hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
パターンの関数表現による実環境中の物体の高速・高精度探索

自ら移動して環境の情報を積極的に取得して行動する知能ロボットへの応用を想定し、映像を用いた実環境中の物体の頑健でかつ高速な探索法を開発することを目的として研究を行った。前年度の研究により、画像を多項式で表現する手法、および、多項式を用いて探索を高速に行う方法を開発した。本年度は、探索の高精度化を目的とし、前年度開発した探索アルゴリズムの改良を行なった。また、開発した手法の信号処理の分野への応用について検討した。1.探索の高精度化本手法では画像を多項式で近似して探索に用いるため、近似誤差の影響が避けられない。また、一般に画像パターン認識では単一の画像を用いるよりも、複数の画像を用いて統計的に適切な認識結果を得る方が一般に性能が良い。これらを考慮し、提案手法を部分空間法に適用する手法を提案した。部分空間法では、複数の学習パターンからそのパターンを表わす基底を構築し、基底への射影成分を求めることで認識を行なう。これにより認識精度が向上するだけでなく、一般に基底は低周波成分の多いパターンとなるため、多項式による近似精度も向上し、近似誤差の問題も解決できる。実際に画像探索の問題に適用し、探索精度が向上することを確認した。2.信号処理への応用本手法の考え方を、代表的な信号処理の手法である連続ウェーブレット変換の高速計算に応用することを可能とした。多項式を用いた内積計算の高速化法を拡張し、連続ウェーブレット変換に必要な積分計算を高速化する手法を開発した。画像を用いた2次元連続ウェーブレット変換の問題に適用し、従来法と比較して100倍程度の高速化が可能となることを確認した。
長期不況の行動経済学的分析

それぞれテーマについて、以下のように研究を進めた。[テーマ1(長期不況の理論的枠組みの構築)]前年度に引き続き、長期不況にある経済での資金借り入れ制約の緩和が景気に与える短期および長期の影響を分析し、そのメカニズムの理論的解明を行うとともに、数値計算によるシミュレーションを行った。借入制約を緩めると、借り手にとっては消費に回す資金が増えるため、短期的には景気は高揚するが、長期的には不況の深刻化をもたらすことが、理論的にもシミュレーションからも確かめられた。また、資産保有に関して地位選好を持つ家計を前提に、地位選好の性質が長期不況を引き起こすものか否かを探る理論・実証分析が完成した。そこでは、アンケート調査の結果から、自分の保有資産量を社会の平均資産保有量と比べる際に、圧倒的に比よりも差を意識することが明らかになり、その場合に現れる資産保有行動が長期需要不足を生むことを、理論的に証明した。[テーマ2(アンケート調査・実験)]2015年度から2017年度に実施したアンケート調査の結果を整理して利便性を高め、多くの研究者が容易に利用できる環境を整えた。また、経済実験により、1)予防行動における高次のリスク態度の分析、2)承認メカニズムにおける協力の確率の分析、3)囚人のジレンマ・ゲームの繰り返しゲームにおいて、情報構造が協力に与える影響の分析、を行った。[テーマ3(余剰資源を活用するためのメカニズムの構築)]1)多様な状況に適用できるように、準線形性が成立しない環境での単調性条件による誘因両立性の特徴づけ、2)複数の企業に公共財が供給される環境で、交渉前に行われるコミットメントの効果の分析、3)階層がある組織が不活発になる可能性やその条件の分析、4)消費の正の外部性があるネットワークモデルにおける価格競争均衡の分析、を行った。長期不況の理論(テーマ1)については、長期不況理論の枠組みに資金借り入れ制約を導入した理論分析と数値解析を順調に進め、論文としてEuro Econ Revに公刊した。また、資産保有に関する地位選好を導入し、自分の資産保有量を社会的な一人当たり資産保有量と比較する際、差か比かで不況発生の可能性が大きく異なることを明らかにした論文も、Aust Econ Papに公刊した。さらに、家計が貨幣・資産選好を持つ場合のマクロ経済的な性質の分析を開放経済に拡張する研究についても、簡潔な分析手法の構築、移民のマクロ経済的影響の分析など、大きく発展しつつあり、予想以上に進んだ。本研究の実証的基礎づけを目的としたアンケート調査のデータ(平成27ー29年度)の整備を完了しただけではなく、21世紀COEプログラムおよびGCOEプログラムのアンケート調査(平成15ー21年度)も、パネルデータとして一貫性を持たせた上で利用できるようにした。さらに、学生を含む一般研究者もこのデータを利用できる環境整備も行った。経済実験の研究成果も、Experimental Econ、J of Econ Theo、Social Choice and Welfareに公刊した。このように、テーマ2についても当初の計画以上に進展した。テーマ3についても、さまざまなトピックの成果を論文として、Am Econ J: Micro、Econ Theo、Games & Econ Behavior、J of Econ Theo、ManagScience、Manchester Schoolに学術誌に公刊した。余剰資源活用メカニズム設計についても、その成果を論文として、Theo EconとJ of Econ Theoに投稿し好意的な改定要求を受けている。このようにテーマ3についても、当初の計画以上に進展している。分析が計画以上に進んでいるので、今当初の計画に加えて、新たな進展のある問題についても積極的に取り組んでいく。[テーマ1]資産選好があると貯蓄願望が強まるため、時間選好率が低くなったのと同様の効果が生まれる。さらに、資産が大きくなるほど消費選好と比べた相対的な資産選好が高まるならば、たとえ小さくても初期に資産格差があれば、金持ちはますます貯蓄に励むことになり、資産格差は広がる。逆に低まるならば、資産格差は減っていくと予想される。本年度は、資産保有量と資産選好とのこのような関係に注目し、資産格差の動学を分析する。また、長期不況モデルの小国開放経済に拡張し、動学的最適化を前提としながらも簡潔な分析手法を確立する。その第一は、開放体系における財政金融政策の効果を分析するものである。第二は、移民の受入が自国民の消費や雇用状況に与える効果の分析である。そこでは、移民の数や移民の豊かさによって、マクロ経済的効果がどのように違ってくるか、についても考えていく。[テーマ2]アンケート調査の整備が完了したので、21世紀COEプログラムおよびGCOEプログラム時代から蓄積したアンケート調査および本プロジェクトで蓄積したデータを追加した10年以上に渡るパネルデータを利用し、(1) (β,δ)モデルによる、時間割引率だけでなく現在バイアスの変化の分析、(2)人々のインフレ予想が消費行動に与える影響の分析を行う。[テーマ3]選好が準線形の場合には、単調性という条件が誘因両立性を特徴づけており、資源配分制度設計に役立てられている。しかし、選好の準線形性は近似的にも成立しない状況も多くある。そこで、平成30年度より、より多様な状況に適用できるように準線形性が成立しない環境での単調性条件の研究に取り組でおり、これをさらに進める。また、制度・組織の設計理論の基礎となるトピックにも積極的に取り組む。

1.長期不況の理論的枠組みの構築、2.それを実証的に裏付けるアンケート調査、3.長期不況によって発生した余剰資源を活用するためのメカニズムの構築、という本研究の三本の柱について、本年度はそれぞれ以下のように研究を進めた。[テーマ1]資産選好を持つ家計行動をモデル化し、従来のマクロ経済学の有効需要分析と同様の簡潔さを持ちながら、ミクロ的基礎を持つ分析手法を開発した。また、社会の平均資産保有量と自分の保有量との差から効用を得るモデルを使って、長期不況を導き出した。さらに、資産選好と流動性選好を区別することにより、ゼロ金利のもとで長期不況が生まれることも明らかにした。[テーマ2]本年度は、アンケート調査を実施した。平成15年平成24年に21世紀COEプログラムおよびGCOEプログラムによって行ったアンケート調査によるパネルデータの部分的な継続を念頭におき、マクロ動学分析の前提を実証面から検討する新しい調査票を作成した。調査は訪問留置法によって行われ、約90%という高い回収率を得ることが出来た。[テーマ3]高度成長時代に建設されたマンションの多くが老朽化しており、潜在的に膨大な建て替え需要があり、新規雇用を創出する可能性を持っている。しかし、立て替えの意見調整は難しく、実際に立て替えられた例はごくわずかである。立て替えをスムーズに進ませるために、戦略的行動のインセンティブを抑え、マンションの居住権への需要に関する真の情報を引き出して、各部屋の居住権を効率的に配分するルールについて研究した。最少価格競争均衡ルールと呼ばれるルールが、理論的に上記の目的のために最適であり、かつ同時せり上げオークションという一般に使用されている方法でその配分と一致することを示した。現在までの進捗状況は「(1)当初の計画以上に進展した」である。それぞれのテーマについて、その理由を以下に記す。[テーマ1]当初の計画通り、個人の効用に資産選好や地位選好を取り入れ、簡潔かつミクロ的基礎を持つ不況分析の枠組みが構築できた。さらに、これまでの分析では長期不況では金利がプラスで高止まりするという性質が得られていたが、資産選好と流動性選好を区別することにより、ゼロ金利で長期不況が起こることを説明できた。さらに、当初の計画以上の展開として、経済成長から長期不況に向かう経路を導く予備的モデルを構築した。[テーマ2]今年度実施したアンケート調査では、既存の質問とともに新規の質問に対しても、約90%と当初の期待より高い回収率を修めることができ、来年度以降の分析を進める上で十分な進捗を得た。そこではGCOEプログラムアンケートからの継続的な質問に加え、マクロ動学分析に関わる質問を新たに追加した。継続的な質問として、危険回避度、時間割引率などの選好パラメターに関する質問を採用した。新規の質問としては、地位選好や物価予想に関する質問を追加した。たとえば地位選好について誰と比較をするのか、比較する資産の中身は、貨幣から株式や土地、耐久消費財まで多岐に渡る中で、何を用いているのかを明らかにした。
酸化マグネシウムによって萎ちょう病感受性トマトに誘導される萎ちょう病抵抗性

トマト萎ちょう病感受性品種のトマト苗に酸化マグネシウム(MgO)懸濁液を灌注処理すると、処理後1週間でJAシグナル伝達経路依存性の強力な萎ちょう病抵抗性が誘導される。本研究では、MgOが誘導するトマト萎ちょう病抵抗性のメカニズムを解明し、トマトが潜在的に持っている萎ちょう病抵抗性に関する知見を得ることを目的とする。研究初年度の主な成果は以下のとおりである。1.トマト植物体内におけるトマト萎ちょう病菌(FOL)の細胞数を定量する方法(定量PCR)を確立し、この方法を用いてトマト植物体内におけるFOLの増殖を調べた。その結果、FOL接種2週間後まではMgO処理区および非処理区間で、FOLの細胞数に差はなかったが、MgO非処理区では接種3週間後に根および胚軸でFOLが急激に細胞数を増した。MgO処理区では、接種3週間後でも根のFOL細胞数は変わらず、胚軸からはFOLを検出できなかった。FOL再分離試験および組織学的解析によっても同様の結果が得られたことから、FOLは根に侵入しているが増殖が抑制された状態になっていることが示唆された。2.FOL接種3週間後のMgO処理トマト根のRNAシークエンシングを行い、KEGGパスウェイ解析を行った結果、MgO処理区のトマト苗の根ではFOLの感染によってフェニルプロパノイド生合成経路、SA、JA、およびETシグナル伝達経路が活性化され、総合的な萎ちょう病抵抗性が確立されていることが示唆された。また、このような状態の根組織内で生存しているFOLの発現遺伝子が明らかになった。3.JAシグナル伝達の主要制御因子であるMYC2とその下流遺伝子の定量RT-PCR解析から、MgO処理したトマトでは、根だけでなく胚軸においてもFOL接種直後からMYC2下流の傷害応答遺伝子が顕著に発現することがわかった。初年度の計画であったRNAシークエンシングによって、トマトおよびFOLの発現遺伝子の全体像を把握することができた。また、MgOが誘導するトマト萎ちょう病抵抗性の特徴を明らかにすることができた。とくに、MgO処理したトマト根にFOLを接種すると、接種なしのトマト根に比べてMYC2下流の傷害応答遺伝子の発現が迅速かつ強力に誘導されるというデータを得たことで、次年度の研究の方向性がより明確になった。MgO処理したトマトに萎ちょう病抵抗性が誘導された状態(接種後3週間)については、遺伝子および組織レベルで把握することができたので、次年度はFOLを接種した直後に起こる宿主の応答に焦点をあてて解析を行う。また、トマト萎ちょう病抵抗性が誘導されていることを示すトマトの遺伝子マーカーの探索を行う。さらに、萎ちょう病抵抗性が誘導された状態のトマトの根組織内で生存しているFOLの発現遺伝子についても解析する。

さらに、萎ちょう病抵抗性が誘導された状態のトマトの根組織内で生存しているFOLの発現遺伝子についても解析する。30年度の研究の過程で、トマト根の二次代謝物そのものよりも遺伝子発現の変化から二次代謝物の生産を推定できることがわかった。このため、トマト根の二次代謝物を抽出する目的で購入を予定していた設備備品(エバポレーター、700,000円)の購入を取りやめ、遺伝子解析用試薬を購入した。これにより、次年度使用額が生じた。次年度使用額(74,265円)については、次年度に実施を予定しているトマト遺伝子マーカーの探索に必要な試薬の購入に充てる。
酸化亜鉛ナノワイヤのオンデマンド場所選択成長

本研究では,ナノ微粒子支援レーザー堆積法(NAPLD)と,レーザー光のZnOナノワイヤの近接場相互作用を利用して成長の核となるZnOナノワイヤ先端のみを加熱するナノヒーターの概念を結合して,ZnOに吸収される紫外レーザー光の照射場所に選択的にZnOナノワイヤを成長できることを実証する。今年度は次のような成果が得られた。(i)ZnOナノワイヤの合成装置の作製:ZnOセラミックスターゲットをKrFエキシマーレーザーでレーザーアブレーションしてZnOナノ微粒子を発生し,このナノ微粒子を他の真空容器内に置かれたサアァイア基板上に輸送して,購入したHe-Cdレーザー光を照射できる装置を作製した。サファイア基板を加熱することで,レーザーアブレーションで合成したナノ微粒子を原料としてナノ構造結晶を成長できることを確認した。(ii)ZnOナノワイヤ先端部でのレーザー光強度の増強効果の評価:市販の電磁界シミュレーションコードHFSSを用いて,モデル化したZnOナノワイヤに紫外光を照射したときのレーザー光増強効果を評価した。その結果,シミュレーションでナノワイヤの先端のみが過熱されることを確認した。さらに,別途用意したZnOナノワイヤに実際に紫外光を照射して,実験により溶融の様子を調べた。その結果,照射エネルギー密度が0.26J/cm^2ではZnOナノワイヤの先端のみが溶融し,エネルギー密度を0.72J/cm^2まで大きくするとナノワイヤ全体が溶融することを確認した。このことから,購入したHe-Cdレーザビームを100μm以下に集光すれば良い事を確認した。
呼気ガスバイオマーカーの周術期管理における有用性の検討

本研究は、周術期の患者管理に有用な呼気ガス中の揮発性有機化合物(volatile Organic Compounds: VOCs)を特定し、そのガスセンサを開発することである。ガスクロマトグラフィーを用いて侵襲度の高い手術における呼気ガス中VOCsの変動を測定したが、有用なマーカーを特定できなかった。VOCs測定のためのガスセンサは、水蒸気の影響や触媒活性の低下などがその測定精度に影響を与えることが分かった。本研究は、全身麻酔、集中治療(ICU)管理における有用な呼気中生体マーカーを特定し、そのガスセンサの開発と実用化を目的としたものである。ガスクロマトグラフィーを用いて侵襲度の高い手術(膵頭十二指腸切除術、肝切除術、腹部大動脈瘤手術、冠動脈バイパス術、弓部大動脈瘤置換術)における呼気ガス中のメタン、アセトン、イソプレン、アセトアルデヒドの変動を測定した。体外循環を用いる冠動脈バイパス術、特に低体温循環停止を伴う弓部大動脈瘤置換術において、術後の呼気ガス中のメタン濃度の上昇を認めたが、その他の呼気ガス中のVOCs濃度に有意な変動は認めなかった。また、他の手術におけるに呼気ガス中のVOCs濃度にも有意な変動は認めなかった。更に、呼気ガス中のメタン濃度の変動と患者予後の関連は認めなかった。VOCsの呼気ガスセンサ開発官能基を有するガスの代表例としてトルエンを選択し、半導体式ガスセンサ(Pd-SnO2クラスタ)をMicro Electro MechanicalSystems (MEMS)のデバイスとして検討した。0.2mol%Pd-SnO2クラスタはトルエンガスに対して高い感度を示したが、呼気中に含まれる水蒸気の濃度が測定に影響を与えるため、今後更に検討が必要であると考えられた。官能基を持たないガスの代表例としてメタンを選択し、接触燃焼式MEMSセンサの感度を検討した。触媒活性の低下が原因でセンサ感度がメタン濃度に比例しなかったので、今後更に検討が必要であると考えられた。本研究は、全身麻酔、集中治療(ICU)管理における有用な呼気ガスバイオマーカーを特定し、そのガスセンサの開発と実用化を目的とする。本年は、まず周術期管理に有用な呼気ガスバイオマーカー、すなわち生体への侵襲により変化する呼気ガスバイオマーカーを特定し、侵襲に伴う濃度変化をガスクロマトグラフィーで確認し、その情報をもとに半導体ガスセンサを開発することであった。侵襲度の高い膵頭十二指腸切除術前後において、内科領域で注目されているVOCs (Volatile organic compounds)であるアセトン、メタン、イソプレン、アセトアルデヒドの測定を行った。しかし、手術侵襲によりVOCsは有意な変化を示さなかった。アセトン(ppm)メタン(ppm)イソプレン(ppm)アセトアルデヒド(ppm)手術前2.7 8.2 0.2 0.04手術後2.6 4.9 0.3 0.03膵頭十二指腸切除術という侵襲度の高い手術で今回測定した呼気ガスバイオマーカーに有意な変化を認めなかったことから、周術期管理に有用な呼気ガスバイオマーカーを特定できていない。そのため半導体ガスセンサの開発が遅れている。さらに侵襲度の高い手術(心臓手術、食道がん根治術など)において呼気ガスバイオマーカーに変化があるかどうか確認する必要がある。膵頭十二指腸切除術という侵襲度の高い手術で今回測定した呼気ガスバイオマーカーに有意な変化を認めなかったことから、周術期管理に有用な呼気ガスバイオマーカーを特定できていない。さらに侵襲度の高い手術(心臓手術、食道がん根治術など)において呼気ガスバイオマーカーに変化があるかどうか確認し、周術期管理に有用な呼気ガスバイオマーカーを特定を急ぐ必要がある。侵襲に伴って変化する呼気ガスバイオマーカーを特定するために、ガスクロマトグラフィーによる呼気ガス分析をより侵襲度の高い症例で行うので、次年度研究費は主にその測定費に充てることにする。
尿路結石形成を抑制する特異的蛋白質に関する研究

尿路結石発生に強く関与する尿中特異的蛋白質(α2-HS糖蛋白、オステオポンチン、プロトロンビンF1)を尿中から抽出する方法を確立するとともにこれらの蛋白の蓚酸カルシウム結晶形成に及ぼす影響について検討した。また、尿路結石患者尿と正常人尿における量的違いを検討した。「方法」健康成人男性尿60Lから尿中特異的蛋白を460mg収集し、さらにイオン交換クロマトグラフィーをもちいて分離し、α2-HS糖蛋白60mg、オステオポンチン24mg、プロトロンビンF1 16mgを抽出収集し、蓚酸カルシウム結晶抑制効果を検討した。また、尿中への排泄量の検討は健康成人20人と尿路結石患者30人から尿中燐酸カルシウム結晶付随蛋白を別々に収集し、検討した。「結果」結晶形成抑制効果はオステオポンチンが最も強く、次にプロトロンビンF1、α2-HS糖蛋白の順であった。オステオポンチンとプロトロンビンF1は今まで報告されていた尿中抑制物質の10から100倍の強い抑制効果を有していることが判明した。α2-HS糖蛋白に関しては両群間に有意な差を認めなかった。プロトロンビンF1においては男性間においては両群間に差を認めなかったが、女性尿路結石患者において有意に尿中排泄量が低かった(P<0.01)。オステオポンチンは男女とも尿路結石患者において有意に低く(P<0.01)、ELISA測定でも同様な結果であった。これらの蛋白の排泄量は尿量、カルシウム、蓚酸、尿酸、クエン酸排泄量との明らかな相関は認めなかった。その事実が患者自身の代謝によるものであり、結石患者尿の結晶にこれらの蛋白が付着するための2次的現象ではないことを証明した。「結論」本研究の結果からプロトロンビンF1とオステオポンチンの尿中排泄量の低下が尿路結石発生原因の重要な問題のひとつである考えられた。尿路結石発生に強く関与する尿中特異的蛋白質(α2-HS糖蛋白、オステオポンチン、プロトロンビンF1)を尿中から抽出するとともに蓚酸カルシウム結晶形成に及ぼす影響について検討した。[方法]健康成人男性尿60Lから尿中燐酸カルシウム結晶付隨蛋白を460mg収集した。さらにイオン交換クロマトグラフィーをもちいて分離し、a2-HS糖蛋白60mg、オステオポンチン24mg、プロトロンビンF116mgを抽出収集した。蓚酸カルシウム結晶形成抑制効果の検討は人工尿にて蓚酸カルシウムを形成する際にそれらの物質を添加することにより測定した。結晶形成方法はcontinuousflowsystem (MSMPR法)を用い、結晶の大きさ、数はコールターカウンターにより測定した。また接続のコンピューターを用いて形成された結晶の結晶成長率、結晶核形成率、総結晶量を求め、添加しなかったコントロールと比較検討した。[結果]結晶形成抑制効果はオステオポンチンが最も強く、次にプロトロンビンF1、a2-HS糖蛋白の順であった。オステオポンチンとプロトロンビンF1は反応液濃度0.5μg/mlにおいて約30%の結晶成長抑制効果を示したが、α2-HS糖蛋白は10μg/mlにおいて約20%の抑制効果を示した。[考察と今後の展望]オステオポンチンとプロトロンビンF1は今まで報告されていた尿中抑制物質の10から100倍の強い抑制効果を有していることが判明した。

以上よりオステオポンチンとプロトロンビンF1の尿中排泄量の検討が重要であることから尿路結石患者尿と正常人尿における検討を次におこなう予定である。尿路結石発生に強く関与する尿中特異的蛋白質(α2-HS糖蛋白、オステオポンチン、プロトロンビンF1)を尿中から抽出し、尿路結石患者尿と正常人尿における量的違いについて検討した。[方法]健康成人20人と尿路結石患者30人から尿中燐酸カルシウム結晶付随蛋白を別々に収集した。さらにイオン交換クロマトグラフィーをもちいて分離し、α2-HS糖蛋白、プロトロビンF1、オステオポンチンのピーク値を求め、各個人の尿中の各蛋白濃度を求めた。また、オステオポンチンについては新しいELISAキットが発売になったため、原尿をもちいて測定した。[結果]α2-HS糖蛋白に関しては両群間に有意な差を認めなかった。プロトロビンF1においては男性間においては両群間に差を認めなかったが、女性尿路結石患者において有意に尿中排泄量が低かった(P<0.01)。オステオポンチンは男女とも尿路結石患者におて有意に低く(P<0.01)、ELISA測定でも同様な結果であった。これらの蛋白の排泄量は尿量、カルシウム、蓚酸、尿酸、クエン酸排泄量との明らかな相関は認めなかった。[考察と今後の展望]昨年の報告のようにプロトロビンF1とオステオポンチンはα2-HS糖蛋白に比べ、強い抑制効果を有しており、さらに今回の結果から推察するとプロトロビンF1とオステオポンチンの尿中排泄量の低下が尿路結石発生原因の重要な問題のひとつと考えられた。今後はその事実が患者自身の代謝によるものか、結石患者尿の結晶にこれらの蛋白が付着するための2次的現象なのか検討する必要がある。尿路結石発生に強く関与する尿中特異的蛋白質(α2-HS糖蛋白、オステオポンチン、プロトロンビンF1)を尿中から抽出し、尿路結石患者尿と正常人尿における量的違いを検討したところ、α2-HS糖蛋白に関しては両群間に有意な差なし。プロトロンビンF1においては男性間においては両群間に差を認めなかったが、女性尿路結石患者において有意に尿中排泄量が低かった(P<0.01)。オステオポンチンは男女とも尿路結石患者において有意に低い(P<0.01)ことを平成11年度に報告した。今年度は、その事実が患者自身の代謝によるものか、結石患者尿の結晶にこれらの蛋白が付着するための2次的現象なのか検討した。[方法]24時間蓄尿した尿を2分し、濾過した尿(A群)と濾過していない尿(B群)をそれぞれアルカリ化して燐酸カルシウム結晶を作成したのち、尿中燐酸カルシウム結晶付随蛋白を別々に収集した。尿路結石患者10名、正常人10名の尿を用いた。結晶付随蛋白をイオン交換クロマトグラフィーをもちいて分離し、α2-HS糖蛋白、プロトロンビンF1、オステオポンチンのピーク値を求め、A群とB群における尿中の各蛋白濃度の差違を求めた。[結果]3つの蛋白ともA群とB群ともに差を認めなかった。以上より尿路結石患者において特にオステオポンチンの尿中排泄量が少ないのは尿中の結晶内に取り込まれて少ないのではなく。尿中自体への排泄量が少ないことが判明した。[考察と今後の展望]今回の結果から推察するとプロトロンビンF1とオステオポンチンの尿中排泄量の低下が尿路結石発生原因の重要な問題のひとつと考えられた。
工業用動物細胞における組換えタンパク質の動態の可視化と細胞内膜輸送機構の解明

抗体医薬品の需要は伸びており、更なる生産性の向上が求められる。細胞内の抗体分泌過程が律速であると指摘されてきたが、改変された工業用動物細胞内の抗体分泌過程に関する知見は不足しており、科学的根拠に基づく高生産株の構築を行う必要があると考えられる。本研究は組換え細胞における分泌過程の基盤的解析を行って問題・律速を明らかにし、生産性を向上させるための知見を得ることを目的とする。細胞内における抗体の分泌を直接観察するために蛍光タンパク質標識した抗体を生産する細胞を作製し、昨年度までに複数のクローンを取得した。今年度はまずこれらクローンを使用した分泌解析を推進した。フラスコレベルで浮遊培養を行ったところ、生産性が大きく異なるクローンを複数取得できていると明らかになった。蛍光タンパク質標識により抗体の局在を顕微鏡で直接解析することが可能であり、通常の抗体と同様に分泌されていることを確認した。また生産性と抗体の分泌過程には明確な関連性がないと示唆された。次に細胞が培地中の抗体を取り込むことで生産量が減少する可能性を考え、逆行性輸送の解析を行った。生細胞で抗体が取り込まれる様子を直接とらえることはできなかったが、通常の蛍光顕微鏡観察により細胞が抗体を取り込み、その後分解している可能性が示唆された。抗体が取り込まれる経路の特定も試みたが、取り込み抗体量はごく微量であるとわかり、取り込み抑制により生産量を改善するのは困難と考えられた。最後に抗体分泌過程の解析を難発現性抗体生産細胞についても適用した。その結果、抗体の重鎖と軽鎖のアセンブリに問題があると判明し、また抗体の種類、生産量に関わらず律速は共通して小胞体にあると推定された。以上、蛍光タンパク質標識を行った抗体を初めて使用して、不明点が多かった工業用動物細胞の細胞内分泌過程に関する重要な知見を収集した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。抗体に代表される組換えタンパク質は医薬品としての需要をますます伸ばしており、その生産に用いられる動物細胞の生産性を向上させることが求められている。動物細胞内における分泌過程、膜輸送は抗体生産の律速となっていることが指摘されているが、無血清培地で培養され組換え抗体を生産する細胞における膜輸送に関して直接的に解析した例は少ない。本研究では組換え抗体生産細胞を対象として、抗体を細胞内から細胞外へ輸送する順行性輸送と、細胞外から抗体を取り込む逆行性輸送について定量的に解析し、生産性を向上させるための因子を明らかにすることを目的とする。2017年度は主に抗体の順行性輸送について解析を行った。まず、既存の抗体生産株の化学固定試料を用いて蛍光免疫染色を施し、抗体分泌における律速地点の解析を行った。異なる抗体を生産する3種類の株を対象に、翻訳阻害剤シクロヘキシミドをもちいて新たな抗体の合成を停止させて蛍光顕微鏡観察を行ったところ、抗体は分泌の最初の段階である小胞体内に数時間滞留していることが明らかとなった。また一部の抗体はゴルジ体にも滞留していたことから、分泌の律速は小胞体とゴルジ体にあると明らかになった。次に細胞内における抗体の膜輸送機構を直接生細胞にて観察するため、緑色蛍光タンパク質で標識した抗体を生産する細胞を構築した。また今後抗体の生産性と細胞内膜輸送速度との相関性を解析していくために、シングルセル単離装置を用いて分泌能の異なるクローンを複数取得した。この細胞を用いて生細胞観察を行ったところ、多くの抗体が小胞体と共局在しており、前述の固定試料を用いた解析と同等の結果を得た。また細胞内にて抗体が移動する様子を動画にて撮影できることを確認し、抗体分泌速度の定量的解析を進める準備がおおよそ整っている状態にある。生細胞観察を行うための蛍光顕微鏡設備の整備が遅れたことにより、2017年度中に終了させる予定であった、抗体の逆行性輸送の観察実験は進んでいない状態である。一方で、2年目の実験にて必要となる分泌能の異なる細胞株の取得は先に終了し、また細胞内における抗体の分泌速度を定量的に解析するためのリアルタイム観察を行う準備は整いつつあるため、順番は前後しているが全体の計画として大きな遅れはないものと考えている。

生細胞で抗体が取り込まれる様子を直接とらえることはできなかったが、通常の蛍光顕微鏡観察により細胞が抗体を取り込み、その後分解している可能性が示唆された。抗体が取り込まれる経路の特定も試みたが、取り込み抗体量はごく微量であるとわかり、取り込み抑制により生産量を改善するのは困難と考えられた。最後に抗体分泌過程の解析を難発現性抗体生産細胞についても適用した。その結果、抗体の重鎖と軽鎖のアセンブリに問題があると判明し、また抗体の種類、生産量に関わらず律速は共通して小胞体にあると推定された。以上、蛍光タンパク質標識を行った抗体を初めて使用して、不明点が多かった工業用動物細胞の細胞内分泌過程に関する重要な知見を収集した。前述した、生細胞観察に基づく抗体の逆行性輸送についての解析をまず進める方針である。生細胞観察を行うための設備は現在は整っている状態であり、また観察に必要な材料も取得できているため、問題なく研究を推進できると予想している。次に当初の計画通り、生細胞のリアルタイム観察に基づき、抗体の生産量と分泌速度の定量的な解析からその相関性を明らかにする。本年度の解析より抗体分泌の律速は小胞体あるいはゴルジ体にあることが明らかとなったため、抗体の分泌能が異なる複数のクローンについて、小胞体からゴルジ体、ゴルジ体から分泌小胞あるいは分泌顆粒への輸送を担っているタンパク質の発現量比較を行い、生産性への影響を解析する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
乳癌における脊椎転移及び病的椎体圧潰の危険因子分析とその発生予測に関する研究

乳癌患者246例を対象に、その原発巣組織中の副甲状腺ホルモン関連ペプチドN末端(PTH-rP)と癌遺伝子c-erbB-2を免疫組織化学染色で評価した。原発腫瘍組織中のPTH-rP、c-erbB-2および他の諸因子(腫瘍の組織型、病期)などを乳癌における骨転移発生のリスクファクターと仮定し、リスクファクター分析を行った。乳癌組織中のPTH-rPの陽性率は55%で、c-erbB-2は17%であった。調査時点では246例中21例に骨転移が発生しており、25例の死亡が確認された。多重ロジスティック・モデルを用いた危険因子分析の結果、骨転移の危険因子としては、病期が最も重要で、ついでPTH-rPがこれに続いた。また、病期のstage2以上の例を対象とした多重ロジスティック・モデルでは骨転移発生の最重要危険因子はPTH-rPであることが明らかとなった。c-erbB-2は骨転移の危険因子としては有意なものではなかったが、stage2以上群の生命予後決定因子としては重要なものであった。以上より、stage2以上の乳癌患者の術後経過観察に際し、PTH-rP陽性群は骨転移のhighriskgroupであり、特に重点的な骨転移の監視を行うべきといえる。また、これらのうちでc-erbB-2陰性の患者では骨転移発生後も比較的長期の生存が期待できるため、積極的な手術療法の対象となる可能性が高く、末期乳癌患者の整形外科的管理の重要な指標となる。一方、乳癌脊椎転移における脊椎転移形態と椎体圧潰発生の関係から、胸椎では転移性腫瘍の脊椎に占める大きさよりも、腫瘍の転移部位が椎体圧潰を規定する重要な因子であるという研究者らが前回の奨励研究(A)で数学的手法を用いて推測した仮説を裏付ける結果が得られた。北海道大学医学部第1外科にて乳癌摘出手術を施行された症例246例を対象に選定した。対象症例の術前検査に関する一般情報、血液生化学、併用療法等に関するデータはすでに入手済みである。対象患者の凍結保存血清を用い,全例の血中癌遺伝子erbB-2を栄研化学社製のキットを用いてRIA法にて測定した。結果は陽性例19例(7.8%)で、平均は3.8ng/ml、陽性例の平均は10.9ng/mlであった。ついで、摘出された乳癌原発巣の免疫組織化学染色により、組織中の癌遺伝子erbB-2産物および破骨細胞活性化因子の一つである副甲状腺ホルモン関連ペプチド(N末端)を検索した。陽性対象として、erbB-2遺伝子については血清erbB-2陽性例を選定し、乳癌細胞の細胞膜および細胞質の染色を確認し、染色法を確立した。また、副甲状腺ホルモン関連ペプチドの陽性対象には卵巣癌(clear cell carcinoma)を選定し、染色法を確立させた。対象症例数が当初予定の60例から約4倍の246例に増加したため、免疫組織化学染色は現時点では予定の約60例が終了した状態である。現在、残りの例の染色を早急に進めている。対象症例の経過観察により、現時点では12例の骨転移と20例の死亡を確認した。さらに経過観察を続行し、来年度終了時点でこれらの諸因子が乳癌の骨転移と生命予後に対する危険因子としていかなる位置を占めるのかを判定する。また、乳癌脊椎転移の放射線学的評価は現在、15例について完了しており、脊椎転移形態と椎体圧潰発生の関係を検索する。
省エネルギー付加物を装備した船舶の波浪中推進性能に関する研究

船舶運航からの二酸化炭素排出削減への要求から、推進性能を改善するため、多くの省エネルギー付加物が提案され、実際の新造船にも数多く取り付けられている。その波浪中での性能を推定できる手法を開発することを目的とする。手法としては波浪中で変動する粘性流場の中で作動するプロペラと省エネルギー付加物の相互干渉を調査するために、波浪中で自航する模型船の付加物周りの流れ場をStereo PIV装置を用いて詳細に計測する。それをもとに波浪中で十分に性能向上が見込める省エネルギー付加物を見出しうる計算法の開発を行う。
脳卒中リハビリテーションの費用効用分析

【目的】本研究は,回復期リハビリテーション病棟に入棟した脳卒中患者に対するリハビリテーションの効果を経済面とQOL面から評価し,回復期リハビリテーション病棟における効率的かつ患者や家族の立場に立ったリハビリテーションのあり方を検討することを目的とする.【対象】回復期リハビリテーション病棟の脳卒中患者とした.【方法】医療従事者が判定する前向き調査とし,費用効用分析およびADL改善効率を用いて,自立度区分別のリハビリテーション効率を算出した.【結果】分析対象とした患者は127名で,平均年齢は71.6歳,男性が52.8%を占めた.BI得点によるADL区分は,BI60点以上(自立群)が48名,40点以上60点未満(半自立群)が35名,40点未満(非自立群)が44名であった.医療費はADL自立度が高い群が有意に少なかった.在棟中の増分QALYsは,多い順から非自立群,半自立群,自立群であった.費用効用分析の結果,在棟期間中の1QALYあたりの医療費は,少ない順から非自立群,半自立群,自立群であった.改善比率は,自立群が大きく,3群間で有意差が認められたが(p<0.01),回復効率には有意差はなかった.【結論】増分QALYsは自立度の低い群が高い群より多いことが示めされた.また,自立度の低い群は高い群よりIQALYあたりの医療費が少なく,医療経済的に効率的なリハビリテーション効果が得られていた.従って,回復期リハビリテーション病棟における患者や家族が納得する効率的で効果的な脳卒中リハビリテーションのあり方として,機能的評価とともにQALYを用いて経済面とQOL面を評価し,自立度に応じた在棟日数や介入期間を含む介入プログラムが必要である.【目的】2006年4月の診療報酬改定後、脳卒中患者に対する発症早期からのリハビリテーション(以下リハ)の実施状況と改定による影響を検討することを目的とする。【対象と方法】脳卒中で入院しOT、PT、STのいずれかを受療後退院した患者で2006年4月の診療報酬改定前の67名と改定後の45名の合計112名を対象とした。リハ開始及び終了時のバーセル指数(BI)、OT、PT、STの介入量(単位数)、入院期間及びリハ期間などを調査した。【結果】分析対象は、調査項目すべての記載があり、在院日数が2週間以上でリハ開始時BIがすでに100点の者を除く46名とした。男性16名、女性30名、平均年齢は75.8±11.1歳である。在院日数は55.9±37.7日、リハ期間は51.5±36.8日である。介入量は145.1±110.0単位である。BIはリハ開始時38.5±35.5点、終了時62.9±38.7点で平均改善度は24.5±24.2である。発症日の即日入院は80%で自宅退院率は65.2%である。入院からリハ開始までの期間は3日以内が47.8%である。診療報酬改定前後の在院日数、リハ期間と介入実施日数は改定後が有意に短縮されている。BI開始時、退院時に改定前後で有意差はみられなかった。対象者一人あたりのリハ介入単位数は改定前159.7単位、改定後130.5単位と減少したが有意ではなかった。一方、一日あたりの介入単位数は改定前2.9単位、改定後3.8単位であり改定後で有意に増加していた。【結論】診療報酬改定後が改定前に比べ在院日数、リハ期間、リハ実施日数が短縮されリハ介入量も減少したが、ADLの改善状況には変化がみられなかった。一方、改定後の対象者一人の一日あたり介入量が増加しており、リハ実施日数あたり介入量の増加がADL改善に影響を及ぼすことが示唆された。【目的】回復期リハビリテーション病棟(回復期リハ病棟)における,脳卒中リハビリテーションの費用効用分析(CUA)をADL自立度別に比較検討することを目的とする.【対象と方法】回復期リハ病棟の脳卒中患者107名を対象とした.EuroQo1 (EQ-5D)を用いてリハビリテーション(リハ)開始時及び終了時に効用値を測定し,増分の効用値と質調整生存年(quality-adjusted life-years:QALYs)算出した.費用は入院中の医療費を診療報酬明細書から積算した.ADL自立度を開始時Barthel Index(BI)得点により60点以上(A群),40点60点未満(B群),40点未満(C群)に区分した.【結果】A群46名,B群29名,C群32名であった.平均年齢はA群から順に69.5歳,73.0歳,72.8歳で,在棟日数は,50.4日,78.1日,91.7日であった.リハ開始時の平均効用値はA群から順に0.651,0.493,0.342,終了時は0.721,0.649,0.466であった.医療費はC群が最も高く,A群が低かった.回復期リハ在棟中の増分

QALYsはA群0.0048QALY,B群0.0156QALY,C群0.0156でB群が最も増加した。1QALY増分に必要な費用は,B群が最も少なく,A群が最も多かった.【結論】ADL自立度の低い群が高い群に比べ回復期リハ病棟の在棟日数が長く,医療費は多かった。しかし,ADL自立度の低い群の効用値とQALYsの増分が大きく,1QALY増分に必要な費用が少ないことが示唆された。【目的】本研究は,回復期リハビリテーション病棟に入棟した脳卒中患者に対するリハビリテーションの効果を経済面とQOL面から評価し,回復期リハビリテーション病棟における効率的かつ患者や家族の立場に立ったリハビリテーションのあり方を検討することを目的とする.【対象】回復期リハビリテーション病棟の脳卒中患者とした.【方法】医療従事者が判定する前向き調査とし,費用効用分析およびADL改善効率を用いて,自立度区分別のリハビリテーション効率を算出した.【結果】分析対象とした患者は127名で,平均年齢は71.6歳,男性が52.8%を占めた.BI得点によるADL区分は,BI60点以上(自立群)が48名,40点以上60点未満(半自立群)が35名,40点未満(非自立群)が44名であった.医療費はADL自立度が高い群が有意に少なかった.在棟中の増分QALYsは,多い順から非自立群,半自立群,自立群であった.費用効用分析の結果,在棟期間中の1QALYあたりの医療費は,少ない順から非自立群,半自立群,自立群であった.改善比率は,自立群が大きく,3群間で有意差が認められたが(p<0.01),回復効率には有意差はなかった.【結論】増分QALYsは自立度の低い群が高い群より多いことが示めされた.また,自立度の低い群は高い群よりIQALYあたりの医療費が少なく,医療経済的に効率的なリハビリテーション効果が得られていた.従って,回復期リハビリテーション病棟における患者や家族が納得する効率的で効果的な脳卒中リハビリテーションのあり方として,機能的評価とともにQALYを用いて経済面とQOL面を評価し,自立度に応じた在棟日数や介入期間を含む介入プログラムが必要である.
高特異性ホウ素中性子捕捉療法薬剤の開発

L型中性アミノ酸トランスポーターの代表的なアイソフォームとして、LAT1とLAT2があり、LAT1はがん細胞特異的であり、LAT2は正常細胞に分布する。両者の輸送アミノ酸基質選択性にも違いがあり、LAT2が中性アミノ酸全般を輸送するのに対して、LAT1は主に大型の中性アミノ酸(ロイシン、チロシンなど)を輸送される。我々が開発したαメチルチロシンはLAT1に選択性の高いアミノ酸誘導体である。研究期間中もこの有用性については報告してきた。しかしながら、ホウ素中性子捕捉療法用薬剤としては、水溶性の向上できず、また複数のホウ素の導入により、LAT1自体の選択性が低下するなど薬剤開発が実現しなかった。1.[14C-carbonyl]FAMTの合成腫瘍特異的に発現する中性アミノ酸トランスポーター(LAT1)を評価するために、フルオロ-α-メチルチロシン(FAMT)の炭素ー14標識体の合成を検討し、既知である[14C-carbonyl]チロシンの合成と同様にブヘラ・ベルクス反応を用い、小規模で、カルボニル基の炭素を炭素-14に置換した[14C-carbonyl]L-FAMT合成に成功した。品質については、下記純度のものを得ることができた。化学純度95.7%、放射化学的純度97.8%、光学異性体純度99.0%ee。詳細については第54回日本核医学会学術総会(大阪)にて発表を行った。中性子捕捉療法(BNCT)については共同研究者である大阪大学金井から、LAT1の重要性について第11回日本中性子捕捉療法学会学術大会(大阪)にて報告をし、情報発信も行った。1.中性アミノ酸トランスポーター(LAT1)の特異性の検討今回の薬剤の標的としては腫瘍に特異的に発現が増強されるトランスポーターであるLAT1を用いているが、この特異性については年年度に作製した[14C-carbonyl]FAMTを用い、培養細胞等を用い、評価が進んでいる。やはりアルファ位弐メチル化することにより特異性が上昇することにkついてはさらに確度の高い治験が得られている。この件に関しては、本研究の研究協力者である大阪大学医学部金井教授のグループより来年度早々にも報告する予定にしている。詳細については第129回日本薬理学会近畿部会にて報告する。また疾患との関連性についても群馬大学の解良先生を中心に検討を進めており、今年度も数報報告に至っている。2.高特異性ホウ素中性子捕捉療法薬剤の試作前年の結果より、通常のアミノ酸より、アミノ酸のアルファ位をメチル化したものが、LAT1に対して、特異性が高いことがわかった。中性子捕捉療法薬剤は大量の薬剤を投与し、腫瘍組織に多くの薬剤を集積させる必要がある。そのためには高い水溶性が要求される。アミノ酸とアルファメチル化したアミノ酸では、アルファメチル化したアミノ酸の方が水溶性が低く出る傾向があることがわかった。FAMTを母骨格としたホウ酸化アルファメチルチロシンの合成について検討したが、イオン性官能基が複数存在することもあってうまくいっていない。まだ検討未了というところで終わってしまっている。アミノ酸はアルファメチル化すると水溶性が落ちてしまう現状を知り、ホウ酸化を躊躇してしまった。ホウ酸化することにより、水溶性の向上が期待されるのでアルファメチルチロシンの作製を次年度には実施したい。また溶解補助剤の活用なども積極的にに進めていく。腫瘍細胞は増殖する際などにアミノ酸が必要となる場合、細胞膜上にあるアミノ酸トランスポーターを介してアミノ酸は取り込まれる。特に腫瘍細胞ではL型中性アミノ酸トランスポーター(LAT)の存在が重要である。そのLATの代表的なアイソフォームとして、LAT1とLAT2があり、LAT1はがん細胞特異的であり、LAT2は正常細胞に分布する。両者の輸送アミノ酸基質選択性にも違いがあり、LAT2が中性アミノ酸全般を輸送するのに対して、LAT1は主に大型の中性アミノ酸(ロイシン、チロシンなど)を輸送されることがわかっている。ここでは中性アミノ酸の中でもホウ素修飾が比較的容易であると考えられる芳香環系アミノ酸であるフェニルアラニン、チロシン、トリプトファンなどをターゲットとした。我々が開発したアルファーメチルチロシンはLAT1に選択性の高いアミノ酸誘導体(非天然型アミノ酸)である。しかしながら、ホウ素中性子捕捉療法用薬剤として使用するためには大量のホウ素濃度が必要となる。そのために水溶性を向上させることを行ってきたが、ある程度の水溶性は獲得できたが、アミノ酸トランスポーターの取り込みがされなくなったり、またLAT1自体の選択性が低下してしまった。複数のホウ素を修飾させることも試みたが、本件球で使用できるようなホウ素中性子捕捉療法用薬剤を開発することはできなかった。しかしながら、LAT1の有用性は示すことが出来たので、低分子に拘らず、ペプチドにクラスターホウ素を修飾するなどの方法で、LAT1を中心としたホウ素中性子捕捉療法用薬剤開発に大きく転換していくものと考えている。

しかしながら、ホウ素中性子捕捉療法用薬剤としては、水溶性の向上できず、また複数のホウ素の導入により、LAT1自体の選択性が低下するなど薬剤開発が実現しなかった。FAMTはチロシンを母骨格とした非天然α-アミノ酸である。そのため、今回の炭素ー14標識に用いるは原料としてのフルオロフェニルアセトン誘導体を入手することはできなかった。チロシンの合成の過程にて、参考になる合成方法の報告があり、原料の合成も速やかに終了した。その誘導体を用いて、コールド標識(非放射能体標識)を実施し、合成方法や手技の確認をした。ホット標識も計画通りの結果を得ることができた。[14C-carbonyl]L-FAMTを用いたLAT1評価に関しては、予想以上にLAT1に対して特異性が高く、薬理的有用性が増大した。そのニーズに応えるため、市販されていないFAMTの製造と言う、予想外の業務が増えてしまったが、第55回日本核医学会総会(大阪)及び第11回日本中性子捕捉療法学会学術大会(大阪)にて、情報発信はすることができた。本研究にてLAT1の特異性に関する知見が得られ、次年度はアルファメチルチロシンによるホウ酸化を進めて行き、高特異性ホウ素中性子捕捉療法薬剤として、少なくとも細胞実験まではこじつけたいと考えている。当然、動物実験も視野に入れて研究を進めていく。放射線化学次世代BNCT用薬剤の開発BPAを母骨格とした新規の薬剤についても検討を始める。ただBNCTでは水溶性の薬剤が要求されるため、水溶性化も図っていく。同時に作用機序についても考慮していく予定にしている。まずは非放射体標識薬剤を作製していく。[14C-carbonyl]L-FAMTを用いたLAT1評価[14C-carbonyl]L-FAMTはまだ、小規模での合成しか行われていないため、原料の大量合成を図る。標識については、放射性核種を取り扱える施設の許可数量の関係で、大量に合成することはできないので、前年度、確立した方法を提示して、外部への委託合成を行う。今回、FAMTの特異性が予想以上に良かったため、トランスポーターの種類を増やし、総括的な検討が必要となってきた。[14C-carbonyl]L-FAMTは合成に時間がかかるため、当面は非放射体標識FAMTで対応することとし、大量合成を行う。高特異性ホウ素中性子捕捉療法薬剤の試作については、合成戦略が甘く、目的とする化合物を得るまで至っていない。また次年度からは、新しい研究エリアを設けることができ、本年度より数段効率よく検討できると考え、次年度に研究費を繰り越した。前年度、計画していた研究の一部が達成できないため、使用額の相違が発生している。試作の段階で、特性はかなり把握できたので、来年度には試作品を完成させ、様々な検討を行っていく計画にしている。研究は概ね順調に遂行できており、次年度速やかに使用する計画にしている。
メカニカルアロイングにより製造された先端複合材料の高速超塑性に関する基礎研究

本研究において得られた研究成果を以下に示す。(1)高速超塑性を示したメカニカルアロイング法で製造した15Vol%SiC/A1-Cu-Mg複合材料を用い、広範囲な試験条件でその特性を調査した。その結果、高速超塑性を示す最適な試験温度は、800850K付近である事が分かった。また、高速超塑性を示す最適温度は、示差熱分析より局部融解している温度域に相当することが判明した。(2)複合化されていない同一の合金組成を有するメカニカルアロイング合金の高速超塑性特性と比較検討した結果、その最適な超塑性温度域は、複合材料の最適温度とほぼ一致した。しかし、得られた最大伸び値およびその最大伸び値の得られたひずみ速度は、複合材料の方が小さかった。詳細な変形中の組織観察の結果、伸び値の低下および最適超塑性ひずみ速度の低下は、SiCの存在による界面挙動に起因することが明らかになった。即ち、破断の原因となる空洞の発生場所がSiC粒子と母相の界面である事、またその発生する空洞の発生頻度が複合材料では明かに合金と比較して高く、またその発生する空洞の最小寸法もかなり小さいことが明らかになった。(3)メカニカルアロイング法にて製造した本複合材料の空洞体積率は、他の典型的な超塑性材料のそれらと比較して、明かに少なかった。この原因は、界面近傍での局部融解による変形応力の局部集中の緩和機構に起因するものと推測された。また、この局部融解を透過電子顕微鏡その場観察にて調査した結果、明かに超塑性最適温度域付近において界面近傍が局部融解することが確認できた。(4)高速超塑性材料において観察された最適温度付近での液相の存在が一連の高速超塑性材料の変形機構に深く関わりあっている事が明らかになった。しかしながら、液相が現れる温度以下での超塑性変形機構は、超塑性流動応力を解析した結果、従来の超塑性変形機構と同一であることが類推された。本年度において得られた研究実績を以下に示す。(1)使用する合金の母相をAl-Cu-Mg系と決定した。この合金系のメカニカルアロイング法で製造したアルミニウム合金が100s^<-1>以上の超高速度で1000%以上の超塑性伸び値を示すことが分かったので、この合金系から実験を行なう事とした。複合材料を製造するための方法として、粉末冶金法と押出しを用いることにした。これは、圧延法などでは、加工成形が難しい事と、将来複合材料の超塑性成形がブロック状のものを用いる可能性が高いためである。(2)高速超塑性に影響を及ぼすと思われるミクロ組織的因子(母相の結晶粒径、複合分散粒子の種類、寸法、含有体積率)などを検討するため、予備的な材料を製造し、その超塑性特性を調査した。その結果、母相の結晶粒径が微細なほど良好な超塑性特性を示したが、最大超塑性伸び値は必ずしも母相の結晶粒径の微細化とともに増大しなかった。複合分散粒子の種類は、超塑性特性に大きな影響を与えない事が分かった。基本的には、母相の結晶粒径が微細であれば、超塑性は発現する。