hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フェロモンシグナリングの動的機能形態学 -発情期フェロモンとその受容細胞の同定-

申請者らは過去の研究において,雌ラット発情前期尿が雄ラット鋤鼻感覚細胞の細胞内カルシウムイオン濃度([Ca^<2+>]_i)の持続的な上昇という特有の反応を引き起こすことを見出した。本研究では,この持続的[Ca^<2+>]_i上昇を生理活性の指標とし,雄ラット鋤鼻感覚細胞のカルシウムイメージング法をバイオアッセイ系として,雌ラット発情前期尿特異的に存在する生理活性物質(フェロモン)を同定することを目的としている。尿中成分の特性を知るために,限外濾過膜を通した尿や熱変性させた尿を用いてバイオアッセイをおこなうと,鋤鼻感覚細胞に持続的[Ca^<2+>]_i上昇を引き起こすことから,尿中生理活性物質は低分子で熱変性しにくい特性を持つことが示された。また,HPLCの疎水性カラムに通して吸着させた雌ラット尿中成分を,アセトニトリルにて濃度勾配溶出させたところ,低濃度(0-15%)のアセトニトリルに多くのピークが出現した。このHPLCフラクションを"蛍光顕微鏡ベースのバイオアッセイ系"にて試験すると,発情前期の雌ラット尿から分取されたフラクションが特異的な細胞内カルシウム濃度の上昇を引き起こした。これまで利用してきた個々の鋤鼻感覚細胞の反応特性を詳細に解析できる"高速リアルタイム共焦点レーザー顕微鏡によるバイオアッセイ系"に加えて,本研究で確立した,厚みのある鋤鼻感覚上皮全体,あるいは鋤鼻感覚細胞の集団の反応を測定できる"蛍光顕微鏡ベースのバイオアッセイ系"を生理活性試験に導入することにより,細胞の反応を目的に応じて効率的に捉えることが可能になった。尿中成分の分離・精製とこれら2種類のバイオアッセイにより,雌ラットの発情前期尿特異的なフェロモンの同定の可能性が高まると期待できる。【具体的内容】本研究では,雄ラット鋤鼻感覚細胞のカルシウムイメージング法をバイオアッセイ系として利用し,雌ラット尿中に特異的に存在する活性物質(フェロモン)の同定を目的としている。これまで確立・利用してきたバイオアッセイ系は,高速リアルタイム共焦点レーザー顕微鏡を用いた精密な分析であり,個々の鋤鼻感覚細胞の反応特性を詳細に解析できるアッセイ系であった。それに加えて,平成21年度の研究により,厚みのある鋤鼻感覚上皮全体,あるいは鋤鼻感覚細胞の集団の反応を捉えることのできる"蛍光顕微鏡ベースのバイオアッセイ系"を確立した。現在進行中である尿分析で得られたフラクションの生理活性を,このふたつのバイオアッセイ系を用いて検査する。【意義】共焦点レーザー顕微鏡ベースのバイオアッセイ系では,感覚上皮内のある特定の一層にのみ焦点をあてて個々の鋤鼻感覚細胞のカルシウム変化を精査するため,その前後に連なる他の鋤鼻感覚細胞の反応や感覚上皮全体のカルシウム変化は観察できなかった。一方,蛍光顕微鏡ベースのアッセイ系では,個々の細胞の反応を正確に捉えることは難しいが,細胞集団や上皮全体を観察できるため,より多くのカルシウムダイナミクスを捉えることが可能である。すなわち,これらふたつのバイオアッセイ系を用いれば,目的に応じて"精密かつ効率的"に生理活性を検査でき,尿中フェロモンの同定に非常に有用である。【重要性】生理活性物質の同定には,活性を検証できるバイオアッセイ系が不可欠である。細胞レベルの反応特性と感覚上皮全体の反応特性の両方を観察できれば,尿中フェロモンの同定のみならず,鋤鼻器レベルでのフェロモン受容に関する新しい知見をもたらすことができると考えられる。鋤鼻系の初期のプロセスである"

フェロモン受容"の詳細な特性を解剖学的・生理学的に捉えられれば,フェロモン刺激が制御する高次脳機能の解明にも新たな発展をもたらす可能性が高いことから,神経科学的にも重要な研究であると位置づけることができる。【具体的内容】本研究では,雄ラット鋤鼻感覚細胞のカルシウムイメージング手法をバイオアッセイ系として,雌ラット尿中に特異的に存在する活性物質(フェロモン)を同定することを目的とする。HPLCの疎水性カラムに通して吸着させた雌ラット尿中成分を,アセトニトリルにて濃度勾配溶出させたところ,ほとんどの尿中成分は低濃度(0-15%)のアセトニトリルに溶出した。回収した各フラクションの生理活性を,平成21年度に確立した"蛍光顕微鏡ベースのバイオアッセイシステム"にて試験すると,強い活性を有する発情前期の雌ラット尿から分取されたフラクションにおいて,特異的な細胞内カルシウム濃度の上昇を引き起こす生理活性を捉えることができた。【意義】HPLCによる分析法は,未知の雌ラット由来フェロモンが含まれる分画を,失活することなく絞り込める手法であり,尿中フェロモン分析に有用である可能性が示された。蛍光顕微鏡ベースのバイオアッセイ系は,鋤鼻感覚細胞のカルシウムダイナミクスを,感覚上皮全体や細胞集団レベルで観察・解析することが可能である。共焦点レーザー顕微鏡と比較すると情報量が多く,数多いフラクションの生理活性を試験するために非常に効率的な手法である。また,一般的に活性が低下していると思われるHPLCフラクションの活性を明瞭に測定できるほど高感度であるため,尿分析とこのアッセイを組み合わせれば,フェロモン活性を有する分子を同定できる司能性が高い。【重要性】本研究では,ラットのフェロモンを同定する手法を開発しつつある。ラットフェロモンの同定は,徐々に明らかにされているマウスフェロモンの同定と併せて,哺乳類の雌雄間の情報伝達手段の解明と,種特異的なフェロモン情報伝達を明らかにすることから,生物学的に重要な意味を持つ。また,フェロモンの構造や化学的特性からフェロモン受容体が特定されれば,その受容体を発現する鋤鼻感覚細胞の特性やそのリガンド特異的反応の意味を解明でき,フェロモン刺激が制御する個体の低次・高次脳機能を明らかにできる可能性があることから,神経科学的にも重要である。
東日本大震災以後の在日フィリピン人カトリック共同体のネットワーク化の研究

東日本大震災の被災地では、震災後、ローマ・カトリック教会仙台教区の方針で可能な限り全教会に司祭が常駐するように配慮され、フィリピン人などの外国籍信徒を教会に迎い入れるようになった。調査対象の岩手県A教会にはフィリピン人司祭が配置され、震災前110人だった信徒が震災1年後に190名に増加したが、そのうちの成人はすべてフィリピン国籍の女性、子どもたちの大多数は日本人とフィリピン人を両親にもつ子どもたちである。被災地各地のフィリピン人信徒はそれぞれの地域の教会を基盤としてグループをつくり、相互にネットワーク化することを通して、日本人中心だった各教会の活動に参加、被災からの回復をめざしている。第2年度にあたる平成25年度は、前年度にひきつづき、岩手県大船渡市のカトリック大船渡教会を中心に、東日本大震災後にフィリピン出身者により設立されたPAGASA(日本語で希望の意味)というグループの活動を中心に調査を継続した。PAGASAのメンバーは大船渡市、陸前高田市在住者で構成されている。また、PAGASAのリーダーたちが、国内各地のカトリック教会その他から招聘され、東日本大震災の被災状況やその後の復興、フィリピン出身者たちの活動について報告や講演をする機会が少なからずあり、報告者はできうる限りそうした会合や集会(岡山県津山、宮城県仙台など)を見学し、被災とその後の復興、フィリピン出身者のネットワーク化についての当事者の見解、語りを理解するように努めた。さらに、福島県下のフィリピン出身者のカトリック共同体の活動、東北大震災の被災地とはならなかったが、1980年代から多数のフィリピン出身者の女性が暮らしている山形県、とくにカトリック山形教会を数回にわたり訪問し、フィリピン出身者が大多数をしめる同教会の成立の経緯について調査をおこなった。年度の後半には東京、関西、東北各地で関係者のインタビューを開始した。東北被災地はカトリック仙台教区の管轄範囲と合致する。申請者は、震災後の2011年4月から、岩手県、宮城県、福島県のフィリピン人信徒が多い教会(フィリピン人共同体が形成されつつある教会)を訪問していたが、2012年4月以後は、岩手県の大船渡教会、仙台市内の元寺小路教会の2つを中心に、フィリピン人を中心とする教会行事、会合等を観察した。大船渡教会については、フィリピン人が出席するミサおよび信徒宅でのブロックロザリオ(7月)、タガログ語ミサ(9月)、フィリピンから来日した聖歌合唱団コンサート(11月)、タガログ語ミサ(2013年2月)、大震災2周年記念ミサ(2013年3月)、復活祭(同3月)がその主な機会である。上記以外に宮城県の石巻教会、南三陸の仮設店舗(ミサ)、気仙沼教会、被災地ではないがフィリピン人により創立された山形県新庄教会などの教会を訪問、フィリピン人信徒の会合等を見学しながら、被災地内におけるフィリピン人の相互連絡状況、ネットワーク化の進展について情報を得た。また、2012年6月には第1回仙台教区外国人信徒大会(福島市)、7月には仙台教区年開式カトリック岩手県大会(盛岡市)に出席した。後者には大船渡教会などから多数のフィリピン人が出席しており、仙台教区が震災後、積極的に各地の教会に外国籍の信徒を受入れようとしていることが理解された。12月には被災外国籍等住民支援のための福島円卓会議(福島市)に出席し、フィリピン人以外の外国籍の人々がおかれた状況について比較情報を得た。初年度における上のような参与観察等により、56の複数の教会において、2年度、3年度に関係者のインタビューを実施するための基盤を構築することが可能となった。なお、調査については、2013年1月のフィリピンのアテネオ・デ・マニラ大学における招待講演を始め、国内外で数度にわたり報告をした。本研究の最終年度の成果は次の通りである。初年度、2年度にひきつづいて東日本大震災の被災地(青森、岩手、宮城、福島の各県)のカトリック教会を訪問し、継続的な参与観察および関係者のインタビューを行った。震災以後、各地の教会を中心に始まったフィリピン人信徒のネットワーキングは、仙台教区に派遣されたフィリピン人司祭などの働きもあり、徐々に実りつつあることが理解された。各地の教会ではフィリピン人を教会のメンバーとして迎え入れる態勢が徐々に整えられつつあり、いくつかの教会では月に一度、土曜日または日曜日の午後に英語またはフィリピン語によるミサが行われるようになっている。岩手県のある教会ではフィリピン人の自助グループが結成され、ネットワーキングが始まった結果、以前は日本人ばかり110人だった教会員が、震災後2年目には190人に増えている。そのほとんどがフィリピン人女性と国際結婚による子どもたちである。2014年10月には上智大学で、シンポジウム"Faces of Being Church among Migrant Filipinos in Japan"(日本におけるフィリピンからの移住者とカトリック教会)を開催(90人出席)し、フィリピン人カトリック共同体のおかれている現状を比較検討した。

フィリピン人の海外移住と宗教との関係を世界大で検討(基調講演)した後、岩手県のある教会のフィリピン人共同体、被災地ではない山形県のあるフィリピン人共同体、さらに千葉県のフィリピン人共同体からの報告をもとに関係者による議論が行われた。文化人類学初年度から東北各地のフィリピン出身者の共同体等を訪問し、一定の信頼関係を築くことができていたので、2年度目にはいり、個々のインタビューなどは順調に進めることができた。インタビュー対象者はフィリピン出身者、カトリック教会の日本人および外国人の司祭、シスター、さらに日本人信徒指導者等である。初年度については、できるだけ時間の許す限り、東北被災地各地の教会等をめぐり、フィリピン人をはじめとする外国人カトリック信徒が関係する教会行事、集会等を見学することに努めた。その結果、複数のいくつかの小教区教会に対する訪問回数が増え、関係者、とくにフィリピン人信徒の知遇を得ることができるようになった。こうした経験をもとに、2年度目から、個々人とのインタビュー、聞き取り調査を行う素地ができたと考える。本研究の目的は、被災地におけるカトリック教会を中心とするフィリピン人のネットワーキング、連携、それを通じて彼らがいかにカトリックであること、フィリピン人であること、さらに在日フィリピン人であることを意識、確認、再定義しつつあるかを明らかにすることであり、そのためには一定の信頼関係を構築した上で行う聞き取り調査が重要である。最終年度である第3年度には、さらにインタビューを進めるとともに、東北被災地の外国人、とくにフィリピン出身者の被災状況、被災後の状況、カトリック教会を媒介としたネットワーキングの状況についてまとめたいと考えている。また、被災後に被災という共通体験のなかから生まれたフィリピン出身者の活動と、被災とは関係ないが、1980年代よりフィリピンからの花嫁さんが増加していた山形県のカトリック教会の状況を比較しながら、フィリピン出身者のネットワーキングの在り方を考察したい。参与観察等はこれまで通りに継続する。初年度の調査を踏まえた上で、2年度、3年度においては、当事者の聞き取り調査を重点的に行う計画である。ここでいう当事者とは、各小教区の教会の信徒であるフィリピン人、その家族、小教区教会の主任司祭、教会委員会の関係者、こどもたちに教理問答を教えるシスターなど幅白い関係者を含む。また、東北被災地に対する復興支援は全日本のカトリック教会が全体として推進していることから、仙台教区関係者以外にも各種のカトリック系の支援団体の関係者にも聞き取り調査を行う。フィリピン人共同体を中心とする参与観察等は従前通り継続する。研究費の大半は被災地に対する調査旅費等に費やされる予定である。また、東北大震災および自然災害と社会復興等に関する文献の収集、購入に努める。
冠微小循環虚血時における局所血流・代謝分布異常とミクロメカニクス障害の解析

冠微循環レベルでのNADH蛍光イメージの直接評価および分子血流トレーサを用いた毛細管血流分布計測を併せて行い、微小心筋虚血とミトコンドリア機能異常の空間的不均一性について解析した。NADH蛍光イメージシステムには、紫外光を励起光として蛍光(420570nm)を観測するCCD撮像素子(40万画素)蛍光システムを用いた。NADH動態が蛍光により簡便に観測でき、解像度が高く時間分解能がよい点に特色がある。また、毛細管血流分布計測には分子血流トレーサ(3H-Desmethylimipramine)を用い、空間分解能100μmでの血流分布イメージングを行った。本システムを用いてラット摘出潅流心において60秒間の低酸素(20%PO2)潅流液よる潅流を行い、NADH蛍光イメージを観測すると共に微小循環血流分布計測のために分子血流トレーサを併せて潅流した。実験の結果、低酸素潅流直後から心筋表面のNADH蛍光イメージはミトコンドリア内のNADHの量に応じて強度増加をみた。90秒後には、NADH蛍光強度の強い部分と弱い部分が混在する縞状パターン(サイズ:数100μm)が生じた。同時期に潅流した分子血流トレーサによって得られた血流分布にも空間的不均一性が観測され、個々の虚血のサイズは約数百μmであり、NADH蛍光異常のサイズと同程度であった。さらに100μオーダーの領域で計測した心筋微小循環領域のマイクロストレインは、心筋表面上で不均一な分布を示し、血流分布、代謝機能分布との興味ある相関性が分かった。以上のことより、心筋微小循環領域には血流分布とミトコンドリア代謝機能およびミクロメカニクスのいずれにも空間的不均一性がみられ、微小循環障害への相関性がうかがわれた。本年度は冠微循環レベルでのNADH蛍光イメージの直接評価および分子血流トレーサを用いた毛細管血流分布計測を併せて行い、微小心筋虚血とミトコンドリア機能異常の空間的不均一性について解析した。以上のことより、心筋虚血領域には血流分布とミトコンドリアの代謝機能異常の空間的不均一性がみられ、両者間には強い相関があることがわかった。前年度に引き続きNADH代謝イメージングの解析とあわせて、血流分布イメージングを行った。

麻酔科医鏡検拍動心(n=5)の左室心表面広範囲にマイクロピペットで歪み計測用微小光マーカー(φ15μm)を五角形状に植え込み、これをhigh-speedCCD生体顕微鏡(200フレーム/秒)を用いて観察した。百μmオーダのミクロの変形は心筋10箇所で(×200)、mmオーダのマクロの変形は5箇所(×50)で観察した。これら各フレームのマーカの座標点変位をaffine線形変換して心周期内歪み波形を解析した。また各歪み波形の分散の程度(SD)よりミクロとマクロの不均一性を比較した。平均的収縮期歪み波形はミクロとマクロ(各々長径750±102μm、2.2±0.4mm)ともに短縮を示した。マクロではSD=0.018と均一性が高かったのに対して、ミクロでは部分的に短縮と伸展を示す箇所が混在しSD=0.027と不均一性が高かった(ANOVA、p<0.0003)。心筋収縮はmmオーダのマクロの変形では均一であるが、数百μmオーダのミクロの変形では不均一性が顕在化する。最小冠血流調節ユニットサイズの心筋微小領域においては血流分布のみならず心筋変形にも不均一性が存在し、流れと機能のユニット間の関連性が示唆された。
行為論的経営資源アプローチの形成

経営戦略論の研究成果に関して,過去の学説を歴史的に追跡して,大きな理論的枠組みを構築して整理した.その枠組みでは,次の3つの次元が用いられた.(1)事前の合理的設計vs.事後の創発,(2)市場機会を主軸に置いた戦略vs.経営資源を主軸に置いた戦略,(3)静的構造論vs.ダイナミックな行為論の3つである.これに基づいて,経営資源を重視したダイナミックな行為論的戦略論の可能性が示唆され,それに基づいた事例研究が行なわれた.経営戦略論の研究成果に関して,過去の学説を歴史的に追跡して,大きな理論的枠組みを構築して整理した.その枠組みでは,次の3つの次元が用いられた.(1)事前の合理的設計vs.事後の創発,(2)市場機会を主軸に置いた戦略vs.経営資源を主軸に置いた戦略,(3)静的構造論vs.ダイナミックな行為論の3つである.これに基づいて,経営資源を重視したダイナミックな行為論的戦略論の可能性が示唆され,それに基づいた事例研究が行なわれた.平成20年度は,リソース・ベースト・ビューの生成期に重要なインパクトを及ぼしたと考えられる日本人研究者2名の業績を国際的な経営戦略論の流れの中に位置づける作業を行なった.ここでいう日本人研究者2名というのは,伊丹敬之と野中郁次郎である.伊丹の業績は「見えざる資産」への注目として,また野中の業績は「暗黙知」への注目として,それぞれ国際的なリソース・ベースト・ビューの生成に貢献していく.しかしながら,「見えざる資産」への注目というのは2つの意味がありうる.すなわち,見えざる資産があるから他社が模倣できずに超過利潤を得られるのだという議論の基盤という意味と,見えざる資産は組織メンバーの学習の成果として蓄積されるので,やや無理した戦略の追求がダイナミックな成長を可能にするという動学的研究の基礎という意味の2つである.また同様に,「暗黙知」への注目も,他社に移転できない超過利潤の源泉としての暗黙知という意味と,暗黙知がひとつの重要な契機となって学習が促進されるというダイナミックな知識創造プロセスのコアとしての暗黙知という意味の2つがあり得る.国際的なリソース・ベースト・ビューの考え方は,これらの考え方のうち,よりスタティックな前者の位置づけを採用していく.しかし,リソース・ベースト・ビューをダイナミックな社会的相互作用という視点から捉え直すのであれば,伊丹・野中の業績の2つめのとらえ方の方が適切な出発点となるはずである.この点が平成20年度の研究によって整理された知見である.平成21年度は既存の多様な経営戦略論を3つの軸によって整理する作業を進め,またそれに合わせた事例研究の成果を1冊の本にまとめて出版した.3つの軸とは,(1)事前のトップダウンによる計画を重視する立場vs.事後的なミドルからの創発を重視する立場,(2)環境の機会と脅威を軸足として戦略を策定する立場vs.経営資源に軸足を置いて戦略策定を行なう立場,(3)安定的な構造を重視する思考法vs.ダイナミックな相互作用・プロセスを重視する思考法という3つである.これら3つの軸を活用して,既存の研究を(1)戦略計画学派,(2)創発戦略学派,(3)ポジショニング・ビュー,(4)リソース・ベースト・ビュー,(5)ゲーム論的アプローチに分類した上で,日本の研究者が研究してきたリソース・ベースト・ビューが欧米のそれとは異なり,創発戦略的な要素を多分に含んでいるものであること,それ故,行為論的な経営資源観とも呼べる研究枠組みの要素を既にそれらが示していることを明らかにした.また,このような視点から,いくつかの事例を考察し,この行為論的な経営資源観のもつ視点としての意義を明確化した.典型例はデバイス内製の罠と呼ばれるような現象である.すなわち,他社との差別化のためにコア・デバイスを内製すると,その技術者たちの自発的創発戦略により,組織内が統一的な行動のとれない状況に陥る可能性があることを組織メンバーの相互行為と環境との相互作用に注目して明確化した.平成22年度は,行為論的な経営戦略論の理論基盤を歴史的に整理するべく,経営組織論,とりわけ,日本における実証系の経営戦略論の研究を整理・検討する作業を行なってきた.とくに重要であったのは,当初,組織構造のコンティンジェンシー理論を基礎にして実証研究を行なってきた研究グループが組織文化と戦略概念を導入して役割体系としての組織構造の概念を徐々に不要なものへと変更していったことであった.この流れはその後,創発戦略の議論と結びついて,組織内の行為と相互行為が戦略を創発し,市場構造を創発するというタイプの理論化に発展した.さらにこの創発戦略論の議論を経た後で,新製品開発を通じた新規事業開発と組織変革の研究が進められていくことで,経営組織論の領域における構造概念が後背に退き,行為と相互行為が戦略を生みだし,その戦略が実行されるプロセスで組織内の知識と行動様式が変革されるという知識創造論の基本的な図式が成立してくることが明らかにされた.このようにして,かつては役割体系としての組織構造という概念が,知識・行動様式としての組織という概念に置き換わり,組織構造が経営学の中心から消失していったのである.その構造論喪失のプロセスにおいて,創発戦略論あるいは行為論的な戦略論の果たした役割は非常に大きい.しかし,その行為論的な戦略論が経営者的視点によって活用される場合,再び組織内の行為と相互行為を左右する何らかの要因に注目せざるを得ない.

そこに「場の理論」などの必要性が感じ取られた理由があると思われる.そのような概念を超えて,さらに組織メンバーの行為を方向付けるためには,やはり役割体系としての組織構造の概念がもう一度必要になる可能性が高いと思われる.この構造と行為の相互作用が平成22年度の研究成果から浮かび上がった課題である.
子宮内膜を標的としたPTENノックアウトマウス(子宮内膜癌モデル)の作製

ヒト子宮内膜癌ではPTEN遺伝子の変異が高率に認められ、子宮内膜異型増殖症においても同遺伝子の変異が報告されている。本研究課題は、Cre-loxP systemを用いてマウス子宮内膜に選択的にmurine(m)PTEN遺伝子を変異欠失させるという目的であったが、loxPを導入した遺伝子改変マウスは肝炎ウイルスによる感染事故のために、体外受精による再繁殖を余儀なくされ、また、アデノウイルスベクターを用いたCre遺伝子の導入が困難であったことにより、本研究期間の間に当初の目的を達成することができなかった。現在、再繁殖を行い、アデノウイルスベクターの代替え方法として、Sonoporation法によるCre遺伝子の導入を試み、今後も研究を継続していく。今回、同時に行った臓器特異性のないmPTEN遺伝子exon3-5欠失変異(mPTEN)+/-マウスを用いた子宮内膜の観察により、mPTEN遺伝子の欠失変異が子宮内膜の前癌病変である子宮内膜増殖症に関与することが示された。40週齢までのmPTEN+/-マウス(n=63)ならびに野生型マウス(n=30)を用いて子宮内膜の異型度を細胞と構造の両方から5段階(異型なし,軽度異型,中等度異型,高度異型,癌腫)に分けて評価したところ、mPIEN+/-と野生型との間で異型度に有意な差が見られた。野生型マウスの子宮内膜において、軽度異型は50%(15/30)、中等度異型は7%(2/30)で、高度異型や癌腫は認められなかった。一方、mPTEN+/-マウスの子宮内膜では軽度異型が30%(19/63)、中等度異型が27%(17/63)、高度異型が30%(19/63)に認められたが、癌腫はみられなかった。mPTEN+/-マウスの子宮内膜の異型は18週齢以降に出現し、組織学的に比較的大型の腺管の密な増生が認められた。18週齢以降のmPTEN+/-マウスの子宮内膜において特徴的な異型を伴った増殖性変化が観察されたが、今回の40週齢までのマウスでは癌腫の形成は認められなかった。このモデルマウスの観察から、PTEN遺伝子は子宮内膜癌の発生過程において早期に関与する可能性が示唆された。本研究課題において用いるCre-loxP systemのノックアウトマウスを飼育繁殖させている。現在までにCreを発現させていないグループ(対象となるグループ)における子宮内膜の変化を観察したところ、通常のマウスの内膜と変化がみられないことを観察した。また、ヘテロのmurine PTEN

ノックアウトマウス(通常のノックアウトマウス)(n=62)の1年間の自然観察で、18週齢以降のマウスにおいて、野生型ではみられない子宮内膜の増殖性病変が70.9%(39匹/55匹)にみられ、ヒトの異型増殖症に相当する病変が21.8%(12匹/55匹)を占めていたが、腺癌は認められなかった。今後、Cre-loxP systemで用いるCre発現ベクターが子宮内膜において、どの程度の効率で作用するのかをin vitroの実験において確認し、効率の良い発現ベクターを用いて実験を行う。その後、Cre発現グループ(子宮内膜を標的としたmPTENノックアウトマウス)、Creを発現させていないグループ、ならびに通常のヘテロのmPTENノックアウトマウスのグループにおいて、子宮内膜での病的変化の違いを検討していく。ヒト子宮内膜癌ではPTEN遺伝子の変異が高率に認められ、異型内膜増殖症においても同遺伝子の変異が報告されている。本研究課題において、Cre-loxP systemを用いて子宮内膜に特異的にmurine(m)PTEN遺伝子を変異欠失させるモデルマウスを飼育繁殖させている。現在までにCreを発現させていないグループ(対照となるグループ)における子宮内膜の変化を観察したところ、通常のマウスの内膜と変化がみられないことを観察した。また、Cre-loxP systemを用いた組織特異的変異欠失マウスを用いる前に、m PTEN遺伝子のexon 3-5欠失変異(mPTEN)マウスにおける子宮内膜の観察を行った。mPTEN+/+マウスでは胎齢9.5日目に致死的である。致死的でないmPTEN+/-マウスを用いて40週齢までのmPTEN+/-マウス(n=63)ならびに野生型マウス(n=30)を用いて子宮内膜の異型度を細胞と構造の両方から5段階(異型なし,軽度異型,中等度異型,高度異型,癌腫)に分けて評価した。野生型マウスの子宮内膜において、軽度異型は50%(15/30)、中等度異型は7%(2/30)で、高度異型や癌腫は認められなかった。一方、mPTEN+/-マウスの子宮内膜では軽度異型が30%(19/63)、中等度異型が27%(17/63)、高度異型が30%(19/63)に認められたが、癌腫はみられなかった。mPTEN+/-マウスの子宮内膜の異型は18週齢以降に出現し、組織学的に比較的大型の腺管の密な増生が認められた。18週齢以降のmPTEN+/-マウスの子宮内膜において特徴的な異型を伴った増殖性変化が観察されたが、今回の40週齢までのマウスでは癌腫の形成は認められなかった。このモデルマウスの観察から、PTEN遺伝子は子宮内膜癌の発生過程において早期に関与する可能性が示唆された。この点を考慮し、今後、Cre-loxP sytemを用いて、子宮内膜の異型性病変におけるmPTEN遺伝子の関与について検討を行っていく。また、Cre-loxP systemを用いた組織特異的変異欠失マウスを用いる前に、m PTEN遺伝子のexon3-5欠失変異(mPTEN)マウスにおける子宮内膜の観察を行った。致死的でないmPTEN+/-マウスを用いて40週齢までのmPTEN+/-マウス(n=63)
青少年における攻撃性と摂食・愛着の関係-心理環境的要因の分析から-

本研究は、青少年の心性と内外の攻撃性、摂食・愛着との関係について注目し、一般青少年の攻撃性に関わるリスク因子と保護因子についての検討を行うことを第1の目的とし、さらに青少年の病理的な攻撃性への予防的対応へいささかでも言及することを目的としたものである。調査は2010年10月翌年2月にかけて、北海道の都市部にある公立高校にて質問紙を用いて実施した。回収された対象者数は886名(回収率95.6%)であった。調査から得たデータから、「攻撃性」を軸に分析したところ、友人・家族関係への不満感は、他者への猜疑心や不信感に影響しており、家庭や学校での居場所感のなさは、さらに怒りっぽさや抑制の弱さ、身体への暴力反応傾向、暴力への衝動や正当化等にも影響していたが明らかとなった。さらに食の自制行動である「食後に吐く」行動に影響する他者不信感には、他者への敵愾心よりもむしろ、他者から苦しめられている、嫌われているという他者からの迫害的な気持ちが強く現れており、理解者や居場所も不在しているという寂しさや孤独感を背景にしながら,食に象徴される「授かり」を受ける立場から脱しようとする自立へのあがきの気持ちが見出された。これまでの、われわれの先行研究では「自傷行為は仲間関係を求める時期に認められ、摂食の問題行動は第2の『分離-個体期』にみられる母子分離の過程において見いだされることが示唆され」、そのため「発達段階での蹟きの時期により、攻撃性が自分に向けられる、すなわち自らを傷つける行動の現れ方に変化が認められる」可能性を検出した。本研究においても家族関係や家庭環境が、内的攻撃性ともいえる食に関わる問題行動と、他者との関係性に関わる外的攻撃性のリスク因子となっていることが推察された。今後はさらに、攻撃性に強く影響する解離傾向、関連性の強い衝動性や、人づきあいに影響もする過剰適応等との関連を詳しく検討し、さらに研究を深める所存である。
抗酸化物質の弱点を克服した新たな心筋虚血再灌流障害阻止法の構築

「アンジオテンシンII(AngII)によって惹起される心房細動受攻性亢進にレプチンシグナルが関与しているのでないか」との仮説を立て検証した。レプチン欠損ObマウスおよびコントロールCNTマウスにAngIIの持続皮下投与を4週間行った。1)CNTではAngIIによって左房のレプチン発現が亢進した。2)Obの心房細動誘発率はCNTに比し低かった。3)CNTに見られた炎症性線維化シグナルの発現亢進はObで抑制された。4)心房線維芽細胞にAngIIを添加するとレプチン発現が亢進した。5)CNTではレプチン添加によって炎症性線維化シグナル発現が亢進したが,Zuckerラットでは認められなかった。【背景および目的】慢性腎臓病(CKD)は心房細動を合併しやすい病態であるが,これまで適切な動物モデルがなかったため,その病態は明らかでなかった。今回,5/6腎臓摘出術(5/6Nx)を施行したCKDラットを用い,“慢性腎臓病CKDモデルラットにおいて,心房の線維化および心房細動受攻性が惹起される"という仮説を立て検証した。さらに酸化ストレスの関与を検討するため,新規抗酸化剤(DHLHZn)の効果を検討した。【方法】8週齢の雄性ラットに5/6NxまたはShamオペを行い,Sham+VEH群,Sham+DHL群,5/6Nx+VEH群,5/6Nx+DHL群に分けた。DHLまたはVEH(vehicle)は,皮下に植込んだ浸透圧ミニポンプから持続皮下注した。【結果】1)5/6Nxによって腎機能障害が生じ,血圧上昇と耐糖能障害も認められた。2)5/6Nxを行った左房では,α-smooth muscle action,コラーゲンType I,NADPHオキシダーゼ構成蛋白の発現亢進が認められ,これらはDHL投与によって回復した。3)5/6Nxを行った左房では,組織アンジオテンシンII含量が増加し,HL投与によって回復した。4)5/6Nxを行った左房では,間質の線維化が惹起されたが,DHL投与によって回復した。5)ランゲンドルフ装置を用いた摘出心灌流実験で,5/6Nxは心房間伝導速度の低下と心房細動誘発率亢進をもたらしたが,これらはDHL投与によって抑制された。【結語】我々は,CKDに合併した心房細動モデルの確立に成功した。抗酸化作用を有するDHLHZnが有効であったことから,このモデルでは,酸化ストレスが左房線維化および心房細動受攻性亢進関与していると考えられた(Fukunaga, Takahashi, et al. HeartRhythm 12: 2023-31, 2012)。【背景および目的】心房細動は,心原性脳塞栓症をきたす不整脈疾患であり,罹患人口は年々増加している。本邦からの疫学調査で,メタボリック症候群における心房細動発症率はそうでない場合に比し明らかに高いことが報告された(Circulation. 2010Aug 17;122(7):e433.)。我々は,メタボリック症候群や肥満患者に高レプチン血症,レプチン抵抗性が多く認められることに着目し,「アンジオテンシンII(AngII)によって惹起される心房線維化および心房細動受攻性亢進にレプチンシグナルが関与しているのではないか」との仮説を立てこれを検証した。【方法】レプチン欠損ob/ob(Ob)マウスおよびコントロール(CNT)マウスの皮下に浸透圧ミニポンプを植込み,AngIIの持続皮下投与を4週間行った。4週間後に心臓を取り出し,Masson trichrome染色で線維化を定量し,左房組織中の炎症性線維化シグナルに関わるタンパクならびにレプチンの局所発現を観察した。また,摘出心をランゲンドルフ装置で灌流し,心房の不応期,心房間伝導速度,右房からの期外刺激による心房細動誘発率を検討した。またレプチン受容体変異ラット(Zuckerラット)の左房から得た線維芽細胞に対するレプチンおよびAngIIの効果も検討した。【結果】1)CNTマウスではAngIIによって左房のレプチン発現が亢進した。2)経食道ペーシングでObマウスの心房細動誘発率はCNTに比し低かった(P<0.01)。3)CNTマウスに見られた炎症性線維化シグナル関連タンパクの発現亢進はObマウスで抑制された。4)心房線維芽細胞にAngIIを添加するとレプチンの発現が亢進した。CNTラットではレプチン添加によって炎症性線維化シグナル発現が亢進したが,これらの所見はZuckerラットでは認められなかった。【結語】AngIIによって惹起される心房線維化および心房細動受攻性亢進にレプチンシグナルが必須であることが判明した。

1)CNTではAngIIによって左房のレプチン発現が亢進した。2)Obの心房細動誘発率はCNTに比し低かった。3)CNTに見られた炎症性線維化シグナルの発現亢進はObで抑制された。4)心房線維芽細胞にAngIIを添加するとレプチン発現が亢進した。5)CNTではレプチン添加によって炎症性線維化シグナル発現が亢進したが,Zuckerラットでは認められなかった。【背景および目的】我々は,遺伝性インスリン抵抗性モデルであるOLETFラット心では,熱ストレスによる,PI3キナーゼ依存性Aktリン酸化→熱ショック蛋白質(HSP72)発現という経路が低下していることを報告した(Taniguchi et al. Diabetes 2006)。今回,アンジオテンシン受容体拮抗薬であるカンデサルタンがこれを回復できるか検討した。【方法】14週齢のOLETFラットにカンデサルタン(0.25mg/kg/day)を2週間投与し,熱ストレス(43°C,20分間)を与えた。【結果】1)カンデサルタンはOLETFラットのインスリン抵抗性を改善しなかった。2)カンデサルタンはOLETFラット心臓におけるPI3キナーゼ依存性Aktリン酸化およびHSP72発現を回復させた。3) OLETFラット心では心筋内アンジオテンシンII(AngII)濃度が亢進しいたがカンデサルタンはこれを抑制した。4) OLETFラット心ではPTENのリン酸化が亢進していたがカンデサルタンはこれを抑制した。培養心筋細胞においても,AngIIはPTENのリン酸化を促進したがカンデサルタンはこれを抑制した。5)高脂肪食によるインスリン抵抗性ラットにおいても,HSP72発現,Aktリン酸化,PTENリン酸化に関して同様の結果が得られた。6)ランゲンドルフ装置を用いた摘出心灌流実験において,OLETF心の虚血再灌流障害をカンデサルタンは改善させた。【結語】心筋内AngII増加に示される潜在的なレニンアンジオテンシン系の賦活化およびPTENのリン酸化がOLETF心におけるHSP72発現減弱の病態であり,カンデサルタンはこれを改善することが示された(Taniguchi Y, Takahashi N, et al. Cardiovasc Res. 2011 Dec 1;92(3):439-48.)。今回の科研費を使用させていただき,平成23年度に以下の3編の英語論文を発表できた。平成24年度には,「研究実績の概要」に示した論文内容のほか,「アンジオテンシンIIによる心房線維化および心房細動の病態におけるレプチンシグナリングの役割」を発表した。この実験では,遺伝的にレプチンを欠損したObマウスを用い,ObマウスにアンジオテンシンIIを持続皮下注しても,左房の線維化が生じず,心房細動も誘発されないことを報告した。以上のように,成果はインパクトファクターの高い国際誌に受理掲載されており,当初の目標を達成できている。「研究実績の概要」に示した実験系のほか,現在,部分腎摘出による慢性腎不全ー心房細動モデルを作成し,これに対する新規抗酸化物質(DHLHZn)の有効性を検討中である。DHLHZnは,慢性腎不全ー心房細動モデルの心房線維化を抑制し,NADPHオキシダーゼの構成分子発現を抑制することを確認している。このように現在,虚血再灌流障害モデルおよび慢性腎不全ー心房細動モデルの2つの実験系を推進している。
アジア太平洋地域における膜性腎症の診断・治療・疫学に関する調査研究

欧米からの報告では、iMN患者の7080%にPLA2R抗体が陽性であるが、本邦では5060%と低値である。韓国、中国、台湾、インドネシアの腎臓内科医師との情報交換の結果、PLA2R抗体陽性率が80%程度と高いことが確認された。THSD7Aの陽性率は本邦では約5%であるが、中国では5%以下であった。中国、韓国、台湾以外の国では、血中のPLA2R抗体やTHSD7A抗体の測定が事実上不可能であった。インドネシアでは免疫染色でPLA2Rを検出していた。そこで、分担研究者の秋山は、PLA2RおよびTHSD7Aに対する抗体の存在を明らかにするために、腎生検組織の免疫組織染色法の最適化を実施した。PLA2R抗体の有無に関しては、PLA2R染色で糸球体係蹄に沿って顆粒状に染まるパターンを確認できれば、Western Blotting法の結果と一致することが確認された。一方、THSD7A染色では、非特異的染色と特異的な染色の区別が困難な症例が少なくなく、染色結果の解釈には注意が必要であることが判明した。この結果は、韓国、台湾、インドネシアの研究者と共有した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。膜性腎症(MN、Membranous nephropathy)は、成人のネフローゼ症候群の主要疾患のひとつであり、我が国の調査では、予後は必ずしも良好とは言えず、MN対策は腎臓病対策の中でも最重要課題のひとつである。本研究では、アジア環太平洋地域におけるMNの実態解明、ならびに、将来的に当該地域においてMN診療ガイドラインを作成するための基盤情報の整備を目指している。本研究は、これまでに申請者らが欧米およびアジア各国の共同研究者と意見交換しながら実施してきた一連の膜性腎症に関する国際調査研究を前進および検証するものである。日本国内の調査研究(日本ネフローゼ症候群コホート研究(J-NSCS))によると、日本のMNは2年以内に70%が完全寛解し、治療はステロイド単独あるいはシクロスポリンとの併用が多くシクロフォスファミドの使用が少ないことが日本の特徴であるが、治療成績は諸外国と遜色ない。また、PLA2R抗体の陽性率は、中国や韓国と比べて日本で著しく低く、その理由として遺伝的背景の違い以外に住環境の違い、医療環境の違いなどが考えられた。一方、我々が2013年に着手したアジア環太平洋地域におけるMNの国際調査コホート研究(AP-MNCS、AP-MNCS-GENE)によると、各国のMNの診療レベルや患者登録システムが大きく異なることが判った。このように、我々は本年度を含むこれまでの調査研究によって、MNの診断、病因、病態、治療などに大きな国別差異があることを明らかにした。ASN kidney week 2016(Chicago)および名古屋で開催されたCKDフロンティアに参加したアジア環太平洋各国の共同研究者に更なる研究協力を要請した。今後、情報の収集と整理を一層進めて、アジア太平洋地域におけるMN診療の標準化に資する知識体系の整備を進める予定である。アジア各国のデータ収集に時間を要している。その理由として、腎生検を実施している国が韓国、中国、台湾、インドしかなく、これらの国々においても全国レベルでの患者登録システムが存在しない。そのため、個別の大学病院やクリニックからデータを集めるしか手段が無く、共同研究先研究者と議論してより効率良くデータを収集する手段について検討している。特発性膜性腎症(idiopathic membranous nephropathy, iMN)は成人発症ネフローゼの主要疾患である。iMNの原因抗原としてホスホリパーゼA2レセプター(PLA2R)の存在が明らかになっている。本研究では、アジア地域におけるMNの診療ガイドライン作成を目指すための基盤情報の整備と当該地域におけるMNの実態調査を行っている。iMNの診断には、腎生検および腎病理診断が適正に実施されることが必要である。これまで日本に、アジア各国の腎臓専門医を招聘し情報交換を行った。また申請者らが海外に赴き、アジア各国の腎臓内科専門医との意見交換を行った。その結果、中国、台湾、韓国、インド、マレーシアの一部、インドネシアの都市部では腎生検の実施や病理診断の体制整備が急速に進んでいることが分かった。欧米からの報告では、iMN患者の7080%にPLA2R抗体が陽性であるが、本邦では5060%と低値であることを再確認した。韓国、中国ではPLA2R抗体陽性率が80%程度と高いことが確認された。他の地域では、血中のPLA2R抗体を測定する事自体が困難であった。血液サンプルを日本に郵送することも手続き上困難があることが判明した。そこで、現地でのPLA2R抗体測定体制の整備の支援を始めた。具体的には、分担研究者の秋山が開発したPLA2R抗体迅速診断チップを各国の腎臓内科専門医に紹介し普及を図った。本迅速診断チップは、特別な器具を使用せずチップ単体で測定可能で、使用方法も極めて簡単である。さらに抗体測定が困難な地域については、腎生検組織の染色にてPLA2Rの抗体の存在を明らかにするために、免疫組織染色の技術提供を行った。その際に、非特異的な染色と特異的な染色の鑑別が重要である点を強調した。アジア各国から血清を名古屋大学に郵送してもらいPLA2R抗体を測定することを検討していたが、それが困難であることが判明した。そのため、現地で測定する基盤整備を行うことに方針を変え、その準備を進めている。

欧米からの報告では、iMN患者の7080%にPLA2R抗体が陽性であるが、本邦では5060%と低値である。韓国、中国、台湾、インドネシアの腎臓内科医師との情報交換の結果、PLA2R抗体陽性率が80%程度と高いことが確認された。THSD7Aの陽性率は本邦では約5%であるが、中国では5%以下であった。中国、韓国、台湾以外の国では、血中のPLA2R抗体やTHSD7A抗体の測定が事実上不可能であった。インドネシアでは免疫染色でPLA2Rを検出していた。そこで、分担研究者の秋山は、PLA2RおよびTHSD7Aに対する抗体の存在を明らかにするために、腎生検組織の免疫組織染色法の最適化を実施した。PLA2R抗体の有無に関しては、PLA2R染色で糸球体係蹄に沿って顆粒状に染まるパターンを確認できれば、Western Blotting法の結果と一致することが確認された。一方、THSD7A染色では、非特異的染色と特異的な染色の区別が困難な症例が少なくなく、染色結果の解釈には注意が必要であることが判明した。この結果は、韓国、台湾、インドネシアの研究者と共有した。日本腎臓学会および厚生労働省(難治性腎疾患に関する調査研究)と協力し、日本国内におけるMNの病因・病態、診断、治療、予後に関する情報収集をより積極的に行うとともに、諸々のアジア環太平洋各国についてもデータ収集を持続的に推進する。血中のPLA2R抗体やTHSD7A抗体、ならびに、腎組織におけるPLA2RやTHSD7Aの染色性を指標にした特発性MN診断法の標準化と国際化を推進する。各国におけるMN患者に関する総合的な疫学調査を行うために、アジア各国における患者登録システムの構築を進める。その上で、各国の疫学データを持ち寄る形で、膜性腎症のアジア国際レジストリーの構築を進める。現在、米国を中心としたネフローゼレジストリー研究であるNEPTUNEとの共同研究も進めている。これにより、アジア太平洋地域のMNと欧米のMNを比較することが可能となることが期待される。現地でのPLA2R抗体測定体制の整備と測定結果の情報収集に努める。本迅速診断チップは、特別な器具を使用せずチップ単体で測定可能で、使用方法も極めて簡単である。抗体測定が困難な地域については、腎生検組織の染色にてPLA2Rの抗体の存在を明らかにする。非特異的な染色と特異的な染色の鑑別には、一定の技術が必要であるが、染色法の標準化と普及に努める。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
セラミックコーティング材の摩耗評価技術開発に関する研究

実際の摩耗現象をシミュレーションするために,繰返し塑性構成式を組み込んだ有限要素法を用い,セラミックコーティング材の繰返し接触変形解析を行い,コーティング層と基材との界面において応力,ひずみの不連続が生じ,これらがコーティング層の剥離現象の原因となると考えられた.この結果の検証のため実際の摩耗試験を行った結果,コーティングなしの試験片と比較してコーティング材の耐摩耗性は著しく改善され,またその寿命はコーティング層の剥離寿命により決定されることも確認され,セラミックコーティング材の耐摩耗性はコーティング層の剥離寿命を評価することに相当することがわかった.また,コーティング材の耐摩耗性に対してコーティング加工条件の影響も非常に大きいことも明らかになり、総合的な耐摩耗評価にはこれらの要因も含める必要がある.このようにセラミックコーティング材の摩耗は接触表面での凝着摩耗ではなく,材料内部での疲労摩耗が主な原因である.よってこれまで行ってきた計算機シミュレーションを実際の摩耗現象と結びつけるために,基材の疲労挙動と摩耗挙動の関係について検討を行った.つまり,疲労摩耗によって材料の摩耗が発生しはじめる繰返し回数が疲労試験によって予測できると考え,基材の疲労試験を行い,その結果と計算機シミュレーション結果から摩耗発生回数の予測を試み,実際の摩耗試験から得られた結果と予測結果の比較を行い,疲労摩耗寿命推定法の適用性について検討した.これらの結果より,塑性ひずみ仕事密度というパラメータを用いることで,材料の疲労寿命を統一的に表すことができることがわかり,これを用いて推測された疲労摩耗寿命は,実際の摩耗実験結果とかなり近い値となった。このことから,基材の受ける塑性ひずみ仕事密度をパラメータとして疲労寿命,疲労摩耗寿命を表せることがわかった.実際の摩耗現象をシミュレーションするために,繰返し塑性構成式を組み込んだ有限要素法を用い,セラミックコーティング材の繰返し接触変形解析を行い,コーティング層と基材との界面において応力,ひずみの不連続が生じ,これらがコーティング層の剥離現象の原因となると考えられた.この結果の検証のため実際の摩耗試験を行った結果,コーティングなしの試験片と比較してコーティング材の耐摩耗性は著しく改善され,またその寿命はコーティング層の剥離寿命により決定されることも確認され,セラミックコーティング材の耐摩耗性はコーティング層の剥離寿命を評価することに相当することがわかった.また,コーティング材の耐摩耗性に対してコーティング加工条件の影響も非常に大きいことも明らかになり、総合的な耐摩耗評価にはこれらの要因も含める必要がある.このようにセラミックコーティング材の摩耗は接触表面での凝着摩耗ではなく,材料内部での疲労摩耗が主な原因である.よってこれまで行ってきた計算機シミュレーションを実際の摩耗現象と結びつけるために,基材の疲労挙動と摩耗挙動の関係について検討を行った.つまり,疲労摩耗によって材料の摩耗が発生しはじめる繰返し回数が疲労試験によって予測できると考え,基材の疲労試験を行い,その結果と計算機シミュレーション結果から摩耗発生回数の予測を試み,実際の摩耗試験から得られた結果と予測結果の比較を行い,疲労摩耗寿命推定法の適用性について検討した.これらの結果より,塑性ひずみ仕事密度というパラメータを用いることで,材料の疲労寿命を統一的に表すことができることがわかり,これを用いて推測された疲労摩耗寿命は,実際の摩耗実験結果とかなり近い値となった。このことから,基材の受ける塑性ひずみ仕事密度をパラメータとして疲労寿命,疲労摩耗寿命を表せることがわかった.実際の摩耗現象においては,被接触材料に繰り返しの接触が生じることにより,摩耗粉が発生し,摩耗が進行していく,これらの現象を精密にシミュレーションするために,繰返し塑性構成式を組み込んだ有限要素法を用い,セラミックコーティング材の繰返し接触変形解析を行った.その結果,セラミックコーティング層と基材との界面において応力,ひずみの不連続が生じ,これらがコーティング層の剥離現象の原因となり,コーティング材の摩耗が進行していくと考えられる.これらの計算機シミュレーション結果の検証のため,ピン・オン・ディスクタイプの摩耗試験機により,機械構造用炭素鋼S20CにTiNにてセラミックコーティングを施した材料の摩耗試験を行った.その結果,コーティングなしの試験片と比較して,コーティング材の耐摩耗性は著しく改善され,その効果の大きさが確認された.また,その耐摩耗性が向上する寿命はコーティング層の剥離寿命により決定されることも確認され,セラミックコーティング材の耐摩耗性はコーティング層の剥離寿命を評価することに相当することがわかった.続いてこのコーティング層剥離寿命を評価すべく実験を進めたが,基材にコーティング加工を行う際の各種条件の影響により,できあがったコーティング材の特性が大きく異なり,統一された設定条件での実験・評価は行えなかった.しかし,コーティング材の耐摩耗性に対してコーティング加工条件の影響も非常に大きいことも明らかになり,総合的な耐摩耗評価にはこれらの要因も含める必要があることがわかった.さらにコーティングの加工方法によってもその特性は異なると考えられるので,これも考慮に入れる必要がある.これまでに行ってきた計算シミュレーションと実際の摩耗現象の対応関係を把握するために,ピン・オン・ディスクタイプの摩耗試験機により,機械構造用炭素鋼S20CにTiならびにTiNにて二層のセラミックコーティングを施した材料の摩耗試験を行った.その結果,コーティング加工により基材の耐摩耗性は著しく改善されるこが確認され,また,そのコーティング材の耐摩耗性向上寿命はコーティング層の基材からの剥離寿命によることも確認された.つまり,セラミックコーティング材の耐摩耗性の評価はコーティング層の剥離寿命を評価することに相当することがわかった.

さらに,コーティング加工時の条件の検討のため,コーティングの方法,種類,厚さ等は同一であるが,コーティングの加工条件を変えた材料について実験を行ったところ,その耐摩耗性には著しい差があることがわかった.この実験に際し,現在コーティング加工装置を所有していないため,コーティング加工は外部で行ったことにより,詳細なコーティング条件の影響は明らかにはならなかったが,できあがった各試験片に対し,摩耗実験前にコーティング層の基礎的評価であるスクラッチ試験を行ったところ,この結果と最終的な耐摩耗性には相関があり,またコーティング加工条件はコーティング層の剥離強度に影響するのみではなく,コーティング層そのものの特性にも影響を及ぼしている可能性があることがわかった.つまり加工条件により単に剥離強度が異なるだけではなく,コーティング層そのものの耐摩耗性が変化することにより,コーティング材全体としての摩耗進行のメカニズムも異なる可能性が示された.セラミックコーティング材の摩耗を考えた場合,コーティング層の存在により接触表面における凝着摩耗の影響は減少し,疲労摩耗の影響が大きくなると考えられる.またこれまでに基材内における力学的状態を計算機シミュレーションによって算出してきたが,これと実際の摩耗現象を結びつける手法が欠けていた.よって,計算機シミュレーションによる被接触材料の応力,ひずみ履歴から実際の摩耗現象を推定するために,基材の疲労挙動と摩耗挙動の関係について検討を行った.つまり,疲労摩耗が繰返し負荷に材料の疲労現象に起因することから,疲労摩耗によって材料の摩耗が発生しはじめる繰返し回数が疲労試験によって予測できると考え,基材に対し単軸,多軸の疲労試験を行い,疲労寿命と塑性ひずみ仕事密度の関係について検討した.次いで,繰返し塑性モデルを組み込んだ計算機シミュレーション結果と,疲労寿命と塑性ひずみ仕事密度の関係から摩耗発生回数の予測を試み,実際の摩耗試験から得られた結果と予測結果の比較を行い,疲労摩耗寿命推定法の適用性について検討した.これらの結果より,塑性ひずみ仕事密度というパラメータを用いることで,単軸,多軸の負荷形式に関わらず,材料の疲労寿命を統一的に表すことができることがわかった.また疲労試験から得られた塑性ひずみ仕事密度と疲労寿命の関係と,計算機シミュレーションによる繰返し弾塑性挙動の解析結果から推測された疲労摩耗寿命は、実際の摩耗実験結果とかなり近い値となった.このことから,基材の受ける塑性ひずみ仕事密度をパラメータとして疲労寿命,疲労摩耗寿命を表せることがわかった.