hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アシリン(IAPP)の分泌機構と細胞内情報伝達系ならびに病態生理学的意義の解明

申請者はアミリンのと特異的結合部位を肺、肝臓、胃幽門部や破骨細胞株に見い出し、Scatchard plot解析によりレセプターの結合・解離定数を決定することが出来た。さらにアミリン投与により細胞内cyclic AMPが容量依存的に増加することから、アデニル酸シクラーゼがsiqnal transduction svstemに関与していることを明らかにした。また、アミリンレセプターは多くのホルモンレセプターで同定されているG蛋白共有結合型である可能性も示している。これらの知見は、アミリンレセプターの単離・構造決定・蛋白物性の解析を進める進める上で、きわめて重要な情報をもたらしている。本申請は当初の研究計画に従い、順調に進捗しており、平成6年度も予定当り実行するつもりである。申請者らは、アミリンに関し以下の成果を明らかにしてきた。(1)ヒト,ラット,マウスの膵臓よりアミリンを単離・精製し、その全一次構造をペプチドレベルで初めて決定した。(2)ヒトおよびラットアミリンのそれぞれのN端部とC端部に対する特異的抗体を作製し、感度0.2fmol,中点2.5fmolで使用可能な高感度のRIAを開発し、その体内分布や正常者および各種病態下における血漿濃度を報告した。高感度で再現性のあるアミリンの定量系を有しているのは、申請者の施設だけである。(3)アミリンの膵B細胞とD細胞ならびに幽門部G細胞における局在と他のホルモンとの共存を示した。(4)ヒト、ラット、マウスにおけるアミリンの分子型を同定し、ヒトと囓歯類ではアミリンのprocessingが異なることを示した。(5)アミリンはグルコース、グルカゴン、アルギニン刺激によりインスリンと共に分泌され、ソマトスタチンにより分泌が抑制された。ラット膵灌流実験でも同様の結果を確認した。これらの分泌反応は糖尿病前段階では遅延・高反応を、NIDDMでは遅延・低反応を示し、B細胞機能評価の有用なパラメーターになることも報告した。(6)免疫組織化学およびin situ hybridizationにより正常者,NIDDM,IDDM患者の膵臓,消化管粘膜層およびインスリノーマ組織におけるアミリンの細胞内局在や膵島アミロイド沈着とB細胞分泌顆粒中のアミリンの関係について検討した。(7)Northern blot解析によりアミリンの遺伝子発現の有無を各組織で明らかにした。また糖尿病モデルラットにおけるアミリンmRNA量の変化も示した。(8)ラットの肺,幽門部,破骨細胞株にアミリンの特異的結合部位があり、Scatchardplact解析により親和性が非常に高いことを示した。またアミリン投与によりcyclic AMPが増加することも確認した。(9)Northern blot解析、RIA、免疫組織化学によりアミリンは胎児期ですでに発現していることを明かにした。
共焦点レーザー顕微鏡を用いた虚血性脳血管障害時の深部脳血管における病態の研究

HMG-CoA還元酵素阻害(以下statin)は、コレステロール低下作用に基づく動脈硬化抑制効果に加え、近年の研究で抗炎症作用を持つことが知られている。一方、脳虚血時にはサイトカインの誘導によって血管内皮に白血球が粘着し、炎症性の障害を引き起こす。血管内皮由来のnitric oxide(NO)はsuperoxideを産生する血管内皮のxanthine oxydaseを抑制することで、白血球粘着を抑制し、梗塞巣を縮小させる効果があるとされているが、その詳細については不明な点も多い。本研究では、statinの脳循環に対するsubacute effectの抗炎症作用に注目し、脳虚血時の白血球血管内動態(rolling, adhesion, extravasation, plugging)に対し、statinがどのように作用するかをin vivoで観察することにより、statin投与による脳梗塞発症例における進展予防効果を解明し、脳梗塞の一次予防をも含めた治療の新たな展開の可能性を検討した。研究実施計画として、open cranial window (dura intact)を作成した。Wister ratの虚血再灌流モデルを用いての脳表および深部脳血管をHMG-CoA還元酵素阻害薬(以下statin)投与群と非投与群で行うことを予定していたが、平成13年度は虚血モデル作成の安定化に時間を要した。平成14年度は、脳虚血モデルの脳血管の観察をconfocal laser scanning microscopy(以下CLSM)にて脳表および100μm下の深部静脈と直径5μm以下の毛細血管を観察するとしていたが、CLSMのscanning timeと動物の呼吸による体動のため、観察面のずれが生じ、同一の血球成分の観察が困難であった。そのため人工呼吸器の呼吸回数とscanning ratを同期させ、同一面を観察するよう設定変更を繰り返し行ったが、ばらつきが大きく、血球の血管内動態のうちrolling, pluggingを経時的に観察することは困難であり、adhesion, extravasationに関してもscanの観察面が変動するため、正確な評価は出来ていない。現在これらのデータの解釈と血球動態の定量化につき検討中である。本年度の研究実施計画として,open cranial window(dura intact)を作成したWister ratの虚血再灌流モデルを用いての脳表および深部悩血管の観察をHMG-CoA還元酵素阻害薬(以下statin)投与群と非投与群で行なうことを予定していた.実験モデルの作成にあたり,cranial windowの作成に関しては問題なく安定したモデルが作成できた.前悩虚血・再灌流モデル作成は,観察部位(脳表)付近の損傷を極力少なくするため,両側総頚動脈閉塞後に動物の下半身を陰圧にし血液poolingし,圧を解除することによって再灌流するモデルを選択した.しかし,陰圧により悩血流を低下させる程度を一定にすることが困難であり,脳血流低下の程度に若干のばらつきが見られたため,この虚血モデルの安定に時間を要した.これらの理由により,平成13年度は実験準備の設定に予想以上の時間を要したため,設定していた実験群の検討が始められていない状態である.現在も安定したdateの得られるモデル作成のための方法を検討中である.HMG-CoA還元酵素阻害(以下statin)は、コレステロール低下作用に基づく動脈硬化抑制効果に加え、近年の研究で抗炎症作用を持つことが知られている。
電子移動還元およびラジカル種によるDNA損傷機構の解明

DNAの損傷は突然変異を引き起こし、細胞の死やがん化の原因となる。そのためこのDNA損傷の化学反応を制御する機構の解明は、次世代の医療の新手法開発にもつながる極めて重要な課題である。本研究では、様々なラジカル種(アルキルラジカル・活性酸素種)とDNAおよび核酸塩基との反応について、中間体の検出や各種速度論的解析の結果をもとに損傷機構の解明を行った。生体内で発色団となる補酵素B_12は、UVA領域、さらに領域に強い吸収を持つことが知られており、光照射を行うことでそのコバルトー炭素結合が開裂し、アルキルラジカルを生成する。しかしこのようなアルキルラジカルによる直接的なDNA切断については、まだよくわかっていない。そこで補酵素B_12から発生するアルキルラジカルによるDNA損傷機構について詳細に検討を行った。アルキル基としてメチル、およびベンジルをもつB_<12>モデル化合物である有機コバロキシムと、メチル基およびアデノシル基をもつ補酵素B_<12>(CH_3Cbl、AdoCbl)を用いた。これらの錯体はいずれも光照射によってコバルト炭素結合がホモリディックに解裂し、アルキルラジカルとコバルト2価錯体を与えることが知られている。実際にそれぞれの化合物を加えたDNA溶液について窒素下と酸素存在下で光照射を行い、DNA切断の割合を調べた結果どの化合物を用いた場合でも酸素存在下ではほとんどDNA切断が起こらないことがわかった。一方窒素下では、有機コバロキシムとCH_3Cblを加えた場合に効率のよいDNA切断が見られ、AdoCblではその切断活性が低下した。従って、メチルラジカルが生成した場合に高効率のDNAからの水素引き抜きがおこっていると考えられる。CH_3CblにDNAの核酸塩基を加えて光照射を行ったところ、CH_3Cblの吸収スペクトルがすみやかにコバルト2価錯体由来のものに変化した。また、2重らせんDNAを用いた場合にも、やはり効率よくCH_3Cblと光反応を起こすことがわかった。さらに反応後のサンプルからガスクロマトグラフィーによりメタンが検出され、メチルラジカルによるDNAからの水素引き抜きが起こることが明らかになった。CH_3Cblのコバルトー炭素結合の光によるホモリティックな解裂は、ESR測定によりコバルト2価錯体を検出することによっても確認した。以上本研究では、補酵素B_12によるDNA切断を初めて見いだし、アルキルラジカルによる実際のDNA切断活性について明らかにすることができた。ヒドロキシルラジカルなどの活性酸素種(ROS)が、DNA損傷やタンパク質の変性を引き起こしていることが知られている。一方、カテコール系の神経伝達物質(エピネフリン、ノルエピネフリン、L-ドーパ、ドーパミン)は、ROSの消去能を有する。このROSの消去反応がプロトン共役電子移動を経て起こる場合は、金属イオンが中間体と相互作用することによって安定化して、ROS消去活性が向上することが報告されている。しかし、神経伝達物質によるROS消去反応の金属イオンの影響についてはわかっていない。本研究では、カテコール系の神経伝達物質によるにROS消去反応の金属イオンの効果、ROSのモデル化合物の消去速度および、ヒドロキシルラジカルによるDNA損傷の阻害効果について検討を行った。室温、アセトニトリル中、ROSのモデル化合物であるガルビノキシルラジカル(GO)は神経伝達物質によって効率よく消去された。その反応速度定数(κ)は、緑茶カテキンに匹敵することがわかった。この反応系に金属イオンの一つである過塩素酸マグネシウムを添加すると、マグネシウムイオン(Mg^<2+>)の濃度の増加に伴って反応速度定数は顕著に増加した。これは中間体として生成するGOアニオンがマグネシウムイオン(Mg^<2+>)によって安定化された結果、電子移動反応が加速したためであると考えられる。次に飽和酸素条件下、PBR322 DNAとニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)を含む緩衝溶液に340nmの光を照射した後に電気泳動を行うと、ヒドロキシルラジカル(OH)によってDNAが切断されたフォームIIの割合が増加する^<2)>。この反応系に神経伝達物質を添加すると、フォームIIの割合は低下し、DNAが切断されていないフォームIの割合が増加した。これは神経伝達物質がヒドロキシルラジカルを効率よく消去していることを示している。この反応系に過素酸マグネシウムを添加して光照射した後に電気泳動を行うと、ドーパミンを加えた場合、マグネシウムイオン非存在下よりもフォームIの割合が顕著に増加した。以上の結果から、ドーパミンによるROSの消去活性はマグネシウムイオンによって顕著に増大することがわかった。
半屋外環境における滞在者の温熱環境適応および熱的快適域に関する研究

本研究では、半屋外環境を環境グレードの区分として定義し、建築温熱環境計画における位置づけを整理した。外乱による環境変動をあえて許容し、滞在者自身による温熱環境への適応も考慮して、建築・設備による一体的な熱的快適性の実現を目指す点に半屋外環境の特徴がある。これまで筆者らが行ってきた公共空間及び駅空間の熱的快適性調査のデータを統一した手法により再整理した。非空調駅ではSET*で1929°C、空調駅では2329°Cとなることを導いた。また、非空調公共空間では1432°C、アトリウムでは1830°Cとなった。これらの結果は、用途や気候といった文脈要素が類似していれば他の空間にも適用できると考えられる。平成25年度は日射のある屋外空間の熱的快適性評価を目的とし、日射を考慮した平均放射温度であるSOL_MRT及びそれをSET*に組み込んだSOL_SET*を提案した。また被験者実験の温冷感とSOL_SET*の比較により温冷感指標としての妥当性を検証した。SOL_MRTとは6方向別の日射および赤外放射の測定結果から求める平均放射温度で、6面に入射する放射を重み付け係数で平均化したものである。これをSET*算出の際、平均放射温度の項目に代入することで屋外の温冷感指標SOL_SET*とした。各被験者の温冷感申告時のSOL_SET*を1°C単位に丸め、それに該当する平均温冷感申告値と比較した。SOL_SET*と被験者の平均温冷感申告値との回帰決定係数は0.86となり、高い相関が見られた。SOL_SET*及び入力パラメータとしてのSOL_MRTは、被験者の温熱環境を表すうえで有効な指標であるといえる。さらに、非適温かつ不快または非受容の申告率とSOL_SET*を対応させることで、熱的快適域と熱的受容域を導いた。非適温かつ不快の申告率は20%未満となることは無く対象空間での被験者実験では高い不快の申告率を示した。また熱的受容域となったのは26°Cから30°Cの範囲であった。SOL_MRTの測定には時間と手間を要し、広い空間を同時に評価するには適さない。そこでSOL_MRTの簡易予測式を提案し、日射が均等に拡散するような緑陰内、人工物である屋外カフェテラスの日向となる軒先、日陰となる軒下で実測に基づいた検証を行った。実測値と予測値の比較から、強い直達日射の入り込みやすい環境では誤差が大きくなることが確認された。そのため緑陰のように均一に囲われた空間では一定の精度が見られたものの、不均一な人工環境である屋外カフェテラスでは精度が低いことがわかった。本研究では、「半屋外環境」を環境グレードの区分として定義し、建築温熱環境計画における位置づけを整理した。温熱環境適応に関する既往研究をレビューし、環境適応の重要な因子と言われている「環境の文脈」を社会、建物、個人の3種の文脈要素に分類することを提案した。また、厳密な環境制御が求められない半屋外環境において、制御点としての快適温度よりも制御範囲としての熱的快適域が重要である点を指摘した。環境の文脈に応じた熱的快適域を満たすように建築・設備の計画を行なうことが、半屋外環境における温熱環境計画の目標といえる。次に、室内、屋外、半屋外環境における熱的快適域に関する既往研究をレビューした。既存のadaptive modelに基づく温熱環境基準では、日本の環境の文脈が考慮されていない点を指摘した。また、日本国内でも半屋外環境の熱的快適域を導いた研究事例は少ないことを示した。日本という国及び地域の建築条件に対応した社会的・建築的文脈要素を整理し、それらを考慮した実測調査に基づく研究を進めていく必要性を示した。これまで筆者らが行ってきたパブリックスペース及び駅の熱的快適性調査のデータを統一した手法により再整理した。特に日射のある環境での平均放射温度及び気流特性について、測定方法や算出方法の違いを詳細な環境測定により再検証し、再分析を行った。熱的不快の申告率が20%を下回るSET*の範囲を「熱的快適域」として定義し、非空調駅では1929°C、空調駅では2329°Cとなることを導いた。また、非空調のパブリックスペースでは14.532°C、空調されたアトリウムでは18.530°Cとなった。建築環境

学半屋外環境では日射環境が熱的快適性に大きな影響を与える。そのため、日射を含んだ放射環境の評価が熱的快適性評価の要となるが、これまで室内環境測定基準ISO 7726のような基準は整理されていない。そこで、本年度は6方向の短波長及び長波長放射の測定結果から人体形状を考慮したSOL_MRTを求める手法を提案した。また、その結果を用いて求めたSOL_SET*が被験者の熱的快適性と高い相関があることを確認した。しかし、1点における測定に最低12分を要し、多点の計測には適さないことが課題となった。放射環境は同じエリア内でも場所によって大きく異なり、多点の計測にはより簡便な方法が求められる。そこで、滞在位置から見た周囲面(樹木等含む)の形態係数や日射遮蔽率を正射影レンズを用いた上方撮影により評価し、温湿度及び水平面全天日射の測定結果から簡易的にSOL_MRTを求める方法を考案した。樹木に覆われた並木道及び建築物周辺における測定結果から、詳細法と簡易法の精度比較を行った。簡易法では、直達日射の当たる場合に精度が落ちるものの、それ以外の条件では一定の精度が得られることが確認できた。ケースに応じて詳細法と簡易法を分けて使う必要があるが、日射のある放射環境を適切に評価できるようになったことで、今後様々な半屋外環境の評価が可能になったと言える。今後、これらの環境測定結果と利用者の熱的快適性申告を対応させることで、熱的快適域の調査が可能になると考えられる。環境適応に関する調査はその性質上、執務者・滞在者にとって日常に近い環境にてフィールド調査を行う必要があり、且つデータ数も多い方が有効な結果を抽出できると考えられる。1行動観察、2アンケートによる心理量調査、3温熱環境測定という3つの手法を組み合わせた実測調査を実施する。1行動観察:対象空間内で実際に座った人を滞在者とし、滞在時間および滞在者数を調査する。滞在時間は調査地を見渡せる位置から無作為に滞在者を選び、着席・離席時刻を記録する。また、滞在者数を10分毎に記録し、1日の変動を調査する。2心理量調査:滞在者にiPadを用いた熱的快適性アンケートを依頼する。様々な人から回答を得るために質問には平易な表現を用い、答えやすいインターフェースを工夫する。3環境調査:滞在者周辺の物理環境を、なるべく滞在者の近傍で時間のずれを少なくして測定する。空気温度及び気流速度、相対湿度、放射計を同時に10秒間隔で記録させる。本年度は温熱環境を形成している要因の分析を目的とした測定の比重を高め、特に気流環境に着目する。温湿度に比べて放射と気流は平面的な分布が生じやすく、同じ時間でも場所により特性が大きく異なる。行動観察により滞在者に選択されやすい場所を特定し、その放射・気流環境の特徴を抽出する。放射については6方向の長短波放射を測定すると共に、滞在位置から見た周囲面(樹木等含む)の形態係数や日射遮蔽率を正射影レンズを用いた撮影により評価する。また、気流環境については好まれやすい気流変動の周波数特性を分析する。平均値では語れない、半屋外環境で好まれる環境特性を明らかにする。3次元超音波風向風速計の購入にあたり、当初想定してた測定器よりも高機能な機種が判明したため、そちらを購入した。効率的な測定が行えるセンサー固定用のアタッチメントも購入の予定であったが、測定器本体価格の上昇により残金が不足した。
原子力災害の避難区域における自殺死亡率の動向と対策への考察

原発事故の影響により避難区域の自殺死亡率に変動が生じていることが想定されるが、検討はまだ十分ではない。今回、同地域内の自殺対策に資するため、自殺率の推移を検討した。2015年時点で避難区域に指定されている市町村の自殺率を、2009年3月から2015年12月までの期間で検討を行った。その結果、男性は、事故直後に上昇した後、約4年間全国水準を下回る状況であったが、その後上昇に転じた。女性は、事故直後の上昇は認めず、およそ2年間は全国と同水準であったが、その後上昇した。ただし、男女とも震災後4年経過した直近の期間で上昇傾向にあることから、今後、避難者への継続的な支援が求められることが示唆された。・本研究において福島第1原子力発電所事故後の原子力災害における避難区域内の自殺死亡率の動向を明らかにすることを目的とし、また得られた結果を、災害後の避難者への支援活動、避難者を含めた地域住民全体のメンタルヘルス対策に資するため調査を実施した。・平成28年度は、厚生労働省人口動態調査の2009年3月から2015年12月までの福島県内市町村別・簡単死因別死亡数の目的外利用申請を行い、そのデータを基に、上記避難区域内の自殺死亡率を把握した。さらに避難区域のうち、2015年時点で市町村の全域が避難区域に指定されている町村(楢葉町、富岡町、大熊町、双葉町、浪江町、葛尾村、飯舘村、以下「全域避難」とする。)とすでに避難指示が解除あるいは市町村の一部分が避難区域に指定されている市町村(田村市、南相馬市、川俣町、広野町、川内村。以下「解除/一部避難」とする。)に分けて、自殺死亡率の推移を把握した。・その結果、避難区域内の自殺死亡率は、男性で事故直後に上昇したが、以後減少し、3年ほど経過した後、上昇に転じている結果であった。一方女性に関しては、男性のような事故直後の上昇は認めなかったが、2年後あたりで一時的な上昇を認めた。年齢階級別では、30歳未満の若年層と、70歳以上の高齢者において事故後の上昇があった一方で、50-60歳代の男性が大きく減少した結果であった。・以上の結果より、避難区域全体で見れば大きな自殺死亡率の上昇は認めなかったものの、解除/一部避難では、減少幅は小さく、むしろ直近の状況ではやや上昇傾向にあった。当初の予定では、29年度も不足分のデータ収集やデータ分析に時間を当てていたが、28年度のデータ収集がスムーズに行えたこともあり、当初の予定より早く進展している状況である。現在成果をまとめ国際雑誌への投稿の準備を行っている状況である。・本研究において福島第1原子力発電所事故後の原子力災害における避難区域内の自殺死亡率の動向を明らかにすることを目的とした。・また、すでに避難指示が解除された市町村および市町村の一部で避難指示が出されている地域での自殺死亡率の上昇が認められ結果を得たが、特に高齢者と働き盛り世代での自殺死亡率の上昇が見込まれたことから、2018年3月末に避難指示が解除された地域を対象に、自殺対策について、検討を行った。その結果、地元の保健師との検討の受けで、住民健診時でのうつ・不眠などのスクリーニング(およびその後の訪問)や、ゲートキーパー養成講座を実施した。・今後は、2018年3月末に避難指示が解除された市町村が比較的多く、避難区域内の自殺死亡率の上昇が懸念されることから、引き続き同地域内での自殺死亡率のモニタリング等を行っていくとともに、今回の研究で関係が構築できた地域において引き続き自殺対策を行っていく方向である。早急に論文掲載に向けて取り組む方向であり、得られた結果を基に、避難区域の自治体と連携した自殺対策の進展に取り組むこととしている。具体的には、解除/一部避難の地域の方が自殺死亡率上昇の危険性が高いことか考えられるため、2017年4月までに指示が解除された自治体を中心に、ゲートキーパー養成や、住民健診の場を活用したスクリーニング等の実施を検討している。精神保健データ収集に関して、当初は県内各保健所に出張し、死亡小票を閲覧してデータ収集する予定であったが、結果的に厚生労働省で所有している磁気データのみで全てを収集でき、結果的に旅費に残額が生じたため。国際雑誌への投稿に向け、英文校正にかかる費用や、成果発表並びに、避難区域内の自治体での自殺対策に関する検討やその実施に係る旅費等に使用する計画である。
ペプチドミクスで同定した血管炎の新たなバイオマーカーの臨床的意義の基盤解析

血清AC13を測定する方法として、AC13と交差反応をするApoA-Iを遠心式限外濾過法により血清から除去した検体を用いた競合ELISA系を樹立した。また、安定同位体標識AC13と弱陽イオン交換を用いて血中AC13のイオン強度を質量分析で定量する方法も確立した。AC13の機能解析のため、AC13存在下で培養されたヒト微小血管内皮細胞(hMVEC)が産生する蛋白プロファイルの解析から、AC13はTNFによる炎症やERK1/2による細胞増殖・接着を亢進させ血管炎を増悪させる可能性が示唆された。AC13がhMVECの細胞表面に対照より強度に結合することから、その受容体の発現が示唆された。新たに開発したAC13のELISA測定系を用いて顕微鏡的多発血管炎(MPA)患者の血清AC13濃度を測定し、臨床病態との関連性を解析した。症例は13例(女性8例)、平均年齢67.1歳、平均罹病期間6.5ヶ月であり、AC13濃度の平均値はELISA法で206 ng/mL、質量分析法(MS)で20.1 AUであった。AC13(ELISA)とAC13(MS)との数値間に相関傾向はあったが、有意差は認められなかった(P=0.052)。AC13(ELISA)と血清クレアチニンの間に有意の正の相関が認められた(P=0.027)。その結果、MPA患者における血清AC13(ELISA)は腎機能悪化時に上昇することが見いだされ、今後詳細に解析する必要性が示唆された。アポリポ蛋白質A-IのC末端13アミノ酸残基として同定されたAC13は、顕微鏡的多発血管炎(MPA)において血管炎の増悪に特異的に関わる断片ペプチドであるが、今年度は主としてAC13が微小血管内皮細胞にもたらすシグナルの経路を探索した。皮膚または肺の微小血管内皮細胞をAC13で刺激した際に、無刺激と比較して1.2倍以上に発現が変化した蛋白質の中で、対照とした線維芽細胞では同様の変化が認められなかった9個の蛋白質を用い、ingenuity pathway analysis (IPA)により解析した。上記の9個の蛋白質のうちKCTD12を除く8つの蛋白質(MVP, EF2, HSPA8, GRP75, FSCN1, ENOA, HSP27, PROF1)は直接的、またはHIF1A, RFWD2, ERK1/2, SYVN1, TNF, ERBB2, RELAを介して間接的に相互作用する可能性が示された。以上より、AC13は以前に報告した微小血管内皮細胞におけるIL-6およびIL-8の産生上昇のみならず、TNFによる炎症やERK1/2による細胞増殖・接着の亢進等により、MPAの血管炎を増悪させる可能性が示唆された。一方、昨年度の血清検体の解析で、ELISAで測定されるAC13濃度とMSイオン強度に基づくAC13量との間に有意の相関関係が認められなかったが、今年度の解析により、本ELISA系では検体中のAC13とアポ蛋白との交差性がわずかに認められ、それが測定結果に影響することが明らかとなった。検体をあらかじめ酸エタノール処理等で除蛋白を試みたが不安定であり、今後血清AC13のマススクリーニングのためにはELISA系の改良の必要があると考えられた。昨年度までの解析で血清中のAC13とその親蛋白であるアポ蛋白の一部が交差反応を示したため、ELISAでの血清AC13の測定結果に影響することが明らかとなった。今年度はアポ蛋白の影響を除去する方法を考案した。(1)遠心式限外濾過フィルター10Kを用いて、血清検体からあらかじめアポ蛋白を含む分画を除去したのち、ELISAでAC13を測定したところ、アポ蛋白の影響を受けずにAC13を測定することができるようになった。(2)血中AC13のイオン強度を質量分析で定量する方法を確立した。一定量の安定同位体標識AC13と、濃度を段階的に調整した非標識AC13の混合液を作製し、弱陽イオン交換によりペプチドを抽出し質量分析で測定したところ、AC13のモル数とペプチドイオン強度との間に非常に高い相関を示した。(1)の方法で、新たに得られた顕微鏡的多発血管炎患者14症例(活動群8例、非活動群6例)と対照疾患(変形性関節症)患者14症例の血清AC13を測定したが、両疾患群間ならびに活動性・非活動性群間で明らかな差は認められなかった。今後は、同一検体を(1)(2)の方法で比較検討するとともに、さらに多くの症例で血中AC13の測定を行い、臨床的意義を幅広く解析する必要がある。一方、これまでの研究でAC13をヒト微小血管内皮細胞(hMVEC)の培養系に添加するとIL-6およびIL-8の産生が増加したことより、hMVECがAC13の受容体を発現しているかを調べた。hMVECをビオチン標識AC13に続いてAlexa488標識ストレプトアビジンで染色したところ、AC13のアミノ酸の配列を変えた対照ペプチドを用いた場合に比較し、高い蛍光強度が観察され、hMVECにおけるAC13受容体の発現が示唆された。今後は、この系を用いて受容体の単離等の解析を進めていく必要がある。

血清AC13を測定する方法として、AC13と交差反応をするApoA-Iを遠心式限外濾過法により血清から除去した検体を用いた競合ELISA系を樹立した。また、安定同位体標識AC13と弱陽イオン交換を用いて血中AC13のイオン強度を質量分析で定量する方法も確立した。AC13の機能解析のため、AC13存在下で培養されたヒト微小血管内皮細胞(hMVEC)が産生する蛋白プロファイルの解析から、AC13はTNFによる炎症やERK1/2による細胞増殖・接着を亢進させ血管炎を増悪させる可能性が示唆された。AC13がhMVECの細胞表面に対照より強度に結合することから、その受容体の発現が示唆された。本来的にはAC13の受容体をクローニングし、その下流のシグナル経路を同定する実験を計画していた。しかし現在のところAC13の細胞への結合が明確に確認されておらず、受容体の同定が難しい状況にある。そのため代替の方法として上記の様に、AC13刺激による微小血管内皮細胞および線維芽細胞における蛋白質の発現変化の比較により、AC13のシグナル経路を探索する解析を行った。またAC13(1523m/z)以外の、MPAで他疾患より血中イオン強度が上昇していたペプチド(1738m/zおよび2503m/z)の同定が難航している。一方、昨年度に明らかにしたMPA患者における血清AC13(ELISA)と腎機能悪化との関連性を、今年度は詳細に解析する予定であったが、AC13のELISA系の有用性を評価する過程で、ELISAに用いた抗AC13抗血清がアポ蛋白と交差性を有しており、それが測定結果に影響することが判明し、除蛋白等の条件の検討で時間を要した。リウマチ、膠原病、自己免疫学本来予定していたAC13の受容体のクローニングおよび下流シグナルの同定と、上記ingenuity pathway analysis (IPA)から得られた解析結果の探索を並行して行う。AC13の受容体の存在を蛍光標識AC13による微小血管内皮細胞の染色にて確認する。また微小血管内皮細胞の抽出物をAC13カラムにて処理し、結合する蛋白質を同定する。この蛋白質と、上記9個の蛋白質およびIPAで検出された7個の蛋白質との間に発生し得る経路を検索し、経路上の蛋白質について相互作用の有無を確認する。1738m/zおよび2503m/zのペプチドの同定については、新たに複数のMPA患者より血清を採取し、当該ペプチドイオン強度が高い検体を選んで、より感度の高いナノ液体クロマトグラフィー/トリプル四重極-飛行時間型質量分析計を用いて同定を試みる。また、ヒト血清中のAC13のマススクリーニングのために、アポ蛋白との交差性のない、より特異的なAC13のELISA系の構築を行う方針である。MPA患者血清および対照血管炎患者ならびに健常者の血清を用いて、ELISAによるAC13濃度とMSのイオン強度に基づくAC13量の相関を比較しながらAC13変動の臨床的意義の解析を進める予定であったが、今年はMPA患者の入院時の血清AC13の測定とその解析にとどまった。一方、AC13の受容体の探索のため、合成AC13ペプチドのC末端をビオチン化したペプチドを準備し、このペプチドがヒト微小血管内皮細胞に結合するかを、IL-6およびIL-8の産生能が上昇するかにより確認を試みた。しかし細胞の増殖能力が高く、無刺激の場合にもIL-6およびIL-8の産生能が高いため、AC13ペプチドを添加した場合において無添加の場合と差が認められなかった。また、AC13以外のMPAのバイオマーカー候補ペプチドについてはイオン強度の低いものが多く、直接質量分析を行うことが難しかった。
同種および異種金属複核錯体触媒を用いるオレフィン重合

前年度は、ジルコノセンと後期遷移金属を含む複核錯体を触媒とするエチレン重合反応、低重合反応を行い、金属や配位子の種類による反応結果をまとめるとともに、大環状多座配位子を有する鉄(II),コバルト(II)錯体触媒を用いるエチレン、プロピレン重合反応を薪たに見出した。本年度は、後の研究を大きく展開するために各種の環状多座配位子を開発し、後期遷移金属多核錯体を触媒とするエチレン、プロピレンの重合を行った。2,6-ジアセチルピリジンと各種のジアミンとの縮合反応による大環状四座六座配位子を合成した。二核構造を有する鉄(II)、コバルト(II)、ニッケル(II)錯体を収率よく得ることができた。ニッケル錯体触媒を有する二核錯体は、X線構造解析によって、金属中心が逆側に配向した安定構造をもつことが確かめられた。用いるエチレンの反応では直鎖状の低重合体が生成し、ポリエチレンは得られない。一方、鉄、コバルト錯体触媒を用いるエチレン重合反応では、結晶性のポリエチレンが生成する。高温GPC測定によって数平均分子量が20000-30000であることがわかった。前年度の錯体触媒を用いた反応では、数平均量3000程度のポリエチレンしか得られなかったことと比較すると、今回の結果はこの方法による分子量を大きく向上させたことになる。一方、GPCによる分散度は10以上あり、特徴ある物性を示すことが期待される炭化水素高分子として期待される。大きい分散度を有する高分子が生成した理由は、重合生長反応における連鎖移動が極めて起こりにくい一方、開始反応が生長反応よりもはるかに遅いためであると理解される。新しい多座配位子をもつ後期遷移金属二核錯体触媒を用いるエチレン重合反応において、特徴ある分子量分布を有する生成物を得た。ジルコノセン錯体とパラジウム、ニッケル、コバルトなどの後期遷移金属錯体触媒をそれぞれ合成し、両錯体のオレフィン官能基を、ルテニウム錯体触媒による交差メタセシス反応を用いて連結して複核錯体を得た。これらの錯体はいずれもエチレンの重合活性を示したが、Zr-Pd錯体ではエチル分岐をもつ高分子が生成し、これはパラジウム上でおきたエチレンの二量化生成物とエチレンとの共重合がジルコニウム上でおきたものと理解される。一方、Zr-M錯体を触媒とするエチレン重合反応では、C10-C12程度の長鎖分岐を有するポリマーが得られた。構成するジルコニウム錯体、ニッケル錯体を混合して触媒に用いた場合にも長鎖分岐を有する高分子がエチレン重合によって生成したが、その分岐の密度や長さには二核錯体と単核錯体の混合物とでは顕著な違いがあった。したがって、二核錯体においては、単核錯体と同様にニッケル上でのエチレンオリゴマー化と生成オリゴマーとエチレンとの共重合が一部おきているものの、高分子の生長末端が二つの金属間をトランスメタル化することによって生成する分岐ポリエチレンが相当量生成することが明らかになった。Fe(II), Co(II), Ni(II)を中心金属に用い、配位子は2,6-ジアセチルピリジンを二官能性のアミンと縮合させて合成し、生成する多座配位子に遷移金属塩を加えてこれら金属の二核錯体を合成した。2つの金属に結合するビスイミノピリジン部分は同じ方向をむいている構造が立体的に安定であり、ピリジン平面が平行である場合に、面間距離は3.8-4.6Å前後であると推算される。これらの新規錯体を触媒とし、MMAOを助触媒に用いエチレンの単独重合をおこなった。イミノ基に置換基を有しない錯体では重合の活性、生成物の分子量ともに低かったが、メチル基をイミノ基上に有する錯体触媒では円滑にエチレン重合が進行した。
授業学習場面における知識獲得と理解変容過程の研究

1.社会科授業の観察小学校3年生の社会科授業の一単元を継続的にビデオ録画し、教師と生徒達との間のコミュニケーションに注目し、知識獲得の過程と理解変容のようすを分析した。生徒達が家庭で調べて来る知識や疑問が、授業の進行の核になっていることが明らかになった。家庭で調べて来る頻度と教室内での発言の回教との相関係数は0.62であったが、良く調べて来ても発言しない子、調べることは少ないが良く発言する子など、個性が見られた。教師は論点(疑問点)が明確に生徒に伝わるように、対立する意見の型で発問し、生徒の好奇心、探究心を喚起することが重要であることがわかった。家庭で何を調べれば良いのかがはっきりわかるように授業をしめくくることも重要であった。2.2名の特徴的な生徒に注目し、この生徒の理解の変容過程を詳しく追跡した。新しい知識を与えたり、新たに説明してやれば、すぐに生徒の理解状態を変えられると、一般には考えられがちだが、実際にはなかなか各人の理解は変容しないことが確認された。たとえば、寒い想いをしてみかんがりをした子どもは、「みかんは暖かい所にしかできない。」という証拠をいろいろ提示され、自分でも調べたにもかかわらず、「みかんは寒いところでもできる。」と言う自分の意見を変えようとしなかった。3.記憶実験知識がどのように関連して記憶されているかを調べるために、プライミング効果の測定という方法がある。この測定、実験を可能にするシステムをコンピューター上に実現した。実験材料として、単語、文、文章が使えるように工夫して、データ収集を開始した。
プロアクションとリアクションに基づくウェアラブル時代のユーザインタフェース開発

本研究では,ウェアラブルセンサを積極的に利用して,ProReactive Interface(PRI)と名付ける新しいマンマシンインタフェースの実現を目指している.PRIでは,システム側はウェアラブルセンサを通して得られる活動信号からユーザの行動意図を予測し,インタフェースを切り替える機能を実現し,ユーザは単純な動作でそのインタフェースを操作することができるようになる.本年度は,メガネ型装着センサや時計型モーションセンサを利用して,ユーザの状態推定を行う手法を開発した,メガネ型装着センサでは,眼電位センサと加速度角速度センサでユーザの退屈状態を推定する方法について開発した.同一被験者であれば約7割の性能で退屈状態を推定できることが明らかになった.また,時計型モーションセンサでは,前年度に取り組んだ日常動作に誤認識されにくいジェスチャ設計に基づいて,マンマシンインタフェースに有効なジェスチャのランキング提示について取り組んだ.マシン側にとって計測・認識が行いやすく,かつ,利用の容易なジェスチャを推薦することが可能になった.本研究で確立した時計型モーションセンサを利用した動作の認識手法について,当初計画していた機器の操作への利用に加え,カメラなどの環境センサを利用しづらい屋外環境での作業認識にも展開できることを確認した.具体的には,農作業のような仕事時の動作についても開発手法が有効に機能し,約8割の認識率で手首の動きを利用した動作を認識できることが確認された.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,ウェアラブルセンサを積極的に活用して,ProReactive Interface(PRI)と名付ける新しいマンマシンインタフェースの実現を目指している.PRIでは,システム側はウェアラブルセンサを通して得られる活動信号からユーザの行動意図を予測し,インターフェースを切り替える機能を実現し,ユーザは単純な動作でそのインタフェースを操作することができるようになる,本年度は,ユーザの行動糸を計測するために,時計型のモーションセンサによる動体信号計測ならびにヘッドフォン型脳波センサによる生体信号計測を行った.動体信号計測では,ユーザが自分の行動意図をシステムに伝達できるように,低偽陽性のジェスチャデザインとその認識方法を開発した.具体的には,時計型のウェアラブルデバイスから得られる動作信号を長時間計測し,日常生活に含まれにくく,かつ単純な動作パターンを自動的に発見する手法を開発した.また,300名を超える老若男女を対象として,システムが自動発見した単純動作群に対してどのような単純動作が機器の操作に選択されやすいかという調査を行い,ユーザビリティの高いジェスチャデザインを行うためのデータベースを作成した.生体信号計測では,ヘッドフォン型の脳波センサを使用して,ユーザの日常生活時の波形パターンを計測した.テレビを見ているときの集中度やリラックス度についての時系列変化を計測し,音量を変える場合や,チャンネルを変える場合の前後に起こる信号変化について調査ならびにその自動検出法について検討を行った.平成27年度の研究計画に掲げている項目については予定通りに研究が進んでおり,期間全体を通しての取り組みについても予定通り進んでいる.本研究では,ウェアラブルセンサを積極的に利用して,ProReactive Interface(PRI)と名付ける新しいマンマシンインタフェースの実現を目指している.PRIでは,システム側はウェアラブルセンサを通して得られる活動信号からユーザの行動意図を予測し,インタフェースを切り替える機能を実現し,ユーザは単純な動作でそのインタフェースを操作することができるようになる.本年度は,メガネ型装着センサや時計型モーションセンサを利用して,ユーザの状態推定を行う手法を開発した,メガネ型装着センサでは,眼電位センサと加速度角速度センサでユーザの退屈状態を推定する方法について開発した.同一被験者であれば約7割の性能で退屈状態を推定できることが明らかになった.また,時計型モーションセンサでは,前年度に取り組んだ日常動作に誤認識されにくいジェスチャ設計に基づいて,マンマシンインタフェースに有効なジェスチャのランキング提示について取り組んだ.マシン側にとって計測・認識が行いやすく,かつ,利用の容易なジェスチャを推薦することが可能になった.本研究で確立した時計型モーションセンサを利用した動作の認識手法について,当初計画していた機器の操作への利用に加え,カメラなどの環境センサを利用しづらい屋外環境での作業認識にも展開できることを確認した.具体的には,農作業のような仕事時の動作についても開発手法が有効に機能し,約8割の認識率で手首の動きを利用した動作を認識できることが確認された.生体信号を計測するデバイスとして,脳波計測のみでは十分な特徴が得られない可能性があるため,メガネ型の眼電位センサの導入も検討する.28年度が最終年度であるため、記入しない。
未利用の地理資料を用いたエチオピア南部の森林・サバンナ動態の検証

本研究は、アメリカ議会図書館および国立公文書館に所蔵される未利用の旧版地形図と空中写真を用いて、大規模な森林減少・サバンナ化が指摘されてきたエチオピア南部における1940年代から現在までの土地被覆・土地利用変化を復原し、具体的な検証が乏しいまま環境劣化が強調されてきたアフリカの環境問題に地理学・環境史の分野からの貢献をしようとするものである。本研究では、地理資料を用いて土地被覆・土地利用変化をGISで分析するとともに、エチオピア南部の広域の現地調査と文献調査をあわせておこなうことによって、民族集団の生業動態・文化規範や国家政策との関連で変化のメカニズムを説明することを目的とした。本年度は、前年度までに明らかになった、エチオピア南部各地で行われた2000年以降の急速な農園開発にともなう土地被覆変化の実態に関する調査を進めた。その結果、エチオピアで2000年以降に進んだ土地の登記の動きに関連し、高地から低地に政策的におこなわれた移民が、慣習的な土地利用者であった焼畑民に対して、個人的に土地を買収したり、また企業が慣習的土地利用者の許可を得ることなく土地収奪をおこなっていることが明らかになった。これらの動きにともなって、休閑サイクルをともなう焼畑利用地が急速に常畑化し、森林がコーヒー農園などに変わることによって減少していることがわかった。これらの実態はGISデータとして整理しており、論文執筆による公表の準備を進めている。本科研の主な対象であるアメリカ公文書館の地図・空中写真の整理作業もあわせて成果発表の準備を進めている。本研究は、アメリカ議会図書館および国立公文書館に所蔵される未利用の旧版地形図および空中写真を用いて、大規模な森林減少・サバンナ化が指摘されてきたエチオピア南部における1940年代から現在までの土地被覆・土地利用変化を復原し、具体的な検証が乏しいまま環境劣化が強調されてきたアフリカの環境問題に地理学・環境史の分野からの貢献をしようとするものである。本研究では、上記の地理資料を用いて土地被覆・土地利用変化をGISで定量的に分析するとともに、エチオピア南部の広域の現地調査と文献調査をあわせておこなうことによって、民族集団の生業動態・文化規範や国家政策との関連で変化のメカニズムを説明することを目的としている。今年度は、ワシントンDCのアメリカ議会図書館に所蔵されたエチオピア地図のうち、南西部ガンベラ州の地形図のスキャニングとGIS分析の準備作業である位置座標の付与をおこなった。同時に、アメリカ公文書館所蔵の1940年代のエチオピア南部空中写真を目視判読し、植生・土地利用動態分析のための着眼ポイントを検討した。そして、ガンベラ州において(1)1940年代の空中写真から森林域を抽出する(2)1980年代測量の地形図から森林域を抽出、そして(3)2時期の森林面積を抽出し、森林の増減を定量的に明らかにすること、という手順で基本的な土地被覆変化を把握することとし、作業に着手した。さらに次年度以降は、(4)同地域における集落の位置と範囲を同様に2時期について抽出し、(5)集落動態をパターンの変化として分析するという目標を設定した。これは、同地域において社会主義政権による村落化が1980年代前半期にすすみ、多数の少数民族が移住・集住化を強いられた事実にもとづき、それらの政策の環境への影響を評価するための作業である。本年度は、当初予定した現地調査を実施しなかったが、既存の資料の整理・分析を通しておおむね設定していた目標を達成することができた。今年度の進捗と成果については人文地理学会例会でも発表することができた。また、次年度の目標も明確化することができ、今後も順調に研究をすすめる見通しを得ることができた。本研究での地理資料を用いて土地被覆・土地利用変化をGISで分析するとともに、エチオピア南部の広域の現地調査と文献調査をあわせておこなうことによって、民族集団の生業動態・文化規範や国家政策との関連で変化のメカニズムを説明することを目的とする。本年度は、前年度までに位置情報が付与され整理された地図・空中写真を用いて、ターゲットとなる地域(ガンベラ州・ゴダレ地区)を設定し、同地域における1960年代と1980年代の集落の位置および範囲を抽出しポリゴン化した。その結果、広範囲にわたって小集落が分散立地するパターンから、少数の大集落に集中するパターンへの変化が認められ、当時の定住化政策が予想された以上に80年代に進行していたことが明らかになった。本年度は12月にエチオピアで現地調査をおこない、実際の定住化のプロセスについて聞き取りによって情報を補足することができた。以上の結果は、アーカイブ化された空中写真と地形図を利用した環境復原研究の有効性を確かなものにすることであると言える。同時に、集落動態が森林・サバンナ環境の動態にどのように影響を与えているかを検証する次年度の検証課題への道を開いた。本年度は、エチオピアにおける現地調査で有用なデータを得ることに成功し、また地図・写真の位置情報付与と分析もほぼ計画通りに進めることができた。本研究の最終的な検証課題である森林のサバンナ化のプロセスを復原・分析する準備を整えることもでき、全体として順調に進展していると考える。

本研究は、アメリカ議会図書館および国立公文書館に所蔵される未利用の旧版地形図と空中写真を用いて、大規模な森林減少・サバンナ化が指摘されてきたエチオピア南部における1940年代から現在までの土地被覆・土地利用変化を復原し、具体的な検証が乏しいまま環境劣化が強調されてきたアフリカの環境問題に地理学・環境史の分野からの貢献をしようとするものである。本研究では、地理資料を用いて土地被覆・土地利用変化をGISで分析するとともに、エチオピア南部の広域の現地調査と文献調査をあわせておこなうことによって、民族集団の生業動態・文化規範や国家政策との関連で変化のメカニズムを説明することを目的とする。本年度は、前年度までに整備した地図・空中写真のデジタルデータを用いて、エチオピア南部における開発と土地被覆・土地利用変化を広域に検討した。これに12月に実施したエチオピア南部の現地調査によって得られた情報を加えた結果、2000年以降にエチオピア南部各地で行われた農園開発が急速な土地被覆変化を引き起こしていることがわかった。これは、この地域において従来危惧されていたような、在来の農業によるサバンナ化によるというより、国内外の企業による農園開発が環境変化に重大な影響を及ぼしていることを示唆するものである。これらの実態を今後GIS上で地図化する作業を進めていく。本年度は同時にアメリカで資料調査を行い、国立公文書館に保存されているアフリカ全域の空中写真の撮影範囲を示した標定図デジタルデータを入手できた。今後、これらのデータの整備を進めるとともに、成果の公表を学会発表および論文投稿の形で順次行っていく。本研究は、初年度にエチオピアの政治情勢を勘案して現地調査を控えたことにより、全体の進行が若干遅れることになった。ただし研究の進展自体は障害もなく順調に進んでおり、期間延長することによって当初の目的を達成することができる見込みである。本研究では、地理資料を用いて土地被覆・土地利用変化をGISで分析するとともに、エチオピア南部の広域の現地調査と文献調査をあわせておこなうことによって、民族集団の生業動態・文化規範や国家政策との関連で変化のメカニズムを説明することを目的とした。本年度は、前年度までに明らかになった、エチオピア南部各地で行われた2000年以降の急速な農園開発にともなう土地被覆変化の実態に関する調査を進めた。その結果、エチオピアで2000年以降に進んだ土地の登記の動きに関連し、高地から低地に政策的におこなわれた移民が、慣習的な土地利用者であった焼畑民に対して、個人的に土地を買収したり、また企業が慣習的土地利用者の許可を得ることなく土地収奪をおこなっていることが明らかになった。これらの動きにともなって、休閑サイクルをともなう焼畑利用地が急速に常畑化し、森林がコーヒー農園などに変わることによって減少していることがわかった。
炭化シリコン超薄膜を正孔障壁層に用いる新しいエミッタ構造の研究

トランジスタのエミッタに、ベースよりバンドギャップの広い材料を用いることにより、従来のトランジスタに比べベースの不純物濃度を高く設定でき、ベース抵抗を低減できる。これにより、素子の動作速度を高めることができる。このエミッタ材料として、非晶質SiCと微結晶Siを提案し、実際にこれらを組み合わせてトランジスタを試作した。まず、微結晶Siのみを用いると結晶成長が生じ、バンドギャップ差を作り出すことができず、低い電流増幅率しか得られなかった。そこで、まずSiC超薄膜を形成し、その上に微結晶Siを堆積したところ、従来の2030倍も大きい電流増幅率を持つものができた。しかし、エミッタ抵抗が大きく、高周波測定をしたところ、それによる遅延が比較的大きいことが判明した。このトランジスタの本質的な性能を発揮させるには、エミッタ抵抗を削減しなければならない。次に、ベースのバンドギャップをエミッタのそれより狭くして、バンドギャップ差を作ることを検討した。Siよりバンドギャップの狭い材料としてSiGeを選択し、SiとGeをイオンビームでスパッタすることによりそれを作製した。SiにGeが加わるとエピタキシャル温度が低下し、Si_<0.75>Ge_<0.25>では400°C程度の低温でもエピタキシャル成長が可能であることが分かった。さらにECR(電子サイクロトロン共鳴)法を用いて水素プラズマを励起し、それにSiH_4ガスを接触分解させ、Siのエピタキシャル成長を行った。この水素プラズマは、SiH_4ガスの分解だけでなく、堆積したSi膜の一部をエッチングしていることおよびその作用がエピタキシャル成長を促進していることや過度のエッチングは結晶欠陥を引き起こすことが明らかになった。一方、適当な堆積条件を設定すれば、SiO_2基板上にはSi膜は成長せず、Si基板のみにSiのエピタキシャル成長を起こすことができる、いわゆる選択エピタキシャル成長が可能であることが見いだされた。本年度は研究の最も基本となるECR-CVD装置によるSi薄膜の作製に関して研究を行った。基板温度、マイクロ波電力、ガス流量を変え、Siおよびガラス基板上にSi薄膜を堆積し、堆積速度、吸光度、結晶性等の測定・評価を行った。同時にプラズマ発光スペクトルを観察した。その結果以下のことが明らかとなった。1)プラズマ発光強度がプラズマ発生直後から徐々に減少する現象が見られた。この発光強度の減少は、装置内壁の温度との間に負の相関があることが見いだされた。2)プラズマ発光強度とSi薄膜の堆積速度との間には比例関係がある。従って、上記発光強度の減少が堆積速度の減少を引き起こしていることが示された。3)ガラス基板上の場合、堆積膜は、初めの3040nmの間非晶質構造であるが、その後(220)に配向した多結晶構造となる。4)Si(100)基板上では、室温であってもエピタキシャル成長が可能である。ただし、膜厚の増加とともに結晶性が劣化する。基板温度を450°C程度に高めると、基板と変わらない結晶性のSi薄膜が形成可能である。5)SiH_4ガス分解用に用いた水素プラズマが、膜堆積と同時に、エッチングも引き起こしており、適度のエッチング作用が低温エピタキシャル成長を可能にしていることを突き止めた。

まず、微結晶Siのみを用いると結晶成長が生じ、バンドギャップ差を作り出すことができず、低い電流増幅率した得られなかった。そこで、まずSiC超薄膜を形成し、その上に微結晶Siを堆積したところ、従来の2030倍も大きい電流増幅率を持つものができた。しかし、エミッタ抵抗が大きく、高周波測定をしたところ、それによる遅延が比較的大きいことが判明した。このトランジスタの本質的な性能を発揮させるには、エミッタ抵抗を削減しなければならない。次に、ベースのバンドギャップをエミッタのそれより狭くして、バンドギャップ差を作ることを検討した。Siよりバンドギャップの狭い材料としてSiGeを選択し、SiとGeをイオンビームでスパッタすることによりそれを作製した。SiにGeが加わるとエピタキシャル温度が低下し、Si_<0.75>Ge_<0.25>では400°C程度の低温でもエピタキシャル成長が可能であることが分かった。さらにECR(電子サイクロトロン共鳴)法を用いて水素プラズマを励起し、それにSiH_4ガスを接触分解させ、Siのエピタキシャル成長を行った。この水素プラズマは、SiH_4ガスの分解だけでなく、堆積したSi膜の一部をエッチングしていることおよびその作用がエピタキシャル成長を促進していることや過度のエッチングは結晶欠陥を引き起こすことが明らかになった。一方、適当な堆積条件を設定すれば、SiO_2基板上にはSi膜は成長せず、Si基板のみにSiのエピタキシャル成長を起こすことができる、いわゆる選択エピタキシャル成長が可能であることが見いだされた。
小胞体膜由来クロライドチャネルの機能と構造に関する研究

本研究は細胞内オルガネラである筋小胞体に存在するクロライドチャネル(SR-CIチャネル)の機能調節機構と構造解明を目的とする。今迄の検討の結果SR-CIチャネルはcyclic AMP依存性燐酸化により活性化される事、その電気生理学的特性(イオン透過性、Ca^<2+>非依存性、電位非依存性等)が気管上皮に発現しているcystic fibrosis transmembrane regulator(CFTR)と類似している事を明らかとなった。またCFTR抗体を用いたウェスタンブロットの結果、SR-CIチャネルは構造的にもN末端及びRドメインがCFTRと類似していることが判明し、ATP駆動型トランスポータータイプのチャネルであると推測された。ATP駆動型トランスポータータイプのクロライドチャネルに関してはATP通過機能の有無が最近論争の的となっているが未だ決着がついていない。我々のSR-CIチャネルのATP通過機能の検討では、人工脂質二重膜に再構成したチャネルは陰イオンを全てtris ATPやNa_2ATP,K_2ATP(83mM又は200mM)に置換した場合もチャネルの開口が保持されていた。これらの条件下でのコンダクタンスや、逆転電位の変化より,SR-CIチャネルはATPを通過させることが判明した。以上の結果は小胞体のcyclic AMP依存性燐酸化によって活性化されるクロライドチャネルは、アニオン以外の物質であるATPを通過させ得ることが明らかとなり、その生理機能として細胞内物質や代謝産物の輸送に寄与していることが推測された。