hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リスクに対する熟慮型及び直観型の意思決定能力の形成をめざす系統的プログラムの開発

2018年度の目標は,1学習指導要領解説体育編,保健体育編における意思決定の分析結果をまとめる。2昨年度の課題である小中高の保健及び家庭の教科書における意思決定課題の抽出と整理,3それらを踏まえた小中高校生を対象とした意思決定に関する意識や実施状況の調査項目を検討する。さらに,小中高校生を対象とした意思決定に関する意識や実施状況の調査票を作成し,調査を行うことであった。1については,学校健康教育の特性に関して,意思決定スキルを含むライフスキル教育,資質・能力の育成を目指す新学習指導要領にて保健科教育を取り上げ,両者の関連性を論じた。その際,米国健康教育基準等を参照し,発達段階に応じた意思決定スキル育成の目標例,同スキル育成における参加型学習の重要性を紹介した(日本健康教育学会誌,2018)。2については,中学校,高等学校の主要な保健学習教科書各2冊について,意思決定が求められる具体的場面,意思決定に関するタイプ(熟慮型か直観型か),選択肢の個数,情報収集の有無等を分析した。その結果,傷害防止に関する単元で直観型が多いこと,高校より中学校の教科書に意思決定場面が多いことなど明らかになった。成果は,日本健康教育学会学術大会にて発表する。3については,小学生対象の意思決定スキル尺度を開発し,日本学校保健学会誌に掲載された。その結果,意思決定スキル尺度の下位因子として,「見通し(≒熟慮型)」「直観」「振り返り」を見出し,「見通し」は「振り返り」と相関が強く「直観」との相関は低いこと,日常生活の意思決定行動は,「見通し」や「振り返り」と有意に相関するが,「直観」との相関は低いことが明らかになった。本調査票は,中高生対象の質問紙調査票作成に参照できる(学校保健研究,2019)。一方,児童生徒に対するインタビュー調査は行っていない。今年度は,中高の保健教科書における意思決定の分析,小学生対象の意思決定スキル及び関連要因の把握は実施したが,主目的である意思決定に関するフォーカスグループインタビューの実施,意思決定状況調査の調査票の開発,実施については取り組んでいない。リスクに関わるカリキュラムのマネジメントについて筆者が関与する神戸市立高校の高校生,及び,ライフスキル教育及び保健学習に関心の高い姫路市内及び芦屋市内の中学校の中学生対象に,インタビューを行う予定である。今年度の研究目的は,日本の健康教育に関わる意思決定場面,米国における意思決定能力形成の学年段階別,健康課題別の具体的指導目標を分析し,日本における健康課題別の意思決定能力形成の指導目標を整理することとした。そのため,意思決定場面抽出の手順を検討した。すなわち,意思決定場面を,「中学生が,選択肢に迷ったり,どのように扱うか迷ったりするような場面,状況,課題」と操作的に定義し,さらに「場面,状況,課題は具体的であること」「一瞬で決める場面等から時間をかけて決める場面等を含むこと等を条件として,中学校保健学習の教科書の全4単元中の3単元について,意思決定場面等を抽出した。その結果,23の場面等が抽出され,抽出手順として概ね適切であること示された。米国の意思決定能力形成の学年段階別の指導目標については,米国健康教育基準の基準5である意思決定スキルについて翻訳・分析し,PreK小2年,35年,68年,912年の段階別に,指導目標を整理し系統性を検討した。その結果,段階が進むほど,具体的指導目標が増えること(例えば小2:2個→12年:7個),意思決定の結果予測が短期的結果の予測や自分に及ぶ結果の予測から,短期的・中長期的結果の予測や自分や周囲の人々に及ぶ結果の予測に拡大すること,意思決定に影響する要因や意思決定の評価に関する目標が含まれるようになることが明らかになった。健康課題別の具体的指導目標については,米国健康教育基準に関するカリキュラム分析ツールHECATを翻訳した。HECATの概要,1章:既存カリキュラムの再検討,5章:カリキュラムの基本的要素(目的、教師用資料),6章:健康課題別のカリキュラム(行動、概念、スキル),アルコール・薬物に関する指導目標を取り上げ翻訳・分析している。教科書における意思決定場面の分析では,手順の適切性は確認できたものの,複数人数による分析,小学校や高校の教科書の分析は残されている。また,HECATの健康課題別の指導目標についても,飲酒,薬物乱用以外の課題について分析を行う必要がある。そのため「やや遅れている」と判断できる。今年度の目標は,1米国健康教育基準とHECATにおける健康課題別の意思決定スキルの指導目標の分析,2小中高の保健及び家庭の教科書における意思決定課題の抽出と整理,3それらを踏まえた小中高校生を対象とした意思決定に関する意識や実施状況の調査項目の検討であった。そのうち1については,課題としてのアルコールと薬物、精神と情動,安全、性、たばこ、暴力防止,食事、運動に関して,学年段階別の指導目標を分析した。学年段階は,PreK-G2,G3-5,G6-8,G9-12である。その結果,意思決定の特徴として,まず,問題ある行動や不健康な行動の有害性を挙げるのではなく,そのような行動をとらないことの良い結果やメリットを説明するものが多かった。また,不健康や危険性のある行動の代わりになるものや行動を挙げさせる傾向が強かった。これらは,アルコールと薬物,安全,性,たばこ,食事,運動で認められた。一方,精神と情動での扱いは特徴的であり,精神・情動や他人の行為等の意思決定への影響,対人関係問題解決のための意思決定の在り方が取り上げられていた。また,意思決定の目標は,課題によって異なっていた。

例えば,安全(緊急電話),暴力防止,食事,運動では,幼少期から子どもが選択することを求めていたが,性については,高学年段階で選択を求めていた。したがって,発達段階や健康課題の発生状況を踏まえて,指導目標を柔軟に設定する必要があることが明らかになった。2の教科書分析については,中学校保健の分析を進めている段階である。また,意思決定を含むと考えられる資質・能力の形成を目標とする小学校,中学校における新学習指導要領及び同解説が発行され,同体育編,同保健体育編における意思決定の位置づけを分析した。3は未着手である。平成29年7月に小学校及び中学校の新学習指導要領解説が発行され,同体育編(小学校),保健体育編(中学校)の分析が必要となり,それらに時間を要した。2018年度の目標は,1学習指導要領解説体育編,保健体育編における意思決定の分析結果をまとめる。2昨年度の課題である小中高の保健及び家庭の教科書における意思決定課題の抽出と整理,3それらを踏まえた小中高校生を対象とした意思決定に関する意識や実施状況の調査項目を検討する。さらに,小中高校生を対象とした意思決定に関する意識や実施状況の調査票を作成し,調査を行うことであった。1については,学校健康教育の特性に関して,意思決定スキルを含むライフスキル教育,資質・能力の育成を目指す新学習指導要領にて保健科教育を取り上げ,両者の関連性を論じた。その際,米国健康教育基準等を参照し,発達段階に応じた意思決定スキル育成の目標例,同スキル育成における参加型学習の重要性を紹介した(日本健康教育学会誌,2018)。2については,中学校,高等学校の主要な保健学習教科書各2冊について,意思決定が求められる具体的場面,意思決定に関するタイプ(熟慮型か直観型か),選択肢の個数,情報収集の有無等を分析した。その結果,傷害防止に関する単元で直観型が多いこと,高校より中学校の教科書に意思決定場面が多いことなど明らかになった。成果は,日本健康教育学会学術大会にて発表する。3については,小学生対象の意思決定スキル尺度を開発し,日本学校保健学会誌に掲載された。その結果,意思決定スキル尺度の下位因子として,「見通し(≒熟慮型)」「直観」「振り返り」を見出し,「見通し」は「振り返り」と相関が強く「直観」との相関は低いこと,日常生活の意思決定行動は,「見通し」や「振り返り」と有意に相関するが,「直観」との相関は低いことが明らかになった。本調査票は,中高生対象の質問紙調査票作成に参照できる(学校保健研究,2019)。一方,児童生徒に対するインタビュー調査は行っていない。今年度は,中高の保健教科書における意思決定の分析,小学生対象の意思決定スキル及び関連要因の把握は実施したが,主目的である意思決定に関するフォーカスグループインタビューの実施,意思決定状況調査の調査票の開発,実施については取り組んでいない。今年度は,1小中高の意思決定場面等の分析,米国健康教育基準とHECATの分析を進めること,2両分析結果を関連づけ,現実場面における意思決定課題の整理,日本における意思決定の指導目標の整理を行う。
サイトカインを標的とした動脈管制御の開発

未熟児医療の中で動脈管開存症は生命予後を左右する因子の一つであり,その治療は重要な位置をしめる。内科的治療としてはプロスタグランジン合成阻害剤が唯一の薬剤であるが、その重篤な副作用のためにしばしば治療の中断を余儀なくされる。また、プロスタグランジン合成阻害剤への反応が不良な例への対応に苦慮する事も多い。動脈管開存症においては絨毛膜羊膜炎などの子宮内の炎症が胎児に波及し血中のサイトカイン濃度が著しく上昇した状態である、胎児炎症反応症候群の早産児にその頻度が高いことや、感染の合併例にプロスタグランジン合成阻害剤反応不良例や動脈管の再開存率が高い事が知られている。そこで本研究は、炎症と動脈管の閉鎖との関係に着目し、各種サイトカインと動脈管開存症との関連を明らかにすることでプロスタグランジン合成阻害剤以外の抗炎症薬による動脈管の治療を目指すことを目的として研究を行った。本年度は昨年度に引き続き、抗炎症薬である糖質コルチコイドの一種のベタメタゾンの動脈管への作用を検討した。ベタメタゾンがラット動脈管平滑筋細胞中のパキシリン・リン酸化パキシリンという細胞遊走蛋白の発現を亢進し、さらには形態学的にラメリポディア形成を促進することで細胞遊走を促進していることを突き止めた。そしてこれらの結果と昨年度までの成果を合わせてCirculation Journal誌に投稿し、採択された。これまでの先行研究から、炎症を抑制することが、動脈管開存症の治療となる可能性が示唆されているため、本年度は、炎症の動脈管平滑筋細胞への作用の検討を予定通り行った。ベタメタゾンによる動脈管平滑筋細胞遊走促進メカニズムをさらに深めて検討し、その成果を論文として発行するに至った。本年度は動脈管の閉鎖に有効な糖質コルチコイド投与方法の検討として、ラットを用いたin vivoの実験で糖質コルチコイドの種類や投与量、投与間隔などによる変化を評価する予定である。また、引き続き新生児の血液検体の集積状況に応じて、サイトカインの濃度を測定する予定である。動脈管開存症においては絨毛膜羊膜炎などの子宮内の炎症が胎児に波及し,血中のサイトカイン濃度が著しく上昇した状態である、胎児炎症反応症候群の早産児にその頻度が高いことや、感染の合併例にプロスタグランジン合成阻害剤反応不良例や動脈管の再開存率が高い事が知られている。本年度は、臨床検体の収集と抗炎症薬であるステロイドであるベタメタゾンの動脈管への作用を検討した。臨床検体の集積は順調に進めることができた。この間、ベタメタゾンがラット動脈管平滑筋細胞の遊走に関与するかを検討したところ、濃度依存的にベタメタゾンにより細胞遊走が亢進することが明らかとなった。細胞遊走は、動脈管における内膜肥厚形成に重要であることから、閉鎖に向けたリモデリングを促進する可能性を示すことができた。また、ラット動脈管平滑筋細胞においてベタメタゾンにより発現が変化する遺伝子を、マイクロアレイにより検討し、細胞遊走に関する分子機序をになっていると考えられる候補遺伝子を得ることができた。予定通り、新生児の血液検体を集積することができた。サイトカインの変動幅は大きいため、可能な限りのサンプル数を得てからサイトカインを計測することが重要であるため、本年度は検体集積を主に行った。これまでの先行研究から、炎症を抑制することが、動脈管開存症の治療となる可能性が示唆されているため、本年度は次年度の研究内容である、炎症の動脈管平滑筋細胞への作用の検討を前倒しで行った。炎症抑制による作用を遺伝子の網羅的解析で検討したほか、遊走能への作用も検証することができ、当初の研究計画を予定通り遂行することができた。本年度は主に、抗炎症薬であるステロイドであるベタメタゾンの動脈管への作用を検討した。

ベタメタゾンがラット動脈管平滑筋細胞で遺伝子Art3の発現を動脈管特異的に増加させることを明らかにした。さらに、濃度依存的にベタメタゾンにより細胞遊走が亢進すること、この遊走にArt3が関与していることを明らかにした。また、in vivoにてべタメサゾン投与がラット動脈管の内膜肥厚形成を促進させることを明らかにした。これまでの先行研究から、炎症を抑制することが、動脈管開存症の治療となる可能性が示唆されているため、本年度は、炎症の動脈管平滑筋細胞への作用の検討を予定通り行った。特に、ベタメサゾンによる細胞遊走のメカニズムとしてArt3を同定し、その機能解析を行うことができ、当初の研究計画を予定通り遂行することができた。未熟児医療の中で動脈管開存症は生命予後を左右する因子の一つであり,その治療は重要な位置をしめる。内科的治療としてはプロスタグランジン合成阻害剤が唯一の薬剤であるが、その重篤な副作用のためにしばしば治療の中断を余儀なくされる。また、プロスタグランジン合成阻害剤への反応が不良な例への対応に苦慮する事も多い。動脈管開存症においては絨毛膜羊膜炎などの子宮内の炎症が胎児に波及し血中のサイトカイン濃度が著しく上昇した状態である、胎児炎症反応症候群の早産児にその頻度が高いことや、感染の合併例にプロスタグランジン合成阻害剤反応不良例や動脈管の再開存率が高い事が知られている。そこで本研究は、炎症と動脈管の閉鎖との関係に着目し、各種サイトカインと動脈管開存症との関連を明らかにすることでプロスタグランジン合成阻害剤以外の抗炎症薬による動脈管の治療を目指すことを目的として研究を行った。本年度は昨年度に引き続き、抗炎症薬である糖質コルチコイドの一種のベタメタゾンの動脈管への作用を検討した。ベタメタゾンがラット動脈管平滑筋細胞中のパキシリン・リン酸化パキシリンという細胞遊走蛋白の発現を亢進し、さらには形態学的にラメリポディア形成を促進することで細胞遊走を促進していることを突き止めた。そしてこれらの結果と昨年度までの成果を合わせてCirculation Journal誌に投稿し、採択された。ベタメタゾンによる動脈管平滑筋細胞遊走促進メカニズムをさらに深めて検討し、その成果を論文として発行するに至った。本年度は次年度の研究内容である、炎症の動脈管平滑筋細胞への作用の検討を前倒しで行ったため、さらに炎症を抑制することが動脈管の閉鎖につながるかをラットを用いたin vivoの実験で明らかにする予定である。具体的には、内膜肥厚形成の程度を、弾性線維染色をした切片を定量的に解析し、有効なステロイドの種類や投与量を検討する。また、細胞遊走に関与する細胞内シグナル伝達系の解明を進める。また、新生児の血液検体の集積状況に応じて、サイトカインの濃度を測定する予定である本年度は炎症を抑制することが動脈管の閉鎖につながるかをラットを用いたin vivoの実験で有効なステロイドの種類や投与量などを含めた詳細を明らかにする予定である。また、新生児の血液検体の集積状況に応じて、サイトカインの濃度を測定する予定である。
同一種内異種ゲノムが引き起こすインセスト回避と生殖隔離の分子機構

植物の受粉機構に関連する「ゲノム・遺伝子相関」を明らかにするために3つのプロジェクトを行った。第一に、形質転換実験によりインセスト回避をレストアできるかを検討し、シロイヌナズナの自家和合性の分子進化を考察した。第二に、アブラナ科植物の同一種内で受粉時の生殖障壁を生み出している新規生殖隔離遺伝子の花粉側・雌しべ側因子セットを同定し、機能解析により証明した。第三に、イネやアブラナの生殖器官特異的な包括的RNA解析により、受粉時の相関遺伝子の解析基盤を整備した。その過程で、イネ葯のmiRNAの網羅的解析から、耐冷性の高いイネ品種におけるmiRNAの遺伝子発現制御の役割を見いだした。本研究組織では、アブラナ科植物の自家不和合性を人為的に制御し、インセスト回避に関わる分子機構を明らかにする。また、自家不和合性に関連した雌雄間の相互作用が同一種内で生殖隔離を生みだしている現象について、これを制御する遺伝子の機能と進化を調べることにより、「遺伝子機能の多様化」との関連を明らかにする。さらに、イネを用いて雄性生殖器官特異的低分子RNAを網羅的に解析することにより、「エピジェネティックな制御」による雌雄間での「ゲノム・遺伝子相関」に関わる分子の相互作用の理解を目指す。平成23年度は、以下の3つのプロジェクトについて、基盤となる実験を開始した。「シロイヌナズナを用いたインセスト回避機構解明」については、ハプロタイプBにおいて、突然変異により機能喪失している内在SRKの特徴について調査し、コード領域内の突然変異を明らかにした。今後は、変異を修復した正常型SRKをハプロタイプBシロイヌナズナに遺伝子導入することで自家不和合性が復元するかを調査する。「同一種内異種ゲノムが引き起こす新規生殖隔離遺伝子の実態解明」に関しては、Brassica rapaの同一種内新規生殖隔離に関わると考えられる柱頭側認識因子(SUI)、花粉側認識因子(PUI)について、相補性試験のための形質転換体を作出した。来年度以降、表現型の調査を行う。発現解析の結果、SUIは柱頭特異的、PUIは菊特異的な発現を示すことが分かり、また、PUIはゲノム中に重複していること明らかになった。「雌雄ゲノム・遺伝子相関因子の網羅的解析」については、イネ葯の発達ステージを4ステージに区分し、1530塩基長のRNAを単離し、次世代シーケンサーに供試した。その結果、繭において全部で約4千万個のRNA塩基配列情報を獲得した。平成25年度は、以下の3つのプロジェクトについて、おおむね順調な実験成果を得た。「シロイヌナズナを用いたインセスト回避機構解明」については、SRK遺伝子に変異が見られるハプロタイプBについて、変異を修復した正常型SRKを導入した形質転換体での自家不和合性表現型を調査したところ、本機構の回復は見られなかった。この結果は、内在性のSCR遺伝子の発現量に起因することを明らかにした。「同一種内異種ゲノムが引き起こす新規生殖隔離遺伝子の実態解明」に関しては、Brassica rapaの同一種内新規生殖隔離に関わると考えられる柱頭側認識因子(SUI1)について、それを導入した形質転換体を継続的に作出し、表現型が一側性不和合性を示すものを得ることできた。また、SUI1の進化解析のために様々な系統から遺伝子を単離して配列を決定し、雌雄因子のセットとして比較解析できる基盤が整った。「雌雄ゲノム・遺伝子相関因子の網羅的解析」については、イネ葯のsmall RNAの網羅的解析について、低温ストレス応答のトランスクリプトーム比較の結果から、活性酸素種の異常活性化により酸化還元バランスの崩壊とタペートの異常肥大が起き、それが花粉不稔を導いている可能性が示唆され、引き続き詳細な解析を行っている。平成24年度は、以下の3つのプロジェクトについて、基盤となる実験成果を得た。「シロイヌナズナを用いたインセスト回避機構解明」については、SRK遺伝子に変異が見られるハプロタイプBについて、自家不和合性が復元するかを調査するために、変異を修復した正常型SRKのコンストラクトを作成した。さらに、それをシロイヌナズナに遺伝子導入して形質転換体を得た。

「同一種内異種ゲノムが引き起こす新規生殖隔離遺伝子の実態解明」に関しては、Brassica rapaの同一種内新規生殖隔離に関わると考えられる花粉側認識因子(PUI1)について、形質転換体の表現型調査とバイオアッセイの結果、一側性不和合性としての機能を有していることが証明できた。また、PUI1の進化解析のために様々な系統から遺伝子を単離して配列を決定した。「雌雄ゲノム・遺伝子相関因子の網羅的解析」については、イネ葯のsmall RNAの網羅的解析について、低温ストレス応答に関連して、耐冷性弱の「ササニシキ」と耐冷性強の「ひとめぼれ」のトランスクリプトーム比較を、次世代シークエンサー解析により行い、miRNAの発現量について明確な違いを見いだした。本研究組織では、アブラナ科植物の自家不和合性を人為的に制御し、インセスト回避に関わる分子機構を明らかにする。また、自家不和合性に関連した雌雄間の相互作用が同一種内で生殖隔離を生みだしている現象について、これを制御する遺伝子の機能と進化を調べることにより、「遺伝子機能の多様化」との関連を明らかにする。さらに、イネを用いて雄性生殖器官特異的低分子RNAを網羅的に解析することにより、「エピジェネティックな制御」による雌雄間での「ゲノム・遺伝子相関」に関わる分子の相互作用の理解を目指す。平成26年度は、以下の3つのプロジェクトについて、おおむね順調な実験成果を得た。「シロイヌナズナを用いたインセスト回避機構解明」については、ヨーロッパ在来系統について、花粉側SCRA遺伝子に起きている3つの変異のどれが和合性の原因として重要であるかについて、形質転換シロイヌナズナを用いて明らかにした。「同一種内異種ゲノムが引き起こす新規生殖隔離遺伝子の実態解明」に関しては、Brassica rapaのSUI1遺伝子とPUI1遺伝子が種内一側性不和合性を引き起こすことの証明を完了し、レセプター・リガンドシステムが同一種内新規生殖隔離に関わる可能性を示唆した。また、近縁種の塩基配列情報から「Arabidopsis属と分岐した後にBrassica属においてSUI1/PUI1遺伝子座が出現したこと」などが明らかになった。「雌雄ゲノム・遺伝子相関因子の網羅的解析」については、イネ葯のsmall RNAの網羅的解析について、低温処理時の発現量に差がみられたmiRNAの予測標的遺伝子を対象に、5'RACE法による切断確認を行ったところ、6個の予測標的遺伝子のmRNAについて予測標的部位での切断が確認できた。平成27年度は、以下の3つのプロジェクトについて、最終年度として順調な実験成果を得た。「シロイヌナズナを用いたインセスト回避機構解明」については、SCRA遺伝子に生じている3つの変異について同属近縁種との塩基配列比較と形質転換シロイヌナズナを用いた機能解析・総合考察を行い、論文発表へ向けて内容の質改善などを行った。
鼻アレルギーにおけるブラディキニンの機能

気道過敏性亢進が喘息の発症メカニズムの重要な位置を占めることは事実だが、鼻粘膜においても同様な鼻粘膜過敏性亢進が存在するか不明な点も多い。そこで本研究では、鼻アレルギーの病態において、ケミカルメディーターのうち最強の内因性知覚神経刺激物質であるブラディキニン(BK)が鼻粘膜過敏性の亢進に関与しているか検討した。また、アンギオテンシン変換酵素(ACE)阻害剤による空咳の副作用のように、炎症性ペプチドの分解酵素の増減によって気道の過敏性や反応性が変化する可能性がある。鼻粘膜上皮細胞中には中性エンドペプチダーゼ(NEP)が局在し、外部からの刺激や抗原の進入の防御機能として働いている。鼻アレルギーの病態における、これらの蛋白分解酵素の役割について検討した。結果(1)スギ花粉症患者5人にBK(100μg)の鼻誘発実験を行った。BK誘発により鼻汁中のアルブミンが増加し、血管透過性の亢進を認めた。すなわち季節前に比べ花粉飛散期にはBKに対する反応性の亢進を認めた。メサコリンに対する、腺分泌の亢進により鼻汁のリゾチームの増加を認めた。スギ花粉症患者は季節中にこのような非特異的過敏性の亢進があり、症状の発現に関与していると考えられる。(2)スギ花粉症患者は、花粉飛散期にNEPmRNAの発現が減少した。BKや神経ペプチドなどの炎症性ペプチドはこれらの蛋白分解酵素によって分解され制御されている。NEPの減少により分解が低下すると、アレルギー性炎症が増悪する可能性がある。下気道では、気道過敏性亢進が喘息の発症メカニズムの重要な位置を占めることは事実であるが、鼻粘膜においても同様な鼻粘膜過敏性があるか不明な点も多い。そこで本研究では、鼻アレルギーの病態において、ケミカルメディーターのうち最強の内因性知覚神経刺激物質であるブラディキニン(BK)が、鼻粘膜過敏性の亢進に影響を与えるかを検討した。また、アンギオテンシン変換酵素(ACE)阻害剤を内服している高血圧患者の一部では空咳の副作用が報告されているが、これはACE阻害剤が気道過敏性を亢進させている一事象である。そこでACE阻害剤を投与しBKの分解が妨げられた状態では、鼻粘膜の炎症反応が変化するかどうか検討した。実験は、正常者7人、通年性アレルギー性鼻炎患者7人、計14人を対象に行った。BK100μgを鼻誘発し、鼻汁および洗浄液中のアルブミン、リゾチーム、総蛋白の変化から血管透過性、腺分泌(漿液腺)の変化を検討した。同様の方法で、ACE阻害剤を前投与した場合の実験も行った。アレルギー性鼻炎患者は、BK誘発により鼻粘膜血管透過性および腺分泌が亢進し、鼻腔洗浄液中にアルブミンとリゾチームが増加した。ACE阻害剤の前投与によってこの傾向はさらに顕著になった。これらのことからアレルギー性鼻炎患者は、BK誘発に対する反応性が高く、抗原に暴露され産生されるBKが血管透過性を亢進させ鼻閉や鼻汁分泌などの鼻症状を修飾していると考えられた。さらに何らかの病態によってACEが減少すれば、さらに血管透過性が亢進してアレルギー反応が遷延化し、鼻症状が増悪する可能性が考えられた。BKは、神経ペプチドの分泌を亢進させ神経原性炎症を惹起すると考えられているが、鼻アレルギーでも喘息と同様に、神経原性炎症が発症機序の一つである可能性の考えられる。
電波および近赤外線によるおおかみ座の超高分解能観測による連星形成過程の解明

太陽程度の重さの連星形成を理解するため、南米チリにあるアルマ望遠鏡を使いおおかみ座星形成領域に存在する原始星候補天体の高空間分解能電波観測を実施、連続波データの解析を進めた。37天体中1天体が原始連星候補天体であり、他領域と比べても極めて原始連星の割合が低いという結果になった。連星が少ないのは星形成初期の分子雲コアの角運動量分布による可能性が考えられ、今後手持ちのデータで検証したい。また原始星候補天体の1つに付随する星周円盤からの連続波を検出した。この星周円盤には軸対象ではなく、渦状腕のような構造が付随していることがわかった。原始星候補天体の段階では連星を除き渦状腕はほとんど見出されておらず、興味深い天体ということがわかった。この天体は単独星と考えられるので、星周円盤が重く重力不安定性を起こして渦状腕が生成された可能性が高いが、下記に述べる中心星の質量および観測から求めた星周円盤質量はこのシナリオとは整合していないため、星周円盤が通常とは違う性質を持つ可能性が示唆される。また、この天体から検出したCOは複雑な力学構造を持ち、原始星候補天体を中心に回転しているようなガス円盤および中心星から離れた場所に位置し、重力的束縛をしていない成分を見出した。一方、同時に検出したHCO+は濃いガスのみをトレースするため、中心星に付随した成分のみ検出できた。この成分は星の周りを回転しており、ケプラー回転と仮定すると中心星の質量が下限値として太陽の1/10程度と軽いことを突き止めた。研究代表者は2019年1月に米国天文学会でこれらの研究成果のポスター発表を行った。さらに、研究代表者が共著者として参加したおおかみ座の若いフレア星のEx Lupアルマ観測の結果および研究代表者と研究分担者ともに共著者として参加したおうし座の原始星のアルマ観測の成果がそれぞれ査読論文として出版された。太陽程度の重さの連星形成を理解するため、南米チリにあるアルマ望遠鏡を使いおおかみ座星形成領域に存在する原始星候補天体の高空間分解能電波観測を実施した。観測データのうち、主として連続波の解析を進め、連星の割合、連星の間隔、連星のフラックス比を調べた。解析の結果、37天体中2天体が原始連星候補天体であり、おおかみ座領域はこれまでの観測と比べ連星の割合が低いことが分かった。ただ、なぜ連星割合が低いのかはまだ不明である。また、両天体ともに連星の間隔は数10au程度(1 auは地球と太陽の距離)であり、典型的な間隔であった。ただし、フラックス比については2つの天体で大きく異なっている。J160708-391408は主星と伴星に付随する連続波フラックス強度はそれほど違いなかったが、Merin28では1桁以上違っていた。この違いは連星への物質降着に起因するが、星近傍のガスの運動が不明なため、まだわかっていない。報告者は2017年にチリで開催された星形成の研究会で招待講演を行い、上記の研究成果を発表した。またJ160708-391408とMerin28については連星系のガス観測からその運動を探るため、高感度ガス観測をアルマ望遠鏡に提案すべく協力研究者との議論をすすめた。さらに、分担研究者はアメリカにある巨大電波干渉計(JVLA)観測による0.1秒角高解像度観測でへびつかい座の原始星VLA1623が周期300年の原始星連星系であることを発見した。これは激しくガスを取り込んでいる非常に若い星であり、さらなる研究の格好のターゲットである。我々はこうした類似研究を含め、我々のおおかみ座のデータと他観測データの類似点、相違点の比較から、おおかみ座星生成領域の特殊性の解明やより一般的な連星形成・進化の物理を明らかにしていく。H28年度は観測天体の連続波データ解析に基づき、2天体を原始連星候補天体として同定し、連星の割合、連星の間隔、連星の電波強度比を画像上で調べた。おおかみ座星形成領域はこれまで観測された他領域と比べ連星の割合が低いことが分かった。そして連星の間隔は両天体ともに数10 au程度であり、典型的な連星の間隔であった。ただし、連続波強度についてJ160708-391408は主星と伴星の比が0.44であったが、Merin28では0.1以下であることもつきとめた。当初予定していたビジビリティーを用いた解析は取得したデータの信号雑音比が低く、実施を試みたが、マップ解析に比べて優位性がなく断念せざるをえなかった。また連続波データに加えてCOデータ、HCO+データなどの解析から原始連星候補天体を取り巻くガスの運動に迫る予定であったが、残念ながらHCO+は未検出であり、ガス運動を導くことはできていない。さらに、より進化の進んだ連星を調べるVLTデータの取得についても協力研究者が休職し、まだ比較は進んでいない。成果発表については、ここまでまとめた結果をチリでの国際研究会の招待講演で報告者自身が発表した。研究会直後に、この課題の研究協力者がおおかみ座星形成チームの会議を開催し、ここまでの進捗状況、今後の方向性などを議論した。この点については順調にすすんでいると考えている。やや遅れている理由としては研究代表者がH28年度に同じ組織内とはいえ、異動したため、引き継ぎや新規業務に時間を取られたためである。

また、研究分担者も組織を異動したため、共同で行うシミュレーションの部分を十分進めることができなかった。太陽程度の重さの連星形成を理解するため、南米チリにあるアルマ望遠鏡を使いおおかみ座星形成領域に存在する原始星候補天体の高空間分解能電波観測を実施、連続波データの解析を進めた。37天体中2天体が原始連星候補天体であったが、そのうち1天体はハッブル宇宙望遠鏡の観測の結果単一星を真横から見ていることがわかり、原始連星候補天体は1天体となった。今年度はこれらの天体に付随する分子ガスに着目した。そして37天体中6天体で分子ガスを検出し、そのうち既知の2天体を除いた4天体で詳細解析を行い、1天体で分子ガスの力学構造から回転するガス円盤を見出し、中心星の質量が太陽の1/10程度と軽いことを突き止めた。研究代表者は2017年秋の日本天文学会で研究成果として2つの原始星連星候補天体の連続波解析の結果を発表し、2018年春の日本天文学会にて4つの原始星候補天体周囲のガスの分布、運動を報告した。特にある原始星候補天体では連続波の電波画像より渦状腕のような円盤構造があることが示唆された。その天体の分子ガスデータは周囲のガスが中心星に付随する円盤に降着していることと整合するため、重力不安定性によって渦状腕が生成された可能性が高い。現在、その仮説を検証するための追観測提案の準備をしている。さらに、本研究の一環として協力研究者のHales博士を筆頭著者とし、研究代表者は共著者としてEx Lupという2008年に突然明るく輝いた若い星のアルマ観測の結果を査読論文へ投稿した。この星の周りにあるガスはおおむねケプラー回転しているが、非ケプラー回転の成分も見つかり、突然の増光との関係を議論した。また、類似研究としておおかみ座のデータと比較できるおうし座やさそり座の原始星のアルマ観測の成果を研究代表者と分担研究者ともに共著者として査読論文へ投稿し、受理された。現在までに、我々のALMAを用いての原始星連星サーベイにより、おおかみ座分子雲において原始星連星の割合が著しく低いことがわかってきた。我々の37天体を用いたサーベイ探査では原始星連星と同定された天体は1天体しかなかった。これは他の星形成分子雲と比べて著しく低い。一方で、サンプリングの詳細な吟味が遅れており、現状では正確な連星率の上限値を示すことができていない。今年度投稿予定であった連星系に関する論文は連星の統計に関するものだったが、他望遠鏡のデータにより当初連星候補天体だったものが単一星となり、論文の内容を見直すこととなった。その結果、論文の方針を転換し、出版にまでいたらなかった。特に研究代表者は博士後期3年の学生指導により注力したため本研究がおくれた。その学生はH29年度に査読つき論文を4本出版し、無事学位を取得した。なお、論文の方針転換を受けて、2つを進めた。1つは本研究の一環として協力研究者を筆頭としたEX Lupの出版をすすめ、研究代表者も共著者として議論に貢献した。精密な3次元モデルに基づき、突発的に明るくなった天体に付随する円盤の大きさなどを決め、その運動などをつきとめた。2つ目としては11月に多くの協力研究者のいるチリへ行き、新しい論文の方針を決めた。原始連星に固執するのではなく、個別天体の分子ガスデータから星周ガスの運動を調べるとことを優先することとした。ただし、サンプリングの詳細な吟味を継続する。
新しい細胞接着因子(gicerin)の構造と機能

ニワトリ毛様体神経節細胞から神経突起伸展を引き起こす因子としてすでに、神経突起伸展因子(の)を見出し、これがラミニンファミリーに属する細胞外マトリックス分子であることを報告している。一方、NOFの受容体として、新しい細胞接着因子のgicerinを、見出した。Gicerinは、イムノグロブリン(Ig)ファミリーに属する細胞接着分子であるが、同種間のみならず、異種間の接着活性を持つ特異な分子である。さらに細胞内ドメインの長さが異なる2種類のgicerin(L-およびS-)が存在することを示した。gicerinギセリンは、神経系において細胞移動やシナプス形成時にのみ発現し、シナプス形成や細胞移動が終了すると、その発現が減少あるいは消失する。Gicerinは、その他、気管支および腎尿細管においてその管腔形成にも関係していることも明らかにした。ニワトリでは、ラットの脳や嗅球、C6グリオーマ細胞にもgicerinが発現してる。ラット舌下神経の切断1週間後、舌下神経核の反応性アストログリアにgicerinが強く発現することを見出した。このことより神経再生において、反応性アストログリアのネットワーク形成および切断神経端からの突起伸展にgicerinが関与している可能性を示した。1、ギセリンのサブタイプギセリンには、細胞内ドメインの異なる2種類のサブタイプ(L-およびS-ギセリン)が存在することを見出し、その構造を明らかにした。2、活性ドメインの決定細胞外ドメインの5つイムノグロブリン構造を削除した欠損遺伝子を作成し、L細胞に発現させ、細胞接着活性およびNOFとの結合活性を調べた。どのグループも細胞接着活性を持っているが、第5ループが一番活性が強いことが分かった。NOFとの結合は、ループの数が増えると活性も強くなることを見出した。3、腎形成におけるギセリリン胎生期腎臓では、ギセリンは尿管芽および造後腎中胚葉細胞が凝集し上皮細胞に分化する時に著明に発現していた。生後にはギセリンの発現は著減した。一方、NOFは恒常的に基底膜および糸球体のマトリックスに発現していた。ギセリンは、ウイルムス腫瘍では著明に増加していた。また、ウイルス性間質性腎炎の回復期でも集合管で再発現がみられた。ギセリンは、腎の発生、癌化、再生において重要な働きをしていることが推察された。神経突起伸展因子(NOF)の受容体として、gicerinをクローニングしている。Gicerinは、免疫グロブリンスーパーファミリーに属する新しい細胞接着分子であり、細胞外に5ヶのメンエキグロブリン様のループ構造を持つ。今回は、gicerinのアイソフォームを単離し、その構造と性質を調べた。両gicerinとも細胞外から膜貫通部分にかけては、おなじであった。しかし、細胞質ドメインの構造が異なっていた。L-gicerinは、121ヶDNAの挿入があり、63アミノ酸長く、しかもフレームシフトを起こしていた。砂嚢平滑筋のgicerinは、SDS-PAGE上で、82と90kDaのダブレットバンドを示すが、これをN-glycosidaseFで消化すると、それぞれ64と69kDaのバンドとなつた。このサイズは、1-およびs-gicerincDNAから予想されるサイズに一致した。このことより両gicerinは異なったmRNAからできることが示唆された。さらに両gicerinの組織発現分布を調べたところ、s-gicerinは網膜に、1-gicerinは視蓋と小脳に、小脳では、両方が発現していた。さらに両gicerinをL-細胞にトランスフェクトさせ、gicerin発現細胞同士の細胞凝集反応、およびNOFによる毛様体神経細胞からの突起伸展能を調べることにより両gicerinの細胞接着活性を比較した。s-gicerinの方が、同種、異種性細胞接着活性共、1-gicerinよりも強いことが明らかとなった。ニワトリ毛様体神経節細胞から神経突起伸展を引き起こす因子としてすでに、神経突起伸展因子(NOF)を見出し、これがラミニンファミリーに属する細胞外マトリックス分子であることを報告している。一方、NOFの受容体として、新しい細胞接着因子のgicerinを見出した。Giocerinは、イムノグロブリン(Ig)ファミリーに属する細胞接着分子であるが、同種間のみならず、異種間の接着活性を持つ特異な分子である。

さらに細胞内ドメインの長さが異なる2種類のgicerin(L-およびS-)が存在することを示した。gicerinギセリンは、神経系において細胞移動やシナプス形成時にのみ発現し、シナプス形成や細胞移動が終了すると、その発現が減少あるいは消失する。Gicerinは、その他、気管支および腎尿細管においてその管腔形成にも関係していることも明らかにした。ニワトリでは、ラットの脳や嗅球、C6グリオーマ細胞にもgicerinが発現してる。ラット舌下神経の切断1週間後、舌下神経核の反応性アストログリアにgicerinが強く発現することを見出した。このことより神経再生において、反応性アストログリアのネットワーク形成および切断神経端からの突起伸展にgicerinが関係している可能性を示した。
災害からの経済的復興に関する社会情報学的研究

本研究は、災害からの経済的復興の状況をリアルタイムに把握し、その情報に基づき、その後の経済復興の動態的な推計を行うための手法の提示を目指す。具体的には、人々のコミュニケーションをセンサーとして復興状況をリアルタイムで把握するとともに、複数のシナリオによる将来の復興状況を予測することが可能かどうかに焦点をあてる。(1)災害時のソーシャル・メディア上の人々のコミュニケーションをセンサーとして捉える研究と(2)災害からの経済復興のマクロ経済的観点からの推計に関する研究の2つの研究をそれぞれ発展させ、かつ、融合することを目指す。
SPring-8におけるin vivo構造解析によるα-シヌクレインの伝播の研究

レビー小体,グリア細胞内嗜銀性封入体(GCI)はそれぞれパーキンソン病(PD),多系統萎縮症(MSA)患者の脳内に見られる特徴的な蛋白凝集体であり,α-シヌクレインを主成分とする.最近,α-シヌクレインの伝播仮説,ストレインによる伝播能や毒性の違いが注目されているが,これらの研究ではin vitro実験で作成したアミロイド線維が用いられており,患者の体内で同様の現象が起こっているという証拠はない.このような状況下で,近年,脳内や細胞内に実際に存在する蛋白凝集体の構造解析の重要性が増してきており,我々は,これまで困難とされたレビー小体やGCIに対するin vivo構造解析を兵庫県の播磨科学公園都市にある大型放射光施設SPring-8で行ってきた.顕微赤外分光法はBL43IR,マイクロビームを用いたX線回折実験はBL40XUで行われ,これらを用いた脳内異常蛋白質凝集体に対する構造解析手法は我々によってほぼ確立された.平成29年度前半には,パーキンソン病および多系統萎縮症患者の既存試料に対する測定を終え,後半からはブレインバンクから入手した試料についての測定も開始し,平成30年度前半に測定を終了した.その結果,レビー小体がクロスβ構造をもったアミロイド線維を含んでいることをX線回折実験により世界で初めて見出し,その成果を現在論文投稿中である.また,顕微赤外分光法を用いた解析で,レビー小体とGCIにおける蛋白質レベルでの構造の違いを明らかにし,こちらも論文投稿準備がほぼ完了している.いずれの論文もパーキンソン病の病態解明の重要な手がかりとなり得るものであり,近日中に公表されるものと見込まれる.また,並行して行われた赤血球内でのα-シヌクレインの機能解析や患者脳脊髄液を用いたパーキンソン病診断の研究においても成果が得られた.α-シヌクレインはパーキンソン病やレビー小体型認知症におけるレビー小体や多系統萎縮症のグリア細胞内嗜銀性封入体(GCI)の主成分であり,人工的に作成されたα-シヌクレインのフィブリルが脳内を伝播するということが報告され,近年大変注目されている.この人工的に作成されたフィブリルはβシート構造が周期的に積み重なったクロスβ構造を有しているが,患者脳内にみられる実際のα-シヌクレイン凝集体がクロスβ構造を有しているかどうかは不明である.我々は,大型放射光施設SPring-8において,放射光顕微赤外分光とマイクロビームX線回折の手法を用いて,パーキンソン病や多系統萎縮症の患者の脳内に存在するα-シヌクレイン凝集体の微細構造解析を試みた.また,ヒトの赤血球内から精製したα-シヌクレインのネイティブ状態の構造を小角散乱法を用いて明らかにした.放射光顕微赤外分光の実験結果からはレビー小体に比べるとGCIはより多くのβシート構造を有していると考えられた.一方,マイクロビームX線回折では,アルツハイマー病モデルマウスの老人斑においてはクロスβ構造由来の回折像が得られるものの,ヒトの脳内の老人斑,レビー小体,GCIでは明瞭なクロスβ構造由来の回折像は得られなかった.また,α-シヌクレインは生体内でも主に特定の構造を持たない単量体として存在することがわかった.まだ中間報告の段階ではあるが,実際のヒトの脳内に存在するα-シヌクレイン凝集体は,βシート構造の割合が高いものの,人工的に作成されたα-シヌクレインのフィブリルほどクロスβ構造を有していない可能性があり,近年盛んに取り組まれているin vitroにおけるα-シヌクレインの伝播実験が,本当にヒトの生体内で起こっている現象を反映しているかどうかについては,慎重に議論する必要がある.SPring-8のビームタイムは限られており,内容次第では不採択となることもあるが,平成28年度は前期・後期ともに予定通りのビームタイムを確保でき,概ね予定通りの実験を行うことができたから.レビー小体,グリア細胞内嗜銀性封入体(GCI)はそれぞれパーキンソン病(PD),多系統萎縮症(MSA)患者の脳内に見られる特徴的な蛋白凝集体であり,α-シヌクレインを主成分とする.最近,α-シヌクレインの伝播仮説,ストレインによる伝播能や毒性の違いが注目されているが,これらの研究では根本的にはin vitro実験で作成したアミロイド線維を用いており,伝播の確認は免疫染色法で行われているに過ぎない.このような状況下で,ごく最近,プリオン仮説で著名なPrusinerがPDとMSAの伝播能の違いを報告し,in vivoすなわち脳内や細胞内に実際に存在する蛋白凝集体の構造解析の重要性がさらに増してきており,我々は,これまで困難とされたレビー小体やGCIに対するin vivo構造解析を行っている.測定は兵庫県の播磨科学公園都市にある大型放射光施設SPring-8で行われ,顕微赤外分光法はBL43IR,マイクロビームを用いたX線回折実験はBL40XUで行われており,これらを用いた脳内異常蛋白質凝集体に対する構造解析手法は我々によってほぼ確立された.平成29年度前半には,パーキンソン病および多系統萎縮症患者の既存試料に対する測定を終え,後半からはブレインバンクから入手した試料についての測定も開始している.

パーキンソン病,多系統萎縮症の各4例に対して測定を行っており,レビー小体とGCIの微細構造の違いを見出されつつある.これらの違いが明らかとなれば,パーキンソン病および多系統萎縮症の発症機序の解明や治療法の開発に重要な手がかりが得られるものと期待され,1年以内には結果を公表できる見込みである.SPring-8のビームタイムは限られているが,2017年度は希望通りにビームタイムを確保でき,またブレインバンクからも新規の試料を入手できたことで,ほぼ予定通りの症例数に達したから.レビー小体,グリア細胞内嗜銀性封入体(GCI)はそれぞれパーキンソン病(PD),多系統萎縮症(MSA)患者の脳内に見られる特徴的な蛋白凝集体であり,α-シヌクレインを主成分とする.最近,α-シヌクレインの伝播仮説,ストレインによる伝播能や毒性の違いが注目されているが,これらの研究ではin vitro実験で作成したアミロイド線維が用いられており,患者の体内で同様の現象が起こっているという証拠はない.このような状況下で,近年,脳内や細胞内に実際に存在する蛋白凝集体の構造解析の重要性が増してきており,我々は,これまで困難とされたレビー小体やGCIに対するin vivo構造解析を兵庫県の播磨科学公園都市にある大型放射光施設SPring-8で行ってきた.顕微赤外分光法はBL43IR,マイクロビームを用いたX線回折実験はBL40XUで行われ,これらを用いた脳内異常蛋白質凝集体に対する構造解析手法は我々によってほぼ確立された.平成29年度前半には,パーキンソン病および多系統萎縮症患者の既存試料に対する測定を終え,後半からはブレインバンクから入手した試料についての測定も開始し,平成30年度前半に測定を終了した.その結果,レビー小体がクロスβ構造をもったアミロイド線維を含んでいることをX線回折実験により世界で初めて見出し,その成果を現在論文投稿中である.また,顕微赤外分光法を用いた解析で,レビー小体とGCIにおける蛋白質レベルでの構造の違いを明らかにし,こちらも論文投稿準備がほぼ完了している.いずれの論文もパーキンソン病の病態解明の重要な手がかりとなり得るものであり,近日中に公表されるものと見込まれる.また,並行して行われた赤血球内でのα-シヌクレインの機能解析や患者脳脊髄液を用いたパーキンソン病診断の研究においても成果が得られた.現在は平成28年度に取得したデータの解析中である.この結果を中心に論文として報告する予定であるが,再現性の確認をしたり,もう少し症例数を増やしたりすることを考えており,平成29年度の後期に追加実験を行う予定である.一方,実験室レベルでは,細胞を用いたα-シヌクレインの伝播モデルが確立しており,平成29年度はこれらの細胞を生きたまま観察することで,凝集や伝播のメカニズムの解明にも挑戦したい.2018年度前半で本研究のSPring-8での測定を終了する予定である.同時期から論文執筆を開始し,なるべく早い時期に投稿する.もし必要であれば,2018年度後半に追加実験を行い,年度内の論文掲載を目指す.高価な測定基盤が再利用可能かを検討したことで予定よりも測定基盤の消費が少なかったことに加え,研究成果を発表した学会がいずれも近隣で開催されたことや今年度は実験助手がいなかったことで旅費が想定よりも少なかったため.当初の計画では,最終年度は論文作成費のみを計上していたが,最終年度にも実験を行う必要が生じたため,最終年度にも実験が行えるように経費の調整を行ったから.測定基盤の再利用は不適切であることが判明したため,毎回新品を購入する.また,SPring-8における実験に参加する研究員や学生の旅費として使用する.
青色半導体レーザと強誘電体光導波路の一体型新規光学素子のための複合材料創製

青色半導体レーザと酸化物強誘電体光導波路の集積化により、表面弾性波を用いた一体型青色レーザスキャナなどの新規光学素子を開発することを目的に、青色半導体レーザ材料である窒化ガリウム(GaN)上に酸化物強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)薄膜を形成することを試みた。その結果、(100)面のガリウム砒素(GaAs)を基板として、有機金属化学気相成長法で形成したGaN薄膜上に、レーザアブレーション法によりPZT薄膜を形成することに初めて成功した。この際、PZTとGaN間に酸化マグネシウム(MgO)バッファ層を導入することの効果についても検討した。MgOバッファ層はGaN上にcube on cubeの関係でエピタキシャル成長した。MgOバッファ層の導入により、GaN層への酸素の拡散や、PZTとGaN間の金属元素の相互拡散が抑制できることを見出した。さらに、MgOバッファ層を用いない場合にはPZT薄膜はランダム配向であったが、MgOバッファ層の導入により[100]優先配向PZT薄膜が得られた。次に、GaNの結晶性と耐酸化性の相関を、六法晶混在比の大きい試料、X線回折の半値幅の大きい試料ならびに高品質試料の3種類のGaN薄膜の比較により検討した。その結果、結晶性の劣るGaN薄膜の方が耐酸化性に優れることを見出した。また、酸素雰囲気曝露により、GaN薄膜の結晶性が劣化し、表面粗さは減少することも明らかになった。本研究は、一体型レーザスキャナなどのまったく新しい概念の固体素子を実現するために、青色発光材料として近年大きな注目を集めているIII-V族窒化物半導体と光導波路材料である酸化物強誘電体の集積化などの要素技術の開発を目的とするものである。窒化物半導体として立方晶窒化ガリウム、酸化物強誘電体としてチタン酸ジルコン酸鉛を選択し、前者は有機金属化学気相成長法で、後者はレーザアブレーション法で作製した。その結果、以下のことが明らかになった。1立方晶窒化ガリウム上に直接チタン酸ジルコン酸鉛を堆積すると、ぺロブスカイト相とパイロクロア相の混相となり、結晶方位もランダムである。この原因はチタン酸ジルコン酸鉛/窒化ガリウム界面の元素の相互拡散に起因する。

2立方晶窒化ガリウム上に酸化マグネシウムバッファ層を介してチタン酸ジルコン酸鉛を堆積すると、ぺロブスカイト単相が得られ、[100]優先配向膜が得られた。この原因は、酸化マグネシウムバッファ層が窒化ガリウム上にエピタキシャル成長し、さらにチタン酸ジルコン酸鉛/窒化ガリウム界面の元素の相互拡散を抑止することに起因する。3立方晶窒化ガリウムの結晶性と耐酸化性には必ずしも正の相関はない。また、酸素雰囲気曝露により、窒化ガリウムの結晶性は劣化し、表面粗さは減少する。