hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水系リビング重合による環境適合型精密制御重合系の開発

本研究は、機能性高分子材料創成のための精密重合反応と、環境に対して低負荷な反応の両方を同時に実現する、環境適合型精密制御重合系の開発を目的とし、とくにカチオン重合とラジカル重合において、従来は不可能と考えられていた水中でのリビング重合の開発を行ったものである。1.水系リビングカチオン重合生長末端の共有結合種としてC-OH結合を用い、水に対する安定性が高く、酸素親和性の高いBF_3を触媒として用いると、水存在下でも、種々のスチレン誘導体のカチオン重合が進行し、分子量、分子量分布の制御が可能なことを見出した。水が多量に存在する系では、p-メトキシスチレンの懸濁カチオン重合が可能で、分子量10,000以上、分子量分布1.5程度のポリマーが得られ、カチオン重合では初めて、水中で、高分子量ポリマーの精密合成が可能となった。少量の水を含む有機溶媒中での重合では、カチオン重合制御が困難であったp-クロロメチルスチレンに対して、末端C-OH結合の選択的活性化に基づく精密制御重合が可能となった。2.水系リビングラジカル重合遷移金属錯体によるリビングラジカル重合を、水に対して安定な炭素-ハロゲン結合と金属錯体を用いて行うことにより、種々のモノマーの水中リビングラジカル重合が可能なことを見出した。例えば、鉄錯体では、水に対して安定なハーフメタロセン型錯体を用いると、種々のアクリル酸エステル、スチレンの水中懸濁リビングラジカル重合が可能となった。分子量は100,000程度、分子量分布1.2程度の、分子量が精密に制御されたポリマーが得られた。また、ルテニウム錯体では、イオン性あるいはポリエチレングリコール鎖を有するホスフィン配位子を導入することにより、メタクリル酸エステルの水中懸濁リビングラジカル重合が可能で、重合後の触媒の除去が容易に可能となった。遷移金属錯体によるリビングラジカル重合を用いて、アクリル酸エステルやスチレンの水中懸濁リビング重合を検討した。鉄錯体は、一般的に水に対して不安定であり、水系での重合は困難であると考えられていたが、ハーフメタロセン型の鉄錯体は通常の鉄錯体とは異なり、水存在下でも安定な状態で存在することがわかった。この鉄錯体と、水に対して安定な炭素-ハロゲン結合を有する開始剤とを用いて水中懸濁重合を行うと、種々のアクリル酸エステルやスチレンが重合し、リビングポリマーを与えることが示された。この水中懸濁重合は、同じ条件下で有機溶媒のみを用いた重合に比べて速く進行することがわかった。特にこの重合系は触媒として、無毒でまた豊富に存在する鉄を中心金属とした錯体を用いている点で、これまでの他の金属を用いた水系リビング重合より環境面で優れていると考えられる。一方、リビングカチオン重合に関しては、活性化剤として水に対して安定なルイス酸のBF_3・2H_2Oを、また開始剤として炭素-酸素結合を有するアルコール型の化合物を用いることにより、乳化状態で、p-メトキシスチレンの重合が進行することがわかった。生成ポリマーの分子量は、重合初期では重合率の増加に伴い増加し、また、分子量分布も単峰性で、リビング的に重合が進行した。一方、ルイス酸としてBF_3・Et_2Oを用いたり、また乳化剤を存在させない場合は、重合の再現性が得られず制御も困難であった。この重合系は、開始剤がハロゲンを含んでおらず、生成ポリマーにもハロゲンが含まれない点で、より環境に適合した水系精密制御重合系である。本研究は、カチオン重合とラジカル重合において従来は不可能と考えられていた水中での水系リビング重合の開発を行ったものである。

リビングラジカル重合においては、ルテニウム錯体にイオン性あるいはポリエチレングリコール鎖を有するホスフィン配位子を導入し、これによる重合を検討した。イオン性配位子を用いると、メタクリル酸2-ヒドロキシルエチルのような親水性モノマーのリビングラジカル重合が、メタノール中で可能となった。また、メタクリル酸メチルの重合では、重合後、触媒を水相へ移すことで、生成ポリマーから触媒の除去が容易に可能となった。一方、ポリエチレングリコール鎖を有する錯体では、メタクリル酸メチルのリビングラジカル重合が、水中懸濁状態で可能であった。配位子の感温性を利用し、重合温度のような高温においては錯体を有機相に存在させて重合を行い、重合完了後は、室温付近で、錯体を水相に移動させて、触媒の除去を容易に行った。このように、触媒の除去およびリサイクル性の観点から、環境に適合した精密制御重合系を見出した。リビングカチオン重合に関しては、C-OH/BF_3による重合系を、少量の水が存在する有機溶媒中での重合や、多量の水が存在する懸濁および乳化重合に用いた。この系により、p-クロロメチルスチレンのような、カチオン重合では制御が困難であった官能性モノマーの精密制御重合が可能となった。これは、BF_3の高い酸素親和性により、モノマーのC-Cl結合が活性化されることなく、末端のC-OH結合のみが選択的に活性化されるためである。水が多量に存在する系では、p-メトキシスチレンやp-tert-ブトキシスチレンの精密懸濁カチオン重合が可能であった。分子量はモノマーと開始剤の仕込み比によって精密に制御され、分子量10,000以上、分子量分布1.5程度のポリマーが得られ、従来の水系カチオン重合では困難であった、高分子量ポリマーの精密合成が可能となった。
超分子ヘリカルナノファイバーによる一塩基多型解析システムへの応用

本研究課題では、オリゴDNAとの核酸塩基対形成により自己集合体を形成し、ナノファイバーとなる双頭型ヌクレオチド脂質を用いて、顕微鏡観察下で標的オリゴDNAを検出する新規DNA検出手法の開発およびSNPs解析応用への可能性を検討した。双頭型チミジル酸脂質とオリゴアデニル酸(10、20、30、40量体)の二成分系自己集合体についてそれぞれAFM観察およびCDスペクトル測定したところ、すべて右巻きのヘリカルナノファイバーとなっていることがわかった。さらにヘリカルナノファイバーのセクションプロファイルから、らせんピッチに相当する周期的な凹凸構造が観察でき、そのピッチ長は鋳型オリゴアデニル酸の長さに強く依存することを見いだした。さらに、双頭型チミジル酸脂質とsticky end部位をもつ鋳型DNA、sticky endと相補的なDNAによる多成分系自己集合を試みた。その結果、ナノファイバーはsticky endと相補的なDNAが存在するときのみ形成され、塩基配列選択的なナノファイバー形成が可能となった。以上のように、双頭型ヌクレオチド脂質とDNAとの多成分系自己集合がナノファイバーを与え、さらに鋳型DNAの長さや塩基配列を変化させることで、ナノファイバー構造を制御できることがあきらかとなり、SNPs解析応用への可能性が示された本研究課題では、オリゴDNAとの核酸塩基対形成により自己集合体を形成し、ナノファイバーとなる双頭型ヌクレオチド脂質を用いて、顕微鏡観察下で標的オリゴDNAを検出する新規DNA検出手法の開発およびSNPs解析応用への可能性を検討した。以上のように、双頭型ヌクレオチド脂質とDNAとの多成分系自己集合がナノファイバーを与え、さらに鋳型DNAの長さや塩基配列を変化させることで、ナノファイバー構造を制御できることがあきらかとなり、SNPs解析応用への可能性が示されたこれまで、超分子集合体の分野では、ミセルやベシクルなど球状の集合体が薬剤や化粧品など多方面で活用されている。しかし、ファイバーをはじめとした一次元の超分子集合体については、球状のものと比べて研究例が少なく、まだほとんど応用面での成果がないのが現状である。我々はこれまで、種々の長さをもつDNA(オリゴアデニル酸)と、長鎖オリゴメチレン鎖の両端にチミジル酸を連結したヌクレオチド脂質との二成分系自己集合体が右巻きのらせん構造をもつナノファイバーとなることを見いだし、報告してきた。本課題では、これまでの知見をもとに、鋳型DNAと自己集合性分子から形成される超分子ナノファイバーを検出素子とした、新規な一塩基多型解析システムの開発をめざしている。今年度は、原子間力顕微鏡(AFM)を用いてDNAとヌクレオチド脂質から形成される超分子ナノファイバー構造を詳細に解析した。その結果、用いたDNA(オリゴアデニル酸)の長さを10量体から40量体まで変化させた場合、形成される超分子ナノファイバーのらせんピッチが、11nmから40nmまでほぼリニアに変化することを見いだした。CDスペクトル測定を行った結果、これらの二成分系集合体中ではオリゴアデニル酸の長さに応じてチミンおよびアデニンの配向が少しずつ異なることが示唆された。これらの構造の違いは、鋳型DNAの末端が水和されやすく、ヌクレオチド脂質と鋳型DNAの水素結合が切断されることにより生じるものと推察した。前年度までに、鋳型のオリゴDNAの長さに依存して、ナノファイバーのピッチや形状が変化することを見いだし報告した。今年度は、ヌクレオチド脂質とsticky end部位をもつ二種類の鋳型DNA、sticky endと相補的なDNA(ターゲットDNA)による多成分系自己集合を試みた。原子間力顕微鏡観察の結果、ターゲットDNAが存在するときはヘリカルナノファイバー構造が観察できたが、ターゲットDNAが存在しない場合は球状集合体が観察された。すなわち、ナノファイバー形成が、ターゲットDNAにより制御できることがあきらかとり、塩基配列選択的なナノファイバー形成を達成した。最終的な目標であった一塩基多型検出については、系の最適化が困難であり現在も進行中であるが、上記に述べたように、ターゲットDNAが系中に存在するときのみナノファイバーを与え、この構造を顕微鏡観察により可視化することができたことから、超分子化学とナノテクノロジーを利用した新たなDNA検出手法として応用が期待できる。
近世仏教説話集の形成・出版・享受についての研究－地蔵寺所蔵文献との関わりから

大阪府河内長野市の地蔵寺を中心にいくつかの寺院と文庫の所蔵文献を調査し、江戸時代(近世)の仏教説話集について分析を進めた。その結果、中世のみならず江戸時代においても仏教説話集の形成や享受の場として寺院が重要であること、所蔵文献1点1点の精査が出版に至る経緯を考える上で有効であることを従来よりも明確に示すことができた。さらに、地蔵寺では今後の研究につながる新たな資料群を見出すことができた。1.本研究の軸となるのは、地蔵寺(大阪府河内長野市)所蔵文献の調査である。所蔵文献の核となっているのは、同寺開山・惟宝蓮体(16631726)の所持本である。原則として、箱番号の順に全蔵書の書誌を記録する悉皆調査を行い、その結果をデータベース化する作業を行っている。ただし、蓮体(及び師の浄厳)の著作が集中する19、20箱や、特に重要と判断した資料については箱順にこだわらず調査を進めた。また、これまでに調査を終えた文献の調書を点検し、不足のあることが判明したものについては、再調査を行い補足することに務めた。2.蓮体の著作である『礦石集』に関する研究論文、「蓮体編『礦石集』と地蔵寺所蔵文献ー地蔵関連資料を中心としてー」(『仏教文学』39号)と「『礦石集』巻第四末7話「尊勝陀羅尼功能ノ事」についてー先行作品との関わりからー」(『論集中世・近世説話と説話集』)を発表した。前者では、地蔵寺の他の所蔵文献との関わりから、蓮体が経典講義に用いる説話をどのように構築していくのかを明らかにした。後者では、1つの説話を具体的に取り上げて、その出典、構成について分析した。その上で他作品との比較も交えつつ、当該説話の位置付けも行った。3.本研究課題の対象の1つである出版に関しては、黄檗派の僧侶・懐玉道温の著作『伽藍開基記』について調査を進めた。当該作品は、稿本である写本、及びいくつかの版が存在しており、一つの作品が出版に至るまでの過程を考える上で、貴重なサンプルであることが明らかになりつつある。1.本研究の軸となるのは、地蔵寺(大坂府河内長野市)所蔵文献の調査である。現在、49個の箱に納められていることを確認している。所蔵文献の核となっているのは、地蔵寺開山・惟宝蓮体(16631726)の所持本である。原則として、箱番号の順に全蔵書の書誌を記録する悉皆調査を行っている。ただし、蓮体(及び師の浄厳)の著作が集中する第19箱、第20箱や、特に重要と判断した資料(たとえば、蓮体の識語が多く残されてる『秘密儀軌』の一群)については箱順にこだわらず調査を進めた。また、これまでに調査を終えた文献の調書を点検し、不足のあることが判明したものについては、再調査を行い補足することに努めた。2.地蔵寺以外の寺院についても、蓮体関連の文献があるか調査した。覚城院(香川県)では、蓮体及び地蔵寺所蔵文献に関連が深い識語を持つ文献、木山寺(岡山県)では浄厳関連の識語を持つ文献を、それぞれ複数見出すことができた。3.本研究課題の対象の1つである出版に関しては、「岩瀬文庫蔵『伽藍開基記』の形成過程についてー巻第五を中心にー」(『人間科学研究ー日本大学生物資源科学部人文社会系研究紀要ー』第13号)を発表した。これは、黄檗派の僧侶・懐玉道温(16391707)の著作『伽藍開基記』(元禄5年刊)について、自筆稿本である岩瀬文庫蔵本(写本)がどのような改訂を経て今日の形態となったのか、その過程においてどのような資料を参照にしたのかという点を明らかにしたものである。1.地蔵寺所蔵文献の悉皆調査においては、現在所蔵を確認している全49箱にどのような文献があるのかはほぼ把握できている。そのうち、資料の点数で言えば全体の約9割の書誌を調査し得た。2.調査の済んだ資料については、所蔵文献目録(データベース)への転記を進めた。点数としては全体の5分の4弱が完了している。3.成果の公表は、全体として順調にできていると言える。当該年度(平成27年度)の調査・研究のうち、次年度の公表に目途が立ったもの(主に出版に関係するもの)もある。1.本研究課題の軸となるのは、地蔵寺(大阪府河内長野市)所蔵文献の調査である。現時点で49箱に文献が収められていることを確認している。ただし、蓮体(及び師の浄厳)の著作が集中する第19箱、第20箱や、特に重要と判断した資料(たとえば、蓮体の識語が多く残されている第3946箱の『秘密儀軌』の一群)については、箱順にこだわらず調査を進めた。なお、本研究以前の調査(昭和)において報告されている所蔵文献で、未確認のものが存在する。

これまでの調査の経過からすると、新たな箱などが見出される可能性がある。所蔵寺院に協力を仰ぎ、現在発掘を進めている。2.地蔵寺以外の寺院についても、蓮体関連の文献を調査した。特に香川県の覚城院では、蓮体及び地蔵寺に関連を持つ文献を発掘・精査した。その結果に基づき、それらの文献が蓮体・地蔵寺研究においてどのように有効かという点の検証を進めている。3.岡山県の木山寺調査の成果として、近世における真言宗寺院の本寺・末寺との具体的な関係を示す資料の翻刻・解題、近世・近代の稲荷信仰と文芸作品や絵画との関係についての検証を公表した。4.本研究課題の対象の1つである出版に関しては、『近世寺社伝資料『和州寺社記』『伽藍開基記』』(和泉書院)を刊行した。主に『伽藍開基記』の解題を担当し、当該作品の出版研究における意義や資料的位置付け、作品の持つ問題点を示した。1.地蔵寺所蔵文献の悉皆調査においては、現在所蔵を確認している全49箱にどのような文献があるのかはほぼ把握できている。そのうち、資料の点数で言えば全体の9割以上の書誌を調査した。2.調査の済んだ資料については、所蔵文献目録(データベース)への転記を進めた。点数としては全体の約6分の5が完了している。3.地蔵寺所蔵文献と地蔵寺以外の所蔵文献との関わりについて、具体的な検証ができるレベルに材料が蓄積されつつある。4.成果の公表は順調に進んでいる。当該年度(平成28年度)の調査・研究のうち、次年度の公表に目途が立ったもの(主に説話集に関係するもの)もある。(1)研究の軸となる地蔵寺所蔵文献(版本を中心とする50箱)は、約9割の調査を終え、その成果を第1回日本宗教文献調査学合同研究集会(2017)のポスターセッションで公表した。なお、最終年度には上記50箱の外に新たに18箱の文献が見出された。本格的な調査に至っていないが、蓮体(地蔵寺開基)に直接関わる文献が散見され、今後の進展に寄与するものと期待される。(2)覚城院(香川県)と木山寺(岡山県)でも文献調査を進めた。ともに真言寺院であり、蓮体や師の浄厳に関連する文献を見出せた。特に覚城院では、蓮体自筆本・所持本、蓮体の伝授・講義を記録した文献など、重要な資料を発掘することができた。また、地蔵寺以外でも寺院所蔵の版本調査に道筋を付けることができた。(3)近世の仏教説話集及び出版という観点から、各地の寺院の開基にまつわる説話を集成した『伽藍開基記』を取り上げた。その成果が神戸説話研究会編『近世寺社伝資料『和州寺社記』『伽藍開基記』』(和泉書院2017)である。報告者は当該作品の全文翻刻(共同作業)の校閲と解題を担当し、解題では内容の紹介に加え、成立の問題にも言及した。この成果には、黄檗山萬福寺や岩瀬文庫での文献資料調査が重要な位置を占めており、その点で(1)(2)の調査と同一線上にある。(4)「相応寺創建説話における「河陽」と『元亨釈書』」(2017)は、中世文学研究の範疇に入るが、『伽藍開基記』や蓮体『観音冥応集』などを俎上に載せ、近世における『元亨釈書』の影響の強大さについて論じたものでもある。(5)西国三十三所巡礼関係の文献についても研究を進めた。三十三所に関する書物は、巡礼が盛行した近世に数多く刊行されている。その多様性や変遷について、浄瑠璃、御詠歌、古地図などを題材にして検討した。その成果の一つが「浄瑠璃『西国卅三番順礼記』第三段目について」(2017)である。大阪府河内長野市の地蔵寺を中心にいくつかの寺院と文庫の所蔵文献を調査し、江戸時代(近世)の仏教説話集について分析を進めた。
地方都市研究から見た都市空間近代化の包括的把握

具体的内容:(1)近世近代移行期における地方都市、および周辺地域の道路・学校建築を中心とした公共工事資料の収集の収集と整理(長野県内)。(2)林業・鉱業を中心ととした明治期の地域開発における大都市資本および中央集権的統治構造の影響の事例研究。(3)地方城下町の都市内部構造の変容に果たす土族の役割の分析。(1)については従来のフィールドである長野県飯田市分をほぼ終了し、公共工事請負事業者、また長野県立歴史館所蔵分の調査に移っており、このうち飯田市の学校建築に関しては飯田市歴史研究所において発表(2007年)を行った。また、明治初年の座光寺村の事業を中心とした成果のまとめを2008年度日本建築学会学会誌に投稿する予定である。この分析により、近世期の在地土木事業との連続性、また、用材請負など地方から立ち上がる請負業の形態が地方都市空間形成に果たした役割がわかる。(2)は明治初年の東京における石灰会社設立、長野県諏訪地方の山林開発と当時設立されたばかりの山林局の関係性を扱ったもので、東京都公文書館所蔵分からの成果については都市史研究会山里研究会発表会(東京大学)で発表したが、旧小野組・諏訪地方・中部森林管理局関係資料については現在調査を続けている。これにより、山村の変容が都市と無関係ではなく、近代的統治構造の中で新たな関係性を都市と取結ぶことによって進行する過程を明らかにする。(3)に関して、法務局飯田支部に所蔵されている明治期の地籍図の撮影、及び地籍台帳の分析に着手した(現在継続中)。また、神奈川県横須賀市、東京都ほかの旧飯田藩士族関係資料調査に参加した他、士族関係資料「耳目集」の分析を進めた。この分析により、地方城下町の土地所有、利用変化がミクロレベルで可視的に捉えられることに加え、現在まで看過されてきた、払下地を所有し特殊な身分状態にある士族都市空間変容に果たした役割が具体的にわかる。今年度はまず前年からの継続的課題として長野県飯田市の近世近代移行期の都市構造の変化を示す資料の収集に当った。ただし当該期の都市構造の変化が旧飯田藩士への武家地払い下げ、およびそれに続く開墾事業と関連していることがわかり、その点に焦点を絞り込んで資料の収集をつづけた。結果として、修士論文で利用した飯田市所蔵の絵図の原本、および清書と思われる絵図資料を発見(現在整理中)し、当該期の都市構造変化に対し、士族の社会構造の変化、また政府により行われた廃城から授産事業にいたる旧藩に対する施策の地方都市構造に与えた変化を描出する図像的資料をほぼ完全にそろえることができた。また文献資料に関しては当該事業の主体となった授産会社の資料を閲覧する許可を交渉の結果得ることができ、図像資料を文献側面から裏づけ、18年度の研究のひとつの課題である事業の完全復元を行うことが可能となったと思われる。(現在会社のみならず、旧飯田藩士全体の個人蔵資料についても調査中である)。また、本年は地域研究の国際化における意義を考えるため、ウィーンの欧州日本学会に参加し、日本の地域研究に関する欧米研究者の研究について知見を深めることができた。地域研究の地域への還元を考える際、国際的な視野で日本の地域がどのように捉えられるかを考えることは地域活性化への学的貢献の一つの課題になりうると考えられる。また建築史学分野の調査として、飯田市歴史的建造物実測調査(夏・冬2回)、フランス南西部の3都市におけるバスティード(中世都市)実測調査に参加し、実物調査技術の習得に努めた。近世近代移行期の都市構造を考える際、西洋的要素と日本的要素の双方についての理解を進めることができたと考える。本年度は継続的に長野県飯田市の資料調査を行う一方、地方都市間の交通網に関する調査を行うため、山梨県身延町・新潟県新発田市周辺の在地資料調査を行う機会を得た。その結果、近世近代転換期において、特に道路橋梁や公共建築という都市施設の建設を中心とした空間構造の変容には、近世的大工集団のみならず、土木・建築技術を持ち、労働力となる農民層を組織しやすい近隣農村の豪農、資材調達に優位を持つ材木商などが一定の役割を果たし、これらが地方都市の空間建設の担い手となる土木建築業へと成長していくのではないかという見通しが得られた。特に長野県の学校建築などにおいては、きわめて優れた技術を持ち、明治の早い時期に洋行を経験するなど、特殊な経歴を持つ少数の伝統的工匠の建築に注目が当てられてきたが、そうした人材が存在しない、一般的な地方都市の建設事業がどのように行われ、その近代化が産業レベルでどのように進んだか、在地の近世的蓄積をいかに利用したかという今後の研究課題を見出した。また地方都市研究を行う一方で、所属研究室の参加するCOEプログラム「都市の持続再生学」の一環である文京区本郷地区のプロジェクトに参加することにより、大都市東京における近隣単位の小地域の近代化について研究を行った。当研究ではオーラルヒストリーの採取による地域の歴史の復元等の部分を担当したが、そのことにより戦災を経験し、近隣単位での文献資料の残存状況がよくない都市部における空間・社会の分節構造を復元する場合、これが一定の有効性を持つという知見を得た。

(3)地方城下町の都市内部構造の変容に果たす土族の役割の分析。(1)については従来のフィールドである長野県飯田市分をほぼ終了し、公共工事請負事業者、また長野県立歴史館所蔵分の調査に移っており、このうち飯田市の学校建築に関しては飯田市歴史研究所において発表(2007年)を行った。また、明治初年の座光寺村の事業を中心とした成果のまとめを2008年度日本建築学会学会誌に投稿する予定である。この分析により、近世期の在地土木事業との連続性、また、用材請負など地方から立ち上がる請負業の形態が地方都市空間形成に果たした役割がわかる。(2)は明治初年の東京における石灰会社設立、長野県諏訪地方の山林開発と当時設立されたばかりの山林局の関係性を扱ったもので、東京都公文書館所蔵分からの成果については都市史研究会山里研究会発表会(東京大学)で発表したが、旧小野組・諏訪地方・中部森林管理局関係資料については現在調査を続けている。これにより、山村の変容が都市と無関係ではなく、近代的統治構造の中で新たな関係性を都市と取結ぶことによって進行する過程を明らかにする。(3)に関して、法務局飯田支部に所蔵されている明治期の地籍図の撮影、及び地籍台帳の分析に着手した(現在継続中)。また、神奈川県横須賀市、東京都ほかの旧飯田藩士族関係資料調査に参加した他、士族関係資料「耳目集」の分析を進めた。この分析により、地方城下町の土地所有、利用変化がミクロレベルで可視的に捉えられることに加え、現在まで看過されてきた、払下地を所有し特殊な身分状態にある士族都市空間変容に果たした役割が具体的にわかる。
視覚ミスマッチ反応に着目した「視覚的意識へのアクセス」に関わる脳内活動動態の解明

我々は日常生活において、様々なモノを見ている。これら視覚的に見ているものは、果たして外界から受け取った視覚情報の全てなのだろうか?たとえ見ているモノが何なのか見えない条件下(無意識下)であっても、この見えないモノに対する脳内情報処理は進行し、この処理された視覚情報の一部が意識上へ昇っていく(視覚的意識へアクセスする)ことでモノが見えるようになる。本研究課題では、この視覚的意識へのアクセスに関わる脳情報処理に従来着目されて来なかった“視覚ミスマッチ処理"の駆動が関与しているとする仮説を立て、このことを心理実験および脳波(EEG)・脳磁図(MEG)といった脳活動計測法を用いて実験的に検討する。本課題計画の第1年度目にあたる本年度は、無意識下で呈示される画像により視覚ミスマッチ処理を駆動させることが可能な実験パラダイムを作成した。具体的には、両眼視野闘争と呼ばれる現象を生じさせる条件下においてオッドボール課題を適用できる刺激呈示法を構築した。その後、予備的実験を実施しており、本課題で作成した上記刺激呈示法が視覚ミスマッチ処理を反映する脳活動(視覚ミスマッチ陰性電位、vMMN)を誘発させることを脳波計測により確認すると共に、無意識下でvMMNを誘発させる画像は、意識上で知覚されやすくなることを心理実験から見出している。本年度に得られた心理実験の結果の一部は、既に国内ワークショップで発表しており、現在は来年度以降に予定しているMEG実験(本実験)に向けた準備を行っている。本年度までに、実験パラダイムの作成、予備的心理・脳波実験および脳磁図の計測環境の構築は概ね完了している。しかしながら、これら予備的実験の完了までに、当初予想定していた以上の時間を要した。この為、本年度実施する予定だったMEG実験まで未だ至っていない。本年度は、現在までの進捗状況にあるように、実験パラダイムの作成および脳波を用いた予備的実験は完了した。しかしながら、当初の予定より実験パラダイムの作成および予備的実験に時間を要した為、現段階においては未だ本実験の実施までは至っていない。本年度までに本実験における実験環境の構築は概ね完了しているため、引き続き来年度も交付申請書に記載の課題計画に沿って本課題を実施していく。当初計画していた程にMEGを用いた本実験が進展しなかったため、それに伴う実験機器購入および被験者への謝金支出が現段階ではまだ生じていない。次年度は本年度の研究成果を踏まえて本実験が進展していく見込みであることから、その際に必要になってくる実験機器等の購入に当てる。
海馬錐体細胞における遅発性神経細胞死の分子機構の解析とその制御

海馬の遅発性神経細胞死に認められているアポトーシス誘導機構に、誘導型一酸化窒素合成酵素(inducible nitric oxide synthase:iNOS)が関わっていることをスナネズミの一過性前脳虚血モデル(5分間)を用い解析した。1. iNos遺伝子発現の解析とその反応2. iNOS阻害薬が遅発性神経細胞死におよぼす影響アミノグアニジン160-320mg/kg、虚血終了1時間後の腹腔内投与で、用量依存性に海馬CA1領域のアポトーシス、神経細胞死が抑制された。また、抗ニトロチロシン抗体による所見は抑制された。3.転写因子であるNF-κBがiNOS遺伝子への活性化因子となるかの検討4.一過性脳虚血中の軽度低体温(34°C)がiNOS発現誘導機構におよぼす影響免疫組織学的手法、核酸3'-OH末端のin situ end-labeling法、Western blot法、RT-PCR法による解析で、海馬CA1領域にiNOS遺伝子の抑制とbcl-2遺伝子の過剰発現が確認され、遅発性神経細胞死が抑制された。5.遅発性神経細胞死の上流因子にFas,FasLが関与するかの検討免疫組織学的手法、Western blot法、RT-PCR法により解析したところ、海馬CA1領域で、非虚血時よりFasならびにFasLは存在し、一過性脳虚血によりFasLは同部位で選択的に発現が亢進した。海馬錐体細胞の遅発性神経細胞死には、iNOS遺伝子発現がラジカル発生を介し深く関与し、虚血再灌流後早期のNF-κBの活性化、FasLの発現亢進が海馬CA1領域において確認された。また、低体温療法の基礎的データを収集できた。FasLに関してはimmune-privilegeの作用も考えられ、今後の検討を予定している。スナネズミの一過性前脳虚血モデルを用いた遅発性神経細胞死において、海馬錐体細胞における誘導型一酸化窒素合成酵素(inducible nitric oxide synthase:iNOS)の発現が、アポトーシス誘導機構の上流因子として重要な役割を担っていることを以下の検討により明らかにした。1.iNOS遺伝子群発現の解析結果:虚血再灌流6-12時間後にはiNOS遺伝子がメッセージレベルで出現結果:虚血再灌流12時間後には海馬CA1領域に発現を確認したが、メッセージ量が少なく(3)にて追試結果:切片上でRT-PCR法を行ない虚血再灌流12時間後の海馬CA1領域で発現を確認結果:海馬CA1領域において虚血再灌流24時間後より発現し、48時間後には最大値2.iNOS特異的および非特異的阻害薬が遅発性神経細胞死におよぼす影響結果:用量依存性に海馬CA1領域においてiNOSに起因すると推測されるradical発現が減弱アポトーシス、遅発性神経細胞死も抑制結果:血管内皮型NOSにも関与するためか、遅発性神経細胞死の抑制に固体差があり検討不適海馬錐体細胞の遅発性神経細胞死にはiNOS遺伝子発現がradical発生を介し深く関与する可能性が示唆された。海馬錐体細胞の遅発性神経細胞死におけるアポトーシス誘導機構の上流因子として誘導型ー酸化窒素合成酵素(inducible nitric oxide symthase:iNOS)が関わっていることを、スナネズミの一過性前脳虚血モデルを用い、昨年度までに報告した。

今年度は、遅発性神経細胞死の分子機構を1.転写因子であるNF-κB、2.虚血中の軽度低体温、3.Fas/FasLの関与に注目して解析した。1. NFIBがiNOS遺伝子への転写活性化因子となるかの(1) NF-κBにおける核内移行を免疫組織学的手法、ウエスタンブロット法、ゲルシフトアッセイ法により証明結果:海馬CAl錐体細胞において虚血再潅流2030分後をピークとするNF-κBの核内移行を確認した。(2) IκBのリン酸化と分解を免疫組織学的手法、ウエスタンブロット法を用いて検討結果:今回、明らかな傾向は得られなかった。結果:海馬CAl錐体細胞においてiNOS遺伝子の抑制とbcl-2遺伝子の過剰発現が確認された。その結果として遅発性神経細胞死が抑制された。3.遅発性神経細胞死の上流因子にFas、FasLが関与するかの(1) FasおよびFasLの発現を免疫組織学的手法、ウエスタンブロット法、RT-PCR法により解析結果:海馬CAl錐体細胞において非虚血時よりFasならびにFasLは存在した。一過性脳虚血によりFasLは海馬CAl領域で選択的に発現が亢進した。海馬CAl錐体細胞において、虚血再潅流後早期のNF-κBの活性化、ならびにFasLの発現亢進を確認した。また、低体温療法の基礎的データを収集できた。FasLに関してはimune-privilegeの作用も考えられ、今後の検討を予定している。
褥瘡軽減ベッド用超音波リニアモータの開発

超音波リニアモータを複数個設置し、体圧の掛かった箇所を凹ませる方式の褥瘡(床ずれ)軽減ベッドを提案し、褥瘡軽減ベッド用超音波リニアモータの開発を試みた。2本の振動子をレ型のコネクタで結合し複合振動を得る。最初に試作した超音波リニアモータは駆動周波数が振動子の共振周波数と一致しないことや剛性が低いことなどから損失が大きかった。共振周波数をほぼ一致させ、かつ剛性を高めることで性能が向上し、最大推力40N・最大上昇速度267mm/sが得られた。皮膚等の組織が長時間圧力を受けて壊死してしまう褥瘡(床ずれ)は、難治性で感染症を引き起こす可能性が極めて高く、患者の大きな苦痛となっている。また2時間おきの体位変換が必要で介護者の負担も大きく、高齢化社会の深刻な問題となっている。本研究では、超音波リニアモータを複数個設置し、体圧の掛かった箇所を凹ませる方式の褥瘡軽減ベッドを提案し、褥瘡軽減ベッド用の超音波リニアモータの開発を試みた。超音波モータはギアが不要で静粛、保持力が大きい、電磁波の発生が少ない等の利点がある。試作した超音波リニアモータは複合振動を得るため、共振周波数60 kHz・直径15 mmのボルト締めランジュバン型振動子(BLT) 2本をレ型コネクタで結合した構造にした。レ型に配置することによって駆動面を大きくすることができる。平成23年度に試作した超音波リニアモータは最大推力31 N・最大上昇速度177 mm/sが得られ、以前の研究で試作した超音波リニアモータより性能が向上した。しかし、超音波リニアモータの駆動周波数はBLTの共振周波数より低く、59.6 kHzであった。また、各振動子の共振周波数にはずれがあり、十分な性能が引き出せていないことが分かった。平成24年度(最終年度)には実際の音速を用いて再設計した超音波リニアモータを試作した。また、それまで片方の振動子にのみスペーサを挿入していたが、共振周波数のずれを解消するため、両方の振動子にスペーサを挿入した。改良の結果、共振周波数はほぼBLTの共振周波数に一致させることができた。負荷特性を測定した結果、最大推力40 N・最大上昇速度267 mm/sが得られた。振動振幅の小さい方のBLTとコネクタとの接続部の接触圧力に偏りが見られるため、接続部が全面で接触するように改良すれば、更に性能は向上すると考えている。褥瘡の予防には体圧を低く保つ必要があり、頻繁な体位変換など介護者の負担も大きい。本研究では、超音波リニアモータを複数個設置し、体圧の掛かった箇所を凹ませる方式の褥瘡軽減ベッドを提案し、褥瘡軽減ベッド用の超音波リニアモータの開発を試みている。エアーポンプを用いた従来方式は、常時加圧が必要なため頻繁に騒音が発生することや力を加えた時の安定感の無さ等が欠点である。一方、超音波モータはギアが不要で静粛、保持力が大きい等の利点がある。試作した超音波モータは複合振動を得るため、共振周波数60 kHz・直径15 mmのボルト締めランジュバン型振動子(BLT ) 2本をレ型コネクタで結合した構造にした。試作した振動子のアドミタンスループ・振動分布・振動軌跡を測定した。各振動子の共振周波数にはずれがあり、十分な性能が引き出せていないことが分かった。しかし、複合振動は得られ、位相を変えることによって、振動軌跡の回転方向を変えることができることは確かめた。駆動周波数59.6 kHz、駆動電圧150 Vrmsで負荷特性を測定した結果、最大推力31 N・最大上昇速度176.5 mm/s・最大効率4.82%が得られた。先の研究で試作した超音波リニアモータより性能は向上している。また、各部の共振周波数を一致させるため、より正確な音速を求める実験を行い、再設計・改良した超音波リニアモータを試作した。その他、モータの製作と並行してマイコンを用いた制御回路の製作も行った。褥瘡軽減ベッド用の超音波リニアモータを試作し、振動特性や負荷特性等について検討した。先の研究で試作した超音波リニアモータの性能以上のモータを実現することができた。しかし、得られた推力は30 Nであり、目標としていた150 Nには達しなかった。目標値に達しなかったのは、共振周波数の不一致が大きな原因であると考えている。

各部の共振周波数を一致させるため、より正確な音速を求める実験を行い、超音波リニアモータを再設計・試作した。1台目の超音波リニアモータの試作・調整、音速を求める実験などに時間が多く掛かった。また、校舎改修に伴う研究室の引っ越しがあり、半年ほど設備の乏しい環境の中で複数の研究を行っており、予定通りに進めることが難しいときもあった。新しく試作済みの超音波リニアモータの振動特性・負荷特性を測定する。共振周波数が一致しているか確認し、ずれがある場合はレ型コネクタあるいはスペーサの長さを調整して共振周波数を一致させる。推力の目標値は150 Nとする。また、圧力印加用ばねの種類・ステータースライダ間に印加する圧力・駆動面形状・入力波形の位相・駆動面へ投入する潤滑油の種類・駆動電圧などの条件を最適化する。製作中の制御装置を用いて、実際にモータを圧力に応じて制御する。圧力が印加されると下がり、圧力が除去されると元の位置に戻るように制御する。圧力の測定にはストレインゲージを用い、マイコン(Arduino)で制御する。褥瘡軽減ベッドの簡易モデルとして椅子状の体圧分散装置を製作する。150 N以上の推力が得られるモータが完成したら、9個のモータを製作する。9個のモータをマトリックス状に配置して椅子状の体圧分散装置とし、体圧の分散が可能か検討する。各モータに印加される圧力が等しくなるように制御することで体圧が分散される。時間的に余裕がある場合は、人が横になれる大きさの褥瘡軽減ベッドを設計・製作し、実際に試してみる。接触圧力は携帯型接触圧力測定器で測定し、体圧の分散ができているか確かめる。また、静粛性・耐久性・寝心地・消費電力・磁場強度・コスト等を確かめる。アドミタンスループ測定機の購入を考えている。試作した超音波モータを理論的に解析し、装置の性能を確認するためには、共振周波数・動アドミタンス・Qの測定が必要である。アドミタンスループ測定機はこれらを測定するために必要な装置である。既に保有しているインピーダンスアナライザを用いるため、比較的安価な値段でアドミタンスループ測定機を構成できる。購入予定の圧電型ロードセルは圧力印加用ばねのばね特性測定に用いる。超音波モータの動作はばねの種類や圧力によって大きく変化するため、ばね特性の測定が必要である。購入予定の携帯型接触圧力測定器は実際に体圧分散ベッドの適合評価や褥瘡発生の危険度評価に使用されている装置であり、試作する体圧分散装置の評価に用いる。なお、体圧分散装置の製作にはボルト締めランジュバン型振動子等やスライドガイド等の機材費が必要である。随時国内外の学会で発表するにあたり、旅費や研究成果投稿費も発生する予定である。
ラット中枢神経での伝達物質放出抑制に関わる細胞内情報伝達機構のクロストーク

シナプスでの神経伝達物質放出の抑制はシナプス前部でのCaチャネルの抑制とKチャネルの活性化により実現されている。同一の神経細胞においても,種々の異なった抑制性伝達物質がこのような作用を示す場合が多い。我々はこれまでにラット新生仔脳より急性遊離した青斑核(LC)神経細胞で,μオピオイドアゴニスト,ソマトスタチンおよびα_2アゴニストがKチャネルを活性化することやωコノトキシン感受性のN型Caチャネルを抑制することを観測し,伝達物質放出抑制に関る細胞内情報がPTX感受性G蛋白質を介してクロストークしていることを示してきた。本研究では,組織学的および分子生物学的アプローチの容易な初代培養神経細胞系で,抑制性伝達物質によるKチャネルの活性化とCaチャネルの抑制を検討した。ラットLC遊離細胞は,グリオーマC6細胞の条件培地を用いることにより1ケ月以上培養下で生存した。このLC初代培養神経細胞はα_2アゴニストの作用によりK電流の活性化とCa電流の抑制が観測された。この事は,この細胞が培養下でα_2受容体,N型Caチャネル,受容体依存性Kチャネル等を維持していることを示している。μオピオイドアゴニストおよびソマトスタチンの作用については現在検討中である。さらに,培養法の確立されているラット上頚神経節(SCG)初代培養細胞に対するα_2アゴニストの作用を検討した。初代培養SCG細胞に於いても,α_2アゴニストはK電流を増加させCa電流を抑制した。このSCG初代培養細胞では,N型Caチャネルのみならず各種Caチャネル・アンタゴミストに抵抗性のN型でもL型でもP型でもないこう高イキ値型Caチャネルが抑制された。以上の結果は,伝達物質放出抑制に関る細胞内でのクロクトークの解析が培養神経細胞系において解析できることを示している。
膜透過型不凍タンパク質を用いた哺乳類卵子における超低温保存法の開発

哺乳類生殖細胞の超低温保存は,実験動物・家畜における効率的な遺伝資源の保存やヒト生殖補助医療技術として重要である.さらに,未受精卵の状態で効率よく超低温保存することが出来れば,体外受精あるいは卵細胞質内精子注入法に用いる際,雄の遺伝的背景が選択可能になることから,極めて重要な技術になると考えられる.しかし,初期胚と比較して未受精卵の超低温保存は,加温後の卵の発生能は著しく低下してしまうことが知られている.本研究では,新規凍害保護物質であるカルボキシル基導入ポリリジン(COOH-PLL)を用いて,マウス未受精卵の超低温保存の改良を試みた.ガラス化保存した加温後の卵は,生存率においては高い値(90%以上)を示し,体外受精後の前核形成率においては, 20%(v/v) ethylene glycolおよび10%(w/v) COOH-PLL(E20P10区)で高い割合(約70%)を示した.2細胞期率においてもE20P10区は高い割合(約70%)を示した.以上の結果から,マウス未受精卵の超低温保存においてもCOOH-PLLは凍害保護物質として有効であることが初めて明らかにされた.哺乳類生殖細胞の超低温保存は,実験動物・家畜における効率的な遺伝資源の保存やヒト生殖補助医療技術として重要である.さらに,未受精卵の状態で効率よく超低温保存することが出来れば,体外受精あるいは卵細胞質内精子注入法に用いる際,雄の遺伝的背景が選択可能になることから,極めて重要な技術になると考えられる.しかし,初期胚と比較して未受精卵の超低温保存は,加温後の卵の発生能は著しく低下してしまうことが知られている.本研究では,新規凍害保護物質であるカルボキシル基導入ポリリジン(COOH-PLL)を用いて,マウス未受精卵の超低温保存の改良を試みた.ガラス化保存した加温後の卵は,生存率においては高い値(90%以上)を示し,体外受精後の前核形成率においては, 20%(v/v) ethylene glycolおよび10%(w/v) COOH-PLL(E20P10区)で高い割合(約70%)を示した.2細胞期率においてもE20P10区は高い割合(約70%)を示した.以上の結果から,マウス未受精卵の超低温保存においてもCOOH-PLLは凍害保護物質として有効であることが初めて明らかにされた.哺乳動物の未受精卵を用いた超低温保存法の開発を目的として,本年度はマウスをモデルとして用い,cryotopを用いたガラス化保存に関して検討を行った.まず初めに,現在用いられている凍害保護物質(ethylene glycol(EG)およびdimethyl sulfoxide(DMSO),ガラス化液中のカルシウムの有無について検討を行ったところ,カルシウム無添加EGのみを凍害保護物質として添加したガラス化液を用いた場合,他の区と比較して加温した卵の体外受精後の高い受精率・胚盤胞までの発生率が認められた.しかしその受精率は20%程度とまだ低く,さらなる改善が必要であった.そこで次に,ガラス化保存時における未受精卵の卵丘細胞付着の有無が及ぼす影響について検討を行った.その結果,卵丘細胞を付着させた状態でガラス化保存した未受精卵は,加温後体外受精を行った場合,高い受精率および胚盤胞への発生率(約70%)が認められた.さらに,個体への発生能を検討する目的で,ガラス化・加温した未受精卵を体外受精し,得られた受精卵を偽妊娠雌マウスに胚移植した.その結果,産仔率は,新鮮未受精卵を胚移植したときと同程度の高い産仔への発生率が認められた(約70%).これらのことから,卵丘細胞を付着させた状態で,さらにカルシウム無添加EG添加ガラス化液を用いることにより,マウス未受精卵をガラス化保存できることが明らかとなった.現在,さらなる改良を目的として不凍タンパク質をガラス化液に添加し,ガラス化保存したマウス未受精卵の加温後の生存率,体外受精後の受精率・胚盤胞への発生率を検討している.【目的】哺乳類生殖細胞(卵および初期胚)の超低温保存は,実験動物・家畜における効率的な遺伝資源の保存やヒト生殖補助医療技術として重要である.特に未受精卵での超低温保存は,今後ますます重要になってくると考えられる,本実験では,新規の凍害保護物質(Cryoprotective agents;CPA)であるカルボキシル基導入ポリリジン:COOH-PLL)およびethyleneglyco1(EG)で保存したマウス未受精卵・初期胚の胚発生能および産仔への発生能について検討した.【方法】過剰排卵を誘起した雌マウスから卵丘細胞卵子複合体(COCs)を採取した,採取した未受精卵を,15%CPAおよび20%FCSを含む平衡液に3分間平衡させた後,30%CPA,20%FCSおよび0.5 M sucroseを含むガラス化保存液に1分感作させ,クライオトップを用いて液体窒素中で保存した.CPAとしてCOOH-PLLおよびEGを用い,Contro1(EG30%),E20P10区(EG20%+PLL10%),E15P15区(EG15%+PLL15%)の3群で比較した.加温は,1.0 M sucroseおよび20%FCSを含むPB1中で行った.その後,TYH中で1時間回復培養を行い,体外受精に用いた.

体外受精終了後,卵は体外培養し,胚盤胞への発生を調べた.また一部の卵は,24時間後に2細胞期まで発生したものを胚移植し,産仔への発生率を調べた.【結果】E20P10およびE15P15区ともに胚盤胞までの発生率においてコントロール(E30区)と比較して有意な差はなく,高い割合を示した.また,E20P10区の胚80個を5匹の雌マウスに移植した結果,37匹の産仔が得られた,この時産仔への発生率は46.2%であり,Contro1区の34.8%(産仔数32/移植胚数92)と比較して高い割合を示した.一方,E15P15区の産仔率は,16.7%(産仔数12/移植胚数72)であり低い割合を示した,以上のことからCOOH-PLLおよびEGをCPAとしてガラス化保存したマウス未受精卵・初期胚は産仔への発生能を有することが明らかとなった,
NMR情報に基づく免疫グロブリンFcレセプターの分子認識とシグナル伝達機構の解明

可溶型マウスFc_γレセプターII(sFc_γRII)とマウスIgG2bのFcフラグメントの相互作用系に関して以下の知見を得た。1.安定同位体を利用したNMR解析によりIgG上のsFc_γRII結合部位はヒンジ領域下流とその空間的近傍であることが明らかとなった。これらの領域は負電荷を帯びており、sFc_γRIIの正電荷を帯びた部分と静電相互作用を行っていることが明らかとなった。2. Fcの糖鎖結合部位であるAsn297をAlaに置換した変異体はsFc_γRIIとの結合能を完全に喪失していた。各種グリコシダーゼを用いてこの糖鎖を非還元末端より逐次切除したFcを用いてsFc_γRIIとの結合能を解析した結果、エンドグリコシダーゼD処理によりGlcNAcとFucのみを残したFcでは結合活性が顕著に低下しているることが明らかとなった。NMR解析を行った結果、エンドグリコシダーゼD処理に伴って糖鎖とペプチド鎖との相互作用が減少し、糖鎖は高い運動性を獲得する一方、sFc_γRII結合部位を含むC_H2ドメインの広範囲に高次構造変化が誘起されることが明らかとなった。3. sFc_γRII分子上の糖鎖結合部位を同定するとともに、主要なN-結合型糖鎖構造を決定し、糖鎖のトリミング法を確立した。4.ゲルろ過および超遠心分析の結果、FcとsFc_γRIIは1分子対1分子の複合体を形成していることが明らかとなった。NMR解析の結果、ホモダイマー構造を有するFc上の2つの等価なsFc_γRII結合部位のうちの一方にsFc_γRIIが結合すると、他方にも高次構造変化が誘起されることが判明した。こうした高次構造変化の結果、1分子のFCに2分子のFc_γRIIが同時に結合することは不可能となり、単分子のIgGが抗原非存在下で自発的にFcγRIIを架橋して細胞応答を引き起こしてしまうことが抑制されていると結論した。可溶型マウスFcγレセプターII(sFcγRII)とマウスIgG2bのFcフラグメントの相互作用系に関して以下の知見を得た。1.ゲルろ過および超遠心分析の結果、FcとsFcγRIIは1分子対1分子の複合体を形成していることを明らかにした。2.表面プラズモン共鳴法を利用した解析を行った結果、FcとsFcγRIIとの相互作用にはFcのN-結合型糖鎖の存在が不可欠であることが明らかとなった。また、両者の親和性には静電相互作用が寄与していることを明らかにした。3.アミノ酸タイプ別に主鎖カルボニル炭素を^<13>C標識したFcフラグメントを用いて^<13>CNMR解析を行った結果、Fc上のsFcγRII結合部位はヒンジ領域の下流とその空間的近傍から構成されていることが明らかとなった。また、N-結合型糖鎖を除去することによってsFcγRII結合部位の高次構造に変化が引き起こされることが示された。更に、ホモダイマー構造を有するFc上の2つの等価なsFcγRII結合部位のうちの一方にsFcγRIIが結合すると、他方にも高次構造変化が誘起されることが判明した。

こうした高次構造変化の結果、1分子のFcに2分子のsFcγRIIが同時に結合することは不可能となり、単分子のIgGが抗原非存在下で自発的にsFcγRIIを架橋して細胞応答を引き起こしてしまうことが抑制されていると結論した。4.sFcγRII分子上の糖鎖結合部位を同定するとともに主要なN-結合型糖鎖構造を決定した。更に、グリコシダーゼ処理による糖鎖のトリミング条件を検討した。可溶型マウスFc_γレセプターII(sFc_γRII)とマウスIgG2bのFcフラグメントの相互作用系に関して以下の知見を得た。1. NMR解析によりIgG上のsFc_γRII結合部位はヒンジ領域下流とその空間的近傍であることが明らかとなった。これらの領域は負電荷を帯びており、sFc_γRIIの正電荷を帯びた部分と静電相互作用を行っていると予想される。ヒンジ領域下流に位置するGlu235をLeuに置換したマウスIgG2b変異体を用いて、表面プラズモン共鳴法によりsFc_γRIIとの結合定数を測定した。その結果、この変異体ではsFc_γRIIとの結合能が有意に低下していることが明らかとなった。2. sFc_γRII結合部位に位置するAsn297をAlaに置換した変異体はsFc_γRIIとの結合能を完全に喪失していた。これはAsn297に結合している糖鎖を取り除いたことによって、sFc_γRII結合部位の高次構造が変化したためであると考えられる。この点を更に詳細に調べるために、各種グリコシダーゼを用いてFcのN-結合型糖鎖を非還元末端より逐次除去する方法論を確立した。その結果、N-結合型糖鎖のトリマンノースコアを含む部分があればsFc_γRIIとの結合には十分であるが、エンドグリコシダーゼD処理を行って還元末端側のGlcNAcとFucを残したのみでは結合活性が顕著に低下することが明らかとなった。3. FcのN-結合型糖鎖に安定同位体標識を施してNMR解析を行った結果、エンドグリコシダーゼD処理に伴って糖鎖とペプチド鎖との相互作用が減少し、糖鎖は高い運動性を獲得することが明らかとなった。一方、Fcのペプチド鎖側に安定同位体標識を施してNMR解析を行った結果、エンドグリコシダーゼD処理に伴ってsFc_γRII結合部位を含むC_H2ドメインの広範囲に高次構造変化が誘起されることが明らかとなった。
形状記憶合金の新たな座屈後力学特性の解明とそれを用いたパッシブ除振系の高性能化

本研究では、これまでに(i)形状記憶合金の材料非線形性と構造非線形性および材料の寸法パラメータがはり座屈後の負勾配特性に与える影響の検討、および(ii)材料の組成・使用温度条件と負勾配特性の関係の検討を行った。以下にその概要を示す。まず、形状記憶合金の材料非線形性と構造非線形性の関係を検討するため、有限要素解析を用いた数値的な検討を行った。この際、材料非線形性は、Ti-Ni系形状記憶合金の応力-ひずみ曲線における非線形特性およびヒステリシス特性を4本の直線で近似したものを用い、また、構造非線形性は、構造の大変形による非線形性を考慮して解析を行った。その結果、変形したはり要素内部で形状記憶合金がオーステナイトからマルテンサイトに相変態すること、およびその変形形状が構造非線形性を伴う大変形であることが組み合わさることで、座屈後の静的復元力が負勾配特性を示すこと、また除荷時にはヒステリシス特性を示すことを確認した。さらに、Ti-Ni系形状記憶合金が示す超弾性特性ではなく、Fe系形状記憶合金などが示す擬弾性特性をもつ材料においても負勾配特性を示すことを確認した。このような特性を数値的に検討した例はこれまでになく、本特性を工業的に利用するための基盤となる解析を行えたものと考える。次に、材料の組成・使用温度条件と負勾配特性の関係を実験的に検証した。ここでは主にTi-Ni系形状記憶合金を用いて実験を行った。その結果、使用温度条件によって異なる座屈荷重および負勾配特性を示すことを確認した。特に、マルテンサイト変態を発生する体積割合の多くなる低温度環境下では、大きな負勾配を示すことを確認した。また、Ti-Ni系以外の材料として、Ti-Al系形状記憶合金においても、負勾配特性を示すことを確認した。当初の計画通り、座屈後形状記憶合金の負勾配特性に与える材料非線形性と構造非線形性の影響を数値解析により検証することが出来た。形状記憶合金の寸法パラメータと負勾配特性との間の関係性は、有限要素解析の結果から、定性的な推定を行うことが可能となった。また、材料非線形性と負勾配特性との関係から、必要な負勾配特性に応じた材料特性、すなわち熱処理方法を検討することが可能となった。また、材料の組成・使用温度条件と負勾配特性の関係を実験的に検証した。今後も計画に沿って研究を遂行する。まず、材料の熱処理条件と負勾配特性の関係については、上記の数値解析の結果から概ね推定することが可能となったが、本年度は実験的に検証し、推定結果の検証を行う。また、同時に材料の寸法パラメータと復元力特性、および材料の動的力学特性を数値解析により検証する。これに加えて、座屈後形状記憶合金の復元力の変形速度依存性について、実験的に検証する。これは、形状記憶合金の変形に伴う相変態速度と復元力の関係を検証するもので、現在のところ、数値解析で再現することが非常に困難な現象と考えられる。この現象を実験的に明らかにすることで、以降の研究で除振装置に適用した際の力学特性を把握する上での基礎データを構築する。次に、上記の結果を踏まえた上で、座屈後形状記憶合金をパッシブ除振系へ適用し、除振性能検証のための予備実験を行う。まずは、実験モード解析により、除振系の力学特性の基礎データの取得を目指す。