hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳波スペクトル観察による脳機能の物理的解析

<ex>の強度や近づきの程度に大きく依存するが,ここで発見された事実は,固有振動のW_αの特性によって干渉効果が明瞭に区別される点である.即ちW_αスペクトルが単峰型の場合には近接したW_<ex>によってW_αモードは乱されてスペクトルピークは分散するが, W_αが多峰型の場合にはW_<ex>の引き込み効果が生じて1つの鋭いピークが形成される.このような外部光刺戟の影響効果は脳波時系列のカオス解析の結果にも明らかに反映されている.即ち光刺戟によって単峰型の場合には位相空間軌跡分布が,より散逸化するのに対して,単峰型の場合にはアトラクター構造が見られるようになる.しかしいづれの場合にも短い時系列(数Aec以下)の脳波特性はカオス的様相であるが,長時間に渉る場合には確定したカオス次元は与えられなかった.昭和62年度に続いて、周期閃光刺激の種々の条件における脳波の測定およびスペクトル解析を行って、さきに報告された特性が個体差を超えての一般性であることの確認、ならびに明確な脳波カオス次元解析手法の確立をめざして努力を続けた。その結果、次のような点が明らかになった。1)閉眼安静無刺激時のα波固有スペクトルの単峰型、多峰型個性に対する閃光刺激レスポンスは、前回報告の特徴が単に数例にとどまらず、かなり一般的に成立することが認められた。特に臨床医において光ドライビング現象として指摘されていた特性は周波数スペクトルの顕著な尖鋭化として特徴づけられることが確認された。2)これらの周波数スペクトル特性をカオス次元の変化として捉える観点から次元解析を行ってきた。そこでの問題点として、脳波の特徴的パターンの持続時間が短いためサンプリング時間を従来は8sec程度に区切っていたがその場合にα波成分に相当する時系列点数がカオス解析の精度の上から必ずしも充分で無いことが指摘されていた。そのため本年度は脳波収録系と大型計算機との有機的結合システムを工夫して長時間系列データによるカオス次元解析を試みた。しかしながら、その結果は明確な次元決定に到らず、かえって散漫化が認められた。これが脳波の本質的特性によるものか今後の検討に残された課題である。3)さらに発展的問題として、脳波への外部影響刺激として閃光以外にクリック音の可能性を試みた。残念ながら現段階では、音刺激は単にα波抑制を生ずるのみで光刺激のような積極的な脳波反応が人体では認められない。現在なお光・音同時刺激効果などを実験的に追求しており、これが成功すればこの方面の新しい研究が展開される可能性があり今後の課題と考えられる。
肺病変修復過程の解明ー肺胞上皮細胞増殖因子および肺水腫液吸収促進因子の検索ー

1.ヒト肺胞II型上皮細胞の分離培養と肺サーファクタント・アポ蛋白分泌の測定;肺切除患者の切除肺からヒト肺胞II型上皮細胞の分離培養を試みた。11症例中purityが50%以上であった8例では、切除肺1g当たり2.7×10^6個の肺胞II型上皮細胞が得られ、そのpurityは71.0±3.4%であった。形態学的には、ラット肺胞II型上皮細胞と類似していたが、ヒト肺では層状封入体が小さく、数がおおかった。中にはmulticentricなものが見られた。蛍光抗体法によるアクチンやケラチンフィラメントの染色では、ラット肺と同様に染色されたが構造に少し差が見られた。1日培養細胞で黒木らの方法を用いてアポ蛋白を測定すると、3時間で33.1±8.1ng/10^6細胞、6時間で35.3±4.9ng/10^6細胞分泌され、ADP(10^<-3>M)付加により約2倍に増加した。2.分離肺胞II型上皮細胞の機能;(1)シリカのin vitroでの影響、透過性膜を用いて肺胞II型上皮細胞の増殖能(^3Hーthymidine uptake)をみると、シリカで刺激された肺胞マクロファージ培養液は48時間でuptakeを46.9%に抑制した。シリカのみでは93.1%であった。(2)生体内培養、diffusion chamberを用いラット腹腔内あるいは皮下に植え込み2週間後に取り出すとin vitroに比し細胞増殖像が著明であった。腎臓被膜内への細胞移殖を試みている。Ussing chamberによるイオントランスポート機能も著明であった。(3)細胞外マトリックスの影響、fibronectinは肺胞II型上皮細胞の付着成分の一つでfibronectin上に培養した肺胞II型上皮細胞膜は電気抵抗が大きい。蛍光抗体法でアクチンやケラチンフィラメントが増大していた。プロテオグリカンの肺胞II型上皮細胞増殖分化への影響を調べている。3.気道粘膜上皮細胞の機能;粘膜上皮依存性の気管平滑筋収縮抑制作用が吸入麻酔薬により抑制されること、イオントランスポート機能と平滑筋収縮とは互いに独立していることがわかった。1.ヒト肺胞II型上皮細胞の分離培養:肺切除患者の切除肺からヒトII型上皮細胞の分離を試みた.方法はラットに用いた細胞分離法を改変して行なった.8例中II型上皮細胞のpurityが50%以上であった5例では,切除肺1g当り3.7×10^6個のII型上皮細胞が得られ,パパニコロー染色によるpurityは, 71.6±4.6%であった.形態学的には,ラット肺胞II型上皮細胞と比較して顆粒の小さい層状封入体を多数含んでいた.電顕的には,層状封入体,ミトコンドリアなど細胞小器官がよく保たれていた.

ラットと比較して層状封入体の中にmulticentricなものが多かった.蛍光抗体法によるアクチンやケラチンフィラメントの染色では,ラットのII型細胞と同様に染色されたが構造に少し差がみられた.現在,ヒト肺胞II型上皮細胞から分泌される肺表面活性物質の特異蛋白(アポ蛋白)の測定を試みている.2.分離肺胞II型上皮細胞の生体内培養;(1)diffusion chamberを用いて腹腔内あるいは皮下に植め込む. 23週間後に取り出すとinvitroに比し数倍の細胞増殖がみられた. (2)(1)のringをUssing chamberにセットし,電気的パラメータを測定すると,電位差が-1.8-3.5mvとinvitroに比して2倍位増加していた.薬剤に対する反応も大きかった.(3)分離細胞を直接皮下に移植し増殖促進剤を投与しII型上皮細胞の増殖分化に関する研究を熊大第2解剖学教室と共同で進めている.3.分離肺胞II型上皮細胞の機能;fibronectinは, II型上皮細胞の付着成分の1つである.(1)fibronectin上に培養したmonolayerは電気抵抗が高い.(2)fibronectin上に培養した細胞を蛍光抗体法で観察すると,アクチンフィラメントが非常に大きく発達している.(3)TPAにより^3H-thymidineの取り込み, ^<14>C-cholineの分泌が180%前後増加する.4.気道粘膜上皮の機能:気道粘膜上皮のイオン輸送能と粘膜上皮依存性平滑筋拡張との関連性の研究を進めている.1.ヒト肺胞II型上皮細胞の分離培養と肺サーファクタント・アポ蛋白分泌の測定;肺切除患者の切除肺からヒト肺胞II型上皮細胞の分離培養を試みた。11症例中purityが50%以上であった8例では、切除肺1g当たり2.7×10^6個の肺胞II型上皮細胞が得られ、そのpurityは71.0±3.4%であった。形態学的には、ラット肺胞II型上皮細胞と類似していたが、ヒト肺では層状封入体が小さく、数がおおかった。中にはmulticentricの染色では、ラット肺と同様に染色された構造に少し差が見られた。1日培養細胞で黒木らの方法を用いてアポ蛋白を測定すると、3時間で33.1±8.1ng/10^6細胞、6時間で35.3±4.9ng/10^6細胞分泌され、ADP(10-^3M)付加により約2倍に増加した。2.分離肺胞II型上皮細胞の機能;(1)シリカのin vitroでの影響、透過性膜を用いて肺胞II型上皮細胞の増殖能(^3H-thymidine uptake)をみると、シリカで刺激された肺胞マクロファージ培養液は48時間でuptakeを46.9%で抑制した。シリカのみでは93.1%であった。(2)生体内培養、diffusion chamberを用いラット腹腔内あるいは皮下に植え込み2週間後に取り出すとin vitroに比し細胞増殖像が著明であった。腎臓被膜内への細胞移植を試みている。Ussing chamberによるイオントランスポート機能も著明であった。(3)細胞外マトリックスの影響、fibronectinは肺胞II型上皮細胞の付着成分の一つでfibronectin上に培養した肺胞II型上皮細胞膜は電気抵抗が大きい。蛍光抗体法でアクチンやケラチンフィラメントが増大していた。プロデオグリカンの肺胞II型上皮細胞増殖分化への影響を調べている。3.気道粘膜上皮細胞の機能;粘膜上皮依存性の気管平滑筋収縮抑制作用が吸入麻酔薬により抑制されていること、イオントランスポート機能と平滑筋収縮とは互いに独立していることがわかった。
クラスターおよび凝縮系に生成する超励起状態の動力学

1.正・負イオン飛行時間同時計測法による超励起状態の研究N_2Oからの光励起イオン対生成(2体解離N_2^++0^-および3体解離N^++0^-+N)を観測した。光解離効率曲線上の2530eVに存在するピーク構造を解析し、これまで知られていなかったSIGMA対称性の2電子励起リュードベリ状態を検出した。量子欠損に基づいてこれらのピークを帰属した。さらに、3体解離過程に関する同時計測スペクトルのピーク形から、解離機構について議論した。窒素イオンはもともと分子の中央にあったN原子に由来すること、および2つの化学結合はほぼ同時に解裂することが明かなった。2.クラスターの励起状態とその自動イオン化の研究液体ヘリウム冷却型高濃度クラスター源を軌道放射光施設に設置した。差動排気系が30Kまで冷却されたことを確認した。このクラスター源を使ってCO_2,Ar,Krクラスターを生成し、よどみ圧条件、強度、サイズ分布等を光イオン化法で検討した。現在、(CO_2)_2からの正負イオン対解離を調べている。3.希ガス固定からの、準安定原子の光誘起脱離現象に関する研究Ne,Ar,Kr凝縮層またはそれらの混合体表面に軌道放射光を照射し、光誘起脱離で放出された準安定原子の運動エネルギーと角度分布を測定した。励起子の初期緩和機構と脱離機構について考察した。4.分子凝縮固体からの光誘起イオン脱離の研究に用いる装置の製作。飛行時間型質量分析装置を製作した。将来、検出部を位置敏感型に代えて、脱離イオンの運動エネルギー分布を測定する予定である。
細胞の酸素センシング機構の解析

私達の体は高地などの低酸素環境において、低酸素応答により呼吸や代謝を調節し、恒常性を維持する。しかし、生体が環境の酸素濃度変化を感知する'酸素センサー'機構は、未知な部分が多い。本研究では、プロリン水酸化酵素PHD3が形成する低酸素コンプレックスを解析し、酸素感知に働き得る候補分子を同定した。これらの分子のうち、PDHはエネルギー代謝調節に、PRP19は細胞死の抑制に働くことを明らかにした。低酸素応答で形成される低酸素コンプレックスの構成分子の同定低酸素応答のシグナル伝達機構の解析を、プロリン水酸化酵素PHD3が形成する低酸素コンプレックスに着目して進めた。培養細胞にPHD3を外来的に発現させ、免疫沈降法によりPHD3コンプレックスを精製した。精製したコンプレックスを二次元電気泳動で展開し、質量分析法により構成タンパク質の決定を行った。一連の解析11回の試行で108のタンパク質スポットを決定した。これらのスポットの情報をデータベースと照合し、タンパク質の機能に基づき分類した。繰り返し得られるもの、異なるアプローチで同様に得られるものを指標として、三つの分子を主たる解析対象として絞り込んだ。これら三分子に関して遺伝子クローニングを行い、その発現を培養細胞で検証した。酸素センシング機構に働くタンパク質候補タンパク質の一つ、ピルビン酸脱水素酵素PDHに着目して解析を進めたところ、PHD3とPDHがin vitroおよびin vivoにおいて相互作用することが明らかになった。また両タンパク質はゲル濾過クロマトグラフィーにおいて、同等の分子量の画分でピークの一つを形成した。さらにPDHの活性をin vitroアッセイを用いて測定したところ、PDH活性がPHD3の発現抑制により有意に減少していることが明らかになった。このことから低酸素コンプレックスの役割の一つは、生体内のエネルギー代謝調節であることが考えられる。低酸素コンプレックスがエネルギー代謝調節に働く分子機序を解明するために研究を継続している。前年度の解析で、三つの分子を低酸素コンプレックス構成タンパク質の主たる解析対象として絞り込んだ。低酸素下で細胞死を抑制する分子PRP19Pre-mRNA processing factor(PRP19)は、低酸素コンプレックスを構成する分子として絞り込んだものの一つである。本研究よりPHD3とPRP19がin vitroおよびin vivoにおいて相互作用することが明らかになった。さらに、両タンパク質間の相互作用は低酸素環境で増強されることが判明した。また、低酸素環境においてPRP19のN末部位とC末部位の結合が認められた。この分子内の結合がPHD3によって促進されることを、FRETを用いたアッセイにより証明した。長期にわたる低酸素環境での培養は細胞死を引き起こす。PRP19の強制発現はこの細胞死を有意に抑制し、逆にsiRNAを用いたPRP19の発現抑制は細胞死を促進した。一方で、PRP19 siRNAにより誘導される細胞死は、PHD3を同時にsiRNAすることにより抑制された。このことから、PRP19は細胞死の促進に働くPHD3と結合してその活性を抑制することが、低酸素応答における細胞死を抑制するメカニズムであることが予測された。癌は低酸素環境に耐性を示し、増殖能を維持する。この時に、細胞死を抑制する分子が活性化されていることが予想される。PRP19-PHD3の相互作用を効果的に抑制することは癌の低酸素耐性を打ち消すために有効な手段となり得るかもしれない。低酸素コンプレックスが細胞死に関わるどのようなシグナル伝達経路を制御し、癌細胞でどのような働きを担うのかを今後の解析で明らかにしたい。
タンパク質の不規則領域と選択的スプライシングに関するヒトプロテオーム情報解析

ヒトゲノムにコードされたすべてのタンパク質(2万種余り)を対象として、本研究で開発した方法を適用することにより、それぞれのタンパク質を球状ドメインと構造を作らない不規則領域に分割することに成功した。これによりヒト・タンパク質を構成する構造部分/非構造部分の割合を初めて明らかにした。また、選択的スプライシングの発生部位の解析から、選択的スプライシングは不規則領域の割合に比例して生じるとの結果を得た。初年度である昨年度は、研究計画で挙げた2つの課題のうち第1の、膜タンパク質における不規則領域の情報解析に集中して研究した。解析対象のデータセットをして、865種類のヒト膜タンパク質をSwiss-Protデータベースより取得した。また、比較のために大腸菌由来の膜タンパク質(594種類)も同様にして用意した。膜タンパク質は膜貫通ヘリックスの本数と向き(トポロジー)によってファミリー分類することができる。上記の膜タンパク質をそれぞれのファミリーに分類し、各ファミリーの代表的なタンパク質を確認した。それぞれの膜タンパク質について、Swiss-Protを参照して膜貫通ヘリックスの位置を確認したのち、構造ドメインを構造既知タンパク質(PDB)とのホモロジー検索より同定した。さらに、予測プログラム(DISOPRED)を用いて不規則領域の位置を求めた。その結果、膜タンパク質は膜貫通領域(TM)、構造ドメイン(ST)、不規則領域(ID)とその他、空白(未同定領域、UNA)の4つに分割された。このうち、空白領域には構造未知のドメインが含まれる可能性がある。ヒトと大腸菌の膜タンパク質を比較すると、空白を除く他の3領域を合計した平均の割合はほぼ同じ(約70%)であったが、ID領域の割合はヒト(17%)対大腸菌(4%)とヒトの方が顕著に多かった。また、ヒト膜タンパク質を細胞内ドメインと細胞外ドメインに分割し、不規則領域の割合を調べたところ、その割合は細胞内で多く(13%)、細胞外で少ない(4%)という結果を得た。両者の差は統計的に有意であり、一般的に不規則領域をもつタンパク質は細胞内(細胞質や核内)に存在するものに多く、細胞外タンパク質では少ないという傾向と一致する。当初の研究計画で挙げた2つの課題のうち、第1の「膜タンパク質における不規則領域の情報解析」は初年度(19年度)中に所期の目標を達成することができた。しかし、その中から解決すべき新たな課題として次のような問題が浮上した。それは、従来の天然変性タンパク質の情報解析では、タンパク質の全長を構造ドメインと不規則領域のほかに、どちらへも帰属されない未知の「空白領域」に3分割してきたが、そのような取扱いは不自然ではないかという疑問である。本来、天然変性タンパク質はドメインと不規則領域からなるはずであり、これまで空白領域とされてきた部分は未知の構造ドメインか、もしくは不規則領域のどちらかの可能性しかない。すなわち、タンパク質分子を構造ドメインと不規則領域に2分すべきだと考えた。以上のような方針の下に、我々は与えられたアミノ酸配列を構造ドメインと不規則領域に分割しうる判別プログラムDICHOTを開発した。DICHOTでは、従来法のドメイン同定法(構造既知のドメインに対するホモロジー検索)と不規則領域予測(アミノ酸組成の偏りを利用)に加えて、不規則領域では配列の保存性が極端に低いという特性を判別基準として取り入れた。既知の天然変性タンパク質(58種類)に対するテストでは、DICHOTの判別精度が97%に達するという良好な結果を得た。また、DICHOTをヒト転写因子(401種類)に適用して以下の結果を得た:構造ドメインの残基割合は38%(うち構造未知ドメインは4%)、不規則領域は62%となり、不規則領域が全長の6割以上に及ぶことを明らかにした。なお以上の結果は論文にまとめて発表した。昨年度はタンパク質の全長を、構造をつくるドメイン領域とつくらない不規則領域に2分する方法(DICHOT)の開発に成功した。この方法は、ドメインと不規則領域の他にどちらとも判定できない未知領域が生じてしまうという、従来法の欠点を克服する方法であり、さらに構造既知のドメインに加えて構造未知(実験的に構造未決定)のドメインの位置を(結果的に)予測できるという利点がある。昨年度は、方法論としてのDICHOTを開発し、テストケースとしてヒト転写因子に適用した。ヒト転写因子については以前に従来法で解析した実績があるので、その結果と比べることができ、DICHOTの優位性を示すことができた。以上の成果を踏まえ、今年度はいよいよ、DICHOT法をヒト全タンパク質に適用した。ヂータセットはUniProtデータベースに記載されているヒトタンパク質の配列20,333本を用いた。DICHOTのアルゴリズムは咋年のものと基本的に同じだが、転写因子とは異なり、全タンパク質を対象にすると膜タンパク質や分泌性タンパク質を取り扱う必要があるので、新たな判定ルールをいくつか加えた。DICHOT解析の結果、ヒト全タンパク質のアミノ酸残基あたりの内訳は、不規則領域34%、既知構造のドメイン53%、未知構造のドメイン13%となった。

これまで、未知構造ドメインの割合を予測した例はない。また、タンパク質を細胞内局在性に従って分類し、カテゴリー別に比較すると、核に存在するタンパク質で不規則領域の割合がもっとも高く(47%)、次いで細胞質、膜タンパク質、分泌性タンパク質の順で、もっとも割合の低いのはミトコンドリアのタンパク質(13%)であった。これらの順位は先行研究の結果と一致しているが、各カテゴリーの明確な割合を示したのは初めてである。これらの成果をまとめた論文を現在作成中である。
高品質界面を有するSiC MOS反転層チャネル移動度の制約因子の解明

SiC MOSFETのチャネル移動度は界面形成手法に強く影響される。本研究では,通常のドライ酸化の条件改善だけでは移動度が改善しないが,ドライ酸化後に水蒸気酸化(ウェット酸化)を僅かに加えるだけでSi面でのチャネル移動度が大幅に向上し,且つそれに必要な酸化量がたかだか1nm未満であることを発見した。最も効果的な移動度の改善には,水蒸気に酸素を僅かに添加した雰囲気中でより低温下で酸化が有効であった。SiC界面近傍の<2nmの領域のSiO2の赤外分光測定による解析から,ドライ酸化よりもウェット酸化の方がSiO2の構造歪みが低減されており,これが酸化膜中の欠陥準位の密度を低減する可能性が示唆された。これまで当研究グループで提案してきた高温熱酸化と酸化後の熱処理(POA)によって界面欠陥を低減する手法について,界面準位だけでなく,酸化膜中の界面近傍トラップ(NIT)を低減する効果を明らかにした。POAの温度と時間を最適化することによるNITの低減は低温下におけるキャパシタンス測定により明確に示された。この条件を用い,4H-SiC(0001)面上にMOSFETを形成したところ,ピーク移動度が30cm2/Vsとなり,熱酸化だけで形成したMOS界面を持つ素子としては高い値が得られた。様々な熱処理の中でも特に水素処理を高温で適用したときに明確な移動度の向上効果が見出された。一方,移動度評価方法として,チャネルーゲート間のキャパシタンスからチャネル電荷を正確に推定した上で実効移動度を正確に推定する手法を検討した。界面欠陥の効果を避けて高周波キャパシタンス測定を行うには短チャネル素子が有用であるが,このとき寄生抵抗や寄生容量の影響が避けられない。そこでチャネル長の異なる2つの短チャネル素子の特性の差分から寄生成分を差し引いて評価する方法を適用した。この実効移動度に対する,前述の水素処理の効果を検討したところ,移動度が向上してもその温度依存性には変化がないことから支配的なキャリア散乱機構は同一のまま,移動度を制約する因子となっている欠陥密度が低減したことが示唆された。今後は,これらの手法を様々なMOSFETに対して適用しキャリア散乱機構の理解を進める計画である。その一方,ウェハの犠牲酸化と呼ばれる,熱酸化と酸化膜の化学エッチングを繰り返してウェハ表面の汚染層・ダメージ層を取り除くプロセスによるMOSFET移動度に与える影響を調査したところ,犠牲酸化量とともに移動度が漸減することが新たに判明した。この効果は従来より提唱されるキャリア散乱機構と並行して考慮が必要な重要な因子である。初年度の目標としていた移動度評価用のMOSFETの形成技術の確立が順調に進行した。また温度依存性等の評価も予定通り開始できているため,速やかに次年度の計画へと移行できる。その一方で,当初の計画では想定していなかった移動度劣化効果が見いだされており,この点にも評価範囲を拡張するように研究体制を変更することが必要である。H27までの検討では,従来プロセスよりもMOS界面欠陥準位の密度を低減することでMOSFET移動度の向上を確認できつつも,依然として移動度を強く制約する因子があることが明らとなった。そこで,H28は従来より移動度向上に有効との指摘のある水蒸気を酸化剤に用いた酸化手法に着目し,移動度向上因子を探索した。その結果,水蒸気酸化の界面では乾燥酸素を用いた酸化とは界面近傍に成長するSiO2構造が異なることを見出した。SiC界面近傍の数nmの領域ではSiO2の構造は必然的に歪むことは赤外分光測定で明確なのだが,特に水蒸気酸化の方が歪みが小さく,また構造の均質性も向上することが判明した。また同分光法で界面近傍に残留するCO構造を定量化すると,乾燥酸素による酸化では温度に依存して残留するCOが検出されるのに対し,水蒸気酸化では全く検出されなかった。これらのことは,水蒸気による酸化反応には界面近傍の数nmの領域でのSiO2構造を改善し,膜中に生じる電子トラップの密度を低減する効果があると考えられる。一方,SiCの水蒸気酸化の動力学を調査したところ,酸化雰囲気中の酸素と水蒸気の濃度比によって酸化速度が大きく変化し,4H-SiC Si面上の酸化では乾燥酸素のみ,水蒸気のみのどちらの場合よりも,酸素と水蒸気の両者を共存させた雰囲気下で数倍の酸化速度が発現した。特にこの反応は活性化エネルギーが小さく低温で支配的になる。そこで,まず通常の乾燥酸素での熱酸化によって十分な酸化膜厚を確保した後に,水蒸気と酸素を共存させて800°Cという低温のアニール処理を追加するプロセスを実施したところ,アニールによて1nm程度の厚さの界面反応が進行するだけで,MOSFETの移動度が数倍に向上した。次年度はこの効果について,物理構造と電気的な欠陥準位の増減の両面から解析し,移動度の制約因子の解明を進める。H27までに試作したMOSFETでは低実効電界側での移動度の制約が非常に大きいままであったのに対し,H28では界面特性向上のプロセスの指針を見出したことで低実効電界側での移動度向上の目途が立ち,H30ではこの特性変化の解析を進めることで,当初目的であった移動度制約因子の解明の大きなきっかけが得られる見込みがある。H28までに,4H-SiCのドライ酸化によって形成した熱酸化膜に対して,水蒸気で加湿した雰囲気でのアニール処理を施すプロセスによって電界効果移動度の大幅な改善が可能であることを見出していたため,H29はその移動度向上を決める因子の解明を行った。

まず,酸素によって酸化しただけのものと,その後に水蒸気アニールを追加したものの両者のMOSFETについて移動度の解析を行ったところ,電界効果移動度では大きな違いがあるにも関わらず,ホール効果によって決定する移動度ではほとんど差がないことが分かった。これは水蒸気アニールによって界面を修復することで欠陥準位による電荷の捕獲を抑制,電界効果で誘起されるキャリアのうち電流に寄与する割合を向上させていると解釈できる。次に熱酸化で形成されるSiO2の構造を赤外分光法を用いて調査したところ,水蒸気で形成された場合の方が,界面近傍の数nmの領域でのSiO2中の構造歪みが緩和していた。これらのことを総合して考えると,水蒸気アニール後には界面近傍の歪みが緩和してこの領域のSiO2中での欠陥構造の修復が進み,チャネルに誘起されたキャリアがこれらの欠陥準位へ捕獲される確率を低減したことによって移動度が向上しているとして説明できる。次に,界面近傍のSiCの構造に着目,in-plane XRD法によって表面数十nmの領域のみに敏感な条件で観察したところ,熱酸化後に表面近傍のみで格子の伸張が生じていた。この歪みは高温のArアニールによってゆっくりと緩和するのに対し,水蒸気アニールでは低温であっても表面の数十nmの領域の緩和が急速に進んだ。このような界面での歪みがチャネル移動度にもたらす影響は不明であるが,一般に半導体の電子構造は歪みによって影響を受けることが知られており,移動度を決定する因子の1つである可能性に留意すべきである。SiC MOSFETのチャネル移動度は界面形成手法に強く影響される。本研究では,通常のドライ酸化の条件改善だけでは移動度が改善しないが,ドライ酸化後に水蒸気酸化(ウェット酸化)を僅かに加えるだけでSi面でのチャネル移動度が大幅に向上し,且つそれに必要な酸化量がたかだか1nm未満であることを発見した。最も効果的な移動度の改善には,水蒸気に酸素を僅かに添加した雰囲気中でより低温下で酸化が有効であった。SiC界面近傍の<2nmの領域のSiO2の赤外分光測定による解析から,ドライ酸化よりもウェット酸化の方がSiO2の構造歪みが低減されており,これが酸化膜中の欠陥準位の密度を低減する可能性が示唆された。当初の計画通り,MOSFETの移動度評価について,種々の条件依存性を定量的に明らかにすることが主目的となる。その一方で,基板の加熱処理条件によっても移動度が変化する現象を見出している。この新規で重要な因子を明確化することを目的とした新規の実験,および解析・評価手法の検討を並行して行う予定である。H28までに,移動度向上に必要となるプロセス開発,移動度制約因子解明を進めると同時に欠陥準位評価技術の開発を平行して進めてきた。特に光応答を用いる方法はトラップ密度や分布の解析に有望である可能性が見出されており,これを並行して推進することで本研究においてもトラップの効果を定量的に考慮できる可能性を検討する。29年度が最終年度であるため、記入しない。電子デバイス材料工学29年度が最終年度であるため、記入しない。
レーザMBE法による選択的酸化物原子層表面の形成と化学結合力顕微鏡による同定

Cu系高温超伝導体をはじめとする機能性酸化物はペロブスカイト構造をベースとした原子層から成る層状構造を有する自然超格子であり、安全な界面を有する人工の積層型接合を実現する為には様々な原子層間の結合および物性をナノスケール・局所的に評価する事が重要である。反射高速電子線回折装置(RHEED)及び原子分解能が期待できる超高真空中非接触型走査型原子間力顕微鏡(UHV-NC-AFM)を併用したレーザMBE法により、ペロブスカイト型酸化物磁性体薄膜の(1)表面磁性の検出および(2)原子層積層による薄膜形成を行った。【1】バルク体では反強磁性を示すペロブスカイト(La_<0.15>Ca_<0.85>)MnO_3の薄膜をLaAlO_3(001)単結晶基板上に作成し、Coコートした磁性体チップを用いたNC-AFMにより最表面構造及び磁性観察を行った。Figに同一場所で測定した(a)Non-Contact mode AFM像,(b)Contact mode AFM像を示す。通常のContact-mode像に於いては磁気ドメインは検出されず、原子層レベルで平坦な表面形状のみが確認される。対してNC-AFM像では明瞭に、薄膜表面に存在する磁気ドメインが観察された。ペロブスカイト(100)最表面原子層はバルクと異なり磁気モーメントが誘起される事を高感度なUHV-NC-AFMを用いる事によりナノスケールで見い出した。【2】層状ペロブスカイト磁性酸化物(La,Sr)_3Mn_2O_7を積層シーケンス、SrO/(La,Sr)MnO_3/SrO/(La,Sr)MnO_3....による原子層積層法により初めて作成した。従来報告されているc軸配向薄膜形成温度(950°C)より遥かに低い580°Cで強磁性を示すc軸配向エピタキシャル薄膜が得られた。この結果により層状酸化物に於いて最表面終端原子層を任意選択的(遷移金属終端面あるいはブロック層終端面)に形成する事が出来る事を示した。この原子層積層法と超高感度なUHV-NC-AFMを組み合わせることにより、様々な原子層の物性(磁性、結合力など)が評価できる。
抗腫瘍性を有する食品(主に野菜)の研究

緑黄色野菜を毎日食べている人は発癌率が低いことが知られている。我々は発癌と別に癌の増殖を抑制する可能性もあると考え実験を計画した。C_3H/Heマウスに同系のMM2腹水型腫瘍を腹腔に接種し、野菜類は粉末飼料に種々の濃度に混入し摂食させ生存日数と体重変動を毎日観察した。試験管内実験の野菜ジュ-スは最高濃度は25%であり、動物実験での飼料への混入濃度も25%から始めたが、自発的摂食ではこの濃度では全く摂食せず失敗であった。12.5%でも摂食不良で全く実験にならなかった。5%と2.5%はようやく少し摂食するのが見られ、市販されている乾燥した食品を購入し実験に供した。使用したものはヨモギ、大根、キクの花、ホウレン草、人参、玉ネギ、サツマイモ(生)、シコンでは実験群では対照群と比較して平均生存日数の延長は約2日であったが、1%有意水準で有意差を認めた。人参では逆に短命となり、試験管内実験とは必ずしも一致せず、統計的に緑黄色野菜が良いとの結論を必ずしも支持するものではなかった。この濃度でも摂食不十分であるので、4%と2%の混入で、トウモロコシ、スギナ、クマ笹、ドクダミで行ったが、摂食は改善されたが未だ不十分ながら結果はトウモロコシ群は対照群より短命であった。2%ドクダミで1匹のみであるが治癒マウスと思われる結果が得られている。混入濃度がどの程度であればよいのか、混入する野菜によっても異なると考えられるが、一律に実験するには、一応濃度を決めて行わねば比較できないのでやむを得ない。分散分析では濃度差はないので、摂食不十分のためと考えられ、さらに濃度をさげる必要があると考え、次の実験を計画中である。困難な方法を敢て選んでいるが、今までの所、担癌動物は、緑黄色野菜等で生存日数は明らかに影響され、どれもが生存日数を延長するとは限らなかった。
ヒト軟骨細胞様細胞株を用いた新規軟骨分化関連遺伝子のクローニングと機能解析

1。まず、新規軟骨分化関連遺伝子のクローニングと機能解析のための細胞培養系の特徴を把握するためヒト軟骨細胞様細胞株(HCS)の性状解析とウサギ肋軟骨in vitro増殖・分化系の詳細な解析をおこなった。2。ついで、これらの軟骨系の細胞と骨芽細胞系の細胞との間に,differential display法を適用し、7個の未知遺伝子と数個の既知遺伝子と相同性を有する遺伝子を得た。その内、今まで軟骨細胞での報告がなかったヒト結合組織増殖因子(human connective tissuegrowthfactor ; CTGF)と相同性を有するヒト軟骨肉腫細胞株HCS由来の遺伝子のcDNAのクローニングを行った結果,この遺伝子hcs24はCTGF蛋白をコードしており,ctgfと同一の染色体DNAに由来することが判明した。その発現は培養細胞ではHCS-2/8細胞とウサギ肋軟骨成長軟骨細胞に特に強く、上記ウサギ肋軟骨成長軟骨細胞in vitro増殖・分化系では肥大化期に最大となった。また、HCS-2/8細胞における発現は内軟骨性骨形成に重要な役割を果たすTGF-βやBMP-2により著明な誘導を受けた。3。17日齢マウス胎仔のin situハイブリダイゼーションの結果そのmRNAの発現は軟骨細胞特に肥大軟骨細胞に強かった。4。抗PDGF抗体がCTGFを認識することを利用し、ウエスタンブロットでHCS-2/8細胞CTGF蛋白を産生していること確認した。5。アンチセンスDNAをHCS-2/8細胞in vitro増殖・分化系に添加するとそのプロテオグリカン合成が増加し、一方、その増殖は著明に抑制された。さらに、ウサギ成長軟骨細胞増殖・分化系ではアルカリホスファターゼ活性を増加させた。したがって、ctgf/hcs24の遺伝子産物すなわちCTGFは増殖期の軟骨細胞が分化、成熟するのを抑え、一方、その増殖を促進する作用を有することが判明した。1。2。3。4。5。内軟骨性骨形成過程において、静止軟骨細胞は成長軟骨細胞へ分化して増殖し成熟して基質を産生する。その後、細胞自身は肥大化すると共に基質の石灰化が起こり、最終的に軟骨組織は骨組織に置換する。この過程で特異的に発現する機能分子および制御因子について解析するため、differential display-PCR法によってヒト軟骨肉腫由来細胞株HCS-2/8、2/Aおよびウサギ肋軟骨初代培養細胞に特異的に発現する遺伝子の単離を試みた。これらの軟骨系の細胞とともに、ヒト骨肉腫細胞株SaOS-2およびマウス骨芽細胞株MC3T3-E1各細胞よりその全RNAを抽出し、DNaseI処理後、3種のニューロトロフィン(NGF、BDNF、NT-3)の塩基配列に基づいて作製したarbitrary primersと3種のanchor primers(DDA,DDC,DDG)を用い、α-^<32>P-dCTP存在下RT-PCRを行った。次にPCR産物をDNAシーケンス用ゲルで電気泳動し、イメージングプレートに露光したところ軟骨特異的あるいは軟骨に多く検出される約30種のバンドが得られた。これらを抽出後、再増幅を行い、そのうちHCS細胞由来の17種について塩基配列を決定した。データベースと照合の結果、7個の未知遺伝子断片と既知遺伝子と相同性を有する数種の断片を得た。遺伝子断片特異的プライマーを用いたRT-PCRおよびノーザンブロット法により未知遺伝子断片の一つ(DD29と命名)は軟骨に特異的に発現していること、また、結合組織増殖因子と相同性を有するDD24と命名した遺伝子は軟骨以外にも発現がみられるものの、軟骨に特に強い発現がみられることが判明した。

現在、これらの遺伝子断片をプローブとしてcDNAの全長を単離しつつある。1。昨年度、軟骨系の細胞と骨芽細胞系の細胞との間に,differential display法を適用し、7個の未知遺伝子と数個の既知遺伝子と相同性を有する遺伝子が得られたが、その内、今まで軟骨細胞での発現が報告されていないヒト結合組織増殖因子(human connective tissue growthfactor : CTGF)と相同性を有するヒト軟骨肉腫細胞株HCS由来の遺伝子断片について詳細に検討した。即ち、この遺伝子断片をプローブとして各種細胞から抽出したRNAを用いノーザンブロットしたところHCS-2/8細胞とウサギ肋軟骨成長軟骨細胞に強い発現を認めた。また、昨年確立したウサギ肋軟骨成長軟骨細胞in vitro増殖・分化系では、その発現が肥大化期に最大となった。2。17日齡マウス胎仔のin situハイブリダイゼーションにてこの遺伝子のmRNAの発現局在を検討したところ、軟骨細胞特に肥大軟骨細胞に強い発現を認めた。4。抗PDGF抗体がCTGFを認識することを利用し、ウエスタンブロットでHCS-2/8細胞がCTGF蛋白を産生していることを明らかとした。5。HCS-2/8細胞におけるctgf/hcs24のmRNAの発現は内軟骨性骨形成に重要な役割を果たすTGF-βやBMP-2により著明な誘導を受けた。6。昨年来改良してきたHCS-2/8細胞in vitro増殖・分化系を用い、その分化開始期にアンチセンスDNAを添加するとそのプロテオグリカン合成が抑制され、一方、増殖期に添加するとその増殖が著明に抑制された。さらに、ウサギ成長軟骨細胞in vitro増殖・分化系ではアルカリホスファターゼ活性を増加させた。したがって、ctgf/hcs24の遺伝子産物すなわちCTGFは増殖期の軟骨細胞に対して、細胞が分化、成熟するのを抑え増殖を促進する因子として作用することが示唆された。
「杣（そま）」と森林鉄道を起点に復元する高知県東部の「暮らし」

高知県中芸地域(3町2村)をフィールドに地元役場及び地域団体の協力を得て、インタビュー調査・文書調査を実施した。1これまでの調査を通じて、成人男性のみならず女性や子どももまた森林鉄道に様々な形で関わってきたことが明らかになってきた。岩佐・赤池らは、森林鉄道に関連した女性の仕事に焦点を置くことで、これまで光が当てられてこなかった森林鉄道が地域社会の産業史・生活史に及ぼした影響把握を試みた。本年度は、森林鉄道に関連した仕事に従事した経験を持つ女性を含む計27名にインタビュー調査を実施した。調査結果はデジタルデータ(音声・映像)で記録し、文字起こしを完了している。調査を通じて、森林鉄道の敷設と稼働は、土木作業員、トロ乗り、連絡所員、電話交換手、保線手といった多様な仕事を地域社会に創出しており、そのなかには、当時の女性にとって重要な社会的意義をもった仕事があることがわかってきた。これらインタビュー調査から、女性の労働に着目して中芸地域の近代化や地域史の再構築につながる手がかりを得た。2旧高知営林局等の文書調査を継続して実施している。これまでに、国立公文書館つくば分館、四国森林管理局等に所蔵された森林鉄道及び国有林関係資料の収集を進め、延べ100点を超える資料の複写・リスト化を行った。特に旧高知営林局の機関誌である『高知林友』は、明治期以降の国有林と高知県民の繋がりを知る貴重な資料である。本年度は昭和5年から昭和13年分(計39冊)の複写を行った。赤池・岩佐らは、明治中期頃に作成された「禁伐林台帳」の発掘・分析を行い、禁伐林であっても海岸部・松林での松露の採取、奧山での兎・鹿等の狩猟や採石等が行われていた利用実態を把握し、山村住民の暮らしの解明につながる手がかりを得ている。3中山村旧役場文書の解析を進め、明治期の同村の「暮らし」と戦争との関係について実証的な検証を進めた。1日本森林学会及び林業経済学会等において本研究を紹介する機会を得、インタビュー調査の公開手法や、生態学的視点を踏まえた林業史の再考など学際的分野からアドバイスを得られた。2高知県中芸地域の住民・地域団体、行政等に本研究の意義を理解していただき、インタビュー調査及び文書調査における協力をいただくことができている。調査結果の一部は、地元で開催した研究報告会や企画展示という形で地域還元を行っている。3中山村旧役場文書の解析が順調に進んでいる。中山村を中心として、周辺町村の明治後期の動向が明らかになりつつあり、今後の検討の基盤となる史実が析出されている。これまでの調査結果及び中芸地域の人々との人的ネットワークに基づいて、インタビュー調査及び文書調査を進める。1インタビュー調査では、3つの具体的視点から調査を行う。まず、森林鉄道が設置されていた時期(1910年ー1963年)に地元で暮らしていた女性に着目し、仕事や生活における森林鉄道の意義を明らかにする。次に、同じく森林鉄道が設置されていた時期の「杣」に着目し、昭和30年代に伐採道具がノコギリからチェーンソーに機械化された時期を「杣」から「林業従事者」への転換期と捉え、国有林と人々との関わりや社会的地位の変化を明らかにする。そして、3つめは、森林鉄道の廃線以降(1964年以降)の暮らしや産業構造の変化を、生活史の視点から明らかにする。2文献調査では、『高知林友』等の地域資料のデジタル化を進めるとともに、これまで収集した資料群を整理し、許可を得られたものから順次インターネット等で公開する。公開にあたっては、地元協力者と協議を行い、地域の資源として活用される形を検討する。3中山旧役場文書の解析をさらに進め、論考にまとめる作業を進める。同文書の意義を明確化し、中山村とその周辺町村の近代史から得られる知見と論点について明らかにしていく。また、その現代的な意義についても考察する本年度は、今後の研究の基盤を築くことを目指した活動を展開し、おおむねその目標を達成することができた。一つは、中山村旧役場文書の整理である。中山村は、1943年に安田町に編入されるまで存した村で、現在の安田町(高知県東部「中芸5か町村」の一つ)の北部に位置していた。旧役場に伝わる行政文書(森林組合等の文書も含む)の整理を行ない、その全体像を把握することができた。今後、さらに同文書の分析と検討を進め、明治から戦後にいたるまでの高知県東部の「暮らし」を考える基礎的な素材として活用する。二つ目は、インタビュー調査の着実な実施である。地元町村及び住民団体の協力の下、平成29年度には計11名のインタビューを実施し、森林鉄道のあった暮らしの記録をライフヒストリー手法で聴取した。収集したデータは、文字化及び映像データとして整理している。これまでの調査により、計20名を超える人々の「記憶」が「記録」された。三つ目は、旧高知営林局等の文書調査を継続して実施している。これまでに、国立公文書館つくば分館、大日本山林会林業文献センター等に所蔵された森林鉄道及び地域史に関する史資料を100点以上発掘し、デジタル化した。更に、以下の調査を実施した。高知県の杣の歴史を考察する上で、特に農業、漁業従事者との比較検討を視野に入れた場合、嘗ての植民地等への杣の派遣、(さらには海外移住)の実態について検討する必要がある。

このような問題意識から、2017年12月、20世紀前半高知県の漁民の主要な移住先であった台湾北東部における林業経営、森林鉄道敷設等に関する資料(書籍)の調査を行った。本年度において、「杣(そま)」と森林鉄道を起点に復元する高知県東部の「暮らし」について検討するための基礎的な事柄の確認と、文献の調査は進めることができた。高知県中芸地域(3町2村)をフィールドに地元役場及び地域団体の協力を得て、インタビュー調査・文書調査を実施した。1これまでの調査を通じて、成人男性のみならず女性や子どももまた森林鉄道に様々な形で関わってきたことが明らかになってきた。岩佐・赤池らは、森林鉄道に関連した女性の仕事に焦点を置くことで、これまで光が当てられてこなかった森林鉄道が地域社会の産業史・生活史に及ぼした影響把握を試みた。本年度は、森林鉄道に関連した仕事に従事した経験を持つ女性を含む計27名にインタビュー調査を実施した。調査結果はデジタルデータ(音声・映像)で記録し、文字起こしを完了している。調査を通じて、森林鉄道の敷設と稼働は、土木作業員、トロ乗り、連絡所員、電話交換手、保線手といった多様な仕事を地域社会に創出しており、そのなかには、当時の女性にとって重要な社会的意義をもった仕事があることがわかってきた。これらインタビュー調査から、女性の労働に着目して中芸地域の近代化や地域史の再構築につながる手がかりを得た。2旧高知営林局等の文書調査を継続して実施している。これまでに、国立公文書館つくば分館、四国森林管理局等に所蔵された森林鉄道及び国有林関係資料の収集を進め、延べ100点を超える資料の複写・リスト化を行った。特に旧高知営林局の機関誌である『高知林友』は、明治期以降の国有林と高知県民の繋がりを知る貴重な資料である。本年度は昭和5年から昭和13年分(計39冊)の複写を行った。赤池・岩佐らは、明治中期頃に作成された「禁伐林台帳」の発掘・分析を行い、禁伐林であっても海岸部・松林での松露の採取、奧山での兎・鹿等の狩猟や採石等が行われていた利用実態を把握し、山村住民の暮らしの解明につながる手がかりを得ている。3中山村旧役場文書の解析を進め、明治期の同村の「暮らし」と戦争との関係について実証的な検証を進めた。1日本森林学会及び林業経済学会等において本研究を紹介する機会を得、インタビュー調査の公開手法や、生態学的視点を踏まえた林業史の再考など学際的分野からアドバイスを得られた。2高知県中芸地域の住民・地域団体、行政等に本研究の意義を理解していただき、インタビュー調査及び文書調査における協力をいただくことができている。調査結果の一部は、地元で開催した研究報告会や企画展示という形で地域還元を行っている。3中山村旧役場文書の解析が順調に進んでいる。中山村を中心として、周辺町村の明治後期の動向が明らかになりつつあり、今後の検討の基盤となる史実が析出されている。当初の研究計画を変更する必要は感じていない。よって、今度年は若干遅れている聞き取り調査をでき得る限り多く実施しつつ、林業を中心に、高知県東部(現在は五町村がある)の「暮らし」とその歴史について、林鉄が設置されるまでの時期(1910年)、林鉄が設置されていた時期(1962年)、さらに林鉄の廃線以降、に分けながら討究を続けたい。また、林業史を専門とする研究分担者の示唆に基づき、雑誌『林友』(四国森林管理局所蔵)に収録された旧植民地(満洲、台湾、朝鮮等)関連の文書を具体的に抽出する。
危険を体感できる第四類危険物蒸気燃焼実験の構築

研究目的高等専門学校の化学系学科へ入学する1年生は、化学物質の性質や特徴などに関する知識は無いに等しいが、入学直後から多くの時間を化学実験として履修する。また化学実験は、不用意な試薬の使用や不注意な操作を行うと、重大な事故や健康障害を引き起こす可能性がある。その原因となる物質のなかでも第四類危険物(引火性液体)は、使用頻度が高く、使用量も多いので火災や健康障害のリスクを多く含んでおり、その引き起こす事故や火災による被害は大きい。危険物による事故等を防ぐためには、危険物の性質を熟知し、発生する危険を予知する能力を習得しなければならない。しかし危険物火災の主な着火原因は静電気であるにもかかわらず、危険物蒸気の静電気による着火実験は構築できていなかった。そこで本研究では、第四類危険物蒸気の拡散状況をサーモグラフィによって可視化し蒸気濃度との相関関係を求めることと、引火性液体の流速と静電気との関係を求め危険を体感できる実験の構築を目的とした。研究方法サーモグラフ画像の測定はシャーレに引火性液体を入れ30秒間隔で撮影し蒸気の拡散域を確認した。静電気発生実験は、ポンプの吐出側にチューブ(1m)をつなぐ、吸引側を引火性液体容器に入れポンプの出力ダイヤルを最弱にして流出を待つ、液体が流出したら30秒間液を流しその間の最大帯電圧を同位置で測定し、同じ操作を流速と材質を変化させて結果を比較する。ガス濃度と発生源からのガス濃度はガスクロによって測定した。水発生バック内に燃焼範囲の引火性液体混合気を入れ爆発燃焼の確認を行った。研究成果流速の増加で容易に着火エネルギーに達する事、サーモグラフィによる引火性液体の拡散確認。GCによる発生源からのガス濃度の測定。これらの基礎実験の結果、引火点の違いによる蒸気拡散速度の違いが可視化でき、燃焼実験を体感することによって危険を体感できる第四類危険物蒸気燃焼実験が構築できた。
2光子共鳴分光によるI-VII,II-VI化合物微結晶の量子閉じ込め電子構造の研究

昨年度に引き続き、2光子共鳴SHG法と種々のフォトンエコー法を用いて、半導体ドットにおける量子閉じ込め励起子の位相緩和時間T_2、並びにその緩和機構の解明研究を集中的に行った。なお、T_2は電子状態のコヒーレントな継続時間を示す重要な特性時間であるが、現在、3桁も大きさが異なるなど全く矛盾した結果が世界の多くのグループで報告され、その機構に関しても全く異なった解釈がなされている。熱分解法で作製した、ガラス中に希薄に埋め込んだCuClの球状ドット試料を代表例に用いて、以下の成果を得た。1)我々が初めて見い出した、非常に大きな蓄積効果を利用したヘテロダイン検出フォトンエコー法が感度が良い実験手段を与えることを示した。この方法を駆使して、Z_3励起子のT_2が低温で異常に長いこと、エネルギー緩和時間T_1できまっているなどの重要事実を再確認した。また、上記信号のフーリエ変換スペクトルの解析から、フォトンエコー信号の立ち上がりの異常がフォノンサイドバンドの存在によることを明らかにした。2)サイズ励起選択法を用いて、平均半径が7.01.8nmの範囲で、2KでのT_2の値が予想に反して顕著なサイズ依存性を示さないこと、並びに10K40Kの範囲でT_2の温度変化がサイズ減少と共に急峻になる結果を得た。3)上記の事実は、音響フォノンのエネルギーも離散化されるとすると説明できない。つまり、音響フォノンが完全には量子化されておらず、エネルギーが連続な状態密度をもつ成分も存在することを示している。これを基に、T_2のサイズ依存性、並びに温度依存性も含めて、量子ドットの位相緩和機構を解明した。大きな成果である。大きな成果である。
糖尿病網膜の黄斑部無潅流領域での毛細血管の再生による網膜機能保護効果

酸素性網膜症動物モデル作成方法に糖尿病網膜症が与える影響BL6マウスの母親と新生児を、生後7日目から5日間高濃度酸素分圧(80%)に暴露することで、網膜の無灌流領域を作成できることを確認した。この観察のためにFITCデキストランを心腔内に注射して、網膜を含む全身に循環させ蛍光顕微鏡で観察することで、網膜の血管並びに無灌流領域の形成を観察できる手技を確立した。プロテオミクスの手技による検討ストレプトゾトシンを投与した糖尿病ラットで酸素性網膜症を確立することを試みたが、糖尿病と高濃度酸素の二重の負荷により死亡するマウスが多く、糖尿病状態が酸素性網膜症による血管新生に与える効果を検討するにいたらなかった。糖尿病マウスでは従来の結果同様に、二次元電気泳動ゲルスポットのうち、量的に優位に変化して、同定できたスポットは11個で、6-phosphofructokinase,creatin kinase(mitochondrial)やglialfibrillary acidic proteinなどであった。これらは糖代謝やリン酸化、神経膠の関連蛋白であり、糖尿病網膜症の発症機序を考える上で有用と思われる結果であった。酸素性網膜症動物モデル作成方法の確立BL6マウスの母親と新生児を、生後7日目から5日間高濃度酸素分圧(80%)に暴露することで、網膜の無灌流領域を作成できることを確認した。この観察のためにFITCデキストランを心腔内に注射しで、網膜を含む全身に循環させ蛍光顕微鏡で観察することで、網膜の血管並びに無灌流領域の形成を観察できる手技を確立した。さらに、高濃度酸素に暴露後、1ないし2週間正常酸素分圧で飼育することにより網膜血管新生が生じること。その後1ヶ月程度正常酸素加で飼育すると、無灌流領域に正常毛細血管様の血管が伸展する場合があることを観察した。プロテオミクスの手技の確立現在プロテオミクスの手技の確立のために、マウス新生児の網膜よりも総蛋白量が多い、ラットの網膜を用いて、プロテオミクスの手技の確立を目指している。刺激としては、ラットにストレプトゾトシンを投与ずることで糖尿病にすること。もしくな、インドシアニングリーンを硝子体腔に注射することで、網膜における蛋白質の発現変化を誘導してプロテオミクスを行っている。現在糖尿病の網膜では2次元電気泳動で最低1つの変化が認められ、質量分析計で測定した結果としては、glial fibrillary acidic proteinである可能性が示唆されている。ICGを硝子体注射した網膜においては、現在2次元電気泳動で変化があると思われるスポットが4つみつかっており、これらの物質を今後質量分析計で検討する予定である。また、本来の実験である酸素性網膜症に関しては、現在、いろいろな段階での網膜を凍結保存しており、手技が確立したら、プロテオミクスにより蛋白の発現変化をみていく予定である。酸素性網膜症動物モデル作成方法の確立とその評価BL6マウスの母親と新生児を、生後7日目から5日間高濃度酸素分圧(80%)に暴露することで、網膜の無灌流領域を作成できることを確認した。プロテオミクスの手技の確立ストレプトゾトシンを投与した糖尿病ラット網膜の2,12週における蛋白変化を二次元電気泳動と質量分析計装置を用いたプロテオミクスの手法で網羅的に解析検討した。二次元電気泳動ゲルスポットのうち、量的に優位に変化して、同定できたスポットは11個で、6-phosphofructokinase, creatin kinase(mitochondrial)やglial fibrillary acidic proteinなどであった。これらの結果を踏まえて、現在、無灌流領域が作られた酸素性網膜症の網膜でのタンパク質発現の変化を網羅的に解析中であるが、現在のところ変化するタンパク質を同定するにいたっていない。同定に至らない原因を調査中であるが、現在のところ技術的な問題と考えられる。本研究は継続していきたいと考えている。

糖尿病マウスでは従来の結果同様に、二次元電気泳動ゲルスポットのうち、量的に優位に変化して、同定できたスポットは11個で、6-phosphofructokinase,creatin kinase(mitochondrial)やglialfibrillary acidic proteinなどであった。これらは糖代謝やリン酸化、神経膠の関連蛋白であり、糖尿病網膜症の発症機序を考える上で有用と思われる結果であった。