hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
核外遺伝子による家畜経済形質発現の遺伝的制御機構解明

アミノ酸の変異が高かったのはATPase8、ATPase6、ND5、ND3領域で、塩基置換がそれぞれ3%、1.2%、2%、2.3%、アミノ酸置換が3.1%、1.4%、1.3%、0.9%認められた。ND1、CO3、ND4、Cytb領域は比較的低い塩基置換率(11.7%)とアミノ酸置換率(0.30.5%)を示した。これらのことからタウリン系およびゼブー系という、2大家畜牛系統が示す経済形質の差に関与する可能性のあるmtDNAの領域は、Atpase8、Atpase6、ND5、ND3といった領域であることが示唆された。沼沢水牛と河川水牛は同一種とされながらその用途は役用と乳用に特化し、経済形質が大きく異なる。また水牛は改良牛の多くに欠落している耐暑性、抗病性、特にBSEに対する非感受性の観点から最近再び注目されている。そこで水牛の核外遺伝子が形質発現に及ぼす影響について考察するために、家畜水牛である河川水牛と沼沢水牛および野生水牛の全mtDNA配列を解読した。mtDNA全塩基数は沼沢水牛が16,355bp、河川水牛が16,357bpであった。また沼沢水牛内の塩基置換率は02.61%、河川水牛内の塩基置換率は01.73%で、沼沢水牛が河川水牛に比較して遺伝的多様性を持つことが示唆された。両者間に見られた塩基数の差はアミノ酸やtRNAをコードしないコントロール領域に起因するもので、コントロール領域は塩基置換率も全領域中最高であった。アミノ酸配列の相同性は領域により90.9100%で、ND4およびND5領域の相同性が低く、ATPase8、CO1、CO2、ND3およびND6領域の相同性が高かった。各領域のシークエンスダイバージェンスから、沼沢水牛と河川水牛問の遺伝的距離はタウリン系牛とゼブー系牛のそれよりも大きく、少なくとも亜種レベルに相当することが明らかになった。次に野生水牛と家畜水牛の比較のため、スリランカ野生水牛のmtDNA全領域を決定したところ、その塩基数は16,357bpであり、また各領域の比較においても河川水牛との相同性が高かった。そこで分子系統樹を作製したところ、スリランカ野生水牛は河川水牛と同一のクラスターを形成し、家畜水牛のうち河川水牛の野生原種はスリランカ野生水牛に極近縁の種であることが示唆された。また沼沢・河川の家畜水牛とスリランカ野生水牛間ではATPase8領域に1ヶ所のアミノ酸置換が存在し家畜化に関連した変異である可能性が示唆された。ヤクはウシが適応できない高冷地でウシにかわる家畜として、またウシとの雑種として利用されている。ヤクのもつ高冷地適応能と核外遺伝子の関係をさぐる目的でヤクmtDNA全塩基配列を決定した。モンゴル中央県産のヤクについて決定した塩基配列を、これまでに解析してきたヨーロッパ系牛、インド系牛、アメリカバイソン、ガヤールの塩基配列と比較解析した結果、全領域でみられたヤク特有の塩基置換は合計173箇所であった。このうちアミノ酸置換を伴う変異は14箇所みられ、うち8箇所が親水性から疎水性の置換であった。従ってこれらの領域がタンパク質に翻訳された場合、その高次構造は他のウシとは異なると考えられる。またCO III領域において終止コドンに特徴的な変異が見られた。すなわちCO III領域803bp目にTからCへの置換が起こっており、この置換はアメリカバイソン、ガヤールにおいても見られた。これによりヤクをはじめアメリカバイソン、ガヤールのCO III領域では、終止コドンがセンスコドンとなりアミノ酸がひとつ多く作られていると予想される。このほか12SrRNAにヤク特有の挿入が1箇所(741bp)見出された。非コーディング領域であるD-loop領域にはアメリカバイソンと共通の欠失、挿入が確認された。
翻訳後修飾因子SUMOによる細胞系譜制御機構の解明

ヘテロクロマチンの形成により転写が不活性状態になることは良く知られている。その特徴としてCpG DNAやヒストンH3K9などのメチル化修飾の濃縮が観察される。一方、転写抑制に関与する翻訳後修飾としてSUMO修飾が注目されているが、SUMO修飾とメチル化修飾がヘテロクロマチン形成の制御においてどのように連携しているのかは明らかでない。今回、酵母2ハイブリド法によりSUMO-2/3と選択的に相互作用する因子としてMCAF1を同定し、MCAF1とSUMO-2/3の相互作用に関して解析を進めた。まず、特定の細胞株において、SUMO-2/3とMCAF1が、ヒストンH3K9トリメチル化やヘテロクロマチンタンパク質HP1等と共局在することを見いだした。次に、MCAF1内のSUMO-2/3と相互作用する965-975領域を変異させた変異型MCAF1はSUMO-2/3との相互作用を欠き、965-975領域の過剰発現やsiRNAによるSUMO-2/3ノックダウンによりMCAF1がMBD1集積部位に共局在できなくなることを観察した。これらの結果は、MCAF1のヘテロクロマチンへの濃縮、あるいはヘテロクロマチンでの機能発現に、MCAF1-SUMO-2/3間の相互作用が重要であることを示している。これまでの研究から、MCAF1はヒストンH3K9メチル化酵素SETDB1やメチル化CpG結合タンパク質MBD1と相互作用することが明らかにされており、こうした点を考慮すると、ヘテロクロマチンの形成にSUMO修飾とDNAやヒストンのメチル化修飾が協調的に働いていることを推定させるものといえる。生体分子は様々な翻訳後修飾を受けることで機能変換が行われている。翻訳後修飾因子SUMO(small ubiquitin-related modifier)はユビキチンに似た3次元構造を持つタンパク質であり、細胞内の様々な標的タンパク質のリジン残基にイソペプチド結合し機能変換する。SUMO修飾はタンパク質の局在性・転写・シグナル伝達・DNA修復などに関わることが明らかにされてきており、エピジェネティクスおよび細胞系譜の制御に、ユビキチンとは異なった役割を果たす非常に重要な翻訳後修飾因子であることがこれまで示されてきている。しかしながら、標的タンパク質にSUMOがイソペプチド結合したタンパク質を容易かつ大量に合成する方法がないため、SUMO化タンパク質の生化学的解析・構造学的解析が進んでいない。今回我々は、大腸菌内で、標的タンパク質とSUMO修飾反応系のE1酵素(Aos1/Uba2)、E2酵素(Ubc9)、SUMO-1 (またはSUMO-2)を共発現させることでSUMO化タンパク質を大量に合成し精製することを試みた。1リットルの大腸菌を培養することで約2.5mgのSUMO-1化RanGAP1(Ran GTPase activating protein 1)を合成し精製することができた。今回我々はこの精製SUMO-1化RanGAP1を用いて、さらに、SUMO修飾とタンパク質の局在性の制御に関する生化学的実験を行った。SUMO-1化RanGAP1はRanBP2(Ran binding protein 2/Nup358)のIR(internal repeat)ドメインに特異的に相互作用することが知られているが、RanBP2のIRドメインの高頻度自己SUMO-1化によりSUMO-1化RanGAP1が脱局在化することが示された。これによりSUMO修飾によるタンパク質の局在化・脱局在化の新たなメカニズムを示すことができた。翻訳後修飾因子SUMO(small ubiquitin-like modifier)は、ユビキチンフォールドを有する約100アミノ酸のタンパク質であり、標的タンパク質にイソペプチド結合することで、標的タンパク質の局在性の制御、生体高分子複合体形成の制御を行っており、特に細胞核内においては核ドメインの構造・機能調節に深く関与している。ユビキチンを認識するUBA(Ubiquitin associating)やUIM(Ubiquitin interacting motif)タンパク質群のアナロジーから、SUMO修飾の機能はSUMO化を認識して結合する因子がSUMO修飾による機能変換に重要な役割を持つと考えられるが、SUMO化を認識するタンパク質についての詳細は明らかでない。我々は、高等動物に特異的なSUMO-2修飾がどのようにしてタンパク質の機能変換やシグナル伝達を行うのかを明らかにしたいと考え、SUMO-2特異的な結合因子の検索を行った。STIP-1とSTIP-2は転写抑制やクロマチンリモデリングに関わるタンパク質として知られており、2者は哺乳類細胞内で強固なヘテロ複合体を形成することで協調的に機能していると考えられる。STIP-1はSUMO化の基質となることで、自身の活性制御、STIP-2との相互作用様式の制御、新たな相互作用面の創出を行っている可能性が示された。STIP-2はSUMO(特にSUMO-2)と相互作用することでSTIP-1との相互作用様式の制御、SUMO化されたクロマチンタンパク質を介したクロマチンへの取り込みが行われている可能性が示された。STIP-2にはUBAやUIM様等のドメインが検出できないことから、新規かつ独自のSUMO結合面を有すると推定できた。現在、STIP-1/STIP-2複合体のSUMO-2修飾による活性制御と転写抑制やクロマチンリモデリングとの関わりについて解析中である。

一方、転写抑制に関与する翻訳後修飾としてSUMO修飾が注目されているが、SUMO修飾とメチル化修飾がヘテロクロマチン形成の制御においてどのように連携しているのかは明らかでない。今回、酵母2ハイブリド法によりSUMO-2/3と選択的に相互作用する因子としてMCAF1を同定し、MCAF1とSUMO-2/3の相互作用に関して解析を進めた。まず、特定の細胞株において、SUMO-2/3とMCAF1が、ヒストンH3K9トリメチル化やヘテロクロマチンタンパク質HP1等と共局在することを見いだした。次に、MCAF1内のSUMO-2/3と相互作用する965-975領域を変異させた変異型MCAF1はSUMO-2/3との相互作用を欠き、965-975領域の過剰発現やsiRNAによるSUMO-2/3ノックダウンによりMCAF1がMBD1集積部位に共局在できなくなることを観察した。これらの結果は、MCAF1のヘテロクロマチンへの濃縮、あるいはヘテロクロマチンでの機能発現に、MCAF1-SUMO-2/3間の相互作用が重要であることを示している。これまでの研究から、MCAF1はヒストンH3K9メチル化酵素SETDB1やメチル化CpG結合タンパク質MBD1と相互作用することが明らかにされており、こうした点を考慮すると、ヘテロクロマチンの形成にSUMO修飾とDNAやヒストンのメチル化修飾が協調的に働いていることを推定させるものといえる。
休日の余暇活動時間価値の計測手法の体系化と実用化に向けた総合的研究

交通施設の時間短縮便益計算において原単位として用いられる時間価値は,現行の道路投資評価マニュアルにおいては所得接近法に基づいて設定されている.しかし,時間が全て労働に充てられるという考え方には疑問の余地があり,特に,労働が営まれない休日の場合,労働と余暇のこうした関係は現実的ではない.本研究では,対象行動の時間と費用のトレードオフ関係から休日における諸活動の時間価値を定式化し,平日の時間配分結果や活動状況に対する心理的ニーズの影響を考慮して活動時間価値の推計を行うことを目的とする.まず,個人の休日における生活行動を,ミクロ経済学の効用最大化理論に基づく時間配分モデルとして定式化し,さらに,個人が平日に行った活動成果や,平日行動と休日行動との関係から規定される潜在的なニーズを考慮するために,平日から休日への影響そのものについての潜在変数モデルを構築し,それを時間配分モデルの中に組み込んだ.次に,時間価値推計に必要な実データ取得のために横浜市内で意識調査を実施し,アクティビティダイアリー・個人属性・休日行動における主観的評価値等の情報を取得した.これらのデータをもとに,潜在変数モデル・時間配分モデルのパラメータ推定と活動時間価値の推計を行った.潜在変数モデルの推定結果からは,平日の活動時間の結果が休日に対するニーズに大きく影響していること等が確認された.また,時間配分モデルからは,人々は心理的ニーズの影響を受けて,休日にはレジャー活動などに時間を多く配分しようとする傾向等があることが示された.また,推計した活動時間価値は,数十円から数百円という値を中心に分布し,個人間や活動間で大きく異なることが判明し,さらに,平日に仕事等で忙しい個人は,レジャー活動などの休日に行うニーズの高い活動において時間価値が高いこと等も確認された.交通施設の時間短縮便益計算において原単位として用いられる時間価値は,現行の道路投資評価マニュアルにおいては所得接近法に基づいて設定されている.しかし,時間が全て労働に充てられるという考え方には疑問の余地があり,特に,労働が営まれない休日の場合,労働と余暇のこうした関係は現実的ではない.本研究では,対象行動の時間と費用のトレードオフ関係から休日における諸活動の時間価値を定式化し,平日の時間配分結果や活動状況に対する心理的ニーズの影響を考慮して活動時間価値の推計を行うことを目的とする.まず,個人の休日における生活行動を,ミクロ経済学の効用最大化理論に基づく時間配分モデルとして定式化し,さらに,個人が平日に行った活動成果や,平日行動と休日行動との関係から規定される潜在的なニーズを考慮するために,平日から休日への影響そのものについての潜在変数モデルを構築し,それを時間配分モデルの中に組み込んだ.次に,時間価値推計に必要な実データ取得のために横浜市内で意識調査を実施し,アクティビティダイアリー・個人属性・休日行動における主観的評価値等の情報を取得した.これらのデータをもとに,潜在変数モデル・時間配分モデルのパラメータ推定と活動時間価値の推計を行った.潜在変数モデルの推定結果からは,平日の活動時間の結果が休日に対するニーズに大きく影響していること等が確認された.また,時間配分モデルからは,人々は心理的ニーズの影響を受けて,休日にはレジャー活動などに時間を多く配分しようとする傾向等があることが示された.また,推計した活動時間価値は,数十円から数百円という値を中心に分布し,個人間や活動間で大きく異なることが判明し,さらに,平日に仕事等で忙しい個人は,レジャー活動などの休日に行うニーズの高い活動において時間価値が高いこと等も確認された.本研究は、休日は労働の制約がなく自由にアクティビティ選択が出来るため、短縮時間には個人が行いたいアクティビティが充てられるという考えのもと、アクティビティに着目した休日の時間価値の推定方法を体系的に開発することを目的としている。まず、個人の休日アクティビティに対する効用関数を定義し、その推定方法を提案した。推定には、休日1日のアクティビティダイアリーと、仮想的に自由時間が追加された時のアクティビティ選択データを用いる。そして、それぞれのデータに対応するモデルとして、効用最大化仮説に基づくタイムアロケーションモデルと、効用最大化時にアクティビティの限界効用が異なることに着目したアクティビティ選択モデルを導出した。これらのモデルは同じ誤差項を仮定していることより、2つのモデルの対数尤度を足し合わせた新たな尤度関数から最尤推定によりパラメータを推定する同時推定法、及び、共通な未知パラメータに着目して、パラメータが収束するまで交互に計算を繰り返す二段反復法を提案した。そして、アクティビティの活動時間と活動費用の限界代替率の比によって休日アクティビティの時間価値を定義し、その算出式を提示した。次に、実際これらの方法から時間価値を算出する時の問題点、パラメータ推定方法の特徴を明らかにするため、モンテカルロ法による仮想データを作成して、数値実験を行った。パラメータ推定では、同時推定法は二段反復法に比べて安定した推定値が得られるものの、初期値により局所解におちいることや、収束しなくなること、一方、二段反復法は初期値に依存せず推定できるが誤差項の標準偏差の推定精度が悪いことがわかった。一方、算出される時間価値については、アクティビティ、個人属性により異なった値を持つこと、2つの推定方法のどちらを用いても時間価値の推定精度に大きな差がないことがわかった。交通施設の時間短縮便益計算において原単位として用いられる時間価値は,現行の道路投資評価マニュアルにおいては所得接近法に基づいて設定されている.

しかし,時間が全て労働に充てられるという考え方には疑問の余地があり,特に,労働が営まれない休日の場合,労働と余暇のこうした関係は現実的ではない.本研究では,対象行動の時間と費用のトレードオフ関係から休日における諸活動の時間価値を定式化し,平日の時間配分結果や活動状況に対する心理的ニーズの影響を考慮して活動時間価値の推計を行うことを目的とする.まず,個人の休日における生活行動を,ミクロ経済学の効用最大化理論に基づく時間配分モデルとして定式化し,さらに,個人が平日に行った活動成果や,平日行動と休日行動との関係から規定される潜在的なニーズを考慮するために,平日から休日への影響そのものについての潜在変数モデルを構築し,それを時間配分モデルの中に組み込んだ.次に,時間価値推計に必要な実データ取得のために横浜市内で意識調査を実施し,アクティビティダイアリー・個人属性・休日行動における主観的評価値等の情報を取得した.これらのデータをもとに,潜在変数モデル・時間配分モデルのパラメータ推定と活動時間価値の推計を行った.潜在変数モデルの推定結果からは,平日の活動時間の結果が休日に対するニーズに大きく影響していること等が確認された.また,時間配分モデルからは,人々は心理的ニーズの影響を受けて,休日にはレジャー活動などに時間を多く配分しようとする傾向等があることが示された.また,推計した活動時間価値は,数十円から数百円という値を中心に分布し,個人間や活動間で大きく異なることが判明し,さらに,平日に仕事等で忙しい個人は,レジャー活動などの休日に行うニーズの高い活動において時間価値が高いこと等も確認された.
多彩な閉塞病型と遺伝子発現制御に着目した胆道閉鎖症の病因・病態進展に関する研究

胆道閉鎖症は新生児期から乳児期早期に閉塞性黄疸を呈する代表的疾患である。また十分な病因・病態解明が進んでいないため、20才までに半数以上が肝移植を要する予後不良な疾患である。胆道閉鎖症の特徴の一つはその多彩な病型にある。そして病型はその背景因子や治療経過と関連があることが示唆されている。我々はこれまでの研究で胆道閉鎖症の病態進展においてmicroRNAのエビジェネティック制御の関与について網羅的な発現解析を中心に研究を進めてきており、重要な知見を得ている。本研究はこれまでの研究を発展させ、microRNAによるエピジェネティック制御の観点から多彩な病型を来す原因を明らかにすることで胆道閉鎖症の病因病態の解明が目的である。今年度はこれまでの網羅的解析で有意差を認めたmicroRNAのなかで、発現制御のターゲットとなるmRNAやGO termなどについて、胆道閉鎖症の病因・病態進展に関連があると予想されるものを候補因子として選定を進めて、さらに定量的な検討を進めている。そのために多彩な胆道閉鎖症の病型のなかで最も高頻度に認められる肝門部閉塞型(胆道閉鎖症基本病型III型)のなかで、肝門部が結合織塊に置換され、総胆管が索状に閉塞している例を30例ピックアップして、ホルマリン固定パラフィン包埋切片から抽出したmicroRNAについてreal-time RT-PCRによる定量的検討を行った。併せて対象症例を中心に病型以外の手術日齢や病理学的所見などの因子や臨床経過の検討を進めた結果、予後と解析対象としたmicroRNAの発現により患者を層別化しうる可能性を見いだしている。これまでの網羅的解析で有意差を認めたmicroRNAについて、さらに定量的な検討を進めている。そのために多彩な胆道閉鎖症の病型のなかで最も高頻度に認められる肝門部閉塞型(胆道閉鎖症基本病型III型)のなかで、肝門部が結合織塊に置換され、総胆管が索状に閉塞している例を30例ピックアップして、ホルマリン固定パラフィン包埋切片から抽出したmicroRNAの定量的解析および臨床経過との総合的検討により、有益な情報を得ることができている。また、さらに他のmicroRNAの検討を行う準備も進めている。今年度は前年度からの研究をさらに前に進めることで、4種類のmicroRNAの定量的検討を進め、これまで実施した対象症例の病型以外の因子や臨床経過の検討結果と併せて、microRNA発現変動が実際の臨床経過と併せて検討することで、胆道閉鎖症患者の層別化の因子となる可能性を見いだしている。今後はさらに他のmicroRNAの発現についても検討を進めるととともに、有意な発現変動を認めるmicroRNAの生物学的意義を検討することで、発現変動の臨床的・生物学的意義をさらに究明していくことを目指す。そのために多彩な胆道閉鎖症の病型のなかで最も高頻度に認められる肝門部閉塞型(胆道閉鎖症基本病型III型)のなかで、肝門部が結合織塊に置換され、総胆管が索状に閉塞している例を30例ピックアップして、ホルマリン固定パラフィン包埋切片からmicroRNAの抽出を行った。これらの症例の核酸のクオリティはリアルタイムPCRを行うに足る品質を得ていることを確認し、次年度の定量的検討を進めることにしている。また併せて対象症例を中心に病型以外の手術日齢や病理学的所見などの因子や臨床経過の検討を進めている。また併せて対象症例の病型以外の因子や臨床経過の検討を進めている。

そして病型はその背景因子や治療経過と関連があることが示唆されている。我々はこれまでの研究で胆道閉鎖症の病態進展においてmicroRNAのエビジェネティック制御の関与について網羅的な発現解析を中心に研究を進めてきており、重要な知見を得ている。本研究はこれまでの研究を発展させ、microRNAによるエピジェネティック制御の観点から多彩な病型を来す原因を明らかにすることで胆道閉鎖症の病因病態の解明が目的である。今年度はこれまでの網羅的解析で有意差を認めたmicroRNAのなかで、発現制御のターゲットとなるmRNAやGO termなどについて、胆道閉鎖症の病因・病態進展に関連があると予想されるものを候補因子として選定を進めて、さらに定量的な検討を進めている。そのために多彩な胆道閉鎖症の病型のなかで最も高頻度に認められる肝門部閉塞型(胆道閉鎖症基本病型III型)のなかで、肝門部が結合織塊に置換され、総胆管が索状に閉塞している例を30例ピックアップして、ホルマリン固定パラフィン包埋切片から抽出したmicroRNAについてreal-time RT-PCRによる定量的検討を行った。併せて対象症例を中心に病型以外の手術日齢や病理学的所見などの因子や臨床経過の検討を進めた結果、予後と解析対象としたmicroRNAの発現により患者を層別化しうる可能性を見いだしている。これまでの網羅的解析で有意差を認めたmicroRNAについて、さらに定量的な検討を進めている。そのために多彩な胆道閉鎖症の病型のなかで最も高頻度に認められる肝門部閉塞型(胆道閉鎖症基本病型III型)のなかで、肝門部が結合織塊に置換され、総胆管が索状に閉塞している例を30例ピックアップして、ホルマリン固定パラフィン包埋切片から抽出したmicroRNAの定量的解析および臨床経過との総合的検討により、有益な情報を得ることができている。また、さらに他のmicroRNAの検討を行う準備も進めている。今年度はまず網羅的解析で有意差があり、かつGO termでこれまで胆道閉鎖症の病因・病態進展に関連があると考えられる領域のGO termをもつ4種類のmicroRNA定量的検討を進めることにしている。またこれまで実施した対象症例の病型以外の因子や臨床経過の検討結果と併せて、microRNA発言変動の病因・病態進展に関する意義を検討する予定である。今年度は前年度からの研究をさらに前に進めることで、4種類のmicroRNAの定量的検討を進め、これまで実施した対象症例の病型以外の因子や臨床経過の検討結果と併せて、microRNA発現変動が実際の臨床経過と併せて検討することで、胆道閉鎖症患者の層別化の因子となる可能性を見いだしている。今後はさらに他のmicroRNAの発現についても検討を進めるととともに、有意な発現変動を認めるmicroRNAの生物学的意義を検討することで、発現変動の臨床的・生物学的意義をさらに究明していくことを目指す。平成29年度に実施した研究に要した費用が当初想定して額より若干低額で実施できたため。次年度使用額は平成30年度の助成金と合わせてmicroRNAの発現解析の実験に関わる費用として使用する。平成30年度に実施した研究に要した費用が当初想定して額より若干低額で実施できたため。次年度使用額は平成31年度の助成金と合わせてmicroRNAの発現解析の実験に関わる費用として使用する。
殺原虫作用ペプチドの新規開発と宿主作用機作に関する研究

世界最大の感染症にも拘わらず、原虫病に対する治療・予防薬の開発は、原虫が真核生物であるため、困難を極めている。そこで、宿主動物に毒性が無く、原虫を直接殺滅しうる殺原虫物質の発見が世界中で望まれている。本研究チ-ムは、原虫病治療において、原虫を直接殺滅しうる毒性の極めて低いペプチドの合成に成功した。(1)本ペプチドには細胞内寄生原虫の細胞内侵入阻止および増殖抑制効果が観察されることをトキソプラズマおよびネオスポ-ラ原虫を用いて明らかにした。また、in vitro培養細胞を用いた実験から、本ペプチドが宿主細胞に対して極めて毒性の低いことを証明した。(2)マウスを用いた感染実験から、合成ペプチド投与による感染防御効果が認められた。原虫の感染経路および合成ペプチドの投与経路の検討から、本ペプチドの殺原虫作用は、原虫に対する直接障害性というよりは、むしろ宿主の免疫反応を増強することにより、感染抵抗性を賦与する可能性が示唆されたため、BRL(免疫調整物質)としての機能が有力視された。(3)免疫賦活作用の機序を解明することは、結果として他の感染症に対する防御反応の解明および治療法の確立に応用することができる。従って、バベシア、ネオスポ-ラ、トリパノソ-マ、クリプトスポリジウム原虫に対する感染防御効果が期待される。(4)原虫感染防御に係わる原虫分子を同定する目的で、原虫遺伝子を導入したトランスジェニックマウスの作成を試み、トキソプラズマ原虫主要抗原であるP30トランスジェニックマウスの作成に成功した。本研究における合成ペプチドの新規開発は、他に類例のない極めて画期的な免疫賦活物質として世界的に高い評価を受けた。また,原虫病に対する治療・予防薬については、非特異的なBRLが有力視されている。従って、本ペプチドは原虫感染症に対する広スペクトルなワクチン候補としての評価も高く、実用化へ向けての更なる研究推進が望まれる。今後、本ペプチドの実用化に際しては、生体内における作用機序についての詳細な分子免疫学的或いは発生工学的検討が必要である。1.原虫を直接殺滅しうる毒性の極めて低いペプチドの合成に成功した。現在のところ世界中から類似物質の発見報告はない。2.本ペプチドが試験管内培養細胞に対して極めて毒性の低いことを証明した。また,本ペプチド添加により細胞内寄生原虫の細胞内侵入阻止および増殖抑制効果が観察されることを明らかにした。本ペプチドの殺原虫作用が直接虫体に対する障害性の結果なのか,あるいは宿主細胞の免疫賦活作用による原虫殺滅効果なのかについては,さらなる検討が必要である。3.マウスを用いた感染実験においても,合成ペプチド投与により直接的な殺原虫作用と間接的な抗原虫作用が認められた。4.本研究は緊急研究課題として企画立案し,本研究期間内に本ペプチドを根幹にして基礎と応用の両面から感染死を必須とする原虫症の治療ならびに発病予防,そして生体内作用機序について研究分担者を3グループの研究課題細目に分け総合的に研究解析を進めているが,現時点で各グループ間での実験系の再評価を目的とした研究討論は順調に進展している。従来,トキソプラズマあるいはネオスポーラ等の細胞内寄生原虫に対しては,感染宿主細胞には毒性が低く,細胞内の原虫に対してのみ殺滅作用のある生理活性物質の発見が求められていた。

本研究における合成ペプチドの新規開発は,他の類例のない極めて画期的な免疫賦活物質として世界的に高い評価を受けている。さらに,非特異的な免疫調整物質である本ペプチドは原虫感染症に対する広スペクトルなワクチン候補としての評価も高く,実用化へ向けての研究推進が望まれている。今後,本ペプチドの実用化に際しては,作用機序についての詳細な分子免疫学的検討が必要と思われる。また,本ペクチド投与による毒性の有無についても,引き続き本研究グループによる多面的な評価系が必須である。原虫は真核生物であるため、宿主動物に毒性が無く、原虫を直接殺滅しうる殺原虫物質の発見が世界中で望まれている。本研究チームは、原虫病治療において、原虫を直接殺滅しる毒性の極めて低いペプチドの合成に成功した。現在のところ世界中から類似物質の発見報告はない。1.本ペプチドには細胞内寄生原虫の細胞内侵入阻止および増殖抑制効果が観察されることをトキソプラズマ原虫を用いて明らかにした。また、試験管内培養細胞を用いた実験から、本ペプチドが宿主細胞に対して極めて毒性の低いことを証明した。2.マウスを用いた感染実験から、合成ペプチド投与による感染防御効果が認められた。原虫の感染経路および合成ペプチドの投与経路の検討から、本ペプチドの殺原虫作用には、原虫に対する直接障害性以外に、宿主の免疫賦活作用による原虫殺滅効果の可能性が示唆されたため、更なる検討が必要である。3.免疫賦活作用の機序を探ることは、結果として他の感染症に対する防御反応の解明および治療法の確立に応用することができる。そこで、バベシアおよびネオスポーラ原虫に対する感染防御効果の解明を開始した。4.本研究は合成ペプチドを根幹にして、基礎と応用の両面から原虫病の治療ならびに発病予防そして生体内作用機序の解明を目標に、研究分担者を3グループの研究課題細目に分け総合的に研究解析を進めているが、現時点で各グループ間での実験系の再評価を目的とした研究討論は順調に進展している。本研究における合成ペプチドの新規開発は、他に類例のない極めて画期的な免疫賦活物質として世界的に高い評価を受けている。さらに、非特異的な免疫調整物質である本ペプチドは原虫感染症に対する広スペクトルなワクチン候補としての評価も高く、実用化へ向けての研究推進が望まれている。今後、本ペプチドの実用化に際しては、作用機序についての詳細な分子免疫学的検討が必要と思われる。また、本ペプチド投与による毒性の有無についても、引き続き本研究グループによる多面的な評価系が必須である。世界最大の感染症にも拘わらず、原虫病に対する治療・予防薬の開発は、原虫が真核生物であるため、困難を極めている。そこで宿主動物に毒性が無く、原虫を直接殺滅しうる殺原虫物質の発見が世界中で望まれている。本研究チームは、原虫病治療において、原虫を直接殺滅しうる毒性の極めて低いペプチドの合成に成功した。1.本ペプチドには細胞内寄生原虫の細胞内侵入阻止および増殖抑制効果が観察されることをトキソプラズマおよびネオスポーラ原虫を用いて明らかにした。また、in vitro培養細胞を用いた実験から、本ペプチドが宿主細胞に対して極めて毒性の低いことを証明した。
中等教育における情報教育の学習内容に関する実証的研究

本研究は,中学校での情報教育を履修した学習者の意識に基づいて,実施初期段階における学習指導・学習内容を総合的に検討することを目的としたものである。「情報とコンピュータ」の学習内容に対する「興味・関心」,「自己評価(理解・自信度)」及び今「重要度」の3側面を,広島県内の高等学校1年生を対象に調査した。その結果,次の3つの示唆が得られた。1.学習者は「情報とコンピュータ」の「重要度」を認識しているが,「自己評価」は概ね低く把握していることが示された。「情報手段の役割」「コンピュータの利用」及び「プログラムと計測・制御」への「興味・関心」は低く,実践的な学習活動を取り入れるなどの方策が求められた。また,「基本的な構成・操作」「情報通信ネットワーク」及び「マルチメディアの活用」に対する「興味・関心」は肯定的であり,知識や技術の定着を促進する学習指導の必要性が示された。2.各側面の構造を把握するため因子分析を行った。その結果,学習者の「興味・関心」は,「コンピュータ利用」「ネットワーク活用」及び「計測・制御とプログラム」,「理解・自信度」は「ソフトウェア活用」「情報と生活の関係」及び「ネットワーク活用」,「重要度」は「情報処理の基礎能力」「情報の創造的加工」及び「情報の相互表現」から成る構造が認められた。これらの相互関連性から,学習内容は8つに類型化することができた。3.学習者の類型化を試みた結果,第IIV群に類別され,2つの指標が共に中位の第I群と,共に高位の第III群の「興味・関心」と「自己評価」の構造を相関係数から検討した。その結果から教科「情報」では,学習内容に対する興味・関心の相互関連を緊密・増大化させるとともに,多様な学習活動を通して情報化が社会・生活に与える影響などについての認識を探めさせる学習指導に留意する必要性が示唆された。情報教育の学習内容に対する学習者の意識を概括的に捉え,その実態を検討することを試みるために,中学校技術・家庭,技術分野「B情報とコンピュータ」の学習内容に対する「興味・関心度」「知識・技術の理解度(自己評価)」及び「重要度」について調査を行い,3側面から得られる意識の実態や相互の関連性について分析し,学習内容の検討を行った。高等学校1年生566名を対象に調査した結果,次のようなことが推察できると思われた。(1)学習者は「B情報とコンピュータ」の学習内容を,概ね重要であると認識し,興味・関心も抱いているが,知識・技術の習得が低調であると自己評価している。(2)「情報通信ネットワーク」の学習内容については,「興味・関心度」「自己評価」及び「重要度」の3側面とも高得点であり,高度情報通信ネットワーク社会を反映して,学習者にとって有用な学習内容であると認識されている。(3)「コンピュータの利用」と「プログラムと計測・制御」の学習内容については,3側面とも低得点であり,情報リテラシー教育の観点から,学習者の実態に沿ったものに改善・検討していく必要がある。(4)「B情報とコンピュータ」の学習内容に対する「興味・関心度」と「自己評価」,「興味・関心度」と「重要度」の相関係数が高いことから,「興味・関心度」を介在させて,学習内容の重要性や知識・技術の習得を意識化する構図が認められた。また,情報教育のソフト面にあたる学習内容を再検討することが必要不可欠であるだけでなく,授業時間数や情報機器設備などのハード面を強化する必要性も示唆された。すなわち,学習者の十分な知識・技術の定着化を図るためには,より多くの授業時間,教材及び設備が供給され,適切な能力を有した教員の下で授業実践を行う必要性が指摘できた。これらの成果について学会発表を行った。現在は論文投稿中である。

その結果から教科「情報」では,学習内容に対する興味・関心の相互関連を緊密・増大化させるとともに,多様な学習活動を通して情報化が社会・生活に与える影響などについての認識を探めさせる学習指導に留意する必要性が示唆された。
無機-有機界面ナノ構造体を基盤とした新規機能の創出

種々の無機半導体ナノ粒子と有機化合物を用いて、強吸着領域(化学吸着)から弱吸着領域(物理吸着)までの幅広い吸着様式を有するナノ構造体形成について研究を行った。強吸着領域では、複数の化学吸着基をもつビスフェノール誘導体を用いて、TiO2表面でナノキャビティー構造の形成を実証した。このナノキャビティーは光照射により電荷分布が変化するという特徴をもつ。さらに、弱吸着領域では、メチレンブルーが光誘起分子移動によりSrTiO3表面でH会合体を形成することを明らかにした。これらの結果は、界面ナノ構造体構築のための新たな知見を与えるものである。無機半導体表面を基盤にした有機化合物のナノ構造体の構築と機能発現を目的に、本年度は、アナターゼ型酸化チタンナノ粒子表面にビスフェノール化合物を化学吸着させることで界面ナノキャビティー構造の構築と光機能化に向けた基礎研究を行った。本実験では、フェノール基を二つ有する種々のビスフェノール化合物を用いて検討を行った結果、二つのフェノールを1,4-phenylenediisopropylideneで架橋したビスフェノールPが二つのフェノール基でTi原子に化学結合することで、酸化チタン表面にナノキャビティー構造が形成することをフーリエ変換赤外線分光法(FT-IR)と密度汎関数理論(DFT)計算により明らかにした。さらに、この界面ナノキャビティー構造体の形成に伴い、酸化チタンナノ粉末の色は白色から黄橙色に変化することを見出した。この可視光応答は、ビスフェノールPから酸化チタンの伝導帯への界面電荷移動遷移に起因していることを拡散反射紫外可視分光とDFT計算を用いて明らかにした。界面電荷移動遷移は有機部位と無機部位の電荷分布を大きく変化させる性質を有することから、この研究結果は光応答型界面ナノキャビティー構造の構築を示している。さらに、界面ナノキャビティー構造体の形成のための条件について理論的に解析を行った。その結果、有機化合物の化学吸着基間の距離と表面Ti原子間距離のマッチングと有機化合物の柔軟性がナノキャビティー構造の形成のための必要条件であることが示された。今回構築した光応答型界面ナノキャビティー構造は、新規包接機能や光エネルギー変換への応用が期待される。無機半導体表面を基盤にした有機化合物のナノ構造体の構築と機能発現に向けた基礎的研究において、有機化合物の酸化チタン表面への吸着による界面ナノキャビティー構造の構築を世界で初めて実証し、さらに、界面電荷移動遷移を用いた光機能化の可能性を示した。さらに、本研究予算により購入したワークステーションを用いてナノ構造と電子状態および光吸収特性について理論的に知見を得ることができる状況が整った。これらの結果から本研究はおおむね順調に進展しているといえる。無機半導体表面を基盤とした有機化合物のナノ構造体を構築し、機能を発現させるためには、無機半導体表面での有機化合物の吸着構造の正確な理解と化学的制御が必要不可欠である。本年度は、無機半導体として昨年用いたアナターゼ型TiO2ナノ粒子に加えて、立方晶構造を有するペロブスカイト型チタン酸化物ナノ粒子とシリコンナノ粒子を用いて、強吸着領域(化学吸着)から弱吸着領域(物理吸着)までの幅広い吸着様式にわたる研究を行った。実験を行う中で、当初想定していなかった現象が弱吸着領域で観測された。SrTiO3ナノ粒子表面にクーロン相互作用により吸着したカチオン性のメチレンブルー色素が、可視光を吸収することでSrTiO3表面を移動し、H会合体を形成することがわかった。この結果は、化学吸着により界面ナノ構造体を構築しようとしていた当初の方法論ではなく、有機化合物を弱く無機半導体表面に吸着させ、光誘起分子移動により安定なナノ構造体を無機半導体表面に形成できることを示している。この光誘起分子移動のメカニズムを調べるために、温度上昇効果について検討したが、顕著な光誘起分子移動は観測されなかった。この実験にもとづき、メチレンブルーの光誘起分子移動は、電子励起と緩和によるメチレンブルー内の電荷分布の一往復の変化により起きている可能性があることが示された。光誘起分子移動は、光駆動型分子ナノ機械や光駆動型ドラッグデリバリーシステムの開発において重要な研究テーマである。これまで研究されてきた光誘起分子移動は光吸収による分子構造変化によって起きていた。本研究は、光誘起分子移動のための新たなメカニズムとして、光誘起電荷分布変化による光誘起分子移動の可能性を示している。今後は、上述の界面ナノキャビティー構造体を用いた機能化と新たなナノ構造体の構築に向けた指針を探索する必要がある。界面ナノ構造体に関する研究は、本研究が世界に先駆けて行っているため具体的な機能化を考える前に、研究に用いることができる無機半導体ナノ材料や有機化合物の拡張は重要である。このような理由から、第2年度ではまず界面ナノ構造体構築のための無機半導体ナノ材料や有機化合物の開拓をする予定である。具体的には、シリコンナノ粒子とアミン化合物を用いた界面ナノ構造体の構築に関する研究を実施する予定である。無機ー有機ナノ複合体
全身の健康増進に寄与する口腔保健のエビデンス創出:ランダム化並行群間比較試験

口腔の健康と全身の健康の相関性が言われて久しいが、口腔の健康増進が全身の健康増進に寄与するという因果関係を示すエビデンスは極めて限られている。「口腔の健康」を保健医療施策の中で確固たる位置づけにするには、エビデンスレベルの高い研究デザインによって、その成果を蓄積することが大切である。本研究は、血管内皮細胞の機能に焦点を当て、「口腔の健康増進が全身の健康増進に寄与する」という因果関係を示すエビデンスをランダム化並行群間比較試験によって作りだすことを目的としている。さらに血管内皮細胞の機能評価である「血流依存性血管拡張反応検査(Flow Mediated Dilation ; FMD)」に加えて非対称性ジメチルアルギニン(Asymmetric dimethylarginine; ADMA)の歯科での有用性を示す。初年度はインターネットや広報誌で募集した中等度までの歯周病罹患被験者110名に対してランダム化並行群間比較試験を行った。介入項目は、90日間の3DS(dental drug delivery system)による除菌である。主要評価項目は、血管内皮機能(ADMA解析およびFMD測定)、副次的評価項目は、臨床所見(歯式、歯周ポケット深さ、プロービング時出血)、歯周ポケット内プラーク中の細菌の質的・量的分布および炎症性マーカーを採用した。今年度は介入前後で得られた口腔診査(歯式、歯周ポケット深さ、プロービング時出血)およびFMDの値の結果について記述統計を行った。さらにADMAを含む各種マーカーについては血液生化学検査を外部委託し、データを収集した。インターネットや広報誌で募集した中等度までの歯周病罹患被験者110名を対象に行ったランダム化並行群間比較試験の結果を収集し、分析を行っている段階である。主要評価項目であるADMAを含む各種マーカーについては血液生化学検査を外部委託し、データを収集を完了した。副次的評価項目である口腔診査(歯式、歯周ポケット深さ、プロービング時出血)およびFMDの値の結果について記述統計を行った。現在は歯周ポケット内プラーク中の細菌のDNA抽出を行っている。臨床試験によって得られた介入前後の各サンプルについて解析を順次進めていく。得られたデータについては、個人識別管理を行い、対応表を有する匿名化を行うことにより、研究者等に被験者の特定ができないようにして管理する。匿名化したデータのみを使用し、統計解析を行う。その結果から口腔の健康状態と血管内皮機能との因果関係を分析し、さらにFMDとADMAとの相関についても検証する。本研究は、血管内皮細胞の機能に焦点を当て、「口腔の健康増進が全身の健康増進に寄与する」という因果関係を示すエビデンスを作りだすことを目的に、ランダム化並行群間比較試験を行った。本学歯学部倫理審査委員会の承認およびUMIN登録を行った。インターネットや広報誌で募集した中等度までの歯周病罹患被験者110名に対してランダム化並行群間比較試験を行った。本研究は介入を伴う臨床研究であるため、「ヘルシンキ宣言」に基づく倫理原則および「人を対象とする医学系研究に関する倫理指針(文部科学省・厚生労働省)」を遵守し研究を遂行した。口頭および文章により本人に対して説明し、自由意志に基づき、文書による同意を受け実施した。インターネットや広報誌で募集した中等度までの歯周病罹患被験者150名に対し、一次・二次スクリーニングを行った結果、110名を対象とした。被験者を介入群と非介入群に無作為に割り付け、介入群には90日間の3DSによる除菌を、非介入群には歯周基本治療のみ行った。現在までに上記臨床試験スケジュールはすべて終了し、介入前後で得られた各サンプルについて解析を順次行っている段階である。

初年度はインターネットや広報誌で募集した中等度までの歯周病罹患被験者110名に対してランダム化並行群間比較試験を行った。介入項目は、90日間の3DS(dental drug delivery system)による除菌である。主要評価項目は、血管内皮機能(ADMA解析およびFMD測定)、副次的評価項目は、臨床所見(歯式、歯周ポケット深さ、プロービング時出血)、歯周ポケット内プラーク中の細菌の質的・量的分布および炎症性マーカーを採用した。今年度は介入前後で得られた口腔診査(歯式、歯周ポケット深さ、プロービング時出血)およびFMDの値の結果について記述統計を行った。さらにADMAを含む各種マーカーについては血液生化学検査を外部委託し、データを収集した。インターネットや広報誌で募集した中等度までの歯周病罹患被験者110名を対象に行ったランダム化並行群間比較試験の結果を収集し、分析を行っている段階である。主要評価項目であるADMAを含む各種マーカーについては血液生化学検査を外部委託し、データを収集を完了した。副次的評価項目である口腔診査(歯式、歯周ポケット深さ、プロービング時出血)およびFMDの値の結果について記述統計を行った。現在は歯周ポケット内プラーク中の細菌のDNA抽出を行っている。臨床試験によって得られた介入前後の各サンプルについて解析を順次進めていく。得られたデータについては、個人識別管理を行い、対応表を有する匿名化を行うことにより、研究者等に被験者の特定ができないようにして管理する。匿名化したデータのみを使用し、統計解析を行う。その結果から口腔の健康状態と血管内皮機能との因果関係を分析し、さらにFMDとADMAとの相関についても検証する。外部委託しているADMA解析が一部次年度に持ち越すことになったため、次年度使用額が生じた。翌年度分とし請求する助成金と合わせて、ADMA解析を含む分析に使用する計画である。細菌解析に使用する器材に不具合が生じた結果、修理に時間がかかり、一部次年度に持ち越すことになったため、次年度使用額が生じた。翌年度分として請求する助成金と合わせて、細菌解析に使用する計画である。
母体の歯周病感染が引き起こす胎児発育障害および成長後の耐糖能異常

歯周病は早産・低体重児出産にも影響を及ぼすと考えられているが、近年、早産・低体重で生まれた子は、その後の成長で急激な体重増加がおこり、将来的に耐糖能異常、脂質代謝異常、そして糖尿病を発症するリスクが高いことが報告されている。すなわち、歯周病の存在は、母胎に影響し低体重児の出産を引き起こすだけでなく、その子の成長後の糖尿病の発症にも影響をおよぼす可能性があるといえる。また、歯周病が妊娠プラグの確認された日を妊娠0日として、培養した特定の濃度のPorphyromonas gingivalisを静脈注射することにより、歯周病原細菌感染低体重児出産モデルマウスを作製した。このモデルマウスでは、胎盤の形成が正常出産マウスと異なることを報告した。また、マイクロアレイ解析にて、胎盤や臍帯での遺伝子発現が変化していることを明らかにした。成長したマウスに超音波破砕したPorphyromonas gingivalisを静脈注射することにより、耐糖能異常およびインスリン抵抗性が引き起こされること、また、肝臓の脂肪化の亢進および発現遺伝子の変化、腸内細菌叢の変化が認められることを報告した。ヒトを対象とした疫学研究では、Aggeratibacter actinomycetemcomitansの感染と肝臓の炎症・繊維化、および血糖コントロールとに関連がみられることを見いだした。さらにその結果に基づきマウスを用いた研究を行い、Aggeratibacter actinomycetemcomitansの経口投与が肝臓の脂質合成を亢進させること、また耐糖能異常およびインスリン抵抗性が引き起こされることも報告した。歯周病が妊娠プラグの確認された日を妊娠0日として、培養した特定の濃度のP. gingivalisを静脈注射することにより、歯周病原細菌感染低体重児出産モデルマウスを作成した。研究計画に基づいて、研究を継続する。私たちはこれまでに、東京医科歯科大学大学周産女性診療科を受診中の患者に対して口腔内の状態と出産結果との関連を調べた。その結果、早産の妊婦から代表的な歯周病原細菌であるPorphyromonus gingivalisが有意に高い頻度で検出されたこと、また歯周病原細菌に対する抗体のひとつが習慣性流産・血栓症を引き起こす抗リン脂質抗体症候群に類似した症状を引き起こす可能性を報告した。また、歯周病が妊娠プラグの確認された日を妊娠0日として、培養した特定の濃度のP. gingivalisを静脈注射することにより、歯周病原細菌感染低体重児出産モデルマウスを作製した。ヒトを対象とした疫学研究では、歯周病原細菌の感染と肝臓の炎症・繊維化、および血糖コントロールとに関連がみられることを見いだした。さらにその結果に基づきマウスを用いた研究を行い、歯周病原細菌の感染が肝臓の脂質合成を亢進させること、また耐糖能異常およびインスリン抵抗性が引き起こされることも報告した。歯周病が妊娠プラグの確認された日を妊娠0日として、培養した特定の濃度のP. gingivalisを静脈注射することにより、歯周病原細菌感染低体重児出産モデルマウスを作製した。

歯周病が妊娠プラグの確認された日を妊娠0日として、培養した特定の濃度のP. gingivalisを静脈注射することにより、歯周病原細菌感染低体重児出産モデルマウスを作成した。成長したマウスに超音波破砕したPorphyromonas gingivalisを静脈注射することにより、耐糖能異常およびインスリン抵抗性が引き起こされること、また、肝臓の脂肪化の亢進および発現遺伝子の変化、腸内細菌叢の変化が認められることを報告した。研究計画に基づいて、研究を継続する。
材料の強度特性・破壊予測を目指した放射光Ｘ線によるミクロ組織イメージング法の構築

金属組織の加工硬化、破壊の予測をめざし、転位、残留応力などのミクロ組織パラメーターの2D分布解析法の開発を目指した。H24年度にエネルギー分散型X線回折法による残留応力ーラインプロファイル解析の開発を行い、H25年度は解析精度を上げるため二次元検出器を用いたマイクロビームX線回折法によるラインプロファイル解析法を開発した。これらの測定・解析法により、伸線加工パーライト鋼の転位と応力の分布の特徴を明らかにした。これらの測定・解析法をもとにH26年度は負の積層欠陥エネルギーを持つCo-Cr合金への展開、さらに荷重変形方向に対する転位形成の異方性、さらに高温下でのその場測定結果について議論した。金属構造体の加工強化、破壊などの材料強度特性予測をめざし、転位、残留応力などのミクロ組織パラメーターの2D分布解析法の開発を目的とする。この解析にはX線回折における回折指数による非等方的なピーク拡がりやピークシフトを解析する。構造体内部の情報をミクロ領域で評価することが必要であるため、マイクロビームX線を利用した測定法構築が不可欠になる。H24年度は高エネルギー白色X線を利用したエネルギー分散型X線回折法による測定システムの構築を実施した。残留応力と転位の構造体内部の分布状態を解析する成果を得たが、逆空間分解能の限界による試料制約が生じた。そこで、H25年度は「高分解能化」をキーワードに放射光のアンジュレーター高輝度線源を利用した角度分散型X線回折法によるラインプロファイル解析システムの構築を実施した。角度分散型X線回折法では角度分解能の高分解能化により、測定に対するステップが小さくなる。このため通常の測定法では長い測定時間を要し、マッピング測定には適していない。そこで、PILATUSー2次元検出器をスキャンし、測定時間の大幅な短縮を行った。実際の測定では2台の検出器を同時に走査し、さらなる測定時間の短縮を行った。本研究では伸線加工パーライト鋼を測定対象試料とした。ワイヤ材(φ3mm)内部の転位密度分布を評価することに成功した。さらに高分解能化により転位密度の配置パラメーターが精確に決定され、転位dipole形成と塑性ひずみ量の関係が明らかにされた。また、伸線方向とその直交方向の転位形成の異方性も明らかにされた。これらミクロ組織パラメーターは回折計の高分解能化が実現されて初めて得られた知見であり、産学の材料解析にかかわる研究への波及効果が期待できる。金属構造体における材料強度特性の予測を目指し、特性要素となる転位、セル組織などのミクロ組織因子の2D, 3Dイメージング法の確立を目的とする。解析法としてX線回折に生じる回折指数に依存した非等方的なピーク形状の変化を利用する。この研究は、構造体内部の情報を得ることを目的の一つとしているため、金属に対する透過性を有する高エネルギーX線を利用した測定法構築が不可欠になる。そこで、H24年度は「高エネルギー白色X線を利用したエネルギー分散型X線回折」によるラインプロファイル解析法の構築と応用を行った。高エネルギー白色X線マイクロビームを利用したエネルギー分散型X線回折法は角度スキャンを必要としないため、短時間で複数の回折を測定できる。これは構造体内部の転位キャラクターの二次元分布を知るのに極めて有利となる。ただし、エネルギー分散型X線回折法の逆空間分解能は検出器のエネルギー分解能に依存するため一般的に高くはなく、高い逆空間分解能を必要とするラインプロファイル解析にエネルギー分散型X線回折法は適していないと予想される。一方、エネルギー分解能の影響は回折角に依存するため、適切な回折角で測定を行うことにより、エネルギー分解能の影響を最小限に抑えることが期待できる。そこで、エネルギー分解能と逆空間分解能の関係の理論的考察とそれを実験から実証した。得られた実験結果をもとに、ラインプロファイル解析に必要な測定条件を導いた。「高エネルギー白色X線を利用したエネルギー分散型X線回折」を利用し、伸線加工を施したパーライト鋼の伸線中央から表面にかけて生じる転位密度の分布、結晶子サイズの分布と対応する塑性ひずみ分布との関係、さらに同時に測定される残留応力の分布との相関関係と特徴を明らかにした。