hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レーザー加熱による高分子材料の延伸・熱処理で発現する高次構造と力学特性について

本研究課題においては、微小な張力を加えた繊維を一定速度で移動させた状態で、繊維に連続炭酸ガスレーザーを照射すると、数千から数万倍の延伸倍率にまで繊維は延伸され、容易に繊維の微細化が可能であることを見いだした。このレーザー加熱延伸法は、これまでにポリ(エチレンテレフタレート)(PET)、ナイロン6およびイタクトポリプロピレン(it-PP)繊維に適用され、2回にわけて処理すると繊維径2μm以下の超極細繊維を得ることができる。また、繊維軸方向に配向した微結晶の存在が、広角X線写真かち確認できる。得られた超極細繊維の走査型電子顕微鏡写真からは、延伸繊維の表面にはレーザーアブレーションによる繊維表面の劣化は認められず、繊維径および繊維表面は均一である。極細繊維の製法としては、直接紡糸法、多成分紡糸法および特殊紡糸法あり、これらの極めて特殊な手法でのみ、超極細繊維が作製されてきた。これらの技術では、極細化は限られた繊維にのみ可能であり、その応用範囲も限定されていた。一方、レーザー加熱法による繊維の極細化は、一般的な分子量を有するポリマに適用でき、結晶性高分子、非晶性高分子や耐熱性高分子などあらゆる繊維の極細化が可能となり、新たな作製法として期待される。今後、延伸条件をさらに検討すれば、サブミクロンオーダーの超極細繊維の作製も可能となり、ナノマテリアルとしてナノテクノロジーへの応用展開も考えられる。なお、レーザー加熱法による繊維の極細化に関する3件の特許を出願中である。平成12年度では、炭酸ガスレーザー加熱システムの構築および処理条件の最適化を主たる研究の目的とする。この目的を達成するために、以下に示す研究実施計画に従って実験を進めた。(1)炭酸ガスレーザー(現有設備)で繊維を均一に加熱できるように光学系を作製した。また、レーザー加熱時の繊維の表面温度を測定するために温度分布解析装置(購入設備)をレーザーの光学系に組込み、レーザー加熱延伸および熱処理時における繊維表面の温度測定が、正確に行えるようになった。(2)レーザー出力、延伸張力および繊維の移動速度を種々変えてポリ(エチレンテレフタレート)(PET)およびナイロン6繊維を種々の条件下でレーザー加熱延伸および熱処理を行い、得られた繊維の延伸倍率と複屈折の関係から、延伸条件と配向性との相関を求め、高い延伸効率が得られる条件を決定した。(3)最適条件で延伸したPETおよびナイロン6繊維の配向性および結晶性を向上させ、その力学的性質をさらに改善することを目指し、レーザー加熱延伸繊維にレーザー熱処理を施した。その結果、PET繊維では、25°Cにおける動的弾性率は約30 GPa、結晶化度は約55%および複屈折は約0.26に達し、力学特性、結晶性や配向性も極めて高い繊維を得ることができ、また、ナイロンにおいても同様の傾向が見られた。これらの結果は、炭酸ガスレーザーゾーン延伸・熱処理法が繊維の力学的性質を向上させるのに有効であることを示唆する。なお、以上の結果は、平成12年9月に開催された高分子学会において発表され、現在学術雑誌に投稿中である。また、平成13年5月と6月に開催される学会において、発表する予定である。さらに最近、PET繊維を高いレーザー出力の下で高速でレーザー延伸を行うと、繊維は超延伸され、繊維径が10μm以下になることが確認された。得られた繊維の直径は均一でほぼ無配向である。この繊維をさらに延伸・熱処理することで、超微細繊維作製の新たな方法となることが期待される。平成13年度においては、微小な張力を加えた繊維を一定速度で移動させた状態で、繊維に連続炭酸ガスレーザーを照射すると、数千から数万倍の延伸倍率にまで繊維は延伸され、容易に繊維の微細化が可能であることを見いだした。このレーザー加熱延伸法は、これまでにポリ(エチレンテレフタレート)(PET)、ナイロン6およびイソタクトポリプロピレン(it-PP)

繊維に適用され、2回にわけて処理すると繊維径2μm以下の超極細繊維を得ることができる。また、繊維軸方向に配向した微結晶の存在が、広角X線写真から確認できる。得られた超極細繊維の走査型電子顕微鏡写真からは、延伸繊維の表面にはレーザーアブレーションによる繊維表面の劣化は認められず、繊維径および繊維表面は均一である極細繊維の製法としては、直接紡糸法、多成分紡糸法および特殊紡糸法あり、これらの極めて特殊な手法でのみ、超極細繊維が作製されてきた。これらの技術では、極細化は限られた繊維にのみ可能であり、その応用範囲も限定されていた。一方、レーザー加熱法による繊維の極細化は、一般的な分子量を有するポリマーに適用でき、結晶性高分子、非晶性高分子や耐熱性高分子などあらゆる繊維の極細化が可能となり、新たな作製法として期待される。今後、延伸条件をさらに検討すれば、サブミクロンオーダーの超極細繊維の作製も可能となり、ナノマテリアルとしてナノテクノロジーへの応用展開も考えられる。なお、レーザー加熱法による繊維の極細化に関する3件の特許を出願中である。
花粉媒介昆虫にとって魅力的な花器形質の解析に基づく採種効率向上の試み

本研究は、一代雑種品種の代表であるアブラナ科作物をモデルとして、花粉媒介昆虫にとって魅力的な花器形質とは何かを昆虫の「感覚」に基づいて明らかにし、化学生態学,昆虫行動学、受粉生物学の観点から受粉行動を解析し、新たな育種目標の探索を試みることを目的にしている。Brassica rapaを用いたF1採種における両親系統の開花同調性がF1純度あるいは収量に及ぼす影響について両親系統の開花同調圃場と非同調圃場による実験を行った。その結果、開花同調性が高いほど純度が高く、収量も多いことが明らかとなった。一般にF1純度の低下は高次分枝ほど大きいが、開花の同調によってF1純度を高く保てることが明らかとなり、F1採種における両親系統の開花同調の重要性を示すことができた。昆虫の訪花行動を左右する花器の蜜標面積の変異解析を行い、Plant Breeding誌に投稿した。Raphanus sativusについて花器構造の遺伝解析を行った。その結果、花器形質の多くは遺伝的であり、柱頭の位置など形の形質、雌蘂、雄蘂、筒部の長さは相加効果が大きく、分離初期世代での選抜が可能なこと、葯長、柱頭の大きさ、花の大きさなどは優性効果が大きく数世代かけてホモ化させた後に選抜すべきであることが明らかとなり、受粉効率に関わる花器形質の育種法を提示することができた。さらに典型的な虫媒他殖性のサクラソウについて花弁形状ならびに色模様の定量的評価方法を確立した。本年度は、アブラナ科作物のBrassica rapaとRaphanus sativusについて花器構造の品種間、品種内変異の画像解析による把握とそれらの遺伝解析、ならびに花粉媒介昆虫の訪花行動に大きな影響を与えると考えられている蜜標(ネクターガイド)の品種間変異およびその遺伝解析をBrassica rapaについて試みた。Brassica rapaとRaphanus sativusについては、雌しべの長さ、おしべの長さ、柱頭の大きさ、花弁の大きさ、花弁の形状の遺伝率が比較的高く、選抜可能な形質であることが明らかになった。また、Brassica rapaでは花柱の高さは受粉量と高い正の相関を示し、ひいては結実率に影響を及ぼしていることが明らかになった。Brassica rapaでは紫外線写真を撮ることによって、紫外線領域を吸収する部位(蜜標部位)とそれ以外を明瞭に仕分けることができ、それらの品種間変異を調べた結果、花弁全体に紫外線吸収部が広がる品種から中央部にとどまる品種まで大きな変異が観察された。蜜標部の大小を掛け合わせて得られたF2集団について変異解析したところ、これらの変異は多数の遺伝子がかかわる量的形質の変異を示すことが明らかとなった。花器構造については、ダイアレル分析による遺伝解析、蜜標についてはF3集団を用いた統計遺伝学的解析を試みる予定である。
キラルなケイ素エノラートの触媒的発生法:直接的不斉触媒反応の開発

キラルなアリルシランと超強酸であるトリフルイミドと反応させることで発生させたキラルケイ素ルイス酸の存在下、窒素上に種々の置換基を持つイミンとケトンおよび塩基であるジイソプロピルアミンを反応させたところ、50% ee前後の鏡像体過剰率で、マンニッヒ反応成生物を得た。さらに、キラルケイ素ルイス酸触媒存在下、β,γ-不飽和-γ-ラクトンをトシルイミンと反応させたところ、置換γ-ラクタムが得られた。光学活性ケイ素ルイス酸触媒による直接不斉マンニッヒ型反応において、反応のエナンチオ選択性および触媒回転数に与える窒素の置換基効果は非常に大きいことが分かった。研究開始当初、トシル基で置換したイミンを用いて生成物の鏡像体過剰率が47%eeの結果を得ているが、窒素上の置換基を、CH_2Ph、CHPh_2、POPh_2、SO_2Ph、ρ-MeOC_6H_4、COOCMe_3などに変えることで、エナンチオ選択控が大幅に向上することが明らかとなった。しかし、窒素上の置換基が嵩高くなると触媒効率が低下するなどの不利な点も明らかとなった。光学活性ケイ素ルイス酸触媒の構造もエナンチオ選択性と触媒回転数に大きな影響をおよぼす。これまでの検討で、無置換の(R)-BINOLを用いて反応を行ったところ、エナンチオ選択性はほとんど認められなかったが、(R)-BINOLの3,3'-位に2-ナフチル基を導入したところ、エナンチオ選択性が飛躍的に向上することが分かった。しかし、無置換BINOLで修飾したケイ素触媒に比べ、ナフチル置換BINOLで修飾したケイ素触媒は触媒活性が著しく低下した。さらに、嵩高い置換基を導入するとエナンチオ選択性は向上するものの、触媒活性は低下した。すなわち、(R)-BINOLの3,3'-位にトリフェニルシリル基を導入した光学活性ケイ素ルイス酸触媒を用いて、ジクロロメタン中、-78°Cで反応を行ったところ、84%eeという比較的高い鏡像体過剰率で目的物を得たが、48時間の反応時間にもかかわらず、収率は17%であった。一方、基質としてアルキニルイミンを用いて直接不斉マンニッヒ型反応を試みたところ、意外なことに、ケイ素エノラートがアルキンに付加するという新しい反応を見出した。有機合成上、非常に有用な反応であると考えられ、引き続き検討を行う。キラルなアリルシランと超強酸であるトリフルイミドと反応させることで発生させたキラルケイ素ルイス酸の存在下、窒素上に種々の置換基を持つイミンとα位に水素をもつケトンおよび塩基であるジイソプロピルアミンを反応させたところ、47% ee前後の鏡像体過剰率で、マンニッヒ反応性生物を得た。この反応は、ケイ素ルイス酸触媒量、および塩基およびイミンの量比に大きく影響されることから、キラルケイ素ルイス酸とカルボニル化合物から生じたキラルケイ素エノラートが、キラルケイ素ルイス酸に配位、活性化されたイミンと反応することで進行する重複不斉誘導型の反応であることを明らかにした。重複不斉誘導では、光学活性種のミスマッチングの問題が生じるので、高いエナンチオ選択性は期待できない。そこで、アミン塩基を用いずに、キラルケイ素ルイス酸触媒にカルボニル化合物を配位・活性化し、基質であるイミンによるα位水素を引き抜かせることを試みた。この方法によると、キラルケイ素エノラートが発生するとともに、求核反応に対し活性化されたイミニウムイオンが生じるので、重複不斉誘導型の反応が起こる可能性がない。この条件下で、窒素上に種々の置換基を持つイミンの反応性を検討したところ、P-トルエンスルホニル基をもつイミンが最も高い収率でマンニッヒ反応性生物を与えることが分かった。この反応は、キラルケイ素エノラートが分子間的にイミニウムイオンと付加反応するものと考えられる。置換基をもたない光学活性ビナワチル配位子を有するケイ素ルイス酸を用いて反応をおこなったところ、マンニッヒ反応性生物を75%収率で得たが、エナンチオ選択性は認められなかった。光学活性ビナフチル配位子の3,3'位に嵩だかい置換基を導入すると、エナンチオ選択性が向上することが認められた。この結果をもとに、現在、ケイ素上の光学活性配位の構造が反応のエナンチオ選択性に与える影響を調べている。反応の適用半が広く、有機合成上重要な反応剤であるケイ素エノラートを、触媒的に生成するという画期的な結果であるといえる。キラルなトリフルオロメタンスルホニルオキシケイ素ルイス酸触媒におけるMannich反応において、1,3-ジカルボニル化合物を基質として用いたところ、トシルアミンが円滑に反応することを見出した。この反応において、鏡像体過剰率24%eeで目的物を得ている。反応収率は非常に高い。

エナンチオ選択性が低いながら、反応はキラルなケイ素エノラートを経由して進行することが考えられる。今後、1,3-ジカルボニル化合物を求核剤とし、アルジミンを求電子剤とするMannich反応において、窒素の保護基およびジカルボニル化合物の置換基効果を検討することで、より高いエナンチオ選択性を達成できると考えている。他方新しい試みとして、キラルなケイ素ルイス酸に、塩基部位として、4-アミノピリジンを組み込んだ酸-塩基複合触媒の開発を行った。この、化合物を触媒として、アセトフェノンとベンズアルデヒドから誘導したトシルイミンを反応させたところ、円滑にMannich反応が進行し、高収率で対応する付加体を与えた。しかし、鏡像体過剰率34%eeであった。この反応は、反応系中で、酸塩基複合触媒であるピリジリケイ素ルイス酸に、配位・活性化された、アセトフェノンがケイ素に結合するピリジンにα位水素を低抜かれキラルなケイ素エノラートを形成する。それと同時に、ケイ素上のピリジンはプロトンを引き抜くことによってピリジニウム化する。この、ピリジニウム水素と水素結合を介して、捕捉・活性化されたトシルイミンが分子内的にキラルケイ素エノラートと反応するものと考える。今後、1,3-ジカルボニル化合物な環状エノラートを形成する基質を用いてより高い選択性を達成できると考えている。
形態画像と数値流体解析の統合による大動脈瘤の解析手法の確立と増大予測モデルの構築

大動脈瘤の増大予測モデル作成のために動脈瘤の形態、血管壁の性状、周囲組織についてCTやMRIの画像から特徴量抽出を行う。また、数値流体解析(Computed Flow Dynamics)を用いて動脈瘤・血管内の血流や剪断応力をコンピュータ上でシミュレーションし、得られた情報と上記特徴量とをRadiomics/機械学習を用いて統合し、増大予測モデルの作成を行う。これにより患者ごとに適切な治療介入時期、治療法の選択に繋がるprecision medicineの一助になることを目的とする。
ヒトがんの発生,特に胃がんの発生と変異原性及び発がん性食物との関連

本研究では、某大学病院より胃がん患者群と対照群を選び(性、5才以内の年令を対応)、食習慣などを中心に、両群の比較・検討を行ない、胃がんのリスク要因を同定しようとした。ここに記すのは、データを収集し、電算機解析迄可能となった患者群150例と、同数の対照群、計300例についての結果である(面接は350例をこえて進行中)。1.胃がん群の組織型別分類では、intestinal type,男53例、女20例、diffuse type,男35例、女42例で、男ではintestinal typeが、女ではdiffuse typeが多い。2.人口学的特性(年令、身長他)をみると、患者群と対照群(以下両群と記す)に、明らかな差はない。平均年令は両群ではよく一致しているが、男女間では男の方が、約3.6才年令が高い。3.飲酒との関連はみとめられない。4.喫煙との関連もみとめられない。5.食物の摂取方法に関して、(1).食事時間の規則性について両群間に差はない。(2).しかし夜食や間食は患者群がより頻回にとる(P<0.01)。6.(1).米飯の摂取量は患者群に多い(3620g対3400g/週)。(2).殊に30才の時は5610g対5050g/週と患者群が多く摂取している(P<0.05)。7.変異原性が知られ、動物で発がん性が示される焼魚については、(1).頻度に有意の差はみられず、(2).焼き方を好む程度にも差はなかった。8.味噌汁は、患者群がより多くのんでいた(8.1対6.9杯/週、P<0.05)。これは最近の他の研究者の報告に反するものである。9.緑黄色野菜では、両群に差はみられなかった。10.卵、肉類にも差はみられない。11.漬物では、患者群がより漬物を好む(たかな漬、P≒0.01)。12.患者群はより塩魚を好む(P<0.05)。11.12.は、食塩の発がんのプロモーション作用が分っており興味深い。以上端的にいえば、患者群はより夜食や間食の習慣があり、多量の米飯を好み(殊に若年時)、塩魚、漬物等塩味のものを好む傾向が示された。
希薄溶液系における分子間相互作用を有する溶楳分子の動的過程に関する基礎研究

希薄溶液の溶質分子の動的過程を捕らえるために溶質間相互作用を二体問題として取り扱い、溶楳分子は絶え間なく溶質分子と衝突を繰り返すものとして、相互作用を有するBrown運動の問題に還元して研究を遂行した。その結果を以下にまとめる。(1)相互作用を有する系のSmoluchowski方程式に対して、長時間漸近解を一般的に求めることに成功した。適用例として、イオン対生成反応に関して再結合を考慮しつつ動的過程を調べた。反応定数をイオンの半径についてプロットすると最初はイオン半径の増大つれて増加するが、極大値を取りその後減少することが解った。また、本結果はどのくらいの速度でボルツマン分布に到達するかに対しても答えを与えたことになり、基礎部門で種々の分野に適用出来ることが期待される。(2)井戸型ポテンシャルについて厳密解を導いた。その結果井戸が適当に深いときには、ダイナミックスが非常に遅くなり平均自乗変位がアインシュタインの関係から大きくづれることが解った。
製品構想と製品開発組織のマネジメント

本研究の目的は、技術や市場の不確実性を念頭に置いたとき、製品(事業)コンセプトが事業成果にどの様な影響を与えるかについて分析し、事業成果に結びつくR&Dを実現するための製品コンセプトマネジメントのあり方を考察することである。本年度は、技術と事業との結びつきに関する従来の研究のレビューを行うとともに、製品コンセプトが技術開発の方向性と事業の方向性を統合していくことを、事例研究(長内,2007;長内・伊吹,2007)によって明らかにした。また、この研究を通じて、製品コンセプトが顧客に受け入れられるとき、そのコンセプトが持つ価値が顧客の受け入れられる価値であることが重要であり、優れた製品コンセプトのメタファーとして、顧客価値が正しく規定されることが求められることを示した(長内,2008;2008近刊)。顧客価値が製品コンセプトに正しく反映されるためには、企業が顧客価値を正確に把握することが求められるが、製品開発に求められる顧客価値は顕在化した現在の価値とは限らず、その価値は、定性的・暗黙知的であったり、積極的にR&Dサイドから提案をしていかなければならないことが考えられる。本研究の主な分析対象はこれまでエレクトロニクス産業を想定して研究を進めてきたが、定性的で情緒的な価値が端的に表れる事例として、長内(2008)では、食品産業の中央研究所の開発事例の分析を行った。これらの研究を通じて、今後の顧客価値と技術の方向性を統合する製品コンセプトの機能とそのマネジメントに関する議論を進めるための予備的な考察を行うことができた。
精神科臨床における攻撃行動場面でのディ・エスカレーション技術に関する研究

精神科看護では攻撃行動のマネジメントが重要であり、コミュニケーションとしてのディエスカレーションは重要なスキルである。今回はその方法論を検討することを目的とした。まずディエスカレーションの失敗例について精神科看護師215名から質問紙により回答を求めた。続いて精神科看護でおこる場面についてロールプレイを行いエキスパートのコメントを分析した。結果リスクを意識する、強制しないなどが重要であった.本年度は精神科看護師がよく体験する患者の攻撃行動場面のうち特にトレーニングが必要と感じる場面について自由記述で具体的な回答を求め記述された結果を精神科看護に精通した看護師および研究者2名で類似する場面に分類した。またこれらの場面について行ったロールプレイ場面での精神科看護に精通した看護師からのコメントを分析した。攻撃行動場面は「本人の同意が得られない状況での医療・援助場面」と「精神症状による興奮」「患者同士のトラブル」に分けられた。これらの事例のロールプレイ場面で指導者のコメントを分析した。すべての場面を通じて「患者に寄り添うディエスカレーション」、「ディエスカレーションで気を付けること」、「対応方法を決めるリスクアセスメント」、「非言語的メッセージ」(ディエスカレーションしやすい場づくり、周囲のスタッフの立ち位置・対応)、「身体的介入」(説明の重要性、身体介入を開始する判断、安全な身体的介入、効果的な身体的介入)があげられた。特に場面ごとに特徴的な側面として、拒薬場面では「落ち着いて対応すること」「自分が話を聞くという姿勢を明確にすること」から信頼関係を作ったうえでのディエスカレーションの重要性が指摘された。また入院を拒否する場面では「介入には患者の怒りのレベルのアセスメントが重要」「周囲の環境に配慮する役割を作る」「身体介入のタイミングを正確に見極める」「身体介入後のディエスカレーションが特に重要」といった的確な判断の重要性が示された。本年度は昨年度までの結果を統合し精神科でのディエスカレーションについて検討した。結果、これらの内容は主に強制による問題:精神科医療の中で患者の不満や拒絶にどうアプローチしていくかということ、患者同士の人間関係によるもの、精神病性の症状によるものに分けられた。強制を強いる場面については我々自身が攻撃者に近い存在になりかねない。このことについて看護者は特に意識して関わらなければならない。そのために「寄り添う」ことが重要であり、そのために関係性の良さが重要である。また、とくに患者の欲求が制限されているために起こる要求ごとに対して曖昧な言動しないことが重要であり、そのためには落ち着いて介入できることが重要と考えられた。服薬をすすめる場面のようにかかわりの初期の段階では患者は怒りを持っていないことも多い。落ち着いて話を聞き、情報をはっきりと提供することが重要と考えらえた。入院拒否のような場面では患者によってどの程度攻撃性が高まっているかには差がある。ここでアセスメントを正確にできるかどうかが重要であると考えられた。また前からだんだん近づく形になる退院要求などについては適切な距離を取り、リスクを考慮しながらうそをつかずにかかわることといったことの重要性が指摘された。隔離拘束といった行動制限の場面では行動制限をされる患者の側に立ったディエスカレーションが重要であることが示された。患者同士のトラブルでは病棟環境で喧嘩が起こる場合、ホールであることも多い。この時周囲の他患者の存在は攻撃者の攻撃の程度にも影響する。その意味で全体を見渡しながらマネジメントすることが重要と考えられた。精神症状に基づく攻撃性ではアセスメントもとづき患者が不利益にならないような対応方法で介入することが重要と考えられた。結果リスクを意識する、強制しないなどが重要であった.精神科における患者の攻撃行動をマネジメントするうえで言語・非言語的コミュニケーションで患者の落ち着きを取り戻そうとする介入としてのディ・エスカレーションは重要なスキルであり、本研究ではその具体的方法論を検討することを目的としている。本年度は国内の精神科看護師のうち協力の得られた215名から質問紙による調査を行った。暴力を「危害を加える要素を持った行動(言語的なものも含まれる)で容認できないと判断されるすべての脅威を与える行為」と定義し、職場でよく起こる代表的な攻撃行動場面を1場面について記述してもらい暴力の理由づけについて分析した。またディ・エスカレーションに成功した事例と失敗した事例について自由記述を求めた。よく起こる攻撃行動場面は168名が分析の対象となった。回答者は男性102、女性66、年齢は20代45、30代63、40代45、50歳以上15名であった。暴力の理由として病状23件、要求のごり押し36件、拒絶31件、処遇に対する不満13件、スタッフに対する不満23件、環境に対する不満3件、食事内容への不満2件、イライラ感6件、他者の言動に対する反応11件、衝動性11件、その他6件に分類された。

ディ・エスカレーションに成功・失敗した場面ではそれぞれ30件が分析の対象となった、結果非言語的なものと言語的なものに大別され、非言語的なものでは「十分なリスクアセスメント」、「適切な姿勢(距離、位置、視線、タッチ)」「威嚇・威圧的でない対応(大勢で威嚇しない)」「動揺の制御(看護師が落ち着いていること)」「適切な対応者の選択」「不用意な身体的介入」など、言語的なものでは「傾聴しない」、「否定する」、「規則を押しつけない」といったものが抽出された。我が国の精神科病棟で起こりやすい暴力への対処で注意すべき事柄と考えられた。平成24年度包括的暴力防止プログラム研修会のうち、4回の研修会において行われるロールプレイ演習時に場面のロールプレイを20場面抽出しロールプレイ終了時に各プレーヤーからの体験、指導者の視点からのコメントを記録し記録したビデオを分析することを目的とした。本年度は計画通りに20場面のロールプレイ演習をビデオ記録しその内容を分析することができた。結果として状況に応じた必要なスキルが抽出されたことからおおむね順調に進行していると考えられる。本年度は精神科臨床場面でよく起こる攻撃行動とディ・エスカレーションについてうまくいった事例とうまくいかなかった事例について検討することを目的とした。よく起こる攻撃行動場面については全回答者から記述が得られたが、ディ・エスカレーションについてうまくいった、うまくいかなかった事例については30件と分析数はやや少ないものであった。しかしながら精神科臨床で起こる攻撃行動場面について暴力の理由やディ・エスカレーションで失敗しやすい事例については抽出することができたと考える。次年度は最終年度であるため本年度までにディエスカレーションに重要なスキルはいくつか抽出された。平成25年度は、平成23、24年度に集まったデータと文献検討をもとに暴力の発生状況によるディエスカレーション技法について項目を抽出しさらに一旦出来上がったディエスカレーション技法の具体策案について、包括的暴力防止プログラムの指導者として活動する看護師、約30名を対象にして妥当性についてのアンケート調査を行い、修正を加える予定である。本年度得られた成果として暴力の理由づけとして、病状によるもの、要求に関するもの、スタッフへの不満に関するものなどがあげられた。また、ディ・エスカレーションについては非言語的なものでは「十分なリスクアセスメント」、「適切な姿勢(距離、位置、視線、タッチ)」「威嚇・威圧的でない対応(大勢で威嚇しない)」「動揺の制御(看護師が落ち着いていること)」「適切な対応者の選択」「不用意な身体的介入」など、言語的なものでは「傾聴しない」、「否定する」、「規則を押しつけない」などが挙げられた。今後はロールプレイ場面を活用しこれらの状況をふまえた設定の中から分析を通してさらに状況に対応した効果的なディ・エスカレーション技法について検討する予定である。該当なし次年度はロールプレイ場面を撮影、保存するための機器の購入と場面を質的、記述的に分析するため、質的研究および精神科臨床に精通した分析者に分析を依頼するためのデータ分析費、また研究成果報告のための学会参加の旅費を使用する予定である。研究費の使用については、当初計画時よりも物品を安価で購入できたため次年度使用額が生じた。
アプロプリエーション概念による教室談話分析に基づいた協同学習モデルの構築

5月、東京大学教育学部で行われたレッスンスタディ研究会に参加し、学校現場と連携する授業分析の方法論について報告するとともに、意見・情報の交換を行った。(19年6月30日廃止)本研究の目的は,協同学習の話し合い場面において教師が適切に支援できる条件を探り、モデル化することである。3年間の計画の初年度として、今年度は以下のことを行った。1.信州大学教育学部附属松本小学校ならびに長野県佐久市内の小学校の協力のもとに、ビデオカメラを用いて授業の観察記録を実施し、ビデオデータの編集・保存を行った。現時点では定性的な考察にとどまっているが、授業中の活動を一斉活動(講義)とグループ活動の2種に分類するならば、その切り替え時に教師の即興性が生かされるとともに、子どもたちの学習の進展に影響を与えることが仮説として検討された。2.アプロプリエーション概念に関する資料として、認知心理学における社会文化アプローチの書籍を収集した.4.これらの活動をふまえながら、授業分析の可能性についての理論的考察を行った。とくに校内研究と学術研究の接点を課題に検討し、アクションリサーチの方法論として"Reaction Search"の指向性を学会誌にて提言した。(19年6月30日廃止)
大振幅抑制式高減衰耐震ダンパの開発に関する研究

本年度は,本研究の最終年度であり,前年度までに設計・試作した回転型磁気摩擦ダンパの特性について詳細に検討し,その適用条件,セミアクティブ制御の可能性などを明らかにした.次に,あらたに着手した磁気粘性流体(MR流体)を用いた大容量セミアクティブダンパの開発研究により,いくつかの基本的な制振特性を明らかにした.(1)試作した回転型磁気ダンパを用いた加振実験および数値シミュレーションにより,本ダンパの荷重-変位履歴特性を把握した.また,実験結果にあらわれた摩擦やギャップによる非線形変動の影響についても示した.(2)上記ダンパでは,高域周波数領域においてボールねじや軸受けなどに大きな減衰効果把握しあらわれることを示した.(3)電磁石を用いたセミアクティブ制振について検討し,0.2以下の極低周波域では高精度の制振性能が実現されることが明らかになった.(4)米国ロード杜,ノートルダム大学および三和テッキ(株)からの協力により,電磁粘性流体(MR流体)を用いた大振幅用高減衰ダンパを新たに試作して.以下の成果を得た.b.メーカーに依頼して大容量のMRダンパを試作した.磁場を変化させてダンパの減衰力を測定した結果,磁場のない場合に比べて顕著な減衰力を得ることが可能であることが明らかとなった.以上,本年度までの研究成果をまとめ,報告書を作成した.本年度は,本研究の最終年度であり,前年度までに設計・試作した回転型磁気摩擦ダンパの特性について詳細に検討し,その適用条件,セミアクティブ制御の可能性などを明らかにした.次に,あらたに着手した磁気粘性流体(MR流体)を用いた大容量セミアクティブダンパの開発研究により,いくつかの基本的な制振特性を明らかにした.(1)試作した回転型磁気ダンパを用いた加振実験および数値シミュレーションにより,本ダンパの荷重-変位履歴特性を把握した.また,実験結果にあらわれた摩擦やギャップによる非線形変動の影響についても示した.(2)上記ダンパでは,高域周波数領域においてボールねじや軸受けなどに大きな減衰効果把握しあらわれることを示した.(3)電磁石を用いたセミアクティブ制振について検討し,0.2以下の極低周波域では高精度の制振性能が実現されることが明らかになった.(4)米国ロード杜,ノートルダム大学および三和テッキ(株)からの協力により,電磁粘性流体(MR流体)を用いた大振幅用高減衰ダンパを新たに試作して.以下の成果を得た.b.メーカーに依頼して大容量のMRダンパを試作した.磁場を変化させてダンパの減衰力を測定した結果,磁場のない場合に比べて顕著な減衰力を得ることが可能であることが明らかとなった.以上,本年度までの研究成果をまとめ,報告書を作成した.本研究は近年開発されたエネルギ吸収能の高い制振材料や制振合金を積極的に活用して,運搬機械,発電用大型ボイラ,長スパン配管系さらには各種橋型構造物などに適用できる大変位抑制型の高減衰ダンパの開発を目的としている.研究は次のステップで計画・実行される.(1)国内外のダンパ開発の動向を調査し,本研究で開発するダンパの優位性を明らかにする.(2)制振性に優れた材料を選択し,それらのエネルギ吸収能を把握する.特に大振幅加力試験を行って,強度と吸振性が維持できる条件を明確にする.(3)変位抑制型のダンパを試作し,性能試験を行う.(4)試作ダンパを,橋型構造または配管模型に設置して振動試験を実施して,制振効果を確認する.本研究は研究着手の第一年度であり,上記のうち(1)と(2)を実行した.現在までの成果の概要は以下の通りである.(1)能動型や準能動型を含む,ダンパや制振装置にかかわる研究の動向を日本と米国を中心に精細に調査し,特徴と問題点を明らかにした.その成果を国際会議で発表した.(2)大変位振幅振動の抑制に対応可能な制振合金として,超塑性合金(SPZ)と超弾性合金としての形状記憶合金(SMA)を選択し,温度環境の変動も考慮して,それらの振動エネルギ吸収能を加振試験によって調べた.その結果,現段階ではSMAのうち,Ti-Ni系の合金が制振能に優れていることが明らかになった.本年度は,トルコ,台湾などで大地震が発生し,大変位により破壊・損傷した構造物が多かった.研究代表者はこれらの地震の被害調査も行い,本研究の意義をさらに高めることを目指し,ステップ(3)以降の具体的計画を立案しつつある.本年度は,本研究の目的とする大振幅抑制を可能とするダンパの開発を行ない,その性能を明らかにした.制振対象としては,地震時に変位応答が大きくなるプラント配管系などを想定しているが,従来から大振幅の抑制のために提案されている摩擦ダンパなどは,すべり長さに限界があり,高性能な減衰効果は得られなかった.本研究で新たに提案する回転型摩擦ダンパは,配管の並進方向の運動を,ボールねじによって回転運動に変換することにより,大幅な振動エネルギの吸収をはかろうとするものである.この摩擦ダンパの特徴は次の3点である.(1)大振幅の変位応答を,ボールねじにより回転運動に変換している.(2)減衰力は回転板と固定面としてのテフロン板との摩擦により得る.(3)しゅう動部を回転板に吸着させるために永久磁石を利用する.

特に,高い減衰能を得るためには,摩擦作用によって得られる減衰力を制御する必要が生じるため,電磁石の磁力の可変制御を導入している点が特長である.本年度は,第一段階として,ストロークが±15mm,発生荷重が800Nの小型ダンパを試作し,電磁石の吸引力を準能動制御しながら,加振実験によりダンパの制振効果を調べ,数値シミュレーションによって実験結果の検証を行なった.得られた研究成果は以下の2点に集約される.(1)簡単な機構の摩擦ダンパを試作し,高い減衰能を得ることが可能であることを明確にした.(2)1自由度力学モデルを用いて,回転磁気摩擦ダンパの履歴特性を計算し,実験結果と良い一致を得た.次年度は,最終年でもあり,今年度の研究をもとにしてダンパの改良点を見出し,更に高性能なダンパの開発を計画している.本年度は、本研究の最終年度であり、前年度までに設計・試作した回転型磁気摩擦ダンパの特性について詳細に検討し、その適用条件、セミアクティブ制御の可能性などを明らかにした。次に、あらたに着手した磁気粘性流体(MR流体)を用いた大容量セミアクティブダンパの開発研究により、いくつかの基本的な制振特性を明らかにした。(1)試作した回転型磁気ダンパを用いた加振実験および数値シミュレーションにより、本ダンパの荷重-変位履歴特性を把握した。また、実験結果にあらわれた摩擦やギャップによる非線形変動の影響についても示した。(2)上記ダンパでは、高域周波数領域においてボールねじや軸受などに大きな減衰効果把握しあらわれることを示した。(3)電磁石を、用いたセミアクティブ制振について検討し、0.2以下の極低周波域では高精度の制振性能が実現されることが明らかになった。(4)米国ロード社、ノートルダム大学及び三和テッキ(株)からの協力により、電磁粘性流体(MR流体)を用いた大振幅用高減衰ダンパを新たに試作して、以下の成果を得た。b.メーカーに依頼して大容量のMRダンパを試作した。磁場を変化させてダンパの減衰力を測定した結果、磁場のない場合に比べて顕著な減衰力を得ることが可能であることが明らかとなった。以上、本年度までの研究成果をまとめ、報告書を作成した。
酵素の有機溶媒耐性の解明とタンパク質工学的手法による新規有機溶媒耐性酵素の開発

ファインケミカル製品等の製造プロセスにバイオ技術を導入することにより、これらのプロセスを環境適応型製造プロセスに転換することが可能となるが、ファインケミカル製品等の製造プロセスで溶媒として一般的に用いられている有機溶媒の存在下では、既存の生体触媒(酵素・微生物)を用いることができない。有機溶媒存在下では酵素は不安定で容易に失活するためである。そこで、有機溶媒存在下でも失活しない有機溶媒耐性生体触媒が切望されている。本研究では、酵素の有機溶媒耐性の原因解明とタンパク質工学的手法による新規有機溶媒耐性酵素の開発および、および有機溶媒耐性酵素や有機溶媒耐性微生物を高効率で用いるための工学的研究等、以下の項目について検討した。1.酵素の有機溶媒耐性の原因解明1-1.酵素の有機溶媒耐性に関与する部位の同定1-2.有機溶媒存在下での酵素・ポリペプチドの構造変化測定2.分子生物学的手法を用いた有機溶媒耐性酵素の開発2-1.新規有機溶媒耐性酵素の探索2-2.異種宿主での有機溶媒耐性酵素の発現と活性化2-3.有機溶媒耐性酵素の基質特異性変換による新規有機溶媒耐性酵素の開発3.有機溶媒耐性生体触媒の高効率利用のための工学的研究3-1.有機溶媒存在下での酵素の反応動力学解析ファインケミカル製品等の製造プロセスにバイオ技術を導入することにより、これらのプロセスを環境適応型製造プロセスに転換することが可能となるが、ファインケミカル製品等の製造プロセスで溶媒として一般的に用いられている有機溶媒の存在下では、既存の生体触媒(酵素・微生物)を用いることができない。本研究では、分子生物学的手法を用いた有機溶媒耐性酵素の開発、および有機溶媒耐性酵素や有機溶媒耐性微生物を高効率で用いるための工学的研究を行う。1.比較生物学的手法による酵素の有機溶媒耐性に関与する部位の同定有機溶媒耐性微生物Pseudomonas aeruginosa PST-01株が分泌する有機溶媒耐性のPST-01プロテアーゼと非常に構造が似ている類似してサーモライシンの構造上の違いの一つであるジスルフィド結合に注目し、サーモライシンへのジスルフィド結合の導入を試みた。まず、ジスルフィド結合を導入した変異酵素の構造を計算により算出し、本来の構造を大きく変化させないような位置を探した。その情報に基づき、アミノ酸を置換した変異酵素を作製した。2.有機溶媒存在下での酵素・ポリペプチドの構造変化測定種々のプロテアーゼの有機溶媒存在下での構造の変化を観察した。その結果、有機溶媒耐性酵素は有機溶媒存在下でも構造変化を起こさないことを見出した。また、種々のポリペプチドを用い、有機溶媒存在下での構造変化を観察したところ、α構造は有機溶媒存在下でも安定しており、有機溶媒安定な酵素ほど、α構造の割合が多いことを見出した。3.有機溶媒存在下での酵素の反応動力学解析有機溶媒耐性微生物Pseudomonas aeruginosa LST-03株が分泌する有機溶媒耐性のLST-03リパーゼの反応動力学を明らかにし、水-有機溶媒2相系での酵素反応機構を理論的に解析した。1.分子シミュレーションによる有機溶媒耐性酵素の原因解明有機溶媒耐性微生物角Pseudomonasaeruginosa PST-01株が分泌する有機溶媒耐性のPST-01プロテアーゼの更なる安定化を図るため、PST-01プロテアーゼを構成するアミノ酸を他のアミノ酸に置換することを試みることにした。

PST-01プロテアーゼを構成するアミノ酸を他のアミノ酸に置換した種々の変異酵素の構造を分子シミュレーションにより構築し、構造の安定化が期待できる本来の構造を大きく変化させないような構造を探した。その情報に基づき、アミノ酸を置換した変異酵素を作製した。2.有機溶媒存在下での酵素・ポリペプチドの構造変化測定特異的な構造を形成する種々のポリペプチドの有機溶媒存在下での構造の変化を観察した。その結果、他の2次構造に比べ、β構造は有機溶媒存在下で不安定であることを見出した。3.有機溶媒存在下での酵素の反応動力学解析水-有機溶媒2相系での種々の条件における有機溶媒耐性酵素の反応速度を測定することにより、反応機構解析を行い、反応機構の理論的解析を行った。ファインケミカル製品等の製造プロセスにバイオ技術を導入することにより、これらのプロセスを環境適応型製造プロセスに転換することが可能となるが、ファインケミカル製品等の製造プロセスで溶媒として一般的に用いられている有機溶媒の存在下では、既存の生体触媒(酵素・微生物)を用いることができない。有機溶媒存在下では酵素は不安定で容易に失活するためである。そこで、有機溶媒存在下でも失活しない有機溶媒耐性生体触媒が切望されている。本研究では、酵素の有機溶媒耐性の原因解明とタンパク質工学的手法による新規有機溶媒耐性酵素の開発のため、以下の項目について検討した。1.分子進化工学的手法による酵素の有機溶媒耐性に関与する部位の同定:有機溶媒耐性酵素を基にしたランダム変異誘発により、酵素の有機溶媒耐性に関与する部位を特定した。申請者は、既に自然界より有機溶媒耐性酵素を得ているので、有機溶媒耐性酵素を基にして、ランダム変異を誘発し、有機溶媒耐性が低下した変異酵素を選択し、その変異酵素の配列を決めることにより、有機溶媒耐性に重要な領域を見出した。2.異種宿主での有機溶媒耐性酵素の発現と活性化:有機溶媒耐性酵素を大腸菌で多量発現する系を構築すると共に、発現された酵素の活性化に必要な条件について検討した。3.有機溶媒耐性酵素の基質特異性変換による新規有機溶媒耐性酵素の開発:有機溶媒耐性酵素の基質結合部位を特定し、基質の結合に関与するアミノ酸を置換することにより、新規の基質特異性を有した有機溶媒耐性酵素を開発した。
コンクリート充填鋼管ブレース付きラーメン架構の耐震性評価に関する研究

本研究の目的は,コンクリート充填鋼管部材をラーメン架構のブレース材とするときに早期に破断しないという要求を満たすブレース接合部を明らかにし,これを組み込んだラーメン架構の耐震性評価法を示すことである.平成8年度は各種接合部モデルの単調圧縮および単調引張実験を行った.実験変数は,接合形式(管通しガゼットプレート継手,十字形管通しガセットプレート継手,フランジ継手),ガセットプレートの割込長さ(3種類),鋼管の径厚比(20,30,50)である.実験結果より,中空鋼管に対して規定された割込長さを有すれば,いずれの接合形式でも継手効率85%以上となった.母材の変形能力は十字形管通しガセットプレート継手では完全に発揮されること,管通しガセットプレート継手ではやや低下するが実用上は十分である.平成8,9年度は,部材を門形ラーメン加力骨組に取り付け,繰り返し荷重を作用する実験を行った.ブレース試験体はすべて母材で破断し,接合部はいずれの形式でも繰り返し加力に対して十分な性能を有していることがわかった.なお,破断までの加力サイクル数は筆者らが提案した破断予測式で良好に予測することができた.さらに平成9年度にはK型コンクリート充填鋼管ブレース付き門形ラーメン架構2体の繰返し水平力載荷実験を行った.ただし、継手は管通しガセットプレート継手で,鋼管の径厚比は20と30の2種類がある。ブレース鋼管の径厚比が20の場合は,片方のブレース材のみに曲げ座屈変形が集中し,他方のブレースは弾性域に止まる非対称な塑性崩壊機構が形成された.残りは両ブレース材が曲げ座屈する対称な機構が形成された.対称モードが両ブレースのエネルギー吸収を期待できる点で望ましいが、非対称モードはコンクリート充填鋼管ブレースにのみ現れるもので,少なくとも片方のブレースのエネルギー吸収が期待できるので純鉄骨ブレースの場合よりも優っている.本研究の目的は,コンクリート充填鋼管部材をラーメン架構のブレース材とするときに早期に破断しないという要求を満たすブレース接合部を明らかにし,これを組み込んだラーメン架構の耐震性評価法を示すことである.平成8年度は各種接合部モデルの単調圧縮および単調引張実験を行った.実験変数は,接合形式(管通しガゼットプレート継手,十字形管通しガセットプレート継手,フランジ継手),ガセットプレートの割込長さ(3種類),鋼管の径厚比(20,30,50)である.実験結果より,中空鋼管に対して規定された割込長さを有すれば,いずれの接合形式でも継手効率85%以上となった.母材の変形能力は十字形管通しガセットプレート継手では完全に発揮されること,管通しガセットプレート継手ではやや低下するが実用上は十分である.平成8,9年度は,部材を門形ラーメン加力骨組に取り付け,繰り返し荷重を作用する実験を行った.ブレース試験体はすべて母材で破断し,接合部はいずれの形式でも繰り返し加力に対して十分な性能を有していることがわかった.なお,破断までの加力サイクル数は筆者らが提案した破断予測式で良好に予測することができた.さらに平成9年度にはK型コンクリート充填鋼管ブレース付き門形ラーメン架構2体の繰返し水平力載荷実験を行った.ただし、継手は管通しガセットプレート継手で,鋼管の径厚比は20と30の2種類がある。ブレース鋼管の径厚比が20の場合は,片方のブレース材のみに曲げ座屈変形が集中し,他方のブレースは弾性域に止まる非対称な塑性崩壊機構が形成された.残りは両ブレース材が曲げ座屈する対称な機構が形成された.対称モードが両ブレースのエネルギー吸収を期待できる点で望ましいが、非対称モードはコンクリート充填鋼管ブレースにのみ現れるもので,少なくとも片方のブレースのエネルギー吸収が期待できるので純鉄骨ブレースの場合よりも優っている.本研究の目的は,コンクリート充填鋼管部材をラーメン架構のブレース材とする時に,ブレースの接合部が早期に破断しないという要求を満たす接合部の詳細を明らかにすることである。平成8年度は,各種ブレース接合部の単調圧縮・引張試験と門型ラーメン骨組に組み込んだブレース材の繰返し加力試験が予定された.ブレース接合部の単調圧縮・引張試験は,各種形式の接合部を含むコンクリート充填鋼管短柱試験片に対して,鋼管の径厚比を3種類(D/T=20,30,50,D:鋼管外径,T:鋼管管厚),加力方法を2種類(単調圧縮,単調引張),接合部の形式を3種類(1枚ガセットの管通しガセット継手,十字形管通しガセット継手,フランジ継手),ガセットプレートの割り込み長さを3種類として,合計42体の実験を計画し実行した。その結果,十字形管通しガセット継手の単調圧縮耐力に対する継手効率(フランジ継手の耐力に対する比)は,どの場合でも95%以上が期待できるが,1枚ガセット管通し継手では鋼管の径厚比によって影響を受け,D/Tが50の場合では85%90%しか期待できないことが分かった。引張試験では,十字形間通しガセット継手では,ガセットの割り込み長さが0.6D以上(日本建築学会鋼管構造設計施工指針による中空鋼管部材の継手に対する最小規定)あれば,ほぼ継手効率100%が期待できる上,破断箇所はすべて母材で,母材には十分な塑性伸びが生じた.

一方,単調引張を受ける1枚ガセット管通し継手では,大半の試験片は溶接部の溶着金属あるいは溶接熱影響部から亀裂が発生した.ガセットの割り込み長さは,この破壊形式に対して有意性は認め難いが,短いと継手効率および母材の塑性伸びが低下する傾向が見られるので,少なくとも0.75D以上は必要と判断される。これらの結果を基に,繰返し加力用ブレース試験体と門型ラーメン架構の設計・製作を行った。現時点はこれらの実験の準備中である.本研究の目的は,コンクリート充填鋼管部材をラーメン架構のブレース材とする時に,その材端に適した接合部の詳細を明らかにすることである.平成8,9年度は,各種接合部を有したブレース材を門型ラーメン骨組に組み込み,繰返し加力を行う試験と,K型ブレースとして配置した骨組試験体に繰返し水平力を作用させる試験を行った.前者の実験変数は,継手形式(フランジ形式,十字型形式,平型形式)および鋼管の径厚比(20,30,50)とし,合計9体の実験を計画し実行した.本実験ではガセットプレートの割込み長さは実験変数とせず,前年度の単調載荷実験の結果を踏まえた上で,平型形式で1.5D(D:鋼管径),十字型形式では0.75Dとした.その結果,すべての試験体について破断は母材部分に生じており,どの継手形式も接合部として十分な性能を有していることが分かった.この他,コンクリート充填鋼管部材が引張を受ける加力側での骨組全体の最大耐力は,継手形式によって影響されないこと,また,圧縮を受ける場合でもその最大耐力はフランジ形式と十字型形式とでは差がなく,両者は接合部として同等の性能を持つことが分かった.平型形式は圧縮を受ける場合,他の継手形式と比較して座屈長さが長いため,最大耐力という点ではやや劣るが,材端部の断面形状から座屈変位の方向が一定していた.また,母材の破断時期は鋼管径厚比が大きいほど減少する傾向にあるが,継手形式による影響は見られなかった.K型ブレース付き骨組試験については,鋼管径厚比20と30の場合の2種類について行った.この場合,継手形式は平型形式とし,割込み長さは1.5Dとした.結果として,ブレース材と骨組の耐力との関係より,骨組の崩壊形が異なること,コンクリート充填鋼管部材の曲げ座屈耐力は引張塑性履歴を受けることによって中空鋼管部材の座屈耐力まで低下することなどが分かった.
潰瘍性大腸炎自然発症マウスとMaldi型質量分析計による大腸炎起因菌の同定

申請者らが樹立したHLA-DR4トランスジェニックマウス(HLA-DR4tgm)のホモ接合体は、何らかの腸内細菌の存在により誘導される大腸上皮細胞の小胞体ストレスが原因で大腸炎を自然発症する。大腸炎を発症したHLA-DR4tgmの糞便中には、IgAを結合した細菌が多数存在するが、未発症マウスではわずかである。また抗生剤4種混合物を飲水投与することにより、HLA-DR4tgmホモ接合体の大腸炎発症は有意に抑制される。そこで本研究では、大腸炎発症マウスの糞便中のIgA結合細菌中に起因菌が存在するのではないかと考え、当該起因菌を同定することを目的とする。当初はIgA結合細菌を,抗マウスIgA抗体マイクロビーズを用いて分離し、これをプレートにまき、生じるコロニーをMaldi型質量分析計により網羅的に同定し、その中からHLA-DR4tgmに投与して大腸炎を発症させるものを特定するの研究計画であった。この計画とは別に、大腸炎発症を抑制する抗生剤のスペクトルから起因菌候補を絞り、大腸炎発症マウスの糞便中から得られた細菌の中からHLA-DR4tgmに投与して大腸炎を発症させるものを特定する実験も並行しておこなった。以上の結果、後者の実験からある細菌Xを特定し、抗生剤の投与により同細菌を駆除することによりHLA-DR4tgmホモ接合体の大腸炎発症が抑制されること、同細菌を駆除したHLA-DR4tgmホモ接合体に、単離培養した同細菌を投与すると大腸炎を発症することを見出した。したがって、同細菌は本マウスが発症する大腸炎の起因菌の1つであると考えられる。培養した細菌Xは大腸炎発症マウスの血清を加えることにより、当該血清中のIgAが結合することがフローサイトメトリーにより確認され、IgA結合細菌の1つであることが確認できた。当初計画のMaldi型質量分析計による腸内細菌の同定方法では、細菌が十分量培養できるか、質量スペクトルから確実に細菌が同定できるのか、などの網羅的な解析を行う過程での問題点が予想された。しかし同方法を迂回することにより、結果的にはHLA-DR4tgmホモ接合体が発症する大腸炎の起因菌が、実験計画通り初年度に完遂できたのでおおむね順調に進展していると考える。特に細菌X投与後のマウスは、時間経過や発症する病態が自然発症のものと酷似しているため、本マウスは新規の潰瘍性大腸炎モデルマウスとして、その病態の解析に有用なツールとなる。今後は細菌Xがヒトの潰瘍性大腸炎患者に存在するのかどうか、同細菌の持つどのような分子がマウスの大腸炎を引き起こすのか、あるいは炎症を伴う免疫応答を惹起するのか、について解析を行う予定である。今年度以降の実験計画にしたがい、定量PCR法によりマウス糞便中の細菌X量を経時的に測定し、起因菌量と病態の関係をモニターし、大腸炎の諸症状の発症時期の予測できないか検討する。また、ヘリコバクター・ピロリが胃炎を起こす分子機構などを参考にして、細菌Xが持つ大腸炎を誘発する可能性がある分子の遺伝子をCRISPR/Cas9法により潰した細菌Xを作成し、これらがHLA-DR4tgmホモ接合体に大腸炎を発症させるのか否かを検討する。大腸炎発症マウスの血清中のIgAが培養した細菌Xに結合することがわかったので、その抗原を同定する目的で細菌Xのたんぱく質を二次元電気泳動で展開し、これに当該マウスの血清を添加して、抗体分子が結合するたんぱく質スポットを特定する。ついでこれらを常法にしたがいペプチドに分解して質量分析を行い、IgAの抗原分子を同定する。以上より得られる情報を統合して、細菌Xによる大腸炎発症の分子機構を検討する。

培養した細菌Xは大腸炎発症マウスの血清を加えることにより、当該血清中のIgAが結合することがフローサイトメトリーにより確認され、IgA結合細菌の1つであることが確認できた。当初計画のMaldi型質量分析計による腸内細菌の同定方法では、細菌が十分量培養できるか、質量スペクトルから確実に細菌が同定できるのか、などの網羅的な解析を行う過程での問題点が予想された。しかし同方法を迂回することにより、結果的にはHLA-DR4tgmホモ接合体が発症する大腸炎の起因菌が、実験計画通り初年度に完遂できたのでおおむね順調に進展していると考える。特に細菌X投与後のマウスは、時間経過や発症する病態が自然発症のものと酷似しているため、本マウスは新規の潰瘍性大腸炎モデルマウスとして、その病態の解析に有用なツールとなる。今後は細菌Xがヒトの潰瘍性大腸炎患者に存在するのかどうか、同細菌の持つどのような分子がマウスの大腸炎を引き起こすのか、あるいは炎症を伴う免疫応答を惹起するのか、について解析を行う予定である。今年度以降の実験計画にしたがい、定量PCR法によりマウス糞便中の細菌X量を経時的に測定し、起因菌量と病態の関係をモニターし、大腸炎の諸症状の発症時期の予測できないか検討する。また、ヘリコバクター・ピロリが胃炎を起こす分子機構などを参考にして、細菌Xが持つ大腸炎を誘発する可能性がある分子の遺伝子をCRISPR/Cas9法により潰した細菌Xを作成し、これらがHLA-DR4tgmホモ接合体に大腸炎を発症させるのか否かを検討する。大腸炎発症マウスの血清中のIgAが培養した細菌Xに結合することがわかったので、その抗原を同定する目的で細菌Xのたんぱく質を二次元電気泳動で展開し、これに当該マウスの血清を添加して、抗体分子が結合するたんぱく質スポットを特定する。ついでこれらを常法にしたがいペプチドに分解して質量分析を行い、IgAの抗原分子を同定する。以上より得られる情報を統合して、細菌Xによる大腸炎発症の分子機構を検討する。本年度3月分の共同実験施設使用料ならびに実験動物飼育施設使用料が翌年度の4月に請求されるため、その費用として留保した。翌年度に請求され次第使用する。