hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
政策評価のための計量理論とそれを用いた雇用保険制度の分析

本研究では、政策やプログラムを事後的に評価するための分析手法の開発を行った。政策評価の分析とは、例えば雇用保険が失業期間にどのような影響を与えるかなどをデータに基づき定量的に分析することである。特に研究の対象としたのは、雇用保険受給の資格を有するかが前職の雇用期間に依存するように、ある政策が行われるか否かがある特定の状況に依存するときである。以上のような枠組みにおいて政策効果を推定するための新しい手法を提案し、その手法が既存の手法より優れていることを明らかにした。また開発された手法を用いて実際の経済問題の分析を行った。初年度の研究においては、関数の差の推定問題におけるバンド幅の選択問題の理諭的基礎を築いた。まずノンパラメトリック分析において基本となる密度関数の差の推定問題を考えた。そこでは既存の方法としては、それぞれの密度関数を個別に推定するためのバンド幅選択の方法や恣意的な制約のもとで最適なバンド幅を選択する方法があるが、それぞれ我々が考えている非常に一般的なフレームワークの下では最適とはなり得ないことを示した。それを示すにあたり、実は最適なバンド幅という概念がうまく定義できないという問題が存在するということを発見した。以上のような発見に基づき、既存の方法を優越する、ノンパラメトリック推定量の平均最小二乗誤差に基づくバンド幅の選択方法を提案した。ここで二つのバンド幅を無制約のもとで同時に選択するというのが我々の提案する方法の優れた部分でありまた難しい部分でもある。この方法を提案するにあたり、まず通常の平均二乗誤差に高次の項を加え、バンド幅がうまく定義されるように修正を加えた修正された平均最小二乗誤差を提案した。そして、これを最小にするようなバンド幅を選ぶ方法を提案した。この方法が非常に望ましい性質を持つことを理論的に示した。そして、提案された方法を、より一般的な関数の差の推定問題に拡張した。さらに、非連続回帰分析への拡張も行った。非連続回帰分析においては、境界点での推定という新たな問題があり、提案された方法はそれに伴って修正されなければならないが、理論的には同様のアプローチで最適なバンド幅を選べることを示した。また、理論研究と平行して実証分析の準備も進めた。非連続回帰分析を雇用保険制度の効果を推定する問題に用いるために就業構造調査を用いる予定であるが、この調査は膨大なデータであるためこのデータの整理、記述統計的なデータの把握を行った。平成24年度までの理論的研究において、密度関数の差、一般の関数の差のノンパラメトリック推定のためのバンド幅の最適な選択理論の枠組みを示すことができた。平成25年度の研究においては、実証分析において近年非常によく用いられるシャープな非連続回帰分析(Sharp Regression Discontinuity Design, SRDD)の分析をより進めた。そこでは実際にバンド幅を決定するために必要な予備的推定値(pilot estimate)をどのように推定するかを詳細に議論した。提案されたバンド幅の決定においては関数の2階微分や3階微分など様々な予備的推定値が必要になるため、よりよい予備的推定値を得るためにRidge regressionや高次の局所線型回帰分析などを予備的に用いることを提案した。具体的なバンド幅の決定においては理論的な提案のみに収まらず、より広い研究者が提案されたバンド幅の選択方法を用いることができるようにStataのadoコード、Matlabコードを作成、公開し非常に複雑なバンド幅の選択をより簡単に行うことができるよう配慮した。また公開されたコードにおいてはバンド幅の選択のみならず、バンド幅を選択した後の非連続回帰推定値、バイアス修正後のt値、バイアス修正を含んだ信頼区間も同時に計算されるようになっているため非常に利便性が高いものとなっている。また提案された方法、コードを用いて実証分析を行った。Ludwig and Miller (2007, QJE)における貧困地域補助プログラムの分析のためのデータを使い、提案された方法を用いて再検証を行った。最適なバンド幅の選択が非常に有用であることが明らかになった。同時に進行している雇用保険制度の分析においては実証分析のための準備をすすめた。昨年度までの研究において、まず密度関数の差の推定のためのバンド幅の最適な選択方法の理論研究を行った。そして、そこで提案された理論を一般の関数の差の推定のためのバンド幅の選択方法への理論へ拡張をした。その際に関数を評価する点がサポートの内点の場合と境界点の場合との場合で重要な違いが生じることを示し、それぞれの場合における理論研究を行った。境界点の場合においては実証分析において近年頻繁に用いられるシャープな非連続回帰の問題を特殊ケースとして扱った。本年度の研究においては、ここまで明らかになった理論を実際の問題へ適用するための研究をおこなった。昨年度までの研究において最適なバンド幅が明らかになったが、それは密度関数や一般の関数の理論値に依存するものであった。

理論値は一般的に未知であるため、そのままでは実際の問題に用いることができない。そこで小標本において計算可能で、漸近的には最適なバンド幅と同等な性質をもつバンド幅を提案した。そして提案されたバンド幅の小標本での性質をみるために大規模なシミュレーションを行った。シミュレーションに際してはシャープな非連続回帰の問題を扱った。実証分析の例として有名であるいくつかのData Generating Processを考えた。そして提案された方法が既存の方法より優れた性質を持つことを明らかにした。特に、現時点では最良の方法と考えられているImbens and Kalyanaraman (2012, Review of Economic Studies)よりも優れていることが明らかになった。また、理論研究として実証分析の準備も進めている。実証分析としては引き続き雇用保険制度の分析を考えている。大規模なデータの整理、記述統計などの理解をした。実績本年度の研究においては、非連続回帰分析のファジーデザインにおける推定問題の分析を行った。ファジーデザインにおいて興味の対象となるパラメータは2つの条件付き期待値関数のある点における差の比となる。つまり4つの関数をノンパラメトリックに推定する問題となる。カーネルタイプのノンパラメトリック推定においてはバンド幅が非常に重要な役割を果たすことが広く知られている。非連続回帰分析の既存の研究においては4つの関数を一つのバンド幅を用いて推定する方法が広く提案されているが、昨年度までのシャープデザインの研究において、カットオフポイントの左右で違うバンド幅を用いることによってより優れた推定を行えることが示された。そこで左右で違うバンド幅を用いる方法をファジーデザインへ拡張する方法を提案した。バンド幅の選択方法としては推定量の平均二乗誤差を最小にするような2つのバンド幅を考えた。通常は漸近的に高次の項を無視した平均二乗誤差を最小にすることによりバンド幅の選択を行う。しかし複数のバンド幅が存在する場合は通常の選択方法に問題が生じるため、平均二乗誤差に高次の項を含めて考えることによりバンド幅を最適に選択する方法を提案した。問題の解決においてはファジーデザインにおける平均二乗誤差は4つの関数の複雑な関数となるが本質的にはシャープデザインにおける平均二乗誤差の特性が同じとなることを利用することにより対処した。また提案されたバンド幅漸近的に既存の方法より優れていることを理論的に示し、シミュレーションに基づき小標本においても優れていることを示した。またファジーデザインにおけるパラメータと同様に条件付き期待値の差の関数として表される局所政策効果についても分析を行った。また本研究で提案された方法を用いて、Head Startプログラムの政策効果や雇用保険が無職の期間に与える影響などの分析を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。計量経済学26年度が最終年度であるため、記入しない。
液晶表示装置を用いた実時間スペックル相関法

粗面をレ-ザ光で照明したときに回折界または像界で観察されるスペックルパタ-ンは粗面の変形及びひずみによって形を変えながら移動する。物体の変位前後のスペックルパタ-ンの相互相関関数は変位にともなってそのピ-ク位置が移動すると共に値が減少する。これがスペックル相関法による変位測定の原理である。本研究は液晶パネルをシャドウフィルタとして用いる実時間スペックル相関法,およびスペックルパタ-ンをCCDカメラで撮り,変形の2次元分布を計算機で解析する方法の提案に関するものである。はじめに基準となるスペックルパタ-ンを透過型液晶TVパネル上に表示し,相関関数を光学的に並列演算する方法を提案している。静止した物体表面上の一点をレ-ザ光で照明したときの回折界のスペックルパタ-ンを透過型液晶パネル上に表示し,その像と物体が振動したときの動的スペックルパタ-ンとを重ね合わせることによって相関信号を光強度変化として出力することができた。この方法は軽量構造物のモ-ダル解析に有効に適用することができる。特に多自由度系を取り扱うために複数点を同時に照射したときの多重スペックルパタ-ンによる各点の相関信号を同時に分離して検出する際に可能な多重度の限界やSN比について,計算機シミュレ-ションと実験によって詳細に検討した。上述の方法は物体の変位にともなう相関関数の変化を利用しているので,ダイナミックレンジはスペックルの平均径程度で測定精度もその数%に制限される。それに対して,実時間性を犧牲にすれば,CCDカメラで撮った変形前後の像界のスペックルパタ-ンを面内でブロックに分割し,ブロックごとに相関関数を計算することによって,2次元の変形分布を広いダイナミックレンジで精度良く測定することができる。ブロック分割のサイズ,スペックルサイズ等の最適条件について検討した。
GD3合成酵素遺伝子により誘導される細胞増殖シグナルの分子機構

本研究ではヒトのメラノーマ細胞、PC12細胞などを用いて、GD3合成酵素遺伝子の操作による糖鎖リモデリングを行い、GD3発現によって誘導される細胞増殖亢進の分子機構の解明を目ざした。(1)GD3合成酵素遺伝子を導入したPC12細胞における細胞内シグナル分子の変化を検討した。これらの遺伝子導入細胞ではTrkA、MAPキナーゼが恒常的に活性化しており、NGFの刺激前も刺激後120分も全く変化しなかった。更にクロスリンキング法による二量体形成の有無の検討を行ったところ、全ての遺伝子導入・発現細胞においてNGF刺激に関係なく二量体bandが検出された。コントロールでは刺激後のみに二量体bandを認めた。(2)GD3合成酵素遺伝子の発現を抑制するために、cDNAの全長又は2種の部分配列を逆方向に発現ベクターに挿入したアンチセンスcDNAベクターを作成し、各々の変異細胞株を樹立した。最短のアンチセンス導入細胞を除いて、GD3発現レベルが約5分の1に低下すると共に、細胞増殖度が約2分の1に低下した。(3)ヒト培養メラノサイトに対し、メラノサイトにGD3合成酵素遺伝子を安定発現させ、その形質変化を観察した。細胞が紡錘型から上皮型に形態変化し突起の短縮を認めたが、増殖度には変化を認めなかった。(4)ヒトメラノーマ細胞株MeWoの培養液中に抗GD3抗体R24を添加したところ、約10μg/mlの濃度で著明な増殖抑制が認められた。同時にPI染色で細胞死が認められ、GD3を介する細胞死の誘導が示された。ガングリオシド糖鎖による増殖因子受容体のmodulationについては以前から提唱されてきたが、今回、TrkAの恒常的リン酸化と二量体形成など、化学構造上の変化が、糖鎖変化により惹起されることが初めて示された。また、今回示されたメラノーマ細胞におけるGD3発現レベルと増殖度の相関や、抗GD3抗体による培養メラノーマの増殖抑制効果はGD3の役割を再認識させるものであり、現在、抗体による増殖抑制の分子機序を解明中である。
光周波数コム光源を用いた3次元顕微鏡の分解能向上と計測の高速化

非線形ファイバを含み光パルスシンセサイザによる任意波形生成システムを光源とする3次元形状計測の実験系を組み、効率よく広帯域なスーパーコンティニューム光が得られる条件を確定した。3nm程度であった種光源のスペクトル帯域は、上記システムにより80nm程度まで拡大することがわかった。このとき、分解能は35micronとなった。物体の3次元形状を高速かつ精密に計測する技術の開発が、製品検査・医療・生命科学などの多くの分野から期待されている。本課題ではこの要求に役立つ3次元動画顕微鏡を開発した。本計測器は光周波数コムを光源とした光学干渉計による3次元形状を観測する手法であり、従来の白色光源を用いた手法とは全く異なる。具体的には、ミクロン精度の3次元像を観察できる計測器を実現した。平成20年度は、光源の帯域が広いほど計測の空間分解能は向上するために、深さ分解能の改善を目指して光周波数コムの広帯域化、および光学干渉計の構築を主眼とした。非線形ファイバを含み光パルスシンセサイザによる任意波形生成システムを光源とする実験系を組み、効率よく広帯域なスーパーコシティニューム光が得られる条件を確定した。(1)光パルスの波形整形:光位相変調器を用いて発生したコムを、時空問変換技術を用いた光シンセサイザにより、振幅と位相を調整してガウシアン波形を示すパルス波形の最適化を行った。(2)高非線形ファイバによるスーパーコンティニューム(SC)光コムの発生:高非線形ファイバ内での光パルス波形を光シンセサイザにより最適なパルス波形に波形整形することで、SCコム光を発生した。また、光位相変調器を駆動するRF周波数の走査によりSCコム光の周波数間隔を制御できることを確認した。光シンセサイザによる波形整形により高非線形ファイバ内を伝播するパルスを最適な波形に整形して広帯域SC光コムを発生し、スペクトルの広帯域化を図った。25GHz間隔で80nm帯域のSC光コムを生成した。光学系の設計・製作:2次元イメージセンサを導入した空間光学干渉計の設計と製作を行った。具体的には、光周波数コム光源を非線形ファイバに通して、スーパーコンティニューム光として発生させた。光源の帯域が広いほど計測の空間分解能は向上するためにスーパーコンティニューム光の帯域拡大を図った。非線形ファイバを含み光パルスシンセサイザによる任意波形生成システムを光源とする実験系を組み、効率よく広帯域なスーパーコンティニューム光が得られる条件を確定した。
低温プラズマを利用した活性化学種生成による着火制御

放電パターンが火炎核生成に与える影響を調べるため,3方向からの可視化が可能な定容燃焼容器を試作し,放電の直接写真と初期火炎のシュリーレン写真の同時撮影を行える計測系を構築した.また,小型のIES式パルス電源を利用した低温プラズマ放電点火システムを単気筒試験機関に適用し,排気再循環による希釈燃焼時の燃焼安定性について従来の点火システムとの比較を行った.これらの結果,低温プラズマ繰り返し放電点火は,従来の点火システムと比較して,排気再循環による希釈限界が21%から25%へと拡大できること,低温プラズマ繰り返し放電点火は従来の点火システムと比較して,燃焼速度などの部分燃焼限界に与える影響は少ないが,初期火炎核形成に関わる点火限界に強く影響を与えることがわかった.放電パターンが火炎核生成に与える影響を調べるため,3方向からの可視化が可能な定容燃焼容器を試作し,放電の直接写真と初期火炎のシュリーレン写真の同時撮影を行える計測系を構築した.また,小型のIES式パルス電源を利用した低温プラズマ放電点火システムを単気筒試験機関に適用し,排気再循環による希釈燃焼時の燃焼安定性について従来の点火システムとの比較を行った.これらの結果,低温プラズマ繰り返し放電点火は,従来の点火システムと比較して,排気再循環による希釈限界が21%から25%へと拡大できること,低温プラズマ繰り返し放電点火は従来の点火システムと比較して,燃焼速度などの部分燃焼限界に与える影響は少ないが,初期火炎核形成に関わる点火限界に強く影響を与えることがわかった.熱エネルギー変換器の効率の向上,環境負荷の低減のため,超希薄予混合気の燃焼が提案されている.また,既燃ガス等を利用して混合気を高度に希釈化するとともに過給を併用する高効率燃焼技術も提案されている.混合気の希薄化や大量希釈は,点火を不安定化するため,燃焼変動が混合気の希薄化,希釈化を制限しているのが現状である.超希薄予混合燃焼および大量希釈燃焼技術の実現に向けて,革新的な点火システムの開発が求められている.また,近年では燃料の多様化が進んでおり,点火システムにおいては,着火特性の大きく異なるバイオマス燃料やガス燃料など様々な燃料に対応できることも求められる.本研究では,新しい点火システムとして低温プラズマによる着火促進に着目し,希薄燃焼,希釈燃焼および様々な燃料に対して,確実な着火が実現出来る着火制御技術の開発を目指している.具体的には,繰り返し極短パルス低温プラズマを利用した点火システムによる化学的な着火促進効果に関して,基礎的な検討を行い,低温プラズマにより生成される活性化学種を同定するとともに,低温プラズマ放電パターンが生成化学種に与える影響を明らかにし,特定化学種の選択的生成による着火制御の実現性を検証していく.本年度は,放電と初期火炎核形成過程の計測システムを構築した.まず,光学計測が可能な定容容器を設計,製作した.また,放電電極を拡大撮影できる光学系を設計した.製作した容器,拡大光学系と高速度カメラ2台を用い,放電の直接撮影と火炎核のシュリーレシ撮影を同時に試みた.直接撮影用カメラはシュリーレン光路の妨げとならないよう,容器観察窓に対して約20°の角度で設置した.撮影速度はカメラとも100000fpsとした.撮影した直接写真およびシュリーレン画像を放電電流波形と比較し,放電形態と火炎核生成過程の関係を調べた.熱効率の向上、環境負荷の低減のため、超希薄予混合燃焼や、混合気を高度に希釈化した上で過給を併用する高効率燃焼技術などが提案されている.しかし,点火,着火の不安定化による燃焼変動が,混合気の希薄化や希釈化を制限しているのが現状である.また,近年では燃料の多様化が進んでおり,着火特性の大きく異なるバイオマス燃料やガス燃料など様々な燃料に対応できる点火システムが求められている.本研究では,低温プラズマによる着火促進に着目し,希薄燃焼,希釈燃焼および様々な燃料に対して,確実な着火が実現出来る着火制御技術の開発を目指す.具体的には,繰り返し極短パルス低温プラズマを利用した点火システムによる化学的な着火促進効果に関して基礎的な検討を行い,低温プラズマにより生成される活性化学種を同定するとともに,低温プラズマ放電パターンが生成化学種に与える影響を明らかにし、特定化学種の選択的生成による着火制御の実現性を検証している.本年度は,前年度までに構築した計測システムを用いて,放電パターンと雰囲気条件が初期火炎の生成過程に与える影響を調べた.定容燃焼容器,拡大光学系と高速度カメラ2台を用い,放電の直接写真と火炎核のシュリーレン画像の同時撮影を行った.得られた直接写真から放電輝度を求め、シュリーレン画像より火炎核の成長速度を定量化し,放電パターンとエネルギーが火炎核成長に与える影響を調べた.この結果,短いパルスで高い電流値で放電とすることで火炎核生成速度が高まることなどがわかった.また,低温プラズマ放電点火を単気筒試験エンジンに適用し,放電パターンが希薄燃焼時の燃焼安定性に与える影響を調べた.燃料には市販のガソリン,天然ガスを用いた.この結果,希薄運転時に,短パルス低温プラズマ放電を適用することで,より低い投入エネルギーでも,通常の点火システムと同等以上の燃焼安定性が得られる事などがわかった.
多置換 D-A シクロプロパンの不斉合成と環開裂を鍵とする高選択的有機合成

1)林ーヨルゲンセン触媒を用いる不斉シクロプロパン化により不斉多置換D-Aシクロプロパンを不斉合成し、これを用いる高ジアステレオ選択的なジベンジルリグナンラクトンを合成し、二つのアリール基の鈴木カップリングによりステガナシンの不斉合成を低収率ではあるが達成した。しかし、収率が非常に低いので、各段階の収率の向上と代替法の検討を行っている。2)高光学純度のD-Aシクロプロパンの環開裂を伴う不斉転写分子内フリーデルクラフツ反応により光学活性ジヒドロナフタレンを合成した。次に脱水素して中心不斉を除去し、軸不斉のみを有する高光学純度のアリールナフタレンの合成に成功した。このとき、アリール基のオルト位の置換基のサイズによって不斉伝搬率が変化する。現在、このオルト位置換基のさらなる変換も行っている。3)高光学純度のD-Aシクロプロパンの環開裂を伴う不斉転写分子内フリーデルクラフツ反応を鍵反応とする有用な生物活性を有するリグナンアミドの不斉全合成を達成した。4)高光学純度のD-Aシクロプロパンとベンズアルデヒドとの[2+3]型付加環化を用いてテトラヒドロフラン環を有するフラノリグナンの全合成を達成した。続いて、高光学純度のD-Aシクロプロパンとイミンと反応させピロール環を有する抗ウィルス活性試験を行う誘導体を合成した。5)多置換D-Aシクロプロパンのオキシホモマイケル反応については、Scope and limitationを詳細に調べたことで、反応性について詳細に解明できた。多置換D-Aシクロプロパン開裂を伴うオキシホモマイケル反応を鍵反応とするジベンジルリグナンラクトンの合成をさらに発展させ、八員環を構築して4環性リグナン類であるステガナシンの全合成を達成したことは予想以上の成果である。当初計画していた通り、分子内フリーデルクラフツ反応を用いる中心から軸への二段階での不斉変換も達成したので順調と言える。高光学純度のD-Aシクロプロパンの環開裂を伴う不斉転写分子内フリーデルクラフツ反応を鍵反応とする有力な生物活性を有するリグナンアミドの不斉全合成を達成したことと、高光学純度のD-Aシクロプロパンとベンズアルデヒドとの[2+3]型付加環化を用いてテトラヒドロフラン環を有するフラノリグナンおよびそのピロール誘導体の全合成を達成したことも順調な成果と言える。今後、ステガナシンの不斉全合成については現在得られている方法の各段階の収率の向上をめざす。また、現在は四置換までのD-Aシクロプロパンを用いているが、さらに五置換または六置換シクロプロパンの不斉合成をめざす。林ーヨルゲンセン触媒のデザインの再検討も行う。オキシホモマイケル反応については、四級炭素の構築法への展開も検討する。また、さらなる生物活性を有するリグナン天然物(B型肝炎ウィルスのRNA転写酵素阻害活性を有する)の全合成への応用も行う。有機分子触媒を用いた、ラセミシクロプロパンの開環を伴う動的速度論分割も検討する。

今後、ステガナシンの不斉全合成については現在得られている方法の各段階の収率の向上をめざす。また、現在は四置換までのD-Aシクロプロパンを用いているが、さらに五置換または六置換シクロプロパンの不斉合成をめざす。林ーヨルゲンセン触媒のデザインの再検討も行う。オキシホモマイケル反応については、四級炭素の構築法への展開も検討する。また、さらなる生物活性を有するリグナン天然物(B型肝炎ウィルスのRNA転写酵素阻害活性を有する)の全合成への応用も行う。有機分子触媒を用いた、ラセミシクロプロパンの開環を伴う動的速度論分割も検討する。(理由)順調に成果が出たが、必要な大量の溶媒と高額試薬を購入する必要のあるテーマを次年度に集約したため。(使用計画)次年度使用額と平成31年度請求額を合わせて大量合成に必要な溶媒と高額試薬を購入する必要のあるテーマを完結させる。分離精製に必要な大量の溶媒を必要とするテーマ:生物活性物質の不斉全合成高額試薬を必要とするテーマ:有機触媒および希少金属触媒を用いる反応の開発
シリコンリング型光共振器を用いたマイクロ加速度センサの研究

シリコン製光導波路中を伝搬する光の干渉を利用した高感度かつ小型な加速度センサを新たに提案した.このセンサでは光導波路がマッハツェンダ干渉計(MZI)の構造を取っており,さらにその分岐した導波路の一方が浮遊化しており,加速度印加によりたわむ.この結果,MZIの出力が変調する仕組みである.また,本センサ中では感度向上のために光導波路に片持梁を交差させているが,この交差部での光学損失を抑える手法として,多モード干渉(MMI)の利用を提案した.この効果は光学シミュレーションと実験結果より確認した.最終的に,作製した加速度センサの出力が力印加により変調することも確かめられた.シリコン製光導波路中を伝搬する光の干渉を利用した高感度かつ小型な加速度センサを新たに提案した.このセンサでは光導波路がマッハツェンダ干渉計(MZI)の構造を取っており,さらにその分岐した導波路の一方が浮遊化しており,加速度印加によりたわむ.この結果,MZIの出力が変調する仕組みである.また,本センサ中では感度向上のために光導波路に片持梁を交差させているが,この交差部での光学損失を抑える手法として,多モード干渉(MMI)の利用を提案した.この効果は光学シミュレーションと実験結果より確認した.最終的に,作製した加速度センサの出力が力印加により変調することも確かめられた.本研究の目的は,光干渉現象を利用した高感度かつ微細な慣性力センサをMicro Electro Mechanical System (MEMS)技術を利用して作製することである.具体的には,単結晶シリコン(Si)を用いて導波路型光干渉計器を加速度センサに応用することを目標とした.平成20年度は3年の実施期間の初年度として, (1)センサの設計および数値シミュレーション,(2)蒸気HFによるSiO2膜除去装置の作製,(3)中空構造を有する光導波路の形成を行うことを予定していた.以下に各項目の達成状況を示す.(1)センサの設計および数値シミュレーション慣性力センサを光導波路で作製するにあたり,最も問題になるのは構造の微細さに起因する「質量の小ささ」にある.センサ感度は変位部の質量に比例するので,十分な感度を確保するには質量の大きな「おもり」を付加する必要がある.本研究では光学シミュレーションによる評価の結果,マルチモード干渉(MMI)技術を利用することで,光特性に影響を与えることなく「おもり」を付加する領域が形成可能であることを見出した.最終的に,マッハツェンダ光干渉計型の光干渉を利用し,約1g(g :重力加速度)の加速度印加により出力光を100%変調可能な,高感度加速度センサの設計に成功した.(2)蒸気HFによるSiO_2膜除去装置の作製上記(1)で設計した光導波路には,可動部形成の為の犠牲層除去機構としてHF蒸気によるSiO_2除去装置が必要となる.今回,研究代表者は新たに簡易かつSiO_2除去効率の高い蒸気HF装置を設計・作製した.(3)中空構造を有する光導波路の形成上記(2)で作製した蒸気HF装置を利用し,光伝搬損失の低いSi光導波路を作製した.このとき,蒸気HF装置を利用して犠牲層SiO2を除去したことによる光損失の増大は,約0.7dB/cmと見積もられる.本研究の目的は,光干渉現象を利用した高感度かつ微細な慣性力センサをMicro Electro Mechanical System(MEMS)技術を利用して作製することである.具体的には,単結晶シリコン(Si)を用いた導波路型光干渉計器を加速度センサに応用することを目標とした.平成20年度は3年の実施期間の2年度目として,(1)加速により変形する光導波路の最適化および材料探索(2)センサの設計,作製および評価,(3)リング共振器型加速度センサの提案と検証,の3点を目標に研究を行った.その結果は以下のとおり.(1)昨年度の研究成果を基に,中空構造を有する光導波路の最適化を実施した.結果,このシリコン製中空導波路の導波路損失は,約0.8dB/cm,中空化による損失は0.2dB/cm以下であることが分かった.これにより,結晶シリコンが目標とするセンサ作製において最適であると判断した.(2)上記(1)の成果を基に,シリコン光干渉計の原理を応用した加速度センサを作製した.ただし,最終的に必要となる発光/受光素子の貼り付けを実施していない為,入出力光は光ファイバから導入した外部光を利用した.この条件化では実際の加速度印加も不可能なので,センサを微小な針の先端で押すことにより力の印加を行った.その結果,出力を約30%変化させることに成功した.(3)上記の結果から,光干渉を用いた加速度センサの作製には成功したといえる.そこで,本研究の採取目標である光共振を用いたリング型光導波路を加速度センサに応用する手法について検討を行った,その結果,リング型光導波路に光を導入する箇所を工夫することにより,光干渉特性を犠牲にせず,加速度印加により出力が変化する構造の設計し,光シミュレーションを実施した.次年度は,この光共振リングを用いた加速度センサを実際に作製,評価を行う予定である.本研究は,超高感度な慣性力センサを,結晶シリコン製の光干渉器を利用して実現することを目的に実施した.研究は概ね交付申請書に記載した実施計画に沿って実施された.まず,慣性力センサの基となる光干渉器の設計およびその光学シミュレーションを実施した.

その結果,計画立案時に想定していた光干渉の方式であるリング共振器では逆に感度が高すぎ,不要なノイズを多く受信してしまうことが分かった.また更に実験を進めることで,光干渉方式としてマッハツェンダ干渉型を用いた場合に所望の特性を得られることが分かった.ただし,その感度を目的に合わせて調整するには,プルーフマス(重り)を付加する必要があること,これがセンサ信号を伝達する光を劣化させることも判明した.そこで,この光損失を低減する新たな方式を提案した.これはプルーフマスを付加した片持ち梁と光導波路を多モード干渉(MMI)光導波路を介して交差させる方式で,本方式を用いることにより,20dB以上の損失を1dB以下に抑制可能であることをシミュレーションと実験の双方により確認した次に,実際にセンサを作製する為の作製方法の確立実験を行った.研究計画時には,ここで様々な材料の利用を想定していたが,設計の工夫により結晶シリコンのみを利用して目的のセンサを作製可能となった.また,ここで光導波路の浮遊化(両持ち梁構造化)というプロセスが必要であったが,結晶シリコン層下部の酸化シリコン層を蒸気フッ酸で除去することにより実現した.最終的に,マッハツェンダ型光導波路を利用した加速度センサを作製し,これに力を印加して出力変化を測定した.その結果,力印加に対して最大で0.7dBの出力変化が観測された.したがって,本研究の目的である慣性力センサの開発に成功したと言える.
光センシング用半導体レーザ

(1)(NH_4)_2S_Xの処理によりGaAs表面の真の安定化に初めて成功し、その機構を明らかにした。またホイスカー構造のミクロレーザの提案を行い、その極限性能のシミュレートと新機能の可能性につき考察を行った。(2)活性および受動の両領域に回折格子を設けた動的単一モードレーザを考案した。その設計理論を確立し、また応用として、回折格子深さに非対称性をもたせたDRレーザを実現し、高い前・後方出力比(50:1)を達成した。(3)走査方ラマン顕微鏡を完成し、GaP発光ダイオード中のキャリアの濃度と移動度の空間分布を75300Kの温度範囲で求めることが出来た。またSiのイオン注入層の損傷度およびドーズ量の定量評価、さらにその結晶性の均一度の定性的評価をすることが出来た。(4)(GaAl)As系で共振器長10μm以下の面発光レーザを製作し、室温連続動作を初めて実現し、単一波長性と円形狭出射ビームにつき優れた特性を得た同様な動作が(GaIn)(AsP)系においても期待できる。(5)(GaIn)(AsP)/(AlGa)Asを用い分布帰還型リッジ導波路構造のレーザを試作し、0.6μm帯で初めて縦単一モードでかつ基本横モードのレーザが得られた。発振波長は、671mで12°Cで連続動作した。(6)半導体レーザでの非線型効果は、電子・ホール対の双極子振動位相と双極子数のビート振動が関与することを指摘し、利得飽和効果の非対称性と進行波増幅器での4光波混合を統一的に解析した。(7)外部光路を付けた半導体レーザシステムにより同調周波数領域を大幅に拡げた。半導体レーザを用いたエバネッセント分光2光子光ポンピングなどの新しい分光法を開発した。(8)Si上に成長したGaAsのエッチピット密度を、10^5/cm^2台に減少させた。その結晶によるレーザは、130Kで、連続動作した。出力光は偏光し、内部応力がその成因であることを明らかにした。
消費者への効果的な食品表示教育方法の検討―個人レベルのリスク管理のために

消費者への効果的な食品表示教育及び食のリスクコミュニケーションを推進するための知見として、1塩分表示に注目した調査では、食塩相当量の併記の必要性と、1日摂取目標量の習得と減塩への強い意識付けの重要性が示された。2幼児期の食のリスクを適切に捉えておらず、必要な知識を持たない母親が少なくない現状が示された。3社会的リスク管理がされている食品添加物等への不安が強く、それらの表示を参考している者に、窒息等個人での管理が必要な問題への知識や意識が低いという関連性が認められたことから、食品表示教育において、併せて食のリスクを科学的に考える力を醸成していく必要性が示された。食の多様化が進む現代において、健全な食生活を生涯にわたって実現するために、正しい知識と食を選択する判断力を身につけることが求められている。本研究では、食品表示を食べ方や量などの栄養学的側面も含めた個人的食の選択におけるリスク管理のツールとしてとらえ、消費者が食品表示を活用して、その即時的情報を食生活の改善に結びつけるためのスキルの習得をめざした教育方法を確立することを目標とした。本年度は、個人レベルの食の管理に食品表示を活用するための表示教育方法として、特に加工食品からの脂質の過剰摂取などの若い世代の食生活のリスクを軽減するために、栄養成分表示をより活用していくための教育のあり方を検討し、成分表示活用が具体的にどのような影響を与えうるのかという有効性を検証した。また、食品の個別的選択の状況における情報源としての食品表示について、現状としてどのように参考と活用がされているのか、またその実態が、食のリスクに関わる意識、態度、行動とどのように関連しているかを明らかにするためのアンケート調査を実施した。「どのような食品にもリスクはあり、その大きさが問題である」などの食のリスクについて適切な認識を有する者に、食のリスクに関わる知識がある者や、原材料などの食品表示を見ている者の割合が多いという関連が幾つか見られる一方で、食品添加物などの表示をよく見ている者に、子どもの食のリスクとして個人的対応が求められる問題を的確に認識している者の割合が少ない、という課題が抽出された。本結果をもとに、食品表示の活用を食品の安全性に関する科学的な視点、リスクマインド、を身につけることに結びつけていくための教育やリスクコミュケーションの方法について検討する予定である。食の多様化が進む現代において、食のリスクを低減させるために、リスクマインド(安全を科学的に考える心)を習得して、食の安全に関する正しい知識と理解を身につけることが求められている。本研究は、個人レベルでの食のリスク管理力を高めるために、リスクマネージメントツールである食品表示の活用の推進を含めた食のリスク教育方法を確立することを目標とした。本年度は、就学前の幼児をもつ母親を対象とした調査を実施して、母親の食品表示の参考状況と、食のリスクに関わる基本的な考え方や、子どもの食のリスクについての認識、関連する知識の状況などを調べ、子どもの食のリスクを低減していくための母親へのリスクコミュニケーションのあり方を検討した。就学前の幼児をもつ母親の実態として、保育者がリスク管理をしていく必要性が高いと考えられる有害微生物や食品の誤嚥・窒息よりも、実質的な健康障害が発生していない放射性物質や食品添加物などをよりリスクが高い問題として認識している者が少なくないことが明らかとなった。また、母親の多くは、食品表示の情報を参考にする習慣を身につけてはいるが、その行動は、必ずしも科学的に適切なリスク認識に基づいていないことが示唆された。一方、幼児にとってリスクが高いと考えられる食品による誤嚥・窒息を予防するための食品の与え方の知識がない割合が40%に達していたことや、病原性微生物による食中毒予防の基本である調理中の適切な手洗の習慣が身についていない割合が15%であったことから、母親への食のリスクコミュニケーションを積極的に推進していく必要性が示された。本年度は、塩分表示について青年期女子および一般成人女性を対象として参考と活用の現状を明らかにして、現行制度での活用に関わる課題を抽出した。栄養士養成課程における専門教育を受けた期間が異なる対象群の調査結果から、ナトリウム量から食塩相当量への換算は、一日摂取目標量に比べて知識として習得が難しいことが示された。

一般成人女性の調査により、塩分に関わる表示の情報は、十分に参考にされていない実態が示され、課題として、現行の表示を活用するための基礎的な知識が十分に普及していないことがあげられた。塩分表示の在り方として、食塩相当量の併記の必要性が示され、併せて、塩分表示の数値情報を実際の減塩につなげていくために、一日摂取目標量の習得と減塩への強い意識付けを行う教育の必要性が示された。また、個人の食生活において、食品表示をただ見るだけでなく、食生活の改善につながる活用を習慣化することを目標とした表示教育を、系統的な追跡調査が容易である短期大学学生を対象に行った。食べ方や量に関わる栄養学的なリスク管理への食品表示(栄養成分表示)の活用については、研究代表者が明らかにしてきた表示の参考と活用への阻害要因を含めた関連因子に関わる知見をとりいれて実施した。教育の効果を解析して発表する予定である。食の多様化が進む現代において、健全な食生活を生涯にわたって実現するためには、消費者が栄養学的な側面を含めた個人レベルでの食のリスク管理を行うことが求められる。本研究では、食品表示を食生活におけるリスク管理ツールとしてとらえ、消費者が食品表示を活用して、その即時的情報を食生活の改善に結びつける力を養うための効果的な教育方法を検討した。青年期女子および一般成人女性を対象とした、栄養成分表示(塩分表示)の参考と活用の実態調査から、塩分表示の在り方として食塩相当量の併記の必要性が示され、塩分表示の数値情報を実際の減塩に結びつけていくために1日摂取目標量の習得と減塩への強い意識付けを行う必要性が示された。得られた成果に基づいて、青年期女子を対象とした食品表示教育を実施した。また、消費者が適切な食のリスク管理を行うためには、リスクマインド(安全を科学的に考える心)を身につけることが求められる。食品表示教育を進めていく上で、食のリスクに対する認識と、食品表示の活用との関連を明らかにすることが重要であると考え、就学前の幼児を持つ母親を対象として、食のリスクに関わる認識と食品表示の活用状況に関する調査を実施した。その結果、社会的なリスク管理がなされている添加物等の食品表示を良く活用する者は、個人レベルで管理するべき食のリスクの問題への意識が低いという関連性が認められ、食のリスクマインドを醸成するためのリスクコミュニケーションの必要性が示された。また、幼児の食事中に窒息について注意をしていない割合が15%、窒息予防のための適切な食品の選び方を知らない割合が41%に達していたことから、幼児の誤嚥・窒息リスクについて保護者への周知を徹底することの重要性も併せて示された。最終年度は、上記調査の実施と、調査結果をまとめたリーフレットを近隣保育所や幼稚園の保護者に配付して、調査研究成果の還元を行った。食品科学交付申請書に記載した平成24年度分の「研究の実施計画」に従って実施した。得られた結果は学会発表を行い、一部の内容は論文として発表した。就学前の子どもをもつ母親を対象とした食のリスクに関する調査を実施して、対象者のリスク認知に対応したリスクコミュニケーションのあり方を考察することができた。平成26年度実施予定の調査では、さらに食生活全体の視点からの考察を加えた上での統括が行える予定である。交付申請書に記載した平成23年度分の「研究の実施計画」に従って実施した。
新しい集団特異的遺伝子によるモンゴロイド集団の系統解析

各種の血清型の遺伝子頻度を分析することにより,モンゴロイド集団間の遺伝的位置づけを行った。1.ORM型のORM^*201およびORM^*6の分布の中心はそれぞれ日本および漢民族にあった。2.AHSG^*5はほぼ琉球に特異的であった。3.IF型のIF^*Aはモンゴロイドに広く分布し,台湾の高山族から最高値が得られた4.CIR型のCIR^*5はモンゴロイド集団では高頻度に検出され,分布の中心は中国北方小数民族や日本にあった。5.GC型の変異型は日本の集団では特によく検出された。6.PI型の変異型としては,PI^*Nnagateが日本および周辺集団から検出された。7.TF型のTF^*Dchinaはタイや中国南方の少数民族から高頻度に検出された。8.ZAG型やC3型はほとんどすべての集団で非多型的であったが,検出された変異型はその地域に特有のものが多かった。9.HP型のHP^*1は高山族において比較的高率であった。10.C6,C7型はまだ調査集団が少なく,はっきりした地域的傾向はつかめていない以上のことより,我々の行った各種血清型遺伝子頻度においても,かなりの集団間の差異がみられた。しかし,従来考えられてきた北と南のモンゴロイド間で明らかに区別可能な形質は存在しなかった。もう少し多くのデータがそろった段階で系統摘による分析を行いたい。
神経シナプスアクティブゾーンの分子構造基盤と生理機能の解明

神経終末アクティブゾーンは神経伝達物質の放出を時間的・空間的に制御していると考えられている。本研究では、アクティブゾーン特異的蛋白質CASTが神経終末においてカルシウムチャネルと直接複合体を形成してチャネルの開口を制御していることを見出した。さらに、CAST遺伝子改変マウスの網膜シナプスの解析から、CASTがアクティブゾーンの長さを制御し網膜における光信号の伝達に関与していることを明らかにした。神経終末アクティブゾーンは神経伝達物質を含有したシナプス小胞が特異的にドッキングし前シナプス形質膜と融合する部位であり、神経伝達物質の放出を時間的・空間的に制御していると考えられている。アクティブゾーンは種を超えて、また中枢神経のみならず末梢神経においてもよく保存された構造体である。リン酸化酵素SADキナーゼは大脳海馬の神経終末において、シナプス小胞とアクティブゾーンに局在している。そこで、SADの末梢神経における局在を明らかにするためにSAD-B特異抗体を用いてマウスの神経筋接合部neuromuscular junction(NMJ)を解析した。NMJのマーカーには神経毒であるα-bungarotoxinを用いた。マウス横隔膜のNMJにおいて、SAD-Bはいま一つのアクティブゾーン蛋白質Bassoonと同様の点状の局在を示し、アセチルコリン受容体(後シナプスに局在)に結合するα-bungarotoxinと近接する局在パターンであった。Bassoonが主に点状のパターンであるのに対し、SAD-Bは点状でかつdiffuseなパターンも示し、これはシナプス小胞のマーカーであるsynaptophysinと同様であった。また、SAD-Bのノソクアウトマウスでは、SAD-Bのシグナルは消失した。同様の局在は、脊髄spinal cordでも観察でき、このことはSAD-Bが中枢神経のみならず末梢神経においても同様の発現と局在をしていることを示唆する。NMJにおいてもSAD-Bが神経伝達物質の放出に関与している可能性が高く、SADノックアウトマウスでは個体が生後すぐに死亡することから、その原因の一つとしてNMJによる神経伝達物質の放出が阻害されることによる呼吸不全も考えられる。神経終末アクティブゾーンにはCAST, ELKS, Bassoonなどの構造蛋白質以外に、カルシウムイオンの流入を制御する電位依存性カルシウムチャネルVDCCが存在する。本年度は、まず、CASTがVDCCのbetaサブユニットと直接結合し、生体内においても分子複合体を形成していることを生化学的に明らかにした。VDCC betaサブユニットはCASTのC末領域に結合した。さらに、CASTはチャネル活性を有するVDCCalphaサブユニットとも結合したが、betaサブユニットとの結合よりは開かなかった。また、BHK細胞にVDCC複合体およびCASTを過剰発現させ、VDCCの機能を電気生理学的に解析したところ、CASTが存在することでVDCCが開口しやすくなることを見出した。アクティブゾーン蛋白質がVDCCの活性化を制御するという初めての報告であり、成果はThe Journal of Biochemistry誌に採択された(論文リスト1)。アクティブゾーン蛋白質とVDCCの相互作用の研究分野は始まったばかりであり、本成果は当該研究分野において重要な発見といえる。VDCC betaサブユニットは14までのファミリーメンバーが知られているが、CASTは特にbeta4と強い相互作用を示した。betaサブユニットファミリーは脳内で異なる発現を示しており、CASTとの相互作用が脳内の異なる部位でそれぞれ調節されている可能性も高い。今後、脳の領域特異的にCASTがどのようなVDCCファミリーと結合しているかを明らかにすることで、脳内各部位(海馬や小脳など)における神経伝達物質放出の制御機構の違いを解明できる可能性がある。網膜の神経視細胞にはリボンシナプスと呼ばれる特殊なアクティブゾーンが存在する。これまでの米国の先行研究からアクティブゾーン蛋白質CASTは興奮性のシナプス伝達には関与せず、抑制性のシナプス伝達のみを制御すると考えられていた。しかし、CASTノックアウトマウスの網膜シナプスの解析から、CASTが少なくとも網膜シナプスの興奮性伝達に関与していることを示唆するデータを得た。また、網膜視細胞のリボンシナプスの形態を各種のリボンシナプスマーカーで調べたところ、CASTノックアウトマウスの網膜リボンシナプスはその長さが野生型に比べおおよそ半分になっていることを見出した。このサイズの減少に伴い、リボンシナプスにおける重要な機能分子であるカルシウムチャネルのシグナルもおおよそ半分に減少していた。一方で、ファミリーメンバーELKSの発現は約2倍に増加しており、CASTの欠損を補うべく相補的に発現が増加していると示唆された。このことにより、アクティブゾーンの形成・維持にCASTが関与していることが初めて明らかとなった。現在、このCASTノックアウトマウスを用いて、海馬、小脳、大脳皮質のアクティブゾーンの微細構造を解析中である。さらに、CASTノックアウトマウスでは、加齢に伴って異所性のシナプス形成が顕著に観察された。特に、通常はシナプスがほとんど存在しないouter nuclear layerに、突起の潜り込みが見られ、リボンシナプスマーカーであるEIBEYEのシグナルが検出された。このような分子・細胞レベルの変化のみならず、マウス行動実験を用いることで、CASTノックアウトマウスが視力障害を呈していることを見出した。

これらの成果は、The journal of Neuroscience誌に採択・掲載され、当該雑誌の表紙を飾った(文献リスト2)。VDCCとの相互作用について生化学的・電気生理学的に新しい知見を得ることができ、論文発表を行うことができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。CAST遺伝子改変マウスに関して、生化学的・形態学的・電気生理学的解析をおこなう。また、マウス行動学的解析も行い、精神神経疾患のモデルマウス作出を試みる。さらに、ファミリーメンバーであるELKSとのダブルKOマウスの作製・機能解析を進める。
インドキシル硫酸による腎不全進行促進の分子機構の解明とその生成阻害剤の開発

インドキシル硫酸の腎不全進行促進作用の分子機序を明らかにする目的で、5/6腎摘ラットを用い腎臓におけるtransforming growthfactor(TGF)-β1、tissue inhibitor of metalloprotease(TIMP)-1,pro-α1(I)collagenの遺伝子発現に対するインドキシル硫酸投与の影響を検討した。インドキシル硫酸投与により、血清クレアチニンの増加およびクレアチニンクリアランスの低下が認められ、また糸球体硬化係数の増加と尿細管拡大がより顕著に認められた。インドキシル硫酸投与ラットではさらに腎皮質におけるTGF-β1、TIMP-1,pro-α1(I)collagenのmRNAの著明な増加が認められた。インドキシル硫酸の腎毒性のターゲット部位を明らかにするために、モノクローナル抗インドキシル硫酸抗体を作成し、腎組織の免疫染色を行った。インドキシル硫酸抗体により腎不全ラットでは尿細管上皮細胞、特に拡張した近位尿細管細胞に陽性所見が得られた。インドキシル硫酸投与腎不全ラットではより顕著に拡張した近位尿細管細胞が陽性であった。このことから、インドキシル硫酸の腎毒性のターゲット部位は近位尿細管上皮細胞であることが証明された。インドキシル硫酸は血中ではアルブミンと結合しており腎臓では近位尿細管上皮細胞から分泌されて尿中に排泄されている。腎不全では血中濃度が増加し、近位尿細管細胞への過剰負荷が起こり、近位尿細管細胞の障害をきたし、腎障害の進展を促進すると考えられる。近位尿細管の基底側膜にはパラアミノ馬尿酸(PAH)などの有機酸を血中から近位尿細管細胞内に取り込む有機アニオントランスポーター(OAT)が存在する。OAT1は腎臓、OAT2は肝臓、OAT3は腎臓と脳脈絡膜において発現がみられる。インドキシル硫酸はOAT1によるPAH取り込みを阻害し、またOAT3によるエストロン硫酸の取り込みを用量依存性に阻害した。従って、インドキシル硫酸は、近位尿細管基底側膜に存在するOAT1、OAT3を介して血中から近位尿細管細胞内に取り込まれていると考えられる。インドキシル硫酸投与腎不全ラットでは非投与腎不全ラットに比較してOAT1の発現がより減少しており、OAT3の発現がより増加していた。OAT-1は正常の近位尿細管細胞に発現しており、OAT3は主に拡張した近位尿細管細胞に発現していた。抗インドキシル硫酸抗体と抗OAT3抗体を用いた免疫染色によりインドキシル硫酸とOAT-3の局在部位は一致していた。以上の結果から、インドキシル硫酸は正常では主にOAT1により近位尿細管細胞に取り込まれるが、腎不全では主にOAT3により取り込まれる。慢性腎不全では血清インドキシル硫酸濃度が高くなり、その結果OAT3を発現した近位尿細管細胞内でインドキシル硫酸が高濃度となり尿細管細胞障害を来すと考えられる。

以上の結果から、インドキシル硫酸は正常では主にOAT1により近位尿細管細胞に取り込まれるが、腎不全では主にOAT3により取り込まれる。慢性腎不全では血清インドキシル硫酸濃度が高くなり、その結果OAT3を発現した近位尿細管細胞内でインドキシル硫酸が高濃度となり尿細管細胞障害を来すと考えられる。インドキシル硫酸の腎不全進行促進作用の分子機序を明らかにする目的で、5/6腎摘ラットを用い腎臓におけるtransforming growthfactor(TGF)-β1、tissue inhibitor of metalloprotease(TIMP)-1,pro-α1(I)collagenの遺伝子発現に対するインドキシル硫酸投与の影響を検討した。腎亜全摘5週後よりインドキシル硫酸を5週間投与した。インドキシル硫酸投与により、血清クレアチニンの有意の増加およびクレアチニンクリアランスの有意の低下が認められ、また糸球体硬化係数の有意の増加と尿細管拡大がより顕著に認められた。5/6腎摘ラットでは、正常ラットに比較して腎皮質におけるTGF-β1、TIMP-1,pro-α1(I) collagenのmRNAの著明な増加が認められたが、インドキシル硫酸投与ラットではさらにこれらのmRNAの有意の増加が認められた。インドキシル硫酸の腎毒性のターゲット部位を明らかにするために、モノクローナル抗インドキシル硫酸抗体を作成し、腎組織の免疫染色を行った。インドキシル硫酸抗体により、正常に比較して腎不全ラットでは尿細管上皮細胞、特に拡張した近位尿細管細胞に陽性所見が得られた。インドキシル硫酸投与腎不全ラットではより顕著に拡張した近位尿細管上皮細胞が陽性であった。このことから、インドキシル硫酸の腎毒性のターゲット部位は近位尿細管上皮細胞であることが証明された。インドキシル硫酸は血中ではアルブミンと結合しており腎臓では近位尿細管上皮細胞から分泌されて尿中に排泄されている。腎不全では血中濃度が増加し、近位尿細管細胞への過剰負荷が起こり、近位尿細管細胞の障害をきたし、腎障害の進展を促進すると考えられる。インドキシル硫酸はアルブミン結合性のため、尿中排泄は主に近位尿細管からの分泌によると考えられる。近位尿細管の基底側膜にはパラアミノ馬尿酸(PAH)などの有機酸を血中から近位尿細管細胞内に取り込む有機アニオントランスポーター(OAT)が存在する。OAT1、OAT2、OAT3のクローニングが報告されており、主にOAT1は腎臓、OAT2は肝臓、OAT3は腎臓と脳脈絡膜において発現がみられる。インドキシル硫酸はOAT1によるPAH取り込みを阻害し、またOAT3によるエストロン硫酸の取り込みを用量依存性に阻害した。従って、インドキシル硫酸は、近位尿細管基底側膜に存在するOAT1、OAT3を介して血中から近位尿細管細胞内に取り込まれていると考えられる。5/6腎摘腎不全ラットの腎皮質では、正常ラットに比較してOAT1の発現が減少しており、一方OAT3の発現は増加していた。さらにインドキシル硫酸投与腎不全ラットでは非投与腎不全ラットに比較してOAT1の発現がより減少しており、OAT3の発現がより増加していた。OAT-1は正常の近位尿細管細胞に発現しており、OAT3は主に拡張した近位尿細管細胞に発現していた。