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社会実態調査に即したヘイト・スピーチ規制の総合的研究

近年日本においてヘイト・スピーチという行為が社会問題になっている。差別的表現という用語で知られるようにかつてから類似の問題は存在した。しかし、デモや街宣活動で、公然と、大勢で脅迫的または侮辱的な態様で冒涜、中傷、暴力扇動をすることは極めて新たな社会現象である。ヘイト・スピーチを差別的表現と同じく扱うことによって足りるのであろうか。つまり、何が違うのかを明らかにする必要があるのではなかろうか。日本におけるヘイト・スピーチ問題の端緒となった在特会による京都朝鮮第一初級学校に対する襲撃とその裁判を基点としつつ、ヘイト・スピーチの問題性に迫る。昨年度の実績として、1.大阪市ヘイトスピーチへの対処に関する条例への市民対案の作成への関与、2.民族学校などのコリアルーツをもつ高校生1483人年に「差別被害に関する実態調査」の実施がある。大阪市条例は、日本において、いわゆるヘイトスピーチに対処することを目的とした初めてのものである。日本政府は1995年に人種差別撤廃条約に加入したが、未だこれに規定されている政府の義務を履行するための国内法の整備は行われていない。国レベルで人種差別に対処する法律がない中、大阪市が独自に条例を制定したことは、日本の社会状況への俊敏な対応と同時に、人種差別を許さないという世界のグローバルスタンダードへの接近をも意味している。本条例の制定の動きのきっかけは、2014年7月8日京都朝鮮学校襲撃事件の民事裁判で大阪高裁は1審判決を支持し、在特会側の控訴を棄却したことを受け、その2日後、当時の橋本市長がヘイトスピーチ対策を検討すると発言したことにある。9月3日、橋本市長は大阪市人権施策推進審議会に「ヘイト・スピーチに対する大阪市としてとるべき方策について」諮問、同審議会に「憎悪表現に対する大阪市としてとるべき方策検討部会」が設けられ、計6回の会議が行われ、審議を重ね、その答申として、「大阪市ヘイトスピーチへの対処に関する条例案要綱(案)」が出された。この間、10月20日、橋下市長と「在日特権を許さない市民の会」の桜井誠会長との会談がなされ、市長から、桜井氏に対し、「おまえみたいな差別主義者は大阪にはいらない」「民族をひとくくりにして語るな」等、在特会の主張が差別にあたることが明言された。大阪市は、15年5月22日、ヘイトスピーチ(憎悪表現)を抑止するための条例案を市議会5月定例会に提出したが、審議未了のため、継続審議となったが、この度、在日韓国・朝鮮人の人々による運動も奏功し、ようやく成立することになった。大阪市ヘイトスピーチへの対処に関する条例への市民対案の作成に関与できたことは、研究の進捗にたいへん有益であった民族学校などのコリアルーツをもつ高校生1483人年に「差別被害に関する実態調査」の実施が可能になり、被害実態が明らかになりつつある。。全国の民族学校に通う約1500名の高校生に、日本におけるヘイトスピーチの状況並び差別事情についてアンケート調査を行った。意識調査は、全国九つの朝鮮学校高級部と二つの民族学校の高校生と、外国にルーツを持ち大阪府内の公立高校に通う生徒の一部を対象にアンケートを実施。1483人の回答を得た。在日コリアンらの排斥を訴えるデモや街宣活動に民族学校の生徒らの過半数が憤りを感じる一方、デモや街宣の参加者について「いつか分かり合える」と考える生徒が「理解し合えない」を上回っていることが調査で分かった。外国にルーツを持つ10代後半の若者たちは、差別をあおるヘイトスピーチに傷つきつつも、希望は捨てていない状況が見て取れた。それによると、回答者の大半の1453人が朝鮮半島にルーツを持ち、全体の80%が生活の中で「差別を感じる」と回答し、排斥のデモや街宣に遭遇した生徒は25%だった。デモや街宣には全体の76%が怒りを、46%が恐怖を感じたと表明(複数回答)。怒りや恐怖の理由は、73%が「人間として平等に扱われていない」と答えた。一方、デモ参加者をどう感じるか聞いたところ、「許せないが、同じ社会に生きる人間だからいつか分かり合える」が全体の40%を占め、「許せない。絶対に理解し合えない」の38%を上回った。ドイツ並びスイスにおける人種差別解決のための対策並びヘイトスピーチ規制について、比較検討することができた。民族学校に通う高校生を対象にアンケート調査を実施したが、予想とは異なり、多くの学校ならび生徒が協力してくれた。このことによりアンケート調査とその結果について十分な客観性を担保することができた。海外の研究者の協力を得ることができ、日本におけるヘイトスピーチ問題の解決並びそのための立法作業の必要性についてドイツ並びその他のヨーロッパ諸国の経験を比較参考にすることができた。2017年4月1日に、龍谷大学至心館1階において、本研究の総決算としてドイツの研修者を5名を招いてシンポジウムを開催し、主として、ヨーロッパにおけるヘイトスピーチ規制と日本への影響可能性をテーマにして、これに関して生じる諸問題について検討をした。法学以外の分野の専門家との学際研究の利点を生かしつつ、それぞれの分野での認識を相互共有することを意識しながら、従前の研究会並び研究活動で得られた知見並び疑問点を本シンポジウムでの明らかになった検討課題とその後の研究会において検討した結果として、以下の点が明らかになった。

1差別的な表現行為を現行法は、その将来の暴力のきっかけとなることに照らして十分に把握し切れていない。2現在生じているヘイトスピーチ街宣やデモに対して公安上やヘイトスピーチ解消法は十分に機能していない。3事前の予防・抑止と事後の処罰の必要性が明らかになった。4被害実態調査と被害者救済対策の必要が明らかになった。注意すべき点として、(1)現在、ヘイトスピーチの問題とヘイトクライムの問題が区別されずに混乱して議論されている面があるのではないか。(2)ヘイトクライムへの法的対応はヘイトスピーチのそれと異なる面があり、ヘイトクライムへの法的対応について、現行刑法違反の犯罪行為に対する捜査や処罰のあり方の問題、司法審査のあり方などを検討する必要がある。(3)ヘイトクライムとヘイトスピーチの問題を混同して論じることがヘイトスピーチの法的規制の是非の議論に与える危険性を問題提起する。近年日本においてヘイト・スピーチという行為が社会問題になっている。差別的表現という用語で知られるようにかつてから類似の問題は存在した。しかし、デモや街宣活動で、公然と、大勢で脅迫的または侮辱的な態様で冒涜、中傷、暴力扇動をすることは極めて新たな社会現象である。ヘイト・スピーチを差別的表現と同じく扱うことによって足りるのであろうか。つまり、何が違うのかを明らかにする必要があるのではなかろうか。日本におけるヘイト・スピーチ問題の端緒となった在特会による京都朝鮮第一初級学校に対する襲撃とその裁判を基点としつつ、ヘイト・スピーチの問題性に迫る。ヨーロッパ諸国における差別被害実態調査の諸成果を参照し、日本の実態との比較研究を行う。総まとめとしてシンポジウムを開催する予定刑法昨年度においては、もっぱら実態調査並びアンケート質問項目に関する前提研究に力点が置かれた。そのため、主に、に、研究分担者個々の個人的見解をまとめ、これを相互に精査した。この作業により具体的な質問項目を作成するのための十分な準備ができた。そのため、インタビューやアンケートにかかる費用などが次年度に繰り越された。シンポジウムを実施する計画を立てていることからそのための予算をつくるため・研究分担者による被害当事者に対するインタビュー実施、被害当事者による民事裁判提訴の過程ならびその後の裁判過程を調査、被害実態調査の実施。シンポジウム使用のための電子機器シンポジウム参加者の交通費・宿泊など
臨床応用を目指し、ハイドロキシアパタイトゾルを用いた徐放性抗癌剤の検討;特に局所癌化学療法を目的とした徐放性アドリアマイシンによる腹膜播種の防止と治療の基礎的検討

1)in vitroにおいて腫瘍細胞を培養し,1.コントロール群,2.ハイドロキシアパタイトゾル(HAp-sol)単独群,3.アドリアマイシン(DXR),4.HAp-sol+DXR群で経日的に腫瘍細胞数をカウントした.HAp-sol+DXR群で最も細胞増殖を抑制された.2)アドリアマイシン(DXR),マイトマイシンC(MMC),5-FUの3剤ではDXRが最もHAp-solに吸着した.3)アドリアマイシンのラット腹腔内投与量はLD50より1.5mg/kgが至適投与量と思われた.1)in vitroにおいて腫瘍細胞を培養し,1.コントロール群,2.ハイドロキシアパタイトゾル(HAp-sol)単独群,3.アドリアマイシン(DXR),4.HAp-sol+DXR群で経日的に腫瘍細胞数をカウントした.HAp-sol+DXR群で最も細胞増殖を抑制された.2)アドリアマイシン(DXR),マイトマイシンC(MMC),5-FUの3剤ではDXRが最もHAp-solに吸着した.3)アドリアマイシンのラット腹腔内投与量はLD50より1.5mg/kgが至適投与量と思われた.ハイドロキシアパタイトゾル(HAp-sol)を1gラット腹腔内投与した(n=5).7日後まで全てのラットに異常は見られず,開腹すると肉眼的に肝表面,大網,腸間膜の漿膜を中心にHAp-solの付着を認めた.さらに大網を切除しヘマトキシン-エオジン染色を施し,顕微鏡下で観察するとHAp-solをfibroblastが取り囲み,きわめて軽度の炎症細胞浸潤が認められた.HAp-solの一部は上皮細胞のも取り囲まれておりリンパ管の管空内に入っているようにみえた.HAp-solはsubperito-neal spaceに存在したまま,あたかも漿膜と同化しているようにであった.この実験系を通してHAp細粒による臓器障害,腹腔内臓器間の癒着等の所見は認められず,HAp-solの腹腔内投与は安全であることと,きわめて異物反応が少ないことからHAp-solの生体親和性の高さを証明できた.in vitroにおいて腫瘍細胞を培養し,1)コントロール群,2)ハイドロキシアパタイトゾル(HAp-sol)単独群,3)アドリアマイシン(DXR),4)HAp-sol+DXR群で経日的に腫瘍細胞数をカウントした.コントロール群では腫瘍細胞の増加が認められたのに対し,DXR群,HAp-sol+DXR群では横這いだった.またHAp-sol単独群でもDXR群,HAP-sol+DXR群ほどではないが,コントロール群に比較し細胞増殖を抑制する傾向にあった.またアドリアマイシン(DXR),マイトマイシンC(MMC),5-FUの3剤のHAp-solへの吸着率を比較すると720時間の吸着時間でDXRは0.20mg・HAp/mg,MMCは0.17mg・HAp/mg,5-FUは0.01mg-HAp/mg未満となり,この3剤ではDXRが最もHAp-solに吸着した.1)アドリアマイシンのラット腹腔内投与の安全性濃度を確かめるためにLD50を検討中であるが、14.2mg/kg以下ではすべて生存しLD50が15-20mg/kgのため、その1/10の1.5mg/kgが至適投与量と思われた.2)AH130腹水肝癌細胞を1×10^7個腹腔内投与すると7日後には90%に癌性腹水を認めることから、これをラット癌性腹膜炎モデルとした.3)ハイドロキシアパタイトゾル(HAp-sol)の精製についてであるが、今回用意したHAp-solにわずかの不純物と水抜きが不十分であることが判明したため、現在もHAp-solをあらためて製作・調整中である.
風荷重を受ける樹木の根系周辺地盤の緩みの評価に基づく風倒木と斜面崩壊の関係

台風時などによる風倒木が発生した箇所では斜面崩壊が発生する場合がある。本研究では樹木の振動を受ける根系周辺地盤の緩みを力学特性の変化と考え、模型実験および現場実験により、この力学特性の変化のメカニズムと影響因子との関係を明らかにすることを目的とする。実験の結果、細粒分の多い緩い地盤で風荷重による振動によって根系周辺地盤の緩みが生じやすいことがわかった。本研究では樹木の振動を受ける根系周辺地盤の緩みを力学特性の変化と考え、模型実験および数値実験を用いて、この力学特性の変化のメカニズムと影響因子との関係を明らかにすることを目的とする。さらに、根系周辺地盤の力学特性の変化の評価に基づき斜面崩壊の発生条件を示し、風倒木と斜面崩壊の関係を明らかにすることを目的とする。過去の台風時の斜面崩壊事例について文献調査ならびに現地調査を実施した。調査対象となる斜面崩壊事例について、気象データ、植生データ、地盤データ、風倒木データ、斜面崩壊データなどを整理した。主に対象とした事例は平成16年連続台風,平成19年台風4号などである。徳島県内で風倒木が発生した山地において、簡易動的コーン貫入試験や採取した土試料の物理試験を実施した。簡易動的コーン貫入試験の結果、厚さ1m程度の表層地盤は軟弱であることがわかった。平成23年度に本格的に実施予定である模型実験の予備実験を実施した。樹木1本の根系と周辺地盤を模擬し、模型地盤は円筒土槽内に作成した。地盤材料として、徳島県内の山地で採取した表層土を用いた。樹木として、風倒木の被害が多く報告されているスギを対象とし、これも土試料を採取した山地から採取した。水平載荷装置によって繰返し荷重を載荷し樹木を振動させた。地盤挙動の計測は、土圧計、間隙水圧計、変位計、ロードセルを用い、データロガーを通じてPCに記録した。実験結果より、樹木を振動させることで、時間の経過と共に反力は減少した。土圧は振幅が増えるごとに増加し、土圧計周辺の全応力の増加に影響していることが分かった。樹木の水平振動により、水平土圧の増加、水平方向の支持力の低下が生じる可能性があることが分かった。平成23年度は模型実験および実物のスギを用いた現場振動実験を行った。降雨時に風によって樹木が振動した場合の周辺地盤の緩みを実物の20分の1の相似模型め振動実験によって評価した。実験では、実物の樹木の幹と根系を再現した樹木模型を作製しく樹木の水平載荷試験から模型杭と模型地盤の妥当性を確認した。樹木振動前後に小型コーン貫入試験を実施し、地盤の緩みを評価した。その結果、飽和状態では載荷前後で地盤の緩みがみられたが,湿潤状態では地盤の変化はみられないことがわかろた。現場振動実験では、倒木被害が多いとされる針葉樹、その中でも植林によく用いられるスギを対象樹種とし、平地にあるスギの木の現場振動実験を実施し、載荷前、載荷後に貫入試験、表面波探査を実施し、地盤強度、剛性の変化が発生するのかを確認し、根系周辺地盤の緩みの評価を行った。今回の実験では、ポータブルゴーン貫入試験、簡易動的コーン貫入試験の結果より、貫入抵抗値、Nd値が振動による影響によって変化した可能性がある。しかし、振動の影響によって根系周辺地盤がゆるんでいるかどうかは結果がはっきりと出ていないため、実験地盤のばらつきと貫入試験結果のばらつきを考慮して検討する必要がある。平成24年度は一昨年度に引き続き模型実験を行った。降雨時に風によって樹木が振動した場合の周辺地盤の緩みを実物の20分の1の相似模型の振動実験によって評価した。実験では、実物の樹木の幹と根系を再現した樹木模型を作製し、樹木の水平載荷試験から模型杭と模型地盤の妥当性を確認した。その結果、一昨年度の実験に比べ乾燥密度が大きく、より密な地盤ができていることが明らかになった。

今年度の実験では以前より細粒分が減っていたため、締固めることにより細粒分が減る前の土よりも密な地盤ができ、載荷してもあまり変化が現れなかったのではないかと考えられる。今回用いた徳島県三好市山城町の山林の土では細粒分が少なければ、風荷重を受けた後の樹木根系周辺地盤は緩みにくいという結果が得られた。よって、樹木根系周辺地盤の緩みは密度だけでなく、粒度の影響も受けることが明らかとなり、細粒分が多い土の方が風荷重による振動によって根系周辺地盤の緩みが生じやすい可能性がある。今後はより幅広い現場の土を対象として、本研究成果を適用していく必要がある。当初予定していなかった実物のスギの境場披動実験を実施することができた。また、模型実験は予定通り順調に実施できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度である平成24年度では、昨年度確立した模型実験装置を用いて種々のパラメータを変化させた実騨を実施する。
血管新生・動脈硬化症に関わる血管内皮HSPG・Ryudocanの機能解析

血管内皮組織の細胞外マトリックス成分ヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)は、近年、単なる細胞間充填物質というより細胞間の新しい情報伝達物質として様々な血管機能に関与していることが判明しつつある。我々はヒト血管内皮細胞からHSPG(Ryudocan)を精製し、リガンド分子の検索ならびに正常血管、血栓形成部、動脈硬化巣などにおける組織免疫学的な本分子の発現分布状況の検索と合わせ、血管損傷時の血栓形成、血管新生、組織修復に起因する動脈硬化の発症に関わるRyudocan分子の機能について検討した。さらに、ヒトRyudocanゲノム遺伝子の単離・構造解析も行なった。スクリーニングの結果、精製ヒトRyudocan分子はbFGF、midkine(MK)およびTissue Factor Pathway Inhibitor(TFPI)に強い親和性(それぞれKd=0.5,0.3,0.74nM)をもつことが判明した。また、免疫組織学的解析では、動脈硬化巣、抹梢神経線維束、胎盤絨毛上皮細胞や、胎児の肺微小血管、心内膜にも明らかな発現が見られ、RyudocanがbFGFを介して細胞増殖や動脈硬化あるいは血管新生、MKを介して抹梢神経系のネットワーク形成、さらにはTFPIを介して抗血栓性に深く関与する多機能分子であることが示唆された。一方、全長約23kbのヒトRyudocan遺伝子遺伝子解析では、5'-flanking領域の検索では転写開始点の25bp上流にTATA-box様配列の他、様々な転写因子の結合配列の存在が判明した。Luciferase assayによる発現解析から5'-flanking領域のうちEcoRISmaI間にbasicプロモーター、Sac IEcoRI間にエンハンサー、Sau3AISacI間にサイレンサーエレメントがそれぞれ存在することが推測された。
神経因性疼痛の初期発生メカニズム

体性感覚野では末梢神経の一部が損傷されると、対応する体性感覚野脳地図の改変が生じたり、残存する神経の感度が上昇するという可塑性が生じることが知られている。この現象は、皮膚に加わる大きな物理的な外力を回避するための生体防御機構が神経損傷によって破綻したときの代償機構として捉えることができる。この代償的可塑性は神経切断後1時間以内という速さで生ずる。我々は経頭蓋フラビン蛋白蛍光イメージングによって、体性感覚野の神経切断後の代償的可塑性を再現することに成功した。さらにこの実験系を用いて代償的可塑性のトリガーメカニズムを解析した。その結果、神経を切断する代わりに薬理学的に末梢神経における活動電位の伝導を阻害しても代償的可塑性が生ずること、神経を切断しても切断部位の中枢端に0.1ヘルツ程度の電気刺激を加え続けると代償的可塑性が生じないこと、末梢感覚神経の約半数に実際に0.1ヘルツかそれ以下の極低頻度の自発発火が存在することを突き止めた。以上の結果は、末梢神経切断によって極低頻度の自発発火が中枢に伝わらなくなることが代償的可塑性を誘発するトリガー信号として機能していることを示している。われわれはさらに神経栄養因子の一種のGDNFに対する中和抗体を皮下に注射すると、極低頻度の自発発火が阻害されること、神経切断部位の中枢端にGDNFを投与すると代償的可塑性の誘発が阻害されることを見いだした。即ち末梢神経の極低頻度自発発火は、実は内因性のGDNFが末梢神経に作用することによって起きる制御された発火であることが判った。末梢神経切断によって生ずる代償的可塑性は神経損傷によって誘発される神経因性の慢性疼痛の初期過程と密接な関連があり、臨床医学的観点からみて非常に重要である。神経因性疼痛の初期メカニズムを解明するため、マウス末梢神経を部分切除した後の体性感覚野応答を経頭蓋フラビン蛋白蛍光イメージング法で解析した。前肢掌側を支配している正中神経・尺骨神経を切除した直後、前肢掌側にブラシによる触刺激を与えると、体性感覚野応答は殆ど消失した。しかし、神経切除の34時間後、体性感覚野応答の有意な回復が見られた。この回復した体性感覚野応答は、前肢背側を支配する橈骨神経・筋皮神経を切除することで完全に消失した。即ち、正中神経・尺骨神経の切除により、橈骨神経・筋皮神経の感度が異常に上昇し、体性感覚野応答の見かけ上の回復が生じたと思われる。次に神経部分切除による可塑性が、切除された神経を伝わる自発的な神経活動の伝導阻害によって生ずるのか否かを検証するために、TTXを正中神経・尺骨神経に局所的に投与したところ、34時間後には神経部分切除後と同様な効果が見られた。また神経切断箇所の中枢端を低頻度で電気刺激すると、体性感覚野応答の回復が阻止された。神経栄養因子のGDNFは神経切除に伴う疼痛を抑圧すると報告されている。そこで神経切除実験でGDNFを正中神経・尺骨神経の中枢端に投与すると、体性感覚野応答の回復が起こらなかった。しかしGDNFにTTXを加えて投与すると応答は回復した。さらに末梢神経を切り出し、GDNFを投与すると低頻度の自発発火活動が生ずること、麻酔したマウスの末梢神経には低頻度の自発発火が存在し、この発火頻度がGDNF受容体の機能を阻害するK252aの投与によって低下することを確認した。以上の結果から、GDNFのような内因性物質が末梢神経に作用して自発発火を引き起こしていること、この内因性物質による末梢神経の自発発火が体性感覚野応答の恒常性を保っていることが示唆された。
単離培養脳を用いた報酬記憶形成の全脳イメージング

ショウジョウバエに匂いAと砂糖水を同時に与えると、両者の報酬関係を学び(報酬性連合学習)、匂いAに近づく行動(アプローチ行動)を示すようになる。一方、学習中の脳内の変化をリアルタイムで調べる為に顕微鏡下にショウジョウバエを固定すると、学習成立の指標となるアプローチ行動を検出出来ず、観察された可塑的変化が真に記憶痕跡か否かを判断することが困難である。そこで当該研究はこれまで、(1)アプローチ行動の代わりに吻伸展反射を用いて、顕微鏡下でも学習成立の判断が可能な報酬性連合学習プロトコルを考案した。また、(2)ショウジョウバエの単離脳に対し、匂い中枢への電気刺激(匂い刺激)と、チャネルロドプシンを発現した甘味感覚ニューロンへの光刺激(甘味刺激)を同時に行うと、報酬性連合学習後の匂い刺激に対して吻伸展ニューロンの応答が上昇したことから、単離脳で報酬記憶が形成されるシステムを考案した。さらに、(3)空腹あるいは満腹個体の単離脳(腹脳・満腹脳)に対し甘味刺激を行うと、空腹脳のみで吻伸展ニューロンが応答し、単離脳に空腹・満腹情報が保存されていることが分かった。空腹や満腹は甘味に対する吻伸展や学習・記憶に影響を与える。そこで、当該研究は、空腹・満腹脳に対し、報酬性連合学習が形成されるか否かを先のシステムで検証した結果、空腹脳でのみ報酬性連合学習が成立し、単離脳が真に報酬記憶を形成し得たことを証明することができた。コンパクトで光透過性が高いショウジョウバエの脳は、全脳レベルでのイメージング解析が可能である。記憶が形成される過程を全脳レベルで網羅的な解析が出来れば、神経間、脳領域間での繋がりを明瞭にし、脳高次機能を担う神経ネットワークの全容と活性動態を見出すことが出来る。ショウジョウバエに匂いAと砂糖水を与えると、2種類の匂い(匂いAとB)を同時呈示した時に匂いAに近づくアプローチ行動を示す。これを報酬学習といい、この時に獲得する記憶を報酬記憶という。学習中の脳内の変化をリアルタイムで調べるため顕微鏡下にショウジョウバエを固定すると、学習の成立の指標となるアプローチ行動を示すことができない。ゆえに、観察された可塑的変化が真に記憶痕跡か否かを判断することが難しい。そこで本研究では、アプローチ行動の替わりに吻伸展反射を用いて、顕微鏡下でも学習成立の判断が可能な報酬学習プロトコルを考案した。また、ショウジョウバエの頭から取り出した脳にバーチャルな報酬記憶を形成させるため、匂い中枢と甘味中枢への同時刺激により人為的な匂いと甘味情報の連合を試みた。学習過程の吻伸展ニューロンの神経活動を経時的に記録した結果、条件付け後の匂い刺激に対して応答が上昇したことから、単離脳で報酬記憶が形成されたと示唆するデータを得ることができた。次年度は単離脳が真に記憶を形成し得たことを証明すると同時に、引き続き同一脳標本による全脳イメージング解析を行い、報酬性の記憶の形成、保持、想起の神経回路の同定を目指す。今年度は、匂いの呈示中にチャネルロドプシンを発現した甘味感覚ニューロンを光活性することで、吻伸展反射を用いた報酬学習を成立させることに成功した。そこで、すでに確立済みの匂い中枢への電気刺激方法を取り入れ、研究2の単離培養脳での報酬学習の成立に挑んだ。その結果、学習前後の吻伸展ニューロンの神経応答の変化から、単離脳で報酬記憶が形成されたと示唆するデータを得ることができた。次年度では研究1-1と1-2のin vivo実験を行い裏付けを取る予定である。また、次年度の研究3-1については既に実験を進めており結果を得つつある。ショウジョウバエに匂いAと砂糖水を同時に与えると、その後匂いAに近づく行動を示すようになる。この匂いと砂糖水の報酬関係を学ぶことを報酬学習といい、報酬記憶を獲得する。学習中の脳内の変化をリアルタイムで調べるため顕微鏡下にショウジョウバエを固定すると、アプローチ行動(学習成立の指標)を検出できない為、観察された可塑的変化が真に記憶痕跡か否かを判断することが難しい。そこで本研究では、アプローチ行動の代わりに吻伸展反射を用いて、顕微鏡下でも学習成立の判断が可能な報酬学習プロトコルを考案した。また、ショウジョウバエの単離脳を用いて、匂い中枢と甘味中枢への同時刺激により人為的な匂いと甘味情報の連合を試みた。学習過程の吻伸展ニューロンの神経活動を記録した結果、条件付け後の匂い刺激に対して応答が上昇したことから、単離脳で報酬記憶が形成されたと示唆するデータを得ることができた。そこで、空腹あるいは満腹個体から脳を単離し、甘味中枢刺激時の吻伸展ニューロン応答を観察したところ、空腹脳のみ応答した。これは、単離脳に空腹・満腹情報が保存されていることを示唆する。現在、空腹・満腹脳で報酬学習が形成されるかについて実験を進め、単離脳が真に報酬記憶を形成し得たことを証明しつつある。引き続き同一脳標本による全脳イメージング解析を行い、空腹・満腹情報の保存場所や、報酬性記憶の形成、保持、想起の神経回路の同定を目指す。

これまで我々は、ショウジョウバエの単離脳に対し、匂い中枢への電気刺激(匂い刺激)と、チャネルロドプシンを発現した甘味感覚ニューロンへの光刺激(甘味刺激)を同時に行うことで、報酬制連合学習前後の匂い刺激に対する吻伸展ニューロンの応答が変化したことから、単離脳で報酬記憶が形成されたと示唆するデータを得ることができた。そこで、申請書に記した通り、単離脳で報酬学習が形成されたという裏付けとして、研究1のin vivoイメージング実験を行うことを予定していたが、学習前後の吻伸展ニューロンのin vivo観察は、脳内の吻伸展ニューロンの位置と、脳の組織構造が原因で、2光子顕微鏡を用いても観察が困難であった。そのため、in vivo観察とは異なる方法で、単離脳で報酬学習が形成される裏付けを取ることに変更した。空腹や満腹は甘味に対する吻伸展や学習・記憶に影響を与える。そこで、空腹あるいは満腹個体から脳を単離し、甘味中枢刺激時の吻伸展ニューロン応答を観察したところ、空腹脳のみ応答し、単離脳に空腹・満腹情報が保存されていることを示唆することができた。そこで、空腹・満腹脳で報酬学習が形成されるかについて新たに実験を進め、単離脳が真に報酬記憶を形成し得たことを証明しつつある。産休・育休の取得のため、予定した実験は次年度に延期した。産休・育休取得のため、予定した実験は次年度に延期した。ショウジョウバエに匂いAと砂糖水を同時に与えると、両者の報酬関係を学び(報酬性連合学習)、匂いAに近づく行動(アプローチ行動)を示すようになる。一方、学習中の脳内の変化をリアルタイムで調べる為に顕微鏡下にショウジョウバエを固定すると、学習成立の指標となるアプローチ行動を検出出来ず、観察された可塑的変化が真に記憶痕跡か否かを判断することが困難である。そこで当該研究はこれまで、(1)アプローチ行動の代わりに吻伸展反射を用いて、顕微鏡下でも学習成立の判断が可能な報酬性連合学習プロトコルを考案した。また、(2)ショウジョウバエの単離脳に対し、匂い中枢への電気刺激(匂い刺激)と、チャネルロドプシンを発現した甘味感覚ニューロンへの光刺激(甘味刺激)を同時に行うと、報酬性連合学習後の匂い刺激に対して吻伸展ニューロンの応答が上昇したことから、単離脳で報酬記憶が形成されるシステムを考案した。さらに、(3)空腹あるいは満腹個体の単離脳(腹脳・満腹脳)に対し甘味刺激を行うと、空腹脳のみで吻伸展ニューロンが応答し、単離脳に空腹・満腹情報が保存されていることが分かった。そこで、当該研究は、空腹・満腹脳に対し、報酬性連合学習が形成されるか否かを先のシステムで検証した結果、空腹脳でのみ報酬性連合学習が成立し、単離脳が真に報酬記憶を形成し得たことを証明することができた。研究3ー1については、本年度に得た単離脳による報酬学習のプロトコルを用いて、報酬学習と記憶中枢キノコ体との関係性を引き続き検証する。研究3ー2については、現在すでに検証を行っている研究3ー1の実験結果から、キノコ体から吻伸展ニューロンへの投射経路を明らかにすることが神経回路の同定に向けて先決であると考えられた。したがって、計画予定を変更し、前述事項を明らかにした後、報酬学習に関与する脳領域の同定を行う。前述の通り、今年度、空腹・満腹情報が単離脳に保存されていると示唆する新たな結果を得た。
組換え酵素における天然変性領域の機能

相同(DNA)組換えが変調を来すと、ゲノムが不安定になりガン等を引き起こす。本研究は天然変性領域の分子機能を細胞の相同組換えでの働きと結びつけて理解することを目指した。特に、組換えでの分子機能がよく分かっていなかったRad52とSrs2を取り上げた。組換えの要に働くRecA族組換え酵素に作用する、これらのタンパク質の天然変性領域のアミノ酸残基を同定し、それらの変異の効果を解析して、それぞれの組換えでの分子機能についての理解を深めた。特に、Srs2について、倍数体細胞での正確な二本鎖切断修復を保障する未知の働きを明らかにし、さらに、従来の組換え機構モデルの一部の見直しを示唆する結果を得た。相同組換えは互いに塩基配列がよく似た2つのDNAがつなぎ変わるDNAゲノムで普遍的な遺伝現象である。天然変性領域での存在が予測されているRAD52またはBRCA2と組換え酵素RAD51との相互作用について、また、相互作用の相手がまだ明らかでない組換え開始酵素SPOl1とNtg1/Nth1を取り上げた。理研では、単離したタンパク質について試験管内で生化学的手法とNMR等分光法を用いて、天然変性領域の試験管内での機能の解明を行った。草野(京都工繊大)は、高等動物モデルの代表であるハエで、遺伝学的手法で生体の相同組換えでの天然変性領域の機能を解析した。SPOl1とNtg1/Nth1については、遺伝学手法、および、免疫学・タンパク質化学的手法で相互作用するタンパク質群を探索し、天然変性領域の存在と機能発現原理を探った。これらのアプローチで天然変性領域でのタンパク質問相互作用の分子機能理解と生体での組換え機能の理解とを連結するという目的で研究を行った。天然変性領域の存在が予測されたRad52[酵母(Sc)とヒト(Hs)]について、全体または天然変性領域と予測された部分について蛋白質発現系と精製系を導入した。ScRad52についてssDNA結合は正常であるが、dsDNA結合が異常になった変異蛋白質をHsRAD52の立体構造を基に設計し、その遺伝子を構築して大腸菌へ導入し、発現・単離を行った。我々は、ScRad51がRad52と1:2複合体を作ってssDNAとdsDNAの相同DNA対合を試験管内で行うことを既に明らかにしたが、この系を中心にその変異Rad52を解析した。その結果、dsDNAが先ずRad52に結合してからRad51へ受け渡されることが相同対合反応を高効率で行うために必要であることを示す結果を得た。また、ハエSpol1と免疫共沈する蛋白質を解析する実験系構築を行った。相同組換えは互いに共通の塩基配列を糊代に2つのDNAをつなぎ換える生物に普遍的な遺伝現象である。天然変性領域の存在が予測された組換え酵素RAD51と組換えメディエーターRAD52との相互作用について重点的に取り上げた。比較対象として、同等の機能をもつ真正細菌のRecOとRecAを取り上げた。また、天然変性領域とRecA-foldをもつRecQ-familyのDNAヘリカーゼについて検討を始めた。理研は生化学的手法と分子遺伝学的手法、早大は構造生物的手法、京都工繊大はモデル生物のハエと出芽酵母で遺伝学的手法を用いて天然変性領域でのタンパク質間相互作用の分子機能と生体での組換え機能とを結び付けて理解する目的で研究を行った。RPAがない時にも、ScRad52がRad51と2:1の量比でRad51が行うATP依存的ssDNAとdsDNAの相同(DNA)対合(ヘテロ二重鎖組換え中間体形成反応)を強く促進することを我々は、これまでに明らかにしている。昨年度に続いて本年度もScRad52について全体の折り畳みに影響なくdsDNA結合欠損になったアミノ酸置換変異蛋白質を用いてこの促進機能を解析した結果、Rad52がdsDNAを捕捉してRad51へ受け渡すことで相同対合反応を高効率で行うことを明らかにした。一方、Rad52は、RPAが結合した単鎖DNAへのRad51の結合を、Rad51との相互作用によって補助する組換えメディエーター機能をもつことが知られている。Rad51との相互作用に重要といわれているRad52のC末端天然変性領域内のフラグメント精製系を確立した。精製したRad52のC末端フラグメントを用いて解析したところ、このフラグメントが巨大な多量体を形成するRad51を単量体に解体し、また、Rad51と1:1の複合体を形成する事を明らかにした。相同組換えは互いに共通塩基配列を糊代に、DNAをつなぎ換える普遍的遺伝現象である。

ミトコンドリアを除く全てのゲノムDNAの相同組換えでRecA型組換え酵素(RecA, Rad51等)が共通塩基配列識別とヘテロ二重鎖中間体形成を行う。ヘテロ二重鎖中間体は、単鎖DNAが二重鎖DNAに割り込んで、自身の相補配列と作った二重鎖構造で、普遍的な組換え中間体である。N末端に天然変性領域をもつRad51と共同作用する組換えメディエーターRad52およびDNA融解酵素Srs2は、それらのC末端ドメイン天然変性領域に、推定されるRad51相互作用領域が重なる。これらの天然変性領域の相同組換えでの機能解明を目指した。ゲノムDNAに起こるDNA二本鎖切断(DSB)は正確な相同組換えまたは誤りを伴いがちな非相同的末端結合(NHEJ)で修復される。減数分裂期相同組換えは制御されたDSBで誘導され、共通配列部分の両側でDNA部分を交換する交叉型相同組換えが重要である。一方、栄養増殖期の二倍体細胞では、修復鋳型DNAの塩基配列のコピーでDSBを挟む部分を置き換えることで修復するジーンコンバージョン型相同組換えが重要である。一方、交叉はLOH (ヘテロ接合性の喪失)の潜在要因であり、不正確な修復と共に発がんの要因である。Srs2は反組換え酵素といわれていた。草野は交叉を伴わないSDSA経路での組換えとNHEJを特異的に測定できる初めての系を開発して、Srs2が交叉を抑制する一方SDSA経路を促進することを明らかにした。これらいずれの機能にも、Srs2上のRad51との相互作用部位が必要であった。一方、Rad51とRad52との相互作用の研究の結果、Rad52について、Rad51との相互作用に働くアミノ酸をそのC末端ドメイン中の2か所で特定した。これらのアミノ酸残基の置換変異の解析を進めている。RecA/Rad51族組換え酵素が要となる相同(DNA)組換えに働く蛋白質の多くがもつ天然変性領域(IDR)の機能を明らかにすることが目的である。Rad51とRPAとを取り持つ組換えメディエーターRad52は、種間で構造が保存されたN末端DNA結合ドメインと、保存されていないC末端IDRドメインをもつ。このIDR中にRad51と結合する新規の部位を同定し、これがメディエーター機能に必要なこと、自身の重合に必要なRad51のN末端IDRと共通のアミノ酸配列を持ち、Rad51の重合阻害に強く働くことが分かった(Kagawa NAR 2013)。我々は以前に組換えメディエーター機能に不要なRad52のDNA結合機能が働くRad51の相同DNA対合活性促進機能を見つけている。上記のC末端ドメインでのRad51結合はこの促進活性には不要であった。そこで、Rad52は組換えで異なる2つの働きをすることが分かった。相同組換えには、ダブルホリデー組換え中間体を経て交叉型組換えを行う経路と、それを経ずに、一方のDNA配列が、別のDNAの相同配列で置き変わる型の組換え、gene conversionだけを行うSDSA経路がある。交叉は、減数分裂には必須であるが、体細胞ではヘテロ接合性喪失を伴い有害である。Rad51とPCNAのそれぞれに対するSrs2のIDRにある別々の部位での相互作用が、交叉を抑制し、SDSA経路での組換えには必要であることが分かった(Miura PNAS 2013)。
Ａｎｇｉｏｇｅｎｉｎを標的とした新規癌治療薬ｎｅａｍｉｎｅの口腔癌治療への応用

血管新生蛋白angiogeninは、血管内皮細胞と癌細胞内で核に移行し、リボソームRNAの転写を促進する。その結果、angiogeninは腫瘍血管新生作用と同時に癌細胞自身への直接的な増殖作用を誘導することによって癌進展に影響を及ぼす。本研究により、angiogeninの核移行阻害剤であるneamineが腫瘍血管新生を抑制することによって口腔癌の進展を抑制することが示唆された。また、neamineはあるタイプの口腔癌細胞の増殖を直接的に抑制するとことが考えられた。したがって、neamineは口腔癌に対する治療薬の候補と考えられる。【目的】血管新生蛋白angiogenin (ANG)の核移行阻害剤であるアミノグリコシド系抗生物質neomycinの非毒性誘導体neamineの口腔癌に対する抗腫瘍効果を評価し,neamineの口腔癌分子標的治療薬としての有効性を検討した。【方法】1)口腔扁平上皮癌細胞株HSC-2に加え,HSC-3とSASにおいてANGの核移行をneamineが阻害するかを検討した。次に,これらの細胞の増殖をneamineが抑制するかをin vitroで検討した。2)HSC-2とSAS細胞をヌードマウスの皮下に移植し,neamineの皮下注射を行い抗腫瘍効果を検討した。そして,腫瘍組織を採取後,抗PCNA抗体および抗CD31抗体で染色し,腫瘍増殖能および血管新生能を評価した。さらに,リボソームの生合成をnucleolar organizer region (NOR)の銀染色で,アポトーシスをTUNEL染色で評価した。【結果】1) Neamineは上記の細胞すべてにおいてANGの核移行を阻害した。また,neamineは,in vitroで,HSC-2とHSC-3細胞に対して増殖を完全に抑制したが,SAS細胞に対しては増殖を完全に抑制できなかった。2) Neamineは,in vivoで,HSC-2およびSASの腫瘍に対して同程度に腫瘍増殖抑制効果(約60%)を示した。Neamineを注射したHSC-2腫瘍組織で,ANGの核内での発現の減弱,PCNA indexの低下,腫瘍血管数の減少,NORのドット数の減少,アポトーシス細胞の増加が確認できた。【考察および結論】Neamineは口腔癌分子標的治療薬の候補と考えられ,そのメカニズムは主に腫瘍血管新生抑制作用を介する腫瘍増殖抑制効果と考えられた。さらに,neamineは口腔癌細胞の種類によって直接的な腫瘍細胞増殖抑制効果を示す可能性が考えられた。血管新生蛋白angiogenin(ANG)は血管内皮細胞のみならず癌細胞に対し直接的な増殖作用を有するが,そのためにはANGの核移行が必須である。本研究では,ANGの核移行を阻害するアミノグリコシド系抗生物neomycinの非毒性誘導体であるneamineが,口腔癌においてANGを標的として強い抗腫瘍作用を示し,口腔癌治療の臨床応用の候補に成り得るかを検討した。Neamineは,口腔扁平上皮癌細胞株HSC-2,HSC-3およびSASに対してANGの核移行を阻害した。Neamineはin vitroでHSC-2とHSC-3細胞の増殖を完全に抑制したが,SAS細胞の増殖を完全に抑制できなかった。しかし,neamineは,ヌードマウス皮下移植モデルで,HSC-2およびSASの腫瘍に対して同程度の有意な腫瘍増殖抑制効果(約60%)を示した。そして,neamineを注射したHSC-2腫瘍組織で,ANGの核内での発現の減弱,PCNA indexの低下,腫瘍血管数の減少,nucleolar organizer region (NOR)のドット数の減少,アポトーシス細胞の増加が確認できた。一方,neamineを注射したSAS腫瘍組織では,腫瘍血管数の減少のみが確認できた。最終年度では,in vitroとin vivoの結果が相反するため,腫瘍組織の再検討を行ったが同じ結果であった。したがって,neamineによるANGを介する腫瘍血管新生の抑制効果と腫瘍細胞増殖に対する直接的な抑制効果は重複して作用したことが推察される。口腔癌においては,ANGが低酸素環境下で強発現することが明らかとなっている。したがって,neamineによるANGを標的とした抗腫瘍作用は特に口腔癌に対して有効であると考えられ,neamineの口腔癌治療への応用が期待される。【研究の目的】血管新生蛋白angiogenin (ANG)の核移行阻害剤であるneamineの口腔癌に対する抗腫瘍効果を明らかにし、neamineの口腔癌に対する分子標的治療薬としての応用を目的する。【研究実施結果(平成23年度)】1. Neamineの作製:Neamineはneomycinからメタノリシス法により生成すした。2.ヒト口腔癌HSC-2細胞におけるneamineによるANGの核移行阻害作用の確認:培養HSC-2細胞に対して、1 μg/mlのANGのみ添加したものと、100μMのneamine処理を10分間行いANGを添加したものをそれぞれ作製した。細胞を固定後、抗ANG抗体を用いて免疫蛍光染色を行い、neamineによるANGの核移行阻害作用を確認した。3.ヌードマウスを用いたヒト口腔癌細胞皮下移植モデルにおけるneamineの抗腫瘍効果の検討:1群を10匹とし5週齢雄

BALB/C系nu/nuヌードマウスの背部皮下にHSC-2細胞、1,000,000個を移植した。肉眼的に腫瘍が出現した日を1日目とし、neamine 30 mg/kg body weightおよび対照としてPBSを連日、8週間皮下注射した。腫瘍の大きさを隔日で計測した。Neomycinと同様にneamineの皮下注射を行ったマウスでは,癌増殖抑制効果が認められた。4.免疫組織化学染色:採取された腫瘍組織を固定後、パラフィン包埋した標本から厚さ4.0μmの連続切片を作製し、間接酵素抗体法を用いてANG、PCNA、血管内皮細胞の染色を行い、ANGの局在、腫瘍増殖率、腫瘍血管新生能を評価した。neamineを注射した癌組織でも,癌細胞におけるANGの核移行の減弱,PCNA indexの低下,腫瘍血管数の減少が認められた。口腔扁平上皮癌細胞株HSC-2に加え,HSC-3およびSAS細胞に対するneamineの抗腫瘍効果をin vitroとin vivoで検討し,細胞の違いについても評価することができた。そして,免疫組織化学的染色,リボソームの生合成,アポトーシスについての結果を得た。さらに,neamineの投与量・投与経路については,30mg/kgで週3回が妥当であるとの結果を得た。しかし,論文として発表するには,動物実験を再度施行し,免疫組織化学的染色の鮮明写真やばらつきの小さいデータを得る必要がある。「ANGの核移行阻害剤であるneamineの口腔癌に対する抗腫瘍効果を明らかにする」という当初の研究目的は、動物実験で概ね順調に進行している。本年度までで,「血管新生蛋白angiogenin (ANG)の核移行阻害剤であるアミノグリコシド系抗生物質neomycinの非毒性誘導体neamineの口腔癌に対する抗腫瘍効果を評価し,neamineの口腔癌分子標的治療薬としての有効性を検討する」という目的はほぼ達成された。したがって,今後は,これまでの研究成果をまとめた論文を作成する。しかし,免疫組織化学的染色の不鮮明写真やデータ的にばらつきの大きい結果については,再度やり直して,論文掲載のために確実な結果を得る必要がある。1.研究が順調に進行し動物実験の回数が減ったため次年度への繰越金248,637円が生じた。しかし,結果の確認のための動物実験と免疫組織化学的染色のために次年度への繰越金は必要であり,この繰越金を含めた約450,000円を,これらの結果確認のための実験に計上する。2.国際口腔外科学会での成果発表を予定し,外国旅費約400,000円,学会参加費100,000円を計上する。
川崎病類似冠動脈炎におけるIL-1βの役割の検討

川崎病の治療法は免疫グロブリン大量投与が中心であるが、不応例についてはステロイド、抗TNFα抗体、免疫抑制剤など様々な治療法が検討されている。しかし、その作用機序はほとんど解明されておらず、治療効果も十分とは言えない。本研究では、申請者らがこれまでに開発してきた自然免疫受容体Nod1のリガンド投与による「川崎病類似冠動脈炎モデルマウス」を用いて、川崎病におけるIL-1βの意義を確認した。FK565投与川崎病類似冠動脈モデルマウスの心臓のCD11c陽性マクロファージでは、IL-1a, IL-1bなどのIL-1関連分子の発現が著名に亢進していた。また、LCWE投与による腹部大動脈瘤での解析でもCD11c陽性マクロファージの産生するIL-1βの関与が示され、関連因子としてMMP-12が挙げられている。そこで、CD11c陽性マクロファージにおけるMMP関連遺伝子を解析したところ、発現が亢進していたのはMMP-2, 9, 13, 24であり、MMP-12の亢進は無かった。MMP-12は組織から放出されマクロファージの浸潤に関与しているものと考えられた。IL-1受容体アンタゴニストである少分子を川崎病類似冠動脈モデルマウスへ投与したが、病理学的所見、浸潤細胞数、病変範囲でいずれも改善を認めなかった。本研究の成果として、川崎病類似冠動脈モデルマウスにおいて、IL-1の関与を示唆する所見は認めたものの、治療的介入としての証明は困難であった。当教室で開発した自然免疫受容体Nod1のリガンド投与による「川崎病類似冠動脈炎モデルマウス」にIL-1βの関与があるか調べるため、Nod1リガンド投与野生型マウスにAnakinra1mgを連日投与したところ、冠動脈炎の改善傾向を認めた。しかし、試薬のストックが少なく、各群2匹しか評価ができず、冠動脈炎改善傾向があったものの統計学的な有意差判定はできなかった。LCWE投与川崎病モデルマウスでは、IL-1βの重要性が既に示されており(Circulation. 2012)、最近、IL-1βの産生細胞が申請者らの発見したCD11c陽性マクロファージであることが明らかとなった(Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2015)。また、LCWE投与による腹部大動脈瘤での解析でもCD11c陽性マクロファージの産生するIL-1βの関与が示され、関連因子としてMMP-12が挙げられている(Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2015)。そこで、自験の川崎病類似冠動脈炎モデルのCD11c陽性マクロファージにおけるMMP関連遺伝子を解析したところ、発現が亢進していたのはMMP-2, 9, 13, 24であり、MMP-12の亢進は無かった。試薬とマウスの確保が難しく、再実験が必要である。試薬およびマウスを購入し、引き続き刺激を行う。Nod1リガンド投与川崎病類似冠動脈炎モデルマウスにAnakinraを連日投与したところ冠動脈炎の改善傾向を認めた。Anakinraは既に米国で川崎病に対する臨床試験中であり、治療効果を認めても新たな知見としての価値は低いと考えられ、Anakinraの代替となる薬剤を調査したが、利用可能なものは見つからなかった。本年度は試薬とマウスを確保し、再実験を行い、当教室で開発した川崎病類似冠動脈炎モデルマウスにおけるIL-1βの関与を示す計画である。
電子移動とプロトン・水素原子移動ではたらく新規な有機光試薬と有機光触媒の開発

(1)光試薬BIH-NapOHの作用機構解明と適用基質拡張を行う。(2)光触媒BI+-NapO-と他物質との協働触媒システムを構築する。(3)BIH-RおよびBIH-NapOHによる脱ハロゲン化と脱スルホニル化で生じるラジカル中間体の反応制御を行う。(4)BIH-ArNR2の光試薬活性とBI+-ArNR2・X-の光触媒能を調べる。(5)BIH-Rによる酸素分子還元で過酸化水素発生を試みる。(6)フロー光反応に取り組む。(7)BI・の新規発生法を開発する。(8)BIH-Rによる二酸化炭素および金属イオンの還元を試みる。(9)BI+-Rの吸収および発光特性を明らかにする。(略記号は実施計画参照)(1)光試薬BIH-NapOHの作用機構解明と適用基質拡張を行う。(略記号は実施計画参照)
機械合金処理を用いた新しい高磁界超伝導体の合成

ブロンズ法Nb_3Sn線材により、4.2K(液体ヘリウム温度)で18Tの磁界が発生されているが、4.2Kで20Tを発生しうる超伝導線材はまだ開発されていない。本研究では、Nb_6Sn_5中間化合物を溶融拡散法で作製し、Nb粉末とボールミルにより機械合金処理する新しい製法によりNb_3Sn線材を作製した。えられた混合粉体をTaシースに充填して加工することにより、容易にテープ線材が作製出来た。上記の機械合金処理は熱処理におけるA15型超伝導相の生成を促進し、線材特性の改善に明瞭な効果があった。本製法で作製されたNb_3Sn線材は900°Cで熱処理後、従来のブロンズ法Nb_3Sn線材より約5Tも高い、24.7Tの上部臨界磁界B_<c2>(4.2K)を示した。この高いB_<c2>は、本製法によるNb_3Snが大きい正常状態の電気抵抗を持つためと考えられる。少量のTi添加はさらにB_<c2>を高め、微量のGe添加は臨界電流密度J_cを増加させる。本研究では、4.2K、21Tで2.7×10^4A/cm^2のJ_cがえられた。一方、少量のCu添加は熱処理温度を850°Cに低下させた。ついで本研究では、Nb_2(Al,Ge)中間化合物を出発物質として、同様な方法でNb_3(Al,Ge)テープを作製した。Nb粉末との機械合金処理を10h行った混合粉体を用いて作製したテープ線材は、1300°Cで熱処理後、4.2K、23Tで2.7×10^4A/cm^2以上のJ_cを示した。本製法によるNb_3Sn線材とNb_3(Al,Ge)線材を比較すると、後者の方が高磁界特性は優れているが、必要な熱処理温度が高いため実用的には前者の方が有利であろう。本研究の結果4.2Kで20T以上の磁界発生が可能な特性をもつ超伝導線材を新しい製法により作製できた。今後その長尺化を目指した研究が望まれる。なお試料の高磁界特性は、東北大学金研強磁場共同利用施設で測定させていただいた。これまで液体ヘリウム中(4.2K)で、超伝導線材により18テスラの磁界が発生されているが、本研究では、NMR分析装置、核融合装置等に必要な、4.2Kで20テスラ以上の高磁界発生が可能な超伝導線材の開発を目的とする。本年度は、A15相Nb_3(Al,Ge)及びNb_3Sn超伝導体について、それぞれNb_2(Al,Ge)及びNb_6Sn_5中間化合物粉末をNb粉末と機械混合した粉末を線材化する新しい作製法を研究した。中間化合物粉末は、溶融したAl-Ge合金あるいはSnとNb粉末を溶融拡散させることにより容易に作製することが出来た。この粉末とNb粉末を本年度設置したグローブボックス内でAr雰囲気中でボールミルにより、種々の時間機械混合を行った。

得られた混合粉末をNbあるいはTaのシースにつめてテープ材に加工し、熱処理を行い、その超伝導特性を評価した。Nb_3(Al,Ge)線材では、機械混合を10時間行った混合粉末を用いると最適熱処理温度がやや低下し、1300°Cで2時間熱処理を行うと、23テスラで27000A/cm^2以上の大きい臨界電流密度Jcを持つ極めて優れた高磁界特性が得られた。さらに長時間機械混合を行うとA15相の生成温度の低下が得られるが、超伝導遷移巾が増大した。Nb_3Sn線材では、機械混合を3時間行った混合粉末を用い、900°Cで熱処理を行うと、4.2Kで従来の線材より5テスラ高い、約25テスラの臨界磁界と、20テスラで30000A/cm^2以上の大きいJcが得られた。実用的には、熱処理温度の低いNb_3Snの方が有利と思われる。今後、Nb_3Sn線材に対するTi等の添加元素の効果について研究し、本製法の適用が最も有望な超伝導体について検討を行う。ブロンズ法Nb_3Sn線材は広く高磁界発生に用いられ、Tiを添加した線材により、4.2K(液体ヘリウム温度)で18Tの磁界を発生している。その高磁界特性を改善するには、ブロンズ内のSn量を増すことが有効であるが、一方、加工性を劣化させ、多くの中間焼鈍が必要となるため、線材コストを高める問題点がある。本年度は、Nb_6Sn_5中間化合物を出発物質とする新しい製法でNb_3Sn線材を作成し、その特性と組織について研究を行った。Nb_6Sn_5粉末は、本研究で開発した、NbとSnとの溶融拡散法により容易に作成できた。また、Nb_6Sn_5にTiを1-3原子%添加した粉末も作製した。これらの粉末をNb粉末と、遊星型ボールミルにより機会合金処理を行ったのち、Taシースに充填してテープ材に加工し、熱処理を行って試料を作製した。Nb_6Sn_5粉末とNb粉末の機械合金処理は、その後の熱処理におけるA15型Nb_3Sn相の生成を明瞭に促進する効果が認められた。本製法によるNb_3Sn線材の臨海温度T_cは、ブロンズ法線材より0.5K高い値を示し、Ti添加はT_cには殆ど影響を与えない。高磁界特性を測定したところ、純Nb_3Sn線材でも、4.2Kで従来のブロンズ法線材より約5T高い、24.7Tの上部臨界磁界B_<c2>を示した。試料の正常状態の電気抵抗を測定したところ、ブロンズ法Nb_3Snより約4倍大きい値を示し、これが本製法によるNb_3Sn線材で高いB_<c2>がえられる原因と考えられる。Ti添加によりB_<c2>は25T以上に高められるが、Ti添加量は2原子%が最適であり、20Tで3.3×10^4A/cm^2の大きい臨界電流密度が得られた。また、Nb_6Sn_5とNbの混合粉末に10重量%のCuを添加すると、最適熱処理温度が925°Cから850°Cに低下された。本研究により、4.2Kで20Tの磁界を発生しうる性能を持つNb_3Sn線材を、新しい製法で作製することが出来た。なお、試料の高磁界特性は、東北大学金属材料研究所の強磁場共同利用施設で測定させていただいた。