hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
身体拘束解除を目指した院内デイケアの開発と教育プログラムの検証

本研究の目的は、安全面への配慮から身体拘束を許容された高齢患者を対象に、身体拘束を解除し、医療者の作成したプログラムにそって昼間の時間を過ごすケアの場(以下、院内デイケア)を開設することである。H30年度は、療養病床で身体拘束を許容された高齢患者を2群(介入群と対照群)に封筒法を用い無作為に分け、院内デイケアを実施し、その効果は比較を通して明らかにした。尚、本研究は所属大学倫理委員会の承認を得て行った。研究デザインは非侵襲性の介入研究である。対象者は20名であり、そのうち介入期間中の在院日数7割以上、介入群においては院内デイケア参加率7割以上の者を条件とし、介入群6名、非介入群9名を分析対象とした。院内デイケアは1日1時間を2週間、研究代表者が対象者の状況を判断し全員が参加できる内容を提案し実施した。結果、群別に介入前後で比較すると、Wilcoxon signed-rank testにおいて認知行動障害尺度(Dementia Behavior Disturbance Scale)や認知症状評価尺度(GBS尺度)のスコアに有意な差はみられなかった。しかし、身体拘束の実施時間においては、介入群では、介入前1180分/日、介入後615分/日と有意に短縮(p=0.028)していた。これより、療養生活における身体拘束解除のツールとして院内デイケアは有効に働く可能性が示唆された。一方で、患者の認知・身体機能の改善を認めなかったことから、介入期間や院内デイケアプログラムを工夫する必要性が課題として示された。今後、院内デイケアプログラムの開発に病棟看護師を加え、プログラムを発展させていく。また、病棟看護師が身体拘束を解除した院内デイケアを実践するなかで身体拘束に関する意識変容を探求し、院内デイケアがもたらす教育効果を検証していく予定である。1.院内デイケアの実態や効果に関する調査平成28年度に得られたデータをまとめ、学術集会発表や論文投稿する。2.院内デイケア開設に向けた準備医療施設と連携し、院内デイケアを実践するための準備を開始する。院内デイケアのプログラム骨子を構築し、対象施設の担当者との交渉を重ねて臨床で日々活用できるプログラムを策定する。身体拘束実施患者の転院受け入れにおける拘束解除のための院内デイケアプログラムについて倫理審査を受け、実施する。研究デザインは介入研究である。また院内デイケア普及の一助となるよう効果を患者の身体的、精神的側面から検証する。院内デイケアを看護師と共に実施していくなかで看護師の身体拘束に関する意識変遷を検証する。平成28年度助成金に残高が生じた理由は、平成29年度から対象施設にデイケアを開設するため環境整備としての予算確保のためである。購入を予定していた院内デイケア開設に伴う物品は、翌年度に購入することになっている。また、今後デイケア介入に伴う人件費が発生する。平成29年度には医療施設との連携を開始し、院内デイケアの環境を整備していく計画であり、平成28年度の残高については使用予定である。
圧力下量子臨界点近傍における近藤半導体状態の探索

CeSの圧力下電気抵抗を最低温度1.5 K,磁場14.5 T,最高圧7.2 GPaまで測定した.その結果,約4.8 GPaの量子臨界圧力に近づくにつれて,電気抵抗率が低温で異常な上昇を示し,その温度変化も単純な近藤効果によるlog T依存性を大きく超える上昇を示すものであることがわかった.横軸を圧力,縦軸をTN直上での電気抵抗率にとったプロットでは,臨界圧に向かっての電気抵抗の上昇は常圧の10倍にも達し,価数ゆらぎの効果が指摘されているCeCu2Si2を上回るほどの上昇である.この急激な上昇の起源を探るため,その臨界圧4.8 GPaまでの圧力下でホール効果の測定も行った.その結果,圧力下でホール係数が上昇し,キャリア数が減少していくことがわかった.ただ,電気抵抗の上昇がギャップ形成と関係しているのではないかとの当初の予想は,ホール係数の温度変化がないことから,ギャップ形成よりもむしろ,通常のスピンゆらぎによる近藤効果とは異なる機構による電子の散乱が増大しているのではないかと考えるようになってきた.むしろ,臨界圧近傍での電荷ゆらぎがd-fクーロン相互作用が強く働くことによる散乱の増大ではないかと考えている.まとめると,反強磁性転移直前の電気抵抗率の急激な上昇については2つの要因からなると考えられる.1つは,結晶場の縮小によってΓ7,Γ8状態が縮退することによるcーf混成の強化,つまり、近藤効果の増強による要因である.2つ目は,圧力印加によって価数揺動状態をとるCe原子が生じ,価数揺らぎによる物性異常が起こりやすい状態となる要因である.また,今年度は初年度であり,今後圧力下実験をさらに進めていくための圧力セルの導入や,測定システムの整備などの環境整備も行った.新しい圧力セルの導入や,測定システムの整備なども行い,今後の研究を展開していくための準備を整えることができた.また,従来の圧力セルを使って,量子臨界圧直前までのCeSのホール効果の測定も行うことができた.新しい圧力セルを使って電気抵抗やホール係数の測定を3He温度領域や希釈冷凍機を使った極低温領域にまで広げる.また,圧力下比熱測定も行い,CeS, CeSe, CeTeにおける圧力下量子臨界現象の全貌を電気伝導と比熱の観点から明らかにしていく.特に,来年度はCeSの量子臨界圧近傍での電気抵抗を極低温まで,ホール係数を7GPa付近まで測定し,同時に比熱測定も行うことが目標である.CeSの圧力下電気抵抗を最低温度1.5 K,磁場14.5 T,最高圧7.2 GPaまで測定した.その結果,約4.8 GPaの量子臨界圧力に近づくにつれて,電気抵抗率が低温で異常な上昇を示し,その温度変化も単純な近藤効果によるlog T依存性を大きく超える上昇を示すものであることがわかった.横軸を圧力,縦軸をTN直上での電気抵抗率にとったプロットでは,臨界圧に向かっての電気抵抗の上昇は常圧の10倍にも達し,価数ゆらぎの効果が指摘されているCeCu2Si2を上回るほどの上昇である.この急激な上昇の起源を探るため,その臨界圧4.8 GPaまでの圧力下でホール効果の測定も行った.その結果,圧力下でホール係数が上昇し,キャリア数が減少していくことがわかった.ただ,電気抵抗の上昇がギャップ形成と関係しているのではないかとの当初の予想は,ホール係数の温度変化がないことから,ギャップ形成よりもむしろ,通常のスピンゆらぎによる近藤効果とは異なる機構による電子の散乱が増大しているのではないかと考えるようになってきた.むしろ,臨界圧近傍での電荷ゆらぎがd-fクーロン相互作用が強く働くことによる散乱の増大ではないかと考えている.まとめると,反強磁性転移直前の電気抵抗率の急激な上昇については2つの要因からなると考えられる.1つは,結晶場の縮小によってΓ7,Γ8状態が縮退することによるcーf混成の強化,つまり、近藤効果の増強による要因である.2つ目は,圧力印加によって価数揺動状態をとるCe原子が生じ,価数揺らぎによる物性異常が起こりやすい状態となる要因である.また,今年度は初年度であり,今後圧力下実験をさらに進めていくための圧力セルの導入や,測定システムの整備などの環境整備も行った.新しい圧力セルの導入や,測定システムの整備なども行い,今後の研究を展開していくための準備を整えることができた.また,従来の圧力セルを使って,量子臨界圧直前までのCeSのホール効果の測定も行うことができた.新しい圧力セルを使って電気抵抗やホール係数の測定を3He温度領域や希釈冷凍機を使った極低温領域にまで広げる.また,圧力下比熱測定も行い,CeS, CeSe, CeTeにおける圧力下量子臨界現象の全貌を電気伝導と比熱の観点から明らかにしていく.特に,来年度はCeSの量子臨界圧近傍での電気抵抗を極低温まで,ホール係数を7GPa付近まで測定し,同時に比熱測定も行うことが目標である.今年度導入予定の圧力セル,測定系の整備が予定どおり完了したので,少額の未使用分は翌年度の実験経費として使用したほうが研究計画全体として効果的であると判断した.
南天の銀河面の高解像探査

南アフリカ天文台に設置した口径1.4mの光学赤外線望遠鏡に赤外線3色同時撮像カメラSIRIUSを搭載し、南天の観測を行なって、これまでにないデータを得てきた。南天の星形成領域を数多く観測し、それらとW3やNGC7538等の北天の星形成領域とを比較して質量関数等の性質を論じた。また、おおかみ座の暗黒星雲ではきわめて深い限界等級でサーベイを行ない、中心部では近赤外域で光る星雲を見出した。可視光やJバンド(1.2μm)で暗黒星雲として見える部分がKバンド(2.2μm)では光る星雲として観測され、これが背景の星の光を暗黒星雲中の塵が散乱したものであることを、簡単なモデル計算から導いた。ここで、塵のサイズ分布はやや大きなものまで含む必要があるため、暗黒星雲中での塵の合体や成長に重要な制約を与えるものと考えている。星形成領域S269の赤外線サーベイ観測を行ない、多数の赤外線源を検出した。ほ座の巨大分子雲の赤外線サーベイを行ない、極めて星密度の高い、若い(2-3Myr)星団を発見した。メンバー星は少なくとも350個で、0.5pc程度の半径にかたまっている。大質量の星が中心部に多い傾向も確認した。大質量星形成領域のM16・M17や、カメレオン座・へびつかい座の星形成領域のデータも取得した。銀河面の向こう側に位置するグレートアトラクターに含まれる銀河のサーベイ観測も行なった。電波銀河PKS1343-601の周囲30分角の領域をサーベイし、取得した像から前景の星をし引いて数十個の銀河を検出した。この電波銀河はきわめて明るいものの、まわりには楕円金河が少なく、渦状銀河の数もリッチな銀河団と呼べるほどのものではないことを明らかにした。南アフリカ天文台に設置した口径1.4mの光学赤外線望遠鏡に赤外線3色同時撮像カメラSIRIUSを搭載し、南天の観測を開始した。おおかみ座の暗黒星雲ではこれまでにない限界等級でサーベイを行ない、中心部では近赤外域で光る星雲を見出した。Jバンド(1.2μm)で暗黒星雲として見える部分がKバンド(2.2μm)では光を発しており,単に減光の差で説明できる反射星雲の性質なのか、むしろKバンドでの発光を見つけたものなのか、結論は出ていない。さらに、おおかみ座以外でも近赤外域での発光を検出しており、暗黒星雲での一般的な現象ではないかと考えられる。この結果は日本天文学会で発表し、投稿論文も準備中である。へびつかい座ロー星の暗黒星雲では、繰り返し観測を行なって限界等級を深くするとともに、明るい天体については変光がないかどうか調べている。銀河中心部でも1平方度強の領域にわたったサーベイ観測と、銀河中心の星団を含むSIRIUSの1視野(8分角四方)および電波アークに位置する五つ子赤外線源とアーチフィラメントの星団を両方含むもう1視野の頻繁な観測とから、それぞれ早期型星と変光星とを検出できないか、データ解析中である。また、このデータからは銀河系内奥部の晩期型星の分布が、これまでにない感度で決定できると考えている。この他、カメレオン座・ほ座・りゅうこつ座等の星形成領域のデータも取得し、現在解析を行なっている。さらに、銀河面の向こう側に位置するグレートアトラクターに含まれる銀河のサーベイ観測も始めた。SIRIUSで取得した像から前景の星を差し引く技法を開発中である。

南アフリカ天文台に設置した口径1.4mの光学赤外線望遠鏡に赤外線3色同時撮像カメラSIRIUSを搭載し、南天の観測を行なっている。おおかみ座の暗黒星雲ではこれまでにない限界等級でサーベイを行ない、中心部では近赤外域で光る星雲を見出した。可視光やJバンド(1.2μm)で暗黒星雲として見える部分がKバンド(2.2μm)では光る星雲として観測され、これが背景の星の光を暗黒星雲中の塵が散乱したものであることを、簡単なモデル計算から導いた。ここで、塵のサイズ分布はやや大きなものまで含む必要があるため、暗黒星雲中での塵の合体や成長に重要な制約を与えるものと考えている。この結果は論文として発表した。銀河系の中心部では数平方度の領域にわたったサーベイ観測と、銀河中心の星団を含むSIRIUSの1視野(8分角四方)および電波アークに位置する五つ子赤外線源とアーチフィラメントの星団を両方を含むもう1視野の頻繁な観測とから、それぞれ早期型星と変光星とを検出できないか、データ解析中である。また、このデータからは銀河系内奥部の晩期型星や星間減光の分布が、これまでにない感度で決定できると考えている。この他、大質量星形成領域のM17や、カメレオン座・へびつかい座・ほ座等の星形成領域のデータも取得し、現在解析を行なっている。さらに、31個のグロビュールの背後の星の計数からコアの密度分布を推定し、グロビュールの一般的なプロファイルを導こうとしている。さらに、銀河面の向こう側に位置するグレートアトラクターに含まれる銀河のサーベイ観測も行なった。電波銀河PKS1343-601の周囲30分角の領域をサーベイし、取得した像から前景の星を差し引いて数十個の銀河を検出した。星形成領域S269の赤外線サーベイ観測を行ない、多数の赤外線源を検出した。この他、カメレオン座・へびつかい座・ほ座等の星形成領域のデータも取得し、現在解析を行なっている。さらに、前年度の32個に加えて58個のグロビュールの背後の星の計数からコアの密度分布を推定し、グロビュールの一般的なプロファイルを導こうとしている。これらの結果は日本天文学会の年会で発表し、また論文を準備中・投稿中である。この電波銀河はきわめて明るいものの、まわりには楕円銀河が少なく、渦状銀河の数もリッチな銀河団と呼べるほどのものではないことを明らかにした。現在論文を投稿中である。これに加えて、少し離れたCIZA領域の銀河サーベイからは数多くの楕円銀河を検出して、銀河団のメンバーシップを求めようとしている段階である。南アフリカ天文台に設置した口径1.4mの光学赤外線望遠鏡に赤外線3色同時撮像カメラSIRIUSを搭載し、南天の観測を行なってきた。ほ座の巨大分子雲の赤外線サーベイを行ない、極めて星密度の高い、若い(2-3Myr)星団を発見した。メンバー星は少なくとも350個で、0.5pc程度の半径にかたまっている。大質量の星が中心部に多い傾向も確認した。この結果はAstrophysical Journal誌に論文として発表した。さらに、ほ座分子雲の広い領域にわたって多数の赤外線源を検出した。この他、カメレオン座とへびつかい座の星形成領域のデータも現在解析を行なっている。
IgE→IgAクラススイッチ誘導によるアレルギー疾患治療法の開発

IgE GFPノックインマウス(以下IgEレポーターマウス)を用いてIgE産生細胞からIgA産生細胞へのクラススイッチが誘導されるかを解析した。IgEレポーターマウスの脾臓CD19陽性B細胞をIgE誘導条件、或いはIgA誘導条件で4日間培養した。IgE誘導条件下では、GFP陽性IgD陰性B細胞が9%程度検出され、一方IgA誘導条件下では、GFP陰性IgA陽性B細胞が4%程度検出された。B細胞をIgE誘導条件下で4日間培養後、IgA誘導条件下で培養し、IgEからIgAへのクラススイッチが誘導されるか否かを検討したが、GFP陽性IgA陽性B細胞は検出されなかった。実験条件の更なる改良が必要である。アトピー型喘息、アレルギー性鼻炎、食物アレルギーなどのアレルギー疾患の罹患率は30%を越え、今や国民病ともいえる状態にある。自然緩解することは稀であり、治療継続による経済的損失は大きく、学習障害、睡眠障害、労働生産性の低下等、社会的損失も計り知れない。多くの研究が行われているが未だアレルギー疾患の根本的治療法は確立されておらず、新規治療戦略の開発が急務である。抗原特異的IgEが病態に深く関与することは、抗IgE抗体(オマリズマブ)の有効性より明らかであるが、オマリズマブは高価であり、費用対効果に問題がある。そこで本申請研究では、IgE産生細胞、或いはIgE産生細胞へと分化するIgG1産生細胞をIgA産生細胞にクラススイッチ誘導する方法を開発し、アレルギー疾患の新規治療戦略開発の基盤を構築することを目的とした。平成28年度は喘息モデルマウスの炎症局所におけるIgE産生細胞及びIgA産生細胞のクラススイッチ誘導の起源を解析し、IgA産生細胞の誘導条件の至適化、及びその分子メカニズムの解明を目指した。しかし、通常の卵白アルブミンの腹腔内感作ー経気道チャレンジの実験系においては、気道から十分な数のIgE産生細胞、及びIgA産生細胞を得ることができなかった。そのため、卵白アルブミン特異的なTCRトランスジェニックマウスの細胞を移入する系にてその克服を目指したが、この系においても遺伝子発現を網羅的に行うのに十分な細胞を単離することは困難であった。そこで現在、入手したIgEレポーターマウスのコロニーを拡大し、レポーター発現によりIgE産生細胞を単離するシステムを立ち上げている。in vivoから十分な数のIgE産生細胞を得ることには未だ成功していないが、既に新たな実験系の立ち上げを行っており、この点に関しては、想定内の進捗状況である。一方、in vitroのIgE産生の実験系に関しては既に至適条件を見出しており、解析が順調に進んでいる。抗原特異的IgEが病態に深く関与することは、オマリズマブの有効性より明らかであるが、オマリズマブは高価であり、費用対効果に問題がある。平成29年度はBrightbillらが開発したC57BL/6背景のIgE GFPノックインマウス(以下IgEレポーターマウス)を用いてIgE産生細胞からIgA産生細胞へのクラススイッチ誘導が可能か否かを解析した。IgEレポーターマウスの脾臓からCD19陽性細胞をMACSを用いて分離し、IgE誘導条件(LPS+IL-4)、或いはIgA誘導条件(LPS+IL-4+IL-5+April+Baff)で4日間培養し、IgE産生(GFP陽性)細胞、IgA産生細胞をFACSで解析した。その結果、IgE誘導条件下では、GFP陽性IgD陰性B細胞が9%程度検出され、一方IgA誘導条件下では、GFP陰性IgA陽性B細胞が4%程度検出さた。CD19陽性細胞をIgE誘導条件下で4日間培養後、IgA誘導条件下で培養し、IgAへのクラススイッチを検討したが、GFP陽性IgA陽性B細胞は殆ど検出されなかった。IgEレポーターマウスを用いることにより、IgE産生B細胞を高感度で検出することが可能となったが、IgA産生B細胞への分化誘導を分子レベルで解析するにはIgA産生への分化誘導率が不十分であり、培養条件の更なる改良が必要である。

IgEレポーターマウスなど、トラブルを乗り越えるためのツールは既に入手しており、この方向で研究を推進する予定である。さらなる問題が発生する可能性もあるが、柔軟に対応し、問題を克服したい。アレルギー本年度の研究においてIgE産生細胞からRNAシーケンス, CHIPシーケンス等、網羅的解析を行う予定であったが、解析を行うに十分な細胞数が得られなかったため、その解析を次年度に持ち越したため。前年度の予算に計上していたIgE産生細胞からRNAシーケンス, CHIPシーケンス等、網羅的解析を行う予定のため
溶解性多糖モノオキシゲナーゼの電極反応を利用した酵素バイオ電池の開発

糸状菌による植物細胞壁分解過程において、セルラーゼが触媒する加水分解反応に加え、セロビオース脱水素酵素(CDH)や多糖溶解性モノオキシゲナーゼ(LPMO)による酸化還元反応もまた重要であることが近年報告されている。担子菌Coprinopsis cinerea由来ピロロキノリンキノン(PQQ)依存性ピラノース脱水素酵素(CcPDH)は、本課題の木材腐朽菌の酸化還元酵素を利用したバイオ燃料電池のアノード側の酸化触媒酵素の一つである。本年度、CcPDHについて新たな成果が得られた。LPMOはCDHのシトクロムドメインを介した電子供与を受けて活性化される。CcPDHも同様にLPMOを活性化することがわかった。CcPDHの反応では、触媒部位のPQQドメインで糖が酸化され、電子伝達部位であるシトクロムbドメインへと電子が移動する。最適化された酵素電極では各ドメインとも電極への直接電子移動反応(DET)が可能である。ヘム近傍に位置するアルギニン残基を置換した変異体の解析結果から、このアルギニン残基によってできるヘム周辺の正電荷が、分子内電子移動に極めて重要な役割を果たしていることを示唆する結果が得られた。酵素を固定化する上で必要な電極上に修飾した自己組織化単分子層(SAM)について、そのアルキル鎖長や官能基がCcPDHの電子移動反応に与える影響について検討した。わずかなアルキル鎖長の違いによって、CcPDHから電極への電子移動経路が異なることが明らかとなった。シトクロムドメインを介した酵素電極反応系の場合、各pHにおける野生型と変異体のボルタモグラムの形状に違いがあり、変異導入が電極上でのドメイン間電子移動反応に影響していると考えられた。一方で、CDHで報告されているような金属陽イオン等の添加による電子移動反応への効果は、CcPDHには当てはまらないことが示唆された。糸状菌類は自然界に置ける植物細胞壁分解を担う主要な生物種であるため、セルロース系バイオマスの有効利用技術開発という観点から、その生物機能が注目される。近年、糸状菌によるセルロース分解プロセスには、セルラーゼによる一連の加水分解反応に加えて、酸化還元反応の関与が重要であることがわかってきた。セルロースを酸化的に低分子化する溶解性多糖モノオキシゲナーゼ(LPMO)は、セルラーゼと協調的に作用し、結晶性セルロースの分解効率を飛躍的に高める酵素である。LPMOによる酵素反応には外来からの電子供給が必要となる。その生理学的な電子供与体は未だ不明であるが、セロビース脱水酵素(CDH)のシトクロムドメインが、電子供与体として機能することが報告されている。本研究課題以前の我々の研究において、糸状菌の一種であるCoprinopsis cinereaから新規ピロロキノリンキノン(PQQ)依存性ピラノース脱水素酵素(CcPDH)を見出し、本酵素がセルロース分解に関連する酸化還元酵素であることを示唆する結果を得ている。CcPDHは上述したCDH様のシトクロムドメインを有しており、LPMOへの電子供与体として機能することが考えられる。本課題では、木材腐朽菌の酸化還元酵素のバイオエレクトロニク分野への展開を提示し、セルロース系バイオマス変換技術の一つとして提案することを目指した。具体的には、電極反応とLPMOの電子移動反応が共役した酵素電極反応系を構築し、電気化学的にLPMOの機能解析を行うこと、LPMOへの電子供与体となりうるCcPDHに関する構造学的知見を得ること、最終的にこれらの酵素電極反応を組み合わせて、セルロースを燃料とする酵素バイオ電池を構築することである。本年度は、糸状菌由来のLPMOの発現系構築による大量生産と、CcPDHの立体構造解析に取り組んだ。一方でCcPDHに関しては大きな成果が得られた。本酵素は触媒反応部位であるPQQドメインに加えて、シトクロムドメインとセルロース結合性ドメインを有したマルチドメインタンパク質である。組換え発現により得られたアポ体PQQドメインにPQQを導入し、ホロ化したサンプルを用いてバッチ法で結晶化を行った。良質な結晶が得られ、X線結晶構造解析により1.8 Åの分解能で立体構造を決定した。その結果、活性中心にPQQが結合したホロ体PQQドメインの立体構造を明らかにすることができ、CcPDHが真核生物由来で初めて発見されたPQQ依存性酵素であることを証明できた。PQQの結合様式に関して、アミノ酸配列解析と合わせて担子菌類に特徴的なPQQの結合アミノ酸残基があることがわかった。ストップトフロー法から、各pH条件下での基質の酸化に伴うPQQドメイン内のPQQ還元速度を算出した。人工電子受容体を用いた定常状態における酵素反応速度との議論から、PQQの再酸化反応よりも還元反応が律速となっていることが示唆された。

CcPDHの反応では、触媒部位のPQQドメインで糖が酸化され、電子伝達部位であるシトクロムbドメインへと電子が移動する。最適化された酵素電極では各ドメインとも電極への直接電子移動反応(DET)が可能である。ヘム近傍に位置するアルギニン残基を置換した変異体の解析結果から、このアルギニン残基によってできるヘム周辺の正電荷が、分子内電子移動に極めて重要な役割を果たしていることを示唆する結果が得られた。酵素を固定化する上で必要な電極上に修飾した自己組織化単分子層(SAM)について、そのアルキル鎖長や官能基がCcPDHの電子移動反応に与える影響について検討した。わずかなアルキル鎖長の違いによって、CcPDHから電極への電子移動経路が異なることが明らかとなった。シトクロムドメインを介した酵素電極反応系の場合、各pHにおける野生型と変異体のボルタモグラムの形状に違いがあり、変異導入が電極上でのドメイン間電子移動反応に影響していると考えられた。一方で、CDHで報告されているような金属陽イオン等の添加による電子移動反応への効果は、CcPDHには当てはまらないことが示唆された。現在のところ、CcPDHを対象とした研究計画が最も順調に進んでいるため、平成30年度のできるだけ早い時期に、これまでの成果を学術論文としてまとめる。さらに、ドメイン間およびタンパク質間電子移動に関する基礎知見を得るため、全長CcPDHの立体構造解析に取り組む予定である。一方で、AA9に関しては研究協力者との共同研究を行い、主に褐色腐朽菌Gloeophyllum trabeum由来のAA9を対象として進めていく予定である。この酵素については既に大量発現システムが確立していることから、タンパク質の調製が容易である。平成30年度前期は、G. trabeum由来AA9の酵素電極反応の構築を目標とする。電極から直接電子移動反応を進行させるDET型と、電子メディエーターを仲介させるMET型のそれぞれの検討を行い、効率的な電子移動反応とそれに続くセルロースの酸化的分解を目指す。後期は、セルロースを基質としてセルラーゼと各酵素電極の複合系の検討を行う。AA9の添加によりセルラーゼ活性が上昇する相乗効果が報告されているので、電流値だけではなく、AA9をカソード触媒とすることによる、セルラーゼ活性の相乗効果についても評価する予定である。最終的にセルロースを初発基質に各酵素電極とセルラーゼを用いたバイオ電池を作製し、出力や耐久性といった観点から電池特性の評価を行う。得られた結果については、学会発表のみならず学術雑誌にもその成果を公表する予定である。発現量の少なかったNeurospora crassa由来AA9の組換え発現系の再検討および、新規に全長CcPDHの結晶化実験を行うため、新たにコストがかかる事が見込まれた。したがって、予定額に次年度使用額を加えて物品費として執行する計画である。
有酸素運動と情動刺激が精神状態ならびに免疫能に及ぼす影響とその個人差

本研究は、運動の影響を多面的に評価し、相互の関係や個人差までも捉えることを目的とした。さらに基礎的検討として、精神状態を操作した時の免疫系の反応をみた。1.笑いや恐怖を喚起する刺激とジョギングを用いた実験研究からは、以下の結果が得られた。(1)衝撃映像を用いた不快な情動刺激による精神状態や免疫能への影響は特にお笑い刺激による変化と大きく隔たっており、ネガティブな方向への精神状態の変化やNK活性の低下などが著明であった。お笑い刺激による精神状態の好ましい変化も著明であった。(2)2種類の情動刺激は心身両面への影響方向を異にしていた。刺激の段階評定と刺激によって生じた精神面あるいは免疫能を含む血液検査値の変化にはある程度関連がみられた。(3)運動による精神状態の変化は衝撃映像刺激よりは好ましいものであったが、期待したほどではなかった。運動の強度が高かったかもしれない。運動後は白血球像に変化が見られた。2.有酸素運動の長期的心身影響の実験的検討からは以下の知見を得た。(1)2カ月間程度の有酸素運動が、日頃運動不足気味ではあるが、健常な実験集団においては、体力面の改善(無酸素能の増大、体重・体脂肪率の減少等)、精神状態の改善(不安や抑うつの低減、気分の改善等)、健康調査票における愁訴状況の改善等をもたらした。(2)日頃からより高頻度に高強度で運動をしている女子運動選手に2カ月の間隔をおいて、実験集団と同じ心理テストを実施したところ、精神状態には変化がみられなかった。(3)異なる側面間には、不安の低減は有酸素能が改善しない人で著しいという関係が見出された。(4)特性不安や抑うつ度、年齢の高い人で、精神状態の改善が著しいという個人差が認められた。約2カ月間の有酸素運動が精神状態と免疫能に及ぼす影響を日頃運動不足気味の対象集団において実験的に検討した。精神状態への影響は不安と抑欝の低減を主として認められた。THI(東大式健康調査票)を用いた検討では変化はあまり大きくなかったが、身体的愁訴や精神的愁訴は減少方向に変化する傾向にあった。免疫能の指標としたNK活性には有意な変化はみられなかった。好ましい方向への精神影響は出席状況のよい群で大きく認められた。視聴覚刺激による情動操作と精神状態および免疫能の変化に関する実験も学生被験者を対象として実施した。楽しく笑える場面を集めた愉快な刺激と不快な衝撃場面を集めた不快刺激との2種のビデオ刺激を編集作成し、刺激前後の心理テスト採血により精神状態と免疫系指標の変動を測定・評価した。諸変化と個人の性格・行動型との関係も検討した。蓄積データを解析して研究成果の一部を学会報告した。蓄積データでは心理テスト等で評価したところ、情動操作は所期の目的を十分に果たしていなかった。しかし、心理テスト尺度の変化相互および免疫系の指標の変化相互には種々の関連性が認められた。NK活性の変化とリンパ球サブセットの変動には関連性が認められた。総合的に被験者の緊張が増したと思われる事態で、NK活性の低下とCD4/CD8比の上昇がみられた。改良した刺激を用いた実験を行ってさらに検討を続けている。1.笑いや恐怖という情動を喚起するように編集した各30分間のビデオによる視聴覚刺激をもちいた情動刺激および30分程度のジョギング実施の各条件における精神状態ならびに免疫能の変化に関する実験データを解析し、国内学会で公表した。

衝撃映像を用いた不快な情動刺激による精神状態や免疫能への影響は特にお笑い刺激による変化と大きく隔たっており、ネガティブな方向への精神状態の変化やNK活性の低下などが著明であったお笑い刺激による精神状態の好ましい変化も著明であった。2種類の情動刺激は心身両面への影響方向を異にしていた。刺激の段階評定と刺激によって生じた精神面あるいは免疫能を含む血液検査値の変化にはある程度関連がみられた。運動による精神状態の変化は衝撃映像刺激よりは好ましいものであったが、期待したほどではなかった。運動の主観的強度が高くなりすぎていた被験者が混在していたためかもしれない。運動後は白血球像に変化が見られた。2. 2カ月間の有酸素運動が精神状態、体力、免疫能等に及ぼす影響について、エアロビックダンスを含む多種目の運動を用いて、日頃運動不足気味の女性11名を対象に、心理テスト、体力テスト、血液検査などを運動期間前後に行うことにより多面的・実験的に検討した。3.蓄積データの整理と解析を行った。4. 30分の運動の精神影響を練習条件と勝敗および報酬を伴う条件で比較した成果を公表した。報酬までを伴う試合で負けた場合には、好ましい精神影響が失われていた。本研究は、運動の影響を多面的に評価し、相互の関係や個人差までも捉えることを目的とした。さらに基礎的検討として、精神状態を操作した時の免疫系の変化をみた。1.笑いや恐怖を喚起する刺激とジョギングを用いた実験研究からは、以下の結果が得られた。(1)衝撃映像を用いた不快な情動刺激による精神状態や免疫能への影響は特にお笑い刺激による変化と大きく隔たっており、ネガティブな方向への精神状態の変化やNK活性の低下などが著明であった。お笑い刺激による精神状態の好ましい変化も著明であった。(2)2種類の情動刺激は心身両面への影響方向を異にしていた。(3)運動による精神状態の変化は衝撃映像刺激よりは好ましいものであったが、期待したほどではなかった。運動の強度が高かったかもしれない。2.有酸素運動の長期的心身影響の実験的検討からは以下の知見を得た。(1)2ヵ月間程度の有酸素運動が、日頃運動不足気味ではあるが、健常な実験集団においては、体力面の改善(無酸素能の増大、体重・体脂肪率の減少等)、精神状態の改善(不安や抑うつの低減、気分の改善等)、健康調査票における愁訴状況の改善等をもたらした。(2)日頃からより高頻度に高強度で運動をしている女子運動選手に2ヵ月の間隔をおいて、実験集団と同じ心理テストを実施したところ、精神状態には変化がみられなかった。(3)異なる側面間には、不安の低減は有酸素能が改善しない人で著しいという関係が見出された。(4)特性不安や抑うつ度、年齢の高い人で、精神状態の改善が著しいという個人差が認められた。
胃癌の転移関連遺伝子のメチル化・アセチル化の相互作用による発現調節

種々のがんでのエピジエネティック変化を検討するため大腸癌・胃癌・腎癌・白血病細胞株および正常腸上皮細胞株を、AzaC、TSA及びその両者で処理し、蛋白レベルで76の癌関連遺伝子の産物の発現変化を検討した。その結果RAGE, IL-8,E-cadherin, MMP9, EGFR, MLH1,Rho, c-metに明らかな変化が見られた。これらの変化は細胞や遺伝子により異なっており、概括することは困難である。次に、RAGE及びそのligandであるHMG1でエピジェネティック変化を検討した。胃癌細胞株では8株中MKN45のみに発現がなくTSAまたはAzaC処理にて発現が誘導されたが、メチル化特異的PCRではプロモーターSp1サイトにCpGメチル化が認められた。HMG1は、本来クロマチンタンパクでありその分泌機構は不明であった。培養細胞のTSA処理により、ヒストンアセチル化によりHMG1は核内から細胞質内に移動することが認められた。このようにエピジェネティック変化は細胞内蛋白局在にも影響を与えた。癌におけるエピジェネティック変化は極めて多様であり一定の方向性を見いだしにくい。そこで、癌よりも多様性が少ないと予想される非癌部粘膜の癌関連遺伝子発現とエピジェネティック変化をヌードマウス大腸癌モデルを用いて検討した。癌周囲粘膜上皮細胞の核ヒストンは低アセチル化状態にあり、p53,VHLの発現は抑制されていた。HIF-1αのユビキチン分解に関与する両因子の発現抑制の結果HIF-1αのタンパクレベルは増加しており、VEGF発現亢進の原因のひとつと考えられた。また、大腸癌周囲粘膜では、プロモーターメチル化によるp16,MLH1,MGMT発現低下が認められた。このような、ヒストン低アセチル化・プロモーターメチル化の原因として癌細胞が産生する増殖因子が重視された。転移関連遺伝子の発現を検討するにあたり、プロモータCpGメチル化、ヒストンアセチル化による転写制御とともに、翻訳後タンパク修飾やタンパク分解の影響をも含めた検討を行うため、転移関連遺伝子の発現はタンパクレベルにおいて検討を加えた。第一段階として、in vitroの系で、エピジェネテイツクな変化を検討するため、大腸癌、胃癌、腎癌、白血病の各細胞株とともに正常腸上皮細胞株を、メチル化シトシンを脱メチル化するデオキシアザシチジン、ヒストン脱クセチル化酵素阻害剤であるトリコスタチンA及びその両者で処理し、発現の変化を検討した。また、上皮系癌腫において高頻度に発現するTGF-α及びIL-15により、正常腸上皮細胞株を長期間処理し、遺伝子発現に及ぼす変化を検討した。標的とした遺伝子は、これまでに、転移との関連が報告されている、P53、P16、E-カドヘリン、MMF9、VEGF、IL8、IL-15、c-met、アンフオテリン、RAGE、TGF-α、EGFR、bcl-2、TERT、MLH1、MGMTとした。また、アセチル化の程度を示すアセチル化ヒストンH4、ヒストン脱アセチル化酵素4の発現も検討した。この結果、E-カドヘリン、MLH1、MGMTは大腸癌、胃癌、腎癌の各細胞で、デオキシアザシチジン、トリコスタチンA処理によりその発現が亢進した。これに対し、正常腸上皮細胞株ではRAGEはデオキシアザシチジン、トリコスタチンA処理によりその発現が誘導されていた。

またTGF-α及びIL-15処理を行った正常腸上皮細胞株では、P53、P16、MLH1、MGMTの発現低下が認められ、P16、MLH1、MGMTでは遺伝子プロモーター領域にメチル化が生じていることが確認された。以上のように、今回の検討では、種々の癌転移関連遺伝子の発現がエピジェネテイツクな変化による影響を受けていることが明かとなった。RAGEは胃癌・大腸癌において高頻度に発現しており、前立腺癌においても抗アンドロゲン療法後の転移の獲得に関与する可能性が見られた。RAGE及びそのリガンドであるHMG1でエピジェネティック変化を検討すると、各々にプロモーターメチル化及びヒストンアセチル化が見られた。RAGEはヒト胃・大腸では正常粘膜には発現が認められず、進行癌において発現頻度が増加する。胃癌細胞株では8株中MKN45のみに発現がなく、TSAまたはAzaC処理にて発現が誘導された。プロモーターSp1サイトを標的としてメチル化特異的PCRを施行するとCpGメチル化が認められた。また、HMG1は、本来クロマチンタンパクとして核内に存在しており、その分泌機構は不明であった。培養細胞のTSA処理により、ヒストンアセチル化によりHMG1は核内から細胞質内に移動することが認められた。このようにエピジェネティック変化により細胞内蛋白局在が変化することが示された。癌におけるエピジェネティック変化は極めて多様でありその詳細において一定の方向性を見いだしにくい。そこで、次に、癌よりも多様性が少ないと予想される非癌部粘頂における癌関連遺伝子の発現変化とエピジェネティック変化をヌードマウス大腸癌周囲粘膜過形成モデルを用いて検討した。粘膜上皮細胞の核ヒストンは低アセチル化状態にあり、P53,VHLの発現は抑制されていた。この両癌抑制遺伝子産物はHIF-1αのユビキチン分解に関与しているが、両因子の発現抑制の結果HIF-1αのタンパクレベルは増加しており、VEGF発現亢進の原因のひとつと考えられた。また、大腸癌周囲過形成性粘膜では、プロモーターメチル化によるp16,MLH1,MGMT発現低下が認められた。このような、ヒストン低アセチル化・プロモーターメチル化の原因として大腸癌細胞が産生する増殖因子が重視された。
スフィンゴリピドーシスにおけるリゾ糖脂質の細胞死に対する役割の解明と治療法確立

本研究では、スフィンゴ糖脂質がリソソームに過剰蓄積して、中枢神経症状を呈するリソソーム病であるスフィンゴリピドーシスの病態におけるリゾ糖脂質の寄与を解析することで、これまで不明であったリゾ糖脂質の生理的機能そして病態に与える影響を解明し、神経難病に対する新規の治療法開発を目的とする。平成30年度は、スフィンゴリピドーシスであるTay-Sachs病の患者由来iPS細胞から神経細胞を誘導し、正常細胞とシグナル分子の比較解析を行った。その結果、PI3K-Aktシグナルが患者由来細胞で減少していることが明らかとなった。さらにLyso-GM2を作製し、神経芽細胞腫であるSH-SY5Yに添加するとPI3K-Aktシグナルが減少することが明らかとなった。また、Sandhoff病モデルマウスの脳から脂質画分を抽出し、LC-MSによりリゾGM2が増大していることを明らかにした。平成30年度に予定していた実験は、全て予想通りの結果が得られており、リゾ糖脂質のシグナル伝達系への影響に関する内容について、論文投稿の準備をしている。予定通りに研究が進んでいるため、次年度以降も当初の予定通りに実験を行う予定である。平成31年度については、下記を行う予定である。1.リゾ糖脂質の細胞内局在及び臓器分布解析2.神経系細胞(神経細胞及びグリア細胞)に対するリゾ糖脂質の影響解析と脂質アナログによる治療効果の検討本研究では、スフィンゴ糖脂質がリソソームに過剰蓄積して、中枢神経症状を呈するリソソーム病であるスフィンゴリピドーシスの病態におけるリゾ糖脂質の寄与を解析することで、これまで不明であったリゾ糖脂質の生理的機能そして病態に与える影響を解明し、神経難病に対する新規の治療法開発を目的とする。1.リゾ糖脂質の細胞内局在及び臓器分布解析2.神経系細胞(神経細胞及びグリア細胞)に対するリゾ糖脂質の影響解析と脂質アナログによる治療効果の検討当初の予定より研究が進んだため、実験量が少なくなり、残額については次年度の実験や論文投稿(英文校閲など)に使用する予定である。
正標数カラビヤウ多様体における超特異性の持つ特徴について

研究対象は正標数体上定義された代数多様体,特にK3曲面,カラビヤウ多様体と呼ばれるクラスに分類されるものです.平成12年度研究計画問題問題1.超特異カラビヤウ多様体の持つ様々な特徴的な性質を見出し整理せよ.問題2.超特異カラビヤウ多様体とユニラショナルなカラビヤウ多様体との関係を調べよ.これらについて次の結果が得られました.ここでは一般ファイバーが孤立特異点を持つようなファイブレーションについて局所的な振舞を記述しています.平成13年度研究計画問題3.正標数カラビヤウ多様体の標数零への持ち上げ可能性について考察せよ.この結果に我々の特異点に関する局所的な変形理論の視点を加えることで問題3について考察を進めます.現在,対象を非特異射影カラビヤウ多様体から,標数零の場合に倣い,ある種の特異点をゆるした射影カラビヤウを扱えるよう検討中です.具体的には端末特異点に相当する特異点を持つものを正標数で考察しています.研究対象は正標数体上定義された代数多様体,特にK3曲面,カラビヤウ多様体と呼ばれるクラスに分類されるものです.本年度研究計画は以下の二つです.(1)超特異カラビヤウ多様体の持つ特徴的な性質を見出し整理せよ.(2)超特異カラビヤウ多様体とユニラッショナルなカラビヤウ多様体との関係を調べよ.前者について幾何的性質としてカラビヤウ多様体のファイブレーションについて調べました.正標数では曲線へのファイブレーションで一般ファイバーに孤立特異点を持つものが存在することが分っていたのですが,その分類及び局所的な構造を調べることを問題とします.具体的には2次元正規特異点について,有理二重点,単純楕円特異点が一般ファイバーにどの様に現れるか構造を調べました.後者についてユニラショナルなカラビヤウ多様体と上に述べたような特徴的なファイブレーションとの関連性が期待されるのですが現在のところ具体的な進展はしておりません.新たな問題点として以下が挙げられます.二次元正規特異点の変形理論及び分類理論を正標数の対象に応用する上で現在用いられている複素解析的手法を代数的手法に置き換える必要があります.この際本質的にどの様な道具が必要なのか,明らかにする必要があります.研究対象は正標数体上定義された代数多様体,特にK3曲面,カラビヤウ多様体と呼ばれるクラスに分類されるものです.平成12年度研究計画問題問題1.超特異カラビヤウ多様体の持つ様々な特徴的な性質を見出し整理せよ.問題2.超特異カラビヤウ多様体とユニラショナルなカラビヤウ多様体との関係を調べよ.これらについて次の結果が得られました.ここでは一般ファイバーが孤立特異点を持つようなファイブレーションについて局所的な振舞を記述しています.平成13年度研究計画問題3.正標数カラビヤウ多様体の標数零への持ち上げ可能性について考察せよ.この結果に我々の特異点に関する局所的な変形理論の視点を加えることで問題3について考察を進めます.現在,対象を非特異射影カラビヤウ多様体から,標数零の場合に倣い,ある種の特異点をゆるした射影カラビヤウを扱えるよう検討中です.具体的には端末特異点に相当する特異点を持つものを正標数で考察しています.
新生内膜における小胞体ストレスと脂肪酸結合タンパクの関わりの検討

マウスワイヤー傷害モデルにおける新生内膜の免疫組織化学的染色による検討では小胞体ストレス応答マーカーであるGRP94、PDI、リン酸化IRE1α、リン酸化eIF2αの発現を認め、新生内膜に小胞体ストレスが生じていると考えられた。小胞体ストレスを軽減する薬剤である4-phenylbtirate(4-PBA)とtauroursodeoxicholic acid (TUDCA)の投与は新生内膜形成を抑制し、小胞体ストレスが新生内膜形成に促進的に作用している可能性が考えられた。さらに新生内膜部の血管内皮細胞に脂肪酸結合タンパク4の発現を確認し、小胞体ストレス軽減とともに発現の減少が認められた。詳細な機序の検討のためヒト冠動脈平滑筋細胞(hCASMC)を用いて分子生物学的な検討を行った。血小板由来増殖因子(PDGF)-BBによる増殖/遊走は小胞体ストレス応答のマーカーであるGRP94, Grp78, Pdi, spliced Xbp1の発現増加を伴ない、4-PBA、TUDCAはこれらの発現を有意に抑制した。これと共にERKのリン酸化の抑制と、MTS法、Scratch wound法で評価したhCASMCの増殖/遊走の有意な抑制が見られたことから、小胞体ストレスを軽減することがhCASMCのPDGFによる増殖/遊走を抑制すると考えられた。また、小胞体ストレスに対する代償機構の主要分子の一つであるXBP1の減少が新生内膜形成やhCASMCの増殖/遊走に与える影響を評価した。Xbp1へテロ欠損マウスにおけるワイヤー傷害モデルにおいては新生内膜形成は有意に増加し、hCASMCにおいてXbp1をノックダウンすることで、PDGF-BBによる増殖/遊走を有意に促進した。また、hCASMCにおけるXbp1のノックダウンはPdgfra, Pdgfrb, Il1b, Il6の発現を有意に増加がみられた。これらのことより小胞体ストレスの血管平滑筋細胞の増殖/遊走、ワイヤー傷害モデルでの新生内膜形成への影響は炎症やPDGF受容体の発現を介したものである可能性が考えられた。
唐津藩における私塾教育の社会史的研究

3ヶ年の研究の結果、唐津藩の私塾教育について、以下の点が明らかになった。第一点として、18世紀中期という早い時期に成立する唐津藩農村部の私塾教育は、吉武法命という人物の個人的資質に加えて、彼を助け求める農民が層として存在していたことを基盤として成立していた。そのことは塾の在り方にも反映し、固定的な施設と教師をもつ塾ではなく、教師が巡回したり学習者が持ち回りで場所を提供しながら学習するという形態の塾であった。これは、塾で教えられた学問の内容を求めることに加えて、塾で学ぶことそのものが村落上層にとって人的交流にとって重要な意味をもっていることを示すものである。第二点は、村落上層の学習過程を明らかにして行く中で、「学談」という方法が特徴的に浮かび上がってきた。主たる史料として研究した峯平蔵の場合、同門の兄弟弟子たちとの頻繁な学談を行い、彼の自己形成の大きな部分を占めていた。これはおそらく他の村落上層にとっても同様であったろう。第三点に、あくまで唐津藩南部地域においては私塾教育を中心としており、寺子屋の存在を示す史料などは数少ない。そのことは、私塾においても手習いなどを教えていたことの反映でもある。これらの事実から、「寺子屋=手習い」「私塾=学問」という理念型を再検討する必要がある。7年度は、数回にわたって唐津南部の史料調査を行った。その結果、相知町の峯家文書、及び厳木町の秀島家文書など多くの吉武法命関連の塾の史料を収集することができた。これらの史料の一部をもとに、吉武法命を中心とする唐津藩の私塾教育についての特徴を概略的にまとめた論文を学会誌に発表した。また、収集した庄屋文書の中から塾の具体的な姿を浮き彫りにする日記を確認した。特に、峯家文書に含まれる日記が収集できたことは大きい。この峯家の庄屋日記には1年を通しての庄屋の職務、日常生活なども記録されており、庄屋階層にとっての塾経営の意味などがそこから考察することができる。これらの文章については、日記を中心に目下解読中であるが、これが完了すると従来にない私塾のいきいきした姿が浮かび上がってくると予想され、教育社会史研究の大きな可能性を秘めていると思われる。他にも、唐津から水野家が転出した古河市の調査では、本研究の直接的資料にはめぐまれなかったが、補充資料として多くのものを発見できた。寺小屋については、てがかりになる師匠塚が発見できずにおり手詰まり状態である。さらなる徹底した調査が必要である。また、関連地域あるいは近世地方関係の刊行資料についても収集に努めており、相当量集めることができた。解読した教育史料の歴史的位置付けのためにも、刊行史料以外にも地方史料の発掘に心掛けたい。8年度は、前年度収集した史料の解読と、解読の進行につれて派生した補充史料の調査を主として行った。史料の中心となる峯家文書の日記は、大部分の解読を終えた。この日記の解読に、塾の学習記録、出席記録などの解読を合わせることで、峯家で展開した私塾教育の日常的実態が明らかになった。特に、日記と出席記録、学習記録の三点をつきあわせると、塾の規模、学習形態、教育形態などが浮き彫りにできそうである。具体的には、峯家の塾の場合、教育が午前の限られた時間にのみ行われていたこと、しかも学習形態としては自学自習が中心であったこと、塾生の出席状況が現在の学校から考えれば恐ろしく低かったことなどが判明した。それらの史料は、研究上価値が高いと考えられるので、史料の中心部分を9年度の研究成果の報告の中に史料編として印刷の予定である。地域の教育構造を見るうえで欠かせないと考える寺小屋の存在確認はまだ進んでいない。全国的にまんべんなく存在している師匠塚を手掛かりにしているが、唐津藩域では極端に少ないようで、師匠塚研究の上でも存在がまれと言う意味で注目すべき地域であるといえよう。そのほか、西九州一帯に影響を与えたと考えられる平戸藩の儒者についても補充調査を行ったが、はっきりした影響は確認できず、その評価についてはこれからの課題である。

3ヶ年の研究の結果、唐津藩の庄屋層の日常生活と教育・学習活動について、以下の点が明らかになった。第一点として、庄屋の役務として文書作成、帳簿の作成が相当の比重をもっているということが具体的実証を伴って明らかになった。村落上層が筆算能力を必要とすることは既に多くの教訓書などに述べられているが、峯平蔵の日記を追うことによってそのことが実証された。第二点として、特に17世紀中期という極めて早い成立期を持つ唐津藩の私塾であるが、その成立に当たっては実に多様な要素を抱え込んでおり、そこには塾の機能の末分化が見られる。特に教育内容では手習い・謡までも包含し、生徒にも成人から少年まで多様性を有していた。在村の私塾の揺籃期の姿をほうふつとさせるものが、そこにはあった。第三点として、庄屋層の学習形態としての「学談」が特徴としてあげられる。峯平蔵の場合、同門の兄弟弟子たちとことあるごとに学談をしている。かれらの学問にかける意欲の形成原理まで逆上る史料には欠けるものがあるが、庄屋たちの自己形成と階層文化の固定化が、こうした学談や輪講などの知的ネットワークによってなされていたことを充分に実証する事例となった。今後さらに、他の地域との塾・学者との関係などを洗いだし、知的ネットワークの動きを幅広く追うことが必要であろう。
超臨界流体を利用した超高速・低環境負荷型新規薄膜形成技術の開発

本研究は,超臨界流体を利用して,超機能・超微細デバイス用薄膜材料の堆積を行う,新規でかつ低環境負荷型のデバイスプロセス・薄膜堆積技術の創製に関するもので,平成15年度より3カ年間,基盤研究Bとして採択され研究を行ったものである。まず,本新規成膜法の成膜機構を明らかにし,成膜速度向上,連続成膜を可能にするため,独自の原理に基づいた流通型反応装置を試作して研究に供した。反応系として,集積回路の微細配線Cuへの応用を前提とし,水素還元Cu堆積反応を取り上げた。Cu堆積はLangmuir-Hinshelwood型の反応であり水素の解離吸着が律速過程であることを見出した。また,段差被覆・埋め込み性についても検討を行い,メカニズムとの対応を検討した。これらの結果,成膜速度や被覆性の向上には水素の供給と解離促進が重要であるという指導原理を得ることができた。更に,分離システムを試作すること未反応原料を回収し,純度調査を行い,リサイクル性・低環境負荷プロセスであることを実証した。また新規堆積系として,各種金属や,酸化物堆積を試み,Pt,Ru,ZnOの成膜に成功した。これらの材料を用い,MEMS/NEMS用ナノコンポーネントの試作を行った。本プロセスの超被覆・浸透・埋め込み性を利用し,ナノロッドや3次元集積回路用貫通電極の試作に成功した。以上,超臨界流体を利用した成膜プロセスの学術的および応用上の知見を得るという,当初の目標をほぼ達成するとともに,MEMS/NEMSなどの新たな応用展開に関する知見を得ることができた。本研究では,超臨界CO2中に有機金属を溶解させ,そのまま堆積反応を行わせることで,CVDやメッキに替わる,低コストのグリーンプロセスを構築することを目的としている。超臨界CO2は,高い拡散・浸透性を有しているので,高アスペクト構造中に容易に侵入し,金属埋め込みを行うことができる.また,分子密度を広い範囲で可変できるので,成膜速度も広い範囲で変えることができると期待される.本法では,ステンレス製の高圧反応容器中で,原料を溶解させた超臨界CO2を所定の温度のウェハに作用させる.バッチ方式の場合,高圧容器に超臨界CO2,H2,原料有機金属化合物を基板とともに封入し容器全体を加熱する.この方法は,(1)簡便で再現性が高いものの,(2)反応中の各成膜パラメーターの決定・制御に難があり,(3)長時間堆積すると原料が枯渇するので,膜厚に上限がある。本年度は,原料の連続供給や成膜特性の把握ができるフロー型(流通・開放系)の実験装置を試作した。本装置は主に,液体CO2の供給系,低圧(<1MPa)のH2ガスを超臨界CO2(>7.4MPa)に添加する機構,プリカーサーリザーバ,流通型反応容器,および自動圧力調整機構から構成されている。プリカーサーにCu(hfac)2を用い300°Cで得られたCu膜の長手方向膜厚分布を調べたところ,原料流入方向の膜厚がやや大きいもののほぼ均一といえ,反応通度が原料濃度に依存しない0次反応となっている可能性があることがわかった。また,連続成膜によって三次元ICの貫通電極の試作にも成功した。さらに,バリアメタルなどへの応用を意図しRu薄膜の堆積条件について検討を行い,非導電性下地上に堆積するための条件を見出した。現実の成膜工程で必要となる課題を克服できた。超臨界流体は気体と液体の中間の性質を有した高密度・高拡散性流体で,溶媒能やリサイクル性を兼ね備えた特異な性質を有している。本研究はこれらの性質を利用して,CVDやメッキに替わる,低コストのグリーン薄膜プロセスを構築することを目指している。本法は,超臨界CO_2中に有機金属を溶解させ,そのまま堆積反応を行わせることを特長とする,新規で独自の成膜方法である。本年度は昨年に引き続き,