hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動的ぬれのメカニズムに関する研究

毛細管内流れ,2次元メニスカスならびに軸対称液滴の運動を対象に,接触線の速度に依存する接触角の測定を行った.その結果,1mm程度の接触線の曲率は,動的ぬれ挙動に影響を及ぼさないことを示した.接触角の実験結果は,キャピラリ数のみでは整理できない.壁面のあらさなどの欠陥が,動的ぬれ挙動に重要な影響を与えると考えられる.壁面に周囲よりぬれやすい欠陥がある場合について,欠陥を通過する接触線の挙動を数値計算より求めた.接触線の変形に伴う仕事量は速度とともに増加する.系のエネルギー平衡条件から決定される巨視的接触角に対し,変形仕事が無視できない影響を及ぼすことを示した.液体中から垂直平板を引き抜く際の固気液3相の接触線の挙動について,Front-tracking法を用いた数値シミュレーションを行った.壁面上に周囲よりぬれやすい円形(直径100μm)の領域(欠陥)を設定し,接触線の変形や局所接触角の変化を調べた.気液界面の変形仕事ならびに粘性消散仕事量と動的接触角の関係を整理する理論式の提案を行い,それぞれの動的ぬれ挙動への影響について検討した.従来考察されていない前者の効果は,動的接触角に無視できない影響を及ぼすことを明らかにした.また,2つの円形欠陥が存在する場合について,欠陥間の距離を変化させて数値シミュレーションを行った.2つの欠陥はある距離まで一つの大きな欠陥のように振る舞い,接触線の移動速度(平板の移動速度)ごとに,上記2つの仕事量が最大となる欠陥間距離のあることを示した.この効果により,接触線の移動速度に対する動的接触角の変化は直線的でなく,上に凸の分布を示す.これは,実際に観察される動的接触角の振る舞いをよく近似している.分子レベルで平滑なSAMs(自己組織化単分子膜)を施した試料表面に対し,Gaイオンビームを照射してSAMsを局所的にはぎ取り,直径300μmの欠陥をもつ試料平板を作成した.欠陥部の後退接触角は63.15°で,元のSAMs表面での81.12°よりもぬれやすい.接触線が欠陥部を通過する際の局所接触角の変化を,レーザースポットの反射光の変位を利用して測定を行う手法を提案した.接触線近傍の液体表面上にレーザーを照射し,接触線がレーザースポットを通過する瞬間の接触角を求める.欠陥上の様々な位置にスポットを設定することにより,接触角の時間変化が測定できる.欠陥部を通過する際,動的接触角が有意に変化し,接触線が欠陥にトラップされていること,ならびに通過後にSAMS基板の接触角に回復する過程を明らかにすることができた.周囲とぬれ性の異なる円形欠陥(直径40100μm)をもつ壁面を対象に,固気液3相の接触線の挙動について数値シミュレーションを行った.欠陥を通過する際の気液界面の変形仕事ならびに粘性消散仕事量と,動的接触角の関係を整理するエネルギー平衡式の提案を行い,それぞれの動的ぬれ挙動への影響について検討を行った.その結果,変形仕事量の動的ぬれ挙動への影響を定量的に明らかにした.また,2つの円形欠陥が存在する場合について,欠陥間の距離や位置関係を変化させた数値シミュレーションを行った.2つの欠陥の相乗的な効果により,ある距離まで一つの大きな欠陥のような影響を与えることを明らかにした.この効果により,接触線の移動速度に対する動的接触角の変化は直線的でなく,上に凸の分布を示す.これは,実際に観察される動的接触角の振る舞いをよく近似している.さらに,欠陥縁部のみぬれ性を変化させた計算を行い,接触線が上記の条件下とと同じ挙動を示すことを明らかにした.壁面上の欠陥の面積占有率が小さくとも,動的接触角に大きな影響を及ぼすことが示唆された.分子レベルで平滑なSAMs(自己組織化単分子膜)を施した試料表面に対し,SAMsを局所的にはぎ取り,直径300μmの欠陥をもつ試料平板を作成した.接触線が欠陥部を通過する際の局所接触角の変化を,レーザースポットの反射光の変位から測定する手法を提案した.欠陥部を通過する際,動的接触角が有意に変化し,接触線が欠陥にトラップされていること,ならびに通過後にSAMS基板の接触角に回復する過程を測定することができた.その結果,局所接触角の速度依存性,ならびに接触線の変形挙動との関係が明らかにされた.これらの結果は,上記数値計算結果と定性的に一致した.毛細管内流れ,2次元メニスカスならびに軸対称液滴の運動を対象に,接触線の速度に依存する接触角の測定を行った.その結果,1mm程度の接触線の曲率は,動的ぬれ挙動に影響を及ぼさないことを示した.接触角の実験結果は,キャピラリ数のみでは整理できない.壁面のあらさなどの欠陥が,動的ぬれ挙動に重要な影響を与えると考えられる.壁面に周囲よりぬれやすい欠陥がある場合について,欠陥を通過する接触線の挙動を数値計算より求めた.接触線の変形に伴う仕事量は速度とともに増加する.系のエネルギー平衡条件から決定される巨視的接触角に対し,変形仕事が無視できない影響を及ぼすことを示した.毛細管内液柱の挙動ならびに速度に対する接触角の変化について,実験装置を作成して計測を行った.

毛細管開放側の空気圧力を様々な値に調整し,管内液柱の挙動をCCDカメラにより観測した.本実験で対象とする毛細管流れでは,慣性力の影響は表面張力や重力に比して小さく,液柱先端の液体メニスカス表面形状は,軸対称静止液体に対するラプラスの方程式でよく近似できることを確認した.管壁におけるメニスカス高さの測定値を用い,メニスカス形状に合うような理論曲線を求め,その壁面での勾配から接触角を求めた.数種類の管内径および供試液体に対し,種々の設定圧力時における液柱高さの時間変化と動的接触角の測定を行った.毛細管内液柱の運動に対し,従来のLucas-Washburn方程式に接触角の速度依存性を考慮した修正を行い,液柱高さの時間変化を求めたところ,様々な条件下における毛細管流れが正確に説明できることを示した.壁面上を有限速度で移動する固気液3相の接触線の挙動を,FrontーTracking法を用いて数値シミュレーションを行った.壁面上の境界条件として,Navierのすべり長さに加え,接触線上での過剰応力を考慮に入れた境界条件を提案した.滑面上に周囲とぬれ性の異なる円形の欠陥が存在する系を対象に計算を行ったところ,接触線の一部が欠陥領域にトラップされ変形した後,急激に解放され元の直線形状へと回復する挙動を表現することができた.接触線の運動に伴う粘性摩擦仕事,欠陥通過の際の気液界面変形仕事ならびに壁面を乾かすのに必要な仕事量を求めた.その結果を用い,変形仕事の動的接触角に及ぼす影響について考察を行ったところ,動的ぬれ挙動に対して無視できない寄与のあることが示された.本年度の主要な目的である,欠陥部を通過する接触線の動的ぬれ挙動について,局所の接触角の時間変化を測定する手法の開発を行った.この装置による測定の結果,欠陥部に接触線がトラップされて接触角が大きく減少し,その後基板の値に回復する過程を明らかにすることができた.これら一連の挙動は,実際に観察される接触線の定性的な挙動をよく説明することができる.数値シミュレーションにおいては,壁面に適切な境界条件を設定することにより,欠陥部を通過する接触線の変形挙動ならびに動的接触角の値を求めることができた.理論的に求めたエネルギー平衡条件から,気液界面の変形仕事の動的接触角への影響を明らかにすることができた.また,実際の現象を想定して,複数の欠陥を配した壁面上でのぬれ挙動のシミュレーションを行い,欠陥同士の相乗効果を示すことができた.これらの結果は,従来明らかにされていない動的ぬれ挙動のメカニズムの説明に新たな知見を与えるものであり,本研究は当初の目的に沿っておおむね順調に進展しているものといえる.本年度の主要な目的である,毛細管内の液柱の運動を対象とした動的接触角の値を測定し,誤差1°程度と従来の報告に比して精度のよいデータを取得することができた.毛細管の材質・管内径,ならびに供試液体を変化させた場合について,開放側の種々の圧力における動的接触角の広範な測定を行った.その結果,毛細管内の液柱の挙動が動的ぬれを考慮したLucasーWashuburn方程式で正確に記述できること,ならびに動的接触角の値は粘性力と表面張力の比であるキャピラリ数のみでは整理できず,壁面性状に大きく依存することを示した.また,欠陥を通過する接触線の挙動について,新たな計算モデルによるシミュレーションを行った.その結果,欠陥部を通過する接触線の挙動が再現でき,気液界面の変形の動的ぬれ挙動に及ぼす影響を示すことができた.
多機能複合クラスタービームを用いた新規ナノ材料創成・加工技術基盤の開発

常温常圧における物質の態を問わず混合した複合クラスターを生成するための複合クラスター形成装置を開発し、液体(メタノール、水、α-トリクロロエタン)・気体(Ar)複合クラスターを生成できることを示した。生成したCH3OH-Ar複合クラスターのSi基板への照射により放出された二次イオンを評価した結果、二次イオン強度がArクラスター照射の場合に比べて約1桁高く、CH3OH-Ar複合クラスターが二次イオン質量分析用一次ビームとして有効であることを示した。多機能な複合クラスタービームの形成技術を開発し、これを用いた新規のナノ材料創成・加工技術基盤を開発することを目的として、初年度であるH22年度は反応ガスと金属材料、蒸着支援ガスと液体有機物材料等、常温常圧における物質の態(固体・液体・気体)を問わず混合した複合クラスターを生成するための複合クラスター形成装置の構築、及び多元素複合クラスターに関する情報収集を中心に研究を行った。具体的には、ノズルから真空中への高圧ガスジェット噴流を用いてガスクラスターを生成する既存のガスクラスター発生装置のノズルへの材料ガス導入部にバブリング装置を付加し、ガス材料中に液体材料を取り込ませ、両材料が混合したガスをノズルに供給するシステムを構築した。これを用いて、液体(メタノール)・気体(アルゴン)混合複合クラスターの生成を試験し、ビーム強度の測定やクラスターサイズの評価およびクラスター中に含まれる分子種の評価を行った。この結果、室温に於いてもバブリングにより過飽和状態の混合ガスを発生させノズルに供給することで、Ar-メタノール複合クラスターを生成できることを示した。さらに、Ar-水複合クラスター生成についても評価を行い、その生成の可能性を示した。また、イオンビーム技術関連の国際学会等において、クラスターの生成や輸送、及び応用に関する研究発表を行い、国内外の研究者と意見交換するとともに、複合クラスタービーム形成とその応用に関する情報収集を行った。多機能な複合クラスタービームの形成技術を開発し、これを用いた新規のナノ材料創成・加工技術基盤を開発することを目的として、平成22年度に設計導入した、常温常圧における物質の態(固体・液体・気体)を問わず混合した複合クラスターを生成するための複合クラスター形成装置を用い、液体・気体混合複合クラスターの生成・照射試験を実施した。液体(CH_3OH)・気体(Ar)混合複合クラスターを生成し、これをイオン化加速してSi基板に照射したところ、純Arクラスターに比べて2-3倍高いエッチング速度を示した。また、複合クラスター照射により放出された二次イオンを評価した結果、メチル基とSiが結合したことを示唆するジメチルシラン(SiH_2(CH_3)_2)由来のシグナル(m/z:5860)が観測され、複合クラスター照射により反応性エッチングが起こっていることが分かった。異種気体混合複合クラスターの生成とその応用に向けた研究では、ClF_3とArの混合ガスによる複合クラスターを生成し、イオン化・加速を行ってSiおよびSiO_2エッチング速度の加速エネルギー依存性を評価した。これによりエッチング速度および選択比は加速エネルギーに大きく依存することを示した。また、イオンビーム技術関連の国際・国内学会において、複合クラスターの生成や応用に関する研究発表を行い、国内外の研究者と意見交換するとともに、複合クラスタービーム形成とその応用に関する情報収集を行った。新たな複合クラスターとして液体(αートリクロロエタン)・気体(Ar)複合クラスターの生成を試験し、四重極質量分析装置を用いて実際に複合クラスタービームが生成できることを示した。異種気体混合複合クラスターの生成とその応用に向けた研究では、ClF3-Ar複合クラスターイオンビーム照射によるSiおよびSiO2エッチング速度のクラスターサイズや加速エネルギー依存性を評価した。これによりエッチングに対するClF3の利用効率はサイズによらず1分子あたりのエネルギーに依存することを示した。複合クラスター形成に関する基礎的なデータの取得や表面照射効果の調査に関しては、複合クラスターの生成・照射試験を実際に行い、複合クラスター照射による反応性エッチングも確認している。異種気体混合複合クラスターの生成とその応用についても表面照射効果のデータ収集が進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに生成した複合クラスターの照射特性評価を継続して進めると共に、新規の複合クラスター生成の挑戦を行っていく。
膜脱分極による遅延性遺伝子発現制御機構

膜脱分極によるカルシウム流入は神経細胞の生存機能を維持し、神経細胞死を制御している。従来、我々は脱分極剤の効果とその機構及び細胞の成熟分化との関連について検討し、神経細胞の生存への栄養因子要求性と細胞内カルシウム濃度との関係について、"カルシウムセットポイント仮説を"を提唱した。神経活動は形成されたシナプス結合回路の長期にわたる安定性を制御しているという立場から、さらに転写レベルによる長期の制御機構があるのか又はあるとすればどのような機構かを調べる必要がある。この為、本年度は脱分極作用による生存促進効果が知られている小脳顆粒細胞培養系を用い、この系の特徴を調べた。生後7日のラット小脳から顆粒細胞を分離培養した。分離した時点ではまだ細胞増殖をしており、2-3DIVには突起をのばして分化を始める。更に通常の培養条件では5DIVには細胞死が始まり、7DIVでは完全に死滅する。この細胞死はシクロヘキシミドやアクチノマイシンDで抑制される積極的な細胞死であること及びBDNF(IC50=2.5nM)で抑制されることを示した。更に、trkBの存在はNorthern blot、RT-PCR法で調べ、更にanti-trkB抗体を用いたimmunoblotで確かめた。これらのことから小脳顆粒細胞のin vitroモデルは細胞分化、細胞死を研究する良い系であることが判った。この系では高カリウム培地やNMDAなどの脱分極作用が細胞死を阻止することが知られているが、カルシウムセットポイント仮説を中枢の神経細胞で調べる良い系と考え、顆粒細胞の生存と細胞内カルシウムとの相関を明らかにした。更にこの系及び上頸神経節細胞を用いて、脱分極剤により発現制御される遺伝子をD D法及びRAP法により多数拾い、さらに単離及びヌクレオチド配列決定を試みている。
企業組織における戦略的変革の研究-理論的解明と実証-

企業組織における戦略的変革モデルを探求するために、まず戦略的意図と競争優位性の関係を明らかにした上で、競争優位性の確保を実現する組織学習について検討し、有効な学習型組織の必要性を論じた。そして、戦略的変革を支えるこのような研究成果を踏まえ、戦略的変革モデルの可能性を示唆するとともに、進化的変革のロジックに従う戦略的変革の理論的精緻化を図り、その実証を試みた。有効な戦略的変革は、進化のロジックに抵触することなく、変革の構想からその実現に至るプロセスを意味し、そこで生起するパラドックス問題の解消が意図される。本研究で考案された進化的変革というコンセプトは、グローバル化や情報ネットワーク化が進展した現代社会における企業変革のあり方を問うものであり、組織進化のロジックから逸脱しない範囲で変革の可能性があることを示唆する。進化的変革は、戦略的変革の実践的有効性に影響するものだが、その実態は若干のサンプリング調査で有用であることが明らかにされたが、まだ十分に検証されたとはいい難い。進化的変革モデルによれば、企業組織は、その属する個体群の進化プロセスから逸脱する変革行動をとれば失敗の道を歩む、ということが示唆される。具体的にいえば、組織を取り巻く環境状況に応じて、組織のあり方が問われること、すなわち、環境の変化に対して、組織のコントロール(制御)と柔軟性(自由)のあり方を具体化する組織像がどのように適応進化していくかが基本的な論点となる。これまでの研究において判明した新たな知見は、コントロールと柔軟性の関係性から生ずるパラドックスの解消可能性であり、それを実現する戦略的変革モデルの構築である。企業組織における戦略的変革のメカニズムについて、既存の研究をベースに、戦略転換モデルと組織変革モデルの相互の関連を検討し、理論的研究を行った。戦略的変革は、組織変革の一つのパターンとして位置づけられ、主として、戦略内容の変化である戦略転換のレベルで議論が展開されてきた。その結果,戦略転換に関しては合理的モデル、学習モデル、認知モデル等に識別できるほど広く展開されるに至っている。しかし,そうしたモデルでは戦略転換と組織変革との関連が不明確であり,戦略的変革のモデルとしては有効性を欠いたものになっている。要は,変革の実現可能性が問題とされなければならないのである。このような戦略的変革の実現性に焦点をあてるとともに,変革の構想から実現に至る過程で生起するパラドックス現象にも焦点を当てているところに本研究の特色がある。企業の戦略的変革に伴うパラドックスの研究はほとんどなされていないのが実状である。競争優位性を確保するために必要な戦略的変革能力には、一方で過去の動向を反映したものであるとともに、他方、将来の動向を探るものである、というパラドックシカルな特性が内在しているといえる。本年度の研究では、とりわけ、戦略の性質から出てくる変革独自のパラドックス現象の生起メカニズムを明らかにすることによって、より効果的な戦略的変革を展開できる理論モデルの構築が志向された。その成果の一部は、共著による『戦略組織論の構想』(同文舘、1999年)で展開されているが、まだ不十分な点があり、次年度以降の研究において、さらに洗練された理論モデルの構築とその実証がなされる予定である。企業組織における戦略的変革について,前年度の研究成果をベースに,組織の進化モデルとの関連を検討し,理論的研究と実証的研究を行った。組織の進化モデルは,組織の環境適応をめぐる環境決定論と組織主体論の間で行われた論争に決着をつける一つの分析視角として登場してきたものといえる。しかし,分析レベルの設定や進化プロセスの捉え方において論者間で相違があり,多様な組織の進化論が展開されている。それを整理すると,従来の経験科学的分析の限界を強調して,個別組織の創造的進化を捉えるミクロ的な枠組みを模索しようとする流れと,環境の所与性を重視しながら経験科学的分析に馴染まないコセプトを排除しようとするマクロ的な組織エコロジーの流れに大別できる。

このような組織の進化モデルの展開に対して,企業組織の戦略的変革がどうあるべきかを探るために,本年度の研究では進化的変革という新しいコンセプトを設定することにした。進化的変革とは,組織の進化ロジックを逸脱しない範囲で変革の可能性を探ることを意味している。したがって,企業組織の場合,その属する個体群(産業ないしマーケット)の進化プロセスに逸脱する変革行動をとれば失敗の道を歩む,ということを示唆するものである。その研究成果の一部は,論文「組織の進化的変革:その可能性と限界」(2001年)で理論的に展開されているが,その実証研究については,データ収集にまだ不十分な点があり,次年度の研究においてさらに検討を進め,研究テーマの総まとめをする予定である。企業組織における戦略的変革モデルについて、過去2年間の研究成果を踏まえ、進化的変革の観点からその理論的精緻化と実証研究を行った。有効な戦略的変革モデルの構築は、進化のロジックを踏まえた上で、変革の構想からその実現に至るプロセスを前提に、そこで生起するパラドックス問題の解消を意図するものである。本研究の進化的変革というコンセプトは、グローバル化や情報ネットワーク化によって不透明感の増した現代社会における企業変革のあり方を問うものであり、組織のロジックを逸脱しない範囲で変革の可能性を探る組織行動を意味する。進化的変革は、戦略的変革の実践的有効性を実現するものだが、その実態は、いくつかのサンプリング調査で有用であることが明らかにされただけで、まだ十分に検証されたとはいい難い。進化的変革モデルによれば、企業組織は、その属する個体群の進化プロセスから逸脱する変革行動をとれば失敗の道を歩む、ということが示唆される。具体的にいえば、組織を取り巻く環境状況に応じて、組織のあり方が問われること、すなわち、環境の変化に対して、組織のコントロール(制御)と柔軟性(自由)のあり方を具体化する組織像がどのように適応進化していくかが基本的な論点となる。これまでの研究において判明した新たな知見は、コントロールと柔軟性の関係性から生ずるパラドックスが解消可能であり、それを実現する組織モデルが想定される点である。その研究成果の一部は、学会報告「戦略意的意図と組織の弾力性」(経営戦略学会、2001年12月)、論文「戦略的意図と競争優位性」(2002年3月)で公表されたが、実証研究の整理がまだ不十分であり、今後さらに、本研究の発展をさせていく予定である。
耐ダークスポットレールの開発

冶金学的知見に立脚して開発された新しい耐ダークスポットレール(ベイナイト鋼)をダークスポットき裂の発生機構とき裂伝ぱ機構に立脚して評価・検討し,耐ダークスポットレール開発の設計指針を確立して開発レール材の有用性を確認した.得られた主な成果は以下のようにまとめられる.1.き裂は局所的接触に起因する高い接線力によって発生する.発生したき裂は雨水のき裂内浸入に起因する水圧作用によって伝ぱする.2.平均接線力が低い条件下では,現行レールのパーライト鋼(HV265)よりも,それと同等の硬さを持つベイナイト鋼の方が耐ダークスポット性が優れている.3.平均接線力が高い条件下では,塑性変形起因の表面損傷が発生するが,その防止には.素材の高強度化が有効である.4.ベイナイト鋼の摩耗量は同一硬さのパーライト鋼よりも多く,ベイナイト鋼の耐摩耗性はパーライト鋼と比べて劣るが,高強度化と高炭素化により耐摩耗性の改善が可能である.5.素材の軟質化による摩耗の促進が,き裂発生の抑制に有効であるとの通説は確認されなかった.6.ベイナイト鋼レールは,各種溶接施工方法においても,現行レールと同等の溶接継ぎ手性能が得られ,実用上の問題はない.7.現在,実軌道において,ベイナイト鋼レール(HB250360)の耐表面損傷性を評価中であるが,転がり疲労損傷の発生寿命はパーライト鋼レールに比較して格段に優れている.以上の結果を踏まえ,ベイナイト鋼レールの実用化に向けて,JIS普通炭素鋼レールの強度規格並びにJR規定の電気抵抗値を満足するベイナイト鋼の化学成分の検討が実施されている.冶金学的知見に立脚して開発された新しい耐ダークスポットレール(ベイナイト鋼)をダークスポットき裂の発生機構とき裂伝ぱ機構に立脚して評価・検討し,耐ダークスポットレール開発の設計指針を確立して開発レール材の有用性を確認した.得られた主な成果は以下のようにまとめられる.1.き裂は局所的接触に起因する高い接線力によって発生する.発生したき裂は雨水のき裂内浸入に起因する水圧作用によって伝ぱする.2.平均接線力が低い条件下では,現行レールのパーライト鋼(HV265)よりも,それと同等の硬さを持つベイナイト鋼の方が耐ダークスポット性が優れている.3.平均接線力が高い条件下では,塑性変形起因の表面損傷が発生するが,その防止には.素材の高強度化が有効である.4.ベイナイト鋼の摩耗量は同一硬さのパーライト鋼よりも多く,ベイナイト鋼の耐摩耗性はパーライト鋼と比べて劣るが,高強度化と高炭素化により耐摩耗性の改善が可能である.5.素材の軟質化による摩耗の促進が,き裂発生の抑制に有効であるとの通説は確認されなかった.6.ベイナイト鋼レールは,各種溶接施工方法においても,現行レールと同等の溶接継ぎ手性能が得られ,実用上の問題はない.7.現在,実軌道において,ベイナイト鋼レール(HB250360)の耐表面損傷性を評価中であるが,転がり疲労損傷の発生寿命はパーライト鋼レールに比較して格段に優れている.以上の結果を踏まえ,ベイナイト鋼レールの実用化に向けて,JIS普通炭素鋼レールの強度規格並びにJR規定の電気抵抗値を満足するベイナイト鋼の化学成分の検討が実施されている.二円筒転がり試験機を用いて、乾燥・水潤滑の頻繁な繰り返し実験を実施してダークスポット損傷の再現を図り、き裂の発生起点の微視的な幾何学的形状変化をレプリカ法によって把握するとともに、耐ダークスポット損傷性に及ぼす金属組織および表面硬度の影響をパーライト鋼と開発予定のベイナイト鋼を用いて検討した。その結果、以下の事実が明らかになった。1.シェリングき裂の起点部にはピット状の表面欠陥が存在する。2.その近傍の粗さ突起はピット発現時には低下し、ピット周辺は滑らかになっていた。すなわち、き裂起点部は周囲より強く接触し、局所的に高い接線力が発生することが示唆される。3.同一硬度であっても、現在最も多く使用されているレール鋼(パーライト鋼)よりも、炭素含有量を低めCr,Moを添加したベイナイト鋼の方が優れた耐転がり接触疲労性を示す。4.パーライト鋼,ベイナイト鋼とも熱処理によって硬度を増加させることにより、き裂の発生を抑制することが可能である。5.低硬度のパーライト鋼とベイナイト鋼を比較すると、ベイナイト鋼の方が耐ダークスポット損傷性に優れるものの耐摩耗性はパーライト鋼よりも劣る。6.パーライト鋼における摩耗とき裂発生の関係を把握するために、接線力を高めることによって強制的に摩耗を促進させる実験を行ったが、き裂の発生を抑制することはできなかった。これらの結果から、金属組織と材料強度の改善によってダークスポットき裂の発生を確かに阻止出来ることが判明するとともに、き裂発生には高い局所接触圧力と接線圧力と接線応力の存在が不可欠であることが予測されたため、次年度はこの観点から研究を進め、き裂発生と金属組織の関係を把握する予定である。本年度は前年度の実績に立脚して基礎的研究と実用的研究を平行して実施した。前者においては、運動形態は異なるものの、転がり/滑り接触下と滑り接触下で発生する表面き裂の発生機構は本質的に同一であると考え、摺動試験機を用いてき裂の発生原因を追究した。

その結果、ぜい性材料で観察された摺動方向に直角に進展する表面き裂はレール鋼や軸受鋼でも発生し、表層には摺動方向に引張りの残留応力が存在することが、ビッカース圧痕き裂の発生やき裂部の隆起から確認された。しかし、転動試験で発生したき裂に対してはこのような手法によって残留引張り応力の存在は確認できなかった。後者においては、前年度において、現行の硬さHv262390のパーライト鋼と比べて耐転動疲労特性が優れていると認められた硬さHv276456のベイナイト鋼のレール鋼として具備すべき特性付与を検討し、耐表面損傷に優れた新ベイナイト鋼レール(0.150.45%C-Mn-Cr系)を開発した。本レール鋼の開発に当たって明らかにした事項は以下の通りである。(1)ガス圧接時に生成する低融点酸化物の生成を防止し、溶接時の割れを防止するには、窒素、Mg、Al添加が有効である。(2)電気抵抗低減のためには、レール内部を合金添加量の少ない鋼とした二層化,NbとB添加,低窒素-微量B添加およびAlとB添加を利用した高強度化が有効である.(3)溶接継ぎ手部熱影響部の軟化にはNb,V添加が有効である.(4)車輪とのなじみ性は,レール頭表面部をレール母材よりも硬さの低いベイナイト鋼とすることによって改善できる.(5)耐内部疲労損傷性の改善にはVと窒素の添加が有効である。耐転動疲労損傷性および耐摩耗性がパーライト鋼とベイナイト鋼で異なる理由を,転動面の機械的特性の変化および耐繰返し衝撃損傷性に注目して検討した.まず,硬さがほぼ等しいパーライト鋼(HV265)とベイナイト鋼(HV276)の転動面の変化をビッカース硬さ試験で評価した.硬さ自身の変化にはパーライト鋼とベイナイト鋼で大きな差異は認められなかった.ただし,圧痕の形状は,ベイナイト鋼では圧痕周辺の最大盛り上がり高さに非転動面と転動面で大差が無いのに対し,パーライト鋼の場合,測定荷重9.8Nでは大差が生じなかったものの,測定荷重1.96Nでは転動面に付与したものは非転動面に比べて最大盛り上がり高さがかなり減少することが明らかとなった.この結果は,パーライト鋼の方が転動面の極く表層の加工硬化の程度が大きいことを意味しており,転動面の機械的特性の変化は応力-ひずみ線図の形態によって評価可能であることが判明した.次いで,上記材料に直径12.7mmの鋼球を100万回繰返し衝突させたところ,形成された圧痕の大きさはパーライト鋼の方がベイナイト鋼よりも30%程度大きくなった.衝突回数を変化させた実験,静的押込み試験および有限要素弾塑性解析を通してこの原因を検討した結果,耐損傷性には材料の硬さのみならず,降伏応力や加工硬化指数などの機械的特性も大きく影響することが明確にされた.これらの成果は,直接レール製造に反映されるものと考えられる.また,実軌道におけるベイナイト鋼レールの敷設試験を実施中である.すなわち,ベイナイト鋼レールでは,現行のパーライト鋼でダークスポット損傷が顕在化する累積通過トン数1.5億トンまでは,ダークスポット損傷を初めとする転動疲労損傷の発生が認められないことが確認されている.現在,累積通過トン数3億トンまでの評価が進行中である.転動疲労損傷の発生は認められず,開発レールの耐ダークスポット性は良好である.
生殖医療技術の規制に関するジェンダー分析―通文化的・通時的研究を中心に

1)日本の生殖をめぐる国家による制度と個々人の生殖に関する主体的な決定に関するせめぎあいが生じた事例として、優生保護法成立前の「不法妊娠」と呼ばれる戦時下暴力による妊娠と人工妊娠中絶が違法である時期に「女性のため」と「国家のため」の両義性をもって秘密裏に行われていた人工妊娠中絶について、2次資料を中心に史料収集して、研究を行い、共著書に執筆した。2)過去に実施したアメリカでの卵子提供によって子どもをもった人たちへのインタビューデータを、この科研費プロジェクトのテーマを主として再分析し、論文にまとめた。3)日本において卵子提供によるARTなどの医療を実施する側(医療者)、実施をサポートする側(看護師、ソーシャルワーカー)へのインタビュー調査を行った。また、卵子提供によって子どもを得た人へのインタビュー調査への協力を得た。それについてはゆっくりだが、協力者を得て調査を進めている。4)研究成果を学会や論文で公開する実績はあげている。以上から、生殖に関する意思決定が、その時代や地域の制度以外に、文化、その個人が経験してきた家族形態、生殖に関する経験などと密接に関連していることを深く理解し、それを成果としていかに表現していくかについて検討しながら論文や学会発表を行ってきた。さらに、国が何を根拠に生殖に関する医療技術を規制するのか、その根底にいかなる価値規範があるのを明らかにすべく深いインタビュー、厚い記述を心がけてきた。それを丁寧に分析した業績を日本語と英語の両方にて公表する作業を行っている。卵子提供によって子どもをもった人たちへのインタビュー調査では、協力を得るのが難しく、研究目的を丁寧に説明して信頼関係を築いてから協力を得ているため、当初の目的人数に達していないが、少しずつ進展している。専門家へのヒアリングは、専門家が多忙なために、なかなか協力が得られないが、少しずつ進んでいる。先行研究資料の検討、過去に入手したインタビューの再検討は予定どおり進んでいる。卵子提供によって子どもを得た人へのインタビュー調査はこのまま進める。日本での卵子提供に関する専門家の意見についてのヒアリングを積極的に進める。最終年になるため、研究成果を学会発表や論文発表などで公表していく。今年度は3年間の研究の土台にするために研究代表者と連携研究者の意見交換、情報交換を行い、先行研究の情報の共有方法を定めた。また、研究代表者と連携研究者がこれまでに行なってきた調査とその結果を相互に理解するための研究会を複数回、開催した。また、バルセロナ市内で卵子提供や精子提供、着床前診断(PGD)や着床前受精卵スクリーニング(PGS)を実施し、日本を含む外国からのクライエントを受け入れているクリニックでの医師とコーディネーターへのインタビュー調査を実施した。とくに日本では実施はされているがドナーを見つけるのが難しい卵子提供による体外受精をヨーロッパー在住の日本人が、東洋系のドナーを求めて訪れており、ドナーの選定についての文化的な違いについて興味深い知見を得た。台湾の研究者との意見・情報交換を行い、日本人が卵子提供による体外受精をするために台湾で施術を受けていることについて今後の調査について話し合った。とくに、ドナーの選定についての日本と台湾との規制やクライエントの希望の差について今後の研究の拡がりの可能性が把握できた。着床前検査やNIPTについて、日本は規制的で台湾は大勢の人が検査を受けている状況の違いが何に起因するのかについて、今後の共同研究の課題が得られたスペインでの調査と学会でのネットワーキングが順調に進んだ。台湾の研究者との意見・情報交換が有益であった。プロジェクトチームの3人がそれぞれの研究地域・領域をもちながらも、協力的である。2017年度はまず2016年度末に実施した台湾調査の調査結果の検討を行った。台湾では卵子提供による体外受精を含む生殖医療についての法律を整備し、法律に基づいて実施している。法律に基づいていれば、つまり卵子提供者への謝礼が「栄養費」という名目の範囲内であれば、また卵子提供者とその卵子によって子どもを持とうとしている者が匿名で親族以外であることなどの条件を満たせば、医療施設は積極的に実施しており、さらに日本など海外からの患者を受け入れる施設もいくつかある。それらの施設は日本においても説明会を開催して、患者を増やすのに熱心である。日本では第3者が関わる生殖医療の実施には、利益を重視することを控える傾向があるが、メディカル・ツーリズムの一環と捉えられているようである。日本人が海外に卵子提供や代理出産を求めて行っていたタイでは、日本人男性からの依頼によって20名弱の子どもが代理出産によって生まれていたこともひとつの契機となって外国人の代理出産依頼が法律で規制された。代理出産も卵子提供も、タイの業者以外にオーストラリアの業者がオーストラリア人を顧客の中心にしてきた。オーストラリアでは州により異なるが、世界的にも早い時期から生殖医療についての法整備が行われ、第3者が関わる生殖医療技術によって生まれた子どもが出自を知る権利を認めるなど、先進的な試みが行われてきた。それが生殖医療の歯止めとなって、経済的に安価に代理出産を依頼できるタイあるいは東南アジアの他国へと業者と依頼者が移動していくことは、法規制や人権等を検討する際に、十分に考慮すべき視点である。そのため、オーストラリア調査の準備を行っている。日本国内では、卵子提供、精子提供の医療に関わっているキーパーソンへの調査を開始し、継続している。日本国内でのインタビュー調査の協力者が少なく、若干進捗が遅れている。次年度はオーストラリア調査と日本調査を進めることで取り戻す予定である。

1)日本の生殖をめぐる国家による制度と個々人の生殖に関する主体的な決定に関するせめぎあいが生じた事例として、優生保護法成立前の「不法妊娠」と呼ばれる戦時下暴力による妊娠と人工妊娠中絶が違法である時期に「女性のため」と「国家のため」の両義性をもって秘密裏に行われていた人工妊娠中絶について、2次資料を中心に史料収集して、研究を行い、共著書に執筆した。2)過去に実施したアメリカでの卵子提供によって子どもをもった人たちへのインタビューデータを、この科研費プロジェクトのテーマを主として再分析し、論文にまとめた。3)日本において卵子提供によるARTなどの医療を実施する側(医療者)、実施をサポートする側(看護師、ソーシャルワーカー)へのインタビュー調査を行った。また、卵子提供によって子どもを得た人へのインタビュー調査への協力を得た。それについてはゆっくりだが、協力者を得て調査を進めている。4)研究成果を学会や論文で公開する実績はあげている。以上から、生殖に関する意思決定が、その時代や地域の制度以外に、文化、その個人が経験してきた家族形態、生殖に関する経験などと密接に関連していることを深く理解し、それを成果としていかに表現していくかについて検討しながら論文や学会発表を行ってきた。さらに、国が何を根拠に生殖に関する医療技術を規制するのか、その根底にいかなる価値規範があるのを明らかにすべく深いインタビュー、厚い記述を心がけてきた。それを丁寧に分析した業績を日本語と英語の両方にて公表する作業を行っている。卵子提供によって子どもをもった人たちへのインタビュー調査では、協力を得るのが難しく、研究目的を丁寧に説明して信頼関係を築いてから協力を得ているため、当初の目的人数に達していないが、少しずつ進展している。専門家へのヒアリングは、専門家が多忙なために、なかなか協力が得られないが、少しずつ進んでいる。先行研究資料の検討、過去に入手したインタビューの再検討は予定どおり進んでいる。スペインについては文献検索をして、インタビュー調査結果の分析を深める。台湾についても関連論文の検討を行い、台湾の研究者との意見交換を行なう。2017年には新たに、オーストラリア、北米の研究者との意見・情報交換を行なう。また、韓国の調査を実施する計画である。1)国内での卵子提供を伴う体外受精の実施などに関わっている医療者やコメディカルの方へのインタビュー調査からルール作りについて検討する。2)日本で卵子提供を伴う体外受精について社会科学、生命倫理学的なアプローチをしている研究者へのインタビューから、どのような視点から取り組んでいるのかを調査する。3)オーストラリアでの国内の規制と国外でのオーストラリアの人のメディカル・ツーリズムについてオーストラリアでのフィールド調査調査する。4)オーストラリアで開催される国際会議において、アジア・オセアニア地域の研究者と情報・意見の交換を行う。国際共同研究の可能性を探る。卵子提供によって子どもを得た人へのインタビュー調査はこのまま進める。
アレー型ア-ギテクチャを有する並列信号処理システムの高位合成

本研究では、アレー型アーキテクチャの並列処理ハードウェアを実用時間内に高位合成する手法の開発を行った。1.高位合成問題の定式化まず、現実的なアレー型アーキテクチャの設計条件は(1)同一種類のプロセッサが正方格子状に規則的に整列、(2)プロセッサ間データ通信リンクは物理的隣接プロセッサ間に限定、(3)プロセッサ間のデータ通信にはプロセッサ間距離に比例した時間が必要、であることを明らかにした。次にアレー型アーキテクチャハードウェアの高位合成問題を、プロセッサにおける演算器資源の共有、プロセッサ間の通信時間、プロセッサ間通信リンクの共有を全て考慮して、最適な演算・通信実行開始時刻とプロセッサ、通信リンクの割り当てを求める問題に定式化した。2.資源制約付き高位合成アレー型アーキテクチャハードウェアでは、プロセッサ数とその接続形態を仮定しなければプロセッサと通信リンクの割り当てができない。そこで、与えられたアレー型アーキテクチャハードウェアに対して信号処理時間を最短化する資源制約付き高位合成手法を検討した。信号処理アルゴリズムの総演算量とプロセッサ数により制約される繰り返し周期とデータ入出力間遅延時間(レイテンシ)の下限値について全ての資源制約を満足する演算・通信実行開始時刻が存在するか否かを整数線形計画問題(ILP)にて判定し、存在しなければレイテンシあるいは繰り返し周期を増加して再度判定するといった繰り返し手法により最短の繰り返し周期とレイテンシを求めている。3.改良解法の考案アレー型アーキテクチャハードウェアの高位合成では、演算・通信実行開始時刻とプロセッサ・通信リンクの割り当てを同時に決定する必要があり、ILPの変数・制約式の数が膨大になり、求解に長大な時間を要する。そこで、演算・通信実行開始時刻とプロセッサの割り当て決定と、その後の通信リンク割り当てというように、高位合成問題を2つの小さな問題に分割することにて、解の最適性を損なうこと無く求解時間を大きく改善する解法を考案した。
アレルギー性掻痒症の神経機構の解明

近年,脊髄後角で発現するガストリン放出ペプチド(GRP)受容体発現ニューロンが,脊髄レベルで身体の痒みを特異的に伝達することが報告された。研究代表者は2種の遺伝子改変ラットを用いて、GRP系を中心とした痒み伝達に関わる神経ネットワークの解析を進めている。本年度は,GRP受容体プロモータの下流にヒトジフテリア毒素受容体(hDTR)ー赤色蛍光タンパク質(RFP)をつなぎGRP受容体ニューロンがRFPで標識されるGRP受容体Tgラットの妥当性を検討した。改良型のin situ hybridizationであるRNA scope法を用いてGRP受容体の発現局在を解析した。まず新鮮凍結切片をレーザー顕微鏡を用いて観察し、RFPの局在を解析し,さらに,RNA scope法を用いて、hDTRとGrp受容体に対する二重in situ hybridization法を行なった。結果,RFP陽性細胞が存在する領域においてhDTR/ Grp受容体ダブルポジティブ細胞が多数観察された。また,GRP受容体Tgラットを用いてRFPシグナルを指標に三叉神経核および脊髄後角におけるGRP受容体の局在を解析した結果,脊髄後角最表層と三叉神経核でRFPシグナルが観察された。さらに,脊髄くも膜下腔にGRP受容体アンタゴニスト(RC-3095)を投与した結果,掻き行動が抑制されることを明らかにした。加えて,GRP受容体が多数発現する視床下部視索前野にジフテリア毒素を局所微量投与し,hDTRを介してGRP受容体ニューロンを特異的に破壊できるかを確認した。その結果,ジフテリア毒素投与によりGRP受容体ニューロンが特異的に減少した。一方で,視索前野に局在しGRP受容体ネガティブなニューロンの減少は見られなかった。現在は,ジフテリア毒素投与によるGRP受容体ニューロン破壊の影響を行動レベルで解析している。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。研究代表者はこれまで同じ脊髄に存在し,雄の性機能を制御する脊髄GRP系に着目し,GRPニューロンを中心とした脳ー脊髄神経ネットワークを明らかにしてきた。現在は,GRP系を中心とした痒み伝達に関わる神経ネットワークの解析を進めている。まず,必須脂肪酸とコーンスターチを除去したエサを与え,アトピー性皮膚炎モデルの作出を行った。現在,作出したアトピー性皮膚炎モデルでの痒みの指標となる掻き行動を解析し,痒み評価系の確立を行っている。さらに,acetone-ether-water(AEW)を皮膚に塗布し,ドライスキンモデルの作製を試みた。結果,AEW塗布部位において皮膚の過敏が観察された。また,GRPニューロンが緑色蛍光タンパク質のVenusで標識されるGRPトランスジェニック(Tg)ラットを用いて,痒み伝達に関わるGRPニューロンが存在する脊髄後根神経節と三叉神経節のVenus発現を解析した。結果,脊髄後根神経節,三叉神経節ともにVenus発現が観察された。また,GRP Tgラットの脊髄後根神経節ならびに三叉神経節においてGRPに対する免疫染色を行った結果,Venus陽性ニューロンの一部でGRP免疫陽性が観察された。さらに,GRP受容体に対するin situ hybridizationの確立を行った結果,痒みに関わるGRP受容体発現ニューロンが存在する脊髄後角においてシグナルが多数観察された。また,GRP受容体発現ニューロンが赤色蛍光タンパク質(RFP)で標識されるGRP受容体Tgラットを用いてRFPシグナルを指標に三叉神経核および脊髄後角におけるGRP受容体の局在を解析した結果,脊髄後角と三叉神経核でRFPシグナルが観察された。日本学術振興会特別研究員(PD)に採用されて以来,痒み伝達に関わるガストリン放出ペプチド(GRP)/GRP受容体ニューロン系に着目したアレルギー性掻痒症の神経機構の解明を精力的に進めている。本年度は掻痒症モデルラットを作出し、現在は、本モデルラットを用いて痒み評価系の確立を行っている。さらに,痒み伝達に関わるGRP受容体ニューロンの局在を明らかにするため、RNA scope法を用いたGRP受容体の組織学的な解析手法を確立した。現在は、GRP受容体Tgラットを用いて、RFPニューロンでGRP受容体が発現することを確認している。また、GRPあるいはGRP受容体遺伝子改変ラットを用いた解析により,痒み伝達に関わるGRP/GRP受容体発現ニューロンの脊髄ならびに三叉神経節における局在を蛍光シグナルを指標に明らかにしつつある。以上の理由から,おおむね順調に進展していると考える。

また,GRP受容体Tgラットを用いてRFPシグナルを指標に三叉神経核および脊髄後角におけるGRP受容体の局在を解析した結果,脊髄後角最表層と三叉神経核でRFPシグナルが観察された。さらに,脊髄くも膜下腔にGRP受容体アンタゴニスト(RC-3095)を投与した結果,掻き行動が抑制されることを明らかにした。加えて,GRP受容体が多数発現する視床下部視索前野にジフテリア毒素を局所微量投与し,hDTRを介してGRP受容体ニューロンを特異的に破壊できるかを確認した。その結果,ジフテリア毒素投与によりGRP受容体ニューロンが特異的に減少した。一方で,視索前野に局在しGRP受容体ネガティブなニューロンの減少は見られなかった。現在は,ジフテリア毒素投与によるGRP受容体ニューロン破壊の影響を行動レベルで解析している。作出したアトピー性皮膚炎モデルで痒み評価系を確立し、アトピー性皮膚炎発症時の痒み応答を解析する。また、real-time PCR法を用いて、アトピー性皮膚炎モデルでのGRP系の分子発現の変化を解析する。また、GRP Tgラットにおいても、アトピー性皮膚炎モデルを作出し、脊髄後根神経節におけるVenus mRNA発現量をreal-time PCR法を用いて定量化し、身体の痒み神経機構の解析モデルを確立する。顔面の痒み神経機構を明らかにする目的で、ラットにヒスタミンを点眼投与し、アレルギー性結膜炎発症ラットを作出する予定である。次に、野生型ラットの延髄あるいは脊髄後角最表層にGRPを局所投与した後、掻破行動解析を行い、GRPによる痒みの誘起を明らかにする予定である。同時に、GRP受容体Tgラット脊髄後角にGRPを局所投与し、GRPによる痒み伝達に関わるGRP受容体ニューロンの活性化を解析する。さらにBombesin-saporinを、GRP受容体Tgラットにジフテリア毒素を、脊髄後角最表層に局所投与することで、痒み伝達に関わるGRP受容体発現ニューロンを特異的に破壊し、掻破行動解析を行う。これらの解析により、GRP系を介した全身の痒み伝達メカニズムを明らかにする予定である。さらに、GRP Tgラット三叉神経節、脊髄後根神経節とGRP受容体Tgラット延髄および脊髄後角をスライス培養し、パッチクランプ法を用いて蛍光シグナルを指標にGRPニューロンやGRP受容体ニューロンの起痒物質に対する応答性を電気生理学的に解析する。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
惑星探査機搭載用年代測定装置のための紫外レーザーによる高精度カリウム計測法の確立

本研究計画では、代表者らがこれまでに開発してきたアイソクロン法によるカリウム・アルゴン年代のその場計測装置を発展させることで、誤差5%での年代計測技術を立証することを目指した。具体的には、レーザー誘起発光分光法(Laser-induced Breakdown Spectroscopy)によるカリウム濃度計測のために紫外レーザーを導入すると共に、平行光源とカメラを使った簡便な試料重量計測法を新規に開発することで、試料中のカリウム絶対量を誤差10 %で計測する技術を確立することを目指した。上記の目的を達成するために、まず真空容器中の岩石に対して波長266 nmの紫外パルスレーザーを照射する光学系を構築した。このために、紫外光発生用の光学結晶を導入し、紫外光反射用のミラーとレンズによって光学系を構成した。次に、試料表面を観察して岩石の掘削孔の体積を求めるため、一定の角度から平行光を照射する照明光学系と、試料観察用の光学系を製作した。これらに加えて、プラズマの発光を効率よく分光器に導くための集光光学系を製作した。これらの光学系が完成したところで、5個のカリウム濃度標準試料(カリウム濃度300 ppm5重量%)に対して発光スペクトルを取得した。発光スペクトルからは、制動放射に伴う連続発光成分と比較するとカリウム発光輝線が相対的に強く、高い信号/背景光比を持つことが観察された。このことは、カリウム計測のノイズ成分を低減できることを示唆する。また、レーザー照射一回当たりの蒸発量が、従来型の赤外レーザーを用いた場合よりも少なくなることが確認された。このことは、紫外レーザーが岩石をより精密に蒸発させることを示唆する。得られたカリウム濃度検量線は、赤外レーザーを用いた場合と定性的には似た挙動を示し、検量線法によるカリウム計測が可能であることが示唆された。
発生工学的手法を用いた甲状腺および甲状腺外サイロトロピンレセプターの機能解析

目的):バセドウ病および眼球突出症の発症機序におけるクラスII主要組織適合抗原の役割を検討する目的にて甲状腺特異的にクラスII抗原を発現する動物モデルを作成し、甲状腺に対する自己免疫反応の有無を調べる。方法):サイログロブリン(Tg)プロモーター「下流にclass II transactivator遺伝子またはco-stimulatory moleculeであるB7.1遺伝子を結合した融合遺伝子をラット前核胚に導入し、トランスジェニックラットを作成し、さらに、これらを交配して両遺伝子の共発現ラットを作成した。結果)Tg promoter/CIITAtransgenic ratは甲状腺にクラスII抗原が発現していることをmRNAおよび免疫組織科学的に確認された。しかし、甲状腺重量、末梢T3レベルに対象と差は無く、TSHレセプター抗体(TSAb)も検出できなかった。そこで、Tg promoter/B7.1ransgenic ratを作成し交配によりCIITA-B7.1double transgenic ratを作成したが、やはり、24週齢までTSHレセプター抗体の産生は認められず、末梢T3レベルも正常域に留まった。総括)クラスII抗原とTSHレセプターを共発現させた線維芽細胞の免疫にてバセドウ病様の機能亢進症を惹起させたとの下条らの系は、甲状腺にクラスII抗原を強制発現させた動物では再現されなかった。発症にはマクロファージないし何らかの免疫的機構の関与が必要と考えられた。申請者らはTSH-Rが甲状腺のみならず、脂肪細胞に多量に発現していることを見いしバセドウ病における眼球突出の成因に中心的役割を果たしている可能性を提唱して来たが、最近TSH-Rは心筋細胞、胸腺組織、消化管等に存在することも報告されており、TSH/TSH-Rの脂肪代謝や免疫機構における機能が注目されている。本研究ではこれらの解明を目的として、マウスTSH-R遺伝子のクローニングを行い、KOベクターを作成し、ES細胞に導入しTSH-R遺伝子欠損マウスの樹立を試みた。一方、ES細胞の選択を行っている経過中に、Daviesらのグループにより上記モデル動物の樹立が報告され、その表現型が従来甲状腺機能低下モデルとして知られていたhyt/hytマウスと同様であることが報告された。そこで、本研究の主旨である甲状腺外TSH-Rの機能をhyt/hytマウスを利用し、peroxisome proliferator-activated receptorプロモーター、サイログロブリンプロモーターを使用し、脂肪組織、甲状腺に特異的にマウスTSH-R遺伝子を発現せしむトランスジェニック動物を作成し解析を行う予定である。我々はバセドウ病における眼球突出症の発症には甲状腺外のサイロトロピンレセプター(TSHR)およびTSHR抗体が関与するとの仮説を提唱し、この実証を目的としてTSHR欠損マウスの作成に着手したが、Daviesらのグループらがその樹立を報告した。一方、下条らによりクラスII主要組織適合抗原存在下でのTSHRの免疫により甲状腺刺激抗体が産生されるとの報告がなされた。そこで、甲状腺刺激抗体の産生機序およびこれらの眼球突出症発症における役割を検討すべく、甲状腺にクラスII主要組織適合抗原を強制発現するラットの作成を試みた。これらの目的にてマウス脾臓よりclass II transactivator(CIITA)cDNAをクローニングし、FRTL5甲状腺にトランスフェクションしたところ、同細胞でクラスII抗原の発現が特異的に誘導されることを確認した。次にCIITAcDNAをサイログロブリン(Tg)プロモーター下流に結合し、これをWisterラット胚細胞に注入し、Tg promoter/CIITAtransgenic ratを作成した。12週齢において、CIITA(-)ratとCIITA(+)rat群の体重、甲状腺重量、血中T3値、TSH-bindinginhibitor immunoglobulin(TBII), thyroid stimulating antibody(TSAb)を比較した結果、両群間でいずれの指標においても、有為な差を認めなかった。

この結果は、甲状腺でクラスII主要組織適合抗原とTSHRが共発現するのみでは、TSHR自己抗体は産生されず、これら以外に抗原提示に必要な要素が関与していることが示唆された。現在、co-stimulatory moleculeであるB7.1を同様にサイログロブリン(Tg)プロモーター下流に結合し、Tg promoter/B7.l transgenic ratの作成を試みており、両者の交配による検討を行なう予定である。我々はバセドウ病における眼球突出症の発症には甲状腺外のサイロトロピンレセプター(TSHR)およびTSHR抗体が関与するとの仮説を提唱し、TSHR抗体の産生機序およびこれらの眼球突出症発症における役割を検討すべく、甲状腺にクラスII主要組織適合抗原を強制発現するラット(Tg promoter/CIITA transgenic rat)の作成を試みたが、これのみではTSHR抗体は産生されなかった。そこで、co-stimulatory moleculeであるB7.1を同様にサイログロブリン(Tg)プロモーター下流に結合し、甲状腺でB7.1を発現するTg promoter/B7.1transgenic ratの作成を行い、これとTg promoter/CIITA transgenic ratを交配させることにより、クラスII主要組織適合抗原とB7.1の両者を甲状腺に共発現するマウスの樹立を試みた。ラット脾臓より得たB7.1cDNAをTgプロモーター下流に結合したpTgP/B7.1を前期胚に導入して得られたF1ラットはNorthern blotにてB7.1mRNAを発現しており、これとTg promoter/CIITA transgenic ratを交配して作成したダブルトランスジェニックラットはRAT1BとB7.1を共発現していた。これらのラットの血清の甲状腺刺激抗体をFRTL5甲状腺細胞を用いて測定したところ、生後16週齢まで陰性であり、体重、甲状腺重量、血中T3値もコントロールと有意な差は認めなかった。また、組織学的にもリンパ球の浸潤等は観察されなかった。以上の結果より、甲状腺にクラスII主要組織適合抗原、co-stimulatry molecule、TSHRが共存するのみではTSHR抗体は産生されないことが判明した。下条らによりクラスII主要組織適合抗原存在下でのTSHR発現細胞の免疫により甲状腺刺激抗体が産生されるとの報告がなされたが、今回の結果はTSHRの抗原提示にはprofessionalantigen presentingcellの関与している可能性を示唆する。