hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トリクロロエチレンによる全身性皮膚-肝障害の環境的・遺伝的発症要因のコホート研究

ところが、HLA-B*1501多型は患者群2名(2.4%)に対し、対照群は18名(14%)(p=0.09)、HLA-B*1501多型は患者群3名に対し、対照群10名(7.6%)、HLA-B:1511多型は患者群0、対照群10名(7.6%)、HLA-B*3501多型は患者群が1名(1.0%)、対照群が21名(16%)(p<0.001)、HLA-B*4001多型は患者群2名に対し、対照群は22(17%)名であった(p=0.002)。HLA-B*4601多型は患者群7名に対し対照群は27名(21%)であり、この多型も対照群に多かった(p=0.034)HLA-B*5101とHLA-B*5179多型は患者群それぞれ2名に対し、対照群はそれぞれ13名(10%)で、両者の間に有意差が認められた。対照群のHLA-Bの遺伝子型はHLA-B*1501、HLA-B*1502、HLA-B:1511、HLA-B*3501、HLA-B*4001、HLA-B*4601、HLA-B*5101およびHLA-B*5179多型が多いことが判明した。このように、患者群にはHLA-B*1301多型が多く、感受性遺伝子の候補として有力であることが明らかとなった。患者の血清TNFαとIL10値がカットオフ値を超えていた者、HHV6の再活性化していた者は患者群に多いことが明らかとなった。中国広東省職業病防治院で2004年から2011年に収集されたトリクロロエチレンによるHypersensitivity患者と、工場でトリクロロエチレン使用者でかつHypersensitivityを発症しなかった健康労働者を対象として、尿中トリクロロエチレン代謝物(トリクロロエタノールTCEとトリクロロ酢酸TCA)をGC-MSで測定した。患者の尿中TCA値から、Ikeda and Imamura(1973)の方法を用いて、トリクロロエチレン曝露後のTCA値を推測した。患者82名中作業終了後から採尿日が判明したのは38名であった。一方、対照群131名の中に尿提供がなかった者が13名いたので、測定できたのは118名であった。対照群の尿は作業終了後採取したので、TCAの測定値をそのまま使用した。患者群の尿中TCA濃度の平均と標準偏差は480±930mg/L、対照群は57±159mg/Lであった。日本産業衛生学会許容準度委員会が勧告している生物学的許容値50mg/Lを超えていた者は患者群30名(79%)、対照群30名(25%)であった。昨年度測定したHLA-Bの遺伝子型で分類すると、HLA-B^*1301多型のTCA値は患者群525±1058mg/L、対照群16±10mg/Lであった。これらの測定値において、生物学的許容値50mg/Lを超えていた者は患者群27名中22名(81%)、患者群は8名中0であった。これらの結果は、1)HLA-B^*1301多型を持つ患者の81%はトリクロロエチレンの生物学的許容値を超える職場環境(即ち、日本産業衛生学会が勧告しているトリクロロエチレンの許容濃度を超える環境)で作業をしていたこと、2)対照群にもHLA-B^*1301多型を持つ作業者がいるが、トリクロロエチレンの許容濃度以下の環境で作業をしていたことを示す。HLA-B^*1301多型はトリクロロエチレンによるHypersensitivityの感受性遺伝子であるが、職場のトリクロロエチレンの曝露量管理の重要性を示す結果である。
疼痛過敏ラットの脊髄の一酸化窒素合成酵素を含む神経細胞と疼痛伝達の関連の研究

雄性SDラット(10週齢)を用い、昨年度の神経病性疼痛(Ligation)ラット(疼痛過敏群)とは別に、末梢神経障害モデル-Avulsion(引き抜き群、n=18)とCrush(挫滅群、n=18)を作成した。各々、ペントバルビタール麻酔(35mg/kg,ip.)下に背臥位に固定し第5・6腰髄神経を露出、引き抜きと鉗子で15秒^*2回の圧迫を加えた。手術後4日・1週間・3週間に各々、実験群・対照群と手術を施行していないラット(正常群、n=6)について左右後肢の疼痛過敏の有無をvon Freyフィラメントを用いて調べた。その後、ペントバルビタール麻酔下に4%パラフォルムアルデヒドを用いて潅流・固定して得られた各々のラットの脊髄からマイクロトームを用いて第1腰髄・第5腰髄・第6腰髄のレベルの厚さ40μmの脊髄組織切片標本を作成した。得られた切片をABC法(Vector社)とNADPH Diaphorase法を用いて各々NOSの免疫組織染色と酵素反応による組織染色を行なった。染色後、顕微鏡下に脊髄の各レベルごとに両側後角部(Laminae I,II,III)、中心管周囲(Lamina X)、両側側索部(Lamina VII)に分けて観察・写真撮影し、染色された陽性細胞(NOSを含む神経細胞)の数をカウントして、昨年度行った疼痛過敏群の結果を含めて各群間でレベルごと、また各群内で手術後期間ごとに各々正常群を対照としてANOVAを用いて比較検討した。その結果、引き抜き群と挫滅群では手術後4日・1週間・3週間のすべてで左側後枝に正常群に比較して疼痛鈍麻を認めたが、対照群では認めなかった。また、引き抜き群と挫滅群では手術後1週間・3週間のすべてで第1腰髄・第5腰髄の左側後角部に対照群・正常群・疼痛過敏群の左側同部位と比べてNOS陽性の神経細胞の有意な低下を認めた(p<0.05)。総合的にまとめると、第1腰髄・第5腰髄の脊髄後角部NOS陽性神経細胞数は疼痛過敏・鈍麻と強い正の相関関係があると推測される。雄性SDラット(10週齢)を用い、Seltzerらの方法によりハロセン麻酔下に実体顕微鏡を用いて左坐骨神経の第5.6腰椎神経を結紮し、神経病性疼痛(疼痛過敏)ラット(実験群、n=18)を作成した。これとは別に手術による神経剥離のみを行ない神経を結紮しない対照群(n=18)のラットも作成した。その後、ペントバルビタール麻酔下に4%パラフォルムアルデヒドを用いて潅流・固定して得られた各々のラットの脊髄からマイクロトームを用いて第1胸髄・第1腰髄・第5腰髄・第6腰髄のレベルの厚さ40μmの脊髄組織切片標本を作成した。

得られた切片をABC法(Vector社)とNADPH Diaphorase法を用いて各々NOSの免疫組織染色と酵素反応による組織染色を行なった。染色後、顕微鏡下に脊髄の各レベルごとに両側後角部(Laminae I,II,III)、中心管周囲(Lamina X)、両側側索部(Lamina VII)に分けて観察・写真撮影し、染色された陽性細胞(NOSを含む神経細胞)の数を調査して、各群間でレベルごと、また各群内で手術後期間ごとに各々正常群を対照としてANOVAを用いて比較検討した。さらに、von Freyフイラメントによる疼痛域値とNOSを含む神経細胞数の間の相関性の有無を検定した。その結果、実験群では手術後4日・1週間・3週間のすべてで左側後枝に正常群に比較して疼痛過敏を認めたが、対照群では認めなかった。また、実験群では手術後4日・1週間・3週間のすべてで左側後角部・左側側索部に対照群・正常群・実験群右側各部位と比べてNOSを含む神経細胞の有意な増加を認めた。疼痛過敏の程度の結果と左側後角部・左側側索部のNOSを含む神経細胞数の間には各々有意な相関関係を認めた(p<0.05)。雄性SDラット(10週齢)を用い、昨年度の神経病性疼痛(Ligation)ラット(疼痛過敏群)とは別に、末梢神経障害モデル-Avulsion(引き抜き群、n=18)とCrush(挫滅群、n=18)を作成した。各々、ペントバルビタール麻酔(35mg/kg,ip.)下に背臥位に固定し第5・6腰髄神経を露出、引き抜きと鉗子で15秒^*2回の圧迫を加えた。手術後4日・1週間・3週間に各々、実験群・対照群と手術を施行していないラット(正常群、n=6)について左右後肢の疼痛過敏の有無をvon Freyフィラメントを用いて調べた。その後、ペントバルビタール麻酔下に4%パラフォルムアルデヒドを用いて潅流・固定して得られた各々のラットの脊髄からマイクロトームを用いて第1腰髄・第5腰髄・第6腰髄のレベルの厚さ40オmの脊髄組織切片標本を作成した。得られた切片をABC法(Vector社)とNADPH Diaphorase法を用いて各々NOSの免疫組織染色と酵素反応による組織染色を行った。染色後、顕微鏡下に脊髄の各レベルごとに両側後角部(Laminae I,II,III)、中心管周囲(Lamina X)、両側側索部(Lamina VII)に分けて観察・写真撮影し、染色された陽性細胞(NOSを含む神経細胞)の数をカウントして、昨年度行った疼痛過敏群の結果を含めて各群間でレベルごと、また各群内で手術後期間ごとに各々正常群を対照としてANOVAを用いて比較検討した。その結果、引き抜き群と挫滅群では手術後4日・1週間・3週間のすべてで左側後枝に正常群に比較して疼痛鈍麻を認めたが、対照群では認めなかった。また、引き抜き群と挫滅群では手術後1週間・3週間のすべてで第1腰髄・第5腰髄の左側後角部に対照群・正常群・疼痛過敏群の左側同部位と比べてNOS陽性の神経細胞の有意な低下を認めた(p<0.05)。総合的にまとめると、第1腰髄・第5腰髄の脊髄後角部NOS陽性神経細胞数は疼痛過敏・鈍麻と強い正の相関関係があると推測される。
過敏性腸症候群における、症状出現トリガーと口腔ー腸内細菌叢ネットワークの解明

・下痢型IBSに対する、IBS腹部症状に関連する便細菌叢の解析IBS患者と健常者において、消化管環境に異常が生じる機序を主に細菌叢を調べることにより解析した。更にIBS患者は漢方薬(オープンラベル)を28日間内服することで、症状改善に関連する細菌叢・代謝物を調べた。健常者40名、下痢型IBS患者43名(全員男性)について、採血にて高脂血症、その他の肝臓、腎臓機能、貧血などの異常がないこと、更に消化器内科と漢方内科による診察を行い、消化管細菌叢を採取した。平成29年度はbaselineのプロトコルを完了した。IBS被験者については特に内服後、副作用などは認めていない。得られた消化管細菌サンプルから16SリボソームDNAを抽出し、細菌・菌類に特異的なプライマーを用いて精製したPCR産物をIllumina Miseqを用いて配列決定を行った。得られた配列を用いて、細菌叢を検討したところ、IBS患者群において、便中の細菌種多様性は健常者に比べて有意差を認めなかった。尚、phylumレベルの解析で有意差を認める菌A,Bをを得られた。またFirmicutes/Bacteroides比について、IBSの症状時、症状非出現時において有意差を認めた。これらは既報の結果をサポートする結果であり、更に現在、薬剤介入試験並びに、IBS同一被験者間の菌叢変化などを含めて、16SリボソームDNAとその代謝産物、転写活性などを用いた詳細解析について継続中である。被験者の研究参加時期などの調整は必要であるが、おおむね順調に進んでいる。Baselineの細菌叢解析で疾患群に特異的に見られた細菌について、消化管粘膜上のさらなる検証が必要な可能性が出てきた。今後得られた消化管細菌叢の16Sリボソーム解析、代謝物詳細解析を予定通り進め、結果次第では、疾患群に対して、大腸内視鏡検査、粘膜生検を行う可能性もありうる。細菌叢のシークエンスについて、当初の予定では介入試験の検体についても解析を行う予定であったが、シークエンス効率とコストの関係から、次年度に行なう予定である。
低酸素性肺血管収縮における一酸化窒素とその関連代謝物系の作用

【目的】血管内皮由来のNOは低酸素性肺血管収縮(HPV)を修飾しているが、その作用化学種としてNOの他に[・NO]、[ONOO^-]などが考えられる。そこで、これらの選択的消去剤や発生剤を用いてHPVがどのように変化するのか、また、NO吸入療法に際しての作用機序およびNO毒性に関しても検討した。【対象と方法】ラット摘出灌流肺を用いて1)低酸素喚気を3回繰り返した後、(1)生理食塩水群、(2)L-NMMA (NO合成酵素阻害薬)投与群、(3)carboxy-PTIO (NOの選択的消去薬)投与群でそれぞれ引き続き低酸素喚気を2回繰り返しHPVの増強の程度を観察した。2)一方、NOとその関連代謝物の発生剤の効果を検討するために(1)生理食塩水群、(2)NOガス(40ppm)吸入群、(3)NOR(自発的NO発生剤)投与群、(4)SNAP(・NOドナー)投与群、(5)SIN-1(ONOO^-発生剤)投与群において同様にHPVを観察した。【結果と考察】1)L-NMMA投与は、carboxy-PTIO投与に比べHPVの増強効果は有意に大きかったことから、HPVの修飾因子としてはNOのみならずその関連代謝物質が関与していると考えられた。2)NOガス吸入は有意にHPVを減弱させた。その効果はNORの極量を灌流液内投与した時に比較して大であった。以上から、NOのHPVに対する抑制効果は肺胞気を介して作用させることが重要であると考えられた。3)SNAPもSIN-1も共にHPVを有意に減弱させた。しかし、SIN-1投与群では投与後早期に肺水腫をきたし易かった。以上から、NOと共にその関連代謝物質にもHPVの抑制効果が存在することが示唆された。一方、ONOO^-(パーオキシナイトライト)は肺血管透過性を促進させる可能性があり、NO毒性の面から今後の検討を要すると考えられた。
小脳顆粒細胞・前駆細胞の生存・増殖調節

ニューロンの数の調節において、ニューロンの生存調節と並んでニューロン前駆細胞の増殖が大きな役割を果たしているものと考えられるが、ニューロン前駆細胞の増殖がどのように調節されているかは未だ明らかではない。我々は小脳顆粒細胞・前駆細胞(Cerebellar Granule Cell Precursors,GCPs)の増殖調節において、サイクリン依存性キナーゼインヒビター(CDKI)の一つであるp27が果たす役割を検討した。幼弱マウス小脳におけるCDKIの発現を検討したところ、顆粒細胞・細胞系譜に属する細胞においてはp27のみが有意に発現していること、GCPsが増殖を重ねるにつれてp27が細胞内に蓄積してくること、細胞周期を脱して最終分化を終えた顆粒細胞においてもp27が発現していることが明らかになった。次に幼弱マウス小脳からGCPsを調製、無血清培地中で培養しそのBrdU取り込み能を調べたところ、若い動物由来の細胞ほど取り込み率は高く、より長い時間BrdU取り込み能を保持していること、培養時間の経過と共にBrdU取り込み能は低下していくことが明らかになった。これらの細胞におけるp27の発現を調べたところ、日齢の進んだ動物由来の細胞ほどp27強陽性の細胞の比率は高く、時間経過と共にp27強陽性の細胞の比率は増加していった。すなわちGCPsにおいてBrdU取り込み能とp27発現には逆相関が存在することが明らかになった。さらにp27遺伝子欠損マウスの小脳を解析したところ、野生型マウスの小脳に比べて大きいこと、外顆粒層がより遅い時期まで残存していることが明らかになった。またこれらのマウスから調製したGCPsは野生型マウス小脳の細胞と比べてより高い増殖能を示すことが明らかになった。以上よりGCPsの増殖調節において、p27が大きな役割を果たしていることが強く示唆された。
次世代創薬法としての細胞修飾技術の確立と細胞性製剤の創製

本研究は、従来までの錠剤や散剤とは異なり、生きた細胞そのものを薬物の担体として利用し、製剤原料として捉えた「細胞性製剤」とも言うべき、新たな概念を提示するとともに、かつ究極的なDDS製剤を開発しようとするものである。この細胞性製剤を開発するために、1)細胞を傷つけることなく、如何に細胞内に遺伝子などを導入し、細胞にDDS製剤的機能を付与するか、2)如何に細胞が有する諸機能を損なわずに、包括固定化するか、3)包括固定化した機能性細胞を如何に生体内で長期間安定に機能させるか等が問題である。本研究では、2)、3)の項目について検討し、以下の結果を得たので報告する。1.包括固定化単体として、アルギン酸-ポリ(L)リジンーアルギン酸(APA)マイクロカプセルを用い、グルコースセンサー機能を有するインスリン分泌細胞(MIN6細胞)の生存性および機能を維持した状態で包括固定化する方法を確立した。2. APAマイクロカプセルに封入したMIN6細胞(APA-MIN6細胞)は、アロジェニックなマウスの体内で生存・増殖することが可能であった。3. APA-MIN6細胞をアロジェニックな糖尿病マウスに適用すると、投与後速やかに血糖値の低下が観察され、低血糖を招くことなく、約50日間正常血糖値を維持出来ることを明らかにした。4.また、3.の実験において経口糖負荷試験を行い、血中のインスリン濃度を測定したところ、ノーマルマウスと比較して若干の遅れはあるものの、血糖値の上昇、下降に応答し血中インスリン濃度の変化が観察され、in vivoにおいてもAPA-MIN6細胞がセンサー機能を保持したままネガティブフィードバック機構などの生体内調節制御の連環のなかで機能していることが示唆された。現在、細胞性製剤の確立を目指し、免疫隔離能などを詳細に検討している。
中性子の入射位置・方向に依存しないスペクトル導出手法の確立

本研究の目的は,有機液体シンチレータを用いたアンフォールディング法による中性子エネルギースペクトルの測定において,シンチレータに入射する中性子の位置・方向に依存しないスペクトル導出手法の確立とその適用である.中性子場での測定において球形状以外の検出器を使用する場合,中性子から見ると検出器の幾何断面積は位置と方向に大きく依存する.これを解消するために,シンチレータ内の中性子飛跡長から求まる面積でスペクトルを除する手法を提案し,依存性がないことの検証を行う.これにより,今まで測定が難しかった迷路中などの入射位置および方向が特定できない場所での測定が可能となる.その適用として,高エネルギー加速器施設内でのエネルギースペクトル測定を実施し,中性子輸送に関する系統的なデータを取得する.平成30年度では,中性子応答計算コードの改良,手法の検証,スペクトル測定実験を実施した.計算コードの改良点は,反応の物理モデルがエネルギーによって変わるためエネルギーに対して不連続な応答となることの解消,中性子飛跡長計算の関数の導入である.検証では,シンチレータ内での中性子の反応確率と飛跡長の関係を整理することで,反応確率が小さい場合は依存性がないことが示された.しかしながら,実験で用いる検出器では相互作用確率が十分に小さいとは言えないため,改良した計算コードを用いて更なる検証を行った.その結果,入射位置および方向依存性に起因する差異は,アンフォールディング法による再現性の悪さに埋もれることが分かった.スペクトル測定の実験は,欧州原子核研究機構(CERN)の24 GeV/c陽子ビームを利用した混合粒子場施設(CHARM)で実施した.迷路中,上流から下流に向けて複数点で実験データを取得した.平成31年度に計画していた手法の検証ができたことにより,当初の計画以上に進展している.エネルギースペクトル導出のために必要となる光出力校正の精度を向上させる.焦点は,校正点取得手法が報告されていない高光出力領域である.2点の校正点取得を考えており,1点目は連続エネルギー陽子測定によるシンチレータ中を突き抜けと停止する境界の点,2点目は宇宙線ミュー粒子の測定によるものである.連続エネルギー陽子は加速器からのビームを標的に照射して生成させる.また,連続エネルギー陽子測定で今実験限り有効な校正を施し,ミュー粒子が作る付与エネルギースペクトルのピーク値を光出力換算することで校正点を得る.平成31年度にCHARMで測定した実験データの解析を行い,中性子エネルギースペクトルを導出する.上記の光出力校正点の有用性は,ここで確認する.実験値は,モンテカルロシミュレーションコードの計算値と比較を行う.しかしながら,幾何形状が複雑であること,測定箇所までの遮蔽が厚いことから,膨大な計算時間が必要となることが予期される.高エネルギー加速器施設の放射線遮蔽のためのデータとして線量当量が重要である.そこで,実験で得られるエネルギースペクトルから線量当量に換算する.しかしながら,測定で得られたスペクトルは円筒形状の検出器で測定されており,線量当量換算係数で想定されている球とは形状も大きさも異なる.換算の検証を測定手法を検証した際と同様にして行う.得られた線量当量は,上記のモンテカルロシミュレーションコードの計算値,さらには迷路中の線量当量を計算する簡易コードによる値と比較・検討を行う.本研究の目的は,有機液体シンチレータを用いたアンフォールディング法による中性子エネルギースペクトルの測定において,シンチレータに入射する中性子の位置・方向に依存しないスペクトル導出手法の確立とその適用である.中性子場での測定において球形状以外の検出器を使用する場合,中性子から見ると検出器の幾何断面積は位置と方向に大きく依存する.これを解消するために,シンチレータ内の中性子飛跡長から求まる面積でスペクトルを除する手法を提案し,依存性がないことの検証を行う.これにより,今まで測定が難しかった迷路中などの入射位置および方向が特定できない場所での測定が可能となる.その適用として,高エネルギー加速器施設内でのエネルギースペクトル測定を実施し,中性子輸送に関する系統的なデータを取得する.平成30年度では,中性子応答計算コードの改良,手法の検証,スペクトル測定実験を実施した.計算コードの改良点は,反応の物理モデルがエネルギーによって変わるためエネルギーに対して不連続な応答となることの解消,中性子飛跡長計算の関数の導入である.検証では,シンチレータ内での中性子の反応確率と飛跡長の関係を整理することで,反応確率が小さい場合は依存性がないことが示された.しかしながら,実験で用いる検出器では相互作用確率が十分に小さいとは言えないため,改良した計算コードを用いて更なる検証を行った.その結果,入射位置および方向依存性に起因する差異は,アンフォールディング法による再現性の悪さに埋もれることが分かった.スペクトル測定の実験は,欧州原子核研究機構(CERN)の24 GeV/c陽子ビームを利用した混合粒子場施設(CHARM)で実施した.迷路中,上流から下流に向けて複数点で実験データを取得した.平成31年度に計画していた手法の検証ができたことにより,当初の計画以上に進展している.エネルギースペクトル導出のために必要となる光出力校正の精度を向上させる.焦点は,校正点取得手法が報告されていない高光出力領域である.2点の校正点取得を考えており,1点目は連続エネルギー陽子測定によるシンチレータ中を突き抜けと停止する境界の点,2点目は宇宙線ミュー粒子の測定によるものである.

連続エネルギー陽子は加速器からのビームを標的に照射して生成させる.また,連続エネルギー陽子測定で今実験限り有効な校正を施し,ミュー粒子が作る付与エネルギースペクトルのピーク値を光出力換算することで校正点を得る.平成31年度にCHARMで測定した実験データの解析を行い,中性子エネルギースペクトルを導出する.上記の光出力校正点の有用性は,ここで確認する.実験値は,モンテカルロシミュレーションコードの計算値と比較を行う.しかしながら,幾何形状が複雑であること,測定箇所までの遮蔽が厚いことから,膨大な計算時間が必要となることが予期される.高エネルギー加速器施設の放射線遮蔽のためのデータとして線量当量が重要である.そこで,実験で得られるエネルギースペクトルから線量当量に換算する.しかしながら,測定で得られたスペクトルは円筒形状の検出器で測定されており,線量当量換算係数で想定されている球とは形状も大きさも異なる.換算の検証を測定手法を検証した際と同様にして行う.得られた線量当量は,上記のモンテカルロシミュレーションコードの計算値,さらには迷路中の線量当量を計算する簡易コードによる値と比較・検討を行う.
アレルギー性気道炎症下のバリア機能維持におけるTcf21の役割の解明

Transcription factor 21(Tcf21)は胎生期の臓器発生を司る転写因子の一つであるが、成体組織においても発現が見られ病態形成にも関与することが示唆されている。Tcf21はヒト肺ではパートナー分子Tcf12と共に気道上皮を中心に発現することが示されているが、その役割は不明である。一方、本研究者らは1喘息モデルマウスの気道上皮細胞においてTcf21発現が著明に減弱すること、2気管支生検のアレイデータベース(NCBI)の解析でも喘息患者でTcf21の発現が低下していることを見出しており、Tcf21は喘息の病態形成に関与する可能性が示唆された。そこで本研究ではアレルギー性気道炎症におけるTcf21の役割とその作用機構を明らかにするとともに、喘息患者における肺Tcf21発現と喘息フェノタイプとの関連を解析し、喘息の新規治療基軸の確立を目的とすることとした。平成30年度は、チリダニ(house dust mite (HDM))誘発性気道炎症モデルを用いて野生型マウスにアレルギー性気道炎症を惹起し、気道炎症の各タイムコースにおけるTcf21の発現の局在および強度について解析を行い、気道上皮および肺胞上皮等における発現の推移について検討を行った。また、Tet-offシステムを用いたTcf21コンディショナルノックアウトマウスに対してTcf21発現抑制状態における気道炎症を惹起した後、気管支肺胞洗浄液および肺病理組織を採取し経時的な炎症反応について検討を行った。細胞特異的マウスの樹立については遺伝子改変用の発現ベクターコンストラクトの改良を行い、細胞特異的遺伝子改変マウスの作成を継続して行った。本研究では、胎生期の臓器発生を司る転写因子の一つであり近年その成体組織における役割についても注目されているTcf21について、アレルギー性気道炎症の局所においてTcf21の発現が著明に低下するという本研究者の未発表データをもとに気道炎症における意義について解析を行うことを目的とした。具体的には、アレルギー性気道炎症の炎症局所におけるTcf21の役割についてHDM(house dust mite,チリダニ)抗原誘発性気道炎症モデルを用いて検討するとともに、気管支および肺におけるアレルギー性気道炎症関連細胞(気道上皮細胞、マクロファージ、T細胞、等)個々におけるTcf21の役割について細胞種特異的な欠損マウスを樹立し解析を行うこととした。また気道上皮細胞に発現するTcf21の役割については気道バリア障害の観点からも含めて検討を行い、気道上皮細胞内におけるTcf21のパートナー分子と標的分子についての網羅的な探索も含めて詳細を明らかにすることを目的とした。本年度は、チリダニ(house dust mite (HDM))誘発性気道炎症モデルを用いて野生型マウスにアレルギー性気道炎症を惹起し、気道炎症の各タイムコースにおけるTcf21の発現の局在および強度について解析を行いその発現パターンを明らかにすることができた。また、Tcf21のコンディショナルノックアウトマウスを用いてTcf21発現抑制状態での気道炎症について解析し、Tcf21のアレルギー性気道炎症における意義について検討を行うことができた。細胞特異的マウスの樹立については遺伝子改変用の発現ベクターコンストラクトの作成が進行中である。これらから、概ね順調に進展していると考えられた。気管支喘息の有病率は国内外ともに増加傾向にあるが、吸入ステロイドをはじめとする非特異的な対症療法が未だ治療の中心であり、病態の解明に基づく新たな治療法の開発が求められている。気管支喘息のサブタイプの中で最も有病率の高いアレルギー性喘息ではアレルゲン刺激に対するアレルギー性気道炎症が特徴的であり、その成立にはTh2細胞を中心とするT細胞、B細胞、好酸球、肥満細胞などの血球系細胞に加え、気道上皮細胞、血管内皮細胞など多くの細胞の関与が判明している。近年ではTh17細胞,制御性T細胞、自然リンパ球などリンパ球系細胞が病態形成において担う役割に関する研究が進む一方で、生体防御の最前線として存在する気道上皮細胞の役割についても注目が集まっている。Tcf21については臓器発生の制御において注目されている遺伝子であるが、その標的遺伝子や作用機構については依然不明な点が多く、近年、成熟個体の組織におけるTcf21の重要性が注目され始めている。本研究者の知見より、気道粘膜の恒常性維持およびアレルギー性炎症においてもTcf21が何らかの役割を担うことが示唆されており、今後の研究の推進方策として本年度に得られた気道炎症組織について免疫組織学的により詳細な検討を加える他、細胞特異的Tcf21欠損マウスの樹立とそれらにおけるチリダニ抗原(house dust mite (HDM))誘発性気道炎症について組織学的および分子生物学的観点からさらに詳細な検討を加えることとする。また、気道上皮細胞に発現するTcf21の役割に関しては気道バリア機能における役割の観点からALI cultureなどのin vitroの手法も用いて気道上皮の透過性やgap junction保持における役割についても解析を行う予定である。

一方、本研究者らは1喘息モデルマウスの気道上皮細胞においてTcf21発現が著明に減弱すること、2気管支生検のアレイデータベース(NCBI)の解析でも喘息患者でTcf21の発現が低下していることを見出しており、Tcf21は喘息の病態形成に関与する可能性が示唆される。そこで本研究ではアレルギー性気道炎症におけるTcf21の役割とその作用機構を明らかにするとともに、喘息患者における肺Tcf21発現と喘息フェノタイプとの関連を解析し、喘息の新規治療基軸の確立を目指すことを目的とした。具体的には、アレルギー性気道炎症におけるTcf21の役割を、炎症局所におけるTcf21の局在や作用機構について、抗原誘発性気道炎症モデルを用いて明らかにする。さらに気道上皮細胞、マクロファージ、T細胞等の気道炎症に関与する細胞におけるTcf21の役割を、細胞種特異的な欠損マウスを樹立し明らかにするとともに、気道上皮細胞に発現するTcf21の役割に関してはバリア機能の観点から詳細な解析を行うこととした。平成29年度は、チリダニ(house dust mite (HDM))誘発性気道炎症モデルを用いてアレルギー性気道炎症局所におけるTcf21の発現の詳細を明らかにするとともに、気道上皮細胞、マクロファージ、T細胞におけるTcf21の役割を、細胞種特異的なTcf21欠損マウスを樹立することで今後の詳細な解析に供することを目的とした。本研究では、アレルギー性気道炎症の局所でTcf21の発現が著明に低下するという本研究者の未発表データをもとに、HDM誘発性喘息モデルにおけるTcf21の発現について詳細に解析するとともに、気道上皮細胞、マクロファージ、T細胞特異的にTcf21発現を欠く遺伝子改変マウスを作製し、アレルギー性気道炎症におけるその役割を解析することを目的とする。気道上皮細胞に発現するTcf21の役割に関しては、気道バリア障害の観点からさらに詳細な解析を行い、気道上皮細胞におけるTcf21の役割が確認された際には、そのパートナー分子と標的分子を網羅的に探索する。さらに喘息患者の肺組織におけるTcf21、パートナー分子、標的分子の発現と喘息フェノタイプ・エンドタイプとの関連を明らかにすることを目的とする。本年度は、チリダニ(house dust mite (HDM))誘発性気道炎症モデルを用いてアレルギー性気道炎症局所におけるTcf21の発現の詳細についての解析を行い、さらに気道上皮細胞、マクロファージ、T細胞におけるTcf21の役割を、細胞種特異的なTcf21欠損マウスを樹立し明らかにすることを目標とした。マウス疾患モデルについては既にチリダニ抗原(house dust mite (HDM))を用いた経鼻感作モデルが確立されているため、同様の手法にて気管支肺胞洗浄液および肺病理組織を採取し炎症反応の解析を行った。また、細胞特異的マウスの樹立については遺伝子改変用の発現ベクターコンストラクトの作成を行い、マウスの作成を行った。さらに、既に得られているものを含めたマウス気道炎症のRNAシークエンスデータを用いて、Tcf21関連遺伝子発現についても検討を行った。Transcription factor 21(Tcf21)は胎生期の臓器発生を司る転写因子の一つであるが、成体組織においても発現が見られ病態形成にも関与することが示唆されている。
眼疾患の発症機作の究明と予防,治療薬の検索及びモデル動物の開発

眼疾患の研究は、「眼器官は独立器官」であるとの考えに立ち、眼器官以外からの影響に注意を払わないで行なわれてきたように思われる。そこで、本研究は眼疾患とくに白内障をsystemic diseaseとしてとらえ、その発症機序の解明、抗白内障薬の開発を目的として行なった。白内障モデルとしては、筆者らが開発したグルココルチコイド誘発白内障を用いた。本白内障はグルココルチコイドの多彩な作用の結果発症するもので目的にそった適切な実験モデルと考えたからである。抗白内障薬の検索では、アスコルビン酸、チオプロニン、ピロロキノリンキノンなどのラジカルスカベンジャ-に加え代謝調製物ともいえるイソクエン酸、プロピレングリコ-ルにも強い効果のあることを発見した。さらに白内障発症過程で認められた肝臓におけるヘム、ビリベルジンの蓄積機構について研究を行なった。肝ビリベルジンの蓄積はグルココルチコイドによる生合成の促進とグルタチオンの低下とで起きることが明らかとなった。グルココルチコイド投与後に認められる肝グルタチオンの低下は種々の生体反応に大きく影響することが考えられ、事実ピロロキノリンキノン投与によって肝グルタチオンの低下を防ぐことでビリベルジンの蓄積と白内障の発症を抑制することができた。肝臓のグルタチオンは生体の酸化性物質生成の制御に重要な役割を演じていると考えられ、この低下は白内障発症に一つの誘因になっている可能性が示された。以上より、白内障をsystemic diseaseとして考え、リスクファクタ-の生成を抑制することによる白内障予防薬、治療薬の開発の方向があることを示すことができた。また、新しい補酵素であるPQQに肝機能の恒常性の維持に必須と考えられるグルタチオンの維持に寄与している可能性をを見出したことは生理学的、薬理学的にも興味深く、今後のPQQ研究の方向示すことができた。白内障の発症機作の解明と抗白内障薬開発に関する基礎研究をグリココチルコイド誘発鶏胚白内障モデルを用いて行なった。1)抗白内障薬の検索とその作用機作:プロピレングコ-ル(PG)の抗白内障効果について。マウスのX線照射に対する抵抗性はPG投与によって増大するといわれている。筆者はこの点に注目しPGの抗白内障効果について調べた。その結果、PG(1.5mmol/15日齢受精鶏卵)をヒドロコルスゾン(HC)投与後3、10、20時間の3回投与することによって84%の効率で白内障の発症を予防することができた。このとき水晶体混濁化に伴うグルタチオンの低下、またHCで誘起される肝グルタチオンの低下、過酸化脂質の増加も有意に抑制された。PGは体内に入ると代謝されlactoaldehyde,methylglyoxalase,lactic acidを経由してpyruvic acidになり、これらの反応の過程でNADH_2を産生する。NADH_2は還元系の補酵素として、また、ATP産生に利用され、活性酸素の制御に重要な役割を演じるグルタチオンの合成を含め種々の代謝調節に関わると考えられる。PGは製剤原料として注射剤や内用剤の溶解補助剤として用いられていることから抗白内障薬の製剤化を試みる時にも有用と考えられる。またイソクエン酸の抗白内障効果も明白にした。2)白内障の発症機作の解明:白内障の発症過程に酸化性ストレスの介在が予想されたので水晶体中のglutathione reductase・peroxidase、catalase等の測定を行なったが活性が低く、また対照群との間で顕著な差は見出せなかった。

蛋白、糖、脂質のリン酸化、脱リン酸化反応は代謝能変化の重要な示標になると考え、phosphataseを測定したところ水晶体中のacid phosphatase活性は非常に高く、また基質特異性の点で興味ある結果が得られた。3)水晶体の器官培養についは鋭意検討中である。抗白内障薬の検索では、いままでにアスコルビン酸、チオプロニン、ピロロキノリンキノンなどのラジカルスカベンジャ-が白内障発症抑制効果を示すことを見出してきたが、代謝調製物ともいえるイソクエン酸、プロピレングコ-ルにも強い効果のあることを発見した。その際、グルココルaコイド投与後24時間での肝、48時間での水晶体におけるグルタチオンの低下が予防されていることが分かった。おそらく、これらは代謝されることによって、NADH、NADPHを生成し、グルココルチコイドで誘発される肝での酸化性ストレッサ-の生成を抑制し、間接的に白内障の発症を抑制しているものと推測される。さらに白内障発症過程で認められた肝臓におけるヘム、ビリベルジンの蓄積機構について研究を行なった。肝ビリベルジンの蓄積はグルココルチコイドによる生合成の促進とグルタチオンの低下とで起きることが明らかとなった。グルココルチコイド投与後24時間で認められる肝グルタチオンの低下は種々の生体反応に大きく影響することが考えられ、事実ピロロキノリンキノン投与によって肝グルタチオンの低下を防ぐことでビリベルジンの蓄積と白内障の発症を抑制することができた。肝臓のグルタチオンは生体の酸化性物質生成の制御に重要な役割を演じていると考えられ、この低下は白内障発症に一つの誘因になっている可能性が示された。また、水晶体中の酸素の研究では、Mg^<++>依存の酸性ホスファタ-ゼ活性が異常に高く、ホスホチロシンが良い基質となることを見出した。ホスファタ-ゼはキナ-ゼとともに、細胞の情報伝達機構、分化に関与すると思われ、今後さらに研究すべき重要課題と考える。
アスパラギン酸プロテアーゼ活性中心をターゲットとしてデザインされた阻害剤の開発

我々は,アスパラギン酸プロテアーゼ阻害剤の合成研究を行なってきており,高血圧において重要な役割を果たすレニンの阻害剤,エイズの原因ウイルスであるHIVプロテアーゼの阻害剤などの合成を行ない,酵素と阻害剤の結合に必要な最小阻害活性部位の探索や高い酵素阻害活性を持つ化合部(KNI-272)の合成に成功した.この成功は,酵素反応のメカニズムに着目して,酵素・基質複合体および酵素・阻害剤複合体のコンフォメーションを解析し,酵素分子活性中心の基質遷移状態のコンフォメーションを固定したミミックをデザインするという新しく論理的な方法を用いたことによるところが大きい.このような背景のもとに,この有用な方法を,細胞内およびウイルスプロテアーゼ阻害剤のデザインに応用し,基質のtransition-state analogと酵素の相互作用の解析から阻害剤を分子設計し,それに基づいてペプチドmimicを合成し,メカニズムの明確なプロテアーゼ阻害剤開発の一般的方法論確立をめざした.また本研究から,カテプシンDなどの細胞内ならびにウイルスプロテアーゼの蛋白分解反応の分子機構解明への発展を目指した.1.ウイルスプロテアーゼの合成.各ウイルスプロテアーゼの合成は我々が開発した希釈メタンスルホン酸をα-アミノ保護基切断に使用する固相合成法で,ペプチド自動合成機により行なった.また純度の高いプロテアーゼを得るためビオチン誘導体の形で精製した.3.阻害剤の合成.遷移状態誘導体の概念に基づいてプロテアーゼに特徴的な基質の切断部位Leu-ProおよびLeu-Val(P1-P1')のアミド結合をイソステリックな還元型[CH2-NH],ヒドロキシエチレン型[CHOH-CH2],ジヒドロキシエチレン型[CHOH-CHOH]等に変換し,各基質遷移状態誘導体を合成した.4.阻害活性の測定.合成したウイルスプロテアーゼ,及び合成基質を用いて酵素活性測定系を確立し,この系を用いて合成阻害剤の阻害活性を測定を行なった.我々は,アスパラギン酸プロテアーゼ阻害剤の合成研究を行なってきており,高血圧において重要な役割を果たすレニンの阻害剤,エイズの原因ウイルスであるHIVプロテアーゼの阻害剤などの合成を行ない,酵素と阻害剤の結合に必要な最小阻害活性部位の探索や高い酵素阻害活性を持つ化合部(KNI-272)の合成に成功した.この成功は,酵素反応のメカニズムに着目して,酵素・基質複合体および酵素・阻害剤複合体のコンフォメーションを解析し,酵素分子活性中心の基質遷移状態のコンフォメーションを固定したミミックをデザインするという新しく論理的な方法を用いたことによるところが大きい.このような背景のもとに,この有用な方法を,細胞内およびウイルスプロテアーゼ阻害剤のデザインに応用し,基質のtransition-state analogと酵素の相互作用の解析から阻害剤を分子設計し,それに基づいてペプチドmimicを合成し,メカニズムの明確なプロテアーゼ阻害剤開発の一般的方法論確立をめざした.また本研究から,カテプシンDなどの細胞内ならびにウイルスプロテアーゼの蛋白分解反応の分子機構解明への発展を目指した.1.ウイルスプロテアーゼの合成.各ウイルスプロテアーゼの合成は我々が開発した希釈メタンスルホン酸をα-アミノ保護基切断に使用する固相合成法で,ペプチド自動合成機により行なった.また純度の高いプロテアーゼを得るためビオチン誘導体の形で精製した.3.阻害剤の合成.遷移状態誘導体の概念に基づいてプロテアーゼに特徴的な基質の切断部位Leu-ProおよびLeu-Val(P1-P1')のアミド結合をイソステリックな還元型[CH2-NH],ヒドロキシエチレン型[CHOH-CH2],ジヒドロキシエチレン型[CHOH-CHOH]等に変換し,各基質遷移状態誘導体を合成した.4.阻害活性の測定.合成したウイルスプロテアーゼ,及び合成基質を用いて酵素活性測定系を確立し,この系を用いて合成阻害剤の阻害活性を測定を行なった.
現代ドイツ道徳教育改革における倫理科と宗教科との関係をめぐる実証的比較研究

本研究は、現代ドイツの初等・中等教育段階の道徳教育改革において、カリキュラム内容、授業実践、教師教育をめぐって倫理科と宗教科とがどのような関係にあるのかを解明することを目的とし、改革を進める3州を中心に、予備調査を行った上で、現地調査を行った。その結果、(1)倫理科と宗教科において、児童生徒が獲得すべきコンピテンシーが明確化され、そうしたコンピテンシー獲得に向けて教育方法上の学習プロセスと評価方法が再構築されている点、(2)授業実践における倫理科と宗教科との連携の目的として、異文化間コンピテンシーを発達させることが掲げられ、教員養成においても新たな取り組みが開始されている点が明らかになった。本研究は、現代ドイツの初等・中等教育段階の道徳教育改革において、カリキュラム内容、授業実践、教師教育をめぐって倫理科と宗教科とがどのような関係にあるのかを実証的に解明することを目的としている。この目的を達成するため、初年度にあたる平成25年度は、改革を進めるベルリン、ブランデンブルク、ノルトライン・ヴェストファーレン州(以下、NRW州)の3州を中心に、文献資料に基づく予備調査を行った上で、2月に現地調査を行った。まず、予備調査では、倫理科と宗教科の法的地位に関する資料収集と分析を行った。その結果、第一に、イスラームの宗教科を正規の教科として導入し、宗教教育制度の根本的な変革を図ろうとするNRW州の試みが明らかになった。第二に、ベルリンにおいて、宗教科ではなく倫理科を逆に必修教科として導入するに至った経緯が解明された。これらの成果の一部を、イスラームの宗教科をめぐる改革状況に関する学会発表(2013年8月)及び論文「ドイツ連邦共和国における倫理科と宗教科の法的地位の関係をめぐる動向ーベルリンを事例にしてー」(2014年1月)により公表した。次に、現地調査では、学校での授業観察と教員インタビュー調査並びにベルリン自由大学・フンボルト大学・ポツダム大学・ボン大学の倫理科・宗教科教員養成課程、現職研修に関わる州政府教員研修所、宗教団体、教科書出版社の各機関の関係者へのインタビュー調査を実施した。その結果、教員養成課程及び州政府教員研修所において、倫理科と宗教科との教科間を連携させる教育内容及び教育方法が開発されつつあることが明らかになった。以上の調査結果について分析を進めており、結果を公表する予定である。また、平成26年度に予定しているNRW州での現地調査のため、ドイツ側の研究協力者と内容に関して協議を行った。実証的研究を効果的に進めるため、現在、調査項目の精選を進めている。本研究は、現代ドイツの初等・中等教育段階の道徳教育改革において、カリキュラム内容、授業実践、教師教育をめぐって倫理科と宗教科とがどのような関係にあるのかを実証的に解明することを目的とする。この目的を達成するため、平成26年度は、改革を進めるノルトライン・ヴェストファーレン州を中心とした現地調査および文献研究を継続するとともに、前年度の研究成果を公表した。具体的には、ボン教師教育センターでの教師教育ゼミナール授業観察とインタビュー調査を行った上で、初等・中等教育段階の学校における授業観察と学校関係者へのインタビュー調査を実施した。その結果、ドイツの道徳教育改革において、児童生徒が獲得すべきコンピテンシーが明確化され、そうしたコンピテンシー獲得に向けて、教育方法上の学習プロセスと評価方法、それに伴う教員養成のあり方が再構築されつつある点が明らかになった。以上の研究成果は、道徳教育に関する国際比較研究(日本カリキュラム学会年次大会)および研究発表(日本比較教育学会年次大会等)、論文「新たな次元に入った現代ドイツの公立学校における宗教教育ーノルトライン・ヴェストファーレン州における正規の教科としてのイスラームの宗教科の導入を中心にー」(日本カトリック教育学会)として公表した。今後、日本の道徳教育及びその教師教育に資するため、実践哲学科教科書の翻訳を刊行する計画であり、日独の研究協力者による協力体制のもと、出版準備を進めている。26年度が最終年度であるため、記入しない。比較教育学26年度が最終年度であるため、記入しない。研究実施計画に基づきベルリンについて予備調査と現地調査を実施した。加えて、倫理科と宗教科の教員養成課程及び現職研修に携わるドイツ側研究協力者の協力により、道徳教育の先駆的取り組みを示すブランデンブルク、ノルトライン・ヴェストファーレン州についても研究実施計画に記載した以上の調査及び予備調査を進めることができた。こうして、複数州の事例を多次元において比較検討するという手法を重視する本研究にとって、より多層的な分析に取り組むことが可能となり、研究初年度としての一定の成果が得られたと考える。一方、実践哲学科教科書の翻訳について、著作権者であるボン大学R.ヘンケ博士及びドイツ側出版社より全面的な協力を得ることが可能となった。

日本の道徳教育の実践および教師教育に資する報告書ないし資料集の作成を成果目標の一つに掲げる本研究にとって、予想以上の研究協力体制が整いつつある中、研究期間中にどこまでの成果を公表するべきか、研究協力者との協議を重ねながら検討を進めたい。当初の計画の通り、平成26年度においては、道徳教育の改革動向が好対照を示す2州に関し、比較調査を継続する。ただし、最終的に比較分析の対象とする州をどこに限定するかについては、前年度の研究成果を含めた研究内容の総合的検証及び現地調査に関わる予算面での制約に基づき判断する必要がある。この点については、ドイツ側研究協力者及び学会発表における他領域の研究者から、学術的助言を得ながら、検討していく。また、下半期には、学会発表に基づいて論文投稿を行うとともに、調査成果と資料分析のすべてを反映した最終報告書を作成する。
活性酸素の非酵素反応が関与するテルペノイド系天然物生合成

天然物生合成の包括的な理解には,酵素系のみならず,「非酵素」系の解析と理解が必要であるが,ゲノムからのアプローチは,本研究の主題となる「非酵素」が関与する経路の解析には適用することができない。本研究では,テルペノイド系天然物の生合成における非酵素系の関与を明らかにすることによって,これまで手付かずであった「非酵素」を含む包括的なテルペン生合成の新たな図式を描くことに挑戦する。本研究は、新規天然物・新しい経路の発見や新規物質の生物合成を促進し、天然物の概念を「非酵素」生合成を含んだものへ変革する。
新出土資料からみた儒道関係

新出土資料である張家山漢簡『蓋廬』について、その研究動向をまとめるとともに、主にその兵陰陽家的特色と義兵説の両面から考察を行った。『蓋廬』は兵家の書ではあるものの、その中には道家の一系統である黄老思想と近似する思考が散見する。と同時に、義兵を主張する点では儒家のそれとも類似する部分が見えるものの、『蓋廬』の義兵説は、中間に天道を介するやや複雑な構造を持っている点が異なる。以上の『蓋廬』研究は、儒家と道家の関係を考える上でも重要な文献であり、そこから儒道が複雑に絡み合う状況を明らかにするとともに、その思想的淵源が史官にあるという推論を得た。『蓋廬』に関する研究成果は、日中の学会で口頭発表を行うとともに、日本・中国の雑誌上にて論文を発表した。また、韓国成均館大学で開催された国際学会では、新出土資料からみた道家思想史について、特に儒家との関係に焦点を当て、従来描かれてきた儒道対立の構図が、当初からのものではなかったというこれまでの研究成果を総合した発表を行った。
先端技術の特殊教育への総合的適用とその評価

本研究は当初の研究計画にそって、電子工学や材料工学を中心としての先端技術の応用を聴覚障害児や精神薄弱児等の教育訓練への適用に関する関係資料の収集とそのマトリックス化を実施した。続いてセラミック素材とプラチナ合金の利用により、22チャンネル方式の聴覚障害児を対象とした人工内耳・中耳システムの実用化試験を行いその有効性を検証した。精神薄弱児教育への知的学習システムに大きく寄与するフレームワーク技法による「顔表情」を持ったロボット訓練装置の開発に関してプロトタイプとしての開発に成功した。今後、特にソフトウェア面での先端技術である「人工現実感」(Virtual Reality)機能の付加がこのシステムの改善にとって必須条件と判定されるに至った。
プラズマディスプレイ放電中の電界強度、電子密度・温度のレーザー計測

本研究は、レーザートムソン散乱法(LTS)を用いてPDPマイクロ放電内の電子密度と電子温度の分布を定量的に測定することを可能にするとともに、それによる測定結果をもとに放電過程に関する検討を行ったものである。得られた成果を列挙すれば、以下の通りである。(1)PDPマイクロ放電へレーザートムソン散乱計測法(LTS)を適用するに当たっては、信号が微弱であることと、強い器壁散乱光が存在することによる信号検出の困難性が懸念された。本研究では、まず3枚の回折格子を用いた分光器を製作し、迷光リジェクション10^8の性能を実現した。この分光器を含めて光学系を最適化することにより、マイクロ放電へのLTS法の適用を初めて可能とした。(2)上記で確立したLTS計測システムを用いて、PDP放電を模擬したマイクロ放電を対象とした計測を行った。その結果、電極基板表面から0.1mm離れた位置において初めてLTS信号を検出することに成功した。(3)電極表面より0.1mm離れた面内において、マイクロ放電内の電子密度と電子温度の空間分布の経時変化を測定した。測定した領域において、電子密度の絶対値は(0.23)×10^<19>m^<-3>、電子温度は13eVの範囲であることを明らかにした。(4)電子密度と電子温度の空間分布と高エネルギー電子に関わる発光の空間分布をもとに、放電過程に関する検討を行った。その結果、誘電体表面に電荷が蓄積することによる放電フロント部の移動がLTS計測により電子温度分布の変化として初めて捉えられた。(I)プラズマディスプレイパネルの放電プラズマ中の電界強度を,ヘリウム原子のリュードベリ準位の電界による分裂をレーザー蛍光法で検出するための計測システムの構築を行った。しかし,信号は検出されなかった。ガス圧力が数100Torrと高いために原子間の衝突が激しいことと,プラズマ寸法が0.2mm程度と微少であることから,信号強度が検出可能なレベルに達しなかったものと考えられる。(II)同プラズマの電子温度・電子密度をレーザートムソン散乱法を適用して計測するための理論的,実験的検討を行った。その結果を列挙すると以下の通りである。(1)観測体積を半径0.05mm,長さ0.2mmの円筒状として,期待されるトムソン散乱信号光子数を評価した。その結果,分光器入り口スリット位置でレーザー1ショット当たり3個程度との結果を得た。これは,計測可能なレベルである。(2)放電ガス圧力が500Torr程度であることから,ガス分子による強いレーリー散乱光が発生する。それは,現在入手可能なリジェクションレベル10万分の1の分光器を使用することで除去可能である。(3)放電電極から0.1mm程度の位置のプラズマを観測しなければならないため,レーザー光の迷光が問題となる。レーザービーム伝送の工夫による迷光の低減を試みたが,上記分光器で除去可能なレベルまで低減することはできなかった。しかし,リジェクションレベルが1000万分の1の分光器を用いれば除去可能なレベルまでは低減できた。本研究代表者の所属する研究グループ内で,そのようなリジェクションレベルの高い分光器が開発され,1000万分の1のリジェクションレベルが達成されたので,それを用いることで,レーザートムソン散乱法でプラズマディスプレイ放電中の電子密度・温度計測が可能である。平成12年度は、プラズマディスプレイパネル(PDP)のためのマイクロ放電の構造を明らかとするため、電子の密度・温度分布を直接測定できるレーザートムソン散乱計測システムの開発を本格的に進めた。(1)マイクロ放電プラズマへのレーザートムソン散乱計測法の適用に関しては、微弱なトムソン散乱信号、及び強いレーリー散乱光、迷光の影響という問題があり、実行不可能と考えられ続けてきた。著者らは、これらに関して詳細に検討した。