hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
内眼炎発症に関連する遺伝子多型の解析と個別化医療への応用

内眼炎の発症に関連する遺伝子多型をPCR-制限酵素断片長多型解析によって検索した結果、生体内抗酸化機構で働く酵素や、炎症に関与する接着分子やサイトカインの遺伝子多型で有意なものは検出できなかった。内眼炎発症に関わる因子を制御する遺伝子を選択的に眼内に送達することを目的として、極性網膜色素上皮細胞に対して遺伝子導入を試みた結果、超音波にバブルリポソームを併用する方法を用いることで、効率的に遺伝子導入できることが確認された。H25年に鹿児島大学病院眼科外来を受診したHTLV-1関連ぶどう膜炎やその他の内眼炎患者から、同意を得た上で末梢血液を採取し、血漿を分離後にDNAを抽出した。眼科手術を行った症例では、同意を得た上で前房水や硝子体を採取した。H25年までに最終したサンプルを用いて炎症に関与するサイトカインの遺伝子多型の解析を行っている。解析は現在進行中で、今のところ内眼炎発症に関与する遺伝子多型は見いだせていない。極性細胞へ超音波およびバブルリポソーム(BL)を用いて遺伝子導入を行った。通常極性を持った網膜色素上皮細胞(RPE)は細胞周期においてはG0期にあるといわれ、遺伝子導入効率はリポフェクションなどでは難しい。H25年度、極性RPEに対して超音波を用いてGFP(Green Fluorescent Protein) plasmidの導入を試みた結果、超音波のみでは従来の方法同様GFP陽性細胞は数個であったが、超音波にBLを併用することでGFP陽性細胞を約30%に認めることができた。超音波およびBL併用の導入方法は、siRNAなどにも応用できる。この方法を用いることで、極性RPEのターゲットする遺伝子やタンパクをknock downし反応を確認することができるようになった。また並行して行っている臨床研究では、内眼炎、特にVogt-小柳-原田病患者の急性期の脈絡膜変化に注目し、網膜干渉光断層計の画像をimage J画像処理ソフトを使って脈絡膜の2階調化を行うことで、脈絡膜の変化を解析している。この画像処理により急性期の脈絡膜の状態が観察しやすくなり、治療後の変化を詳細に捉えることが可能となった。H24年に鹿児島大学病院眼科外来を受診したHTLV-1関連ぶどう膜炎やその他の内眼炎患者、および無症候性HTLV-1キャリアや対照健常人から、同意を得た上で末梢血液を採取し、血漿を分離した後DNAを抽出した。眼科手術を行った症例では、同意を得た上で前房水や硝子体液を採取し、上清を分離した後DNAを抽出した。そして、血液を採取した内眼炎患者の臨床所見をデータベース化した。本年度までに収集したサンプルを用いて炎症に関与するサイトカインの遺伝子多型の解析を開始した。解析は現在進行中でまだ有意な結果はでていない。蛍光標識したbubble liposome(BL)をラットの尾静脈から注射して、蛍光眼底造影で動態を確認した結果、投与直後から眼内への流入を確認し、5分程度まで螢光を確認することができた。また同じモデルで、BL投与後に超音波照射(経角膜)を行うことにより、眼血管でBLが崩壊することを確認した。BLは周囲をPEGによって修飾されているため、組織標的型のBLの開発に適している。そこで、培養極性網膜色素上皮(RPE)のmicroarray解析の手法を用いて、ターゲットとなる炎症時にRPEに特異的に発現する分子の検索を行った。極性RPE及びTNFa刺激を行った極性RPEで解析を行って、現時点では明らかな候補となる分子の同定には至っていないが、RPEの極性が変化することで、細胞間の接着機能やサイトカインの分泌パターンが変化することを見いだした。平成26年までに収集したHTLV-1関連ぶどう膜炎やその他の内眼炎患者、および無症候性HTLVーキャリアや健常人のDNAを用い、生体内抗酸化機構で働く各種酵素や、炎症に関与する種々のサイトカインのSNPをPCR-RFLP法によって解析した。内眼炎や対照群におけるSNP頻度を比較したが、有意差を認めるSNPは検出されなかった。超音波およびbubble liposomeを用いて極性網膜色素上皮細胞(RPE)への遺伝子導入を試みてきたが、通常極性を持ったRPEは細胞周期においてはG0期にあるといわれ、遺伝子導入はリポフェクション法では難しい。近年、エレクトロポレーション法による導入効率が改善しており、極性RPEに対してエレクトロポレーション法を用いたGFP (Green Fluorescent Protein) plasmid導入を試みた結果、GFP陽性細胞を約30-40%に認めることができた。本法ではbubble liposomeの有無による導入効率の有意な差は認めなかった。本法を用いることで、極性RPEへ目的とする遺伝子やタンパクをknock downし反応を確認することが可能となると考えられる。

また、内眼炎のうち原田病患者の急性期の脈絡膜変化に注目し、干渉光断層計による脈絡膜の画像をimage J画像処理ソフトを使って2階調化を行うことで、脈絡膜の構造変化解析(管腔成分、間質成分の解析)を行った。原田病では、ステロイド治療によって脈絡膜厚が減少することが知られているが、その変化は間質の減少の割合がより大きく寄与していることが解明できた。眼科学コントロールとなる無症候性HTLV-1キャリアの末梢血液が思うように収集できずに、遺伝子多型の検索については結果がでていない。コントロールとなる無症候性HTLV-1キャリアや健常人の末梢血液の収集がまだ予定数に達していないため、遺伝子多型の解析が予定よりやや遅れている。HTLV-1キャリアの血液試料の収集に努めつつ、引き続き内眼炎発症と関連する遺伝子多型の検索を進める。超音波とBLを併用した眼内薬物・遺伝子送達法を疾患モデル動物を使ってさらに発展させる。内眼炎患者の網膜干渉光断層計画像で、image J画像処理ソフトを使って脈絡膜の2階調化を行い、その変化の解析した結果、急性期の脈絡膜の観察が容易となり、治療後の変化を詳細に捉えることができるようになったので、この観点からも研究を進めていく。HTLV-1キャリアや健常人からの血液試料の収集に努めてコントロールとなる試料を増やし、引き続き内眼炎発症と関連する遺伝子多型の検索を行う。遺伝子多型が内眼炎発症に関与するメカニズムを解明するため、遺伝子多型が疾患発症と関連することが示唆されるサイトカインや酵素の、血漿中・眼内液中の量や活性を測定する。また、細胞内で遺伝子産物自体が量的・質的変化を起こしていないか、さらに下流に位置する因子への相互作用がないかを、独自に確立したpolarized culturesystemを利用して検索する。該当なし
ポルフィロモナス・ジンジバリスの産生するアルギニンカルボキシペプチダーゼ

歯周病原性細菌のひとつであるP.gingivalisからペプチド中のアルギニンのアミノ基側を切断するアルギニンカルボキシペプチダーゼ(ACP)が存在することを見い出した。そこで本酵素の分離・部分精製を行い性質を調べた。すなわち、本酵素の存在比率が高かった菌体を精製出発材料に選び、菌体からトライトンX-100で抽出した。次にイオン交換により分離したとき、溶出パターンの異なる2つのACPを認めた。ACP活性を示す2つの画分のうち回収率の高い溶出画分をゲル濾過により部分精製を行った。これまでの精製段階でACPは比活性が10倍に精製された。この部分精製標品を用いて、金属イオンおよび様々な化合物の影響を調べた。ACP活性はCu^<2+>,Zn^<2+>,Fe^<2+>により阻害を受け、またオルトフェナントロリンによっても著しく阻害されたことよりメタロペプチダーゼである可能性が示唆された。また一般的なカルボキシペプチダーゼの阻害剤である馬尿酸ならびに6-アミノ-n-カプロン酸によっても顕著な阻害を受けた。トリプシン様酵素活性を阻害するN-エチルマレイミドとTLCKでは明白な阻害を認めず、DTT依存性はなかった。Hippuryl化合物を用いた基質特異性実験ではHippuryl-Argのみを切断することがわかり、アルギニンに特異的なカルボキシペプチダーゼであることが示唆された。また従来から病原因子として、研究されているアルギニンのカルボキシル基側を切断する酵素であるトリプシン様酵素と分離が可能であることが明らかとなった。今後は本酵素を本格的に精製し、より病原性としての重要性を追求していく予定である。
西太平洋熱帯海域の遍在する小規模積雲の構造及び出現特性・日変化特性の解明

熱帯海域で遍在する小規模積雲群の動態を解明するため,西太平洋赤道海域で実施された船上での現地観測で取得された気象データや衛星雲データを用いて実現象の解析を行い,雲解像数値モデルを用いてそれら積雲群の動態を数値シミュレーション・数値実験によって調べた.昨年度行った研究より,熱帯の積雲の発達においては対流圏中・上層での大気の湿り具合が大きく影響していることがわかってきたので,その結果を踏まえて,本年度においては観測データの解析および数値実験の結果の解析をさらに詳細に進めた.本年度は数値実験を中心に実施し,必要に応じて船上観測によるデータを解析した.数値実験においては,対流圏での相対湿度の鉛直プロファイルや対流圏中層での安定度の強さを様々に変化させ,これらのパラメータの多彩な組み合わせにより,背の低い積雲・雄大積雲・積乱雲の3つの形態がどのような条件のもとで最も発達しやすくなるかという点に注目した.数値実験の結果,対流圏中層や上層の相対湿度が非常に低くなる(すなわち乾燥状態)場合には積雲の発達は背の低い積雲に限られ,雄大積雲や積乱雲の発達は極度に抑制されることがわかった.また,中層の安定度を通常の状態から大きく安定側に変化させた場合においても,雄大積雲や積乱雲の発達が抑制された.中・上層の相対湿度の効果と中層の安定度の効果を比べると,積雲の発達は相対湿度のプロファイルの方に非常に強く依存していることが示された.本研究で得られた知見は,気象予報や気候変動の予測をするための数値モデルにおける積雲の取り扱いの問題(積雲パラメタリゼーション)に対して重要な示唆を与えるものである。以上の結果は,国内外の学会・研究集会等で成果の発表を行った.本年度の当初は,海洋科学技術センター所有の親測船「みらい」により取得された19992001年過去3年間の観測データの収集・整理にあたった.さらに,本年度11-12月の約40日間,西太平洋赤道海域における「みらい」観測航海に参加し,現地での観測データの取得にあたった.また,観測時期に対応した気象衛星「ひまわり」のデータ収集を行なった.それらのデータを様々な角度から解析することから研究を進めた.すなわち,ラジオゾンデデータにより大気の鉛直構造の解析を解析し,対流圏における大気の安定度や水蒸気の時間変動について詳細に調べた.また,「ひまわり」データやシーロメータデータにより雲の解析を行い,積雲・雄大積雲・積乱雲といった積雲対流活動と大気の鉛直構造の変動との関係について調べた.その結果,対流圏の水蒸気変動と積雲活動とが密接に関連していることが明らかとなった.観測事実の解析から得られた結果を検証する手段として,本研究では数値実験を行なうこととした.用いた数値モデルは,雲解像モデルである.数値モデルによる積雲対流の計算を開始する前に,モデル内の格子スケール以下の乱れに関するパラメタリゼーション(乱流モデル)の妥当性について数値実験によって検討を行なった.この計算結果については国内・国外の学会で発表を行った.次に,熱帯の積雲対流と環境場との相互作用に注目して数値実験を行なった(安定度や水蒸気プロファイルに対する積雲活動の応答を調べる).その結果,観測データの解析で示されたことを裏付ける計算結果が得られた.特に,対流圏中・上層の相対湿度の大小によって,雄大積雲や積乱雲といった背の高い積雲対流の発達が大きく影響を受けることが示された.数値実験によって得られた成果については,国内の学会・シンポジウムで発表を行なった.熱帯海域で遍在する小規模積雲群の動態を解明するため,西太平洋赤道海域で実施された船上での現地観測で取得された気象データや衛星雲データを用いて実現象の解析を行い,雲解像数値モデルを用いてそれら積雲群の動態を数値シミュレーション・数値実験によって調べた.昨年度行った研究より,熱帯の積雲の発達においては対流圏中・上層での大気の湿り具合が大きく影響していることがわかってきたので,その結果を踏まえて,本年度においては観測データの解析および数値実験の結果の解析をさらに詳細に進めた.本年度は数値実験を中心に実施し,必要に応じて船上観測によるデータを解析した.数値実験においては,対流圏での相対湿度の鉛直プロファイルや対流圏中層での安定度の強さを様々に変化させ,これらのパラメータの多彩な組み合わせにより,背の低い積雲・雄大積雲・積乱雲の3つの形態がどのような条件のもとで最も発達しやすくなるかという点に注目した.数値実験の結果,対流圏中層や上層の相対湿度が非常に低くなる(すなわち乾燥状態)場合には積雲の発達は背の低い積雲に限られ,雄大積雲や積乱雲の発達は極度に抑制されることがわかった.また,中層の安定度を通常の状態から大きく安定側に変化させた場合においても,雄大積雲や積乱雲の発達が抑制された.中・上層の相対湿度の効果と中層の安定度の効果を比べると,積雲の発達は相対湿度のプロファイルの方に非常に強く依存していることが示された.本研究で得られた知見は,気象予報や気候変動の予測をするための数値モデルにおける積雲の取り扱いの問題(積雲パラメタリゼーション)に対して重要な示唆を与えるものである。以上の結果は,国内外の学会・研究集会等で成果の発表を行った.
オプトジェネティクスを用いた覚醒と依存形成に関わる神経機構の解明

視床下部のオレキシン産生神経細胞は、睡眠覚醒調節において覚醒維持に重要な役割を担っている。オレキシン神経細胞の特異的な脱落によって、睡眠障害のひとつであるナルコレプシーを発症することが知られている。ナルコレプシーの治療には、依存を生じやすい薬物が用いられるが、ナルコレプシー患者が薬物依存になることはほとんどない。このことはオレキシン神経細胞が依存形成において重要な役割を担っている事を示唆している。本研究では、光遺伝学を用いてオレキシン神経活動を操作し、依存形成における役割について明らかにした。新たなオレキシン神経脱落マウスを用いて、睡眠覚醒調節と依存形成における役割について検討した。我々は人生の1/3もの時間を睡眠に費やすにもかかわらず、睡眠覚醒がどのように調節されているのか未だによく分かっていない。また、アルコールやたばこなどの嗜好品や薬物などに精神依存が形成されるメカニズムも未だに十分解明されていない。これら一見全く独立した二つの生理現象が視床下部に存在するオレキシンを産生する神経(オレキシン神経)によって調節されていることが明らかになりつつある。本研究では、神経活動の光制御を可能にする分子をオレキシン神経特異的に発現させ、その神経活動を人為的に操作することによって、個体レベルにおいて睡眠覚醒調節および、依存形成のメカニズムを明らかにすることを目的としている。今年度は自己光刺激実験に使用する遺伝子改変マウスの作成と、自己光刺激装置の開発を行った。組織化学的解析によって、遺伝子改変マウスは目的の神経細胞にチャネルロドプシン2の十分な発現量が認められた。スライスパッチクランプを用いた電気生理学的解析によって、光照射を行うと正しく神経活動が制御出来ることを確認した。無線式の光刺激装置の開発が順調なことから無線式の自己光刺激装置の開発を進めている。また、抑制性の分子であるハロロドプシンやアークなどを特定の神経細胞に発現する遺伝子改変マウスの作成も進めており、組織学的解析、電気生理学的解析によって発現と機能を順次確認する。ナルコレプシーは、覚醒が維持できず、いかなる状況においても眠りに落ちてしまう睡眠障害である。これまでの研究から「ナルコレプシーはオレキシン神経の脱落が原因」であり、オレキシン神経系が睡眠覚醒調節において重要な役割を担っていることが分かってきた。一方、オレキシン神経が依存形成にも重要であることも報告された。ナルコレプシー患者が依存を生じやすい薬物で治療されるにもかかわらず、ほとんど依存を形成しないことが知られている。アルコールやたばこなどの嗜好品や薬物などに依存が形成されるメカニズムは未だに十分解明されていない。本研究では、神経活動の光制御を可能にする分子をオレキシン神経特異的に発現させ、その神経活動を人為的に操作することによって、個体レベルにおいて睡眠覚醒調節および、依存形成のメカニズムを検討した。また、オレキシン神経特異的な運命制御によって、オレキシン神経細胞だけを任意の時期に脱落させることが可能なナルコレプシーモデルマウスを作成し、オレキシン神経系が睡眠覚醒と依存形成の両方を調節する仕組みを明らかにした。約85%のオレキシン神経細胞の脱落によって、睡眠覚醒の分断化が認められ、95%の脱落によって脱力発作が認められた。GHB(γハイドロキシブチレート)がナルコレプシーの治療に用いられていることから、GABAB受容体アゴニストであるバクロフェンを用いてこれらのマウスの症状を改善できるかどうか確認した。バクロフェンの作用はGHBよりも強く、ナルコレプシーの治療に有用であることが明らかとなった。平成24年度にはオレキシン神経特異的発現と光刺激条件設定を行った。オレキシン神経特異的に光活性化タンパク質を発現していることを、免疫組織化学的、電気生理学的に明らかにした。Orexin/tTA;Tet-O Archマウスでは、約80%のオレキシン神経特異的にArchの発現誘導が認められた。遺伝子改変マウスにおいてArchの機能を確認するために、脳スライス標本を作製し、オレキシン神経細胞からスライスパッチクランプ記録を行った。対物レンズから緑色光を神経細胞に照射すると活動電位の発生を完全に抑制できることが確認できた。

光刺激のための光強度、光照射のタイミングなど条件設定を行った。平成22年度に作成したすべてのマウスにおいて同様の確認を行い、今後の実験に用いる遺伝子改変マウスのラインの確立を行った。当初計画にあった遺伝子改変マウスの作成は順調に進んでいる。一方、自己光刺激装置の改良が終了していない。25年度が最終年度であるため、記入しない。実験に用いる遺伝子改変マウスの作成は順調に進んで居る。これまでに組織化学的解析と電気生理学的解析を行った。神経活動の光操作のための光活性化分子が正しく標的とする神経細胞に発現していることを組織化学的に確認し、また電気生理学的解析によって正しく機能することを確認している。また、今後のインビボにおける光刺激の条件決定を終えている。今後は当初計画していた有線式の光刺激装置だけでなく、無線式の光刺激装置の導入も検討する。今後は、レバー押し装置と光刺激装置とを組み合わせた独自の実験装置において、依存や報酬行動におけるオレキシン神経細胞の役割について明らかにする実験を行う。
膀胱定圧刺激法による排尿収縮-弛緩リズム発生の中枢神経機構の解明

膀胱を定容量刺激すると排尿収縮-弛緩リズムが誘発される。本研究は、正帰還の起こらない定圧刺激法を用い、リズム発生の中枢性制御機構を検討した。麻酔ネコの膀胱を定圧刺激(リザ-バの高さを調節:30-1000mm H_2O、8分)し、膀胱内への液の流出人量を測定した。定圧刺激は膀胱が空の状態から行った。1.定圧刺激時、膀胱内にリザ-バから液が流入後能動的収縮が出現した。高定圧刺激時、膀胱内液をリザ-バへ排出した後、膀胱は徐々に弛緩した。一方、骨盤神経肪胱技の遠心性活動は高定圧刺激時も強力に活動していた。従って高定圧刺激時の膀胱拡張は遠心性入力の減少によるのではなく、少なくとも一部は平滑筋自体の性質によることが示唆された。2.定圧刺激により高頻度の流出入リズム(5-30回/分)が出現した。骨盤神経膀胱技の遠心性活動も低定圧刺激時はこれに一致した放電を示したが、高定圧刺激では明らかなリズムは見出されなかった。このリズムは膀胱支配神経を全切断しても存在することより、基本的に筋原性あるいは膀胱と節後ニューロン問の局所回路でリズムが作られること、および中枢性には高頻度のリズム発生機構はないことが示唆された。3.刺激圧を増大させると膀胱内流入最も増大した。骨盤神経遠心性活動も圧依存性に漸増したが、ある圧以上でプラトーに達した。プラトーに達したときの圧ははぼ排尿収縮の最大圧と等しいことから、最大圧は中枢性出力が飽和した時点として決定されることが示唆された。4.低定圧および高定圧刺激時に一過性の大量の液流人が起こった。これに一致して骨盤神経遠心性活動は著明に減少した。この結果は中枢性抑制機構の存在を示唆し、弛緩の引金になるとともに、排尿収縮-弛緩リズム発生と密接に関連しているものと考えられた。(1)膀胱定圧標本(膀胱内圧:100-150mmH_2O)において、1-3回/分の頻度で膀胱から尿が流出入する、排尿収縮-弛緩リズムが観察された。流出入に伴う膀胱内圧の変動、および膀胱求心性神経から記録したインパルスの頻度に、変化はほとんどなかった。このことより、膀胱求心性入力をさらに増大させて橋排尿中枢を強力に賦活させ続けるという正帰還系は、排尿収縮を持続させるのに必須ではないこと、一定の持続性末梢入力があれば排尿収縮-弛緩リズムを発生させる中枢神経機構が存在することが明らかにされた。(2)橋排尿中枢からの下行路を検索した。電気刺激(<100μAx30、200Hz)により短潜時で膀胱収縮が誘発される部位はかなり限局しており、橋被蓋尾側から閂の腹側に向かい、上部頚髄では側索の腹側、下部頚髄では側索中央部、腰仙髄では側索の背側であった。脊髄内部位は橋排尿中枢とされる背外側橋被蓋へトレーサーの注入により明らかにされた解剖学的結果(Holstegeら、1986)と一致していた。

さらに、下部腰髄で側索背側を残し、その腹側の側索及び前索を両側性に切断しても排尿収縮リズムに影響を与えないこと、側索背側だけを両側性に切断すると排尿収縮リズムが消失することから、側索背側は橋排尿中枢最終出力ニューロンの下行路と考えられた。(3)橋排尿中枢において、排尿収縮時に発火が増加し弛緩時に減少するニューロン、あるいは逆に収縮時に発火が減少するニューロンが多数見出された。そのうち、脊髄下行路の逆行性刺激により同定した最終出力ニューロンは前者において認められ、排尿収縮に先行して発火が増大した。(4)橋-延髄間を切断後、下行路の連続刺激(<100μA、50Hz)により持続的膀胱収縮が起こった。長時間(10分以上)にわたる刺激でも膀胱は弛緩せず、リズム発生機構は仙髄ではなく脳幹に存在することが示唆された。麻酔ネコの膀胱を定圧刺激(リザ-バの高さを調節:30-1000mmH_2O、8-10分)し、膀胱内への液(生理食塩水)の流出入量を測定した。1.低圧刺激時、膀胱内にリザ-バから液が流入し、膀胱は指数関数的に弛緩した。定圧レベルを上昇させると能動的収縮が出現し、膀胱内液の一部をリザ-バへ排出した後、膀胱容量は定常状態を保った。さらに高圧(通常200mmH_2O以上)で刺激すると、膀胱内液を能動的に排出した後、流出入を繰返しながら膀胱は徐々に拡張した。下腹神経切断実験より、以上の性質は副交感神経である骨盤神経活動を反映することが示された。2.毎分流量を観察したところ、定容量刺激時にみられる大排尿収縮-弛緩リズムに比べて、非常に頻度の大きい流出入リズム(20-30回/分)が定圧刺激時に観察された。膀胱内液流出入リズムは、大排尿収縮リズム発生(定容量刺激時)に必要とされる圧閾値より低い定圧レベルで出現した。骨盤神経遠心性活動もこれに一致して群波放電を示したことから、この頻度の高い流出入リズムは中枢性に作られることが示唆された。3.骨盤神経遠心性活動は低圧時より高圧時の方が高かったことから、高圧時にみられた膀胱の拡張は骨盤神経活動が圧依存性に減少するためではなく、平滑筋の持つ特有の筋線維構造によることが示唆された。また高圧時の中枢性制御機構は基本的に興奮性であり、排尿を促進する方向に働くものと考えられた。しかし、高圧刺激時において、一過性の大量の液流入が低頻度で出現し、それに一致して骨盤神経活動は減少した。このことは、高圧状態が長く続くとインパルスを減少させる中枢機構の存在を示唆し、定容量時の弛緩機構と関係があるものと推定された。
ミリ波サブミリ波観測で探る銀河中心巨大ブラックホールの起源

銀河系中心部に存在する高速度コンパクト雲CO-0.40-0.22について、分子雲方向に存在する点状電波源に対するSMAによる観測を行い、またVLAで取得していたデータの解析を行った。これによりセンチ波帯での対応天体を初めて発見し、その電波強度から、電波源が中質量ブラックホールであるか否か判断するために必要な広帯域スペクトルが制限された。高速度コンパクト雲CO 0.02-0.02については、2018年1月に野辺山45 m望遠鏡を用いたラインサーベイ観測を行った。2018年度はこのデータを解析し、この分子雲中に存在する波長3 mm帯の分子を多数検出した。また、それぞれの輝線に対して分類を行い、CO 0.02-0.02に特徴的な分子種を選び出すことができた。選び出された分子種はその形成過程が似ており、この類似点は、過去の研究によって提唱されていたCO 0.02-0.02に大質量の星団が付随していて、超新星爆発によって加速されているというモデルを支持する結果となった。また、周囲で観測されている中赤外線源について詳細に調べるため、この領域の近赤外線観測を行っているスペインのグループとコンタクトを取ることができた。実際にスペインへ行き、今後に向けた解析方針などを確認した。赤外線の研究によって、星団が付随しているかどうか示唆を得られることが期待される。これらの研究から銀河系中心部における中質量ブラックホールや大質量の星団を確認することができれば、未だ観測的証拠が不十分な銀河中心の巨大ブラックホールの形成シナリオについて大きな手がかりとなる。Sgr A*については、ALMAで取得した光度の時間変動データについて、共同研究という形で解析を行っており、論文発表予定である。CO 0.02-0.02については、2018年1月に野辺山45 m望遠鏡を用いたラインサーベイ観測の解析が順調に進み、2019年度の観測提案へ繋ぐ見込みが立った。成果発表を積極的に行い、他の研究者とディスカッションを行うことで、研究が進展した。実際にスペインへ行き、解析方針などを確認できたことは想定以上の出来事であった。CO-0.40-0.22は、分子雲近傍にある点状電波源について、SMAによる観測を行い、VLAで取得していたデータの解析を行った。VLAの解析結果は論文投稿予定である。Sgr A*については、ALMAで取得した光度の時間変動データについて、共同研究という形で解析を進めており、論文投稿予定である。以上を総合して、研究は概ね順調に進展していると考えている。CO-0.40-0.22についての観測結果は、早急に論文投稿を行いたい。CO 0.02-0.02については、現在あるミリ波サブミリ波データを精査し、論文投稿まで行いたいと考えている。また、今後は分子雲の高分解能データが必要になると想定されるため、ALMAなどの望遠鏡へ観測提案を行う。赤外線を含む他波長観測データの解析も引き続き行い、CO 0.02-0.02の起源を探る。特に赤外線については、共同研究者のアドバイスの下、観測提案を行っていきたいと考えている。Sgr A*の光度変動は、今後もALMAデータを用いて解析を行っていく予定である。

また、周囲で観測されている中赤外線源について詳細に調べるため、この領域の近赤外線観測を行っているスペインのグループとコンタクトを取ることができた。実際にスペインへ行き、解析方針などを確認できたことは想定以上の出来事であった。CO-0.40-0.22は、分子雲近傍にある点状電波源について、SMAによる観測を行い、VLAで取得していたデータの解析を行った。VLAの解析結果は論文投稿予定である。Sgr A*については、ALMAで取得した光度の時間変動データについて、共同研究という形で解析を進めており、論文投稿予定である。以上を総合して、研究は概ね順調に進展していると考えている。CO-0.40-0.22についての観測結果は、早急に論文投稿を行いたい。CO 0.02-0.02については、現在あるミリ波サブミリ波データを精査し、論文投稿まで行いたいと考えている。また、今後は分子雲の高分解能データが必要になると想定されるため、ALMAなどの望遠鏡へ観測提案を行う。赤外線を含む他波長観測データの解析も引き続き行い、CO 0.02-0.02の起源を探る。特に赤外線については、共同研究者のアドバイスの下、観測提案を行っていきたいと考えている。Sgr A*の光度変動は、今後もALMAデータを用いて解析を行っていく予定である。
水晶体における創傷治癒とインテグリン発現の変化

1.水晶体上皮細胞の培養と眼内レンズ豚眼より採取した水晶体上皮細胞を各種眼内レンズ(PMMA2種、シリコン、アクリル)上で培養し、線維芽細胞様細胞への変化に違いがあるかどうかをα-SMA陽性細胞の比率を計測し比較検討した。その結果は、各種眼内レンズ上での水晶体上皮細胞のα-SMA陽性細胞の比率は、PMMA2種で35.9±5.7%と20.4±4.1%、シリコンで5.1±2.3%、アクリルで50.6±4.2%と有意にアクリルで高くシリコンで低かった(p<0.0001)。筋線維芽細胞様細胞への変化をシリコンは抑制し、アクリルが促進していた。アクリル製レンズには他のレンズに比較して、ファイブロネクチンなどの細胞外基質が有意に付着しやすいと報告されており、以前の結果と合わせて考えると細胞外基質が水晶体上皮細胞の線維芽細胞様変化に密接に関わっていることが判明した。また、インテグリンの発現については、現在解析中であるが、はっきりとしたものは得られていない。2.細胞外基質の検討近年、線維芽細胞様細胞への変化に関与すると考えられている、SPARCなどの細胞外基質の変化が水晶体上皮細胞の変化にも関与しているかどうかを家兎眼モデルを用いて検討した。白内障手術術後、線維芽細胞様細胞が出現する部位に一致して、SPARCの発現が認められた。SPARCも細胞の変化に関与する可能性が示唆された。1.家兎眼の白内障術後モデルの作成及び人眼よりの前嚢下白内障(ASC)の前嚢片の採取家兎眼の白内障手術を行い、経時的に眼球を摘出し凍結病理標本を作成した。また、人眼よりは、白内障手術の際に除去される前嚢片をインフォームド・コンセントを得た上で採取し凍結保存した。2.人眼よりの前嚢片の免疫組織化学的検索凍結しておいた標本より凍結切片を作成し、線維芽細胞様細胞に変化した細胞で(α-SMAが存在することにより、正常の細胞と区別する)、インテグリンに対する抗体を用いてインテグリンの発現が変化しているかを検討した。対照としては、ASCのない人眼白内障眼の前嚢片を用いた。ASCを伴う症例6眼全症例において、ASCの混濁部には、α-SMA陽性の紡錘形をした細胞が認められた。これらの細胞は、β1インテグリン、α5β1インテグリンに陽性であった。ASCの混濁部でない周辺の正常なLECには、β1インテグリン陽性であった。一方、コントロール3眼全症例においても、β1インテグリンは陽性であった。3.家兎眼の免疫組織学的検索現在実験中であるが、まだ、はっきりとした結果は得られていない。
超薄膜アモルファス合金の調製とその反応性に関する研究

グロー放電によるRFスパッタリング法を用いて種々の金属(Ni, Pd, Pt, Ru)の薄膜およびホウ化物,リン化物合金薄膜を調製した.放電ガス組成を変えることにより種々の組合の合金薄膜が容易に調製できた.また金属にBやPを混入させると薄膜は広い組成領域でアモルファス状態となった.さらに金属の電子状態はBの電子供与性, Pの電子受容性により自由に制御できた.すなわちホウ化物合金では金属のd電子密度は高くなり,リン化物合金では低くなった.これらの合金薄膜を用いてジオレフィン(1, 3-ブタジエン・シクロペンタジエン)およびアセチレンの水素化反応を行った.部分水素化選択性は,金属の電子状態の変化によるリガイド効果と,合金化による金属アンサンブルの大きさの変化によるアンサンブル効果により変化した.その結果金属アンサンブルが小さいほど,金属の電子密度が低いほど高い部分水素化選択性を示すことがわかった.また特にアモルファスPd75P25薄膜では非常に高い部分水素化選択性(95%以上)が得られ,この薄膜に熱処理を施すと薄膜は結晶化し,さらに高い選択性(99%以上)が得られた.次に金属薄膜(Ru, Pd)の膜厚による構造変化と部分水素反応の活性,選択性との関連について調べた.これらの金属薄膜はスパッタリング膜特有の柱状構造をもち,膜の成長とともに柱は長くなった.また結晶面の配向性は成長初期では最稠密面に配向するが膜の成長とともに複雑な配向となった.すなわちRu薄膜では(002)配向から(101)配向へ, Pcl薄膜では(111)配向から(220)配向へと変化した.配向性の変化は部分水素化選択性に大きく影響し, Ruでは(002)配向が発達しているほど, Pdでは(220)配向が発達しているほど高い部分水素化選択性を示した.柱状薄膜の表面積は膜の成長とともに増大するため水素化活性は高くなり,高活性,高選択性薄膜触媒がPd薄膜において達成された.グロー放電によるRFスパッタリング法を用いて種々の金属(Ni, Pd, Pt, Ru)の薄膜およびホウ化物,リン化物合金薄膜を調製した.放電ガス組成を変えることにより種々の組合の合金薄膜が容易に調製できた.また金属にBやPを混入させると薄膜は広い組成領域でアモルファス状態となった.さらに金属の電子状態はBの電子供与性, Pの電子受容性により自由に制御できた.すなわちホウ化物合金では金属のd電子密度は高くなり,リン化物合金では低くなった.これらの合金薄膜を用いてジオレフィン(1, 3-ブタジエン・シクロペンタジエン)およびアセチレンの水素化反応を行った.部分水素化選択性は,金属の電子状態の変化によるリガイド効果と,合金化による金属アンサンブルの大きさの変化によるアンサンブル効果により変化した.その結果金属アンサンブルが小さいほど,金属の電子密度が低いほど高い部分水素化選択性を示すことがわかった.また特にアモルファスPd75P25薄膜では非常に高い部分水素化選択性(95%以上)が得られ,この薄膜に熱処理を施すと薄膜は結晶化し,さらに高い選択性(99%以上)が得られた.次に金属薄膜(Ru, Pd)の膜厚による構造変化と部分水素反応の活性,選択性との関連について調べた.これらの金属薄膜はスパッタリング膜特有の柱状構造をもち,膜の成長とともに柱は長くなった.また結晶面の配向性は成長初期では最稠密面に配向するが膜の成長とともに複雑な配向となった.すなわちRu薄膜では(002)配向から(101)配向へ, Pcl薄膜では(111)配向から(220)配向へと変化した.配向性の変化は部分水素化選択性に大きく影響し, Ruでは(002)配向が発達しているほど, Pdでは(220)配向が発達しているほど高い部分水素化選択性を示した.柱状薄膜の表面積は膜の成長とともに増大するため水素化活性は高くなり,高活性,高選択性薄膜触媒がPd薄膜において達成された.RFスパッタリング法を用いて、Pd-B,Pd-P,Ru-B、Pt-B薄膜を調製した。この方法により従来、調製が困難であった貴金属のホウ化物合金リン化物合金が容易に調製できた。しかもターゲットの金属を変えるだけで合金の金属種を変えることができ、放電条件を変えることにより、種々のボロンまたはリン濃度を持つ合金が調製できた。Pd-BおよびPd-Pでは、シクロペンタジエンの部分水素化反応の選択性はボロンまたはリン濃度の増加とともに増加し、【Pd_(67)】【B_(33)】および【Pd_(75)】【P_(25)】においてそれぞれ96.5%,100%と非常に高い値が得られた。しかしPd-Bにおいては1,3-ブタジエンおよびアセチレンの部分水素化反応の選択性は【Pd_(80)】【B_(20)】で最高となり、それぞれ97.1%,89.0%であった。これらの高選択性を示す薄膜に熱処理を施すとさらに選択性は向上した。このようにPd合金薄膜は非常に高い部分水素化選択性を示すことがわかった。Ru-

Bでは、1.3-ブタジエンの生成物分布はボロン濃度に対してあまり変化しなかったが、熱処理を行って表面構造を変化させると生成物分布は大きく変化した。Ruの場合表面構造が選択性に大きく寄与していると思われるので、さらにRu薄膜について膜厚を変化させて選択性の変化を調べた。Ru薄膜の膜厚を変化させると明らかに構造が変化していることがX線回折によりわかった。これとともに選択性も変化し、膜厚が減少するとn-ブタンが減少して1-ブテンが増加し、部分水素化選択性は良くなった。Pt-Bでは、PdやRuにくらべてボロンがはいり込みにくく、ボロンの状態は酸化ボロンとなっており、アモルファス状態となっているPt-B薄膜は調製できなかった。水素化活性もPdやRuに比べると小さく、薄膜状のPtは水素化活性は低いことがわかった。そこで膜厚を薄くしてPtを島状に分散させると活性は向上した。
高齢者の生きがいと「自然遊」に関する研究

本研究は,高齢者の「生きがい」と「自然遊」(ハイキング・登山・温泉)の関係を,荘子の「逍遥遊」,エリクソンの「英知」,および,神谷の「生きがい」の概念,および,市川浩と湯浅泰雄の身体論の検討による分析枠組みから,質問紙,ディスカッション,参加観察,インタビュー,手記,感想文,ビデオ収録等の多様な方法を用いて考察した.その結果,次のような事がらが明らかになった.1)ハイキング・登山の実践者は,一般の高齢者に比べて,積極的なライフスタイルと強い自然志向のレジャー・スタイルを持っている.2)これらの高齢者の生きがいには,少なくても3つの重要な価値意識が存在している.すなわち,「生ける身体の拡張」による寿の保持増進,自然や仲間との「かかわりあい」による世界の拡大,そして,自然体感における感動を通じての自己の新しい課題(自分さがしへの旅)の発見である.3)自然遊としての高齢者のハイキング・登山は,少なくともこれら3つの価値の追及の場を提供している点において,高齢者の生存充実感(生きがい)に深く結びつき得る大きな可能性を持っている.4)高齢者にとって,老人福祉(健康温泉)センター,クアハウス,および,温泉観光旅行は,健康,仲間,楽しみの欲求を充足させる点で,その生きがいの重要な要素であるし,また,生きがいそのものでありうる.湯浅の身体論でいえば,これらの温泉における高齢者の身体は,主として,意識的な,第1の「外界感覚-運動回路」に関連している.5)温泉場に住む高齢者の「湯浴みの習慣」は,意識下における身体の記憶として深く内面化されており,また,そこでの湯浴みは,生活の一部として,高齢者の「生」そのものの重要な部分を担っている.その身体は,主として,意識下の「体性内部感覚」(ソメステ-シス)や「全身内部感覚」(セネステ-シス)に関連している.6)湯治における高齢者の湯や自然との感応は,主として,身体の最も深い「情動-本能回路」にまで関連するものであり,それを通じて自律神経系の機能を高め,その自然治癒力を再生している.7)温泉をめぐるさまざまな自然体感は,高齢者の身体そのものに直結する個人的価値,すなわち,「生命」もしくは「寿」の価値を持つものであり,高齢者の生きがいにとって極めて重要な身体の基礎的要因であり,生きがい感の源泉である.本研究は,高齢者の「生きがい」と「自然遊」(ハイキング・登山・温泉)の関係を,荘子の「逍遥遊」,エリクソンの「英知」,および,神谷の「生きがい」の概念,および,市川浩と湯浅泰雄の身体論の検討による分析枠組みから,質問紙,ディスカッション,参加観察,インタビュー,手記,感想文,ビデオ収録等の多様な方法を用いて考察した.その結果,次のような事がらが明らかになった.1)ハイキング・登山の実践者は,一般の高齢者に比べて,積極的なライフスタイルと強い自然志向のレジャー・スタイルを持っている.2)これらの高齢者の生きがいには,少なくても3つの重要な価値意識が存在している.すなわち,「生ける身体の拡張」による寿の保持増進,自然や仲間との「かかわりあい」による世界の拡大,そして,自然体感における感動を通じての自己の新しい課題(自分さがしへの旅)の発見である.3)自然遊としての高齢者のハイキング・登山は,少なくともこれら3つの価値の追及の場を提供している点において,高齢者の生存充実感(生きがい)に深く結びつき得る大きな可能性を持っている.4)高齢者にとって,老人福祉(健康温泉)センター,クアハウス,および,温泉観光旅行は,健康,仲間,楽しみの欲求を充足させる点で,その生きがいの重要な要素であるし,また,生きがいそのものでありうる.湯浅の身体論でいえば,これらの温泉における高齢者の身体は,主として,意識的な,第1の「外界感覚-運動回路」に関連している.5)温泉場に住む高齢者の「湯浴みの習慣」は,意識下における身体の記憶として深く内面化されており,また,そこでの湯浴みは,生活の一部として,高齢者の「生」そのものの重要な部分を担っている.その身体は,主として,意識下の「体性内部感覚」(ソメステ-シス)や「全身内部感覚」(セネステ-シス)に関連している.6)湯治における高齢者の湯や自然との感応は,主として,身体の最も深い「情動-本能回路」にまで関連するものであり,それを通じて自律神経系の機能を高め,その自然治癒力を再生している.7)温泉をめぐるさまざまな自然体感は,高齢者の身体そのものに直結する個人的価値,すなわち,「生命」もしくは「寿」の価値を持つものであり,高齢者の生きがいにとって極めて重要な身体の基礎的要因であり,生きがい感の源泉である.1研究枠組の設定(1)高齢者の一般的特性:身体的・心理的・社会特性を、老年学やエリクソンの「統合」概念より、老化の側面と同様、その主体的・積極的・活動的側面を重視して整理した。(2)「生きがい」概念の検討:神谷美恵子の「いきがいについて」や見田・作田の価値意識論その他の所見から、その概念を検討し、本研究における概念規定を行った。(3)「自然遊」の概念の明確化:「日本の自然遊」の特性を、日本人の自然観、古代のアニミズム・多神教観、道教における「自然の摂理」観、儒教における「内なる自然」観、および、特に、荘子の「逍遙遊」の考え方等との関連から考察し、研究枠組の概念として明確化した。

2現代社会における高齢者の生活意識、余暇意識、「自然遊」意識を探る調査内容の設定ここでは特に、日本の「近代」が忘れ去った「日間本来のあり方」や「体感」といった要因を取り込み得る調査内容を、おおむね次のような項目を中心に検討・整理した。即ち、一般的事項(姓、年齢、過去およびの職業・収入、健康・体力の状況)、ライフコース・ライフヒストリー、余暇・遊びのライフコース・ライフヒストリー、生活価値観(信条・生きがい・楽しみなど)、現在の「自然遊」の状況とその意味(生きがいとの関連)など、である。3予備調査平成8年度は、インタビュー、観察参加、質問紙による意識調査などを含め、温泉関係では、青森酸ケ湯・大湯リハビリ、秋田玉川・山形蔵王・天元台、福島飯坂・矢吹・高湯・谷地・蟹洗い・湯本、茨城鉾田・桂村老人福祉センター・御前山村・大子町・水戸・山形町など、登山・ハイキング関係では、茨城県高鈴山・筑波山、福島県安達太良山など、そして質問紙調査については、水戸市、ひたちなか市などの場所で、それぞれ予備的な調査を行った。本研究は、高齢者の「生きがい」と「自然遊」(ハイキング・登山・温泉)の関係を、荘子の「逍遙遊」、エリクソンの「英知」、および、神谷の「生きがい」の概念、および、市川浩と湯浅泰雄の身体論の検討による分析枠組みから、質問紙、ディスカッション、参加観察、インタビュー、手記、感想文、ビデオ収録等の多様な方法を用いて考察した。その結果、次のような事がらが明らかになった。1)ハイキング・登山の実践者は、一般の高齢者に比べて、積極的なライフスタイルと強い自然志向のレジャー・スタイルを持っている。2)これらの高齢者の生きがいには、少なくても3つの重要な価値意識が存在している。すなわち、「生ける身体の拡張」による寿の保持増進、自然や仲間との「かかわりあい」による世界の拡大、そして、自然体感における感動を通じての自己の新しい課題(自分さがしへの旅)の発見である。3)自然遊としての高齢者のハイキング・登山は、少なくともこれらの3つの価値の追求の場を提供している点において、高齢者の生存充実感(生きがい)に深く結びつき得る大きな可能性を持っている。4)高齢者にとって、老人福祉(健康温泉)センター、クアハウス、および、温泉観光旅行は、健康、仲間、楽しみの欲求を充足させる点で、その生きがいの重要な要素であるし、また、生きがいそのものでありうる。湯浅の身体論でいえば、これらの温泉における高齢者の身体は、主として、意識的な、第1の「外界感覚-運動回路」に関連している。5)温泉場に住む高齢者の「湯浴みの習慣」は、意識下における身体の記憶として深く内面化されており、また、そこでの湯浴みは、生活の一部として、高齢者の「生」そのものの重要な部分を担っている。その身体は、主として、意識下の「体性内部感覚」(ソメステ-シス)や「全身内部感覚」(セネステ-シス)に関連している。6)湯治における高齢者の湯や自然との感応は、主として、身体の最も深い「情動-本能回路」にまで関連するものであり、それを通じて自律神経系の機能を高め、その自然治癒力を再生している。7)温泉をめぐるさまざまな自然体感は、高齢者の身体そのものに直結する個人的価値、すなわち、「生命」もしくは「寿」の価値を持つものであり、高齢者の生きがいにとって極めて重要な身体の基礎的要因であり、生きがい感の源泉である。
明治政党成立史研究

本年度の目的は三つあった。一つは埼玉県を中心に明治地方政治史を総合的に記述してみること、二つはその上で政党運動と地域利害の問題を埼玉県において実証してみること、三つは全国的に政党関係資料を収集することにより地方民会期の論稿を準備することの三点である。第一については、現在執筆中で明治20年まで350枚ほど書いた段階である。明治期全体では700枚程度書く予定で準備中である。県政史が中心であり、維新期の府藩県三治制期の県政および藩政政革から書き起こし廃藩置県から地方民会期を考察し、自由民権期の政党成立と県政の関係を叙述した。第二は、埼玉県の明治期を通じての政党勢力の推移を政社および政党成立の変遷をふまえて衆議院議員および県会議員選挙の政党別得票を分析することにより、各郡および選挙区別の政党勢力の推移を考察している。あわせて政治運動の国政レベルと県政レベルの展開を政社、政党との関係で検討し、資本主義成立にともなう県内各地の生産基盤の整備にともなう県会への諸建議を分析している。そして県内各地の政党勢力の伸張を諸建議の相関をみることによって地域利害の実現のされ方を考察した。第三は、関西および東北の政党関係資料の収集により全国的な広がりをみたいと考えた。地方民会に関しては原稿の作成を始めているが、現在、第一が主となったため中断している。この課題は全国的展開につき考察している。
GTR法を用いる骨造成プロセス

予知性の高い骨造成を目的として、ラット頭頂骨骨膜下において生体非吸収性膜(ミリポアフィルター膜)あるいは生体吸収性膜(乳酸・グリコール酸共重合体膜)による力学的フレームと生物学的骨移植材料の同種脱灰骨もしくは生体材料のハイドロキシアパタイトとを組み合わせた移植体を埋入する実験を行い、主として組織学的検討を加えた結果、以下の所見を得た。1.移植材料として骨誘導能を有する脱灰骨を用い、膜による骨形成の場の確保を行わなかった場合、埋入時の形態は維持できなかったものの、8週後では母床骨と一体化した骨が新生されていた。これに対し、骨伝導能のみを有するとされる生体材料のハイドロキシアパタイトを用いた場合の骨新生は母床骨側の一部にとどまり、大部分のアパタイト顆粒はもっぱら繊維性結合組織により被包されていた。2.生体非吸収性膜のミリポアフィルターや生体吸収性膜の乳酸・グリコール酸共重合体膜を骨形成の場の確保に用いた場合、骨誘導能を有する脱灰骨は埋入時の移植体にほぼ沿った形態の骨新生を誘導した。一方、骨伝導能を有するアパタイトを組み合わせた場合には、大部分のアパタイト顆粒は成熟した繊維性結合組織により被包され、骨新生は母床骨の一部でみらるにとどまった。3.膜のみを用いた群においては、いずれの場合でも観察期間中埋入時の形態を維持することができなかった。以上の結果より、ミリポアフィルター膜ならびに乳酸・グリコール酸共重合体膜と脱灰骨とを組み合わせることで埋入時の形状にほぼ沿う骨新生が達成でき、骨誘導能を有する移植材料と膜テクニックによるGTR法とを組み合わせて応用することで予知性の高い骨造成が可能であることが明らかとなり、さらにその際には、生体内で吸収される材料である乳酸・グリコール酸共重合体膜がより有用である可能性が示唆され、予知性の高い骨造成を考える上でのGTR法を用いる骨造成プロセスを明確にし得た。
ファイバーアンプを用いた重力波干渉計用高出力・高安定光源の開発

重力波検出光干渉計に必要な超高安定・高出力な光源を開発している。従来の出力10W級の注入同期固体レーザーは高出力化すると熱レンズ・熱複屈折等の影響で安定度やビーム品質が悪化するので、冷却効率が高くかつ出力ビームの空間が高いファイバ増幅器を用いたfiber-MOPA(master oscillator power amplifier)。ファイバ増幅器はファイバ内での非線形効果(SBS等)の問題をもつので長さを短くするために高い量子効率をもつYb添加ファイバを2重クラッド端面励起方式で強励起することによりファイバ長を短くし、かつコア径を大きくしてコア内電界強度を下げることによりSBSの発生を抑圧した。波長1064nmのモノリシック型LD励起Nd:YAG(出力500mW)を主レーザーとして作成したファイバ増幅器で出力を増幅させた。ファイバ増幅器は出力15W、波長975nmのファイバ結合LDで後方励起している。その結果ファイバ長4m時に励起パワー10.5W時に出力6.4Wが得られ(光-光変換効率62%)、この結果を基にシミュレーションした結果ファイバ長10mで7.6W出力が期待される。ファイバのコア径11μmはマルチモード条件なので出力ビームのM^2値は2.6であったので、ファイバを曲げることによりファイバの高次伝播モードに損失を与え出力光の品質向上を行った。曲率半径25cmで曲げたの時M^2=1.1が得られたが、失われた高次モードの利得が基本モードに変換したため出力減少は見られなかった。相対強度雑音は160kHz以上では主レーザーの相対強度雑音と一致したが、100kHz以下では20dB以上の悪化が見られた。この原因は励起用光の周波数ゆらぎが強度雑音に変化した事、そして音響・振動雑音と考えられるので、今後励起用光源の安定化や外乱抑圧が必要とされる超高感度レーザー干渉計型重力波検出計画に必要とされる高出力(100300W)かつ周波数・強度供に高安定な光源を開発するため、本研究では小出力ながら強度・周波数が安定な主レーザーの出力をファイバー増幅器を用いて増強し(fiber MOPA)さらにコヒーレント結合させて高出力を得る研究を行う。ファイバー増幅器は冷却効率が高く、またその導波路構造によりバルク型増幅器で問題となる熱複屈折等の高出力時の熱効果による波面の乱れや空間モードの劣化が起きず、ファイバーの伝搬モードで決定される出力モードが得られる利点がある。その反面ファイバ増幅器はコア中の電界強度が高くなるので非線形効果特に誘導ラマン散乱が発生し、利得の減少や強度雑音の増加が問題となる。この問題を避けるためコア径を太くしまたファイバー長を短くする必要がある。まずファイバー長を短くするために高輝度励起が必要で、Ndの代わり上準位励起(ESA)が起こらないYbを添加したダブルクラッドファイバーのクラッド励起を行い、また吸収効率が上がるようにクラッド形状を非対称(D型)にする。ラマン閾値が20W以上になるようにコア径11μmとしたが、このコア径では高次モードも伝搬し単一出射横モードが実現できない。そこでに基本モードを残し高次モードを抑圧させるには直径30mmの円にファイバーを巻けばよいと試算された。クラッド径は400μmであり、コア径200μmのファイバー結合半導体レーザーアレイ(波長795nm-出力15W)により信号光とは逆方向からの端面クラッド励起を行っている。現在までにファイバー設計と準備、励起光源準備が終わりモノリシック型の半導体励起Nd : YAGレーザー(出力500mW)を主レーザーとしてfiber-MOPAを構成し、出力特性評価が終わった段階である。この後高次モードを抑圧して単一横モード出力の実現と偏光比を改善、そして重力波検出器用の光源として重要な周波数・強度雑音の評価を行ない、コヒーレント結合へと研究を進める予定である。

曲率半径25cmで曲げたの時M^2=1.1が得られたが、失われた高次モードの利得が基本モードに変換したため出力減少は見られなかった。相対強度雑音は160kHz以上では主レーザーの相対強度雑音と一致したが、100kHz以下では20dB以上の悪化が見られた。この原因は励起用光の周波数ゆらぎが強度雑音に変化した事、そして音響・振動雑音と考えられるので、今後励起用光源の安定化や外乱抑圧が必要とされる