hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
鎮痛薬感受性個人差におけるGIRKチャネル遺伝子多型の役割の解明

脳型GIRKチャネル遺伝子GIRK1GIRK3において同定された多型に関して関連解析を行ったところ、GIRK3におけるC1339T、C1781T及びC1817T多型が下顎形成外科手術後または開腹術後24時間のオピオイド鎮痛薬投与量との間に有意な関連を認めた。特に、C1781T及びC1817T多型に関しては、鎮痛薬感受性とmRNAの発現量が相関しており、GIRK3遺伝子発現が鎮痛効果に影響する可能性が示唆された。平成20年度は主に、サンプル収集及びGIRKチャネル遺伝子多型の包括的関連解析を進めた。15-60歳の外科患者のうち、下顎形成外科手術後において鎮痛薬を投与された術後疼痛治療患者を対象としてサンプル及び臨床データ収集を行ったが、本年度は臨床データとともに7080ほど収集され、既に所属先の東京都精神医学総合研究所に保管されているものと併せて合計270前後となった。ヒトにおける脳型GIRKチャネルのGIRK1GIRK3のサブユニットのうちまだ調べられていないGIRK1の遺伝子の全エキソン及びプロモーター領域、エキソンとイントロンの境界領域などに関してダイレクトシーケンスにより多型探索を行ったところ、プロモーター領域に4個、エキソン1に1個、またエキソン3に1個、合計6個の一塩基多型(SNP)を同定した。その後連鎖不平衡解析を行い、プロモーター領域の2個及びエキソン1の1個のSNPの間において絶対連鎖不平衡(D'=1,R^2=1)となっていることを認めた。ところが、これらのSNPはいずれも対立遺伝子頻度は56%程度以下で比較的低く、充分な統計的検出力を得られない可能性が高いため、関連解析は行わなかった。また、GIRK2におけるG-1250A及びA1032G多型に関してPCR-RFLP法により遺伝子型を決定し関連解析を行ったが、鎮痛薬感受性との間に有意な関連は認められなかった。一方、GIRK3のC-968G、C1339T、C1781T、C1817T、G2069Aの5SNPを対象としてPCR-RFLP法及びダイレクトシーケンスにより遺伝子型を決定し関連解析を行ったところ、非同義のC1339T多型が術中・術後の鎮痛薬総投与量との間に有意な関連を認めた。現段階ではその分子メカニズムは未解明であるが、GIRK3のC1339Tは鎮痛薬感受性のマーカー多型となる可能性が考えられた。平成21年度は主に、サンプル収集及びGIRKチャネル遺伝子多型の関連解析、またGIRKチャネル遺伝子多型が影響する機能の解析を進めた。15-60歳の外科患者のうち、下顎形成外科手術後において鎮痛薬を投与された術後疼痛治療患者を対象としてサンプル及び臨床データ収集を行ったが、本年度は臨床データとともに6080ほど収集され、既に所属先の東京都精神医学総合研究所に保管されているものと併せて合計340前後となった。ヒトにおける脳型GIRKチャネルのGIRK1GIRK3のサブユニットのうち、GIRK3遺伝子のC-968G、C1339T、C1781T、C1817T、G2069Aの5SNPを対象としてPCR-RFLP法及びダイレクトシーケンスにより遺伝子型を決定し、216人のサンプルに関して術後24時間における鎮痛薬(フェンタニル)投与必要量との関連を解析したところ、翻訳領域のC1339T及び非翻訳領域のC1781T多型が術後の鎮痛薬総投与量との間に有意な関連を認めた。一方、既に鎮痛薬感受性との関連が示されているGIRK2の翻訳領域の同義多型A1032Gに関して、遺伝子型特異的なmRNAの発現の多寡を比較した。具体的には、先行研究においてGIRK2のmRNAはヒトの脳での発現が示されていることから、この多型の遺伝子型がA/A、A/G、及びG/Gのヒトの脳組織より抽出されたRNAを脳バンクから収集し、リアルタイムPCRを用いてmRNAの発現を遺伝子型間で比較したところ、鎮痛薬感受性の低いA/Aの遺伝子型においては他の遺伝子型に比べて、mRNAの発現が有意に低かった。この遺伝子型の患者では、鎮痛作用発現において重要なGIRK2の発現量が低下することにより鎮痛作用が低下し、その結果鎮痛薬感受性が低下している可能性が示唆された。平成22年度は主に、サンプル収集及びGIRKチャネル遺伝子多型の関連解析、またGIRKチャネル遺伝子多型が影響する機能の解析を進めた。15-60歳の外科患者のうち、下顎形成外科手術後において鎮痛薬を投与された術後疼痛治療患者を対象としてサンプル及び臨床データ収集を行い、合計360症例以上を収集した。ヒトにおける脳型GIRKチャネルのGIRK1GIRK3のサブユニットのうち、GIRK

3遺伝子のC-968G、C1339T、C1781T、C1817T、G2069Aの5SNPを対象としてPCR-RFLP法及びダイレクトシーケンスにより遺伝子型を決定し、283人のサンプルに関して下顎形成外科手術後24時間における鎮痛薬投与必要量との関連を解析したところ、いずれのSNPにおいても有意な関連は認められなかった。一方、別に収集された、開腹術後において鎮痛薬を投与された術後疼痛治療患者112人のサンプルに関して解析したところ、非翻訳領域のC1781T及びC1817T多型が術後24時間の鎮痛薬総投与回数及び総投与量との間に有意な関連を認めた。これらのC1781T及びC1817T多型に関して、遺伝子型特異的なmRNAの発現の多寡を比較した。具体的には、この多型の遺伝子型がC/C、C/T、及びT/Tのヒトの脳組織より抽出されたRNAを脳バンクから収集し、リアルタイムPCRを用いてmRNAの発現を遺伝子型間で比較したところ、鎮痛薬感受性の低いC/Cの遺伝子型においては、C1781Tに関してはT/Tの遺伝子型と比べ、C1817Tに関してはC/T+T/Tの遺伝子型に比べて、mRNAの発現が有意に低かった。この遺伝子型の患者では、鎮痛作用発現において重要なGIRK3の発現量が低下することにより鎮痛作用が低下し、その結果鎮痛薬感受性が低下している可能性が示唆された。
第３次産業における承認のリテンションならびに生産性向上効果の実証研究

第3次産業における承認のリテンションならびに生産性向上の効果を明らかにするため、企業等を対象にヒアリング、アンケート調査などを実施した。その結果、管理職・上司などから部下に対する承認、すなわちほめたり、認めたりする行為によって、部下の自己効力感、内発的モチベーション、組織への帰属意識などが有意に高まることが明らかになった。また職場の空気がよくなり、社員の一体感が生まれるとともに、顧客との関係もよくなり、企業の成果にも好影響をもたらしたという報告もある。さらに第3次産業のなかでも業種や職種によって効果に差があることも示唆された。一方、承認が直接リテンションの抑制にどのような効果をもたらすかについては、現在も複数の事業所において研究を実施中である。研究成果の一部は、いくつかの研究会や学会などで口頭により報告している。また太田肇著『社員の潜在能力を引き出す経営』(中央経済社)、『最強のモチベーション術』(日本実業出版社)などにも発表している。さらに、最終的に研究成果がまとまり次第、別の出版社から著書として発表するほか、学会等でも報告する予定である。ただ「承認」はA・H・マズローのいう承認欲求に働きかけるものであり、ほめたり、認めたりする行為は承認の一部にすぎず、長期的なモチベーションや業績の向上については効果が限定される。また業種や職種によっては顕著な効果が見られない。これらの点については今後の研究課題として残されている。第一に、企業等におけるリテンション対策の現状を探るため、国内外の企業等に関する文献による調査、学会等における情報収集、ならびに訪問聞き取り調査を行った。文献研究については、書籍や専門誌に掲載された論文を対象に行い、同時にインターネットを利用して情報収集も行った。これらの活動については、現在も継続して行っている。学会等での情報収集については、複数の学会や研究会に参加して関連する報告を聴くとともに報告者に対して質問したり、ディスカッションに参加したりすることで貴重な知識や情報を獲得することができた。なお、この活動についても現在継続中である。訪問聞き取り調査については、とりわけ承認の実態を明らかにするため、訪問した企業等における表彰制度の導入・運用実態、社員を承認するマネジメントの現状等について詳しく聞き取りを行った。第二に、さまざまな機会を利用して企業に対し、承認の効果を明らかにする研究プロジェクトへの参加を募り、また関心を示した企業に対しては具体的な研究の内容や進め方、企業にとってのメリットなどを説明した。第三に、研究プロジェクトに参加を希望した企業等において、承認の効果を明らかにする研究プロジェクトを行った。現在の進捗状況として、すでに研究プロジェクトを終えた事業所、研究プロジェクトを進行中の事業所、ならびに研究プロジェクトへの参加を検討中の企業がある。以上によって、企業等におけるリテンション対策の現状についてはおおむね明らかになり、承認のもたらす効果についても一部の業種・職種では明らかになった。第三次産業における承認の効果を明らかにするため、定期刊行物や書籍、インターネットなどを使って、企業等において行われている上司が部下を、あるいは同僚同士がほめる取り組みの事例、承認のカードやメールによる承認、それに各種表彰制度の導入状況などを調査した。また海外の現地企業、および現地日本企業、ならびに国内の日本企業を訪問し、表彰やほめる取り組みなどを含む人事管理、モチベーション向上策の実施状況について聴き取り調査や観察調査を実施した。その結果、明らかになったのはつぎのことである。1.海外でもとくにアジア圏の企業は、第三次産業においても第二次産業と同様に従業員を承認する文化は根付いていない。それは現地に進出した日本企業においても同様である。たとえば日本国内で行われている「ほめる」取り組みや、同僚などに「サンクスカード」を贈ったり、メールで感謝を伝えたりするような取り組みはほとんど行われていない。ただ、ある日本企業では海外の進出先において、従業員同士がほめる取り組みを自主的に行っていて、それが従業員のモラールアップに寄与しているという報告があった。2.日本国内においては、社内に表彰制度を取り入れるケースが増えている。ただ表彰についてのノウハウやその効果を裏付けるデータがないので及び腰になったり、試行錯誤を続けたりしているケースが多い。その意味でも、承認の効果について実証データを蓄積する必要性が高い。3.ほめるカードやメールなども、近年になって取り入れる企業が増えている。定量的な裏付けはないものの、企業の実感としてはモラール向上や離職者の減少といった効果が表れているようである。国内外の企業において、ほめる効果を実証する研究を計画しているが、企業との間で計画にまではいたるものの、それ以降の段階で頓挫するケースが多い。これまでになかった現象であるが、原因としては国内外で個人情報に対する意識が高まり、企業がそれに対して過度に敏感になっていることと経費節減が厳しくなっていることが考えられる。個人情報問題に関する危惧を払拭することと、人的・金銭的負担を軽減する努力を続けたい。第三次産業における承認の効果を明らかにするため、雑誌や書籍、インターネットなどを使って、企業等において行われている承認の取り組み事例、承認のカードによる承認事例などを調査した。また海外における承認の実態を明らかにするため、海外企業および現地日本企業、ならびに国内の日本企業を訪問し、承認の実践を含む人事管理、モチベーション向上策について聴き取り調査や観察調査を実施した。1.国内企業では、社員を積極的に承認する事例が増えつつある。欧州など海外でも、同様の傾向が近年現れている。カードやメールを使って承認を行う企業も国内外でかなりたくさん存在することがわかった。2.国内では、社内に表彰制度を取り入れるケースが増えている。

ただ、その効果を裏付けるデータが存在しないため、エビデンスを求める企業が多い。3.とくに企業の関心が高いのは、社員の離職抑制である。必ずしも実証的な裏付けは存在しないものの、効果を裏付ける間接的なデータは存在することが明らかになった。当初は対象企業の選定に手間取ったが、ここへきて実施受け入れ企業が次々と現れ、計画通りに伸展している。第3次産業における承認のリテンションならびに生産性向上の効果を明らかにするため、企業等を対象にヒアリング、アンケート調査などを実施した。その結果、管理職・上司などから部下に対する承認、すなわちほめたり、認めたりする行為によって、部下の自己効力感、内発的モチベーション、組織への帰属意識などが有意に高まることが明らかになった。また職場の空気がよくなり、社員の一体感が生まれるとともに、顧客との関係もよくなり、企業の成果にも好影響をもたらしたという報告もある。さらに第3次産業のなかでも業種や職種によって効果に差があることも示唆された。一方、承認が直接リテンションの抑制にどのような効果をもたらすかについては、現在も複数の事業所において研究を実施中である。研究成果の一部は、いくつかの研究会や学会などで口頭により報告している。また太田肇著『社員の潜在能力を引き出す経営』(中央経済社)、『最強のモチベーション術』(日本実業出版社)などにも発表している。さらに、最終的に研究成果がまとまり次第、別の出版社から著書として発表するほか、学会等でも報告する予定である。ただ「承認」はA・H・マズローのいう承認欲求に働きかけるものであり、ほめたり、認めたりする行為は承認の一部にすぎず、長期的なモチベーションや業績の向上については効果が限定される。また業種や職種によっては顕著な効果が見られない。これらの点については今後の研究課題として残されている。文献研究ならびに学会等における情報収集などについては、当初の計画がほぼ達成できている。承認の効果を実証するためのプロジェクト研究については、予定どおりに実施できたところがある一方、当初の計画通りには進んでしないケースもある。その大きな理由は、実施を承諾していた企業等での受け入れ体制、社内手続きに時間を要しているためである。なお、これらの企業等に対しては、速やかに研究プロジェクトを開始できるように依頼している。これらの企業等における協力の有無にかかわらず、当初に計画していた代替的措置を講じるなどして研究目的を達成できる見込みである。中国をはじめとするアジアの国々、ならびに欧米等の国々おいて、第三次産業で従業員を承認する研究プロジェクトを実施できるよう交渉を進める予定である。国内の第三次産業においても、承認の効果を実証する研究プロジェクトを実施したい。
免疫再生治療に向けた胸腺模倣デバイスの開発

T細胞の分化・成熟に必要不可欠な臓器である胸腺の機能を模倣可能なシステムの開発を行った。ヒト人工多能性幹細胞(iPS細胞)より誘導した血管内皮細胞をマイクロ流体デバイス内でゲルを用いて3次元的に培養を行うことで、管腔構造を有する機能的な血管網の作製に成功した。作製した血管網は細胞を灌流して培養することが可能であった。そこで、胸腺の構造を模倣して、3次元の細胞凝集塊に血管網を組み込んだシステムを構築した。これにより、ヒトiPS細胞由来の血管を介して3次元の細胞組織に血液細胞を灌流して培養することが可能となった。従って、胸腺に類似した組織構造を形成可能なデバイスの開発に成功した。本研究は、T細胞の分化・成熟に必要不可欠な臓器である胸腺の機能を再現可能なデバイスの開発を目的としている。本年度はシステムの構築に焦点を当て、3次元の細胞凝集塊への血管網の作製、およびiPS細胞から誘導した血管内皮細胞を用いて血管網の作製を検討した。まずはヒト初代細胞および細胞株を用いてシステムの構築を行った。胸腺の上皮細胞に類似した機能を持つストローマ細胞を用いて3次元の細胞凝集塊を作製し、臍帯静脈内皮細胞を用いて血管新生を誘導することで、マイクロデバイス内の細胞凝集塊に血管網を作製した。胸腺は小葉と呼ばれる細胞塊が凝集した構造をとっており、その構造を模倣するために、複数の細胞塊をデバイス内にゲルと共に導入し、その細胞塊に血管網を作製した。その結果、流路を介して個々の細胞塊の中に溶液や細胞を流し込むことができる血管網を備えたシステムの開発に成功した。これにより、流路を介して3次元の細胞塊に血液細胞を灌流でき、生体内の胸腺に類似した環境下で細胞を培養可能となる。さらに、ヒトiPS細胞から誘導した血管内皮細胞を用いて血管網の作製を検討した。マイクロ流体デバイス内で血管新生の誘導を行った結果、iPS由来の血管内皮細胞がデバイス内でチューブ状の血管構造を形成し、その中には溶液および細胞を送液可能であった。これにより、iPS細胞を用いて細胞塊への血管網の作製が可能となった。T細胞を作製する上で、自己・非自己の認識が非常に重要となるため、同一のiPS細胞から全ての細胞を作製することが必要となる。その第一ステップとして、今年度は灌流可能な血管網を作製することに成功した。現在は同一のiPS細胞を用いて胸腺の上皮細胞の作製に取り組んでおり、既に作製できているT細胞の前駆細胞と共にデバイス内で3次元的に培養を行うことで、胸腺機能の再現を目指す。3次元の細胞塊の凝集体に、灌流可能な血管網を作製できるデバイスの開発に成功し、さらにiPS細胞から誘導した血管様の細胞を用いて、灌流可能な血管網を作製することにも成功しているため、当初の計画通りに順調に進展している。ヒト人工多能性幹細胞(iPS細胞)から誘導した細胞を用い、マイクロ流体デバイス内で3次元的に培養を行い、胸腺の環境を模倣することで、胸腺機能の再現を行う。まず、胸腺およびT細胞の機能評価に欠かせない、血管網の作製を行った。ヒトiPS細胞から誘導した血管内皮細胞(hiPSC-EC)をマイクロ流体デバイス内でゲルを用いてストローマ細胞と共に3次元的に培養を行うことで、管腔構造を有する血管網の作製に成功した。作製した血管網内には細胞を灌流して培養することが可能であった。そこで、血管内皮細胞と同一ドナー由来のT細胞を用いて細胞傷害性の評価を行った。その結果、市販の臍帯静脈内皮細胞を用いた場合は、T細胞が顕著な細胞傷害を示したのに対し、同一ドナー由来のhiPSC-ECを用いた場合には、低い細胞傷害を示した。従って、hiPSC-ECを用いるとことで、血管を介するT細胞の機能評価が実現可能であることが示唆された。次に、3次元の細胞凝集塊への血管網の導入を試みた。その結果、凝集塊への血管網の形成に成功し、細胞塊内に血液細胞が灌流可能であった。これにより、ヒトiPS細胞由来の血管網を介して、3次元の細胞凝集塊内に細胞や薬剤を灌流することが可能となった。そこで、胸腺の環境を模倣するために、胸腺の上皮細胞に類似した機能を持つストローマ細胞(MS-5)を用いて細胞凝集塊を作製し、血管網の導入を行った。その結果、各細胞塊とマイクロ流路間を繋げる形で血管網の導入が可能であった。また、造血前駆細胞を細胞塊内に導入してデバイス内で培養を行った結果、造血前駆細胞の著しい増加と分化した血液細胞の増加が良好に確認でき、血液細胞を培養可能であった。このように、胸腺に類似した構造が模倣可能なデバイスを開発した。

これにより、ヒトiPS細胞由来の血管を介して3次元の細胞組織に血液細胞を灌流して培養することが可能となった。従って、胸腺に類似した組織構造を形成可能なデバイスの開発に成功した。計画通りに研究を進める。今年度で血管網の作製に成功しており、次のステップとして、胸腺細胞の作製およびT細胞の作製に取り組むことで、胸腺機能が再現可能なデバイスの開発を行う。まずは、胸腺上皮細胞のモデルとなるストローマ細胞を用いて、3次元の細胞組織を作製し、T細胞の作製を検討する。次に、iPS細胞より胸腺上皮細胞を分化誘導して3次元の細胞組織を形成することで、胸腺機能の再現を試みる。胸腺の機能は作製した組織の組織構造、およびT細胞の形成能により評価を行う。最終的には、同一のヒトiPS細胞から血管内皮細胞、胸腺上皮細胞、間葉系幹細胞、T細胞の前駆細胞を作製し、デバイスに導入することで、胸腺機能の再現、および機能的なT細胞の作製を試みる。本研究の目的は、マイクロ流体デバイスを用いて胸腺の環境を模倣することで胸腺機能を再現可能なデバイスを構築することにある。胸腺機能を再現することで、iPS細胞から機能的なT細胞を作製することを最終目標としている。生体医工学
窒化物半導体集積デバイスとSi-CMOS集積回路のウェハレベル融合とセンサ応用

窒化物半導体とシリコン集積回路を一体した新規デバイス及びシステムの実現に向け、新しい絶縁膜堆積技術やウェハ接合技術などの開発を行い、新しいセンサや電子デバイス応用に向けた検討、並びに窒化物半導体へのプロセスダメージの影響の検討を行った。一体化基板上に窒化物半導体マイクロLEDと、これを駆動するシリコントランジスタを隣接して形成し、同一基板上のシリコン回路によるLEDの発光制御に世界で初めて成功した。研究初年度は、窒化物半導体とシリコン集積回路の一体化にむけた要素技術の開発を中心に検討を行った。ウェハ接合に関する検討については、研究開始後に専用の接合装置が利用できる見通しがたったため、一体化に向けた課題解決にむけた技術開発を進めた。(1)窒化物半導体への低温オーミック接合形成について、イオン注入技術の導入について検討した。イオン注入時の基板温度加熱効果および、注入角度の依存性を評価し、注入ダメージの低減ならびにイオン注入プロファイルの新しい制御技術を開発した。(2)窒化物半導体とシリコン集積回路の一体化回路の実現には、窒化物半導体におけるダメージが及ぼす影響の理解が重要であるが、伝導型による特性の違い等,詳細は分かっていない。そこで高エネルギー陽子線照射を行って電気的特性を評価し、ここからp型窒化物半導体はn型よりも陽子線照射による劣化が生じ易く、抵抗値で6ケタ以上の差異がでることを見出だした。これはシリコン回路との一体化の際に、p型層へのプロセスダメージを回避することが重要であることを示唆している。(3)半導体表面を保護し、デバイスの安定動作のためのパッシベーション技術として、表面波プラズマを応用した新しい化学気相堆積技術を開発した。従来、窒化物半導体の表面パッシベーションにはプラズマ励起化学気相堆積(PECVD)法が用いられているが、ここで考案した方法は、プラズマ中の高エネルギーのイオンなどを用いず、窒化物半導体へのプラズマダメージを回避できると期待される。窒化物半導体上にシリコン窒化膜を形成する装置ならびにプロセスを開発し、AlGaN/GaNのトランジスタ構造に適用して電気的特性を評価し、パッシベーション後の素子で電流値の10%以上の増加、素子の不安定性を表すヒステリシス特性が大幅に現象するなど、表面パッシベーション技術としての有用性の端緒を掴むことができた。研究2年目では、窒化物半導体とシリコン集積回路の一体化の要素技術に基づいて、電子デバイス実現にむけた検討を進めた。(1)シリコン基盤と窒化物半導体を一体化する技術の検討を進め、表面活性化技術にもとづいた融着技術の開発を行った。融着前の表面の平坦性や加圧融着条件などを検討し、条件の確立を行うとともに一体化プロセスが基盤へ及ぼす影響を調査し、ウェハレベル融合の基盤技術を立ち上げた。また、この技術により作製した一体化基板上にショットキー障壁ダイオードなどの素子を作製し、電子デバイスやセンサ応用に適用可能であることを予備的な実験から確認した。(2)窒化物半導体とシリコンの一体化プロセスや、電子デバイスの安定動作に重要な独自の表面パッシベーション技術について、表面波プラズマを応用した独自のシリコン系絶縁膜堆積手法を検討し、窒化物半導体デバイスに適用し、電気的特性評価からその有用性の知見を得た。(3)窒化物半導体とシリコン集積回路の一体化プロセスで懸念されるダメージ効果を評価し、熱アニールによるデバイス特性への影響を評価した。研究最終年度では、窒化物半導体デバイスプロセス技術の開発と、窒化物半導体LEDとシリコン回路のウェハレベルの一体化の実証を行った。(1)窒化物半導体とシリコン集積回路の一体化プロセスで懸念されるダメージ効果を評価した。p型及びn型のGaNの欠陥生成の差異に就て電子スピン共鳴法などを組み合わせた検討を国際共同研究により実施した。また、デバイスプロセスにおける窒化物半導体表面の乱れ層の形成と、その表面処理技術について、X戦光電子分光法などの表面分析や、電気的特性から評価し、乱れ層除去に沸騰塩酸処理が有用であることを報告した。(2)窒化物半導体とシリコンの一体化プロセスや、電子デバイスの安定動作に重要な独自の表面パッシベーション技術について、表面波プラズマを応用した独自のシリコン窒化膜、及びシリコン酸化膜の堆積に成功した。また、この独自開発技術を窒化物半導体表面に適用し、300°Cの堆積ながら、6MV/cm以上の高い絶縁破壊電圧が実現でき、また窒化物半導体に対して低い界面準位密度を有する絶縁体/半導体界面の形成が得られるなど、デバイス応用に有用であることを示すデータを得た。(3)シリコン基盤と窒化物半導体を一体化する技術の検討を進め、表面活性化技術にもとづいた融着技術の開発を行った。エピタキシャル成長した窒化物半導体LED基板と、シリコン基板を一体化した異種接合基板を形成し、イオン注入プロセス、窒化物半導体層ならびにシリコン層に熱損傷などのプロセスダメージを導入しないシリコンCMOSプロセスに準拠する技術を開発した。実証実験として、一体化基板上に窒化物半導体マイクロLEDと、これを駆動するシリコントランジスタを隣接して形成し、トランジスタによるLEDの発光制御に世界で初めて成功した。この結果は、異種接合基板上に異種材料デバイスが混載できることを実証したものである。

2年目ではシリコン/窒化物半導体の一体化の検討を進め、シリコン/窒化物半導体の一体化基盤を表面活性化法にもとづく融着技術を開発し、基盤を得ることに成功した。種々の融着条件を検討した結果、融着において融着前の表面平坦化が融着を左右することを明らかにした。一体化したシリコン/窒化物半導体基盤に双方に電子デバイスを形成する準備を進めている。検討として、融着を行った窒化物半導体にショットキー障壁ダイオードを作製し、融着による特性劣化が生じていないことを実験的に検証した。また、窒化物半導体へのダメージ効果とアニール効果についても検討を行い、10の14乗(1/cm2)の陽子線照射により導入したダメージが摂氏400度程度のアニールにより回復されることを見出した。さらに、窒化物半導体デバイスの安定動作に重要な表面不活性化技術の開発についても検討を進め、表面波プラズマを応用した化学気相堆積法によるシリコン窒化膜堆積が、窒化物半導体デバイスのヒステリシス特性の低減などに有用であることを実験的に示した。半導体工学研究構想時の計画に沿って研究を推進する。窒化物半導体デバイスの作製においては、開発している表面パッシベーション法などを適用したデバイスプロセスの確立を行うとともに、シリコン/窒化物半導体一体化基盤における集積回路ならびにセンサ応用を目指す。この検討では、単に回路のデモンストレーションにとらわれず、一体化するがゆえに生じる課題を明らかにし、今後の高機能集積回路への応用への指針となる知見を得る。初年度はでは研究全体が目標とするシリコン/窒化物半導体の一体化に向けた要素技術の検討を目指しており、そのために欠くことのできない材料物性の理解や、新規プロセスの開発などで大きな進捗があった。ウェハーの接合については、当初、接合方法の模索を考えていたが、代替え技術の利用の見通しがたったので、他の検討すべき課題の取り組みを進めた。低抵抗電極形成はまだ検討の余地があるが、最終的なデバイス作製の根本的な問題にはなっていない。表面パッシベーション技術の開発は、一体化の際の接合面保護などでも重要な課題であったが、独自に有効な技術が開発できた点は大きな成果であった。研究計画策定時に想定されなかった有用な技術の利用が可能となり、また、新規開発技術の有用性が確認できてたため、予算を有効に執行して研究の最終目標を達成するために予算を次年度に繰り越すことにした。研究構想時の計画に沿って計画を推進する。ただし、研究開始後に導入および開発した技術は、研究構想時点でのプロセス温度制限などを大幅に緩和することができるなど、最終的なデバイス実現に有用性が極めて高いため、積極的に検討を進める。これら要素技術の開発のみならず、具体的な一体化デバイスの開発ならびに特性評価にむけた検討を行う。概ね当初計画に沿った執行を行う。繰越分については研究に必要な消耗品の購入を行う。
道路橋床版片持部の耐久性評価と設計法に関する研究

限界状態を考慮した道路橋床版片持部における合理的な設計曲げモーメント式を確立することを最終目的にしており、大阪大学所有の輪荷重走行試験機を使用して片持部供試体に対してひび割れ損傷による劣化状態を創出し、限界状態における断面力状態を調べることを供試体を変えて継続して行うことが重要であると考えた。平成13年度の研究では片持部供試体に対する輸荷重走行試験方法を決定し、基本形式となるRC床版および橋軸方向にプレストレスを導入したPC床版に対する走行試験を実施した。平成14年度には床版形式の多様化に対応するため、橋軸直角方向にプレストレスを導入したPC床版,トラス型鋼材を有するHPCa床版,鋼・コンクリート合成床版,チャンネル形状プレキャストPC床版に対して走行試験を実施した。試験の結果、床版の構造特性により限界状態に相違が生じ、それに至る断面剛性劣化による異方性度が発生曲げモーメントに与える影響が大きいことを確認した。都市部高架橋においては、張出部先端に地覆・壁高欄に加えて高遮音壁を設置することで騒音対策を行っている。従って、風荷重の作用面積の増加に伴い、床版片持部の主鉄筋断面に作用する曲げモーメントの負荷も増大することを設計に考慮しなければならない。これまで、風荷重による床版片持部の損傷事例は確認されていないが、風荷重によってひび割れが発生し、断面剛性の低下とそれに伴う断面変化がある。これを上記輪荷重作用と合成して設計に反映する必要がある。そこで本年度の2種の供試体,RC床版および鋼・コンクリート合成床版に対して風荷重を想定した静的載荷試験を実施し、その後輪荷重走行試験を行った。以上の実験成果を基に、各種床版の使用限界状態を考慮した片持部床版の設計方法についてとりまとめた。道路橋床版片持部に対する合理的な設計法を確立するため、本研究室所有の輪荷重走行試験機を使用して片持版共試体のひび割れ発生に伴う限界状態を創出し、その状態下における断面力分布を調べることが重要である。まず、最初に現有の試験機を使用して試験を実施する上で、試験体設置方法および試験機の破損防止のための検討を行い、試験方法を考案した。実験における対象床版としてはRC床版および橋軸方向PC床版とした。実験により走行荷重による床版片持部の損傷進展状況の確認、走行荷重下におけるひび割れ状態再現が可能となり、設計荷重の20%増の荷重による片持部位での所要走行回数下においてはひび割れ損傷が安定した収束状態、つまり使用限界状態を創出できた。各供試体のこの限界状態におけるたわみ、鉄筋等のひずみ分布から床版断面量の推定を行い、残存剛性の評価および発生断面力の算出を行った。その結果、橋軸直角方向軸に直角な断面(主鉄筋断面)および橋軸に直角な断面(配力鉄筋断面)ともその発生曲げモーメントはコンクリートのひび割れに伴う異方性度に大きく影響されることが確認できた。特に橋軸直角方向軸に直角な断面(主鉄筋断面)においては、異方性度の低下とともに曲げモーメントが増大していく傾向にあり、現行の道路橋示方書設計曲げモーメント式において安全率と衝撃の影響を除いた値と比較した場合には、危険側に移行することが分かった。一方、橋軸に直角な断面(配力鉄筋断面)については、異方性度の低下に伴って発生曲げモーメントが小さくなり安全側に移行する。また、橋軸方向にプレストレスを導入した床版片持部においては、走行荷重による橋軸方向断面の損傷進展が進まず、橋軸直角方向断面においても断面力が低減され損傷発生を抑制する効果があることを明らかにした。以上から、今後の床版片持部設計式には床版の異方性度を考慮することの合理性を明確にした。

限界状態を考慮した道路橋床版片持部における合理的な設計曲げモーメント式を確立することを最終目的にしており、大阪大学所有の輪荷重走行試験機を使用して片持部供試体に対してひび割れ損傷による劣化状態を創出し、限界状態における断面力状態を調べることを供試体を変えて継続して行った。重要であると考えた。平成13年度の研究では片持部供試体に対する輪荷重走行試験方法を決定し、基本形式となるRC床版および橋軸方向にプレストレスを導入したPC床版に対する走行試験を実施した。平成14年度には床版形式の多様化に対応するため、橋軸直角方向にプレストレスを導入したPC床版,トラス型鋼材を有するHPCa床版,鋼・コンクリート合成床版,チャンネル形状プレキャストPC床版に対して走行試験を実施した。試験の結果、床版の構造特性により限界状態に相違が生じ、それに至る断面剛性劣化による異方性度が発生曲げモーメントに与える影響が大きいことを確認した。都市部高架橋においては、張出部先端に地覆・壁高欄に加えて高遮音壁を設置することで騒音対策を行っている。従って、風荷重の作用面積の増加に伴い、床版片持部の主鉄筋断面に作用する曲げモーメントの負荷も増大することを設計に考慮しなければならない。これまで、風荷重による床版片持部の損傷事例は確認されていないが、風荷重によってひび割れが発生し、断面剛性の低下とそれに伴う断面変化がある。これを上記輪荷重作用と合成して設計に反映する必要がある。そこで本年度の2種の供試体,RC床版および鋼・コンクリート合成床版に対して風荷重を想定した静的載荷試験を実施し、その後輪荷重走行試験を行った。以上の実験成果を基に、各種床版の使用限界状態を考慮した片持部床版の設計方法についてとりまとめた。
解析的位相回復イメージング法による走査型顕微鏡技術の研究

本研究の目的である解析的位相回復法による紫外光領域の新しい顕微鏡技術システムの確立のため,本年度は,昨年度から続けている紫外光発光ダイオード(LED)を光源とした回折型位相回復システムによる物体再生実験を,新たに科研費で購入した紫外線用冷却CCDカメラを用いて行った。まず,波長365nmのLEDを光源とした実験を行った結果,十分な精度での物体再生のためには,光の空間コヒーレンス(可干渉性)長が物体の広がりの約1.5倍以上必要であることが分かった。そこで,さらに短波長(波長265nm)のLEDを用いた実験を行ったところ,物体の空間周波数(物体構造の複雑さ)がある程度低い場合は良い再生が得られた。しかし,物体の空間周波数がCCDカメラで捉えられる限界に近い場合,再生が難しくなった。これは,波長が短くなるとLEDの光量が低下するため,測定に必要な大きさの光強度データを得るにはカメラの長時間露光が必要となり,その結果,長時間露光によるカメラの暗電流雑音が大きくなってしまうことが原因であった。今後は,測定データに生じる雑音の影響を取り除く方法をさらに検討する必要があると考えている。本年度は,実験とは別に,本研究室で開発した解析的位相回復法を光の超短パルスの振幅と位相を再生する問題に適用することも試みた。これは,位相回復法の時間領域への適用であり,計算機シミュレーションで詳細に検討した結果,従来の反復的位相回復法を用いた場合と比べて少ないデータ量でパルス再生が行えることが確認できた。そこで,この結果を論文にまとめて発表した。今後も,いろいろな分野の問題に解析的位相回復法を適用することを考えている。今回,やや遅れているとした理由は,紫外光LED光源を用いた回折型位相回復システムによる物体再生実験が,予想よりも難しく,特に,新しいCCDカメラを用いても波長が300nm以下の深紫外(265nm)光源による再生の場合,光量不足による雑音の増加が予想以上に物体再生に影響があり,空間的に細かい構造を持つ物体の再生が十分にできなかったためである。その結果,予定していた走査型位相回復システムの高解像度化手法の検討も行うことができなかった。まず,紫外光LED光源を用いた回折型位相回復システムの光量不足を改善するため,蛍光ガラスフィルターを用いて紫外光を可視光に変換してCCDカメラで観測する実験を行う予定である。このフィルターによってCCDカメラの感度が大きい波長帯域へ十分な精度で変換することでができれば,測定データの雑音の影響が改善されて,今まで再生できなかった物体の細かな構造情報も再生可能になると考えている。これが成功すれば,実際の生物試料等の物体再生を行い,その再生精度の評価を試みる予定である。さらに,走査型位相回復システムの高解像度化手法の改良を計算機シミュレーションを用いて検討する予定である。本研究の目的である解析的位相回復法による紫外光領域での新しい顕微鏡技術の確立のため,本年度は,走査型位相回復システムと回折型位相回復システムの両方について,理論,計算機シミュレーション,及び実験により種々の検討を行った。まず,今までの走査型位相回復システムでは,物体を走査する光ビームの広がりで再生物体の解像度が決定するので,これを改善する手法を考案し計算機シミュレーションで詳細に調べた。その結果,物体の位相分布は解像度が増すが,振幅分布は数値誤差の影響により大きな乱れが生じることが明らかとなった。この再生振幅分布の乱れの改善は今後の課題である。次に,従来,可視光の領域で成功していた回折型位相回復システムを,より短波長の紫外光発光ダイオード(LED)を光源とした物体再生に適用することを試みた。計算機シミュレーションでは良い再生が得られたが,実際に波長260nmのLEDを用いた実験では十分な結果が得られなかった。LEDはレーザーダイオードと異なり,光の干渉性が悪く,また光強度も弱いことが原因と考えられる。本方法は,将来的に一般の研究室で使用できる干渉性が良くないX線源を用いた顕微鏡システムに利用されることを目標としているので,レーザーではなく干渉性が悪い光源を用いた場合でも物体再生に有効であることを示す必要がある。そこで,今後,光の干渉性を改善する方法の検討,及び光強度が弱いことによって測定データに生じる雑音の影響を取り除く画像処理法の検討などを行う予定である。今回,査型位相回復システムの高解像度化ために考案した手法で再生した物体の振幅分布が,位相分布に比べて再生誤差が大きく,十分な高解像再生が得られなかった。また,回折型位相回復システムで用いた紫外光LED光源の干渉性及び光量不足が物体再生に予想以上の悪影響を与えたので,空間的に細かい構造をもつ物体の再生ができなかったため,やや遅れているとした。

しかし,物体の空間周波数がCCDカメラで捉えられる限界に近い場合,再生が難しくなった。これは,波長が短くなるとLEDの光量が低下するため,測定に必要な大きさの光強度データを得るにはカメラの長時間露光が必要となり,その結果,長時間露光によるカメラの暗電流雑音が大きくなってしまうことが原因であった。今後は,測定データに生じる雑音の影響を取り除く方法をさらに検討する必要があると考えている。本年度は,実験とは別に,本研究室で開発した解析的位相回復法を光の超短パルスの振幅と位相を再生する問題に適用することも試みた。これは,位相回復法の時間領域への適用であり,計算機シミュレーションで詳細に検討した結果,従来の反復的位相回復法を用いた場合と比べて少ないデータ量でパルス再生が行えることが確認できた。そこで,この結果を論文にまとめて発表した。今後も,いろいろな分野の問題に解析的位相回復法を適用することを考えている。今回,やや遅れているとした理由は,紫外光LED光源を用いた回折型位相回復システムによる物体再生実験が,予想よりも難しく,特に,新しいCCDカメラを用いても波長が300nm以下の深紫外(265nm)光源による再生の場合,光量不足による雑音の増加が予想以上に物体再生に影響があり,空間的に細かい構造を持つ物体の再生が十分にできなかったためである。その結果,予定していた走査型位相回復システムの高解像度化手法の検討も行うことができなかった。走査型位相回復システムの高解像度化手法の改良を計算機シミュレーションを用いて検討する予定である。さらに,紫外光LED光源を用いた回折型位相回復システムの干渉性及び光量不足を改善するため,紫外光用の高感度冷却CCDカメラを本科研費により購入して実験する予定である。このカメラによる測定データの高感度化により,信号対雑音比が改善されて,今まで再生できなかった物体の細かな構造情報も再生可能になると考えている。これが成功すれば,実際に複雑な構造をもつ生物試料の再生実験を行い,その再生精度の評価を試みる予定である。まず,紫外光LED光源を用いた回折型位相回復システムの光量不足を改善するため,蛍光ガラスフィルターを用いて紫外光を可視光に変換してCCDカメラで観測する実験を行う予定である。このフィルターによってCCDカメラの感度が大きい波長帯域へ十分な精度で変換することでができれば,測定データの雑音の影響が改善されて,今まで再生できなかった物体の細かな構造情報も再生可能になると考えている。これが成功すれば,実際の生物試料等の物体再生を行い,その再生精度の評価を試みる予定である。さらに,走査型位相回復システムの高解像度化手法の改良を計算機シミュレーションを用いて検討する予定である。今回予定していた紫外光発光ダイオードを光源とした物体再生実験が,種々の問題により十分な結果が得られず論文としてまとめられなかったため,計上していた論文投稿料を使用できなかった。また,実験の遅れにより当初予定していた生物試料の物体再生実験も行うことができず,その実験で使用予定のデータ処理用ワークステーションの購入なども見送ったことによって次年度使用額が生じた。次年度の予算を用いて,新しく紫外光用高感度CCDカメラを購入し実験に使用することで,今回の物体再生実験の問題を克服できると考えている。
日・独環境保全人材養成の比較研究-環境マネジメント専門職種養成を主として-

初年度の研究計画(これまでの研究史・文献資料検索と分析、ドイツ現地調査)に基づき、広く研究史と現状に付いての多くの文献資料を収集し、それらの分析と整理を実施した。報告書に後述するように、テーマと関連する2学会、日本高等教育学会と日本商業教育学会での学会口頭報告、さらに学術論文2本を投稿した。それらは、特に職業教育という本研究テーマの基盤となるドイツの制度分析と特徴、特に実務教育重視の姿勢とその事例研究であり、初年度の研究にとって必要欠くべからざる課題であった。さらに、初年度に最初のドイツでの現地調査を実施、環境保全職種養成の実態調査と環境マネジメント職種の養成について、各企業でのインタビュー調査を実施した。第2年度の平成15年度に於いては、研究計画(ドイツ現地調査によって収集した資料分析と整理、事例研究の文献との照合)に基づき、ドイツの法的な規制のもとにある「環境保全管理責任者」の存在の確認と当該職種の養成、さらに資格保持者の各企業における実態調査、聞き取り調査を実施した。この間、インタビュー調査によるものと聞き取り調査によるものとの資料収集によって、実際に実施されているドイツ企業での環境保全マネジメント担当者の存在と業務の分析を明らかにする事ができた。本研究テーマの核心部分である。この分析によって特に日本の実態との比較を通して、日本における職業教育野方法との対象性を明らかにする事ができたと確信している。これらの研究上の分析は、学術論文2本、口頭報告2本、にして報告した。最終年度平成16年度は、研究を締めくくる計画、成果のまとめと整理、今後の課題に力を注いだ。特に、年度末には、環境保全意識のつよいモンゴルとの交流を踏まえて、国際シンポジウムでの報告、またモンゴル環境大学(エコ・アジア大学)での講演を実施した。現在報告書を纏め、研究図書として出版の準備を進めている。研究初年度の本年は、まず、ドイツ語文献の資料収集、日本における邦文文献の収集の傍ら、過去に収集した文献研究と分析を行い、「ドイツにおける実務教育の実態」及び「ドイツにおける環境保全関連職種人材養成上の実務教育の実態」を重点的に視野に入れた研究を行った。その理由は、ドイツにおいては、いかなる職種養成においても、実務教育が極めて重視されていること、また同時に、そうした実務教育遂行上ドイツにおける各企業による協力体制がきわめて強固に構築されているからである。そうした産学連携による人材養成制度の下で、ドイツにおける環境保全関連職種の養成は、専門性、実務性を大きな特色として機能・運営されているのである。本年度後半の研究計画であった、ドイツ的人材養成制度の実態研究とその影響・成果の調査のために、2003年1月末より約2週間実施したものが、聞き取り調査を主体とする「環境人材養成における事例調査」である。本調査は、企業、事業所等々において環境保全業務に従事する職業人、企業従業員を対象として行ったもので、その目的は、ドイツにおける教育システムと職業養成システムが現実の企業従業員、職業人の業務遂行上どのように結びついているか、つまり専門教育と職業実務遂行との関わり合いの調査である。特に高等教育での専門性と職業業務遂行上の継続性の強さの調査である。この点に関しては、2003年度において研究発表を予定しているのであるが、現在のところ、企業内での人材養成と修了した高等教育での専門性が必ずしも直接には結びつかないといわれている日本との事例とはかなり異なる、つまり教育段階からの専門性重視のドイツ的姿勢がそのまま確認できる結論を推定できる段階である。第2年度である本年度は、昨年度末実施したドイツでの聞き取り調査の成果である大学修了後の職業人教育、特に社会人継続教育の研究を進めた。

1.大学を含めた学校教育における職業教育と同時に就職している職業人を対象とした職業教育が、ドイツでは極めて重要視されている事。2.特に環境保全職種については、「企業において配置・任命が法的に義務つけられている環境管理責任者」の養成が、学校教育よりも継続教育による研修セミナーによって実施されている事。3.環境管理が、連邦制度をとるドイツの政治構造から、環境保全対策の監査、監督が、各州の環境局の主権のもと、実施母体が、各州が分割している地区別(たとえばノルトヴェストファーレン州では12地区)ごとの環境局によって取締りが行われている事。以上の諸点を明らかにすることが出来た。以上の分析を踏まえて、ドイツでの実際状況と照らし合わせるために、今年度末、2004年2月10日より23日までの2週間の現地調査を実施した。ドイツ。ルール地方の中心、レーバークーゼン市を拠点に、企業の環境保全教育担当部局、環境関連職種養成職業教育施設、ドイツ連邦職業教育研究所、市環境局、州環境局等を対象にインタビュー、聞き取り調査を実施した。それらの成果は、学術論文「ドイツにおける環境保全分野職種養成における実務教育の比重II」(桜美林大学『桜美林エコノッミクス』第51/52合併号、及び「ドイツの商業教育とインターンシップ」(日本商業教育学会千葉支部『研究論集』2004年3月)において発表した。また、口頭報告としては、日本国際開発学会研究会において「環境保全業務の人材養成日・独比較」(2004年3月)を発表した。今年度は総括的研究を進め、図書の公刊を実現したい。本研究テーマのもとで平成14年から平成16年までの3カ年間に実施した研究報告は、学術論文類が、8本、口頭報告が、学会報告6学会で6本、海外大学での特別講義1回(モンゴル環境大学、90分x1)、東京都高等学校校長研修会報告1回、桜美林大学産業研究所研究会1回など合計9回、また、本研究課題についての最終的な研究成果報告書1冊を加えると総合計18種類の研究報告を実施いたしました。研究の主体部分は、ドイツの環境保全関連マネジメント担当者である「環境保全管理責任者」の人材養成の日・独比較ですが実際の研究は、ドイツ職業教育制度の研究から専門家養成、つまり環境保全業務一般に従事する専門家の養成から分析を開始しました。学術論文はその研究過程をそれぞれテーマとし、学会等における口頭報告は、学術論文として公表したものにそれぞれ関係しております。モンゴル環境大学での特別講義(2005年2月23日)は、2004年7月に実施された日本・モンゴル国際シンポジウムでにおいて小生が行った「報告」に関連して実現したもので、創立5年目をむかえるモンゴル・ウランバートル市に設置されているモンゴル環境大学(エコ・アジア大学)に出張して行ったものであります。今回の科学研究費研究成果報告の一環としての意味を充分有していると考えられるものであります。いま、主要な口頭報告をリストにすれば以下のようになります。1.日本高騰教育学会第5回全国大会「ドイツ高等教育における実務教育の比重」、2.日本商業教育学会第13回全国大会
アルツハイマー病の臨床化学的・分子遺伝学的診断法の開発

1.アルツハイマー病(AD)患者におけるアミロイドβ蛋白前駆体(APP)遺伝子発現の解析各種中枢神経変性疾患の中でAD患者に特異的なAPP遺伝子の発現異常(Knitz型プロテアーゼインヒビターをもつタイプともたないタイプのmRNA比が対照より約1.5倍高くなること)を見出した。同じmRNA比の変化は非AD対照群の脳にも加齢に伴い認められたが、AD患者ではこの変化が対照群より2025年早く、特に痴呆と関係の深い海馬周辺の大脳皮質灰白質に顕著なことを見出した。これらの知見より、上記のmRNA比が脳老化の分子指標となることを示した。2.AD患者におけるAPP遺伝子の塩基配列の解析上記APPmRNAの選択的スプライシングの変化に関し、関連領域にAD特有の塩基配列の変化がないか調査したが、共通配列は見事に保存され、AD特有の変化はないことが明らかとなった。3.AD患者髄液中のAPP内在性プロテアーゼインヒビターの解析APP内に内在するKunitz型プロテアーゼインヒビターの濃度をトリプシン-ELISA法で解析した結果、AD患者の髄液中で脳血管性痴呆や非痴呆対照群と比較して有意に高まっていることを見出した。4.AD患者におけるアポリポ蛋白E遺伝子の解析先年米国で晩発型AD発症とアポリポ蛋白Eのアレルとの相関が見出されたのに鑑み、日本人の晩発型AD孤発例について解析した結果、ε4アレルの頻度が対照群より23倍高く、特にホモ接合体は晩発型ADの非常な危険因子となることを見出した。5.筋萎縮性側索硬化症(ALS)の遺伝子解析家族性ALSの一家系に、これまで知られていないスーパーオキシドジスムターゼ-1遺伝子の新しい変異を見出した。3年継続研究の初年度として、以下の基礎的成果を得た。1.アミロイド蛋白質の遺伝子発現解析法の確立ーβアミロイド前駆体蛋白質(APP)をコードする4つのmRNAサブタイプを解析する方法として、RPA(リボヌクレアーゼプロテクションアセイ)とRT-PCR(リバーストランスクリプターゼ-ポリメラーゼチェインリアクション)を比較検討し、それぞれの長短所を明らかにするとともに、両者を定量的に比較する条件を確立した。2.アルツハイマー病におけるAPP遺伝子の発現異常の発見ーアルツハイマー病とその他の脳変性疾患の患者脳から分離したmRNAを用いて、APP遺伝子の発現(特にmRNAの選択的スプライシング)を解析した結果、種々の変性疾患中アルツハイマー病でのみ、プロテアーゼインヒビター(KPI)ドメインをもつmRNA2種が有意に増加することを見出した。3.APP遺伝子発現の年齢的変化の発見ーKPIをもつタイプともたないタイプのAPPmRNAの脳内存性比が年齢とともに増増加する現象を見出した。また、この変化がアルツハイマー病の患者脳では、健常者(および他の疾患患者)脳より20-25年早く起きることを見出した。これはアルツハイマー病と生理的加齢に伴う老年期痴呆をつなぐメカニズムとも考えられ、APPmRNAサブタイプの解析が脳老化の分子的指標になる可能性を指摘した。4.アルツハイマー病患者の脳脊髄液中におけるKPI型APP増量の発見ーKPIドメインをもつタイプのAPPの脳脊髄液中濃度をELISAを用いて解析した結果、アルツハイマー病で健常者あるいは血管性痴呆患者に比し有意に増加していることを見出した。初年度の研究成果に基づき、第2年度はさらに遺伝子診断法の可能性を検討した。1.βアミロイド前駆体(APP)

遺伝子の発現解析-既に初年度の研究にて、アルツハイマー病(AD)患者脳におけるAPP遺伝子トランスクリプトの選択的スプライシングの変化を見いだし、Kunitz型プロテアーゼインヒビター(KPI)をもつタイプのAPPの発現亢進を明らかにしたが、今年度の研究にてこの変化が大脳灰白質に特徴的でアミロイド沈着と深く関わっていることを示した。2.AD患者におけるAPP遺伝子の塩基配列の検討-既に家族性ADのいくつかの家系でAPP遺伝子の突然変異が明らかにされているが、われわれは上記1のスプライシング変化がAPP遺伝子の変異に起因する可能性を検索する目的で、APP遺伝子のスプライシングに関与するイントロンの塩基配列を解析した。ただしこれまでに得られた結果では、AD患者に特異的な変異は認めず、遺伝子診断法の可能性については今後の解析待ちである。3.AD患者におけるアポリポ蛋白E(apoE)の遺伝子型の検討-既に欧米ではAD発症の危険因子としてapoE4が報告されているが、われわれは日本人AD患者においてもこのことが当てはまることを明らかにした。特に、E4をホモで持つことがAD発症に強く関与していることを示したが、このことは遺伝子診断法の可能性を強く示唆するものである。1.アルツハイマー病患者におけるアミロイドβ/A4蛋白前駆体(APP)遺伝子の解析既に報告したアルツハイマー病(AD)患者におけるAPP遺伝子の発現異常(Knitz型プロテアーゼインヒビターをもつタイプともたないタイプのmRNA比が対照より約1.5倍高くなること)がスプライシング部位の変異によるか否かをPCR-直接シーケンシング法を用いて検討した。その結果,既知の4種のAPP生成に関わる遺伝子部位(第69エクソンおよびイントロンの5′と3′末端およびラリアット形成部位)の共通配列はAD患者において対照と同様に完全に保存されていることを見出し,ADに特異的な変異はないことを明らかにした。2.アルツハイマー病患者におけるアポリポ蛋白E遺伝子の解析先年米国でアポリポ蛋白Eの対立遺伝子(アレル)型とアルツハイマー病発症の相関が見出されたことを受けて,日本人のAD孤発例における同アレル型の分布をPCR-RFLP法を用いて調査した。その結果,日本人においても_ε4アレル頻度が晩発型AD患者では25.0%と対照(9.2%)に比して著しく高く,特に_ε4アレルを2つもつ人(ホモ接合体)はすべてAD患者であったことより,このアレルが晩発型AD発症の強力な危険因子であることを示した。3.アポリポ蛋白E対立遺伝子型とアルツハイマー病患者の脳萎縮の解析日本人の晩発型AD孤発例において,アポリポ蛋白Eのアレル型と脳の萎縮に相関があるか否かをX線CT画像を用いて解析した。その結果,同アレル型はAD患者における脳全体の萎縮とはほとんど関係がないことが明らかとなった。4.筋萎縮性側索硬化症の新しい遺伝子変異の発見上記アルツハイマー病の遺伝子解析の一環として,他の中枢神経系変性疾患の種々の遺伝子異常を調べているが,その過程で家族性筋萎縮性側索硬化症の1家系にこれまで知られていないスーパーオキシドジスムターゼ-1遺伝子のLeu^<106>→Val変異を見出した。
偏微分方程式の超局所解析の研究

この10年余にわたって、研究代表者は、超関数論や偏微分方程式論の問題解決の基礎的手段として、熱方程式の古典理論、特に熱核の性質を用いる方法の基礎づけに重点をおいた研究を継続して来た。研究が進むにつれて、熱核は特にガウス関数としての著るしい性格を持っていることによって、この方法が非常に簡潔かつ、有効であることが分って来た。今後は、このような方法を「熱核法」という風に呼びたいと思う。この熱核法の基礎つけに関して、既にいくつかの研究論文が、雑誌、Trans.A.M.S.Nagoya M.J.などに発表ずみであるが、今後もこの方法による研究成果を次々と発表して行く予定である。今発表予定の研究論文が一件であるので、裏面に記入しておきます。