hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
閉じこもり防止のための生活行動(身体活動量の測定と運動指導)プログラムの開発

最終年度である今年度においては、身体活動量及び運動機能の測定評価に係る機器開発を完成させるとともに、これらを利用した運動訓練及び指導を高齢者に実施して、その効果を検討した。1)身体活動量及び運動機能の測定評価に係る機器開発加速度センサと気圧センサを併用することで、より定量的な消費カロリーを推定するためのインテリジェントカロリーカウンタ(ICC : Intelligent Calorie Counter)を開発した。上下・左右・前後方向の加速度計により移動形態(歩行動作の有無)を判別し、気圧計により平地歩行か階段(坂道)の昇降かを判別するものとした。その結果、従来型の身体活動量測定装置に比べて、ICCは日常生活行動に伴うエネルギー消費量の推定に有用であることが示された。これをもとに生活行動の測定・指導プログラムを開発した。2)高齢者に対する運動訓練・指導の効果評価虚弱高齢者に対する運動訓練の効果を維持させるためには、日常生活で運動を習慣化させる必要がある。日常生活中の身体運動量を測定して、その増量に向けた生活指導プログラムを開発し、その効果を無作為割付対照試験により検討した。仙台市宮城野区鶴ヶ谷地区の70歳以上住民で運動機能が低下している者に参加を呼びかけ、適格者86名を介入群43名、対照群43名に無作為に割り付けた。両群とも週1回2時間6ヶ月間の運動訓練を受けたが、介入群にはさらに生活指導プログラム(総消費エネルギー量と3METS以上の活動に従事する時間を増やすための月1回の個別指導)を行った。その結果、運動訓練後、1日の総消費エネルギー量は、介入群でやや増加したが、対照群で低下した。中高強度のエネルギー消費量、1日の歩数に関しても、同様の結果であった。今後、これら効果が持続するかどうかについて、追跡調査を計画している。今年度は、身体活動量および活動時の運動強度(エネルギー消費量)今年度は、身体活動量および活動時の運動強度(エネルギー消費率)の簡便かつ高い精度で記録可能な携帯型活動量測定計の開発を共同研究者の佐川らとともに行っている。永富らは、活動量、エネルギー消費率を加速度情報、高度情報から算出するアルゴリズム決定のための基礎データを作成した。具体的には健常男性6名(平均年齢28.7±5.5歳、平均身長171.4±5.5cm、平均体重68.1±8.7kg)に呼気ガス分析装置を装着させ、トレッドミルを用いた平地および登坂歩行時のエネルギー消費量を測定した。さらに、そのうち5名に携帯型呼気ガス分析装置を装着させ、階段昇降時のエネルギー消費量を測定した。その際、従来型の加速度歩行計も装着させ、エネルギー消費量を測定した。トレッドミル歩行では、平地歩行(速度66m/min)および登坂歩行(速度66m/min、斜度3゚)を行った。階段昇降では、段差17.5cmの階段(120段:17階)の昇降運動を最大速度で1往復行った。呼気ガス分析法によるエネルギー消費量に比べて、従来型の加速度歩行計によるエネルギー消費は、トレッドミル上の平地、登坂歩行において、有意に小さかった。特に登坂歩行では、加速度歩行計によるエネルギー消費量は、呼気ガス分析法によるエネルギー消費量の約40%に過ぎなかった。また、階段昇降においても、加速度歩行計によるエネルギー消費量は、上行、下行ともに呼気ガス分析法によるエネルギー消費量の約25%にしか過ぎず、この点が加速度歩行計の限界と考えられた。しかし、階段昇降後に数分間の酸素負債がみられることから、両者を単純に比較することはできない。このことは現在地開発中のソフトウエアにも反映させるべきものと考えられた。

今年度は、携帯型活動量測定計(ICC)を使用して移動時のエネルギー消費量を測定した。さらに、高齢者に対する歩行支援プログラムを開発しその効果を検証中である。以下にその概要を示す。1)携帯型活動量測定計(ICC)による日常生活エネルギー消費量の測定エネルギー消費量の推定アルゴリズムを、移動形態の判別と、それぞれの移動形態に既存のデータベースからエネルギー消費率を割り当て算出するものとした。移動形態の判別は上下・左右・前後方向の加速度から歩行動作の有無を判別し、気圧計のデータから、階段・坂道の登行あるいは下降か、平坦路の移動かを判別した。ICCと従来型3軸加速度歩行計を装着し、20代男性被験者5名に4階建ての建物内の階段および廊下を3周回するおよそ7分の歩行を行った結果、算出されたエネルギー消費量は、従来型加速度歩行計23.7±3.9kcalに対して、ICCは44.4±2.8kcalであった。ICCでは階段昇降に伴うエネルギー消費分を過小評価することなく、日常生活行動のエネルギー消費量推定に有用である可能性が示された。ICCと従来型を2日間装着した地域高齢者3名(男性2名、女性1名;平均年齢75±6才)でも同様の結果が得られた。ただし、現在のプロトタイプのICC装置では、電力消費量とメモリー容量の制約のため最長2日までしか記録を行うことができないため、現在改良を進めている。2)域高齢者に対する歩行支援プログラムの実施日常生活におけるエネルギー消費量を維持することが体力維持につながることから、日常生活エネルギー消費量を増加させることを目的とした運動教室および、生活指導を仙台市宮城野区在住の高齢者43名に対して実施している。平成15年4月に、介入後の調査を実施しその効果を検証する予定である。最終年度である今年度においては、身体活動量及び運動機能の測定評価に係る機器開発を完成させるとともに、これらを利用した運動訓練及び指導を高齢者に実施して、その効果を検討した。1.身体活動量及び運動機能の測定評価に係る機器開発加速度センサと気圧センサを併用することで、より定量的な消費カロリーを推定するためのインテリジェントカロリーカウンタ(ICC : Intelligent Calorie Counter)を開発した。上下・左右・前後方向の加速度計により移動形態(歩行動作の有無)を判別し、気圧計により平地歩行か階段(坂道)の昇降かを判別するものとした。その結果、従来型の身体活動量測定装置に比べて、ICCは日常生活行動に伴うエネルギー消費量の推定に有用であることが示された。これをもとに生活行動の測定・指導プログラムを開発した。2.高齢者に対する運動訓練・指導の効果評価虚弱高齢者に対する運動訓練の効果を維持させるためには、日常生活で運動を習慣化させる必要がある。日常生活中の身体運動量を測定して、その増量に向けた生活指導プログラムを開発し、その効果を無作為割付対照試験により検討した。仙台市宮城野区鶴ヶ谷地区の70歳以上住民で運動機能が低下している者に参加を呼びかけ、適格者86名を介入群43名、対照群43名に無作為に割り付けた。
ケーラー・リッチ流の研究

射影代数多様体の射影族上の初期値を全空間上のケーラー形式とした場合、ファイバー毎のケーラー・リッチ流を一斉に走らせた場合に半正値性を保つことを証明した。手法としては、ベルグマン核の変動に関するBerndtssonの結果とケーラー・リッチ流をベルグマン核のイテレーションとして実現する代表者自身の先行研究の成果を組み合わせたものである.この結果は,相対随伴束の直像の半正値性に関する先行研究をケーラー・リッチ流を使って精密化したものと捉えることができる。なお、この研究はエコール・ポリテクニックのSebastien Boucksom氏との共同研究である。射影代数多様体上のケーラーリッチ流を、ベルグマン核のイテレーションで、近似し、その極限として実現することを行いました。これは、バリのS.Boucksomとの共同研究です。その結果、ケーラーリッチ流が、射影代数多様体の射影族の上では、曲率の半正値性を保つことが、分かりました。これと並行して、代表者は、コンパクトケーラー多様体上で、ベルグマン核に代わる、新たな極値的体積形式を導入し、比較的緩やかな条件下で、その体積形式のイテレーションにより、標準測度を実現することに成功しました。これは、ケーラーリッチ流の離散版とも言えるもので、特に射影多様体の場合は、ベルグマン核のイテレーションとの関係を付けることに成功しました。その結果、コンパクトケーラー多様体のケーラー族について、射影多様体の射影族と同様の半正値性が成り立つことを証明することが、次なる目標として見えてきました。目下のところ、射影族の極限として、族が実現されている場合には、半正値性が証明できていますが、それより一般的な場合には、まだどういったアプローチが可能なのか、模索中です。とはいえ、極値的な体積形式は、何らかの半正値性を持つことは、代表者及び、Berndtssonらの研究により最近明らかになりつつあり、極値的体積形式のイテレーションが、ある種の標準測度を定めることから、その極限が、数学的に意味のあるものであることは、明らかです。これが何であるのか、その研究を始めており、その結果も遠からず出てくるものと考えています。ケーラー・リッチ流についてSebastien Boucksomとの共同研究を行った。族が射影的な場合には、標準束が擬正という条件の下で、長時間カレント解が存在することを証明し、さらに、ベルグマン核の対数多重列調和性を用いて、解の半正値正について、証明を行った。これを用いて、多重種数の変形不変性が得られる。一方、さらに一般に、コンパクトケーラー多様体のケーラー族についても、同じリッチ流の研究をおこない、半正値性の保存則について、研究し、解の滑らかさの仮定の下で証明した。現在はさらにそれを推し進めて、解が特異性を持つ場合にも半正値性が保存されるのか、研究中である。最近、Hoering-Peternellによる3次元コンパクトケーラー多様体上の極小モデル理論が研究されているが、これとの関係を研究中である。また、2007年に発見した、コンパクトケーラー多様体上の標準的な体積形式について、その射影族上の変形について考察し、対数的多重劣調和性を証明した。証明は、半正値計量の、ベルグマン核による近似定理を用いる。この体積形式は、複素ユークリッド空間の有界領域の場合でも新しい概念であり、今後の研究が期待されるところである。この対数的多重劣調和性定理がケーラー族にまで拡張できると、大沢ー竹腰タイプのL^2拡張定理をケーラー多様体の場合に拡張できれば、ケーラー族の上の多重種数の変形不変性が得られることになる。また、複素ユークリッド空間内の強擬凸領域について、ベルグマン核のイテレーションを研究し、これが、適当な正規化の下に、ケーラーアインシュタイン体積形式に平均収束することを証明した。ケーラー・リッチ流の差分方程式を用いた離散化を行い、その差分を0に収束させたときにケーラー・リッチ流が再現されることを証明した。一方、その離散化をベルグマン核のイテレーションの極限として実現した。これにより、射影的族において大域的なケーラー形式を初期値として、各ファイバー上で一斉にケーラー・リッチ流を考えた場合に、各ファイバーの標準束が擬正の場合には、全ての時間において、ケーラー・リッチ流の解は、全空間で半正値性を保つことを証明した。一方、コンパクト・ケーラー多様体の場合についても、恐らく同様の結果が成り立つと思われるが、この場合の問題点は、正の直線束が存在しないためベルグマン核のイテレーションに当たるものが存在しないことである。この困難を克服するために、極値的測度を導入し、極値的測度のイテレーションの極限がケーラー・アインシュタイン計量または、標準測度の曲率形式となることを証明した。

この結果は、極値的測度がベルグマン核の代替物として使える可能性を示唆するもので、応用が期待される。実際、例えばこの結果を用いると次の応用が得られる:定理3次元コンパクト・極小ケーラー多様体のケーラー族において、多重種数は変形不変になる。この結果は3次元という限られた状況ではあるが、コンパクト・ケーラー多様体のケーラー変形において、多重種数が変形不変になるという予想について、肯定的な結果であり、価値あるものである。このように極値的測度はベルグマン核の代替物として十分に役立つものと思うが、極値的測度によるケーラーリッチ流の再現には、未だに成功していない。これをまず証明することが今後の課題だろうと思う。複素多様体論決定的な結果ではないものの、多くの知見が集積されつつあり、分野全体としても、活発に研究が進行していると思います。特に、コンパクトケーラー多様体上に、ベルグマン核の類似物が定義できたことは大きな進歩だと思います。パリ第6大学のSebastien Boucksom氏との共同研究は、順調に進展しており、様々な知見が得られつつあります。世界的にもケーラー・リッチ流の研究は盛んに行われており、複素モンジュアンペール方程式の特異解の構成にも、粘性解やエネルギー法などの新しい方法によるアプローチが試みられ、かなりの成功を納めています。本研究も、Vincent Guedj, Ahmed Zariahi, Mihai Paun, J.P. Demailly, P. Eyssidieuxなどフランスの研究者の刺激を受けて進展しており、これらの研究者との協力関係を構築することで、さらなる発展が望めるように思われます。上に述べた、極値的体積形式のイテレーションについて、その半正値性を証明すること。また、その極限が良い性質を持つことを証明したいと思います。そのために、自ら研究を進めると共に、共同研究者であるS. Boucksomらとの研究連絡を行いたいと思います。特に、今年は韓国で国際数学者会議が開かれるため、そのサテライトコンフェレンスで講演したり、研究連絡を取り合ったりするつもりです。また8月にはOberwolfachのワークショップに招待されており、そこでの研究連絡、研究発表を行うつもりです。Sebastien Boucksom氏との共同研究については、結果自体はまとまっていますので、今後、論文の執筆を共同で行うことになります。取り敢えずはそれが目標ですが、そのあとの研究は、ケーラー多様体のケーラー族に対する研究を行うことが、求められるところです。コンパクトケーラー多様体の研究は、実際のところ、あまりまとまった研究は存在せず。古典的なホッジ分解の他には、最近、ようやくケーラー錐について、モンジュアンペール方程式や、正則モース不等式のアナロジーが研究され始めたという段階で、未知の領域が広がっています。ケーラーリッチ流の研究においては、その半正値性の保存という不思議な現象が、Boucksomと私の共同研究で確認されているわけですが、これを擬正錐の中の解の動きと捉えて、さらなる拡張が考えられるわけです。ここで問題になるのは、ベルグマン核の類似物がアプリオリには存在しないことです。これを何らかの方法で乗り切る必要があります。これを、今後の目標としたいと思います。
妊娠中毒症、子宮内胎児発育遅延、不育症におけるナチュラルキラー細胞の病理学的意義

初めに、今回習慣流産患者夫婦および健常者からDNAを抽出しゲノムを解析することは、東京大学ヒトゲノム倫理審査委員会で承認されている(承認番号633)。HLA-CのtypingをPCR-microtitreplate hybridization(MPH)を用いて行った。HLA-Cはアミノ酸のposition77-80でC1とC2の2つのタイプに分類される。2DS2も2DL2も、共にC1タイプのHLA-Cがligandである。今回の検討では習慣流産患者もコントロールも、ともにC1タイプが95%を占め、有意差は認められなかった。もう一つのNK細胞受容体としてCD94/NKG2を解析した。活性型のNKG2Cと抑制型のNKG2Aに着目、絨毛がHLA-Eを発現し、それがNKG2Aを介してNK細胞を抑制しているとの仮説を立てた。その結果、脱落膜NK細胞(CD56bright)における発現パターンは末梢血NK細胞と比べ著しく異なっており、NKG2A優位に発現していた。このことが胎児が母体から拒絶されない一つの理由である可能性がある。過去習慣流産外来に来院された原因不明習慣流産患者、およびその夫に同意書を得て保存してあるリンパ球からPhenol-Chloroform法によりDNAを抽出した。58組の夫婦、および妻のみ4人であった。一方対照として健常人100人から同意の上採血しDNAを抽出した。NK細胞受容体の一つであるKIR(Killer Cell Immunoglobulin-like Receptors)について、PCR-SSP(sequence specific primers)法でtypingを行った。この方法はもともと欧米人のDNAを用いて開発された方法であるが、日本人に対してもおおむね機能することが分かった。一部のKIR遺伝子には多型が存在することが判明したが、複数の部位でprimerを設計してあるので、typing自体は可能であった。つまり日本人向けに新しくtyping systemを構築する必要は無かった。KIRは大きく分額してAタイプとBタイプのハプロタイプが存在する。習慣流産患者の夫ではBタイプのハプロタイプの頻度が高いことが示された。その意味するところを調べるため、KIRのligandであるHLA-Cのtypingを始めたところである。HLA-Cは当初胎盤絨毛には発現していないと思われていたが、その後弱く発現しており、しかもKIRのligandであることが示され、その妊娠免疫における役割が注目されている。現在KIRハプロタイプとHLA-Cとの対応に有意な関連があるか検討中である。なお、今回習慣流産患者夫婦および健常者からinformed consentの上DNAを抽出し、そのゲノムを解析することは、東京大学ヒトゲノム倫理審査委員会で承認された(承認番号633)。また検体は規定に従い連結可能匿名化された。初めに、今回習慣流産患者夫婦および健常者からinformed consentの上DNAを抽出し、そのゲノムを解析することは、東京大学ヒトゲノム倫理審査委員会で承認されている(承認番号633)。昨年原因不明習慣流産患者夫婦58組、妻のみ4人、そして対照として健常人100人から同意の上採血しDNAを抽出したが、その後新たに外来で原因不明習慣流産とされた患者夫婦12組からも同意を得てDNAを抽出した。これらのDNAについて、NK細胞受容体の一つであるKIR(Killer Cell Immunoglobulin-like Receptors)について、PCR-SSP(sequence-specific primers)法でtypingを行った。KIRは大きく分類してAタイプとBタイプのハプロタイプが存在し、昨年習慣流産患者の夫ではBタイプのハプロタイプの頻度が高いことが分かった。さらに遺伝子の頻度に有意差がないか分析したところ、活性型Natural Killer細胞(NK)受容体2DS2、及び連鎖不平衡の関係にある抑制型2DL2においてcontrolと習慣流産妻の間で2×2 testにて有意差を認める(p=0.0239)ことが分かった。活性型の遺伝子の一つと、抑制型の遺伝子の一つが共に習慣流産患者に多い意味を分析するため、これら2つのKIR遺伝子と結合するHLA-Cに注目した。

活性型のNKG2Cと抑制型のNKG2Aに着目、絨毛がHLA-Eを発現し、それがNKG2Aを介してNK細胞を抑制しているとの仮説を立てた。その結果、脱落膜NK細胞(CD56bright)における発現パターンは末梢血NK細胞と比べ著しく異なっており、NKG2A優位に発現していた。このことが胎児が母体から拒絶されない一つの理由である可能性がある。
金属タンパク質/二分子膜フィルムデバイスの設計・構築と応用

金属タンパク質/二分子膜フィルム電極デバイスの設計.構築と応用に関する研究を行い以下の成果を得た。1.グルコース酸化酵素の電子メディエーターとして新規に合成したフェロセン誘導体(C16GluFc)を、人工脂質との混合膜フィルムとして電極上に固定化し、電極反応をパルス電解法によって解析した。また、この混合フィルムにグルコース酸化酵素を固定化した電極系で、グルコース酸化酵素の酵素機能を脂質膜の相転移によって制御できることを見出した。2. 4種の合成したカチオン性脂質のキャストフィルムをそれぞれ電極上に作成し、フェレドキシン(Fd)水溶液に浸漬することにより、脂質フィルム内にFdを取り込み固定化した。固定化されたFdは、気相系および水中いずれも固定化前に比べ、熱に対する安定性が大きく向上した。固定化されたFdの拡散定数(D)および不均一速度定数(k)は、それぞれ(4±2)X10^<-10>cm^2/sおよび(1-1.5)×10^<-4>cm^2/sであった。Dおよびkに対するカチオン性脂質の化学構造依存性は認められなかった。これらの値を基に電極上のFdに対するサイクリックボルタモグラムをシミューレーションプログラムを用いて解析したところ、シミューレーションと実測のボルタモグラムが良く一致することがわかった。以上の結果は、脂質フィルム内に取り込まれたFdは安定性が向上するとともに、電極との速やかな直接反応を行うとともに、膜物性により電子移動制御が可能であることを示している。これらの成果は、金属タンパク質のデバイス化に有用な知見を与える。3.フラーレンを含むタンパク質・脂質フィルムの設計、作成のための実験としてフラーレン脂質フィルム修飾電極を作成し、この電極系でフラーレンの電子移動が速やかに生じることを見出した。(1)グルコース酸化酵素の電子メディエーターとして二本鎖の脂質骨格を有するフェロセン誘導体(C16GluFc)を新規に合成した。C16GluFcとジヘキサデシルジメチルアンモニウム塩(2C16N+Br-)との混合膜フィルムをキャスト法によってパイロリティックグラファイト電極上に作製し、電極とC16GluFcとの電子移動反応速度やC16GluFcの膜フィルム内での見かけの拡散係数をパルス電解法によって評価した。キャストした脂質膜の液晶相と結晶相との相転移温度(Tc)前後で見かけの拡散係数が急激に変化することが定量的に示された。その結果、Tc付近でC16GluFc基づくサイクリックボルタモグラムの電流値が急激に変化することがわかった。また、この混合脂質膜フィルム修飾電極上にグルコース酸化酵素を固定化すると、上記の原理によりグルコース酸化酵素の酵素機能を脂質膜の相転移によって制御できることが示された。(2)鉄-イオウクラスターを電気化学的活性中心に持つフェレドキシンを生体脂質と混合してフェレドキシンを含む二分子膜フィルムを作製し、フェレドキシンの熱安定性及びその電気化学的応答を検討した。フェレドキシンと脂質との混合膜フィルムの熱安定性を正反射紫外可視吸収スペクトルで検討した結果、溶液中のフェレドキシンに比べ脂質膜中に取り込まれたフェレドキシンは熱安定性が極めて向上することが初めて明らかにされた。また、グラファイト電極上にキャストして作製された混合膜フィルムの電気化学応答を検討したところ、未修飾電極上では観測されないフェレドキシンの明確な酸化還元波が観測され、生体脂質膜がフェレドキシンの電極反応に適切な反応場を提供することが示された。

光合成系の電子伝達タンパク質の一つであるフェレドキシンは、カチオン性の人工脂質にイオン交換的に取り込まれ、グラファイト電極上との直接電子移動反応が可能であることを前年度報告した。本年度は、脂質膜フィルム中でのフェレドキシンの電極反応を、溶液中でのそれと比較検討し脂質膜の特性を明らかにすることを目的として定量的な検討を行った。その結果、イオン交換的に取り込まれた脂質膜中のフェレドキシンは、溶液中の濃度に比べて20-40倍濃縮されることがわかった。また、脂質膜中のフェレドキシンの拡散係数は約3×10^<-10>cm^2/s、電極との不均一電子移動反応速度定数は約1×10^<-4>cm/sであることがわかった。電子移動反応速度定数は、溶液中のそれと比べて脂質膜の方が約1オーダー小さいこと、さらに拡散係数は脂質膜の方が3オーダーも小さいことが、初めて明らかになった。また、拡散係数は脂質膜の相転移に大きく影響を受け、相転移前後で拡散係数は2-3オーダー変化することが定量的にわかった。、フェレドキシンの代わりに、アニオン性脂質フィルムに取り込まれた、呼吸鎖系の電子伝達タンパク質であるチトクロームcに対しても類似の挙動が観測された。本研究は金属タンパク質の電子移動反応場としての脂質二分子膜が形成するミクロな反応環境を、定量的に解明できたことを意味し、金属タンパク質を素材とする新しい分子機能電極開発に対して一つの指針を与えるものである。1. 4種の合成したカチオン性脂質を用いて、これらのキャストフィルムをそれぞれ電極上に作成し、これらをクロレラフェレドキシン(Fd)水溶液に浸漬することにより、脂質フィルム内にFdを取り込み固定化した。固定化されたFdは、水中のFdに比べ、熱に対する安定性が大きく向上した。すなわち、水中のFdは55°Cでは完全に分解するが、固定化Fdは,60°Cにおいても鉄-硫黄クラースター構造は保持されていた。電気化学的手法を用いて、電気上の4種の脂質フィルム内に固定されたFdの拡散定数(D)および不均一速度定数(k)は、それぞれ(4±2)×10^<-10>cm^2/sおよび(1-1.5)×10^<-4>cm^2/sであった。Dおよびkに対するカチオン性脂質の化学構造依存性は認められなかった。これらの値を基に電極上のFdに対するサイクリックボルタモグラムをシミューレーションプログラムを用いて解析した。掃引速度を変化させても、拡散層の値としてとして実測値ではなく,7.0×10^<-5>cmという値を用いた場合、シミューレーションと実測のボルタモグラムが良く一致することがわかった。このことは電極反応がフィルム全体ではなく、電極界面に近いところで生じていることを示している。以上の結果は、脂質フィルム内に取り込まれたFdは安定性が向上するとともに、電極との速やかな直接反応を行うとともに、膜物性により電子移動制御が可能であることを示している。これらの成果は、金属タンパク質のデバイス化に有用な知見を与える。2.フラーレンを含むタンパク質・脂質フィルムの設計、作成のための実験としてフラーレン脂質フィルム修飾電極を作成し、この電極系でフラーレンの電子移動が速やかに生じることを見出した。
表面化学修飾による気体分離用高分子膜の選択性制御に関する研究

本研究では、高分子膜表面のみに官能基を導入して気体分離性能を制御できるかどうかを明らかにするために、膜表面を化学的に改質して気体選択性及び透過性がどのような影響を受けるかを調べた。特に、乾燥条件において高い性能を発揮するオレフィン/パラフィンの気体分離膜の開発を目指して、ポリイミド膜にAg^+を導入した膜を作製し、混合ガス透過実験で選択性及び透過性を評価した。Ag^+が乾燥状態でもオレフィンに対して高い親和性を示すかどうか調べるために、ポリエチレンオキサイド(PEO)セグメント化ポリイミド膜を硝酸銀水溶液に含浸させ、ミクロ相分離しているPEO相にAg^+を導入した膜を作製した。この膜のオレフィンに対する溶解度選択性は、乾燥状態でも80%増加することがわかった。拡散選択性は逆に60%減少した。これはオレフィンがAg^+と強く相互作用するためと考えられ、Ag^+を膜表面のみに導入することで選択性を向上できることを示唆する。そこで、光官能基であるベンゾフェノン基を有するポリイミド膜に、スルホン酸基含有試薬の水溶液中で紫外線を照射後、硝酸銀水溶液に浸漬した。この膜の選択性は処理前とほぼ同じであった。紫外線の強度を大きくしても同じであった。これは膜表面のベンゾフェノン基濃度が小さいためと考えられる。また、メチル置換フェニレンジアミンからなるポリイミド膜表面をH_2プラズマで処理し希硫酸に浸漬後、硝酸銀水溶液に浸漬して得た膜の選択性も向上しなかった。ポリイミド膜表面のみにAg^+を静電的に固定できるスルホン酸基を高濃度に導入すれば、選択性は向上すると考えられるが、その方法としては、光反応を利用するよりも固体膜表面での反応、たとえば臭素化、により膜表面を化学的に活性化させてからスルホン酸基含有試薬と反応させる方が適当であることがわかった。
インドシナ地域におけるマダニ媒介性人獣共通感染ウイルスの分布調査

本研究では、インドシナ地域におけるマダニ媒介ウイルスの分布調査を目的とし、マダニ種の調査、病原体の検出、診断系の確立、病原性の解析を行った。その結果、インドシナ地域および日本に分布するマダニ種、マダニ媒介感染症の分布状況、マダニ媒介ウイルスの検出法、感染性、病原性に関する新しい知見が得られた。これらの成果により、マダニ媒介ウイルス感染症の予防に関する有用な情報が提供されることが期待される。本研究では、インドシナ地域に分布するマダニ媒介性ウイルスおよびその他のマダニ媒介性病原体の分布を明らかにすることを目的とし、ベトナムおよび国内においてマダニを採集し、病原体の検出を試みた。はじめに、2012-2013年にかけて日本国内で分離されたマダニ媒介性の重症熱性白血球減少症候群ウイルス(SFTSV)の遺伝子配列を基に、リアルタイムRT-PCRおよびRT-LAMP法によるSFTSV遺伝子検出系を確立した。また、ブニヤウイルス科ナイロウイルス属に分類されるウイルス群の遺伝子を検出するRT-PCR系を確立した。マダニの採集は、まず地域による比較解析およびマダニ採集・ウイルス分離方法の確認を兼ねて、国内の長崎県、徳島県でマダニ採集を行った。ついで、ベトナム北部のタムダオ、サパ、カットバ島、および南部のカッティエンにおいてマダニ採集を行った。採集したマダニは、同定後、破砕・抽出し、培養細胞によるウイルス検出、また病原体遺伝子検出を試みた。病原体としては、ダニ媒介性のフラビウイルス科フラビウイルス属、ブニヤウイルス科フレボウイルス属およびナイロウイルス属、またリケッチア類について調べた。その結果、長崎県内で採集したマダニのうちフタトゲトマダニ、タカサゴチマダニ、キチマダニ、ヤマアラシチマダニ、オオトゲチマダニ、タカサゴキララマダニなど約1000匹を調べたが、フラビウイルス科、ブニヤウイルス科のウイルスの分離・遺伝子検出は確認されなかった。一方、リケッチア類(LON type)の遺伝子が数サンプルから検出された。ベトナムからはオウシマダニ、ツノチマダニ、Amblyoma属、チマダニ属などのマダニが150匹程採集されたが、主に2014年2月に採集されたため、病原体検出は進行中である。本研究では、インドシナ地域に分布するマダニ媒介性ウイルスおよびその他のマダニ媒介性病原体の分布調査を行うことを目的とし、ベトナム、カンボジアおよび国内においてマダニを採集し、病原体検出を試みた。また、分離された病原体について生物学的性状解析を行った。本年度は、ベトナム南部のカッティエン、カンボジア、国内では長崎県五島列島でマダニ採集を行い、ウイルス分離を試みた。また、ベトナムのハノイ近郊で捕獲されたドブネズミからリケッチアの検出を試みた。その結果、1)カッティエンで採集したカクマダニからウイルス分離を試みたが、検出されなかった。2)カンボジアにおいて数十匹のマダニを採集した(マダニ種の確認およびウイルス分離は来年度実施予定)。3)五島で採集されたタカサゴチマダニから新規のナイロウイルスが分離された。このウイルスは、ブニヤウイルス科ナイロウイルス属のうち、クリミアコンゴ出血熱グループに属することが示唆された。A129(IFNAR KO)マウスへの感染実験では致死性を示し、哺乳類由来培養細胞で感染・増殖性が確認された。4)新規ウイルスについて、リアルタイムRT-PCR法による遺伝子検出法を確立した。また、このウイルスのNタンパク質を大腸菌で発現させた抗原を用いたELISA法を確立した。5)ハノイ近郊のドブネズミからツツガムシリケッチア遺伝子が検出され、遺伝子系統解析からGilliam型に近い株であることが示された。今回、新規のナイロウイルスが分離された、ヒトでの感染例は不明である。この新規ウイルスについて、遺伝子検出法および抗体検出法を確立したので、今後ヒトおよび動物を用いた血清学的調査を行う予定である。本研究は、インドシナ地域におけるマダニ媒介性ウイルス・その他病原体の疫学調査、およびマダニ媒介性ウイルス感染の診断系の確立、病原性の解析を目的として行った。1、ベトナムではドンナイ省の自然公園、ラオスではサワナケート州の演習林にてフラッギング法によってマダニを採集した。両方に共通してカクマダニ属が採集されたが、ベトナムではチマダニ属も採集された。また、ベトナム、ラオス、カンボジアに共通して、犬にはクリイロコイタマダニ、牛にはオウシマダニが寄生していた。しかしながら、これらのマダニからウイルスは分離されなかった。2、ハノイ市内の105軍病院にて、発熱、発疹の症状を呈している患者血液を集めダニ媒介性感染症に関する調査を行った。その結果、2015年7月-10月に発症した患者血液23検体中20検体でOrientia tsutsugamushi遺伝子陽性であった。また、シーケンスの結果、JG-v 4検体、TA763 5検体、Kato 3検体、Karp8検体であることが確認された。3、ブニヤウイルス科ナイロウイルス属に分類されるウイルスを広く検出するRT-PCR法を開発し、クリミア-コンゴ出血熱ウイルス等を検出できることを確認した。また、これらの検出系を用いてベトナムで採集されたマダニからウイルス遺伝子検出を試みたが、陽性例は確認されなかった。4、ダニ媒介性のSFTSウイルスの感染マウスモデルを用いて、抗血清による治療効果および分子イメージングによる病態の画像化が確認された。

以上の結果から、インドシナ地域に分布するマダニ種、マダニ媒介感染症の分布状況に関する知見、マダニ媒介ウイルスの検出法、マウスモデルを用いたマダニ媒介性ウイルスの病原性に関する知見が得られた。本研究では、インドシナ地域におけるマダニ媒介ウイルスの分布調査を目的とし、マダニ種の調査、病原体の検出、診断系の確立、病原性の解析を行った。その結果、インドシナ地域および日本に分布するマダニ種、マダニ媒介感染症の分布状況、マダニ媒介ウイルスの検出法、感染性、病原性に関する新しい知見が得られた。これらの成果により、マダニ媒介ウイルス感染症の予防に関する有用な情報が提供されることが期待される。ベトナム、カンボジアでのマダニ採集を実施しウイルス分離を試みている点、ベトナムのハノイ近郊で捕獲された小動物からリケッチアを検出している点、マダニから新規ウイルスを分離し性状解析を行っている点、また、これらの成果に基づいて論文発表を行い、または論文投稿準備中である点からおおむね順調に進展していると考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。ウイルス学、獣医学今後は、ベトナム、カンボジアに加えラオスにおいてもマダニを採集し、ウイルスおよびその他病原体の検出を試みる計画である。また、新規ナイロウイルス、ダニ媒介性脳炎ウイルスおよびSFTSウイルスについて、ベトナムで捕獲された小動物などで血清疫学調査を行う予定である。また、国内のヒトおよび動物血清をもちいて同様にこれらのウイルスの血清疫学調査を行う計画である。マダニ媒介性ウイルス、リケッチア類の病原体分離・遺伝子検出法を確立し、ベトナム、日本においてマダニを採集、病原体検出を試みることができた。実際に、ウイルス分離は確認されていないが、マダニが保有するリケッチアの確認はなされた。また、ベトナム以外のカンボジア、ラオスにおけるマダニ採集・調査のための準備も順調に進んでいる。ベトナム、カンボジアでのマダニ採集において、相手国方の事情もあり予定より採集地の数が少なく実施したため。また、分離した病原体の遺伝子解析および病原性解析において、試薬量および動物個体数を見込みより減らして行うことができたため。また、研究成果の論文発表において、当初の予定から別の雑誌にかえたために掲載料が減額されたため。また、現在投稿中の論文(オープンジャーナル)について年度内に掲載可否の決定がおりず次年度に持ち越しとなっているため。今後は、ベトナムにおいてこれまでに採集されたマダニからの病原体検出を進めるとともに、さらにベトナムの複数地点において季節ごとにマダニを採集し、マダニ消長、病原体保有状況を調べる。また、カンボジア、ラオスにおいてもマダニ採集を試み、病原体保有状況を調べる。さらに、ウイルス分離の方法に関しては、より感度の高い方法になるように改良を重ねる。次年度は、マダニ採集地を増やして行う予定である。現在、さらに新たな病原体をマダニから分離しているが、この病原体の生物学的性状解析については次年度において解析を進める。また、現在投稿中および投稿予定の論文について、比較的掲載料が高いオープンジャーナルへの投稿を検討する。
古代東北アジアにおける騎馬文化の考古学的研究

今年度も韓国、日本の諸機関において実地調査を遂行した。とりわけ韓国に関しては、これまでにおこなってきた清州新鳳洞古墳群出土馬具や高霊池山洞古墳群出土馬具に対する調査成果について、前者は共同、後者は単独で公表することができた。また、新たに嶺南大学校博物館が所蔵する慶山林堂古墳群出土遺物、そして昌原大学校博物館が所蔵する蔚山中山里遺跡出土遺物について、それぞれ韓国人研究者との共同調査をおこなった。その概要についてはすでに一部発表をおこなっており、今後も引き続き調査を継続する予定である。また、日本の宮崎県六野原古墳群出土馬具についても所蔵先の研究者と共同で報告をおこなった。以上のような実地調査やその共同報告作業の成果にもとついて、雑誌・学会発表をおこなった。とりわけ今年度は日本列島古墳時代の馬具にづいて検討をおこなった。具体的には初期轡について検討をおこない、それらの製作技術と系譜について明らかにした。さらには轡だけでなく初期馬具全体に対する検討結果について口頭発表をおこなった。また東アジアにおける鉄製輪鐙の出現について検討をおこない、現状では日本列島に世界最古の鉄製輪鐙が存在することを明らかにした。このような今年度の成果をこれまでに進めてきた中国東北部や朝鮮半島の研究成果と総合し、博士学位論文『古代東北アジアにおける騎馬文化の考古学的研究』を京都大学大学院文学研究科に提出した。これによって、本研究が課題として掲げた騎馬文化と王権の関係、そして古代国家形成における馬の果たした役割についてモデル化を試み、騎馬文化東漸の歴史的メカニズムを解き明かす、という所期の目標を達成することができた。今年度は中国、韓国、日本の各地域において予定通り実地調査を遂行した。中国では北京、内蒙古自治区、遼寧省において博物館・研究所の見学をおこなったほか、遼寧・吉林省の高句麗遺跡の踏査をおこなった。韓国では各所蔵機関において三国時代の新羅、加耶、百済の馬具、特に轡を中心に、日本では九州の各所蔵機関において5世紀代の初期馬具を中心にそれぞれ実測調査をおこなった。また韓国の国立慶北大学校の朴天秀教授を中心とする大加耶の高霊池山洞44号墳の再報告書作成作業に参加し、その中で私は出土馬具の事実記載を韓国人研究者と共同でおこなったほかに、大加耶における装飾馬具生産の変遷とその特質について単独で考察をおこなっている。このほかにも韓国の嶺南大学校博物館が所蔵する新羅の慶州皇南洞110号墳出土馬具について、韓国人研究者と共同で再報告をおこなった。以上の実地調査や再報告作業の成果に基づいて、45世紀の東北アジア(中国東北地方、朝鮮半島、日本列島)出土馬具の相対編年を組み、各地域間の併行関係と各段階の製作年代を明らかにした。その成果は三燕、高句麗、新羅までの作業を日本の学術雑誌に、新羅、百済、加耶、倭までの作業を日韓合同の国際学会でそれぞれ発表した。これによって広域編年網の整備と時間軸の確立という初年度の最大の目標を達成できた。この作業にもとづいた、大加耶における騎馬文化の導入と展開については先述のようにすでに成果を発表しており、次年度は新羅、百済、倭に関する分析を進めていく。
表面性状制御したボロン添加水素含有DLC膜の超低摩擦現象の発現に関する研究

水素含有DLC膜へのボロン添加により導電性を付与し、摺動界面でトライボプラズマを発生させることで、摩耗粉の構造制御ならびに潤滑効果の向上を目指した。試作の結果、膜中へのボロン添加による導電性の制御に成功したが、耐摩耗性が劣化してしまった。そこで、「ボロン添加水素含有DLC膜」に代わる新規DLC膜として、膜中に塩素を含む「塩素含有DLC膜」の開発に取り組んだ。その結果、塩素含有DLC膜はアルミニウム合金との摩擦において、従来の水素含有DLCよりも低摩擦かつ高耐摩耗性を示した。この特性向上は、摺動界面での摩擦により形成された塩素系トライボフィルム(摩擦反応膜)による効果であることを明らかとした。一年次の研究では、水素含有DLC膜にボロンを添加することで導電性を付与し、摺動界面で生じるトライボプラズマの制御を試みた。トライボプラズマを制御することで、摺動により発生する摩耗粉(自己潤滑性粒子)の生成条件を検討した。「ボロン添加水素含有DLC膜」を試作した結果、膜内部へのボロンの添加により導電性の制御が可能という知見を得た。しかし、一般的な水素含有DLC膜と比較して摩擦・摩耗特性に劣り、摺動用薄膜として適切な機能を有していないことが判明した。この研究成果を背景とし、「ボロン添加水素含有DLC膜」に代わる新規的DLC膜として、膜内部に塩素を添加した「塩素含有DLC膜」の開発に着目した。一般的に、塩素系の潤滑油添加剤を摩擦面に適用すると、摩擦熱により塩素系反応膜(トライボフィルム)が摺動界面に形成され、摩擦係数が低減する。DLC膜内部に塩素を添加することで、無潤滑環境下においても、塩素系添加剤の適用時と同様に塩素系トライボフィルムが形成され、低摩擦化が実現可能と考えられる。「塩素含有DLC膜」を試作した結果、無潤滑環境下において、一般的な水素含有DLC膜と比較して50%低い摩擦係数を示すことを確認した。同時に、塩素含有DLC膜自身の摩耗量が20%低減し、かつ相手材の摩耗量も30%低減することを確認した。以上より、DLC膜内部に塩素を添加することで、低摩擦化および、耐摩耗性・低相手攻撃性の向上が可能と考えられる。また、摺動痕での飛行時間型二次イオン質量分析の結果より、摺動界面に塩素系の化合物が多種存在していることを確認し、塩素系トライボフィルムの形成を示唆する結果を得た。以上より、無潤滑環境でも優れた摺動特性を示す新たなトライボシステムの確立への可能性を見出した。一年次の研究成果として、「ボロン添加水素含有DLC膜」は一般的な水素含有DLC膜と比較して摩擦・摩耗特性に劣り、摺動用薄膜としての適用が困難であることが判明した。このことから、「ボロン添加水素含有DLC膜」に代わる新たな固体潤滑炭素膜のコンセプトとして、膜内部に塩素を含む「塩素含有DLC膜」の開発に取り組んだ。「塩素含有DLC膜」の成膜にはプラズマイオン注入成膜装置を使用し、テトラクロロエチレン等を原料ガスとした。DLC膜は作成時の成膜条件(印加電圧値・チャンバー内ガス圧・入射電力・原料ガス種など)に依存して様々な構造および特性を付与することが可能である。本研究では、様々な成膜条件にて塩素含有DLC膜を成膜し、それぞれの膜内部構造および膜特性を比較した。その結果、DLC膜の作成時の成膜条件に依存して、膜内部に含まれる塩素含有量の制御が可能であると判明した。また、膜内塩素含有量と摩擦特性に相関性を確認した。塩素含有量が515[atm%]の範囲内では、塩素量の増加に比例して摩擦係数が低下し、特に塩素含有量が1215[atm%]の膜では4050[%]の摩擦係数の低減を確認した。同時に、膜自身の摩耗量が1020[%]低減し、相手材の摩耗量が2030[%]低減した。一方で、塩素含有量が25[atm%]以上の膜では摩擦挙動が安定化せず、摺動用薄膜として適していないと判明した。以上の結果より、「塩素含有DLC膜」の塩素含有量を適切に制御することで、摩擦係数の低減および、耐摩耗性・低相手攻撃性の向上が可能と判明した。以上の研究成果より、当初の計画とは異なる手法の採用となったが、研究目的である「無潤滑環境でのDLC膜の超低摩擦化現象の実現」については、おおむね順調に進展しているといえる。トライボプラズマの制御により、摺動により発生する摩耗粉(自己潤滑性粒子)の生成条件を検討した。一方で、ボロン添加水素含有DLC膜は摩擦試験開始直後に膜が剥離し、摺動特性の検討が困難な状態であることを確認した。そこで二年次以降では、原料ガスを変更するなどの処置により、成膜技術の最適化を検討している。また同時に、「ボロン添加水素含有DLC膜」に代わる新規的DLC膜として、膜内部に塩素を含む「塩素含有DLC膜」の開発にも取り組んでいる。DLC膜内部に塩素を添加することで、相手材との摺動界面において摩擦により塩素系トライボフィルムが形成され、更なる低摩擦化が実現可能と考えた。

塩素含有DLC膜を試作した結果、無潤滑環境下でのアルミニウム合金との摩擦において、一般的な水素含有DLC膜よりも摩擦係数が50%低減し、かつ耐摩耗性および低相手攻撃性が向上することを確認した。塩素含有DLC膜とアルミニウム合金との摩擦試験後の摩耗痕に対し各種機器分析を行った結果、摺動界面に「塩化アルミニウム六水和物」という塩素系反応膜(トライボフィルム)が形成されていることを確認した。この物質は常温・低湿度では固体だが、潮解性であるため、水分子の吸水により容易に液体化する。以上の結果より、塩素含有DLC膜とアルミニウム合金との摩擦界面には、大気中の水分子の吸水により液化した塩化アルミニウム六水和物が介在しており、潤滑効果を付与した結果、摩擦特性が向上したと考えられる。以上より、無潤滑環境でも優れた摺動特性を示す新たなトライボシステムの確立への可能性を見出した。一年次前半の研究では、トリメトキシボロンを原料とした「ボロン添加水素含有DLC膜」の形成を行った。その結果、摩擦試験開始直後に膜が剥離し、摺動特性な検討が困難な状態であることを確認した。そこで二年次以降では、原料ガスを変更するなどの処置による製膜技術の最適化を検討している。一年次後半の研究では、新たな固体潤滑薄膜のコンセプトとして、膜内部に塩素を含む「塩素含有DLC膜」の開発にもに取り組んだ。その結果、塩素含有DLC膜はアルミニウム合金との摩擦において、産業界で一般的に使用されている水素含有DLC膜と比較して低摩擦・高耐摩耗性・低相手攻撃性を示すことを確認した。一方で、各種機器分析の結果、摺動界面に何らかの塩素系反応膜(トライボフィルム)が形成されていることを確認したが、摩擦特性が向上した具体的なメカニズムの解明には至らなかった。そこで二年次の研究では、トライボフィルムの形成による摩擦特性向上のメカニズムの解明に取り組んだ。塩素含有DLC膜およびアルミニウム合金の摩耗痕に対し、フーリエ変換型赤外分光分析、飛行時間型二次イオン質量分析装置、X線光電子分光分析を行った結果、摺動界面には「塩化アルミニウム六水和物」が形成されており、摩擦特性の向上に寄与したことを明らかにした。この低摩擦化メカニズムの解明結果は前例がなく、新規性の高い研究成果と考えられる。今後、トライボフィルムの積極的な活用を目的とした、新たな固体潤滑炭素膜のコンセプトを構築する上で、本研究成果はキーファクターの一つになりうると考えられる。以上より、ボロン添加水素含有DLC膜の形成技術の確立という課題は残されているが、塩素含有DLC膜の低摩擦化メカニズムを解明できたことから、「無潤滑環境でのDLC膜の超低摩擦現象の実現」という点については、おおよそ順調に研究が進行していると考える。一年次の研究では、水素含有DLC膜にボロンを添加することで導電性を付与し、摺動界面で生じるトライボプラズマの制御を試みた。トライボプラズマを制御することで、摺動により発生する摩耗粉の生成条件を検討した。「ボロン添加水素含有DLC膜」を試作した結果、膜内部へのボロンの添加により導電性の制御が可能という知見を得た。一方、ボロン添加水素含有DLC膜は耐摩耗性に乏しく、摺動特性の検討が困難であることを確認した。二年次以降の研究では、「ボロン添加水素含有DLC膜」に代わる新規的DLC膜として、膜内部に塩素を含む「塩素含有DLC膜」の開発に取り組んだ。
弾性表面波のウェーブレット解析による表面き裂の非破壊評価

実用に供されている構造部材の残存強度や予寿命を的確に予測するためには,実在するき裂や欠陥の寸法・形状の非破壊評価技術が必要不可欠であるが,中でも表面き裂の非破壊評価技術の開発は重要である.本研究では超音波表面波による表面き裂の非破壊評価法に着目し,ウェーブレット変換による超音波波形データ解析により表面き裂の寸法・形状を検出するとともに,検出情報に基づいて表面き裂を可視化するシステムを構築することを目的とした.本研究によって得られた成果を要約すれば次のとおりである.1.任意材料に対して超音波表面波を励起・検出するための新しい探触子(接触型線集束探触子)を試作・改良し,その基本的特性を超音波可視化などにより評価した.2.接触型線集束探触子を使用して,薄板およびコーティング層の機械的特性の非破壊評価を行い,その有用性を示した.3.超音波表面波の受信波形データから表面波速度,伝播時間などを正確に検出するために,ウェーブレット変換を利用したデータ解析ソフトウェアを開発し,その有用性を確認した.4.表面き裂(あるいは,これを模擬したスリット)を導入した試験片に対して接触型線集束探触子を用いた超音波試験を行い,試験片内部の超音波伝播状態を可視化することにより,表面き裂の非破壊評価の高精度化を図るための基礎的な知見と指針を得た.5.表面き裂を模擬したスリットを導入した試験片に対して接触型線集束探触子を用いた超音波試験を行い,表面き裂の寸法・形状を推定する上で有益な受信波形データが得られることを確認した.実用に供されている構造要素の残存強度や予寿命を予測し有効利用するためには、実存のき裂や欠陥の非破壊評価技術が必要不可欠であるが、特に表面き裂の非破壊評価技術の開発は重要である。本研究では超音波表面波による表面き裂の非破壊評価法に着目し、ウェーブレット変換による超音波表面波形データ解析により表面き裂の寸法・形状を検出するとともに、検出した情報に基づいて表面き裂を可視化するシステムを構築することを目的としている。本年度の研究実績を要約すれば次のとおりである。1.従来の表面波探触子は各種の材料表面を伝播する表面波を励起・検出するには性能・効率が不十分であったため、表面波を励起・検出するための新しい超音波探触子を開発した。2.超音波試験によって測定される表面波波形データから表面き裂の寸法・形状の検出に有効な情報を抽出するために、ウェーブレット解析を行うソフトウェアを開発した。3.表面き裂のない平滑材およびコーティング材の超音波試験を実施し、本研究において開発した探触子の実用性を示すとともに、表面波波形データのウェーブレット解析の有効性を実証した。4.疲労負荷により所定の寸法の表面き裂を試験片に導入するための方法を検討し、有効な方法を確立した。今後は、まず、表面き裂を導入した試験片に対する超音波試験を実施し、表面き裂の寸法・形状に関する情報が的確に抽出できるかどうかを検討する予定である。実用に供されている構造部材の残存強度や予寿命を的確に予測するためには,実在するき裂や欠陥の寸法・形状の非破壊評価技術が必要不可欠であるが,中でも表面き裂の非破壊評価技術の開発は重要である.本研究では超音波表面波による表面き裂の非破壊評価法に着目し,ウェーブレット変換による超音波波形データ解析により表面き裂の寸法・形状を検出するとともに,検出情報に基づいて表面き裂を可視化するシステムを構築することを目的とした.本研究によって得られた成果を要約すれば次のとおりである.1.任意材料に対して超音波表面波を励起・検出するための新しい探触子(接触型線集束探触子)を試作・改良し,その基本的特性を超音波可視化などにより評価した.2.接触型線集束探触子を使用して,薄板およびコーティング層の機械的特性の非破壊評価を行い,その有用性を示した.3.超音波表面波の受信波形データから表面波速度,伝播時間などを正確に検出するために,ウェーブレット変換を利用したデータ解析ソフトウェアを開発し,その有用性を確認した.4.表面き裂(あるいは,これを模擬したスリット)を導入した試験片に対して接触型線集束探触子を用いた超音波試験を行い,試験片内部の超音波伝播状態を可視化することにより,表面き裂の非破壊評価の高精度化を図るための基礎的な知見と指針を得た.5.表面き裂を模擬したスリットを導入した試験片に対して接触型線集束探触子を用いた超音波試験を行い,表面き裂の寸法・形状を推定する上で有益な受信波形データが得られることを確認した.
ループス自己抗原反応性T細胞レセプターの遺伝子ワクチネーションによる病態の制御

SLE(全身性エリテマトーデス)の代表的なモデルマウスであるMRL/1prマウスにおいて、実験的自己免疫性脳髄膜炎(EAE)で実証されるようなT細胞ワクチネーション(TCV)が成立するかどうかを調ベた。まず抗DNA抗体が陽性のMRL/1prマウス脾細胞より、ワクチン細胞として利用できるヌクレオソーム反応性T細胞(dna51)を分離した。その後コントロールとなる抗U1RNP抗体の産生を刺激するT細胞を分離し、それらをIL-2で刺激しておいた後に放射線照射して非活性化し、MRL/1prマウスに移入した。その結果、非活性化dna51(i-dna51)を移入した場合には血清中の抗DNA抗体価の上昇が有意に抑制され、また免疫複合体性腎炎が軽症化した。生命予後は必ずしも改善しなかったが、血清クレアチニン濃度の上昇は抑制されていた。この有効性の機序として、ワクチン細胞であるdna51に対する抑制抗体が血清中に認められた。この抑制抗体は、dna51のTCRβ-CDR3の部分を認識することが証明されている。またdna51に対して細胞障害性を有するCD8陽性細胞が確認された。さらに興味深いことは、B細胞数も減少しており、i-dna51を移入したMRL/1prマウスではB細胞のdna51に対する抗原提示機能が明らかに低下していた。抗DNA抗体はSLE、特にループス腎炎における疾患標識抗核抗体であるが、TCVは抗DNA抗体を目印として、それに関与する自己反応性T細胞、B細胞さらには抗DNA抗体産生の抑制を包括的に制御できる新たな治療法として期待できる。現在のSLEの治療は非特異的な免疫抑制療法であり、副作用も多い。このようなより特異的な細胞抑制療法がヒトSLEの治療に応用できるよう、現在ハイブリドーマの作成に力を入れている。全身性エリテマトーデス(SLE)における特異的な免疫抑制療法の開発のため、以前から申請者はループス自己抗原反応性T細胞を用いたワクチネーションを行ってきた。その結果、ループス自己抗原(ヌクレオソーム)反応性CD4^+Th1細胞を用いたワクチネーションがSLEのモデルマウス(MRL/1prマウス)の治療として有効で、その機序としてT細胞レセプター(TCR)のVβ-CDR3に対する抑制抗体と自己反応性T細胞傷害性CD8およびCD4陽性T細胞が誘導されることを報告してきた。本年度は、ループスのモデルマウスであるMRL/1prマウス脾細胞から自己反応性T細胞(ART-S)を新たにライン化し、それをMRL/1prマウスに繰り返し移入することにより同T細胞ラインに対する抗イディオタイプ抗体を誘導した。さらにそのマウス脾細胞を用いてB細胞ハイブリドーマを作成した。フローサイトメトリーによるスクリーニングにより、ART-Sの表面抗原を特異的に認識するIgGを産生するハイブリドーマが8種類えられた。しかし現在得られたハイブリドーマが産生するIgGが認識する部位は不明であり、今後免疫ブロット法などで検討する予定である。また同様に抗核抗体を産生するハイブリドーマが4種類得られた。間接免疫蛍光法ではヒトSLEで認められる染色パターンと全く同じであり、本来の目的とは異なるが、今後抗核抗体の病因的意義を追求するために貴重なハイブリドーマであると考えている。全身性エリテマトーデス(SLE)における特異的な免疫抑制療法の開発のため、申請者はループス自己抗原反応性T細胞を用いたワクチネーションを行ってきた。その結果、ループス自己抗原(ヌクレオソーム)反応性CD