hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発生工学技術を用いたトランスクロモソミック(人工染色体導入)マウスの作製法の開発

本研究課題では、人工染色体を保持するマウス(Tcマウス)を効率よく作製するために、発生工学技術を応用した新規Tcマウス作製方法の開発を試みた。マウス人工染色体ベクターを保持する細胞を用いて、(1)顕微受精技術を応用した微小核移植による作製法と、(2)体細胞核移植による作製法とについて検討を行った。方法(1)については未だ成功していないものの、方法(2)によりマウス人工染色体を保持するクローンTcマウスを得ることに成功し、その割合は7.1%であった。今後、体細胞核移植の成功率、クローンTcマウスでのマウス人工染色体の安定性については今後の検討が必要である。平成28年度は、方法(1)体細胞核移植による作製法、及び(2)顕微受精を応用した微小核移植による作製法による技術基盤の確立を行った。(1)については、ドナー細胞の作製から行った。人工染色体ベクターのモニターにEGFPをレポーターとして使用するために、MI-MACベクターを保持するES細胞にEGFP遺伝子導入ベクターと部位特異的組換え酵素発現ベクターを導入し、MI-MACベクター上へのEGFP遺伝子導入を試みた。得られたクローンを解析し、MI-MACベクター上にEGFP遺伝子導入ベクターが挿入されていることが確認できたものの、導入した遺伝子に部分的な欠損が見られた。よって、EGFP遺伝子導入ベクターの再構築を行っている。また、本研究は人工染色体ベクターを用いた複数外来遺伝子導入マウス作製のための基盤技術開発であることから、当初はMI-MACベクターの使用を予定としていたものの、MI-MACベクターと同様に、将来的に複数遺伝子の導入が可能であり、かつ、すでにEGFP遺伝子が導入された人工染色体ベクターであるMACベクターもMI-MACベクターと並行して、実験に使用することとした。MAC ES細胞をドナーとして体細胞核移植を行った胚のうち、約7%の胚が2細胞期胚に発生しており、さらに発生させたところGFP陽性を呈する胚も確認できた。(2)については、EGFP陽性MAC ES細胞の微小核形成条件の検討から行っており、現在進行中である。未だ、EGFP陽性MAC ES細胞の微小核形成条件が決定していないため、MACを保持しているCHO細胞から作製した微小核を用いて、未受精卵への微小核移植の条件検討を行っており、操作手順が確立されつつある。平成28年度は、方法(1)体細胞核移植による作製法、及び(2)顕微受精を応用した微小核移植による作製法による技術基盤の確立を目標とした。方法(1)については、MI-MACベクターを用いた体細胞核移植には至っていないものの、MI-MACベクターと同様に複数遺伝子の導入が可能であり、かつEGFP陽性であるMAC ES細胞を用いた体細胞核移植を行ったところ、2細胞期胚を得ることができた。計画の変更はあったが、本研究で目的としていた人工染色体ベクターを含むマウスES細胞をドナー細胞とした、体細胞核移植によるトランスクロモソミック(Tc)マウス作製法の技術基盤が確立でき、その後のin vitro解析まで着手できた。方法(2)については、方法(1)における計画変更に伴い、MAC ES細胞の微小核形成条件の検討を行っており、未だ条件決定ができていないため、当初の計画よりやや遅れているが、MAC CHO細胞より回収した微小核を用いた未受精卵への微小核注入法の検討を並行して進めており、その遅れは軽微である。以上より、総合的に考えて概ね順調に進行していると考える。本研究課題では、複数外来遺伝子を導入した人工染色体を保持するマウス(以下Tcマウス)を効率よく作製するために、発生工学技術を応用した新規Tcマウス作製方法の開発を試みた。新しいTcマウス作製方法を開発するにあたり、まずはGFP遺伝子を搭載したマウス人工染色体ベクターを保持するマウスES細胞(MT20)を作製し、新規Tcマウス作製方法の開発に使用した。今回は、(1)MT20をドナー核とした体細胞核移植による作製方法、(2)顕微受精技術を応用した微小核移植による作製方法について検討を行った。(1)を行ったところ、22.6%の体細胞核移植胚が2細胞期胚になり、更にこれら2細胞期胚を仮親マウスに移植したところ、MT20由来クローン産仔が得ることに成功し、その割合は7.1%であった。(2)についてはMT20から精製した微小核をBDF1精子と共にBDF1未受精卵に注入する方法を行ったが、この方法ではTcマウスが得られなかった。(1)により得られたMT20由来クローンマウスの各主要臓器についてGFPの発現を観察したが、蛍光観察と免疫染色では確認できなかった。一方で、このクローンマウスは遺伝的背景検査によりMT20由来であることが確認できた。そこで、このマウスの繊維芽細胞を用いて染色体解析を行い、MACベクターの有無を確認したところ、MACベクターを保持している細胞の割合は13.3%であることがわかった。本研究課題で、MACベクターを保持するマウスES細胞をドナー核とした体細胞核移植でTcマウスを作製することに成功した。しかしながら、体細胞核移植の成功率、クローンTcマウスでの人工染色体の安定性については今後の検討が必要である。

マウス人工染色体ベクターを保持する細胞を用いて、(1)顕微受精技術を応用した微小核移植による作製法と、(2)体細胞核移植による作製法とについて検討を行った。方法(1)については未だ成功していないものの、方法(2)によりマウス人工染色体を保持するクローンTcマウスを得ることに成功し、その割合は7.1%であった。今後、体細胞核移植の成功率、クローンTcマウスでのマウス人工染色体の安定性については今後の検討が必要である。方法(1)体細胞核移植については、EGFP陽性MI-MAC ES細胞の作製を進めるとともに、MAC ES細胞をドナーとした体細胞核移植の発生率等のin vitro解析を行う。また、方法(1)によるTcマウスの個体化を試み、その出生率や、各主要臓器における人工染色体ベクターの安定性についてGFPを用いて評価する。方法(2)については、MAC ES細胞もしくはEGFP陽性MI-MAC ES細胞の微小核形成条件の検討を引き続き行う。MAC ES細胞の微小核形成条件が決定できた際には、MAC ES細胞の微小核を用いた微小核注入を行う。しかしながら、条件が決定できなかった場合には、微小核形成の実績がある細胞株であるマウスA9細胞やCHO細胞を用いた人工染色体ベクター微小核の回収と、その微小核を用いた顕微注入法も検討する。また、顕微受精を応用した微小核移植が困難な場合には電気刺激による受精卵と微小核の融合についても検討をする予定である。実験動物学平成28年度は2回学会へ参加するための旅費を計上していたが、学会参加は1回のみで、かつその学会会場が職場近辺であったため。平成29年度の学会発表もしくは参加のための旅費として、使用予定である。
気道確保の手技を応用した閉塞型睡眠時無呼吸症候群の治療器具の開発

麻酔導入時や救急蘇生時に用いられる"気道確保"の手技を応用した閉塞型睡眠時無呼吸症候群の全く新しい治療装置の開発に取り組んだ。医学系研究者の協力を得て被験者によるテストを行い、気道確保のための高い有効性を示した。本研究は「頭部位置姿勢変化がもたらす気道確保効果の医学的知見に基づいた実験的評価」と「実験結果に基づいた効果的な睡眠時気道確保装置の開発」の二つの目的を有する。これらの目的を達成するために当該年度においては研究計画に沿って以下の内容に取組んだ。タスク1:頭部位置姿勢と呼吸状態と関係を定量的に明らかにする実験装置の製作三次元位置計測装置と気道確保装置を連動させて対象者の頭部の位置姿勢を指定したとおりに実現する実験装置を製作した。タスク2:タスク1の装置を用いた頭部位置姿勢と呼吸状態との関係を明らかにする実験鼻腔内圧や呼吸流量、脳波等の計測を行い、睡眠中における頭部位置姿勢と呼吸状態との関連を調べるデータを複数の被験者から収集した。タスク3:呼吸音から低呼吸またはその兆候である鼾の発生を検知する方法の確立鼾と寝息や発話などそれ以外の音を記録し、スペクトル解析による特徴抽出で鼾の自動検知を行うプログラムを開発した。タスク4:安眠を阻害せず、快適に目的の頭部位置姿勢を実現する機構の設計・製作頭部の位置姿勢を変えるためエアバッグの形状について様々な角度から検討を行い、幾つかの試作機を製作した。タスク5:麻酔投与/口内陰圧付加による擬似SAS患者での装置の気道確保機能評価実験擬似SAS患者に気道確保装置を適用しての気道確保効果、ならびに睡眠レベルへの影響について調べるため現在実験を行っている。上記のタスクの実施で得られた研究成果はH23年度に睡眠関連学会で発表を予定している。睡眠時無呼吸症候群(SAS)は睡眠時に断続的に呼吸停止を生ずる病気である。脳血管障害や高血圧症、心筋梗塞など循環器系疾患の高いリスク要員とされている。CPAP療法、スプリント療法、外科手術などの治療法が知られているが、CPAP療法、スプリント療法は口や鼻への器具の装着を必要とし、使用時の不快感や衛生管理の煩わしさなどから治療脱落者も多い。また外科的治療は即効性があるものの患者への負担が大きいため敬遠する患者も少なくない。このような現状を踏まえ、本研究では口や鼻への装着物を避け、柔軟なエアバッグ内蔵の装着体を体に付けて眠ることで、極力患者への負担を抑え、快適な気道確保を実現する新しいSAS用治療器具の開発に取組んだ。本研究は2年計画で実施し、1年目においては睡眠時の頭部の位置姿勢変化が気道開通に及ぼす影響を調べるとともに、異常呼吸を検知すると首回りのエアバッグを内蔵した装着体が自動的に膨らんで、気道開通に適した頭部肇勢を実現する治療器具の開発を行った。しかし、頭部をやや捻った状態からの作動において気道開通効果が通常よりも低下するケースが見られた。そこで2年目の研究においては、自由な寝返りを許すと同時に頭部を多少捻った体勢においても確実な気道確保を実現する形態として、頭部に着けるヘッドギヤタイプの治療器具を考案し、開発を進めた。また、異常呼吸を検知する手段の一つとして1年目に開発した鼾検知システムも、さらに高精度な音声解析が可能となるようハードウェアとソフトウェアを作り変え、検出精度を大幅に改善した。さらに健常被験者において、鼻腔内圧の制御と麻酔投与を併用することで擬似的なSAS患者の無呼吸状態を作る手法を用い、ヘッドギヤタイプの治療器具の効果を見る実験を行なった。7名の被験者による実験を通して、開発した器具の気道開通に対する高い効果を確認することが出来た。
身体のアルケオロジーに関する現象学的・認知科学的研究

ヒューマノイド型知能ロボットを創ろうとするとき、創発主義的方法論を採用するロボティクスは、「学習」や「環境との相互作用」の重要性を強調する。人間の場合、学習には身体の物理的な発達が不可欠に関与しているが、ロボットの身体を物理的に成長させることは不可能であろう。一方で、何を出発点として学習を開始させるかを確定することは重要な課題である。というのも、学習以前の初期状態にたいする何らかの雛形がなければ、ロボットが人間的知能を実現できるか否か予測がつかないからである。ロボットの形状を大人の人間に似せて作ることでは、この問題は解決しない。ロボットの初期状態にどのような身体能力を付与するか、ということが問題として残っているからである。ここに、身体の初期状態(起源)を探る哲学的な意味も生じてくる。本研究では、現象学的な用語法をふまえ、この身体を「原身体」と名づけ、これを探るプロジェクトを「身体のアルケオロジー」と呼ぶこととする。申請者はこのプロジェクトを遂行するために、まず伝統的な現象学的身体論が認知科学の成果を取り入れた現代の哲学的身体論に与えている影響を考慮しながら、認知科学における身体重視の傾向の哲学的根拠を探った。さらに、身体性認知科学において重要な役割を担っている発達心理学と進化生物学(霊長類学)との比較研究を参照しながら、身体を学習・言語論的な観点から考察し、現象学の伝統的な身体論の刷新を試みることで、原身体に関する具体像の記述を目指した。また、文献研究だけでなく、身体性認知科学の分野で実際にヒューマノイド型ロボットを作成している研究者との共同作業による研究遂行を試みた。以上によって、本研究の当初の目的は大方達成されたと言うことができるが、身体のもつ社会認知的な意味についての探求が次なる課題として浮かび上がってきた。本年度は、伝統的な現象学的身体論が認知科学の成果を取り入れた現代の哲学的身体論に与えている影響を考慮しながら、認知科学における身体重視の傾向の哲学的根拠を探った。具体的には、メルロ=ポンティとフッサール、およびかれらの後継者たちの現象学的身体論や志向性の理論と身体が哲学上の主要な問題となる過程について考察し、認知科学における身体重視の傾向との異同について解明した。そのとき注目したのが『表象」という概念である。この概念を念頭におきつつ、デカルト以来の心身二元論と表象と外的世界との類似性の否定といった哲学的背景が認知科学に継承される過程と、それが認知科学の内部で否定される過程について明らかにした。前者は、換言すれば、デカルト的な図式が記号主義的認知科学に継承される過程である。また、後者の過程においては、認知における表象の否定と身体の重視という流れが交差していることがわかる。これはメルロ=ポンティの哲学における身体の主題化と意識哲学の否定という表裏一体となった出来事と多くの意味で類似したものである。さらに、身体の重視と心や志向性、意識といった人間の認知にとって本質的な役割を果たす概念とがどのように折り合いをつけるかということは哲学的な難問である。本年度の研究では、哲学と認知科学における身体の主題化と、それを通じて出てくるこの難問の性質を明らかにした。ここでは、身体や心を発達や発生という観点から理解することも重要になり、こうした基礎的考察は「身体のアルケオロジー」という本研究課題の遂行の一部となっている。本年度は、文献研究だけでなく、身体性認知科学の分野で実際にヒューマノイド型ロボットを作成している研究者との共同作業による研究遂行を試みた。他者はなぜ他者、つまり心をもった他の人間として理解されるのか。

言語によるコミュニケーションが、他者の心を理解するもっとも明晰な方途になりうるが、現代のようにバーチャルな空間が確立されている状況では、言語的なコミュニケーションは必ずしも実在の他者を保証してはくれない。論文「ロボットが/に心を感じるとき」は、他者の心にアクセスするためには、じぶんと似たような身体をもつ存在であることが不可欠であるという前提から、人間の身体をコミュニケーションという観点から捉えた。まず、人間の子供が他者を内部=心をもった存在として認識するプロセスを現象学観点と発達心理学的な観点から明らかにした。それによれば、発達段階で人間は他者(とくに母親)との身体を通じた癒合的な経験から出発し、そこからコミュニケーションを通じて他者をじぶんと異なった心をもった存在として認識するようになる。このときに、重要な身体的コミュニケーションは、他者の視線を感知したり、他者と共同注意をできるということである。対して、ロボットのもつ身体に心を感じるには、ロボットの身体とじぶんの身体との対応関係を理解することから始めなければならない。本研究で使用したロボットは他者の視線を感知したり、共同注意を行うことができる。現段階ではロボットに心の存在を認めることは難しいが、身体的な対応関係がベースとなる事柄(たとえば、ロボットがじぶんの視線を捉えたり、ロボットの視線を追ったりということ)は、ロボットと人間(本研究では子供を対象とした)とのコミュニケーションにとって極めて有効であることが確認された。身体のアルケオロジーという本研究の課題との関係から言えることは、視線の追跡や共同注意といった事柄は、身体に備わる基本的な能力と考えることができるということである。本研究計画の最終年度にあたる本年度の研究目標は、身体性認知科学において重要な役割を担っている発達心理学と進化生物学を参照しながら、身体を学習・適応論的な観点から考察し、これまでの2年間で得られた成果と統合することで、原身体に関する具体像を記述することである。これまでの研究成果から、原身体を記述するためにはデカルトの提示した心身二元論にもとづく身体観を再度検討しそれを批判的に乗り越えることが必要であるとの見解に達した。そのために、本年度は、デカルトの心身二元論を批判したメルロ=ポンティの身体論を考察しつつ、後者に欠けている部分を補うことによって、前者を乗り越えるという作業を遂行した。デカルトは身体を排除することによって、人間=精神という人間観をとることになった。一方、メルロ=ポンティの現象学は、人間における身体のもつ役割を強調した。私見によれば、前者は身体を軽視しすぎ、後者はそれを強調するあまり、人間に固有の精神性を身体にうまく接合することができなかったのである。特に、本研究では、後者に欠けている部分を補うために、発達心理学と進化生物学(ここではとくに霊長類学)の成果を参照し、霊長類の身体性と人間のそれとの異同を言語の起源という観点から考察した。ここで言語を問題にするのは、それが人間に固有の精神性を形成する不可欠の機能を担っているからである。付言すれば、本研究のめざす原身体は、たとえば高等動物の身体と共有する部分があったとしても、人間に固有の身体でなければならないからである。
歯周病原性細菌の特異的表層抗原に対する体液性免疫応答の解析

本研究の目的は、まずP.gingivalisの表層特異抗原(75K蛋白質抗原、線毛抗原)を用いて歯周炎患者の血清および歯肉溝滲出液の抗体値測定を行い、全身系と歯周局所での体液性免疫応答の相違点を検討することである。次にこれと並行して75K蛋白質の構造遺伝子断片をDNAプローブとして用い、PCR法による歯周ポケット内のP.gingivalisの特異的かつ高感度な検出方法を確立することである。実験I、全身系と歯周局所での体液性免疫応答の相違点の検討被験者は、急速進行性歯周炎患者群(RPP群)、成人性歯周炎患者群(AP群)、健常者群(N群)、各群10名計40名を用いた。抗原は、75K蛋白質抗原(75K)、線毛抗原(FIM)および全菌体抽出抗原(SUP)をP.gingivalis381株を用いてそれぞれ調製し、実験に使用した。上記被験者より血清とGCFを調製し、上記抗原を用いてELISA法によるIgG抗体価の測定を行った。その結果、全身系体液性免疫応答においては、N群に比べてRPP群とAP群が3種抗原とも有意に抗体価が上昇していた。SUPに対して抗体価が上昇していた被験者はすべて75KとFIMの両者あるいは片方に対しても抗体価が上昇していた。一方、SUPに対しては抗体価の上昇が明らかではない被験者の中に、75KとFIMの両者あるいは片方に対して抗体価が有意に上昇していた被験者が5名存在した。この5名の被験者はすべて、重度の辺縁性歯周炎患者であった。これらのことから、P.gingivalisの表層特異抗原である75K蛋白質と線毛の有用性が強く示唆されたと考えている。現在、同一被験者の歯周ポケットより採取したGCFを用いて、ELISA法によるIgG抗体価を測定し、全身系と歯周局所での体液性免疫応答の類似点・相違点を分析中である。まず最初に既にクローニングされている75K蛋白質構造遺伝子を含む4.2KbのBarHI断片を抽出・精製しプローブとした。次にP.gingivalis10株、P.gingivalis以外の口腔内細菌15種16株を用いてサザンハイプリダイゼーションを行った結果、今回調べたP.gingivalis10株にはすべて75K蛋白質遺伝子が存在し、その他の菌種には存在しないことが判明した。すなわち、75K蛋白質遺伝子は高い種特異性を有していることが明らかになった。現在、上記DNAプローブを用いたPCR法によるP.gingivalisの歯周ポケットからの検出法を確立しつつある。
複眼光学系を用いたペレット溶発雲における局所電子密度の二次元分布計測法の開発

本研究の目的は、これまで困難とされてきたペレット溶発雲における厳密な局所電子密度の評価を可能とするための二次元分布計測手法を開発し、その確立を目指すことである。また、ペレット溶発雲中における局所電子密度の評価、すなわちそこから放射される線スペクトルのシュタルク拡がりの二次元的評価を行う際に鍵となるマルチスペクトル画像を簡便に取得するための手法として、複眼光学系を用いることの有用性を示すことも目的としている。昨年度は、試作した複眼光学系を用いたマルチスペクトル画像計測を用いて、大型ヘリカル装置に入射されたトレーサ内蔵固体ペレットの溶発雲から発せられる主たる線スペクトル(H_αやH_β)や連続光成分を観測して、計測システムの基本的性能を確認した。ここでの解析結果は、連続光成分に何らかの線スペクトルが影響している可能性を示しており、それを確認するために、平成18年度は、連続光成分を得るために用いている干渉フィルターの透過特性を中心波長497.0nm、半値幅5.0nmから中心波長536.6nm、半値幅5.0nmに変更した。現在、新しい干渉フィルターによる実験データの解析を、分光器による実験データと突き合わせながら進めている。また昨年度の結果を基に、遮光フィルターを追加したが、これにより各イメージにおいて適切な露出が、ほぼ全ての場合において得ることができるようになった。これにより、複眼光学系がマルチスペクトル画像を簡便に取得する手法として有用であることを示すことができた。本研究の最終目標であるペレット溶発雲中の局所電子密度の評価は今後の課題となってしまったが、適切な分光フィルターを選択することで、その達成が期待される。平成17年度では、研究協力者である露国立サンクトペテルブルク工科大学物理工学部Vladimir Yu.Sergeev教授を招へいし、まず複眼光学系を用いたマルチスペクトル画像計測システムを共同で試作した。試作したシステムでは、マトリックス状に配置された9つのレンズ(複眼光学系)それぞれで捉えられたペレット溶発雲はフィールドレンズを介して12bit高速シャッターCMOSカメラにて撮影される。同試作システムによるトレーサ内蔵固体ペレットの溶発雲撮影実験では、ペレット溶発雲の空間特性を確認する目的で、各レンズの前にHα(中心波長655.5nm、半値幅5.0nm)、Hβ(中心波長486.5nm、半値幅10.0nm)、連続光成分(中心波長497.0nm、半値幅5.0nm)、C II(中心波長515.0nm、半値幅10.0nm)、C II(中心波長723.6nm、半値幅5.0nm)用の干渉フィルターそれぞれを設置した。結果として、露光時間10μsでのペレット溶発雲の撮影に成功した。この時のトレーサ内蔵固体ペレットの溶発時間が約700μsであったことから、溶発過程の一部分だけが捉えられている。また、いずれのレンズを通しても溶発雲全体が撮影されており、これらのことから、試作したシステムの基礎的な部分に問題がないことが分かった。ただし、残念ながらCMOSカメラのレンズの絞りを最小としても、各レンズで捉えた溶発雲それぞれの中心部は露出過度になってしまった。今後、選択する分光フィルターの中心波長及び波長分解能、追加すべき遮光フィルターの透過率などのパラメータの最適化を進めて、ペレット溶発雲中における局所電子密度の評価ができるようにする。

本研究の最終目標であるペレット溶発雲中の局所電子密度の評価は今後の課題となってしまったが、適切な分光フィルターを選択することで、その達成が期待される。
Ｈｓｐ２７とＳＰＡＲＣ蛋白質の同定・機能解析と大腸癌における意義解明

大腸癌におけるバイオマーカータンパク質の研究を展開し、3年間の研究期間において、1)メチルグリオキザール修飾熱ショック蛋白質(Hsp27)と骨格筋で同定されたマイオカイン蛋白質(SPARC)の大腸発癌における細胞生物学的、2)大腸癌微小環境、特に炎症病態におけるHsp27蛋白質とSPARC蛋白質の相互作用、3)臨床検体を用いたMG修飾Hsp27蛋白質、SPARC蛋白質の予防・診断マーカーとしての意義を明らかにした。特に、SPARC蛋白質が骨格筋だけでなく、腸管炎症病態においてリンパ球の分化誘導に重要な役割を果たしていることを解明できた点は新知見である。1)MG修飾Hsp27蛋白質とSPARC蛋白質の細胞生物学的意義SPARC蛋白質の大腸細胞へ影響については増殖抑制効果、アポトーシス誘導を明らかにし,細胞内マトリックスとの反応ではMG修飾Hsp27はアクチンと結合し、がん細胞の流動的遊走能に影響を与えることを確認した。2)大腸癌微小環境におけるHsp27蛋白質とSPARC蛋白質の相互作用SPARC欠損マウスを繁殖飼育し,アゾキシメタン誘発大腸癌モデルでの影響を検討中である。SPARC欠損マウスの内分泌代謝系の検討から,同マウスでは全身性のインスリン抵抗性が惹起されていることを確認しつつあり,大腸発癌にも関与することを検証中である。3)臨床検体を用いたMG修飾Hsp27蛋白質、SPARC蛋白質の予防・診断マーカーとしての意義の検討大腸癌の診断バイオマーカーを探索するために大腸内視鏡検査受診者を対象に臨床データと付与した血清を500症例を超え集めた。タンパク質の検出の他にペプチド断片の検出も試みており,安定同位体元素を内部標準として利用した定量的LC-MS分析方を確立しつつある。1)MG修飾Hsp27蛋白質とSPARC蛋白質の細胞生物学的意義SPARCが血管新生やVEGF、MMP発現にも影響する可能性があり、上皮細胞だけでなく間質系細胞においても検討を進め、Hsp27とSPARCの細胞レベルでの相互作用を明らかにした。2)大腸癌微小環境におけるHsp27蛋白質とSPARC蛋白質の相互作用3)臨床検体を用いたMG修飾Hsp27蛋白質、SPARC蛋白質の予防・診断マーカーとしての意義の検討ヒト大腸ポリープ、大腸癌、健常者の血清タンパク質、ペプチド断片、メタボローム解析を進め、ペプチド断端による成果を論文化した。わが国の大腸癌罹患率は急増しており、早期診断・治療に加え、大腸癌予防に向けた取り組みは緊喫の臨床的課題である。これまでの大腸癌バイオマーカー研究により、糖尿病、酸化ストレスで増加するメチルグリオキザールにより翻訳後修飾を受けた熱ショック蛋白質27(Hsp27)ならびに日常的運動により骨格筋から分泌され、大腸癌抑制に作用するマイオカインSPARCを世界で初めて同定した。これら2つのシーズ(修飾Hsp27とSPARC)を基盤に、これら蛋白質の大腸発癌に作用する分子機構解析を進め、大腸癌早期診断ならびに予防戦略に有用なバイオマーカーの確立を目指した研究を3年間に実施し、以下の成果を得た。1)MG修飾Hsp27蛋白質とSPARC蛋白質の細胞生物学的意義:Hsp27とMG修飾Hsp27、リン酸化Hsp27の導入細胞を確立し、細胞内マトリックスとの反応ではMG修飾Hsp27はアクチンと結合し、がん細胞の流動的遊走能に影響することを明らかにした。2)大腸癌微小環境におけるHsp27蛋白質とSPARC蛋白質の相互作用:アゾキシメタン+DSS腸炎を作製し、炎症発癌モデルを作製した。癌微小環境の評価のため、炎症関連遺伝子(IL-1β、TNFα、iNOSなど)、DNAメチルトランスフェラーゼ(DNMT1、DNMT2など)、腫瘍抑制遺伝子の発現を評価し、MG修飾Hsp27蛋白質量、SPARC蛋白質量と比較し、SPARC蛋白質が大腸癌発生に抑制的に作用することを明らかにした。3)臨床検体を用いたMG修飾Hsp27蛋白質、SPARC蛋白質の予防・診断マーカーとしての意義の検討:大腸内視鏡を受けた患者の保存血清検体を持ちいて、SPARC蛋白質の血中濃度を測定したが、一定の傾向は見られなかった。研究は順調に推移している。SOARC欠損マウスの免疫学的解析、腸管粘膜細胞解析が飛躍的に進み、興味深いデータが蓄積しつつある。消化器内科、下部消化管1)SPARC欠損マウスを用いた免疫学的解析を一層進め、今年度中に論文化する。2)ペプチドやメタボロームをターゲッティングし質量分析系を用いた測定系を確立する。全体的な研究は順調に推移している。SPARC

欠損マウスの繁殖は当初予定より若干遅れているため,化学発がん実験の詳細については今年度では終了できなかったが、次年度に継続中である。分担者の伊藤への配分分が次年度使用となった。若干の研究進展の遅延があり、次年度使用となった。1)大腸癌細胞を用いたSPARC蛋白質の分子細胞生物学的役割の解析を進める2)SPARC欠損マウスを用いた大腸発癌予防実験を進め,さらに腸管粘膜における炎症応答の解析のための実験腸炎の解析,筋線維芽細胞の関与する腸管線維化についての検討を進める。3)ヒト臨床検体をより多く解析することにより,臨床的重要性を明らかにしていく。次年度の研究進展をはかり、27年度末までには予定どおり研究計画の達成を見込んでいる。
レブリン酸を活用した新規機能性バイオマスプラスチックの開発

本研究では、独自のバイオマスリファイナリー技術の創出を目指して、レブリン酸を原料に合成可能なバイオマスベースの機能性ポリマーの開発に取り組んだ。これまでに、レブリン酸の機能性モノマーへの変換を試み、バイオマスプラスチックの開発に有効と思われる新たな機能性モノマーを合成した。さらに、レブリン酸をベースに、種々のヒドロキシアルカン酸とのハイブリッド化を検討し、モノマーライブラリーを構築した。バイオマスから合成可能なレブリン酸を出発原料として、レブリン酸を主骨格とする種々の機能性モノマーを開発するに当たり、本年度は以下の3つの検討課題(1保護基の選択、2合成終盤での環化反応、3多様なモノマー骨格の導入)を重視して取り組んだ。課題1については温和な条件で導入が可能であり、かつ分子内での環化によるラクトン化を引き起こしにくいtBu基を保護基として選択し、定法に従いレブリン酸tBuエステルを合成した。これを数段階の変換を経てレブリン酸の鎖状二量体のtBuエステルへと誘導した。導入したレブリン酸のカルボニル基を還元しヒドロキシ基とした後、トリメチルシリルエーテル体へと誘導した。続いてtBu基を脱保護し、そのまま単離精製することなく脱シリル化を行ったところ、目的とする環化体の前駆体であるヒドロキシカルボン酸の合成に成功した。課題2については、ヒドロキシカルボン酸が予想以上に不安定であったことから単離を諦め、脱tBu化後ワンポットで環化反応を試みたところ、溶媒留去の際に、ヒドロキシカルボン酸の脱水反応が進行し目的とする環化体がわずかに得られるということが分かった。現在、ヒドロキシカルボン酸の大量合成を行い、単離精製を行わずに環化体への変換を検討しているところである。課題3については、レブリン酸と各種ヒドロキシ酸ユニットとのハイブリッド化を検討しており、現在2-ヒドロキシプロパン酸ユニットと3-ヒドロキシブタン酸ユニットを導入した鎖状二量体の合成まで完了している。環化体の量的供給が可能な合成法を確立した後、開環重合反応を検討する予定であるが、それと並行して重縮合反応によるポリマー合成にも着手したい。バイオマスから合成可能なレブリン酸を出発原料として、レブリン酸を主骨格とする種々の機能性モノマーを開発するに当たり、まずレブリン酸の鎖状二量体の大量合成を進めた。これをヒドロキシ酸エステルへと変換した後、トリメチルシリルエーテル化体へと誘導した。これに対し脱tBu化を行い、目的とする環化体の前駆体となるヒドロキシカルボン酸への変換には成功したものの、その不安定さゆえに単離が困難であるという課題に直面した。そこで単離を諦め、脱tBu化後にワンポットで脱水反応を試みたところ、溶媒留去の際に、一部のヒドロキシカルボン酸が目的とする環化体へと変換されるということを見出したが、変換率が低く、目的物はごくわずかにしか得られなかった。これまで、重合反応に供することが可能な量の環化体の合成には至っていないため、収率の改善が今後の課題である。これと並行して、レブリン酸と各種ヒドロキシ酸ユニットとのハイブリッド化も検討しており、現在2-ヒドロキシプロパン酸ユニットと3-ヒドロキシブタン酸ユニットを導入したヒドロキシ酸エステルの合成まで完了している。こちらも環化体への変換には至っておらず、それ故にこれらのモノマーに対する重合触媒開発にも未着手となっているため、進捗としてはやや遅れていると判断した。グリーン・環境化学、有機化学、触媒化学、高分子化学レブリン酸の鎖状二量体であるヒドロキシ酸およびレブリン酸と各種ヒドロキシ酸ユニットとのハイブリッド化体(2-ヒドロキシプロパン酸ユニットと3-ヒドロキシブタン酸ユニットを導入したヒドロキシ酸エステル)の合成までは完了している。今後、環化体の量的供給が可能な合成法を確立した後、開環重合反応を検討する予定であるが、それと並行して重縮合反応によるポリマー合成にも着手したい。重縮合反応は当初の研究計画にはなかった検討項目であるが、研究計画の進捗の遅れを鑑み、新規ポリマーの開発という点ではレブリン酸を主骨格とする高分子量体の合成を優先するべきと考えている。これらの物性解析を行い、得られた知見を機能性モノマーの分子設計指針に反映させることで、次年度以降の飛躍的な進展が図れるものと確信している。システム上では次年度使用額(25,995円)が生じているとの表示されているが、本年度内に発注したガラス器具(特注品)の納期に変更が生じて契約済み繰り越しとなったため、物品費に使用した額は1,284,175円であり、実際の繰り越し金額は421円である。このため、適正な予算執行を行ったものと申請者は認識している。次年度以降の物品費として利用する。
日本語・英語・ネパール語における、空間体験に基く談話とジェスチャーの研究

本研究の目的は、マックス・プランク心理言語学研究所・認知人類学グループの研究成果をもとに、日本語、英語、ネパール語において空間概念がどのように言語化され(再)構築されるのかを、身体表象も含めて考察することが目的である。そして当該年度中の活動内容を、(1)既存談話データの文字化と分析、(2)新たな談話資料の収集と文字化、(3)国際学会における研究・発表・報告と定めた。当該年度を総括すると、ほぼこの活動は達成できたと考えている。以下では、主に(3)の成果から本研究において得られた知見を概観する。まず一連の論文にて、近年新たに確認された言語間における空間概念化の相対性を示す結果を概説し、これらの知見が談話における空間描写の変異と多様性を解く鍵と位置づけた。主に日・英語の談話資料にもとづき、経験を通したイメージ的な表象として蓄えられた空間概念が、言語特有および共通の表出形態を通じて現れる点を指摘した。そのような空間イメージは、空間体験の想起における意識の焦点化や時・空間の直示表現とも密接に関わっている。また、日本語談話における空間指示枠の特性を、看板広告で用いられた空間指示枠の変異から再確認するとともに、そのような変異と不均衡をLevinsonの述べる「転換可能性」との関わりで論じ、普遍性と特殊性双方に基く現象である点を指摘した。さらに幾つかの学会発表において、日本人話者のジェスチャーにおける空間指示枠の転移が談話の構造と関わっていることを提案したが、まだその論文の出版には至っていない。また、ネパール語のジェスチャーに関する研究については、残念ながら今後の課題となっている。平成12年度の当初の目的は、(1)収集済みの談話データの文字起し、(2)新たな談話データの補充、(3)国際学会における中間報告、と定めた。本年度を総括して、ほぼこの目的は達成できたと考えている。以下各項目を概観し、実績を自己評価する。(1)収集済みの談話資料の文字起こしと分析まず最初の課題は、収集済みの談話資料をトランスクライバーで書き起し、ノートパソコンに入力することである。当該の談話資料は、応募者が1996年から1997年にかけて断続的に日本国内の4地域、および米国の2地域で集録したものである。この作業の助手として大学院生のアルバイトを雇い、研究テーマとして適切な部分を選択的に文字化した。ただし英語の資料については、音質の悪い部分が残ったこともあり、文字化できた部分は少なかった。今後の追加資料に期待したい。(2)談話資料補充のためのフィールドワーク本年度は、i)日本語(・英語)における登山・クライミング場面以外での空間談話資料の充実、およびii)今回データに追加するネパール語での登山・日常両場面における談話資料の収集を目標とした。i)に関しては、数名の日本人情報提供者に室内で空間体験を語ってもらい、その様子をビデオ・テープ、オーディオ・テープに収録した。ii)に関しては、2001年2月3月に、ネパールのカトマンズ、ポカラ周辺にて、フィールド・ワークに基く自然発生的データの収集を行った。(3)学会での中間発表年度内に国際学会での中間報告を行うことを目標とし、十全に達成した。まず4月には第1回国際認知類型論学会(ベルギー)にて、7月には国際語用論学会(ハンガリー)にて関連テーマで発表を行った。また、2001年3月にはマックスプランク研究所を訪問し、ワークショップの一環として研究発表を行った。その他、国内では、社会言語科学会、愛知大学言語学談話会にて関連分野の発表を行った。まず本研究に基づく2001年度の研究成果として、計3本の論文を執筆することができた(うち1本は出版予定)。

まず最初は、2001年6月に韓国・ソウルにて開催された国際学会におけるプロシーディング中の一本であり、残りの2本は本研究者が所属する大学の紀要に発表されたものである。この2本の論文は、おもに本助成金にて出席した学会で報告された最新の研究成果を、本研究者のこれまでの研究との関連で解説したものである。また関連する研究発表としては、上述の韓国国際学会に加え、本学主催の「言語学談話会」において関連トピックに関する一般聴衆向け講演を行った。また、2001年7月から8月にかけては、アメリカで開催されたLinguistic Instituteへの参加(および同時開催の2学会参加:国際認知言語学会、Tibet-Burman Workshop)を果たし、関連分野の研究者との情報交換と共同研究の打ち合わせを行った。最後に、データ収集のためのフィールドワークとして、国内数箇所と学内での日本語談話データを収集し、文字起こし・分析を開始している。英語のデータに関しては、収集済みデータの再分析にとどまった。ネパール語に関しては、ネパール山岳地域における毛沢東主義過激派の活動、および日程調整の困難さによりその後のフィールド・ワークを見合わせている。ただしその直前、昨年3月に行ったネパール・ヒマラヤ地域のフィールドワークにて収集した資料をもとに、近隣に在住のネパール語話者の協力を得て、文字起こしならびに視聴覚データの分析を行った。このデータに基く論文執筆が今後の課題となっている。まず2002年度の研究成果として、本研究の主要概念のひとつである「指標性」についての単著論文を査読付のジャーナルに発表した(次頁に記載)。また、ジェスチャーによる空間指示に関して、2002年3月に米国アリゾナ大学にて開催されたJapanese Speech Style Shift Conferenceにおいて、空間指示枠のシフトに関する研究成果を報告し、その後この会議のプロシーディングとして刊行を目指す書籍の1章として8月下旬に論文を提出した(現在は編集者からその後の連絡を待つ状況である。)。また、来る2003年3月には、日本語の看板広告に見られる空間指示の特徴について国内学会にてポスター発表の予定である(次ページに記載)。関連する研究成果としては、筆者がこれまで共同で進めてきた言語と文化に関するワークショップ/研究会の集大成となる書籍を、2002年9月にひつじ書房から共編著にて出版した(次ページに記載)。談話資料収集のためのフィールドワークについては、国内にて日本語の会話および書き言葉における空間描写を収集し、研究補助員の助けを借りて文字起こしと分析を実施した。ネパール語に関しては、ネパール山岳地域における毛沢東主義者のテロ活動激化に伴い山岳地域でのフィールド・ワークは見合わせたが、2002年8月にはカトマンズ市周辺での談話データの収集を行った。それ以降は、2001年3月にネパール・ヒマラヤ地域にて収集した談話資料とも合わせ、近隣在住のネパール語話者の協力を得て、文字起こしならびに視聴覚データの分析を継続した。このデータに基く論文執筆はすでに始まっているが、公式発表には至っていない。
ドイツ社会行政手続法理に関する研究

本研究は、ドイツの社会行政手続法理を分析することにより、社会保障行政という特殊性に応じた行政手続とはいかなるものか、受給権者にはいかなる手続的権利が保障されなければならないかという課題に取り組むため、その法的整備が進んでおり、裁判例の蓄積も豊富なドイツの社会行政手続法を研究対象として、ドイツの社会行政手続の制度がどのようにして形成され展開されてきたのか、それはどのような法構造を有しているのか、それはどのように運用されてきており、どのような制度上または運用上の問題が存在するかについて、一般行政手続法理と比較しつつ、社会行政手続法理の特質を明らかにすることを課題としている。本年度は3年間の研究の1年目であるため、まずドイツの社会行政手続法に関する文献資料の収集およびそれらの整理を行うことが主要な作業となった。日本にいては手に入れることが困難である文献が多数あるため、ドイツ社会行政手続法に関連するまたはドイツ一般行政手続法に関連するドイツ語文献の収集については、日本におけるのみならず、ドイツの研究機関等においてもこれを行った。その過程において、本研究と類似テーマを扱う文献を見つけることができ、今後の研究の手がかりをえることができた。また所属大学の図書館やインターネットなどにおいて広い範囲で関連する文献資料収集を行った。本年度は文献資料収集作業およびこのようにして収集した文献資料を読了し学説・裁判例を整理する作業に費すこととなった。いまだ作業は終えてないが、その過程で、「聴聞」に関していえば、一般行政手続法と異なる社会保障行政に特有の議論が行われてきており、それは社会保障の権利の問題と密接にかかわっていることが明らかになってきた。それはとりわけ公的扶助の分野においてみられる。来年度も引き続き文献資料の精査と学説・裁判例の整理という作業を進めていく。
DNA損傷応答におけるTIP60ヒストンアセチル化酵素複合体のダイナミクス

DNA損傷応答におけるTIP60ヒストンアセチル化酵素複合体のダイナミクス我々は、TIP60ヒストンアセチル化酵素複合体のDNA損傷応答における役割を明らかにするために、その構成因子を探索した。その結果、ブロモドメイン蛋白質p120を同定した。これまでの実験結果から、p120が、DNA損傷依存的にヒストンH2AXに結合することを明らかにし、さらにその結合によってユビキチン化酵素UBC13が損傷クロマチンへ誘導されることを示した。申請者は、TIP60ヒストンアセチル化酵素とUBC13ユビキチン化酵素との複合体が、ヒストンH2AXをアセチル化およびユビキチン化し、H2AXをクロマチンから放出させることをすでに明らかにしている。しかしながらH2AXのアセチル化がH2AXのユビキチン化を誘導するメカニズムについては不明である。ピストンのアセチル化にはプロモドメイン蛋白質が結合することが知られている。これらの知見に基づき本申請課題では、H2AXのアセチル化に結合するプロモドメインタンパク質を同定し、H2AXのアセチル化とユビキチン化のリレー修飾の分子機構を解明する。本年度は、H2AXの複合体の構成因子のMS解析により、プロモドメイン蛋白質p120を同定した。このp120は、放射線によるDNA損傷依存的にH2AX複合体に含まれることが示された。さらにp120のノックダウンHeLa細胞を作成し、放射線感受性を検討したところ、p120ノックダウンHeLa細胞は、野生型HeLa細胞と比較して放射線感受性が充進していることが明らかとなった。この結果は、p120がDNA損傷応答になんらかの関与を持つことを示している。またH2AXのアセチル化部位である、リシン5番目をアルギニンに置換したH2AXK5R変異遺伝子を導入したHeLa細胞では、DNA損傷後のユビキチン化酵素UBC13のクロマチンとの結合が抑制されることも明らかとなり、H2AXのアセチル化が損傷部位へのUBC13のリクルートに関与していることが示された。これらの結果からp120ブロモドメイン蛋白質が損傷依存的にH2AXのアセチル化に結合し、UBC13をDNA損傷部位に誘導している可能性が考えられる。今後は、この可能性を検証していく予定である。クロマチン構造は、転写、複製、組換え、修復といったDNA代謝に対して抑制的に働くため、DNA代謝がクロマチン上で展開されるためにはクロマチンの構造変換が必要である。申請者らは、TIP60ヒストンアセチル化酵素複合体が、ユビキチン結合酵素UBC13と協調的に働きながらヒストンH2AXをアセチル化およびユビキチン化し、ヒストンH2AXを損傷クロマチンから放出することを見出している。このH2AXのクロマチンからの放出は、損傷クロマチンの構造変換機構の一端を示していると考えられるが、H2AXのアセチル化が如何なる機構でH2AXのユビキチン化を誘導し、H2AXのクロマチンからの放出を促すのかについては明らかにされていない。ヒストンのアセチル化は、ブロモドメイン蛋白質によって認識され、この蛋白質がクロマチンリモデリング因子およびヒストンシャペロンを誘導することによりクロマチン構造が変換されるというモデルが提唱されている。本研究課題では、H2AXのアセチル化に結合するブロモドメイン蛋白質を同定し、H2AXのアセチル化とユビキチン化のリレー制御のメカニズムを明らかにする。これまでにTIP60ヒストンアセチル化酵素複合体の構成因子としてブロモドメイン蛋白質pl20、ヒストンシャペロンFACTを同定し、これらp120およびFACTがDNA損傷依存的にヒストンH2AX複合体に含まれること、p120ノックダウン細胞は放射線感受性を示すことを明らかにした。現在、このp120ノックダウン細胞を用いて、H2AXと損傷依存的なUBC13およびFACTとの結合が阻害されるか否かについて生化学的に検討している。さらに組み換えp120蛋白質を作製し、H2AXのアセチル化ペプチドとの結合実験を行い、p120が直接H2AXのアセチル化に結合するか否かの検討も行っている。我々は、TIP60ヒストンアセチル化酵素複合体が、ユビキチン結合酵素UBC13と協調的に働きながらヒストンH2AXをアセチル化およびユビキチン化し、ヒストンH2AXを損傷クロマチンから放出することを見出している。このH2AXのクロマチンからの放出は、DNA損傷応答シグナルの活性化に関与することが示されつつあるが、その分子機構は明らかにされていない。本研究課題では、TIP60ヒストンアセチル化酵素複合体によるH2AXのアセチル化のユビキチン化を介したDNA損傷応答シグナルの活性化機構を解明することを目的とする。ヒストンのアセチル化は、ブロモドメイン蛋白質によって認識されることから、H2AXのアセチル化の分子機構を探る上でH2AXのアセチル化に結合するブロモドメイン蛋白質の同定が重要と考え、その因子の同定を試みた。その結果、TIP60ヒストンアセチル化

酵素複合体の構成因子としてブロモドメイン蛋白質p120がDNA損傷依存的にヒストンH2AX複合体に含まれることを明らかにした。我々は、p120ノックダウン細胞を作成し、このノックダウン細胞が放射線感受性を示すこと、さらにこの細胞ではユビキチン化酵素UBC13の損傷クロマチンへの誘導が阻害されることを生化学的に明らかにした。またp120蛋白質のブロモドメインの組換え蛋白質を作製し、H2AXのアセチル化ペプチドとの結合実験を行い、p120が直接H2AXのアセチル化に結合することを明らかにした。H2AXのクロマチンからの放出は、ヒストンシャペロンによっても制御されることを我々は示しているが、今後は、p120とこのヒストンシャペロンとの関係を明らかにすることにより、H2AXのアセチル化を介したクロマチンからの放出の分子機構とその意義を明らかにしていきたい。
3相同一軸高温超電導ケーブルの開発研究

超電導ケーブルは損失が少なく,かつ,コンパクトで大容量の電力を輸送できるので,人口稠密な大都市圏の地下ケーブルの容量増大に適しており,開発が世界で精力的に進められている。開発されている超電導ケーブルの中でも,最もコンパクトで漏洩磁界の少ない構成を有する3相同一軸超電導ケーブルは極めて有望である。その実現化のためには,交流損失の低減化が重要である。本研究では,3相が同一軸に構成されるので,各相の電流の位相と印加される磁界の位相が異なるため,超電導体に臨界状態モデルを適用して両者の位相が異なる磁界中での交流損失を解析的に初めて導出した。一方,3相同一軸ケーブルでは,各相の半径が異なり,各相の電流分布が不平衡になるため,導体を長手方向に2分割で構成する方法を新しく提案し,電流の平衡分布が得られることを理論的にも実験的にも証明した。これらの解析方法を組み合わせて,3相同一軸超電導ケーブルに適用して,種々の運転モードにおける交流損失を求めることに成功した。各相が平衡電流分布の場合の交流損失を解析し,損失を最小化できるピッチとの関係を明らかにした。解析の妥当性を実証するために,超電導導体の電流と異なる位相の磁界による交流損失の測定を実施した。実験では,超電導体に一様な磁界を印加できるレーストラック型コイル,通電損失を測定するためのスパイラルコイルや,試験体の磁化を測定するためのサーチコイルを設計・製作した。また,異なる位相の電流を発生できる可変周波数電源,試験体の電圧を測定する端子,ロックインアンプ測定装置などを用いて測定した。実験では,単体の通電損失,単体の磁化損失,電流と位相の異なる磁界を印加した磁化損失を個別に測定して評価した。通電損失と磁化損失は予想した理論値と良く一致した。また,前年度までに構築した位相の異なる磁界印加の交流損失解析値と実験値を比較した結果,位相特性の傾向や大きさが一致したことが分かった。超電導体を電力ケーブルなどへ応用する場合,交流での使用が前提条件となる。超電導体は交流での使用時に交流損失が発生する。特に3相同-軸ケーブルでは通電電流と位相の異なる磁界が印加されるため,その損失の低減のために交流損失特性の明確化が必要である。本研究では,超電導線材に通電電流と位相の異なる外部磁界が印加された場合における交流損失特性の明確化を目的としている。初めに,超電導線材内の磁界分布についてビーンモデルを用いて近似することによって通電電流と位相の異なる外部磁界印加時の交流損失特性についての計算式を得た。これをケーブルへ適用し,3相同-軸ケーブルについて交流損失最小化について検討した。検討においては,撚りピッチやケーブル半径といった導体パラメータ決定のための式を導入した。各相一層のケーブル構成について損失最小化の検討を行い,これより各相二層のケーブル構成の場合まで拡張することに成功した。また,超電導線材の交流損失測定へ向けて装置の作成を行った。超電導体に均一な磁界を印加する必要があるため,磁界分布計算を用いて磁界印加用レーストラックコイルの設計を行った。実際に製作したコイルにおいて磁界の均一度はコイル中心と最も端の点で0.88%となりほぼ仕様を満たしているものを得られた。また,通電電流による損失を測定するための装置を作製しその精度の確認を行った。これは,外部磁界を印加しない場合における交流損失を測定することによって確認できる。この場合の交流損失については良く一致する計算式があり,これとの比較を行うことによって装置の正確性を確認できた。また,外部磁界による損失の測定に用いるサーチコイルも製作した。今後は,これらを用いて,通電電流と位相が異なる交流損失の測定を行う予定である。本研究では,3相が同一軸に構成されるので,各相の電流の位相と印加される磁界の位相が異なる。位相が異なる磁界中での交流損失は超電導体内の磁界分布から臨界状態モデルを用いた解析を導出した。一方,3相同一軸ケーブルでは,各相の半径が異なり,各相の電流分布が不平衡になるため,導体を長手方向に2分割で構成する方法を提案し,電流の平衡分布が得られることを証明した。これらの解析方法を組み合わせて,3相同一軸超電導ケーブルに適用して交流損失を求めることに成功した。各相が平衡電流分布の場合の交流損失を解析し,最小化できることを示した。超電導導体の電流と異なる位相の磁界を発生して交流損失を測定する装置は,超電導体に一様な磁界を印加できるレーストラック型コイル,試験体の磁化を測定するサーチコイル,異なる位相の電流を発生できる可変周波数電源,試験体の電圧を測定する端子,ロックインアンプ測定装置などで構成される。今回の試験体の交流損失の測定では,単体の通電損失,単体の磁化損失,位相の異なる磁界を印加したヒステリシス損失を実施した。

通電損失と磁化損失は予想した理論値と良く一致した。位相の異なる磁界印加の交流損失は製作したレーストラック型コイルが発生可能な磁界まで測定でき,傾向は一致した。超電導ケーブルは損失が少なく,かつ,コンパクトで大容量の電力を輸送できるので,人口稠密な大都市圏の地下ケーブルの容量増大に適しており,開発が世界で精力的に進められている。開発されている超電導ケーブルの中でも,最もコンパクトで漏洩磁界の少ない構成を有する3相同一軸超電導ケーブルは極めて有望である。その実現化のためには,交流損失の低減化が重要である。本研究では,3相が同一軸に構成されるので,各相の電流の位相と印加される磁界の位相が異なるため,超電導体に臨界状態モデルを適用して両者の位相が異なる磁界中での交流損失を解析的に初めて導出した。一方,3相同一軸ケーブルでは,各相の半径が異なり,各相の電流分布が不平衡になるため,導体を長手方向に2分割で構成する方法を新しく提案し,電流の平衡分布が得られることを理論的にも実験的にも証明した。これらの解析方法を組み合わせて,3相同一軸超電導ケーブルに適用して,種々の運転モードにおける交流損失を求めることに成功した。各相が平衡電流分布の場合の交流損失を解析し,損失を最小化できるピッチとの関係を明らかにした。解析の妥当性を実証するために,超電導導体の電流と異なる位相の磁界による交流損失の測定を実施した。実験では,超電導体に一様な磁界を印加できるレーストラック型コイル,通電損失を測定するためのスパイラルコイルや,試験体の磁化を測定するためのサーチコイルを設計・製作した。また,異なる位相の電流を発生できる可変周波数電源,試験体の電圧を測定する端子,ロックインアンプ測定装置などを用いて測定した。実験では,単体の通電損失,単体の磁化損失,電流と位相の異なる磁界を印加した磁化損失を個別に測定して評価した。また,前年度までに構築した位相の異なる磁界印加の交流損失解析値と実験値を比較した結果,位相特性の傾向や大きさが一致したことが分かった。