hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エクアドルの吸虫類、特に人症例が判明した新規肝吸虫の同定、分子系統、感染源の研究

南米エクアドルで住民を対象に肝吸虫の調査を実施して、太平洋側の3県にAmphimerus属肝吸虫の流行地を見いだした。淡水魚を20種類以上検査して、Guabinaという魚がメタセルカリアの寄生数が多く、感染源として最も重要であることを明らかにした。メタセルカリアの種同定には、患者由来の成虫を用いて解読した遺伝子配列が、マーカーとして役立った。肺吸虫に関しては、エクアドルでの過去の研究成果を紐解き、総説論文をまとめた。陽性地区の淡水産カニから幼虫を分離し、実験ネコへの感染試験で成虫を回収、本虫(メキシコ肺吸虫)の形態と遺伝子に関する知見も得た。エクアドルにおける人体寄生性肝吸虫Amphimerus sp.の既知流行地であるエスメラルダス県・カヤパス川流域で,2013年7月に研究分担者が研究協力者と共に現地調査を実施した.少数民族(チャチ族)の居住地区4箇所を選抜し,住民(総計300人)から糞便の提供を受けて、肝吸虫卵の検出を試みた.その結果,肝吸虫の寄生率は24.0%(地区別の寄生率は15.534.1%)で,新たな陽性地区も見付かった.感染者と同居するイヌ(31頭)およびネコ(14頭)の糞便を検査したところ,イヌ12頭(39%)およびネコ10頭(71%)から本虫卵が検出された.本虫が人獣共通の寄生蠕虫であることが証明された.感染源となる淡水魚(第2中間宿主)を特定するために,患者が喫食する淡水魚を聞き出し,19種類の魚を入手した.筋肉の人工消化で12種類の吸虫メタセルカリアが検出されたので,形態観察の後,塩基配列を解読した(リボソームDNAのITS2領域).しかし肝吸虫Amphimerus sp.と同定できるメタセルカリアは未だ得られておらず,感染源調査は継続することになった.2013年89月には,アマゾン川上流のスクンビオ州で,肺吸虫の現地調査を実施した.淡水産のカニTrichodactylus faxoniから,人体寄生性の肺吸虫であるメキシコ肺吸虫Paragonimus mexicanusのメタセルカリアを検出したので,日本でネコを用いた感染試験を実施中である.また,エクアドルの淡水産カニに関する論文およびエクアドルの肺吸虫(症)に関する総説論文を作成し,前者は掲載済みで,後者は審査中である.エクアドルにおいて肝吸虫Amphimerus sp.の地理的分布の調査を行い,同国北西部のエスメラルダス県以外に,同県に隣接するマニビ県にも流行地が存在することを明らかした.流行地で捕獲した数種類の淡水魚に,肝吸虫のメタセルカリアを検出した.現在,魚種の正確な同定を進めており,感染源を特定して予防啓発法の策定に繋げたい.魚から得たメタセルカリアを実験動物に投与して虫卵・成虫を回収した.形態を精査し,解剖学的特徴に基づく本虫の検索表作成に取り組んでいる.また分子系統に基づく肝吸虫類の分類再検討の為に,核リボソームDNAやミトコンドリアDNAの配列を増幅・解読した.これらのデータは系統解析に役立つだけでなく,塩基配列解読に代替する迅速同定法(PCR-RFLPやマルチプレックスPCR)確立にも適用できる.更に感染動物由来の成虫から抗原を調整し、micro-ELISAによる血清診断法の確立に着手した.併せて,河川のカニから肺吸虫のメタセルカリアを検出し,その形態を精査して、種同定を進めている.エクアドルの肺吸虫に関する塩基配列の解読を進め、中南米産のメキシコ肺吸虫との分子系統関係の解析に取り組みたい.エクアドルの北西部・エスメラルダス県の集落で、約300人の住民のほぼ2割から肝吸虫類の虫卵が検出され、駆虫で得た成虫が精査されてAmphimerus属と形態同定された(Calvopina et al., 2011)。南米に人体寄生の肝吸虫が分布することは、よく知られておらず、そこで我々は同国で広範な疫学調査を実施し、同国北中西部(太平洋側)のサントドミンゴ県とマナビ県にも、Amphimerus属肝吸虫の新たな流行地を見いだした。住民の感染源は全く不明であったが、我々の調査により20種類を超える淡水魚が本虫の第2中間宿主であることが明らかとなった。魚から得た幼虫メタセルカリアの種同定には、患者由来の成虫を出発材料に、我々により解析・登録された遺伝子配列が、マーカーとしての役割を果たしている(リボソームDNA・ITS2領域)。また、一部の魚からは異形吸虫類Haplorchis pumilioのメタセルカリアも検出され、その形態がAmphimerus属肝吸虫と酷似する事実も明らかとなった。したがってこれらの吸虫メタセルカリアを迅速・正確に同定・鑑別する新たな分子診断法を確立する必要があり、LAMMP法の開発に取り組んでいる。治療試験にも取り組み、吸虫の治療薬であるプラジカンテルが本虫の駆虫にも有効で、特にアジアの肝吸虫症に用いる投薬量より多い量を連日投与する方法が有効であることを見いだした。エクアドルは肺吸虫の高度汚染国としても有名である。同国の研究動向を知るため、肺吸虫(症)の総説論文をまとめ,さらに感染源となる淡水産カニの地理的分布に関する論文も作成した。同国における肺吸虫症の発生動向の解明、そのための免疫診断系の確立に取り組んでいる。

南米エクアドルで住民を対象に肝吸虫の調査を実施して、太平洋側の3県にAmphimerus属肝吸虫の流行地を見いだした。淡水魚を20種類以上検査して、Guabinaという魚がメタセルカリアの寄生数が多く、感染源として最も重要であることを明らかにした。メタセルカリアの種同定には、患者由来の成虫を用いて解読した遺伝子配列が、マーカーとして役立った。肺吸虫に関しては、エクアドルでの過去の研究成果を紐解き、総説論文をまとめた。陽性地区の淡水産カニから幼虫を分離し、実験ネコへの感染試験で成虫を回収、本虫(メキシコ肺吸虫)の形態と遺伝子に関する知見も得た。エクアドルにおいて肝吸虫Amphimerus sp.の流行地で捕獲した数種類の淡水魚から,肝吸虫のメタセルカリアが検出できたことから,実験動物を用いた感染試験により,本虫の成虫を確保する目途が立った.成虫を出発材料として必要とする形態学的検討.分子生物学的検討.免疫血清学的検討に積極的に取り組む事ができる.肺吸虫に関しても同様の状況にある.27年度が最終年度であるため、記入しない。寄生虫学検討課題については既に述べた.問題点はある.肝吸虫Amphimerus sp.の流行地が共同研究者の実験室から遠く,新鮮な研究材料の確保には,時間と経費が予想外に必要である事が分かった.距離の近い足場の良い地区に流行地を見付けて,円滑な材料確保を図りたい.また実験室の消耗品も補充が不十分である事が分かった.予算をつぎ込む事で,今年度の研究成果を確実なものとしたい.感染者が喫食する淡水魚の種類が極めて多く,検査がまだ行き届いておらず,肝吸虫Amphimerus sp.と同定できるメタセルカリアは未だ得られていない.27年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年4月1日以降の支払い分については,平成27年度の実績報告に計上するため.執行は3月末にほぼ終了している.27年度が最終年度であるため、記入しない。肝吸虫Amphimerus sp.と同定できるメタセルカリアは未だ得られておらず,感染源調査を継続する.メキシコ肺吸虫に関しては予定通りの作業を進める.上記のとおり.27年度が最終年度であるため、記入しない。
気体引き込み流制御型スプレーイオン源を用いた細胞内リン酸化シグナルの定量計測

タンパク質の翻訳後修飾に関する定量的かつ包括的な知見は、細胞の制御機構を正確に理解する上で重要な情報である。本研究では、プロテオーム間の計量比較で広く用いられている非標識法にデータ解析ソフトウェアの改良版を搭載し、分析システム全体を最適化した。この非標識プロテオミクスシステムを乳癌幹細胞の維持機構の解析に適用した。すなわち、乳癌のモデル細胞で発現している2種類の蛋白質リン酸化酵素の遺伝子をノックダウンすると、細胞の増殖・生存が抑制されるとともに、ノックダウン分子そのものや様々な分子群のリン酸化レベルが有意に減少していることが観測された。蛋白質の翻訳後修飾に関する定量的かつ包括的な知見は、細胞の制御機構を正確に理解する上で必須の情報である。本研究では、リン酸化シグナル伝達系の高精度定量法を開発する。本年度は、窒素ガス引き込み法により、計測に用いる質量分析システムの検出安定化および高感度化を図った。エレクトロスプレーイオン源を微流速の液体クロマトグラフに接続した場合、溶出期間にわたってイオン化ペプチドの高感度検出を維持することが重要である。大気由来のバックグランドノイズをおさえるため、代わりに純窒素ガスを供給した。イオン源に供給する窒素ガスの量を質量分析計への引き込みと同調させることは困難なので、送気系の途中に余剰の窒素ガスを系外に逃がすための工夫を施した。この結果、バックグランドノイズを5分の1以下に抑えることができた。しかしながら、イオン化ペプチドの検出強度もノイズの低減に応じて低下することがわかった。そこで、代替の手段として大気の引き込み口に活性炭フィルターを取り付けた。この方法でもノイズ低減の効果が見られた。フィルター取り付けの仕様を用いて、6種類のウシ由来タンパク質から調製した標準ペプチド混合物を測定に供したところ、タンデム質量分析の出力データ量が2倍程度まで増加した。今後は、イオン源の周囲にさらに工夫を施し、安定的かつ高感度の測定系を構築する。また、実試料の測定によってもその効果を確かめる予定である。本研究では、液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析(LC-MS/MS)を用いたリン酸化シグナル伝達系の高精度定量法を開発する。本年度は、定量の参照として用いられる安定同位体標識ペプチドを複数種類用意し、より正確なペプチド定量の方法を検討した。安定同位体標識を用いる定量法では、一般に1種類の標識ペプチドの一定量を試料に添加する。その際は、試料に含まれる定量対象の非標識ペプチドに比べて検出強度が同程度になるように添加量を調整し、検出のダイナミックレンジから外れることを避けるようにしている。今回は、上皮成長因子受容体(EGFR)チロシンキナーゼのリン酸化部位を含むペプチドGSHQISLDNPDYQQDFFPKをモデルとして安定同位体標識ペプチドを合成した。すなわち、118番目のPのみ標識したもの、217Fと18Pを標識、および316F、17F、18Pを標識、の3種類である。ペプチド間の質量差は10 Daとした。各ペプチドを1:10:1000の割合で混合し、10 fmol、100 fmol、および10 pmol分を測定したところ、添加量に応じた検出強度が得られた。上記の標識ペプチド混合物を実試料に添加すると、1回の測定で検出強度の検量線と対象ペプチドの定量値を同時に得ることができる。また、対象ペプチドの量が試料間で大きく変動する場合でも、検量線の範囲内であれば各試料に同一量の標識ペプチド混合物を添加すればよい。このように、今回の工夫は定量操作の簡略化にもつながる。タンパク質の翻訳後修飾に関する定量的かつ包括的な知見は、細胞の制御機構を正確に理解する上で必須の情報である。一方、LC-MS/MSを基盤としたプロテオーム解析法のうち、安定同位体標識を用いない方法(非標識法)は現在広く受け入れられている。非標識法の成否は、おもに連続測定におけるLC-MS/MSの安定性および測定データの解析手法に依存している。本年度は、以前に開発した非標識法専用の解析ソフトウェアの改良を試みた。すなわち、データ処理の高速化を図り、合わせて測定データファイルの最新版にも対応した。このソフトウェアは、ペプチド同定のための配列データベース検索を連動させ、データ整列化処理から検出強度情報の出力までの全自動化を実現している。乳癌幹細胞のリン酸化プロテオミクスに、本ソフトウェアを加えた一連の分析システムを適用した。タンパク質リン酸化酵素XをsiRNAによってノックダウンすると、幹細胞の増殖・生存が抑制された。次に、ノックダウンにともなう細胞内のリン酸化レベルの変動を見るためにリン酸化プロテオミクスをおこなった。すなわち、ノックダウン処理を施した細胞とその対照からそれぞれタンパク質抽出、トリプシン加水分解、およびチタニア処理を経てリン酸化ペプチド混合物を得た。各ペプチド混合物のLC-MS/MSデータを上記のソフトウェアの上で比較したところ、ノックダウン分子そのものや様々な分子群のリン酸化レベルが有意に減少していることが観測された。以上のとおり、本研究で構築した分析システムは、定量分析のターゲットとなるリン酸化修飾を探索する手段として有用である。やや遅れていると自己評価した。全体の達成度の遅れを取り戻すために、今年度は質量分析データの計量比較アルゴリズムの開発をおこなった。

研究実績の項でも述べた通り、従来から稼働していたものに改良を加え、より汎用性の高い運用ができるようになった。また、このアルゴリズムを腫瘍細胞のリン酸化プロテオミクスに応用したところ、リン酸化酵素のノックダウンにともなって増減するリン酸化タンパク質群を同定することができた。定量分析のターゲットとなる翻訳後修飾の探索手段を整備したことは、研究方法の改善につながるものとして重要である。タンパク質の翻訳後修飾に関する定量的かつ包括的な知見は、細胞の制御機構を正確に理解する上で重要な情報である。本研究では、プロテオーム間の計量比較で広く用いられている非標識法にデータ解析ソフトウェアの改良版を搭載し、分析システム全体を最適化した。この非標識プロテオミクスシステムを乳癌幹細胞の維持機構の解析に適用した。すなわち、乳癌のモデル細胞で発現している2種類の蛋白質リン酸化酵素の遺伝子をノックダウンすると、細胞の増殖・生存が抑制されるとともに、ノックダウン分子そのものや様々な分子群のリン酸化レベルが有意に減少していることが観測された。本研究では、リン酸化シグナル伝達系の高精度定量法を開発する。本年度は、本研究の延長最終年度の課題として、質量分析のイオン源部分における気体引き込み法の改良をおこなった。タンパク質の発現やリン酸化の網羅的な計量計測にはおもに質量分析が用いられている。質量分析の試料導入部では、大気圧下で試料溶液を噴霧する方法によって対象分子が気化およびイオン化される(エレクトロスプレー)。エレクトロスプレーイオン源を微流速の液体クロマトグラフに接続した場合、連続測定の開始から終了までにわたってイオン化ペプチドの高感度検出を維持することが重要である。イオン源に供給する気体の量を質量分析部への引き込みと同調させることは困難なので、昨年度までの測定では送気系の途中に余剰の窒素ガスを系外に逃がすための工夫を施した。この結果、大気に由来するバックグランドノイズを5分の1以下に抑えることができた。本年度は窒素ガスに酸素ガスを混合する装置の開発をおこなった。すなわち、窒素と酸素の混合比を通常の大気の組成である4対1になるように両気体の供給を調節できるようにした。さらに、混合前の各ガスの供給率を微調整できるようにした。こうしておくと、イオン検出のための最適な大気組成の検討も実施することが可能である。エレクトロスプレーイオン化は現在のプロテオミクスに必須の方法である。したがって、イオン源の改良はプロテオミクス一般に貢献し、タンパク質リン酸化に限らずその他の翻訳後修飾の分析にも適用することができる。やや遅れていると自己評価した。本研究計画での開発を目指した、イオン源への質素ガス引き込みは検出の再現性を得ることが困難だった。代替として用いた活性炭フィルターについては、検出ノイズの低減に一定の効果があることを確かめた。
グローブ座におけるエリザベス朝演劇の所作の研究

初演の形態(original staging)を分析するために、英国ルネサンス期演劇全般を対象とし、ト書きについてのデータベースを利用して調査すべき箇所を絞り込み、大英図書館で当時の戯曲を150冊あまり調べ、国内でもファクシミリを利用し、他に約100冊を検証した。なかでも、「手紙の場面」のトポスの解明と、劇場の舞台柱やはね上げ戸の利用について検証をおこない、次のような考察をえた。(1)Two Gentlemen of Veronaにおける手紙のシーンは、マーローやグリーンなど他の劇作家が書いた手紙の場面と共通性があり、手紙が小道具として利用された背景には、当時の手紙執筆の流行があった。この点は英国の大英図書館における16世紀の手紙判例集の調査で確かめられ、手稿本により劇作品の当該場面も確認できた。(2)柱は1600年頃まで、俳優に場所や方向をしめす記号として用いられた。1610年前後には、人がかくれる物陰や、道具や捕らえた人を結わえつける場所として用いられるようになる。時代が下ると、さらにひねりがきいて、柱を人にみたてて、誓いやフェンシングの稽古をしたり、挨拶したりする。(3)はね上げ戸は、舞台下の奈落すなわち地獄につながるという宇宙観的な意味づけがされてきた。しかし、幽霊・悪魔・魔女などの登場口や墓穴として、地獄と結びつく場合も多いが、地下室や階下など、単に物理的に下方をあらわす例がほぼ同数ある。喜劇では、地獄を意味することは少なく、ジャンルによって柔軟に利用されていた可能性が強い。(4)古版本のト書きに、二階舞台の使用が明記されている場合でも、当該の劇団がある時期に用いた劇場やホールを考えると、二階舞台を利用せずに上演しなければならなかったであろう例がある。このことから、二階舞台の利用を見直す必要が確かめられた。シェイクスピアの初期作晶を中心に、卜書きと、舞台上の動きや劇場の各部に言及している台詞をもとにして、「舞台を横切る動き」(passing the stage)と、舞台上の俳優の位置取りを分析し、その過程で「手紙の場面」のトポスを解明することを新たに課題に加え、次のような成果をえた。(1)Titus AndronicusやTwo Gentlemen of Veronaにおいて、舞台上の人物たちがふたつのブロックに分けられ、一方の集団は別の集団の行為に気づいていないと思われる場合が数力所発見されるが、その場合の舞台空間の使用は、奥行きのないローズ座では左右に分割されたが、グローブ座では舞台の奥行きを利用し前後に分割された可能性があることが明確になった。その過程でロンドンに再現されたBankside Globeの芸術監督のMark Rylanceから、現地で意見を聞くことができ、演技者の立場から貴重な示唆を得た。(2)Two Gentlemen of Veronaにおける手紙のシーンは、マーローやグリーンなど他の劇作家が書いた手紙の場面と共通性があり、このように手紙が際だった小道具として利用された背景には、当時の手紙執筆の流行の過熱があったが、この点は大英図書館における16世紀の手紙判例集の調査や、手稿本による劇作品の当該場面の確認により、十分な資料を得ることができた。(3)「舞台を横切る動き」(passing the stage)についての主要な学説の確認と例示されている作品について検証を進め、英国の研究者との交流からprompt booksの利用について有益な知見を得た。昨年のシェイクスピアの初期作品から、本年度は英国ルネサンス期演劇全般に対象を拡大し、ト書きについてのデータベースを利用して調査すべき箇所を絞り込んだ。

大英図書館で当時の戯曲を150冊あまり調べ、利用価値のないデータを選別し、漏れていた事例を採取した。国内でもファクシミリを利用し、他に約100冊を検証し、資料の信頼性が飛躍的に向上した。用例全体の傾向をみながら、グローブ座とローズ座で演じられた劇を中心に、劇場建築の各部位が具体的にどう用いられたかを検討し、次の考察をえた。(1)柱の利用の変遷柱は1600年頃まで、俳優に場所や方向をしめす記号として用いられた。1610年前後には、人がかくれる物陰や、道具や捕らえた人を結わえつける場所として用いられるようになる。時代が下ると、さらにひねりがきいて、柱を人にみたてて、誓いやフェンシングの稽古をしたり、挨拶したりする。一般にはね上げ戸は、舞台下の奈落すなわち地獄につながるという宇宙観的な意味づけがされてきた。しかし、網羅的に例を集めると、幽霊・悪魔・魔女などの登場口や墓穴として、地獄と結びつく場合も多いが、地下室や階下など、単に物理的に下方をあらわす例がほぼ同数ある。喜劇では、地獄を意味することは少なく、ジャンルによって柔軟に利用されていた可能性が強い。地獄を連想させるだけで、上演上の必要を吟味しないまま、安易にはね上げ戸の利用が認められてきた場面に、別の上演方法がありうることも立証された。(3)二階舞台の利用頻度古版本のト書きに、二階舞台の使用が明記されている場合でも、当該の劇団がある時期に用いた劇場やホールを考えると、二階舞台を利用せずに上演しなければならなかったであろう例がある。このことから、二階舞台の利用を見直す必要が確かめられた。
ネットワークを利用したバーチャルもの作りの産業組織デザインに関する実証的研究

本研究では、本格的なデジタルエコノミーの進展にともなう、工場の海外移転の急速な展開と、電子調達による企画部品などの海外調達の広まりの中で、日本の工業集積が直面している産業構造上の危機を、地域の工業集積がその分業構造とネットワーク利用の高度化の中でどのように対応し、どのような新たな産業創成のビジョンを形成しつつあるかについて学際的な研究を行った。平成14年度においては、産業集積地としての京都の特徴とビジネスモデルとしての検討を行い、「京都の工業集積の特色と挑戦」「京様式経営-モジュール化戦略」と題してまとめ発表した。さらに、高度な技術力を有する中小企業が集積している工業集積地域において、試作品の一品生産が注目されている大田区、世界的な競争力を有するハイテク企業が起業し存在する京都、初期の段階から情報通信技術の導入を図っている諏訪岡谷地域などを中心に、工業集積を生かして取り組まれている様々な先進的な事例の調査分析を行なった。以上の調査、分析を踏まえ、今後の日本の製造業が目指すべき新しいビジネスモデルとして、(1)効率的な多品種少量生産モデルとしての京様式企業モデル、(2)高度な技術力を背景とした試作品ビジネスモデル、(3)消費者(使い手)と生産者(作り手)のコラボレーションによって製品の企画・開発・生産を行っている自立分散型生産システム、の3つについて提案を行なった。特に、(3)については、岡谷の工業集積の協力を得ることで、オンラインTV会議システムおよびWebシステムを用いたコラボレーションシステムを利用し、家庭用小型PCを対象とし、消費者(使い手)と生産者(作り手)との間でアイディア生成、設計、製造までの段階を通じた実験を行ない、その製造プロセスにおける問題点の把握とコーディネーターの役割の重要性を明らかにした。
ｅポートフォリオとライフログの連携による総合支援型英語学習システム開発

本研究課題では,研究代表者・研究分担者がこれまでに構築してきた,eポートフォリオを中心とする英語学習モデルを拡充し,eポートフォリオに記録された目標設定及び学習行動の状況を,学習者のライフログ(生活・学習記録)と関連づけて分析する。この分析に基づき,生活・学習の両面において各学習者に最適化された指導をeポートフォリオ上で行うシステムを開発し,その指導が学習者の生活・学習行動に及ぼす影響を分析する。4学期制の導入など,国内の大学英語教育が直面している変化の中で,eポートフォリオを活用し,より主体的で自律的な英語学習を支援するための英語教育モデルを開発し,その効果を検証する。
食物繊維による経口摂取RI発癌物質の体内吸収試減効果

平成3年度は以下に述べる研究実績を得た。1.前年度(平成2年度)に昆布(ホソメコンブ)を2%の割合に添加した実験飼料を4日間自由摂取させた雌性SDラット(1群5匹)に^3H標識乳癌誘発剤、[Gー^3H]7,12ーdimethylbenz(a)anthracene(以下[ ^3H]DMBA)を44.4kBq(0.1mlオリ-ブ油中)胃内投与して、3時間後、24時間後に採血、解剖して、血中、ふん便・尿中、諸臓器内の^3Hの取り込みを測定し、食物繊維(DF値53%)としての昆布を含む実験飼料が[ ^3H]DMBAの体外排泄促進、体内吸収軽減、標的組織(乳腺を含む皮膚)への到達軽減の作用を示すことを確かめたので、今年度は同実験で採取した皮膚より抽出したDNAと[ ^3H]DMBAとの結合を調べた結果、対照群と、3時間後では差異は認められなかったが、24時間後では対照群の0.3514pmol/mgDNAに対し、実験群では0.0192pmol/mgDNAを示し、著しい低値を得た。2.あまのり(DF値41%)、セルロ-スを各々2%、1.5%を含む2種類の実験飼料を用い、前年度に昆布を用いた場合と同じ方法で実験を進めた結果、表に示すように皮膚と血液における[ ^3H]の取り込みから、あまのり、セルロ-スのいずれも[ ^3H]DMBA投与3時間後に食物繊維としての効果が観察された。3.現在、寒天、しいたけ、あおのりについて同様の実験を進めており、さらに各実験群の皮膚におけるDNAと[ ^3H]DMBAとの結合の多寡を調べる予定である。今後はDMBA以外の数種のRI標識発癌物質を用いて同様の実験を行う。食物繊維の含有量の高い食品の中、寒天、干シイタケ、アオノリ、アマノリ、ホソメコンブのそれぞれの乾燥粒末を標準飼料に2%の割合に添加した実験飼料およびセルロ-ス粒末を1.5%の割合に添加した実験飼料を作製し、現在冷蔵保存中であるが、これまでにホソメコンブ添加飼料を用いて実験を行った。すなわち実験飼料をSD系雌性ラットに3日間自由摂取させた後、ラットに乳癌を誘発させる化学発癌剤、7ー12ージメチルベンズアントラセン(DMBA)のRI標識物質(〔Gー^3H〕DMBA)の1.2μCi/0.1mlオリ-ブ油を1回胃内投与して3時間後、24時間後に採血、解剖して、血中、諸臓器中、尿中の^3Hの含有量を液体シンチレ-ションカウンタ-で測定し、DMBAの取り込み量を算出した。対照群のラットには標準飼料を与え同様にDMBAの取り込み量を算出した。その結果、実験群ラットの3時間後の標的臓器、皮膚の^3H含有量は0.1632nmol/g tissue、血液:0.0762、24時間後の皮膚:0.2560、血液:0.1192で、対照群ラットの3時間後の皮膚:0.3323、血液:0.1016、24時間後の皮膚:0.5132、血液:0.1585に比べて低値を示し、食物繊維としてのホソメコンブが発癌物質DMBAの腸管から体内への吸収軽減、標的臓器への到達軽減の作用が確かめられた。またホソメコンブの食物繊維含有量は41%であった。

これらの結果は、平成2年8月第15回国際癌会議(ハンブルグ、西独)にて報告した。その後、皮膚よりDNAを抽出し、DMBAと皮膚DNAとの結合を^3Hを測定して算出したところ、実験群では24時間後にDMBA・DNA結合の低下が認められた。現在、セルロ-ス、アマノリの添加食を用いて同様の実験を展開中である。平成3年度は以下に述べる研究実績を得た。1.前年度(平成2年度)に昆布(ホソメコンブ)を2%の割合に添加した実験飼料を4日間自由摂取させた雌性SDラット(1群5匹)に^3H標識乳癌誘発剤、[Gー^3H]7,12ーdimethylbenz(a)anthracene(以下[ ^3H]DMBA)を44.4kBq(0.1mlオリ-ブ油中)胃内投与して、3時間後、24時間後に採血、解剖して、血中、ふん便・尿中、諸臓器内の^3Hの取り込みを測定し、食物繊維(DF値53%)としての昆布を含む実験飼料が[ ^3H]DMBAの体外排泄促進、体内吸収軽減、標的組織(乳腺を含む皮膚)への到達軽減の作用を示すことを確かめたので、今年度は同実験で採取した皮膚より抽出したDNAと[ ^3H]DMBAとの結合を調べた結果、対照群と、3時間後では差異は認められなかったが、24時間後では対照群の0.3514pmol/mgDNAに対し、実験群では0.0192pmol/mgDNAを示し、著しい低値を得た。2.あまのり(DF値41%)、セルロ-スを各々2%、1.5%を含む2種類の実験飼料を用い、前年度に昆布を用いた場合と同じ方法で実験を進めた結果、表に示すように皮膚と血液における[ ^3H]の取り込みから、あまのり、セルロ-スのいずれも[ ^3H]DMBA投与3時間後に食物繊維としての効果が観察された。3.現在、寒天、しいため、あおのりについて同様の実験を進めており、さらに各実験群の皮膚におけるDNAと[ ^3H]DMBAとの結合の多寡を調べる予定である。今後はDMBA以外の数種のRI標識発癌物質を用いて同様の実験を行う。
髄鞘形成におけるテニューリン4の機能解明と髄鞘関連疾患への応用を目指す研究

本研究では細胞膜貫通型タンパク質・テニューリン4(Ten-4)に注目し、Ten-4欠損マウスの中枢神経系では小径軸索特異的な髄鞘形成不全が見られ、オリゴデンドロサイトの細胞突起形成阻害が起きていることが解った。さらにTen-4の下流でfocaladhesionkinase(FAK)が活性化し、細胞突起形成を制御していることが解った。本研究により、Ten-4機能の分子機序の一端が解明され、今後髄鞘関連疾患の応用的研究に役立つものと期待される。これまでに我々は、テニューリン-4(Ten-4)欠損マウスの中枢神経系においてオリゴデンドサイトによる小径軸索の髄鞘形成不全が起こることを示した。本研究では、Ten-4によるオリゴデンドロサイトの分化制御の分子メカニズムを解明することを目的とした。具体的には、Ten-4の結合分子を同定とシグナル伝達経路を解析することを目指した。結合分子の同定では、野生型マウスの脳・脊髄のライセイトと抗Ten-4抗体を用いて免疫沈降を行い、マススペクトロメトリーによってTen-4と共沈降するタンパク質の同定を試みた。抗Ten-4抗体のサンプルではコントロールサンプルと比較して、Ten-4をはじめ様々な特異的なタンパク質が同定された。主に膜タンパク質や細胞内タンパク質が検出され、細胞外液性因子や細胞外マトリックス分子は検出されなかった。これらTen-4結合タンパク質候補の性質から、膜タンパク質は細胞間でTen-4と結合をしている可能性が示され、また、細胞内タンパク質の中には細胞骨格に関連した分子が多かったことから、Ten-4の細胞骨格制御に関わる機能が推測された。本研究によってこれまで明らかにされていなかったTen-4の分化制御メカニズムの一端が解明され、今後さらなる解析により、髄鞘形成の基礎的・応用的研究に役立つものと期待される。初年度は、テニューリン-4(Ten-4)の結合タンパク質の同定とシグナル伝達経路の解析を計画し遂行した。結合タンパク質のスクリーニングとして、マウスの脳と脊髄のライセイトと抗Ten-4抗体を用いた免疫沈降を行い、マススペクトロメトリーによる同定を様々な条件で試みた。しかし決定的な結合タンパク質(特にTen-4細胞外ドメイン結合タンパク質:Ten-4リガンド)の同定には至らなかった。一方、予備実験により細胞内結合タンパク質の候補に上げられていた分子に関する実験はほぼ計画通りに進んだ。中でもfocal adhesion kinase (FAK)は、抗Ten-4抗体を用いた免疫沈降にて共沈降され、且つオリゴデンドロサイト内で免疫染色による共局在が見られた。さらにTen-4欠損マウスの脊髄とTen-4をノックダウンしたオリゴデンドロサイトにてFAKの活性化に減少が見られ、Ten-4をノックダウンしたオリゴデンドロサイトにconstitutively active FAKをトランスフェクションすることによって、Ten-4のノックダウンによる分化阻害効果に改善(レスキュー効果)が見られた。また、Ten-4欠損マウスの髄鞘形成阻害は小径軸索に特異的であることが見つかった。このことは既に報告されていたFAKのノックアウトマウスの表現型でも見られることがわかった。これらの結果より、中枢神経系の髄鞘形成においてTen-4はFAKのシグナル経路を制御する分子であることが示された。これらをまとめた論文を現在投稿中である。今後は、引き続きTen-4リガンドの同定を進めるとともに、FAKやFAKのシグナル経路に関わる他の分子とTen-4の関係を明らかにすることで、髄鞘形成不全・脱髄性疾患の新規治療薬の開発への可能性を探る。初年度にはTen-4の結合タンパク質の同定とシグナル伝達経路の解析を計画しており、予備実験により結合タンパク質の候補に挙げられていたタンパク質(例:FAK)のTen-4結合活性やシグナル伝達に関する実験に関しては計画通り実験が進んだが、結合タンパク質のスクリーニングが未だ成功に至っていないため、特にTen-4細胞外ドメイン結合タンパク質(Ten-4リガンド)の同定はできていない。その理由として、実験の条件決定が予想以上に困難であったことが挙げられる。Ten-4の可溶化に関して、様々な界面活性剤を用いた方法やその他の方法にて至適条件の検討を行った。しかし初年度中に、結合タンパク質との結合を維持したままのTen-4の効率の良い可溶化の条件の決定には至らなかった。膜貫通タンパク質であるTen-4は基本的に可溶性が悪く、また、特にin vivoでは脂溶性が高い髄鞘部位に局在している可能性もあるためと考えられる。結合タンパク質の同定はマススペクトロメトリーによって行うため、その系で十分に検出できる程度のタンパク質量を調製できるように現在も実験条件を改良中である。一方で、FAKやその他の候補結合タンパク質の実験は計画通りに進んだ。

その理由としては、以前より準備していた実験系(例:Ten-4欠損マウスやTen-4のノックダウン)がFAKやその他の候補結合タンパク質を導入した後も問題なく機能したことが挙げられる。FAKとの関連データは既にまとめて論文を投稿中である。また、前者のスクリーニングの実験が遅れた原因の一つとして、そのFAKの関連データを含む投稿中の論文の更正用の実験に予想以上の時間を要し、それを優先しなければならなたったことも挙げられる。今後は、Ten-4結合タンパク質のスクリーニングの条件確立を引き続き行い、且つ既に結合することがわかっている分子(例:FAK)については、予定通りその結合様式の同定を行っていく。結合タンパク質のスクリーニングについては、初年度に問題となったTen-4の可溶化の問題を含め、新たなより親和性の高い抗Ten-4抗体の選別や免疫沈降の際のビーズへの固定化の方法等にも改良を加えて、より好条件でのスクリーニングの実現を目指す。具体的には、これまで使用していた自作の抗Ten-4抗体に加えて、いくつかの市販の抗Ten-4抗体での免疫沈降も同時に試していく。そしてそのスクリーニングから結合タンパク質(特にTen-4細胞外ドメイン結合タンパク質:Ten-4リガンド)が同定された際には、速やかに計画通りの評価実験を行っていく。既に結合することがわかっている分子について、例えばFAKでは、まずTen-4とFAKが直接結合しているのか、間接的に結合をしているのかを明らかにする。直接的結合であれば、Ten-4のFAK結合ドメインの同定を試みる。間接的に結合をしているのであれば、どのような分子がアダプターとなっているのかを明らかにし、直接的結合の際と同様にその結合ドメインの同定を行う。これらはTen-4の細胞内ドメインとの結合が予想されるため、その結合ドメイン由来の合成ペプチド等での活性制御は困難と思われる。そこで、FAKを制御する既存の膜貫通分子(例:インテグリン)とTen-4との関連を調べ、Ten-4によるそれら膜貫通分子-FAKの活性化の分子作用機序を明らかにすることで、合成ペプチド等を用いた細胞外からの活性制御のアプローチ方法も探る。初年度にて、研究協力者達の協力も得て、大まかな設備のセットアップは完了している。そのため次年度は、計画通り、細胞培養や分子生物学実験に必要な試薬や抗体、キット、プラスチック製品等の消耗品の購入に研究費をあてがう予定である。また、研究遂行に必須である研究成果の発表や研究協力者との情報交換のための参加費や旅費にも計画通りに研究費を使用する予定である。
新環拡大反応の展開と応用

1.新環拡大反応の展開-先に我々が開発した、ベンゾイルトリフレ-トによるビシクロまたはトリシクロアルカン橋頭アルデヒドの環拡大反応を、ビシクロ[3.2.1]オクチル、ビシクロ[3.3.1]ノニルおよびビシクロ[3.2.2]ノニル系に応用し、炭素一個分環拡大した各種新規ビシクロ1,2-ジオ-ル類を合成することに成功した。この方法を、ホルミル基が^2Hまたは^<13>Cで標識された化合物に応用すれば、2位が標識された1,2-ジオ-ル類を高収率で合成できる見通しを得た。さらに他の方法では合成が困難な1-クロロビシクロ[2.2.2]オクタン-2-オンも本手法の変形によって合成できることを見つけた。現在、この新環拡大反応によって高収率で合成される3-ヒドロキシ-4-ホモアダマンタノンから、他の方法では従来得られなかった3-アルキル(またはアリ-ル)4-ホモアダマンタノンの合成を試みており、予備実験を完了した。2.2-メチレン橋頭炭素陽イオンのアリル共役-2-メチレン橋頭化合物のソルボリシス速度が、対応する橋頭オレフィンの歪みエネルギ-とS字型相関を示すことを実証した。この結果に基づき、2-オキソ炭素陽イオンでは陽電荷がカルボニル酸素へ非局在化する可能性は極めて小さいと結論された。今後この手法をイミノ基やチオカルボニル基と隣接炭素陽イオン中心との共役の検証に応用できると考えられる。3.3-オキソ炭素陽イオンの結合経由軌道相互作用-3-オキソビシクロ[2.2.2]オクト-1-イル誘導体のソルボリシス速度が、カルボニル基の電子求引効果から予想値よりも10^3倍速いことを見つけた。この結果と生成物分析から、陽電荷が結合経由軌道相互作用によりカルボニル酸素へ非局在化することが実証された。1.新環拡大反応を用いる有機合成ー1ーアダマンタンカルボアルデヒドから、新方法によって容易に導かれる3,4ーホモアダマンタンジオールを経由し、つぎの新規化合物群への合成経路を確立した。(1)3ーヒドロキシー4ーホモアダマンタノンー4ー^<13>C、(2)4ーホモアダマンタノンー3ー^2Hまたは3ー^<13>C、(3)4ーアルキルまたはアリールー3,4ーホモアダマンタンジオール、(4)3ーアルキルまたはアリールー4ーホモアダマンタノン、ならびに(5)3位および4位に任意のアルキルまたはアリール基をもつ4ーホモアダマンタノール。この方法は、他の橋頭アルデヒド類にも応用できる見通しを得た。さらに、新しい機構による一電子移動反応の、興味深い基質である1ークロロー3,3ージメチルビシクロ[2.2.2]オクタンー2ーオンの合成にも成功した。2.2ーメチレン橋頭炭素陽イオンのアリル共役ー2ーメチレン橋頭化合物のソルボリシス速度が、対応する橋頭オレフィンの歪みエネルギーとS字型相関関係を示すことを実証した。この結果に基ずき、先に検討した2ーオキソ炭素陽イオンでは、陽電荷がカルボニル酸素への非局在化する可能性は極めて低いと結論される。この手法は、さらに、2位のイミノ基、チオカルボニル基等と、隣接炭素陽イオン中心との共役の検討にも応用できると考えられる。

3.3ーオキソ炭素陽イオンにおけるスルーボンド軌道相互作用ー3ーオキソビシクロ[2.2.2]オクトー1ーイル誘導体のソルボリシス速度が、カルボニル基の誘起電子効果からの予想値よりも、約10^3倍速いことを見つけた。この結果は、3ーオキソ炭素陽イオンでは、陽電荷がスルーボンド相互作用によりカルボニル酸素へ非局在化することを示し、カルボニル基の新しい電子的効果と言える。反応生成物の分析からも、この新しい相互作用が支持された。1.3位置換4ーホモアダマンタノンの新合成法の開発ー従来標題化合物のうち合成されたものは3位にメチル基をもつものに限られ、その合成法も極めて特殊であった。また、その方法を他のアルキル基やアリ-ル基に適用することは不可能であった。今回我々は、新環拡大反応に高収率で得られる3ーヒドロキシー4ーホモアダマンタノンとRLiとの反応で得られるジオ-ルをピナコ-ル転位させることにより、3位にアルキルまたはアリ-ル基をもつ4ーホモアダマンタノンの新合成法を開発した。2.4ーオキソー2ーアダマンチルトリフレ-トの合成とソルボリシスーアキシアル型とエカトリアル型の標題化合物を収率よく合成する方法を開発し、それらのトリフルオロエタノリシスとメタノリシスの生成物を調べた。TFE中では2axと2eqのいずれのトリフレ-トからも2eq型置換生成物が主に得られたが、MeOH中では2eq型から2ax型が主に生成した。さらに、両溶媒中で3040%の開環生成物(エステル)が生成したことは、この反応がイオン化を経ることを示す。これらの結果は、求核性が高い溶媒中ではSn2(intermediate)型の反応が起っていることを示唆している。3.4ーメチレンー2ーアダマンチルトリフレ-トのソルボリシスー標題化合物のアキシアル型を新たに合成し、そのソルボリシスを各種溶媒中で検討した。メタノ-ル中の生成物は骨格を保ったもの28.4%と転位物と推定されるもの71.6%からなり、前者のeq:ax比は14:86であった。反転生成物(14%)が生成したことは非古典的構造中間体では説明できず、古典的中間体によって合理的に説明される。従来アダマンチルプロトアダマンチル転位を促進することには、1位にアルキル基が導入されたが、今回、2位が水素で、4位にビニル基を導入することによって、転位を促進する系を設計することが可能になった。
環境配慮設備投資のキャツシュ・フロー予測の研究

本研究は、現代企業の緊急課題とされる地球環境問題との対応で、いかなる設備投資を行うかの意思決定に際し、必要不可欠な予測要素である設備投資のキャッシュ・フロー予測の測定枠組みを検討することを課題とした。このため、環境については、管理会計のみならず環境工学との関連を重視したアプローチを試みた。それによれば環境工学的には、環境配慮のために、化学的研究を通じて排気物質の無害化や削減は可能となるが、そのことの経済性についての検討が非常に不足した状況にあることが判明した。そこで、設備投資の段階において、そのような有害廃棄物の放出が少なく、節電、省エネ型の設備の導入が今後ますます必要となることとその金額的効果の測定が必要なことは明らかである。このために、本研究では、理論構築に際し、企業実務の観察を並行したが、環境配慮という新たな目的を持った新型の設備投資が促進されていることが目立っていた。このことは日本のみならず海外調査先の先進国では顕著であった。しかしながら、日本企業の製造子会社ネットワークの重大拠点を形成する中国企業においては、法制度の影響もあってか日本ほどの導入状況ではなく、今後の課題となることが実感された。このような実務の対応状況を受けて、環境配慮設備投資のキャッシュ・フローをいかなる方法で行うことが適切であるかを継続的に研究してきた。従来の設備投資の効果とは異なり、この設備の場合、リサイクル促進や廃棄物処理コスト低減をもたらすという特長があるため、これらの数量化が不可欠である。このため、従来は、製造間接費の中に埋没していた環境配慮活動を行うことのメリットを、他のコストから切り分け、キャッシュ・フローとしなければならない。このために、本研究ではABC(Activity-Based Costing)により、環境関連アクティビティを抽出し、それをもとに広範かつ正確にキャッシュ・フローを予測する方法を明示した。これにより、設備投資がどのような環境関連アクティビティの節約をもたらし、それがキャッシュ・フローとして予測できるかという実践的な予測モデルを明らかにした。本年度は、当初計画通り、理論構築と企業実務調査を行った。理論研究においては、その中心を管理会計及び環境工学とした。特に、管理会計研究では、最新の環境管理会計の文献等に基づき、多種多様な環境関連業務の発生によってどのような管理会計システムが必要となるかを検討した。その結果、環境配慮設備投資プロジェクトごとにキャッシュ・フローの予測が必要となるが、従来のような発生の確実性を重視しただけでは適切な予測は不可能と考えられることが判明した。すなわち、予測の際に重要となるのは、確実性ではなく、企業の環境マネジメント・スタイルを前提条件として決定するべきなのである。これによって、多々錯綜する環境配慮設備投資効果を適切に予測する基礎を提供するものと考えられる。このような環境マネジメント・スタイルを前提に環境関連の各種業務活動を決定し、それによるコスト等をキャッシュ・フローとして予測するのである。次に、環境工学面については、環境に対する化学的な場当たり的な対応を越えて、エコ・マネジメントの視点が重要であることが明らかである。短期の局所的な対応ではなく、長期的かつ広範な対応が不可欠であり、それは最終的には地球環境規模にまで及ぶ壮大なシステムの一部として設備投資効果を検討するべきなのである。本研究では、今年度、多数の企業訪問も行い、聞き取り調査などにより企業実務を明らかにした。それによれば、環境配慮設備投資の基本姿勢は様々であることがわかった。しかし、環境配慮を積極的に検討する企業の方が、一般的には収益性の高い優良企業であることが明らかとなった。

それらは法律遵守については当然のことと考え、外的には環境報告書の作成・充実を積極的に行い、内的には内部環境会計データを整備し、企業経営の業績評価や意思決定に活用しており、それらが好業績に貢献していた。本研究は、現代企業において地球規模での問題意識から適用が検討される環境配慮設備投資の意思決定についての研究である。そこで、このような環境配慮設備投資のためにはキャッシュ・フローの予測が極めて重要であることから、そのための必要となるキャッシュ・フロー予測モデルを提示した。ここで、本研究では実践性を重視したモデルを提示するために、国内外の企業実態の把握とそれに基づくモデル構築を目指した。この企業実務の調査では、日本企業のみならず、世界の工場として重要な地位を占める日系中国企業の実状を調査した。それによれば、近年の設備投資が企業のグローバル化につれて必然的にグローバル設備投資戦略となっていることが明らかとなり、中国企業でも税制や法律面などを考慮してグローバル環境戦略と関連した設備投資を行っていた。日本企業では、一層の環境報告の定着や利害関係者に対する意識もあってか環境配慮設備への投資が推進されていた。そのためには、リサイクルや廃棄物処理コストの削減などを通じて、環境配慮設備投資の真のメリットを追求することで、環境配慮設備の優位性を検討していた。このような実状から、環境配慮のメリットを考慮した設備投資キャッシュ・フローの予測のためには、従来は製造間接費の中に埋もれていた環境コストを切り分けることが必要となる。このために、本研究では、ABC(Activity-Based Costing)に基づいて、環境アクティビティを明示し、それとの関連でキャッシュ・フローの増減を予測するべきであることを示した。すなわち、設備投資によって環境関連アクティビティがどのように増減し、それによってキャッシュ・フローがどう増減するかという実践的な予測モデルを提示したのである。
NF-κB経路の抑制に着目した敗血症性筋萎縮の新規薬物治療

敗血症によって引き起こされる、病的な骨格筋萎縮(敗血症性骨格筋萎縮)は、サバイバーの機能予後およびQOLを著しく低下させ、大きな健康被害を引き起こす。薬物治療などの新規治療が期待されているが、現在に至るまで敗血症性骨格筋萎縮に有効な治療薬は知られていない。先行研究の所見(Ono Y, et al. PLOS ONE 2017)をもとに、我々はToll like receptor (TLR) 4/NF-κB経路の抑制が、敗血症性骨格筋萎縮の新規治療戦略になる可能性を着想した。2018年度は、in vitro modelを用いて、TLR4特異的シグナル阻害剤、TAK-242の敗血症性筋萎縮に対する効果を確かめた。グラム陰性桿菌の細胞壁成分、lipopolysaccharide (LPS)はマウスC2C12筋管細胞において、炎症反応を惹起[NFκB (p65) DNA binding activityと炎症性サイトカイン(インターロイキン6とTNFα)mRNA計測]し、ユビキチンリガーゼ(MuRF1とatrogin 1 mRNA発現を計測)、アポトーシス経路(caspase 3 mRNA発現を計測)、およびオートファジー経路(LC3Bタンパク発現を計測)等、複数のタンパク異化シグナルを活性化し、筋萎縮を誘導(ミオシン重鎖タンパク発現と、免疫蛍光染色下で筋管細胞の直径を計測)した。TAK-242の投与は、C2C12筋管細胞において、上記の炎症反応およびタンパク融解経路を抑制し、筋萎縮を形態学的に改善させた。これらの所見により、TAK-242は骨格筋細胞のTLR4に直接作用し、敗血症性骨格筋萎縮を予防する可能性が示唆された。上記のとおり、おおむね研究計画書に記載したとおり実験を進めることができ、次の実験に取り組む下地となっている。したがって、"おおむね順調に進展している"と判断した。来年度はin vivo modelを使って、これらのin vitro modelで得た所見をさらに確認する予定である。in vivo modelとして8-12週の雄性C57BL6マウスをVehicle群, LPS投与(1mg/kg i.p.)群、LPS+TAK-242 (3 mg/kg i.p.)投与群の3群に分け、上記同様の炎症系シグナル、タンパク異化シグナルを調査し、前脛骨筋の形態学的変化、および前肢握力を測定する予定である。次年度使用額が生じた理由は、既存の試薬や研究設備等で充当できたからである。繰り越した85,727円は、ウエスタンブロット関連試薬や、マウス前肢握力測定装置等の購入に充当する予定である。
空孔サイズの直接測定による金属ガラスの相安定化機構ならびに結晶化機構の解明

昨年度研究を行った金属ガラスZr_<55>Al_5Cu_<10>Ni_<30>に続き、今年度は金属ガラスZr_<55>Al_<10>Cu_<30>Ni_5について研究を行った。金属ガラスZr_<55>Al1_0Cu_<30>Ni_5を20K、30minの等時焼鈍および結晶化温度付近での等温焼鈍を行い、結晶化過程の陽電子寿命測定を行った。陽電子線源には30μCiの^<22>Naを用い、fast-fasttiming coincidencesystemにより室温で行った。また、あわせて、DSC、X線回折を行い、ガラス化および結晶化温度を決定した。金属ガラスZr_<55>Al_<10>Cu_<30>Ni_5のas-castでの陽電子寿命値は、測定の結果、170ピコ秒であることが判った。これに対して、構成元素である純Zr、純Al、純Cu、純Ni完全結晶中の陽電子寿命は、それぞれ、165、155、110、95ピコ秒と報告されている。一方、我々が第一原理計算により求めたZr_2Cu、Zr_2Ni完全結晶の陽電子寿命は、154、140ピコ秒であった。As-castの金属ガラスの陽電子寿命は、構成原子の完全結晶中の陽電子寿命、および、Zr_2Cu、Zr_2Ni完全結晶のいずれよりも大きい。陽電子は、電子の反粒子であり、電子と同じ静止質量およびスピンを持ち、反対符号の電荷、すなわち正の電荷を持つ。アモルファス中に陽電子が入射した場合、結晶材料と同様に、陽電子はイオンコアとのクーロン反発力によりイオンコアから離れた位置に存在する確率が高く、その位置でアモルファス材料中の電子と対消滅する。金属ガラスでは、自由体積が大きいため、消滅位置での電子密度は低く、陽電子寿命は長くなったと考えられる。言い換えると、陽電子寿命測定により、金属ガラス中の空孔サイズの直接測定に成功し、アモルファス合金の原子構造を定量的に明らかにし、それらと相安定化機構、結晶化機構との関係を明らかにできた。金属中に入射した陽電子は、原子間のすきまを選択し、その位置で電子と対消滅する性質を持っている。また、その際に観測される陽電子の寿命は、空隙の大きさ(空孔サイズ)で決まり、空孔のサイズが大きいほど陽電子寿命は長くなる。この性質を利用して、金属ガラス中の空孔サイズとその分布を直接測定することができる。また、過冷却液体状態や、その状態からの結晶核生成・成長過程における空孔サイズの変化を、バルク状態のまま連続的にその場追跡することが可能である。金属ガラスの卓越した相安定性の起源を明らかにするために、アモルファスを金属-金属系、金属-非金属系、共有結合系の3種に分類して、系統的に研究を進めた。金属-金属系では、2種類の原子の並び方は組成としてはランダムで化学的にほぼ均一な構造であり、組成に関する短距離秩序はないと考えられ、従ってトポロジカルな短距離秩序とその変化を直接的に抽出できる。本年度は、Zr_<55>Al_5Cu_<10>Ni_<30>バルクアモルファスの陽電子寿命を測定した。陽電子平均寿命は163ピコ秒であった。この寿命値は、結晶化後の陽電子平均寿命値より長く、アモルファス状態のフリーボリュームが大きいことが明らかになった。室温から613Kまで、20K、30分のステップで等温焼鈍を行ったが、陽電子寿命はほとんど変化しなかった。この結果から、Zr_<55>Al_5Cu_<10>Ni_<30>バルクのアモルファス構造は熱的に安定であることが明らかになった。

アモルファス中に陽電子が入射した場合、結晶材料と同様に、陽電子はイオンコアとのクーロン反発力によりイオンコアから離れた位置に存在する確率が高く、その位置でアモルファス材料中の電子と対消滅する。金属ガラスでは、自由体積が大きいため、消滅位置での電子密度は低く、陽電子寿命は長くなったと考えられる。言い換えると、陽電子寿命測定により、金属ガラス中の空孔サイズの直接測定に成功し、アモルファス合金の原子構造を定量的に明らかにし、それらと相安定化機構、結晶化機構との関係を明らかにできた。