hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発現のオンとオフを繰り返す少数分子によるES細胞の多能性の制御

前年度の本研究では、遺伝子トラップ法を用いて、マウスES細胞において発現がOnとOffの2つの状態を取る遺伝子群をスクリーニングし、さらにその中から、発現の変動とES細胞の多能性に相関がある遺伝子を同定した。しかしながら、遺伝子トラップ法ではpiggyBacベクターを用いていたために、1つの細胞に対して複数のベクターが挿入している可能性がある。そこで、想定している遺伝子が本当にOn/Offの発現変動を示しているか否かを確かめるために、gene targeting法を用いて、この遺伝子へVenusをknock-inした。その結果、Venusの発現が、確かにOn/Offの変動を示すことが確認された。一方、ES細胞で発現がOn/Offの変動示す遺伝子として、Nanogが広く知られている。よって、今回同定した遺伝子が、Nanogを中心とした既知の遺伝子ネットワークで制御されているか否かを検討することが重要と考え、上記のVenusを挿入したES細胞に対して、Nanog遺伝子へmCherryをknock-inし、我々が新規に同定した遺伝子とNanogの発現パターンを、複数の培養条件で解析した。その結果、今回同定した遺伝子が、Nanog遺伝子とは異なる発現変動パターンを示すことが明らかとなった。これより、今回同定した遺伝子を解析することで、ES細胞の多能性を制御する未知の遺伝子ネットワークを同定できる可能性が示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。1. ES細胞への遺伝子トラップベクターの導入と、発現がOnとOffの2つの状態を取る遺伝子のスクリーニング:Venusまたはその誘導体をレポーターに用いた遺伝子トラップベクターを作製し、ES細胞へ導入した。スクリーニングの網羅性を高めるためには、ベクターの導入効率を高める必要があるため、ベクターのバックボーンにはpiggyBacトランスポゾンを用いた。Venusの上流にはスプライスアクセプターを配置しているため、ES細胞で発現する遺伝子内へ挿入すれば、その遺伝子発現のパターンを、Venusの蛍光によりモニターできると期待した。時間の経過とともに、Venusの発現パターンがOnとOffを繰り返すES細胞株を単離した。2.遺伝子発現の変動と細胞の多能性の相関関係の解析:上記で単離した細胞株について、Venusの発現レベルとES細胞の分化能とに相関があるかどうかをスクリーニングした。両者に相関関係のある細胞株を同定した。3.遺伝子発現の網羅的解析:Venusの発現レベルの変動に応じたES細胞内の遺伝子発現の変化を解析するために、Venus陽性細胞と陰性細胞をFACSにより分離し、RNAseqによって遺伝子発現を網羅的に解析した。また、得られた転写産物の配列の中から、内在性遺伝子とVenusとの融合転写産物を探索することにより、遺伝子トラップベクターが挿入した遺伝子を特定した。ベクターの挿入部位は、さらにゲノムDNAを解析することで確定した。遺伝子発現変動とES細胞の多能性に相関関係を見出した。今回見出した発現変動パターンは、過去に報告のないものであり、新たな分野を切り拓けると期待される。今回同定した遺伝子発現変動パターンをより詳細に解析し、発現変動を形成するための遺伝子ネットワークを明らかにする。また、マウス初期胚の解析を通じて、ES細胞で同定した遺伝子変動の発生学的な意義を明らかにする。
日本語文献の海外流通から見た第二次世界大戦期日本の文化戦略に関する研究

本研究では、第二次世界大戦前、及び戦中期の日本の国際文化戦略の中で、日本の書物を海外に送る、あるいは交換するという事業を調査し、その中で文学表現がどのような役割を負ってきたのかを明らかにする。特に、この時期に送られた日本語文献が保存されている米国、イタリア、東南アジア(インドネシア、及びベトナム)を対象とする。そのために、日本の海外文化戦略の中で送られていった文献の量、及び内容を調査するとともに、その流通ルート、及び事業を担った人、組織、さらには日本と現地との接点となった人、組織の活動を解明し、当時の日本の文化戦略の特徴、及びその中で日本文学の表現の果たした役割を検証し、明らかにする。
政治に固有の合理性に関するシステム論的研究

報告者は、政治固有の合理性をとりわけドイツ社会国家の歴史的形成という側面から社会システム理論的に解明するという課題のもと、「国家と社会の区別」という歴史的文脈(1)と、社会政策の中心概念となった補完性概念Subsidiaritaetについての意味論的分析(2)を行った。(1) 19世紀ドイツ諸領邦においてどのような国制的改革が行われ、それがその後どのような帰結をもたらしたかについて検討した。その結果、a.改革の結果政治領域は以前に比べ、より自律した形で政治的決定を産出するようになったこと、b.改革の影響として1850年代の知識人が「社会」を問題含みな領域として発見したこと、c.この知識人の言説が間接的に政策担当者に影響を与え、それが80年代からの社会立法に結実したことが明らかとなった。このようなプロセスは、環境変異によって蓋然性の低い事態が複雑性を介して高い事態に転換されていく、機能システムの進化(とりわけ政治システムと学術システムの共進化)という近代特有の事態として捉えられる。(2)ドイツ社会国家の形成に関わる主要概念のなかでも、先行研究において「ドイツ的」とみなされている補完性概念(諸個人の相互扶助能力が不能になった場合に限って、より大規模な高次の社会的集合体が介入できるという思想)について検討を行った。先行研究によればこの概念は、カトリック社会回勅に端を発する概念であるとされる。しかしながら報告者の分析によれば、同時代においてその機能的等価物は、カトリック勢力だけでなく、自由主義やプロテスタント、保守派にも見受けられる。それゆえこの概念が社会国家を支える理念になったという事態は、この発想がビスマルクの社会立法の背後で階級的・宗派的拮抗を維持しつつそれを超えて同時成立したからこそ、可能となったと考えられる。詳細な分析は今後の課題である。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、政治的決定を下支えする「理念」の成立と変容を記述するという射程から、社会学的意味論分析の方法を洗練させた。まず前年度までの成果を論文「福祉国家の意味論分析ーN.ルーマンの理論構成を手がかりに」(『年報社会学論集』(27),73-84, 2014)にまとめた。次いで本論文で示唆した、従来の理論枠組み(N.ルーマンの意味論Semantik等)が看過していた問題としての、自由主義的秩序成立と福祉国家の制度化との間隙にある論理構造を、L.シュタインやA.シェフレなど、19世紀ドイツ社会政策に連なる認識枠組みを準備した論者を参照するなかで具体的に明らかにした。そこで共有されていた認識枠組みは、国家と社会の分化が、労働者搾取を中心とする「社会問題」の実質的な要因となっており、社会政策はこれを解消するために要請されるべきだとする議論である。この内容は日独共同大学院プログラム秋季セミナーで報告した(題目:“Zum ambivalenten Verhaeltnis zwischen Modernisierungstheorie und Wohlfahrtsstaat"「近代化論と福祉国家の関係をめぐる両義的な関係について」2014年10月)。この方針から年度後半は制度史的な観点から機能分化社会とドイツ社会国家の関係を考察した。具体的には19世紀前半におけるプロイセンおよび南ドイツ改革の内実を政治的側面(国制改革や都市条例など)と、経済的側面(農地改革や営業条例)に区別し、それぞれのインパクトについて分析した。その成果はニクラス・ルーマン研究会にて報告した(題目:「近代化と国家/社会関係の再編成ー「改革」プログラムの複数制とその出自」2015年3月)。2014年6月から8月、2015年3月にはドイツにて、19世紀社会政策関連資料の収集と分析につとめた。

それゆえこの概念が社会国家を支える理念になったという事態は、この発想がビスマルクの社会立法の背後で階級的・宗派的拮抗を維持しつつそれを超えて同時成立したからこそ、可能となったと考えられる。詳細な分析は今後の課題である。福祉国家をめぐる意味論分析の方法論的枠組みの構築については、ほぼ当初の計画通りの成果が得られている。ただ個々具体的な政治的理念の歴史的分析については、この前提となる社会認識の意味論を19世紀ドイツの文脈においてより精緻に理解する必要から、十分に取り組むことができなかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後の研究を推進させていくために、特に次の二つの方策をとる。119世紀ドイツの文脈において社会国家の制度化を準備した思想的・制度的枠組みの付置連関を特定する。具体的には同時代の国法学や国民経済学の議論を参照しつつ、社会政策の思想がどう具体的な制度(社会保険制度等)と結びついて行ったかについて明らかにする。2ビスマルクやプロイセン官僚、市議会での議論など史料を用いて、ドイツ社会国家の制度化に関わる政治的理念を歴史的に分析する。
新たに植物油で発見した高密度ストレス解消作用によるサケ稚魚の健苗性向上技術の開発

本研究は、植物油添加飼料を用いた稚魚の高密度ストレス解消技術及び原虫病軽減技術の開発を目的とした。検索した植物油の中で、亜麻仁油2%添加飼料の給餌が、高密度ストレス解消(14日以上給餌)と原虫病抑制(7日以上給餌)に最も大きな効果を示し、このストレス解消には脳下垂体ー間腎腺系が関与する可能性が示された。浮上したサケ稚魚を500尾ずつ10群に分け、同型水槽に収容し、湧水系河川水のかけ流しで飼育を行った。各群には、市販配合飼料(対照群)または対照飼料に魚油、綿実油、亜麻仁油のいずれかの油脂を、1、2、3%のいずれかの濃度で添加した飼料を3%体重/日の割合で給餌した。飼育期間は80日とし、期間中の飼育水温は78°Cの範囲だった、飼育終了時、全ての群の飼育密度は、一般的にサケ稚魚に生理的ストレスがかかる30kg/立米以上に達していた。飼育期間中、稚魚の成長向上および生残率の低下は何れの群にもみられなかった。飼育終了時に採集した稚魚の生理的ストレスのパラメーター(肝臓のHSP遺伝子の発現量)を調べた結果、亜麻仁油23%添加群が有意に低いHSP遺伝子発現量を示した。以上の結果から、亜麻仁油の23%添加飼料の給餌がサケ稚魚の高密度飼育で発生する生理的ストレスを軽減する可能性が示された。当初立てた平成27年度研究計画のとおり、課題が遂行され、順調に成果が得られているため。【目的】亜麻仁油添加飼料の給餌が高密度飼育されたサケ稚魚のストレス応答関連因子に与える生理学的効果を調べた。【方法】サケ稚魚(平均体重1.0 g)を1500尾ずつの2群(密度40 kg稚魚/m3飼育水:高密度)及び375尾ずつの2群(密度10 kg/m3:低密度)の合計4群に分け、それぞれ容積37.5Lの同型水槽に収容し、換水率3回/時で流水飼育を14日間行った。各密度につき、一方の群は配合飼料を給餌する対照群、もう一方の群は亜麻仁油を外割で1.8%添加した配合飼料を給餌する亜麻仁油群とした。飼育終了時、4群の稚魚に原虫が寄生していないことを確認した後、緩衝MS-222を用いて内因性コルチゾル上昇を阻止する麻酔をかけ、血液、脳及び脳下垂体を採取した。血液はコルチゾルの定量、脳はCRH及びHSP70遺伝子、脳下垂体はPOMC及びHSP70遺伝子の発現量解析に供した。全てのパラメーターについて、低密度対照群の値を正常値として有意差検定を行った。【結果】低密度対照群に対して有意差を示した唯一の群は、高密度対照群であり、コルチゾル量、脳下垂体POMC及びHSP70遺伝子の発現量が高密度飼育により増加した。一方、この高密度の影響は、脳のパラメーターには認められなかった。亜麻仁油添加飼料給餌の効果は高密度のみにみられ、コルチゾル量、脳下垂体POMC及びHSP70遺伝子の発現量増加が亜麻仁油摂取により有意に抑えられた。以上の結果、高密度飼育がサケ稚魚のストレス応答に与える負の影響は、主に脳下垂体及び血中のパラメーターに現れ、亜麻仁油添加飼料の給餌は、この影響を緩和することが示唆された。研究遂行上の問題は発生しておらず、当初の計画どおり進捗している。サケ人工ふ化放流を担う孵化場の多くは、予め定められた計画尾数の適正サイズの稚魚を、限られた少ない水量で飼育せざるを得ず、高密度飼育を余儀なくされている。高密度飼育は、稚魚に生理的ストレスを与え、免疫機能を低下させ、原虫病等の病気の発症を誘発する。原虫病の発症は、稚魚の健康阻害や放流後の生残率低下を招き、秋サケ資源減少の1つの要因である可能性が指摘されている。この問題を解決するためには、高密度ストレスを解消し、原虫病を抑制する技術の開発が急務である。これまで予備試験を通して、植物油等に高密度ストレス解消と原虫病進行の抑制、両作用がある可能性を示した。平成29年度は、植物の種子油添加飼料を用いた稚魚の原虫病抑制技術の開発を目的とし、原虫病の抑制に最も大きな効果を示す植物油の種類、市販飼料への添加率、給与期間を調べた。原虫寄生の経験のない稚魚に、亜麻仁油、綿実油、植物油の対照としての魚油を13%各濃度で添加した配合飼料を014日間予防給餌した後、給餌を継続したまま28日間の鞭毛虫イクチオボド、繊毛虫トリコジナを混合感染させた。その結果、全ての油脂添加飼料の予防給餌により、両原虫の寄生は有意に抑制された。これらの油脂のうち亜麻仁油添加飼料の給餌が最も両原虫の寄生を抑制し、特に飼料への添加濃度が2%の時、その抑制効果が最大となった。また、この抑制効果は予防給餌を7日以上行った時に有意に高く、14日間給餌した時に最大の効果を示した。以上の結果から、検索した中では、7日間以上の亜麻仁油2%添加飼料の給餌が、サケ稚魚の原虫病抑制技術として、最も有効な手段であると考えられた。

本研究は、植物油添加飼料を用いた稚魚の高密度ストレス解消技術及び原虫病軽減技術の開発を目的とした。検索した植物油の中で、亜麻仁油2%添加飼料の給餌が、高密度ストレス解消(14日以上給餌)と原虫病抑制(7日以上給餌)に最も大きな効果を示し、このストレス解消には脳下垂体ー間腎腺系が関与する可能性が示された。順調に成果が得られているため、当初立てた平成28年度研究計画のとおり、課題を進める。当初の計画どおり進捗しており、平成29年度の計画に変更はない。魚類生理学
全身性自己免疫疾患の病態形成におけるCD4^+CD25^+制御性T細胞の役割の検討

CD4+CD25+制御性T細胞の全身性自己免疫疾患における役割を検討するため、ニワトリ卵白アルブミン(OVA)を全身性に核内に発現するトランスジェニックマウス(LdnOVA)とOVA特異的T細胞レセプタートランスジェニックマウス(DO11.10)を交配して得られたダブルトランスジェニック(DBL-Tg)マウスを作成し解析した(J. Immunol 2002;168:4399)。DBL-TgマウスではOVA特異的T細胞受容体(TCR)発現T細胞が核内自己抗原反応性T細胞となるが、DBL-Tgマウスではこの核内自己反応性T細胞がCD4+CD25+制御性T細胞となっていた。更に、クロノタイプ低発現の細胞ではTdR遺伝子再構成が生じ他のTCRが発現していたことも明らかとなった。従って、核内自己抗原反応性胸腺細胞は、(1)負の選択、(2)正の選択,をうけCD4+CD25+制御性T細胞に分化、(3)TCR遺伝子再構成が生じ、おそらく非自己反応性TCRとなり正の選択をうけCD4+CD25-T細胞に分化する経路があり、胸腺における核内抗原に対する自己免疫応答を回避する複数の機序の存在が明らかになった。これらの機序により重篤な臓器症状の出現は抑制されていると考えられた。また、胸腺だけではなく末梢でも樹状細胞が核内自己抗原を持続的に提示し自己反応性T細胞に免疫学的寛容を誘導していることも明らかにした(J. Immunol. 2002;168:1103)。一方、DBL-Tgマウスでは核内自己抗原反応性CD4+CD25+制御性T細胞が誕生しても抗OVA自己抗体の産生は抑制されていないことから、CD4+CD25+制御性T細胞は全身性自己免疫応答の制御において、T細胞とB細胞に対して異なる役割を担っている可能性が示唆され、今後の制御性T細胞を用いた治療開発の際に留意すべき点と考えられた。全身性自己免疫疾患では核内自己抗原反応性T・B細胞の存在を特徴としている。そこで本疾患におけるCD4^+CD25^+制御性T細胞(Treg)の役割を検討するため、ニワトリ卵白アルブミン(OVA)を全身性に核内に発現するトランスジェニックマウス(Ld-nOVA)と、OVA反応性T細胞受容体発現トランスジェニックマウス(DO11.10)をかけあわせて得たダブルトランスジェニックマウス(DBLTg)を解析した。このマウスではOVA反応性であるクロノタイプ陽性細胞は核内抗原反応性T細胞となる。その結果、DO11.10ではクロノタイプ陽性細胞がCD4^+CD25^-細胞でありクロノタイプ低発現の細胞がTregであったが、DBLTgでは対照的にクロノタイプ陽性細胞がTregで、クロノタイプ低発現の細胞はCD4^+CD25^-細胞だった。こクロノタイプ低発現のT細胞が誕生する過程にT細胞受容体遺伝子再構成の関与が考えられたため、この機構が障害されるT細胞受容体α鎖欠損DBLTgやRAG欠損DBLTgを解析した。その結果、RAG欠損DBLTgの末梢のT細胞は大部分がTregとなっているが、RAG欠損DO11.10マウスの末梢のT細胞はTregを欠きCD4^+CD25^-細胞が占めていた。T細胞受容体α鎖欠損マウスでもほぼ同様に結果であった。これらの結果から、核内自己抗原反応性T細胞はTregに分化する経路と、T細胞受容体遺伝子再構成が生じ非自己反応性T細胞受容体がつくられCD4^+CD25^-T細胞になる経路が存在し、T細胞の自己反応性が回避される機構があることがわかった。しかし、DBLTgではIgG抗OVA抗体が産生されていた。従って、核内自己抗原特異的B細胞へのヘルプは存在し、DBLTgにおけるクロノタイプ陽性細胞はTregであることから、この細胞群が自己抗体産生に関与している可能性が示唆された。

また、胸腺だけではなく末梢でも樹状細胞が核内自己抗原を持続的に提示し自己反応性T細胞に免疫学的寛容を誘導していることも明らかにした(J. Immunol. 2002;168:1103)。一方、DBL-Tgマウスでは核内自己抗原反応性CD4+CD25+制御性T細胞が誕生しても抗OVA自己抗体の産生は抑制されていないことから、CD4+CD25+制御性T細胞は全身性自己免疫応答の制御において、T細胞とB細胞に対して異なる役割を担っている可能性が示唆され、今後の制御性T細胞を用いた治療開発の際に留意すべき点と考えられた。
菌体外毒素の分泌および成熟化過程の解析

細菌感染による下痢症の多くは菌が菌体外に放出するエンテロトキシンとよばれるタンパク性の毒素の作用で生じている。菌体外へ活性を有するエンテロトキシの放出がなければ、下痢は生じない。グラム陰性菌で活性型の毒素が放出されるためには、内膜、外膜の2層の膜を通過すること、毒素が活性体へと折り畳まれる事、が必要である。これらの過程が進行しなければ菌は下痢活性を発揮できない。それゆえ本過程は菌の病原性に関わる重要な過程である。報告者達は大腸菌の耐熱性エンテロトキシン(下痢毒素)(ST)とアエロモナス菌のエンテロトキシンについてのこの過程を研究した。その結果STは、外膜タンパクであるToICを介して菌体外に放出される。TolCが機能を発現するためにはToICの412位ならびに3位のロイシンが必要とされること、その両アミノ酸残基は近接して存在する事を明らかにした。それゆえこの部位に結合する化合物の開発は毒素原性大腸菌感染の治療薬として有望であると考えられた。アユロモナス菌のエンテロトキシンは溶血活性をも発揮する毒素である事を証明した。患者から分離した菌株を調べた結果、血液寒天培地では溶血活性を示さないが下痢活性は発現する毒素を産生している菌株が存在する事がわかった。この毒素をクローニングして塩基配列を決定した。変異は主にアミノ末端側で生じている事がわかった。またアエロモナス菌のエンテロトキシンは活性化されるためには切断を受けなければならないが、この切断に関与するプロテアーゼは菌体外でエンテロトキシンの切断に働くのみならず、菌体内でも種々の老廃物の処理を行う。この様に本プロテアーゼは毒素の産生みならず菌の生存をコントロールするするプロテアーゼである事がわかった。多くの菌において、その菌が放出する菌体外毒素は菌の主要な病原因子である。この菌体外毒素はタンパク質であり、このタンパクが菌体外に毒素として放出されるまでには(1)立体構造の構築、(2)膜を通過して菌体外に出現という過程が進行しなくてはならない。この過程を菌体外毒素の成熟化過程をよんでいる。この成熟化過程が成功裏に進行しなければ活性を有する毒素は菌体外に放出されない。このことはこの成熟化過程を障害する薬物を投与すれば、菌の菌体外毒素の放出を停止させ、菌の病原性を消失させ、患者を病気から回復させることができる。このような観点から、本研究では大腸菌の耐熱性下痢毒素(ST)およびアエロモナス菌の溶血毒素や軟部組織の壊死を引き起こすプロテアーゼの成熟化過程に関する解析を行った。その放出に際して、TolCのカルボキシ末端から60番目付近の構造がTolCの機能発揮に極めて重要であることが判明した。その付近の構成アミノ酸を他のアミノ酸に置換した変異TolC作製して調べた結果、その領域の疎水性が分泌される分子の認識、あるいは分泌装置の構築に関与していると考えられた。アエロモナス菌の溶血毒は菌が産生するプロテアーゼにより切断され活性化される。患者から分離した菌株を調べた結果、血液寒天培地で溶血活性を示さない菌株も存在する事がわかった。また未知のプロテアーゼを産生している菌株も存在する事がわかった。そこでこれらの菌株についてさらに検討を加えた結果、試験管内では安定であり、不活性型から活性型へ移行しにくい溶血毒を産生する菌株、既知の配列と異なるプロテアーゼを産生する菌株などを見出した。

これらの菌株の解析は毒素の成熟化過程、菌の病原性の解析に有用である。菌体外毒素は菌の病原因子であり、菌体外毒素の産生の有無で、その菌の病原性が決定される事は多い。この菌体外毒素はタンパク質であり、生合成は菌体内でなされる。生合成された直後の毒素(タンパク質)はアミノ酸が連なった紐に他ならず、何ら活性を示さない。このタンパクが活性を有する毒素として、薗体外に放出されるまでには、立体構造の構築、膜を通過して菌体外に出現という過程が進行しなくてはならない。この過程を菌体外毒素の成熟化過程をよんでいる。この成熟化過程が成功裏に進行しなければ活性を有する毒素は菌体外に放出されない。このことはこの成熟化過程を障害する薬物を投与すれば、菌の菌体外毒素の放出を停止させ、菌の病原性を消失させ、患者を病気から回復させることができる。このような観点から、本研究では毒素原性大腸菌の耐熱性下痢毒素(ST)およびアエロモナス菌の溶血毒素や軟部組織の壊死を引き起こすプロテアーゼの成熟化過程に関する解析を行った。その結果STは、外膜タンパクであるToICを介して菌体外に放出される。確かめた結果、ToICを欠損させた大腸菌では毒素は生合成されるが、菌体外に毒素が放出されず、菌は下痢活性を発揮しない事がわかった。またToICが機能を発現するためにはToICの412位ならびに3位のロイシンが必要とされること、その両アミノ酸残基は近接して存在する事がわかった。この部位に結合する化合物の開発は毒素原性大腸菌感染の治療薬として有望であると考えられた。アユロモナス菌の溶血毒は下痢活性をも発揮する毒素である.患者から分離した菌株を調べた結果、血液寒天培地では溶血活性を示さないが下痢活性は発現する毒素を産生している菌株が存在する事がわかった。この毒素をクローニングして塩基配列を決定した。変異は主にアミノ末端で生じている事がわかった。また切断に関与するプロテアーゼは菌体外のみならず、一部は菌体内で種々の老廃物の処理を行い、その結果毒素の産生のみならず菌の生存をコントロールする蛋白である事がわかった。
癌患者におけるHelper T CellのTh1/Th2バランスに関する研究

癌患者における細胞性免疫能の抑制、低下は古くから良く知られる事実であるがそのメカニズムに関しては十分解明されていない。近年helper T cellの機能分担(Th1、Th2)により免疫能が調節されることが知られ、癌患者でも免疫治療を踏まえて、この面での研究が重要である。本研究では、胃・大腸癌患者を対象に、癌患者におけるTh1、Th2の癌の進行に伴う動態を検討した。即ち、癌患者におけるThバランスは、癌の進行に伴うIL-12の産生低下に関連し、Th1サイトカインの産生の低下が存在し、さらに進行してTh2サイトカインの著明な産生の増加によるTh2優位が出現し、担癌末期に顕著化することが認められた。さらに平成12年度には、癌患者の栄養状態との関連について検討した。IL-12の産生能は血清中アルブミン濃度が低い患者では低下しており、IL-10の産生能は悪疫質患者で上昇し、栄養状態の指標と負の関連番示し、種々の免疫抑制因子の産生と相関していた。さらに、癌局所即ち腫瘍浸潤リンパ球TILあるいは腫瘍所属リンパ節リンパ球LNLを採取して末梢血リンパ球PBMCとの比較を行った。その結果、TIL,LNL共にPBMCに比べてTh1が優位であることが判明した。従って癌患者の進行状態では癌の局所免疫療法は全身を循環している免疫抑制因子の存在、あるいは局所の免疫学的背景からみて有効である可能性が高いと考えられた。さらに、治療モデルとしてPBMCをIL-12で刺激するとIFN-γのみならずIL-10の産生も認められ、IL-10の量は癌患者で高値であった。この事実は癌の免疫療法を考える場合極めて重要でありこの克服に向けて研究を続けている。CD4(+)helperTcellこはtype1(Th1)とtype2(Th2)があり、細胞性免疫能の制御に重要な働きをする。Th1細胞はinterleukin(IL)-12によって誘導され、interferon(IFN)-γ、IL-2などのサイトカインを産生しT細胞を活性化し細胞性免疫能の賦活に関わる。Th2細胞はIL-4により誘導され、IL-4,6,10などのサイトカインを産生し液性免疫能を高めると同時に細胞性免疫能の抑制に関与すると考えられる。我々は、胃・大腸癌患者142例を対象に、以下のごとく癌患者におけるTh1、Th2の癌の進行に伴う動態を検討した。末梢血血清中のIL-6,10濃度を測定すると、それぞれ共に悪液質群で他の群に比し高値を示した。末梢血単核球(PBMC)をstaphylococcus aureusで刺激しIL-12の、PHAで刺激しIFN-γ、IL-4,10の産生能を24時間後の培養上清で検討すると、IL-12産生能は癌の進行と共に低下した。IFN-γ産生能は健常成人に比し癌患者群すべてにおいて低下していた。IL-4,IL-10産生能は、肝転移を有する大腸癌の悪液質患者で約2ヶ月の間隔で再び測定すると、共に経時的に上昇した。また同時にTh1とTh2のバランスをみるためにそれぞれ産生能の比を計算すると、IFN-γ/IL-4,IFN-γ/IL-10比は、いずれも経時的に低下する傾向が認められた。このように癌患者におけるThバランスは、IL-12の産生低下に関連し、Th1サイトカインの産生の低下が存在し、さらに進行してTh2サイトカインの増加によるTh2優位が出現し、担癌末期に顕著化することが認められた。

Th1細胞はinterleukin(IL)-12によって誘導され、interferon(IFN)-γ、IL-2などのサイトカインを産生しT細胞を活性化し細胞性免疫能の賦活に関わる。Th2細胞はIL-4により誘導され、IL-4,6,10などのサイトカインを産生し液性免疫能を高めると同時に細胞性免疫能の抑制に関与すると考えられる。本研究において平成11年度までに、胃・大腸癌患者を対象に、癌患者におけるTh1、Th2のの癌の進行に伴う動態を検討した。即ち、癌患者におけるThバランスは、IL-12の癌の進行に伴う産生に関連し、Th1サイトカインの産生の低下が存在し、さらに進行してTh2サイトカインの著明な産生の増加によるTh2優位が出現し、担癌末期に顕著化することが認められ報告してきた。さらに平成12年度には、癌患者の栄養状態との関連について検討した。IL-12の産生能は血清中アルブミン濃度が低い患者では低下しており、IL-10の産生能は悪疫質患者で上昇し、transferrin,retinol binding protein,prealbuminといった栄養状態の指標と負の関連を示し、種々の免疫抑制因子の産生と相関していた。さらに、癌局所即ち腫瘍浸潤リンパ球TILあるいは腫瘍所属リンパ節リンパ球LNLを採取して末梢血リンパ球PBMCとの比較を行った。その結果、TIL,LNL共にPBMCに比べてTh1が優位であることが判明した。従って癌患者の進行状態では癌の局所免疫療法は全身を循環している免疫抑制因子の存在、あるいは局所の免疫学的背景からみて有効である可能性が高いと考えられた。
保健体育における文献情報流通の研究

研究者,スポーツ関係者,教師の広い領域の文献情報の流通が強く要望されている.ところが,保健体育文献情報で日本語によるデータベース,シソーラス,検索処理システム等が未解決の状態であったため,次のような基礎研究を行った.1.論文資料からのシソーラス用語の検討保健体育に関する文献資料の整理登録を運動学,衛生学,保健学,体育理論,保健体育科教育の文献の収集整理し,カリキュラム開発研究センターのコンピュータを用いて保健体育用の文献データベースを構成した.これについては,教育情報研究2-2に報告した.2.索引語の基礎研究検索の上位,下位,同義等の用語問の相互の関係を分析し,シソーラス第一次試案を構成した.これについては,教育情報研究2-3に報告した.3.情報検索処理の構成保健体育の文献検索では,同じ用語がいろいろな意味・概念で使われているため,これに対処した検索処理を開発した.その方法として,利用者が用語を調べ検索できるように語基をもとに索引ごリストをBROWSE処理で表示する保健体育用の処理を開発した.これについては,データレポートNo.178に報告した.4.保健体育文献のデータベースの利用方法研究者,教師等が利用できるように,パソコンで文献資料の共同利用できるシステムを明らかにした.これについては,岐阜大学カリキュラム開発研究センター研究報告6-1に報告した.研究者,スポーツ関係者,教師の広い領域の文献情報の流通が強く要望されている.ところが,保健体育文献情報で日本語によるデータベース,シソーラス,検索処理システム等が未解決の状態であったため,次のような基礎研究を行った.1.論文資料からのシソーラス用語の検討保健体育に関する文献資料の整理登録を運動学,衛生学,保健学,体育理論,保健体育科教育の文献の収集整理し,カリキュラム開発研究センターのコンピュータを用いて保健体育用の文献データベースを構成した.これについては,教育情報研究2-2に報告した.2.索引語の基礎研究検索の上位,下位,同義等の用語問の相互の関係を分析し,シソーラス第一次試案を構成した.これについては,教育情報研究2-3に報告した.3.情報検索処理の構成保健体育の文献検索では,同じ用語がいろいろな意味・概念で使われているため,これに対処した検索処理を開発した.その方法として,利用者が用語を調べ検索できるように語基をもとに索引ごリストをBROWSE処理で表示する保健体育用の処理を開発した.これについては,データレポートNo.178に報告した.4.保健体育文献のデータベースの利用方法研究者,教師等が利用できるように,パソコンで文献資料の共同利用できるシステムを明らかにした.これについては,岐阜大学カリキュラム開発研究センター研究報告6-1に報告した.保健体育文献データベースの構成およびそれを検索・処理するための辞書データベースを開発し、索引語の整理,シソーラスの作成法をカリキュラム開発研究センターの電子計算機を用いて次のように研究を進めた。とくに、本年は前年までに作成した保健体育文献データベースを用いてそのキーワード分析を基礎として研究を進めた。1.未登録文献の整理と誤りの訂正および文献の流通昭和60年度に印刷した文献資料集で未登録文献について体育学会を始め関係学会の研究者に対し、調査および誤りの指摘を依頼し、未登録文献の整備登録,訂正を行った。2.抄録とその索引語の関係分析保健体育の論文,短報の一部について表題,抄録を記録し、索引語との関係を分析し、これらの索引語の関連を明らかにするために、論文と索引語の関係から、文献内容に対応した索引語の検討を進めた。3.情報検索処理の構成広い研究分野で構成されている保健体育の文献検索では、同じ用語が研究分野の違いにより異なった意味・概念で受け止められており、これに対処したマイクロコンピューターによるデータベース検索システムを構成した。国際シンポジウムにてそのシステムを試行し、体育研究関係者に報告した。4.シソーラスの構成これまでにカリキュラム開発研究センターで開発を進めてきたデータベースシステムを基礎に、上位,下位,関連語等の相互の関係を分析し、そのシソーラスの試案の作成・入力を行った。とくに体育の明治以後のデータの入力とその分析を行った。
教育・訓練を目的とする音質評価システムの開発研究

研究成果の概要音声の品質の評価を聴覚に基づく主観的評価のみに頼らず、音響分析の結果を用いた客観的な評価を行なうことによって、言語の教育、発声の訓練に役立てることのできるシステムの開発が本研究の最終目標であるが、一般的な音声では要因が多すぎるので、歯科矯正のために発声器官に影響する処置を受けた患者の音声に限定して研究を進めた。それにより音声品質の変化の原因が、声道長の手術による短縮、口腔中における舌の運動の容易さの変化、歯列内の矯正具による舌の動きの制限というように、かなり限定された。その結果が低次フォルマント周波数に影響を及ぼすので、手術前後における母音および有声子音のフォルマントの動きの変化に注目して、聴覚による主観評価の結果と手術前後のフォルマント奇跡の相関とを比較したところ、かなりの患者について、高い相関があることが認められた。同じ方法を、歯列の内側に矯正器具を取り付けた患者の発声に対しても適用したところ、ほぼ同様の結果が得られた例があるが、患者数が少ないため、なお多くの患者の発声について検討することが必要である。それとともに、摩擦子音の発声が顎短縮手術によって容易になるという研究報告に基づいて、高周波数帯域のパワーの変化を調べたが、それを客観的評価に用いるにはかなりの問題があるように考えられる。これらの研究結果に基づき、線形予測分析によって得られるスペクトルの1次、2次、3次の内の2ローカルピークの奇跡を平面上に描き、その形を視覚的にとらえるとともに標準発声との相関を知ることによって自らの発声を検討する方式を試作した。しかし、個人差が大きいため、その効果についてのなお多くの被験者による検討が必要である。本年度は初年度であるため、既存ならびに新規購入設備による研究と、新規設備の具体的計画と調達を行った。研究成果の概要は次の通りである。1)正常人の発声する正常音声と故意に異常に発声した異常音声とを分析して、特徴として何を使うべきかを検討し、線形予測スペクトルのローカルピークと、スペクトルの時間変化を見易くディスプレイする方法と、定量化する方法として、P1-P2パターンおよびDPを利用したスペクトル間距離をとりあえずの指標とすることにした。2)以上の指標を用いて、歯科矯正手術を受けて発声の容易さが変化した、もしくは手術直後で発声が困難になった患者の音声を分析したところ、大手術直後は音質を評価する指標が著しく変化するが、手術後長い時間を経過するにつれて、手術前の指標に近付くことが明らかになった。しかし、より多くのサンプルについて確かめ、さらに明確な表示法を考案する必要がある。3)正常音声と異常音声の違いをP1-P2パターンとスペクトルの時間変化パターンによって示すことができたが、聴覚に頼らずにどちらが正常かを知ることができるようにしなければならない。これは困難な問題であるので、より多くのデータを用いての研究の継続が必要である。4)異常音声としての失語疾患者の音声を収録し、診断支援システムの構築をめざして検討した。5)音声の個人性情報と発声の『さぼり現象』の関係について検討を進めた。6)超高速DSPボードを設計試作し、ソフトウェアの製作を始めた。本年度は、昨年度整備した設備および既存の設備により研究を行った。1)歯科矯正手術により、顎の長さや舌の大きさが変わり、発生の容易さが変化した、もしくは発生が困難になった患者の音声を主な対象として、音声品質の主観的評価の結果を数値化する方法を作った。現在、その方法による評価のデータ数の増加のための聴覚実験を進めている。2)その音声を客観的に評価するための分析・処理法について、従来の方法に加えて、絶対評価に通じる数値化を試み、主観評価の結果との対応付けが可能になる見通しを得た。

今後継続的に、さらに多くのサンプルを収集し、それらから数値化データと主観評価の結果との対応関係を明らかにする必要がある。3)同じ発生内容の音声の、音響的性質の違いを定量化する一手法として、スペクトルの第一・第二ピークを平面上にプロットし、その軌跡から得られる距離を用いることを試みた。その結果、その距離が主観評価の結果に類似することを明らかにした。しかし、さらに多くのサンプルを収集し、結果をさらに検討する必要がある。4)超高速DSPボードを使用するための、ソフトウェア開発ならびに開発したソフトウェアの整備を進めた。またそれらの結果について検討を進めた。5)音声の品質を検討する上で、高頻度単語と低頻度単語では受聴明瞭度が異なる。このため、音声の受聴明瞭度が単語によってどのように変化するかを明らかにするためにデータ収集・分析・検討を進めた。研究実績の概要1.歯科矯正治療の手術を受けた患者の音声の、手術後の経過による品質の変化を聴取実験により数値化するとともに、その音声の分析を行い、聴取実験によって得られた品質評価値と相関の高い音響パラメータが何であるかを検討する作業を前年に続けて行い、次のような結果を得た。第1、第2フォルマントに相当するスペクトルのローカルピークの周波数に基ずく音声の類似性の評価は、聴覚による評価と相関が大きい場合が多い。しかし、矯正手術の内容によると思われる不一致の例も見られる。他に、帯域パワーの時間変化過程を手術前後で比較したが、ローカルピークによる評価程に大きな相関は得られなかった。2.聴覚による評価実験において、一対比較の結果を2値にする方法に基づく数値化が、信頼性が最も高いことを確認した。3.この評価法は発声器官の動きの障害をもつ患者の音声を対象としてきたため、これを他の疾病による発生不明瞭の患者の音声、および外国人の音声に適用するには、なお一層の研究が必要と感じられた。4.システムの自動化をはかるソフトウェアの開発を行った。より高速の計算機を使用することにより、実時間表示が可能になることが確かめられた。本方式に基づく評価装置の実用化を次の段階として行うべきであると考えられるが、それは企業の立場で行うべきであろう。
立体選択的ヘテロDielsーAlder反応を用いる鎖状立体化学制御の新手法

新しい反応様式による立体選択的Michael等価反応を達成するためにまず,高効率的,高体立選択的ヘテロDielsーAlder反応と共に反応後の多様な官能基変換が期待できるヘテロジエンとして硫黄官能化エノンの合成法を開発した。即ち,ヘテロジエン基質としてのαースルホニルーα,βー不飽和カルボニル化合物は,ベンゼンスルフィン酸とクロロアセトンから得られるケトスルホンのジアニオンと種々のアルデヒドとのアルド-ル反応,続く脱水反応により合成した。次に,官能化ヘテロジエンとモノ置換ビニルエ-テルとの反応を,種々のルイス酸〔ZnCl_2,ZnBr_2,ZnI_2,Eu(FOD)_3,TiCl_2(iーPrO)_2〕存在下,種々の条件下(溶媒,反応温度)で詳細に検討した。その結果,効率的ルイス酸触媒サイクル(0.0050.1当量)による反応の加速と共に高い立体選択性が認められた。高立体選択性は用いるルイス酸配位子のかさ高さに大きく依存していることが明らかとなった。特に,Eu(FOD)_3存在下の反応では,用いた4種の官能化ヘテロジエンのいずれの場合も,高収率(>90%),高立体選択的(100%エンド付加)に対応するジヒドロピラン誘導体を与えた。また,シスーおよびトランスー1,2ージ置換ビニルエ-テルとの反応では,いずれの場合も立体特異的かつ立体選択的に反応が進行してそれぞれ対応する単一のヘテロDielsーAlder付加体が得られた。さらに,鎖状立体化学制御の新手法の確立を目的に,これら立体選択的環状付加体の開環反応を種々の条件下で検討した。シスー1,2ージ置換ビニルエ-テルとの環状付加体からのアンチ付加体への鎖状立体制御が達成できた(収率50%)。しかし,トランスー1,2ージ置換ビニルエ-テルとの環状付加体からのシン付加体への鎖状立体制御には成功していない。現在,種々条件下での反応を検討中である。
細胞核の初期化に関する研究

本研究では,体細胞核移植をより確実な技術にすること,また,核移植を介さない細胞の初期化法を確立することを最終目的として実施した。すなわち,卵子に含まれる初期化因子の実体を探るとともに,初期割球や培養細胞を様々な角度から受精卵に近付ける工夫を行なった。また,現在の体細胞核移植法では,クローン胚の発生率が低く,高頻度で死亡することから,正常に発生するための工夫を行なった。本年度は以下の実験を行なった。ウシMII期末受精卵に電気刺激による活性化刺激を付与し,電気刺激を与えていない卵子と与えた卵子との間で,予備的に2次元電気泳動をおこない,タンパクレベルでの差異がみられるかどうかを条件設定した。その結果,20個の卵子を用いて,差異のあるスポットを検出することができた。マウスMII期の卵子の回収率の高いタンパク採取法について検討した100個のMII期卵子の透明帯を除去し,その後,(1)界面活性剤や還元剤を含まないバッファ,(2)界面活性剤や還元剤を含むバッファ,(3)より強力な界面活性剤や還元剤を含むバッファで可溶化した上清を2次元電気泳動に供した。その結果,(1)界面活性剤や還元剤を含まないバッファで処理した場合に解析可能なスポットを複数見つけることができた。現在は,ウシとマウスの卵子を用い,活性化を付与したものと付与しないものとの間におけるタンパクレベルの差異をより詳細に検討中である。近年、体細胞核移植により、哺乳類においてクローン動物を作出することが可能となったが、正常な産子生産率は依然として低い。動物種によっては、非常に高率に生じる発生異常の原因は、核移植卵における遺伝子発現が異常であるため、と示され始めているが、それを克服して、正常な産子を高率に生産するには至っていない。また、体細胞が卵細胞質中で初期化される現象についても、そのメカニズムは未だ不明である。本研究では、核移植胚の発生異常の究明ならびに、正常な産子作成を行なうための方法開発、また、体細胞核の初期化機構の解明と核移植を介さずに体細胞を初期化することを最終目的として実施した。本年度は、主に、体細胞核移植における様々な条件設定について検討した。すなわち、(1)体細胞核移植卵の発生能に及ぼす除核の手法と成熟培養条件の検討、(2)細胞数の増加がES細胞クローン動物の作出に及ぼす影響、(3)体細胞核移植におけるレシピエント卵子からの除核時期の検討、である。その結果、(1)ウサギ核移植において、イオノマイシンとデミコルシンを用いた化学的除核が可能であること、体外成熟卵子をレシピエント卵子として用いた時、生存胎子を得ることに成功した。(2)クローン胚を集合して、胚盤胞期における細胞数を増加させても、作出率を向上しなかったことから、クローン胚発生能が低い原因は、細胞数の減少だけではないことが明かとなった。(3)体細胞を融合後1時間目に卵子の染色体を除去すると、クローン胚の着床率が向上することが明かとなった。
ヘミスフェリカル型シリコン太陽電池の製造プロセス制御

太陽電池用部材としてSiを用いる場合,資源の保有から切削工程を経ない製膜プロセスが必要である.そこで本研究では水,低融点合金,及びシリコンと同等のファセット系凝固するビスマス試料を用いてミスト状の溶融金属試料にして製膜させ,組織を解析した.溶融金属をくみ上げる圧力は,ガス流速が比較的高い場合において噴射ガス速度の二乗や密度に影響したが,流速が低い場合はエントレインメント現象やガスの流れ込み等により吸引力が低くなった.製膜された試料の厚さ及び表面粗さはノズルからの距離及び角度に依存して不均一となった.また試料端部ほど組織は微細化及び均質化し,シリコンも同様の現象が生ずるものと考えられた.シリコンを用いた半導体素材は太陽電池用部材として広い分野で活用されているが,原料の枯渇の問題が挙げられており,インゴット凝固やウエハ切削加工等を経ない新たな太陽電池製造プロセスの開発が急務となっている.本研究ではインゴット結晶に対抗しうる製膜プロセスとして,高純度シリコンをミスト状にして電極基板上に製膜させる方法を考案し,高性能マイクロ結晶太陽電池薄膜モジュール製造する技術を見出すことを目標とした.平成27年度は低融点合金として純スズ,純ビスマス及びスズービスマス合金を溶融させてミスト粒子を得る条件を調査した.まず,ノズル直径,位置,不活性ガス圧力,流速等のプロセス条件を変化させ,液体の吸引力及び得られた液滴直径との関連性を調査した.液体の吸引力は噴射する不活性ガスの速度の二乗に関連して変化すること,この時,低速と高速では吸引力に及ぼす速度の影響が大きく変化することを見出した.また,水を用いたモデル実験も行い,種々の密度を有する液体における吸引力の予測が行えられることを示した.また,得られたスズ合金製膜試料を調査したところ,ノズルからの距離に依存してマクロスケールで膜の厚さに不均一性が残り,均一に製膜するためには更なる条件の最適化が必要と考えられた.ノズルに近い場所で製膜された結晶は21ミクロンと比較的大きく,ノズルから離れるほど結晶は微細となった.凝固組織及び溶質元素の再分配についてもノズルからの距離に依存して変化し,製膜試料の中心部でのミクロ偏析は試料外周部では結晶の微細化に伴い偏析も少なくなった.シリコンと同じファセット型結晶成長形態を有するビスマスにおいても,結晶粒径及び分布はノズル位置に依存して変化しており,シリコンを用いた実験条件選定に貢献する知見が得られた.本研究の目的は,インゴット結晶に対抗しうる製膜プロセスとして,高純度シリコンをミスト状にして電極基板上に製膜させる方法を考案することにある.このうち,平成27年度で目標の一つであったミスト粒子の形成過程について,低融点金属による実験及び水を用いたモデル実験も複合させて評価できた.より高い融点を有する試料の作製は装置の作製上十分な実験ができなかったが,低融点でも種々の濃度を有するスズービスマス合金を用いることにより,液体の汲み上げ過程,ミスト粒子の形成,飛行,付着及び凝固過程を詳細に調査することができた.溶融金属の汲み上げに関する調査については,水を用いたモデル実験も行い,種々の密度を有する液体における吸引力の予測が行えられることを示した.また,溶融金属についても,噴射の状態をその場観察することにより,最適な不活性ガス圧力及び流速条件を見出すことができた.さらに,物理モデルと比較することにより,液体のミスト粒子化における現象を考察することができた.一方,製膜後の試料についても,試料温度測定や凝固組織解析から液滴過冷度についても推測できた.さらに,液滴内の核生成及びその後の結晶成長については推測以上に均一・微細化されており,今後の実験条件を定める指針を得た.また,得られた製膜試料の組成解析から,マクロ及びミクロスケールでの不均一性及び濃度偏析が明らかとなり,今後の解決すべき課題となった.特にノズルに近く,過冷が小さいと考えられる場所では結晶粒径や偏析が比較的大きくなった.目的とする太陽電池は薄くかつ均一に組織を制御する必要があるが,試料外周部で比較的大きな過冷凝固と微細かつ均一に分布した結晶が得られている実験結果をもとに,ノズル位置,ガス流速,溶湯保持温度等の製膜条件をより最適化することができるものと考えられた.シリコンは単結晶,多結晶及びアモルファス状態で太陽電池用部材として広い分野で活用されている.しかし,シリコン原料の枯渇が懸念されており,インゴットの切削で生ずる切りくずの再利用,または切削工程を経ない新たな太陽電池製造プロセスの開発が急務となっている.本研究ではインゴット凝固に対抗しうる製膜法として,ファセット及びノンファセット合金をミスト状にして電極基板上に製膜させる方法を考案し,高性能マイクロ結晶太陽電池薄膜モジュール製造する技術の指針を見出すことを目標とした.まず,低融点合金として純スズ,純ビスマス及びスズービスマス合金を溶融させてミスト粒子を得る条件を調査した.ノズル直径,位置,不活性ガス圧力,流速等のプロセス条件を変化させ,液体の吸引力及び液滴直径との関連性を調査した.液体の吸引力は噴射する不活性ガスの速度の二乗に関連して変化すること,この時,低速と高速では吸引力に及ぼす速度の影響が大きく変化することを見出した.

平行して水モデル実験も行い,種々の密度を有する液体における吸引力の予測が行えられることを示した.また,ノンファセット及びファセット系結晶を有するスズ及びビスマス合金製膜試料を調査したところ,ノズルからの距離及び角度に依存してマクロスケールレベルでの膜厚の不均一性が生じた.均一に製膜するためにはノズルの移動及びノズルーターゲット間の距離を制御することが必須と考えられた.特に,ノズル近傍で製膜された結晶は21ミクロンと比較的大きく,ノズルから離れるほど結晶は微細となった.これは,飛行中及び基板付着時における過冷度が大きくなったためと考えられた.合金について調査したところ,溶質元素のミクロ偏析は製膜試料の中心部で大きく,試料外周部で小さくなった.これは結晶微細化に寄与するものと考えられ,ファセット型結晶成長形態を有するシリコンにも応用できるものと考えられた.太陽電池用部材としてSiを用いる場合,資源の保有から切削工程を経ない製膜プロセスが必要である.そこで本研究では水,低融点合金,及びシリコンと同等のファセット系凝固するビスマス試料を用いてミスト状の溶融金属試料にして製膜させ,組織を解析した.溶融金属をくみ上げる圧力は,ガス流速が比較的高い場合において噴射ガス速度の二乗や密度に影響したが,流速が低い場合はエントレインメント現象やガスの流れ込み等により吸引力が低くなった.製膜された試料の厚さ及び表面粗さはノズルからの距離及び角度に依存して不均一となった.また試料端部ほど組織は微細化及び均質化し,シリコンも同様の現象が生ずるものと考えられた.平成27年度の成果に基づき,平成28年度はシリコンによるミスト粒子の単結晶成長条件の最適条件と特性評価に関する研究を進める.平成27年度で作製中である高融点合金用ミスト粒子装置を用いて,シリコンの製膜条件の最適化を行う.還元雰囲気を保つために5%以下の水素を含む不活性ガスを用いて,平成27で得られたノズル位置,ガス流速,溶湯保持温度等の知見をもとにシリコン膜の生成を行う.高融点からの急速冷却であり,ミスト粒子の大きさが膜特性を大きく影響すると考えられるので,均一で均質な粒子を生成する条件を見出す.さらに本プロセスは溶融状態から基板に製膜する方法であり,シリコン試料内に大きな歪みを生ずる可能性がある.歪みは光ー電気変換効率に大きく影響するので,必要に応じて製膜基板を200700°Cまで昇温させる実験を行い,組織形成過程に及ぼす結晶/基板界面の歪の影響についても調査する.一方,得られた粒子分散基板を用い,既存のスピンコータでN型素子を形成し,ソーラシミュレータにより太陽電池特性を評価する.現存するスピンコータは平滑試料面における塗布仕様となっているが,本研究で開発する試料表面の凹凸は小さいことから十分塗布できると考えられる.続いて得られた太陽電池にソーラシミュレータによる擬似太陽光を照射し,起電力と電流値を測定して試料の光ー電気変換効率を調査する.一般の太陽電池は平滑表面であり,本研究で作製する試料は凹凸があるので基板表面の凹凸の効果についても評価する.最後に変換効率と得られた製膜試料の粒子形状・分布,表面酸化,格子歪み欠陥,単結晶化,結晶方位等の因子について相互に評価し,変換効率を製造プロセスにフィードバックさせながら,パラメータの最適化を図る.結晶工学本研究では,溶融金属を直接ミスト粒子に変換する方法として,電気炉と高流速ガスによる装置を考案している.平成27年度は比較的低い融点を有する合金についてミスト化現象を詳細に調査し,平行して高融点合金用ミスト粒子装置を作製した.