hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳細動脈平滑筋の興奮性に対する内皮細胞による制御-液性又は電気的細胞間情報伝達-

本研究課題では,構造を維持したラット大脳軟膜の細動脈標本を作製して,内皮細胞からの液性因子または電気的細胞間情報伝達を介した平滑筋細胞の制御を調べることを試みた.1.隣接する内皮細胞と平滑筋の両方に同時にdouble perforated patch-clamp法を適用した.電位固定下に内皮細胞へ過分極パルスを与えるとその電極を通る内向き電流が得られたが,同時に平滑筋細胞を測定する電極には外向きの電流(ギャップ電流)が惹起された.ギャップ電流はα-glycyrrhetinic acid(α-GA)で抑制された.この結果から,内皮細胞と隣接する平滑筋細胞に電気的な連絡があることが明らかになった.2.液性因子の役割を調べるために,α-GAでギャップ電流を抑制した条件下で,平滑筋細胞で見られるエンドセリン-1(ET-1)誘発の周期性Ca^<2+>活性化Cl^-電流(I_<Cl(Ca)>)におけるbradykininの作用を調べた.その結果、(I_<Cl(Ca)>)のbradykininによる抑制作用は細胞間隙に放出される一酸化窒素を介することが示された.3.隣接する2つの平滑筋細胞間にギャップ結合の存在が証明された.細胞間に流れる電流は時間依存的に減衰した.この現象は電位依存性であり正負の細胞間電位差に関して対称性を有した.一方,内皮細胞と平滑筋細胞間のギャップ電流減衰は非対称的な電位依存性を有した.マクロ電流をもとにして,電極による直列抵抗を考慮し,さらに隣接する細胞との間にギャップ抵抗が並列結合していると仮定することにより,細胞間のギャップ・コンダクタンスを推定できた.さらに,適量のギャップ結合阻害薬を潅流する条件下で,単一コンダクタンスを計算することができた.以上の成果によって、微小循環の組織構築を最小限維持した形で細胞間の多様なコミュニケーションを解析することが可能になった.本研究課題では,構造を維持したラット大脳軟膜の細動脈標本を作製して,内皮細胞からの液性因子または電気的細胞間情報伝達を介した平滑筋細胞の制御を調べることを試みた.1.隣接する内皮細胞と平滑筋の両方に同時にdouble perforated patch-clamp法を適用した.電位固定下に内皮細胞へ過分極パルスを与えるとその電極を通る内向き電流が得られたが,同時に平滑筋細胞を測定する電極には外向きの電流(ギャップ電流)が惹起された.ギャップ電流はα-glycyrrhetinic acid(α-GA)で抑制された.この結果から,内皮細胞と隣接する平滑筋細胞に電気的な連絡があることが明らかになった.2.液性因子の役割を調べるために,α-GAでギャップ電流を抑制した条件下で,平滑筋細胞で見られるエンドセリン-1(ET-1)誘発の周期性Ca^<2+>活性化Cl^-電流(I_<Cl(Ca)>)におけるbradykininの作用を調べた.その結果、(I_<Cl(Ca)>)のbradykininによる抑制作用は細胞間隙に放出される一酸化窒素を介することが示された.3.隣接する2つの平滑筋細胞間にギャップ結合の存在が証明された.細胞間に流れる電流は時間依存的に減衰した.この現象は電位依存性であり正負の細胞間電位差に関して対称性を有した.一方,内皮細胞と平滑筋細胞間のギャップ電流減衰は非対称的な電位依存性を有した.マクロ電流をもとにして,電極による直列抵抗を考慮し,さらに隣接する細胞との間にギャップ抵抗が並列結合していると仮定することにより,細胞間のギャップ・コンダクタンスを推定できた.さらに,適量のギャップ結合阻害薬を潅流する条件下で,単一コンダクタンスを計算することができた.以上の成果によって、微小循環の組織構築を最小限維持した形で細胞間の多様なコミュニケーションを解析することが可能になった.本研究課題では、構造を維持したラットの脳軟膜の細動脈標本を作製して、内皮細胞からの液性因子または電気的細胞間情報伝達を介した平滑筋細胞の制御を調べることを試みた.まず,隣接する内皮細胞と平滑筋の両方に同時にdouble perforated patch-clamp法を適用した.電位固定下に内皮細胞へ過分極パルスを与えるとその電極を通る内向き電流が得られたが、同時に平滑筋細胞を測定する電極には外向きの電流(ギャップ電流)が惹起された.その逆に、平滑筋細胞へ過分極パルスを与えるとその電極を通る内向き電流が得られたが、同時に内皮細胞を測定する電極には外向きのギャップ電流が流れた.ギャップ電流はα-glycyrrhetinic acid (α-GA)で抑制された.この結果から、内皮細胞と隣接する平滑筋細胞に電気的な連絡があることが明らかになった.また、液性因子の役割を調べるために、平滑筋細胞で見られるエンドセリン-1 (ET-1)誘発の周期性Ca^<2+>活性化Cl^-電流(I_<Cl(Ca)>)におけるbradykininの作用を調べた.その結果、I_<Cl(Ca)>はbradykininで強く抑制された.この抑制作用はα-GAやcyclooxygenase阻害薬のindomethacinでは影響を受けず、NO合成酵素阻害薬のL-nitroarginineや細胞外でNOをトラップするoxyhemoglobinでも強く阻害された.以上からこの抑制作用は細胞間隙に放出される一酸化窒素(NO)によることが示された.

本研究によって、微小循環の組織構築を最小限維持した形で内皮細胞と平滑筋細胞の多様なコミュニケーションを調べることができると思われる.本研究課題では,脳細動脈における電気的や液性因子を介した同種・異種の細胞間相互作用を調べるために,微小循環の組織構築を最小限維持したラット大脳軟膜の細動脈標本を作製した.(1)液性因子の役割は、endothelin-1誘発の周期性Ca^<2+>活性化Cl^-電流(I_<Cl(Ca)>)に対するbradykininの作用によって検討した.その結果、I_<Cl(Ca)>はbradykininで強く抑制され,この抑制作用は細胞間隙に放出される一酸化窒素(NO)によることが示された.(2)隣接する2つの平滑筋細胞にdouble perforated patch-clamp法を適用することによって電気的連絡(ギャップ結合)の存在が証明された.細胞間に流れる電流は時間依存的に減衰した.この現象は電位依存性であり正負の細胞間電位差に関して対称性を有した.一方,隣接する内皮細胞と平滑筋細胞に適用することによって、異種の細胞にも電気的な連絡があることを示すことができた.内皮-平滑筋間の電気的連絡の存在は,bradykininによる平滑筋細胞の過分極がギャップ結合の阻害剤で抑制される結果によっても支持された.内皮-平滑筋間の連絡の電流減衰は電位依存性であったが,正負の電位差に関して非対称性であった.このことは異種の細胞間では異なるコネキシンが対合している可能性を示唆するものであった.2本の電極を流れるマクロ電流をもとにして,電極による直列抵抗を考慮し,さらに隣接する細胞との間にギャップ抵抗が並列に結合していると仮定することによって,細胞間のギャップ・コンダクタンスを推定できた.さらに,適量のギャップ結合阻害薬を潅流する条件下で,単一コンダクタンスを計算することができた.本研究によって、微小循環の組織構築を最小限維持した形で細胞間の多様なコミュニケーションを調べることができると考えられた.
カストロ革命政権下におけるキューバ文学史の「失われた系譜」の再構築

2008年度は予定通り、三次資料の読み込みを基に研究計画を発展させ、その成果の一部を発表することを主眼に置いた。東京大学大学院総合文化研究科地域文化研究専攻の学術雑誌『年報地域文化研究』第12号に掲載を許可された論文はその具体例である。ビルヒリオ・ピニェーラの小説『圧力とダイヤモンド』を「デイストピア性」というキータームを軸に論じた本稿は、文学テクストを具体的歴史状況に照らして分析するという研究意図を実現しつつ、先行研究において欠如していた新鮮な論点が見える点を高く評価されまたレイナルド・アレナスの小説『襲撃』における同様の特徴を論じた私の過去の論文と相神的な形で両者の文学的類縁性を明らかにした点でも、本研究の予想以上の進展を示すきわめて重要な成果であった。「デイストピア性」という概念は研究計画における出発点の一つであった「自己転覆性」という概念と結びつくものであるが、同様にレサマニリマとの比較、あるいは「分裂症的横断」という他の論点についても様々な形で有益な論の発展を見ることができた。2009年3月に実施したスペインの研究旅行では、ピニエーラ研究の第一人者であるMercedes Serna氏と面会しそれまで入手が困難であった希少な資料の提供および有益な助言を得た。同様に現代キューバ研究において最重要な雑誌Encuentro de la Cultura Cubanaの編集長Luis Manuel Garcia氏、ならびにキューバ文学関連書に強い出版社Verbumの主催者であるPio Serrano氏といった重要な人物と面会を許され。多数の資料提供を受けたことも、特別研究員制度が与える経済的支援及び学術的信用の帰結した研究活動の成果として特筆されるべきものである。その他の活動としては、数多くの読書会や研究会に出席してキューバ文学の精読と研究発表を精力的に行った。上記の論文もこのうちの一つでの口頭発表に基づいて執筆されるなど、これらの活動も研究成果に直結する有意義なものであった。2007年度の研究は実施計画通り、一次資料である現代キューバ文学のテクスト群を読み進めることを中心に行った。計画において言及されていたレイナルド・アレナス、ビルヒリオ・ピニェーラ、ホセ・レサマニリマらのテクストを多読することで、これらに対し包括的な視座での理解を得られたことに加え、他の同時代および後続の作家たちについても多くの作品に接したことは、予定以上の進展であり、今後の研究実践の発展にとっても、決定的に重要な経験となった。主に一次テクストを読けこむ研究段階でありつつ、本研究の第二年次において予定されていた先行研究および文化理論の研究書をも多く読むことができたという事実もまた、本研究の予想以上の進展を示すものだと考えられる。中でも、研究計画において理論的支柱として重要視されていたフレドリック・ジェイムソン『政治的無意識』や、ドゥルーズノガタリ『アンチ・オイディプス』等を精読して得られた知識は、大きな成果となった。また、2008年2月に実施したUniversity of MiamiのCuban Heritage Collectionでの資料収集により、国内ではアクセスの難しい著作や論考を数多く入手することができ、またキューバ革命後の文化状況を論じた歴史学・社会学的著作も多数入手できた。これらの資料により、文学テクストを具体的歴史状況に突き合わせて論じるという二年次での研究段階への準備を適切に整えることができた。これまでの研究成果は数本の論文にまとめられているが、2007年度では日本ウテンアメリカ学会の学会誌に一本の掲載を許可されている。一方、アウトリーチ活動としては、神田外語大学での市民講座を担当した。次年度以降も、これまで以上に積極的かつ旺盛な研究活動を継続し、その成果を発表していく予定である。(757字)2008年度は予定通り、三次資料の読み込みを基に研究計画を発展させ、その成果の一部を発表することを主眼に置いた。

その他の活動としては、数多くの読書会や研究会に出席してキューバ文学の精読と研究発表を精力的に行った。上記の論文もこのうちの一つでの口頭発表に基づいて執筆されるなど、これらの活動も研究成果に直結する有意義なものであった。
まくらぎ間隔のバラツキの意図的導入による新たな軌道振動低減法の理論的検討

まくらぎ間隔のバラツキを意図的に導入することによる新たな軌道振動低減法について理論的検討を行った.また,振動低減に有効な最適まくらぎ配置を求めた.その結果,当該まくらぎ配置が,検討した配置の中ではピン-ピン共振に対して最も大きな振動・騒音低減効果を有することがわかった.また,実際の軌道に存在するまくらぎ間隔のバラツキは,ピン-ピン共振の低減に多少は寄与し得るものの,上述の最適配置程の効果を持たないことがわかった.昨年(H24)度,まくらぎ間隔のバラツキの測定データを1線区のみ入手した.しかし,車上からの画像データを処理したものであったため,精度や分岐部など特異箇所のデータ混入が懸念された.そのため本年度は,ロングレール直線区間約1kmを対象に2つの線区での手作業による計測を依頼し,データを得ることができた.その結果,当該のバラツキが概ね正規分布に従うことや,隣接するまくらぎ間隔が相関性を有することなど統計的特性が明らかとなった.次に,当研究室で過去に構築した走行車輪・軌道連成モデルにおいて,まくらぎ間隔にバラツキやH24年度に求めた最適な配置パターンを設定し,応答解析を実施した.なお,バラツキは上述の実軌道において得られた測定データに基づき設定した.解析結果からレールたわみや輪重などを求めた結果,最適なまくらぎ配置を設定した軌道において,主要な共振モードが的確に低減できることがわかり,前年度に実施した定点調和加振解析と符合する結果を得た.一方,実軌道におけるバラツキを設定した軌道モデルでは,当該共振振幅がある程度低減されるものの,最適配置の場合程の効果は無く,共振抑制に対する最適配置の有効が確認された.なお,まくらぎ間隔のバラツキの存在がレールの曲げ応力等の増大をもたらすことが懸念される.そこで,等間隔配置の場合を基準とし,実軌道のバラツキを設定した場合,および最適配置とした場合を対象に,走行車輪・軌道連成解析を実施した.その結果,不均一なまくらぎ間隔を与えることで,間隔が広い区間においてレール曲げ応力とまくらぎ反力とが幾分増大するものの,そのレベルは5%程度と比較的小さいことがわかった.また,最適配置におけるまくらぎ間隔を平均間隔の±5cm程度に制限すれば,実軌道におけるバラツキ下での応力と同レベルに収まり,したがって軌道管理上問題とはならないことがわかった.まくらぎ間隔のバラツキを意図的に導入することによる新たな軌道振動低減法について理論的検討を行った.また,振動低減に有効な最適まくらぎ配置を求めた.その結果,当該まくらぎ配置が,検討した配置の中ではピン-ピン共振に対して最も大きな振動・騒音低減効果を有することがわかった.また,実際の軌道に存在するまくらぎ間隔のバラツキは,ピン-ピン共振の低減に多少は寄与し得るものの,上述の最適配置程の効果を持たないことがわかった.まず,鉄道事業者に依頼して,まくらぎ間隔のバラツキに関する測定データを1線区のみ入手することができた.その結果,外国における既往の研究報告と同様に,国内の鉄道においても,当該のバラツキは概ね正規分布に従うことがわかった.次に,軌道の定点加振による定常共振応答を対象に,まくらぎ間隔のバラツキが共振振幅に及ぼす影響について調べた.まずは,軌道の数値モデルを対象に,各まくらぎ位置のずれと共振振幅の変動量との関係を調べた.その結果,まくらぎ配置の僅かなずれに対して共振振幅はむしろ増幅されることや,さらに大きなずれの下では振幅が急減少することがわかった.続いて,各まくらぎ位置のずれに関する共振振幅の感度を二次の微係数まで求め,これに基づいた摂動展開式を導出した.さらに,当該のバラツキが正規分布等に従う様に設定した多数の軌道モデルを生成して応答解析を実施し,共振振幅の期待値・分散と,まくらぎ配置の分散との関係を求めた.その結果,共振振幅の期待値・分散は,まくらぎ配置の分散の増加と共に一旦増大するものの,その後減少することが確認された.入手したまくらぎ間隔のバラツキデータをこの結果に当てはめると共振振幅は低減されることとなり,バラツキの意図的導入の有効性を確認した.なお,摂動法による評価とこの数値実験結果との比較より,摂動近似の適用範囲は極めて小さな分散に限定され,通常のバラツキに対応するような分散のレベルでは適用が困難であり,統計量評価は直接解析により求めるのが妥当であるとの結論に至った.また,平成26年度に実施予定していた,軌道内の波動透過率に基づくまくらぎ配置の最適化解析を試行的に実施した.その結果,まくらぎ間隔の許容範囲内で最大と最小の間隔を有する軌道区間を交互に設定するパターンが得られた.定点加振解析の結果,1000Hz付近の共振振幅を効果的に低減可能なことがわかった.最終年度である平成26年度は,まくらぎ位置のずれに関する確率分布を設計変数として設定し,振動低減に有効なまくらぎ配置を模索した.具体的には,ある確率分布に従うまくらぎ間隔を有する軌道を多数生成し,その下で動的応答解析を実施して,振動低減に有効な分布について検討を行った.

解析では,まくらぎ位置のバラツキが正規分布に従うものの他に,平均まくらぎ位置の前後に連続に一様分布する場合,およびある値から最大±2.5cmまでの範囲に一様に分布する場合の3ケースを対象とした.その結果,最後のケースに対して最も大きな応答振幅低減効果が認められた.ただし,以前に求めた最適なまくらぎ配置の場合程の効果は得られなかった.また,走行車輪・軌道連成解析を通して,まくらぎ間隔が既存の軌道におけるバラツキを有する場合と,本研究で得た最適配置を有する場合を対象に,レール振動により発生する騒音の低減効果についても検証した.その結果,まくらぎにより離散支持されたレールと車輪との共振に対応する100Hz以下の比較的低い周波数域では,まくらぎ間隔にバラツキを設定することで,騒音レベルが多少増減する傾向が認められた.一方,まくらぎ間隔の最適化の際に対象とした1000Hz近傍のレール共振については,当該の最適間隔の場合において,車輪走行速度によらず,騒音低減効果が認められた.研究期間内に行ってきた様々な検討結果より,本研究で求めた最適なまくらぎ配置が,まくらぎ位置を節とするピン-ピン共振に対して最も大きな振動・騒音低減効果を有することがわかった.また,実際の軌道に存在するまくらぎ間隔のバラツキは,ピン-ピン共振の低減に多少は寄与し得るものの,上述の最適配置程の効果を持たないことがわかった.土木工学初年度である平成24年度に計画していた,鉄道軌道におけるまくらぎ間隔のバラツキに関する統計データの把握は,H25年度に追加実施することができた.当初計画では,H25年度において走行車輪・軌道連成モデルを用いた解析を通し,まくらぎ間隔のバラツキが動的応答特性に及ぼす影響を確認し,定点加振応答解析(H24に実施)との整合性を確認する予定であった.これについては,「研究実績概要」で述べたとおり,計画どおり実施することができた.加えて,H26年度に検討予定であったまくらぎ配置の最適化についてはH24年度に一部終了しており,それにより得られた最適配置の場合についても上述と同様の解析を行い,振動低減に対する有効性を検証することができた.また,まくらぎ間隔のバラツキがレール曲げ応力やまくらぎ反力に及ぼす影響もH25年度の検討課題としていた.この点についても前述のとおり計画どおり実施することができた.以上より,H25年度においてはH24年度に残した課題も含め当初計画どおり実施することができ,さらにH26年度の計画の一部も完了している.よって当初計画以上に進展していると判断した.初年度である平成24年度は,まず,我国の鉄道軌道におけるまくらぎ間隔のバラツキに関する統計データの把握を目的の一つとしていた.そのため,鉄道事業者に対して当該データの測定について交渉してきたものの,直接データを取得するまでには至らなかった.ただし,1線区において車上より撮影した画像データを加工して求めたまくらぎ間隔のバラツキデータを入手することができた.また,他の線区に対して,平成25年度以降鉄道事業者の協力を得て測定いただける予定である.まくらぎ配置のバラツキが共振振幅の変動に及ぼす影響については,二次の摂動近似の係数を理論的に導出することを当初計画していた.しかし,二次の感度までを理論的に求めることは,むしろ計算量が増大するため,数値的に求めるより現実的な方法に変更した.その結果,二次近似の構成は完了し,それに基づく統計量評価も当初の予定どおり試みることができた.また,当該近似の適用範囲を確認するために,ある確率密度関数に従うまくらぎ配置の軌道を多ケース生成し,軌道振動解析を実施した.それにより得られた統計量を摂動近似と比較し,当該近似評価手法の適用範囲を把握することができた.
抗VEGF抗体関節内投与による関節治療の可能性

本研究は、家兎をもちいた変形性関節症(OA)モデルに対して、抗VEGF抗体bevacizumabの投与による関節修復効果の検討をした。Bevacizumabの静脈内投与による正常関節への負の影響は認めなかった。OAモデルへの静脈内投与により軟骨変性や骨棘や滑膜炎の抑制効果が認められた。関節内局所投与では、非投与群と比し優位に軟骨変性抑制効果と疼痛軽減効果を示した。また、関節内局所投与は静脈内全身投与の半分の量で同等以上の効果を得ることができた。変形性関節症への再生医療の試みは多数報告されるが、多くは小さな軟骨外傷への細胞や組織移植法による修復方法である。その限られた適応範囲においても組織採取の問題、安全性の問題、一定のクオリィティーをもった移植片の供給など、実に高いハードルが存在する。我々はscaffoldを用いることなく3次元組織工学的軟骨を構築することに成功し、骨軟骨欠損モデルを用いた研究で欠損内部に骨髄から動員される自己修復細胞を満たし、表層部のみにscaffold free組織工学的軟骨を移植し良好な長期間の修復効果を報告した。組織工学的軟骨は、骨髄由来の修復細胞の軟骨分化のためのイニシエーターとして働いており、単なる軟骨再生というよりは、むしろ自己修復能力を最大限に向上させる効果により軟骨は修復・再生されていると考えている。その詳細な修復機序の検討したところ、骨髄由来の修復細胞が関節軟骨の特性であるanti-angiogenesis propertyを獲得したことで良好な修復再生効果を発揮することを確認した。この結果をふまえ、骨軟骨欠損部位周辺のVEGFの発現を一時的に阻害することで良好な修復効果が得られるのではないかと仮説を立てた。我々は日本白色家兎を用いた骨軟骨損傷と変形性関節症モデルに対して抗VEGF抗体の静脈内投与により滑膜、軟骨下骨そして関節軟骨への多方面にわたる作用により関節全体で良好な修復効果を獲得したことを確認した。一方で、抗VEGF抗体の静脈内全身投与による致死的合併症である肺塞栓症、消化管出血、創傷治癒遅延、蛋白尿、高血圧などの副作用が報告されている。そこで全身投与から局所投与にすることで、副作用の軽減や投与量の減量が見込まれると考えた。本研究は抗VEGF抗体の関節内への局所投与により、良好な修復効果を検討することであり、新規の変形性関節症に対する治療法を目指すものである。Bevacizumabは血管新生阻害剤として転移性癌に適応市販されている。同じく変形性関節症(OA)も血管新生により病期が進行する。我々はその進行予防を期待して家兎骨軟骨損傷モデルとOAモデルに対して経静脈的投与で良好な軟骨修復を報告した。一方で静脈内全身投与による致死的副作用の報告が散見される。そこで局所投与にすることで副作用の軽減と投与量の減量が見込まれると考えた。本研究は目的家兎OAモデルのbevacizumab関節内投与による組織学的評価と下肢体重負荷による疼痛評価をすることである。家兎の片膝前十字靭帯切離(ACLT)したOAモデルを使用し、切離放置(OA)群とbevacizumab静脈内投与(OAB IV)群と関節内投与(OAB IA)群で比較した(各n=6)。OAB IV群はACLT4 6週後に100mgを、OAB IA群はACLT4 5 6 7週後に25mg投与した。患肢重量配分比をACLT後4 6 12週で評価した。ACLT後12週で組織学的評価をした。患肢重量配分比はACLT後6週まで有意差はなく、12週でOAB IA群は47.9% OAB IV群は40.3% OA群は38.9%でOAB IA群はOA群と比較して有意(p=0.015)に改善した。組織学的評価は大腿骨内顆関節面を大腿脛骨関節面(FT)と大腿膝蓋関節面(FP)とその境界部(Corner)に区分しサフラニンO染色によるOARSI modified Mankinscoreで評価した。FT部のIA群とIV群はOA群と比し低値を示した(OA:6.5IV:3.3IA:3.2)。Corner部のIA群はOA群と比し有意(P=0.009)に低値を示しIV群と有意差ないものの低値を示した(OA:19.6IV:18.0IA:5.5)。FP部も同様にIA群はOA群と比し有意(P=0.002)に低値を示しIV群とは有意差ないものの低値を示した(OA:13.5 IV:7.6 IA:2.5)。免疫組織学的染色では、サフラニンO染色領域でCOL IIの発現を認めCOL Iの発現は認めなかった。本研究でbevacizumabの関節内投与はOA群と比して有意に軟骨変性抑制効果と疼痛軽減効果を示した。

また、静脈内投与と比しても半量で同等以上の効果を得た。関節軟骨修復当初の予定通り、動物使用実験は大方終了している。今後は、組織学的評価や機能評価を纏め、補足分の実験(特に免疫染色)を施行し論文作成・学会発表を予定する動物実験を重点的に施行したため、評価解析(消耗品や設備品の購入)が遅れたため主に現在までに施行した動物実験の評価解析に重点を置き、データの収集と不足分の動物実験を施行する予定である。
内耳における水代謝作動ペプチドの遺伝子発現

内耳水代謝作動ペプチドに関するわれわれの研究は、抗利尿ホルモンバソブレッシンから始まり、現在では脳下垂体後葉ホルモンであるオキシトシン、神経調節因子としてのVIP(vasoactive intesinal polypeptide)、Na利尿ホルモンファミリーであるANP、BNP、CNPが内耳水代謝にいかに関与しているかを調べるまで発展してきた。具体的には、メニエール病の原因とされている内リンパ水腫発症に関与する可能性のあるこれら神経ペプチドないしは受容体の内耳での存在を明らかにしたことである。また、ストレスによって引き起こされると推定される長期間にわたる血漿中バソブレッシンの上昇は、バソブレッシンのレセプター数の減少で調整されていると考えられたが、急激なバソブレッシンの上昇は主としてCNPで調節されている可能性の高いことも分子生物学的手法を用いて明らかにした。これらの実験的事実は、先程述べたメニエール病の原因と考えられている内リンパ水腫が、この内耳水代謝恒常機能の異常によりもたらされる事を示唆している。今後は、これまでの研究で明らかとなった研究結果を更に発展させ、ストレスとの関係や内分泌ホルモンとの関係まで具体的に研究するつもりである。また、今回の一連の研究ではメニエール病の治療に直接結びつく所までは至らなかったが、これらの実験結果を基に、生活指導を中心としたメニエール病に対する新たな治療方法の開発も予定している。メニエール病の本態である内リンパ水腫の原因については、内リンパ液吸収障害説や内リンパ増加説等があるが未だ結論はでていない。諸説ある中で、共通していることは、内耳における水代謝の異常が関与していることである。そこでわれわれはまず内耳水代謝機構を明らかにするべく、その作動ペプチドについて研究した。方法として、RT-PCR(reverse transcription-polymerase chain reaction)法を用いた。具体的には、ウィスター系ラット内耳よりTotal RNAを抽出した。その後、逆転写酵素を用い、相補的DNAを合成した。脳下垂体後葉ホルモンであるバソプレッシンとオキシトシン並びに、それらのレセプターの内耳での、遺伝子発現の有無を、PCR法を用いて検討した。目的としたバンドが得られた事を確認した後Subsequenceを行い、遺伝子配列を確認した。次に、免疫組織化学法を用いた。ウィスター系ラットの側頭骨を潅流後、摘出し、固定、脱灰、ゼラチン包理後20μmに連続切片を作製した。一次抗体として抗バソプレッシン及び抗オキシトシン抗体を使用、二次抗体として、ビオナン化抗兎抗体を使用した。ABC法にて、反応させた後DABにて呈色させた。その結果RT-PCR法にてバソプッシンとオキシトシンそのもののmRNA遺伝子の発現は、認められなかったが、これらのレセプターのmRNA遺伝子の発現を認めた。抗バソプレッシン並びに抗オキシトシン抗体を用いた。免疫組織化学法では、染色されなかった。これらの実験的事実は、バソプレッシンとオキシトシンが、systemic hormoneとして内耳水代謝に関与している事を示唆している。内耳水代謝作動ペプチドに関するわれわれの研究は、抗利尿ホルモンバソプレッシンから始まり、現在では脳下垂体後葉ホルモンであるオキシトシン、神経調節因子としてのVIP(vasoactive intesinal polypeptide)、Na利尿ホルモンファミリーであるANP、BNP、CNPが内耳水代謝にいかに関与しているかを調べるまで発展してきた。昨年11月に行われた日本耳科学会総会では内耳の液性制御と題するシンポジウムに選ばれ、われわれの研究成果を広く、供覧する機会を得た。具体的には、メニエール病の原因とされている内リンパ水腫を起こすと推察されている内耳の水代謝異常に関わるペプチドを明らかにしたことである。即ち、ストレスによって引き起こされると推定される長期間にわたる血漿中バソプレッシンの上昇は、バソプレッシンのレセプター数の減少で調整されていると考えられたが、急激なバソプレッシンの上昇は主としてCNPで調節されている可能性の高いことを分子生物学的手法を用いて明らかにした。これらの実験的

事実は、先程述べたメニエール病の原因と考えられている内リンパ水腫が、この恒常機能の異常によりもたらされる事を示唆している。来年度の研究では、これらの点をより具体的にあきらかにし、さらには将来の臨床応用につながる様研究を展開するつもりである。内耳水代謝作動ペプチドに関するわれわれの研究は、抗利尿ホルモンパバソブレッシンから始まり、現在では脳下垂体後葉ホルモンであるオキシトシン、神経調節因子としてのVIP(vasoactive intesinal polypeptide)、Na利尿ホルモンファミリーであるANP、BNP、CNPが内耳水代謝にいかに関与しているかを調べるまで発展してきた。具体的には、メニエール病の原因とされている内リンパ水腫発症に関与する可能性のあるこれら神経ペプチドないしは受容体の内耳での存在を明らかにしたことである。また、ストレスによって引き起こされると推定される長期間にわたる血漿中バソブレッシンの上昇は、バソブレッシンのレセプター数の減少で調整されていると考えられたが、急激なバソブレッシンの上昇は主としてCNPで調節されている可能性の高いことも分子生物学的手法を用いて明らかにした。これらの実験的事実は、先程述べたメニエール病の原因と考えられている内リンパ水腫が、この内耳水代謝恒常機能の異常によりもたらされる事を示唆している。今後は、これまでの研究で明らかとなった研究結果を更に発展させ、ストレスとの関係や内分泌ホルモンとの関係まで具体的に研究するつもりである。また、今回の一連の研究ではメニエール病の治療に直接結びつく所までは至らなかったが、これらの実験結果を基に、生活指導を中心としたメニエール病に対する新たな治療方法の開発も予定している。
イオン液体の液体膜による空気中の水蒸気・二酸化炭素・ＶＯＣ蒸気分離法の開発

新規素材であるイオン液体を用いてガス・蒸気分離用の液体膜を作成し,平膜形式の分離膜モジュールにより液体膜の分離性能を実験的に示した。イオン液体は揮発しないので従来にない耐久性のある液体膜を構成でき,液体膜による分離プロセスの実用化に近づける。イオン液体による液体膜モジュールにより,空気中の微量成分(水蒸気,二酸化炭素,VOC蒸気)の膜分離装置を開発た。各種イオン液体のこれら蒸気・ガス透過係数を測定し,基礎的なイオン液体の透過分離特性を明らかにした1.膜モジュールの製造性と耐久性30 cm角平膜モジュールの構造を決定し,20個を製作した。真空側流路の多孔質板にはPP焼結多孔質板を特注し,膜の支持とSweepAirの圧力損失低減を両立させた。この膜モジュールとイオン液体膜の組み合わせにより,500時間以上の膜の長時間耐久性を確立した。2.実用試験(A)炭酸ガス濃縮空気供給装置のフィールドテストについては南極観測基地での試験が終了した。その結果,ジグリコールアミン液体膜の耐久性と膜モジュールのモレに問題点が指摘された。なお,これらの問題点は膜モジュールの改良と液体膜成分および液体膜保持法の改良により解決された。これとは別に某社において温室に付属させてのテストがおこなわれた。この結果,炭酸ガス濃縮性能は所期のものが達成できたが,経済性についての問題点が指摘された。この点は本研究内では解決できないことである。(B)液体膜除湿装置のフィールドテストについては,研究室内にて長期間のテストをおこなうことでこれに代えた。その結果,イオン液体を用いることで,従来のトリエチレングリコール液体膜に匹敵する性能が示された。イオン液体の種類についてはあわせておこなった吸湿性の測定結果から,もっとも吸湿性の大きいemimESUイオン液体を用いることで,最大の除湿効果が得られた。イオン液体膜に塩化リチウムなどの吸湿性塩を混入することも試みた。この方法により除湿性能が若干改善されることが見いだされた。(C)空気中のVOC成分の除去については,チャンバー試験をおこない,有機蒸気の除去性能が確認された。各種イオン液体のこれら蒸気・ガス透過係数を測定し,基礎的なイオン液体の透過分離特性を明らかにした本研究は新規素材であるイオン液体を用いてガス・蒸気分離用の液体膜を作成して,その液体膜モジュールにより,空気中の微量成分(水蒸気,二酸化炭素,VOC蒸気)の膜分離装置を開発する。各種イオン液体のこれら蒸気・ガス透過係数を測定し,基礎的なイオン液体の透過分離特性を明らかにした上で,イオン液体膜の分離性をさらに向上させるための成分混合を検討することを目的としている。本年度は実用になるまでの分離性能向上を目指して,中型膜モジュールを用いイオン液体を中心に分離目的に最適な液体膜成分の開発を目標として以下のように実施した。1.実用試験用膜モジュールの構成法の確立:実用試験向け膜モジュールは厚さ3 mm, 30 cm角(膜面25.5 cm角)の中型として,疎水性多孔質膜にサンドイッチされた厚さ20 mmの含浸液体膜である。イオン液体を含浸する多孔質膜は新規に開発された厚さ2マイクロメートルの超薄膜である。これにイオン液体を含浸して,約10マイクロメートル厚の液体膜を構成できた。イオン液体は不揮発性なので,この液体膜は耐久性に優れている。2.分離試験の実施空気中の炭酸ガスを回収し,1600ppm程度の炭酸ガス濃縮空気を供給する装置を構成し試験した。イオン液体とアミン液体の混合液体膜により目標の装置性能を達成した。この装置で生成する二酸化炭素濃縮空気とは,例えば人口植物栽培装置(温室)などへの二酸化炭素供給に応用することができる。また,空気中の水蒸気を膜を通して回収し,真空ポンプ出口で凝縮液として回収する装置を構成した。イオン液体による液体膜により,5-10 g/hの凝縮水蒸気が回収可能な装置を実現できた。1.膜モジュールの製造性と耐久性最終年度は液体膜の支持法(保持法)に改良を加えた。すなわちこれまでの多孔質膜含浸形式に代わり,「ナノ粒子支持形式」を考案し,この製膜法を検討して方法を確立した。当初は1μm程度のゼオライトを混合して液体膜を塗布していたが,50nmの微粒子であるアルミナナノ粒子を液体に混合することで多孔質含浸法と同等以上の液体膜耐圧性が得られることがわかった。このナノ粒子含浸型保持法の耐圧性をエタノールがらイオン液体まで表面張力の異なる各種液体により測定した。2.実用試験(A)二酸化炭素濃縮空気供給装置についてはこのナノ粒子支持法とイオン液体/エチレンジアミン混合液による膜構成を確立した。この液体膜構成により,液体膜の二酸化炭素分離性能の耐久性(継続時間)を600時間に延長できた。これによる膜モジュール7第を本年度の極地研(南極)での試験装置として提供した。。(B)液体膜除湿装置については,本年度はバイオポリマー利用に着目して,塩化リチウムとの混合によりキトサン,フィブロイン,DNAのゲル膜における除湿膜としての性能を測定した。

特にタンパク質のフィブロインについて高い除湿性能を見いだした。(C)空気中のVOC成分の除去について各種イオン液体についてその分離性能を測定した。膜モジュールの改良,液体膜成分の耐久性の改善など,順調に達成している。また,当初計画のフィールドテストも長期間のテストを実施中であり,計画の達成に期待できる。目標の実用試験用膜モジュールの構成法の確立については実際に厚さ3 mm, 30 cm角(膜面25.5 cm角)の,疎水性多孔質膜にサンドイッチされた厚さ20マイクロメートルの含浸液体膜モジュールを複数製作した。分離試験の実施については空気中の炭酸ガスを回収し,1600ppm程度の炭酸ガス濃縮空気を供給する装置を構成しその性能を実証できた。また,空気中の水蒸気を膜を通して回収し,真空ポンプ出口で凝縮液として回収する装置を構成した。イオン液体による液体膜により,5-10 g/hの凝縮水蒸気が回収可能な装置を実現できた。なお,目標とした空気中のVOC除去装置の構成と試験については本年度は達成できなかった。当初計画どうり,液体膜の性能改良とフィールドテストを実施する。前年度の結果をふまえ,実用中型膜モジュールによる膜分離装置の性能試験と,実用フィールドテストをおこなう。1.膜モジュールの製造性と耐久性前年度で膜モジュールの構造を確立するので,数十単位での膜モジュールを製作する。このための膜材料費,膜モジュール材料費,製作委託費を計上した。液体膜で懸念されるのは耐久性である。これを自動測定装置を備えた装置による連続運転で検証する。2.実用試験は以下を実施計画である。(A):炭酸ガス濃縮空気供給の実用フィールドテストは室内において長期連続試験を実施する。(B)除湿・加湿装置については,膜面積の大きい多段装置を構成し,その性能向上を図る必要がある。学内の恒温・恒湿槽を借用し,多様な気候条件,室内条件下での空気中の水分の分離・移動の性能を測定する。(C)空気中のVOC成分除去については,10 m3程度の室内環境装置を用意して,その中での有機蒸気,臭い成分の除去性能を実証する計画である。該当なし
短パルス紫外レーザー照射による気体・液体中での衝撃波の発生と応用

炭酸ガスレーザーはパルス幅が比較的広しために、衝撃波プラズマの初期過程を見ることはできなかった。今回エキシマーレーザーを用いることでこれが可能となった。レーザー照射後200nsで発光の矢端は立上りを見せ始め、400nsで明らかに衝撃波が生じていることが観測された。この先端は時間と共に移動し、先端の位置と時間の関係はセドフ等によって得られている理論式とよく一致する事がわかった。鉄鋼標準試料および真鍮の標準試料を用いて、エキシマーレーザー誘起衝撃波プラズマによる発光分光分析の検出限界を求めた。Crのスペクトル線速度とその付近のバックグランド強度を比輔したところ、バックグランドに相当する濃度(B.E.C)は約10PPmである事がわかった。この事から潜在的検出限界は0.1PPmと言え、固体の直接分析法として本法は非常に高感度である事が明らかとなった。フッ素についてもこの方法で分析を行った。フッ素は励起エネルギーが高く通常の発光分析法では検出困難な元素であるが、我々の方法により生体中の分析に適用できる事がわかった。エキシマーレーザーを1050mJのエネルギー範囲で水中の金属試料に集光し衝験試料に集光し衝撃液を発生させた。ターゲットの金属の種類によって衝撃波の発生に違いがあり、特にAlが通していることがわかった。また試料の厚みによっても影響され、0.1から0.3mmの薄いものが効果的に水中衝撃波を発生させる事がわかった。この事から金属中を衝撃波が伝播し、試料の裏側で反射し、効果的にターゲットから原子を噴出させ、水中の衝撃波の発生させている事が明らかとなった。水中の発生した衝撃波を観測するために、He-Neレーザーをプローブ光として用い、屈折率のわずかな変化を、サンプリングオシロスコープで計測した。
血管構築における新規内因性抑制因子vasohibinの機能

Vasohibin(VASH)ファミリーのうち、VASH-1は主に血管新生が終息する部位の内皮細胞に発現し、血管新生を止めるのに対VASH-2は間質に浸潤する骨髄由来単核球に発現し、VASH-1とは拮抗的は血管新生を促進する。また、内皮細胞に発現すVASH-1は、血管新生を抑制するばかりか、ROSの生成を抑制すると共にSIRT1の産生をも増加させ、内皮細胞のストレス耐性、抗老化に寄与する。内皮細胞が産生し、自らに作用して血管新生を抑制する新規血管新生抑制因子Vasohibin-1と、アミノ酸構造上56%相同のホモローグであるVasohibin-2の血管新生調節における役割について、遺伝子改変マウスやアデノウイルスベクターによる肝臓での過剰発現の実験を用いて解析した。その結果、Vasohibin-1は主に血管新生が停止する部位の内皮細胞に発現し、血管新生の終息と新生血管の安定化に寄与すること、これに対してVasohibin-2は主に血管新生周辺の間質に浸潤する骨髄由来単核球に発現し、Vasohibin-1の作用と拮抗して血管新生を促進することが明らかとなった。Vasohibin-1、Vasohibin-2ともに古典的なシグナル配列がなく、分泌様式は不明である。Vasohibin-1の結合因子として単離。同定し、SVBP (small vasohibin binding protein)と命名した蛋白の機能解析を進めた。SVBPはVasohibin-2とも結合することが確認された。特に、SVBPとVasohibin-1との関係について検討したところ、SVBPは内皮細胞に恒常的に発現しており、Vasohibi-1が誘導性に内皮細胞に発現するとSVBPと結合して複合体を形成すること、Vasohibin-1は、それ単独では吸着性が非常に高く、また分解を受け易いが、SVBPと結合して複合体を形成する可溶性と安定性が増し、複合体の状態で細胞外に分泌されることが明らかとなった。vasohibin-1を内皮細胞に安定的に発現させると活性酸素や血清飢餓などの細胞ストレスに対して耐性を示したのに対し、siRNAを用いてvasohibin-1の発現をノックダウンすると、内皮細胞はストレス耐性が減弱し、細胞老化を来した。内皮細胞自身の産生するVEGFが内皮細胞の維持に必要であり、そのシグナルを遮断すると内皮細胞は細胞死に至るが、vasohibin-1を安定発現させるとVEGFシグナル遮断による内皮細胞死は回避された。このvasohibin-1によるストレス耐性の機序を明らかにするため、vasohibin-1とストレス耐性、細胞老化との関連について解析を進めた結果、vasohibin-1は内皮細胞のSirt1を活性化することを見出した。vasohibin-2遺伝子改変マウスは、ほぼ正常に出生するのに対し、vasohibin-1遺伝子改変マウスはnullマウスの出生率が約半分に低下しており、その半分は胎生期に死亡すると考えられた。現在、その胎生期死亡の時期と原因についての解析を進めている。出生した遺伝子改変マウスについて、出生後の異常出現の有無や寿命についての検討も進めている。また、アポE遺伝子改変マウスと交配しており、今後、動脈硬化の発症・進展に与える影響を観察する。さらに、gain-of-functionの個体モデルとしてテトラサイクリン誘導性vasohibin-1トランスジェニックマウスを作製した。Vasohibin-1が内皮細胞のストレス耐性と細胞老化を調節する機序について解析を進めた。昨年度の解析で、Vasohibin-1はSIRT1の発現を介して内皮細胞のストレス耐性を増すことが判明している。これに対して、Vasohibin-1の発現低下により内皮細胞の細胞老化を来たす機序については、Vasohibin-1のノックダウンによって初めにSOD2の発現低下が生じること、このためにreactive oxygen species(ROS)が増加してp53がリン酸化(活性化)され、p53の下流のp21が増加することによって内皮細胞の増殖停止(細胞老化)を来たすことを明らかとした。以上より、Vasohibin-1はSOD2の発現を介してROSの生成を制御し、p53によって惹起される細胞老化を抑制すると同時に、SIRT1の発現を介して内皮細胞のストレス耐性を増すと考えられる。Vasohibin-2遺伝子改変マウスは、ほぼ正常に出生するのに対し、Vasohibin-1遺伝子改変マウスはnullマウスの出生率が約半分に低下している原因について検索を進めた。その結果、Vasohibin-1は、睾丸において精子と精細胞に特異的に発現していることが明らかとなった。現在、オスのVasohibin-1遺伝子改変マウスの精子機能について解析中である。SIRT1遺伝子改変マウスでは、精子機能異常によりnullマウスが出生出来ないことが報告されており、精子におけるVasohibin-1とSIRT1との関連性について解析を進ある。
アジアにおける持続可能な開発と貧困の解消に向けた地域開発戦略の再構築

本研究はアジアにおける経済発展のプロセスと現状が異なる、中国、インド、日本、ネパール、韓国・タイの6カ国を対象として、戦後の地域開発政策を詳細にフィールドワーク調査し、それらを比較検証することで、既存地域開発政策の限界を提示するものである。本年度は前年度までの調査の分析を行い、研究のまとめとしている。まず前年度までに文献調査および現地のフイールドワークから、各国の地域開発政策について、それぞれの地域の特質・歴史的経緯が及ぼす影響の範囲、新社会資本の影響と政府の取り組みおよび関係者の考え方などが明らかになっている。これらを概観するとたとえばインドにおいては他の国と比較して住民主導の開発が進んでいる様子が確認できたが、インド・グジャラートの大震災によって復興が急務となり、当該地域の住民の生活を保障しつつ再開発を進めることが困難な課題として認識されてきている。ネパールでも住民主導の地域開発事例が存在するが、政府方針との不一致をどのように解消するかが問題となっている。また、これらの国の比較対象として日本の事例を今年度初期に調査を行い、比較検討している。その結果から今後他の国でも課題となることが予想される地方分権および住民参加の要件を抽出した結果が下記である。・まず地方政府は当面の課題に対応しつつも、将来的な展望のもとに地域開発政策の布石を持っておく必要がある。震災等、直面した課題が大きい場合にこそ、それからの復興が一段落した後に具体的な方針を打ち出せるかがより問われることとなる。その際に新社会資本の提示を早い段階で行っておくことも有効な場合がある。・そのためには住民との連携面で、通常から相互の連携を考慮して活動を把握し合うことが重要である。これらが結果として災害復興時に有効に機能するケースが見られ、また地域開発政策構築の際の重要なソースとなる。本研究はアジアにおける経済発展のプロセスと現状が異なる、中国、インド、日本、ネパール、韓国、タイの6カ国を対象として、戦後の地域開発政策を詳細にフィールドワーク調査し、それらを比較検証することで、既存地域開発政策の限界を提示するものである。また、新たな社会資本である情報技術・交通技術、環境技術の登場を考慮に入れ、各地域が自立、均衡的発展を達成することができる地域開発政策の理論的諸条件と枠組みを明らかにする。今年度は、各国の開発政策、開発の現地調査を行っている。まず昨年度の国内外の文献調査によって得られた基礎的情報を元にフィールド調査のための仮説の形成と調査票の作成を行い、10月から11月にかけてネパール・インド・タイの3カ国においてフィールド調査を行った。調査の内容は主として当該3カ国の政府に対するインタビューおよび具体的なケーススタディ地区についての詳細な情報収集である。これらにより、地域開発政策に対してそれぞれの地域の特質・歴史的経緯が及ぼす影響の範囲、新社会資本の影響と政府の取り組みの姿勢が明らかになった。具体的な例としては、インドにおいて他の国と比較して住民主導の開発が進んでいる様子が確認できたが、インド・グジャラートの大震災によって復興が急務となり、当該地域の住民の生活を保障しつつ再開発を進めることが困難な課題として認識されてきている。これらの国の比較対象として、日本における北海道を対象事例に同様のフィールドワークを行っている。今後他の国でも課題となることが予想される地方分権および住民参加がどの程度進み、どのような問題があるのかという観点から分析中である。またこの比較結果については現在考察中である。
次世代酸化物半導体デバイス低温大面積形成のためのプラズマ反応性高度制御法の創成

本研究では、酸化物半導体薄膜形成プロセスにおける反応過程の解明を通じて、プラズマ反応性の高度制御により、良好な特性を有する半導体薄膜の低温形成と大面積均質プロセスの実現に向けた新しいプラズマプロセス技術を創成することを目的としており、以下の課題を設定して研究を推進してきた。[1]アニールプロセスにおける反応過程の解明、[2]低温アニールプロセスの開発、[3]プラズマ支援スパッタ製膜プロセスにおける反応過程の解明、[4]高密度プラズマ支援スパッタ製膜プロセス高度制御法の開発、[5]膜特性評価に基づいたプロセスの最適化。上記の研究目的を達成するため、これまでに蓄積した知見をもとに、本年度は低温かつ大面積でのデバイス形成に適用可能な高度プロセス制御法の開発に向けて研究を推進した。まず、デバイス特性のみならず安定性に着目して、高密度プラズマ生成制御の高度化により反応性を制御した低温プロセスを開発し、単なる熱処理ではアニール効果を示さない程度の低温においても、プラズマの反応性を利用することにより、従来の特性を凌駕する良好な薄膜トランジスタ特性を示す半導体薄膜を形成可能であると共に、デバイス特性の良好な安定性を示すことをストレス試験を行って明らかにした。また、反応性プラズマプロセスにおける反応性粒子の膜中での挙動について昨年度に引き続いて系統的に調べ、反応性プラズマプロセスが半導体膜中の弱結合酸素の低減に有効であることを再確認すると共に、デバイス特性との相関についても検討を行った。さらに、大面積プロセスへの展開に向けて、熱プロセスと反応性プラズマプロセスの比較を行った結果、反応性プラズマプロセスを用いた場合の方が、デバイス特性のみならず、面内での均一性においても良好であることを示唆する結果が得られた。「研究実績の概要」に記したように、単なる熱処理ではアニール効果を示さない程度の低温においても、プラズマの反応性を利用することにより、従来の特性を凌駕する良好な薄膜トランジスタ特性を示す半導体薄膜を形成可能であると共に、デバイス特性の良好な安定性を示すことができ、さらにプロセスの大面積化に向けた研究も推進でき、順調に進展していると考えている。これまでに蓄積した知見をもとに、酸化物半導体薄膜形成プロセスにおける反応過程の解明と共に、高移動度の半導体薄膜形成に向けた要因の解明を通じて、低温かつ大面積でのデバイス形成への適用可能性を念頭に置いて、高密度プラズマ支援デバイス形成プロセスの総合的な評価を行い、新たなプラズマプロセス技術の創成に向けて研究を推進していく予定である。本研究では、酸化物半導体薄膜形成プロセスにおける反応過程の解明を通じて、プラズマ反応性の高度制御により、デバイス形成の低温化と大面積均質プロセスの実現に向けた新しいプラズマプロセス技術を創成することを目的としており、以下の課題を設定して研究を推進している。本研究計画の初年度に当たる本年度は、基礎過程(反応過程)の解明を通じたアニールプロセスの高度化に注力し、プロセスの低温化に資するプラズマ高度制御技術の創出に向けて研究を推進した。まず、アニールプロセスにおける反応過程の解明に向けて、高密度プラズマにより反応性を格段に向上させた雰囲気下での反応プロセスについて調べ、従来のアニールプロセスで用いられている活性雰囲気に比べて格段に低温の状態で、かつ良好なデバイス特性を実現する可能性があることを示した。また、高密度プラズマ中における酸化活性種について調べ、プラズマ気相中での分子解離のみならず、気相反応を通じて酸化プロセスに有効に作用するラジカルが生成可能であることを示した。さらに、反応過程に関する知見をもとに、プロセスの低温化を目指して、プラズマ気相の反応性制御がアニール特性に及ぼす効果について調べ、気相における活性種の制御がデバイス特性の向上に有効であることを示す結果が得られた。「研究実績の概要」に記したように、プロセスの低温化に向けて、プラズマ気相の反応性制御がアニール特性に及ぼす効果について調べることができ、本年度で計画した研究課題については概ね達成できたと考えている。上記の研究目的を達成するため、これまでに蓄積した知見をもとに、本年度は半導体薄膜形成プロセスの低温化に資するプラズマプロセス技術の創出に向けて研究を推進した。まず、初年度に蓄積した知見をもとに、高密度プラズマによる低温アニールプロセスの高度化に向けて、半導体デバイス特性を指標にしてプラズマ気相における反応活性種の高度制御を通じたプロセス技術を開発し、熱プロセスではアニール効果を示さない程度の低温のプロセスでも、従来の特性を凌駕する良好な薄膜トランジスタ特性を示す半導体薄膜を形成可能であることを明らかにした。さらに、気相での反応性粒子生成・制御に着目して薄膜の特性に及ぼす効果を系統的に調べ、気相からの反応性粒子の照射プロセスが半導体薄膜中の弱結合酸素の低減に有効であることを示唆する結果が得られた。