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レーザーアブレーション法による表面制御されたナノ結晶シリコンの創成と発光過程

本研究はレーザーアブレーション法で作成されたシリコンナノ結晶に表面処理を施し表面制御したシリコンナノ結晶を創成しその光学的特性を制御しようと言うものである。アクティブな方法としてヘリコン波ラジカルガンを用いナノ結晶シリコン表面に水素及び窒素ラジカルを照射する方法を用いた。またパッシブな方法として自然酸化過程を利用した表面制御を行った。水素化したシリコンナノ結晶に窒素ラジカル処理を行うと表面が窒化されるとともにナノ績晶表面の水素が離脱することが分かった。また、表面窒化とともにバンドギャップが狭くなりフォトルミネッセンス強度が減少した。フォトルミネセンス強度の減少は表面の水素濃度が減少したためと考えられる。また、バンドギャップエネルギーの変化は分子軌道計算によって見積もられた。表面を水素化したシリコン10個または53個のモデルを立て表面の水素を窒素で置換した。その結果遷移エネルギーの減少が見られ、バンドギャップエネルギーの傾向と一致した。これらの結果は表面が電子構造に強く関与していることを示している。一方表面の自然酸化過程を観察すると、表面酸化にともなってバンドギャップエネルギーが増大する傾向が見られた。これは酸化が窒化に比べて進行速度がはやく、ナノ結晶のコア径が減少したためであると考えられる。Si-Oボンド数の増加を赤外吸収分光で見積もったところコア径の減少が示唆され、この考えが妥当であることを示す。自然酸化にともなう発光波長と時定数の変化を観察したところ、酸化の状態によって発光が変化する事を確認した。このことから酸化による発光は最低3つの波長領域からなることを明らかにした。以上のように本研究で表面制御技術を確立し表面状態とシリコンナノ結晶の光学的特性の相関が明らかになった。本研究の目的はパルスレーザーアブレーション法を用いてナノ結晶を作製しさらに表面制御を行うものである。今年度は作製されたナノ結晶に対するプラズマによる窒化、水素化を行う方法と水素ガス雰囲気中でナノ結晶シリコンを堆積させ表面水素化を行う2種類の方法で実験を行った。その結果プラズマによる窒化、水素化に成功した。このプラズマ窒化には導入ガス流量依存性があり最適なガス流量以上では逆に窒化、水素化が有効に起こらないという結果が得られた。このように表面修飾に必要な基礎データを出し表面修飾の素過程を明らかにしつつある。また表面窒化、水素化された試料は大気中での酸化が抑えられると言う有益な結果の得られている。水素ガス中で堆積されたナノ結晶シリコンからはさらに有益な情報が得られた。ナノ結晶の形状と含有水素量は堆積中のガス圧に依存していた。この試料の発光を調べると水素化されていない試料よりも高い発光効率を示した。普通水素はシリコンのダングリングボンドを終端化させ発光効率が上がることはよく知られている。そこで本研究ではESRを用いてダングリングボンド密度の測定を行った。その結果発光効率の上昇はダングリングボンド密度には大きく依存せずむしろ含有水素量や試料の形状に大きく依存していた。これはシリコンナノ結晶中ではバルクとは異なり、ダングリングボンドは有効な非輻射再結合中心ではないことを示す。これは水素化による柔軟性の増大や表面形状による表面の柔軟性が大きく影響していると考えている。ヘリコン波ラジカルガンを用いナノ結晶シリコン表面に水素及び窒素ラジカルを照射し、赤外吸収やXPS等で表面が水素化及び窒化していることを確認した。シリコンナノ結晶は通常、表面の占める割合が多いため自然酸化しやすい。しかし表面を水素化又は窒化した試料では自然酸化をかなり低減できることが分かった。これはこの技術が安定なナノ結晶を作成する上で有効であることを示す。

この表面処理した試料に対して光学ギャップ、ESR,発光特性の測定を行った。その結果水素化と窒化では異なる傾向が見られた。表面を水素化した場合には光学ギャップが広がり、未処理膜に比較して発光強度は増大した。ESR信号に特に顕著な差が見られなかったことからこれは水素が発光中心を作ったことになる。窒化した場合には光学ギャップは狭くなりESR信号と発光強度の増大が見られた。窒化した場合には水素化と同様に強いSi-Nボンドによって光学ギャップが増大するのが普通である。この結果は表面の窒素によってSi-Siボンドの強度が弱まる等、表面によるナノ結晶の物性の変化の現れである。発光の変化は発光中心の生成消滅が原因と考えられるが光学ギャップの変化はナノ結晶自体の物性の変化であり重要である。またこれらの試料の発光波長は自然酸化膜をもつのとは異なるため窒化、水素化によって新たな発光準位が生成されたものと考えられる。今後はこれらの新しい現象の原因を究明し表面によるナノ結晶シリコンの光学物性制御をめざす。本研究はレーザーアブレーション法で作成されたシリコンナノ結晶に表面処理を施し表面制御したシリコンナノ結晶を創成しその光学的特性を制御しようと言うものである。アクティブな方法としてヘリコン波ラジカルガンを用いナノ結晶シリコン表面に水素及び窒素ラジカルを照射する方法を用いた。またパッシブな方法として自然酸化過程を利用した表面制御を行った。水素化したシリコンナノ結晶に窒素ラジカル処理を行うと表面が窒化されるとともにナノ結晶表面の水素が離脱することが分かった。また、表面窒化とともにバンドギャップが狭くなりフォトルミネッセンス強度が減少した。フォトルミネセンス強度の減少は表面の水素濃度が減少したためと考えられる。また、バンドギャップエネルギーの変化は分子軌道計算によって見積もられた。表面を水素化したシリコン10個または53個のモデルを立て表面の水素を窒素で置換した。その結果遷移エネルギーの減少が見られ、バンドギャップエネルギーの傾向と一致した。これらの結果は表面が電子構造に強く関与していることを示している。一方表面の自然酸化過程を観察すると、表面酸化にともなってバンドギャップエネルギーが増大する傾向が見られた。これは酸化が窒化に比べて進行速度がはやく、ナノ結晶のコア径が減少したためであると考えられる。Si-Oボンド数の増加を赤外吸収分光で見積もったところコア径の減少が示唆され、この考えが妥当であることを示す。自然酸化にともなう発光波長と時定数の変化を観察したところ、酸化の状態によって発光が変化する事を確認した。このことから酸化による発光は最低3つの波長領域からなることを明らかにした。以上のように本研究で表面制御技術を確立し表面状態とシリコンナノ結晶の光学的特性の相関が明らかになった。
ホウ素の細胞壁-細胞膜界面における機能の解明

ホウ素はカルシウムとともにペクチン質多糖をラムノガラクツロナン(RG)-II領域で架橋することに機能している。RG-II領域でのペクチン質多糖の架橋はホウ素だけでは完成せずカルシウムによって補強されることが必要である。つまりペクチン質多糖の架橋にはホウ素とカルシウムがともに存在していることが必要であり,それぞれ片方だけでは機能しない。カルシウムはガラクツロン酸残基のウロン酸同士を配位結合で架橋するが,架橋するためにはメチルエステル化されて分泌されてくるウロン酸メチルエステルを加水分解する必要がある。この加水分解を触媒するのがペクチンメチルエステラーゼ(PME)である。本研究ではタバコ培養細胞,ニンジン根,エンドウ胚軸の本酵素活性を性質を検討した。いずれの材料でもほとんどの活性が細胞壁に会合して存在したが1M NaClによって可溶化された。ニンジン根の酵素は塩基性アイソザイムが少なく中性アイソザイムがほとんどであったが,タバコ培養細胞では塩基性アイソザイムが主であった。いずれのPMEも活性発現にCaが必須でKm値は約3mMであった。このCaはNaによって代替することができたがNaのKm値は約50mMと生理的な濃度ではなかった。CaはPMEの生成物であるウロン酸残基を架橋する元素であるとともにPMEの活性発現を通してペクチン質多糖の架橋に機能することが明らかになった。ホウ素はPMEの活性発現には関与していなかった。タバコ培養細胞細胞壁から抽出精製したPME塩基性アイソザイムのN末アミノ酸組成から本酵素のDNAクローニングをすすめている。ホウ素は高等植物の必須元素で,この元素が欠乏すると細胞は死ぬ。われわれはホウ素がペクチン質多糖鎖をラムノガラクツロナンII領域で架橋することによって必須作用を発揮すると提案してきた。ホウ素が欠乏した細胞ではペクチン質多糖鎖は架橋されないと考えられるが,ホウ素欠除細胞にはホウ素が欠除される直前までに形成された架橋が存在するため,実験的には架橋されていないペクチン質多糖鎖を検出することが出来なかった。そこでホウ素の施用量を極端に下げた培地でも死滅しない低ホウ素耐性細胞を選抜した。この細胞は培地ホウ素濃度が通常培地の1/100でも生育した。顕微鏡観察の結果,細胞壁は2倍程度の膨潤しており,ホウ素欠乏の初期症状とされる細胞壁の肥大が観察された。細胞壁のホウ素含有率は対照細胞の1/6まで低下していた。この細胞ではペクチン質多糖のホウ素による架橋は対照細胞の1/3しか形成されておらず,また,ホウ素による架橋が不十分であることが細胞壁の膨潤をもたらしていると推察された。細胞壁の膨潤はカルシウムイオンによるペクチン質多糖の架橋が不十分な場合に観察されるので,ホウ素がラムノガラクツロナンII領域で架橋しないことがカルシウムイオンのペクチン質多糖鎖への会合にも影響を与えることを示唆している。本研究はホウ素の細胞壁ペクチン質多糖との相互作用を解明しようと開始されたがペクチン質多糖に対するホウ素の機能はカルシウムイオンの機能と分かち難く結びついていることが次第に明らかになってきた。

本研究ではタバコ培養細胞,ニンジン根,エンドウ胚軸の本酵素活性を性質を検討した。いずれの材料でもほとんどの活性が細胞壁に会合して存在したが1M NaClによって可溶化された。ニンジン根の酵素は塩基性アイソザイムが少なく中性アイソザイムがほとんどであったが,タバコ培養細胞では塩基性アイソザイムが主であった。いずれのPMEも活性発現にCaが必須でKm値は約3mMであった。このCaはNaによって代替することができたがNaのKm値は約50mMと生理的な濃度ではなかった。CaはPMEの生成物であるウロン酸残基を架橋する元素であるとともにPMEの活性発現を通してペクチン質多糖の架橋に機能することが明らかになった。ホウ素はPMEの活性発現には関与していなかった。タバコ培養細胞細胞壁から抽出精製したPME塩基性アイソザイムのN末アミノ酸組成から本酵素のDNAクローニングをすすめている。
心の哲学に対するドイツ観念論からの貢献

昨年度(最終年度の予定であった)の課題は、五つあったが、そのうちの課題(1)は初年度におおよそ解決できてきていた。課題(2)は、取り組めなかった。課題(3)は二つの課題(a)と(b)からなっていた。(a)<心の消去主義を前提するときに、道徳や法の規範性がどうなるのか>については次のことを明らかにした。<心の消去主義を前提するとき、内面に関わる道徳は成り立たなくなるが、行為に関わる法の規範性は、成り立つ>という主張は、<道徳は、内面の規範であり、法は行為の規範である>という理解に基づいている。しかし道徳と法を次のように理解することも可能である。<道徳は、個人の同一性のための規範であり、法は共同体や集団の同一性のための規範である>。このように考えるならば、心の消去主義を前提しても、個人という行為主体を認める限り、その同一性のための規範は必要であり、成立する。る。(b)<道徳の超越論的論証は、心の哲学のどのような立場と両立可能なのか>については、を検討する必要がある。これについてはアリソンの『カントの自由論』を参考に考察を進めたが、いまだ明確な結論には至っていない。課題(4)は個人の存在を前提した国家契約説とは異なる仕方での国家の説明を検討することであった。つまり行為主体を前提せずむしろ行為主体と、行為の規範性が、言語共同体の中で成立するメカニズムを説明することが課題であったが、これの解決の端緒をグライスの「協調の原理」に見いだすことができた。この原理が打倒するのは、約束によるのではなく、協調の原理が妥当しているという予期を共有することによって成立する。このメカニズムを、契約論とは異なる国家の説明原理とすることができるだろう。課題(5)は、最終的な総括なので、積み残しとなった。当初の計画では、昨年度(三年目)で計画を完了する予定であったが、全体のとりまとめに、予想以上に時間がかかったこと、チェックすべき文献等の追加、などのために、今年度に持ち越すことになった。予算については、ソウルのソガン大学での講演と北京の世界哲学会での発表は予定通り行ったが、ソウルでの発表の渡航費と滞在費は、ソガン大学から提供されたので、科研費は使用しなかった。また、研究成果を本にまとめて、それを英訳するためのネイティヴチェックの費用の計上を予定していたが、本にとりまとめることが間に合わなかったので、英文のためのネイティヴチェック費用も残すことになった(これは、今年度に計上予定である)。今年度は、昨年度達成できなかった残りの課題に取り組む。それは、昨年度の課題(2)[現代のメタ倫理学における道徳的言明の捉え方の区別を、ドイツ観念論に適用し、それらをどのように分類することになるのか、あるいは<メタ倫理学の分類の見直しが、必要かどうか>を検討する]である。これに関しても、道徳的言明の上流推論と下流推論に注目することによって、メタ倫理学についても新しいアプローチを考えたい。課題(3)の(b)[フィヒテは道徳についての超越論的な論証をおこない、ヘーゲルもまた超越論的論証の一種だと解釈できるだろうが、<道徳の超越論的論証は、心の哲学のどのような立場と両立可能なのか>を検討する]である。これについては、問答論的矛盾による新しいタイプの超越論的論証を提案し、その超越論的論証が、心の哲学に関してどのような立場をとることになるのかを考察する。以上を踏まえて、課題(5)[<心の哲学と道徳論と法論の連結体の基本的な類型論>を提案する]に取り組む。今年度の目標は、ドイツ観念論における心の哲学、自由意志論、道徳と法の関係、国家論、についてそれらの類型分類を行い、それらの類型の組み合わせの類型論の手がかり得ることであった。これを試みる途中で、予期せぬ成果があった。それは、ドイツ観念論と同時代の法学者であるHommelが非常に興味深い立場をとっていたことが分かったことである。フィヒテによれば、このHommelは、アクレクサンダー・フォン・ヨッホという偽名で、私たちの意志を含めてすべてのものは自然法則によって必然的に決定していると主張していた。しかし他方で、Hommelは、死刑反対論で有名なベッカリーアの『犯罪と刑罰』をドイツ語に翻訳しており、(未確認だが)おそらく死刑に反対ていたと予想される。フィヒテは、観念論の立場から、死刑に反対していた。フィヒテは、Hommelと同様に、死刑に反対しているがHommeの唯物論には強く批判していた。Hommelのこの立場は、私が構想している類型論において、重要な位置づけになる。現在のところ(あくまでも暫定的だが)次の類型論を想定している。<心の哲学と道徳論と法論の連結体の基本的な類型論>カント型:心脳の二元論、自由意志論道徳が法に先行する、死刑擁護、国家契約論//フィヒテ型:心の一元論、自由意志論法が道徳に先行する、死刑反対、国家契約論//ヘーゲル型:心脳一元論、自由意志論、道徳と法を分けない、死刑擁護、人倫共同体論//ホンメル型:脳一元論、決定論、道徳と法を分けない、死刑反対、国家契約論。

上記に記したように、法学者Hommelの主張を知ったことで、期待した類型をおおよそ揃い、実のある類型論を構想できる見通しがついてきた。それぞれの類型を吟味し、相互に比較することで、現代における類型論の構想へとつなぐことができるだろう。第二年度に計画していた予定の研究(現代における、心の哲学と規範論の結合の類型化の探究)を進めるのと並行して、Hommelの読解を進めたい。2018年度は、次の二つの課題を設定していた。課題1(現代の心の哲学の主要な立場と自由意志論の組み合わせの類型を確認すること)に関する成果は、次である。この観点で最も重要と思われるLivetの有名な実験について検討した。Livetは、その実験によって直ちに自由意志が否定されるとは考えておらず、自由意志論との両立が可能であると主張できることを示している。そこでそれを踏まえた上で、<問いが立てられ、それに対する答えが出されるという一定の時間経過をもつプロセスとして、自由な意志決定が成立する>という仮説を立てて、その検討を始めた。問答の中での決定が、意志決定を自由なものにする可能性がある。もちろん、この探求は同時に、自由な意思決定をどう定義するか、という探求と不可分に結びついている。課題2(現代の心の哲学の主要な立場と規範論の組み合わせの類型を確認すること。ここでは<心の哲学についての有望な諸立場が、どのような道徳論、正義論と結びつく可能性を持つのか>を検討する)に関する成果は、次である。この検討の中で、ブランダムの行為の規範性の理解が、非常に興味深いものであることがわかった。それは、デイヴィドソンの行為の因果説を批判して、行為が意図的であることと理由を持つことを区別し、理由を持たない意図的な行為の存在の説明しようとする。この議論の中で、ブランダムは、サールが考える約束モデルでの行為の規範性を説明を批判しており、この議論は、社会構築主義についてのサールとはことなるアプローチを示している。つまり、契約によって社会制度の構築を説明する社会契約論を批判し、行為主体を前提せずむしろ行為主体と、行為の規範性が、言語共同体の中で成立するメカニズムを説明することになるだろう。昨年度の二つの課題に関して、上記に示したように、それぞれ興味深い成果が得られたので、おおむね順調である。昨年度(最終年度の予定であった)の課題は、五つあったが、そのうちの課題(1)は初年度におおよそ解決できてきていた。課題(2)は、取り組めなかった。課題(3)は二つの課題(a)と(b)からなっていた。(a)<心の消去主義を前提するときに、道徳や法の規範性がどうなるのか>については次のことを明らかにした。<心の消去主義を前提するとき、内面に関わる道徳は成り立たなくなるが、行為に関わる法の規範性は、成り立つ>という主張は、<道徳は、内面の規範であり、法は行為の規範である>という理解に基づいている。しかし道徳と法を次のように理解することも可能である。<道徳は、個人の同一性のための規範であり、法は共同体や集団の同一性のための規範である>。このように考えるならば、心の消去主義を前提しても、個人という行為主体を認める限り、その同一性のための規範は必要であり、成立する。る。(b)<道徳の超越論的論証は、心の哲学のどのような立場と両立可能なのか>については、を検討する必要がある。これについてはアリソンの『カントの自由論』を参考に考察を進めたが、いまだ明確な結論には至っていない。
共同利益の法主体化及び公的事務の民間化に対応した行政法理論構築のための比較法研究

<共同利益の担い手の法主体化>との関係で、本研究は、環境保護における共同利益の法主体化を促進する動きが進んだ反面、我が国の環境影響評価法には、社会経済的視点から共同利益主体の関与を認めるものではない点で限界があることを、明らかにした。また、フランスの「公共討論」が、事業計画時点でのアセスメントと連動して行われる「公開意見聴取」によっては、適正な合意形成を図り得ないとの反省を踏まえ、早期時点での公共的合意形成手続として法制化されたものであることを、明らかにした。さらに、本研究は、共同利益の法主体化を阻んできた「一般公益への吸収」型思考を克服し、共同利益の法制度化を図る必要があることを明らかにするとともに、具体例として景観保護の問題を取り上げた。その結果、景観法の運用を通して居住環境におけるアメニティ保障の観念を確立する必要があること、また、景観法の定着と地域住民の共同利益としての景観利益に対する法的保護利益性の承認とが、密接に関連しているとの示唆を得ることができた。他方、<公的事務の民間化>との関係で、本研究は、事務委託やPFI手法によって公的サービス給付を民間事業者に委ねた場合でも、利用者の法的地位を確実に保障するための制度的仕組み及び救済法上の工夫が必要であることを明らかにし、比較法的参照例として、フランス行政契約法における「公役務の委任」理論が参考になることを明らかにした。さらに、本研究は、<公的事務の民間化>の具体例として公立保育所の民営化を検討した結果、保育所利用関係の法的性格を契約と把握すべきか否かに関わりなく、保育所利用関係開始時における当事者間の合意が、保育期間中における廃止・民営化に対する法的制約として働くこと、また、関係者間の利害対立の適正な調整に基づいた相対効的紛争解決が可能かつ適切であることを明らかにした。研究計画初年度である今年度は、<共同利益の担い手の法主体化>と<公的事務の民間化>の同時進行状況を総体的かつ客観的に把握することを試みた結果、以下の点が明らかとなった。<共同利益の担い手の法主体化>との関係では、横断条項を通して関係自治体や市民の意見を行政決定に反映させることを可能ならしめた環境影響評価法により、環境保護の枠内で共同利益の法主体化を促進する動きが進んだことを明らかにしたが、反面、我が国の環境影響評価制度は、社会経済的視点からの共同利益主体の関与を認めるものではない点で、不十分であることを明らかにした。他方、三面関係における第三者の原告適格を狭く解する判例状況に見られるように、共同利益の法主体化を阻害する動きがあることを明らかにし、かかる状況に対しては、「一般公益への吸収」型思考を克服し共同利益の法制度化を図る必要があること、そのための比較法的素材として、フランスの市民参加制度や非営利団体法制度が参考になることを明らかにした。<公的事務の民間化>との関係では、事務委託やPFI事業の普及に伴い、公的サービス給付を民間事業者に委ねたとしても利用者の法的地位を確実に保護するための制度的仕組み及び救済法理論上の工夫が必要であることを明らかにした。また、そのためには、公役務の民間化を広く許容しながらも、公役務利用者の権利保護に意を注いできたフランスの行政契約法、とりわけその「公役務の委任」に関する法理論が参考になることを明らかにした。以上のような二つの方角からの働きかけにより、行政の公共性は今日大きく変容している。そのような状況下での行政法理論には、国民の法的地位論の拡充、行政契約法論の深化、行政が果たすべき役割を論じる場の設定等々の課題が突きつけられていることを、明らかにした。

本研究の第1の柱である<共同利益の担い手の法主体化>との関係では、公共事業計画策定過程の早期時点における合意形成手続としてフランスで法制化された公共討論を特に取り上げ、この制度が、従来の事業計画時点でのアセスメントと連動して行われていた合意形成手続である公開意見聴取手続によっては適正な公共的合意形成を図り得ないという反省を踏まえ、計画策定の早期時点での新たな合意形成手続として法制化されたものであることを、明らかにした。次に、本研究の第2の柱である<公的事務の民間化>との関係では、社会保障分野における公的サービス給付活動の民間化との関係で、その適正な給付実施を確保するための制度的・理論的問題点を整理するために、特に公立保育所の民営化によって生じる法問題を取り上げ検討した。その結果、保育所利用関係の法的性格を契約と把握すべきか否かの差異には関わりなく、保育所利用関係の開始時における当事者間の合意には、法的拘束性を認めるべきであることを明らかにした。さらに、共同利益主体としての地域住民の地位を、一般公益及び個別的利益の双方から区別された独自の保護法益として確立することができるか、また、そのため如何なる理論的・制度的条件整備が必要であるかを解明するために、特に景観保護の問題を取り上げ検討した。その結果、新たに制定された景観法の着実かつ積極的な運用を通して、居住環境におけるアメニティ保障の観念を確立する必要があること、また、かかる制度としての景観法の理念の定着と、地域住民の共同利益としての景観利益に対する法的保護利益性の承認とが、相互に密接に関連していることを明らかにした。まず、本研究課題の背景にある公益概念との関係では、フランスの土地法専門雑誌に、開発事業の実体的適法性に関する近年のわが国の判例傾向を分析した研究成果を公表し、開発事業の公益性に関する適法性審査のあり方に関する日仏比較法研究の意義を明らかにした。次に、本研究の第1の柱である<共同利益の担い手の法主体化>との関係では、優れた地域景観の形成・維持のため永年にわたって自己の土地利用権の行使を自己規制してきた住民が当該地域景観に対して有する景観利益を、一般公益及び個別的利益双方から区別された共同利益として把握しようとする視点から、景観利益の保護法益性の成立可能性を解明し、また、地域景観保護のための公法的計画制度の拡充と普及が、共同利益としての景観利益の保護法益性を定着させる前提条件でもあることを明らかにした。さらに、本研究の第2の柱である<公的事務の民間化>との関係では、特に公立保育所の廃止・民営化問題を公的サービス利用者の権利確保という視点から掘り下げ、児童の保育期間中における廃止・民営化の制約を解明するとともに、関係者間の利害対立の適正な調整に基づいた相対効的紛争解決の可能性について明らかにした。以上の研究成果を踏まえて、今日の行政法理論は、私的権利利益と公益との対立構図に立脚した従来の理論枠組みによっては、現代行政と市民社会との複層化した利益関係を適切に処理し得なくなってきていることが明かとなった。
メカノモレキュラーサイエンスの開拓：流動作用のシステム論構築

本研究では、「流動=機械的仕事」と捉えるメカノケミストリー(超分子・高分子系)およびメカノバイオロジー(細胞・組織)を、「流動=熱力学的仕事(dS/dt>0)」と捉える非平衡自己組織化の学問と融合し、流動による機械的・熱力学的作用が「分子⇒分子集合体⇒生命システム機能」へと時空間的に伝播する現象を包括的にとらえる学問分野「メカノモレキュラーサイエンス」を開拓する本研究では、「流動=機械的仕事」と捉えるメカノケミストリー(超分子・高分子系)およびメカノバイオロジー(細胞・組織)を、「流動=熱力学的仕事(dS/dt>0)」と捉える非平衡自己組織化の学問と融合し、流動による機械的・熱力学的作用が「分子⇒分子集合体⇒生命システム機能」へと時空間的に伝播する現象を包括的にとらえる学問分野「メカノモレキュラーサイエンス」を開拓する。その目的をへ向け、本年度は、Aβの非平衡自己組織化(線維化)への流動作用と神経疾患との関係を解明すべく、流動下でのAβ組織化のin-situ観測装置を構築した。これにより、脂質二重膜を構築したマイクロ流路に蛍光標識Aβを脳脊髄液流動条件で送液し、蛍光顕微鏡でのin-siu観察からAβ吸着量・線維化量と二重膜崩壊量を計測し、Aβ組織化と細胞膜崩壊の相関に対する流速依存性を明確化した。得られた結果より、流動がAβプラークの形成を顕著に促進することが確認された。得られた結果は、流動による(1)連続的なAβモノマーの供給、反応生成物の除去、(2)Aβモノマーの毒性コンホマー時への分子内転換、(3)毒性コンホマー間のオリゴマー化、(4)detergent-modelにより組織化した脂質-Aβ組織体の細胞膜上での脱離・拡散・凝集によるプラーク化、が関与していることが提案された。初年度の研究計画は流動下でのAβ組織化のin-situ観測装置を構築することであった。研究実績の概要でも記載した通り、脳脊髄液流動の測定分解能である10 μm/sにて速度制御が可能なマイクロ流路システムを構築することに成功している。更に、このマイクロ流路システムを用い、リポソームのベシクルフュージョンにより流路内に脂質二重膜を構築することに成功した。その後、脂質二重膜を構築したマイクロ流路に蛍光標識Aβを脳脊髄液流動条件で送液し、蛍光顕微鏡でのin-siu観察からAβ吸着量・線維化量と二重膜崩壊量を計測し、Aβ組織化と細胞膜崩壊の相関に対する流速依存性を明確化した。以上の結果に対し、当初の計画通り、二段階核形成モデルに基づいた分子論的視点からの議論により、流動作用に対する考察を行った。その結果、流動および非平衡開放系による効果として核形成・線維化の促進ならびに細胞膜上でのせん断力による微視的組織化物の離散集合によるプラーク化が重要であることを示唆する結果を得ることに成功した。初年度は計画通りの研究を遂行することができたため、今後も計画通りに研究を推進する。2年目は、流動作用に対する提案機構の妥当性を検証するため、レーザー全反射倒立型顕微鏡を用いた単一分子観察実験を行い、脂質二重膜に吸着したAβペプチドの挙動を直接的に観察することを行う。その際にも一定速度の流動を印加させることで、流動作用とAβペプチドの細胞毒性との相関性を分子スケールにて検証することを目的とする。また、リポソームの薬剤透過性についても、脂質膜組成と細胞膜構造の分子スケールでの相関性を明確化することを目指す。

初年度の研究計画は流動下でのAβ組織化のin-situ観測装置を構築することであった。研究実績の概要でも記載した通り、脳脊髄液流動の測定分解能である10 μm/sにて速度制御が可能なマイクロ流路システムを構築することに成功している。更に、このマイクロ流路システムを用い、リポソームのベシクルフュージョンにより流路内に脂質二重膜を構築することに成功した。その後、脂質二重膜を構築したマイクロ流路に蛍光標識Aβを脳脊髄液流動条件で送液し、蛍光顕微鏡でのin-siu観察からAβ吸着量・線維化量と二重膜崩壊量を計測し、Aβ組織化と細胞膜崩壊の相関に対する流速依存性を明確化した。以上の結果に対し、当初の計画通り、二段階核形成モデルに基づいた分子論的視点からの議論により、流動作用に対する考察を行った。その結果、流動および非平衡開放系による効果として核形成・線維化の促進ならびに細胞膜上でのせん断力による微視的組織化物の離散集合によるプラーク化が重要であることを示唆する結果を得ることに成功した。初年度は計画通りの研究を遂行することができたため、今後も計画通りに研究を推進する。2年目は、流動作用に対する提案機構の妥当性を検証するため、レーザー全反射倒立型顕微鏡を用いた単一分子観察実験を行い、脂質二重膜に吸着したAβペプチドの挙動を直接的に観察することを行う。その際にも一定速度の流動を印加させることで、流動作用とAβペプチドの細胞毒性との相関性を分子スケールにて検証することを目的とする。また、リポソームの薬剤透過性についても、脂質膜組成と細胞膜構造の分子スケールでの相関性を明確化することを目指す。初年度にアクティブ除振台(800千円)を計上していたが、マイクロ流路顕微観察システムの設計を行う過程において、アクティブ除振台の導入より、より感度の高いCCDカメラを導入する方が効果的であることが判明した。CCDカメラ以外の実験条件を初年度の実験より確定することができたため、本実験条件に合わせたCCDカメラの選出作業へと移行した。この作業は2年目上半期には完了する予定であるため、2年目内にCCDカメラを購入できるよう、初年度のアクティブ除振台ならびに関連費用を使用せずに繰り越すこととした。
中山間地域におけるネットワーキングと生活戦略に関する実証的研究

本年度は、中山間地域の人々が自らの地域をどのように活性化させようとするか、その実践をフィールドワークと、一次資料から見る言説などで分析を試みた。まず8月のサマートンネルハイクというイベントでは、村人が既存の資源であるトンネル跡を開放する、という方法で、村外から広くイベント参加者を集める事に成功していた。その際、鉄道跡ということで、鉄道ファンの情報ネットワーク、映画撮影地ということで映画ファンの情報ネットワークを利用し、多様な人を集めていた。これは一つのモノ(この場合はトンネル跡)であっても、それに多重的意味を与えることによって、豊かな魅力となるということであり、一つの優れた活性化戦略といえる。またこれを村外生活者の視点から明らかにするため、村人の葉書上の言説を検討したところ、ムラは「自己」と「対象(自然等)」という2つのポイントから語られており、その2つが交錯する「体験・交流」は、最も魅力的なものとして語られていた。このように、意味と情報ネットワークに着目した中山間地域活性化戦略は非常に有効であろうと考えられる。本年度は、農村・都市ネットワーキングの事例を出来る限り多く蒐集することを心がけた。力点を置いた点は、地域情報化、農村観光・リゾート、そしてIターンである。まず地域インターネットなどの地域情報化によって、これまでの「地域社会」の範囲の再考を迫る動きが生じている。これが近い将来の自治体合併の論議と絡めて語られる傾向が急速に強まっていることが確認された。また農村観光・リゾートでは、温泉ブームなどの「癒し」・健康ブームを引き金に、農村の人や地場産業との「関わり」の中から、都市生活では得られない「充足感」を求める傾向が見られ、この種のレジャー行動が都市・農村ネットワーキングにおいて、重要な可能性をもつことが明らかとなった。さらに、Iターン者およびその家族への調査を実施した。例えば、奈良県吉野郡では森林組合が、専用住宅を建設してIターン者の受け入れを行っている。調査の結果、Iターンには、第一次産業への就業や自然を志向してくるタイブと、主に都市部での生活不安を解消することを主たる動機としてくるタイブの二種類に大別できることがわかった。さらに、本来的には積極的Iターンとみられる前者においては、むしろ地域共同体への否定的な評価もみられるのに対し、消極的Iターンとみてもよい後音では、自然相手の就業や地域の密接な人間関係が肯定的に捉えられているケースも見出された。これらは、過疎地域活性化のための、都市から農山村への移住の促進と定着を考えるときに見逃せない点であると考えられる。従来、農山村側から行われてきた地域の「魅力」、農山村定住の「利点」の提示、さらにリクルートの方法が、必ずしも適切ではなかった可能性を示唆している。これらは西吉野村だけに留まらず、農山村一般にいえる可能性も高い。
フォトフェレーシスのメカニズム解析と疾患への応用

体外循環式光化学療法(フォトフェレーシス)は体外循環と紫外線を用いたユニークな治療法である。フォトフェレーシスはさまざまな疾患に対し抗腫瘍効果や免疫抑制を誘導する有効な方法として既に海外では幅広い難治性の疾患に対して施行されている。以前に我々はフォトフェレーシスのマウスモデルを確立し、フォトフェレーシスが制御性T細胞を誘導し免疫学的トレランスを誘導することを明らかにした(J Immunol 174: 5968-5976, 2005)。同モデルを用いてさらにフォトフェレーシスの有効性とメカニズムを検討した。その結果、わずかに1x105個のフォトフェレーシス処理をした細胞が免疫抑制を誘導することが明らかとなり、フォトフェレーシス誘導制御性T細胞の高いポテンシャルを示す結果となった。またこれらの制御性T細胞は免疫抑制性サイトカインであるIL-10を介して免疫抑制効果を発揮することが明らかとなった。さらにすでに感作されたマウスにおいても接触過敏反応の抑制効果を発揮したがこの抑制効果はレシピエントにトランスファーすることができず制御性T細胞を介さないメカニズムが考えられた。以上のことから少なくとも2つのメカニズムによりフォトフェレーシスが免疫抑制を誘導することが明らかとなった。さらにPUVA療法がmultiple sclerosisのマウスモデルであるExperimental Autoimmune encephalitis (EAE)においてその発症を抑制することを明らかにした。この結果よりフォトフェレーシスを含めた紫外線療法が様々な自己免疫疾患へ応用できると考えられる。以前に我々はフォトフェレーシスのマウスモデルを確立し、フォトフェレーシスが制御性T細胞を誘導し免疫学的トレランスを誘導することを明らかにした(J Immunol174:5968-5976,2005)。
ヘムトランスポーターの動的結晶構造解析

当初の計画通り、溶液および結晶での時間分解測定に必要な技術開発を進めた。その装置の性能を示すために、モデル系としてヘムタンパク質の結晶内での反応について時間分解吸収スペクトル測定を行った。ケージドNO試薬を「タンパク質結晶」に浸潤し、励起用紫外レーザー照射で遊離させたNOが結晶内のヘム鉄に結合する過程のスペクトル変化を時間分解測定した。この結果を踏まえて、SACLA施設での予備的な実験も行い、反応を開始して20ミリ秒後には基質が活性部位へ結合していることを電子密度で確認した。生化学実験の手法として、リポソーム再構成系を用いてヘムトランスポーターの輸送活性の測定方法を開発した。従来のピリジン法やルミノール法によるヘムの定量法では、ヘムの疎水性が高いためにリポソームへの吸着が影響して正確な測定は不可能だった。そこで、ヘムを受け渡すペリプラズムヘム結合タンパク質にGFPを融合したものを測定系に利用した。ヘムがトランスポーター側へ移動することによって蛍光強度が増大することを見出し、高感度でヘムの輸送を定量することが可能になった。この手法を用いて変異体の活性の評価を行った結果、分子内に見出された大きなヘム輸送チャネルの表面の残基には効率的な輸送を可能にするユニークな動的性質があることが明らかとなった。この結果は、構造解析の成果と合わせて学術誌に掲載された。また、A03計画班と連携し、生体膜内でのヘムトランスポーターの全原子分子動力学計算を行うための初期パラメータ等の準備に着手し、MDシミュレーションを行った。この結果を基に、今後ターゲットMDや反応パス解析へ展開する計画である。28年度が最終年度であるため、記入しない。病原微生物と宿主との間には鉄の争奪戦がくりひろげられている。病原菌がヒトに感染した際には、血液のヘモグロビンからヘム(鉄ポルフィリン錯体)の形で鉄を奪い取り、増殖に必要な多くの重要な機能に活用する。我々は病原菌がヘムを細胞内に取り込むABC型ヘムトランスポーターの作動原理を明らかにすることを目的にX線結晶構造解析を進めてきた。5つのサブユニットからなる複合体の構造解析の結果、膜貫通領域の中心を通っている基質輸送チャネルが、ヌクレオチド結合サブユニットへのATPの結合や加水分解によって大きな構造変化を引き起こすことが示唆された。これまでにいくつものABC型のトランスポーターの構造解析が報告されているが、ヘムトランスポーターについてはATP結合や加水分解反応が基質輸送におけるどこの過程にあるのか、という基本的な現象の動作メカニズムが未解明である。そこで本研究では溶液および結晶相でヘムトランスポーターの反応開始を光でトリガーし、ATP加水分解・二次構造変化・輸送基質の環境変化を赤外分光法および可視吸収分光法で追跡すると同時に、時間軸に沿って結晶構造解析を行うための技術開発を行った。レーザー分光技術を駆使して少量のタンパク質の溶液試料や結晶試料を用いてマイクロ秒の時間分解能で計測可能な分光装置の開発を行った。また、ヘム感知・輸送のシグナリングタンパク質やヘムトランスポーターの別の状態での構造解析ならびに機能解析を行った。レーザー分光技術を駆使して少量のタンパク質の溶液試料や結晶試料を用いてマイクロ秒の時間分解能で計測可能な分光装置の開発が順調に進展した。また、タンパク質試料の結晶化のための調製方法の確立に成功した。これまでに開発をおこなってきた装置を利用してトランスポーターの基質であるヘムの周囲の環境変化やATPの結合・加水分解反応を時間分解的に追跡する計画である。また、結晶内でのATP結合および加水分解反応を分光法で追跡するための装置の整備および時間分解測定を行う。
GaN HEMTにおける高電界現象の顕微エレクトロルミネッセンス分光解析

本研究は、高周波・高出力素子として期待されている窒化ガリウム高電子移動度トランジスタ(GaN HEMT)について、その高耐圧化および高出力化の指針を得ることを目的とした。素子動作時における高電界領域の形成機構とキャリアの振舞いを顕微エレクトロルミネッセンス分光法により調べるとともに、出力低下の原因となる電流コラプスの問題について電気特性評価と光照射実験から解析した。さらに、高出力動作時に重要な熱伝導機構を調べるため、顕微ラマン分光法による局所的温度測定法を確立した。また、表面準位やゲートリーク電流の低減に着目し、高耐圧素子構造の検討を行った。主要な成果は以下の通りである。1.高電圧を印加したGaN HEMTにおいて、通常のGaAs HEMTとは異なり、ドレイン電極端で発光を観測し、ドレイン電極端に高電界領域が形成されていることを明らかにした。2.高電界領域の形成機構を、表面準位に捕獲された電子による空乏層電荷の補償で説明した。3.負の大きなゲート電圧ストレスにより、深刻な電流コラプスが起こることを見出した。4.ドレイン-ゲート電極間に光照射を行うことによりコラプスが小さくなることを見出し、ドレイン-ゲート電極間の表面準位が電流コラプスに関与していることを明らかにした。5.Si_3N_4表面保護膜の導入により電流コラプスを抑制できることを明らかにした。6.GaNのラマンスペクトルが温度に依存することに着目し、顕微ラマン分光法を用いて素子の局所的な温度測定法を確立し、その有効性を明らかにした。7.ドレイン側のゲート電極端で高温領域が存在することを明らかにするとともに、熱抵抗を評価したところ、消費電力とともに増加することを見出し、それがサファイア基板の広がり抵抗と等しいことを明らかにした。8.最大出力を決めるオフ耐圧について電気的特性の温度依存性から調べ、耐圧支配要因がゲートリーク電流が引起す衝突イオンが現象であることを明らかにした。9.ゲート電極蒸着前にプラズマにより表面処理を行うことでゲートリーク電流を低減することを可能とし、その結果、オフ耐圧が向上できることを明らかにした。3.高電界発光が偏光特性をもつことから、発光機構が制動放射であることを明らかにした。4.負の大きなゲート電圧ストレスにより、深刻な電流コラプスが起こることを見出した。5.その原因として、サイドゲート効果やしきい値変化がないことから、AlGaN障壁層の深い準位や基板-エピ界面の界面準位ではなく、表面準位が関与していることを明らかにした。6.ドレイン-ゲート電極間に光照射を行うことによりコラプスが小さくなることを見出し、ドレイン-ゲート電極間の表面準位が電流コラプスに関与していることを明らかにした。7.電流コラプスの機構を仮想ゲート電極の概念により説明した。8.GaNのラマンスペクトルが温度に依存することに着目し、顕微ラマン分光法を用いて素子の局所的な温度測定法を確立し、その有効性を明らかにした。9.ドレイン側のゲート電極端で高温領域が存在することを明らかにした。10.素子温度が消費電力に比例することを見出すとともに、熱抵抗を評価したところ、ほぼサファイア基板の広がり抵抗と等しいことを明らかにした。

5.Si_3N_4表面保護膜の導入により電流コラプスを抑制できることを明らかにした。6.GaNのラマンスペクトルが温度に依存することに着目し、顕微ラマン分光法を用いて素子の局所的な温度測定法を確立し、その有効性を明らかにした。7.ドレイン側のゲート電極端で高温領域が存在することを明らかにするとともに、熱抵抗を評価したところ、消費電力とともに増加することを見出し、それがサファイア基板の広がり抵抗と等しいことを明らかにした。8.最大出力を決めるオフ耐圧について電気的特性の温度依存性から調べ、耐圧支配要因がゲートリーク電流が引起す衝突イオンが現象であることを明らかにした。9.ゲート電極蒸着前にプラズマにより表面処理を行うことでゲートリーク電流を低減することを可能とし、その結果、オフ耐圧が向上できることを明らかにした。
AQUA衛星観測データを用いた海洋エネルギー及び海洋環境情報抽出に係る手法

衛星観測データを用いた海洋エネルギー及び海洋環境情報の抽出には、大気中の空気分子、エアロゾル、水蒸気及びオゾン等の散乱、吸収で、大きい影響を与える。大気の影響を考慮するのは必要である。そのため、地上観測により、大気のエアロゾルの光学特性、水蒸気及び気温の鉛直分布、オゾンの鉛直分布を推定するのは大変重要である。本研究では、スカイラジオメータ(POM-01)及び偏光分光放射計(PSR1000)における太陽の直達、散乱及びオーリオールの観測データを用いたエアロゾルの粒径分布及び複素屈折率の同時推定(Arai-Ryoモデル)を提案した。また、地上観測における、Arai-Ryoモデルにより、有明海の近傍、佐賀地域のエアロゾルの光学特性(光学的厚さ、位相関数、単散乱アルベト、)及び微物理特性(粒径分布及び複素屈折率)の日変化及び季節の変化を検討した。その結果、朝及び夕方のエアロゾルの光学的厚さ、密度、単散乱アルベト、非対称性はお昼より大きいことが分かった。エアロゾルの粒径分布及び光学的厚さの変化には、お昼より、朝及び夕方に大きいことも分かった。また、秋及び冬より、夏のエアロゾルの光学特性及び微物理特性の変化は大きいことがわかった。一方、赤外、マイクロ波長域における衛星サウンダーデータを用いた、非線形最適化手法により、水蒸気及び気温の鉛直分布同時推定のモデルの構築も行った。メキシコ湾のAIRSデータを用いた気温及び水蒸気鉛直分布を推定した結果、及びMODTRAN4.0により求めたシミュレーションデータを比べによると、両モデルにより計算した気温及び水蒸気鉛直分布の傾向が一致したことがわかった。今後、そのモデルを用いて、有明海の周辺、佐賀地域の水蒸気及び気温の鉛直分布の同時推定を行うと考える。AQUA/AIRSセンサーの赤外波長域にサウンダーデータを用いて、非線形最適化手法による水蒸気の鉛直分布の推定法を研究する。天底型のサウンダーで観測される放射輝度直すととなる。ここで(∂exp[-τ_λ(p,ρ] )/(∂p)は荷重関数で呼ばれ、波長の異なる複数の水蒸気吸収バンドで計測する放射輝度はその関数のピークの高度の水蒸気吸収の寄与を受けたものである。ゆえに、複数の高度の水蒸気量が計測できる。本研究では、AQUA/AIRSセンサーに複数の水蒸気吸収バンドのサウンダーデータを用い、非静力学モデルNHMから抽出する水蒸気などの情報をシミュレーションデータとして、非線形最適化手法による水蒸気量の鉛直分布の推定を提案した。すなわち、(I_λ-I^*_λ)^2<ε。さらに、全域最適解を得られるため、シミュレーテッドアニーリング法を非線形最適化手法として選択した。MODTRAN4にシミュレーションデータにおける荷重関数の計算結果にみると、吸収係数が大きく、または赤外の波長が小さくなると、その荷重関数のピークの高度が高くなることが分かった。また、水蒸気量及び気温がAQUA/AIRSセンサーに受けた放射輝度I_<TOA>に影響が異なるから、感度解析を行った。結果として、6.7、7.3、7.5μmの各々赤外波長における、海面気温が1-3Kに変わるとI_<TOA>が1-5\%に変化し、相対湿度が10-30%に変わると、I_<TOA>が2-12%に変化することが分かった。今後シミュレーテッドアニーリング法による、サウンダーデータを用い水蒸気量の鉛直分布の推定を行う。
野宿生活者のニードを基軸にした複合的施策のあり方に関する研究

欧米における野宿生活者支援とアウトリーチに関する先行研究は数多い。しかしながら、その多くは精神疾患を有する野宿生活者に対するアウトリーチに関するものである。精神疾患に焦点化することなく野宿生活者とアウトリーチの関係について研究したものとして、Rowe,M.(1999).Crossing the Border:Encounters between Homeless People and Outreach Workers.Berkeley:University of California Press.が拳げられる。本書では、潜在的なクライエントを特定し接近する方法や、困難な状況の中で戦っている野宿生活者個人にとっての援助の価値という観点から、アウトリーチによる支援について検討を加えている。また、Levinson,D.(2004)Encyclopedia of Homelessness.US:Sage Publications.(駒井洋監修『世界ホームレス百科事典』明石書店、2007年)において、「アウトリーチサービスはホームレスの人々の存在を確実に保証する支援にとって、最初のもっとも重要な一歩である」、「アウトリーチプログラムは、ホームレスの人が普通の生活へと復帰することを支援する包拮的なケアシステムの一部として機能する必要がある」とまとめられている。アウトリーチにおける重専な目標のひとつは何らかの意味のある関係を根気強く継続的なものとして形作り、それを維持させていくことであるといえる。こうして形成された両者の関係を、野宿生活者が「普通の生活」に復帰したあとの生活支援にいかにして結びつけていくことができるか。野宿生活者の支援プログラムにおける重要な課題であるといえよう。1999年8月より、大阪市では他の自治体に先駆けて「野宿生活者巡回相談事業」を実施している。役所で待っているだけではなく、行政の側(大阪市から業務委託を受けた大阪市生活保護施設連盟(19992004年度)および社会福祉法人大阪自彊館(2005年度))が野宿生活者の生活の場に出向いていってニード調査をおこない、自立支援センターや生活保護施設への入所、医療機関受診などの支援をおこなっている。2006年12月末までに新規面接12077件、再面接41938件、合計54015件の巡回相談を実施しており、さらに自立支援センターへの入所依頼は3877件、施設入所および受診等の支援は5378件となっている。1999年8月から2004年3月までの期間における巡回相談記録のデータから、野宿地で野宿生活者が巡回相談員に話した「現在の要望」について簡単に述べる。この間の新規面接数は8611件である。野宿生活者の要望でもっとも多いのは「自立支援センターの利用」の3018件(35.0%)、次いで、「求職」714件(8.3%)、「施設入所」679件(7.9%)、「受診」367件(4.3%)、「生活保護受給」271件(3.1%)などとなっている。ほかには「帰郷」「年金(脱退一時金含む)受給」「食事の確保」「野宿からの脱却」「サラ金問題の解決」などが続いている。このことから就労を通じた「自立」を希望する野宿生活者が多いことがわかる。一方で、「要望なし」が3244件(47.6%)にものぼり、これは「自立支援センターの利用」より多い最大のグループとなっている。この「要望なし」層の分析がきわめて重要である。
難治性喘息におけるTNFLIGHTと窒素化ストレスのクロストークと制御機構の研究

本研究の目的は、喘息におけるTNF-LIGHT(以下LIGHT)と窒素化ストレスのクロストークの有無や役割を明らかにし、喘息難治化の機序及びその制御機構を検討することである。通常治療にも関わらず閉塞性障害が残存する喘息と呼吸機能良好喘息を対象に呼気NO測定、誘発喀痰中LIGHT、窒素化ストレス陽性細胞を測定し、呼吸生理学的指標との関連について比較検討を行った。その結果、LIGHTと窒素化ストレスにはクロストークが存在し、喘息の固定性の気道狭小化(=気道リモデリング)に関連する可能性があるとの結論を得て、LIGHTと窒素化ストレスにはクロストークが難治性喘息の治療標的であると推察された。本研究の目的は難治性喘息におけるTNF-LIGHTと窒素化ストレスのクロストークの有無や役割及びその制御機構の検討である。そこで当該年度はコントロール良好、難治性喘息を対象に呼気NO測定、誘発喀痰中TNF-LIGHT、窒素化ストレス及び呼吸生理学的指標との関連の差異の比較検討を行い、各々の分子のクロストークの有無や役割を明らかにすることを計画した。具体的に、対象は3か月以上コントロール良好な喘息患者、難治性喘息で、測定項目はasthma control questionnaere (ACQ),スパイログラム、誘発喀痰の細胞成分及び上清成分とした。コントロール良好な喘息患者(17例)(A群)、難治性喘息患者(11例)(B群)で各々喘息コントロール質問票、呼吸機能、呼気NO、誘発喀痰を採取した。現在までのところ年齢;59.1vs 53.9, ACQ(点);4.3vs4.3, %FVC(%);105.9vs87.6, %FEV1(%);96.1vs 65.6, FENO(ppb) 35.6vs35.9,誘発喀痰;細胞数((10×10*6);1.00vs1.98,マクロファージ数50.0vs44.5,リンパ球数;0.04vs0.3,好中球数;50.0vs43.5,好酸球数8.7vs11.7という結果を得ている。さらに誘発喀痰中のTNF-LIGHTによる免疫染色を行い、患者群での差異や症状、呼吸機能、呼気NOとの関連を検討している。本研究の目的は、難治性喘息におけるTNF-LIGHTと窒素化ストレスのクロストークの有無や役割及びその制御機構の検討である。そこで昨年度及び当該年度にて、難治性喘息、コントロール良好喘息患者を対象に呼気NO測定、誘発喀痰中窒素化ストレス、TNF-LIGHT及び呼吸生理学的指標との関連の差異の比較検討を行い、各々の分子のクロストークの有無や役割を明らかにすることを計画した。具体的に、対象は3か月以上難治性喘息、コントロール良好な喘息患者で、測定項目はasthma control questionnaere(ACQ),スパイログラム、誘発喀痰の細胞成分及び上清成分とした。コントロール良好な喘息患者(7例)(A群)、難治性喘息患者(7例)(B群)を解析し、現在までのところ年齢(歳);58.6vs 57.9, ACQ(点);6.1vs6.6, %FVC(%);89.1vs102.5, %FEV1(%);63.6vs 96.3, FENO(ppb) 28.7 vs 21.2,誘発喀痰;細胞数((10×10*6);2.21vs1.09,マクロファージ数(%);38.6vs55.3,リンパ球数(%);0.4vs 0,好中球数(%);50.0vs43.5,好酸球数(%);12.2 vs 3.9という結果を得ている。誘発喀痰中のニトロチロシン陽性細胞(%)は、37.3 vs 19.5で、難治性喘息群にて、ニトロチロシン陽性細胞の有意な増加を認めた(p<0.05)。TNF-LIGHT陽性細胞は、11.1 vs 6.7と難治性喘息群で増加傾向であった。またニトロチロシン陽性細胞はTNF-LIGHT陽性細胞と有意な正の相関を示した。更にニトロチロシン陽性細胞は%FEV1と、TNF-LIGHT陽性細胞は、%FVCと各々有意な負の相関を示した。以上から難治性喘息において、窒素化ストレス及びTNF-LIGHTはクロストークしており、各々が、呼吸機能悪化に寄与することが示唆された。(各々A群vs B群)本研究の目的は、喘息におけるTNF-LIGHT(以下LIGHT)と窒素化ストレスのクロストークの有無や役割を明らかにし、喘息難治化の機序及びその制御機構を検討することである。通常治療にも関わらず閉塞性障害が残存する喘息(%FEV1<80%;A群)と呼吸機能良好喘息(%FEV1>;80%;B群)を対象に呼気NO測定、誘発喀痰中LIGHT、窒素化ストレス陽性細胞を測定し、呼吸生理学的指標との関連について比較検討を行った。以上からLIGHTと窒素化ストレスにはクロストークが存在し、喘息の固定性の気道狭小化(=気道リモデリング)に関連する可能性があるとの結論を得て、LIGHTと窒素化