hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖尿病ラット脳神経核神経細胞のグルコース濃度変化による神経活動性変動に関する研究

電位感受性色素を用いた光学的測定による、細胞外グルコース濃度の変化によるラット脳神経細胞の神経活動性変動の検討で、初年度(平成10年度11年度)の結果をまとめると、1)脳神経核により低グルコースに対する感受性が異なること(同濃度の低グルコースにより、興奮伝播の抑制が見られる神経核と抑制前に一過性に促進が見られる神経核とがあり、また抑制の程度も神経核により異なる)、2)STZ糖尿病ラットの脳では低グルコースによる感受性が高く、容易に活動性変動を示すこと、3)In Vitroの低グルコースの曝露により、低グルコースへの感受性が低下し、2度目の投与では神経活動性変動が起きにくいことが明らかとなった(Acute adaptation)。今年度、低グルコースによる神経活動性変動の機序を薬理学的に検討した結果、グルコーストランスポーターとモノカルボントランスポーターともに関与している事が示唆された、上記Acute adaptationにはモノカルボン酸トランスポーターが一部関与していることが示唆された(第50回西日本生理学会にて報告)。インスリン低血糖ラットを作製し、低グルコースによる神経活動性変動を検討したが、低グルコースによる感受性は低下し、変動の程度が少なかった。その機序として、グルコーストランスポーターよりもむしろモノカルボン酸トランスポーターの関与が強く、低血糖後の神経機能にグリアを介するエネルギー代謝が関与していることが示唆された(第43回日本糖尿病学会総会にて発表予定)。ストレプトゾトシン(STZ)糖尿病ラットと正常ラットの新鮮脳薄切片を作製し,自律神経高位中枢である中隔核(LSN),記憶に関与する海馬核(CAl)の神経細胞の興奮伝播を電位感受性色素を用いた光学的記録法にて測定し,低グルコース溶液を摂氏32度15分間灌流しその変化量を検討した.1mMグルコース液灌流後,LSNでは約10分で光学的応答の抑制が見られたが,CAlでは10分後は増強傾向が見られ15分後にわずかな抑制しか見られなかった.液温を24度に下げるか2mMのグルコース液を潅流すると,どの神経核でも応答抑制の発現時期の遅れ,程度の減少が見られた.以上より脳神経核により低血糖に対する感受性が異なることが示唆された(第21回日本神経科学大会にて報告).一方STZ注射後1ヵ月以降の糖尿病ラットでは低グルコース(2mM)による応答抑制は,どの神経核でも正常ラットと比較して強く現われたが,その程度はLSNで顕著であった.以上よりSTZ糖尿病ラットの脳では低血糖に対する感受性が増強していることが示唆された(第76回日本生理学会大会にて発表予定).また,正常ラットのしSNで最初の低グルコース(1,2mM)による興奮応答の抑制を認め,通常グルコース投与により元の状態に復した後,再度同濃度低グルコース液を投与しても応答抑制は見られなかった(In Vitroでの低血糖閾値の低下).CAlでも2回目投与の低グルコースによる応答抑制は1回目投与に比較して有位に少なく,LSN,CAlともこの低グルコースに対するAdaptationはモノカルボキシレイトトランスポーター(MCT)の抑制薬存在下で変化しなかった.(第42回日本糖尿病学会年次学術集会にて発表予定).電位感受性色素を用いた光学的測定による、細胞外グルコース濃度の変化によるラット脳神経細胞の神経活動性変動の検討で、初年度(平成10年度11年度)の結果をまとめると、1)脳神経核により低グルコースに対する感受性が異なること(同濃度の低グルコースにより、興奮伝播の抑制が見られる神経核と抑制前に一過性に促進が見られる神経核とがあり、また抑制の程度も神経核により異なる)、2)STZ糖尿病ラットの脳では低グルコースによる感受性が高く、容易に活動性変動を示すこと、3)In Vitroの低グルコースの曝露により、低グルコースへの感受性が低下し、2度目の投与では神経活動性変動が起きにくいことが明らかとなった(Acute adaptation)。
スプライシング因子ＰＲＰＦ１９の発現抑制による細胞老化の誘導と難治性膵がんの抑制

細胞老化とは、テロメア短縮、DNA損傷やがん遺伝子の活性化などの発がんストレスによって引き起こされる不可逆的な細胞周期停止機構であり、重要ながん抑制機構として考えられてきた。本研究は、老化関連microRNAの下流遺伝子として同定したpre-mRNA processing factor 19(PRPF19)の、細胞老化及びがん悪性化における機能的役割を明らかにすることを目的としている。これまでに、TIG-3において、PRPF19の発現は細胞老化に伴って減少し、siRNAを用いたPRPF19の発現抑制はp53-p21経路を介して細胞老化を誘導することを明らかにしている。本年度では、どのようにPRPF19の発現抑制がp53-p21経路を活性化しているのかについて検討し、PRPF19発現抑制によるp53-p21活性化機構を制御している重要な因子を同定することに成功した。さらに、TIG-3において、PRPF19の発現抑制によるスプライシング異常を調べるために、RNA-seq解析を行った。一方で、がん悪性化におけるPRPF19の機能について、正常ヒト膵上皮細胞株と比較して、膵がん細胞株ではPRPF19が高発現していることを見出している。本年度では、膵がんで高発現するPRPF19の上流制御因子を探索するために、発がん性KRASを発現する正常ヒト膵上皮細胞株の樹立を開始した。細胞老化におけるPRPF19の機能解析について、PRPF19発現抑制によるp53-p21活性化機構を制御している重要な因子を同定することに成功した。また、RNA-seq解析より、PRPF19の新たな機能の可能性を見出す知見を得たため、今後の解析に期待できる。一方で、「細胞老化におけるPRPF19の機能解析」についての論文化が当初の予定より若干遅れているため、次年度中の論文投稿が望まれる。細胞老化におけるPRPF19の機能解析について、論文化を進める。また、膵がんの発がん過程においてPRPF19の発現を制御する上流経路・因子を探索し、膵がんの悪性化におけるPRPF19の機能的役割を解析する。(A)、膵がんドライバー遺伝子であるKRAS, CDKN2A, TP53, SMAD4に着目し、正常ヒト膵上皮細胞を用いて、KRAS(G12V)の発現誘導やCDKN2A, TP53, SMAD4の発現抑制によってPRPF19の発現量が変化するかどうかを解析する。(B)、正常ヒト膵上皮細胞株及び膵がん細胞株を用いて、PRPF19の発現抑制による表現型解析とRNA-seq解析を行い、どのような因子・経路を介してPRPF19が膵がん悪性化に関与しているかを明らかにする。
多層グラフェンを利用した炭素材料へのナトリウムインターカレーションの再検討

次世代二次電池として注目されるナトリウムイオン電池は、炭素材料へのナトリウム(Na)のインターカレーションを利用している。黒鉛等の炭素材料の層間にNaがインターカレーションするとNa-黒鉛層間化合物(Na-GIC)を生成するが、Na-GICの飽和組成や特性はわかっていない。本研究では、容易なインターカレーションが期待できる多層グラフェンを用いて、Na-GICの飽和構造を明らかにする。さらに、結晶構造に欠陥を導入することで、全層間にNaが存在するステージ1構造のNa-GIC合成を試みる。また、高結晶性黒鉛を用いて様々なステージ構造をもつNa-GICを合成し、構造と物性の関係を明らかにする。
腎移植における尿中マイクロＲＮＡ解析による急性・慢性拒絶反応の低侵襲診断法の確立

移植腎拒絶反応におけるマイクロRNA (miRNA)の関与を明らかにし、尿中miRNAによる低侵襲で感度・特異性の高い急性拒絶診断法の開発を目指して検討を行った。Tリンパ球関連型および抗体関連型急性拒絶反応の症例各2検体、組織学的に正常であった4検体のパラフィン包埋腎組織を検体として、miRNAマイクロアレイ解析を行った。主成分分析の結果、拒絶反応症例は正常群とは異なるmiRNA発現傾向プロファイルを持つことが判明した。急性拒絶反応にて発現が変動していたmiRNA7種類からなる拒絶反応評価パネルを作成し、定量PCRにて移植腎生検患者の尿中発現量の定量を行い、現在結果を解析中である。3.マイクロアレイ解析:DNAチップ研究所に委託してAgilent SurePrint G3 Human miRNAmicroarray (miRBase21)を用いてアレイ解析を行った。ホルマリン固定、パラフィン包埋の組織ということでRNA integrity numberは1.3-2.6と非常に低かったがmiRNAの解析には問題がないと考え、各検体total RNA 100ngを用いて解析を行った。階層的クラスタリング(クラスター解析)では、ATMR群のみ別の階層に分かれ、AAMR群とNormal群の違いは明確にならなかった。主成分分析では、第三主成分まで含めることにより各群ごとのmiRNA発現傾向が説明できた。現在までの経過は、検体の選定、RNA抽出、精製、miRNAマイクロアレイ解析まで進んでいる。移植腎生検組織の見直しや、十分量の検体がある標本の選出に予想以上に時間がかかってしまった。予定ではマーカー候補miRNAによる尿中における経時的miRNAの発現プロファイル変化の解析を行うところまでが本年度の実施計画であったが、本年度は着手できなかったため次年度はそこから検討を続ける。1.マイクロアレイ解析結果の検討とプロファイル作成2.移植腎生検患者の尿検体の収集プロトコール、エピソード移植腎生検を行う患者の尿を採取し、30検体以上を凍結保存した。3. miRNAマーカー候補の選定と評価パネルの作成Normal 2検体に比較してATMRで発現が上昇:5、ATMRで発現が低下:8、AMMAで発現が上昇:3、AMMAで発現が低下:5の計21からなる拒絶反応評価パネルを作成した。現在までの経過は、検体の選定、RNA抽出、精製、miRNAマイクロアレイ解析、検体ごとのmiRNAプロファイル作成まで進んでいる。しかし、発現が上昇、低下していたmiRNAをそれぞれの群ごとで比較するために群内での検討を行ったところ、Normal4検体の間で一定の傾向が少ないことが明らかになった。組織学的に正常と思われた検体でも、局部では拒絶反応に近い状態が起きていることが想定されたため、病理標本を病理医を交えて再検討した。その結果、2検体において完全に正常とは言えない部分が存在しており、正常検体を2検体として解析しなおすこととした。また、ATMR, AAMR群においても個体差が大きく、2検体について同様の傾向を持つmiRNAの選定に難航した。移植腎拒絶反応におけるマイクロRNA (miRNA)の関与を明らかにし、尿中miRNAによる低侵襲で感度・特異性の高い急性拒絶の診断法の開発を目指して検討を行った。1)マイクロアレイ解析:組織学的に拒絶反応が確認された移植腎組織のうち、ドナーとレシピエントの血液型が適合しているAcute T-cell mediated rejection (ATMR)2検体、Acute antibody mediatedrejection (AAMR)2検体、そして対象群としてプロトコール移植腎生検にて拒絶反応を含む組織学的異常が認められなかった4検体(Normal)について、Agilent SurePrint G3 HumanmiRNAmicroarrayを用いてアレイ解析を行った。ホルマリン固定ーパラフィン包埋の組織ということでRNA integrity numberは1.3-2.6と非常に低かったがmiRNAの解析には問題がないと判断し、各検体total RNA 100ngを用いて解析を行った。2)マイクロアレイ解析結果の検討:Normal群に比較してATMR群で1.5倍以上発現が上昇していたmiRNAは202種類、1.5倍以上発現が低下していたものは309種類であった。また、Normal群に比較してAAMR群で1.5倍以上発現が上昇していたmiRNAは171種類、1.5倍以上発現が低下していたものは193種類であった。3)拒絶反応評価パネルの作成と尿中miRNAの定量:Normal 2検体に比較してATMRで発現が上昇:1(miR-548d-5p)、ATMRで発現が低下:3(miR-328-3p, 31-5p, 143-3p)、AMMAで発現が上昇:2(miR-129-2-3p, 31-3p)、AMMAで発現が低下:1(miR-28-5p)の計7つからなる拒絶反応評価パネルを設定した。これら4つのmiRNAについてqPCRを用いて移植腎生検患者の尿中発現量の定量を行い、結果を解析中である。

急性拒絶反応にて発現が変動していたmiRNA7種類からなる拒絶反応評価パネルを作成し、定量PCRにて移植腎生検患者の尿中発現量の定量を行い、現在結果を解析中である。対象群と比較して有意に発現が変動しているmiRNAをマーカー候補として選定する。また、前向き検討のため、プロトコール、エピソード移植腎生検を施行する患者の生検前の尿を採取し、冷凍保存する。各群で採取した尿検体を用いて、移植腎生検の検体と同様に、miRNA発現プロファイルを解析する。移植後の経過で発現プロファイルがどうのように変化するかを解析し、臨床データや病理診断との比較を行い、抗拒絶療法の効果判定や予後の予測因子として有用なmiRNAをマーカー候補として選別する。マーカー候補のmiRNAについて、移植患者全例の尿から抽出したRNAを用いてquantitative real time PCR (qRT-PCR)解析を行い、miRNA発現量と臨床データならびに病理組織学的所見との関連を評価する。採取した腎移植患者の尿検体を用いて候補miRNAマーカーについてreal time PCRを行い、移植腎生検の組織検体と同様に、miRNA発現プロファイルを解析する。移植後の経過で発現プロファイルがどうのように変化するかを解析し、臨床データや病理組織学的所見との比較を行い、抗拒絶療法の効果判定や予後の予測因子と最も関連性の高い有用なmiRNAをマーカー候補として選別する。2.移植腎生検におけるmiRNA発現レベルの検討移植腎生検のパラフィン組織標本から微量のmiRNAを回収し、real time PCRでマーカー候補miRNAを定量し、尿中の発現量と比較する。また、マーカー候補miRNAの腎生検組織上での局在についてもin situ hybridizationにより検討する。そして腎臓組織のmiRNAが尿中miRNAとどのように関連するのかを検討し、拒絶反応と真に関連するmiRNAを見出す。泌尿器科マイクロアレイ解析の委託費用が3月中の支払請求に間に合わなかったため。候補miRNAの選定が難航したため。すでに委託事業は終了し、支払請求済みのため4月に予算執行される予定である。候補miRNAパネルが作成できたので、それについてのreal-time PCR用の試薬を発注し、早期に使用する予定である。
レジリエンスの倫理的妥当性を支える持続可能性と補完性に関する社会倫理学的研究

本研究では、レジリエンス概念に潜む正常性基準問題をその複雑さを損なわずに捉えるべく、原理的・理論的な探求と実証研究を同時に実施し、問題の核心に迫る。具体的には、災害や自殺等、自然環境や社会環境に由来する様々な危機に対して特定のコミュニティが発揮する対応力のあり方を規定する要因について、理論的かつ実証的に解明する。同時に、個人の福祉水準の通時的維持を目指す「持続可能性原理」、および、個人と集団の望ましい関係に関する「補完性原理」を、上記実証研究に方向性を与える哲学的な基盤と位置づけ理論的に研究する。これらの研究作業を通じて「レジリエンスの倫理的妥当性を支える条件とは何か」を明らかにする。
超低イオン化エネルギーのクラスターの化学の新展開

本研究では、NH_4(NH_3)_nやNa(NH_3)_n等のクラスター内で価電子が非局在化し極めて低いイオン化エネルギーをもつクラスターの衝突誘起電子移動反応のサイズ依存性を検討し、価電子の分布状態と電子移動反応の機構を解明することを目的とし、以下の研究を進めた。1.現有の飛行時間型質量分析器と組み合わせ、差動排気が可能な衝突反応セルを新たに製作した。反応セル内にイオン引き出し用の電極を設置し、電子移動で生成するイオンを高電圧パルスで引き出し、質量分析と電子移動効率の測定を同時に行える仕様を採用した。超音速自由噴流法で生成したアンモニアクラスターにエキシマーレーザー(193nm)を照射してNH_4(NH_3)_nクラスターを生成してセル内に導入し、SF_6やWF_6等の電子受容体との衝突で誘起される電子移動反応を調べた。しかし、生成物イオンの信号強度が弱く、電子移動効率の定量的な測定に至らなかった。この原因として、セル内での多体衝突によるクラスターの崩壊と電子移動で生成するNH_4^+(NH_3)_nイオンが反応熱を伴うため、飛行時間型質量分析器ではイオン捕集効率が非常に低くなることが考えられる。この問題を解決するために、交差分子線型の反応と生成物イオンをセル直後で四重極質量フィルターで検出する反応装置を含め、反応収量の定量的な測定法の検討を進めている。2.極低イオン化エネルギーのクラスターの開発極低イオン化エネルギーのクラスターを開発する目的で、M(H_2O)_nM(NH_3)_n(Mg、Ca)を生成し、イオン化エネルギーと電子スペクトルの測定を行った。この結果、アルカリ金属原子の系と同様に、金属原子のクラスター内での自発的イオン化を示唆する新しい結果が得られた。また、Na多量体を含むH_2OやNH_3のクラスターについても電子受容体の可能性を検討するために、光電子分光法を用いた中性クラスターの電子構造の研究を行った。本研究では、極めて低いイオン化エネルギーをもつクラスター[NH_4(NH_3)_nやNa(NH_3)_n等]と電子受容体との衝突誘起電子移動反応のサイズ依存性を調べ、クラスター内で非局在化した価電子の分布状態の情報を得ることを目的としている。本年度は、以下の研究を行った。1.種々の試料圧で衝突実験ができる反応容器を試作し、現有の質量分析器のイオン化部位に設置して、反応セルの基礎的性能を検討した。またNH_4(NH_3)nクラスターとWF_6等の電子受容体との衝突で誘起される電子移動反応を調べるため、超音速自由噴流法で生成したアンモニアクラスターに、193nmのエキシマーレーザーを照射して、光分解によるクラスターの生成の予備実験を行った。ここでは反応セル内に質量分析用の引き出し電極を設置し、反応で生成するイオンの解析を行うが、反応セルの直前で行うクラスターの生成に伴って発生する大量のイオンがセル内に流入し、反応生成物の検出の妨げとなる。この問題を解決するために、新しいセルを開発した。現在、電子受容体としてWF_6を用い、反応で生成するWF_6^-負イオンを飛行時間型質量分析器で検出と、反応収量の定量的な測定法を確立するために検討を進めている。2.極低イオン化エネルギーのクラスターの開発反応実験に用いる極低イオン化エネルギーのクラスターを開発する目的で、M(H_2O)_n(Mg、Ca)を生成し、イオン化エネルギーの測定を行った。この結果、アルカリ金属原子の系と同様に、8個以上の水分子の配位によりイオン化ポテンシャルは3.1eVに収束することが実験的に明らかになり、金属原子のクラスター内での自発的イオン化を示唆する新しい結果が得られた。

この結果、アルカリ金属原子の系と同様に、金属原子のクラスター内での自発的イオン化を示唆する新しい結果が得られた。また、Na多量体を含むH_2OやNH_3のクラスターについても電子受容体の可能性を検討するために、光電子分光法を用いた中性クラスターの電子構造の研究を行った。
頻発する台風撹乱に伴う生態系の状態変化と炭素動態に関する野外および数値実験研究

本課題は、今後の気候変化によって極端気象の頻度増が予想されることを受け、日本で起こりうる代表的現象としての台風に着目し、台風による生態系撹乱影響を実験および数値解析に基づいて評価することを目的とした研究であった。特に、本研究では、撹乱後の生態系の葉群機能や構造の回復過程の評価を主たる目的とした。3年間の研究期間において、12年目では、野外調査を主体とし、期間後半においては統計的モデル解析評価が重要になってきた研究背景を重視し、モデルを用いた解析的研究に主軸を向けて行った。研究対象は、撹乱後の早期応答が期待される、生態系先駆種であるダケカンバを用いることとした。また、本課題では実際に対象森林周辺で生じた近年の大型台風の再現を試みるため、倒木が生じないが葉群が一掃される生態系撹乱を模倣し、その後の回復過程で見られる炭素動態の諸現象を調べた。実験の結果、時間とともに、生態系の葉群機能応答、および構造応答が顕著に現れ、ダケカンバ種の特徴的応答が示された。この応答は、実際に起きた台風被害によって生じた際の生態系応答を極めてよく再現し、予想通りの炭素吸収量の低下とその後の増加が起きることを実験的に証明することができた。また、この現象を制御した要因の特定を行うための補助的実験も行われ、その後に行った統計的モデル解析の結果と比較をした結果、葉群の形態的応答の動態傾向を統計モデル解析においても裏付けることとなった。このことから、今回のような部分的破壊を伴うレベルの撹乱からの生態系の回復の特徴には、より早期の状態回帰にむけた形態的応答が優先されることを明らかにすることができた。一方で、同レベルの撹乱がさらに頻発化することで生態系の応答が変わりうる可能性は未だ否定できないため、本課題の結果を受け、さらなる調査の継続性が示唆された。現在まで、申請者は、北海道北部ダケカンバ森林群落を対象に、複数の台風撹乱被害を想定した模倣実験を行い、撹乱後の回復過程で見られる生態系の状態変化と物質動態の応答解明に関する研究を実施している。これまでに行ってきた野外実験から、野外データは良好に収集されており、現在はこのデータ利用による森林の光合成機能・構造変化にかかる応答評価をとりまとめた論文が投稿中(一本・国際誌)・審査過程(一本・国際誌の予定)にある。具体的には、撹乱された樹木個体は、撹乱後に残ったわずかな枝に多くの葉を展開させ撹乱以前よりも高い光合成速度で生態系レベルの生産量を増加させようとした。さらには、より効率的な光合成を行うために枝を効率よく広げる動作を取り、個体レベルで局地的な光環境を効率的に利用する戦略をとることがわかった。このような振る舞いは過去に提示されたシミュレーション研究結果で示唆されていた内容に合致することが確認され、本研究からその実証性を得ることができた。このような知見は北方林の撹乱からの回復プロセスおよび下層植生との物質動態をめぐる競争過程を理解する上で非常に重要であり、今後行う数値実験研究において有益なデータとなった。この成果は本年度に行われる国際学会において発表する予定である。同時に今後も継続されていく野外観測データを含め、長期的な撹乱からの回復状況をモニタリングすることで、北方林生態系の撹乱応答研究を継続する。さらに、数値実験を進めるためのモデリング研究に取り掛かっていく準備体制を整えつつある。極端気象を想定した野外実験の策定の下で、昨年度において1年間の野外データが良好に収集された。当初の計画によれば、撹乱区と対照区(現状維持区)間の生態系撹乱影響を調べるために、各各林分内の異なる地点に構造物を設けより調査がしやすい体制を構築する予定であったが、資材の調達の関係でこの部分の実践ができなかった。そこで、本年度の夏季にこの野外調査項目を行うことで当初の予定を遂行することが可能である。したがって、本研究は概ね順調に進展しており、今後も引き続きこの研究体制を維持し、北方林生態系の撹乱応答研究を継続することとする。本課題活動について、1年目では台風撹乱実験を行う場所の選定、必要データの収集、データのクオリティチェックなどについて検討し、2年目では、学術論文の取りまとめにかかる活動・研究打ち合わせ・学会発表などを行ってきた。この過程の中で、頻発する台風撹乱が北方林の代表的な先駆種であるダケカンバを主とする森林生態系の炭素動態に及ぼす影響についての研究の一部が完成した(Toda et al., 2018a)。これにおいては、その先行となるToda and Richardson (2018b)で用いた方法が土台となった。Toda et al. (2018a)では、台風の撹乱に伴い葉群が一掃された森林における、その後の葉群回復の時間的特徴をまとめた。葉および枝の量的回復は撹乱から数年後で見られた。この回復時間については、撹乱頻度や強度によって異なることが予想されるが、数年程度のオーダーで回復以前の状態に近づくことが示唆された。一方で、葉群の空間的配置にも最適地が存在することがわかり、回復以前の空間配置状態と比較して完全に一致するまでには、葉群の量的回復からさらに3年程度の時間が必要であることが分かった。これが何を意味するのかについて、炭素動態の観点から考察した。

その結果、個葉はそれぞれ最大の光合成速度を達成し、個体レベルでの生産量を高めようとすることが考えられその結果、最適な空間配置を意識した幾何学的状態の達成が必要と考えられた。このことは従来より生態学の分野で指摘されたことであるが、実際にこれを計測しその回復速度について定量化されてはいなかった。今回の研究では、この定量的評価に成功した。さらに、個葉レベルの光合成速度を増加させたメカニズムについて調べた結果、葉の厚みを増大させる形態的応答が顕著であったことがわかった。今後はこれらのプロセスを加味した炭素動態のモデル研究を進めることとなる。現在まで、目標とする「撹乱からの森林機能および構造的回復についての評価」について、観測的観点から順調に研究成果が取りまとめられていることを記載する(詳細は概要に記載済)。これらの成果は、解析基礎となる研究成果および現在審議中論文も合わせ、合計3本の国際誌学術論文掲載を可能とする状況下にある。本活動で得られた知見は、北海道のみならず、北半球の中高緯度帯に広く生育展開する冷温帯先駆種のダケカンバを対象にして行われたものである。したがって、本知見による撹乱応答研究は、同気候帯のその他の生態系の応答理解を向上させる上で重要な成果となった、と考えられる。この観点から、ドイツの研究機関(ゲッティンゲン大学、生物気象学研究室)と共同研究に向けた打ち合わせを行い、現地にてセミナーを行った。今後は、この知見を活用し、将来の気候変化に伴い頻度増が予想される極端気象に対する生態系応答予測をするためのモデル化が必要である。したがって、今後は同モデルの利用から、観測値との比較をとおして、多様な強度や頻度を有する撹乱が生態系炭素動態に及ぼす影響の定量的評価、および将来の極端気象時における将来予測研究につなげることができる段階に入った。ここまでの経過を受け、課題の達成状況は順調であることを記載する。本課題は、今後の気候変化によって極端気象の頻度増が予想されることを受け、日本で起こりうる代表的現象としての台風に着目し、台風による生態系撹乱影響を実験および数値解析に基づいて評価することを目的とした研究であった。特に、本研究では、撹乱後の生態系の葉群機能や構造の回復過程の評価を主たる目的とした。3年間の研究期間において、12年目では、野外調査を主体とし、期間後半においては統計的モデル解析評価が重要になってきた研究背景を重視し、モデルを用いた解析的研究に主軸を向けて行った。研究対象は、撹乱後の早期応答が期待される、生態系先駆種であるダケカンバを用いることとした。また、本課題では実際に対象森林周辺で生じた近年の大型台風の再現を試みるため、倒木が生じないが葉群が一掃される生態系撹乱を模倣し、その後の回復過程で見られる炭素動態の諸現象を調べた。実験の結果、時間とともに、生態系の葉群機能応答、および構造応答が顕著に現れ、ダケカンバ種の特徴的応答が示された。この応答は、実際に起きた台風被害によって生じた際の生態系応答を極めてよく再現し、予想通りの炭素吸収量の低下とその後の増加が起きることを実験的に証明することができた。また、この現象を制御した要因の特定を行うための補助的実験も行われ、その後に行った統計的モデル解析の結果と比較をした結果、葉群の形態的応答の動態傾向を統計モデル解析においても裏付けることとなった。このことから、今回のような部分的破壊を伴うレベルの撹乱からの生態系の回復の特徴には、より早期の状態回帰にむけた形態的応答が優先されることを明らかにすることができた。
共分散構造分析の応用に関する開発研究

本研究では,社会科学的なアプローチをする際の,理論と応用の乖離を狭めることを主たる目的とし,以下の研究を行なった.1共分散構造モデルの下位モデルである同時方程式モデルに関して,1つの識別条件を提案した.この識別条件は,従来提案されている,遂次条件,階数条件,次数条件などと比較して,より柔軟な判断を可能にするものである.2同時方程式モデルの1つの一般化最小2乗推定量を提案した.この推定量は,繰返し計算を必要とせず,固定母数や制約母数の推定も可能である.更に推定量の漸近分散を求めることも可能である.3確認的因子分析モデルの1つの一般化最小2乗推定量を提案した.この推定量は,繰返し計算を必要とせず,固定母数や制約母数の推定も可能である.調査データを用いて,最尤推定値と従来の一般化最小2乗推定値との比較を行なった結果,この推定量は良い成績をおさめている.4共分散構造モデルは,近年,期待値の構造化を可能にし,カテゴリカル変数や上限下限のある変数を分析することが可能になっている.応用研究として,公共事業に対する態度形成の要因分析を行なった.共分散構造分析は,正しく応用されれば非常に強力な手法である.以上の研究を基礎にして,その普及が図られ,一般の応用研究者が利用し易い明確な限界を示す事が急務であろう.本研究では,社会科学的なアプローチをする際の,理論と応用の乖離を狭めることを主たる目的とし,以下の研究を行なった.1共分散構造モデルの下位モデルである同時方程式モデルに関して,1つの識別条件を提案した.この識別条件は,従来提案されている,遂次条件,階数条件,次数条件などと比較して,より柔軟な判断を可能にするものである.2同時方程式モデルの1つの一般化最小2乗推定量を提案した.この推定量は,繰返し計算を必要とせず,固定母数や制約母数の推定も可能である.更に推定量の漸近分散を求めることも可能である.3確認的因子分析モデルの1つの一般化最小2乗推定量を提案した.この推定量は,繰返し計算を必要とせず,固定母数や制約母数の推定も可能である.調査データを用いて,最尤推定値と従来の一般化最小2乗推定値との比較を行なった結果,この推定量は良い成績をおさめている.4共分散構造モデルは,近年,期待値の構造化を可能にし,カテゴリカル変数や上限下限のある変数を分析することが可能になっている.応用研究として,公共事業に対する態度形成の要因分析を行なった.共分散構造分析は,正しく応用されれば非常に強力な手法である.以上の研究を基礎にして,その普及が図られ,一般の応用研究者が利用し易い明確な限界を示す事が急務であろう.1.関連文献の収集:共分散構造分析に関連する研究資料を,(1)歴史的,理論的背景,(2)心理学,社会学分野における応用の観点から収集した.また,入試に関連した応用研究の事例の収集も行った.文献収集に当たって学術情報センター,京都大学データベースによる文献検索システムを利用した.2.入試得点の分布と対称分布への変換:大学入試センター試験の得点分布を科目別に検討した.国語や社会,理科でも生物・化・地学ではわずかな負の歪みを伴うものの,ほぼ対称に近い分布となるが,物理や数学では負の歪みが著しい.2次の因子分析モデルを適用すると数学と理科の間の相関が他と比べて特異なふるまいをすることが明らかになっているが,これは,この2つの教科と他教科の分布の歪みが極端に異なることによるものと考えられる.本年度は,数学と物理の得点に幾つかの単調変換を施し,変換後の得点がほぼ対称の分布をもつようにして,その相関のふるまいを吟味した.まだ,十分に満足できる変換方法が確立できたとはいえないが,数学・物理の相関の異質性を多小除去できると考えられる.3.社会調査における評定尺度の問題:評定尺度は一般に間隔尺度となる保証がないが,社会調査では,項目数が多いために,これをあたかも間隔尺度のように扱って相関分析等を行う習慣がある.本研究では,この問題を実証的に検討するための調査を行った.調査は,同一の調査項目を3点尺度,5点尺度,線分尺度の3種類の方法で測定しその違いを比較するのを主たる目的として,平成5年1月に行った.現在,結果の分析中である.本研究では,社会科学的なアプローチをする際の,理論と応用の乖離を狭めることを主たる目的とし,以下の研究を行なった。1.共分散構造モデルの下位モデルである同時方程式モデルに関して,1つの識別条件を提案した。この識別条件は,従来提案されている,逐次条件,階数条件,次数条件などと比較して,より柔軟な判断を可能にするものである。2.同時方程式モデルの1つの一般化最小2乗推定量を提案した。この推定量は,繰返し計算を必要とせず,固定母数や制約母数の推定も可能である。更に推定量の漸近分散を求めることも可能である。3.確認的因子分析モデルの1つの一般化最小2乗推定量を提案した。調査データを用いて,最尤推定値と従来の一般化最小2乗推定値との比較を行なった結果,この推定量は良い成績をおさめている。
高精度圧力温度分布計測に基づくＥＨＬ油膜挙動の解明

鋼球固定ー円板運動の点接触条件下において、単列帯状突起母線が速度方向に直角な場合には、最大油膜温度上昇は突起が出口付近に存在する場合に生じる。複列突起を有する鋼球、鋼ローラーでの閉込め実験では、突起が油膜の流出を促進すること、接触域内端部の突起部にマイクロディンプルが生じること、鋼ローラーの場合には突起が接触楕円短軸に平行なときに油膜流出が早いことを明らかにした。グリース潤滑下では、油量不足がないときの油膜厚さは基油での膜厚より厚くなる、油膜厚さの変動は増ちょう剤の分散が不十分な場合に大きい、低速での油膜厚さは増ちょう剤の大きさに依存する。接触圧力分布測定法の開発に関しては、計画より進行が遅れているが、全体としては研究を進めることができ有用な知見が得られており、成果を平成25年度に国際会議(平成26年度報告書に記載)などで発表を行なった。・接触圧力分布測定法の開発光干渉を利用した圧力については、膜厚・材質を設定して成膜した圧力計測用光学干渉層を用いる方法および既成の単色干渉フィルタの多層干渉面を接触面に用いる方法について圧力測定の精度確認実験などを行なったが、分解能の不足などにより現時点では測定法を確立するまでには至っていない。・表面凹凸を有する試験片の作製マスクを利用してクロムをスパッタリングすることにより表面にサブミクロンの高さの突起を有する試験片を製作した。・赤外線温度分布測定接触域内の温度分布測定に関しては、鋼球固定ー円板運動の点接触条件下において、鋼球表面に単列あるいは複列の突起が接触域内の様々な位置にある場合について実験を実施し、突起の影響に関するデータを得た。・衝撃荷重による油膜閉込め試験平滑面および表面に凹凸を有する試験片を用いて隙間を有する場合の衝撃荷重負荷条件下での油膜挙動のメカニズムを探った。鋼球試験片、クラウニングを有するローラー試験片で実験を実施し、ローラー試験片では表面に存在する帯状突起の母線方向により油膜の挙動が異なることなどの知見を得た。・接触圧力分布測定法の開発干渉光を利用した圧力計測法については、圧力計測用光学干渉層を形成する膜の付着強度を上げるため、現有のスパッタリング装置を用いて成膜条件等を実験し検討したが、残念ながら接触に耐える十分な強度を得ることができなかった。そのため外部企業に依頼して成膜したものを製作し、強度がある程度大きいことを確認した。今後、最適膜構成検討、検出精度などの検討を行える段階まで到達した。光源については、単色光フィルタとLED光源を導入し、中心波長、半値幅のわずかに異なる光源として試験に使用することができるようになった。もう一つの圧力計測手法の、単色干渉フィルタの多層干渉面を接触面に用い、圧力による干渉層の変形が透過波長をシフトさせる方法は、予備試験を行いその実現可能性を明らかにした。また、これらについては研究助成前からの着想を特許出願した。・赤外線温度分布測定温度測定においては、高2次元分解能・高精度計測を可能とするため、測定された熱エネルギー分布を詳細に検討することで、より低温度上昇条件での誤差を低減するデータ処理ができるようになった。高油温条件での校正を実施する予定であったが、定温条件の問題解決を先行させたため、次年度以降に実施することとなった。・油膜挙動の解明平滑面および表面に凹凸を有する試験片を用いて、滑り、閉じ込めなど多様な条件での実験を実施し、数値解析を併用することで弾性流体潤滑下での油膜挙動のメカニズムを探った。これにより、表面に凹凸を有する場合での滑り条件下での温度上昇への影響、および表面の凹凸が衝撃荷重下で油膜形状に与える影響について成果を得ることができ、平成25年度に研究発表することとなった。弾性流体潤滑(EHL)下での油膜挙動に関する研究を実施した。接触圧力分布測定法の開発に関して、当初の計画で目標とした高分解能での測定を可能にすることはできなかったが、研究全体としては進めることができ、有用な知見が得られた。・接触圧力分布測定法の開発光学干渉層を用いる圧力測定について、膜厚などの条件を変えて精度確認実験を行なったが、現時点では十分な分解能による測定法を確立するまでには至っていない。今後はさらに研究を推進し、これまでに得られた知見を生かすことでさらなる改善を行ない、EHL油膜挙動の解明に寄与する高精度圧力分布計測法の確立を目指す。・表面に凹凸を有する試験片の作製マスクを利用してクロムをスパッタリングすることにより、表面にサブミクロンの高さを持つ突起を有する試験片を製作し、赤外線温度分布に与える影響などについて実験を実施することができた。

・赤外線温度分布測定両接触表面とその間に形成された油膜の温度上昇を実験によって求めた。鋼球固定ー円板運動の点接触条件下において、鋼球表面に単列あるいは複列の帯状突起が接触域内の入口付近から出口付近までの様々な位置にある場合について実験を実施しデータを得た。単列帯状突起が引き込み速度方向に対して直角方向に配置された場合には、最大油膜温度上昇は出口付近に突起が存在する場合に生じることが分かった。・グリースEHL実験グリース潤滑下での油膜形成について実験を実施し、以下の知見を得た。油量不足がないときのグリース油膜厚さは基油を用いた場合の膜厚より厚くなる。油膜厚さの変動は増ちょう剤の分散が不十分な場合に大きい。増ちょう剤の分散が十分な場合、低速での油膜厚さは粘度などの基油性状よりも増ちょう剤の大きさに依存する。トライボロジー接触圧力分布測定法については当初の予想より開発が困難であり計画よりも遅れているが、油膜厚さ計測、温度分布計測などによる実験により全般的には研究を進めることができ、油膜挙動に関する有用な知見が得られている。接触圧力分布測定法の開発に関しては、現有のスパッタリング装置で研究室内での成膜では残念ながら不十分であったが、外部企業で製作でき、必要な膜が得られることとなった。これにより成膜法の問題がほぼ解決し検出精度などの次の検討を行えることになった。これに対応した波長の光源も準備できた。また、単色干渉フィルタの多層干渉面を接触面に用い、圧力による干渉層の変形が透過波長をシフトさせる方法もその実現可能性があることを明らかにした。これらの測定法は当初より、平成25年度までに確立する予定であるため予定通り進んでいるといえる。赤外線温度分布測定については高油温条件での校正を実施する予定であったが、定温条件の問題解決を先行させたため、次年度以降に実施することとなった。この点は遅れているが、低温度上昇条件での誤差を低減するデータ処理ができるようになったことが、研究上必要な点であるため、上記の遅れをカバーできると考える。開発と平行し、平滑面および表面に凹凸を有する試験片を用いて、滑り、閉じ込めなど多様な条件での実験を実施し、数値解析を併用することで弾性流体潤滑下での油膜挙動のメカニズムを探った。これにより表面に凹凸を有する場合での滑り条件下での温度上昇への影響、表面の凹凸が衝撃荷重下で油膜形状に与える影響について成果を得ることができ、油膜挙動を探る本研究の目的を推進した。本研究の重要な課題である接触圧力分布測定法に関して様々な試みを行ない、現在遅れている圧力分布測定法の開発を進められるよう注力し、接触圧力分布を測定可能にする。また、表面に突起を有する試験片を用い、一方向運動試験や閉込め油膜試験での油膜厚さ計測、温度分布計測などによる油膜挙動の研究をさらに推進する。これらにより、多様な条件下で膜厚・圧力・温度・トラクションなどを高精度で計測し、総合的に油膜挙動を把握することで、機械要素の性能向上・寿命向上のための指針を得る。接触圧力分布測定法の開発、温度分布計測の改良を平成25年度内に確立することを目標としてさらに研究を進めていくとともに、以下を実施する。表面に凹凸を形成した鋼球を用いて実験を行うために、改良した試験片の作製を行う。シャープな矩形状断面は膜厚、圧力、温度測定が困難であり、数値解析上も誤差が生じやすい。そこで、ポリッシング、凹凸上へのスパッタリングなどにより、ゆるやかな断面形状にする。
５０　ＧＰａ圧力領域までの鉄‐軽元素融体の密度測定法の確立

本研究は、高圧下での金属融体の密度測定において、ダイヤモンドアンビルセル(DAC)を用いた新たな測定手法を確立することにより、主に鉄融体から成る地球外核組成の推定に欠かせない数十GPaまでの高圧領域における金属融体密度測定を行うことを目的としている。当該年度は、昨年度より引き続き高エネルギー加速器研究機構のビームラインAR-NE1AにおいてDACを用いたX線イメージング吸収法による密度測定の最適化および金属融体に対する密度測定を行った。実験は、11 GPa、780 Kまでの圧力温度条件で行った。In融体の密度は、本実験条件の範囲内で7.167.91 g/cm3と得られた。密度誤差は0.92.0%程度であり、これまでより精度が向上したことが確認できた。この測定誤差は主に入射X線強度分布に由来する。In融体の密度の圧力変化を先行研究と比較すると、Shen et al. (2002)で報告されている結果と比べて緩やかであることがわかった。一方で、密度の絶対値は、Komabayashi et al.(2015)の状態方程式から計算される密度値と約1%の範囲内で一致した。本研究では当初目標としていた50 GPaまでの高圧条件での測定には至らなかったものの、新たな測定手法を提示することにより、密度測定が可能な圧力領域の幅を大きく広げることができる可能性を示した。このことは融体密度測定において重要な意義を持ち、惑星科学の分野のみならず高圧実験の応用の幅を広げる意味で高圧物質科学分野の進歩にも大きく貢献することになると言える。今後、さらなる高温高圧環境下において鉄合金試料の密度測定も行えるよう、レーザー加熱技術も導入し、本手法を発展させる予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、ダイヤモンドアンビルセル(DAC)を用いた高圧下での金属融体密度の測定手法を確立し、鉄融体をはじめとする金属融体の密度を数十GPaまでの高圧領域において測定することで、液体として存在する地球外核組成の推定を行うことを目的としている。当該年度は、高エネルギー加速器研究機構のビームラインAR-NE1AにおいてDACを用いたX線イメージング吸収法による密度測定の最適化を行った。圧力発生にはレバー型DACを用い、試料は低融点金属であるインジウムを採用した。また、試料セルにはShen et al. (2002)と同様にレニウムをガスケットとして用い、塩化ナトリウムを標準試料として同一セル内に配置した。高温発生にはニクロム抵抗ヒーターを用いた外熱法を採用し、K型熱電対により測温を行った。実験は3.5-5.3 GPa、300-670 Kの圧力温度条件で行った。X線は入射エネルギーが29.7 keVの単色光を使用し、試料からの透過X線をYAG:Ce蛍光板で可視化したものをCCDカメラに導入することでイメージとして取得した。試料密度は、測定したイメージの輝度コントラストから試料のX線透過度を測ることで、ランベルト・ベールの式に基づくX線吸収法により求めた。また、イメージングプレート検出器を用いた回折X線測定も行い、イメージング測定から求めた密度を固体試料の回折X線から求めた密度と比較することにより測定精度の評価も行った。X線イメージング測定により得られたインジウムの密度は5.34(4) GPa、422(1) Kの圧力温度条件において8.1(6) g/cm3と求められた。これはX線回折から求めたインジウムの密度と誤差の範囲内で一致した結果となった。誤差が比較的大きく精度の点では不十分であるものの、高温高圧下におけるX線イメージ測定による密度測定を実施することが可能となった。今後は検出器の階調や解像度の最適化を行うことで測定精度の向上を行い、液体試料の測定を目指す。当該年度は、昨年度より引き続き高エネルギー加速器研究機構のビームラインAR-NE1AにおいてDACを用いたX線イメージング吸収法による密度測定の最適化を行った。圧力発生にはレバー型DACを用い、試料は低融点金属であるインジウムを用いた。また、試料セルには試料室として三つの穴を空けたレニウムをガスケットとして用い、圧力標準物質および密度標準物質として塩化ナトリウム、硫化鉄(II)を同一セル内に配置した。高温発生にはニクロム抵抗ヒーターまたはプラチナ-ロジウム抵抗ヒーターを用いた外熱法を採用し、K型熱電対により測温を行った。実験は、8 GPa、647 Kまでの圧力温度条件で行った。X線は入射エネルギーが30 keVの単色光を使用し、試料からの透過X線をYAG:Ce蛍光板で可視化したものをCCDカメラに導入することでイメージとして取得した。

X線イメージから得られたインジウムの密度は、約3.7%の誤差があるものの、X線回折実験から得られた密度と比較すると1.3%の範囲内で一致した結果が得られた。インジウムの固体、及び高温高圧下で融体にした試料に対して密度の計算を行い、その結果を評価した。その結果、X回折から決まる固体の密度と比べ、1%程度の確度で短時間の測定が可能であることが分かり、今後、更なる精度向上や短時間取得が期待できるため。本研究は、高圧下での金属融体の密度測定において、ダイヤモンドアンビルセル(DAC)を用いた新たな測定手法を確立することにより、主に鉄融体から成る地球外核組成の推定に欠かせない数十GPaまでの高圧領域における金属融体密度測定を行うことを目的としている。当該年度は、昨年度より引き続き高エネルギー加速器研究機構のビームラインAR-NE1AにおいてDACを用いたX線イメージング吸収法による密度測定の最適化および金属融体に対する密度測定を行った。実験は、11 GPa、780 Kまでの圧力温度条件で行った。In融体の密度は、本実験条件の範囲内で7.167.91 g/cm3と得られた。密度誤差は0.92.0%程度であり、これまでより精度が向上したことが確認できた。この測定誤差は主に入射X線強度分布に由来する。In融体の密度の圧力変化を先行研究と比較すると、Shen et al. (2002)で報告されている結果と比べて緩やかであることがわかった。一方で、密度の絶対値は、Komabayashi et al.(2015)の状態方程式から計算される密度値と約1%の範囲内で一致した。本研究では当初目標としていた50 GPaまでの高圧条件での測定には至らなかったものの、新たな測定手法を提示することにより、密度測定が可能な圧力領域の幅を大きく広げることができる可能性を示した。このことは融体密度測定において重要な意義を持ち、惑星科学の分野のみならず高圧実験の応用の幅を広げる意味で高圧物質科学分野の進歩にも大きく貢献することになると言える。今後、さらなる高温高圧環境下において鉄合金試料の密度測定も行えるよう、レーザー加熱技術も導入し、本手法を発展させる予定である。固体試料ではあるが、DACを用いたX線吸収法による高温高圧下での金属密度の測定を確立したため。X線イメージから求めた密度の誤差は主に使用したCCDカメラのダイナミックレンジ(8 bit)に起因するものと考えられる。この問題については高いダイナミックレンジ(16 bit)を持つ高感度CMOSカメラの使用により改善することを期待しており、現在既にCMOSカメラによる測定テストを行い、透過X線に対するリニアリティ等の測定検出の評価を終えている。今後CMOSカメラを用いるとともに、さらに密度標準物質の最適化を行うことで測定精度を向上させ、さらなる高圧下での金属融体の密度測定を実現することを目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。DACを用いたX線吸収法による金属密度測定は実施できたが、その測定精度は十分とは言えない。この問題については、さらに試料や圧媒体のサイズや形状の最適化を行うとともに、CCDカメラによるイメージ測定条件や検出器自体の最適化より改善を試みる。また、加熱に関しても外熱ヒーターにおける抵抗コイルや、断熱材料の変更を行うことにより、ヒーターの使用限度及び断熱性を向上させ、高温下でも安定した加熱を行えるよう改良する。
母体環境と個体の脳機能、行動の発達-消化管ホルモンの神経栄養作用に着目して

ヒトの発達、成長には、幼少時期やおそらく胎児期での環境が重要であると考えられている。なかでも母体環境は、胎児や生後の発達、成長に重要であると考えられているが、従来までのエビデンスは極めて限られたものでしかなかった。本研究では母体側因子としての消化管ホルモンに注目した。消化管ホルモンの臓器・器官への栄養作用はまだ十分な検討がなされていないが、コレシストキニン(CCK)の受容体、CCK-1、-2のダブルノックアウトマウスは、痩せや成長障害を示す可能性が報告されている。胃から出る空腹ホルモンとして注目を浴びるグレリンは、消化管以外の組織への栄養作用が知られ、母体側のグレリンレベルが胎児の成長そのものにかかわると考えられている。しかし、消化管ホルモンが摂食、情動、認知を含めた中枢神経系の機能や形態にどのような影響を及ぼすかは、まだほとんど明らかになっていない。消化管ホルモンの神経栄養作用を、膵ポリペプチド(PP)ファミリーに属するペプチドYY(PYY)及びグレリンを中心に検討した。PYYは遠位腸管で産生され、摂食や腸管の炎症、肥満等により分泌促進や低下が認められる。このPYY分泌の変化は、食欲・体重調節に重要な役割を有するものと考えられ、PYYは直接、視床下部の弓状核に作用することが証明されている。本年度は遺伝子組み換えマウスを用い、PYYと神経管閉鎖不全(NTD)の関係を検討した。PYY過剰発現マウスはNTDを発症した。PYYの受容体はY1、Y2、Y3、Y4、Y5が主たる受容体である。我々はPYY受容体KOマウスを用いて、Y1受容体がNTDの発症に重要な役割を有することを見出した。すなわち、PYYY1受容体KOマウスは高率にNTDを発症し、外因性PYYの投与はもはやNTDを発症しなかった。したがって、PYY投与はY1受容体を介しNTDを発症し、PYYY1受容体は生理的に神経管の閉鎖にかかわることを明らかにした。本研究では、PYYとグレリンの神経栄養作用とその機序について検討を加える。PYYの過剰発現トランスジェニックマウスを作製し、神経管閉鎖や脳の構造に及ぼす影響を検討すると同時に、各種PYY受容体拮抗薬及びノックアウトマウスを用いて、PYYの生理的意義とその受容体メカニズムを明らかにすることを目的とした。我々はPYYの母体側からの慢性投与により、胎児に高率に神経管閉鎖不全(NTD)を発症することを見出した。またPYYをβアクチンのプロモーターを用いて過剰発現したトランスジェニックマウスにおいても、NTDが生じることを確認し、現在詳細な解析を行っている。

PYYの受容体はY1、Y2、Y3、Y4、Y5が主たる受容体である。我々はPYY受容体KOマウスを用いて、Y1受容体がNTDの発症に重要な役割を有することを見出した。すなわち、PYYY1受容体KOマウスは高率にNTDを発症し、外因性PYYの投与はもはやNTDを発症しなかった。したがって、PYY投与はY1受容体を介しNTDを発症し、PYYY1受容体は生理的に神経管の閉鎖にかかわることを明らかにした。
X線吸収微細構造法によるZnSe、ZnTe中のドーパント周辺の原子構造解析

II-VI族半導体のほとんどは単極性を示し、またド-ピングが可能であってもキャリヤの飽和現象がみられる。これは不純つをド-ピングすることにより結晶欠陥が誘起されるからと考えられている。本研究の目的は、不純物をド-ピングすることにより誘起される結晶欠陥の原子構造を実験的に確定し、単極性あるいはキャリヤの飽和の原因を明らかにすることである。実験手法としては、主としてX線吸収微細構造解析法(EXAFS)を用い、n単極性のZnSe、p単極性のZnTeにCl、あるいはPをド-ピングしこれらドーパント周辺の原子構造に着目した。ZnSe中のClはSeサイトに入り、4配位構造をとるが、ZnTe中のClはTeサイト位置からずれて入り、1配位的な構造をとることがわかった。また、ZnTe中のClの酸化数はZnSe中のものと同じであることよりChadiらが提案している欠陥モデルとは合わないことがわかった。ZnとClの結合距離はZnCl2のそれとほぼ同じであることから、ZnTe中のClの変移はZnCl2の析出によると推定できる。単極性の原因として、他のドーパントにも固溶限界説が適用できるかについて検討した。ZnTe中のPは一種類の酸化状態で存在するが、ZnSe中のPは2種類の酸化状態が存在することが明らかとなった。すなわち、Zn3P2のような析出によるキャリヤ補償よりも異なった酸化状態のPによってキャリヤ補償が起こっていると考えられ、キャリヤ補償の機構はただ一種だけでなく系ごとに異なることがわかった。どの系でどのタイプのキャリヤ補償が起こり得るかの統一モデルの構築は今後の課題である。II-VI族半導体の単極性の原因を明らかにする目的でドーパント原子周辺の原子構造をX線吸収微細構造解析法で解析を行った。半導体として、nタイプができやすいZnSe、およびpタイプができやすいZnTeを選び、ドーパントにはnドーパントの塩素を選んだ。結晶はGaAsを基板に分子線エピタキシ-法で成長した。塩素のド-ピング濃度は1x10E17から5x10E19 cm-3までの数サンプルを用意した。X線吸収微細構造測定は高エネルギー物理学研究所放射光施設で行った。塩素ドープZnSeはド-ピング濃度の増加とともにキャリヤ濃度も増加する。またルミネセンス強度は増加するものの深い準位からの発光が強くなる。X線吸収微細構造解析から、最近接原子間距離が0.245nmと求められ、ZnSe結晶のZn-Se距離とほぼ等しいことより、塩素はSeに置換したサイトに入り、4配位していると同定できた。また、ド-ピング濃度が高いサンプルにおいて0.28nmの原子間距離をもつ塩素も見い出された。これらは、アニール効果、ルミネセンスとの比較よりZnの原子空孔を伴った塩素であると同定した。nタイプZnSeにおけるキャリヤ飽和はこの原子空孔が関与していると思われる。塩素ドープZnTeは、どのド-ピング濃度のサンプルにおいても高抵抗であった。また、ルミネセンスもほとんど検出できず、非発光センタが多い結晶となっていた。X線吸収微細構造解析からZn-Te間距離に相当する0.265nmのところに原子は存在せず、ZnTe中では塩素は格子位置に存在していないことがわかった。測定された原子間距離は、0.22nmと0.32nmでこれらの配位数比はちょうど1:3であった。このことより、塩素はほとんど1配位構造となっており、この原子変移が高抵抗化の原因であると推察できる。