hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大腸癌microscopic abscessにおける免疫誘導の解明とその臨床応用

本研究の目的は、大腸癌症例においてmicroscopic abscessを同定し、microscopic abscessを有する大腸癌と有しない大腸癌において網羅的遺伝子解析を行い、免疫誘導の阻止に関連する遺伝子を同定し、新たな治療法を開発することである。名古屋大学腫瘍外科にて採取された大腸癌切除標本のヘマトキシレン-エオジン染色による病理組織学的検査により50例中3例にmicroscopic abscessを同定した。これまで遺伝子解析は凍結標本でのみ行われていたが、パラフィン包埋ホルマリン固定標本からのRNAの抽出が可能になった。ラット肝臓のパラフィン包埋ホルマリン固定標本よりRNAの抽出ができ、今後microscopic abscessを有する3症例のパラフィン包埋ホルマリン固定標本を用いて網羅的遺伝子解析を行う。この解析により免疫誘導阻止関連遺伝子を同定できる可能性がある。・大腸癌細胞株によるsiRNAの機能解析Egr1を標的としたsiRNAを大腸癌細胞株に導入し、ウェスタンブロティング法によりその遺伝子抑制を確認した。Egr1を標的にしたshRNAの作成および導入した細胞株の作成を行っており、現時点でEgr1を標的にしたshRNAを発現するウイルスベクターが完成している。Egrl関連遺伝子についてウェスタンブロティング法により検討する。微小環境における免疫誘導のメカニズムの解明ができ、さらに微小環境の制御により大腸癌の治療成績の向上が可能であり、本研究は意義のある研究である。<目的>本研究では大腸癌症例においてmicroscopica bscessを同定し、microscopic abscessを有する大腸癌と有しない大腸癌において網羅的遺伝子解析を行う。免疫誘導の阻止に関連する遺伝子を同定し、新たな治療法を開発することを目的とする。名古屋大学腫瘍外科にて採取された大腸癌切除標本のうちmicroscopic abscessを有する4症例と有しない8症例の計12例のパラフィン包埋ホルマリン固定標本よりRNAの抽出を行った。microscopic abscessを有しない症例のうち3例から必要量のRNAの抽出ができず、自動核酸抽出装置など方法を変更し再度検討を行ったが十分量の抽出ができなかった。これは固定条件または保存状況が悪く、RNAが分解されていると考えられ、残り9例においてリアルタイムPCRによる遺伝子発現解析を行った。9例すべてにおいて標的とする遺伝子の発現の同定が可能であった。今後、これらのRNAを用いて網羅的遺伝子解析および増殖能、浸潤能などの機能解析を行う。<研究意義・重要性>癌治療において癌細胞だけでなく癌周囲に存在する微小循環の重要性が指摘されている。本研究を進めることにより微小環境における免疫誘導のメカニズムの解明ができ、さらに微小環境の制御により大腸癌の治療成績の向上が可能であり、本研究は意義のある研究と考える。パラフィン包埋ホルマリン固定標本からのRNAの抽出を行った12例中3例に必要量のRNAが採取できず、方法の変更など再検討を行ったためやや予定が遅れている。しかし、採取したRNAによるPCRはできており、今後は順調に進展すると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。パラフィン包埋ホルマリン固定標本からのRNAによる網羅的遺伝子解析を行う。同定した免疫誘導阻止関連遺伝子を標的にしたsiRNAを作成し、その発現抑制効果を明らかにする。免疫誘導阻止関連遺伝子を標的としたsiRNAを大腸癌細胞株に導入し、増殖能、浸潤能、細胞死などへの影響を明らかにする。
光検知サイクロトロン芝鳴による結晶界面の基礎物性の研究

<1)ゲルマニウムおよびシリコンに関する光検知サイクロトロン共鳴(ODCR)の結果>___ーn型およびp型のゲルマニウムに関する実験結果より、自由キャリヤ-と束縛発光体との相互作用における衝突解離過程では同種粒子同志の衝突が支配的であることが明確になった。また、通常のサイクロトロン共鳴にくらべて、ODCRでは正孔の高調波共鳴が極端に強く出ることを観測し、この機構の解明から非平衡正孔の価電子帯内における分布の様子を明確にした。2)ニッケル・シリサイドの輸送現象とODCRの結果ニッケル・シリサイドに関する電気抵抗およびHall係数の温度依存性を8ー300Kの間で測定した。試料1はp型Siの上にNiを1000Å蒸着しただけのもので、試料2はそれを800°Cで30分間熱処理したものである。この熱処理によって、NiはNiSi_2に変化する。試料1は温度の下降とともに、電気抵抗は直線的に減少し、30K以下で飽和するという典型的な金属の電気抵抗の温度依存性を示す。ところが、試料2では200K付近で抵抗にステップ状の増加が見られる。一方、Hall係数も同じように200K付近で顕著な飛びが観測された。そこでSQUIDによる磁化の温度依存性の測定を行った。その結果やはり200K付近で常磁性から強磁性への転移と思われる磁化の異常が観測された。このことから電気抵抗やHall係数に見られる異常はおそらく磁気的な相転移と関係しているものと考えられる。今後、これら二種類の試料に関するODCRの実験を行うべく、高純度の試料を準備中である。
生理活性物質の連続フロー全合成を実現する新規固相担持型不斉触媒の開発

現代の有機合成化学において、医薬品や化成品等の有用な化学物質の供給は非常に重要な研究テーマであり、特にその供給プロセスでは、出発原料から目的物までの変換過程を高効率化することが強く求められている。これまでの精密化学品の合成では、目的物までの多段階反応を一反応ごとに仕込み&後処理、精製を行い(バッチ反応)、それぞれの段階で中間体を得て次段階に移行している。しかし、これらの操作は時間的な問題、安全性等の問題から、多大なエネルギーとコストを必要としてきた。これに対してフロー反応システムを用い、幾つもの反応カラムを連結させることにより多段階反応を連続的に行う合成法は、これらの問題を解決できることから、理想的な有機合成法であるといえる。本研究では、医薬品等の光学活性な精密化学品の高効率的合成を実現するための連続フロー反応手法の開発を目指し、高活性・高立体選択性を示す固相担持型不斉触媒を開発し、不均一系での連続フロー反応システムへ適用することを目標に検討を行っている。本年度は、アルミニウムを基盤とする固相強塩基触媒の開発を継続し、フッ化セシウムにて処理した酸化アルミニウムを用いるグリシンシッフ塩基のα,βー不飽和エステルに対する1,4-付加反応の検討を継続し、開発した固相強塩基触媒の回収再使用が可能であることを明らかにした。さらに、固相強塩基触媒をカラムリアクターに充填して反応原料を流通させる連続フロー反応を行うことにより、目的物を長時間高立体選択的に得ることができた。29年度が最終年度であるため、記入しない。現代の有機合成化学において、医薬品や化成品等の有用な化学物質を供給することは、人類の福祉の観点からも非常に重要なテーマの一つであり、特にその供給プロセスでは、出発原料から目的物までの変換過程を高効率化することが強く求められている。これまでの精密化学品の合成では、目的物までの多段階反応を一反応ごとに仕込み&後処理、精製(バッチ反応)を行い、それぞれの段階で中間体を得て次段階に移行している。これに対して、フロー反応システムを用い、幾つもの反応カラムを連結させることにより多段階反応を連続的に行う合成法は、これらの問題を解決できることから、理想的な有機合成手法であるといえる。本研究では、医薬品等の光学活性な精密化学品の高効率的合成を実現するための連続フロー反応手法の実現を目指して、高活性・高立体選択性を示す固相担持型不斉触媒を開発し、不均一系での連続フロー反応システムへの適用を目標に検討を行っている。本年度は、生理活性物質に含まれるグルタミン酸誘導体の効率的合成を目指して、グリシンエステルシッフ塩基のβ-置換α,βー不飽和エステルに対する不斉1,4-付加反応を高分子固定化キラルカルシウム触媒を用いて検討した。現在、高収率かつ良好な立体選択性で目的物を得ることができている。一方で、本反応をより効率的に行うことを目的とし、高活性な固体塩基触媒の検討を行ったところ、フッ素処理した酸化アルミニウムを用いることにより、高収率・高ジアステレオ選択的に目的物を得ることができた。本触媒の回収・再使用も可能であり、またフロー反応への適用も可能であることを明らかにした。今回、グリシンエステルシッフ塩基のβ-置換α,βー不飽和エステルに対する不斉1,4-付加反応を効率的に促進しうる不斉カルシウム触媒や固体塩基触媒を開発した。これらの結果は、今後の有用生理活性物質の効率的フロー合成に向けた重要な成果であると言える。本年度は、高分子固定化キラルカルシウム触媒を用いるグリシンシッフ塩基のα,βー不飽和エステルに対する不斉1,4-付加反応について昨年度に引き続き検討を行い、高分子担体の性質を変化させることにより反応の不斉選択性が向上することを明らかにした。一方で、アルミニウムを基盤とする固相強塩基触媒の開発も継続し、フッ化セシウムにて処理した酸化アルミニウムを用いるグリシンシッフ塩基のα,βー不飽和エステルに対する1,4-付加反応が、副反応を抑えつつ広い基質一般性をもって高収率、高立体選択的に進行することを見いだした。また、塩基性部位の構造の詳細な検討を行い、その活性に関する新たな知見を得た。現在、このフッ素処理した酸化アルミニウム触媒を活用する触媒的不斉合成反応の実現を目指して検討を行っている。今回、高分子固定化キラルカルシウム触媒を用いる不斉反応において、その不斉選択性を改善する新たな方策を見いだした。

また、フッ化セシウムを用いる酸化アルミニウム固体塩基触媒を開発し、広い基質一般性をもった立体選択的反応を開発できた。これらの成果は、今後の連続不斉フロー反応を開発するための基礎になりえる。現代の有機合成化学において、医薬品や化成品等の有用な化学物質の供給は非常に重要な研究テーマであり、特にその供給プロセスでは、出発原料から目的物までの変換過程を高効率化することが強く求められている。これまでの精密化学品の合成では、目的物までの多段階反応を一反応ごとに仕込み&後処理、精製を行い(バッチ反応)、それぞれの段階で中間体を得て次段階に移行している。しかし、これらの操作は時間的な問題、安全性等の問題から、多大なエネルギーとコストを必要としてきた。これに対してフロー反応システムを用い、幾つもの反応カラムを連結させることにより多段階反応を連続的に行う合成法は、これらの問題を解決できることから、理想的な有機合成法であるといえる。本研究では、医薬品等の光学活性な精密化学品の高効率的合成を実現するための連続フロー反応手法の開発を目指し、高活性・高立体選択性を示す固相担持型不斉触媒を開発し、不均一系での連続フロー反応システムへ適用することを目標に検討を行っている。本年度は、アルミニウムを基盤とする固相強塩基触媒の開発を継続し、フッ化セシウムにて処理した酸化アルミニウムを用いるグリシンシッフ塩基のα,βー不飽和エステルに対する1,4-付加反応の検討を継続し、開発した固相強塩基触媒の回収再使用が可能であることを明らかにした。さらに、固相強塩基触媒をカラムリアクターに充填して反応原料を流通させる連続フロー反応を行うことにより、目的物を長時間高立体選択的に得ることができた。今後は、不斉カルシウム触媒を用いる1,4-付加反応の開発については不斉収率の改善、また、固体塩基触媒を用いる反応開発については、フロー反応装置を用いる長時間の連続フロー反応の検討および不斉合成反応への展開を行う予定である。今後は高分子固定化キラルカルシウム触媒をさらに改良し、高い不斉選択性を実現する。一方で、酸化アルミニウム固体塩基触媒を不斉配位子と組み合わせることにより、固相不斉塩基触媒の開発を行っていく。それらの成果を基に、医薬品等の合成中間体をフロー合成にて供給する研究を行い、医薬品のフロー全合成につなげる。29年度が最終年度であるため、記入しない。
虚血性心臓病の発症と密接に関連した遺伝性高脂血症家兎の開発

遺伝性の高脂血症家兎の開発を試みた。家族性高コレステロール血症と共通の遺伝的欠失を持つWHHL(Watannabe heritable hyperlipidemia)をモデルの母体として、高トリグリセライド(TG)血症を示す家兎を分離した。TGの高い群について選抜育種を4世代にわたって繰り返し、メンデルの法則に従って垂直に発現する新しい変異種を純系化することに成功した。遺伝形式は常染色体劣性遺伝であった。TGが高い変異種は従来のWHHLと同様の育種が可能であり、冠動脈と大動脈に高度の動脈硬化病変を若年より発症した。TGが高い群と従来型のWHHL家兎についてリポ蛋白組成をHPLC(高速液体クロマトグラフィー)法を用いて検討した。高TG群ではVLDL(very low density lipoprotein)分画がTGレベルに比例して高値を示した。従来型のWHHLはLDL(low density lipoprotein)が高値であり、VLDL分画とコレステロールの間に相関を認めなかった。高TG家兎の成因として肝臓におけるVLDL代謝異常が考えられた。冠動脈閉塞時の重症度を規定する要因として高脂血症の役割を疾患モデル(WHHL家兎)について検討した。冠動脈を結紮後4週間の死亡率を日本白色家兎と対比したところWHHL群で有意に高かった。4週間生存した家兎について、潅流域で基準化した梗塞サイズは日本白色家兎に比べWHHLで有意に大であり、その病因として冠動脈造影から副血行路の未発達が示唆された。これらの成績から、高脂血症と心筋虚血の病態生理との関連について詳細な解析が待たれる。新たに開発できた遺伝性高TG血症モデルは脂質代謝異常の遺伝レベルでの解明と動脈硬化の発生・進展機構の研究に有用と期待される。1)冠動脈における動脈硬化病変の局在生後68月例のWHHL家兎(24羽)と雑種である日本白色家兎(7羽)の心臓を摘出し、冠動脈内にバリウム-ゼラチン混合液を注入後10%ホルマリンにて固定した。軟X線撮影装置を用いて冠動脈撮影を行った後、心基部を切離し、冠動脈起始部の限局撮影を行った。造影上の冠動脈内腔狭窄病変はWHHLのみに認められ、右冠動脈、左冠動脈何れの場合もそれらの起始部に限局していた。内腔狭窄度は90%以上であった。内腔狭窄部については薄切標本を作製しHE染色とアザン染色を行い病理組織学的検討を行った。求心性の内膜肥厚を特徴とし、線維筋性増殖像が特徴的であった。心筋内の小動脈には内膜肥厚病変を認めなかった。顕微計測した内膜の肥厚度はトリグリセリドやコレステロールの血清濃度と相関しなかった。2)新しい高脂血症家兎の開発と選抜育種WHHLホモ接合体のトリグリセリドのレベルに着目して選抜育種を繰り返したところ、2系統を確立することが出来た。超高トリグリセリド群では血清中のトリグリセリド濃度が1000mg/dl以上であった。低トリグリセリド群では250mg/dl以下であった。これらの特質は次世代にも引き継がれることを確認した。現在経時的に血清脂質を検討中であり新しい高脂血症家兎の脂質代謝の特徴を明らかにする予定である。12ヵ月齢に達すると心臓、大血管、各臓器の動脈について硬化進展度と形態学的特徴を検討する。なお、平成7年度に設備備品として超音波血流計を購入した。臓器血流と動脈硬化の関連を評価可能となった。

3)コレステロールの由来と粥状硬化の修飾内因性コレステロール血症と食餌によるコレステロール負荷とでは血清脂質や動脈硬化の形成にどの様な生じるのか検討中である。冠動脈疾患の発生と病態生理を解明するために遺伝性の高脂血症家兎の開発を試みた。家族性高コレステロール血症と共通の遺伝的欠失を持つWHHL(Watannabe heritable hyperlipidemia)を疾患モデルの系統として維持する過程で中性脂肪(トリグリセライド;TG)のレベルが大きな分散を示すことに気付いた。そこで、TGの高い群について選抜育種を4世代にわたって繰り返したところ、メンデルの法則に従って垂直に発現する新しい変異種を純系化することに成功した。遺伝形式は常染色体劣性遺伝であった。TGが高い変異種は従来のWHHLと同様の育種が可能であり、冠動脈と大動脈に高度の動脈硬化病変を若年より発症した。現時点では、高コレステロールと高TGの形質を完全に分離するには至っていない。TGが高い群と従来型のWHHL家兎についてリポ淡白組成をHPLC(高速液体クロマトグラフィー)法を用いて検討したところ、高TG群ではVLDL(very low density lipoprotein)分画がTGに比例して高値を示すことが明らかとなった。従来型のWHHLはLDL(low desnsity lipoprotein)のみが高値であり、VLDL分画とコレステロールの間に相関を認めなかった。両群ともにHDL(high density lipoprotein)分画は極めて低値であった。高TG家兎の成因として肝臓におけるVLDL代謝異常が考えられた。新たに開発できた遺伝性高TG血症モデルは脂質代謝異常の遺伝レベルでの解明と動脈硬化の発生・進展機構の研究に有用と期待される。
アルミニウム拡散浸透処理によるTi/Al_3Ti傾斜機能材料の作製

チタン合金は高温における使用限度は約600°Cである。これは高温強度ではなく耐酸化性に起因する限界である。耐酸化性の改善はチタン合金の利用範囲をさらに広げると思われる。そこで本研究ではチタンの表面にAl_3Tiを形成させた。Al3Tiは耐酸化性に優れた金属間化合物である。熱応力の集中を避けるためにチタンとAl_3Tiの界面が傾斜化できる条件を模索した。また、被覆層の特性向上を狙いとしてクロムの拡散浸透を試みた。純度99.8%のチタンにアルミニウムまたはクロム拡散浸透処理を施した。処理方法は拡散させる元素、処理剤のNH_4Cl、および焼結防止剤のAl_2O_3の混合粉末を用いる粉末パック法を採用した。複合処理を行う場合にはクロム拡散浸透処理後にアルミニウム拡散浸透処理を施した。処理条件はそれぞれ別に定めた。本研究により以下の結論を得た。(1)粉末パック法により700900°Cでチタンにアルミニウム拡散浸透処理を施すことにより、表面にAl_3Tiを形成させることができる。(2)処理温度を800°Cまたは900°Cとすることにより、Ti/Al_3Ti界面を熱応力緩和に有利な凸凹の激しい界面にすることができる。(3)アルミニウム拡散浸透処理を700°Cで施した後に800°C以上で焼鈍することで、クラックの少ない表面層を有するTi/Al_3Ti傾斜材を作製することができる。(4)クロム拡散浸透処理を1100°Cまたは1200°Cで施すことにより、チタン内部にクロムを浸透させることに成功した。(5)アルミニウム拡散浸透処理とクロム拡散浸透処理の複合処理は、Al_3Tiとチタンの間に形成される中間相の成長を抑制する効果があると考えられる。
膵の線維化抑制における分子機構の解明と転写調節因子の役割りに関する研究

ラットの膵臓よりApteらの方法を用いて膵星細胞を分離した。まず、免疫組織染色によりコラーゲン、ファイブロネクチン、ラミニン、alpha-SMAが細胞質に、PPAR-gammaが核に存在することを確認した。RT-PCR法では膵星細胞に存在するPPAR-gammaのisoformはPPAR-gamma1がPPAR-gamma2に比べて優位に発現した。つぎに、PPRE-3tk-liciferase reporter plasmidをlipofection法で膵星細胞にtransfectionし、PPAR-gammaのligandであるPGJ_2、troglitazoneを投与した。これらのligandによりPPRE reporter activityは上昇し、内因性PPAR-gammaの活性が関与していると思われた。膵星細胞に対して強い増殖作用のあるPDGFを添加し、MTT assayにてtroglitazoneの増殖抑制効果を検討した。Troglitazoneの投与によって用量依存性に細胞増殖が抑制され、flow cytometryでG1 phaseの細胞数の増加とS phaseの細胞数の減少を認めた。Troglitazone単独投与では細胞の形態やMTT assayにおける生細胞数に変化はなかった。従って、troglitazoneはPPAR-gammaの活性化を介して膵星細胞の増殖を抑制し、これは細胞周期のG1 arrestの誘導によるものと考えられた。1)自然発症慢性膵炎モデルWBN/Kobラットに対するPPARγligand(トログリタゾン)の効果の検討自然発症慢性膵炎,糖尿病モデルであるWBN/Kobラットに0.2%トログリタゾン含有飼料を生後1ヶ月目より6ヶ月間連日投与した.生後7ヶ月まではトログリタゾン投与群と非投与群で有意な血糖値と血中インスリン値の差は認められなかった.投与3ヶ月目ではWBN/Kobラットの膵内アミラーゼ含量は正常Wistarラットに比べて有意低下し,6ヶ月目では膵湿重量,DNA含量が有意に減少した.これらの変化はトログリタゾン投与により正常レベルまで改善した.膵内インスリン含量は7ヶ月齢のWBN/Kobラットでは有意に低下したが,トログリタゾン投与では変化は認められなかった.組織学的には生後4ヶ月齢のWBN/Kobラットの膵臓で炎症細胞浸潤,腺房壊死,線維化が,生後7ヶ月齢では線維化が認められた.トログリタゾン投与によりこれらの炎症性変化,線維化は著明に改善した.免疫組織化学染色では線維化の部分に一致してコラーゲンI,III,ファイブロネクチン,α-SMAが発現し,これらの発現はトログリタゾン投与により著明に減少した.2)膵臓の筋線維芽細胞におけるPPARγの発現の検討ラットの膵臓よりコラゲナーゼ法で膵腺房を遊離し,腺房周囲より出現した紡錘状の筋線維芽細胞を継代培養し,第1-6継代細胞で以下の検討を行った.免疫組織化学染色ではコラーゲンI,III,ファイブロネクチン,ラミニン,α-SMAは細胞質で陽性に染色され,PPARγは核内で陽性であった.また,Western blottingによりα-SMA,PPARγの発現を確認した.自然発症慢性膵炎ラットに長期間PPARγligandを投与すると組織学的に膵の炎症細胞浸潤や線維化が抑制され、血中のIL-8濃度および膵組織中のTNF-αmRNAの増加が抑制された。その機序の解明として、まずラットの腹腔内よりマクロファージを採取し、免疫組織染色でPPARγの発現について検討した。正常ラットの非活性化マクロファージにはPPARγの発現はなかったが、慢性膵炎ラットより採取した活性化マクロファージの核内にPPARγの発現が認められた。つぎに正常ラットより採取した腹腔内マクロファージをlipopolysaccharide(LPS)で活性化し、PPARγligand投与による培養液中のTNF-α濃度を測定したところ,TNF-α濃度は有意に抑制された。また、自然発症慢性膵炎ラットより採取したマクロファージはLPS非刺激下でもすでに活性された状態で、TNF-α濃度は正常ラットに比べ著明に高値であった。これに対して長期間PPARγligandを投与したラットではTNF-α濃度は有意に低値であった。

つぎに正常ラットの腹腔内マクロファージをLPSで刺激し、異なる用量のPPARγligandを投与し、ゲルシフトアッセイによりNF-κBのDNA-binding activityの変化を検討した。LPS投与により活性化されたNF-κBは、PPARγligandにより用量依存性に抑制された。以上の結果から、PPARγligandは活性化マクロファージに対してNF-κB活性を抑制するとともに炎症性サイトカインの産生、遊離を抑制することが確認された。ラットの膵臓よりApteらの方法を用いて膵星細胞を分離した。まず、免疫組織染色によりコラーゲン、ファイブロネクチン、ラミニン、alpha-SMAが細胞質に、PPAR-gammaが核に存在することを確認した。RT-PCR法では膵星細胞に存在するPPAR-gammaのisoformはPPAR-gamma1がPPAR-gamma2に比べて優位に発現した。つぎに、PPRE-3tk-liciferase reporter plasmidをlipofection法で膵星細胞にtransfectionし、PPAR-gammaのligandであるPGJ_2、troglitazoneを投与した。これらのligandによりPPRE reporter activityは上昇し、内因性PPAR-gammaの活性が関与していると思われた。膵星細胞に対して強い増殖作用のあるPDGFを添加し、MTT assayにてtroglitazoneの増殖抑制効果を検討した。Troglitazoneの投与によって用量依存性に細胞増殖が抑制され、flow cytometryでG1 phaseの細胞数の増加とS phaseの細胞数の減少を認めた。Troglitazone単独投与では細胞の形態やMTT assayにおける生細胞数に変化はなかった。従って、troglitazoneはPPAR-gammaの活性化を介して膵星細胞の増殖を抑制し、これは細胞周期のG1 arrestの誘導によるものと考えられた。
レンサ球菌における硫化水素産生能に関する遺伝子および酵素の機能の解明

口臭の最も主要な原因物質は、硫化水素、メチルメルカプタン、ジメチルサルファイドなどの揮発性硫化物であることが知られている。これらの揮発性硫化物を多く産生する菌として、歯周病原因細菌が報告されてきた。しかしながら、歯周病原因細菌以外の細菌の揮発性硫化物産生に関する研究はほとんど皆無であり、その硫化水素産生に関与する酵素や遺伝子に関してはまったく明らかとされていない。口腔内レンサ球菌の硫化水素産生能を比較する実験過程において、S.sobrinusとS.salivariusの持つ硫化水素産生に関与するlcd遺伝子の塩基配列中には、開始コドンの候補となる部位が2カ所あることが分かった。一方、他のレンサ球菌のlcd遺伝子の開始コドン部位は、S.sobrinusとS.salivariusのlcd遺伝子のC末端側の開始コドンに相当する部位に存在していた。そこで、S.sobrinusとS.salivariusのlcd遺伝子がコードするβC-SリアーゼのN末端におけるアミノ酸配列の特異性に着目し、塩基数の異なる様々な長さのlcd遺伝子断片を含むプラスミドを作製した。これらのプラスミドを保持するE.coli M-15形質転換株を作製し、大腸菌内で組み替えタンパク質を作製し、N末端のアミノ酸残基数の異なる組み換え酵素を数種類精製した。L-システインおよびL-シスタチオニンを基質とし酵素活性を測定した結果、S.salivariusでは、N末端のアミノ酸残基数に関わりなくβC-Sリアーゼの酵素活性が認められた。しかし、S.sobrinusでは、よりC末端側に存在する開始コドン候補の直前に3個のアミノ酸が存在するとβC-Sリアーゼは酵素活性を示すが、アミノ酸が2個以下の場合は、酵素活性を失った。よって、S.sobrinusのβC-Sリアーゼが酵素活性を持つためには、C末端側の開始コドン候補から始まるアミノ酸配列と、その直前に3個以上のアミノ酸の存在が必要であり、それは酸性アミノ酸、塩基性アミノ酸に関わらないということが考えられる。口臭の主要な原因物質は、硫化水素などの揮発性硫化物であり、呼気中に含まれる揮発性硫化物の約90%は、硫化水素とメチルメルカプタンであると言われている。その揮発性硫化物を多く産生する菌として、Porphyromonas gingivalisやF.nucleatum歯周病細菌が知られており、システインを基質として硫化水素を産生することが分かっている。本研究では、口腔内細菌の多くを占めるレンサ球菌に着目し口臭と口腔内レンサ球菌との関連を調べる目的で、口腔内に存在する種々のレンサ球菌の硫化水素産生能を比較した。まず、6種のレンサ球菌(S.anginosas, S.salivarius, S.sobrinas, S.oralis, S.gordonii)の硫化水素産生能を比較し、S.anginosusが他の菌種よりも極めて高い硫化水素産生能を有することを解明した。更に、他のレンサ球菌とは違い、S.sobrinusでは開始コドン候補部位が2ケ所あり、周辺の塩基配列によって硫化水素産生能に差違が認められることも判明した。そこで、開始コドン周辺の塩基配列と硫化水素産生能の関係をみるために、S.sobirinusの硫化水素産生に関わる遺伝子(以下lcdと略)の塩基配列に基づいてプライマーを数種類作製した後、PCR法でlcdを増幅し、大腸菌内で組み換えタンパク質を作製した。次に、それぞれの酵素を単離精製し、L-システインとL-シスタチオニンを基質にした際の硫化水素産生能を比較した。また、本来のアミノ酸配列の一部を代えたリコンビナント酵素も作製し、同様に比較した。その結果、S.sobrinusの硫化水素産生に関する酵素が活性を持つためには、N末のアミノ酸配列において、2つの開始コドン候補のうちC末側の開始コドン候補以下のアミノ酸配列と開始コドン候補の直前に3個のアミノ酸が存在することが、必要であると分かった。

しかし、S.sobrinusでは、よりC末端側に存在する開始コドン候補の直前に3個のアミノ酸が存在するとβC-Sリアーゼは酵素活性を示すが、アミノ酸が2個以下の場合は、酵素活性を失った。よって、S.sobrinusのβC-Sリアーゼが酵素活性を持つためには、C末端側の開始コドン候補から始まるアミノ酸配列と、その直前に3個以上のアミノ酸の存在が必要であり、それは酸性アミノ酸、塩基性アミノ酸に関わらないということが考えられる。
紫外線及び化学発癌物質によるDNA損傷と免疫抑制サイトカイン産生に関する研究

皮膚癌の発症には紫外線の関与が大きい。我々は、DNA損傷の修復能を欠損するXPA(-/-)マウスが、UVB照射あるいは化学発癌物質dimethyl benzanthrane(DMBA)塗布により容易に発癌することを確認した。DNA損傷は、癌抑制遺伝子の不活化、癌遺伝子の活性化を誘導して発癌に至ると考えられている。一方、悪性腫瘍の発生と増殖には、生体の免疫学的な腫瘍排除機構(腫瘍免疫)の関与も重要である。XPA(-/-)マウスは、wild typeマウスと比較して、UVBやDMBAにより接触アレルギー感作や腫瘍免疫などの細胞性免疫が著しく抑制されることを見出した。すなわち、いずれのマウスも、同系マウスに生じた紫外線癌を移植されても拒絶反応により排除する。しかし、あらかじめ移植部位にUVB照射しておくと、XPA(-/-)マウスでは拒絶反応が著しく阻害されて癌細胞が生着して増殖した。次に、この免疫抑制に関わるサイトカイン等を検討した。Indomethacin前投与により、UVBあるいはDMBAによる免疫抑制が解除された。XPA(-/-)マウスでは、これらの発癌刺激によって、cyclooxygenase-2やIL-10のmRNAの発現が増強し、prostaglandin E_2やIL-10、TNF-αなどの免疫抑制因子の産生が亢進することが判明した。以上の実験結果から、紫外線や化学物質による発癌には、DNA損傷により誘導される遺伝子変異に加えて、免疫抑制因子の産生による腫瘍免疫の阻害が関与すると考えられる。紫外線には発癌性があり、皮膚癌の発症には日光の関与が大きい。われわれは、紫外線によるDNA損傷の修復能を欠損するXPA gene-knock out (XPA-1-)マウスが、UVB照射により容易に発癌することを確認した。さらに、XPA(-/-)マウスは、XPA(+/+)と比較してUVB照射により接触アレルギー感作が著しく抑制されることを見出した。また、紫外線と同様のDNA傷害を誘導するdimethyl benzanthare(DMBA)もXPA(-/-)マウスでは、接触アレルギー感作が著明に抑制された。したがって、DNA損傷が細胞性免疫の抑制に関与することが明らかとなった。そこで、腫瘍免疫に対する紫外線の影響をXPA(-/-)を用いて検討した。UVB照射によりXPA(-/-)マウスに誘発した有疎細胞癌のcell line細胞を、UVB照射、非照射XPA(-/-)マウスの皮下に移植した。いずれのマウスでも癌細胞は710日後まで増殖し腫瘍が増大するが、紫外線非照射マウスでは、その後、腫瘍が縮小して約4週間後には排除された。一方、UVB照射XPA(-/-)マウスでは腫瘍は増大し続けた。XPA(+/+)マウスは、同様のUVBを照射しても癌細胞は排除された。病理組織学的には腫瘍排除マウスでは、強い炎症性細胞浸潤と腫瘍の壊死所見が見られた。一方、腫瘍増大マウスでは、より軽度の炎症所見と腫瘍細胞の増殖が認められた。以上の結果より、XPA(-/-)の紫外線易発癌性には、紫外線による腫瘍免疫抑制の関与が証明された。現在、炎症細胞の同定とサイトカインの産生状態を検討中である。我々は、DNA損傷の修復能を欠損するXPA(-/-)マウスが、UVB照射あるいは化学発癌物質dimethy1 benzanthrane(DMBA)塗布により容易に発癌することを確認した。DNA損傷は、癌抑制遺伝子の不活化、癌遺伝子の活性化を誘導して発癌に至ると考えられでいる。XPA(-/-)

マウスは、wild typeマウスと比較して、UVBやDMBAにより接触アレルギー感作や腫瘍免疫などの細胞性免疫が著しく抑制されることを見出した。すなわち、いずれのマウスも、同系マウスに生じた紫外線癌を移植されても拒絶反応により排除する。しかし、あらかじめ移植部位にUVB照射しておくと、XPA(-/-)マウスでは拒絶反応が著しく阻害されて癌細胞が生着して増殖した。次に、この免疫抑制に関わるサイトカイン等を検討した。Indomethacin前投与により、UVBあるいはDMBAによる免疫抑制が解除された。XPA(-/-)マウスでは、これらの発癌刺激によって、cyclooxygenase-2やIL-10のmRNAの発現が増強し、prostaglandin E_2やIL-10、TNF-αなどの免疫抑制因子の産生が亢進することが判明した。以上の実験結果から、紫外線や化学物質による発癌には、DNA損傷により誘導される遺伝子変異に加えて、免疫抑制因子の産生による腫瘍免疫の阻害が関与すると考えられる。
光遺伝学技術を用いた線虫の個体寿命の時間特異的な制御機構の開発

これまでの様々な寿命・老化研究を通じて数多くの寿命・老化遺伝子が発見されてきた。組織特異的発現プロモーターを利用する事で、それら遺伝子は組織ごとに異なる寿命への寄与を果たす事が分かってきた。しかし、寿命・老化遺伝子が加齢のどのタイミングで寿命延長・抗老化に寄与するか、よく分かっていなかった。そこで、光刺激で遺伝子発現制御を可能にするGAVPOシステムを線虫に導入する事で任意の加齢段階での寿命・老化遺伝子の発現を試み、必要なプラスミド類の構築とそれらの導入可能性を試験した。また、ワシントン州立大との共同研究として線虫自動寿命測定装置を試験し、現状での運用上の課題を発見した。青色光刺激による立体構造の変化によりダイマーを形成して転写因子として機能するGAVPOタンパク質(Gal4-VVD construct to generatea synthetic protein)を線虫に導入するため、GAVPOに含まれるGAL4転写因子をQF転写因子に置換する遺伝子改変を行った。また、青色光刺激による遺伝子発現を簡便に確認するため、オペロンを用いた同一mRNAより2種類のタンパク質を独立して発現可能なシステムをレポーター系に導入した。同様に、代表的な寿命制御遺伝子であるDAF-16/FOXOを筆頭に複数の寿命制御遺伝子をレポーター系に導入した。これらの改変遺伝子を線虫にマイクロインジェクションにて導入を行っている。青色光刺激により転写を活性化するGAVPOタンパク質(Gal4-VVD construct to generatea synthetic protein)に導入されているGAL4/UAS転写制御システムが、予備実験などにより線虫において安定的に機能しない事が分かり、そこで線虫においても機能する事が報告されているQF/QUASに転写制御システムを切り替えるためにプラスミドなど実験系の再構築を行う必要が生じたため。青色光刺激により転写因子として機能するGAVPOタンパク質(Gal4-VVD construct to generatea synthetic protein)の改変を行い、QF2転写因子のDNA結合部位を持つGAVPO-QF2およびそのVariantを作成した。また、GAVPO-QF2配列の上流に任意のPromoter配列を導入可能となるように、GAVPO Plasmidの再設計を行った。評価系として、QF2転写因子結合配列の下流に目的遺伝子とレポーターの蛍光タンパク質を同時に発現するオペロン配列を持ったReceptor Plasmidを設計し、蛍光タンパク質の上流に任意の目的遺伝子を導入可能となるようReceptor Plasmidの再設計を行った。また、光による遺伝子発現制御を個体レベルでの表現型としても確認・評価をするために、強発現により線虫の脂肪蓄積誘導し、かつ寿命制御を正に制御する脂肪酸代謝酵素をReceptor Plasmidに導入し、レポーター蛍光タンパク質の発現に加えて、形態的変化に関しても評価を行った。昨年度、ワシントン州立大学との共同研究として導入した線虫自動寿命測定装置に関しては、導入後に試験したところ、一般的なインキュベーター内では装置を運用する事が困難である事や生死判定プロトコルが偽陽性の判定を行ってしまう事など、運用上の課題を明らかとした。現在、生死判定プロトコルの改良などを行っており、装置の小型化などの検討を行っている。実験系の構築に関しては、作成したプラスミドを順次線虫に導入して試験を行う。寿命測定に関しては、従来の目視による寿命測定に加え、ワシントン州立大学Dr. Matt kaeberlei氏との共同研究として導入した線虫自動寿命測定装置を利用する事で、効率化に努める予定である。線虫寿命測定装置は導入済みであり、現在装置の最適化を行っている。29年度が最終年度であるため、記入しない。分子生物学29年度が最終年度であるため、記入しない。
血管作動性ペプチドの臨床的意義に関する分子生物学的研究

I.ナトリウム利尿ペプチドファミリーに関する分子生物学的研究肝臓で発現するヒトSerum amyloid Pcomponentのプロモーターに我々のクローニングしたマウスBNP遺伝子を連結し、複数系統のTGMを得た。マウスBNPの特異的RIAにて測定したTGMの血中BNP濃度は対照マウスの10100倍と著しく上昇しており、更に有意の血中cGMP濃度の上昇が認められた。これらのTGMの平均血圧は対照マウスと比べて明らかに低値を示した。このことより、BNPの慢性ホルモン作用が証明され、その治療薬としての長期投与の有用性が示唆された。2)ハムスターBNPのcDNAクローニングと心筋症ハムスターにおける遺伝子発現の検討:ハムスター心臓から作成したcDNAライブラリーより、ハムスターBNPcDNA全長をクローニングし、32アミノ酸よりなるハムスターBNPの構造を明らかにした。32週齢の肥大型心筋症ハムスター及び拡張型心筋症ハムスターにおいて、心室のBNPmRNA濃度は対照の3倍以上に増加し、更に血中BNP濃度は7倍以上に上昇して100fmol/mlに達し、同じく上昇を認める血中ANP濃度(40fmol/ml)の3倍であった。このことより、心筋症ハムスターがヒト心疾患におけるBNPの病態生理的意義の検討に有用なモデルであることが明らかとなった。II.エンドセリン(ET)受容体に関する分子生物学的研究1)ET-A及びET-B受容体遺伝子の転写調節機構:ヒトET-A受容体遺伝子の5'隣接領域の5kb断片とレポーター遺伝子(ルシフェラーゼ)とのfusion plasmidを作製し、functional assayを行った。培養ラット糸球体メサンギウム細胞にトランスフェクションした結果、コントロールに比し約200倍のルシフェラーゼ活性の亢進を認めた。更に、この断片を5'端より欠失させて作製した種々のdeletion mutantsを用いた検討により、ATGコドンの上流0.6-0.1kbの領域にpositive regulatory elementsの存在が、また5-1.3kbの領域にnegative regulatory elementsの存在が明らかになり転写調節に関与するシス配列の存在が示唆された。ET-B受容体遺伝子についても同様の検討を行っている。
日本人英語学習者によるガーデンパス文の処理メカニズム:眼球運動データに基づく検討

(1)英語母語話者に対する研究成果と同様、そもそもガーデンパス現象が日本人英語学習者の場合にも観察されるかどうか。(2)文の統語情報と意味・語用論的情報の処理は、それぞれがモジュール的に独立して機能するのか。それとも相互依存しているのか。(3)以上の(1)(2)のような基礎研究から、外国語として英語を学ぶ日本人英語学習者へのリーディングや文法指導において、いかなる示唆や展望が得られるか。その結果、概して次の2点が明らかになった。(1)「ガーデンパス現象」と呼ばれる、文の処理当初に一旦仮定した文の統語表象を処理の途中で再度解析し直すという現象が、確かに第二言語としての英語の読みにも観察される。以上の結果は、第二言語として英語を学ぶ日本人英語学習者の場合、文処理過程において、メンタルレキシコン内の語の意味情報、とりわけ語用論的情報がオンライン的に同時に処理されている可能性を示唆している。研究代表者の所属する関西学院大学大学院言語コミュニケーション文化研究科に設置の教員共同研究室内には、すでに眼球運動計測装置として、アイマークレコーダー(Eyemark Recorder EMR-8、ナック社製)を導入済みである。この装置を利用し、平成16年度では、次のような研究を実施した。(1)実験仮説・手順の検討:人の眼球の運動過程、および文処理過程に関する先行研究の成果を総括し、実験仮説や手順の詳細な検討を行なった。(3)計測の実施:既に研究代表者個人(科研補助金外)で実施した方法を参考に、外国語として英語を学ぶ日本人大学生などを被験者にした、個別実験(キャリブレーション、英文の視覚提示、眼球運動データのビデオへの記録眼球運動データのPCへの記録など)を実施した。なお、データ提供者およびデータ集計者には、一定の謝金を提供した。これらは、原則眼球運動計測装置の設置された研究機関に所属する研究代表者が担当したが、併せて研究分担者、協力者も適宜参加して行なった。(4)計測データの集計・分析方法の検討:研究代表者に分担者が加わる形で推進した。(5)データの集計・分析:研究代表者により、(1)文単位分析、(2)句単位分析のうち、前者の文単位の分析を完了した。この装置を利用し、平成17年度では、次のような研究を実施した。(1)計測データの集計:各実験刺激文(ガーデンパス文、コントロール文、非ガーデンパス文)の読みにおける眼球運動の停留数、逆戻り数、停留時間(1回あたりの平均)、停留総時間について、各文を句(phrase)単位に分けたデータの集計を、研究代表者に分担者が加わる形で推進した。(2)集計データの分析:研究代表者により、(1)文単位分析、(2)句単位分析のうち、後者の句単位の詳細な分析を完了した。(3)句単位分析データに基づく結果の考察:研究代表者に分担者が加わる形で、得られた句単位データからどのような結論が導けるか検討した。(4)日本人英語学習者の文処理過程についての理論的考察:これまでの第一言語における先行研究における、文理解のメカニズム、とくにモジュラーモデルや相互作用モデルに関する成果をもとに、今回の科研共同研究で得られた句単位データに基づく結論が、第二言語の処理モデルの構築にどのような貢献をするかという考察を行った。これは、研究代表者に分担者が加わる形で実施した。(5)関連学会での報告:以下の諸学会で順次研究成果を報告した。(1)言語科学会第7回年次国際大会(JSLS2005)(2005年6月25日、上智大学四谷キャンパス)<口頭発表>(2)大学英語教育学会全国大会(JACET2005)(2005年9月9日、玉川大学)<シンポジウム開催>(6)中間報告会の開催:これまでの研究成果を次のオープンフォーラム(中間報告会)を開催して報告した。平成16-18年度科学研究費研究助成オープンフォーラム(2006年2月12日(日)13:0017:20、関西学院大学大阪梅田キャンパス)研究代表者の所属する関西学院大学大学院言語コミュニケーション文化研究科に設置の教員共同研究室内には、すでに眼球運動計測装置として、アイマークレコーダー(Eye-mark Recorder EMR-8、ナック社製)を導入済みである。この装置を利用し、平成18年度には、次のような研究を実施した。

1.文および句単位分析データに基づくさらなる結果の考察:研究代表者に分担者が加わる形で、得られた句単位データから、ガーデンパス現象と呼ばれる、文の処理当初に一旦仮定した文の統語表象を処理の途中で再度解析し直すという現象が、確かに第二言語としての英語の読みにも観察されること、並びに、第二言語として英語を学ぶ日本人英語学習者の場合、文処理過程において、メンタルレキシコン内の語の意味情報、とりわけ語用論的情報がオンライン的に同時に処理されているという結論が得られた。これは、研究代表者を中心に行われた。2.次に、日本人英語学習者を含めた第二言語における文処理プロセスについての理論的考察を行った。その結果、文処理においてこれまで提案されてきた、手続き的設計に基づく言語情報処理と、制約的設計に基づく言語情報処理のうち、後者の制約的設計に基づくモデルがより妥当なモデルである可能性が示唆された。3.3年間の実証的および理論的な研究成果をまとめて、研究成果報告書にまとめるべく、その報告書に盛り込むべき内容、およびその内容構成の検討を行った。これは研究代表者、分担者のみならず協力者も加わる形で実施した。4.研究成果報告書の原稿の執筆を代表者・分担者・協力者がそれぞれ分担する形で行った。5.上記4の原稿を完成させ、2007年3月20日に刊行した(A4版で、本文294ページ、合計304ページ)。
変分問題に関連する発展方程式の研究

本件は主に以下の点を解明するために計画された研究であった。1.非線形弾性体の変形問題などに対する勾配流の構成2.勾配流の方程式の解の分岐現象3.弾性体の変形問題および極小局面の問題に対応する双曲型方程式4.離散的勾配流の方法のシュレディンガー方程式への応用5.離散的勾配流の方法と爆発解との関係。本研究の第1年目は4年に一度開催される世界非線形解析学者会議(World Congress of Nonlinear Analysts)の開催年であったので研究代表者菊地の他、分担者の太田もこの研究集会に参加し最先端の情報を収集した。第2年目は国際研究集会Czechoslovak International Conference on Differential Equations and Their Applicationsの開催年であったので研究代表者菊地が参加し成果発表及び情報収集を行った。これらのほかにも研究代表者菊地及び各分担者が国内外の研究集会に参加し研究に必要な情報を収集した。その結果以下のような研究成果を得ることができた。まず上に挙げた目的の内特に目覚ましい進展があったのは1と3に関してである。1に関する成果としては準凸な汎函数がある種の下からの評価式を満たす場合に勾配流が構成できることがわかった。さらに方程式の形に多くの制限が残されているが下からの評価式を仮定しない場合にも勾配流が構成できる場合があることがわかった。3に関する成果としては対応するディリクレ境界条件が従来の弱定式化(トレースが0)よりもさらに弱くしないといけないことがわかった。この結果は直接変分法の結果をそのまま発展方程式の研究に応用するという当該研究の特徴をふまえたものである。このほか4に関しても若干の所見を得ることができた。2と5に関しては今後の発展の可能性は見いだせたが今回の研究期間内には理論と呼べる形まではまとめることができなかった。これらについては今後の研究に期待するところである。本件の研究目的のうち、今年度は特に、勾配流の構成、及び、極小曲面の問題に対応する双曲型方程式、の2点についてめざましい進展があった。前者に関する成果としては準凸な汎函数がある種の下からの評価式を満たす場合に勾配流が構成できることがわかった。この成果はイタリア国カターニア市で開催された国際研究集会The third world congressof nonlinearanalystsにおいて発表した。今後この結果をさらに発展させて、非線形弾性体の変形問題またはこれに関連する変分問題(多重凸な正則汎函数など)に対する勾配流の構成へと理論を発展させたいと考えている。後者に関する成果としては膜の振動方程式(2階準線形双曲型方程式)の近似解を離散的勾配流の方法で求めその極限がエネルギー保存則を満たせば弱解になるという定理を幾何学的測度論(ヴァリフォルド理論)を用いて証明した。これは従来知られていた結果を改良したものであるが、さらにDirichlet境界条件に関して従来全く考察されていなかった部分に関しても満足できる結果を得た。本件の他の研究目的に関連して、分担者清水には早稲田大学の柴田良弘教授、分担者根来には金沢大学土谷正明教授と研究連絡を行ってもらい一定の成果を得ている。また分担者星賀には調和写像の双曲型化である波動写像に造詣の深いVladimir Georgiev教授とイタリア国ラクイラ大学において研究連絡を行ってもらった。そして、星賀-久保、久保-太田、の分担者間の共同研究の他、分担者久保と上記のGeorgiev教授、ローマ大学のD'Ancona教授との共同研究による成果も上がっており、分担者間の連携も非常にうまく行ったといえる。

今年度は昨年度の成果を踏まえて当初目的の内の未解決部分を解明するために主として離散的勾配流の方法による弱解の構成法の改良に特に力を入れた。そして京都大学,北海道大学等を訪問し多くの専門家と研究連絡を行った。また各分担者にも海外を含む研究集会に参加してもらい関連する研究者たちと研究連絡を行って研究に必要な情報を収集してもらった。その結果準凸汎函数の勾配流方程式の弱解の構成の際に,従来は近似解の空間変数に関する2階微分の一様評価を要求していたが,この評価なしで弱解を構成することに成功した。この成果は8月にチェコ共和国チャールズ大学において開催された国際研究集会Equadiff 10 (Czechoslovak International Conference on Differential Equations and Their Applications)において発表した。ただこの結果では方程式の形に多くの制限が残されておりさらなる改良が望まれるところである。また今年度も昨年度から継続して極小曲面の問題に対応する双曲型方程式の研究を行った。当該研究の主眼は離散的勾配流の方法を発展方程式に応用する事であるが,離散的勾配流の方法はRotheの方法に直接変分法の手法を組み合わせた方法であるので直接変分法の結果がそのまま発展方程式の研究に応用できるというメリットがある。この方程式に対しても極小曲面における直接変分法の結果を双曲型方程式に応用することにより対応するディリクレ境界条件が従来の弱定式化(トレースがO:γu=0)よりもさらに弱くしないといけないことがわかった。この成果は今年度雑誌Nonlinear Analysisに発表したほか上記の研究集会の直後に同じくチャールズ大学において開催されたPDE meetingや国内の幾つかの研究集会において口頭発表を行い多くの研究者たちから関心を寄せて頂いた。
高温超電導電力用限流装置に関する基礎的研究

本研究は、高温酸化物超電導体の大電流通電にともなう電気・磁気的変化や熱的変化により発現・消滅する限流低抗特性、高調波成分電流による抵抗変化、外部磁界効果、限流エレメントとしての基本動作特性の検討を目的とする。さらに、エレメントの熱的温度上昇による抵抗特性、さらにはア-ク溶断特性を明らかにし、超電導限流ヒュ-ズへの適用性を検討する。また、磁性体微粒子を超電導体に付着させる実験(ビッタ-法)により、超電導体への磁束侵入の位置を検討する。★平成2年度の研究成果は次の通りである。(1)供試イットリウム系、ビスマス系のバルク超電導体の形状は、板状であった。また、いわゆる結晶化ガラス法により製作されたビスマス系超電導体は、表面がきわめて滑らかな棒状およびパイプ形状の超電導体を実現した。臨界電流密度は100A程度以下であったが、焼成技術はほぼ確立した。(2)大電流通電による発現する抵抗は、磁束流抵抗と常電導抵抗であることを示し、交流電流下で抵抗値の動特性を明らかにした。(3)素子のインダクタンスは温度により変化することを見いだした。(4)DCから10kH程度までの高周波電流による臨界電流の変化を検討した。(5)発現抵抗の電流、電力、電力量に対する定量関係から、磁束流抵抗を利用する限流器と常電導抵抗を利用する限流器の設計指針を示した。(6)超電導体の限流ヒュ-ズへの応用を提案し、溶断・ア-ク時の抵抗特性を検討した。★平成3年度の研究成果は次の通りである。(1)イットリウム系およびビスマス系超電導体を用いた限流ヒュ-ズを試作し、遮断試験を行った。試作ヒュ-ズは低圧回路の大電流遮断性能を示した。(2)超電導限流ヒュ-ズはクエンチによる生じた常電導抵抗と溶断後のア-ク抵抗とにより短絡電流を限流・遮断した。試験より、超電導限流ヒュ-ズは、通常の金属限流ヒュ-ズが溶断後のア-ク抵抗のみで限流・遮断するのに対し、溶断以前の電流も発現する常電導抵抗により限流することを示した。(3)長さ15cm程度、直径25mmの棒状または515mmのパイプ形状のイットリウム系超電導体を焼成した。これらの試料を用い、低周波交流でインピ-ダンスを測定し、デ-タ解析により抵抗とインダクタンスを分離した。これよりインダクタンスの外部磁界効果について検討した。(4)ビッタ-法により超電導体の磁束侵入位置の観察を行った。磁性体微粒子は超電導体の結晶粒界と思われる位置に付着した。また、付着微粒子パタ-ンは外部磁界により変化した。