hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血管内皮における臓器特異的な複合糖質の分布と血小板の反応性

マウス血管内皮細胞表面の糖鎖分布は臓器により微妙に異なることが、レクチン並びに糖鎖抗体(ガングリオ系糖脂質抗体も含む)を用いた組織化学的解析により明らかになった。一方、マウス大腸癌のin vivo肝転移モデル、およびマウス培養肝類洞内皮細胞に多血小板血漿(PRP)と癌細胞(colon26)を添加したin vitroの癌転移モデルを確立し、いずれの系でも、肝類洞内皮細胞に対する癌細胞の接着性は、血小板により促進されることを明らかにした。更に、レクチンの中でも特にECA(Erythrina crystagalli agglutinin)陽性の癌細胞は、ECA陰性の癌細胞より強く肝類洞内皮細胞に接着すること、及び血小板との接着性も高いことが示された。血小板自体の反応特性についても、細胞骨格成分の重要性について予備的なデータを得た。一方、癌細胞表面のECA陽性糖鎖の特性については、シアリルフコシルラクトサミンを含んだN-グリコシド型糖鎖であることが示された。更に、転移の臓器特異性に関しては、マウス大腸癌のin vivo肺転移モデルでは、ECA陽性細胞ではなく、L-PHA(Phaseolus vulgaris leucoagglutinin)陽性細胞が肺転移巣に集積することが示された。転移の臓器特異性を決定する因子としては、癌細胞表面の特異的糖鎖発現と、各臓器の血管内皮細胞表面の特異的糖鎖発現の双方、及びこれらを仲介する糖結合性因子が複雑に関与している可能性が考えられる。血小板が臓器特異的相互作用にどの程度関与しているかについては現時点では明瞭ではないが、癌細胞が内皮細胞に接着する比較的初期の過程を仲介しているものと推察される。マウス大腸癌由来の株細胞(colon26)を脾臓に注入して惹起した肝腫瘍を癌転移のモデル系として組織化学的検討を行うと、癌細胞はしばしば血小板の凝集を伴って肝内血管壁に接着し、またECAレクチン(Erythrina crystagalli agglutinin)に強く染色される傾向を示した。ECA陽性糖蛋白質は、分子量130kDa糖蛋白を主成分とする複数の糖蛋白質であり、この成分を添加すると、癌細胞と血小板との接着性は有意に抑制された。130kDa糖蛋白質の糖鎖は、tunicamycin前処理により消失することから、N-グリコシド型糖鎖であり、かつα2-6シアル酸や、フコース残基を有していることが明らかとなった。ECA結合糖の主成分とされるラクトサミン糖鎖に、各種のシアル酸やフコースを付加した合成糖鎖を添加して、血小板と癌細胞との接着性を検討すると、フコシルラクトサミン型の糖鎖や分岐型ラクトサミン糖鎖が、血小板と癌細胞との接着を強く阻害することが示された。これらの所見より、ECA陽性のシアリルフコシルラクトサミンを含んだN-グリコシド型糖鎖が、血小板を介した細胞間相互作用に関与していることが考えられる。一方、colon26細胞を尾静脈より注入すると、肝ではなく肺に高頻度に転移巣を形成した。この際、肺転移巣の癌細胞は、ECAでなくPHA-L(Phaseolus vulgaris leucoagglutinin)に強く染色される傾向を示した。このPHA-L陽性成分の同定は現在進行中であるが、癌細胞と血管内皮細胞との臓器特異的相互作用に、複合糖質が重要な役割を担っている可能性が指摘される。血管内皮細胞表面の糖鎖分布は、臓器により微妙に異なることがレクチン組織化学的解析により明らかにされ、癌転移の臓器特異性にも何らかの関与をしている可能性が高い。

マウス大腸癌由来の株細胞(colon26)を脾臓に注入して惹起した肝転移において、癌細胞はしばしば血小板の凝集を伴って肝内血管壁に接着し、また癌細胞のECAレクチン染色強度は高肝転移能とパラレルであった。癌細胞表面にあるECA陽性成分は、分子量130kDa糖蛋白を主成分とする複数の糖蛋白質であり、この成分を添加すると、癌細胞と血小板との接着性は有意に抑制された。130kDa糖蛋白質の糖鎖は、tunicamycin前処理により消失することから、N-グリコシド型糖鎖であり、かつα2-6シアル酸や、フコース残基を有していることが明らかとなった。ECA結合糖の主成分とされるラクトサミン糖鎖に、各種のシアル酸やフコースを付加した合成糖鎖を添加して、血小板と癌細胞との接着性を検討すると、フコシルラクトサミン型の糖鎖や分岐型ラクトサミン糖鎖が、血小板と癌細胞との接着を強く阻害することが示された。これらの所見より、ECA陽性のシアリルフコシルラクトサミンを含んだN-グリコシド型糖鎖が、血小板を介した細胞間相互作用に関与していることが考えられる。一方、colon26細胞を尾静脈より注入すると、肝ではなく肺に高頻度に転移巣を形成した。肺転移巣は、ECAによる染色性は弱いもののL-PHAレクチンに強く染色される傾向を示した。このL-PHA陽性成分は、上記ECA結合糖とは異なるポリラクトサミン系のN-グリコシド型糖鎖と推定される。癌細胞と血管内皮細胞との臓器特異的相互作用に、複合糖質と血小板が重要な役割を担っている可能性が指摘される。
機能回復訓練及び日常労作が肢体不自由者の呼吸循環応答に及ぼす影響

四肢の機能障害では、患肢を使用する動作遂行時に効率が低下し、呼吸循環系に対する負荷を増加させると考えられる。運動負荷様式が異なる場合(運動負荷と間歇的負荷)では、連続負荷で、酸素消費量・疲労度が大きくなる傾向であった。また、等張性運動と等尺性運動では、等尺性運動が等張驪助より心肺系に強い負荷をかけやすいというこれまでの報告は、低強度負荷では必ずしも当てはまらず、等尺性運動を間歇的に行う訓練プログラムが有効である可能性を示唆する成績が得られた。また、プリン体代謝過程から生産さるヒポキサンチンを過酸化化合物増加状態の指標として測定することにより、運動負荷時の組織障害を推定する指標として、血清ヒポキサンチンが有用である可能性が示唆された。心臓の各拍動間の変動を解析する心拍変動法を用い、急性心筋梗塞、患者に運動療法を継続させて検討したところ、安静時の副交感神経活動亢進、負荷時の交感神経活動抑制、心拍応答における応答性改善を認め、心拍変動を運動療法の効果判定に利用できることが明らかとなった。同様の成績は、肥満患者、脳梗塞片麻痺患者等でも観察された。軽度の片麻痺を有する脳梗塞患者では、低強度の運動負荷でも自律神経の変化が認められる事実から、特に高齢者での訓練時における呼吸循環速度は低強度でも刺激されると考えられ、身体機能の維持・向上のための運動としては、低強度でも効果を得られる可能性が示唆された。健常者における睡眠をとらない状態(断眠)での運動負荷試験成績から、断眠時には交感神経系の活動が亢進する傾向があり、身体機能とは関係のないストレスが、肢体不自由者の呼吸循環応答にどのように影響するかについては、今後さらに検討が必要であると考えられる。1,運動の種類・強度と酸素消費量・疲労度等との関連性四肢の機能障害では、患肢を使用する動作遂行時に効率が低下し、呼吸循環系に対する負荷を増加させると考えられるが、運動の種類、様式との関連性については不明な点が多い。そこで、運動負荷様式が異なる場合の酸素消費量と疲労度を検討した。運動負荷を連続して行った場合と間歇的負荷とした場合では、筋肉の回復時間が与えられない連続負荷で、酸素消費量・疲労度が大きくなる傾向であった。また、等張性運動と等尺性運動との比較では、負荷強度がそれほど高くなければ酸素消費量には大きな差がなく、等尺性運動が等張性運動より心肺系に強い負荷をかけやすいというこれまでの報告は、低強度負荷では必ずしも当てはまらないことがわかった。運動負荷時に測定した血清ヒポキサンチンの変化から、組織障害を推定する指標として、血清ヒポキサンチンが有用である可能性が示唆された。2,脳卒中片麻痺患者の皮膚血流変化脳卒中片麻痺患者において、寒冷刺激等による皮膚血流変化を推定したところ、刺激が患側・健側のいずれに与えられるかにより、皮膚血流反応が異なることが明らかとなったが、末梢の反射系は他の検査で反応性に差異がないことから、片麻痺患者では中性を介する反射系の一部に調節異常が存在する可能性が示唆された。3,心筋梗塞患者のリハビリテーション急性心筋梗塞患者に嫌気性代謝閾値レベルでの運動療法を指導し、発症直後と6カ月後の心拍変動について検討したところ、安静時の副交感神経活動亢進、負荷時の交感神経活動抑制、心拍応答の速応性改善を認めた。運動療法を継続できなかった患者ではこのような変化が認められないことから、運動療法効果の判定に、心拍変動を利用できることが明らかとなった。また、回復期に心臓リハビリテーションを施行することで、心理面での不安等に改善が認められることも明らかになった。

新しい筋力増強訓練法に関する成績:肢体不自由患者における機能障害は、リハビリテーションにおける動作遂行に健常者よりも多くの労力を要すると予想されるが、筋力増強のためにも新しい訓練方法を導入することが必要と思われ、われわれは等尺性運動を主体とする訓練プログラムを開発してその安全性を検討し、脳卒中などの患者にも応用できる可能性が高いことを確認した。心拍変動を用いた訓練効果の判定心拍変動は心臓拍動の微細な変化を解析することにより、自律神経機能などの状態を推定する手法であり、心筋梗塞後のリハビリテーション効果判定に有用であることが確認された。またこの手法は、肥満患者における運動療法効果判定にも役立つことが確認された(第11回臨床スポーツ医学会にて報告)ことから、この方法が肢体不自由患者の運動時自律神経機能変化を推定する手段として有用であることが示唆された。発育期の心臓形態変化と運動負荷量に関する知見運動クラブでサッカーを行っている少年について、運動時の疲労度と心臓形態の関連性を検討したところ、身体組成(身長・体重)に比べ心重量や心容積が少ない場合に易疲労性を訴えることが明らかとなり、このアンバランス現象は6-12ヶ月程度で改善することも判明した(第11回臨床スポーツ医学会にて報告)。このことは、肢体不自由患者における廃用症候群での呼吸・循環機能変化の病態に関し、解明の糸口を与えるものと期待される。1.脳梗塞発症初期のCT画像と上肢機能の関連性について脳梗塞患者の発症初期のCT画像から上肢機能の回復レベルを予測することは、患者の機能回復訓練の内容や方法を決定する上で、極めて重要である。34名の脳梗塞患者で発症初期のCT画像と上肢機能の最終回復レベルを検討した結果、内包後脚部の病巣範囲ならびに梗塞のサイズと上肢機能の回復レベルが逆相関することが明らかにされた。したがって、脳梗塞発症初期の段階でのCT画像において内包後脚部に一定以上の大きさの梗塞を有する患者では、訓練時の過剰なストレスが心肺系に過負荷となる可能性が示唆された。2.高齢者運動負荷時の心拍変動について高齢者で軽度の片麻痩を有する脳梗塞患者に、自転車エルゴメーターを用いて軽度、中等度の運動負荷を行った際の心拍変動を解析した結果、いずれの強度でもほぼ同様の反応が認められ、運動時に副交感神経系の抑制と交感神経系の興奮が認められたが、軽度の負荷の方がその変化は小さい。このことは、高齢者の訓練時における呼吸循環応答が、軽強度の運動でも刺激されていることを意味しており、心肺系のfitnessレベルを向上させるには必ずしも、強度の高い運動が必要でない可能性が示唆される3.睡眠と自律神経活動の関連性について睡眠をとらない状態での運動負荷試験を若年健常者で行った結果、睡眠を十分とった時よりわずかに交感神経系の活動が亢進する程度であった。しかし、この成績だけから高齢者や片麻痺患者で睡眠不足状態でも、安全に機能回復訓練を施行できるとはいえず、むしろ若年健常者でさえ交感神経活動が亢進しやすい状況になると解釈される。
化学発光によるHCN4発現ニューロンの同定と、神経因性疼痛における機能の解明

我々は、自発発火する洞房結節細胞やニューロンに存在するHCN4という分子に注目し、その遺伝子座にホタルの発光蛋白質を組み込んだ遺伝子改変マウスを作成した。このマウスではHCN4が発現しているニューロンをホタルのように光らせることができる。この光を手がかりに、脊髄では後角にHCN4発現ニューロンが存在していることを発見した。HCN4発現ニューロンが痛覚伝導路や神経障害性疼痛においてどのような機能を果たすか解明するために、その機構解析を行っている。HCN4遺伝子座に蛍ルシフェラーゼをノックインしたマウスHCN4+/Lucを作成することに成功した。さらに、このマウスの摘出脳・脊髄標本において、HCN4発現ニューロンを化学発光により同定することに成功した。これまでのNotomi & Shigemoto (J Comp Neurol. 2004;471:241-76)らによる免疫染色を使った報告では、HCN4は視床で強く発現するとされてきたが、我々のHCN4+/Lucでは視床での発光シグナルは顕著ではなく、むしろ視床下部、大脳皮質、海馬の一部に強い発光シグナルを認めた。また脊髄では後角に強い発光シグナルが認められることを発見した。HCN4チャネルの発現部位をルシフェリンの化学発光を指標としてマクロスコピックに同定することに成功した。その所見に基づき、それぞれの部位で単一細胞レベルでの可視化・同定を試みた。脳・脊髄スライス標本では、HCN4発現ニューロンの発する化学発光が、周囲の組織によって散乱されることが障害となり、単一ニューロンレベルでの同定は容易ではなかった。酵素処理によってニューロンを単離した場合は、長時間露光により化学発光を同定することは可能であった。この問題を克服するために、新たにHCN4のpromoterによりテトラサイクリントランス活性化因子を発現する遺伝子改変マウスを入手し、テトラサイクリン応答配列によりGFPを発現する遺伝子改変マウスと交配することにより、HCN4発現ニューロンをGFPでも可視化することを試みた。その結果、化学発光の発現部位に一致して、GFP蛍光を持つニューロンを単一細胞レベルで容易に可視化・同定することに成功した。現在は脊髄後角のHCN4陽性ニューロンの電気生理学的特性の解析を継続している。HCN4発現部位を、化学発光によって神経核レベルで初めて同定することに成功した。特に痛覚伝導路において重要な機能をもつ脊髄後角にHCN4発現ニューロンが存在することを同定した意義は大きい。生理学当初の計画では視床をターゲットとして研究を実施する予定であったが、脊髄後角に研究対象を変更し、HCN4発現ニューロンの電気生理学的特性を明らかにすることをめざす。また神経傷害性疼痛モデルを作成し、その変化を検討する。当初の予想とは全く異なる部位にHCN4が発現することを発見し、新たに脊髄スライス標本の作成技術を習得する時間が必要になったため。引き続きHCN4+/Lucマウスの飼育・繁殖に要する費用と、ルシフェリン等の化学薬品の購入費用に充当する。
消化管定圧送気時の腸管圧較差についての研究

平成23年度計画で計画したとおり、消化管関管腔内への定圧炭酸ガス送気が下流腸管へ与える影響の解明を行った。1.申請者らのグループが株式会社トップと共同開発したオーバーチューブ(試作品)を留置し、胃内定圧送気を行った。送気はUHI-3(オリンパスメディカルシステムズ社)を接続し、送気圧:8mmHg、流量:35L/minとし30分間、送気を行った。消化管管腔圧はデジタルマノメトリ(MT210F:横河電機社)を用い、胃・十二指腸・上部小腸・下部小腸の4点で測定した。測定圧は解析ソフトW32-MT210-R(システムハウスサンライズ社)を用いて解析した。送気中、呼吸、循環動態を記録するとともに、カプノメトリ(日本光電社)を用いてEtCO2測定、iSTAT(アボット社)を用いて血液ガス検査を行った。また実験終了時に開腹し、下流腸管の拡張の程度を確認し、腸管の過膨張など送気に関連する問題点がないかを確認した。2.3種混合ブタ(LWD)、35Kg前後、約3ヶ月齢を用い、人工呼吸管理下のブタ5頭(A群)に対して送気実験を行った。3.全例で送気実験を安全に完遂できた。送気中の高炭酸ガス血症を含む有害事象は認めなかった。総送気量も0.8-1.3Lと少量あった。胃内圧は送気後、4秒前後で設定圧に達し、以後安定して推移した。十二指腸圧は5分前後で胃内圧と等圧になり、以後安定して推移した。上部小腸、下部少量の圧上昇は認めなかった。送気実験終了後、開腹し下流腸管の拡張を確認したが、上部空腸以下の腸管の拡張は認めず、送気に伴い下流腸管の過膨張は生じないことが確認された。4.実験計画ではawakeのブタ(B群)についても送気実験を行う予定であったが、食道、気管の径、ブタの体格の問題からawakeのブタで同様の実験をするのは技術的に困難と判断されたため、断念した。5.倫理委員会の承認が得られたため、平成24年度の計画の消化管管腔内への定圧送気時の至適設定圧の決定の研究を前倒しで開始し、現在データを収集中である。
変動および多軸クリープ状態へのθプロジェクション法/Ω法の適用性

本研究は,従来の第1次および第2次クリープ領域のみならず第3次クリープ領域も包含したクリープ変形挙動を表せるθプロジェクション法と,第3次クリープ変形機構のみでクリープ変形曲線を表すΩ法が,変動および多軸応力下でどこまで適用できるのかについて実験的に検証したものである.その結果,次のような結論を得た.(1)試験材料にはSUS304鋼を選定し,試験温度をすべて700°C一定として各種実験を行った.単軸クリープ試験より得られたクリープ曲線を数値解析し,θプロジェクション法/Ω法の各パラメータを統計的に算出すると,パラメータと負荷応力の最適関係式を求めることができた.(2)引張-ねじり複合2軸クリープ試験機で多くの多軸応力クリープ試験を実施した.負荷応力は供試材の降伏応力を考慮してこの上下2応力レベルとし,引張/せん断応力の組み合わせは4条件を選定した.実験結果をMises型の相当応力と相当クリープひずみで整理すると,応力の組み合わせの如何に拘わらず,ひずみ0.2まではほぼ1本の曲線で表すことができた.これよりθパラメータを用いると,多軸応力へもθプロジェクション法を適用できることが明らかになった.また環状切欠材のような第3次クリープ変形が支配的なクリープ曲線にはθプロジェクション法よりΩ法が有効であることが分かった.(3)単軸平滑クリープ試験片を用いて2つの負荷応力(100MPaと120MPa)間で応力を急増,急減させる変動応力クリープ試験を定応力クリープ試験機で実施し,応力変動後のクリープ変形曲線をθプロジェクション法とひずみ硬化説で推定した.その結果,応力急増試験では応力変動後のクリープ曲線を十分推定できたが,応力急減試験では全体的に推定曲線は短めとなることが明らかになった.本研究は,従来の第1次および第2次クリープ領域のみならず第3次クリープ領域も包含したクリープ変形挙動を表せるθプロジェクション法と,第3次クリープ変形機構のみでクリープ変形曲線を表すΩ法が,変動および多軸応力下でどこまで適用できるのかについて実験的に検証したものである.その結果,次のような結論を得た.(1)試験材料にはSUS304鋼を選定し,試験温度をすべて700°C一定として各種実験を行った.単軸クリープ試験より得られたクリープ曲線を数値解析し,θプロジェクション法/Ω法の各パラメータを統計的に算出すると,パラメータと負荷応力の最適関係式を求めることができた.(2)引張-ねじり複合2軸クリープ試験機で多くの多軸応力クリープ試験を実施した.負荷応力は供試材の降伏応力を考慮してこの上下2応力レベルとし,引張/せん断応力の組み合わせは4条件を選定した.実験結果をMises型の相当応力と相当クリープひずみで整理すると,応力の組み合わせの如何に拘わらず,ひずみ0.2まではほぼ1本の曲線で表すことができた.これよりθパラメータを用いると,多軸応力へもθプロジェクション法を適用できることが明らかになった.また環状切欠材のような第3次クリープ変形が支配的なクリープ曲線にはθプロジェクション法よりΩ法が有効であることが分かった.(3)単軸平滑クリープ試験片を用いて2つの負荷応力(100MPaと120MPa)間で応力を急増,急減させる変動応力クリープ試験を定応力クリープ試験機で実施し,応力変動後のクリープ変形曲線をθプロジェクション法とひずみ硬化説で推定した.その結果,応力急増試験では応力変動後のクリープ曲線を十分推定できたが,応力急減試験では全体的に推定曲線は短めとなることが明らかになった.
TFIID内Bromodomainの相互作用因子の機能解析

Bromodomainはグローバルに作用する新しいタイプの転写因子に広く含まれている構造ドメインで転写因子間相互作用に関わり、クロマチン転写などに働くものであると考えられている。一方、TFIIDはクロマチン転写に関わると考えられているもののどのような段階にどのように関わるかは明らかでないが、ここに示したBromodomainをもつサブユニットCCG1を持つ。したがって、このBromodomainを手がかりにTFIIDの持つクロマチン転写における機能的役割を明らかにする目的で以下の解析を進めた。1)Bromodomainと相互作用する新しいタイプの因子をコードするcDNAの単離Bromodomainと相互作用する因子をコードするcDNAを蛋白質-蛋白質相互作用活性を指標にしたスクリーニング法、すなわちtwo-hybrid法により単離した。そのうち、5種は未知因子であったが2種の因子は互いに似ているばかりでなく、出芽酵母より遺伝学的に単離されていた因子のヒトホモログでクロマチン転写に関わるであろう性質を持っていた。2)Bromodomainと相互作用する活性で単離した因子の性状解析単離した上述の2種の因子とCCG1のBromodomainとの相互作用の特異性検定後、この因子の局在性や発現パターンを調べたところ核内に存在すること、一方はどの組織でも発現しているが、他方は幾つかの組織でしか発現しておらず、組織特異的な活性を担い得る因子であろうことが判明した。しかもこの因子は既存の転写因子の構造モティーフを持たないことから、新しいタイプの転写調節反応に関わるであろうことが示唆された。
山岳湖沼及びその集水域における大気汚染物質の降下とその水質に与える影響

北海道内の山岳湖沼である倶多楽湖及び摩周湖において大気汚染物資の降下とその水質に与える影響を明らかにした。摩周湖南西10kmに位置する美羅尾山山頂における大気中のエアロゾル総重量濃度は;1.26.1μg/m^3,エレメンタルカーボン; 0.271.5μg/m^3,有機物;0.292.8μg/m^3及び硫酸成分(SO^4_<2-> ; 0.562.1μg/m^3であった。また,重金属成分濃度はPb:0.136.1,Zn:0.387.2,Ni:0.0230.51,Cu:0.0110.29,V:0.100.51,As:0.0791.1,Cd:0.0200.16(単位; ng/m^3)で冬期に濃度が増加した。一方,大気降下物中の汚染物濃度には明確な季節変動は見られなかった。また大気中及び大気降下物中からは有機塩素系農薬類は検出されなかった。倶多楽湖における大気降下物及び水質調査より,1999年10月20日25日の間に表層水中のCd,Pbの濃度が増加した(Cd:0.024→0.053,Pb:0.21→0.47(単位; μg/L)。そのときの大気降下物中の濃度はCd:0.050,Pb:0.37(単位; μg/L)で,6日間の沈着量はCd:0.92,Pb:6.1(単位; g)であった。表層濃度は大気汚染物質の沈着により増加したことが推測された。摩周湖において1999年の年間沈着量で1981年から1999年の期間沈着した場合の沈着負荷量はZn:10t,Ni:756kg,V:105kgだった。摩周湖水中の全層平均濃度は1981年(国立公害研究による)においてZn:0.58,Ni0.024,V : 0.15(単位; μg/L),1999年においてZn:2.0,Ni:0.028,V:0.26(単位; μf/L)であったことから,大気汚染物資の沈着によりこれらの濃度が増加したことが推測された。また美羅尾山で採取した土壌中からβ-BHCが乾燥土壌1gあたり0.5ng,DDE,DDDが0.1ng検出され,やはり遠方起源の汚染物資が大気経由で運ばれ北海道のバックグラウンド地域にも沈着・蓄積していることがわかった。5日間後退流跡線解析により,これらの大気汚染物資は冬期にロシア・中国等の大陸方面から流入していることがわかった。この結果はエアロゾル中の鉛同位体比による排出源の推定によっても確認された。摩周湖から西南西約10kmに位置する美羅尾山山頂に観測ステーションを設置した。7月からサンプリングを開始し、現在も継続中である。また湖水のサンプリングも行った。今年度の成果は以下の通りである。○粒径2μm以下のエアロゾルの総重量濃度は7月から2月の期間中16μg/m^3で、他のバックグラウンド地域と同様に清浄なレベルであった。○エアロゾル中重金属濃度は低いものの秋から冬にかけて漸増傾向を示した。海塩成分も同様の傾向を示した。〇一方、大気降下物量、及び降下物中の重金属成分量には明確な季節変動が見られなかった。○湖水中の重金属濃度分析の結果、表層で増加傾向あるいは深層で増加傾向を示す成分があり、大気降下物の寄与が示唆された。○固相抽出カートリッジを用いた有機塩素化合物(BHC類)のGC-MSによる測定法について添加回収試験により検討を行った。その結果、住友化学製のエムボアディスクで、80%以上の良好な回収率が得られた。○前記の方法による環境大気のテストサンプリングにおいては、採気量が少ない(20m^3)ためか、BHC類は検出できなかった(500pg/m^3以下)。数百m^3まで採気すれば、理論的には検出できることがわかった。O大気中揮発性有機化合物測定の結果、フロン等長寿命成分濃度は根室における他の測定結果とほぼ一致した。その他の成分・項目については現在分析あるいはデータの解析中である。今後、今年度の結果を踏まえ、大気汚染物質が水質に与える影響を明らかにしたい。

一方,大気降下物中の汚染物濃度には明確な季節変動は見られなかった。また大気中及び大気降下物中からは有機塩素系農薬類は検出されなかった。倶多楽湖における大気降下物及び水質調査より,1999年10月20日25日の間に表層水中のCd,Pbの濃度が増加した(Cd:0.024→0.053,Pb:0.21→0.47(単位; μg/L)。そのときの大気降下物中の濃度はCd:0.050,Pb:0.37(単位; μg/L)で,6日間の沈着量はCd:0.92,Pb:6.1(単位; g)であった。表層濃度は大気汚染物質の沈着により増加したことが推測された。摩周湖において1999年の年間沈着量で1981年から1999年の期間沈着した場合の沈着負荷量はZn:10t,Ni:756kg,V:105kgだった。摩周湖水中の全層平均濃度は1981年(国立公害研究による)においてZn:0.58,Ni0.024,V : 0.15(単位; μg/L),1999年においてZn:2.0,Ni:0.028,V:0.26(単位; μf/L)であったことから,大気汚染物資の沈着によりこれらの濃度が増加したことが推測された。また美羅尾山で採取した土壌中からβ-BHCが乾燥土壌1gあたり0.5ng,DDE,DDDが0.1ng検出され,やはり遠方起源の汚染物資が大気経由で運ばれ北海道のバックグラウンド地域にも沈着・蓄積していることがわかった。5日間後退流跡線解析により,これらの大気汚染物資は冬期にロシア・中国等の大陸方面から流入していることがわかった。この結果はエアロゾル中の鉛同位体比による排出源の推定によっても確認された。
極値理論に基づく統計的推測理論の構築とその応用

甚大な被害を及ぼす事象は,異常に大きな,あるいは小さなデータが観測されるケースで発生する.異常に大きな(小さな)データは稀にしか起こらない事象と結びついており,通常用いられる統計手法では歯が立たない.このような極値データを扱う極値統計では,極値理論に基づき,一般化極値分布(GEV)と一般化パレート分布(GPD)を用いて統一的に議論を進める試みがなされている.しかし,これらは, "非正則分布"と呼ばれる特異性を持つ分布で,正則条件が破綻している.そのため,ある限られたパラメータ範囲でした,各種モーメント,及び尤度関数が存在しない.さらに,最尤推定における漸近理論が破綻しているために,区間推定法や仮説検定法のベースとなる各種理論体系の構築も行われていない.よって,仮説検定や区間推定の体系的な方法論も構築されていない.本年度は,一般化パレート分布(GPD)において,本課題で提案した推定量の漸近正規性について,定理化を行い、厳密な証明を与えた。更に、この結果に基づく信頼区間を提案した。また、bootstrap法についても検討を行った。これによって、区間推定の体系的な方法論の礎となる結果を得られたといえる。しかし、提案信頼区間のAccuracyとPrecisionについては、モンテカルロシミュレーションと数理的導出との両面で進めていく必要がある。また、統計的仮説検定の体系的な方法論の構築も今後進めていく。甚大な被害を及ぼす事象は、異常に大きな、あるいは小さなデータが観測されるようなケースで発生する。異常に大きな(小さな)データは稀にしか起こらない事象と結びついており、通常用いられる統計手法では歯が立たない。このような極値データを扱う極値統計では、極値理論に基づき、一般化極値分布(GEV)と一般化パレート分布(GPD)を用いた統一的なアプローチを用いる試みがなされている。しかし、これらは特異性を持つ分布として知られており、ある限られたパラメータ範囲でしか、各種モーメントや尤度関数が存在しない。さらに、最尤推定における漸近理論が破綻しているために、仮説検定や区間推定における体系的な方法論も構築されていない。本研究は、極値理論に基づく統計的推測理論と推定及び検定の体系的な方法論の構築を目的とするものである。本年度は、GPDにおける全てのパラメータ範囲において一意に推定値が求められる点推定法を考案した。また、推定値の存在性と一意性に関する定理を与え、証明を行った。証明は困難であったが、Samuel Karlinらの一連の研究から知見を得、さらに中間値の定理等を駆使することにより証明に至った。本務校での担当科目の変更等の理由で、当初の予定よりも研究に従事する時間が少なくなってしまったが、休日の利用や様々なタスクを無駄のないように効率的に進める工夫を行った結果、当初の予定通り研究が進捗した。甚大な被害を及ぼす事象は、異常に大きな、あるいは小さなデータが観測されるケースで発生する。このような極値データを扱う極値統計では、極値理論に基づき、一般化極値分布(GEV)と一般化パレート分布(GPD)を用いて統一的に議論を進める試みがなされている。しかし、これらは、"非正則分布"と呼ばれる特異性を持つ分布で、正則条件が破綻している。そのため、ある限られたパラメータ範囲でした、各種モーメント、及び尤度関数が存在しない。さらに、最尤推定における漸近理論が破綻しているために、区間推定法や仮説検定法のベースとなる各種理論体系の構築も行われていない。よって、仮説検定や区間推定の体系的な方法論も構築されていない。本年度は,一般化パレート分布(GPD)において,全てのパラメータ範囲において存在するフィッシャー情報量を構築した。これまでは、GPDが持つ非正則性により、限定的なパラメータ範囲で存在するフィッシャー情報量しか得られなかったため、一定の成果が得られたといえる。また、このフィッシャー情報量の存在は、前年度構築した提案推定量における漸近有効性の検討に役立つと考えられる。また、各種応用も期待される。研究代表者の継続的な研究活動により、順調に進展している。また同分野の他国の研究者達が精力的にハイクオリティージャーナルにおいて研究成果発表していることがよいプレッシャーにもなり、研究代表者の研究の進展の後押しをしている。甚大な被害を及ぼす事象は,異常に大きな,あるいは小さなデータが観測されるケースで発生する.異常に大きな(小さな)データは稀にしか起こらない事象と結びついており,通常用いられる統計手法では歯が立たない.このような極値データを扱う極値統計では,極値理論に基づき,一般化極値分布(GEV)と一般化パレート分布(GPD)を用いて統一的に議論を進める試みがなされている.しかし,これらは, "非正則分布"と呼ばれる特異性を持つ分布で,正則条件が破綻している.そのため,ある限られたパラメータ範囲でした,各種モーメント,及び尤度関数が存在しない.さらに,最尤推定における漸近理論が破綻しているために,区間推定法や仮説検定法のベースとなる各種理論体系の構築も行われていない.よって,仮説検定や区間推定の体系的な方法論も構築されていない.

本年度は,一般化パレート分布(GPD)において,本課題で提案した推定量の漸近正規性について,シミュレーション等を通して詳細な検討を行った後,厳密な証明を完成することができた.共同研究者であるMcMaster UniversityのDistinguised ProfessorのBalakrishnan教授やAcademia SinicaのPeng教授等との議論も継続的に行い,提案推定量の漸近性質について様々な視点で眺めることができ,いくつかの性質には厳密な証明を与えることができた.これらの成果は,これまで可能でなかった仮説検定や区間推定の体系的な方法論の構築に役に立つことが期待される.研究代表者の継続的な研究活動により,順調に進展している.また同分野の他国の研究者達が精力的にハイクオリティージャーナルにおいて研究成果発表していることがよいプレッシャーにもなり,研究代表者の研究の進展の後押しをしている.甚大な被害を及ぼす事象は,異常に大きな,あるいは小さなデータが観測されるケースで発生する.異常に大きな(小さな)データは稀にしか起こらない事象と結びついており,通常用いられる統計手法では歯が立たない.このような極値データを扱う極値統計では,極値理論に基づき,一般化極値分布(GEV)と一般化パレート分布(GPD)を用いて統一的に議論を進める試みがなされている.しかし,これらは, "非正則分布"と呼ばれる特異性を持つ分布で,正則条件が破綻している.そのため,ある限られたパラメータ範囲でした,各種モーメント,及び尤度関数が存在しない.さらに,最尤推定における漸近理論が破綻しているために,区間推定法や仮説検定法のベースとなる各種理論体系の構築も行われていない.よって,仮説検定や区間推定の体系的な方法論も構築されていない.本年度は,一般化パレート分布(GPD)において,本課題で提案した推定量の漸近正規性について,定理化を行い、厳密な証明を与えた。更に、この結果に基づく信頼区間を提案した。また、bootstrap法についても検討を行った。これによって、区間推定の体系的な方法論の礎となる結果を得られたといえる。しかし、提案信頼区間のAccuracyとPrecisionについては、モンテカルロシミュレーションと数理的導出との両面で進めていく必要がある。また、統計的仮説検定の体系的な方法論の構築も今後進めていく。GPDについて、一致性をはじめとする各種漸近理論の構築を進めていく。GPDについて、漸近有効性をはじめとする漸近理論の構築を進める。また、漸近理論に基づく検定、区間推定の方法論について検討を行う。GPDについて,導出した漸近正規性をもとに,尤度ベースアプローチの検定手法の構築,特にWald-type, Rao-type,尤度比検定の構築を行っていく.今年度は本務校での担当科目の変更があり、授業の準備といった本務校の仕事が大変かさんだことに加え、次年度開催の国際会議における招待講演を複数件頼まれ(一部の招待を除き、費用は自出)、次年度は予定外の旅費がかかることになったことから、当初予定していた国際会議や国内会議の出席をやめ、次年度に回すことにした。また、当初計画していた物品購入について、学内で予算がついたためそちらで賄うこととし、残った分を次年度の招待講演への参加等に回すこととした。
GaN基板上へのIII族窒化物の低次元構造の作製と物性に関する研究

本研究は、高速で大面積化が容易であり、しかも再現性良くIII族窒化物半導体、特にGaNの単結晶基板を得る方法を確立する事、及びその基板上に低次元構造を作製し、量子サイズ効果の発現、及びデバイスに応用する事を目的として実施された。以下、主な成果を纏める。(1)GaN単結晶基板の作製三塩化ガリウムをガリウム原料とするHVPE法及びTMGaをガリウム原料とするOMVPE法それぞれの長所を生かし、同一炉でHVPE法とOMVPE法が行える装置を試作した。まず、OMVPE法でサファイア上に、低温堆積緩衝層を介して高品質GaN薄膜を成長の後、HVPE法でGaNを高速成長させる事により、10μm程度の膜厚のGaNを再現性良く得る事が可能になった。(2)GaN上のIII族窒化物量子構造非対称反射回折点付近での逆格子X線回折強度マッピングにより、GaInN及びAlGaNがGaNにコヒーレント成長する事を初めて見出した。また、その歪誘起圧電効果による内部量子閉じ込めシュタルク効果を初めて検証した。本年度は、以下の2項目につき検討を行った。各項目につき、本年度の研究実績を纏める。(1)単一温度HVPE法による基板用GaN単結晶の作製本年度は、当初の計画を一部変更し、HVPE法により基板用GaN単結晶の作製を試みた。従来のHVPE法の欠点を克服するため、Gaと基板の温度を一定で行う、単一温度加熱によりGaNの成長を行った。得られた膜はすべて反射電子線回折で単結晶を示すスポット状であった。成長速度は、最大0.5mm/分と従来の報告値では最も大きかった。今後、品質の向上が課題である。本年度は、MOVPE法で作製したGaN上にRF-MBE法によりIII族窒化物、特に今までMBE法では殆ど検討例の少なかったGaInN系の作製を行った。低温成長のため、組成はIII族原料のフラックスを制御させることにより容易に制御可能であった。また、DH構造の発光素子を作製し、MOVPE法と同等の成果を得た。また、MBE法では初めてGaInN/GaN多層構造の作製に成功した。本研究は、高速で大面積化が容易であり、しかも再現性よくIII族窒化物半導体、特にCaNの単結晶基板を得る方法を確立すること、及びその基板上に2次元のみならず、1次元或いは0次元構造を作製し、量子サイズ効果の発現、及びデバイスに応用することを目的とする。本年度は、ハイドライド気相成長法により、サファイア基板上に厚膜GaNの成長を試みた。成長初期過程を詳細にけんとうしたところ、低温堆積緩衝層を用いることにより、極めて高品質のGaN厚膜結晶が得られることがわかった。現在、其の結晶を基板として、有機金属化合物気相成長法により量子井戸活性層を有する発光ダイオード及びレーザダイオードを試作中である。
中世前期貴族社会における漢詩文の基礎的研究

中世前期(院政期より鎌倉時代中期頃)の貴族社会における漢詩文について、その全体像を明らかとすることを目指し、その製作の背景、特にこの時期同時多発的に現れ、その後定着した「絵の前」という文学製作の場について考察を行った。また、文庫等に所蔵される資料の調査を行い、内閣文庫蔵「十番詩合」や水府明徳会蔵「詩集」といった、従来学界にほとんど知られることのなかった資料を見出し、重要なものについては紹介を行った。本研究は、平安時代後期から鎌倉時代、いわゆる中世前期、主に京都の貴族社会において制作された漢詩文について基礎的な研究を行うことを目的とする。従来の日本漢詩文研究は、大きく奈良時代から平安時代にかけての貴族による漢詩文、室町時代の禅僧らによる五山文学、そして、江戸時代の儒学者らによる漢詩文、という三つのピークを中心に進められてきた。それぞれは独立したものとして扱われ、それらをつなぐ試みは殆ど行われていない。本研究では、諸所に残る漢詩文資料を収集と漢詩文制作の実態についての整理の2つの作業を柱とし、以後の研究の基幹となるデータベース作成を目指して従来の研究の欠落を補い、当該期漢詩文全体の展望を可能としたい。本研究は、「中世前期貴族社会における漢詩文の基礎的研究」の課題名のもと、平安時代後期から鎌倉時代にかけて、主に京都の貴族社会において制作された漢詩文について基礎的研究を行うことを目的としている。今年度は交付申請書で掲げた中から主に以下の二つの研究計画に沿い、研究課題に取り組んだ。(1)基礎資料の収集と整理当該期の漢詩文については各所に所蔵されながらいまだ紹介されていないものも多く、それらの調査と紹介が急がれている。今年度は以前より研究を行っている石清水八幡宮関連の漢詩文の摘句集『鳩嶺集』について、石清水八幡宮(京都府八幡市)にて調査を行った。既に公刊されよく知られていた旧菊大路家所蔵本とその転写本である旧田中家所蔵本の二本に加え、江戸時代の写本と見られる零本一本の存在を確認し、調査を行った。また、国立公文書館現蔵(旧林家所蔵本)の「十番詩合」について調査を行い、鎌倉時代後期の儒者菅原在久(12501288)が判を加え、同じく藤原淳範(12471315)が注を付した、鎌倉時代漢詩資料の一づであることを確認した。在久は『鳩嶺集』の主要作者の一人であり、当該期の儒者として注目すべき存在であることが判明したことも本調査の収穫の一つである。(2)研究成果の発表11月2・3日にハーバード大学ライシャワー研究所で開催された国際会議「BEYOND BUDDHOLOGY : NEW DIRECTIONS IN THE STUDY OF JAPANESE BUDDHISM」において、「絵の前の文学空間」と題した研究発表を行い、中国中唐の詩人白居易の画像の前で行われた詩作を中心に、尊仰する人物の画像の前で行われた文学制作のいとなみ(影供)について考察し、平安時代後期から鎌倉時代にかけての文学制作の一端の解明を試みた。(1)基礎資料の収集と整理昨年度の調査で発見した、国立公文書館現蔵(旧林家所蔵本)の「十番詩合」について、国文学研究資料館にマイクロフィルムが残る彰考館蔵本の調査を行うなど研究を継続し、判者である鎌倉時代後期の儒者菅原在久(12501288)や藤原淳範(12471315)に加え、浄土宗僧侶らの関与が想定される漢詩文資料であることを確認した。これまで明らかでなかった鎌倉時代の貴族と僧侶との文学的交流を伝える資料として、本資料の意義が明確化したと言える。なお、これについては、近時研究発表を行い、さらに考察を深める予定である。(2)研究成果の発表かねて調査を行っていた、高山寺蔵鷹司兼平筆漢詩二首について、『語文』91輯に研究論文「高山寺蔵鷹司兼平漢詩二首について」を発表した。また、これも以前より調査研究を行っている、石清水八幡宮蔵『鳩嶺集』について、所収漢詩の制作背景について考察した研究論文「西澗子曇『鳩嶺集』所収二首制作の背景をめぐって」を『文藝論叢』に発表した。中世前期の京都を中心とする貴族社会における漢詩文資料の収集と整理という研究目的の達成のために実施計画では、(1)中世前期漢詩文基礎資料の収集と整理、(2)中世前期における漢詩文制作の背景および儒者の研究、という2つの柱を立てたが、今年度は主に(1)が中心となった。

特に、『大日本史』などの編纂で知られる水戸徳川家の資料を保管する、水府明徳会において夏以降複数回調査することを許され、所蔵資料『詩集』の閲覧をすることができたことは幸運であった。本資料は江戸時代の成立で、現在『本朝文集』と題して『国史大系』に収められる、奈良時代以降江戸時代までの漢文を収集した資料の対となるもので、同じ期間の漢詩の集成である。これまでも存在が知られていないわけではなかったが、精査した結果、これまで知られていない詩を含むことが明らかどなった。次年度には学界への紹介とその意義の考察を行いたい。実施計画の(2)については、これまで様々な資料を用いて考察をおこなってきたテーマ、「影前の文学」について一端まとめることとし、中古文学会関西部会において「絵の前の文学空間」と題して研究発表を行った。席上寄せられた質問や意見を参考に論文化する予定である。中世前期の京都を中心とする貴族社会における漢詩文資料の収集と整理という研究目的達成のために実施計画では、(1)中世前期漢詩文基礎資料の収集と整理、(2)中世前期における漢詩文制作の背景および儒者の研究、という2つの柱を立てたが、昨年度に引き続き、今年度も(1)が中心となった。江戸時代、藩主徳川光圀の指導のもと、『大日本史』という一大成果を挙げた水戸徳川家には、現在もその編纂資料となったものを中心に数多くの貴重な資料が残されている。その資料の多くは現在水府明徳会において管理されているが、そのレファランスルーム(東京都世田谷区)において、数度にわたり『詩集』という資料の調査を許された。これは、江戸時代に成立した、奈良時代から江戸時代までの本朝漢詩を集成したものであり、現在『本朝文集』と名付けられて『国史大系』に収められる、同時期の本朝漢文の修正の対となるものでありながら、現在までほとんど紹介されていない資料である。調査の結果、その体裁と現状、及び収集の方法や編纂に使用された資料の特色などについて大きな知見を得ることが出来た。9月には学会においてその途中経過や他の類似資料との比較について報告し、席上有意義な教示を得ることができた。その後、『詩集』の原資料となった『詩纂』という資料を東京大学史料編纂所において調査する機会があったので、その結果を加え、論文化する予定である。
ヒト表皮角化細胞における幹細胞としてのSP細胞の機能解析

培養皮膚を用いた遺伝子治療を実施する上で、表皮角化細胞の幹細胞の同定は必要不可欠である。そこで、我々は、Side Popuration(以下、SP細胞と略す)をセルソーターを用い、幹細胞の新たな分離法の確立と幹細胞マーカーの同定を明らかにし、さらにその分離法を用いた新たな培養皮膚の作製法の開発を試みた。凍結保存しておいた2代目のヒト表皮角化細胞を播種し、無血清培養法にて培養した。培養後5日目のsubconfluentになった条件で、トリプシン/EDTAを用いて細胞を回収し、ヘキスト33342を10ug/mlの濃度で添加し、37°C60分間染色を行った。遠心操作後細胞を3x10E6/mlの濃度で再懸濁し、高速セルソーター(EPICS ALTRA,ベックマン・コールター社)を用いてSP細胞と全分画の細胞を分離採取した。引き続き無血清培養を行い、細胞がサブコンフルエントになった時点で継代を繰り返し、どの程度まで細胞が増殖するかについて検討した。また、皮膚組織から直接分離した角化細胞を用いて同様に検討した。SP細胞はmainpopulation(MP)細胞と比較して、継代初期では増殖能力が高く、サブコンフルエントになるまでの時間が短く、数代継代までは増殖能力が高いことが明となった。皮膚組織から分離した角化細胞においても初期の増殖能は高いものであった。しかし、継代を繰り返すに伴い、SP細胞は増殖が急に低下し、7-8回継代で増殖を停止する傾向が見られた。一方MP細胞においては7-8回継代後も順調に増殖し、10-12代まで継代可能であった。この現象は皮膚組織から分離した角化細胞でも同様であった。手術時に得た余剰な正常ヒト皮膚組織を採取し、今回、SP細胞(Side population cells)の機能解析の基礎実験を行った(患者さんにはコンセンサスを得て本大学臨床倫理委員会承認済み)。細胞の分離は、マウスの方法に準じて行った。すなわち、エタノールで消毒した後、トリプシンにより37°Cで10分間処理し細胞を分離させる。セルストレーナーに通し、1000rpm、10分間遠心して単細胞を組織から単離した。また、細胞染色に使用するヘキスト33342の至適濃度、反応時間をそれぞれ検討した結果、最終濃度が5μg/mlで90分(37°C)反応させる条件が、染色効率および再現性において最適であることが明らかになった。セルソーティングは、ベックマンコールターのALTRAを用いて行った。シース圧は、8.0010.00psiの範囲で検討した結果、感度、安定性および精度において総合的に判断した結果9.00psiが最適であることが明らかになった。次に、UVレーザーの出力について検討した。一般的に出力は20100mWが最適と言われている。出力が低いと感度は低いが細胞への傷害は低く抑えられる。一方、高いと感度は上がるが細胞への傷害も高くなる。詳細に検討した結果、50mWがレーザーの出力の安定性、感度および細胞への傷害度において最適であることが判った。ヒト皮膚組織においてのSP細胞の割合は個体差はあるが約5%以下であった。そのSP細胞分画はベラパミルにより殆ど完全に消滅した。また、ソーティングの回収率は98%以上であった。今後、SP細胞分画を無菌ソーティングし、その細胞群の詳細な探求(2次元電機泳動、マイクロアレイ等)を進める予定である。培養皮膚を用いた遺伝子濫療を実施する上で、表皮角化細胞の漸旺胞の同定は必要不可欠である。

そこで我々は、Side Popuration(以下、SP細胞と略す)をセルソーターを用い、幹細胞の新たな分離法の確立と幹細胞マーカーの同定を明らかにし、さらにその分離法を用いた新たな培養皮膚の作製法の開発を試みた。(1)SP細胞特異的遺伝子発現に関する検討ヒト表皮角化細胞をTrypsin処理したのち、常法により、無菌的にH33342を用い細胞を蛍光染色した。UVレーザーを搭載したセルソーターによりSP細胞群およびmain popuration細胞群を分離し、Total RNAを抽出した。Applied BiosystemsのDNAマイクロアレイにより、SP細胞群とmain popuration細胞群において約27000種類の遺伝子について検討した。そのうち、シグナル比の増減が顕著(シグナル比が3以上)であった特異的な遺伝子が約10遺伝子あることが明らかになった。この遺伝子について、現在、さらに追試を行ない詳細に検討中である。(2)SP細胞における幹細胞マーカーの発現の検討SP細胞が幹細胞として有用であるかについて、従来報告されているマーカーの発現を検討した。従来はb1インテグリン、a6インテグリンの強発現細胞が幹細胞としてのマーカーであるとされているが、SP細胞がこのマーカーをどの程度発現しているかについて、二重染色を行いセルソーターを用いて解析することにより比較検討した。また、それぞれの細胞をスライドグラス上に直接、分取し、種々のマーカーにより染色した。培養皮膚を用いた遺伝子治療を実施する上で、表皮角化細胞の幹細胞の同定は必要不可欠である。そこで、我々はSide Popuration(以下、SP細胞と略す)をセルソーターを用い、幹細胞の新たな分離法の確立と幹細胞マーカーの同定を明らかにし、さらにその分離法を用いた新たな培養皮膚の作製法の開発を試みた。凍結保存しておいた2代目のヒト表皮角化細胞を播種し、無血清培養法にて培養した。培養後5日目のsubconfluentになった条件で、トリプシン/EDTAを用いて細胞を回収し、ヘキスト33342を10ug/mlの濃度で添加し、37°C60分間染色を行った。遠心操作後細胞を3x10E6/mlの濃度で再懸濁し、高速セルソーター(EPICCS ALTRA,ベックマン・コールター社)を用いてSP細胞と全分画の細胞を分離採取した。引き続き無血清培養を行い、細胞がサブコンフルエントになった時点で継代を繰り返し、どの程度まで細胞が増殖するかについて検討した。また、皮膚組織から直接分離した角化細胞を用いて同様に検討した。SP細胞はmainpopulation (MP)細胞と比較して、継代初期では増殖能力が高く、サブコンフルエントになるまでの時間が短く、数代継代までは増殖能力が高いことが明となった。皮膚組織から分離した角化細胞においても初期の増殖能は高いものであった。しかし、継代を繰り返すに伴い、SP細胞は増殖が急に低下し、7-8回継代で増殖を停止する傾向が見られた。一方MP細胞においては7-8回継代後も順調に増殖し、10-12代まで継代可能であった。この現象は皮膚組織から分離した角化細胞でも同様であった。
強相関電子系における軌道フラストレーションと幾何学的フラストレーションの役割

近年の物質合成技術の発展により幾何学的フラストレーションをもつ物質が系統的に合成され、フラストレーションの役割に再び大きな注目が集まっている。本年度は幾何学的フラストレーションを持つ系に注目し、スピン・電荷の自由度がもたらす物性を系統的に理解することを目的として研究を行った。特に、幾何学的フラストレーションのあるチェッカーボード格子上の強相関電子系を取り上げ、その基底状態について経路積分繰り込み群法を用いた解析を行った。ここで、電荷の揺らぎを抑制するパラメータとして相互作用U、フラストレーションの大きさを制御するパラメータとして正方格子に対する対角のホッピングt'を導入し、t'-U相図を作成した。その結果、Uが小さい領域において常磁性金属状態、Uが大きく、t'が小さい領域において反強磁性絶縁体状態、t'、Uの値がともに大きい領域においてプラケットシングレット絶縁体状態が実現することが明らかとなった。また、各相の境界はすべて1次の次数であり、最もフラストレーションが大きい場合のモット転移点近傍における金属相において異常な金属状態が実現することが明らかになった。この研究成果は2007年5月にアメリカのヒューストンで開かれたSCES'07 (The International Conference on Strongly Correlated Electron System)において発表した。また、この研究で実現した常磁性金属からプラケットシングレット絶縁体への1次相転移は並進対称性の破れを伴ったモット転移である。特に、幾何学的フラストレーションのあるチェッカーボード格子上の相関電子系を取り上げ、その基底状態について経路積分繰り込み群法を用いた解析を行った。まず、スピンと電荷の秩序状態に対する不安定性について議論するため、それぞれの自由度に関する相関関数について計算を行った。その結果、電荷の相関は一様に抑制され、スピンの相関が強調されることがわかった。この結果は、これまで提案されていた電荷秩序状態が系の基底状態として実現するという解析結果と異なるものである。この研究成果は2005年7月にオーストリアのウィーンで開かれたSCES'05 (Strongly Correlated Electron Systems)において発表した。また、格子の形状を有効的に変化させることでこの系における幾何学的フラストレーションの役割に関する系統的な解析を行った。その結果、幾何学的フラストレーションが比較的小さい場合には1次の金属絶縁体相転移が実現することがわかった。ここで、電荷の揺らぎを制御するパラメータとして相互作用U、フラストレーションの大きさを制御するパラメータとして正方格子に対する対角のホッピングt'を導入し、t',Uの値がともに大きい領域において量子的なプラケットシングレット絶縁体状態が実現することが明らかとなった。また、各相の境界はすべて1次の次数であり、最もフラストレーションが大きい場合のモット転移点近傍における金属相において異常な金属状態が実現することが明らかとなった。この相転移に関しては、近年「Pd(dmit)。」塩において観測されたvalence-bond秩序を伴ったモット転移との関連が興味深いと考えられる。