hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ｉＰＳ細胞由来の心筋細胞による心筋再生治療における細胞の至適生着条件の検討

以上より、分化20日目心筋が細胞移植における至適細胞であり、生着後に増殖する可能性があることが示された。今後、実際の虚血障害心臓における生着の変化、治療効果などを詳細に観察する予定である。iPS細胞を用いた心臓細胞治療は、重症心不全に対する新たな治療法として期待されている。しかし、その他の幹細胞移植治療と同様、投与細胞の生着率の低さが問題となっている。そこで、iPS細胞由来分化細胞の移植後心臓生着における至適化を目的として、ルシフェラーゼを恒常的に発現するiPS細胞株を用いて、未分化iPS細胞、分化4日目中胚葉細胞、分化8、20、30日目分化心筋を免疫不全マウスの心臓に直接注入し、生着率をin vivo bioluminescence imagingにて定量化し、比較した。結果、分化20日目心筋がその他の分化細胞に比べ有意に高い生着率を認め、分化20日目心筋が生着における至適細胞だと考えられた。そこで、分化20日目心筋を心筋梗塞モデルマウスに直接注入し、治療効果を確かめたところ、良好な生着と、有意な心機能改善を認めた。さらに、生着後の経時変化を観察したところ、imagingシグナルの経時的増加を認め、組織所見上もKi67陽性生着心筋がin vitroに比べ有意に増加していた。この結果は、移植後生着心筋がマウス心臓内で増殖していることを示している。このimagingシグナルの増加は移植後3ヶ月にてプラトーに達したが、組織所見上は移植後3ヶ月から6ヶ月にかけての心筋成熟が認められた。以上のことから、iPS細胞由来分化20日目心筋は高い生着率、増殖能をもち、障害心筋に対する高い治療効果を有することが示唆され、今後の心臓細胞治療への応用が期待される。今後は、今回のマウス実験での結果を踏まえて、至適分化心筋細胞を用いた大動物への移植実験を行い、マウスでの詳細な評価が困難である治療効果、不整脈原性を中心に臨床応用への可能性を追求していく予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。移植細胞の生着条件の検討において、in vivoで生着の時間経過を定量的に測定できる実験系の確立が重要であると考えられるため、予定通りまずは実験系の確立に着手し、確立することができた。心筋細胞の文化各段階において移植実験を行い、細胞生着における至適時期の同定に成功した。確立した実験系を用いて、分化心筋をNOGマウスに移植し、生着率の違いを検討する。最適分化段階を明らかにした上で、実際に虚血心モデルマウスに移植し、治療効果を確認する。また、分化段階による生着の違いに着目し、その違いが生じる理由を明らかにしたい。至的細胞において、急性心筋虚血モデルマウスへの移植実験を行い、治療効果を判定する。さらには、生着後の心筋増殖についてさらに検討を加える予定である。
遷移金属表面における原子分子の動的挙動の実時間測定に関する研究

温度可変の走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いてPt(111)表面におけるアセチレンの熱分解過程を調べた。アセチレンは、脱水素化してエチリダインCCH_3種になりさらに脱水素化して分解していくことが知られている。エチリダイン形成過程では、水素原子の数が足りないため複雑な反応経路を通ることが言われている。電子エネルギー損失分光による研究では、アセチレンは300Kまで安定に存在し、その後370KでエチニルCCH種とCCH_3種が生成すると報告されている。一方、和周波発生分光法により、120KでアセチレンはビニリデンCCH_2種に分子内転移し、200K付近でビニルCHCH_2種とCCHになり、更に350-370KでCCH_3種に変化することが報告されている。本研究では、STMによりアセチレンの熱分解反応過程を観察し、これら2つの反応経路について検討を行った。30KでアセチレンをPt(111)表面に吸着すると、アセチレンはランダムに吸着する。この表面を120Kまで加熱した後30KでSTM観察をすると、高被覆率表面では、2x2構造が部分的に観察された。一方、低被覆率表面では、吸着種はランダムに吸着しており、吸着種間に相関関係は見られなかった。このことから、120Kで観察される表面吸着種間には、反発的な相互作用が働いていることがわかった。200Kまで加熱すると、高被覆率表面および低被覆率表面でも2x2構造が観測された。低被覆率表面で2x2のアイランドが観測されたことは、表面吸着種間に引力相互作用が働いていることを示している。従来提案されている2つの反応モデルとSTMの結果を比較すると、300K以下でもアセチレンが反応しているとする後者のモデルが妥当であると結論することができる。固体表面における化学反応制御には、表面における原子・分子の動的挙動と局所構造との相関関係を原子尺度で明らかにすることが必要不可欠である。本研究では、走査トンネル顕微鏡(Scanning Tunnel Microscope、STM)を用いて、遷移金属単結晶表面に化学吸着した原子・分子の吸着状態ならびに表面拡散の様子を原子尺度で実空間・実時間観察し、それに基づいて吸着状態や表面拡散と表面の局所構造との相関関係を明らかにする。平成11年度は、STM装置の動作確認と温度制御システムの整備を行った。HOPGグラファイト、シリコンの(111)と(100)表面のSTM像を観察した。HOPGについては、六方格子に特有の構造が観測された。シリコンについても、7x7、2x1再構成構造が観測された。原子レベルでの分解能が得られた。試料は、コールドヘッドと細いCu線で繋がれており、このコールドヘッドの温度を調節することで目的の温度に冷却・加熱される。温度調節は、ヒーター電流と液体ヘリウムの流量を調節して行った。25Kから200Kの温度領域でSTM像の観察ができることを確認した。さらに、単結晶銀(110)表面上での酸素分子の吸着状態を調べた。STMにより、清浄表面の観察を行い、銀原子の観察に成功した。酸素分子は、この表面で解離して銀原子を巻き込んでAg-Oの一次元鎖状の構造を作る。この構造を観察した。また、本来基盤原子より凸であるはずの鎖構造が凹になって見えることを見出した。

この原因は、探針の先端部分に酸素原子が吸着し、の探針先端の電子状態が変化したためであると考えている。温度可変の走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いてPt(111)表面におけるアセチレンの熱分解過程を調べた。アセチレンは、脱水素化してエチリダインCCH_3種になりさらに脱水素化して分解していくことが知られているが、アセチレン1分子からCCH_3種を作るには水素原子の数が足りないため複雑な反応経路をとること言われている。電子エネルギー損失分光による研究では、アセチレンは300Kまで安定に存在しその後、370KでエチニルCCH種とCCH_3種が生成すると報告されている。一方、和周波発生分光法により、120KでアセチレンはビニリデンCCH_2種に分子内転移し、200K付近でビニルCHCH_2種とCCHになり、更に350-370KでCCH_3種に変化することが報告されている。本研究では、STMによりアセチレンの熱分解反応過程を観察し、これら2つの反応経路について検討を行った。30KでアセチレンをPt(111)表面に吸着すると、アセチレンはランダムに吸着する。この表面を120Kまで加熱した後30KでSTM観察をすると、高被覆率表面では、2x2構造が部分的に観察された。一方、低被覆率表面では、吸着種はランダムに吸着しており、吸着種間に相関関係は見られなかった。このことから、120Kで観察される表面吸着種間には、反発的な相互作用が働いていることがわかった。200Kまで加熱すると、高被覆率表面および低被覆率表面でも2x2構造が観測された。低被覆率表面で2x2のアイランドが観測されたことは、表面吸着種間に引力相互作用が働いていることを示している。従来提案されている2つの反応モデルとSTMの結果を比較すると、300K以下でもアセチレンが反応しているとする後者のモデルが妥当であると結論することができる。
中央アジア地域研究希少資料アーカイヴの構築とその学術的一般的有効利用に関する研究

ロシア連邦サンクトペテルブルグ市(ロシア科学アカデミー人類学民族学博物館、ロシア科学アカデミー東洋学研究所、ロシア科学アカデミー物質文化史研究所、ロシア地理学協会)およびウズベキスタン共和国タシュケント市(文化省文化遺産保存部および中央国立写真・映画・音響資料館など)において、ロシア帝政期の写真・画像資料を中心に中央アジア地域研究に関連する希少資料に関する調査を行うと同時に、デジタル化につき所蔵先・所有者と合意できた資料につき、デジタル複写撮影を行った。その成果として、資料CD6点(うち2点はタシュケントで民間に所蔵される地図資料、うち4点はサンクトペテルブルグのロシア科学アカデミー人類学民族学博物館中央アジア部門所蔵の写真資料を所収したもの)を作成した。詳細については研究成果報告書『中央アジア地域研究希少資料アーカイヴの構築とその学術的一般的有効利用に関する研究』(国立民族学博物館、平成17年3月刊行)に述べた。日本、中央アジア、ロシアをつなぐ中央アジア地域研究希少資料アーカイヴ構築の当面の可能性として、資料の所蔵先と綿密に交渉しながら、閲覧・検索・デモンストレーションを主たる目的とした資料CDを作成・共有し、それを蓄積していくことが有効であり、将来的にはそれをシステム化することが望ましいというのが本研究の結論である。平成15年度は、ロシア連邦サンクトペテルブルグ市およびウズベキスタン共和国タシゴケント市において、ロシア帝政期の写真・画像資料を中心に中央アジア地域研究に関連する希少資料に関する調査を中心に研究を進めた。サンクトペテルブルグでは、海外共同研究者Ch.タクサミ教授の仲介により、ロシア科学アカデミー人類学民族学博物館中央アジア部門主任R.ラヒモフ博士と知己を得、本研究におけるより直接的な協力につき検討することができた。同博物館は初代トルキスタン総督カウフマンが制作させた『トルキスタン・アルバム』ほか、当時の写真家や東洋学者による写真コレクションを所蔵していることが明らかとなった。また同市において比較的大規模な写真コレクションを所蔵しているのは考古学研究所写真アーカイヴとロシア地理学協会であることがわかり、これらにおいても写真資料に関する調査に着手し、一部所蔵資料に関する情報を提供してもらった。機関間の横の連携がほとんどなく、所蔵資料に関する情報の共有や資料そのものの共有などの観点から本研究のようなアプローチが有益であることを実感した。タシュケント市では、海外共同研究者E.ルトヴェラゼ教授の協力によりウズベキスタン文化省文化遺産保存部および国立中央アーカイヴ写真映画音声資料フォンドにおいて調査を行った。今年度は、現地調査期間を縮小せざるをえなかったこともあって、現地調査においては資料調査と実験的なデジタル撮影をするにとどまったが、資料情報を整理すると同時に、来年度に向けて本格的なデジタル撮影とアーカイヴ構築の方法につき検討中である。平成16年度は、平成15年度と同様にロシア連邦サンクトペテルブルグ市およびウズベキスタン共和国タシュケント市において、ロシア帝政期の写真・画像資料を中心に中央アジア地域研究に関連する希少資料に関する調査を行うと同時に、デジタル化につき所蔵先と合意できた資料につき、デジタル複写撮影を行った。本研究の成果として、資料CD6点(うち2点はタシュケントで民間に所蔵される地図資料、うち4点はサンクトペテルブルグのロシア科学アカデミー人類学民族学博物館中央アジア部門所蔵の写真資料を所収したもの)を作成し、研究成果報告書『中央アジア地域研究希少資料アーカイヴの構築とその学術的一般的有効利用に関する研究』(国立民族学博物館、平成17年3月)を刊行した。
寄生性線虫を用いた線形動物のミトコンドリア蛋白質合成系の解析

線形動物のミトコンドリア(mt)には、他の多細胞動物mtにも存在するDアームのないtRNAに加え、TアームのないtRNAも存在する。一方、翻訳伸長因子EF-Tuは、バクテリアではアミノアシルtRNAとの結合に、tRNAのTアームを要求する。我々は、線形動物ミトコンドリアのEF-TuがTアームのないtRNAとどうして結合できるのかを明らかにするため、各種の線形動物のEF-TuのcDNAをクローニングした。その結果、これらの線形動物は2種の異なるEF-Tuを持ち、これらは、バクテリアのEF-Tuと比べて、それぞれ40ないし60アミノ酸のC末端延長を持つEF-Tu1と約15アミノ酸のC末端延長を持つEF-Tu2の2つのグループに分類できた。Caenorhabditis elegansおよびTrichinella britoviのEF-Tuの各種のtRNAに対する結合能を解析したところ、EF-Tu1はTアームのないtRNAに、EF-Tu2はDアームのないtRNAにそれぞれ結合した。また、C.elegansの2種のEF-TuおよびT.britoviのEF-Tu2はクローバーリーフ型二次構造を形成できる通常のtRNAとは結合できなかったのに対して、T.britovi EF-Tu1は通常のtRNAとも結合出来た。このことは、C.elegansのmtには通常型のtRNAが存在しないのに対して、T.britoviのmtには通常型のtRNAが存在する事と、よく対応していた。また、C.elegansのEF-TuはC末端延長をわずか10数アミノ酸残基失っただけで、tRNAの結合能を失う事が分かった。以上の結果より、線形動物ミトコンドリアでは、EF-Tuの遺伝子重複とEF-TuのC末端延長による新たなtRNA結合領域の獲得により、tRNAの大きな短縮化に対応している事が分かった。動物ミトコンドリア(mt)DNAにコードされるtRNAは、一般的なtRNAに比べ、構造が単純化したものを含んでいる。特に、ブタカイチュウや自由生活性のセンチュウCaenorhabditis elegansなどのある種の線形動物のmt tRNAには、一般的なtRNAに見られるクローバーリーフ型二次構造を形成できるものが一つも存在せず、代わりにTアームを失ったtRNAが20種、Dアームを失ったtRNAが2種存在する。一方、アミノ酸を受容したtRNAはペプチド延長因子EF-Tuと結合し、リボソームに運ばれタンパク質合成に参加する。我々は、C.elegansにはEF-Tuが2種類存在し、それぞれ、二つの異なるタイプのtRNAに適応進化し、どちらか一方のタイプのtRNAとのみ結合できること、どちらも一般的なtRNAとの結合能を失っていることを見出した。一方、線形動物のセンモウチュウmtにはTアームを失ったtRNA、Dアームを失ったtRNAに加え、一般的なクローバーリーフ型tRNAも存在する。すなわち、センモウチュウmt tRNAは他の動物mt tRNAからC.elegans mt tRNAの状態に移行する中間段階にあるといえる。そこで、センモウチュウにおいてEF-Tuは3つの異なるタイプのtRNAをどのように認識しているのかを解析するため、我々はセンモウチュウEF-TuのcDNAクローニングを試みた。その結果、センモウチュウは少なくとも2種の異なるEF-Tuを持つことが分かった。配列の系統学的解析から、これら2種のEF-TuはC.elegansのEF-Tuのどちらか一方と進化的に近縁関係にあることが分かった。

また、EF-Tu中のtRNA結合部位の比較から、センモウチュウのEF-Tuの一方はTアームのないtRNAと、もう一方はDアームのないtRNAと結合することが予測された。線形動物のミトコンドリア(mt)には、他の多細胞動物mtにも存在するDアームのないtRNAに加え、TアームのないtRNAも存在する。一方、翻訳伸長因子EF-Tuは、バクテリアではアミノアシルtRNAとの結合に、tRNAのTアームを要求する。我々は、線形動物ミトコンドリアのEF-TuがTアームのないtRNAとどうして結合できるのかを明らかにするため、各種の線形動物のEF-TuのcDNAをクローニングした。その結果、これらの線形動物は2種の異なるEF-Tuを持ち、これらは、バクテリアのEF-Tuと比べて、それぞれ40ないし60アミノ酸のC末端延長を持つEF-Tu1と約15アミノ酸のC末端延長を持つEF-Tu2の2つのグループに分類できた。Caenorhabditis elegansおよびTrichinella britoviのEF-Tuの各種のtRNAに対する結合能を解析したところ、EF-Tu1はTアームのないtRNAに、EF-Tn2はDアームのないtRNAにそれぞれ結合した。また、C.elegansの2種のEF-TuおよびT.britoviのEF-Tu2はクローバーリーフ型二次構造を形成できる通常のtRNAとは結合できなかったのに対して、T.britovi EF-Tu1は通常のtRNAとも結合出来た。このことは、C.elegansのmtには通常型のtRNAが存在しないのに対して、T.britoviのmtには通常型のtRNAが存在する事と、よく対応していた。また、C.elegansのEF-TuはC末端延長をわずか10数アミノ酸残基失っただけで、tRNAの結合能を失う事が分かった。以上の結果より、線形動物ミトコンドリアでは、EF-Tuの遺伝子重複とEF-TuのC末端延長による新たなtRNA結合領域の獲得により、tRNAの大きな短縮化に対応している事が分かった。
微小材料解析のためのshave－off 深さ方向分析法の高精度化に関する研究

本研究は、収束イオンビーム(FIB)を用いた微小領域の深さ方向分析手法である、shave-off深さ方向分析法の高精度化を達成することを目的としたものである。昨年度は、分析手法としての根幹となるFIBの強度プロファイル評価、種々の試料に対するスパッタリング効率等の基礎データの取得や、装置関数の評価・最適化等を行った。最終年度となる24年度は、分子動力学(MD)法を用いたshave-off走査モードにおけるスパッタリング機構に関する検討や、shave-off走査により試料に生じるダメージを、近年発展の目覚ましい三次元アトムプローブ(3DAP)法を用いて原子レベルで解析する等のアプローチを行った。さらに、これまで無機材料のみを対象としてきたが、ポリマーやバイオを始めとする有機複合材料の普及を見据え、これらの試料の結合情報を損ねることなくスパッタリングすることが可能なクラスターイオンビームや高速重イオンビームを用いた有機材料のスパッタリングおよび二次イオン化機構に関する検討を行った。MD法を用いて行ったshave-off走査モード下でのスパッタリング機構の評価では、従来のラスター走査と比べ、shave-off走査におけるスパッタ率が高いことの理由として、試料断面および端面の2面からのスパッタ粒子の放出が示された。また、FIBの高い指向性に起因して、イオンビームの照射により起こる試料構成原子のミキシング現象が数ナノメートル以下に抑制されることが明らかになった。クラスターイオンビームと高速重イオンビームによる有機材料のスパッタリングおよび二次イオン化機構に関する検討においては、試料として、アミノ酸、タンパク質、糖類等を用いた。結果、分子のフラグメンテーションを抑制し、かつ、明瞭な分子イオンピークとその多量体ピークを得ることに成功した。これは、今後、複雑な構造・組成を有するタンパク質等の分析に際して、その構造・組成情報を有意に保持した質量スペクトル取得の可能性を示唆するものである。本年度の主な研究成果としては、「分子動力学シミュレーションによるshave-off条件下でのスパッタリング機構の検討」及び、「二次イオン輸送光学系の最適化による二次イオン収率の向上」の2点が挙げられる。1.分子動力学シミュレーションによるshave-off条件下でのスパッタリング機構の検討まず既存のラスター条件下でのシミュレーションの外郭を参考に、shave-off分析に特有の条件を挿入していった。その後に、モデル試料として用いたアルミニウムに対しガリウムイオンをドーズ量1.0E+16ion/cm^2まで照射した。その結果、shave-off走査モードが、ラスター走査モードと比べ、高スパッタ率と低ダメージという特徴を併せ持った手法であることが示された。この研究成果は、shave-off深さ方向分析の既存の他のSIMS分析法に対する基礎的な優位性を示したのみならず、近年広く用いられている収束イオンビーム加工技術全般に対し、非常に基幹的な成果である。2.二次イオン輸送光学系の最適化による二次イオン収率の向上ナノビームSIMS装置内において二次イオンが発生した後、質量分析部にて質量分離され、検出に至るまでの二次イオンの輸送に関して、電場シミュレーション及び緻密な条件設定による測定を行い、輸送効率低下の要因を洗い出していった。まず、試料近傍においては、試料周辺の電場条件が二次イオン輸送効率に対し最も支配的であるという結果が得られた。そこで、一次イオンビーム偏向電極の改良を行い、結果として、試料を動かすことなく400μm四方の範囲内の試料を測定可能となった。更に、質量分析部に由来する感度低下に関する見積を行った。その結果、測定対象とする元素ごとの、質量分離部に印加する磁場強度をはじめとする最適条件を決定するための知見が得られた。

採用期間2年のうち、当初の研究計画に記載した初年度の分の研究内容が概ね達成されたため。引き続き、当初の研究計画に則り、shave-off条件における同一元素の状態別二次イオン収率を取得し、定量分析手法の確立を目指す。
がん遺伝子関連腫瘍抗原の生物生産に関する研究

がん遺伝子産物に,腫瘍を拒絶に導く移植抗原性があるかどうかを知ることは,がんの治療への応用を考える上で重要である.この研究では, vーsrcがん遺伝子産物にマウスのRous肉腫ウイルス(RSV)誘発腫瘍に対する移植抗原性があるかどうかを細胞工学・遺伝子工学の技術を応用して検討した.1.vーsrcがん遺伝子とネオマイシン耐性遺伝子を組み込んだプラスミドをトランスフェクトした大腸菌をマウス線維芽細胞にプロトプラスト融合して, vーsrcがん遺伝子発現細胞c1ー8を得た.遺伝子の発現はvーsrcがん遺伝子をプローブとしたノーザンブロット法および, vーsrcがん遺伝子産物p60に対するモノクローナル抗体を用いた免疫蛍光法によった.この細胞を不活化して免疫したマウスはRSV腫瘍CSA1Mに対して移植抵抗性を獲得した.しかしvーrasがん遺伝子を持つKirsten肉腫ウイルス誘発腫瘍に対しては,このような抵抗性は獲得されなかった.2.vーsrcがん遺伝子とトリプトファンプロモーターを含んだプラスミドpSRC6×16を大腸菌にトランスフェクトし, p60を産生する条件で培養した. p60の産生は,モノクローナル抗体を用いたウエスタンブロット法によって確認した.このvーsrc発現大腸菌ならびに,この大腸菌で生物生産させた60KDの蛋白質で免疫されたマウスは,いずれの場合もCSA1Mの移植に抵抗性を示し,腫瘍を拒絶するか生存日数の明らかな延長を認めた.しかしいずれの場合もKrsten肉腫ウイルス腫瘍に対しては移植抵抗性を誘導できなかった.以上の結果より, vーsrcがん遺伝子産物は,マウスRSV誘発腫瘍CSA1Mに対する特異的移植免疫原性を持つことが示された.がん遺伝子産物に,腫瘍を拒絶に導く移植抗原性があるかどうかを知ることは,がんの治療への応用を考える上で重要である.この研究では, vーsrcがん遺伝子産物にマウスのRous肉腫ウイルス(RSV)誘発腫瘍に対する移植抗原性があるかどうかを細胞工学・遺伝子工学の技術を応用して検討した.1.vーsrcがん遺伝子とネオマイシン耐性遺伝子を組み込んだプラスミドをトランスフェクトした大腸菌をマウス線維芽細胞にプロトプラスト融合して, vーsrcがん遺伝子発現細胞c1ー8を得た.遺伝子の発現はvーsrcがん遺伝子をプローブとしたノーザンブロット法および, vーsrcがん遺伝子産物p60に対するモノクローナル抗体を用いた免疫蛍光法によった.この細胞を不活化して免疫したマウスはRSV腫瘍CSA1Mに対して移植抵抗性を獲得した.しかしvーrasがん遺伝子を持つKirsten肉腫ウイルス誘発腫瘍に対しては,このような抵抗性は獲得されなかった.2.vーsrcがん遺伝子とトリプトファンプロモーターを含んだプラスミドpSRC6×16を大腸菌にトランスフェクトし, p60を産生する条件で培養した. p60の産生は,モノクローナル抗体を用いたウエスタンブロット法によって確認した.このvーsrc発現大腸菌ならびに,この大腸菌で生物生産させた60KDの蛋白質で免疫されたマウスは,いずれの場合もCSA1Mの移植に抵抗性を示し,腫瘍を拒絶するか生存日数の明らかな延長を認めた.しかしいずれの場合もKrsten肉腫ウイルス腫瘍に対しては移植抵抗性を誘導できなかった.以上の結果より, vーsrcがん遺伝子産物は,マウスRSV誘発腫瘍CSA1Mに対する特異的移植免疫原性を持つことが示された.
量子色力学の数値シミュレーションアルゴリズムの研究

量子色力学(QCD)の効率的なシミュレーションアルゴリズムの開発を目指し、以下の研究を行なった。1.QCDに類似のより簡単なモデルとして、2次元のO(4)シグマモデルを取り上げ、以下の結果を得た。(1)擬似運動量の更新間隔と系の緩和時間:分子動力学計算における擬似運動量の更新間隔を変化させながら緩和時間を測定した。その結果、擬似運動量の更新間隔を系の相関長に比例して長くすることで、緩和時間が大幅に短くなり、より重要な事には、緩和時間が相関長の2乗ではなく、1乗に比例する事が確認された。(2)分子動力学計算における数値積分の高精度化:1990年にCampostriniらによって提案された方法に加え、今回新たに提案された数値積分法の効率を調べた。結果として新方法は計算量を大きく増やすことなく、飛躍的に精度を向上させる事ができ、Campostriniらによる方法よりも実用的価値が高い事が確認された。2.上記1.の研究で有効性が示された2つの改良をQCDシュミレーションに適応した。ごく準備的な実験においてはO(4)モデル同様の効果が、示されたので、現在、より定量的な結論を導くために、精密な数値実験を遂行中である。
第5番および第6番染色体上のDNAマーカーを用いた精神分裂病の遺伝子解析研究

統合失調症の病態生理に関連する遺伝子についてはこれまで精力的な研究が行われてきたにもかかわらず一貫した所見が得られていないことから,多くの集団に共通するmajor geneが存在しない可能性も示唆されており,近年は遺伝子関連研究による遺伝的危険因子の検索が多くのマーカーを用いて行われている。本研究では統合失調症の発症脆弱性に関連する遺伝子座位を見出す試みとしてわれわれが系統的に解析をすすめているDNAマイクロサテライトマーカーを用いたゲノムスキャンにおいて,第5,6番染色体に焦点を当てて,解析を行った。対象は統合失調症患者130名および健常対照者161名であり,これらの対象者に第5,6番染色体上の40カ所のDNAマーカーのアレル分布を調べ,2群間のアレル分布頻度に差があるかどうかについて比較検討した。その結果,健常者群におけるD5S400,D6S426,D6S434のheterozygosity出現頻度は,Hardy-Weinbergの平衡法則から得られた理論値よりも有意に低かった。またheterozygosityの出現頻度は,40のDNAマーカーのうち18部位で今回得られた日本人とフランス人の間に有意な人種差が認められた。統合失調症群と健常対照群との群間比較ではD6S287においてBonferroniの多重比較補正後も有意な差(α<0.0013)が認められた。以上の結果から,D6S287の近傍に統合失調症の発症脆弱性に関連する遺伝子の存在する可能性があるものと考えられる。これまでに集積された臨床遺伝学的研究から精神分裂病の発症脆弱性については遺伝的要因の関与することが示されているが,その関連遺伝子座位を見出す試みとして,われわれはDNAマイクロサテライトマーカーを用いたゲノムスキャンをすすめており,これまでに第19,20,21,22番染色体上にある34のDNAマーカーについての検討を行い,それらの結果を国際誌に報告してきた(Kitao et al.,2000)。本年度は精神分裂病群(n=130)と健常対照群(n=161)の2群間で,第5,6番染色体上にある40のDNAマイクロサテライトマーカーを用いて,それらのアリル分布頻度の違いについて症例対照群間比較検討を行った。またheterozygosityの出現頻度は,40のDNAマーカーのうち18部位で日仏間において有意な人種差が認められた。精神分裂病群と健常対照群との群間比較ではD6S287においてBonferroniの多重比較補正後も有意な差(α<0.0013)が認められた。以上より,D6S287の近傍に精神分裂病の発症脆弱性に関連する遺伝子の存在する可能性が考えられ,今後更にこの近傍に位置する遺伝子について精神分裂病との関連について検討する必要があるものと考えられた。臨床遺伝学的研究から統合失調症の病態生理に遺伝要因の関与することが示されているが,これまでに行われた全ゲノムスキャンによる遺伝子連鎖研究ではその報告数が増加しているにもかかわらず,これまでに一貫して連鎖陽性を示す所見は得られていない。本研究は統合失調症の発症脆弱性に関連する遺伝子座位を見出す試みとしてわれわれが系統的に解析をすすめているDNAマイクロサテライトマーカーを用いたゲノムスキャンにおいて,第5,6番染色体に焦点を当てて,解析を行った。

その結果,健常者群におけるD5S400,D6S426,D6S434のheterozygosity出現頻度は,Hardy-Weinbergの平衡法則から得られた理論値よりも有意に低かった。またheterozygosityの出現頻度は,40のDNAマーカーのうち18部位で今回得られた日本人とフランス人の間に有意な人種差が認められた。統合失調症群と健常対照群との群間比較ではD6S287においてBonferroniの多重比較補正後も有意な差(α<0.0013)が認められた。以上より,D6S287の近傍に統合失調症の発症脆弱性に関連する遺伝子の存在する可能性があると考えられる。
アルコール膵障害の成立機序に関する実験的研究

アルコールによる臓器障害は、エタノール自体のほか、主としてエタノールの代謝産物の関与が考えられるが、膵ではとくにエタノールの非酸化的代謝系によって生成された脂肪酸エチルエステル(FAEE)による糸粒体障害が推測される。我々は、ラット各臓器の酸化および非酸化的酵素活性の分布を観察し、エタノール投与による膵障害の機序を検討した。Wistar系雄性ラットの諸臓器で、アルコール脱水素酵素(ADH)活性とFAEE合成酵素活性を測定した。平均(±SEM)ADH活性は、肝、精巣、膵、脳で、それぞれ、223±34、35±13、27±17、24±15nmol/hr/mg蛋白であり、心筋と骨格筋では検出されなかった。FAEE合成酵素活性は、膵、肝、精巣、心筋で、それぞれ、1348±263、23±14、17±3、2±1nmol/hr/mg蛋白で、脳と骨格筋では検出しなかった。以上より、肝ではADHを介する酸化的代謝系が主であることが確認された。一方、膵では、非酸化的代謝系のFAEE合成酵素活性が著しく高かった。エタノール含有液体飼料を7週間投与したラット膵で、ADH活性、FAEE合成酵素活性、FAEE含有量とアミラーゼ活性を測定した。ADH活性は、エタノール投与によって変化しなかった。また、FAEE合成酵素活性も、コントロール群、エタノール群において、それぞれ、1287±157、987±193nmol/hr/mg蛋白で差は無かった。しかし、膵組織中FAEE量は、コントロール群、エタノール群で、それぞれ、1.22±0.25、6.83±0.96nmol/g膵で、エタノール群で約5倍高かった。膵アミラーゼ活性は、エタノール群で、約20%に低下した。膵FAEE量と、膵アミラーゼ活性の間には有意の、負の相関関係が認められた。以上より、エタノールの非酸化的代謝産物の一つであるFAEEは、エタノールによる膵障害の発生に関与しているものと思われた。
冠動脈不安定プラークの診断法確立

遺伝性動脈硬化自然発症ウサギ(WHHLウサギ)では、血管内イメージング(光干渉断層撮影法(OCT)/血管内超音波法(IVUS)を用いて大動脈プラークの観察と病理組織との直接比較検討を行った。大動脈プラークでは線維成分が主成分であり、大きな脂質コアや、薄い線維性被膜、マクロファージ浸潤などのプラークの不安定性に関連する所見に乏しく、OCT/IVUSとの比較検討が困難であった。一方、実臨床での研究に関しては、川崎医科大学における冠動脈疾患のコホートを利用し、急性冠症候群で緊急冠動脈ステント留置術を行った280症例を対象に、プラークの不安定性をより詳細に評価可能なOCTと、これまで広く使用されているIVUSとの急性期の治療成績を比較検討した(OCT群、n=141、IVUS群、n=139)。PCI成功率に両群で有意差を認めなかった(OCT群100% vs. IVUS群99%)。造影剤の量はIVUS群に比較し、OCT群で有意に高値であった(209±50 mlvs. 175±65 ml, p<0.001)。PCI前の採血結果で、血中のクレアチニン値がOCT群でIVUS群より有意に低値であった(0.8±0.4 mg/dl vs. 1.1±1.3 mg/dl, p=0.007)。PCI24時間以内のクレアチニンの変化は両群で有意差を認めなかった(0.01±0.15 mg/dlvs. -0.02±0.82mg/dl, p=0.655)。急性冠症候群に対する緊急冠動脈ステント留置術において、OCTガイドPCIはIVUSガイドPCIと比較し造影剤の量は増えるが腎機能の悪化には関連しないことが示唆された。今後、OCTやIVUSに基づいたステント留置前のプラークの不安定性の所見と、フォローアップ冠動脈造影におけるステント内再狭窄、新たな冠動脈狭窄病変の有無や、心血管イベントに基づく入院、心血管死、全死亡等を調べる予定である。基礎的データを収集する目的でウサギを用いて以下の検討を行なった。健常ウサギを対象に、生体内で大動脈をOCT/NIR-IVUSを用いて画像化し、2-3週間飼育の後に大動脈をOCT/NIR-IVUSを用いて再び観察した。手技的に大動脈の経時変化を血管内イメージングを用いて観察することが可能であり、その後、大動脈を摘出し、病理標本を作製した。病理組織とOCT/NIR-IVUS画像との対比も可能であった。次に遺伝性動脈硬化自然発症ウサギ(WHHLウサギ)を用いて同様の検討を行い、大動脈の粥状硬化病変をOCT/NIR-IVUSを用いて画像化するとともに、病理組織標本を作製し、比較対比も行った。今後、検体数を増やしてOCT/NIR-IVUS画像と病理組織標本とを、脂質コア、新生血管、マクロファージ浸潤などのプラークの不安定性に関連する所見に着目して比較検討し、動脈硬化病変の形態的診断におけるOCT/NIR-IVUSの病理組織に対する感度と特異度を明らかにする予定である。動物実験を行うにあたり、実験道具一式を新たにそろえる必要があり、平成28年度は十分な動物実験の回数を実施することができなかった。現在、実験道具はほぼそろっているため、今後は、動脈硬化モデルウサギを用いて実験の継続する予定である。基礎的データを収集する目的でウサギを用いた以下の検討を行った。一方、実臨床での研究に関しては、川崎医科大学における冠動脈疾患のコホートを利用し、急性冠症候群で緊急冠動脈ステント留置術を行った280症例を対象に、表在冠動脈すべてを血管内イメージング(光干渉断層撮影法(OCT)/血管内超音波法(IVUS)にて評価し、プラークの不安定性を評価した。今後、フォローアップ(6か月12か月後)冠動脈造影におけるステント内再狭窄、新たな冠動脈狭窄病変の有無や、心血管イベントに基づく入院、心血管死、全死亡等を調べる予定である。また、フォローアップ時においても血管内イメージングを行い、プラーク不安定性の変化を評価する。プラークの不安定性と生化学所見(血糖値やHbA1c値、LDLコレステロール、EPA/AA比等)との関連も検討する。また、血糖値やHbA1c値の推移や併用薬剤(DPP-4阻害剤、SU剤、ビグアナイド系、αグルコシダーゼ阻害剤、ピオグリタゾン、インスリン製剤)により線維性被膜厚やプラーク量の変化等に差があるかどうかも検討する。また脂質異常症や糖尿病の病歴の長さや、糖尿病性腎症・網膜症の有無・程度も評価し、プラークの不安定性と関連があるかも検討する。急性冠症候群で緊急冠動脈ステント留置術を行った280症例全例のフォローアップ期間が経過していないために、計画の遅れが生じている。そのため次年度使用額が生じた。今後、フォローアップデータがそろい次第、冠動脈プラークの不安定性と予後との比較検討を行う予定である。

また、研究結果がでていないために学会発表できていない。そのため予算として計上していた旅費は使用しなかった。遺伝性動脈硬化自然発症ウサギ(WHHLウサギ)では、血管内イメージング(光干渉断層撮影法(OCT)/血管内超音波法(IVUS)を用いて大動脈プラークの観察と病理組織との直接比較検討を行った。大動脈プラークでは線維成分が主成分であり、大きな脂質コアや、薄い線維性被膜、マクロファージ浸潤などのプラークの不安定性に関連する所見に乏しく、OCT/IVUSとの比較検討が困難であった。一方、実臨床での研究に関しては、川崎医科大学における冠動脈疾患のコホートを利用し、急性冠症候群で緊急冠動脈ステント留置術を行った280症例を対象に、プラークの不安定性をより詳細に評価可能なOCTと、これまで広く使用されているIVUSとの急性期の治療成績を比較検討した(OCT群、n=141、IVUS群、n=139)。PCI成功率に両群で有意差を認めなかった(OCT群100% vs. IVUS群99%)。造影剤の量はIVUS群に比較し、OCT群で有意に高値であった(209±50 mlvs. 175±65 ml, p<0.001)。PCI前の採血結果で、血中のクレアチニン値がOCT群でIVUS群より有意に低値であった(0.8±0.4 mg/dl vs. 1.1±1.3 mg/dl, p=0.007)。PCI24時間以内のクレアチニンの変化は両群で有意差を認めなかった(0.01±0.15 mg/dlvs. -0.02±0.82mg/dl, p=0.655)。急性冠症候群に対する緊急冠動脈ステント留置術において、OCTガイドPCIはIVUSガイドPCIと比較し造影剤の量は増えるが腎機能の悪化には関連しないことが示唆された。今後、OCTやIVUSに基づいたステント留置前のプラークの不安定性の所見と、フォローアップ冠動脈造影におけるステント内再狭窄、新たな冠動脈狭窄病変の有無や、心血管イベントに基づく入院、心血管死、全死亡等を調べる予定である。引き続き動物実験を継続し、より動脈硬化が進行したウサギの週数における血管内イメージングを行うことで、動脈硬化病変のOCT/NIR-IVUS上の特徴を明らかにする。血管内イメージングのデータ収集漏れがないように、フォローアップの心臓カテーテル検査時にはできるだけ全症例で血管内イメージングを行うようにする。また、フォローアップで、データのロストがないように、可能な限り当院にて定期的な外来フォローアップを行う。当院への通院が困難な場合には、電話調査にて状況を把握するように努める。動物実験がやや遅れており、十分な数のウサギを購入できなかったため、次年度使用額が生じた。虚血性心疾患に対して冠動脈ステント留置術を行った280症例のフォローアップ期間が経過していないために、計画の遅れが生じている。そのため次年度使用額が生じた。プラークの観察のために血管内イメージングを購入・使用する予定である。主にウサギの購入費に充てる予定である。また、平成29年度の交付額と合わせ血管内イメージングカテーテルの購入に使用予定。
核の再プログラム化のin vitro再構成

受精卵では核の構造が大きく変化します。こうして核が再プログラム化されると、細胞があらゆる組織へと分化するポテンシャル「全能性」が得られます。これまで、私たちはカエル卵の抽出液を使って、核の再プログラム化を試験管内で再現する方法を開発し、そのしくみを分子レベルで理解する準備を整えてきました。この研究では、独自の方法を使って、卵に存在するどのタンパク質が、どのような化学反応を通じて、再プログラム化をもたらすのかを明らかにします。さらに、得られた知見をもとにして、さまざまな組織に由来する細胞の核を再プログラム化し、人為的に全能性を与えることにも挑戦します。
オリゴペプチドによる核酸高次構造の制御

蛋白質ーDNA相互作用のモデルとして、リジン(Lys)またはアルギニン(Arg)を含む多種のオリゴペプチドを合成し、poly(dG-m^5dC)との相互作用、特にBーZ構造転移について、円偏光二色性、ラマン散乱、核磁気共鳴の各分光法を用いて調べた結果、次の知見を得た。1.poly(dG-m^5dC)のBーZ転移は、原則として(LysーX)nーLys型のアミノ酸配列を持ち、XがLysやArgなどの塩基性アミノ酸、またはGlyやAlaのような小さな残基であるオリゴペプチドによって誘起され、その誘起能は繰り返し数nが増すにしたがって急速に増大する。2.例外としてLys-Gly-LysはB-Z転移を誘起しない。ペプチドの柔軟性によるエントロピ-が、核酸との相互作用エンタルピ-に勝るため、DNAと有効な相互作用をしないためと考えられる。3.Lys-Gly-Phe-Gly-Lys,Lys-Gly-Tyr-G1y-Lysは、Lys-Ala-Lysよりは大きいが、Lys-Lys-Lysよりは小さな誘起能を有する。これらのペンタペプチドは、タ-ン構造を取り、トリペプチドと類似の形態でDNAと相互作用すると解釈される。4.Argを複数含むペプチドは、BーZ転移を誘起せず、B型のまま核酸を凝集させる作用が強い。5.Z型を誘起するペプチドも過剰に加えるとDNAを凝集させる。6.DNAの凝集は溶液中のB型またはZ型構造を保持したまま生じる。7.BーZ転移はペプチドがDNAに固定的に結合して生起するものでなく、流動的な相互作用の結果である。8.ペプチドによるZ型のDNA構造の安定化は、エントロピ-増大よりもエンタルピ-の減少によるものである。
粘表皮癌の各組織形態に基づいたキメラ融合遺伝子検出と新たな分子治療標的の同定

近年、粘表皮癌(MEC)の40-70%にCRTC1-MAML2もしくはCRTC3-MAML2融合遺伝子が見られることが発見され、MECの予後マーカーとして有力な研究対象となった。本研究では(1)MECの病理組織学的「疑診」例を加えて融合遺伝子陽性例の病理組織像を解析することにより、MECの診断に有用なデータを収集、日常の診断精度を向上させた。(2)MECの予後不良群に関連する融合遺伝子群、細胞周期/癌抑制遺伝子/上皮分化に関連する蛋白・RNA解析を行い、分子標的治療の根拠となるデータを集積しており、引き続き融合遺伝子下流の制御機構を明らかにしていく。1998年から2014年までに当院で初期治療を行った唾液腺原発粘表皮癌20例を対象とした。平成27年度は対象症例の病理組織学的評価として、Goode分類に従い、組織学的悪性度を検討した。また臨床的拝見の検討も併せて行っている。粘表皮癌は比較的稀な疾患であり、症例収集が重要な課題である。目的:近年、粘表皮癌(MEC)の40-70%にCRTC1-MAML2もしくはCRTC3-MAML2融合遺伝子が見られることが発見され、MECの予後マーカーとして有力な研究対象となった。本研究では(1)MECの病理組織学的「疑診」例を加えて融合遺伝子陽性例の病理組織像を解析することにより、MECの診断に有用なデータを収集、日常の診断精度を向上させる。(2)MECの予後不良群に関連する融合遺伝子群、細胞周期/癌抑制遺伝子/上皮分化に関連する蛋白・RNA解析を行い、分子標的治療の根拠となるデータを集積するとともに融合遺伝子下流の制御機構を明らかにしていく。既知の報告とは異なり、遺伝子的な裏付けに基づいた病理組織学的検討に加え、より臨床的な検討も行うことで、がん治療の進歩に寄与し得る研究である。方法:唾液腺粘表皮癌(MEC)(疑診例を含む)、唾液腺外MEC、原発不明癌頸部リンパ節転移で、ヒトから手術的に採取された病理組織標本(パラフィンブロック)を用い、(1)病理組織像の客観的かつ詳細な評価、(2)頭頸部外科医による患者背景調査、(3)RT-PCRおよびdirect sequencing法によるCRTC1-MAML2、CRTC3-MAML2融合遺伝子の確認、(4)融合遺伝子陽性群と陰性群の病理組織像の比較検討、PCR陰性例/MEC「確診」例の5 ́RACE法による、新たなFusionpartnerの検索(5)細胞周期/癌抑制遺伝子/上皮間葉分化関連因子の免疫組織学的検討および定量的RT-PCRを行った。平成28年度は融合遺伝子陽性群と陰性群の病理組織像の比較検討、PCR陰性例/MEC「確診」例の5 ́RACE法による、新たなFusionpartnerの検索を行っていく。さらに、細胞周期/癌抑制遺伝子/上皮間葉分化関連因子の免疫組織学的検討および定量的RT-PCRを行う。また、症例収集を継続し、新規症例に対しては組織学的悪性度の評価、臨床背景の評価、RT-PCRおよびdirect sequencing法によるCRTC1-MAML2、CRTC3-MAML2融合遺伝子の確認を行っていく。耳鼻咽喉科学得られた症例数が少ないことなどから、やや研究の遅れが生じたため、当初予定した消耗品等の購入を見送った為。短期的に計画を見直し、必要な機器、試薬等の購入を検討する。
嗅神経細胞のアイデンティティと軸策投射

我々生物の脳が、いかに外界の情報(光、音、匂い、味、体性感覚等)を検知しそれを処理しているのかという神経科学における大きな課題に対して、我々はマウスの嗅覚系をモデルシステムとして研究を行っている。マウスのゲノムには、匂い受容を担う嗅覚受容体(odorant receptor:OR)遺伝子は約1000種類存在し、個々の嗅細胞は多数あるOR遺伝子からたった一種類のみを相互排他的に発現する(1神経-1受容体ルール)。また同一のORを発現している嗅細胞は、その細胞体は嗅上皮上において散在しているもののその軸索は嗅球の特定の箇所に糸球構造を形成して投射する(1受容体-1糸球ルール)。これらの知見から、匂い情報は嗅球上において"発火する糸球のパターン"という二次元上の位置情報(odor map)へと変換されると考えられている。この匂い認識を支えるodor mapの形成メカニズムには、発現するORによって指令的に行われる軸策投射の機構と、直接的には発現するORに依存しない二つの機構が存在することが明らかとなっている。前者のOR依存的な投射に関しては、昨年度"Cell"誌及び"Science"誌に当研究室の研究結果を報告した。現在、後者のOR非依存的な軸策投射のメカニズムに関しての研究を行っており、これまでにNeuropilin、Plexin、Semaphorinという軸策ガイダンス分子が軸策間の反発性相互作用を引き起こすことで、軸策の投射位置の決定に関わるということを突き止めている。これらの研究結果は、現在投稿準備中である。哺乳類の嗅覚系では、個々の嗅神経細胞は約1000種類存在する嗅覚受容体遺伝子からたった一種類のみをランダムに選択し、相互排他的に発現する(1神経-1受容体ルール)。また同一の嗅覚受容体を発現している嗅神経細胞は、嗅上皮上において散在しているものの、その軸索は嗅球の特定の一箇所(糸球)に収斂する(1受容体-1糸球ルール)。この二つのルールに基づき、匂い分子が嗅覚受容体と結合することによって得られる情報は、嗅球上において「どこの糸球が発火したか」という二次元上の位置情報(odor map)へと変換され処理されると考えられている。これまでの研究から、前者の相互排他的発現のメカニズムに関しては、大筋は明らかとされてきたが、後者の軸策の収斂メカニズムにおいては、発現する嗅覚受容体自身が何らかの形で関わっているということ以外、何一つ明らかとなっていなかった。そこで我々は、後者の嗅覚受容体依存的な軸策投射の分子メカニズムに着目して研究を行い、神経活動を介して発現する嗅覚受容体の種類を反映した形で様々な細胞接着分子が固有の発現量で誘導されることを見出した。また、嗅神経細胞特異的なモザイク解析法を開発し、それらの細胞接着分子が軸策投射の最終段階における軸策の選り分け"sorting"に関わっているということを示し、これらの結果を論文誌「Cell」に報告した。現在は、嗅神経細胞の軸策を嗅球の大まかな位置へと誘導する「global targeting」の分子メカニズムに注目して研究を行っている。前者のOR依存的な投射に関しては、昨年度"Cel"誌及び"Science"誌に当研究室の研究結果を報告した。現在これらの研究結果をまとめている段階であり、今年度中には論文にしたいと考えている。

これらの知見から、匂い情報は嗅球上において"発火する糸球のパターン"という二次元上の位置情報(odor map)へと変換されると考えられている。この匂い認識を支えるodor mapの形成メカニズムには、発現するORによって指令的に行われる軸策投射の機構と、直接的には発現するORに依存しない二つの機構が存在することが明らかとなっている。前者のOR依存的な投射に関しては、昨年度"Cell"誌及び"Science"誌に当研究室の研究結果を報告した。現在、後者のOR非依存的な軸策投射のメカニズムに関しての研究を行っており、これまでにNeuropilin、Plexin、Semaphorinという軸策ガイダンス分子が軸策間の反発性相互作用を引き起こすことで、軸策の投射位置の決定に関わるということを突き止めている。これらの研究結果は、現在投稿準備中である。
減圧プラズマ溶射法によるホウ化物系サーメット溶射皮膜の開発

高温高硬度溶射皮膜を開発するため、ホウ化物系サーメットの減圧プラズマ溶射皮膜を作製し、主としてホウ化物粒子とバインダ金属との濡れ性・反応性に着目して検討した。得られた結果を要約すると、次のとおりである。(1)機械的複合化による金属被覆ホウ化物粉末は、ホウ化物系サーメット溶射皮膜用原料粉末として優れていることが明らかになった。(2)MoBとNiとの濡れ性は良好であり、溶射時の両者の反応は極めてわずかであった。(3)MoBの表面をNiで覆った複合粉末を用いると、MoBの溶射効率は極めて高くなり、均一な組織の溶射皮膜が得られた。(4)複合粉末を用いたMoB-Ni溶射皮膜の硬さは、Hv1500以上に達した。(5)耐摩耗特性は、WCーCo溶射皮膜に比べて劣るものの、高温高強度材料に比べると著しく優れている。以上検討してきたように、MoBとNiとの濡れ性は良好であり、両者の反応性も低い。また、複合粉末を用いると、MoBの溶射効率は非常に高く、MoBとNiとが均一に分布した皮膜が得られた。本研究で用いた溶射条件では、まだ幾分気孔が残っており、硬さのばらつきも幾分大きく耐摩耗特性にも改善の余地は残されて入るが、今後溶射条件の検討により、さらに優れた特性の皮膜の得られることが期待される。このように、複合粉末の使用により優れた特性のMoB-Ni系サーメット溶射皮膜を作製することができた。この手法は、他の複合材料の溶射にも適用できると考えられる。なお今回の研究では皮膜の高温特性まで検討することができなかった。また、バインダ金属に第3元素を添加することによってさらに優れた皮膜が得られる可能性も残されている、これらの点は、さらに検討していく予定である。遷移金属ホウ化物(MoBおよびZrB_2)と遷移金属(FeおよびNi)との組み合せで,減圧プラズマ溶射を行った.溶射粉末には,ホウ化物粒子のまわりをバインダ金属で取り囲んだ形態の複合粉末を用い,バインダ金属成分の量を出来るだけ少なくすることを試みた.溶射皮膜の組織観察を行うとともに,研磨した基材上に1層のみ溶射した試料を用いて,個々の溶着粒子の組織観察を行い,ホウ化物とバインダ金属との濡れ性,反応性について検討した結果,次の知見が得られた:1.MoBーNi,ZrB_2ーNiともに濡れ性は良好であり,界面反応物の生成はわずかであった.2.MoBーFe系では,溶射中の界面反応が激しく,良好な皮膜は期待できなかった.3.ZrB_2ーFe系の場合,濡れ性がわるく,界面での接合が不十分であった.以上の結果から,バインダ金属としてNiを選び,MoBーNi,ZrB_2ーNi系を中心に検討を進めた.MoBiーNi系では,MoB粒子表面を覆うのに必要最小限の18mass%Niを添加した複合粉末で良好な皮膜が得られ,その室温での硬さはHv1500に達している.ZrB2ーNi系では,ZrB_2ー35mass%Ni造粒粉末を用いて,同程度の硬さの皮膜が得られた.しかし,造粒粉では組織が不均一になり,気孔も幾分多くなった.複合粉末により組織の均一化をはかるとともに,界面の接合状態も改善する必要がある.当初より,ホウ化物固有の特性を発揮させるように,バインダ金属量を最小にすることを試みてきた.

その結果,緻密な皮膜を再現性よく形成させることが困難であった.今後は,安定した皮膜形できるようバインダ金属量を幾分増加させ,ホウ化物とバインダ金属界面の反応を検討し,有効な成分系を決定して後に,バインダ金属量を最小にすることを試みる.前年度の検討で,MoBとNiとの濡れ性は良好であり,溶射時の両者の反応は極めてわずかであることが明らかになった.また,MoBの表面をNiで覆った複合粉末を用いると,MoBの溶射効率は極めて高くなり,均一な組織の溶射皮膜が得られた.そこで本年度は,MoB-Ni系サーメットの減圧プラズマ溶射皮膜を作製し,その機械的性質を評価した.混合粉を用いた皮膜ではHv250600程度であり,皮膜中のMoB量が少ないため高い硬さは得られていない.また,複合粉を用いた皮膜においても,溶射距離が300mmの場合は,Hv450800と,気孔が多いためそれほど高い硬さの皮膜とはなっていない.溶射距離を225mmにすると,多少残っている気孔の影響で幾分ばらつきは大きいが,Hv1500以上に達する高い硬さの皮膜が得られた.この結果は,サーメット溶射皮膜への複合粉末利用の有効性を示している.つぎに,MoB-Niサーメット溶射皮膜の耐摩耗特性を評価した.摩耗試験の結果を,高温高強度材料の一つであるステライト-6と比較すると,格段に優れた耐摩耗性を示すものの,WC-Co溶射皮膜に比べると著しっている.そこで,摩耗痕表面のSEM観察を行い,この原因を検討した.摩耗痕は全体的に平担な形態を示しているが,一部10μm程度の空洞が認められる.この空洞は,皮膜中に存在した気孔に対応したものであり,気孔周辺部からホウ化物粒子が脱落した痕跡を示している.ホウ化物どうしの接合は弱く,バインダ金属の枯渇した部分での高い接合強度は望めない.また,このバインダ金属の不足した部分が皮膜組織中に気孔となって残留し,この気孔の部分ではホウ化物粒子の接合が弱く,摩耗試験中に容易に脱落し,大きな摩耗減量を導いたものと考えられる.したがって,今後粉末調製方法および溶射条件の改良によって,皮膜組織を改善することができれば,その機械的性質も著しく向上するものと考えられる.