hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高速電力線通信による電磁環境が無線通信・有線通信に与える影響に関する研究

波に電力線通信信号を干渉させて,その影響の評価を行った.評価は,音楽やアナウンス等のサンプルに対して影響の度合いを主観評価(Mean Opinion Score)で行った.また,比較ためにホワイトノイズと1kHz80%変調波も妨害波として使用した.入力レベルは準尖頭値で評価を行った.現在測定データの評価を実施している.平成17年度は申請した研究計画に基づいて以下の研究を行った1.電力線通信が他の通信へ影響を与える干渉モデルの検討1.1電子機器の動作状態が電力線通信信号の伝搬特性に与える影響の検討電子機器は動作状態が変化すると電源ポートの負荷インピーダンスが変化するので,配電線を通信媒体として使用する電力線通信に影響を与える.そこでその対策方法を検討し,電子機器の電源ポートにコモンモードチョークコイルを接続することにより,この影響をほとんど無くすことが可能なことを示した.1.2有線通信への影響の検討通信線と電力線間および電力線間の誘導特性は,有限要素法を用いて導体間の容量を正確に求めることにより,測定値とほぼ一致する結果が得られることを示した.これにより,ケーブル高やケーブル間隔を変化させた時の誘導特性を計算により求めることが可能となった.1.3配電系の平衡度に与える影響の検討平衡度は電力線通信が電磁環境に与える影響の評価尺度として認められているので,電子機器の動作状態が平衡度に与える影響を検討した.その結果,解析により平衡度に与える影響の評価が可能であることがわかった.また,動作状態変化による影響はあるものの,配電系自体の平衡度があまり良くないので,平衡度の良い電子機器であれば動作状態変化が配電系の平衡度に与える影響は小さいことを明らかにした.1.4放射電磁界強度解析精度の改善法の検討導体と大地間の容量を有限要素法で求めることにより,コモンモード入力インピーダンスや平衡度を高い精度で解析可能であることが明らかとなったので,この方法を用いて,ケーブルから漏洩する磁界強度の解析を行った.その結果,解析結果は測定結果とほぼ一致し,この方法により配電線から漏洩する磁界強度の解析が可能なことがわかった.
唾液蛋白質ヒスタチン遺伝子の組織・細胞特異的発現制御と自然免疫に関する研究

唾液蛋白質ヒスタチン(HTN)は抗菌作用を有し、口腔内自然免疫に関与する。現在までに我々は、RTNの口腔細菌由来プロテアーゼ活性阻害による自然免疫機構について報告した。HTNはHIV感染者で発現低下が認められ、日和見感染症や歯周疾患を伴う。また、ストレス、降圧剤などの服用、ある種の全身疾患により発症する口腔乾燥症は、唾液分泌低下に伴う各感染症誘発の可能性がある。これらは、唾液蛋白質の直接・間接的重要性を意味し、唾液蛋白質の詳細な機能解明が必要とされる。現在、HTNの唾液腺細胞特異的発現制御については全く明らかでないため、HTN遺伝子プロモーター領域(転写開始部位から上流約3kbp)をクローニングし、これをルシフェラーゼ遺伝子の上流に連結したプラスミドを構築した。これを唾液腺細胞RSG及びその他の組織由来細胞HeLa、HEK293、SCCTM、THP-1、COS-7、NIH3T3に導入後、転写活性をそれぞれ測定したところ、唾液腺以外の組織由来細胞全てにおいてプロモーター活性は殆ど無く、HSGで有意に認められた。また、プロモーター上流からデレーションミュータントを作製し、同様にルシフェアラーゼアッセイを行った。その結果、-2250-2082は転写促進領域であることが判明した。この領域に結合する因子の存在は、HSG及びHeLa核抽出液を用いたゲルシフト競合実験により確認された。最終的に、-2108-2082領域(HTN27box)プラス鎖DNA結合因子がHSGのみで認められ、その蛋白質の分子量は100kDaであることをUVクロスリンキング法により同定した。HTN27boxは、-2081+32領域と協調して転写を優位に促進することが示めされた。これらの結果から、HTNは細胞依存的な発現制御を担っており、遺伝子治療などに応用できることが考えられる。歯周疾患は環境要因、特に歯周病原菌の軟・硬組織への吸着及び刺激に伴い、組織の破壊や歯槽骨吸収が引き起こされる。これらにより、宿主細胞間の複雑な応答が歯周組織炎症を惹起する。これまでに我々は、歯周病原菌由来LPS刺激による歯肉線維芽細胞の炎症性サイトカイン産生、プロテアーゼによる結合・硬両組織の破壊機序について報告した。唾液蛋白質、特にヒスタチンは抗菌作用を、分泌性IgAはう蝕・歯周病原菌などの細菌やウイルスなどに対する免疫学的活性を有し、口腔内自然・獲得両免疫が誘導される。現在までに我々は、ヒスタチンの口腔細菌由来プロテアーゼ活性阻害による自然免疫機構や歯肉上皮細胞増殖促進効果について報告した。一方、ヒスタチンはHIV感染者で発現低下が認められ、日和見感染症や歯周疾患を伴うことが知られている。また、ストレス、降圧剤などの服用、老化、ある種の全身性疾患により発症する口腔乾燥症は、唾液分泌(ヒスタチン量)低下に伴い各感染症を誘発する可能性について示唆されている。現在、ヒスタチンの唾液腺細胞特異的発現制御については全く明らかでないため、ヒスタチン遺伝子プロモーター領域(転写開始部位から上流約3kbp)をクローニングし、これをルシフェラーゼ遺伝子の上流に連結したプラスミドを構築した。これを唾液腺細胞HSG及びその他の組織由来細胞HeLa、HEK293、SCCTM、COS-7、NIH3T3に導入後、転写活性をそれぞれ測定したところ、唾液腺以外の組織

由来細胞全てにおいてプロモーター活性は殆ど無く、HSGで有意に認められた。このことは、細胞特異的な発現制御を示唆しており、現在、このプロモーターの様々な欠損領域を作製し、これらがどの様な細胞特異的転写制御を担っているのか詳細に検討している。唾液蛋白質ヒスタチン(HTN)は抗菌作用を有し、口腔内自然免疫に関与する。現在までに我々は、HTNの口腔細菌由来プロテアーゼ活性阻害による自然免疫機構について報告した。HTNはHIV感染者で発現低下が認められ、日和見感染症や歯周疾患を伴う。また、ストレス、降圧剤などの服用、ある種の全身疾患により発症する口腔乾燥症は、唾液分泌低下に伴う各感染症誘発の可能性がある。これらは、唾液蛋白質の直接・間接的重要性を意味し、唾液蛋白質の詳細な機能解明が必要とされる。現在、HTNの唾液腺細胞特異的発現制御については全く明らかでないため、HTN遺伝子プロモーター領域(転写開始部位から上流約3kbp)をクローニングし、これをルシフェラーゼ遺伝子の上流に連結したプラスミドを構築した。これを唾液腺細胞HSG及びその他の組織由来細胞HeLa、HEK293、SCCTM、THP-1、COS-7、NIH3T3に導入後、転写活性をそれぞれ測定したところ、唾液腺以外の組織由来細胞全てにおいてプロモーター活性は殆ど無く、HSGで有意に認められた。また、プロモーター上流からデレーションミュータントを作製し、同様にルシフェアラーゼアッセイを行った。その結果、-2250-2082は転写促進領域であることが判明した。この領域に結合する因子の存在は、HSG及びHeLa核抽出液を用いたゲルシフト競合実験により確認された。最終的に、-2108-2082領域(HTN27 box)プラス鎖DNA結合因子がHSGのみで認められ、その蛋白質の分子量は100kDaであることをUVクロスリンキング法により同定した。HTN27 boxは、-2081+32領域と協調して転写を優位に促進することが示めされた。これらの結果から、HTNは細胞依存的な発現制御を担っており、遺伝子治療などに応用できることが考えられる。
局所磁場測定法によるPrOs_4Sb_<12>の特異な超伝導状態の研究

平成16年度、PrOs_4Sb_<12>において微小ホール素子を用いた局所磁場測定により確認されたB0Gの磁気異常と時間反転対称性を破る異常な超伝導状態の関係を明らかにするため、微小ホール素子アレーを用いた局所磁場測定を行った。磁場感知部の大きさが5x5μm^2のホール素子を15μm間隔で1次元的に並べ、局所磁場ヒステリシスの様子を比較した。その結果、隣り合うホール素子においても異なる応答が観測された。カイラルドメインの大きさとホール素子の大きさが接近している場合にこのような応答が期待される。一方、PrOs_4Sb_<12>における磁気光学法による局所磁場測定も引き続き行い、より鮮明な磁気光学像の所得を目指した。昨年度の溜置き型光学クライオスタットを用いた1.5Kまでの測定を引き続き行った。超伝導に起因する反磁牲と磁束侵入の様子は観測されたが、熱収縮による試料位置の移動のため差像法により感度を向上することができていない。試料位置を追尾する機構を検討する必要がある。さらにスクッテルダイト化合物の中でも特異な磁性を示すことが知られているSmrOs_4Sb_<12>における局所磁場測定を微小ホール素子を用いて行った。局所的な磁化測定と比較し、細かな点で異なるが再現性のあるヒステリシスループが観測された。このことは、試料が不均一であることを示している。また、磁気光学効果を用いた磁区観測にも挑んでいるが、現在の所磁区は観測されていない。遍歴強磁性体における磁区の振る舞いを明らかにするため、これまでに知られているNi_3Al等の遍歴弱強磁性体における、磁化特性と局所磁化特性の比較を行うため、試料の作製と評価を行った。PrOs_4Sb_<12>における時間反転対称性を破る異常な超伝導状態の直接的な証拠を得るため、微小ホール素子を用いた局所磁場測定と磁気光学イメージングによる観察を行った。提供されたサイコロ型のPrOs_4Sb_<12>単結晶の3つの独立な端面を研磨した後、微小ホール素子(有効面積:25x25mm^2)に直接マウントし、それぞれの方向に対し局所磁場ヒステリシスを測定した。その結果、ある特定の方向に磁場を印加した場合のみ、局所磁場ヒステリシスのBO G付近に際立ったディップ構造が観測された。PrOs_4Sb_<12>は、立方晶の対称性をもつため本来3つの方向で同一の応答が期待されるが、ディップ構造は温度サイクルによらず同一の方向に磁場を印加すると必ず観察された。このことは、超伝導転移温度以上で結晶の対称性が正方晶またはそれより低くなっていることを示唆する。また、このような一軸異方性は、最近のNMR測定でも確認されている。ディップの原因として、低磁場において試料中にカイラルドメインが存在しており、その境界にトラップされる磁束が何らかの影響をもつと解釈される。なお、同様のBO G付近の異常は、他のp波超伝導体UPt_3およびSr_2RuO_4においても観測されている。次にこの異常が空間的にどのように分布しているのかを見るために、低温における磁気光学法イメージングを行った。1.4Kにおいて初めてPrOs_4Sb_<12>における磁束侵入の様子を可視化することに成功した。今後、差像法を用い積算回数を増やすことにより磁場分解能を高め、カイラルドメインの存在を証明する予定である。一方、高精度磁気光学イメージングを行うためのインジケーター膜として、良質の磁性ガーネット膜を液相エピタクシー法により作製し、室温でインジケーターとして機能するものを得た。しかし、膜の均一性に問題があるため、膜質の更なる向上が必要である。

また、磁気光学効果を用いた磁区観測にも挑んでいるが、現在の所磁区は観測されていない。遍歴強磁性体における磁区の振る舞いを明らかにするため、これまでに知られているNi_3Al等の遍歴弱強磁性体における、磁化特性と局所磁化特性の比較を行うため、試料の作製と評価を行った。
気晴らしスキルによる再評価プロセスの解明に関する臨床健康心理学的研究

本年度は、前年度までに得られた研究成果を基に、気晴らしと再評価を効果的に活用するために役立つ心理教育プログラムを作成することを課題とした。これまでの研究成果を踏まえ、気晴らしと再評価の2つの方略に焦点をあてた心理教育プログラムを作成した。プログラムは、週1回90分、計4回の内容であり、気晴らしや再評価を効果的に用いるために必要な知識やスキルを提供するものであった。各回にはその回で取り上げた内容に関する理解度などを評定してもらった。プログラムの前後には質問紙調査を行い、プログラムで取り上げた内容に関連する効果指標を測定した。まず、各回の理解度の評定は概ね高く、プログラム内容はよく理解されていたと考えられる。質問紙調査の結果、プログラム実施前に比べ、プログラム実施後には、(a)気晴らしや認知的対処に関する自己効力感、(b)気晴らしの活動選択に関する知識、(c)気晴らしに関するメタ認知的信念にポジティブな変化がみられた。研究期間全体を通して、基礎的研究により、気晴らしの有効性に関連する要因や再評価の下位方略の効果などが明らかになり、気晴らしや再評価を効果的に行うための知識やスキルに関する具体的な示唆が得られた。また、再評価を効果的に行うためには、再評価に伴う負担を軽減する必要があることが示唆された。最終的に、本研究で作成されたプログラムの有効性が示唆され、気晴らしと再評価を活用した感情制御を行う上で有益な成果が得られたと考えられる。本研究の全体的な目的は、再評価を促す効果的な気晴らしスキルと下位方略という観点を含めた再評価プロセスを明らかにし、セルフコントロールに役立つ示唆を得ることである。本年度は、再評価の下位方略の効果に関する検討を行うことを主な課題とした。再評価は抑うつなど否定的感情の低減に役立つ感情制御方略であることが指摘されている。しかしながら、近年では再評価には複数の下位方略があることがわかっており、それぞれの効果を明らかにすることが課題とされている。本年度は再評価の下位方略として、出来事の肯定的な側面に焦点をあてる方略(肯定的再評価)を中心に、距離を置いて客観的に出来事を見る方略や感情を受容する方略等を比較し、各下位方略が感情に及ぼす影響を実験的に検討した。その結果、下位方略の中では肯定的再評価が否定的感情の緩和や肯定的感情の増加に有効であることが示唆された。また、本年度は効果的な気晴らしの特徴について示唆を得るため、対人ストレス場面における気晴らしについて検討した質問紙調査の分析を行った。先行研究では、気晴らしを効果的に行うためには気晴らし時の集中や気晴らし後の肯定的感情の経験が重要であることが示唆されている。調査結果から、気晴らしのタイプとして、対人的な気晴らしが集中と正の関連があること、また、対人的気晴らしが活動的快と、個人的気晴らしは非活動的快や抑うつ気分と正の関連があることが示された。気晴らし時の集中や肯定的感情との関連を踏まえれば、対人的気晴らしの有効性が示唆されるが、対人的気晴らしと個人的気晴らしでは関連する肯定的感情が異なっており、両者を使い分けるようなスキルも重要であると思われる。本年度の主な目的は、再評価の下位方略と肯定的および否定的感情との関連について検討し、下位方略による感情制御の効果の違いについて明らかにすることであった。複数の実験的検討から、再評価の下位方略の中では、共通して肯定的再評価の有効性が示唆された点で、本年度の目的に対応した一定の研究成果が得られたと考えられる。また、次年度には、気晴らし時の集中や肯定的感情と関連する気晴らしの特徴を明らかにすることを課題の一つとしている。調査データの分析から、対人的気晴らしの有効性を示すデータが得られたことにより、次年度の研究にも繋がる示唆が得られたと思われる。本年度は、日常的なストレス状況における気晴らしの活用について、気晴らし時の集中や肯定的情動と関連する気晴らしの特徴を明らかにすることを課題とした。気晴らしが効果的であるためには、気晴らしにより肯定的情動を経験することが重要であるとされており、気晴らし時の集中は肯定的情動と正の関連を持つことが示されている。本年度は、気晴らし時の集中や肯定的情動に関連する要因として、気晴らしに関するポジティブなメタ認知的信念に焦点を当てた検討を行った。ポジティブなメタ認知的信念(冷静な判断と記憶抑制)と気晴らしの頻度及び集中、肯定的情動との関連を検討した結果、ポジティブなメタ認知的信念は集中や肯定的情動の高さと関連する要因であることが示唆された。気晴らしに関するポジティブなメタ認知を有していることは、気晴らしを効果的に活用するために重要な要因であると考えられる。また、気晴らしや再評価と関連する概念として、脱中心化と反芻、省察の関連について検討した。省察は自己理解に役立つ適応的な自己注目とされるが、不適応的な反芻に陥る可能性も指摘されている。脱中心化が省察と反芻の関連にどのように関わるのかについて明らかにするために縦断調査のデータを分析した結果、脱中心化は省察と反芻の関連を緩和する可能性があることが示唆された。以上の結果から、今後、効果的な気晴らし及び再評価を促す介入を検討する上で、気晴らしに関するメタ認知的信念や脱中心化という観点に注目することが重要であることが示唆された。

本年度の主な目的は、効果的な気晴らしや再評価を促す介入を考えるため、気晴らし時の集中や肯定的情動と関連する要因を明らかにすることであった。調査の分析結果から、気晴らしに関するポジティブなメタ認知的信念が気晴らし時の集中や肯定的情動と関連することが示され、気晴らしを効果的に活用するために必要な知識やスキルなど、今後の介入プログラムの内容を考える上で役立つ示唆が得られた。調査を通して、気晴らしに関するメタ認知的信念や脱中心化の重要性を確認した点で、一定の研究成果が得られたと考えられる。本年度は、前年度までに得られた研究成果を基に、気晴らしと再評価を効果的に活用するために役立つ心理教育プログラムを作成することを課題とした。これまでの研究成果を踏まえ、気晴らしと再評価の2つの方略に焦点をあてた心理教育プログラムを作成した。プログラムは、週1回90分、計4回の内容であり、気晴らしや再評価を効果的に用いるために必要な知識やスキルを提供するものであった。各回にはその回で取り上げた内容に関する理解度などを評定してもらった。プログラムの前後には質問紙調査を行い、プログラムで取り上げた内容に関連する効果指標を測定した。まず、各回の理解度の評定は概ね高く、プログラム内容はよく理解されていたと考えられる。質問紙調査の結果、プログラム実施前に比べ、プログラム実施後には、(a)気晴らしや認知的対処に関する自己効力感、(b)気晴らしの活動選択に関する知識、(c)気晴らしに関するメタ認知的信念にポジティブな変化がみられた。研究期間全体を通して、基礎的研究により、気晴らしの有効性に関連する要因や再評価の下位方略の効果などが明らかになり、気晴らしや再評価を効果的に行うための知識やスキルに関する具体的な示唆が得られた。また、再評価を効果的に行うためには、再評価に伴う負担を軽減する必要があることが示唆された。最終的に、本研究で作成されたプログラムの有効性が示唆され、気晴らしと再評価を活用した感情制御を行う上で有益な成果が得られたと考えられる。次年度は、横断および縦断調査を行い、効果的に気晴らしを行うためのスキルや気晴らしと再評価との関連について明らかにすることが課題である。前期には日常的なストレス場面における横断調査のデータを分析し、気晴らし時の集中や肯定的感情に関連する気晴らしの特徴を明らかにする。後期には、前期のデータ分析で得られた知見を踏まえ、気晴らしの活用と再評価との関連を検討し、再評価を促す気晴らしの特徴について、縦断調査により明らかにする。今後は、前年度までの研究成果を踏まえ、効果的な気晴らし及び再評価を促進する要因を整理し、大学生を対象とする心理教育プログラムを構成する。心理教育プログラムの効果について検討するため、参加者には各回の終了時に内容に関する評定を求め、プログラム実施前後には質問紙調査を実施し、適応指標(気晴らしに関する知識や自己効力感、気分など)を測定する。各回の評定や質問紙調査のデータ分析を通して、本プログラムの有効性と課題点について明らかにする。本年度はほぼ計画通りの執行状況であったが、未使用額が発生した理由として、謝金については相対的に当初の予定より少ない作業時間数となったことが考えられる。本年度は本課題の初年度であり、次年度以降には謝金の増加も予想されるため、次年度への繰り越しとした。本年度は旅費や謝金、その他の支出については概ね予定通りであったが、当初に予定していたよりも物品費が少なかったため、その分の残額が生じたと考えられる。
時系列蛍光データを用いた表現型データベースの構築

本研究では、光合成生物のクロロフィル蛍光をプローブとして用いた。光合成反応をいわば道具として使うことにより、広い範囲の遺伝子変異株の表現型情報をクロロフィル蛍光強度の一次元の数値データとして、統一されたフォーマット上に蓄積することが可能である。この新しく開発された方法に基づいて、シアノバクテリアのゲノム上の全遺伝子の破壊株を対象に、遺伝子破壊株の機能的クラスタリングを行ない、各遺伝子の機能推定につなげることが本研究の最終的な目的である。平成18年度までは、クロロフィル蛍光挙動の時系列データの「似かた」を目視によって判断することによって解析を行なっていた。しかしながら、公開したデータベースに登録されたクロロフィル蛍光挙動だけでも1000を越えるようになった状況では、そのような目視による解析では追いつかない。そこで平成19年度に入り、蛍光挙動がどれだけ似ているかを定量化することに取り組み、時系列データの各ポイントの間の差分(傾き)の偏差二乗和を用いることにより、一定の定量化に成功した。この方法により、光化学系量比の調節に欠損を示す変異株を効率的にスクリーニングすることは可能となったが、一方で、お互いによく似た表現型を示す変異株同士の場合でも、表現型の弱い変異株と強い変異株が別のクラスターに分類されてしまうという弱点を持つことが明らかとなった。そこで、時系列データの各時点の値(n個)を独立のパラメータとして考え、n次元空間における角度の差として類似距離を定義することにより、表現型の強さによらない定量化が可能なのではないかと考えて解析を行なった結果、クロロフィル蛍光挙動の適切な定量化が可能であることを見いだした。クロロフィル蛍光挙動による遺伝子の機能解析の可能性を探るため、まず、光工学系量比調節に関わる因子の探索を行った。光合成においては、光化学系IIと光化学系Iが協調して働くため、光環境に応じて2つの光化学系は適切な量比に調節される必要がある。これまでに、この光化学系量比調節に強光下で欠損を示す遺伝子破壊株としてpmgA破壊株とsll1961破壊株が報告されており、これらの破壊株は強光下でお互いによく似たクロロフィル蛍光挙動を示す。そこで、類似の機能に欠損のある遺伝子破壊株は類似のクロロフィル蛍光挙動を示すと仮定した。まず、pmgA破壊株とsll1961破壊株のクロロフィル蛍光挙動を測定したところ、強光培養時に、励起光の照射から約0.5秒後に現れる初期ピークが野生株よりも低く、45秒後の蛍光レベルがそれらの初期ピークよりも高いという、共通する表現型を示した。そこで、この特徴を基準に破壊株コレクションの中から蛍光挙動の類似した破壊株6種(sll1961, pmgA, ccmK2, slr1916, ctaEI, ctaCI, slr0645)を候補株として選抜した。これらの候補株の細胞の低温蛍光スペクトルを測定し、光化学系量比の指標となる光化学系I(F725)と光化学系II(F695)の蛍光強度の比を計算した。弱光に順化した各候補株は野生株と同様にF725/F695が2程度であったが、強光に順化した野生株では光化学系Iの減少に伴いF725/F695が1程度になるのに対して候補株では野生株よりも大きな値を示した。従ってこれらの候補株は、実際に強光下での光化学系量比に異常を持つことが明らかとなった。このことは、クロロフィル蛍光挙動を単純に比較する方法によって効率良く光化学系量比に異常がある変異株をスクリーニングできることを意味する。
新規サイトカインTSLPの細胞内情報伝達機構理解に基づくアレルギー治療戦略

アレルギー性炎症発症に重要な役割を果たすサイトカインTSLPの詳細な細胞内シグナル伝達を解析した。TSLPはヒト樹状細胞を活性化させ, Th2免疫応答を誘導するが,そのシグナル伝達経路の活性化はTh1免疫応答を誘導する刺激により選択的な抑制を受けた。またヒトTSLPの樹状細胞内シグナル伝達経路活性化を模倣する細胞株を樹立することに成功したので今後TSLP受容体と会合する分子の同定など生化学的解析が容易になると期待されるアレルギー性炎症発症に重要な役割を果たすサイトカインTSLPの詳細な細胞内シグナル伝達を解析した。またヒトTSLPの樹状細胞内シグナル伝達経路活性化を模倣する細胞株を樹立することに成功したので今後TSLP受容体と会合する分子の同定など生化学的解析が容易になると期待される上皮細胞が損傷に応じて産生するサイトカインTSLPは,免疫系への抗原提示を担う樹状細胞に作用することで宿主の免疫応答をアレルギー性炎症へ向かせている。そこでTSLPの作用を阻害することができればステロイド剤による非特異的免疫反応抑制とは異なる特異的な抗アレルギー戦略となる可能性が高い。阻害戦略を確立するにはまずTSLPの細胞への作用機構を明らかにする必要があるが,TSLPがいかなる細胞内情報伝達経路を活性化するのかは私どもの先行研究でその一端が明らかになったものの(Arima et al.Sci Signal 3: ra4, 2010),未だにその全容は解明されていない。平成22年度には,研究実施計画に従い,まず,ヒト末梢血からの骨髄系樹状細胞の単離を行った。この細胞を各種刺激(TLRリガンド,サイトカイン)で刺激することでTSLP受容体の発現レベルが変化するか否かを評価したところ,特定のTLRリガンドおよびサイトカイン刺激に応じて発現増強/低下する現象が確認された。すなわち樹状細胞のTSLPへの反応性は微小環境刺激に応じて変化し得ることが示唆された。ヒト単球由来樹状細胞(MoDC)はTSLP受容体を発現していないため,TSLPに反応しない。同細胞においてTSLP受容体を発現させることができればTSLPシグナルを解析するための試料として有用だと考えられたが,これまでのところMoDCにTSLP受容体発現を誘導する試みは失敗に終わっている。さらに,TSLP受容体を安定的に発現させた細胞株を樹立した。この細胞をTSLPで刺激し,細胞内シグナル経路活性化の評価を試みたが,ヒトプライマリー樹状細胞で見られるような多彩なシグナル経路の活性化は見られなかった。上皮細胞が損傷に応じて産生するサイトカインTSLPは,免疫系への抗原提示を担う樹状細胞に作用することで宿主の免疫応答をアレルギー性炎症へ向かせている。阻害戦略を確立するにはまずTSLPの細胞への作用機構を明らかにする必要があるが,TSLPがいかなる細胞内情報伝達経路を活性化するのかは私どもの先行研究でその一端が明らかになったものの(Arima et al.Sci.Signal 3:ra4,2010),未だにその全容は解明されていない。平成23年度には,前年度までに確立できなかったTSLP刺激に応じてヒトプライマリー樹状細胞を模倣するような多彩なシグナル伝達経路の活性化が観察される細胞の探索を行った。その結果,ある種のヒト細胞株にTSLP受容体を過剰発現させることでSTAT1,STAT6,PI3K,MAPKと後半なシグナル経路の活性化が観察できることが分かった。今後,この細胞株を用いることでTSLP受容体の会合分子の同定などTSLPシグナル伝達経路の詳細な解析が可能になることが期待できる。さらに,当初の研究実施計画に従い,TSLP刺激と微生物由来リガンド刺激との比較に基づくアレルギーシグナル伝達経路の解明に取り組んだ。ヒト樹状細胞においてSTAT4タンパク質の発現はTSLP刺激では見られず,微生物由来リガンド刺激によって特異的に誘導されるが,種々のキナーゼ阻害剤を用いることにより単離直後の刺激前樹状細胞におけるSTAT4タンパク質の発現抑制に関わる分子を同定することができた。以上のような新たな知見,および実験材料の整備によって今後アレルギー発症の分子機構に迫る研究を展開することが可能になると考えている。
NIRSを用いた多読の脳科学的効果の検証

本研究では,NIRS(近赤外線分光法)を用いて脳科学的見地から多読指導法の違いによる効果の差を検証した。その結果,多読前後での脳活性状態の差は見られたが,指導法の差による効果の差は見られなかった。さらに,本研究では,様々な多読教材(電子書籍vs.紙書籍,挿絵有vs.と挿絵無,音声有vs.音声無)の効果を検証するパイロットスタディも実施した。その結果,挿絵有教材の有効性が脳活性状態から確認され,特に多読初期の段階における多読教材としての絵本の有用性が示唆された。本研究の目的は、英語リーディング指導法の一つとして注目を集めている多読(Extensive Reading;以下ER)に焦点を当て、一定期間多読指導を受けた学習者の指導前後の課題文読解中の脳活性状態や血流増加量の変化についてNIRS(近赤外線分光法)およびアイトラッカーを用いて計測し、多読が読解力向上に資する要因を脳科学的見地から検証することである。さらに、多読教材開発のために、教材提示媒体や提示方法などの違いにより、脳内言語処理メカニズムがどのように変化するのかについても検証を行い、多読教材開発のための理論的枠組みを構築する。平成26年度の計画は、実験参加者の基礎データ作成および多読指導として最も普及していると考えられている多読3原則(辞書を引かない、分からないところは飛ばす、つまらなくなったらやめる)に則った指導法の効果を検証することであった。概ね計画通り実行することができたが、次の2点の問題が生じた。1)実験参加希望者数が当初の予定数に達しなかった。2)消費税増税、新製品の発売に伴い、購入予定であったアイトラッカーの価格が平成26年度の予算範囲を超えため、購入できなかった。しかし、上記に問題に関しては、今後継続的に実験参加希望者を募集し、次年度以降に追加実験が可能であるため、3年間の研究計画に支障はなく、予定通り進められる見込みである。これまでに、実験参加者15名に対して多読3原則に基づいた4か月間(1回30分全13回)のER指導を終え、NIRSを用いて指導前後の脳活性状態を計測した。現在、データの分析・解析を行い、脳科学的知見からERの効果について検証を行っている。この研究の成果は、今後学会などにおいて報告する。本研究の目的は,脳科学的見地から英語リーディング指導法としての多読(Extensive Reading)の効果を検証し,多読実践のための教育的示唆および多読教材開発のための理論的枠組みを行うことである。本研究計画の柱は,1.多読指導の効果,2.多読指導法の違いによる効果の差,3.多読教材提示媒体の違いによる効果の差,4.多読教材における挿絵の効果,5.音声付多読教材の効果について検証することである。先行研究においては,読解テストや質問紙によるアンケートを用いた仮説検証が中心であるため,本研究においては,近赤外線分光法NIRSによる脳血流の変化と視線追跡装置による読解過程の変化を観察することにより,英語の脳内処理について考察し,多読の効果と多読教材の有効性について検証する。平成27年度は,上記25についての実験を行う予定であった。しかしながら,平成26年度に購入を検討していた視線追跡装置が予算の都合上購入することができなかったため,予算内で研究目的を達成できる性能を持つ視線追跡装置を平成27年度に探し,購入した。購入時期が12月となったため,平成27年度に実施予定であった実験を行うことができなかった。そのため,平成27年度は予定を変更して,論文等の発表をするための先行研究のまとめ,視線追跡装置の操作法やデータ処理方法の習得,および平成26年度に実施した実験(上記1)の内容の再検討を行った。その結果,平成26年度に実施した実験の客観的根拠を示すために,NIRSのみのデータでは不十分であるという結論に至った。そのため,NIRSと視線追跡装置の両方を用いた追実験を今後実施することによって,より詳細な検証を行う計画を立てている。平成26年度は,実験の準備として,1.先行研究のレビュー,2.実験で使用する課題文の選定,3.実験参加者募集の案内や説明書・同意書を作成した。さらに,多読3原則に則った自律型多読指導を半年間実践し,指導前後でNIRSを用いて脳血流量の計測を実施した。平成27年度は,その結果を受け,1.協同型多読指導法の実践とその効果についての検証,2.自律型多読指導法と協同型多読指導法との効果の差の検証,3.多読教材を紙媒体で示した場合と電子媒体で示した場合の有効性の差の検証,4.挿絵付き教材と挿絵無し教材を与えた場合の効果の差の検証,5.音声付き教材と音声無し教材を与えた場合の効果の差の検証を実施する予定であった。しかし予算の関係上,35で使用する予定であった視線追跡装置を平成26年度中に購入できなかったこと,平成26年度に実施した実験結果を検証する上で,脳血流量の増減の根拠を明らかにするためには,視線追跡装置との同時計測を行い,再検討する必要が生じたため,平成27年度の計画を変更した。当初計画していた35の実験は平成28年度に行うことにした。また,平成26年度の実験結果から,1・2の実験についても,視線追跡装置との同時計測を行う必要が生じたため,平成28年度に先送りした。

以上のことから,平成27年度は,先行研究の概観や学会参加などによって,今後の研究の示唆を得ること,実験内容および方法の再構築を行うこと,平成28年度に実施予定であったデータ処理方法の習得を中心に行い,平成28年度に実験を行った後すぐにその成果を発表することができるように準備を整えた。以上,研究が計画通りに進まない要因が生じたが,計画の修正はすでに行っており,今後は順調に計画を進めることができる見込みである。本研究の目的は,脳科学的見地から英語リーディング指導法としての多読(Extensive Reading)の効果を検証し,多読実践のための教育的示唆および多読教材開発のための理論的枠組みを行うことである。本研究計画の柱は,1.多読指導の効果,2.多読指導法の違いによる効果の差,3.多読教材提示媒体の違いによる効果の差,4.多読教材における挿絵の効果,5.音声付多読教材の効果について検証することである。先行研究においては,読解テストや質問紙によるアンケートを用いた仮説検証が中心であるため,本研究においては,近赤外線分光法NIRSによる脳血流の変化と視線追跡装置による読解過程の変化を観察することにより,英語の脳内処理について考察し,多読の効果と多読教材の有効性について検証する。平成28年度は,平成27年度に購入した視線追跡装置とNIRSを用いて,上記25についての実験を行った。しかしながら,データ分析を行う過程で,NIRSと視線追跡装置の同期に不具合が見られ,データの精度に疑問が生じた。そのため,NIRSおよび視線追跡装置のメーカーと協議しながら,完全同期・同時分析を行うことができるソフトを開発し,平成28年度末に完成させた。その結果,当初の予定期間内に研究を終了することが困難となり,研究期間の延長申請を行い,受理された。完全同期・同時分析を用いた検証はまだ終了していないが,現在までの実験データに対する簡易分析の結果,多読指導法の違いによる効果の差,多読教材提示媒体の違いによる効果の差は有意ではないと考えられる。また,多読教材における挿絵の効果,音声付多読教材の効果については,一定の効果があると考えられる。今後は完全同期・同時分析を実行できる開発ソフトを用いて,平成28年度に行った実験のデータの精密分析,および分析ができないデータに関しては,再実験を行う計画を立てている。平成26年度・平成27年度に,1.先行研究のレビュー,2.実験で使用する課題文の選定,3.実験参加者募集の案内や説明書・同意書の作成,4.多読指導法に違いによる効果の差を検証する実験,5.実験内容および方法の再構築を行った。平成28年度は,平成26年度の予定であった視線追跡装置の購入が,予算の関係上,平成27年度になったことにより,当初の計画から先送りされた1.自律型多読指導法と協同型多読指導法の実践とその効果についての検証,2.多読教材を紙媒体で示した場合と電子媒体で示した場合の有効性の差の検証,3.挿絵付き教材と挿絵無し教材を与えた場合の効果の差の検証,4.音声付き教材と音声無し教材を与えた場合の効果の差の実験を実施した。しかし,平成28年度に行った実験データを分析する段階で,NIRSと視線追跡装置の同期に不具合が見られ,完全同期・同時分析を行うことができるソフトを開発しなければならなくなったことから,研究計画に遅れが生じた。そのため,平成28年度は,NIRSおよび視線追跡装置のメーカーと協議しながら,完全同期・同時分析を行うことができるソフトを開発し,平成28年度末に完成させた。
肝細胞癌に対するDPP4阻害剤の抗腫瘍効果とその分子機構

ヌードマウス肝癌細胞皮下移植腫瘍に対し、DPP4阻害剤は腫瘍内NK細胞浸潤を亢進させ有意に腫瘍増大を抑制したが、CXCR3中和抗体や抗アシアロGM1の併用によりその効果はキャンセルされた。また、DPP4阻害剤はCXCL10刺激によるNK細胞の腫瘍細胞への走化性を亢進させた。一方、Huh7細胞の培養上清にCXCL10を添加するとHuh7由来のDPP4活性によりCXCL10のジペプチド分解を認めたが、DPP4阻害剤はこれを抑制した。したがって、肝癌由来のDPP4活性はCXCL10-CXCR3 axisを介したNK細胞走化性を阻害するが、DPP4阻害剤はこれを抑制し抗腫瘍効果を発揮すると考えられた。DPP-4阻害剤は臨床的に広く投与される糖尿病治療薬であるが、HCCに対してDPP-4阻害剤が及ぼす影響は明らかではない。そこで申請者らは、DPP-4のジぺプチダーゼ活性を中心とした多様な生物学的活性に焦点を当て、抗腫瘍免疫等のがん周囲微小環境の観点からDPP-4阻害剤の抗腫瘍効果(腫瘍増大抑制効果)およびその作用機序を明らかにした。また、リアルタイム細胞動態解析装置(EZ-TAXIScan)を用いて、走化性因子CXCL10存在下における肝癌細胞株(Huh7)へのNK細胞走化性に対するDPP-4阻害剤の効果を検討した。DPP4阻害剤は、CXCL-10刺激によるNK細胞の腫瘍細胞への走化性を促進した。CXCL-10 (1-77aa)はNK細胞膜レセプターCXCR-3に結合してNK細胞走化性を促進し、DPP4のジペプチダーゼ活性によりshort CXCL-10 (3-77aa)となって不活化される。CXCL-10中和抗体を添加するとanagliptinによるNK細胞走化性の亢進がキャンセルされた。この作用機序として、DPP-4活性はCXCL10-CXCR3 axisを介したNK細胞の走化性を阻害するが、DPP-4阻害剤はこれを抑制することで抗腫瘍効果を発揮すると考えられた。今年度で、ヌードマウスを用いた肝細胞癌患者に対するDPP-4阻害剤の抗腫瘍効果を証明できたこと、そしてその作用機序の一つとして肝癌組織へのNK細胞走化性亢進の関与が重要であることを証明できたため。ヌードマウスにDPP-4発現肝癌細胞(Huh7)を皮下移植するモデルを用いてDPP-4阻害薬の抗腫瘍効果を報告した。この作用機序の検討として、リアルタイム細胞動態解析装置を用いた検討を行ったところ、DPP-4阻害剤はケモカインCXCL10によるNK細胞の腫瘍細胞への走化性を亢進させた。以上より、DPP-4活性はCXCL10-CXCR3 axisを介したNK細胞走化性を阻害するが、DPP4阻害剤はこの作用を抑制することで抗腫瘍効果を発揮すると考えられた。そこで本年度は以下の如く、in vitroにおいてDPP4阻害剤によるCXCL10分解阻害効果の検討を行った。CXCL10(1-77aa)はCXCR3に結合してNK細胞走化性を促進するが、DPP4活性によりN末端の2アミノ酸が切断され不活性化型のtruncated CXCL10(3-77aa)となる。そこで前年度において、免疫沈降、Edman分解、および高速液体クロマトグラフィーを用いてCXCL10とtruncated CXCL10の割合を測定した。Huh7の培養上清にCXCL10を添加するとHuh7由来のDPP4活性によりtruncated CXCL10への分解を認めたが、DPP4阻害剤はこのCXCL10のジペプチド分解を抑制した。この抑制効果のIC50は3.7±1.9 nMで、ヒトにおけるanagliptinのIC50に近似していた。前々年度に既にDPP4阻害がヌードマウスxenograft腫瘍における肝腫瘍増大抑制効果を報告してきた。本検討結果からこの作用機序として、DPP4活性はCXCL10-CXCR3 axisを介したNK細胞走化性を阻害するが、DPP4阻害剤はこの作用を抑制することで抗腫瘍効果を発揮すると考えられた。今年度の研究成果から、次年度の検討として「肝細胞癌に対するDPP4阻害剤の抗腫瘍効果における"NK細胞走化性への影響"」にfocusを絞った検討をすすめていくこととした。【DPP-4阻害剤によるCXCL-10分解阻害効果の検討】1; Huh7細胞培地にDPP-4阻害剤投与を添加し(コントロールとして無添加群も)incubateをする。

2; 1で得られた培地を一部回収し、CXCL-10抗体を用いた免疫沈降操作後SDS-PAGEにてtotal CXCL-10peptideを分離し抽出。3; 2で得られたCXCL-10のN末端にHPLC検出用ラベル標識(PITC)をし、Edman分解にてN末端の1アミノ酸のみ分離。4; HPLC(高速液体クロマトグラフィー)にて上記2種類のペプチドを定量する。肝臓
塩素同位体による宇宙地球化学の基礎的研究

宇宙地球化学における軽元素同位体の役割は重要であり、従来より惑星物質の研究は盛んである。しかし塩素の精密な同位体分析は難しく、固体惑星物質(特に、隕石)の塩素同位体組成はよく分かっていない。本研究は、表面電離型質量分析計による精密な塩素同位体分析法の確立と宇宙地球物質への応用に関する基礎的検討を目的にした。初年度は表面型質量分析計による標準試薬(CsCl)の測定法を検討し、精密な塩素同位体比(^<37>Cl/^<35>Cl)の測定法(内部精度:0.1パーミル[‰])を達成した。そして生産工程の違う塩化物試薬について最大8‰の変動があることを見出した。一方イオンクロマトグラフを用いて化学処理過程における塩素の回収率を求めたり、様々な試料中の塩素の精密な定量法を確立した。2年目は、東大海洋研の白鳳丸(KH-98-1航海)で採取した太平洋の海水試料を系統的に分析し、採取場所や深さの違いによらず塩素同位体比が一定であることを確認し、標準海水の塩素同位体比(Standard Mean Ocean Chloride[SMOC] ;^<37>Cl/^<35>Cl=0.319790±60)を決定した。これを基準(δ^<37>Cl_<SMOC>=0.00‰)に標準試薬(CsCl)の値(δ^<37>Cl_<SMOC>=-2.56‰)を未知試料分析時のモニター値として確立した。さらに、代表的な環境汚染性の有機塩素系溶剤の塩素同位体の分析技術を確立し、脱塩素反応過程での構造サイトの違いによる塩素同位体の選別プロセスを明らかにした。3年目は、まず岩石から塩素の抽出法(フッ酸リーチング法)を検討し、標準岩石(JR-1)や隕石について高い回収率(8590%)が得られる方法を確立した。その結果に基いて塩素同位体分析を進め、標準岩石(JR-1):δ^<37>Cl_<SMOC>=-0.74±0.24(‰),Allende炭素質隕石:δ^<37>Cl_<SMOC>=-2.87±0.32(‰),Allegan普通隕石;δ^<37>Cl_<SMOC>=+0.47±0.52(‰)という結果を得た。これは未だ予備的な結果ながらも、これらの惑星物質の塩素同位体組織に有意の差があることを示しており、今後の宇宙地球質(隕石を含む)研究の展開の可能性を約束する重要な結果と思われる。本研究は、未だ分析法が十分確立されていない塩素同位体について、精密分析法の確立と塩素同位体の宇宙・地球化学的動態の解明を目的にするものである。平成11年度は標準海水と標準試薬について0.1‰以上の精度の確立と標準的岩石、隕石からの塩素の抽出・定量法、同位体分析を目標に以下の成果が得られた。(1)航海KH-98-1で採取された標準海水試料5種、実験室標準試薬(CsCl1種)について、表面電離型質量分析計(MAT262)を用いた塩素同位体分析法の精密化(精度0.1‰)を達成した。(2)無機・有機塩素化合物約10種について、製造企業や製造時期の違いによって最大8‰(標準海水に対しδ^<37>Cl=+3-5‰)の変動があることを初めて明らかにした。(3)標準岩石、アエンデ隕石を用いて、アリカリ溶融法による試料分解、塩化銀沈殿分離・イオン交換カラムによる塩素抽出、イオンクロマトグラフィーの測定などを組合せて塩素の定量法を実現した。しかし回収率は未だ最大50%程度であるため、今後の改良が望まれる。(4)予備段階ながら,標準岩石(JR-1)と隕石について初めて塩素同位体の精密分析に成功し、標準海水に対し有意の差(アエンデ隕石:δ^<37>Cl=-1.6‰;JR-1:δ^<37>Cl=-2.0‰)があることを明らかにした。(5)神戸隕石、カルーンダ隕石、地下水、有機塩化物の微生物分解生成物の塩素を定量し、宇宙・地球環境における塩素の挙動の一端を明らかにし、今後の塩素同位体分析の基礎的条件を達成した。(6)成果の一部を専門雑誌(「研究発表」参照)と学会(第31回月惑星会議、99年度日本地球化学会、質量分析学会99年度同位体比部会、99年度秋期惑星科学会)で報告した。

2年目は、東大海洋研の白鳳丸(KH-98-1航海)で採取した太平洋の海水試料を系統的に分析し、採取場所や深さの違いによらず塩素同位体比が一定であることを確認し、標準海水の塩素同位体比(Standard Mean Ocean Chloride[SMOC] ;^<37>Cl/^<35>Cl=0.319790±60)を決定した。これを基準(δ^<37>Cl_<SMOC>=0.00‰)に標準試薬(CsCl)の値(δ^<37>Cl_<SMOC>=-2.56‰)を未知試料分析時のモニター値として確立した。さらに、代表的な環境汚染性の有機塩素系溶剤の塩素同位体の分析技術を確立し、脱塩素反応過程での構造サイトの違いによる塩素同位体の選別プロセスを明らかにした。3年目は、まず岩石から塩素の抽出法(フッ酸リーチング法)を検討し、標準岩石(JR-1)や隕石について高い回収率(8590%)が得られる方法を確立した。その結果に基いて塩素同位体分析を進め、標準岩石(JR-1):δ^<37>Cl_<SMOC>=-0.74±0.24(‰),Allende炭素質隕石:δ^<37>Cl_<SMOC>=-2.87±0.32(‰),Allegan普通隕石;δ^<37>Cl_<SMOC>=+0.47±0.52(‰)という結果を得た。これは未だ予備的な結果ながらも、これらの惑星物質の塩素同位体組織に有意の差があることを示しており、今後の宇宙地球質(隕石を含む)研究の展開の可能性を約束する重要な結果と思われる。本研究は表面電離型質量分析計による精密な塩素同位体分析法の確立と微少量の宇宙地球物質への応用のための基礎的検討を目的にしている。本年度は昨年度に引き続き岩石・隕石などの岩石質物質や環境問題にかかわる有機塩素系溶剤から塩素の抽出法と定量法、そして塩素同位体分析法の精密化を行った。岩石から塩素を抽出する方法として昨年度はアルカリ溶融法を検討した結果、塩素の収率が極めて低い(1030%)ことをが判明した。今年度は主としてフッ酸によるリーチング法を検討した。その結果、ほぼ100%の収率を得るのに成功した。また、有機塩素系溶剤の微生物分解生成物の塩素抽出率はほぼ90%となった。塩素同位体比測定については、実験室標準試薬をモニター(δ^<37>Cl_<SMOC>=-2.5±0.2‰)にしてAllende炭素質隕石およびJirin普通隕石について予備的データを得た(それぞれδ^<37>Cl_<SMOC>=-1.6±0.2‰およびδ^<37>Cl_<SMOC>=-0.2±0.2‰)。さらに有機塩素系溶剤の微生物分解生成物については、反応収率と塩素同位対比の変化に明瞭な相関があることを見つけると共に、データ解析により分子構造に固有の同位体分別係数を求めるのに成功した。これらの結果を平成12年度の日本地球化学会(山形大学)及び質量分析学会・同位体比部会(大分県湯布院)、さらに隕石の分析結果(塩素濃度を含む)について国際隕石学会(シカゴ)で口頭発表した。また塩素同位体分析法に関する論文を専門紙に投稿し、受理された。有機塩素系溶剤の微生物分解に伴う塩素同位体分別に関する論文を2編まとめた(近日中に専門紙へ投稿予定)。宇宙地球化学における軽元素同位体の役割は重要であり、従来より惑星物質の起源と進化の研究に幅広く応用されてきた。ところが塩素については精密同位体分析法が充分確立されておらず、固体惑星物質の塩素同位体組成はあまりよく分かっていない。とりわけ隕石については、ほとんど研究例がない。そこで本研究では表面電離型質量分析計による精密同位体分析法の確立と微少量の宇宙地球物質への応用のための基礎的検討を遂行した。昨年まで確立した有機塩素系溶剤(環境汚染物質)の塩素同位体分析法の確立に引き続き、本年度も標準海水・研究室標準試薬の分析を繰り返すと共に、標準岩石及び隕石の塩素同位体の分析法を詳細に検討した。
酸化物超構造における電子輸送界面の創製

本研究課題では、多様な性質を持つ酸化物を電子素子などに活用するために、ペロブスカイト構造とLiNbO3構造のスズ酸化物薄膜を用いた新たな界面形成に取り組んできた。今年度は特に、コランダム構造の類縁であるLiNbO3構造とイルメナイト構造の薄膜化に注力するとともに、界面伝導性制御の研究を行った。コランダム構造はAl2O3などで知られているが、酸素サイト位置をそのままに、カチオンサイトに2つの元素種が入る場合にLiNbO3とイルメナイト構造となる。LiNbO3構造はc軸方向の空間反転対称性が破れており強誘電性を示す。一方、イルメナイト構造は反転対称性を保持している。近年、高圧合成法を用いた固体化学分野においてこれら物質の開拓が進んでおり、本研究では、それらの薄膜化と機能化を目指した。Bサイトをスズに固定して、Aサイトのカチオン元素に2価のZn, Mg,とMnを検証したところ、初めての薄膜化に成功した。ZnSnO3は分子線エピタキシー法を用いてLiNbO3基板上に堆積可能なことを報告した。極性制御に向けて、c軸方向の上下2方向(+Zと-Z)の基板で薄膜合成が可能であることも確認した。それらの試料を用いて電界効果トランジスタを作製して、界面伝導特性を評価したところ、明瞭なトランジスタ特性を観測しただけでなく、結晶方位に依存して立ち上がり電圧に約20Vの差を生じることを見出した。この結果は、結晶表面もしくは反転対称性の破れた界面に起因する立ち上がり電圧の新たな制御手法を示唆する結果と言える。また、従来合成例のなかったMgSnO3の薄膜合成にも成功した。パルスレーザー堆積法を駆使することで、MnSnO3の結晶構造をイルメナイト型とLiNbO3型に作り分けられることを見出した。結晶の対称性が合成条件で変化しており、今後、他の酸化物薄膜成長に活用できる重要な知見と言える。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題の目的は、スズをBサイトに有するペロブスカイト構造酸化物およびLiNbO3構造の積層界面において伝導性を制御することにある。その積層構造作製にあたり、物質科学の観点から、スズ系酸化物の体系化と薄膜化による機能性発現を行うことも重要視して研究を行う必要がある。特に、LiNbO3構造ではPbフリーの強誘電体としての薄膜物性と、混晶化による強誘電性制御の研究が学術的にも工学的にも重要な課題といえる。初年度は、ペロブスカイト構造BaSnO3と(Sr.Ba)SnO3積層構造における高移動度界面の形成とZnSnO3の薄膜化研究に注力して取り組んだ。SrTiO3基板上のBaSnO3高品質化に向けて、大きな格子不整合を緩和する緩衝層の開発を行い、直接堆積した従来の薄膜品質に比べて飛躍的に高品質な導電性BaSnO3薄膜の作製に成功した。この緩衝層の最適化について論文投稿中である。続いて、(Sr,Ba)SnO3とBaSnO3との積層界面を活用した電界効果型トランジスタを作製して、室温での電界効果移動度を評価したところ、50cm2V-1s-1を観測し、界面形成の有用性を確認できた。さらなる高移動度化に向けて、基板材料の選択と絶縁層の最適化を引き続いて進める予定である。LiNbO3構造の積層界面における導電性を誘起することが本研究の中心課題の一つである。初年度は、高圧相であるZnSnO3の薄膜化実現に向けて、出発原料を高圧相ZnSnO3ターゲットで実験を進める準備を始めており、引き続いて積層構造を作製していく予定である。また、強誘電特性を評価するための下部電極層(SrRuO3)の薄膜最適化を行い、原子層平坦かつ低抵抗な下部層として利用できる準備は整った。次年度以降、この下部電極層上にLiNbO3構造積層膜の作製と物性評価を行い、体系化に向けた研究を進める予定である。(1)BaSnO3薄膜の高品質化と伝導特性制御BaSnO3の格子定数が大きいため(a = 0.421nm)、汎用的に用いられるSrTiO3基板(a = 0.395nm)上の薄膜堆積では、大きな格子不整合に起因するミスフィット転位の生成を避けられない。このミスフィット転位が電気伝導に影響を与え、La:BaSnO3薄膜の電子移動度は単結晶の移動度最高値の1/4以下に留まっている。本研究では、BaSnO3 / (Sr,Ba)SnO3緩衝層の構造最適化を行い、転位密度の低減を断面電子顕微鏡像で確認し、La:BaSnO3薄膜の移動度向上を観測した。さらに、電界効果トランジスタを作製することで、イオン化不純物散乱の影響も低減した伝導性制御を実現し、無添加BaSnO3薄膜をチャネルとするトランジスタ構造で最高の電界効果移動度52cm2V-1s-1を達成した。これらの結果から、ペロブスカイト構造におけるバンドギャップエンジニアリングと積層界面形成の有効性を引き出せることがわかった。LiNbO3構造薄膜の強誘電特性を評価するためには、単結晶薄膜作製に適用可能な下部電極層を準備する必要がある。