hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
AFM技術を用いた液体超薄膜の面内・面外高速流動特性に関する実験的研究

本研究の目的は、液体超薄膜(厚さ数nm)の面内・面外高速流動特性を実験的に解明し、学術的考察のみならず、微小機械の潤滑設計指針を得ることである。具体的には、i)原子間力顕微鏡(AFM)を用い、液体超薄膜の高速流動特性を超高精度に測定する手法を確立し、次に、これを用いて、ii)面外高速振動に対する液体超薄膜の流動特性、およびiii)面内高速摺動に対する液体超薄膜の流動特性を、種々の実験条件下で解明する。平成16年度は、超薄膜液体の高速流動特性のさらなる高精度計測に向けて、AFMカンチレバーの振動特性および一般的にAFMに用いられている光てこ法による振動計測について、理論的・実験的に検討を行った。まず、カンチレバー先端に集中質量がある場合(探針を想定)の振動特性解析を行った。その結果、カンチレバー全体の質量と集中質量との質量比により、補正係数が変化することを定性的に明らかにした。ここで補正係数とは、光てこ法がカンチレバーのたわみ角を測定しているため、これを変位振幅に変換する係数のことである。補正係数は、振動周波数にも依存している。次に、カンチレバー先端にばねが付加された場合(ファンデルワールス力やメニスカス力など、試料との相互作用を想定)の振動解析を行った。その結果、カンチレバーの静的ばね定数と先端付加ばねとのばね定数比によって補正係数が変化することを示した。さらに、本研究で製作したピエゾ素子振動特性測定装置を用いて加振部の振動特性計測を行うとともに、AFMでカンチレバー先端の振動特性計測を行った。得られた2つの結果から、カンチレバーの振幅比を実験的に求めることに成功した。
企業の持続的競争優位性の構築とその管理に関する研究

本研究の目的は,長期存続企業を主な対象として,企業の持続的競争優位性(サステナビリティ)の構築と,それを管理する方法論を明確にし,理論の一般化を試みることである。当初の目的を達成するために平成13年度からの3ヵ年の期間で行われたものである。実際の研究は,理論サーベイと事例研究,およびアンケート調査を中心として進められた。研究期間の前半は,理論サーベイに重点を置いて研究が進められた。最新の研究成果に対して積極的なアプローチを行い,長期存続企業のサステナビリティの源泉についての検討が行われた。日本各地の長期存続企業に対するインタビュー調査に基づく,事例研究からは,21世紀を超えて生き残る企業にとって不可欠な課題である,グローバル化,IT化といった経営環境の変化への対応策を明らかにされている。さらに,対処療法的な短期的施策だけではなく,長期的な視点に立脚した継続的な競争優位性の構築と,管理手法についての考察を試みている。報告書では,日本各地の長期存続企業の事例を集め,長期存続企業のマネジメントについて説明を加えるとともに,本研究プロジェクトが中心となって実施した企業博物館に関するアンケート調査結果の概要について掲載されている。さらに,競争優位性の構築に至るプロセスの確認,および長期存続企業の競争優位性の管理のあり方についての試論が、長期存続企業のマネジメントに関するエッセンスの抽出というかたちでまとめられている。平成13年度「企業の持続的競争優位性の構築とその管理に関する研究」プロジェクトでは、研究を進める上で理論的フレームワークの検討を行うと同時に、文献・資料を活用して長期存続企業(いわゆる老舗)企業の経営に関するこれまでの理論的研究について検討を加えた。加えて、100年以上の長期にわたって存続してきた全国各地の中堅的日本企業の経営実態を、文献資料による研究と、各企業への面接調査(インタビュー調査)を行って明らかにしてきた。その研究プロセスから、研究目的として示した(1)長期存続企業が、そのプロセスの中で、いかなる継続的競争優位性の方法論、(2)そのプロセスの中で、いかなる管理手法を生み出してきたのか。(3)それをいかにして企業内部に展開してきたのかといった諸点について、実態を把握することができた。その成果の一部は、製菓実験社発行『製菓製パン』に掲載している。なお、14年度においては、日本企業の実態調査に加えて、欧米の長期存続企業(老舗)企業の経営実態を明らかにするために、郵送法による大量サンプル調査(対象、日本企業500社、欧州企業300社、米国企業300社に対してアンケートを郵送)と、各地域の企業に対して直接インタビュー調査(欧州企業10社、米国企業10程度を対象)を実施する予定である。平成14年度科学研究費・基盤研究(C)(2)「企業の持続的競争優位性の構築とその管理に関する研究(研究代表者:岩崎尚人,研究分担者:神田良・明治学院大学経済学部)」では,前年度の文献研究,理論サーベイを踏まえて,国内企業に対する実態調査とアンケート調査の実施を中心として研究が進められた。実態調査においては,関西方面,特に近畿・中国地方に所在する長期存続企業に対して,インタビュー調査が行われた。さらに,先進企業の事例調査として,自動車産業(東京),エレクトロニクス産業(兵庫),コンピュータ関連産業(長野),ライフライン関連産業(大阪),塗料関連産業(大阪),文具関連産業(名古屋)などの企業に対して,経営トップ層を中心としてインタビュー調査を行った。結果,グローバル化,IT化といった経営環境の変化を受けて,競争優位性の構築とそれを管理する仕組み・仕掛けの変化と,調査対象各社による新たな取り組みが確認された。アンケート調査は,実態調査による事例研究を,前年度から継続して進めてきた文献研究と理論サーベイに照らすことにより進められた。企業が持続的競争優位性を構築するプロセスの把握を目的のひとつとして行われた調査は,専門家に対する総論的な調査をプレ調査として行った上で,調査表作成,回収・入力という段階を踏んで行われた。現在はデータの解析段階に至っており,更なる分析を継続中である。アンケート調査の二次的な分析は次年度の課題であるが,混迷を深める経営環境のなかで,企業は実際にどういった経営課題を重視しているか,対処療法的ではない持続的競争優位性の構築と管理の方法論について,精査することができると思われる。

平成15年度科学研究費・基盤研究(C)(2)「企業の持続的競争優位性の構築とその管理に関する研究(研究代表者:岩崎尚人,研究分担者:神田良・明治学院大学経済学部)」では,前年度までに行われた文献研究,理論サーベイ,国内企業に対する実態調査とアンケート調査を統一的な枠組みに位置づけ、その成果をまとめる活動が中心となった。日本国内における長期存続企業に関する実態調査は、長期存続企業におけるマネジメントの特質や、競争優位性の構築とそれを管理する方策について、事例レベルで確認することを目的と継続して行われた。調査対象となったのは、関西および中部地方に所在する企業であるが、前年度の調査で興味深い示唆が得られた企業については、再度実態調査が行われた。そこでは、経営トップ層を中心としたインタビュー調査に加えて、製造現場のみならず管理職層の従業員との意見交換を行っている。なお、実態調査によって確認された事項については、その都度研究プロジェクト内での討議を行い、成果の一部を事例研究としてまとめている。アンケート調査は二次的な分析段階での作業が進められた。調査結果については、単純集計レベルでの検討にも充分な時間をかけ、研究メンバー以外からの意見も取り入れることにより、新たな視点からの検討が行われた。その課程では、長期存続企業のマネジメントを研究する上での枠組みについての議論も行われ、競争優位性の構築に至るプロセスの確認、および長期存続企業の競争優位性の管理のあり方についての試論が、長期存続企業のマネジメントに関するエッセンスの抽出というかたちでまとめられている。
東アジア経済の技術特化、技術集中度とイノベーション・システムに関する比較研究

本研究では、(1)東アジア経済の技術特化パターンは類似しているのか、それとも異なっているのか。(2)東アジアの技術特化パターンは、過去の学習あるいは技術蓄積を反映した累積的あるいは経路依存的なパターンで安定的なのか。それともランダムなパターンに留まっているのか。(3)技術変化の漸進的なプロセスは、イノベーションの部門構成を長期的にシフトさせているのか、について特許データを用いた統計学的な検証を行った。実証分析の結果、東アジア経済の多くで技術特化はランダムなパターンから累積的・漸進的なものへと移行し、それは技術特化の程度の低下を伴うものであったことが確認された。本研究では、まず米国特許商標庁(USPTO)のデータベースから特許に関するデータを独自に2005年まで集計・加工。細分類されている米国特許商標庁の技術カテゴリーを国ごと、年ごとに46セクターに、次いで6セクターに集計することにより分析データを構築した。分析においては、東アジア経済(日本、韓国、シンガポール、台湾、中国、ASEAN4)各国の技術特化分野、技術集中度の推移、技術特化パターンの類似・相違、技術特化の程度の変化、イノベーション・システムの特性について顕示技術優位(RTA)指数、不偏ハーフィンダール・インデックス等の指標やガルトニアン回帰分析等の計量的な手法を用いて分析した。分析の結果、以下の結論を得た。(1)東アジア経済間の技術特化パターンは、これまでの技術蓄積を反映して多くの国・地域間で異なるパターンを示している。特に日本と他国・地域間の特化パターンの分岐は大きく、両者の間に補完的な特化パターンが存在する。また小国や発展レベルが低い場合に特化の程度が高い傾向がみられた。(2)東アジアの技術特化パターンは、1980年代後半までには10か国中8カ国でランダムなパターンから技術蓄積を反映した累積的、漸進的パターンへ移行した。一方、日本では1975-84年以降、それまでの累積的・漸進的なパターンから累積的かつ経路依存的な技術特化パターンへ移行した。フィリピンのみは全期間でランダムな技術特化パターンを維持している。(3)技術特化め程度の変化については、米国における特許の絶対数拡大と平行してほとんどの国・地域で広範囲の特化がみられた。また多くの国、地域で回帰効果がモビリティ効果を上回っていることより、技術特化の程度の低下が安定的な特化の部門パターンと平行して実現した。なお日本に関しては、経路依存的な技術特化パターンを反映して技術特化の程度はほとんど変化していない。東アジア経済の技術特化パターンの変化、技術集中度と産業組織との関係をいくつかの指標を用いて実証的に明らかにした。先進国に偏ってきた分析を、東アジア地域について明らかにすることができたことは重要である。結果は以下の通りである。(1)様々な指標より、発展途上経済・小国ほど国際的に技術特化の程度が高く、国内次元でも技術が特定領域に集中していることが明らかとなった。一方、日本はいずれの値も低く、技術の多様化がみられた。(2)産業組織との関係でいえば、経済発展と共に現地企業取得の特許が厚みを増し、外資への依存度が小さな国・地域の技術集中度は低下する傾向がみられた(ただし、シンガポールのような小国・外資依存度が高い国の技術集中度は高い)。また中国、タイのように、発展途上国であっても特許取得に占める個人のウェイトが高い場合、技術の拡散・多様化がみられた。(3)部門レベルでの特化パターンの変化については大きく4つのパターンに分かれることがわかった。1)日本、香港、台湾が多くの部門で累積的な技術発展パターン(歴史経路依存的な技術進化)を経験しているのに対し、2)韓国、シンガポールは激しい技術変化を経験、3)中国、マレーシア、タイ、フィリピンは近年、新たな技術軌道を確立、4)インドネシアは未だに多くの部門で技術変化を経験していない。これらの背景には異なるイノベーション・システムがあると考えられる。これについては次年度明らかにしていきたい。本年度の研究は、大きく2つに分けることができる。(1)技術特化パターンとイノベーション・システムに関する台湾の事例ケース・スタディとして東アジアの中でも、特に台湾を取り上げ、技術イノベーションの背後にある技術競争力の現状について考察した。具体的には、技術競争力の源泉となるインプットの諸指標と技術競争力の成果としてもたらされるアウトプットの諸指標を用いて台湾の技術競争力を明らかにした。その結果、台湾の技術競争力はインプットの指標であるR&D活動ではすでに先進国水準に到達しているものの、アウトプットの指標に関しては、基礎科学的側面では先進国に後れをとり、特許数のような応用分野については世界のトップレベルにあることが判明した。よって、今後の台湾の課題は技術競争力の質的側面の向上にあると考えられる。(2)東アジア経済各国・地域の技術特化パターンの動態的変化

(1)東アジア経済の技術特化パターンは類似しているのが、それとも異なっているのか。(2)東アジアの技術特化パターンは、過去の学習あるいは技術蓄積を反映した累積的あるいは経路依存的なパターンで安定的なのか。それともランダムなパターンに留まっているのか。(3)技術変化の漸進的なプロセスは、イノベーションの部門構成を長期的にシフトさせているのか、について特許データを用いた統計学的な検証を行った。実証分析の結果、東アジア経済の多くで技術特化はランダムなパターンから累積的・漸進的なものへと移行し、それは技術特化の程度の低下を伴うものであったことが確認された。この結果は、技術特化パターンの動態的性質を考える上で重要な示唆を与えるものと考えちれる。
培養細胞による微小脳の構築とその機能評価

複雑な脳機能の一部を培養細胞系で再現し、脳機能研究ならびに脳機能評価に基づく薬剤スクリーニングなどへの方途を目指した「微小脳システム」の構築を目指して研究を行った。神経トランスミッターの受容体であるチャネルゲートレセプターを、他の細胞で高度発言させ、細胞表層に提示することによって、レセプター機能情報を増幅し、細胞外電位として測定できることを明らかにしてきた。これは脳神経系の基本機能を評価する微小脳として活用し、医薬品開発などへ応用出来る成果である。そこでこのチャネルゲートレセプタをより安定・定常的に発現させ、測定結果の再現性を高めるため細胞宿主をSf9からHighFiveに変更して細胞構築を行った。Sf9でGluRレセプターを発現する場合は一過性の発現様式となり、その発現量は必ずしも一定でない。また、細胞付着性が非常に弱いために細胞外電位測定を行うための電極への密着も困難であった。そのため、宿主をHighFiveに変更して定常大量GluR発現株の構築を行った。そして。GluRの定常発現、ならびに細胞表層への提示に成功した。そして、これを細胞外電位記録用マイクロ電極上で直接培養し細胞外電位を記録することに成功した。各種アゴニスト、アンタゴニストに対するGluR発現HighFive細胞の細胞外電位を測定したところ、それぞれの薬剤特性を反映する応答を得ることが出来たことから、本方法によってチャネルゲートレセプタ機能に対する各種薬剤の影響を明確に判定できることが明らかとなった。以上の結果から、神経トランスミッターの受容による後シナプス機能を組換え細胞で再現し、かつその機能情報を増幅して細胞外電位として出力する全く新しい微小脳システムの創製に成功した。このシステムは脳神経薬剤の開発・評価への応用が期待される。そして。培養神経細胞を用いた微小脳構築とその機能評価システムの構築を目的として、研究初年度前期には研究代表者と研究分担者との間で研究計画についての詳細な打合せを行ない、すでに開発した技術の活用と新規に開発が必要な技術についての総括を行なった。研究代表者のグループ(日本側)は培養神経細胞によるネットワーク形成について電気刺激による神経軸策伸長方向制御をすでに実現している。その成果をもとに初年度には培養神経細胞を長期安定培養するための諸検討を行なった。初年度成果として、マウス小脳由来のN1E細胞株がアレイ電極基板の上での培養が可能であることを明らかにした。また、その機能をマイクロ電極システムで測定するに先立ち、カルシウム流入を指標にした評価を展開した。研究分担者(英国側)は、マイクロファブリケーション技術を駆使したマイクロ電極作成技術をすでに確立しており、日本側の培養形態に併せたマイクロ電極システムの設計を行なうための諸条件を日本側での培養条件に基づいて明らかにし、設計を行なった。以上の成果をもとに、12年度では、日本側では、機能評価用アレイ電極上での培養細胞によるネットワーク形成技術の確立。英国側では機能評価のためのアレイ電極の試作をそれぞれ行なう。また、システムの至適化は相互の成果をもとに共同推進する予定である。日本側では、神経トランスミッターレセプターの発現ベクターを、昆虫細胞sf9に導入して組換え細胞を構築した。この組換え細胞は、神経トランスミッターレセプターを大量に発現し、細胞表層に提示できることが免疫染色法により明らかとなった。また、この組換え細胞をマイクロ電極上に配置し、レセプターのリガンドであるグルタミン酸を添加した時の細胞外電位を測定した。その結果、応答電位はグルタミン酸濃度に応じて増大することが示された。このことはレセプター・リガンドの結合により、レセプターのイオンチャンネルが開いて、イオンの細胞内への流入が起きたことを示している。

これらの結果から組換え細胞の膜表面に提示されたレセプターのチャネル機能が正しく保持されており、その機能は細胞外電位測定という新しい方法により測定可能であることが明らかとなった。以上のことから、このような組換え細胞を脳・神経系の神経トランスミッターレセプター機能モデルとして微小脳構成の一部として加えることが可能であると結論した。英国側では、日本側が構築した神経トランスミッターレセプター機能モデル細胞の細胞外電位を測定するための電極を、マイクロマシン技術を駆使して設計・試作した。この電極は、微小白金黒をガラス基板上にマイクロメートルオーダーで集積したマイクロアレイ電極である。これを用いて日本側において組換え細胞の細胞外電位を測定したところ、単一細胞レベルでの応答電位が感度良く測定できることが明らかとなり、微小脳の機能を正確に評価できることが示された。前年度までの成果により、神経トランスミッターの受容体であるチャネルゲートレセプターを高度発現させることによって、増幅されたレセプター機能情報を細胞外電位測定として測定できることを明らかにしてきた。これは脳神経系の基本機能を評価する微小脳として活用できる成果である。本年度は、このチャネルゲートレセプタをより安定・定常的に発現させ、測定結果の再現性を高めるため宿主細胞を昆虫細胞であるSf9からHighFiveに変更して細胞構築を行った。Sf9でグルタミン酸レセプターを発現する場合は一過性の発現様式となり、その発現量は必ずしも一定でない。また、細胞付着性が非常に弱いために細胞外電位測定を行うための電極への密着も困難であった。そのため、宿主をHighFiveに変更して定常大量グルタミン酸レセプター発現株の構築を行った。そして、グルタミン酸レセプターmRNAの発現を検討し、グルタミン酸レセプターの定常発現を確認した。またグルタミン酸レセプターに対する免疫染色を行い、細胞表層への提示に成功したことを明らかとした。さらに、これを細胞外電位記録用マイクロ電極上で直接培養し、細胞外電位を記録することに成功した。各種アゴニスト、アンタゴニストに対するグルタミン酸レセプター発現HighFive細胞の細胞外電位を測定したところ、それぞれの薬剤特性を反映する応答を得ることが出来たことから、本方法によってチャネルゲートレセプタ機能に対する各種薬剤の影響を明確に判定できることが明らかとなった。
固液界面の広域構造とダイナミクス

1.表面X線回折と赤外分光を用いてPt(111)表面酸化における非特異吸着イオンの影響を調べた。LiOH溶液中では,最初の酸化電流ピーク後にOH吸着層が形成される。一方,CsOH溶液中ではOH吸着層の形成なく酸化が進行していくことが分かった。2. Ag(100)電極界面の二重層充放電過程における界面イオン種の動的過程を時分割X線回折により明らかにした。正電位側への電位ステップでは,過渡電流と類似のタイムスケールでCsイオンが外部ヘルムホルツ層から離れていく。一方,負電位側への電位ステップでは2つのステップからなる。最初はCsイオンが表面近傍に集まり,安定な構造へ収束していく。固体電極と電解質溶液の界面では、バルクとは異なる特異な複数のイオン層が形成されるものと考えられている。このイオン層は種々の電極反応に対して影響を及ぼしているため、詳細な構造を理解することが重要である。また電極電位を変化した場合には、イオン種の移動が起こるが、どれくらいの時間領域で変化するか分っていない。これらの知見は高容量の電気二重層キャパシタの開発にも必要になってくる。そこで本研究では、X線回折法およびステップスキャン赤外分光により、イオン層の構造の解明および動的構造変化について調べることを目的とする。平成24年度では、Pt(111)電極の表面酸化についてイオン層の影響を調査した。Ptは燃料電池触媒などで重要な金属だが、触媒活性は、電極から離れた位置にあるイオン種に依存する。X線回折による詳細な構造解析を行なったところ、電極から離れた位置に存在するイオンの種類により表面の酸化状態が異なることが判明した。イオン種と表面の微弱な相互作用の違いによるものと分った。時分割測定についても予備的な測定を行なった。X線回折では、マルチチャンネルスケーラーとファンクションジェネレーターを同期させ、Ag(100)界面における水和したCs^+の構造変化について調べたところ、電極電位をステップすると1ms以内に変化することが分った。この時間は、クロノアンペロメトリの結果と一致する。また、ステップスキャン赤外分光により吸着水の吸収バンドの時分割測定に成功した。固体電極と電解質溶液の界面には、電気二重層と呼ばれるバルクとは異なるイオン分布が存在する。この電気二重層には、強大な電場が生じており、電極反応の駆動力となっている。また、電気二重層における荷電粒子の蓄積を利用したものが、電気二重層キャパシタであり、電気自動車のバッテリーとして期待されている。このように電気二重層は、燃料電池などの反応場や二次電池のエネルギーストレージとなっている。より高活性な電極触媒や高容量のキャパシタ材料が求められており、原子レベルでの電気二重層構造の理解が重要となっている。とくに電極表面に直接吸着したイオン種の構造などは、赤外分光法や走査型トンネル顕微鏡を用いて非常に詳細なことも分っている。しかし、静的な構造決定だけでなく、電気二重層内の動的挙動の理解も重要である。電気二重層内のイオン種は、充放電電流の起源や電極反応の駆動力など電気化学の本質に関わっているが、どれくらいのタイムスケールで電気二重層内にイオンが蓄積・放出されるかなど詳細は分っていない。これまでにも分光学的な手法による吸着層のダイナミクス研究は多いが、回折法などを用いた界面の全体構造に主眼をおいた研究は皆無である。平成25年度では、昨年度の構築した時分割X線回折測定システムを用い、Ag(100)電極上のCsイオンの動的挙動を追跡した。電極電位によりCsイオンはの量や表面からの距離が変化するが、この動的変化は過渡電流の一部と一致することが判明した。また、放電過程より、充電過程の方が時間を要することが分り、電気二重層内での水分子の構造が関与していることが明らかとなった固液界面では電気二重層と呼ばれるイオン層が形成されている。本研究では、時分割X線回折および時分割赤外分光を用いて電気二重層内のイオン種の動的挙動を明らかにすることを目的とする。昨年度までは、時分割X線回折測定システムの構築と、電気二重層充放電におけるイオン種の過渡構造の構造解析に成功した。本年度は、電極反応中の電気二重層を明らかにするために、金属イオンの電析過程におけるイオン種の動的構造を観測した。電極にはAu(111)、1 mM CuSO4溶液を用いて、Cuイオンの析出および溶解過程を時分割X線回折により追跡した。

CuイオンはAu電極上にアンダーポテンシャル析出(upd)することが知られており、可逆的に吸着・脱離が起こる。硫酸イオンが脱離しCuが析出する過程では、硫酸イオンの脱離は10 ms程度で起こり、その後、Cuイオンがゆっくり析出しupd層が完成するまでに300 ms程度を要する。Cuイオンは数ms以内に電極界面に接近しており、脱水和するために時間を要することが分かった。一方、Cuが脱離し、硫酸イオンが吸着する過程では、5 ms程度でupd層と硫酸イオンの交換が起こっている。X線回折実験では、Cuイオンと硫酸イオンを区別できないため、ステップスキャン赤外分光による時分割計測も行う計画であるが、試料調整に時間を要し、ようやく測定ができる段階となった。赤外分光の結果と合わせ学術論文に投稿する予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。表面電気化学26年度が最終年度であるため、記入しない。界面の広域構造について、電極からどれくらいの領域で層構造が形成されているか分りつつある。また時分割測定については、測定システムが構築でき、予備的実験においても成果があがっているため。時分割表面X線回折測定システムを構築し、このシステムを用いてAg(100)電極界面のCsイオンの動的過程を追跡することに成功した。時間分解能については、当初の目標では、サブμsを目指していた。Csイオンの変化によりX線回折強度の変化は、数百μsから数十msで起こるため、本システムの性能を評価するためには、さらに速い動的変化が起こる電極系で実験する必要があるが、汎用的な金属水溶液界面では、十分な測定精度を有している。以上から当初の予定通りの達成状況である。平成24年度の構築した時分割システムを用い、電極から離れた位置にあるイオン種の動的過程を明らかにする。また、電極反応への応用も試みる。平成26年度では、本時分割システムを電極反応に応用する計画である。具体的には、Au電極上での金属析出について、金属イオンの動的過程を追跡する予定である。広い逆格子領域での時分割回折強度を測定し、界面構造変化のスナップショットを完成させる。
国際比較可能な国際金融理論の構築とデータの基盤整備

本研究では、為替制度と資本移動規制の問題に特に焦点を当てて、東アジア諸国の視点から分析を行った。アジア通貨危機に代表されるように、90年代以降、国際金融市場においてしばしば深刻な危機が発生し、それは日本経済にも大きな影響を及ぼした。このため、危機の再発防止や生産性向上のための新しい国際金融システムの制度設計は、本特定領域研究プロジェクトのテーマである日本経済の制度設計を考える上でも非常に重要である。研究の担当は、為替制度の分析が小川、資本移動の問題が福田としたが、研究自体は共同研究の形で実施した。また、高木信二(大阪大学教授、IMF出向中)ら国内の専門家に研究協力を要請すると同時に、これまでと同様に、海外の研究協力者と密接に連絡を取りながら研究を推進した。研究は、データの基盤整備およびその応用が主眼であったが、その中でも、東アジア諸国のマクロ・データ(とくに、頻度の高いintra-dailyデータ)および日本・韓国・台湾の企業別のミクロ・データを整理、および整理されたデータをもとに通貨危機下での各国の通貨制度や企業行動を分析に特に力を入れて取り組んだ。また、OECDのデータ・ベースや、各国政府・中央銀行のHPからマクロ・データベースを整理し、為替変動や資本移動、それに円の国際化に関する簡単な分析を数多く実施した。さらに、これらの研究成果を内外に公表するため、さまざまな国際会議と国内会議を開催した。なお開催した国内会議の成果は、すでに福田慎一・小川英治編『国際金融システムの制度設計』東京大学出版会として公刊された。また、国際会議の成果は、Journal of the Japanese and International Economies誌から公刊される予定である。本研究では、海外の研究者と積極的に交流をはかることを通じて、国際金融の諸問題を理論的・実証的に分析することを目標としている。本年は、その準備段階として、まず海外の研究協力者である松山公紀(ノースウェスターン大学)教授と星岳雄(カリフォルニア大学サンディエゴ校)教授を東大に招聘し、国際経済の理論モデルの構築とその実証方法など、今後の研究方針について議論を行った。また、共同研究者の高木信二(大阪大学)教授がエール大学に長期滞在中であったため、福田慎一がそちらに赴き、共同研究など研究方針の確認を行った。本研究では、定期的に国際会議を主催したり、メンバーを他の国際会議に派遣することを通じて、成果を内外に公表していくことも重要な目的である。本年もその第1回として、星岳雄(カリフォルニア大学サンディエゴ校)教授らと協力して、2000年12月15日と16日に六本木の国際文化会館において、「失業率の国際比較」をテーマとしたコンファレンス"TRIO2000"を開催し、国際的景気循環の問題を議論した。コンファレンスは、米国NBERと欧州CEPRとの共催によって開催され、日米欧の失業率の現状やその国際比較が行われた。また、福田慎一が2000年12月18日から20日にかけてオーストラリア・シドニーで開催されたThe 13^<th> Australasian Finance & Banking Conferenceにおいて、日本の金融システムを議論した本プロジェクトの研究成果"Long-termLoans and Investment in Japan"を報告した。本研究では、大きく分けて(A)望ましい為替相場制度と(B)国際間の資本移動規制のあり方、の2つのテーマを取り上げ、とりわけ日本を含む東アジア諸国においてどのような国際金融システムの制度設計が望ましいかを考察してきた。まず、(A)の研究では、通貨危機後、東アジア地域における通貨制度がどのように変遷したかを実証的に分析するところから分析をスタートさせている。通貨危機以前は、日本を除くほぼすべての東アジア諸国は、事実上の米ドルペッグを行っていた。しかし、通貨危機後は、タイ、インドネシア、韓国が、管理フロート制へと移行し、それまでとは異なった通貨制度を採用するようになった。研究では、日次データのような頻度の高いデータを利用することによって、この間、それらの国々における為替レートの動きがどのようなメカニズムで決定されてきたかを考察してきた。一方、(B)の研究では、資本を短期性資金と長期性資金に分類することによって、通貨危機前後における東アジア地域におけるの資本移動のあり方に関して考察を開始している。1997年に起こった東アジアの通貨危機では、短期資金の引き上げによる流動性危機が深刻な問題となった。しかし、そのようなパニック下でも、各国に投資された長期性の資金はほとんど減少しなかった。本研究では、BISの国別融資データなどを利用することによって、この結果をまず再確認し、そのメカニズムを説明する理論モデルを構築した。今後の研究は、発展途上国が安定した経済成長を遂げるために長期性の資金によって資金を調達することの有用性を実証的に検討する予定である。このため、現在、東アジア各国の企業別データを収集し、それを使用することによって、通貨危機前後の東アジア諸国において、借入の満期構造が各企業の設備投資などにどのような影響を与えたかを考察する作業を開始している。まず、(A)の研究では、通貨危機後、東アジア地域における通貨制度がどのように変遷したかを実証的に分析するところから分析を行っている。研究では通貨制度の決定

メカニズムを為替ヘッジの役割に注目することによって理論的に考察すると同時に、intra-daily dataのようなきわめて頻度の高いデータを利用することにより、それらの国々における為替レートがどのように決定されてきたかを実証的に考察している。一方、(B)の研究では、資本を短期性資金と長期性資金に分類することによって、通貨危機前後における東アジア地域における資本移動のあり方に関して考察を開始している。1997年に起こった東アジアの通貨危機では、短期資金の引き上げによる流動性危機が深刻な問題となった。しかし、そのようなパニック下でも、各国に投資された長期性の資金はほとんど減少しなかった。本研究では、そのメカニズムを説明する理論モデルを金融契約の観点から構築すると同時に、BISの国別融資データや東アジア各国の企業別データなどを利用することによって、発展途上国が安定した経済成長を遂げるために長期性の資金によって資金を調達することの有用性を実証的に検討している。本研究プロジェクトは、小川英治(一橋大)と福田の2名からなる。しかし、IMFに出向中の高木信二(阪大)は、これまでも実質的な共同研究者であった。実質的な研究は、この3人を核にして、その他国内外の研究者の協力を得て遂行する。また、研究成果を内外にアピールするため、星岳雄氏(カリフォルニア大学サンディエゴ校)やK.Wong氏(ワシントン大学)ら海外の研究者とも連携し、国際会議を定期的に開催している。本研究では、大きく分けて(A)望ましい為替相場制度と(B)国際間の資本移動規制のあり方、の2つのテーマを取り上げ、とりわけ日本を含む東アジア諸国においてどのような国際金融システムの制度設計が望ましいかを考察してきた。まず、(A)の研究では、通貨危機後、東アジア地域における通貨制度がどのように変遷したかを実証的に分析するところから分析を行った。研究では通貨制度の決定メカニズムを為替ヘッジの役割に注目することによって理論的に考察すると同時に、intra-daily dataのようなきわめて頻度の高いデータを利用することにより、それらの国々における為替レートがどのように決定されてきたかを実証的に考察した。しかし、パニック下でも、各国に投資された長期性の資金はほとんど減少しなかった。
u-oオピオイド受容体複合体を介したレミフェンタニルによる鎮痛メカニズムの解明

u-oオピオイド受容体複合体を発現したbaby hamster kidney細胞にレミフェンタニルを投与すると、受容体複合体のインターナリゼーションおよびリサイクリングを生じる。Μ受容体を単独で発現させた細胞にレミフェンタニルを作用させた場合と比較して、リサイクリングの程度が大きいことが明らかとなった。オピオイド受容体は、μ受容体(μOR)、δ受容体(δOR)、κ受容体(κOR)に大別される。医療用麻薬である各オピオイド製剤は主にμORに作用して鎮痛効果を発揮する。近年、μORがδORと二重体化複合体(μ-δOR)を形成し、オピオイド耐性形成の分子機序に重要な役割を果たしていることが示されている。超短時間作用性オピオイドであるレミフェンタニルは効果発現や消失が速やかであるため、安定した麻酔維持や速やかな覚醒に対して有用であり、全身麻酔中の投与に非常に適している。しかし、レミフェンタニル使用時の問題点として、急性耐性や痛覚過敏を生じることが指摘されている。これらのレミフェンタニルによる急性耐性や痛覚過敏の分子メカニズムを解明することは周術期の最適なオピオイド使用方法を確立する上で重要な課題である。そこで、レミフェンタニル投与後のμ-δORの細胞内局在の経時的変化を評価することとした。すでに作製済みの蛍光タンパクを付加したオピオイド受容体cDNAs(μOR-VenusとδOR-Cerulean)を、BHK細胞にtransfectionした。24時間後,黄色蛍光タンパクVenus融合μORと青色蛍光タンパクCerulean融合δORを発現させたBHK細胞に、レミフェンタニル(10nM,100nM,1μM)を作用させた。予備実験で得られたμ-δORのagonistに対する反応から、レミフェンタニル投与後30分でinternalizationを、投与後180分でrecyclingを評価した。μ-δORの細胞内局在は共焦点レーザー顕微鏡を用い検討した。μ-δOR複合体形成はFRET現象をacceptor bleaching法で検出することにより確認した。この結果、レミフェンタニルによるμ-δORのinternalizationおよびrecyclingは濃度依存性であることが明らかとなった。すなわち、レミフェンタニルが高濃度であるほど、internalizationは亢進し、recyclingは抑制された。今後、このデータをμOR単独の場合や各種薬剤併用下の場合と比較検討する予定である。これまでの研究の成果より、レミフェンタニルによるμ-δオピオイド受容体二量体のinternalizationおよびrecyclingは濃度依存性であることが明らかとなった。すなわち、レミフェンタニルが高濃度であるほど、intemalizationは亢進し、recyclingは抑制された。この先の研究を進めるにあたり、そもそも細胞質内に局在するμ-δオピオイド受容体二量体と、細胞膜表面に局在するμ-δオピオイド受容体二量体を明確に区別して評価することが、より正確なinternalization/recyclingの評価につな炉ると判断レた。そこで、N末端にHalo Tag signalを結合させたμオピオイド受容体の発現ベクター作成に着手した。Halo-Tagを付加した受容体発現ベクター作成にはシグナルペプチドを追加するなどの種々の工夫を必要とし、その成果を第64回薬理学会西南部会において発表した。このようにして作成されたHalo Tag-μオピオイド受容体が細胞膜表面にrecruitされると、Halo Tagは細胞膜外側に突出しだ形で発現する。このような受容体に対し、Halo Tagへの結合能力を有するが細胞膜を透過しないAlexa-Fluoro 488という蛍光標識を行うと、細胞膜表面のみに局在するμオピオイド受容体を検出し、その後の細胞内局在を、そもそも細胞内に局在していたμオピオイド受容体と区別をして評価することができる。この技術を応用して、細胞膜表面に局在していたμ-δオピオイド受容体二量体の細胞内局在の変化を特異的に追跡する方法を確立し、今後の本研究を遂行することとした。オピオイド製剤であるレミフェンタニルは効果発現や消失が速やかであるため、安定した麻酔維持や速やかな覚醒に対して有用である。一方でレミフェンタニル使用時の問題点として急性耐性や痛覚過敏を生じることが指摘されている。オピオイド受容体は、μ受容体、δ受容体、κ受容体に大別されるが、医療用麻薬として使用されるオピオイド製剤は主にμ受容体に作用して鎮痛効果を発揮する。近年、μ受容体がδ受容体と二量体化複合体(μ-δ二量体)を形成し、単独の受容体とは異なる薬理学的特性を示すことが明らかとなってきた。本研究では、μ-δ二量体を介したレミフェンタニルの薬理作用を明らかにし、臨床におけるレミフェンタニルの新たな効果的使用方法を開拓することを目的とした。

細胞膜上にμ-δ二量体を発現させた培養細胞にレミフェンタニルを投与し、レミフェンタニルによるμ-δ二量体の細胞質への移行(internalization)およびμ-δ二量体の細胞質から細胞膜上への再移行(recycling)の特徴を評価した。その結果、レミフェンタニルは濃度依存性にμ-δ二量体のinternalizationを誘発することが明らかとなった。また、濃度依存性は明らかではないが、比較的高濃度のレミフェンタニルを作用させると、recyclingが抑制されやすいことが明らかとなった。しかし、ここで認められるrecyclingの程度は、μ受容体のみ存在下にレミフェンタニルを投与した際と比較して大きかった。したがって、μ-δ二量体はレミフェンタニルによりinternalizationを生じるが、recyclingされやすいことが考えられる。μ受容体およびδ受容体は複合体を形成することにより、recyclingが促進され、レミフェンタニル投与による急性耐性形成や痛覚過敏の軽減に関与している可能性が示唆された。細胞膜に局在する,μ受容体の細胞内動態をより特異的に検出しうる発現ベクターシステムを新たに構築することに成功した。本方法を用いることにより、μ-δオピオイド受容体二量体の各種オピオイドに対する細胞内局在の変化をより正確に同定しうることが予想されるため、この新たなシステムによる実験プロトコール準備に時間を要している。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記の新システムを用いたプロトコールを早急に確立し、レミフェンタニル単独および各種薬剤併用下でのμ-δオピオイド受容体二量体複合棒の細胞内局在を継時的に評価する。
星周物質から迫る超新星

近年、星周物質と相互作用している超新星が発見されている。それらの超新星が恒星の進化理論に変更を迫るような大きな問題を提起していることで研究者の注目を集めている。この超新星は、超新星噴出物と超新星親星の爆発前の質量放出で作った星周物質との衝突で光っている。その為、光度曲線の解析から親星の爆発直前の質量放出を推定することができる。しかし、そのようにして求められた質量放出率は、恒星の進化理論で爆発すると思われているいかなる星でも説明できないほど大きな値になってしまう。これまでに培ってきた星周物質を調べる方法を用いて、この問題に取り組んだ。具体的には、偏光を取り入れた輻射輸送計算を行い、IIn型超新星の周りの物質の情報から親星の爆発直前の質量放出の時間進化と空間構造の情報を引き出すことで、親星の質量放出メカニズムを議論した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。超新星の周りの星周物質の情報から、超新星親星の爆発直前における質量放出の時間進化と質量放出の空間構造を引き出すことで、星の爆発直前の進化を明らかにすることが本研究の目的であった。具体的には以下のような計画であった。まず、様々な密度分布の星周物質からの赤外線エコーを自身で開発した3次元輻射輸送コードを使って計算する。それを実際の観測データと比較することで、親星の爆発直前の質量放出の時間進化を明らかにする。次に、自身の輻射輸送コードを偏光が扱えるように拡張する。それを使って、様々な空間分布を持つ星周物質からの可視偏光を計算する。それを実際の観測データと比較することで、親星の爆発直前の質量放出の空間構造を明らかにする。多くの超新星に対して、同様のことを行い、星の爆発直前の進化の一般的な描像を明らかにする。今年度において、申請者は、様々な密度分布の星周物質からの赤外線エコーを自身で開発した3次元輻射輸送コードを使って計算した。また、自身の輻射輸送コードを偏光が扱えるように拡張し、それを使って、様々な空間分布を持つ星周物質からの可視偏光を計算した。今後は、この計算結果を実際の観測に適応する。そのために、現在観測的研究の基礎を習得中である。様々な望遠鏡に観測提案を行い、超新星の赤外線・可視偏光観測を行う。
単結晶ダイヤモンドを利用した超高性能弾性波デバイスの実現

本研究では、単結晶ダイヤモンド(SCD)基板を利用して、際立った性能の弾性表面波(SAW)デバイスを実現し、新たな工学領域を創出することを目的とした。まず、高品質AlN薄膜をSCD上に堆積し、5 GHz帯でQが5700の高性能SAW共振子を実現した。また、SCD表面の平滑性が素子性能に大きく影響することを示した。次に、圧電性の大きいSc-AlNをSCD上に堆積し、既存の圧電基板では実現困難な3 GHz帯でも低損失で広帯域なSAWフィルタが実現できることを示した。さらに、これらの圧電薄膜/高音速基板構造では電極膜厚の影響により実効的な圧電性を大きく向上できることを明らかにした。本研究では、単結晶ダイヤモンド基板を利用して、既存の圧電材料では実現し得なかった際立った性能を有する弾性表面波(SAW)素子を実現し、新たな工学領域を創出することを目的としている。本年度は、まず、多結晶AlN結晶薄膜/単結晶ダイヤモンド基板構造を利用したSHF帯SAW共振子の徹底的な品質係数Qの向上を目指した。そして、電極指構造の最適化並びに単結晶ダイヤモンド表面を高精度研磨することにより、5GHz帯で5180と言う非常に高いQが実現された。それまでは1500程度が上限であったことを考えると、格段の改善であり、AlN表面並びにAlN/diamond界面での散乱が減少したこととAlNの結晶性が向上したことが主因と考えられる。一方、ECRスパッタ法によるAlNの堆積にも試み、成長条件の最適化により、Si(111)基板上にx線回折(0002)面のFWHMが1°以下という高品質AlNが成長可能となった。現在、単結晶ダイヤモンド基板の高温熱処理により清浄表面を実現し、その上へ単結晶AlN薄膜のエピタキシャル成長を試みている。実現でき次第、SHF帯SAW共振子を開発し、さらにどの程度Qが向上できるか明らかにしたい。また、AlNよりも格段に圧電性の大きなScAlN薄膜についても高品質膜の成長を実現し、単結晶ダイヤモンド基板と組み合わせてSHF帯低損失・広帯域SAWフィルタへの適用も目指した。その結果、3GHzを超える周波数帯で非常に大きな電気機械結合係数と低損失が同時に得られることを明らかとなった。現在、これらの素子では、耐電力性・非線形性が極めて優れることが予想されるため、それらの自動評価系を開発している。なお、これらを高精度に評価するためには温度が重要なパラメータであることが判ったので、本年度は温度特性の自動評価システムを構築した。また、これらの共振子を用いたSHF帯発振器の開発も進めている。本研究では、単結晶ダイヤモンド(SCN)基板を利用して、既存の圧電材料では実現し得なかった際立った性能を有する弾性表面波(SAW)素子を実現し、新たな工学領域を創出することを目的としている。本年度は、まず、昨年度に引き続き、ECRスパッタ法によるAlNの堆積条件を検討した。そして、プラズマ室と基板ホルダに対して別個にガスを導入することにより、AlN薄膜の膜質を低下させることなく内部応力を制御できることが判った。また、水晶基板上の2.5 GHz動作SAW共振子を利用して、GHz帯高安定発振器を設計・実装するノウハウを構築した。次年度は高品質AlN薄膜/SCN基板構造を利用したSHF帯高Q SAW共振子を実現すると共に、それを利用してSHF帯高安定発振器を実現し、その有効性を評価する予定である。また、AlNよりも格段に圧電性の大きなScAlN薄膜についてもScAl合金ターゲットによる大面積成長を検討している。その結果、デュアルターゲット式スパッタの場合と同様に高品質膜が大面積に堆積できるようになったが、ターゲットのScAl組成比と薄膜の組成比の間に大きなずれが生じることが判った。検討の結果、これはScAlターゲット表面が窒化することに起因すると予想された。次年度はスパッタ条件を再検討し、ScAlクラスタが窒化する前に基板に到達し、基板表面で窒化する金属モードの実現を目指す。これにより、高Sc濃度で高品質ScAlN薄膜の実現を目指す。さらに、AlN薄膜並びにScAlN薄膜を利用したSAW素子では、偶数次の非線形性が発生しないことが予想され、予備実験により非線形性が非常に小さいことを確認した。現在、非線形性を自動的に、しかも高精度に評価する計測システムを構築している。本研究では、単結晶ダイヤモンド(SCN)基板を利用して、既存の圧電材料では実現し得なかった際立った性能を有する弾性表面波(SAW)素子を実現し、新たな工学領域を創出することを目的とした。

本年度は、まず、厚い電極を利用すると質量負荷効果によりSAWのエネルギーが基板表面付近に集中し、圧電性が極端に向上することを明らかにした。このため、SiO2の様な圧電性が無い材料でも同様な効果が生じるため、SiO2の温度補償機能を併せ持った新機能SAWデバイス実現の可能性を明らかにした。また、AlNよりも格段に圧電性の大きなScAlN薄膜についてもScAl合金ターゲットによる大面積成長を検討した。その結果、高品質膜が大面積に堆積できるようになったが、ターゲットのScAl組成比と薄膜の組成比の間に大きなずれが生じることが判った。検討の結果、これはScAlターゲット表面が窒化することに起因することを明らかにし、スパッタ雰囲気中のN2濃度を低減することにより、堆積膜中でのSc濃度が増加し、純Ar雰囲気中ではターゲットのそれとほぼ同一となることが判った。ただし、純Ar雰囲気中ではScAl合金が堆積されてしまう。今後、他のスパッタ条件も併せて見直し、ターゲットとほぼ同一のSc濃度を持つScAlNの成長条件を探索する。AlN薄膜やScAlN薄膜を利用したSAW素子では、原理的には偶数次の非線形性が発生しない。非線形性を自動的に、しかも高精度に評価する計測システムを構築したところ、通常の圧電材料を利用した場合に比べると非線形性は押しなべて小さいが、特定の周波数で非常に強く励振されることを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。超音波工学26年度が最終年度であるため、記入しない。高品質AlN並びにScAlN膜の堆積や単結晶ダイヤモンドを利用したShF帯高Q共振子の試作においては、当初想定していた以上の性能が得られており、次年度での両者の組み合わせの検討により、さらに高性能化が期待される。一方、予定していた耐電力性・非線形性の評価は、温度特性評価系の構築を先行させたため、今年度は手付かずである。また、試作チップを発振回路上に如何に実装するかを検討中で、高Q共振子を用いたSHF帯発振器実現には至っていない。高品質AlN並びにScAlN膜の堆積並びにSHF帯高Q共振子の試作については、既に当初想定していた以上の性能が得られている。また、SHF帯高Q共振子のフィルタや発振器応用について、性能を評価するのに必要な基盤技術は今年度の検討でほぼ構築することができた。次年度に予定されている高性能フィルタや発振器実現に適用する予定である。ただし、いまだにSCD上への単結晶AlN並びにScAlNの成長が実現していない。これは<111>面SCD表面の平滑性に問題があるためと予想している。また、試作チップを発振回路上に実装する手法は確立されておらず、これが高Q共振子を用いたSHF帯発振器実現の最も大きな関門と言える。高品質AlN並びにScAlN膜の堆積や単結晶ダイヤモンドを利用したSHF帯高Q共振子の試作に関しては、予定通りに研究活動を推進する予定である。一方、予定より遅れている耐電力性・非線形性の評価並びに高Q共振子を用いたSHF帯発振器の課題については、次年度中に目標を達成し、予定に追いつきたいと考えている。高品質AlN並びにScAlN膜の堆積やSHF帯高Q共振子の試作、さらには高性能フィルタや発振器への適用に関連する課題については、当初の予定通りに最終年度に取り組む予定である。
ヒト軟骨由来多機能成長因子エコジェニン/CTGFの細胞内機能の探究

1)細胞内CTGF過剰発現による細胞周期変調効果の検証:サル腎線維芽細胞株Cos-7に一過性にCTGFを高レベルで発現させた場合、遺伝子導入後12時間でCTGFタンパク質は細胞に集積し、この時CTGFは細胞核近傍の特定のスポットに集中した。α-tubulinとの共染色によればその場所は中心体の可能性がある。その後CTGFの蓄積は導入後24時間でより顕著となり、それに伴い細胞は培養シャーレ底面より浮き上がりを見せ、同時にDNA含量の著しい増加が見られた。これは細胞周期中G2-M期にある細胞の特徴と一致し、実際それは有糸分裂をM期で停止させるコルヒチンの作用に酷似していた。CTGF発現によって細胞増殖はむしろ鈍ったことから、それは細胞内で細胞周期をG2-M期で停止、遅延させる効果を持つと考えられる。そこでマウス成長板軟骨細胞内CTGFを免疫組織学的に詳細解析したところ、CTGFは増殖を停止した肥大軟骨細胞においても同様のスポットに集積していることがわかった。今後ヒト扁平上皮癌由来HSC-3細胞株にCTGF発現ベクターを導入し、CTGF発現クローンの遺伝子発現パターンをマクロアレイで解析する予定である。2)CTGFモジュール構造と、細胞周期コントロール機能の構造-機能連関:上記の現象がCTGF分子を構成する4つのモジュールのどの作用によるかを解析するため、CTGF欠損変異体発現プラスミドが多数構築された。それによる解析で4つのモジュールのうち細胞周期変調には最N末のIGFBPモジュールは必要ではなく、細胞核近傍への局在にはそれに続くVWCモジュールが重要と分かってきた。また各モジュールタンパク質の生産にも成功した。3)CTGFの細胞内作用点、レセプターの探索:CTGF分子を固定したアフィニティーカラムを用い、CTGFが細胞内で結合するタンパク質を細胞質抽出液から精製、部分アミノ酸配列を決定し、それが細胞骨格タンパク質であることを突き止めた。1細胞内CTGF過剰発現による細胞周期変調効果の検証-サル腎由来線維芽細胞株Cos-7に、CTGF遺伝子真核細胞発現プラスミドをDNAトランスフェクション法により導入しCTGFを高レベルで発現させた。この方法では導入後12時間で、既にCTGFタンパ質が細胞内に集積し始めることが蛍光抗体法により確認できた。この時CTGFは細胞内に均一に存在するわけではなく、細胞核近傍の特定のスポットに集中してみられたので、それが何なのかを探った。α-tubulinとの共染色によって、我々はその場所が中心体である可能性を見い出したが、この点については今後検討の余地が残っている。その後CTGFの蓄積は導入後24時間でより顕著となり、それに伴い興味深い変化が細胞に現れた。CTGFの発現する細胞は、選択的に培養シャーレ底面より浮き上がりを見せ、同時にDNA含量の著しい増加が見られた。これは細胞周期中G2-M期にある細胞の特徴と一致し、実際その様態は有糸分裂をM期で停止させるコルヒチンの作用に酷似していた。CTGF発現によって細胞増殖は速まることなくむしろ鈍りがみられたことから、CTGFは細胞内で細胞周期をG2-M期で停止、遅延させる効果を持つと考えられる。2 CTGFモジュール構造と、細胞周期コントロール機能の構造-機能連関

-上記のような現象が、CTGF分子を構成する4つのモジュールのどの作用によるものかを解析するために、本年度は多くのCTGF欠損変異体を発現すべきプラスミドが構築された。3 CTGFの細胞内作用点、レセプターの探索-CTGF分子を固定したアフィニティーカラムを用い、我々はCTGFが細胞内で結合しうるタンパク質を細胞質抽出液から精製、単離、分析する試みを続けており、現在幾つかのタンパク質の部分精製が進んでいる。1)細胞内CTGF過剰発現による細胞周期変調効果の検証-前年度我々は、,サル腎由来線維芽細胞株Cos-7にCTGFを高レベルで発現させると、それは細胞核近傍の特定のスポットに集中し細胞周期をG2-M期で停止、遅延させる効果を持つことを見い出した。これに続いて本年度は、マウス成長板軟骨細胞内CTGFを免疫組織学的に詳細解析した。その結果CTGFは、増殖を停止した肥大軟骨細胞においても同様のスポットに集積していることがわかった。またヒト扁平上皮癌由来HSC-3細胞株にCTGF発現ベクターを導入し、安定発現クローンを樹立した。現在最も強くCTGFを発現するクローンの遺伝子発現パターンをマクロアレイで解析中であるが、細胞増殖にかかわる特定の遺伝子の発現抑制が起こっていることが明らかになりつつあり興味深い。2)CTGFモジュール構造と、細胞周期コントロール機能の構造-機能連関-昨年度構築した様々なCTGF欠損変異体発現プラスミドを利用し、Cos-7を用いてそれらの細胞内局在および細胞周期変調効果の検証を続けている。本年度の解析では、4つのモジュールのうち細胞周期変調には最N末のIGFBPモジュールは必要ではなく、また細胞核近傍への局在にはそれに続くVWCモジュールが重要な役割を担っていることが分かってきた。加えて各モジュールタンパク質の単独生産にも成功し、今後応用が期待されている。3)CTGFの細胞内作用点、レセプターの探索-本年度までに我々はCTGF分子を固定したアフィニティーカラムを用い、CTGFが細胞内で結合するタンパク質を細胞質抽出液から精製、部分アミノ酸配列を決定し、それが細胞骨格タンパク質であることを突き止めた。現在その結合特異性の確認や機能的意義の検討を行っている。