hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ワーク・ライフ・バランスの測定尺度の開発と影響度の検証

少子化が深刻化するわが国において、仕事と生活との調和を図ろうとするワーク・ライフ・バランスの必要性が社会的に注目されている。様々な制度、政策が求められているが、その有効性を検証するためのワーク・ライフ・バランスそのものの状態を測定する方法が確立されて来なかった。本研究によって開発、検証された従業員自身の主観的、自覚的評価に基づく測定尺度によって、労働時間等の客観的指標だけでは捉えられない、精神的、肉体的、経済的、時間的という総合的なアプローチによる状態測定が可能となった。本年度は、既存調査データの再分析等を通じて、企業と従業員の福利厚生制度における新しいニーズとしての「ワーク・ライフ・バランス」がどのように位置づけられるか、その現状についての検証を先行的に行った。その成果を著作(「進化する福利厚生」他、2編)、論文(「福利厚生の現状と今後の方向性」他、2編)及び学会報告(日本労務学会報告)を通じて公表し、他研究者等から様々な意見を得た。既存調査からの発見としては、ワーク・ライフ・バランスは今後の福利厚生制度を主要な取り組み課題として労使双方において捉えられており、長時間労働の抑制、家計での長期的生活設計への動機付け・情報支援の推進、メンタルヘルスを含む総合的な健康管理などいくつかの具体的局面において推進されていることが確認された。加えて、その結果、ワーク・ライフ・バランスが時間的側面、家計的側面(生活設計的側面)、肉体的側面(健康管理的側面)、精神的側面(メンタルヘルスの側面)など総合的な観点から多面的に測定される必要性が高いことが再確認できた。また、新たな知見を得るため国内従業員(1300標本)と中国の民間企業従業員(110標本)に対するアンケート調査を実施した。このデータ分析を通じて開発中のワーク・ライフ・バランスの測定尺度の測定精度、有効性及び従業員態度との関連性について国際比較の観点からの普遍性を検証する作業を進めている。本研究では、西久保(2004)及び西久保(2006)の研究を元に以下の三点を明らかにすることを目的とした、そしてその成果は以下のとおりである。1.労働者個人の自覚的(主観的)ワーク・ライフ・バランス評価尺度の開発を行い、同観測対象概念の内部的な関係構造を明らかにする(測定尺度の開発と検証)。この尺度は多くの企業、職場で利用可能になる。成果としての自覚的尺度の開発は三度の修正と三度の標本調査での尺度としての妥当性、一般個人での回答容易性などの点が検証され、完了した。一般従業員での自覚的測定が可能となった。2.尺度によって生成されるワーク・ライフ・バランス指標の変動に統計的に有意な影響を与える要因の発見を目的とした結果、その成果として職場での仕事要因(残業時間、休暇取得数、職種など)と、家庭生活における家庭・個人要因(乳幼児の有無、本人年収、既婚、配偶者職業など)が数多く発見された。仕事と生活の両面からワーク・ライフ・バランスが影響を受けていることが確認された。これらの要因の特定によって、企業側の制度整備・運用の改善として何が有効が示唆された。3.開発した尺度に基づいて測定されたワーク・ライフ・バランスの状態が経営的効果、特に人的資源管理上、重視される態度形成にどのような影響を与えるものかを明らかにすることを第三の目的とした。成果として、良好なワーク・ライフ・バランスな状態が従業員の定着性、貢献意欲、組織コミットメント等を高めるものであることが統計的に検証され、企業が制度投資を行う価値があることが示唆された。
描象モデル検査とその応用

本課題は、抽象モデル検査を中心に,計算システムの検証方法に関して研究を行った.以下はその主な結果である.まず、並行ゴミ集めなど,ヒープを扱うアルゴリズムを検証するために,ヒープ構造を抽象化する一般的な方法を提案した。ヒープ上のセル間の関係を表現するために、セルから前方および後方への連結状況を特徴づける正則表現を用いる方法を考案した。抽象モデル検査の応用としては、セキュリティ・プロトコルの検証のために,nonce解析(nonceの漏洩の可能性の解析)を提案し,これとstrand空間に基づく検証手法を結びつけた.また,確率的な攻撃やdenial of serviceに対する解析を行うために,時間付き集合書き換え(timed multiset rewriting)の体系を提案し,その解析技術に関する研究を進めた.モデル検査を用いたアルゴリズムの探索に関しては、並行ゴミ集めのためのon-the-flyとその二つの変種、snapshoptとその変種を発見した。また、相互排除のためのアルゴリズムの発見を試み,特殊な状況におけるDekkerのアルゴリズムの変種を発見した。さらに,BDD (binary decision diagram)を用いて探索を高速化する試みを行った.モデル検査アルゴリズム自身の検証に関しては、グラフのノード間に抽象化関係を導入することにより、covering graph constructionなどの抽象モデル検査のアルゴリズムを包含する枠組を定式化した。以上の結果を,timedautomatonの検証に適用した.特に,コスト概念の入ったtimed automatonであるpricedtimed automatonに対して,コスト最小の状態遷移経路を探索するアルゴリズムを,本研究で提案した抽象アルゴリズムの具体例として定式化した.さらに,抽象アルゴリズムのA*バージョンを定式化し,それをprimed-timed automatonに適用した.本課題は、抽象モデル検査を中心に,計算システムの検証方法に関して研究を行った.以下はその主な結果である.まず、並行ゴミ集めなど,ヒープを扱うアルゴリズムを検証するために,ヒープ構造を抽象化する一般的な方法を提案した。以上の結果を,timedautomatonの検証に適用した.特に,コスト概念の入ったtimed automatonであるpricedtimed automatonに対して,コスト最小の状態遷移経路を探索するアルゴリズムを,本研究で提案した抽象アルゴリズムの具体例として定式化した.さらに,抽象アルゴリズムのA*バージョンを定式化し,それをprimed-timed automatonに適用した.本年度の主な成果は以下の通りである。抽象モデル検査の手法に関しては、従来から提案している並行ゴミ集めのための抽象化をより一般的にする試みを行った。この抽象化ではヒープが抽象セルの集合によって表現される。抽象セルはリンク先のセルの色、レジスタからの(直接)到達可能性、灰色セルからの到達可能性などの属性を持っているが、これらの属性を普遍的に表現するために、セルから前方および後方への連結状況を表現する正則表現を用いる方法を考案した。この方法により、適切な正則表現を与えれば種々の抽象化を自動的に得ることができる。抽象モデル検査の応用としては、セキュリティ・プロトコルの検証のためのnonce解析の研究を行った。Needham-Schroederなどのセキュリティ・プロトコルを安全性の本質は、プロトコルのステップにおいて生成されたnonce(新しい乱数)が、以後の実行過程においてどのように漏れ出し得るかを解析することに他ならない。本研究では、このようなnonce解析を抽象モデル検査として定式化した。モデル検査に用いたアルゴリズムの探索に関しては、従来から試みている並行ゴミ集めのアルゴリズムの探索をより完璧なものとし、結果として、on-the-flyとその二つの変種、snapshoptとその変種を発見した。また、相互排除のためのDekkerのアルゴリズムとPetersonのアルゴリズムの発見を試みた。特殊な状況(プロセスの実行速度が同じ)におけるDekkerのアルゴリズムの変種を発見した。モデル検査アルゴリズムの検証に関して、従来から定式化および形式化を行っているグラフ探索アルゴリズムの検証の研究を発展させ、グラフのノードに抽象化関係を導入することにより、covering graph constructionなどの抽象モデル検査のアルゴリズムを包含する枠組を定式化した。本年度の主な成果は以下の通りである。抽象モデル検査の手法に関しては、昨年度より正則表現を用いてリンク構造を抽象化する手法の研究を行っている。今年度もこの研究を進め論文としてまとめた。抽象モデル検査の応用として、昨年度よりセキュリティ・プロトコルの検証のためのnonce解析の研究を行っているが、本年度はnonce解析の手法とstrand空間に基づく検証手法を結び付けることにより、Needham-Schroederなどのセキュリティ・プロトコル(認証プロトコル)を極めて簡潔に検証できることを示した。両者とも状態や状態遷移列を抽象化することによって解析を行っている。

セキュリティ・プロトコルの検証に関しては、侵入者による攻撃が確率的に成功する場合の解析についても検討を行った。攻撃手順に成功確率が対応するので、最大確率の攻撃手順を探索するアルゴリズムが必要になる。しかも、攻撃の成功確率は計算時間に依存し、プロトコル中に設定されたタイムアウト時間内に計算が終了しなければならない。現在、timed automataを用いてこのような問題の定式化を試みている。timed automataの検証にはregion解析などの抽象モデル検査の手法が必要であり、これにさらに最大確率(ある種の最短経路)を計算するアルゴリズムを加味しなければならない。モデル検査を用いたアルゴリズムの探索に関しては、BDD (binary decision diagram)を用いた探索手法に関する実験を行った。アルゴリズムの空間をパラメータの入ったテンプレートによって定義し、BDDによる記号的なモデル検査を用いてテンプレートの検証を行う。すると、一回の検証によってテンプレートの中のパラメータに関する制約条件を求めることができる。ケース・スタディとして同期アルゴリズムの探索を行った。探索空間を小さくするためのBDDを近似(抽象化)する試みも行った。モデル検査アルゴリズムの検証に関しては、昨年度に引続き、ノード間に抽象化関係が導入された場合のグラフ探索アルゴリズムの定式化と検証の研究を行っているが、今年度もこの研究を進め論文としてまとめた。また、モデル検査において最も基本的である到達可能性の計算における状態の抽象化と、正例からの学習問題を関連付ける研究も行った。本年度の主な成果は以下の通りである。並列ゴミ集めの検証のためにヒープを抽象化する方法に関しては,昨年度に引続き,証明支援系HOLを用いて抽象化の正当性の検証を進めた.具体システムと抽象システムの両方をHOLのもとで定式化し,抽象遷移が具体遷移のsimulationになっていることを形式的に証明した.昨年度に引続き相互排除アルゴリズムの探索を試みた.BDDを用いた探索の効率化に関しては,BDDの部分木間のハミング距離が閾値よりも小さい場合に,部分木をそれらの選言で置き換えることにより,BDDを近似(抽象化)する試みを行った.
日本のための憲法解釈方法論の体系的・横断的検討：日本・英米圏・フランスを中心に

今年度は、1研究課題に取り組む前提となる修士論文の成果のブラッシュアップ及び2解釈方法論のサーベイを行った。まず、1について。修士論文においては、ロナルド・ドゥオーキンの解釈方法論について研究したが、当初の見込み以上に実質的な解釈方法論を提唱していることが分かった。この成果を踏まえて、ドゥオーキンの論証を認識論上の概念(IBE)を用いて再構成する作業を行うことにより、ドゥオーキンの議論がそれに特有の文脈から離れて、より一般的に妥当する議論として理解し得ることが明らかになった。さらに、ドゥオーキンの議論には、メタ倫理学上、静寂主義(quietism)であるという批判がなされていることを踏まえて、そのような批判がなぜどのようにドゥオーキンへの批判たりうるか、その批判は妥当なのかを検証した。これにより、ドゥオーキンの議論が、T.M.スキャンロンやトマス・ネーゲルといった他の論者の議論と比べても精緻かつ体系的なものであるということが明らかになった。次に2について。今年度は、原意主義をはじめとした英米の解釈方法論についてサーベイを行った。結果として、法学における解釈方法論は、ドゥオーキンのものと比べて哲学的色彩が薄く、むしろ判例をはじめとした実定法の解釈及びその適用や、その国の歴史的条件によって制約された議論の趨勢と強く結びついていることが明らかになった。そのため、他国の法学レベルの解釈方法論をそのまま日本に応用するには、むしろそれらの議論内在的にではなく、外在的に哲学的検討を行うべきことが多々あることも明らかになった。上記1の成果により、哲学的なレベルではドゥオーキンの解釈方法論を前提とすることが妥当だと現時点では考えられる。、また2で述べたように、実定法学における解釈方法論はその国の実定法学と強く結びついていることが明らかになった。そのため、当初予定していたように、英米仏の解釈方法論の広範なサーベイを行う必要性は相対的に薄くなった。今後は、ドゥオーキンの解釈方法論を前提としながら、解釈論上の具体的な問題を議論することによって、日本で採用されるべき解釈方法論を検討していく。まず、1について。次に2について。
グルタミン酸脱炭酸酵素の誘導型遺伝子欠損マウスを用いたGABA神経伝達機構の研究

GABAは主要な抑制性伝達物質であり、グルタミン酸脱炭酸酵素(GAD65とGAD67の2型存在)により合成される。中枢神経系におけるGAD67分子の役割を明らかにする目的で、誘導型遺伝子欠損マウスの作製に挑戦した。誘導型遺伝子欠損マウスに使用するGAD67-tTA2マウスについて解析した結果、蛍光タンパク質や機能プローブをGABAニューロンの一部に発現させるのに有用であることを明らかにした。GABAは、神経系の主要な抑制性伝達物質として神経の電位活動の制御に加えて、覚醒、睡眠、概日リズムや学習、運動、感覚情報処理など脳の機能を構築する上で中心的役割を果たしている。GABAは、グルタミン酸脱炭酸酵素(GAD;GAD65とGAD67の2型存在)により合成される。GAD65とGAD67の両方ともにGABAニューロンに発現する特徴をもつ。本研究では、生体におけるGABA神経伝達機構およびGAD65分子とGAD67分子の役割を明らかにすることを目的とする。GAD67完全型遺伝子欠損マウスは口蓋裂や呼吸不全を示し、出生日に死亡する。そこで、成体におけるGAD67の役割を明らかにするためテトラサイクリントランスアクチベーター(tTA)システムを利用したGAD67誘導型遺伝子欠損マウスの作製・解析を目指している。GAD67誘導型遺伝子欠損マウス作製には、GAD67遺伝子にtTA2をノックインしたマウス(GAD67-tTA2マウス)が必要である。作製したGAD67-tTA2マウスのホモ接合体を解析した結果、口蓋裂を示すマウスが存在した。この結果は、tTA2遺伝子がGAD67遺伝子を破壊するようにノックインされていることを裏付けている。GAD67-tTA2マウス脳におけるtTA2の発現についてウエスタンブロット解析を行った結果、tTA2のバンドが検出されなかった。この結果はtTA2の発現量が低い可能性を示唆するので、レポーターマウスとの交配によりtTAシステムが働いているかどうか検討する。GAD67ヘテロ欠損マウスでは野生型マウスに比較して、胎仔における体重低下や血中コルチコステロン上昇が観察された。そこで、行動レベルにおけるGAD67分子の役割を明らかにする目的で、GAD67ヘテロ欠損マウスとコントロールの野生型マウスを繁殖させた。GABAは、主要な抑制性伝達物質として覚醒、睡眠、概日リズムや学習、運動、感覚情報処理など脳の機能を構築する上で中心的役割を果たしている。作製したGAD67-tTA2マウスにおけるtTA2の発現を検討する目的で、GAD67-tTA2マウスをレポーターマウス(tetO-ChR2EYFPマウス)と交配し、産仔を得た。今後は、得られた産仔についてEYFPの発現を指標にtTA2の発現を検討する。GAD67ヘテロ欠損マウスでは野生型マウスに比較して、胎仔における体重低下や血中コルチコステロン上昇が観察される。そこで、行動レベルにおけるGAD67分子の役割を明らかにする目的で、GAD67ヘテロ欠損マウスとコントロールの野生型マウスについて、行動実験を行った。その結果、GAD67ヘテロ欠損マウスでは、3チャンバー社会的相互作用試験により社会的新規性の嗜好に低下が観察された。一方、オープンフィールド試験における活動量や明暗テストにおける不安レベルでは両群で差がなかった。この結果は、GAD67ヘテロ欠損マウスでは自閉症様の行動異常がある可能性を示唆する。GABAは、グルタミン酸脱炭酸酵素(GAD; GAD65とGAD67の2型存在)により合成される。そこで、成体におけるGAD67の役割を明らかにするためテトラサイクリントランスアクチベーター(tTA)システムを利用したGAD67誘導型遺伝子欠損マウスの作製・解析を目指した。

誘導型遺伝子欠損マウスに必要なGAD67-tTA2マウスの特徴を検討する目的で、昨年度に引き続き、チャネルロドプシン(ChR2)と黄色蛍光タンパク質(YFP)の融合遺伝子を有するレポーターマウス(tetO-ChR2EYFPマウス)とGAD67-tTA2マウスとを交配した。得られたGAD67-tTA2とtetO-ChR2EYFPの両方の遺伝子をもつダブルトランスジェニックマウスについて組織学的解析を行った結果、嗅球や小脳にYFPの発現を検出した。一方、ダブルトランスジェニックマウスの小脳プルキンエ細胞を光刺激しホールセル記録した結果、活動電位が観察された。これらの結果は、一部のGABAニューロンではtTAの発現が十分であることを示唆する。GAD67完全型遺伝子欠損マウスの胎仔期における運動ニューロンの数について野生型マウスと比較検討した結果、呼吸運動に関与する領域では減少し、呼吸運動に関与しない領域では増加あるいは不変であることを観察し、GAD67の発現が運動ニューロンの発達に寄与していることを明らかにした。レポーターマウスを入手し、GAD67-tTA2マウスと交配し、産仔を得たので、GAD67-tTA2マウスを評価するための見通しが立った。また、GAD67ヘテロ欠損マウスが自閉症スペクトラム障害を研究する上で、モデル動物になる可能性を見出した。24年度が最終年度であるため、記入しない。GAD67-tTA2マウスを利用したGAD67誘導型遺伝子欠損マウスの作製・解析を行う。また、GAD67ヘテロ欠損マウスについて、強制水泳試験などの行動解析を追加し、行動レベルにおけるGAD67分子の役割を明らかにする。一方、胎生期におけるGABAの役割を明らかにするために、GAD65/GAD67ダブル欠損マウスにおける遺伝子発現について検討する。
農業部門における動産担保融資の可能性に関する研究

動産担保融資導入の前提となる農業経営体の信用確保,借入環境等について,特に農協の農業貸出に焦点をあてながら整理,分析した。その結果低迷を続ける農協の農業融資とそれをもたらした背景,法人経営体が融資を受ける際に金融機関側に求めるもの,土地担保を重視する農協の農業融資の実態,農協の農業融資の方向性について検討した.また,動産担保融資の、農業経営体におけるニーズ、動産担保の評価方法、モニタリングにおける課題等について実態調査を通じて明らかにした.動産担保融資導入の前提となる農業経営体の信用確保,借入環境等について,特に農協の農業貸出に焦点をあてながら整理,分析した。その結果低迷を続ける農協の農業融資とそれをもたらした背景,法人経営体が融資を受ける際に金融機関側に求めるもの,土地担保を重視する農協の農業融資の実態,農協の農業融資の方向性について検討した.また,動産担保融資の、農業経営体におけるニーズ、動産担保の評価方法、モニタリングにおける課題等について実態調査を通じて明らかにした.今年度は主に下記2点について研究を行った。1)動産担保融資の農業融資における位置づけの把握農業融資の中で、動産担保融資がどの様に位置づけることができるかについて、主に国内の先行研究をサーベイした。また、秋田県、福岡県等における実態調査を通じて経営形態、経営作目、規模、地域など、動産担保を必要とする経営体の特質を探った。文献調査からは、動産担保融資を可能にする制度的な裏付け、農業融資以外の分野における動産担保融資の実態などの整理を行った。また、実態調査においては、青森県における果樹農家および農協を調査し、生産動向、資金需要、動産担保融資への意向等について調査を行った。ただし、当初予定していた大規模畜産農家へのヒヤリングが、口蹄疫の影響で実施できなかったため、十分な調査を実施できなかったが、この点は来年度以降に補完調査を行う予定である。2)動産担保融資の実態の把握22年度は金融機関1カ所を調査し、金融機関側における、動産担保融資の位置づけ、融資に対する姿勢、他の債権保全手段との関係、期中管理の実態、バックアップ体制、審査の実態等に関する情報を収集した。その結果、一部の地方銀行においては、大規模畜産向けに融資実績が徐々に増えていること、バックアップ体制の構築において課題を抱えていること等が明らかになった。今年度は主に下記2点について研究を行った。1)動産担保融資の農業融資における位置づけの把握今年度は農業外にも対象を拡げ,動産担保融資導入の経緯,制度上の問題点,運営上の課題について主に文献によりサーベイを行った.また,数県の畜産協会担当者に対してヒヤリングを行い,動産担保融資導入のための前提条件,制度上の課題,関係機関との協力体制,動産担保導入のメリット等について,聞き取り調査を行い,畜産経営に動産担保を導入するための課題について考察を行った.2)動産担保融資の実態の把握主に大規模畜産農家において,動産担保融資の導入可能性についてヒヤリングによる実態調査を実施する予定であったが,大震災の影響で充分な調査を行うことができなかった.しかし,北海道,九州の酪農を中心とするいくつかの経営体について調査を行うとともに,農協,金融機関等においてもあわせて実態調査を実施した.その結果,大規模畜産経営においては従来型の運転資金供給では不十分な部分があり,動産担保融資に対して一定のニーズが存在することが明らかになった.しかし,動産担保を導入するためには,経営体側においては経営管理体制の整備,金融機関側においては期中管理,担保評価・審査体制,デフォルト後のバックアップ体制等の様々な克服すべき課題があることが存在することが明らかとなった.また,すでに畜産経営において動産担保融資を実施している事例において,担保評価の実際について聴き取りを行い,課題について考察した.前年度までの研究結果を踏まえ,ABL導入の前提となる農業経営体の信用確保,借入環境等について,特に農協の農業貸出に焦点をあてながら整理,分析した。その結果,低迷を続ける農協の農業融資とそれをもたらした背景,法人経営体が融資を受ける際に金融機関側に求めるもの,土地担保を重視する農協の農業融資の実態,農協と法人経営体の「対立」構造,農協の農業融資のあり方等について知見をまとめ,『農業と経済』2012年10月号に発表した。また,農協の農業融資の背景にある農協のガバナンス構造に関する論考を,「変革期における農協のガバナンス構造」,坂内久,茂野隆一,清水純一編『復興から地域循環型社会への構築へー農業・農村の持続可能な発展ー』農林統計協会,2013年7月刊行予定,として取りまとめた。本研究においては,畜産経営をはじめとする農業経営体に対するヒヤリング調査が不可欠であるが,22年度は口蹄疫,23年度は東日本大震災の影響で充分な調査が実施できなかった.24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度は最終年度にあたるため,これまでの調査結果をとりまとめるとともに,22,23年度に実施できなかった実態調査の補完調査を行う.それらの結果を,学会において報告し,書籍・学会誌等で報告する予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
ショウジョウバエにおける求愛行動発現機序の行動学的・生理学的研究

本研究は本能行動のモデルとしてキイロショウジョウバエの求愛行動を取り上げ、その神経メカニズムの解析を行った。光遺伝学と呼ばれる手法を用いて様々な中枢神経細胞群を人工的に活性化し、それにより生じる行動を調べた結果、pC1とpC2lと呼ばれる2つの中枢神経細胞群の活動により求愛行動が引き起こされることを見出した。また、求愛行動中の雄の脳における神経活動のリアルタイム計測に初めて成功し、上記2つの神経細胞群が実際の求愛行動に伴って活動する事を見出した。以上から、pC1とpC2lの両ニューロン群が求愛行動の中枢性制御と遂行に中心的な役割を果たすことが強く示唆された。本研究はショウジョウバエ雄における求愛行動発現の中枢制御機構の一端を明らかにする事を目的とし、以下の成果を得た。1.光遺伝学を用いた、行動中の個体における神経活動操作手法の開発(平成24年度):トレッドミル上においた個体の脳内の神経細胞を光刺激するための装置および手法を開発した。これにより改変型Channelrhodopsin(ChR)を導入した特定の神経細胞群の活動を非侵襲かつ高い時間分解能で、行動を妨げずに操作出来るようになった。2.求愛行動惹起に関わる介在ニューロン群の同定(平成24、25年度):改変型ChRにより性決定遺伝子doublesex(dsx)を発現するニューロン群を活性化した雄に対し、水平方向に反復移動する視覚パターンを呈示することで求愛行動を惹起できる事を見出した。dsx発現ニューロンの光刺激または視覚刺激のどちらか一方では求愛行動は生じなかったため、dsx発現ニューロンの活性化により視覚刺激に対する雄の行動応答性が変化し、求愛行動が生じたと考えられた。MARCM法により作成したモザイク個体を用いた解析の結果、pC1ニューロン群など複数のdsx発現ニューロンサブクラスタが求愛行動惹起に関わるニューロン群として同定された。3.求愛行動と相関する中枢神経活動のin vivo計測(平成25年度):カルシウムセンサーGCaMP3.0を用いた機能イメージングにより、in vivoでdsx発現ニューロンの活動計測を行った。dsx発現ニューロンの活動の計測下で求愛行動を惹起し、求愛行動に随伴して生じるカルシウム応答の記録に成功した。MARCM法を用いたモザイク解析の結果、pC1ニューロン群が求愛行動と同期した一過性のカルシウム応答を生じる事を見出し、求愛行動と相関した中枢神経活動をショウジョウバエで初めて示した。(1)実験システムの構築本年度は行動解析に用いる2つの実験ツールを開発した。まず、コンピュータディスプレイを用いてトレッドミル上のハエに任意の視覚刺激を呈示するためのプログラムを作成し、視覚刺激によって生じる歩行活動を記録するための実験環境を整えた。また、行動中の個体の神経細胞を光遺伝学的方法により強制活性化するために、緑藻類の光感受性イオンチャネル(Channel Rhodopsin: ChR)バリアントの発現を誘導するための形質転換系統を作出した。さらに、ChRバリアントを導入した細胞をin vivoで光刺激するための装置を作成した。(2)求愛対象への定位行動に関わる介在ニューロン群の同定ショウジョウバエにおける主要な性決定遺伝子の一つdoublesex (dsx)は求愛行動のコマンドニューロンである介在ニューロン群「pC1クラスタ」に発現する事が知られる。dsx発現ニューロンを光刺激で強制活性化しつつ、水平方向に移動する視覚パターンを雄に呈示すると、視覚パターンに対する定位行動が惹起されると共に、求愛行動を構成する複数の要素行動が観察された。光刺激と視覚刺激、どちらか一方のみでは定位行動は観察されなかったことから、dsx発現ニューロンの活性化が視覚刺激に対する雄の定位行動の活性化を引き起こしたと考えられた。そこでMARCM法を用いて、より少数のdsx発現ニューロンにのみChRバリアントを発現させて同様の実験を行った結果、pC1クラスタを含む、複数のdsx発現ニューロンクラスタが定位行動を引き起こす神経細胞群として同定された。(1)実験環境の構築に関しては当初設定した課題を十分に達成したと考える。作成した視覚刺激システムは視覚入力ー行動出力の対応関係を厳密に調べる上で極めて有用なツールであり、次年度の研究の確固たる基盤を確立したと言える。また、この実験系は汎用性が高く、求愛行動以外の視覚誘導性の行動を解析する上でも高い利用価値を持つ。この点においても本年度の成果は大きな意義を持つと言える。また、行動解析への光遺伝学的手法の導入はショウジョウバエにおいてもいくつかの研究グループにより試みられているが、単発の成功例が少数報告されているのみで、手法として確立しているとは言い難い。その技術的なボトルネックの一つには光刺激の効率の低さが考えられる。

本研究で開発した実験系は光活性化効率の改善されたChRバリアント(ChannelRhodopsin wide receiver)を用いて新規に作成した形質転換系統を利用することでこの問題を克服している。実際、本年度の実験においては極めて高い再現性で神経細胞の光活性化の効果が観察された。今後、神経活動と行動との相関を探る上での有用な実験ツールとなる事が期待できる。(2)求愛対象の追跡に用いられる視覚的特徴の同定。本年度は、予備実験の段階で好ましい結果が出たため、次年度に注力する予定だった光遺伝学を用いた実験系の開発を一部前倒しして行った。定位行動の際に用いられる視覚的手がかりの詳細な解析には多少遅れは出たものの、結果として定位行動の制御に関わる介在ニューロンを同定することができた。これらの新規の実験系を活用する事で実験を大幅に効率化できると期待でき、当初の計画からの遅れは十分に回復する事ができると考えられる。本年度の研究により定位行動惹起に関わることが明らかになったdsx発現ニューロン群に注目しながら行動と神経活動の両面から解析を進め、定位行動発現機構の中核部分の描像を得る事を目指す。(1)dsx発現ニューロン活動と行動応答との相関のより詳細な解析:光刺激、視覚刺激のタイミングを様々に変えた場合の行動応答を定量的に解析する。これにより、dsx発現ニューロンの活性化によって引き起こされる定位行動活性化の時間動態を明らかにし、定位行動の発現機序においてdsx発現ニューロンが果たす役割を探索する。(2)定位行動時に用いられる視覚手がかりの解析:視覚刺激の空間パターンを様々に変えて定位行動活性を定量、比較し、雌が有するどのような視覚的特徴を捉えて雄が定位行動を取るのかを調べる。(3)求愛行動下におけるdsx発現ニューロン活動のライブイメージング:in vivoカルシウムイメージングを用いて、求愛行動中のdsx発現ニューロン群の活動のリアルタイム記録を試みる。dsx発現ニューロン群の活動の記録下にある雄に対し、雌フェロモン刺激と視覚刺激を順次与えて求愛行動を惹起し、行動と相関を示すカルシウム応答を示すかを調べる。応答が記録できた場合はMARCM法を適用してカルシウムセンサをより少数のdsx発現ニューロンにのみ発現させて記録を試み、応答を示すニューロン群を単一クラスタレベルで同定する。次年度に使用する予定の研究費は、研究開始時点において実験機器/視覚刺激の制御に使用することを計画していたソフトウェア(MATLAB)の導入を見送ったことにより生じた。これは年度の始めにプロトタイプとして作成したソフトウェアが実験での実用に耐えるものになり、MATLABに移植せずそのまま使用した方が早く実験を開始できると判断したためである。この分の研究費は既存の行動実験装置の改善、機能拡張のための費用に充てるなどして、平成25年度請求額とあわせて研究遂行に使用する予定である。
動脈内皮細胞のミクロ流れによる能動制御

動脈内表面に分布している内皮細胞の挙動に着目し、内皮細胞に微視的なレベルでの力学的環境を制御することによって、細胞による生理活性物質の分泌や物質の取り込みを行う。そこで、本研究では、生理活性物質の分泌や物質の取込を行っている細胞の状態をレーザー共焦点顕微鏡によって捉え、その画像から細胞モデルを構築し、細胞モデル近傍の流れを顕微鏡下での流れの計測を行って、細胞への流れによる力学的刺激と機能変化との対応を明確にすることを目的とする。本研究では、ブタの培養内皮細胞に流れによる剪断応力の刺激を加えてから、細胞に取り込まれるアルブミンの量を、蛍光色素をラベルしたアルブミンを用いて測定した。その結果、細胞内に取り込まれるアルブミンの量は、負荷した剪断応力の大きさによって特異的に変化することが解った。低い剪断応力では流れの負荷を与えない場合よりも増加するが、剪断応力の高い場合には、取り込み量が減少する。このような負荷する剪断応力に応じて、アルブミンの取り込みが変化することは、流れの刺激に応じて、細胞が能動的制御を行っていると解釈される。さらに細胞レベルの流動を計測するシステムを開発し、細胞レベルでの壁せん断応力の測定を行った。流れ場のせん断応力の分布は、粒子追跡から決定した速度分布から求めることが原理的に可能である。しかしながら、三次元的な凹凸をもつ内皮細胞の近傍でのせん断応力の分布を求めることは、かなり困難であるが、本研究では各断層面での2次元的な速度分布から物質保存則を用いて深さが方向の成分を算出する方法を検討する。このようにして3次元的な速度分布やせん断応力分布が細胞近傍で明らかにし、同時に粒子の運動の様子を明らかにすることが可能となった。動脈硬化をはじめとする血管病変は、太い動脈において特定な部位に生ずるため、血液流との関連が指摘され、とくに血液と直接接触する動脈内皮細胞の物質透過性が壁面せん断応力によって影響を受ける事実が最近知られて来た。内皮細胞は、血流に対する力学的適応によって形状を変えたり、カルシウムなどの物質を分泌するなどの機能を持つことが最近の研究で明らかになっている。そこで本研究は、内皮細胞及び血管壁内の物質輸送機能が、細胞周りのマイクロ流れによってどのような影響を受けるかを調べるため、培養内皮細胞における酸素および高分子物質の透過の様子を微小酸素電極および共焦点レーザー顕微鏡によって調べ、細胞レベルに関するマイクロバイオメカニクス的性質及び血管病変発生に関する病態生理的性質を明らかにする事を目的とする。平成8年度では、実際の培養内皮細胞の3次元的な形状をレーザー共焦点顕微鏡により取り込み、その形状データをもとに3次元光造形装置により、100倍大きい細胞モデルを作成した。この細胞モデルの回りの微小流れを顕微鏡下で、粒子の流跡を追跡することにより流速ベクトルを求める方法によって、細胞近傍の微小流れの流れ場を定量的に把握することが出来た。その結果、細胞流れを負荷したとき、細胞は流れ方向に伸長及び配向するが、細胞の頂上での剪断応力は、配向することによって軽減することが解った。このような細胞近傍の微小流れの計測によって、今後、細胞機能と流れによる刺激との局所的対応をつけることが可能となり、さらに研究を継続している。

本研究では、ブタの培養内皮細胞に流れによる剪断応力の刺激を加えてから、細胞に取り込まれるアルブミンの量を、蛍光色素をラベルしたアルブミンを用いて測定した。その結果、細胞内に取り込まれるアルブミンの量は、負荷した剪断応力の大きさによって特異的に変化することが解った。低い剪断応力では流れの負荷を与えない場合よりも増加するが、剪断応力の高い場合は、取り込み量が減少する。このような負荷する剪断応力に応じて、アルブミンの取り込みが変化することは、流れの刺激に応じて、細胞が能動的制御を行っていると解釈される。さらに細胞レベルの流動を計測するシステムを開発し、細胞レベルでの壁せん断応力の測定を行った。流れ場のせん断応力の分布は、粒子追跡から決定した速度分布から求めることが原理的に可能である。しかしながら、三次元的な凹凸をもつ内皮細胞の近傍でのせん断応力の分布を求めることは、かなり困難であるが、本研究では各断層面での2次元的な速度分布から物質保存則を用いて深さ方向の成分を算出する方法を検討する。このようにして3次元的な速度分布やせん断応力分布が細胞近傍で明らかにし、同時に粒子の運動の様子を明らかにすることが可能となった。
癌細胞の増殖および転移機構におけるポリアミンの関与機作に関する基礎的研究

種々の癌細胞においてポリアミン(スペルミジンとスペルミン)の合成量が高いことから、癌の治療法としTポリアミン生合成の阻害が考えられ、抗腫瘍剤のタ-ゲットとしてポリアミン生合成過程が注目されるようになってきた。これまでに開発されたポリアミン生合成阻害剤によって癌細胞内ポリアミン量が低下すると癌細胞の増殖が抑えられることがわかった。その中、メチルグリオキサ-ルビス(グアニルヒドラゾン)(MGBG)ハポリアミン生合成に関与する酵素の1つであるアデノシルメチオニンデカルボキシラ-ゼの阻害剤であり、スペルミジン合成酵素とスペルミン合成酵素の基質としてのデカルボキシアデノシルメチオニンを低下させる作用のある薬剤である。しかしながら、このMGBGは、副作用としてミトコンドリアに対する毒性があるため臨床応用にまではいたらなかった。そこで、私達は癌細胞内のスペルジミンとスペルミンの両ポリアミンをより有効に減少させるために、ポリアミンの生合成に関与する複数の酸素を同時に阻害する化合物メチルグリオキザ-ルビス(シクロペンチルアミジノヒドラゾン)を合成した。この化合物を培養白血病細胞の培地に添加することによってポリアミン量が減少し、白血病細胞内蛋白合成が著しく制御され、白血病細胞の増殖が強く抑えられた。また、P388白血病細胞を移植したマウスに対してもかなりの延命効果がみられたので、この薬剤は癌治療薬として有望であると思われる。1.新規ポリアミン合成酵素阻害剤メチルグリオキザールビス(シクロペンチルアミジノヒドラゾン)(MGBCP)を化学合成した。2.ポリアミン合成系各段階酵素に対する阻害効果を調べた。MGBCPはアデノシルメチオニン脱炭酸酵素、スペルミン合成酵素、スペルミジン合成酵素の三者を阻害したが、オルニチン脱炭酸酵素に対しては全く阻害作用を示さなかった。MGBCPによる阻害様式はすべて基質に対する拮抗阻害であった。3.ヒト赤白血病由来の細胞株K562、ヒトリンパ性白血病由来の細胞株Molt4B細胞およびP388白血病細胞の増殖におよぼすMGBCPの影響を調べた。いずれの細胞も10μMの低濃度で増殖の阻害がみられ、50μMで約50%増殖が阻害された。100μMでほぼ完全に増殖が阻害された。4.Lewis肺癌細胞の大腿部から肺への転移におよぼすMGBCPの影響を調べた。MGBCP投与群のマウスは対照群のマウスに比べ30%程転移が抑制された。5.MGBCPが癌細胞内のポリアミン動態および物質代謝に如何なる作用をおよぼしているかを究明した。細胞内スペルミジンとスペルミン量が顕著に減少し、蛋白合成能が著るしく低下していた。6.これらの結果から、MGBCPによって癌細胞内ポリアミン合成が阻害され、スペルミジンおよびスペルミン量が低下したことによる蛋白合成阻害がおこり癌細胞の増殖を抑制したものと考えている。7.研究成果をとりまとめ、学会に発表し、また外国の学術雑誌に五編発表した。中でも印刷中のCancer Researchは癌関係の一流専門誌であり、この雑誌に掲載が認められたことはこの研究が与えるインパクトは大きいものがある。

そこで、私達は癌細胞内のスペルジミンとスペルミンの両ポリアミンをより有効に減少させるために、ポリアミンの生合成に関与する複数の酵素を同時に阻害する化合物メチルグリオキザ-ルビス(シクロペンチルアミジノヒドラゾン)を合成した。この化合物を培養白血病細胞の培地に添加することによってポリアミン量が減少し、白血病細胞内蛋白合成が著しく抑制され、白血病細胞の増殖が強く抑えられた。また、P388白血病細胞を移植したマウスに対してもかなりの延命効果がみられたので、この薬剤は癌治療薬として有望であると思われる。
Prdm16を介したミトコンドリア代謝経路の造血幹細胞制御における役割の解明

本研究にて、ミトコンドリア代謝経路が造血幹細胞の維持に機能的にも働いていることが示された。また、ヒト白血病幹細胞を用いた解析で、白血病幹細胞が細胞の生存に対して不利に働く活性酸素種に対応するために、正常造血幹細胞に比べて、還元型グルタチオンを大量に産生しており、それは、アミノ酸トランスポーターの発現亢進を介している可能性を示した。このことは、白血病に対する副作用の少ない標的治療の可能性を示す重要な知見である。本年度の研究にて、申請者は、ミトコンドリアの分裂阻害が、機能的にも造血幹細胞機能の維持や、prdm16欠損造血幹細胞の低下した造血幹細胞能の回復に寄与することを示した。また、ヒト急性骨髄性白血病サンプルを用いて、初めて、AML細胞が、正常造血幹細胞と比べて、より好気的代謝を用いていることを明らかにした。今後の研究により、ミトコンドリア融合因子である、Mfn1/2やOpa1の機能阻害による造血幹細胞能への影響、また同遺伝子の欠損細胞への強制発現による幹細胞能の回復に関して検証を進めていく。また、ヒトAML細胞での解析も、CD34陽性分画のみならず、当研究室にて見出した新規白血病幹細胞マーカーであるTim3を用いて、幹細胞分画の純化を進めていき、より純化した白血病幹細胞での網羅的メタボローム解析、グルタチオン代謝の解析を進め、白血病幹細胞特異的な代謝経路を検証し、白血病幹細胞を根絶する新規標的治療への応用の基盤とする。今回、ヒト急性骨髄性白血病サンプルを用いて、初めて、AML細胞が、正常造血幹細胞と比べて、より好気的代謝を用いていることを明らかにした。これは、白血病幹細胞が正常造血幹細胞とは異なるエネルギー代謝プロファイルを有している可能性を示すものであり、白血病幹細胞を根絶する新規標的治療への応用が期待される。ミトコンドリア分裂阻害剤であるMdivi1存在下で培養したPrdm16+/-骨髄細胞、野生型(Prdm16+/+)骨髄細胞を用いて、競合的骨髄移植を行った。Mdivi1を投与したPrdm16+/-骨髄細胞では、競合的骨髄移植後のドナー由来の造血細胞をより多く認めており、低下したPrdm16+/-骨髄細胞の造血再構築能は、Mdivi1投与により回復した。ミトコンドリア分裂阻害剤であるMdivi1を加えることで、低下したPrdm16欠損骨髄細胞の造血再構築能は回復し、また、長期培養での骨髄細胞の造血再構築能が保たれたことにより、ミトコンドリアの分裂の阻害が、機能的にも造血幹細胞能の回復、維持に働いていることが示された。我々は今回、正常造血幹細胞分画としてヒト骨髄CD34+細胞と、白血病幹細胞分画としてヒトAMLCD34+細胞において、解糖系、ミトコンドリア呼吸経路、グルタチオン代謝、アミノ酸代謝経経路などの116種類の代謝物質について網羅的メタボローム解析を行った。ヒトAMLCD34+細胞では、F1, 6BP、PEP、Pyruvateの産生が高く、ヒト骨髄CD34+細胞よりも糖代謝が亢進していると考えられ、Lactateはヒト骨髄CD34+細胞で高く、CitrateはヒトAMLCD34+細胞で高いため、ヒトAMLCD34+細胞はグルコースをより好気的に代謝している可能性が考えられた。ヒトAML細胞では、好気的代謝により発生し、細胞の生存に対して不利に働くROSに対応するためにグルタチオン、とりわけ還元型グルタチオン(GSH)を大量に産生しており、それは、アミノ酸トランスポーター(ASCT2)の発現亢進を介している可能性が示唆された。上記のように、初年度としては新しい知見を得ることができ、おおむね順調に進展しているといえる。本年度の研究にて、造血幹細胞のエネルギー代謝において、ミトコンドリアの分裂阻害が、形態のみならず、機能的にも造血幹細胞機能の維持や、prdm16欠損造血幹細胞の低下した造血幹細胞能の回復に寄与することを、in vitroのみならず、in vivoでも示した。同様の所見を、ミトコンドリア融合因子を欠損したマウスを用いて、in vitroおよび、in vivoで検証を行っている。また、ミトコンドリア分裂因子の阻害による影響を機能欠損マウスを用いて検証を行っている。今後の研究により、ミトコンドリア融合因子の機能阻害による造血幹細胞能への影響を、in vivoで明らかにしていく。また、ヒト急性骨髄性白血病サンプルを用いて、前年度よりもさらに純化した細胞分画で、AML幹細胞が正常骨髄細胞より好気的代謝を用いていることを明らかにした。また、細胞の生存に対して、不利に働くROSに対応するために、還元型グルタチオンを大量に産生していることを明らかにした。本年度までよりもさらにサンプル数を増やし、また、より純化した細胞分画で解析することにより、AML細胞が、正常造血幹細胞と比べて、より好気的代謝を用いていることを明らかにしたい。本年度の研究によって明らかになった結果は、白血病幹細胞が正常造血幹細胞とは異なるエネルギー代謝プロファイルを有している可能性を示すものであり、白血病幹細胞を根絶する新規標的治療への応用が期待される。造血細胞に発現するMx1やVavプロモーター制御下に、ミトコンドリア融合因子であるMfn1/2やOpa1の機能を欠損するマウス骨髄細胞を用いて、in vitroでの造血幹細胞再構築能を検証した。

前年度に検証したヒト白血病幹細胞での検証を、さらにサンプル数を増やし、かつ、より純化した細胞分画を用いて検証した。上記のように、in vivoでの検証も進んでおり、おおむね順調に進展しているといえる。本年度の研究にて、造血幹細胞のエネルギー代謝において、ミトコンドリアの分裂阻害が、形態のみならず、機能的にも造血幹細胞機能の維持や、prdm16欠損造血幹細胞の低下した造血幹細胞能の回復に寄与することを、in vitroのみならず、in vivoでも示した。同様の所見を、ミトコンドリア融合因子を欠損したマウスを用いて、in vitroおよび、in vivoで検証を行っている。また、ミトコンドリア分裂因子の阻害による影響を機能欠損マウスを用いて検証を行っている。今後の研究により、ミトコンドリア融合因子の機能阻害による造血幹細胞能への影響を、in vivoで明らかにしていく。また、ヒト急性骨髄性白血病サンプルを用いて、AML幹細胞が正常骨髄細胞より好気的代謝を用いていることを明らかにしてきたが、より純化した分画、また多くのサンプル数で検証を行っている。また、細胞の生存に対して、不利に働くROSに対応するために、還元型グルタチオンを大量に産生していることを明らかにした。本年度までよりもさらにサンプル数を増やし、また、より純化した細胞分画で解析することにより、AML細胞が正常造血幹細胞と比べて、より好気的代謝を用いていることを明らかにしたい。本年度の研究によって明らかになった結果は、白血病幹細胞が正常造血幹細胞とは異なるエネルギープロファイルを有している可能性を示すものであり、白血病幹細胞を根絶する新規標的治療への応用が期待される。本研究にて、ミトコンドリア代謝経路が造血幹細胞の維持に機能的にも働いていることが示された。また、ヒト白血病幹細胞を用いた解析で、白血病幹細胞が細胞の生存に対して不利に働く活性酸素種に対応するために、正常造血幹細胞に比べて、還元型グルタチオンを大量に産生しており、それは、アミノ酸トランスポーターの発現亢進を介している可能性を示した。このことは、白血病に対する副作用の少ない標的治療の可能性を示す重要な知見である。造血細胞に発現するMx1やVavプロモーター制御下に、ミトコンドリア融合因子であるMfn1/2やOpa1の機能を欠損するマウス骨髄細胞を用いて、以下の研究計画を実行する。造血幹細胞分画や分化した血球分画の解析を行い、ミトコンドリア融合の阻害による造血幹細胞機能への影響を検証する。また、競合的骨髄移植、連続的骨髄移植を行い、造血再構築能を評価する。造血幹細胞機能の低下や、造血再構築能の低下が見られた場合は、同遺伝子や下流の代謝経路の遺伝子の強制発現により、幹細胞能が回復するかを検証する。同様にミトコンドリア分裂阻害剤であるMdivi1を投与することで幹細胞能が回復するかを検証する。また、ミトコンドリア分裂因子であるDrp1の機能阻害による造血幹細胞機能の評価も併せて行う。今回解析したCD34+CD38-白血病幹細胞よりさらに純化した白血病幹細胞分画をTim3などの特異抗原で濃縮し、この分画でのメタボローム解析、グルタチオン代謝経路の解析を進めていき、白血病幹細胞特異的な代謝経路を検証する。見出した代謝経路、物質に関しては、阻害剤、shRNAによる阻害実験により、特異的標的としての可能性を検証し、新規標的治療への基盤とする。
次世代マイクロダイヤモンドツールの3Dナノメートルエッジ形状の高速高精度計測

先端のコ-ナ半径が非常に小さな(1μm程度)超精密切削加工用のダイヤモンドツールのエッジの形状を原子間力顕微鏡(AFM)により計測するため,専用の計測装置を製作した.また,計測の際に必要となるAFMプローブとツールとの位置合わせ(アライメント)を実現するため,光プローブを利用したアライメント機構を開発した.先端のコ-ナ半径が非常に小さな(1μm程度)超精密切削加工用のダイヤモンドツールのエッジの形状を原子間力顕微鏡(AFM)により計測するため,専用の計測装置を製作した.また,計測の際に必要となるAFMプローブとツールとの位置合わせ(アライメント)を実現するため,光プローブを利用したアライメント機構を開発した.本研究は,原子間力顕微鏡(AFM)のプローブTipを単結晶マイクロダイヤモンド超精密切削ツールEdgeに高速に自動アライメントできるTip-to-Edge光プローブ機構を提案し,それを備えた高精度でロバストなAFMを開発することによって,超精密加工機上で次世代マイクロダイヤモンドツールの3次元(3D)エッジ形状をナノメートルの精度で高速高精度に計測するものである.光プローブ機構とAFMプローブユニットをそれぞれ開発し,それらを組み合わせることによって,マイクロツールエッジ形状測定装置を実現させることを目標とした本年度は以下の研究成果を得た.1.Tip-to-Edgeアライメント光プローブ機構を開発した.レーザの伝搬軸(Y軸)に対して,向かい合うようにカンチレバーとマイクロツールを配置した.Y軸に関してはビームウェストを基準とし,またX, Z軸に関してはビームスポットの中心を基準として,ビームウェストにおけるビームスポットの中心にAFMプローブTipとツールEdgeをそれぞれ合わせることでアライメントを行うことにした.分解能が0.1nmと7nmのPZTステージとモータ駆動ステージを用いることによって,アライメントの高精度化と高速化を同時に実現した.2.高精度ロバストAFMプローブユニットの開発を行った.静電容量型の変位計内蔵の3軸PZTステージをAFMスキャナに使うことにより,クローズドループ制御での線形誤差を0.03%以内に抑えることができた.3.マイクロツールエッジ形状測定装置の組み立てを行い,Tip-to-Edgeアライメント機構とAFMプローブユニットを組合わせた.そのための冶具及び関連回路,ソフトウェアを製作した.4.比較評価のために市販の高精度AFM測定機にアライメント光プローブ機構が組み込めるように,市販AFM測定機の改造を行った.本研究は,原子間力顕微鏡(AFM)のプローブTipを単結晶マイクロダイヤモンド超精密切削ツールEdgeに高速に自動アライメントできるTip-to-Edge光プローブ機構を提案し,それを備えた高精度でロバストなAFMを開発することによって,超精密加工機上で次世代マイクロダイヤモンドツールの3次元エッジ形状をナノメートルの精度で高速高精度に計測するものである.本年度は以下の研究成果を得た.1)昨年度開発したエッジ形状測定装置の性能評価を行い,光軸方向(Y方向)の位置会わせ方法について改善を行った.その結果,XYZ3軸における位置合わせの高速化を実現した.2)開発した測定装置を用い,コーナ半径200μm,30μm,8μmのダイヤモンド切削工具の形状測定実験を行った.切れ刃稜丸み半径の評価方法を改善し,円錐曲線を当てはさらにその当てはめ領域を最適化することでより定量的な評価につながることを示した.3)測定結果から輪郭を抽出する方法を示し,実際に製作した装置で得られた測定結果をもとに,輪郭度の評価を試みた.コーナ半径が,公称200μm,30μm,8μmの工具ではコーナ半径がそれぞれ205μm,34μm,8.1μmと評価されることを確認した.その結果から,製作した装置が,マイクロ工具についてのコーナ半径の管理に利用できることを示した.4)基準試料片を用いて,AFMプローブTipの形状評価を試みた.本研究は,原子間力顕微鏡(AFM)のプローブTipを単結晶マイクロダイヤモンド超精密切削ツールEdgeに高速かつ自動的にアライメントできるTip-to-Edge光プローブ機構を提案し,それを備えた高精度でロバストなAFMを開発することによって,超精密加工機上で次世代マイクロダイヤモンドツールの3次元エッジ形状をナノメートルの精度で高速高精度に計測するというものである.本年度は以下のような研究成果を得た.1.加工機上でのダイヤモンド切削工具の形状測定を試みた.その構成で,実際に切削工具の形状測定を試みた.さらに測定の対象として, Rバイトだけでなく,直線切れ刃をもつダイヤモンドツールも加え,あわせて,形状測定実験を試みた.2.昨年までに開発したエッジ形状測定装置について,形状測定実験を繰り返し行い繰り返し性のデータ評価を行った.具体的には,切れ刃稜丸み半径および切れ刃輪郭の評価のばらつき具合の評価を実施した.また,この測定実験で,作成した装置が切れ刃の20nm程度の欠けと見られる形状を捉えられることを確認した.3.コーナ半径1.5μm程度と非常に小さなコーナ半径を持つダイヤモンドツールの位置合わせおよび三次元エッジ形状測定実験を試みた.4.標準試料を作成したAFMで計測することで, AFMプローブTipの形状(特にTipの丸み半径)の評価を試みた.さらにダイヤモンド切削工具を同じプローブで繰り返し測つた場合に, AFMプローブTipの摩耗の程度がどうなるか,について実験により確認した.