hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗腫瘍免疫賦活能を有する癌特異的複製型ヘルペスウイルスベクターの基礎開発

皮下腫瘍モデルにおける腫瘍内投与では、T-mIL23iresとT-mIL23scはいずれもT-01に比べ有意に高い抗腫瘍効果を示したが、低用量ではT-mIL23scの方がT-mIL23iresに比べより高い効果を呈した。両側皮下腫瘍モデルにおける片側投与で、T-mfIL12とT-mIL23scを併用すると、両側いずれの腫瘍に対しても、それぞれの単独投与に比べ有意に高い治療効果を示した。種々の抗腫瘍免疫賦活活性を有する癌特異的複製型HSV-1の効果的な使用により、低用量で高い治療効果を出せることが示された。
札幌市の少子化:政令指定都市の出生力のシステム・ダイナミック・モデル構築

出生・婚姻関係、進学学歴、就業関係等の性・年齢・地域別・時系列(札幌市・他の政令指定都市)データを収集・分析するとともに、他の政令指定都市との比較も踏まえ、少子化の要因とそのメカニズムの解明を行い、因果関係を組み込んだシミュレーションモデルの構築を進めた。札幌市では男女の人口移動格差が性比の不均衡を生み、晩婚晩産化によるキャッチアップを妨げていること、配偶関係別移動率にも差異があることを解明した。本研究は、札幌市の、出生・婚姻関係、進学学歴、就業関係などの時系列・年齢別・地域別(札幌市及び他の政令指定都市)データを収集・分析するとともに、他の政令指定都市との比較も踏まえ、少子化の要因とそのメカニズムの解明を行い、因果関係を組み込んだシミュレーションモデルを構築することを目指している。このため初年度では2005年の国勢調査結果と同年の人口動態統計を中心に、都道府県及び政令指定都市のデータを収集するとともに、札幌市の少子化の人口学的要因について比較分析を行い、その特徴の抽出を行った。2005年の合計特殊出生率と5歳年齢階級別出生率でクラスター分析(グループ間平均連結法)の結果、産業都市型(さいたま市、横浜市、静岡市、千葉市、川崎市、名古屋市)、サービス都市型(京都市、神戸市、仙台市、大阪市、福岡市)、全国平均型(広島市、北九州市)、超低出生型(札幌市、東京区部)という4類型が得られ、このうち東京区部では29歳以下の若年での低出生率に対し35-39歳以降の高出生率という形で晩婚晩産によるキャッチアップが見られるのに対し、札幌市では低いままに留まるという特異性が確認できた。なお、詳細な分析結果については札幌市こども未来局と意見交換・統計分析結果に関する報告会を行うとともに、これまでの成果を論文として取りまとめ学内紀要に発表した。また最新の成果について2008年6月の日本人口学会で報告する。2007度は日本の政令指定都市間の比較を通じ札幌市の少子化の人口学的特徴について考察した。その結果、2005年国勢調査と人口動態調査から性比と女子の未婚初婚率の間に強い正の相関が見られること、札幌市では20-24歳、25-29歳における男女の人口移動率格差が性比の低下を招き、これが女子の未婚初婚率を低く抑えること、さらに男女の未婚初婚率格差として30-34歳以上の未婚性比のアンバンラスにつながり、30-34歳以上の女子の未婚初婚率を低水準に留め、結果的に晩婚化によるキャッチアップを妨げている可能性があることがわかり、その成果を2008年6月の日本人口が報告し多大な反響を得た。そこで今年度は両者の関係をシミュレーションモデル化するため、この点について時系列的分析を行い、1950年から2005年までの国勢調査の性・年齢5歳階級別人口を用いてセンサス間の性・年齢5歳階級別純移動率と各年次における性比を求め、以下、3点の知見を得た。1)純移動率から時系列的に性比を予測しうる。2)純移動率の主要な要因は大学進学移動と大卒後の就業移動3)20-24歳、25-29歳の性比と女子コーホートの未婚初婚率の間には明確な時系列相関がある(2009年6月人口学会大会にて報告予定)。本研究では、札幌市の、出生・婚姻関係、進学学歴、就業関係などの時系列・年齢別・地域別(札幌市及び他の政令指定都市)データを収集・分析ずるとともに、他の政令指定都市との比較も踏まえ、少子化の要因とそのメカニズムの解明を行い、因果関係を組み込んだシミュレーションモデルを構築することを目指をした。平成21年度は、その最終年度にあたり、平成20年で検討した人口移動率の変動要因を組み込んだモデルを開発し、2000年から2035年までの将来予測シミュレーシヨンを行い、その結果を踏まえ、さちに社会・経済的影響や政策的対応の政策変数の操作を加え、可能な政策オプションとその効果シナリオを検討した。主要な成果として、平成20年度に行った性比、人口移動、女子未婚初婚率の関係に関する時系列的分析をまとめ、平成21年6月人口学会大会にて「札幌市の少子化:人口移動と性比」として報告、これを論文化・投稿し、同年11月の『人口学研究』に掲載された。また、この分析結果と関連し、従来より不明であった配偶関係別鈍移動率の分析を進め、その解明に成功、その成果を「札幌市の配偶関係別純移動率2000年-2005年の推計」として、同年9月の人口学会・東日本部会にて報告、これを論文化し学内紀要に投稿、平成22年3月に掲載された。

さらに、.札幌市の人口移動の経年変化の変動要因については、北海道内外との高校・大学進学移動やその後の就職移動を中心に、札幌市の人口移動の基本構造と、その変動要因に焦点をあてた分析を進め、これをモデル化し、過去の人口移動のプロセスを再現、その結果や将来動向、少子化も含めた人口構造への長期的影響について考察し、18-19歳の移動、とりわけ札幌市と道内他地域の進学・就職移動が、近年の移動の主要な要因となっていることを明らかにした(この成果については平成22年9月の人口字会・東日本部会にて報告予定)。
腫瘍リンパ管新生の分子機構とその制御によるリンパ節転移の抑制

1.リンパ管マーカーpodoplaninのがん細胞での発現とリンパ節転移は相関するpodoplaninに対する抗体を作成した。各種組織アレイを用いて、がん細胞でのpodoplaninの発現とリンパ節転移が相関することを示した(submitted)。また、この抗体によって、podoplaninが中皮腫のマーカーとなることがわかった。2.ホメオボックス遺伝子prox1はがん細胞ではがん抑制遺伝子として働くprox1は様々ながん細胞で発現する。膵臓がん、肝臓がん、肺がんで、prox1の発現はがんの分化度と相関した。また、Prox1はがん細胞の増殖・トランスフォーメーションを抑制する。以上から、prox1はがん抑制遺伝子であることがわかった。さらに、prox1は膵臓がん、食道がんでRNA編集を受けることを発見した。この変異によって、prox1は機能を失う。ゲノム遺伝子の変異でなく、RNAの変異によってもがんの悪性度に影響を及ぼすという新しい概念を提唱した。(submitted)胎児期(E13.5)の肝臓から、肝臓前駆細胞とThy1陽性間質細胞を分離した。さらに、Thy1陽性間質細胞はpodoplaninの発現によって2つに分離することがわかった。Podoplanin陽性間質細胞は肝臓前駆細胞の分化を誘導し、podoplanin陰性間質細胞は肝臓前駆細胞の未分化を維持することを示した。現在、これら間質細胞と肝臓がん進展との関連を調べている。(submitted)4.リンパ管内皮細胞の分化過程の解析ES細胞をOP9細胞上で培養することで、LECを分化誘導することに成功した。この系を用いて、リンパ管分化にVEGF-C, Angiopoietin-2が必須であることを明らかにした。しかし、これら分子のみでは不十分で、必須因子がOP9の培養液内に存在することがわかった。また、Notch変異ES細胞を用いて、Notchシグナルが血管前駆細胞とリンパ管の分化を決定することも示した。(in revision)1.リンパ管マーカーpodoplaninのがん細胞での発現とリンパ節転移は相関するpodoplaninに対する抗体を作成した。(in revision)[方法](1)胃癌患者30例の手術標本のリンパ管密度を免疫染色で検討した。(2)胃癌細胞株AZL5Gをヌードマウス胃壁に同所性に移植すると6週間で所属リンパ節に転移する。このマウスに抗VEGFR3抗体を3日毎に全身投与して、リンパ節転移を抑制するかどうか調べた。[結果]胃癌患者のリンパ管数とリンパ節転移の頻度に相関があった。リンパ管マーカーであるLYVE-1のポリクローナル抗体を作成した。その抗体を用いて胃癌病巣の免疫染色をした。リンパ管数はリンパ節転移陰性例で14.7±4.0/視野であったのに対し、リンパ節転移陽性例では32.7±5.7/視野と有意に高値であった。抗VEGFR3によってリンパ節転移が阻止された。AZL5Gは親株と比較しVEGF-Cの発現が高く、腫瘍内リンパ管数は33.3±5.6/視野で、ヒト胃がんのリンパ節転移陽性例に相当した。抗VEGFR3抗体投与群では、10.5±1.5/視野に低下した。リンパ節転移はコントロール群が75%に対し、抗VEGFR3群では19%に低下した。原発腫瘍の重量と血管数には差が認められなかった。[考察]リンパ管新生がリンパ節転移を促進させるという仮説がヒト胃癌症例でも正しいことが示された。抗VEGFR

3抗体によってリンパ管新生が抑制され、結果としてリンパ節転移を阻止する可能性がマウス実験で確かめられた。今後、この治療法の別の薬剤の可能性を探り、実際の治療法としての確立にむけた努力が必要となる。1.リンパ管マーカーpodoplaninのがん細胞での発現とリンパ節転移は相関するpodoplaninに対する抗体を作成した。各種組織アレイを用いて、がん細胞でのpodoplaninの発現とリンパ節転移が相関することを示した(submitted)。また、この抗体によって、podoplaninが中皮腫のマーカーとなることがわかった。2.ホメオボックス遺伝子prox1はがん細胞ではがん抑制遺伝子として働くprox1は様々ながん細胞で発現する。膵臓がん、肝臓がん、肺がんで、prox1の発現はがんの分化度と相関した。また、Prox1はがん細胞の増殖・トランスフォーメーションを抑制する。以上から、prox1はがん抑制遺伝子であることがわかった。さらに、prox1は膵臓がん、食道がんでRNA編集を受けることを発見した。この変異によって、prox1は機能を失う。ゲノム遺伝子の変異でなく、RNAの変異によってもがんの悪性度に影響を及ぼすという新しい概念を提唱した。(submitted)胎児期(E13.5)の肝臓から、肝臓前駆細胞とThy1陽性間質細胞を分離した。さらに、Thy1陽性間質細胞はpodoplaninの発現によって2つに分離することがわかった。Podoplanin陽性間質細胞は肝臓前駆細胞の分化を誘導し、podoplanin陰性間質細胞は肝臓前駆細胞の未分化を維持することを示した。現在、これら間質細胞と肝臓がん進展との関連を調べている。(submitted)4.リンパ管内皮細胞の分化過程の解析ES細胞をOP9細胞上で培養することで、LECを分化誘導することに成功した。この系を用いて、リンパ管分化にVEGF-C,Angiopoietin-2が必須であることを明らかにした。しかし、これら分子のみでは不十分で、必須因子がOP9の培養液内に存在することがわかった。また、Notch変異ES細胞を用いて、Notchシグナルが血管前駆細胞とリンパ管の分化を決定することも示した。(in revision)
敗血症性ショック時の臓器血流および機能に対する一酸化窒素の役割

敗血症性ショック時の臓器血流に対する一酸化窒素の役割を一酸化窒素合成酵素(NOS)阻害剤を用い検討した。1.一酸化窒素の敗血症性ショック時の全身循環への作用敗血症性ショックモデル犬に対し、構成型NOSおよび誘導型NOS阻害剤であるL-NAMEは、投与直後より急激に血圧および血管抵抗を上昇させたが、心拍出量を減少させた。誘導型NOS阻害剤であるL-canavanineは、緩やかに血圧および血管抵抗を上昇させ、心拍出量を僅かに上昇させた。NOSを阻害することなく一酸化窒素を消去するcarboxy-PTIOは、緩やかに血圧および血管抵抗を上昇させ、心拍出量を僅かに上昇させた。これらのことより、敗血症性ショック時の血圧低下には、一酸化窒素が関与していることが再確認された。また、構成型NOSを阻害すると心拍出量の低下が認められることより、敗血症性ショック時の全身循環の調節には構成型NOS由来の一酸化窒素が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。2.一酸化窒素の敗血症性ショック時の肝循環への作用敗血症性ショックモデル犬に対し、L-NANEは、総肝血流量および総肝血流量/心拍出量を減少させた。L-canavanineは、門脈血流は減少させたが、肝動脈血流を増大させ、総肝血流量を僅かに増加させた。これらのことより、敗血症性ショック時の肝血流調節には構成型NOS由来の一酸化窒素が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。また、敗血症性ショック時の心拍出量低下の要因は、肝血流量の低下が大きな要因である考えられ、敗血症性ショックの治療には、肝血流の改善が重要であることが示唆された。
競争的環境下の大学における職員の専門職化に関する国際比較研究

本研究は、大学における教育研究以外の専門的諸機能の向上を目指して、今後の事務機能や学生支援機能の専門化、これらに従事する大学職員の専門職化の在り方等について検討することを目的として始められたものである。調査は、先行研究に基づく文献の読解、インターネットによる資料収集、アンケート調査、国内外の大学や専門職団体を訪問しての聞き取り調査等によって行った。また、研究成果については、適宜、学会誌やその他の出版物に発表するとともに、各種研究会その他の場において公表に努めてきた。また、成果の一部は、広島大学高等教育研究開発センターが毎年開催してきている大学職員等向けの公開セミナーといった現職職員開発活動の実践の場においても活用されている。本研究の報告書は、総論(第I編)、大学職員の専門職化の実態(第II編)、外国の事例(第III編)、英文論考(第IV編)から構成される。第I編では、世界と日本における大学職員の専門職化に関する動向を概観し、続く第II編では、日本の大学における教育研究以外の諸機能から学生系と教務系を取り上げて、職員の専門職化についての検討を行った。これら両機能を取り上げたのは、財務や人事といった(狭義の)管理運営部門に必要とされる専門性は他の機関(営利・非営利)のそれと大きく変わらないこと、また、近年、大学行政管理学会や国立大学マネジメント研究会など実務家を中心とした組織が精力的に管理運営の研究を行っていることに鑑み、大学固有の業務であり、大学特有の専門性(あるいはその要素)があると考えられ得る学生系と教務系に重点を置いた次第である。第III編では米国とフランスの例を取り上げた。最後の第IV編では、本研究の一環として公表した英文論考を収録した。1.文献等の講読を通じた調査本年度は、国内外の文献及びその他の出版物の講読、Web検索を通じて、諸外国における職員の専門職化に関して基礎的な調査を行った。特に、米国における専門職の分化状況、その機能、養成の在り方、専門職団体の活動等について、基礎的な知見を得ることができた。2.講演等調査を通じて得られた知見を活用しつつ、それぞれ、メディア教育開発センターIT活用型リーダー職員(教務系)育成講座で「米国の大学のIT担当職員」と題し、広島大学高等教育研究開発センター公開セミナーで「米国の大学における学生支援」と題し、大学コンソーシアム京都SDフォーラムで「今後の大学職員養成」と題し講義を行った。また、立命館及びひろしま国際センターが主催する中国大学管理職員研修において、大学職員の育成等についての講義を行った。これらの講義は、これまでに得られた知見の整理に寄与するとともに、現場の情報を得る有益な機会となった。3.国内外の調査国内においては、事務職員、並びに入学審査、学生支援、教育支援、産学連携、その他専門性を有すると考えられる業務に従事する者(教員の身分を有する者を含む)に、訪問調査を含み、様々な機会を活用してインタビューを行い、情報収集に努めた。また、同時に、アンケート調査についての検討を開始した。国外では、米国の大学(ペンシルバニア州立大学、米国カトリック大学)、専門職団体等(NASPA、CAS等)を訪問し、Webで収集した情報では得難い情報の収集を行った。1.文献等の講読を通じた調査本年度は、昨年度に引き続いて、国内外の文献及びその他の出版物の講読、Web検索を通じて、諸外国における職員の専門職化に関して基礎的な調査を行った。米国やフランス、ドイツ等における専門職の分化状況、その機能、養成の在り方、専門職団体の活動等について、基礎的な知見を得ることができた。2.国内外の調査国内に関しては、学生支援担当職員に関するアンケート調査を全国の国公私立大学大して行った。その分析は平成19年度に行う予定である。国外については、フランスの教務系職員の教育チームに関する役割についてインタビュー調査を行った。また、オランダにおける国際交流に関する専門職員の業務や研修等についての情報を得た。

3.講演等調査を通じて得られた知見を活用しつつ、愛知大学事務系専門職トレーニング講座、立命館が主催する中国大学管理職員研修において、大学職員の育成等についての講義を行った。また、全大教・日本私大教連「第1回全国大学職員フォーラム」で「大学職員の過去・現在・未来-今後の職員の在り方について考える-」と題して講演を行った。これらの講義・講演は、これまでに得られた知見の整理に寄与するとともに、現場の情報を得る有益な機会となった。4.研究会広島大学高等教育研究開発センター公開研究会の一環として、平成19年3月に「大学教育における教務系職員の役割-チームの一員として」と題して、林一夫メディア教育開発センター教授及び田中岳京都精華大学教育推進センター職員を招聘して研究会を開催した。5.出版本研究の一部の成果も活用しながら、COE研究シリーズとして「SDの制度化に関する研究」等を出版した。1.文献等の講読を通じた調査本年度は、昨年度に引き続いて、国内外の文献及びその他の出版物の講読、Web検索を通じて、諸外国における職員の専門職化に関して基礎的な調査を行った。米国やフランス、ドイツ等における専門職の分化状況、その機能、養成の在り方、専門職団体の活動等について、基礎的な知見を得ることができた。2.国内外の調査昨年度に実施した日本の学生支援担当職員に関するアンケート調査の分析を行った。また、その結果は学会等に発表し、また、報告書にも収録した。国外については、フランスの大学において訪問調査を行ったほか、アイルランドで開催された国際学会等を通じて情報収集を行った。3.講演等調査を通じて得られた知見を活用しつつ、愛知大学事務系専門職トレーニング講座(有限会社関西教育考学が実施)、広島大学高等教育研究開発センター高等教育公開セミナー、日本学生支援機構職員研修会等で講演・講義を行った。4.出版本研究の一部の成果を活用しながら、学会誌、RIHE英文ジャーナル、『大学と学生』等、その他の出発物において論文等の出版を行った。5.報告書作成本研究の成果をまとめた報告書を作成した。
CIE文書に基づく占領下の教師教育・教員免許制度改革に関する実証的研究

教刷委で教員養成をめぐってアカデミシャンとエデュケーショニストの論争が展開されたことが知られている。しかし、本研究によって、教刷委での議論の前に、CIEの指示に基づいて、東京第一師範学校での新カリキュラムの開発と師範学校用の新教科書の編纂が精力的に進められていたことが明らかになった。すなわち、CIEと文部省は、教員養成を目的とする学校の存続を前提として改革に着手しており、そこでは当初から教職教育を重視していた。平成20年度は、これまでにすでに収集済みのCIE Recordsの中から、本研究テーマに関わる主要文書を選び出し、その一部を検討した。また、日本側の第一次資料のうち、国立教育政策研究所所蔵『戦後教育資料』の一部と、『田中二郎文書』を収集して、ハードコピー化した。さらに、教師教育・教員養成・教員免許制度・戦後教育改革等に関する図書・文献を検討し、このテーマに関する先行研究を確認した。本研究の目的は、占領下における教師教育に関するCIE文書を系統的に検討することによって、第一にCIEの果たした役割、文部省の対応、各師範学校および旧制大学等の対応を実証的に明らかにし、第二に、戦後日本における教職教育の内容を、CIEがいかなるものにかえようとしたのかを解明し、そして第三に、CIE主導の下に進められた教員資格・免許制度改革過程を明らかにすることである。膨大なCIE文書の中から教師教育・教員免許制度改革に関する文書を探し出すことは骨の折れる作業であるが、教師教育・教員免許制度改革関係の資料は少なくはないので、多くの文書が見つかっている。ただし、本研究は資料に基づく実証研究であるため、初年度である平成20年度は、資料の収集と整理に時間と労力がとられ、分析結果を発表するに至ってはいない。最終的には、CIE Records所収の諸資料、その他の米国側資料にもとづいて、占領下における教師教育カリキュラムの改革をめぐって、CIEスタッフ、文部省担当者、日本人の教育学者などがそれぞれどのような構想を抱き、いかなるダイナミズムの中で改革が推移していったのかを実証的に解明したい。ただし、本研究は資料に基づく実証研究であるため、平成20年度は資料の収集と整理を行い、平成21年度はそれらの分析を行った。その結果、「教職員の教育研究協議会新設に関する件」通牒の作成経緯を明らかにしたので、平成22年度に論文を公刊する。また、1946年における文部省とCIEの教師教育をめぐる動向も解明したので、平成22年度に論文を執筆する。最終的には、CIE Records所収の諸資料等にもとついて、占領下における教師教育カリキュラムの改革をめぐって、CIEスタッフ、文部省担当者、日本人の教育学者などがそれぞれどのような構想を抱き、いかなるダイナミズムの中で改革が推移していったのかを実証的に解明する予定である。膨大なCIE文書の中から教師教育・教員免許制度改革に関する文書を探し出すことは骨の折れる作業であるが、教師教育・教員免許制度改革関係の資料は少なくはないので、多くの文書を収集した。その分析の結果、CIEが当初各学校における民主的な現職教育を重視しており、その促進のために「教職員の教育研究協議会」を新設した。その経緯を明らかにして論文「CIE文書に見る『教職員の教育研究協議会新設に関する件』通牒の作成経緯」を作成・公刊した。また、1946年における文部省とCIEの教師教育をめぐる動向を解明したので、「CIEの会議報告からみた占領初期における教師教育改革---CIE発足から教師教育担当官カーレーの着任まで---」を作成・公刊した。この論文では、教育刷新委員会で師範教育についての批判が展開される前に、CIEと文部省との間で、教員養成を目的とする学校の存続・発展を前提として教師教育の内容の改革に着手しており、そこでは当初から教職教育重視が前提になっていたことを明らかにした。さらに1947年以降の資料を分析・検討した。

今後も、C I E Records所収の諸資料等にもとづいて、教師教育カリキュラムの改革をめぐって、C I Eスタッフ、文部省担当者、日本人の教育学者などがそれぞれどのような構想を抱き、いかなるダイナミズムの中で改革が推移していったのかを実証的に解明する。
都市建築の持続可能な水循環を実現するための雨水活用に関 する研究

都市建築の水循環を透明性ある判断指標を考えるうえで、我が国のCASBEEは事業段階に応じた基本ツールであり、建築物の環境品質と環境負荷から評価できることなど優れた仕組みとなっている。一方、国外のLEEDやBREEAM等に比較すると水環境に係る評価内容は定性的で評価結果に対する透明性に課題が残る。建築物における使用水量で不明確な点である建物活動量と給水原単位との関係性についての実態調査や、極稀あるいは想定外の降水に対する雨水活用の省資源性評価、建物レベルでのBCP対策をDCP対策へ展開させることを通じて、我が国の環境性能評価おける水環境の評価項目を定量的で透明性のあるものへと発展させる。
大腸癌幹細胞を標的とした新規抗体療法の基礎的研究

LC-MS/MS解析の結果、大腸癌幹細胞マーカーLgr5に共役する分子としてsyntenin-1を同定した。syntenin-1発現の臨床病理学的因子および予後との関連を検証し、機能解析を行った。5年全生存率は低発現群:高発現群=97.8%:63.8%(p=0.001)、5年無再発生存率は低発現群:高発現群=92.4%:61.7% (p=0.001)で、syntenin-1高発現群で有意に再発率が高く生存率が低かった。shSyntenin-1にてL-OHPに対する感受性は有意差に上昇した(p<0.05)。現状の治療法では癌の再発を完全に制御することは困難であり、新しいコンセプトの治療薬の開発が喫緊の課題である。本研究は癌幹細胞仮説に則った新しいコンセプトを基とする治療法を開発する。我々が発見した幹細胞特異的分子であるLgr5の全長型に対する抗体を応用することで、1大腸がん幹細胞のさらなる濃縮とその性質の解明、2抗がん剤をコンジュゲートした抗Lgr5モノクローナル抗体を作成し、in Votroでその治療効果を判定する、3ヒト大腸がん由来Xenograftモデルを作成し、in Vivoにおける治療効果の判定と、メカニズム解析を行うことを目的とする。当科で作成した抗ヒト全長型Lgr5抗体を用いて分取し、解析することで全長型LGR5の腸管上皮幹細胞ならびに癌組織における幹細胞性に関する重要なメカニズムを得る。さらに正常と癌との間で異なるメカニズムを解明し、より癌幹細胞に特異的な治療法が開発されることが期待される。次の段階として、抗体をモノクローナル化し、抗腫瘍効果の検討を行う。より効率的に癌腫の縮小効果を得るために、抗腫瘍薬をコンジュゲートし、動物実験にてその効果と安全性を確認する。臨床検体を用い、細胞分取を行うことで臨床検体における全長型Lgr5陽性細胞の特性を理解する。幹細胞性が証明されることが予測されるわけであるが、同時に抗体をモノクローナル化し、さらに細胞障害性を有するチューブリン重合阻害剤DM1をコンジュゲートすることにより殺細胞性のモノクローナル抗体を作成する。治療目的の抗体が得られた後に、同時に作成しておいたXeograftモデルを対象に治療実験をすることで、効果のメカニズム解析を行う。また、メカニズム解析の一端として抗全長型Lgr5抗体を用いた共免疫沈降を行い、共役する分子の特定を行う。全長型Lgr5の機能解析は予定通り進んでいる。In silicoでの解析では全長型Lgr5とスプライスバリアント型Lgr5とで細胞外ドメインの構造と特性が全く異なることを示している。このことはリガンドとの結合能が異なることを意味しており、興味深い事実である。しかしながら、全長型モノクローナル抗体の作成に難渋しており、研究の推進がやや遅れていると判断する。LC-MS/MS解析の結果大腸癌幹細胞マーカーLgr5に共役する分子としてsyntenin-1を同定した。syntenin-1の高発現が複数のがんおいて予後不良因子となることが報告されているが、大腸癌においてはいまだ報告はない。以下大腸癌におけるsyntenin-1発現の臨床病理学的因子および予後との関連を検証し、その機能解析を行った。(1)2006年から2009年までに当科で根治手術を施行した連続する139例の大腸癌症例を対象とし、切除標本におけるsyntenin-1の発現を免疫組織染色により2群に分類し、臨床病理学的因子および予後との関連性を調べた。(2)3種類のmicrosatellite stable (MSS)大腸癌細胞株に、syntenin-1に対するshRNAを導入し増殖能・遊走能・抗癌剤感受性アッセイを行った。(1)臨床病理学的因子での比較においては高発現群で分化度(p=0.001)の他に有意な因子を認めなかった。5年全生存率(overall survival: OS)は低発現群:高発現群=97.8%:63.8%(p=0.001)、5年無再発生存率(relapse free survival: RFS)は低発現群:高発現群=92.4%:61.7% (p=0.001)で、syntenin-1高発現群で有意に再発率が高く生存率が低かった。多変量解析ではOSにおいてはCA19-9値と並んでの(p<0.0001)、RFSにおいては脈管侵襲と並んでの(p<0.0001)予後予測因子であった。(2)shRNAでsyntenin-1を抑制すると、増殖能に有意差は認めなかったが、遊走能は有意に低下した(p<0.05)。また、5-FUに対する感受性は有意差を認めなかったが、L-OHPに対する感受性は有意差に上昇した(p<0.05)。大腸癌においてsyntenin-1の高発現はOS・RFSの悪化に関与し、予後予測に有用なマーカーとなりうることが示唆された。また、syntenin-1は遊走能と進行再発大腸癌治療におけるkey drugであるL-OHPに対する薬剤感受性に関与していた。

5年全生存率は低発現群:高発現群=97.8%:63.8%(p=0.001)、5年無再発生存率は低発現群:高発現群=92.4%:61.7% (p=0.001)で、syntenin-1高発現群で有意に再発率が高く生存率が低かった。shSyntenin-1にてL-OHPに対する感受性は有意差に上昇した(p<0.05)。全長型Lgr5の機能解析を推進する必要があると考え、培養細胞株由来のタンパクの網羅的解析の結果より、Lgr5に共役するアンカー分子である分子Xを特定している。当科において保有している臨床情報つきの検体の該当分子による免疫染色を行なった結果、分子Xの高発現群は無再発生存期間、全生存期間において有意に悪いという結果であった。今後は引き続きモノクローナル抗体の作成を継続すると同時に、分子Xの治療標的となる可能性につき解析を行ってゆく。下部消化管外科研究試薬の相見積もりを取ることで、研究費の節約を行っており、次年度への予算へ回すことが可能となった今後、細胞機能解析ならびに抗体作成等を行っていく予定である。
CT画像と6自由度顎運動解析による咀嚼運動中の顎関節空隙の定量的評価

はじめに:平成7年度の研究計画は,健全有歯顎者のCT撮影から顎関節形態の再現および咀嚼運動中の顎関節空隙の様相を定量的に評価する予定であった.しかし、スライス方向を体軸位とすると両側の顎関節像を一度の撮影で捉えられるものの、頭位の位置づけにより顆頭の頭頂部付近で形態が一部欠落するため、最も観察したい部位の顆頭運動が不明確になり初頭の目的を達することができなかった.そこで、欠落部位を補うためにコンピュタ-上で3次元的に形態データをスプライン補間して顆頭を再現することを考察し、本年度はその精度について検討した研究の方法:乾燥頭蓋骨3体について三次元形態測定器を用いて顆頭の頭頂部から下方15mmの範囲の表面形状を0.5mm間隔で実測した.次に骨をスライス厚2mm、スライス間隔1mmでCT撮影し、再構築した形態をスプライン補間した後、実測値の形態と重ねあわせて比較した.精度は、前頭面、水平面、矢状面の各断面ごとに求めた.結果とまとめ:精度は、前頭面で平均0.45mm、水平面で0.37mm、矢状面で0.33mm、総平均は0.38mmであった.この値は、単純断層撮影から再構築した他の報告の精度と比べても小さく、作業側顆頭運動のような微細な動きに対しても充分に再現可能である.また、CTによる再構築は今後、画像のデジタル処理がさらに向上することにより、その精度に期待できる.はじめに:平成7年度の研究計画は,健全有歯顎者のCT撮影から顎関節形態の再現および咀嚼運動中の顎関節空隙の様相を定量的に評価する予定であった.しかし、スライス方向を体軸位とすると両側の顎関節像を一度の撮影で捉えられるものの、頭位の位置づけにより顆頭の頭頂部付近で形態が一部欠落するため、最も観察したい部位の顆頭運動が不明確になり初頭の目的を達することができなかった.そこで、欠落部位を補うためにコンピュタ-上で3次元的に形態データをスプライン補間して顆頭を再現することを考察し、本年度はその精度について検討した研究の方法:乾燥頭蓋骨3体について三次元形態測定器を用いて顆頭の頭頂部から下方15mmの範囲の表面形状を0.5mm間隔で実測した.次に骨をスライス厚2mm、スライス間隔1mmでCT撮影し、再構築した形態をスプライン補間した後、実測値の形態と重ねあわせて比較した.精度は、前頭面、水平面、矢状面の各断面ごとに求めた.結果とまとめ:精度は、前頭面で平均0.45mm、水平面で0.37mm、矢状面で0.33mm、総平均は0.38mmであった.この値は、単純断層撮影から再構築した他の報告の精度と比べても小さく、作業側顆頭運動のような微細な動きに対しても充分に再現可能である.また、CTによる再構築は今後、画像のデジタル処理がさらに向上することにより、その精度に期待できる.
質的・量的フェノロジーが東南アジア熱帯季節林の水・炭素交換に及ぼす影響の解明

雨期乾季の明瞭な東南アジアの落葉性熱帯季節林において、森林-大気間の水・炭素交換量の季節変化の形成要因を長期現地観測に基づき調べた。土壌水分増加が展葉・蒸散開始の主要なトリガーであること、乾期初めには落葉や葉の光合成能力の明瞭な低下(量的・質的フェノロジー)はまだ見られないが、土壌水分低下による気孔閉鎖(生理的環境応答)が初期の蒸散量低下・純生態系交換量増加を促していたことから、降雨変動に伴う土壌水分変化が展葉や気孔開度を介して水・炭素交換量の季節変化の形成に重要な影響を及ぼしていることが分かった。雨期乾季の明瞭な東南アジアの熱帯季節林において、群落スケールの炭素同化量・蒸散量の季節変化に対し、光合成・蒸散器官である葉量の変化という量的フェノロジーや、個葉の光合成能力や蒸散特性の季節変化という質的フェノロジーが、どのような影響を与えているのかを把握するため、常緑性・落葉性の両タイプの森林サイトにおいて、1乱流変動法による樹冠上熱・水・炭素フラックスの連続計測、2LAIの季節変化のモニタリング、3個葉の光合成特性に関わるパラメータの計測、を前年に引き続き実施した。3については、葉の定期サンプル分析に加え、落葉林サイトでは年3回の現地での個葉光合成・蒸散速度の計測を行った。落葉性熱帯季節林(チーク人工林)では、展葉によるLAIの増加に伴って純生態系生産量や蒸散量は増加するが、展葉のタイミングは土壌水分の増加と関係があることが分かった。また、乾期の初めに、落葉によるLAI低下よりも前に純生態系生産量や蒸散量は低下するが、これは土壌水分の低下によって群落コンダクタンスが低下したためであることが、樹冠上乱流フラックスの解析から分かった。また、個葉の光合成・蒸散速度の計測からも、乾期初めには葉の光合成能力は低下していないが、気孔コンダクタンスが低下したために炭素同化速度や蒸散速度が低下したことが示された。以上のことから、この落葉性チーク人工林では、LAIという量的フェノロジーに加え、土壌や大気の乾燥に伴う気孔コンダクタンスの低下という生理的応答が、炭素同化量や蒸散量の季節変化を形作る主要な要因になっていることが分かってきた。雨季乾季の明瞭な熱帯季節林において、群落スケールの水・CO2フラックスの季節変化に対し、光合成・蒸散器官である葉量の変化(量的フェノロジー)、個葉の光合成能力や蒸散特性の季節変化(質的フェノロジー)、気象の変化に伴う気孔開度の調整(生理的環境応答)が、それぞれどのような影響を与えているのかを明らかにするため、タイ北部の落葉性熱帯季節林(チーク人工林)で、1群落スケールの水・CO2フラックス計測、2LAI計測、3個葉の光合成・蒸散特性に関わるパラメータの計測を行った。比較対象としてタイ北部の丘陵性常緑季節林でも計測を行った。落葉性チーク林では、展葉によるLAIの増加に伴い蒸散量や純生態系生産量が増加するが、展葉・蒸散開始時期は大きく年々変動し、降雨に伴う土壌水分増加がそのトリガーとなること、降雨開始の早い年ほど土壌水分増加から展葉・蒸散開始までのタイムラグが長くなること、がわかった。乾季には落葉によるLAI低下よりも早く蒸散量や純生態系生産量が低下するが、このとき樹冠上部の葉の電子伝達速度や葉面積当りの窒素量にはまだ明瞭な低下は見られず、群落コンダクタンスは低下していたことから、蒸散量や光合成量の初期の低下は、LAIや葉の光合成能力の低下によるのではなく、主に乾燥に伴う気孔コンダクタンスの低下が原因であることがわかった。以上のことから、落葉性チーク人工林では、雨季乾季に伴う水分環境の変化に対する樹木の生理的応答が、蒸散量や炭素収支の季節変化の重要な制御要因となっていることがわかった。本課題の研究期間はH23-26度の予定であったが、H26度以降は「同位体年輪分析による落葉・常緑熱帯林の気象・生理的環境応答の長期変動履歴の解明」(H26-29度基盤B)に引き継がれ、本課題はH25で終了する。雨期乾季の明瞭な東南アジアの熱帯季節林において、群落スケールの炭素同化量・蒸散量の季節変化に対し、光合成・蒸散器官である葉量の変化という量的フェノロジーや、個葉の光合成能力や蒸散特性の季節変化という質的フェノロジーが、どのような影響を与えているのかを把握するため、常緑性・落葉性の両タイプの森林サイトにおいて、(1)樹冠上熱・水・炭素フラックスの連続計測、(2)LAIの季節変化のモニタリング、(3)個葉の光合成特性の関わるパラメータの計測、を実施した。落葉性熱帯季節林(チーク人工林)において、展葉によるLAIの増加に伴って純生態系生産量や蒸散量は増加したが、いずれも落葉によるLAIの低下開始よりも前に徐々に低下することがわかった。

このとき、樹冠部の葉の窒素量や最大電子伝達速度はまだ低下しておらず、葉の光合成能力の低下によって光合成量や蒸散量が低下し始めたのではないことが示唆された。一方、土壌水分の低下に伴い群落コンダクタンスが低下していた。以上のことから、この落葉性チーク人工林では、雨期の終わりから乾期始めにかけて純生態系生産量や蒸散量が低下し始めるが、こうした初期の低下は、落葉によるLAIの低下や葉の光合成能力の低下によるものではなく、土壌の乾燥に伴う気孔コンダクタンスの低下によって促されている、ということがわかった。このことは、雨期乾期が明瞭で水分環境の季節変化が大きいこの森林サイトでは、水分条件の季節変化とそれに対する植生の生理的応答が、蒸散量や炭素収支の季節変化において重要な制御要因となっていることを示している。森林水文学予定していた計測は開始、継続中である。サンプルの分析と常緑林サイトのデータ解析がやや遅れている。予定していた計測を開始、継続中であり、さらに、取得データの整理・解析も進行中であるので、おおむね順調に進展していると判断した。23年度、24年度に開始した測定を継続し、各測定項目の季節変化の普遍性と年々変動を把握する。新規性が高く面白い結果が出始めている落葉林サイトに重点をおいて、量的・質的フェノロジーと樹木の生理的応答が炭素・水フラックスの変動に及ぼす影響の解析をすすめていく。次年度は、特に現地調査・サンプルの分析に力を入れる。23年度に開始した測定を継続して複数年のデータを蓄積し、各測定項目の季節変化の普遍性と年々変動を把握する。熱帯季節林の炭素・水フラックスの季節変化に対する質的・量的フェノロジーの影響について、落葉林サイトに関して引き続き解析を進めるとともに、常緑林サイトについてもデータ整理や解析を進めていく。主に、調査地への旅費、サンプル処理のための謝金、計測・分析に必要な測器・物品の購入や修理・維持・その他の費用、成果発表のための謝金・旅費・その他費用、関連研究を行っている研究者との情報交換のための旅費、に使用する。23年度の予算に残額が出たのは、サンプル処理がやや遅れておりそのための謝金の執行が一部遅れているためである。繰越分は残りのサンプル処理のための謝金にあてる。主に、調査地への旅費、サンプル処理のための謝金、計測・分析に必要な物品の購入やその他の費用、成果発表のための謝金・旅費・その他費用、に使用する。22年度の予算に残額が出たのは、当初、予算の3割が削られる可能性があったためであり、サンプル処理とそのための謝金の執行が一部遅れているためである。22年度の繰越分は、予定通り、残りのサンプル処理にかかる謝金に充てる。
超音速流れ場中の液滴凝縮を利用したナノ大気エアロゾルとガス成分の同時測定

本研究では,超音速流れ中に置かれた開孔部を持つ障害物の前方に形成される衝撃波面前後で生ずる粒子運動の急激な変化を利用して,従来形式の分離装置では不可能なナノ大気エアロゾル粒子の分級・濃縮及び微量ガス成分の同時サンプリングを高速で行う装置開発を目標とする。これにあたっては、1)ナノ大気エアロゾル高速・高精度分級特性の最適化の検討、2)ナノ大気エアロゾル濃縮性能の最適化の検討、3)超音速流れ中での液滴凝縮によるナノ大気エアロゾル濃縮性能の向上とガス吸収特性の検討、4)ナノ大気エアロゾル粒子分級・濃縮装置の設計・試作・性能把握を実施する。本年度は、昨年度までの1)-3)の検討結果に基づき、装置を試作したうえで、以下の検討を行った。3.ナノ大気エアロゾル粒子分級・濃縮装置の設計・試作・性能把握と超音速流れ中での液滴凝縮によるナノ大気エアロゾル濃縮性能の向上とガス吸収特性の検討昨年度試作した装置により大気サンプリングを行い,標準的な大気エアロゾルサンプリング装置であるハイボリウムエアサンプラ(本申請備品),TEOM(現有),アンダーセンサンプラ(現有)との比較に基づいて,装置性能の検討を行った。また、急速な断熱膨張によって超音速気流中の水蒸気の過飽和度は極めて高くなるので,凝縮核があると液滴が急成長する。この影響要因となるノズル入口の湿度の影響に検討を加えた。さらに、半揮発性成分である多環芳香族炭化水素(PAHs)の超音速流れ場内での存在状態、粒子中の全炭素、元素状炭素、有機炭素成分、硝酸イオン、硫酸イオン濃度に及ぼす相対湿度の影響に検討を加えた。以上の結果、ノズル断面形状矩形の場合約200-300mm、円形断面の場合、50nm前後のカットオフ径を持つこと、捕集された粒子からの測定結果がほぼ数値解析に一致すること、低沸点PAHsガス成分の超音速流れ中での粒子化と水蒸気凝縮で成長した液滴中への溶解によって捕集板とフィルター上に粒子として回収されたものの濃度が大気中よりも大幅に増加すること、4ベンゼン環以上の高沸点成分にはこのような増加が生じないこと、有機炭素成分も超音速流れ場での回収量が大幅に増加すること、水溶性成分には大きな影響がないことを確認した。本装置の微粒子分離・濃縮・回収特性がナノ大気エアロゾルに対して有効であると同時に、微量ガス成分の高効率回収を可能とできる可能性を示した。1)ナノ大気エアロゾル高速・高精度分級特性の最適化の検討(1)定在衝撃波形成位置に及ぼす装置構造の影響大気エアロゾルに作用する慣性効果に及ぼす装置構造の影響について、装置内流れ場の数値解析を行って検討した。検討項目は、ノズル出口周囲の形状、粒子捕集プローブの幾何学形状、クリアランス(ノズル出口-捕集プローブ間距離)であり、ノズル下流で急速膨張が得られる円形ノズルの検討も行った。この結果、矩形ノズルでは、捕集プローブ前面に形成される定在衝撃波が捕集プローブに最も接近して慣性効果が最大となるクリアランスが存在すること、ノズル出口と捕集プローブ周辺での気流急拡大は慣性効果を高める一方で、「よどみ点流れ」の形成を阻害する場合があること、円形ノズルはよどみ点流れを維持しながら高い慣性効果を与えられることなどを明らかにした。(2)粒子分離特性流れ湯中の粒子運動を解析し、装置構造と粒子分離特性の関係を調べた。また、分離特性改善と粒子沈着ロスを低減するためのノズル壁面とノズル中心軸に沿った清浄空気流(シースフロー)の効果を検討した。この結果、定在衝撃波-捕集プローブ間距離と50%分離径に良い相関があること、シースフローにより分離特性が大幅に改善され、矩形および円形断面でそれぞれ100nm、50nm前後の分離径とシャープな分離特性を持つ装置を設計できることを示した。2)ナノ大気エアロゾル粒子分級・濃縮装置の設計・試作とサンプリング1)で設計した装置を製作し、大気エアロゾルサンプリングを行って、空気中水分の凝縮が粒子分離特性、捕集粒子の成分(炭素、PAHs、水溶性成分)に与える影響を検討した。また、上流にPM1分級装置を設置した検討も行った。この結果、硝酸塩、硫酸塩成分の消失が顕著であること、インパクター上流での水分除去により硝酸塩粒子の消失を大幅に軽減できることなどを明らかにした。3.ナノ大気エアロゾル粒子分級・濃縮装置の設計・試作・性能把握と超音速流れ中での液滴凝縮によるナノ大気エアロゾル濃縮性能の向上とガス吸収特性の検討

昨年度試作した装置により大気サンプリングを行い,標準的な大気エアロゾルサンプリング装置であるハイボリウムエアサンプラ(本申請備品),TEOM(現有),アンダーセンサンプラ(現有)との比較に基づいて,装置性能の検討を行った。また、急速な断熱膨張によって超音速気流中の水蒸気の過飽和度は極めて高くなるので,凝縮核があると液滴が急成長する。この影響要因となるノズル入口の湿度の影響に検討を加えた。さらに、半揮発性成分である多環芳香族炭化水素(PAHs)の超音速流れ場内での存在状態、粒子中の全炭素、元素状炭素、有機炭素成分、硝酸イオン、硫酸イオン濃度に及ぼす相対湿度の影響に検討を加えた。以上の結果、ノズル断面形状矩形の場合約200-300mm、円形断面の場合、50nm前後のカットオフ径を持つこと、捕集された粒子からの測定結果がほぼ数値解析に一致すること、低沸点PAHsガス成分の超音速流れ中での粒子化と水蒸気凝縮で成長した液滴中への溶解によって捕集板とフィルター上に粒子として回収されたものの濃度が大気中よりも大幅に増加すること、4ベンゼン環以上の高沸点成分にはこのような増加が生じないこと、有機炭素成分も超音速流れ場での回収量が大幅に増加すること、水溶性成分には大きな影響がないことを確認した。本装置の微粒子分離・濃縮・回収特性がナノ大気エアロゾルに対して有効であると同時に、微量ガス成分の高効率回収を可能とできる可能性を示した。
高次モード固有関数解析手法を取り入れた新しい未臨界度測定手法の開発

核燃料が原子炉以外の場所で臨界となる事故、すなわち臨界事故を未然に防ぐことは核燃料取扱い施設の安全を確保する上で最も重要な課題である。臨界事故を防ぐための方法として核燃料体系が臨界状態からどれほど離れているか、即ち未臨界度をリアルタイムに測定する装置を設置することが考えられてきた。また、近年研究開発が進められている未臨界体系と加速器とを組み合わせた新しい原子炉システムである加速器駆動未臨界炉においては、未臨界状態を常に監視する必要があるため未臨界度をリアルタイムに測定できる手法の開発が要求されている。しかし未臨界状態となると測定結果の空間依存性が大きくなる等の理由により、任意の体系の未臨界度を精度良く測定する方法は未だ開発されていない。本研究の目的は、未臨界度測定手法に新たに高次モード固有関数展開法を組み合わせることにより、未臨界度の測定精度を大幅に向上させることである。これまで理論の改良、および未臨界度測定実験とその実験解析を中心に行った。この測定手法では未臨界体系の中性子束分布を高次モード固有関数で展開することを基本としており、その理論式の導出、精度向上のためのエネルギー多群化への対応を行ってきた。実験は京都大学原子炉実験所の臨界集合体実験装置(KUCA)において種々の炉心を構成し、制御棒位置や炉心タンクの水位等を調整することにより未臨界度を変化させ、各体系において(1)従来の中性子源増倍法、(2)中性子炉雑音解析法であるFeynman-α法、(3)新たに開発した高次モードを考慮した中性子源増倍法(高次モード中性子源増倍法)を用いて未臨界度の測定を行った。その結果、高次モード中性子源増倍法では測定される未臨界度の検出器位置依存性を大幅に低減でき、さらに従来の測定手法と比べて測定精度を向上させることができることが判った。本年度は未臨界度測定実験とその実験解析を中心に行った。実験は京都大学原子炉実験所の臨界集合体実験装置(KUCA)において種々の炉心を構成し、制御棒位置や炉心タンクの水位等を調整することにより未臨界度を変化させ、各体系において(1)従来の中性子源増倍法、(2)中性子炉雑音解析法であるFeynman-α法、(3)新たに開発した高次モードを考慮した中性子源増倍法(高次モード中性子源増倍法)、を用いて未臨界度の測定を行った。しかしながら、局所的な摂動が加わった未臨界体系では本手法を用いても十分な測定精度が得られないため、今後の解析方法の改良が必要である。

核燃料が原子炉以外の場所で臨界となる事故、すなわち臨界事故を未然に防ぐことは核燃料取扱い施設の安全を確保する上で最も重要な課題である。臨界事故を防ぐための方法として核燃料体系が臨界状態からどれほど離れているか、即ち未臨界度をリアルタイムに測定する装置を設置することが考えられてきた。また、近年研究開発が進められている未臨界体系と加速器とを組み合わせた新しい原子炉システムである加速器駆動未臨界炉においては、未臨界状態を常に監視する必要があるため未臨界度をリアルタイムに測定できる手法の開発が要求されている。しかし未臨界状態となると測定結果の空間依存性が大きくなる等の理由により、任意の体系の未臨界度を精度良く測定する方法は未だ開発されていない。本研究の目的は、未臨界度測定手法に新たに高次モード固有関数展開法を組み合わせることにより、未臨界度の測定精度を大幅に向上させることである。これまで理論の改良、および未臨界度測定実験とその実験解析を中心に行った。この測定手法では未臨界体系の中性子束分布を高次モード固有関数で展開することを基本としており、その理論式の導出、精度向上のためのエネルギー多群化への対応を行ってきた。実験は京都大学原子炉実験所の臨界集合体実験装置(KUCA)において種々の炉心を構成し、制御棒位置や炉心タンクの水位等を調整することにより未臨界度を変化させ、各体系において(1)従来の中性子源増倍法、(2)中性子炉雑音解析法であるFeynman-α法、(3)新たに開発した高次モードを考慮した中性子源増倍法(高次モード中性子源増倍法)を用いて未臨界度の測定を行った。その結果、高次モード中性子源増倍法では測定される未臨界度の検出器位置依存性を大幅に低減でき、さらに従来の測定手法と比べて測定精度を向上させることができることが判った。
マイクロアロイングの科学と材料組織ベースの凝固ダイナミックスの構築

放射光を利用したその場観察や蛍光X線分析を用いて,凝固組織の形成ダイナミックスの実証,マイクロアロイングによる組織制御指針の獲得,ミクロとマクロを統合したモデルの構築を本研究の目的とした.本課題では,1)Sn,Al,Fe合金などの凝固形態の選択,核生成や形態に及ぼす微量元素の寄与を解明した,2)微量元素分析からマイクロアロイングの指針を獲得した,3)固液共存体の力学特性が固相粒子間の相互作用に起因することを実証した,4)計算科学により凝固組織の微細化や凝固モードの選択機構に新しい知見を与えた.さらに,観察に基づいて構築したミクロ/マクロ統合モデルが変形や偏析形成の再現に有効であることを示した.放射光を用いた観察計測手法である,凝固その場観察手法は金属材料の凝固を観察でき,蛍光X線分析はマイクロアロイングによる微量元素の分布を測定できる.これらの手法を発展させ,マイクロアロイングの科学的基盤の確立,金属合金のデンドライト組織の発展や固液共存体の力学といった凝固ダイナミクス素過程の定量化,さらにミクロダイナミクス(組織形成)とマクロダイナミクス(変形・偏析)を実証的に統合したモデルの構築が目的である.特に,ミクロ/マクロ相互作用による固液共存体の脆化,凝固過程・直後の固相変態を含めた変形,マイクロアロイングの組織制御に注目している.(A)その場観察による素過程の実証とモデル化:その場観察では,種々の条件でAl合金の核生成頻度を定量的に評価でき,Fe系合金では核生成サイトとなるTiNをin-situで生成させる手法を準備できた.Fe-C系におけるδ相からγ相へのマッシブ的変態では,高時間分解能で変態界面の形状を観察することができ,界面移動速度の定量測定が可能になり,界面移動は過冷度以外の因子も無視できないことが分かった.固液共存体の変形では,脆化が発現する高いひずみ速度での観察により,結晶粒の移動と脆化の関係を直接把握できた.(B)ミクロモデルによる補完的検証:格子静力学法など計算手法による界面エネルギーの異方性などを評価し,その場観察された溶断現象について検討し,従来のマクロモデルの課題を明らかにした.(C)ミクロ/マクロ統合モデルの構築と検証:数値計算のための物理モデル化を行い,ミクロな現象をマクロに取り入れる手法について検証を終えた.(D)マイクロアロイングの科学:初晶Si,粗大な針状Si,微細な共晶Siが形成される過共晶Al-Si合金において微量Srの分析を放射光により測定し,本課題で提案している組織制御機構の仮説により矛盾なく説明できることが分かった.本課題では、放射光を用いた凝固その場観察ならびに蛍光X線分析を用いて、凝固組織の形成(粗大化・溶断),応力下の固液共存体の力学といった凝固ダイナミクスの素過程の定量化,微量元素の役割の実証的解明により、ミクロダイナミクス(組織形成)とマクロダイナミクス(変形・偏析)を統合したモデルを構築している.(A)その場観察による素過程の実証とモデル化:核生成の形成では、その場観察の結果に基づき、電磁浮遊法を利用した核生成モデル(成長が律速する自由成長モデル)の検証実験を行い、その妥当性を確認できた。Fe合金系におけるデルタ/ガンマ変態では、マッシブ的変態における界面形態の測定に成功し、変態時における溶質分配など変態モードに関するデータを獲得できた。固液共存体の変形では、高いひずみ速度の条件でみかけの変形が脆性的になる現象を観察できた。(B)ミクロモデルによる補完的検証:昨年度の格子静力学による界面エネルギーの評価を発展させ、フェーズフィールド法などの手法により界面エネルギーが変態および組織形成に与える影響を評価し、観察結果と比較する基礎ができた。(C)ミクロ/マクロ統合モデルの構築と検証:固液共存体のせん断時に生じるせん断面の法線応力について測定する手法を開発し、測定を開始した。また、固液共存体の変形の数値計算を改良し、観察結果と比較できるようになった。(D)マイクロアロイングの科学:昨年度までに測定したSr添加Al-Si合金だけでなく、Eu添加Al-Si合金の微量元素マッピングを実施し、組織改質のモデルの一般性の検証を行った。A.その場観察による素過程の実証とモデル化とC.ミクロ/マクロ統合モデルの構築と検証固液のコントラストが小さいため報告例のないAl-Si合金においても,等軸晶の形成など核生成と成長を観察する手法を確立した.超音波印加では1次効果(振動)はデンドライトの微細化,2次効果(流動)はデンドライトの溶断に寄与することを明らかした.さらに,その場観察と蛍光X線分析を組み合わせた手法開発では,固液界面での溶質分配の定量的測定も可能になった.これらの観察は凝固ダイナミクスの定量的把握を可能にし、本課題の遂行において重要な基盤が確立した.観察を基礎に過冷したデルタ相が固相状態でガンマ相に変態するマッシブ的変態の機構を検討した.マッシブ的変態での界面の移動速度と過冷度の相関をあきらかにした。また,応力・ひずみ誘起のマッシブ的変態が開始する可能性があることも明らかにした.これまでに蓄積した成果により,「0.5mass%C以下のFe-C系合金では包晶凝固が起こる」という概念を刷新できると考えられる.固液共存体の変形では,固相粒子スケールで固液共存体の変形機構を継続して検討し,せん断帯の形成には固相粒子の回転運動が大きな役割を果たしていることなどをあきらかにした.B.ミクロモデルによる補完的検証