hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ構造・超高速現象の解析制御と次世代新機能素子開発への展開

GaAsのpn接合を試料とし、光変調トンネル分光法を適用することで、順方向バイアスにより流れ込む少数キャリアー(今回はn型領域に流れ込むホール)の様子を初めて可視化することに成功した。これまで、マクロな計測結果を基にして微視的なモデルが議論されてきたが、その正しさをナノスケールで初めて立証した結果である。拡散長などを求めることを可能にした。また、原子スケールの観察も進め、単一欠陥やステップの構造が局所ポテンシャルに与える影響を可視化するとともに、これまで像を評価することでしか扱うことがなされてこなかったSTMによる解析を、トンネル電流を対象としてナノスケールでのポテンシャルに基づくモデルで議論することを可能にした。時間分解計測については、17年度に新しく導入した波長可変レーザーを用いることにより、特定の準位を選択的に励起することが可能となった。同システムを使用し、光学的なポンププローブ法による結果と比較することで、光励起STMによる信号の物理的な意味を探ることを試みた。その結果、光励起STMでも、光学的なポンププローブ法と同様に、励起波長に対応する励起準位の飽和吸収過程の観察を通じ、局所的なキャリアーの寿命・ダイナミックスを計測していることが明らかになった。装置も改良が進み、幅広い試料に対する適用が可能となった。走査トンネル顕微鏡(STM)は高度なナノテクノロジーを支えるために欠かすことのできない強力な手法である。しかし、STMの測定帯域(100 kHz)は、次世代素子の動作速度(100 GHz ⇔10 ps)や単一分子の反応素過程(1 fs)と比較すると桁違いに狭いため、そのままでは高速な遷移過程を直接観察することができない。我々は、フェムト秒程度のパルス幅を持つ超短パルスレーザーをSTMと組み合わせることで、ナノメートル領域で起こるピコ秒、フェムト秒単位の高速現象を直接漿察する手法を開発し、STMの適用範囲を拡大した。この装置は、STMのトンネルギャップに超短光パルスを2つずつ繰り返し入射し、2つのパルスの間の遅延時間の関数としてトンネル電流を測定する。実際には、遅延時間に周期的変調を掛け、トンネル電流をロックイン検波することで微弱な信号を高精度で測定する。得られる信号を数値的に積分することで、1つ目のパルスにより励起(ポンプ)された試料の緩和過程を、2つ目のパルスによる光誘起トンネル電流(プローブ)の値として観察することが可能となる。この手法をGaN_αAs_<1-α> (α=0.35%)に適用した結果、数ピコ秒および数十ピコ秒の2つの緩和過程の観察に成功した。別途行ったポンププローブ反射光測定で得られた結果に見られるものとほぼ一致し、これまで励起光のスポット程度の空間分解能(1μm)で行われていた超高速測定をオングストロームの精度で行える可能性を示している。その他、アルカンチオール自己組織化膜中に埋め込んだ、孤立アゾベンゼン分子のシス・トランス転移を光制御し、直接観察することにも成功した。単一分子スイッチ・メモリーへの展開を検討している。本研究では、走査トンネル顕微鏡(STM)と超短パルスレーザーを組み合わせて、時空両領域で極限的な分解能を持つ装置の開発を進めている。この装置では、STMのトンネルギャップに超短パルス光パルスを二つずつ繰り返し入射し、二つのパルスの間の遅延時間の関数としてトンネル電流を測定する。実際には、良く行われる光強度の変調ではなく、遅延時間に周期的変調をかけ、トンネル電流をロックイン検波することで微細な信号を高精度で測定する。得られる信号は微分トンネル電流であり、これを数値的に積分することで、一つ目のパルスにより励起(ポンプ)された試料の緩和過程を、二つ目のパルスによる光誘起トンネル電流(プローブ)の値として観察することが可能になる。この手法により、長い間解決することが出来なかった探針や試料の熱膨張によるトンネル電流への影響の問題が取り除かれ、非常に高感度で微小な信号を検出することが達成された。これまでに、先のGaAsに続き、グラファイトを試料としても、数ピコ及び数十ピコ領域の緩和過程を観察することに成功している。

前者は、光誘起によるバンド構造の変調がトンネル電流に信号として現れることが考えられるが、後者では、こうした変化はなく、今後、より幅広い適用の可能性を示すものと言える。また、得られた信号が光電子や変位電流ではなくトンネル電流であることも確認しており、期待通り、STMと同様の高い空間分解能が得られている。GaN_xAs_<1-x>を試料として、新しく開発したフェムト秒時間分解STMを用い、サブピコ秒領域でのキャリアーダイナミックスをトンネル電流で測定することに成功したが、その後、ポンプ・プローブ2パルス間の干渉の効果を除去する為の測定・解析法の改良・開発や、照射光量依存性など、観察される現象の詳細を解析する仕組みを確立する試みを進めてきた。例えば、非線形性を仮定することによって得られた信号をフィッティングすることにより、より正確な緩和時間の導出などが可能になることが明らかになった。また、これまでは、遅延時間系・光路差の有効距離が短く、短い緩和時間領域しか測定することができなかったが、装置を改良することで、遅い成分の解析を可能にした。これにより、以前、2成分として求まっていた他に、緩やかな緩和の成分が存在することなどが確認された。続いて、今後、本手法の有効性を示すため、微細構造を持つ実際のデバイス等を対象とした計測を計画しているが、その準備として、多層構造を持つ化合物半導体の劈開面を、光変調トンネル分光法で解析することを試み、p-n接合面での局所バンド構造の観察等に成功した。また、同時に多箇所での光誘起応答を計測することが可能なマルチプローブ系を開発し装置に組み込む予定であるが、現在、ヘッド部を試作し、性能評価を行っている。これまで、原子分解能を持つマルチプローブは開発されておらず、新しい成果が期待される。最後に、来年度、導入する波長可変レーザーを組み込む為の計測系の準備が完了した。これにより、特定の準位を選択的に励起した信号の計測が可能になり、本装置・手法の有効性を広く示すことが可能になるとともに、より詳細な現象の解析が期待される。これまでに、フェムト秒レーザーによる光学的なポンププローブ法と走査トンネル顕微鏡を組み合わせることで、サブピコ秒領域の緩和過程をトンネル電流で計測することに初めて成功している。トンネル電流は局所的な情報を与えるので、同手法により、時間・空間両領域で極限的な分解能を達成することができる。しかし、一方で、トンネル電流では様々な緩和過程をあわせた信号を測定することと、トンネル電流と内部の過程の間には非線形な関係があるため、通常のデータだけから試料内部の詳細な過程を分離して解析することは難しい。例えば、GaAs試料では、800nmの波長の励起光を用いると、光学的なポンププローブ法では20psと500ps程度の緩和過程が観られるが、トンネル電流の計測結果に現れる100ピコ秒辺りの緩和過程を説明することができなかった。今回、新しく導入した波長可変レーザーを用い、例えば、900nmの波長で励起して実験を行うことで、バンド内緩和過程の寄与を除去し、上記信号がバンド間遷移の過程に対応する情報を与えていることの同定に成功した。
再構成可能LSIの高信頼化に関する研究

情報処理システムは多くのLSIで構成される.そこで,情報処理システムの信頼性を向上させるために,FPGA(Field Programmable Gate Array)を用いたディペンダブルシステムの研究を行っている.平成24年度は, 1.ソフトエラー耐性評価技術の確立, 2.動的部分再構成を用いたハードエラー回避, 3.ソフトエラー・ハードエラーに対する自己修復ディペンダブルシステムについて研究を行った.1.ソフトエラー耐性を評価するために,再構成を用いたフォルト注入評価システムを構築した.評価時間は再構成回数に依存するため,故障隠蔽・復旧が可能な高信頼回路の評価には長い時間を要する.そこで,評価時間の短縮に向けてフレーム単位部分再構成の提案とブートストラップ法の適用を行った.フレーム単位部分再構成により1回あたりの再構成時間を510分の1に短縮した.また,ブートストラップ法により再構成回数を40分の1に削減した.この内容は,IEICE英文誌への掲載および国際会議1件(ICFPT)で発表を行った.この評価システムにより,これまで行ってきたソフトエラーに対する高信頼化が有効であることを確認した.2.部分再構成を用いることで物理的な故障であるハードエラーを動的に回避し,継続動作することができる.しかし,予め回避先の再構成データを保持しておく必要があり,ハードエラー回避の柔軟性が低い.そこで,FPGAの部分再構成領域問で部分再構成データを再配置可能とする設計手法の提案を行った.これにより必要とされる部分再構成データの数を削減した.この内容は,国際会議2件(FCCM,ICA3PP)で発表を行った.3.最後に,ソフトエラー・ハードエラー両方から自己復旧可能なシステムの構築を行った.三重冗長化,動的再構成,再配置設計を組み合わせることにより,FPGA内部での動的なソフトエラー復旧・ハードエラー回避を可能とした.これにより再構成可能LSIを用いることで故障に対する高い回復力を実現できることを示した.再構成可能なLSIであるFPGA(Field Programmable Gate Array)の高信頼化に関する研究を行う.一般に高信頼化手法は面積増などの性能劣化を招くため,設計容易化を含めたデバイスアーキテクチャおよび回路実装技術の確立を目指す.平成23年度は,(1)高信頼デバイスアーキテクチャ,(2)二重冗長化による高信頼実装技術,(3)ソフトエラー耐性の評価技術の3点について研究を行った.(1)代表的な高信頼化技術である三重冗長化は,回路構成メモリ数や面積が3倍になるという課題があった.ソフトエラーはメモリに対して起きるため,メモリ数に比例してソフトエラー発生頻度が増加する.そこで,ハミングコードを用いた省メモリの高信頼デバイスアーキテクチャを提案した.また,ハミングコードを用いて訂正したデータを回路構成メモリにフィードバックすることで,動的にソフトエラーの影響を修正することを可能とし,三重冗長化に比べメモリ数を57%削減し,信頼性を2.3倍に向上させた.この研究内容はIEEE Embedded Systems lettersに掲載された.(2)二重冗長実装技術は,三重冗長実装と比較して小面積な一方,回路故障からの復旧のための停止時間が長いという課題があった.そこで,FPGA内部での部分再構成技術を組み合わせることで,故障回復時間を短縮し稼働率向上を図った.これにより,三重冗長化と比較して小面積で,同程度の信頼性を持つシステムを実現した.本研究はデザインガイア2011において口頭およびポスター発表を行い,学生優秀ポスター賞を受賞した.(3)高信頼化を図った回路は故障の隠蔽・修正が可能なため,再構成によるフォルトインジェクションを用いた信頼性評価手法では多くの再構成回数と評価時間が必要だった.そこで,フレーム単位の部分再構成とブートストラップ法を用いた高速な評価手法の提案を行った.この結果,従来の全体再構成を用いた手法と比較して10倍ほど高速に評価を行えるようになった.この研究内容は,現在論文投稿中である.情報処理システムは多くのLSIで構成される.そこで,情報処理システムの信頼性を向上させるために,FPGA(Field Programmable Gate Array)を用いたディペンダブルシステムの研究を行っている.平成24年度は, 1.ソフトエラー耐性評価技術の確立, 2.動的部分再構成を用いたハードエラー回避, 3.ソフトエラー・ハードエラーに対する自己修復ディペンダブルシステムについて研究を行った.1.ソフトエラー耐性を評価するために,再構成を用いたフォルト注入評価システムを構築した.評価時間は再構成回数に依存するため,故障隠蔽・復旧が可能な高信頼回路の評価には長い時間を要する.そこで,評価時間の短縮に向けてフレーム単位部分再構成の提案とブートストラップ法の適用を行った.フレーム単位部分再構成により1回あたりの再構成時間を510分の1に短縮した.また,ブートストラップ法により再構成回数を40分の1に削減した.この内容は,IEICE英文誌への掲載および国際会議1件(ICFPT)で発表を行った.この評価システムにより,これまで行ってきたソフトエラーに対する高信頼化が有効であることを確認した.2.部分再構成を用いることで物理的な故障であるハードエラーを動的に回避し,継続動作することができる.しかし,予め回避先の再構成データを保持しておく必要があり,ハードエラー回避の柔軟性が低い.そこで,FPGAの部分再構成領域問で部分再構成データを再配置可能とする設計手法の提案を行った.これにより必要とされる部分再構成データの数を削減した.この内容は,国際会議2件(FCCM,ICA3PP)で発表を行った.3.最後に,ソフトエラー・ハードエラー両方から自己復旧可能なシステムの構築を行った.

三重冗長化,動的再構成,再配置設計を組み合わせることにより,FPGA内部での動的なソフトエラー復旧・ハードエラー回避を可能とした.これにより再構成可能LSIを用いることで故障に対する高い回復力を実現できることを示した.研究計画のとおり,デバイスアーキテクチャおよび高信頼実装技術の提案を行い,それぞれ論文誌掲載と研究会において受賞という成果を上げている.また,研究計画に若干の追加を行い,高信頼実装された回路の評価技術についても研究を行っている.しかし,IP回路や設計ツールの検討など高信頼設計の容易化については検討できていない.これらより,予定以上に進行している内容と,遅れている内容があるため,総じて平均をとると,おおむね順調に進展していると考えられる.今後の方針としては,まず,評価技術について再構成による復旧を考慮した評価技術を確立する.また,高信頼化の一手法としてウォッチドッグプロセッサのような付加回路を利用した故障検出技術や,ソフトエラー復旧のための再構成制御回路について検討を行う.さらに,研究計画を若干変更し,部分再構成技術を利用した物理故障に対する高信頼化技術についても研究を行っていく.そして,これらの研究内容を組み合わせ,ソフトエラーと物理的故障両方に対して高信頼なシステムを実現していく.そして最後に,これまで検討してきた高信頼システムの知見をもとに,高信頼システムの設計容易化として,設計フロー・設計ツールの研究を行う予定である.
極低出生体重に伴う学習困難児に対する医教連携による教育支援システムの構築

3年間の研究を通じて極低出生体重児の学習困難について(1)不器用さ(2)算数の学習困難(3)集団参加の困難の3点が明らかとなった。そして、不器用さには医学的リハビリテーションの早期実施を行った。算数の学習困難には心理検査で認知処理の偏りを明らかにし、教育的には学習習熟度テストを開発した。集団参加の困難には一人ひとりに合わせて参加の促進を図った。これらの成果を公開講座と遠隔双方向情報コミュニケーションシステムを活用して発信した。平成18年度は極低出生体重児の中で学習困難の可能性がある子どもとして、K/ABC検査で認知処理過程尺度が85未満のもの、継次処理尺度と同時処理尺度の間に有意差があるものを選んだ。その子ども達の保護者に対して病院の発達小児科外来で就学時の教育・生活相談を十分な時間をかけて行った。それと共に、学校等での学習・生活面で気になることがあれば、毎年開催する公開講座に保護者と担任等の関係者で出席することをすすめた。平成18年5月28日(日)午前9:30から午後3:00まで、愛媛県下の極低出生体重児を育てている保護者や担任に声をかけて、教育・生活支援のための公開講座を開催し、約60人の参加があった。その内容は、午前は5人の講師(小児科医、発達小児科看護師、理学療法士、小学校教員、大学教員)が具体的事例を挙げて子どもの理解、支援の在り方、今後の見通しについて講演した。その後、気になることについての質問アンケートを記入して昼食とした。午後は専門職のスタッフがコーディネーターとなり、6-8人で子どもの年齢別に関係者のグループを作って、日頃の気になることについて話し合った。最後の30分は昼の時間に提出されたアンケートの質問に答える形式で全体討論を行った。その成果は平成19年愛媛大学教育学部紀要に投稿するために現在準備中である。昨年度出版された同紀要には一昨年の公開講座の成果をまとめて報告した。また、極低出生体重児の中にダウン症候群の子どもがいたので、子育て支援の目的で2002年に作成した「健康手帳」を新しい情報を入れて修正・加筆して印刷した。その冊子は愛媛県下の主な病院、療育関係機関、保健所に配布して今後の教育・生活支援システム作りの地域における足がかとした。インターネットを活用した情報コミュニケーションシステムの体制作りについて、平成18年度はパソコンとビデオカメラ等を購入し、試験運用を行った。外部の療育機関とは通信可能であり、平成19年度には本格的運用を行う予定である。本研究を通して、極低出生体重児の発達小児科での経過観察の方法、地域における子どもの教育相談・支援の体制が整ってきている。1.学習に困難がある児童が極低出生体重で生まれた子どもの中にいること、その子どもたちは就学時の心理検査(K-ABC)で境界域の子どもと継次処理と同時処理が著しく偏りがあった子どもである。この子どもたちの支援が必要で、それは病院の外来でできるものではなく、教育との連携が必須である。教育支援の方法に工夫がいるので、その専門家が保護者と担任に対して支援を行うために、大学で公開講座を開いた。この内容は論文として発表した。2.学習習熟度テストは発達小児科外来の待ち時間に実施した。保護者や担任の主観的な印象と異なり、子どもの学習の成果を客観的に理解することができた。その結果を基に持参のテスト・ノート等の教材も見ながら、子どもの実態にあった、家庭でできる2-3の取組を具体的に提案した。3.公開講座を開催する機会に事前アンケートを行い、その分析結果から子どもたちが学習面だけでなく、友人関係・集団参加に困難をもっていることがわかった。それに対する支援についても公開講座で全体に向けて講演をすると共に、午後の個別相談で一人ひとりに合った対応策を考えて具体的提案を行った。4.大学から地域へ医教連携による専門的な支援を届けるために、遠隔双方向情報コミュニケーションの接続を試みた。子ども療育センターと大学との間では通信可能であった。3年目の平成20年度には、地域の学校と遠隔双方向通信を使って情報交換を行い、極低出生体重で生まれた子どもたちの学習、学校生活支援を充実させることが課題である。本研究を通して、極低出生体重児の発達小児科での経過観察の方法、地域における子どもの教育相談・支援の体制が整ってきた。以下平成20年度の成果をまとめる。1.学習に困難がある児童が極低出生体重で生まれた子どもの中にいる。この子どもたちへの支援には教育支援の方法に工夫がいる。多職種の専門家が保護者と担任に対して効果的な支援を行うために、大学で公開講座を開いた。算数の問題では目盛りを読む、文章題を解くことに困難があった。この内容は日本特殊教育学会で発表した。

また、国語と算数の学習習熟度テストの標準得点を入れた完成品を印刷し、希望があった施設に提供した。3.公開講座を開催する機会に事前アンケートを行い、その分析結果から子どもたちが学習面だけでなく、友人関係・集団参加に困難をもっていることがわかった。この結果をハイリスク児フォローアップ研究会で発表した。4.大学から地域へ医教連携による専門的な支援を届けるために、遠隔双方向情報コミュニケーションの活用を試みた。大洲市立の小学校と大学との間で定期的な教育相談を行い、3学期末には成果の一部が報告された。
光検知サイクロトロン共鳴による結晶界面の基礎物性

今年度は先ず、マイクロ波サイクロトロン共鳴装置(35GHz)とフォトルミネッセンス測定装置をジョイントさせた高感度の光検知サイクロトロン共鳴(ODCR)装置の完成を目指した。特に、工夫、苦労した点は、光学デユワ-と異なり液体ヘリウム中のマイクロ波導波管内におかれた試料をいかに効率よく励起し、またそこから吐き出される光を再び集めて効率よく分光器に導くかということであった。いろいろ試した結果、光の入出口を二分岐にし、試料側は同心円に整形した光ファイバ-が現時点では最良であった。次に、基本的な半導体であるゲルマニウムとシリコンを対象としたODCR信号の基本デ-タを集めることに努めた。得られた一つの例として、III族のBを含むシリコンの結果について示す。4.2Kにおける通常のフォトルミネッセンス・スペクトルでは、自由励起子(FE)からの発光以外にその低エネルギ-域にBE1,BE2,BE3・・・が観測される。これらの信号はそれぞれ不純物のBに励起子が1個束縛されたもの、2個束縛されたもの、3個束縛されたものからの発光である。次に、周辺の伝導電子をサイクロトロン共鳴条件にした状態でマイクロ波をON-Offさせ、いわゆるマイクロ波変調技法で求めたODCR信号には、電子のサイクロトロン共鳴の結果、フォトルミネッセンス信号に顕著な増減が見られた。FEとBE1は増加しBE2とBE3は減少することが判明した。このことから、サイクロトロン共鳴している電子は励起子を沢山束縛している不純物と強く相互作用をして、周りの励起子を次々と剥ぎ取っていき、その結果として、BE1やFEが増加するという過程が明らかになった。次年度以降はこの辺のカイネチックスを明確にするとともに、界面を含む試料へと実験を拡張していく心算である。
免疫抑制薬の中枢毒性発現におけるグリア細胞系一酸化窒素の役割

免疫抑制、cyclosporine A(CsA)およびtacrolimus(TCL)は、移植医療に不可欠な薬剤である。しかし、免疫抑制薬治療の問題点として腎、肝、中枢における有害作用があげられる。この中枢毒性回避法の設計に着手するため、脳グリア細胞の一酸化窒素(NO)に焦点を当て、中枢毒性発現機序を解明することを企てた。(1)CsAの中性性副作用である悪心・嘔吐は、抗コリン薬と抗ヒスタミン薬投与により軽減する(Y.Fujisaki他,2001)、および、更年期患者では、免疫抑制薬の痙攣発現が増大する(K.Tominaga et al.,2001)、可能性を示唆する実験証拠を得た。(2)グリア細胞のNO産生は、ラットの虚血性脳神経細胞障害の誘発要因であることが明らかとなった(H.Shibaguchi他,2000,K.Yamashita他,2000)。(3)CsA単独ではグリア細胞株(C6グリオーマ)のNO産生に影響を与えながったが、α1受容体刺激誘発NO産生は著明に増大した。この増強作用は、IP3受容体遮断薬により抑制された(H.Ikesue他,2000)。マウス脳血管内皮細胞株(MBEC4)をインサート内面に培養したmonolayer系とMBEC4およびC6細胞をそれぞれインサート内面および外面に培養した共培養系を作製した。CsAによるMBEC4のsodium fluorescine透過性高進は、共培養系の方がmonolayer系より有意に大きかった(S.Dohgu他,2000)。以上、CsAは血液脳関門を構成するグリア細胞に作用し、刺激誘発NO産生を増大させ、血液脳関門の機能障害を誘発する可能性が示唆された。この機構は、CsAの中枢毒性である悪心・嘔吐や振戦・痙攣発現の「引き金」となるかもしれない。免疫抑制薬、cyclosporine A(CsA)およびtacrolimus(TCL)は、腎・肝移植や骨髄移植における拒否反応の抑制に不可欠な薬剤である。しかし、これら薬物による腎、肝、中枢毒性が治療上の問題点としてあげられている。そこで、脳グリア細胞の一酸化窒素(NO)に着目し、免疫抑制薬がグリア細胞を作用標的として血液脳関門透過性を高進させ、脳神経細胞の障害を誘発する可能性について検討した。(2)C6glioma細胞をフェニレフリンで刺激するとNO産生が増加する。CsAあるいはTCL単独ではC6細胞のNO産生に影響を与えなかったが、これら免疫抑制薬はα1受容体刺激誘発NO産生を著明に増大した。この増強作用は、細胞内Ca2+動態に関与するIP3受容体の遮断薬により抑制された。従って、CsAやTCLはIP3受容体活性化を介して細胞内Ca2+濃度を上昇させ、α1受容体刺激誘発NO産生を増大するものと推測される。(European Journal of Pharmacology,407:221-226,2000)以上、CsAは血液脳関門を構成するグリア細胞に作用し、刺激誘発NO産生を増大させ、血液脳関門の機能障害を誘発する可能性が示唆された。この機構が、CsAの中枢毒性である振戦・痙攣発現の「引き金」となるかもしれない。免疫抑制薬、cyclosporine A(CsA)およびtacrolimus(TCL)は、移植医療に不可欠な薬剤である。

この中枢毒性回避法の設計に着手するため、脳グリア細胞の一酸化窒素(NO)に焦点を当て、中枢毒性発現機序を解明することを企てた。(1)ラットのカオリン摂取行動は、薬物の催吐作用や制吐作用を評価する動物モデルとして有用である。そこで、CsAにより誘発されるラットのカオリン摂取に関する薬理学的特性を調べた。CsAを連続投与すると、カオリン摂取量が時間および用量に依存して増加した。抗ムスカリン薬、ヒスタミンHl受容体拮抗薬およびHl+ムスカリン受容体拮抗薬は、CsA誘発カオリン摂取を有意に抑制した。しかし、ドパミンD2受容体拮抗薬やセロトニン5HT3受容体拮抗薬は、抑制しなかった。(2)CsAは、中年女性に好発する慢性関節リウマチに適応される。そこで、更年期障害実験モデルを用いて、CsAの中枢作用を調べた。ラットの卵巣を摘出すると、CsAの連続投与による痙攣誘発作用およびGABA神経活性阻害作用が、著明に増強された。この増強効果は、エストラジオール補充により抑制された。以上、免疫抑制薬の中枢性有害作用(悪心・嘔吐、痙攣)に関する基礎検討より、これらの対処法を築くために必要な実験証拠が提出された。CsA治療患者の悪心・嘔吐を軽減するためにスコポラミンやジフェンヒドラミンの投与が、有効かもしれない。また、更年期はCsAの中枢毒性の危険因子であり、これはエストロゲン補充療法により低下すると考えられる。中枢におけるムスカリン受容体、H1受容体、エストロゲン受容体の情報伝達系下流の一部にNOが位置しているが、CsAの作用との関連については今後の課題である。
金属超微粒子の表面修飾と各種無機材料への強固な担持

本研究では、金属超微粒子を各種無機材料の表面に強固に担持する新しい方法を確立することを目的として研究した結果、下記の成果を得た。まず、ガス中蒸発法にて作成した粒子直径が約20nmの鉄およびパラジウム超微粒子の表面に存在する水酸基を介して両金属超微粒子表面をシランカップリング剤で修飾した。修飾の様子は透過型電子顕微鏡およびFT-IRにより確認した。当初はパラジウム超微粒子表面の水酸基量が少ないことを予想して、表面に少量のニッケルを無電解めっきしてからシランカップリング剤で修飾したが、その必要は認められなかった。一方、担体として1×1×0.2cmのグラシーカーボン板の表面を0.06μmのアルミナ懸濁液を用いてバフ研摩した後に、表面をチオニル化処理した。これら、互いに表面処理をほどこした担体と金属超微粒子を反応させ、グラシーカーボン上に金属超微粒子を化学結合させた。その担持状態を走査電子顕微鏡にて観察したところ、全体的には均一に担持されていることが明かになったが、数個数十個の金属超微粒子同士が絡み合った、二次粒子となって担持されている場合が多いことが観察された。これは、出発物質である金属超微粒子自体が幾分二次粒子化しているだけでなく、シランカップリング処理の過程で二次粒子化が起こるものと考えられる。いずれにせよ、金属超微粒子を化学結合により強固に担持する新しい方法を開発することに成功した。次に、この手法によりグラシーカーボン上にパラジウム超微粒子を担持したものが電極として機能し得る事が明かとなった。すなわち、過塩素酸水溶液中にてサイクリックボルタンメトリーをおこなったところ、水素の吸着・吸収およびそれら水素の酸化脱離波が明瞭に観察された。以上の成果の初期成果は昨秋の日本化学会秋季年会にて発表し、その後の成果は今春に日本化学会春季年会にて発表予定であり、目下論文として投稿準備中である。
赤外線エシェル型回折格子の開発

平成7年度、8年度の2年間に亙る開発的研究により、近赤外線域における高い精度の高次エシェル型スペクトログラムの生成が可能な回折格子の開発的研究を行った。約25ミクロン波長領域において、十分光学精度の高い高次数(約30次かそれ以上)で使用できるエシェル型の回折格子を目標に、試験的な切削加工方式による製作を行ない、当初の目的通りの回折性能をもった試作品の製作に成功した。実際に試作した回折格子は50mm×50mmアルミ合金材を干渉測定システム搭載の超精密ミリングマシンとダイヤモンドチップのついた切削バイトの組合せにより加工したもので、所定の光学精度を満たすよう設定された仕様値をすべて問題なくクリアしていることがわかった。更に、この回折格子を近赤外線用の冷却スペクトログラフに組込んで、2,84,2ミクロン波長域を一度で分光する実用的な分光計を作り、実用上の性能を確認した。さらに、回折格子の振舞いを理論的に予測することのできるシミュレータ用ソフトウェアを用いて、試作した回折格子の性能を定量的に調べた結果、ほぼ理論的に達成される性能に近いものが製作されていることがわかった。平成7年度は当初の研究計画に沿って、超精密フライス加工法でアルミ合金素材を切削することにより、波長3ミクロン帯での使用を想定した赤外線用エシェル型の回折格子を製作した。この回折格子は、1mm当たりのグルーブ数(刻線数)が約8本の特殊なものである。このように大きな刻線間隔と深い光路差をもたせることによってのみ、多次数のスペクトルを同時に得ることのできる、いわゆる「エシェル・スペクトログラム」をつくるもので、従来の方法では製作不可能であった。我々は、赤外線域で種々の分光素子や反射鏡などの分光効率、絶対反射率等を測定できる「分光効率測定器」を利用して、製作したアルミ製の回折格子の性能について色々な面から測定を行なった。その結果、波長2.1ミクロンでの回折格子の絶対効率は、約70%であることがわかり、予想以上の高精度が得られていることが明らかになった。また、この回折格子を実際の赤外線分光測定装置に組み込んだ状態で、波長2.8から4.2ミクロンまでを次数25から37次に亘ってカバーした、13本のスペクトルからなるエシェル・スペクトログラムをつくり、各次数スペクトルの間に散乱光として失われる光量を測ることによって、格子のカッティング面の精度を推定し、効率測定と良く一致するすることがわかった。今後は、効率測定器の平行ビーム径を10mmから広げる工夫をして、50mm角の回折格子の全面について位相がどの程度そろっているかについて定量的な測定を行い、赤外線エシェル型回折格子の製作方法を確立する。本研究の目的は,従来製作する方法が非常に困難なため実際に分光器に取込んで使用できる赤外線用の高次型エシェル格子は,事実上存在しなかったので,そのような赤外線用エシェル型回折格子を,高精度機械切削法による製作方法を確立することである。平成7年度・8年度の2年間に亘る開発的研究で,ほぼ目的通りに約25ミクロン領域において十分光学的精度の高い高次数で使用できるエシェル型の回折格子の開発を行なうことができた。実際に製作した回折格子は,50×50mm^2のアルミ合金材を,干渉測長システムを搭載した超精密ミリングマシンとダイヤモンドチップのついた切削バイトの組合せにより加工したもので,当初,3ミクロン波長帯における所定の光学精度を満すように設定された仕様値を,ほぼすべて問題なくクリアしていることがわかった。我々はこうして試作した回折格子を,我々のところで考案し製作した「分光効率計」を用いて,使用波長域における絶対的な分光効率を測定した。その結果,波長2ミクロン以上において,70%以上の効率を有することがわかり,本研究目的の,高次数型赤外線エシェル格子の開発については,主な課題は解決できた。我々は更に,この回折格子を,近赤外線用の冷却スペクトログラフに組込んで,2.84.2ミクロン帯を一度で分解能1300のエシェル・スペクトログラムを得ることのできる実用的装置に組上げて実際の観測にも成果を上げている。
小笠原諸島海産固有種の生態と種分化

小笠原諸島の父島においては、清瀬、奥村、二見港、屏風ケ浦、境浦、扇浦、宮ノ浜、釣浜、初寝浦、ジョン浜、ジョニ-浜、ブタ海岸南島、母島においては沖港、御幸之浜、万年青浜、南崎で、また南島、平島において、転石海岸において簡易水準器による海岸のプロファイル測定および、ライントランゼクトとコドラートによる定量調査をおこない、またそれぞれの調査地域の岩礁海岸のタイドプールを調査し、ムニンタテジマホンヤドカリPagurus insulae Asakuraの密度推定をおこなった。その結果本種は、父島の二見湾岸の屏風ケ浦、境浦、扇浦に多く、父島の他の地域、および母島、南島、平島では著しく少ないことがわかった。またタイドプールと転石海岸両方に産することがわかった。また繁殖期は冬と推定された。また父島の境浦より本種を採集し、水槽内で反発示威行動、直接攻撃行動を観察した。その結果、雄は産卵期に成熟雌を、小鉗脚で持ち、大鉗脚でガードする行動がみられた。また他の雄が近づくと大鉗脚を相手にむかってのばす反発示威行動がみられ、さらに相手が近づいてくると大鉗脚を相手の体の下にこじれて、突き飛ばす攻撃行動がみられた。以上の結果から、本種の生息地、生活史、行動パターンは日本の本州に多産するホンヤドカリPagurus filholiに酷似し、Fukuda(1993,1994,1995)の小笠原産貝類の研究において見い出された「小笠原固有種の母種は本州温帯域に産する」という説を改めて支持する結果となった。また本種は、伊豆-小笠原-マリアナ島弧の小笠原諸島のしかも父島周辺のみに産することが明らかになり、本種の稀少性が確認された。
直感的な理解のための4次元空間提示コンテンツの開発

本課題では,様々な4次元空間の提示コンテンツを制作し,人間と4次元空間とのインタラクションから4次元データの直感的な理解を実現する.4次元時空情報や数学的な高次元情報,4次元迷路等のコンテンツを制作し,目的に応じた様々な理解および認知が可能であることを確認した.システムの有効性を明確にするために,ユーザテストを実施し,コンテンツとの直感的なインタラクションから4次元情報の獲得が容易く可能であることを示した.本課題では,様々な4次元空間の提示コンテンツを制作し,人間と4次元空間とのインタラクションから4次元データの直感的な理解を実現する.4次元時空情報や数学的な高次元情報,4次元迷路等のコンテンツを制作し,目的に応じた様々な理解および認知が可能であることを確認した.システムの有効性を明確にするために,ユーザテストを実施し,コンテンツとの直感的なインタラクションから4次元情報の獲得が容易く可能であることを示した.様々な4次元空間の提示コンテンツを制作し,人間と4次元空間とのインタラクションから4次元情報の直感的な理解を実現する.提示コンテンツとして空間と時間を合わせた時空を実装し,4次元時空間での効果について確認した.3次元物体の運動や変形の例示から,3次元空間で困難な時間を含めた4次元情報および世界線の観察を実現しただけでなく,3次元空間内の速度といったベクトル量の視認を容易にした.システムの有効性を明確にするために,ユーザテストを実施した.フライトシミュレータと同様のユーザインタフェースで4次元空間を見通しよく観察でき,提示コンテンツとのインタラクションが直感的に可能であることを示した.数学分野では,関数や幾何の教育に2次元あるいは3次元のグラフを用いるが,複素数学,極値解析等では3次元以上のデータを対象とする場合がある.いくつかの複素関数や3次元ガウシアン関数を提示コンテンツとして可視化し,複素平面の写像の様子,2次関数の実数解および虚数解の視認,極値や等値面の生成等,数学的な高次元情報の様々な理解が可能であることを確認した.人間と4次元空間とのインタラクションを向上させるために,4次元クリッピング処理に4次元物体に接触するための判定を追加するとともに,4次元物体同士の様々な幾何判定(接触,干渉,交差等)を行うための処理を実装した.システムの幾何演算は,一貫して5次元同次処理で構築しているため,幾何判定においてもこの立場は変えず,5×5行列・行列式演算によるアルゴリズムになっている.以上のように,様々な提示コンテンツとのインタラクションから提案システムの有効性を示した.また,4次元物体同士がインタラクションするための枠組みを完成させた.現在,ユーザと4次元物体だけでなく,複数の4次元物体を用いた提示コンテンツを開発している様々な4次元空間の提示コンテンツを制作し,人間と4次元空間とのインタラクションから4次元データの直感的な理解を実現する.昨年度,数学的な高次元情報等のコンテンツを制作し,目的に応じた様々な理解および認知が可能であることを確認した.本年度,この研究成果をまとめ,日本図学会2008年度大会で発表を行った.この発表で提案手法の数学教育システムとしての可能性を主張することができたばかりでなく,提案システムの新規性と完成度を示すことができた.また,提案システムに4次元物体に接触するための判定と4次元物体同士の幾何判定を行うための処理を実装したため,複数の4次元物体を配置した4次元迷路を構築することができ,より人間の身体性を考慮したインタラクションが実現できた.本システムは,視覚と触覚を含めて3次元空間に存在する人間の身体を4次元空間に入れ込むことが可能である.4次元物体の3次元空間への影は, 3次元空間での人間の位置および姿勢と同調しており,この投影体の動きを通して3次元空間を運動する人間の気配を感じとることができると考えられる.投影体は,仮想物体であるが, 3次元空間の人間の身体という実体を表現しているといえる.このように本研究課題を通して, 4次元提示コンテンツから4次元空間メディアへ発展させるための着想を得ることができた.提案システムは,人間の行動をさりげなく伝え,心を安心で満たす"4次元空間アンビエントメディア"への発展が期待できる.将来的には, 4次元空間アンビエントメディアを社会環境に溶け込ませることで,人間同士の空間的な出会いにおける新しいコミュニケーションの場の可能性を示し,人間の感覚的な思考にまで研究領域を広げることを目指したい.また,これまでの研究と本提案が,環境の変化に順応する生命の活動や実体の機能・性能に,どのような意味や価値を付与し,人間の認知が形成されるのか追究したい.
複数観衆問題のメカニズムの解明 ―複数の他者に対する自己呈示的ジレンマの解決法―

本研究の目的は、複数観衆問題の解決法を明らかにすることである。従来の研究では、自己呈示者のみの視点が検討されてきたが、観衆の視点も導入することで、より包括的な複数観衆問題のメカニズムおよび対処法を解明する。笠置・大坊(印刷中)によると、人々は、複数観衆状況に直面すると補償的自己高揚呈示を行う。本研究では、この補償的自己高揚呈示が、複数観衆問題の解決につながっているかどうかを検証する。昨年度、福井大学にて実施した、女子大学生76名を対象にしたコミュニケーション実験の分析の結果、複数観衆状況で補償的自己高揚呈示を行うと、呈示者自身の自尊感情、及び自己制御資源の量の低下が防げることが示された。また、実験時に撮影した、参加者のスピーチ映像を元に、映像評定実験を行った。4名の評定者が、76人の参加者が2回ずつ行ったスピーチ映像を全て見て、話し方の不自然さや関係構築動機を評定した。その結果、複数観衆状況に直面しても、補償的自己高揚呈示を行うことで、コミュニケーション相手にネガティブな印象を与えるのを防ぐことができるということが明らかになった。以上から、複数観衆状況で補償的自己高揚呈示を行うことによって、個人内の適応(自尊感情・自己制御資源)、および対人間の適応を維持することができることが示唆されたと言える。これらの成果を、27th International Congress of Applied Psychology (Melbourne, Australia)ではelectronic posterによる発表、日本社会心理学会ではポスター発表、日本グループ・ダイナミクス学会ではショートスピーチセッションおいて報告を行った。今年度、福井大学にて女子大学生76名を対象にしたコミュニケーション実験を行った。参加者は1名ずつ実験室に来て、同意書に記入した。参加者は、ビデオカメラの前に座り、3回に渡り、スピーチを行った。また、従来の対人コミュニケーションに関する実験室研究から得られた基礎的知見を、実際の対人場面にいかす実践的応用につなげるための応用概念として社会的スキルがある。本研究は、複数観衆問題への対処能力を学習・向上可能な社会的スキルとしての妥当性を吟味し、能力向上のためのトレーニング・プログラム開発に必要な基礎的知見を獲得することで、実践的貢献も目指す。
日本語の名詞句の指示性に関する研究と定・不定推定システムの作成

1.シナリオ,概説書を対象とし,計算機データを作成,指示詞を中心とする用例の抽出・整理を行った.2.1.から得られた情報を基に検討した結果,以下のようなことを明らかにした.(1)Gフオコニエの「メンタル・スペース」理論を日本語に適用することの有効性を確かめた.(2)そのためには,フオコニエの理論に話し手・聞き手のモデルを組み込むことが必要であることを確認し,その方式を決定した.(3)以上の枠組から対話における名詞句の使用を見た場合,a.聞き手の知識に対象が存在するか否かによって名詞句の用法が大幅に制限されることb.その制限のあり方は,英語・朝鮮語等と比較した場合,かなり違いが見られる所から,言語差が存在すること等が明らかになった.(4)(3)は主として対話における制約であったが,相手が不特定である「語り物」的文脈では,いくつかの制約が抑制されることを確認した.3.以上の成果を基に,別記の論文をまとめ,発表した外,研究成果報告として論文集を作成した.4.次年度には(1)理論の一層の精緻化(2)諸外国語等との詳細な比較(3)文表現全体との関連等について明らかにして行きたい.1.シナリオ,概説書を対象とし,計算機データを作成,指示詞を中心とする用例の抽出・整理を行った.2.1.から得られた情報を基に検討した結果,以下のようなことを明らかにした.(1)Gフオコニエの「メンタル・スペース」理論を日本語に適用することの有効性を確かめた.(2)そのためには,フオコニエの理論に話し手・聞き手のモデルを組み込むことが必要であることを確認し,その方式を決定した.(3)以上の枠組から対話における名詞句の使用を見た場合,a.聞き手の知識に対象が存在するか否かによって名詞句の用法が大幅に制限されることb.その制限のあり方は,英語・朝鮮語等と比較した場合,かなり違いが見られる所から,言語差が存在すること等が明らかになった.(4)(3)は主として対話における制約であったが,相手が不特定である「語り物」的文脈では,いくつかの制約が抑制されることを確認した.3.以上の成果を基に,別記の論文をまとめ,発表した外,研究成果報告として論文集を作成した.4.次年度には(1)理論の一層の精緻化(2)諸外国語等との詳細な比較(3)文表現全体との関連等について明らかにして行きたい.
極薄ゲート酸窒化膜中の窒素分布の定量分析法の開発

現有の加速器の高圧電源を安定性の良い高性能高圧電源に置き換える改良を行い、イオンチャネリングを併用した高分解能RBS法による、極薄シリコン酸窒化膜(膜厚約2nm)中の窒素分布の高精度測定の可能性を探った。その結果、窒素の深さ分布を1at.%程度の精度でサブnmの深さ分解能を持って測定できることが判った。次に、極薄シリコン窒酸化膜(2nm)を種々の方法で窒化して作成したシリコン窒酸化膜中の窒素分布を、高分解能RBS法と2次イオンと質量分析法(SIMS)で測定して得られた窒素分布を比較した。その結果、SIMSにおいては、表面の1nm程度スパッタ収率が異常に大きくなっていることが分かった。このために、SIMSの測定においてはスパッタ時間から深さを評価する際に線形関係を仮定することは、数nmの厚さの領域では問題がある。この効果を取り入れたスパッタ時間から深さへの変換方法を提案することができた。さらに、SIMS測定の窒素濃度が、いわゆるマトリックス効果のために、窒素濃度が高いときには過小評価となり、窒素濃度が低いときには過大評価となっていることがわかった。この結果から、SIMSの窒素濃度に関する補正法を提案できた。以上の研究から、SIMSに夜極うすのシリコン窒酸化膜中の窒素分布の測定に関して、従来の半定量的な測定結果を、深さと濃度の両方に関して定量化する方法を確立することができた。シリコン窒酸化膜中の窒素は、多くの場合下地のシリコンと酸化膜の界面に局在することが知られている。これは、酸化膜とシリコンの界面に存在する歪が窒素の導入により緩和されていることが原因の1つであると考えられている。このことを確かめるため、界面の歪が少ない事が知られている、オゾン酸化膜を窒化して窒酸化膜を作成して、その窒素分布を、通常の熱酸化膜を窒化した場合と比べてみた。その結果、予想に反して、オゾン酸化膜を窒化した場合でも、窒素は主に界面に存在することが分かった。シリコン酸窒化膜中の窒素の分析を精度良く行うためには、イオンチャネリング技術を利用するのが効果的である。現有のイオン加速器はイオンチャネリング測定に適合する高性能イオンビームの発生に問題があった。このため、現有の加速器の高圧電源を、安定性の良い高性能高圧電源に置き換える改良を行った。これと並行して、京都大学量子理工学研究実験センターのヴァンデグラーフ型加速器を利用して、イオンチャネリングを併用した高分解能RBS法による、極薄シリコン酸窒化膜(膜厚約2nm)中の窒素分布の高精度測定の可能性を探った。次いで、同じ試料の窒素分布を、2次イオン質量分析法(SIMS)とオージェ電子分光法(AES)により測定して、高分解能RBS法の結果との比較を行った。その結果、SIMS法では検出感度は優れているものの、深さと窒素濃度の両方ともに従来の較正法では正しい値を得られないことが判った。今回の様に膜厚が非常に薄い場合には、高分解能RBS法の結果との比較により深さと濃度の較正を行うことが有効であることがわかった。極薄のシリコン窒酸化膜(2nm)を種々の方法で窒化して作成したシリコン窒酸化

膜中の窒素分布を、高分解能RBS法と2次イオン質量分析法(SIMS)で測定して得られた窒素分布を比較した。その結果、SIMSにおいては、表面の1nm程度スパッタ収率が異常に大きくなっていることが分かった。このために、SIMSの測定においてはスパッタ時間から深さを評価する際に線形関係を仮定することは、数nmの厚さの領域では問題がある。この効果を取り入れたスパッタ時間から深さへの変換方法を提案することができた。さらに、SIMS測定の窒素濃度が、いわゆるマトリックス効果のために、窒素濃度が高いときには過小評価となり、窒素濃度が低いときには過大評価となっていることがわかった。この結果から、SIMSの窒素濃度に関する補正法を提案できた。以上の研究から、SIMSによる極薄のシリコン窒酸化膜中の窒素分布の測定に関して、従来の半定量的な測定結果を、深さと濃度の両方に関して定量化する方法を確立することができた。シリコン窒酸化膜中の窒素は、多くの場合下地のシリコンと酸化膜の界面に局在することが知られている。これは、酸化膜とシリコンの界面に存在する歪が窒素の導入により緩和されることが原因の1つであると考えられている。このことを確かめるため、界面の歪が少ないことが知られている、オゾン酸化膜を窒化して窒酸化膜を作成して、その窒素分布を、通常の熱酸化膜を窒化した場合と比べてみた。その結果、予想に反して、オゾン酸化膜を窒化した場合でも、窒素は主に界面に存在することが分かった。
機械可読辞書を用いた史的英語語彙論研究

中英語期の借入語の増大と統語変化の関係性の解明を視野に入れつつ、英語の語彙が総体としてどのように発達してきたかを調査した。このために、電子辞書を用いた英語語彙の語源データベースの作成ならびに中英語期の統語変化の記述を行った。データベースの作成と並行して、中英語期の統語変化の詳細の研究を行った。統語変化のマクロ的な記述よりは、ミクロ的な記述が必要であると思われるので、ChaucerからShakespeareへ至る期間における多数の個人語を調査する方法を取った。具体的にはPaston Lettersに現れる数人を選び詳細な文法比較を行った。本研究は、中英語期の借入語の増大と統語変化の関係性の解明を視野に入れつつ、英語の語彙が総体としてどのように発達してきたかを調査しようとするものである。このために、電子辞書を用いた英語語彙の語源データベースの作成ならびに中英語期の統語変化の記述が本研究の主要な課題である。
原発性骨髄不全症のSide Population細胞からみた幹細胞病態研究

骨髄異形成症候群(MDS)24例、再生不良性貧血(AA)5例、発作性夜間血色素尿症(PNH)3例を対象として、side population(SP)細胞およびその責任分子とされるABCG2蛋白発現の解析を行った。MDS全体では健常人骨髄、AML、PNHとの有意差はなかったが、AAや、G-CSF刺激末梢血単核細胞に対して有意に高頻度であった。MDSの病型による内訳は、RA 01.41%、RARS 0.030.57%、RCMD 0.112.04%、RAEB I 1.18および2.63%、RAEBII 3.11%であった。クローナルな染色体異常を保有するMDSの3症例(trisomy8陽性2症例およびmonosomy7の1症例)に関して、ソーティングしたSP細胞画分のFISH解析を行ったところ、それぞれ対応する症例と同様の異常を検出した。ABCG2発現を指標とした解析では、SP細胞画分と比較して症例間あるいは反復する同一サンプルの検討における計測値のばらつきが少なく、より安定した結果が得られた。MDSおよびPNH症例におけるSP細胞画分は、.HSCマーカーと考えられているCD34やCD133陽性細胞集団と高頻度にオーバーラップしていた。一方、CD19、CD3、CD33等の分化マーカーの陽性頻度は有意に低かった。SP細胞およびABCG2陽性細胞画分におけるLTC-ICおよびCAFCの頻度を検討した。AA症例は検討例数が少ないもののLTC-IC、CAFCともに著減していると考えられた。一方MDSやPNHでは、症例によって頻度の差が大きいものの健常人骨髄サンプルと比較して全体に低頻度である傾向が認められた。また、MDS症例サンプルのCAFCアッセイにおいて観察されたCAの形成状態は、健常人のCAに比べ構成する細胞数が少なく小規模のものが主体であった。さらに、CAの維持期間が、健常人サンプルでは5週7週に亘るのに比較して、MDSサンプルでは3週5週と比較的短期間に留まり、この現象は、各種増殖因子のいずれの組み合わせにおいても観察された。MDS/AA/PMHの病的幹細胞を正常幹細胞と比較して、異なる増殖・生存・分化の制御機構を有することが示唆された。今後も、本研究で展開している新たな幹細胞マーカーを有する細胞集団を対象とした解析を行うことで、異常クローンが正常クローンの存在を凌駕して病態を形成するメカニズムを解明し、これら病態間の本質的差異に迫り、かつ治療困難なこれら原発性造血不全症の新しい治療戦略構築に有用な情報を探索する必要がある。(1)骨髄異形成症候群(MDS)/再生不良

性貧血(AA)/発作性夜間血色素尿症(PNH)症例骨髄中のSP細胞の純化定量・形質解析臨床症例の骨髄検体より得られた骨髄単核球を用いて、Hoechst33342で染色後、UVレーザー照射によって長波長(675nm;Hoechst-Red)と短波長(450nm;Hoechst-Blue)で展開してSP細胞を定量解析した。対象は現在までのところ、MDS 8症例、AA 4症例、AML 6例、健常人3例の解析を実施している。その結果、骨髄単核球中のSP細胞画分比率は、健常人で0.060.7%、MDS 02.63%、AA 0%、AML 01.07%であった。現在、同様の検体を用いて、CD34、CD38、CD133、ABCG2の発現解析を進めている。先に述べた臨床検体のうち、染色体異常(-7,+8,5q-,12q-等)を有する症例由来のものにつて、高速セルソータを用いて、SP細胞集団およびその亜集団を純化・分取した。現在、各細胞画分における異常クローンの存在を、それぞれの染色体異常を検出しうるプローブを用いたFISH法によって解析中である。分取したSP細胞およびその亜集団の細胞を、マウス骨髄間質細胞株MS-5とのin vitro共培養系において長期培養を行っている。LTC-1CおよびCobblestone area forming cell (CAFC)アッセイによる、これらの細胞のin vitroにおける機能解析を実施中である。また、形成されたコロニーやCA構成細胞の、各種形質、細胞周期、clonalityを同時に解析している。更に、in vivo機能解析を実施すべく、NOD/SCIDマウス移植系を確立したので、今後、この方面のデータを集積してゆく。昨年度に続き、骨髄異型性症候群(MDS)、再生不良性貧血(AA)、および発作性夜間血色素尿症(PNH)の臨床症例の骨髄検体より得られた骨髄単核球中のSP細胞を定量解析している。対象は現在までのところ、MDS 17症例、AA 6症例、PNH 2例の解析を実施している。その結果、骨髄単核球中のSP細胞画分比率は、MDS 03.11%、AA 00.02%、PNH 01.07%であった。MDSおよびAAに対して免疫抑制療法を実施しているそれぞれ2症例ずつを対象として、血液学的な改善と共に経時的なSP細胞比率の変化を検討中である。一方、SP細胞画分描出の責任分子と考えられるABCG2の発現解析を、同様の検体を用いて進めている。健常人骨髄では、骨髄単核球中0.141.68%であったのに対しMDS検体では03.94%と多様性があり、SP細胞の比率と比較しても健常人、MDS症例共に大部分がオーバーラップしていることが明らかになった。MDSの臨床的進行度すなわちより白血病への進展傾向が強い病型においてABCG2発現比率が高い傾向が認められた。さらに、もうひとつの幹細胞マーカーとしてCD133分子の発現も同時検討しているが、CD133陽性細胞画分の一部が非SP細胞画分にも認められることから、実際にMDSの病態を形成している幹細胞が、機能的にも多様かつダイナミックな集団を形成している可能性が示唆された。現在、先に述べた臨床検体のうち、染色体異常(-7,+8,5q-,12q-等)を有する症例由来のものについて、上記の可能性を検証するために、各細胞画分における異常クローンの存在を、それぞれの染色体異常を検出しうるプローブを用いたFISH法によって解析中である。また、当初より予定していた、症例から得られたSP細胞画分のin vitro