hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
癌微小環境に着目した腎細胞癌の進展および治療耐性機構の解明

そのため、分子標的治療の抵抗性に関与する微小環境の解明は極めて順調に進んでいる。[結果]TIICにおけるPD-1およびPD-L1発現の上昇ならびに腫瘍細胞によるPD-L1発現上昇は、組織学的異型度およおび腎細胞癌患者の予後不良と相関していた。また、TIICにおけるPD-1, PD-L1の高発現はVEGF-TKIに対する治療抵抗性と関連していた。一方、腫瘍細胞におけるPD-L1発現は治療の有効性に影響を及ぼさなかった。さらに、VEGF-TKI治療後腎細胞癌組織の微小環境では未治療組織と比較してPD-1陽性およびPD-L1陽性TIICが増加していた。[結論]本研究の結果から、腫瘍微小環境に浸潤しているTIICにおけるPD-1およびPD-L1発現がVEGF-TKIに対する治療抵抗性に関与していることを示唆され、VEGF-TKI治療抵抗性腎細胞癌では、PD-1, PD-L1を標的とした免疫治療が有望な治療戦略であると考えられる。腎細胞癌の微小環境における免疫チェックポイント分子(PD-1, PD-L1)やmTOR経路、癌幹細胞マーカ(CD44等)と分子標的治療に対する耐性の関連を中心に研究を遂行する予定である。Mammalian target of rapamycin (mTOR)の分子経路は腎細胞癌症例の多くにおいて活性化されていると考えられ、mTOR阻害剤であるエベロリムスやテムシロリムスも進行性腎細胞癌の治療に導入されている。腎細胞癌の治療は進歩しているものの、治療法選択は臨床的因子のみによって行われているのが実情である。即ち、evidence-based medicineと実際の治療に矛盾が生じているのが現在の腎細胞癌の治療戦略の現状である。そのため、治療法選択の指標となる分子マーカーの同定は標準治療であるVEGF-TKI治療に対する抵抗性の予測および理想的な治療法選択の確立にとって重要である。来年度の研究では、腎細胞癌組織におけるmTOR経路分子(mTOR, p70S6 kinase, 4EBP1)発現を免疫組織学的に検討し、腎細胞癌の進行、予後およびVEGF-TKI治療に対する抵抗性との関連を検討する。本年度に予定していた研究に関するデータ収集が予想よりも順調に進み、実験経費が予定よりも少なかった。また、論文掲載が確定している課題があるが、請求が次年度となったため、繰り越して使用することが適正であると判断した。研究が極めて順調に進んでいるため、当初の見込みよりも少ない金額で成果発表がかのうとなり若干の未使用額が生じた。次年度は今年度の研究で解明された内容を基盤として研究を発展させるため、各種試薬等の購入を行い、複数の論文を発表する予定である。本年度は少ない経費で成果が順調に上がったため、次年度では当初よりも広範にわたる研究の実施が可能となった。そのため、掲載論文も増える予定であり、多数の論文掲載・学会発表を予定している。
代数多様体上の特異点の解消とblow-up ringsの環論的研究

広中によって発見された特異点解消のプロセスは標数0の場合にしか有効でなく、正標数時を含む一般的プロセスは未だ見出されるに至っていない。本研究は、代数学・幾何学・解析学の全般に渡る独自のアプローチを以て、特異点解消問題を解決することを最終目的とする。最近提出されたSpivakovskyの方法はこの問題を一気に解決する可能性を秘めたものとして世界的な注目を集めた。本年度は上記Spivakovskyの方法の追試など特異点解消の基礎研究に重点を置いた共同研究を行った。まず、報告として、Spivakovskyの方法の有効性には同意しがたいことを述べなくてはならない。大域理論は局所理論に帰着できることは既に古典的に知見であり、同氏の方法も局所理論に関するものであったが、blow-upによって特異点が確かに改良されることの証明には再現不可能の主張が含まれ、その方法を確立されたものとして認めることはできない。一方、基礎研究としては、まず服部が、半自由なハミルトン的作用をもつシンプレクチツク多様体は2次元球面S^2の直積と同じコホモロジー環を持つことを示し、佐藤は、3次元多様体のアフィン流にある種の素直さを仮定した上で閉軌道を持たない極小流の分類に成功した。後藤は、3次元空間内の代数曲線を中心とするsymboli blow-upのコーエン.マコウレイ性の判定条件を提出し、多数の例を解析してその判定法の有効性を実証した。更に、森本と今野は、熱対流方程式の定常解と周期解の安定性について新たな知見を得た。以上は基礎研究として当初の期待を上回る成果であった。代数系・幾何系・解析系の共同研究の場として合同連絡会議を計画したが、このセミナーも次第に充実する傾向を示し、研究成果こそ未だ発表の段階に至らないとは言え、相互の知識と技術の交流の結果、新たな知見への準備が着実に進み、次年度以降の研究について希望を持たせるものである。
不飽和有機分子ー金属複合系の反応選択性発現原理

本研究では、オレフィン配位子およびπーアリル酸位子と金属との相互作用の特性が、これら有機配位子の変換反応の選択性発現にどのように活用できるかを追求した。まず触媒的アリルカップリングが、πーアリル(オレフィン)パラジウム中間体を経由する場合に、著しい加速効果を受ける事実を見出したことにかんがみ、取り扱いのより容易な中間体モデルとして、πーアリル(スチレン)(ペンタフルオロフェニル)白金を合成、単離した。この錯体の固体構造および溶液構造を、X線解析法およびNMR法の解析により決定した。オレフィン配位子のC=C軸が、配位平面内に位置することが大きな特徴である。また溶液中で存在する二種類のジアステレオ異性体間の異性化機構として、白金ーオレフィン配位子間結合の解裂を含まない新奇な経路の存在を推定した。つぎにパラジウムーオレフィン錯体が触媒活性種となるアリルカップリングの立体化学を検討した。オレフィンとして無水マレイン酸のような電子吸引性の高いものを使用すると、有機スズと塩化アリルからカップリング生成物への変換は、新奇な立体保持的求核置換に相当することが判明した。そこでこの触媒反応サイクル中の鍵ステップである、ゼロ価パラジウム錯体と塩化アリルとの量論的酸化的付加反応の立体化学を調べた。するとゼロ価錯体の配位子として、電子吸引性オレフィンであるジベンジリデンアセトンや無水マレイン酸を使用し,溶媒としてベンゼン,塩化メチレン,テトラヒドロフランを用いた場合に限って、酸化的付加が珍らしい立体保持で進行し、相当する立体化学のπーアリルパラジウム錯体を単離した。
地球深部スラブ近傍のマルチスケール電位差データ解析

今年度は,(1)アジア大陸東縁で測定された地電位差データと東北日本海・北西太平洋それぞれで得られた海底電位差データを取り寄せ,それらのデータの一次解析を行い,(2)マルチスケールに対応した3次元電気伝導度構造解析プログラムに関して,アダプティブ有限要素法を応用するため,特にメッシュジェネレーションの解析プログラムとそのメッシュ情報を有限要素計算本体部分へ渡すインターフェースの改良を行った.(1)では,各観測点1年間の観測のデータから従来の方法で電場と磁場の応答関数を求め,一次元の構造解析を行った.その結果大陸のデータからの結果は相対的にスタグナントスラブが存在するマントル遷移層において,特に上部400km付近で,日本海や北西太平洋の構造に比べて電気伝導度が低い傾向が示唆された.これらの序報は2005年9月の地球電磁気地球惑星圏学会,同11月の「地球深部スラブ」研究集会で発表し,研究費の一部をこれらの旅費に使用した.(2)に関しては,マルチスケール解析を念頭において,分解能が良い場所を定量的に細かく解析する方法としてアダプティブ有限要素法を応用し,アダプティブメッシュを導入しやすいベルリン大学で開発されたTetGenメッシュジェネレーションプログラムを改良した.また有限要素法本体部分の解析では,既に3次元の電磁場解析用に実用化されている辺要素有限要素法を用いる方針で,メッシュジェネレーションのインターフェースを有限要素法のプログラムにあわせる部分の改良を行った.参考になる辺要素有限要素法のプログラムパッケージは市販されているのでこれを購入した.今年度は,(1)アジア大陸東縁で測定された地電位差データと東北日本海・北西太平洋それぞれで得られた海底電位差データを取り寄せ,それらのデータの一次解析を行い,(2)マルチスケールに対応した3次元電気伝導度構造解析プログラムに関して,アダプティブ有限要素法を応用するため,特にメッシュジェネレーションの解析プログラムとそのメッシュ情報を有限要素計算本体部分へ渡すインターフェースの改良を行った.(1)では,各観測点1年間の観測のデータから従来の方法で電場と磁場の応答関数を求め,一次元の構造解析を行った.その結果大陸のデータからの結果は相対的にスタグナントスラブが存在するマントル遷移層において,特に上部400km付近で,日本海や北西太平洋の構造に比べて電気伝導度が低い傾向が示唆された.これらの序報は2005年9月の地球電磁気地球惑星圏学会,同11月の「地球深部スラブ」研究集会で発表し,研究費の一部をこれらの旅費に使用した.(2)に関しては,マルチスケール解析を念頭において,分解能が良い場所を定量的に細かく解析する方法としてアダプティブ有限要素法を応用し,アダプティブメッシュを導入しやすいベルリン大学で開発されたTetGenメッシュジェネレーションプログラムを改良した.また有限要素法本体部分の解析では,既に3次元の電磁場解析用に実用化されている辺要素有限要素法を用いる方針で,メッシュジェネレーションのインターフェースを有限要素法のプログラムにあわせる部分の改良を行った.参考になる辺要素有限要素法のプログラムパッケージは市販されているのでこれを購入した.
磁場誘起変態を利用した新型Ni基メタ磁性形状記憶合金の開発

本研究の主な目的は、NiMnX基(X=In,Sn)合金のマルテンサイト(M)変態温度、組織、結晶構造および磁気特性を系統的に調査し、メタ磁性形状記憶合金としての最適組成を模索することである。本年度は、NiMnIn基合金を中心に、昨年度に引き続いて基礎物性を調査した。熱分析により、Ni_<45>Co_5Mn_<36.7>In_<13.3>合金における規則-不規則変態温度T_t^<B2/L2_1>を決定した。その結果を考慮し、T_t^<B2/L2_1>の直上(923K)と下(623K)の温度からそれぞれ急冷した試料をTEM観察によって結晶構造を確認した。623Kから急冷した試料はL2_1構造から長周期6M構造へ、923Kから急冷した試料はB2構造からL1_0構造へそれぞれM変態することを明らかにした。また、結晶構造だけでなく、M相の飽和磁化、M変態温度、磁気変態温度についても両者に大きな違いが確認でき、母相の規則度を制御することで様々な物性値を大きく変化できることを明らかにした。この結果は、2008年にApplied Physics Lettersに掲載され、2009年3月の日本金属学会春季大会では口頭にて成果発表を行った。また、実用を見据えた合金設計を考え、NiMnIn基合金よりもコスト的に優位であるNiCoMnSn合金の粉末および焼結体に着目し、バルク材以外のM変態挙動や磁気特性を調査した。その結果、ガスアトマイズ法で作製した粉末およびその焼結体は、所定の熱処理を施すことでバルク材と類似のM変態挙動を示した。NiCoMnSn焼結体は、バルク材に比べて延性が非常に高く、さらに約0.6%のメタ磁性形状記憶効果が得られた。これらの成果は、2008年にMaterials Transactionsに掲載、およびScripta Materialiaに投稿中である。本研究の主な目的は、NiMnX基(X=In, Sn etc...)合金のマルテンサイト変態温度、組織、結晶構造および磁気特性を系統的に調査し、メタ磁性形状記憶合金としての最適組成を模索することである。本年度(平成19年度)は、特にNiMnInおよびMiMnSn基合金に注目し、50 at.% Ni一定断面のマルテンサイト変態温度、母相およびマルテンサイト相の磁気変態温度、規則不規則変態温度、マルテンサイト相の結晶構造について、InおよびSn濃度依存性を調査し、詳細な相図を作製した。優れたメタ磁性形状記憶効果の発現には、母相の相安定性やマルテンサイト相の結晶構造が深く関わっており、これまで報告のなかったNiMnInおよびNiMnSn基合金の基礎物性を調査した意義は大きい。NiMnSn基合金の結果については、2008年3月の日本金属学会春季大会にて発表を行った。また、NiMnln基合金の結果についても近々発表予定である。一方、すでにメタ磁性形状記憶効果を発現しているNiCoMnIn合金について、その発現機構を明らかにするため、低温・強磁場中での磁化および電気抵抗測定、X線回折実験を行った。その結果、約150K以下でマルテンサイト変態が途中で中断するという、変態エントロピー変化の異常を確認した。この成果は、2008年にAppl. Phys. Lett.に掲載された。また、同様の現象をNiMnInおよびNiCoMnSn合金でも確認した。
接着性タンパク質-Polyphenolic protein-の組織接合材への応用

人工関節置換術等のインプラントを用いた手術では、いかに速やかな初期固定を獲得するかが重要な問題となっている。一方、海棲二枚貝であるイガイから抽出されるpolyphenolic protein(ppp)は、wet environmentにおいても強力な接着能を発現することが判明している。今回の研究では、pppのインプラントと周囲組織とを固定する接合材としての応用に関して、以下の点について検討した。1.pppを塗布した細胞培養皿に対するchick embryoの軟骨細胞およびヒト線維芽細胞の接着性軟骨細胞および線維芽細胞のいずれも末処理培養皿と比較してppp塗布培養皿に対して優位な接着性を示し、その接着率は60分間で約90%を示した。2.各種インプラント材に対する軟骨細胞接着能の検討コバルト合金、ステンレスに対しては、軟骨細胞はppp塗布群において末処理群に比べて優位な接着性を示したが、チタン合金に対してはppp塗布群、末処理群ともに軟骨細胞の接着性に有意な差は見られなかった。pppを塗布したコバルト合金を家兎大腿骨骨髄腔に留置し3日後にこれを抜去したところ、金属表面に接着した単位面積あたりの細胞数は、末処理群と有意な差が見られたが抜去後の周囲骨髄腔組織におけるリンパ球、破骨細胞、サイトカインの発現状況に関しては免疫組織学的には有意な差は見られなかった。以上の結果より、pppをインプラント表面にコーティングすることにより、初期の細胞接着性が高まることが判明した。このことより、pppのインプラントコーティング材としての応用の可能性が示唆された。
GPIアンカー生合成系遺伝子PIG-Aのクローニングとその異常の臨床的意義の解明

発作性夜間血色素尿症(PNH)の分子病態学。PNHは、GPIアンカー生合成遺伝子PIG-Aの造血幹細胞における突然変異と、異常細胞によるクローン性占有により発症する。63症例を解析し、全例にPIG-Aの異常を認めたので、PIG-Aが少なくとも大部分の症例の病因である事が確定した。体細胞突然変異はさまざまな小さな変異で、遺伝子内に広く分布しており、ランダムに起こっていた。20%の症例で複数のクローンが見つかり、オリゴクローナルな疾患である事がわかった。他の生合成遺伝子が病因にならないのは、PIG-AがX染色体にあり、他が常染色体にあるためであると考えられる。実際、PIG-FとPIG-Bが2番、5番染色体に存在することを証明した。PIG-Aの突然変異だけでクローン性占有が起こるかを知るため、マウスの相同遺伝子Pig-aを破壊してGPIアンカー欠損になったES細胞を作製し、キメラマウスを作った。GPIアンカーは形態形成に必須であるらしく、高いキメラ率のマウスは生まれなかった。低キメラ率のマウス6匹の赤血球にGPIアンカー欠損細胞が存在した。その割合は、生後、5-10ケ月間は増加しなかったので、クローン性占有には第2の要因が重なっていることが示唆された。6匹中1匹で12ケ月頃より欠損細胞の増大が起こり、4%から、17ケ月目に30%に達し死亡した。これは、第2の要因が発生したかもしれないので、今後マウスの数を増やして再現性を検討する予定である。2.PIアンカー生合成遺伝子群の構造と機能の解析。哺乳動物の6遺伝子を新たにクローニングし、従来のと合わせ9遺伝子が明らかになった。第1ステップに働くPIG-AとPIG-Hタンパク質が小胞体の細胞質側で複合体を作っていること、中期に働くPIG-Bタンパク質が小胞体の内腔側で働くことを示し、生合成のトポロジーの理解が進んだ。発作性夜間血色素尿症(PNH)は、GPIアンカーの生合成不全によって起こる。GPIアンカー生合成に働くPIG-A遺伝子が病因遺伝子である事を2例の患者でまず証明した。GPIアンカーの生合成には10個前後の遺伝子が働いていると考えられるので、症例によって病因遺伝子が異なるか同一であるかを次ぎに調べた。17例の日本人患者を調べた結果、すべての患者でPIG-Aの異常を見いだし、病因遺伝子は均一である事を証明した。さらに、4例の英国人症例、9例のタイ人症例を解析し、いずれもPIG-Aの異常である事を証明した。PIG-A遺伝子の構造を解析し、エクソン6個からなる約17kbの遺伝子で、X染色体に存在することがわかった。X染色体の遺伝子は男女ともハプロイドであるので、PIG-A遺伝子へのワンヒットの突然変異がGPIアンカー欠損をもたらし得る。他の遺伝子が常染色体上にあれば、2つのヒットで始めて欠損となるので極めて頻度が低くなるはずである。このことが病原遺伝子の均一性の理由であろう。25例で確認した体細胞突然変異はすべて、1-数塩基の欠損、そう入、置換といった小さな変異であった。PNHのモデル動物作製を最終目標として、まずマウスのPIG-A相同遺伝子Pig-aのcDNA、次いで遺伝子をクローニングし解析した。Pig-

aはPIG-Aと非常によく似ており、X染色体に存在する事がわかった。GPIアンカー生合成の中期に働く遺伝子PIG-BのcDNAをクローニングし、解析した。PIG-Bは554アミノ酸残基の新しいタンパク質をコードする遺伝子であった。発作性夜間血色素尿症(PNH)は、GPIアンカー生合成に働くPIG-A遺伝子の体細胞突然変異と、変異を持つ血液細胞によるクローン性占有により発症する。PIG-Aが全例の病因遺伝子であるかを知るために多くの患者を調べた。日本人20、英国人4、タイ人14の合計38例の患者を解析し、全例にPIG-Aの異常を認めた。すなわち、世界のPNHの少なくとも大部分でPIG-Aが病因遺伝子であることが確定した。決定した33例の体細胞突然変異は、すべて1一10塩基の欠失、挿入、置換といったさまざまな小さな変異で、翻訳領域とスプライス部位に広く分布しており、ランダムに起こっていると考えられた。GPIアンカー生合成系の他の遺伝子が病因にならないのは、PIG-AだけがX染色体にあり、他の遺伝子が常染色体に存在するためであると考えられる。実際、我々は、後期の遺伝子であるPIG-FとPIG-Bをクローニングし、それぞれ2番と15番染色体に存在することを示した。次に、クローン性占有のメカニズム解明と疾患モデル動物作製を最終目標としてPlG-AのマウスのホモログであるPig-aをES細胞でターゲットした。Pig-aもX染色体に存在するため、ES細胞はGPIアンカー欠損細胞になった。これを用いてキメラマウスを作製した。一部のキメラマウスでは、生後3週の時点で血液細胞中にGPIアンカー型蛋白質欠損細胞が少数存在し、ターゲットされたES細胞が造血幹細胞に分化したことがわかった。現在異常造血幹細胞の性質を解析しつつある。PIG-A遺伝子の産物が、GPIアンカー生合成の場である小胞体の膜蛋白質であり、しかも初期の反応が行われる細胞質側に主な部分が存在することを証明した。PIG-A遺伝子産物は、細菌のGlcNAc転移酵素の1つと相同領域を持つこととあわせて、GlcNAcの転移反応に直接働いていると考えられた。1.PNHの分子病態学発作性夜間血色素尿症(PNH)は、GPIアンカー生合成に働くPIG-A遺伝子に体細胞突然変異を持つ造血幹細胞のクローンが末消血液細胞を占有することにより発症する。PIG-Aの突然変異だけで異常クローンによる占有が起こるかを知るため、マウスの相同遺伝子Pig-aを破壊してGPIアンカー欠損となったES細胞を作製し、それを用いてキメラマウスを作った。GPIアンカーはマウスの形態形成に必須であるらしく、高いキメラ率のマウスは生まれなかった。生まれた低キメラ率のマウスのうち6匹の赤血球にGPIアンカー型タンパク質欠損の細胞が存在したので、その割合が成長とともに拡大してくるか観察した。その結果、生後5-10ケ月の間は、欠損細胞の割合は増加しなかった。このことは、PNH患者でみられるGPIアンカー欠損細胞のクローン性占有には、PIG-Aの突然変異とさらに別の要因が重なっていることを示唆している。6匹中1匹において12ケ月頃より欠損細胞の拡大が起こり、4-5%で推移していたのが、17ケ月目には30%に達し死亡した。こては、PNHの発症と酷似しており第2の要因が個体に発生したのかも知れないので、今後マウスの数を増やして再現性を検討する予定である。
塩基感受性蛍光色素の開発とその応用

本研究計画の主要な目的は、1)蛍光プローブの誘導展開、2)誘導展開したプローブを用いてのリンパ球単離、の二つであった。目的1)に関しては平成24年度までに達成しており、構造変換を促すpHを酸性側にまで拡張することは出来なかったが塩基性側ではpH10で蛍光を発する化合物の開発を達成しており、さらに、青から赤までの蛍光を発する誘導体を作成する事にも成功した。2)引き続いて、細胞混合物からの好塩基球の単離す実験に取り掛かった。まずは、ヒト慢性骨髄性白血病由来の幼若好塩基球であるKU812を用いて、その好塩基球への分化前後で染色性に差が出るかどうかを検討した。細胞の分化前後で、pH10に応答する蛍光プローブによって染色される顆粒の数が増加したことから、本蛍光プローブはKU812細胞の分化を見分けているかもしれないと考えられた。本実験の対照として、ヒト好酸球性白血病細胞株であるEoL-1を利用して行った。本細胞株は白血病由来の幼若好酸球であり、ブチル酸刺激によって成熟好酸球へと分化する。本細胞株を用いて同様の実験を行ったところ、分化の前後に関わらず、細胞内の何らかの顆粒が染色される事を見出した。さらに、この現象はリンパ球に限らず、HeLa細胞やNIH3T3、C2C12のような線維芽細胞においても観察された。このことから、本蛍光プローブによって染色される顆粒は、好塩基性顆粒とは異なるものであると考えられた。本研究の目的は、申請者らが発見したリード化合物を基盤にして、様々な塩基性に反応して蛍光を示す化合物を開発することである.リード化合物はpH8で分子内環化して蛍光物質に変化するが、この反応性を官能基の電子供与性によって制御した類縁体を合成する.平成24年度はおよそ70種類の類縁体の合成とその物性の評価を主に行った.具体的には、まずはじめに、反応性を制御するための官能基として、電子求引性のニトロ基、アセチル基、エステル基を導入した類縁体を作成した.これらの類縁体はリード化合物とほぼ同様のPH8.0付近で分子内環化反応を起して蛍光を発する事がわかった.次に様々なハロゲンを導入した類縁体を合成した.これらの環化反応もおよそPH8.0付近で起こり、変化を見る事は出来なかった.さらに電子供与性基(メトキシ基、アミノ基、ジメトキシ基、トリメトキシ基)を導入した類縁体の合成を行った.これらの化合物はおおむねpH10.0付近で環化反応が起きる事がわかった.一方で、ベンゾイル部位をベンジル基へと置換した類縁体や、蛍光波長へ影響があると思われるチエノピリジン部位の官能基を置換した類縁体の合成も行った.面白いことに、短波長蛍光の青から長波長蛍光の赤まで様々な蛍光波長を示す蛍光化合物を合成することができた.さらに、ベンジル基のp位やo位に電子求引基を導入した類縁体は酸性では青色蛍光を発し塩基性では赤色蛍光を発するといった興味深い物性を示す事がわかった.平成24年度中の目標は類縁体の合成を完成させることであり、70種もの類縁体を合成出来たので順調と判断している.さらにこの過程で蛍光波長を変化させた化合物やpHによって蛍光波長が変化する化合物も発見できたことは次の研究へとつながる成果だと考えている.平成25年度からは、24年度までに開発した類縁体を用いて以下の二つの実験を計画している.1開発した化合物を用いて、生きた状態の神経細胞やマスト細胞、好塩基球の細胞内塩基性顆粒の可視化を実現する.開発した化合物で処理した細胞に対して、開口放出を誘起する様々な刺激を加え蛍光顕微鏡で観察し、開口放出を指標にしたスクリーニング系を確立する.2血液中から好塩基球の細胞分画を試みる。

全血に対して開発した化合物を加え、血液中に1%未満しか存在しない好塩基球の選択的な蛍光染色を行う.次に、この血液からFACSを用いて好塩基球の分画を試みる.今後の研究には、細胞培養用試薬、分子生物学用試薬やプラスチック器具など多くの消耗品が必要である。さらに、研究結果を多くの研究者に知ってもらい、生物学的研究に利用してもらうための論文投稿の費用や学会発表の旅費等も必要である.研究費はこれらの費用に充てる考えである.
ヒト腸内細菌の産生する蓚酸分解酵素の精製

最近、ヒト腸内に蓚酸を分解する菌が存在することが報告された。このことが、腸内における蓚酸の分解・吸収ひいては蓚酸の尿中排泄量にどの程度の影響を与えているかは不明である。そこで、ヒト糞便より蓚酸分解菌を分離し、この菌体より蓚酸分解酵素を抽出分離することを試みた。Barber液体培地に成人男子糞便を約510%加え、37°C、嫌気下に培養した。長期継代することにより蓚酸分解菌を選択した。蓚酸分解活性は嫌気条件下における培養時のみ維持可能であった。培養により選択された菌は数種類のグラム陰性菌の混合したものであり、まだ単一菌を得るにはいたっていない。得られた細菌をsonicationした後、冷却遠心器で12,000rpm、25分遠沈して、上清を得た。これを硫安分画し、DEAEおよびDMセルロースクロマトグラフィー、分子篩クロマトグラフィーをおこなった。また、活性分画のアミノ酸分析を行なった。DEAEおよびCMセルロースクロマトグラフィーの両者で酵素活性は低いNaCl濃度で溶出された。pH7.0では蛋白の等電点に近いので陰イオンまたは陽イオン交換樹脂では充分に捕足されないためと考えられる。紫外部吸収スペクトラムにおいて、280nmにおける紫外部吸収が比較的弱いのは芳香族アミノ酸含量が少ないことをあらわしていると思われる。アミノ酸分析の結果では、グリシンとアラニンを比較的多く含み、塩基性、疎水性、および芳香族アミノ酸は少なかった。つぎの段階としては、蓚酸分解菌を同定し、1種類の菌体より酵素を分離・精製したい。腸内の蓚酸分解菌から蓚酸分解酵素を分離精製できれば、本酵素と腎結石形成との関係について、さらには結石の再発予防、結石溶解などへの応用の可能性についても検討できるであろう。
歯胚の発生、分化における転写活性制御機構の組織学的解析

H17年度に引き続き、マウスのカルシニューリンAbeta、Agamma、B1の各サブユニットmRNAに対するcRNAプローブの作成を試みたが、作成したプローブの特異性に問題があり、解析に使用可能なcRNAプローブの作成はできなかった。そこで、カルシニューリンAalpha、Abeta、Agamma、B1の各サブユニットmRNAに対するアンチセンスオリゴヌクレオチドを作成しアイソトープ(P^<33>)を用いたin situ hybridization法を行うこととした。胎生13、15、18日、生後1、3、7日のマウスを用いて、歯胚発生領域または歯胚領域を含む顎顔面部の未脱灰凍結切片を作成し、in situ hybridization法を行った。カルシニューリンAalpha、Abeta、B1サブユニットはすべての発育段階において歯胚領域を含む広い領域で発現が認められた。カルシニューリンAgammaサブユニットは生後歯胚領域に発現が認められたが、プローブの特異性の再検討が必要であると思われた。次に胎生13、15、18日、生後1、3、7日のマウスを用いて、歯胚発生領域または歯胚領域を含む顎顔面部の未脱灰パラフィン切片を作成し、免疫組織化学法を行った。抗体は北海道大学大学院医学研究科解剖発生学講座よりカルシニューリンAalpha、Abeta、Agamma、B1サブユニットに対するウサギポリクローナル抗体の供与を受けた。in situ hybridization法と同様にカルシニューリンAalpha、Abeta、B1サブユニットはすべての発育段階において歯胚領域を含む広い領域で発現が認められた。カルシニューリンAgammaサブユニットは発現が認められなかった。未脱灰の試料の硬組織部分に非特異的な染色が見られたため、現在、脱灰パラフィン切片を作成しカルシニューリンの発現を解析中である。麻酔下にて妊娠マウスから胎生12日頃の胎仔を分離し、さらに歯胚発生領域を含むと思われる顎体部を摘出し、total RNAを抽出した。得られたサンプルについて、カルシニューリンAα、Aβ、Aγ、B1の各サブユニットmRNAについてRT-PCRをおこなった。胎生12日のマウス顎体部にはカルシニューリンAα、Aβ、Aγ、B1の各サブユニットmRNAが存在することが確認できた。さらに、カルシニューリンAα、Aβ、Aγ、B1の各サブユニットに対するcRNAプローブの作成を試みた。カルシニューリンAαサブユニットmRNAに対するcRNAプローブの作成に成功した。麻酔下にて妊娠マウスから胎生13、15、18日の胎仔を分離し、4%パラフォルムアルデヒドリン酸緩衝液に浸漬固定を行い、その後パラフィン包埋した。また、生後1、4、7日のマウスを麻酔下にて4%パラフォルムアルデヒドリン酸緩衝液を使って懽流固定を行い、その後頭頚部をパラフィン包埋した。各パラフィン包埋されたサンプルについて、歯胚発生領域または、歯胚領域を含む5μmの厚さのパラフィン切片を作成した。胎生13、18日および生後7日のサンプルについて、カルシニューリンAαサブユニットmRNAに対するcRNAプローブを用いて、in situ hybridization法を行った。胎生18日においてカルシニューリンAαサブユニットmRNAが歯胚領域に発現していることが確認できた。現在、北海道大学大学院医学研究科解剖発生学教室より、カルシニューリンに対するウサギポリクローナル抗体の供与を受け、免疫組織化学法を用いて、発達期の歯胚発生領域または、歯胚領域におけるカルシニューリンの発現を解析中である。
分裂酵母の新規セントロメア形成系の構築と形成関連因子の解明

分裂酵母の2本の染色体末端を結合させた融合染色体は、染色体分配に必要なセントロメアの一方が機能的に不活性化する。この融合染色体の活性のあるセントロメアを配列特異的組換え酵素を用いて破壊し、不活性セントロメアのみとすることで、新規セントロメアの形成実験系を構築した。この実験系と遺伝子破壊株を用いた解析から、ヘテロクロマチンやヒストンの脱アセチル化がセントロメア活性化抑制に関与することを明らかにした。当研究はセントロメアの形成機構を染色体の構造改変を利用して明らかにするというもので、モデル生物の分裂酵母を用い、申請者が作製した2本の染色体が融合し、セントロメア配列を2つ保持しながら一方のセントロメアが機能を失った融合染色体(シュードダイセントリック染色体)から、新規のセントロメアを作製させる実験系の構築を行います。この実験系を用いて染色体分配に必須なセントロメア・動原体複合体が、どのような分子機構によって新規に形成されるのか、ならびに形成の調節機構解明を目的としています。平成21年度は研究実施計画に基づき新規セントロメア形成系の構築を試みました。計画に述べたように、Cre/loxPシステムによる組換を利用したテロメア付加と、選択マーカーによるセレクションを用いて、染色体の融合部分を切断し、切断された染色体を安定に保持する株の作出を試みました。しかしながら、計画した方法で選択された細胞は全てが染色体の融合株で、選択マーカーのみが入れ替わってポジティブになった株であることが判明しました。本方法は確立できれば染色体の意図した部分での切断ができ、染色体構造改変技術として大きな可能性があると考えられますので、選択マーカーの改良などを現在も試みています。さらに、研究目的の達成のため、別の新規セントロメアの作成方法として、シュードダイセントリック染色体の活性のあるセントロメアをCre/loxPシステムを用いて破壊するという実験を試みています。この方法によって、セントロメアを新たに形成したと考えられる染色体を持つ細胞を選択できました。現在、この新規セントロメア形成株のセントロメアの解析を行っており、セントロメア形成因子およびその調節機構の解明が期待できます。本研究は不明な点の多いセントロメアの形成機構を、染色体の構造改変を利用して明らかにするというものです。モデル生物の分裂酵母を用い、我々が作製した2本の染色体が融合し、セントロメア配列を2つ保持しながら、一方のセントロメアが機能を失った融合染色体(シュードダイセントリック染色体)から、新規のセントロメアを作製させる実験系の構築を行いました。新規のセントロメア作製手法として、シュードダイセントリック染色体の活性のあるセントロメアの破壊を行いました。セントロメアの破壊は、セントロメア両側にloxP配列を挿入し、Creリコンビナーゼによる組み換えによりセントロメアをループアウトさせ、ループアウトした株をマーカー遺伝子により選択しました。この際の生存株において、不活性化しているセントロメアの再活性化は起こらず、すべてで本来のセントロメアでない領域がセントロメア活性を持つネオセントロメアを形成しました。シュードダイセントリック染色体の不活性化されたセントロメアは、本来のセントロメアと異なり、その部分がヘテロクロマチンによっておおわれていることがこれまでの研究により分かっています。このヘテロクロマチンができなくなる変異体(△clr4)では、セントロメア破壊により、不活性化したセントロメアの再活性化が観察されました。さらに、ピストンの脱アセチル化酵素の破壊株(△clr3,△sir2)においても同様の再活性化が観察されたことから、ヘテロクロマチンやピストンの脱アセチル化といったピストンの修飾が不活性化セントロメアの再活性化抑制に重要である事が示されました。このようなセントロメア化能力のある領域の抑制機構はほとんど解明されておらず、この発見はセントロメアの形成制御を理解する上で非常に重要であると考えます。
不揮発性ゲルを用いた革新的融合マテリアルの合成と電気化学アクチュエータへの応用

昨年度までに金薄膜電極/室温イオン液体(RTIL)-PVdF-HFPゲル薄膜/金薄膜電極の3層構造を有する不揮発性ゲル融合マテリアルの設計とその電気化学アクチュエータデバイスへの応用に成功している。この融合マテリアルを用いたアクチュエータデバイスは比較的良好な電圧応答特性を示すが、更なるデバイス性能の向上や希少金属であるAu使用量の削減を目指すには、不揮発性融合マテリアルの柔軟性と電気二重層容量の大幅な向上ならびにユビキタス元素による融合マテリアルの創製が欠かせない。このような背景から、本年度はグラフェンを用いた導電性薄膜を作製し、それを電極に用いた新規な不揮発性融合マテリアルを合成した。この融合マテリアルを電気化学アクチュエータデバイスにして、比較的低い電圧(±2.0 V)を印加したところ、大気中で安定に駆動することを確認した。その屈曲挙動を電気化学測定装置とレーザー変位計を同期化させた装置を用いて、詳細に検討したところ、金電極を用いた同様のデバイスよりもかなり大きな電気二重層容量を有していることが分かった。これが従来以上の低い電圧印加でのデバイス駆動を可能にした一因になっていると考えられる。また、カーボンナノ材料として多くの分野で注目されている気相法炭素繊維(VGCF)を導電助剤として電極膜作製用のスラリーに微量添加してデバイスを作製すると、デバイス性能がさらに改善されることを見い出した。しかし、その応答速度は最高でも1 Hz程度であり、更なる応答速度の向上には、グラフェン電極を作製する際に使用するスラリーの組成比を最適化する必要がある。24年度が最終年度であるため、記入しない。大気中で100Hzを超える電圧印加に追随可能な画期的なメンテナンスフリー電気化学アクチュエータを作製するため、本研究では金薄膜電極/室温イオン液体(RTIL)-PVdF-HFPゲル薄膜/金薄膜電極の3層構造を有する不揮発性ゲル融合マテリアルの設計とその電気化学アクチュエータデバイスへの応用を試みた。その過程において、様々なRTILを用いてデバイスを作製し、その電圧印加時の屈曲挙動を検討したところ、フルオロハイドロジェネイト系RTILを用いた場合のみ、アクチュエータが負極側に屈曲するといった特異な挙動を見出した。そこで、電圧印加時の動的挙動を研究代表者らが開発したin situ化学反応観察用電子顕微鏡システムを用いて評価したところ、用いるRTILの種類によって電圧印加時のイオン分極の初期過程が大きく異なることが分かり、イオンの輸率がデバイスの屈曲方向を決定づける重要なパラメータであることを見出した。また、1-ブチル-3-ビニルイミダゾリウムビストリフルオロメタンスルフォニルアミド([BuVyIm][Tf_2N])などのビニル基を有するRTILをポリマー化して合成したイオノマーにより作製したアクチュエータデバイスも、RTIL-PVdF-HFPゲル電解質を使用した場合と同様、電圧印加時に屈曲することが分かった。これら2つの方法で作製したデバイスを比較すると、RTIL-PVdF-HFPゲル電解質を使用した場合の方が大きな変位幅を示すことが明らかとなったが、現在、その詳細については、得られた融合マテリアルを形態学的ならびに力学特性的見地から調査していう。本年度は様々な基礎的知見の収集に成功するとともに、レーザー変位測定装置と研究代表者の所有している電気化学測定装置を同期化することで、極めて正確なデータが得られる態勢となり、次年度中に最終目標を突破する目途が立った。不揮発性ゲル融合マテリアルを合成し、メンテナンスフリー電気化学アクチュエータの作製に成功したが、本研究の最終目標である100Hzを超える電圧変化に追随可能な電気化学アクチュエータデバイスの作製には現時点では成功していない。

しかしながら、これまでの研究により、その目標を突破するために必要な様々な基礎的知見の収集に成功するとともに、デバイスの評価技術も大きく向上しており、目標到達への道筋が出来上がりつつある。そのため、本研究はおおむね順調に進展していると評価した。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は本新学術領域研究に属する研究者との多岐にわたる共同研究を通じて、電気化学アクチュエータデバイスへの応用に適した高分子マトリックスや電極材料の探索を行う。また、それらを用いた不揮発性融合マテリアルをデバイス化することにより、その屈曲挙動に及ぼす影響について詳細に調査する。これらとこれまでに得られている知見を巧みに組み合わせることで、従来の電気化学アクチュエータを凌駕するデバイスの作製を行う。さらに、本研究で得られたデバイスのマイクロデバイス化についても取り組み、その評価に適したin situ化学反応観察用電子顕微鏡システム用セルの設計についても検討する。
MPCポリマーコーティング義歯による口腔内細菌バイオフィルム抑制効果の網羅的検証

本申請では1MPCポリマーコーティングの有効性の網羅的解析(平成29年度)、21の結果をもとにしたMPCポリマーコーティングの改良(平成30年度)を計画しており、研究期間を通じて主に1について成果を得ることができた。実験では、上顎全部床義歯を装着中の患者22人をに対し、義歯清掃状態に関するアンケート、デンチャープラークの16SrRNAシークエンス解析、義歯へのMPCポリマー(PMBPAz)コーティング、細菌叢多様性解析(Shannon指数)・類似性解析(Bray-Curtis指数)を行った。その結果、被験者のデンチャープラーク細菌叢から歯周病原因菌や感染性心内膜炎原因菌はほぼ検出されなかったが、誤嚥性肺炎原因菌属が全員から検出された。また、構成細菌の多様性とアンケート結果との相関をみると、義歯洗浄剤の使用回数や義歯清掃頻度が高い患者はShannon指数が低い=強い相関が認められた。夜間に義歯を装着している患者はそうでない者に比べ有意にShannon指数が低くなった。義歯清掃状態が良好であるほどデンチャープラークの多様性は低く未熟な細菌叢であり、成熟プラークにみられるような歯周病に関与する菌が少なくなっていると考えられる。さらに、PMBPAzコーティング前後の細菌叢の類似性を比較すると、コーティング前後でデンチャープラーク細菌叢の類似性は高くプラーク内の恒常性が維持されていると考えられる。これらの結果から、上顎全部床義歯のデンチャープラーク細菌叢は、デンタルプラーク細菌叢と同様に通性嫌気性菌が半数以上を占める、義歯清掃状態が良好なほどデンチャープラークは構成細菌叢の多様性は低く、デンタルプラークの形成初期段階と類似した細菌叢である、PMBPAzコーティングはデンチャープラーク内の恒常性を変化させないため、細菌叢の変化による疾患誘発性は低いと考えられる、という結論を得た。可撤性の義歯床表面に付着するデンチャープラークは、残存歯の齲蝕や歯周病の原因となるだけではなく、全身状態が低下している場合では誤嚥性肺炎や感染性心内膜炎といった全身疾患の発症にも関連すると考えられている。これらデンチャープラークによる口腔内や全身への為害作用を防止するため、MPC(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine)という高分子ポリマーを義歯床表面にコーティングすることで、デンチャープラークの付着およびバイオフィルムの形成抑制をすることが本研究の大きな目的である。そのため、前段階としてデンチャープラークの挙動を理解することが必須と考え、義歯の管理状態とデンチャープラーク内の細菌叢の関連性を次世代シークエンサーを用いて評価することとした。昭和大学歯科病院補綴歯科外来を受診した上顎全部床義歯装着患者のうち、研究の主旨に同意の得られた22名に対し、義歯の管理状態についてのアンケート実施および義歯床表面のデンチャープラーク採取を行った。デンチャープラークは次世代シークエンサーによって細菌叢の解析を行いアンケート結果との比較検証した。その結果、デンチャープラーク内の細菌はStreptococcus属、Veilonella属、Neisseria属、Prevotella属の順で多かった。また義歯の清掃頻度が高い等の管理状態が良好であるほどデンチャープラークの生物多様性が低い傾向がみられた。また、MPCポリマーの効果についても評価を行ったところ、バイオフィルム形成量としては減少がみられたものの内部の細菌叢に大きな変化はないという結果となった。平成29年度研究計画にて予定していた、デンチャープラーク中の上位菌種の特定およびそれらへのMPCコーティング有効性の有無の評価という段階までおおむね進めているため、"おおむね順調に進展している。"との区分とした。

基本的に今後も研究計画に基づいて研究を進めていく予定である。しかし、現在予備実験から得られているデンチャープラーク中の微生物種の状況について、唾液や頬粘膜、舌といった口腔内の他部位におけるものと比較すべきであると考え、他部位からのデンチャープラーク採取および次世代シークエンス解析を行う新たな計画を検討している。また、現在はMPCコーティングの有効性を評価するための指標として2つの検体間の類似性を示すBray-Curtis指数を用いているが、これ以外にも有効なものがあるかどうかについてもさらに検討していく予定である。当初予定していたよりもデンチャープラーク中の細菌叢解析に至るまでに時間がかかったこと、それに伴い消耗品購入も少なくなったこと等から、残金が生じることとなった。平成30年度は引き続き細菌叢解析を外部業者に委託して複数回行う予定であるため、次年度使用額として計上するものである。
円偏光レーザー発振と磁気円二色性を利用した三次元非相反素子の実現

通常、光が媒質を伝播するとき、前向きと後向きの光の透過率や旋光度、二色性などは全く同じになる(相反性)。光導波路内で逆行する戻り光が光源を不安定化することを抑えるために、戻り光を抑制する非相反性素子、「光アイソレータ」が用いられる。最近では、デバイスの軽量化・省スペース化のために、光導波路内でレーザーと光アイソレータの一体化が試みられている。一方、量子情報技術で必須となる単一光子で動作する光スイッチやレーザー光源などの極限デバイスには微小球共振器が重要な役割を果たすと考えられている。三次元全方位レーザー素子である微小球を光アイソレータで包めば三次元光導波路のレーザー光源となるはずである。これまで、コレステリック液晶(N*)シェルの全方位円偏光レーザー発振を初めて報告し、その微小球共振器としての機能について研究してきた。本研究では、磁気円二色性(MCD)を示す材料を用いて三次元非相反レーザー光源として機能するN*シェルを創出する。(i)ニトロキシドラジカル(NR)化合物のMCDの測定とそのメカニズムの解明、(ii) NRN*液晶を用いたレーザー発振、(iii)NRN*液晶のMCDの検出、(iv)NRN*液晶の非相反レーザー発振、(v) NRN*シェルの非相反レーザー発振の五段階で研究を進めていく予定である。本年度は、水平配向NRN*液晶セルを作製し、異方性の影響を受けない磁気キラル二色性(MChD)を測定することで、液晶相においてもMCDが存在すること、つまり、非相反性が現れることを確かめた。NRN*液晶のMCDスペクトルを測定する前段階として、すでに室温域におけるNR液体のMCDスペクトルの測定に成功している。しかし、ベンゼン環由来のMCDとNR部位由来のMCDが重なるため、正確なメカニズムの議論が難しい。そこで、本研究では、前年度にNR部位のみでMCDを示す化合物のMCDスペクトルを測定した。具体的には、ポリマーに分散させたこの化合物のMCDスペクトルの温度依存性を測定し、スピンハミルトニアンを用いて計算したMCDスペクトルと比較し、遷移の帰属を行った。現在、投稿論文を準備中である。これと並行して、NR部位のMCDピーク波長に発光ピークを持つ色素をNRN*液晶に添加しDFBレーザーの共振器として機能するか確かめた。さらに、液晶相においてもMCDが起こることを示すために、MChDスペクトルの測定に挑戦し、これに成功した。今後の研究の推進方策としては、まず、連続体理論を用いて磁場中の配向場解析を行い、NRN*シェル全体の誘電率と吸光度の空間分布を再現し、そのデータにNR化合物の吸光度の磁場依存性の形でMCDを組み込んでFDTD解析を行うことで、NRN*液晶の非相反レーザー発振を予測する。また、NR部位の磁気円二色性(MCD)のピーク波長に発光ピークを持つ色素をNRN*液晶に添加し磁場によるレーザー発振方向のスイッチングが可能な、分布帰還型(DFB)レーザー共振器として機能するか確かめる。つまり、磁場中でのレーザー発振強度の方向依存性を測定する。レーザー光の波長と、MCDが最大となる波長が異なるために、磁場中でのレーザー発振の非相反性が小さい場合、ラセミ体との混合や市販のキラル剤を添加により、らせん周期を調整する。また、マイクロ流体デバイスを用いて外径10 μm程度までの種々の外径とシェル厚を持つNRN*シェルを作製し、レーザー発振における強度と波長の三次元非相反性を測定する。以上の研究の成果ついて、得られた結果を取りまとめ学会発表を行う。

NRN*液晶のMCDスペクトルを測定する前段階として、すでに室温域におけるNR液体のMCDスペクトルの測定に成功している。しかし、ベンゼン環由来のMCDとNR部位由来のMCDが重なるため、正確なメカニズムの議論が難しい。そこで、本研究では、前年度にNR部位のみでMCDを示す化合物のMCDスペクトルを測定した。具体的には、ポリマーに分散させたこの化合物のMCDスペクトルの温度依存性を測定し、スピンハミルトニアンを用いて計算したMCDスペクトルと比較し、遷移の帰属を行った。現在、投稿論文を準備中である。これと並行して、NR部位のMCDピーク波長に発光ピークを持つ色素をNRN*液晶に添加しDFBレーザーの共振器として機能するか確かめた。さらに、液晶相においてもMCDが起こることを示すために、MChDスペクトルの測定に挑戦し、これに成功した。今後の研究の推進方策としては、まず、連続体理論を用いて磁場中の配向場解析を行い、NRN*シェル全体の誘電率と吸光度の空間分布を再現し、そのデータにNR化合物の吸光度の磁場依存性の形でMCDを組み込んでFDTD解析を行うことで、NRN*液晶の非相反レーザー発振を予測する。また、NR部位の磁気円二色性(MCD)のピーク波長に発光ピークを持つ色素をNRN*液晶に添加し磁場によるレーザー発振方向のスイッチングが可能な、分布帰還型(DFB)レーザー共振器として機能するか確かめる。つまり、磁場中でのレーザー発振強度の方向依存性を測定する。レーザー光の波長と、MCDが最大となる波長が異なるために、磁場中でのレーザー発振の非相反性が小さい場合、ラセミ体との混合や市販のキラル剤を添加により、らせん周期を調整する。また、マイクロ流体デバイスを用いて外径10 μm程度までの種々の外径とシェル厚を持つNRN*シェルを作製し、レーザー発振における強度と波長の三次元非相反性を測定する。以上の研究の成果ついて、得られた結果を取りまとめ学会発表を行う。
ナノ結晶を介在させた異種金属の接合と界面反応に関する研究

本研究では、申請者らが開発した真空圧延装置によりAl/Ti、Al/軟鋼並びにAl/Cuとのクラッド型の複合材料を作製し、これらの異種金属界面の接合部強さに及ぼす圧下率の影響について検討すると共に、接合部の光学顕微鏡観察とTEMによる微細観察を行った。さらに、これらに熱加工を付与した際の接合界面における金属間化合物の成長挙動を明確にした。得られた結果を要約すると次の通りである。1)圧下率が6.5%以上になる時は接合界面で引張破断が生じないでAlの母材内で破断し、高い接合部強さが得られた。2)接合部には未接合部などの欠陥は見られず、ナノ結晶帯又は微結晶帯が認められた。2.Al/軟鋼クラッド材の結果1)接合部には金属間化合物や未接合部は観察されず、良好な接合部が得られた。2)Alの圧下率が20%のときは400°C以上になる時は接合界面で引張破断が生じないでAlの母材内で破断し、高い接合部強さを持ったクラッド材が得られた。3)接合部には23nmの範囲にわたってアモルファス層が形成され、これを介してAlと軟鋼の接合が生じていることが分かった。1)Alの圧下率R_<Al>が17.5%以上になる時は接合界面で引張破断が生じないでAlの母材内で破断し、高い接合部強さが得られた。2)接合部には最大厚さで100nmの金属間化合物と約100nmのナノ結晶帯が認められ、これらを介して接合が生じていることが分かった。4.接合機構本法の接合は、接合中に両材料間に生じる大きな相対すべりによる摩擦熱により、Alの被接合面が数nmの範囲内で溶融・凝固することにより生じる。5.クラッド材に対する加熱処理特性いずれのクラッド材においても、加熱処理を施すと接合部には金属間化合物が生成し、その成長は拡散律則に従うことがわかった。本研究では、申請者らが開発した真空圧延装置によりAlとTiとのクラッド型の複合材料を作製し、AlとTiとの接合部の強さに及ぼす圧下率(2.99.7%に変化)の影響を明らかにすると共に、接合部の光学顕微鏡観察とTEMによる微細観察を行った。そして、本接合法のメカニズムを解明した。さらに、これらの複合材の使用上の観点から、これらに熱加工が付与される場合を想定し接合界面における金属間化合物の成長挙動を明確にした。1)接合部の引張強さは圧下率の増加に伴って上昇し、圧下率が6.5%以上になる時は接合界面で引張破断が生じないでAlの母材内で破断し、高い接合部強さを持ったクラッド材が得られた。2)また、接合部から薄膜のTEM観察から、ナノ結晶帯又は微結晶帯が認められ、これらを介して接合が生じていることが分かった。3)ナノ結晶帯においてはAlとTiとの拡散は約20nmの極めて微小な範囲内で生じていた。また、微結晶帯においてはAlとTiの組成割合がほぼ75:25であり{FCC構造を有するマトリックス中にL12型の規則格子並びに金属間化合物TiAl3(D022)が生成していた。