hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
近代中国東北部(旧満州)文化に関する総合研究

国内研究集会では、鈴木貞美が「『満州』研究の回顧と展望」、劉建輝が「『満州』幻想の誕生--明治・大正期における諸ジャンルの言説を中心に」、孫江が「旧『満州』の『秘密結社』(宗教結社)と日本」、竹村民郎が「大連における廃娼運動--日本娼婦の状態に関連して」をそれぞれ発表した。国際研究集会では、中国から呂元明(東北師範大学教授)、邵建国(北京外国語大学助教授)、李輝(人民日報主任記者)の三氏を招いて、旧満州の文芸、交通、メディア等の課題について報告してもらった上、国内のメンバーを交えて活発な議論と意見交換を行った。以上のこの一連の調査と研究の実績をより具体化すべく、今年度はさらに二つの出版機関の協力を得て、前出の『満州浪曼』の復刻(ゆまに書房)と研究集会の報告集(勉誠出版)をそれぞれ公刊する予定となっており、目下はその準備を進めている。今年度は、研究実施計画通り、まず、昨年度に引き続き各分担者がそれそれの担当テーマに基ついて国内外で文献資料を収集する一方、すで入手した各分野の文献資料の整理と分析を行った。具体的には、鈴木貞美と劉建輝が海外研究協力者である呂元明氏(中国・東北師範大学教授)の協力を得て、旧満州の新京(長春)で発刊された日本語文芸雑誌『満洲浪曼』を復刻した上て、その全七巻に収録されている小説、評論、詩歌の主要なものに注釈を施しなから、作者像を含む雑誌そのものの全容を解明する成果として『「満洲浪曼」別巻-「満洲浪曼」研究』(ゆまに書房)を上梓した。また竹村民郎、上垣外憲一、劉岸偉、孫江もそれぞれ呂元明氏や同し海外研究協力者である厳安生氏(中国・北京日本学研究センター教授)らの協力を得て、青島、大連、北京、上海等の市立図書館や大学図書館から多くの貴重な資料を入手し、それらをもとに下記(11)のような研究成果を公刊した。次に、分担者同士及び海外研究者との連携と交流をはかるために、今年度はまた三回の国内研究集会と一回の国際研究集会(中国・首都師範大学と共催)を開催した。国内研究集会では、劉建輝が「近代日本作家と『蒙彊』-保田與重郎を中心に」、劉岸偉が「日本占領時期の雑誌を読む-『東西』『風雨談』『天地』を中心に」、鈴木貞美が「文芸雑誌『満洲浪曼』その位置をめぐって」をそれそれ発表した。国際研究集会では、鈴木貞美が「日本近現代文芸史の書き換えと文化研究その原理と実際、そして、東アジア国際共同研究の方向性」、劉建輝が「日本占領期における東北の文芸雑誌『満洲浪曼』と『芸文志』について」を報告し、張泉(北京社会科学院教授)ら中国側の専門家と多くの問題について意見を交換した。なお、今年度ではまた昨年度開催された国際研究集会の報告書をまとめ、「旧満州」研究の特集として雑誌『アジア遊学』(勉誠出版)に公刊し、内外の研究者や一般読者から高い評価を受けた。今年度は、研究実施計画通り、まず、過去二年度に引き続き各分担者がそれぞれの担当テーマに基づいて国内外で文献資料を収集する一方、すでに入手した各分野の文献資料の整理と分析を行った。
プロスタシンによる膵β細胞インスリン分泌制御機構の解明

GPIアンカー型および分泌型セリンプロテアーゼであるプロスタシンは様々な臓器に発現するが、ENaCやTLR4を切断することが報告されている以外は、その多くが謎に包まれている。膵臓におけるプロスタシンの発現局在やその意義は知られていない。本研究は膵内分泌機能の主幹をなすβ細胞のプロスタシンに着目した。申請者の研究室にて作製した膵β細胞特異的プロスタシンノックアウト(PRSS8-βKO)マウスはグルコース応答性インスリン分泌低下を認めた。本研究は、膵β細胞プロスタシン発現制御機構とCaチャネルを介したインスリン分泌制御機構を明らかにすることで、新規糖尿病治療開発の分子基盤構築を行う。
全ゲノム解析とCRISPR/Cas9を応用した大腸癌肝転移に対する新規治療戦略

国際がんゲノムコンソーシアムを中心に大腸癌の遺伝子変異解析はほぼ終了しているものの、肝転移に関する遺伝子変異については未だ未解明な部分も多い。近年、転移巣では原発巣とドライバー遺伝子が異なり、化学療法や分子標的治療の有効性が個人によって異なることが報告されている。我々は、同一症例の大腸癌原発巣と肝転移巣の双方を用いたゲノム解析により、原発には認めず肝転移にのみ有意な遺伝子変異(BRAF, TGFβR2、RNF43, P16 INK4A, MLH1)と、コピー数(CN)変異(CTNNB1, PIK3CA, TGFBR2, FGFR1)を示した。本研究は、上記のドライバー遺伝子が大腸癌肝転移形成にどの様に寄与しているかを明らかにすることを目的とした。目的達成のためにまず上記遺伝子が治療標的となり得るドライバー遺伝子であるか否かの実証に着手し、原発巣、肝転移巣間で遺伝子プロファイルに差のあった遺伝子に対して、原発、肝転移、双方での蛋白発現レベルについて検討した。CN解析で差のあった4遺伝子(CTNNB1, PIK3CA, TGFBR2, FGFR1)について免疫組織化学染色(IHC)を用いて蛋白発現を評価した。原発、肝転移においてCN上昇時にIHC陽性が一致する症例は82.6%、63.4%認めた。また原発に比べ肝転移でCNが上昇していた症例において肝転移でIHC陽性が一致する症例は57.7%で、原発と肝転移間でのCN上昇と蛋白発現に解離を認めた。その解離の要因を検討する必要が生じたため、現在、原発と肝転移でのエピゲノム解析によって各々の発現間の時空間的な関係を追加解析している。今後、上記ドライバー遺伝子の実証実験の後にオルガノイド樹立、CRISPR/Cas9を用いた変異遺伝子導入へ進む予定である。ドライバー遺伝子の蛋白発現を解析している段階であり、当初予定していたヒト正常大腸上皮幹細胞からオルガノイドを樹立するシステムの構築にはまだ至っていない。一方で、当初の予定とは異なる新知見が期待されており、全体として概ね順調に進んでいると評価する。原発巣と肝転移巣間での遺伝子発現解析を進め、DNAと蛋白発現間の差異について検討を行い、ドライバー遺伝子の絞り込み、再抽出を行う。その後にオルガノイド樹立、マウス移植・肝転移モデル実験を含めた候補遺伝子に関するin vitro, in vivoにおける検討を予定する。候補遺伝子の免疫染色解析、エピゲノム解析による追加検討を先行したため、当初予定していたオルガノイド樹立システムに必要な抗体や試薬の購入、解析費用の使用に至らなかった。上記追加検討が終了後、予定の試薬を購入する計画である。
二次元数値計算法による都市域急流河川の安全度評価システムの開発

急流河川では、構造物周辺における水面変化が大きく、また、内部構造も複雑である。水面の移動と同時に、圧力に関する時間微分項がないことが、この様な流れの計算法開発のネックになっている。1つの対策は擬似圧縮法である。前年度に開発したGMDを利用し、また、自由水面の計算には、水面近傍には浅水流型の薄層を設けることによって、安定かつ高精度の計算法を開発した。段波の追跡計算を行うと、伝播速度は一次元理論値とよく一致した。河岸侵食の予測が1つの重要な課題であった。これも移動境界の問題である。これは時間とともに変化する一般座標系を用いる方法を開発した。自由蛇行の移動床実験を行い、これと比較して良好な結果を得た。この計算法により、河岸侵食点の予測や砂州の移動と河岸侵食の関係をより精密に検討することが可能になった。実河川において、出水前後に水制周辺の流れの構造と河床変動を観測した。従来、水制を透過する流れは、目詰まりにより、その効果が無視できるものとされていたが、実際には土砂の堆積が河岸生成に重要な働きをしていることが明らかになった。双曲型方程式に対する非構造格子の二次元Genuinly Multy Dimensional(座標系に依存しない風上差分)型の計算法の理論開発を終え、試作プログラムを作った。矩形断面水路のフルード数=1.43となる等流中に瞬間的に円柱をおいたときの非定常流を計算した。円柱前面から発生するマッハ波やこれが河岸に達して形成される段波など射流の特徴的な挙動を良好に再現した。また、下流端にセキをおいたとき段波の伝播速度を調べ、一次元理論とよく一致することを確かめた。これを石狩川に計画されている遊水池周辺の流れに適用してみた。遊水池への流入部はフルード数が4程度にもなるが、模型実験結果と比較、検討しかなり良好な結果が得られることがわかった。現在、楕円型方程式にたいする適用研究を進めている。準三次元モデルを試作した。深さ方向の変化を完全に考慮しているのは剪断力項のみで、その他の項は局所等流近似である。水制周辺の流れに適用し、比較的良好な結果が得られたが、流れの急変部においては、若干、過敏な反応を示すことがわかった。このため、急変部に対応するのには、少し精度をあげる必要があると思われる。現在、これについて検討を進めている。砂州河川にセキを設けたときの砂州の挙動を解析するプログラムを作製し、現在、テスト計算を行っている。多くの床止が設置されている豊平川の大型模型実験の再現計算が進められ、上、下流端や河岸水際線など、主として境界条件の扱いについての検討が進められている。本年度の研究においては与えられた河川の平面形状および水理条件における安定河床形の予測という問題に対して,数値計算モデルの構築を行い,これを用いてある特定の条件だけではなく,河道平面形状および水理条件に関するパラメータを変化させながら計算を行うことにより幅広い範囲の条件における安定河床形の検討を行った。従来の河床変動計算モデルに関する研究の多くは,ある特定の河川や実験に着目し,主として計算モデルの特徴や計算結果と実測値の適合度などに関する議論が中心に行われてきたが本研究では単に特定の条件ではなく,幅広い範囲における計算を行い,現象の持つ様々な特性を明らかにすることができた.計算結果をもとに各パラメターと安定河床形状との関係,さらには,異なるパラメータどうしの相互関係なども明らかにされ,その組み合わせによっては自由砂州と固定砂州が共振するなどの,河川工学上重要な結果が定量的に明らかにされた.本研究で扱ったような非線形問題は,従来線形安定解析や模型実験により検討する手法が一般的であったが,線形安定解析では最終的な安定河床形状を算定することは不可能であり,また模型実験においても実験条件や実験ケース数などの制約から,様々な条件を網羅した現象の全体像を明らかにすることは不可能であった.これに対して非線形の方程式をそのまま数値的に計算するという方法は,一旦計算モデルが確立されれば,比較的簡単に非線形の安定問題の解が得られることが示された.

従来の双曲型多次元の数値解析法は、各座標方向の風上差分を組み合わせたもので、物理的に不合理であった.Roeらの衝撃波に対するGMD計算法の浅水流への適用を行った.急流河川では、構造物周辺における水面変化が大きく、また、内部構造も複雑である.水面の移動と同時に、圧力に関する時間微分項がないことが、この様な流れの計算法開発のネックになっている.1つの対策は疑似圧縮法である.上述のGMDを利用し、また、自由水面の計算には、水面近傍に浅水流型の薄層を設けることによって、安全かつ高精度の計算法を開発した.段波の追跡計算を行うと、伝播速度は一次元理論値とよく一致した.蛇行流路の河床変動数値解法を開発し、流路形状を種々変えた移動床実験を行って、計算法を検証した.これを河岸侵食を許す計算法へ拡張した.これも移動境界の問題である.これには時間とともに変化する一般座標系を用いる方法を開発した.自由蛇行の移動床実験を行い、これと比較して良好な結果を得た.この計算法により、河岸侵食点の予測や砂州の移動と河岸信侵の関係をより精密に検討することが可能になった.実河川において、出水前後に水制周辺の流れの構造と河床変動を観測した.従来水制を透過する流れの効果が無視できるものとされていたが、実際には土砂の推積が河岸生成に重要な働きをしていることが明らかになった.
言語と感覚情報の連合に関わる神経基盤の解明

本年度は目的「母語の単語や出来事記憶の影響を除いた単語と感覚情報の連合の学習によって言語理解時の脳活動がどのように変化するのかを検証し解明すること」を基に,fMRI実験の解析と結果発表,学術雑誌の論文,博士論文を書き上げた.具体的には,解析とその成果は以下のようになった.fMRI実験の解析から得られた成果から学習後期における視覚的な語と聴覚情報(音)の連合に関与する部位が上側頭領域にあることを同定した.この結果に関しては国際多感覚会議(IMRF2011).にて報告を行なった.学習成績と海馬と左角回の脳活動の相関解析から,学習初期には視覚的な語と視覚情報(図)の連合条件と視覚的な語と聴覚情報(音)の連合条件のそれぞれの正答率と左海馬の脳活動の値との間に正相関があることがわかった.一方で,学習後期になるとそれら二つの連合条件の正答率と左角回の脳活動との間に正相関があることがわかり,語と感覚情報の連合に関わる神経基盤が変化することを示唆する結果を日本言語科学会(JSLS2011)にて報告した.また15日間に視覚的な語と視覚情報の連合条件,および視覚的な語と聴覚情報の連合条件の再認記憶成績がどのように変化するか,に関して正答率と反応時間ともに条件と日にちの主効果を分散分析の結果示した.当結果は現在国際学術雑誌において査読中である.また博士論文では,世界で初めて無意味刺激を用いた新規な語と感覚情報の連合成績の変化の過程を行動と脳活動の二つの指標から明らかにした.特に,学習後期において連合するモダリティが視覚情報(語)と視覚情報(感覚)の場合よりも,視覚情報(語)と聴覚情報(感覚)の場合の方が左楔前部の脳活動が上昇するということは今後の頭頂連合野と言語,記憶との関係性を知る上で重要な発見となったと考えられる.本研究では,単語と連合している感覚情報の違いによって言語理解時の脳活動がどのように変化するのか,を課題中に賦活した脳部位から検証した.さらに,単語と感覚情報の連合の学習により言語理解時の脳活動がどのように変化するのか課題中に賦活した脳部位から明らかにすることで,これまで明らかにされていない経験の要因を排除した単語の意味の習得・学習に関する脳内処理メカニズムについても検証を行なった.心理実験,fMRI実験ともに順調に行ない.解析まで行なうことができた.検証の結果,感覚情報の違いにより連合処理における賦活部位が異なることが明らかになった.また学習初期と学習後期における連合処理における賦活部位の違いについても明らかとなった.本成果については,本年度の学会発表や,国際誌における論文発表を通じて報告する予定である.本研究の結果は,これまであまり知見が報告されていない成人の母語の語彙習得における学習や記憶に関する認知神経メカニズムについて新たな結果を提示することとなる.本研究の成果は,多くの研究分野に新たな発見を提示することから学問的意義があり大変重要な研究となる.まず言語学,心理学,認知神経科学に対し,記憶,言語,学習が関与する語彙習得メカニズムを認知神経科学的手法から検証し明らかにしたことは,1つの重要な点であろう.またこれまで解明されなかった新規な単語と新規な感覚情報の連合処理プロセスを介入研究を通じて明らかにしたことは,世界でも初めてである.以上より,本研究の成果は学問的意義が大きく重要な研究であると考えられる.本年度は目的「母語の単語や出来事記憶の影響を除いた単語と感覚情報の連合の学習によって言語理解時の脳活動がどのように変化するのかを検証し解明すること」を基に,fMRI実験の解析と結果発表,学術雑誌の論文,博士論文を書き上げた.具体的には,解析とその成果は以下のようになった.fMRI実験の解析から得られた成果から学習後期における視覚的な語と聴覚情報(音)の連合に関与する部位が上側頭領域にあることを同定した.この結果に関しては国際多感覚会議(IMRF2011).にて報告を行なった.学習成績と海馬と左角回の脳活動の相関解析から,学習初期には視覚的な語と視覚情報(図)の連合条件と視覚的な語と聴覚情報(音)の連合条件のそれぞれの正答率と左海馬の脳活動の値との間に正相関があることがわかった.一方で,学習後期になるとそれら二つの連合条件の正答率と左角回の脳活動との間に正相関があることがわかり,語と感覚情報の連合に関わる神経基盤が変化することを示唆する結果を日本言語科学会(JSLS2011)にて報告した.また15日間に視覚的な語と視覚情報の連合条件,および視覚的な語と聴覚情報の連合条件の再認記憶成績がどのように変化するか,に関して正答率と反応時間ともに条件と日にちの主効果を分散分析の結果示した.当結果は現在国際学術雑誌において査読中である.また博士論文では,世界で初めて無意味刺激を用いた新規な語と感覚情報の連合成績の変化の過程を行動と脳活動の二つの指標から明らかにした.特に,学習後期において連合するモダリティが視覚情報(語)と視覚情報(感覚)の場合よりも,視覚情報(語)と聴覚情報(感覚)の場合の方が左楔前部の脳活動が上昇するということは今後の頭頂連合野と言語,記憶との関係性を知る上で重要な発見となったと考えられる.
脈絡叢を介する糖の脳内輸送動態に着目した糖尿病による認知症発症促進機序の解明

我々は、これまで、糖の過剰摂取が脈絡叢上皮細胞を介する糖の脳室内への輸送動態を変化させ、海馬を含む脳実質周囲組織に傷害を与え、認知症増悪に寄与する、との仮説を立て研究を行ってきている。脈絡叢とその周囲の海馬を含む脳室周囲領域における種々の糖関連物質の輸送体の局在を検討を行った結果、果糖の輸送体であるglucose transporter 5 (GLUT5)が脈絡叢上皮細胞に局在すること(Neuroscience 260, 149-157, 2014)、GLUT8が脈絡叢上皮細胞に局在すること(Histochem Cell biol 146, 231-236, 2016)、そして、そのGLUT8が脳室周囲領域のアストロサイトやミクログリアの細胞質に局在することを報告してきた(Neurosci Lett 636, 90-94, 2017)。さらに、果糖は細胞内で代謝されて尿酸を生じることから、その尿酸の輸送体の局在を評価したところ、近年になって尿酸の輸送体であることが判明してきたGLUT9が脈絡叢上皮細胞の脳室側の細胞膜に局在することと、代表的な尿酸の輸送体であるurate transporter 1 (URAT1)が脈絡叢上皮細胞の基底側の細胞膜に局在することを報告した(Neurosci Lett 659, 99-103, 2017)。また、最近、骨で取り囲まれている脊髄での脳室周囲領域観察のために、非脱灰標本における染色方法(川本法)を脊髄で確立させた(Miscrosc Res Tech 81, 1318-1324, 2018)。さらに、現在、SGLUT2に関する知見が確実に明らかになってきており、論文作成中である。また、上記輸送体以外の輸送体の脳内における新たな知見も見出しており、平成31年度中における完成を目指している。脈絡叢上皮細胞における果糖、ブドウ糖、尿酸の輸送体の局在を報告し、さらに、新たな輸送体の局在を見出し、果糖やブドウ糖や尿酸の脳内輸送経路が明らかになりつつある。また、脊髄での評価方法も確立した。以上より、おおむね順調との判断に至った。ブドウ糖や果糖の脳室周囲領域への詳細な脳内輸送を明らかにするため、現在判明している輸送体以外の他の糖の輸送体の脳内局在の検討を継続していく。そして、そのブドウ糖や果糖の脳室周囲領域への移行機序を明らかにし、糖尿病や認知症を含む種々の動物モデルへの投与実験を行い、その脳室周囲領域組織への傷害の有無や程度を検討していく。糖の過剰摂取が脈絡叢上皮細胞を介する糖の脳室内への輸送動態を変化させ、海馬を含む脳室周囲組織に傷害を与え、認知症増悪に寄与する、との仮説を立て、この研究1年目は、脈絡叢とその周囲の海馬を含む脳室周囲領域における種々の糖関連物質の輸送体の局在の検討を行った。我々は既に、平成26年に果糖の輸送体であるglucose transporter 5 (GLUT5)が脈絡叢上皮細胞に局在すること、平成28年にはGLUT8が脈絡叢上皮細胞に局在することを報告していたが、今回、そのGLUT8が脳室周囲領域のアストロサイトやミクログリアの細胞質に局在することを報告できた(Neurosci Lett, 636, 90-94, 2017)。さらに、果糖は細胞内で代謝されて尿酸を生じることが知られており、果糖の脳内の細胞への輸送を評価するには尿酸の輸送体の局在の評価も必須であるため、その検討を行ったところ、近年になって尿酸の輸送体であることが判明してきたGLUT9が脈絡叢上皮細胞の脳室側の細胞膜に局在すること、そして、代表的な尿酸の輸送体であるurate transporter 1 (URAT1)が脈絡叢上皮細胞の基底側の細胞膜に局在することを報告できた(Neurosci Lett 659, 99-103, 2017)。GLUT9とURAT1が脈絡叢上皮細胞の対極の細胞膜に存在していたことは、腎尿細管上皮細胞における両輸送体の対極性と類似し、URAT1側からGLUT9側への輸送(脳内から脳室側への輸送)を示唆しており興味深い結果であった。脈絡叢上皮細胞におけるGLUT5, GLUT8, GLUT9, URAT1の局在は、脳室を介して果糖やその代謝産物の尿酸が脳内の細胞において何らかの役割を担っていることを示唆し、その解明も重要課題である。果糖の輸送体であるGLUT8が脳室周囲領域のアストロサイトやミクログリアの細胞質に局在することを報告し(Neurosci Lett, 636, 90-94, 2017)、さらに、果糖の細胞内代謝物質である尿酸の輸送体であるGLUT9とURAT1が脈絡叢上皮細胞の、それぞれ脳室側と基底側の細胞膜に局在することを報告した(Neurosci Lett 659, 99-103, 2017)。また、代表的なブドウ糖の輸送体であるGLUT1が脳毛細血管内皮細胞に局在することは有名であるが、現在、上記以外のブドウ糖の輸送体の脳内局在についての知見も得だしている。

我々は、これまで、糖の過剰摂取が脈絡叢上皮細胞を介する糖の脳室内への輸送動態を変化させ、海馬を含む脳実質周囲組織に傷害を与え、認知症増悪に寄与する、との仮説を立て研究を行ってきている。脈絡叢とその周囲の海馬を含む脳室周囲領域における種々の糖関連物質の輸送体の局在を検討を行った結果、果糖の輸送体であるglucose transporter 5 (GLUT5)が脈絡叢上皮細胞に局在すること(Neuroscience 260, 149-157, 2014)、GLUT8が脈絡叢上皮細胞に局在すること(Histochem Cell biol 146, 231-236, 2016)、そして、そのGLUT8が脳室周囲領域のアストロサイトやミクログリアの細胞質に局在することを報告してきた(Neurosci Lett 636, 90-94, 2017)。さらに、果糖は細胞内で代謝されて尿酸を生じることから、その尿酸の輸送体の局在を評価したところ、近年になって尿酸の輸送体であることが判明してきたGLUT9が脈絡叢上皮細胞の脳室側の細胞膜に局在することと、代表的な尿酸の輸送体であるurate transporter 1 (URAT1)が脈絡叢上皮細胞の基底側の細胞膜に局在することを報告した(Neurosci Lett 659, 99-103, 2017)。また、最近、骨で取り囲まれている脊髄での脳室周囲領域観察のために、非脱灰標本における染色方法(川本法)を脊髄で確立させた(Miscrosc Res Tech 81, 1318-1324, 2018)。さらに、現在、SGLUT2に関する知見が確実に明らかになってきており、論文作成中である。また、上記輸送体以外の輸送体の脳内における新たな知見も見出しており、平成31年度中における完成を目指している。脈絡叢上皮細胞における果糖、ブドウ糖、尿酸の輸送体の局在を報告し、さらに、新たな輸送体の局在を見出し、果糖やブドウ糖や尿酸の脳内輸送経路が明らかになりつつある。また、脊髄での評価方法も確立した。以上より、おおむね順調との判断に至った。ブドウ糖の詳細な脳室周囲領域への脳内輸送を明らかにするため、他のブドウ糖の輸送体の脳内局在をも検討していく。さらに、他の果糖の輸送体の脳内局在の検討も継続していく。そして、ブドウ糖と果糖の脳室周囲領域への移行機序を明らかにした後、糖尿病や認知症を含む種々の動物モデルにブドウ糖や果糖の投与実験を行い、その脳室周囲領域の組織傷害の有無や程度を確認した後、その具体的機序を検討していく。ブドウ糖や果糖の脳室周囲領域への詳細な脳内輸送を明らかにするため、現在判明している輸送体以外の他の糖の輸送体の脳内局在の検討を継続していく。そして、そのブドウ糖や果糖の脳室周囲領域への移行機序を明らかにし、糖尿病や認知症を含む種々の動物モデルへの投与実験を行い、その脳室周囲領域組織への傷害の有無や程度を検討していく。
ゼブラフィッシュ胚を用いた脳血管系形成機構の解明

近年ゼブラフィッシュは、突然変異体スクリーニングによる発生後期での器官形成異常とその原因遺伝子の報告からヒト疾患モデルとして注目されている。さらに体外受精を行い、胚が透明であるなどの点から血管系形成過程の観察に非常に適している。ヒトとの相違を明確にしつつ、ゼブラフィッシュの脳血管系発生過程の全容とその分子メカニズムを明らかにすることは、今後の様々な脳血管に関わる研究に解剖学的な基盤情報を提供し、かつヒト脳血管系の形成過程の理解へと通じる。これまで我々のグループの磯貝らは、ゼブラフィッシュをもちいて初期の体幹の血管系形成の遺伝的制御を明らかにしたが、脳の血管系については解析がまったく進んでいなかった。平成19年度には、実験計画に従い、血管内皮が特異的に蛍光を発するトランスジェニック・ゼブラフィッシュ(Tg(fli1:EGFP)y1)を用いて、脳血管系形成過程のイメージングを行った。その結果独立して形成された脳と脊髄の血管系が統合される際に、第一節間動脈が重要な役割を果たしていることが判明した。この過程は、(1)Primordialhindbrain channel(PHBC)の伸展と第1節間動脈との連結、(2)脳底動脈の伸展と第1節間動脈との連結、(3)PHBCの解離と椎骨動脈との連結という段階を経て完成する。我々はsilent heart遺伝子を抑制し血流を生じない胚を作成した。その観察から、この初期段階では血流が必要ではない、脳血管系の初期形成過程も遺伝的に制御されていることが明らかになった。さらにこの過程でのsonic hedgehog(Shh)の影響を、Shhの阻害剤であるcyclopamineを胚の飼育水に加えて解析し、節間の血管系の発生前にcyclopamineを加えた場合、節間の血管の発生が抑制されるが、primordial hind brain canal(PHBC)は一定の領域までは伸展しそれ以上は進まないことが判明した。今後PHBCの伸展を制御するシステムの解明を進めていく。これまで我々は、ゼブラフィッシュをもちいて体節では初期の体節血管系の形成が遺伝的なプログラミングにより制御されていることを明らかにしてきたが、脳の血管系についてはいまだ解析がまったく進んでいない。平成18年度は、実験計画に従い、血管内皮が特異的に蛍光を発するトランスジェニック・ゼブラフィッシュ(Tg(fli1: EGFP)^y1)を用いて、脳血管系形成過程のイメージングを行った。実験方法は、トリカインで麻酔した受精後1日目胚を1%低融点アガロース内に包埋し、二光子顕微鏡で生きたまま連続して観察した。現在受精後1日目から脳血管系の全形成過程を詳細に解析しアトラスの作成を進めている。頭部と体幹の初期の血管系はそれぞれ独自に形成され、椎骨動脈によって連結される。ゼブラフィッシュにおけるこれらの全過程はすでに我々のグループが報告したが、最初に両側のprimordial hind brain canal(PHBC)が尾側に伸展して第一節間動脈に連結することがわかっている。このPHBCの伸展へのsonic hedgehog(Shh)の影響を、Shhシグナルの阻害剤であるcyclopamineを胚の飼育水に加えて解析した。その結果、節間の血管系の発生前にcyclopamineを加えた場合、節間の血管の発生が抑制され、PHBCの伸展も生じないが、節間の血管が形成された後には、PHBCの伸展に影響がでないことが判明した。現在より詳細な解析を進めている。

さらにこの過程でのsonic hedgehog(Shh)の影響を、Shhの阻害剤であるcyclopamineを胚の飼育水に加えて解析し、節間の血管系の発生前にcyclopamineを加えた場合、節間の血管の発生が抑制されるが、primordial hind brain canal(PHBC)は一定の領域までは伸展しそれ以上は進まないことが判明した。今後PHBCの伸展を制御するシステムの解明を進めていく。
急性心筋梗塞の非侵襲的な早期診断に適した磁性ナノ粒子の開発

高温熱分解法を用いて4-メチルカテコール(4-MC)やN-ビニル-2-ピロリドン/メタクリル酸メチル/メタクリル酸三元共重合体[P(VP-MMA-MA)]で被覆されたマグネタイトナノ粒子(MNPs)を調製した。マクロファージに高い特異性がある標的分子を結合させた磁性ナノ粒子の調製法を開発し、磁性粒子が核磁気共鳴画像法(MRI)の強力な造影効果を示すことを利用して、急性心筋梗塞の原因となる不安定プラークを非侵襲的に早期診断できる材料の開発を行った。本研究では、磁性ナノ粒子の調製法として高温熱分解法を検討した。はじめに、4-メチルカテコール(4-MC)存在下、鉄アセチルアセトンを高温熱分解することで、平均粒子系が10nm程度のマグネタイトナノ粒子(Fe_3O_4NPs)を得た。4-MC被服Fe_3O_4NPs(4-MC-Fe_3O_4NPs)は、さらに(1)Mannich反応を用いてγ-アミノ酪酸で修飾する方法や(2)N-ブロモコハク酸イミドを用いて臭素化し、エタノールアミンやPVPで修飾する方法、により水分散性を有し、糖質や抗体を結合しうるナノ粒子とした。マクロファージ指向性を付与するリガンド分子としてトリマンノースを置換する前に、単糖のグルコースや二糖のマルトースを置換したところ、水分散性が低下してしまったため、糖質の置換には更なる分子設計が必要であるとわかった。一方、抗体を結合した4-MC-Fe_3O_4NPsの予備検討として腫瘍細胞に対する抗体Herceptinを用いた実験も行った。2型ヒト上皮成長因子受容体(HER2)を強発現した細胞と弱発現した細胞で取り込み実験を行った結果、選択的な取り込みが認められたため、標的指向性マグネタイトナノ粒子としての有用性が確認できた。これとは別に、リビングラジカル重合によりポリビニルピロリドン(PVP)を調製し、それを用いて鉄ペンタカルボニルを高温熱分解する実験も行った。これにより水分散性の高いナノ微粒子が得られたが、中性域でのリン酸緩衝液中では凝集してしまった。そこで、ビニルピロリドン(VP)とメチルメタクリラート(MMA)との共重合体を合成し、加水分解することで部分的に負電荷を有するVPとメタクリル酸ナトリウムとの共重合体(PVPMA)を調製した。PVPMAを用いて調製した微粒子は平均粒子径50nm程度であり、中性域でのリン酸緩衝液中でも良好な分散性を有することが判明した。本年度は(1)4-メチルカテコール(4-MC)存在下、鉄アセチルアセトンを高温熱分解し、生成したマグネタイトナノ粒子表面の4-MC分子を用いて抗体やリガンド分子を置換する方法、(2)ビニルピロリドンとメタクリル酸との共重合体(PVPMA)存在下、鉄ペンタカルボニルを高温熱分解し、そのカルボキシル基を用いて抗体やリガンド分子を置換する方法、これら2つの方法を用いてマクロファージや泡沫化細胞への指向性を有する磁性ナノ粒子の調製とその評価を行った。初めに、(1)の方法について紹介する。マクロファージにはデクチン-1という(1→3)-β-Dグルカンのレセプターが存在するため、(1→3)-β-Dグルカンはリガンド分子として機能することが期待される。従って、(1→3)-β-Dグルカンを表面に有する磁性ナノ粒子を合成した。また、対照としてマルトヘプタオースを有する磁性ナノ粒子も合成しRAW細胞(マウス白血球細胞)への取込挙動を調べたところ、有意な差を認めることができた。また、(1→3)-β-Dグルカン置換磁性ナノ粒子を用いてRAW細胞と3T3細胞(マウス線維芽細胞)への取込挙動でも有意な差を認めることができた。一方、(2)の方法で合成したPVPMA被覆磁性ナノ粒子では抗体の結合条件を検討した。心筋症発症の予測マーカーの可能性があるタンパク質pentraxin 3(PTX3)に対する抗体は非常に高価なため、まず、乳がん及び胃がん細胞に結合するハーセプチンを用いて抗体導入条件等の検討を行った。対照としてB細胞に結合するリツキサンを導入した粒子も調製し、GLM細胞(ヒト乳がん細胞,HER2発現あり)と3T3細胞(マウス繊維芽細胞,HER2発現なし)を用いて取込挙動に明確な違いが認められることを確認した。最後に、これらの実験条件を用いてPVPMA被覆磁性ナノ粒子に抗PTX3抗体を結合し、泡沫化細胞への指向性を有することが期待される磁性ナノ粒子を調製した。本年度はビニルピロリドン-メタクリル酸メチル-メタクリル酸三元共重合体[P(VP-MMA-MA)]

被覆磁性ナノ粒子のカルボキシル基を用いてその粒子表面に抗体やリガンド分子を置換し、マクロファージや泡沫化細胞への指向性を有する磁性ナノ粒子の調製とその評価を行った。具体的には、昨年度末に心筋症発症の予測マーカーの可能性があるタンパク質pentraxin 3(PTX3)に対する抗体(抗PTX3抗体)を導入した磁性ナノ粒子を調製したので、その標的指向性を調べる実験を蛍光とMRIを用いて分析した。その結果、蛍光では比較的期待した組織に導入されている挙動が確認されたものの、MRIでははっきりとしたコントラストが観察できなかった。ゆえに、抗体導入量をさらに増やしてより指向性の高い磁性ナノ粒子とすることが求められた。そこで、微粒を被覆するポリマーの分子量や組成変更による表面電荷の調整、高温熱分解反応の条件検討による粒子径の調整など、磁性ナノ粒子の特性を変えて導入率の向上を目指した。しかし、残念なことに、どれもあまり効果が認められない結果となった。一方、抗体導入量に関しては、その定量法が十分に確立できていなかったため、特に導入反応の条件を変えず、同様の反応条件なので同じ水準で微粒子に導入されていると想定して実験を行っていた。これまでは抗体導入後の未反応試薬を透析溶出画分として回収後、ビシンコニン酸法で抗体量を測定していたが、間接的な定量法であるためその分析精度に問題があった。そこで、抗体導入後の磁性ナノ粒子を塩酸で分解し、抗体の加水分解によって生じたアミノ酸をo-フタルアルデヒドを用いて蛍光標識して定量する方法を新たに開発した結果、実は抗体導入量が非常に少ないことが判明した。そこで、抗体導入量を向上させるために反応条件を再検討し、反応に用いる抗体量および縮合剤の量を増やし反応時間を延長させることにより抗体導入量を向上させられることを見出した。さらに、この抗体導入量を向上させた磁性ナノ粒子の細胞取込み試験から、抗体導入量の向上が細胞取込み量の増大に繋がることを確認できた。
えコ・サルにみられる四足および二足歩行運動の高次制御機序

1.ネコの四足歩行運動の制御と高次脳機能歩行標本と呼ばれる除脳ネコでは、小脳と脳幹および脊髄の間に機能的にみて多シナプス性の閉鎖神経回路が形成される。歩行運動の制御に際して小脳は四肢からのフイ-ドバック入力をうけ、この閉回路を作動させることにより四足歩行運動の適応的制御に重要な役割を果たしているとこれまで考えられてきた。本研究の成果から小脳核の中でも室頂核(内側核)はその下行性遠心路(室頂核網様体路、室頂核前庭路および室頂核脊髄路)を介して網様体脊髄路を活動させること、さらにこの下行路はリズム形成にかかわる脊髄の介在細胞を活動させ、歩行運動を発動できることが実験的に証明できた。すなわち室頂核遠心路が小脳の正中部で交叉する部位(hook bundle)を選択的に連続的微小電気刺激することにより、除脳ネコ歩行標本を流れベルト上で四足歩行させることができ、室頂核は歩行運動の集中制御中枢として機能することを明らかにできた。本研究成果はすでにヨーロッパ、アメリカで開催された国際会機において発表し、歩行運動の研究分野におけるbreak throughとなる新しい発見として注目されている。これらの研究と並行して皮質網様体路、網様体脊髄路の微細な構築様式についても新しい解析結果が得られている。2.サルの直立二足歩行運動の制御と高次脳機能幼若な日本サルに継続したトレーニングを2から3年間にわたって加えることにより、流れベルト上での直立二足歩行運動を学習・習得させることができた。すなわち直立二足歩行運動の制御にかかわる高次脳機能を解明するための新しい実験モデルを国内・外の研究機関に先がけて確立することができた。運動力学的観点からの解析によって、サルの直立二足歩行運動はヒトの直立二足歩行運動と共通した特徴をもつこともすでに解明できた。これらのサルの一部については頭蓋部を開頭し大脳皮質の捕足運動野・運動野などを中心として歩行運動の制御に果たす高次脳機能の役割を直接的に解析することが可能となった。本研究における主要な目的は歩行運動にかかわる高次制御機序を解明することにある。この目的を達成するためには、大脳皮質および皮質下核がネコなどより発達しているサルを実験動物として用いる必要がある。またその一方では無拘束下に単一ニューロン活動を記録したり、神経伝達物質およびそのagonistを中枢神経系の特定部位に注入するなど、サルに応用できる実験手法の確立も必要となる。これらの二点を考慮しながら本研究を進めた。1)サルを用いた実験モデルの確立:トレッドミル上での四足および二足歩行運動を三頭の日本サルを用いて学習させた。学習が成立するまでには約6ケ月のトレーニングを必要とした。一頭のサルについては、トレッドミルの速度変化に対応してその歩容を変化することも確認できた。また学習が成立したサルについては、四足歩行および直立二足歩行の両者を実行させることも可能であった。これらから歩行運動の高次制御機序を解明する目的でサルを実験モデルとして使えることが明らかとなった。2)大脳皮質および皮質下核におけるニューロン活動の導出・記録:この目的を達成するため予備実験としてネコを用いた。無拘束下でのニューロン活動を慢性的に記録するためには、軽量で小型のmicromanipulatorを用いることが必要となる。この目的をみたすmicromanipulatorを試作し、記録電極との対応において単一ニューロン活動を導出・記録するための予備実験を進めた。

ネコでは実験条件をほぼ満足するmicromanipulatorを試作することができた。ネコでの研究を進めながらサルに使用できるmicromanipulatorを試作する予定である。本年度の研究目的は支障なく達成できたと考えている。ネコの四足歩行運動とその高次制御機序:歩行運動の発動およびその制御にかかわる神経機構は間脳から延髄にかけて脳幹内に分散配置されている。本研究では小脳による歩行運動の制御機序を解明しようと試みた。本研究から歩行運動の発動に小脳が直接関与していることを示唆する実験証拠が得られつつある。現在、歩行中枢と考えられる小脳の微細神経機構を詳細に解析中である。得られた研究成績から小脳による脳幹歩行神経機構の統合機序が解明できる。また小脳に病変がある場合には歩行失調のおこることが古くから知られているが、本研究の成果はその病態機序を説明することにもなる。サルの四足歩行運動とその高次制御機序:トレッドミル上での四足歩行運動を学習した日本サルを用いてその高次制御機序をネコの歩容と比較して解析した。トレッドミルの速度を増加すると、一歩行サイクルの中における着地相は有意に短縮したが遊脚相はほぼ一定であった。この成績はネコの場合とほぼ一致した。しかしサルでは歩行サイクルの短縮に加えて前肢・後肢それぞれにおける歩幅が有意に増大した。とくに四肢の遠位端部を優位に用いる歩行運動が発現した。現在四足歩行運動を学習したサルに二足歩行運動を習得させその歩容を解析中である。1.ネコの四足歩行運動の制御と高次脳機能小脳の部分破壊そして刺激実験などから小脳は歩行運動中における左右前肢・後肢の着地相や遊脚相を制御し、歩行運動をスムーズに遂行させるための重要な中枢機構としての役割を果たしていることが明らかにされてきた。しかし小脳自体が間脳や脳幹の歩行制御部位を駆動し、歩行運動を発動できるかの疑問はこれまで解明されていなかった。私共はこの疑問に答えるため除脳ネコ歩行標本を用いて研究を進めてきた。そして小脳が歩行運動を発動できることを実験的に検証することができた。本研究から得られた研究成果は本年度中にとりまとめ国際専門誌に投稿することを計画している。私共が得た研究成果は運動の制御に際して必須な役割を果たす小脳機能について、新しい観点からの考え方を提出することにもつながる重要な発見である。2.サルの直立二足歩行運動の制御と高次脳機能これまでの研究から四足歩行運動の制御については、ネコ・サルで共通した制御神経機構の存在することが中枢神経系の中でも間脳や脳幹部位で明らかにされている。しかしこれら間脳や脳幹の歩行制御機構が大脳皮質を含むより高位の中枢からどのような高次制御をうけているかの疑問は解明されていなかった。本研究項目では日本サルを用いて、直立二足歩行運動を学習・修得させることができるかの疑問から研究に着手し、サルに流れベルト上での直立二足歩行運動を学習させることに成功した。直立二足歩行運動を学習したサルはヒトの二足歩行時に類似した足の運びをすることも観察している。現在、運動力学的観点からサル直立二足歩行運動の特徴を抽出し解析している。
製薬企業における研究開発のマネジメント-日・独・仏の比較研究-

世界の大手製薬企業は、研究開発費の高騰と新薬承認の減少というパラドックスに直面している。このような状況の中で、製薬企業が存続し、発展していくためには、リスク・シェアリング・マネジメントという手法が重要である。リスク・シェアリング・マネジメントは1)研究提携、2)イン・ライセンシング、3)共同開発、4)アウト・ライセンシングからなる。このリスク・シェアリング・マネジメントにより、不確実性をできるだけ、外部と共有し、企業が存続・発展することが可能となる。本年度は、フランスの製薬企業の現状について文献とヒヤリンク調査を行った。フランスでは今後、3大疾病領域(癌、感染症、神経系統)を中核にした世界的な拠点になることを目指している。したがって,製薬企業はもとより、バイオベンチャー企業も主として、こうした領域をターゲットとした研究を行い、上場していることが明らかとなった。ゲノム創薬について考察してみると、ゲノミック(遺伝子に関する研究)とポストゲノミックは新しい治療方法を開拓しており、医薬品は遺伝子工学によって製造されている。遺伝子についての知識は、病気のリスクを予測することができ、この知識を利用することにより、大病を早期に発見することが一般化されるようになった。.すなわち、1970年代から新しい成分を不確かなふるいにかけることから薬を発見する方法へ変化している。この変化は、《行いながら考える》ことから《行う前に考える》ことへ変化している。この変化は、《行いながら考える》ことから《行う前に考える》ことへの変化であり、この変化は、分子生物学的な構造と人間の病理学の機能についての知識が蓄積されることによって可能となった。生命科学における研究の最近の進歩とバイオテクノロジーの発展は,病気の物理病理学的なメカニズムについてより良い知識をもたらしている.新しい遺伝子→新しい標的→革新的薬の開発が可能となり,従来,医薬品の開発には15年かかっていたが,新しい開発戦略署よりまい治療学的な効果を得ることにより,およそ,7年に開発期間を短縮させることができるようになっている。本年度は、ドイツの製薬企業について研究した。特に、バイエル(Bayer)社とバイオベンチャーとの研究提携(research alliance)について考察した。バイエル社は1998年2003年まで米国のバイオベンチャーであるミレニアム社と研究提携した。バイエル社はミレニアム社に9660万$を投資し、ミレニアム社の株式の14%を所有した。ミレニアム社はガン分野が専門のバイオベンチャーであり、バイエル社はミレニアム社が所有するゲノミクス関連技術プラットフォームを用いて、新しいゲノミクスに基づぐ医薬品のターゲットを発見することに研究提携の目的を置いていた。この研究提携が終わる頃には、450以上の医薬品ターゲットがミレニアム社によってバイエル社のために確認された。研究提携が終了すると、バイエル社はミレニアム社の株式をおよそ3億$で売却することができ、それは、初期の株式投資の3倍の値段になる。両社は、このコラボレーションを成功と早なしたが、産業界では研究提携の成果については懐疑的であった。なぜなら、研究提携の間に同定されたすべての医薬品ターゲットのうち、確認された前臨床の医薬品候補はたった1つしか存在しなかったからである。製薬企業とバイオベシチゼーとの関係を考察する際に、製薬企業が研究提携の手法をとるのか、バイオベンチャーを買収するという手法をとるのか、そのいずれを採用するのかによって企業戦略も大きく異なってくる。
アフリカツメガエル中胚葉の背方化に関わる因子の探索

アフリルカツメガエルの8細胞期胚では、動物極背側と腹側の割球間にアクチビンに対する応答能の違いが認められる。この動物半球の極性が体軸の決定とどのようい関わっているのかを調べるため、8細胞期に分離された動物半球の割球をアクチビンで処理し、背側中胚葉の分化マーカー遺伝子(筋アクチンとgoosecoid)の転写を検討した。その結果、背側割球では短時間のアクチビン処理でいずれの遺伝子も転写されたが、腹側割球ではほとんど転写されなかった。しかし、背方化作用で知られるリチウム処理により、腹側割球からも新たにアクチン遺伝子の転写が誘導された。同様の実験を背側中胚葉マーカーであるgoosecoidと腹側マーカーであるXwnt-8を用いて行ったところ、予想に反して、goosecoidの転写がアクチビン処理を伴わないリチウムの単独処理で起こることがわかった。goosecoidの転写量は、リチウムの処理時間に比例して増加した。このとき中胚葉組織の分化は見られなかった。この結果は、goosecoidが中胚葉誘導によってではなく、背側化によって発現する遺伝子であることを示唆している。リチウムはイノシトールリン酸の代謝阻害を通して細胞内のシグナル伝達経路に介入していると予想されている。シグナル伝達経路に作用効果をもつことが知られている数種類の薬剤について、初期胚の背腹軸形成に及ぼす効果を検討したところ、卵割期においてカルシウムイオノフォアの胚軸形成阻害効果が認められた。イオノフォア処理により原腸形成期の陥入点は多極化する傾向が見られ、原腸形成期での発生停止あるいは発生が進んだものについては胴尾部の著しい矮小化が認められた。この奇形胚ではgoosecoidの発現量は正常胚と同等あるものの、発現領域が帯域に薄く広がり、結果として背側中胚葉領域が2カ所に分断されていることが分かった。これはカルシウムイオノフォアにより中胚葉の背方化が抑制さた結果であると推定している。
天然繊維の変形能と編織機構を活用したバイオマス・コンポジットの新機能発現性の創出

本研究では,塑性加工の可能なグリーンコンポジット(Green Composites,以下'GC'と記す)の開発を目指し,強化材にラミー平織布,マトリックス材に生分解性樹脂フィルムを用いたテキスタイルGCを作製した.そして,平織布の性質を決定する構成糸の撚りや織物密度が,テキスタイルGC材の機械的性質に及ぼす影響について調査した.さらにこのように得られた知見に基づいて深絞り加工を実施した.以下に主な結論を要約する.(1)平織布構成糸の織物密度によって平織GC材の機械的性質は大きく変化する.すなわち,緯糸数を増加させることで平織GC材の強度および剛性は増加し,破断ひずみは減少する.また,経糸数を増加させることで平織GC材の破断ひずみは増加し,強度および剛性は低下する.(2)平織布構成糸の撚りの程度により,平織GC材の機械的性質は大きく異なる.すなわち,撚り数の増加は平織GC材の強度および剛性を増加させ,破断ひずみを低下させる.ただし,弾性率の増加は平織GC材のみで確認されることから,平織GC材固有の性質と考えられる.(3)ラミー麻単繊維は100130°Cにて引張強度が大きく低下する.しかし,高温暴露後の常温下における引張強度は変化しない.(4)高温下において平織GC材は,より大きな塑性変形能を発揮する.つまり,マトリックスの流動性が増し,平織布の織縮みの変形・拡張が効果的に発揮される.また,本研究の範囲では100130°Cの塑性加工温度が適正と考えられる.(5)ラミー平織布に対するマーセル化処理は,平織GC材に大幅な延性を付与させることから,塑性加工に適用できることが判明した.(6)以上のことから,平織布構成糸の織物密度および撚り数は,平織GC材の変形挙動や機械的性質を支配する重要な因子であると結論付けられる.また,塑性変形能の大きい平織GC材は,実際に深絞り加工することができ,今後の発展が期待される.本研究では,塑性加工の可能なグリーンコンポジット(Green Composites,以下'GC'と記す)の開発を目指し,強化材にラミー平織布,マトリックス材に生分解性樹脂フィルムを用いたテキスタイルGCを作製した.そして,平織布の性質を決定する構成糸の撚りや織物密度が,テキスタイルGC材の機械的性質に及ぼす影響について調査した.さらにこのように得られた知見に基づいて深絞り加工を実施した.以下に主な結論を要約する.(1)平織布構成糸の織物密度によって平織GC材の機械的性質は大きく変化する.すなわち,緯糸数を増加させることで平織GC材の強度および剛性は増加し,破断ひずみは減少する.また,経糸数を増加させることで平織GC材の破断ひずみは増加し,強度および剛性は低下する.(2)平織布構成糸の撚りの程度により,平織GC材の機械的性質は大きく異なる.すなわち,撚り数の増加は平織GC材の強度および剛性を増加させ,破断ひずみを低下させる.ただし,弾性率の増加は平織GC材のみで確認されることから,平織GC材固有の性質と考えられる.(3)ラミー麻単繊維は100130°Cにて引張強度が大きく低下する.しかし,高温暴露後の常温下における引張強度は変化しない.(4)高温下において平織GC材は,より大きな塑性変形能を発揮する.つまり,マトリックスの流動性が増し,平織布の織縮みの変形・拡張が効果的に発揮される.また,本研究の範囲では100130°Cの塑性加工温度が適正と考えられる.(5)ラミー平織布に対するマーセル化処理は,平織GC材に大幅な延性を付与させることから,塑性加工に適用できることが判明した.(6)以上のことから,平織布構成糸の織物密度および撚り数は,平織GC材の変形挙動や機械的性質を支配する重要な因子であると結論付けられる.また,塑性変形能の大きい平織GC材は,実際に深絞り加工することができ,今後の発展が期待される.今日,大量生産,大量消費,大量廃棄型社会から派生した地球環境問題の解決に向けて,各方面で様々な取り組みが行われている.例えば,身近なところで幅広く使用されているガラス繊維強化プラスチック(GFRP)は耐熱性・耐久性に優れ,軽量で高強度であるという利点をもつが,逆に廃棄の際に環境負荷を高める.そのため,フロンティア性やアメニティ性,そして環境調和性を兼ね備えたエコマテリアルの開発に関心が寄せられている.特に,全てがバイオマス素材からなる複合材料,いわゆるグリーンコンポジット(Green Composites,以下'GC'と記す)の研究・技術開発に注目が集まっている.本研究では,塑性加工などの実用化を視野に入れたGC材の開発を目指し,強化材にラミー平織布,マトリックス材に生分解性樹脂フィルムを用いたテキスタイルGCを作製した.そして,平織布を構成するラミー糸の撚りがGCの変形特性に及ぼす影響を調べ,さらにこの材料の常温および高温下における塑性変形能を調査した.また,FEM解析により,織間隔や撚りがテキスタイルGC材の変形挙動に及ぼす影響について検討した.得られた結果を以下に要約する.(1)平織布に無撚糸(単糸)および加撚糸を用いると,無撚糸を用いたGCが塑性変形能に秀でる.(2)FEM解析から,糸の半径方向の剛性が大きく織間隔が大きいほどヤング率は増加する.

(3)高温下でGCはより大きな塑性変形能を発揮する.つまり,マトリックスの軟化によって平織布の織縮みの変形・拡張が効果的に発揮される.(4)平織布の積層構成を適宜変えることで擬似等方性を付与することができる.(5)無撚糸にアルカリ処理を施すことで,塑性変形能は改善される.以上のことから,テキスタイルGCは塑性変形能により破壊靱性や衝撃特性などの機械的特性の向上が期待される.さらに,塑性加工分野への適用を展望することができる.本研究では,塑性加工などの実用化を視野に入れたグリーンコンポジット(Green Composites,以下`GC'と記す)の開発を目指し,強化材にラミー平織布,マトリックス材に生分解性樹脂フィルムを用いたテキスタイルGCを作製した.そして,織物の性質を決定する平織布構成糸の撚りや織物密度が,平織GC材の機械的性質に及ぼす影響について調査した.得られた結果を以下に要約する.(1)平織布の緯糸数により,平織GC材の機械的性質は大きく異なる.すなわち,緯糸数を増すことで平織GC材の引張強度・ヤング率は増加し,減らすことで破断ひずみは増加する.ただし,緯糸数の増加による強度増加には限界がある.(2)平織布の経糸数により,平織GC材の機械的性質は大きく異なる.すなわち,経糸を増すことで平織GC材の破断ひずみは増加し,減らすことで引張強度およびヤング率は増加する.(3)平織布構成糸の撚り数により,平織GC材の機械的性質は大きく異なる.すなわち,撚り数を増加することで平織GC材のヤング率は増加し,破断ひずみは低下する.構成糸,平織布,および一方向材ではこの傾向は確認されなかったことから,撚り数増加によるヤング率の増加,および破断ひずみの低下は平織GC材固有の特性であるといえる.一方,撚り数の減少は平織GC材の機械的性質に大きな影響を及ぼさない.(4)以上のことから,平織布の織物密度,および糸の撚りは,平織GC材においても機械的性質を決定する重要なパラメータであると結論付けられる.今後は,平織GC材の実用化を目指すうえで,最適な織物密度,および撚り数の決定が必要となる.