hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
頭蓋底脊索腫、軟骨肉腫の分子生物学的解析と新しい鑑別方法の構築

頭蓋底部に生じる軟骨肉腫と脊索腫とは画像所見や病理組織所見が非常に似ているため、鑑別が困難な事がしばしばあります。今回私たちは頭蓋底軟骨肉腫について染色体コピー数異常、isocitrate dehydrogenase(IDH)遺伝子突然変異、brachyuryタンパク質の発現を調べ、脊索腫のそれらと比較をしました。その結果、軟骨肉腫において高頻度でIDH1遺伝子の突然変異を認めたの対し、脊索腫では認めませんでした。また脊索腫で多く見られるbrachyuryタンパク質の発現は軟骨肉腫では認めませんでした。今回の結果から、これらの検査が鑑別において非常に有用であると考えられました。当施設で手術が施行された頭蓋底軟骨肉腫の標本について、比較ゲノムハイブリダイゼーション(comparative genomic hybridization; CGH)法を用いた全染色体解析とisocitrate dehydrogenase (IDH)1/2遺伝子の点突然変異のシーケンスを行った。また、脊索腫の診断に有用である考えられているbrachyuryタンパク質の発現を免疫染色によって調べた。CGHでは、8q21.1, 19, 2q22-q32, 5qcen-q14, 8q21-q22, and 15qcen-q14の増幅などの染色体異常が見つかった。これらの異常はこれまでに他の部位の軟骨肉腫において指摘されていたものと一致する傾向が認められた。また、IDH1/2の点突然変異も複数の症例において認められた。これらは、近年central typeの軟骨肉腫において頻繁に認められている異常であり、頭蓋底軟骨肉腫はこのtypeが多いということが示唆された。また、brachyuryタンパク質は比較の脊索腫では陽性であったものの、軟骨肉腫においては全例で陰性であった。これらの結果から、頭蓋底脊索腫と軟骨肉腫の鑑別において、IDH1/2の点突然変異とbrachyuryタンパク質の双方を調べることが非常に有用であることが示唆された。これらの知見は、すでに米国脳神経外科学会雑誌に投稿、受理されており、出版待ちの状態である。頭蓋底に好発する脊索腫と軟骨肉腫とは組織形態が非常に類似しており、しばしば鑑別すること困難であり、客観的な鑑別の指標が長い間求められてきた。私たちはこれまでに行った別の研究において頭蓋底脊索腫の遺伝子学的背景についてのデータの蓄積を有しており、これらと比較する目的で、今回頭蓋底軟骨肉腫について網羅的な遺伝子学的解析研究を行った。当施設において手術をされた頭蓋底軟骨肉腫7例において、比較ゲノムハイブリダイザーション法により全染色体コピー数を、ダイレクト・シーケンス法によりIDH1/2の点突然変異の有無を、さらに免疫染色法によりbrachyuryタンパク質の発現の有無を評価した。その結果、比較ゲノムハイブリダイザーション法では、染色体8q21.1, 19, 2q22-q32, 5qcen-q14, 8q21-q22, 15qcen-q14の増幅などを認め、脊索腫とは異なる傾向を有することがわかった。また、IDH1の点突然変異が、7例中5例(71.4%)に認められた。もっとも多い点突然変異はR132Sであった。一方IDH2の点突然変異は1例も認めなかった。比較のために、頭蓋底脊索腫においてもIDH1/2を検索したが点突然変異は認められなかった。脊索腫の多くで陽性であったbrachyuryタンパク質については、軟骨肉腫全例において発現を認めなかった。これらの結果より、まず頭蓋底軟骨肉腫の多くが、軟骨肉腫の中でもconventional central chondrosarcomasの範疇に属するということが明らかとなった。また、IDH1/2の点突然変異とbrachyuryタンパク質の発現の両方を調べることは脊索腫と軟骨肉腫の鑑別に大いに役立つと考えられた。既に1報の論文を投稿し、受理されており、出版待ちの状態となっている。現在、脊索腫と軟骨肉腫の遺伝子解析を継続しており、さらなる報告を予定している。脳神経外科さらに脊索腫と軟骨肉腫の遺伝子解析を進め、予後との比較を行うなどして、さらに論文発表を行う予定である。同等の品質で低価格の物品の購入を行うようにした結果である。今後の実験において必要な薬品、プラスチック製の消耗品に充てる予定である。
チタン合金の接着耐久性改善に関する研究

チタンは補綴装置に応用されているが,近年, Ti-6Al-7Nb合金等の合金も臨床に導入されている。しかし,チタン合金の接着に関する報告は少なかった。そこで,申請者はチタン合金の接着耐久性を改善することを企図した。本研究の結果,チタン合金と構成成分の接着には疎水性リン酸エステルを含むプライマー,トリ-n-ブチルホウ素誘導体を重合開始剤とする接着材料等の有効性が示された。本研究はチタン合金の接着耐久性を改善し,口腔内で長期間機能できる補綴装置接着システムを確立することを目的としている。本研究で対象としたチタン合金はTi-6Al-7Nb合金と,歯科材料への応用が検討されているTi-Mo系合金である。接着の研究においては被着体構成成分の接着挙動を把握することが重要である。そこで,被着体試料としてTi-6Al-7Nb合金の他に,アルミニウムとニオブを使用した。さらに,高純度チタンを比較対照として使用した。他の合金は鋳造用合金として使用可能な範囲の組成を有するものを選択し,比較のためモリブデンを使用した。試料は各組成の金属試料を切断したものとした。単体金属の中には研究室,製造業者のいずれにおいても接着試験試料作製経験のないものがあり,規格化された試料の作製に注力した。なお,前歯補綴症例においては前装用コンポジットと金属の接着も必要であることから,片側の被着体として,前装材料も使用した。本研究においては,カルボン酸,ホスホン酸,リン酸エステルなど,酸性モノマーを主に使用した。接着材料として本体に機能性モノマーを含まないトリ-n-ブチルホウ素重合開始型アクリルレジン(MMA-TBBレジン)を標準材料として採用した。被着体,プライマーを組み合わせて実験系を構築した。せん断接着強さの計測と破壊形態の解析を中心に研究を行った。本年度はチタン合金の構成元素がレジンの接着強さにおよぼす影響について,以下の結論が得られている。チタン合金の主成分であるチタンに対し,疎水性リン酸エステルモノマーまたは疎水性ボスホン酸モノマーを含むプライマーの有効性が確認された。アルミニウムに対しては酸性モノマーを含むプライマーが有効であった。本研究においては,カルボン酸,ボスホン酸,リン酸エステルなど,酸性モノマーを主に使用した。チタン合金の主成分であるチタンに対し,疎水性リン酸エステルモノマーまたは疎水性ホスホン酸モノマーを含むプライマーの有効性が確認された。アルミニウムとニオブに対しても酸性モノマーを含むプライマーが有効であった。本研究はチタン合金の接着耐久性を改善し,口腔内で長期間機能できる補綴装置接着システムを確立することを目的とした。本研究で対象としたチタン合金はTi-6Al-7Nb合金と,歯科材料への応用が検討されているTi-15Mo-5Zr-3Al合金である。そこで,被着体試料としてTi-6Al-7Nb合金の他に,アルミニウム,ニオブおよびモリブデンを使用した。

接着材料として本体に機能性モノマーを含まないトリ-n-ブチルホウ素重合開始型アクリルレジン(MMA-TBBレジン)を標準材料として採用した。被着体,プライマーを組み合わせて実験系を構築した。せん断接着強さの計測と破壊形態の解析を中心に研究を行った。本年度はチタン合金の構成元素がレジンの接着強さにおよぼす影響について,以下の結論が得られている。チタン合金の主成分であるチタンに対し,疎水性リン酸エステルモノマーまたは疎水性ホスホン酸モノマーを含むプライマーの有効性が確認された。アルミニウム,ニオブおよびモリブデンに対しては一部の酸性モノマーを含むプライマーが有効であった。
本邦初産齧歯類(エオミス科)化石の古生物学的・古生物地理学的研究

1.岐阜県美濃加茂市の木曽川河岸の産地にて2回採集を行い、付近の地質調査もあわせて行った。中村層(中新世前期)に含められる化石包含層は成層の悪い厚さ10cmに満たない砂岩と泥岩の混合層である。2.母岩はかなり固結しており、水やケロシンによる通常のスクリ-ンウォッシングでは処理できず、硫酸ソ-ダの過飽和溶液を使ってようやく処理できた。目的の化石が1mm前後と小さいため、0.5mmと1mmのメッシュを使用した。そのため残渣が大量となり、本報告書の時点ではひろい出し作業があまり進んでおらず、追加標本の発見には至っていない。3.現在の2標本のうち、1点は左下顎とそれに植立したP/4、もう1点は分離したM/xである。これらについて、北アメリカとヨ-ロッパの標本(実物、レプリカおよび文献)と比較した結果、両地域における既知の種類に当てはまるものがないことが判明した。4.文献による限り、中国では鮮新統から産出報告がある程度だが、実際には漸新世以降かなりの標本がみつかっており、その多くは現在研究途上である。その多くは新種となる可能性が高い。したがって、岐阜県産のエオミス科化石も新種となることが予想される。5.研究は年度内には当初予定したほどに進展しなかったが、1992年夏のIGCにおけるワ-クショップに、中国のエオミス科研究者2名の参加が決まっており、中国の標本と直接比較することによって、本研究の目的がある程度達成できることが期待される。
Ybを熱拡散添加したニオブ酸リチウム導波路レーザに関する研究

Yb熱拡散ニオブ酸リチウム(LiNbO_3)導波路レーザに関して、実施計画に従って研究を遂行し以下の成果を得た。1)高出力デバイス設計:100mW単一横モード半導体レーザを励起光源として用いる事を前提とし、昨年度開発したYb導波路レーザシミュレータを用いて、昨年度収集した導波路基礎特性と、基礎レーザ特性に基づいた、高出力デバイスの設計を行った。共振器長さL=17mm、共振器鏡反射率R=60%とすると、閾値40mW、レーザ出力(100mW励起時)20mWが期待できることが分かった。2)デバイス作製と評価:1)における設計に基づいてデバイスを作製し,その評価を行った。閾値励起光パワー58mW、75mW励起時のレーザ出力として0.4mWが得られた。このレーザ出力は昨年度の実績(80mW励起時に出力1μW)の400倍以上の値である。100mW励起に対しては1mW以上の出力が期待される。シミュレーション設計との不一致は、導波路内でのLiNbO_3結晶の光損傷に起因している恐れがある。光損傷耐性に優れたMgO添加LiNbO_3結晶を用いるなどの対策が必要である。3)高出力ブロードストライプ半導体レーザで励起する高出力Yb : LN導波路レーザ実現の検討:高出力導波路レーザの導波路構造として当初想定していたダブルクラッド構造は、文献調査などにより、大きな優位性が得られないことが分かった。そこで、新規導波路構造としてY型テーパ付ブロードストライプ導波路を考案した。Yb熱拡散LiNbO_3(LN)導波路レーザに関して実施計画に従って研究を遂行し次のような成果を得た.1)YbのLNへの熱拡散技術を確立:拡散源であるYb薄膜を種々の膜厚に真空蒸着堆積したLNに対し,石英管拡散炉を用いて酸素雰囲気中熱処理(摂氏1100度,250時間)を施した.Yb拡散源の膜厚が48nmまでであればすべてのYbがLN中に拡散されて平滑な拡散表面が得られることを見出した.斜め研磨したYb:LNでの蛍光強度の励起光照射位置による変化からYb深さ方向分布を測定し,拡散深さが6.5μmであることが分かった.2)Yb:LN-APE導波路の基礎レーザ特性の測定:アニールプロトン交換導波路をYb:LN上に作製,導波モード近視野像・伝搬損失などの基礎導波路特性測定,白色光を光源として用いた吸収スペクトル測定,光励起した時の蛍光スペクトル測定や蛍光寿命測定を行った.吸収断面積を算出し,既報告データの矛盾を解決した.3)導波路レーザシミュレータ開発と最適デバイス設計:レート方程式解析と逐次近似法を用いたYb導波路レーザシミュレータを作製,測定したデータを反映させて、Yb導波路レーザの動作予測を行った.理論閾値20mWを得た.4)導波路レーザ作製と評価:Yb:LN-APE導波路の両端面に誘電体多層膜ミラーを装荷し、導波路レーザ発振器を作製した.Ti:Al_2O_3レーザ光による励起(波長0.92μm)で、波長1.06μm付近でのCWレーザ発振を達成した.閾値は41mWであった.以上のように本年度は大変豊富な成果が得られた.現在複数のオリジナル論文として成果を発表すべく投稿準備中である.Yb熱拡散ニオブ酸リチウム(LiNbO_3)導波路レーザに関して、実施計画に従って研究を遂行し以下の成果を得た。
酵素活性阻害作用と抗菌性を発現する新規金属ナノ粒子の開発

金属ナノ粒子は構造内の中心に金属原子があり周囲をポリマーで取り囲むタンパク質と類似した表層構造を有している。この構造の特殊性により酵素などのタンパク質の活性サイトに選択的に結合して酵素活性を不活化する。よって、バイオフィルム形成に関与する酵素(GTFs)と結合し不活化することを予測した。しかし、ナノ粒子の周囲を被覆するポリマー体は口腔細菌の菌体外膜構造と生物模倣性がある。このことから、この生物模倣性により、類似の構造体である菌体外膜と付着し抗菌性や機能低下を発現する可能性が考えられた。さらに、ナノ粒子でもさらに粒径の小さい粒子は、菌体外膜に付着しやすいと考えられる。実験の結果、金属ナノ粒子(粒子径10 nm以下)は初期のバイオフィルムの形成を抑制した。その効果は粒子径が小さい場合、その表面効果により効果が大きいと推測される。今までの研究から粒子径が10 nm以下の場合、細菌の外膜への付着性が高くなる傾向がある。その傾向は、金、白金および銀ナノ粒子において同様であった。また、金属ナノ粒子はバイオフィルム形成に関与する酵素(GTFs)との結合による不活化、細菌の酵素合成の抑制およびナノ粒子のカルシウムイオンとの結合(キレート結合)による初期バイオフィルム形成阻害の可能性もある。バイオフィルム形成阻害作用については、バイオフィルム形成に関与する酵素(GTFs)の阻害作用を予測していた。確かに粒子径が小さい(10 nm以下)はバイオフィルムの形成を抑制したが、それに関与するファクターは多岐にわたることが推測された。金属ナノ粒子のGTFsへの直接作用を解明すると同時に、細菌のGTFs形成抑制作用をRT-qPCRにて調査する予定である。金属ナノ粒子は中心に金属原子があり、ポリマーなどで周囲を取り囲み分散性を付与している。分散性の付与のため外膜はプラスまたはマイナスに電荷する必要がある。よって外膜にはカルボキシル基などの官能基を有する構造が多く、それらが特定物質の活性サイトに選択的に結合して新しい活性を発現する可能性が指摘されている。口腔細菌であるStreptococcus mutansが有する酵素(グルコシルトランスフェラーゼ)も金属ナノ粒子と類似な構造を持つことから,金属ナノ粒子は,生物模倣性があることが報告されている。さらに、金属ナノ粒子はバクテリアの外膜とも生物模倣設計を有する。このことから、金属ナノ粒子の生物模倣構造により類似の構造体と容易に結合でき、酵素活性阻害などの新規的な反応を引き起こす可能性がある。そこで本研究では、金属ナノ粒子のバクテリアが有するバイオフィルム形成阻害について調査した。銀ナノ粒子はバイオフィルムの形成を阻害した。また、それは粒径の小さいナノ粒子ほど阻害作用が大きいことから、ナノ材料の特性である"表面効果"が有効に働いていることが判明した。しかし、その機序については不明である。考えられる事として、1ナノ粒子が、バイオフォルム形成に関する酵素と結合し、その作用を不活化している。2ナノ粒子が菌体と結合して菌体同士が結合できずバイオフィルムを形成を阻害している。3ナノ粒子のバクテリアに対する抗菌作用について精査する。以上のテーマについて他の種類のナノ粒子を用いて検索する予定である。金属ナノ粒子がバクテリア(S. mutans)の有するバイオフィルム形成を阻害する作用があった。また、粒径が小さい粒子ほど阻害作用が大きかった。今後、その機序の解明を行う予定である。銀ナノ粒子のバイオフィルム形成阻害作用の機序について調査する。1ナノ粒子が酵素に結合することによる、酵素の不活化がバイオフィルム形成を阻害している。2ナノ粒子が細菌外膜に結合することにより、細菌間の結合を阻害して、バイオフィルムの形成を阻害している。以上の2点を中心に研究を遂行する予定である。また、他の異なる種類の金属ナノ粒子を使用してその効果を検証する。

研究進行状況の関係にて、遺伝子関連の分析が遅れたため、その部分における研究(各種アッセイ)ができなかった。そのため、その分の研究費が少し残った。次年度にその残高分を使用する予定である。RT-qPCRとFACSを使用した試験を予定していた。しかし、構想通りには行かなかった。このため、次年度に行うことにし、次年度使用額が0より大きくなった。
「対」概念の表象に見る精神史

ドイツ・ロマン主義美術に特有の図像とされる「友愛図」は、西洋美術に見られる「明・暗」「聖・俗」「静・動」「善・悪」等の図像伝統に依拠しつつも、二者間の弁証法的な統合を強調するものである。それは「分かれ道のヘラクレス」「アモルとプシュケ」といった過去の図像伝統から発し、そこに「和解」という新たな意味を付け加えた。対概念として表現される友愛図像は、分析的時代であった十八世紀を超克し、再び宗教改革以前に存在したと信じられた全体性を希求する時代精神を象徴しているのである。当該年度には、ドイツ・ロマン主義に特有の図像とされる「友愛図」を生み出した「ナザレ派」の精神的背景を文献調査によって分析し、それがフランス革命に留まらず、その後に起こったナポレオンによる大陸支配という閉塞的状況をも反映しているという結論に達した。ナザレ派の芸術は復古主義的、擬古典主義との限定的評価を受けているが、その本質は過去の様式や技法の継承ではなく、「宗教改革以前のヨーロッパ」すなわち、キリスト教がカトリックとプロテスタントに分裂する以前の、ひとつのヨーロッパという概念の形象化である。「キリスト教的ヨーロッパ」という観念的地理区分は、ナポレオンの登場と平行してドイツ・ロマン主義の思想界に現れ、ナザレ派の正式名称である「聖ルカ兄弟団」もまた、ナポレオンによる占領下の神聖ローマ皇帝領で結成された。「ローマ帝国」の幻影に基づく現実世界におけるヨーロッパの統一が進行する一方、ナザレ派の芸術家たちは「ユートピアとしての一つのヨーロッパ」という未来的ヴィジョンを抱いて、新しい芸術の創造を試みた。一対の同性を表した図像「友情図」は、そのような精神的潮流を象徴する図像とみなされる。「カストルとポルックス」「マリアとマルタの家のキリスト」「聖愛と俗愛」といった、「明・暗」「聖・俗」「静・動」「善・悪」等、対極的な特性を表現する図像伝統に依拠しつつも、二者間の相同性、類似性を強調するナザレ派の友愛図は、このような背景のもとに生まれたと考えられる。平成20年度は、11月初旬に行ったベルリンでの文献収集とマドリッドでの作品調査を中心とし、ロマン主義絵画固有の主題とされてきた「友情像」に原型的イメージを提供した画題として、対照的でありながら等価である二つの価値を視覚化する絵画主題「分かれ道のヘラクレス」に着目して分析を進めた。ヘラクレスを挟んで「美徳」と「悪徳」の擬人像が向かい合うこの図像は17世紀に完成するが(Panovsky,Erwin.Hercules am Scheidewege und andere antike Bildstoffe in der neueren Kunst.Berlin 1930)18世紀後半様々な主題へと応用され、主人公ヘラクレスの役割は、二つの相反する価値の優劣を決する裁判官から、両者の対話、融和を促し、その弁証法的な止揚を試みる「調停者」へと変化していく。「和解」「調停」といった主題は、フランツ・プフォル作《ルドルフ・フォン・ハプスブルクのバーゼル入城》(1810)、カーサ・バルトルディのフレスコ連作《ヨセフの物語》(1817)といったナザレ派の代表的作品でも、繰り返されている。赦し、和解によって生まれる、新しい芸術=宗教の福音の待望が、そこにはこめられているのである。こうした分析結果の一部は、シンポジウム「ロマン主義およびケルト・ルネサンスにおけるモノとたましい」(於:慶應義塾大学2009年2月22日)で発表した。今年度は、(1)フリードリヒ・シュレーゲルら哲学・思想家の著作に見られる友愛の記述を追跡し、(2)「分かれ道のヘラクレス」から「和解・友情」の図像への変化の過程を具体的に追跡し時代精神としての「和解」の図像を浮き上がらせることによって、「対」概念のイメージに表象される時代精神を多角的に捉えなおし、年度末に論文として纏めることとする。本研究の最終年度となる平成21年度は、ロマン主義絵画の友愛表現の原型的イメージの一つとされ、18世紀末から19世紀初期にかけて広範な流行を見せた図像「アモルとプシュケ」に焦点をあて、人間と神、生と死の二つの領域の境界に位置づけられる神話的人物プシュケが、フランス革命期、アンシャン・レジームの崩壊とともに再生の希望を担う存在として図像化されていく過程を究明した。

その際、ドイツ・ロマン派の画家フィリップ・オットー・ルンゲの絵画作品《ナイチンゲールの稽古》(1805年)が「アモルとプシュケ」の主題を発展させたものであることから、プシュケ=ナイチンゲールに託された冥界の旅人のイメージが、バッコスやディアナといった「闇」や「酪酊」を意味する図像との等価的使用を経て、画家の晩年には再生と循環を象徴するアウローラのイメージへと変容する経過を明らかにし、論文に纏めた。対概念として表現される友愛図像は、分析的時代であった十八世紀を超克し、再び全体性を希求する時代精神から発しており、異なる世界を往来しながら半神となって完全性の実現をみるプシュケの図像にはそれが凝縮されているといってよいだろう。以上の研究の遂行に関連して、9月末にはフィレンツェおよびミラノに赴き、「友愛」図像の形象的モデルとなったと思われるイタリア・ルネサンス期の絵画作品の調査を行った。
制約指向型形式文法に対する構文解析法に関する研究

制約指向文法の構文解析法を考察するため、この種の文法で定義される言語のクラスを特徴付ける受理機のクラスとして、木記憶をもつ木オートマトン(TTA)を提案した.有限オートマトンの拡張として、木を入力とするオートマトンである有限状態木オートマトン(TA)やプッシュダウン木オートマトン(PDTA)が提案されている。これに対し、本研究で提案したTTAは、木を入力とし、記憶部に木(内部木と呼ぶ)をもち、ボトムアップに動作する.直観的に、TTAの内部木は、制約指向文法の素性構造に対応する.TAおよびε動作のないPDTAは、TTAの真の部分クラスとなる.本研究ではまず、TTAの受理する系列言語のクラスは帰納的可算言語のクラスと一致することを示した.次にTTAの部分クラスとしてStructure Coposing(SC-TTA)とBackward Deterministic SC-TTA(BD-TTA)を導入した.SC-TTAにおいては、入力木の各頂点における内部木が、そのすべての子頂点における内部木を部分木として含まなければならない.この条件は、制約指向文法において、「親の句の素性構造は部分句の素性構造を部分構造として包含しなければならない」ということに対応する.また、BD-TTAは、有限状態、内部木の根頂点のラベルから、適用された遷移規則が一意に定まるようなSC-TTAである.代表的な制約指向文法として、語彙機能文法(LFG)が知られている.本研究では、SC-TTAおよびBD-TTAの受理する系列言語のクラスが、それぞれ、LFGの部分クラスNC-LFGおよびDC-LFGの生成する言語のクラスと一致することを示した.また、DC-LFGの生成する言語は多項式時間認識可能であるので、BD-TTAの受理する系列言語も多項式時間認識可能であると結論される.制約指向文法の構文解析法を考察するため、この種の文法で定義される言語のクラスを特徴付ける受理機のクラスとして、木記憶をもつ木オートマトン(TTA)を提案した.有限オートマトンの拡張として、木を入力とするオートマトンである有限状態木オートマトン(TA)やプッシュダウン木オートマトン(PDTA)が提案されている。これに対し、本研究で提案したTTAは、木を入力とし、記憶部に木(内部木と呼ぶ)をもち、ボトムアップに動作する.直観的に、TTAの内部木は、制約指向文法の素性構造に対応する.TAおよびε動作のないPDTAは、TTAの真の部分クラスとなる.本研究ではまず、TTAの受理する系列言語のクラスは帰納的可算言語のクラスと一致することを示した.次にTTAの部分クラスとしてStructure Coposing(SC-TTA)とBackward Deterministic SC-TTA(BD-TTA)を導入した.SC-TTAにおいては、入力木の各頂点における内部木が、そのすべての子頂点における内部木を部分木として含まなければならない.この条件は、制約指向文法において、「親の句の素性構造は部分句の素性構造を部分構造として包含しなければならない」ということに対応する.また、BD-TTAは、有限状態、内部木の根頂点のラベルから、適用された遷移規則が一意に定まるようなSC-TTAである.代表的な制約指向文法として、語彙機能文法(LFG)が知られている.本研究では、SC-TTAおよびBD-TTAの受理する系列言語のクラスが、それぞれ、LFGの部分クラスNC-LFGおよびDC-LFGの生成する言語のクラスと一致することを示した.また、DC-LFGの生成する言語は多項式時間認識可能であるので、BD-TTAの受理する系列言語も多項式時間認識可能であると結論される.
ルテニウム錯体触媒を用いた光により駆動される高選択的アルカン酸化反応系の開発

光照射による配位子解離反応を利用して触媒活性種を生成させ、反応を開始させる手法はすでに知られているが、これを酸化反応に応用した例はきわめて少ない。本研究代表者の山口は、非ヘム型ルテニウム錯体を触媒とし、さらにピリジンN-オキシド誘導体の存在下でこの錯体に可視光を照射するとアルカンの触媒的酸化反応が起こることを見出した。三級炭素に対してきわめて高い選択性を示し二級炭素の酸化はほとんど起こらない。同位体効果から反応の律速段階はCH結合の切断であると推定される。また、立体化学の検討により反応は完全な立体保持で起こることが明らかとなり、従ってフリーラジカルの関与する反応ではなく、メタンモノオキシゲナーゼなどで知られているリバウンド機構に類似した反応機構であると考えられ、金属オキソ種の関与が示唆される触媒前駆体の光反応の詳細な検討を行ったところ、錯体の対アニオンにより反応性が異なることから、反応の鍵中間体は配位子であるジメチルスルホキシドやアセトニトリルなど単座配位子がMLCT吸収帯で励起され、配位子解離することにより生成した五配位中間体へ対アニオンである塩化物イオンが配位して生成するジクロロルテニウム錯体であることがわかった。触媒前駆体の錯体から配位子の光解離により配位不飽和種を生成させることが鍵となっており、本研究は光照射によりアルカン酸化反応の自在制御可能な新たな手法を実現した。さらにビスアセトニトリル錯体を用いることで反応系中で様々なハロゲンイオンの配位した中間体を生成させることに成功し、その反応性の比較から反応機構および触媒の活性に関して重要な知見を得ることができた。本研究代表者の山口は、すでに高いアルカン酸化能を持つ非ヘム型ルテニウム錯体の開発に成功したが、さらにピリジンN-オキシド誘導体の存在下でこの錯体に可視光を照射するとアルカンの触媒的酸化反応が起こることを見出した。反応は三級炭素に対してきわめて高い選択性を示し二級炭素の酸化はほとんど起こらない。同位体効果の検討より、反応の律速段階はCH結合の切断であり、また、立体化学の検討により反応は完全な立体保持で起こることが明らかとなった。このことは、メタンモノオキシゲナーゼなどで知られているリバウンド機構に近い反応機構であり、フリーラジカルではなく、金属オキソ種の関与が示唆される触媒前駆体の光反応の詳細な検討から、反応の鍵中間体は配位したジメチルスルホキシドやアセトニトリルなど単座配位子のMLCT吸収帯における励起とそれに伴う配位子解離により生成した五配位中間体へ、対アニオンである塩化物イオンが配位することで得られるジクロロルテニウム錯体であることがわかった。反応装置の外部から光照射をオンオフすることにより反応を自在に制御可能であり新たなアルカン酸化触媒反応系として様々な応用が期待される。

また、立体化学の検討により反応は完全な立体保持で起こることが明らかとなり、従ってフリーラジカルの関与する反応ではなく、メタンモノオキシゲナーゼなどで知られているリバウンド機構に類似した反応機構であると考えられ、金属オキソ種の関与が示唆される触媒前駆体の光反応の詳細な検討を行ったところ、錯体の対アニオンにより反応性が異なることから、反応の鍵中間体は配位子であるジメチルスルホキシドやアセトニトリルなど単座配位子がMLCT吸収帯で励起され、配位子解離することにより生成した五配位中間体へ対アニオンである塩化物イオンが配位して生成するジクロロルテニウム錯体であることがわかった。。触媒前駆体の錯体から配位子の光解離により配位不飽和種を生成させることが鍵となっており、本研究は光照射によりアルカン酸化反応の自在制御可能な新たな手法を実現した。さらにビスアセトニトリル錯体を用いることで反応系中で様々なハロゲンイオンの配位した中間体を生成させることに成功し、その反応性の比較から反応機構および触媒の活性に関して重要な知見を得ることができた。
酸化鉄ナノ粒子を用いた粘膜免疫を標的とする新規肺炎球菌ワクチンの開発

肺炎球菌は市中肺炎の主要な原因菌であり、髄膜炎などの重篤な侵襲性感染症を起こすことが知られる。肺炎球菌表層には多糖からなる厚い莢膜が存在することから、莢膜多糖がワクチン抗原として用いられる。多糖の血清型は90種以上存在するが、23種の多糖に対応するワクチンPPSV23と13種の多糖に対応する無毒化毒素結合型ワクチンPCV13が現行ワクチンとして使用されている。これらの効果は高く、ワクチンに含まれる血清型菌よる発症は急速に減少した。しかし一方で、ワクチンに含まれない血清型菌による発症が増加し、セロタイプリプレイスメントとして問題となっている。本研究はこの問題を解決するため、血清型に影響されないユニバーサルワクチンの開発を目指す。具体的には、菌表面に存在し、強い抗原性を示すタンパク質Pneumococcal surface protein A (PspA)をユニバーサル抗原とし、マクロファージに貪食されやすいデキストランコート酸化鉄ナノ粒子(NP)をアジュバントとするワクチンを作製し、その機能を明らかにする。これまでに、リコンビナントPspA(rPspA)を大腸菌で発現させ、His-tagを利用して精製したのち、独自に開発した方法でNPに結合させることに成功した。今年度は、大腸菌由来のLipopolysaccharide (LPS)を効率よく除去する方法を導入することにより、PspA-NPワクチン(PspA-NP)の作製法を確立した。このPspA-NPをマウス気道内に投与し、肺胞洗浄液(BALF)中および血清中の各種抗体価を測定した。PspA-NPが粘膜免疫を誘導したことから、経鼻ワクチンとしての可能性が示唆された。H29年度中にrPspAとNPの結合に成功していたが、大腸菌由来のLPSを除く過程でrPspAの回収量が極端に低いことが課題であった。H30年度は、triton-X114を用いるLPS除去法を取り入れることにより、高い回収率でrPspAを精製することができた。このLPS除去rPspAをNPと結合させてPspA-NPを作製し、マウス気道内への投与による抗体産生誘導を検討した。PspA-NP投与マウスでは肺胞洗浄液(BALF)中へのIgG1、IgA産生が観察され、その量はPspAを投与したものに比較して多かった。この結果から、PspA-NPの気道投与により粘膜免疫応答が誘導されること、一方でアレルギー反応は起こりにくいことが示唆され、PspA-NPの経鼻ワクチンとしての可能性が示された。血清中ではIgG1の強い誘導とIgG2aの弱い誘導が観察され、菌血症による侵襲性感染症の予防への可能性が示された。PspA-NPによる免疫応答がIgG1>IgG2aのTh2型であったため、強いTh1型免疫応答を誘導するCpGをPspA-NPに加えて投与し、影響を検討した。その結果、BALF中のIgG1とIgA量、および血清中のIgG2a量の増加が認められ、粘膜免疫における追加アジュバント効果と全身免疫におけるTh1型応答の誘導が確認された。1では、PspA-NPを経気道的に投与することで免疫が成立したマウスに致死量の肺炎球菌を経気道的に感染させ、経時的に生存率(人道的エンドポイントに従う)や菌数(BALF、肺、脳、血液など)の測定を行う。2では、蛍光標識したPspA-NPをマウスに経気道的に投与し、組織(気道、肺、脳など)中の分布を病理学的に解析する。3では、2と同様に標識PspA-NPを投与したマウスのBALF中や肺内の細胞をフローサイトメトリーにより解析するとともに、炎症性サイトカイン、抗炎症性サイトカインやケモカイン量をELISAで測定する。以上の結果を総合して、マウスモデルにおけるPspA-NPのワクチンとしての有用性を判定する。髄膜炎などの重篤な侵襲性感染症を起こす肺炎球菌は多糖からなる莢膜を有し、多糖の血清型により90種以上に分類される。莢膜を持つ微生物が貪食細胞によって排除されるには、補体あるいは抗体によるオプソニン化が必要であるが、補体の結合や活性化を阻害するメカニズムを持つ肺炎球菌ではオプソニン抗体が重要となる。研究代表者のグループは、糖を認識するC型レクチン受容体(CLRs: C-type lectin receptors)のうちDectin-2が肺炎球菌の認識に関わり、それが未同定の細胞からのインターフェロン-γ(IFN-γ)の産生につながり、結果として、感染初期にもかかわらず、オプソニン効果が高いIgG3の産生が高まることを見出した。Dectin-2のリガンドについては肺炎球菌莢膜多糖成分であることを明らかにしている。現在肺炎球菌ワクチンとして、23種の血清型に対する23価莢膜多糖ワクチンと多糖に無毒化毒素を結合させた13価コンジュゲートワクチンが用いられるが、ワクチンに含まれる血清型による発症が抑制される一方で、含まれない血清型による発症が増加するセロタイプリプレイスメントが起こり、問題となっている。この問題を解決するには、血清型に影響されないタンパク質を抗原とする新規ワクチンの開発が必要である。本研究は、強い抗原性をもつpneumococcal surface protein (PspA)を抗原として用い、独自に開発した酸化鉄ナノ粒子を用いて抗原を粘膜に保持することで、粘膜免疫を誘導するワクチンの開発を目指している。

酸化鉄ナノ粒子は肝臓や脾臓などで貪食細胞に捕捉されることから、粘膜の貪食細胞を活性化することが期待される。これまでに、タンパク質と酸化鉄ナノ粒子の結合に6個のアルギニンが有用であることを確認している。平成29年度は、1タンパク質抗原PspAおよび酸化鉄ナノ粒子に結合させるために6個のアルギニンを付加したPspA-Argを作製し、2それらの抗原性を解析した。また、3PspA-Argが酸化鉄ナノ粒子に結合することを確認した。1PspAおよびPspA-Argの作製:明田幸宏博士(大阪大学)より供与されたプラスミドpUAB055を用いて大腸菌BL21(DE3)内でPspAを発現後、His-Tagを利用してPspAを精製した。pUAB055にリンカーと6個のアルギニンに対応する遺伝子配列を挿入してpPspA-Argを作製し、同様の方法でPspA-Argを精製した。2酸化アルミニウムあるいはβ-cyclodextrinをアジュバントとして添加したPspAでマウスを2回免疫(腹腔内)したところ、3週後に血清IgGの強い誘導が認められた。一方、アジュバントを添加しない系でIgGおよびIgMがわずかに上昇したことから、大腸菌由来のリポポリサッカライド(LPS)の混入が疑われた。TLR4変異マウスの骨髄由来樹状細胞を用いてLPSの混入を確認したため、LPSの除去を試みた。混入LPSは、ProteoSpin Endotoxin Removal Kit-For Proteins and Peptides (Norgen Bioteck)を用いることにより、除去することが可能であった。3PspA-Argと酸化鉄ナノ粒子の結合は、結合しなかったPspA-Arg量を定量することにより確認した。粒子100 μgを飽和するPspA-Arg量は1.5 μgであった。混入LPSの除去方法の確定に時間がかかったが、H30年度中に遅れを取り戻すことができると考えている。肺炎球菌は市中肺炎の主要な原因菌であり、髄膜炎などの重篤な侵襲性感染症を起こすことが知られる。肺炎球菌表層には多糖からなる厚い莢膜が存在することから、莢膜多糖がワクチン抗原として用いられる。多糖の血清型は90種以上存在するが、23種の多糖に対応するワクチンPPSV23と13種の多糖に対応する無毒化毒素結合型ワクチンPCV13が現行ワクチンとして使用されている。これらの効果は高く、ワクチンに含まれる血清型菌よる発症は急速に減少した。しかし一方で、ワクチンに含まれない血清型菌による発症が増加し、セロタイプリプレイスメントとして問題となっている。本研究はこの問題を解決するため、血清型に影響されないユニバーサルワクチンの開発を目指す。具体的には、菌表面に存在し、強い抗原性を示すタンパク質Pneumococcal surface protein A (PspA)をユニバーサル抗原とし、マクロファージに貪食されやすいデキストランコート酸化鉄ナノ粒子(NP)をアジュバントとするワクチンを作製し、その機能を明らかにする。これまでに、リコンビナントPspA(rPspA)を大腸菌で発現させ、His-tagを利用して精製したのち、独自に開発した方法でNPに結合させることに成功した。今年度は、大腸菌由来のLipopolysaccharide (LPS)を効率よく除去する方法を導入することにより、PspA-NPワクチン(PspA-NP)の作製法を確立した。
プロモーターメチル化アレイによる肺癌のゲノムワイドなエピジェネティク解析

DNAメチル化をはじめとするエピジェネティクな変化は癌抑制遺伝子の不活性化など癌化において重要な働きをしている。そこで癌におけるメチル化の変化を網羅的に調べることは重要である。我々はMIAMI法と呼ばれるマイクロアレイを用いたメチル化の網羅的解析法を開発してきた。この方法ではメチル化感受性制限酵素Hpa IIと、そのメチル化非感受性のアイソシゾマーのMsp Iを用いてメチル化を正確に検出する。我々は、この方法を用いて肺癌の網羅的解析をおこなった。その結果、未分化型の癌でよりメチル化している遺伝子の多いことや、マイクロRNAをコードする領域の近傍においてメチル化の変化がよくみられることがわかった。また予後不良に関連したメチル化も多数みいだすことができた。それらの中にはEpithelial-Mesenchymal Transition(EMT;上皮間葉移行)に関与するものもいくつか含まれていた。上皮間葉移行とは1980年代初めにElizabeth Hayらが提唱した、上皮細胞が間葉系様細胞に形態変化する現象であり、初期胚発生における原腸陥入、神経提細胞の運動や器官形成過程特に、心臓や腎臓また口蓋形成での重要性がこれまでに明らかとなっている。一方、EMTの獲得が運動性の充進や細胞外基質の蓄積をもたらすことから、癌細胞の浸潤や線維症との関連も示唆されている。今後、これらの遺伝子の肺癌におけるはたらきを明らかにすることにより、治療や診断への発展が期待される。癌におけるDNAメチル化をはじめとするエピジェネティクな変化は癌化において重要な役割をしている。我々は、自ら開発したマイクロアレイを用いた網羅的メチル化解析法であるMIAMI法(http://grc.dept.med.gunma-u.ac.jp/gene/)を用いてゲノムワイドにメチル化の変化を解析した。この方法ではメチル化感受性酵素(Hpa II)による切れ方の差だけではなく、同じ認識部位を切断するメチル化非感受性酵素(Msp I)による切れ方の差を検出し、その両者を比較してメチル化に起因するサンプル間の差とする。このようにすることにより、メチル化に起因する制限酵素認識部位の切れ方の差を、サンプル間の制限酵素認識部位の多型や、DNA品質の違いなどよる制限酵素による切れ方の差を区別することができる。我々はこの方法を用いて肺癌における遺伝子のメチル化のプロファイリングをおこない、癌でメチル化よりむしろ脱メチル化が多くおこっていることをみいだした。しかしながら転写開始点からの距離により変化の割合をみたところ、脱メチル化は比較的まんべんなくあらゆる位置に存在するのに対し、メチル化は転写開始点近傍に濃縮していることがわかった。つまり脱メチル化がゲノム全般的に起こっているのに対し、メチル化は転写開始点近傍に多いことがわかる。次にCpG量について解析したところメチル化、脱メチル化されている配列ともに有意にCpG量が低く、特に脱メチル化されているものが低いことがわかった。ところがその分布をみたところメチル化されているものはCpG量が高いものがある程度存在するのに対し、脱メチル化されているものではCpG量が高いものはあまりみられなかった。このことはメチル化が転写開始点近傍で多かったことを反映していると考えられる。また癌においてRNAi機構とDNAメチル化との関連性を検討するためプロモーター配列におけるmiRNAのターゲットの頻度解析をおこなったところ有意にmiRNAのターゲット配列が濃縮されており、RNAi機構とDNAメチル化との関連性が示唆された。
骨髄異形成症候群における自己免疫機序の解明

再生不良性貧血(AA)はその経過中に骨髄異形成症候群(MDS)に代表されるクローン性造血器疾患を発症することが古くから知られている。そのメカニズムは未だ明らかではないが、遺伝子変異による細胞障害性T細胞(CTL)からのエスケープが重要な役割を担っている可能性が想定される。今回AAにおけるCTLとその標的抗原を同定する目的でAAにおける遺伝子変異の網羅的な探索を行ったところ、AAの60%内外の症例で遺伝子変異が同定された。変異は多様な遺伝子に生じていたが、一部はMDSにおける変異の標的と一致しており、変異によるCTLからのエスケープがMDSにおけるクローン性造血に関与している可能性が示唆された。本研究では、MDSと再生不良性貧血(AA)に共通する自己免疫機序が存在し、これら臨床的に連続したスペクトラムの病態の発症に関わっているとの仮説に基づいて、それらの免疫反応の標的となる抗原を同定すること、また、同定した抗原とこれを提示するHLAテトラマーを用いて、そのような自己免疫を媒介する細胞障害性T細胞(CTL)を検出することにより、上記の仮説の検証を試みることを計画した。しかし、当初予定した、「HLA B*4002陽性で免疫抑制療法の未施行の再生不良性貧血の患者」由来の骨髄および末梢血の入手が進まず、当初の研究計画の実行が困難であった。そこで、研究計画を再考し、「再生不良性貧血でしばしば生じているクローン性造血が、標的抗原の変異によって上記仮説のCTLからの攻撃をエスケープした結果である」という可能性に基づいて、AAで生じたクローン性造血で認められる体細胞変異を網羅的に解析することにより、当該HLAに提示されうる抗原の候補を同定することにより、当初の研究目的の遂行を試みた。32例のAA患者の末梢血DNAについて全エクソン解析を行ったところ15例の患者検体について計68個の体細胞変異が確認された。上記の仮説に基づけば、変異遺伝子のなかにCTLの標的抗原をコードするものが存在し、変異部位を含む元々のペプチドが特定のHLA分子上に提示されてAAにおけるCTLの標的抗原となっていること、変異の結果HLAに結合する能力が失われる結果、抗原して提示されなくなることによりCTLからのエスケープを来していると推測される。そこで、今後、これらの症例で一般人口と比較して出現頻度が高くなっているHLAクラスI分子について、変異前にはそれらのHLAで提示されるが、変異分子自体は提示されないと予測される変異を、抗原予測プログラムにより検討することにより、AAにおける抗原の同定を試みる。
下部尿路機能障害における求心性伝達機構と新たな治療法の開発に関する研究

尿失禁国際会議2012に委員として参加し、「細胞生物学」を担当した。尿禁制、尿失禁に関わる組織学、生理学、薬理学、分子神経薬理学的な内容をまとめて報告した。「尿失禁」最新版として2013年に発行され、全世界的な教科書として普及している「前立腺肥大症に関する国際会議」に委員として参加し、これからの大きな問題である「排尿筋低活動」を担当した。2013年に「男性下部尿路症状」の最新版として発行され、世界的に普及している。最近発見された巨大な機械センサーであるPiezo 1の膀胱知覚における役割を証明した。1.本研究に先立って、特に尿路上皮に発現するイオンチャネルであるTRPイオンチャネルファミリーのなかでもTRPV4が伸展刺激に対して強く反応し、さらに求心性伝達機構に重要と考えられるATPの分泌に関与することを証明した。2.ついで、本研究では、ATPの分泌機構のなかで、VNUTの意義について検討した。また、臨床検体を用いてこれらの分子の発現程度と臨床データとの関連を調べた。3.Piezo1はマウス膀胱に発現していることが報告された。そこで我々は、マウス膀胱における新たなmechanically activated cation channelの候補であるPiezo1の発現とその局在、機械伸展刺激に対する機能について調べた。膀胱全組織標本では上皮にPiezo1の発現を認め、上皮培養細胞においても発現を確認した。KD(knock-down)法により、Piezo1遺伝子は約34%に抑制された。膀胱上皮培養細胞を用いた伸展刺激実験において、control群は細胞内Ca2+濃度の上昇が見られるが、KD群では細胞内Ca2+濃度の上昇は有意に減弱することが示された。またPiezo1阻害薬(非特異的MSc阻害薬)であるGsMTX4処置下でも、細胞内Ca2+濃度の上昇は有意に減弱した。細胞外ATP放出量解析でも、control群に比べ各群の放出量は低下した。膀胱上皮にはPiezo1が発現しており、伸展刺激に応答して細胞内Ca2+濃度調節を行い、情報伝達物質であるATP放出に関与することを実証した。4.以上の研究結果から、Piezo1は膀胱上皮細胞におけるメカノセンサーとして機能し、求心性シグナル伝達のkey-molecularのひとつであると考えられる。尿路上皮に発現するイオンチャネルであるTRPV4が伸展刺激に対して強く反応し、さらに求心性伝達機構に重要と考えられるATPの分泌に関与することを証明した。ATPを細胞内の分泌小胞内に能動輸送するトランスポーターVNUTは、マウス膀胱上皮細胞に対する伸展刺激時のATP放出経路としての開口放出に重要であると考えられた。Piezo1はマウス膀胱に発現する新たなmechanically activated cation channelの候補である。膀胱上皮にはPiezo1が発現しており、伸展刺激に応答して細胞内Ca2+濃度調節行い、情報伝達物質であるATP放出に関与することを実証した。以上の研究結果からPiezo1は膀胱上皮細胞におけるメカノセンサーとして機能し、求心性シグナル伝達のkeymolecularのひとつであると考えられる。マウス膀胱組織において発現するP2Y受容体各サブタイプmRNAP2Y1.2.6.12.14であった。P2Y6KOマウスは代謝ケージ内における排尿行動実験上WTと比較して著しい頻尿を認めた。また膀胱内圧測定上、WTと比較して膀胱容量、膀胱コンプライアンスは共に有意に少なかった(p<0.05)。P2Y6受容体は蓄尿・排尿機能に関して、重要な役割を担っていることが示唆された。今後は、TRP、VNUT、PIEZO、P2Yの各種病態における意義、相関関係などについて、検討を行う。

またPiezo1阻害薬(非特異的MSc阻害薬)であるGsMTX4処置下でも、細胞内Ca2+濃度の上昇は有意に減弱した。細胞外ATP放出量解析でも、control群に比べ各群の放出量は低下した。膀胱上皮にはPiezo1が発現しており、伸展刺激に応答して細胞内Ca2+濃度調節を行い、情報伝達物質であるATP放出に関与することを実証した。4.以上の研究結果から、Piezo1は膀胱上皮細胞におけるメカノセンサーとして機能し、求心性シグナル伝達のkey-molecularのひとつであると考えられる。膀胱上皮にメカノセンサーの候補であるTPRイオンチャネル、Piezo1が発現し、伸展刺激によって伝達物質であるATPを産生することを明らかにした。TRPV4刺激によってATPが分泌されるメカニズムにおいて、新しく発見されたVNUTが重要な役割を果たすことを明らかにした。新しく開発したマウス排尿行動実験用の代謝ケージを用いて、TRPV4 K/Oマウス、VNUT K/Oマウスの排尿行動を調べた結果、マウスレベルではこれらの分子が排尿行動に大きな影響を持つことが明らかとなった。ヒト膀胱上皮組織におけるVNUTの発現と尿流動態機能検査データとの相関を認めた。25年度が最終年度であるため、記入しない。TRPV4刺激によってATPが分泌されるメカニズムにおいて、新しく発見されらVNUTが重要な役割を果たすことを明らかにした。上記標的分子の機能解析を目標とする。具体的には、以下のテーマについて研究する。1.遺伝子組み換え動物を用いた行動解析。2.ヒト細胞に対する遺伝子ノックダウンによるin vitroの機能解析。3.CHO細胞に対するヒト遺伝子導入によるin vitroの機能解析。4.ヒト正常組織・疾患組織における標的分子の発現と臨床データとの相関の検討。
学習機能を有するニューロ・ファジィシステムによる建築構造物の最適構造計画システム

本研究では、建築構造物の最適耐震構造計画及び評価を支援するニューロファジィネットワークを構築し、その応用性、実用性の大なることを明らかにした。得られた知見を以下に別挙する。(1)著者の研究室で既に開発したファジィシステムを基本構成単位とするファジィネットワークに、学習機能を付与するために自己学習機能を有するニューラルネットワークを導入することが可能となった。(2)具体的には、ファジィネットワークの中のファジイ関係(状態)の同定にニューラルネットワークを用いることにより、任意の主観的な評価のモデル化が可能となった。(3)更に、ファジィネットワークの解法について、多元連立方程式の解法を応用し、ファジィ合成則を適用して、任意複数最適解をシステマティックに得ることが可能となった。(4)本ニューロファジィネットワークとその解法によれば、任意のあいまいな設計変数間の関係(ファジィ関係)を必要に応じて付加することも可能となり、又、その同定も可能とした。(5)もう一つのニューラルネットワークの利点は、任意関数の連続性を保持して学習することから、ファジィ関係の任意の離散化を可能とした。(6)在来型のニューラルネットワークのみならず、著者らが考案した、ファジィ統合則、ファジィ同定器なども場合に応じて同じ扱いで適用することも可能であることがわかった。(7)今後の研究の発展方向としては、遺伝的アルゴリズム(GA)を応用してファジィ関係の同定の効率化を図ったり、更には、人工生命理論を応用した自動形態形成システムと統合することにより、最適化機能を飛躍的に向上させることが考えられる。
超微粉の超高圧焼結による極微細組識材料の調製と特性評価

申請者はFe、Co、Niなどの金属超微粉(粒径、0.02μm;酸素量、615mass%)の焼結により、他の方法では得難い極微細結晶粒の金属や合金を得るための、還元条件、無加圧または超高圧の加圧下での焼結緻密化条件ならびに焼結体の結晶粒度と室温硬さなどを基礎的に調べてきている。本研究では、まず研究Iにおいては、Co+50at%Ni、Fe+33.3at%Co+33.3at%Ni系混合超微粉の緻密化条件、焼結体の粒度や硬さなどを調べた。次に研究IIにおいては、Fe、Co、Ni単成分系およびFe+Co、Fe+Ni、Co+Ni2成分系とFe+Co+Ni3成分系の極微細結晶粒金属・合金について室温から1073Kまでの硬さの試験温度依存性を調べた。その結果、まず研究Iについては、(1)CoーNi2成分系の最低緻密化温度は、FeーCo、FeーNi2成分系と同様に、単成分系(500800K)に比べ100200Kほど高く、FeーCoーNi系は2成分系に比べ約100Kほど高くなった。すなわち、多成分系となるほど緻密化し難くなった。(2)同一条件の下でのは粒成長は、単成分系に比べ、2成分系さらに3成分系となるほど起こり難くなった。緻密焼結体の最小結晶粒度として、CoーNi、FeーCoーNi系で、それぞれ0.18μm、0.12μmが得られた。(3)両成分系とも極めて高い硬さが得られ、CoーNi系、FeーCoーNi系でそれぞれ約600、800Hvの値が得られた。次に研究IIについては、(1)成分間や粒度間でのHvの大小関係は、試験温度によって一般に変化しなかった。(2)Fe微粒試料(0.22μm)のHvは、中粒(0.82μm)、粗粒試料(3.5μm)に比べてかなり低い温度(それぞれ約500、700、800K:融点に対する比はそれぞれ約0.28、0.39、0.44)で急激に減少した。この主原因は、粒成長や加工歪の回復にあるのではなく微粒試料ほどクリ-プ変形が起こり易いためと考えられた。市販の金属超微粉すなわち多量に入手しうる金属超微粉(粒度0.02μm)を用いて、結晶粒が超微細の金属・合金を得るための製造条件およびその特性評価を世界に先駆けて行ってきているが、本年度は加圧力が0.4GPaという高い値での加圧焼結により、Co+Ni2成分系およびFeーCoーNi3成分系について調べた。それと共にFe,Co,Ni単成分系およびFeーCo,FeーNi,CoーNi,FeーCoーNi多成分の超微細粒焼結体について硬さの試験温度依存性を調べ,下記の知見を得た。1.CoーNiおよびFeーCoーNi混合超微分の加圧焼結と焼結体の粒度と硬さ: