hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スタチンの血管病変に対する新しい展開-血管内膜肥厚抑制メカニズム-

スタチンは脂質低下作用以外の効果が知られてるが、血管外科領域での晩期閉塞原因である自家静脈グラフト内膜肥厚に対する効果は詳しく知られていない。そこでスタチンの静脈グラフト内膜肥厚抑制効果を検討した。またスタチンがRho-kinase、eNOS、Midkineに与える影響についても検討した。方法:3kg程度の日本白色種ウサギ頸動脈に正常血流モデルと末梢run offが悪い異常血流モデルを作成した。作成前後における血流を測定、自家静脈グラフトを移植、通常飼料投与群(Ctr群)と、プラバスタチン投与群(Prv群)、ピタバスタチン投与群(Pit群)に分けた。2,4週後グラフトを摘出、内膜肥厚の程度を比較。また2週後のグラフトでPCNA染色、TUNEL法を行い平滑筋の増殖・アポトーシスに与える影響を調べ、Prv群ではHUVEC、VSMCにPrv1μM、24時間投与しeNOS、Rho-kinaseに与える影響を、Pit群では2週間後のグラフトにおけるMidkineの発現につき検討した。結果:異常血流モデルで有意に血流が低下し内膜肥厚が増強された。正常、異常血流モデルともPrv群、Pit群両者で有意に内膜肥厚が抑制された。Prv群でPCNA index低値、TUNELindex高値で、HUVECでRho-kinaseが抑制されたがVSMCではRho-kinaseは抑制されなかった。またPit群でMidkineの発現が有意に抑制されていた。考察:両スタチンによる静脈グラフト内膜肥厚抑制効果を認め、その機序として新生内膜における平滑筋細胞の増殖抑制、アポトーシス促進効果を認めた。さらにPrv群では内皮細胞選択的Rho-kinase抑制効果が、Pit群ではMidkine発現抑制効果が確認された。これらの結果からスタチン投与が血行再建術後静脈グラフト開存率の向上に寄与すると考えられた。スタチンは脂質低下作用以外にも様々な効果が知られているが、血管外科領域における晩期閉塞の原因である自家静脈グラフト内膜肥厚に対する効果はいまだ詳しく知られていない。そこでスタチンによる静脈グラフト内膜肥厚抑制効果を検討した。またスタチンがRho-kinase、eNOSに与える影響についても検討した。作成前後における血流を測定し、自家静脈グラフトを移植、通常飼料投与群(Ctr群)とプラバスタチン投与群(Prv群)に分けた。4週後グラフトを摘出し、内膜肥厚の程度を比較した。また2週後のグラフトを用いてPCNA染色、TUNEL法を行い平滑筋の増殖・アポトーシスに与える影響を調べた。さらに、HUVEC、VSMCにプラバスタチン1μM、24時間投与しeNOS、Rho-kinaseに与える影響を検討した。正常、異常血流モデルともにrv群において有意に内膜肥厚が抑制され、PCNA index低値、TUNELindex高値であった。HUVECにおいてRho-kinaseが抑制されたがVSMCにおいてはRho-kinaseは抑制されなかった。考察:プラバスタチンによる静脈グラフト内膜肥厚抑制効果を認め、その機序として新生内膜における平滑筋細胞の増殖抑制、アポトーシス促進効果を認めた。さらに内皮細胞選択的Rho-kinase抑制効果が確認された。

これらの結果からスタチン投与が血行再建術後静脈グラフト開存率の向上に寄与すると考えられた。スタチンは脂質低下作用以外の効果が知られているが、血管外科領域での晩期閉塞原因である自家静脈グラフト内膜肥厚に対する効果は詳しく知られていない。昨年は水溶性スタチンであるプラパスタチンの静脈グラフト内膜肥厚抑制効果を検討しプラパスタチンが有意に内膜肥厚を抑制し、その機序として新生内膜のおける平滑筋細胞の増殖抑制、アポトーシス促進効果によること、さらには内皮細胞選択的Rho-kinase抑制を確認した。そこで今回は脂溶性スタチンであるピタバスタチンの静脈グラフト内膜抑制効果を検討しさらにはRho-kinase、eNOS、Midkineに与える影響についても検討した。方法:3kg程度の日本白色種ウサギ頸動脈に正常血流モデルと末梢run offが悪い異常血流モデルを作成した。作成前後における血流を測定、自家静脈グラフトを移植、通常飼料投与群(Ctr群)と、ピタバスタチン投与群(Pit群)に分けた。2,4週後グラフトを摘出、内膜肥厚の程度を比較。また2週後のグラフトでPCNA染色、TUNEL法を行い平滑筋の増殖・アポトーシスに与える影響を調べ、さらには2週間後のグラフトにおけるMidkineの発現につき検討した。結果:異常血流モデルで有意に血流が低下し内膜肥厚が増強された。正常、異常血流モデルともPit群両者で有意に内膜肥厚が抑制された。またPlt群でMidkineの発現が有意に抑制されていた。考察:ピタバスタチンによる静脈グラフト内膜肥厚抑制効果を認め、その機序として新生内膜における平滑筋細胞の増殖抑制、アポトーシス促進効果を認めた。さらにPit群ではMidkine発現抑制効果が確認された。これらの結果から脂溶性スタチンであるピタバスタチン投与が血行再建術後静脈グラフト開存率の向上に寄与すると考えられた。
画像処理、GIS、地球統計学を用いた森林衰退の統計的解析と予測

石川県刈安山周辺で,カシノナガキクイムシ(以下,カシナガ)が運ぶナラ菌によって発生しているナラ類の大量枯損について,航空写真を利用して枯死木の位置を調べ,GISに入力し地球統計学を用いて解析を行った。枯死木樹冠が赤く変色することを利用し,航空写真より色情報を元に半自動的に枯死木を抽出する手法を開発した。RGB色空間情報をそのまま使った場合,枯死木の抽出が困難な場合が多かったため,画像をHSI色空間へ変換し枯死木抽出を行った。その結果,効率的に枯死木位置を抽出することができ,効率的な枯死木位置の把握が可能となった。航空写真により取得した枯死木位置を用いて,枯死木分布の時間による推移を解析するとともに,被害木発生位置と地形の関係の解析を行った。また,都道府県レベルでの被害報告を元に枯死被害の時間推移の解析も行った。枯死木分布の時間推移から,枯死被害の拡散速度を地球統計学の手法を用いて算出した。都道府県レベルの解析によって,毎年23kmの速度で被害が拡散していることが明らかとなった。航空写真による解析によって算出された拡散速度は,毎年400600mと算出された。また,前年の枯死木の位置から100m以下の距離に位置する近隣の樹木への被害の拡散も見られた。以上のように,枯死被害は少なくとも毎年23km,400600m,100m以下の3種類の拡散速度で侵攻していることが推測できた。このような結果となる理由としては,ナラ枯れの原因菌であるナラ菌を媒介すカシナガ成虫の移動経路が異なっていることが考えられた。枯死木位置と地形の関係を調査した結果,今回解析を行った領域では,東側の斜面で他の斜面に比べ多くの枯死木が発生していることが明らかとなった。この成果により,効果的な防除対策を施せるとともに,将来の被害拡散予測に役立つことが期待できる。
MLLキメラ遺伝子による11q23転座型白血病の発症及び進展メカニズムの解析

全急性白血病の5%程度を占め、特に乳児白血病や二次性白血病に高率に認められる染色体11q23転座は、11q23に座位するMLL遺伝子と様々な転座相手遺伝子によって形成されるMLL融合遺伝子を生じて白血病の発症に至ると考えられているが、その白血病の発症機構には未解明な点が多い。最近、私はMLLの新規転座相手遺伝子SEPT6/SEPTIN6とLCXを単離、同定し、その性状の一端を解析して報告した(One et al., Cancer Res.,62:333-337,2002; One et al.,62:4075-4080,2002)。これまで同定されたMLLの融合相手遺伝子自体の機能は十分解析されていないものが少なくなく、MLL融合遺伝子による白血病の発症機構の解明が進まない要因の一つとなっていることから、SEPT6、LCXの機能解析を進めるために、これらの遺伝子欠損マウスの製作を試み、SEPT6については成功し、表現型の解析を進めている。
ヒト消化器癌細胞におけるチミジル酸合成酵素遺伝子多型とその発現調節機構

チミジル酸合成酵素(TS)の非翻訳領域に存在する繰り返し配列数が26であるTS遺伝子をクローニングし、各遺伝子型に対応するTSmRNAの翻訳活性を観察した。さらに、繰り返し配列の上流、5'末端側に存在する繰り返し配列とほぼ相補的な逆配列を含まないTSmRNAも生成し、翻訳活性に及ぼす逆配列の存在の意義を観察した。その結果、繰り返し配列と相補的逆配列の双方を有するfull-length TSmRNAの翻訳活性は極めて低かった。また、full-length TSmRNAでは、繰り返し配列が増加するにつれて翻訳活性の上昇がみられた。さらに、相補的逆配列を除外したTSmRNAの翻訳活性は著明に上昇した。なお、相補的逆配列を除外したTSmRNAでは、繰り返し配列数の違いによる翻訳活性の差は認められなかった。TSmRNAの5'末端側にCap構造を付加すると翻訳活性の上昇が認められた。また、Cap構造付加に伴う翻訳活性の上昇は、相補的逆配列を除外したTSmRNAでも同様に認められた。なお、得られた蛋白は、TSポリクローナル抗体を用いたWestern blottingによってTS蛋白であることが確認された。TS遺伝子の5'末端側NTRに存在する繰り返し配列と相補的逆配列が形成するstem loop構造が、TSmRNAの翻訳活性を抑制的に制御しているものと思われた。さらに、そのloop構造に蛋白が結合し、抑制的制御を調節することが推測された。今後は、TSmRNA5'UTRに形成されるstem loop構造に結合する蛋白の同定と、その結合がもたらす翻訳活性への影響を明らかにすることが必要と思われた。ヒト大腸癌組織よりDNAを抽出し、PCR法にてTS遺伝子のGCrichな非翻訳領域に存在するリピート構造の数(26)を確認した。次いで、リピート領域を挟むプライマーで各リピート構造の増幅を行った。さらに、得られたPCR産物をTAクローニング法を用いてクローニングした。クローニングしたDNAフラグメントから、制限酵素RbaIとEcoRIでリピート領域を切り出し、full length TScDNAプラスミド(リピート長;3)のリピート領域を含むDNAフラグメントと組み換え、大腸菌にトランスフェクトして、2から6までのリピート長を持つ各TScDNAをクローニングした。各リピート長を持つTScDNAプラスミドを精製し、このDNAを用いてin vitrotranscription systemによりTSmRNAを作成、次いでreticulocyte lysate translationassayを用いて種々のリピート長を有するTSmRNAの翻訳活性を観察した。得られた蛋白の放射活性をみると、リピート構造数の増加につれてTS蛋白の翻訳量が増加した。しかし、リピート構造の上流に位置する相補的逆配列を切り離すと、翻訳活性の著しい上昇を認めるともに、リピート構造数による翻訳活性の差も消失した。これら一連の現象は、TSmRNAにキャップ構造を付加しても同様であった。なお、翻訳された蛋白がTSであることはTSのポリクローナル抗体を用いたwestern blotting法によって確認した。【研究目的】ヒト消化器癌チミジル酸合成酵素(TS)遺伝子の非翻訳領域に存在する28塩基対を基本構造とする繰り返し配列がTS蛋白の発現に及ぼす影響を明らかにした。【材料と方法】ヒト大腸癌組織より抽出したTS遺伝子のリピート長(2-6)をPCR法によって確認した。次いで、目的とするリピート長を持つDNAを鋳型とし、リピート領域を挟むプライマーで遺伝子増幅を行った。得られたPCR産物をTAベクターとライゲートさせ、大腸菌にトランスフェクトして既知のリピート長を持つDNAフラグメントをクローニングした。さらに、これらのDNAフラグメントから、制限酵素RbaIとEcoRIでリピート領域を切り出し、full length TS cDNAプラスミド(リピート長;3)を同じ二種の制限酵素で処理し、リピート領域を含むDNAフラグメントを組み換え大腸菌にトランスフェクトして、2から6までのリピート長を持つ各TS cDNAをクローニングした。次いで、各リピート長を持つTS cDNAを用いてin vitro

transcription systemによりTS mRNAを作成した。さらに、各TS mRNAからの翻訳活性をin vitro translationsystemにて評価した。【結果】繰り返し配列が2(2R)から6(6R)のTS mRNAを用いたin vitro translation assayの結果、2Rと3R以上との間に有意な翻訳活性の差が存在することが明らかになった。繰り返し配列数が2から3に増加すると翻訳活性のstep upが認められ、それ以上増加しても活性には変化が認められなかった。さらに、TS mRNAにcap構造を付加しても同様の結果であった。【結語】繰り返し配列を含むTS mRNAの立体構造が翻訳活性に影響を及ぼしている可能性が高い。現在、TS mRNAの立体構造の解明とその形成に関わる蛋白質の究明を行っている。
ホンヤドカリ属における性成熟後の成長と繁殖の資源配分

ホンヤドカリ属を対象として、オスとメスの成長と繁殖の資源配分様式を調べた。本属の一部の種では、交尾直前にメスが脱皮することがあり、繁殖期中にも成長する。本研究の結果、脱皮する個体は、とくに産卵間隔が長い傾向が強く、抱卵数も変異が大きかった。オスも配偶行動によって摂餌行動が抑制されるため、繁殖に費やす時間の増加が成長を低下させることが示唆されたが、実験ではそれを強く支持する結果は得られなかった。ホンヤドカリ属のメスは交尾直前脱皮をおこなう。これまでの研究で、本属5種7個体群で、交尾直前脱皮は産卵回数を減らすために現在の繁殖成功度を下げるものの、成長を介して将来の繁殖力を高めていると考えられている。つまり本属のメスは繁殖期中にも成長と繁殖の資源配分をおこなっていると考えられる。本研究では、同一個体群の複数年間、緯度の異なる個体群間、同じ場所に生息する同属種間、緯度の異なる地域の同属種間という複数レベルで、メスの資源配分様式を比較し類型化することを目的としている。さらに、各レベルで資源配分に影響を与える要因を個体レベルで検証することによって、個体群特異的、種特異的、地域特異的、そしてホンヤドカリ属に普遍的な資源配分様式を明らかにすることを目指す。今年度は、ホンヤドカリ、イクビホンヤドカリ、ヨモギホンヤドカリ、ケアシホンヤドカリの交尾前ガードペアを野外で採集後、交尾・産卵まで飼育して交尾直前脱皮の有無と産卵の連続性、体サイズ、クラッチサイズ、貝殻の種類とサイズを測定した。そして交尾直前脱皮頻度と連続産卵頻度、それらの季節変動パターンを過去のパターンと比較した。その結果、土佐湾では共存種間で資源配分パターンに類似性が認められたが、函館湾ではその傾向は認められず、また函館湾のメスの資源配分パターンは年間変動も大きいことが明らかになった。さらに、ホンヤドカリの成長フェノロジーを函館湾と土佐湾で調べて比較した結果、函館湾では冬季に脱皮頻度が大きく低下して成長が停止するが、土佐湾では1年を通して高い脱皮頻度を保っていた。このことは、土佐湾のホンヤドカリに比べて、函館湾のホンヤドカリは成長可能な季節が短く、成長期における繁殖期の占める割合が高いことを意味し、繁殖期中の成長と繁殖の資源配分が生涯繁殖成功度に与える影響は、函館湾個体群のほうが土佐湾個体群よりも強いことが示唆される。高知県土佐湾と北海道函館湾にほぼ同所的に生息するが、メスの年間産卵回数や産卵期が異なるという特徴をもつホンヤドカリ属(テナガホンヤドカリ、クロシマホンヤドカリ、ホンヤドカリ、イクビホンヤドカリ、ヨモギホンヤドカリの5種6個体群)を用いて、メスの資源配分様式(脱皮頻度や産卵数、産卵間隔の関係)とオスがメスの体サイズに基づいた配偶者選択をおこなっているという仮説を検証した。メスが産卵期中にも脱皮をおこない、産卵間隔を延長させながら成長に資源配分している種では、体サイズと産卵数の相関が弱く、メスが脱皮をおこなわない種では、体サイズと産卵数の相関が強かった。前者の種では、メスの体サイズに基づいたオスの配偶者選択を強く支持する結果は現在のところ得られていないが、オスの体サイズやメスの産卵タイミング、さらにメスの体サイズ変異幅が小さいことなどの要因に対する解析処理が貧弱である可能性も示唆された。後者の種では、オスは大型のメスを高頻度で選択する傾向が認められ、さらに、メスを獲得しているオスが、より大型の成熟メスと出会った場合に、メスを取り替える行動も観察された。オスによる体サイズに基づいた配偶者選択が進化・維持される条件として、メスの体サイズが繁殖力の信頼できる指標として機能していることが挙げられる。メスの資源配分にみられる種間変異はオスの行動の種間変異を導く可能性が示唆された。また、ホンヤドカリの2個体群ではメスの体サイズ組成に明瞭な個体群間変異があり、実験結果から得られた推定値も異なっていたことから、これらを考慮した実験方法や解析手法を工夫する必要性が示唆された。
難病当事者を対象とした包括的支援：iQOL概念からの検討

本研究の目的は,難病当事者を対象とした個人的な生活の質(iQOL)調査から難病当事者のiQOLを明らかにし,iQOL概念を再考することであった。iQOL概念を再考するために,質的研究法に基づく方法論的検討を行った。これらの研究成果から,難病当事者のiQOLは,患者としてのQOLではなく,病いを抱える生活者として構成されていた。したがって,QOL向上に向けた支援は医療空間と生活空間の双方を包括的に検討しなければならない。さらに難病当事者のiQOLを調査することは,難病当事者のライフ(生命・生活・人生)に迫る試みであり,また調査者が当事者のライフに参入するプロセスでもあることが分かった。本研究の目的は,難病患者を対象とした生活の質(QOL)とその支援について多角的に検討することである。本年度は初年度ということもあり、個人の生活の質(iQOL)を検討するうえで重要となる方法論・認識論を重点的に考察した。とりわけ、人間の行為や様態を時間や空間の中で、つまりは個人や社会との関係性の中で取り扱う文化心理学の視点に立脚した議論を展開した。質的研究法のひとつである複線径路等至性アプローチ(TEA)は、個人を開放系システムから分析する手法の一つであり、包括的に個人の人生径路を記述することができる。本研究では,QOL研究にTEAを導入することで明らかになる患者のiQOLとその議論の限界を考察した。難病患者のライフは病いそのものだけではなく、病態の進行やそのときの医療介入への評価、家族の状況、生活世界への支援状態、生きがいの有無などによっても変容する。これらのライフの質を詳細に捉えることは、患者への適切な医療介入や看護計画、具体的な支援方略を考えるうえで重要な指針となるだろう。したがって、TEAのようなシステミックな視点をもつ方法論の導入が不可欠となる。このことにより、個人のライフを生命、生活、人生という多層的な質をもつものの複合体として捉え直し,QOL概念そのものを再検討することができると考えられる。昨今では、患者の経験を重視した評価法(Patient experience measure)への注目が高まっている。本研究もこの動向を注視しつつ、今後の研究計画を遂行する予定である。なお、これらの研究成果は、書籍や所属学会での発表により報告された。本年度は昨年度から継続課題となっており,昨年度に引き続き,個人の生活の質(iQOL)にかかわる方法論・認識論の考察を実施した。さらに,難病患者の中には身体状況や生活環境により限られた生活空間の中で社会生活を営む者もあるため(例えば,施設療養中の病者であれば,医療機関での生活が社会生活の基礎となる)iQOLを検討する上で社会的孤立の観点が重要となってくる。また,在宅療養においても積極的な社会参加は難しい場合があり,地域においても孤立してしまいがちになる。そのような病者にとって,医療機関は社会との接点のひとつでもある。本年度は,難病患者を含む広義の社会的孤立者や生活困窮者について医療機関が実施する援助の在り方について検討した。なお,これらの研究成果は研究者の所属学会等で研究報告等が実施された。初年度に引き続き,QOL概念の方法論や認識論を検討し,国際学会で報告することができた。この点は研究計画通りに進展していると判断できる。昨年度,難病患者を対象とした調査が難航し,計画通りに研究活動が進展しなかったが,本年度は病者に携わる医療従事者への調査を実施することができ,より研究テーマを深めることができた。本研究の目的は,難病患者を対象とした個人の生活の質(individual Quality of Life; iQOL)とその支援について多角的に検討することであった。一昨年度からの継続課題である個人の生活の質(iQOL)にかかわる方法論や認識論に関する議論を実施した。本年度はとりわけ,より個人の実存的なライフ(生命・生活・人生)に迫るQOL評価法の有用性とそれにかかわる方法論について検討した。難病患者の多くが在宅医療へ移行するにつれ,個人の実存に迫る(iQOL)とその理解は,地域社会で共生する上でも重要かつ個別具体的な支援方略を提供する一つの指標になると考えられる。これまでの研究では,難病患者の療養環境や支援に地域差が認められており,地域における病気の社会的認知度や生活環境にも差異があるがゆえに,個人に焦点を当てたQOL向上に向けた取り組みがより重要になると考えられる。とりわけ難病患者の中には身体機能や生活環境により限られた生活空間の中で社会生活を営む者もおり,社会参加が抑制されたり,自ら地域社会との距離を置いたりする場合がある。その際,患者と地域社会との接点を担うのは医療機関である。本研究では難病患者や慢性疾患患者を含む広義での社会的孤立者に対する医療機関が抱える問題点についても検討した。その結果,慢性的な人材不足だけでなく,地域における在宅医療や訪問看護に携わる人材の育成なども課題のひとつとして挙げられた。これらの研究成果は,関連する国内外の学会で発表や関連する書籍等で広く報告された。

これらの研究成果から,難病当事者のiQOLは,患者としてのQOLではなく,病いを抱える生活者として構成されていた。したがって,QOL向上に向けた支援は医療空間と生活空間の双方を包括的に検討しなければならない。さらに難病当事者のiQOLを調査することは,難病当事者のライフ(生命・生活・人生)に迫る試みであり,また調査者が当事者のライフに参入するプロセスでもあることが分かった。初年度の研究計画はQOL概念の方法論や認識論を検討することであり、文献調査だけでなく、一部書籍として公表できた。この点は研究計画以上に進展していると判断できる。しかし、難病患者を対象とした調査それ自体は、研究者ー患者間の日程調整等が難航し、計画の通りには進展することができなかった。これらを総合的に判断し、おおむね順調に進展していると判断する。今後も研究計画のとおりに研究課題を遂行する。ただし,難病患者調査に関しては継続的に実施するが,調査協力者の負担や利益を考え,研究倫理に則って無理のない範囲で調整する。研究成果の公表に関しては,本年度と同様,国内外で開催される学会での研究報告,学術論文への投稿,所属大学のホームページなどで積極的におこなう。医療心理学,医療社会学今後も研究計画のとおりに研究課題を遂行する。ただし、本年度研究計画通りに進展しなかった患者調査に関しては、来年度はより精力的に実施する。患者会や情報登録サイトを通じて研究活動を紹介し、調査への協力を依頼する。研究成果の公表に関しては、本年度と同様、国内外で開催される学会での研究報告、学術論文への投稿、所属大学のホームページでの研究紹介、など積極的に実施していく。本研究の研究計画には患者調査の実施が含まれている。本研究の対象となる難病患者は重度の身体障碍を抱える者が少なくなく,申請者が患者宅あるいは療養先である医療機関を訪問する必要がある。患者の心身の状態や体調,また申請者の所属機関の異動などが生じ,大幅な日程調整の必要性が生じたため,本年度も継続して調査を実施する。したがって,旅費や使用機器の購入,データ入力を業者委託する際の費用等は,必要経費として次年度に繰り越す。本研究の対象となる難病患者は重度の身体障害を抱えるものが少なくなく、申請者が患者宅あるいは医療機関を訪問する必要がある。したがって、患者調査を実施するための旅費は研究課題を遂行するうえで不可欠である。また、インタビューを用いた調査は患者の拘束時間も長く、また付き添う介助者の負担も大きい。したがって、謝金等の支払いも妥当であると考える。しかし、当初調査を予定していた患者の病態が悪化したことにより、本年度は患者調査を延期さざるを得なかった。したがって、旅費の一部や謝金、テープ起こし等の委託に伴う予算は、来年度への繰り越した。研究活動の進展状況により研究計画当初よりも予算の繰り越し額が多くなっているが,これらの予算は,調査旅費やデータ処理のための費用として執行する予定である。また,本年度も国際学会での報告(発表確定済)や国内外の学会で研究報告を積極的に行うため,予算の一部はその際必要となる旅費や資料作成費,印刷費等に充填する予定である。
熱ショック蛋白質を用いた癌免疫療法の臨床応用

軟部悪性腫瘍においては未だ有効な腫瘍抗原ペプチドの同定がなされておらず、治療の主体は外科的手術や化学療法である。しかしこれらの腫瘍の問題点は高い再発率である。腫瘍抗原を標的にした免疫療法はminimal residual disease (MRD)に対して最も効果的であると考えられ、これらの悪性腫瘍の再発、転移を初期の段階から抑制できるというこれまでにない治療法となり得る。最近我々は滑膜肉腫に見られる染色体転座(X;18)部位由来SYT-SSXペプチドがHLA-A24に提示される腫瘍抗原であることを報告した。本年の本領域の研究助成において我々は、この滑膜肉腫に特異的に発現しているSYT-SSXキメラ遺伝子産物由来の腫瘍抗原ペプチドをモデルペプチドとして、熱ショック蛋白質(HSP)をHLA-A24トランスジェニックマウスに免疫することにより、CTLの効率的な誘導法について検討してきた。まず我々はin vitroにおいて,、このSYT-SSX由来ペプチドとrecombinant HSP70,HSP90との複合体(HSP-peptide complex)を高いaffinityを持って作成する事が可能であることを示した。さらにHLA-A24陽性患者腫瘍からHSP70,gp96を精製することが可能であることを確認した。これらのHSP-peptide complexをHLA-A24トランスジェニックマウスに免疫することにより、ペプチド特異的CTLの誘導できるこを示した。しかしその細胞傷害活性はそれほど高いものではないこともわかってきた。また我々は、免疫されたHSP70-ペプチド複合体は抗原提示細胞である樹状細胞に取り込まれ、これに結合している抗原ペプチドはMHC class Iと会合し細胞表面上に発現されることを報告してきた。そこで、今後は強力な抗原提示細胞である樹状細胞にあらかじめ腫瘍由来のHSP70あるいはin vitroで既知の腫瘍抗原ペプチドを結合させたHSP70をパルスしたものをHLA-A24トランスジェニックマウスに免疫することにより、更に強力なCTLを誘導できる可能性について研究を進めたいと考えている。効率良く、かつ活性の高いCTLを誘導可能であれば、実際の臨床応用も可能となり、癌治療における貢献度は大変大きいものと考えられる。
産業革命期日本紡績業における企業合併・買収の歴史的研究

本研究の目的は、近代日本の企業合併の起源を歴史的に明らかにしたことにある。近代日本の代表的産業であった綿紡績業は、市場競争の激化や輸出市場の不振などもあって、他産業に先駆けて企業合併が進んだ。この企業合併交渉は、合併企業の経営戦略を反映して一方的に有利な条件で進められたのではなかった。被合併企業もその独自の競争力や出資者の利害意識を反映しながら、優位に展開していたのである。本年の研究活動は、主として2点ある。第一に、近代日本の紡績業の合併事業について、主として中京圏の企業家に着目し、その財界形成および企業家活動を分析した。具体的には、中京財界のリーダーシップを担った奥田正香の企業設立および企業合併を具体的にした。3大紡績のひとつ、東洋紡績の前身である三重紡績は、奥田正香の尽力で中京圏の合併・買収を推し進めた。なお、この内容は、第85回社会経済史学会全国大会(北海道大学:2016年6月12日)において報告する。次に、三重紡績と大阪紡績の合併プロセスについて、主としてその合併条件をめぐる交渉に着目して、分析した。研究史では、三重紡績優位の合併と評されてきたが、大阪紡績の利害が優先された合併となっていた。これは、大阪紡績の株主の利害が大きく反映されていたことから、企業経営における株主のガバナンスが極めて有効に作用していたことを示すものであった。なお、この研究内容は、『経済論集』第66巻第1号(関西大学,2016年6月)に掲載される。本研究に関わる資料収集は、ほぼ予定通り完了した。中小紡績資本の分析については、主として中京圏を中心にマクロ的な分析を実施するに至った。本研究は、中京圏の産業化に企業者がいかなる役割を果たしたのかを明らかにすることである。現在中京経済圏は、名古屋を中心に日本屈指の製造業拠点としての存在感を強めていることから、その歴史発展要因の解明に注目が集まっている。本研究は、この中京圏の成長要因を歴史的視点から解明する試みである。具体的には、奥田正香を対象にして、明治後期から大正期にかけての中京圏における近代産業の発展を担った企業家たちをとりあげ、それぞれの関わった事業およびその行動、それらをとりまく企業家ネットワークについての具体的な検証を試みる。そして、このような検討を通じ、中京圏の産業化の進展と中京財界のネットワークおよび中央財界との関係についての一端を明らかにすることができる。"名古屋の渋沢栄一"とも称された奥田正香は、その経済活動の展開や中京圏の産業化に中心的な役割を果たし、奥田を軸に「土着派」、「近在派」、「外様派」各派の企業家たちが入り組みながら中京圏の産業化が進んでいった。明治後期から大正初期にかけては、奥田系企業が拡大の過程をたどり、その後は衰退を迎える。この具体的推移を、三重紡や名古屋電力、日本車輌製造の事業展開の検討を通じて明らかにした。中京圏で企業合併・買収を積極的に進めた奥田正香についての企業家活動については、史料収集および分析をほぼ終えて、2016年6月の社会経済史学会全国大会で学会報告を実施した。その報告の際には、質疑応答を通じて、さらなる企業分析の必要性が浮かび上がってきた。具体的には、紡績業だけでなく、織布業への展開、または電力業やガス事業へも拡張することで、近代日本の企業合併を体系的に明らかにすることができよう。現在は、その成果を纏めるべく、学会投稿論文を作成している。本研究は、大都市で誕生し、近代紡績業をけん引していった綿紡績資本が、どのような経営戦略から中京圏へ進出していったのかを明らかにした。その対象となる企業は、鐘淵紡績・三重紡績・日本紡績の3社であった。この3社は、それぞれ独自の経営戦略を基にして、企業合併を進めた。三重紡績は1914年に大阪紡績と合併して東洋紡績となり、日本紡績は尼崎紡績に合併されたのち大日本紡績へと結実する。つまり、この3社は近代紡績業の主導権を握った「三大紡」にあたる。各紡績資本の経営戦略や規模拡大・合併交渉にはそれぞれ独自の経営戦略が反映されていた。まず東京・神戸を拠点とする鐘淵紡績は、主事業の綿紡績業に加えて、絹糸事業や瓦斯糸事業など多角化を目指して企業合併を推し進めた一方、名古屋を拠点とする三重紡績は経営拡大を図るべく企業合併を進めた。そして大阪を拠点とする日本紡績は、瓦斯糸事業市場の掌握を図るべく企業合併を進めるという経営戦略をとって、中京圏の中小紡績資本への合併交渉を推し進めたのである。それゆえ、各紡績資本の合併交渉は、条件交渉をめぐって激しい競合関係にあったのであり、決して大規模資本優位で進められたのではなかったのである。まず、第85回社会経済史学会全国大会(北海道大学:2016年6月12日)での学会報告、および『経済論集』第66巻第1号(関西大学,2016年6月)への執筆を完了させる。

次に、収集した紡績資本の資料分析を行い、中京圏の企業合併に実態を解明する。具体的には、1企業合併を巡る大紡績間の競合関係がどのように展開したのか、及び2ステークホルダーのガバナンスが企業経営にどのような影響を与えたのかを解明していく。今年度は、これまでの調査・学会報告を踏まえて投稿論文の作成に取り掛かる。具体的には、まず、奥田正香が中京圏財界のリーダーシップを握り、中京圏の工業化を進めていく過程を取り上げた論文。次に、奥田が強く関与した三重紡績が、中京圏の中小紡績企業を合併するプロセスを解明した論文を作成する。これらの論文を体系的にまとめて、近代日本の企業買収・合併を歴史的に解明していく。経済史次年度使用額は、調査対象として、紡績企業に加えて、川下部門である織布業への調査が発生したため、その史料収集やインタビュー調査に旅費が発生した。今年度も、中京圏への調査活動を継続的に実施していく。史料撮影やその複写に要する費用が発生する予定である。加えて、2017年に実施される社会経済史学会全国大会が慶応大学三田キャンパスで実施されるため、東京への出張旅費がいくつか発生する予定である。
クラスター状の根を形成する植物の貧栄養適応戦略の解明

本研究は、基課題(基盤研究B(一般)「根分泌科学の新展開:農業生産への活用と生態学的機能」)において進めている根分泌物による農業生産への活用と生態学的機能のうち、特に生態学的機能とこれに関わる生理機能に注目した。特に西オーストラリアの極めて貧栄養な土壌に多く分布するヤマモガシ科植物とカヤツリグサ科植物を、わが国に分布する同じ科の植物と比較解析を行い、これらの植物の低リン耐性への寄与と土壌環境へ及ぼす影響を調査することが主要な課題である。本研究課題においては、西オーストラリアにおける現地調査と日本における栽培調査、現地調査を組み合わせ、植物の栄養生態調査および生理機能の調査を行うとともに、土壌微生物学的調査を行うことで、クラスター状の根がもたらす土壌生態系におけるインパクトを明らかにすることを目的とする。今年度は、オーストラリアおよび日本に自生するヤマモガシ科植物、カヤツリグサ科植物について多地点において採取し、これらの成熟葉を対象に元素分析を行った。その結果、ヤマモガシ科に特徴的な傾向としてアルミニウム濃度が高いことが示された。また、カヤツリグサ科植物においてはダウシフォーム根の形成数が多いことが根圏土壌中のリンの可給化に寄与することが示された。西オーストラリア大学への渡航中にはヤマモガシ科等のクラスター状の根を形成する植物が多く分泌するフィールドで調査を行うとともに、積極的な情報交換を行うことで研究協力体制を確立した。これにより、継続的に植物試料の採取が可能となった。ホーヘンハイム大学渡航中には根圏微生物の群集構造解析および生理機能解析における技術習得を行い、栽培試験におけるこれらの手法について具体的な適用方法の検討を進めた。本研究の成果として、複数の関連論文の投稿、学会における発表につながっており、順調に進展している。これまでに計画した渡航先への滞在は短期間だが極めて効率的に共同研究を進めていることから、今後もこれを継続する考えである。西オーストラリア大学には、平成31年度には1ヶ月程度の滞在を予定する。滞在期間中には、前年度に採取したヤマモガシ科植物のイオノーム解析の結果を基にヤマモガシ科植物の周辺植生への影響の種間比較を行う。また、日本では土耕および水耕栽培を進めている。水耕栽培植物を用いて、クラスター状の根からの分泌物を回収し、そのメタボローム解析を実施する。クラスター状の根におけるmRNAの発現を網羅的に解析するため、次世代シーケンサを用いたRNA seqを行う。ホーヘンハイム大学には、平成31年度には1ヶ月程度の滞在を予定する。滞在期間中には根圏土壌の土壌微生物群集構造解析を進める。昨年度技術習得を行なったザイモグラムの方法を具体的に適用した実験を土耕栽培で実施する。日本では土耕栽培を行っており、これを用いて同じ土壌環境下で生育した日本原産、オーストラリア原産のクラスター状の根を形成する植物を対象に根圏土壌における微生物群集構造の比較解析を行う。内定年度:2017本研究は、基課題(基盤研究B(一般)「根分泌科学の新展開:農業生産への活用と生態学的機能」)において進めている根分泌物による農業生産への活用と生態学的機能のうち、特に生態学的機能とこれに関わる生理機能に注目した。

昨年度技術習得を行なったザイモグラムの方法を具体的に適用した実験を土耕栽培で実施する。日本では土耕栽培を行っており、これを用いて同じ土壌環境下で生育した日本原産、オーストラリア原産のクラスター状の根を形成する植物を対象に根圏土壌における微生物群集構造の比較解析を行う。
新規タンパク結晶場としてのフィルター孔の活用とその構造解析・分離デバイスへの展開

本研究では、微小空間であるトラックエッジドメンブレンフィルター(TEMF)の孔をタンパク質の結晶成長場として利用することで、高品質な結晶の獲得とX線構造解析における測定効率の改善を図った。また、タンパク質結晶を規則構造体とみなし、その結晶形状をインバース化した多孔質材料の合成に取り組んだ。最終年度の成果としては、グルタルアルデヒドで固定したリゾチーム結晶の各種溶媒(酸・塩基・有機溶媒)中での構造安定性について評価したデータを論文にまとめた。また、トラックエッジドメンブレンフィルター孔内でのリゾチーム結晶成長、および得られた結晶に対してX線構造解析を実施した結果を論文にまとめた。研究計画に示したように、平成27年度はトラックエッチドメンブレンフィルター(TEMF)の孔内でタンパク質結晶を作製し、それらの単結晶X線構造解析を実施した。TEMFを担体とすることで多数の結晶を一度に構造解析装置に導入し、測定毎の結晶の選別やマウント操作を簡便化することが本研究の目的の一つである。一方でTEMFの孔径により結晶サイズが規定される(申請書作成時点では孔径10 &#181;mのTEMFを使用していた)ため、微小結晶に対して構造解析を行う必要がある。そこで、2015年1月にSPring-8での測定を実施した。この測定では、TEMF試料のマウント法と結晶サイズに関して改善の必要があることが明らかになった。具体的には、接着剤によりTEMFをクリスタルキャップに張り付けることでマウントしたが、接着剤の乾燥を待つ間に結晶が乾燥してしまうことと、クライオガスの気流によりTEMFが振動することが問題であった。加えて、結晶サイズが小さいため結晶を検索し、ビームの照射位置を決定するために多くの時間を要した。そこで、2015年12月に実施したSPring-8での二度目の測定では、2枚のワッシャーでTEMFを挟み、それらをダブルクリップで固定する方法を用いて測定を行った。これにより、TEMF試料を素早くマウントするとともに、クライオガス気流による振動も防ぐことができた。また、孔径30 &#181;mのTEMFを入手することで、結晶サイズを確保し、光学顕微鏡による観察のしやすさの改善を図った。研究実績の概要で述べたように、TEMFの孔内で作製したタンパク質結晶をx線構造解析装置で測定するために、メンブレンフィルターをマウントするための器具が必要となった。そこで、クリスタルキャップとクリップ、ワッシャーを組み合わせることでメンブレンフィルターのマウントに適した器具を作製することができた。SPring-8での測定で得られた回折像については、近日中に解析を行う。トラックエッチドメンブレンフィルター(TEMF)の細孔内のように、狭い空間内では溶液の対流が強く抑制されるとの発想に基づき、細孔内でのタンパク質結晶成長挙動やそこで成長した結晶の品質について評価する。前年度に引き続き、TEMFの細孔内で作製したリゾチーム結晶の単結晶X線構造解析を実施した。TEMFの細孔径は30マイクロメートルとし、リゾチームの結晶化溶液中にTEMFを浸漬しておくとことで、細孔内に結晶を成長させた。TEMF細孔内にある結晶の構造解析を行うために、CrystalCap System(Hampton Research社製)をベースとして二枚のワッシャーでTEMFを挟みこむマウント系を作製し、TEMFを構造解析装置に導入した。また、30マイクロメートルという微小な結晶の構造解析を行うために、SPring-8 BL38を利用して測定を行った。測定は、常温およびクライオガスによる冷却下の二通りで実施した。その理由は、TEMFが水分を多く含むため冷却時に氷や霜が発生しやすかったこと、また、その急激な温度変化によりTEMF自体が変形した場合、結晶品質に悪影響を与える可能性があったためである。常温で構造解析を行う際には、結晶試料が乾燥しないように二枚のカプトン膜で結晶化液とTEMFを挟みこんだ。これにより、常温でも結晶の乾燥を防ぎながら測定することが可能であった。結果的には、クライオガス・常温下ともに安定して回折像を得ることができた。得られたデータの分解能などについて今後詳細に検討していく。SPring8にて年間課題として採択されたため、平成27年度に1回、平成28年度に2回の実験を行うことができた。試料のマウント系の構築については、9.実験実績の概要にて説明した通りである。結果、常温およびクライオガス冷却下でそれぞれ結晶構造解析を行い、回折像を得ることができた。一方で、TEMFの微小孔内とバルク溶液で、タンパク質結晶の核生成頻度や結晶成長速度(結晶溶解速度)に差異があるかについて、十分な実験データが得られていない。今年度はタンパク質結晶を鋳型とした規則構造体の合成に関する研究を実施した。タンパク質結晶を鋳型材料として応用するためには、結晶の脆弱性、特に溶媒安定性の低さを改善する必要がある。そこで、グルタルアルデヒドで架橋したリゾチーム結晶を用いて、各種溶媒(酸・塩基・有機溶媒)中での結晶構造の安定性を評価した。その成果については、すでにまとめて投稿しており、審査を受けている段階である。また、それらの知見を発展させ、架橋処理を施したタンパク質結晶を鋳型として、その結晶内部に無機材料前駆体を導入した結果に関して、年度前半にも論文化できるように計画を立てた。データについてはおおむね良好に得られている。フィルター微小孔内とバルク溶液で、タンパク質結晶の核生成頻度や結晶成長速度(結晶溶解速度)に差異があるかについて、十分な実験データが得られていない。

今年度は、並行して進めているタンパク質結晶を鋳型として応用する研究に関して、成果をまとめることを優先した。本研究では、微小空間であるトラックエッジドメンブレンフィルター(TEMF)の孔をタンパク質の結晶成長場として利用することで、高品質な結晶の獲得とX線構造解析における測定効率の改善を図った。また、タンパク質結晶を規則構造体とみなし、その結晶形状をインバース化した多孔質材料の合成に取り組んだ。最終年度の成果としては、グルタルアルデヒドで固定したリゾチーム結晶の各種溶媒(酸・塩基・有機溶媒)中での構造安定性について評価したデータを論文にまとめた。また、トラックエッジドメンブレンフィルター孔内でのリゾチーム結晶成長、および得られた結晶に対してX線構造解析を実施した結果を論文にまとめた。TEMF孔内とバルク相では結晶成長条件や速度に有意な差があるとの予測に基づき、孔内での選択的な結晶成長を進行させることが可能かを検証することも研究目的の一つである。この内容に関してより注力し、研究計画に沿って実験を進めていく。結晶生成頻度や結晶成長速度について、TEMFの細孔内とバルクで差異があるかを検証するための実験系を構築する。現状では、組成を変えた結晶化溶液を仕込んだ後、電子冷熱低温恒温器にて保管し、一定時間ごとに恒温器から取り出し、光学顕微鏡観察を行っている。顕微鏡観察下でも恒温状態を維持できる温度コントローラーを導入し、結晶成長の経過観察を行えるようにする。進捗状況の欄でも述べたように、フィルター微小孔内とバルク溶液で、タンパク質結晶の核生成頻度や結晶成長速度(結晶溶解速度)に差異があるかについて、十分な実験データが得られていない。最終年度であるので、まずはタンパク質結晶を鋳型とした規則構造体の合成の結果について、まとめることを優先させる。学会への参加回数が少なったことに加えて、公用車に乗り合わせて移動することで予定と比較して旅費が抑えられた。また、試薬もこれまでに使用していた試薬を利用することで、新規の購入が抑えられている状況であったため。研究室内で実施可能な実験が多くを占めたため日常業務のため、研究活動に対するエフォートが低下してしまった。また、本研究は、微小孔内でのタンパク質結晶成長とタンパク質結晶を鋳型とした規則構造材料の作製という二つのテーマからなるが、前者に関しては研究計画に遅延が生じている。期間延長および繰り越し金により、成果をまとめる時間と費用(英文校正・投稿料)を確保したい。試薬類は定期的に購入し、補てんする。光学顕微鏡類など高額物品についても充実を図る。7月に国際学会に参加し、論文投稿予定。顕微鏡観察用温度コントローラーの導入などを行う。
顕微質量分析による新生児低酸素性脳症の代謝システムの制御解明と低体温療法の最適化

新生児低酸素性虚血性脳症は、神経学的後遺症を残すことの多い疾患である。これまでに低体温療法だけが唯一、予後を改善することが知られていた。本研究では、低体温療法の作用機序を解明するために、疾患動物モデルを作成し、脳内の代謝変化を詳細に解析した。低体温療法による脳内の複雑な代謝変化が空間的・経時的に確認され、今後、治療法改善を検討する上で有用な知見と考えられた。本研究では、当初の計画通り、新生児低酸素性虚血性脳症の疾患モデル動物を構築した。概要は、RiceーVannucciモデルに準じた。生後7日のオスのSDラットの左総頸動脈を、全身麻酔下で外科的に結紮し、2-4時間の回復期をおいた後に、38度の恒温槽の上で8%酸素に暴露した。その後、空気に暴露する際に、30度の恒温槽に移し、低体温による治療を行った。文献上は、90分程度の8%酸素への暴露で十分な脳障害が形成されるとするものが多かったが、動物の系統の違いからか、本研究では、150分程度の低酸素暴露が必要であった。本研究のテーマである低体温の効果を調べるため、床を熱伝導性効率の高い金属で置き換えた特殊なプラスチック製のチャンバーを作成し使用した。これにより、低酸素暴露後の低体温療法により、神経学的症状が劇的に改善する疾患モデル動物実験系を安定して構築することができた。本実験系で得られた脳障害ラットから摘出した脳代謝物を抽出し、メタボローム解析を行った。約200種類の代謝物をCE/MSを用いて網羅的かつ定量的に測定し、クラスター解析プログラムを行いて系統的に分類した。その結果、低体温虚血障害の直後から低体温療法を行うことにより、一様に脳内代謝が抑えられるのではなく、予想に反して一部の脳内代謝物が低体温療法により増加することが明らかとなった。また、独創的な脳内イメージング技術である定量的質量イメージング法を駆使して、脳内のいくつかの代謝物の変化の解析を試みた。これにより、従来の染色法では捉えることのできなかった健常側大脳半球での代謝物の変化が示され、低体温療法が、脳内の代謝物を局在を持って変化させることが明らかとなった。今後、標的分子候補のノックアウトマウスの作出とその表現型の解析を視野に入れ、研究を進めていく予定である。平成24年度の計画【(1)新生児低酸素性虚血性脳症の動物実験モデルRice-Vannucci model(Rice et al. Ann Neurol 1981)】が予定通り構築され、安定した小動物実験系を確立することができた。続いて、本動物実験系が本研究課題の目的である新生児低体温療法の機序を解明するための実験系として妥当であることを確認する必要が生じた。このため、杉岡忠男氏の協力を得て、低酸素虚血障害後のラットを低体温環境におくことで、実際に動物の神経学的症状が改善することを確認した。また、平成24年度の計画【(2)CE/MSメタボローム測定系を用いた代謝物の網羅的測定】についても、予定通り、研究協力者の末松誠教授の慶應義塾大学医学部医化学教室メタボローム解析チームの協力を得ることで、検体からの代謝物の抽出処理と各代謝物の測定を完了することができた。また、平成25年度以降の計画として掲げた【(3)顕微質量分析法を用いたマスイメージング】の一部を予備研究として行った。平成24年度の本研究課題の成果である新生児低酸素虚血性脳症およびそれに対する低体温療法の小動物実験系の確立と脳抽出物のCE/MSメタボローム解析データ、また予備研究として行った一部の画像解析結果をまとめて、2013年2月8日(金)東京都港区西新橋の東京慈恵会医科大学で開催された第38回日本微小循環学会総会にて「Metabolic responses to mild hypothermia treatments after hypoxia-ischemia in newborn rats」と題して口頭演題発表し、学会奨励賞を受賞した。当初の研究計画の中で、平成24年度内に予定した安定した低酸素虚血性脳症および低体温療法の動物実験系の確立ができ、CE/MSメタボロームデータも研究協力者らの協力を得て測定が予定通り完了した。当初、平成25年度以降の計画として掲げた【(3)顕微質量分析法を用いたマスイメージング】を予定通り完遂する。マスイメージングに関しては、これまで行った予備研究と同様に、研究協力者の末松誠教授を通じて、島津製作所分析計測事業部ライフサイエンス事業統括部の中西豪らの協力を得る予定である。未使用額の発生は、効率的な実験用動物や物品の調達を行った結果である。翌年度の消耗品購入に当てる予定である。
表面プラズモン増強ポッケルス効果を利用した近接場光学顕微鏡の作製と分極構造の観察

表面プラズモン共鳴を用いて単分子膜レベルの超薄膜試料中の分極構造が観察可能な走査型近接場光学顕微鏡を開発した。この顕微鏡では2次の非線形光学効果の一種であるポッケルス効果(線形電気光学効果)を用いている。走査型トンネル顕微鏡の探針のような鋭い金属探針に交流電場を印加するとその直下では、試料中に分極構造があると2次の非線形分極が生じ屈折率が変化する。屈折率の変化量はわずか(10^<-6>程度)であり、電場が印加される領域は、金属探針のサイズ程度(φ10μm程度)と非常に狭く、対象とする薄膜はその膜厚が単分子膜程度(2nm厚程度)であるが、表面プラズモン共鳴を利用することにより、飛躍的に感度の改善が可能となる。この顕微鏡の特徴として(1)物質の分極構造を解明できる顕微鏡ツールであること(2)大出力のレーザーを必要としないこと、場合によってはインコヒーレント光源でも観察が可能なこと(3)比較的容易に入射光の波長を変えることが可能であること(4)原理的には数nmのナノ領域における分極構造の観察が可能なことなどがある。我々が観察に成功したのは、40μm×40μmにパターニングした色素単分子膜である。この走査型近接場光学顕微鏡を用いて試料のポッケルス顕微鏡像を観察することに成功した。SHG顕微鏡観察も同時いて得られた像との比較を行った結果、データの信頼性は確保されていることがわかった。現在の分解能は10μmであるが、探針を鋭いものに変え、かつ、ピエゾなどを用いて操作機構を作製すれば、さらに分解能が高い近接場光学顕微鏡が得られると考えられる。本研究の目的は、2次の非線形光学効果の一種であるポッケルス効果(1次の電気光学効果)を走査型近接場光学顕微鏡(NSOM)に適用し、メゾスコピック領域やナノ領域における非線形光学物性を知るための近接場光学顕微鏡を試作して自己組織化単分子膜などの超薄膜における微視的な分極構造を調べることである。ポッケルス効果により得られる屈折率変化は微小であるため、表面プラズモン共鳴(SPR)を用いて信号の増強をはかる。分極構造の観察を行うため、本年度は、近接場光学顕微鏡装置の設計と製作を行った。光源には650nmの半導体レーザーおよび543.5nmのHeNeレーザー利用した。SPRの励起には全反射減衰法を用いるため、その光学系をできるだけ小さく、かつ可動部分の少ない設計をして、実際にそれを作製した。実験で得られた反射率曲線によると入射角45度程度の入射角において、金の薄膜中のSPRによる入射光の強い吸収が生じることを確認することができた。ここで得られた知見は、本装置だけでなく、超小型のバイオセンサ装置などへの応用も考えられる。顕微鏡装置の探針として、光ファイバをエッチングにより尖らせ、金を蒸着したものを用い、周波数ωの交流電界を印加して、ピエゾのスキャナによりx, y方向に操作できるような付加装置もあわせて作成し、それが動作することを確認した。また、試料として、非線形光学色素の一種であるヘミシアニンの自己組織化単分子膜を用いる予定であるが、その非線形光学定数を事前に光第2高調波発生の実験により評価した。我々は表面プラズモン共鳴を用いて単分子膜レベルの薄膜試料でも分極構造が観察可能な走査型近接場光学顕微鏡を開発した。(以下走査型ポッケルス顕微鏡像と呼ぶ)この顕微鏡では2次の非線形光学効果の一種であるポッケルス効果(線形電気光学効果)を用いている。

STMの探針のような鋭い金属探針に交流電場を印加するとその直下の試料では、2次の非線形分極が生じ屈折率が変化する。屈折率の変化量はわずか(10^<-6>程度)であり、電場が印加される領域は、金属探針のサイズ程度(φ10μm程度)と非常に狭く、対象とする薄膜はその膜厚が単分子膜程度(2mn厚程度)であるが、表面プラズモン共鳴を利用することにより、飛躍的に感度の改善が可能となり、この顕微鏡観察を実現している。この顕微鏡の特徴として(1)物質の分極構造を解明できる顕微鏡ツールであること(2)大出力のレーザーを必要としないこと、場合によってはインコヒーレント光源でも観察が可能なこと(3)項目(2)と関連するが、比較的容易に入射光の波長を変えることが可能であること(4)原理的には数nmのナノ領域における分極構造の観察が可能なことなどがある。我々が観察に成功したのは、40μm×40μmにパターニングした、色素単分子膜の走査型ポッケルス顕微鏡像である,SHG顕微鏡観察も同時に行っており、得られたデータの信頼性は確保されていると考えている。現在得られている分解能は10μmであるが、探針を鋭いものに変え、かつ、ピエゾなどを用いて操作機構を作製すれば、さらに分解能が高い近接場光学顕微鏡が得られると考えられる。