hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒトDC前駆細胞、ヒト単球前駆細胞の同定

定常状態ならびに炎症状態において、樹状細胞及び単球/マクロファージは生体防御や組織炎症病態に関与する。マウスでは、先に、単球のみへの分化能を有する共通単球前駆細胞(cMoP)が同定されていた。本研究では、ヒトcMoPの同定に成功した。ヒトcMoPは、臍帯血や骨髄に存在する従来型顆粒球・単球前駆細胞(cGMP)の中の亜集団(CLEC12A高発現CD64高発現)として同定され、単球のみへの分化能を示し他のミエロイド細胞やリンパ球へは分化しなかった。また、cGMP中に、樹状細胞やリンパ球への分化能を示さない修正型GMPを同定することにも成功した。ヒトミエロイド細胞分化経路を書き換える研究成果である。ヒト臍帯血および骨髄細胞を用いて、樹状細胞だけを大量に生み出すヒト共通樹状細胞前駆細胞(CDP)、単球・マクロファージのみに分化するヒト共通単球前駆細胞(cMoP)の同定を試みた。同定にあたっては、特に、それら細胞を生み出す上流の細胞である顆粒球・単球前駆細胞(GMP)に着目した。このGMP分画を、細胞表面分子X及びY(未発表につき詳細は非公開)の発現パターンによって4分画に細分化したところ、DC分化能はX-Y-, X+Y-分画に保存されており、この中にヒトCDPが含まれている可能性が示唆された。さらに、X+Yint, X+Yhi分画についても詳細に検討したところ、X+Yint細胞は顆粒球ならびに単球への分化能を、X+Yhi分画は単球へ限局した分化能を各々示した。一方、どちらの分画も、DC及びリンパ球への分化能は示さなかった。これらの結果は、従来のGMPが真のGMP以外の前駆細胞を含む雑多な細胞集団であり、細胞表面分子X, Yの発現パターンによって細分化することにより、正真正銘のGMP(X+Yint細胞)、ヒトcMoP(X+Yhi分画)の同定に成功したことを示していた。現在、超重症免疫不全マウス(BRGSマウス、NOGマウスなど)に、それら新たに同定した前駆細胞を移植して、in vivoでの分化能を確認中である。今後は、DC分化能が認められたX-Y-, X+Y-分画をさらに絞り込むことによってヒトCDPの同定を試みる予定である。また、単球由来のマクロファージは様々な炎症性疾患病態の構築、破骨細胞への分化を介して炎症性骨疾患に関与すること、腫瘍随伴マクロファージへの分化を介して腫瘍の増殖・進展を促すことなどが報告されているため、それら細胞の源という視点からcMoPの分化能を解析していく予定である。当初の計画では、平成27年度にヒト共通樹状細胞前駆細胞(CDP)を、翌28年度に単球・マクロファージのみに分化するヒト共通単球前駆細胞(cMoP)の同定を進める予定であった。研究実績の概要で既に述べたように、ヒトGMPに着目して、細胞表面分子X及びYの発現パターンによって4分画に細分化したところ、DC分化能が検出される分画を見出したものの、CDPの同定には至らず、一方、思いがけずcMoPの形質を示す分画の同定に成功した。さらに、当初予定していなかった正真正銘のGMP分画の同定にも成功した。同分画は従来のGMPと言われる細胞集団の中の数%10%程度であり、これまでのGMPがいかに雑多な細胞集団の混合物であるかという事実も明らかになった。現在、単球由来のマクロファージは多くの炎症性疾患や癌の病態構築に関与し積極的に病態の進展を促すと言われている。研究代表者が、ヒト単球の源であるヒトcMoPの同定に成功したことによって、論文発表前であるにも拘らず多くの製薬企業がcMoPを標的とした医薬品開発に興味を示しており、現時点で6社と面談、うち2社とCDA締結を終えている。今後、X,Yの分子名を開示した上で共同研究の可能性を話し合う予定にしている。これらの進展も当初は予想していなかったものである。同定にあたっては、それら細胞を生み出す上流の前駆細胞である顆粒球単球前駆細胞(GMP)に着目した。このGMP分画を、細胞表面分子CLEC12A及びCD64の発現パターンによって4つの亜集団に細分化したところ、CLEC12A+CD64int分画は顆粒球ならびに単球への分化能を、CLEC12A+CD64hi分画は単球のみへ限局した分化能を各々示した。どちらの分画も、DC及びリンパ球への分化能は示さなかった。一方、他の2分画は複数の前駆細胞の集まった集団と考えられた。これらの結果から、従来のGMPは雑多な細胞集団であり、CLEC12A+CD64int分画が本来のヒトGMPであり, CLEC12A+CD64hi分画はヒトcMoPであると結論した。

また、新たに同定した本来のGMPならびにcMoPを単離してFlt3L, TPO, SCFの存在下で24時間培養したところ、本来のGMPからcMoPとプレ単球(preMo)が出現したが、cMoPからはpreMoのみが出現した。さらに、cMoPより上流の共通ミエロイド前駆細胞(CMP)、GMP、下流のpreMo、単球(Mo)などで網羅的遺伝子発現解析(マイクロアレイ)を行っところ、CMP→GMP→cMoP→→preMo→Moへと進むにつれて前駆細胞を特徴付ける遺伝子発現パターンが失われ、逆に単球に特徴的な遺伝子発現パターンが上昇することも判明した。これらの結果は、CMP→GMP→cMoP→→preMo→Moという分化の方向性が正しいこと、cMoPを起点として単球への分化の方向性が固定することを示唆していた。またマウスcMoPと有意な相関性が認められることも判明した。定常状態ならびに炎症状態において、樹状細胞及び単球/マクロファージは生体防御や組織炎症病態に関与する。マウスでは、先に、単球のみへの分化能を有する共通単球前駆細胞(cMoP)が同定されていた。本研究では、ヒトcMoPの同定に成功した。ヒトcMoPは、臍帯血や骨髄に存在する従来型顆粒球・単球前駆細胞(cGMP)の中の亜集団(CLEC12A高発現CD64高発現)として同定され、単球のみへの分化能を示し他のミエロイド細胞やリンパ球へは分化しなかった。また、cGMP中に、樹状細胞やリンパ球への分化能を示さない修正型GMPを同定することにも成功した。ヒトミエロイド細胞分化経路を書き換える研究成果である。今後は、新たに同定したヒトcMoPを標的として、癌や幾つかの炎症性疾患の治療を目指して、製薬企業と共同で医薬品開発が開始される可能性があるが、現時点でCDA締結後の面談を行っていないため、当該共同研究の実現に関しては確定していない。また、予備的なデータではあるが、破骨細胞の誘導能に関して、従来のヒト単球よりもヒトcMoPが格段に優れている結果を得ており、この結果の再現性を含め研究を推進することによって、破骨細胞の直接的前駆細胞としてのcMoPの重要性を確立することが急がれる。リウマチをはじめとする炎症性骨疾患における新たな治療標的としてのcMoPの重要性が高まる可能性がある。一方、ヒトCDP同定に関する報告が昨年米国の研究グループからされたが、研究代表者が着目している分画とは別の細胞集団であることが明らかになっている。今後、さらなる絞り込みにどのような細胞表面分子が必要なのか、我々の着目している細胞集団の中にも新たなヒトCDPが存在するのか、あるいは多分化能を持つより上流の前駆細胞なのか、慎重に見極める必要がある。免疫学
人工材料に対する免疫・炎症反応の網羅的遺伝子発現解析によるin vivo評価

人工臓器や歯科用インプラントなどの医療デバイスは、臨床で広く用いられている。これら人工物を生体に埋入すると異物反応が引き起こされるが、その機構は明らかになっていない。本研究では、バイオイナートポリマーとしれ知られるMPC(2ーメタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン)ポリマーをコートした多孔質ポリエチレンをマウス背部皮下に埋入し、内部に浸潤した細胞の遺伝情報を網羅的に解析することによって、生体反応を詳細に解析した。その結果、MPCポリマーによる初期炎症の強い抑制ならび遅延効果を、炎症関連遺伝子の発現傾向から明らかにした。人工心臓や人工関節、人工肺、人工透析などの人工臓器、人工血管、ステントや歯科用インプラントなどの医療用デバイスは、様々な疾患の治療に用いられている。それにもかかわらず、人工材料という特殊な異物に対する生体反応の詳細は全く未解明である。幹細胞研究の急速な進展を受けて再生医療・組織工学の早期臨床応用が期待される中、細胞移植用担体や足場材料など人工材料の安全性を的確に評価する技術の開発が避けられないことからも、その解明は急務である。本研究は、人工材料の生体への埋入によって誘起される炎症および免疫反応の機序を、in vivo評価系における遺伝子網羅解析によって体系的に解明することを目的としている。平成25年度は、バイオイナートな高分子として人工心臓や人工関節のコーティング剤として用いられているMPC(2ーメタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン)ポリマーに対する炎症反応の評価を試みた。MPCポリマーをポリエチレン多孔質体(孔径30および150μm、φ6mm、厚さ2mm)にコーティングし、エネルギー分散型X線分析装置(EDS)で表面を解析した。多孔質体全体にMPCがコートされていることを確認後、マウス皮下に埋入し、組織反応を経時的に観察した。その結果、MPCをコートすることによって多孔質体周辺の肉芽組織(カプセル化層)の形成や血管の新生が抑制されたことから、想定していたバイオイナートな特性を示すことが分かった。また、MPCをコートした多孔質体内部にも細胞は浸潤していた。遺伝子解析のため、埋入7日および28日後の未修飾およびMPCコート多孔質体の内部に浸潤していた細胞から高純度のtotal RNAを抽出し、マウス全ゲノムを搭載した遺伝子マイクロアレイで遺伝子発現プロファイルの数値化を行った。併せて、ポリエチレン多孔質基材へのヘパリンを介したbFGF固定化についても検討した。人工臓器、歯科用インプラントやステントなどの医療用デバイスは、近年、様々な疾患の治療に用いられている。これらは人工材料で構成されているため、生体に埋入すると異物として認識される。人工材料の移植による異物反応は、ウィルスなどに対するそれとは異なる機構と予想されているが、未だ明らかにされていない。再生医療・組織工学の臨床応用が期待されるなか、細胞移植用足場材料などの人工材料の安全性を的確な評価は急務と言える。そこで本研究では、人工材料の生体内への埋入によって誘起される炎症ならび免疫反応の機序のin vivo評価系における遺伝子レベルでの解明を試みた。平成25年度は、バイオイナートな高分子として人工心臓や人工関節のコーティング剤として用いられているMPC(2ーメタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン)ポリマーをコートしたポリエチレン多孔質体(孔径30μm、φ6mm、厚さ2mm)をマウス背部皮下に埋入し、MPCポリマーに肉芽組織形成および血管新生の抑制(バイオイナート性)能がある事を確認し、その内部に浸潤した細胞の遺伝子発現量の数値化まで到達していた。平成26年度は、このデータの解析に加えて、RTーPCRによるM1/M2マクロファージマーカー遺伝子の定量と、PCRアレイによる炎症関連サイトカイン類遺伝子の発現レベルの解析を行った。その結果、MPCポリマーコートによって移植7日後ではM1マクロファージ(炎症性)の遊走と炎症系サイトカイン類の遺伝子の発現が抑制された。しかし、移植28日後では、MPCポリマーコート多孔質体で弱い炎症反応を示唆する遺伝子発現変化が見られた。これらの結果から、MPCポリマーコートによって多孔質体に対する初期炎症反応が強く抑制される一方で、長期間埋入時の弱い炎症の惹起、すなわちMPCコートによる炎症反応の遅延効果を明らかとした。バイオマテリアル、タンパク質化学、ペプチド化学当初の計画の通り、MPCポリマーをコートしたポリエチレン多孔質体の作製と表面分析、多孔質体のマウス皮下への埋入と遺伝子マイクロアレイのデータ獲得まで達成した。既に遺伝子マイクロアレイデータの解析にも着手しており、計画通りに進捗している。平成26年度は、得られた遺伝子マイクロアレイデータを免疫関連の機能に注目しつつ解析する。さらに、免疫担当細胞マーカー遺伝子をRTーPCRで定量的に評価することで、多孔質体に浸潤した免疫細胞のプロファイルを明らかとする。また、炎症に関係するサイトカイン・ケモカイン遺伝子もRTーPCRによって定量的評価し、MPCポリマーに対する免疫反応を総合的に解析する。

学会参加等の旅費に他の研究予算を充てることができたため、次年度使用額が生じた。次年度の物品費、特に実験試薬等の消耗品に繰越分の全額を充てる予定である。
定量的肺シンチグラフィーによる局所肺機能評価と非観血的肺循環動態評価への応用

1)我々は昭和55年以来肺癌を中心とした肺切除予定の患者に対して手術を安全に行うために、術前に総合機能検査を肺血流ジーデターティーを施行し、この両検査から数式を用いて肺葉別の局所肺機能を算出し、肺切除予定患者の術後肺機能予測を行ってきた。その結果、術後の予測肺活量、一秒量、最大換気量を術後のこれらの実測値との間には、r=0>20.8〓0と良い相関が見られた。低肺機能患者においては手術適応を決めるうえでも、とくに術後の肺機能予測は重要である。2)そこでその精度をあげるために、症例数の蓄積を図り、昭和59年末までに137例の症例について、術前におこなった術後肺活量予測値、一秒量予測値、最大換気量予測値を術後これらの患者で計った実測値との相関を調べたところ極めて良い相関が得られた。従ってこの方法は十分日常臨床上使用可能なことが分かったので現在、術後肺機能予測に最も信頼出来る方法として使用している。3)最近肺切除を必要とする患者にも次第に高齢者が増加してきており、術後の換気機能を予測するだけでは不充分と考えられることがおおくなってきた。特に低肺機能患者では、心肺予備能の低下があることが推測される。そこで我々は昭和60年度は、これまでの総合肺機能検査と肺血流シンチグラフィーに加えて肺切除予定患者に、術前自転車エルゴメーターによる多段階負荷試験を施行し、代謝測定装置で呼気ガスの分析を行い最大酸素消費量および運動負荷による血中乳酸値の変化を調べている。現在までのところ、肺機能検査のうち拡散能(DLCO)と最大酸素消費量との間に良い相関が見られている。特に最大酸素消費量HOOce/min、DLCD20ml/min/mmHg以下では術後の合併症の発生率が有意に高くなる事が分かった。
生活習慣病を予見する新しい糖化蛋白質の同定、および疾患予防食品成分の探索

メタボリックシンドロームに伴う高血糖や、食事由来の終末糖化産物(AGEs)過剰摂取などにより、非アルコール性脂肪肝炎(NASH)を含む生活習慣病が増加している。本研究では生活習慣病との関連を見いだしつつあるToxic AGEs (TAGE)蛋白質群の中から、特にNASHの診断に有効である可能性を持つ新規疾患マーカー蛋白質としてcaspase-3の同定に成功した。さらに、同定したcaspase-3のTAGE化を抑える作用を持つ食品成分をスクリーニングにより選別し、生活習慣病予防に応用可能ないくつかの物質を発見した。生命に関わる深刻な病気への進行を防ぐためにも生活習慣病の早期発見と改善が不可欠であるが、発症を診断できるバイオマーカーは確立されていない。そこで本研究では生活習慣病との関連を見いだしつつあるToxic AGEs蛋白質(TAGE)群の中から、特にNASHの早期診断に有効な新規疾患マーカーを同定し、有用性を確認している。平成27年度は、すでに研究代表者が絞り込みを行っているTAGE疾患マーカーの候補蛋白質についての追試実験を行った。ヒト肝がん細胞HepG2細胞を用い、TAGE前駆体のグリセルアルデヒド処理を行った結果、疾患マーカー候補蛋白質の異常高分子化及び活性異常を観察した。さらに、正常細胞に近いヒト初代培養肝細胞を用いた場合にも同様の現象を観察し、がん細胞由来のHepG2細胞を用いた実験結果が生体を反映していることも確認した。また、疾患との相関関係が見られるのは生体内で生成されるTAGE化蛋白質である事から、疾患マーカー候補蛋白質がTAGE化されているのかについての解析を行った。TAGE前駆体のほかにAGEs形成阻害剤を併用した結果、疾患マーカー候補蛋白質の異常高分子化が観察されなくなった。現在、TAGE前駆体処理をしたHepG2細胞から免疫沈降法により疾患マーカー候補蛋白質を精製し、異常高分子化した疾患マーカー候補蛋白質がTAGE特異抗体と抗原抗体反応を示すのかについての解析を行っている。免疫沈降法による疾患マーカー候補蛋白質の精製に関して、HepG2細胞へのTAGE前駆体処理によって異常高分子化される候補蛋白質の割合が低いことから収量が得られないため精製が難しく、解析に時間を要している。そこで本研究では生活習慣病との関連を見いだしつつあるToxic AGEsタンパク質(TAGE)群の中から、特にNASHの早期診断に有効な新規疾患マーカータンパク質を同定し、有用性を確認している。平成28年度は、すでに研究代表者が絞り込みを行ったTAGE疾患マーカーの候補タンパク質について、そのタンパク質自体がTAGE化されているのかについて解析を行った。その結果、TAGEストレス条件下において疾患マーカータンパク質はTAGE化修飾を受けており、同定したTAGE疾患マーカーが、細胞内のTAGE毒性を直接評価できる事を明らかにした。また、TAGE疾患マーカーとして同定したタンパク質は、TAGEストレスを受けていない生理的条件下であればアポトーシス細胞死へ関与することが報告されている。そこで、マーカータンパク質のTAGE化は、アポトーシス機能へどのように影響するのかについて解析した結果、GA処理を行った細胞ではアポトーシス実行機能を失っており、周辺細胞へ悪影響をより及ぼすネクローシス細胞死が引き起こされていた。この解析により、同定したTAGE疾患マーカータンパク質は、TAGE毒性の指標としてだけではなく、TAGE毒性を抑制するためのターゲット因子としても利用できる可能性があることを明らかにした。また、TAGE疾患マーカーのTAGE化による活性化機能の喪失を指標として、TAGE毒性を抑制する因子のスクリーニングに着手しており、すでに複数の化合物に関して解析を進めている。TAGE前駆体をHepG2細胞に処理した結果生じる細胞傷害について詳細な解析を行った。前年度に絞り込みを終了したTAGEによる細胞毒性を評価できるマーカー(TAGE疾患マーカー)について、GA処理によりマーカーそのものがTAGE化を受けている事を明らかにするために、当初計画した免疫沈降法では解析が難しいことがわかった。そこで、精製されたタンパク質を購入し、TAGE前駆体と反応させる実験に変更した結果、疾患マーカーそのものがTAGE化されていることを明らかにした。また、そのTAGEストレスが細胞死に与える影響をフローサイトメトリーによる解析で明らかにしている。さらにTAGE疾患マーカーに対し、解毒作用をもつ因子の探索のスクリーニングも開始しており、現在、複数の化合物にTAGE形成およびTAGE化によるタンパク質機能障害を抑制する効果があることを明らかにしている。そこで本研究では生活習慣病との関連を見いだしつつあるToxic AGEsタンパク質(TAGE)群の中から、特にNASHの早期診断に有効な新規疾患マーカータンパク質を同定し、有用性を確認することを目的としている。

平成29年度は、肝実質細胞内でTAGE化される事を明らかにしたタンパク質について、NASH発症モデルマウスとの関連性を解析した。すでに申請者は肝実質細胞においてTAGE化マーカータンパク質がアポトーシスに必要な酵素機能を喪失している事を明らかにしている。この結果が動物モデルにも反映されるかを検証した結果、健常マウスの肝臓と比較して、脂肪肝、NASH、肝線維化と病態が進行するに従いTAGE化マーカーとして同定したタンパク質の酵素活性が減少する傾向が観察された。これらの事から、同定したTAGE化マーカータンパク質がNASHにおける新規疾患マーカーとして有用である可能性が示唆された。メタボリックシンドロームに伴う高血糖や、食事由来の終末糖化産物(AGEs)過剰摂取などにより、非アルコール性脂肪肝炎(NASH)を含む生活習慣病が増加している。本研究では生活習慣病との関連を見いだしつつあるToxic AGEs (TAGE)蛋白質群の中から、特にNASHの診断に有効である可能性を持つ新規疾患マーカー蛋白質としてcaspase-3の同定に成功した。さらに、同定したcaspase-3のTAGE化を抑える作用を持つ食品成分をスクリーニングにより選別し、生活習慣病予防に応用可能ないくつかの物質を発見した。当初の予定通り、平成27年度の結果をふまえ、生活習慣病の発症や進展と相関するTAGE化蛋白質の特定と細胞毒性の関連性について解明を続ける。また、疾患マーカー候補蛋白質がTAGE化されているのかについては現在行っている免疫沈降法によるアプローチ以外に、精製標品をTAGE化させた解析も並行しておこなっていく。当初の予定通り、平成28年度の結果をふまえ、同定したTAGE疾患マーカーが培養細胞だけではなく、疾患モデル動物でも有用性があるのかについて解明を続ける。細胞生物学平成27年度に疾患マーカー候補蛋白質の精製を行いTAGE化を確認する予定であったが、異常高分子化したタンパク質の精製が難しいことが明らかとなり、解析に時間を要している。そのため、研究の進捗がやや遅れ、未使用額が生じた。研究が順調に進んだため、ほぼ予定通りの金額で研究費を使用した。疾患マーカー候補蛋白質がTAGE化されているのかについては現在行っている免疫沈降法によるアプローチ以外に、精製標品をTAGE化させた解析も並行しておこなうこととし、未使用額はその実験の物品費に充てることとしたい。当初の予定通り、平成29年度にはNASH発症モデルマウスを用いた解析を行う。
神経回路再構築を目指した脳梗塞モデルの神経再生の研究

この研究は遺伝子導入を行わずに骨髄問質細胞、神経幹細胞をneuronへ分化させること、さらに、経回路再生を電気刺激によってコントロールすることを目標にしたものである。骨髄間質細胞に祖伝子導入せず電気刺激を加えることでneuronへの分化を促進するのではないか、という仮説を立て、電気刺激培養を様々な条件で試したが形態学的にneuronへの分化は認められなかった。次に培地にbFGF,CNTF,Forskolinを加えた状態で電気刺激を加えてみたが、形態学的にはneurite様の突起の伸長が見られたが、免疫組織科学的にneuronal cellへの分化が促進されたとはいえなかった。電位の向きはneuriteの伸長方向に影響を与えなかった。神経幹細胞にも電気刺激を加えてみたが、neurosphereからneuronへの分化は認めらず、dishをpoly-L-lysinとlamininコーティングするとneuronへの分化、neuriteの伸長が見られたが電気刺激はそれらに影響を与えなかった。Mature neuronal cellとして脊髄後根神経節細胞に対しても電気刺激培養を行った。poly-Hysinとlamininコーティーングによりneuriteの伸長が見られたが電気刺激の有無は伸長速度や伸長方向に影響を与えなかった。これより、in vitroではneuriteの伸長には、足場となる基質としてpoly-L-lysinとlamininが必要であることがわかった。これは大脳においても神経回路再生のためには細胞が生着する基質が幹細胞とシナプスすべき細胞との間に連続性を保って充分存在することが先ず必要であることを示唆していると考えられた。今後の課題としてin vivoでそのような条件下で電気刺激を行い、axonの伸長速度や方向に影響を与えかを検討したい。骨髄間質細胞はNotch遺伝子の細胞内導入と、数種のneurotrophic factorを培地に添加することにより、高い確率でneuronに分化誘導することが可能であり、ラット脳梗塞モデルに骨髄問質細胞由来のneuronを移植すると神経機能回復に有効であることは報告した。この研究では遺伝子導入を行わずにneuronへ分化させ、さらに、脳梗塞モデルへ移植後、神経回路再生をコントロールすることを目標にした基礎実験である。骨髄間質細胞の培養に際し、電気刺激を加えることがneuronへの分化を促進するのではないか、という仮説を立て、実際に電気刺激培養を試みた。電気刺激培養装置は崇城大学薬学部徳富教授のご厚意により提供を受けた。電気刺激条件はパルス持続時間3msec、刺激頻度5Hz、出力1mAで3日間から開始し、出力を最大4.55mA、刺激頻度50Hzまでで、様々な条件を試したが形態学的にneuronへの分化は認められなかった。次に培地にbFGF,CNTF,Forskolinを加えた状態で電気刺激を加えてみたところ、形態学的にはneurite様の突起の伸長が見られたが、免疫染色においてはneuronのマーカー(Map2,Tuj1,NeuN,NF)を特異的に示すことはなかった。また、電気刺激培養において、電位の向きがneuriteの伸長方向に影響を与えるか、ということも検討したが、これまでの様々な条件下では関係は認められなかった。同じ発想で神経幹細胞を培養中のDishにも電気刺激を加えてみたが、nuerosphereからneuronへの分化は認められなかった。また、培地に電気刺激を加えると神経幹細胞は50%近くが死んでしまうことがわかった。刺激出力が高いとその傾向がある。培地のpHに影響を与えるのか、細胞そのものが電気刺激に対する耐性の閾値が低いと考えられたが、神経幹細胞に比べると骨髄間質細胞は耐性の閾値が高いといえる。今後は、刺激条件の変更、neurotrophic factorのカクテルの変更、梗塞脳の切片をそのまま培養液中に加え、電気刺激を加えることを考えている。

この研究では遺伝子導入を行わすに骨髄間質細胞、神経幹細胞をneuronへ分化させ、さらに、脳梗塞モデルへ移植後、神経回路再生をコントロールすることを目標にした。骨髄間質細胞の培養に際し、電気刺激を加えることがneuronへの分化を促進するのではないか、という仮説を立て、実際に電気刺激培養を様々な条件で試したが形態学的にneuronへの分化は認められなかった。次に培地にbFGF, CNTF, Forskolinを加えた状態で電気刺激を加えてみたが、形態学的にはneurite様の突起の伸長が見られたが、免疫組織科学的にneuronal cellとはいえなかった。また、電位の向きはneuriteの伸長方向に影響を与える様子はなかった。同じ発想で神経幹細胞にも電気刺激を加えてみが、neurosphereからneuronへの分化は認められなかった。次に電気刺激がneuriteの伸長の速度や方向に影響を与えるかを調べた。ラットの後根神経節を取り出し、パーコール法を用いてneuronを採取した。免疫組織科学的にneuronal cellであることを確認し、35mmDishで培養した。次いで、電気刺激を様々な設定で与え、電位の方向がneuriteの伸長方向に関係するかどうかを調べたが、有意差は認められなかった。Dishをpoly-L-lysinとlamininでコートした場合、電気刺激の有無にかかわらずneuriteの伸長は促進された。これより、neuriteの伸長には、足場となる基質としてpoly-L-lysinとlamininが必要であることがわかった。これは大脳においても髄液中に浮遊するneuronal stem cellに電気的刺激を与えるのみではneuriteの伸長は促進されないことを示唆し、神経回路再生のためには細胞が生着する基質が充分無くてはならないと考察した。
口腔内細菌と歯槽骨吸収に関する研究

先年度の研究によりActinomyces viscosusの動物への定着させるための条件が解明されたので,動物へのヒト歯周ポケット常在菌であるActinomycesviscosus T_<14>V株(AV)およびBacteroides gingivalis 381株(BG)のストレプトマイシン耐性菌を作製するため,培地中のストレプトマイシン濃度を漸次増加させ継代培養し耐性菌を得た.この耐性菌を予めペニシリンを投与してあったラットの口腔内に接種した. 21日目よりラット口腔内に接種した細胞が常在するのを確認した.細胞の接種開始後42日目に肉眼的に軽度の歯周炎症の発症が見られた.細胞の動物への接種を始めた時期に抗AV,抗BG抗体を作成すくために家兎にAV, BGを接種し,抗AV,抗BG血清を得た.動物に細菌の接種を開始してから42日目に動物を屠殺し組織学的な検索を行った. HE染色標本では細菌の接種を行わなかった対照群において歯肉炎症,歯周組織崩壊は見られなかったが,実験群では歯肉炎症,歯周組織崩壊,極く軽度の歯槽骨吸収が見られた.接種した細菌の組織浸入を調べるため薄切した標本に抗AVあるいは抗BG家兎血清を作用させ,次いでFITC標識抗家兎IgG特異ヤギ抗体を作用させ蛍光染色を行い,蛍光顕微鏡下で観察した.対照群においては組織内への細菌浸入は認められなかった.実験群においてAVは接合上皮内に浸入しているのが認められたが結合組織内には見られなかった.BGは口腔上皮と接合上皮とが接合してい部位に多数浸入しているのが認められたが結合組織内には認められなかった.歯槽骨の吸収を含めた歯周組織の崩壊は細菌が組織内に浸入した後に起こるという仮設が提唱されていたが,本研究の結果からは細菌の組織浸入が直接歯周組織の崩壊を惹起するという所見は認められなかった.先年度の研究によりActinomyces viscosusの動物への定着させるための条件が解明されたので,動物へのヒト歯周ポケット常在菌であるActinomycesviscosus T_<14>V株(AV)およびBacteroides gingivalis 381株(BG)のストレプトマイシン耐性菌を作製するため,培地中のストレプトマイシン濃度を漸次増加させ継代培養し耐性菌を得た.この耐性菌を予めペニシリンを投与してあったラットの口腔内に接種した. 21日目よりラット口腔内に接種した細胞が常在するのを確認した.細胞の接種開始後42日目に肉眼的に軽度の歯周炎症の発症が見られた.細胞の動物への接種を始めた時期に抗AV,抗BG抗体を作成すくために家兎にAV, BGを接種し,抗AV,抗BG血清を得た.動物に細菌の接種を開始してから42日目に動物を屠殺し組織学的な検索を行った. HE染色標本では細菌の接種を行わなかった対照群において歯肉炎症,歯周組織崩壊は見られなかったが,実験群では歯肉炎症,歯周組織崩壊,極く軽度の歯槽骨吸収が見られた.接種した細菌の組織浸入を調べるため薄切した標本に抗AVあるいは抗BG家兎血清を作用させ,次いでFITC標識抗家兎IgG特異ヤギ抗体を作用させ蛍光染色を行い,蛍光顕微鏡下で観察した.対照群においては組織内への細菌浸入は認められなかった.実験群においてAVは接合上皮内に浸入しているのが認められたが結合組織内には見られなかった.BGは口腔上皮と接合上皮とが接合してい部位に多数浸入しているのが認められたが結合組織内には認められなかった.歯槽骨の吸収を含めた歯周組織の崩壊は細菌が組織内に浸入した後に起こるという仮設が提唱されていたが,本研究の結果からは細菌の組織浸入が直接歯周組織の崩壊を惹起するという所見は認められなかった.歯周疾患の進行に伴い歯槽骨の吸収が起こるが、その機構は解明されていない。口腔内細菌が歯肉炎症の発病に関与していることは明らかにされているが、歯槽骨吸収にどのように関与しているかは全く不明である。この関係を少しでも明らかにする目的で本研究を開始した。まず家兎に抗生物質を投与した後に、前歯に人歯肉に炎症を起こす菌の一つであると言われているActinomyces viscosusを接種した。接種する時の菌の濃度、回数などを変化させ、菌が定着するための条件を調べActinomyces viscosusの定着に成功し、定着後に歯肉炎症が起こることを見た。次いで、ラットにActinomyces viscosusの接種を行い定着させた。現在、歯槽骨吸収が惹起できるかを検討中である。
発電用ごみ焼却炉材料の腐食モニタリングと材料評価システム

1.3種類の腐食灰(Na_2SO_4-K_2SO_4-ZnSO_4,NaCl-KCl-LiCl-CaCl_2,NaCl-KCl-Na_2SO_4-K_2SO_4-ZnSO_4)中に31種類のNi基合金を埋没し,450,500,600°Cの各温度で,交流インピーダンス法により腐食速度のモニタリングを行い,各合金の耐食性を評価し,各腐食灰中での耐食性と合金元素の関係を明らかにした.日本金属学会誌(1996)で公表.2.溶融塩(NaCl-KCl-Na_2SO_4-K_2SO_4-ZnSO_4)とアルミナ粒子(φ60μ)を混合した模擬腐食灰中にSUS304ステンレス鋼を埋没して,交流インピーダンス法により腐食速度をモニタリングし,アルミナ粒子の含有量が約70%のときに腐食速度が最大になることを示し,その腐食機構を明らかにした.平成8年度日本金属学会秋期大会にて発表.3.ごみ焼却炉のボイラー管に付着した実機腐食灰中にSUS304ステンレス鋼を埋没し,交流インピーダンス法により実験室内での腐食のモニタリングを試みた.モニタリング周波数は高周波数(10kHz)と低周波数(10mHz)の2点周波数で行い,高周波数から溶液抵抗,すなわち腐食灰中の溶融成分の有無を判別でき,低周波数から腐食速度を推定できることを明らかにした.モニタイリングは500800°Cの範囲で行い,温度が500°Cから600°Cに上昇するとき灰が溶融すること,腐食速度もこれにともなって急激に増加することがわかった.4.平成8年11月から現在まで,江東区清掃工場内のごみ焼却炉中に種々の形状の腐食モニタリング用プローブを設置し,モニタリングを実施している.最も安定に測定できるプローブ形状がほぼ明らかになり,交流インピーダンス法により実焼却炉内での腐食モニタリングの可能性を示すことができたので,本研究の当初の目的は達成できたと言える.上記の3,4の成果は平成9年度腐食防食協会春期大会で報告する予定である.平成7年度は,腐食モニタリング用のプローブの開発および我々が提案している交流インピーダンス法による腐食モニタリングの可能性についてごみ焼却炉模擬環境(実験室内)において検討を行った.具体的には以下の通りである.実際のごみ焼却炉環境での腐食灰は低融点の塩化物/硫酸塩混合塩を含むSiO_2やAl_2O_3などの酸化物であることが知られている.そこで塩化物と硫酸塩の等モル混合塩とAl_2O_3を1:1の割合で混合した人口腐食灰を作成し,旗型に切り出したType304およびAlloy625合金をプローブ電極として人口腐食灰中に埋没することにより温度600°Cで腐食のモニタリング模擬実験を行った.試作したモニタリング用プローブは同種の金属を対向させた二電極式のプローブを用いているが,これらのインピーダンス特性を100kHz10mHzの周波数範囲で測定し,それらの結果からプローブ/腐食灰界面の電気的等価回路を明らかにした.これにより本モニタリング・システムで使用している10mHzのインピーダンスの物理的意味,すなわち腐食速度との対応を明確にした.また,試作したプローブによる腐食モニタリング結果は腐食灰塗布試験による腐食重量減少量と良く対応し,実験室段階として,本モニタリング・システムが良く機能していることを確認した.実機でモニタリングでは,限られたスペースに多くのプローブを挿入する必要があるため,さらにプローブの形状等の改良が必要である.従って,平成8年度前半に,最終的なプローブの形状を決定し,後半にごみ焼却炉実環境での腐食のモニタリングを開始する予定である。1.3種類の腐食灰(Na_2SO_4-K_2SO_4-ZnSO_4,NaCl-KCl-LiCl-CaCl_2,NaCl-KCl-Na_2SO_4-K_2SO_4-ZnSO_4)中に31種類のNi基合金を埋没し,450,500,600°Cの各温度で,交流インピーダンス法により腐食速度のモニタリングを行い,各合金の耐食性を評価し,各腐食灰中での耐食性と合金元素の関係を明らかにした.日本金属学会誌(1996)で公表.2.溶融塩(NaCl-KCl-Na_2SO_4-K_2SO_4-ZnSO_4)とアルミナ粒子(φ60μ)を混合した模擬腐食灰中にSUS304ステンレス鋼を埋没して,交流インピーダンス法により腐食速度をモニタリングし,アルミナ粒子の含有量が約70%のときに腐食速度が最大になることを示し,その腐食機構を明らかにした.平成8年度日本金属学会秋期大会にて発表.3.ごみ焼却炉のボイラー管に付着した実機腐食灰中にSUS304ステンレス鋼を埋没し,交流インピーダンス法により実験室内での腐食のモニタリングを試みた.モニタリング周波数は高周波数(10kHz)と低周波数(10mHz)の2点周波数で行い,高周波数から溶液抵抗,すなわち腐食灰中の溶融成分の有無を判別でき,低周波数から腐食速度を推定できることを明らかにした.モニタイリングは500800°Cの範囲で行い,温度が500°Cから600°Cに上昇するとき灰が溶融すること,腐食速度もこれにともなって急激に増加することがわかった.4.平成8年11月から現在まで,江東区清掃工場内のごみ焼却炉中に種々の形状の腐食モニタリング用プローブを設置し,モニタリングを実施している.

最も安定に測定できるプローブ形状がほぼ明らかになり,交流インピーダンス法により実焼却炉内での腐食モニタリングの可能性を示すことができたので,本研究の当初の目的は達成できたと言える.上記の3,4の成果は平成9年度腐食防食協会春期大会で報告する予定である.1.3種類の腐食灰(Na_2SO_4-K_2SO_4-ZnSO_4,NaCl-KCl-LiCl-CaCl_2,NaCl-KCl-Na_2SO_4-K_2SO_4-ZnSO_4)中に31種類のNi基合金を埋没し,450,500,600°Cの各温度で,交流インピーダンス法により腐食速度のモニタリングを行い,各合金の耐食性を評価し,各腐食灰中での耐食性と合金元素の関係を明らかにした.日本金属学会誌(1996)で公表.2.溶融塩(NaCl-KCl-Na_2SO_4-K_2SO_4-ZnSO_4)とアルミナ粒子(φ60μ)を混合した模擬腐食灰中にSUS304ステンレス鋼を埋没して,交流インピーダンス法により腐食速度をモニタリングし,アルミナ粒子の含有量が約70%のときに腐食速度が最大になることを示し,その腐食機構を明らかにした.平成8年度日本金属学会秋期大会にて発表.3.ごみ焼却炉のボイラー管に付着した実機腐食灰中にSUS304ステンレス鋼を埋没し,交流インピーダンス法により実験室内での腐食のモニタリングを試みた.モニタリング周波数は高周波数(10kHz)と低周波数(10mHz)の2点周波数で行い,高周波数から溶液抵抗,すなわち腐食灰中の溶融成分の有無を判別でき,低周波数から腐食速度を推定できることを明らかにした.モニタリングは500800°Cの範囲で行い、温度が500°Cから600°Cに上昇するとき灰が溶融すること,腐食速度もこれにともなって急激に増加することがわかった.4.平成8年11月から現在まで,江東区清掃工場内のごみ焼却炉中に種々の形状の腐食モニタリング用プローブを設置し,モニタリングを実施している.最も安定に測定できるプローブ形状がほぼ明らかになり,交流インピーダンス法により実焼却炉内での腐食モニタリングの可能性を示すことができたので,本研究の当初の目的は達成できたと言える.上記の3,4の成果は平成9年度腐食防食協会春期大会で報告する予定である.
国際法における個人責任の複合性と限定性―システム・クリミナリティの動態

集団殺害犯罪、人道に対する犯罪、戦争犯罪といった行為に関する個人責任は、国内刑法の類推からスタートしながらも、その実体は国家等の集団性を内在させており、その責任は“System Criminality"(制度・組織がもたらす犯罪性・違法性)に対応する特殊な性格を持っている。本研究は、国際刑事裁判の実行を実証的に検討しながら、そうした個人責任論の特質を解明し、「システム責任」という概念を提唱するに至った。国家責任体系と刑法の個人責任体系が融合・抵触することにより、両者の抵触を回避する制度が現出し、これによって国際法における個人責任は、刑法の個人責任体系よりも限定的な内容となると想定する「限定構造モデル」に即して、国際刑事手続と国内手続における特徴をそれぞれ検討するとともに、国際手続と国内手続が交錯する局面を検討した。具体的には、(1)公的資格と責任の関係や国内法上の合法措置・上官命令の抗弁など、国際刑事裁判における違法性阻却の要素となりうる点を取り上げ、ICCやICTY/ICTRなどの国際刑事裁判所の判例、関連する国内判例などを素材として、個人責任の実体法的な内容が限定・縮小されている点を考察した。また、(2)外交免除や主権免除(国家元首等の無答責)など、主権国家を基盤とする伝統的な国際法の原則が、国内手続における個人責任の実体法的・手続法的な側面に与える効果について検討した。とりわけ、Institut de Droit Internationalが2009年ナポリ会期で採択した決議の審議過程と国際法委員会(ILC)が“Immunity of State Officialsfrom Foreign Criminal Jurisdiction"のトピックのもので審議している内容とを比較検討し、両者のスタンスの相違点を明らかにしたうえで、国際法における個人責任の限定性の特徴を抽出した。さらに、(3)国際刑事裁判所(ICC)に対して国家が容疑者・被告人の移送を行う際に、ICCに対する協力義務との関係で、公的資格に基づく免除がどのように理解されるのか、スーダン・バシール大統領の逮捕状執行に関するPre-Trail Chamberの決定などを素材として検討した。国家責任体系と刑法の個人責任体系が複合・融合することにより、いずれとも異なる固有の責任体系が現出すると想定する「複合構造モデル」に即して、個人責任の実体法的側面と手続法的側面を検討した。具体的には、実体法的側面としては(1)国際慣習法上、個人責任が発生する犯罪を構成する主観的要素および客観的要素のなかに、どのような性格の「組織性」(Systemic Character)および「政策性」(Policy Character)が含まれるのか解明するため、ICTY等のアド・ホックな国際刑事裁判所の判例の分析を行った。そのうえで、ICC規程が定める犯罪構成要件との比較を行うことにより、複合構造が深化する傾向を析出した。(2)個人責任を科すためには、犯罪行為への個人の関与を認定する必要があるが、こうした関与理論における集団性・組織性を、ICTY等の裁判所における上官責任の法理や共同犯罪企図(Joint Criminal Enterprise)の法理を通して検討するとともに、ICCにおける最新の動向と言える「組織に対する支配」(Control over Organization)の法理について分析を行った。さらに、手続法的側面として、(3)国際刑事裁判における訴追戦略が、最も責任のある組織のリーダーを訴追対象としていることと関連して、国内裁判所に対するICTY/ICTRの「優越性」(Primacy)やICCにおける「補完性」(Complementarity)の原則が運用されるに際して、“System Criminality"の要素がどのように考慮されているのか、訴追戦略を示す検察局文書や判例の検討を通して検討した。24年度・25年度に実施してきた研究を踏まえて、国家責任体系と刑法の個人責任体系が複合・融合することにより、いずれとも異なる固有の責任体系が現出すると想定する「複合構造モデル」と、国家責任体系と刑法の個人責任体系が競合・抵触することにより、両者の抵触を回避する制度が現出し、これによって国際法における個人責任は、刑法の個人責任体系よりも限定的な内容となると想定する「限定構造モデル」を統合的にとらえ、改めて国際刑事裁判所(ICC)における実行を分析した。具体的には、2010年の再検討会議において導入された侵略犯罪の構成要件などに対する検討も行い、「組織に対する支配」(Control over Organization)の法理の発展が、「システム責任」とも言える新たな責任体系を現出しつつあることを実証的に明らかにした。さらに、国家元首等の刑事責任の追及に関して、ICCのケニアに関する実行等を分析し、組織性・政策性の観点から、個人責任の実体法的な内実が限定・縮小される可能性があることも検討した。また、国際刑事法におけるvictim-oriented perspectiveの発展を両モデルの観点から検討し、さらに国際刑事裁判の実行と平行して実施されている多くのMass Claim Procedureの実行を比較検討することにより、こうしたシステム責任の発想が刑事的な責任追及の範囲を超えて、民事的な賠償請求の局面においても一定の意義を有していることを明らかにした。国際法平成25年度に検討することを計画していた事項については、関連する判例・文献の分析をほぼ完了することができた。平成24年度に検討することを計画していた事項については、関連する判例・文献の分析をほぼ完了することができた。

過去2年間の研究を踏まえ、システム・クリミナリティの発想が、国際法における個人責任の概念にどのような影響を与えているのか、判例等の内容を整理するとともに、その理論的な検討に入る。そのうえで、まず7月を目途に、国家元首等の免除が個人責任論との関係で変質しつつあることについて、国際裁判と国内裁判に通底する観点から日本語論文にまとめる。さらに、個人責任論がシステム・クリミナリティの観点から、集団責任的な内実に変質しつつあり、それが国家責任の「刑事化」とも呼べる現象を引き起こしている点について、明年1月を目途に英語論文としてまとめる。国家責任体系と刑法の個人責任体系が競合・抵触することにより、両者の抵触を回避する制度が現出し、これによって国際法における個人責任は、刑法の個人責任体系よりも限定的な内容となると想定する「限定構造モデル」に即して、国際刑事手続と国内手続における特徴をそれぞれ検討するとともに、国際手続と国内手続が交錯する局面も考察する。具体的には、(1)公的資格と責任の関係や国内法上の合法措置・上官命令の抗弁など、国際刑事裁判における違法性阻却の要素となりうる点を取り上げ、組織性・政策性の観点から、個人責任の実体法的な内実が限定・縮小される点を明らかにする。また、(2)外交免除や主権免除(国家元首等の無答責)など、主権国家の併存を基盤とする伝統的な国際法の原則が、国内手続における個人責任の実体法的・手続法的な側面に与える効果を検討する。この問題は、Institut de Droit Internationalが2009年のナポリ会期において決議を採択し、また現在国際法委員会(ILC)が“Immunity of State officials from foreign criminal jurisdiction"のトピックで審議を行っており、両者のスタンスの相違点から、国際法における個人責任の限定性の特徴を抽出する。さらに、(3)国際刑事裁判所に対して国家が容疑者・被告人を移送するに際して、その公的地位に基づく免除が問題となり、これは(1)と(2)が交錯する局面として、別個の考察を試みる。25年度の研究内容では、関連書籍・資料の購入支出が予定していたほどの金額とならなかったため、26年度への繰り越しとなった。26年度は、上記の推進方策に沿った研究を進めるうえで必要な文献・資料を整備するとともに、外交免除や主権免除(国家元首等の無答責)に関する新たな判決が次々と出されているアメリカ合衆国に出張し、関連資料を収集する。平成24年度の研究内容では、関連書籍・資料の購入支出が予定していたほどの金額とならなかったため、25年度への繰り越しとなった。
ヒト癌細胞シスプラチン感受性決定因子としてのDNA損傷修復分子機構の解析

(1)Rad51ファミリーのニワトリ対応遣伝子をすべて単離しターゲティングコンストラクトを作成してジーンターゲティングを行い、5種類のRad51ファミリーすべてのミュータント細胞株を樹立した。これらの細胞株は以下の諸点においてほぼ同一の表現型を示した。すなわち、増殖の著明な緩徐化、死細胞の増加、染色体断裂の増加、ジーンターゲティング効率の極度の低下、sister chromatid exchange(SCE)出現頻度の低下、シス・MMCなどクロスリンカーに対する高感受性、ガンマ線に軽度感受生などである。ヒト・マウスの対応遺伝子の導入によって、調べ得た範囲で少なくともγ線・シスの感受性や死細胞数増加などの表現型が抑制された。したがって、Rad51ファミリーの各遺伝子は高等真核生物のHR分子機構に必須であり、染色体安定性やDNAクロスリンク修復において重要と考えられる。興味深いことにシスやγ線に対する感受性はヒトRad51を強制発現させることで部分的ではあるが正常化した。(2)DT40のミュータント細胞においてRad51ファミリーのおのおののヒトあるいはマウスのcDNAを導入すると、野生型のDT40よりシスに対してより耐性になるという現象が見られた。そこでヒト肺ガン細胞株SBC3にヒトRad51BやRad51Cの強制発現を試みた。タグ付きのコンストラクトをトランスフェクトしウェスタンを行ったが、明瞭な発現を示すクローンを得ることができなかった。このファミリーの遺伝子が強発現すると細胞死が誘導される可能性がある。(3)シス処理等によるDNAダメージ後核内には抗Rad51抗体で明瞭に検出されるフォーカスが形成される。NERに必須なERCC1分子とXPA分子はそれぞれヒト患者から樹立された欠損細胞株があるが、特に前者でインターストランドクロスリンクに感受性が高いとされている。ERCC1はDNA損傷の5'側にニックを入れるエンドヌクレアーゼを構成するサブユニットであり、出芽酵母の対応するタンパクはある種のHRに関与することが知られている。そこでこれらの欠損細胞株でシス処理後のRad51フォーカス形成をアッセイしたが、フォーカスは特に問題なく形成された。(4)上記Rad51ファミリーのミュータント細胞におけるRad51フォーカス形成をMMC、γ線による処理後にアッセイした。各ミュータント細胞においては野生型とは異なり、フォーカスの大きさ輝度とも極度に低下して明瞭なフォーカス形成が消失していると考えられた。(5)HRとNERのダブルノックアウト株作成のため、ニワトリのERCC1とXPAの単離を試みた。XPAはすでにcDNA配列が報告されており、ゲノムDNAの分離も容易であったが、ERCC1はcDNAはとれたもののゲノムの単離に難渋している。ライブラリースクリーニングを行う予定である。XPAは現在ターゲティングコンストラクトを作成し、トランスフェクションを行っている。XPAは現在ターゲティング
水素中時効による高強度・高導電性チタン銅合金の開発原理

時効硬化型Cu-Ti合金の水素中時効による強度-導電性バランス向上の機構を理解し、更なる高性能化を検討した。溶体化Cu-Ti合金を水素中時効すると、従来法(真空中時効)と比べて強度特性を維持したまま導電性を著しく向上できる。高強度化は、従来法と同様に合金中に長さ数10 nmの微細Cu4Tiが析出することに起因する。高導電率化はCu4Tiと共にTiH2が析出したため母相中の残留固溶Ti量が効率よく低減したためである。本手法では時効温度、水素圧、時効前試料への予備加工が制御因子となる。得られた知見を総括して工程を最適化すれば、引張強度950MPa以上,導電率25%以上の合金板材を作製できる。電子部品の小型化、効率化が求められる中で、主要構成材料である銅合金も高性能化の要求が強い。高強度銅合金の1つである時効析出型チタン銅(Cu-Ti合金)では優れた強度特性や応力緩和性を維持したまま導電率を改善させる手法として「水素化」が注目される。最近ではCu-Ti合金をある条件で水素中時効すると、従来品と同様の強度特性を示したまま導電率を2倍以上にすることに成功している。この成果を展開して、効率よく特性改善や用途開発を推進していくためには、合金設計・組織制御法の指導原理の確立が必要不可欠となる。そのため2011年度は、水素中時効にともなうCu-Ti合金の強度、導電率の変化の挙動を平衡論・速度論的知見から検討した。銅固溶体領域からCu4Ti単相領域が研究対象であるため、チタン組成が020at.%となるCu-Ti合金を溶製した。溶製材を均質化、切出し、溶体化、予備加工を施した後、Cu-Ti合金を水素圧010気圧中にて500°Cで等温時効した。作製した合金において、水素含有量をアルゴンガス搬送融解-熱伝導法、母相中のチタン濃度をX線回折、四端子法による電気抵抗測定、析出物の構造解析を透過型電子顕微鏡により測定・観察した。チタン組成が0.5 at.%以下の合金では水素中時効によってTiH2が母相中に八面体形状で単相析出した。TiH2の析出により母相チタン濃度は最終的にほぼゼロとなった。チタン組成が16 at.%の合金では、時効初期にスピノーダル分解を経て針状Cu4Tiが微細析出するが、Cu4Tiが水素化によってTiH2になるため、最終的には水素圧0.09 MPa以下の時効ではCu4TiとTiH2の共析出状態、水素圧0.12 MPa以上ではTiH2の単相析出状態に帰着した。一連の成果をまとめ、Cu-rich側のCu-Ti-H三元系実験状態図を提案することができた。電子部品の小型化、効率化、多様化が求められる中で、主要構成材料である銅合金も高性能化、多様化の要求が強い。高強度銅合金の1つである時効析出型チタン銅(Cu-Ti合金)は優れた強度特性や応力緩和性、疲労特性を有し、最近では水素中時効により、強度特性を堅持したまま、導電率を著しく改善されることが報告された。ただし、上記の特性バランスを付与するためには長時間(7ー10日)の処理が必要であり、現実的ではない。本年度は、本合金の強度-導電性バランスを効率的に向上させるために、(1)加工プロセスの検討、(2)合金添加への影響を検討した。(1)Cu-4mol%Ti合金を溶体化し、次の多段時効を行った。つまり、真空中にて600度で1600sの時効し、次に、水素中にて420-450oCで時効した。その結果、従来材と同等以上の強度を示し、かつ導電率を25%IACS以上(従来材では12%IACS程度)とした合金を作成できた。処理に要した時間は3ー7日であり時効時間の短縮化にも成功したが、まだ実用的なレベルではない。(2)微量N,Bを添加したCu-Ti合金の時効硬化挙動を調査した。強度低下をもたらす不連続析出物の形成が,NおよびB添加に起因して抑制される。このため、最高強度を示す時効時間範囲が拡大する。本成果より、微量N,Bを添加したCu-Ti合金を水素中時効すれば、さらに強度-導電率バランスの優れた合金が実現される可能性が高い。