hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
認知バイアスの意識的修正に対する主観的感覚およびメタ認知の意図せざる影響

認知バイアスやエラーを修正すること、およびそれらに気づくことが後続の認知過程に与える影響について検討した。他者の真の意見を推論する課題を用いた実験においては、認知バイアスやエラーを修正しても、他者が自分と同様には修正を行わないと推論することが示された。感情の予測のエラーについての実験的検討からは、自分の予測のエラーに気づいても他者にはそれを当てはめず、エラーを引き起こしている素朴理論に基づく予測をすることが示された。平成19年度は、主に自分が認知バイアスの修正を行った場合に、同じ状況の他者の推論過程の推測(特に他者が認知バイアスの修正が起こると予測するかどうか)に焦点を当てて、実験を実施した。属性推論において示される対応バイアスの修正(すなわち状況要因を考慮すること)が行われた場合に、自分と同じ状況の他者が行為者に対して行う属性推論を推測する実験を行った。その結果、属性推論において行為者の行動を属性帰属を割引く手がかりとして使用した場合に、他者はそのような手がかりを利用しないと推測する傾向が示された。しかし、状況要因を促進する実験操作が効果をもたなかったため、この点を改良した実験を行う必要がある。さらに、否定的な出来事を経験した際に生じる合理化によって予測よりも経験するネガティブな感情が弱かった場合に、他者が同様の場面で経験する心的状態の推論において、インパクト・バイアスが弱まるかどうかを検討する実験を行った。これらの実験の結果は、実際に自分が想像したほど自分の否定的感情が強くないことを経験しても、同じ状況の他者の心的状態の予測においてはインパクト・バイアスが生じることが示され、自分の経験を利用して、他者の推測を変えないことが示された。これらの実験の結果は、明確な結果として得られていない部分もあるものの、全体としては一貫して自分が行ったバイアスの修正や、バイアスを低減するような経験を他者についての推測には汎化しないという自己中心的な推論が生じることを示唆している。他者の認知バイアスの修正についてのメタ推論における、自分の認知バイアスの修正の影響について、対応バイアスの修正を取り上げ実験的検討を行った。バイアスを修正した経験を他者には投影せず、自己中心的な推論をすると予測している。具体的には、他者に関する情報を得た後に属性推論を行う課題において、自発的に対応バイアスを修正した場合に他者のバイアスの修正についてどのように予測するかを検討する実験を行った。しかし、あからさまでない方法により、自発的に対応バイアスを修正する操作方法(プライミング方法)を見いだすことができなかった。そのため、自発的な対応バイアスの修正後の他者のバイアス修正についてのメタ推論については、十分に検討できていない。この問題は、最終年度においても継続して検討する予定である。さらに、感情予測におけるインパクト・バイアスを経験した後の他者の感情状態の推測について実験的に検討した。昨年度に引き続き、ネガティブな感情として後悔感情をとりあげ、昨年度に実施した研究を感情の持続ではなく、即時的感情の強度を対象にして、追試を行った。即時的な感情の強度についての予測においても、自分の後悔感情が予測よりも弱いという経験(予測バイアスの認識)をしても、他者の後悔感情の強度は強いと予測し、自分の経験を投影しないことが確認され、自己中心的な推論が確認された。昨年度実施した研究については、学会発表をおこなった。平成21年度は、認知バイアスの修正の影響について、後続の認知過程への影響と、他者の認知バイアスの修正に関するメタ認知への影響の2つの点に関する実験的検討を行った。前者については、属性推論における対応バイアスを題材に、対応バイアスが生じないように推論を修正した場合に、後続の社会的推論においてバイアスが増加するかという点をビデオを用いて、状況の制約の下で意見を述べている人物の真の態度を推測する実験により検討した(当初の予定を変更し、後続の社会的推論も属性推論を用いた)。しかし、予測したような修正に基づく後続課題でのバイアスの増大は認められなかった。後者については、実験でポジティブ気分を導入し、そのときの気分に注意を向けさせることで、後続の判断への気分の影響を自発的に除去させる状況を用い、自分が自発的に気分に基づくバイアスを修正した場合に、他者のバイアス修正についてどのように推測するかを検討する実験を行った。しかし、仮説を支持するような、他者のバイアス修正についての自己中心的な推論の証拠を見いだすことはできなかった。上記の実験研究を遂行するのに加え、昨年度家施した後悔感情を用いた他者の感情状態についての推論における自己中心的バイアスに関する実験結果を国内外の学会において発表した。
リン酸化による翻訳制御機構の解明

細胞増殖には細胞分裂に伴う構成タンパク質の増産が必須である。リン酸化による翻訳の制御としてはS6Kを介したcap非依存性翻訳調節と、MAPKシグナルを介したcap依存性翻訳調節とがある。今回は、それぞれの経路を負に制御するホスファターゼ(前者に関してはPP1、後者に関してはMAPKホスファターゼ)に焦点を絞り、以下の知見を得た。(1)セリン/スレオニンホスファターゼ1型(PP1)特異的阻害剤の発見:我々は、トウトマイセチン/TCを培養細胞の培地に加えた場合PP1活性のみが特異的に抑制されることを明らかにした。(2)PP1によるMAPKシグナルの制御:TCを用いてPP1のMAPK経路への関与を解明した。TCはRaf/MEK/ERK経路の活性化を特異的に阻害した。この結果に基づき、PP1の触媒サブユニットを細胞内に発現させた。PP1の触媒サブユニットがRafと結合すること、Rafの活性化には、PP1のホスファターゼ活性が必要なことを明らかにした。(3)PP1によるAurora kinaseの制御:Aurora kinaseはM期において、中心体の分裂、紡錘体の形成、染色体の分裂などの制御因子である。その負の制御にPP1が働いている可能性を示した。(4)GSK3βによるPP1の活性制御:細胞内において、GSK3βがPP1とその制御因子であるインヒビター2(I-2)の複合体に結合し、I-2のT72をリン酸化することによりPP1の活性を制御することを明らかにした。(5)PP1の核の非クロマチン構造での存在:PP1がscapininと共に、核マトリックスあるいはラミナに存在することを明らかにした。PP1がscapininと結合することにより、遺伝子の転写や核膜の崩壊に関与する可能性が示唆された。(6)MAPKホスファターゼの活性調節機構:JNK経路を特異的に負に制御するホスファターゼであるMKP-7がリン酸化により制御されることを明らかにした。現在翻訳のスイッチと考えられているのが、S6タンパクであり、S6キナーゼの活性化によりS6タンパクがリン酸化されONになり、セリン/スレオニンホスファターゼ1型(PP1)により脱リン酸化されOFFになると考えられている。今回PP1について焦点を絞り、細胞増殖に関わるシグナル伝達におけるPP1の機能を明らかにした。(1)セリン/スレオニンホスファターゼ1型(PP1)特異的阻害剤の発見:我々は、トートマイセチン/TCを培養細胞の培地に加えた場合PP1活性のみが特異的に抑制されることを明らかにした。この方法により細胞内PP1の機能の解明が可能になった。(2)PP1によるMAPKシグナルの制御:上記の発見により、TCを用いてPP1のMAPK経路への関与を解明した。TCは3種類のMAPK経路のうち、JNKとp38には全く影響を与えなかったが、raf/MEK/ERK経路の活性化を特異的に阻害した。PP1の触媒サブユニットがrafと結合すること、PP1のホスファターゼ活性がrafの活性化に働くことが明らかとなった。(3)PP1によるAurora kinaseの制御:

Aurora kinaseはM期において、中心体の分裂、紡錘体の形成、染色体の分裂などの制御因子と考えられている、その負の制御にPP1が働いている可能性を示した。(4)PP1とgsk3bの複合体形成:PP1とPP1の制御因子であるインヒビター2(l-2)の複合体に対してさらにgsk3bが結合し、l-2のT72をリン酸化することを示した。細胞内における、gsk3bによるPP1の機能の制御機構について明らかにした。細胞増殖には細胞分裂に伴う構成タンパク質の増産が必須である。リン酸化による翻訳の制御としては、S6Kを介したcap非依存性翻訳調節と、MAPKシグナルを介したcap依存性翻訳調節とがある。プロテインホスファターゼのPP1とMAPKホスファターゼに焦点を絞り、以下の知見を得た。(1)PP1によるMAPKシグナルの制御:我々が同定したPP1の特異的阻害剤であるトウトマイセチン/TCを用いてPP1のMAPK経路への関与を解明した。TCはraf/MEK/ERK経路の活性化を特異的に阻害した。この結果に基づき、rafと共にPP1の触媒サブユニットの野生型と活性変異型を細胞内に発現させ、raf活性への影響を調べた。PP1の触媒サブユニットがrafと結合すること、rafの活性化には、PP1のホスファターゼ活性が不可欠であることを明らかにした。(2)GSK3βによるPP1の活性制御:細胞内において、GSK3βがPP1とその制御因子であるインヒビター2(I-2)のヘテロダイマーに結合すること。I-2のT72をリン酸化することにより(I-2のPP1に対する阻害活性を減弱させ)、PP1の活性のスイッチをONにする制御機構の存在を明らかにした。(3)PP1の核の非クロマチン構造での存在:PP1がscapininと共に、核マトリックスあるいはラミナに存在することを明らかにした。PP1がscapininと結合することにより、遺伝子の転写や核膜の崩壊に関与する可能性が示唆された。(4)MAPKホスファターゼの活性調節機構:MAPKホスファターゼの基質認識機構の解明を行い、2か所のMAPKドッキングドメインの存在を明かにした。さらにJNK経路を特異的に負に制御するホスファターゼであるMKP-7がERKによりリン酸化されることを明らかにした。
内臓求心性神経の感覚受容機構の解剖学的研究 腹痛はなぜ起こるのか。

1,胃に分布する二種類の感覚神経;迷走神経節由来の感覚神経(VN)と脊髄後根神経節由来の感覚神経(DN)を、神経節に神経標識物質DiIを注入し、蛍光標本を観察、比較検討した。いずれの感覚神経も胃壁全層に分布していたが、各層内では若干その形態が異なっていた。粘膜内ではVNは深部の幽門腺周囲に分布し蛇行と枝分かれが多かったが、DNは深部から表層に向かってまっすぐに走行しあまり枝分かれしなかった。筋層内ではいずれも平滑筋線維にそって走行しているものが多かったが、DNは枝分かれが少なかった。2,後根神経節由来の神経による内臓痛の発現、伝達機構を調べるために、胃に刺激を加え脊髄でのfos蛋白の発現を調べた。胃の内腔に酢酸、ホルマリン等を投与したときにはfos蛋白は発現しなかったが、腹腔内に酢酸を投与すると脊髄後角にfos蛋白が発現した。またストレス潰瘍作製後胃の内腔にホルマリンを投与すると、fos蛋白が発現した。後根神経節由来の感覚神経は、通常内腔からの刺激に応じないが、ストレスや胃粘膜病変があると応じてくることがわかった。3,神経節から胃まで神経線維を標識するために単純ヘルペスウイルス(HSV)の応用を検討した。またHSVによるfos蛋白の発現を調べた。マウス足底に1型HSVを注入すると、2日で後根神経節ニューロンが、3日で脊髄前角ニューロンがウイルス抗原陽性となり胞体部及び樹状突起がよく標識され、その後消失した。後角二次ニューロンにはfos蛋白は発現しなかった。しかし2型HSV感染では、5日後に脊髄後角ニューロンでウイルス抗原陽性となり、fos蛋白が発現した。Fos蛋白はニューロンからニューロンへの感染によって発現すると考えられた。また侵害刺激でも後根神経節にはfos蛋白が発現しないので、後根神経節ニューロンと脊髄後角ニューロンではfosの発現について異なった性質をもつとも考えられる。
トランスロコンとモーターのメガコンプレックス群が司る葉緑体蛋白質の包膜透過機構

葉緑体は、数千の葉緑体蛋白質が正しく葉緑体内へ運ばれることにより維持される。この輸送は外包膜と内包膜の蛋白質膜透過装置、TOCおよびTICと、Ycf2輸送モーターによって行われている。われわれはTICとYcf2輸送モーターがそれぞれ1メガダルトン、2メガダルトンという膜蛋白質複合体であることを明らかにし、すべての構成因子を決定した(Plant Cell 2018, Science 2013)。またTOC複合体も1メガダルトンの複合体であることを報告している。これらメガコンプレックスがどのように連動して葉緑体蛋白質をサイトゾル側からストロマ側まで輸送しているのか作動原理の解明を目指す。
ヒト肝細胞移植マウスにおけるHCV感染によるキャリア化と肝炎の誘導

【目的】小動物を用いたHCV感染モデルは確立していない。我々はヒト肝細胞をuPA/scid mouseに移植してhuman hepatocyte chimeric mice(以下キメラマウス)を作製し,HCVを感染させることにより肝炎ウイルスキャリア動物モデルの開発を行った。【方法】戻し交配により得られたuPA/scid mouse(26週齢)に対して,生後9ヶ月のヒト肝細胞を経脾的に移植しキメラマウスが作製された。キメラマウスのヒト肝細胞置換率(以下キメラ率)は肝組織のサイトケラチン8/18による免疫染色およびマウス血中ヒトアルブミン濃度により算出し,HCV陽性患者血清を頚静脈より接種した。接種後2週間ごとに採血し,RT nested-PCRで感染成立を検討した。また,real-time PCRでそれぞれのウイルス量を定量的に測定した。【成績】キメラ率が20%未満ではウイルス血症の確認は困難であった。キメラ率30%以上のマウスでは非凍結血清の接種後2週目よりHCV感染成立および持続感染が確認され、10^4-10^6copy/mlのウイルス血症が最長10週間持続した。凍結保存した血清では同様のキメラ率のマウスに接種した場合でも,感染性が失われることもあり,検体保存に注意を要した。組織学的検討ではヒトアルブミン陽性細胞(ヒト肝細胞)はコア抗原、NS5A陽性(HCV感染細胞)であり、置換されたヒト肝細胞に特異的にHCVが感染し、複製していることが確認された。HCVに対する抗ウイルス効果をみるために,HCVの感染が成立したキメラマウスにIFNαの筋肉内投与を行ったところ,投与2-4週間で3-5LogのHCVウイルス量の低下を認め,投与中止によりHCVウイルス量は前値まで回復した.本キメラマウスはscidマウスであることより,今回のIFN投与によるウイルス量の低下は,免疫機構を介したウイルスの排除ではなく,IFNが直接肝細胞に作用して抗ウイルス作用を持つ物質を誘導していることが示唆された.[目的]ウイルスの生物学的特性の研究や抗ウイルス薬の開発には小動物を用いた感染モデルが必須である。しかしC型肝炎ウィルス(HCV)はヒトおよびチンパンジーのみに感染可能なため、小動物を用いた感染モデルは確立していない。[方法]戻し交配により得られたuPA/scid mouse(26週齢)に対して,生後9ヶ月のヒト肝細胞を経脾的に移植しキメラマウスが作製された。キメラマウスのヒト肝細胞置換率(以下キメラ率)は肝組織のサイトケラチン8/18による免疫染色およびマウス血中ヒトアルブミン濃度により算出した。キメラ率0.180%のマウスに,HCV陽性患者血清を頚静脈より接種した。[成績]キメラ率が20%未満ではウイルス血症の確認は困難であった。[結語]ヒト肝細胞キメラマウスを用いてHCVキャリアマウスモデルを作製した。肝炎ウイルス複製メカニズムの検討や薬物治療における効果の評価など応用範囲の広いモデルとなることが期待される。【目的】ウイルスの生物学的特性の研究や抗ウイルス薬の開発には小動物を用いた感染モデルが必須である。しかしC型肝炎ウイルス(HCV)はヒトおよびチンパンジーのみに感染可能なため、小動物を用いた感染モデルは確立していない。

組織学的検討ではヒトアルブミン陽性細胞(ヒト肝細胞)はコア抗原、NS5A陽性(HCV感染細胞)であり、置換されたヒト肝細胞に特異的にHCVが感染し、複製していることが確認された。【目的】小動物を用いたHCV感染モデルは確立していない。我々はヒト肝細胞をuPA/scid mouseに移植してhuman hepatocyte chimeric mice(以下キメラマウス)を作製し,HCVを感染させることにより肝炎ウイルスキャリア動物モデルの開発を行った。【方法】戻し交配により得られたuPA/scid mouse(26週齢)に対して,生後9ヶ月のヒト肝細胞を経脾的に移植しキメラマウスが作製された。キメラマウスのヒト肝細胞置換率(以下キメラ率)は肝組織のサイトケラチン8/18による免疫染色およびマウス血中ヒトアルブミン濃度により算出し,HCV陽性患者血清を頚静脈より接種した。接種後2週間ごとに採血し,RT nested-PCRで感染成立を検討した。また,real-time PCRでそれぞれのウイルス量を定量的に測定した。【成績】キメラ率が20%未満ではウイルス血症の確認は困難であった。キメラ率30%以上のマウスでは非凍結血清の接種後2週目よりHCV感染成立および持続感染が確認され、10^4-10^6copy/mlのウイルス血症が最長10週間持続した。凍結保存した血清では同様のキメラ率のマウスに接種した場合でも,感染性が失われることもあり,検体保存に注意を要した。HCVに対する抗ウイルス効果をみるために,HCVの感染が成立したキメラマウスにIFNαの筋肉内投与を行ったところ,投与2-4週間で3-5LogのHCVウイルス量の低下を認め,投与中止によりHCVウイルス量は前値まで回復した.本キメラマウスはscidマウスであることより,今回のIFN投与によるウイルス量の低下は,免疫機構を介したウイルスの排除ではなく,IFNが直接肝細胞に作用して抗ウイルス作用を持つ物質を誘導していることが示唆された.
証券開示規制において開示情報の正確性を維持する法システムの研究

証券市場における評判仲介機関であるゲートキーパーの不履行の原因および解決方法に関して、バブル説だけでゲートキーパー不履行は説明がつくのではないかという疑問がありうるかもしれない。しかし、バブル期でないときでも「機会主義的行動」によるゲートキーパー不履行(バブル期では評判資本の価値の低下のために沈黙(不履行)が低コストのために合理的な選択となるのだが)の可能性が想定される(たとえば、発見コストが依然として高いために、または、寡占状況であるために)。また、バブル期であるかどうかに関わりなく特定の利益相反を排除した場合、当該特定の利益相反に関係する不履行が一定程度抑止されることになるかもしれない。しかし、当該利益相反の規制の非効率性により、または、それ以外の潜在的な利益相反(機会主義的行動)の存在によりゲートキーパー不履行が想定される(ただ、バブル期において当該行動のためのインセンティブが一層高いということであろう)。さらに、ゲートキーパーのサービスに関する情報開示を行うことによって、評判仲介機関であるゲートキーパーの不履行は一定程度抑止しうるだろうが、いずれにしても不履行を発見するコストが依然として存在するだろうから、これだけで不履行を抑止することは困難だろう。したがって、以上のように考えられうるゲートキーパー不履行の問題を懸念する程度において、評判仲介機関であるゲートキーパーに対しても有効な抑止のために不履行自体を問題とする一定の法的責任を課し、不履行自体に対する期待法的リスクを高めるべきというシナリオである一般的抑止不能説は重要となる。ゲートキーパーの不履行に対する法的責任(エンフォースメント)には、概していうならば行政規制によるものと民事責任によるものとがある。また、法的責任のために適切な「義務」と「サンクション」が設定されなければならない。ゲートキーパーの不履行に対する法的責任(エンフォースメント)には、概していうならば、行政規制によるものと民事責任によるものとがある。
関節軟骨傷害に対する自家骨軟骨移植方法の開発

<目的>関節軟骨傷害に対する自家骨軟骨移植術は感染の危険性が低く、また、移植軟骨片には軟骨下骨の早期骨癒合により移植片の安定性が保持されるなどの長所がある。しかし、自家軟骨を採取するため修復できる大きさに限界がある。そこで、大きな欠損に対する自家骨軟骨移植術を開発するため、移植する軟骨片の大きさと数の変化によって、どのような欠損を修復できるかどうかを動物実験で検討した。<方法>軟骨下骨を貫通してくり抜いて関節軟骨全層欠損を作成したのち、摘出した骨軟骨片をそのまま戻し欠損部に大きさと形が一致した群(I群)、くり抜いた骨軟骨片を縦に半分に割った後に戻し不十分な移植を行った群(II群)、くり抜いて欠損のまま放置した群(III群)の3種類の移植術モデルを作成し観察した。<結果>I群では他の群と比較して極めて良好な軟骨修復が得られた。また、欠損部を一部残した状態での治療のモデルであるII群でも、欠損部を放置したIII群より良好な結果であった。しかし、IおよびII群とも組織学的には移植した軟骨は周囲の軟骨より厚く、細胞数も増加しており、移植された軟骨の構造は正常とは異なっていた。<考察および新たな知見>自家骨軟骨移植では、組織学的にも免疫組織学的にも硝子軟骨の変性は見られず、有効な方法であることを見出した。また、移植に際しては、できるだけ大きさや形が類似している骨軟骨片で修復することが重要と考えられた。しかし、移植した軟骨は周囲の軟骨より厚く、細胞数も増加しており、移植された軟骨の形態学的構造が異なることを見出した。骨軟骨移植術に際して軟骨細胞数が増加する因子を解明することにより関節軟骨の再生をはかることができることが示唆された。【目的】自家骨軟骨移植は感染の危険性が低いことや軟骨下骨の骨癒合により移植片の安定性が確保されることなどの長所があり、関節軟骨損傷に対する治療方法の一つとして普及しつつある。本研究では自家骨軟骨移植術後の軟骨の変化を組織学的に解析した。【方法】家兎の大腿骨顆間部より、直径7mm、深さ5mmの軟骨下骨を貫通して海綿骨に達する骨軟骨片をくりぬいて摘出した。摘出した骨軟骨片をそのまま元の部位に戻した。術後摘出した標本を、Safranin 0染色した後に観察した。【結果】術後2週で軟骨下骨の骨癒合が得られ、移植片は生着していた。戻した骨軟骨片と周囲の関節軟骨との接合部でわずかな段差を認めたものの、骨軟骨片の表面は平滑であった。Safranin 0による染色性は保たれていたが、骨軟骨片の軟骨は周囲の健常軟骨よりも厚く、中間層や深層では細胞数が増加していた。その後24週まで、いずれの時点でも肉眼的には戻した骨軟骨片の表面は平滑であったが、組織学的には骨軟骨片の軟骨は周囲の健常軟骨より厚くなったままで、中間層や深層では細胞数が増加したままであった。【考察】本研究では摘出した軟骨片をそのまま元の部位に戻す、即ち、軟骨欠損部に完全に一致した理想的な骨軟骨移植を行った場合の軟骨の組織学的変化を解析した。術後早期に軟骨下骨の骨癒合が認められ、骨軟骨片の表面は平滑に保たれ、移植片は生着していたことより、有効な軟骨移植術と考えられた。しかし、移植された骨軟骨片の軟骨層は周囲の健常軟骨より厚くなり、中間層や深層では細胞数が増加するという変化が見られた。このような報告はこれまでになく、今後、長期的な効果を評価するためには細胞数が増加する原因を究明することが軟骨修復に重要な要因を解明する上での課題と考えられた。
気道過敏性発症時の気管支平滑筋におけるRhoA活性化機構の変化

1.正常ラットの気管支平滑筋においてACh刺激により収縮が起きるが、この時低分子量Gタンパク質RhoAが細胞膜に移行すること、すなわち活性化されることが判明した。また抗原誘発気道過敏性ラットではACh収縮が増強して発現するが、RhoAの細胞膜への移行量が正常ラットのそれより著しく増大していた。このことはRhoAの活性化の増強がアレルギー時に発現し、気管支収縮性を亢進していることを示唆する。2.気道過敏性ラットのACh誘発気管支収縮の増大は正常ラットのそれと異なり、百日咳毒素(PTX)によって有意に抑制された。このことはこの増大反応にG_iタンパク質が関与していることを示唆している。Western blotによって気道過敏性ラット気管支ではG_<i3>タンパク質レベルが増大していることが明らかになった。このことはG_qタンパク質ばかりでなく、G_iタンパク質も気道過敏性に関与していることを示唆している。3.β-Escinにて膜透過性にしたラット肺内気管支平滑筋では一定Ca^<2+>濃度においてもAChによってさらに収縮が増強された。すなわちCa^<2+>感受性亢進現象が観察された。この現象は選択的Rho kinase(ROCK)阻害薬であるY-27632によって完全に抑制された。また同気管支平滑筋にROCK-1およびROCK-2タンパク質が発現していることも明らかになった。以上から過敏性気管支ではRhoA/ROCK系を介したCa^<2+>感受性亢進が作動することが判明した。4.ラットにおける抗原誘発気道平滑筋収縮反応の増強は、気管支では観察されたが、気管では認められなかった。抗原反復チャレンジした場合、RhoAタンパク質の発現増大は気管支では見られたが、気管では見られなかったという事実と対応していた。以上から気道過敏性の発現にはRhoAタンパク質の介在が不可欠であることが示された。5.ラット気管支平滑筋を酵素液で単離し、共焦点レーザー操作蛍光顕微鏡下にRhoAの一次抗体と二次抗体を用い、ACh処置によりRhoAが細胞膜周辺へ移行することすなわち活性化が証明できた。1.気管支喘息の根底にある気道過敏性の発症における三量体Gタンパク質の関与について検討した。DNP-Ascaris抗原で感作し反復チャレンジしたラットの摘出気管支ではAChに対する反応性は著明に増大した。この気道過敏性は百日咳毒素(PTX)前処置(6hr,37°C)によって有意に抑制された。気道過敏性動物の気管支ではGi/ofamilyのα-サブユニットのうちGα_<13>レベルが有意に増加していることが明らかになった。他にG_<12>とG_<13>の発現増大も示された。2.気道過敏性ラットの主気管支と下部気管における気道過敏性の発現程度と単量体Gタンパク質RhoAの発現程度との関連性を検討した。反復抗原チャレンジした動物の摘出主気管支では気道過敏性がみられたが、気管ではみられなかった。これと対応して、RhoAの発現も主気管支では有意に増加していたが、気管では変動がなかった。RhoAの気道過敏性における役割が示唆された。3.気道過敏性ラットの摘出気管支におけるRhoAの活性化状態を検討した。

正常動物でもACh投与により、気管支平滑筋細胞においてRhoAが細胞質から細胞膜へ移動することが判明した。気道過敏性組織ではその移動率はさらに増大していた。RhoAは細胞膜に移動することで活性化されるので、気道過敏性気管支ではRhoA活性化が強く発現していることが明らかになった。1.ラット気管支平滑筋におけるACh誘発RhoA translocationに関与するムスカリン受容体サブタイプを検討した。M2受容体遮断薬methoctramineとM3受容体遮断薬4-DAMPを使用したが、4-DAMPのみによってRhoA translocationと気管支収縮が抑制されたことから、AChのこうした一連の作用はM3受容体を介することが明らかになった。2.ラット気管支平滑筋細胞を酵素液で単離し、スライドガラス上で固定し、RhoAの一次抗体と二次抗体を用いて、細胞内Rhoaの局在を観察した。ACh処置によりRhoAは細胞膜周辺へ移行することが、共焦点レーザー操作蛍光顕微鏡によって明らかにでき、収縮反応との関連性が証明できた。3.CPI-17は平滑筋特異的phosphatase阻害タンパク質であるが、ラット気管支平滑筋においてこのタンパク質が存在すること、またACh処置により濃度依存的に細胞内CPI-17のリン酸化が亢進し活性化されていることが明らかになった。このリン酸化がprotein kinase C阻害薬であるcalphostin CやROCK阻害薬Y-27632で阻害されることが示され、ACh収縮は一部CPI-17リン酸化を介していることが示唆された。4.サイトカインであるTNF-αを24時間ラット気管支平滑筋とインキュベートするとhigh K^+の反応には影響ないが、ACh収縮反応を増強することが明らかになった。
マイクロＲＮＡによるネコ肥満・糖尿病の病態解明とバイオマーカーへの応用

ネコの肥満や糖尿病の病態形成に関与するマイクロRNA(miRNA)を網羅的に検索することを目的として、次世代シークエンサーを用いて脂肪組織および血中エクソソームに含まれるmiRNAの同定を行った。脂肪組織では少なくとも169種類の新規ネコmiRNAが同定され、標的としては血管新生や脂肪分化促進あるいは脂肪分化抑制に働く遺伝子が推定された。マイクロRNA(miRNA)は低分子のノンコーディングRNAであり、主に翻訳を阻害し、遺伝子の発現制御を行っている。本研究ではネコの代謝、特に糖尿病や肥満におけるmiRNAの役割を解析するために次世代シーケンサー(NGS)によるネコmiRNAの網羅的解析を行った。健常成雌ネコ(雑種)の後腹膜脂肪組織RNAをNGSで解析し、データベース上の他動物種の既知miRNA配列とBLASTNによる相同検索を実施した。相同検索の結果、成熟miRNAと一致したものが669万本、またヘアピンmiRNAのデータベース配列と一致したものが2万本あった。データの精度を上げるためにリード本数が50本以下の配列を解析から除外し、また配列の重複を精査した結果、今回169種類がネコmiRNAとして新規に同定された。マイナーフォームであるmiRNAスターは見いだされていない。またネコ脂肪組織には少なくとも26種類以上のmiRNA-5pおよび-3pが存在することが明らかとなった。ネコ脂肪組織でもっとも発現が高いのはmiR-10bで、ついでmiR-143であった。ブタ脂肪組織での発現をみた報告との比較では、上位40種のうち異なっていたのは12種類のmiRNAだけで、あとは発現量に違いはあるもののほぼ同じであった。もっとも発現の多いmiR-10bは脂肪細胞分化への影響はほとんど報告されておらず、標的遺伝子がEカドヘリンでありため血管増生に関わると考えられる。脂肪組織は血管新生が盛んなためと推測される。また、脂肪分化を促進するmiRNAと抑制するmiRNAが混在していたが、組織での解析のためさまざまなステージの細胞が混在した結果と思われる。マイクロRNA(miRNA)は1825塩基の非翻訳RNAであり、転写調節に関わることで、発生・分化・癌化などに関与している。現在までにネコにおけるmiRNAの報告が皆無であることから、本研究ではネコmiRNAが肥満・糖尿病に関わる分子機構を明らかにすることを目的として研究を行った。まず平成24年度には、ネコの白色脂肪組織より抽出したRNAを用いて次世代シークエンサーによる網羅的解析を行った。総リード数1,072万本のうち17塩基以上の配列を持つ1,012万本を対象に、NCBIより取得したドラフトネコゲノム配列(Felis_catus-6.2)に対してマッピングを行った。その結果、ゲノム配列上にマップされたリード本数は843万本(83.3%)であり、169万本(16.7%)がマップできない配列であった。マップされた配列のうち、マップ箇所20以下の特異的配列839万本(82.9%)を用いて、miRBase上の既知配列とのBLAST検索を実施した。miRBase上の既知のmiRNAと完全一致した配列は684種類が同定された。現在、miRBase上にネコマイクロRNAのデータは登録されていないため、これらの配列を登録すべく詳細の精査を行っている。また、今回のリード本数の結果より白色脂肪組織においてはmiR-10b、miR-143、miR-148a-5p、miR-22、miR-10a-5p、miR-27b等の発現が多いことが明らかとなった。ネコの血中に発現するmiRNAを同定するとともに、栄養状態変化の指標とするために、摂食後の時間変化による血中のmiRNA発現の変動を検討した。1日1回の給餌(8:00am)で飼育しておる健常な雄ネコ5匹を用い、食前(1時間前)、食直後(1時間後)、食後23時間(翌日7:00am)に経時的に採血し、血清を採取した。各個体から得られた血清1mLを混合し、各採血時点におけるプール血清(総量5mL)を作成した。このプール血清からエクソソームを分離した。さらに、このエクソソームからmiRNAに相当する低分子RNAを抽出した。血清(エクソソーム)に含まれるmiRNAの解析はillumina HiSeq2000でシーケンス(50bp,シングルリード)し、得られたデータをリファレンス配列となるネコドラフトgenomeへマッピングを行なった後、RPM(百万リード当たりの発現量)ファイルを作成しデータベースへ相同検索した。RPMを元に発現の多いmiRNAを調べたところ、どの時点でも発現の多いmiRNA種はほぼ同じであった。その中でも、hsa-miR-548anに部分的に相同性の高いmiRNA(未同定ネコmiRNA)は空腹時、つまり給餌前と食後23時間で発現が多く、miR-140-3pも同様な傾向を示した。逆にbta-miR-2340と相同性の高いmiRNA(未同定ネコmiRNA)は食直後に最も発現が高くなった。

今回解析を行ったエクソソーム中に発現の多いmiRNA種は、脂肪組織で発現が見られたmiRNA種とは異なるものであった。本研究で同定されたネコ血中miRNA種は、先の研究で行われた脂肪組織に発現するmiRNAと併せて、ネコの肥満・糖尿病の病態解明、診断への応用に重要なツールとなる。獣医生化学次世代シークエンサー(NGS)によるネコmiRNAの解析は当初計画案のとおりに進行し、169種類のネコmiRNAを得ることができた。解析に予定以上の時間がかかったため計画の進行に多少の遅延が生じたことは否めない。平成25年度には、この同定されたネコmiRNAのデータをもとに、ヒト、マウスなどの既存のmiRNAからネコmiRNAと同じ配列を選び出し、ネコmiRNA用カスタムマイクロアレイを作製する計画であった。しかし、NGSで得られたデータを検討したところ、既存のマイクロアレイではネコ特有のmiRNAのいくつかが検出できず、またネコ脂肪組織のNGS解析では検出されなかった未知miRNAを見逃す恐れがあることが予想された。そこで当初計画案を変更し、カスタムマイクロアレイの作製計画は中止し、ネコ血中miRNAの解析もNGSを利用した網羅的解析で行うことにした。そのために、平成25年度に申請したカスタムアレイ作製にかかる経費を平成26年度に繰り越して使用する計画に変更した。また培養脂肪細胞を用いたネコmiRNAの機能解析についてはNGSの解析結果に基づいて、脂肪組織中で多量に発現しているmiRNA種をリアルタイムPCRでmiRNA種別毎に発現量確認を行っている。概ねNGSの結果とリアルタイムPCRの結果には関連があるようであるが、詳細については現在追加解析中である。また標的候補遺伝子の発現量については確認が遅れており、鋭意実験を実施している状況である。当初計画案からは詳細な解析部分に多少の遅れが見られるが、全体としては致命的な遅延などは認められず問題ない範囲と判断できる。当初計画案のとおり、ネコ白色脂肪組織に発現するmiRNAの塩基配列決定はすでに終了している。総リード本数は予定よりも若干少ない約1,000万リードであったが、解析には十分なデータが得られた。このデータをネコドラフトゲノムにマッピング後、既存のmiRaseデータベースでBLAST検索を行ったところ684種類のネコmiRNAを同定することができた。加えて複数の新規miRNA候補配列も同定されており、二次構造解析や発現解析などにより詳細を検討中である。しかし、データの解析に予想以上の時間を要したため、当初、平成24年度中に登録を完了する予定だったmiRBaseデータベースへの登録が完了していない。それ以外の点は概ね計画どおり進行していると判断する。最終年度となる平成26年度では、ネコ血中miRNAの測定を行い診断用バイオマーカーとしての可能性を検討する予定である。前述したように当初計画したカスタムアレイによる解析ではネコmiRNAの解析には不十分であるため、血中miRNA解析にもNGSを利用する計画に変更した。NGS解析は計画当初よりも安価に利用できるとはいえ、カスタムアレイよりも経費が必要となることから、個体別の解析をせずにプールした血清を解析に用いる群解析とすることにした。
スピン偏極STM発光分光法の開発及び二次元半導体におけるスピン-光変換の解明

スピン-光変換は、電子のスピン状態を光の偏光状態に転写する事で、スピントロニクスにおいて電子にはない光の特性を利用可能とする重要な概念である。スピントロニクスにおけるスピン-光変換材料として、超高効率変換を実現する二硫化タングステンWS2薄膜が注目されている。しかし、二次元性ゆえの問題も抱えており、未解明の欠陥/不純物効果やスピン注入の困難性が、二次元半導体におけるスピン-光変換研究の進展を妨げている。そこで、従来の測定手法では解明困難であったこうした課題に対し根本的な解を与えるべく、「スピン偏極STM発光分光法の開発」を提案する。本研究では、(1)スピン偏極STM発光分光法の確立、(2)スピン-光変換における欠陥/不純物効果の解明、(3)スピン流の原子スケールマッピング、の三つの研究項目を遂行する。“STM発光分光"と“スピン偏極STM"という二つの世界最先端の技術を融合した“スピン偏極STM発光分光法"の開発を実現し、二次元半導体におけるスピン-光変換のナノサイエンスという未踏の研究領域の開拓に挑む。本年度は、昨年度に立ち上げたスピン偏極STM発光分光システムにおいて、テスト試料としてGaAs(110)の測定を行い、スピン-光変換の観測を行った。実験結果では、注入したスピン偏極電子に対して偏光発光が観測され、スピン注入効率は60%70%に到達することが明らかとなった。また、偏光発光分光から、バンド間遷移の状況に応じてスピン-光変換効率に違いが生じることも明らかとなった。本研究は、スピン偏極STM発光分光法の開発とその測定法を利用したスピン-光変換の観測/制御に分けられ、昨年度では、測定法開発にあたる部分で技術的なシステム構築で大きな前進があったが、本年度は、その手法を用いたスピン-光変換過程の観測で重要な成果を得ることができた。具体的には、スピン注入に対する発光応答がよく調べられているバルクGaAsの(110)表面に対して、磁性探針を用いた単原子レベルでスピン注入を行い、発光される光の偏光/分光観測を行った。この結果として、16%前後の偏極率で円偏光が観測され、確かに電子のスピンから光の偏極情報へ変換される(スピン-光変換)ことが明らかとなった。また、磁性探針からスピン偏極した電子を注入可能なことが確認でき、屈折率とGaAsの遷移確率から偏光偏極率から注入された電子のスピン偏極率を逆算すると、概算で6070%程度にも達し、磁性金属から半導体へ非常に高効率でスピン注入される事が明らかとなった(光学測定系における不明なロスは含めない)。また、偏光シグナルの分光を行うと、光子のエネルギーに応じて偏極率の明確な変化が観測された。ここから、スピンがバンド間遷移における遷移確率の違いに応じてスピン-光変換効率が異なることも明らかとなった。昨年度と今年度において、テスト試料として採用したGaAsにおけるスピン偏極STM発光分光法は完全に確立されたといえ、原子レベルでのスピン注入とその応答としての偏光発光分光は明確に観測可能となった。次のステップは、この技術を用いてスピン流を観測/制御することにある。そこで今後は、系の次元を三次元(バルクGaAs)から二次元へ落とし、スピン流の拡散を制御しつつその可視化を目指す。その重要なステップとして、二次元半導体の作製を共同で進めつつ、スピン偏極STM発光分光も更なる改善を行うため、磁場制御が可能な新しいSTMの立ち上げを行う。本年度は、STM発光計測が実現されているSTM装置において、スピン偏極STM測定を実現し、磁場印加状態における偏光発光計測を行った。1イリジウム表面上の鉄試料において、スパイラルスピンの磁気構造観測を実現し、当研究室のSTM装置においてスピン偏極STM測定を確立した。2当研究室STM装置において永久磁石による磁場印加を実現し、GaAs試料に関して偏光発光の観測を行った。本研究は、スピン偏極STM発光分光法の開発とその測定法を利用したスピン-光変換の観測/制御に分けられ、本年度では、測定法開発にあたる部分で大きく前進したといえる。まず、STM発光が実現されている当研究室のSTMにおいて、スピン偏極STM測定を実現した事にある。

この実現には、通常では磁場印加が不可能な当研究室のSTMにおいて、永久磁石を利用した磁場印加メカニズムを開発した事が大きく影響しており、イリジウム上に成長した鉄薄膜に関して0.3 T程度の磁場下でスパイラルスピン構造の観測に成功した。これにより、スピン偏極STM測定が当研究室のSTM測定システムで実現可能な事が示されたと同時に、後にスピン流を導入する肝となるスピン偏極STM探針に関して、この試料を基準にして比較検討可能となった。また、電流を導入した場合に円偏光が発生する事がよく知られているGaAsに関して、円偏光測定のテストを行った。波長板と検光子の単純な組み合わせを用いて分光を行うと、通常の探針(磁性探針出ない)で電流を注入した場合は右回り円偏光と左回り円偏光が等量観測される事を確認できた。スピン-光変換は、電子のスピン状態を光の偏光状態に転写する事で、スピントロニクスにおいて電子にはない光の特性を利用可能とする重要な概念である。スピントロニクスにおけるスピン-光変換材料として、超高効率変換を実現する二硫化タングステンWS2薄膜が注目されている。しかし、二次元性ゆえの問題も抱えており、未解明の欠陥/不純物効果やスピン注入の困難性が、二次元半導体におけるスピン-光変換研究の進展を妨げている。そこで、従来の測定手法では解明困難であったこうした課題に対し根本的な解を与えるべく、「スピン偏極STM発光分光法の開発」を提案する。本研究では、(1)スピン偏極STM発光分光法の確立、(2)スピン-光変換における欠陥/不純物効果の解明、(3)スピン流の原子スケールマッピング、の三つの研究項目を遂行する。“STM発光分光"と“スピン偏極STM"という二つの世界最先端の技術を融合した“スピン偏極STM発光分光法"の開発を実現し、二次元半導体におけるスピン-光変換のナノサイエンスという未踏の研究領域の開拓に挑む。本年度は、昨年度に立ち上げたスピン偏極STM発光分光システムにおいて、テスト試料としてGaAs(110)の測定を行い、スピン-光変換の観測を行った。実験結果では、注入したスピン偏極電子に対して偏光発光が観測され、スピン注入効率は60%70%に到達することが明らかとなった。また、偏光発光分光から、バンド間遷移の状況に応じてスピン-光変換効率に違いが生じることも明らかとなった。本研究は、スピン偏極STM発光分光法の開発とその測定法を利用したスピン-光変換の観測/制御に分けられ、昨年度では、測定法開発にあたる部分で技術的なシステム構築で大きな前進があったが、本年度は、その手法を用いたスピン-光変換過程の観測で重要な成果を得ることができた。具体的には、スピン注入に対する発光応答がよく調べられているバルクGaAsの(110)表面に対して、磁性探針を用いた単原子レベルでスピン注入を行い、発光される光の偏光/分光観測を行った。この結果として、16%前後の偏極率で円偏光が観測され、確かに電子のスピンから光の偏極情報へ変換される(スピン-光変換)ことが明らかとなった。また、磁性探針からスピン偏極した電子を注入可能なことが確認でき、屈折率とGaAsの遷移確率から偏光偏極率から注入された電子のスピン偏極率を逆算すると、概算で6070%程度にも達し、磁性金属から半導体へ非常に高効率でスピン注入される事が明らかとなった(光学測定系における不明なロスは含めない)。また、偏光シグナルの分光を行うと、光子のエネルギーに応じて偏極率の明確な変化が観測された。
慢性閉塞性肺疾患における組織再構築に関する研究-好中球,好酸球による増殖因子発現の分子生物学的解析

1.慢性気管支炎と気管支喘息患者および正常群からの気管支生検組織における、TNFα、TGFβ1およびPDGF-BのmRNAと蛋白の発現を、それぞれin situ hybridizationまたはimmunohistochemistryを用いて検討した。(1)これらのmRNAは、慢性気管支炎においては気管支上皮細胞や線維芽細胞、マクロファージにより、喘息では、主に好酸球により発現されていた。一方、正常群では、間質系の細胞にTGFβ1mRNAの局在は認められたものの、PDGF-BおよびTNFαmRNAは殆ど認められなかった。(2)mRNA発現細胞数を、三群間で半定量的に比較した。喘息群では、PDGF-Bにおいてのみ正常群より有意に多くの発現細胞を認めたが、慢性気管支炎群では、TGFβ1およびTNFαの発現はいずれの群よりも有意に強く、PDGF-Bにおいては喘息群と同程度に強い発現を認めた。即ち、慢性気管支炎および気管支喘息では、ともに慢性気道炎症が特徴とされているが、増殖因子の発現様式は異なることが明らかとなった。(3)PDGF-BおよびTNFαの蛋白は、慢性気管支炎と気管支喘息においては、気管支上皮細胞、血管内皮細胞、線維芽細胞やマクロファージに局在していたが、正常組織には認められなかった。2.気管支喘息および慢性気管支炎の患者から得られた喀痰中の細胞に、GM-CSF,IL-5およびIL-8の蛋白を、immunocytochemistryにより検出することができた。さらに、前者ではGM-CSFおよびIL-5陽性細胞の、後者ではIL-8陽性細胞の比率が有意に高かった。即ち、それぞれの病態発症に関与すると考えられているサイトカインが喀痰中の細胞にも検出可能であることから、喀痰も慢性炎症性気道疾患の病態解明のための有用な検体になりうることが明らかとなった。(1)気管支喘息患者の気管支生検および剖検組織において、TGFβ1およびPDGF-Bさらにこれらと協調的に作用するTNFαのmRNAの局在を、in situ hybridizationにて検出し、これらのmRNA発現細胞の多くが好酸球であることを、好酸球特異的染色により確認した。(2)さらに、同一の組織においてPDGF-BおよびTNFαの蛋白の局在を、気管支上皮細胞、血管内皮細胞、線維芽細胞、さらにマクロファージ、好酸球、肥満細胞様の細胞にimmunohistochemistryにより確認した。(3)一方、気管支喘息以外の患者から得られた正常気管支生検組織においては、間質系の細胞にTGFβ1mRNAの局在は認められたものの、PDGF-BおよびTNFαの遺伝子発現は認められなかった。(4)気管支喘息および慢性気管支炎の患者から得られたカクタン中の細胞に、PDGF-B蛋白をimmunocytochemistryにより検出した。気管支喘息に関しては、当初の目的であるTGFβ1およびPDGF-BのmRNAに加え、蛋白も検出でき、発現細胞の多くが好酸球であることを確認した。今後は、慢性気管支炎患者の気管支生検組織において、TGFβ1、PDGF-BさらにTNFαのmRNAと蛋白の局在の検出さらに局在する細胞の同定、特に好中球、を試み、気管支喘息患者の組織における結果と比較することにより、好酸球を主とする慢性気道炎症と好中球のそれにおける、増殖因子の発現に関しての差異あるいは特異性について検討してみたい。1.慢性気管支炎患者の気管支生検組織において、TGFβ1、PDGF-BおよびTNFαのmRNAが、気管支上皮細胞、繊維芽細胞、さらにマクロファージ様の細胞により発現されていることを、in situ hybridizationにて、確認した。

2.上記の組織においてPDGF-BおよびTNFαの蛋白の局在を、気管支上皮細胞、線維芽細胞、さらにマクロファージ様の細胞に、immunohistochemistryにより確認した。3.これらの増殖因子の遺伝子を発現している細胞数を、半定量的にスコア化し、慢性気管支炎と気管支喘息および正常コントロール(平成5年度のデータ)の間で比較した。(1)正常群と軽症気管支喘息群の間では、いずれの増殖因子においてもその発現に有意な差は認められなかった。(2)重症気管支喘息群では、正常群および軽症気管支喘息群に比し、PDGF-Bにおいてのみ、有意により多くの発現細胞を認めた。(3)慢性気管支炎群では、TGFβ1およびTNFαの発現はいずれの群よりも有意に強く、PDGF-Bにおいては重症気管支喘息群と同程度に強い発現を認めた。即ち、慢性気管支炎および気管支喘息では、ともに慢性気道炎症が特徴とされているが、増殖因子の発現様式は異なることが明らかとなった。4.気管支喘息および慢性気管支炎の患者から得られた喀痰中の細胞に、GM-CSF,IL-5およびIL-8の蛋白を、immunocytochemistryにより検出することができた。さらに、前者ではGM-CSFおよびIL-5陽性細胞の、後者ではIL-8陽性細胞の比率が有意に高かった。即ち、それぞれの病態発症に関与すると考えられているサイトカインが喀痰中の細胞にも検出可能であることから、喀痰も慢性炎症性気道疾患の病態解明のための有用な検体になりうることが明らかとなった。
超音速フリージェットPVDによるナノ組織・ナノ構造皮膜作製技術の開発

近年,構造材料に対する要求性能が益々過酷化する中,厳しい使用環境下での基材の損傷を保護する次世代コーティング技術の開発,コーティング皮膜の更なる特性向上が期待されている.コーティング技術の新しい概念としてTBCやEBCなどが世界的な規模で提唱・研究されているが,既存のコーティング技術(PVD, CVD,溶射法,メッキなど)では,次世代TBC, EBCを達成するのは不可能とされ,既存技術を超えた新たな原理によるコーティング技術の開発が切望されている.超音速フリージェットPVDは,不活性ガス雰囲気中で膜原料を蒸発させることにより生成させたナノクラスタを超音速(3.6km/s以上)のガス流により搬送,基板上に堆積,成膜させる新しい成膜原理によるコーティング技術である.本法は高い表面エネルギを有する生成直後のナノクラスタを高速に加速し高い運動エネルギを与え,ナノクラスタの堆積により成膜させるため,低温で高密度の膜の形成を可能である.また,蒸発原子をナノクラスタとして捕集し成膜させるため,既技術に比べ高い成膜速度を得ることが可能である.本研究成果により,数ナノメートルの微細結晶からなる,各種,金属膜,金属間化合物膜,セラミックス膜の形成を本法によって達成した.また平成18年度は,平成17年度の研究成果をもとにコーティング技術において最も重要な検討項目である基材と皮膜の剥離・密着性に着目し,密着性の基礎的評価として基材-皮膜間の硬度をナノインデンテーション法により評価検討した.その結果,本法により形成させた膜は組成の変化に伴い,皮膜硬度が連続的に変化していることを明らかとした.近年,構造材料に対する要求性能が益々過酷化する中,厳しい使用環境下での基材の損傷を保護する次世代コーティング技術の開発,コーティング皮膜の更なる特性向上が期待されている.コーティング技術の新しい概念としてTBCやEBCなどが世界的な規模で提唱・研究されているが,既存のコーティング技術(PVD, CVD,溶射法,メッキなど)では,次世代TBC, EBCを達成するのは不可能とされ,既存技術を超えた新たな原理によるコーティング技術の開発が切望されている.超音速フリージェットPVDは,不活性ガス雰囲気中で膜原料を蒸発させることにより生成させたナノクラスタを超音速(3.6km/s以上)のガス流により搬送,基板上に堆積,成膜させる新しい成膜原理によるコーティング技術である.本法は高い表面エネルギを有する生成直後のナノクラスタを高速に加速し高い運動エネルギを与え,ナノクラスタの堆積により成膜させるため,低温で高密度の膜の形成を可能である.また,蒸発原子をナノクラスタとして捕集し成膜させるため,既技術に比べ高い成膜速度を得ることが可能である.本研究成果により,数ナノメートルの微細結晶からなる,各種,金属膜,金属間化合物膜,セラミックス膜の形成を本法によって達成した.また平成18年度は,平成17年度の研究成果をもとにコーティング技術において最も重要な検討項目である基材と皮膜の剥離・密着性に着目し,密着性の基礎的評価として基材-皮膜間の硬度をナノインデンテーション法により評価検討した.その結果,本法により形成させた膜は組成の変化に伴い,皮膜硬度が連続的に変化していることを明らかとした.ガスタービンなどの発電関係,航空宇宙産業など,構造材料に要求される使用環境が益々過酷化する中,コーティング技術の重要性が増しつつあり,コーティング皮膜の更なる特性向上が期待されている.近年,厳しい使用環境下での基材の損傷を保護する次世代コーティング技術の概念としてTBCやEBCなどが世界的な規模で研究されているが,既存のコーティング技術(PVD, CVD,溶射法,メッキなど)では,次世代TBC, EBCを達成するのは不可能とされ,既存技術を超えた新たな原理によるコーティング技術の開発が切望されている.超音速フリージェットPVDは,不活性ガス雰囲気中で素材を蒸発させることにより生成させたナノクラスタを超音速(3.6km/s以上)のガスの流れにより搬送,基板上に堆積,成膜させる新しい成膜原理によるコーティング技術である.本法は高い表面エネルギを有する生成直後のナノクラスタを高速に加速し高い運動エネルギを与え,ナノクラスタの堆積により成膜させるため,低温で高密度の膜の形成を可能である.また,蒸発原子をナノクラスタとして捕集し成膜させるため,既技術に比べ高い成膜速度を得ることが可能である.本法を用いて、欠陥の無い高密度金属膜,TiおよびAlのナノクラスタを低温の基板上で物理的に混合させ、Ti基板から組成を連続的に傾斜化させたTiAl金属間化合物膜,高密度で100μmを超える厚膜の傾斜組成TiN膜の形成を達成し,本法が新しいコーティング技術として優れた特徴を有していることを示した.さらに,本法によるAl-Si膜の作製では,Alマトリックス中に10nm程度のSiが分散したナノコンポジット膜の形成を達成した.近年,構造材料に対する要求性能が益々過酷化する中,厳しい使用環境下での基材の損傷を保護する次世代コーティング技術の開発,コーティング皮膜の更なる特性向上が期待されている.コーティング技術の新しい概念としてTBCやEBCなどが世界的な規模で提唱・研究されているが,既存のコーティング技術(PVD,CVD,溶射法,メッキなど)では,次世代TBC,EBCを達成するのは不可能とされ,既存技術を超えた新たな原理によるコーティング技術の開発が切望されている.