hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
摂食調節における遊離脂肪酸の役割に関する基礎的検討

ところで、浸透圧ポンプを利用してグレリンを皮下に持続投与し、その血中濃度が非投与時の約10倍になるように調整したマウスでは、著名な摂食量の増加と体重増加を認めた。しかしながら、このマウスに中鎖脂肪酸を高濃度含有する餌を与えると、グレリンによる摂食促進作用はキャンセルされた。一方、グレリンによるGH分泌促進作用は中鎖脂肪酸含有食摂餌下においても、変わりなく発揮された。これらの検討から、グレリンの摂食促進作用に関して、中鎖脂肪酸はグレリン抵抗性を惹起することが示唆された。本研究では、摂食促進作用を有するホルモンであるグレリンに対する中鎖脂肪酸の関与を検討した。浸透圧ポンプを利用してグレリンを皮下に持続投与し、その血中濃度が非投与時の約10倍になるように調整したマウスでは、著名な摂食量の増加と体重増加を認めた。理由:実験計画当初に予定した平成26年度の実験計画を遂行することができ、次年度への準備も整っているため。内分泌学平成26年度に引き続き、摂食調節における脂肪酸の意義を検討するために、脂肪酸の鎖長の違いが、摂食関連ペプチドの分泌や作用発現に影響を与えるのか、という点を検討する。そこで、様々な鎖長の脂肪酸を含有する餌や脂肪酸の飽和・不飽和度を変化させた餌を作成し野生型マウスや摂食関連因子の遺伝子改変動物与え、1摂食行動解析2エネルギー消費についての解析3ホメオスタティックな摂食調節系(視床下部)の解析4報酬的摂食行動の解析5脂肪酸の鎖長の違いや飽和・不飽和度の違いが与える、摂食調節因子投与時の摂食行動への影響の解析といった検討を行う。実験計画当初に予定した平成25年度の実験計画を遂行することができ、次年度への準備も整っているため。次年度は、3年間の計画の3年目(最終年)であるため。平成25年度に引き続き、摂食調節における脂肪酸の意義を検討するために、脂肪酸の鎖長の違いが、摂食関連ペプチドの分泌や作用発現に影響を与えるのか、という点を検討する。研究経費の主な用途は、動物実験(餌代、飼育費を含む)にかかる費用、ペプチドおよびそのアンタゴニストなどの試薬費、レプチンやグレリンなどのホルモン測定キットなどの消耗品にかかる費用を予定している。次年度は、3年間の研究計画の2年目であるため。研究経費の主要な用途は、動物実験(動物飼育管理費用を含む)、ペプチドおよびアンタゴニストなどの試薬類、mRNA発現を検討するためのRNA抽出キットおよび定量的RTーPCRの試薬類、血液サンプルのレプチン、グレリンなどのホルモン測定キットなど、主に消耗品費が予定している。
南海トラフ沈み込み帯における地震発生帯の温度構造と力学的性質についての研究

1.平成19年5月に研究船「淡青丸」による調査航海に参加し、紀伊半島沖の南海トラフ海域における熱流量測定を行った。これによって得られたデータにより、南海トラフ底の熱流量は、紀伊半島東方沖(熊野沖)から西に向かって増加し、潮岬南方では四国東部沖(室戸沖)と同様に、海底年齢に対して異常に高い値を示すことが明らかになった。この結果は、沈み込むフィリピン海プレートの性質が、熊野沖から潮岬沖にかけて大きく変化することを示唆している。2.同じ航海において、東海沖熊野沖の水深12002100mの海域で自己浮上式熱流量計1台を回収、自己浮上式海底水温計2台を回収し、1台を新たに設置した。自己浮上式熱流量計によって得られた表層堆積物中の長期温度記録を解析した結果、海底水温変動の影響を取り除いて熱流量を求めることができた。得られた熱流量値は、この点の近傍でメタンハイドレートによる音響反射面(BSR)の深度から推定されたものと整合的である。3.熊野沖及び室戸沖の南海トラフ沈み込み帯について、温度構造のモデル計算を行った。特に、海洋プレートの生成から沈み込みに至る間の熱的進化と堆積物の沈積の影響に関して、堆積速度の変動等について新しい情報を取り入れ、モデルの改善を図った。4.日本地球惑星科学連合2007年大会に参加し、付加体中の堆積物・間隙流体の移動が沈み込み帯の温度構造に与える影響、これを考慮に入れた南海トラフ沈み込み帯の温度構造モデルについて発表し、議論を行った。1.平成18年1月に、海洋研究開発機構の研究船「かいよう」による南海トラフ海域の調査航海に参加し、自己浮上式海底熱流量計1台の設置、自己浮上式水温計1台の回収と設置を行った。熱流量計を設置した場所は熊野トラフの活動的な泥火山の頂部であり、NSS(自航式深海底サンプル採取システム)を用いて海底の状況を観察しながら設置点の選定を行った。設置した機器により、約1年間の長期温度計測を実施する予定である。2.同じ航海で紀伊半島東方沖(熊野沖海域)において、深海用プローブによる熱流量測定、ピストンコアラーによる堆積物試料の採取を、NSSを使用して海底を観察しながら実施した。採取したコア試料について、熱伝導率の測定を行った。3.淡路島・野島断層近傍の掘削孔において、地表面から深さ約1450mまでの温度分布の連続測定を、光ファイバをセンサとする方法により実施した。孔口を閉鎖した状態での測定を約3か月行った後、孔口を開放して自然湧水が起きる状態として測定を継続した。これにより、湧水が温度分布に与える影響を調べる予定である。4.南海トラフ沈み込み帯の温度構造について、既存のモデルを改良し、より精度の高い温度構造を求める試みを開始した。準備段階として、定常的なプレート沈み込みのみを考えたモデル計算を行い、従来の計算結果との比較を行った。この基本モデルに、付加体の成長に伴う間隙水・堆積物の流動による熱輸送の効果を取り入れたモデルの作成を進めた。1.平成18年4月、19年1月に研究船「淡青丸」と「かいよう」による調査航海に参加し、紀伊半島沖の南海トラフ海域における熱流量測定を行った。また、自己浮上式熱流量計1台を回収、1台を新たに設置、自己浮上式海底水温計1台を回収した。これらによって得られる熱流量データは、沈み込み帯の温度構造モデル計算の制約条件となる。2.付加体の成長に伴う間隙流体の流れと堆積物の動きによる熱輸送が、沈み込み帯の温度構造に及ぼす影響について、モデル計算を行った。その結果、これらの影響を正しく評価するには、付加体のみを抜き出したモデルでは不十分であり、沈み込むプレート自体による熱輸送を含めたモデルを用いることが必要であることがわかった。また、南海トラフ沈み込み帯の場合、これらの影響は比較的小さく、間隙流体と堆積物の動きがないとして計算を行っても、得られる温度構造はほぼ同じであることも判明した。3.熊野沖の南海トラフ沈み込み帯について、プレートの沈み込みに加えて、付加体中の物質移動、海洋プレートの生成から沈み込みに至る間の熱的進化と堆積物の沈積の影響、を考慮したモデル計算を行った。これにより、堆積物の影響が重要であること、熊野沖で沈み込むフィリピン海プレート温度構造は、海底年齢に比べて高いと推定されること、が明らかになった。4.米国地球物理学連合(AGU)の秋季大会に参加し、付加体中の物質移動が沈み込み帯の温度構造に与える影響について発表し、議論を行った。自己浮上式

熱流量計によって得られた表層堆積物中の長期温度記録を解析した結果、海底水温変動の影響を取り除いて熱流量を求めることができた。得られた熱流量値は、この点の近傍でメタンハイドレートによる音響反射面(BSR)の深度から推定されたものと整合的である。3.熊野沖及び室戸沖の南海トラフ沈み込み帯について、温度構造のモデル計算を行った。特に、海洋プレートの生成から沈み込みに至る間の熱的進化と堆積物の沈積の影響に関して、堆積速度の変動等について新しい情報を取り入れ、モデルの改善を図った。4.日本地球惑星科学連合2007年大会に参加し、付加体中の堆積物・間隙流体の移動が沈み込み帯の温度構造に与える影響、これを考慮に入れた南海トラフ沈み込み帯の温度構造モデルについて発表し、議論を行った。
GaN結晶ドライエッチングの分子動力学シミュレーション

物理スパッタリング率のイオンエネルギー及びイオン入射角度依存性、さらにエッチング後の結晶欠陥の基礎データを収集した。N原子に対するスパッタリング率はGa原子に対するそれよりも大きい。エッチングによるダメージに関して、結晶内にはGaとNがペアになったショットキー欠陥が生じやすい。Gaは格子間原子と成り得るが、Nは格子間原子としては結晶内に存在し得ず、表面上に押し出されて再結晶化するか、スパッタされる。反応性塩素ガスを結晶表面に被覆した場合のイオンアシストエッチングの素過程を調べた。物理スパッタリングの場合と比べて、Gaに対するエッチング率が飛躍的に増加すること、また、Arイオンが入射してから、Gaが表面から離脱するまでの時間が10倍程度遅くなることを確認した。量子化学計算を用いて決定された原子間ポテンシャルに基づき、GaN結晶に対して、古典的な分子動力学シミュレーションを実行した。不活性ガス・イオンであるArを(0001)結晶表面に入射させ、物理スパッタリング率の、イオンエネルギー及び入射角度依存性の、統計的に有意な基礎データを収集した。また、以下の点を明らかにした。原子間の衝突カスケードに伴うスパッタリングは、Ar入射後100fs以内に生じる。ホットスポットはAr入射後200fs程度から発生する。N原子の方がスパッタリングされやすい。またスパッタリング閾値エネルギーは、N原子に対しては、100eV程度である。次に、イオンエネルギーの導入によって結晶中にもたらされる点欠陥の発生に着目して、そのダイナミックな物理機構を明らかにした。すなわち、結晶内から放出された原子は、表面上に、GaとNが交互に連係したリング状の構造を作ること、結晶内にGaとNがペアになったショットキー欠陥が生じること、また、フレンケル欠陥は主にGa原子に対して生じる。GaN結晶を用いた半導体レーザにおいては、原子層レベルにて異種材料間の界面制御が必要な活性層を有し、点欠陥や転位等の物理的なダメージに対する感受性が高い。本研究の実績は、GaN結晶のドライエッチング微細加工の基礎的な物理機構を、ナノスケールのミクロな観点から明らかにしたことを特色とする。すなわち、本研究は従来の実験データを説明し、あるいは新しい実験手法を提案するための基礎データを取得したという、学術的に高い価値がある。今後は、実際のプロセスで用いられている塩素ガス・イオンへの拡張を検討する。GaN結晶に対するドライエッチングの、古典的な分子動力学シミュレーションを実行した。まず、不活性ガスであるArのイオンを(0001)清浄結晶表面に30回連続的に入射させ、物理スパッタリング率のイオンエネルギー依存性、及びエッチング後の結晶欠陥の基礎データを収集した。Ga原子に対する閾値エネルギーは、250eV程度である。イオンエネルギーの増加とともに、表面凹凸は大きくなる。結晶中の各層毎のGa空孔欠陥の数は、N空孔欠陥の数とほぼ同じである。結晶内にはGaとNがペアになったショットキー欠陥が生じやすい。Gaは格子間原子と成り得る。Nは格子間原子としては結晶内に存在し得ず、表面上に押し出されて再結晶化するか、スパッタされる。次に、反応性塩素ガスを用いたイオンアシストエッチングの素過程を調べた。結晶表面に、あらかじめ塩素原子を0.5分子層分付着させてから、Arイオンを入射させた。塩素の電荷は、Gaと塩素の予想反応生成物クラスターに対する量子化学計算を実行して決定した。物理スパッタリングの場合と比べて、化学反応が促進されるためGaに対するエッチング率が増加し、また、Arイオンが入射してから、Gaが表面から離脱するまでの時間は、10倍程度遅くなった。GaN結晶を用いた光電子デバイスにおいては、特に活性層における点欠陥等の物理的ダメージに対する感受性が高い。本研究の実績は、GaN結晶のドライエッチング微細加工の基礎的な物理機構を、ミクロな観点から明らかにしたことを特色とする。すなわち、本研究は従来の実験データを説明し、新しい実験手法を提案するための基礎データを取得したという、学術的に高い価値がある。
Trim32を標的とした新たな神経芽腫分化誘導療法の開発

本研究は新規分化誘導分子Trim32が神経芽腫細胞へ分化誘導効果を発揮する際の標的を明らかにして、新しい作用機序による神経芽腫の治療法の基礎を確立することを目的としている。Trim32の過剰発現、あるいはこれに加えて13-cisを組み合わせて細胞分化の誘導を試み、Trim32と13-cisを併用処理した時の遺伝子発現をcDNA microarrayによって解析した結果、発現上昇した遺伝子としてCDKN1Aが同定された。CDKN1Aをノックダウンさせると、分化誘導能が低下し、さらにCDKN1Aの過剰発現に加えて13-cis処理を行うと、神経細胞への分化誘導能が増大することがわかった。本研究は新規分化誘導分子Trim32が神経芽腫細胞への増殖抑制および分化誘導効果を発揮する際の分子的基盤ならびに分子標的を明らかにし、新しい作用機序による神経芽腫の治療法を確立することを目的とする。本年度は、Trim32の過剰発現、あるいはこれに加えて神経芽腫の治療薬である13-cisレチノイドとATRAを組み合わせて細胞分化の誘導を試みた。その結果、Trim32は、神経幹細胞のマーカーであるnestinと、多くのがん幹細胞のマーカーと考えられているCD133の発現を共に劇的に低下させることを明らかにした。またヒト神経芽腫の培養細胞を用いてTrim32を過剰に発現するように操作したところ、非対称細胞分裂が誘導されることを以前報告したが、nestinとTrim32による非対称分裂の観察にも成功した。さらに、がん幹細胞のみが増殖しやすいスフェア環境下では、Trim32とレチノイド処理した細胞では、劇的に増殖停止した。これらの結果から、Trim32は神経芽腫のみならず、多くの神経系のがんの分化誘導を引き起こす治療薬になることが期待された。本年度の研究では、Trim32の過剰発現あるいはこれに加えて神経芽腫の治療薬である13-cisレチノイドとATRAを組み合わせて細胞分化の誘導を試み、神経幹細胞のマーカーであるnestinと、多くのがん幹細胞のマーカーと考えられているCD133の発現を共に劇的に低下させることを明らかにしている。またヒト神経芽腫の培養細胞を用いてnestinとTrim32による神経幹細胞と分化細胞に分かれる非対称分裂の観察にも成功している。したがって、当初の研究計画通りに順調に進展していると思われる。本研究は新規分化誘導分子Trim32が神経芽腫細胞への増殖抑制および分化誘導効果を発揮する際の分子的基盤ならびに分子標的を明らかにし、新しい作用機序による神経芽腫の治療法を確立することを目的としている。作年度は、Trim32の過剰発現、あるいはこれに加えて神経芽腫の治療薬である13-cisレチノイドとATRAを組み合わせて細胞分化の誘導を試みた。本年度は、Trim32とATRAまたは13-cisを併用処理した時の遺伝子発現をcDNA microarrayによって解析し、発現が上昇するものと低下するものを上位遺伝子群を抽出し、これらの遺伝子発現と増殖抑制および分化誘導との関連性をsiRNAによる発現阻害等を行い、薬剤併用処理による増殖抑制および分化誘導に関連しているか否かを検討した。薬剤処理により、発現上昇した遺伝子として、ABCB1、ADD3、ARHGEF3、CDKN1Aが同定され、一方発現が低下した遺伝子として、IGFBP5、KCTD12、ASCL1が同定された。引き続き、発現上昇した遺伝子については、ノックダウン実験を行い、逆に発現が低下した遺伝子については、過剰発現実験を行った。その結果、CDKN1Aをノックダウンさせると、ATRAまたは13-cisによる分化誘導能が有意に低下することがわかった。このように、当初の研究計画通りに順調に研究が進展していると思われる。本年度の研究により、CDKN1Aが、神経芽腫の分化誘導に関連していることがわかったため。Trim32の過剰発現、あるいはこれに加えて神経芽腫の治療薬である13-cisレチノイドとATRAを組み合わせて細胞分化の誘導を試み、Trim32とATRAまたは13-cisを併用処理した時の遺伝子発現をcDNA microarrayによって解析し、発現が上昇する遺伝子群と低下する遺伝子群を抽出し、これらの遺伝子発現と増殖抑制および分化誘導との関連性をsiRNAによる発現阻害等を行い、薬剤併用処理による増殖抑制および分化誘導に関連しているか否かを検討した。薬剤処理により、発現上昇した遺伝子として、ABCB1、ADD3、ARHGEF3、CDKN1Aが同定され、一方発現が低下した遺伝子として、IGFB P5、KCTD12、ASCL1が同定された。そこで、神経芽腫細胞に、CDKN1AのcDNA発現ベクターを導入後、ATRAまたは13-cis処理を行うと、神経細胞への分化誘導能が増大することがわかった。

CDKN1Aをノックダウンさせると、分化誘導能が低下し、さらにCDKN1Aの過剰発現に加えて13-cis処理を行うと、神経細胞への分化誘導能が増大することがわかった。Trim32とATRAまたは13-cisを併用処理した時の遺伝子発現をcDNA microarrayによって解析し、発現が上昇するもの、低下するものを、上位3遺伝子群を抽出し、これらの遺伝子発現と増殖抑制および分化誘導との関連性をsiRNAによる発現阻害や、逆に過剰発現の実験を行い、併用処理による増殖抑制および分化誘導に関連しているか否かを検討する。Trim32とATRAまたは13-cisを併用処理した時の遺伝子発現をcDNA microarrayによって解析した結果をもとに、神経芽腫の分化誘導に関連している遺伝子をさらに追求し、MYCNの発現や予後についての解析を行う。小児科学購入予定の試薬が年度を跨いて納品予定となり、次年度に改めて購入することになったため。購入予定の試薬が年度を跨いて納品予定となり、次年度に改めて購入することになったため。今年度予定の試薬を次年度になり次第、早急に発注する。
Ｆｅｒチロシンキナーゼの天然変性領域を介した細胞膜結合による活性化機構

チロシンキナーゼは、細胞外からの情報分子を細胞内シグナルへと変換する過程、いわゆる細胞内情報伝達系における最も初期の段階で機能する酵素である。細胞膜貫通型チロシンキナーゼは細胞外の液性因子の受容体タンパク質として、膜タンパク質であるSrc型チロシンキナーゼは細胞外マトリックスへの細胞接着によって活性化されることで、それぞれ細胞の増殖や運動を司る。医療分野においてもさまざまなチロシンキナーゼ阻害薬が臨床応用されており、BCR-ABLやEGF受容体などを特異的に阻害する分子標的治療薬が注目を集めている。本研究では、細胞質型チロシンキナーゼFerに存在する特定の立体構造を取らない「天然変性」領域(以下FX tail)に着目し、細胞膜との直接的な相互作用による活性化機序の解明を目的としている。本年度も引き続き、FXtailの膜結合能に関する解析を行った。その結果、FXbodyを含むFXドメイン全体に比べて、FXtail領域のみからなるコンストラクトは強い膜結合能を示すことが分かった。また、FXtailのカルボキシル末端側に存在するSH2ドメインを含めたFX+SH2コンストラクトもFXドメインに比べて高い膜結合能を持つことが明らかとなった。この結果は、FXtailがFXbodyと相互作用することで通常は閉じたコンフォメーションを取っており、膜結合に伴って開いた形に構造変化を起こす可能性を示唆している。架橋剤を用いた分子間架橋実験により、FXドメインはリポソーム存在下においてのみ高分子量の多量体を形成していることを示唆するデータも得られた。以上の結果は、チロシンキナーゼFerが生体膜との結合によって活性化するメカニズムに関する有用な洞察を与えるものと考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。特に、(1)FX tailがどのようにして膜と相互作用しているのか、(2)膜との結合によってFX tailがどのような構造変化を起こしているのか、(3)FX tailの構造変化がどのようにしてFerチロシンキナーゼを活性化しているのか、の3つの課題を設定した。まず、FX tail内のどのアミノ酸残基が、細胞膜を構成する酸性リン脂質との結合に関与しているのかを明らかにするため、本領域に存在する正電荷側鎖および疎水性側鎖にアミノ酸置換を導入した。その結果、複数の正電荷側鎖と疎水性側鎖が協同的に働いて膜との相互作用を行なっていることが明らかとなった。また、FX tail領域は膜結合に伴ってαヘリックス構造を取ることを示唆する成果が得られた。Ferにおける天然変性領域(FX tail)と生体膜との相互作用に関する解析は、概ね順調に進行している。また、NMRによるFX tailの構造解析に資する同位体標識タンパク質の調製も連携研究者と共同で鋭意遂行中であり、平成25年度内に一定の成果が得られるものと期待している。

留意点としては、本年度計画にあるFer活性化におけるSH2ドメインとFX tailとの構造的連関の解析において、現時点で明確な結論につながるデータが取得出来ていないことが挙げられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。今後はNMR解析に資する同位体標識タンパク質の調製を急ぎ、一定の構造データを取得することを第一の目標としたい。また、最も重要な活性化モデルの確立に向けては、FX tailとSH2ドメインの双方を包含するコンストラクトの構築、あるいはFerの全長コンストラクトによるリコンビナントタンパク質の発現、精製系に挑戦して行きたい。本研究期間において完了できるかは不透明ではあるが、近い将来においてFerの全長タンパク質の生体膜での立体構造の解明に資するものとして行きたいと考えている。
硬X線ホログラフィー顕微鏡による位相物体の3次元再構成

本研究では、Gaborホログラフィー、及びレンズレス・フーリエ変換ホログラフィー光学系を中心に、(a)硬X線ホログラフィーの分解能をサブミクロンの領域まで高めること、(b)試料の定量的な位相再構成、さらに(c)3次元位相再構成を目指した。SPring-8のX線アンジュレーター光源とゾーンプレートを組み合わせることにより、(a)空間分解能では、Gaborホログラフィー及びレンズレス・フーリエ変換ホログラフィーの両方で、10keVのX線を用いて線幅100nmを分解結像できるようになった。これは、現時点で世界最高である。また(b)のために、新しくゾーンプレートを2枚用いた干渉計によるX線レンズレス・フーリエ変換ホログラフィーの方法を開発した。この方法によって、これまでの方法では記録できなかった空間周波数の低周波成分が記録出来るようになり、エッシのみの強調ではない全体像が得られるようになった。この方法とトモグラフィーを組み合わせた3次元位相再構成も試みている。また、同時にPhoton Factoryにて開発を行ったゾーンプレート硬X線位相差顕微鏡では、アルミ位相板を用いた位相コントラスト像で、線幅100nmを9keVにて分解結像できた。他に、コヒーレントな微小点光源を作成するために微小領域からの全反射を利用した反射型スリットの検証実験を行い、これによって2次光源サイズが縮小できていることが確認できた。反射の不均一性などの問題もあるが、参照点光源の大きさが分解能を決めるホログラフィーでは、高分解能化の一つの方法となり得ると考えられる。本年度は、反射型スリットを用いた微小光源の作成、及びそれを用いたGabor型X線ホログラフィーの開発を行なった。反射型スリットは、ガラス上にAuをライン状に蒸着し適当な斜入射角でX線を反射させることにより、実質的にAuの蒸着パターンの幅の1/100以下のスリットにしてコヒーレントなX線源とするものである。放射光光源Spring-8 BL47XU及びPhoton Factory BL3C2のエネルギー89keVのX線を用いて、以下3種の実験を行なった。(a)2本のAu蒸着ラインを近接させて作成し、ダブルスリットとして用いることによりX線によるヤングの干渉実験を行なった。数10本の干渉縞が観察され、また片方の光路に位相物体を置くことにより干渉縞のずれも観察された。(b)平面及び円柱状のガラスに単一のAuラインを作成し、これをスリットとしたGabor型ホログラフィー実験を行なった。平面を用いた場合は1次元方向に拡大されたホログラムが得られた。また円柱状反射面を用いた場合は2次元的に拡大されたホログラムが得られたが、拡大方向に平行に微細なライン状のアーティファクトがのってしまうことがわかった。(c)ゾーンプレートを集光素子として用い、その集光点状に直径0.65mmのガラスキャピラリを2本KBミラーと同様の配置でセットして反射させることにより微小なピンホールとして作用させ、そこからの発散X線によりGabor型ホログラフィーを行なった。Cuワイヤー等X線に対してコントラストの大きな試料では、0.1μmの分解能に対応する干渉縞も得ることができ、ガラスキャピラリーによって実質的に光源のサイズが縮小されていることが確認できた。また、珪藻や赤血球等の乾燥した生物試料のX線エネルギー9keVにおけるホログラムを観察することができた。なお、これらの成果は現在発表準備中である。また、当初は年度内に新たなホログラフィー用チャンバーの作成を完了する予定であったが、これらの実験結果を踏まえて改良を行なったために設計が年度末にずれ込むこととなった。新規に作成したチャンバーを用いた実験は来年度より開始する。

本年度は、Spring-8 BL20XUのX線アンジュレーターを用いたGabor型ホログラフィー及びフーリエ変換型ホログラフィーの開発実験を行った。BL20XUでは光源から200m程度離れた地点に光学系を設置できるため、硬X線領域としては非常に広い100μmを超える空間コヒーレンス領域を用いることができる。この空間コヒーレンスを有効に利用するために直径155μm、最外輪帯幅0.1μmのゾーンプレートを集光素子として8keVX線を用いて以下の実験を行った。(a)ゾーンプレート集光点に直径20μmのピンホールを置いてその1次光のみ取り出し、集光点を2次点光源としたコーンビームによるGabor型ホログラフィーを行った。メッシュや珪藻土等のホログラム記録及び再構成実験に成功した。(b)ゾーンプレート集光点に直径50μmのピンホールを置き、その直後に試料を設置してフーリエ変換型ホログラフィー実験を行った。メッシュ、ガラス繊維、花粉などのフーリエ変換ホログラムを可視光変換型CCDカメラで記録し、像をフーリエ変換することにより再構成像を得ることに成功した。また、これらの像の記録では、像の中心部のX線強度の非常に強い部分をCCD手前に置いたダイレクトビームストップでカットする必要があるが、このダイレクトビームストップの大きさと再構成像の関係を調べることができた。さらに、ゾーンプレート3次光を用いたフーリエ変換ホログラフィー実験にも成功した。詳細な解析はこれからであるが、ゾーンプレート3次光を用いることにより分解能は0.1μm以下となる計算である。また、Photon Factory BL3C2においてはゾーンプレートを用いたゼルニケ型位相差顕微鏡の開発を行い、0.1μm程度の分解能を持った位相コントラスト結像に成功した。本年度は昨年度に引き続きSPring-8 BL20XUにおいてレンズレスフーリエ変換ホログラフィーの実験を行った。この放射光ビームラインのフロントエンドスリットを0.10.2mmとし、そこから約200m離れた位置に光学系を作成した。ゾーンプレート(直径155μm,最外輪帯幅0.1μm)を用いてその集光点を参照光源とし、ゾーンプレートの0次透過光を試料の照明光として、X線エネルギー10keVにて干渉縞をCCDカメラに記録した。この光学系にて、以下の実験を行った。(a)エネルギー10keVのX線で0.2μmの大きさの参照光源が得られた。また、Taテストパターンの分解能評価では、0.2μmの線幅まで分解結像することができた。また、試料を0.20.4μm移動させた2枚のホログラム間で割り算したホログラムを再構成することにより、バックグラウンドの少ないエッジ強調された像がほとんど吸収の無い0.8μmポリスチレン球でも得られることがわかった。(b)上記光学系では試料の照明光は平行X線を用いているため,CCDが飽和してしまうことを防ぐためCCD手前にビームストップを設けてこの照明光をカットする必要があった。そのため、試料からの低次の回折光が再構成に寄与しないため、得られた再構成像は暗視野像に近かった。そこで、今回新しくもう1枚同じ仕様のゾーンプレートを上記光学系のゾーンプレートと直列に僅かに光軸から離して設置し、このゾーンプレートの1次集光点からの発散X線で試料を照明する光学系を開発した。
胎児性胆汁酸の発育による変動と新生児肝胆道疾患の病態解析への応用

先天性肝胆道疾患の早期における診断法の確立が緊急の課題となっている。胎児性胆汁酸のGC-MSおよび免疫測定法による微量分析法を開発し、体内動態の発育に伴う変動について解明し、先天性肝胆道疾患の診断法ならびにマススクリーニング法の開発を目的とした。1)胆汁酸生合成中間体の合成と分析法の開発C_<27->胆汁酸および胆汁アルコールの立体異性体36種を合成し、キャビラリーガスクロマトグラフィー(GLC)による一斉分析法を検討した。2)胎児性胆汁酸の免疫学的測定法の開発グリコ-1β-水酸化コール酸-BSA結合体を免疫抗原として^3H-免疫測定法、酵素免疫測定法を開発し、妊婦および新生児尿中の抱合型胎児性胆汁酸の動態について検討した。3)発育に伴う胎児性胆汁酸組成の変動羊水、新生児尿について検討し、新生児期の胆汁酸組成は発育と共に変動し、未熟児の場合も同様に変動することが判明した。小児尿の抱合型1β-水酸化コール酸の抱合型コール酸に対する比を指標とする動態解析を行ない、発育に伴う1β-水酸化酵素活性の低下が示唆された。4)先天性肝胆道疾患における胎児性胆汁酸の体内動態の解明と病態解析法の開発1.先天性胆道閉鎖症(CBA):患児血中の胎児性胆汁酸の術前、術後における変動を検討して病態解析法を開発した。酵素免疫測定法を利用して先天性胆道閉鎖症の病態解析を行ない、乾燥血液濾紙を用いるマススクリーニングの可能性を見出した。2.先天性異常Zellweger症侯群:GLCを用いて患児尿からC_<27->胆汁酸THCAおよびVAを検出した。3.先天性脳腱性黄色腫症(CTX):本症患者尿より1β-水酸化コール酸の他にC_<22->胆汁酸の1β-水酸化体を認めた。先に申請者らは胎児一新生児期の体液中から多量の1βーおよび6αー水酸化胆汁酸を見出し、その胆汁酸組成は成人の場合と大きく異なり、特有の胎児性胆汁酸が存在することを明らかにした。本年度は、GCーMS、GLCおよび免疫測定法による微量分析法の開発を行い、胎児性胆汁酸の体内動態の発育に伴う変動について解明し、先天性肝胆道疾患における病態解析法を確立して、早期診断法の開発を目的とした。1.<新規胎児性胆汁酸および代謝異常成分の合成と同定>___ー既に確認された胆汁酸の他にGCーMSにおける未知ピ-クのMSの解析から推定される4βー水酸化体の標品を化学合成し、4βー水酸化コ-ル酸が新生児尿中に比較的多く存在することを明らかにした。2.<キャピラリ-ガスクロマトグラフィによる胎児性胆汁酸および胆汁酸生合成中間体の微量定量法の開発>___ーZellweger症候群患者尿より見出されたC_<27>-胆汁酸、その1βー水酸化体および胆汁アルコ-ルの標品を化学合成したのち、GCによる一斉分析条件ならびに感度向上を検討した結果、臨床診断に応用し得る簡便、迅速な微量定量法を開発することが出来た。

3.<胎児性胆汁酸の体内動態と発育に伴う変動>___ー羊水、妊娠尿、新生児尿、血液および胆汁について検討した結果、1βー水酸化コ-ル酸は妊娠35週より急速に増大し、総胆汁酸量の40%に達するが、出生後の新生児尿では徐々に減少して3才までに成人の組成比に変動することを明らかにした。<胎児性胆汁酸の免疫学的測定法の開発>___ー種々のハプテンの蛋白結合体を調製し、これを免疫抗原として特異性の高い抗体を作成したのち、^<125>I標識抗原を用いる免疫測定法を検討した結果、抱合型1βー水酸化コ-ル酸の微量定量法を確立することが出来た。先天性肝胆道疾患(胆道閉鎖症、Zellweger症侯群等)の早期における診断法ならびに治療法の確立が緊急の課題となっている。申請者らは胎児-新生児期の体液中から多量の1β-および6α-水酸化胆汁酸を見出し、その胆汁酸組成は成人の場合と大きく異なり、特有の胎児性胆汁酸が存在することを明らかにした。本研究は、GLGおよび免疫測定法による適確なる微量分析法の開発を行い、胎児-新生児期における胆汁酸の体内動態の発育に伴う変動について解明し、先天性肝胆道疾患の診断法ならびにマススクリ-ニング法の開発を目的とした。1.胎児性胆汁酸の免疫学的測定法の開発先天代謝異常症の簡便、迅速なる臨床診断法およびマススクリ-ニング法を確立するため、前年度に種々のハプテンの蛋白結合体を調製し、グリコ-1β-水酸化コ-ル酸-BSA結合体を免疫抗原として特異性の高い抗体を作成したので、^3H標識抗原を用いる免疫測定法を確立した。これを用いて妊婦および新生児尿中の抱合型胎児性胆汁酸の動態について検討した。2.先天性胆道閉鎖症における胎児性胆汁酸の体内動態と診断法の開発本疾患の治療には早期発見と手術が必要であり、診断法確立を目的として、患児血中の胎児性胆汁酸の術前、術後における変動を検討して病態解析法を開発した。3.先天性異常Zellweger症候群患児における胆汁酸代謝異常成分の動態と診断法の開発本症は肝内ペルオキシゾ-ムの欠損による胆汁酸生成が阻害されC_<27>-胆汁酸が多量に存在するので、前年度に開発したGC法を用いてこれらを指標とする診断法の開発を行なった。先天性肝胆道疾患(胆道閉鎖症、Zellwegor症侯群等)の早期における診断法ならびに治療法の確立が緊急の課題となっている。本研究は、GLCおよび免疫測定法による適確なる微量分析法の開発を行い、胎児-新生児期における胆汁酸の体内動態の発育に伴う変動について解明し、先天性肝胆道疾患の診断法ならびにマススクリーニング法の開発を目的とした。(1)前年度に、グリコ-1β-水酸化コール酸-BSA結合体を免疫抗原として抗血清を作成し、今年度は同様にして抗抱合型コール酸抗血清を作成したので、^3H-標識抗原を用いるラジオイムノアッセイ法により評価を行なった結果、共に力価、親和性および特異性に満足し得る抗体の産生が確認された。(2)上記の抗血清を用いて、標識酵素に西洋ワサビペルオキシダーゼ、固相にマイクロタイタープレートを用いる酵素免疫測定法について検討し、ラジオイムノアッセイ法に優る測定感度、希釈率、特異性を有する測定法を確立した。本法により先天性胆道閉鎖症の病態解析を行ない、マススクリーニングへの展開の可能性を見出した。(3)開発した測定法を用いて新生児および小児尿中の抱合型1β-水酸化コール酸の抱合型コール酸に対する比を指標とする動態解析を行ない、発育に伴う1β-水酸化酵素活性の低下が示唆された。今回、他の新生児肝胆道疾患の病態解析への応用するには至らなかったが、さらに研究を継続して行なう計画である。
地震破壊の動的成長の停止機構

地震断層の複雑な形態は、地殻浅部の力学的不均質さの一つの表れであるはずであり、地震破壊の停止機構とも密接に関係しているはずである。本研究では特に、このような断層形態の複雑さと破壊停止機構の関係について詳細な考察を行った。高圧流体が断層面に存在すれば、間隙水圧が上昇し、破壊がより起こりやすくなる。本研究では、地下流体が断層破壊、特にその停止機構に及ぼす効果についても考察を行った。屈曲を伴う断層破壊の動的シミュレーションを実行するために、境界積分方程式法(BIEM)に基づいて研究を行った。BIEMに基づく亀裂解析では、超特異積分の処理が問題となる。まずは、正規化法に基づき処理を行い、任意形状を持つ2次元動的亀裂の定式化を完成させた。この定式化に基づき、一定速度で伝播する分岐亀裂のシミュレーションを実行した。この計算結果によると、分岐数が多いほど、主亀裂先端の応力集中の度合いが小さくなることがわかった。従って、断層が動的に分岐すれば、より小さな強度不均質で成長が停止しうることが示されたことになる。上で用いた正規化法は、発見的な手法に基づく部分があり、しかも定式化自体も煩雑である。そこで、超特異積分の有限部分を取る方法を用いたより効率的な手法の開発も行った。これにより任意形状をした動的亀裂の非定常伝播のシミュレーションを比較的容易に実行する手段ができたと言える。断層帯は地下流体の流路になっていることが野外観測から確認されている。断層破壊が生ずれば、地下流体と断層破壊は非線形の力学的相互作用を及ぼしあう。この相互作用の解析の結果、流体圧分布に強い空間不均質がある場合には、破壊成長停止要因として働くことがあることがわかった。地震の規模は、地震破壊がどのように停止するかということに密接に関係している。したがって、来るべき地震の規模を精度良く予測するためには、その停止機構について十分な考察を行う必要がある。最近の大地震により生じた地表断層を見れば、例外なく、きわめて不規則な形態をなしている。例えば、不連続な場合もあり、分岐をなしている場合もある。本研究では、特に断層形態の複雑さと破壊停止機構の関係について数理的考察を行いつつある。破壊の動的成長を扱う従来の数理的手法は、ほとんど全ての場合、直線状の破壊を取り扱うものである。そこで、まず、破壊の動的分岐、曲がりや破壊要素間の動的相互作用などを扱うための数学的手法の開発を行った。我々が開発した手法は表現定理を基本としているが、その要点は、数学的特異点の除去と破壊面に沿う局所座標系を用いて境界条件を積分形で表現したということにある。これにより具体的問題を比較的容易に取り扱うことができるようになった。破壊が動的分岐を起こした場合の亀裂先端の応力拡大係数を、この手法で計算したところ分岐の開始後、減少を始めることがわかった。直線状の孤立破壊の場合これは決して起こり得ないことである。また、分岐亀裂の密度が大きいほど応力拡大係数の減少の程度は大きい。最近の精度の良い実験では、動的亀裂の分岐はきわめて一般的に生じることがわかってきたが、地殻浅部でも同様なことが生じ地震破壊の停止に寄与している可能性は大きい。この計算では、一定破壊伝播速度を仮定しているため破壊伝播停止の問題を定量的に考察するにはいたっていない。今後は、非定常伝播の場合を考察し、さらに媒質の力学的性質の空間的不均質の効果も考察する予定である。

本研究では特に、このような断層形態の複雑さと破壊停止機構の関係について詳細な考察を行った。高圧流体が断層面に存在すれば、間隙水圧が上昇し、破壊がより起こりやすくなる。本研究では、地下流体が断層破壊、特にその停止機構に及ぼす効果についても考察を行った。屈曲を伴う断層破壊の動的シミュレーションを実行するために、境界積分方程式法(BIEM)に基づいて研究を行った。BIEMに基づく亀裂解析では、超特異積分の処理が問題となる。まずは、正規化法に基づき処理を行い、任意形状を持つ2次元動的亀裂の定式化を完成させた。この定式化に基づき、一定速度で伝播する分岐亀裂のシミュレーションを実行した。この計算結果によると、分岐数が多いほど、主亀裂先端の応力集中の度合いが小さくなることがわかった。従って、断層が動的に分岐すれば、より小さな強度不均質で成長が停止しうることが示されたことになる。上で用いた正規化法は、発見的な手法に基づく部分があり、しかも定式化自体も煩雑である。そこで、超特異積分の有限部分を取る方法を用いたより効率的な手法の開発も行った。これにより任意形状をした動的亀裂の非定常伝播のシミュレーションを比較的容易に実行する手段ができたと言える。断層帯は地下流体の流路になっていることが野外観測から確認されている。断層破壊が生ずれば、地下流体と断層破壊は非線形の力学的相互作用を及ぼしあう。この相互作用の解析の結果、流体圧分布に強い空間不均質がある場合には、破壊成長停止要因として働くことがあることがわかった。
自然通風量の定量評価と温熱快適性を連成させた通風環境評価法の構築

本研究は、ウインド・クオリティに基づいて適度な室内温熱環境を形成実現するために、平成18年度と19年度に風洞実験、実測及びマクロモデル解析を行い、以下の研究成果を得た。1.通風局所相似モデルと換気マクロモデルの連成プログラムの開発:換気回路網計算の換気マクロモデルにおいて、流入開口及び流出開口に通風局所相似モデルを適用した連成プログラムを開発した。流量係数を一定としたオリフィスモデルに比べて通風量の予測精度が向上した。2.自然通風の気流特性の解析:通風は不規則に変動し風速も比較的速く、0.1Hz以下の低周波成分や低波数の割合が多い気流であった。一方、空調風は通風と比較して規則的で低風速であり、0.1Hz以上の周波数領域におけるパワースペクトルの割合が多いことから比較的小さい渦が多い気流である。風向が変動すると、規則性が顕著になりエアコンのスイングの周期に相当する0.010.1Hzの周波数領域のパワースペクトルの割合が卓越して多くなった。3.通風時の温熱環境評価の特性:風速0.5m/s未満の通風時における温冷感や快適感は、空調時よりやや暑い側や不快側に評価され、気流感も空調時より感じない側の評価になっており、空調時の乾湿感には多少乾燥側の評価が見られた。風速0.5m/s以上の通風時では空調時よりも快適側に評価された。4.熱赤外動画像処理による通風時の人体表面熱収支の可視化:通風環境下および空調環境下におけるサーマルマネキンと被験者の部位別の表面温度変動の特徴を熱赤外動画像解析により示した。特に赤外線放射カメラによる30Hz熱赤外動画像と超音波風速計による20Hzの気流変動との関係を解析する方法を提示した。本研究は、ウインド・クオリティに基づいて適度な室内温熱環境を形成実現するために、平成18年度は風洞実験、実測及びCFD解析を行い、以下の研究成果を得た。1.自然通風の気流構造に関する実測:居住者の通風時の気流感や熱的快適性に大きな影響を及ぼす自然通風の気流構造を把握するために、都市再生機構の住宅実験棟において、窓を通過した室内での気流性状を実測した。周波数領域別パワースペクトルは0.1Hz以下の低周波数成分が、波数累積パワースペクトルは1rad/m以下の波数で大きいことが判った。2.自然通風時の気流感と温冷感に関する実測:住宅実験棟において気流変動が温熱環境評価に及ぼす影響について実測した。通風時に温冷感評価を変化させる回数は空調時の210倍であることが判った。3.通風時の人体皮膚温変動特性の測定:被験者およびサーマルマネキンの表面温度測定値、および放射カメラによる熱画像を利用し、人体表面における皮膚温変動特性を調べた。被験者の皮膚表面温度変動のパワースペクトルは、風速のパワースペクトルが高くなると、通風時では胸部と腹部の着衣面で、空調時では上腕部の着衣面と手先部で高くなる傾向がみられた。4.通風局所相似モデルの適用限界に関する検討:倉渕・大場らの提案した通風局所相似モデルは任意の風向角に対して適切な開口部の流量係数を算定して通風量を予測評価するものである。この通風局所相似モデルの適用限界を風洞実験により詳細に検討した。剥離域に流入開口がある場合、剥離によって生じる渦の影響で、開口面内の一部に流出気流が生じてしまうため、モデルの適用を避けるべきであることが判った。

5.通風局所相似モデルと換気マクロモデルの連成プログラムの開発および通風量予測精度の検証:通風局所相似モデルとネットワークモデルを連成させたプログラムを開発するために、市販の換気回路網マクロモデルと通風局所相似モデルを練成化する作業に着手した。本研究は、ウインド・クオリティに基づいて適度な室内温熱環境を形成実現するために、平成19年度は風洞実験、実測データ解析及びマクロモデル解析を行い、以下の研究成果を得た。1.自然通風時の気流感と温冷感に関する実測データ解析住宅実験棟において実施した温熱環境評価データを詳細に解析した。その結果、通風時における評価の変化回数は5回以上と多く、評価尺度の変化も13段階大きく変化するのに対して、空調時には不変または1段階程度しか変化せず、変化回数も5回以下と少なかった。通風時の快適感に影響する主要素として、快適側に評価が変化する場合に乱流速度と風速差が,不快側への変化の場合に乱れの強さと最小風速が関係することが判った。これらの影響要素による快適感の変化の様相を把握した。2.熱赤外動画像処理による通風時の人体表面熱収支の可視化熱赤外動画像処理を用いることで、サーマルマネキンの表面放射温度、表面顕熱量を時間的、空間的変動の観点から可視化する簡易な画像処理フレームを開発した。熱赤外動画像から抽出した時系列の部位別表面温度と風速の関係から、風速変化から皮膚温度の経時変化を模擬することが難しいことを把握した。3.通風局所相似モデルと換気マクロモデルの連成プログラムの開発換気回路網計算の換気マクロモデルにおいて、流入開口及び流出開口に通風局所相似モデルを適用したプログラムを開発した。通風量の予測精度を風洞実験で検証し、流量係数を一定としたオリフィスモデルに比べて通風量の予測精度が向上した。
生体骨に類似した機械的特性をもつ生体活性人工骨の開発

整形外科領域において人工材料の使用頻度は年々増加している。ところが、臨床報告の蓄積に伴って、生体材料から受ける様々な問題点が明らかになってきた。特に、長期間使用した場合の問題点は、生体骨と材料との界面に生ずるゆがみ(ルーズニング)である。ルーズニングの原因は、(1)材料と生体骨との機械的特性(特に靭性)の違いが大きすぎること、(2)材料と生体骨との結合界面に柔軟性が乏しく、応力集中を受けることにある。本研究の目的は、ルーズニングを起こさない人工材料を開発することにある。そのためには、(1)と(2)を解決した高度な複合材料を作製する必要がある。従って本研究では生体骨の無機主成分である水酸アパタイト(Ca10(PO4)6(OH)2:HA)を主成分とした複合材料の試作、特性の評価および動物実験を行った。1.水酸アパタイトの構造相転移精密に合成された化学量論比の水酸アパタイトはX線回析、熱分析などにより473-473Kに、単斜⇔六方の可逆的転移を示すことが分かった。2.水酸アパタイトウィスカ-の開発Ca(OH)2j、H3PO4および乳酸などのキレート剤を加えた溶液を200°C飽和水蒸気圧下で水熱処理することにより長さ30-50μm、太さ1-10μmの形状、組成のそろったウィスカ-を作製した。組成はややCa欠損であったが、これにCaCO3粉末を混ぜて600°Cで招請することにより化学量論比(Ca/P=1.67)にする事ができる。3.水酸アパタイトウィスカ/水酸アパタイト複合体の作製生体親和性に優れた水酸アパタイト複合体をホットプレスおよびHIPを用いて世界で初めて作製した。破壊靭性は約2倍に向上した。4.水酸アパタイト/生体活性ガラス複合体水酸アパタイトと生体活性ガラスの積層により生体親和性のある複合セラミックスを作製した。界面にはβ-NaCaPO4が生成し、そこが弱い結合になることにより、破壊靭性は明らかに向上した。5.水酸アパタイトあるいはリン酸カルシウム多孔組織のデザインおよび動物実験生体骨とセラミックスが大きな接触面積を持ち、高度に複合化して一体化するために、水酸アパタイト、リン酸カルシウム(β-TCP)およびそれらの複合した多孔体セラミックスを作り、家兎を用いて骨形成およびセラミックスの吸収挙動を調べた。その結果ポアの大きさと分布、さらに水酸アパタイトとβ-TCPの割合によって骨形成速度を制御することが分かった。当初に計画した研究目的、研究計画・方法に対し、以下の点が達成された。1)水酸アパタイト(HAp)ウィスカ-を水熱合成法により作製することに成功した。2)HApウィスカ-の組成と形態を制御することができるようになった。3)水酸アパタイト(Ca10(PO4)6(OH)2: HAp)ウィスカ-をHApのマトリックスに均一に分散することにより、靱性が向上することが確認された。4)リン酸三カルシウム(Ca3(PO4)2: TCP)をHApに被覆する技術が確立された。5)HA及びTCPの生体外での生体化学的評価を疑似体液を用いて行い、両資料ともに骨類似のアパタイトを析出することを確認し、試作予定の複合材料は生体活性であることが示唆された。以上のことから、生体骨に類似した機械的特性を持つ生体活性な人工骨を作製できると予想される。

界面にはβ-NaCaPO4が生成し、そこが弱い結合になることにより、破壊靭性は明らかに向上した。5.水酸アパタイトあるいはリン酸カルシウム多孔組織のデザインおよび動物実験生体骨とセラミックスが大きな接触面積を持ち、高度に複合化して一体化するために、水酸アパタイト、リン酸カルシウム(β-TCP)およびそれらの複合した多孔体セラミックスを作り、家兎を用いて骨形成およびセラミックスの吸収挙動を調べた。その結果ポアの大きさと分布、さらに水酸アパタイトとβ-TCPの割合によって骨形成速度を制御することが分かった。整形外科領域において人工材料の使用頻度は年々増加している。ところが、臨床報告の蓄積に伴って、生体が材料から受ける様々な問題点が明らかになってきた。特に、長期間使用した場合の問題点は、生体骨と材料との界面に生ずるゆるみ(ルーズニング)である。ルーズニングの原因は、(1)材料と生体骨との機械的特性(特に靱性)の違いが大きすぎること、(2)材料と生体骨との結合界面に柔軟性が乏しく、応力集中を受けることにある。本研究の目的は、ルーズニングを起こさない人工材料を開発することにある。そのためには、(1)と(2)を解決した高度な複合材料を作製する必要がある。従って本研究では生体骨の無機主成分である水酸アパタイト(Ca10(PO^4)^6(OH)^2:HA)を主成分とした複合材料の試作、特性の評価および動物実験を行った。1.水酸アパタイトの構造相転移精密に合成された化学量論比の水酸アパタイトはX線回折、熱分析などにより473-483Kに、単斜⇔六方の可逆的転移を示すことが分かった。2.水酸アパタイトウィスカ-の開発Ca(OH)^2j,H^3PO^4および乳酸などのキレート剤を加えた溶液を200°C飽和水蒸気圧下で水熱処理することにより長さ30-50μm、太さ1-10μmの形状、組成のそろったウィスカ-を作製した。組成はややCa欠損であったが、これにCaCO^3粉末を混ぜて600°Cで招請することにより化学量論比(Ca/P=1.67)にする事ができる。3.水酸アパタイトウィスカ/水酸アパタイト複合体の作製生体親和性に優れた水酸アパタイト複合体をホッとプレスおよびHIPを用いて世界で初めて作製した。破壊靱性は約2倍に向上した。4.水酸アパタイト/生体活性ガラス複合体水酸アパタイトと生体活性ガラスの積層により生体親和性のある複合セラミックスを作製した。界面にはβ-NaCaPO^4が生成し、そこが弱い結合になることにより、破壊靱性は明らかに向上した。5.水酸アパタイトあるいはリン酸カルシウム多孔組織のデザインおよび動物実験生体骨とセラミックスが大きな接触面積を持ち、高度に複合化して一体化するために、水酸アパタイト、リン酸カルシウム(β-TCP)およびそれらの複合した多孔体セラッミックスを作り、家兎を用いて骨形成およびセラミックスの吸収挙動を調べた。
教師の体育授業に関わる職能の発達に向けた取り組みを促す要因の検討

本研究は、教師が研修や授業研究コミュニティへの参加を通してどのように体育授業に関わる職能の向上に対する取り組みが促されるかを検討することを目的とした。体育科の研修に参加する教師を対象に、インタビュー、質問紙、資料、参与観察により主として質的データを収集、分析した。その結果、教師の体育授業観や教師観などの個人的要因、研修への参加機会や先輩教師からの誘い、職場での役割期待などの外的要因、児童生徒の授業へ取り組む様子の省察などの要因が存在することが示唆された。これらの要因は相互に複雑に関係していた。他方で、多忙さや同僚教師の体育授業への関心の低さが体育授業研究への阻害要因となることが示された。1)体育授業の改善に向け自発的に研修に参加する教師の動機とその契機を明らかにする、2)研修への参加を通した体育授業の指導観や教師観の変容の可能性とその要因を明らかにする、3)体育授業改善に対する教師の積極的な取り組みを継続させるための課題を明らかにする。本研究では、体育科の研修に参加する教師を対象に、インタビュー、質問紙、資料、参与観察を行い、主に質的データを収集している。平成26年度には、九州地区の教師を対象にインタビュー調査及び質問紙調査を行い、(1)教師の参加動機および(2)参加を通した体育授業の指導観や教師観の変容過程を調査した。1)体育授業の改善に向け自発的に研修に参加する教師の動機とその契機を明らかにする。2)研修への参加を通した体育授業の指導観や教師観の変容の可能性とその要因を明らかにする。3)体育授業改善に対する教師の積極的な取り組みを継続させるための課題を明らかにする。本研究では、体育科の研修に参加する教師を対象に、インタビュー、質問紙、資料、参与観察を行い、主に質的データを収集した。体育授業の改善に向け取り組む教員への調査の結果、先輩教員からの助言や職場での役割期待が契機となっていたことが挙げられた。また、研修への参加は、様々な地区の授業研究会や大学との研究連携によって授業観を再構築する機会となっていた。自らの授業研究の成果を学校内外で共有するという意識も研修の前後で変化していた。他方で、教師の授業研究への取り組みに影響する要因は多様であり、一直線のプロセスではないことも示唆された。加えて、職場環境や多忙さが体育授業研究の継続に大きな影響を与えることも示された。今後は、学校と大学、教育委員会などの連携を通した意図的な教師の支援の協力体制について検討する必要があるといえる。その際、教師が主体的に取り組めるような支援と持続可能な体制づくりが課題となるだろう。今後の検討課題としたい。九州地区の教師を対象にインタビュー調査及び質問紙調査を行い、教師の参加動機および参加を通した体育授業の指導観や教師観の変容過程を調査した。研究課題1及び2について、データ収集と並行して分析を行っている。ただし、インタビュー調査対象者との予定の調整に想定よりも時間がかかり、現在も継続して分析を行っている。調査対象者との予定の調整を効率的に進めるために近隣の学校の調査対象者をサンプリングするよう計画を修正してきた。データ収集に想定よりも若干の遅れがあるため、「やや遅れている」と評価した。体育科教育学平成27年度には、研究課題3の体育授業改善に対する教師の積極的な取り組みを継続させるための課題を明らかにする。また、平成26年度に収集したデータの分析を進め学会大会及び学会誌で成果を発表する。調査対象者の選定については、他の研究者と協力して県外の教員からも幅広く情報収集ができるようにする予定である。インタビュー調査のデータ収集に係る旅費を見積もっていたが、比較的近隣の学校の教員からデータ収集を行うことができたことにより、次年度使用額が生じた。平成27年度には、他大学の研究者と共同で複数の都道府県に調査対象者を拡大してサンプリングする予定であり、旅費等にあてる予定である。