hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
イオン価数弁別可能な超高速超伝導ナノストリップライン分子検出器の開発

しかしながら並列型超伝導ストリップ検出器では、イオンを検出する度に、各超伝導ストリップ線を流れるバイアス電流の大きさが変化してしまい、イオン価数の識別が不可能になってしまう。本年度は、並列型超伝導ストリップ検出器において、イオンを検出してもバイアス電流の値が変化しない仕組みを発明し[特願2014-218137]、実際に検出器の出力波高値分布を計測することによってバイアス電流が一定であることを確認した[招待講演2nd International Workshop on Superconducting Sensors and Detectors (IWSSD), Shanghai(China)]。並列型超伝導ストリップ検出器においてイオン価数識別が可能になり、本研究の目的を達成した。ミリメートルの検出器サイズ、ナノ秒の高速応答、および従来の検出器を凌駕する検出感度を併せ持ち、かつ価数識別が可能な本検出器は質量分析のみならず、アトムプローブなど様々な分析装置への応用が期待できる。超伝導検出器交付申請書における達成目標であるイオンの価数弁別について、実験データは得られており、初歩的であるが革新的な結果が得られている。結果だけではなく、弁別のメカニズムも明らかにすることが重要であり、ボンディングワイヤを利用したバイアス抵抗によって当該メカニズムの詳細を調査することが可能となる。核心に一歩ずつ近づいており、研究進捗は順当であると評価できる。交付申請書における達成項目として以下の2点を挙げた。1.エネルギー弁別の可能な超伝導ストリップイオン検出器(Superconducting Strip Ion Detector; SSID)を開発する。2.開発したSSIDを既存のMALDI-TOF MSに搭載し、分子イオンの価数弁別を実現する。MALDIの場合は多価のイオンは生成されにくく、13価のイオンを弁別することを目標とする。メカニズムは明らかではないが、MALDI-TOF MSにSSIDを搭載して生体分子であるリゾチームを計測したところ、1価と2価のイオンが弁別されるという初歩的な結果が得られており、早々の目的達成が期待できることから、当初の計画以上に進展していると評価できる。まず、バイアス抵抗を有するパラレル型SSIDを用いてシャープな波高値分布を確認する。エネルギーが2倍である2価イオンの方が波高値が小さいことから、何らかのメカニズムによって2価のイオンのエネルギーが散逸していると考えられるが、2価のリゾチームイオンの飛行速度は検出器材料であるニオブの音速の5倍以上であることから、衝突の際に衝撃波を生じていると推定される。リゾチーム以外の様々な分子を用いて異なる飛行速度でSSIDに衝突させ、エネルギー散逸のメカニズムを明らかにする。まず、価数弁別のメカニズムを明らかにする必要があるが、分子イオンの衝突エネルギーが、衝撃波として基板へ散逸している可能性が考えられる。従って、研究計画作成当初の予定通り、基板材料を変えた際の熱伝導特性および検出器応答をシミュレーションおよび実験の両側面から追究してゆく必要があると考えられる。
リソソーム酵素の活性調節因子としての糖および糖タンパク質の作用

加水分解酵素の細胞内蓄積場であるリソソームは、小胞体で生合成されてマンノース6ーリン酸を含むオリゴ糖が付加された酵素を効率よくとりこむことが証明され、多くのリソソーム酵素が糖タンパク質であることが明らかにされてきた。しかし、これらリソソーム酵素活性の調節機構については未だほとんど解明されていない。本研究では、リソソーム酵素の一つでありムコ多糖代謝上重要なβーグルクロニダーゼに注目し、その活性に影響を与える糖および糖タンパク質の作用機構をLineweaver-Burkプロットにより追究し、さらに糖をリガンドとするアフィニティークロマトグラフィー(AFC)によるβーグルクロニダーゼの精製を試みた。ウシ肝βーグルクロニダーゼ活性は既知のサッカロー1、4ーラクトンおよびグルクロン酸によって競争阻害されるだけでなく、種々の中性糖により影響され、特にラクトースによっては濃度により活性化から競争的阻害に変化する注目すべき影響が見出された。さらにラクトースで前処理後、既知の競争阻害剤を加えると、後者のみの場合より阻害が強化されたので、ラクトースは基質や競争阻害剤とは異なる部位で結合し、活性を調節すると考えられた。またチログロブリンにより活性化されたのに対し、そのアシアロ体では阻害され、タンパク質のみでは影響されないことが判明した。軟体動物イカ肝βーグルクロニダーゼ活性がウシ肝酵素と同様の挙動を示したのに対し、大腸菌βーグルクロニダーゼの場合は異なっていた。したがってリソソーム酵素である、ウシおよびイカ肝βーグルクロニダーゼ活性は生体内において、糖タンパク糖鎖の修飾によってその活性が調節されている可能性が示唆された。以上の結果を活用して、ラクトース固定化Sepharoseによる市販ウシ肝βーグルクロニダーゼのAFCを行った結果、一段階のクロマトで他酵素を含まない精製酵素が70%以上の回収率で得られた。細胞内における加水分解酵素の蓄積場であるリソソームは,小胞体で合成されてマンノース6^+リン酸を含むオリゴ糖鎖が付加された酵素のみを効率よく取りこむことが明らかにされ,様々なリソソーム酵素が糖タンパク質であることも明らかにされてきた.しかし,これらのリソソーム酵素の活性がどのような機構で調節されているのかについては未だほとんどわかっていない.本年度はリソソーム酵素の一つであり,ムコ多糖の代謝上重要なβ-グルクロニダーゼについて,その活性に影響を与える種々の糖の作用機構をLineweaver Burkプロットにより調べ,さらに糖をリガンドとするアフのニティクロマトグラフィー(AFC)による, β-グルクロニダーゼの精製を試みた.ウシ肝β-グルクロニダーゼ活性は,よく知られているようにサッカロー1,4-ラクトンおよびグルクロン酸により競争的に阻害されるだけでなく,種々の中性糖により影響され,特にラクトースによって注目すべき影響をうけ, 1mMの低濃度では活性化され, 10mM以上の高濃度では競争的に阻害されることが初めて見出された.またラクトースで前処理後,サッカロー1,4-ラクトンを加えたところ,サッカロー1,4-ラクトンのみの場合より阻害が強化された.

これらの結果は,リソソーム酵素であるウシ肝β-グルクロニダーゼが基質や競争的阻害剤とは異なる部位でラクトースと結合しうること,またラクトース濃度によって活性の調節が行われている可能性を示唆している.以上の結果を活用して,ラクトースを固定化した吸着体を用いてAFCを行ったところ,市販のウシ肝β-グルクロニダーゼは混在するN-アセチルーβ-グルコミニダーゼおよびN-アセチルーβ-ガラクトサミニダーゼから分離され,比活性は20倍に上昇し, SDS-PAGEで単一バンドを示す酵素が70%以上の回収率でえられ,この方法が簡易精製法として有効なことが判明した.昨年度に引続き、リソソーム酵素の一つであるβ-グルクロニダーゼの活性に影響を与える糖および糖タンパク質について調べた。1.ウシ肝β-グルクロニダーゼ活性に対する糖タンパク質の影響:昨年度、本酵素活性がよく知られているようににサッカロ1.4ラクトンおよびグルクロン酸によって競争的に阻害されるばかりでなく、さまざまな中世糖によって影響され、特にラクトースでは濃度によって活性化から競争的阻害へと変化することを見出したので、シアロ糖タンパク質、アシアロ糖タンパク質、中でもラクトサミン構造をもつ糖タンパク質の影響を詳細に調べた。その結果、プタチログロプリンによる活性化とアシアロチログロプリンによる阻害が認められた。一方、糖をもたないタンパク質のみでは活性に影響を与えないことが確かめられたので、ウシ肝β-グルクロニダーゼは生体内において、このような糖タンパク糖鎖によって活性が調節されている可能性が示唆された。2.起源を異にするβ-グルクロニダーゼ活性に対する糖の影響:イカ肝と大腸菌のβ-グルクロニダーゼ活性に対するさまざまな糖の影響を検討した結果、リソソーム酵素であるイカ肝β-グルクロニダーゼの場合は、ウシ肝酵素と同様の挙動を示したのに対し、大腸菌酵素の場合は異なった。3.糖固定化カラムによるβ-グルクロニダーゼの精製:溶液内におけるβ-グルクロニダーゼ活性に対するラクトースの影響に注目すべきであることがLineweaver-Burkプロットにより明らかになったので、ラクトサミニルSepharoseを調整し、アフィニティークロマトグラフィーにより市販ウシ肝酵素から他の酵素を含まないβ-グルクロニダーゼを一段階で得ることができた。イカ肝から調製した粗酵素についても同様に試みた結果、活性はいくつかに分離溶出されたので、multitypeの可能性が示唆された。
骨髄腫細胞株におけるCD56発現機構の解析

ヒト骨髄腫細胞における特異的CD56発現の分子機構を明らかにするべく、まずCD56陽性骨髄腫細胞株(NOP-2, AMO1)とCD56陰性骨髄腫細胞株(U266)との間での遺伝子発現プロファイリングを常法のごとくDNAマイクロアレイ法(Affymetrix社)で解析した。解析した54,675遺伝子の中で、CD56陽性骨髄腫細胞株で発現上昇していた1,584遺伝子を、発現低下していた2,110遺伝子を同定した。これらの遺伝子の中で、特に差異が見られたのは神経系細胞に関係する遺伝子であった。SOX1, SOX4, HOXB9, ZIC2, DLX2, PREP1, MEIS1, DBN1, CHGB, CALB1などが注目された。これらの遺伝子発現はRT-PCR法においても確認された。CD56陽性骨髄腫細胞株において、SOX1遺伝子発現は低下、SOX4遺伝子発現は上昇、HOXB9遺伝子発現は上昇していた。このことは、患者骨髄腫細胞においてもRT-PCR法で確認された。次に、ヒトCD56遺伝子の転写調節領域にはSOX結合領域およびHOX結合領域があるので、クロマチン免疫沈降法(ChIP)でCD56陽性あるいはCD56陰性骨髄腫細胞株でのCD56遺伝子転写調節領域のSOX結合領域へのSOX1あるいはSOX4の特異的結合の有無を解析した。CD56陰性骨髄腫細胞株では、SOX1が特異的に結合しており、逆にCD56陽性骨髄腫細胞株ではSOX4が特異的に結合していた。これらのことから、CD56陰性骨髄腫細胞株にSOX1特異的shRNAを遺伝子導入(Amaxa法)して、CD56発現が誘導されるかどうかを検討したが、CD56発現は誘導できなかった。逆に、CD56陰性骨髄腫細胞株にSOX4遺伝子導入(Amaxa法)することで、CD56発現を誘導することができた。CD56陽性骨髄腫細胞株へのSOX4特異的shRNA導入により、CD56発現が抑制された。患者骨髄腫細胞においても、骨髄穿刺液からマルチカラー染色を用いたソーティング法で骨髄腫細胞を分取した後、RNAを抽出し、RT-PCR法で遺伝子発現、特にSOX4, SOX1, HOXB9などの遺伝子発現を解析した。患者CD56陽性骨髄腫細胞においてもSOX4の発現上昇が明らかに確認された。以上のことより、骨髄腫細胞での特異的CD56発現は、転写因子SOX4の発現誘導あるいは発現上昇により誘導されることが明らかになった。
注意に依存した知覚体制化のメカニズムに関する工学的研究

1.従来から知られている錯視図形や多義図形に関して文献調査を行ない,知覚体制化に関する実験事実について検討した.2.本年度の予算により導入した視覚刺激生成装置,画像表示装置を用いて,種々の視覚パターンを生成,提示し,被験者がどのような知覚を得るかについて心理物理学的手法を用いて実験を行なった.また,運動する点群や3次元的構造をもつ点群を提示して,それらが群化される様相について実験を行なった.3.2.で得られたデータを検討した結果,1)知覚表現の単純化と2)知覚体制化のスコープの二つが,知覚体制化の原理メカニズムとして重要であるという示唆が得られた.1)は,「脳は対象の脳内表現がなるべく単純になるような知覚を得る」という仮説であり,2)は,「知覚体制化が起こる領域(スコープ)は動的に変化し,これが多義図形や不可能図形の解釈において本質的な役割を果たす」という仮説である.この仮説の下で,「注意」は体制化のスコープを制御する機能を担うものという解釈が得られた.4.情報理論におけるAICやMDLの考え方を参照して,3.1)で挙げた「表現単純化原理」をアルゴリズムの形で定式化することを試みたが,完成には至らなかった.5.今後の課題や発展として,1)異なる実験的手法を用いて,4.で述べたアルゴリズムを構築するために必要な実験データをさらに収集すること,2)それに基づいて上記のアルゴリズムを確実に動作する形に改善すること,3)さらに,脳の情報表現様式に関わる具体的なモデルを構成し3.で述べた仮説を検証することが挙げられる.1.従来から知られている錯視図形や多義図形に関して文献調査を行ない,知覚体制化に関する実験事実について検討した.2.本年度の予算により導入した視覚刺激生成装置,画像表示装置を用いて,種々の視覚パターンを生成,提示し,被験者がどのような知覚を得るかについて心理物理学的手法を用いて実験を行なった.また,運動する点群や3次元的構造をもつ点群を提示して,それらが群化される様相について実験を行なった.3.2.で得られたデータを検討した結果,1)知覚表現の単純化と2)知覚体制化のスコープの二つが,知覚体制化の原理メカニズムとして重要であるという示唆が得られた.1)は,「脳は対象の脳内表現がなるべく単純になるような知覚を得る」という仮説であり,2)は,「知覚体制化が起こる領域(スコープ)は動的に変化し,これが多義図形や不可能図形の解釈において本質的な役割を果たす」という仮説である.この仮説の下で,「注意」は体制化のスコープを制御する機能を担うものという解釈が得られた.4.情報理論におけるAICやMDLの考え方を参照して,3.1)で挙げた「表現単純化原理」をアルゴリズムの形で定式化することを試みたが,完成には至らなかった.5.今後の課題や発展として,1)異なる実験的手法を用いて,4.で述べたアルゴリズムを構築するために必要な実験データをさらに収集すること,2)それに基づいて上記のアルゴリズムを確実に動作する形に改善すること,3)さらに,脳の情報表現様式に関わる具体的なモデルを構成し3.で述べた仮説を検証することが挙げられる.
堆積物微生物燃料電池を用いた高効率・省エネルギー型堆積物浄化技術の創生

汚染底質に対して堆積物微生物燃料電池の適用により、適用しなかった底質に比べ34割程度の懸濁BODの低減が可能であり、本技術による浄化促進効果が示された。また、電極設置位置での酸化還元電位の上昇が明らかとなり、硫化水素等の有毒物質の生成抑制が示唆された。堆積物微生物燃料電池のアノード設置位置は底質の浄化ならびに発電性能に大きな影響を与え、設置条件によってはその浄化性能が大きく低下することが示された。本研究は、閉鎖性水域などで生じている底質環境汚染を改善する事を目的として、微生物燃料電池(Microbial Fuel Cells)技術を応用した革新的な新規底質浄化技術の開発を行うものである。特に本研究では、底質の深さ方向での浄化特性の把握のため、アノード電極の底質への挿入深さを変更して浄化性能の比較を行った。具体的には東京湾より採取した内径30 mmのサプルコアを用いてカーボン板をアノード、カーボンフェルトをカソードとした堆積物微生物燃料電池を構築し浄化試験を行った。アノード電極は底質深さに応じて上部設置、下部設置、上下設置(2条件)の計4条件で行い、別途アノードを挿入するがカソードとの回路接続を行わない対象系も運転を行った。運転温度は約18°Cとし、外部抵抗は1,000Ωを接続し約4ヶ月間の浄化試験を行った。浄化試験はいずれの系においても開始直後より電流が観察された。特に電極を上下に設置した系では浄化試験中は90 mA/m2(サンプルコア断面積あたり)程度の安定した電流を観察した。一方で、底質上部にのみ電極を設置した系では試験開始直後は高い電流値を発揮したが約1ヶ月で電流値は20 mA/m2まで減少しその後安定した。底質下部にのみ電極を設置した系では50 mA/m2で安定した電流値が観察された一方で、浄化試験中期に一時的に100 mA/m2まで電流値が上昇し、経時的な電気生成能力の変化が観察された。4ヶ月の浄化試験中の累計で500 600 [C]の電荷移動がほとんどの系で観察されたが、上部設置系では電荷量は約200 [C]にとどまり、設置条件によってアノード反応に違いがあることが示唆された。また、底質のBOD成分は電極を挿入していた領域で堆積物微生物燃料電池を構築しない系よりも23割程度減少しており、電極設置による浄化性能の向上が明らかとなった。東京湾などの閉鎖性水域では、赤潮等の植物プランクトン発生とその死滅・沈降等により底質へと過剰に有機物が供給された結果、溶存酸素が存在しない貧酸素水塊が形成され底質環境へ多大な悪影響を及ぼしている。本研究では、このような汚染底質に対して直接的に浄化が可能な堆積物微生物燃料電池を用いた新規底質浄化技術の開発を目的として、アノード設置深さによる浄化性能や発電性能に与える影響を評価した。実験は東京湾より採取した底質サンプルコアを用いて、底質表層より5 cmまでの深さを底質上部、5 cm以降を底質下部として、アノードの設置位置で条件設定を行い、浄化試験を行った。アノードにはカーボン板を使用し、上部のみ、下部のみ、上下部ともに設置する条件を構築した。カソードにはカーボンフェルトを、外部抵抗は1,000 Ωを使用し、水温は約17°Cとして運転を行った。また、対照系として電極接続を行わない開回路系も構築し平行して運転を行った。堆積物微生物燃料電池を適用した系では、約4ヶ月の運転により、適用しなかった底質に比べ34割程度の懸濁BODの低減が可能であり、堆積物微生物燃料電池による浄化促進効果が示された。本試験においては底質の表層よりもより深層にアノードを設置した方が高い浄化性能ならびに発電性能が得られた。26年度が最終年度であるため、記入しない。環境工学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定である電極設置位置における底質浄化性能の変化を評価するため、サンプルコアを用いた堆積物微生物燃料電池の構築を行うと共に浄化試験を行った。浄化試験終了後、懸濁BODやORPによる底質の浄化性能評価を行い、発電との関係性も評価した。一方で当初の目的であった間隙水中のイオンについては海水そのものに含まれる硫酸イオン等の影響が大きく十分に測定できておらず、選択性のある除去フィルターの選定が必要であった。以上より、一部翌年度持ち越しの測定項目もあるものの、おおむね順調に研究は進行しているといえる。平成25年度で得られたアノード電極設置深さに対する浄化性能への影響の再現性の確認のため、冬季に採取した底質コアサンプルに対して平成25年度と同様の実験系にて実験を行う。

また、底質中の微生物菌相解析を行い、堆積物微生物燃料電池による底質浄化に寄与する微生物群の評価を行う。この他、直流電源装置を用いた微弱電流印加による更なる堆積物浄化促進効果について検証を行う。平成25年度実施出来なかった無機イオン類についても測定を行う。具体的には平成26年度前期に冬季のサンプルコアを用いた堆積物微生物燃料電池による浄化試験を行いつつ、平行して平成25年度実施した夏季コアサンプル試料からDNA抽出、菌相解析を行う。平成26年度後期においては、直流電源装置を用いた浄化促進効果を評価する。また、前期に実施した冬季のコアサンプルについても菌相解析を行い夏季と冬季での微生物菌相の変化を評価する。
カドミウム曝露による細胞死誘導・選択メカニズムの解析

カドミウムは、今なお喫煙や採鉱時に呼吸器を経由して曝露され、その結果、腎臓や肺などの組織において、機能障害、癌を誘引することが報告されている日常の環境汚染物質である。培養細胞や個体レベルの実験系から、高濃度カドミウムを急性曝露すると、細胞レベルで細胞死が誘導される一方、長期間カドミウムを曝露すると、細胞の癌化が誘導されることが報告されているが、その毒性発現メカニズムの詳細は未だ解明しきれていない。そこで、本研究では、腎組織の一つであるヒト近位尿細管上皮細胞(HK-2細胞)に対し、カドミウムを曝露した時に惹起される細胞死メカニズムの解析を行うことにした。前年度までの解析結果により、HK-2細胞において、カドミウム曝露依存的にリン酸化酵素ALK4/5が活性化し、細胞死が促進されることが示唆された。そこで、最終年度は、カドミウム曝露依存的HK-2細胞死におけるALK4/5下流で機能する因子の詳細を解析した。その結果、ALK4/5は転写因子Smad3及びリン酸化酵素Aktの活性化を介して、カドミウム曝露依存的HK-2細胞死を促進することが示唆された。一方、過去にALK4/5下流で機能することが報告されている転写因子Nrf2及びFOXO3aは、カドミウム曝露依存的HK-2細胞死におけるALK4/5の機能に関与しないことが示唆された。さらに、HK-2細胞を用いて得られた実験結果の確度を高めるため、初代ヒト近位尿細管上皮細胞を用いて解析した結果、HK-2細胞と同様の結果が得られることを確認した。これまでに解析を行った結果、HK-2細胞にカドミウムを曝露すると、アポトーシス様の細胞死とネクローシス様の細胞死が同時に惹起されることが分かった。また、リン酸化酵素阻害剤を中心とした様々な阻害剤のカドミウムによって惹起される細胞死に対する影響を検討した結果、ALK4/5阻害剤によって、カドミウム曝露依存的に誘導される細胞死が顕著に抑制されることがわかった。また、カドミウム曝露依存的なALK4/5シグナルの活性化も観察された。このことは、カドミウム曝露依存的にALK4/5シグナルが活性化され、細胞死が促進されていると考えられる。さらに、カドミウム曝露依存的なALK4/5シグナルの活性化にはリガンドを必要としないこともわかった。現在はALK4/5シグナル上流、下流で機能する因子の詳細な解析を進めている。一方、FAK阻害剤で処理すると、カドミウム曝露によって誘導される細胞死の様相の変化が認められた。しかしながら、FAKをノックダウンしてもそのような効果が認められなかったため、現在はこの解析は止めている。当初の計画に記載したFAKの機能解析としては、なかなか困難な状況となっている。しかし、カドミウムに曝露されたHK-2細胞の細胞死の特性の解析、またそこに関与するALK4/5シグナルの解析、さらにALK4/5シグナル周辺で機能する新たな因子の探索が順調に進んでいる。そのため、当初の計画書に記載していたように、現在は順調に進展しているALK4/5シグナルのカドミウムストレス応答における機能解析を深化させており、おおむね順調に進捗していると言える。

さらに、HK-2細胞を用いて得られた実験結果の確度を高めるため、初代ヒト近位尿細管上皮細胞を用いて解析した結果、HK-2細胞と同様の結果が得られることを確認した。次年度以降は、現在順調に進捗している実験について重点的に解析する。具体的には、カドミウム曝露されたHK-2細胞において、ALK4/5シグナル周辺で機能する因子の検討をおこなう予定である。また、近位尿細管上皮細胞において細胞死を誘導するカドミウム以外のストレス(浸透圧ストレス、シスプラチンなど)曝露時とカドミウム曝露時のALK4/5シグナルの機能や活性の変化を比較検討する予定である。加えてこれらの解析が終了次第、論文として投稿する予定である。(理由)本年度は、実験の変更に付随して購入する物品を変更し、多少の使用額の変化が生じたが、ほぼ申請額と同等の使用額となっている。(使用計画)次年度以降は、先に提出した計画から大きな変更なく使用していく予定である。
日本・アメリカ・EUにおける行政訴訟の比較研究

本研究の目的は、現行の行政事件訴訟法が約40年ぶりに改正される動きがでてきたことを受けて、比較法的基礎研究を試みることにあった。その根底にあった問題意識は現行行政訴訟法の基礎にある理論が憲法理念にふさわしくないというものであった。つまり、現行行政訴訟法制度は明治憲法下に成立した立憲君主制固有の行政法理論を基盤にしているという認識である。これを、国民主権と人権を基盤とする現憲法理念を反映したものに創り変える必要があると考えたのである。このことは、一方で、行政訴訟制度の前提にある基礎理論の根本的見直しを必要とする。伝統的行政法理論の基礎には「法治主義」ないし「法律による行政の原理」がある。そこではオットー・マイヤーの三原則が語られ、法律の留保の原則を中心に議論が展開されてきた。これに対して、私は、「法律に基づく行政の原理」を提唱した。一見類似しているが中身は異なる。すなわち、この原理は、憲法原理である「法の支配」を行政法に投影したものであり、行政権を法律の執行機関と位置づけ、委任立法禁止の原則、実体的デュープロセスの法理、裁判救済の法理を導いた。他方、行政訴訟制度においては、現行制度の前提にある公定力理論が立憲君主制の残滓にすぎず、国民主権の現行憲法の下では、立法論としては勿論のこと、解釈論としても採用できないことを主張・論証した。そのために、(1)訴訟の性質としては、通説のとる形成訴訟ではなく確認訴訟説を基本とすべきこと、(2)法の支配の原理の下では、行政法は政策実現法律としての実質をもつこと、(3)行政訴訟も意思自治原理を基本に再構築すべきであり、公定力を前提にしない原因行為を直接争う訴訟として再構成できることを論証した。本研究の当初の意図は、司法制度改革が議論される中で、将来の行政訴訟の制度改革を睨んで、日本と先進諸国の行政訴訟の基礎的な比較検討を行うことにあった。しかしその後の展開は急であり、来年の通常国会には新法案が提出される予定だという。そうした状況の中で、本年は、わが国の行政訴訟の基礎理論に切り込む研究に終始した。すなわち、わが国の行政訴訟は主観訴訟(抗告訴訟、当事者訴訟)と客観訴訟(民衆訴訟、機関訴訟)を用意しているが、その中心が抗告訴訟、とりわけ取消訴訟にある。取消訴訟の排他的管轄を背景に公定力理論が基礎づけられ、その他の行政法理論が形成されてきた。その特徴は、明治憲法下の立憲君主制的残滓を反映したものである。行政処分が客観的に違法であっても裁判所で取消されるまでは有効であるということは、国民主権のもとではどう考えてもおかしい結論である。思うに、これは取消訴訟を行政庁の第一次的判断権を媒介として生じた違法状態の排除にあると把握し、訴訟物は処分の違法性であり、訴訟の性格を形成訴訟と把握した点に問題の根源がある。私見によれば、現行取消訴訟の前提にある理論は、行政権優越の思想と消極的司法作用の概念にある。これこそ明治憲法的残滓であり、現憲法の下では法の支配の原理を根底において行政権及び司法権を概念構成することが必要である。法の支配を実現するために、行政権が何よりも法執行機関であり、司法権が人権救済機関であることから出発しなければならない。その上で、第一に、「行政庁の第一次的判断権」という特有の概念構成を打破すること、第二に、取消訴訟を確認訴訟として構成することが必要であると考える。

本研究の目的は、40年ぶりに行政事件訴訟法改正問題が浮上したことを受けて、現行政訴訟の根底にある理論を憲法理念に即した新しい理論を創造することにあった。その前提にある認識は、現行行政訴訟制度は、明治憲法下に成立した立憲君主制固有の行政法理論を基礎にしているというものであった。このことは、一方で、行政訴訟制度の前提にある基礎理論の根本的見直しを必要とする。伝統理論が行政法理論の基礎を「法治主義」ないし「法律による行政の原理」に求め、法律の留保の原則を中心に理解してきたのに対し、私は「法律に基づく行政の原理」を提唱した。憲法原理である法の支配を行政法に投影したものであり、行政権を法律の執行機関と位置づけ、委任立法禁止の原則、実体的デュー・プロセスの法理、手続的デュー・プロセスの法理、裁判救済の法理を導いた。他方、行政訴訟制度においては、現行制度の前提にある公定力理論が立憲君主制の残滓に過ぎず、国民主権の現憲法の下では、立法論としてはもちろんのこと、解釈論としても採用できないことを主張・論証した。そのために、(1)訴訟の性質としては、通説のとる形成訴訟説ではなく確認訴訟説を基本とすべきこと、(2)法の支配の原理の下では、行政法は政策実現法律としての実質を持つこと、(3)行政訴訟も意思自治原則を基本に再構成すべきであり、公定力を前提にしない原因行為を直接争う訴訟として再構成できることを論証した。
脳マラリア発症過程の最先端ライブイメージング技術による解析

脳マラリアのマウスモデルとして実験的脳マラリアがある。この発症機構解明のため、発光イメージング、蛍光イメージング、PET/CTイメージングの最先端イメージング技術を総動員することを計画した。発光イメージングでは、発症時原虫の脳内集積をとらえることを検討したが、発症マウスと非発症マウスの有意な差を見いだすことはできなかった。蛍光イメージングでは、抗原特異的CD8+ T細胞の脳内における動態を観察することを目指して、予備実験を行った。肝細胞期のマラリア原虫感染については成果をあがることができたが、今後の課題が残った。PET/CTイメージングに関しては、今後の解析に向けて道筋をつけた。脳マラリアは、マラリアの最も重要な重症合併症であるが、その病因については十分に理解されていない。動物実験モデルとして、齧歯類マラリア原虫Plasmodium berghei ANKAがC57BL/6或いはCBAマウスに感染した場合の実験的脳マラリアExperimental cerebral malariaがある。このモデルでは、マラリア原虫感染後、活性化したCD8+T細胞が脳に集積し、血液脳関門が破壊されて脳症状を呈する。CD8+T細胞は発症に必須であるが、その機構については十分に理解されていない。本研究では、脳マラリア病態の現場を最新のイメージング技術を駆使して可視化し、脳マラリア発症機構を明らかにすることを目的とした。脳組織の蛍光イメージングに関しては、実験の前提と成る組換え原虫の作成や蛍光マウスの導入を行った。赤系蛍光色素を発現するマラリア原虫を作成するため、tdTomatoとモデル抗原卵白アルブミン(OVA)の融合タンパクを発現する組換え原虫を作成した。また、樹状細胞に蛍光色素Venusを発現するマウスを導入した。イメージング技術に関しては、肝臓、リンパ節、脾臓のイメージングを行い、技術的改善を進めた。しかしながら、技術的な問題から脳のイメージングは成功に至らなかった。PET/CTによる脳の解析も試行したが、実験操作や解析の複雑さがネックとなり、満足のいくデータを得るには至らなかった。脳マラリアは、マラリアの最も重篤かつ重要な合併症であり主要な死因のひとつである。動物実験モデルとして、マラリア原虫Plasmodium berghei ANKA(PbA)のC57BL/6マウス感染モデルがある。ヒト脳マラリアとの異同について議論はあるものの、本モデルを用いて発症におけるCD8+T細胞の関与など様々な知見が明らかになっており、実験的解析及び介入が可能な有用なモデルである。我々は、脳マラリア発症マウスの脳内に抗原特異的に活性化したCD8+T細胞が集積すること、またそれだけでは脳マラリアの発症には至らないことを明らかにしている。従って発症におけるCD8+T細胞の役割は明確になっていない。本研究では生体イメージングの技術を駆使して脳マラリア病変を観察することにより、「脳血管内皮細胞によりマラリア抗原が抗原提示され、特異的CD8+T細胞が脳内で活性化される」という仮説を検証することを目的とした。研究の第一段階として発光イメージングを行うため、ルシフェラーゼを発現する組換えマラリア原虫をオランダの研究グループより入手した。この原虫をC57BL/6マウス(脳マラリアを発症)とRag KOマウス(脳マラリアを発症しない)に感染させ、発光検出器IVISを用いて感染後経時的に全身の発光イメージングを行った。両者を比較検討したところ、原虫の体内分布には明確な違いは認められなかった。特に頭部についても比較したが、発症マウスで頭部に原虫が集積している像は得られなかった。このことから脳マラリア発症には脳内への感染赤血球以外に重要な因子があることが推測された。本研究は、ルシフェラーゼ発現マラリア原虫を用いた発光イメージング、蛍光蛋白発現マラリア原虫を用いた多光子レーザー顕微鏡による生体蛍光イメージング、さらにアイソトープを用いたPET/SPECTイメージングを行い、脳マラリア発症過程を多角的に捕らえることを目指している。蛍光イメージングについては、多光子レーザー顕微鏡のセットアップ及び取り扱いの習熟に時間がかかった。また、PET/SPECTについても長崎大学先導生命科学研究支援センターに設置されたばかりであり、準備に時間がかかった。これらの要因のため、当初計画より研究は若干遅れている。平成25年度は、本研究計画の最終年度であるため、研究計画に沿って初年度遅れた分も含めて行う予定である。当初の研究計画の沿って行う。
網膜再生治療を可能にするグリア制御機構に関する研究

1.NMDA傷害モデルラット眼へのGFPトランスジェニックマウス胎仔脳由来神経幹細胞移植;緑内障における神経細胞死のモデルであるNMDA傷害モデル眼を用いて細胞移植を行なった。移植細胞は1ヶ月以上の長期に渡り、網膜に生着することが証明された。さらに神経特異マーカーを用いて移植細胞は網膜内でニューロン、グリアに分化することが示されたが、網膜特異ニューロンへの分化はみられなかった。また用いた胎生14日目マウス脳神経上皮細胞は網膜内で優位にグリア細胞に分化することが認められた。2.移植網膜におけるグリア活性化;移植された網膜のミューラーグリアは長期にGFAP、nestin陽性のreactive gliaの反応を示し、移植部位のみならず網膜全体にこの反応が認められたことから、ごく少数の細胞を移植することでも網膜内全体の環境変化が生じうることが示唆された。3.レトロウィルスベクターを用いた移植細胞の遺伝子導入による細胞系譜の制御;移植細胞をニューロンに優位に分化させることを目的にプロニューロナル遺伝子であるneurogenin(Ngn)1をレトロウィルスベクターに組み込み、遺伝子導入し、その細胞系譜の制御を行なった。In vitroにおいて遺伝子導入細胞ではグリアへの分化誘導作用が知られているサイトカインであるLIF、BMP存在下でも優位にβ-tubulin陽性のニューロンに分化することが示された。しかし、in vivoにおいては早期に分化させることにより移植効率が低下することが示唆された。4.IL-6サイトカインファミリーの受容体を構成するgp130ノックアウトマウスを用いて発生過程の網膜内におけるGFAP陽性細胞の出現パターンを解析した。またこのノックアウトマウスから得られた胎生14日目マウス脳神経上皮細胞由来神経幹細胞を傷害網膜に移植したところ、グリアへの分化が抑制され、ニューロンへの分化が促進されていた。5.グリア活性化に対する抑制効果が知られている非ステロイド系抗炎症薬の宿主マウスへの投与により傷害後の網膜のIL-6発現が抑制された。さらに移植幹細胞のGFAP発現が抑制されることが明らかになった。1)NMDA障害モデルラット眼へのGFPトランスジェニックマウス胎児脳由来神経幹細胞移植;緑内障における神経細胞死のモデルであるNMDA障害モデル眼を用いて細胞移植を行なった。さらに神経特異マーカーを用いて移植細胞は網膜内でニューロン、グリアに分化することが示された。2)移植網膜におけるグリア活性化;移植された網膜のミューラーグリアは長期にGFAP、nestin陽性のreactive gliaの反応を示し、移植部位のみならず網膜全体にこの反応が認められたことから、ごく少数の細胞を移植することでも網膜内全体の環境変化が生じうることが示唆された。3)レトロウィルスベクターを用いた移植細胞の遺伝子導入による細胞系譜の制御;移植細胞をニューロンに優位に分化させることを目的にプロニューロナル遺伝子であるneurogenin (Ngn)1をレトロウィルスベクターに組み込み、遺伝子導入し、その細胞系譜の制御を行なった。

In vitroにおいて遺伝子導入細胞ではグリアへの分化誘導作用が知られているサイトカインであるLIF、BMP存在下でも優位にβ-tubulin陽性のニューロンに分化することが示された。しかし、In vivoにおいては早期に分化させることにより移植効率が低下することが示唆された。4)グリア活性化に対する抑制効果が知られている非ステロイド系抗炎症薬の宿主マウスへの投与により傷害後の網膜のIL-6発現が抑制された。さらに移植幹細胞のGFAP発現が抑制されることが明らかになった。1)NMDA傷害モデルラット眼へのGFPトランスジェニックマウス胎児脳由来神経幹細胞移植;緑内障における神経細胞死のモデルであるNMDA傷害モデル眼を用いて細胞移植を行なった。移植細胞は1ヶ月以上の長期に渡り、網膜に生着することが証明された。さらに神経特異マーカーを用いて移植細胞は網膜内でニューロン、グリアに分化することが示された。また用いた胎生14日目マウス脳神経上皮細胞は網膜内で優位にグリア細胞に分化することが認められた。2)移植網膜におけるグリア活性化;移植された網膜のミューラーグリアは長期にGFAP、nestin陽性のreactive gliaの反応を示し、移植部位のみならず網膜全体にこの反応が認められたことから、ごく少数の細胞を移植することでも網膜内全体の環境変化が生じうることが示唆された。3)レトロウィルスベクターを用いた移植細胞の遺伝子導入による細胞系譜の制御;移植細胞をニューロンに優位に分化させることを目的にプロニューロナル遺伝子であるneurogenin(Ngn)1をレトロウィルスベクターに組み込み、遺伝子導入し、その細胞系譜の制御を行なった。しかし、in vivoにおいては早期に分化させることにより増殖、網膜への侵入、生着が低下し、このため移植効率が低下することが示唆された。4)非ステロイド系抗炎症薬投与によるグリア分化の制御;グリア活性化に対する抑制効果が知られている非ステロイド系抗炎症薬の宿主マウスへの投与により傷害後の網膜のgp130、CNTF蛋白の発現が抑制された。さらに宿主網膜におけるCNTF、GFAPの発現が抑制された。さらに移植幹細胞の網膜内のGFAP陽性細胞の割合は低下し、宿主網膜のIL-6ファミリー分子の発現低下により移植細胞のグリアへの分化が抑制されることが明らかになった。5)gp130ノックアウトマウス由来神経幹細胞移植;IL-6ファミリー分子の受容体の構成分子であるgp130ノックアウトマウスにおけるグリア分化を網膜発生過程において検討した。ミューラーグリアにおけるGFAPの発現抑制が認められた。さらにgp130ノックアウトマウス由来の神経幹細胞を傷害網膜に移植するとグリアへの分化が有意に抑制された。
薬剤による雄性生殖器の抑制、回復のBrdUモノクロ-ナル抗体による検討

潰瘍性大腸炎の治療薬であるSalicylazosulfapyridine(SASP)が雄の妊孕性を低下させることは著者らもすでに(J.Utol.132:682-686,1984)報告してきている。しかし、その作用部位、作用機序についてはまだ不明な点が多い。またSASPの代謝産物であるSulfapyridine(SP)と、もう1つの代謝産物である5-Aminosalcylate(5ASA)のどちらにこの妊孕性低下作用が存在するかということもまだ明確にはされていない。今回我々は、SD系雄ラットにSPおよび5ASAをdose別に経口投与し、これにSD系雌ラットを交配させてその妊娠率から妊孕性を、比較検討した。さらにSPの作用部位を検索する目的でSP投与ラットの精巣および精巣上体の組織中SP濃度を測定して比較検討し、以下の結果を得た。3)5ASA投与群には妊孕性の低下はみられなかった。4)SA250mg/kg.day、5週投与のラットのSP濃度は、精巣に比べて精巣上体が有意に高値でることからSPの主体となる作用部位は精巣上体であることが示唆された。5)SPによる造精機能障害はminimalであることも上記所見を裏づけるものと考えられた。スルファサラジンの代謝産物の1つであるスルファピリジンをラットに強制経口投与(300600mg/kg)し、睾丸組織所見、睾丸内DNA量分布血清テストステロンを経時的に測定した。また、妊孕性の検討としては、雌ラットのメイティングにより胎児数の算定を行なった。結果として、少量投与によっても雌ラットのメイティングの胎児数、妊娠率とも有意に低下し、睾丸内DNA量分布も成熟精子を示す1倍体の比率が有意に減少し。これらはスルファピリジン投与中止1ヶ月後には回復が認められた。内分泌学的には、全経過中血清テストステロンには変化を認めなかった。したがって、本剤は内泌学的抑制を来たさずに受精能の可逆的抑制を惹起することが確認されたが、抑制の程度は300mg/kg投与では完全とは言えず、さらに大量投与(600mg/kg)での検討の結果、妊娠率は対照群90.6%から25.9%に低下したが、やはり完全とは言えなかった。今後、完全な妊孕性の抑制を示す量、投与期間の検討と回復性の確認が必要と考えられた。潰瘍性大腸炎の治療薬であるSalicylazosulfapyridine(SASP)が雄の妊孕性を低下させることは著者らもすでに(J.Urol.132:682-686,1984)報告してきている。しかし、作用部位、作用機序についてはまだ不明な点が多い。またSASPの代謝産物であるSulfapyridine(SP)と、もう1つその代謝産物である5-Aminosalcylate(5ASA)のどちらにこの妊孕性低下作用が存在するかということもまだ明確にはされていない。さらにSPの作用部位を検討する目的でSP投与ラットの精巣および精巣上体の組織中SP濃度を測定して比較検討し、以下の結果を得た。4)SP250mg/kg.day、5週投与のラットのSP濃度は、精巣に比べて精巣上体が有意に高値でることからSPの主体となる作用部位は精巣上体であることが示唆された。
外的ストレスによるiPS由来網膜色素上皮細胞障害の機構解明

【目的】加齢黄斑変性、糖尿病網膜症、網膜細動脈瘤破裂などが原因で起こる黄班下出血は、重篤な視機能障害を引き起こし難治である。現在、網膜下出血に対し組織プラスミノーゲンアクチベーター(tPA)併用血腫移動術が行われており、良好な術後視力が得られることが報告されているが、tPAには毒性があることも知られている。そこで、tPAが網膜色素上皮細胞(RPE)に与える毒性の程度についてin vitroで検討した。【対象と方法】ヒトRPE、iPS-RPE、ARPE19にtPA(グルトパ)を添加した際の細胞毒性をMTS assayで評価した。濃度はこれまで臨床での使用が報告されている8.3μg/0.1mlおよび25μg/0.1mlを用いた。また、ヒトRPEにtPAの添加剤(L-arginineおよびポリソルベート80)を添加した際の細胞毒性もMTS assayで評価した。さらにヒトRPEにtPAを添加した際の細胞機能評価をELISAを用い血管内皮増殖因子(VEGF)と色素上皮由来因子(PEDF)の分泌量を測定して検討した。さらに、tPAによる細胞障害の原因について、従来報告された一酸化窒素(NO)の関与を検討した。【結果】ヒトPREではtPAによる時間依存性・濃度依存性の細胞毒性がみられた。iPS-RPE、ARPE19でも同様の傾向がみられた。ヒトRPEにL-arginineを添加すると濃度依存性の細胞毒性がみられたが、ポリソルベート80ではみられなかった。また細胞機能には変化がなかった。すべてのRPE細胞で、tPA濃度、負荷時間を変えて投与を行ったが、優位なNOの検出には至らなかった。【結論】tPAによる細胞毒性の程度が明らかとなり、毒性の一部にL-arginineが関与している可能性が示唆された。加齢黄斑変性、糖尿病網膜症、網膜剥離等の網膜疾患は、重篤な視機能障害を引き起こし難治である。視機能障害の原因として、種々のストレスによる網膜色素上皮細胞(RPE)の障害が重要であることが明らかにされている。しかし、RPEの障害のメカニズムについては不明な点が多く、現在のところRPEの障害に対する治療法は存在しない。申請者はこれまでの臨床経験から「網膜疾患に対しては、既存の治療法に加えて、RPEの障害を未然に防ぎ、RPEを保護する治療法の開発が必要ではないか」との着想に至った。そこで本研究では、人工多能性幹細胞由来RPE (iPS-RPE)を用いて、網膜疾患がRPEの機能に及ぼす影響を検討する。さらに、RPEの障害に関与する因子を分子生物学的に明らかにし、網膜疾患に対する新たな治療法開発の基盤となる研究を行う。本年はiPS-RPEの細胞機能の評価方法の確立を行なった。実際にiPS細胞から、iPS-RPEへの安定した分化誘導に成功した。そして、1)生存増殖能、2)貪食能、3)タイトジャンクション形成能、4)水排出能の評価を行い、実験系を確立した。その上で、a)過酸化水素やt-butyl hydroperoxide(t-BHP)を用いた酸化ストレスを細胞に与え、iPS-RPEの反応特性を明らかとした。。さらに血液と光照射による影響についてもiPS-RPEに及ぼす影響を検討しているところである。当初の研究計画通りに研究が行われているため。平成29年度は、機械的、薬剤によるストレス負荷がiPS-RPEの細胞機能に与える影響の検討、iPS-RPEの細胞障害の分子メカニズムの解明を行った。特に興味深かった結果としては、薬剤毒性として加えた組織プラスミノーゲン活性化因子(tPA)の濃度、暴露時間に依存するRPE(primary RPE、ARPE-19、iPS-RPE)そしてMIO-M1の傷害を認めたことである。さらにtPAに含まれているアルギニンでも同様に濃度、暴露時間に依存するRPE、MIO-M1の障害を認めたため、tPAの網膜障害の原因の主な原因がアルギニンであることが考えられた。現在、細胞傷害が起きている時にアルギニンから発生する一酸化窒素を測定し、検討を深めている。当初の研究通りに研究が行われているため。

現在、網膜下出血に対し組織プラスミノーゲンアクチベーター(tPA)併用血腫移動術が行われており、良好な術後視力が得られることが報告されているが、tPAには毒性があることも知られている。そこで、tPAが網膜色素上皮細胞(RPE)に与える毒性の程度についてin vitroで検討した。【対象と方法】ヒトRPE、iPS-RPE、ARPE19にtPA(グルトパ)を添加した際の細胞毒性をMTS assayで評価した。濃度はこれまで臨床での使用が報告されている8.3μg/0.1mlおよび25μg/0.1mlを用いた。また、ヒトRPEにtPAの添加剤(L-arginineおよびポリソルベート80)を添加した際の細胞毒性もMTS assayで評価した。さらにヒトRPEにtPAを添加した際の細胞機能評価をELISAを用い血管内皮増殖因子(VEGF)と色素上皮由来因子(PEDF)の分泌量を測定して検討した。さらに、tPAによる細胞障害の原因について、従来報告された一酸化窒素(NO)の関与を検討した。【結果】ヒトPREではtPAによる時間依存性・濃度依存性の細胞毒性がみられた。iPS-RPE、ARPE19でも同様の傾向がみられた。ヒトRPEにL-arginineを添加すると濃度依存性の細胞毒性がみられたが、ポリソルベート80ではみられなかった。また細胞機能には変化がなかった。すべてのRPE細胞で、tPA濃度、負荷時間を変えて投与を行ったが、優位なNOの検出には至らなかった。【結論】tPAによる細胞毒性の程度が明らかとなり、毒性の一部にL-arginineが関与している可能性が示唆された。当初の研究計画通りに研究を行う。H28年度の研究が順調にすすみ、余分の経費がかからなかったため。理由:平成29年度の研究が順調に進み、余分の経費がかからなかったため。使用計画:平成30年度の消耗品に使用し、さらなる研究を発展させる。次年度の消耗品費として、有効かつ適正に使用する。
星の進化とシリケイトダスト進化の関係の実験的解明

原始惑星系円盤、晩期星周囲のガス中におけるダスト形成を理論的に考察し、天文観測と対比可能とするため、凝縮装置を開発し、ダスト凝縮にともなう種々のカイネティックパラメータを世界で初めて実験により決定した。その結果を用い、星周におけるダストの化学進化、ダストとガスの分離による化学分別をモデルにより考察した。多成分系のケイ酸塩の凝縮を可能とする実験装置の開発をおこなった。既存の真空チャンバーに、ガスソースとなるクヌッセンセル3本の取り付けを可能とし、酸素ガス導入システムの設置、基板加熱のための赤外線導入加熱システムの設置を主要な構造としてとりつけた。クヌッセンセルの設計は独自に検討中であり、装置全体の完成は来年度となる。一方、逆反応のおこりえない完全な真空蒸発実験を可能とする、簡易型の実験装置の開発をおこなった。容器は石英管、赤外線集中加熱炉による加熱、大型のターボポンプによる排気システム、という構成である。本装置の導入により単純系における予察的実験が可能となった。また、実験生成物はFE-SEMによる観察、EDSによる分析が必須であることが下記の予備実験により明らかになったため、当初計画を変更し、本年度EDSつきFE-SEMの導入をおこなった。既存の蒸発装置を若干改良することで、予察的な凝縮実験をおこなった。実験は宇宙においてMgケイ酸塩とともにもっとも普遍的に存在すると想定される金属鉄を用いた。金属鉄板をソースとし、加熱により発生したガスを装置低温部でMo基板上に凝縮させた。その結果、結晶質鉄が凝縮し、結晶のサイズは温度、時間の関数として増大することが示された。凝縮フラックスと入射フラックスの比から、凝縮係数が求まり、高温(1000°C以上)では1、それ以下で0.7-0.8,より低温でふたたび1、という興味深い結果を得た。これは、温度により結晶表面のラフネスが変化したためと考えられ、高温では温度により表面がラフであり、低温では入射フラックスが過剰であるため、カイネティックラフニングがおこっており、中間温度ではスムーズ表面であるため、と推定される。この結果、宇宙における凝縮では温度、ガス密度の関数として凝縮係数を表す必要が示された。本研究は,90年代後半より急速に進展した赤外線観測による星周辺の岩石的粒子の観測の結果をふまえ,固体粒子形成カイネティクスとその物理的基礎を実験的に理解し,その結果を用い様々な星周環境における粒子の成長を理論的に予測し,星の進化と粒子進化の関係を解明することをめざしている.初年度においては凝縮実験装置の凝縮場部分の開発をおこない,2年次である本年度はガス発生部分の開発をめざした.当初計画では炉心管をもつ外熱式のものを計画したが,よりクリーンな実験を可能とするため,電子銃方式(e-gun)を併用することとした.両システムは取り外し可能で,随時交換可能に設計した.導入した電子銃により珪酸塩物質の凝縮実験を開始した.装置のキャリブレーションを兼ね,SiO2を試料とする実験をおこなった.電子銃は局所加熱システムであるため,定常的フラックスを得るには不適切であるが少量試料の加熱によるガス発生に適しており,その結果,tridymiteの凝縮物を得ることに成功した.次にフォルステライトの凝縮をおこない,広い条件においてフォルステライト.さらに低温では非晶質珪酸塩の凝縮物をえた.また,既存装置を用い,より単純かつ宇宙科学的に重要な金属鉄の凝縮実験をおこない,凝縮係数をガスフラックスの関数として決定することに成功した.凝縮物理の理解のため,前年度導入した走査型電子顕微鏡にエネルギー分散型分光器を導入し,凝縮物の観察と分析をおこない,結晶成長に伴うステップの観察に成功した.この結果,凝縮物が実験中の再結晶などによるのではなく,気相から直接凝縮したものであることが確実となり,凝縮物理の理解に大きな前進を得た.現在結果の解析を進めており,凝縮係数の決定をおこなう予定としている.本研究は,90年代後半より急速に進展した赤外線観測による星周辺の岩石的粒子の観測の結果をふまえ,固体粒子形成カイネティクスとその物理的基礎を実験的に理解し,その結果を用い様々な星周環境における粒子の成長を理論的に予測し,星の進化と粒子進化の関係を解明することをめざしている.これまでに新しいタイプの凝縮装置の開発を平成18年度は,ヒータータイプのガス発生装置の開発をおこない,長時間,安定的に高温のガスフラックス供給を可能とすることに成功した.まだ系統的な実験結果を得るにいたっていないが,予察的な実験の結果,金属-珪酸塩のあいだの凝縮におけるぬれ性について,重要な知見をえた.従来,理論的な見地から,きわめて大きな表面張力のため,金属は珪酸塩に対しぬれ性をもたないと考えられてきたが,本実験の結果,表面のミクロラフネスにより,過飽和比15程度でぬれ性をもつことが明らかとなった.この結果は,星周環境における粒子形成にきわめて大きな影響をもつ.平均的宇宙元素存在度のガスの場合,高温でAl,Caを主体とする酸化物が形成され,その後圧力条件によりMg-Si珪酸塩か金属鉄が順番を逆にして形成する.