hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微生物の線溶酵素の検索と食品への利用

本研究は、担子菌(きのこ)を用いた新しい健康・機能性食品の開発を目的として、血液関連生理活性物質のスクリーニングを行った。担子菌はその菌糸体の液体培養を、2%モルツ培地で、25°C、2-3週間、振とうを行った。液体培養中の線溶活性は人工血栓(フィブリン平板)溶解法で測定し、抗トロンビン活性は血液凝固装置を用いるトロンビン時間(TT)から求めた。その結果、強力な線溶活性が、栽培種および野生種のタモギタケと野生種Tricholomasp.に見出された。両種の線溶酵素については、平成12年度において酵素の諸性質をしらべ両菌種ともセリン系プロテアーゼであることを明らかにし、また一方、野生種マスタケに強力な抗トロンビン活性を見出し本種の人工栽培の困難性の観点からブナシメジとの細胞融合の結果、乳酸脱水素酵素を指標にしたアイソザイムパターンで両親株と一致する融合株が得られた。これら線溶活性または抗トロンビン活性を示す担子菌を用いて食品への利用を試みた。担子菌の持つ酵素について、特にアルコール脱水素酵素、乳酸脱水素酵素、線溶酵素(プロテアーゼ)についてスクリーニングを行った結果、担子菌を用いての食品開発の可能性が見出された。米、麦、果汁、大豆、牛乳を食品素材としての食品の創製を試みた結果、従来知られているカビや酵母を全く用いないで、担子菌のみを用いるアルコール飲料(清酒、ビールおよびワイン)の製造を開発し、特許出願並びに成果の学術雑誌への報告を行った。製造されたアルコール飲料中には、線溶活性や抗トロンビン活性を示すものが見られ、また、また担子菌の生産する抗ガン物質であるβ-D-グルカンも含まれていることが判明した。更に、アルコール飲料のみならず、チーズ様食品の製造や味噌、納豆、パンの発酵においても担子菌の血栓溶解活性を持った食品の開発を行った。本研究は、血栓症に予防効果を示す機能性食品の関発を目的として、担子菌をはじめとする各種微生物の線溶酵素のスクリーニングを行った。食用として安全性の面から、発酵工業や発酵食品生産に用いられている細菌68菌株、酵母34菌株、カビ11菌株、担子菌19菌株をそのスクリーニングの対象とした。これら各種菌株は、主としてモルツ培地に培養して、集菌後、細胞破壊、遠心分離により得た上澄液を線溶酵索の検索に用いた。線溶活性は、フィプリン平板における溶解面積の測定から求めた。その結果、細菌では、Bacillus属のものが強力であった。この結果は、納豆菌について報告されていることと一致する。しかし、Bacterium属,Brevibacterium属やCorynebacterium属の細菌にもBacillus属のものと同様の強力な線溶活性がみられた。カビでは、Aspergillus属とRhizopus属のものに線溶活性がみられたが、その活性はBacillus属のものに比較して1/10程度であった。酵母における線溶活性は、Cryptococcus属のものが顕著であった。担子菌においては、試験した菌株のほとんどに線溶活性がみられた。その中でも、とくに強力な活性を示したものはPleurotus属のものであり、細菌のBacillus属の示す線溶活性と同等であった。試験に用いた担子菌には自然界から新たに分離した野生株も含まれ、その中には栽培種のものよりも強力な線溶活性を示すものがあった。

特にタモギタケの線溶活性は強力であったが、酵素の安定性(40°Cで失活)が難点であった。しかし、栽培種のエリンギや抗トロンビン活性をもつ野生株の担子菌に強力な線溶活性か見出され、血栓症予防を目的とする食品の開発利用研究が推進できることとなった。今後、担子菌の線溶酵素を対象とし、酵素の分離・精製により酵素の性質を知り、人工栽培の可能な担子菌との細胞融合をはかり、線溶活性をもつ食品の開発を研究計画の課題としたい。血栓症に予防効果を示す機能性食品の開発を目的として、きのこの内、担子菌に血栓溶解酵素の給源を求めた。担子菌はその菌糸体の液体培養を、2%モルツ培地(三角フラスコ)で、25°C、1-2週間、振とうを行った。液体培養中の線溶活性は人工血栓(フィブリン平板)溶解法で測定し、プロテアーゼ活性はカゼイン分解法より求めた。その結果、各種の担子菌について両活性をしらべた結果、栽培種および野生種のタモギタケと野生種のシメジの仲間(菌株No.W510)に、強力な両活性が認められた。両菌種ともセリン系プロテアーゼであり、酵素の分子量は、各々32,000、26,000であった。タモギタケの酵素は熱不安定であったが、野生株No.W510の酵素は60°Cまでは安定であった。野生株No.W510の酵素の特徴はエラスターゼ活性が強力で、作用pHは、10-11のアルカリ側にあった。また、N末端アミノ酸分析の結果、本酵素はStreptomyces griseusのprotease CおよびAcromo bacter lyticusのα-lytic proteaseに各々81%、66%の相同を示した。一方、マスタケの野生種(No.W8)は強力な抗トロンビン活性物質を生産する。野生種No.W8の人工栽培が困難なためブナシメジとの細胞融合の結果、乳酸脱水素酵素を指標にしたアイソザイムパターンで両親株と一致する融合株が得られた。得られた融古株には、トロンビン時間(TT)の顕著な増大に示される抗トロンビン活性をもつことがわかった。食品への応用の観点から、耐熱性の酵素の検索を行ったところ、タイ国産の担子菌やタイ国で採集した温泉水から分離した微生物(Bacillus属細菌)に線溶活性を示すものが得られた。今後は、上記記載の線溶活性を示す菌株について、米、麦、大豆、牛乳等各種食品素材を用いての食品の創製を試みる。本研究は、ビタミンやミネラル、食物繊維を豊富に含み、抗ガン作用や血栓症に対して予防効果を示す担子菌(きのこ)を用いた新しい健康・機能性食品の開発を目的として、血液関連生理活性物質のスクリーニングを行った。担子菌はその菌糸体の液体培養を、2%モルツ培地(三角フラスコ)で、25°C、2-3週間、振とうを行った。液体培養中の線溶活性は人工血栓(フィプリン平板)溶解法で測定し、抗トロンビン活性は血液凝固装置を用いるトロンビン時間(TT)から求めた。その結果、強力な線溶活性が、栽培種および野生種のタモギタケと野生種Tricholomasp.に見出された。両種の線溶酵素については、平成12年度において酵素の諸性質をしらべ両菌種ともセリン系プロテアーゼであることを明らかにし、また一方、野生種マスタケに強力な抗トロンビン活性を見出し本種の人工栽培の困難性の観点からブナシメジとの細胞融合の結果、乳酸脱水素酵棄を指標にしたアイソザイムパターンで両親株と一致する融合株が得られた。得られた融合株には、トロンビン時間(TT)の顕著な増大に示される抗トロンビン活性をもつことがわかった。
結核菌感染におけるTAB3の役割

結核菌による宿主免疫の回避機序を分子レベルで明らかにするため、結核菌が産生するエフェクタータンパク質Aに着目してその作用機序の解明に取り組んだ。まず、このタンパク質の宿主側標的分子を同定するために、Aをbaitとしたyeast two-hybrid screeningを行い会合分子を探索した。その結果、Aの新規結合分子として既知のミトコンドリア局在タンパク質を分離した(以後、この分子をEssential Regulator of Inflammation in Mitochondria, ERIMと呼ぶ)。自然免疫応答の制御におけるERIMの役割を明らかにするために、CRISPR/Cas9法を用いてERIM遺伝子を破壊したJ774.1マウスマクロファージ細胞株を2クローン樹立し、これらの細胞におけるIL-1bの産生をELISA法で調べたところ、ERIMはLPS + ATPおよびLPS + Nigericinで誘導されるIL-1bの産生に必須であることが明らかとなった。そこで、IL-1bの遺伝子発現をRT-qPCR法で調べた結果、LPS刺激で誘導されるIL-1bの発現量は、ERIM欠損細胞においてもJ774.1元株と同程度であった。以上のことから、ERIMはIL-1b産生制御において、転写因子NF-kBの活性化を誘導する"Priming"の経路には関与せず、NLRP3インフラマソームの活性化を誘導する"Activation"の経路で必須の役割を果たすことが示唆された。一方で、LPS + Poly dA:dT刺激を与えた場合は、ERIM欠損細胞においても元株と同レベルのIL-1b産生が認められたため、ERIMはAIM2インフラマソームの活性化には関与しないと結論づけた。結核菌が産生するエフェクター分子の一つで炎症抑制作用を持つAと会合する宿主ミトコンドリアタンパク質(ERIM)を世界で初めて同定した。ERIMタンパク自身は既知の分子であるが、IL-1b産生への関与はこれまで全く報告がない。本研究では、ERIM遺伝子欠損マクロファージ細胞株を独自に樹立し、細胞内在性ERIMがIL-1b産生に必須の役割を果たすことを見出した。ERIMの作用機序として、IL-1bのmRNA発現誘導には全く関係せず、NLRP3インフラマソームの活性化に必須であること、AIM2インフラマソームの活性化には関与しないことまで突き止めた。さらに、ERIMコンディショナルノックアウトマウスを樹立した海外の研究室との間で共同研究を行うことで合意し、当該研究室からERIM-floxマウスを譲り受け、申請者の所属施設で飼育中のCreマウスとの交配を始めている。今後はERIMの作用機序を詳細に明らかにする。ERIMはミトコンドリア局在タンパク質であるため、ERIM欠損細胞におけるミトコンドリア電子伝達系の活性およびATP産生量を元株と比較する。さらに、結核菌エフェクターAを安定発現するJ774.1マクロファージ細胞株を樹立し、Aの単独発現がERIM欠損と同じ効果をもたらすかについて、IL-1bの産生、IL-1bのmRNA発現、NLRP3インフラマソームの活性化、電子伝達系の活性等を指標に検証する。またAのプロテアーゼ活性喪失型変異体を用いて、同様の解析を行う。これらと平行して、ERIMコンディショナルノックアウトマウスから骨髄由来マクロファージ(BMDM)を調製してin vitroでの解析を進める他、BCG感染実験も行い、A-ERIM相互作用が結核菌に対する生体防御応答にどのように寄与するか明らかにする。

本研究では、ERIM遺伝子欠損マクロファージ細胞株を独自に樹立し、細胞内在性ERIMがIL-1b産生に必須の役割を果たすことを見出した。ERIMの作用機序として、IL-1bのmRNA発現誘導には全く関係せず、NLRP3インフラマソームの活性化に必須であること、AIM2インフラマソームの活性化には関与しないことまで突き止めた。さらに、ERIMコンディショナルノックアウトマウスを樹立した海外の研究室との間で共同研究を行うことで合意し、当該研究室からERIM-floxマウスを譲り受け、申請者の所属施設で飼育中のCreマウスとの交配を始めている。今後はERIMの作用機序を詳細に明らかにする。ERIMはミトコンドリア局在タンパク質であるため、ERIM欠損細胞におけるミトコンドリア電子伝達系の活性およびATP産生量を元株と比較する。さらに、結核菌エフェクターAを安定発現するJ774.1マクロファージ細胞株を樹立し、Aの単独発現がERIM欠損と同じ効果をもたらすかについて、IL-1bの産生、IL-1bのmRNA発現、NLRP3インフラマソームの活性化、電子伝達系の活性等を指標に検証する。またAのプロテアーゼ活性喪失型変異体を用いて、同様の解析を行う。これらと平行して、ERIMコンディショナルノックアウトマウスから骨髄由来マクロファージ(BMDM)を調製してin vitroでの解析を進める他、BCG感染実験も行い、A-ERIM相互作用が結核菌に対する生体防御応答にどのように寄与するか明らかにする。
超新星残骸と星周物質の相互作用によるX線・ガンマ線放射

1.超新星爆発前の星の進化のモデルを計算し,質量放出の推定,リング形成の可能性の検討をおこなった。特に,星の回転が直接的にリングを形成する原因となり得る条件を導いた。また,星風の非球対称性にどの程度のものが期待できるかを推定した。さらに,UVや宇宙望遠鏡の観測デ-タとから,星周物質の現実的なモデルを設定した。2.超新星爆発の流体力学的モデルと上述の星周物質のモデルとから,超新星残骸と星周物質の衝突の流体力学的計算をおこなった。衝突に伴う衝撃波の伝播の計算から求められた密度と温度の分布から,放射されるX線の光度曲線とスペクトルを計算した。その結果,リングからのX線が最も強く,今後のX線天文衛星で観測可能であることが分かった。上記の過程を2次元の流体力学の問題として解くためにSPH法という,数値計算コ-ドを特に開発した。3.パルサ-の活動度と中性子星の冷却度の推定を行った。そのために,パルサ-や中性子星表面からの放射と周囲の物質との相互作用のモンテカルロ・シミュレ-ションをおこない,光度曲線を予測した。とくに爆発物質が塊状になっていること,また,ダストが形成されていることを考慮したシミュレ-ションをおこなった。将来のX線観測で,中性子星の表面温度が測定可能であり,パイオン凝縮の可能性が判定できることを示した。4.パルサ-の貢献度との比較の意味で, ^<57>Coや^<44>Tiの崩壊に起因するX線・可視光・赤外の光度曲線の計算を行い,その貢献度の上限を求めた。
間葉系幹細胞の生体内挙動解析に基づく機能増強型移植細胞の作製

間葉系幹細胞は成人の骨髄や脂肪から比較的容易に採取できる細胞であり、損傷部位に移植すると抗炎症作用や血管新生作用をもたらすことから、細胞移植治療の開発が進められている。しかしながら一方で、移植した間葉系幹細胞の生体内における正確な作用機序については解析が進んでおらず、治療効果の実体は未だ明確でない。そこで本研究では、下肢虚血モデルマウスを用いて、移植した間葉系幹細胞とレシピエント側の細胞の遺伝子発現を解析することにより、間葉系幹細胞の生体内挙動の全貌解明に挑戦する。
ミトコンドリア新生の促進因子のスクリーニングと細胞機能亢進の解析

ミトコンドリアの減少や機能低下は、生活習慣病をはじめとする様々な疾患の発症と関連している。よって、ミトコンドリアの増加と機能亢進を誘導する化合物は、ミトコンドリア関連疾患の治療や予防に貢献すると考えられる。本研究において、マウスの骨格筋細胞に数種の化合物がミトコンドリア増加を誘導することが判明した。また、化合物で処理した細胞は酸化ストレスに対する耐性を獲得しており、細胞機能を亢進させる作用があることが明らかとなった。これらの化合物は、将来的にミトコンドリアの量と機能を亢進させる機能性化合物として、国民の健康に大きく貢献する事が期待される。ミトコンドリアは細胞の代謝活性の鍵となる監視機関であるだけでなく、増殖、分化、アポトーシスなど多彩な細胞活動に関与するオルガネラである。従って、ミトコンドリアの数の減少および機能の低下は、糖尿病や動脈硬化症などの生活習慣病、パーキンソン病などの神経変性疾患、老化に伴い筋肉の量や機能が失われる加齢性筋肉減弱症(sarcopenia)など、様々な疾患の発症と増悪に関連している。逆に、ミトコンドリアの量が多く、機能が保持された細胞では、種々の刺激に対する保護効果が高いとされる。また、ミトコンドリアのエネルギー代謝機能(脂肪酸酸化、酸化的リン酸化)を亢進させることで生活習慣病をはじめとした様々なミトコンドリア関連疾患の予防および改善に有効であると考えられている。ミトコンドリアの新生(増加)には、持続的な運動などの環境因子が重要であることは以前より知られるが、詳細なメカニズムは未解決な点が多い。この研究では運動などの環境因子に代わるミトコンドリア増加因子として、どのような化合物が効果的であるかを明らかにするとともに、ミトコンドリアの新たな機能を明らかにすることで、様々な疾患に有効な薬物の開発に貢献することを目的としている。ミトコンドリアの数の増加には、さまざまな因子が関与するとされる。近年、ミトコンドリア増加に寄与することが話題となったresveratrolなどのポリフェノールは、活性酸素レベルを抑える抗酸化作用を有することもよく知られる。よって、ミトコンドリア増殖メカニズムにおいて、細胞内の酸化還元レベルも重要な因子の1つであると考えられる。細胞内の酸化還元レベルを調節するような低分子化合物を中心にミトコンドリア増加作用を示す化合物の探索を行っている。現在、有力な数種の候補について、遺伝子レベルおよびタンパク質レベルで解析を進めている。ミトコンドリアは、細胞の代謝活性の鍵となる監視機関であるだけでなく、増殖、分化、アポトーシスなど多彩な細胞活動に関与するオルガネラである。従って、ミトコンドリアの数の減少およびその機能の低下は、糖尿病や動脈硬化症などの生活習慣病、パーキンソン病などの神経変性疾患、老化に伴い筋肉の量や機能が失われる加齢性筋肉減弱症(Sarcopenia)など、様々な疾患の発症と増悪に関連している。この研究では運動などの環境因子に替わるミトコンドリア増加因子として、どのような化合物が効果的であるかを明らかにするとともに、ミトコンドリアの新たな機能を明らかにすることで、様々な疾患に有効な薬剤の開発を最終的な目的としている。H25年度は、ミトコンドリアの新生や機能亢進に寄与する低分子の機能性化合物を見いだす目的で、マウス筋芽細胞C2C12細胞を筋管細胞に分化誘導し、その分化した細胞に種々の低分子化合物を処理して、ミトコンドリア新生および機能亢進効果を解析した。その中で有力と思われる化合物については、各パラメーターに関して様々な解析法を行いてその有益性について精査した。従って、ミトコンドリアの不足および機能の低下は、糖尿病や動脈硬化症などの生活習慣病、パーキンソン病などの神経変性疾患、老化に伴い筋肉の量や機能が失われる加齢性筋肉減弱症(sarcopenia)など、様々な疾患の発症と増悪に関連している。

ミトコンドリアの新生(増加)には、持続的な運動などの環境因子が重要であることは以前より知られるが、詳細なメカニズムは未解決な点が多い。この研究では運動などの環境因子に代わるミトコンドリア増加因子として、どのような化合物が効果的であるかを明らかにするとともに、ミトコンドリアの新たな機能を明らかにすることで、様々な疾患に有効な薬物の開発に貢献することを目的としている。ミトコンドリアのエネルギー代謝など生体における酸素代謝にはヘムタンパク質と呼ばれる鉄ポルフィリン錯体(ヘム)を含むタンパク質が関与している。そのヘム合成には初期代謝物としてミトコンドリアで5-アミノレブリン酸が生成される。これは、細胞質で代謝されたのち、ミトコンドリアに輸送されてプロトポルフィリンIXに代謝され、最終的に鉄イオンが配位してヘムとなる。アミノレブリン酸は外から投与しても細胞内に取り込まれヘム合成に利用される。結果として、ヘムタンパク質合成の亢進とともにミトコンドリア量の増加とエネルギー代謝の向上が期待され、現在その有用性を精査している。これまで、ミトコンドリア増加作用を示す化合物を見いだすために、さまざまな化合物についてスクリーニング解析を行ってきたが高い効果を示す化合物を見いだすことが困難であった。現在、様々な低分子量の化合物、特に酸化還元レベルを調節する化合物や生体成分について検討している段階である。有力な化合物がいくつか候補としてあがっており、それらの生理活性を詳細に検討することが必要である。現在、様々な化合物および環境因子について細胞内のミトコンドリア新生に対する影響を検討している段階である。いくつか候補化合物は挙がっているが、それらの効果を様々な解析法により詳細に検討する必要が残っている。これまでの研究結果をもとに、細胞内ミトコンドリア量を増加させる可能性のあるいくつかの有力な低分子量生理活性物質について焦点を絞って解析する。原則として、培養細胞実験系を用いて、その有効性を分子生物学的・生化学的手法を駆使して様々な角度から解析を行い、それら化合物の効果を明確にする。細胞内ミトコンドリア量を増加させる低分子生理活性物質もしくは環境因子についてスクリーニングし、効果が認められる化合物などに対してはさらに精査し、その有効性を分子生物学的手法により解析する。これまでに得られた実験結果をもとに、出来る限り研究計画に沿って実験を進める。良好な成果が得られた場合もしくはその逆の場合は、他の実験材料および方法などにも配慮して研究を進めていき、その成果を発表する。なお、次年度使用額の研究費については、本研究がスクリーニングを主体とするため、試験する化合物等を最小単位で購入することやキャンペーン価格での購入により生じた。前年度からの繰越金が生じたが、これは化合物のスクリーニングを中心に研究を進めているため、試験する化合物を最小単位で購入したり、キャンペーン価格を利用することで生じた。テストした化合物の中に有用なものが明らかになれば、今後の研究の中で大量に購入する必要が出てくる。よって、繰越金を含めた研究費は、原則としてこれまでに得られた実験結果を含め、研究計画に沿った実験を進めるために使用する。
肝炎ウイルス感染時の宿主自然免疫応答機構とウイルスによるその阻害機構の解明

本検討では、臨床検体を用いた解析により、以前に明らかにしたC型肝炎ウイルスのNS4B蛋白によるinterferon (IFN)抑制作用がIFN治療効果と関連する可能性がある事を示した。一方、B型肝炎ウイルス(HBV)感染時の自然免疫応答にはRIG-I経路が関与していること、またIFN投与時に誘導されるInterferon Stimulated GenesはHBV存在下で抑制されることを示した。以上の成果は、HBV、HCVの持続感染成立機序やIFN治療抵抗性機序の解明に有用な知見と考えらえる。研究代表者は、1以前に明らかにしたC型肝炎ウイルス(HCV)による宿主自然免疫応答の阻害機構に関する知見を発展させ、詳細な解析を進めることで、この機構がIFN治療効果に与える影響を解析する事、21の戦略を応用し、B型肝炎ウイルス(HBV)による自然免疫阻害機構を解析する事、により、肝炎ウイルスの持続感染のメカニズムの一端を明らかにすることを目的として研究を行い、以下の実績を得た。1. IFNβ, IL28B誘導抑制に関わるNS4Bの機能ドメイン解析:promoter assayにより、HCV-NS4BのN末端側がIFNβだけでなくIL28Bのpromoter活性の抑制にも重要である事を見出した。一方、IL28B promoterに関してはSNPの違いによる差は明らかでなかった。アラニンスキャンによる検討から、NS4B蛋白の24-27番目アミノ酸を含む領域がこの機能に関わる重要なドメインである事を示した。3. HBVによる自然免疫阻害機構の解析:HBVの1.24倍長プラスミドを導入した細胞において、IFNα処理時のISGや自然免疫関連分子の発現とその変化を定量PCRやウェスタンブロットにより評価した。その結果、HBVプラスミド導入時と非導入時で複数の分子の発現に差を認める事が明らかとなった。1. IFN-βおよびIL28B(IFN-λ3)誘導抑制に関わるNS4Bの機能ドメイン解析、に関しては当初の計画通り研究を進めることができ、一定の成果を得ることができた。すなわちHCV-NS4B蛋白のIFN-β、IFN-λ3の誘導抑制機能を担うドメインの一部として、N末端側の4アミノ酸という狭い領域を同定する事ができた。今後、HCV感染患者血清等の臨床検体を用いて、ウイルスのアミノ酸変異とIFN治療効果との関連を検討することにより、本研究で同定したNS4Bの機能ドメインの臨床病態学的な意義を明らかにすることができ得るものであり、重要な知見と考えられる。2. HBV感染時のpattern recognition receptors (PRRs)を介した自然免疫応答機構の解明、に関しては解析を進める上で鍵となるHBVの効率よい感染に必要な条件を検討中であり、準備が整い次第PRRの発現によるHBV複製増殖への影響に関する解析を進めることができる状態である。並行して、当初平成28年度に計画していた。HBVによる自然免疫阻害機構の解析、を一部平成27年度に計画を早めて行った。これらの解析により、IFN処理による複数の自然免疫関連分子の発現変動が、HBV導入時と非導入時で異なる事が示され、HBV感染時の臨床学的病態やIFN治療時の臨床経過に関連する可能性が考えられた。詳細な解析を進めることで、HBVの持続感染や治療効果を規定する因子に関わる要因とそのメカニズムの一端を明らかにしうると考えられる。以上のように、研究計画はおおむね順調に進展しているものと思われる。研究代表者らは、これまで明らかにしてきたC型肝炎ウイルス(HCV)による宿主自然免疫応答の阻害機構がIFN治療効果に与える影響を解析する事を目的とした。また、B型肝炎ウイルス(HBV)による自然免疫阻害機構を解析することより、HBVの持続感染のメカニズムの一端を明らかにすることを目的として研究を行い、以下の実績を得た。1. HCV-NS4Bによる宿主自然免疫応答の阻害機構とIFN治療に与える影響についての解析:promoter assayによる検討の結果、HCV-NS4BのN末端側がIL28B(IFN-λ3)抑制作用にも重要である事を見出した。IL28B promoterのSNPの違いによる差は明らかでなかった。アラニンスキャンによる検討から、NS4B蛋白の24-27番目アミノ酸領域を含む複数のアミノ酸がこの機能に関わる重要なドメインである事を示した。以上の結果を踏まえ、IFN感受性であるIL28B majorSNPを有するがpeg-IFN/RBV療法が無効であった症例の血清よりHCV RNAを抽出しNS4B領域の塩基配列を同定した。塩基配列が同定できた3例についてはNS4BのN末端側(1-84アミノ酸領域)にアミノ酸変異を認め、この領域のアミノ酸変異がIFN治療効果に関わる可能性が示唆された。1. HCVが自然免疫機構に与える影響についての解析:これまでの検討から、HCV-NS4BのN末端側にIFN誘導抑制作用を担うドメインの一部を同定した。

そこで当初の計画通り、HCV感染患者血清等の臨床検体を用いて、ウイルスのシークエンス解析を行うことにより、NS4Bの変異がIFN治療効果に及ぼす影響について臨床病態学的解析を行っていく。これにより、本研究で明らかにしたNS4BによるIFN抑制作用の臨床病態学的意義の解明を試みる。2. HBVと自然免疫機構の関連、HBVが自然免疫機構に与える影響についての解析:これまでの検討から、HBVの存在によりIFNα処理時の自然免疫関連分子の発現が変化する事が示唆された。そこで当初の計画通り、前年度行った研究を発展的に実施、継続していく。すなわち、HBVプラスミドの強制発現によって得られた結果について、HBVの感染系での検証を進める。また、網羅的な解析としてmicro array等の手法も用いて、HBV感染時、特にIFN処理時の遺伝子発現の変動に大きな差を認めるような分子を探索する。これらの解析により、期待するような分子が探索された場合には、探索された分子とウイルス分子との分子間相互作用の解析やそれぞれの分子の局在の検討など詳細な解析を行う。更に、HBV感染後の臨床経過にはgenotypeによる違いが報告されており、そのメカニズムの解明は治療法を検討していく上で重要な知見となり得る。そこで、当初の計画に加えて、前述したような解析を、異なるgenotypeのHBVプラスミド(genotype A, B, C)を用いて行い、その差異が生じるメカニズムの解析を試みる。これらの検討から、自然免疫応答阻害に関わるウイルス蛋白とこれが標的とする自然免疫系分子が同定できれば、同定した分子の肝生検組織における局在や血清中の動態に関する解析も検討する。ウイルス性肝炎試薬等が計画当初より廉価で購入可能であったため。検討する数・種類を拡大して解析を行うため、試薬を増量して購入する予定である。
モノユビキチン化53BP1による非相同末端結合修復制御機構の解明

我々はRad18が、53BP1と同様に、細胞へのX線照射に反応してDNA二重鎖切断(DNA double-strand break:DSB)部位に集積しフォーカスを形成することを見出した。X線によるRad18のフォーカス形成はG1期細胞においてのみ53BP1依存性であり、さらにRad18と53BP1との結合依存性であった。Rad18は、in vitroで53BP1の1268番目のリジン残基をモノユビキチン化し、さらに、Rad18は53BP1のモノユビキチン化を介して53BP1のフォーカスを安定化させた。53BP1およびRad18は、G0-G1期細胞に発生したDSBの修復を亢進させた。Rad18によるDSB修復の亢進には53BP1とRad18の結合、Rad18による53BP1のモノユビキチン化が必要であった。以上より、G0-G1期細胞においてRad18は、53BP1との結合を介してDSB部位に集積し、その後53BP1をモノユビキチン化することにより53BP1のDSB部位でのクロマチン結合を安定化させ、その結果53BP1によるDSBの修復を亢進させることが示唆された。53BP1はDNA二重鎖切断部位に速やかに集積しフォーカスを形成する。我々は、ニワトリDT40細胞を用いた遺伝学的解析から、53BP1が概知のKu70/80/DNA-PKcs経路、ATM/Artemis経路とは異なる経路で、非相同末端結合修復に関与していることを報告した。さらに、損傷乗り越えDNA複製に関与するE3ユビキチンリガーゼRAD18が、53BP1と同じようにDNA二重鎖切断部位に集積しフォーカスを形成することを見出した。Rad18のフォーカス形成は53BP1依存性であり、53BP1とRAD18は免疫沈降で共沈した。53BP1は、53BP1のフォーカス形成に必要な領域であるKBDドメインを介して、Rad18のZinc fingerドメインとin vitroで直接結合した。さらに、53BP1はin vitroでRad18依存性にモノユビキチン化された。Zincfingerドメインに変異を持つRad18(Rad18C207F)は、フォーカス形成能力、53BP1との結合能力を失い、同時に53BP1をモノユビキチン化する能力も失った。Rad18遺伝子欠損DT40細胞がG1期にX線感受性が亢進することから、Rad18もDNA二重鎖切断の非相同末端結合修復に関与することが示唆された。遺伝学的解析から、G1期のX線感受性においてRad18は53BP1とエピスタティックであった。さらに、Rad18遺伝子欠損細胞にRad18C207Fを発現させても、G1期のX線感受性は回復しなかった。以上より、Rad18は、損傷乗り越えDNA複製に関与するのみならず、53BP1依存性非相同末端結合修復経路でも機能することが示唆された。53BP1は、既知のKu70/80/DNA-PKcs経路、ATM/Artemis経路とは異なる経路で、G1期細胞の非相同末端結合修復に関与している。昨年度、E3ユビキチンリガーゼRAD18がG1期にのみ53BP1依存的にDNA二重鎖切断部位に集積することを見出した。遺伝学的解析から、Rad18はG1期細胞で53BP1の関与する修復経路で機能していることが示唆された。さらにRad18による、53BP1の1268番目のリジン残基のモノユビキチン化が、53BP1のDNA二重鎖切断修復活性調節に重要であることが分かった。Rad18遺伝子欠損細胞は、G1期にX線感受性が亢進するのに対して、紫外線に対してはS期に感受性が亢進した。このことから、Rad18は、異なったDNA損傷に対してG1期とS期で異なった機能を発揮していることが考えられた。そこで本年度は、DNA損傷発生時のRad18複合体が、異なったDNA損傷、異なった細胞周期でどのように変化するかを明らかにすることとした。HeLa細胞を用いてFlag-HAタグ付きRad18を恒常的に発現する細胞株を樹立した。

細胞周期同調後に、X線あるいは紫外線照射し、その後Rad18複合体を免疫沈降で回収した。G1期にX線照射した細胞と、S期に紫外線照射した細胞とで、Rad18結合蛋白質のパターンが異なっていることが確認された。現在、いくつかのRad18結合タンパク質の同定を試みている。53BP1は、既知のKu70/80/DNA-PKcs経路、ATM/Artemis経路とは異なる経路で、G1期細胞の非相同末端結合修復に関与している。昨年度までに我々は、E3ユビキチンリガーゼRAD18が、G1期にのみ53BP1依存的にDNA二重鎖切断部位に集積すること、その後Rad18が53BP1の1268番目のリジン残基をモノユビキチン化することにより、53BP1のDNA二重鎖切断修復活性を調節していることを示した。一方、DNA二重鎖切断の修復において、切断端が近接した部位に保持されること(synapsis機構)の重要性が認識され始めている。synapsis機構の破綻は、異なった染色体間の断端-断端結合をもたらすと考えられている。最近、53BP1がこのDNA二重鎖切断端のsynapsis機構に関与していることを示唆する報告がなされている。そこで、本年度は、染色体転座の発現頻度を指標に53BP1によるDNA二重鎖切断端のsynapsis機構が、Rad18による53BP1のモノユビキチン化により制御されているか否かを明らかにすることとした。53BP1-/-マウス胎児線維芽細胞、Rad18-/-マウス胎児線維芽細胞にSV40 large T抗原を導入し、不死化細胞を作製した。今後、これらの細胞に様々な変異型53BP1、変異型Rad18を発現させて、染色体転座の発現頻度を調べる予定である。
発生におけるミッドカインの作用機構

今年度、我々は個体発生におけるヘパリン結合性成長因子、ミッドカインMKの作用機構を解明する目的で、以下の3点に焦点を絞って研究を進めた。1. TGF-betaスーパーファミリーとMKの相互作用:アフリカツメガエルに初期胚への注入実験で、MKとアクチビンが共同して頭部神経組織をつくること、その際アクチビンの中胚葉誘導作用がMKによって抑制されることを明らかにした。さらにBMPの細胞内シグナル伝達の担い手であるSmad1とMKの同時注入ではBMP/Smad1による中胚葉誘導がMKによって抑制されるが神経組織誘導は起こらなかった。以上の結果はTGF-betaスーパーファミリーとMKの間にクロストークの機構がある可能性を提示したと言える。2. MKノックアウトマウスの神経発達の解析:MKノックアウトマウスは、胎生期発達や生殖能に障害はなかったが、出生後海馬の歯状回の発達が一過性に遅滞することが組織化学的に判明した。一方、短期記憶や情動の障害が、生後4週でMKノックアウトマウスでみられた。さらに、出生後中枢神経においてMKは歯状回で特異的に発現することがわかった。以上のことは、MKが海馬歯状回の発達に重要な役割を担っている可能性を示唆する。3. MK受容体の解析:細胞膜上のMK結合蛋白として400kDaを越える高分子量蛋白を見いだした。この蛋白は固相化されたMKと結合し、ヨードラベルされたMKとクロスリンクされる。現在この分子のクローニングを準備しているが、このことによりMKの作用機構の解明は飛躍的に進歩すると期待される。
東日本大震災の被災看護師を対象としたメンタルヘルスについての縦断追跡研究

本研究では災害後における被災地の看護師への支援方法を検討するために、東日本大震災の被災地の看護師を対象にした精神健康調査を行った。調査時期は震災から3033か月後と4145か月後であり、調査方法は自記入式アンケート調査であった。調査結果より、全体的な精神健康度は改善傾向にあるが、ハイリスク者には入れ替わりがあることが明らかになった。要因の検討から、震災時の自責感を感じていることがPTSDと抑うつの両方の回復を阻害することに関連していた。本研究は、東日本大震災において被災した看護師を対象としたメンタルヘルスの縦断的調査である。東日本大震災から約1年後の時点で収集した横断調査(高橋葉子:平成24年度科学研究費補助金、挑戦的萌芽研究)を縦断調査に発展させ、震災から2年後と3年後の時点で、震災当時宮城県沿岸部の病院に勤務していた看護師(震災後病院の被災で職場変更している者も含む)のメンタルヘルスの実態を明らかにすることを目的とする。平成25年度は、震災から約2年半後の時点で、平成24年度にメンタルヘルス調査を行った看護師437名に対して、質問紙調査を実施した。主な質問項目としては、基本属性、個人的被災の程度、震災時の体験、PTSD症状を測定するPCL日本語版、うつ病症状を測定するPHQ-9日本語版、職業性ストレス簡易調査票とした。その結果、被災地看護師全体の傾向としては、PTSD症状に関しては、平均値およびハイリスク者の割合は下がっている傾向にあった。しかし、うつ病症状に関しては横ばいであった。また、縦断でみると、ハイリスクのまま経過している者、新たにハイリスクとなる者が存在することが明らかになった。さらに、職場が津波被害で全壊した看護師の方が、職場が津波被害を受けなかった看護師に比べて、長期にわたって心理的影響を受けていることがうかがわれた。現在、精神的健康度に影響している要因を分析中である。以上の調査結果に関しては、被災地の看護管理者にフィードバックを行い、メンタルヘルス対策についての話し合いをもった。また、途中経過を2014年度の学会で報告予定である。本研究の目的は、東日本大震災において被災した看護師を対象としたメンタルヘルスの縦断的調査である。東日本大震災から約1年後の横断調査(高橋葉子:平成24年度科学研究費補助金、挑戦的萌芽)を縦断調査に発展させ、震災から2年後と3年後の時点で、震災当時宮城県沿岸部の病院に勤務していた看護師のメンタルヘルスの実態を明らかにすることを目的としている。平成26年度は、震災から約3年半の時点で、平成24年度に調査を行った沿岸部の病院看護師約500名に対して質問紙調査を行った。そのうち、平成24年度調査参加者からの回答で連結可能なものは約300であった。主な質問項目としては、基本属性、個人的被災の程度、ソーシャルサポート、PTSD症状を測定するPCL日本語版、うつ病症状を測定するPHQ-9日本語版とした。その結果、平成24年度から比較すると、PTSDおよびうつ病症状の各平均値およびハイリスク者の割合は減少傾向であることが明らかになった。一般化推定方程式(GEE)を使用して解釈した結果、PTSDの合計点の2地点の変化に関しては、平成26年度においてもなお震災時の自責感を感じている者、住民から非難を浴びて精神的につらい思いをしている者の方が、そうでない者と比較して合計点が増加する傾向が見られた。PTSDのリスクに関しても同様の結果が得られた。うつ病症状の合計点の2地点の変化に関しては、平成26年度においてもなお震災時の自責感を感じている者、平成24年度と比較し平成26年度の家族のサポート得点が下がった者の方が、そうでない者と比較して合計点が増加する傾向が見られた。うつ病リスクに関しては、平成26年度においてもなお震災時の自責感を感じている者、平成24年度と比較し平成26年度の上司のサポート得点が下がった者、被災の影響で仮の場所で臨床業務にあたっている者の方がリスクが上がる傾向が見られた。精神看護今年度は、東日本大震災から約1年後時点の横断調査と同じ対象者に対し、震災から2年半後のデータを取得することができた。そのことによって、PTSD症状および抑うつ症状の継時的変化およびハイリスク者の変化を明らかにすることができた。その結果、震災から2年間の被災地看護師のメンタルヘルスの動向が明らかになった。被災地看護師全体の傾向としては、PTSD症状に関しては、平均値およびハイリスク者の割合は下がっている傾向にあった。以上の結果を受けて、被災地の病院組織への継続的なメンタルヘルス支援を行っている。

また、今後の災害時のための支援者支援システムを検討する上でも貴重なデータを得ることができたと考えられる。本研究は、調査結果を現場に還元するとともに、将来的な災害対策にも活かしていくという、非常に意義のあるものになっていると考えられる。なお、対象組織の意向により、質問紙調査の時期が10月12月になった。そのことにより、予定では平成25年度にインタビュー調査も行う予定であったが、平成26年度に持ち越された。しかし、インタビュー時期がずれても研究全体には大きく影響しないと考えられるため、おおむね順調に進展していると判断した。平成26年度は、震災から約3年後時点における被災地看護師のメンタルヘルスの実態を明らかにし、震災から3年間の縦断調査をまとめることとする。方法としては、過去2回の調査と同じ対象者に質問紙調査を行う。主な尺度は今まで同様、PTSD症状を測定するPCL日本語版、うつ病症状を測定するPHQ-9日本語版、職業性ストレス簡易調査票を考えている。加えて、第1回目と第2回目のデータ解析を進め、その結果により、独立変数として加えるべき項目を検討する予定である。また、平成25年度に実行予定であったインタビュー調査を平成26年度に実施する。その上で、量的データと質的データを組み合わせた多角的な分析を行い、総合的な解釈を実施する予定である。なお、得られた結果については、この領域の最新の情報を得たうえで分析と解釈を行い、関係する学会などを通して公表する予定である。平成25年度にインタビュー調査を行い、テープ起こしで謝金が発生する予定だったが、インタビュー調査が次年度に変更になったため。平成26年度にインタビュー調査を行い、テープ起こしの謝金として使用する予定である。
1990年代以降のわが国人口の都心回帰現象と行政対応に関する研究

本研究は、東京の都心部を事例地域に、近年の都心人口の回復現象=都心回帰現象に関して(1)都心の人口構成の変化、(2)人口構成の変化に伴う公共サービスや対人社会サービスに対する需要の変化と行政対応、(3)それら行政需要への対応が自治体財政に及ぼす影響、の3点に関して実態を明らかにすることを課題とする。平成18年度は、上記の課題(3)を中心に調査・分析を実施した。1990年代中盤以降の特別区の財政状況を分析した結果、とくに大きな人口増加を経験した中央区、港区、江東区の財政状況には以下の特徴がみられた。まず、歳入に関しては、恒久的減税にもかかわらず増加傾向にあった。これは、人口増加、とくに比較的経済力のあるマンション取得層の増加による区税収入の増加によるものであった。対して歳出に関しては、その伸びが歳入のそれを下回る傾向が近年顕著であり、事業委託や指定管理者の拡大、PFIの活用、それらによる人員・費用削減の効果が出ていると考えられた。また、財政の好転により公債費の繰り上げ償還を行ったり、今後バブル期に建設された公共施設の補修・改修が必要になるため基金の積み上げが行われていた。都心部の人口回復により公共サービスの需給にアンバランスが生じ、江東区などでは児童・生徒の急増による学校の深刻な教室不足が発生している。このような問題に対して、学校選択制の導入や通学区域の弾力的設定による是正、サービス需要自体の抑制を図るためのマンション建設に関する条例が施行されるなどの方法を用いて対処されている。本研究の結果から指摘されることは、こうした方法の是非を評価する際には、自治体の全体的な財政状況のなかに位置付けて、さらに将来動向も加味した上での評価が必要とされることである。また、残された課題として、人口の減少局面に入った郊外自治体との比較研究の必要が指摘される。本研究は、東京の都心部を事例地域に、近年の都心人口の回復現象(都心回帰現象)に関して(1)都心の人口構成の変化、(2)人口構成の変化に伴う公共サービスや対人社会サービスに対する需要の変化と行政対応、(3)それら行政需要への対応が自治体財政に及ぼす影響、の3点に関して実態を明らかにすることを課題とする。平成16年度は、上記の課題(1)を中心に、GIS支援により1990年代後半の東京区部における人口回復現象に関して以下の分析を行った。都心部における人口増加町丁の特性:町丁目のスケールで、1990年代後半の人口増減と土地利用の変化、交通網整備による近接性の変化、地価の変動との関係を明らかにした。人口増加地区における人口構成の変化:国勢調査の小地域集計結果の分析を通じて、人口増加町丁における人口構成の変化を、年齢、居住する住宅、社会経済的属性に注目して明らかにした。以上の分析の結果からは、1990年代後半の東京都心部ではその南東から南西にかけて人口回復が著しいが、アフォーダビリティ(取得容易性)に関して多様な条件の住宅が供給されたため、特定の住民のみが都心居住を可能にしたわけではないことが示唆された。人口増加町丁における人口構成の変化をみても、人口回復に寄与した住民は、特定の町丁に対して選択的に転入した中にも、家族構成と社会階層に応じて居住地・住宅を分化させていると考えられる。その結果として、都心部の居住地構造にミクロスケールの量的・質的変化が生じており、短期間のうちにその異質性が高まったと結論づけられる。この異質性の高まりは都市社会の再編成をもたらすものと予想され、特に人口の急激な量的・質的変化は公共サービス・対人社会サービスの需要に急変をもたらすであろう。本研究は、東京の都心部を事例地域に、近年の都心人口の回復現象(都心回帰現象)に関して(1)都心の人口構成の変化、(2)人工構成の変化に伴う公共サービスや対人社会サービスに対する需要の変化と行政対応、(3)それらの行政需要への対応が自治体財政に及ぼす影響、の3点に関して実態を明らかにすることを課題とする。平成17年度は、上記の課題(2)を中心に、調査・資料収集を実施した。その結果、人工構成の変化に伴い行政需要が大きく変化した公的サービスとして、教育、保育、介護の各部門が明らかになった。前者のサービスは、とくに分譲マンションに入居した、夫婦と学齢期以下の子どもからなる世帯が人口回復に顕著に寄与した江東区において需給にアンバランスが生じており、特定地区の小学校で教室の不足が深刻化していた。これに対して自治体は、学校選択制の導入、通学区域の弾力的設定による是正を試みる一方、サービス需要自体の抑制を図るため、マンション建設計画の調整に関する条例を定めていた。介護サービスに関しては、民間の介護付き有料老人ホームの開設が高齢者の都心回帰を促す一方、介護保険給付が膨らむ懸念から、自治体がその抑制に取り組みはじめており、中央区などでは住民も介護保険料の高騰を理由に建設反対を展開していた。また、保育に関しては、中野区などでみられるように、保育所の民営化や指定管理者制度の適用により運営の民間委託が進められており、都心部に居住する子どもをもつ共稼ぎ世帯に対して、柔軟なサービスを提供することが民間のノウハウに期待されている一方、その背景には自治体雇用の保育士の定員削減問題が存在していた。以上のように、近年の都市人口の回復に伴う行政需要の変化に直面した自治体は、地方自治法の改正、規制緩和、民間の参入促進といった地方自治制度が変革されるなかで、さまざまな対策を講じている。このことと自治体の財政との関係を分析することが最終年度の課題である。

本研究は、東京の都心部を事例地域に、近年の都心人口の回復現象=都心回帰現象に関して(1)都心の人口構成の変化、(2)人口構成の変化に伴う公共サービスや対人社会サービスに対する需要の変化と行政対応、(3)それら行政需要への対応が自治体財政に及ぼす影響、の3点に関して実態を明らかにすることを課題とする。平成18年度は、上記の課題(3)を中心に調査・分析を実施した。1990年代中盤以降の特別区の財政状況を分析した結果、とくに大きな人口増加を経験した中央区、港区、江東区の財政状況には以下の特徴がみられた。まず、歳入に関しては、恒久的減税にもかかわらず増加傾向にあった。これは、人口増加、とくに比較的経済力のあるマンション取得層の増加による区税収入の増加によるものであった。対して歳出に関しては、その伸びが歳入のそれを下回る傾向が近年顕著であり、事業委託や指定管理者の拡大、PFIの活用、それらによる人員・費用削減の効果が出ていると考えられた。また、財政の好転により公債費の繰り上げ償還を行ったり、今後バブル期に建設された公共施設の補修・改修が必要になるため基金の積み上げが行われていた。都心部の人口回復により公共サービスの需給にアンバランスが生じ、江東区などでは児童・生徒の急増による学校の深刻な教室不足が発生している。このような問題に対して、学校選択制の導入や通学区域の弾力的設定による是正、サービス需要自体の抑制を図るためのマンション建設に関する条例が施行されるなどの方法を用いて対処されている。本研究の結果から指摘されることは、こうした方法の是非を評価する際には、自治体の全体的な財政状況のなかに位置付けて、さらに将来動向も加味した上での評価が必要とされることである。また、残された課題として、人口の減少局面に入った郊外自治体との比較研究の必要が指摘される。
高空間分解多次元磁気光学応答計測技術の開発

本研究の目的は、固体分光計測において高い空間分解能を有する走査型近接場光学顕微鏡(SNOM)の小型化を図り、外部装置との整合性を高め、空間的な多次元化を実現することである。本年度は、昨年度製作したSNOMを用いて、半導体量子ナノ構造の光学特性の取得と、その小型化を含めた多次元計測への応用を目標とした。半導体量子ナノ構造を調査する目的として、制御性の高い量子ドットを測定対象とした。量子ドットではキャリアの自由度が全方向に制限されるため、ナノ領域の光物性として特異な性質を示すことが知られている。量子ドットを光励起すると、キャリアはまずドットの閉じ込めに起因する離散状態に励起され、発光再結合準位へと緩和し発光する。さらに今回試料として用いている自己形成量子ドットでは、周囲の媒質を反映した多くの局在フォノンモードが存在し、その緩和スペクトルはドットのキャリア閉じ込めと周囲の格子状態を反映することになる。したがって個々のドットの共鳴エネルギーに対して、その発光分布像を得ることにより、その共鳴がどのようなフォノンと結合しているか決定することが可能となる。今回の測定結果では、バルクのフォノンモードと、局在フォノンモードの共鳴エネルギーに対してそれぞれ異なる発光分布像が観測された。このことは自己形成量子ドットにおけるキャリア-フォノン結合状態の違いを意味しており、ヘテロ界面の重要性を明らかにしたものである。したがって空間的な多次元計測を達成すれば、より詳細な物性が明らかになると考えられる。この目的のために、いくつかの装置要素に対して小型化と多機能化を試みた。具体的にはイナーシャルスライダーの小型化、高さ制御ピエゾの小型化、光学機器の低減を達成した。装置の小型化は、機械的な安定性も向上させるため、上記の結果をもとにしたフォノンイメージングへと発展させることが可能となる。本研究の目的は、固体分光計測において高い空間分解能を有する走査型近接場光学顕微鏡(SNOM)の小型化を図ることで、外部装置との整合性を高め、空間的な多次元化を実現することである。本年度は標準的なSNOMの製作と、その自動制御系の立ち上げを行った。分光計測を自動化するために、GPIBとADボードを用いることでSNOM走査系と励起分光系のコンピューター制御を実現した。製作したSNOMを評価するために、半導体量子ナノ構造を用いた分光計測を行った。SNOMにおいては個々のナノ構造を調査することが可能であり、閉じ込めを反映した狭い線幅をもつ発光が観測される。したがって発光スペクトルを利用することで、より精密な測定が可能となる。すなわち正確なエネルギーの物差しを用いて、ナノ構造の光学特性を詳細に調べることが可能となる。さらにSNOMによる分光イメージングでは、ナノ構造を通して周囲の局所的な光物性を検出することが可能となる。これは局所的なセンサー、いわばナノセンサーというべき役割をもつ。ここでは本年度研究成果である半導体量子ドット(QD)のフォノンイメージングの結果を簡潔に記す。QDの0次元性を利用することで、QDの周囲に熱浴として存在する格子場のイメージングが可能となる。QDのキャリアと光学フォノンの相互作用は、光学フォノンのエネルギー分散が小さいため、キャリアの緩和に大きな寄与は無いと考えられていた。しかしながら自己形成QDでは、その良質なへテロ界面の存在と、非常に大きな閉じ込めの存在のために、周囲にあるフォノンとの結合が強まる。この様子は近接場イメージングによって明らかとなる。結果から緩和エネルギー36meV付近に存在するすべてのQDが共鳴的に発光している様子が確認された。これはGaAs半導体の縦光学フォノンのエネルギーに相当し、この領域に存在するすべてのQDに対して共鳴していることからフォノンとキャリアの強い結合が示唆される。