hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アファディンとその結合分子群によるシナプス維持機構の解明

アファディンとその結合分子マギンのノックアウトマウスを用いた解析により、PAJ分子がシナプス形成・維持を担い、その機能を制御していることが明らかとなった。一方で、シナプス結合及びPAJは、マウスを対象とする場合、実験的飼育環境下での加齢に予想外に強い抵抗性を示すことが明らかとなった。加齢に応じてPAJ分子集積の量的変動は認められたため、今後機能に対する影響を詳細に解析する必要があると考えたため、長期間飼育したこれらのノックアウトマウス、及びPAJ分子の集積に影響があるとされる実験モデル系における、シナプス結合及び機能の維持に果たす役割を解析する環境を整備した。シナプスの形成・維持は学習・記憶の細胞基盤であり、その破綻が加齢や種々の精神・神経疾患による学習・記憶の低下につながる。申請者は、これまでに細胞間接着分子ネクチンとその結合分子アファディンによる、海馬の苔状線維巨大シナプスの形成機構を見出してきたが、本研究では、シナプスが形成された後のその構造と機能の維持におけるネクチンとアファディンおよびその結合分子の機能と作用機構の解析を目標としている。本年度は、サブテーマごとに以下のような結果を得た。(1)老齢マウスにおけるネクチンとアファディンおよびその結合分子の局在と複合体結合様式の解析:老齢マウスのコロニーを拡大し、定期的に2年齢を超えるマウスを実験に供することが可能な環境を整備し、維持した。先行して維持していたコロニーの2年齢のマウス脳を取り出し、その解析を開始した。ウェスタンブロットでの解析により、アファディン・ネクチンを含む細胞間接着構造構成分子の脳内での発現量が、加齢により減少することを示し、論文として発表した。(2)アファディンのノックアウトマウスを用いたシナプス維持機構の解析アファディン欠損マウスの海馬における細胞構築と苔状線維苔状線維シナプスの走行が乱れること、巨大苔状線維シナプスの密度が著しく減少することを見出し、論文として発表した。また、苔状線維シナプスの形態や機能が大きく変容することも見出した。これらについては現在、論文投稿中ないし準備中である。さらに、本年度は計画の準備に当たる実験を遂行し、レポーターマウスと掛け合わせたものも含め、必要なマウスのラインのコロニーを拡大し、新しい実験手法を導入した。計画的に準備段階の年度であったが、対象の一つであるアファディン欠損マウスの解析の一部がまとまり、論文発表が出来た。また加齢に伴うシナプス・プンクタアドヘレンティアジャンクション構成分子の発現量の変容をまとめることが出来、これも論文発表に至った。他のサブテーマに関しても、マウスコロニーや脳組織試料の確保に至ったため、期間内に計画を遂行することができると判断している。(1)老齢マウスにおけるネクチンとアファディンおよびその結合分子の局在と複合体結合様式の解析:老齢マウスのコロニーを拡大し、定期的に二年齢を超えるマウスを実験に供することが可能な環境を確立した。二年齢マウスを用いて海馬苔状線維を各種マーカーで染色したところ、予想に反してシナプスジャンクション及びパンクタアドヘレンティアジャンクション(PAJ)の分子集積には顕著な変化を認めなかった。(2)アファディンおよびマギンのノックアウトマウスを用いたシナプス維持機構の解析成熟マウスの海馬苔状線維シナプスの形態や機能が、アファディンノックアウトマウスでは大きく損なわれることを見出した。アファディンノックアウトマウスのシナプス前部及び後部の機能異常について、個別に検討したところ、シナプス前部からの放出確率の低下、シナプス後部でのグルタミン酸受容体の集積低下がその主たる要因であることを見出した。それらの結果をまとめ、3報の論文として発表した。またl-アファディンがαN-カテニンとアクチン線維と協働してPAJの形成・維持に関与していること、シナプス後部のグルタミン酸受容体集積低下が、s-アファディンと結合したマギンがPSD-95のシナプスにおける集積を促進・維持していることに起因することを見出し、それらを論文投稿中ないし準備中である。当初の予定通り、老齢マウスの脳の組織学的・生化学的解析を遂行する。また、すでに一定の所見が得られたアファディン欠損マウスの場合と同様、各種遺伝子改変マウスの脳の解析も進め、老齢マウスでの所見と照合して、シナプス維持の分子機構を解析する。神経細胞生物学、生化学
海棲哺乳動物における有機スズ化合物の蓄積特性

本研究の目的は、現在大きな社会問題となっている有機スズ化合物について、その海棲哺乳動物における汚染と蓄積の特性を明らかにすることにある。具体的には、歯鯨類や鰭脚類を対象に、1)汚染の体内分布、2)蓄積の性差と年齢変動、3)グローバル汚染の実態把握などについて研究を展開し、以下のような成果を得た。1)まず、スナメリとトドを供試して、ブチルスズ化合物の臓器・組織分布を調べたところ、肝臓に高濃度の分布が認められたが、トドではそれを上回る蓄積が毛で観察された。有機スズ化合物の体内分布は、有機水銀と類似しており、有機塩素化合物とは大幅に異なることが明らかとなった。2)歯鯨類に比べ、トドの肝臓中のブチルスズ化合物濃度は明らかに低く、この結果は、鰭脚類の代謝分解力が強いことに加え、換毛による有機スズ化合物の排泄があることを示唆している。3)有機塩素化合物と異なり、ブチルスズ化合物では蓄積濃度の明瞭な雌雄差は認められなかった。このことは、出産や授乳によるブチルスズ化合物の母子間移行量が少ないことを示している。4)ハナゴンドウとトドについてブチルスズ化合物の年齢変動を調べたところ、トドは明瞭な傾向を示さなかったが、ハナゴンドウでは未成熟個体で加齢に伴う濃度上昇が認められた。歯鯨類は、換毛による排泄がないため、多量のブチルスズ化合物を取り込む成長期に年齢蓄積が起こるものと推察された。5)西部太平洋、インド洋産の歯鯨類、日本近海やアラスカ産のトドについてブチルスズ化合物汚染の地域比較を試みたところ、わが国の内海や周辺海域に分布している種は相対的に高い蓄積濃度を示し、有機スズ化合物による日本周辺海域の汚染がかなり深刻化していることを明らかにできた。
マルチメディア・ネットワークを用いたへき地・小規模学校の協業に関する研究

へき地・小規模校におけるマルチメディア・ネットワークの導入および,それらを用いた協業の可能性と問題点について,調査・分析を行った.教育へのネットワーク導入の動きは,100校プロジェクトに見られるように非常に急速に進んでおり,調査を開始した昨春と,現在を比較するだけでも,技術面,内容面共に大きな変化を起こしている.へき地・小規模校にこれらメディアを導入する際の技術支援のあり方にはまだまだ問題が多いことが明らかになった.導入業者,担当者間の連携,非常時の対応等,まだまだ遅れが見られる.またこの問題の一つの解決策として,教員・大学をつなぐ電子連絡網を作成し,活用を試みている.この成果に関しては今後別途報告を行う予定である.協業を行う面でも数多くの問題点が明らかになった.学校間のカリキュラム実施時期の差,教員間の連絡等システムの問題だけでなく,内容面で,自分の身近な地域に関する情報の学習の希薄さが露呈し,交流がなかなか進まないという問題点も出てきている.今後これらの問題の対処のためにも,伝統文化教育を推進し,地域に関する理解を教員,生徒共に深めていく必要性が出てきている.へき地・小規模校におけるマルチメディア・ネットワークの導入および,それらを用いた協業の可能性と問題点について,調査・分析を行った.教育へのネットワーク導入の動きは,100校プロジェクトに見られるように非常に急速に進んでおり,調査を開始した昨春と,現在を比較するだけでも,技術面,内容面共に大きな変化を起こしている.へき地・小規模校にこれらメディアを導入する際の技術支援のあり方にはまだまだ問題が多いことが明らかになった.導入業者,担当者間の連携,非常時の対応等,まだまだ遅れが見られる.またこの問題の一つの解決策として,教員・大学をつなぐ電子連絡網を作成し,活用を試みている.この成果に関しては今後別途報告を行う予定である.協業を行う面でも数多くの問題点が明らかになった.学校間のカリキュラム実施時期の差,教員間の連絡等システムの問題だけでなく,内容面で,自分の身近な地域に関する情報の学習の希薄さが露呈し,交流がなかなか進まないという問題点も出てきている.今後これらの問題の対処のためにも,伝統文化教育を推進し,地域に関する理解を教員,生徒共に深めていく必要性が出てきている.
ラテンアメリカ日系人の精神保健に関する研究-日系人留学生の調査から-

平成7年より3年間にわたり、JICA(国際協力事業団A)を通じて日本へ留学してきた、ラテンアメリカ諸国からの国費(日本)留学生に対して、MMPI(心理テスト)のスペイン語版とボルトガル語版による調査、および、その後の面接調査を実施した。結果として、48名(男性16名、女性32名)の広範な資料が得られた。調査で明らかになったことは、ラテンアメリカからの国費留学生は、全体として、日本での1-2年間の研修生活によく適応しているということである。日本の大学生のMMPI標準値に非常に近い値を示したことは、ひとつの驚きでもあった。その理由として、彼らが経済面で何ら心配する必要のない国費留学生であること、また、大学生や大学院生ということで、ラテンアメリカでは高い社会的ステイタスを持つ人たちであること、この2点がとくに関係していると考えられる。しかしながら、現時点で適応しているにしても、面接を通じて、彼らが現地の母国と日本の間で揺れ動く心理を潜在的に持ち、一種のアイデンティティの問題を抱えていることが明らかになった。すなわち、ラテンアメリカでもなく、日本でもない、という悩みを訴える人が少なくない。現地では日本人と呼ばれ、日本では現地の人とみなされるという状況において、彼らは少なからず戸惑っているようである。このアイデンティティの葛藤は、日系人に共通してみられるもので、将来的に、問題として表面化したり、精神科的症状として発展してくることも十分考えられる。今後の研究の方向として、彼らのパーソナリティやアイデンティティにとくに焦点をあて、調査、検討していくことが重要であろう。これは、移民を送り出した日本、あるいは、私たち日本人の、ひとつの義務でもあると思われる。今年度、JICAを通して日本に来ている研究生47名に対し、MMPI(スペイン語版およびポルトガル語版)を施行し、その語、面接を行なった。【今年度前半】研修生との接触を密にすることで、調査しやすい環境づくりを進めた。時々行われるパーティなどに参加、交流を深めるとともに、第10期生(22人)の会長、第11期生(25人)の会長、副会長と何度かうちあわせをし、研修全体の話を聞きながら、調査実施に向け、準備していった。その間、ブラジル心理学会を連絡をとり、MMPIのポルトガル語版を入手した。スペイン語版は手元にあるが、ポルトガル語版は日本やメキシコなどで手に入れのが困難であった。しかし、本調査についてブラジル心理学会の理解と協力が得られ、ポルトガル語版を送っていただいた。日系人の多くはブラジル出身であり、今回、ポルトガル語版が是非とも必要であった。【今年度後半】移民(1世)に関する資料も必要で、とくに沖縄出身の移民が多いことから沖縄県立図書館などで、移民に関する資料の収集を行なった。一方、年末頃より、調査の具体的うちあわせをし、第10期生22名、第11期生25名(男性21名、女性26名)に対し、それぞれの出身国応じて、スペイン語版とポルトガル語版を送付。上記、会長、副会長、および、本申請者、連名の依頼書を添えて、郵送した。大半の人は回答を返送してきており、順次、集計、プロフィール作成により、MMPI結果を算出後、パソコンの表計算ソフトにより、統計的処理を現在行なっている。多くの人が個別結果を知りたがっており、まず、関東地方在住者を中心に面接し、結果のフィードバックをしながら、日系人としての立場についての質問を中心に面接調査を進めている。4月には第12期生(25名程度)が来日するので、この調子で3年間調査を継続すれば、必要な資料が得られるものと思われる。JICAを通じて来日したラテンアメリカからの日系人に対し、申請者はすでに平成7年度に第一次調査を実施し、対象者20数名に、MMPI(心理テスト)のスペイン語版とポルトガル語版を施行、その後、MMPI結果のフィードバクを兼ねて、各自に面接調査を行なっている。

今年度は、上記の結果についてメキシコ国立自治大学の研究者や日墨協会関係者らとともに検討し、資料の正確さを期すとともに、ラテンアメリカへの移民がきわめて多い沖縄へ赴き、県立図書館等において、調査に必要な資料を検討してきた。また、今年度来日したJICAの留学生に対し、上記のMMPIによる調査とその後の面接調査を実施中である。毎年20名前後が国費留学で来日するため、これらの日系人に同じ方法で調査を行ない、各年度の調査結果を累積していけば、本補助金による調査の完了する平成9年度には、60名程度の資料が得られる。今のところデータは順調に集積されつつあり、昨年度購入したパソコンによる整理と、本年度購入のカメラ等による画像資料の整理が進み、目的達成のみこみがついてきた。国費留学生はみな、現地において留学試験の難関を突破して日本に来ている。本調査の対象としている日系人は知的にも高い水準にあり、調査の重要性に理解を示すとともに、優れた洞察力を持ち、ラテンアメリカでの生活や現状について、的を射た言葉で表現してくれるのを、面接中に何度も経験した。また、留学費用を受けとっているという意識が、日本の科学研究費による本調査への積極的協力姿勢につながっているという印象を得ている。申請者はすでに、平成7年度から2年間にわたり、JICAを通じて来日しているラテンアメリカからの日系人留学生を対象に、MMPI(心理テスト)のスペイン語版とポルトガル語版を施行。各年度20名分の同テスト結果が得られたのと同時に、その結果を各自にフィードバックする機会に、面接調査を実施し、その資料も蓄積している。平成9年度も同じ形式で実施。すでに、テスト結果と面接資料が得られ、各テストの集計、プロフィール化、および全体集計の作業を終え、分析作業を進めている段階にある。今年度は、これらの結果について、メキシコ国立自治大学や日墨協会関係者らと一緒に検討、資料の正確さを期した。また、移民県ともいうべき沖縄に出向き、県立図書館等において、必要な資料の検討をしてきた。また、那覇市へ留学してきている人もいるため、その人と現地において接触することも行なった。購入したパソコンを用いて、とくに表計算ソフトによる整理と、MMPIプロフィールの作成および印刷を行なう準備ができた。これにより報告書作成などについても、印刷費用を節約し、自前で印刷原稿を作成することができるようになった。また、昨年度度購入のカメラ等による画像資料の整理も進み、貴重な資料の集積が進みつつある。なお、本調査の対象としている日系人は、みな知的にも高い水準にあり、調査の重要性に理解を示すとともに、優れた洞察力を持ち、ラテンアメリカでの生活や現状について、的を射た言葉で表現してくれるのを、面接中に何度も経験した。これは、日系人労働者たちを対象とする調査研究では、得られないもので、ある意味で、地の利を得た調査ということができる。
新生血管構築からみた人工真皮収縮機序の解明

材料と方法1)日本産成体家兎の耳介に方形(10×10mm)の耳介軟骨を含む皮膚欠損創を2ヵ所、両側で計4ヵ所作製した。2)うち2ヵ所の創へ人工真皮を貼付し、貼付後5日、7日、10日目に背部から採取した薄目分層皮片(20/1000 in.)を人工真皮上に移植した。また、同様非貼付創(対照創)にも皮膚移植を行った。3)移植後1週、2週目に両耳介を切断し、これを鋳型血管標本と光顕標本に供して、それぞれ走査型電子顕微鏡、光学顕微鏡を用いて観察を行った。結果1)対照創では移植皮膚は全て生着したが、貼付創では貼付後5日目移植群では移植皮膚の生着は得られなかった。2)光顕所見(H-E染色)をみると、対照群では移植床の膠原線維は不規則に走行し、移植皮片は瘢痕組織上に生着していると考えられた。他方、貼付群では、移植床には人口真皮由来のアテロコラーゲンが多く観察され規則的な真皮様構造を構築していた。3)鋳型血管像をみると、創の収縮、瘢痕形成に伴って出現する求心性の新生血管構築像が対照群で観察された。他方、貼付群の新生血管では求心性構築は対照群ほど著明ではなく、またその密度も疎となり、新生血管が成熟化の過程にあると考えられた。結論人工真皮貼付後1週間目に二次的植皮術を施行すれば人工真皮の架橋構造は温存される結果、移植皮膚の術後収縮は防止しえると考えられた。材料と方法日本産成体家兎の耳介に方形(10×10mm)の耳介軟骨を含む皮膚欠損創を2ヵ所、両側で計4ヵ所作製した。うち2ヵ所に人工真皮を貼付(貼付創)、残り2ヵ所は無処置とし(対照創)、創作製後3日、1週、2週、3週、4週目に両耳介を切断し、これを鋳型血管標本と光顕標本(H-E染色、PECAM-1免疫染色)に供した(実験1)。ついで、同様の実験創において創作製後1週目に背部から採取した薄目分層皮片(20/1000 in.)を移植し、移植後1週に耳介を切断し同様の観察を行った(実験2)。結果1)鋳型血管像をみると、貼付創では貼付後1週目までは対照創に比べて新生血管はまばらでその伸長方向も一定ではなかったが、2週目になると人工真皮内全域に新生血管の伸長を認め、3週目以降には対照創のような皮膚欠損創に形成される肉芽組織内でみられる典型的な求心性血管構築像とほぼ同様の構築像を示した。また、同時期の光顕所見(H-E像)では人工真皮のアテロコラーゲン架橋構造は消失していたPECAM-1免疫染色所見でも貼付後1週頃、コラーゲンスポンジ深層に新生血管の管腔形成を示す染色陽性所見を認め、その後の管腔形成像も鋳型血管像と同様の推移を認めた。2)移植皮膚の生着は不安定で、完全生着した検体は認められなかった。その時点(貼付後2週、移植後1週)での移植皮片下の新生血管像は非移植創の像と類似していた。2)うち2ヵ所の創へ人工真皮を貼付し、貼付後5日、7日、10日目に背部から採取した薄目分層皮片(20/1000in.)を人工真皮上に移植した。

3)移植後1週、2週目に両耳介を切断し、これを鋳型血管標本と光顕標本に供して、それぞれ走査型電子顕微鏡、光学顕微鏡を用いて観察を行った。結果1)対照創では移植皮膚は全て生着したが、貼付創では貼付後5日目移埴群では移植皮膚の生着は得られなかった。2)光顕所見(H-E染色)をみると、対照群では移植床の膠原線維は不規則に走行し、移植皮片は瘢痕組織上に生着していると考えられた。他方、貼付群では、移植床には人口真皮由来のアテロコラーゲンが多く観察され規則的な真皮様構造を構築していた。3)鋳型血管像をみると、創の収縮、瘢痕形成に伴って出現する求心性の新生血管構築像が対照群で観察された。他方、貼付群の新生血管では求心性構築は対照群ほど著明ではなく、またその密度も疎となり、新生血管が成熟化の過程にあると考えられた。結論人工真皮貼付後1週間目に二次的植皮術を施行すれば人工真皮の架橋構造は温存される結果、移植皮膚の術後収縮は防止しえると考えられた。
悪性腫瘍のハイパーサーミアのためのワイヤレス温度計測・治療システムの研究

ハイパーサーミアは癌細胞の熱感受性を利用した治療法で,手術不能の進行癌患者に対するQOL向上に適している.我々は,43°Cのキュリー点を持つ感温性磁性体(FILCT)を患部に注射し,体外から高周波磁場を印加することで腫瘍部だけを加温する低侵襲温熱療法を研究している.本研究では,FILCTを注射した患部が治療可能温度に到達したか否かを体外からワイヤレスで検知する深部温度計測法の要素技術を構築した.物理実験により,生体を間に挟んでドライブコイルとピックアップコイルを対向させた配置で,ドライブコイルから10.0cm(ピックアップコイルから5.0cm)の距離のFILCTを検知できることを明らかにした.平成27年度は,「対向配置型磁束印加検知ユニット」の構築に必要となる複数のピックアップコイルを利用した初期バイアス低減手法の妥当性を物理実験により検証すると共に,数値計算に基づくシミュレーションにより提案手法の妥当性を検討した.2個のピックアップコイルで磁束を検知し,定常状態でそれぞれの誘導起電力の差が0Vとなる様に初期バイアス除去回路でキャリブレーションすることで,FILCTの透磁率の変化に連動する磁束の変化分のみをロックインアンプで計測できることを確認した.物理実験により顕在化した実装上の課題は,ドライブコイルとピックアップコイルの固定であり,相対的な位置・姿勢にズレが生じた場合,大きなノイズが発生する.この知見を踏まえて現在,3Dプリンターで試作した治具を用いた評価実験を進めている.前述の初期バイアス除去回路と1組のピックアップコイルを配置した磁束ベクトル検知シートを作製し,ドライブコイルと対向する様に樹脂フレームに固定した後,FILCTの無い状態で,初期バイアス除去回路によりキャリブレーション(ドライブコイルからの磁束によるピックアップコイルの出力が0Vとなる様に調整)した.FILCTを挟んだ状態で磁束印加検知ユニットを回転走査すると,FILCTがキュリー温度以下であれば,磁束の乱れによりピックアップコイルに回転走査に同期した信号波形が生じることを確認した.さらに,発熱してFILCTがキュリー温度を越えると,磁性を失い,初期のキャリブレーション直後の状態に近づくことを確認した.以上より,本手法の妥当性を確認し,患部が治療温度に到達したことを非侵襲的に検知できると結論した.さらに,来年度以降の計画を先取りして,磁束密度の変化からワイヤレスに到達温度を検出して誘導加熱電源源をON/OFFする自動加熱治療システムのためのプログラムを開発した.当初の計画通り,「対向配置型磁束印加検知ユニット」の構築に必要となる複数のピックアップコイルを利用した初期バイアス低減手法の妥当性を物理実験により検証すると共に,数値計算に基づくシミュレーションにより提案手法の妥当性を検討したため.なお,FILCTの透磁率の変化に連動する磁束の変化分をロックインアンプで計測できることを確認し,物理実験により妥当性を確認している.さらに,本手法の課題がドライブコイルとピックアップコイルの固定にあることを明らかにしており,現在,この知見を踏まえて3Dプリンターで試作した治具を用いた評価実験を予定通り進めている.さらに,ピックアップコイルを配置した磁束ベクトル検知シートを作製し,ドライブコイルと対向する様に樹脂フレームに固定した後,FILCTの無い状態で,初期バイアス除去回路によりキャリブレーションした.FILCTを挟んだ状態で磁束印加検知ユニットを回転走査すると,FILCTがキュリー温度以下の条件で,ピックアップコイルに回転走査に同期した信号波形が生じることを確認した.さらに,発熱してFILCTがキュリー温度を越えると,磁性を失い,初期のキャリブレーション直後の状態に近づくことを確認した.さらに,来年度以降の計画を先取りして,磁束密度の変化からワイヤレスに到達温度を検出して誘導加熱電源源をON/OFFする自動加熱治療システムのためのプログラムを開発した.以上より,本研究が当初の予定通り進行していると判断した.平成28年度は,現有設備である多軸ロボットアームに磁束印加検知ユニット(前年度に試作)を固定し,新規に導入した制御用PCを介して三次元空間に任意の軌道を生成できる汎用的な実験系を構築した.加えて,計測制御システムの開発環境であるLabVIEWを用いて,ピックアップ電圧値を元にAu-FILCTを一定温度に誘導加熱する,高出力誘導加熱電源を組み合わせた温熱治療システムを開発した.磁束歪み検知ユニットに設置された複数組のピックアップコイルは,初期バイアス除去回路(平成27年度に試作)を介してロックインアンプに接続している.ここでは,計3台のロックインアンプをGPIBインターフェースで接続した同時計測システムを実現しており,リファレンスデータとして必要なAu-FILCTの温度は,光ファイバー温度計(現有設備)にRS-232Cで接続された計測用PCで自動計測できる評価実験系を構築した.磁束歪み検知と温度計測の2種類の実験系を組み合わせて,S/N比の向上に不可欠な磁束印加検知ユニットの動作パターンを検討し,物理実験により妥当性を評価した.その結果,粗大移動と巧緻移動を組み合わせて体内に埋め込まれたAu-FILCTの初期位置を特定できること,回転走査により体動の影響を低減できること等を明らかにした.本研究を進める過程で,Au-FILCTよりも発熱特性は劣るが検出感度を向上できる発熱体を新たに発見している.

なお,当該年度までに得られた研究成果は,国内外の国際会議の場で発表すると共に,学術論文および知的財産として申請している.当初の計画の通り,平成28年度前半は,現有設備である多軸ロボットアームに磁束印加検知ユニットを固定し,制御用PCを介して三次元空間に任意の軌道を生成できる汎用的な実験系を構築した.加えて,計3台のロックインアンプをGPIBインターフェースで接続した同時計測システムを実現している.さらに,S/N比の向上に不可欠な磁束印加検知ユニットの動作パターンを検討すると共に,物理実験により本手法の妥当性を評価している.その結果,粗大移動と巧緻移動を組み合わせて体内に埋め込まれたAu-FILCTの初期位置を特定できること,回転走査により体動の影響を低減できることを明らかにした.平成28年度後半は,複数組のピックアップコイルから得られる信号を同期検波するためのアルゴリズムを考案するとともに,LabVIEWで自動計測制御のプログラムを作成し,ピックアップ電圧値を元にAu-FILCTを一定温度に誘導加熱する,高出力誘導加熱電源を組み合わせた温熱治療システムを開発している.当初の計画では想定していなかったが,本研究を進める過程でAu-FILCTよりも透磁率の変化が大きい検出感度を向上可能な発熱体を新たに発見しており,現在,特許申請準備中である.以上の研究成果を踏まえ,「当初の計画以上に進展している」と自己評価した.ハイパーサーミアは癌細胞の熱感受性を利用した治療法で,手術不能の進行癌患者に対するQOL向上に適している.我々は,43°Cのキュリー点を持つ感温性磁性体(FILCT)を患部に注射し,体外から高周波磁場を印加することで腫瘍部だけを加温する低侵襲温熱療法を研究している.本研究では,FILCTを注射した患部が治療可能温度に到達したか否かを体外からワイヤレスで検知する深部温度計測法の要素技術を構築した.物理実験により,生体を間に挟んでドライブコイルとピックアップコイルを対向させた配置で,ドライブコイルから10.0cm(ピックアップコイルから5.0cm)の距離のFILCTを検知できることを明らかにした.平成29年度は当初の計画通り,対向型磁束印加検知ユニットの構成要素となる8の字型ピックアップコイルを試作し,検知精度の向上を図ると共に,前年度に新たに発見したワイヤレス温度計測に最適な検出感度の高い高効率の発熱体の物理特性について調査した.研究期間全体を通して得られた成果を以下に示す.多軸ロボットアームに新たに試作した磁束印加検知ユニットを固定し,新規に導入した制御用PCを介して三次元空間に任意の軌道を生成できる汎用的な実験系を構築した.加えて,計測制御システムの開発環境であるLabVIEWを用いて,ピックアップ電圧値を元にAu-FILCTを一定温度に誘導加熱する高出力誘導加熱電源を組み合わせた温熱治療システムを開発した.磁束印加検知ユニットに設置された複数組のピックアップコイルは,初期バイアス除去回路を介して3台のロックインアンプに接続されており,計測用PCにGPIBインターフェースで接続することで磁束歪みの同時計測システムを実現した.また,リファレンスデータとして必要なAu-FILCTの温度を光ファイバー温度計で計測しており,RS-232Cで接続された計測用PCで自動計測できる評価実験系を構築した.磁束歪み検知と温度計測の2種類の実験系を組み合わせて,S/N比の向上に不可欠な磁束印加検知ユニットの動作パターンを検討し,物理実験により妥当性を評価した.
階層型アドレスを用いた大容量DNAメモリの開発

本研究課題は,DNAをメモリユニットとして利用したDNAメモリの開発である.DNAを記憶媒体として用いた場合、超大容量の情報が微細空間に保存することが出来るため、新たな大容量記憶媒体として期待できる。また、今後ますます重要性を増すと考えられる遺伝情報を保存するための媒体としても、有力視される。本研究課題では、NPMMを呼ばれるDNAメモリモデルに着目し、NPMMの記憶容量の拡大を目指している。NPMMに限らず全てのDNAメモリに関して言えることであるが、DNAはそれ自体が情報媒体であるため、情報を格納することは本質的に可能である。しかし、一方で保存されているデータを取り出すことは、技術的に困難であるのが現状である。さらに、記憶容量の増大に伴って、DNAメモリ内に存在するDNAの分子数が増加すれば、読み出しがさらに困難になる。ただし、ここで言う記憶容量の増大とは、DNA分子1種類につき1データを表現するため、DNA分子の種類数の増大、つまりアドレス空間の増大を意味する。よって、本研究では、NPMMのアドレス空間の増大に焦点を当てて研究を進めている。昨年度の研究において、1Mのアドレス空間を持つNPMMの構築に成功した。本年度は、昨年の6階層10配列のNPMMを基に、各階層に6配列ずつ追加して、6階層16配列のNPMM、つまり17Mのアドレス空間を持つNPMMの構築を行った。検証実験として、各アドレスに、特異的なデータを保存したNPMMを構築し、いろいろなアドレスへアクセスしてみたが、全てのアドレスサンプルにおいて、目的のデータが取り出されることが確認された。よって、17MのNPMMの実現に成功したといえる。また、本実験では、各アドレス分子の個数を調べたところ平均20個程度であった。より大容量化を目指した場合、各アドレス分子数がさらに小さくなり、アドレス分子の欠落が危惧される。よって、現行のモデル・システム・実験機器では、これ以上の大容量化は困難であるという理論的・技術的限界にまで到達していると考えられる。本研究課題は,DNAのメモリユニットとしての優れた性質に注目したDNAを記憶媒体として利用するメモリ(DNAメモリ)の開発である.特に、先行研究により提案されたDNAメモリモデルの問題であった1)大容量化が困難である点,2)データの読み出し精度の低さ,を改善することを目的とし,本研究では,階層アドレスをNested PCRによって段階的に指定するDNAメモリモデルNested Primer Molecular Memory(NPMM)を扱っている.本年度の主要な成果は以下に示す通りである.(1)DNA配列設計アルゴリズムの開発:大容量化に伴ってDNA配列数が増加すると,読み出しエラーの要因である非特異的結合が増加する問題を解決するため,非特異的結合を起こさないDNA配列を従来よりも多量に設計可能な手法を開発した.本アルゴリズムにより,大容量NPMMを表現するために必要な多数のDNA配列が確保された.(2)NPMMの限界容量の理論的考察:NPMMが適切に動作可能な物理的な条件を定義し,NPMMが適切に動作可能な要件について理論的な考察を行った.これにより,NPMMを適切に動作させるためには,保存データを数億種類以下にする必要があることが示された.(3)大容量NPMMの実証実験:(1),(2)の研究成果に基づき,1万種類のデータを保存したNPMMを実際に化学的に構築し大容量NPMMの実証実験を行った.実験結果より,NPMMは,一万種のデータ集合から、対象のアドレスに保存されている目的のデータを適切に抽出可能であることを実証し,従来のDNAメモリモデルと比較して,読み出し精度が非常に高いことを実証した.しかし、一方で,非目的のデータをコードするDNAも少数ながら同時に抽出された.今後の研究課題として,大容量NPMMの実現に向けて,読み出し精度をさらに向上させることを目指す.本研究課題は,DNAをメモリユニットとして利用したDNAメモリの開発である.DNAを記憶媒体として用いた場合、超大容量の情報が微細空間に保存することが出来るため、新たな大容量記憶媒体として期待できる。

より大容量化を目指した場合、各アドレス分子数がさらに小さくなり、アドレス分子の欠落が危惧される。よって、現行のモデル・システム・実験機器では、これ以上の大容量化は困難であるという理論的・技術的限界にまで到達していると考えられる。
進行性骨化性線維異形成症性の病態解明および創薬に向けたアッセイ系の確立

異所性骨化を示す難治性疾患の一つである進行性骨化性線維異形成症(Fibrodysplasia ossificans progressiva、以下FOP)罹患者よりiPS細胞を樹立した。作製したFOP-iPS細胞は野生型iPS細胞に比べて、石灰化結節形成能および軟骨細胞分化が亢進していることが分かった。同時に、石灰化結節形成の亢進を抑制する化合物スクリーニングのアッセイ系を構築した1.FOP-iPS細胞から間葉系細胞を誘導する系の確立ーFOP-iPS細胞から骨細胞および軟骨細胞を含む細胞集団を誘導する方法を確立した。さらにはFOP-iPS細胞から間葉系幹細胞を誘導する実験系を確立することに成功した。2.異所性骨化のin vitroアッセイ系の確立1)骨化のアッセイ系として、骨性アルカリフォスファターゼの活性をalizarin red染色により検出し、そこから色素を抽出して数値化する方法を確立した。この方法では、FOP-iPS細胞の方が野生型iPS細胞よりもalizarin red染色陽性の石灰化結節の形成が亢進していることが分かった。またスループットを挙げるため、プレートのウェル数の多い物を試してみたが、24ウェルプレートフォーマットでiPS細胞の骨化を検出する条件は決定したが、48ウェル、96ウェルプレートフォーマットでは結果の安定性に問題があることが分かった。骨化関連遺伝子のプロモーター制御下に蛍光タンパク質を発現するようなクローンの作製を行ったが、蛍光強度がそれほど強くなく、また時期的にもalizarin red染色で検出される時期とほぼ同様であったため、こちらでの検出は一旦停止とした。2)1)で確立したアッセイ系を評価するため、すでに知られているBMP阻害物質DorsomorphinやLDN193189を培地中に添加して骨化実験を行ったところ、予想通り骨化が抑制された。3)フィージビリティテストとして、iPS研が所有する低分子化合物ライブラリー(4881化合物)を用いたスクリーニングを試みたが、スループットが24ウェルフォーマットでかつalizarin red染色陽性の石灰化結節が検出できるようになるための誘導期間が14日と比較的長期間の培養を必要とし、このままでは摘要不可能と判断した。同時に、石灰化結節形成の亢進を抑制する化合物スクリーニングのアッセイ系を構築した本年度に実施した研究成果については下記の通りである。1.FOP患者由来細胞からiPS細胞の作製ー3人の日本人FOP患者から4因子導入によりiPS細胞作製を行い、作製されたiPS細胞に関して奇形腫形成能等の標準的機能評価法を用いて至適なクローンを確定した。2.iPS細胞から間葉系細胞を誘導する系の確立ー研究計画に記載した目標のうち、野生型iPS細胞から骨細胞および軟骨細胞を含む細胞集団を誘導する方法を確立した。また、間葉系幹細胞を誘導する方法についても進めており、概ね順調に進展している。腱・靭帯における異所性骨化を検出するためにScx-GFPトランスジェニックiPS細胞を樹立した。しかし、胚葉体を用いた誘導法ではGFP陽性となる細胞が非常に少なく、フローサイトメトリーによる濃縮を行っても十分な細胞数が取れないため、分化誘導法の確立が必要となった。筋組織、および血管内皮の誘導についても分化誘導法の確立が急務であり、次年度の課題である。現在、FOP患者由来iPS細胞と野生型iPS細胞のあいだに骨化や軟骨化の程度に差異が無いか検討中である。3.in vivo異所性骨化解析ー細胞を免疫不全マウスに移植するための足場となる素材について検討中である。概ね順調に進展している。4.異所性骨化のin vitroアッセイ系の確立ー2.において野生型iPS細胞から骨細胞および軟骨細胞を含む細胞集団の誘導法の確立に成功したことを受け、当初は平成24年度に実施する予定であった異所性骨化のin vitroアッセイ系の確立に着手した。骨標的細胞のin vitroでの骨化を鋭敏に検出するアッセイ系として、アリザリンレッド染色を用いた呈色による評価を定量化することに成功した。骨細胞および軟骨細胞への分化誘導法の確立に成功したため、24年度に予定していた実験の一部を前倒しで開始した一方で、野生型iPS細胞から筋細胞や腱・靭帯細胞への分化誘導の進展がやや遅れている。全体としてはおおむね順調に進展していると考えている。引き続き、当初の計画通りiPS細胞から骨化標的細胞への分化誘導系を構築するとともに、FOP患者由来iPS細胞と野生型iPS細胞の間で差異が検出された系を用いて治療薬探索のためのアッセイ系確立に向けて研究を進める。平成24年度も引き続き分化誘導系の確立およびアッセイ系の確立のために必要となる培養関連試薬や分子生物学研究試薬を購入する。また、成果発表のために国外学会1回、国内学会2回の旅費を計上している。
ウイルスの細胞間移行に関与する宿主変異を用いた細胞間コミニケーションの解析

我々は、植物RNAウイルスの一つであるキュウリモザイクウイルス(CMV)の増殖に関与する宿主因子同定のため、CMVの細胞間移行の効率が低下するシロイヌナズナcum1変異株を単離した。本年度はまず、cum1-1変異がプラスモデスマータの形態あるいは機能に影響を与える可能性を考慮して、植物体を構成する細胞、組織の形態、あるいはプラスモデスマータ周辺の細胞内構造の形態をcum1-1変異株と野生型株で比較したが、顕著な差は見られなかった。また葉肉細胞にマイクロインジェクションした蛍光高分子量デキストランの隣接細胞への拡散の観察からcum1-1変異株と野生型株の間でsizeexclusion limitに差があるか検討したが、現在のところ差は見られていない。次に、CUM1遺伝子座のクローン化を試みた。ファインマッピングにより、cum1変異の存在しうる範囲をシロイヌナズナ第4染色体下部に位置するDNAマーカーmi32を含む約100kbの領域内に限定し、この領域のほぼ全体を、T-DNAベクターにクローン化された野生型ゲノミックDNA断片群でカバーした。さらに各クローンでcum1-1植物を形質転換し、形質転換体を得た(ただし、少数のクローンいくつかを除く)。T2植物を用いてCMVの増殖効率を調べたところ、結果は未だ予備的ながら1つのクローンに由来する形質転換体でcum1変異株より高いCMV外被蛋白質の蓄積がみられた。現在、トランスジーンとcum1変異の相補が共分離するかなど結果の正当性をテストする実験を行っている。この結果が真であれば、マッピングの結果とあわせてCUM1遺伝子の存在しうる領域は約30kbpに限定されたことになる。
画像処理を利用した3次元測定機の自動測定法

工業製品の高精度化にともない、その形状,寸法の測定に3次元測定機が広く用いられるようになってきているが、取り扱いが煩雑なために簡単に使用できない。そこで画像処理を利用して、工作物を測定テーブルに任意に置くだけで自動的に測定が行なわれ、必要な形状や寸法データが得られる方法を研究する。工作物形状は簡単のために直方体の組合せとした。得られた結果を次に示す。1.画像入力装置および3次元測定機をパソコンに結合し、動きを制御する基本プログラムを作成できた。2.画像入力された原画より2値化、細線化などの処理プログラムを開発するとともに多方面から得られた形状データを知識工学的手法により測定対象工作物として認識するアルゴリズムを考案した。3.形状認識された工作物を3次元測定機が自動的に測定作業を行なうための測定経路を自動生成させるプログラムを開発した。4.測定されたデータを処理して、直方体の縦,横,高さ,直角度などを算出するプログラムを開発した。5.直方体の組合せからなる3次元測定対象に開発したシステムを運用し、成果をもって実験を行なうことができた。3次元測定機は高価であり、活用することが難しい。本研究はこの難点の克服を目標として始められたが、直方体の組合せという易しい形状から手をつけたが形状認識にはほど遠い。今後、金型など自由曲面をもつような工作物の自動測定を目指してシステムの拡張と充実を図る予定である。また、金型用CAD/CAMの形状データベースと連動させ、自動測定の可能性を追求する。この場合にも工作物を測定テーブルの任意の位置に設置することを許せば画像処理が不可欠となる。
血管老化におけるアンジオテンシンII受容体新規調節物質の病態生理学的意義

血管老化の発症、進展予防が社会的にも重要な課題である。アンジオテンシンIIタイプ1受容体(AT1受容体)とタイプ2受容体(AT2受容体)は互いに拮抗して血管老化を調節していることを報告してきたが、本研究では、我々がクローニングした新規アンジオテンシンII受容体サブタイプ特異的結合調節物質が主としてAT1受容体, AT2受容体の機能を調節することで、血管老化調節に関与していることが見出された。アンジオテンシンIIタイプ1(AT1)受容体と、アンジオテンシンIIタイプ2(AT2)受容体が拮抗して血圧調節、心血管リモデリングに関与していることが次第に明らかにされてきたが、我々は、最近、AT1受容体が血管老化を促進し、AT2受容体が血管老化を抑制することを報告してきた。本研究においては、課題である新規アンジオテンシンII受容体調節物質の血管老化への関与を検討した。ATRAP(AT1 Receptor Associated Protein)過剰発現マウスより調整した血管平滑筋細胞では、アンジオテンシンII投与による老化が阻害されていたが、これはATRAPがAT1受容体のインターナリゼイションを促進することにより、AT1受容体を介したp53やp21の発現が抑制されるためと考えられる。我々は、この作用機構に加えてATRAPがAT1受容体のインターナリゼイションとは別に、calcineurin/NFAT(nuclear factor of activated T cell)経路をブロックすることにより、血管平滑筋の老化を減弱していることを報告した(Journal of Molecular and Cellular Cardiology, 2009, 47, 798-809)。次に、野生型マウス、ATIP (AT2 Receptor Interacting Protein)過剰発現マウスにX線照射を与え、SA-□-gal染色陽性細胞数を検討したところ、ATIP過剰発現マウスではSA-□-gal染色陽性細胞数が有意に少なく、血管障害による老化抑制にATIPが重要な役割を担っていることが示唆された。今後、AT1、AT2受容体との相互作用、更には独立した作用などについての詳細な検討を、シグナルレベルを含めて進めて行く。アンジオテンシンIIタイプ1(AT1)受容体が血管老化を促進し、タイプ2(AT2)受容体が拮抗して作用することにより、血管老化を抑制することを報告してきた。新規AT1受容体機能調節物質ATRAP(AT1 Receptor Associated Protein)の血管老化への関与を検討したところ、ATRAP過剰発現マウスより調整した血管平滑筋細胞では、アンジオテンシンII投与による老化が阻害され、ATRAPによるAT1受容体のインターナリゼイション促進、p53やp21の発現抑制に加え、calcineurin/NFAT(nuclear factor of activated T cell)経路をブロックすることにより、血管平滑筋の老化を減弱していることを報告した。一方、新規AT2受容体機能調節物質ATIP(AT2 Receptor Interacting Protein)過剰発現マウスにX線照射を与え、ATIP過剰発現マウスでは野生型マウスに比べ、酸化ストレスによる細胞傷害マーカーである8-OHdの低下とともに、SA-β-gal染色陽性細胞数が有意に少なく、ATIPが重要な役割を担っていることが示唆された。さらに、AT2受容体による抗老化作用のシグナルとしてユビキチンコンジュゲイティングエンザイムバリアントである、MMS2(methyl methanesulfonatesensitive 2)の作用を報告してきたが、AT2受容体機調節物質ATIP過剰発現マウスでは、MMS2の発現が増加していることを認めている。さらに経口投与可能なAT2受容体刺激薬Compound21(C21)が開発され、我々は、C21がマウスにおいて認知機能を増加させることを報告している。今後、C21を用い、AT2受容体の直接刺激と、ATIPにより血管老化抑制作用の詳細な検討を進めて行く。アンジオテンシンII2型(AT2)受容体刺激は1型(AT1)受容体を介した血管平滑筋細胞老化促進作用に拮抗して作用するだけでなく、DNA修復因子のMMS2を直接活性化することにより、血管老化を抑制することを報告してきた。7回膜貫通Gタンパク結合型受容体の作用を調節するタンパクが注目されているが、我々はAT2受容体のC末端尾部に特異的に結合するAT2 receptor interacting Protein (ATIP)が血管細胞老化に及ぼす影響についてATIPトランスジェニック(ATIP-Tg)マウスを作製して検討を行った。野生型血管平滑筋細胞においてアンジオテンシンIIの連日刺激により時間依存性に老化細胞数や総細胞数における老化細胞の割合が増強したが、ATIP-Tg血管平滑筋細胞では、老化が有意に抑制された。同様の結果は、酵化ストレスによるDNA損傷の指標である8-OHdGの細胞内レベルでも観祭された。また、ATP-Tg血管平滑筋細胞ではSHP-1の活性化とともに、MMS2の発現の増加が認められた。

X線照射により大動脈で誘導される老化関連βガラクトシダーゼ陽性領域や、8-OHdGレベル、MMS2の発現の増加を認めたが、この老化とDNA損傷の増加はATIP-Tgマウスの血管で有意に抑制された、MMS2の発現はATIP-Tgマウスではさらに増強していた。以上の結果より、ATIPが血管平滑筋細胞の老化を抑制する可能性が示唆された。このATIPの血管老化抑制作用に少なくともSHP-1の活性化による、MMS2の発現増加が関与していると考えられる。これらの研究に関連して、ATIPがインスリン抵抗性を改善する可能性が報告している。さらに経口投与可能なAT2受容体刺激薬Compound21 (C21)が開発され、我々は、C21がマウスにおいて認知機能を増加させることも報告している。
骨再生を目指したヒドロキシアパタイトナノ粒子表面と生体分子との定量的相互作用制御

本研究では、骨再生に適したヒドロキシアパタイト(HAp)ナノ粒子を合成し、センサ基板上におけるHApナノ粒子の吸着量の定量とその高感度検出化を目的としている。本年度は、骨再生に適したHApナノ粒子を合成し、HAp表面とタンパク質との相互作用を全反射型反射干渉分光法(RIfS)から定量することを行った。昨年度に確立した方法にてHApナノ粒子を合成し、これを全反射型反射干渉分光法でのセンシングに使用する窒化シリコン基板(SiN)に固定化し、タンパク質吸着に伴う光学膜厚変化をモニタリングすることを行った。まずSiN基板表面にtrimethylsilyl chloride(TMS)処理して表面の水酸基を疎水化し、これをUV-オゾン処理することによりSiN表層の水酸基数を増加させた。その後、NH_2基を有するシランカップルリング剤を修飾することによってSiN表層のNH_2基数を増大させることに成功した。このNH_2基を利用して、HApナノ粒子を縮合剤存在下にて反応・固定化し、原子間力顕微鏡測定からHApナノ粒子の固定化を確認した。得られた基板上における骨芽細胞の接着・増殖をRIfSを用いて計測する予定であったが、繊維芽細胞を用いた予備実験の結果、接着を計測するための感度が不十分であったことから、RIfSを用いた吸着現象の計測の高感度化について検討した。具体的には、上記のSiN表層での官能基を増大させた条件をもとに抗体を固定化し、抗原検出の高感度化を試みた。炎症反応マーカーであるC反応性タンパク質(CRP)の抗体をSiN基板上に固定化し、CRP抗原としてRIfSにて検出したところ、100ng/mLのCRPを検出が可能となった。また、濃度依存的なレスポンスも得られることとなったことから、細胞接着・増殖のモニタリングのための感度を得ることが今後期待される。本研究では、骨再生に適したヒドロキシアパタイト(HAp)ナノ粒子・コラーゲンのナノコンポジットを精密に調製することに鑑み、高分子重合HApナノ粒子のコラーゲン繊維上での吸着量の定量と2次元分布を明らかにすることを目的としている。本年度は、骨再生に適したHApナノ粒子を合成し、HAp表面とタンパク質との相互作用を全反射型反射干渉分光法から定量することを行った。HAp表面を様々な官能基(NH_2-, COOH-, SH-)を有するナノ粒子を作製した。具体的には、熱水法を利用して、多様な官能基を含むHApを調製し、小角X線散乱による結晶構造解析、透過型顕微鏡観察から、調製したナノ粒子はHApであることを確認した。全反射型反射干渉分光法によるタンパク質とHApとの相互作用の解析には、HApを窒化シリコン基板に固定化し、タンパク質吸着に伴う光学膜厚変化をモニタリングすることで定量化する。そこで、SH基を有するHApナノ粒子を用い、窒化シリコン(SiN)基板表面を予めメタクリル基を有するシランカップリング剤を用いて表面にメタクリル基を導入後、ラジカル開始剤存在下、熱重合によって固定した。電子顕微鏡観察のイメージから、基板表面上にHApが固定されたことを確認した。そこで、HApナノ粒子とタンパク質との相互作用を光学膜厚変化からモニタリングした。タンパク質には、血清タンパク質であるヒト血清アルブミン(human serum albumin, HSA)を用い、緩衝液にはリン酸緩衝液(pH7.4)を用いた。異なる濃度(0.0625、0.125、0.25、0.5、1mg/ml)のHSAをインジェックションしたところ、濃度上昇に応じて光学膜厚変化も大きくなったことから、濃度依存的なHSA吸着であることが示され、HApナノ粒子と血清タンパク質との相互作用を光学膜厚変化から定量化可能であることが見いだされた。
層状化合物系固溶体の合成とリチウムインターカレーション挙動に関する研究

層状構造のLiNiO_2は類似の層状構造を有するLi_2MnO_3と全組成範囲で電気化学的に活性な層状構造の固溶体を生成することを確認した。しかし、低温安定相がLi_2MnO_3と同一構造のLi_2TiO_3とLiNiO_2を固溶体化すると、Ni/Ti≧1の領域で固溶体相を形成するもののTi含量の増大につれカチオンミキシングが増大し、層状構造から岩塩構造へと変化する。一方、LiCrO_2の場合はLi_2TiO_3との固溶体化によっても層状構造を保ち、Ti : Ni=1:1の組成で170mAh/g以上の最大容量を示すことを確認した。即ち、LiCrO_2とLiNiO_2ではLi_2MnO_3及びLi_2TiO_3との固溶体化に際して結晶学的、電気化学的挙動が異なることが明らかとなった。LiNi_xMn_yCo_<1-x-y>O_2はMn含量の底い広範な組成範囲(y≦0.5)で恵気化学的に活性な材料である。LiNi_<0.5>Mn_<0.5>O_2とLiCoO_2の固溶体と見なせるLiNi_<1/3>Mn_<1/3>Co_<1/3>O_2の電池特性は、合成法に依存し、特性の違いは充電曲線の形状から判断できることを見出した。この原因は、NiOが未反応で残存することに由来し、その結果Li_2MnO_3の関与する電気化学的に活性な固溶体相が形成されるためと推察している。固溶体形成に関するMnとTiの違いを明確にするため、Ti置換LiNi_<0.5>Mn_<0.5>O_2の研究も行った。この際、MnをTiで完全に置換した岩塩構造のLiNi_<0.5>Ti_<0.5>O_2が50°C以上で150 mAh/g以上の容量を有することを発見した。この値は岩塩構造でも高性能電池材料となりうることを示し、新たな正極材料開発への道を開くものである。この新材料は酸化雰囲気で合成すると室温でも高容量材料となるが、再現性に劣ることが欠点であった。木材料をLi_2TiO_3と固溶体化させ室温での容量増大にも成功した。本年度はLiNiO_2-Li_2MnO_3系固溶体が全組成範囲で生成し、層状構造を保つことを明らかにした。層状構造の乱れはNi含量が高いほど大きいくなるがLi層内の遷移金属の割合は最大でも3%以内であった。この固溶体へのリチウムのインターカレーションはNi/(Ni+Mn)<0.5の領域ではNi含量と対応し、Ni^<3+>/Ni^<4+>のレドックスで反応が進行することが明らかとなった。Ni含量が高い領域での容量はNi含量からの期待値よりも減少し、LiNiO_2の電気化学特性が強く現れている。