hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
GaN/AlGaN量子井戸の3準位を用いた超高速光-光変調デバイスの試作研究

(1)本研究の目標は、GaN/AlGaN量子井戸におけるサブバンド間遷移を用いてテラビット/s級の光-光変調を実現することである。その開発のポイントは、(1)研究代表者がこれまで提案とし、研究を進めてきた量子井戸のサブバンド間遷移を用いた独自の光-光変調方式をベースとすること、さらに(2)量子井戸材料として、伝導体サブバンド間遷移波長が極めて短くできるとともに、その電子のエネルギー緩和時間が通常のIII-V族半導体よりも10倍程度速く、100フェムト秒台(すなわちテラビット/s級)の変調速度が期待できるGaN/AlGaN量子井戸を用いることにある。(2)まずサブバンド間遷移特性の測定が可能になる程度の層数まで、量子井戸を多層化しうる成長条件を検討した。その結果、GaN中間バッファ層の導入により、歪みによるクラックの導入を避けることが可能であり、200層程度までの良好な多重量子井戸が作製できることがわかった。これにより、波長約4.5μmに吸収ピークを持ち、表面入射で30-40%程度サブバンド間吸収を持つ試料の作製に成功した。(3)十分な吸収量を持つ多重量子井戸が実現されたことを受けて、実際にサブバンド間励起電子の緩和時間を単色ポンプ・プローブ法によって測定し、励起電子の緩和時間が100-200フェムト秒程度と非常に短いという結果を得た。これはGaN/AlGaN量子井戸におけるサブバンド間緩和を実験的に示したはじめての結果であり、本変調方式の動作速度が100フェムト秒台になり得ることを示し得た。(4)サブバンド間遷移を用いた光-光変調実験のための中赤外ポンプ-白色光プローブ測定系を立ち上げ、まず比較のための従来のGaAs/AlGaAs量子井戸を用いた変調実験を行い、超高速変調の測定が可能であることを確かめた。またGaN/AlGaN量子井戸におけるキャリア緩和過程とGaAs/AlGaAs量子井戸におけるキャリア緩和過程の違いについて、詳しい検討を行った。(5)またデバイスの実用化に向けてサブバンド間遷移波長の短波長化を試み、これまでのMOVPE法に変えてMBE法を用いることで1.55μmを下回る短波長化に成功した。これにより、制御光源とし、より小型のレーザを用いることが可能になりデバイスとしての実用性が格段に向上した。(1)本研究の目標は、GaN/AlGaN量子井戸を用いて、サブバンド間共鳴光(制御光)によるバンド間共鳴光(信号光)の超高速(テラビット/s級)の光制御光変調を実現することである。GaN/AlGaN量子井戸は従来の(In)GaAs/AlGaAs量子井戸よりも1桁以上短い100フェムト秒台のサブバンド間緩和時間が期待され、かつ遷移波長の光通信波長領域までの短波長化も期待できる可能性が理論面から指摘されている。しかしながら、そのサブバンド間遷移の特性は実験的にはあまり明らかになっていない。特にサブバンド間励起電子の緩和時間は変調速度の上限を決める特性であり、本研究においては、まず最初にこれを明らかにする必要がある。

しかし、サブバンド間吸収の回復時間をポンプ・プローブ法で測定して緩和時間を評価するためには、十分なサブバンド間吸収を示す多重量子井戸試料が必要である。(2)そこで本年度はまず、十分に大きなサブバンド間吸収を示す試料の作製を目指して研究を行った。量子井戸の波長には常圧MOVPE法を用い、サファイア基板上にGaNを約2μm成長した後に、種々の構造のAlGan/GaN量子井戸を作製し、TEM、X線回折等により構造を評価した。その結果、障壁層であるAlGaN層にかかる圧縮歪のため、吸収量を大きくするべく量子井戸の多層化を行うと、成長層にクラックが入って歪み緩和が生じ、良好な試料が作製できないことが分かった。(3)これに対処すべく種々の検討を行ったところ、(a)個々の量子井戸の障壁層の幅を量子閉じこめ効果が範囲でできる限り狭くし、また(b)多層化する際にある程度の個数の多重量子井戸を積層後、GaNの厚い中間層を積層し、これを繰り返す構造とすると良好な試料が得られることが判明した。この結果をもとに、井戸数50のAl_<0.65>Ga_<0.35>N(1.8nm)/GaN(3.8nm)多重量子井戸層とGaN(370nm)中間層を4組積層した200層の多重量子井戸試料を作製した。この試料の赤外光吸収特性をブリュ-スタ-角入射にて測定したところ、一回の透過で3040%もの大きなサブバンド間吸収が波長約4.5μmをピークに観測することに成功した。(1)本研究の目標は、GaN/AlGaN量子井戸におけるサブバンド間遷移を用いて超高速(テラビット/s級)の光-光変調を実現することである。昨年度の研究においては、サブバンド間遷移特性の測定が可能になる程度の層数まで、量子井戸を多層化しうる成長条件を検討した。その結果、GaN中間バッファ層の導入により、歪みによるクラックの導入を避けることが可能であり、200層程度までの良好な多重量子井戸が作製できることが分かった。これにより、表面入射で30-40%程度のサブバンド間吸収を持つ試料の作製に成功した。(2)昨年度の研究で十分な吸収量を持つ多重量子井戸が実現されたことを受けて、本年度の研究では、実際にサブバンド間励起電子の緩和時間を測定することを試みた。これは本方式による変調デバイスの動作速度を決定する非常に重要なパラメータであり、理論的には100フェムト秒代という非常に短い時間が予測されていたものの、実験的にこれを測定した例はなかった。(3)測定では、単色ポンプ・プローブ法によってサブバンド間吸収飽和の回復時間から励起電子の緩和時間を評価する手法を用いた。また、パルス光源としてはフェムト秒光パラメトリック・アンプ・システムを利用した。サブバンド間吸収ピーク波長が約4.5μmにあるGaN(3.8nm)/Al_<0.65>Ga_<0.35>N(1.8nm)からなる多重量子井戸(200層)に対して測定を行ったところ、励起電子の緩和時間が100-200フェムト秒程度と非常に短いという結果が得られた。これはGaN/AlGaN量子井戸におけるサブバンド間緩和を実験的に示したはじめての結果であり、本変調方式の動作速度が100フェムト秒代になり得ることを示している。昨年度までの2年間の研究により(1)GaN/AlGaN量子井戸におけるサブバンド間吸収を確認し、またサブバンド間励起電子の緩和時間を単色ポンプ・プローブ法によって実測することに成功した。
甲状腺ホルモンシグナリングを用いた心不全治療の試み-胎児型遺伝子発現の転換

主として、培養心筋細胞におけるアデノウィルスを用いたTRの過剰発現系において検討した。TRβ_1の過剰発現により心筋細胞の肥大は抑制されたが、p38MAPKのリン酸化抑制を伴っており、このp38のリン酸化抑制はTRβ_1とp38αの相互作用によることも観察された。しかし、TRβ_1の過剰発現はT_3に特徴的な成体型遺伝子発現すなわちαMHCやSERCAの増加、βMHCの減少を伴った。TRβ_1の過剰発現により、内在性のTRβ_1の発現も誘導された。さらに、TRβに特異的なagonistであるGC-1の作用を培養心筋細胞において検討した。GC-1はT_3に比べて肥大の誘導は弱かったが、しかしほぼ同程度に成体型遺伝子発現すなわちαMHCやSERCAの増加、βMHCの減少を誘導した。GC-1については共同研究者のJohn Baxterの研究室から最近、成体においてT_3と比べて頻脈の誘導が弱いが、肝臓においてはcholesterol 7alpha-hydroxylaseがTRβ_1特異的に調節されており脂質代謝にはT_3と同程度の作用があることが報告されている。この事実は心不全治療において頻脈の発生を比較的少なくして成体型遺伝子発現を誘導できる可能性をTRβ特異的agonistが有するものと考えられる。一方、TRα_1の過剰発現により、著明な心筋細胞肥大が誘導され、胎児型遺伝子発現を伴った。この病的肥大類似の作用はp38経路の活性化によるものと考えられ、TRα_1とp38の上流に存在するTAK1との相互作用に起因すると考えられた。このように甲状腺ホルモンシグナリングは心筋細胞においてdual pathwayを有し、α_1による肥大とβ_1による成体型遺伝子発現亢進とがバランスした状態を誘導すると考えられる。まず、培養心筋細胞におけるアデノウイルスを用いたTRβ_1の過剰発現系において検討した。心筋細胞の肥大は抑制的であり、p38 MAPKのリン酸化は抑制されていた。このp38のリン酸化抑制はTRβ_1とp38αの相互作用によることも観察された。しかし、TRβ_1の過剰発現はT_3に特徴的な成体型遺伝子発現すなわちαMHCやSERCAの増加、βMHCの減少を伴い、以前に生理的肥大で認められたTRβ_1の発現増加とよくマッチする所見である。また興味深いことにTRβ_1自体の遺伝子発現はTRβ_1によってコントロールされているようであり、TRβ_1の過剰発現により、内在性のTRβ_1の発現も誘導された。GC-1については共同研究者のJohn Baxterの研究室から最近、成体においてT_3と比べて頻脈の誘導が弱いが、肝臓においてはcholestero1 7alpha-hydroxylaseがTRβ_1特異的に調節されており脂質代謝にはT_3と同程度の作用があることが報告されている。TRβ_1の過剰発現により心筋細胞の肥大は抑制されたが、p38MARKのリン酸化抑制を伴っており、このp38のリン酸化抑制はTRβ_1とp38αの相互作用によることも観察された。

しかし、TRβ_1の過剰発現はT_3に特徴的な成体型遺伝子発現すなわちαMHCやSERCAの増加、βMHCの減少を伴った。TRβ_1の過剰発現により、内在性のTRβ_1の発現も誘導された。さらに、TRβに特異的なagonistであるGC-1の作用を培養心筋細胞において検討した。GC-1はT_3に比べて肥大の誘導は弱かったが、しかしほぼ同程度に成体型遺伝子発現すなわちαMHCやSERCAの増加、βMHCの減少を誘導した。GC-1については共同研究者のJohn Baxterの研究室から最近、成体においてT_3と比べて頻脈の誘導が弱いが、肝臓においてはcholesterol 7alpha-hydroxylaseがTRβ_1特異的に調節されており脂質代謝にはT_3と同程度の作用があることが報告されている。この事実は心不全治療において頻脈の発生を比較的少なくして成体型遺伝子発現を誘導できる可能性をTRβ特異的agonistが有するものと考えられる。一方、TRα_1の過剰発現により、著明な心筋細胞肥大が誘導され、胎児型遺伝子発現を伴った。この病的肥大類似の作用はp38経路の活性化によるものと考えられ、TRα_1とp38の上流に存在するTAK1との相互作用に起因すると考えられた。このように甲状腺ホルモンシグナリングは心筋細胞においてdual pathwayを有し、α_1による肥大とβ_1による成体型遺伝子発現亢進とがバランスした状態を誘導すると考えられる。
集団行動における相互作用のモデル化に関する基礎的研究

自律分散システムや分散人工知能システムのような、組織形態や制御構造が構成主体の自律性や協調関係に依存する協調処理の構築基盤確立に向けて、集団行動の抽象化を図るべく、(1)集団の組織形態、(2)主体間の相互作用、(3)各主体の動作という3つの記述要素の内で、本研究では特に相互作用に焦点を当てた。そして、場の概念に基づく通信という最下層の基本相互作用機構の上に高いレベルでの主体間相互作用の抽象化とその階層化を実現することで、すでに提案している協調処理モデルの拡充を目指した。研究実施計画に従って研究を進め、本年度は下記のような成果を得た。1.主体間相互作用の分析:自律性を持つ主体の集団が全体として一つの目的に向けて作業を行う場合の相互作用について分析を行った。具体的な項目は、主体間の相互干渉、利害対立の調停や合意の達成などである。2.計算機上でのモデル化:上の分析結果に基づいて、相互作用のモデルをすでに処理系を作成している協調処理言語の上に実現して評価した。具体的には、利害が一致する状況での協調、相補的な状況での協調、利害対立の解消と二者間の合意の達成などである。3.言語処理系の拡充と改良:上と同時に、現在の協調処理言語処理系について、LispからCに移行することで処理系の大幅な高速化を実現するとともに、自己言及機構と永続性機構の導入による基本相互作用機構の拡充に成功した。また、制約機構の有機的な導入について基本的なアイデアを得た。
膝靭帯のバイオメカニクス研究

整形外科領域で手術治療を必要とする代表的な疾患である膝前十字靭帯損傷の手術手技は従来からロボット生体力学試験機を用いた研究などにより大きな進歩を遂げてきた。前十字靭帯をこれまで単純な円柱形のひも状構造(single)とする再建術、その移植腱を二つに分割しより複雑なリボン状の前十字靭帯の形態を模倣した再建術(double)、さらには3つに分割した再建術(triple)の力学特性を比較した。Triple>double>singleの順で再建膝は正常膝のkinematicsに近づき、より制動効率の良い結果であった。多骨孔再建術の利点が証明された。本学未固定凍結標本(fresh cadaver)使用に関する倫理審査の承認を得られた。ロボット膝生体力学試験機を用いた膝関節前十字靭帯再建術のバイオメカニクス研究を開始した。まず同じアプローチ、同じ骨孔位置、同一の移植腱を用いた場合に骨孔を増やす(分割)意義を明らかにするためロボット生体力学試験機を用いて比較解析のプロトコルを確立した。今年度は新鮮凍結屍体膝11膝(平均年齢85歳)を使用した。正常膝の運動軌跡1を記録し次に様々な外力を加えたときの移動量2を記録した。解剖学的3束再建術、2束再建、1束再建膝を比較するため本研究では同一膝の脛骨結節から採取し骨孔径+0.5mmの骨円柱を脛骨側の前外側骨孔にpress-fitして埋めた。前内側骨孔を拡大して再建した。骨孔のoverlapは生じなかった。各前十字靭帯再建術と正常膝を比較して手術に用いる初期固定長張力を算出できた。またそれぞれの張力で再建された膝関節が正常膝のキネマティクスとどのように異なるかが分かった。更に外力に対する各再建術式の力学応答が算出された。その際、膝関節の再建靭帯の張力分布も明らかになった。骨孔が増える事で手術に用いる初期固定長力は小さくても正常膝に近い制動が可能である。1束再建は2束,3束に比べ伸展位付近での外力に対して制動が劣る。力の分配の点で3束が2束の後外側線維より荷重分担が低減している効果があると考えられた。これまでに新しく解析した新鮮凍結肢体膝11膝を用いた実験結果をまとめた。研究実施計画通りロボット生体力学試験機に解凍した膝関節の軟部組織を処理しカスタム性のアルミクランプに取り付け前十字靭帯正常な状態の力学試験データを取得し、前十字靭帯切離後、3重束再建術後、2重束再建術後、1重束再建術後の生体力学データを取得した。解析の結果、同一の膝関節、同一の移植腱を用いても3重束再建術後>2重束再建術後>1重束再建術後の順で制動効率が高く、正常膝のキネマティクスに近かった。従来、前十字靭帯再建樹において解剖学的骨孔作成の重要性は証明されたが、骨孔を増やす意義については全くの不明であった。本研究により多骨孔再建術は有意に外力に対する制動効果の高いことがわかり、正常膝に最も近い再建術式であることがわかった。共同研究者山川学志が臨床バイオメカニクス学会雑誌に投稿。現在鈴木は英文雑誌に投稿を勧めている。5月と6月の国際学会での演題採択が決まっており成果を公表する予定である。平成27年度4月から本学の新鮮凍結肢体の研究体制が大きく変わった。使用できる新鮮凍結肢体数が大きく減少した。このため新しく大学院生と共同で新たに本学の新鮮凍結標本使用のための倫理審査の承認を受けた。肢体膝ができるまでは豚膝関節を用いてクランプ作成や動作練習、画像解析との連携のセットアップを行っている。また、前十字靭帯と密接に関わっている半月板のバイオメカニクス研究を開始した。本学の新鮮凍結肢体標本に関する体制が平成27年度4月から大きく変更されたため、3月までにデータの収集を急いだ。4月からはこの結果の解析を行った。現在は英文投稿まで到達した。次に標本が得られるまでは豚膝関節などを用いて実験を継続している。ロボット生体力学試験機を用いて新鮮凍結屍体膝の前十字靭帯のバイオメカニクス研究を行った。最終年度はこれまでのハムストリングを用いた前十字靭帯再建術の課題である解剖学的骨孔位置における多孔再建術の意義の解析の追加実験を行った。これに加え正常の前十字靭帯の力学挙動時の歪みの観点から解析を行い膝蓋腱やハムストリングを用いた再建術の歪みを同様に解析した。多くの骨孔を作成することで低い初期張力で正常膝に近い制動と挙動を示すことが確認されたほか解剖学的再建術に置ける大腿骨孔位置についてあらたな知見が得られた。国内外の学会で議論が続いている大腿骨骨孔の機能解剖についてdirect insertionである4層構造の続く大腿骨外側顆の関節軟骨まで連続する部位への骨孔作成が望ましいとの結果が得られた。これは一連の病理組織学的検討の結果に矛盾しなかった。この実験結果は本学が主催した臨床バイオメカニクス学会のシンポジウムで発表した。また共著者がアメリカ整形外科基礎学会にて発表、論文投稿中である。また、研究期間途中で新鮮凍結屍体膝使用不可能な期間が生じたため実験内容変更を余儀なくされた。

そこで豚半月板を用いた力学試験を行い新しい半月板縫合方法と材料の試験を行い、これまで難治性であった半月板放射性方向の断裂(横断裂)に対する最適な縫合方法を確認できた。この結果は日本整形外科学会基礎学術集会で発表し論文に投稿した。整形外科領域で手術治療を必要とする代表的な疾患である膝前十字靭帯損傷の手術手技は従来からロボット生体力学試験機を用いた研究などにより大きな進歩を遂げてきた。前十字靭帯をこれまで単純な円柱形のひも状構造(single)とする再建術、その移植腱を二つに分割しより複雑なリボン状の前十字靭帯の形態を模倣した再建術(double)、さらには3つに分割した再建術(triple)の力学特性を比較した。Triple>double>singleの順で再建膝は正常膝のkinematicsに近づき、より制動効率の良い結果であった。多骨孔再建術の利点が証明された。2015年度3月末までに新鮮凍結標本使用に関する本学の体制が大きく変わる事になり、使用できる残された標本を実験を前倒しして使用した。データ取得を最優先としたため。実験の失敗が少なく、マシントラブルも生じなかったため順調であった。新鮮統計肢体標本が得られるまでは豚膝関節を用いてロボット試験機の調整、新しく動画解析との連係のセットアップ開発。同時に豚膝関節を用いて半月板のバイオメカニクス研究を開始した。標本が入れば、ロボット試験機を用いた前十字靭帯及び再建術の生体力学試験を再開する。膝関節外科スポーツ医学得られた、目標としていたデータを解析し、論文にまとめる事を優先する。本学の新鮮凍結屍体標本使用に関する体制が変わったため、再度標本使用に関する倫理委員会手続きを一からやり直すため、申請後3ヵ月以上を必要とする。それまでの間、新規の標本は使用できない。第2の研究テーマである動物膝を用いた半月板力学試験、靭帯張力試験等に着手する。人件費、謝金がかかっていない。人新鮮凍結肢体膝使用が限られたため、共同研究者(エンジニア)が東京から札幌への移動、宿泊費が減少した。人件費・謝金がかかっていない。そのかわり、共同研究者の旅費、宿泊費の割合が多い。データがまとまったため本年度は論文掲載料、英文査読校正料などが増加の見込み国際学会に成果を公表するための旅費がかかる。豚膝関節購入費がかかる予定である。消耗物品はすでに購入し余裕がある状態。新鮮凍結標本が入り次第研究再開の場合は共同研究者の交通費がかかる予定。共同研究者の旅費、滞在費は減少。申請者の学会発表の旅費が増加の見込み。動物の関節組織購入費が新規で増加。新たな実験資材費が増加。英文査読料、論文掲載費等が新規で増加の見込み
ランダムRNAライブラリー法を用いた膠原病患者自己抗体のRNAエピトープの解析

平成10年度は、25塩基のランダムな配列のRNAライブラリーを用いたスクリーニング法により、膠原病患者血清と特異的に反応する新たなRNA抗原の塩基配列を決定し、このRNAと各種膠原病患者血清との反応性を検討した。その結果、シェーグレン症候群(SjS)患者血清より、これと結合するRNAの塩基配列、TSI・RNA決定された。TSI・RNAはCGAAAGUCCGAUCGGCGUAAUGUCAの塩基配列を有し、SjS患者群血清61例中32例、およびSjSの合併のない混合性結合組織病(MCTD)患者群血清6例中3例との反応を認めた。しかし、SiSを合併しない他の膠原病の患者血清とは反応を示さなかった。このTSI・RNAは抗SS-A抗体陽性血清と強く反応する傾向を示したが,TSI・RNAと患者血清との結合はSS-A抗原蛋白の添加にても抑制は見られなかった。また塩基配列上もhYRNAとの明らかな相同性を認めず、genebankのコンピューター検索にてもTSI・RNAと相同性を持ったDNA、RNAは見つからなかった。これらの結果より特定の塩基配列を持ったRNAと反応するSjSおよびMCTD患者血清の約半数例に認める新たな抗RNA抗体の存在が示された。平成11年度は、TSI・RNAの特異性について解析を加え、25塩基のうち17番から25番目を変異させたRNA、8番から15番目を変異させたRNA、2番から7番目を変異させたRNA、TSI-RNAと全く異なった塩基配列のcontrolを用意し、それぞれのRNAと患者血清との反応性を検索した。その結果、TSI・RNAの25塩基全体が患者血清との反応に関与していることを明かになった。平成12年度は、SiSにおける本抗体陽性例の臨床的特徴について検討したが、特に関連する病像を明かにすることが出来なかった。そこで抗TSI・RNA抗体がSiSに次いで高率に検出されたMCTDについて検討した。その結果、抗TSI・RNA抗体陽性MCTD(30%)では抗dsDNA抗体、抗Sm抗体、抗U1 RNP抗体などの自己抗体、および血清低補体価等の検査所見、さらに賢症などの臨床所見が有意に高率に認められた。また、4例の症例において抗体価を経時的に測定し、一連の所見と比較検討したことろ、全例で病態の活動と相関して増減する事が示された。以上の所見より抗TSI・RNA抗体が病態の形成および自己抗体の産生機構において何らかの形で関与している可能性が示唆された。今回、我々は、25塩基のランダムな配列のRNAライブラリーを用いたスクリーニング法により、膠原病患者血清と特異的に反応する新たなRNA抗原の塩基配列を決定し、このRNAとMCTDおよび各種膠原病患者血清との反応性を検討した。その結果、シェーグレン症候群(SjS)患者血清より、これと結合するRNAの塩基配列、TS1・RNAが決定された。

TS1・RNAはCGAAAGUCCGAUCGGCGUAAUGUCAの塩基配列を有し、SjS患者群血清61例中32例、およびSjSの合併のないMCTD患者群血清6例中3例との反応を認めた。しかし、SiSを合併しない慢性関節リウマチ、強皮症および全身性エリテマトーデスなどの患者血清とはほとんど反応を示さなかった。このTS1・RNAは抗SS-A抗体陽性血清と強く反応する傾向を示したが,TS1・RNAと患者血清との結合はSS-A抗原蛋白の添加にても抑制は見られなかった。また塩基配列上もhYRNAとの明らかな相同性を認めず、genebankのコンピューター検索にてもTS1・RNAと相同性を持ったDNA、RNAは見つからなかった。現在の所、このRNAが自己抗原もしくは外来抗原に由来する物であるのかは明らかでない。しかし、特定の塩基配列を持ったRNAと反応する,SjSおよびMCTD患者血清の約半数例に認める新たな抗RNA抗体の存在が示された。今後、平成11年度にその抗体および抗原の特異性について解析を加え、その抗体の産生機構を明らかにすることより自己免疫疾患の発症機序ついて考察を加える。昨年度、我々は、25塩基のランダムな配列のRNAライブラリーを用いたスクリーニング法により、膠原病患者血清と特異的に反応する新たなRNA抗原の塩基配列を決定し、このRNAと各種膠原病患者血清との反応性を検討した。その結果、シェーグレン症候群(SjS)患者血清より、これと結合するRNAの塩基配列、TS1・RNAが決定された。TS1・RNAはCGAAAGUCCGAUCGGCGUAAUGUCAの塩基配列を有し、SjS患者群血清61例中32例、およびSjSの合併のない混合性結合組織病(MCTD)患者群血清6例中3例との反応を認めた。しかし、SjSを合併しない他の膠原病患者血清とは反応を示さなかった。このTS1・RNAは抗SS-A抗体陽性血清と強く反応する傾向を示したが、SS-A抗原蛋白の添加にても抑制は見られなかった。本年度はこのMCTDおよびSjS患者血清と反応するRNAエピトープを解析するために、TS1-RNAの一部の塩基配列を変異させたものを作成し、患者血清との反応性を調べた。TS1-RNAの25塩基のうち17番から25番目を変異させたRNA、8番から15番目を変異させたRNA、2番から7番目を変異させたRNA、TS1-RNAと全く異なった塩基配列のcontrol RNAを用意し、それぞれのRNAと患者血清、正常人血清との反応性を検索した。血清はSjS患者3例、正常人2例について検索を行い、反応性は%Bindingとして定量した。患者血清により反応性のパターンに差が認められたが、いずれの変異RNAも元のTS1-RNAに比べると、反応性が弱い傾向がみられた。対照の正常人血清はいずれのRNAとも明らかな反応性を認めなかった。この結果から、TS1-RNAの25塩基全体が患者血清との反応に関与している可能性が示唆された。昨度までの研究で、我々は、25塩基のランダムな配列のRNAライブラリーを用いたスクリーニング法により、膠原病患者血清と特異的に反応する新たなRNA抗原の塩基配列を決定し、このRNAと各種膠原病患者血清との反応性を検討した。
太陽光下の水環境系における光機能界面での活性酸素の生成と計測

本研究は,自然界の太陽光下水環境系での光機能界面モデルとして,光照射下の空気/水溶液界相を設定し,この界相での活性酸素生成の検証及びそのための新たな検出法の開発を目的として行われ、次の成果を得た。1.水環境系での活性酸素の測定には,その寿命や生成環境を考えるとオンサイト測定法が必要であり,そのための新たな電気化学的検出法を提案した。(1)H_2O_2分解触媒の存在下ビオロゲンの自己組織化単分子膜(SAM)修飾電極(直径:1.6mm)を用いることにより、0.1μM10mMのH_2O_2を検出できることを明らかにした。(2)直径15μmの金ディスクを300μmの間隔で配列させた"金マイクロデスク配列電極"を用いることにより0.1μM100μMのH_2O_2の検出が可能であることを明らかにした。(3)金電極に構築したシステインSAM上にスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)が安定に固定され,その直接電極反応が著しく促進されること,そしてこのSOD修飾電極が"第3世代のスーパーオキシドイオンバイオセンサー"として機能することをはじめて明らかにした。2.酸素/水溶液(飽和の腐植酸を含む)界面に光照射した場合(Xeランプ,98 mW/cm^2),1.9n mol/hのH_2O_2の生成を確認した。また,光を照射しない場合及び窒素雰囲気下ではH_2O_2は生成しないことがわかった。
補助水素噴射による超重質燃料の燃焼改善に関する研究

各年度における研究実績の概要を下記する.平成13年度は,補助水素噴射のハードウェア構築と重質油を用いた場合の燃焼上の問題点把握を主たる目標とした.設備備品として噴射圧計測システム等を購入し,噴射と燃焼過程の同期モニタリングシステムを構築した.重質油燃料の問題点調査として本研究の前駆となる内容を論文にまとめ,3編を国際学会で発表した.1編は本研究の基礎となった異種燃料の層状噴射による燃焼改善に,他1編は本研究の動機となった重質燃料の低質化に伴う機関障害に関するものである.本研究の遂行に伴って多くの講演会や研究会議に出席し,噴射系や水素燃焼について貴重な情報を得,知見を深めることができた.平成14年度は,調査結果のまとめと補助水素噴射の効果確認を主たる目標とした.まず,水素燃焼技術の現況と問題点について九州大学内でのリサーチコアプロジェクト(水素エネルギー研究会)にて発表・報告した.この講演のため渡独して,水素燃焼に関する実績が豊富なBMW社と研究討議を行っている.補助水素噴射システムについては,噴射期間が5ms,発熱量換算で5%程度の微量噴射が可能なことを確かめた.その上で,重油燃焼で問題となる着火遅れ期間や排気微粒子(PM)の増大に対する補助水素噴射の効果を,研究室既存の高速度可視化撮影装置を用いて調査・検討した.その結果,適当な条件で水素を燃料噴射弁近傍に分布させれば,着火遅れの増大による火炎の偏在を是正できること,水素火炎の噴流によって燃焼終了時の流動を強化し,大幅にPMを低減できる可能性があることが判明した.以上の成果を取りまとめて,マリンエンジニアリング学会にて発表予定である.各年度における研究実績の概要を下記する.平成13年度は,補助水素噴射のハードウェア構築と重質油を用いた場合の燃焼上の問題点把握を主たる目標とした.設備備品として噴射圧計測システム等を購入し,噴射と燃焼過程の同期モニタリングシステムを構築した.重質油燃料の問題点調査として本研究の前駆となる内容を論文にまとめ,3編を国際学会で発表した.1編は本研究の基礎となった異種燃料の層状噴射による燃焼改善に,他1編は本研究の動機となった重質燃料の低質化に伴う機関障害に関するものである.本研究の遂行に伴って多くの講演会や研究会議に出席し,噴射系や水素燃焼について貴重な情報を得,知見を深めることができた.平成14年度は,調査結果のまとめと補助水素噴射の効果確認を主たる目標とした.まず,水素燃焼技術の現況と問題点について九州大学内でのリサーチコアプロジェクト(水素エネルギー研究会)にて発表・報告した.この講演のため渡独して,水素燃焼に関する実績が豊富なBMW社と研究討議を行っている.補助水素噴射システムについては,噴射期間が5ms,発熱量換算で5%程度の微量噴射が可能なことを確かめた.その上で,重油燃焼で問題となる着火遅れ期間や排気微粒子(PM)の増大に対する補助水素噴射の効果を,研究室既存の高速度可視化撮影装置を用いて調査・検討した.その結果,適当な条件で水素を燃料噴射弁近傍に分布させれば,着火遅れの増大による火炎の偏在を是正できること,水素火炎の噴流によって燃焼終了時の流動を強化し,大幅にPMを低減できる可能性があることが判明した.以上の成果を取りまとめて,マリンエンジニアリング学会にて発表予定である.平成13年度は、補助水素噴射を実現するためのハードウェア構築を主たる目標として研究を進めてきた.その構築に不可欠な設備備品として噴射圧計測システム(キスラー社製,型式6229A)とメモリハイコーダ(日置電機(株)製,型式8835)を購入することにより,噴射事象と燃焼状況の同期モニタリングが実現できた.高圧水素噴射システムについては,既に噴射装置と電子制御回路を含めた設計および製作が終了しており,現在のところ予備的な噴射試験を実施している状況にある.システムの安定動作とガス漏洩に対する安全性が確認でき次第,既設の高温・高圧定容燃焼容器を用いた燃焼実験を開始する予定であるが,着火不良時の対策を見越して補助点火装置の設計・製作を進めている.シミュレーションコードの開発については,既存のコードを部変更し,多点でかつ異種燃料の噴射を模擬できるように改良を行った.噴霧の到達距離や噴霧内の蒸発や混合に関する支配因子については,燃焼実験に先立ってシヤドウグラフによる可視化撮影を行うことで,妥当性のあるマッチングを図る計画である.また,本研究の前駆となる成果を3編の論文にまとめ,2編を昨年7月に名古屋において開催された国際学会(COMODIA2001)において発表した.1編は本研究の基礎となった異種燃料の層状噴射による燃焼改善に関するもの,他1編は本研究の動機となった近年の舶用燃料の低質化による障害に関するものである.このように本研究の遂行によって,国際学会を含む多くの講演会や研究会議に出席することが可能となり,噴射系に関する貴重な情報を得,水素燃焼についての知見を深めることができた.さらに,本年3月にはドイツのハノーバー大学およびBMW社で水素利用技術に関する研究討議を予定している.各年度における研究実績の概要を下記する.平成13年度は,補助水素噴射のハードウェア構築を主たる目標とした.設備備品として噴射圧計測システム等を購入し,噴射と燃焼過程の同期モニタリングシステムを構築した.

シミュレーションコード開発については,既存のコードを一部変更し,多点での異種燃料噴射を模擬できるように改良を行った.また,本研究の前駆となる内容を論文にまとめ,2編を国際学会で発表した.1編は本研究の基礎となった異種燃料の層状噴射による燃焼改善に,他1編は本研究の動機となった重質燃料の低質化に伴う機関障害に関するものである.本研究の遂行に伴って多くの講演会や研究会議に出席し,噴射系や水素燃焼について貴重な情報を得たり,知見を深めたりすることができた.平成14年度は,調査結果のまとめと補助水素噴射の効果確認を主たる目標とした.まず,水素燃焼技術の現況と問題点について九州大学内でのリサーチコアプロジェクト(水素エネルギー研究会)にて報告した.この講演のため渡独して,水素燃焼に関する実績が豊富なBMW社と研究討議を行っている.補助水素噴射システムについては,噴射期間が5ms,発熱量換算で5%程度の微量噴射が可能なことを確かめた.その上で,重油燃焼で問題となる着火遅れ期間や排気微粒子(PM)の増大に対する補助水素噴射の効果を,研究室既存の高速度可視化撮影装置を用いて調査・検討した.その結果,適当な条件で水素を燃料噴射弁近傍に分布させれば,着火遅れの増大による火炎の偏在を是正できること,水素火炎の噴流によって燃焼終了時の流動を強化し,大幅にPMを低減できる可能性があることが判明した.以上の成果を取りまとめて,マリンエンジニアリング学会にて発表予定である.
情報(個人情報、営業秘密等)の刑法的保護に関する解釈・立法論的研究

個人情報および営業秘密に対する刑法的保護の在り方について、欧米(とくにドイツとアメリカ)との比較法をとおして理論的・実務的な検討を行った。その結果、(1)後者に関しては、社会的法益に対する罪として重く処罰する、不正競争防止法にそれほどの問題はないものの、(2)前者すなわち個人情報保護法に関しては、市場の効率性に照らして過剰保護のきらいがあり、むしろ個人情報を悪用した違法行為を独自に取り締まる方向へと転換すべきことを明らかにした。1.本年度は主として個人情報が現行法において、実際にどのような刑事法的保護を受けているかにつき調査を行った。また現行法にとどまらず、その改正・運用動向の変化についてまで、フォローを行った。個人情報は主として個人情報保護法罰則により保護されているが、それが必ずしも十分でないことから、与党内でも改正案提出の動きがあること、および地方公共団体レベルにおける個人情報保護条例の中に、法に先んじて刑事法的保護を拡張するものがあり、その全国的な拡がりにも注視してゆかなければならないことが明らかになった。他方で営業秘密に関しては、新たに不正競争防止法が改正されるため、集中的な調査は次年度に持ち越した。2.理論的に最も重要な問題として明らかになったのは、一定量以上の個人情報を管理する者を捕捉したうえで、その者が漏示等を行った場合には、それがどれだけわずかな情報であったとしても、これを処罰するという基本的な法の前提が適切か否かである。もし個人情報の保護というものが、それをも包括的に捕捉する刑法上の名誉殿損罪におけるのと同じように、個々の主体にとっての情報の価値、プライバシー的利益のみに着目しているのであれば、現行法の基本的枠組みは適切でなく、むしろ主体の意思に反する個人情報の漏示等のうち、ことに当該主体に大きな損害を及ぼす行為を、包括的に捕捉する罰則が望ましいことになる。もしくは一定量以上の個人情報漏示のみを捕捉すべきだということになる。これに対して個人情報の保護というものが、より公共的な社会の基本的インフラストラクチュアを構成しているのであれば、ある種の公共性を担った個人情報取扱事業者の行為を、そしてそれが個々の情報主体に対してはそれほど大きな損害をもたらさないとしても、なお処罰するという建前がむしろ望ましいことになろう。このような基本的な理論的問題を解決することが今後の課題となる。本年度は情報を一種の公的側面に着目して法的に保護する際の問題点について詳細に研究を行った。情報はそれが個人のプライバシーに関するものであれ、営利組織のトレードシークレットに属するものであれ、一般には個人的法益として特徴づけられている。そして前者の観点から情報の人格権的性質が、後者の観点から情報侵害の財産犯的性質が導き出され、さらにそのことが情報を法的に保護するにあたり、規制のあり方を従来の理論ないしパラダイムから基礎づけ、同時に拘束することになる。たしかにこのことは重要な分析視角を提供するものではあろう。しかし情報はとくに市場を通じた効率性の実現を、究極的な目的とする各種法規たとえば不正競争防止法においても、そもそも市場の機能を確保するための基礎として、刑罰により保護されているのである。そしてこういった観点は、従来から想定されてきた情報の保護価値とは、かなり趣を異にするものといわざるをえない。本年度はこのような問題意識に基づいて、市場の機能を確保するための情報の保護という、一種の公的側面に着目しつつ各種比較法研究を行った。ことに英米では法の経済分析をとおして、権利の概念自体を効率性に解消しようとする動きがみられ、情報の開示ではなくむしろ遍在・非対称性が、不法の実体と解される傾向があることには、わが国の今後の立法にも活かしうる側面が多いと思われる。具体的にいうと法定刑の財産犯との連動を考慮しない、親告罪としての色を弱めるなどの改正が考えられるであろう。本年度が研究最終年度であるため、主としてドイツ法を中心とする調査・研究に加え、これまでの研究のとりまとめ作業を行った。これまでの研究で明らかになったのは、(1)財物にせよ財産上の利益にせよ、保護客体の移転性を前提とする刑法典条の犯罪類型によっては、情報や秘密といったものを十分に保護することはできないこと、(2)かといって不正競争の防止などの特別な立法目的を外し、秘密侵害等を一律に処罰することは、たとえば私的領域への侵入を限定的にしか構成要件化していない、現行法のある意味で謙抑的な態度に照らし、可罰範囲の過度な拡張を招き不適切であること、さらに(3)トレードシークレットと個人情報は、本研究の当初の企図とはやや異なり、その保護にあたって考慮すべきポイントが有意にズレていること、などである。とりわけ(3)は、本年度の研究によって明らかにされた点であるが、要するに個人情報は、市場における個人の活動を阻害する、一種の情報の偏在(完全情報からの乖離)を招く恐れがあり、営業秘密などとは異なって(むろんこれも過度に保護すると効率性を害するのであるが)、そもそもその要保護性に疑問が提起されうるのである。

以上の3つの知見を前提としながら考察すると、個人情報および営業秘密を刑法的に保護するにあたっては、次のような立法形式が望ましいと思われる。まず前者については、現状では過剰保護であり、個人情報を悪用した違法行為を独自に取り締まる方向に移行すべきである。他方で後者については、現状のように不正競争の目的を要求し、財物ないし財産上の利益に対する罪とは別種の犯罪により保護すべきである。法定刑に関しても、たとえば窃盗などを比較の対象とするのはやめるべきである。
中央競技団体における統合・インクルージョンの日蘭比較－障害者スポーツに着目して－

本研究の総合的な目的は、障害者スポーツ先進国であるオランダと我が国との比較を通し、中央競技団体における障害者スポーツの統合・インクルージョンに及ぼす政策の影響、及び統合・インクルージョンが及ぼす影響を多面的に明らかにすることにある。研究初年度は、本研究の中心的な概念である「統合・インクルージョン」について整理すべく、高松・山口(2016)、伊藤・Tom(2017)を参考に系統的レビューを実施した。また、前年度からの研究を継続し、中央競技団体における統合・インクルージョン指標を開発した。具体的には、OCIIS(the Organizational Continuum for the Inclusion of Identity Groups in Sport)ステージを援用し、我が国の中央競技団体における障害者スポーツの統合・インクルージョンレベルの検討、ならびにOCIISステージの適応可能性を探った。並行して、統合・インクルージョンに影響を及ぼす重要変化要因(CCFM:the Critical Change Factors Model)の上位概念を整理した。これらの結果成果は、ヨーロッパスポーツ科学学会、アジアンフォーラム、日本生涯スポーツ学会にて発表を行い、研究結果の社会還元に努めた。また、継続してデータ分析を行っており、事例報告として我が国の中央競技団体の特徴を明らかにした。これらの研究成果については、国際スポーツ社会学会(ニュージーランド・オタゴ大学)へ発表申請を行い、2019年4月の研究発表が承認された。研究初年度は、「統合・インクルージョン」に関する系統的レビューを実施した。また、並行して中央競技団体における統合・インクルージョン指標、ならびに重要変化要因を開発することができた。これらの研究成果を複数の学会大会において発表を行うことで、様々な国外研究者とのネットワークを構築することができた。他方、系統的レビューを実施するにあたり、いくつかの問題点が浮き彫りとなった。それは、統合・インクルージョンがポジティブな影響因子であると決定づけるには、現時点ではエビデンスが乏しいということである。また、国外における統合・インクルージョンは自発的なものではなく、多くの場合、障害者差別禁止法や障害者平等法といった政策・施策によるものである。実際に、中央競技団体と国内障害者スポーツ競技団体の統合を積極的に推進しているイギリスでは、強制的な施策によって中央競技団体の自立性が損なわれているとの指摘もある。このような背景から、1)障害者差別禁止法・平等法の制定が中央競技団体にどのような影響を及ぼしているか、2)障害者差別禁止法・平等法の制定が障害者スポーツ関連団体にどのような影響を及ぼしているか、以上2つの研究設問を今後の研究課題として導き出すことができた。今年度では、まず、統合・インクルージョンに影響を与えている政策について国外の事例を整理する必要がある。したがって、障害者差別禁止法・平等法によって統合・インクルージョンを推進している国、障害者差別禁止法・平等法を制定せず統合・インクルージョンを推進している国、障害者差別禁止法・平等法を制定せず統合・インクルージョンも推進していない国に分類し、インタビュー調査を行う(オランダを含む)。調査対象は、それぞれの中央競技団体、国内障害者スポーツ統括団体、国内障害者スポーツ競技団体の担当者である。具体的には、1)障害者差別禁止法・平等法の制定が中央競技団体にどのような影響を及ぼしているか、2)障害者差別禁止法・平等法の制定が障害者スポーツ関連団体にどのような影響を及ぼしているか、を明らかにしていく。

実際に、中央競技団体と国内障害者スポーツ競技団体の統合を積極的に推進しているイギリスでは、強制的な施策によって中央競技団体の自立性が損なわれているとの指摘もある。このような背景から、1)障害者差別禁止法・平等法の制定が中央競技団体にどのような影響を及ぼしているか、2)障害者差別禁止法・平等法の制定が障害者スポーツ関連団体にどのような影響を及ぼしているか、以上2つの研究設問を今後の研究課題として導き出すことができた。今年度では、まず、統合・インクルージョンに影響を与えている政策について国外の事例を整理する必要がある。したがって、障害者差別禁止法・平等法によって統合・インクルージョンを推進している国、障害者差別禁止法・平等法を制定せず統合・インクルージョンを推進している国、障害者差別禁止法・平等法を制定せず統合・インクルージョンも推進していない国に分類し、インタビュー調査を行う(オランダを含む)。調査対象は、それぞれの中央競技団体、国内障害者スポーツ統括団体、国内障害者スポーツ競技団体の担当者である。具体的には、1)障害者差別禁止法・平等法の制定が中央競技団体にどのような影響を及ぼしているか、2)障害者差別禁止法・平等法の制定が障害者スポーツ関連団体にどのような影響を及ぼしているか、を明らかにしていく。
PCR-DGGE法による都市下水生物膜内の硝化細菌群の多様性評価

本研究は、生物学的窒素除去プロセスを安定的に運転管理し、処理効率をより向上させることを目的として、16S rRNA遺伝子のクローニング解析とFISH法により都市下水生物膜内に存在する硝化細菌群の多様性を評価するとともに、in stiuでの優占種の動態解析を行うことを目的としたものである。16S rRNA遺伝子解析により都市下水中で培養された生物膜内ではNitrosomonas ureaeに近縁なクローン(相同性約96%)が、人工基質により培養された生物膜内では増殖速度の大きいNitrosomonas eutrophaに近縁な硝化細菌のクローン(約相同性96%)が高頻度で検出され、これら生物膜内のアンモニア酸化細菌の優占種と推定された。その他にも両生物膜より多種多様のアンモニア酸化細菌に近縁なクローンを検出することができた。さらにこの結果は人工基質によって培養されたことにより、優占種が変化したことを示唆しており、FISH法により生物膜形成過程におけるアンモニア酸化細菌の優占種の遷移について検討した。その結果、生物膜の形成とともにNso190とNsm156の両プローブではハイブリするがNEUではハイブリしないアンモニア酸化細菌(すなわちN.ureae)から、N.eutropha及びN.europaeaへのアンモニア酸化細菌の優占種が変化することを視覚的に示すことができた。この結果は16S rRNA遺伝子のクローニング解析の結果と一致するものであった。一方、亜硝酸酸化細菌に関しては生物膜内における存在比率が非常に小さく、本研究で用いた真正細菌に特異的なプライマーセットではその存在が確認できなかった。本研究は、生物学的窒素除去プロセスを安定的に運転管理し、処理効率をより向上させることを目的として、都市下水生物膜内に存在する硝化細菌群の多様性を評価するとともに、in stiuでの優占種の動態解析を行うものである。本年度は解析技術・手法の開発に主眼を置き研究を行い以下の結果を得た。硝化細菌は強固な集塊を形成しているため、DNAの抽出が阻害されると考えられたが、酵素処理(リゾチーム: 5mg/mL及びプロテイナーゼ: 2mg/mL)後、ドデシル硫酸ナトリウム1%(w/v)を加え、凍結融解法を3サイクル行うことにより生物模試料より効果的に全DNAを抽出・精製することができた。抽出したDNAをテンプレートとして全細菌に特異的な16SrDNAの領域8-1507(E.coliのポジション)約1,500bpをターゲットとするプライマーセット(GM3FとGM4R)及びアンモニア酸化細菌に特異的なプラアイマーセット(CTO189fA+CTO189fCとCTO645R)を用いて、約450bpをPCRにより増幅できることを確認した。PCR増幅産物の特異性はDGGE解析の最も重要なパラメータであるため、各プライマーセットにおいて非特異的な領域の増幅がなされない厳しいPCR条件を決定した。PCR増幅産物をDGGE(Denaturing Gradient Gel Electrophresis ;変性剤濃度勾配ゲル電気泳動)法により分離・検出する前に、pGEM系のプラスミドにライゲーション後、大腸菌を用いてクローン化し、DNA断片を分離した。その後分離されたDNA断片の塩基配列を自動塩基配列解析装置によって塩基配列を決定した。来年度は検出された新たな硝化細菌に対し特異的なDNAプローブを設計し、これを用いて実際の生物膜内でin situハイブリダイゼションを行い、空間分布を観察する。In situハイブリダイゼーションの最適条件を決定する。
近赤外分光法を用いた定型・非定型における視聴覚統合の脳内機構の解明

本研究では、定型発達者を対象に、「音声言語」や「物体」の視聴覚統合の脳内機構を近赤外分光法(NIRS)を用いて明らかにし、さらに自閉症スペクトラム障害(ASD)との関連性をアナログ研究の手法により検討した。主な結果として、乳児期の視覚機能の発達とともに、まず「物体認識」の視聴覚統合が発達し、続いて言語獲得に向けて、生後8ヶ月から「音声言語」の視聴覚統合が発達することを示した。ASDにおける「音声言語」の視聴覚統合について、McGurk効果を利用して、顔刺激の操作により検討を行い、ASDにおけるMcGurk効果の弱さが顔と音声の視聴覚統合の脆弱性を反映することを示した。本研究では、近赤外分光法(NIRS)を用いて、「物体認識」と「音声言語」の視聴覚統合における脳内機構の定型・非定型の発達を検討することを目的とする。本年度は乳幼児と成人を対象に、「物体認識」の視聴覚統合の発達の脳内機構を検討した。質感を持つ「物体」の認識は、「木」や「金属」を叩いているときの視覚映像と音が一致することにより成立する。実験では、材質から発せられる音(聴覚情報)とその表面材質(視覚情報)が一致した刺激と不一致の刺激を用いて、刺激観察中の上側頭溝に相当する領域の脳血流量をNIRSにより測定を行った。乳幼児を対象とした実験の結果、6ー8ヶ月の乳児では、表面材質とその材質から発せられる音が一致した刺激を観察した際、不一致の刺激と比べ、右側頭における脳血流の有意な増加が見られた。この結果から、右側頭の活動が質感を持つ素材の視覚と聴覚の統合に関与することが示された。現在、同様の手続きを用いて、成人を対象としたデータを取得中である。成人の実験では、NIRSの測定に加え、自閉症指数を測定し、自閉症スペクトラムとの関連を検討している。成果の公表に関して、今年度は乳児の実験結果の一部を国内学会、多元質感知の班会議や公開フォーラム(質感のつどい)において発表を行った。また、平成29年度の国際学会(Vison Science Society meeting 2017)においても本実験の結果を発表する予定であり、論文化に向けて準備中である。本年度は、「物体認識」の視聴覚統合の脳内機構の発達を検討することを目的であり、成人を対象とした実験データは取得中であるものの、概ね計画通りに進行していると考えている。本研究では、近赤外分光法(NIRS)を用いて、「物体認識」と「音声言語」の視聴覚統合における脳内機構の発達を検討することを目的とする。本年度は、主に乳幼児を対象に、「音声言語」の視聴覚統合の脳内機構を検討した。実験では、日本人の母音(/a/, /i/)の発話を撮影し、音声と口の動きが一致した刺激(音声/a/、口の動き/a/)と不一致の刺激(音声/a/、口の動き/i/)を用いて、刺激観察中の上側頭溝に相当する領域の脳血流量をNIRSにより測定を行った。仮説として、音声と口の動きのマッチングが発達している場合、一致刺激観察中の乳児の左側頭の脳血流量が増加すると予測した。実験の結果は、8-9ヶ月の乳児では、音声と口の動きが一致した刺激を観察する際、不一致の刺激と比べ、左側頭における脳血流量の有意な増加が見られた。この結果、生後8ヶ月から、左上側頭溝を含む左側頭領域の活動が音声と口の動きの統合に関与することが示された。次年度は、「音声言語」の視聴覚統合の脳内機構の発達を検討する予定である。次年度に用いる実験刺激の作成も完了しており、実験を開始する環境が整っている。29年度が最終年度であるため、記入しない。実験心理学29年度が最終年度であるため、記入しない。
ナノ粒子の肺胞壁通過機構の解明と細胞毒性評価法の開発

温室内で生育中の2種類の木性シダから放出される塩化メチルをバッグエンクロージャ法によって測定した結果、ヒカゲヘゴからの塩化メチル放出量は日中に減少し、クロヘゴからの放出量は日中に増加することが明らかとなった。さらに、大型チャンバーと低温濃縮/GC/MSから構成される放出量自動測定システムを開発して、塩化メチル放出量の連続観測を行ったところ、両者とも放出量は日中に低下した。気温の変化に対してクロヘゴは正の応答を示し、ヒカゲヘゴは負の応答を示した。1)ラット由来の肺胞上皮細胞と肺毛細血管内皮細胞を用い、基底膜を有する正常肺胞壁を模した20.5μm厚の培養組織の作製に成功した。この培養系に粒径20nmと200nmの蛍光標識されたポリスチレン粒子と金コロイド粒子を培養組織に添加して、粒子の動態・通過機構・認識機構を検討した。A)細胞間の結合部ではなく細胞に取り込まれた20nm粒子がわずかではあるが細胞層を通過するが200nm粒子は通過しなかった。B)200nm粒子はphagocytosisで、20mm粒子はpinocytosisで細胞に取り込まれ、核やミトコンドリアへの移行はなかった。C)カーボンナノチューブは凝集が激しく単粒子で曝露して毒性評価することは困難であった。細胞内シグナル伝達分子の活性化としてNF-κBの核移行と、サイトカイン(IL-1b、TNF)の分泌は検出されなかった。MAP kinaseのリン酸化がナノナノチュいブ添加で検出されたが、毒性の弱い20nm粒子では弱かった。2)マウスに気管内投与した20nmと200nm金粒子は、主にマクロファージに貪食され、ごくわずか20nm粒子は粒子単独で循環系に入り体内移行することが形態的及びICP-MSで示された。3)マウスにカーボン、フラーレン、カーボンナノチューブ、二酸化チタンを気管内投与し、肺への影響を検討した。組織染色ではNF-κBの核移行は検出されず、サイトカイン(IL-1β、TF-α、TGF-β)は50μgのカーボンナノチューブ投与でわずかに分泌が亢進していた。50μgと10μgのカーボンナノチューブ投与で肺の炎症、肉芽腫、部分的な線維化が認められ、ニッケル含量の多いシングルウォールのカーボンナノチューブで影響が強かった。カーボンナノチューブは肺胞マクロファージに貪食されていたが一部上皮細胞に刺さっている像も観察された。本年度は、様々なナノ材料の吸収曝露毒性影響評価に資するために、1)肺胞壁を模した肺胞上皮細胞・血管内皮細胞培養系を作製し、2)その培養系を用いてナノ粒子とサブミクロン粒子の肺胞上皮細胞による認識機構の相違の解明と肺胞壁通過機構の解明をすることを目的として、以下の成果を得た。