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電磁波の人体に関する影響評価のための標準人体ファントムの開発

携帯電話やPHSなど,人体近傍で使用される携帯無線機器の普及に伴い,機器の設計開発という観点から,人体によるアンテナ特性への影響を定量的に評価する必要性が高まってきている.一方,これら機器より発生する電磁界が人体へ及ぼす影響を定量的に評価する必要性がより高まってきている.しかしながら,実際に人体を用いてこれら評価を実験的に行うことは困難である.このため,人体の電気的および形状的特性を考慮した数値解析用および実験用人体モデルを構築するとともに,これらモデル用いたシミュレーションによる検討方法およひ実験的検討方法の確立が必要不可欠である.このような背景を踏まえ,電磁波の人体に関する影響評価のための標準人体ファントムの開発に関する研究を行った.平成10年度は,マイクロ波帯用生体等価固体ファントムを開発し,これを利用した人体と高周波近傍電磁界との相互影響評価システムを考案した.また,人体頭部リアルモデルファントムを開発し,実際にSAR評価を行った.平成11年度は,前年度開発したファントムの保存性を高めるべく,グリセリンを主成分としたマイクロ波帯用生体等価固体ファントムを開発した.また,警察,消防,放送分野等で用いられる150MHz帯アンテナと人体との相互影響評価について検討を行った.以上の成果により,人体と高周波近傍電磁界との相互影響評価するための簡便なシステムを構築できた.また,保存性に優れたマイクロ波帯用生体等価固体ファントムを開発できた.携帯無線機器の設計開発,およびこれら機器より発生する電磁界が人体に及ぼす影響を定量的に評価する際,本成果が活用されることを期待したい.今後の課題として,本評価システムの高精度化およびファントムのさらなる改良を目指す.携帯電話やPHSなど,人体近傍で使用される携帯無線機器の普及に伴い,機器の設計開発という観点から,人体によるアンテナ特性への影響を定量的に評価する必要性が高まってきている.一方,これら機器より発生する電磁界が人体へ及ぼす影響を定量的に評価する必要性がより高まってきている.しかしながら,実際に人体を用いてこれら評価を実験的に行うことは困難である.このため,人体の電気的および形状的特性を考慮した数値解析用および実験用人体モデルを構築するとともに,これらモデル用いたシミュレーションによる検討方法およひ実験的検討方法の確立が必要不可欠である.このような背景を踏まえ,電磁波の人体に関する影響評価のための標準人体ファントムの開発に関する研究を行った.平成10年度は,マイクロ波帯用生体等価固体ファントムを開発し,これを利用した人体と高周波近傍電磁界との相互影響評価システムを考案した.また,人体頭部リアルモデルファントムを開発し,実際にSAR評価を行った.平成11年度は,前年度開発したファントムの保存性を高めるべく,グリセリンを主成分としたマイクロ波帯用生体等価固体ファントムを開発した.また,警察,消防,放送分野等で用いられる150MHz帯アンテナと人体との相互影響評価について検討を行った.以上の成果により,人体と高周波近傍電磁界との相互影響評価するための簡便なシステムを構築できた.また,保存性に優れたマイクロ波帯用生体等価固体ファントムを開発できた.携帯無線機器の設計開発,およびこれら機器より発生する電磁界が人体に及ぼす影響を定量的に評価する際,本成果が活用されることを期待したい.今後の課題として,本評価システムの高精度化およびファントムのさらなる改良を目指す.本研究では、人体と無線通信機による高周波近傍電磁界との相互作用を定量的に測定できる評価システムの開発、および人体頭部リアルモデルファントム(擬似生体)の開発を行った。得られた成果を以下に示す。1.人体と高周波近傍電磁界との相互作用評価システムの考案マイクロ波領域の電磁波が人体に与える作用は電磁波エネルギーの吸収によって生じる熱的作用が支配的であり、生体組織に吸収される単位質量当たりの電力(比吸収率:SAR)がその指標として用いられている。本研究では、従来の電界プローブ法では困難であった媒質境界面近傍や複雑な形状の媒質内におけるSARの正確な測定を目指し、サーモグラフィ法と生体等価固体ファントムとを組み合せた手法を考案した。そして、人体頭部規範モデル(COST244モデル)ファントムと900MHz半波長ダイポールアンテナを使用してファントム内SARを導出した結果は、有限差分時間領域法(FDTD法)に基づいて導出した数値解析結果と良く一致し、測定誤差が±5%であることを明らかにした。2.人体頭部リアルモデルファントムの開発とSARの測定SAR分布は媒質の境界面の形状によって大きく異なるが、実際の人体頭部においては耳などのような突起物もあるため、人体頭部規範モデルにおけるSAR分布と比べて複雑になる。そこで、頭蓋骨および脳組織の層構造で形成された人体頭部リアルモデルファントムを作成した。そして、そのファントム内におけるSARを1で述べた評価システムを用いて導出し、FDTD法に基づく計算結果と比較した。その結果、実験結果は数値解析結果とよく一致し、特に、頭蓋骨と脳組織との境界面においてSARが最大になることを明らかにした。前年度に引き続き本年度は,保存性に優れたマイクロ波帯生体等価固体ファントムの開発,および150MHz帯アンテナと人体との相互影響評価を行った。1.グリセリンを主成分としたマイクロ波帯用生体等価固体ファントムの開発昨年度開発した生体固体ファントムは,作成から日数が経過すると水分の蒸発のため,その電気的特性が変化してしまう短所があった.そこで本研究では,グリセリンを主成分とした生体等価固体ファントムを開発した.本ファントムは保存性に優れており,ラッピング無しで30日間放置しても,電気的特性に変化がほとんど見られなかった.また,形状保持性にも優れている.

2.150MHz帯アンテナと人体との相互作用評価警察,消防,放送分野等で用いられる150MHz帯無線機は,携帯電話機等に比べて端末機の出力が大きく,人体近傍における機器の詳細な性能評価は必要不可欠である.本研究では,人体を直方体解析モデルで近似し,電界検出型アンテナである「半波長ダイポールアンテナ」と磁界検出型アンテナである「ループアンテナ」を人体近傍で使用した場合,これらアンテナの特性評価について数値解析を行った.その結果,ダイポールアンテナよりもループアンテナの方が,放射効率・最大利得評価のみならず,SAR評価の観点からも有利であることを明らかにした.
生活習慣病治療に向けた新たなホルモンの同定と核内受容体研究

1.脂肪細胞の分化、肥満に伴う転写因子の発現変化に関する解析これまで、約90種類の転写因子・共役因子に関して、3T3L1培養脂肪細胞の分化に伴う遺伝子発現変化、肥満マウスの脂肪組織における発現変化を網羅的に解析した。これにより、脂肪分化に伴い発現増加する因子、低下する因子、変化しない因子に分類でき、さらに肥満で増加する因子、低下する因子、変化しない因子に分類できた。特に興味深い例として、脂肪細胞の分化に重要と考えられているPPARγやSREBP1cなどの転写因子は脂肪分化とともに発現は増加するにもかかわらず、肥満の脂肪組織でむしろその発現は低下し、さらに糖脂質代謝に重要なこれらの標的遺伝子も低下していた。組織中の酸素濃度の変化に対応する転写因子HIF1αなどは脂肪分化前後で発現は変わらないものの肥満の脂肪組織で発現増加していた。さらに、遺伝子発現レベルでは変化しないものの、その標的遺伝子が明らかに変化している因子、すなわち活性レベルでの調節が重要である因子も見出した。これらの因子の発現変化が生活習慣病の病態に密接に関連している可能性があり、今後、プロモーター・レポーターを用いてさらに詳細な転写調節機構の解析を進める。2.脂肪組織、筋肉、肝臓からの新規分泌因子の探索脂肪組織、筋肉、肝臓を材料としてcDNA libraryを作成し、signal sequence trap法を用いた大規模スクリーニングを行った。分泌蛋白としてのスクリーニングで得られたcDNAクローンのシークエンス解析の結果、数種類の新規因子を見出した。今後、これらの遺伝子に関してさらに詳しく解析していく。
森林に沈着した強放射能粒子の探索及び樹葉による葉面吸収機構の解明

福島第一原子力発電所で起きた事故に由来する放射性セシウムが樹木中に取り込まれた後にどのような化学形態として存在しているのかを調べた。常緑樹であるスギ・アカマツ及び落葉広葉樹であるコナラ・コシアブラをそれぞれ実験対象とした。その結果、樹種による違いは認められず、すべての樹種においてセシウムは樹木組織に静電的に吸着(外圏錯体)し、強く固定されないことが分かった。このことは放射性セシウムが樹体内において水に溶けた状態で動きやすいことを意味しており、スギ樹葉において放射性セシウムが生長点に向かって転流していることと調和的な結果であった。福島第一原子力発電所で起きた事故により大量の放射性物質が環境中に放出された。福島県の約7割が森林などの植生に覆われていることから、森林域に沈着した放射性セシウムの環境動態の解明が重要である。そこで、本研究課題の目的を1)福島第一原発事故由来の放射性セシウムがどのような化学形態で樹葉に沈着したのか、及び2)放射性セシウムが葉面吸収された場合に樹体中でどのような化学状態であるのかを明らかにすることとした。今年度は樹木中に取り込まれた放射性セシウムが樹体内でどのような化学種として存在しているのかを明らかにすることを主眼において研究を進めた。福島県の森林においてスギ、コナラ、コシアブラの試料採取を行った。採取した試料から樹葉、樹皮、辺材、心材を切り出し、各部位に対して安定同位体セシウムを吸着させた。これらの吸着試料に対してX線吸収微細構造(XAFS)法を適用した。XAFSスペクトルの分析結果から、樹葉、樹皮、辺材、心材に吸着させたセシウムは、水和イオンと同様のスペクトルを示した。このことはセシウムが静電的な吸着である外圏型錯体を形成したことを示唆している。これまでの野外調査における報告から、放射性セシウムが樹体内を転流していくことが報告されている。外圏型錯体は粘土鉱物への吸着にみられるような内圏型錯体に比べてそれほど強い吸着ではないことから、XAFSスペクトルから得られた結果はこうした野外調査の報告と調和的であると言える。研究計画において樹体内における放射性セシウムの化学状態を明らかにすることを目的として挙げた。研究実績の概要で述べたとおり、XAFS法を用いることにより樹木の各部位におけるセシウムの吸着形態を明らかにすることが出来た。このような理由から、本研究計画はおおむね順調に進んでいると言える。本研究課題では事故直後の放射性物質の森林域への初期沈着過程及び樹皮・葉面吸収に着目した。そこで、本研究課題の目的を1)福島第一原発事故由来の放射性セシウムがどのような化学形態で樹皮・樹葉に沈着したのか、及び2)放射性セシウムが樹皮・葉面吸収された場合に樹体中でどのような化学状態であるのかを明らかにすることとした。前年度はスギ、コナラ、コシアブラに着目したが、今年度はアカマツに着目した。福島県の森林においてアカマツを採取し、樹葉、樹皮、辺材、心材に切り分け、各部位に対して安定セシウムを吸着させた。これらのセシウム吸着試料のX線吸収微細構造(XAFS)スペクトルの測定を行った。XAFSスペクトルの解析結果から、いずれの部位に吸着させたセシウムも水和イオンと同様のスペクトルを示した。このことはセシウムが静電的な吸着である外圏型錯体を形成したことを示している。これは、前年度においてスギ、コナラ、コシアブラに対して得られた結果と同様であり、いづれの樹種においても放射性セシウムが比較的移行しやすい化学形態であることを示す結果である。樹木の主要構成物質の一つであるセルロースへのセシウム吸着実験を行った。その結果、純水中での吸着量が最大で、NaCl及びKCl水溶液を用いた場合は塩濃度の上昇とともに吸着量が著しく減少した。また、XAFSスペクトルの測定結果からは外圏型錯体として吸着していることが示唆された。これら吸着実験とXAFSスペクトルの解析結果はいづれもセシウムが静電的に吸着していることを示しており、整合的な結果であると言える。また、樹葉試料を用いた実験結果とも調和的な結果である。今年度は予定通りアカマツの各部位に吸着したセシウムの化学状態を明らかにすることが出来た。これらの結果と前年度の結果を合わせて、スギ、コナラ、コシアブラ、アカマツのいづれの樹種においてもセシウムは同様の化学形態として移行していると考えられることが分かった。こうした理由から、本研究の目的である樹体内における放射性セシウムの化学状態を明らかにするという計画はおおむね順調に進んでいると言える。原発事故由来の放射性セシウムのうち、森林に沈着した放射性セシウムの多くは林内に留まっていると考えられている。そのため、森林内での循環及び生態系への移行などの観点から、放射性セシウムの化学状態を明らかにすることが重要である。そこで、本研究では森林における放射性セシウムの化学状態を明らかにすることを目的とした。

最終年度である今年度は、福島県の森林において樹葉を採取し、オートラジオグラフ分析及びセシウム137の放射能濃度測定を行った。オートラジオグラフ分析の結果、樹葉の先端に向かって放射能が強くなっていく様子が観察された。また、セシウム137の放射能濃度も同様に先端に向かって高くなっていた。以上のことから、スギ樹葉において放射性セシウムが生長点に向かって転流していることが分かった。昨年度までの研究成果として、EXAFS(広域X線吸収微細構造)法を用いてセシウムが樹木の各部位(樹葉、心材、辺材、樹皮)に外圏錯体として静電的に吸着することを明らかにした。これはスギ、アカマツ、コナラ、コシアブラのすべての樹木に対して同様の結果であった。以上のことから、セシウムが樹木中の組織に吸着したとしてもそれほど強く固定されるわけではなく、比較的移行しやすい化学形態であることが示された。また、すべての樹木が同様のEXAFSスペクトルを示したことから、こうした傾向は樹種による大きな違いはないと考えられる。以上のように研究期間全体を通じて、セシウムは樹体内において移行しやすい化学形態であることが示された。したがって、森林内では放射性セシウムは樹体内の特定の場所に留まるというよりは循環していると考えられ、多くの研究者により報告されているモニタリング調査の結果と調和的であると言える。福島第一原子力発電所で起きた事故に由来する放射性セシウムが樹木中に取り込まれた後にどのような化学形態として存在しているのかを調べた。常緑樹であるスギ・アカマツ及び落葉広葉樹であるコナラ・コシアブラをそれぞれ実験対象とした。その結果、樹種による違いは認められず、すべての樹種においてセシウムは樹木組織に静電的に吸着(外圏錯体)し、強く固定されないことが分かった。このことは放射性セシウムが樹体内において水に溶けた状態で動きやすいことを意味しており、スギ樹葉において放射性セシウムが生長点に向かって転流していることと調和的な結果であった。今年度はスギ、コナラ、コシアブラを研究対象としたが、福島県の森林にはアカマツ等の重要な樹木種が多く残っている。来年度は未着手の樹木種に関しても今年度と同様の研究を進めていく予定である。また、森林に沈着した放射性セシウムの化学形態を明らかにするため事故後初期の試料から強放射能粒子を探し、その化学的性質も調べる予定である。今年度までに樹木の各部位に対してセシウムが外圏型錯体として吸着することが明らかとなったが、具体的にどの程度吸着しやすいのか、あるいは脱着しやすいのかを定量的に評価する必要がある。そこで来年度はスギ、コナラ、コシアブラ、アカマツ試料に対してセシウムの吸着実験を行い、分配係数を求めることで吸着量を定量的に評価する。その際、水溶液のpHや塩濃度等の化学組成を変化させながら吸着量の変化の評価を行う。地球化学消耗品や旅費等が計上していた額よりも低く収まったため差額が生じた。実験に用いる消耗品や研究打ち合わせ等にかかる旅費等が計上していた額よりも低く収まったため差額が生じた。研究成果を積極的に国外に発信するために、国際学会参加等の旅費に使用する。研究成果を積極的に国内外に発信するために、国際学会参加や論文投稿のための経費に用いる。
高分子化補酵素・メディエータの交互積層による機能性ナノデバイスの構築

食品有害微生物であるサルモネラ属菌の高感度検出を目的として、ほぼ全てのサルモネラ属菌が保有する細菌性外膜タンパク質Invasinをコードしている塩基配列inv A領域を標的部位とし、標的DNAに特異的に結合するように設計した2本のプローブ(capture probe、reporter probe)を設計した。さらにTarget DNAとサンドイッチハイブリダイゼーションさせ、反対電荷を有するタンパクを電極上に規則正しく積み重ね電子伝達を効率よく行うことのできる交互積層法と組み合わせることにより、酵素反応に基づく電流シグナルを電気化学的に増幅させ、電流シグナルを効率よく検知することでTarget DNAを迅速かつ高感度に検知するDNAバイオセンシングシステムを構築した。ここでは、耐熱性L-プロリン脱水素酵素を用いたことで、プローブと標的DNAのハイブリダイゼーションを円滑に進めることができた。得られた最適条件下で、サンドイッチハイブリダイゼーションさせたTarget DNAを酵素反応に基づく電流応答の測定を行い、Target DNAの検出限界の検討を行ったところ電流応答量とTarget DNAの量の間には、良好な直線的な関係が得られた。サンドイッチハイブリダイゼーション法と交互積層法とを組み合わせた新規のDNAセンサの検出限界は、7.9x10^<-15>molすなわちフェムトmolオーダーの量であり、Target DNAを高感度に検知することが可能であった。本DNAセンシングシステムが微少量の検出対象遺伝子であるサルモネラ属菌由来遺伝子を高感度かつ定量的に検出することが可能であることを示した。また、ここで標識に用いた超好熱アーキア由来色素依存性L-プロリン脱水素酵素(L-ProDH)は、人工色素などを電子受容体として電極基盤上で反応が進行するが、この電子伝達には一定の方向性を有していることが解っており、次にこのL-ProDHを電極上にある一定の方向に制御して配向固定することでメディエータを介した電子伝達について電気化学的な応答と配向との相関や、タンパク質のコンフォメーションについての検討を行うために本酵素の4つのサブユニットのN末端にHis-tagを遺伝子工学的に付加させ、NTA-Ni電極上に配向固定を行うことができた。本研究では、食品有害微生物であるサルモネラ属菌の高感度検出を目的として、簡便かつ高感度かつ安全に目的遺伝子を検出するために、ほぼ全てのサルモネラ属菌が保有する細菌性外膜タンパク質Invasinをコードしている塩基配列、inv A領域を標的部位とし、実験操作が煩雑になる標的DNA毎に直接標識を行うのではなく、標的DNAに特異的に結合するように設計した2本のプローブ(capture probe、reporter probe)を設計し、Target DNAとサンドイッチハイブリダイゼーションさせ、反対電荷を有するタンパクを電極上に規則正しく積み重ね電子伝達を効率よく行うことのできる交互積層法と組み合わせることにより、酵素反応に基づく電流シグナルを電気化学的に増幅させ、電流シグナルを効率よく検知することでTarget DNAを迅速かつ高感度に検知するDNAバイオセンシングシステムを構築した。Reporter probeの酵素標識方法、精製方法、酵素の電極への非特異吸着を防ぐためのブロック剤、ハイブリダイゼーションを行うための最適な温度条件の各検討を行うことにより、高感度、簡便にTarget DNAの検出を行うための最適な条件を求めた。その条件下で、サンドイッチハイブリダイゼーションさせたTarget DNAを酵素反応に基づく電流応答の測定を行い、Target DNAの検出限界の検討を行ったところ電流応答量とTarget DNAの量の間には、良好な直線的な関係が得られた。

サンドイッチハイブリダイゼーション法と交互積層法とを組み合わせた新規のDNAセンサの検出限界は、7.9x10-15molすなわちフェムトmolオーダーの量であり、Target DNAを高感度に検知することが可能であった。本DNAセンシングシステムが微少量の検出対象遺伝子であるサルモネラ属菌由来遺伝子を高感度かつ定量的に検出することが可能であることを示した。【目的】超好熱アーキアから見出された色素依存性L-プロリン脱水素酵素(L-ProDH)は、四種類のサブユニットから成る。本酵素は、L-プロリンを基質としてこれを酸化する反応を触媒する。このとき、2,6-dichroloindophenolといった人工色素などを電子受容体として電極基盤上で反応が進行するが、この電子伝達には一定の方向性を有していることが解っている。本研究では、L-ProDHを電極上にある一定の方向に制御して配向固定することでメディエータを介した電子伝達について電気化学的な応答と配向との相関や、タンパク質のコンフォメーションについての検討を行った。【方法】FAD、Feを含むサブユニットのN末端にHis-tagを導入したL-ProDHプラスミドを構築し大腸菌に発現させた。次に、His-tagタンパクを特異的に固定化させるニトリロ三酢酸(NTA)固定化法を用いて金電極上にカルボキシル基の導入、活性化を行った。次いでNTA、Niを固定化し、最後にHis-tagタンパクをNTA修飾金電極上に固定化した。【結果】His-tagを付加させたL-ProDH(His-α,His-γ)を固定化したNTA-Ni電極を作用極としサイクリックボルタンメトリー解析を行ったところ、両者ともに基質およびメディエータ存在下にて酸化波の増大が見られた。また、このときコントロールとしてHis-tagが付加されていないL-ProDHを浸漬させたNTA金電極を用いて同様に測定したところ全く応答を示さなかった。次に印加電圧を+0.45Vとして基質に対する電流応答を測定したところ、His-αL-ProDHを配向固定した電極の方が高い応答を示すことが解った。αsubunitが電極側に位置していると基質であるL-Prolineとの触媒部位を有するβsubunitが、バルクに位置するため、酵素反応の進行がより効率的であると推察される。また電子のスムーズな流れが形成されるものと考えられる。
音響放射力を伴う超音波の生体組織への影響

組織の硬さを診断する目的で用いられる音響放射力(ARFI)を有する強い超音波の及ぼす影響を検討した。生体組織の温度上昇、組織損傷そして超音波造影剤との併用に関し実験を行った。動物実験で、肝臓の温度上昇は1-5°Cの範囲で認めたが造影剤による差を認めなかった。骨では肝臓と同様の条件で2-6°Cの温度上昇を確認した。肝組織の検討では細胞死の所見はなかった。心臓では期外収縮波形が造影剤投与下に観察された。超音波を用いて生体内部で音響放射力を発生させる技術が最近実用化された。この技術で用いられる超音波は音響放射力インパルスと呼ばれ、従来の超音波診断装置で用いられる超音波と比べて集束度が高く持続時間の長いことを特徴としている。したがって、音響エネルギーが局所的に集中されることによるキャビテーションの発生とそれに伴う生体組織の損傷、ならびに音響エネルギーの増大による組織の温度上昇が懸念される。特に、増感作用のある超音波造影剤投与後に使用した場合には、従来の音響出力に関する規制値内でもキャビテーションが発生し、組織損傷が起こる可能性がある。本研究は、動物実験を行って超音波造影剤投与後に音響放射力インパルスを使用した場合の肝組織の損傷、心臓における組織損傷と不整脈発生への影響、肺組織の出血、骨近接組織における温度上昇を評価することを目的としている。平成23年度では、音響放射力インパルスによる生体組織への影響を検討するために、生体組織模擬ファントムを用いた実験を行い,音響放射力を伴う超音波の音圧,持続時間,休止時間を変化させた場合の温度変化を測定した.測定されたデータを基に,動物実験を実施するための超音波照射システムを設計ならびに構築した。[連携研究者]工藤信樹北海道大学大学院・情報科学研究科ファントム実験に関する検討桑田知之自治医科大学・医学部動物実験システムに関する検討鎌倉友男電気通信大学大学院・情報理工学(系)研究科理論的検討および実験による確認渡辺好章同志社大学・生命医科学部音響放射力インパルスに関する検討組織の硬さを診断する目的で用いられる音響放射力(ARFI)を有する強い超音波の及ぼす影響を検討した。対象となる組織は肝臓(温度、組織)、骨(温度)、心臓(不整脈誘発)とした。ウサギは日本白色のオス、体重3kgを用い、全身麻酔下に実験を行った。超音波造影剤はペルフルブタンを用いた。肝臓・骨の温度上昇については、ARFI照射用振動子の焦点(肝臓内・骨表面)に熱電対を留置し温度の測定を行った。肝臓の組織については、照射を行った後、ウサギを覚醒させ照射24時間後に組織を採取した。心臓については、心電図波形に同期してARFI照射を行い、造影剤の非投与もしくは投与下における波形の変化を記録した。肝臓の温度上昇については、Mechanical Index (MI)4、Pulse Duration 10 msの条件によるARFI照射により1-5°Cの温度上昇が確認されたが、造影剤投与による差を認めなかった。骨については造影剤の影響は検討していないが同様の照射条件で2-6°Cの温度上昇を確認した。肝臓の組織については、光学顕微鏡、電子顕微鏡ともに肝細胞内に空胞を認めたがアポトーシスの所見ではなかった。心臓については、同様の条件で造影剤非投与下では出現しなかった期外収縮波形が造影剤投与下には観察され、単回静注よりも持続点滴のほうが発現頻度の増加を認めた。MI 1.8では造影剤の投与下にも期外収縮は観察されなかった。いずれの結果もさらに評価・検討が必要であるが、ARFIを用いた超音波検査を行う際には骨の介在を避け、MIなどのパラメーターに配慮を要する。特に心臓においては造影剤との併用にも注意を要する。音響放射力インパルス(ARFI:Acoustic Radiation Force Impulse)を用いた組織硬度の診断は、すでに肝臓や乳癌の診断で臨床応用されている。ARFIでは従来の超音波診断装置に比べて強い超音波を用いるため局所的な温度上昇や組織損傷を引き起こす可能性があり、また、超音波造影剤との併用により組織内に気泡が存在することで損傷の増強が起こりうるとされていた。このため、ARFIと超音波造影剤の併用による生体組織における影響の検討を行う必要があった。ウサギは日本白色のオス、体重3kgのものを用い、全身麻酔下に実験を行った。肝臓・骨の温度上昇については、ARFI照射用振動子の焦点(肝臓内・骨表面)に熱電対を留置し温度の測定を行う実験系を構築した。肝臓の組織については、肝臓に照射を行った後、ARFI照射部位の組織を採取し標本を作成した。心臓については、造影剤の非投与もしくは投与下にARFI照射を行い、心電図波形を記録することとし、実験系を構築した。

2012年度は、肝臓の温度上昇については、熱電対誘導用の穴が備わった特注のARFI照射用振動子を用いて、ARFIの焦点となる肝臓内に熱電対を留置し温度が測定可能であることを確認している。骨の温度については実験系を構築中である。肝臓の組織については、ARFI照射直後の組織を採取し光学顕微鏡で検討したが、非照射部位、照射部位また造影剤の有無で組織損傷の所見を認めなかった。心臓についても実験系を構築中で、心電図波形に同期して照射が可能かどうかを検討している。動物実験実施のための、音響放射力インパルス発生装置、温度上昇測定装置を設計、構築した。TMMによる温度上昇測定用ファントムを製作して、骨モデルの温度上昇を測定したところ、熱電対表面のviscousheatingによる発熱が見られたが、おおむね数値計算結果に近い温度上昇を得ることができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。肝臓の温度上昇については、熱電対誘導用の穴が備わった特注のARFI照射用振動子を用いて、ARFIの焦点となる肝臓内に熱電対を留置し温度が測定可能であることを確認している。温度測定システムにおいてviscous heatingを低減する方法を検討する。信号処理的手法や熱電対の先端加工(モールド)、フィルム熱電対の使用などを検討し、より抑制効果の高い方法を選択する。その上で、動物実験への適用を図ってゆく。肝組織に対する実験方法は以下の通りである。ウサギ35羽を4群に分け、(1)いずれの処置も行わないコントロール群5羽、(2)超音波のみを照射した群10羽、(3)超音波造影剤のみを照射した群10羽、(4)超音波造影剤の注射後超音波を照射した群10羽とする。場所は、自治医科大学実験センターで行い、実験後適切な時間経過した後、肝臓を摘出し、組織標本ならびに電顕標本を作成する。また、採血による血液検査項目として、一般的な肝機能とされる、ALP、AST、ALT、LDH以外にCK、凝固機能について実験前後に検査を行う。同様に、照射部の発熱作用の有無を測定する。照射は、肝中心部、骨に接した部分、肺に接した部分に分けて実施する。肝臓の温度上昇については、温度の測定が可能であることから、超音波強度の指標となるMechanical IndexやPulse Durationなどのパラメーターを変化させて、超音波造影剤の有無による温度上昇の比較を行っていく。骨の温度上昇については、造影剤の有無についての影響は考慮していないが、実験系を構築しARFI照射による温度上昇の程度を測定する。肝臓の組織については、ARFI照射による組織破壊をアポトーシスによる細胞死によって評価するため、照射後24時間後の組織を採取し光学顕微鏡や電子顕微鏡による検討を行う。心臓については、心電図波形のなかで外的刺激により不整脈が誘発されやすい時間帯を狙ってARFI照射を行い、これも造影剤の有無による致死的なものを含めた不整脈誘発について実験を行う予定である。
キメラ受容体を用いたヒトｉＰＳ細胞の未分化維持・増幅と分化技術の開発

再生医療の実現には、目的の分化細胞を効率的かつ安価に大量調製する技術が求められるが、細胞の分化誘導因子として用いられるサイトカインには高価なものが多い。そこで本研究では、サイトカイン受容体の細胞外ドメインを一本鎖抗体に置換したキメラ受容体を構築して細胞膜上に発現させ、高価なサイトカインとは全く異なる安価な抗原の添加によって、幹細胞の未分化維持・増幅や特異的な細胞系譜への分化誘導を実現する系の構築を行った。再生医療の実現には、目的の細胞に分化した細胞を効率的かつ安価に大量調製する技術が求められるが、細胞の分化誘導因子として用いられるサイトカインには高価なものが多い。そこで本研究では、サイトカイン受容体の細胞外ドメインを一本鎖抗体(scFv)に置換したキメラ受容体を構築して細胞膜上に発現させ、高価なサイトカインとは全く異なる安価な抗原の添加によって、遺伝子導入細胞の分化を誘導するシステムの構築を目指した。本年度はまずは細胞株を用いてこの概念の実証を行った。ヒト肝がん細胞株HepG2は、インスリン刺激によりグルコース取り込み能が上昇する。またマウス脂肪前駆細胞株3T3-L1は、インスリン刺激により脂肪分化が進行して脂肪滴を形成する。そこで、本研究では抗フルオレセインscFvをインスリン受容体細胞内ドメインと連結したキメラ受容体をHepG2、3T3-L1細胞で発現させ、インスリンシグナルを抗原であるフルオレセイン標識BSAによって代替できるかどうかを検証した。その結果、抗原非依存的ではあったものの、キメラ受容体導入HepG2ではグルコース取り込み能の有意な促進、およびキメラ受容体導入3T3-L1では脂肪成分の蓄積が見られた。さらに、別の分化系として、マクロファージ様細胞株RAW264を用いた実験を行った。RAW264はRANKL(NF-κB活性化受容体リガンド)の刺激により破骨細胞へと分化する。そこでRANKLの受容体であるRANKの細胞内ドメインを用いたキメラ受容体を作製し、RAW264で発現させて、抗原の添加により破骨細胞への分化誘導を行えるかどうか検証した。その結果、キメラ受容体導入RAW264では、抗原なしの場合でも破骨細胞の形成は見られたものの、抗原刺激により破骨細胞に分化する細胞数が有意に増加した。また、このときの分化効率はRANKLの刺激とほぼ同等であった。以上より、本手法により分化シグナルを代替できることが示された。本研究では、サイトカイン受容体の細胞外ドメインを一本鎖抗体(scFv)に置換したキメラ受容体を構築して細胞膜上に発現させ、安価な抗原の添加によって遺伝子導入細胞の分化を誘導するシステムの構築を進めている。昨年度はマクロファージ様細胞株の破骨細胞への分化を実証し、本研究の手法が分化シグナルを代替可能であることを示した。そこで、本年度は、キメラ受容体を用いた造血前駆細胞の未分化維持増殖の可能性について検証した。マウスインターロイキン-3依存性造血前駆細胞株である32Dcl3細胞は、種々のサイトカイン刺激により増殖・分化が制御されることが知られている。そこで、抗フルオレセイン一本鎖抗体(scFv)とマクロファージコロニー刺激因子受容体(c-fms)、エリスロポエチン受容体(EpoR)、またはトロンボポエチン受容体(c-mpl)の細胞内ドメインとを連結したキメラ受容体遺伝子を構築し、32Dcl3細胞に導入して発現させ、インターロイキン3非存在下で抗原であるフルオレセイン標識BSAを添加して受容体のオリゴマー化を誘導し、増殖を誘導できるかどうかを検証した。その結果、いずれのキメラ受容体導入32Dcl3細胞においても、抗原依存的な増殖促進効果が見られた。また、32Dcl3細胞は顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)により顆粒球に分化することが知られている。そこで、キメラ受容体を抗原刺激することによって増殖を誘導された細胞が、分化ポテンシャルを保持しているかどうかを顆粒球分化マーカーであるCD11bの細胞表面発現をフローサイトメトリーで検出した。その結果、分化マーカーの陽性率には差はあったものの、いずれのキメラ受容体シグナルで増殖させた細胞もG-CSF添加により顆粒球分化が促進されていることが分かった。以上より、本手法により造血前駆細胞の増殖シグナルを代替できる可能性が示唆された。昨年度までに、サイトカイン受容体の細胞外ドメインを抗フルオレセイン一本鎖抗体に置換したキメラ受容体を構築し、主に造血系細胞株の細胞膜上に発現させ、高価なサイトカインの代わりに安価な抗原の添加によって、増殖や分化を誘導する系の構築を進めてきた。そこで、本年度は、キメラ受容体を用いてES細胞の造血前駆細胞への分化を誘導することを目指して研究を行った。細胞内ドメインとしてタイプIサイトカイン受容体4種類(エリスロポエチン受容体,トロンボポエチン受容体,インターロイキン2受容体, IL-6受容体シグナル伝達サブユニットまたは受容体型

チロシンキナーゼ4種類(マクロファージコロニー刺激因子受容体,上皮成長因子受容体,インシュリン受容体,幹細胞因子受容体)を持つキメラ受容体を構築した。マウスES細胞から胚様体を形成させることで自発的な分化を誘導すると、胚様体形成後6日目において、造血系前駆細胞分画であるCD41陽性細胞が出現することが知られている。そこで、各種キメラ受容体を単独あるいは複数の組み合わせでES細胞に発現させ、特異的抗原としてフルオレセイン標識BSAを加えて胚様体形成を行い、6日目においてCD41陽性細胞分画の出現頻度をフローサイトメトリーで測定し、その結果を指標として、ES細胞から造血前駆細胞への分化に適した受容体シグナルの探索を行った。その結果、複数の受容体の組み合わせにおいて、CD41陽性細胞率がネガティブコントロールと比べて上昇する傾向が見られた。これらの組み合わせは共通して、タイプIサイトカイン受容体1種と受容体型チロシンキナーゼ2種の組み合わせであった。このことから、受容体型チロシンキナーゼとタイプIサイトカイン受容体シグナルのクロストークが血球系系譜への初期分化に重要であることが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。細胞工学、蛋白質工学26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、本研究の中核となる「細胞分化誘導」に関して、それを達成するための基盤となるキメラ受容体を構築し、数種類の細胞株に導入して機能解析を行った。その結果、天然のサイトカインシグナルを肝がん細胞株、脂肪前駆細胞株、マクロファージ様細胞株で代替し、それぞれグルコース取り込み、脂肪細胞分化、破骨細胞分化の誘導を達成できた。以上より、本年度は研究目的の達成に向けておおむね順調に進展した。本年度は、造血前駆細胞の増殖誘導に関して、それを達成するための基盤となるキメラ受容体を構築し、血球前駆細胞株に導入して機能解析を行った。その結果、3種類のキメラ受容体を用いて造血前駆細胞株の増殖誘導を達成できた。昨年度の分化誘導の実証と併せると、研究はおおむね順調に進展している。本年度はキメラ受容体を用いた分化誘導を実証することができた。来年度は、再生医療用細胞調製のボトルネックとなっている「前駆細胞の増殖および分化の経時的な制御」に挑戦し、本手法の有用性をさらに実証していきたい。またES/ips細胞にキメラ受容体を導入し、増殖・分化の制御ができるかを検証していきたい。これまでに、キメラ受容体を用いた増殖および分化誘導を実証することができた。今後は、本研究の手法を用いて前駆細胞の増殖および分化の経時的な制御ができるかを検証し、本研究の有用性をさらに実証していきたい。またES/iPS細胞にキメラ受容体を導入し、増殖・分化の制御ができるかを検証していきたい。今年度助成額と支出額を同一にするための微調整を特にしなかったため次年度に繰り越すことになったが、この分については次年度において、研究推進のための消耗品の購入に充てることとする。
気相成長新規高分子薄膜による劣化フリー高温超伝導薄膜微細加工とデバイス特性

平成5年度における当初の研究計画に従って以下の結果を得た。1)高純度エピタキシャル薄膜の作成昇華炉及び分解炉を備えた石英製円筒型真空炉を作製し、原料のDPXから、高い重合度を有しかつ、表面平滑性に優れたPPX薄膜を作製するための条件を策定した。その結果、昇華炉の温度分解炉の温度をそれぞれ130°C、650°Cとし、炉の長さを25cm、50cmとすることが必要であることが判った。また得られた薄膜を微細加工のマスクとして使用するためには重合時の酸化による架橋を防ぐ必要があり、そのため、バックグラウンドの真空度として10^<-6>Torr程度にする必要があることを明らかにした。2)PPX薄膜の微細加工用レジストへの応用こうして得られたPPX薄膜に低圧水銀灯を用いて254nmの紫外光を照射しパターン転写性能を評価した。条件としては薄膜の厚さ、照射温度が重要である。通常用いるレジストは1μm程度の厚さで使用することが多いが、今回のPPX薄膜は耐イオン照射性に優れ、また化学的にも安定であるので300nm程度の厚さが最適であった。厚さがあまり厚いと露光時間が長くなり、不適切である。照射温度はより高温の方が露光時間が短くなるが高温超伝導体やその他の素材への影響を考慮すると150°C以下が望ましくこの温度範囲で条件の最適化を行った所、1μm程度のパターンは転写が可能であった。3)高温超伝導体への応用現在の微細加工では高温超伝導体は水やアセトンなどの有機溶媒に浸積する事によって劣化しやすいため、出来る限りこの浸積時間の短縮とプロセスの改良を試みている。それに対し、この研究で用いた手法は全ドライプロセスであり、必要なのは紫外線と酸素だけである。この特性を利用して、実際にパターニングをして臨界温度、臨界電流の評価を試みた結果、そのいずれも顕著な劣化が見られなかった。
ラット海馬錐体細胞細胞におけるGABA_B作動性slow ISPSのゲート機構

アミノ酸性伝達物質であるgamma-アミノ酪酸(GABA)は抑制性伝達物質として無脊椎動物から哺乳類に至るまで広く存在する。GABAの受容体は古くから知られているクロールチャネルに結合したもの(GABA_A受容体)と、近年その性質が明らかにされつつあるGABA_B受容体がある。GABAB受容体は細胞外からのカルシウムイオンの電位依存性流入を抑制するシナプス前GABA_B受容体とカリウムチャネルの活性化により緩徐な膜過分極を引き起こすシナプス後GABA_B受容体に分けられる。GABA_B受容体結合カリウムチャネルは哺乳類中枢神経系において緩徐な時間経過を持つ抑制性シナプス電位(slow IPSP)を引き起こし、中枢神経興奮性の制御に重要な役割を担っている。GABA_B受容体結合カリウムチャネルによるslow IPSPは、これまで脳切片などの標本を用いて極小電極法により膜電位を記録することにより間接的にその性質が検討されてきた。しかしながら現在に至るまでそのチャネル活動を直接観察した実験は殆ど報告されておらず、GABA_B受容体結合カリウムチャネルの活性化によるシナプス活動の解析の大きな障害となっている。私は培養海馬錐体細胞にパッチクランプ法を適用し、GABA_B受容体結合カリウムチャネルおよびそれによって引き起こされるslow IPSPを記録し、その基本的性質を観察することを試みた。ラットやモルモット等の哺乳類の脳を素早く摘出し特定の脳部位を薄切切片として切出し、脳切片を作成し、海馬錐体細胞を単離培養した。パッチクランプにより、求心神経の電気刺激に応答したシナプス電位を観察した。微小ガラス電極により記録細胞とは別の神経細胞より発する神経線維を刺激することにより錐体細胞にシナプス電流が記録される。このシナプス電流の内、GABA_B受容体拮抗薬であるCGP-35348によって抑制されるコンポーネントをGABA_B受容体によるシナプス電流と考えることができる。このようにして同定されるGABA_B受容体活性化電流は非常に小さく、GABA_A受容体拮抗薬bicucullineによって抑制されるGABA_A受容体活性化電流の10分の1以下であった。現在、使用するラットを出来るだけ成熟したものを用いたり、ナイスタチン法をパッチクランプ法に併用するなどの工夫を行い、GABA_B受容体活性化電流を実験可能な大きさまで増強することに務めている。
新たなスラリー分布制御技術による高効率加工技術のメカニズム解明

本研究では,電界制御技術を適用した新しい高効率研磨技術を創出するために,与えた電界条件が研磨界面のスラリーの分布状態,研磨特性に及ぼす影響について評価し,そのメカニズムを明らかにした.スラリー分布の観察実験では,試作したスラリー観察実験装置を使用し研磨界面に電界を印加しながらその分布状態を撮影し記録した.今回は,初めて複数の工作物(3枚)を研磨ヘッドに取り付け評価を実施した.はじめに,コロイダルシリカを分散した水ベーススラリーの分布特性を評価した結果,分布面積が周波数依存性を示し32Hzで最大値を得ることが分かった.一方,ダイヤモンド砥粒を分散させたオイルベーススラリーにおいては,砥粒濃度を4階調で定量的に評価できる手法を開発し,研磨界面に存在する実際の砥粒数を無次元量「砥粒分布指数」として捉えることに成功した.この手法により,電界条件と研磨界面の砥粒数の関係を明らかにし,1Hzの電界を与えることによって無電界と比較し砥粒分布指数が約10倍に増加することが分かった.また,オイルベーススラリーを使用したサファイア基板の研磨特性を評価した結果,電界周波数1Hzで除去量が最も高い値を示し,観察実験の結果とほぼ同じ傾向となった.一方,3Hzでは除去量が無電界を下回った.このことは,研磨後のヘッド表面の砥粒分布状態を観察し,工作物周辺のエッジ部分でクラスターが形成され,砥粒が研磨界面へ流入できない状態となったためと推測した.したがって,今回の実験における最適な電界周波数は,1Hzであり,これは先述したスラリー分布の評価結果と一致する.以上のことから,本研究では,スラリーの研磨界面における運動特性,および研磨特性双方から得られた結果より,電界制御技術のメカニズムを推測し,最適な電界条件値を得ることができた.最近の世界規模での省エネルギー機運の高まりで,電力消費量の削減に大きく貢献するLED照明や,パワーデバイス半導体への置き換えが加速している.これらのデバイスに用いられるサファイアやSiCは化学的,機械的に安定な難加工性材料であることから基板の製造コスト上昇の一因となっている.この問題を解決するために,電界を援用した次世代高効率CMPを開発し,これらの基盤の研磨工程の工期短縮を目指している.具体的には,電界によって発生する吸引力をスラリーに作用させ,研磨領域からのスラリー飛散を抑制する.これによって工作物に作用させるスラリー量を増加させることが狙いである.したがって,電界を与えたときの研磨領域でのスラリー運動特性を把握しそのメカニズムを解明することが本研究の狙いの一つである.つまり,電界条件すなわち印加電圧,周波数によって,組込む電極の形状・サイズ・配置などを変化させた時の研磨領域におけるスラリー流れ,分布などの運動特性を解析しそのメカニズムを明らかにする.そのためには研磨領域におけるスラリー流れ,分布の状態を定量的に評価する手法を確立しておくことがメカニズム解明の大前提となる.本年度は,スラリー挙動観察,及び定量的把握に必要な物品を購入し,水ベーススラリー,及びオイルベーススラリー両タイプのスラリーを使用し,多角的に研磨領域のスラリー分布を定量的に評価した.その結果,電界条件によって変化するスラリー分布面積,そして研磨領域内における砥粒の濃度変化を定量的に把握する基礎的な評価方法の構築に成功した.来年度以降は,本評価手法のブラッシュアップを行うとともに,今後の様々な条件下でのスラリー分布を定量的に把握し,とくに電界環境下におけるスラリー運動のメカニズム解明を行っていく.スラリーの挙動を観察,記録するために簡易的な観察実験装置を製作した.本装置は研磨ヘッドとしてITO(透明電極付き)ガラスを使用し,今回は試料としてサファイア基板を貼り付けた.研磨ヘッドと定盤間に電界を与え,それらの隙間(研磨界面)に水ベーススラリーであるコロイダルシリカ系スラリーを滴下したときの分布状態を高速度カメラで撮影し記録した.このとき,最適な電極形状として基板とほぼ同サイズの電極が研磨界面でスラリーが最も拡大することを得た.得られたスラリー分布は画像処理ソフトによって2値化処理され,その画像から研磨ヘッド領域全体に対するスラリーの分布割合を算出することに成功した.そして,研磨ヘッド,及び定盤の回転速度を一定にして,周波数を変化させたときのスラリー分布について本評価手法を適用させ検証した.その結果,印加周波数が32Hzの時,最も研磨界面にてスラリーが拡大することを確認した.さらに,砥粒の濃度変化を定量的に把握するため,オイルベーススラリーを使用した時の砥粒分布状態を上記した観察装置及び高速度カメラを使用し,その研磨界面の様子を撮影し記録した.得られた画像から砥粒密度の変化をわずか7色の色相で表現し,それぞれの色相と砥粒密度の関係を観察実験を通して明らかにした.これらの結果より,研磨界面における砥粒数をの変化について定量的に評価することができ,研磨界面全体に存在する砥粒数の比較を可能とした.なお,ある条件下では印加周波数1Hzにて研磨界面の砥粒数が最大になることを得た.これら水ベーススラリーならびにオイルベーススラリー2種類のスラリーを用いた観察実験によって,研磨界面(研磨領域)におけるスラリー分布状態,及び砥粒密度(濃度)の変化を加味したスラリー分布状態の定量評価手法の基礎的な知見を得た.半導体基板などの最終仕上として主流となっているCMPプロセスの高効率化を目指して,電界制御技術を適用した迅速加工技術を開発している.具体的には,電界によって発生する吸引力をスラリーに作用させ,研磨領域からのスラリー飛散を抑制する.

これによって工作物に作用させるスラリー(砥粒)を増加させることが狙いである.したがって,電界を与えたときの研磨領域でのスラリー運動特性を把握しそのメカニズムを解明することが本研究の狙いの一つである.つまり,電界条件(印加電圧,周波数)によって,組込む電極の形状・サイズ・配置などを変化させた時の研磨領域におけるスラリー分布などの運動特性を解析しそのメカニズムを明らかにする.前年度は,水ベース,及びオイルベース両タイプのスラリーを想定し,研磨界面におけるスラリー分布状態を定量的に評価できる手法を確立するとともに,最もスラリー分布が拡大する最適な電界条件,電極形状について基礎的な評価を実施した.なお,従来の研究においては,研磨ヘッドの基板配置を1枚とし,その時のスラリーの分布,及び研磨特性を評価してきたが,本研究では,新たな試みとして,3枚の基板を同角度で配置する方式を採用し,スラリー分布等の観察実験,及び研磨実験を実施している.本年度は,昨年度実施した電界環境下におけるスラリー分布の観察結果と研磨特性を比較し,電界条件によって変化するスラリー分布と研磨特性の関係を明らかにした.今回実施した研磨実験より,研磨速度には周波数依存性があり,その傾向は前年度に実施したスラリー分布の周波数依存傾向とほぼ一致すること得た.また,最大の研磨速度が得られたときの工作物表面粗さは,無電界と比較しても同等レベルであった.これらのことから,電界による吸引作用が研磨界面のスラリー運動に影響を及ぼし,分布を拡大させる制御として有効に作用したものと考えられる.前年度は,水ベース,及びオイルベース両タイプのスラリーを想定し,研磨界面におけるスラリー分布状態を定量的に評価できる手法を確立するとともに,最もスラリー分布が拡大する最適な電界条件,電極形状について基礎的な評価を実施した.なお,従来の研究においては,研磨ヘッドの基板配置を1枚とし,その時のスラリーの分布,及び研磨特性を評価してきたが,本研究では,新たな試みとして,3枚の基板を同角度で配置する方式を採用し,スラリー分布等の観察実験,及び研磨実験を実施している.本年度は,昨年度実施した電界環境下におけるスラリー分布の観察結果と研磨特性を比較し,電界条件によって変化するスラリー分布と研磨特性の関係を明らかにした.研磨特性は,市販の小型片面研磨装置に電界印加機能を追加し,電界環境下での研磨実験を可能としたうえで実施し評価した.なお,このときの工作物はシリコン基板を使用した.その結果,電圧の増加に伴い研磨速度が上昇するとともに,周波数の変化に伴い研磨速度が増減する結果を得た.特に,研磨速度の周波数依存性については,32Hzで最大の研磨速度を示し,これは前年度に実施したスラリー分布の周波数依存傾向とほぼ一致する.また,最大の研磨速度が得られたときの工作物表面粗さは,無電界と比較しても同等レベルであった.これらのことから,電界による吸引作用が研磨界面のスラリー運動に影響を及ぼし,分布を拡大させる制御として有効に作用したものと考えられる.本研究では,電界制御技術を適用した新しい高効率研磨技術を創出するために,与えた電界条件が研磨界面のスラリーの分布状態,研磨特性に及ぼす影響について評価し,そのメカニズムを明らかにした.
英語教師実践ナラティブにおける書記言語・音声言語、および日本語・英語の選択

書記言語によるに関しては、二次観察という理論的枠組みでその意義を捉え直し、二次観察による自らの実践の「客観化」が促進される過程を実証的に示し、さらに「客観性」に関する根源的な問い直しも行った。自国語(日本語)と目標言語(英語)での差に関しては、それぞれに込められた機能と認識の差異を実証的に解明し、英語が実践との感情的距離を保つために使われたり、英語教師にとってもコミュニケーションの実質的手段としてはみなされていなかったりするといった興味深い結果が得られた。また、同僚の方言混じりの日本語を国際学会発表のために英語に翻訳する過程で、日英語を問わないことばの学びが深まったといった事例も報告した。(1)全国英語教育学会でのシンポジウム開催:本研究のテーマに即し「中高英語教師が自らの実践を公刊することについて」というタイトルでシンポジウムを開催し(2013/8/10)し、研究代表者(柳瀬)と研究分担者(樫葉)が、2名の実践者を招き、討論を深めた。(2)『中国地区英語教育学界研究紀要』での論文公刊(査読付き):上記(1)の内容を深めた論文を『中国地区英語教育学会研究紀要』のNo.44 (2014)97-106ページに「英語教師が自らの実践を書くということ(2)中高英語教師が自らの実践を公刊することについて」として掲載した。(3)国際応用言語学学会での発表受諾:上記(2)の論文内容を、前年度の科研研究と統合した内容の発表が、2014年8月にオーストラリアで開催される国際応用言語学学会(AILA)で行われることが審査の末認められた。(4)ナラティブ・リフレクション関連で4つのシンポジウムに招待され登壇:本研究の「ナラティブ」および「リフレクション」という視点の研究が注目され、日本英文学学会全国大会(2013/5/26「「文学出身」英語教員が語る「近代的英語教育」への違和感」)、全国大学国語教育学会(2013/10/27「言語教育と生きること」)、言語教育エクスポ(2014/3/9「英語教員のための省察的ツールの意義」)、言語文化教育研究会(2014/3/15「言語教育の目的と実践研究」)のシンポジウムに研究代表者が招待され口頭発表をした。(5)研究成果をブログで積極的に公表:上記(1)(4)のすべておよび関連研究内容はブログ(http://yanaseyosuke.blogspot.jp/)に公表した。発表の概要だけでなく、使用したスライドやレジメ、およびシンポジウムによっては発表動画も公表し、研究成果を積極的に公衆に公開している。(1)全国英語教育学会でのシンポジウム開催:本科研のテーマに即し、「英語教師が自らの実践を書くということ(1) 日本語・公開ライティングと英語・非公開ライティングの事例からー」というタイトルでシンポジウムを開催(2012年8月4日)し、研究代表者(柳瀬)と研究分担者(樫葉)が、4名の実践者を招き、討論を重ねた。オーディエンスは約100名で、終了後も「このような数量化できない質を考察する研究を進めてほしい」「日本でこのような質的研究の発表が見られるとは思わなかった」といった賛同の声も聞かれた。(2)『中国地区英語教育学会研究紀要』での論文公刊(査読付き):上記のシンポジウム内容を深めた学術論文を『中国地区英語教育学会研究紀要』のNo.43(2013)61-70ページに掲載した。著者は上記シンポジウムに登壇した4名の連名としたが、本科研の成果発表であることを明記した。本紀要は査読付きであり、各種公共レポジトリでも論文を公開している学術誌であるので、本研究の成果もそれらを通じて広く一般読者に開かれている。(3)研究成果のウェブ公開:上記のシンポジウムと論文に至るまでの研究過程を、適宜整理して積極的に研究代表者のブログ(http://yanaseyosuke.blogspot.jp/)でウェブ公開した。主なもので2012年の6月19日(シンポジウム発表要旨掲載)、8月1日(シンポジウム当日資料の掲載とその解説)、10月27日と11月12日と12月10日(ナラティブに頻出するメタファー表現について)、12月18日(質的研究としての当事者研究について)、2013年の1月10日(ナラティブにみられる詩的表現について)がある。これらの公表により「研究の結果にいたるまでの過程がわかり参考になる」といった声が複数寄せられている。【最終年度の成果】(1)本研究の理論的成果を「人間と言語の全体性を回復するための実践研究」として査読付き学術誌『言語文化教育研究』第12巻(2014, pp. 14-28)に公刊した。