hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マウス全脳虚血後遅発性神経細胞死に対する硫化水素吸入療法の効果

我々が開発したマウス全脳虚血モデルに対し、硫化水素ガス吸入療法が神経保護効果を発揮するかを検討した。その結果、硫化水素ガス20ppmの吸入療法において、全脳虚血後の生存率が最も高く、対照群と有意差が認められた。また、全脳虚血5日後の海馬CA1領域の神経細胞数も硫化水素ガス吸入群で有意に多かった。さらに、海馬神経細胞におけるアポトーシスの指標であるCleaved Caspase3の発現は、硫化水素ガス吸入群で有意に少なかった。硫化水素ガス吸入による神経保護効果の機序としては、虚血再灌流後の炎症性サイトカインの著明な増加を完全に抑えることから、硫化水素ガスの抗炎症効果がその機序であると示唆された。本研究では、硫化水素ガスによる神経細胞保護効果を検討するために、マウス全脳虚血モデルを用い神経学的評価を行う。本年度は、マウスを用いた新たな全脳虚血モデルを作成し、その特徴を求めた。マウスを用いた新たな全脳虚血モデルは、大動脈弓部から出る主要3分枝(腕頭動脈、左総頸動脈、左鎖骨下動脈)をマイクロクリップで一次的に遮断し、全脳虚血を作成した。全脳虚血の至適虚血時間を求めるために、2.5分、3分、3.5分そして4分虚血を作成した。その結果、4分虚血ではすべてのマウスが48時間以内に死亡(致死率100%)し、2.5分虚血ではすべてのマウスが生存した(致死率:0%)。3分虚血では60%のマウスが虚血後5日目まで生存することが確認できたことから、至適虚血時間を3分間とした。3分虚血後のマウス脳組織を採取し、海馬CA1領域の生存細胞数ならびにアポトーシス関連蛋白である活性型Caspase3を組織染色した。その結果、3分全脳虚血後3日目から海馬CA1領域の細胞数が減少しはじめることが明らかとなった。さらに同時期に、海馬CA1領域の神経細胞に活性型Caspase3の発現が認められ、アポトーシスの関与が示唆された。本研究では硫化水素ガスによる神経細胞保護効果を検討する目的で、われわれが開発したマウス全脳虚血モデルを用い神経学的評価を行う。本年度は、昨年度に作成したマウス全脳虚血モデルを用い、硫化水素ガス吸入による生存率、神経学的機能への影響について複数の硫化水素ガス濃度について検討した。気管挿管人工呼吸下イソフルラン麻酔のもと、前胸部アプローチによる大動脈弓部3分枝の一過性(3分間)遮断を行い全脳虚血を作成した。全脳虚血後24時間目に、空気吸入(対照群)、硫化水素ガス5ppm(5ppm群)、20ppm(20ppm群)、80ppm(80ppm群)吸入に分け生存率と神経学的機能を評価した。その結果、虚血5日後生存率は対照群で50%(9/18)、5ppm群で60%(6/10)、20ppm群で90%(9/10)、80ppm群で40%(4/10)であった。また、虚血後5日間の神経学的機能は、20ppm群で対照群より有意に改善傾向が認められた。これらのことから、全脳虚血後の硫化水素ガス吸入療法の効果は、濃度依存的であるが80ppmのような高濃度ではその効果は認められないことが示された。今回の結果から、全脳虚血後の硫化水素ガス吸入療法では、その至適濃度は20ppmであることが明らかとなり、この濃度において神経細胞保護効果を示す可能性が示唆された。硫化水素ガスによる全脳虚血後の生存ならびに神経学的機能の維持が確認され、さらに至適濃度が20ppmであることが明らかとなり順調な進捗状況であると考える。平成28年度は脳虚血後の硫化水素ガス吸入療法により変化する細胞死に関わる分子(Cleaved Caspase3、誘導型一酸化窒素合成酵素、炎症性サイトカイン、抗アポトーシス蛋白)の変化を免疫組織学的変化とPCRを用いて検討した。さらに、神経系の虚血再灌流障害に関わる自然免疫のTLR4ノックアウトマウスを用い、全脳虚血モデルと自然免疫系との関わりを検討した。生後8-10週齢の雄性C57BL6マウスに対し、全身麻酔下に全脳虚血(2分間)を与えた。虚血後24時間目に硫化水素ガス20ppm(平成27年度の成果を参照)を4時間吸入させ、虚血後48時間目に偽殺しそれぞれの検体を採取した。Cleaved Caspase3は海馬の免疫染色で評価し、誘導型一酸化窒素合成酵素、炎症性サイトカイン、抗アポトーシス蛋白はPCRで発現を検討した。その結果、神経細胞のアポトーシスの指標であるCleaved Caspase3は、対照群で陽性細胞が多く確認できた(海馬細胞の約75%)が、硫化水素吸入群では陽性細胞は約8%に留まった。また、誘導型一酸化窒素や炎症性サイトカイン(TNFα、IL-6)は、対照群でそれぞれ4倍、38倍、50倍に増加していたが、硫化水素吸入群ではその増加は完全に抑えられていた。TLR4ノックアウトマウスに全脳虚血侵襲を与えたが、野生型と異なり全てのマウスが生存し、さらに海馬の神経細胞も正常に維持されていた。

これらの研究結果から、全脳虚血モデルにおいて、その病態にTLR4を中心とした自然免疫が大きく関わっており、硫化水素吸入群で炎症性サイトカインが強力に抑えられたことから、硫化水素ガス吸入による神経保護効果には、抗炎症反応が強く関わっていることが示唆された。我々が開発したマウス全脳虚血モデルに対し、硫化水素ガス吸入療法が神経保護効果を発揮するかを検討した。その結果、硫化水素ガス20ppmの吸入療法において、全脳虚血後の生存率が最も高く、対照群と有意差が認められた。また、全脳虚血5日後の海馬CA1領域の神経細胞数も硫化水素ガス吸入群で有意に多かった。さらに、海馬神経細胞におけるアポトーシスの指標であるCleaved Caspase3の発現は、硫化水素ガス吸入群で有意に少なかった。硫化水素ガス吸入による神経保護効果の機序としては、虚血再灌流後の炎症性サイトカインの著明な増加を完全に抑えることから、硫化水素ガスの抗炎症効果がその機序であると示唆された。硫化水素ガス吸入による神経保護効果を検討するために、十分に安定した動物モデルの作成が必須であった。今年度は、その安定した動物モデル作成に成功したことから、これから予定した実験が十分に行える状況となっている。平成28年度は、硫化水素ガスによる神経細胞保護効果のメカニズムを検討する目的で、免疫組織学的検討、抗アポトーシス蛋白ならびにmRNAの発現状況の検討を行う。麻酔科学平成27年度には、硫化水素ガス吸入療法を実際に開始し、その後の生存率、神経学的機能、組織学的検討(免疫染色)を行う予定である。硫化水素吸入療法は、4080ppmの硫化水素ガスをマウスを収容するアクリル製箱に空気をキャリアガスとして還流することにより行う。
硫化物系固体電解質を用いた全固体電池用高容量・高電位電極活物質の開発

本研究では、高エネルギー密度のバルク型全固体リチウム二次電池の実現に向けて、全固体電池用の電極活物質の開発に取り組んでいる。本年度は、高容量化により全固体電池のエネルギー密度を向上させるため、高容量な電極活物質の開発をおこなった。特に、高容量な電極活物質開発の取り組みとして全固体電池ではいまだ十分に研究されていない、二種類の電極活物質を複合化した複合電極活物質に関して検討した。またこれまでの研究から、電極と電解質にリン・硫黄含有の電池材料を用いることで、電池の劣化要因の一つである電極-電解質界面の抵抗増加を抑制できることを見出してきたことから、リン・硫黄含有の高容量複合電極活物質の開発に着目した。原料には、リチウムイオン拡散が速いと期待され、かつおよそ10-5 S cm-1の電子伝導性を有するFePS3電極活物質(容量: 220 mAh g-1)と、高容量な電極活物質として知られる硫黄(容量:1672 mAh g-1)を用い、これら原料のメカニカルミリング処理による複合化について検討した。FePS3と硫黄を70:30 wt%で複合化して合成した電極活物質は、ナノスケールのFeS2と低結晶性P-Sの微粒子から構成されており、この電極活物質を用いた全固体電池は、100 °C、0.51 mA cm-2(およそ0.1 C)の条件下において50サイクルの間ほとんど劣化することなく625 mAh g-1以上の放電容量を示した。また、X線吸収分光をおこない合成した電極活物質の充放電機構の解明にも取り組んだ結果、充放電時に硫黄成分が酸化・還元されることがわかった。本年度の研究では、二種類の電極活物質(FePS3および硫黄)を複合化することで、100 °C、0.51 mA cm-2(およそ0.1 C)の条件下において、リチウムイオン二次電池で一般的に用いられるLiCoO2電極活物質(容量:およそ140 mAh g-1)のおよそ4倍の容量を示す電極活物質の開発に成功した。よって、本研究は順調に進展していると考えられる。電池の高電位化により全固体電池のエネルギー密度を向上させるため、高電位電極活物質の開発に取り組む。原料として、これまで硫化物固体電解質として研究されてきたLi3PS4や、硫化物固体電解質の中でも水と反応して硫化水素が発生しないことが報告されているLi3SbS4、遷移金属ハロゲン化物を用い、合成法としては、準安定相が容易に得られることが期待されるメカニカルミリング法、液相加振法について検討する。遷移金属としては特に、リチウムイオン二次電池の正極活物質に含有し、充放電のとき高価数での酸化還元反応が期待されるニッケル、コバルト、鉄、マンガンについて検討を進める。合成した高電位電極活物質については、その特性評価および充放電機構の解明を試みる。さらに、これまでの研究で得られた知見を基に、合成した高容量もしくは高電位な電極活物質を用いて、高エネルギー密度のバルク型全固体リチウム二次電池を構築に取り組む。

原料として、これまで硫化物固体電解質として研究されてきたLi3PS4や、硫化物固体電解質の中でも水と反応して硫化水素が発生しないことが報告されているLi3SbS4、遷移金属ハロゲン化物を用い、合成法としては、準安定相が容易に得られることが期待されるメカニカルミリング法、液相加振法について検討する。遷移金属としては特に、リチウムイオン二次電池の正極活物質に含有し、充放電のとき高価数での酸化還元反応が期待されるニッケル、コバルト、鉄、マンガンについて検討を進める。合成した高電位電極活物質については、その特性評価および充放電機構の解明を試みる。さらに、これまでの研究で得られた知見を基に、合成した高容量もしくは高電位な電極活物質を用いて、高エネルギー密度のバルク型全固体リチウム二次電池を構築に取り組む。
地区理科センター研修会における受講者の実態とCSTによる対応

1.研究の背景理科教育を担当する教員が,「教材研究にかける時間がない」などを感じていることが先行研究で述べられている。理科教育の充実を図るためには,子どもだけでなく,教員に関する課題も克服していかなければならない。特に今後は,アクティブ・ラーニングを実践できる力量の形成が必要だと考える。その中で新潟県では, CST養成プログラムを開講し,認定者を県内各地の理科教育センターへ配置している。理科教育センターでは,内容を一任されたCSTが研修会を実施している。CSTの役目として,現場でアクティブ・ラーニングが実施されるように情報発信をしていかなければならない。2.研究目的地区理科教育センターの受講者がアクティブ・ラーニングを実践できる,研修会プログラムの開発(中学校3年「化学変化とイオン」)3.研究方法(1)アクティブ・ラーニングに関わる教材・指導法の選定・主体的な学びに関わって(マイクロスケール実験,一枚ポートフォリオ評価)・対話的な学びに関わって(ワールドカフェ,電子の授受が意識できるイオンモデル)・深い学びに関わって(根拠を意識させた相互説明活動の実施)(2)上記教材・指導法を導入した公開授業を実施(県内67人参加),協議会にて意見交換(ファシリテーション)を実施(3) (2)を踏まえ,上記教材・指導法を導入した研修会テキストを作成,協議会(CSTを含む38人)にて意見交換(ファシリテーション)を実施(4) (3)を踏まえ,研修会テキストを修正,県内地区理科センターに配布4.研究成果・これまでの研究で,教材の便利さのみに関心が高かった中学校理科教員も,公開授業形式での教材紹介によって,子どもの反応と関連づけた教材理解を行える傾向がある。・CSTは,他者へ教材や指導法を紹介するため,実際使用した際の子どもの反応や,利点だけでなく問題点も明確にして,テキストに盛り込むことを希望する傾向がある。
単クロ-ン抗体による癌トロホブラスト抗原の検討

トロホブラスト特異抗原あるいは繊毛癌関連抗原を検出するモノクロナ-ル抗体の作製を試み、これらを用いて種々の癌におけるこの抗体に対する抗原の分布、特徴を検討し、さらに臨床応用への試みを検討した。単クロ-ン抗体TM7-3,TM3-8の分布は、(1)正常ヒト組織において、胎児・成人臓器ともに、腎尿細管の一部、膵管上皮と反応し、他の臓器、組織とは反応しなかった。(2)腫瘍組織では子宮頸部偏平上皮癌と反応せず、子宮体部線癌、卵巣線癌などと反応した。(3)子宮体癌では、癌組織の分化度に関連して、高分化なものに抗原が認められる傾向を示した。(4)卵巣癌においては、とくに非ムチン性上皮性線癌に反応した。(5)TM-7-3,TM3-8の両抗体は、種々の癌組織において同様の反応パタ-ンを示した。(6)正常妊娠全期間を通して、その抗量に差は認められなかったが、繊毛癌においては増加傾向が観察された。TM7-3とTM3-8の認識する抗原はinhibition testで同一か、極めて近いエピト-プ認識していると思われた。TM7-3抗原量の各種細胞における比較では、3.7×10^6個のBeWoのもつTM7-3で検出される抗原量は、Hela1×10^7,SCH3,7×10^6に相当し、PC-6,KusHi-18およびMKNは、本実験系では感度以下の陰性であった。^<125>I、^<131>I標識抗体を用いたシンチグラフィ-実験では、腫瘍組織への集積像が観察され、摘出組織別のラジオアイソト-プの測定値は、腫瘍部分における選択的な^<131I>の集種が確かめられた。トロホブラスト特異抗原あるいは絨毛癌関連抗原を検出するモノクローナル抗原(MoAb)を用いて種々の癌における抗原の分布や特徴を検討した. TM7-3およびTM3-8は,卵巣癌特に漿液生嚢胞腺癌と未分化腺癌,子宮体癌分化型腺癌で陽性所見を示した.腎癌(腺癌)では一部に陽性所見を示すものが認められた. TM5-1は検索した中では陽性所見を示すものは認められなかった. TM4-5およびTM3-3は,検索した卵巣癌と80%の子宮体癌で陽性所見を示した.各種細胞株を用いてTM抗体で検出される抗原量をcellular radioimnune assay法で検討した.3.7×10^6個BeWoのもつTM7-3で検出する抗原量は, Helaの1×10^7個のそれに相当し,同じく3.7×10^6個SCHのそれはHelaの7×10^6個に相当することが明らかとなった. PC-6, Kushi-18およびMKNは,本実験系では感度以下の陰性であった.次に, TM抗体で検出する抗原の生体内分布および腫瘍親和性(集積性)の有無などについても検討を試みた. ^<131>Iを標識されたTM7-3あるいはTM3-8を絨毛癌を移植されたヌードマウスに投与し, 3日目からガンヌーカラで経日的に撮影した.3日目から明らかな腫瘍に一致したhotareaが認められたが,この時期ではまだ全身的にも非特異的な像が観察された.6日目シンチグラフィー像では,ほぼ腫瘍部のみが明瞭に抽出された.この^<131>

I標識TM3-8の腫瘍および各臓器における放射活性を比較検討すると, T/T ratio(cpm/g)は,腫瘍(BeWo)1.0で他臓器は腸管の0.13から心臓の0.28までと選択的な^<131>Iの集積が確かめられた.さらに^<125>I標識されたTM3-8 100μciを絨毛癌をもつヌードマウス尾静脈から注射し, 4日後に全身オートラジオグラフィーを作製し15時間露出後に現像した.甲状腺,肺,膀胱への非特異的な集積像と伴に明らかな腫瘍中央部を中心とする集積像が認められた.1.癌トロホブラスト抗原と確認されたものに対して、その免疫物理化学的性状に関して、免疫原であるBewo細胞を、^<35>S-methionineにて代謝ラベル及び^<125>Iによる表面膜抗原のラベルにおいて特異的及びパターンは認められなかった。^<125>I-protein Aを用いたwesten blot法において抗原を同定することはできなかった。2.患者血中における癌トロホブラスト抗原の検出の試み。各モノクローナル抗体のImmunoglobulinのisotypeは同定されたが、抗原の生化学的検案が未だ不明のため、患者血清を用いたNitrocellulose膜を用いた、dot blotにおいてもcontrolと有意な差は認められなかった。単クローン抗体TM7-3、TM3-8を用いたヒト癌組織における免疫組織学的な検討をさらに症例を加え検討した。その結果、正常ヒト組織において、胎児、成人臓器ともに、腎尿細管の一部、〓管上皮と反応し、他臓器組織とは反応しなかった。腫瘍組織では子宮頸部扁平上皮癌と反応せず、子宮体部腺癌、卵巣癌と反応した。子宮体部癌では、癌組織の分化度に関連して、高分化なものに抗原が認められる傾向を示した。卵巣癌においては非ムチン性上皮性腺癌に反応した。TM7-3、TM3-8の両抗体間に反応パターンの差は認められなかった。次に、妊娠各期におけるTM7-3、3-8、5-1の発現パターンを検討し現在、解析中である。3.癌組織への集積性と人体への応用に関して。我々の作製したTM3-8、TM7-3抗体は、ヌードマウスに移植されたヒト絨毛癌を特異的に抽出することが示された。しかし^<131>I又は^<125>Iのuncouplingによる甲状腺への取り込み、血液か豊富な臓器および排泄経路である膀胱等に強い非特異的局在像が観察され今後、非特異的集積像の減少のためのsubtraction法等の改良が必要である。抗癌剤耐性に伴う膜抗原の変化を、TM抗体シリ-ズを中心としてその発現様式の変化を検討した。作製した抗癌剤耐性細胞は、Methotrexateの耐性細胞(BeWo,SCH)、Cisplatin耐性細胞(BeWo,SCH,Kuramochi)、VP1623耐性細胞(BeWo,SCH)を用いて行った。Cispalatin耐性とVP1623耐性細胞は10^<-7>Mで親株と同等な発育速度を示し、MTX耐性は10^<-6>Mで親株と同等の発育速度で培養中である。TM3-8、TM5-1,TM7-3,多剤耐性に観察されるPーglycoproteinに対する抗体MKR-16(鶴尾博士より分与)を用いた。細胞株は、PC細胞、SNG-M細胞、F9細胞と上記耐性細胞株を対象とした。さらに、昭和62年度、昭和63年度、平成元年度の研究成績を最終年度として発表する。
子宮内膜の妊孕機能に関わる一酸化窒素(NO)の意義-子宮内膜症を中心に

【目的】子宮内膜局所で産生される一酸化窒素(NO)合成酵素、キサンチンオキシダーゼ(XO)及びPG合成酵素であるcyclooxygenase(COX-2)の生殖生理過程における意義について検討した。臨床的には子宮内膜症および子宮腺筋症の正所性および異所性子宮内膜における各酵素の発現について、基礎的には過剰のフリーラジカルによる妊孕能へ影響について証明を試みた。【方法】(1)正常婦人および子宮腺筋症における正所性、異所性子宮内膜の血管内皮型NO合成酵素(eNOS)のmRNAの発現をみるため、eNOSmRNA probeによるin situ hybridizationを行った。(2)ヒト子宮内膜におけるXOとCOX-2の発現態度を免疫組織化学的に検討した。(3)当帰芍薬散によるフリーラジカル消去作用についてマウスで検討した。【結果】(1)子宮腺筋症の異所性子宮内膜においてeNOSmRNAが腺上皮に特異的に発現していた。(2)スーパーオキシドを産生酵素であるXOは、正常子宮内膜腺上皮に特異的に分布し、かつ月経周期により変動していた。一方、子宮内膜症でXOの月経周期内変動は消失していた。(3)正常婦人でCOX-2は月経周期により変動し、分泌期に強発現した。子宮内膜症では、周期全般を通じCOX-2の発現が過剰であった。卵巣チョコレート嚢胞の異所性子宮内膜においてCOX-2は強発現を示した。(4)マウスでSOD阻害剤であるDEDCの着床期周辺での投与は、用量依存性に妊娠率を低下させ、当帰芍薬散の同時経口投与は妊娠率を有意に改善させた。【独創点】(1)子宮腺筋症の異所性内膜でeNOSmRNAが月経時期を通じ発現していることを初めて報告した。(2)正常婦人や子宮内膜症例の子宮内膜におけるXOやCOX-2の発現を初めて報告した。(3)高濃度のスーパーオキシドは妊孕機能を低下させることをマウスで証明した。【目的】子宮内膜の妊孕機能に関わる一酸化窒素(NO)の意義について、子宮内膜症を中心に検討した。(2)着床期における高、低NO環境のマウス妊孕能への影響を検討した。高NO群としてNO供与剤であるモルシドミンを、低NO群としてNOS阻害剤であるL-nameを使用した。各薬剤を妊娠2日目より5日目まで1日2回、7回腹腔内に投与した。妊娠第14日目に開腹し、妊娠率、生存胎仔数と吸収胎仔数を観察した。【結果】(1)ヒト正所性子宮内膜でeNOSmRNAは子宮内膜機能層の腺上皮や被蓋上皮に幅広く分布していた。Northern blotでeNOSmNRAは単一バンドとして認められた。異所性子宮内膜において、eNOSmRNAは月経周期の時期とは関係なく発現していた。(2)マウスで妊娠率は対照群で100%であり、高NO群、低NO群では用量依存性に低下した。妊娠5日目の子宮組織所見のうち、高NO群(60mg/kg)では子宮内膜脱落膜化の遅延、低NO群(6mg/kg)では脱落膜細胞の機能不全が認められた。【独創点】

(1)子宮内膜症の異所性内膜でeNOSmRNAは月経時期を通じ発現していることを初めて報告した。(2) NOは受精卵の着床過程における子宮内膜側の調節因子の一つであることを明らかにした。高濃度のフリーラジカルは子宮内膜微小環境を変化させ、妊孕能を低下させることを証明した。【目的】子宮内膜局所で産生される一酸化窒素(NO)の意義について検討した。臨床的には、子宮内膜症および子宮腺筋症の正所性および異所性子宮内膜を用いて検討した。基礎的には、過剰のフリーラジカルによる妊孕能への影響をマウスを用いin vivoで検討した。【方法】(1)正常婦人、子宮内膜症および子宮腺筋症における正所性、異所性子宮内膜の血管内皮型NO合成酸素(eNOS)のmRNAの発現をみるため、eNOSmRNA probeによるNorhtern blotとIn Situ Hybridization(ISH)を行った。(2)着床期における高、低NO環境のマウス妊孕能への影響を検討した。高NO群としてNO供与剤であるモルシドミンを、低NO群としてNOS阻害剤であるL-nameを使用した。各薬剤を妊娠2日目より5日目まで1日2回、7回腹腔内に投与した。妊娠第14日目に、妊娠率、生存胎仔数と吸収胎仔数を観察した。【結果】(1)ヒト正所性子宮内膜でeNOSmRNAは子宮内膜機能層の腺上皮や被葢上皮に幅広く分布していた。子宮内膜症や子宮腺筋症の異所性子宮内膜においても特異的に腺上皮に発現していた。(2)マウスで妊娠率は対照群で100%であり、高NO群、低NO群では用量依存性に低下した。妊娠5日目の子宮組織所見のうち、高NO群(60mg/kg)では子宮内膜脱落膜化の遅延、低NO群(6mg/kg)では脱落膜細胞の機能不全が認められた。【独創点】(1)子宮内膜症や子宮腺筋症の異所性内膜でeNOSmRNAは月経時期を通じ発現していることを初めて報告した。(2)NOは受精卵の着床過程における子宮内膜側の調節因子の一つであることを明らかにした。高濃度のフリーラジカルは子宮内膜微小環境を変化させ妊孕能を低下させることを証明し、その成果を英文原著論文で発表した。(3)子宮内膜症におけるフリーラジカルの関与について英文総説で発表した。【目的】子宮内膜局所で産生される一酸化窒素(NO)合成酵素、キサンチンオキシダーゼ(XO)及びPG合成酵素であるcyclooxygenase(COX-2)の生殖生理過程における意義について検討した。臨床的には子宮内膜症および子宮腺筋症の正所性および異所性子宮内膜における各酵素の発現について、基礎的には過剰のフリーラジカルによる妊孕能へ影響について証明を試みた。【方法】(1)正常婦人および子宮腺筋症における正所性、異所性子宮内膜の血管内皮型NO合成酵素(eNOS)のmRNAの発現をみるため、eNOSmRNA probeによるin situ hybridizationを行った。(2)ヒト子宮内膜におけるXOとCOX-2の発現態度を免疫組織化学的に検討した。(3)当帰芍薬散によるフリーラジカル消去作用についてマウスで検討した。【結果】(1)子宮腺筋症の異所性子宮内膜において・eNOSmRNAが腺上皮に特異的に発現していた。(2)スーパーオキシドを産生酵素であるXOは、正常子宮内膜腺上皮に特異的に分布し、かつ月経周期により変動していた。一方、子宮内膜症でXOの月経周期内変動は消失していた。(3)正常婦人でCOX-2は月経周期により変動し、分泌期に強発現した。
災害現場上空からのヒューマノイドロボットの迅速な投入

人間でも高度な訓練を積んだ者のみが可能なパラシュート降下動作を例に,高速運動状況下といった極限状態における運動知能をもロボットに付与することが可能かどうか検証する.四肢を活用した人間のようなパラシュート降下動作の生成を,「(a)着地時の衝撃を全身協調動作により分散する手法」と「(b)自由落下時におけるロボットの四肢を使った降下軌道制御」に分けて取り組む.(a)に関しては,柔軟物体の変形計算および動力学計算を連成させ柔軟ロボットの衝突現象を仮想環境内で再現し,最適化計算や機械学習で動作生成する.(b)に関しては,関節角度と移動方向の関係式を導き落下軌道制御を行うことを目指す.人間でも高度な訓練を積んだ者のみが可能なパラシュート降下動作を例に,高速運動状況下といった極限状態における運動知能をもロボットに付与することが可能かどうか検証する.四肢を活用した人間のようなパラシュート降下動作の生成を,「(a)着地時の衝撃を全身協調動作により分散する手法」と「(b)自由落下時におけるロボットの四肢を使った降下軌道制御」に分けて取り組む.(a)に関しては,柔軟物体の変形計算および動力学計算を連成させ柔軟ロボットの衝突現象を仮想環境内で再現し,最適化計算や機械学習で動作生成する.(b)に関しては,関節角度と移動方向の関係式を導き落下軌道制御を行うことを目指す.
小中学生のネットいじめ加担と被害者に対するシャーデンフロイデの関連性

今や世界中で、いじめの問題は看過できない状況となっている。本研究は、いじめの被害者に向けられた感情、特にシャーデンフロイデと妬みがいじめ関与(強化を含む)に果たす役割に着目し、シャーデンフロイデ及びそれに纏る感情とネットいじめとの関連性を明らかにすることにあった。種々の調査を通じて、主にネットいじめ関与とシャーデンフロデの関係を検討した。また、妬みやすさを測定する尺度や、いじめへの選好を測定するための潜在連合テストを開発した。さらに、文化ー感情混合モデルを提案し,相互協調性、権力格差、人並み志向などの文化的文脈が、妬みの感情の秘匿などを介して、学校のいじめを見えにくくする過程を想定した。本研究の目的は,他者の不幸を見て喜ぶ「シャーデンフロイデ」に焦点を当て,こうした感情と「ネットいじめ」との関連性を明らかにすることにある。小中学生を対象とした大規模な調査を通じて,ネットいじめ加担経験の実態を把握すると同時に,いじめの看過や助長に及ぼす感情の影響を解明することで,いじめの収束を早めるための効果的な介入に寄与する成果提供を目指す。ネットいじめ加担経験の実態を把握するための調査は,栃木県教育委員会のいじめ防止推進事業と連携して行われた。ネットいじめだけではなく従来型のいじめ加担も含め,約13000名の小中学を対象にした短期縦断調査を実施した。その結果,中学生のいじめ加担経験は,学校の特徴(学区内にある小学校の数)や学年によって,数ヶ月を空けた変化に違いがみられた。こうした調査に加えて,ネットいじめを目撃した場面で生じるシャーデンフロイデに関する調査も実施した。ただし,現在進行形のいじめを対象とするのは回答する児童・生徒の負担となることが予想されるため,リアリティを損なわない範囲内で架空の人物が登場する仮想場面を利用した。中学生を対象にして,いじめの被害者に対する妬みがいじめ目撃時のシャーデンフロイデに及ぼす影響を検討した研究では,シャーデンフロイデは悪性妬みによって促進されることが示唆された。また,感情の測定法を吟味するために潜在連合テストを用いた研究も行った。大学生を対象として,シャーデンフロイデと「自尊感情」の関連を検討したところ,潜在自尊心が高い者ほど,妬ましい他者の不幸を喜びやすかった。仮想場面を用いた研究では,ネットいじめ参加を抑制する働きが良性妬みにあるのに対し,悪性妬みはいじめ加害者の支援やいじめの強化をもたらすことが示された。ネットと従来型の両方のいじめ加担経験を予測する指標として,いじめ(加害)仲間の人数やいじめに対する選好などに着目した調査も実施した。いじめ仲間の人数がいじめ加担に及ぼす影響を検討した研究では,いじめ仲間の数だけではなく,いじめ仲間が多い学級への所属が,いじめ加担を促進することが明らかになった。また,ネットいじめに関与する仲間が多いほど,いじめに対する潜在的な選好がいじめの強化に繋がることも示唆された。予定通りに調査を完遂できている。ネット型と従来型のいじめ加担経験の予測因として,いじめ(加害)仲間の人数,シャーデンフロイデを引き起こす悪性妬みを含む特性としての妬み(悪性妬みと良性妬み),いじめに対する選好(いじめIAT)などを考慮した調査を実施した。前年度に実施した調査からは,悪性妬みがいじめを助長する可能性が示唆された。中学生を対象に,妬みのサブタイプの測定を期した日本語版BeMaSを用いた調査では,自尊感情が悪性妬みを媒介して,従来型いじめの加担を促進していたが,良性妬みにはそのような効果はみられなかったことから,妬みのサブタイプ理論を用いた研究の有効性が示された。しかし,悪性妬みからいじめ加担への影響関係は,いじめ加害に与する友人の多さを指標とした学級の調整を受けていなかった。こうした結果から,悪性妬みが行動化しやすい集団やその背景にある文化的要因を検討する必要性が生じた。そこで今年度は,約1000名の中学生を対象とした調査の中で,いじめIATの測定に加えて,親和的な動機によるからかいを継続させる状況(からかいの受け手と周囲の反応)の違い,相互協調的自己観等も合わせて測定することで,これらを考慮した分析を試みた。調査の結果,からかいが最も継続される条件は,周囲の者が笑い,からかいの受け手が笑う場合であることが明らかになった。また,相互協調的自己観がからかい行動を媒介して,いじめ強化を促進する傾向にある点も明らかになった。関連する研究成果には,日本語版BeMaSの作成と良性妬みによるポジティブな効果の検証,日本のいじめを説明するためのモデル提案などがある。文化ー感情混合モデルでは,相互協調性に加えて,権力格差や人並み志向などの文化的文脈が,妬みの感情の秘匿などを介して,学校で生じるいじめを見えにくくする過程を想定している。ただし,成果発表に遅れが出ているため,延長申請をした。

ネット型と従来型のいじめ加担経験の予測因として,いじめ(加害)仲間の人数,シャーデンフロイデを引き起こす悪性妬み,いじめに対する選好(潜在的態度)に関する調査成果をまとめ,攻撃行動が生じやすい状況などを考慮した補足的な調査も行った。これまでに実施した調査により,悪性妬みが間接的な攻撃行動(いじめの助長)を促進することが示唆された。ただし,悪性妬みからいじめ加担への影響関係は,いじめ加害に与する友人の多さを指標とした学級の調整を受けていなかった。こうした結果から,いじめに類する攻撃行動が発生しやすい要因を検討する必要性が生じた。そこで,いじめの背景と考えられる仮想的有能感や社会的支配志向性といった個人差要因に着目した調査を実施し,その成果の一部を発表した。IATを援用した研究では,顕在自尊心と潜在自尊心の不一致が大きい者ほど,他者軽視傾向が高いことが示された。また,平等主義志向性が置き換えられた攻撃に及ぼす影響については,対象者の地位が高いと抑制される一方で,低い場合には促進されることが明らかとなった。このように,平等な地位を支持する者は,同時に階層的な地位構造にも敏感であり,相手の地位の高低がいじめ加害を左右している可能性が示唆された。今や世界中で、いじめの問題は看過できない状況となっている。本研究は、いじめの被害者に向けられた感情、特にシャーデンフロイデと妬みがいじめ関与(強化を含む)に果たす役割に着目し、シャーデンフロイデ及びそれに纏る感情とネットいじめとの関連性を明らかにすることにあった。種々の調査を通じて、主にネットいじめ関与とシャーデンフロデの関係を検討した。また、妬みやすさを測定する尺度や、いじめへの選好を測定するための潜在連合テストを開発した。さらに、文化ー感情混合モデルを提案し,相互協調性、権力格差、人並み志向などの文化的文脈が、妬みの感情の秘匿などを介して、学校のいじめを見えにくくする過程を想定した。予定していた大規模調査は予定通り完遂できた。ただし,シャーデンフロイデとの関連についての調査は不十分な点があり,また大規模調査の結果も解析途中である。こうした点が今度の課題として残されている。今後は,パーソナリティとしての妬みの測度や潜在連合テストを用いた調査を継続して実施する。また,調査対象を小学生まで広げ,いじめの前駆行動(「からかい」など)に着目した調査も予定している。これまでの研究成果をまとめて,関連学会および学会誌での発表を計画している。また,いじめIATの実用化に向けて,前年度までの調査では実施できなかった小学校高学年を対象としたいじめIATの実施も予定している。教育心理学ネットいじめ加担経験については継続して調査を行っていく。また,ネットいじめに拘わる要因を明らかにする調査も予定している。当該年度の支出を抑えることで,次年度の国際心理学会での成果発表費ならびに外国人研究者の招聘費用として用いるため。調査自体は予定通りに進捗している。しかし、結果をまとめに当初よりも多くの時間を要しており、より慎重な作業が必要となった。また、研究代表者の家族の病気(親族の介護を含む)などの問題も重なり、データの解析や論文化についても、想定以上の時間がかかっている。アメリカから外国人研究者を招聘し,研究代表者が企画した「いじめと感情」に関する学会シンポジウムにて,これまでの成果発表と今後の研究活動に資する。
ベトナムの政教関係－新宗教カオダイ教を通して－

本研究の目的は、宗教事情を通した、ベトナム近現代史の再考である。本年度は、特に以下の2項目で進展が見られた。1つ目は、南ベトナムの大統領であり、宗教の弾圧者として知られるゴー・ディン・ジェム政権(1955-1963)の宗教政策の分析である。そもそも、共産党の独裁体制が続くベトナムにおいて、公定史観以外の視点は把握し難い。特に共産党に敵対し滅びた南ベトナムは、今日においても否定的な言説が目立つ。新たな視点を提供は、より相対的な歴史事情を把握する上で不可欠と言えるだろう。新資料の分析により明らかになったのは、ジェムの政策が、当時のベトナムには馴染みのなかった「政教分離」の導入を図っていた点である。しかしこれは宗教勢力から反発を招き、やがて彼は弾圧者として否定的な評価が強調されていくことになる。2つ目は、宗教者の交流を通した、日本ーベトナム関係の考察である。これは歴史資料の分析に加え、各地にある在日ベトナム人宗教施設での調査を主としている。そこで明らかになったのは、20世紀から始まる両国宗教者の交流が、互いの無関心により成り立っていた事実である。そもそも日本の宗教者が示していたベトナムへの関心は、1940年代の南方進出及び1960年代以降に激化したベトナム戦争という、時勢に左右されたものであった。一方ベトナム側では、1950年代以降日本留学を経験する宗教者が続出している。しかし彼らの目的は、日本で学位を取得することであったため、彼らは70年代以降その拠点を欧米に移し始める。このような漠然とした友好関係は、互いが交流しないからこそ可能であった。訪日ベトナム人数が増え続け、在日共同体も拡大を続けていった近い将来、この見せ掛けの関係が破綻する可能性は否定できないだろう。27年度が最終年度であるため、記入しない。申請者の研究は、ベトナム共和国(南ベトナム:1955ー1975)における政教関係を、新宗教カオダイ教団の変遷を通し考察するものである。ベトナム共和国はアメリカの支持を受けて誕生し、1975年に社会主義を掲げるベトナム民主共和国(北ベトナム)に敗れ崩壊した国家として知られている。しかし、この南北ベトナムの間に起きた戦争に関しては、多くの報道や回顧録が存在する一方、イデオロギーを巡る言説が先行したのも事実であり、実証的な研究が行われては来たとは言い難い。本研究は、これまで用いられてこなかった「南」側の一次資料を用いることで、上記の問題を克服するものである。もっとも、本研究の目的は、共和国側の公定史観を提示することではない。そこで着目するのが、当時の共和国内で独自の政治・軍事力を有していた、新宗教カオダイ教である。共和国が誕生してから崩壊するまでの20年間、政府・教団の関係はいかに変化したのか。両者の政治的思惑を明らかにすることで、より客観的な事実関係の提示と考察を行い、ベトナム地域研究および宗教研究に貢献したい。具体的には以下の通り。1.ベトナム地域研究:共和国政府による性急かつ強引な改革の数々は、国民から多くの反発を招いたが、その目的が近代化にあった点も否めない。では、この過程において西洋近代的な「宗教」概念がいかに導入され、受け入れられたのか。政府・教団双方の内部資料を用いて考察する。2.宗教研究:政治的な安定さを欠き、頻繁にクーデターが起きていた共和国において、政教関係も変化していた事は想像に難くない。では、教団による対外活動(政治活動・社会活動)はどのように変化したのか。これを明らかにすることで、ベトナムにおける宗教のあり方について考察したい。

訪日ベトナム人数が増え続け、在日共同体も拡大を続けていった近い将来、この見せ掛けの関係が破綻する可能性は否定できないだろう。平成26年度に行った研究は、ベトナム地域研究に関わる部分が多く、その成果の一部は発表する機会にも恵まれた。特に進展を見せたのは1950ー1960年のベトナム史に関する研究であり、これは査読論文としての掲載が決定している。また、その執筆過程では当時の一次資料に接する機会が多かったため、新しい知見を得ることも多かった。これらは、解説や短報という形で印刷・出版されている。加えて、今日の宗教事情までも含めた「ベトナム宗教概説」を執筆する機会にも恵まれ、これも書籍の1章として出版されることとなった。フィールドワークに関しては、2014年8月と2015年3月の2回、ベトナムの宗教施設を訪問し調査を行っている。自らの研究を補完するものだけでなく、新たな人脈の構築や新資料の発見など、今後の研究に繋がる部分も多く有意義であった。しかし当初の計画とは異なり、2本の投稿論文執筆には至っていない。早急に仕上げていくつもりである。27年度が最終年度であるため、記入しない。2015年6月には、研究テーマの1つである宗教研究について、学会での発表が決まっている。ここでは、半世紀に及ぶ教団の慈善活動を分析することで、その活動の変化と政治的背景について述べたいと思っている。また、それを発展させ9月までには論文の執筆・投稿を行う。その後は、博士論文の執筆に専念するつもりである。可能であればフィールドワークを行いたいと考えているため、早急に宗教に関する投稿論文を終わらせたい。
彗星の起源-核の物性からのアプローチ

彗星核の起源とそれに関連する種々の物理特性に関する以下の研究成果を得た.1)核の物性,特に微粒子集合体としての核の熱伝導率をパーコレーション理論に基づいて決定した.核の熱伝導率は彗星の起源と進化を研究するうえで鍵となる物理量の一つである.従来のparametric theoryに対して,本研究ではパーコレーション理論に基づいて明確な基礎のもとに、熱伝導率の表式を導いた.この結果は1996年7月にベルサイユにおけるACM96国際シンポジウムにて発表した.2)彗星シリケートダストの結晶化に関する新モデルを提唱した.彗星ダストのGreenbergモデルに基づき,ダストの有機物マントル中のラジカル反応の際に放出されるエネルギーによるアモルファスシリケートの結晶化というメカニズムを提唱し,結晶化の度合いを定量的に計算した.この研究はLeiden大学グループとの共同研究として行った.結果をACM96国際シンポジウムおよびIAUコロキウムにて発表した.3)NATO ASI宇宙化学国際において行った彗星核の氷の起源と進化について講義の講義録を執筆した.これは現在印刷中である.彗星核の起源とそれに関連する種々の物理特性に関する以下の研究成果を得た.1)核の物性,特に微粒子集合体としての核の熱伝導率をパーコレーション理論に基づいて決定した.核の熱伝導率は彗星の起源と進化を研究するうえで鍵となる物理量の一つである.従来のparametric theoryに対して,本研究ではパーコレーション理論に基づいて明確な基礎のもとに、熱伝導率の表式を導いた.この結果は1996年7月にベルサイユにおけるACM96国際シンポジウムにて発表した.2)彗星シリケートダストの結晶化に関する新モデルを提唱した.彗星ダストのGreenbergモデルに基づき,ダストの有機物マントル中のラジカル反応の際に放出されるエネルギーによるアモルファスシリケートの結晶化というメカニズムを提唱し,結晶化の度合いを定量的に計算した.この研究はLeiden大学グループとの共同研究として行った.結果をACM96国際シンポジウムおよびIAUコロキウムにて発表した.3)NATO ASI宇宙化学国際において行った彗星核の氷の起源と進化について講義の講義録を執筆した.これは現在印刷中である.本研究では,彗星の起源および微惑星の物性の明確化することを目指している.特に,1.核の氷の物性に関する基礎的な物理モデルの構築,2.原始太陽系における彗星の形成温度を決定,3.微粒子集合体の強度に関する分子論的モデルを構築,4.木星によるSL9彗星の潮汐破壊現象や木星大気への突入によって生じた現象にこのモデルを適用することによる微惑星の強度および構造の解明を目的としている.今年度において3及び4の研究に大きな発展が得られた.すなわち,分子論的考察から,微粒子集合体の引っ張り強度は構成粒子半径の2乗に反比例し、SL9彗星の強度は1/1000気圧程度であること,構成粒子サイズは星間塵サイズであることを示した.これらの成果は国際専門誌に発表した.その結果,4は完了し,3についても第0近似モデルが完成した.より精密なモデルの構築は現在進行中である.その予備的効果は国内のシンポジウムのプロシ-ディングに発表済みである.1及び2については,それぞれ国際専門誌及び国際学会の編集者からの依頼レビュー論文を完成し,そこにおいてこの分野のレビューを行い,現状の問題点を整理・指摘した.彗星核の起源とそれに関連する種々の物理特性に関する以下の研究成果を得た.1)核の物性,特に微粒子集合体としての核の熱伝導率をバ-コレーション理論に基づいて決定した.核の熱伝導率は彗星の起源と進化を研究するうえで鍵となる物理量の一つである.従来のparametric theoryに対して,本研究ではバ-コレーション理論に基づいて明確な基礎のもとに,熱伝導率の表式を導いた.この結果は1996年7月にベルサイユにおけるACM96国際シンポジウムにて発表した.2)彗星シリケートダストの結晶化に関する新モデルを提唱した.彗星ダストのGreenbergモデルの基づき,ダストの有機物マントル中のラジカル反応の際に放出されるエネルギーによるアモルファスシリケートの結晶化というメカニズムを提唱し,結晶化の度合いを定量的に計算した.この研究はLeiden大学グループとの共同研究として行った.結果をACM国際シンポジウムおよび1AUコロキウムにて発表した.3)NATO ASI宇宙化学国際において行った彗星核の氷の起源と進化についての講義の講義録を執筆した.これは現在印刷中である.
イノシト-ル1,4,5-三リン酸受容蛋白の生化学的解析

イノシト-ル1,4,5-三リン酸(D-IP_3)を認識する蛋白質として、D-IP_3受容体、D-IP_3-5-ホスファタ-ゼ、D-IP_3-3-キナ-ゼの三種がある。これら三種の蛋白のIP_3認識ドメイン構造の解明を目的とし、イノシト-ル環2位の水酸基に種々の置換基を付与したDL-IP_3-3アナログを合成した。さらに光学分割したD-,L-体のそれぞれについても三種のIP_3認識蛋白に対する影響を検討した。1.赤血球ゴ-ストIP_3-5-ホスファタ-ゼによるD-〔^3H〕IP_3からD-〔^3H〕IP_2への加水分解は、DL-IP_3アナログにより濃度依存的に抑制された。有効な基質はD-IP_3であるにも関わらず、2位に置換基を付与したアナログでは、L体が有効にホスファタ-ゼ活性を抑制したが、D体は全く無効であった。この際、置換基の種類によって有効性が異なっていた。アミノ安息香酸を付与したL型アナログのKi値は3.8μMであったのに対し、アミノシクロヘキサンカルボン酸を付与したL型アナログのそれは102μMであった。2.脳可溶性分画のD-〔^3H〕IP_3-3-キナ-ゼ活性、および小脳ミクロソ-ム分画へのD-〔^3H〕IP_3結合活性いずれも、非放射性D-IP_3により濃度依存的に抑制された。IP_3アナログでも有効なのはD体で、L体は無効であった。抑制の濃度要求性はアナログでも劣っているということはなかった。また、置換基の種類による違いも認められなかった。これらの結果から、D-IP_3-5-ホスファタ-ゼの活性中心はイノシト-ル環2位の水酸基を認識するが、これに対してD-IP_3-3-キナ-ゼやD-IP_3受容体の活性中心は2位の水酸基を認識しないことが示唆された。
高密度光集積回路実現に向けた研究

僅か数μmの曲率半径で曲げられるシリコンをコアとして用いる高屈折率差光閉じ込め導波路における光導波機構を解明し、その伝搬特性を解析し、従来のシリカ系光導波路との比較を行った。さらに、その光導波路を用いた各種光機能デバイスについて研究し、外部光学系との間の光入出力インターフェースや、光導波路基板上にLDなどの発光素子を搭載する方法についても検討し、高密度光集積回路実現のための碑を築いた。本年度は、高密度光集積回路の実現に向けた準備段階として、光集積化に適した光導波路としてのSi細線光導波路の特性解析を行った。まず、Si細線光導波路のような、コアとクラッドの屈折率差が非常に大きい(超High-Δの)光導波路を解析する手法を開発するところから始めた。Si細線導波路のような超High-Δの光導波路においては、BPM法などの従来の電磁界解析手法がそのまま使えないので、計算上様々な工夫を施した。その結果、Si細線光導波路内を伝搬する光の導波モードの分散関係を導出することができた。コアの断面サイズや形状の異なる様々な導波路構造に対して導波モードの分散関係を計算し、光導波路を設計するための様々な導波路パラメータを得ることができた。各モードの電磁界プロファイルや単一モード条件などについても得ることができた。さらに、導波路の曲げ損失や偏波特性、波長分散特性、埋め込み酸化膜(BOX)層の厚さが伝搬特性に及ぼす影響などについても計算し、光集積回路を構成する各種光導波路デバイスやSi細線導波路による光配線を設計するための光導波路の特性データを得ることができた。さらに、光ファイバーからSi細線導波路に光を効率良く入射させる構造についても検討し、低損失で光を入射させることができる光ビームのスポットサイズ変換器についても解析し、最適な構造を導出することができた。さらに、次年度から行う光導波路の試作に向けた準備も始め、導波路をエッチングにより加工するための予備実験を行うこともできた。本年度は、高密度光集積回路の実現に向けた研究をさらに押し進めて、Si細線光導波路における光伝搬特性の解明を進めた。特に、導波路の曲げに対する損失要因について詳しく解析し、曲げ損失の要因としては、純粋な曲げに伴う放射損失と、直線導波路と曲がり導波路との接続部分での反射損失があることを突き止めた。特に後者については無視できない程度の大きさであることも分かり、今後の光導波路デバイスおよび光集積回路の設計において非常に重要な知見が得られた。また、単一モード光ファイバーとSi細線光導波路との間の光結合構造についても検討を行い、シンプルな構造で簡単な製造工程で作製でき、かつ低損失で光を入出射させることができる光ビームスポットサイズ変換器を提案し、光結合損失や光軸ズレに対するトレランスについて解析した。さらに、熱光学光スイッチの動作を解明するための熱解析を行い、熱光学光スイッチの動作電流を低減するためのヒーター構造やスイッチング応答時間を短くするためのデバイス構造を見出した。さらに、ワイドバンドギャップ半導体による非線形光学効果光導波路デバイスについて理論解析を行い、高効率波長変換デバイス等への応用可能性を示した。さらに、Si細線光導波路を作製するためのICPドライエッチング装置を導入し、Siの高精細エッチングを可能とするエッチング条件を見出し、実際にSi細線光導波路の試作を行った。試作した導波路としては、曲げ損失を評価するための様々な曲げ構造を有する光導波路や、両端に光ビームスポットサイズ変換器を有する光導波路などである。本年度は、様々な光集積回路を実現するために、Si細線光導波路と単一モード光ファイバーや半導体レーザ(LD)との光学結合について検討した。特にSOI基板上にLDチップをフリップチップ実装する方法について詳しく検討し、そのための光結合の方法や、光軸ずれに対するトレランスについても解析した。また、計算のみならず実験においても確認した。Si細線光導波路とLDとの結合においては、テーパー型のシンプルな光ビームスポットサイズ変換器を用いることで、3dB以下の光結合損失を十分な位置合わせトレランスにおいて実現できることが分かった。さらに、MZ干渉計型の熱光学光スイッチを試作し、スイッチング動作を実現した。前年度に見出した熱光学光スイッチの動作電流低減ためのヒーター構造やスイッチング応答時間短縮のためのデバイス構造について実験的にも確認した。さらに、ZnOによるワイドバンドギャップ半導体を用いたチャネル型光導波路を試作し、伝搬損失を実験的に見積った。さらにその光導波路に超短光パルスを入射させて、自己位相変調効果によるスペクトルブロードニングなどの非線形光学効果を確認した。さらに、Si細線光導波路の側壁に周期的な凹凸を設けることによりブラッグ反射型波長フィルタを試作し、透過スペクトルを測定した。

凹凸の深さによって反射波長帯域は変化するが、その変化の仕方が、通常の光導波路とは異なり、High-ΔのSi細線導波路ならではの特異な現象が観測され、電磁界計算による結果とも比較した。その結果、Si細線光導波路のような超High-Δの光導波路には、一般的な(Low-Δ)の光導波路には無い物理が潜んでいることが分かった。