hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
荷重超音波画像装置を用いた人の骨格筋硬度に関する基礎的研究

本研究の1年目にあたる2018年度は、幅広い年齢層を対象として上肢と下肢の筋硬度を測定し、日本人男女の性別・年代別筋硬度評価基準を作成することを目指していたが、若齢者と高齢者のデータ収集と分析に留まり、中年者のデータ収集まで及ばなかったために、性別・年代別評価基準の作成に至っていない。2019年度は、中年者の測定データを追加することで、日本人男女の性別・年代別筋硬度評価基準を作成する。また、当初の予定通り、若年(18歳25歳程度)男女それぞれ2030名程度を対象に、荷重超音波画像装置を用いて前年度と同様に身体各部の筋硬度を測定評価することで、筋硬度の部位差について検討する。測定対象とする部位は、上腕前部と後部、大腿前部と後部、下腿後部の計5部位とする。各部位の筋硬度の平均値比較を行うことに加え、上腕の拮抗筋間、大腿の拮抗筋間の筋硬度の個人差についても検討する。2020年は、一過性の筋の短縮及び伸長による筋硬度の変化(筋の最大収縮時と伸長時、最大収縮後と伸長後)を検討するとともに、継続的な筋の短縮刺激(筋力トレーニング)および伸長刺激(ストレッチ運動)による筋硬度の変化を検討することにより、筋への力刺激の違いが筋の質的特性に及ぼす影響について明らかにする。2018年度は学会発表のための旅費の支出が見込みより少なくて済んだこと、また、被験者の多くが学内者であったことや、学外者でも粗品(消耗品)を進呈して謝金に換えたために、謝金の支払額が予定より大幅に節約できたことによる。2019年度は、被験者を学外者に依頼することが多くなると予想されるので、消耗品と謝金の支出を見込んでいる。また、学会発表に加え、共同研究者との打ち合わせのための旅費の支出を予定している。
エネルギー革命の進展と欧州統合の深化と拡大

本研究は、1950年代後半から1970年代にかけて進展したエネルギー革命と欧州統合の深化と拡大の関連についての実証分析を目指すものである。具体的には当該時期を、1石炭危機の発生とエネルギー革命の静かなる進展(1958-65年)、2エネルギー革命の加速と石油危機の発生(1966-75年)の2期間に区分し、研究年度一年目は1を主な対象時期とした。以下は、本研究グループの構成メンバーそれぞれの研究実績である。研究代表者の中屋は、西ドイツの石炭危機の発生とエネルギー革命の進展について検討を行った。特に関連する史料収集に努め、ドイツ石炭鉱業が如何に欧州統合に影響を受けたかについて分析を行った論考も発表した。研究分担者の黒田は、フランス関連の史料収集と追加的二次文献の収集・分析のほかに、本の出版・学会報告として、成果を形にするに至った。加えて、フランス出張の際に専門家へのインタビューも行い、今後の研究につながる知見を得た。研究分担者の奥は、英国のエネルギー事情に関するデータと文献収集、EC加盟実現に関する文献の収集・分析を中心に行った。これは、研究年度二年目の史料収集のための予備的研究の意味合いを持っている。研究分担者の河崎は、アメリカによるヨーロッパ統合推進政策について検討を行った。その中で、EECの設立へとつながる西ヨーロッパ域内貿易の再建プロセスについて考察を深め、論考を公表した。以上、グループ研究としてそれぞれの担当に重点を置きながら、当初の計画通り研究を進めた。また、研究グループの重要な研究交流の場である国際資源問題研究会も、2018年8月と2019年3月に予定通り開催された。この他、研究代表者の中屋は、ドイツで二回の史料収集、研究分担者の黒田は国際学会での発表(オランダ)と一回の史料収集(フランス)を行った。「研究実績の概要」にも示したように、研究グループとしては概ね順調に研究成果をあげられている。しかし、まだ研究年度一年目を終えたばかりであり、気を緩めることなく研究に取り組んでいく。以下、研究グループ構成メンバーの個別の進捗状況である。研究代表者の中屋は、論考なども発表しており、収集史料の分析も順調に進んでいる。また、研究グループ全体の進捗状況も把握しながら、慎重に研究を進めている。研究分担者の黒田は、現在今後の論文執筆に必要な史料収集や、二次文献の追加的収集・分析を進めている。並行して1970年代の欧州統合研究も進めている。研究分担者の奥は、サーベイ論文執筆に必要な文献の収集が終わったために、現在それをまとめている。これにより今年度予定している一次史料収集とその分析に向けての準備がほぼ終わり、今後の研究進展の目途が立っている。研究分担者の河崎は、論考を発表する以外にもアメリカの対西ヨーロッパ政策を分析する中で、エネルギー分野に関わる文献や資料の調査も並行して進めており、二年目の研究進展のための準備が整いつつある。以上、研究グループ全体としても、グループ構成メンバー個別の進捗状況を見ても、研究は概ね順調に進んでいる。研究年度二年目の研究実施計画は、1966年から1975年にかけての期間が研究対象時期となる。一年目と同様、海外での史料収集とその分析をもとに、研究を積み重ねる予定である。なお、二年目は、研究代表者・分担者全員が海外での史料収集を実施する。その他、国際学会である世界経営史会議(World Congress of Business History, WCBH)でのセッション報告の準備のため、外国人研究者を招聘し、国際資源問題研究会を開催する予定である。研究年度三年目の研究実施計画は、一年目・二年目の研究成果の整理・再検討をすることとなっている。またWCBHのセッション参加を本研究グループで予定しており、研究成果の重要な公表の機会となる。以上のように、研究年度の二年目にあたる本年度は、本研究課題「エネルギー革命の進展と欧州統合の深化と拡大」の研究成果を実り多きものにするために重要な年度となる。今後も研究代表者と研究分担者・協力者との恒常的な連携はもちろんのこと、国際資源問題研究会などを通じた密な研究協力をする予定である。この他引き続き、論文の公表・外国人研究者との交流・国際学会での研究報告などの成果を積み重ねていくこととしたい。

これは、研究年度二年目の史料収集のための予備的研究の意味合いを持っている。研究分担者の河崎は、アメリカによるヨーロッパ統合推進政策について検討を行った。その中で、EECの設立へとつながる西ヨーロッパ域内貿易の再建プロセスについて考察を深め、論考を公表した。以上、グループ研究としてそれぞれの担当に重点を置きながら、当初の計画通り研究を進めた。また、研究グループの重要な研究交流の場である国際資源問題研究会も、2018年8月と2019年3月に予定通り開催された。この他、研究代表者の中屋は、ドイツで二回の史料収集、研究分担者の黒田は国際学会での発表(オランダ)と一回の史料収集(フランス)を行った。「研究実績の概要」にも示したように、研究グループとしては概ね順調に研究成果をあげられている。しかし、まだ研究年度一年目を終えたばかりであり、気を緩めることなく研究に取り組んでいく。以下、研究グループ構成メンバーの個別の進捗状況である。研究代表者の中屋は、論考なども発表しており、収集史料の分析も順調に進んでいる。また、研究グループ全体の進捗状況も把握しながら、慎重に研究を進めている。研究分担者の黒田は、現在今後の論文執筆に必要な史料収集や、二次文献の追加的収集・分析を進めている。並行して1970年代の欧州統合研究も進めている。研究分担者の奥は、サーベイ論文執筆に必要な文献の収集が終わったために、現在それをまとめている。これにより今年度予定している一次史料収集とその分析に向けての準備がほぼ終わり、今後の研究進展の目途が立っている。研究分担者の河崎は、論考を発表する以外にもアメリカの対西ヨーロッパ政策を分析する中で、エネルギー分野に関わる文献や資料の調査も並行して進めており、二年目の研究進展のための準備が整いつつある。以上、研究グループ全体としても、グループ構成メンバー個別の進捗状況を見ても、研究は概ね順調に進んでいる。研究年度二年目の研究実施計画は、1966年から1975年にかけての期間が研究対象時期となる。一年目と同様、海外での史料収集とその分析をもとに、研究を積み重ねる予定である。なお、二年目は、研究代表者・分担者全員が海外での史料収集を実施する。その他、国際学会である世界経営史会議(World Congress of Business History, WCBH)でのセッション報告の準備のため、外国人研究者を招聘し、国際資源問題研究会を開催する予定である。研究年度三年目の研究実施計画は、一年目・二年目の研究成果の整理・再検討をすることとなっている。またWCBHのセッション参加を本研究グループで予定しており、研究成果の重要な公表の機会となる。以上のように、研究年度の二年目にあたる本年度は、本研究課題「エネルギー革命の進展と欧州統合の深化と拡大」の研究成果を実り多きものにするために重要な年度となる。今後も研究代表者と研究分担者・協力者との恒常的な連携はもちろんのこと、国際資源問題研究会などを通じた密な研究協力をする予定である。この他引き続き、論文の公表・外国人研究者との交流・国際学会での研究報告などの成果を積み重ねていくこととしたい。
semi‐intact cellを用いたジフテリア毒素のエンドソーム膜通過の解析

ジフテリア毒素(DT)はエンドサイトーシスによってエンドソームに取り込まれた後、エンドソーム膜を通過して細胞質に至る。これまでDTの膜通過の研究はリポソームや細胞膜を直接通過させるなどの人工的な条件で調べられており、エンドソームから細胞質へのトランスローケーションを直接調べた研究はない。そこで私達はC.perfringenstheta-toxinを用いたcell permeabilization法を開発し、これを用いてDTのエンドソームから細胞質へのトランスローケーションを調べる実験系の構築を試みた。theta-toxinはコレステロール含有細胞膜に結合し、膜にタンパク質が通過しうるサイズの穴を開ける。ヨード125でラベルしたDTを取り込ませたDTリセプター高発現細胞をプロナーゼ処理して細胞表面のDTを取り除いた。次に4°Cでtheta-toxinを結合させ、未結合のtheta-toxinは血清で中和した後37°Cでインキュベートして細胞膜をpermeabilizeした。細胞質中にトランスローケ-トしたAフラグメントはこの処理によって遠心上清に回収した。この実験系ではエンドソーム膜を傷つけることなく細胞膜のみに穴を開けることが必要であり、そのためのコントロールとしてはヨード125でラベルしたEGFを用いて同様に実験した。その結果、1000u/mlのtheta-toxinはAフラグメントが通過可能な穴を細胞膜に開けることができた。さらに未結合のtheta-toxinの中和のための血清濃度を検討したところ3%以上の血清濃度の時、遠心上清に現れるEGFの量がtheta-toxin処理なしの時と同程度になり、Aフラグメントの出現量も減少した。したがって、血清濃度3%の時theta-toxin処理によるエンドソーム膜のダメ-ジはないと考えられ、遠心上清中のAフラグメントは細胞質へトランスローケ-トしたもののみが検出されていると考えられる。現在、上述の条件でcell permeabilizationを行い、DTのミュータントを使ってAフラグメントのトランスローケーションにおけるDT分子の各領域の役割を解析中である。
コリオリカ場における縦渦の成長と二次不安定

回転座標系における境界層では、凹面上の境界層におけるゲルトラ-渦と類似の縦渦の形成から乱流遷移が始まることが知られており、コリオリカ不安定による三次元微小撹乱の線形成長として説明されている。本研究ではこれに続く撹乱の非線形成長の過程、すなわち二次不安定について実験的に調べた。先ず、波長の異なる撹乱を人工的に与えてゲルトラ-渦に発生状況を観察し、波長選択の機構について検討した。その結果、撹乱波長が過大の場合には発生した縦渦の分裂(splitting)が、また過少の場合には合体(merging)が起こり、最終的に特定の波長に漸近する傾向を示すこと、この特定の波長は人工撹乱を加えない自然の状態で観察されやすい波長に近いことを見出した。さらに、このスパン方向二次不安定に続いて流れ方向に周期性を持つ別の二次不安定(流れ方向二次不安定)が発生すること、これには馬蹄渦モードと正弦波モードがあること、モード選択には一次不安定(ゲルトラ-渦)の波長のほかに、二次撹乱の対称性が関わっていること、流れ方向二次不安定の発生と同時に壁面近傍に強い速度変動が新たに生ずることを明らかにした。さらに、上記の二次不安定は縦渦によってもたらされる速度分布の空間変化の振幅が主流速の40%程度、境界層厚さを基準としたゲルトラ-数が約130に達した段階で発生すること、これらは凹面境界層における従来の結果とほぼ一致することを明らかにした。さらに線形撹乱方程式の形から、遷移初期の縦渦形成段階は少なくとも遠心力とコリオリカに関する限り外力の種類によらないこと、非線形段階に達して二次不安定が発生する状況に至っても、外力型不安定から変曲点型不安定に切り替わることによって、やはり外力の有無や種類に関係しない、縦渦を伴う遷移に共通の現象であることを示唆した。一般の乱流遷移の終期段階における縦渦の重要な役割が知られており、本研究の成果はその解明にとって新たな知見を与えた。
セラミックス中への量子細線創製とナノスケール構造解析

本研究は,原子分解能を有する走査透過型電子顕微鏡(STEM)を主として用い,酸化アルミニウム(Al_2O_3)中の格子不整合領域(転位及び粒界)に局在化したドーパントの電子・原子構造を解析し,ドーパントによる機能発現機構の解明と機能設計のための指針を得ることを目的としている.Al_2O_3中転位を量子細線として利用するにはドーパントを転位に局在化させる必要がある。これまではTiを用いてきたが,本年度は他の3d遷移元素(V及びFe)を用いて量子細線の作成を試みた.結果的にV量子細線の作成に成功し,電気伝導を発現させることに成功した.また,STEMを用いてVナノ細線の原子・電子構造を解析した.特にZコントラスト法によるVの局所原子構造観察とEELSによる局所電子状態解析を行った.また,これと平行して第一原理バンド計算法を用いてAl_2O_3中のVの電子状態計算を行った。得られた状態密度をEELSによる実験結果と比較検討することで,Vナノ細線の電気伝導性発現の電子論的メカニズムを検討することができた.また転位以外の格子不整合領域(粒界)に局在化したドーパントの原子・電子構造解析を行った。YはAl_2O_3粒界に偏析することで高温変形挙動を劇的に改善することが知られている。Zコントラスト法によるY添加Al_2O_3双結晶粒界の観察から,Yが粒界に周期的に存在していることを明らかにした。格子静力学計算及び第一原理計算を用いた解析から,Yが粒界上の特定のサイトに存在しており,周辺の化学結合に影響していることを突き止めた。Y添加による機能改善機構を究明することができた。本研究は、原子分解能を有する走査透過型電子顕微鏡(STEM)を主として用い、近年注目されるつあるセラミック材料中に作製した金属ナノ細線の構造解析・化学分析を行い、量子細線創成に対する設計指針を得ることを目的としている。今年度においては、ジルコニア(ZrO2)やアルミナ(Al2O3)について粒界性格を高度に制御した双結晶を系統的に作製し、STEMによりイットリウムなどの金属元素の存在状態をサブナノスケールで解析した。ZrO2粒界では、粒界性格に依存した粒界コア構造が観察され、格子静力学計算による原子レベル理論計算も行ったところ、実験観察結果を良好に再現することに成功した。しかしながら、解析結果は従来の粒界幾何学理論で推定される構造とは大きく異なり、粒界に沿って原子サイズの空隙が規則的に配列していることが明らかとなった。このような空隙の存在により希土類などの原子半径の大きな元素を粒界が取り込むことが可能であると推察され、粒界の規則性を利用した金属ナノ細線の合成に対する基礎的知見を得ることができた。一方、Al2O3についても双結晶を作製し、そこにイットリウム(Y)の添加を行った。STEM観察を行ったところ、Al2O3粒界上に規則的に配列したY元素列の存在を確認することができた。理論計算によってもYの規則配列の安定性が見出され、結晶粒界を利用した配列型金属ナノ細線の作製が可能であることを明らかにした。
機能範疇の投射構造への形式意味論的アプローチ：日本語とスラブ系言語の比較研究

本研究では、主節及び埋め込み節特有の現象の意味的側面を重点的に考察することにより、目に見えない機能範疇の投射構造が存在するか否かへの証拠を統語論自体以外の観点から探求した。日本語やスラブ言語の対格ー属格交替現象、時の副詞節の時制解釈、与格主語構文などを比較言語学的観点から分析することにより、日本語の埋め込み節は他の言語のそれよりも小さい投射構造を持つことを理論化した。楠本は日本語の第四種動詞と言われる動詞やそれに似た振る舞いをする移動動詞の主節と埋め込み節での特殊な振る舞いについて研究をすすめた。これらの動詞を形式意味論の枠組みで分析し、元来の意味的な相違が統語的相違となって現れ、一般的な動詞とは主節での振る舞いが異なることを理論的に解明した。この理論をJapanese Korean Linguistics 23で発表し、Kusumoto (2014)に論文としてまとめた。浦は「動詞句と節の双方が意味的に内包するaspect(相)に関する情報が、どのような形で統語論的及び形態論的に反映されているのか」という問題について研究を行った。より具体的には、グルジア語において、動詞句の表すaspectの違いが、その目的語に現れる格接辞の変化となって表れることを突き止め、その統語的メカニズムの解明の研究を行った。また、ドラヴィディア諸語における与格主語構文と日本語の与格主語構文との差異について、動詞の意味特性が深く関与していることを突き止めた。さらに、上記2つの研究によって明らかになった統語メカニズムの共通点と相違点を理論的に観察することで、一般の人間言語におけるaspectの意味的・統語的差異が、どのように形態的差異になって表れるのかという大きな問題に関しても取り組んだ。またスラブ系言語の研究は論文としてまとめるにはいたらなかったが、否定の属格現象の統語的特徴について文献調査を進めた。格現象の統語的側面と意味的側面を切り離さず、その相互作用の中で格交替を観察し、機能範疇の果たす役割をある程度特定することが出来た。本年度の目標は、Asano and Ura (2010)の格交替理論を検証し、特に名詞句修飾における統語現象(格交替)と意味現象を個別現象の解明にとどまらず総合的に考察することである。このことにより、主節及び埋め込み節特有の現象(特に格に関する現象)を比較し、機能範疇の投射構造が存在するか否かの証拠を統語論自体以外の観点から探求する。楠本は、特に関西方言で観察される対格ー属格交替のメカニズムを考察し、日本語の埋め込み節の特殊な構造が交替を可能にしていると仮説を立て、検証した。またこの現象とスラブ系言語の内包の属格と呼ばれる現象との比較言語学的考察を行い、両者の間には埋め込み節の構造(その大きさ)に違いがあると結論づけた。この理論をFormal Approaches to Japanese Linguisticsで発表し、Kusumoto (2013)に論文として掲載された。この発表で指摘された属格の関連性や東京方言での同様の格交替の可能性について調査を進めた。浦は、日本語の埋め込み文「思える/思われる」と与格主語との関連についての研究を進めた。いわゆる与格主語構文との相違を考察することにより、日本語を含め、拡大投射原理(EPP)が普遍的な原理であることを示した。節でないものにはEPPは適用されないため、このことは節の構造を見極める重要な要素となる。この研究は、Ura (to appear)に論文としてまとめた。この他次年度以降の研究のための調査の下地として、スラブ系言語の内包の属格や否定の属格についての文献調査を行った。日本語の格交替が主として統語理論研究者の研究対象となっているのに対し、スラブ系言語では意味現象に主眼を置いて研究されている。日本語との比較に置いて統語構造からの視点で理論的説明を与える余地が多く残されている。楠本は時の副詞節の時制解釈について、日本語、スラブ諸語、スペイン語、英語の比較研究を行った。具体的にはSharvit (2013)で提唱された、言語間の差異は時制形態素の意味の差異に還元されるという理論に反論し、時の副詞節の統語構造の差異が意味解釈に影響すると論じた。この結果をWorkshop on Theoretical East Asian Linguisticsで発表した。また日本語とスラブ諸語の格交替現象の比較研究も継続して行った。特にスラブ諸語の格交替研究ではしばしば議論されてきた名詞句の(不)特定性について、日本語にも同様の理論を適用し考察した。浦は引き続き「動詞句と節の双方が意味的に内包するaspect(相)に関する情報が、どのような形で統語論的及び形態論的に反映されているのか」という問題について研究を行った。より具体的には、マレイ語において動詞句の表す

aspectの違いが受動態における動詞の形態変化の有無と目的語の格接辞の変化の有無とが一致する現象の統語的メカニズムの解明の研究を行った。また、スラブ諸語における文法的法(modality)と目的語の格形態との関連について、日本語の同種の現象との比較検討を行った。しかし、これらは人間言語におけるaspectの意味的・統語的差異がどのように形態的差異になって表れるのかという大きな問題に関与しているので、残念ながら決定的な解明までには至らなかった。形式意味論日本語の格交替や埋め込みvs主節現象については予定よりもすすんでいる。関西/東京方言の相違や類似点も明確になり、また動詞の分類による相違点も議論をつくした。一方スラブ系言語に関しては否定と法の意味的類似点に議論がとどまり、それが統語構造へどのように反映されるかについては理論的方向性が定まっていない。Asano and Uraの理論の問題点については議論をつくし、埋め込みvs主節、関西方言vs東京方言、日本語vsスラブ系言語などの相違点は、投射構造の大きさの違いに還元できることは証明できた。学会発表でフィードバックをもらい、対格ー属格以外の格付与を同時に考えるなど理論の発展の新たな方向性も見えてきている。また文献調査も予定通りに進んでいる。最終年度はこれまでの研究をまとめ、日本語とスラブ系言語のパラメトリックな差異について理論構築をはかる。楠本はKusumoto(2013)で発表した理論のスラブ系言語に関する部分を発展させ、特に否定の属格について研究する。浦は「人間言語におけるaspectの意味的・統語的差異が、どのように形態的差異になって表れるのか」という問題について、スラブ諸語にまで射程を広げた研究を主に行う予定である。今後は、(i)スラブ系の言語の研究の理論化、(ii)日本語の埋め込み構造特有の現象で格交替以外のものの検証、(iii)対格ー属格以外の格交替の可能性とそのメカニズムの三点を中心に研究をする。(i)は楠本・浦の共同研究で、否定の属格のこれまでの研究を検証した上であまり研究対象となっていない機能範疇の投射構造の豊かさについて研究を進める。(ii)は主として楠本が行う。形容詞の直接修飾用法の解釈やいわゆる第四種動詞の埋め込み節での振る舞いなどを中心に研究を進める。(iii)は主として浦が行う。与格のみならず一般的に奇態格と呼ばれる格についての一般化を試みる。海外での学会発表を2回行う予定であったが、日程上次年度に行うことになったため。海外での学会発表に加え、最終年度にあたって格現象の意味と統語についてのワークショップに充当する予定である。文献調査のための書籍費をある程度見込んでいたが、大学図書館で既に所蔵されているものやインターネットで閲覧可能になっているものも多く、次年度へ繰り越しすることとなった。Formal Approaches to Slavic Linguisticsなどのproceedingsの購入に充てる予定である。次年度も海外の学会での発表と国内の学会/研究会での発表を予定している。また、アメリカから来日予定の意味論研究者を関西に招聘する計画も立てている。
現代バングラデシュにおけるエイジング過程の変容―「子ども」から「おとな」へ―

本研究は、現代バングラデシュにおけるエイジングの過程、なかでも、子どもたちが大人になる過程が、社会の変容とともに、どのように変化してきているのかを、当事者の視点から明らかにすることを目的としている。2年目となる平成20年度の前半は、19年度に実施した現地調査のデータ整理を行い、研究会や学会などでの発表を通して議論を深めた。とくに、対象とする青年期の若者たちにとって、教育経験と労働(主に賃金労働のための都市出稼ぎ)の関係について議論した。年次後半は、当初の計画で予定していた通り、9月から12月末までの4ヶ月間、アメリカ・ニューヨーク大学人類学部において、Faye Ginsburg教授受け入れのもと、研究調査手法としての映像人類学について知見を広げた。映像人類学の歴史、テーマの変遷、さらに、本研究テーマに関わる「子ども」を捉えた民族誌映像に関して、豊富な資料もとに検討した。その後、2月に約2週間のバングラデシュでの現地調査を実施し、(1)対象としている若者の1年後の状況、(2)対象とする若者たちの数人が受験した中等教育修了試験、(3)小学校「同窓会」における「子ども時代」の回想、について調査した。いずれも十分な結果を得て、帰国後は、調査データの整理と映像の編集作業に取り組んでいる。以上の通り、平成21年度は、当初の実施計画を予定通りに逐行し、期待以上の学びを得ることができた。年度前半は、課題に関連する先行研究のレビューと、博士論文の内容および学位取得後に行った調査を基に、学会発表と論文投稿を行った。年次後半は、11月8日から3月6日までの4ヵ月間、バングラデシュにて現地調査を実施した。調査の主な焦点は以下の3点とし、聞き取りと参与観察に加えて、映像による撮影も行った。1.バングラデシュ農村部(ジャマルプール県中央郡)において、博士論文のための調査を行った当時(2003年から2004年)小学4-5年生だった子どもたち(15人)のその後。2.バングラデシュ首都ダッカのスラム地域における子どもの家庭背景と生活の現状。3.バングラデシュ丘陵地(ジャマルプール県北部ボクシゴンジ郡)に住む少数民族ガロ族(マンディ族)の社会的背景と現状。以上の通り、初年度である平成20年度は、当初の実施計画を予定通りに逐行することができた。
新規癌関連遺伝子KRAP過剰発現系の樹立とそれを用いた癌でのKRAP機能研究

我々はKRAP遺伝子過剰発現マウスを樹立し、その肝臓を材料としてKRAP結合蛋白の同定を試み、シグナル関連分子Xを同定した。KRAPはシグナル関連分子Xと培養下のヒト癌細胞ならびにマウス生理組織の両者において共局在するとともに、この分子間相互作用は生化学的手法によっても確かめられた。また、培養細胞でのKRAP発現抑制はシグナル関連分子Xの機能を抑制したことから、KRAPがシグナル関連分子Xへの結合とその機能調節を介した細胞内シグナル調節に関与する分子であることが示された。我々が新規癌関連遺伝子として同定したKRAPの分子機能は不明であった。癌でのKRAP発現亢進状態を模したモデルの樹立と、それを利用した表現型解析・分子機能解析が、KRAPの生理的・病理的意義を明らかにする上で重要であると考えられる。そこで今年度では以下の1、2について実施した。1: KPAP遺伝子発現亢進マウス(KRAPトランスジェニックマウス)の作成導入遺伝子の高発現を達成させるために、数多くのトランスジェニックマウス作成実績がある大阪大・医・幹細胞制御学の宮崎教授らが構築したpCAGGSベクター(II. Niwa et al. Gene 108 : 193-200, 1991)を用いて、HA-tagを付加させたKRAP発現ベクターを作成し、常套法に従ってトランスジェニックマウスを樹立した。肝臓での発現が最も高く、内在性KRAPの発現量の約3倍量に相当し、次いで骨格筋、膵臓、褐色脂肪の順に有意な発現が認められ、脾臓、大脳皮質、小腸では微弱または検出限界以下であった。2: KRAP結合蛋白の同定KRAPトランスジェニックマウスの肝臓を材料に用いた共精製法にて、KRAP結合蛋白質としてイノシトールー1,4,5-トリスリン酸受容体(IP3R)の同定に成功した。KRAPおよびIP3Rに対する特異抗体による検討で、細胞内・組織内共局在と会合を証明した。トランスジェニックマウスを樹立し、その成果をKRAP結合蛋白の同定に繋げた。KRAP結合蛋白に関しては世界的に未聞であり、KRAP分子機能の理解に繋がる大きな成果であると考えられる。IP3Rは正常組織・発生・分化・癌などにおいて多岐の生命現象に関与する細胞内カルシウムシグナル制御分子であるため、今後引き続き実施するKRAP-IP3R相互作用に関する研究がもたらす成果の波及効果は大きい。昨年度に樹立したKRAP遺伝子発現亢進マウスを利用して、本年度においてKRAP結合蛋白の同定と同相互作用の機能的意義の端緒を明らかにした。1:KRAP結合蛋白の同定KRAPトランスジェニックマウスの肝臓を材料に用いた共精製法にて、KRAP結合蛋白質としてシグナル関連分子(X分子)の同定に成功した。KRAPおよびX分子に対する特異抗体による検討で、細胞内・組織内共局在と会合を証明した。癌細胞においてKRAP発現抑制を施して、そのX分子機能に対する効果を検討した。複数種の癌細胞株において、KRAP発現抑制はX分子機能を抑制したことから、KRAPがX分子機能を正に制御する分子であることを明らかにした。X分子は正常組織・発生・分化・癌などにおいて多岐の生命現象に関与する細胞内シグナル制御分子であるため、将来的に行われるKRAP-X分子間相互作用に関する研究がもたらす成果の波及効果は大きい。
褥瘡発生機構における基礎的研究-皮膚・筋肉構成細胞の加圧負荷に対する応答-

褥瘡(いわゆる床ずれ)の発生機序を解明する助けとして、皮膚および筋肉を構成する細胞の圧力に対する反応を実験的に検討した。その結果、皮膚および筋肉の構成細胞は、圧力を受けることで特異的な反応を示し、特に皮膚の構成細胞は細胞外マトリックス(細胞と細胞の間を埋める物質)を分解する酵素を作り出すことが明らかになった。また、圧力によってアポトーシス(細胞の自殺)が生じることもわかった。本研究は、褥瘡発生プロセスには血流の変化以外に、加圧という機械的刺激に対する皮膚または筋肉の構成細胞の応答が関与するという仮説を検証することを目的としている。すなわち、コラーゲンゲル内3次元培養した皮膚線維芽細胞および筋管細胞を用いて、加圧に対する細胞応答を遺伝子またはタンパク質のレベルで検証するものである。本年度の研究では、免疫染色にてアポトーシスのシグナル伝達に関連するカスパーゼファミリーのうち、最も下位で作用するエフェクターのひとつであるカスパーゼ-3の陽性細胞が加圧刺激によって有意に増加することを明らかにした。また、法医解剖体から摘出した急性期褥瘡の染色も同様に、褥瘡発生部位にカスパーゼ-3陽性細胞を多く観察した。この結果は、加圧刺激によってTUNEL陽性細胞が増加するというこれまでの結果を裏付けるものである。これらのことは、褥瘡発生にはアポトーシスが関与していることと、このアポトーシスの発現には、加圧負荷された皮膚線維芽細胞の応答が関与している可能性を示す。一方、3次元培養細胞を加圧負荷した場合の低酸素状態への細胞応答を考慮し、低酸素下での皮膚線維芽細胞の細胞応答を昨年度より確認している。その結果、本年度は多くのサイトカイン類に加えて、シクロオキシゲナーゼ(COX)-2の遺伝子も低酸素刺激によって発現が増加するが、MMP-9、-13に加えて熱ショックタンパク(HSP-70)の遺伝子発現は低酸素下においても増加しないことを認めた。このことは、MMP-9、-13、HSP-70の遺伝子は加圧という機械的刺激に特異的な応答によって発現する可能性が示された。本年度の研究では、TUNEL染色および、カスパーゼ-3免疫染色にて皮膚線維芽細胞が加圧刺激によってアポトーシスが誘発された前年度結果の再現性を示すことができた。また、筋管細胞においても同様の結果を得たが、現在再現性の確認を行っている。また、これまで加圧負荷によって発現が増加した、サイトカイン類(TNFα、IL-1β、IL-6、IL-8)およびマトリックス分解タンパク(MMP-9, -13)を、時間・負荷量による変動を検討した結果、ヒト皮膚線維芽細胞は負荷時間および負荷量の増加に伴い、発現が増加する可能性が示された。このうち、TNFαはアポトーシスのデスリガントの代表であることから、時間と負荷量に比例してアポトーシスの誘発がより強くなる可能性が考えられる。これらのことは、褥瘡発生にはアポトーシスが関与していることと、このアポトーシスの発現には、加圧負荷された皮膚線維芽細胞および筋管細胞の応答が関与している可能性を示す。さらに、加圧負荷にて弾力を失いにくい3次元培養モデルの作成を試みた。その結果、ヒト皮膚線維芽細胞は、コラーゲンゲルトに比して、カイコフィブロンスポンジによる攪拌培養にてより増殖することが示された。このことは、より生態環境に近いモデルを作成への足がかりになると考える。
メタボリック症候群における難聴と血管障害の関係について

これまでの研究から,高血糖に伴う難聴者の内耳には血管障害などの形態変化が生じることが知られているが,その原因は明らかにされていない。本研究ではメタボリック症候群モデル動物の内耳を用いた分子生物学的解析を行った。その結果,炎症性サイトカインの発現増加,脂質代謝関連蛋白質,成長因子の発現低下が認められた。さらに,実験動物の内耳組織を高血糖状態で培養することで,糖尿病と内耳組織変化の関係を検討できる実験モデルを構築した。糖尿病に代表されるメタボリック症候群患者では動脈硬化に代表される血管性病変を通じて,重篤な疾患の原因となるだけでなく,老化を促進することが知られている。内耳においても,糖尿病患者に感音難聴の発症率が高いことが過去の疫学研究で明らかにされている。これまでの研究から,高血糖に伴う難聴者の内耳では感覚細胞障害,らせん神経節細胞障害,血管条の萎縮といった形態の変化が原因であることが知られているが,これらの組織的変化を生じる原因は明らかにされていない。これらを明らかにする目的で,本年はメタボリック症候群モデル動物の内耳を用いた分子生物学的解析を行った。メタボリック症候群モデルマウス(TSOD),TSODのコントロール動物(TSNO),野生型マウスの内耳より抽出したmRNAを対象にマイクロアレイ法にて検討した。その中でメタボリック症候群の内耳には,炎症性サイトカインの発現増加,脂質代謝関連蛋白質,成長因子の発現低下が認められた。さらに免疫組織化学染色を用いて,発現部位について検討を行い,その意義について解析を行った。本年度に行った分子生物学的実験によって,メタボリック症候群モデルマウスの内耳に多くの遺伝子変化が生じていることが明らかにされた。これらの意義を明らかにするために免疫組織化学染色を行い,遺伝子発現に変化が見られる内耳での局在を明らかにした。これらを明らかにする目的で,本研究ではメタボリック症候群モデル動物の内耳を用いた実験を行っている。メタボリック症候群の内耳を用いた分子生物学的解析では炎症性サイトカインの発現増加,脂質代謝関連蛋白質,成長因子の発現低下が認められた。さらに,本年度は免疫組織科学的検討を追加することで,内耳における微小血管の障害には終末糖化産物が関与していることが明らかになった。本年度予定していた培養実験は実験条件が確定できず未だ充分な結果が得られていない。一方,平行して行った免疫組織化学的検討により,メタボリック症候群モデルマウスの内耳に終末糖化産物が蓄積しており,これらが内耳微小血管の障害に影響している可能性が示唆された。これらの意義を明らかにするために終末糖化産物の生成を阻害する薬剤を投与するin vivo実験を追加して行った。結果として実験系は概ね順調に経過している。以前の研究ではヒトの側頭骨病理で報告されている内耳の血管障害をモデル動物においても生じることを明らかにしている。また,これらのモデルマウスは加齢と共に聴覚障害を生じることを明らかにした。本研究においては,メタボリック症候群の内耳を用いた分子生物学的解析で炎症性サイトカインの発現増加,脂質代謝関連蛋白質,成長因子の発現低下が認められた。さらに,免疫組織科学的検討を追加することで,メタボリック症候群モデルマウスの内耳では血管条において終末糖化産物が蓄積していることが示され,内耳微小血管の障害には終末糖化産物が関与している可能性を明らかにした。本年度はメタボリック症候群モデル動物に対して,終末糖化産物を抑制することが報告されている薬物を投与して経過を観察したが,内耳において終末糖化産物の蓄積を抑制することが明らかになった。メタボリック症候群モデル動物の内耳について,in vitroモデルを作成する目的で,高糖濃度培地を用いた内耳器官培養系の確立を目指す。

具体的には,卵形嚢培養は過去に報告した方法(Sugahara et al, 2006)でCO2インキュベーター内で行うが,培地を変更することで,メタボリック症候群に類似した環境を,網膜神経節細胞の培養で行われている方法(Shanab AY et al, 2012)を参考に作成する。高糖濃度培地(通常培地にD-glucose(45 mM)等を追加)したもので内耳組織を培養,24時間後に固定,免疫組織化学(抗カルモデュリン抗体)を行い,有毛細胞の残存率を評価する。高糖濃度の程度を変えることで,有毛細胞障害の程度を検討し,内耳高糖濃度培養系を作成する。この系が確立できれば,培養卵形嚢を用いた発現遺伝子の評価をモデルマウスと同様に行い,メタボリック症候群の内耳障害の原因について,詳細に検討する予定である。作成された高糖濃度卵形嚢培養を用いて,予防モデルを作成する。候補薬物としては,炎症性サイトカインを抑制することが報告されているPG合成酵素阻害薬,PDEIII阻害薬,脂質代謝改善薬であるスタチン製剤あるいは漢方薬の大柴胡湯,防風通聖散,糖代謝を調節して細胞死を予防するアルドース還元酵素阻害剤等を予定している。高糖濃度による内耳障害に影響のある薬剤が明らかになれば,メタボリック症候群モデルマウスに投与することで,in vivoの実験を行い,経時的に内耳機能や内耳組織の変化について検討することが可能となる。引き続き,メタボリック症候群モデルマウスに終末糖化産物の生成を抑制できる薬剤(ピリドキサミン等)を投与することで,in vivoの実験を行い,経時的に内耳機能や内耳組織の変化について検討する。実際,難聴の進行が抑制されることが確認されており,その機序について評価を行う予定である。さらに条件が確定できていない高糖濃度培地を用いた内耳器官培養系の確立を目指す。これはメタボリック症候群モデル動物の内耳について,in vitroモデルを作成する目的で意義があると考える。耳鼻咽喉科学本年度の分子生物学的実験において,モデルマウスの購入を予定していただが,実験が順調に経過したため,予想より低額に抑えられ,未使用額が生じた。本年度計画していた培養実験と平行して行った免疫組織科学的実験が順調に経過したため,物品費が予定より低額に抑えられ,未使用額が生じた。生じた未使用額は,平成28年度に計上した物品費と併せて使用する。生じた未使用額は平成29年度に計上した物品費と併せて使用する。
肥満細胞腫におけるチロシンキナーゼ阻害剤耐性化機構の解明と克服戦略の構築

肥満細胞腫におけるTKI耐性化の分子機構の解明とそれに基づいた耐性克服法の基盤を確立することを目的とした。犬のKIT変異陽性の肥満細胞腫株化細胞からイマチニブ耐性細胞株を作製し、それらの耐性化メカニズムを解析した。その結果、肥満細胞腫のイマチニブ耐性化機構には多様性があり、二次変異によるKITの再活性化、KIT非依存性のERK活性化、KIT蛋白寿命の延長によるKIT過剰発現が独立して、あるいは複合的に関与することが示唆された。イマチニブ耐性肥満細胞腫では、耐性化を引き起こす分子機構を個別に特定することが重要であり、それぞれのメカニズムに対応した治療戦略を構築することが必要と考えられた。KITに変異を有する犬の肥満細胞腫(MCT)ではイマチニブが奏功するが、最終的に耐性を獲得することが問題となっている。一方、MCTのイマチニブ耐性化の解析はほとんど行われておらず、その耐性機構は不明である。そこで、本研究では犬の肥満細胞腫のイマチニブ耐性機構を解明することとした。平成28年度は、まずイマチニブに対して耐性を獲得したMCT症例の治療前および耐性獲得後のKITの塩基配列の解析を行った。その結果、6症例中1症例でKITに二次変異(c.2463T>A)が同定された。一方、5症例では二次変異は同定されなかった。次いで、イマチニブに感受性の犬の肥満細胞腫株化細胞CoMSおよびVI-MCからそれぞれのイマチニブ耐性株rCoMS1 (IC50約9&#61549;M)およびrVI-MC1 (IC50約2 &#61549;M)とrVI-MC10 (IC50約12&#61549;M)を作製した。これらの細胞を用いて、腫瘍細胞のイマチニブ耐性化機構について検討した。rVI-MC1およびrVI-MC10では二次変異(c.1523A>T)が同定され、この変異を有するKITのリン酸化はイマチニブに抵抗性を示した。さらに、rVI-MC10では高濃度のイマチニブに対してKIT/SFK非依存性のERKの活性が認められた。一方、rCoMS1ではKITの過剰発現が認められた。以上から、イマチニブに対して耐性を獲得した犬の肥満細胞腫において、KITに二次変異を持つ症例の割合は少ないことが示唆された。株化細胞を用いた解析から、KITに二次変異を持たない症例ではKITが過剰発現し、その結果イマチニブに対して耐性を獲得している場合があると考えられた。一方、KITに二次変異を持つ症例では、二次変異によりイマチニブ耐性を獲得することが示された。また、二次変異に加えてKIT/SFK非依存性のERK活性化が起こり、イマチニブに対してより強い耐性を獲得することもあると考えられた。平成27年度は犬の肥満細胞腫株化細胞におけるイマチニブ耐性化のパターンを明らかにすることを目的とした。今回の研究においてイマチニブに暴露された犬の肥満細胞腫株化細胞ではKITに二次変異が生じる場合あるいはKITの過剰発現がおこる場合があることが明らかとなり、イマチニブ耐性化にはこのような異なる分子機構が存在することを明らかにした。これらのパターンが生じる詳細なメカニズムは平成28年度以降検討する予定であるが、平成27年度に得られたこれらの知見は、当初予定していたスケジュールに従って得られたものであり、このことから研究は概ね予定通りに進んでいると言える。平成27年度の研究から、KITの二次変が犬の肥満細胞腫のイマチニブ耐性化に関与していることが示された。その一方で、KITに二次変異を持たないイマチニブ耐性の細胞株(rCoMS1)も存在することが明らかとなった。平成28年度は、主にrCoMS1を用いてKIT二次変異非依存性のイマチニブ耐性メカニズムを検討した。rCoMS1では恒常的に活性化したKITが細胞表面に過剰に発現していることが明らかとなった。この過剰発現したKITのリン酸化はイマチニブでは十分に抑制できなかった。このことから、rCoMS1ではKITの過剰発現がイマチニブ耐性化に中心的な役割を果たしていると考えられた。そこで、rCoMS1におけるKIT mRNAの発現レベルを検討したが、明らかなKIT転写の増加は見られなかった。次いで、rCoMS1におけるKITの蛋白寿命を解析したところ、rCoMS1ではイマチニブ感受性のCoMS細胞に比べて明らかに延長しており、KITの分解が低下していることが示された。さらに、rCoMS1ではKITのユビキチン化が低下していること、さらに脱ユビキチン化酵素阻害剤によってrCoMS1におけるKITの過剰発現が抑制されることが明らかになった。このことから、rCoMS1では脱ユビキチン化酵素阻の量あるいは活性の増加によってKITのユビキチン化が低下し、その結果KITの過剰発現が生じると考えられた。以上のことから、犬の肥満細胞腫のイマチニブ耐性化機構にはKIT二次変異ばかりでなく、ユビキチン化の低下に起因するKITの過剰発現が関与すると考えられた。さらに、平成27年度の研究において、イマチニブに対して耐性を獲得した犬の肥満細胞腫においてKITに二次変異を持つ症例の割合は少ないことが示唆されたことから、今回特定された分子機構が臨床例におけるイマチニブ耐性化の重要な要因である可能性が示唆された。

平成28年度は犬の肥満細胞腫株化細胞におけるKIT二次変異非依存性のイマチニブ耐性化メカニズムを明らかにすることを目的とした。今回の研究において、これまで知られていない新たな肥満細胞腫のイマチニブ耐性化機構の存在が示唆された。平成27年度の成果と合わせて、イマチニブ耐性化にはこのように異なる分子機構が存在することが明らかになり、さらにそれらが生じるメカニズムについて踏み込んだ解析を実施することができた。平成28年度に得られたこれらの知見は、当初予定していたスケジュールに従って得られたものであり、このことから研究は概ね予定通りに進んでいると言える。平成27および28年度の研究から、犬の肥満細胞腫のチロシンキナーゼ(TK)阻害剤耐性化は、TK阻害剤に反応して腫瘍細胞の形質が様々に変化することで生じる可能性が示された。この腫瘍細胞の形質の変化には、1腫瘍細胞のKIT遺伝子にTK阻害剤抵抗性(KIT再活性化)二次変異が発生する、2KITの側副シグナルを介してERKが活性化する、3KITユビキチン化の低下によりKITの過剰発現と増殖シグナルの増強が発生する、4細胞株によって13が単独あるいは混在する、5上記分子機構を持たないTK阻害剤耐性細胞株が存在することなどが含まれることが明らかとなった。そこで、平成29年度は、腫瘍のheterogeneityに注目し、TK耐性の犬の肥満細胞腫細胞株を用いて次世代シーケンサーによるディープシーケンス解析を行った。その結果、予め超微量のサブポピュレーションとして存在していたTK阻害剤抵抗性の二次変異を持つ腫瘍クローンがTK阻害剤により選択されて増殖し、腫瘍として顕在化する場合があることを見出した。すなわち、犬の肥満細胞腫では、Heterogeneousな腫瘍細胞集団の中からTK阻害剤耐性素因を持つ超微量クローンのセレクションと増殖により耐性化する場合があると考えられた。以上のことから、肥満細胞腫のTK阻害剤耐性化は、単一の分子機構ではなく、腫瘍細胞の形質の変化や多様な集団の中からのセレクションなど様々な分子機構が複雑に組み合わさって生じることが示された。本研究で得られた知見は、TK阻害剤耐性化肥満細胞腫に対する個別化した耐性克服治療を構築する上できわめて有益と考えられた。肥満細胞腫におけるTKI耐性化の分子機構の解明とそれに基づいた耐性克服法の基盤を確立することを目的とした。犬のKIT変異陽性の肥満細胞腫株化細胞からイマチニブ耐性細胞株を作製し、それらの耐性化メカニズムを解析した。その結果、肥満細胞腫のイマチニブ耐性化機構には多様性があり、二次変異によるKITの再活性化、KIT非依存性のERK活性化、KIT蛋白寿命の延長によるKIT過剰発現が独立して、あるいは複合的に関与することが示唆された。イマチニブ耐性肥満細胞腫では、耐性化を引き起こす分子機構を個別に特定することが重要であり、それぞれのメカニズムに対応した治療戦略を構築することが必要と考えられた。平成28年度は主に犬の肥満細胞腫株化細胞におけるKITの二次変異およびKITの過剰発現に注目し、それらの発生機構とイマチニブ耐性化におけるその役割、またその分子基盤に基づいた耐性克服法の構築を検討することとする。さらに、H27年度に行った臨床検体の解析では、サンプル数に限りがあるため、イマチニブ耐性腫瘍サンプル数を増やしてKITの二次変異およびKITの過剰発現の解析を行う予定である。平成29年度は、犬の肥満細胞腫株化細胞を用いたイマチニブ耐性化のさらなる解析を行う予定である。予備実験の段階ではあるが、別のイマチニブ耐性化肥満細胞腫株化
台風の温帯低気圧化に伴う竜巻発生環境場形成に関する数値的研究

熱帯の海上で発生・発達した台風が北上し、中緯度の偏西風帯に接近すると、前線を伴う温帯低気圧へと急速に構造変化する。台風が温帯低気圧化(温低化)する際には、台風渦と偏西風ジェットが重なることにより特徴的な風速場が形成され、強い竜巻の発生リスクが格段に高まる。本研究では、温低化する台風とそれに伴う竜巻を理想化した条件下で再現する数値シミュレーションを行い、温低化の条件を系統的に変化させる感度実験により、台風の温低化に伴う竜巻の発生リスクの定量化を目指す。
生体神経細胞模擬プラズマの生成・制御による開放系境界膜機能の探究

(1)現有の直線型真空容器(内直径16cm,長さ400cm)と磁場発生装置(4kG)を整備し,アルカリ塩化物(KCl)をオーブンにより気化して熱板に吹き付けると,熱解離によりK正イオンとCl負イオンが生成される.アルカリ金属(Na)を気化させてもう一方の端に設置したタングステン板に吹き付けると,接触電離によりNa正イオンが生成される.生体細胞を構成する主なイオン種はNa正イオン,K正イオン,Cl負イオンであり,生体細胞に類似したイオン種から成るプラズマ生成を試みた.(2)アルカリ塩化物を昇華温度(1000°C以上)にまで加熱できるオーブンを開発した.アルカリ-ハロゲンプラズマの生成に成功した(密度10^7cm^<-3>,温度0.1eV).熱解離用熱板から放出される熱電子抑制のために熱板の温度を下げる必要があり,結果的にアルカリ-ハロゲンプラズマ密度を充分高めることはできなかった(3)磁力線垂直方向拡散を利用して正負イオンと熱電子の分離を試みた.円環状のワイヤヒータにアルカリ塩化物を直接吹き付けると熱解離によって正負イオンが生成され,正負イオンのみが径方向内側拡散によって中央部に集まる.下流域では電子の存在しない純粋なアルカリ-ハロゲンプラズマの生成に成功し,プラズマ密度は10倍以上増加した.KCl以外にCsClでもプラズマ生成に成功した.供給するアルカリ塩化物の種類を変える(Kl,KBrなど)のみで多様なアルカリ-ハロゲンプラズマを生成することができることがわかった.(4)Na正イオンの供給量を増加していき,単位時間あたりのNa正イオンの供給量がK正イオンの供給量を上回ると系は不安定になり,粒子の系外への排出数は間欠的に多くなる.更にNa正イオンの供給量を多くしていくと,逆に系は安定化する.系の状態はイオンの供給バランスに依存していることが明らかになった.(1)現有の直線型真空容器(内直径16cm,長さ400cm)と磁場発生装置(<4kG)を整備し,アルカリ塩化物(KCl)をオーブンにより気化して熱板に吹き付けると,熱解離によりK正イオンとCl負イオンが生成される.アルカリ金属(Na)を気化させてもう一方の端に設置したタングステン板に吹き付けると,接触電離によりNa正イオンが生成される.生体細胞を構成する主なイオン種はNa正イオン,K正イオン,Cl負イオンであり,生体細胞に類似したイオン種から成るプラズマを生成することができた.(2)生成されたプラズマについて,ラングミュアプローブを用いて詳細に測定を行った.プラズマ密度は10^7cm^<-3>程度で,温度は0.1eV程度である.磁力線垂直方向のプラズマ分布は,軸対称のガウス型をしていることがわかった.アルカリ塩化物の昇華温度は1000°C程度と高く,オーブンの加熱温度がそこまで達しておらず,KClの昇華量が少ないことに起因してプラズマ密度が低いことがわかった.(3)異種正イオンの供給量のバランスを変化させていき,それがある閾値を越えると系が不安定になり,プラズマ境界の浮遊電極が間欠的に負電位に深くなる発振現象が見られることを確認した.これはプラズマ構造の分岐が発生したとみなすことができる.(4)実験結果のみではプラズマ中で生起している現象の詳細を知ることは難しい.物理現象の詳細を知る目的で計算機シミュレーションを行った.既存の3次元静電粒子コードを改良して本研究に即したコードの開発を行った.Na正イオンの供給量を増加していき,単位時間あたりのNa正イオンの供給量がK正イオンの供給量を上回ると系は不安定になり,粒子の系外への排出数は間欠的に多くなる.更にNa正イオンの供給量を多くしていくと,逆に系は安定化する.系の状態はイオンの供給バランスに依存していることが明らかになった.(1)現有の直線型真空容器(内直径16cm,長さ400cm)と磁場発生装置(4kG)を整備し,アルカリ塩化物(KCl)をオーブンにより気化して熱板に吹き付けると,熱解離によりK正イオンとCl負イオンが生成される.アルカリ金属(Na)を気化させてもう一方の端に設置したタングステン板に吹き付けると,接触電離によりNa正イオンが生成される.生体細胞を構成する主なイオン種はNa正イオン,K正イオン,Cl負イオンであり,生体細胞に類似したイオン種から成るプラズマ生成を試みた.(2)アルカリ塩化物を昇華温度(1000°C以上)にまで加熱できるオーブンを開発した.アルカリ-ハロゲンプラズマの生成に成功した(密度10^7cm^<-3>,温度0.1eV).熱解離用熱板から放出される熱電子抑制のために熱板の温度を下げる必要があり,結果的にアルカリ-ハロゲンプラズマ密度を充分高めることはできなかった(3)磁力線垂直方向拡散を利用して正負イオンと熱電子の分離を試みた.円環状のワイヤヒータにアルカリ塩化物を直接吹き付けると熱解離によって正負イオンが生成され,正負イオンのみが径方向内側拡散によって中央部に集まる.下流域では電子の存在しない純粋なアルカリ-ハロゲンプラズマの生成に成功し,プラズマ密度は10倍以上増加した.KCl以外にCsClでもプラズマ生成に成功した.供給するアルカリ塩化物の種類を変える(Kl,KBrなど)のみで多様なアルカリ-ハロゲンプラズマを生成することができることがわかった.(4)Na

正イオンの供給量を増加していき,単位時間あたりのNa正イオンの供給量がK正イオンの供給量を上回ると系は不安定になり,粒子の系外への排出数は間欠的に多くなる.更にNa正イオンの供給量を多くしていくと,逆に系は安定化する.系の状態はイオンの供給バランスに依存していることが明らかになった.