hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自然免疫系における相反的な核酸応答制御機構の研究

自然免疫系の核酸認識受容体であるToll-likereceptor7(TLR7)とTLR9は、Unc93homologB1(Unc93B1)と呼ばれる分子によって相反的な応答バランスを保っている。本研究ではUnc93B1の変異マウスを作製し、TLR7とTLR9の応答バランスが破綻した状態が生体に与える影響について検討した。その結果、このマウスはTLR7の応答性が充進することで肝炎、脾腫、」血小板減少、糸球体腎炎などの様々な表現型を呈し、死に至ることが示された。したがって、相反的なTLR7/TLR9バランスの維持は生体の恒常性を保つ上で必須の機能であることが明らかとなった。今年度は主に、Unc93 homolog B1 (Unc93B1)にD34A変異(34番目のアスパラギン酸をアラニンに置換した変異)を持つノックインマウスの解析を行った(以下、D34Aマウス)。D34Aマウスは予想をはるかに超える多彩な表現型を持っており、これらの解析に労力の大半を使うことになったため、遺憾ながら新規関連分子の同定などには至っていない。しかし、結果として多大な知見が得られたため、今後の研究を膨らませることにつながると考えている。D34AマウスはTLR7高応答性かつTLR9低応答性の性質を持っており、肝炎、脾腫、血小板減少、糸球体腎炎、自己抗体産生、血球貪食症候群、骨髄増殖性疾患など多彩な表現型を持つ。これら表現型のうち、急性肝炎が主な原因でD34Aマウスは10週齢前後から死亡が確認され、半年以内に約半数、1年以内に約7割が死亡する。TLR7をノックアウトしたD34Aマウスは表現型が見られないことから、TLR7の異常な応答亢進が主因であると考えられる。D34Aマウスの表現型にはT細胞やB細胞が大きく関わっている。T細胞の大部分はメモリー細胞になり、Th1やTh17への分化も著しい。また、血清抗体価の上昇や自己抗体の産生からはB細胞の活性化が考えられる。さらに成熟B細胞欠損マウスなどを用いた実験から、B細胞がT細胞を活性化させ、その結果として脾腫や血小板減少が抑制されることを明らかにした。以上の結果は129バックグラウンドのマウスを用いて行ったものであるが、現在、C57BL/6をはじめとする複数の遺伝子背景に戻し交配が完了しており(N10以上)、すでにB6マウスとBalb/cマウスとの間で表現型に差があることを見いだしている。これはすなわち、D34A変異によって起こるTLR7/TLR9バランスの破綻は過剰な自然炎症として表現型の基盤を形成し、そこに何らかの調整遺伝子が働いて各種の表現型を発生させることを示唆している。この成果から、表現型を規定する遺伝子の同定を、連鎖解析によって試みている。本年度は前年度に引き続き、Unc93 homolog B1 (Unc93B1)の34番目に位置するアスパラギン酸をアラニンに置換した変異マウス(D34Aマウス)を用いて相反的なTLR7/TLR9バランスの破綻が生体に及ぼす影響の解析を行った。129バックグラウンドのマウスに関する解析は完了し、Unc93B1の機能破綻によるTLR7の過剰応答が肝炎・脾腫・血小板減少などの各種表現型を誘導すること、自然免疫系のみならずB細胞やT細胞などの獲得免疫系もTLR7/TLR9バランスの破綻によって異常に活性化されることなどが明らかとなり、TLR7/TLR9バランスは生体の恒常性維持に必須の機能であることが示された。その後C57BL/6系統やBALB/c系統のD34Aマウスについて解析を行い、B6系統では半数程度が1年以内に死亡することを確認した。また、BALB系統ではB6系統と比較して表現型の誘導が弱く、B6マウスが4ヶ月齢程度で血小板減少を起こすのに対してBALB系統では見られない。興味深いことに、両系統のD34A変異マウスにおいてTLR7/TLR9バランスの破綻は見られており、どちらもTLR7の応答性が亢進してTLR9の応答性が減弱している。このことは、TLR7/TLR9バランスの破綻が直接的に各種表現型を誘導するのではなく、遺伝子背景に依存的な調節因子があることを示唆している。なお、BALB系統はTh2優位な系統であるため、Th1サイトカインが系統差に寄与している可能性を予測してIFN-γを欠損したD34Aマウスを作製した。

しかし、血小板減少においてはIFN-γが発現しているD34Aマウスと有意な差が見られなかった。今後は他の表現型に対する各種サイトカインの寄与を調べると同時に、マイクロアレイなどを使用した調節因子の探索を行う。
腫瘍幹細胞の観点に立脚したプラズマ技術を用いた新たな腫瘍制御

腫瘍(がん)を構成する細胞の中には「腫瘍(がん)幹細胞」と呼ばれる,化学療法や放射線療法などに抵抗性を示し再発や転移の原因になると考えられている細胞群が存在し,この腫瘍幹細胞を制御することががん治療の重要な鍵となっている.多彩な作用点を有するプラズマ照射による治療が,腫瘍幹細胞に対して有効であれば,治療に伴う正常組織の破壊を抑えた低侵襲性のがん治療法として有用になる可能性がある.本年度は,腫瘍幹細胞マーカーとしてアルデヒド脱水素酵素(ALDH)高発現細胞をターゲットに,子宮類内膜腺癌細胞株および胃癌腹膜播種細胞株について,低温大気圧プラズマ照射による効果を検討した.プラズマ照射によってそれぞれの細胞株はアポトーシスに陥ることが確認され, ALDH高活性細胞が減少する傾向が認められた.また,ALDH高発現細胞および低発現細胞を単離し,両者に各々プラズマ照射を行ったところ,両者ともにcell viabilityの低下が認められ,腫瘍幹細胞,非腫瘍幹細胞ともに抗腫瘍効果が認められた.さらに,皮下担癌マウスにおけるプラズマ直接照射によって,病理組織学的に腫瘍変性所見が確認され,増殖能を示すKi-67 labeling indexが低下しており,ALDHの発現も低下していた.同部位ではcleaved caspase-3の増加もみられ,腫瘍のアポトーシスも確認された.以上の結果から,プラズマ照射が腫瘍幹細胞を制御できる可能性が示唆された.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。腫瘍(がん)を構成する細胞の中には「腫瘍幹細胞」と呼ばれる,化学療法や放射線療法などに抵抗性を示し再発や転移の原因になると考えられている細胞群が存在し,この腫瘍幹細胞を制御することががん治療の重要な鍵となっている.多彩な作用点を有するプラズマ照射による治療が,腫瘍幹細胞に対して有効であれば,治療に伴う正常組織の破壊を抑えた低侵襲性のがん治療法として有用になる可能性がある.本年度は,アルデヒド脱水素酵素(ALDH)高発現細胞が多い症例ほど予後不良であることを見出し,ALDH陽性細胞が腫瘍幹細胞としての性格をもつことを報告した子宮類内膜腺癌細胞株および胃癌腹膜播種細胞株について,非平衡大気圧プラズマ照射による効果を検討した.プラズマ照射によってそれぞれの細胞株はアポトーシスに陥ることが確認され,腫瘍幹細胞のマーカーとして知られているALDH高活性細胞が減少する傾向が認められた.腫瘍(がん)を構成する細胞の中には「腫瘍(がん)幹細胞」と呼ばれる,化学療法や放射線療法などに抵抗性を示し再発や転移の原因になると考えられている細胞群が存在し,この腫瘍幹細胞を制御することががん治療の重要な鍵となっている.多彩な作用点を有するプラズマ照射による治療が,腫瘍幹細胞に対して有効であれば,治療に伴う正常組織の破壊を抑えた低侵襲性のがん治療法として有用になる可能性がある.本年度は,腫瘍幹細胞マーカーとしてアルデヒド脱水素酵素(ALDH)高発現細胞をターゲットに,子宮類内膜腺癌細胞株および胃癌腹膜播種細胞株について,低温大気圧プラズマ照射による効果を検討した.プラズマ照射によってそれぞれの細胞株はアポトーシスに陥ることが確認され, ALDH高活性細胞が減少する傾向が認められた.また,ALDH高発現細胞および低発現細胞を単離し,両者に各々プラズマ照射を行ったところ,両者ともにcell viabilityの低下が認められ,腫瘍幹細胞,非腫瘍幹細胞ともに抗腫瘍効果が認められた.さらに,皮下担癌マウスにおけるプラズマ直接照射によって,病理組織学的に腫瘍変性所見が確認され,増殖能を示すKi-67 labeling indexが低下しており,ALDHの発現も低下していた.同部位ではcleaved caspase-3の増加もみられ,腫瘍のアポトーシスも確認された.以上の結果から,プラズマ照射が腫瘍幹細胞を制御できる可能性が示唆された.26年度が最終年度であるため、記入しない。子宮類内膜腺癌細胞株および胃癌腹膜播種細胞株について,プラズマ照射を行った結果,それぞれの細胞株はアポトーシスに陥ることが確認され,腫瘍幹細胞のマーカーとして知られているALDH高活性細胞が減少する傾向が認められた.プラズマ照射によって腫瘍幹細胞が制御できる可能性が示唆されており,概ね順調に進展している.今年度は子宮類内膜腺癌細胞株および胃癌腹膜播種細胞株について,プラズマ照射により腫瘍細胞株がアポトーシスに陥ることが示され,腫瘍幹細胞マーカーとして知られているALDH高活性細胞が減少する傾向を確認した.次年度では,ALDH高活性細胞と低活性細胞でそれぞれ画分した細胞についてのプラズマ照射による効果の検討を行い,さらに担癌マウスにおけるプラズマ照射効果の検討を行っていく.あわせて治療効果の背景をなす分子メカニズムの解析も行う.
ヘリカル構造制御に基づくペプチド性ファーマコロジカルシャペロンの創製

神経変性疾患は世界的な高齢化の進行に伴い、大きな問題となっている。本疾患群が呈する症状は多岐にわたるが、その発症・進行機序には共通点が見られる。すなわち、変異などによってβ-シート構造リッチに変化した疾患原因タンパク質が脳内で凝集・蓄積することにより認知機能障害や運動機能障害を引き起こすと考えられている。そのため凝集性タンパク質の除去は有効な治療法になると期待されているが、現段階で根治的治療法は存在しない。本研究では「プロテインノックダウン法」、「疎水性タグ法」及び「オートファジーを利用する方法」の3つの手法から、神経変性疾患の原因となる凝集性タンパク質に対する分解誘導分子を創出することを目的とした。凝集性タンパク質をその種類によらず包括的に標的とすべく、凝集性タンパク質リガンドとしてクロス-β-シート構造に高い親和性を有する低分子を利用した。この凝集性タンパク質リガンドに対しE3ユビキチンリガーゼリガンドや疎水性タグを導入した化合物群を合成し、それらの分解誘導活性を評価した結果、こうした分子が複数種類の凝集性タンパク質量を減少させることが明らかとなった。また、代表的なタンパク質タグであるHaloTagを利用することにより、オートファジーを用いた標的タンパク質分解誘導法の創出を試みた。HaloTagリガンドとシャペロン介在型オートファジーの目印となるペプチドとのハイブリッド分子を複数合成し、その中からHaloTagタンパク質に対して分解誘導活性を示す分子を見出した。神経変性疾患患者脳内ではオリゴマーから不溶性凝集体に至るまで多様なサイズの凝集性タンパク質が存在していることから、オートファジーの利用も有効であると考えられる。ユビキチン・プロテアソーム系とオートファジーをうまく使い分けることにより、今後、多様な神経変性疾患に共通の治療薬候補分子が提案できると期待される。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。高齢化の進行に伴い、アルツハイマー病などの神経変性疾患が大きな問題となっている。神経変性疾患とは中枢神経系で発症し、認知障害や不随意運動を引き起こす一連の疾病の総称であり、正常な折りたたみ構造を取れなくなったタンパク質が凝集・蓄積することで発症すると考えられている。しかしながらその発症・進行メカニズムの詳細は未解明な部分も多く、現段階で根治療法は存在しない。本申請の目的は、神経変性疾患に対する新しい治療戦略の提案である。その手法として、ファーマコロジカルシャペロンを利用する予定であった。しかし進学した研究室では、本研究目的に合致した別手法に対する研究実績を蓄積しつつあった。そこで、本目的達成の確度を高めるべく、プロテインノックダウン法を基盤とし、疾患関連凝集タンパク質分解誘導剤の開発を行った。プロテインノックダウン法とは、標的タンパク質リガンドとユビキチンリガーゼ活性を有するIAPリガンドを連結させた低分子を用い人工的に標的タンパク質のポリユビキチン化を行うことで、ターゲット選択的な分解を誘導する手法である。凝集タンパク質の除去によりin vivoレベルでの神経変性疾患治療効果が報告されているため、本手法を利用した凝集タンパク質選択的分解誘導剤もまた、神経変性疾患治療薬としての応用が期待出来る。研究目的の達成にあたり、β-シート構造に高い親和性を示す神経変性疾患診断薬を凝集タンパク質リガンドとして利用し、メチルベスタチンと連結させた2種類の化合物を設計・合成した。これらを神経変性疾患の一種であるポリグルタミン病(ハンチントン病、脊髄小脳変性症)患者由来の細胞へと作用させたところ、これらの化合物は濃度依存的かつ時間依存的に種々の細胞内ポリグルタミンタンパク質を分解することが明らかとなった。本結果より、神経変性疾患治療薬開発における有用なデザイン指針を提案することに成功した。申請当初とストラテジーが異なるものの、神経変性疾患治療薬として有望な活性を示すことが期待される化合物を当初の目的通り見出すことができた。活性の強さには改善の余地があるものの、今後のモディフィケーションにより向上が望めると考えられるため、期待通り研究が進展していると考える。近年、その患者数の増大に伴い、アルツハイマー病やパーキンソン病をはじめとする神経変性疾患が大きな問題となっている。神経変性疾患とは特有の領域内の神経細胞が進行的に脱落・変性する疾患の総称であり、認知機能障害や運動機能障害を主症状とする。これらの疾患は正常な折りたたみ構造を取れなくなったタンパク質の凝集・蓄積が原因と考えられている。そのため凝集性タンパク質の除去は有効な治療法となりうると考えられているが、現段階で根治療法は存在しない。申請当初、本研究では疾患関連タンパク質のミスフォールディングや凝集を抑制するペプチドによる神経変性疾患治療薬の創出を目的としていた。しかしながら進学先の研究室では本研究目的に合致した別手法による研究実績を蓄積しつつあった。そこで、本研究目的達成の確度を高めるべく、プロテインノックダウン法を基盤とした神経変性疾患治療薬開発に着手することとなった。プロテインノックダウン法は標的タンパク質リガンドとE3ユビキチンリガーゼリガンドを連結させた低分子による人工的な標的タンパク質のポリユビキチン化を介し、標的タンパク質特異的に分解を誘導する手法である。初年度は本戦略に基づいた分子設計により、幅広い疾患関連凝集性タンパク質の分解に有効な化合物を見出した。そこで本年度はこれらの化合物の治療薬としての応用を指向し、より活性・物性の面でドラッグライクな分解誘導剤を見出すべく、各種リガンドの構造活性相関を取得した。

また、液脳関門透過性の向上を指向し、化合物の分子量低減を可能とする疎水性タグの凝集性タンパク質に対する適用可能性を検討した。その結果、少なくとも一部の凝集性タンパク質に対し、疎水性タグが有効であることが明らかとなった。本年度の研究で得られた知見をベースとすることで、凝集性タンパク質の分解誘導に最適な化合物デザインを行うことが可能であると考える。研究目的である神経変性疾患治療薬リード化合物の創出に向けて、分子デザインに関わる多くの知見を得ることに成功した。ここで得られた知見を基盤とすることで、実際にモデル細胞や動物において有効性を示す化合物の構造情報取得が可能となると期待されるため、研究はおおむね順調に進展していると考える。神経変性疾患は世界的な高齢化の進行に伴い、大きな問題となっている。本疾患群が呈する症状は多岐にわたるが、その発症・進行機序には共通点が見られる。すなわち、変異などによってβ-シート構造リッチに変化した疾患原因タンパク質が脳内で凝集・蓄積することにより認知機能障害や運動機能障害を引き起こすと考えられている。そのため凝集性タンパク質の除去は有効な治療法になると期待されているが、現段階で根治的治療法は存在しない。本研究では「プロテインノックダウン法」、「疎水性タグ法」及び「オートファジーを利用する方法」の3つの手法から、神経変性疾患の原因となる凝集性タンパク質に対する分解誘導分子を創出することを目的とした。凝集性タンパク質をその種類によらず包括的に標的とすべく、凝集性タンパク質リガンドとしてクロス-β-シート構造に高い親和性を有する低分子を利用した。この凝集性タンパク質リガンドに対しE3ユビキチンリガーゼリガンドや疎水性タグを導入した化合物群を合成し、それらの分解誘導活性を評価した結果、こうした分子が複数種類の凝集性タンパク質量を減少させることが明らかとなった。また、代表的なタンパク質タグであるHaloTagを利用することにより、オートファジーを用いた標的タンパク質分解誘導法の創出を試みた。HaloTagリガンドとシャペロン介在型オートファジーの目印となるペプチドとのハイブリッド分子を複数合成し、その中からHaloTagタンパク質に対して分解誘導活性を示す分子を見出した。神経変性疾患患者脳内ではオリゴマーから不溶性凝集体に至るまで多様なサイズの凝集性タンパク質が存在していることから、オートファジーの利用も有効であると考えられる。ユビキチン・プロテアソーム系とオートファジーをうまく使い分けることにより、今後、多様な神経変性疾患に共通の治療薬候補分子が提案できると期待される。初年度において有効な凝集タンパク質分解誘導剤を見出すことができたため、申請当初と計画は異なるが、次年度も引き続きプロテインノックダウン法を基盤とし、神経変性疾患治療薬としての応用が期待出来る化合物の開発を行う予定である。in vivoレベルで有効性を示すことを考慮すると、現在得られている化合物の活性には改善の余地がある。そのため今後は(1)効率的な凝集タンパク質の分解誘導を達成する新たな戦略の模索と、
エアホッケーロボットによる環境適応知能システムの研究

本年度は下記の研究を行った。A)対戦相手の行動計測と動作戦略のモデル化エアホッケーの対戦相手のモーションを実時間計測することを目的として次の研究を行った。(1)対戦プレイヤーの上半身の姿勢計測を高速化するために,デプスセンサによる距離画像と高速ビジョンによる500Hz高速画像を拡張カルマンフィルタにより統合する手法を提案し,500 Hzでの姿勢計測推定を可能にした。(2)対戦プレイヤーの姿勢計測結果を利用して,対戦プレイヤーの打ちにくい場所にパックを打ち返す打撃戦略を提案した。具体的には,対戦プレイヤーの腕の姿勢を可操作性指標に基づいて評価し,腕の動かしづらい領域を推定し,その位置に打ち返すようにした。B)エアホッケーロボットにおける対戦プレイヤーの認知能力を考慮した動作戦略の開発従来は腕や球の速度といった物理的な条件のみを考慮してロボットの動作戦略を生成していたが,新たに対戦プレイヤーの認知能力を考慮した動作戦略アルゴリズムを提案した。ロボットの攻撃に対する対戦プレイヤーの予測能力について考慮し,ゲーム中の「慣れ」が予測に与える影響をモデル化し,それに基づく動作戦略を実装した。具体的には,(1)対戦プレイヤーの動作モードの変更時点を推定するために,ChangeFinderによる異常検知手法を開発した。(2)(1)の変更点検出とリカレントニューラルネットワーク(RNN)により,ロボットの返球パターンに対する対戦プレイヤーの反応速度を学習した。(3)学習済みRNNモデルを用いて意思決定を行う動作戦略を実装した。結果として,プレイヤーの予測を裏切る返球を意図的に行うことが可能となった。当初計画では,A)対戦相手の行動計測と動作戦略のモデル化,B)エアホッケーロボットにおける対戦プレイヤーの予測能力を考慮した動作戦略の開発,の2つのテーマに絞って研究を行う計画であり,上記で記述した研究実績にあるようにほぼ目標を達しており,十分な研究結果が得られている。29年度はほぼ目標通りの研究成果が得られたので,30年度はこれを発展させて研究を進める。具体的には次の研究を行う予定である。A)対戦相手の行動計測と動作戦略のモデル化:前年度に,デプスセンサと高速ビジョンを統合することで高速姿勢計測を可能とした。今年度は,このシステムを基にエアホッケーで対戦する相手のモーションを計測し,対戦中の行動データのデータベース化を行う。B)ロボットの動作戦略アルゴリズム:前年度に,対戦相手に応じたロボットの動作戦略アルゴリズムとして,操作者の順応能力や心理的影響を考慮し,リカレントニューラルネットワークを用いて学習する手法を提案した。今年度は,提案手法を改良し,長期的戦略(相手の隙を作る,あえて自分に隙をつくり誘い込む,など)を考慮した動作戦略の姿勢手法を開発する。C)エンターテイメント性の向上のための動作戦略:ロボット側で人工的な「隙」を作ることでゲームの攻略性を増すことを目指す。「隙」を評価関数として数値化することで,反応速度や反射の精度などについて「隙」を作る手法を提案する。また,現反応速度と動作軌道を変えることにより「人間的」または「生物的」な印象を与えるための動作生成理論について考察する。D)モバイルエアホッケーロボットの開発:アミューズメントセンター等にあるホッケー台に後付で設置可能なホッケーシステムの開発を目指す。特に,照明や背景の変化,台の大きさの違いなどの環境変化に適応的に対応可能なシステム構成手法について開発する。

今年度は,このシステムを基にエアホッケーで対戦する相手のモーションを計測し,対戦中の行動データのデータベース化を行う。B)ロボットの動作戦略アルゴリズム:前年度に,対戦相手に応じたロボットの動作戦略アルゴリズムとして,操作者の順応能力や心理的影響を考慮し,リカレントニューラルネットワークを用いて学習する手法を提案した。今年度は,提案手法を改良し,長期的戦略(相手の隙を作る,あえて自分に隙をつくり誘い込む,など)を考慮した動作戦略の姿勢手法を開発する。C)エンターテイメント性の向上のための動作戦略:ロボット側で人工的な「隙」を作ることでゲームの攻略性を増すことを目指す。「隙」を評価関数として数値化することで,反応速度や反射の精度などについて「隙」を作る手法を提案する。また,現反応速度と動作軌道を変えることにより「人間的」または「生物的」な印象を与えるための動作生成理論について考察する。D)モバイルエアホッケーロボットの開発:アミューズメントセンター等にあるホッケー台に後付で設置可能なホッケーシステムの開発を目指す。特に,照明や背景の変化,台の大きさの違いなどの環境変化に適応的に対応可能なシステム構成手法について開発する。
副腎および性腺分泌機能の生体内還元剤による調節とその失調

副腎皮質と性腺におけるステロイドホルモンの産生と分泌には、これらの組織に多量に含まれる生体内還元剤であるアスコルビン酸(AsA)が重要な役割を演ずると考えられてきた。最近開発されたAsA合成不能ラット(ODSラット)を用いてAsA欠乏が副腎皮質と精巣・卵巣の機能にどのような影響を及ぼすかを検討した。1.副腎皮質:生後4週から3週間AsA欠乏食で飼育されたODSラットの副腎重量は対照ラットよりも大きく、血漿および副腎組織内コルチコステロン(C)値は対照ラットと同程度で、かつ日内変動はよく保たれた。ACTH1回注射1時間後のAsA欠乏ラットのC濃度は対照ラットと同じで、刺激によく反応した。3週間のAsA欠乏期間中ACTHで連日刺激するとC産生・分泌は対照ラットと同程度に亢進し、副腎重量はさらに増加した。このことはAsA欠乏がストレスとなり、ACTH分泌を高めて副腎を刺激すること、副腎皮質ホルモンの産生・分泌はAsAを必要としないことを示している。2.精巣:AsA欠乏ラットのテストステロン(T)基礎分泌は低く、日内変動は欠如した。HCG1回注射1時間後に対照ラットのT値は急激に増加したが、欠乏ラットではほとんど上昇しなかった。しかし3時間以降は対照動物と同様なT値の変化を示した。AsA欠乏ラットの血中LH濃度は対照動物の40%だった。AsA欠乏によってT産生能が低下するのは精巣への直接作用ではなく、下垂体の性腺刺激ホルモン産生細胞の機能低下が原因と考えられる。低LH血症によって精巣のLHに対する感受性が低下していると示唆される。3.卵巣・下垂体摘除ラットの卵巣ではAsA欠乏によってもプロゲステロン代謝とFSH誘発T産生は障害されなかった。しかしTを女性ホルモンに転換するアロマタ-ゼ活性はAsA欠乏によって亢進した。AsAは女性ホルモンの産生には必須ではなく、むしろ産生を抑制していると理解される。
クロマトグラフィー手法によるナノメーター径物質の分画分離

水溶液中の数10nm数μmの微粒子の分離分析法の一つであるハイドロダイナミック・クロマトグラフィー法を、超臨界流体を溶離液とした系に適用することを目的とした。標準的な匡臨界流体クロマトグラフィー装置を用い、超臨界流体として20MPa、40°Cの二酸化化炭素を、分離部細管に公称径130μ7のPEEK管を使用した。酸化シリカ粒子、およびポリスチレンラテックス粒子を試料とした。試料は0.5μl注入し、1μl容量の耐圧セルを持つ紫外分光光度計で検出した。アルコール、ヘキサン、アセトン、ベンゼンをトレーサー物質として、分離部細管における平均滞留時間(流出時間)を求めた。石鹸液膜流量計による流量測定、超臨界二酸化炭素の物性値をもとにして、分離部細管径を185μmと決定した。試料調製に用いる溶液に水を用いると、吸光度が不安定となることが判明した。そこでメタノールを分散媒とし、超音波洗浄器を用いて強制分散させた溶液を試料とした。超臨界流体溶寛液下での微粒子の流出特性曲線の特徴は、粒子の流出を示す吸光度のピーク後に、吸光度が元のベースラインまで低下しないことである。これは、粒子の一部がセル表面に吸着したためと推定される。特にメタノールに分散させたポリスチレンラテックス粒子では、この現象のため粒子およびメタノールの流出時間の特定が困魔な場合があった。粒子は分散媒物質より遅れて流出する。粒子の分散媒物質の流出時間の比で定義される保持比は、流速に依存した。排除効果を主要な分離原理とする考え方では説明できず、溶離液の二次流れの影響を受けていると推定される。また超臨界二酸化炭素流体中での粒子の凝集も考えられ、今後の検討が必要である。
胎生期マウス脳発生の子宮内ライブ観察と分子機構解析

本研究は、ヒトの先天性脳疾患の病態解明および将来的な臨床診断ないし胎児治療の基盤となる知見を得ることを目指していが、哺乳類動物胎仔に対する「細胞」を単位とする画像取得をリアルタイムで行なうことはほとんど(後述の希少例を除いて)行なわれていない。この、哺乳類における「観察力」の現状は、「非哺乳類」において分解能・解像度が「単一細胞」の形態、挙動にまで充分に達している状況と比べると、大きく遅れている。本研究は、胎児医学・先天異常学の進歩のために、「取り出し」によらない新規なライブ観察・解析の方法を確立することが重要であるとの着想にもとづいて企画し、主に、マウス大脳発生過程において申請者らが新たに見いだし、本研究の主対象と位置づける新規「早生まれニューロンの接線方向ニューロン移動」の実体を明らかにする。本年度はライブ観察によって取得した動画をもとにして、接線方向ニューロン「動き」のしくみについて、外的因子(誘引因子、接着因子)および内的因子(細胞内制御分子)についての貢献を明らかし、さらに複数の重要分子候補が見えてきているのでそれらを調べ解析した。また、これら「早生まれニューロンの接線方向ニューロン移動」の『存在意義』に関して問うため、「接線方向(横広がり)移動」を消失させる(当該ニューロンのみにおいて毒素遺伝子を発現させる)実験を行ない、「遅生まれニューロン」との間で本来行なわれるべき「共同作業」にどのような影響がでるかを明らかにするため、胎生中期及び後期おける解析を行った。また、生後に大脳の大脳皮質の「領野」形成全般に対してどのような影響があるか明らかにした。得られた成果を学会で報告し、また、現在論文投稿を行っている。本研究の主対象である新規「早生まれニューロンの接線方向ニューロン移動」の実体及び分子機構など前年度までに得られた知見に加え、これらの存在意義を、「早生まれニューロン」の欠損実験を施した当該仔の解析を胎生期に加え、生後にヒゲ感覚統御域に対応することが知られているバレル構造の可視化を行う事ができたことで、「体性感覚野」のありようを解析することできた。これにより、当初目的としてた本研究課題の重要な部分が達成出来た。本研究課題成果をまとめた現在投稿中の論文に対する追加実験を行う。同時に、当該ニューローンの欠損実験による生後大脳皮質の「領野」形成形態的変化が認められため、生後マウスの歩行など行動学的検査を行う。また、ニワトリ、フェレットなどげっ歯類以外の動物種、及び大脳原基以外にも、肢芽、末梢神経など、比較的観察がしやすいと予想される箇所の細胞動態の観察も行ない、大脳ニューロンの報告とは別の論文としての出版をめざす。これまで、哺乳類胎仔の器官に対して動的な現象(細胞運動など)の観察を果たすには、当該器官を個体から取り出し三次元培養に供するという方法をとる必要があった。こうして培養下に得られた哺乳類細胞の形態や動態についての情報を「ほぼ生体内の状況を再現するであろう」と解釈・推察してきた、というのがこれまでの取り組み方であった。本提案者も、これまでにマウスの大脳および網膜の発生過程に対して、スライス培養やその他の解析法を組み合わせて理解を深めてきた。しかし、「取り出し」たうえでの解析をいくら積み上げても、先天性疾患の病態を「母体-胎児」関係に注目して問うことはできない。そこで、本研究は、胎児医学・先天異常学の進歩のために、「取り出し」によらない新規なライブ観察・解析の方法を確立することが重要であるとの着想にもとづいて企画し、主に、マウス大脳発生過程において申請者らが新たに見いだしたニューロン動態(接線方向移動)に注目する。従来は培養系でしか解析し得なかった動的現象を、新しい「母胎連関を維持したままでの胎仔脳内細胞観察」システムにより、生体内で三次元的に把握したうえで、循環・呼吸など母体要因の胎内ニューロン動態に対する影響をリアルタイムに捉えるとともに、ニューロン移動の分子機構を解明する。胎児医学・先天異常学に新しい方法論と視点を提供できると期待される。二光子顕微鏡は、深部観察能力に優れており、神経科学(成体脳のニューロン)、免疫学、その他の諸領域の細胞挙動のライブ把握に威力を発揮している。本研究では、二光子顕微鏡を用いた「子宮内胎仔の脳原基のなかを接線方向に動くニューロンのライブ観察」の確立を主な目標とし、マウスに対して報告がある胎生中後期よりはやい胎生早期(E11E13)に対して達成を目指している。これまでの胎生中期での子宮内観察に成功している条件にもとづきE11E12に適する方法を見いだしている。これまでに、複数回の「手術、胎仔保持」という操作を経て、母体および胎仔の生存を得ることができているので、「同じ箇所、同じ細胞の追跡的観察が達成できる」ということに力を注いでいる。具体的には、麻酔下に開腹した母体からひっぱり出した子宮を手製の支持器に装着し、胎仔頭部が対物レンズの直下に来るように調整している。

ニューロンの蛍光標識は、GFP等の蛍光タンパクを発現するためのプラスミドベクターを胎仔脳に発現させるよう遺伝子導入(子宮内電気穿孔法による)をしておく。しかし、まだ再現性に関して不安定な事があるため、高確立な再現性を目指している。さらに、本研究の主対象と位置づける新規「接線方向ニューロン移動」の実体、分子機構を明らかにすることに関してライブ観察によって取得した動画をもとにして、動きの方向性、速度、集団的連動性などについて定量的に把握している。次いで、「動き」のしくみについて、ニューロンにとっての外的因子(誘引因子、接着因子)および内的因子(small GTPaseなどの細胞内制御分子)について、子宮内電気穿孔法によってドミナントネガティブ型の遺伝子強制発現やノックダウンを行い、貢献を明らかしており、さらに複数の重要分子候補が見えてきているのでそれらを調べている。本研究は、ヒトの先天性脳疾患の病態解明および将来的な臨床診断ないし胎児治療の基盤となる知見を得ることを目指していが、哺乳類動物胎仔に対する「細胞」を単位とする画像取得をリアルタイムで行なうことはほとんど(後述の希少例を除いて)行なわれていない。この、哺乳類における「観察力」の現状は、「非哺乳類」において分解能・解像度が「単一細胞」の形態、挙動にまで充分に達している状況と比べると、大きく遅れている。本研究は、胎児医学・先天異常学の進歩のために、「取り出し」によらない新規なライブ観察・解析の方法を確立することが重要であるとの着想にもとづいて企画し、主に、マウス大脳発生過程において申請者らが新たに見いだし、本研究の主対象と位置づける新規「早生まれニューロンの接線方向ニューロン移動」の実体を明らかにする。本年度はライブ観察によって取得した動画をもとにして、接線方向ニューロン「動き」のしくみについて、外的因子(誘引因子、接着因子)および内的因子(細胞内制御分子)についての貢献を明らかし、さらに複数の重要分子候補が見えてきているのでそれらを調べ解析した。また、これら「早生まれニューロンの接線方向ニューロン移動」の『存在意義』に関して問うため、「接線方向(横広がり)移動」を消失させる(当該ニューロンのみにおいて毒素遺伝子を発現させる)実験を行ない、「遅生まれニューロン」との間で本来行なわれるべき「共同作業」にどのような影響がでるかを明らかにするため、胎生中期及び後期おける解析を行った。また、生後に大脳の大脳皮質の「領野」形成全般に対してどのような影響があるか明らかにした。得られた成果を学会で報告し、また、現在論文投稿を行っている。本研究の主対象である新規「早生まれニューロンの接線方向ニューロン移動」の実体及び分子機構など前年度までに得られた知見に加え、これらの存在意義を、「早生まれニューロン」の欠損実験を施した当該仔の解析を胎生期に加え、生後にヒゲ感覚統御域に対応することが知られているバレル構造の可視化を行う事ができたことで、「体性感覚野」のありようを解析することできた。これにより、当初目的としてた本研究課題の重要な部分が達成出来た。
カントの批判哲学を手引きとする技術理性批判の哲学の構築

技術理性の批判という課題に引き続きとりくむにあたって、今年度は、主としてカントの『判断力批判』の第一部「美感的判断力の批判」のうちに、技術理性批判の含意を探ることに努めた。当初は、天才の芸術のうちに自然と技術との合致を求めるカントの天才論に注目して、現代の技術概念の根本的な見直しを図る予定であったが、当該テキスト全体の綿密な読解の過程で、自然美を捉える「純粋趣味判断」の概念のうちに、天才論に先立ってすでに、近代の技術的存在規定に対する批判的意義が含まれていることが判明した。すなわち、自然科学を初めとする近代の知は、自然の事物を「原因・結果」と「目的・手段」の技術的概念規定の枠組みの中に取り込むことによって、物を人間知性の支配下に収めようとしているのに対し、自然美の観想とは、そのような技術的規定性から自由になった人間主体と自然事物との出会いの事柄にほかならないのである。報告者は、カントの純粋趣味批判の分析論をこのように解釈し、その研究成果を所属研究会で発表したうえで、「自然美の批判的意義--カントの純粋趣味判断を手引きにして--」と題する論文に仕上げた。今後さらに、カントの崇高論と天才論とを、技術理性の美感的批判の継続として解釈してゆくことにしたい。また、ハイデッガ-の技術論や芸術論、あるいはアドルノの美学理論の研究を通じて、カント哲学を手引きにした技術理性批判の構想を補強する論点を探ることにしたい。なお、以上の主要作業に加えて、今年度は、フランクフルト学派のテキストや美学・芸術論・美学史関係の文献等の収集に努め、今後の研究に備えた。さらに、現代の環境倫理学の議論を批判的に検討する作業を継続した。
磁気異方性によるNi_3Feの疲労微細組織観察

強磁性体に磁場を負荷すると結晶は歪み、いわゆる磁歪を生じる。逆に結晶の歪場に依存して磁気スピンが乱され磁気特性が変化する。これを利用して磁気特定の測定により転位の種類、密度、分布等の観察が可能である。本研究では、交番応力負荷条件下のNi_3Feの変形挙動を疲労硬化曲線、変形微細組織変化、表面すべり線形態観察といった結晶塑性的立場から調べた。また、このような微細組織を磁気異方性により観察した。得られた主要な研究成果は次の通りである。(1)Ni_3Fe単結晶の疲労硬化挙動は合金の規則度に強く依存した。不規則状態では通常の合金と同様、変形の進行に伴って徐々に硬化し、飽和に達した後破壊に至る。一方、規則状態では、変形初期に急速に疲労硬化を示し、その後応力振幅が低下する疲労硬化現象を示す。(2)規則状態のNi_3Feに現れる疲労硬化現象と粗いすべり帯の形成が対応する。変形初期に形成されたすべり帯中での転位運動により規則度が低下し、変形応力の低下をもたらす。(3)APB形成に伴う原子配列の乱れ、および転位近傍の内部応力場は飽和磁化率に強い結晶方位異方性をもたらした。(4)不規則状態のNi_3Feを疲労変形した結晶の飽和磁化率ならびに透磁率の異方性は60°転位による磁気異方性と良い一致を示した。(5)規則状態のNi_3Feの疲労初期における飽和磁化率、透磁率は転位による応力場ならびに超格子転位によるAPBの相乗効果として現れる。しかし、疲労硬化段階においては磁気異方性においてもAPBの消失が認められ、結晶の不規則化が疲労軟化の主因であることが明らかとなった。疲労破壊現象の解明には、転位の往復運動の所産としての変形微細組織の形態観察が不可欠である。しかし、電子顕微鏡によるこれら転位組織の観察は、局部的情報しか与えず、疲労寿命を支配するクラックの発生、伝播とこれら微細組織変化との関係について微視的巨視的両面からの情報を得る必要がある。L1_2型金属間化合物Ni_3Fe単結晶を用い、その疲労変形特性を調べた。さらに結晶中の転位ならびにそれによって導入される面欠陥によって磁気特性が変化することを利用し、特にその異方性から疲労変形によって導入された変形微細組織の観察を行った。Ni_3Fe規則合金単結晶は、疲労変形初期には著しく疲労硬化した。その疲労寿命は歪振幅の増加に伴って短くなった。これは転位の切り合いによって形成されるAPBチューブによってもたらされた。更に疲労変形が進行すると、疲労軟化現象が現れ、最終的には試料は破壊した。このような特異な疲労軟化過程においては、変形は局部に集中し、変形帯を形成した。この変形帯近傍では、交差すべりが頻繁に起こり、高密度に転位が堆積していた。このような疲労段階における飽和磁化率、透磁率の結晶方位依存性を測定した結果、転位の磁歪による異方性のみで、超格子転位によって導入されるべきAPB形成による磁気異方性は消失し、このような領域では不規則化が進行していることが明らかとなった。このように局部的な変形の進行に伴い、不規則化が起こり、この部分での軟化が進行し、疲労軟化がもたらされることが明らかとなった。
特殊遺体固定法によるヒトの関節靭帯におけるバイオメカニクス

前年より引き続き遺体防腐処置の改良を行った。特に変更・追加した点として、従来の方法も本研究の"エンバーミング法"も御遺体を丁重に扱わせて頂き、その上で完全なる防腐処置を施して、術者の健康に害の出ないようにする。特にここ近年は、急速にホルムアルデヒドの靭帯への影響が重要課題とされており、本研究に使用している固定液であるホルムアルデヒドも例外ではない。そこで、防腐処置時におけるホルムアルデヒドの防護策も研究の一環として検討した。定められた動脈から固定前液と固定液を流入させ、同様に静脈から排出する。この静脈からの排出をドレーンチューブにより閉鎖的に医療廃棄処理用のバックに行う。さらに、漏れ出る固定液等に対してはホルムアルデヒドを吸着させるドライシート等を使用して、処置時のホルムアルデヒドの暴露を抑えた。当然ながら、術者の術着や防護マスク等は着用している。また、個体の特性により固定液の量は適時変更したが、その数値的な目安として、指先などの末梢でのホルマリン濃度を1%と定めた。しかしながら、現在においても簡易的・安価にそれを計測する術が無く検討課題である。遺体防腐処置の最後の点として、防腐処置前の関節可動運動は処置後の結果に大きな影響を及ぼした。・靭帯の運動動態解析靭帯の特徴的な線維方向に沿って超小型のひずみ測定装置を設置し、ひずみの計測値から微小の運動動態を計測するために、機材の検討を行った。特に靭帯に近い硬度を持ち正確に応力を測定することを目的とした。数多くのひずみゲージから最小のものを選び出し、4点を同時に計測することが可能な装置を用いて最終的な分析に入っている。報告書の段階で、遺体防腐処置の改良は予定通り完成した。追加した研究に時間を要し、最終的な目標に到達しなかったが、引き続き研究を継続することで結果を学会・論文等で発表する予定である。遺体防腐処置方法の改良を重点に行った。従来の方法では、固定処置された御遺体の関節可動域が狭い範囲で固定されていた。今回、"防腐"と共に"生前の状態"を目的として、関節可動域に研究を絞った。死後、早い段階で短時間に防腐処置が完成できる"エンバーミング法"とそれに使用し、固定を目的とするホルムアルデヒドを主成分とする薬品を用い、また、処置前の関節可動域を確保する運動、処置後の関節運動によって、限りなく生前に近い関節可動域を確保できるようになった。薬品による処置の方法は、前液注入、灌流固定の二段階とした。まず、大腿動脈・総頸動脈・上腕動脈から固定前液を注入し、大腿静脈・内頸静脈・上腕静脈から血液を排出する。固定前液にはpH-A, cell conditioner (champion社)の混合液を用いた。これにより灌流固定における血管内の血液をスムーズに排出、組織の状態を良好に保つこととなる。次に灌流固定操作は、固定液としてホルマリン、フェノール、グリセリン、アルコール、水の混合液としてとして、前液と同じ部位より灌流を行い、静脈より排出する。尚、固定前液、固定液の薬品比率については現在、更なる検討を続けている。次に、エンバーミングによって処置された御遺体を剖出することで、マクロ的視点より関節構造の検討を行った。従来の防腐処置では血管系に血液が部分的に残されているが、本手法では血管系が薬品で確保されているものの、血液の残留は無い。そこで、血管に色素を注入することで血管系の全体観察が容易になった。また、今後は色素に造影剤を混ぜてレントゲン撮影による血管造影からの観察も検討している。バイオメカニクスとしては、関節可動域の確保が容易となったために計測が可能と考え、現在、微少なストレインゲージを購入するとともに、靭帯への装着部位と手法を検討中である。

報告書の段階で、遺体防腐処置の改良は予定通り完成した。追加した研究に時間を要し、最終的な目標に到達しなかったが、引き続き研究を継続することで結果を学会・論文等で発表する予定である。
新「流通革命」下の卸売業に関する研究

申請者たちは「阪神・淡路大震災」で大打撃を被った兵庫県とくに神戸市の経済の復興のためには地域卸売業の発展こそが大きな鍵を握っているという判断の下に、とりあえず3年前に兵庫県下卸売企業を対象に簡単な経営実態調査を実施した。今回はそれを踏まえての第2回目のものであるが、対象が大阪府下の卸売企業まで広げられている。この種の調査では比較的詳細で大規模なものとなった。実施後、詳細に分析を行うとともに、最近わが国の卸売業の構造と行動にはかつてなく大きな変化も見られるようになっていることから、その実情も明らかにしようと試みた。震災の影響は兵庫県の卸売業には今も見られる。しかし、経済の不況の長期化や非被災地の有力競合者らとの競争激化の影響から、目下、県下の卸売企業の経営は戦後で最大の困難に直面している。しかし、そのような状況下にあるにもかかわらず、過去3年間の経営が増収増益であるような企業も多数存在している。それも事実なのである。一般にそれら企業では他にも通じると思われるが、新しい時代を反映した理念や戦略などが採られていることも明らかになった。こうして、本研究では、第1に、地域卸売業の震災後の経営の実態が明らかにされ、今後の展望が示されている。第2に、最近、「卸中抜き」論、あるいは「新流通革命」論と称してのかつての「流通革命」論と同様な「卸排除」論、「卸衰退」論が喧伝されているが、それは誤りであり、卸売業は新しい発展の時代に入ったことが主張されている。第3に、それについても一層の詳しい研究が必要であると見て、卸売業の分野に集中した共同研究者の集団が形成されたことも大きな成果の一つと考えている。昨年度に引き続き今年度に入ってからも何度となく卸売業の研究会が開催された。それを踏まえて、兵庫県と大阪府の3000社の卸売業に対して経営実態調査が実施された。回答を寄せられた企業577社(兵庫県223社、大阪府322社)に対して「調査結果報告書」が礼状とともに書面で送付された。神戸市と大阪市の両商工会議所からは講演会の開催とその場での申請者たちによる「卸売業の経営実態調査結果」の報告会が開催された。比較的著名な卸売企業約10社の経営者に申請者らが共同でインタビュウを実施した。最後にそれらを受けて今年5月に開催される日本商業学会全国大会でも共同で研究報告が行われることになっている。当初の研究計画に沿って、申請者たちの共同研究会と兵庫県・大阪府の卸売企業に対する経営実態調査を実施したことが初年度の主たる研究実績である。2000年9月2日に「現代卸売業研究会」を立ち上げ、毎月第1土曜日の13:00-18:00(場所:兵庫学習プラザ)を共同研究の日時として、計5回に亘って、近年のわが国卸売業についての研究報告と調査実施案の検討を行った。

そして、2月1日15日の期間、兵庫県で1000社、大阪府で2000社の卸売企業に対して、別紙のような経営実態についてのかなり詳細なアンケート調査を行った。また、その間、計10社の卸売企業経営者に対して、直接、経営実態のヒアリング調査を行った。現在(3月14日)、それらの集計と簡単な分析を行っているところである。また、その結果は、今年3月末を目途に、協力してくれた卸売業経営者(580社、回答率約20%)に対して、郵送にて報告される予定となっている。なお、この間に、2回、最近の卸売業の構造と行動の変化について、市民向けの「講演」も行った。また、今後、今回の研究の結果を広く関係者にも公表していく予定であるので、その準備のために、内容はまだ簡単であるが、ホームページを立ち上げた。申請者たちの研究会の案内やアンケート調査案の検討、ヒアリング予定の日時の案内、等の連絡や相互コミュニケーションは、電話、FAX、電子メールだけでなく、このホームページによっても行うよう試みた。申請者たちは「阪神・淡路大震災」で大打撃を被った兵庫県とくに神戸市の経済の復興のためには地域卸売業の発展こそが大きな鍵を握っているという判断の下に、とりあえず3年前に兵庫県下卸売企業を対象に簡単な経営実態調査を実施した。今回はそれを踏まえての第2回目のものであるが、対象が大阪府下の卸売企業まで広げられている。この種の調査では比較的詳細で大規模なものとなった。実施後、詳細に分析を行うとともに、最近、わが国の卸売業の構造と行動にはかつてなく大きな変化も見られるようになっていることから、その実情も明らかにしようと試みた。震災の影響は兵庫県の卸売業には今も見られる。しかし、経済の不況の長期化や非被災地の有力競合者らとの競争激化の影響から、目下、県下の卸売企業の経営は戦後で最大の困難に直面している。しかし、そのような状況下にあるにもかかわらず、過去3年間の経営が増収増益であるような企業も多数存在している。それも事実なのである。一般にそれら企業では他にも通じると思われるが、新しい時代を反映した理念や戦略などが採られていることも明らかになった。こうして、本研究では、第1に、地域卸売業の震災後の経営の実態が明らかにされ、今後の展望が示されている。第2に、最近、「卸中抜き」論、あるいは「新流通革命」論と称してのかつての「流通革命」論と同様な「卸排除」論、「卸衰退」論が喧伝されているが、それは誤りであり、卸売業は新しい発展の時代に入ったことが主張されている。第3に,それについても一層の詳しい研究が必要であると見て、卸売業の分野に集中した共同研究者の集団が形成されたことも大きな成果の一つと考えている。昨年度に引き続き今年度に入ってからも何度となく卸売業の研究会が開催された。それを踏まえて、兵庫県と大阪府の3000社の卸売業に対して経営実態調査が実施された。回答を寄せられた企業577社(兵庫県223社、大阪府322社)に対して「調査結果報告書」が礼状とともに書面で送付された。神戸市と大阪市の両商工会議所からは講演会の開催とその場での申請者たちによる「卸売業の経営実態調査結果」の報告会が開催された。比較的著名な卸売企業約10社の経営者に申請者らが共同でインタビュウを実施した。最後にそれらを受けて、今年5月に開催される日本商業学会全国大会でも共同で研究報告が行われることになっている。
超塑性アルミニウム合金の空洞形成と析出物粒子のミクロ組織学的関係

硅素(Si)を0.09wt%、および0.2wt%含む結晶粒径50μmの高純度Al-4.5Mg合金について、高温変形特性および空洞に及ぼす硅素晶出物、Mg_2Si,の影響について調査した。両合金は温度613Kから693Kの範囲でひずみ速度1x10^<-4>-10^<-2>/sの広い範囲でひずみ速度感受性指数0.3を示し、温度653K,ひずみ速度1x10^<-3>/sにおいて破断伸び350%以上を示した。0.2%Si合金は0.09%Si合金より空洞量が多く、空洞の核発生が晶出物と母相との界面に発生していることから、空洞発生にSiが関与していることが明らかとなった。空洞成長速度は0.09%Si合金でも0.2%Si合金でも同じ程度であるが、空洞数においては0.2%Si合金がはるかに多い。このことは空洞の核生成速度がSi量とともに増加することを意味している。空洞核形成に対する臨界粒子サイズは臨界拡散長さとほぼ一致し、粒内に存在する粒子の方が粒界の粒子より空洞核を形成し易いことがわかった。さらに、高速超塑性を示すSi3N4/Al合金複合材料におけいて、Si3N4粒子に関わる空洞核形成条件を調べた。その結果、空洞核形成の臨界粒子サイズは、液相が存在しない条件ではStowellらが示した臨界ひずみ速度式あるいは馬渕らが示した臨界応力式で評価できることがわかった。しかし、高速超塑性にとって重要な働きをする微量の液相が存在する場合には、臨界粒子サイズの理論値は実験値より小さく、液相の存在により臨界粒子サイズが増大していることが判明した。鉄を0.05mass%および0.2mass%含む平均結晶粒径50μmの高純度Al-4.5mass%Mg合金について,高温変形特性及び空洞に及ぼす鉄晶出物の影響について調査した.両合金は温度613Kから693Kの範囲でひずみ速度1x10^<-5>s^<-1>から1x10^<-2>s^<-1>の広い範囲でひずみ速度感受性指数0.3を示し,ひずみ速度1x10^<-3>s^<-1>において破断伸び350%以上を示した.空洞体積率は,ひずみ1.1において0.2Fe合金は0.95%,0.05Fe合金は0.65%を示した.空洞の分布範囲は,ひずみ0.2において0.5から3μmであるが,ひずみ1.1においては0.5から最大10μmまで広がる.ひずみ1.1では,直径1から2μmの間の空洞が最も多く,0.05Fe合金は75個/mm^2,0.2Fe合金では110個/mm^2である.空洞数および空洞体積率が鉄量の増加とともに増大するのは,空洞の核生成が鉄晶出物と密接に関係しているためである.空洞の核サイトとなる晶出物の最小直径は,実験結果から粒界では1.5μmであり,粒内では0.5μmである.これはNeedleman-RiceパラメーターΛから予測できる臨界直径(2Λ)1.6μmおよぴ0.2μmに近い値である.それゆえ,この合金で空洞を抑制するためには晶出物を小さくすることが重要である.

硅素(Si)を0.09wt%、および0.2wt%含む結晶粒径50μmの高純度Al-4.5Mg合金について、高温変形特性および空洞に及ぼす硅素晶出物、Mg_2Si,の影響について調査した。両合金は温度613Kから693Kの範囲でひずみ速度1x10^<-4>-10^<-2>/sの広い範囲でひずみ速度感受性指数0.3を示し、温度653K,ひずみ速度1x10^<-3>/sにおいて破断伸び350%以上を示した。0.2%Si合金は0.09%Si合金より空洞量が多く、空洞の核発生が晶出物と母相との界面に発生していることから、空洞発生にSiが関与していることが明らかとなった。空洞成長速度は0.09%Si合金でも0.2%Si合金でも同じ程度であるが、空洞数においては0.2%Si合金がはるかに多い。このことは空洞の核生成速度がSi量とともに増加することを意味している。空洞核形成に対する臨界粒子サイズは臨界拡散長さとほぼ一致し、粒内に存在する粒子の方が粒界の粒子より空洞核を形成し易いことがわかった。さらに、同じ高純度Al-4.5Mg合金に0.1wt%,および0.2wt%のCrを添加した合金についても空洞形成挙動を調査した。その結果、0.1wt%Crまでは空洞量に変化はほとんどないが、0.2wt%Cr合金において急激に増加した。これはCr晶出物の生成量が0.1から0.2wt%の間で顕著に異なるためであることがわかった。