルの解析結果を比較することにより,モデルの妥当性を確認する.喉頭がんなどの発声障害の診断時に行われる音声検査(GRBAS尺度)は客観性に乏しい問題があるが,声帯付近の病変が直接的に影響する声帯部の流速変動波形(声帯音源波)を推定できれば,病変を客観的に捉えることができる.そこで,本研究では,マイクで測定した音声データから声帯音源波を逆解析する発声障害診断技術を開発する.本手法では,声道(口と喉の空間)内の空気をばねー質点で構成される集中系でモデル化し,声道部分の音響解析モデルを作成する.そして,音声データから声道部分の形状を同定し,解析モデルに反映させる.さらに,解析モデルを用いて音声データから声帯音源波を逆解析する.29年度は声帯音源逆解析手法の妥当性を確認するために,声道部の簡易模型を製作し,実際に音源部流速変動の逆解析を行った.当初の声道解析モデルに問題点があったが,唇部の放射インピーダンスを考慮するなどの対策を行った.そして,模型の音声から声帯音源波を逆解析し,速度変動測定値と比較することで音源波逆解析手法の妥当性を確認した.これにより,本手法による発声障害診断の見通しが立った.今後は実際のヒトの発声器官を模した精密模型を作成し,より詳細な音源波逆解析手法の妥当性を確認する.さらに,声帯の自励振動を含めた音声生成解析モデルを作成して,病変による声帯音源波形の変化の特性・変化のメカニズムを明確にし,診断に役立つ知見を得る.また,患者の音声データから音源波を逆解析し,疾患ごとの音源波形を分類し,疾患特定の診断に利用可能にする.29年度は声道部の簡易模型を製作し,声帯音源逆解析手法の妥当性を確認する予定であった.実際に,声道の円筒管モデルを作成し,簡易模型を作成した.

まず,簡易模型を用いて声道解析モデル(声道部分の音響解析)の妥当性を確認し,当初のモデルに問題点があったものの,唇部の放射インピーダンスを考慮するなどの対策を行い妥当性を確認した.そして,模型の音声から声帯音源波を逆解析し,速度変動測定値と比較することで音源波逆解析手法の妥当性を確認した.これにより,本手法による発声障害診断の見通しが立った.以上より,本研究課題はほぼ計画通りにすすんでいる.喉頭がんなどの発声障害の診断時に行われる音声検査(GRBAS尺度)は客観性に乏しい問題があるが,声帯付近の病変が直接的に影響する声帯部の流速変動波形(声帯音源波)を推定できれば,病変を客観的に捉えることができる.そこで,本研究では,マイクで測定した音声データから声帯音源波を逆解析する発声障害診断技術を開発する.本手法では,声道(口と喉の空間)内の空気をばねー質点で構成される集中系でモデル化し,声道部分の音響解析モデルを作成する.そして,音声データから声道部分の形状を同定し,解析モデルに反映させる.さらに,解析モデルを用いて音声データから声帯音源波を逆解析する.29年度は,ピストンを用いて簡易的な音声発声模型を製作し,声帯音源波逆解析手法の妥当性を確認したが,30年度はシリコンゴムで声帯部を作成し,声帯部が自励振動する,より人の発声器官に近い音声発声模型を製作した.そして,発声模型を用いて発声させ,声帯部の流速と唇部の音声を測定し,音声から声帯部の流速波形を逆解析する手法の妥当性を検証した.流速はレーザードップラー流速計を用いて計測し,唇部の音声を逆解析した結果,計測した流速波形と逆解析した流速波形がよく一致し,本研究で提案した逆解析手法が妥当であることを確認した.また,DVD「動画で見る音声障害」に収録されている発声障害患者の音声データから声帯音源波を逆解析し,疾患ごとの音源波形を大まかに分類でき,疾患特定の診断に利用できる可能性があることを確認した.30年度はシリコンゴム製の声帯部を有する人の発声器官に近い音声発声模型を製作し,声帯部の自励振動による発声を可能にした.そして,精密模型を用いて発声させ,声帯部の流速と唇部の音声を測定し,音声から声帯部の流速波形を逆解析する手法の妥当性を検証した.流速はレーザードップラー流速計を用いて計測し,唇部の音声を逆解析した結果,計測した流速波形と逆解析した流速波形がよく一致し,本研究で提案した逆解析手法が妥当であることを確認した.また,発声障害患者の音声データから声帯音源波を逆解析し,疾患ごとの音源波形を大まかに分類でき,疾患特定の診断に利用できる可能性があることを確認した.これにより,本手法による発声障害診断の見通しが立った.以上より,本研究課題はほぼ計画通りにすすんでいる.29年度は,簡易的な音声発声模型を製作し,声帯音源波逆解析手法の妥当性を確認したが,今後はより人の発声器官に近い精密な音声発声模型の製作し,声帯音源波逆解析手法の妥当性を検証する.この精密模型において,肺はベロフラムをサーボモータで上下駆動させる機構とし,気道部は人体模型を購入し,同様の形状,寸法の管を製作する.声帯弁部は人体模型を元にして型を取り,シリコンゴムで製作する.声道部は市販の実体模型を使用する.これらを連結させて精密模型を製作する.そして,精密模型を用いて発声させ,声帯部の流速と唇部の音声を測定し,音声から声帯部の流速波形を逆解析する手法の妥当性を検証する.また,病変による声帯音源波形変化の特性およびメカニズムを把握するための音声生成解析モデルを作成する.この解析モデルは気道から声道までを解析領域とし,声帯部は2質点モデルとして声帯の自励振動を解析可能にする.ishizakaらの2質量モデルは声帯部すきまの形状(convergentとdivergent)による圧力の変化の影響を考慮して自励振動を解析しているが,声道部音響の音圧を声帯振動にフィードバックできていない.
キラーリンパ球接着分子複合体による免疫制御機構の解析

キラーリンパ球は、ウイルス感染細胞や癌細胞などの標的細胞に結合してこれらの細胞を直接殺傷することによって、ウィルス感染症や癌に対する生体防御において中心的な役割を担っている。我々はキラーリンパ球と標的細胞との細胞間結合を担うと同時に、細胞傷害性リンパ球の活性化を促す細胞間接着分子DNAM-1(CD226)を世界に先駆けて発見した。本研究ではDNAM-1を介する細胞間接着と活性化シグナル伝達の制御機構を明らかにし、感染症や癌に対する生体防御の仕組みの理解とその人為的制御法の開発に大きな前進をもたらした。さらに標的細胞に発現するDNAM-1リガンドとしてCD155とCD112を同定した。DNAM-1とこれらのリガンドとの結合によってキラーリンパ球に活性化シグナルが伝わることを示した。またDNAM-1が免疫反応の調節や血栓症などにも重要な役割をになっていることを明らかにした。β2インテグリンファミリー接着分子であるLFA-1は、生体防御機構において最も中心的な役割をになっているキラーTリンパ球の活性化にもっとも重要な接着分子である。しかし、LFA-1を介する活性化シグナル伝達機構の詳細については未解決の問題であった。1996年、申請者らはキラーリンパ球の細胞傷害機構に関与するヒトの新規の接着分子DNAM-1を見い出し、遺伝子クローニングによりその一次構造を決定した(Immunity1996)。さらに申請者らは、キラーTリンパ球が抗原を認識するとLFA-1とDNAM-1の2つの接着分子が物理的に会合し、複合体を形成することを初めて見いだし、DNAM-1がLFA-1のシグナルトランスデューサーであることを明らかにした(Immunity1999)。本研究では、キラーリンパ球の活性化機構を明らかにし、その免疫制御法を開発することを目的としてLFA-1/DNAM-1複合体がどのように標的細胞と結合し、活性化シグナルを伝えるかという課題、中でもまだ明らかになっていない標的細胞に発現するDNAM-1のリガンドを同定することを試みた。DNAM-1と免疫グロブリンFcドメインとの融合蛋白を作製し、これを用いて種々の組織由来の細胞のDNAM-1リガンドの発現を確認したところ、血管内皮細胞や腸管上皮細胞などにもっとも多く発現を認めた。そこでこれらの細胞からCDNAライブラリーを作製し、発現クローニングを試みた。発現クローニングにあたっては我々が開発したAdhesion Assay,DNAM-1/Fc融合蛋白をプローブとした方法などを試みたが未だ成功にいたっていない。DNAM-1リガンドはへテロダイマーである可能性を考え、現在DNAM-1リガンドの蛋白精製を行っている。我々はキラーリンパ球の細胞傷害機構に関与するヒトの新規の接着分子DNAM-1を見い出し、遺伝子クローニングによりその一次構造を決定した。さらに、キラーTリンパ球が抗原を認識するとLFA-1とDNAM-1の2つの接着分子が物理的に会合し、複合体を形成することを初めて見いだした。本研究では、ウイルス感染細胞や癌細胞、あるいは自己組織や移植片などの標的細胞に対するキラーリンパ球の活性化機構を明らかにし、その免疫制御法を開発することを目的として形成されたLFA-1/DNAM-1複合体がどのように標的細胞と結合し、活性化シグナルを伝えるかという課題、中でもまだ明らかになっていない標的細胞に発現するDNAM-1のリガンドを同定することを試みた。そこでDNAM-1分子とヒト免疫グロブリンFc部分とのキメラ蛋白を作製し、種々の組織、細胞でDNAM-1リガンドの発現をスクリーニングしたところ、血管内皮細胞で最も強く発現していることを見い出した。レトロウイルスベクターを用いて血管内皮細胞からのcDNAライブラリーを作製し、DNAM-1のキメラ蛋白をプローブに用いて陽性細胞をフローサイトメトリーにより回収し、cDNAを単離する発現クローニングを試みた。この結果、陽性クローンを単離し、現在その詳細な構造解析を行っている。一方、DNAM-1は免疫系細胞のみならず、血小板や巨核球などにも発現することを見いだした。DNAM-1のリガンドが血管内皮細胞に発現しており、DNAM-1とそのリガンドとの相互作用が血小板や巨核球の血管内皮細胞への接着に関与する事を示し、血栓、止血機構においてDNAM-1が重要な役割を担っていることを示唆した。これは、本研究における予期していなかった成果であった。
超高感度低ノイズ・磁気力顕微鏡の開発およびそのナノスピンイメージングへの応用

磁気力顕微鏡(MFM)は広く用いられているが、その空間分解能は汎用機器で数10nm程度であり、将来の磁気ストレージの記録サイズがnmから原子オーダーになることを考えると、高分解能化は至急の課題である。本研究では分解能を理論的限界にまで高めた磁場印加可能なMFMを開発し、テラビット磁気記録媒体等のナノ構造磁性体のナノスピンイメージングに資するために、1)超高感度低ノイズ検出系を有する高分解能・MFMの開発、2)開発するMFMのナノ構造磁性体のナノスピンイメージングへの応用を目的として、以下の結果を得た。1.高真空・非接触原子間力顕微鏡に、探針熱ノイズ低減のための極低温探針冷却機構を加えた低ノイズMFMを開発した。本装置は探針を42Kまで、観察試料を30Kまで冷却することができ、室温までの範囲で試料温度を制御することができる。本装置の特徴である探針冷却機構を用いることで、短時間で安定した低ノイズ測定環境を実現できる。2.MFMの高感度化には、先鋭な探針の先端で高い磁極密度を実現する必要がある。このため、高飽和磁化・高保磁力を有するFePt合金を用いたMFM先鋭探針を開発し、1115nm程度の高い空間分解能を実現した。その際、FePt合金の熱処理時にFePt合金がSi探針と合金化して磁気特性が劣化する問題を、Si探針をプラズマ酸化処理して極薄SiO_2膜を形成させることで解決した。さらに、積層型交換スプリング磁石の断面を用いる新規なMFM探針を提案し、計算機シミュレーションにより室温において5nm以下の分解能が得られることを確認した。3.局所ナノ領域での微細磁化状態解析を目的として、高密度磁気記録媒体及び次世代超高密度磁気記録媒体の候補であるFePtナノドットパターン媒体等について、磁場中MFM観察により保磁力マッピングを実現し、磁化反転磁場解析を行い媒体の低ノイズ化の指針を得た。磁気力顕微鏡(MFM)は現在広く用いられているが、その空間分解能は最大でも10nm程度であり、将来の磁気ストレージの記録サイズがnmから原子オーダーになることを考えると、高分解能MFMの開発は至急の課題である。本研究では分解能を理論的限界にまで高めた磁場印加可能なMFMを開発し、テラビット磁気記録媒体等のナノ構造磁性体のナノスピンイメージングに資するために、1)超高感度低ノイズ検出系を有する分解能5nm以下の磁気力顕微鏡(MFM)の開発、2)開発するMFMのナノ構造磁性体のナノスピンイメージングへの応用およびマグネティック・ナノマッピング手法(保磁力、磁化容易軸、等)の開発、を目的として、以下の結果を得た。1.MFMの低ノイズ化による分解能向上の観点から、ノイズ解析を行い、ノイズの主因が理論的な下限であるMFM探針の熱振動ノイズであることを確かめた。このため、探針を冷却する機構を試作して、130Kまで探針を冷却した結果、分解能が室温での20nmから冷却後に10nmまで向上した。現在、さらに探針温度を50K程度まで冷却可能なMFMの開発を進めている。2.MFMの高感度化による分解能向上の観点から、積層型交換スプリング磁石の断面を用いる新規なMFM探針を提案し、計算機シミュレーションにより室温において5nm以下の分解能が得られることを確認した。さらにFePt/FeCo/FePt三層型交換スプリング磁石の作製に成功した。現在、本積層膜を用いたMFM探針の作製を進めている。

3.局所ナノ領域での微細磁化状態解析を目的として、次世代超高密度磁気記録媒体材料の候補であるFePt微粒子薄膜について、磁場中MFM観察を行い、印加磁場方向および強度が異なる像の差分から、局所領域での保磁力マッピングに成功した。磁気力顕微鏡(MFM)は現在広く用いられているが、その空間分解能は汎用機器で数10nm程度であり、将来の磁気ストレージの記録サイズがnmから原子オーダーになることを考えると、高分解能MFMの開発は至急の課題である。本研究では分解能を理論的限界にまで高めた磁場印加可能なMFMを開発し、テラビット磁気記録媒体等のナノ構造磁性体のナノスピンイメージングに資するために、1)超高感度低ノイズ検出系を有する高分解能・磁気力顕微鏡(MFM)の開発、2)開発するMFMのナノ構造磁性体のナノスピンイメージングへの応用を目的として、以下の結果を得た。1.前年度末に導入した高真空・非接触原子間力顕微鏡ユニットに、今年度、原子間力顕微鏡コントローラー及び探針熱ノイズ低減のための極低温探針冷却機構を加えて低ノイズMFMを開発した。本装置は探針を42Kまで、観察試料を30Kまで冷却することができ、室温までの範囲で試料温度を制御することができる。本装置の特徴である探針冷却機構を用いることで、短時間で安定した低ノイズ測定環境を実現できる。2.MFMの高感度化には、先鋭な探針の先端で高い磁極密度を実現する必要がある。このため、高飽和磁化・高保磁力を有するFePt合金を用いたMFM先鋭探針を開発した。その際、FePt合金の高保磁力化のための熱処理時にFePt合金がSi探針と合金化して磁気特性および探針先鋭度が劣化する問題を、Si探針をプラズマ酸化処理して極薄SiO_2膜を形成させることで解決した。探針の空間分解能を評価した結果、1115nm程度の高い空間分解能が得られた。3.局所ナノ領域での微細磁化状態解析を目的として、高密度磁気記録媒体及び次世代超高密度磁気記録媒体の候補であるFePtナノドットパターン媒体、アルミナナノホール媒体について、磁場中MFM観察により磁化反転磁場解析を行い、媒体の低ノイズ化の指針を得た。
バイオサイエンスの進展に基づくがんの重点研究

昭和62年度より「対がん10カ年」第2期3カ年計画として重点領域研究に改組発足し、本年度は第3年度にあたる。総括班会議、全体班会議を開いて研究の推進と各班の交流に努めると共に、年3回のサーキュラーを発行して領域の運営方針、ミニレビューなどによる専問領域情報の交換に努めている。総括班は特にがん特別研究と緊密な連携を保ち、研究費の重複を避けると共に、各研究代表者はがん特Iの関連の強い班に班友として参加し研究推進上の連携をよくすることをはかった。又海外学術研究がんについては、特にアメリカ、ヨーロッパなどのがん研究先進国との研究交流班と密接な連絡を保ち、成果の発表と情報の交換に努めた。又厚生省の対がん10カ年総合戦略研究班とは、主任研究者を各柱班友として交流を深めている。又、独立した評価委員会を設け、研究の適正な推進に努めている。各班の成果は、本年度は全体会議を開催して、内部の研究成果の交流をはかると共に、がん特別研究の合同シンポジウム及びミニシンポジウムに参加した他、研究報告集として3月末にとりまとめ出版する。対がん10カ年総合戦略第2期3カ年の最終年であるため、平成2年3月14日には、厚生省、科学技術庁の対がん10カ年総合戦略研究班と合同でシンポジウムを開催する。研究支援活動としては、第1期バイオがんで購入したDNA合成器は、第2期においてもオリゴヌクレオチドの供給に活用され、供給が追いつかない程であるペプチド合成器を購入し、合成ペプチドの供給を開始したが、これもよく活用されている。
体温調節機能が心肺圧受容器と体液ホメオスターシスとの関係に与える影響

目的:生体がある平衡状態から次の平衡状態に移行する際の体液のダイナミックスを解析するには、血液量、電解質を連続測定する必要がある.本研究ではこれらをヒトにおいて連続測定するシステムを確立し、(1)下半身陰圧テスト時の循環血液量と血管内の水の動的な移動、(2)種々な水温による頚下浸水時の体温および動的な体液変動、(3)飲水時の体液の「間質-血管内」の水の移動の機序の解明に寄与することを目的とした.実験結果と考察:(1)下半身陰圧負荷により初期の一時的な血漿量増加に引き続いた血漿量減少があることを観察した.電解質には有意な変動がなかった.下半身陰圧は血液量及び分布の速やかな変動を起こし、その変動は一方向的ではないことが判明した.(2)頚下浸水実験(中性水温、34.5C)では、浸水後直ちに(20分まで)急速な血液量の増加があり、その後プラトーに達した.このような変動は頚下浸水による下肢の血管外から血管内への水の移動と腎からの水分の排泄(尿量)の動的な変動であると推論した.水温32°C(下限界温度)および36°C(上限界温度)でも実験を行った.下限界温度においては血管収縮反応および血圧の上昇が見られるにもかかわらず、血管壁を介しての正味の水分移動は温度依存的ではないことが判明した.(3)飲水により直後の一時的な循環血漿量の減少に引き続き血漿量増加があることが初めて実証された(二相性の変化).この因子として一時的な血圧の上昇が血管壁を介しての水の移動に重要であることが解明された.研究のまとめ:この研究は、体液の変動の連続測定を行うことにより、生体があるひとつの体液平衡状態から次の状態に移行するときの機序を解明することに貢献した.体温の変動による生理反応が圧受容器へ影響を及ぼすまでに種々な緩衝作用が働き、影響が少なくなるような機構があると考えられた.目的:生体がある平衡状態から次の平衡状態に移行する際の体液のダイナミックスを解析するには、血液量、電解質を連続測定する必要がある.本研究ではこれらをヒトにおいて連続測定するシステムを確立し、(1)下半身陰圧テスト時の循環血液量と血管内の水の動的な移動、(2)種々な水温による頚下浸水時の体温および動的な体液変動、(3)飲水時の体液の「間質-血管内」の水の移動の機序の解明に寄与することを目的とした.実験結果と考察:(1)下半身陰圧負荷により初期の一時的な血漿量増加に引き続いた血漿量減少があることを観察した.電解質には有意な変動がなかった.下半身陰圧は血液量及び分布の速やかな変動を起こし、その変動は一方向的ではないことが判明した.(2)頚下浸水実験(中性水温、34.5C)では、浸水後直ちに(20分まで)急速な血液量の増加があり、その後プラトーに達した.このような変動は頚下浸水による下肢の血管外から血管内への水の移動と腎からの水分の排泄(尿量)の動的な変動であると推論した.水温32°C(下限界温度)および36°C(上限界温度)でも実験を行った.下限界温度においては血管収縮反応および血圧の上昇が見られるにもかかわらず、血管壁を介しての正味の水分移動は温度依存的ではないことが判明した.(3)飲水により直後の一時的な循環血漿量の減少に引き続き血漿量増加があることが初めて実証された(二相性の変化).この因子として一時的な血圧の上昇が血管壁を介しての水の移動に重要であることが解明された.研究のまとめ:この研究は、体液の変動の連続測定を行うことにより、生体があるひとつの体液平衡状態から次の状態に移行するときの機序を解明することに貢献した.体温の変動による生理反応が圧受容器へ影響を及ぼすまでに種々な緩衝作用が働き、影響が少なくなるような機構があると考えられた.体位、温度条件を変化させると体液ホメオスターシスに関与する血管系(末梢血管抵抗、末梢血流、中心静脈還流量、中心静脈圧、心容量等),体液組成分布、血管活性ホルモンが変動するがこれらの変動の引き金となる体液量の経時的な変動についての観察は殆ど見られなかった。下半身陰圧を行うと、循環血液量の下半身への貯留および血管内の水の間質側への移行があり、頚下浸水による血液の中枢則への移行とは逆の効果をもたらす。したがって下半身陰圧条件は血液量及び、電解質の変動の連続測定の検討にはよいモデルである。血漿密度連続測定装置(本研究購入設備)及び血漿電解質(Na, K, Cl)連続測定装置を開発しこれらを用いて種々な検討の結果末梢血流量および電解質濃度を連続測定出来るシステムを完成した。実験:健康な男子被験者6名を使い下半身陰圧装置を使い一30mmHg陰圧負荷を行った結果全身反応としては血圧の低下と脈拍の増加が見られた。このとき負荷初期には一時的な血漿密度の減少(血漿量増加)があり、続いて密度の増加(血漿量減少)が見られた。この血漿量減少は陰圧暴露中(20分)持続した。電解質はNa, Clには変動がなかったが、Kは陰圧持続中増加した。これら諸変動は陰圧負荷終了後約20分で回復した。