hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
不揮発性および再構成可能な機能をもつ半導体材料とデバイスの研究開発

半導体材料とデバイス構造中に磁性元素や強磁性材料を取り込み、キャリアの電荷輸送に加えて「スピン自由度」をも活用する新しい強磁性半導体および強磁性体/半導体複合構造材料を作製し、様々な物性機能を発現させることに成功した。それらの材料を用いたスピン自由度による機能を有する新しい半導体スピントロニクスデバイス(スピントランジスタ)を提案・作製し、その動作原理を実証した。これらの材料やデバイスの研究開発によって、不揮発性メモリ機能と合わせて再構成可能な論理回路に応用できる道筋を示した。半導体材料あるいはデバイス構造中に磁性元素や強磁性材料を構成要素として取り込み、キャリアの電荷輸送に加えてスピン自由度をも活用する新しい機能材料やデバイスを作ることを目的とした研究を行っている。.本年度は、不揮発性および再構成可能な機能をもつデバイス作製のための材料形成および物性機能の制御を目指した基礎研究、特に、デバイスの構成要素であるIII-V族およびIV族ベースの磁性半導体、半導体と整合性の良い強磁性金属とそのヘテロ構造のエピタキシャル成長による形成、評価、物性制御の研究を中心に行い、以下の成果を得た。(1)現有のクリーンルーム、実験装置などが使えるが、現有の分子線エピタキシー(MBE)装置は老朽化が甚だしいため、新たにIII-V族磁性半導体、磁性金属エピタキシャル成長用MBE装置を設計、製作し、立ち上げを行った。(2)III-V族強磁性半導体GaMnAs量子井戸における共鳴準位を系統的に観測・解析することによって、電気的性質(金属的か絶縁体的か)や強磁性転移温度にかかわらずGaMnAsのフェルミ準位E_Fは従来の通説とは異なり禁制帯中に存在すること、価電子帯スピン分裂はわずかであること、共鳴トンネル効果によって磁気抵抗が大きく増大することなどを示した。また、F_FのMn濃度依存性を明かにした(3),IV族ベース磁性半導体として有望なMnドープGe薄膜の成長を行い、その構造と磁性を詳細に評価した。Ge(001)基板上に成長した薄膜については、高濃度のMnを含むナノカラム構造が形成されること、ナノカラム構造の強磁性転移温度などの磁気的な性質を制御できること、巨大な正の磁気抵抗効果を示すことを明らかにした。(4)GaAs:MnAsナノ微粒子含むヘテロ構造を作製し、強磁性微粒子系で初めてトンネル異方性磁気抵抗効果を観測、不均一系に現れるスピン依存伝導特性を明らかにした。本年度は、H23年度末に導入し、前年度(H24年度)に立ち上げ成長を開始したIII-V族磁性半導体・磁性金属エピタキシャル成長用MBE装置を用いて、不揮発性および再構成可能な機能をもつデバイス作製のための材料形成および物性機能の制御を目指した基礎研究と、デバイス応用に向けた研究を行った。主な成果は下記の通りである。(1)前年度に初めてn型電子誘起強磁性半導体(In,Fe)Asの作製に成功したが、その研究を展開・発展させ、(ln,Fe)Asの重要な基本的物性を明らかにした:i)電子濃度1x10^<-19>cm^<-3>程度以上で強磁性を示す電子誘起の強磁性半導体である。ii)伝導帯にフェルミ準位が存在し電子キャリアは伝導帯にある。iii)電子の有効質量は電子濃度に依存し(0.03m_0-0.17m_0)InAsと同程度に小さい。iv)s-d交換相互作用がきわめて大きい。(2)InAs/(In,Fe)As/InAsの三層からなる表面量子井戸構造を作製し、量子サイズ効果を観測するとともに、エッチングによって表面のInAs膜厚を変えることにより、波動関数を動かして強磁性転移温度を制御することにも成功した。強磁性半導体へテロ構造で波動関数工学が可能であることを初めて示した。(3)III-V族強磁性半導体(Ga,Mn)As量子井戸における共鳴準位を系統的に観測・解析する共鳴トンネル分光法を確立し、(Ga,Mn)Asのフェルミ準位E_Fは従来の通説とは異なり常に禁制帯の不純物バンド中に存在すること、さらに光電子分光を用いて不純物バンドと価電子帯を観測し、われわれの描像が正しいこと、不純物バンドが強磁性発現の起源として重要であることを示した。(4)IV族べ一ス磁性半導体として有望なFeドープGe薄膜の成長を行い、電気伝導と磁性を詳細に評価しつつアニール温度依存性を調べた。その結果、単一の強磁性半導体相を保ちつつ220Kという今までにない高い強磁性転移温度Tcを実現した.(5)Mnを1%程度添加したGaAs:Mn層およびSi:Mn層をp型電極とした発光ダイオード(LED)を作製し、室温で可視光の電界発光を観測した。これは遷移金属をドープしたIII-V族およびIV族半導体で初めて観測された電界発光の結果であり、磁性半導体のバンド構造と電子状態の理解に貢献するとともに、将来の室温発光デバイスへの応用が期待できる。(6)Fe電極とSiチャネルをもつマルチターミナルデバイス構造において、FeからSiへのスピン偏極した電子の注入をHanle効果により観測し、三端子測定で観測される巨大なHanle効果シグナルの起源を明らかにした。

また、Si-MOSFETと強磁性トンネル接合を組合わせた疑似スピンMOSFET(PS-MOSFET)の作製プロセスを確立し、PS-MOSFETの基本特性を明らかにした。半導体材料あるいはデバイス構造中に磁性元素や強磁性材料を構成要素として取り込み、キャリアの電荷輸送に加えてスピン自由度をも活用する新しい機能材料やデバイスを作ることを目的とした研究を行っている。本年度は、前年度末に導入した新規分子線エピタキシー装置の立ち上げを行うとともに、不揮発性および再構成可能な機能をもつデバイス作製のための材料形成および物性機能の制御を目指した基礎研究と、デバイス応用に向けた研究を行った。主な成果は下記の通りである。(1)前年度末に導入したIII-V族磁性半導体・磁性金属エピタキシャル成長用MBE装置の立ち上げと条件出しを行い結晶成長を開始した。この装置を用いて、初めてn型電子誘起強磁性半導体(In,Fe)Asの作製に成功し、その基本的物性を明らかにした。(2)III-V族強磁性半導体GaMnAs量子井戸における共鳴準位を系統的に観測・解析する共鳴トンネル分光法を確立し、GaMnAsのフェルミ準位EFは従来の通説とは異なり常に禁制帯中に存在すること、EFのMn濃度依存性が通常のp型半導体とは異なり異常な振る舞いを示すこと、不純物バンドが強磁性の起源として重要な役割を果たすことを明らかにした。(3)IV族ベース磁性半導体として有望なFeドープGe薄膜の成長を行い、その電気伝導と磁性を詳細に評価した。Bを添加することによりこの系で初めて金属的なGeFeを得た。Feが低濃度の場合にはキャリア誘起ではない別の機構で強磁性秩序が現れることを実験的に示した。(4)Fe電極とSiチャネルをもつマルチターミナルデバイス構造において、FeからSiへのスピン偏極した電子の注入をHanle効果により観測した。また、Si-MOSFETと強磁性トンネル接合を組合わせた疑似スピンMOSFET(PS-MOSFET)の作製プロセスを確立し、PS-MOSFETの基本特性を評価した。本年度は、H23年度末に導入し、前年度(H24年度)に立ち上げ成長を開始したIII-V族磁性半導体・磁性金属エピタキシャル成長用分子線エピタキシー(MBE)装置を駆使して、不揮発性および再構成可能な機能をもつデバイス作製のための材料形成および物性機能の制御を目指した基礎研究と、デバイス応用に向けた研究を行った。(1)2011-12年に初めてn型電子誘起強磁性半導体(In, Fe)As薄膜の作製に成功したが、その研究を展開・発展させ、(In, Fe)Asの重要な基本物性と新しい機能を明らかにした: i)超薄膜(In, Fe)As量子井戸を作製し、歪み、量子閉じ込め効果と強磁性の相関を明らかにした。ii)(In, Fe)Asのキュリー温度T_cは歪みに依存し、GaSbバッファ上のわずかな圧縮歪みを与えたときに最大となる。iii)上記の結果は、静水圧変形効果と量子閉じ込め効果を取り入れたs-d交換相互作用により説明できる。iv)(In, Fe)As中のFe原子がもつスピン磁気モーメントと軌道磁気モーメントを明らかにした。
テフラと放射性炭素年代によるアリュート遺跡および火山噴火史に関する日米共同研究

アダック島ではMain,Intermediate,Sandwichの3層の軽石層があり,地表近くにYBOと40 Yearsの2層の火山灰層がある.最下部のMainは直下の泥炭から9.5 cal kBPに相当する14C年代が得られ,3つの軽石噴火が完新世前半に約2000年間隔でおこった.40Yearsは両輝石であり,火山ガラスは水和されていない.それに対し,YBO, Intermediate, Mainは角閃石に富み,特にMainは石英を含む.Mainよりも下位の火山灰層は,火山ガラスの屈折率の範囲が広いため再堆積の可能性があり,火山灰層の薄層から噴火を計数することは難しい.平成24年度は,アリューシャン列島中央部のアダック島において,次の項目を中心に現地調査を実施すると共に,採取試料の分析を行った.(1)西側のシャガク湾沿いの低地でのボーリング掘削,(2)ヘイブン湖近くの湿地でのボーリング掘削,(3)アダグダック火山周辺での地質調査の3項目である.まず,シャガク湾沿いの低地であるが,約4 cal ka BPのサンドイッチテフラまで試料が得られることを期待したが,そこまで古い堆積物ないようで試料は得られなかった.ヘイブン湖近くの湿地では,完新世の湿原堆積物の連続コアが採取され,ここを完新世テフラ層序の模式地とすべくテフラ分析や炭素14年代測定を進めており,サンドイッチ,インターミディエイト,メインの3枚の顕著なテフラについては,どれも溶岩ドームを形成してから爆発的な噴火に至っていることが判明した.この知見は,今後の噴火予測をする上で重要である.さらに,アダグダック火山では,これらのテフラの給源となる可能性が最も有力な火山であり,その検討を行った.現地には明瞭な火口地形は見られないため,噴火の最終段階で溶岩ドームが出現して埋積されたと考えられる.または,海中に没している可能性も考えられる.いずれにせよ,原段階では明瞭な解釈が難しいため,平成25年度もこの周辺の調査を続ける予定である.また,同火山を構成する溶岩の試料も採取しているので,テフラに含まれる岩片との比較検討も今後可能になる見込みである.本研究では,アリューシャン列島中央部,アダック島に分布する完新世テフラについて,分布や層位・年代を明らかにし,さらにその給源を求めて,当時のアリュート社会へ及ぼした影響を日米共同研究により検討した.今回は,特にThree Arm湾周辺のアダック南西部や東隣のグレート・シットキン島なども調査してより広域にテフラを追跡することができた.なお,対比の詳細は現在検討中である.また,アダック島におけるこれまでの層序を確認し,加速器質量分析計による放射性炭素年代測定によって,それぞれの噴出年代を再検討した.すなわち,Mainが約9.5 kBP (ca. 8.6 kBP),Intermediateが約7.2 cal kBP (ca. 6.3 kBP),Sandwichが4.6 cal kBP (ca. 4.1 kBP),YBOが3.5 cal kBP (ca. 3.4 kBP),40 yrが16世紀(ca. 300 BP)となった.この中で特にMain,Intermediate,Sandwichの3つが比較的粗粒で規模の大きなテフラであるが,これらは完新世の前半に約2000年の間隔をおいて噴火している.これは,海面変化と何らかの関係があるかもしれない.また,放射性炭素年代測定は,主に風成堆積物中の小さな木炭で行ったが,それらはIntermediateの直下以降の層準で発見されており,アリュート遺跡が出現する層準とよく一致する.このことは,これらの木炭は,人為活動によってもたらされた可能性を示唆する.アダック島ではMain,Intermediate,Sandwichの3層の軽石層があり,地表近くにYBOと40 Yearsの2層の火山灰層がある.最下部のMainは直下の泥炭から9.5 cal kBPに相当する14C年代が得られ,3つの軽石噴火が完新世前半に約2000年間隔でおこった.40Yearsは両輝石であり,火山ガラスは水和されていない.それに対し,YBO, Intermediate, Mainは角閃石に富み,特にMainは石英を含む.Mainよりも下位の火山灰層は,火山ガラスの屈折率の範囲が広いため再堆積の可能性があり,火山灰層の薄層から噴火を計数することは難しい.米国,アラスカ州,アリューシャン列島中央部のアダック島南西部にあるスリー・アーム湾で,テフラ層序学的調査を実施した.アダック島は通常,調査できる範囲が米軍跡地である北部に限られており,テフラの分布傾向を把握できていなかった.2012年夏にはアラスカ・アンカレッジ大学のDiane Hanson博士のグループが,同地域のアリュート遺跡を発掘している機会にあわせて,同年7月に周辺のテフラ層序を調査した.今回の調査は,これまでの調査域を拡大するもので,同島に分布するテフラの分布傾向を知る良い機会となった.テフラの分布傾向を明確にできると,テフラの給源火口や規模,さらには噴火の自然・人間への影響を検討することができる.炭化木片の放射性炭素年代を測定しており,テフラに対して精度の良い年代を与えることができた.

2011年12月には,アメリカ地球物理学連合(サンフランシスコ)においてアダック島のテフラ層序に関する成果をポスター発表し,メイン,インターメディエイト,サンドイッチの3枚の顕著なテフラ層が,西隣のカナガ島ではなく,アダック島北端のアダグダック山から噴出した可能性を指摘した.もしこの見解が正しいと、アダック島で完新世に噴火したことになる.また,給源の一部は海面下にあり,将来,噴火すると津波も発生する可能性もある.その機会にシアトルとアンカレッジに立ち寄り,共同研究者のLyn Gualtieri博士(シアトル大学)やHanson博士と今後の研究打ち合わせをした.初年度は,Hanson博士の考古遺跡の発掘とあわせて,アダック島南西部のテフラ調査を実施し,テフラの分布域の広域化に成功した.さらに,給源火山であるアダグダック火山周辺の調査も行い,その可能性を確認できている.もうひとつの可能性であるグレートシットキン島の調査で,同島西部のテフラの基本層序を確立できれば,アダック島に影響を及ぼした火山噴火の全貌を明らかにできる.これは,最終年度である平成25年度の調査で解明できると考えている.さらにHanson博士とも議論して,アリュート社会に対する火山噴火のインパクトを検討したい.7月に現地調査を実施して,テフラの分布傾向を明確にできた.これはテフラの給源火口や規模,さらには噴火の自然・人間への影響を知るうえで,重要なことである.しかし、昨年夏の調査は,研究分担者である和田恵治氏やLyn Gualtieri博士と日程調整ができず,一緒に調査ができなかった.Hanson博士らのアリュート遺跡の調査チームとも連携をはかり,今後の調査・研究を進める体制もできつつあるので,遺跡との関連も議論できよう.放射性炭素年代測定はほぼ完了しており,火山ガラスの化学組成や岩石記載学特徴を踏まえて,これまでの層序との対比を進めたい.初年度はHanson博士らのグループと共同で調査しており,考古学・人類学との連結も意識して,テフラの広域対比をテフラの岩石記載学的特徴や層位・年代をもとに確立したい.そして,アリュート遺跡と火山噴火の時空変遷を解明するため,これらのデータを付き合わせる作業をしたいと考えている.初年度は,研究協力者と一緒に現地調査が出来なかったが,2012年度は全員で調査できるよう日程調整を進めている.また,採取試料についても,室内分析を進め,2012年度末までには一定の結論をまとめたいと考えている.グレートシットキン島は,無人島であるため定期便および航路がない.平成24年度には同島への移動手段が確保できず調査することができなかった.しかし,平成24年度のアダック島での調査で,漁船チャーターによる可能性など,種々の方法について下調べもしている.平成25年度の調査では,アダック島だけでなく,隣接するグレートシットキン島で調査を実施する予定であり,平成25年度にはそのための船のチャーター代(その他)や旅費を計上している.2011年度は,遺跡発掘に現地調査をあわせる必要があり,分担者や協力者らと共に現地調査が出来なかった.このため,未使用分を次年度に使用することとした.2012年度では,この前年度の未使用分もあわせて,1.東隣のグレート・シットキン島の調査,2.アダック島の完新世噴火の可能性があるアダグダック山の調査,3.シャガク湾沿いの低地の掘削をそれぞれ行うために使用する.これらのための旅費および謝金である.その他,室内分析用の消耗品も計上している.
南都における廃仏毀釈後の資料動態に関する調査研究

東大寺図書館が所蔵する未整理文書のうち、中村純一寄贈文書と、新修東大寺文書聖教第46函第77函を調査検討し、それぞれについて報告書を公刊した。中村文書は内容的には興福寺の承仕のもとに集積された資料群であり、その中には明治維新期の詳細な日記があったので、その一部を翻刻・公表した。また中村文書以外の新修東大寺文書からは、年預所など複数の寺内組織の近世資料群が、元来の整理形態を保って保存されている様相がうかがえた。また、新出の中世東大寺文書を把握することができた。継続申請が認められた本研究課題は、平成21年度が継続の初年度という位置づけとなった。これまでの三年間の研究の結果、新修東大寺文書聖教の中村準一寄贈文書は、一通りの調査を実施した。そこで平成21年度は、中村準一寄贈文書以外の、新修東大寺文書聖教の調査を進めた。第53函・54函・55函・57函・59函等について、ラベル貼り・パソコンへのデータ入力をおこなった。大半が東大寺における近世の文書・聖教である。しかし、その内容は函により様々で、戒壇院関係資料・年預五師関係資料・周防国国庁寺関係資料等が存在している。東大寺の内部でも、様々な寺内組織が文書・聖教等を作成し、それらが近代に東大寺図書館に集積されたことを窺わせる。その内実をよく検討することは今後の課題だが、まずは、未整理の函がまだまだ多く存在しているので、調査を進展させることが喫緊の課題と認識している。一方、ラベル貼り・パソコンへのデータ入力が終了した中村準一寄贈文書については、今までのデータをチェックし、また、重要資料である明治維新期の日記の翻刻を進めた。慶応四年正月から7月分までを、一通り翻刻したところである。明治維新時の奈良をめぐる情勢・興福寺における神仏分離について、具体的な動向が分かる興味深い資料である。新修東大寺文書聖教の分量は予想以上に多く、調査にかなりの時間を要することとなった。しかし本研究課題は平成25年度までの延長が認められたので、とりあえずは着実に調査を進展させているところである。本年度も昨年度に引き続き、新修東大寺文書聖教の未整理分の調査を進めた。また、その既整理分の内、中村準一寄贈文書の重要資料の翻刻作業を進めた。まず、新修東大寺文書聖教の未整理分については、東大寺図書館にて調査をおこない、第59函・61函・62函・63函・64函・65函・67函・68函等につき、ラベル貼り・パソコンへのデータ入力をおこなった。資料の内容は、東大寺年預のもとに集積された近世文書、中世以来東大寺が権益を持っていた周防国国衙領関係の近世文書、また中世近世の聖教など、函によって様々である。寺内の各所で作成された資料が、近代に東大寺図書館に集積されていることを窺わせる。ただし、未整理分がまだ多く存在するので、まずはそれらの整理を進めて全体像の把握に努めることが重要である。また、新修東大寺文書聖教の一部である中村準一寄贈文書については、本研究の調査によって一通り整理したところであるが、その中に含まれている明治維新時の日記について、翻刻作業を進めた。興福寺の唐院に仕えた中村家が残した日記であり、興福寺における明治維新の実態を示す資料である。今年度は慶応四年八月から十二月分を一通り翻刻した。ただし、なかなか読みにくい文字で書いてあり、現状ではとりあえず文字を起こしたに過ぎない。よって、奈良の明治維新を分析するためには、更なる釈文・内容の検討が不可欠である。また、その前後の年の日記も検討していく必要がある。その他、平城宮跡周辺の旧家等が所持する、江戸明治時代の資料の調査研究等をおこなった。本年度は、現在東大寺図書館が保有している中村準一寄贈文書の、明治維新期の日記の翻刻を進めた。今年度は慶応3年・明治2年等の日記の翻刻作業をおこなった。また、これまで翻刻した部分の校正作業も平行しておこなった。中村家は興福寺の唐院承仕をつとめた家柄である。その日記を読み解くことにより、その時期の興福寺・南都諸寺の動向をより明確にしたいと考えているところである。翻刻している慶応3年・明治2年の日記は、明治維新前夜の奈良のやや不穏な様子、また、明治維新の中で変化しつつある状況が読み取れる資料だと考えている。また、継続して実施している、東大寺図書館所蔵の新修東大寺文書聖教の調査については、東大寺図書館の移転作業に伴う出納業務の停止によって、平成23年度中には原本調査を実施することができなかった。そこで科研の繰越申請をおこない、平成24年の4月に調査を実施した。第69函第76函を調査し、ラベル貼り・書誌事項のパソコンへのデータ入力をおこなった。東大寺年

預五師のもとに集積された近世文書、中世近世の聖教・経典断簡など、多様な様相を示す。また一点のみ、近世に書写された南北朝時代の文書もあり、注目されるところである。全体的には、古文書は年預五師の元に集積された文書が大半を占めるようだが、聖教・経典等は雑然としており、元来の所蔵元を追求するにはさらに検討する必要があるだろう。また平行して写真撮影をおこない、中村準一寄贈文書の明治維新前後の日記について、精細な写真を撮影した。その他、奈良の旧家等が所蔵する、江戸明治時代の資料の調査研究をおこなった。本年度も前年度から継続して、東大寺図書館が所蔵する、新修東大寺文書聖教を調査した。また重要史料の写真撮影をおこなった。ただし、本年度は最終年度であるため、従来調査した内容の、原本に基づくチェック作業に重点を置いた。写真撮影も、論考執筆の上で必要と思われる史料を最優先で撮影した。日常的にも、目録の体裁の統一・内容の検討をおこなった。そして報告書刊行のために、論文執筆作業をおこなった。その結果、本科研の研究成果報告書第2冊として、『<東大寺図書館所蔵>新修東大寺文書聖教調査報告書第46函第77函』を公刊した。そこには、新修東大寺文書聖教第46函第77函の目録を納め、また、論考を掲載した。論考は下記の通りである。「新修東大寺文書聖教第四七函七七函の調査と概要」・「新修東大寺文書中の中世後期周防関係文書」・「世親講供料引付について」・「南北朝期東大寺の強訴と仁和寺ー康永四年九月日仁和寺牒写ー」・「近世の東大寺真言院の一側面ー性善和尚関係史料の紹介ー」・「防州国庁寺境内建物図」・「防府天満宮棟札写について」・「光覚知識経の包紙」・「近世東大寺法会に関する試論」。この報告書により、明らかになった事実は下記の点などがある。1.未紹介の中世東大寺関係文書を発見し、その一部をくわしく検討した。2.近世東大寺の僧侶・法会の実態の一端を明らかにできた。3.現在東大寺図書館に存在している文書が、元来、東大寺のどの組織で保管されていたものなのかが、ある程度明らかとなった。本年度は、現在東大寺図書館が保有している中村純一寄贈文書の、目録の校正作業を進めた。また、明治維新期の日記の翻刻・校正作業を進めた。また、東大寺図書館の都合により、東大寺図書館における調査が本年度内に完了できなかったため、繰越申請をおこない、平成25年度にも調査を実施し、原本校正・写真撮影等を実施した。それらの知見を総合して、論考執筆、編集作業等をおこない、科学研究費補助金研究成果報告書の第1冊として公刊した。その報告書には、中村純一寄贈文書に関する調査研究内容を取りまとめた。具体的には下記の通りである。第1部論考編:「中村純一寄贈文書の調査と概要」・「中村家の人びとー中村純一寄贈文書にみるー」・「天文二年以来承仕中系図并臈次書について」・「近世興福寺領公物方の村と唐院・新坊」・「中村栄純(宗円)の奈良府出仕」・「近世興福寺における境内保守整備の一様相」・「近世南都楽人と春日社・興福寺」・「興福寺寺中寺外地図面」・「文久二年七箇夜御神楽御執行之図」第2部史料編:明治維新期の日記の釈文を掲載した。
血小板活性化機構における膜糖蛋白と骨格蛋白との相互作用に関する研究

昭和62年度で、我々はずり応力下での血小板凝集を連続的に記録する装置を作成し、低ずり応力下では、フィブリノゲンと血小板膜糖蛋白GpIIb/IIIaが、高ずり応力下では、von Willebrand因子とGpIb、GpIIb/IIIaがそれぞれ、必須であることを確認した。このうち、GpIIb/IIIaにずり応力依存性に異った粘着性蛋白が結合し得ることを更に証明する為、GpIIb/IIIa、von Willebrand因子のsite-specificなモノクローナル抗体を用い検討した。von Willebrand因子のGpIIb/IIIaへの結合部位を認識するモノクローナル抗体は、高ずり応力下での血小板凝集のみを抑制し、低ずり応力下でのそれには影響を与えなかった。また、GpIIb/IIIaに対するモノクローナル抗体で、フィブリノゲンの結合には影響を与えず、von Willebrand因子の結合を抑制する抗体が、同様に高ずり応力下での凝集を抑制した。GpIIb/IIIaはintegria familyの一員として、細胞骨格蛋白と密接な連関を有する膜糖蛋白であり、本年度得られた結果をもとに、更に詳細な検討を予定している。血小板膜糖蛋白と細胞骨格蛋白との相互関係を非刺激時血小板、トロンビン刺激血小板で検討した。これらの糖蛋白,骨格蛋白の結合が血小板の活性化機構とどのような関係にあるのか現在検討中である。本年度は血小板活性化のモデルとして,ずり応力下での血小板凝集に注目し,その基礎的研究を行った.cone and plate型回転粘度計を用い,血小板に一定のずり応力をかけると,血小板は凝集惹起剤を添加しないでも,時間の経過とともに凝集する.我々はこの凝集を連続的に記録し得る装置を〓接した.その原理は, plateの水平方向に光ファイバーによりレーザー光線を誘導し血小板凝集の程度を透過光景の変化で表わすものである.正常ヒト血小板は18108dyne/cm^2のずり応力下で凝集することが観察された.このうち低shear領域での凝集は血小板膜糖蛋白GBIIb/IIIaに対するモノクローナル抗体で抑制され,高shear領域での凝集は抗GpIIb/IIIaモノクローナル抗体の他,抗GpIbモノクローナル抗体でも抑制された.先天性血小板機能異常疾患者血小板を用いて,更にこの凝集の機序を検討すると,血小板無力症では18108dyne/cm^2において凝集が全く認められなかった.一方, Bernard.Soulier症候群では,低shear領域での凝集は正常と同様にみられたが,高shear領域での凝集が欠如していた.von Willebrand病typeIIIの血小板はBernard-Soulier症候群血小板と同様の結集であり,無フィブリノゲン血症血小板板デハ低Shear領域での凝集が起らなかった.即ち,低Shear領域ではフィブリノゲン, GpIIb/IIIaが,高Shear領域では, von Willebrand因子, GpIb, GpIIb/IIIaがそれぞれ凝集に重要な役割を演じていることがわかった.一方,このずり応力下での血小板凝集には骨格蛋白も深い関係を有していることから,骨格蛋白と膜糖蛋白の相互関係を検討するのにずり応力下での血小板凝集の検討は有用であると思われた.昭和62年度で、我々はずり応力下での血小板凝集を連続的に記録する装置を作成し、低ずり応力下では、フィブリノゲンと血小板膜糖蛋白GpIIb/IIIaが、高ずり応力下では、von Willebrand因子とGpIb、GpIIb/IIIaがそれぞれ、必須であることを確認した。
花粉の飛散挙動に与える都市化の影響について

本研究課題の目的は、人体へ侵入する花粉量が都市化により受ける影響を明確にすることである。例えば、都市では、ヒートアイランドのような再循環型の対流や、東京ウォールのような大気の流れを妨げる現象が散見される。加えて、路面舗装率が高く、落下した花粉は吸着されづらい。このため、都市部においては、花粉が停留的に再循環をしている可能性があり、しかも、地表面から上昇する気流にのり、下方より真っ直ぐ鼻孔に侵入する花粉も少なくないと予測される。そこで、気流により花粉が飛散する現象、花粉が地表面から再浮遊する現象、吸気により花粉が鼻孔に侵入する現象の3種類に、現象を大別して検討を加え、それぞれ以下の知見を得た。気流により花粉が飛散する現象に関して:粒子の衝突や流れに対する影響を無視し、さらに、粒子形状を球とした上でオイラー法的に解析するモデルを作成した。そして、このモデルにより数値計算を行い、可視化計測結果と比較・検討してこのモデルを評価した。その結果、2次元平板上境界層においては数値計算結果と可視化計測結果は定量的にも一致し、本モデルにより、花粉の飛散挙動の予測が充分に可能であることが分かった。加えて、花粉の飛散挙動の予測においては、外力として気流による抗力のみを考慮すれば充分であることも分かった。花粉が地表面から再浮遊する現象に関して:上記のモデルでは、粒子の転動・滑動、マグナスカとサフマン揚力等を考慮したが、地表面からの再浮遊を予測することはできなかった。このため、実験により検討した結果、再浮遊においては跳躍が重要であること、特に、粒子の回転により【反射角>入射角】となることで再浮遊に到ることが分かった。吸気により花粉が鼻孔に侵入する現象に関して:人間と同様な鼻からの吸気をおこなう頭部ファントムモデルを用いて可視化計測を行い、数値計算結果と比較した。ただし、計測結果と計算結果では、計算結果の速度が50%程度以上速く、定性的な一致に留まった。本研究課題の目的は、大気浮遊粒子の停留的な再循環を予測させる都市化(路面舗装、人工熱消費、高層ビル)が花粉の飛散挙動に与える影響を明らかにすることである。そこで平成17年度においては、固気混相流の数値計算プログラムを作製するとともに、2次元平板上の流れを供試流れ場として可視化計測し、計算手法を評価した。なお供試粒子としては、花粉粒子とほぼ同じ大きさ、形状、密度を有する石松子を用いている。以下に数値計算の概要を記す。(1)気流に関しては、連続の式、N-S方程式、J&Lの低Re型k-εモデルを連立させ、これらを有限体積法で離散化し、TDMA法により解いた。(2)固体粒子に関しては、球形である、分子間の衝突は無視できる、粒子は流れに影響を与えない、粒子に作用する外力は気流による抗力と仮想質量に働く慣性力のみとして近似できる、として支配方程式を誘導し、流れ場と同様に数値計算を行った。以下に可視化計測の概要を記す。(1)滑面平板先端において供試粒子を速度ゼロで混入し、下流の粒子速度を流跡線解析により計測した。(2)3種類の粗さを有する平板上に供試粒子を散布し、平板から跳躍、浮遊する供試粒子の速度をPTVにより計測した。可視化計測と数値計算により明らかとなったことを以下に列挙する。(1)供試粒子が完全な球でないため粒子速度のばらつきは大きく、この傾向は気流速度が遅いほど顕著である。例えば、主流速度1.5m/sの流れ方向分布においては、境界層部で約4割の差異が生じている。(2)時間平均された粒子速度の分布は気流速度の分布にほぼ等しく、その違いは1割以下である。このため、数値計算により得られた粒子速度の分布は、計測結果の平均値をよく予測している。(3)壁面粗さが大きい場合には、壁面近傍の速度が遅くなる。このため、粒子が跳躍から浮遊に至るためには、より速い気流速を必要とする。

花粉が地表面から再浮遊する現象に関して:上記のモデルでは、粒子の転動・滑動、マグナスカとサフマン揚力等を考慮したが、地表面からの再浮遊を予測することはできなかった。このため、実験により検討した結果、再浮遊においては跳躍が重要であること、特に、粒子の回転により【反射角>入射角】となることで再浮遊に到ることが分かった。吸気により花粉が鼻孔に侵入する現象に関して:人間と同様な鼻からの吸気をおこなう頭部ファントムモデルを用いて可視化計測を行い、数値計算結果と比較した。ただし、計測結果と計算結果では、計算結果の速度が50%程度以上速く、定性的な一致に留まった。
有酸素性トレーニングに対する中心動脈の粘性および弾性の適応に関する研究

本研究では、第1に心肺体力と中心動脈の粘弾性を、第2に有酸素性トレーニングが中心動脈の粘弾性に及ぼす影響を検討した。加齢に伴って増加する中心動脈の粘性は、心肺体力を高く保つことでその増加が押さえられることが明らかになった。しかしながら、実際に心肺体力を上げるために10週間の有酸素性トレーニングを行った結果、中心動脈の粘性に改善は見られなかった。したがって、10週間という短い期間でなく、比較的長期間の有酸素性トレーニングを実施することで、中心動脈の粘性が改善すると考えられる。加齢に伴う動脈の硬化や弾性の減少は、心肺体力を高く維持することで減弱することが出来ると考えられている。これは、高い体力レベルを保持することが、加齢に伴って増加する循環器疾患リスクを軽減することにつながることを示唆している。しかしながら、動脈の物理的特性の1つである粘性が加齢や体力の影響を受けるかどうかは明らかにされていない。本研究では、横断的手法を用いて、加齢、心肺体力および動脈粘性の関係を明らかにすることを目的とした。若年男性39名(2539歳)と中年男性46名(4064歳)は、各年代の最高酸素摂取量の平均値に基づいて、高体力群と低体力群に分けられた。トノメトリー法と超音波方を用いて、総頸動脈の血圧波形と血管径波形を導き出した。2つの波形によるヒステリシスループから、動的コンプライアンス、静的コンプライアンス(弾性)および動脈粘性を算出した。低体力群において、若年者と比較して、中年者の動的および静的コンプライアンスは低く、動脈粘性は高かったが(それぞれ、0.10vs0.13mm2/mmHg,10.1vs12.610-6m/mmHg,and 2235 vs 1411mmHg・s/mm;全てP<0.05)、高体力群では若年者と中値者の間に有意な差は認められなかった。中年者において、低体力群の動脈粘性は、高体力群と比較して有意に高かったが(1411 vs 1725mmHg・s/mm;P<0.05)、若年者では両体力群の動脈粘性に有意な差は認められなかった。これらの結果は、中心動脈の粘性が加齢によって増加し、その増加は心肺体力の高い者において抑制されることを示している。これらの成果を確認するために、平成22年度は有酸素性トレーニングを用いた介入実験を計画している。平成21年度おいて、本研究では、中心動脈の粘性が加齢によって増加し、その増加は心肺体力の高い者において抑制されることを報告した。これらの成果を確認するために、平成22年度は有酸素性トレーニングを用いた介入実験を実施した。被験者は、男性24名(平均年齢:約25歳)をトレーニング群16名、コントロール群8名にわけた。トレーニング群は、最大酸素摂取量の50%の強度の運動を1回30分間、週3回の頻度で10週間実施した。コントロール群は、普段通りの生活を送った。トノメトリー法と超音波法を用いて、総頸動脈の血圧波形と血管径波形を導き出した。本報告書では、両群5名ずつの解析が終了したので、合わせて10名分の結果を示す。トレーニング群の頸動脈のパラメーターは以下のように推移した(動的コンプライアンス:0.136→0.149mm2/mmHg、静的コンプライアンス:0.0136→0.014mm/mmHg、動脈粘性:1612→1346mmHg・s/mm)。コントロール群の頸動脈のパラメーターは以下のように推移した(動的コンプライアンス:0.141→0.199mm2/mmHg、静的コンプライアンス:0.0142→0.019mm/mmHg、動脈粘性:1784→1009mmHg・s/mm)。2元配置の分散分析の結果、有意な差は認められなかった。この結果は、20歳代男性における10週間の中強度の有酸素性トレーニングでは、動脈粘性だけでなく、動脈コンプライアンスの改善が起こらないことを示唆している。しかしながら、今回の結果は各群5名分であり、今後追加解析によって新たな結果が得られるかもしれない。
レセプター蛋白質におけるG蛋白質結合ドメインの多様性

視覚の光レセブター(ロドプシン)は、7本膜貫通構造をもつ典型的なG蛋白質共役型レセブターである。本研究では、まずG蛋白質共役特異性を解析する基礎として、ロドプシンとG蛋白質との相互作用過程を分光学的手法を用いて詳細に解析した。その結果、ロドプシンの2つの中間状態がG蛋白質と相互作用し、先に生じる中間体ではG蚤白質の活性化は起こらず、後の中間体ではじめて起こることを発見した。すなわち、天然のレセブターにおいて、G蛋白質との複合体形成過程とG蛋白質の活性化過程(GDP-GTP交換反応)を分離して測定することにはじめて成功した。レセブターとG蛋白質サブタイプとの結合特異性は、レセブターがそのG蛋白質と複合体を形成できるかに依存している可能性がある。したがって、今後、複合体形成にかかわる蛋白質の領域を決定することを計画している。次に、G蛋白質共役特異性の異なる3つのタイプのロドプシンについて、これらの共役特異性が厳密なものかを生化学的手法を用いて検討した。その結果、Gt型とGq型の間では共役は厳密であり、Gt型とGo型の間でもかなり厳密であることがわかった。そこで、同じGiグループに属するGtとGoに共役するロドプシンについて、共役特異性を決定している領域を決定することを試みた。そのため、G蛋白質との結合過程が最もよく研究されているGt共役型ロドプシン(脊椎動物型ロドプシン)を基準蛋白質として、遺伝子操作技術を用いてその細胞質ループをGo型ロドプシン(およびコントロールとしてGq型ロドプシン)の細胞質ループに交換し、G蛋白質との共役特異牲を検討した。その結果、G蛋白質共役特異牲を決定しているのは主に細胞質側のループ3であることがわかった。
高圧力処理によるクロムの延性-ぜい性遷移温度低下機構の解明

焼結クロムに水中で1420MPaまでの焼菜による衝撃圧力を加えての51.7×10^<-5>1.7×10^<-3>S^<-1>のひずみ速度で引張試験を行い,とくに延性-ぜい性遷移挙動に及ぼす衝撃圧力付与の影響を調べた。得られた結果を下に示す。(1)焼なまし試科の延性-ぜい性遷移温度(DBTT)はひずみ速度の上昇につれて高温側へ移行した。DBTT以上の延性温度城における破斬伸びは約55%であった。(2)930及び1420MPaでそれぞれ衝撃圧処理した試科では,焼なまし試科でみられた鋭い上下降伏点は消えて降伏応力がかなり低下した。(3)930及び1420MPaで衝撃圧処理した減科のDBTTは焼なまし試科のそれより著しく低下した。(4)体心立方全属の1種である鋼ではある圧理以上で衝撃圧力を加えると塑性変形の一形態である双晶が発生したが,本実験に用いたクロムでは1420MPaまでの衝撃圧処理を施しても双晶発生は全く認められなかった。(5)衝撃圧処理によるクロムのDBTTの低下は降状応力σ_Yとぜい性破懐応理σ_cの相対的関係から現象論的に説明できた。すなわち,クロムは衝撃圧処理により材料内部の弾性不連続場所で自由転位が形成されるために降状応力が低下し,そのために衝撃圧処理前の焼なまし試料に比べて延性-ぜい性遷移が起る条件σ_Y=σ_cがよ低温で満足するようになるものと解釈できた。HIP処理によって作成した焼鈍クロム焼結体(理論密度に達している)から切りだした短冊状試料に水中において爆薬(SEP)により930または1420MPaの衝撃圧処理を施してから注意深く切削加工して引張り試験片を作った。この試験片を2種類のひずみ速度1.7×10^<-5>および1.7×10^<-4>S^<-1>で引張り試験に供した。本研究で現在までに得られた結果はつぎのように要約できる。(1)衝撃圧処理により降状応力はいちじるしく低下し降状点伸びが消滅した。このことは,フロム中の弾性不連続場所(第2相とマトリクスの界面など)で自由転位の生成を伴うミクロな塑性変形が生じることによるものと解択された。(2)930および1420MPaでそれぞれ衝撃圧処理した試料の延性ーぜい性遷移温度は焼鈍試料の遷移温度に比べていちじるしく低下した。たとえば,930MPa処理試料のひずみ速度1.7×10^<-5>および1.7×10^<-4>S^<-1>における遷移温度は,それぞれ290K(室温)と403Kで,焼鈍試料の遷移温度よりそれぞれ約250および170K低温側にあった。(3)延性からぜい性への遷移が降状応力δ_yとぜい性破壊応力δ_Cが等しくなるときに起るものと仮定すると,衝撃圧処理によって降伏応力が低下した試料の延性ーぜい性遷移条件δ_y=δ_Cは降状応力が大きい未処理試料(焼鈍のままの試料)の場合より低温側で満足される。すなわち,衝撃圧処理により遷移温度が低下するのは降状応力が低下したことに由来するものと解釈できる。焼結クロムに水中で1420MPaまでの焼薬による衝撃圧力を加えてのち1.7×10^<-5>1.7×10^<-3>S^<-1>のひずみ速度で引張試験を行い、とくに延性-ぜい性遷移挙動に及ぼす衝撃圧力付与の影響を調べた。

(1)焼なまし試料の延性-ぜい性遷移温度(DBTT)はひずみ速度の上昇につれて高温側へ移行した。DBTT以上の延性温度域における破断伸びは約55%であった。(2)930及び1420MPaでそれぞれ衝撃圧処理した試料では、焼なまし試料でみられた鋭い上下降伏点は消えて降状応力がかなり低下した。(3)930及び1420MPaで衝撃圧処理した試料のDBTTは焼なまし試料のそれより著しく低下した。(4)体心立方金属の一種である鋼ではある圧力以上で衝撃圧力を加えると塑性変形の一形態である双晶が発生したが、本実験に用いたクロムでは1420MPaまでの衝撃圧処理を施しても双晶発生は全く認められなかった。(5)衝撃圧処理によるクロムのDBTTの低下は降伏応力i_yとぜい性破壊応力i_cの相対的関係から現象論的に説明できた。すなわち、クロムは衝撃圧処理により材料内部の弾性不連続場所で自由転位が形成されるために降伏応力が低下し、そのために衝撃圧処理前の焼なまし試料に比べて延性-ぜい性遷移が起る条件i_y=i_cがより低温で満足するようになるものと解釈できた。
介護保険財政における市町村裁量と公費負担のあり方に関する実証的研究

本研究では,主に介護保険財政を対象として,市町村の裁量的な意思決定行動と公費負担のあり方に関して実証的に研究した。具体的には次のことを行った。第1に,介護保険料設定や要介護認定に関する相互連関の検証,第2に,保険料負担の地域間格差とその推移および公的負担による平準化措置の影響についての考察,第3に,介護サービス事業者の行動が市町村の意思決定に与える影響の検証である。また,定住自立圏の形成行動や市町村合併のタイミング,垂直的外部性など介護保険以外の事例に関する分析を通じて,市町村裁量と公費負担のあり方に関する研究を補完した。本年度の研究実績は次の4点である。1,1人当たり総費用負担額と保険料の地域間格差について分析し,公的負担による平準化措置の状況を明らかにした。特に,調整交付金は総費用負担が多い保険者に多くの調整交付金が支給されていることが指摘できる。また,所得水準を考慮した格差検証からは,1人当たり所得水準の低い地域ほど1人当たり総費用負担は高くなっていることが確認された。公費負担の補填が、所得再分配的に行われたと解釈できる。2,自治体合併に際して相対的に小規模な自治体が要介護認定率を上昇させる行動を実証的に明らかにした。合併を予定している自治体は,合併直前に要介護認定者(認定率)を引き上げることで給付費負担を合併後自治体に転嫁することができると考えられる。DID推定をおこなった結果,合併自治体(特に小規模自治体)は合併直前に要介護認定を引き上げていること,また要支援認定を減らして要介護1の認定を増やしていることが明らかとなった。3,訪問介護事業者の地域参入行動に関して,営利事業者と非営利事業者の参入行動の違いを実証的に考察した。わが国の大都市サンプルを用いたSUR推定から,営利事業者はより顧客獲得に可能性が高い地域に参入している一方,非営利事業者は低所得者が多い地域に参入するなどの違いが見られた。4,繰返しゲームの枠組みに基づいて定住自立圏形成のインセンティブ要因を分析した。既存の定住自立圏および2次医療圏をベースとした候補圏域について行ったロジット分析からは,周辺市町村から中心市へのある程度の便益スピルオーバーがあったり中心市の医療機関容量にゆとりがあるような場合には定住自立圏形成が進むことが明らかにされた。1.自治体合併のタイミングと自治体特性の関連を離散時間ロジット分析した。交付税依存率が高く,高齢化の進んだ自治体ほど早期に合併に向かうことを明らかにした。2.自治体合併に際して相対的に小規模な自治体が介護保険料を引き下げる行動を実証的に明らかにした。小規模自治体は,合併直前に介護保険料を引き下げることで給付費負担を合併後の自治体住民全体に転嫁しようとしたと解釈される。3.厚生労働省『介護保険事業状況報告』各年版の都道府県別データと総務省『平成22年国勢調査』の都道府県別データを用いて,介護保険料負担の集中度係数と高額介護サービス費の集中度係数の通時的変化を分析した。分析結果からは,介護保険料負担について,公的年金控除の縮小と老年者控除廃止の影響が所得段階の決定に大きく影響していること,税制改革後の介護保険料負担への対応には地域間で差があること,高額介護サービス費の給付も介護の重度化に対応したものになるか,低所得者対策であるかは地域の実態に応じて違いがあることがわかった。4.垂直的財政外部性について,公共財供給モデルと公共要素供給モデルとの帰結の違いを理論分析によって明らかにした。どちらのモデルを用いるかによって,中央政府から地方政府への移転支出や税源移譲のあり方が逆になる可能性を明らかにした。また,他の研究組織との共催で研究ワークショップを開催(2014年11月15日・16日および2015年2月28日)し,介護保険財政についての知見を得るとともに国内研究者との研究交流を図った。特に11月のワークショップで発表された研究報告からは,介護保険料決定や要介護度認定における相互依存の検証という本研究の課題の一つに対して,理論的な整理や分析方法の精査などの面から非常に有益な示唆を与えるものであった。本年度の研究実績は次の3点である。1.日本の介護サービス市場を想定した理論モデル分析によって,混合寡占の形態の違いと質評価システムの導入が介護サービスの質に与える影響を考察した。混合寡占の形態として想定した(1)民間非営利業者同士の競争,(2)民間非営利と営利業者の競争,(3)民間営利業者同士の競争のそれぞれの部分均衡分析からは,営利業者の参入している競争ほど介護サービスの質が高いことが明らかにされた。また,質評価システムは,サービス利用者の業者選定の一助として導入するのではなく,介護保険運営主体の情報把握に貢献する形で導入する方が,全体として質の向上が見込めることを明らかにした。2.市区町村レベルでの介護保険者データを利用した空間計量分析によって,介護保険料の設定に関する相互参照行動を明らかにした。この分析では,第1期から第5期の保険料設定についてクロスセクション分析をすることで,各期別の相互参照行動の有無を検証した。その結果,第1期第3期では相互参照が確認されたものの,第4,第5期では複数の推定方法のいずれにおいても相互参照は確認できなかった。介護保険料の設定には介護需要予測の正確性が必要となるのだが,分析結果からは需要予測が難しかった制度初期においてはより強い相互参照が行われていたということがうかがえる。

3.垂直的財政外部性について,公共要素供給モデルを用いた労働税方式と労働所得税方式との財源調達の違いが資源配分に与える影響について理論分析によって明らかにした。公共要素供給モデルでは,先行研究とは異なり,いずれの方式においても労働供給には歪みをもたらさないことが確認された。また,イタリア・カターニア大学の研究グループとの共催で研究ワークショップを開催(2015年9月4日,5日)し,介護保険財政についての知見を得るとともに国内外研究者との研究交流を図った。本研究では,主に介護保険財政を対象として,市町村の裁量的な意思決定行動と公費負担のあり方に関して実証的に研究した。具体的には次のことを行った。第1に,介護保険料設定や要介護認定に関する相互連関の検証,第2に,保険料負担の地域間格差とその推移および公的負担による平準化措置の影響についての考察,第3に,介護サービス事業者の行動が市町村の意思決定に与える影響の検証である。また,定住自立圏の形成行動や市町村合併のタイミング,垂直的外部性など介護保険以外の事例に関する分析を通じて,市町村裁量と公費負担のあり方に関する研究を補完した。データの精査を進める中で,当初の研究計画にあった地域支援事業について,本研究の期間内では分析に有効な数のデータを入手するのが困難であることが分かった。そのため,データの入手は継続するものの,別の側面からの分析アプローチを研究計画に加えることにした。地方財政学次年度に推進する研究は次の3点である。1.介護保険料設定や要介護認定についての自治体間相互連関の実証分析を行う。特に,その市町村の財政状況や政治的要素,地域間格差是正を目的とした国からの財政移転が,市町村の行動に与える影響について考察する。2.介護給付費負担および保険料負担の地域間格差の推移について,要素分解を試みることで介護サービス別での平準化の動向を明らかにする。3.介護段階別の給付費の動向を考察する中で,介護サービス事業者の競争関係を整理することの重要性が認識された。そこで,混合寡占市場分析を応用し経営主体の異なる事業者間での競争戦略と公的機関の品質チェックや介護報酬設定といった市場介入の効果について考察する。本分析が,上記の「現在までの達成度」で触れた別側面からの分析アプローチである。得られた研究成果については,26年度と同様に研究会等での発表を通じて成果の精錬に努め,国内外の学会において報告し,国内外の専門雑誌に投稿していく。また,27年度は本研究の最終年度であるため,国内外の研究者を招聘し国際ワークショップを開催する。そこでの研究発表と研究者間の交流を通じて,地方財政研究および介護保険財政研究の学術的発展への貢献を図る。国際学会での報告を希望していた論文がリジェクトされたために繰り越し経費が発生した。これは,当初の25年度の研究計画にあった「財政移転や高齢者の政治的圧力を考慮した上での保険料設定における相互連関の分析」である。これについては,研究会での発表時に受けた指摘等を踏まえて実証モデルを改良中である。計画にあったもう一つのテーマ(格差指標による規模別の収束状況)については,計画通りに進行中である。
繊維状物質(石綿代替繊維)の生体影響予測に関する実験室内評価方法の開発

肺胞マクロファージを低濃度(12.5mug/ml)の鉱物繊維で一次刺激を行った後、惹起因子としてLPS(lipopolysaccharide)を与えて出現するTNF産生に及ぼすプライミング効果について、鉱物繊維の種類間で比較検討した。まず、9周令Wistar系ラット(雄)を気管支肺胞洗浄し、肺胞マクロファージを採取して濃度調整(5×10^5cells/ml)し、5種類の人造鉱物繊維と5種類の天然鉱物繊維(12.5mug/ml)をin vitroにて暴露した。24時間培養した後、LPSを加えてさらに24時間培養し、遠沈後上清を採取して冷凍保存した(-40°C)。この上清につき、L929腫瘍細胞を用いるバイオアッセイ法によりTNF活性を測定した。繊維の暴露がないコントロール(NO)と比べて、すべての繊維状物質で有意(p<0.05,p<0.01)に高いプライミング効果がみられた。人造鉱物繊維では、グラスファイバー(GF)とチタン酸カリウムファイバー(KF)が硫酸マグネシウム繊維(ML,MS)に比べて有意(p<0.01)に高く、天然鉱物繊維では、クリソタイル(CH)及びアンソフィライト(AN)がエリオナイト(ER)に比べそれぞれ有意(p<0.01,p<0.05)高い傾向を示した。50mug/mlの繊維濃度の結果と比べてみると、KFとAMでプライミング効果が出現すること及びCHが高い傾向を示したこと以外は、ほぼ同様の傾向が確認された。In vitroにおいて、KF、GFおよびCFは、天然鉱物繊維に匹敵するLPS刺激TNF産生に及ぼすプライミング効果があると考えられる。また、これらの繊維に共通した特性としてzeta電位が低いことが挙げられるが、これが本効果をもたらす原因となったかどうかを判断することは今回の結果からだけでは困難であると思われる。LPSはグラム陰性細菌の外膜の構成成分として常時体内に存在しており、この刺激によるプライミング効果は感染に対する炎症作用を増強させるため、この効果の有無を確認する本in vitro系は、in vivo実験系への前階段でのスクリーニングシステムの一つとして有用であることが示唆された。
蝸牛細胞のミトコンドリア機能障害において細胞骨格が果たす役割の解明

蝸牛培養細胞株(HEI-OC1)において、ミトコンドリアの動的及び静的な評価として主に下記を行った。ミトコンドリア障害モデルでの評価も同様に行った。1)ミトコンドリアの動きをOpenCVを使用して特徴点抽出及びoptical flowを算出し連続追跡を行い、拡散係数等を算出し、細胞骨格阻害薬に曝露した上で同係数等を算出し、ミトコンドリアの動的評価を行った。基本的には阻害剤によって拡散係数が減少する傾向にあったが、薬剤により上昇する結果も得られている。2)膜電位に異常を認めない活動性ミトコンドリアに蓄積する細胞浸透性の蛍光色素であるTMRE (tetramethylrhodamine ethyl ester)及びJC-1にて染色し、蛍光プレートリーダ及び蛍光顕微鏡により蛍光強度を計測することで膜電位を評価した。条件によって膜電位の変化が異なる結果が多かった。3)電子顕微鏡において、ミトコンドリアの形態の評価を行った。画像の評価としては、従来の形態学的な評価に加え、機械学習によってミトコンドリアの特徴部分を学習させ、自動的に画像上の細胞内のミトコンドリアの部分を判定させて面積を計測するプログラムを使用し、細胞内のミトコンドリアの面積の評価についても併せて行った。4)ミトコンドリア障害モデルでの細胞数の評価を行った。これらの結果は、培養状況及び条件によって結果に変動がみられたため、今後さらに実験を進める予定である。細胞株の培養状況により、結果の変動がみられており、安定した結果を得られるまでに予想より時間がかかっているため。細胞株の培養状況により結果にかなり変動が見られることが分かったため、回数を増やして行うことを予定している。ミトコンドリア呼吸鎖能の評価としてフラックスアナライザを使用した方法を今回行っていないため、併せて予定している。異動にともない、必要な研究機器に差異が生じたため。