hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非小細胞肺癌における 18^F-FLT および 18^F-FDG PET 画像の有用性の検討

肺癌診療において^<18>F-FDG PETは、病変検出や良悪性の鑑別において非常に重要な役割を果たしており、我々もこれまでに^<18>F-FDG PETの肺結節診断における有用性を報告している。FDGはグルコースの類似体であり,グルコースと競合しGLUTを介して細胞内に取り込まれる。腫瘍組織におけるFDGの集積には(1)GLUTの発現をはじめとした糖代謝の程度、(2)腫瘍組織内の血流量、(3)細胞のviability、(4)細胞密度など様々な要因が影響を与えると考えられる。これらの要素が組み合わさり、腫瘍それぞれのFDG集積度あるいは腫瘍内のFDG分布に差が出ることが予想される。^<18>F-FLTはThymidineのアナログであり細胞増殖のマーカーとして考えられている。腫瘍内の増殖の盛んな部位とそうでない部位があることが予想され、FLTに関しても腫瘍内の分布の不均一が存在することが予想される。この分布のパターンは腫瘍の特性(組織型や分化度など)や予後を表している可能性がある。本研究では非小細胞肺癌における^<18>F-FLTと^<18>F-FDGの腫瘍への集積度の関係が治療反応性や予後と関連する可能性があり、これをを検証することを大きな目的としている。初年度は2011年3月現在、総数述べ20症例の集積を行っており、治療効果の評価、生命予後の調査を継続している。平成23年度も症例集積を蓄積し、病理所見との対応などを評価していく予定である。腫瘍組織におけうFDGの集積には(1)GLUTの発現をはじめとした糖代謝の程度、(2)腫瘍組織内の血流量、(3)細胞のviability、(4)細胞密度など様々な要因が影響を与えると考えられる。本研究では非小細胞肺癌における^<18>F-FLTと^<18>F-FDGの腫瘍への集積度の関係が治療反応性や予後と関連する可能性があり、これを検証することを大きな目的としている。初年度は2012年3月現在、総数述べ29症例の集積を行っており、治療効果の評価、生命予後の調査を継続している。平成24年度も症例集積を蓄積し、病理所見との対応などを評価していく予定である。【背景・目的】FLTはチミジンのアナログであり、FDGとFLTの集積が意味する内容は異なり、本研究ではFDGとFLT-PETの診断能に関して検証する。【方法】対象は無治療のNSCLC症例。18F-FDG PETと18F-FLT PETを行い、各病変のSUVmaxを測定し、病理組織型やTK1発現との関係を検討した。全身化学療法が施行された症例には治療開始1カ月後にFDGとFLT-PETを行った。【結果】症例は、悪性疾患29例(腺癌11例、扁平上皮癌9例、非小細胞癌3例、多形癌1例、小細胞癌3例、中皮腫1例、転移性肺腫瘍1例)と良性病変4例。全ての病変のSUVmaxの中央値はFDG: 10.5, FLT: 5.8で2群間に有意差を認めた(P<0.001)。FDGのSUVmaxの中央値は高分化癌と中-低分化癌においてそれぞれ、3.9と22.0で2群間に有意差を認めた(P=0.023)。FLTの集積は2.3と7.5で2群間に有意差は認めなかった。また、FDGとFLTの集積の比(FDG/FLT)は、1.4と2.4で高分化群で低い傾向を認めた(P=0.089)。10例は化学療法後、2回目のPET検査が行われた。RECISTでPRもしくはCRの判定となった症例のうち、FDG-PETでは全例PMRだったのに対し、FLT-PETでは、8例中5例がPMR、8例中3例がSMRであった。FLT-PETでの評価がRECISTと食い違った症例ではTK1発現が乏しかった。【結語】FLTとFDGの集積は相関を認めた。腫瘍増殖と腫瘍細胞の代謝活性に分化度によって一定の傾向がある可能性が示唆された。さらに、治療早期の効果判定に関しては、FLTで効果と反する変化がみられ、この原因としてTK1発現の低いためFLT集積に変化が出にくい可能性が想定された。予定では23年度までに40症例を集積する予定であったが、現在まで29症例にとどまり、24年度も症例集積を予定している。24年度が最終年度であるため、記入しない。

治療効果判定への応用を試みていたが、FLT-PETの結果がFDG-PETより不良であり、この原因を究明するため、腫瘍の遺伝子発現とThymidine kinase-1発現との関連を検討する予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。
ヒト骨格筋を持つマウスの創出

骨格筋には筋衛星細胞と呼ばれる幹細胞が存在する。筋衛星細胞はin vitroにて分化誘導すると筋管細胞を形成するが、筋管細胞は複雑で動的な骨格筋組織とは大きく異なり、骨格筋組織のモデルとして用いるには限界がある。創薬研究においては臨床有効性予測の観点からヒト細胞の利用が望まれるが、ヒト筋衛星細胞を免疫不全マウスの骨格筋に移植しヒトの筋線維を形成させることが可能である。しかし、ヒト筋衛星細胞の純化法は確立されておらず、移植効率の低さが問題となる。本研究では、ヒト筋衛星細胞の新規マーカーCD82を同定し、本マーカーを用いた細胞純化により、免疫不全マウスに対し高効率な移植を実現した。骨格筋は身体活動や運動を可能とする臓器であり、また、全身の代謝調節にも重要な役割を果たす。骨格筋量を多く保つことで健康状態がよくなり、疾病の予防にもつながることが明らかとなってきており、骨格筋は創薬のターゲットとして注目されている。本研究では、ヒト骨格筋幹細胞を免疫不全マウスに移植することにより「ヒト骨格筋を持つマウス」の作製に取り組む。再生能の高いヒト骨格筋幹細胞を濃縮する目的で、CD271の発現に注目した。ヒト骨格筋由来細胞をCD271の発現に基づき分画し、その特性を解析したところ、CD271陽性細胞は骨格筋幹細胞マーカーであるPax7を高発現し、また、非常に高い筋分化能を示した。CD271陽性細胞を免疫不全マウスに移植した結果、ヒト筋線維の形成が確認できた。これらから、ヒト骨格筋由来CD271陽性細胞にはヒト骨格筋幹細胞を濃縮されていることが示され、ヒト骨格筋を持つマウスの創出に有用であると考えられる。ヒト骨格筋由来細胞の詳細な解析から、CD271は筋系譜に特異的でないことが明らかとなった。すなわち高純度なヒト骨格筋幹細胞の獲得には、CD271単独では不十分で、筋系譜マーカーを組み合わせる必要があると考えられる。ヒト骨格筋由来細胞を用いて筋系譜マーカーの探索を行ったところ、新たな筋系譜マーカーとしてCD82を発見した。さらに、CD82の機能解析を行い、CD82がヒト骨格筋幹細胞の未分化性の維持に必要であることを明らかにした。以上から、CD82とCD271を組み合わせることで、さらに高品質なヒト骨格筋幹細胞が濃縮できると考えられる。CD271をマーカーに用いてヒト骨格筋幹細胞を濃縮し、免疫不全マウスの骨格筋中にヒト筋線維を形成することに成功した。また、CD271が筋系譜特異的でないという問題点を解決するために、筋系譜マーカーの探索を行い、CD82を発見した。機能解析からCD82は単にマーカーとして有用なだけでなく、骨格筋幹細胞の未分化性維持に機能していることが明らかとなり、極めて有効なマーカーとなり得ることを示した。CD82とCD271の組み合わせにより、さらに高品質なヒト骨格筋幹細胞の濃縮が可能になると考えられる。また、骨格筋を標的に創薬研究を行う場合、ヒトと動物の細胞では薬剤に対する感受性や応答性が異なることがあり得るため、ヒト由来の細胞を用いることが理想的である。昨年度、新たな筋系譜マーカーとしてCD82を発見した。骨格筋幹細胞におけるCD82の発現はこれまで報告がないため、その機能解析に取り組んだ。RNAi法によりヒト骨格筋幹細胞においてCD82をノックダウンしたところ、増殖が低下し、分化が異常に亢進した。そのメカニズムを調べるため、Pax7、MyoD、myogeninの発現を調べた。その結果、CD82のノックダウンによってPax7の発現が低下し、MyoDとmyogeninの発現が顕著に増加していた。さらに、CD82のノックダウンによってp38の活性化が引き起こされることを突き止め、p38の阻害剤によりCD82のノックダウンで上昇するMyoDとmyogeninの発現が抑制された。これらから、CD82はヒト骨格筋幹細胞の未分化性維持に機能しており、その維持機構としては少なくともp38抑制による筋分化制御因子の抑制を介していると考えられた。CD82は未分化で高品質なヒト骨格筋幹胞のマーカーと考えられたため、CD82を指標に細胞を純化し免疫不全マウスの骨格筋に移植したところ、多くのヒト筋線維が観察された。免疫不全マウスの骨格筋中にヒト筋線維を形成することに成功したが、移植効率は未だ低く、さらなる改善が必要となる。

昨年度の成果から、CD82とCD271の組み合わせにより、さらに高品質なヒト骨格筋幹細胞の濃縮が可能になると考えられるため、CD82とCD271を用いた細胞の単離を実施し、その移植効率を検討する。また、CD82とCD271の骨格筋幹細胞における機能的意義を追究し、そこから得られた結果を移植効率改善に発展させる。特に、CD82は骨格筋幹細胞の未分化性維持に機能していることを明らかにしているため、そのメカニズムの解明は、さらなる移植効率改善につながると期待できる。骨格筋生物学研究計画が当初の予定より順調に進んだこと、及び、研究の進展に応じて計画内容に変更が生じたことにより、次年度使用額分が生じた。「研究実績の概要」「現在までの進捗状況」に記載の通り、計画通り順調に進んだ面と新たに生じた問題がある。新たに生じた問題解決のために「今後の研究の推進方針」に従い次年度使用額を使用する。
極めて早期な原始老人斑の病理発生

我々は、通常のパラフィン包埋切片に施こされたPAM(過沃素酸メセナミン銀)染色が、通常の鍍銀染色よりもはるかに鋭敏に、老人斑(SP)の初期と考え得る原始SPの非常に早期のものまで同定する事を明らかにした。この方法を透過電顕法に応用することにより、SPがどのように形成され、組織を障害するかを明らかにしていくことを第1の目的とした。また、剖検脳におけるSPの出現とその病的意義に関してPAM法により検討を行った。その結果、1.PAM染色を電顕用エポン包埋組織の連続超薄切片に応用することに成功した。次に、この切片と通常の電顕の切片を連続観察することにより、変性した神経突起がほとんど認められない原始SPでも、一見正常な神経突起の間には、アミロイドフィラメントと同様の構造を示すPAM陽性フィラメントが、すでに非常に細かく入り込んでいる所見を得た。これは、SPの形成は、神経突起の変性が最初であるとの従来の説に疑問をなげかける具体的所見と考えた。現在、このPAM陽性物質の本態と、周囲神経突起との関連性などにつき、検討しつつある。2.臨床的にアルツハイマー型老年痴呆(SDAT)と考えられ、組織学的に、(1)大脳皮質における多数のSPの出現。(2)アルツハイマー神経原線維変化(NFT)は、海馬から海馬傍回に少数認めるのみ。(3)皮質下諸核神経細胞の保持。などの特徴を示す剖検例を検討した。本例で認める(1)、(2)の所見を有する老人脳の存在は、以前より指摘されている。Terryらは、臨床・病理・生化学的検討の結果、これらの例もSDATとして考えることを主張した。しかし、Terryらの例も含め、これまでの報告では、SDATで侵される皮質下諸核の変化について言及されていない。本例の検討より、従来SDATとして一括されてきた例とは趣を異にする、(1)、(2)、(3)に特徴づけられる老年期痴呆の一群が存在することが考えられた。昨年私どもはPAM(periodic acid methenamine silver)染色が,老人斑を多数鮮明に検出し,かつ定型老人斑のアミロイドに相当すると考えられる部分を染色する事を見い出した.今回我々により確立されたPAM電顕連続切片法により,極めて早期と思われる原始老人斑の超微形態像を検討した.材料と方法:多数の原始老人斑が認められたアルツハイマー型老年痴呆の大脳皮質をグルタール,オスミウム固定後エポン包埋し,連続切片で最初の超薄切片は浮遊法でPAM染色のみを,次の超薄切片はウラン鉛電子染色を行った.光顕用薄切片は脱エポン後PAM染色のみを行った.対応する部分をPAM電顕と通常の電顕で観察し, PAM陽性部分とその周囲構造の超微形態を検討した.結果:(1)変性neuriteがほとんど認められない原始老人斑でも, PAM陽性部分はneurite,星膠細胞の突起の間に輪郭が細長く不整形に細かく拡がっており,ほとんど全てに直径10nm前後のアミロイドフィラメント様の構造が認められた.

(2)このPAM陽性部分には,グリコーゲン顆粒,シナプスなど既存構造を示唆する構造は認められなかった.又,周囲の膜構造もはっきりせず,細胞外腔に存在すると考えられた.(3)星膠細胞の突起は腫大しているものが多く,老人斑の範囲でグリコーゲン顆粒が増加しており,星膠細胞は原始老人斑でも活性化されていると考えられた.考察:アミロイド様物質は,原始老人斑形成早期より, neurite,星膠細胞突起の間に,通常の電顕だけでは,同定し難いところまで細かく存在しており,老人斑形成を考える上で重要な知見と考えられた.我々はこれまで、老人斑(SP)の形成機序を明らかにする為、PAM)過沃素酸メセナミン銀)染色を透過電顕に応用し、アミロイド様物質は、原始SP形成早期より、一見正常な神経突起の間にすでに細かく入り込んでいる所見を見い出してきた。一方、剖検脳におけるSP出現の病的意義を明らにしていくこともまた、重要な問題である。我々は、多くの剖検脳にPAM染色を施し、大脳皮質におけるSPの出現頻度と、アルツハイマー神経原細維変化(NFT)、神経細胞脱落、皮質下諸核の変化などにつき検討を重ねてきた。このなかから、従来のアルツハイマー型老年痴呆(SDAT)とは異なる老年期痴呆の一群が存在することが考えられた。この例は、80才時記憶障害と妄想が出現し、84才頃より痴呆が急速に進行し、死亡する85才時には完成したSDATとしての臨床像を呈した女性である。剖検にて、(1)大脳皮質における多数のSPの出現と中等度の神経細胞脱落、(2)NFTは、海馬から海馬傍回に限局しかつ少数認めるのみ、(3)皮質下諸核(マイネルト核、青斑核等)の神経細胞が保たれる。などの特徴を示した。(1)、(2)の所見を有する老人脳の存在は、依然より指摘されており、Terryらは、臨床・病理・生化学的検討の結果、これらり例もSDATとして考えることを主張している。しかし、Terryらの例も含め、これまでの報告ではSDATで侵される皮質下諸核の変化については言及されておらず、SDATとの異同についてはなお検討を要すると遣る。我々は、従来SDATとして一括されてきたものとは異なる、本例のような臨床的・病理形態的特徴を有する老年痴呆の一群が存在すると考えた。今後、多数の老年期痴呆例について詳細な臨床病理学的検討が必要と思われた。
シトクロムP450cam反応における酸素活性化機構

X線結晶解析により微細構造が明らかにされているシトクロームP450cam(P450cam)を用い、ヘム含有モノオキシゲナーゼであるシトクロームP450による酸素(O_2)の活性化機構を追求した。P450camは緑膿菌(Pseudomonas putida)に存在するd-カンファー水酸化複合酵素系の末端モノオキシゲナーゼであり、以下の反応を触媒する。先に我々はP450camの酸素活性化部位に位置するThr252を水酸基をもたない他のアミノ酸で置換すると、活性部位に結合した酸素(O_2)は2電子還元されてもそのO-O結合が開裂されず、過酸化水素(H_2O_2)として放出されることを見い出し、Thrの水酸基がO-O結合開裂の際に酸触媒として働く可能性を示唆した(PNAS.USA,86 7823-27)。この仮説の是非を検証するため、Thrの位置にO-methyl-Thr、O-methyl-Asp、3-amino-Ala、S-methyl-Cys等の人工アミノ酸を部位特異的に導入し、得られた酵素の諸性質を解析した。その結果、252-Thrの水酸基(ROH)は酸触媒として作用するのではなく、その酸素原子(O)が水分子(H-O-H)の水素原子と水素結合することによりこれを正しい位置に保持し、上記の反応の必須なプロトン(H^+)のリレー系(252Thr-OH-HOH-251AspCOOH-178Lys or 186Arg-HOHoutside)を正しく保持するものであることがほぼ確実になった。換言すると、モノオキシゲナーゼ反応を可能とする酸素活性化、すなわちO-O結合の開裂が能率的に起こるためには、供給されるプロトンがヘム鉄に結合した酸素分子(Fe-O-O)に正しい方向から一定の部位目指して接近することが必要であり、252-Thrの酸素原子(O)はプロトンリレー系を正しい位置に保持する役目を果たすものである。一原子酸素添加反応では分子状酸素(O_2)のO-O結合を還元的に開裂させて1原子を水(H_2O)に還元し、同時に他の一原子を基質に挿入する。本研究では、d-camphorを水酸化して5-exohydroxy camphorを生ずる緑膿菌のシトクロムP450(P450cam)を用い、一原子酸素添加酵素反応におけるO-O結合の開裂機構、すなわち酸素の活性化機構を解析した。先に我々はP450camの活性部位に位置するThr252を水酸基をもたないアミノ酸残基に置換すると、酵素中のヘムに結合したO_2は2電子還元されてもO-O間で開裂することなく、そのまま過酸化水素(H_2O_2)として放出されることを見い出し、252Thr残基の水酸基(OH)がO-O結合開裂の酸触媒として働く可能性を提唱した。本年はこのモデルを検証するため昨年に引き続き部位特異的アミノ酸置換法を用いて、252Thrを側鎖の構造が互いによく似ているが水酸基を持たないO-methyl-Thr、S-methyl-Cys、LeuならびにIleで置換し、得られた変異酵素の触媒反応を解析した。その結果、O-O結合開裂反応が効率よく起こるためには、252位に酸素原子が存在することが必須であるが、水酸基(OH)として存在する必要はないことが判明した。この知見ならびにわれわれがこれまでに251Aspの置換により得た結果に基づき252Thr-H_2O-251

Aspからなるプロトン供給系が活性中心に存在し、Thr252の酸素原子は水分子を水素結合で固定する役割をもち、この固定された水分子が酸素のO-O結合開裂反応の酸触媒基となるモデルを提唱するに到った。来年度はこのモデルを検証し、一原子酸素添加反応における酸素活性化機構を最終的に解明したい。X-線結晶解析によりその構造が明らかにされている緑膿菌由来のチトクロームP450cam(P450cam)をモデル系として用い、ヘム含有モノオキシゲナーゼであるチトクロームP450による酸素(O_2)の活性化機構を追求した。P450camはカンファー水酸化酵素系の末端モノオキシゲナーゼであり、下記の反応を触媒する。先に我々はP450camの酸素活性化部位に位置するThr252を水酸基をもたない他のアミノ酸残基で置換すると、活性部位に結合した酸素(O_2)は2電子還元されてもそのO-O結合が開裂されず、過酸化水素(H_2O_2)として放出されることを見い出した。すなわちThrの水酸基がO-O結合開裂の酸触媒として働く可能性が示唆された。この仮説の是非を検証するため、昨年に引き続き今年度も、Thrの位置にO-methyl-Thr、O-methyl-Asp、3-amino-Ala等の人工アミノ酸を部位特異的に導入し、得られた酵素の諸性質を解析した。その結果、252-Thrの水酸基(-OH)は酸触媒として作用するのではなく、その酸素原子(O)が水分子(H-O-H)の水素原子と水素結合することにより、上記の反応に必須なプロトンリレー系を正しく保持するものであることが示唆された。換言すると、モノオキシゲナーゼ反応を可能とする酸素活性化、すなわちO-O結合の開裂が高能率に起こるためには、供給されるプロトンが、ヘム鉄に結合した酸素分子(Fe-O-O)に一定の方向から一定の部位目指して接近することが必要であり、252-Thrの酸素原子(O)はプロトンリレー系を正しい位置に保持する役目を果たすものと思われる。
兵庫県南部地震の震源断層-六甲〜淡路活断層系の活動史

平成10年度科学研究費補助金により行った研究の主な研究結果は以下の通りです。1)野島断層沿いの断層岩の調査解析および断層解剖計画によるボーリングコアに見られる断層岩の組織構造と形成メカニズムの研究を行った。六甲ー淡路断層帯沿いに産出するS-Cカタクレーサイトは,地下5-10キロの脆性変形領域で黒雲母の塑性変形により形成されたことと,上部地殻の地震発生層の断層せん断帯のレオロジーはカタクレーサイトのS-C構造により制約される可能性が大きいことが示されました.また,六甲ー淡路断層帯が第三紀後期活動し始まってから第四紀後期にかけてずっと同じ応力場での右横ずれ成分を持つ逆断層として活動してきたことが明らかにされました。2)六甲山南東縁部の芦屋断層帯の地形・地質調査・^<14>C年代の測定および花粉分析の結果,芦屋断層帯は最近の3万年以降に少なくとも5-9回以上の地震断層運動イベントがあったことと,第四紀後期に活発に活動している活断層であることが明らかとなった.3)五助橋断層および大月断層に沿っては連続した低断層崖や鞍部列とともに明瞭な水系の屈曲現象が認められ,さらに規模の大きな河川ほど屈曲量の大きい傾向が認められる.また,水系の屈曲量と屈曲点より上流の長さの関係から両断層とも約1mm/yr以上の平均変位速度が得られ,トレンチ調査などから得られた値とも調和的である.地質調査の結果,これらの断層の両側に分布している基盤岩である丹波堆積岩コンプレックス,有馬層群,花崗斑岩のいずれも両断層により変位しており,それらの右横ずれ変位量は,五助橋断層で1.92.2km,大月断層で0.20.4kmであることが示された.断層岩と断層沿いの基盤岩の変位量などから,五助橋断層の起源は少なくとも第三紀後期まで遡ることができる,一方,大月断層は累積変位地形から求めた変位量と基盤岩変位量とがほぼ等しいことから第四紀中後期に活動を開始したものと考えられる.平成10年度科学研究費補助金により行った研究の主な研究結果は以下の通りです。2)六甲山南東縁部の芦屋断層帯の地形・地質調査・^<14>C年代の測定および花粉分析の結果,芦屋断層帯は最近の3万年以降に少なくとも5-9回以上の地震断層運動イベントがあったことと,第四紀後期に活発に活動している活断層であることが明らかとなった.3)五助橋断層および大月断層に沿っては連続した低断層崖や鞍部列とともに明瞭な水系の屈曲現象が認められ,さらに規模の大きな河川ほど屈曲量の大きい傾向が認められる.また,水系の屈曲量と屈曲点より上流の長さの関係から両断層とも約1mm/yr以上の平均変位速度が得られ,トレンチ調査などから得られた値とも調和的である.地質調査の結果,これらの断層の両側に分布している基盤岩である丹波堆積岩コンプレックス,有馬層群,花崗斑岩のいずれも両断層により変位しており,それらの右横ずれ変位量は,五助橋断層で1.92.2km,大月断層で0.20.4kmであることが示された.断層岩と断層沿いの基盤岩の変位量などから,五助橋断層の起源は少なくとも第三紀後期まで遡ることができる,一方,大月断層は累積変位地形から求めた変位量と基盤岩変位量とがほぼ等しいことから第四紀中後期に活動を開始したものと考えられる.五助橋断層は神戸大学キャンパス付近から六甲山地東部を北東方向に延び,宝塚市まで達する全長約14kmの断層で,六甲山地東斜面の階段状断層地形をつり上げた主要断層の1つとして注目される。神戸大学キャンパス付近から住吉川までの区間の断層沿いに,大月・五助橋断層と直交または斜交する河谷が系統的に右横ずれ方向に屈曲している変位地形が認められる。これらの河谷の屈曲量は屈曲点より上流の長いものほど大きいことから,断層変位の累積によるものと考えられる。また,屈曲した河谷と断層との交叉する地点で,完新世の段丘・扇状地堆積層および崖錐堆積物を切った多くの断層露頭が確認されている。明瞭な断層鞍部および河谷の屈曲地形を示す住吉山手九丁目北方の谷では,砂防ダム工事にともない,花崗岩に断層ガウジを含む幅20m以上の断層破砕帯とそれを覆って分布する崖錐・扇状地堆積層の一部を切った断層が現れた。^<14>C年代測定により,露頭で確認された断層は500700y.B.P.前に堆積した地層を切っていることから,五助橋断層の最新活動は,京都-神戸周辺に大きい被害を与えた1596年慶弔伏見地震に対応する可能性が大きいと考えられる。

この露頭と同じ場所およびその20m下流の地点で合計3つのトレンチ発掘調査を行った。上記露頭でのトレンチの壁面では,露頭に現れた500700y.B.P.前に堆積した地層を切る断層が確認された。このトレンチの壁面の下部では,500700y.B.P.以前に堆積した地層を切っていない断層も認められる。これは1596慶長伏見地震の前に1回のイベントがあったことを示している。変位センスおよび水平変位量を求めるために,断層を横切った水平面の掘削も行った。扇状地堆積層および基盤花崗岩の右横ずれ変位がこのトレンチで確認された。地震イベントと活動周期については,断層で切られた地層とそれを覆う地層との関係から,五助橋断層沿いに1596年慶弔伏見地震を含めて少なくとも3回のイベントがあったことと,活動周期は1,200年と推定される。平成10年度科学研究費補助金により行った研究の主な研究結果は以下の通りです。1)野島断層沿いの断層岩の調査解析および断層解剖計画によるボーリングコアに見られる断層岩の組織構造と形成メカニズムの研究を行った。六甲-淡路断層帯沿いに産出するS-Cカタクレーサイトは,地下5-10キロの脆性変形領域で黒雲母の塑性変形により形成されたことと,上部地殻の地震発生層の断層せん断帯のレオロジーはカタクレーサイトのS-C構造により制約される可能性が大きいことが示されました,また,六甲-淡路断層帯が第三紀後期活動し始まってから第四紀後期にかけてずっと同じ応力場での右横ずれ成分を持つ逆断層として活動してきたことが明らかにされました。2)六甲山南東縁部の芦屋断層帯の地形・地質調査・^<14>C年代の測定および花粉分析の結果,芦屋断層帯は最近の3万年以降に少なくとも5-9回以上の地震断層運動イベントがあったことと,第四紀後期に活発に活動している活断層であることが明らかとなった.3)五助橋断層および大月断層に沿っては連続した低断層崖や鞍部列とともに明瞭な水系の屈曲現象が認められ,さらに規模の大きな河川ほど屈曲量の大きい傾向が認められる.また,水系の屈曲量と屈曲点より上流の長さの関係から両断層とも約1mm/yr以上の平均変位速度が得られ,トレンチ調査などから得られた値とも調和的である.地質調査の結果,これらの断層の両側に分布している基盤岩である丹波堆積岩コンプレックス,有馬層群,花崗斑岩のいずれも両断層により変位しており,それらの右横ずれ変位量は,五助橋断層で1.92.2krn,大月断層で0.20.4kmであることが示された.断層岩と断層沿いの基盤岩の変位量などから,五助橋断層の起源は少なくとも第三紀後期まで遡ることができる,一方,大月断層は累積変位地形から求めた変位量と基盤岩変位量とがほぼ等しいことから第四紀中後期に活動を開始したものと考えられる.
分子内Diels-Alder反応による三環性含酸素複素環化合物の合成

ベンゾピラン骨格を含む縮合三環性化合物には特異な生理活性を示すものが知られており、それを合成するための基本反応の確立が本研究の目的である。フェノールとイソペンテニルイソプロピルスルフィドを塩化スルフリルとトリエチルアミンの反応剤を用いて縮合させるとO-(1-イソプロピルチオ-3-メチル-3-ブテニル)フェノールが高収率で得られた。これをアクリル酸エステルとしてから、過ヨウ素酸ナトリウムを作用させてスルホキシドへ酸化した。これをP-キシレン中で炭酸カルシウム共存下に加熱したところ、△[^<9]>-テトラヒドロジベンゾ〔b、d〕ピラン-6-オンが収率60%で得られた。NMRの解析から、二重結合の位置異性体は生成しておらず、B環C環の結合の立体化学はトランス:シス=71:29であった。同様にしてしゅじゅの置換フェノールを出発原料に用いて反応を行ない、置換基を有するテトラヒドロジゾピラノンを得た。そして1位に置換基がある時はB/Cがシスの立体異性体を優先して与えた。親ジエン基として置換基を有するアクリル酸エステルを用いた場合は、立体障害により分子内D-A反応は困難であった。またアリルエーテル系では親ジエン反応性の低下により高温を必要とするが、三環性化合物を得ることに成功した。以上の知見をもとに、中枢神経系に生理活性を有する化合物の合成を検討した。オリベトヘールを原料として上記の反応経路に従って合成を進め、シス-6-オキソ-△[^<9]>-テトラヒドロカンナビノールを合成することができた。これからシス-△[^<9]>-カンナビジオールを純粋に合成することに成功した。さらにこれをシス-△[^<9]>テトラヒドロカンナビノールへ誘導した。以上のように、新しい型の分子内Diels-Alder反応によって有用な三環性含酸素複素環化合物の合成に成功した。
アレッポの戦災状況調査と戦災復興都市計画原案の策定

本研究は、シリア内戦によって多大な戦災を受けた歴史都市アレッポを対象に、その戦災状況を把握し、これまでの日本の都市計画協力の実績を踏まえて、戦後の復興計画のための実践的な策定体制を構築し、大型案件への接続を目指したものである。戦災状況は、中東都市多層ベースマップシステムを活用し、現地からの情報提供に基づき明らかにした。また、アレッポ及びベイルートやハマー等の復興計画史から保全と近代化のバランスのとれた計画論の必要性を明らかにした。更に、JICAダマスカスプロジェクトの経験、日本の復興計画の実態調査、シリア人大学院生の教育活動、各支援者・団体との意見交換等を通じて復興計画原案の策定体制を整えた。1.研究の目的2011年に始まったシリアの民主化運動は、党派・宗派争いを背景とする内戦へと発展し、今日でも解決の見通しが立っていない。とりわけ、都市部における戦災は深刻といわれる。本研究は、戦災の激しいシリア第二の都市、アレッポを対象に、将来の戦災復興都市計画の実行を見据えた、市街地の戦災状況調査を実施する。2.26年度の研究実施計画開始早々にアレッポよりの12名の招聘研修(2週間程度)を行う。情報に関する毎月の定例会議をスカイプにより行う。日本側はまずハマーの事例分析に着手し、情報登録の進捗に応じて建物別戦災状況のリスト化を開始する。次いでベイルート・アメリカン大学のロベール・サリバ教授、市役所や企業の復興事業の担当者へヒアリングを行う。3.26年度の研究実績の概要アレッポよりの研修生として、26年10月よりアレッポ大学学術交流日本センターの出身学生でありアッラーム・アルカゼイ君を本学システム情報工学研究科の研究生として迎えた。アッラーム君は27年4月より大学院修士課程1年に進学した。以後継続的に、アッラーム君に対し、中東都市多層ベースマップシステムの研修を実施し、さらにアレッポ側のカウンターパートとSkype会議を通じて研修及び情報交換を行った。そうしたSkype会議の一部は新聞でも報じて頂いた。こうして、ベースマップシステムを通じた戦災情報収集の体制を構築した。また、80年代におけるハマー破壊の事例を歴史的に分析し、当時の都市破壊とその後の復興の概要について把握し情報をリスト化に着手した。これにより現在の都市破壊に対する先行事例研究の体制を整えた。26年9月にベイルートで現地調査を実施し、サリバ教授の指導に基づき復興事業に関する情報収集を行った。ベイルートもまた先行事例研究と位置づけられる。1.研究の目的本研究は、シリア第二の都市アレッポを対象に、将来の戦災復興都市計画の実行を見据えた、市街地の戦災状況調査を実施する。2.27年度の研究実施計画再度別メンバーで招聘研修を行い情報と課題を共有する。蓄積された空間情報に基づき上記分析の視点1(アレッポ研究)、2(日本の経験研究)から並行して調査を進め、都市レベルでの戦災状況の把握を目指す。日本センターを通じ、アレッポ大学建築学部等、将来のカウンターパート候補の検討を行う。3.27年度の研究実績の概要ダマスカスより、元県庁の建築士で当該JICAプロジェクトのCPであったマイスーン・サワン氏を招聘した。同氏は28年度より大学院修士課程1年に進学し、ハマーの戦災復興史を研究する。これによりアレッポ大学日本センター及びダマスカス県庁という二大CPから協力者を迎え、当初計画通りの体制を整えた。これ自体、シリア支援が議論されるわが国において重要な意味がある。また、中東都市多層ベースマップシステムを通じて、1戦災市街地の領域を確定し、旧市街についてはアレッポより提供された写真分析とヒアリングから、直接爆撃によるとみられる建造物破壊の状況を確認した。9月にアルカゼイ氏と共にベイルート調査を行い復興史研究を進めた。また、2仙台・七ヶ浜の視察を行い日本の復興経験と位置づけた。これらの成果は支援団体サダーカ主催の報告会で、学識者、JICA関係者らと共有した。更に、本研究の兆戦は、将来SATREPSのような大型案件に接続することであるが、本学北アフリカ研究センターでモロッコの緑地開発をテーマとするSATREPS(代表:礒田博子教授)が採択され、代表者もメンバーとなった。将来の案件提案に活かすことを念頭に独自研究を進めたい。なお本研究の成果によって、日本都市計画学会論文賞、国際都市計画史学会東アジア都市計画史賞を受賞した。アレッポ及びダマスカスのCPから重要な協力者を大学院生として迎えた。これによりシリア全体の戦災状況を独自に入手できる体制を整えた。その他、学識経験者からJICA、民間支援団体までネットワークを構築し、SATREPSでも代表者独自の関心に基づく研究をモロッコで行うことができた。モロッコでは、都市内市場(スーク)の流通経路について研究する計画であるが、日本が進める「緑のモロッコ計画」、及び、モロッコで経験された震災復興計画についても独自に研究を進めることで、将来案件への経験としたいと考えている。そしてアレッポの戦災状況については、当初予定通り、中東都市多層ベースマップシステムにより、戦災地の特定、戦災(破壊)の種類、歴史的位置づけを展望し、また復旧の大まかな見通しについてベイルート等の先行事例研究を進めた。1.研究の目的本研究は、シリアのアレッポを対象に、将来の戦災復興都市計画の実行を見据えた市街地の戦災状況調査を実施し、大型の国際協力への接続を目指す。2.H28年度の研究実施計画これまでの成果から、「アレッポ戦災復興都市計画」をとりまとめる。内戦の収束を想定し、JICA関係者やCP候補との打ち合わせを行う。

JICAプロジェクトやSATREP等へ、挑戦的萌芽研究として裏付けられた案件の申請を行う。3.H28年度の研究実績筆者の指導下にあるアレッポ大学日本センター出身のアッラーム・アルカゼイ氏、当該JICAプロジェクトのCP(ダマスカス郊外県庁)出身のマイスーン・サワン氏を中心に調査を進めた。アルカゼイ氏はベイルートの戦災復興をテーマに修士論文を発表し、旧市街の空洞化現象に関する調査から、旧市街の商店で扱われる商品が高すぎること、シリア内戦が治安悪化に影響していること、住民が自らの居住地から出ないことを明らかにした。サワン氏は、1982年のハマー旧市街破壊に着目し、現状と復興史を整理し、修士論文計画を確定した。筆者は両者の研究を指導・統括する一方、個人研究として、論文「The genealogy of Haussmannization in Aleppo」を連携先のAA研「中東都市社会における人間移動と多民族・多宗派の共存(第2期)」に発表し(編集中)、「歴史都市アレッポにおける1973年の旧市街空間整備計画を都市計画学会の論文に投稿中とした。また、シリア人との連携体制作りでは、筆者も参画してきたシリア難民向けJICA奨学金制度が発足した(伊勢志摩サミットで発表)。2016年12月にはアレッポ停戦が実現したが、こうした体制作りこそ今後の復興協力のための大型案件の基礎となろう。これらの研究成果、及び体制を踏まえて、「アレッポ戦災復興都市計画」を現在鋭意策定中である。本研究は、シリア内戦によって多大な戦災を受けた歴史都市アレッポを対象に、その戦災状況を把握し、これまでの日本の都市計画協力の実績を踏まえて、戦後の復興計画のための実践的な策定体制を構築し、大型案件への接続を目指したものである。戦災状況は、中東都市多層ベースマップシステムを活用し、現地からの情報提供に基づき明らかにした。また、アレッポ及びベイルートやハマー等の復興計画史から保全と近代化のバランスのとれた計画論の必要性を明らかにした。更に、JICAダマスカスプロジェクトの経験、日本の復興計画の実態調査、シリア人大学院生の教育活動、各支援者・団体との意見交換等を通じて復興計画原案の策定体制を整えた。初年度の目標であった、アレッポ大学からの研修生の受け入れを、日本政府給費奨学生として理想的な形で受け入れた。これにより教育と研究を連携させながら、本研究のためのシステム利用体制を整えた。また、ハマー及びベイルートの先行事例研究に着手した。研究体制の確立を受けて、今後はよりアレッポ及びシリア全体の情報収集を推進する。具体的には、シリア側の民間支援団体と協力し、現地での体系的な写真撮影を実行する。撮影の対象として、まずアレッポの市域を旧市街、フランス植民地時代建設の新市街、及びその他の郊外地区等の形で分類する。市域の治安状況は、各勢力がモザイク状に占拠しているものの、通勤・通学等の日常生活はなんとか続けられており、一般のシリア人が問題なく安全に入れる箇所も多くある。
侵害刺激による脊髄後角のFos発現に対するNMDAとその拮抗薬APVの効果

雄のSDラットに、pentobarbital麻酔下で、くも膜下留置カテーテルより、NMDA受容体拮抗薬であるAPVを種々の濃度で投与し、その10分後もしくは30分後に、一側の足底に5%ホルマリンを皮下注射することによって侵害刺激を与え、刺激後2時間目の脊髄後角I・II層とV・VI層におけるFosの発現を免疫組織学的手法によって観察した。APVを侵害刺激の10分前もしくは30分前に投与した両群で、侵害刺激による脊髄後角I・II層、V・VI層におけるFosの発現は、いずれも有意に減少した。減少の程度は、I・II層においても、V・VI層においても、APVを10分前に投与した群より、30分前に投与した群の方が大きかった。また、30分前に投与した群では、投与APVの濃度が高いほど、各層におけるFos陽性細胞数の減少は大きかった。次に、上記カテーテルより、NMDAをくも膜下に種々の濃度で投与し、同様に脊髄後角I・II層とV・VI層におけるFos陽性細胞数を測定した。NMDAの単回投与では、濃度が高くなるにつれて、疼痛行動は増加したが、Fos陽性細胞数の有意な増加を認めなかった。しかし、5分間の持続投与では、I・II層におけるFos陽性細胞数は、有意に増加した。V・VI層における増加は有意ではなかった。以上の結果より、侵害刺激によるFosの発現に、glutamateとNMDA受容体が深く関与していることが示唆された。
Estramustine binding proteinに関する研究

目的)甲状腺ホルモンと悪性新生物の関連については乳癌では比較的検討されているが、前立腺癌に関しては不明な部分が多い。前立腺癌に及ぼす甲状腺ホルモンの影響を腫瘍倍加時間、核DNA量および核小体形成体関連蛋白(AgNOR)を指標として検討した。対象)ヒト前立腺癌細胞株(PC-3)および前立腺全摘出手術時に得た前立腺癌組織を用い6週齢ヌードマウス背部皮下に移植した。方法)腫瘍移植後2週目より甲状腺機能亢進群、低下群および対照群の3群に分類した。甲状腺機能亢進群には連日L-thyroxine(T4)200mug/kg/day皮下投与し、低下群には0.05%PTU(propylthiouracil)を飲水に混じ投与した。治療開始より30日間観察した後屠殺し腫瘍倍加時間、核DNA量およびAgNOR数を測定した。腫瘍倍加時間は30/10xlog(腫瘍径)で算出した。核DNA量は、腫瘍組織をホルマリン固定、パラフィン包埋後4mum切片をフォイルゲン染色しCAS image analyzerを用いて平均200個の腫瘍細胞核を測定した。得られたDNAヒストグラムより2C deviation index(2CDI)を算出した。AgNORは5mum切片を用い、plotonらの方法に準じたone-step collid silver法により行いCAS image analyzerを用いて平均200個の腫瘍細胞核を評価し細胞1個あたりの平均数として算出した。結果)腫瘍倍加時間は各腫瘍とも、対照群に比較し機能亢進群、低下群のいずれも有意な延長を認めた。2CDI値およびAgNOR数は各腫瘍とも、機能亢進群と対照群との間で差を認めなかったが、低下群では低下傾向を認めた。結語)甲状腺機能の変化は腫瘍の増殖速度以外にも前立腺癌のもつ生物学的悪性度に影響を与える可能性が示唆された。
政治改革をめぐる政治過程の研究

1 1996年度に引き続き、政治改革に関する一次資料を収集・複写し、目録を作成した。本年度は、とくに国会審議関係の資料、第八次選挙制度審議会関係の資料、マスコミ関係の資料、および政治改革推進協議会(民間政治臨調)関係の資料を充実させることができた。その結果、昨年度以来収集した資料は約1000点に達した。これらの資料は、現在「政治改革ア-カイヴ」として東京大学法学部研究室内に暫定的に保管してある、今後、最終的な収納先および公開方法について検討する予定である。2上記ア-カイヴを主たる素材として、政治改革に関する政治過程の分析を行うための「政治改革研究会」が、研究分担者・および8名の研究協力者(飯尾潤、岩井奉信、野中尚人、岩崎健久、濱口金也、内山融、岩崎正洋、川人貞史の各氏、順不同)を得て組織された。具体的な研究項目は、竹下海部内閣・宮澤内閣・細川内閣の時系列的部分と、自民党・野党・政治改革推進協議会・労働界・マスコミ・選挙制度・政治資金および腐敗防止などのテーマ別部分からなり、それぞれの項目について論文が提出されている。3研究会の成果を社会化するため、『政治改革の記録(仮称)』編集委員会を断続的に開催し、1998年秋の公刊を目指して作業が進められている。現在は出版社との調整、提出済み論文の検討作業、および掲載資料の編集・インタビュー調査の準備を行っているところである。1資料収集について、十数名の政治家から、政治改革に関する1次資料を収拾・複写し、暫定的な目的を作成した。また海部内閣期から細川内閣期までの、主として政治改革に関わる政治史のデータベースを作成した。2実証分析については、日本班、比較班とも、毎月研究会を開いて、順次経過報告を積み重ねた。また隔月で全体会合の機会を持ち、政治改革の理論的分析について議論した。3以上から、次のような知見が新たに得られた。(1)政治主体については、政党の所属議員に対する拘束力が弛緩した結果、様々な政治集団が(時に超党派的に)形成された。それらの結集軸は多様であり、政治社会は従来なかった多元的様相を呈し、政治に大きな可能性を開いた。また政治団体、労働組合、学者あるいはこれらを統合した各種の民間団体が、研究を重ね、積極的に発言し、現実の政治過程に少なからぬ影響力を持ったことも、大きな特徴であった。(2)政策的には、政治改革の動きは、主として政治資金と選挙制度改革をめぐるものであったが、同時並行的に、行政改革、地方分権、規制緩和といった問題が連動していた。これは政治改革が、政策の選択肢が狭まる一方で懸案は全く解決しないという政治の閉塞状況を、一旦政治の根本的な仕組みを作り替えることから変えていこうとするものであったことを示すものである。(3)1993年の政権交代をはさんで断絶と連続とが指摘できる。断絶とは、政策過程の参入者の拡大・変質、政治手続や行政府の対応の変化である。連続とは、例えば族議員のような機能的代替物の残存、あるいは、1990年代当初から国会運営などにおいて、後の連立政権期に通ずる政治手法の萌芽が芽生えていたこと、などである。
単結晶ダイヤモンドアンビル製マルチアンビル高圧装置の試作

本研究では、高圧下で分光学的研究が可能なマルチアンビル高圧装置を始めて開発した。この高圧装置は、小型の30トン一軸プレス、小型精密ガイドブロック、ガイドブロック用のアンビル、そしてそのアンビル先端の単結晶ダイヤモンドまたは単結晶サファイアアンビルからなる。小型精密ガイドブロックとして、ダイヤモンドやサファイアからなるアンビルを精度よく駆動するために、立方体の空間を加圧するキュービックアンビルタイプのダイヤ型ガイドブロックを採用した。また、このガイドブロックに設置されるアンビルは超硬合金(WC)製であり、上下二つの軸アンビル(Hアンビル)とそれに直交する4つの側アンビル(Vアンビル)からなる。また、このアンビルの先端部は、従来用いられている超硬比べて圧縮強度の格段に大きなダイヤモンドの単結晶やサファイアの単結晶をアンビル材として使用している。さらにこれらのアンビルは、光の透過性から、分光学的その場観察実験の際の窓の役割もになっている。このマルチアンビル高圧装置と顕微ラマン分光分析装置とを組み合わせて、高圧下においてラマン分光測定が可能なマルチアンビル高圧発生システムを組み立てることに成功した。このシステムを用いて高圧下でのシリコンやルビーのラマン分光測定を行うことができた。本年度においては、単結晶ダイヤモンドをアンビル材に使用したキュービックアンビルを試作した。この装置は30トンの一軸プレス、超硬合金製のキュービックガイドブロック、6つの単結晶ダイヤモンド製のアンビルからなり、小型精密手動ポンプで加圧することができる。単結晶ダイヤモンドは0.25カラットで一辺3.5mmの四角錐台の形状をし、アンビルの先端は一辺1mmの正方形である。この装置を用いて高圧でのラマン分光法を行うために、装置にレーザー光を導入し、反射光を取り出すための穴を超硬製キュービックガイドブロックにつけている。また、X線その場観察実験を可能にするように、X線計測用の光路をつけている。この装置を放射光源に設置し、X線その場観察実験も計画中である。単結晶ダイヤモンド製のアンビルとともに、予備実験用として単結晶のサファイア製のアンビルも試作した。装置はすでに完成し東北大学理学部に設置され、圧力発生実験に着手されている。現在のところ予備実験としてサファイア製のアンビルを組み込み圧力の発生実験を継続中である。圧力計測にはルビー蛍光法を採用している。ルビーの蛍光を計測する方法としては、別途の研究費で導入した顕微ラマン分光装置を用いてアルゴンレーザーからの単色光を導入し、生ずる蛍光を測定することを試みている。現在、試作した高圧装置と顕微ラマン分光装置を一つのシステムに組み込み、能率よく測定作業が行えるシステムの作成作業を行っている。本研究では、高圧下で分光学的研究が可能なマルチアンビル高圧装置を始めて開発したこの高圧装置は、小型の30トン-軸プレス、小型精密ガイドブロック、ガイドブロック用のアシビル、そしてそのアンビル先端の単結晶ダイヤモンドまたは単結晶サファイアアンビルからなる。また、このガイドブロックに設置されるアンビルは超硬合金(WC)製であり、上下二つの軸アンビル(IIアンビル)とそれに直交する4つの側アシビル(Vアンビル)からなる。また、このアンビルの先端部は、従来用いられている超硬比べて圧縮強度の格段に大きなダイヤモシドの単結品やサファイアの単結晶をアンビル材として使用している。さらにこれらのアシビルは、光の透過性から、分光学的その場観察実験の際の窓の役割もになっている。このマルチアシビル高圧装置と顕微ラマン分光分析装置とを組み合わせて、高圧下においてラマン分光測定が可能なマルチアンビル高圧発生システムを組み立てることに成功した。
筋骨格構造の運動メカニズムに基づいた筋骨格型ロボットの開発

本研究の目的は,脊椎動物の筋骨格構造が巧みな運動の実現に,どのように貢献しているかを解明することである.申請者は筋骨格型ロボットを対象にした筋内力FF制御法を提案しており,筋内力を筋肉に与えることで,筋骨格型ロボットの運動を生成している.本研究では,筋肉の配置と運動の収束性などの運動特性と筋骨格構造の関係性を明らかにする.その結果に基づき,目的の運動に適した筋骨格構造の設計指針を確立する.さらに,筋内力に相当する張力を出力する定荷重バネを筋肉とみなし,姿勢の変化により生じる復元力を利用することで,アクチュエータを用いずに運動を生成可能な筋骨格型ロボットを開発する.本研究の目的は,脊椎動物の筋骨格構造が巧みな運動の実現に,どのように貢献しているかを解明することである.申請者は筋骨格型ロボットを対象にした筋内力FF制御法を提案しており,筋内力を筋肉に与えることで,筋骨格型ロボットの運動を生成している.本研究では,筋肉の配置と運動の収束性などの運動特性と筋骨格構造の関係性を明らかにする.その結果に基づき,目的の運動に適した筋骨格構造の設計指針を確立する.さらに,筋内力に相当する張力を出力する定荷重バネを筋肉とみなし,姿勢の変化により生じる復元力を利用することで,アクチュエータを用いずに運動を生成可能な筋骨格型ロボットを開発する.
シリコン超微結晶発光機構の研究

スパッタ法により水素100%の雰囲気で低温(約100K)基板上に作製した2元Si:Hは、バンドギャップが極めて大きくなり(最大、約2.4ev)、室温可視発光を呈する。本研究では、この様な特性を持つ材料の構造解析と発光機構の解明を目的とする。以下、(1)発光特性、(2)構造解析、(3)作製時の基板温度依存性、及び(4)発光機構、の順に研究成果を述べる。(1)スパッタ法により基板温度約100K、水素ガス圧力1Torr、rfパワ-55Wの下で作製したSi:Hの発光スペクトルは700nm近傍にピ-クを持つ(フォトマルチプライアによる測定)。ピ-ク波長は測定温度により変化し、液体窒素の沸点近傍で測定すると室温と比較して数10nm短波長側ににシフトする。また、発光強度も1桁以上増加する。これらの事実から、本発光は半導体の発光として矛盾無く、Si:H材料自体の特性であることが確認できた。(2)構造解析においては、X線回折、ラマン散乱、及び赤外吸収の各測定から、Si超微結晶またはクラスタ-の回りを水素がSiH_2またまSiH_3なる形で覆っているとするモデルを得た。(3)作製時の基板温度依存性について、水素100%の雰囲気で室温基板上に作製したSi:Hは(室温という比較的低温であるにもかかわらず)、多量のSi微結晶を含んでいることが明かとなった。この結果は、本スパッタ法による材料が微結晶化しやすいことを示しており、基板温度約100Kで作製した材料が超微結晶から成ることを示唆する。なお、室温で作製した材料ではSiHグル-プが中心となり、Xの伸縮振動波数は非晶質と比較して100cm^<ー1>程度増加することが判明した。(4)以上の事から発光機構としては、Siが超微結晶化またはクラスタ-化したことによる3次元量子較果が、現在のところ最も妥当であると考えられる。これにより、バンドギャップの増加(可視発光)と効率の良い発光を同時に説明することができる。シリコン系材料は水素プラズマ・スパッタ法により作製したが、本年度はパラメ-タのうち高周波電力及び基板温度に着目し、これらが材料の構造と物性に及ぼす影響を調べた。以下、測定項目ごとの結果と考察を示し、最後にまとめを行う。(1)X線回折測定の結果、室温で高周波電力が大きい場合には、ほとんどの部分が比較的大きな微結晶となっている事が判明した。また、液体窒素温度で作製した材料においても、明確な微結晶の存在が確認出来た。(2)ラマン散乱測定の結果はX線回折の結果と矛盾しない。従って、非晶質または小さな微結晶の場合、480cm^<-1>近傍にピ-クを持つブロ-ドなスペクトルが得られるが、両構造の相違はこれらの測定では区別出来ない。しかし、(1)での結果より、スペクトルの半値幅に影響を及ぼす程度に小さな微結晶となっている事は充分考えられる。(3)赤外吸収測定の結果、雰囲気中の水素はSiH_2またはSiH_3なる結合をして材料中に取り込まれる事が判明した。この結果は前記2個のパラメ-タを変化させた場合(温度:液体窒素ー室温、高周波電力:55ー300W)、すべて同じであった。

また、この様な結合をしているものの、ポリシラン合金の吸収波数と若干異なり、高波数側にシフトする事から、一定量のシリコン原子が集合したもの(例えば、微結晶やクラスタ-)に水素が結合していると考えられる。(4)液体窒素温度でかつ低い高周波電力のもとで作製した、ブロ-ドなラマン・スペクトルを示す材料が室温可視発光を呈する事を確認し、それの中心波長が約700nmにある事を明らかにした。この測定は本年度購入の設備備品を用いて行った。以上の結果より、非常に小さな微結晶または非晶質部分が窒温可視発光に関与していると考えられる。来年度は、スパッタ法により室温可視発光する材料が出来るという大きな利点を生かすべく、計画書に沿った研究を予定どおり行う。スパッタ法により水素100%の雰囲気で低温(約100K)基板上に作製した2次Si:Hは、バンドギャップが極めて大きくなり(最大、約2、4eV)、室温可視発光を呈する。本年は同様なスパッタ法で、基板温度を室温として得られた材料の物性を中心に研究した。主たる結果を以下に記す。ラマン散乱スペクトル及びとX線回折パタ-ンにおいては明白なピ-クが認められ、材料中のシリコンが微結晶化していることが解った。赤外吸収スペクトルにおいては400から4000cm^<-1>の測定範囲で4本のピ-クが認められた。これは基板温度約100Kで作製した材料の場合と同様であるが、吸収強度が大きく異なっていた。すなわち強度が極めて弱く、水素含有量が大きく減少していることが解った。また、bending帯の吸収強度が相対的に減少し、モノハイドライド・グル-プが増加していることも明かとなった。この場合、stretching吸収波数は約2100cm^<-1>であり、一見ダイハイドライド的であるが、明白な微結晶の存在によりSiーHの結合力が増加しているとの結論に達した。以上のことから、室温で作製した材料は多量の微結晶を含み、また、SiHが中心であること言えるが、この様な基板温度依存性(約100Kと室温との相違)は極めて妥当である。しかし従来、室温で多量の微結晶ができるとの報告はほとんど無く、本方法は微結晶をつくり易いと言うことができる。このことは、低温で作製した材料が極めて小さな微結晶から成ることを示唆する。なお、導電率は0.1(Ω・cm)^<-1>のオ-ダ-であるが、この値は多量の微結晶の存在と矛盾が無い。また、ニオブ酸リチウムの上に本材料を成長させた層伏弾性表面素子においては位相速度が100m/s程度減少するが、これは薄膜の導電率が大きいために素子表面が実効的に短絡状態となるためだと解った。