hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ニューロペプチドPACAPによる精神機能の調節機構に関する研究

ニューロペプチドPACAPのin vivo中枢神経機能鮮析を行う目的で、我々はこれまでに、PACAP欠損マウスなど、3種類の遺伝子改変マウスを作成しており、とくにPACAP欠損マウスは顕著な精神運動機能の異常を示すことを見い出している。本研究は、PACAPによる高次脳・精神機能の調節機構を明らかにし、PACAPがヒト精神病態発現に関わる因子である可能性と、その治療に関する基礎的知見を得ることを目的に実施し、本年度は新たに以下の研究成果を得た。1.音刺激驚愕反応によるPACAP欠損マウスの精神疾患病態に関する検討前年度に見い出した音刺激驚愕反応におけるprepulse inhibition(PPI)の減弱にういて詳細に検討した結果、本機能が4週齢では野生型と同等(正常)であるが6週齢以降で減弱(病態が発現)することを見い出し、ヒト"発達障害仮説"に相似する可能性を示唆した。2.またPPIの減弱は、ハロペリドールでは改善されないが、アンフェタミンによって改善されることを明らかにした。上記1.および本成績によりPACAP欠損マウスがヒト統合失調症あるいはADHDと類似した病態を呈する可能性が示された。3.PACAP欠損マウスの高次脳(海馬)機能に関する検討PACAP欠損マウス海馬切片におけるシナプス伝達長期増強(LTP)にフいて検討した結果、シナプス(細胞)特異的(CA1錐体細胞および歯状回顆粒細胞)LTP障害が観察された。さらに、PACAP欠損マウスおよびPACAP1型受容体欠損マウスにおけるLTPを、in vivo電気生理学的手法を用いて検討し、リガンドおよび受容体のLTP形成への寄与を明らかにした。4.行動薬理学的解析(水迷路、Y迷路、恐怖条件づけ連合学習試験等)により、高次脳・精神機能の解析を行い、記憶形成および保持過程においてPACAPシグナルが果たす役割を明らかにした。
陸域生態系と水域生態系をつなぐ新たな方法論：生物地球化学多元素同位体アプローチ

(1) 2018年5月上旬に滋賀県において、2017年11月と同じ3つの石灰岩河川(最大38%の石灰岩)と3つの非石灰岩河川(集水域に石灰岩がない)から河川水と水生動物を集め、マグネシウム安定同位体比(δ26Mg)の季節変動の有無を調査するためにδ26Mgを分析した。その結果、δ26Mgに季節的な変動がないことが明らかになり、水生動物の岩石学的制御に関する我々の以前の知見を確認した。河川水が濾過食者のトビケラと小型ハゼ科の主なMg源であったが、他の食性の種に関しては26Mgが濃縮した餌を利用したか、Mgの同位体分別により、河川水に比べδ26Mgが変化していることがわかった。これらの結果を元に「Magnesium isotopes reveal bedrock impacts on stream animals」と題した原稿を作成し、査読付き国際雑誌に投稿済みである。(2) 2018年5月と11月には、滋賀県の安曇川と野洲川の上流および下流においても調査した。本研究では、異なる種および異なる摂食機能群の水生動物間でのMg、Ca、ZnおよびSr安定同位体比の変動を調べるために、水生動物の体の中の金属の供給源となる可能性のあるもの(水、植物のリター、レキ面付着物)をサンプリングした。その結果、MgとZnの供給源は摂食機能群によって大きく異なることがわかった。金属摂取における同位体分別は、トビケラ幼虫および小型ハゼを除く大部分の種にとって重要な過程であった。MgとZnの安定同位体比は、軽元素(C、N)のそれらとわずかに関連しているにすぎず、同位体分別の程度が異なることを示している。野外調査はすべて終了し、分析に関しても大半は終了している。残りの期間で、一部の残っている分析を終了したのち、すべての結果に関する論文を執筆予定である。「研究実績の概要」の項目(2)のデータ解析と原稿作成を現在行っており、査読付き国際雑誌への投稿を行う予定である。さらに、(2)と同じ試料からCa安定同位体比(δ44 Ca)および、Sr安定同位体比(δ88 Sr)を分析予定であり、(2)と同様に異なる種および摂食機能群間での変動を調べる予定である。(2)の結果はJpGU 2019で発表する予定である。2017年度は、まず地質図に基づき、石灰岩を集水域に持つ河川(石灰岩河川)と、花こう岩か砕屑堆積岩のみを集水域に持つ河川(非石灰岩河川)の上流域を調査地候補として設定した。2017年9月に10河川において予備サンプリングを行い、マグネシウムとストロンチウムの同位体比を測定し、河川水への石灰岩の影響を検討した。これらの予備サンプリングの結果、3つの石灰岩河川と3つの非石灰岩河川を調査地として選択し、2017年11月に河川の礫、水生昆虫、高次消費者(ハゼ科魚類やザリガニ)を採取した。試料は標準的手法により前処理を行い、マグネシウムとストロンチウムの同位体比を測定した。その結果、石灰岩河川の水生昆虫やハゼ科魚類は非石灰岩河川に比べて有意に低いマグネシウム同位体比(δ26Mg値)を示し、石灰岩の影響は河川生物にも見られることがわかった。また、異なる摂食機能群(FFG)においてマグネシウム同位体比(δ26Mg値)が異なっており、これはこれらの生物がδ26Mgの異なる金属(餌)起源を持つか、生物のマグネシウム取り込みにおける同位体分別が起きているかを示す。ストロンチウム含量は一般的に水生昆虫においては低かったが、ストロンチウム同位体比(87Sr/86Sr値)は両タイプの河川において異なっており、これも生物体に石灰岩の影響が見られることを示した。また、採取した生物のカルシウム同位体比や亜鉛同位体比分析用の前処理を行なったが、これらの分析は2018年度に行う予定である。サンプリングを行い、それらの分析を行うことで研究が進んでいる。新年度も継続して研究を行うことで、所期の目的を達成できると考えられる。

本研究では、異なる種および異なる摂食機能群の水生動物間でのMg、Ca、ZnおよびSr安定同位体比の変動を調べるために、水生動物の体の中の金属の供給源となる可能性のあるもの(水、植物のリター、レキ面付着物)をサンプリングした。その結果、MgとZnの供給源は摂食機能群によって大きく異なることがわかった。金属摂取における同位体分別は、トビケラ幼虫および小型ハゼを除く大部分の種にとって重要な過程であった。MgとZnの安定同位体比は、軽元素(C、N)のそれらとわずかに関連しているにすぎず、同位体分別の程度が異なることを示している。野外調査はすべて終了し、分析に関しても大半は終了している。残りの期間で、一部の残っている分析を終了したのち、すべての結果に関する論文を執筆予定である。2018年度は、2017年度にサンプリングを行った河川において再びサンプリングを行い、季節によって傾向が異なるかどうか検討する。また、河川下流域では流域特性が変化し、人為影響がより強く現れると考えられるため、琵琶湖集水域河川のうち2河川の下流域においてもサンプリングを行い、上流域と変化があるかを検討する。「研究実績の概要」の項目(2)のデータ解析と原稿作成を現在行っており、査読付き国際雑誌への投稿を行う予定である。さらに、(2)と同じ試料からCa安定同位体比(δ44 Ca)および、Sr安定同位体比(δ88 Sr)を分析予定であり、(2)と同様に異なる種および摂食機能群間での変動を調べる予定である。(2)の結果はJpGU 2019で発表する予定である。
有機溶媒中での固定化生体触媒の生化学的変換反応による昆虫フェロモン類の不斉合成

1.固定化パン酵母の調製と使用:アルギン酸カルシウム包括法により直径約1ー1.5mmの固定化パン酵母ビ-ズを調製した。本固定化パン酵母は化学収率、不斉収率ともに遊離のパン酵母に比べて遜色がなく、水溶媒中、3ーオキソブタン酸エチルを化学収率75%、不斉収率95ー99%eeで対応する(S)ーアルコ-ルに還元できる。さらに、この生体触媒はヘキサンなどの有機溶媒系において活性を維持し、上記の基質を化学収率53%、不斉収率95%eeで(S)ーアルコ-ルに変換した。2.固定化植物培養細胞による外来有機物質の生化学的変換:タバコやクチナシなどのカルスから培養、調製したアルギン酸包括固定化植物培養細胞を連続再使用して、3ーオキソブタン酸エステルや芳香族ケトン類の外来有機物質の不斉変換を行なった。固定化タバコ培養細胞は3ーオキソブタン酸エステルのケトン基をre面から還元し、不斉収率67ー99%eeで対応する(S)ーアルコ-ルに変換する。その際、固定化細胞の再使用の回数が増すにつれて反応速度の増大が認められた。3.固定化生体触媒によるフェロモン類の不斉合成:前述のアルギン酸固定化パン酵母やkーカラギ-ナン固定化パン酵母による不斉還元や不斉加水分解、あるいは新たに調製したガラスビ-ズ吸着固定化リパ-ゼの不斉加水分解や不斉エステル交換反応を利用し、数種のフェロモン類の高光学収率での合成を推進、達成した。(1)ユ-カリカミキリムシの防御物質phoracantholide Iの(R)ー鏡像体(96%ee)、(S)ー鏡像体(96%ee)。(2)カクムネヒラタムシの集合フェロモンの協力剤(5Z,13S)ー5ーtetradecen-13-olide(95%ee)。(3)西部トウモロコシネクイムシの性フェロモン(2R,8R)ー8ーmethyl-2-decanol propionate(95%de)。(4)メイガ科の蛾、Corcyra cephalonica Staintonの性フェロモン6,10,14ーtrimethyl-2-pentadecanolの(2R,6S,10S)ー体(60%de、(2S,6S,10S)ー体(21%de)。

1.固定化パン酵母の不斉還元を利用するフェロモン合成:カラギーナンあるいはアルギン酸で包括固定化したパン酵母を反復再使用して、水溶液中あるいは水ー酢酸エチル(あるいは水ーエタノール)混合溶媒中で9ーオキソデカン酸および13ーオキソー5ーテトラデシン酸を不斉還元し、ユーカリカミキリムシの防御物質、phoracantholide I(1__)、両鏡像体、およびカクムネヒラタムシの集合フェロモンの協力剤、(5Z,13S)ー5ーtetradecenー13ーolide〔(S)ー2__〕、を合成した。2.固定化パン酵母あるいは固定化リパーゼの不斉加水分解を利用するフェロモン合成:アルギン酸で固定化したパン酵母およびリパーゼを反復再使用して、光学純度100%eeのmethyl hydrogen(R)ー3ーmethylglutarateから調製した、(2RS,8R)ー8ーmethylー2ーdecanolのアセテート体を、水ーヘキサンあるいは水ーエタノールの混合溶媒中で加水分解することで、西部トウモロコシネクイムシの性フェロモン、(2R,8R)ーおよび(2S,8R)ー8ーmethylー2ーdecanol propionates(3__)、を合成した。3.固定化タバコ培養細胞によるアセト酢酸エステル類の生物変換:アルギン酸固定化タバコ培養細胞でアセト酢酸エステル類を初めて生物変換し、(S)ー(+)ーアルコールが立体選択的に生成することを見い出した。1.西部トウモロコシネクイムシを含む数種のDiabrotica種のフェロモン活性を有する(2R,8R)および(2S,8R)-8-methy1-2-decanol protionates(1)の合成:シンコニジンで分割した光学純度が100%eeのmethyl hydroger(R)-3-methylglutavateから化学的方法で調製した(2RS,8R)-8-methyl-2-decanolのアセテ-ト体あるいはクロロアセテ-ト体を、アルギン酸包括固定化パン酵母およびガラスビ-ズ吸着固定化リパ-ゼで加水分解した。固定化パン酵母による化学収率は固定化リパ-ゼに比べて低い値を示したが、不斉収率はパン酵母の方が優れており、最高95%eeを記録した。これにより95%deの(2R,8R)-1が合成できたので、目下、同様な生化学的方法で(2S,8R)-1の合成を推進中である。2.メイガ科の蛾、Corcyra cephalonica Stainton、の性クェロモンである6,10,14-trimethyl-2-pentadecanol(2)の立体異性体の合成:光学純度がmethylpvopionateの近い(S)-β-シトロネロ-ルとmethyl(R)-3-hydroxy-2-methylpvopionateの両者から化学的に誘導したジアステレオメリックなアルコ-ル(2RS,6S,10S)-2のクロロアセテ-ト体を、数種のガラスビ-ズ吸着固定化リパ-ゼで加水分解した。Mucor javanicusに由来するLipaseMが不斉収率に関して比較的優れており、これによって60%deの(2R,6S,10S)-2および21%deの(2S,6S,10S)-2の2種の立体異性体が合成できた。
錯視の影響を考慮した中遠視距離における文字表示指標の構築

学校教育においてプロジェクターの導入やスクリーンサイズの拡大が進んでいる.教育現場のスクリーンに投影された教材は,最前列に座った場合,ぼやけて読みづらく,後列に座ると文字が小さく潰れてしまい表示された内容を読み取れない状況が起きている.そこで,文字表示の可読性を視距離で評価する方法を検討した.錯視,視力,視距離,表示装置の解像度に焦点を当て実験を行った.その結果,視力,視距離,表示装置の解像度における関連性が示唆された.また,低解像度でも視力値の指標であるランドルト環の隙間を区別することが可能であり,文字読み取りにはランドルト環の隙間を越えるストローク間の画素数が必要であることも判明した.視距離がある電子表示板に表示される文字情報は,視認性と情報量のバランスが重要であるが,コンテンツ制作者の感性に頼っているため定量化された明確な指標が存在しない.本研究は,認知科学における知覚の恒常性(錯視効果)を考慮した視距離による文字の知覚的大きさと視認性に関わる主観値を定量化し,相互の関係を明らかにするものである.これによって,視距離による表示文字の視認性を担保した文字の大きさ推定が可能になる.平成27年度は中遠距離に設置された電子表示板と利用者との視距離が任意に調整可能な静的視対象文字の知覚的大きさと視認性の関係を明らかにするために,評価環境の構築を行った.中遠視距離に設置された電子表示板に表示された文字の知覚的大きさと視認性の関係を評価・分析するためには,文字の知覚的大きさ,視認性の主観評価に加えて表示文字の大きさ,表示文字との評価者間の視距離,評価者の瞳孔間距離などの計測に加えて自然環境において刻々と変化する照度や空気のかすみ等の大気光学現象から変化する評価時のコントラスト感度を計測する必要がある.そこで,各種センサーを用い計測機器のプロトタイプを製作した.一方で,自然環境で行った評価を再現できる可能性は極めて低いため,自然環境で計測した値を元に立体視による表示が可能なプロジェクタを使用し3D-CGでの再現を検討した.視認性の主観評価指標に関しては,5mの視距離で視力を検査する標準視力検査装置の仕様を元に中遠視距離での視力測定方法を検討した.27年度は10月からの研究スタートとなり,評価環境の構築にほとんどの時間を費やしたため実際に主観評価を行うことができなかった.視距離がある電子表示板に表示される文字情報は,視認性と情報量のバランスが重要であるが,コンテンツ制作者の感性に頼っているため定量化された明確な指標が存在しない.本研究は,認知科学における知覚の恒常性(錯視効果)を考慮した視距離による文字の知覚的大きさと視認性に関わる主観値を定量化し,相互の関係を明らかにするものである.これによって,視距離による表示文字の視認性を担保した文字の大きさ推定が可能になる.平成28年度は,電子表示板と利用者との視距離が任意に調整可能な静的視対象文字の知覚的大きさと視認性の関係を明らかにするために,前年度に構築した知覚的大きさと視認性の評価環境を改良し,屋内教室でのプロジェクタ視聴を想定し,15mまでの視距離で評価実験を行った.その結果,奥行き感を感じる明視状態での知覚的大きさが,奥行き感を感じない暗順応後の完全暗視状態での知覚的大きさに比べ相対的に大きく見え奥行手掛かりによる錯視が発生していることを確認した.その一方で,ランドルト環を使用した視力検査で明視状態と暗順応後の完全暗視状態との間で視力値に有意な差は生じなかった(論文執筆中).このことから,奥行手掛かりによる錯視から生じた知覚的大きさ(錯視)が視力に影響を与えないことが明らかになった.そこで,視力から算出した視角と視距離から電子掲示板の視力値に対応した解像度を求め目前にあるPCモニタで視距離がある電子掲示板の視認性を確認するシミュレータの開発に着手した.次年度は,このシミュレータを使い評価実験を進めシミュレータの実用化を進める.28年度は,完全暗視環境を構築するために教室内の遮光に時間を費やした.そのために評価実験が遅れた.しかしながら,知覚的大きさが視認性に影響を与えないことが明らかになり,今後の評価実験は明視状態で行うことができるため,暗順応の時間コストを省くことで評価時間の短縮が可能になった.PCソフトを使ってプロジェクタからスクリーンに表示される文字情報は,可読性と情報量のバランスが重要である.しかしながら,表示する文字サイズに関しては,電子表示媒体における視距離と文字の可読性の関連性について定量化された明確な指標がなく,教材制作者の主観に頼って制作されている.このためにスクリーンに近い前列に座るとスクリーンの解像度が低く文字がぼやけてしまい読みづらく,スクリーンから遠い後列に座ると文字が小さく潰れてしまい表示された内容を読み取れない状況が教育の現場で起きている.本研究は,電子表示媒体における視距離による文字の可読性に関わる主観値を定量化するものである.これによって,視距離による表示文字の可読性を担保した文字サイズの推定が可能になる.本研究の最終年度では,前年度に行った文字表示の知覚的大きさと可読性の評価結果を踏まえ,印刷で使用される文字サイズを決める方法として,JIS S0032で提供されている最小可読文字サイズ推定方法と本研究の比較検討を行った.

その結果,可読できる最小可読文字サイズはJIS S0032によって算出された文字サイズとスクリーンに表示する文字サイズで有意な差があり,スクリーン上での最小可読文字サイズは印刷よりも大きく表示する必要性が判明した.また,文字の識別には,視力検査で使用するランドルト環の隙間よりも広いストローク間の隙間が必要であることも明らかになった.一方で,近視距離におけるスクリーンの文字表示はプロジェクタの解像度の影響を受けるため,スクリーン表示での解像度によって補正の必要があることも明らかになった.学校教育においてプロジェクターの導入やスクリーンサイズの拡大が進んでいる.教育現場のスクリーンに投影された教材は,最前列に座った場合,ぼやけて読みづらく,後列に座ると文字が小さく潰れてしまい表示された内容を読み取れない状況が起きている.そこで,文字表示の可読性を視距離で評価する方法を検討した.錯視,視力,視距離,表示装置の解像度に焦点を当て実験を行った.その結果,視力,視距離,表示装置の解像度における関連性が示唆された.また,低解像度でも視力値の指標であるランドルト環の隙間を区別することが可能であり,文字読み取りにはランドルト環の隙間を越えるストローク間の画素数が必要であることも判明した.計測環境を8月までに整え,9月から主観評価を進め,遅れを挽回する予定.今後の評価実験は,視認性(視力)を元に視距離がある表示物を手元のPCモニタで再現するシミュレータを使い大幅な時間短縮が見込まれるため,当初の計画どおり最終年度内に成果を出せる見込みである.デザインPCソフトで作成した立体視の画像情報を3Dプロジェクタに転送する際に必要なPC側のグラフィックボード(ディスプレイポート)から3Dプロジェクタ側のHDMIに変換するディスプレイポートハブの機種選定が遅れたため発生いたしました.評価用プロジェクタの選定が遅れたために発生いたしました.ディスプレイポートハブを5月に導入し研究を進めております.評価用プロジェクタを4月28日に導入し研究を進めております.
階層的運動学習システムの解明

運動学習過程は,運動計画と運動実行の2つの学習過程に依存する.両者の関係を調べるためには,運動実行だけでなく,運動計画の学習プロセスを賦活させる必要がある.運動計画の目標指向性を考慮し,終点で大きなターゲットエラー(失敗)が生じる力場を新たに開発し,ターゲットエラー存在下のリーチング運動軌道の変化を調べた.実験の結果,失敗が生じた後は,ターゲットエラーを減らすように運動軌道が素早く変化した.さらに,その力場の脱学習後には,学習前のベースライン(直線)軌道とは異なる軌道に収束した.この結果は,運動実行の学習過程の階層的上位にkinematicな運動計画の学習過程が存在することを示唆する.運動学習過程は,運動計画と運動実行の2つの学習過程に依存する.両者の関係を調べるためには,運動実行だけでなく,運動計画の学習プロセスを賦活させる必要がある.運動計画の目標指向性を考慮し,終点で大きなターゲットエラー(失敗)が生じる力場を新たに開発し,ターゲットエラー存在下のリーチング運動軌道の変化を調べた.実験の結果,失敗が生じた後は,ターゲットエラーを減らすように運動軌道が素早く変化した.さらに,その力場の脱学習後には,学習前のベースライン(直線)軌道とは異なる軌道に収束した.この結果は,運動実行の学習過程の階層的上位にkinematicな運動計画の学習過程が存在することを示唆する.新しい運動を学習するためには,目標を実現する運動計画と,その計画を遂行する運動指令を学習する必要がある.たとえ良い運動計画でも,計画通り実行されなければ目標は達成されず,計画通り実行されても,粗悪な計画では効率が悪い.故に,運動学習過程は,目標指向的な運動計画と,運動計画指向的な運動実行の2つの学習プロセスの両者に依存すると考えられる.申請者は,「運動学習は,課題が失敗した場合に更新される運動計画の学習プロセスと,運動計画の実現を目的とした運動指令の学習プロセスからなる階層システムによって実現されている」という階層的運動学習システム仮説を立てた.従来の運動学習研究は目標が常に達成される環境下において最適な運動パターンの学習過程を調べてきたが,この環境下では,運動実行のプロセスのみが活性化し,運動計画の学習プロセスが活性化しない.そこで申請者は,運動計画の学習プロセスを活性化させるために,失敗を誘起する力場運動学習課題を開発した.結果,失敗直後には,力場を過補償する程大きく軌道が修正された.さらに,脱学習過程において,力場なし環境下での運動が,学習前とは異なるある曲線軌道に収束することを発見した.仮説に従うと,これらの結果は,力場学習・脱学習過程で生じた失敗によって運動計画が変更された結果,同じ力場なし環境下にも関わらず,力場学習前後の到達運動が異なる運動計画によって生成されたことを反映していると解釈できる.実際に,従来の運動実行の学習モデルを下位階層とし,失敗に応じて更新される運動計画の学習プロセスを上位階層に追加した階層的運動学習モデルを構築して計算シミュレーションを行ったところ,実験結果を上手く説明できた.本研究結果は,我々の仮説を支持し,ヒトの運動学習過程が,目標指向的な運動計画と,運動計画指向的な運動実行からなる階層的学習システムによって生成されることを示唆する.運動学習
腫瘍マーカー尿中ジアセチルスペルミン：臨床的有用性、代謝、簡易迅速測定法の研究

本研究は、ジアセチルスペルミン(DiAcSpm)を腫瘍マーカーとして確立し、その簡便迅速な測定法を開発することを目的として、遂行された。我々は、早期癌組織中におけるDiAcSpmの上昇が早期大腸癌における尿中DiAcSpmの上昇の原因であることを明らかにし、さらに、DiAcSpmの治療前値が大腸癌および肺癌完全切除例の早期再発リスクと関連することを明らかにした。また、非侵襲的な尿検査によって比較的早期の癌の検出が可能であるというDiAcSpmの特徴を生かすためにイムノクロマト法によるDiAcSpm簡易測定デバイス開発した。尿中ジアセチルスペルミン(DiAcSpm)は、早期大腸がん等に対して高い陽性検出率を示す、無侵襲的でかつ高感度の新規腫瘍マーカーである。本研究は、DiAcSpmを癌の早期発見・早期治療に導く腫瘍マーカー、および、癌のフォローアップにも有用な腫瘍マーカーとして確立するとともに、その生合成から尿中への排泄に至る動態を解明し、生化学的基礎の観点からも万人が納得できる新規検査項目とすることを目的として、平松および川喜田を中心に、東京都立駒込病院の複数の診療科の医師を連携研究者および協力研究者として遂行されている。我々はさきに、DiAcSpmが大腸癌組織の中で上昇することを示し、DiAcSpmが実際に癌組織において形成されていることを明らかにした。本年度は特に、DiAcSpmの上昇が大腸腫瘍のどの時期から認められるかを明らかにするために、良性大腸腺腫から大腸癌に至る各段階の腫瘍組織を採取し、組織のDiAcSpm含量が前癌状態と考えられる高度異型腺腫の段階から上昇することを明らかにした。この結果は、早期癌における尿中DiAcSpmの上昇をもたらす原因が癌組織中におけるDiAcSpmの上昇にあることを証拠立てる重要な新知見である。「多くの癌で早期の段階から高率で上昇し、非侵襲的に検査できる」というDiAcSpmの特徴を最もよく活用するために、「即時に現場で結果を知ることができる」ことを特徴とする分析法として、イムノクロマト測定系の開発を進めた。本研究開始前に作成し、保持していた抗DiAcSpm抗体、および、この抗体と適性のある金コロイド粒子を用いて、抗体標識金コロイドの調製、抗体捕捉用競合抗原の検討など、種々の条件を検討した結果、定量性、安定性を兼備し、実用化に向けたプロトタイプと位置づけることができる測定デバイスを開発することができた。本研究は、DiAcSpmを癌の早期発見・早期治療に導く腫瘍マーカー、および、癌のフォローアップや予後予測にも有用な腫瘍マーカーとして確立するとともに、その生合成から尿中への排泄に至る動態を解明し、生化学的基礎の観点からも万人が納得できる新規検査項目とすることを目的として、平松および川喜田を中心に、東京都立駒込病院の医師を連携研究者および協力研究者として遂行されている。我々は25年度の研究で、腫瘍組織のDiAcSpmが良性大腸腺腫から大腸癌に至る過程において、前癌状態と考えられる高度異型腺腫の段階から上昇することを明らかにし、早期癌における尿中DiAcSpmの上昇をもたらす原因が癌組織中におけるDiAcSpmの上昇であることを明らかにした。今年度は、尿中DiAcSpmが早期から上昇する傾向が肺癌においても認められること、さらにIA期の早期肺癌においては、腫瘍サイズ、CT所見とともに、尿中DiAcSpmレベルが、病巣の浸潤性を治療前に予測するための独立の予測因子として有効であることを明らかにすることができた。我々はまた、早期癌の検出に有効であり、かつ非侵襲的に検査できるというDiAcSpmの特徴を活用するために、即時に現場で結果を知ることができる簡易測定法として、イムノクロマト測定系の開発を進めている。本年度は、25年度に行った基礎開発の結果に基づいて、定量性、安定性を兼備した実用化に向けたプロトタイプを提案・報告し、さらに改良を進めるとともに、摂取水分量によって変動する尿濃度のクレアチニン補正をイムノクロマトチップ上で行うことを視野に入れて、クレアチニン特異抗体の作成とその特性検討を行って報告した。尿中ジアセチルスペルミン(DiAcSpm)は、早期大腸癌等に対して高い陽性検出率を示す無侵襲的でかつ高感度の新規腫瘍マーカーである。本研究は、DiAcSpmを癌の早期発見・早期治療に導く腫瘍マーカー、および、癌のフォローアップや予後予測にも有用な腫瘍マーカーとして確立するとともに、その生合成から尿中への排泄に至る動態を解明することを目的として、遂行されている。我々は26年度までの研究で、早期大腸癌における尿中DiAcSpmの上昇をもたらす原因が癌組織中におけるDiAcSpmの上昇であることを明らかにし、さらに、肺癌においても尿中DiAcSpmが早期から上昇すること、また、IA期の早期肺癌において、尿中DiAcSpmレベルが病巣の浸潤性を治療前に予測するための予測因子として有効であることを明らかにした。27年度においては、前年度までの研究をさらに発展させ、大腸癌および肺癌の完全切除例について治療(切除手術)前の尿中DiAcSpm値と術後再発および生命予後との関連について検討した結果、DiAcSpmの治療前値が大腸癌および肺癌の早期再発リスクと関連することを明らかにした。また、その検討の中で、血清CEA値と尿中DiAcSpm値の組み合わせによって予測性能が一層向上することが示唆された。

また、癌化の早期過程におけるDiAcSpm上昇のメカニズムを明らかにする目的で、組織抽出液中のポリアミン代謝活性を精密に測定する方法の開発を進め、安定同位体標識基質の反応を質量分析法によって測定する新規のポリアミン代謝酵素活性測定法を開発し精製酵素を用いて測定系のバリデーションを行い、測定系を確立した。イムノクロマト法によるDiAcSpm簡易測定系の開発に関しても、測定系の改良を行い、実用可能な性能をもつ測定デバイスを得ることができた。上記のように、全体としては当初の計画に沿って研究が進展しており、有用な知見、有用な産物が得られていると判断している。イムノクロマト法による簡易DiAcSpm測定系については、ほぼ、当初の目的通り実用可能な性能の測定デバイスが得られたため、今後、検査薬メーカーとの共同により、実用化に向けた新たな開発段階に入ることになる。一方、癌のフォローアップ指標としての尿中ジアセチルスペルミン(DiAcSpm)の意義に関しては、上記の通り大腸癌および肺癌において、DiAcSpmの治療前値が早期再発リスクと関連することを明らかにすることができた。その検討の中で、予測性能を一段と向上させるための新たな方策が示唆されてきたため、1年間の研究期間延長を申請した。癌化の早期過程におけるポリアミン代謝の研究に関しては、各種の酵素の測定に必要な同位体標識基質、同位体標識標準物質、測定系の較正用の酵素類等の準備を整えることができ、測定系も確立されたが、DiAcSpm上昇のメカニズムの解明には至らなかった。研究期間延長が承認されたことを受けて、これについても次年度の課題とする。尿中ジアセチルスペルミン(DiAcSpm)は、無侵襲的でかつ高感度の新規腫瘍マーカーである。本研究は、DiAcSpmを癌の早期発見・早期治療に導く腫瘍マーカー、および、癌のフォローアップや予後予測にも有用な腫瘍マーカーとして確立するとともに、その生合成から尿中への排泄に至る動態解明の端緒を得ることを目的として、遂行された。我々は27年度までの研究で、癌組織中におけるDiAcSpmの上昇が早期大腸癌における尿中DiAcSpmの上昇の原因であることを明らかにし、さらに、大腸癌および肺癌の完全切除例の術後再発および生命予後について検討した結果、DiAcSpmの治療前値が大腸癌および肺癌の早期再発リスクと関連すること、IA期の早期肺癌において、尿中DiAcSpmレベルが病巣の浸潤性を治療前に予測するための予測因子として有効であることを明らかにした。研究期間を1年間延長した28年度においては、血清CEA値と尿中DiAcSpm値の組み合わせによって予測性能がさらに向上し、大腸癌患者の早期再発リスクがDiAcSpm、CEAの両方低値群、一方高値群、両方高値群の間で有意に異なることを明らかにすることができた。また、非侵襲的な尿検査によって比較的早期の癌の検出が可能であるというDiAcSpmの特徴を生かすために開発したイムノクロマト法によるDiAcSpm簡易測定系については、実用可能な性能をもつ測定デバイスを得ることができ、検査試薬メーカーへの技術導出を行うことができた。
ナヴィエ・ストークス方程式および関連する非線型偏微分方程式の研究

増田久弥は、剣持勝衛氏との共同研究で2次元複素形式の中の定ガウス曲率をもつ最小曲面を完全に分類した。これは、これまでの予想を解決したことになる。森本浩子は。ある対称なチャンネル型の2次元領域において一般アウトレット境界条件を満たす2次元定常ナビエ・ストークス方程式の解の存在を示すことができた。今野礼二はコンパクトでないリーマン多様体上で(定常)シュレディンガー作用素を考察した。多様体にある種の条件の下、このシュレディンガー作用素は、2乗可積分関数の空間の中、正の固有値を持たないことを示すことに成功した。石村と中村は様々な物理現象に現れるクラモト・シバシンスキー方程式について解析した。そして、この方程式の解には、単調な解は存在しないことの新らしい簡単な証明をみいだした。谷温之は一般的なスリップ境界条件の下、ナビエ・ストークス方程式を考察した。そして、ヘルダー空間において、この方程式の局所解の存在を示すことに成功いた。さらに谷温之はナビエ・ストークス方程式に対するシュテファン問題も研究し有益な結果を得た。森本浩子は。平成12年度、増田久弥は、連続関数空間において、ナヴィエ・ストークス方程式の解の存在を考察した。解の存在のための、一番基本的役割は、いわゆるストークス作用素といわれる作用素である。このストークス作用素が、さまざまな連続関数空間において、解析的半群を生成することを示した。さらに、さまざまな連続関数空間の共役空間(R.S.Phillipsの意味の)において、ストークス作用素は、解析的半群を生成することを示した。これらの成果は、イタリアで2000年に開催されたナヴィエ・ストークス方程式に関する国際研究集会で発表した。ナヴィエ・ストークス方程式に関連した非線形偏微分方程式として、2次元複素射影空間から2次元複素形式への定曲率をもつ最小曲面を考察した。従来、そのような最小曲面は、ヴェロネーズ曲面など、5つの曲面のみ具体的に知られている。増田久弥は、従来から知られている5つの曲面しか存在しないことを示した。研究分担者の森本浩子は、2次元無限領域(Y字形領域)において、定常ナヴィエ・ストークス方程式を考え、解の存在を示した。加藤敏夫と増田久弥は、1986年非線型発展方程式の解の解析性についての一般論を打ち立てた。この一般論名より、Kdv方程式とBenjamin-Ono方程式の解は、初期値が解析的ならば、解析的であることを示した。2001年6月、増田は、オイラー法手式の解も同様な性質をもつことを、この方法により、見いだし、北海道大学での加藤先生を偲ぶ国際研究集会で報告した。森本浩子は、無限に延びた2次元領域で一般境界条件の下で、解の存在を示した。谷温之は固定された境界の下で滑りの境界条件をもつナビエ・ストークス方程式に対する初期値境界値問題の解の存在を示した。増田久弥は、2次元複素形式における定曲率の最小曲面について研究し未解決の問題を解決した。なかんずく、そのような曲面は従来知られていた曲面しか存在しないことを証明した。この問題は水面の曲面の考察から、端を発したものである。森本浩子は一般流速条件もと、2次元ナビエ・ストークス方程式の定常解の存在を研究した。なかんずく、チャンネルが無限に伸びた領域で解の存在を示した。今野礼二は無限領域においてシュレデインガー方程式の正の固有値の存在問題を考察し二乗可積分関数空間の中では、正の固有値に対応する固有関数は存在しないためのポテンシャルに対する条件を与えた。谷温之は、ナビエ・ストークス方程式の一般スリップ条件のもとでの解の存在を示した。石村直之はKuramoto-Sivashinsky方程式に関連した3階の常微分方程式の解の存在を示した。
民具調査からアプローチする西日本における牛馬耕の展開の史的研究

1.これまで研究の手薄だった四国地方を中心に,博物館・資料館を調査し,(1)西日本の在来犂の分布の概要を明らかにし,(2)瀬戸内地方の牛に首木を使わず鞍だけで犂を引かせる地域に分布する首輪について,それが胸繋から進化したものであることを呼称から確認することができた。(3)これらは研究成果報告書『民具調査からアプローチする西日本における牛馬耕の展開の史的研究』(1997)に述べた。2.石川県金沢市の大野湊神社の農具模型を調査し,(1)それは加賀藩3代藩主前田利常が改作法の実施の成功を祈願して奉納者したものであり,(2)加賀地方の馬耕は中世以来の伝統ではなく17世紀の前半に藩の政策として導入されたものであることを明らかにし,(3)論文「大野湊神社奉納雛型農具と加賀の馬耕」(1995)として発表した。3.江戸時間の和書に描かれている農具図を調査し,(1)19世紀中頃にイギリス人が広東で出版した『チャイニーズレポジトリ-』詩に出ている清代の農具図が,実は日本の『訓蒙図彙』によるものであったこと,(2)広東の雑誌編集者のもとには10種の和書が集められており,その中に『訓蒙図彙』が含まれていたこと,(3)和書流出には3つのルートがありその1つは長崎に在住したシ-ボルトによるものであることを明らかにし,(4)論文「チャイニーズ・レポジトリ-」誌所載清代農具図の再検討」(1996)として発表した。4.福井県武生市日野神社の耕作図絵馬を調査し,(1)それは四季耕作図の作者として知られる久隅守景の四季耕作図屏風と図柄が共通し,(2)両資料に共通する祖本が存在したであろうこと,(3)その祖本の久隅守景の作であり,(4)それは図巻の形式をとっていたことを明らかにして復原素案を作成し,(5)論文「越前日野神社耕作図絵馬と久隅守景」(1997)として発表した。(1)大阪市内の私立の湯木美術館の「浪速風俗図屏風」に龍骨車の描かれているのを写真図版より発見し,早速訪ねて成立年代について聞き,写真を入手した。日本型手回し龍骨車の普及状況と踏車への交代時期を確認するのに貴重な新発見資料である。(2)金沢市の大野湊神社の模型農具を7月と9月の2度にわたって調査した。これは3代藩主前田利常が奉納したという伝承をもつことから注目してきたが,神社側によると調査は今回が初めて。17世紀の石川平野の農具のセットを知ることができたことと,加賀藩の改作法との関連について手掛かりを得た。また織機模型も見つかり,新資料として東大阪市立郷土資料館に借用・展示されている。この成果については,『北国新聞』95.2.2に概要が記事として掲載された。

(3)大阪府立中之島図書館・大阪大学国史研究室で農具・牛馬耕関係資料のコピー収集を続ける中で,『訓蒙図彙』の犂・鍬・鋤図が『和漢三才図会』の原図であり,さらに“Chinese Repository"(1937)に中国の犂・鍬・鋤として誤って掲載されていることを突き止めた。資料の基礎から問いなおす私の研究にとって貴重な成果となった。(4)阪神大震災で近畿地方の博物館の被害が大きかったため,急遽調査地を四国に振り替え,2月に徳島県,3月に香川県の調査を行なったが,徳島では江戸時代の農書『農術鑑正記』(1723)に出ている歯減らし馬鍬が民具に継承されて,アイカキという名で広く使われており,畑の畝間の幅に応じて歯の数を減らすという使い方まで江戸時代の伝統が生きていることが確認できた。同じく『農術鑑正記』の「崎鍬」もサキグワの名で使われていた。近世中期以降,各地の農具が個性化して民具に連なる具体的例として貴重な成果であった。1.昨年度の2月:徳島県,3月:香川県の調査を受けて,5月:愛媛県,6月:高知県,7月:香川県,8月:私費で愛媛県,11月:香川県まで,四国一帯の博物館・歴史民俗資料館の収蔵庫の犂調査をおこなった。このデータは最終年度に刊行する予定である。また在来型の犂は香川県ではほとんどなく,愛媛県では残存がよいことが確認できた。これは庶民の明治の変革の受け止め方の違いの反映でもあろう。2.犂を牛の鞍のみで引く岡山県や山口県で,首木を使わない代わりにφ56cmの藁心首輪で牽引力の一部を牛の肩にかけるやり方をこれまで数例確認してきたが,今回は香川県で数例計測することができ,呼称がムナガエであることから,胸繋の進化したもので首木とは別系統のものであることが判明した。3.愛媛県の中島町は山口県の周防大島と目と鼻の先であり,大島の牛の牽引法は首引き法で山口県の文化圏であることは過去に確認しているが,中島町は今回の聞取り調査で鞍による胴引き法で,愛媛県の文化圏あることが確認でき,鞍の寄贈も受けた。4.高知県の犂は右反転と言われていることを確認できた。ただ境界線が県境・旧国境と一致するのかどの程度に出入りがあるのかは未確認である。また右反転地域の牽引法は胴引き法であり,山岡真十郎のいった戦国時代に南海から中国系の犂耕が伝来したとする説がなりたたないことは確認できた。5.香川県下ではジュズクリと称する足踏み回転のバケットコンベア類,その改良型と思われるロザリオポンプ,足踏み碓方式の井戸ポンプなど,関西には見られない多様な灌漑揚水機が使われていたことが確認できた。この瀬戸内式気候地帯特有の揚水機の分布調査や開発時期の考察は今後の課題である。1.これまで研究の手薄だった四国地方を中心に,博物館・資料館を調査し,(1)西日本の在来犂の分布の概要を明らかにし,(2)瀬戸内地方の牛に首木を使わず鞍だけで犂を引かせる地域に分布する首輪について,それが胸繋から進化したものであることを呼称から確認することができた。(3)これらは研究成果報告書『民具調査からアプローチする西日本における牛馬耕の展開の史的研究』(1997)に述べた。2.石川県金沢市の大野湊神社の農具模型を調査し,(1)それは加賀藩3代藩主前田利常が改作法の実施の成功を祈願して奉納者したものであり,(2)加賀地方の馬耕は中世以来の伝統ではなく17世紀の前半に藩の政策として導入されたものであることを明らかにし,(3)論文「大野湊神社奉納雛形農具と加賀の馬耕」(1995)として発表した。3.江戸時代の和書に描かれている農具図を調査し,(1)19世紀中頃にイギリス人が広東で出版した『チャイニーズレポジトリ-』誌に出ている清代の農具図が,実は日本の『訓蒙図彙』によるものであったこと,(2)広東の雑誌編集者のもとには10種の和書が集められており,その中に『訓蒙図彙』が含まれていたこと,(3)和書流出には3つのルートがありその1つは長崎に存在したシ-ボルトによるものであることを明らかにし,(4)論文「『チャイニーズ・レポジトリ-』誌所載清代農具図の再検討」(1996)として発表した。
植物病原菌の病原性遺伝子産物の立体構造解析に基づく薬剤作用モデルの構築と薬剤設計

ウリ類炭そ病菌の宿主侵入にはメラニン合成が必須である。主要メラニン合成酵素であるポリケタイド合成酵素(PKS1)、サイタロン脱水酵素(SCD1)および1,3,8-トリヒドロキシナフタレン還元酵素(THR1)を大腸菌内で発現、精製した。発現にはpMALシステム、pETシステムを併用し、大腸菌で発現した蛋白質をアフィニティークロマトグラフィー法によって精製した。また、ポリケタイド合成酵素についてはさらにAspergillus oryzaeを用いた発現系を構築し、PKS1産物の同定を行った。近年、イネいもち病菌に対する新規防除薬剤としてカルプロパミドが開発され、その作用機作にメラニン合成系への関与が示唆されている。そこで、形質転換大腸菌から精製したSCD1を用いたin vitro反応系を確立し、カルプロパミドの本酵素活性に対する阻害作用を検討した。その結果、本薬剤によるメラニン合成阻害は、直接的なSCD1の活性阻害によって引き起こされることが明らかになった。さらに、酵母のTwo-hybridシステムを用いて純化SCD1酵素の相互作用について検討した。その結果、SCD1蛋白質が相互作用し、多重体を形成していることが示唆された。さらにSCD1およびTHR1に対するポリクローナル抗体を調製し、免疫ブロット分析によるメラニン合成酵素の発現制御機構の分析により翻訳後の制御機構の存在を明らかにし、防除薬剤創製の基礎的実験結果を得た。結晶構造解析に供するメラニン合成酵素の大量精製を目的としてウリ類炭そ病菌のメラニン合成酵素サイタロン脱水酵素遺伝子(SCDI)の発現ベクターを構築し、大腸菌で大量発現させサイタロン脱水酵素の精製を行った。SCDI発現ベクターを導入した大腸菌から得た菌体内可溶性画分を用いて、アフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィーを行い、SDS-PAGEにおいて約24KDaの単一バンドを確認した。この精製酵素の活性を、基質サイタロンを用いたin vitro反応系で調べ、逆層系HPLCによって反応生成物である1,3,8-トリヒドロキシナフタレンの生成を確認した。その活性は、温度30°C、pH8.4でピークに達するとともに、メラニン合成を阻害するイネいもち病菌の防除薬剤カルプロパミドによって阻害されることを確認した。また、メラニン合成経路の最終の酸化重合過程に関与していると推測されるp-ジフェノールオキシダーゼの純化を行った。メラニン合成誘導処理を行った104-T株(野生株)の培養濾液画分を硫酸アンモニウムで塩析し、脱塩後、イオン交換クロマトグラフィーを行い、SDS-PAGEで約62KDaの単一バンドを確認した。本酵素の至適pHは67であり、45°C付近で最大活性を認めている。今後、この両酵素の結晶化を進めていく予定である。ウリ類炭そ病菌のメラニン合成酵素サイタロン脱水酵素(SCD1)および1,3,8-トリヒドロキシナフタレン還元酵素(THR1)を大腸菌内で発現、精製し、これらの酵素を用いて、イネいもち病菌防除薬剤カルプロパミドの作用機構の解析、および付着器の分化、非分化過程におけるメラニン合成酵素発現パターンの解析を行った。SCD1の発現にはpMALシステム、THR1の発現にはpETシステムを用い、大腸菌で発現した蛋白質をアフィニティークロマトグラフィーによって精製した。ウリ類炭そ病菌の付着器分化過程において、胞子や発芽管のメラニン化は見られず、付着器のみがメラニン化する。しかしながら、その制御機構は明らかにされていない。

本菌胞子を24°Cで培養した場合、培養開始12時間以内に成熟した付着器を形成するが、32°Cで培養した場合、発芽管の伸長のみで付着器を形成しない。そこで、付着器分化型胞子および、非分化型胞子におけるメラニン合成酵素の発現パターンを検討するために、SCD1およびTHR1に対するポリクローナル抗体を調製し、ウエスタンブロット分析を行った。その結果、付着器分化型胞子では、SCD1、THR1はともにメラニン化と時間的に相関する発現パターンを示したのに対して、付着器未分化型胞子では、THR1の発現が認められなかった。ウリ類炭そ病菌の宿主侵入にはメラニン合成が必須である。主要メラニン合成酵素であるポリケタイド合成酵素(PKS1)、サイタロン脱水酵素(SCD1)および1,3,8-トリヒドロキシナフタレン還元酵素(THR1)を大腸菌内で発現、精製した。発現にはpMALシステム、pETシステムを併用し、大腸菌で発現した蛋白質をアフィニティークロマトグラフィー法によって精製した。また、ポリケタイド合成酵素についてはさらにAspergillus oryzaeを用いた発現系を構築し、PKS1産物の同定を行った。近年、イネいもち病菌に対する新規防除薬剤としてカルプロパミドが開発され、その作用機作にメラニン合成系への関与が示唆されている。そこで、形質転換大腸菌から精製したSCD1を用いたin vitro反応系を確立し、カルプロパミドの本酵素活性に対する阻害作用を検討した。その結果、本薬剤によるメラニン合成阻害は、直接的なSCD1の活性阻害によって引き起こされることが明らかになった。さらに、酵母のTwo-hybridシステムを用いて純化SCD1酵素の相互作用について検討した。その結果、SCD1蛋白質が相互作用し、多量体を形成していることが示唆された。さらにSCD1およびTHR1に対するポリクローナル抗体を調製し、免疫ブロット分析によるメラニン合成酵素の発現制御機構の分析により翻訳後の制御機構の存在を明らかにし、防除薬剤創製の基礎的実験結果を得た。
地域住民における高血圧、脂質代謝関連遺伝子多型と生活習慣との交互作用に関する研究

滋賀県S町住民を対象とし行った塩分感受性遺伝子多型といわれるangiotensinogen M235T多型(AGTM235T)および・-adducin G460W多型(ADDG460W)と高血圧の関連に関するこれまでの検討では有意な結果が得られなかった。愛媛大学との共同研究で対象数を35歳以上の男女合計4,729名に増やして再検討した。年齢、body mass index (BMI)、飲酒、地域因子を調整してLogistic多変量解析にて高血圧(収縮期血圧≧140mmHg、拡張期血圧≧90mmHg、降圧薬服用のいずれか)に対する遺伝子多型の寄与を検討したところ、男女ともAGTM235T、ADDG460W多型が高血圧に関与することを認めた。すなわちAGTM235TのMMを1としたときのMT, TT型のオッズ比は男性でそれぞれ1.75(95%信頼区間:1.23-2.49),1.76(1.28-2.43);女性で2.24(1.65-3.04),2.77(2.10-3.66)であり、ADDのGGを1としたときのGW, WWのオッズ比は男性でそれぞれ1.19(0.93-1.53),1.38(1.07-1.80);女性で1.69(1.37-2.10),1.82(1.45-2.29)であった。これまでの塩分感受性遺伝子多型と高血圧に関する先行研究が整合性のある結果提出出来なかったのは、対症例数不足;降圧薬服用者を除外することによる影響;重要な交絡因子による調整を行わなかったことなどに起因すると想定出来る。環境因子と同様に遺伝因子が高血圧に関与する例を提示することが出来た。
新製法Nb3Sn超伝導線材の塑性加工技術の確立と特性改善機構の解明

ブロンズ法、内部Sn拡散法及び粉末法の3種の利点を融合した「ハイブリッドブロンズ法」によるNb3Sn線材の多芯化のための基盤技術を開発した。この新製法において独創的原料のTi2Sn3化合物微粉末の合成条件の最適化について検討した。228芯のNbフィラメントとTi2Sn3モジュールを配置した多芯線材を試作して、実用ブロンズ法Nb3Sn線材よりも1.5倍以上高い臨界電流密度が得られることを確認した。本研究では、ブロンズ法、内部Sn拡散法及び粉末法の3種の利点を融合した「ハイブリッドブロンズ法」によるNb3Sn線材の基盤技術を開発する。まず、この新製法において独創的原料のTi2Sn3化合物の合成条件の最適化について検討した。Ti2Sn3の合成は純Ti及びSnの粉末を混合し拡散反応により行う。DTA分析により、230°C程度でSnの融点である吸熱反応が現れ、その後に530°Cから強い発熱反応が生じることが判明した。一方、真空の透明石英管中にTiSn混合圧粉体を設置し、外部から電熱線加熱して圧粉体を観察したところ、530°Cあたりから発光し且つ発光部が圧粉体全体に伝播する現象がみられた。所謂、自己燃焼反応である。この圧粉体を粉砕してXRD分析を行ったところ、Ti2Sn3相とともに高融点のTi6Sn5相の生成が認められた。Ti6Sn5は硬く粉砕が困難である。発熱反応が生じない500°Cの熱処理でTi2Sn3化合物の単相を得ることに成功した。Ti2Sn3は脆くジェットミルによりサブミクロン粒子に微細化することが容易であった。この微粉末をブロンズ管(Cu16wt%Sn)に充填して冷間伸線加工を行うが、ブロンズが加工硬化するために中間焼鈍が必要となる。一般的にブロンズ法線材の製造メーカー各社では、中間焼鈍を500°C前後で行っている,ところが、500°CではTi2Sn3とブロンズが反応し、界面に冷間加工性を阻害するε層が形成されることが判明した。Ti2Sn3とブロンズの界面反応を調査し、480°C以下であれば著しい反応がないことを明らかにした。この最適中間焼鈍条件の下、228芯の純NbをフィラメントとしてTi2Sn3モジュールを配置した極細多芯線構造の線材を静水圧押出しを適用して試作し、冷間伸線加工時に断線や断面の異常変形もなく実用に発展し得る優れた冷間複合加工性を確認した。本研究では、実用Nb3Sn超伝導線材の性能向上を目指して、ブロンズ法、内部Sn拡散法及び粉末法を融合した新製法「ハイブリッドブロンズ法」による線材化技術の構築を図った。本新製法では、Nb_3Sn生成のためのSn源としてブロンズ母材の他にSn基化合物粉末を線材構成の一部とする。Sn基化合物には微粉末化が容易なTi_2Sn_3が有望で、単相を得るための合成条件は昨年度の研究で確立した。作製したTi_2Sn_3粉末を従来組成のブロンズ菅(Cu-16wt%Sn)に充填したモジュールと、従来ブロンズ(Cu-16wt%Sn)にNbフィラメントが19本複合されたサブマルチ材を組み合わせて、228芯の多芯線材を試作した。熱間押出や600°C前後の中間焼鈍を本試作で適用することができ、著しい断線の発生がなく伸線加工できることがわかった。この228芯線材を種々の条件で熱処理し反応経路を研究した。反応初期にTi_2Sn_3はCuS_3nTi_5相へ相変化して多量のSnをブロンズ母相へ供給していることが判明した。最終的に極めて高Sn濃度のブロンズ(α相+δ相)とNb芯が反応することで、化学量論組成に近い高品質なNb_3Sn相が厚く生成され、18.0Kを超える高い臨界温度が得られた。さらにNb3Sn相あたりの臨界電流密度(4.2K)を外部磁場中で計測したところ、従来のブロンズ法線材よりも1.5-2.0倍も高いことがわかり、次期実用線材として有望であることが示された。