hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
IgE産生B細胞標的ペプチドによる花粉症治療法の開発

花粉症を始めとするアレルギー疾患は年々患者数を増しており、今でもステロイドなどを用いた対処療法が中心である。本課題では、ファージディスプレイ法を用いて、アレルギー疾患の原因であるイムノグロブリンE(IgE)に結合するペプチドの取得、およびペプチドを利用した治療メカニズムの解明を目的とした研究を行った。ヒト骨髄腫細胞株U266由来の精製IgEを対象としてスクリーニングを実施したところ、IgEに特異的に結合するペプチドの配列を得た。一方、OVA感作型のアレルギー疾患のモデルマウス用いた検討において、IgE結合ペプチドを予め投与したものの、血清IgE量に統計的有意差はみられなかった。花粉症はここ20年で急増し、現在では日本人の4人に1人(3,000万人)が悩まされる国民病である。花粉症にみられるアレルギー症状は明らかにIgEが引き金となって誘発されており、IgE産生を抑制する様々な研究が行われている。中でも、減感作療法(抗原特異的免疫療法)は、IgE産生に関わる免疫システムを制御することができる有望な戦略と考えられている。この減感作療法はスギ花粉症患者に対して一定の効果を示しており、舌下投与による減感作療法が保険適用となっている。本研究ではまず、IgEに結合するペプチドの特徴を調べるために、IgEを産生するヒト骨髄腫細胞株U266を用いて、IgEに結合するペプチドをファージディスプレイ法によりスクリーニングした。その結果、26種類のペプチドを取得し、配列の中から複数の相同性を見出すことができた。次に、アレルギー性鼻炎マウスモデルを作製した。6週齢のBALB/c雌マウスにオボアルブミン(OVA)を1、8、15日目に皮下投与し感作させた。次に同アレルゲンを連日(2228日)点鼻投与しアレルギー性鼻炎を発症させた。マウス血清に含まれているIgEをELISAによって測定し、OVA特異的なIgEが正常マウスに比べて優位に上昇したことを確認した。Mineらの報告(Biochimica et Biophysica Acta 1774: 200-212, 2007)では、エピトープマッピングによりOVA感作マウス由来のIgEエピトープ配列が同定されているが、そのうちK277L282配列が我々のモデルマウスのIgEに最も高い親和性を示した一方で、K55D60配列は結合しないことを明らかにした。ヒト骨髄腫細胞株U266由来のIgEに結合するペプチドのスクリーニングに当初の予定よりも時間がかかったため。前年度ではヒト骨髄腫細胞株U266由来IgEに結合するペプチド配列の取得、マウスアレルギー性鼻炎モデルの構築、およびOVA特異的なIgEに対するK277L282ペプチドの結合確認実験を行った。今年度はまず、U266由来IgEに結合するペプチド配列をより網羅的に調べる目的で、Miseq(illumina)を用いて、取得したファージのランダムDNA配列のdeep sequencingを行った。その結果、C末端側にAsn-Pro-Argを含む配列が高頻度で検出された。次にOVAアレルギー性鼻炎モデルマウスにおいてK277L282ペプチドによる炎症の抑制効果を確かめる実験を行った。6週齢BALB/c雌マウスにOVAを皮下投与し感作させ、その後OVAを連日点鼻投与し炎症を惹起するのと同時に、K277L282ペプチド或いはコントロールペプチド(50 μg/day)を腹腔投与した。その結果、K277L282ペプチド投与群ではコントロールペプチド投与群に比べてわずかながらtotal IgE量の減少が見られた。また、U266細胞に対するKLAKペプチド(Sugihara et al Nature Commun 5: 4478, 2014)の感受性を調べた。その結果、U266細胞では、KLAKペプチドの低濃度存在下(50-100 μM)においても細胞死が認められ、高い感受性を示した。今後はIgEに結合するより最適なペプチドを配列の取得と、アレルギー性鼻炎モデルを用いた症状緩和効果を調べる方針である。同定したペプチドとIgEとの親和性を比較する。これまではELISA法を用いていたが、今後は水晶振動子マイクロバランス法(QCM)を用いることで迅速化を図る。アレルギー性鼻炎モデルマウスにペプチドを投与し、アレルギー症状に与える影響を調べる。免疫学、ケミカルバイオロジーIgEに結合するペプチドのスクリーニングに時間を要したため、ペプチドの効果を確かめる実験を行うことができなかった。マウスの購入とアレルギー鼻炎モデルの作製に前年度の相当額を使用する。今年度は前年度に計画したマウスでの実験とともに、患者由来の血液サンプルを用いた実験も行う。
ポジトロンCTによる心筋症の心筋糖代謝の研究

肥大型心筋症9例,拡張型心筋症5例について空腹時および糖負荷時の^<18>FDG・PETを施行し,その病態を検討した。このさい,糖尿病,冠動脈疾患の合併例は対象から除外した。使用装置はHEADTOMEーIII(島津)である。検査はFDG静注後50分間にわたってdynamicscanを行い,部分容積効果を無視できる2cm以上の肥大部については心筋糖攝取率を測定した。また,できるだけ近い時点で13NH_3 ^1PETを行い心筋血流を検討するとともに肥大部についてはFirstーpass法による局所心筋血流量の測定を行った。肥大型心筋症では肥大の著明な中隔を中心に空腹時FDGの取り込みの高いものが5例あった。これらの例では^<13>NH_3 _1PETにより中隔の血流低下のないところから,脂肪酸β酸化障害に代表される糖代謝の亢進が血流低下に先行して存在するものと考えられた。一方,FDGの集積が空腹時が低く,糖負荷により高くなる正常パタ-ンが2例,空腹時,糖負荷時いずれもFDG取込みが低い虚血ないし線維化パタ-ンを示すものが2例あった。以上より肥大型心筋症では血流低下に先行する一次的心筋代謝障害(糖代謝はむしろ亢進)と虚血による二次的な心筋糖代謝低下が存在することが推定された。拡張型心筋症では左室は拡大し,左室壁は空腹時に不均一なFDG集積増加,糖負荷時には不均一なFDG集積低下を示した。この異常病変は左室全体にわたって出現し,虚血性心疾患でみられる冠動脈支配に一致する限荷性病変とは異っており,太い冠動脈板の閉寒・狭容に基因する虚血による代謝異常を否定できた。拡張型心筋症では^<13>NH_3の像でも同様に左室に不均一な化集積が認められたが,部分容積効果のため^<13>NH_3とFDG関係は明かにすることができなかった。以上の結果は心筋症の心筋に糖代謝異学が存在することを示す。
反射型時系列画像に対する輝度勾配ベクトル場モデルの検討

本研究では、透過型画像に対して研究されてきた輝度・コントラスト・幅に依存せずに高感度・高ノイズ耐性を持つ線検出フィルタである線集中度フィルタを反射型時系列画像に適用し、より広範な非制御環境における画像を利用した様々な計測をより高精度に行うことを目的とする。非常に微弱なコントラストを持つ反射型画像の実応用例として眼底分光像を用い、実験から線集中度フィルタが反射型画像についても有効であることを示した。本研究年度においては、従来、透過像を画像生成過程としてモデルの有効性を確認してきた輝度勾配ベクトル場モデルが、反射型画像においてどのような性質を持つか検討し、透過型と同等の精度を得るために必要な画像処理について検討した。透過型画像では対象となる3次元物体の厚みが濃度値として得られるため、輝度勾配ベクトル場は、線集中ベクトル場をはじめとする集中ベクトル場を形成することがわかっている。一方、反射型画像では前景は背景の影響を受けないため、人工的に生成した黒地に白線では、前景と背景の境界のみに輝度勾配ベクトルが生じるため、集中度が低くなる傾向にある。しかし、実画像に対する実験から、反射型の実画像では意外に良好に線が検出できることがわかった。これは、画像の生成過程において次の2つの現象が原因と思われる。(1)撮像系に生じるボケによりエッジが鈍り、比較的広い勾配ベクトル場が生じた。2)実画像における線は、影や物体の湾曲による反射光量の変化によって生じるため、そもそも理想的な線が形成されにくく、むしろ線集中ベクトル場が形成されるような線の発生が一般的である。このため、透過型画像とほぼ同様の手法を利用できることがわかった。ただし、線の交差については、線の発生源となる物体が完全に隠蔽されることから、透過型画像ほどは良好に分離抽出できない。ただし、追跡などの処理におけるオブジェクト空間表現の有用性については、候補数の軽減など一定の効果が見られる。本年度は、輝度勾配ベクトル場モデルを様々な実環境時系列画像に適用し、その制す角検討とロバスト性の検証を行った。微弱な信号を持つ対象例として眼底を対象とし、白色光源のビデオ画像に加えて、複数の単色光による分光画像についても線集中度フィルタの有効性を検証した。一般に反射型の画像では物体表面の形状や色が画像情報として得られるが、眼底など非常に微細な構造を持つ組織の場合、光が表面組織を通過し、深層組織で反射した像が得られる。この結果、反射型画像でありながら透過型画像に近い性質を持ち、微細構造に対する線集中ベクトル場モデルの適用は原理的にも非常に有効であることがわかった。また、単色光源でも同様に作用し、分光分析技術への線集中ベクトル場モデルの適用が可能であることもわかった。また、コントラストの影響が少ないことから、比較的弱い光源でも眼底画像処理がある程度可能であり、動画像に対する処理も可能であることがわかった。そこで、酸素飽和度を計測するための分光分析システムに線集中度フィルタを適用し、血管内の酸素飽和度を計測するアルゴリズムを考案した。生体である眼は光路上に様々な物質が存在するために単純な分光分析では十分な精度が得られない。そこで、線集中度フィルタによる血管構造の抽出とMorphologyフィルタによる血管外構造の除去を組み合わせ、生体の眼の血管の酸素飽和度をビデオレートで計測することに成功した。本年度は、輝度勾配ベクトル場モデルを微弱な信号を持つ眼底を対象とし、複数の単色光による分光画像について線集中度フィルタの有効性を検証した。眼底など非常に微細な構造を持つ組織の場合、光が表面組織を通過し、深層組織で反射した像が得られる。これは単色光源でも同様に作用し、分光分析技術への線集中ベクトル場モデルの適用が可能である一方で、発生源である組織は同一でありながら、波長による特性が異なるため、波長間での画像類似度の評価に影響があることも分かった。これは、形としては同一でありながら輝度分布が異なることを意味し、相関などの一般的な評価値では形の同一性よりも輝度分布の相違がより強く表れることを意味し、異なる波長間での類似度評価を困難なものとしている。例えば異なる波長間での画像位置合わせでは、形に合わせて位置を揃える必要があるにもかかわらず、波長特性の相違によりずれ量が大きくなるなどの影響を及ぼす。この点に関しては、輝度勾配ベクトル場モデルを画像類似度評価に利用することである程度の改善可能であることが実験から示されている。線集中度の分布が波長によらずよく似ている点からもベクトル強度を無視して分布のみを評価することの有効性が示唆されていると思われる。
画像化技術を用いた家畜・家禽由来味細胞の味覚応答

本研究の最終的な目的は、家畜・家禽由来の味蕾を単離培養し、これに味物質を添加後の味蕾構成細胞の応答反応を共焦点レーザー顕微鏡で観察することである。ニワトリ味蕾の分布については、前年度の成果として学会発表を行なった。学術論文の成果は本年度に下記記載のような成果を得ることができた。この実体顕微鏡で確認できるようになった、味蕾を採取し培養系で単離する技術の確立を図ることが本年度の目的であり、これが達成されれば画像化技術を用いてその味覚受容反応の可視化がもたらされる。マイクロマニピュレータを用いて吸引採取した味蕾様細胞塊の単離培養系の確立が可能となった。同様にして得られたラット味蕾様細胞塊に対する味蕾特異的G-タンパク質のガストデューシン抗体を用いた免疫組織化学的手法により、細胞塊の一部の細胞が明瞭な陽性反応を示したことから、これら細胞塊が味蕾であることが明らかになった。現在までに、ニワトリ味蕾に対するマーカー抗体が存在しないことから、この単離培養系が確立された味蕾様細胞塊が間違いなく味蕾であることを証明する必要が生じた。そこで、分子生物学的手法を用いて、ガストデューシン予想配列を作製し、味蕾が存在する口腔内組織と他の臓器を用いてRT-PCR法を用いてその存在について検討したところ、口腔内上皮においてのみ明瞭なバンドが確認できた。この方法を味蕾様細胞塊について同様に行なったところ、ガストデューシンの存在を証明する明瞭なバンドが得られた。すなわち、この単離培養系として確立された細胞塊が間違いなく味蕾であることが証明された。この成果は学会において発表を行ない、また学術論文でもその成果の一部を発表することができた。今後このニワトリ味蕾を用いて味覚応答反応を検証する作業に移行する予定である。研究初年度に当たる平成19年度は、味蕾の単離培養法の確立に向けて研究を行った。味蕾の単離培養は、哺乳類ラットにおいて、Lindemannら(1990)およびAbeら(2001)によって近年報告された手法である。我々の研究グループは、ラット、ブタおよびニワトリでその培養系の確立を試みた。トリプシンインヒビター、ディスパーゼおよびコラゲナーゼ処理を行なった口腔内上皮から、実体顕微鏡を用いて味蕾に相当する組織をマイクロピペットにより吸引採取し、コラーゲン被覆したディッシュ中の培地に播種した。ラットおよびニワトリにおいて、直径50μm程の味蕾様組織を単離することができた。ガストデューシンは哺乳類味細胞特異的G-タンパク質であり、甘味、苦味およびうま味の味覚伝達に関与することが知られている。このガストデューシンに対する抗体を用いて、単離した味蕾様組織に蛍光免疫組織化学的手法を施すと、味蕾内のある群の細胞が特異的に染色されることが証明された。すなわち、今回得られた細胞塊は、味蕾であることが証明された。一方、同時に行なったブタ舌を用いた味蕾の単離培養の試みについては、上皮組織の剥離までは可能であったが、味蕾の単離は実現しなかった。今後、さらに試行錯誤を繰り返し、味蕾の単離培養法の確立に努めたい。研究最終年度に当たる、平成20年度は、この単離培養味蕾を用いて、種々の味刺激物質に対する、応答反応をカルシウムイメージング技術によって、可視化することを研究の主眼とすることになる。なお、ニワトリにおいては、口腔内における味蕾の分布を知るために、分布図の作成を試みた。

ニワトリをと殺後、口蓋、口腔底および舌の試料をグルタールアルデヒドにより固定し、凍結乾燥後、走査型電子顕微鏡で観察し、味蕾の存在が、味孔の同定により確認できること、そして分布図が作成できることを明らかにした。この成果は味と匂学会誌およびAnimal Science Journalに投稿し、前者は、すでに掲載され、後者に受理され現在印刷中である。本研究の最終的な目的は、家畜・家禽由来の味蕾を単離培養し、これに味物質を添加後の味蕾構成細胞の応答反応を共焦点レーザー顕微鏡で観察することである。ニワトリ味蕾の分布については、前年度の成果として学会発表を行なった。学術論文の成果は本年度に下記記載のような成果を得ることができた。この実体顕微鏡で確認できるようになった、味蕾を採取し培養系で単離する技術の確立を図ることが本年度の目的であり、これが達成されれば画像化技術を用いてその味覚受容反応の可視化がもたらされる。マイクロマニピュレータを用いて吸引採取した味蕾様細胞塊の単離培養系の確立が可能となった。同様にして得られたラット味蕾様細胞塊に対する味蕾特異的G-タンパク質のガストデューシン抗体を用いた免疫組織化学的手法により、細胞塊の一部の細胞が明瞭な陽性反応を示したことから、これら細胞塊が味蕾であることが明らかになった。現在までに、ニワトリ味蕾に対するマーカー抗体が存在しないことから、この単離培養系が確立された味蕾様細胞塊が間違いなく味蕾であることを証明する必要が生じた。そこで、分子生物学的手法を用いて、ガストデューシン予想配列を作製し、味蕾が存在する口腔内組織と他の臓器を用いてRT-PCR法を用いてその存在について検討したところ、口腔内上皮においてのみ明瞭なバンドが確認できた。この方法を味蕾様細胞塊について同様に行なったところ、ガストデューシンの存在を証明する明瞭なバンドが得られた。すなわち、この単離培養系が確立された細胞塊が間違いなく味蕾であることが証明された。この成果は学会において発表を行ない、また学術論文でもその成果の一部を発表することができた。
CLIL型短期留学のインパクトに関する縦断的かつ横断的調査

グローバル人材育成を目的としたCLIL型短期留学(専門科目内容と英語学習を統合した留学プログラム)に参加した日本人大学生英語学習者が、いわゆる語学留学とは異なるアカデミックなコンテクストにおける学びの体験から、どのようなインパクト(効果と影響)を受けるか、またインパクトがどう変化するか、実証研究することを目的とした調査である。大学生を海外大学に派遣し、アクティブラーニング手法で専門科目を学ぶ短期イマージョン教育を「CLIL型短期留学」と位置づけ、コンテントを重視したCLIL型短期留学の先駆的事例研究として、日本の大学の留学制度の可能性とCLIL教育について示唆を提供することを意図している。具体的には、留学期間中の参加者の文化受容・意識変化、英語の使用と伸長、英語で行うアカデミックな学び(CLIL)に対する彼らの姿勢・受け止め方の変化、情意面での変化、帰属意識などのグローバル・シティズンシップに関する意識、将来のキャリアへ意識などに注目してデータを収集している。初年度である2018年度には、先行文献の精査による理論的枠組みの確立、そして、予備調査としてのデータ収集に集中した。データは(1)量的データ(被験者107名; 60項目からなる質問紙を実施)と(2)質的データ(20名の半構造的インタビュー調査、6名のフォーカス・ジャーナル・ライティング、107名の質問紙自由記述)の両方を収集し、分析を行った。【データ収集】米国アリゾナ州の大学にて行われる、6週間のCLIL型短期留学プログラムの2018年度の参加者を対象として、データを収集した。(1)60項目からなる質問紙調査を、出発前の2018年6月初旬(T1)と帰国後の2018年7月末(T2)に実施し、107名から回答を得た。質問項目は、帰属意識、グローバル・シティズンシップ、英語の使用、異文化受容、キャリア意識など60項目からなるものであった。フォローアップ(T3)を、プログラム1年後に行う。また自由記述回答として、留学中に最も印象に残った日を選び記述するテキストデータを107名から得ることができた。(2)留学中に日記をつけてもらうフォーカス・ジャーナル・ライティングを6名の協力者に実施してもらい、データ収集は順調に行われた。【先行文献の精査・理論的枠組み】留学の効果や異文化意識を測る量的インスツルメントで、すでに汎用性があり信頼されているものについて、文献検討を行った。検討内容を次年度への調査の改善へと繋げている。また、CLIL教育の効果の面、グローバル・シティズンシップの解釈と研究的発展などについても、同様に精査・検討した。今後も継続していく予定であり、次年度以降に論文としてまとめる予定である。2019年度は第2期として、新たな参加者93名を対象に、同様の手法で継続してデータを収集していく予定であるが、初年度の予備調査のデータ分析から得られた内容をもとに、データ収集のインスツルメントを改善していく方針である。2019年度は、留学プログラム出発前の2019年6月初旬、帰国後の7月末、さらに1年後のフォローアップを含めて、質問紙調査を実施する。また、留学滞在中は、初年度同様フォーカス・ジャーナル・ライティングの依頼をする。インタビューに関しては、2019年度は出発前5月6月にかけて、および帰国後の2回実施し、比較する予定である。質的分析(コーディング、テキストマイニングなど)を行い、量的分析に加える。2019年度には、文献の精査と理論的枠組みの構築を論文としてまとめる方向で進めている。また、2018年度に収集したデータに関して、予備調査分析をし国際学会等で発表する予定である。【データ収集】

米国アリゾナ州の大学にて行われる、6週間のCLIL型短期留学プログラムの2018年度の参加者を対象として、データを収集した。(1)60項目からなる質問紙調査を、出発前の2018年6月初旬(T1)と帰国後の2018年7月末(T2)に実施し、107名から回答を得た。質問項目は、帰属意識、グローバル・シティズンシップ、英語の使用、異文化受容、キャリア意識など60項目からなるものであった。フォローアップ(T3)を、プログラム1年後に行う。また自由記述回答として、留学中に最も印象に残った日を選び記述するテキストデータを107名から得ることができた。(2)留学中に日記をつけてもらうフォーカス・ジャーナル・ライティングを6名の協力者に実施してもらい、データ収集は順調に行われた。【先行文献の精査・理論的枠組み】留学の効果や異文化意識を測る量的インスツルメントで、すでに汎用性があり信頼されているものについて、文献検討を行った。検討内容を次年度への調査の改善へと繋げている。また、CLIL教育の効果の面、グローバル・シティズンシップの解釈と研究的発展などについても、同様に精査・検討した。今後も継続していく予定であり、次年度以降に論文としてまとめる予定である。2019年度は第2期として、新たな参加者93名を対象に、同様の手法で継続してデータを収集していく予定であるが、初年度の予備調査のデータ分析から得られた内容をもとに、データ収集のインスツルメントを改善していく方針である。2019年度は、留学プログラム出発前の2019年6月初旬、帰国後の7月末、さらに1年後のフォローアップを含めて、質問紙調査を実施する。また、留学滞在中は、初年度同様フォーカス・ジャーナル・ライティングの依頼をする。インタビューに関しては、2019年度は出発前5月6月にかけて、および帰国後の2回実施し、比較する予定である。質的分析(コーディング、テキストマイニングなど)を行い、量的分析に加える。2019年度には、文献の精査と理論的枠組みの構築を論文としてまとめる方向で進めている。また、2018年度に収集したデータに関して、予備調査分析をし国際学会等で発表する予定である。予定していた調査出張を変更し、次年度に回したため。
潜在的体罰容認派は存在するか――体罰行使場面観察中の生理反応に着目した検討――

運動部活動場面での体罰に対して,容認的な態度を表明する運動部員や教育関係者が一定の比率で存在することが先行研究で確認されている。しかし,先行研究では,主に質問紙を用いて体罰に対する容認度を測定してきたため,回答者が社会的に望ましい方向で回答する傾向(これを「社会的望ましさ」と呼ぶ)によって,体罰を容認する人々の比率を実際よりも過小評価している可能性があった。そこで本研究では,社会的望ましさの影響を受けない方法を使って,心の内では体罰を容認している「潜在的体罰容認派」の存在を明らかにすることを目的とした。本研究の目的は,運動部活動場面での体罰を顕在的には否認しているが,心の内では容認している「潜在的体罰容認派」の存在を明らかにすることであった。本年度は,この目的に関わるオンライン調査と予備実験を実施した。まず,「潜在的体罰容認派」の存在を明らかにする際の前提となる仮説(坂本, 2015)の妥当性について,オンライン調査で検討した。坂本(2015)は,なぜ運動部活動における体罰・暴力が容認されるのか,その一つの原因として身体的負荷に着目した説を提唱している。この説によれば,体罰・暴力を容認するのは,厳しいトレーニングによって自己や他者の身体の痛みや苦しみに対する感受性が失われる方向で育まれているからだと推察している。この説の妥当性を検討するべく,クラウドソーシング事業者を通じて調査対象者を募集し,オンライン上で調査票に回答を求めた。得られた回答をもとに分析を行った結果,坂本(2015)の説を支持するような一連のプロセスが認められた。得られた結果については,次年度以降に開催される体育・スポーツ科学に関連する学会大会において発表する予定である。次いで,本実験の実施に向けて,体罰行使場面観察中の生理反応を測定する予備実験を行った。その際,1生理反応の測定に関わる一連の手続きを確認すること,2本実験で実際に測定する生理反応を選定することの2点に焦点を絞って実験を行った。日常的に競技スポーツを行っている学生8名を対象に実験を実施し,体罰行使場面を詳述した文章を提示している際の生理反応を測定した。予備実験に関して,当初の計画では映像刺激を使用する予定であった。しかし,手続き上の問題で年度内に映像刺激を使った実験計画で実施することが難しくなったことから,本年度は映像刺激ではなく,文章刺激に変更して予備実験を実施した。提示する刺激内容に変更があったものの,当初の目的であった生理反応の測定に関わる一連の手続きを確認できたこと,本実験で実際に測定する生理反応の選定を行えたこと,実験手続きの修正点などが把握できたことなどから,おおむね順調に進展したものと考えている。既に得られたオンライン調査の結果について,改めて同様の結果が再現されるのかについて確認する予定である。本実験については,映像刺激を使用する予定で準備を進める。ただし,映像刺激を提示することに倫理的な問題が生じた場合は,既に実施した予備実験と同様に,体罰行使場面を詳述した文章刺激を使って実施する予定である。

しかし,手続き上の問題で年度内に映像刺激を使った実験計画で実施することが難しくなったことから,本年度は映像刺激ではなく,文章刺激に変更して予備実験を実施した。提示する刺激内容に変更があったものの,当初の目的であった生理反応の測定に関わる一連の手続きを確認できたこと,本実験で実際に測定する生理反応の選定を行えたこと,実験手続きの修正点などが把握できたことなどから,おおむね順調に進展したものと考えている。既に得られたオンライン調査の結果について,改めて同様の結果が再現されるのかについて確認する予定である。本実験については,映像刺激を使用する予定で準備を進める。ただし,映像刺激を提示することに倫理的な問題が生じた場合は,既に実施した予備実験と同様に,体罰行使場面を詳述した文章刺激を使って実施する予定である。
がん抑制遺伝子mel-18による細胞周期調節機構

[目的]我々はこれまで哺乳類のPolycombグループ(PcG)遺伝子であるmel-18が、癌抑制遺伝子として機能することを報告してきた。mel-18遺伝子産物が直接c-mycを介して細胞増殖を調節していることも最近明らかになった。その細胞増殖調節機構を解明する目的で、mel-18の遺伝子導入マウスを用いその過剰発現の影響を検討した。[方法および結果](1)Mel-18蛋白質によりc-mycプロモーター(P1とP2)による転写が抑制された。(2)遺伝子導入マウスを用いて、mel-18を過剰発現させたところ、c-mycの発現が抑制されると供に抗原リセプターからのシグナル伝達が抑制され、細胞周期のG1期からS期への移行の阻害が起きた。(3)細胞周期のアレストの分子機構について検討するために、特にG0/G1期からS期への移行に必要なサイクリン/CDK/CDKIの蛋白質の定量、CDKの活性、およびRb蛋白質のリン酸化を測定した。サイクリンD2、サイクリンE,CDK6,p19,p27の蛋白質量の低下、およびRbのリン酸化の抑制が見られた。[考察]mel-18はc-mycの遺伝子発現調節を介して、細胞周期のG0/G1期からS期への移行を調節していることから、mel-18の癌抑制遺伝子としての活性の一部はこの経路によるものと思われた。つまり、サイクリン/CDK/CDKIなどの発現量の制御を介してRbのリン酸化を調節し、G1/S境界のcheck-pointにおける制御に関与していることが判明した。
経路積分モンテカルロ法によるメゾスコピック素子の動的応答解析

量子ホール効果を利用して作成された一次元電子系と量子ドットを結合させた系の動的輸送特性を理論的に解析した。電子間相互作用が強くなると量子相転移現象が生じ、電子の量子コヒーレンスが完全に失われて、これまでの理論で記述できない動的応答が得られることを示した。また単一電子注入におけて電子間相互作用が量子コヒーレンスに及ぼす影響を評価した。近藤量子ドットの電流相関や非平衡版オンサーガー関係式についても研究を行った。本年度は主要な研究目的である量子ドット系の動的応答の理論「研究を主に推し進めた。まず朝永ラッティンジャー流体中の共鳴状態を量子モンテカルロ法によって調べ、クーロン振動のピーク幅の特異な温度依存性を明らかにした。さらにラッティンジャーパラメータと量子ドットーリード間の結合強度を変えたときに生じる量子相転移についても議論した。さらに動的特性について調べるために、量子ドットの交流応答を量子モンテカルロ法、摂動論、繰り込み群などの手法を組み合わせ、温度ゼロにおける緩和抵抗の値を調べた。その結果、量子ドットーリード間の結合強度に依存せず、緩和抵抗はh/e^2という普遍的な値をとり、量子ドット内の帯電効果は影響を与えないことがわかった。さらにリード内の電子間相互作用を考え、ラッティンジャーの指数を変化させていくと、ある値で量子相転移が生じ、伝導プロセスが根本的に変化して、緩和抵抗が発散することを初めて示した。これは分数量子ホール効果のエッジ状態でつくられた量子ドットにおいて観測可能であると期待される。この結果は原著論文にまとめられ、まもなく出版予定となっている。さらに現在、量子ドットのスピン自由度までとりいれた計算を検討しているところである。また量子ドットでの非平衡状態を理論的に研究するために、バーテックス補正をとりいれたダイアグラム近似計算の手法を試み、アンダーソン模型へ適用した。まず前年度までに行ってきた、分数量子ホール効果のエッジ状態で作成された量子ドットの動的抵抗の研究を継続して行い、特に量子ドットのゲート電圧に環境ノイズが加わった場合について考察を行った。その結果、環境ノイズの影響によっても量子相転移が生じることを明らかにし、その相図の概要を求めた。また同じく分数量子ホール効果で作成された量子ポイントコンタクトのショットノイズについて、有限温度でのショットノイズの定式化拡張を行い、有効電荷の温度・バイアス依存性を詳細に議論した。この有限温度のショットノイズ特性から、分数電荷励起の統計性についての情報が得られることも指摘した。動的抵抗および非平衡ショットノイズの研究に一定のめどがたったことから、次の目標として量子ドットからの単一電子注入に着目した。当初は数値計算手法によるアプローチを計画していたが、量子光学で用いられている手法が有効ではないかと考え、量子光学分野の理論家(越野和樹氏)と共同研究を立ち上げることとした。手始めとして、光学キャビティ・量子ドット複合系で、量子ドットの励起状態からの単一光子生成のプロセスに着目した。これまでほとんど取り扱われてこなかった環境によるデコヒーレンスの効果を有効ボゾン模型で記述し、2粒子干渉プロセスで重要となる生成光子の純粋度をはじめて評価した。また得られた結果は、量子ゼノ効果・量子反ゼノ効果としても理解できることを示した。平成23年度では、この手法を量子ドット・量子ホール効果エッジ状態の複合系へ拡張する予定である。平成22年度に引き続き、量子ドットにおける単一光子生成の理論研究を行った。発光スペクトルの時間依存性などを考察し、前年度の成果とともに論文にまとめた(投稿中)。さらに、ここで培われた理論手法を量子ドット-エッジ状態複合系に適用し、単一電子生成のダイナミクスの考察に着手した。ケルディッシュグリーン関数の手法を用いて、量子ドットとエッジ状態間のクーロン相互作用の影響をはじめて考察し、フェルミ面に由来する特異性(フェルミ端効果)が生成された電子に及ぼす影響を摂動計算によって評価した。その結果、生成された電子のスペクトルは、通常のローレンツ型と大きく異なり、非対称な形状をもつほか、フェルミ面近傍に新たなピーク構造が得られることを示した。また、二粒子干渉で重要となる生成電子の純粋度をはじめて評価し、現実的なクーロン相互作用のもとでは電子の純粋度は影響をうけるものの、純粋度を数十パーセント程度下げる効果にとどまることを示した。この成果(論文準備中)は、量子ドットでのダイナミクスを考察する礎となると考える。平成23年度では、ナノスケール素子の動的特性に関して、さらなる研究の発展も模索する目的で、(1)近藤状態にある縮退量子ドット系の完全係数統計、および(2)p波超伝導接合の電流電圧特性についても研究を行った。前者においては、弱相関領域から強相関領域までをカバーする摂動繰り込み群の計算を行い、異なる軌道間の電流相関について理論的評価を行った。後者においては、カイラルp波超伝導が発現していると期待されるルテニウム酸化物で、weak-link型のジョセフソン接合の特性を調べる目的で、リング形状のサンプルの外部磁場依存性を調べた。
曖昧不規則データによるシステムモデリングに関する研究―シミュレーション実験研究を中心として―

本研究では不規則現象を人が曖昧に認識することによって得られるファジィ確率ベクトル(I型ファジィ確率ベクトル),および人の気分・感情や国・地方の経済状況などのように元来暖昧かつ不規則に変動すると思われる現象の数学モデルとしてのファジィ確率ベクトル(II型ファジィ確率ベクトル)を提案し,それらの期待値や分散,自己共分散などの統計学的モーメントの合理的な定義法を提案した.また,I型ファジィ確率ベクトルの拡張したI型ファジィ確率過程を定義し,その背後のシステムに含まれるシステムパラメータの推定法を提案,その有効性をシミュレーション実験により検証した.さらには,II型ファジイ確率ベクトルおよびその統計学的モーメントの推定法を,自転車のデザインに対する好みの統計学的処理に応用することを試みた.以上のように,曖昧性と不規則性を有するデータに対して,提案した手法による統計学的処理の有効性を一応確認することができたが,今後の研究課題としては次のような項目をあげることができる:1.現在までの研究結果をさらに発展させるためには,I型,II型を問わずファジィ確率ベクトル・ファジィ確率過程に関する理論的考察をさらに進める必要がある.特に,システムパラメータの推定量の漸近的性質を考察する際に重要となる,定常性・エルゴード性あるいはファジィマルチンゲール等の概念をどのように導入するかについて,システムモデリングの立場より深く考察する必要がある.2.上記理論的考察をベースに,既に提案しているシステムパラメータの推定法の漸近的性質を理論的に検討すると共に,より合理的なシステムモデリング手法,特にパラメータの推定法およびシステム構造の決定法の確立を目指す必要がある.3.上記モデリング手法をコンピュータプログラム化し,シミュレーション実験によりその有効性を確認するとともに,経営・経済システム等の実社会システムへの応用を試みる.本研究では不規則現象を人が曖昧に認識することによって得られるファジィ確率ベクトル(I型ファジィ確率ベクトル),および人の気分・感情や国・地方の経済状況などのように元来暖昧かつ不規則に変動すると思われる現象の数学モデルとしてのファジィ確率ベクトル(II型ファジィ確率ベクトル)を提案し,それらの期待値や分散,自己共分散などの統計学的モーメントの合理的な定義法を提案した.また,I型ファジィ確率ベクトルの拡張したI型ファジィ確率過程を定義し,その背後のシステムに含まれるシステムパラメータの推定法を提案,その有効性をシミュレーション実験により検証した.さらには,II型ファジイ確率ベクトルおよびその統計学的モーメントの推定法を,自転車のデザインに対する好みの統計学的処理に応用することを試みた.以上のように,曖昧性と不規則性を有するデータに対して,提案した手法による統計学的処理の有効性を一応確認することができたが,今後の研究課題としては次のような項目をあげることができる:1.現在までの研究結果をさらに発展させるためには,I型,II型を問わずファジィ確率ベクトル・ファジィ確率過程に関する理論的考察をさらに進める必要がある.特に,システムパラメータの推定量の漸近的性質を考察する際に重要となる,定常性・エルゴード性あるいはファジィマルチンゲール等の概念をどのように導入するかについて,システムモデリングの立場より深く考察する必要がある.2.上記理論的考察をベースに,既に提案しているシステムパラメータの推定法の漸近的性質を理論的に検討すると共に,より合理的なシステムモデリング手法,特にパラメータの推定法およびシステム構造の決定法の確立を目指す必要がある.3.上記モデリング手法をコンピュータプログラム化し,シミュレーション実験によりその有効性を確認するとともに,経営・経済システム等の実社会システムへの応用を試みる.曖昧性と不規則性を同時に有する「曖昧不規則データ」のみから、その背後に潜む規則性を発見し、さらにはそのシステムモデルを導出する手法の確立をめざして、1.現在までの研究結果に加えて、曖昧不規則データを用いたシステムモデリングの手法研究に必要な、ファジィ確率ベクトル・ファジィ確率過程に関する理論的考察を進める。2.曖昧不規則データを用いた時系列モデル(AR,MA,ARMAモデル等)に対する同定法を確立する3.データだけではなくシステムモデル自体に曖昧性を許す場合のモデリング手法を確立する。を主テーマとしてコンピュータシミュレーション実験を中心に研究を続行している。平成11年度は、通常の確率システムモデルのうち最も簡単なシステムモデルであると思われる一次のARモデル、およびMAモデルの未知パラメータを「曖昧不規則データ」より推定する同定手法を考察・導出した。また、提案した手法をコンピュータプログラムパッケージ化することを試みた。さらに、それを用いてコンピュータで擬似的に生成した「曖昧不規則データ」を用いたシミュレーション実験を実施し有効性を検証した。曖昧性と不規則性を同時に有する「曖昧不規則データ」のみから,その背後に潜む規則性を発見し,さらにはそのシステムモデルを導出する手法の確立をめざして1.現在までの研究結果に加えて,曖昧不規則データを用いたシステムモデリングの手法研究に必要な,ファジィ確率ベクトル・ファジィ確率過程に関する理論的考察を進める.2.曖昧不規則データを用いた時系列モデル(AR,MA,ARMAモデル等)に対する同定法を確立する.3.データだけではなくシステムモデル自体に曖昧性を許す場合のモデリング手法を確立する.を主テーマとしてコンピュータシミュレーション実験を中心に研究を続行している.平成12年度は,通常の不規則データを曖昧に識別して得られるデータではなく,デザインの好みに関するアンケート調査などで得られる,元々曖昧でかつ個々人によって異なるデータをファジィ確率ベクトルの実現値とみなし,それらの統計学的な取り扱いについて理論的および数値的に考察した.また,提案した手法をコンピュータプログラムパッケージ化することを試みた.

さらに,それを中高年者の自転車のデザインの好みに関するアンケート調査結果の総計学的処理に応用することを試み,その有効性を検証した.本研究の具体的な目標は次の4点である:1.現在までの研究結果に加えて,暖味不規則データを用いたシステムモデリングの手法研究に必要な,ファジィ確率ベクトル・ファジィ確率過程に関する理論的考察を進める.2.暖味不規則データを用いた時系列モデル(AR, MA, ARMAモデル等)に対する同定法を確立する.3.データだけではなくシステムモデル自体に暖昧性を許す場合のモデリング手法を確立する.4.上記同定法およびモデリング手法をコンピュータプログラム化し,シミュレーション実験によりその有効性を確認する.本年度は,上記のような元々暖味かつ不規則なデータと,暖味に識別することにより暖昧性が生じる不規則データの統一的な取扱法を考察するとともに,最終的な研究成果をまとめた.より複雑なシステムモデル内の未知パラメータを暖味不規則データから同定するための手法の漸近的性質を理論的に考察するためには,ファジィ確率過程の定常性・エルゴード性あるいはファジィマルチンゲール等の概念を導入する必要がある.そこで,これらの概念導入の基礎となる可測多価写像(可測対応,ランダム集合)の対応する概念について文献調査をおこない,今後の研究の予備調査とした.
糸球体上皮細胞における転写因子 KLF4 の役割の検討および蛋白尿治療への応用

転写因子KLF4は腎臓糸球体上皮細胞(ポドサイト)に発現しており、糸球体障害モデルでは発現が低下した。Tet-onシステムを用いたポドサイト特異的KLF4トランスジェニックマウスやKLF4発現プラスミド投与による遺伝子導入により、アドリアマイシン腎症モデルにおいて低下したKLF4を再誘導すると、ポドサイトの形質が改善しアルブミン尿が減少した。更にその機序にはKLF4のポドサイト形質におけるEpigenetic調節が関与していることが示唆された。本年度は以下の実験結果を得た。(実験1)免疫蛍光染色を行うと、マウス正常腎組織においてKLF4はポドサイトに一致して発現しており、疾患モデル(アドリアマイシン(ADM)腎症、PAN腎症)においては発現が低下した。ヒト正常腎臓でも同様にポドサイトに限局しており、各種原発性糸球体疾患ではいずれも発現が低下していた。(実験2)ポドサイトのKLF4の機能を検討するために、Tet-onシステムを用いてポドサイト特異的にKLF4を誘導するダブルトランスジェニックマウスを作成した。ADM腎症発症後に低下していたKLF4を再誘導したところネフリン発現回復と尿アルブミンの有意な改善を認めた。一方、ヒト培養ポドサイトにKLF4を過剰発現させると、形態変化とネフリンを含む上皮マーカーの発現上昇を認めた。また蛍光標識したアルブミン透過性を検討した結果、KLF4発現は障害されたポドサイトのアルブミン透過性を抑制した。(実験3)ARB投与によるKLF4発現の変動をin vitroで検討するために、ヒト培養ポドサイトにADM添加後、各種ARBを添加するとKLF4およびネフリン蛋白発現の上昇を認めた。一方、AII添加によりKLF4、ネフリン蛋白発現は低下し、ChIP assayではAII添加後ネフリンプロモーター領域のKLF4結合の低下を認めた。In vivoの検討で、マウスにADM腎症作成後、各種ARBを投与すると、アルブミン尿の抑制と共に、糸球体ポドサイトでのKLF4、ネフリン発現の改善を認めた。以上からKLF4はポドサイトに発現し、上皮形質の維持と尿アルブミンバリアの形成に関与していることが示唆された。またARB投与後のKLF4の発現誘導がARBの抗蛋白尿作用にも関与している可能性が初めて示された。KLF4は細胞の増殖・分化に関与する重要な転写因子であり、生体においては上皮組織での発現が報告されている。さらにKLF4は「山中因子」の一つであり、iPS細胞を誘導する際に重要な役割を果たし、間葉上皮変換(MET)を惹起することが報告されている。再生の分野の基礎検討ではKLF4の研究は非常に注目されている一方、腎糸球体上皮細胞(ポドサイト)におけるKLF4の役割について報告はない。本検討では、KLF4が糸球体上皮細胞に発現していることに初めて着目し、その役割について検討を行った。Tet-onトランスジェニックシステムを用いてIn vivoでKLF4を腎糸球体上皮細胞特異的に過剰発現させると、KLF4の誘導を中止した後にも持続的な尿蛋白改善効果を認めた。免疫染色やウエスタンブロットの結果から、KLF4誘導によりポドサイトの上皮マーカー(ネフリン、ポドシン、シナプトポジンなど)の発現が改善し、逆に間葉系マーカー(ビメンチンなど)の発現が低下すること(ポドサイトの間葉上皮変換)、KLF4誘導終了後も変化が持続することから、KLF4がポドサイト形質を調整している可能性が示唆された。これはヒト培養ポドサイトにおいてIn vitroでKLF4を糸球体上皮細胞に誘導する系でも確認された。またヒト腎生検検体を用いた解析においても、糖尿病性腎症、FSGS、微小変化群等のポドサイト障害を来たす腎炎において、ポドサイトのKLF4発現は低下していた。これらの結果は、学会において発表し受賞の対象となった(日本腎臓学会会長賞、日本高血圧学会Top10演題選出など)。今後さらにKLF4のポドサイト形質調節メカニズムを検討することにより、蛋白尿治療の新たな視点が得られることが期待される。当初の計画が適切であり、大きなトラブルがなかったためと考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は、糸球体上皮細胞におけるKLF4のノックダウンによる影響を検討するため、siRNAの投与実験を行う予定である。siRNAによりKLF4をノックダウンした場合に、アンジオテンシン受容体拮抗薬(ARB)による抗尿蛋白作用がどのように影響されるかを検討したいと考えている。またKLF4がネフリン発現改善、尿アルブミン抑制に働く詳細な分子機序について、epigeneticな調節機構に注目しており、検討を進める。
カルバマゼピンの骨代謝改善効果に関する基礎的研究

抗てんかん薬の副作用の一つに硬組織の代謝異常を引き起こすことが知られている。我々は、多くの抗てんかん薬が骨量の減少を引き起こすが、カルバマゼピン(CBZ)については反対に骨量の増加を引き起こすことを見出した。本課題では,CBZの骨量増加作用を検討するためにμCTおよび血清中骨代謝マーカーの評価を行い,併せて,骨減少症モデルラットにおけるCBZの有効性を検討した。その結果、CBZは石灰化に影響を与えることで、骨密度の変化を引き起こしていることが示唆された。また、薬物誘発性骨減少症モデルにおけるCBZ併用による検討では、骨代謝は吸収優位であることが示唆された。本年度では、抗てんかん薬カルバマゼピンが骨代謝にどのような影響を与えているかについて検討した。まず、in vivoにおけるカルバマゼピンの効果について検討するためにラット脛骨を用いた慢性投与実験を行った。70g雄性wistarラットを用いてカルバマゼピンを一日一回背部皮下に35日間投与し、脛骨における骨の評価をμCTを用いて行った。試薬の調整はその都度行い、難溶性である薬物であることから0.5%tween溶液にsuspendして用いた。用量は12.5mg/kg/day, 25mg/kg/day, 50mg/kg/day,100mg/kg/day, vehicleとした。例数は各群6とした。餌と水については自由に供与した。なお、実験終了時各群の体重に有意な違いを認めなかった。その結果、脛骨metaphysi部における3Dにおける検討で、定性的評価であるが、各群で、骨量構造に大きな変化を認めなかった。一方で2Dにおける検討では50mg/kg/day, 100mg/kg/dayの投与群で骨密度の増加を認めている。このことから、この変化は3Dでの骨梁構造の変化からもたらされたものではなく、石灰化の程度によりもたらされたものであることが示唆された。したがって、カルバマゼピンの骨量増加作用は、主として高石灰化によりもたらされたものととらえることができるが、より詳細な3D構造の検討を骨形態計測学的手法で行い明らかにする必要がある。、本年度は、長期連用で骨減少をきたすことが判明しているフェニトイン(PHT)誘発性骨減少症ラットあるいはバルプロ酸ナトリウム(VPA)誘発性骨減少症ラットに対してカルバマゼピン(CBZ)を併用投与した場合の骨代謝に与える影響を検討した。昨年度と同様に体重70g雄性Wistarラットを用いた。ラットは6群に分け、それぞれ溶媒投与群(Veh)、PHT20mg/kg per day投与群(PHT20)、VPA100mg/kg per day投与群(VPA100)、CBZ50mg/kg per day投与群(CBZ50)、CBZ50mg/kg+PHT20mg/kg per day投与群(CBZ50+PHT20)、CBZ50mg/kg+VPZ100mg/kg per day投与群(CBZ50+VPA100)とした。投与期間終了後、過剰麻酔下で安楽死させたのちサンプリングを行い、血清中骨代謝マーカーを測定した。測定した骨代謝マーカーのうちカルシウム、リン、オステオカルシンについては群間で有意な違いを認めなかったが、副甲状腺ホルモンについては、CBZ50+VPA100、PHT20の群で血清中濃度の増加が認められた。また、CBZを投与した3群の血清中CBZ濃度はCBZ50に比較して、CBZ50+VPA100群では血清中CBZ濃度が低下する一方でCBZ50+PHT20群で、変動は認められなかった。計測された値はすべての群で2μg/ml以下であり、報告されている有効濃度以下であった。また、血中PHT濃度および血中VPA濃度は、検出限界近くあるいは検出限界以下であった。以上の結果から、骨代謝へ与える主たる作用は骨増加作用ではなく骨減少作用への影響が強く反映されていると考えられた。この先は、脛骨におけるμCTによる検討を行い、総合的にCBZが骨代謝に与える影響を明らかにしていく。本年度では、カルバマゼピンの用量を成長期のWistar系ラットに慢性(1日1回、35日間、25mg/kgあるいは50mg/kg s。c)投与した後、主としてμCTによる骨評価を行う計画であったが、東日本大震災の影響で研究環境の制限が発生し予定通りの研究遂行は達成できず、次年度への延期を余儀なくされた。研究環境への影響として、震災発生の前から行われていた研究棟改修工事および震災後の大規模な研究棟改修のため、共同使用設備であるμCTをはじめ多くの機器の使用の見通しが不透明になった。

具体的には本研究において極めて重要なμCTによる骨評価が困難となったほか、研究室での試薬調整、試料の分析が滞ることとなった。そのため、本年度では予備的検討として得ていた試料を用いて、3次元的なμCTではなく2次元での軟X線による評価を行った。試料は成長期ラットにカルバマゼピン(CBZ)を一日一回背部皮下注射にて投与しほぼ成長が終了した時期にサンプリングを行った脛骨である。周囲の軟組織を除去したのち軟X線撮影を行いそのイメージを画像解析することで骨評価を行った。投与したCBZは200mg/kg per day、CBZ100mg/kg per day、CBZ50mg/kg per dayで、対照には溶媒である0.5%tween80を投与した。その結果、近位metaphysis領域で用量依存的に骨量の増加を認めた。いずれの増加率も数%程度であったが200mg/kg per dayの群では成長曲線に他群との相違がみられた。中央部のdaiaphysisにおいても同様の傾向が認められた。前年度は東日本大震災の影響で予定していた進捗を得ることができなかったが、本年度でdose dependentでのμCTでの骨評価を行うことに着手し、カルバマゼピンにおける骨代謝への影響を2Dと3D双方から評価できる状況が整ったが、一方で詳細な骨形態計測を行うまでにないたらなかった。さらに、本年度予定していた血清中骨代謝マーカーの測定を行うことができなかったことから次年度での実験系でも同様の骨代謝マーカーの測定を行うため、これと併せて測定する予定である。本年度では、成長期ラットにおけるカルバマゼピン影響を、主としてμCTによる骨評価を指標としてを行う計画であったが、東日本大震災の影響で研究環境の制限が発生し予定通りの研究遂行は達成できず、次年度への延期を余儀なくされた。そのため、研究環境への影響として、震災発生の前から行われていた研究棟改修工事および震災後の大規模な研究棟改修により、共同使用設備であるμCTをはじめ多くの機器の使用の見通しが不透明になった。具体的には本研究において極めて重要なμCTによる骨評価が困難となったほか、研究室での試薬調整、試料の分析が滞ることとなったため。今年度得られた骨評価に対して次年度では測定条件の設定や絞り込みを行ったのち骨形態計測学的手法で定量的に検討する。また、本年度着手できなかった血清中骨代謝マーカーの測定も併せて行う予定である。次年度はすでに骨減少を引き起こすことが明らかな同じ抗てんかん作用を持つ薬物との併用を行い、骨減少をどの程度抑制できるか検討する予定である。本年度で遅延したμCTによる骨評価を平成24年度に行う。実験が遅延した主たる理由である共通機器であるμCTが使用可能になり次第速やかに骨評価を行い、あわせて当初の計画通り平成24年度の検討課題である骨減少症モデルラットにおける検討を行う予定である。次年度使用額は当初計画していた骨代謝マーカーの測定を次年度に延期することにより生じたものであり、延期した骨代謝マーカー測定に必要な経費として平成25年度請求額と合わせて使用する予定である。次年度使用額は当初計画していた成長期ラットに対するカルバマゼピンの投与実験を次年度に延期したために生じたものであり延期した当該実験のほかに必要な経費として平成24年度請求額と合わせて使用する予定である。
高速超塑性アルミニウム合金基複合材料における空洞形成メカニズムの研究

ひずみ速度が1×10^<-2>S^<-1>以上で500%以上の伸びを示す体積率20%の窒化硅素粒子を含む高速超塑性アルミニウム基複合材料について、変形中の空洞形成メカニズムを研究した。その結果、複合材料の空洞形成は、界面や結晶粒界の一部が、マトリックスの固相線温度以下で局所的に融解し、粒界すべりに必要な調整機構を助け、応力集中の緩和に寄与し、空洞の発生を抑制していることが明かとなった。この場合、応力緩和の効果により拡散速度が遅いことと、高速変形であるために拡散時間がすくないことにより、核生成したのちの空洞成長速度が、著しく減少することが明かとなった。また、空洞はさらに、塑性変形支配の成長をすると考えられているが、この成長は空洞の大きさに比例するため、十分に大きくならない本複合材料の空洞の場合、その成長は問題にならないことも明らかになった。このように局所融解温度近傍での高速超塑性変形中の空洞は、サブミクロンサイズの空洞がほとんどを占め、極めて成長が遅くなるのに対し、局所融解温度近傍ではなく、十分に低い温度で液相が存在しない条件では、結晶粒界にある強化粒子界面においてクラック状の空洞が発生し、また、高い温度で液相が多すぎる条件では、液相中の剥離が生じ極めて大きい空洞が変形初期に発生することがあきらかになった。最適変形条件は微量の液相が局所的に存在する状態で、本合金の場合、この局所融解は、強化粒子と母相との界面に低融点の元素が偏析することによってもたらされたものと考えられる。