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てんかん発作における小胞輸送蛋白mintの役割に関する実験的研究

目的:mint1はシナプス小胞輸送蛋白であり、海馬では歯状回分子層の前シナプス終末に局在している。側頭葉てんかんには、歯状回顆粒細胞をめぐる神経回路の機能変化の関与が考えられているが、シナプス小胞輸送蛋白の動態は明らかではない。そこで今回我々は痙攣発作後の海馬における前シナプス蛋白の発現動態変化をmint1を中心に経時的に観察し、BrdU陽性細胞との関連を検討した。方法:雄性SDラット(200-250g)を用いてpilocarpine誘発痙攣重積発作モデルを作成した。すなわちatropinによる前処置の15分後、pilocarpine320-350mg/kgを腹腔内投与した。約15-30分後に痙攣重積状態となり、約1-2時間持続した。負荷後2、4、6時間、1、2、3、4、7、14日目および6週目(各々2-3匹)に動物を4%パラフォルムアルデヒド溶液にて潅流固定し、20μmのビブラトーム脳切片を作成した。対照群には溶媒の生理食塩水を投与した。その後抗mint1抗体を用いた免疫組織化学およびBrdU染色を施行した。結果:痙攣誘発負荷後2日目から海馬苔状線維におけるmint1の免疫染色性が亢進し始め、それは7日目まで続いた。一方、歯状回分子層においては負荷後2日目以降14日目までmint1のいずれも染色性の亢進が全層にわたって強く観察され、特に14日目には分子層最内層において著しかった。7日目頃から歯状回分子層および顆粒層細胞にBrdU陽性細胞を認め、一部mint1陽性細胞と一致していた。これらの変化は6週目ではほぼ負荷前レベルに復した。結論:ラット痙攣発作後、2日目から苔状線維および歯状回分子層に著明に前シナプス蛋白が蓄積することが明らかとなった。mint1発現亢進細胞は一部は、BrdU陽性細胞と一致しており、神経細胞の再生にmint1が関与ししている可能性が示唆された。そこで今回我々は痙攣発作後の海馬における前シナプス蛋白の発現動態変化をmint1を中心に経時的に検討した。すなわちatropinによる前処置の15分後、pilocarpine 320-350mg/kgを腹腔内投与した。その後抗mint1、munc18、syp2抗体を用いた免疫組織化学を施行した。

苔状線維におけるmunc18、syp2には有意な変化は見られなかった。一方、歯状回分子層においては負荷後2日目以降14日目までmint1、munc18、syp2のいずれも染色性の亢進が全層にわたって強く観察され、特に14日目には分子層最内層において著しかった。これらの変化は6週目ではほぼ負荷前レベルに復した。結論:ラット痙攣発作後、2日目から苔状線維および歯状回分子層に著明に前シナプス蛋白が蓄積することが明らかとなった。従って、てんかん発作における興奮性アミノ酸神経伝達異常に前シナプス蛋白を介するエクソサイトーシスの関与も示唆された。目的:mint1はシナプス小胞輸送蛋白であり、海馬では歯状回分子層の前シナプス終末に局在している。側頭葉てんかんには、歯状回顧粒細胞をめぐる神経回路の機能変化の関与が考えられているが、シナプス小胞輸送蛋白の動態は明らかではない。そこで今回我々は痙攣発作後の海馬における前シナプス蛋白の発現動態変化をmint1を中心に経時的に観察し、BrdU陽性細胞との関連を検討した。方法:雄性SDラット(200-250g)を用いてpilocarpine誘発痙攣重積発作モデルを作成した。すなわちatropinによる前処置の15分後、pilocarpine320-350mg/kgを腹腔内投与した。約15-30分後に痙攣重積状態となり、約1-2時間持続した。負荷後2、4、6時間、1、2、3、4、7、14日目および6週目(各々2-3匹)に動物を4%パラフォルムアルデヒド溶液にて潅流固定し、20μmのビブラトーム脳切片を作成した。対照群には溶媒の生理食塩水を投与した。その後抗mint1抗体を用いた免疫組織化学およびBrdU染色を施行した。結果:痙攣誘発負荷後2日目から海馬苔状線維におけるmint1の免疫染色性が亢進し始め、それは7日目まで続いた。一方、歯状回分子層においては負荷後2日目以降14日目までmint1のいずれも染色性の亢進が全層にわたって強く観察され、特に14日目には分子層最内層において著しかった。7日日頃から歯状回分子層および顆粒層細胞にBrdU陽性細胞を認め、一部mint1陽性細胞と一致していた。結論:ラット痙攣発作後、2日目から苔状線維および歯状回分子層に著明に前シナプス蛋白が蓄積することが明らかとなった、mint1発現亢進細胞は一部は、BrdU陽性細胞と一致しており、神経細胞の再生にmint1が関与している可能性が示唆された。
ローイング運動が高齢者の大腰筋量と歩行能力に及ぼす影響

ローイング(ボート漕ぎ)運動は、高齢者において安全で効率的な健康増進運動であると考えられる。本研究は、ローイング運動が高齢者の大腰筋量と歩行能力に及ぼす影響を検討した。高齢者におけるローイング運動は、大腰筋および大腿伸筋群の筋量増加効果があること、エクササイズ・チューブを用いた簡便なローイング運動においても筋量増加効果があることが示されたが、歩行能力については、今後さらなる検討が必要である。ローイング運動が高齢者の大腰筋・大腿四頭筋の筋量および筋力に及ぼす影響を明らかにするために,高齢男性ローイング愛好者(RM;n=18)と運動習慣のない健康な高齢男性(CM;n=16)において,MRI法を用いた大腰筋・大腿四頭筋の最大横断面積(CSA),および体幹屈曲力・脚伸展パワーを比較した.その結果,RMの大腰筋および大腿四頭筋のCSAは,CMよりそれぞれ62%,14%,有意に高い値を示した.除脂肪量(FFM)当りの大腰筋CSAについても,RMの方が51%高い値を示したが,FFM当りの大腿四頭筋CSAについては両者で差は見られなかった.また,CMに比べてRMの方が,体幹屈曲力は42%,脚伸展パワーは43%高い値を示した,大腰筋CSAと体幹屈曲力との間には,強い正の相関関係が認められた.次に,高齢女性ローイング愛好者(RW:n=8)とアクティブコントロールとして高齢女性ウォーキング愛好者(WW:n=14)における大腰筋・大腿四頭筋量のCSA,および体幹屈曲力,脚伸展パワーを比較した.その結果,WWに比べてRWの大腰筋CSAは,44%有意に高い値を示し,FFM当りについても34%高い値を示した.一方,大腿四頭筋のCSAは両者で差が認められなかった.体幹屈曲力については,RWの方がWWより35%有意に高い値を示したが,脚伸展パワーは両者で差が認められなかった.また,大腰筋CSAと体幹屈曲力の間には強い正の相関関係が認められた.以上の研究より,習慣的なローイング運動はウォーキング運動と同レベルに大腿四頭筋量および筋力を維持し,特に,高齢ローイング愛好者の大腰筋量および筋力は非常に高くなっていたことから,習慣的なローイング運動は,高齢者において,加齢に伴う大腰筋の筋量および筋力の低下を特異的に抑制できる運動様式である可能性が示唆された.本研究は、ローイング運動が高齢者の大腰筋・大腿四頭筋の筋量および筋力に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。昨年度は、ローイング愛好者と運動習慣のない健康な高齢者を対象に、高齢ローイング愛好者の大腰筋・大腿四頭筋が著しく大きいことを明らかにした。今年度は、6578歳の運動習慣のない健康な高齢者(n=18)を対象として、6ヶ月間のローイングトレーニングを実施し、ローイング運動の大腰筋・大腿四頭筋の筋量増加効果を検討した。対象者は、何も運動を行わないコントロール群(n=9)と、ローイングトレーニングを行うトレーニング群(n=9)に群分けした。トレーニング群は、ローイング・エルゴメータを用いて、週3回、1回30分のトレーニングを6ヶ月間行い、運動強度は6580%HRmaxに設定した。ベースラインの測定において、年齢、身長、体重、体脂肪率、大腰筋筋断面積、大腿四頭筋筋断面積のすべての項目において、両群で差は見られなかった。また、コントロール群においては、ベースラインとトレーニング後の測定において、大腿四頭筋筋断面積を除くすべての項目で、変化は見られなかった。一方、トレーニング群においては、身長、体重、体脂肪率にはトレーニング後で変化は認められなかったが、大腰筋筋断面積は、6ヶ月間のトレーニング後で、23%有意に増加した。また、大腿四頭筋においても、6ヶ月間のトレーニングによって8.6%増加し、変化率においてコントロール群と比較して増加傾向が認められた(p=0.080)。以上の結果より、運動習慣のない高齢者において、6ヶ月間のローイングトレーニングは、とりわけ体幹部に位置し、姿勢保持や歩行能力に関連する大腰筋の筋量を増加させ、加齢に伴う筋量低下を抑制できる有用な運動様式であることが明らかとなった。本研究は、ローイング運動が高齢者の大腰筋・大腿四頭筋の筋量および筋力に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。昨年度までに、ローイング愛好者と運動習慣のない健康な高齢者を比較対照し、高齢ローイング愛好者の大腰筋・大腿四頭筋が著しく大きいこと、また運動習慣のない高齢者における6ヶ月間のローイング・エルゴメータを用いたローイングトレーニングは、大腰筋・大腿四頭筋の筋量を増加させ、加齢に伴う筋量低下を抑制できる有用な運動様式であることが明らかとなった。

しかしながら、ローイング・エルゴメータは日本では未だ普及しておらず、高価であるため、一般に実践することは現状では難しい。そこで今年度は、安価なエクササイズチューブを用いてローイング運動を再現し、6080歳の運動習慣のない健康な中高年者(n=12)を対象とし、3ヶ月間のホームベースでのローイングトレーニングを実施した。対象者は、エクササイズチューブを用いて、23分間の休息を挟んで10分間のローイング運動を2セット、週3回、3ヶ月間行った。その結果、トレーニング前と比較して、3ヶ月間のトレーニング後において、身長、体重には変化はみられなかったが、大腰筋断面積は8%、大腿四頭筋断面積は4%の有意な増加が認められた(p<0.05)。昨年度に実施したローイング・エルゴメータを用いたローイングトレーニングでは、3ヶ月間では大腰筋断面積と大腿四頭筋断面積はそれぞれ16%と2%の有意な増加が認められたことから、大腰筋においてはローイング・エルゴメータを用いた方が、筋量が増加することが示唆された。以上の結果より、運動習慣のない高齢者においてエクササイズチューブを用いたローイングトレーニングは、大腰筋・大腿四頭筋の筋量を増加させ、加齢に伴う筋量低下を抑制できる有用な運動様式であることが明らかとなった。
筋音による筋機能の無侵襲評価法の開発とリハビリテーションへの応用

筋機能の分析・評価に際しては是非とも無侵襲,無拘束,無苦痛な測定が望まれる。このことは身体運動に制限を有する障害者にとって健常者以上に重要なことである。従来,無侵襲な筋機能の評価には筋電図および筋力の二つが代表指標とされてきた。しかし、四肢の変形や拘縮を有する障害者では、筋力を正確に知ることが困難である。そこで本研究では、筋音を手がかりに筋機能の新しい無侵襲計測・評価法を確立することを目的とした。筋音は独自に開発したチタン酸バリウムを用いた圧電型加速度センサーによって導出した。また、補助データとして筋力、筋電図、X線CT像による筋断面積を測定した。まず、本研究では筋音と筋力との関係についてその再現性を分析し、筋音信号の有用性を確認した。また、測定した筋音、筋電図に対してスペクトル推定を中心とした数理解析を行った。その結果、筋音信号は運動単位のリクルートメントや発火頻度、筋線維タイプによって変化することが示され、運動単位活動様式を無侵襲に評価し得る可能性が示唆された。次いで、これら筋音、筋電図、筋力の計測処理法を活用し、実験的研究として脳性麻痺患者を対象に肘関節屈曲動作時の上腕二頭筋の筋機能を分析した。その結果、脳性麻痺患者の運動機能障害は、従来よりいわれている神経機能障害のみならず、筋自体の機能低下にも関連することが推察された。特に、筋機能では筋線維萎縮の存在が推察された。また、その萎縮は速筋線維においてより進行していることが筋音のスペクトル解析の結果より示唆された。
低酸素シグナルによるエリスロポエチン誘導機構の分子生物学的研究

1)酸素センサーに関する研究高等生物における酸素センサーを探索すべく、一つは原核生物のKinase型に注目し実験を行った。低酸素の代わりに金属コバルトに曝すことにより、特異的にリン酸化されるクローンを一個選別することに成功した。これはノーザン解析により約2kbのところに一個のバンドとして同定出来た。もう一つは転写因子型に注目し、低酸素状態において活性化されるHNF-4について実験を行った。いろいろのHNF-4変異遺伝子を作製した。それを用いてレポーターアッセイを行ったところ、C末端のAF-2 domainが活性に必須であることが判明し、Hypoxia-responsive domainであると考えられる。2)酸素金属応答遺伝子スーパーファミリーわれわれは各種の遺伝子クローニング技術を用いて、低酸素状態あるいは金属暴露によって発現が誘導される遺伝子をスクリーニングした。われわれはmRNA differential display法により5種類ほどの新規の遺伝子を見いだした。またDifferentialscreeningによりとれた一個のcDNAについても、低酸素状態とコバルト暴露によってmRNAの発現レベルの上昇が確認された。塩基配列を決定したところ、LXXLL Motifを有しており、Transcriptional coactivatorである可能性が高かった。このリコンビナント蛋白は基本転写因子を含めた各種の転写因子との相互作用があることが認められた。3)エリスロポエチン遺伝子の発現制御機構多くの遺伝子のプロモーター領域-30baseの領域には、TATA Boxがあり、基本転写因子TATA-binding protein(TBP)が結合し、あるレベルの基本転写が常に起こっている。しかしエリスロポエチン遺伝子は正常状態では転写活性が抑制されている。その原因として-30base領域が、TATA BoxではなくGATA Motifになっているために、正常状態での転写活性が弱いと考えれる。従ってエリスロポエチン遺伝子のプロモーター領域は、低酸素状態で活性化されるのみならず、正常酸素状態で転写活性が抑制されていることが判明した(Tsuchiya et al.J.Biochem.121,193-196,1997)。本年度はエリスロポエチン遺伝子のプロモーター領域に存在するGATAエレメントとステロイドレスポンスエレメント(SRE)のhypoxiaおよびnormoxiaにおけるEpo遺伝子発言調節機構を追究した。GATA転写因子は現在まで6種類の因子が報告されている。そのうちEpoとGATA転写因子の細胞・組織分布を考慮してGATA-2およびGATA-3がEpoの調節因子として働いていることが推定つれた。競合オリゴヌクレオチドおよびモノクローン抗体を使ったelectrophoretic mobility shift assay(EMSA)によりGATA-2および-3がそのモチーフに結合することが判明した。またtransactivation assayによりnormoxiaでは両因子はEpo遺伝子の発現には影響しなかったが、hypoxiaではGATA-2はEpo遺伝子の発現を抑制しまたGATA-3は促進することが判明した。GATA-2および-3のタンパク量はWestern blotting analysisによりnormoxiaおよびhypoxiaで変化は認められなかった。GATA転写因子はzincfingerファミリーに属し、亜鉛の効果をみたところEpo遺伝子の発現をnormoxiaでなくhypoxiaで促進していた。一方SREに関してはエストロゲンがEpo遺伝子の発現をnormoxiaで抑制するのに対し、レチノイン酸は促進した。hypoxiaでは両者とも影響がないことが判明した。SREはプロモーター領域に4個存在しているので現在どのSREがこの調節に関与し、またどのようにエストロゲンとレチノトン酸が相互作用しているか追究中である。

本年度はエリスロポエチン(Epo)遺伝子のプロモーター領域に存在するGATAモチーフのEpo遺伝子発現制御機構および低酸素圧下において誘導される遺伝子群について追究した。Epo遺伝子上流-32bpにはTATAボックスではなくGATAモチーフがラットからヒトにいたるまで保存されている。このGATA塩基配列のGをTに置換してTATA塩基配列に変異させると、正常酸素圧下においてEpo遺伝子の発現が促進されることがルシフェラーゼ・レポーターアッセイにより判明した。これはEpo遺伝子の発現は正常酸素圧下ではGATAモチーフのために抑制され、赤血球過多を防いでいると考えられる。またGATA転写因子の組織特異的発現制御下にあることが示唆される。次にEpo遺伝子以外にも低酸素状態において活性化される遺伝子が存在しているか、さらにこれらの遺伝子はEpo遺伝子と共通の酸素応答伝達系により制御されているかを追究すべく、Hep 3Bおよび臍帯静脈血管内皮細胞において、mRNA Differential Display法により遺伝子をスクリーニングした。低酸素状態において発現が誘導される遺伝子群(酸素応答遺伝子スーパーファミリー)の存在が明らかとなった。そして、全遺伝子の約1%が、このスーパーファミリーに属するものと考えられ、おそらく数百種類の遺伝子があるものと推定される。我々は、既に約2百種類の遺伝子をクローニングし、それらの中から約50種類の新規の遺伝子を発見している。エリスロポエチン(Epo)遺伝子のプロモーターおよび下流領域にはHNF-4結合モチーフが、また下流領域にはHIF-1結合モチーフが存在する。われわれは両者について点変異モチーフをもつ組み合わせを作製し、ルシフェラーゼ・レポーターアッセイにより低酸素による誘導を検討した。その結果、両者はco-operativeに作用しているデータを得たので、現在両者の蛋白-蛋白相互作用があるかを明らかにするため発現ベクターを構築し、準備を進めている。またdifferential screeningにより、低酸素において誘導される一個のクローンを得た。これはDNAシーケンスによるとオープンリーディングフレームが5千ぐらいのポリペプチドであるが、コアクチベータ-に特異的なモチーフをもっていることが判明した。
発生工学を用いた食塩感受性高血圧発症機序及び臓器障害進展の研究

発生工学的手法を用いて生活習慣病による臓器障害に関連ああると考えられるアドレノメデュリン、LOX-1の生理作用を検討した。アドレノメデュリンノックアウトマウスは胎生致死であり、ヘテロ接合体を用いて検討した。アンジオテンシシII、8%食塩食負荷を行ったところ、冠動脈は内膜の増殖、外膜の増殖が著明であった。腎臓の動脈系には異常を認めなかった。ヘテロ接合体では酸化ストレスが著明に増加することを電子スピン共鳴法、3-nitrotytosine染色、尿中イソプロスタン、8OHdG排泄量にて確認した。またアドレノメデュリンは酸化ストレスにより増加することが報告されており、野生型ではアンジオテンシンII、食塩負荷によりアドレノメデュリンの増加が認められた。一方、ヘテロ接合体ではアドレノメデュリンの増加は認められなかった。このことから、アドレノメデュソンは食塩、アンジオテンシン負荷による酸化ストレスに拮抗する内因性の物質であり、酸化ストレスによる臓器障害に防御的に作用する因子である可能性が示唆された。LOX-1は酸化LDLの内皮における受容体であるが、高血圧、糖尿病などでその発現が増加することを確認した。また、その発翼に酸化ストレスが関与することを確認し、現在LOX-1強発現マウスモデルにおいて生活習慣病による臓器障害の進展との関連を検討している。アドレノメデュリン、PAMPは共通の遺伝子より産生される降圧ペプチドである。今回我々はこれらペプチドの生理作用を発生工学的手法を用いて検討した。アドレノメデュリンノックアウトマウスは胎生致死であるが、器官形成に異常を認めず、胎盤血流にも異常は無かった。アドレノメデュリンは胎児発育に重要な役割を果たしているが、その詳細は不明である。また、雄ヘテロ接合体に食塩感受性高血圧モデルである、アンジオテンシンII、8%食塩食負荷を行った。心重量/体重比はヘテロ接合体で0.0068±0.0003とワイルド(0.0061±0.0002)に比べ有意に大きかった。また、冠動脈は内膜の増殖、外膜の増殖が著明であった。ヘテロ接合体では酸化ストレスが著明に増加していた。またアドレノメデュリンは酸化ストレスにより増加するが、ヘテロ接合体ではアドレノメデュリンの欠乏が認められた。このことから、アドレノメーデュリンは食塩、アンジオテンシン負荷による酸化ストレスに拮抗する内因性の物質であり、これら臓器障害に防御的に作用する因子である可能性が示唆された。
経時データに対して有効性の高い回帰診断法の開発

本研究は、経時データに対する回帰モデルの推測に有効な回帰診断法の理論的基礎を明らかにし、併せて新しい診断方法を提案しようとするものである。経時データは観測期間が長いため、外れ値やデータの欠測、統計手法が前提とする各種の仮定が途中から成立しなくなるなどといった問題が起こり易く、それらを回帰診断によって効率的に検出することの重要性は増している。ところが、現存の回帰診断の理論は必ずしも経時データの特徴を取り入れたものとなっておらず、理論と応用が乖離した状態となっている。本研究では、この間隙を埋めるべく、経時データに対して有効な回帰診断法の理論的基礎を提供することを狙う。
生体機能解明のための化学合成に関する総合的研究

研究目的:生命現象の理解・解明は自然化学の最重要目標と言ってよい。一方、「合成」は化学の代表的活動の一つである。本研究は、生体機能を解明するための化学合成の研究を推進することを目的とし、そのために有機合成化学者を中心に医学、生化学等の分野から協力を得る学際的体制を作った。研究計画・方法:重要な5課題に対して〈(1)生体機能物質の合成、(2)神経伝達物質の化学、(3)受容体の化学、(4)外因性機能調節物質の合成(5)生物活性物質の化学変換、の〉5班の計画研究を設定し、最終年度であるため公募は行わず、前年度の公募班員大部分を組込んで、総括班がこれら全体の研究を有機的に推進した。成果:計画研究48名と、総括班評価員を含めて53名野研究者が参加した。個々の研究成果はそれぞれの実績報告書によって報告される。総括班は1)2回の総括班会議(7月、12月)を主催し、かつ各班会議開催の便を計った。2)第4回公開シンポジウム(7月、札幌)を開催した。班員10名および客員1名が講演し、一般参加80人余を集めて盛会であった。学際的環境強化のため医系班員によるパネル講演会と総合討論会を開催した。3)第5会公開シンポジウム(12月、箱根)を開催した。班員9名が講演し、一般参加30人余を集めて同じく盛会であった。4)4回の総括班広報(化学合成ニュース)により全班員間の連絡をはかった。5)3月には63年度成果報告史をを印刷した。これを全員に配布、さらに全国の関連研究機関、学会や主な研究者の一部にも配布して化学界の発展に寄与すべくつとめる。来年に3年間の全成果をとりまとめを行う予定である。
自然神学の言語論的転回とその社会科学への拡張─聖書・環境・経済─

自然神学は、古代以来、キリスト教思想と他の諸思想(諸科学)との創造的な関わり合いのための理論的な基盤構築を担ってきた。この歴史的経緯を前提として、本研究は、現代のキリスト教思想の多様な動向を視野に入れつつ、社会科学(とくに、経済学と政治学)との関連で自然神学を再構築することを目指した。本研究の意図は、自然神学の営みを現代の思想状況において継続的に発展させることにほかならない。そのために本研究では、言語論的な視点(聖書解釈)に基づく自然神学の拡張が試みられた。平成25年度は研究計画の初年度して、具体的な研究実施に向けた体制固めを行った。というのも、本研究は、現代の思想的状況におけるキリスト教思想の多様な動向を視野に入れつつ、社会科学(とくに、経済学と政治学)との関連で自然神学を再構築することを目的としており、それに関連する研究領域は広範囲に及ぶ。そのため、研究を実施するには、研究の方向性と目的を明確化し、計画と方法とについて再度検討を行うことが必要だからである。25年度は、次の点を中心に研究が進められた。一つは、自然神学自体の最新の問題状況の確認であり、「科学技術とキリスト教」、「脳神経科学とキリスト教思想」という問題について、集中的に研究を行い、4つの学術論文を執筆した(2論文はすでに刊行、もう一つは本年前期に刊行予定)。もう一つは、東アジアのキリスト教における研究状況の調査であるが、日本国内については、いくつかの研究機関を訪問し研究者と討論を行い、また国外については、研究協力者(方俊植氏)による韓国ソウルでの調査を実施した。25年度の韓国ソウルでの調査は、26年度以降の本格的な調査の予備調査という性格のものであったが、調査内容は、「韓国の社会的な状況と民衆神学の可能性」という報告書にまとめられた。また、自然神学の社会科学への拡張に関しては、京都大学キリスト教学専修の特殊講義で、聖書解釈を基盤にした経済に関連したキリスト教思想の検討を行った。これによって、聖書解釈に基づく自然神学の社会科学への拡張という本研究の中心テーマを具体的に展開する見通しを立てることができた。その他に、本研究計画についてのブログによる発信や、研究文献の収集も計画通り進めることができた。本研究は、現代の思想的状況におけるキリスト教思想の多様な動向を視野に入れつつ、社会科学(とくに、経済学と政治学)との関連で自然神学を再構築することを目的とし、この再構築を通して、環境と経済をめぐる現代の深刻な危機的状況に対して、宗教・キリスト教が蓄積してきた伝統的な知恵を、有意味な仕方で再提示することを意図している。具体的には、関連研究領域において刊行された文献購入や、共同研究(研究会、学会)やフィールド調査による資料収集によって蓄積された資料を基礎とし、それらの分析を通した理論構築を行うという仕方で研究は進められ、平成26年度は次のような研究成果を得ることができた。1.韓国ソウルにおけるフィールド調査の実施。韓国YMCAとカトリック教会(環境司牧委員会と貧民司牧委員会)において、環境、平和、貧困などの諸問題の担当者にインタビューを行った。現場の担当者から直に韓国キリスト教界の実際の取り組みを伺い、合わせて文献収集を行った。その具体的な成果は、http://logosoffice.blog90.fc2.com/にて公開。2.自然神学の社会科学への展開という問題に関して、次の二つの学会で講演を行い、関係者との討論を行った(この講演については、それぞれの学会誌で論文化の予定)。東西宗教交流学会(「脳科学とキリスト教思想」)、キリスト教文化学会(「原子力とキリスト教思想」)。3.自然神学を聖書解釈を手掛かりにして社会科学へ展開する上でのモデル・ケースとして、日本の無教会キリスト教を位置づける可能性を検討し、一定の見通しを立てることができた。その研究成果は、「アジアと宗教的多元性」研究会の研究報告雑誌「アジア・キリスト教・多元性」13号に掲載された。平成27年度における本研究の成果としては、次の点が挙げられる。1.27年度は本研究の締めくくりとなる最終年度であり、「言語論・聖書解釈を介した自然神学の社会科学への拡張」をめぐる3年間の研究の総括を行った。まず、「言語論・聖書解釈」に関しては、キリスト教思想における最近の言語論の展開を、象徴論、隠喩論、テキスト理論との連関において検討し、それを聖書的テキスト(イエスの譬え)へ適用する試みを行った。それによって、イエスの譬えを社会教説(経済的問題)と関連づけることが可能になった。次に、自然神学を社会科学へ拡張することに関しては、京都大学と東京大学で行った講義の中で、具体化がなされたが、その一端は、2015年に歿後50年を迎えたキリスト教思想家パウル・ティリッヒに関する論文(研究発表の欄に記載)において、生の現象学からエコロジーの神学への展開として示すことができた。2.この3年間全体の研究成果として、次の二つの報告書を作成し、関係する研究者に寄贈した。・「自然神学の言語論的転回とその社会科学への拡張ー聖書・環境・経済ー」(平成2527年度科学研究費補助金研究成果報告書)・「近代日本とキリスト教思想の可能性ー二つの地平が交わるところにてー」。

この報告書(三恵社より出版)は、平成2527年度の研究費による研究成果に加えて、それに先立つ研究成果を合わせた内容になっており、この報告書によって、自然神学の拡張を東アジア(日本)の文脈で具体化するという本研究テーマについて、方法論な諸問題を総括することがなされた。自然神学は、古代以来、キリスト教思想と他の諸思想(諸科学)との創造的な関わり合いのための理論的な基盤構築を担ってきた。この歴史的経緯を前提として、本研究は、現代のキリスト教思想の多様な動向を視野に入れつつ、社会科学(とくに、経済学と政治学)との関連で自然神学を再構築することを目指した。本研究の意図は、自然神学の営みを現代の思想状況において継続的に発展させることにほかならない。そのために本研究では、言語論的な視点(聖書解釈)に基づく自然神学の拡張が試みられた。自然神学を聖書解釈を通して社会科学へ拡張するという目標は、関連研究領域が広範囲に及ぶなどの理由から、まとまった研究へとまとめ上げる上でさまざまな工夫を行うことが必要であった。たとえば、共同研究の場を利用し、フィールド調査を行うなどによって、問題状況を広く的確に把握すること、また問題を具体的に論じるためにモデル・ケースを設定し理論的基礎論と結びつけることなどである。フィールド調査に関しては、カバーできなかった点を研究協力者の助けを借りて補うことが可能になり、またモデル・ケースとして無教会キリスト教を位置づけ集中的な検討を行うことによって、おおむね順調な仕方で研究を進めることができた。自然神学自体に関しても、環境、科学技術(原子力)、脳科学といったこれまで集中的に取り組んできた研究内容を基礎にできたことも、研究の順調な進展の理由と言える。キリスト教学平成27年度は、研究成果を集約し研究報告にまとめる段階になる。そのために、これまでの研究を集約する作業を進めると共に、必要な文献調査を的確に実施することがポイントとなる。特に、フィールド調査に関しては、平成26年度と同様に研究協力者の協力によって足りない部分を補うことが必要になると思われる。本研究は、研究申請時に予定していた研究計画にそって、ほぼ予定通り研究が実施されており、おおむね順調な進展状況と言える。関係学会や関係研究会での口頭発表、論文執筆などの場を適切に利用し、研究を進めることができたことを、順調な進展の理由として上げることが出来る。また、研究代表が所属する京都大学での授業(特殊講義)と本研究とを有機的に結びつけたことも、研究の実施にとってプラスに働いた。なお、海外における研究調査も、26年度からの本格実施に向けて、予備調査を実施することができ、研究計画初年度としては、全体として順調な滑り出しと言えよう。26年度も25年度に実施された研究を継続する形で研究が進められる。たとえば、海外の研究調査として、25年度のソウルでの予備調査は、ソウルでの本格的な調査の実施として展開される。そのために、研究協力者との共同で、調査を具体的に進めたいと考えている。また、国内の研究調査も、実施場所を適宜拡張しつつ継続的に進められる。しかし、いくつかの点で、25年度とは実施テーマを入れ替えることも考えられる。25年度は自然神学の社会科学への拡張について、自然神学自体と経済神学が主要なテーマとして設定されたが、26年度は、政治神学・政治哲学に中心を移し社会科学への拡張を検討する予定である。聖書思想における政治神学の展開を、その方法論に焦点を合わせて検討することにより、自然神学の拡張についての議論をさらに深めることが期待できる。
フラボノイド混合物の抗炎症作用メカニズムの解析とその応用

オウゴンのフラボノイドと類似構造を有するB環に置換基を持たないフラボノイド類を化学合成し、培養細胞(J774.1細胞)を用いた一酸化窒素(NO)産生抑制作用を検討した。A環に酸素置換基を一つ有するメトキシフラボン類は、ヒドロキシフラボンのメチル化あるいは2,3-dimethoxybenzonitrileを出発原料とした7ステップの反応により得た。酸素置換基を二つあるいは三つ有するメトキシフラボン類は、chrysinあるいはbaicaleinのメチル化およびエルブス過硫酸酸化により合成した。市販品をあわせた計22種のフラボン類について、リポ多糖誘導性NO産生抑制活性を評価し構造活性相関を解析したところ、1メトキシ基を一つ以上有するフラボン類、26位にメトキシ基を有するフラボン類、35位にヒドロキシ基および7位にメトキシ基を有するフラボン類には高い活性を示す傾向が認められた。さらに、A環に酸素置換基を一つ有するフラボン類の細胞膜に対する親和性についてリン脂質カラムを用いたHPLC分析により数値化したところ、リン脂質膜親和性とNO産生抑制活性強度との間に正の相関が認められた。以上の結果から、A環に酸素置換基を一つ有するフラボン類は、細胞内において同じ作用点に作用するのに対し、酸素置換基を多数有するフラボン類は、異なる様々な段階において抗炎症作用に関連するNO産生シグナル伝達経路を阻害することが考えられた。チンピの抽出物計21種類についてNO産生抑制作用を評価した結果、抽出物ごとに活性強度が大きく異なっていた。更に、HPLCによる成分分析を組み合わせたケモメトリクス解析の結果、ポリメトキシフラボン類の含量割合が活性強度に強く関与していることが明らかとなった。また、ポリメトキシフラボン類以外の化合物(フラバノン配糖体)も重要な役割を担っている可能性が考えられ、これら化合物群が相加・相乗的に作用していることが示唆された。「研究実績の概要」に記載したように、様々なフラボノイド類を化学合成により取得できたことから、NO産生抑制活性に関する構造活性相関が徐々に明らかとなっており、得られた知見を基にしてさらに高い活性を有する化合物の創出を現在進めている。また一部のフラボノイド類については、細胞膜親和性とNO産生抑制活性との間に相関性が認められたことから、生物活性発現初期段階における作用メカニズムの一端を明らかにすることができた。さらに、各フラボノイド類がNO産生に関与するシグナル伝達経路に対しどのように影響にしているかを明らかにするため、各段階における関連タンパク質発現レベルを解析する準備・検討を行っている。チンピ抽出物に含まれるNO産生抑制作用を担う化合物はポリメトキシフラボン類だけでなく、他の化合物の関与も示唆されたことから、相加・相乗効果の発現メカニズムの解明に向けて、これら化合物の単離・構造決定を継続している。これまでの研究で取得した知見を基にしてフラボノイド骨格にメチル基やメトキシ基を新たに導入することで、さらに高い活性を有するフラボノイド類縁体の創出を進め、細胞評価系を用いてPG並びにNO産生シグナル伝達経路に対する作用点を個々の化合物について明らかにする。特に、単一の化合物がiNOSや関連するリン酸化酵素および転写因子の発現量などシグナル伝達経路上の複数の段階を標的としている可能性も考えられることから、関連する分子全体を網羅的に解析していく。また、異なる作用点(作用メカニズム)を有する化合物を組み合わせた際のPG並びにNO産生抑制作用の増強を定量的に解析し、相乗効果を生み出す因子を解析する。

「研究実績の概要」に記載したように、様々なフラボノイド類を化学合成により取得できたことから、NO産生抑制活性に関する構造活性相関が徐々に明らかとなっており、得られた知見を基にしてさらに高い活性を有する化合物の創出を現在進めている。また一部のフラボノイド類については、細胞膜親和性とNO産生抑制活性との間に相関性が認められたことから、生物活性発現初期段階における作用メカニズムの一端を明らかにすることができた。さらに、各フラボノイド類がNO産生に関与するシグナル伝達経路に対しどのように影響にしているかを明らかにするため、各段階における関連タンパク質発現レベルを解析する準備・検討を行っている。チンピ抽出物に含まれるNO産生抑制作用を担う化合物はポリメトキシフラボン類だけでなく、他の化合物の関与も示唆されたことから、相加・相乗効果の発現メカニズムの解明に向けて、これら化合物の単離・構造決定を継続している。これまでの研究で取得した知見を基にしてフラボノイド骨格にメチル基やメトキシ基を新たに導入することで、さらに高い活性を有するフラボノイド類縁体の創出を進め、細胞評価系を用いてPG並びにNO産生シグナル伝達経路に対する作用点を個々の化合物について明らかにする。特に、単一の化合物がiNOSや関連するリン酸化酵素および転写因子の発現量などシグナル伝達経路上の複数の段階を標的としている可能性も考えられることから、関連する分子全体を網羅的に解析していく。また、異なる作用点(作用メカニズム)を有する化合物を組み合わせた際のPG並びにNO産生抑制作用の増強を定量的に解析し、相乗効果を生み出す因子を解析する。
深層学習による糖尿病足病変再発リスクに応じた歩行支援プログラムの構築

糖尿病性足潰瘍の再発予防には、足底負荷量の管理が不可欠であることが指摘されている。しかし、定量的評価ができない環境で、活動時の負荷量増大に伴うリスクを考慮し、歩行練習を安全に進めることは経験を有する理学療法士においても困難な課題であった。本研究では、機械学習の援用により足部潰瘍の再発リスクを抽出し、リスクに応じた歩行再建支援プログラムを作成し、多施設共同研究により足潰瘍再発予防効果を検証する。
モニトリアル・システムと子どもの関係に関する組織社会学的研究

モニトリアル・システムは,学校がチェーン・システムとして義務教育制度に組み込まれる際の転機をなした学校であることが明らかとなった.モニトリアル・システムは,学校の中に分業の論理を導入し,教授活動に関わる機能を,企画・立案機能と生徒に教える作業機能とに分割した.この学校内部における分業は,マクドナルド一号店においてレストラン経営が,企画・立案機能とハンバーガー処理機能とに分化したことと同一現象である.その後マクドナルドではこの店鋪内分業が拡大し,経営本部とチェーン化した店鋪からなる巨大なチェーン・システムが完成した.義務教育制度は,このようにストレートにチェーン化したのではなかった.モニトリアル・システム批判と共に登場した他の種類の学校,多様な教育イデオロギーの登場などにより紆余曲折を繰り返しながら,19世紀末に国家を頂点とする義務教育制度として,チェーン・システムの完成を迎えた.チェーン化において決定的役割を果たすのが,効率的経営の為のサービスの標準化であり,それは具体的にはサービスの限定化,パッケージ化として現れる.この論理は,学校では学級制として組み込まれることとなった.モニトリアル・システムにおいて,従来の個別指導を中心とする教授法に代わり,同一能力で生徒をクラスにグルーピングし,一括して教育する方式が登場した.義務教育制度の具体化過程で,標準的な教育を全学校で実現する為に,政府はスタンダードを制定し,同一内容のカリキュラムによる教育を命じた.これに呼応して学校現場では,同一年令,各年進級の標準化された学級制を定着させ,学級によるパッケージ化した教授方式が一般化することとなった.伝統的学校が保持してきた教師と生徒の人格的関係は,モニトリアル・システムの出現により消失し,効率化し,没人格化したシステムによる子どもへの教育サービスが出現したのである.モニトリアル・システムは,学校がチェーン・システムとして義務教育制度に組み込まれる際の転機をなした学校であることが明らかとなった.モニトリアル・システムは,学校の中に分業の論理を導入し,教授活動に関わる機能を,企画・立案機能と生徒に教える作業機能とに分割した.この学校内部における分業は,マクドナルド一号店においてレストラン経営が,企画・立案機能とハンバーガー処理機能とに分化したことと同一現象である.その後マクドナルドではこの店鋪内分業が拡大し,経営本部とチェーン化した店鋪からなる巨大なチェーン・システムが完成した.義務教育制度は,このようにストレートにチェーン化したのではなかった.モニトリアル・システム批判と共に登場した他の種類の学校,多様な教育イデオロギーの登場などにより紆余曲折を繰り返しながら,19世紀末に国家を頂点とする義務教育制度として,チェーン・システムの完成を迎えた.チェーン化において決定的役割を果たすのが,効率的経営の為のサービスの標準化であり,それは具体的にはサービスの限定化,パッケージ化として現れる.この論理は,学校では学級制として組み込まれることとなった.モニトリアル・システムにおいて,従来の個別指導を中心とする教授法に代わり,同一能力で生徒をクラスにグルーピングし,一括して教育する方式が登場した.義務教育制度の具体化過程で,標準的な教育を全学校で実現する為に,政府はスタンダードを制定し,同一内容のカリキュラムによる教育を命じた.これに呼応して学校現場では,同一年令,各年進級の標準化された学級制を定着させ,学級によるパッケージ化した教授方式が一般化することとなった.伝統的学校が保持してきた教師と生徒の人格的関係は,モニトリアル・システムの出現により消失し,効率化し,没人格化したシステムによる子どもへの教育サービスが出現したのである.本年度の研究において、今日の学校の原形をなすモニトリアル・システムの組織社会学的特徴を、現代の主要な組織現象として出現してきたファーストフードのチェーン・システムと比較することにより、次のように理解しうることが可能となった。1)19世紀初頭に出現したモニトリアル・システムの組織的特徴(1)教育活動の経営・企画機能と作業機能との分離(3)モニターという代替可能かつ安価なスタッフの利用(4)モニターの規律化とマニュアルによる役割遂行(5)顧客としての生徒の徹底的規律化2)20世紀後半に普及したマグドナルドに典型的に見られるチェーン・システムの組織的特徴(1)企業活動の経営・企画機能(部門)と作業機能(部門)との分化(2)限定された商品の提供(3)アルバイトという代替可能かつ安価なスタッフの利用(4)従業員の規律化とマニュアルによる限定的役割遂行(5)セルフサービス制に見られる、顧客の規律化学校は、20世紀後半において一般化したチェーン・システムのサービス産業と全く同一の組織原理をプリミティブな形であれ、既に19世紀初頭に突出して形成していたのであった。このような突出した組織形態を持ったモニトリアル・システムが、その後の歴史的推移の中でなぜ、現代の学校組織に変容したのかを解明するのが、来年度の課題である。モニトリアル・システムは,学校がチェーン・システムとして義務教育制度に組み込まれる際の転機をなした学校であることが明らかとなった.モニトリアル・システムは,学校の中に分業の論理を導入し,教授活動に関わる機能を,企画・立案機能と生徒に教える作業機能とに分割した.この学校内部における分業は,マクドナルド一号店においてレストラン経営が,企画・立案機能とハンバーガー処理機能とに分化したことと同一現象である.その後マクドナルドではこの店鋪内分業が拡大し,経営本部とチェーン化した店鋪からなる巨大なチェーン・システムが完成した.義務教育制度は,このようにストレートにチェーン化したのではなかった.

モニトリアル・システム批判と共に登場した他の種類の学校,多様な教育イデオロギーの登場などにより紆余曲折を繰り返しながら,19世紀末に国家を頂点とする義務教育制度として,チェーン・システムの完成を迎えた.チェーン化において決定的役割を果たすのが,効率的経営の為のサービスの標準化であり,それは具体的にはサービスの限定化,パッケージ化として現れる.この論理は,学校では学級制として組み込まれることとなった.モニトリアル・システムにおいて,従来の個別指導を中心とする教授法に代わり,同一能力で生徒をクラスにグルーピングし,一括して教育する方式が登場した.義務教育制度の具体化過程で,標準的な教育を全学校で実現する為に,政府はスタンダードを制定し,同一内容のカリキュラムによる教育を命じた.これに呼応して学校現場では,同一年令,各年進級の標準化された学級制を定着させ,学級によるパッケージ化した教授方式が一般化することとなった.伝統的学校が保持してきた教師と生徒の人格的関係は,モニトリアル・システムの出現により消失し,効率化し,没人格化したシステムによる子どもへの教育サービスが出現したのである.
昆虫の物質代謝、免疫機構および内分泌調節における体液の役割について

卵特異蛋白について、2つのサブユニットからできていること。遺伝子解析により、作られたペプチドがプロセシングを受け、リピドを含む複合蛋白になることがわかった。カイコの30K蛋白については、系統の違いで作る蛋白のアミノ酸組成に違いがあり、その遺伝子解析から、何種かのものがクラスターになっていること、上流に増幅DNA鎖があることがわかった。生体防御機構としてのプロフェノールオキシダーゼの活性化は、それによって、プラズマ蛋白が変化し、侵入物をとりかこんでメラニンとともにマトリックスを作ることがわかった。グルカン,プロテオグリカンの細胞受容体はこの酵素の活性化に関係するが、2が異なる所在をしており、生体にとって安定なシステムであることを示している。ニクバエのレクチンと抗菌タンパクについては、アミノ酸組成がわかっているが、その遺伝子の活性化は異物の侵入時のみならず、エクジソンの分泌期や、発生過程のある時期におこることが示され、蛹化のときなどの、予定された細胞死の際の排除に役立つと考えられた。卵成熟は、エクジソンの作用で進められるが、このとき、卵巣の細胞膜にビテロジェニンと結合する受容体が他の組織より多いことが組織化学的に確められるととも、生化学的にはビテロジェニンの燐酸化が重要なことがわかった。なお、エクジステロイドはビテロジェネシスに促進作用を示すが、卵巣中に存在するエストラダイオールには全く作用のないことがわかった。以上のほかに、エクジソンや幼若ホルモンが、自体のタイターの変動にフィードバック的に調節するとともに、それらが、各種体液蛋白の合成、輸送遺伝子の読み換えのコミットメント変化に関係し、卵成熟,胚発,変態,体色発現などが順序よく、バランスの取れた状態で進行することがわかった。
骨芽細胞動態解析による軟骨原基を起点とした骨形成過程の解明と応用

申請者は、軟骨内骨化組織を詳細に解析した結果、石灰化軟骨が骨形成の優れた基質となる可能性を見出した。申請者が独自に開発した骨芽細胞特異的にGFPを発現するマウスを用いることで、骨形成過程における骨芽細胞の増殖、移動、骨細胞分化といった動的指標を計測することが可能となる。そこで、より生体に近い骨片組織培養を用いて、骨形成過程における骨芽細胞の増殖能、移動能、骨細胞分化能、細胞死といった動的指標を解析することで、骨芽細胞がいかにして、骨形成が必要な状況を感知し骨形成を行うのかを明らかにし、骨形成を促す骨芽細胞の生着性の高い新たなインプラント表面の形状、およびコート素材を開発する。
Ca^<2+>/カルモデュリンによる核分裂制御機構の解析

核分裂における細胞内Ca^<2+>の動態変化の分子的要因の解明とCa^<2+>受容体による染色体分配の制御機構を明らかにするために,出芽酵母(Sacchromyces cerevisiae)を用いてCa^<2+>による核分裂調節の鍵を握るカルモデュリン(CaM)と<CAL1>___ー遺伝子に注目して研究を行った.まずCaM分子についてはCaM分子の半分だけを発現させた細胞は温度感受性を示すものの,低温では増殖可能であることを示し,CaM分子の構造的な繰り返しユニットである2個のEFハンド・モチ-フが<in>___ー<vivo>___ーでも機能しうることを明らかにした.さらに高温での増殖の停止は核分裂の中でも特にSPBと核DNAとの相互作用の異常としてまず現れてくることを明らかにした.さらにCaMのタ-ゲットである2種類のCaM依存性蛋白質燐酸化酵素の構造遺伝子(<CMK1>___ーと<CMK2>___ー)をクロ-ニング,構造解析を行った.この2つの蛋白質燐酸化酵素は自己活性調節能において異なる働きを持つことが個々の分子を精製して調べることにより明らかになった.蛋白質のイソプレノイド修飾に関わる<CAL1>___ーは細胞周期の核分裂と芽の伸長に必須の機能を果たすが,これと関連する遺伝子ネットワ-クについては,低分子量GTP結合タンパク質をコ-ドする<RHO1>___ー,<RHO2>___ーが<call>___ーの多コピ-抑制遺伝子に他ならないことを示し,タンパク質修飾過程にGタンパクが関与する可能性を示唆した.また<cls7>___ー<clsll>___ーの5つの<cls>___ー変異は液胞のH^+輸送性ATPaseの活性の欠損をもつが,ARGUSー100/CA使った解析から細胞内Ca^<2+>濃度の上昇によりCa^<2+>依存性変異<call>___ーを抑制することを明らかにした.核分裂における細胞内Ca^<2+>の動態変化の分子的要因の解明とCa^<2+>受容体による染色体分配の制御機構を明らかにするために,出芽酵母(Sacchromyces cerevisiae)を用いてCa^<2+>による核分裂調節の鍵を握るカルモデュリン(CaM)と<CAL1>___ー遺伝子に注目して研究を行った.まずCaM分子についてはCaM分子の半分だけを発現させた細胞は温度感受性を示すものの,低温では増殖可能であることを示し,CaM分子の構造的な繰り返しユニットである2個のEFハンド・モチ-フが<in>___ー<vivo>___ーでも機能しうることを明らかにした.さらに高温での増殖の停止は核分裂の中でも特にSPBと核DNAとの相互作用の異常としてまず現れてくることを明らかにした.さらにCaMのタ-ゲットである2種類のCaM依存性蛋白質燐酸化酵素の構造遺伝子(<CMK1>___ーと<CMK2>___ー)をクロ-ニング,構造解析を行った.この2つの蛋白質燐酸化酵素は自己活性調節能において異なる働きを持つことが個々の分子を精製して調べることにより明らかになった.蛋白質のイソプレノイド修飾に関わる<CAL1>___ーは細胞周期の核分裂と芽の伸長に必須の機能を果たすが,これと関連する遺伝子ネットワ-クについては,低分子量GTP結合タンパク質をコ-ドする<RHO1>___ー,<RHO2>___ーが<call>___ーの多コピ-抑制遺伝子に他ならないことを示し,タンパク質修飾過程にGタンパクが関与する可能性を示唆した.また<cls7>___ー<clsll>___ーの5つの<cls>___ー変異は液胞のH^+輸送性ATPaseの活性の欠損をもつが,ARGUSー100/CA使った解析から細胞内Ca^<2+>濃度の上昇によりCa^<2+>依存性変異<call>___ーを抑制することを明らかにした.
光誘起構造変化記録薄膜の検討と機能特性

本研究では、硫黄(S)を主元素とするカルコゲナイド非晶質薄膜に関して、光による情報記録膜への応用を目途として、熱的および光学的刺激が非晶質構造や電気、光学特性などに及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。とくに、カルコゲンを含む系の中で、Ga-S系はなお平衡状態図が確定しておらず、相形成に関しても不明な点が多く、物性についても報告が少ない。この立場より、本年度では、Ga-S非晶質薄膜について、組成が膜構造と電気、光学特性に与える効果を調ベることに焦点をあてた。Ga_2S_3をターゲットとして、イオンビームスパッタ法によりガラス基板上に40-200nm厚の非晶質薄膜を作製した。EDXによる組成分析によれば、薄膜はGa-3055mol%Sの組成をもち、これは873Kでの焼鈍によってもほとんど変化しないことが知られた。これらの薄膜について、透過電顕による構造評価に加え、熱焼鈍およびバンドギャップ光の照射に伴う光吸収係数、光学ギャップの変化を測定し、この系における光構造変化の可能性を調べた。主な結果は以下の通りである。Ga-S系非晶質薄膜はピラミッド型に配位したGa-S結合から成ると推定され、その結合距離はGa量の増加により減少の傾向にあった。非晶質は組成によらず約773Kでの焼鈍により結晶化し、無秩序構造を持つ閃亜鉛鉱型GaS相(a=0.581nm)が形成された。Ga-30%S組成の未焼鈍非晶質薄膜では光学ギャップ、Eg^<opt>、は約2.5eV、電気伝導の移動度ギャップ、Eg^<el>、は約2.6eVと見積もられ、S量の増加とともに減少した。非晶質薄膜は熱焼鈍より、光学ギャップおよび移動度ギャップの変化を生じた。とくにGa-30%S組成の未焼鈍非晶質薄膜ではバンドギャップ光の照射によりEg^<opt>が減少し、いわゆる光黒化現象を示した。低温でのAC伝導度の測定より、非晶質薄膜中の電荷欠陥密度が組成により変化すると推測された。光誘起構造変化を示すカルコゲナイド系非晶質について、材料学的および電子物性的な検討を加え、その構造変化機構を明らかにし、光メモリ-材料への応用のための基礎的知見を得ようとするのが本研究の目的である。本年度の課題は、材料選定、非晶質薄膜の作製とその結晶学的構造の評価であり、以下に検討結果を述べる。(1)材料系の選択光構造変化を示す材料の多くはTe,Seなどのカルコゲン元素を含む非晶質に認められるが、安全性の点で問題が指摘されている。本研究ではこの立場から、硫黄S系のカルコゲナイドを検討すこととした。非晶質形成能と特性制御の観点からとくに、SbーGa系をとりあげた。(2)タ-ゲットと薄膜の作製Ar気流中1400Kで液体GaにS気体を吸収させることによりGa_2S_3固相をとし、これを圧粉することによりタ-ゲットとした。薄膜はイオンビ-ムスパッタ法により作製した。組成分析によれば、薄膜の組成は45at%Sー55at%Gaであった。(3)SーGa系薄膜の結晶学的構造と光学特性X線回折、TEM観察により、得られた薄膜は非晶質であることがわかった。RDF解析より、非晶質の局所構造は、SーGa,SーS原子鎖の四面体的な配位をもつことが推定された。薄膜は半導体的な伝導特性を示し、光学的には屈折率3.3程度、可視光域以上(λ>450nm)で透明であった。光学ギャップは約1.9eVで、電気伝導の活性化エネルギ-のほぼ2倍であり、SーGa薄膜はカルコゲナイド系非晶質半導体の範疇に入ることがわかった。Ga-30%

S組成の未焼鈍非晶質薄膜では光学ギャップ、Eg^<opt>、は約2.5eV、電気伝導の移動度ギャップ、Eg^<el>、は約2.6eVと見積もられ、S量の増加とともに減少した。非晶質薄膜は熱焼鈍より、光学ギャップおよび移動度ギャップの変化を生じた。とくにGa-30%S組成の未焼鈍非晶質薄膜ではバンドギャップ光の照射によりEg^<opt>が減少し、いわゆる光黒化現象を示した。低温でのAC伝導度の測定より、非晶質薄膜中の電荷欠陥密度が組成により変化すると推測された。