hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膜型増殖因子の一生:活性化プラットホームにおける運命決定

神経組織の形成において、神経は自らをサポートしてくれるグリア細胞を生み出す。そして分化したグリア細胞は、神経と接触して存在し、神経突起からの維持刺激がなければ死んでしまう。このような神経において合成され、グリアの分化と維持に必要なグリア増殖因子は、その多くが膜貫通型タンパク質として合成され、膜直上の位置で切断されて、可溶性分子として細胞外に放出される。私たちは、形態形成の研究のなかでADAMファミリーに属する膜型プロテアーゼメルトリンα、β、γの遺伝子クローニングに成功し、その形態形成における役割と機能を探ってきた。そのうち、メルトリンβ(ADAM19)が、神経や心臓の形成に関与する膜型ErbBリガンドであるグリア増殖因子の切断活性化を担うこと、ノックアウトマウス作成によりメルトリンβが心臓形成や神経の束索化にかかわり、protein kinase C依存的なグリア増殖因子の切断活性化にかかわることなどを明らかにしてきた。本研究は、このグリア増殖因子がメルトリンβ依存的に、どのように切断されるか、さらに神経細胞の中で、切断された因子がどのように細胞外に放出されて、グリアやシナプスへ運ばれるのかを、ライブイメージングによって明らかにしようとするのである。その準備として、まず、マウス胎仔後根神経節細胞におけるメルトリンβの細胞内局在を種々のマーカーを用いて解析し、メルトリンβが局在する細胞内小胞を明らかにした。そして、ニューレグリンの細胞外、細胞内にそれぞれYFP、CFPなど区別できるタグを挿入した各種発現プラスミドを構築し、ライブイメージングに適したタグ付きニューレグリンを検討した。そして、それらタグ付きニューレグリンを用いて観察したところ、ニューレグリンが、生きた細胞において、細胞表面だけでなく、細胞内小胞にも局在することを見いだした。細胞増殖や分化・移動などにかかわるErbBのリガンドであるニューレグリンは、膜型分子として合成され、それが細胞外の脂質二重膜近くで切断され、可溶化分子として放出されることが知られる。切断されないものは、膜型シグナル分子として細胞表面に提示される。この膜型分子を切断すべきかどうかどうか、細胞はどのように判断し、それらを選別するのだろうか。切断された分子はどのように選別されるのだろうか。またそもそも、切断するタイミング、場所はどのようなものか。我々は、ノックアウトマウスの作成およびノックアウトマウスから調製した胎児繊維芽細胞を用いて、ADAMファミリーに属する膜型プロテアーゼメルトリンβが、神経や心臓の形成に関与すること、protein kinase C依存的なニューレグリンのプロセシングにかかわることを明らかにした(Kurohara et al., Developmental Biol., 2004)。しかも脂質二重層の上でシグナル伝達などの拠点であるraftが、膜型プロテアーゼメルトリンβと基質の膜型リガンドの出会う場所で、プロセシングの行われる「プラットホーム」であることを突き止めた(Wakatsuki et al., J.Neurochem., 2004.)。さらに、細胞外リガンドドメインと細胞内ドメインにそれぞれYFP、CFPタグをつけたコンストラクトを作成し、これを用いてメルトリンβによる切断がどこで起こるか、PMAによりどのように活性化されるのかを追求中である。また、細胞外ドメインおよび細胞内ドメインがそれぞれそこからどのような運搬手段で運ばれ、どのような運命をたどるのか、も検討中である。
アルマ望遠鏡テラヘルツ分光ビッグデータで解明する、衛星タイタンの大気化学

土星最大の衛星タイタンの大気中には,ベンゼンやアセトニトリルなどの分子量の大きい分子ガスが含まれ,その組成は太陽系で最も複雑と言える.我々はアルマ望遠鏡が生成する高感度・高空間分解能・高時間分解能・広周波数帯域のデータ群を利活用し,タイタンの分光ビッグデータを生成してきた.本データ群から,各微量分子ガスの3次元分布や時間変動,同位体比の導出を行い,タイタンの大気化学の解明を目指す.土星最大の衛星タイタンの大気中には,ベンゼンやアセトニトリルなどの分子量の大きい分子ガスが含まれ,その組成は太陽系で最も複雑と言える.我々はアルマ望遠鏡が生成する高感度・高空間分解能・高時間分解能・広周波数帯域のデータ群を利活用し,タイタンの分光ビッグデータを生成してきた.本データ群から,各微量分子ガスの3次元分布や時間変動,同位体比の導出を行い,タイタンの大気化学の解明を目指す.
胎児性ガンマ免疫グロブリン受容体を介したガンマグロブリンの分泌機構とその役割

IgGならびにIgG・免疫複合体の輸送が腸管感染症に対してどのような意義をもっているか,またFc受容体がどのような分子を介してIgGならびにIgG・免疫複合体の輸送を行うのかを解析した。中でも活性型Fc受容体が腸管感染症において、どのような役割を持っているのかを検討した。活性型Fc受容体欠損マウスである、FcRγ鎖欠損マウスあるいはコントロールマウス(FcRγ鎖ヘテロマウス)にヒト病原性大腸菌モデルであるC. rodentiumを経口感染させ,マウスの臨床的変化を観察,また感染2,3週後の大腸組織を採取して検討を行った.FcRγ鎖欠損マウスは感染10日目ごろより有意な体重減少、感染14,21日目の便中菌量の増加、また血清および便中の菌特異的IgGの産生量の低下が認められた。また、通常の10倍量の菌量投与においては平均生存率の低下もみとめた。大腸の病理組織学的評価においても高度の炎症を認めた。FcRγ鎖欠損マウスではコントロールマウスに比べて有意にC. rodentiumに対する感受性が増大していた。その理由として、FcγRγ欠損マウスでは抗原特異的IgGの存在下での樹状細胞の早期エンドサイトーシスの低下、樹状細胞の分化の遅延、T細胞活性化の低下が認められた。また、マクロファージにおいても抗原特異的IgG存在下での貧食能の低下を認め左。以上により抗原提示細胞上にある活性型Fc受容体を欠損させることで、様々な抗原提示細胞の機能低下を引き起こし腸管感染症に対する粘膜防御能が低下することが示唆された。IgGならびにIgG・免疫複合体の輸送が腸管感染症に対してどのような意義をもっているか,またFcRnがどのような分子を介してIgGならびにIgG・免疫複合体の輸送を行うのかを解析することを目的としている.なかでもFcRnによるIgGならびにIgG・免疫複合体輸送の腸管感染症における意義IgGならびにIgG・免疫複合体の輸送の腸管感染症における意義を検討するため,以下の実験を行った.方法;FcRn欠損マウスならびにコントロールマウス(C57BL/6)に8時間絶食(飲水可)後,それぞれ1x10^9CFUのC.rodentiumを経口感染させた.感染後,マウスの臨床的変化(便,体重)を定期的に観察したところ,コントロールマウスと比較してFcRn欠損マウスは死亡率の増加,著明な体重減少,便中菌量の増加を認めた.さらに感染3週後の大腸の組織の病理学的検索でもFcRn欠損マウスは著明な炎症細胞の浸潤,上皮細胞の破壊が認められた.これらより,IgGを輸送,免疫複合体を取り込めないFcRn欠損マウスは,C.rodentiumに対して感受性が高いことを明らかにした.方法;FcRn欠損マウスならびにコントロールマウス(mFcRn+/-)に上記と同様,C.rodentiumを経口感染させ,Lynnらの方法(Bry L et al. J Immunol. 172,433-41,2004)でC.rodentium特異的IgGを精製し静脈内投与した.その後,マウスの臨床的変化(便,体重)を定期的に観察し,便中の菌量,大腸組織を病理学的に検索したところ,コントロールマウスでは,抗C.rodentium特異的IgG投与は感染防御作用を示したが,FcRn欠損マウスはその効果は減弱していることを明らかにした.IgGならびにIgG・免疫複合体の輸送が腸管感染症に対してどのような意義をもっているか,またFc受容体がどのような分子を介してIgGならびにIgG・免疫複合体の輸送を行うのかを解析した。
妊娠母の向精神薬内服が新生児のQTc延長症候群を発症させるか検証する

QTc延長症候群(LQTc)は心臓に器質的疾患を持たなくも心電図におけるQTc時間の延長を認める病態であり、薬剤性が2次性LQTcとして知られている。向精神薬の多数がQTc時間を延長する作用を持つことを示唆しており、母親が妊娠中に向精神薬内服を継続していた場合には胎児暴露症候群の1つとして新生児のQTc時間について慎重な評価を行うことが必要である。胎盤移行した向精神薬が新生児体内に入り児の排出機能が十分に稼働するまでの出産48時間以内、および排泄が進む産後5日の2時点にて測定を行うことでQTc時間に影響を与える薬剤を特定することが可能であり、胎内暴露症候群について心電図検査を行うことの妥当性を明らかに出来る。当院は県内唯一の産科・精神科および新生児救急部を併せ持つ医療機関であるため、精神科疾患を罹患する母親の精神科と身体科的健康管理を担っている。妊娠と薬について医療情報の増加とともに医師・患者とも高度な医療を期待するようになり、向精神薬の服薬継続について児の安全を担保する医療情報の蓄積は喫緊の課題である。新生児LQTcのハイリスクとなる薬剤を同定することが本研究の最終目的となるが、まずは向精神薬の内服が新生児LQTcを引き起こした症例をできるだけ多くスクリーニングする必要がある。まずは対象薬剤を無作為に広範囲とすると観察されたLQTcが偶然の結果であるのか否かの検証が困難となると考え、当該年度においては一般精神科医療においてよりLQTcリスクが高いことが示唆されている抗精神病薬を対象として被検者の抽出と心電図解析を行ってきた。最近数年間の当院出産実績から、抗精神病薬あるいは抗うつ薬を内服する母親は年間25-30名と推定していた。そこで抗うつ薬および抗精神病薬を内服する妊婦から年間で20名を被検者とする予定であったが、昨年度に関しては当該薬剤の内服を継続した妊婦で研究参加に同意を得られた被検者は10名にとどまったため進捗状況はやや遅れていると判断した。対象者の選択ならびに研究に関する説明と同意取得を精神科主治医ではなく、本研究の研究代表者と研究分担者だけで行ってきたため、産科病棟に入院した出産直前の母親への説明となりその場で同意を得にくかった可能性もある。予期せぬ事故として購入1年強のホルター心電図2台がともに故障をした。そのためデータ取得が出来なかった被検者も4名いる。精神疾患等を罹患する女性が妊娠に至り、向精神薬の内服を継続しながら当院にて出産する妊産婦については、担当精神科医が当院医師であるか否かに関わらず研究に参加をして頂くため、当院産科医師および助産師からの協力を得て薬剤性QTc延長症候群に関する情報提供を行うことでより多くの被検者数の参加を期待することができる。初年度はより薬剤性QTc延長症候群のリスクが高いことが推測された抗精神病薬を中心に被検者収集を図ったため、他の向精神薬についても対象を増やして解析をする。さらに他施設を含めて向精神薬を内服していない母親から出生した新生児のQTc時間に関する情報(本研究における健常対照者のQTc時間)がほとんどないことが判明したため、対照群となる被検者の集積も同時に行うことにより健常対照群間比較検証を行うことが出来る。

対象者の選択ならびに研究に関する説明と同意取得を精神科主治医ではなく、本研究の研究代表者と研究分担者だけで行ってきたため、産科病棟に入院した出産直前の母親への説明となりその場で同意を得にくかった可能性もある。予期せぬ事故として購入1年強のホルター心電図2台がともに故障をした。そのためデータ取得が出来なかった被検者も4名いる。精神疾患等を罹患する女性が妊娠に至り、向精神薬の内服を継続しながら当院にて出産する妊産婦については、担当精神科医が当院医師であるか否かに関わらず研究に参加をして頂くため、当院産科医師および助産師からの協力を得て薬剤性QTc延長症候群に関する情報提供を行うことでより多くの被検者数の参加を期待することができる。初年度はより薬剤性QTc延長症候群のリスクが高いことが推測された抗精神病薬を中心に被検者収集を図ったため、他の向精神薬についても対象を増やして解析をする。さらに他施設を含めて向精神薬を内服していない母親から出生した新生児のQTc時間に関する情報(本研究における健常対照者のQTc時間)がほとんどないことが判明したため、対照群となる被検者の集積も同時に行うことにより健常対照群間比較検証を行うことが出来る。収集した被検者数が予測された人数よりも少なかったことから、解析に必要な消耗品ならびに解析補助に当たる研究補助員の勤務実績が少なくなった。次年度には昨年度に比べて被検者収集数の増加が期待できるため、次年度使用額をこれに必要な消耗品ならびに人件費に充てることを考えている。
イーラーニングシステムを利用した発達障害児を持つ親支援プログラムの効果

広汎性発達障害児を持つ親に対して,インターネットによるペアレントトレーニングプログラムを開発・実施し,その効果を親の精神健康,子どもの行動,親の行動変容に関する知識の側面から検討した。結果,プログラムに対する対象者の高い満足度を得ることができ,親に関してSRS-18、PS-SF、親の行動変容法に対する知識の改善が見られた。子どもの変容に関しては介入群のSDQの下位尺度について仲間関係において有意な上昇傾向が認められた(z=-1.725,p<.10)。ペアレントトレーニングに関するeラーニングについて、行動理解、適切なかかわり方、行動変容法の基礎原理等のコンテンツを作成した。本研究の主旨を理解し、参加を希望した親20名が本プログラムに参加した。その結果、精神健康度GHQ得点の改善、行動変容法の知識(KBPAC)得点の上昇などの効果が確認された。これらの成果はeラーニング以外のペアレントトレーニングの先行研究とトレーニングの結果と比較しても同程度の効果を示しており、本研究によってeラーニングによる親支援プログラム発展可能性が示唆されたといえる。eラーニングによる親支援プログラムは、女性の就業率の増加や発達障害支援の専門家不足や地域格差などを埋める手段として有効な支援手段の一つとしてさらなる研究開発が望まれる。今後、問題行動への対処法など応用的なプログラム開発を行っていく予定である。1.具体的内容アスペルガー症候群、高機能自閉症児をもつ親28名にペアレントトレーニングプログラムを実施した。事前事後の両方の評定データのある参加者18名分を分析した結果、日本版BDI-Hは1%水準で有意差がみられ(z=-2.673,ρ<.Ol)講座の事後では有意に参加者のうつ傾向が減少した。FDTは無関心、養育不安、夫婦間の不一致、厳しいしつけ、達成要求、不介入、基本的受容の7つの下位項目に分かれるが、養育不安が5%水準(z=-2.2124,ρ<.05)で有意差がみられ、達成要求が10%水準(z=-1.664,ρ<1)で有意傾向となった。講座を受けたことで、子どもの養育への不安が減少し、子どもの状態に合わせた要求水準に変化したことが伺えた。SSQ-6は1%水準(z=-3.269,ρ<.01)で有意差が見られ、講座の事後で参加者のソーシャルサポートとなる人が増えたことが示された。参加者がそれぞれ実施した課題数、達成した課題数については、参加者全体の実施課題数は102個、達成課題数は54個で達成率は52.9%であった。木戸(2004)の達成率は66.7%であり、ほぼ同じ成果を得た。2.意義・重要性アスペルガー症候群、高機能自閉症児をもつ親に対するペアレントトレーニングプログラムの有効性が示された。広汎性発達障害児を持つ親に対して,インターネット上で行動変容法の講義と演習を実施し,その効果を親の精神健康,子どもの行動,親の行動変容法に基づいた養育に関する知識の側面から検討することを目的として実施した。対象者は,介入群12名と介入遅延群12名の2群に分けられた。各群は,対象者の年齢(t(21)=-1.33, n.s.),対象児の年齢(t(22)=.28, n.s.)および社会生活能力指数SQ(t(19)=.01, n.s.)がほぼ等質になるようにマッチングを行なった。介入群,介入遅延群ともに,親に対して心理的ストレス反応測定尺度(SRS-18),育児ストレスショートフォーム(PS-SF),「子どもとの関わり方アンケート」を実施した。子どもに対しては,子どもの強さと困難さアンケート(SDQ)を実施した。結果,両群でプログラムに対する対象者の高い満足度を得ることができ,親に関してSRS-18、PS-SF、親の行動変容法に対する知識の改善が見られたが両群で統計的に有意な差を見いだすまでには至らなかった。今後は、より厳格な群設定におけるデータ解析とネットでの利用と実際のワークショップとの併用など新たな活用方法の検討が望まれる。
子どもの発育・発達、成人の生活習慣病に及ぼす因子のマルチレベル解析による検討

妊娠中の喫煙が出生した児の肥満と関連していること、またその関連に性差があることも示唆されている。本研究では、日本の一地域における縦断調査から、妊娠中の喫煙と児の発育について、妊娠前の体格を考慮した検討や、妊娠前後の禁煙がどのように影響するかを検討した。その結果、男児では妊娠中に喫煙していた母親から生まれた児が、妊娠前に肥満であった母親から生まれた児と同様の発育となることが示された。また、妊娠前後に禁煙した母親から生まれた児は、胎内発育、出生後の発育ともに、喫煙していない母親から生まれた児と同様であることが示された。平成24年度は、20年以上にわたって山梨県甲州市と山梨大学大学院医学工学総合研究部社会医学講座によって行われている、母子保健長期縦断調査を継続した。調査内容については下記のとおりである。平成24年度は結合したデータセットを用いて、胎内発育と妊娠中の喫煙の交互作用、さらには妊婦の妊娠前の体格と妊娠中の喫煙の交互作用が、胎児・子どもの発育に与える影響について、また、小学生における入学時の体格がその後の身長の変化に与える影響について、マルチレベル解析を用いて検討した。また得られた知見のうち、児が肥満となる時期による妊娠中の喫煙の影響が異なることを国際誌、子どもの肥満に妊娠中の喫煙が与える影響の生存解析結果を国内誌で発表し、これまでの研究結果のまとめを国際シンポジウム、胎内発育と妊娠中の喫煙の交互作用が子どもの発育に与える影響についての研究結果を国際学会において発表した。甲州市母子保健長期縦断調査(甲州プロジェクト):1988年より甲州市(旧塩山市)において行政事業として、また、研究代表者らが参加した共同研究として実施している母子保健長期縦断調査においては、妊娠届出時に妊婦本人およびパートナーの年齢、妊婦の身長・体重、既往症、喫煙・飲酒を含む生活習慣などに関する質問紙調査を行っている。また、母子管理票により出生児の性別、身長・体重、分娩時の妊娠週数などの情報を得ている。さらには、1歳6カ月、3歳、5歳の各健診時に、身長・体重などの身体データに加え、母親に対する調査票を用いて、児の生活習慣についての調査を行っている。小・中学生に対しては、生活習慣に関する質問し調査を行い、児童生徒健康診断票から身長・体重データを得ている。平成25年度は、山梨県甲州市と山梨大学大学院医学工学総合研究部社会医学講座によって約25年間実施されている、母子保健縦断調査を継続し、新たなデータを集積した。平成25年度はこれまでと同様、結合したデータセットを用いて、妊娠前後の喫煙状況の変化が胎児・子どもの発育に与える影響、妊娠前の体格と妊娠中の喫煙が、児の発育に及ぼす交互作用、幼児期の睡眠状況が児の発育に与える影響、また、小学生における入学時の体格がその後の体格、特に身長の変化に与える影響について、マルチレベル解析を用いて検討した。さらに、出産後の母親の再喫煙とパートナーの禁煙との関連を検討し、出生体重に関するコホート効果、ピリオド効果の有無をマルチレベル解析により検討した。また得られた知見を、国際誌に3報、国内誌に1報原著論文として掲載し、2つの国際学会においても発表した。さらに、研究代表者はこれらの成果により、日本疫学会の2013年度の奨励賞を受賞した。平成23年度からの3年間で、上記を含め、国際誌に4報、国内誌に2報、原著論文を掲載した。また、国際シンポジウムで3回、国内シンポジウムで1回の発表に加え、国際学会でも6回発表した。甲州市母子保健縦断調査(甲州プロジェクト):1988年より甲州市(旧塩山市)において実施している母子保健長期縦断調査で、市と共同で以下のように情報を収集している。妊娠届出時に妊喫煙・飲酒を含む生活習慣などに関する質問紙調査を行っている。1歳6カ月、3歳、5歳の各健診時に、身長・体重などの身体データに加え、母親に対する調査票を用いて、児の生活習慣についての調査を行っている。小・中学生に対しては、生活習慣に関する調査を行い、児童生徒健康診断票から身長・体重データを得ている。平成23年度は、20年以上にわたって山梨県甲州市と山梨大学大学院医学工学総合研究部社会医学講座によって行われている、母子保健長期縦断調査を継続した。平成23年度は結合したデータセットを用いて、妊娠前後の禁煙時期が胎児、また子どもの発育に与える影響を検討し、さらに妊婦の喫煙と子どもの発育の関連についての男女差や、乳幼児期の生活習慣、特に睡眠時間がBMIの変化に与える影響を、マルチレベル解析を用いて検討した。一方で、マルチレベル解析などの進んだ統計手法については、今後さらなる検討を行う目的で、専門家を招いて講演、そしてアドバイスを受けるなどした。

また得られた知見のうち、妊婦の喫煙と子どもの発育の関連における男女差に関する研究結果を国際誌で発表し、禁煙時期による妊娠中の喫煙が胎児、また子どもの発育に与える影響についての研究結果と、3歳の睡眠時間がその後の児の発育に与える影響についての研究結果などを国際学会において発表した。甲州市母子保健長期縦断調査(甲州プロジェクト):1988年より甲州市(旧塩山市)において行政事業として、また、研究代表者らが参加した共同研究として実施している母子保健長期縦断調査においては、妊娠届出時に妊婦本人およびパートナーの年齢、妊婦の身長・体重、既往症、喫煙・飲酒を含む生活習慣などに関する質問紙調査を行っている。また、母子管理票により出生児の性別、身長・体重、分娩時の妊娠週数などの情報を得ている。さらには、1歳6カ月、3歳、5歳の各健診時に、身長・体重などの身体データに加え、母親に対する調査票を用いて、児の生活習慣についての調査を行っている。小・中学生に対しては、生活習慣に関する質問し調査を行い、児童生徒健康診断票から身長・体重データを得ている。現在までに、妊娠中の喫煙など、胎内環境に影響すると思われる妊婦の生活習慣が、子どもの発育に与える影響には男女差があり、男児でこのような暴露に対しての脆弱性がある可能性が示唆されている。一方で、妊娠中の喫煙に関しては、妊娠初期までに禁煙していれば、全く喫煙していなかった母親からの児と比較して、出生体重や3歳での発育に有意な影響がないことも示唆された。さらに、妊娠前の母親の体格、さらに胎内発育は、妊娠中の喫煙の影響に対して作用修飾因子として働いており、同じ喫煙でも、やせている妊婦ではより胎内発育を抑制する方向に働くこと、胎内発育が順調だった児で母親が妊娠中に喫煙していると、その後児の肥満につながりやすいことなどが明らかになった。各時点での妊娠中の喫煙の影響について、胎内発育や妊婦の体格の影響を層化して検討し、さらに繰り返しデータを用いたマルチレベル解析によって、新たな知見を得ており、研究の達成度としてはおおむね予定通りであると考えられる。本研究においては、数千人規模の既存健診データを縦断的に解析することにより、子どもの発育・発達、また成人の生活習慣病においてリスクとなっている因子、例えば睡眠リズムのような生活習慣が、その後の肥満の進展においてどのような役割を果たしているのかを、測定時点と個人を別のレベルとみなして解析する、マルチレベル解析を用いることで明らかにすることを目的としている。特に、繰り返しデータを用いたマルチレベル解析によって、新たな知見を得ており、研究の達成度としてはおおむね予定通りであると考えられる。平成25年度は、これまでと同様母子保健縦断調査を継続し、データを集積することにより、より細かくカテゴリー化、あるいは男女などに層化した解析を行う。
高臨界電流密度超伝導材料における局所電子・磁気特性に関する研究

本研究では、極低温で動作する走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて、高臨界電流密度(J_c)超伝導体における電子状態の空間変化を明らかにし、ピニングサイトの電子構造ならびに磁束ピニング機構を鮮明することを目的としている。前年度では、特に、高J_c材料である高濃度Pb置換Bi_2Sr_2CaCu_2O_y(Pb-Bi2212)の低温STM/STS、測定を行い、Pb濃度の異なる二相への相分離界面における超伝導特性評価に焦点を当てた。その結果として、同界面を温度誘起のピニングサイトとして提案した。本年度は、本研究の最終年度に当たるが、同系のSTM/STS測定をより詳細に行い、本系に固有な電子状態の不均一性を新たに見出した。まず、広範囲のSTM測定より、上記化学相分離を確認した。また、各相の原子分解能観察から、Biサイトを置換しているPb原子の解像に成功すると共に、超伝導と擬ギャップ領域へのナノスケールの電子相分離を見出した。Pb量の異なる領域でのSTS測定から、Pb添加は電子相分離には直接関与していないことがわかった。また、酸素導入によっての不均一性の増大が確認されたことから、(BiO)_2層に導入された過剰酸素によって超伝導クーパー対の位相コヒーレンスが失われ擬ギャップ状態が生じると結論された。また、Pb-Bi2212の様々な層にある不純物(Bi、Sr(Ca)およびCuサイト)の可視化および同定に成功し、これら不純物の分布ならびに電子状態についてSTM/STS測定を行った。トンネルスペクトルの比較から、Cuサイトの不純物以外は準粒子の散乱体として作用しないことがわかった。このことより、Cuサイトに導入した不純物がピニングサイトとして有効であると提案した。また、これら不純物原子の空間分布と電子相分離との間には相関は無いことが判明し、上述した過剰酸素による擬ギャップ形成の描像を支持する結果である。
神経伝達物質受容体・イオンチャネルを介した骨組織における力学的負荷伝達機構の解明

イオンチャネルの一つであり、ペースメーカーチャネルと呼ばれるHCN(Hyperpolarization-activated cyclic nucleotide modulated channel)に着目して研究をすすめてきた。具体的には次の通りである。1、HCN1欠損マウスから骨髄を採取して、RANKL(Receptor activator of NF-κB ligands)の存在下にて破骨細胞を誘導した。2、パッチクランプ法を用いて、HCNにより発生する電流(Ih)をHCN1欠損破骨細胞において同定した。このIh電流の電流量は変わらないが、活性化速度は野生型のものと比べて遅くなっていた。これは、HCN1が破骨細胞におけるIh電流の活性化速度に寄与していることと、他のHCNサブタイプがIh電流量に関与していることを示す。3、骨髄細胞分化におけるHCN1の役割を検討するために、HCN1欠損マウス由来の骨髄細胞からは野生型と比べて多くの破骨細胞が誘導された。これは、HCN1の骨髄細胞分化への関与を示している。4、酸感受性色素(BCECF)を用いて破骨細胞における酸放出能を検討した。安静時においてpHの調節に関与するNa+/H+交換輸送体の阻害下では、HCN1欠損マウス由来の破骨細胞の酸放出能は、野生型と比べて低下していた。5、骨形態計測法にて、脛骨近位部の破骨細胞数を確認したところ、HCN1欠損マウスでは野生型と比べて多くなっていた。以上の結果はHCN1の破骨細胞の分化・酸放出機構への関与を示唆している。マウス由来の破骨細胞培養法を樹立した後、それを用いて電気生理学・生化学・分子生物学実験を進めてきた。1、マウスから骨髄を採取して、RANKL(Receptor activator of NF-kBligands)の存在下にて破骨細胞を誘導する。この培養法を樹立した。2、標的分子の一つであるHCN(Hyperpolarization-activated cyclic nucleotide modulated channel)に着目して、破骨細胞におけるその機能を検討した。HCNのサブユニットであるHCN1-4の4つが骨中に存在することをRT-PCRおよびウェスタンブロッティングにより確認した。さらに、免疫染色により、HCN1とHCN4が破骨細胞に、HCN2とHCN3が骨髄細胞を骨芽細胞にそれぞれ局在することを示した。3、パッチクランプ法を用いて、HCNにより発生する電流(Ih)を破骨細胞において同定した。さらに、その活性は酸性条件下にて高まった。これはHCNが破骨細胞の酸放出時に機能することを示す。4、骨髄細胞分化におけるHCNの役割を検討するために、破骨細胞誘導時にHCNの阻害薬であるZD7288を添加したところ、破骨細胞への分化が阻害された。これは、HCNの骨髄細胞分化への関与を示している。5、酸感受性色素(BCECF)を用いて破骨細胞における酸放出能を検討した。プロトンポンプ阻害薬であるBafilomycinは破骨細胞の酸放出能を阻害した。ZD7288を適用した破骨細胞では、Bafilomycinと同様に酸放出能が阻害された。これらの結果はHCNの破骨細胞における酸放出機構への関与を示唆している。
20世紀スイスの国民統合と知識人の共同体-未公刊資料の文書館調査を手がかりにして

1930年代から40年代にかけてのスイスは、第二次世界大戦の当事国に囲まれた閉塞状況にあった。この時代、スイスの知識人は、「精神的国土防衛運動」に動員された。しかし、この運動に対する密かな抵抗を通して、彼らは閉塞状況を突破するための表現の可能性を探究していた1930年代から40年代にかけてのスイスは、第二次世界大戦の当事国に囲まれた閉塞状況にあった。しかし、この運動に対する密かな抵抗を通して、彼らは閉塞状況を突破するための表現の可能性を探究していた当該年度の研究目的は、20世紀スイスにおける「国民化プロジェクト」と「作家-メディア-批評家のネットワーク」の間に見出される言説の政治の諸相を-とりわけ両者の共生と抗争に焦点を当てて-明らかにするための基礎的データの収集とそれに基づく論文執筆にあった。そのための座標軸を形成するのは、スイスの国民統合の表象の政治をめぐる「マックス・ブリッシュ(1911-1991)の言説と行動」、および、1930年代のスイスの文化政策が生み出した「精神的国土防衛」運動であった。まず、フリッシュが1930年代に発表した未公刊資料の中でも、とりわけ入手困難なAntwort aus der Stille(1937)のFraktur書体のテクストを電子ファイル化した。それをもとにして、テクスト分析を行い、ファシズム期のスイス市民社会における危機意識とその克服の諸可能性をあきらかにした。この成果は『独文学報』第25号に掲載された。このような文献資料の掘り起こしと電子ファイル化を進める一方で、戦後のフリッシュのスイス市民社会に対する考え方がさまざまな位相において書き込まれている物語りテクストStiller(1954)を、これまでのフリッシュ研究の準拠枠ではなく、「非現実的なもののトポロジー」という間テクスト的な文脈の中に置き直すことを試みた。フリッシュの批判的思考は常に拠点としての「非現実的なもの」を有しており、その次元の思想史的位置を解明することなしに、フリッシュとナショナリズムの関係もあきらかにしえないのである。この成果は『名古屋大学文学部研究論集』第56号に掲載された当該年度の研究目的は、20世紀スイスにおける「国民化プロジェクト」と「作家-メディア-批評家のネットワーク」の間に見出される言説の政治の諸相を-とりわけ両者の共生と抗争に焦点を当てて-明らかにするための基礎的データの収集、それに基づく、研究発表、および論文執筆にあった。そのための座標軸を形成するのは、スイスの国民統合の表象の政治をめぐる「マックス・フリッシュ(1911-1991)の言説と行動」、とりわけ1930年代のスイスにおける「精神的国土防衛」運動とフリッシュの言説との関係であった。また同時に、フリッシュや同時代の知識人の言説を分析するための理論的基盤として、フロイトの精神分析における表象の理論についても検討課題となった。まず、フリッシュが1939/40年に発表した従軍日記Blatter aus dem Brotsackにおけるナショナリズムとそれに対する批判的まなざしの形成について論文を執筆した。この成果は『独文学報』第26号に掲載された。さらに、Blatter aus dem Brotsackの先行テクストであり、現行の『著作集』に未収録のTagebuch eines Soldaten(1935)と後続テクストであるBlatter aus dem Brotsack : Neue Folge(1940)の分析を行うことによって、上記の「批判的なまなざし」の形成過程をより明確にした。この成果は西日本ドイツ文学会にて報告(2010年12月)された。プロジェクトの理論的基盤としてのフロイトの表象理論については、18世紀から19世紀における人間科学の中で探究された表象の理論が、フロイトの思想の中に合流していくプロセスを、文献実証学的に明らかにした。この成果は『フロイトという症例「我々の本質の核」もしくはいかなる受動性にもまして受動的な内なるものをめぐる言説の系譜』(松籟社2011)として出版された。2011年度は、フリッシュ、デュレンマット、ら20世紀スイスを代表する作家、およびシュミット、シュタイガー、フォン・マットといった批評家の主要な発言を、そのメディアとの関係において位置づけた。まず、台北で開催された国際学会において、ブリッシュにおける海表象について報告すると共に、それをまとめた論文を公表した。これは第二次世界大戦後期における戦争当事国に囲続されながら(少なくとも表層においては)奇妙な平穏の中に置かれたスイスの市民たちの覚えていた閉塞感とそれを想像のレベルにおいて突破するための中心的表象としての「海」に解明の光を当てたものである。ここに批判的知識人としてのフリッシュの出発点を確認した。また、ブリッシュの『日記1946-1949』に収録された掌編「ストーリー」におけるキーフレーズである「汝、偶像をつくるなかれ」を、情動概念を手がかりにして、偶像形成と偶像破壊の精神史の中に位置付けた。これによって、「偶像」をぬぐる虚構表現と学術的探究の関係の中に、プリッシュの偶像破壊の試みを定位することができた。2011年から2012年にかけてはデュレンマットの戯曲選集の翻訳を分担し、『盲人』の全訳を行った。これは信仰/

信じる心をめぐるデュレンマットの基本的問いが集約された戯曲であり、この邦訳によって初期のデュレンマットがキリスト教、さらにはナチズムをどのように捉えようとしていたのかについて、日本で議論するための1つの土台ができた。
微小管動態制御による分裂位置制御メカニズム

細胞分裂の正確な制御は、生命の継承および恒常性の維持に必須であるが、その分子機構は明らかでない。本研究では、細胞質分裂が起こる細胞内位置の制御機構を明らかにするために、ヒト培養細胞を用いて、微小管形成因子をRNAi法によって特異的に機能阻害し、それにより生じる分裂障害を詳細に調べた。その結果、微小管脱重合因子Kif2Aが中央紡錘体微小管の長さ制御を通して、分離染色体間距離を適正に保つ機能を有すること、また微小管重合因子オーグミンによる中央紡錘体微小管形成が、細胞のくびれ運動を司るアクチン細胞骨格制御因子の集積に必須の機能を果たすことを明らかにした。細胞質分裂は生命の継承に必須の細胞現象であり、その異常は癌をはじめとする種々の重篤な疾病の原因になると考えられている。細胞質分裂の空間制御は中央紡錘体および星状体とよばれる微小管構造によって制御されるが、どのように機能的な中央紡錘体が形成されるか、またそれぞれの微小管構造がどのように細胞質分裂制御に関わるかは明らかでない。本研究では正しいサイズの中央紡錘体が形成される分子メカニズムおよび細胞質分裂において中央紡錘体が果たす役割を明らかにすることを目標としている。本研究の解析により、中央紡錘体微小管の長さ制御に関わる因子として微小管脱重合キネシンKif2AおよびAuroraBを同定した。AuroraBが形成するリン酸化活性シグナル勾配がKif2Aの微小管脱重合機能の細胞内分布を規定することにより、中央紡錘体の正しいサイズ制御が行われることが明らかになった。さらに、中央紡錘体の形成に特異的に必要とされるAugminの機能阻害により、中央紡錘体を特異的に消失した細胞を創り出すことにより、中央紡錘体の細胞質分裂への関与を詳細に調べた。その結果、中央紡錘体は、微小管の配向制御を通して、効率的な細胞のくびれ運動と細胞質分裂の完了に必須の役割を果たすことが明らかになった。以上の研究結果により、中央紡錘体の形成制御を通した正確な細胞質分裂制御の分子機構に関する重要な知見を得ることができた。細胞分裂は生命の継承、個体の恒常性維持に必須の細胞現象であるが、その厳密な制御を可能にする分子メカニズムは明らかでない。前年度の解析を通して、細胞質分裂位置制御を司る微小管構造「中央紡錘体」の形態形成が、微小管の動態制御を通して調整される分子的な仕組みを明らかにしたことを踏まえ、当該年度は、さらに中央紡錘体によって細胞質分裂の位置が実際にどのように制御されるかを分子レベルで明らかにすることを目指した。そのような目的のために、ヒト培養細胞を用いて微小管形成因子をRNAiによって特異的に阻害することで、中央紡錘体の形成をブロックし、それによって生じる分裂障害を、GFP-チューブリンの三次元生細胞観察および各種細胞質分裂制御因子の局在解析により詳細に調べた。その結果、中央紡錘体が細胞質分裂の収縮環収縮、細胞間架橋切断という多段階の過程の正常な進行に必要であることを見出した。さらに中央紡錘体の微小管が、細胞質分裂期に存在する星状体などの他の微小管とは異なる新奇の制御経路を通じて特定の収縮環構成たんぱく質および架橋切断制御たんぱく質セットの細胞赤道表層部分および細胞間架橋部位への集積を制御していることを見出した。本研究成果は、細胞分裂の新しい制御メカニズムの一端を明らかにするとともに、中央紡錘体微小管の特異的阻害の、細胞の異常増殖を伴う疾病などの治療に向けた創薬ターゲットとしての可能性を示唆するものであると考えられる。細胞生物学本研究課題においては、細胞質分裂の空間制御を担う微小管構造、中央紡錘体の形成機構およびその機能メカニズムを明らかにすることを目的としている。25年度には分子細胞生物学的解析により、微小管の動態制御を通して中央紡錘体の形成、分裂位置決定に関わる制御因子の同定、およびその機能制御を担う調節因子を探索することを目標としている。実際の25年度の研究進捗として、中央紡錘体形成に関わる微小管動態制御因子としてKif2Aを同定し、その機能制御因子としてAuroraBを同定し、その活性制御機構を実験および数理モデルによって明らかにすることができた。上記の成果はUehara et al. (2013) Journal of Cell Biologyとして報告済である。以上の結果により当初の計画はおおむね達成できたと考えられる。さらに、当初の研究計画から一歩すすんで、中央紡錘体の特異的欠損実験によって細胞質分裂にどのような異常がもたらされるか調べる実験に着手した。

この解析の結果、中央紡錘体は細胞のくびれ運動と架橋切断という二つの分裂プロセスにおいて必須の役割を果たすことが明らかになった。現在、この研究成果を学術論文にまとめて、Journal of Cell Scienceに投稿・審査中である(申請者が筆頭および責任著者)。これらの進捗状況から、本研究課題は当初の計画以上の進展を見せていると判断された。本研究課題のここまでの進捗を元に、今後は中央紡錘体の除膜モデルを用いた以下の生物物理学的解析を開始し、正しい形態の中央紡錘体が形成維持される物理的過程を明らかにすることを目指す。1)中央紡錘体の膜除去実験モデルの確立中央紡錘体における微小管の重合脱重合や滑り運動の直接的計測を可能にするために、長時間安定に維持可能な中央紡錘体の膜除去実験モデルの構築を試みる。実験材料としてGFP-チューブリンを発現するHeLa細胞を分裂期後期に同調培養したものを用いる。モデルを使って、蛍光標識チューブリンをマーカーにした全反射顕微鏡による微小管動態の一分子測定を行い、中央紡錘体における微小管の重合脱重合反応や滑り運動を直接的に定量解析する。さらに分裂位置制御因子の活性状態などのパラメータを変異体の導入により人為的に変更し、それを反映した中央紡錘体微小管の挙動変化を、下記の数理的解析と並行しながら、実験的に検証する。2)中央紡錘体の数理モデル解析上記の研究結果を統合して中央紡錘体による分裂位置の決定機構を理解するために、中央紡錘体の動態制御の数理的解析を行う。モデリングには数値計算ソフトのMATLABを使用する。モデリングの概要としては、コンピューター上で中央紡錘体を模した逆平行微小管束モデルを構築し、三次元仮想空間に円筒状に配置した微小管束について、各微小管の伸長、短縮や微小管間の滑り運動などの相互作用の経時変化に関する関係式をたて、全体の構造の経時的な挙動をルンゲ=クッタ法を用いてシミュレートする。25年度までに構築した数理モデルを土台として、上記の除膜モデル実験の結果を数理モデルに反映して、より厳密なシミュレーションの実施を試みる。前年度に納品された実験用使い捨て手袋を翌年度4月の支払いに充てるため。未使用額は前年度に納品された実験用使い捨て手袋の4月支払いに充てる。
マスト細胞を標的とした新規腰痛治療方法の確立

マウス尾椎から採取した椎間板に、マスト細胞のトリプターゼで刺激をしたところ、培養上澄にはTSLPやMCP-1といった炎症性サイトカインが発現していることを明らかにした。この発現はマスト細胞トリプターゼの濃度には依存せず、刺激した時間には依存して増加していた。次に、マスト細胞トリプターゼと同時にPAR-2シグナルの阻害剤を投与して培養したところ、炎症性サイトカインの発現は見られなかった。この事から、上記の反応はPAR-2シグナルに依存していることが明らかとなった。さらにPAR-2シグナルのアゴニストを用いて同様の実験をしたところ、これまでの結果を裏付けることができた。さらにマスト細胞由来のトリプターゼを刺激により椎間板の軟骨基質の発現が低下することを明らかにした。以上より、マスト細胞はトリプターゼ、PAR-2シグナルを介して炎症性サイトカインの発現誘導し、さらに軟骨基質の発現を低下させることで椎間板変性に関与していることが示唆された。目的1:我々が確立したマウス椎間板の組織培養モデルを使用して、PAR-2シグナルの刺激で発現誘導されるサイトカインを解析する。椎間板臓器培養モデルでは、PARー1アゴニストの刺激により椎間板組織(PCR)および培養上澄(ELISA)からMCPー1及びTSLPの発現を確認した。同様の刺激でMMPー3の発現は認められなかった。これらの反応はPARー1アゴニストの濃度には依存せず、刺激時間に依存していることが明らかとなった。目的2:マスト細胞によるPAR-2シグナル刺激の椎間板変性への影響(in vitro)同様のモデルを使用し、培養マスト細胞から採取したマスト細胞トリプターゼによる椎間板刺激を施行した。椎間の板組織及び上澄にMCPー1及びTSLP,MMP-3の発現誘導は認められなかった。さらにMCT刺激では、軟骨基質の発現量にも大きな変化は認められなかった。この結果は、椎間板組織内ではMCTの刺激はPARー2シグナルを介さないことを示唆した。そこで我々は、同じプロティナーゼ活性化型受容体であるPAR-1に着目点を移すこととした。まずはマウス椎間板にPAR-1と代表的なPARー1アゴニストであるトロンビンの発現を確認した(IHCおよびELISA)(ELISA)。次に椎間板組織に対するトロンビン刺激でMCP-1が強力に発現誘導させることを確認し、さらにこの反応はPARー1ブロッカーを使用することで阻害された。さらに我々はマイグレーションAssayを使用し、トロンビンによる椎間板刺激がマクロファージの遊走を誘導することを明らかにした。当初予定していたのはMCTのPARー2シグナルを介した炎症反応誘導を確認することであった。椎間板組織にPAR-2の発現、PARー2アゴニストによるTSLP、MCP-1の発現誘導までは順調に研究が進行したが、MCTの刺激による椎間板の反応は期待していたほど顕著ではなく、椎間板組織内におけるMCT刺激はPARー2シグナルをメインとしてはいないことが明らかとなった。そこで我々は、PAR-1に注目し、再び実験を再開。PARー1の代表的なアゴニストであるトロンビンによる椎間板の炎症反応の誘導メカニズムが明らかとされつつある。1マウスの椎間板組織培養モデルでトロンビンの刺激により、椎間板の軟骨基質にどのような変化が出るかを確認し、トロンビンの椎間板変性への関与を明らかとする。2In vivoでマウス椎間板にトロンビンを注入にし、経時的に椎間板変性を比較検討する。3人のヘルニアサンプルを用いて、人椎間板におけるPARー1、トロンビンの発現を確認する。
厚いせん断帯の高速変形時の摩擦応答

臨界滑り量は破壊エネルギーを支配する主要因であるが、最近の実験では伝統的な低速滑りの実験で見出されるmm以下のものより何桁も大きな臨界滑り量をもつ現象が発見されている。これまでに研究代表者らは高速すべり域では粉体特有の多体粒子相互作用に支配される新たな摩擦メカニズムがあることを示してきた。本研究ではせん断速度1-3m/sの範囲の高速せん断領域で速度ステップ実験を実施し10mクラスの長大な臨界すべり量を持つ摩擦の緩和を見出した。この摩擦緩和はすべり速度がステップ状に減速した時も加速時と対称な応答を示し、それに対応して粉体層の厚みも変化していることから、粉体層の構造変化が関与していると考えられる。地震とは破壊と摩擦不安定をともなう断層の高速すべりであり、そのダイナミクスは断層の摩擦法則によって支配されている。断層は過去の断層運動で生成した粉砕物・断層ガウジを含んでいる。したがって、粉体の摩擦不安定をその構成則から理解することが重要である。臨界滑り量は破壊エネルギーを支配する主要因であるが、最近の実験では伝統的な低速滑りの実験でみいだされるmm以下のものより何桁も大きな臨界滑り量をもつ現象が発見されている。我々は、これまでにレオメータを改造した回転式粉体剪断試験機を用い、垂直応力を低く保つことで摩擦発熱による粒子自体の物性変化を極力排した実験で、高速すべりにおいては多体粒子相互作用に支配される新たな摩擦メカニズムがあることを示してきた。本年度は速度急変時の垂直応力の制御を改善した回転式粉体剪断試験機を用いてすべり速度1-3m/sの範囲の高速域での速度ステップ試験を実現し、粉体層の高速すべりにおい10mクラスの長大な臨界滑り量をもつ摩擦の緩和を見いだした。この摩擦緩和はすべり速度の急減速時も加速時と対称な応答を示し、それに対応して粉体層厚も変化しており、多体粒子系の構造変化が関与していると考えられる。速度急変に対する瞬間的応答の大きさは粉体層の厚みにほとんど依存しないが、緩和量は層が厚いほど大きいことが分かった。したがって層全体にわたる多体粒子系の応答が緩和過程を支配している可能性が高い。臨界滑り量は破壊エネルギーを支配する主要因であるが、最近の実験では伝統的な低速滑りの実験で見出だされるmm以下のものより何桁も大きな臨界滑り量をもつ現象が発見されている。我々はこれまでにレオメーターを解像した回転式粉体剪断試験機を用いた実験を通して、高速すべりにおいては粉体特有の多体粒子相互作用に支配される新たな摩擦メカニズムがあることを示してきた。平成25年度は剪断速度1-3m/sの範囲の高速せん断領域で速度ステップ実験を実施し、10mクラスの長大な臨界すべり量をもつ摩擦の緩和を見出だした。平成26年度は、剪断をあたえる回転プレートの表面形状(壁面形状)によって、摩擦緩和過程が大きく影響を受けることを発見した。この壁面形状の効果をより詳細に調べるため、壁面粗さをコントロールした剪断プレートを作成し実験を開始した。レーザードップラー振動計を用いたシステムで試料部分の振動強度を定量化できるようにした。我々は、これまでにレオメーターを改造した回転粉体せん断試験機を用いた実験を通して、高速すべりにおいては粉体特有の多体粒子相互作用に支配される新たな摩擦メカニズムがあることを示してきた。平成26年度までにせん断速度1-3m/sの範囲の高速せん断領域で速度ステップ実験を実施し10mクラスの長大な臨界すべり量を持つ摩擦の緩和を見出した。平成27年度は前年度までに発見した10mクラスの長大な臨界すべり量を持つ摩擦の緩和過程の支配メカニズムを明らかにするために、いくつかの表面形状のせん断プレートを用いた実験をした。さらに、レーザードップラー振動計を用いて、粉体せん断セルの表面での振動強度の測定し、摩擦強度、緩和過程と振動強度との関係を調べた。研究遂行に必要な装置(回転式剪断試験機)が故障したために、実験の継続できなかった。装置は平成27年度末に修理が完了した。断層は過去の断層運動で生成した粉砕物、断層ガウジを含んでいる。

したがって、粉体の摩擦不安定をその構成則から理解することが重要である。臨界すべり量は破壊エネルギーを支配する主要因であるが、最近の実験では伝統的な低速すべり実験で見いだされるmm以下のものよりも何桁も大きな臨界すべり量の現象が発見されている。レオメーターを改造した回転式粉体せん断試験機を用いた実験を通して、我々はこれまで高速すべりには粉体特有の多体粒子相互作用に支配される摩擦メカニズムがあることを示してきた。本研究ではせん断速度1-3m/sの範囲の高速せん断領域で速度ステップ試験を実施し、10mクラスの長大な臨界すべり量を持つ摩擦の緩和を見いだした。この摩擦緩和はすべり速度をステップ的に減少させた時も増加させた時と対称的な応答を示し、それに対応して粉体層の厚みも変化していることから、粉体層の構造変化が関与していると考えられる。また緩和応答は壁面の形状に影響を受けることが分かった。せん断壁面の形状の影響をさらに調べるために、種々の表面形状のせん断プレートをデザインして実験をした。レーザードップラー振動計で粉体せん断セル表面での振動強度を測定し、振動強度の緩和が摩擦強度の緩和や厚みの変化と同様に変化をしていることを確認した。臨界滑り量は破壊エネルギーを支配する主要因であるが、最近の実験では伝統的な低速滑りの実験で見出されるmm以下のものより何桁も大きな臨界滑り量をもつ現象が発見されている。これまでに研究代表者らは高速すべり域では粉体特有の多体粒子相互作用に支配される新たな摩擦メカニズムがあることを示してきた。本研究ではせん断速度1-3m/sの範囲の高速せん断領域で速度ステップ実験を実施し10mクラスの長大な臨界すべり量を持つ摩擦の緩和を見出した。この摩擦緩和はすべり速度がステップ状に減速した時も加速時と対称な応答を示し、それに対応して粉体層の厚みも変化していることから、粉体層の構造変化が関与していると考えられる。壁面形状をコントロールした剪断セルを用いて実験を実施し、レーザードップラー振動計を用いた振動測定系も構築した。修理の完了した装置を用いて振動測定をしながらの実験を継続する。実験地震学振動測定系の設計ができたので、これを本格的に構築し、系統的な実験を継続する。粉体層に剪断を与える壁の形状が緩和過程に影響を与えることが分かった。剪断壁形状をコントロールするため剪断セルの再設計を行った。そのため、年度当初の課題であった振動測定については次年度の課題とした。剪断壁形状依存性の定量化はDcのスケール依存性の解明につながると期待できる。研究遂行に必要な装置(回転式剪断試験機)が故障したために、実験の継続できず、未使用額が生じた。本年度は振動強度を測定するシステムを設計した。本装置での振動測定の前例が無く、装置全体の共振周波数の影響も考慮して試行錯誤しながら測定システムを構築する必要があったため、本年度はデモ装置を用いて予備測定をすすめ、本装置の製作にかかる経費が未使用額として生じた。粉体層に剪断を与える壁の形状が緩和過程に影響を与えることが分かったので、剪断壁形状をコントロールするため剪断セルの再設計を行った。そのため、初年度の課題であった振動測定については次年度の課題とした。
アルカリリン酸塩融体内における網目構造形成過程に関する中性子非弾性散乱による研究

本研究は、中性子準弾性散乱によりアルカリリン酸塩融体内のPO_4四面体の揺動運動を測定することでPO_4ネットワークの形成過程を調べることを目的としたものである。試料としてはNa_2OとP_2O_5の1:1の混合系を用いた。理想的にはこの混合比でリン酸塩ガラスはそのネットワークが分岐点を有しない1本のPO_4重合体からなるはずであり、溶融ガラス状態の変化においてどのような大きさのPO_4重合体からネットワークが形成されていくのか興味深い。試料はリン酸二水素アンモニウム(NH_4H_2PO_4)と炭酸ナトリウム(Na_2CO_3)の混合物を真空中で溶融・分解させて作成した。この試料は300°C以下でも固化せず非常に安定して過冷却する。作成試料は粉末にして、中性子非弾性散乱用円筒型石英セルに真空封入した。中性子散乱の測定には高エネルギー物理学研究所・ブ-スター利用施設中性子散乱実験室に設置されているLAM-40型中性子準弾性散乱分光器を使用した。この装置はエネルギー移行omega=-410meV、弾性散乱位置において分解能が200mueVで運動量移行O=0.22.5A^<-1>の範囲の動的構造因子S(O,omega)を測定することができる。試料の取り付けでは抵抗線加熱型真空炉内でアダプターを介して石英セルを支え、それにより試料の昇温を行った。実験の測定では真空炉の能力及びマシンタイムの都合上、融点上の600°C、過冷状態の400°C、ガラス状態り室温の3点のみで行い、さらに各温度に保持した石英セルのバックグランドと標準試料のバナジウムの測定も行った。測定データの処理は東北大学大型計算機センターで稼動中のプログラムを用いてバックグランド、カウンター効率、吸収、エネルギー窓幅等の補正を行い、試料の動的構造因子S(O,omega)を得た。その結果では、過冷状態と600°Cの動的構造因子S(O,omega)のスペクトルの概形はガラス状態のそれとほぼ変わらず裾に分子内揺動運動モードを表す幅広い準弾性散乱スペクトルが見られない。このことはNa_2O-P_2O_5のリン酸塩ガラスでは融点より高い温度においてもPO_4四面体を骨格としたネットワークがほぼ完全に形成されていることを示している。一方、スペクトルの高さはガラス状態に向け温度が下がるほど高くなるという変化を示し、このガラスの融体はネットワーク鎖の揺動運動による流動性で特徴づけられているものと考えられる。