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ヒトiPS細胞から誘導した神経細胞を用いた認知症に対する移植療法開発のための研究

認知症は神経変性に伴う記憶や判断の欠落に加え個の尊厳も欠落させる。治療をサポートする側にも多大な負担となり、既に大きな社会問題となっている。現在対症療法しかないため根治的な治療法の開発が望まれているため、私は神経細胞移植による再生医療が認知症の根治的治療法となると考え研究を進めてきた。最初にヒトiPS(hiPS)細胞から神経細胞を分化誘導し、この細胞を認知症モデルマウスに移植する系を確立した。移植の結果、認知機能の改善が見られた。さらにマウス脳サンプルの解析の結果、移植神経細胞が欠落した神経系の再構築を促進し、認知機能改善に寄与している可能性が示唆された。認知症では神経幹細胞が存在し成人脳においても神経の新生が行われていることが報告され、「記憶」の形成に重要であろうと考えられている海馬において全体的な神経の脱落が見られる。従って海馬において必要な神経を再生し生着させることは認知症の根本的な治療につながると考え、誘導神経細胞を認知症モデルマウスの海馬に移植し認知症改善の可能性について検討することとした。今年度は神経(前駆)細胞の誘導の最適化を中心に検討してきた。これまでの知見から、加える因子の種類や濃度、添加のタイミングを再検討し神経分化誘導プロトコールを確定させた。また来年度に向け移植実験を行い分化誘導神経細胞がマウス脳内に十分に定着するか検討し、さらにはモリス水迷路(MWM)を行い移植前と移植後での認知機能の改善についての検討も始めた。まずヒトiPS(hiPS)細胞から胚様細胞塊(embryoid body: EB)を作製しこれをFNディッシュに播種した。RA, SHH, NOGの3因子で24時間後と72時間後に2回刺激し分化誘導した。分化誘導後8, 19日目の細胞についてNestin, ChAT, VGAT等の発現を調べた。その結果、ChATは19日目には約82.9±4.4%の細胞で発現が見られた。さらにVGAT陽性細胞は19日目に4.0±2.8%と非常に少ない割合で検出した。移植の効果についてはMWM法により行った。移植後、移植群の中にプラットフォーム到達時間が有意に短縮しているマウスがいた。今年度の結果からコリン作動性神経が非常に高い割合で分化誘導されていた。現在、治療薬としてコリンエステラーゼ阻害剤がある一定の効果を示すことから考えてもこの誘導方法は効果的であると考える。実際、移植により認知機能の改善したマウスの脳において移植細胞由来のchAT陽性神経は存在しており現在順次脳切片の解析を進めている。iPS細胞はこれまで難しいとされてきた中枢神経系の再生医療にも適用出来る可能性がある。元来、成人の脳神経細胞には再生能はないと考えられていたが、いくつかの研究成果はマウスのみならずヒトの成人の海馬においても神経幹細胞が存在し神経細胞の新生が行われている事を示している。これは中枢神経系にも再生医療を適用するための環境が存在していることを示している。私は2013年度より、hiPS細胞から分化誘導した神経細胞を認知症モデルマウスに移植し、認知機能を改善させる試み、またその改善効果について研究を行っている。初年度の研究成果では、ヒトiPS (hiPS)細胞からChAT陽性細胞(コリン作動性神経)を分化誘導し、この細胞をマウスへ移植するシステムを構築した。またモリス水迷路(MWM)法により移植前と移植後にプラットフォーム到達時間を計測することで認知機能(空間記憶能)の改善について検討する系を確立した。移植により認知機能を改善出来る可能性が示唆されたため、2014年度はさらに移植例数を増やし、脳切片の解析を進め、認知機能改善のメカニズムをさらに追求することとした。誘導した神経細胞を移植した結果、PDAPPの認知機能改善が有意に認められ(n=21)、これらのマウスでは移植神経はホストに定着し、主に大脳皮質及び海馬においてChAT陽性細胞とα7nAChR陽性細胞に分化していた。また移植後、ホストのα7nAChR陽性細胞が有意に増加しており、移植細胞由来ChAT陽性細胞とホストのα7nAChRを介した神経回路の再構築が認知機能改善に寄与している可能性が示唆された。2015年度は認知機能改善マウスの脳においてレシピエントにどのように生着し、生着後どのような役割を果たしているかについて免疫染色を中心とした解析により明らかにしていく予定である。認知症患者数は2013年の厚生労働省の推計によると2025年には470万人を超えると推計されているが、神経変性疾患であるために根治は不可能であり、早急な根治的な治療法の開発が強く望まれている。近年、幹細胞を用いた再生医療が注目されており、特にヒトiPS(hiPS)細胞の樹立は再生医療の可能性を大きく広げている。またここ数年来の研究は成人脳における神経幹・前駆細胞の存在を明らかにしており、これは中枢神経系の再生と再生医療の適用の可能性を示唆している。私はレチノイン酸(RA)、ソニックヘッジホック(SHH)、ノジン(NOG)の3因子を用いて、hiPS細胞から神経細胞の分化誘導に成功した。さらにはこの細胞を認知症モデルマウスに移植すると、認知機能を改善することを示した。認知機能改善マウスにおいて、移植神経からは軸索が伸長しており、移植神経間、移植神経-ホスト神経間の神経回路形成が示唆された。

さらに移植神経はホストに生着し、主に大脳皮質及び海馬においてコリン作動性神経とalpha7ニコチン性アセチルコリン受容体(alpha7nAChR)陽性細胞及びGABA作動性神経とGABA受容体(GABAR)発現細胞に分化していることが判明した。またホストのalpha7nAChR陽性細胞も有意に増加しており、移植によるホスト神経(前駆)細胞に対しても何らかの作用を及ぼしていることが示唆された。さらにはalpha7nAChR及びGABARの下流ではAktのリン酸化が観察されており、受容体が生理学的にも機能していることも確認した。また4c-fosの発現も亢進しており、神経細胞として神経伝達もされていることを示唆した。認知症は神経変性に伴う記憶や判断の欠落に加え個の尊厳も欠落させる。治療をサポートする側にも多大な負担となり、既に大きな社会問題となっている。現在対症療法しかないため根治的な治療法の開発が望まれているため、私は神経細胞移植による再生医療が認知症の根治的治療法となると考え研究を進めてきた。最初にヒトiPS(hiPS)細胞から神経細胞を分化誘導し、この細胞を認知症モデルマウスに移植する系を確立した。移植の結果、認知機能の改善が見られた。さらにマウス脳サンプルの解析の結果、移植神経細胞が欠落した神経系の再構築を促進し、認知機能改善に寄与している可能性が示唆された。当初の平成26年度の研究実施計画では、まず第一に平成25年度に確立した方法で移植し認知機能改善効果をモリス水迷路(MWM)法で解析を行う実験数を(n数)を増やすことで有り、この目標に対してはコントロールも含めると既に70例以上となり解析を予想以上に進めることが出来た。第二にそれぞれのマウスから凍結脳切片サンプルを作成し抗体による移植神経細胞の分化状態と認知機能改善の相関性を検討することであったが、これに関しても認知機能の改善したマウスにおいて、ChAT陽性細胞(コリン作動性神経)とα7nAChR陽性細胞(ニコチン性アセチルコリン受容体)の分化誘導を確認している。また移植細胞が大脳皮質及び海馬において生着することが重要であることも明らかとなってきた。最終年度は予定医通りさらに詳細な生着メカニズム、移植神経の役割の解明に進めるので概ね順調に進呈していると判断した。再生医療ヒトiPS細胞からの神経誘導及びこの細胞の移植による認知機能回復について、この2年間の研究より良好な結果が得られているので、平成27年度はより詳細なメカニズムについて解明したいと考えている。具体的には移植神経細可能性、移植神経細胞がレシピエントに生着し、アセチルコリンを初めとした神経伝達物質の供給源となっている可能性、神経伝達物質の受容体として生着し、神経伝達物質に対する応答性を高めている可能性、移植神経細胞がレシピエント脳に生着する際、レシピエントの神経幹細胞からの神経分化を誘導・促進可能な様々な因子を放出可能性等について検討する予定である。現在はヒトの神経細胞をマウスに移植する実験系ではあるが、今後ヒトに移植することを念頭にした場合、マウスでの知見をヒトに還元することは必要不可欠で有る。マウスにおける詳細なメカニズムの解明はヒトへの移植を検討課題とする上で重要な研究と考えており、平成27年度の研究で解明していきたいと考えている。
電界効果による磁性の制御と誘起

情報の爆発が危惧される昨今において、磁気記録への期待はますます高まっている。中でも、磁化の効率的な操作は情報記録技術の高度化・省エネ化に資する重要な要素である。本研究では、「電界」を用いたエネルギーコストの低い磁化操作技術の発展とその基本原理を解明することを主眼に研究を行った。多角的な実験により、金属磁性体や、自然界では磁力を帯びていない非磁性体における磁性の電界効果のメカニズムが明らかとなった。これらの知見を活かし、高効率な電界誘起磁化反転や、磁気記録素子への電界書込のデモンストレーションに成功した。電界以外の磁化操作法にも積極的に取り組み、ナノ磁性薄膜の磁気記録以外の用途への展開も拓いた。本申請の根本にある狙いは、電気的に材料の機能開拓を可能にする手段-電界効果-を、材料の枠を超えて活用し、省エネ・高効率な利用展開・材料間の融合的新機能の創発を図るものである。その広い目的の中で、本申請では磁性体に注目し、中でも身近な金属の磁性を電界効果で自在に操る手法を確立し、その背景に眠るサイエンスの理解と応用展開を目指す。具体的には、1.電界効果により金属元素の電子数を変化させ、磁性が変化するメカニズムを理解すること、2.天然には磁石として存在しない金属を電気的に磁石にすること、3.磁場や電流に頼らない次世代の電気的磁気記録手法を確立すること、4.ナノ構造の新奇形成手法への展開を図ることを目指す。H25年度は、1・2をメインに実験を進めた。具体的には、これまで取り組んできたCo超薄膜以外の3d遷移金属における電界効果の調査や、金属超薄膜の電子状態・磁気状態の調査、Pd(非磁性金属)における電界効果、電子数変調量の増大などのテーマに取り組んだ。結果、3d遷移金属強磁性体における電界効果のケミカルトレンドを得ることに成功し、放射光測定によりこれら金属の電子状態の観測を進める体制が整った。また、電界印加時の金属表面のリバーシブルな酸化還元反応の可能性を議論できる段階に近づいた。非磁性体の磁石化については、強磁性近接効果によりPd中に誘起された磁気モーメントの電界変調に成功した。また、キャパシタンスの大きなイオン液体のテストや、誘電率の大きな固体絶縁膜の利用を積極的に進め、非磁性体を金属化するための電子濃度の巨大変調への道を整備した。計画は順調に遂行されており、適宜当初計画の枠を超えた新たなサブテーマにも果敢に取り組んでいる。また、独自の測定系の自作や理論家との議論も進め、特色を保ちつつ深みのある研究へと発展させるべく努力と配慮を継続して行っている。本研究の根本にある狙いは、電気的に材料の機能開拓を可能にする手段-電界効果-を、材料の枠を超えて活用し、省エネ・高効率な利用展開・材料間の融合的新機能の創発を図るものである。その広い目的の中で、本研究では磁性体に注目し、中でも身近な金属の磁性を電界効果で自在に操る手法を確立し、その背景に眠るサイエンスの理解と応用展開を目指す。中でも、1電界効果により金属元素の電子数を増減させ、磁性が変化するメカニズムを解明すること、2天然には磁石として存在しない金属を電気的に磁石にすること、3磁場や電流に頼らない次世代の電気的磁気記録手法を確立すること、4ナノ構造の新規形成手法への展開を図ることを目指している。今年度までには、非磁性元素であるPdに誘起された磁気モーメントの電界制御、及び、強磁性Pdの磁気異方性の電界制御が可能となる段階に達し、この点に関しては、当初の計画通りのスピードで研究が展開している。また、最も身近な金属非磁性体の一つであるCuについても研究対象を拡大しつつあり、現段階では、その中に誘起された磁気モーメントに関しての知見を得ている。一方で、磁性に特化しない幅広い研究分担者との協力体制も本研究の独創的な点である。半導体、超伝導、酸化物、有機等の各専門家との緊密な連携のもと、既存の概念に囚われない攻めの姿勢で研究を行っている。これにより、研究開始当初には予想しなかった新たな展開もいくつか見つかりつつある。当研究の枠内で行う研究と、新しく派生しつつある研究の両輪により、より幅の広い新たな展開が見込める段階となってきている。特に、酸化物上に製膜した金属超薄膜の特性に関し、様々なことが明らかになりつつあり、電界効果と合わせて既存のアイデアを超えた新たな材料設計の指針を得るという方向性が見え始めている。また、理論家や、放射光の専門家との議論もさらに深く進行している。本研究の根本にある狙いは、電気的に材料の機能開拓を可能にする手段-電界効果-を、材料の枠を超えて活用し、省エネ・高効率な利用展開・材料間の融合的新機能創発を図るものである。その広い目的の中で、本研究では磁性体に着目し、中でも身近な金属の磁性を電界効果で自在に操る手法を確立し、その背景に眠るサイエンスの理解と応用展開を目指す。

今年度成果として発信したものは下記のとおりである。1.非磁性元素であるPdに誘起された磁気モーメントの電界制御に成功2.強磁性Pdの磁気異方性を電界制御することに成功3.フレキシブル基板上に製膜した金属超薄膜に一軸の引っ張り応力を加えることで、その磁気異方性の巨大制御を実現1や2は非磁性体の磁石化に近づく大きなステップであると考えられ、金属磁性の電界効果の材料の枠を大きく広げるものと考えている。また、3は、歪みによるバンド構造のチューニングと電界効果の合わせ技により、電界効果を多角的に理解する新たなツールとしての利用価値が非常に高いものと考えている。その他、イオン液体ゲートによる電界効果のメカニズムに関する研究や、磁壁の電界駆動に関する研究が着実に進行しており、研究開始当初の目的が達成されつつある。当初の目標を超える研究の進展が多く得られているためである。下記にそれを列挙する。(1) Pdにおける巨大な磁気異方性制御と従来より2桁程度高い電界制御効率の達成。(2)電界効果のメカニズムを同定する手法の開拓。(3)極性酸化物の極性面上に製膜したCoの特性。(4) Faraday効果の電界スイッチ。(5)応力誘起巨大磁気異方性制御。これらはそれぞれが今後大きく発展すると期待される。個別にその重要性を述べる:(1)これまで3d遷移金属中心であった磁性の電界効果の研究が、4dや5d遷移金属にも広がり、その効果を調べる価値が非常に高いという結果が出ていること。(2)放射光等を用いた測定と、研究室レベルでの測定を比較検討することで、ある種の特徴を見出すことに成功し、大掛かりな装置を用いなくても電界効果のメカニズムの同定が行える可能性が出てきたこと。(3)基板や極生面を選ぶことで、バルクとは全く異なる特性の金属磁性超薄膜が得られることや、ラシュバ効果などの界面現象を理解する理想的な舞台を提供できること。(4)相転移の電界制御を介し、磁気光学効果のスイッチが可能となったこと。(5)超磁歪材料に匹敵する史上最大級のリバーシブルな逆磁歪効果の実現に成功したことや、電界効果とバンド構造制御の合わせ技が利用できるようになったことなどである。これらは本研究の今後の進展や、当初の目標の範疇を超える研究にも大きく貢献すると期待でき、すでに得られている予期せぬ成果と合わせ、最終的には予想以上の成果が得られるものと確信している。本研究の根本にある狙いは、電気的に材料の機能開拓を可能にする手段-電界効果-を、材料の枠を超えて活用し、省エネ・高効率な利用展開・材料間の融合的新機能創発を図るものである。その広い目的の中で、本研究では磁性体に着目し、中でも身近な金属の磁性を電界効果で自在に操る手法を確立し、その背景に眠るサイエンスの理解と応用展開を目指す。中でも、1電界効果により金属元素の電子数を増減させ、磁性が変化するメカニズムを解明すること、2天然には磁石として存在しない金属を電気的に磁石にすること、3磁場や電流に頼らない次世代の電気的磁気記録手法を確立すること、4ナノ構造の新規形成手法への展開を図ることを目指している。今年度論文成果として発表した主なものは下記のとおりである。(1)MgO/Co/Pt系では磁性の電界効果の観測にすでに成功していたが、絶縁体であるMgOと強磁性体であるCoの間に非磁性体のPdを挿入した系において、従来より1-2桁大きな磁気異方性の電界制御効率を得ることに成功した。(2)超高誘電率材料をゲート絶縁膜とした構造において、史上最大級の磁気異方性の電界制御効率を達成した。
大腸癌浸潤先進部ＣＥＡＣＡＭ１発現細胞を標的とした新規癌治療の開発

大腸癌発育先進部に浸潤性に形成する腺管のがん幹細胞分化および抗癌剤感受性におけるCEACAM1 isoform balanceの役割について検討するため、CEACAM1の発現およびisoform balanceによるがん幹細胞分化および腺管形成能、5FUの感受性について臨床的基礎的に検討している。現在までに臨床的には、化学放射線未施行例において直腸間膜内における浸潤性に存在する腺管形成が再発に関与する可能性があることが示唆された。今後さらに放射線抗癌剤感受性を直腸癌術前化学放射線療法の手術検体をもちいて直腸間膜内における浸潤性に存在する腺管形成が、放射線や抗癌剤感受性に抵抗性であるか否かを検討する予定である。5FU感受性について、CEACAM1 short cytoplasmic isoformの強制発現にて5FU感受性が増強することが示され、CEACAM1 long cytoplasmic isofromの強制発現にて5FUに対して抵抗性となることが観察された。また、3次元培養における管腔形成が5FU抵抗性の表現型であることが観察された。CEACAM1とがん幹細胞との関連について、大腸癌発育先進部間質のCEACAM1発現する中空を伴う球体がCD133を発現することから、CEACAM1の発現変化が、がん幹細胞の分に関連すると考えられる。大腸癌培養細胞HT29またはLS174TのCEACAM1の発現を変化CD133、CD44、EpCAMの発現細胞数を定量的に評価し、CEACAM1の発現がCD44の発現およびALDH活性を誘導する可能性が示唆された。現在さらに、CEACAM1の発現およびisoform balanceによるがん幹細胞分化誘導および腺管形成能との関連について検討している。大腸癌培養細胞HT29またはLS174TのCEACAM1の発現を変化CD133、CD44、EpCAMの発現細胞数を定量的に評価し、腺管形成能について現在検討している。さらに、flow cytometryにてCD133、CD44、またはEpCAMの陽性陰性細胞をsortし、3次元培養にて腺管形成について検討し、CEACAM1の発現およびisoform balanceによるがん幹細胞分化誘導および腺管形成能との関連について検討しており、現在データ解析中である。今後さらに放射線抗癌剤感受性を直腸癌術前化学放射線療法の手術検体をもちいて直腸間膜内における浸潤性に存在する腺管形成(組織形成)が、放射線や抗癌剤感受性に抵抗性であるか否かを検討する予定である。抗癌剤感受性については術後補助化学療法を施行するStage III大腸癌においてCEACAM1発現hollow spheroidが再発や予後に関連することまた基礎的に5FU感受性について、CEACAM1 short cytoplasmic isoformの強制発現にて5FU感受性が増強することが示され、CEACAM1 long cytoplasmic isofromの強制発現にて5FUに対して抵抗性となることが観察され、CEACAM1が抗癌剤の感受性に関与することが示された。また、CEACAM1の発現により、癌幹細胞のマーカーであるCD44の発現およびALDH活性の増強が認められ、CEACAM1が癌幹細胞様特性の誘導に関与する可能性が示された。該当なし。
高齢妊娠の出生前診断に対する受容と回避に関する研究

本研究の目的は、35歳以上の高齢妊婦が羊水穿刺を知る過程や検査を受容するか否かの意志決定とその理由を調査し、当事者である女性達の出生前診断に対する姿勢を明らかにすることである。対象は、35歳以上の正常出産後の施設入院中の褥婦23名(調査期間中の対象高齢妊婦の85%)である。その結果、羊水穿刺を受容したのは全体の8.7%で、他の91.7%の褥婦は羊水穿刺を受容しなかった。平成8年に行った同施設、同一条件の対象者の調査では、受容51%、否受容49%とその選択は二分していたが今回の調査では異なる結果となった。受容の理由は、染色体異常児の出産歴があるなど明らかな理由があり、前回同調査の安心確保のためという理由は皆無であった。否受容の理由は、健児の確証、胎児疾患の受容、検査の母児への侵襲の回避、胎児治療の可能性の不確立等の理由が多くを占めた。検査については全員が知っており、主体的に検査の受容・否受容の意志決定をしていた。しかし、医師の説明不足は選択に影響を及ぼしていた。受容者は、検査を受けたことを肯定的に受け止めており次回妊娠時も受容する結果であった。否受容者は、今回の選択を肯定するものが多かった(62%)が、そのほか(38%)には迷いが見られた。否受容者の次回妊娠時の検査については、受けるものは9.5%で次回も受けないものは38%であった。52%の否受容者に迷いがあった。以上の結果より、調査実施施設の限界はあるが、高齢妊婦の羊水穿刺による出生前診断の受容・否受容の選択は、妊婦自身が主体的に決定していた。また、より確実な理由のもとに検査の受容を決定しており、検査実施数は減少している結果であった。検査を受けなかった妊婦には、受けなかったことに対する迷いがあった。年齢及び今回の検査否受容の理由の如何に関わらず、否受容群に次回妊娠時の検査の受容に関する迷いがあることなどが結果として得られた。以後継続して調査したい。研究テーマ:高齢妊婦の出生前診断に対する受容と回避に関する研究研究動機:侵襲的非侵襲的出生前診断の実施の是非が様々な角度から議論されている。出生前診断前のインフォームドコンセントあるいは診断前後のカウンセリング等が充分行われていないにもかかわらず、当事者である女性に自己決定のみを課している。このような現状の中で当事者である女性たちの出生前診断に対する姿勢を明らかにする必要がある。研究目的:厚生科学審議会出生前診断専門委員会において母体血清マーカー検査に関する見解(案)が報告された。本研究ではより多くの妊婦に関わり問題が指摘されている血清マーカー検査をも視野に入れながら、羊水検査の受容否受容の過程を明らかにし、検査後の選択肢が限られている中で決定を余儀無くされる当事者である妊婦の出生前診断に対する姿勢を明らかにする。調査内容:調査対象は妊娠判明時35歳以上で、調査時期は分娩後産褥1週間以内の施設入院中の褥婦とした。1.羊水検査の受容否受容2.羊水検査の受容否受容の過程羊水検査の受容否受容を自己決定しているか羊水検査の受容否受容の自己決定に影響を及ぼす因子3.羊水検査受容否受容の理由4.羊水検査結果判明後の対処5.羊水検査否受容妊婦の分娩までの心理6.母体血清マーカー検査実施の有無と結果の理解、および羊水検査受容否受容への影響7.背景調査施設:北里大学病院、社会保険相模野病院、国家公務員等共済組合連合会稲田登戸病院、大和市立病院調査期間:1999年3月2000年2月研究目的:厚生科学審議会出生前診断専門委員会において母体血清マーカー検査に関する見解(案)が報告された。下記内容にて調査中調査内容:調査対象は妊娠判明時35歳以上で、調査時期は分娩後産褥1週間以内の施設入院中の褥婦とした。1.羊水検査の受容否受容2.羊水検査の受容否受容の過程羊水検査の受容否受容を自己決定しているか羊水検査の受容否受容の自己決定に影響を及ぼす因子3.羊水検査受容否受容の理由4.羊水検査結果判明後の対処5.羊水検査否受容妊婦の分娩までの心理6.母体血清マーカー検査実施の有無と結果の理解、および羊水検査受容否受容への影響7.背景上記のプレテストをふまえ、上記の内容に社会文化的問題を加味し、出生前検査が個人が有するリプロダクティブ・ライツの決定権をたかめているか、女性と家族の私的ニーズが第一に重視されているかを考察する。

対象は、35歳以上の正常出産後の施設入院中の褥婦23名(調査期間中の対象高齢妊婦の85%)である。その結果、羊水穿刺を受容したのは全体の8.7%で、他の91.7%の褥婦は羊水穿刺を受容しなかった。平成8年に行った同施設、同一条件の対象者の調査では、受容51%、否受容49%とその選択は二分していたが今回の調査では異なる結果となった。受容の理由は、染色体異常児の出産歴があるなど明らかな理由があり、前回同調査の安心確保のためという理由は皆無であった。否受容の理由は、健児の確証、胎児疾患の受容、検査の母児への侵襲の回避、胎児治療の可能性の不確立等の理由が多くを占めた。検査については全員が知っており、主体的に検査の受容・否受容の意志決定をしていた。しかし、医師の説明不足は選択に影響を及ぼしていた。受容者は、検査を受けたことを肯定的に受け止めており次回妊娠時も受容する結果であった。否受容者は、今回の選択を肯定するものが多かった(62%)が、そのほか(38%)には迷いが見られた。否受容者の次回妊娠時の検査については、受けるものは9.5%で次回も受けないものは38%であった。52%の否受容者に迷いがあった。以上の結果より、調査実施施設の限界はあるが、高齢妊婦の羊水穿刺による出生前診断の受容・否受容の選択は、妊婦自身が主体的に決定していた。また、より確実な理由のもとに検査の受容を決定しており、検査実施数は減少している結果であった。検査を受けなかった妊婦には、受けなかったことに対する迷いがあった。年齢及び今回の検査否受容の理由の如何に関わらず、否受容群に次回妊娠時の検査の受容に関する迷いがあることなどが結果として得られた。以後継続して調査したい。
LOフォノン散乱による非1/fノイズを利用したII-VI族量子井戸の超低ノイズ化研究

本研究の目標は、THz帯の高周波領域でのキャリアの散乱ノイズをLOフォノン散乱を利用して抑制することにある。THz帯のノイズ特性を議論するためにはこの領域のノイズの大きな要因であるショットノイズとの区別が必要である。実験は、ショットキーダイオードを作製し、そのノイズの周波数特性をヘテロダイン検波後にスペクトルアナライザーで測定した。今年度内に明らかになったことは、ノイズがショットキー(金属・半導体)界面の欠陥や不純物に大きく依存し、界面の状態の制御が大きな問題だということである。現状ではTHz帯のノイズ特性をショットノイズとそれ以外の原因によるノイズとに区別することは出来ていない。界面の欠陥に起因したと考えられる数KHzからの熱雑音(ジョンソンノイズ)が非常に大きく、この影響で全周波数領域でノイズレベルが上がり、ショットノイズだけを議論出来ないのが現状である。また、ノイズレベルの増大は受信感度を低下させるので、ダイオードの出力も下がり、THz帯のノイズの評価の妨げになっている。現在までにTHz帯の半導体デバイスとしては、GaAsショットキーダイオードが有力視されているが、GaAs・金属の界面の制御が困難であり、再現性良く良好なデバイスを作製する手段が確立されていない。本研究はII-VI族半導体のLOフォノンカップリングの大きいことを利用し、GaAsでは起こりにくい、キャリアのLOフォノン散乱によるTHz帯のノイズ特性制御をめざしたが、GaAsと同様に上記の界面制御の問題に直面しており、II-VI族半導体の特徴を生かせないのが現状である。界面制御の問題は、II-VI族半導体ではGaAsに比べて、なおさらよく解っておらず、今後の課題をなる。
微少静電容量型圧力センサーを用いた顎関節モデルの作製

本研究では,顎関節の3次元的な形態に十分対応でき,多数点で同時に圧力を測定することのできる圧力センサーを試作することを目的とし,試作した圧力センサーの校正試験を行い,以下の結果を得た.1)電極間距離と出力電圧について電極間距離が1mm以下のときは感度が高くなることが明かとなった.また,電極間距離が1mmを越えると,出力電圧が不安定となり,感度も低下することから,出力電圧の安定性を考慮した場合,電極間距離は無荷重時で1mmとすることが適切であると考えられる.2)ヒステリシスについて電極間の介在物質として弾性材を用いているため,弾性材のもつクリープによってヒステリシスが生じる.この影響をできるだけ少なくするためには,生ゴムのような遅延変形の小さな弾性材を選択するのがよいと考えられる.3)ゼロ点変動ついて電極間にはさみこむ弾性材の残留変形によって計測基準となるゼロ点が変動することが考えられるため,測定プログラムによってゼロ点補正を行った.その結果,圧力-出力特性曲線は高い相関が認めら,繰り返し荷重においてもばらつきは少なく,プログラムによるゼロ点補正の有効性が認められた.4)出力電圧の直線性について本実験で用いた圧力センサーの受圧部の相関係数は0.9830.998であった.以上のことから,この微少静電容量型圧力センサーは圧力分布を多点で定量的に,かつ,高精度で測定することが可能と判定した.現在,頭蓋模型の顎関節部にこの圧力センサーを貼付したモデルを製作中である。
ヒト肥満成因としての褐色脂肪の意義解明と東洋医学的肥満治療機構解明に関する研究

[実験1]ヒト肥満成因としての褐色脂肪組織(BAT)の意義解明に関する研究。成人標準体重者33例と、20%以上の肥満者29例を対照に、エフェドリン(0.5mg/kg)筋注後の肩甲間BAT部の反応性を、Thermographyにて60分間記録し、Scintipac2400にて定量化する事により、肥満者にてBATの反応性が減じているのかどうか評価した。その結果、注射前よりの総反応増加量(%of°C・【cm^2】・分)は、健常人の33例(232.2±48.6)、肥満者正常反応群8例(211.0±50.6)、肥満者反応低下群14例(36.7±26.1,P<0.001)、肥満者反応遅延群7例(187.1±41.9,p<0.05)であった。又、肩甲骨下端皮下脂肪厚と本増加量の相関関係を検討すると、肥満者反応遅延群でのみ相関傾向がみられた。以上より、肥満者では、BAT部の反応低下例が有意に多く、この低下が肥満の一成因に成りうる事が明らかになった。しかし、この部の生検を6例試みたが、組織学的にBATが存在するという証拠は現在まだ得られていない。[実験2]東洋医学的肥満治効メカニズム解明に関する研究。今回は、肥満症への鍼治療点の一つとされる耳胃点と、その対照として、耳肘点、耳眼点を用い、健常成人男子5例にて、30分間通電刺激中の、肩甲間BAT部のThermographyでの反応性を検討した。しかし、通電刺激後の総反応増加量は、耳胃点(81.0±36.9)、耳肘点(8.8±73.7)、耳眼点(21.9±60.5)であり、胃点との比較にて0.1<p<0.05で、有意な増加と断定できなかった。症例を増やして更に検討を加えている。又、Thermographyにて、BAT機能低下と判定された14例を対照に、耳胃点刺激群(5例)、耳肘点刺激群(5例)、食事療法のみ群(4例)にて、3カ月間鍼治療の効果を検討した。体重減少は3群とも、治療前に較べ64Kgであり、3群間に差が無かった。しかし、腋窩下部及び臍部皮下脂肪量は、耳胃点群にて他2群に較べ有意な減少がみられており、現在更に解折を急いでいる。
Rickettsia japonica主要表面抗原蛋白質の機能ドメインの解析

Rickettsia japonicaは我々により分離同定され,東洋動物地理区に特有の紅斑熱として東洋紅斑熱と命名された疾患の病原体である。R.japonicaの主要な外膜蛋白質rOmp A,rOmp Bは免疫原性を担っており,宿主細胞内への侵入および感染防御において重要な役割を果たしていると考えられる。本研究では,R.japonica ompA,ompB遺伝子の塩基配列(DDBJ Accession Numbers:D28766,AB003681)を基に設定したプライマーを用いてR.japonicaゲノムDNAを鋳型としてPCRを行い,その産物を発現ベクターpET-21a-d(+)に組込み,大腸菌BL21(DE3)をトランスフォームした。IPTGにより封入体として発現された組換え蛋白質を尿素で可溶化後,アフィニティーカラムクロマトグラフィーにより精製した。その結果,SDS-ポリアクリルアミド電気泳動法およびウエスタンブロット法においてそれぞれ単一のバンドとなった。透析による尿素除去の際に,シャペロニンGroE,ATPを共存させ,蛋白質のリフォールディングを行わせ,可溶性に変化させた.これらの組換え蛋白質およびrOmp A,rOmp Bに対する特異抗血清を用いて,紅斑熱群リケッチアの宿主細胞への付着に及ぼす影響を解析した.その結果,何れの抗血清,組換え蛋白質ともに若干の付着抑制効果を示した.また,組換え蛋白質のコンフォメーションは菌体上に存在する蛋白質のものと異なっていることが示され,機能に及ぼすコンフォメーションの重要性が示唆された.また,rOmp A,rOmp Bの表現型,遺伝子型を主な指標として,東洋紅斑熱の患者より分離された9株の病原リケッチアを解析したところ,同一の型に属することが示され,付着に関与する主要表面抗原蛋白質rOmp A,rOmp Bが紅斑熱群リケッチアの型別の指標として有効であることを明らかにした.Rickettsia japonicaは我々により分離同定され,東洋動物地理区に特有の紅斑熱として東洋紅斑熱と命名された疾患の病原体である。透析による尿素除去の際に,シャペロニンGroE,ATPを共存させ,蛋白質のリフォールディングを行わせ,可溶性に変化させた.これらの組換え蛋白質およびrOmp A,rOmp Bに対する特異抗血清を用いて,紅斑熱群リケッチアの宿主細胞への付着に及ぼす影響を解析した.その結果,何れの抗血清,組換え蛋白質ともに若干の付着抑制効果を示した.また,組換え蛋白質のコンフォメーションは菌体上に存在する蛋白質のものと異なっていることが示され,機能に及ぼすコンフォメーションの重要性が示唆された.また,rOmp A,rOmp Bの表現型,遺伝子型を主な指標として,東洋紅斑熱の患者より分離された9株の病原リケッチアを解析したところ,同一の型に属することが示され,付着に関与する主要表面抗原蛋白質rOmp A,rOmp Bが紅斑熱群リケッチアの型別の指標として有効であることを明らかにした.Rickettsia japonicaは我々により分離同定された日本における紅斑熱(東洋紅斑熱)の病原体である。R.japnicaの主要な外膜蛋白質rOmp A, rOmp Bは免疫原性を担っており,宿主細胞内への侵入および感染防御において重要な役割を果たしていると考えられる。本研究では、これらの蛋白質の各ドメインの種々の宿主細胞での感染諸過程における機能とワクチンとしての可能性の検証を目的とした。今年度は,R.japonicaのrOmp A,rOmpB両遺伝子およびその断片をクローニングし,組換え蛋白質の発現・精製を行った。R.japonica YH株感染Vero細胞よりパーコール密度勾配遠心法でリケッチアを精製し,ゲノムDNAを常法に従い抽出した。R.japonica ompA, ompB遺伝子の塩基配列(DDBJ Accession Numbers;D28766,AB003681)を基に設定したプライマーを用い,R.japonicaゲノムDNAを鋳型としてPCRを行った。その結果得られた遺伝子全長,或いは断片を発現ベクターpET-21a-d(+)に組込み,大腸菌BL21(DE3)をトランスフォームした。IPTGにより発現する蛋白質を,アフィニティーカラムクロマトグラフィーにより精製した。精製蛋白質をSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動法,および,rOmp A,rOmp Bに対する抗血清を用いたウエスタンブロット法で解析した。その結果ompA,ompB遺伝子の全長或いは断片を組込んだプラスミドはBL21(DE3)細胞中に融合蛋白質を産生した。

これらの発現蛋白質を菌体より抽出後,アフィニティーカラムクロマトグラフィーを行ったところ,SDS-PAGEおよびウエスタンブロット法においてそれぞれ単一のバンドとなった。現在,この精製組換え蛋白質を行いて機能解析を行っている。Rickettsia Japonicaは我々により分離同定され,東洋動物地理区に特有の紅斑熱として東洋紅斑熱と命名された疾患の病原体である。R.japonicaの主要な外膜蛋白質r0mp A,r0mp Bは免疫原性を担っており,宿主細胞内への侵入および感染防御において重要な役割を果たしていると考えられる。本研究では,R.japonjca ompA,ompB遺伝子の塩基配列(DDBJ Accession Numbers;D28766,AB003681)を基に設定したプライマーを用いてR.japonicaゲノムDNAを鋳型としてPCRを行い,その産物を発現ベクターpET-21a-d(+)に組込み,大腸菌BL21(DE3)をトランスフォームした。IPTGにより封入体として発現された組換え蛋白質を尿素で可溶化後,アフィニティー力ラムクロマトグラフィーにより精製した。その結果,SDS-ポリアクリルアミド電気泳動法およびウエスタンブロット法においてそれぞれ単一のバンドとなった。透析による尿素除去の際に,シャペロニンGroE,ATPを共存させ,蛋白質のリフォールディングを行わせ,可溶性に変化させた.これらの組換え蛋白質およびr0mp A,r0mp Bに対する特異抗血清を用いて,紅斑熱群リケッチアの宿主細胞への付着に及ぼす影響を解析した.その結果,何れの抗血清,組換え蛋白質ともに若干の付着抑制効果を示した.また,組換え蛋白質のコンフォメーションは菌体上に存在する蛋白質のものと異なっていることが示され,機能に及ぼすコンフォメーションの重要性が示唆された.また.r0mp A,r0mp Bの表現型,遺伝子型を主な指標として,東洋紅斑熱の患者より分離された9株の病原リケッチアを解析したところ,同一の型に属することが示され,付着に関与する主要表面抗原蛋白質r0mp A,r0mp Bが紅斑熱群リケッチアの型別の指標として有効であることを明らかにした.
回答の内的一貫性に基づくWEB調査における不良回答の自動識別に関する研究

一般に調査結果の一部には、質問文をよく読まないで回答する「不良回答」が含まれているとされ、それは特にWeb調査で問題視されている。本研究ではSD法データを対象とし、回答の内的一貫性に基いて不良回答を識別する手法を開発した。取得したデータに適用した結果、回答時間が短いなど不良性の特徴を持つ回答者を識別でき、本手法が適切に不良回答候補を選別し得ていることを確認できた。また、一般的な2相データへの拡張する方法についても検討を加えた。1.調査の実施とデータの取得Web調査を模したパソコン上で動作する調査実施システムを利用し、調査環境の異なる2つの方法で調査を実施し、データを取得した.(1)講義室での一斉調査(調査対象者数161名):スポーツを対象としたSD形式の調査項目、及び一般的な項目として性格検査項目(項目数72)の両方を調査票に加えてデータを取得した.(2)「不良回答」が生じにくい環境を設定してデータを取得((調査対象者数52名):(1)と同じ調査票を用い、実験室で少人数(1回の調査で5名程度)の回答者を対象とし、しかも監督者が回答状況を常に監視している情況で調査を行った.2.分析結果の概要(1) SDデータに対し、研究グループで開発した「不良回答識別手法」を適用したが、これまでの分析結果とは異なり、不良回答者と正常回答者を明確に識別することはできなかった.その原因はSD法での形容詞対の配置にあり、回答が回答尺度の一方に偏ることによるものと考えられた。これについては、形容詞対の配置を変更して再調査を行い、識別手法の精錬を目指す.(2)性格検査項目では、SDデータと同様、一部の回答者において答カテゴリの中央集中傾向、連続する項目でのカテゴリ移動の減少傾向など「不良回答者特有の回答パターン」を示す回答者を見いだすことができた.今後は、反応の内的一貫性の観点から回答特性の分析を行う.1.調査の実施とデータの取得Web調査を模したパソコン上で動作する調査実施システムを利用し、質問形式の異なる以下の2つのデータを取得した.その際、昨年度の分析結果に対する考察に基づき、調査項目の配置を回答者ごとランダムに設定した.調査対象数は72名である.(1)スポーツを対象としたSD形式の調査項目(2)一般的な項目として性格検査項目(項目数72)2.分析結果の概要(1)研究グループで開発した「不良回答識別手法」の不備の原因が形容詞対の配置にあるものと考え、調査項目をランダムに配置する方法でデータを取得した.しかし、分析の結果、手法の不備は分析の過程で一部の形容詞対の回答カテゴリを反転することで解消することを見出し、「不良回答識別方法」をより信頼性の高い方法へと改良することができた.(2)性格検査における不良回答発生のメカニズムは、SDデータとは異なることが明らかとなり、不良回答識別手順の新しい展開の可能性が得られた.特に、回答時間の短さが、性格検査の場合には内的一貫性を高める方向で作用していることを見出した.次年度は、ここでの結果に基づき新たな方法の開発を目指す.1.調査の実施とデータの取得Web調査を模したパソコン上で動作する調査実施システムを利用し、スポーツを対象としたSD形式の調査項目を用いて、調査票の中での質問項目の配置という点で異なる4つのデータを取得した。それらは、1形容詞対の提示順序、左右の配置を全てランダムに設定、2形容詞対の提示順序のみをランダムに設定、3形容詞の左右の配置をランダムに設定、4形容詞対の提示順序、左右の配置を全て同一に設定、である。回答者は183名である。2.分析結果の概要調査票の無作為性が高まる程(4→1)、回答者の負担が大きくなると考えられ、それらは、1回答時間が長くなる、2評価の視点が曖昧となるといった影響を回答に与えていることが明らかとなった。特に2については、中央のカテゴリに回答が集まる(判断の留保傾向)、形容詞対間相関がほぼ一定の値をとり、形容詞対による評価の差異が小さい、さらには、回答は「好意ー非好意」の大枠での評価に留まり、スポーツの特性や回答者の興味関心といったより詳細なイメージまで引き出せていない等の結果となって現れていることを確認できた。調査票に対する回答は、回答者にとって自分の考えを整理し、再構成する作業でもある。本研究における項目配置の無作為化に基づく実験結果は、「無作為化」が、回答者が評価の視点を構成していく過程を妨げた可能性を示唆するものである。無作為化によって系列位置効果を排除することも重要であるが、同時に回答者がスムーズに自身の考えを整理していく流れを整えることも、項目の配置には重要な視点と考える。ここでの成果は、信頼性・妥当性の高い調査方法の開発・提案に繋がるものであると考えている。

研究グループの開発した「不良回答識別手法」の不備の原因を見出し、それを解消するアルゴリズムを開発した.また、性格検査項目での不良回答発生メカニズムがSDデータのそれとは異なることも見出した.24年度が最終年度であるため、記入しない。性格検査項目での不良回答発生メカニズムがSDデータのそれとは異なることが見出された.そこで、次年度は性格検査に焦点をあて、異なる調査環境で複数のデータを取得し、その比較に基づいてメカニズムの詳細について分析を深めるとともに、不良回答識別方法について検討を加える.24年度が最終年度であるため、記入しない。
コロイドサスペンジョンの凝固と電場制御

食品の凍結濃縮や汚泥の凍結処理を対象として、固体分散質(固体粒子)が微細になりコロイドとしての特徴が生じる場合について、凝固にともなう固体分散質の捕捉・掃き出し現象を取り扱った。粒子表面に陽イオンを吸着する特性を有するベントナイト粒子を試料として、イオン交換を含む場合の凝固にともなう固体分散質の捕捉・掃き出し現象を明らかにするとともに、高周波電界の付与によるコロイドの凝集および分散現象の基礎的な取り扱いを検討した。食品の凍結濃縮や汚泥の凍結処理を対象として,種々の不純物の分散質が微細になりコロイドとしての特徴が生じる場合について,凝固にともなう固体粒子群の捕捉・掃き出し現象を取り扱った。内容は,(A)捕捉・掃き出し現象の解明,(B)高周波電界を付加による制御法に分けられるが,今年度は主に前者の(A)について研究を遂行した。粒子表面に陽イオンを吸着する特性を有するベントナイト粒子を用い,塩化カルシウムおよび塩化ナトリウム水溶液中における凝集・沈降挙動および凝固にともなう捕捉・掃き出し挙動を検討した。Na型ベントナイトとCa型ベントナイトに分けられることを示し,陽イオンとしてCaが吸着しているCa型ベントナイトがNa型ベントナイトに比べて凝集力が強いことを示した。また,ベントナイト粒子を含む捕捉・掃き出し実験より,完全捕捉層,部分捕捉層,完全掃き出し層の3つの層に分類できることを示し,2つに臨界凝固速度の電解質濃度に対する変化挙動を明らかにした。ベントナイト粒子間の凝集力が強い塩化カルシウム水溶液中の凝固において,捕捉粒子の偏析現象が生じることを示し,これにより,第二臨界凝固速度が増大することを明らかにした。また,Na型ベントナイト粒子を塩化カルシウム水溶液中に入れた場合のNaイオンとCaイオンの置換による凝固挙動の変化についても明らかにした。食品の凍結濃縮や汚泥の凍結処理を対象として、種々の不純物の固体分散質が微細になりコロイドとしての特徴が生じる場合について、凝固にともなう固体分散質の捕捉・掃き出し現象を取り扱った。主な内容は、(A)捕捉・掃き出し現象の解明、(B)高周波電界を付加による制御法、の二つに大きく分けられる。それぞれについて得られた成果を以下に示す。(A)粒子表面に陽イオンを吸着する特性を有するベントナイト粒子を用い、塩化カルシウムおよび塩化ナトリウム水溶液中における粒子の凝集・沈降挙動および凝固にともなう捕捉・掃き出し挙動を検討した。Na型ベントナイトとCa型ベントナイトに分けられることを示し、陽イオンとしてCaが吸着しているCa型ベントナイトがNa型ベントナイトに比べて凝集力が強いことを示した。また、ベントナイト粒子を含む捕捉・掃き出し実験より、完全捕捉層、部分捕捉層、完全掃き出し層の3つの層に分類できることを示し、2つに臨界凝固速度の電解質濃度に対する変化挙動を明らかにした。(B)高周波電界の付与によるコロイドの凝集および分散現象の詳細を示し、それらの現象が粒子の表面電位および電気二重層に基づく粒子の電気泳動および誘電泳動により生ずることが明らかにした。また、凝集および分散現象が周波数に大きく依存することを示し、高周波電界の付与によるコロイドサスペンジョンの制御に対する指針を与えた。
透過電子顕微鏡による高分子ナノコンポジットのトライボロジー解析

高分子ナノコンポジットのトライボロジーに関する研究は、また、非常に少ないのが実情である。本研究では、新規なトライボロジー特性が期待される高分子ナノコンポジットを調製し、その微細構造を調べるとともに、通常の摩擦試験機によるマクロなトライボロジー試験と原子間力顕微鏡(AFM)によるナノトライボロジー試験を行い、その摩擦表面の構造解析を透過電子顕微鏡(TEM)を用いて行い、高分子ナノコンポジットの構造およびそのトライボロジー挙動との関係を解明し、トライボマテリアルとしての高分子ナノコンポジットの開発のための基礎となる研究を行うことを目的とした。この目的に沿って、まず、フェノール樹脂(PR)とカーボンナノチューブ(CNT)とのコンポジットの調製を行った。フェノール樹脂オリゴマーを合成し、これに多層カーボンナノチューブを所定量添加し、第二段の重合を行い、同時に縮合水を蒸発により除去した。次いで、これを冷却して固化、粉砕、混合によりCNTの更なる分散を行った後、熱プレスにより溶融し、架橋反応を進め、熱硬化したPR/CNTナノコンポジットシートを作製した。超薄切片法によるTEM観察から、フェノール樹脂オリゴマーの粘性がCNTの分散性を高めることが明らかになった。トライボロジー試験では、摩擦係数はCNT含量とともに減少したが、摩耗痕の幅から推定した摩耗量は、CNT含量が高いほど多く、CNTがフェノール樹脂硬化物の強度を低下させていることが推察された。さらに、カーボンレプリカ法により、摩擦表面の微細な摩耗粉のTEM観察に成功した。特に、熱硬化性樹脂の摩擦表面のレプリカ試料作製は困難であったが、新規なレプリカ試料作製を考案したことが成功の原因であった。その結果、高分解能のSEMでも観察できなかった摩擦表面のCNTナノチューブの観察が可能となり、トライボロジー挙動の解明に新たな道を開くことができた。軸受・歯車・ブレーキ・クラッチ材料等の形で種々の部品、機器、製品にトライボマテリアル(摩擦・摺動材料)として高分子材料が用いられている。これらのほとんどが高分子とフィラー(無機・有機・金属繊維)との複合材料で構成されており、トライボロジー特性の改善が行われている。フィラーがマクロなサイズで分散した高分子ナノコンポジットは、力学的性質、熱的性質、表面特性等の種々の物性を大きく向上させることから、高分子ナノコンポジットに関する報告はここ数年で急激に多くなった。しかしながら、高分子ナノコンポジットのトライボロジーに関する研究は、まだ、非常に少ないのが実情である。本研究では、新規なトライボロジー特性が期待される高分子ナノコンポジットを調製し、その微細構造を調べるとともに、通常の摩擦試験機によるマクロなトライボロジー試験と原子間力顕微鏡(AFM)によるナノトライボロジー試験を行い、その摩擦表面の構造解析を透過電子顕微鏡を用いて行い、高分子ナノコンポジットの構造およびそのトライボロジー挙動との関係を解明し、トライボマテリアルとしての高分子ナノコンポジット開発のための基礎となる研究を行うことを目的とした。この目的に沿って、無機系ナノファイバーを高分子溶液に分散し、それをキャストすることによって高分子ナノコンポジットフイルムを調製した。次いで、コンポジット中のナノファイバーの分散状態を調べるために、常法により、フィルムをエポキシ樹脂包埋、四酸化ルテニウム染色超薄切片試料作製後、イメージングプレートを用いて、ナノコンポジットの微細構造の透過電子顕微鏡観察を行った。また、金属板表面にキャストすることによって試料作製し、トライボロジー評価を行った。

本研究では、新規なトライボロジー特性が期待される高分子ナノコンポジットを調製し、その微細構造を調べるとともに、通常の摩擦試験機によるマクロなトライボロジー試験と原子間力顕微鏡(AFM)によるナノトライボロジー試験を行い、その摩擦表面の構造解析を透過電子顕微鏡(TEM)を用いて行い、高分子ナノコンポジットの構造およびそのトライボロジー挙動との関係を解明し、トライボマテリアルとしての高分子ナノコンポジットの開発のための基礎となる研究を行うことを目的とした。この目的に沿って、まず、フェノール樹脂(PR)とカーボンナノチューブ(CNT)とのコンポジットの調製を行った。フェノール樹脂オリゴマーを合成し、これに多層カーボンナノチューブを所定量添加し、第二段の重合を行い、同時に縮合水を蒸発により除去した。次いで、これを冷却して固化、粉砕、混合によりCNTの更なる分散を行った後、熱プレスにより溶融し、架橋反応を進め、熱硬化したPR/CNTナノコンポジットシートを作製した。超薄切片法によるTEM観察から、フェノール樹脂オリゴマーの粘性がCNTの分散性を高めることが明らかになった。トライボロジー試験では、摩擦係数はCNT含量とともに減少したが、摩耗痕の幅から推定した摩耗量は、CNT含量が高いほど多く、CNTがフェノール樹脂硬化物の強度を低下させていることが推察され、摩擦表面の電子顕微鏡観察からも、ナノコンポジットの微細構造がトライボロジー挙動と密接に関係していることが明らかになった。また、熱可塑性高分子とCNTとのナノコンポジットのトライボロジー挙動を検討するために、メチルメタクリレート(MMA)モノマーとCNTの混合系においてMMAを重合して得た重合ナノコンポジットとポリメチルメタクレート(PMMA)とCNTの溶液キャストナノコンポジットを調製した。これらのトライボロジー特性においては、PMMAの分子量効果を見出すことができた。高分子ナノコンポジットのトライボロジーに関する研究は、また、非常に少ないのが実情である。
ゲノム情報デ-タベ-スの知的処理における事例ベ-ス推論の適用

ゲノム情報の蓄積にともない,これから高次の知識を獲得する情報処理技術の開発が望まれている。それには,(1)大量の情報を蓄積・検索する技術,(2)ゲノムデ-タ解析に必要な知識を操作する技術,(3)過去の解析事例を有効活用する技術の確立が重要である。本研究では(3)の側面を中心に(1),(2)の統合化を目指し,3年間のスケジュ-ルをたてている。本研究の目的は事例ベ-ス推論(CBR)に基づくシステムを中心に,大量のゲノム情報を比較的容易に蓄積・利用できるデ-タベ-スと,ゲノム情報解析に関する知識を蓄えた知識ベ-スとを,統合化する技術を提案することにある。本年度はこの第一年度にあたり,以下の基本技術について研究を実施した。これには,主に,本年度購入したLispマシンボ-ド(Mac Ivory)を利用した。(1)知識システム開発方法論の検討デ-タベ-ス・数値計算処理・知識ベ-スの諸機能をもつ大規模知識システムの開発手法について研究を実施し,本研究課題で採用を予定するシステム構成について実現可能性の検討を行なった。(2)学習機能をそなえた知識システムに関する検討対象領域について深い知識をそなえる知識システムに対し,演えき的な学習手法(説明に基づく学習)を適用することで,効率化学習の機能の実現がはかれる見通しを得た。(3)事例ベ-ス推論のトレ-ドオフの検討事例ベ-ス推論をそなえたシステムでは、事例の処理に負荷がかかるため,実際上,問題解決能力が向上するか否かは自明ではない。そこで適当な仮定のもとでは,事例ベ-ス推論を知識システムに追加することが有効であることを示し,それを実験によって確認した。