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デジタル時代の放送法制の憲法学的考察

日本の放送法は,放送事業者の自律を前提としているため,放送事業者が政治的に偏った番組や虚偽の事実を放送して番組内容規制(番組編集準則)に違反しても,放送法には制裁がなく,電波法による無線局の運用停止や免許取消は強い規制であるためこれまでに適用されたことがない。結果として,違反があると,行政指導として,実質的には行政処分である改善命令に近い措置がとられているが,このような手法には表現の自由の観点からみて重大な問題があることが明らかになった。日本では現在,通信・放送の融合に対応するため通信・放送法制の総合的な見直しが行われている。本研究は,現行法制が内包している憲法上の問題を新しい法制に積み残さないために,問題点を整理・分析したうえで,ありうる改善策を提示した。今年度は、収集した資料や、放送・通信事業の関係者との面談を通じて、放送・通信にかかわるデジタル技術の実用化の動向を調査した。また、これと並行して日本の放送法制とそれに基づく行政のあり方について検討した。2006年11月には、ドイツや欧州連合の動向を調査するために現地調査を行った。また、ベルリンで開催された「プレス法とプレスの自由学会」の秋季大会(大会テーマ「メディアの自由」)にも参加した。2007年1月には、上智大学で開催された前地上デジタル放送推進協会理事長北川氏の講演会「日本の地上デジタル放送その設計と"2011年"の展望」に出席した。同年2月には、総務省情報通信政策局「通信・放送の総合的な法体系に関する研究会」において「通信・放送法制における表現の自由」というテーマの報告を行った。研究代表者が、通信と放送の融合に対応するためドイツで導入された「テレメディア」という概念とその規律について説明し、日本の将来の法制のあり方について意見を述べた後に、同研究会構成員と通信・放送の融合・連携に対応する法制度のあり方について意見交換した。3月中旬には、若手研究者の参加の下に研究会を開催する予定である。研究会では、研究代表者が「日本の放送法制の現状と課題」について報告を行うほか、「メディア集中排除規制」および「モバイル・メディアと青少年保護」についての参加者の報告も予定されている。今年度も、収集した資料や、放送・通信事業の関係者との面談を通じて、放送・通信にかかわるデジタル技術の実用化の動向を調査した。また、これと並行して日本の放送法制とそれに基づく立法や行政のあり方について検討した。本研究のため2006年度に少人数でスタートした研究会を拡大し、憲法・行政法・メディア法の研究者のほか、NHK及び民間放送において放送制度の運用に携わっている実務家、合計10名程度の研究会を2007年8月にスタートさせた。その後、ほぼ1カ月に1度のペースで、放送法制についての検討を行っている。毎回、2007年12月の放送法改正、通信と放送の融合に対応するための今後の放送法制のあり方など、放送法制に関連する具体的なテーマを設定して報告者をたて、報告と討論を行っている。このほか、研究代表者は、2007年6月に開催された日本マス・コミュニケーション学会のシンポジウムにおいて、「メディア法はどこへゆくのか」というテーマで報告を行った。報告はメディア法全般についてのものであったが、その中で、研究を進めている放送法制についても、問題点を指摘し、改革の方向性を示した。この報告は、学会紀要72号に掲載された。2007年度はこのほかにも放送法制に関連して2つの業績を公表した。ひとつは、ジュリストに掲載された「情報法制」という論文である。この論文は情報法制全般についてのものであったが、その中で、放送法についての項目を設け、日本の放送法制における内容規制の問題点について論じた。番組内容の真実性確保については、2007年1月に関西テレビの番組捏造事件が発生、すでに準備されていた放送法改正案に、虚偽放送に対する新たな行政指導のための根拠規定が付加された。そこで、「事実まげない」という番組編集準則と、新たな行政指導の関係をどのように考えるべきか、番組の真実性の確保のために総務省が番組内容をチェックすることにともなって生じる憲法上の問題を指摘した。なお、この改革案は、表現の自由の観点からの批判を受けて、放送法への採用は見送られた。もうひとつの業績は、関西テレビの捏造事件発生後、同社が進めている改革の概要をまとめたものである。研究代表者は、2007年度、この改革の立案と実行に直接にかかわった。この改革は、公権力の介入によるのではなく、放送事業者、放送制作者の自律の強化によって、番組捏造を防止するという考え方によって進められている。

現行放送法制の枠組みの中で、放送の公共性を確保するための放送事業者の自主的な取り組みとして、本研究のテーマにとっても興味深い実例である。今年度も放送事業者、放送関係企業等へのインタヴューを行い、デジタル技術の開発とその実用化の動向を引き続き調査した。これと並行して、日本の放送法制に関するこれまでの研究成果の全体像を把握するための研究を行った。具体的には、平成19年度から専門知識の提供等の協力を受けている研究者や実務家との研究会を継続し、この研究会で得られた知見に基づき、個人としての研究を発展させた。この研究会における研究の成果は、2009年5月に刊行予定の『放送法を読み解く』(商事法務)の分担執筆として公表する予定である。また、本研究課題についてのこれまでの研究の成果を、雑誌『ジュリスト』の「日本国憲法研究」という連載の第2回「通信・放送法制」の「基調報告」としても公表した。この連載は、4人の憲法学者が、毎回、外部からゲストを招いてある特定のテーマについて研究会を開き、その成果を『ジュリスト』により公表するというものである。『ジュリスト』には、「通信放送法制と表現の自由」という基調報告に続いて、もう一人のゲスト(メディア評論家の山本博史氏)と長谷部恭男・東大教授、大沢秀介・慶大教授、川岸令和・早大教授、宍戸常寿・一橋大准教授の4人の憲法学者と行った座談会も掲載された(95116頁)。この他、4月にはドイツ・レーゲンスブルク大学に招かれ日本の放送法制について講演した(ドイツ語にて公表予定)。6月には、ドイツのケルン大学放送法研究所で資料収集をしたほか、ドイツの比較憲法学会でも本研究の成果を報告した。同報告は、雑誌"Verfassung und Recht in Uebersee"に掲載された。
羊膜上培養粘膜上皮移植後における神経再生と眼表面の組織再構築の解明

角膜上皮幹細胞や口腔粘膜上皮細胞を用いた培養粘膜上皮移植は、新しい眼表面再建術として難治性疾患の治療に大きな貢献をもたらしている。しかし、再生上皮の細胞増殖や分化がどのように制御されているなど解明すべき課題も多い。本研究では生着上皮をin vovo laser confocalmicroscopで観察し再生上皮の組織構築が検討できた。眼表面に生着した培養口腔粘膜上皮は角膜上皮に類似した細胞分化が誘導されており、基底細胞は高密度に分布し細胞増殖活性が維持されていることが観察できた。しかし培養上皮により再建された上皮層および羊膜下には長期間にわたり全く神経線維再生は観察されなかった。このことは眼表面再建後の角膜知覚検査が長期間にわたり著明な角膜知覚の低下することに一致し、三叉神経が羊膜を超えては再生してこないことが判明した。また上皮細胞におけるNGFを中心とした神経成長因子に対する反応性の検討では、口腔粘膜組織ではneurotrophinの親和性を持つp75が基底細胞層に存在するstem cellおよびprogenitor cellに特異的に発現していることが観察された。このことより眼表面に生着した口腔粘膜は神経成長因子であるNGF, neurotophin3,4などのにより、増殖制御されていると考えられた。生着上皮の細胞分化に対する検討においては、眼表面に生着した口腔粘膜上皮には角化型ケラチンである1,4型の発現は認められず、粘膜型ケラチン13およびケラチン3の発現が認められた。また角膜特異的ケラチン12、結膜杯細胞の特異的なMUC5ACムチンの発現は誘導されず、眼表面においては角結膜上皮に分化することなくoral mucosal epithelial leneageを維持していることが解明された。培養粘膜上皮移植術による眼表面再建術をし,さらに眼表面に生着した培養角膜上皮、培養口腔粘膜上皮および再結膜化した眼表面化した細胞形態をin vovo laser confocalmicroscopで観察した。培養口腔粘膜上皮は角膜上皮に類似したmicrovilliをもつ表層分化を示していたが、基底細胞密度は5000個/mm^2と高密度ではあるものの、細胞核は高輝度に観察され角結膜上皮とは異なる構造が観察された。培養上皮により再建された上皮層内には神経線維は観察されず角膜知覚の低下が認められ神経再生の遅延が存在することが推測された。5症例から得られた眼表面に生着した口腔粘膜上皮を用いて細胞学的な検索を行った。生着上皮は角化型ケラチンである1,4型の発現は認められず、粘膜型ケラチン13およびケラチン3の発現が認められた。また角膜特異的ケラチン12、結膜杯細胞の特異的なMUC5ACムチンの発現は両者ともに発現されず、in vivoの口腔粘膜上皮と同様のケラチン発現パターンが観察され、眼表面においても角結膜上皮に分化することなくoral mucosal epithelial leneageを維持していることが解明された。一方、結膜上皮に置換された状態では杯細胞分化が観察され上皮ケラチン発現パターンも結膜上皮と同一になっていることが確認された。動物実験としてラットの口腔粘膜からヒトと同様に培養上皮シートを羊膜上に培養することが可能であり、培養ラット口腔粘膜上皮シートの作成が可能であった。平成19年度の動物モデルを用いた基礎実験を行えた。

しかし、再生上皮の細胞増殖や分化がどのように制御されているなど解明すべき課題も多い。本研究では生着上皮をin vovo laser confocalmicroscopで観察し再生上皮の組織構築が検討できた。眼表面に生着した培養口腔粘膜上皮は角膜上皮に類似した細胞分化が誘導されており、基底細胞は高密度に分布し細胞増殖活性が維持されていることが観察できた。しかし培養上皮により再建された上皮層および羊膜下には長期間にわたり全く神経線維再生は観察されなかった。このことは眼表面再建後の角膜知覚検査が長期間にわたり著明な角膜知覚の低下することに一致し、三叉神経が羊膜を超えては再生してこないことが判明した。また上皮細胞におけるNGFを中心とした神経成長因子に対する反応性の検討では、口腔粘膜組織ではneurotrophinの親和性を持つp75が基底細胞層に存在するstem cellおよびprogenitor cellに特異的に発現していることが観察された。このことより眼表面に生着した口腔粘膜は神経成長因子であるNGF, neurotophin3,4などのにより、増殖制御されていると考えられた。生着上皮の細胞分化に対する検討においては、眼表面に生着した口腔粘膜上皮には角化型ケラチンである1,4型の発現は認められず、粘膜型ケラチン13およびケラチン3の発現が認められた。また角膜特異的ケラチン12、結膜杯細胞の特異的なMUC5ACムチンの発現は誘導されず、眼表面においては角結膜上皮に分化することなくoral mucosal epithelial leneageを維持していることが解明された。
医療拒否の強い在宅精神障害者への早期介入に関する研究

精神障害者に関する介入については、より早期に介入すれば後になって起こる能力障害の程度を軽減できると言われている。また様々な研究から、精神障害者が援助を得るまでに遅延がみられることや、これらの患者が医療機関に到達するのが遅れると回復はより遅く不完全なものとなること、また能力障害が病期の早期に進展することが明らかになっている。しかし実際には、精神障害の初期症状がわかりにくいことや、当事者が発病当時は医療を拒否することが多いなどの理由から、地域において家族がひたすら対処しており、早期介入ができていないのが実状である。冨澤(1998)はこのような地域で埋もれがちな、医療拒否の強い事例に関しては保健師や民生委員が発見することが多いと報告し、保健師と民生委員との連携の重要性を述べているが、実際に民生委員が在宅精神障害者に関して誰から、どうような相談を受けているかは全く明らかになっていない。そこで、平成14年より在宅精神障害者を地域で支える民生委員の活動について研究を行った。その結果によると、民生委員のインタビューから得られた全31事例のうち特に医療拒否が強い「未治療もしくは治療中断」の事例は7例であった。その中には保健所や役所に相談しても解決できず、民生委員が家族とともに仕方なく民間の搬送会社に連絡をして強制的に入院をさせた事例や、精神障害者の行動に異常を感じた民生委員が警察に連絡したにも関わらず対応が遅れて事件に発展した事例などが含まれていた。これらの事例の分析から、民生委員が在宅精神障害者に対して早期に予防的に介入しているにも関わらず、関係職種との連携がうまくいかずに対応が遅れてしまっていることがわかった。また明らかにボランティアの域を超える対応を強いられている事例も多くみられ、多くの民生委貞が精神障害者の事例を扱う際の連携や対応に精神的な負担を感じていることが明らかになった。精神障害者に対する早期の介入の必要性が唱えられているが、地域には未治療もしくは治療中断のケースが少なくない。医療拒否の強いケースに関しては保健師や民生委員が発見することが多いという報告がある一方でその実態は明らかになっていない。そこで今回は民生委員が在宅精神障害者に関して受ける相談の実態を明らかにすることを目的とした。対象は都内のある地区の民生委員11名から得られた24事例とし、民生委員に対してこれまでに精神障害者に関してどのような相談を誰から受け、どのように対応したか半構成的面接を行った。主な相談者は近隣や本人・家族からであり、相談内容は日常生活の困り事や近隣トラブルに関する苦情であった。民生委員は積極的に役所や保健所、警察等と連携をとり、また精神障害者のみならず家族や周辺の近隣住民への援助もあわせて行っていた。その他適宜様子観察や服薬確認をする中で、幻覚・妄想等の症状に付き合ったり、訴えを聞いて受診を勧める等行うなど、民生委員が在宅精神障害者の再発の兆候を把握し早期に介入することの可能性が示唆された。しかし一方では、民生委員が精神障害者の対応に関して倫理的課題に直面し、ジレンマ状態にあることが明らかになった。ボランティアでありながら、法的に業務が定められているための規制や、住民と精神障害者本人の人権擁護のはざまでの困難を訴えていた。民生委員の活動を行政が公的に支えていくことが必要であると考えられた。
メチル水銀、カドミウム等有害重金属のファイトレメディエーション技術の開発

本研究では、メチル水銀、カドミウム等の重金属を植物に高蓄積させるための新規バイオエンジニアリングを施すことにより、汚染地域の浄化と重金属のリサイクルを目指した次世代型低負荷環境修復技術を確立することを目的とした。細菌由来のMerCは無機水銀・カドミウムのトランスポーター、MerEおよびMerFはメチル水銀・無機水銀のトランスポーターである。また、シロイヌナズナ由来のSNAREファミリーのAtVAM3は液胞膜に、SYP121は細胞膜にそれぞれ特異的に局在する一回膜貫通型の膜タンパク質である。本研究では、MerEを細胞膜へ効率的に輸送させるために、輸送制御タグとしてSYP121を融合したmerE-SYP121融合遺伝子を作成し、植物ベクターpMAT137に組換え、常法に従いシロイヌナズナに形質転換した。次に作成した遺伝子組換え植物を用いて、ゲノムPCRにより目的遺伝子のゲノムへの組換え、RT-PCRにより目的遺伝子の発現をmRNAレベルでそれぞれ確認した。また、各産物が葉において発現していることを免疫染色法にて示した。遺伝子組換え植物体の水銀耐性および蓄積性について検討した結果、merE遺伝子組換えシロイヌナズナ、merE-SYP121遺伝子組換えシロイヌナズナそれぞれにおいて、メチル水銀耐性は野生株とほぼ同程度であったが、メチル水銀蓄積性は野生株に比べそれぞれ有意に上昇した。以上の結果より、merEおよびmerE-SYP121遺伝子組換え植物体はそれぞれ、メチル水銀耐性を低下することなくメチル水銀高蓄積性を示し、メチル水銀浄化に適していると考えられた。トランスジェニック植物の作出に際しては、(1)細菌由来の重金属トランスポーター(MerC, MerE, MerF)の植物細胞膜局在化及び重金属輸送能の付与、(2) MerCの植物解毒器官である液胞膜局在化及び重金属液胞隔離(高蓄積)能の付与という二段階構想をもっている。本研究では、MerFを細胞膜ヘ効率的に輸送させるために、輸送制御タグとしてSYP121を融合したmerF-SYP121融合遺伝子を作成し、植物ベクターpMAT137に組換え、常法に従いシロイヌナズナに形質転換した。さらに遺伝子組換え植物体の水銀耐性および蓄積性について検討した結果、merF-SYP121遺伝子組換えシロイヌナズナにおいて、メチル水銀耐性は野生株とほぼ同程度であったが、メチル水銀蓄積性は野生株に比べ高い傾向が認められた。以上の結果より、merF-SYP121遺伝子組換え植物体は、メチル水銀耐性を低下することなくメチル水銀高蓄積性を示し、メチル水銀浄化に適していると考えられた。トランスジェニック植物の作出に際しては、(1)細菌由来の重金属トランスポーター(MerC,MerE,MerF)の植物細胞膜局在化及び重金属輸送能の付与、(2)MerCの植物解毒器官である液胞膜局在化及び重金属液胞隔離(高蓄積)能の付与という二段階構想をもっている。

また、シロイヌナズナ由来のSNAREファミリーのAtVAM3は液胞膜に、SYP121は細胞膜にそれぞれ特裏的に局在する一回膜貫通型の膜タンパク質である。本研究では、MerE存細胞膜へ効率的に輸送させるために、輸送制御タグとしてSYP121を融合したmerE-SYP121融合遺伝子を作成し、植物ベクターpMAT137に組換え、常法に従いシロイヌナズナに形質転換した。次に作成した遺伝子組換え植物を用いて、ゲノムPCRにより目的遺伝子のゲノムへの組換え、RT-PCRにより目的遺伝子の発現をmRNAレベルでそれそれ確認した。さらに遺伝子組換え植物体の水銀耐性および蓄積性について検討した結果、merE遺伝子組換えシロイヌナズナ、merE-SYP121遺伝子組換えシロイヌナズナそれぞれにおいて、メチル水銀耐性は野生株とほぼ同程度であったが、メチル水銀蓄積性は野生株に比べそれぞれ有意に上昇した。以上の結果より、merEおよびmerE-SYP121遺伝子組換え植物体はそれぞれ、メチル水銀耐性を低下することなくメチル水銀高蓄積性を示し、メチル水銀浄化に適していると考えられた。本研究では、メチル水銀、カドミウム等の重金属を植物に高蓄積させるための新規バイオエンジニアリングを施すことにより、汚染地域の浄化と重金属のリサイクルを目指した次世代型低負荷環境修復技術を確立することを目的とした。トランスジェニック植物の作出に際しては、(1)細菌由来の重金属トランスポーター(MerC,MerE,MerF)の植物細胞膜局在化及び重金属輸送能の付与、(2)MerCの植物解毒器官である液胞膜局在化及び重金属液胞隔離(高蓄積)能の付与という二段階構想をもっている。細菌由来のMerCは無機水銀・カドミウムのトランスポーター、MerEおよびMerFはメチル水銀・無機水銀のトランスポーターである。また、シロイヌナズナ由来のSNAREファミリーのAtVAM3は液胞膜に、SYP121は細胞膜にそれぞれ特異的に局在する一回膜貫通型の膜タンパク質である。本研究では、MerEを細胞膜へ効率的に輸送させるために、輸送制御タグとしてSYP121を融合したmerE-SYP121合遺伝子を作成し、植物ベクターpMAT137に組換え、常法に従いシロイヌナズナに形質転換した。次に作成した遺伝子組換え植物を用いて、ゲノムPCRにより目的遺伝子のゲノムへの組換え、RT-PCRにより目的遺伝子の発現をmRNAレベルでそれぞれ確認した。また、各産物が葉において発現していることを免疫染色法を用いて示した。遺伝子組換え植物体の水銀耐性および蓄積性について検討した結果、mierE遺伝子組換えシロイヌナズナ、merE-SYP121遺伝子組換えシロイヌナズナそれぞれにおいて、メチル水銀耐性は野生株とほぼ同程度であったが、メチル水銀蓄積性は野生株に比べそれぞれ有意に上昇した。
HCV感受性細胞IMY-N9におけるウイルスレセプター及び宿主細胞複製因子の解析

HCV増殖機構の解析はインターフェロン(IFN)療法やリバビリンによる治療のみに頼っている現況において、新たな抗ウイルス剤の開発に必須の研究である。我々はこれまで培養肝細胞株を用いたHCV複製系の開発及びin vitro transcriptを用いたHCV RNA翻訳制御機構の解析を行ってきた。HCV RNAの3'末端に保存されたX領域があり、この部位には宿主蛋白であるpolypyrimidine-tract-binding-protein(PTB)が結合し、HCV RNA翻訳増強に関与すると報告した。更にHCVにはコア蛋白領域RNAにもPTB結合部位があり、HCV RNA翻訳抑制部位となっていることも見いだした。これらの事実はHCV増殖機構に宿主細胞因子が重要であることを示している。我々は更にヒト初代培養肝細胞でHCVが複製することに着目し、HCV非感受性細胞であるHepG2細胞にヒト肝細胞を細胞融合し、得られた融合細胞の中からHCV感受性細胞株IMY-N9細胞をクローニングした。IMY-N9はHepG2細胞とヒト肝細胞の染色体全てを持ち合わせており、ヒト肝細胞のphenotypeがHCV複製に関与していることが示された。IMY-N9と親細胞であるHepG2の宿主蛋白発現レベルをGeneChipを用いて比較すると、Heparan Sulfate Proteoglycan(HSPG)コア蛋白の1つであるGlypican-3、また肝特異的転写制御因子であるHepatocyte Nuclear Factor 4(HNF-4)のmRNAlevelがIMY-N9で有意に上昇していた。HSPGはHCVと同じフラビウイルスに属するデングウイルスのレセプターとして近年報告されており、HIVやサイトメガロウイルスの細胞内エントリーにも関与している。IMY-N9のHCV感受性もGlypican-3高発現による可能性も示唆され、特にレセプター機能を持つ可能性がある。RT-PCRやWestern blot法の解析でもGlypican 3やHNF-4のIMY-N9における発現増強が確認された。更にHCVレセプターと報告されているCD81発現は認めず、IMY-N9への感染は異なるレセプターを介する事が示唆された。また、Huh7細胞での複製がLemonらによって確立されているHCVsubgenomic replicon(NNeo3'-5')についてIMY-N9、HepG2での複製をRNA transfectionで検討するとIMY-N9のみにコロニー形成を認めた。しかし、複製効率はHuh7より低かった。一方、Wakitaらが確立したgenotype 2a由来のHCV subgenomic replicon(JFH-1)では両者にコロニー形成を認めたが、IMY-N9での複製がHuh7、HepG2より複製高率が高かった。更にJFH-1 subgenomic repliconが複製しているIMY-N9と患者血清を用いた感染実験を行うと、培養上清中に患者血清由来のHCVがオリジナルのIMY-N9より大量に放出されることが明らかとなった。HCV RNAの3'末端にはX領域と呼ばれる保存された配列があり、この部位には宿主蛋白であるpolypyrimidine-tract-binding-protein(PTB)が結合し、HCV RNA翻訳増強に関与すると報告した。RT-PCRやWestern blot法の解析でもGlypican 3のIMY-N9における発現増強が確認された。そこでIMY-N9からGlypican-3 cDNAをクローニングし、その発現蛋白とHCV E2蛋白との結合性を解析している。また、Huh7細胞での複製が確立されているHCV subgenomic replicon(NNeo3'-5')についてIMY-N9、HepG2での複製をRNA transfectionで検討するとIMY-N9のみにコロニー形成を認めた。

HNF-4のHCV複製への関与を検討するためにHepG2へのHNF-4遺伝子導入実験及び同細胞でのrepliconの複製効率を検討中である。HCV増殖機構の解析はインターフェロン(IFN)療法やリバビリンによる治療のみに頼っている現況において、新たな抗ウイルス剤の開発に必須の研究である。我々はこれまで培養肝細胞株を用いたHCV複製系の開発及びin vitro transcriptを用いたHCV RNA翻訳制御機構の解析を行ってきた。HCV RNAの3'末端にはX領域と呼ばれる保存された配列があり、この部位には宿主蛋白であるpolypyrimidine-tract-binding-protein(PTB)が結合し、HCV RNA翻訳増強に関与すると報告した。更にHCVにはコア蛋白領域RNAにもPTB結合部位があり、HCV RNA翻訳抑制部位となっていることも見いだした。これらの事実はHCV増殖機構に宿主細胞因子が重要であることを示している。我々は更にヒト初代培養肝細胞でHCVが複製することに着目し、HCV非感受性細胞であるHepG2細胞にヒト肝細胞を細胞融合し、得られた融合細胞の中からHCV感受性細胞株IMY-N9細胞をクローニングした。IMY-N9はHepG2細胞とヒト肝細胞の染色体全てを持ち合わせており、ヒト肝細胞のphenotypeがHCV複製に関与していることが示された。IMY-N9と親細胞であるHepG2の宿主蛋白発現レベルをGeneChipを用いて比較すると、Heparan Sulfate Proteoglycan(HSPG)コア蛋白の1つであるGlypican-3、また肝特異的転写制御因子であるHepatocyte Nuclear Factor 4(HNF-4)のmRNAlevelがIMY-N9で有意に上昇していた。HSPGはHCVと同じフラビウイルスに属するデングウイルスのレセプターとして近年報告されており、HIVやサイトメガロウイルスの細胞内エントリーにも関与している。IMY-N9のHCV感受性もGlypican-3高発現による可能性も示唆され、特にレセプター機能を持つ可能性がある。RT-PCRやWestern blot法の解析でもGlypican 3のIMY-N9における発現増強が確認された。そこでIMY-N9からGlypican-3 cDNAをクローニングし、その発現蛋白とHCV E2蛋白との結合性を解析している。また、Huh7細胞での複製がLemonらによって確立されているHCVsubgenomic replicon(NNeo3'-5')についてIMY-N9、HepG2での複製をRNA transfectionで検討するとIMY-N9のみにコロニー形成を認めた。しかし、複製効率はHuh7より低かった。一方、Wakitaらが確立したgenotype 2a由来のHCV subgenomic replicon(JFH-1)では両者にコロニー形成を認めたが、IMY-N9での複製がHuh7、HepG2より複製高率が高かった。
ホスファチジン酸特異的ホスホリパーゼA2の触媒機構と生理機能

ホスファチジン酸(PA)代謝に関与する新しい酵素としてラット精巣からPA特異的ホスホリパーゼ(PA-PLA2)を精製してその基質特異性を詳しく検討した。酸性領域ではPAの2-位の不飽和アシル基を特異的に切断し他のジアシルリン脂質を分解しない。アルカリ領域ではPA分解活性は低下しモノアシルグリセロールに特異的なリパーゼ活性をしめした。このようなpHによる基質特異性の変化は、分泌経路におけるプロホルモン成熟過程で働くカルボキシペプチダーゼ等で報告されている。また、血漿中のリゾPAの主要供給源であるヒト血小板にも精巣と同性状の比較的高いPA-PLA2活性が検出された。触媒基セリンを修飾する不可逆性阻害剤メチルアラキドニルフルオロホスホン酸(MAFP)で本酵素活性は、効率よく阻害された。PA-PLA2の約10種のトリプシン切断ペプチドの部分一次構造解析からPA-PLA2は、新しいタイプのPLA2であることがわかった。このペプチドシークエンスを超微量解析するために、キャピラリー高速液体クロマトグラフィー/イオントラップ質量分析システム(LC/ESI/MS)を改良した。PA-PLA2は、酸性領域でPAを分解するため、エンドゾーム特異的脂質リゾビスホスファチジン酸(LBPA)の分解活性を検討した。LBPAは、クロマトグラフィー支持体による触媒作用によりアシル基が容易に2,3-転位してその構造が変化してしまうためTLCやHPLC等の方法では精製できない。この問題を回避するため、肝臓粗リソソームから抽出した全脂質を大過剰量の膵型PLA2で処理してほとんどのジアシルリン脂質を1-アシルリゾリン脂質に変換した。膵型PLA2はLBPAを分解しないためLBPAは残存する。PA-PLA2は1-アシルリゾリン脂質に作用しないので、これを精製せずそのまま基質として用い、反応産物を蛍光ラベル化脂肪酸分析とLC/ESI/MSで高感度に測定し、LBPA分解活性をアッセイする方法を開発した。この方法により、PA-PLA2はPAと同程度の比活性でLBPAも分解することが分かった。ラット精巣ホスファチジン酸(PA)特異的PLA2.ラット精巣には、PLB/LlPのほかにPA特異的なCa非依存性PLA2(PA-PLA2)活性が検出された。PA-PLA2とPLB/LlPの生殖臓器における機能を比較するために、この酵素を精製してその性状解析をした。PA-PLA2は、PAの2-位を特異的に切断し他のジアシルリン脂質やリゾPAをはじめリゾリン脂質を分解しない。MAFPで本酵素活性は、効率よく阻害された。部分一次構造解析から、PA-PLA2はSerを触媒基とする新しいタイプのPLA2であることが分かった。現在PA-PLA2cDNAをクローニング中である。最近、エンドソーム系のソーティングに関わる分子として注目されている脂質リゾビスホスファチジン酸(LBPA)の代謝との関連について検索した。LBPAは、PLA2抵抗性リン脂質として知られており、その重要性にもかかわらず代謝経路がほとんど未解明である。

肝臓リソゾームから抽出したLBPA高含有脂質画分を基質として用いエレクトロスプレー質量分析法でLBPA活性を測定する方法を開発した。この結果、PA-PLA2は、LBPA分解活性を持つことが明らかとなった。PA代謝に関与する新しい酵素としてラット精巣からPA特異的PLA2(PA-PLA2)を精製してその基質特異性を詳しく検討した。酸性領域ではPAの2-位の不飽和アシル基を特異的に切断し他のリン脂質を分解しない。アルカリ領域ではPA分解活性は低下しモノアシルグリセロールに特異的なリパーゼ活性をしめした。このようなpHによる基質特異性の変化は、分泌経路におけるプロホルモン成熟過程で働くカルボキシペプチダーゼ等で報告されている。PA-PLA2の約10種のトリプシン切断ペプチドの部分一次構造解析からPA-PLA2は、新しいタイプのPLA2であることがわかった。このペプチドシークエンスを超微量解析するために、キャピラリー高速液体クロマトグラフィー/イオントラップ質量分析システム(LC/ESI/MS)を改良した。PA-PLA2は、酸性領域でPAを分解するため、エンドゾーム特異的脂質リゾビスホスファチジン酸(LBPA)の分解活性を検討した。LBPAは、クロマトグラフィー支持体による触媒作用によりアシル基が容易に2,3-転位してその構造が変化してしまうためTLCやHPLC等の方法では精製できない。この問題を回避するため、肝臓粗リソソームから抽出した全脂質を大過剰量の膵型PLA2で処理してほとんどのジアシルリン脂質を1-アシルリゾリン脂質に変換した。膵型PLA2はLBPAを分解しないためLBPAは残存する。PA-PLA2は1-アシルリゾリン脂質に作用しないので、これを精製せずそのまま基質として用い、反応産物を蛍光ラベル化脂肪酸分析とLC/ESI/MSで高感度に測定し、LBPA分解活性をアッセイする方法を開発した。この方法により、PA-PLA2はPAと同程度の比活性でLBPAも分解することが分かった。
アルコール代謝系酵素の遺伝的多形性と飲酒による健康影響の関係

36歳から61歳までの一般日本人健常男性367人で、白血球DNAより得たcytochrome P450 2E1(CYP2E1)遺伝子について、Hayashi et al.の方法により、制限酵素Pst1、Rsa1による断片長多形によりc1とc2遺伝子の型同定を行い、そのCYP2E1の遺伝子型と飲酒による健康影響、すなわち血圧、血清肝、膵由来酵素、血清脂質、血糖の上昇との関係を検討した。この対象集団では、c1/c1が204人(55%)、c1/c2が146人(40%)でc2/c2が17人(5%)であり、従来の報告と一致するとともに、対立遺伝子の集団内分布の理論値であるHardey-Weinberg平衡式にも一致した。c1/c1、c1/c2、c2/c2の者での平均飲酒量は純エタノールで1週あたりそれぞれ218g、257g、211gと3群間に有意差は見られなかった。対象者全体で飲酒量と血圧値に有意の正相関が見られるとともに、1週200g以上の飲酒者では、c2/c2型の者の血圧値が他の遺伝子型に比べて有意に高値であった。また、血清尿酸値は飲酒量と直接相関しなかったが、やはりc2/c2型の飲酒者で有意の高値を示した。さらに大規模な研究で確認の必要があるが、以上の所見からCYP2E1のc2/c2遺伝子型をもつ者では、飲酒による血圧や血清尿酸上昇などの健康影響に感受性が高い可能性が示唆された。本年度は対象者から得たDNAサンプルについてのP450IIE1の遺伝子型の同定と、健康状態や飲酒習慣等の生活状況の調査を行った。対象は1995年1月から12月までの1年間に、金沢医科大学病院健康管理科で健康診断を受診した地方公務員の3560歳の健常男性374人である。12時間絶食後の朝8時に採血を行い、一般血液検査用サンプルとともに、DNA抽出用の白血球サンプルをヘパリン加で採血した静脈血より得た。同時に血圧をランダム・ゼロ式水銀血圧計で2回測定し、その平均値を血圧値とした。飲食習慣等の生活状況については自己記入式質問票を用い、経験ある保健婦により回答内容を本人に確認した。P450IIE1の遺伝子型同定はrestriction fragment length polymorphisms(RFLP)法によって行った。すなわち、増幅したP450IIE1の遺伝子をRsalとPstlで処理し、電気泳動上でのパターンからcl/clとc2/c2およびcl/c2の3型に分類した。その結果、cl/clは207人(55%)、cl/c2は150人(40%)でc2/c2は17人(5%)であった。これらの結果は他の日本人での報告とほぼ同一の頻度であった。次年度に、これらの異なる遺伝子型間での飲酒による健康影響に差があるかどうかを統計的に解析する予定である。

c1/c1、c2/c2、c2/c2の者での平均飲酒量は純エタノールで1週あたりそれぞれ218g、257g、211gと3群間に有意差は見られなかった。対象者全体で飲酒量と血圧値に有意の正相関が見られるとともに、1週200g以上の飲酒者では、c2/c2型の者の血圧値が他の遺伝子型に比べて有意に高値であった。また、血清尿酸値は飲酒量と直接相関しなかったが、やはりc2/c2型の飲酒者で有意の高値を示した。さらに大規模な研究で確認の必要があるが、以上の所見からCYP2E1のc2/c2遺伝子型をもつ者では、飲酒による血圧や血清尿酸上昇などの健康影響に感受性が高い可能性が示唆された。
病的歯槽骨吸収の疾患定義とその原因遺伝子同定のためのゲノムワイド関連解析

口腔インプラント義歯や可撤性床義歯といった欠損補綴治療の予後は,抜歯後の歯槽骨量に依存すると言っても過言ではないが,臨床現場では類似した口腔内環境にも関わらず,病的に顎骨が吸収する患者と全く顎骨の吸収を認めない患者が存在する.そこで本研究では,歯を喪失した患者の歯槽骨骨密度測定における信頼性・妥当性を確認して病的骨吸収の疾患定義を確立する.また,患者と健常患者からDNAを抽出し,GWAS解析により疾患の発症に関わる遺伝子とその遺伝子多型を抽出し,病的歯槽骨吸収の原因遺伝子およびその遺伝子多型を探索する.口腔インプラント義歯や可撤性床義歯といった欠損補綴治療の予後は,抜歯後の歯槽骨量に依存すると言っても過言ではないが,臨床現場では類似した口腔内環境にも関わらず,病的に顎骨が吸収する患者と全く顎骨の吸収を認めない患者が存在する.そこで本研究では,歯を喪失した患者の歯槽骨骨密度測定における信頼性・妥当性を確認して病的骨吸収の疾患定義を確立する.また,患者と健常患者からDNAを抽出し,GWAS解析により疾患の発症に関わる遺伝子とその遺伝子多型を抽出し,病的歯槽骨吸収の原因遺伝子およびその遺伝子多型を探索する.
表面プラズモン共鳴（SPR）法による医薬品と飲食物成分間の相互作用解析

クロロゲン酸(CGA)は、フルーツ、コーヒー等の成分であり、薬物の苦味マスキング物質として用いる場合の安全性の確保が容易であると考えられる。そこで、味覚センサを用いてCGAによる各種薬物の苦味抑制効果を評価し、SPRによりCGAと薬物間の相互作用を評価した。塩基性薬物は酸性薬物と比較してCGAとの結合速度定数kaが大きかった。CGAによる各薬物の味覚センサ応答の抑制率とCGAと薬物のkaの間には有意な相関が認められた。以上より、CGAによる薬物の苦味抑制にはCGAと薬物の相互作用が関与することが示唆された。CGAはとくに塩基性薬物の苦味マスキング剤として有用であると考えられる。クロロゲン酸による医薬品の苦味抑制効果について味覚センサを用いて評価し、さらに医薬品ークロロゲン酸間の分子間相互作用について評価した。アムロジピンべシル酸塩、ジフェンヒドラミン塩酸塩、ドネペジル塩酸塩、レバミピド、ジクロフェナクナトリウム、エトドラクを対象医薬品として使用した。味覚センサは味認識装置(SA402B,インテリジェントセンサーテクノロジー株式会社)を用い、各医薬品(0.01, 0.05, 0.10, 0.50, 1.00, 2.00 mM)にクロロゲン酸を混合した試料を測定し、クロロゲン酸による各医薬品の苦味抑制効果を評価した。また、分子間相互作用解析にはSPR-Navi (BioNavis)を用い、クロロゲン酸を固定した金薄膜に各医薬品溶液を作用させた場合の表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance: SPR)現象による応答を評価した。さらに、クロロゲン酸による医薬品の苦味センサ膜応答抑制率と、SPR解析から得たクロロゲン酸と医薬品の結合定数KD、結合速度定数ka、解離速度定数kdとの相関性について評価した。クロロゲン酸による苦味センサ膜応答抑制率が高い医薬品ほどクロロゲン酸と医薬品の結合速度定数kaが大きい傾向が確認された。クロロゲン酸と結合しやすい医薬品はクロロゲン酸により効果的に苦味が抑制されることが示唆された。特に塩基性医薬品の苦味はクロロゲン酸により効果的に抑制され、その効果には医薬品とクロロゲン酸間の分子間相互作用が関与することが考えられた。平成28年度までに、医薬品とクロロゲン酸間の分子間相互作用が医薬品の苦味抑制に寄与する可能性を示すことができた。平成29年度は味受容体たんぱくと医薬品またはクロロゲン酸等の苦味抑制物質との相互作用解析を行う予定である。平成29年度は、ヒト苦味受容体タンパク(hTAS2Rs)と苦味物質および苦味抑制物質(クロロゲン酸等)の相互作用を評価するために、まず各種苦味物質の、味覚センサへの応答性と、25種存在するhTAS2Rsへの応答性との相関性を評価し、苦味発現に与える影響が大きいhTAS2Rsサブタイプを抽出することにした。対象薬物は臨床で経口製剤として使用されている薬物22種(キニーネ、アセトアミノフェン、アザチオプリン、カフェイン、クロラムフェニコール、クロルフェニラミン、コルヒチン、クロモリン、デキストロメトルファン、ジフェンヒドラミン、ジフェニドール、エリスロマイシン、ファモチジン、フルフェナム酸、ハロペリドール、ヒドロコルチゾン、メチマゾール、ノスカピン、オフロキサシン、パパベリン、プロピルチオウラシル、ストリキニーネ)を用いた。各種薬物(0.01、0.03、0.1 mM)を味覚センサ(AC0, AN0, BT0, C00, AE1)で測定し、各センサ応答(濃度依存的にセンサ出力の増加が認められ、薬物0.1 mMのセンサ出力値が2 mV以上であること)の有無と、Bitter DBより得たhTAS2Rsへの応答の有無の相関性をFisherの正確確率検定により評価した。薬物の塩基性苦味膜BT0への応答とhTAS2R14への応答には有意な相関が認められた。また、塩基性苦味膜AN0への応答とhTAS2R10には相関傾向が認められた。これらhTAS2R14, hTAS2R10は幅広い種類の苦味物質を受容することが知られていることからも、これらの受容体が25種のサブタイプの中でも特に苦味発現に重要なサブタイプであることが考えられた。ヒト苦味受容体応答と相関性の高い味覚センサ膜を用いて各医薬品に効果的な苦味抑制物質を飲食物の成分から探索し、その抑制メカニズムについてSPR法により評価する。またヒト苦味受容体たんぱくを金薄膜に固定する方法を確立し、医薬品と苦味抑制物質間だけでなく、苦味受容体と医薬品または苦味抑制物質との相互作用についても評価する。

医療薬学当初の見積もりよりも安価で遠心機の購入が可能であったこと、ヒト苦味受容体たんぱくの購入を予定しているがまだ購入していないことから次年度使用額が生じた。ヒト苦味受容体と苦味物質または苦味抑制物質の相互作用の検討のために、ヒト苦味受容体たんぱくを購入し、実験を進める予定である。
生体分子中の窒素の特性を，中性子回折と計算化学により解明する

核酸やアミノ酸等の窒素化合物を代謝する過程においては,アミンのプロトタイプであるアンモニアが発生する。その反応性のために様々な細胞毒性を引き起こすアンモニアは,代謝や輸送をおこなう上で体内で注意して取り扱われなければならない。血液中に誤って放出されたアンモニアは,脳血液関門を容易に通過し脳障害をも引き起こす。陸上動物はふんだんに水を使用できないため,爬虫類・鳥類では尿酸として,両生類・哺乳類では尿素としてアンモニアを排出する系を備えている。これら排出回路を含め,アンモニアを扱う酵素には特別な設計がなされているおり,これの破綻は病気につながる。例えば,カルバモイルリン酸合成酵素(CPS),シチジン3リン酸合成酵素(CTS),グルタミン依存型アミドトランスフェラーゼ(Gat)を始めとし,アンモニアを反応中間体として利用する酵素は,求核性の高いアミンであるアンモニアが外部(細胞質)に漏れないよう,活性部位間がトンネルで結ばれている。トンネル内でアンモニアがどのように輸送されているかは,非常に興味深いトピックである。疎水性トンネルではアンモニアのまま輸送されていると予測される。また,親水性トンネルではプロトン化されていると予想されるが,アミンの性質を使用し,プロトン化と脱プロトン化を繰り返しながら輸送されているかもしれない。いずれにしても,X線結晶解析では水分子とアンモニア分子の違いを見分けることができないため,実験科学はデッドエンドになっていた。本提案では中性子線回折の利用方法をさらに進歩させ,窒素原子の持つ特徴を活かした構造生物学へと拡張する。アンモニアの分子内トンネルを使用した輸送機構は古細菌,真正細菌,真核生物に普遍的に見られる現象であるが,分子メカニズムの詳細は謎のままである。とりわけ,輸送に必要な水との協調作用を知る上では水分子と明確に区別する必要がある。中性子線回折に供するため,結晶巨大化を試みてきた。GatCABに関しては,従来の結晶成長法(マクロ/ミクロシーディング,バッチ法,アガロースゲルを使用したゲル中での成長を狙った方法)のいずれにおいても,効果が見られなかった。PEG型ブロックポリマーを2%で使用した際に一辺が2mmを越える巨大結晶まで成長し,再現性も極めて高かった。トンネル内にアンモニアを発生させるため,基質L-glutamineを高濃度で用いた。その際,アミノ基の重水素置換を行うため,軽水素のL-glutamineを重水中でできるだけ置換した。成長させた結晶は,共同研究者Andreas Ostermann博士の手により,独ミュンヘン郊外ガルヒンクの原子炉MLZ(FRM II)にてデータ測定をおこなった。GatCAB結晶は,これまで中性子測定された結晶の中で,最大の単位胞(a=77.19, b=88.22, c=183.4A )を持つ。分解能は3.0Aまでの回折が得られたが,結晶のマウントに不備があったため測定途中で結晶が乾燥し,データの完全性が60%しかない。しかし,技術的には回折測定に必要な全ての問題を克服しているため,ビームタイム依存的に構造解析できると考えている。ここまでの結晶成長・中性子回折に関する内容は,論文化して発表した(Li, L. et al. Acta Cryst. F75, 193-196 (2019))。さらに,結晶性を高めるため,新たにキャピラリー内で結晶成長を試している。この方法では,成長速度をコントロールできることや,成長後の結晶をハンドリングする必要がないため,ダメージなく回折測定に持ち込むことができる。すなわち,効率よい回折スクリーニングおよびデータ本測定が可能になると考えている。現在結晶巨大化に成功しているポリマーを使用して中性子回折レベルにまで成長させる。PEGブロックポリマーの結晶成長に対する寄与を明らかにすることも目的の一つである。合成ポリマーの専門家である共同研究者,韓国浦項工科大学校のKim博士と共同研究を進める。Kim博士は特にブロックポリマーの合成・分析が得意である。Kim博士の研究室において,結晶成長パラメータ検討(エンタルピーdeltaH測定を含む),ヒステリシスなど物性解析や新規ポリマーの提案・合成をおこなう。現在,GatCAに関してはルーチン的に分解能3.0オングストロームまでの中性子線回折データをもたらす結晶成長が可能である。ドイツ・ガーヒンクに位置するミュンヘン工科大学の実験原子炉MLZ(FRM II)を使用した中性子線回折実験がメインであったが,中性子回折測定のためのマシンタイム不足が律速となっているため,米オークリッジの装置など,その他の施設も積極的に使用する。日本の東海村J-PARCにある蛋白質中性子回折計では,GatCABの結晶格子の大きさを考えるとデータ測定ができないが,本番の測定(FRMII,オークリッジ)において効率よくデータ収集をおこなうために結晶の中性子線回折能の評価に使用する。保有する実験室におけるX線回折能との相関を調べることも重要であると考えている。また,アンモニアをGatCABのトンネル中の疎水的な領域に導入するため,tRNAを共存させてゲート(Glu125)を開ける工夫も検討する。GatCABのC末端412&#8211;475領域がX線構造で見える場合と見えない場合があり,結晶化条件に2-methyl-2,4-pentanediolを加えると見えることがわかった。QM/MM計算は斎藤博士がエッセンにおいて進める。その他の蛋白質の調製・結晶巨大化は塚本博士と協力して進める。

その反応性のために様々な細胞毒性を引き起こすアンモニアは,代謝や輸送をおこなう上で体内で注意して取り扱われなければならない。血液中に誤って放出されたアンモニアは,脳血液関門を容易に通過し脳障害をも引き起こす。陸上動物はふんだんに水を使用できないため,爬虫類・鳥類では尿酸として,両生類・哺乳類では尿素としてアンモニアを排出する系を備えている。これら排出回路を含め,アンモニアを扱う酵素には特別な設計がなされているおり,これの破綻は病気につながる。例えば,カルバモイルリン酸合成酵素(CPS),シチジン3リン酸合成酵素(CTS),グルタミン依存型アミドトランスフェラーゼ(Gat)を始めとし,アンモニアを反応中間体として利用する酵素は,求核性の高いアミンであるアンモニアが外部(細胞質)に漏れないよう,活性部位間がトンネルで結ばれている。トンネル内でアンモニアがどのように輸送されているかは,非常に興味深いトピックである。疎水性トンネルではアンモニアのまま輸送されていると予測される。また,親水性トンネルではプロトン化されていると予想されるが,アミンの性質を使用し,プロトン化と脱プロトン化を繰り返しながら輸送されているかもしれない。いずれにしても,X線結晶解析では水分子とアンモニア分子の違いを見分けることができないため,実験科学はデッドエンドになっていた。本提案では中性子線回折の利用方法をさらに進歩させ,窒素原子の持つ特徴を活かした構造生物学へと拡張する。アンモニアの分子内トンネルを使用した輸送機構は古細菌,真正細菌,真核生物に普遍的に見られる現象であるが,分子メカニズムの詳細は謎のままである。とりわけ,輸送に必要な水との協調作用を知る上では水分子と明確に区別する必要がある。中性子線回折に供するため,結晶巨大化を試みてきた。GatCABに関しては,従来の結晶成長法(マクロ/ミクロシーディング,バッチ法,アガロースゲルを使用したゲル中での成長を狙った方法)のいずれにおいても,効果が見られなかった。PEG型ブロックポリマーを2%で使用した際に一辺が2mmを越える巨大結晶まで成長し,再現性も極めて高かった。トンネル内にアンモニアを発生させるため,基質L-glutamineを高濃度で用いた。その際,アミノ基の重水素置換を行うため,軽水素のL-glutamineを重水中でできるだけ置換した。成長させた結晶は,共同研究者Andreas Ostermann博士の手により,独ミュンヘン郊外ガルヒンクの原子炉MLZ(FRM II)にてデータ測定をおこなった。GatCAB結晶は,これまで中性子測定された結晶の中で,最大の単位胞(a=77.19, b=88.22, c=183.4A )を持つ。分解能は3.0Aまでの回折が得られたが,結晶のマウントに不備があったため測定途中で結晶が乾燥し,データの完全性が60%しかない。しかし,技術的には回折測定に必要な全ての問題を克服しているため,ビームタイム依存的に構造解析できると考えている。
分離と組成評価に基づく発光性シリコンクラスターの精密合成法の開発と発光特性の解明

本研究では、発光性シリコンナノクラスターのサイズ選択的合成法の確立とその発光特性の解明に取り組んだ。調製したクラスター混合物に対して、ゲル浸透クロマトグラフィーを適用することにより、シリコンクラスターをサイズ毎に複数の成分に分離することに成功した。分取成分の光学吸収スペクトル及び発光スペクトルより、シリコンクラスターにおいては、サイズの減少に伴い、バンドギャップが連続的に増大することが示された。さらに、極性カラムを用いたナノクラスターの高分解能なサイズ(組成)分離法の開発にも成功した。オプトエレクトロニクスデバイスへの利用を睨んで、発光性シリコンナノクラスターに関する研究が盛んに行われている。発光波長が制御されたシリコン発光素子を創成するためには、構成原子数や化学組成が厳密に制御されたシリコンナノクラスターを合成する技術が必要となるが、これまで報告のある調製法では構成原子数や化学組成に分布をもつ混合物しか得ることができない。本研究では、フェニル基により保護されたシリコンクラスター(Si:Ph)を対象に、それらを高分解能で分離することに取り組んだ。クラスターは液相法にて合成した。得られたクラスター混合物を高分解能サイズ排除カラム(分子量分画範囲:500-20,000)に通してみたところ、クロマトグラムには5つの明確なピークが観測された。各々の成分を分離し、その紫外可視吸収スペクトルを測定してみたところ、各々はそれぞれ紫外領域にて異なる吸収を示すことが分かった。このことはサイズ排除カラムにより、Si:Phが高分解能で分離されたことを示している。スペクトルの形状や沸点などから、保持時間の短い4つ成分がSi:Phであり、保持時間の最も長い成分は洗浄し切れていない有機分子であることが分かった。4つの成分についてはカラムの特性を考慮にいれると、保持時間の順にサイズが連続的に小さくなっていると解釈される。すなわち、保持時間の最も長いクラスターが最も小さなサイズのクラスターであると考えられる。4つの成分の蛍光スペクトル上を測定したところ、サイズの減少に伴って、クラスターの発光ピークが連続的にブルーシフトする様子が観測された。このことはサイズの減少に伴い、クラスター内の電子状態が離散化しバンドギャップが連続的に増大していることを強く示唆している。今後は質量分析により、4つの成分の化学組成を特定することで、シリコンナノクラスターにおける組成と発光波長の相関についてより深く理解することを目指す。可視領域において強い発光を示すシリコンクラスターは、次世代のオプトエレクトロニクスデバイスとして大きな注目を集め、盛んに研究が行われている。しかしながら、その発光メカニズムに対しては、サイズ減少に伴う量子サイズ効果や、表面酸化物など、複数の提案がなされており、決定的な結論が得られていない。その大きな原因の一つとして生成物の化学組成が決定されていないことが挙げられる。本研究では、可視発光を示す1.5nmの粒径をもつアルキル基によって保護されたシリコンクラスターを合成し、得られたクラスターに対して質量分析法による化学組成の評価を検討した。ヘキシル基保護シリコンクラスターは液相法により合成した。生成物の透過型電子顕微鏡観測や赤外吸収スペクトルより、生成物がヘキシル基で保護されたシリコンクラスターであることが確認された。得られたクラスターに対して様々なマトリックスを用いてマトリックス支援レーザー脱離イオン化(MALDI)質量分析を行った結果、マトリックスとしてDCTBを用いたときが最もイオン強度が高く、非破壊的な質量スペクトルが得られた。これは、DCTBの吸光係数が使用した他のマトリックスよりも高いため、クラスターの光吸収に伴う解離パスをDCTBが防いだためであると解釈した。質量スペクトル中にはSi_<46>(C_6H_<13>)_<41>、Si_<49>(C_6H_<13>)_<47>、Si_<58>(C_6H_<13>)_<51>の質量に相当する位置にピークが観測された。これらの組成を元に計算したクラスターの粒径はTEM観察による平均粒径の結果とほぼ一致した。このことは、質量スペクトル中の各ピークがシリコンクラスター由来のものであることを示している。以上の結果を元に、合成したシリコンクラスターの化学組成をSi_<46>(C_6H_<13>)_<41>, Si_<49>(C_6H_<13>)_<47>, Si_<58>(C_6H_<13>)_<51>と帰属することができた。ナノスケールのシリコンは、シリコンの安価で資源量が豊富という利点に加えて、バルクのシリコンに比べて高い発光効率を示すことから、発光デバイスとしての利用が期待され盛んに研究されている。しかしながらハイスペックなデバイスを作製する上でナノスケールシリコンに関する基礎的な理解が重要であることが容易に想像されるも、未だ発光の起源は解明されていない。これは発光のメカニズムについて議論している報告の多くが単離されたナノスケールシリコンを分析対象としていないためである。