hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
統合失調症前駆期における自我障害の病態解明と早期診断への応用

本研究の目的は、思春期、青年期に好発期を迎える統合失調症の病態解明、早期治療の推進を図るため、同疾患の特徴的な症状の1つとされている自我障害に着目し、自記式の尺度を開発し、自我障害に関連する脳形態学的変化を明らかにすることである。平成30年度は、主に自我障害尺度の項目で用いるMMPIによる各群のpersonalityや症状の特徴比較、顕在発症群と未発症群におけるベースラインでの特徴比較、前駆期における治療法の検討、生物学的指標と臨床指標との関連を調べた。MMPIについてはBostonで開催された11th International Conference on Early Intervention in Mental Healthで発表し、治療の詳細をまとめた症例報告の論文は、第8回日本社会精神医学会優秀論文賞を受賞した。一方、項目選定のために行う適切な統計手法の検討に時間を要し、また研究代表者の部署異動もあり、当初の予定よりも進捗がやや遅れている。十分なデータが蓄積され、データ化も済んでいるため、2019年度に自我障害尺度の開発を論文として公表することが目標である。本研究の第二の目的は統合失調症をはじめとする精神病前駆状態の患者を対象に本尺度および脳構造磁気共鳴画像(MRI)により、自我障害に関連する脳構造を調べ、その生物学的病態変化を明らかにすることである。MMPIとMRIを同時期に実施したデータが揃い、同研究についてもH31年度に実施する予定だが、進捗状況によっては最終年度を1年延長することを検討する。【自我障害尺度の作成および信頼性・妥当性の検証】ICD-10で統合失調症と診断された患者群と,年齢,性別をマッチングさせた健常群におけるMMPIの550項目の回答頻度をχ2検定で比較した.本研究ではサンプルサイズによって変化することのない,標準化された指標である効果量を用いて有意水準を決め,有意差の認められた項目について,Schneiderの一級症状(FRS)に含まれる自我障害の有無により分類された自我障害患者群と非自我障害患者群の回答頻度をχ2検定にて比較し,有意差を示した項目を,自我障害尺度を構成する項目とした。尺度の信頼性にはクロンバックのα係数を用いて項目間の内的一貫性を検討した.項目作成で用いられた群とは別の統合失調症患者群における自我障害尺度の得点とFRSの得点およびScale forAssessment of Positive Symptoms (SAPS)の自我障害得点との相関を調べ,収束的妥当性を検討した.また自我障害尺度の得点と,SAPSの他の陽性症状の得点およびScale forAssessment of NegativeSymptoms (SANS)の陰性症状得点との相関から識別的妥当性を調べ、高い信頼性・妥当性を認めた。【データ収集】病期の進行と自我障害の程度を調べるために、Ultra High Risk (UHR) 51例、初回エピソード統合失調症53例、慢性統合失調症28例のMMPI,臨床データ、MRIデータを収集した。自我障害尺度を作成し、その信頼性・妥当性を検証することができた。またUHR,初回エピソード統合失調症のMMPI,臨床データ、MRIデータの収集は、目標値を上回った。自我障害尺度とMRIデータによる相関解析は平成28年度中に終わらなかった。65例のUHR群、44例のFES群、および60例の健常群にMMPIを施行し、年齢を共変量としたANCOVA解析を行った.さらに65例のUHR群のうち統合失調症に移行した8例および精神病症状を伴う重症うつ病エピソードに移行した1例をUHR-T群,1年以上の追跡で未発症であった27例をUHR-NT群とし、ベースラインにおける臨床尺度を、健常群、FES群の臨床尺度と比較した.健常群と比べ、UHR群、FES群で有意に高い尺度は、第1、2、3、4、6、7、8、0尺度であった。UHR群ではFES群と比べ、第6、第8尺度で有意な低下を示した。さらにUHR-T群ではUHR-NT-群と比べて第6、8尺度が有意に高かったが、FES群との間に有意差を認めなかった。またUHR-T群では、UHR-NT群、FES群と比べ第7尺度が有意に高かった。UHR群の猜疑心や妄想的観念、明晰な思考の低下、奇異な言動などはFES群より低いが、抑うつ、不安、内向性、身体症状などは、FES群に匹敵する程高いことが示唆された。また、後に精神病に移行するUHR群では、前駆期の段階から、すでにFES群と同程度の精神病的特徴を有しており、よい不安が高いことが示唆された。今後は、MMPIの項目を用いて、精神病発症リスクの補助診断に有用な新たな尺度の開発が課題である。現在、データ化されたMMPIは健常群で100例、UHR群で65例、FES群で44例である。MMPIは550項目あり、1例ごとのデータ化に当初の想定よりも時間を要した。また、自我障害尺度の作成にあたり、統計に基づく項目の選定、専門家による選定による尺度の精度を比較するなど、尺度の作成方法を再検討したことも当初の予定より進捗がやや遅れた原因と考えられる。

平成30年度は、主に自我障害尺度の項目で用いるMMPIによる各群のpersonalityや症状の特徴比較、顕在発症群と未発症群におけるベースラインでの特徴比較、前駆期における治療法の検討、生物学的指標と臨床指標との関連を調べた。MMPIについてはBostonで開催された11th International Conference on Early Intervention in Mental Healthで発表し、治療の詳細をまとめた症例報告の論文は、第8回日本社会精神医学会優秀論文賞を受賞した。一方、項目選定のために行う適切な統計手法の検討に時間を要し、また研究代表者の部署異動もあり、当初の予定よりも進捗がやや遅れている。SPM (Statistical Parametric Mapping; SPM) 12を用いて,統合失調症患者群と健常群の脳形態を比較するとともに,自我障害尺度得点とMRIデータのvoxel-based morphometry (VBM)相関解析により,前頭前皮質における脳形態学的変化が自我障害の症状形成に関連があるか否かを検討する.また他の臨床指標(撮像時の臨床症状,社会機能など)との関連も調べる.UHR群,顕在発症から1.5年未満の初回エピソード統合失調症群,慢性統合失調症群および健常対照群のデータを用いて,病期の進行と自我障害の程度,脳形態学的変化及び他の臨床指標(臨床症状,社会機能など)との関連を横断的に検討する.MRIについてはT1強調画像のVBM, Freesurferによる局所脳体積と皮質厚の自動解析,用手的な関心領域(ROI)を行う.自我障害尺度の得点をUHR群と健常対照群,次いでUHRの発症群と非発症群で比較する.MRIデータについても同様の群間比較を行う.さらにVBM,ROIなどにより自我障害と関連する脳形態学的変化の検討,他の臨床指標との関連も調べ,ベースラインにおける自我障害および関連する脳形態の特徴が,後の顕在発症をどの程度予測するかを調べ,臨床応用への有用性を検証する.MMPIの項目のデータ化については、Excelに計算式を組み込んで回答を入力することで、データ化の効率を改善した。H30年度に自我障害尺度を完成し論文として公表することが目標である。本研究の第二の目的は、統合失調症を始めとする精神病前駆状態の患者を対象に本尺度および脳構造磁気共鳴画像(MRI)により自我障害に関連する脳構造の評価を行い、その生物学的病態変化を明らかにすることである。本研究についてはH31年度に実施する予定だが、進捗状況によっては最終年度を1年延長することを検討する。十分なデータが蓄積され、データ化も済んでいるため、2019年度に自我障害尺度の開発を論文として公表することが目標である。本研究の第二の目的は統合失調症をはじめとする精神病前駆状態の患者を対象に本尺度および脳構造磁気共鳴画像(MRI)により、自我障害に関連する脳構造を調べ、その生物学的病態変化を明らかにすることである。MMPIとMRIを同時期に実施したデータが揃い、同研究についてもH31年度に実施する予定だが、進捗状況によっては最終年度を1年延長することを検討する。データ入力の適任者がおらず、研究者がデータを整理したため、人件費がかからなかった。MMPIのデータ化の遅れに伴い、尺度の開発および画像解析研究の進捗に遅れが生じた。
超短パルスＸ線レーザーによる多元系磁性化合物の超高速共鳴磁気光学現象の研究

本年度は、以下の2つを主に行った。1.新規磁気光学分光手法の開発本研究では多元系の磁性体に対して、サブピコ秒領域のスピンダイナミクスを元素選択的に追跡が可能な新規の磁気光学測定手法を開発している。本年度は本手法を大強度の自由電子レーザー(Free Electron Laser: FEL)と組み合わせることで、遷移金属磁性超薄膜から構成されるヘテロ構造の磁気ダイナミクスを捉えることを試みた。本研究では、我が国初の軟X線域のFELのビームラインSACLA SXFEL (BL1)で最初の利用ユーザーとして実験を遂行した。その結果、自ら成膜した磁性ヘテロ構造に対して、サブピコ秒領域の光誘起の磁気ダイナミクスの追跡に成功した。さらに、応用上重要な、電圧印可下での光誘起の磁気ダイナミクス測定も行った。本研究により、本手法はサブピコ秒領域を元素選択的に追跡できること、そしてサブナノメートルの面直磁化を有する磁性層に対しても十分な感度を持つこと、電圧印可下での磁気ダイナミクス測定が可能であることを実証した。2.軟X線領域での非線形分光非線形光学は、実験室系の可視光レーザーを中心に研究がされてきた。その中でも2次の非線形効果の第二次高調波発生(Second Harmonic Generation: SHG)は、空間反転対称性を欠いた系でのみ起こり、表面・界面研究に広く適用されてきた。一方、軟X線域のSHG観測は、これまで大強度レーザーが存在しなかったため、報告されてこなかった。本研究では、新光源であるFELを使用して軟X線域のSHG観測を試みた。その結果、空間反転対称性の破れた結晶に対して、SHG信号の検出に成功した。28年度が最終年度であるため、記入しない。フェムト秒領域の超高速スピンダイナミクスは、基礎・応用両面から近年注目を集めている。基礎的には超高速領域における非平衡下での動的スピン物性の観点から、応用的には、超高速・高密度化したデバイス開発の可能性の観点から興味が持たれている。しかし、この時間領域で高強度レーザー照射によって引き起こされる現象、特に消磁・減磁・磁化反転に関してまだ解明されていないことが多いのが現状である。本年度では、この超高速スピンダイナミクス研究のための超短パルス光源を用いた新手法開発と、多元磁性化合物の静的な磁気特性に関する研究を行った。手法開発について、近年登場した大強度、超短パルス性、コヒーレンスを特徴とする極端紫外領域の自由電子レーザーを光源とし、共鳴磁気光学効果をプローブとした超高速磁化反転現象を観測した論文を発表した。また同じく極端紫外域の超短パルス光源である高次高調波レーザーを用いた共鳴磁気光学効果の測定システムの立ち上げを行い、定常状態に関しては開発が完了し、現在はその時間分解測定への拡張を行っている段階まで達した。一方、多元磁性化合物に関する研究では、垂直磁気異方性が界面のスピン軌道相互作用で増大されることで注目を集めている磁性多層膜MgO/Fe/Au系に注目した。この系は、スピントロニクス分野のデバイス開発の観点からも重要である。実際に成膜を行い、磁気モーメント、垂直磁気異方性に関する測定を行い、その系において界面の影響が強く現れていることが示唆された。また、近年量子異常ホール効果が観測され注目を集める希薄磁性トポロジカル絶縁体の中でもVドープの希薄磁性絶縁体について、その静的な強磁性相の観測に成功した。今後は、これまで開発してきた新手法を、静的な磁気的性質の理解が深まってきた磁性多層膜、希薄磁性トポロジカル絶縁体に適用し、そのスピンの動的特性を明らかにしていく。新手法開発に関しては自由電子レーザーに対しては完了し、高次高調波レーザーについては時間分解測定の要素技術の確立段階まできて、その対象に関する磁気特性については、静的振舞の理解が深まり、時間分解をする前段階まで達したため。

一方、軟X線域のSHG観測は、これまで大強度レーザーが存在しなかったため、報告されてこなかった。本研究では、新光源であるFELを使用して軟X線域のSHG観測を試みた。その結果、空間反転対称性の破れた結晶に対して、SHG信号の検出に成功した。本年度までに開発してきた共鳴磁気光学効果の超短パルスレーザーを用いた時間分解を磁性多層膜と希薄磁性トポロジカル絶縁体に適用することでそのスピンの動的特性を明らかにする。磁性多層膜の系は、界面由来のスピン軌道相互作用の寄与が大きい系である。この相互作用が強磁性超薄膜の動的スピン特性に与える影響を調べ、この効果を取り入れたスピンダイナミクスを記述するモデルの構築に取り組む。また希薄磁性トポロジカル絶縁体の系に対しては、これまでの先行研究で強磁性発現機構が現在まだわかっていない。母物質が3次元トポロジカル絶縁体でバルクは絶縁体であるため、従来希薄磁性半導体で見られていたようなRKKY相互作用とは異なる強磁性発現機構であることが考えられる。現在は、この系に対してクラスター計算を行っている。この局在した強磁性原子のスピンの振舞にも興味が持たれているため、自由電子レーザー、高次高調波レーザーといった超短パルスレーザーを用いてその時間特性をフェムト秒領域で追跡する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
広範リンパ節転移乳癌に関わる蛋白のプロテオーム解析と分子標的治療法の開発

一般的な乳癌に比し,著しく予後不良な広範リンパ節転移乳癌を対象としたプロテオーム解析の結果(H17年度)得られたCOL14A1につき,分子標的治療の対象となり得るかににつき検討した.COL14A1の高悪性度乳癌における発現検討のため,外科的切除材料を用い,免疫組織化学にて検索を加えた.結果,invasive micropapillary carcinoma症例でCOL14A1蛋白の特異的な顕著な高発現を認めた.これを基に治療の可能性を検討すべく,加えて,COL14A1のin vivoでの機能解析のため,MDAMB231細胞ならびにHEK293細胞にCOL14A1発現ベクターtransfectantを作成した。現時点では,stable ce11の確立は行えたが,動物接種による転移動態解析はこれからである。これとは別に,in vitroの治療可能性評価のため,種々の乳癌培養細胞におけるCOL14A1発現を検討し,Hs.578T細胞で明らかなCOL14A1分子発現を認めた.抗COL14A1抗体にdoxorubicinをスペーサーで結合し,抗癌剤結合抗体を作成した.これをCOL14A1高発現株Hs.578T細胞に添加したところ,濃度依存性に増殖阻害を示した.現在引き続き,バイオマーカーとしての有用性,治療への応用可能性につき臨床材料を用いた検討,動物実験による分子標的としての評価を行っている.また,前年度得られた特異的分子を新たなアルゴリズムで検索したところ,新たに6つの標的分子が見出され,varidationを行っている.これら結果を基に,国際特許を申請し,また,論文作成中である.一般的な乳癌と比較して,5年生存率で40%と著しく予後不良である広範リンパ節転移乳癌を対象とし,プロテオーム解析にて,転移関連蛋白を主に,特異的発現蛋白を同定し,その中より病態を引き起こす機序,臨床的に有用な標的を見いだすことを目的とし本研究を行った.(1)病理形態学的解析:初回手術時,広範リンパ節転移(10個以上)が認められた約100症例につき,原発巣の詳細な病理形態学的検索を行うとともに,免疫組織化学的手法・RT-PCR法にて,リンパ管新生因子VEGF-C,D発現,リンパ管マーカーflt-4,podoplanin,D2-40にてリンパ管密度,形態計測を行い,乳癌細胞からのVEGF-C,D産生に比例し,局所リンパ管新生が惹起され,リンパ節転移を引き起こすこと,またこれが予後因子となることを明らかにし,報告した.(2)プロテオーム解析:切除乳癌組織を用い,凍結標本切片よりコラゲナーゼ法にて,癌細胞を単離,蛋白抽出,調整の後,二次元liquid chromatography(2D/(n)D-LC)-MS(n)ならびにLC-LTQ-FTにて,蛋白分離,質量解析を行い,proquest等で,蛋白同定をおこなった.比較群として,RT-PCR法にてnO(リンパ節転移なし)が確認されている症例を用いた.結果,広範転移乳癌症例で5倍以上の特異的発現を示す蛋白約2000分子を同定し,現時点で六個の特異的発現蛋白につき,(3)定量的RT-PCR,免疫染色によるバリデーションを行った.一般的な乳癌に比し,著しく予後不良な広範リンパ節転移乳癌を対象としたプロテオーム解析の結果(H17年度)得られたCOL14A1につき,分子標的治療の対象となり得るかににつき検討した.COL14A1の高悪性度乳癌における発現検討のため,外科的切除材料を用い,免疫組織化学にて検索を加えた.結果,invasive micropapillary carcinoma症例でCOL14A1蛋白の特異的な顕著な高発現を認めた.これを基に治療の可能性を検討すべく,加えて,COL14A1のin vivoでの機能解析のため,MDAMB231細胞ならびにHEK293細胞にCOL14A1発現ベクターtransfectantを作成した。これとは別に,in vitroの治療可能性評価のため,種々の乳癌培養細胞におけるCOL14A1発現を検討し,Hs.578T細胞で明らかなCOL14A1分子発現を認めた.抗COL14A1抗体にdoxorubicinをスペーサーで結合し,抗癌剤結合抗体を作成した.これをCOL14A1高発現株Hs.578T細胞に添加したところ,濃度依存性に増殖阻害を示した.現在引き続き,バイオマーカーとしての有用性,治療への応用可能性につき臨床材料を用いた検討,動物実験による分子標的としての評価を行っている.また,前年度得られた特異的分子を新たなアルゴリズムで検索したところ,新たに6つの標的分子が見出され,varidationを行っている.これら結果を基に,国際特許を申請し,また,論文作成中である.
聴神経腫瘍術後早期顔面神経機能評価に関する研究

腫瘍摘出術を施行し、顔面神経の解剖学的保存が可能であった一側性聴神経腫瘍症例11例を対象として、日本顔面神経研究会提唱の40点評価法を用いて術後早期(術後60日目まで)の顔面表情点数の変化を詳細かつ経時的に記録した。そして術後早期顔面表情点数による顔面神経機能の長期予後予測が可能であるか否かにつき、対象を術後5日間までの顔面表情点数の最低点(術直後顔面表情点数と呼称)により、A群:10点未満、B群:10点以上20点未満、C群:20点以上30点未満、D群:30点以上の4群に分類して検討し、以下の結果を得た。1.A群3例では、検討期間中に明らかな顔面表情点数の回復は認められなかった。2.B群1例では、術後10日目より顔面表情点数の低下が認められ、術後早期最終評価時にも明らかな回復は認められなかった。3.C群3例では、術後約10日目より一過性の顔面表情点数の低下が認められたが、術後早期最終顔面表情点数は平均36.0点と著明な回復を示した。4.D群4例では、その後も麻痺はほとんど認められなかった。5.C群およびD群(術直後顔面表情点数20点以上)は長期予後も良好である可能性が高いものと推定され、術直後顔面表情点数により、長期予後良好群を選別することがある程度可能であると考えられた。6.A群及びB群(術直後顔面表情点数20点未満)については、顔面神経麻痺の回復程度につき、さらに詳細に追跡評価する必要があるものと考えられた。
震災時および被災後の医療システムの再構築ー復興プロセス

本研究は、2年間の研究期間において原則2ヶ月に一度研究会を開催して行われた。各メンバーの専門性に配慮して4つのサブテーマに分類し、各々の研究結果を持ち寄り議論を重ねた。必要に応じ外部講師を招いて討論し、全体の整合性を確認した。2014年11月30日には、研究メンバー4人による研究報告のシンポジウム「大災害時およびその後の医療システム再構築」を第20回日本臨床死生学会大会で開催した。その報告は『臨床死生学』第20巻に掲載されることになっている。研究代表者五十子は第6回関西法政治研究会で「災害救助初動期の医療活動とトリアージ」を報告した。その報告も『法政治研究』第2号に掲載される予定である。研究目的達成のため、研究代表者、分担研究者それぞれの分担に従って、個別研究またはグループ研究を行い、2か月に一度は、全員で識者の講演会を兼ねて研究報告会を行った。研究代表者五十子敬子(医事法関連担当)および分担研究者神尾真知子(労働法関連担当)は2013年9月に宮城県庁保健福祉部を訪ね、震災の際の状況および現況についてあらかじめ提出してあった質問および関連項目等についての回答を得たうえで、意見交換を行った。五十子が科研費申請前にも訪ねた石巻病院局長伊勢秀雄氏を再訪し、初年度の復興計画の実施状況、および現況について拝聴した。その後、雄勝町営病院(現、雄勝診療所)を再訪した。2014年1月にはNPO法人TMAT橋爪慶人医師より民間の立場からの意見を拝聴した。また、2014年3月には岩手県を訪ねた。岩手県立大学山本健準教授の講演を拝聴し、質疑応答を行った。その後岩手県保健福祉部および同県沿岸振興局を訪ね、岩手県の医療システムについての状況および見解をを拝聴した。東京都立小児医療総合センター医師伊藤友弥は、トリアージを概念からの災害医療システム化についての研究を行った。2か月に一度の研究会では、国立成育医療研究センター心の診療部部長奥山真紀子氏(2013年11月)、昭和大学病院長有賀徹氏(救急医療)の講演(2013年12月)、日本赤十字社事業局長富田博樹医師および事業局救護・福祉部長西島秀一氏の講演(2014年1月)を拝聴し、意見交換を行った。2014年6月にはNTTコミュニケーションズシステム部第一システム部門長中川学氏を招聘する予定である。大災害にみまわれ、混乱の極みにある現場では、数少ない医療専門家達が膨大な数の被災者達の救護にあたるざるを得ない。本研究の目的は、大災害における被災地域の医療体制の迅速かつ効果的な再構築方法の提言にある。阪神大震災以後、災害初動期においては、トリアージ(選別)の導入が検討され、福地山線脱線事故の際に実施された。医療を受ける機会がない黒タッグ者の選別は、一部の救助及び医療従事者の心理状態を悪化させた、と報告されている。本研究班は、災害初動期におけるトリアージについても検討し、2014年12月1日の第20回日本臨床死生学会大会でのシンポジウム「大災害時及びその後の医療システムに関する提言ー医療資源の再配分・労働法・生命倫理・黒ラベル決定は正義かー」を開催した。迅速性を必要とする初動活動、その後の中期的、長期的視座からの医療体制について報告しパネルディスカッションを行った。その内容は、『臨床死生学』第20号に掲載予定である。また、2015年3月28日には、五十子が関西法政治研究会にて「災害救助初動期の医療活動とトリアージ」について医事法、生命倫理の視座から報告した。『法政治研究』第2号に掲載予定である。本研究班は、下記の方々にご意見を頂戴した。伊勢秀雄(石巻市立病院院長)、大久保久美子(宮城県保健福祉部医療整備課専門監)、小倉健一郎(元石巻市雄勝診療所長)、奥山眞紀子(国立成育医療研究センター副院長)、有賀徹(昭和大学病院長)、富田博樹(日本赤十字社事業局長)、西島秀一(日本赤十字社事業局救護・福祉部長)、橋爪慶人(東大阪徳洲会病院院長)、尾立貴志(森山リハビリテーションクリニック院長)、山本健(岩手県立大学准教授)、十良澤福志(岩手県保健福祉部医療政策室主任主査)、小原亜希子(岩手県保健福祉部医療政策室主任)、川上幹夫(岩手県立釜石病院院長)医歯薬学研究目的を達成するための資料収集は初年度でほぼ終了した。また、各分野の専門家の意見を拝聴することができ、研究目的の60%は初年度に終了したと考える。

法学分野の神尾と五十子は2014年8月初旬に311被災地を再訪し、昨年度の資料収集等で不十分であったところを補足する予定である。医療分野の伊藤は、初年度に分担個所についてはほぼ終了していたので、それを推敲する。矢作恒雄は、本研究の取り組むべきコンセプトおよびそのモデル化をマネジメント専門家の視点から提案する。2014年12月1日予定されている日本臨床死生学会大会に於けるシンポジームまでに本研究をほぼ完成させ、その後推敲を加え、本研究を終了させたい。終了後もさらに研究を発展させていきたいと考えている。2014年度に講師を招聘したいことと、報告書を印刷すること等に昨年度使用額も使用したいため。報告書作成のための分担金等講師招聘
免疫応答における生体内のPIKfyveの役割の解明

肺では少なくとも2種類のマクロファージが存在し生体防御に貢献している。特に肺胞マクロファージは、病原体の排除とともに、肺の機能的な恒常性維持に関わる働きをもつ。脂質代謝酵素であるPIKfyveノックアウトマウスにおいて野生型マウスに比べて肺胞マクロファージの割合が減少していることが明らかとなった。詳細な解析によりPIKfyveは、肺胞マクロファージの分化段階でのGM-CSFシグナルを活性化することにより制御していることが明らかとなった。また、PIKfyveノックアウトマウスでは、レチノイン酸産生能の低下によりTreg細胞の減少を引き起こし、過剰炎症を引き起こすことが明らかとなった。ホスファチジルイノシトールは、生体において様々な役割を担う脂質グループであり、免疫応答においても重要な役割を果たしていると考えられる。最近、イノシトールリン脂質の一種ホスファチジルイノシトール5リン酸が、ウイルス感染に対する自然免疫応答の制御に関与することを明らかにしたことから、ホスファチジルイノシトール5リン酸の免疫応答における生体内での役割を明らかにするため、その主な代謝酵素であるホスファチジルイノシトール-リン酸化酵素;PIKfyveのノックアウトマウスを作製し、解析を行っている。これまで、PIKfyveをノックアウトするため、部位得的ノックアウトが可能なPIKfyveのエキソン5をloxP配列で挟んだPIKfyve floxマウスを作製し、マクロファージ、及び好中球でノックアウトするためこれら細胞系に得的にcreリコンビナーゼを発現させるlysm-creマウスと掛け合わせ作製を行った。その後、個体マウスから骨髄幹細胞を取り出しマクロファージに分化させ、解析を行う。また、生体内における役割を明らかにするため、感染実験等を適応することにより、マクロファージ、好中球での役割を明らかにするホスファチジルイノシトール-リン酸化酵素;PIKfyveの生体内での役割を明らかにするため、PIKfyveのエキソン5をloxP配列で挟んだPIKfyve floxマウスを作製し、マクロファージ特異的にcreリコンビナーゼを発現させるlysm-creマウスと掛け合わせを行った。その後、マクロファージ特異的にノックアウトマウスを作製し、解析を行った。これまで、さまざまな組織における組織マクロファージの割合について調べたところ、肺に存在するマクロファージの割合が減少していることが明らかになった。肺には主に2種類のマクロファージが存在し、協調的に作用することにより、病原体排除と恒常性維持に寄与していることが知られている。PIKfyve欠損マウスでは、そのうち肺胞マクロファージとよばれる細胞の増殖が抑制され、分化になんらかの異常があることが示唆された。これまで、十分に解析可能な個体マウスが得られたため、個体マウスにおける解析を開始した。初めに、各組織におけるマクロファージ、好中球の浸潤割合、また、活性化を調べたところ、PIKfyveーkoマウスにおいて肺のマクロファージ特異的に分化抑制がかかっていることが明らかになった。肺のマクロファージ特異的に何らかの機能が欠損していることが明らかになったことから、さらにダニの抗原部位を用いたアレルギー誘発実験を行ったところ、koマウスは、コントロールマウスに比べアレルギー状態が増悪化することが分かった。そこで、まず肺胞マクロファージの分化阻害のメカニズムを明らかにするため、さまざまな胎児期における肺を摘出し、PIKfyve欠損マクロファージがどの段階で阻害を受けているのかを調べた。その結果、胎児期における初期のマクロファージの増殖と分化には影響がないものの、出生後3日以降のマクロファージの分化が阻害されていることが明らかとなった。ホスファチジルイノシトール-リン酸化酵素;PIKfyveの生体内での役割を明らかにするため、PIKfyveのエキソン5をloxP配列で挟んだPIKfyve floxマウスを作製し、マクロファージ特異的にcreリコンビナーゼを発現させるlysm-creマウスと掛け合わせを行った。そこで、分化段階を調べるため、マウス生後1日、3日、1週間の胎児から肺を採取し、含まれる肺胞マクロファージの分化状態を野生型、PIKfyveノックアウトマウスで比較することで、どの段階で分化異常をきたしているかを検討した。その結果、通常野生型由来肺胞マクロファージは、表面分化マーカーであるSiglec-FとCD64の発現が非常に高くなっているが、PIKfyveノックアウトマウス由来の肺胞マクロファージでは、Siglec-FとCD64の発現が減弱している未分化な状態であることが示唆された。また、ダニの抗原を用いたアレルギーモデルでは、PIKfyveノックアウトマウスで増悪化したことから、この未分化なマクロファージが、アレルギーの抑制ができなくなっていることが明らかになった。詳細な解析から、未分化な肺胞マクロファージでは、制御性T細胞の誘導に関わるレチノイン酸の産生が抑制されることで炎症性T細胞が過剰に増殖する結果、PIKfyveノックアウト

マウスではアレルギーが昂進することが明らかとなった。肺では少なくとも2種類のマクロファージが存在し生体防御に貢献している。特に肺胞マクロファージは、病原体の排除とともに、肺の機能的な恒常性維持に関わる働きをもつ。脂質代謝酵素であるPIKfyveノックアウトマウスにおいて野生型マウスに比べて肺胞マクロファージの割合が減少していることが明らかとなった。詳細な解析によりPIKfyveは、肺胞マクロファージの分化段階でのGM-CSFシグナルを活性化することにより制御していることが明らかとなった。また、PIKfyveノックアウトマウスでは、レチノイン酸産生能の低下によりTreg細胞の減少を引き起こし、過剰炎症を引き起こすことが明らかとなった。これまで、十分な数の解析可能な個体マウスが得られたため、個体マウスにおける解析を開始した。初めに、各組織におけるマクロファージ、好中球の浸潤割合、また、活性化を調べたところ、PIKfyveーkoマウスにおいて肺のマクロファージ特異的に分化抑制が起きていることが明らかになった。肺のマクロファージ特異的に何らかの機能が欠損していることが明らかになったことから、さらにダニの抗原部位を用いたアレルギー誘発実験を行ったところ、欠損マウスは、コントロールマウスに比べアレルギー状態が増悪化することが分かった。解析が順調に進んでいることからおおむね順調に進行していると考えている。これまでの研究でPIKfyve koマウスでは、肺のマクロファージ特異的に何らかの機能阻害をおこすことにより表現型が現れることが明らかとなった。また、詳しく調べることにより胎児期初期における分化増殖には影響がないものの、出生後3日以降の分化増殖に盈虚があることが明らかとなった。そこで今後は、どのようなメカニズムで分化阻害されているかを明らかにする。ダニの抗原を用いたアレルギーモデルでは、koマウスで増悪化したことから、今後どのようなメカニズムで増悪化しているかを明らかにする。アレルギー誘導後に肺胞内洗浄液から、どのような免疫細胞が浸潤しているのか調べる。また、肺の切片を作製し、免疫染色により肺への細胞浸潤を調べる。肺のマクロファージはフローサイイトメーターにより分離し、分離した細胞をダニ抗原で刺激し、誘導されてくる遺伝子の発現をジーンチップ、リアルタイムPCRにより解析を行う。初期の解析では、肺に浸潤している抑制性T細胞の割合が減少していることが示唆されている。自然免疫これまでの研究でPIKfyve koマウスでは、肺のマクロファージ特異的に何らかの機能阻害をおこすことにより表現型が現れることが明らかとなった。これまでの研究でPIKfyvveを全身性で欠損すると発生の早い段階で胎生致死になることから、比較的細胞特異的に表現型が現れるのは興味深い。今後は、肺マクロファージにおけるPIKfyveの役割を明らかにすることで、免疫応答におけるイノシトールリン脂質の役割を明らかにする。
キラル遷移錯体を用いた触媒的不斉カルボニル化反応の設計と制御

オレフィン類の触媒的不斉カルボニル化において、反応に関与する電子の挙動を明らかにし、その結果をさらに効率、選択性の高い反応の設計にフィードバックすることを目的とし、特に、リン配位子の電子状態に着目して研究を進め、下記の成果を得た。実験的に証明されていた非対称型二座ホスフィンホスファイト配位子(R,S)-BINAPHOSの対称型配位子には見られない特性を理論的に解明した。まず、パラジウム触媒を用いるプロピレンと一酸化炭素の不斉交互共重合反応における(R,S)-BINAPHOS配位子の二つの配位部分の役割分担について、アルキル基がホスファイトのトランス位にきて初めて一酸化炭素の転位挿入が進行すること、プロピレンの挿入はホスフィンのシス位で進行しておりプロピレンの面選択にはホスフィン部分のフェニル基の影響が最も大きいと考えられることの2点を明らかにした。また、プロピレンに代えてスチレンを用いると反応機構が異なる可能性が実験的に示唆され、この点に関しても、特にスチレンのベンゼン環π電子の影響を中心に検討した。その結果、スチレン挿入の向きについて、電子的な要因としてはパラジウムはフェニル基のα位を好むのに対し、(R,S)-BINAPHOSのかさ高さという立体的な要因によって、重合反応はパラジウが末端炭素に結合する形で進行しており、このことが本触媒系の特殊な反応性の原因であることが明らかにした。これまでに、分光学的な手法で「見る」構造決定法に加え、本研究では、これら見えるものの間の「見えない」変換過程を明らかにできた。
福祉連携形公共住宅(シルバ-ハウジング)の計画動向と居住者評価に関する研究

平成6年度には、全国のシルバ-ハウジングの計画・運営状況を調査した。その結果、立地の差が住戸規模、居室構成、住戸配置に大きく影響していることが明らかになった。東京都内の建設戸数は多いが、居住水準の点では劣っており、同レベルの計画を、他の地域で計画することは問題であることを指摘している。平成7年度には、全国の中でも先進的な計画を行っている愛知県内5団地の高齢の居住者すべてに対する実態調査を行った。住み方調査によって生活行為の場を検討すること、DKが定着している。日中くつろぐ場はユカ座が多い.ベッドによる就寝が採用される傾向がみられる、などの点が明らかになった。したがって、くつろぐ場としての和室と就寝する場がある洋室を区分して確保し、これにDKを加えた現在の2DKの居室構成は、高齢者の住生活に適合したものであり、単身者であってもこの水準は必要であることが判明した。また、ベッドを置く居室の規模は、夫婦世帯では6畳以上が必要であることもみられた。居室間の結合関係についてみると、住戸内全体を容易に把握できる、連続的な構成が評価されていた。近所付き合いについてみると、シルバ-ハウジング相互の付き合いは形成される割合が高いが、高齢者と一般居住者との関係は深いとはいえず、集会所などの施設を活用したコミュニティ形成が今後の課題である。緊急通報システム、福祉分野で行っている生活援助サービスに対する評価をみると、これらがあることにより、自立した高齢者であっても日常的な安心感を得ている実態があり、期待も大きいことが明らかになった。したがって、単身・夫婦のみの高齢者にとって、福祉と連携した住宅供給は不可欠であり、さらに拡充が必要である。全国の自治体に対して郵送で調査票を配布し、シルバ-ハウジングの建設状況・運営状況に関するデータを取得した。同時に、計画内容について、計画策定報告書を収集することによって分析した。(1)住戸計画の内容、(2)高齢者住宅の配置原則(3)介助システム等の項目について、団地を単位として分析し、数タイプに類型化した。さらに、これらの類型が形成される要因について、計画時期による差異、立地している地域による差異の観点から検討した。その結果、立地の差が住戸規模、居室構成、住戸配置に大きく影響を及ぼしていることがわかった。約半数を供給する東京都と、その他の地域との間で大きな差が認められた。東京都のシルバ-ハウジングでは住戸規模は小さく、都市居住型誘導居住水準を下回るものが多く、間口幅が狭いことが明らかであり、居住水準の点では劣っていると考えられる。これには、立地する地域の平均的な居住水準の低さが大きく影響していると考えられる。東京都以外の地域では、高齢者向け住戸を接地させたものを供給することが可能であり、単身の高齢者に対しても都市居住型誘導居住水準以上の2DKタイプを、夫婦世帯と同様に供給されていた。これは、居住水準が高いばかりでなく、夫婦の一方が亡くなり単身化した時でも住宅の移動をしなくてもよいという管理上の有利さも備えたものであり望ましいのである。以上のように、本年度は、地域の高齢者の実態に対応して全国的には様々なタイプのシルバ-ハウジングが形成されていることと、これが地域の住宅事情に大きく影響されていることを明らかにした。本年度は、福祉サービスと連携した公営住宅であるシルバ-ハウジングについて、先進的な計画を行っている愛知県内5団地の高齢の居住者すべてに対する実態調査を行った。住み方調査によって生活行為の場を検討すると、DKが定着している、日中くつろぐ場はユカ座が多い、ベッドによる就寝が採用される傾向がみられる、などが明らかになった。

したがって、くつろぐ場としての和室と就寝する場である洋室を区分して確保し、これにDKを加えた現在の2DKの居室構成は、高齢者の住生活に適応したものであり、単身者であっても、この水準は必要であることが判明した。また、ベッドを置く居室の規模は、夫婦世帯では6畳以上が必要であることがみられた。居室間の結合関係についてみると、住戸内全体を容易に把握できる、連続的な構成が評価されていた。近隣付き合いについてみると、シルバ-ハウジング相互の付き合いは形成される割合が高いが、高齢者と一般居住者との関係は深いとはいえず、集会所などの施設を活用したコミュニティ形成が今後の課題であることがみられた。緊急通報システム、福祉分野で行う生活援助サービスに対する評価をみると、これらがあることにより、自立した高齢者であっても日常的な安心感を得ている実態があり、期待も大きいことが明らかになった。したがって、単身・夫婦のみの高齢者にとって、福祉と連携した住宅供給は有効であり、さらに拡充が必要であるといえよう。
高エネルギー密度シミュレーションモデルの確立

近年の超高強度レーザー技術の劇的進展によって,高エネルギー密度プラズマが生成できるようになり,基礎物理から産業応用まで幅広い領域への展開が期待されている.このため,高エネルギー密度科学領域の物理を総合的に理解できる統合シミュレーションモデルを確立することが重要となってきている.そこで,新しい統計的衝突モデルやシミュレーションコードを開発して統合シミュレーションを実現し,高速点火レーザー核融合における現象を解析した結果,その全体的な物理機構の解明が大いに進んだ.近年の超高強度レーザー技術の劇的進展によって,高エネルギー密度プラズマが生成できるようになり,基礎物理から産業応用まで幅広い領域への展開が期待されている.このため,高エネルギー密度科学領域の物理を総合的に理解できる統合シミュレーションモデルを確立することが重要となってきている.そこで,新しい統計的衝突モデルやシミュレーションコードを開発して統合シミュレーションを実現し,高速点火レーザー核融合における現象を解析した結果,その全体的な物理機構の解明が大いに進んだ.高速点火の研究で重要な高密度プラズマ中での高速電子輸送の粒子シミュレーションでは,通常無視している衝突項の影響が大きいと考えられている.しかし,この効果を従来の二体衝突モデルで粒子コードに取り込むと莫大な計算量の増加を招くため,計算量の少ない経験則を採用した衝突モデルを開発し,粒子コードに導入することを目指している.そこで,ランジュバン方程式を利用して,衝突項をエネルギー減衰項と角度散乱項の和で表す経験則衝突モデルを提案する.エネルギー減衰項の衝突周波数はクーロン衝突から求め,角度散乱項は衝突周波数と与えられた温度で決める確率分布を持つランダム力で計算し,このモテルの基礎的な性質を調べた.その結果,高速電子ビームと背景電子に分離し,このモデルは高速電子ビームにのみ適用し,背景電子はエネルギー保存を満たすようにだけすれば,良好な結果が得られることがわかった.次に,実空間一次元モデルにおいて,ネバダ大リノ校千徳准教授の衝突粒子コードを用いて加熱レーザーと金コーンの相対論的レーザー相互作用を評価し,この計算の結果得られた高速電子スペクトルを金コーンチップへの入射電子スペクトルとして用い,相対論的フォッカープランクコードによりコーンチップ内での高速電子輸送計算を行った.その結果,発生する電子のスペクトルや加熱レーザーから高速電子へのエネルギー結合効率が,金の電離度の影響を受けることが明らかになった.また,輸送に関しては,わずか10ミクロン程度のコーンチップ内の輸送でも,金の電離度が40以上の場合,散乱と減速の影響を強く受け,コーンチップから放出される高速電子のビームエネルギーは生成時に比べて大きく低下し,ビーム広がりも大きくなることが示された.計算量の少ない統計的衝突モデルとして,修正したランジュバン方程式に基づく新しいモデルを開発した.この衝突モデルをそのまま背景電子とビーム電子の衝突緩和に適用すると,それぞれが独立に平衡状態に緩和するため,緩和の初期過程において全エネルギーが保存しない.そこで,背景電子とビーム電子を判別し,背景電子だけの温度を計測し,その温度を平衡温度として衝突計算するようにした.また,全エネルギーと全運動量が保存するように,背景電子の計算に補正項を追加してモデルを改良し,この欠点を克服した.そして,この衝突モデルを粒子コードに組込み,超高強度レーザーと高密度プラズマの相互作用における衝突効果を調べた.この結果,衝突計算により背景電子の温度が上昇し,電子密度プロファイルの急峻化が妨げられ,レーザープラズマ相互作用でより多くの高エネルギー電子が発生することがわかった.また,昨年度に引き続き,コーン材にZの異なる物質(Au, Cu, Al, CH)を仮定し,コーンチップ内での高速電子輸送を考慮した2次元Fokker-Planckシミュレーションにより,コア加熱に対するコーンの影響評価も行った.この結果,同じ電子ビーム条件下では,コーンチップ内での衝突の影響が小さい低Zコーンの場合が,最もコア加熱効率が高くなることが示された.実際,Auコーンに比べCHコーンの場合は,温度が40%程度高くなることがわかった.更に,衝突・電離過程を含む粒子コードの3次元化・並列化を行い,レーザークラスタープラズマから発生する高速イオンのエネルギースペクトルを解析した.また,高精度ハイブリッドコードの3次元化を行い,これを用いて高速電子ビームが高密度プラズマ中を伝播する時のワイベル不安定性が背景プラズマの電気抵抗にどの様に影響されるかを調べた.修正したランジュバン方程式に基づく計算量の少ない統計的衝突モデルを開発し,高速電子の衝突計算に応用できるよう改良した.そして,この衝突モデルを1次元相対論的粒子コードに組込み,超高強度レーザーと高密度プラズマの相互作用における衝突効果について,衝突効果の有無と高速電子に対する人工的なクーリングの有無を組み合わせた4つのケースについて調べた.この結果,衝突効果を含めるとクーリングには関係なく,衝突により比較的低エネルギーの電子が減少したため,高速電子ビームの立ち上がり時の強度が小さくなることがわかった.クーリングを施した場合,この違いを除いて,衝突効果による顕著な差は見られなかった.一方,クーリングをしない場合,衝突効果を含めた方が,高エネルギー電子がプラズマ中を循環し,繰り返し衝突の効果を受けるため,全般的にビーム強度が下がり,MeV程度までのエネルギーを持つ電子数が少なくなることがわかった.また,加熱に対する輸送過程を介してのコーンの影響を2次元フォッカー・プランクシミュレーションにより評価した.高Z物質をコーンに用いた場合,高電離したイオンによる散乱や背景電子との衝突による減速とともに,コーン材と爆縮プラズマ間で抵抗率の空間勾配が大きくなるため強磁場が発生し,この磁場により大きな散乱が生じることがわかった.このため,わずか10ミクロン程度のコーンチップ内での輸送により,高速電子のビーム特性(強度・角度広がり)が急激に悪化し,加熱効率が低くなることが明らかになった.

更に,3次元高精度ハイブリッドコードにより,ワイベル不安定性に対する抵抗の効果を調べた.その結果,抵抗の無い場合より,抵抗のある場合の方が,ビーム伝播に垂直方向の変動が速く成長することがわかった.
胃癌悪性化におけるDDX27発現亢進の機能的意義（国際共同研究強化）

オランダHubrecht研究所のClevers Groupと共同研究を行った。Clevers Groupは2009年に小腸組織の三次元培養(オルガノイド培養)に成功した(Sato et al, Nature 2009)。オルガノイド培養はその後、様々な臓器、癌や遺伝性疾患を含む病変部からも組織培養を可能にしたため、新たな疾患モデルとして注目されている。共同研究では、オルガノイドがコラーゲン内で融合することに着目し、これまでミクロレベルの大きさだったオルガノイドをマクロレベルで培養することに成功した。この成果は将来的にIn vitroの薬剤評価系や移植複合体の開発に役立つことが期待される。内定年度:2015本課題では、代表者が継続している基課題「胃癌悪性化におけるDDX27発現亢進の機能的意義」を発展させてトランスレーショナルリサーチを実施するために、Hubrecht Institute(オランダ)のHans Cleversらと国際共同研究を行う。Cleversらは幹細胞培養技術を発展させ、各種臓器からの器官培養(オルガノイド)を成功させてきた。代表者は基課題において自分たちの発見した癌関連遺伝子DDX27のトランスジェニックマウス作製を目指している。作製されたトランスジェニックマウスからオルガノイドを樹立し、in vitroの培養系に移すことで、ハイスループットなシグナル伝達および薬剤感受性試験を行うことができると考えた。そのために代表者はまず、マウス臓器からのオルガノイド培養技術の取得に取り組んだ。その結果、これまでに4種類のトランスジェニックマウス系統から大腸および小腸のオルガノイド培養に成功した。通常、オルガノイドは個体内の微小環境を模倣したマトリゲルの中で3次元的に増殖する。代表者は、オルガノイド培養の応用としてミクロレベルの大きさであったオルガノイドを、ミリレベルの大きさにする培養方法をClevers GroupのNorman Sachsらとともに開発し、報告した。マトリゲル内ではそれぞれの幹細胞から独立して立体的なオルガノイドが増殖するが、我々は1型コラーゲン内で幹細胞を培養することで、それぞれのオルガノイドが融合しやすくなることを発見した。その結果、複数のオルガノイドから1本のチューブ(intestinal tube)のような構造を持つ融合体を作ることに成功した。このチューブは腸管を構成する未分化および分化細胞がほぼ全て含まれていることを確認した。つまり、インビトロの実験系として適していることが示された。今年度はまずオルガノイド培養技術の取得が目標であったが、技術を取得しただけで無く、新しい技術を共同開発し、報告するに到ったため、順調だと判断した。代表者はトランスレーショナルリサーチを実施するために、Hubrecht Institute(オランダ)のHans Cleversらと国際共同研究を行った。代表者はまず、マウス臓器からのオルガノイド培養技術の取得に取り組んだ。平成29年度は1型コラーゲンを用いた培養方法を発展させ、3次元培養のデメリットを補うべく2次元培養法を立ち上げた。2次元培養では分化誘導培地で培養しても分化誘導が認められなかったが、上皮を取り除いた間質のみの大腸組織上ではゴブレット細胞などの分化細胞が認められた。つまり、分化能を持つ2次元培養法の確立に成功した。さらに、胃癌および大腸癌からのオルガノイド単離に参加し、樹立した癌オルガノイドを用いて薬剤感受性試験を行った。これらの技術は代表者の所属する分子病理学講座での基礎研究と臨床研究を結びつける技術になると確信している。引き続き、オルガノイド培養技術を発展させる。特に、オルガノイドはCRISPR/Cas9を用いた遺伝子編集が容易であるため、オルガノイドを用いた移植実験は将来汎用性が高いと考えられる。したがって、次年度は移植に適した培養系の開発を目指す。さらに、患者由来の組織から作製されたオルガノイドについて研究を進める。すでにClevers Groupでは大腸癌由来のオルガノイドが多数樹立されているため、それらを使って分子標的薬への感受性解析やシグナル伝達解析を行う。分子病理学
光ファイバライフサイクルモニタリング援用革新複合材構造の知的ものづくり科学の構築

炭素繊維強化プラスチック(Carbon Fiber Reinforced Plastic、以下CFRP)は、航空機構造の軽量化を図るため、主要な一次構造部材にもCFRPが適用されてきており、かつ日本の製造技術が多く用いられている。しかし、いまだ成形・組立などの製造上の問題および損傷後強度保証の難しさがあり、従来金属製航空機と比較して製造コストが高くまた十分な軽量化にも至っていない。本研究では、ライフサイクルモニタリングによる構造高信頼化技術と,製造技術に課題はあるものの低コスト・高機能性のポテンシャルを有する新規CFRP製造プロセスを融合させる「複合材構造の知的ものづくり科学」を構築することで初めて可能になる、革新CFRP構造コンセプトを世界に先駆けて提案・実証することを目的としてした。[1]光ファイバ援用成形中その場物性評価基盤技術、[2]低圧成形CFRP、[3]熱可塑CFRP、[4]CFRP二次接着接合構造、[5]複雑形状CFRP構造、を主な対象とした光ファイバライフサイクルモニタリング技術を構築し、これらを用いた構造部材の品質保証・保守技術を確立した。最終的には、これら個別要素を最適配置した低コスト・高信頼性革新CFRP構造を実証した。具体的には、これまでに構築した光ファイバひずみ計測技術の計測速度を新規成形プロセスに適用可能なレベルまで向上させ、各製造プロセスにおける材料内挙動を詳細に評価した。光ファイバを考慮した複合材料モデルによる新規成形プロセスシミュレーションおよび損傷発生・進展解析を行い、実際の試験から得られる光ファイバ応答と照らし合わせることでCFRPの品質・健全性を評価する手法を確立した。最終的に補強板構造の部分構造供試体を用いて[6]実用模擬CFRP構造、の実用環境下でのライフサイクルモニタリング実証を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、次世代航空宇宙機複合材構造への適用を目指して、熱可塑・低圧成形複合材料および接着接合技術の低コスト・高機能性と光ファイバライフサイクルモニタリングによる高信頼化技術を融合させる「複合材構造の知的ものづくり科学」を構築する。とくに、実際の航空機部品を模擬した複雑形状部材を対象とした光ファイバセンサライフサイクルモニタリング技術を構築する。製造プロセスにおける材料内挙動を詳細に評価するとともに、光ファイバを考慮した複合材料モデルによる新規成形プロセスシミュレーションおよび損傷発生・進展解析を行い、実際の試験から得られる光ファイバ応答と照らし合わせることでCFRPの品質・健全性を評価する手法を確立する。下記の3項目の研究を並行して実施してきた。(1)熱可塑CFRP薄板平板試験片でのライフサイクルモニタリング:まず、市販のCF/PPSプリプレグを用いて作成した薄板平板試験片について、力学特性に再現性が保証できる成型法の確定を試みた。その後、結晶化の度合いにより力学特性に大きな影響を与える冷却速度条件を複数変化させた成形試験を行い、埋込み光ファイバによる内部ひずみ計測を実施し、内部ひずみや結晶化度が力学的特性に及ぼす効果について検討した。(2)低圧成形CFRPのライフサイクルモニタリングと品質保証技術:米国で標準品となっている低圧成形CFRPプリプレグを用いた試験板について、上記と同様に、力学特性に再現性が保証できる成型法の確定を試みた。また、埋込み光ファイバによる成形中の残留歪測定法の確立を行った。(3)二次接着接合部の成形プロセスモニタリング: CFRP部品を硬化成形したものどうしを熱硬化性接着フィルム挿入により二次接着する際の品質保証が重要視されていることから、光ファイバセンサを用いて接着時の加圧状態をモニタリングを行う手法について検討した。3つの項目ごとに進捗状況を示す。(1)熱可塑CFRP薄板平板について、力学特性に再現性が保証できる成型法の確立を行うことに成功し、今後の成型条件変化の効果を定量的に行える土台が完成した。また、力学特性に大きな影響を与える冷却速度条件を複数変化させた成形試験を行い、埋込み光ファイバによる内部ひずみ計測を実施し、内部ひずみや結晶化度が力学的特性に及ぼす効果について検討した。さらに、既存の示差走査熱量測定(DSC)や動的機械特性試験(DMA)等の熱分析結果との比較を通して、粘弾性および結晶化挙動の影響について予備的な評価を行った。以上については、学会発表を行いつつある。(2)低圧成形CFRPでは、購入可能な米国製材料について、力学特性に再現性が保証できる成型法の確立を行うことに成功した。また、成形中のボイド発生と残留歪発生との相関を得るための予備的な評価を行った。(3)二次接着CFRP構造の接着層について、光ファイバセンサを用いて接着時の加圧状態をモニタリングする手法を考案し、その有効性の検討を行ってきた。前述した目的を達成するために、下記の項目を実施してきた。(1)熱可塑CFRP