hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
三黄瀉心湯による抗メタボリックシンドローム作用の解明

更年期障害治療に用いる三黄瀉心湯は、雌性閉経モデルラットにおいて、総コレステロールの増加と食後高血糖を抑制し、メタボリックシンドローム(MetS)の発症を予防した。さらに三黄瀉心湯は、心臓の虚血再灌流障害を改善した。(心臓の虚血再灌流障害とは、心臓の血管内を血液が一時的に流れなくなり、再度流れた時におこる心筋の傷害で、MetSが発症の一因となる。)これらの有益な作用には、三黄瀉心湯の含有成分エモジンが関与しており、特に虚血再灌流後の心機能障害の改善は、エモジンの女性ホルモン様作用を介することが明らかとなった。【目的】本研究は、三黄瀉心湯によるメタボリックシンドローム(MetS)の発症抑制作用を明らかにし、関連する機序の解明を目指すものである。平成22年度は、三黄瀉心湯の脂質代謝異常の抑制作用の解明を試みた。【方法】Wistar系雄性ラットを2群に分け、一方はコントロールとして通常飼料(通常食)を、他方は高脂肪飼料(高脂肪食)を3ヶ月間自由摂取させ、食餌性に高脂血症を誘発させた。高脂肪飼料は、通常飼料にラード、コレステロール、およびコール酸を添加したものを使用した。高脂肪食負荷群はさらに3群に分けられ、食餌負荷と同時に薬物の飲水経口投与を行った。薬物投与の内容は以下の通りである;水(溶媒)投与群、低用量三黄瀉心湯投与群、高用量三黄瀉心湯投与群。薬物投与終了後に採血を行い、胸部大動脈を摘出して血管反応性を確認した。【結果】薬物投与終了後のラットの体重は、通常食+水投与群に比して高脂肪食+水投与群で有意に増加した。一方、高脂肪食負荷+三黄瀉心湯投与群では、低用量および高用量群ともに、通常食+水投与群に比して有意な変化を認めなかった。血中の総コレステロール値は、高脂肪食+水投与群で、通常食+水投与群に比して有意に高い値を示した。一方、三黄瀉心湯投与群では、高脂肪食+水投与群に比して総コレステロール値が低値を示し、その作用は用量依存性であった。また、摘出胸部大動脈標本を用いて血管反応性を試験したところ、三黄瀉心湯は、高脂肪食負荷により低下した内皮機能の改善作用を示した。摘出血管を用いた試験は、現在も継続中である。【考察】本年度の研究結果により、三黄瀉心湯は、高脂肪食負荷による血中の総コレステロール値の増加を抑制し、体重増加を防止する作用を示すことが明らかとなった。この結果は、三黄瀉心湯がMetSのうち高脂血症の発症を抑制する可能性を示唆するものと考えられる。【目的】本研究は、三黄潟心湯(SST)によるメタボリックシンドロームの発症抑制作用を明らかにし、関連する機序の解明を目指すものである。平成23年度は、三黄潟心湯による血管内皮機能障害の改善作用、ならびに虚血再灌流心機能障害の改善作用を検討した。【方法】血管実験:3ヶ月間の食餌負荷によりWistar系雄性ラットで高脂血症を誘発させた。食餌および薬物投与は以下の通り:通常食+水、高脂肪食+水、高脂肪食+低用量SST、高脂肪食+高用量SST。薬物投与終了後、胸部大動脈を摘出し、KC1収縮下の薬物による血管弛緩性を検討した。心臓実験:Wistar系雌性ラットに偽手術(sham)または両側卵巣摘出術(OVX)を施行し、高脂血症を誘発させた。1ヶ月間、水又はSSTの強制経口投与を行い、薬物投与終了後、心臓を摘出して虚血再灌流実験を行った。灌流液中の心筋逸脱酵素量(CK-Mb)と窒素酸化物量(NOx)を測定し、再灌流終了後の心筋の各種一酸化窒素合成酵素(NOS)発現を検討した。【結果】血管実験:アセチルコリン累積投与による血管弛緩は、通常食+水投与群に比して高脂肪食+水投与群で有意に減弱したが、高脂肪食+SST群では、用量依存性に弛緩の減弱が抑制された。ニトロプルシッドNa累積投与による血管弛緩は、各群間で有意差は認められなかった。心臓実験:Sham+水投与群に比してOVX+水投与群では、再灌流中のCK-Mbが有意に増加し、虚血再灌流心機能障害の悪化が認められたが、SST投与によりOVX群のCK-Mbの増加は有意に抑制された。

また、再灌流中の灌流液中のNOx量は、Sham+水投与群に比してOVX+水投与群で有意に増加したが、SST投与によりsham、OVX両群ともにNOxの有意な減少が認められた。現在、SSTによるNOx低下作用にどのような機序が関与しているのかを明らかにすべく、NOS発現の変化をWestern blot法にて検討している。【目的】三黄瀉心湯(SST)による虚血再灌流(I/R)心機能障害改善作用の分子機序と有効成分の解明、ならびに耐糖能異常におよぼす影響について検討した。【方法】偽手術(sham)群を対照として、両側卵巣摘出(OVX)Wistar系雌性ラットに水またはSSTを1ヶ月投与した。薬物投与終了後に心臓を摘出し、I/R実験を行った。一部のラットは16時間絶食し、glucoseまたは二糖類を腹腔内投与し、投与120分後までの血糖値の変動を検討した。【結果】水を投与したOVX(OVX/水)群では、sham群に比してI/R中の灌流液中NOxレベルと、I/R後の心筋のsuperoxide産生、誘導型NOS(iNOS)発現、さらにNOとsuperoxideの反応物であるperoxynitrite産生の指標となる心筋タンパクのチロシンニトロ化が、有意に増加していた。一方、SSTを投与したOVX(OVX/SST)群では、これらの増加が、いずれも有意に減少していた。SSTの構成生薬の一成分であるemodinを投与したOVX群では、OVX/水群に比してI/Rによる心機能低下および心筋梗塞巣の増大の有意な改善が認められた。ShamおよびOVX群間で、空腹時血糖値に有意な差は認められなかった。腹腔内glucose負荷により、OVX/水群ではsham群に比して投与30分後に有意な血糖値の上昇が認められた。一方、OVX/SST群では、OVX/水群で認められた血糖値の上昇が有意に抑制された。同様に、二糖類のsucroseならびにmaltoseの腹腔内負荷試験を行ったところ、sucrose負荷による血糖値上昇は、OVX/水およびOVX/SST群間で差は認められなかった。一方、maltose負荷による血糖値上昇は、OVX/水群に比してOVX/SSTラットで投与30分後および60分後に有意な抑制が認められた。【目的】本年度は、SSTに含まれる生薬の植物性estrogen様作用が、脂質異常症ならびに虚血再灌流(I/R)心機能障害におよぼす影響について検討した。【方法】両側卵巣摘出(OVX)Wistar系雌性ラットに水またはSSTを1ヶ月間経口投与し、SST投与群は更に2群にわけ、一方はestrogen受容体拮抗薬fulvestrant(SST+ful)、他方はfulvestrantの溶媒(SST+veh)を週1回皮下投与した。薬物投与終了後、血中脂質の測定および摘出心臓のI/R実験を行い、心機能の変化とI/R終了後の心筋梗塞サイズの検討を行った。【結果】水投与OVXラットでは、水投与偽手術ラットに比して総コレステロール値の有意な増加を認め、OVXラットが脂質異常症を呈することが確認された。SSTを投与したOVX(OVX/SST+veh)ラットでは、水投与OVXラットに比して有意な総コレステロール値の低下が認められた。SSTとfulvestrantを併用投与した(OVX/SST+ful)ラットでは、OVX/SST+vehラットと同程度の総コレステロール値の低下を認め、このことからSSTの脂質低下作用の主要な機序に、estrogen様作用が関与する可能性は低いことが示唆された。一方、水投与OVXラットでは、水投与偽手術ラットに比して摘出心臓のI/R心機能障害の有意な悪化と、I/R後の梗塞サイズの有意な増加を認めた。しかし、OVX/SST+vehラットでは、悪化したI/R心機能障害の有意な改善と増加した梗塞サイズの有意な縮小を認めた。
グリア細胞は多機能なのか?多種類なのか?

中枢神経系の主要なグリア細胞であるアストロサイトは様々な神経活動に関わる多機能な細胞集団である。しかし、個々のアストロサイトが多機能なのか、それぞれの機能に特化された多種類のアストロサイト亜細胞系譜が存在しているのか明らかでない。本研究では、後者の「アストロサイト亜細胞系譜仮説」を作業仮説として想定し、その実証を目的に遂行した。研究代表者自身が作製したグリア線維性酸性蛋白質(GFAP)遺伝子座にloxP-nlacZ-pac-loxP-GAP43GFPを挿入したGFAP/loxPレポーターマウスマウスと、大脳皮質および海馬領域の神経幹細胞に特異的に発現するEmx1遺伝子のプロモーター支配下にCreリコンビナーゼ遺伝子を組み込んだEmx1-CreKIΔneoマウスを交配し、Emx1陽性幹細胞由来のアストロサイトをGFPで、Emx1陰性幹細胞由来のアストロサイトをβガラクトシダーゼで標識した。大脳皮質及び海馬領域のほぼ全てのアストロサイトがGFP陽性を示したのに対し、脳梁周囲の正中線グリア細胞はβガラクトシダーゼ陽性であった。正中線グリア細胞は交連線維伸長を促進する特殊な機能を有するアストロサイトである。正中線グリア細胞が近隣の大脳皮質アストロサイトとは異なる幹細胞に由来する事が明らかになったことから、各機能に特化した多種類のアストロサイト亜細胞系譜の存在を支持する結果が得られた。更に、セルソーターを応用して回収した大脳皮質アストロサイトと海馬アストロサイトに特異的に発現する遺伝子をマイクロアレイ解析し、グリア機能の脳領域特異性について考察を加えた。中枢神経系グリア細胞の一種であるアストロサイトは神経活動を支える多様な役割を担っている。一方で、その発生様式については不明な点が多い。特に、一個のアストロサイトが多機能なのか、それぞれの機能を担う多種類のアストロサイト亜集団細胞系譜が存在するのかは興味深い研究課題である。ニューロンやオリゴデンドロサイトの発生は、胎生期に前後軸や背腹軸に沿った位置情報に従い各々の“領域"から特異的に産生されることが我々を含め複数のグループにより明らかにされている。我々は、各“領域"から発生するアストロサイトの生理的・構造的な性質の違いを解析するためにグリア線維性酸性タンパク質(GFAP)遺伝子座にCre-loxPレポーター合成遺伝子(loxP-nlacZ-loxP-GAP43GFP)をノックインした遺伝子ターゲティングマウスを作製した。Emx1遺伝子座にCreをノックインしたマウス(Iwasato and Itohara;Genesis,38,130-138,2004)との交配によりEmx1を発現する大脳皮質領域神経上皮細胞由来のアストロサイトはGFP陽性/βガラクトシダーゼ陰性、それ以外の由来が予想されるアストロサイトはGFP陰性/βガラクトシダーゼ陽性を示した。我々の作製したマウスが極めて高いCre-loxP遺伝子組換効率を示したことから、アストロサイト亜集団の細胞系譜解析に有用であることが確認された。今後は各領域特異的にCre遺伝子を発現マウス系統と交配することにより、各領域由来アストロサイトの特異的性質を解析する。アストロサイトは脳中枢神経系の活動を支える多様な役割を担っている。その発生様式についてはよく調べられておらず、一個のアストロサイトが多機能なのか、それぞれの機能を担う多種類のアストロサイト亜集団細胞系譜が存在するのかは興味深い研究課題である。申請者は、脳の各領域の神経前駆細胞由来のアストロサイトがサブタイプ細胞系譜に分類できるのではないかという作業仮説を立て、GFAP/Creレポーターマウスを作製した。このマウスを用いるとCreリコンビナーゼ遺伝子を大脳各領域特異的に発現させることで、各領域の神経前駆細胞由来のアストロサイトサブタイプ細胞系譜をGAP43-GFP陽性細胞として同定することが出来る。

本年度は、理化学研究所糸原、岩里両博士より頂いたEmx1-Creマウス、および生理学研究所竹林博士が作製したOlig2-CreERマウスと交配し、組換えを誘発したGFAP/Creレポーターマウス脳におけるからGFP陽性細胞の分布を詳細に解析した。その結果、大脳の脳梁近傍に存在する正中線グリア細胞はEmx1陰性神経前駆細胞に由来することが判明した。正中線グリア細胞は脳梁形成に必要とされるSlitやWntリガンドを放出し回路形成を誘導する特殊な機能を持ったグリア細胞である。正中線グリア細胞が周囲のアストロサイトと異なる発生起源を持つことは、我々の作業仮説が正しいことを示唆している。現在、Emx1陽性前駆細胞由来のアストロサイトをセルソーターを用いて回収しマイクロアレイ解析すべく成体脳から細胞を調整する方法を検討している。また、Olig2-Creマウスと交配したGFAP/Creレポーターマウスのアストロサイトがほぼ全てOlig2陽性細胞由来であった。発生脳切片と初代培養系を用いた実験から、アストロサイトの成熟過程でOlig2遺伝子が一過性に発現することを明らかにした。アストロサイトは脳中枢神経系の活動を支える多様な役割を担っている。しかし、その発生様式はよく調べられておらず、一個のアストロサイトが多機能なのか、それぞれの機能を担う多種類のアストロサイト亜集団細胞系譜が存在するのかは興味深い研究課題である。申請者は、脳の各領域の神経前駆細胞由来のアストロサイトを亜集団細胞系譜に分類できるのではないかという作業仮説を立て、GFAP/Creレポーターマウスを作製した。このマウスを用いるとCreリコンビナーゼ遺伝子を大脳各領域特異的に発現させることで、各領域の神経前駆細胞由来のアストロサイトサブタイプ細胞系譜をGAP43-GFP陽性細胞として同定することが出来る。このマウスをEmxl-Creマウスを交配し、産仔の大脳皮質と海馬からそれぞれアストロサイトをセルソーターで回収した。それぞれより調整したRNAを2回増幅し、マイクロアレイ解析を行った。RNAの非特異的な増幅によるノイズを除くため、大脳皮質アストロサイトで発現していた遺伝子のうち上位25%について海馬アストロサイトと比較したところ5倍以上の発現上昇を示した遺伝子数は592個、海馬アストロサイトにおける発現遺伝子上位25%のうち大脳皮質アストロサイトに比して5倍以上の発現レベルを示した遺伝子は499個であった。発現量に違いのあった遺伝子の中には特異的な神経軸索伸長を促進する液性因子なども含まれており、各領域に特異的なアストロサイトの機能が同定された。同様に、大脳皮質及び海馬から得られたアストロサイトを初代培養して同等の環境に置くことで細胞の性質に変化し、類似の性質を示すよう変化するかを検討した。前述の生体アストロサイトのアレイを加えた4サンプルのマイクロアレイ解析の比較から、各脳領域のアストロサイト機能の違いがそれぞれの細胞系譜の違いに由来するのか、アストロサイトの機能的可塑性によるものか明らかになると期待される。
卓球サービスにおけるレシーバーの球質判断のタイミングに関する研究

本研究の目的は、卓球サービスのレシ-ブにおける球質判断のタイミングについて、レシーバーのラケットの動き、ラケットコントロールに関する動作感覚などから、実験的に明らかにすることであった。大学卓球選手4名の被験者に対し、サービスの回転をあらかじめ伝えている場合と伝えていない場合の2条件において、上回転と下回転のサービスに対するフリック打法によるレシ-ブを各条件下で10回、それぞれの回転のサービスに対して5回ずつ行わせた。被験者のラケットの動きについては、ラケット裏面に電磁位置角度検出装置を装着することにより、ラケット中心点の3次元位置およびラケット面の向き(基準座標軸に対するオイラー角)の時系列変化から検討した。被験者のラケットコントロールに関する動作感覚については、各打球直後にインタビューを行いビデオに収録した。実験時のサーバーは、類似した動きにより上下2種類の回転のサービスを出すことができるとコーチが認める選手1名とした。サービスの回転を伝えている条件における試技および「早い時点で球質判断が終了した」と被験者の指摘する試技では、全被験者に共通して、サービスの回転によるラケットの動きの明らかな違いが、サーバー打球後のレシーバーの動作開始時点からみられた。これらの動作は、動作開始以前に生成された運動プログラムのバリスティックな実行によるものと思われた。サービスの回転を伝えていない条件において被験者が「迷いによる球質判断の遅れ」を指摘した試技では、球質判断を早く終了した場合と比べ、ラケット面の向きの時系列変化パターンが異なることや打球タイミングが遅れることなどが観察された。これらについては、非常に短い時間における知覚情報による動作修正との関連が推察された。今後、打球直前の動作修正の可能性という観点から、卓球の球質判断のタイミングに関する実験的検討を継続する計画である。
自己免疫性炎症性疾患に対する豚鞭虫卵内服療法の効果とメカニズムの解明

1989年に提唱された衛生仮説では、衛生的な生活環境が整うにつれて、アレルギー疾患が増加すると説明しています。近年、日本では炎症性腸疾患を患う方が増加傾向にあり、生活の質の低下、免疫抑制療法による弊害等が問題となっています。欧米では豚の寄生虫である豚鞭虫にわざと感染し、腸管免疫の暴走を抑えるという方法がこれまでにいくつかの研究で実施され、安全性の確認と、一部の研究ではその有用性が報告されています。本研究では、これまで評価の対象となっていなかった日本人の炎症性腸疾患患者さんやその他の自己免疫疾患を対象に、この療法の安全性・有効性を評価します。
卵アレルギーに関与するT細胞レパートリー、抗原ユピトープの解析と特異療法の開発

卵アレルギー患者(臨床的に明らかなアレルギーがあり、血清のRAST scoreが3以上)の末梢血リンパ球よりT細胞クローンを得るため、まず、オボムコイド、オボアルブミン、テタヌストキソイド、PPDを用いての刺激条件を検討した。他の研究者の用いた方法を試験したところ、ヒト血清の存在下に、抗原による刺激を2回おこなった後、リコンビナントIL-2を添加することで非特異的なT細胞クローンを得る頻度が減ることがわかった。また、T細胞クローンの増殖には、抗CD3抗体と、放射線をかけ増殖できなくしたリンパ球(feeder細胞)の組み合せを、およそ2週間に1回、培養フラスコに加えるのが最も良かった。至適条件下で末梢血リンパ球を培養し、リミッティングダイリューション法によりクローニングし、いくつかの抗原特異的なクローンを得ることができた。反応性の特異性は、それらクローンを各種抗原と培養し、増殖をトリチウムチミジンの取り込みで確認した。樹立クローンの性格の詳細(表面抗原、T細胞レセプターの種類、産生リンフォカイン、認識するMHC分子)は、今後T細胞クローンの増殖を待って行なう予定である。これと平行して、認識される抗原エピトープを決定するため、自己のEBVトランスフォームB細胞(抗原提示細胞として用いる)を増殖させている。個体間の差異、アレルギー患者と健常者の違いを探るため、現在精力的にT細胞クローンを増やしているところである。
北極海における海氷-海洋激変のプロセスとその基礎生産への影響

近年、北極海では夏期における海氷面積が激減している。この海氷減少は海氷循環および海洋循環を変化させ、さらに海洋生態系に対しても影響があると指摘されている。本研究では、海氷-海洋循環の激変を引き起こすトリガーである太平洋水に着目し、船舶観測および衛星リモートセンシングを用いて、北極海へ注入される太平洋起源の海洋熱を明らかにした。具体的にはベーリング海峡から北極海への、太平洋水の流量および熱フラックスを推定する方法を開発した。推定された熱フラックスは現場観測結果とも整合性があり、今後の西部北極海における海洋熱の変動を理解する上で重要な指標である。また北極海海氷-海洋循環モデルの境界条件としても有用であり、すでに他の研究機関において利用されている。また2008年・2009年に西部北極海(チャクチ海・ボーフォート海)において、海洋観測を実施し、近年の海氷-海洋循環の変化が海洋基礎生産場をも変化させている兆候を捉えることに成功した。北極海海氷激減の引き金である太平洋起源の熱流量を推定するため、現場観測データおよび複数の衛星データ(海面高度計・散乱計・放射計)を用いた、ベーリング海峡東部での「流量推定モデル」・「鉛直水温プロファイル推定モデル」を構築した。ベーリング海峡の推定熱流量は、今後の海氷変化の把握だけでなく、より現実的な再現を行うための数値予報の境界条件としても重要である。得られた推定流量は現場係留ブイの流速観測結果とよく一致した(R^2≒0.53)。得られた推定熱流量の時系列は、2004年2007年の熱流量がそれまでの約1.6倍になったことを示しており、2004年になんらかの気候変化があったと考えられる。2008年は西部北極海にて「みらい」「おしょろ丸」による計2回の海洋観測を実施した。両観測から夏季の海氷分布が激減している中で、基礎生産が上がるもしくは減少しない海域はチャクチ海陸棚域・バロー峡谷周辺・ノースウィンド海嶺に限定されることが示唆された。例えばチャクチ海陸棚域では、海底地形と海氷融解に伴う淡水注入による時計回りの流れが、北西ロシア領域の栄養塩豊富な水塊を輸送し、高クロロフィル水塊が維持されていた。またノースウィンド海嶺では、海洋循環の強化による等密度面の上昇に伴って、栄養塩と光が利用できる水深帯自体も上昇し、0.5μg/L以上のクロロフィル値が観測された。そのほかの海域では、混合層が深いか、もしくは栄養塩が無いために基礎生産が変わることはない。つまり海氷融解のタイミングが早くなり、光を利用できる環境が整ったとしても基礎生産の増加が見られる海域は、海底地形と流れに支配されると考えられる。
光学的に測定した作業面ドポグラフィによる研削砥石作業面状態のインプロセス評価法

本年度は,作業面トポグラフィをインプロセス測定するための課題点とその対策について検討し,実研削条件と同等の条件下で作業面トポグラフィを測定することを試みた.作業面トポグラフィをインプロセス測定するためには,次の二つの課題を解決する必要がある.第一は高速で回転する砥石に対して十分なサンプリング点数でプロファイルを測定しなければならないことである.そして第二は,研削液供給中に継続して測定でき,プロファイル測定結果が研削液による悪影響を受けないことである.第一の課題を解決するためには,レーザ変位計の応答速度を高速化する必要がある.そこでレーザ変位計を改造し,800kHzでの高速サンプリングを可能にした.これにより,60番の砥石でサンプリング間隔42μm(砥粒径の1/6)としても最高で周速33.6m/sでの測定が可能となった.第二の課題である研削液の影響に対して,高圧エア噴射によるレーザ変位計の保護および作業面上の研削液除去を試みた.まず,変位計ケース上端より高圧エアを供給し小径に絞り込んだレーザ光照射口から噴出させることにより,研削液が変位計に付着することを防止した.さらに,研削液を除去するため高圧エアを作業面に噴射し,飛散した研削液を吸引するようにした.これらの検討の結果,WA60J7V砥石を砥石周速29.4m/sで回転させ,研削液を供給しながら作業面プロファイルを測定することが可能になった.測定されたプロファイルは研削液の供給の有無に関わらずピーク位置が良く一致し,ピークの高さおよび形状も概ね一致した.さらに,作業面プロファイルの相対度数分布を研削液の供給の有無により比較したところ,これも良く一致していることを確認できた.以上の結果より,インプロセス測定した作業面トポグラフィに基づいて作業面状態を評価できる可能性を見い出すことができた.作業面トポグラフィ測定システムを試作し,作業面状態をインプロセス評価するための基礎的な検討を行った.本測定システムでは,CNC横軸平面研削盤の砥石頭に高速レーザ変位計を直接取り付けており,作業面プロファイルをオンマシン測定できる.サンプリング間隔の違いが測定に及ぼす影響を評価した結果,サンプリング間隔を平均砥粒径の1/6以下にすることにより作業面上での砥粒の存在と形状に対応した測定ができることが確認できた.この場合,平均砥粒径が250μm以上の砥石に対しては,鋼材の一般的な研削条件である砥石周速30m/s以上でもプロファイル測定が可能となる.また,研削液の影響についても評価した.作業面上に研削液が付着していると,プロファイルは実際よりも振幅が大きく測定される.そこで,高圧エアを作業面に吹きかけて研削液の除去したところ,研削液使用時でも研削液未使用時と同様のプロファイルが測定できた.これにより,湿式研削時にもプロファイルを測定できることを確認できた.ところで,研削砥石は組織や構造にランダムさがあるため,作業面状態は統計的に評価する必要がある.そこで,そのような統計的な評価法として作業面プロファイルの振幅の相対度数分布を取上げ,その測定条件を検討した.まず,砥石作業面上における測定ラインの違いの影響を評価した.その結果,異なる測定ラインで測定したプロファイルに基づく相対度数分布には明らかな差異が認められ,研削にともなう作業面状態の変化を継続的に追跡するためには同一ラインを継続して測定する必要があることがわかった.また,測定長さを砥石全周の約1/4周以上とすることにより,測定開始点に依存しないで同様の相対度数分布を得られることがわかった.本年度は,作業面トポグラフィをインプロセス測定するための課題点とその対策について検討し,実研削条件と同等の条件下で作業面トポグラフィを測定することを試みた.作業面トポグラフィをインプロセス測定するためには,次の二つの課題を解決する必要がある.第一は高速で回転する砥石に対して十分なサンプリング点数でプロファイルを測定しなければならないことである.そして第二は,研削液供給中に継続して測定でき,プロファイル測定結果が研削液による悪影響を受けないことである.第一の課題を解決するためには,レーザ変位計の応答速度を高速化する必要がある.そこでレーザ変位計を改造し,800kHzでの高速サンプリングを可能にした.これにより,60番の砥石でサンプリング間隔42μm(砥粒径の1/6)としても最高で周速33.6m/sでの測定が可能となった.第二の課題である研削液の影響に対して,高圧エア噴射によるレーザ変位計の保護および作業面上の研削液除去を試みた.まず,変位計ケース上端より高圧エアを供給し小径に絞り込んだレーザ光照射口から噴出させることにより,研削液が変位計に付着することを防止した.さらに,研削液を除去するため高圧エアを作業面に噴射し,飛散した研削液を吸引するようにした.これらの検討の結果,WA60J7V砥石を砥石周速29.4m/sで回転させ,研削液を供給しながら作業面プロファイルを測定することが可能になった.測定されたプロファイルは研削液の供給の有無に関わらずピーク位置が良く一致し,ピークの高さおよび形状も概ね一致した.

さらに,作業面プロファイルの相対度数分布を研削液の供給の有無により比較したところ,これも良く一致していることを確認できた.以上の結果より,インプロセス測定した作業面トポグラフィに基づいて作業面状態を評価できる可能性を見い出すことができた.
非線型波動方程式と力学系の理論

代表者の実績について述べる.先ず,全空間における摩擦項をもつ半線型波動方程式の大域解の存在問題を取上げた.有界領域の場合と異なり,全空間における方程式では,摩擦項の影響がかなり弱くなり従って大域解の存在問題はdelicateになる。この研究では,いわゆる爆発項を非線型項にもつ場合について「修正されたポテンシャルの井戸」なる概念を導入することによって「弱解」の大域的存在を示したものである.さらにこれをもとにエネルギー減衰と古典解の存在も示した.次に有界領域の問題として,解が大きくなると極端に摩擦力が弱くなるメカニズムをもつ非線型波動方程式を扱った。この場合,解の正則性も未解決であることからエネルギーの減衰評価は極めてデリケートであるが,新しい工夫を導入することによってこれまでの結果を一般化するとともに上記のような問題についても解決を与えた。上に述べた結果は解が時間とともに定常状態(0解)に収束する場合だが,周期的な外力が加わったときなど,解の漸近挙動を上記の結果と力学系の理論を組み合せることによってくわしく調べられるであろう.それは現在検討中である.Quasi-linearの方程式についても投稿中の結果を得ている.各分担者もそれぞれの観点から標題の研究に資する興味深い結果を得た.とくに幸崎-浜地の結果は力学系の理論に関するものである.加藤はNavierstoRes方程式について正則性と一意性に関する新しい結果を得た。
中心体成熟・維持メカニズムの機能不全が骨髄系腫瘍の発症・進展に果たす役割の解析

病期の進行した骨髄異形成症候群(MDS)で広く認められる分裂像や核形態の異常の原因解明を試みた。われわれは、予後不良のMDSで高頻度にみられる7番染色体長腕欠失(-7/7q-)の責任遺伝子のひとつとして、Mikiを同定していたが、Miki蛋白質は、分裂期の中心体に存在して、前中期の進行に重要な役割を果たすことを解明し、Moleucular Cell誌に発表した。ついで、初代培養細胞やMDS細胞等の造血細胞で分裂期実験系を確立し、MDSに見られる分裂異常の指標として、早期染色体脱凝集(PCD)が有用であり、その出現メカニズムの推定に至った。分裂像や核形態の異常は、RAEBなど病期の進行したMDSでほぼ全例に認められ、染色体不安定性を惹起して疾患の進行に深く関与すると考えられているが、その原因はほとんど解明されていない。われわれは、予後不良のMDSで高頻度にみられる7q-あ責任遺伝子のひとつとして、Mikiを同定し、Mikiが分裂期の中心体に存在して、前中期の進行に重要な役割を果たすことを解明してきた。本研究計画は、これまでの研究成果を特段に発展させ、MDSの分裂異常の病態を分子生物学的に解明することである。初年度である今年度は、7q-を有するMDS由来細胞株にMikiを強制発現させ、分裂期進行が正常化することを見出した。また、正常細胞の分裂制御解析実験系の確立や前中期中心体のチュブリン核形成の詳細解析を行った。これまでの分裂期制御の研究は、その大半が染色体数が70本前後のHeLa細胞など、がん細胞を材料に分析されてきている。しかし、初代培養細胞などを用いて、正常細胞の分裂期実験系を確立することは、mitotic indexが低いこと、遺伝子やsiRNAの導入効率が低いこと、細胞分裂回数に限度があって、観察のタイミングがとりにくいことなど種々の問題があり、容易ではない。今年度は、用いる細胞の選定や遺伝子導入の方法の改良など、基礎的な検討を進めた。また、前中期のチュブリン核形成活性を直接的に測定する方法として、チュブリン再展開アッセイ法を確立し,前中期中心体に存在する種々の蛋白質について、細胞分裂の促進に関わる機能の検討を進めた。本研究計画は、骨髄異形成症候群(MDS)の分裂異常の病態を分子生物学的に解明することである。われわれは、予後不良のMDSで高頻度にみられる7番染色体長腕欠失(-7/7q-)の責任遺伝子のひとつとして、Mikiを同定した。Miki蛋白質は、分裂期の中心体に存在して、前中期の進行に重要な役割を果たすことを解明した。3年間の計画期間中に、正常細胞や造血細胞での分裂制御解析実験系の確立や、前中期中心体のチュブリン核形成の詳細な解析を行った。前半の計画は順調に進み、これまでの成果をまとめてMoleucular Cell誌に発表した。分裂期制御の研究は、その大半が染色体数が70本前後のHeLa細胞など、がん細胞を材料に分析されてきている。初代培養細胞やMDS細胞等の造血細胞で分裂期実験系を確立することは、mitotic indexが低いこと、遺伝子やsiRNAの導入効率が低いこと、細胞分裂回数に限度があって、観察のタイミングがとりにくいことなど種々の問題があり、容易ではない。このため、後半では研究の進捗にやや遅れが生じたが、次につながる成果として、MDSに見られる分裂異常の指標として、早期染色体脱凝集(premature chromosome decondensation, PCD)が有用であり、その出現メカニズムの推定に至った。今後、PCDの分子メカニズムの詳細を検討し、MDSにおける分裂異常の全容を明らかにしたい。われわれは、予後不良のMDSで高頻度にみられる7q-の責任遺伝子のひとつとして、Mikiを同定し、Mikiが分裂期の中心体に存在して、前中期の進行に重要な役割を果たすことを解明してきた。今年度は、初年度である23年度の研究を引継ぎ、正常細胞や造血細胞での分裂制御解析実験系の確立や前中期中心体のチュブリン核形成の詳細な解析を行った。

初代培養細胞やMDS細胞等の造血細胞で分裂期実験系を確立することは、mitotic indexが低いこと、遺伝子やsiRNAの導入効率が低いこと、細胞分裂回数に限度があって、観察のタイミングがとりにくいことなど種々の問題があり、容易ではない。こうした中で、正常細胞や造血細胞の分裂異常の指標として、早期染色体脱凝集(premature chromosome decondensation)が有用であることを見出した。これらの知見をもとに、今年度は、siRNAライブラリーと全自動画像解析装置を組み合わせ、分裂期異常をひきおこす遺伝子のスクリーニングを行う予定である。3年計画の初年度で、実験系の確立を中心に検討したが、特に今後の研究の鍵となる、正常細胞の前中期推進メカニズムの解析実験系(使用する細胞、遺伝子やsiRNAの導入手法、細胞同調法など)がある程度確立され、次年度以降の研究計画の推進の見通しができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。初年度に確立した、正常細胞前中期の推進メカニズム解析実験系(使用する初代培養細胞、細胞に合わせた遺伝子やsiRNAの導入手法、細胞同調法)を用いて、データの蓄積が進行中である。次年度以降は、今年度確立された実験系を駆使して正常細胞と、がん細胞の前中期のどこが違っているのか、われわれが鍵となる遺伝子として単離しているMiki、CG-NAP、dynactin3を糸口に解析を進める。また、現在レバイス中である論文を完成させる。実権系が確立したので、データの蓄積と解析を進めて行く。われわれが鍵となる遺伝子として単離している、Miki、CG-NAP、dynactin-3を糸口に解析を進めて行く。
両眼立体視のための眼球運動中枢神経機構　─輻輳運動の出力神経回路─

立体視のためには様々な情報が用いられるが、中でも、左右の目が離れているために網膜に映る外界の像が異なる(両眼視差)ことにより生じる奥行き知覚によるところが大きい。両眼視は、動物が高等になり、眼球が顔の外側から正面に位置するようになり、同時に両眼の視線が一点で交わるようにするための輻輳性眼球運動(両眼球の内転または外転)が起こるようになって初めて可能になった機能である。立体感覚に基づく空間識の形成には頭頂葉後部が深く関与することが知られているが、それには視覚情報のみでなく、眼球運動情報(遠心性コピー)と統合されることが必要でであると考えられるが、その神経機構はほとんど解明されていない。本研究においては、これまでの我々が行ってきた輻輳性眼球運動の神経機構の解析をさらに進め、視覚系の情報処理機構との統合による立体視の神経機構の解明に寄与することを目的としている。これまでに我々は、輻輳性眼球運動の神経機構の解析を行い、ネコにおいて、輻輳性眼球運動に関する入力が、従来急速眼球運動の中枢とされてきた上丘から内直筋運動細胞に存在し、その一部は、動眼神経核の背側部の中心灰白質内の領域を介することを明らかとした。その過程において、中脳網様体内にも水平性の眼球運動に関与する運動細胞に投射する核上性細胞が存在することが明らかとなった。本研究では、この中脳網様体に注目して神経標識物質を用いた解剖学的手法、および上丘の輻輳関連領域の電気刺激を含む電気生理学的手法により、この領域が上丘からの輻輳関連の出力を伝える領域である可能性を示した。中脳網様体は、水平性サッケードに関与することが報告されているが、本研究の結果により、中脳網様体が、距離の異なる2点間の視線の移動の際に必要な、輻輳を伴う非共同性サッケードにおいて、サッケードと輻輳性眼球運動の指令の統合の場として重要な役割を果たす可能性が示された。これまで知られていなかった中脳の領域が、上丘からの輻輳関連の出力を伝える中継部位である可能性を示すことができたため。ネコにおける輻輳性眼球運動の出力経路の解析をさらに進める。上丘は部位により性質の違う眼球運動の発現に関与することが知られているため、個々の個体において、上丘の刺激部位を変えて最大の効果をもたらす部位はどこかを決定し、電気生理学的に出力経路を解析する。その後、神経標識物質を用いて、その部位の入出力関係を明らかにする。次にネコにおけると同様の神経機構がサルでも存在するかを検証する。

次年度より開始予定のサルを用いた研究では、脳が大きいため特に脳標本作成に関して多くの出費が予想され、その支出に備えるため、今年度は当初の計画よりも旅費を節約した。今回発生した次年度使用額は、当初次年度に予定していた組織切片作成用の費用に合算し、消耗品購入の財源に充てる予定である。
大腸がんに新たに見出された高TGF-β血症の意義解明と戦略的治療法への応用―予後予測を基盤とした再発阻止のための抗TGF-β療法の開発―

近年、食餌の欧米化に伴い、大腸がんの発症が増加している。しかも進行がんとして発見される症例も少なくない。根治術を受けた症例の肝臓転移や局所などにおける再発予測は予後を規定する重要な要因であり、予後予測を基盤とした症例の層別化による再発阻止療法の開発が切望されている。しかし、大腸がんの再発予測因子として日常臨床上有用なものは未だに見出されていない。平成14年度において、私どもは根治手術を受けた117例の大腸がん患者を対象として、術直前および術後2週での血漿TGF-β1濃度測定が肝転移などの再発をどの程度に予測できるかを平均42か月間経過観察したprospective studyを行った。その結果、術前および術後2週でTGF-β1値が上昇していた29例では全例(100%)が再発していた。一方、術前および術後にTGF-β1値の上昇を認めなかった40例では3例(8%)しか再発しなかった。このことから、血漿中TGF-β1値は臨床上有用な大腸がんの再発予測因子になりうることが分かった。平成15年度において、ラット大腸がんモデルに対して抗TGF-β1抗体(ポリクローナル抗体)を投与し、進展阻止効果を認めている。しかし、その効果はわずかであり、今後、ヒト型抗TGF-β1モノクローナル抗体を作成し、その抗腫瘍効果について検討する。このことにより、大腸がん患者の術前、術後に血中TGF-β1を測定し、高値例を予後不良として選別し、抗TGF-β療法を行い、再発を予防することが可能になると考えられる。根治術を受けた症例の再発予測は予後を規定する重要な要因であり、予後予測を基盤とした症例の層別化による再発阻止療法の開発が切望される。私どもは根治手術を受けた117例の大腸がん患者を対象として、術直前および術後2週での血漿TGF-β1濃度測定が肝転移などの再発をどの程度予測できるかを平均42か月間経過観察したprospective studyを行った。その結果、術前および術後2週でTGF-β1値が上昇していた症例(29例)では全例(100%)が再発していた。さらに、生存率における術前および術後のTGF-β1値の影響についても集計を行っており、血漿TGF-β1値が生命予後を予測する因子としても有用であるかを明らかにする予定である。一方、現在、TGF-β1が大腸がんの増殖、進展および転移にどのように関与しているのかを実験動物を用いたin vivoでの検討を行っている。
化学反応エネルギー移動の時間分解解析-非線形・非定常・非平衡のダイナミクス-

平成12年度は、平成11年度に展開した理論をさらに発展させると共に、開発したプログラムをより現実的なモデル溶液化学反応系やタンパク質内反応系などを対象に適用した。(1)フォッカー・プランク方程式による反応エネルギー移動解析:平成12年度は、平成11年度に実施したランジュバン方程式による解析と本質的に等価なフォッカー・プランク方程式に基づいた非平衡系の取り扱いを展開した。まず適当な初期分布を仮定して現実的時間スケールの間、本方程式を解くことを可能とするコンピュータ・アルゴリズムを開発した。さらにそのアルゴリズムを利用して二次元化を検討し、フォッカー・プランク方程式を利用した反応分子内熱浴モードの性質と役割の解明を実行した。(2)溶液内有機反応系とタンパク質内反応系におけるエネルギー移動の解明:研究目的欄に述べたように本基盤研究(B)の最終目標は、近年観測され始めてきたJ.M.Jeanらや田隅らによるS_<1.>trans-スチルベンの分子内振動エネルギー移動、寺嶋らによるレーザー光で誘起される溶液内での発熱現象、それに北川らにより明らかにされた生体分子内反応での非熱平衡分布が、いかに成立するか(成立機構)、またその非平衡性の時空構造は理論的にはどう表現され理解すべきかを解明することである。本年度はこれらの現実問題を化学的普遍性を損なうことなく理論家の立場からアプローチした。年度最後に本研究で展開された、凝縮系における反応エネルギー移動における非平衡非平衡過程の理論的知見を、その化学的・物理学的側面の二面からまとめ、以下の11に記載した学術誌に発表した。また最終的な報告を適当な学会において発表した。凝縮系化学反応において、溶媒は反応エネルギーを溶質分子に(/から)供給(/吸収)するエネルギー源の役割を果たしている。本年度は、溶媒と反応分子間のエネルギー移動機構や反応分子内のエネルギー再分配機構を明らかにするために、化学反応分子動力学法やKramers-Fokker-Planck方程式を基礎に、非定常な非平衡分布を求めた。さらに局所的温度と微視的なエントロピー生成速度などを定義して考察した。(1)文献調査と研究資料収集:実験・理論両面の論文等の調査により、概念的整備と現実的反応系を探索して、対象となる化学反応系全般に関する実験結果や実験データの収拾を行なった。さらにピコ秒・フェムト秒分光学の実験的成果の理解を深めて、非均一系に対する非平衡統計力学の手法を再考・吟味して、その拡張可能性を追求した。同時に本研究計画の最終段階で必要となる大規模数値計算を精度良く実現するための、応用数学や数値解析上のテクニックを、それぞれの分野での研究成果を調査して習得した。(2)局所的な温度、熱流束、エントロピー生成速度:本研究では、近年ピコ秒分光学において議論されてきた非熱平衡分布の存在を理論的・計算化学的に例示してミクロスコピックな解釈を与えた。そのために大規模コンピユータ計算を実行し、その計算結果の解析と可視化により非平衡系としての溶液化学反応系の時空構造を解明した。実際、コンピュータ・プログラムの汎用化を進めると共に、アプリケーション・コードの開発を推進した。さらに得られた数値データをグラフ化や可視化を通して解析した。中間的な研究成果発表を平成11年9月に開催された分子構造総合討論会で報告した。

さらにそのアルゴリズムを利用して二次元化を検討し、フォッカー・プランク方程式を利用した反応分子内熱浴モードの性質と役割の解明を実行した。(2)溶液内有機反応系とタンパク質内反応におけるエネルギー移動の解明:研究目的欄に述べたように本基盤研究(B)の最終目標は、近年観測され始めてきたJ.M.Jeanらや田隅らによるS_1 trans-スチルベンの分子内振動エネルギー移動、寺嶋らによるレーザー光で誘起される溶液内での発熱現象、それに北川らにより明らかにされた生体分子内反応での非熱平衡分布が、いかに成立するか(成立機構)、またその非平衡性の時空構造は理論的にはどう表現され理解すべきかを解明することである。本年度はこれらの現実問題を化学的普遍性を損なうことなく理論家の立場からアプローチした。年度最後に本研究で展開された、凝縮系における反応エネルギー移動における非平衡非平衡過程の理論的知見を、その化学的・物理学的側面の二面からまとめ、以下の11に記載した学術誌に発表した。また最終的な報告を適当な学会において発表した。
2音響センサ方式による定在波活用型管内温度・管長同時オンライン計測システムの開発

初年度の研究として、まず定在波を用いた直管の長さ自動計測システムを開発し、これを実際に建設土木工事で使用されるケーシングパイプ内の砂面位置計測に適用してみた。この結果、十分実用化できる精度の計測結果が得られた。なお、ケーシングパイプを始めとして、実際の配管には直管だけでなく分岐管も数多くあり、そのため管内に生ずる定在波も1パータンではなく、複数のパターンの定在波が生じる。このことから、次年度に、まず分岐部がとりあえず1箇所あるT字型の分岐管に対し、直管部、分岐部及び分岐点までの各定在波を状態変数に選んだ「直管部と分岐部の長さ及び分岐点位置の高精度自動計測システム」の開発を行い、所望の結果を得た。また、管内温度の計測が管長計測に大きな影響を与えることから、直管に対して(2音響センサ方式の)「管長及び管内温度同時オンライン計測システム」の開発を行った。ところで、現実には、両端が閉じた管だけでなく、例えば鉄鋼メーカにおける製造パイプやガス管などのように、両端もしくは一端が開のパイプの管長を高精度計測する必要が生じる場合も多い。このような場合は、開口端の方では管の少し外側に定在波の腹が生じるため、上記の計測システムはそのままでは使用できない。そこで、最終年度では、このようなことを念頭に、管の一端をキャップで閉じた場合とそうでない場合の二種類の管内音圧変動データを利用し、開口端補正値と管長を同時に高精度計測するシステムを開発した。更に、パイプ製造工場におけるように、工場内騒音が絶えず管内に入る外乱音響下での管長高精度計測システムの開発も行った。初年度の研究として、まず定在波を用いた直管の長さ自動計測システムを開発し、これによる実際の管長計測への可能性とリアルタイム性をみるため、開発した計測システムを現実の建設土木工事(軟弱地盤改良工事)で使用されるケーシングパイプ内の砂面位置計測に適用してみた。なお、ケーシングパイプを始めとして、実際の配管には直管だけでなく分岐管も数多くあり、そのため管内に生ずる定在波も1パターンではなく、複数のパターンの定在波が生じることになる。このことから、本研究では次に、分岐部がとりあえず1ヶ所あるT字型の分岐管に対し、直管部と分岐部の定在波モードを状態変数に選んだ(音響センサを1ヶ用いた)「直管部及び分岐部の長さ計測システム」の開発を行い、所要の計測精度の計測結果を得た。現在、本システムを高機能化すべく、(1)最適モードの決定法、及び(2)これに基く更に高精度な(直管部及び分岐部の)管長計測システム、更には(3)分岐部の位置計測システムの開発中である。なお、更に管内温度も同時に測れるように、(4)2音響センサを用いた管内温度・管長同時計測システムの開発も取り掛かったところである。実際の配管には直管だけでなく分岐管も数多くあり、そのため管内には、1パターンでなく複数のパターンの定在波が同時に発生する。このことから、本研究課題では、まず分岐部がとりあえず1箇所あるT字型の分岐管に対し、直管部、分岐部及び分岐点までの各定在波及びその時間微分をそれぞれ状態変数に選んだ(1音響センサ方式の)「直管部と分岐部の長さ及び分岐点位置の高精度自動計測システム」の開発を行い、所望の結果を得た。また、管内温度の計測が管長計測に大きな影響を与えることから、引き続き直管に対して、(2音響センサ方式の)「管長及び管内温度同時オンライン計測システム」の開発を行った。更に、現実には両端が閉でなく開の直管、湾曲管が多いため、本課題では引き続き「両端あるいは一端が開の直管、湾曲管に対する管長オンライン自動計測システム」の研究を行ない、所望の結果を得た。

これにより、(これまでは開口端をもつ管の場合は管が床からどれ位離れているかに応じ開口端補正値(未知)が変り、音を使った高精度な管長計測が困難であった)開口端を有す直管及び湾曲管に対し、開口端補正値と合わせて管長を高精度に計測できるオンライン管長計測に道を拓くことができた。前年度までは、直管、湾曲管を問わず、両端が閉じた管の管長高精度計測システムの開発を考えたが、例えば鉄鋼メーカにおけるパイプ製造ラインや土中のガス管などを始めとするライフライン用の管のように、両端もしくは一端が開のパイプの管長を高精度計測する必要が生じる場合も多い(出荷時の計測やメンテナンスのため)。このように、一端あるいは両端が開の場合は、管内に音圧変動(定在波)を発生させたとき、開口端の方では管の少し外側に定在波の腹が生じ、この分を開口端補正値として処理しなければならないが、この値は残念ながら理論的に求められるものではないし、かつ管と床との相対的な距離によっても変化する取り扱いの煩わしい量(未知な量)である。本年度では、このようなことを念頭に、管の一端をキャップで閉じた場合とそうでない場合の二種類の管内音圧変動データを利用し、正確な開口端補正値と管長を同時に高精度計測するシステムを開発した。更に、パイプ製造工場におけるように、工場内騒音が絶えず管内に入り、管内定在波に外乱として加わる外乱音響下での管長高精度計測システムの開発を行った。加えて、直管や湾曲管と異なる(より一般的な)分岐管の直管部および分岐部の管長高精度計測並びに分岐部位置計測なども可能となる(より汎用的な)インテリジェントな管長・管形状計測システムも開発した。結局、これまでの3年間に亘る研究期間の中で、種々の管形状及び種々の計測環境の中で、管長が高速・高精度に計測できる種々の計測システムの開発を行った。
マスク蒸着法による自己組織化単分子層トランジスタに関する研究

本研究では、自己組織化単分子層(Self-assembled monolayer,SAM)を用いた横型電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor, FET)の作製プロセスを確立することを第一の目的とする。さらに、再現性のあるSAM-FETのトランジスタ特性を測定することにより、単一分子層をチャンネルとして有するFETの基本動作原理とトランジスタ性能を実験的に明らかにすることを第二の目的とする。電子線露光装置(現有設備)を用いて作製したエアブリッジ構造を作製し、これをシャドウマスクとして利用した斜め蒸着手法および自己組織化膜(Self Assembled Monolayer,SAM)形成技術を用い自己組織化単分子層トランジスタを作製した。SAMとしてニトロオリゴフェニレンエチニレン(ニトロOPE)を使用した金/ニトロOPE SAM/金構造を有する素子を作製し、素子の電気的特性を半導体パラメータアナライザを用いて測定したところ、電流-電圧特性から負性微分コンダクタンス(Negative Differential Conductance,NDC)特性、電流の時間依存性からコンダクタンススイッチング現象といったニトロOPE分子に起因した機能を観察した。また、電流の時間依存性を解析することによりNDC特性とコンダクタンススイッチング現象が同時に起こることを発見し、加えてコンダクタンススイッチングが時間に依存し、NDCが印加電圧に依存していることからもそれぞれのスイッチングメカニズムが異なる機構によって起こっていることを見出した。さらに、ニトロOPE分子とアルカンチオールの混合自己組織化単分子膜におけるニトロOPE分子のスイッチング現象を走査型トンネル顕微鏡により観察したところ、素子におけるスイッチング現象が配向変化に起因している可能性が高いことを明らかにした。本基盤研究では、自己組織化単分子層(Self Assembled Monolayer, SAM)を用いた横型電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor, FET)の作製プロセスを確立することを第1の目的とし、さらに、再現性のあるSAM-FETのトランジスタ特性を測定することにより、単一分子層をチャンネルとして有するFETの基本動作原理とトランジスタ性能を実験的に明らかにすることを第2の目的としている。平成15年度は、EB露光技術によりエアブリッジ構造を有するシャドウマスクを作製し、2方向からの斜め蒸着法を利用することにより、ゲート電極としてのシリコン、ゲート酸化膜(SiO2)、ソース電極、SAM膜、ドレイン電極の順に、1nm程度の膜厚のSAMをチャネルとして用いたドレイン電極蒸着型自己組織化単分子層トランジスタ(SAM-FET)を試作した。自己組織化単分子層を形成するチャネル材料として、1-4ベンゼンジチオールを用いてSAM-FETのトランジスタ動作を測定したところ、ドレイン電流がゲート電圧により変調され、変調された電流量がリーク電流を上回っていることが確認された。これらの成果は、Jpn.J.AppL.Phys誌(Vbl.43,No3A,(2004)PP.L337-339)に採録された。また、SAM-FETの動作機構を解明することを目的とし、Au(111)基板上に作製した自己組織化単分子膜の変位電流とトンネル電流の同時分離計測を行い、分子の電子性準位と双極子モーメントがFET特性に与える影響について検討を進めた。本研究では、自己組織化単分子層(Self-assembled monolayer, SAM)を用いた横型電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor, FET)の作製プロセスを確立することを第1の目的とする。さらに、再現性のあるSAM-FETのトランジスタ特性を測定することにより、単一分子層をチャンネルとして有するFETの基本動作原理とトランジスタ性能を実験的に明らかにすることを第2の目的とする。自己組織化単分子層トランジスタは、電子線露光装置(現有設備)を用いて作製したエアブリッジ構造を作製し、これをシャドウマスクとして利用した斜め蒸着手法および自己組織化膜形成技術を用いて作製した。