hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
硬質脆性材料の低温変形能－微小体積変形試験から導き出す新規な材料物性

透過電子顕微鏡観察により,(001)面上の<100>転位および{110}面上の<110>転位が2本の部分転位に分解して運動すること,{011}面上の<111>転位は部分転位に分解することなく完全転位として運動することが明らかとなった.これらの結果は,第一原理計算による一般化積層欠陥エネルギーの計算結果と良い一致を示した.前年度までに基本項目を確立した「サブミクロンメーターサイズの試験片をバルク試験と同様の条件で変形できる実験手法」の高精度化を行い,実験可能な最小試験片サイズを実験試料に関わりなく,0.05μmまで向上させた.これには,試験片のFIB加工手法(試料両端の平行度の確保)の開発,試験片端面と圧縮治具(ダイヤモンド・フラットパンチ)の平行度の確保,位置決め手法の確立をすべて更新し,最適化した.硬質脆性材料の低温変形能は,非常に高い応力レベルで発現するもので,その定義から試験機にかかる荷重をできる限り小さくする必要があるためであり,SiCなどの硬質材料からMgのような軟質材料まで広範囲の実験試料に適用が可能である.またこれまで,低温変形能の発現をSiC,数種のMSi2系(MoSi2, CrSi2, VSi2, NbSi2, TaSi2, TiSi2)遷移金属シリサイドおよびM5Si3系(Mo5Si3, Cr5Si3, Nb5Si3)遷移金属シリサイドに加えて,鉄鋼材料における脆化相であるラーベス相,シグマ相の金属間化合物でも見出しており,当初の計画以上に研究が進展している.更に,バルクの高温変形で得られたCRSSの温度依存性の延長線上に低温変形能のCRSSがプロットできる場合,高温バルクと低温ピラーで同一の変形メカニズムが作動していることを透過電子顕微鏡法を駆使して解明できた.遷移金属シリサイドやボライド,SiCなどを代表例とする硬質材料は,非常に高い強度をもち,複合材料の強化相のみならず,それ自身も超高温材料として期待されている.これら硬質材料は,変形開始温度が1000°C近傍にも達する場合が多く,それ以下では変形能を全く示さないなど,実用上の問題はその脆さにある.しかし,最近の我々のマイクロピラー試験片を用いた研究から,硬質材料でバルクでは発現しない低温変形能が存在することを明らかにした.本研究では,SiCなどの構造用セラミックスやMoSi2やMo5SiB2,M5Si3型などの遷移金属シリサイド単結晶を用いて,バルクでは破断が先行し発現しない新規な力学物性である「脆性硬質材料の低温変形能」のメカニズムを解明することを目指した.M5Si3型遷移金属シリサイドの多くは2000度を越える融点を持ち,超高温構造材料として期待されている.大別すると3種の結晶構造をもつ.正方晶系D8l, D8m型,六方晶系D88型構造である.その代表的化合物としてNb5Si3, Mo5Si3, Ti5Si3を選定し,供試材とした.いずれの化合物もバルクでは1400°C以下では全く塑性変形能を示さず,その活動すべり系や臨界分解せん断応力(CRSS)などは全く不明である.ミクロンオーダー(110μm)のマイクロピラー試験片では,Nb5Si3が(001)<100>すべりで,Ti5Si3が{1011}<2113
ＸＡＦＳによる水酸化物・硫化物処理法における不均一・不可逆反応機構の解明

高効率な鉱山廃水処理プロセスの構築を目指し、主要な殿物成分である水酸化第二鉄および水酸化アルミニウムに対するAs(V)、F、Si(IV)、Zn(II)、Cd(II)の共沈機構を固体分析および化学工学的な手法を用いて定量的に同定した。得られた知見を元に、水酸化第二鉄および水酸化アルミニウムへの表面錯体モデルおよび沈殿生成に対する反応速度モデルを組み込んだ化学平衡計算により、固液界面における各種有害元素の不動化に関する定量モデルを得た。得られたモデルを実在の坑廃水の中和処理に適用したところ、いずれも有害元素の除去も良好に再現可能であった。前年度までに水酸化物共沈法によるF(-I)、BおよびAs(V)処理における機構解明に取り組み、水酸化第二鉄ならびに水酸化アルミニウムによるF(-I)共沈、ならびに水酸化第二鉄ならびに水酸化アルミニウムによるAs(V)共沈に関しては、XAFS分析も含む多面的な実験的考察によって、その処理機構がほぼ明らかとなった。今年度は、全国の重金属汚染フィールドに対する調査で問題となっていることが明らかとなったBやSi、Znにターゲットを絞り、水酸化物による共沈機構の解明を試みた。水酸化マグネシウムによるB除去では、X線分析および固体NMR分析より、共沈法を用いた場合には4配位のBの表面錯体形成による除去機構と、3配位のBの表面錯体形成ならびに沈殿生成による除去機構とが混在していることがわかった。また、初期Mg/Bモル比が高くなるにつれて、沈殿生成による除去が優勢になることがわかった。さらにこの沈殿は、塩基性炭酸マグネシウムに構造が類似しており、塩基性炭酸マグネシウム中のCO3がB(OH)3に置き換わったような鉱物が生成していることがわかった。水酸化アルミニウムによるSi除去では、X線分析およびFT-IR分析より、共沈法を用いた場合にはSiの表面錯体形成による除去機構と、ケイ酸アルミニウムの沈殿生成による除去機構とが混在していることがわかった。この時、表面錯体形成による除去は瞬時に達成されるが、ケイ酸アルミニウムの沈殿生成による除去は反応速度が遅く、時間がかかることがわかった。また、初期Al/Siが高くになるにつれて、ケイ酸アルミニウム沈殿生成による除去が優勢になることがわかった。水酸化アルミニウムによるZn除去では、X線分析より、表面錯体形成による除去が主であることがわかった。水酸化物共沈法によるF(-I)、BおよびAs(V)処理を行ない、有害元素と水酸化物沈殿との相互作用について検討を行なった。Al(III)塩によるF(-I)の共沈処理では、非飽和型のBET型様の等温線の形状が認められ、除去機構がF/Alモル比に依存していることを見出した。一方固体分析により、共沈処理によって水酸化アルミニウムに加えて新たに別の沈殿物が生成していないことも確認された。よってFーによる単層吸着のみでなく、多重錯イオンによる多層吸着が発言していること、さらに収着機構は表面錯体形成によるものであると示唆された。Mg(II)塩によるBの共沈処理では、非飽和型のBET型様の等温線の形状が認められ、除去機構がB/Mgモル比に依存していることを見出した。XRD分析より、B/Mgモル比増加に伴い炭酸マグネシウムと表面沈殿ではないかと推測される未知の物質の生成が促進されることが確認され、収着機構がB/Mgモル比の増加に伴い表面錯体主体から表面沈殿主体へと変化することが示唆された。Fe(III)塩およびAl(III)塩によるAs(V)の共沈処理でも、収着等温線は非飽和型のBET型様の等温線の形状となり、除去機構がAs/FeまたはAs/Alモル比に依存していることを見出した。またゼータ電位測定とXRD分析、XAFS分析より、特定のAs/FeまたはAs/Alモル比以上で低結晶性ヒ酸鉄,低結晶性ヒ酸アルミニウムの生成がAs(V)の収着において支配的になることが分かった。よって収着機構はAs/Feモル比またはAs/Alモル比の増加に伴い、表面錯体主体から表面沈殿主体へと変化することが示唆された。各種共沈処理による実験結果を受け,水酸化物共沈処理の再現を試みた。収着機構を表面錯体形成と表面沈殿生成の2つに大別し,新規に構築した表面沈殿モデルの組み合わせにより処理のモデル化を実施した。水酸化アルミニウムに対するAs(V),Zn(II),Pb(II),Cd(II)などの有害元素の共沈機構は表面錯体と表面沈殿の組み合わせであることがわかったが,廃水処理が達成されるような領域における主要な機構は主に表面錯体であることが判明したため,廃水処理に有用な定量モデルの構築を目指して,水酸化アルミニウムに対する表面錯体モデルを構築した。

表面錯体モデルには拡散層モデルを用い,交換容量の設定に必要な比表面積はEGME吸着法により実験的に求めた324.2m2/gを,サイト密度は文献値である13.8nm-2をそれぞれ用いた。表面錯体平衡定数はそれぞれ単成分系で得られた実験値へのフィッティングによって求めたが,それらの値はKaramalidis and Dzombak(2009)が提唱している既往の文献値とほぼ同様であった。水酸化アルミニウムによるSi(IV)除去に対しては,反応時間1分間程度の短時間の処理では表面錯体形成が主体であったことから,上述と同様の表面錯体モデルによってSi(IV)除去を定量的に再現することが可能であった。しかしながら,反応時間が長くなるにつれて表面錯体形成のみならず,カオリナイト沈殿生成が主な機構となるために,60分以上の反応時間の場合には表面錯体モデルに加えて反応速度を考慮した沈殿生成モデルの組み込みが必要であった。沈殿生成に対して飽和度に対する1次反応速度式を仮定し,その速度定数を経時変化実験へのフィッティングによって求めたところ,反応時間が長い場合におけるSi(IV)除去もある程度定量的に再現可能となった。得られたモデルに水酸化第二鉄への表面錯体モデルをも組み込んだところ,実廃水の中和実験を定量的に再現可能であることを確認した。資源循環工学全国の重金属汚染フィールド調査により、As、F、B、Znに加えてSiについても水酸化物共沈法による除去の最適化およびその機構解明が必要であることが明らかとなったため、本研究では、これらの元素に対して水酸化物共沈法の機構解明を多面的な実験により試み、ある程度の機構解明を達成した。機構解明の結果、共沈法を用いた場合には表面沈殿生成等の不可逆機構が含まれていることが明らかとなった。当初の予定であったXAFSおよびゼータ電位等を用いた共沈メカニズムの解明をほぼ終えている。また、国内外の重金属フィールドの情報収集についても知見を得ている。As(V)、F(-I)、B、Si、Znに対して、水酸化共沈法による除去機構がある程度明らかになったことから、最終年度はこれらのデータを定量モデルの形で再現することを主な課題とする。具体的には、吸着法を用いて表面錯体モデルを完成させた後、共沈法のみで認められる除去機構である表面沈殿生成を再現するために、表面錯体モデルを拡張させた表面沈殿モデルを構築する。フィールド調査より、個々の有害元素の除去に対して種々の共存イオンの影響を定量的に再現できることがモデルへの最重要課題であることがわかっているため、最終的にはそれぞれのモデルを組み合わせる。今年度は、さらに収着モデルを組み込んだ熱力学モデリングによるデータベース構築を目指し、さらにSi等の物質も加えて普遍的かつ系統的なモデル構築を目指す。出張時の宿泊費の節約等により、7,759円の次年度使用額が生じた。次年度にて実験に必須である試薬購入費にあてる。XAFS等の実験や成果報告、情報収集のための国内外の旅費と、実験遂行のための消耗品購入のために使用する。
脊髄動物の呼吸器官形成初期過程の分子機構

(1)肺芽形成過程におけるFgf10の予定呼吸器官中胚葉での発現は、一次気管支内胚葉の突出に対応する位置へと収束し、これは中胚葉におけるHoxb-6の勾配を持った発現前方境界で起きる。Hoxb-6の強制発現や機能抑制実験から、Hoxb-6発現境界の両側でFgf10が誘導されることが判明し、Hoxb-6は細胞間相互作用を介してFgf10発現を制御することがわかった。Hoxb-6はEphA4発現を抑制し、efnb1発現を促進する。異所的なEphA4とefnb1の発現はFgf10発現とその境界で促進し、それぞれの発現ドメイン内ではFgf10の発現を抑制する。このことからHoxb-6はEphA4及びefnb1発現の制御を介してFgf10発現を制御することがわかった。Hoxb-6発現境界はFgf10発現制御ばかりでなく、肺芽形成のシグナリングセンターとして機能し、予定呼吸器官の後部で左右一対の肺芽形成を誘導する機能があることが示された。(2)Fgf10の肺芽中胚葉特異的発現を制御する遺伝子上のエレメントをトランスジェニックマウス法で解析し、肢芽エンハンサー活性をも持ち合わせる第一イントロンの7kbDNA断片上に肺芽エンハンサーも存在することがわかった。この断片上には複数の肺芽特異的エンハンサーが存在し、これらはFgf10プロモーターもしくはその上流配列との特異的な協調的相互作用を介して機能発現することが明らかとなった。(3)予定呼吸器官領域で特異的に発現する遺伝子を網羅的に解析し、特にFgf10発現と関連性のある転写調節因子Isl1,Tbx20等がこのような遺伝子として見いだされた。このような遺伝子は心臓でも発現がみられ、初期発生過程での予定領域決定の関連性が推測されるWnt2が極初期から予定肺中胚葉で発現し、Fgf10発現制御との関連性が示された。1.食道呼吸器官原基の背腹極性に関わる分子機構:Shh標的遺伝子破壊マウスホモ接合胚の食道呼吸器官原基では、背側中胚葉において増殖の低下と細胞死の増加が認められた。ニワトリ胚New culture系でShhシグナル系の遮断薬であるサイクロパミンを作用させると、やはり背側中胚葉で増殖の低下と細胞死の増加が観察された。内胚葉で発現しているShhは、食道呼吸器官において特に背側中胚葉の増殖維持に必須な組織間相互作用因子として機能していることが明らかになった。2.Fgf10発現調節に関わるシスエレメントの同定:Fgf10ゲノムDNA断片にLacZレポーターを連結し、これを用いてトランスジェニックマウスを作成して発現調節エレメントの同定を行った。第一エクソンを含む約30Kb領域には肢芽間充織における発現調節エレメントが同定された。Fgf10遺伝子を含み約250KbをカバーするBACクローンを用いて同様の実験を行ったところ、肺芽でのレポーター遺伝子の発現が確認され、このBACクローン中には肺芽特異的なエンハンサーが肢芽エンハンサーとは独立して存在することが確認された。今後はさらに肺芽エンハンサーを持つ領域の同定を継続して行う。3.肺芽突出位置指定とHoxb-6:初期過程でHoxb-

6発現ドメインと後部の発現ドメインがオーバーラップし、Hoxb-6により発現抑制を受けるEphA4の機能について、食道呼吸器官原基で異所的発現を行ったところ、新たな発現境界で異所性のFgf10発現が誘導された。このような現象はドミナントネガティブ型のEphA4を本来の発現ドメインで強制発現したときにも観察された。EphA4は発現境界においてリガンドであるephrinと相互作用し、細胞内へのシグナル伝達系を介してFgf10発現調節を行っていることが示唆された。1.Fgf10発現調節に関わるシスエレメントの同定:胚芽間充織特異的発現を制御するシスエレメントを同定するため、ヒト、マウスおよびニワトリ間で塩基配列の保存性が高く全エクソンを含む領域約100Kbを7つの断片に分け、トランスジェニックマウスを用いて解析を行った。この領域には3つの独立した肢芽エンハンサーや上顎、鰓弓・心臓、耳胞、中・後腎エンハンサー等が同定されたが、肺芽エンハンサーは同定されなかった。肺芽エンハンサーは用いている200Kb BACクローン中に存在することは二種のレポーター構築を用いて確認されているので、今回用いたDNA断片中に存在しないか、複数の領域の組み合わせが必要である可能性があり、今後この可能性に基づいて研究を展開する。2.組織間相互作用を介した発現調節の解析:Fgf10発現の維持には、組織間相互作用因子としての他のFGFシグナルが必要であると推測されている。Fgf10プロモーターを含む上流6.6Kb領域には、FGFシグナルカスケードの下流で機能するEts転写因子ファミリーの一員であるErmの作用点があることを見いだした。ErmはFgf10転写を促進し、さらにMAPKカスケードの活性化はこれと相乗的に作用することを見いだした。3.食道呼吸器官領域で背腹で異なる発現を示す遺伝子の網羅的解析:食道呼吸器官領域の腹側で肺芽を誘導するという位置特性決定に関わる因子を同定するため、マイクロアレイ法を用いた網羅的解析を試みている。この準備段階としてマウス9.5日胚からこの領域から背側および腹側組織を分離調整しRNAの抽出を行った。これらのRNAについてリアルタイムPCRを用い、背腹のマーカーとしてNkx2.1mRNAの存在量を比較したところ10倍以上の差があり、マイクロアレイ解析に使用できる質が確保されていることが判明した。今後このRNAを用いて網羅的解析を進行させる。1.Fgf10発現調節に関わるシスエレメントの同定:新たなBACクローンを用いたトランスジェニックマウス系での解析により、肺芽での発現を規定する調節エレメントは、転写開始点の上流-57Kb下流の+24Kb領域に存在することが明らかになった。この領域に存在する進化的に保存された4カ所(R1,R21,R31,R32+33)は単独では肺芽特異的なレポーター発現を再現することはできなかった。またR1+R21,R1+R31,R1+R21+R31の組み合わせにおいても同様な結果が得られた。進化的保存領域のさらなる組み合わせと、肺芽エンハンサーを含むプロモーター周辺の段階的欠失による解析を行っている。2.組織間相互作用を介した発現調節の解析:FGfシグナルによるFgf10発現調節に、転写因子ErmとMAPKシステムがどのように関与しているかを調べるため、Fgf10プロモーター周辺のErm応答性エレメント及びMAPK応答性エレメントについて解析を行った。
キサンチン酸化酵素のモリブデン配位子の構造と機能

キサンチン酸化酵素はモリブドプテリン・非ヘム鉄・FADを補欠分子族とする特異な複合フラビン酵素である。酵素内電子伝達機能をもち他のより複雑な異分子間電子伝達のよいモデルとして興味がもたれている。またこの酵素は生体内ではNADを電子受容体とする脱水素酵素であるが、哺乳類由来の酵素は酵素蛋白部分の修飾により容易に酸素を電子受容体とする酸化酵素型へ変換する。本年度は酵素のX-線結晶解析の予備結果および鶏酵素の一次構造およびその変換が起こらない理由を検討した。1)ミルクキサンチン酸化酵素の結晶条件検討と予備結果今までわれわれが結晶化に成功しているミルクキサンチン酸化酵素の結晶条件検討を行った。酵素の精製法を改良した。結晶について筑波高エネルギー研究所においてデータの収集をおこなった。また、二つの重金属置換体についてデータ収集をおこなった。2)鶏肝臓酵素の全一次構造とその変換しない理由の検討cDNAクローニングによる鶏肝臓酵素の全一次構造を決定した。脱水素酵素型/酸化酵素型の変換に関与するSH基は一つはアルギニンに、一つは同一で保存されていた。したがってSH剤による修飾で変換しない理由はS-S結合ができないためと説明できる。また精製酵素を用い蛋白分解酵素の作用点およびその結果得た酵素の機能解析をおこなった。その結果フラビン周囲の構造は酸化酵素型に変換されているにもかかわらず、脱水素酵素活性の低下とともに酸化酵素活性の出現がみられないことがわかった。しかし、蛋白質分解酵素ではほぼ同様に切断されることがわかり、その理由をストップドフロー法および反応中のスペクトル解析により検討したところ、分子内電子伝達がおこっていないために酸化酵素活性が出現しないことが判明した。
パルス磁気刺激装置による摂食嚥下訓練の効果の筋電図学的評価

本研究では,VFによる舌骨動作量とフレキシブル多チャンネル表面電極による筋電図を指標として,パルス磁気刺激装置による刺激が嚥下機能に及ぼす影響を明らかにすることを目的とする。併せて電気刺激と比較することにより,磁気刺激装置の有用性と安全性の検証を行う。さらに,舌骨動作と多チャンネル電極から得られる筋電図のデータとを比較検討しこれらの関連性を明らかにすることにより,筋電図を用いた新たな嚥下機能,訓練効果の評価法を確立することを目的とする。H30年度は,健常被験者を用いてパルス磁気刺激の最適条件の検討,安全性の確認,および評価系の確立を目指した。舌骨移動距離を効率的に増加させるパルス磁気刺激の最適刺激条件の検討,嚥下機能に及ぼす影響および安全性の確認を行うことを目的とした。被験者には人工内耳などの金属を刺激部位周囲に有せず嚥下障害を認めない健常成人1名を用いた。パルス磁気刺激には東北大学流体科学研究所,東北大学大学院医工学研究科,株式会社IFGが共同開発した装置を使用した。本磁気刺激装置にはU字磁気コアコイルを用いた。コイルをU字にすることにより舌骨上筋群のモーターポイント付近に強い電流密度が発生し,下歯槽神経領域においては閾値を超えることはないことが確認されている。磁気刺激に際し,磁気刺激に被験者の動揺を抑え,頭頸部と磁気刺激コイルの位置関係を一定に保つ目的で嚥下コイル固定台の製作をした。パルス磁気刺激条件は,コイル電流を500,1000 ,1500Aの3条件,刺激頻度を20,30,40 ppsの3条件とした。被験者1名の舌骨上筋群に刺激を行ったところ,刺激時および刺激後における刺激部位および刺激部位周囲の皮膚や筋肉に為害作用認められなかった。また,痛みや不快感も認められなかった。磁気刺激に際し,磁気刺激に被験者の動揺を抑え,頭頸部と磁気刺激コイルの位置関係を一定に保つ目的で嚥下コイル固定台の製作にかなりの時間を要したことと,実験プロトコルの作成に時間を要したことにより実験に遅れを生じている。倫理委員会承認に向けてプロトコールを速やかに作成し,被験者を追加してパルス磁気刺激の最適条件の検討,および評価系の確立をさせることにより円滑な実験の遂行を図る。(理由)予定していた被験者数を満たすことができず,各種実験器具およびデータ保存媒体の購入数が少なかったため。(使用計画)当初予定していた各種実験器具,データ保存媒体の購入や学会出席に要する旅費に費やす予定である。
１９４０年代日本の公立小学校における学校体育実践に関する歴史的研究

本研究は、1940年代における公立小学校の学校体育実践がどのように展開されたのかを実証的に解明することを目的とした。1940年代の学校体育実践は、「戦時」と「占領」という質的に異なる制約的な教育条件に強く影響を受けた。ただし、本研究の結果、その影響は一方的ではなく、作用の程度も一様ではないことを確認した。すなわち、各学校の独自性の保持とその本質的な運用が、戦前と戦後の連続的側面と断続的側面に反映される一つの契機となったことを解明した。本研究の目的は、1940年代の日本の公立小学校における学校体育がどのように展開したのかを実証的に明らかにすることである。本年度は、戦後に先駆的な教育実践(学校体育)を立案していた公立小学校について、各種の教育・体育雑誌および先行研究から特定し、戦時下における資料の現存状況および分析方法の諸条件に基づいて、次の四校を抽出した。賀茂郡西條小学校(広島)、郡山市金透小学校(福島)、市原郡戸田村小学校(千葉)、足柄上郡福沢小学校(神奈川)。次に、これらの小学校を対象として、1940年代に作成あるいは発行された資料を、現地調査等によって収集した。最後に、収集した資料に基づいて、戦時下と戦後の教育実践(学校体育実践)を精査・比較検討した。この結果、各小学校で教育方法、教育内容(体操)、課外教育(体育的内容)などで戦前と戦後において連続する側面を一部ではあるが資料的に明らかにした。一方で、1940年代前半における教育機能を有していた機関として「総力戦研究所」を取り上げ、そこで実施された「体育」について分析・考察し、「戦前・戦後の連続性と断続性」の把握に対する一助とした。この結果、次のことを把握した。(1)総力戦研究所で採用された身体活動(身体教育)のプログラム名称は、当時の公教育で採用された「体錬」ではなく、「体育」を使用していたこと。(2)戦時期の教育機関における体育プログラムにおいても、精神性が重視される武道や教練を排除した、合理的(科学的)な体育内容の実施が可能であったこと。(3)戦時期の身体活動プログラムにおいても、効果的で機能的な指導方法の構築と実施が可能であったこと。(4)第一期研究生の倉沢剛(当時:東京女高師)は、戦後の新教育における体育を「健康体育」と称し、「コア・カリキュラムの一分野として、一日のプログラムを引立てる特異な役割をはたすべき」と論じていること。本研究は、1940年代の日本の公立小学校における学校体育がどのように展開したのかを実証的に明らかにしようとするものある。本年度は、まず、1940年代の学校体育実践を対象とした先行研究の収集と整理・分類を行なった。具体的には、考察方法を基準(思想、カリキュラム、学習内容、指導法、その他)に分類した。そして、1940年代の学校体育実践の分析視点を焦点化し、第一次資料の収集に目処を立てた。次に、1940年代後半(占領初期)において地方軍政部が実施した学校視察の状況を把握するための第一次資料の収集を行なった。具体的には、GHQ/SCAP(CAS、CIE)文書を中心に収集を行なった。加えて、占領初期の学校視察の政策立案過程、学校視察の実施過程と実態、都道府県別の学校視察の状況、学校種別の視察状況、公立小学校における学校視察の受け入れ状況を整理し把握した。最後に、地方軍政部が実施した学校体育(保健分野を含む)に関する実態調査の分析を、CIEが月毎の学校視察報告書を集計して処理・作成した文書綴り(国立国会図書館憲政資料室所蔵)を用いて行なった。その結果、敗戦直後から文部省やGHQ/SCAPによって厳しく禁止されていたはずの「武道」や「教練」が、1947年7月まで、初等教育段階においてわずかではあるが継続的に実施されていたことを資料的に確認した。すなわち、戦時下から戦後にかけての学校体育において、武道や教練といった断絶しなければならなかった教科内容が、部分的にではあるが継続的に実施されていたことを実証した。このことは戦後初期の学校体育に関する歴史的把握の新たな側面を提示するものとして重要であるが、さらに実証内容は日本側資料によって補完・精査されるべきである。本研究の目的は、1940年代の日本の公立小学校における学校体育がどのように展開したのかを実証的に明らかにすることであった。本年度は、前年度までに実施した比較考察〔賀茂郡西条小学校(広島県)、郡山市金透小学校(福島県)、足柄上郡福沢小学校(神奈川県)、市原郡戸田村小学校(千葉県)〕を念頭に、学校体育に関する「戦前と戦後の連続性と非連続性」の把握と叙述に対する一助となる補足的な分析・考察を行なった。

まず、1940年代前半における学校体育の方針を定めた教育審議会の審議(1937.121938.12)を取り上げ、体育史研究において未見の資料を用いて国民学校「体錬科」の構想過程を明らかにし、正課体育としての課題を確認した。次に、192040年代のアメリカにおける公立小学校の学校体育に関する資料を収集し、日本との対比を行なった。ここでは、“The Physical Education Curriculum"(Laporte、第2版、1938)、“Physical education syllabus"(ニューヨーク州立大、1934)、その他に各地区のコース・オブ・スタディーを参照した。最後に、これまでの分析・考察を踏まえて研究の総括を行なった。その結果、学校体育史研究において1945年8月を区切りとしない歴史意識と叙述の必要性が示唆された。このことは、従来の研究で使用されてきた「戦時体育」、「ファシズム体育」、「軍国主義体育」に代わる新たな用語と枠組みを要請する。暫定的に示すとすれば、1920年代後半から1950年代前半の学校体育を「総力戦(体制)体育」として考察することが可能なのではないか、ということである。また、今日の学校体育システム(政策と実践)の原型を、戦後占領下のみに辿るのではなく、戦時下(戦争という条件下)も射程に収める歴史認識が必要となろう。学校体育史本研究の課題は、戦時下から戦後の学校体育に関して、(1)断絶しなければならなかったものが連続した事象、(2)明らかに一貫する事象と断絶する事象、を実証的に解明することである。加えて、(1)および(2)を複眼的に考察することで、1940年代の公立小学校の学校体育を重層的に描き出すことである。昨年度までに上記(1)の解明が計画通りに完了しており、本年度は上記(2)および(3)について必要な資料を当初計画通りにほぼ円滑に収集し、重要な部分について一部を除いて順調に分析・考察が行なわれている。このため、おおむね順調に研究が進展していると裁定した。本研究の課題は、戦時下から戦後にかけての学校体育に関して、(1)断絶しなければならなかったものが継続した事象、(2)明らかに一貫する事象と断絶する事象、を実証的に解明することである。加えて、(1)および(2)を複眼的に考察することで、1940年代の公立小学校の学校体育を重層的に描きだすことである。本年度までに、いくつかの課題は残っているものの、上記(1)の重要な部分の解明を達成できた。また、必要な資料収集も当初計画通りに円滑に進展している。三年間を予定している本研究は、おおむね順調に進展しており、研究計画の変更あるいは研究を遂行する上での重要な課題の追加は生じていない。最終年となる平成26年度に関しても、当初計画通りに進める予定である。ただし、平成25年度の成果に対する自己再検証の手続きは行なう必要がある。本年度は、(1)戦後の日本における学校体育実践に影響を与えた1940年代のアメリカ学校体育実践に関する資料の収集、(2)収集した資料に基づいて日本の学校体育実践との比較検討、(3)平成25年度の成果に対する自己再検証、(4)研究の総括、である。三年間を予定している本研究は、おおむね順調に進展しており、研究計画の変更あるいは研究を遂行する上での重要な課題は生じていない。二年目となる平成25年度の研究計画に関しても、当初の計画通りに進める予定である。すなわち、(1)戦後に先駆的な学校体育を実践していた公立小学校を特定する、
SLEにおける自己免疫現象とアポトーシスについてFas,bcl-2抗原を用いた検討

アポトーシスに関わる二つの重要な分子である細胞表面Fas抗原、および細胞内bcl-2に注目し、ヒト全身性エリテマトーデス(SLE)リンパ球での発現と、アポトーシス誘導との関連を、主にFACS解析を用いて検討してきた。その結果、活動期ヒトSLEの末梢血リンパ球(以下PBL)では非活動期SLEや健常人PBLに比べ、Fas抗原の発現が有意に高かった。またfresh PBLを抗Fasモノクローナル抗体添加刺激したところ、健常人リンパ球ではみられないDNA fragmentationがヒトSLEリンパ球で観察された。したがって、lprモデルマウスと異なり活性化抗原であるFas抗原はSLEの活性化されたリンパ球での発現が高く、かつその機能は正常であることがわかった。in vivoでのSLEリンパ球のアポトーシスを、Propidium IodideでDNA含有量を測定する方法で評価したことろ、fresh PBLでは、SLEは健常人より明らかにアポトーシスが亢進していたが、その割合はFas抗原の発現が高いにもかかわらず僅かであった。一方、アポトーシス抑制因子であるbcl-2も活動期SLEリンパ球で発現が増加しており、特にFas抗原陽性B細胞でbcl-2の発現が有意に亢進していることがわかった。このようにSLEリンパ球ではアポトーシスを起こしやすい状態であるが、アポトーシス促進因子と抑制因子の両方が増加し、それらの発現調節が病態と関連している可能性が示唆された。
高感度MEMS可動部の完全アディティブ形成技術の開発とセンサ応用

本研究は有機材料の物理的柔軟性を活かした高感度・機械変位式センサの開発に向けて、カンチレバーのような中空構造体を高効率かつ自在に形成できる技術の開発を目指して行った。この実現のために、印刷技術の応用によってアディティブプロセスで梁構造を形成可能な独自のプロセス、Lift-On Offset Printing(LOOP)法を開発した。LOOP法は仮基板上に印刷した層の形状を保持したまま、他の基板へと部分的な接触のみで完全に転写する技術であり、積層工程のみで片持ち梁(カンチレバー)や両持ち梁(ダイヤフラム)を形成できる。仮基板には剥離性に優れるシリコーンゴムを用いることで、微弱な力での転写が可能となり、半導体プロセスでは困難な形状自由度の高い梁構造の形成が可能となった。最終年度となった平成30年度にはLOOP法の基本プロセスをさらに改良し、複数の層を一括で転写することで片持ち梁を形成する技術の開発に成功した。これによりひずみゲージ配線を埋設された樹脂カンチレバーや、先端に錘構造を付与されたカンチレバーなど、多彩な構造を用いた可動式センサコアの形成が可能となった。圧力センサおよび加速度センサとしての評価からは、材料の低ヤング率に基く高い感度特性が得られ、有機材料の柔軟性が機械変位式センサの可動部として高い有用性を持つことが示された。また同様の構造体を従来技術である半導体製造プロセスで作製する場合との製造時間を比較したところ、80%もの時間短縮効果が得られることが明らかとなった。中空構造体の製造工程の多さおよびそれに伴う製造時間の長さはIoTの社会実装に伴うセンサデバイスの大量展開に向けた課題の一つである。本研究で確立したLOOP法はその解決策となりえる技術であり、技術の実用化による低環境負荷、省エネルギーなデバイス製造の実現が期待できる。完全アディティブプロセスによる中空構造形成技術を確立し、プロセス面では本研究の目標を達成した。開発した技術は仮基板としてシリコーンゴムを用い、その表面に印刷した機能層を半硬化状態にした後に、別の基板へ転写し片持ち梁状の微小構造体を形成するものである。仮基板上で印刷膜の凝集力を高めた後に転写することで、形成された構造を保持したまま別の基板へ転写され、よって片持ち梁や両持ち梁のような中空構造が形成できる。本技術はオフセット印刷の要領で機能層を積み上げていく加工が可能であり、当該技術の特徴から「Lift-On Offset Printing(LOOP)法」と名付けた。このLOOP法の開発により、種々のセンサデバイスの検出部となる中空構造体を極めて効率よく製造することが可能になった。来たるべきトリリオンセンサ社会におけるセンサデバイスの大量生産と消費が実行された際、社会の持続性に大きく寄与する高効率製造技術である。またLOOP法は高効率なセンサ作製が可能なだけでなく、創出されるセンサの多様性も同時に向上させることが研究過程で見出された。従来のエッチング法を用いた中空構造体作製プロセスにおいては、酸及びアルカリ性の薬液に基板が曝され、さらには高温加熱工程も経由するために、プロセス耐性の高い素材のみが基板として選択されていた。これに対してLOOP法では印刷内に含まれる有機溶剤への耐久性のみが求められるため基板の選択性が飛躍的に向上した。具体的には紙やゴム、スポンジなど、日常生活と親和性の高い素材を基板とした中空構造体の形成が可能となった。この特長を生かし、スポンジ材料の表面に機械変位式の呼吸センサを形成しそれをヘッドマイクの先端に固定した非接触式呼吸センサを試作およびデモした。以上のように本研究の取り組みから、デバイス製造技術とデバイス機能の両面において大きな進展を得ている。基礎プロセスの確立に精力的に取り組み、デバイス試作とデモンストレーションができるほどの技術完成度を初年度のうちに得ることができた。これは当初大きな工数を必要とすると予想された材料選定を短時間のうちに完了できたことに起因しており、プロセス基板を支える付着力や凝集力のパラメーターを早い段階で明確化したことで迅速に進行させることができた。基礎技術が確立されたことで、これ以降はプロセスのさらなる高度化と、応用デバイスの試作に注力することができると考えている。これらの成果を元に学会発表4件と論文執筆3件を行い、成果発表についても精力的に行った。

圧力センサおよび加速度センサとしての評価からは、材料の低ヤング率に基く高い感度特性が得られ、有機材料の柔軟性が機械変位式センサの可動部として高い有用性を持つことが示された。また同様の構造体を従来技術である半導体製造プロセスで作製する場合との製造時間を比較したところ、80%もの時間短縮効果が得られることが明らかとなった。中空構造体の製造工程の多さおよびそれに伴う製造時間の長さはIoTの社会実装に伴うセンサデバイスの大量展開に向けた課題の一つである。本研究で確立したLOOP法はその解決策となりえる技術であり、技術の実用化による低環境負荷、省エネルギーなデバイス製造の実現が期待できる。初年度の取り組みによってLOOP法の基礎プロセスは確立された。現在のプロセスは最小線幅50μm、長さ2mmの梁構造を転写できる状態にある。幅に対して長さが40という極めて高いアスペクトの梁構造を形成しており、センサ応用した際に感度の高い検出部として機能することができるものである。今後はまず最小線幅の更新を目指し、一桁ミクロンの超微細梁構造を完全アディティブプロセスで形成できるレベルまで技術を向上させる。これを達することで、生活空間を流れる気流や、人体の脈拍や心拍などのかすかな動きを捉えられる高感度センサ群の製造技術としてLOOP法の有用性をさらに高めることを目指す。また並行して魅力的なアプリケーション開発にも取り組む。鍵となるのは分布計測技術への応用であると考えている。印刷技術は従来大面積プロセスに優れたものであり、広い面状で熱や湿度、圧力などの情報を取得するアプリケーションは好適であると考えられる。この実現においては広い面内で均一に機能層を形成することが求められる。初年度はある1点のみを計測するセンサの作製をデモンストレーションした。これを多点同時検出へと飛躍させるためには面内均一性をはじめプロセスレベルのさらなる向上が求められる。この高い目標を達成する過程においてLOOP法の技術完成度をさらに向上させ、実用化にy突厥する段階まで押し上げる予定である。初年度に実施した材料の選定が当初計画よりも短い工数で完了することができた。よってナノ銀粒子などの高価な消耗品や材料委託合成のような高額な役務に充当予定であった予算を残額として次年度に引き継ぐこととなった。前年度の残額は本研究で確立する技術のデモンストレーション用資材の調達に充当する予定である。研究の遂行状況からシート状のセンサーデバイスを試作し展示会等で示す段階まで進捗を見込める状態であり、その際に必要となる駆動回路や展示用の筐体の調達にあてる。ことでインパクトの高いデモンストレーションを示し、本研究の成果を広く世の中に示す予定である。
眼外光受容細胞の受容器電位とその細胞内情報伝達系の研究

我々は軟体動物イソアワモチ眼外光受容器がK^+コンダクタンスの減少を伴った脱分極性の受容器電位を発生することを発見した。この発見は無脊椎動物視細胞の光応答の一般的特徴がコンダクタンスの増大と脱分極性電位であるのに対して、脊椎動物のそれがコンダクタンスの減少と過分極電位であることから、当該光受容器が両動物視細胞の特徴を共有していることを意味した。従って低分化のかような光受容器の受容器電位を仲介する細胞内情報伝達系には、細胞又は動物の分化とは関係しない基本的かつ普遍的な原理の存在が期待された。当細胞の受容器電位(光応答)は暗時に流れているK^+電流の光による抑制(K^+コンダクタンスの減少)によって発生するため、当研究はこの光感受性K^+電流を細胞内伝達系の働きの指標としてなされた。その結果、当光受容器にはGTP結合蛋白質を共通に経由する二つの細胞内情報伝達物質CGMP及びIP_3が共存し、CGMPレベルの減少が光受容器電位(光感受性K^+電流の抑制)を発生させ、IP_3がそれを修飾することを暗示した。この結果は脊椎、無脊椎両動物の視細胞に共通する光受容の細胞内機構が同じイソアワモチ眼外光受容細胞に見出されることを示したことになる。本年度の研究では、測定の指標となった光感受性K^+電流は細胞膜全体に存在するチャネル活動の合計に由来するから、個々のチャネル即ち、分子レベルの機構の追求が不足した。かくて、次年度は当該光受容器膜においてCGMP及びIP_3が機能する分子機構を解明したい。
第8回Human Brain Mappingサテライト・シンポジウムの準備

第8回国際Human Brain Mapping(HBM)が2002年6月に仙台で開催されることが決定している。脳機能画像研究の世界的な国際学会である。fMRIやPETなどの非侵襲的機能イメージング法を用いて脳の活動を研究する科学者たちの学会である。非侵襲的脳機能イメージング法には、このような生理的な測定とは別に、特異的神経伝達機能をイメージングする薬理学的方法がある。本サテライトシンポジウムが対象とする領域は幅広く、放射化学・標識合成法・モデル解析・遺伝子工学、臨床研究、創薬科学など多面的に討議される。本シンポジウムの目的は、世界的に高い評価を得ている日本のPET研究者が中心となり、国外の特異的神経伝達イメージングをPETにより行っている研究者がHBM会議の機に多数集まり、我が国と海外のReceptor-imaging研究の発展に多大な大きな貢献と進歩をもたらすことである。そのために、日本国内の拡大組織委員会を開催する必要性があり意見の統一を図った。具体的には以下のとおりである。1)拡大組織委員会を開催し、国際サテライトシンポジウム開催の準備を行った。HBMへのサテライトシンポジウム申し込みを行い、了承された。4)おおまかなフログラムを決定した。
低圧暴露と運動が骨格筋の酵素活性に及ぼす影響

近年、スポーツ界では、高所トレーニングが積極的に取り入れられているが、高所トレーニングは有効ではないという報告もあり、高所トレーニングの有効性についてはまだ明らかにされていない。そこで、今回、自発運動が増加する活動期の夜間と減少する休息期の昼間の低圧暴露が骨格筋の酵素活性にどのように影響するかについて比較検討した。8週齢のWistar系ラットをそれぞれ夜間低圧群(n=6)、昼間低圧群(n=5)とコントロール群(n=10)の3群に分け2週間飼育した。低圧環境は約550mmHgとしたチャンバーに動物を一日8時間入れ低圧暴露とした。2週間目に体重の2.5%と10%の重りをつけ、水泳を行い運動能力の指標とした。その後、麻酔し頚動静脈より採血し、総蛋白やグルコースの分析を行った。また、心臓、副腎、腹腔内脂肪とヒラメ筋を摘出し、湿重量を測定後、乳酸脱水素酵素とコハク酸脱水素酵素などの酵素活性を測定した。飼育期間中の体重とエサ摂取量の経時的変化はコントロール群に比して低圧暴露群に低い傾向が認められた。腹腔内脂肪はコントロール群に比して低圧暴露群に有意な減少が認められた。ヒラメ筋重量では低圧暴露群に増加傾向が認められた。赤血球、ヘモグロビン、ヘマトクリットは夜間低圧暴露群で有意に増加した。血糖はコントロール群に高く、一方、総蛋白はコントロール群に低い傾向が認められた。コハク酸脱水素酵素の活性は低圧暴露群で増加したが、乳酸脱水素酵素の活性は低圧暴露群で減少した。運動能力の指標として測定した2.5%の重りをつけての水泳運動時間は低圧群に時間の延長が認められたが、夜間と昼間の群間で差はなかった。以上のことより自発運動の違いが夜間と昼間に認められても、夜間および昼間低圧暴露時の酵素活性や運動能力に影響に差がないものと考えられる。
正常造血幹細胞,造血因子と造血器腫瘍との比較と相互関係

1.骨髄性白血病M1細胞の分化誘導因子(D因子)は、テラトカルシノ-マF9細胞の分化誘導抑制作用および骨芽細胞の骨吸収作用のあることを見出した。また、インタ-フェロンβ,ILー4、ILー6は単球性白血病細胞の増殖と分化を著しく修飾することを認めた(穂積)。2.フレンド白血病細胞の分化誘導に関与するチロシンキナ-ゼはEGF受容体チロンキナ-ゼ様であることを明らかにし、燐酸化チロシンホスファタ-ゼ活性の低下と分化誘導能とが密接に関連していることを明らかにした(大石)。3.cーmyc遺伝子がフレンド白血病細胞の転写因子として機能していることを証明し、cーmycが細胞増殖、分化の転換を制御していることを示唆した(帯刀)。4.シアロ糖脂質ガングリオシド(GM_3、2-3sialosylparagloboside(SPG)の各種ヒト白血病細胞に対する分化誘導と増殖抑制効果を明らかにし、その作用機序を検討した(斎藤)。5.ヒト胎盤cDNAライブラリ-より、正常ヒトltk遺伝子を単離してその構造を解析し、ltk遺伝子の翻訳開始点、遺伝子産物、コ-ディング領域を明らかにした(平井)。6.白血病細胞の表現型、遺伝子型、染色体、増血因子に対する反応性などの解析から幹細胞性白血病が従来の想定より高頻度に存在しており、特定の形質発現の異常から診断可能であることを明らかにした。また、白血病の細胞種、白血病細胞の分化段階の差違によってプロティンキナ-ゼCアイソザイムの発現が異なることを見出した(白川)。
エアガン・ランドエアガンを用いた地震波低速度域の地殻微細構造の研究

微小地震観測網デ-タにより顕著な地震波低速度域の存在が明らかにされている日光・足尾地域をフィ-ルドとして設定し、エアガン・ランドエアガン・自然地震を震源として用いた地殻構造探査実験を昨年の9月及び10月に実施した。エアガンは中禅寺湖の湖水中10mの深さで発振した。観測点としては,テレメ-タ観測点12点,オフラインレコ-ダによる観測点10点の合計22点からなる稠密観測網を展開した。実験デ-タを解析した結果、現在までに以下のことが明らかになった。地震波低速度域の同縁部にあたる足尾町の直下715kmの深さに溶融体によると思われる顕著な地震波反射面が存在する。この反射面は単純な1枚の面ではなく、少なくとも2枚の面から構成されている。反射面は活火山である日光白根山の位置する北北西の方向に向かって急角度で浅くなっている。日光、足尾地域では群発微小地震活動が極めて活発であるが、これらの地震を稠密観測網により精度良く震源決定すると、いずれも反射面より浅部に決まり、かつ震源の深さの下限は北西に向かって顕著に浅くなる。即ち、反射面と震源の深さの下限がほぼ平行であり、溶融体の貫入による高温状態が地震の深さの下限を規定していることを強く示唆している。デ-タ解析は現在も継続中であり、当該地域の地殻微細構造が次第に明らかにされつつある。それにより、溶融物質の貫入に起因すると考えられる地震活動・火山活動の実態がより鮮明に浮かび上がってくるものと期待される。今後は、本実験デ-タの解析を更に進めるとともに、その解析結果を踏まえて、更に詳細な調査を実施するつもりである。それは内陸上部地殻内の地震活動・地表面の火山活動の根源を理解する上で、地殻微細構造を知ることが不可欠であると考えられるからである。
RTNSーII核融合中性子被射材料の欠陥構造と機械的性質の研究

昭和57年度より5ヶ年計画で実行されてきた米国ローレンスリバモア研究所の強力核融合中性子源RTNSーIIによる材料照射は,62年13月の間にその最終照射として低温照射,室温および150°C/350°Cの繰り返し照射を行い,計画していた全ての照射を完了した.これらの被照射試料は62年67月の間に東北大学金属材料研究所附属材料試験炉利用施設に返送され,直ちに照射後実験が開始された. 62年度内に31名の研究者および大学院生が延55回出張し実験を行った.研究成果は,材料の種類・照射条件・実験法等に関して極めて広範にわたるため,ここにはキーワード的な記述しかできない.欠陥構造に関しては,照射した金属における反跳エネルギー効果,アルミニウムと鉄における観察不可能なカスケード欠陥の検出と解析,稀薄合金における溶質原子の効果の系統化と解析,高純度鉄の電気抵抗回複, B^<10>を添加したバナジウムにおけるヘリウムの効果,フェライト鋼およびPCA鋼の低温高温照射効果,低温照射低温観察による変位カスケード損傷の初期構造の観察,金および鋼の照射誘起欠陥構造の安定性,ニッケルにおける微量不純物効果の検出,ボイドスゥエリングの核分裂ー核融合相関,鉄,鉄ークロム,モリブデンの陽電子寿命の核分裂ー核融合相関,等があげられる.また機械的性質変化としては,試料サイズ効果の実照射試料による検討が行なわれ,各種金属・合金の構造変化との対応も含めて核分裂ー核融合相関の検討が広く行なわれた.これらの研究成果は19編の論文にまとめて,西独カールスルーエにおける第3回核融合炉材料国際会議(62年10月)に報告した.またこれらは全てJ.Nucl.Mater.に出版の予定である.この他,全297ページの英文報告をRTNSーIIによる材料照射研究の速報第3号として印刷公表した.昭和57年度より5ヶ年計画で実行されてきた米国ローレンスリバモア研究所の強力核融合中性子源RTNSーIIによる材料照射は,62年13月の間にその最終照射として低温照射,室温および150°C/350°Cの繰り返し照射を行い,計画していた全ての照射を完了した.これらの被照射試料は62年67月の間に東北大学金属材料研究所附属材料試験炉利用施設に返送され,直ちに照射後実験が開始された. 62年度内に31名の研究者および大学院生が延55回出張し実験を行った.研究成果は,材料の種類・照射条件・実験法等に関して極めて広範にわたるため,ここにはキーワード的な記述しかできない.欠陥構造に関しては,照射した金属における反跳エネルギー効果,アルミニウムと鉄における観察不可能なカスケード欠陥の検出と解析,稀薄合金における溶質原子の効果の系統化と解析,高純度鉄の電気抵抗回複, B^<10>を添加したバナジウムにおけるヘリウムの効果,フェライト鋼およびPCA鋼の低温高温照射効果,低温照射低温観察による変位カスケード損傷の初期構造の観察,金および鋼の照射誘起欠陥構造の安定性,ニッケルにおける微量不純物効果の検出,ボイドスゥエリングの核分裂ー核融合相関,鉄,鉄ークロム,モリブデンの陽電子寿命の核分裂ー核融合相関,等があげられる.また機械的性質変化としては,試料サイズ効果の実照射試料による検討が行なわれ,各種金属・合金の構造変化との対応も含めて核分裂ー核融合相関の検討が広く行なわれた.これらの研究成果は19編の論文にまとめて,西独カールスルーエにおける第3回核融合炉材料国際会議(62年10月)に報告した.またこれらは全てJ.Nucl.Mater.に出版の予定である.この他,全297ページの英文報告をRTNSーIIによる材料照射研究の速報第3号として印刷公表した.
間隙水圧変動にともなう地殻内岩石亀裂ネットワークの力学－水理学連成ダイナミクス

地熱エネルギー開発にあたり,地殻内岩石亀裂(割れ目)ネットワークが地殻流体の流動に果たす役割は極めて重要である。本研究では,岩石亀裂ネットワークに関する力学特性および水理学特性が,間隙水圧の変動に起因して(具体的には地熱貯留層への加圧注水を想定する)どのように変化するかを室内実験と数値シミュレーションに基づいて検討する。このような検討を踏まえ,最終的に地殻浸透率の上限に関する知見の獲得を目指す。
壊死性腸炎に対するグレリンを用いた発症メカニズム解明と革新的新規予防治療法の開発

これまで当科での壊死性腸炎モデルは新生仔SDラットに低酸素刺激(100%窒素ガス5分間吸入×4回/日)を4日間と生後1日目、2日目にE.coli由来のリポポリサッカライド(LPS)を4mg/kg経管投与することでモデル作成を行ってきた。ただ海外施設からの文献を参照すると実験動物としてマウスを用いている報告も多い。特にカナダ・トロントのThe Hospital for Sick ChildrenのProf. Agostino Pierroの研究室からは壊死性腸炎マウスモデルを用いた壊死性腸炎に対する多角的評価を加えた論文を近年多く報告されている。この施設のモデル作成は具体的には生後5日目から9日目に1日4回、10分間の低酸素刺激と5、6日目にLPS投与を行うことで壊死性腸炎を発症させている。当科実験モデルよりも低酸素刺激時間が長く、このモデルを利用することでより実臨床に近づいたモデルの作成が可能となり、グレリン投与の効果検証もより効率的に出来るのではないかと考えた。そこでの実験モデル作成のノウハウと壊死性腸炎の基礎研究の最新の知見を学ぶことを目的に短期留学という形でProf, Agostino Pierroの研究室にResearch Fellowとして参加することが可能となった。留学先の研究室では壊死性腸炎モデル作成のみならず、組織染色や免疫学的評価、位相差顕微鏡や電子顕微鏡を用いた病態解明にも取り組んでおり今後の自施設での研究方針や設備拡充の参考となった。またカンファレンスで現在のトピックについて協議する機会も得られとても刺激を受けた。帰国後にトロントで学んだ壊死性腸炎マウスモデルを自施設でも作成し研究を発展させようと考えていたが、同じプロトコールでモデルを作成してもマウスの生存率がトロントの施設と比べ大幅に低下し検体数を稼ぐことが困難であった。その後も壊死性モデル作成実験を繰り返したが生存率の改善が乏しく、その原因として組織学的に腸管粘膜の壊死が強い傾向が観察されたことより低酸素刺激が強いことが懸念された。そのため実験手技の見直しや低酸素刺激時間の調整等を行いモデル作成の至適プロトコールの確立に大幅に時間を要した。最終的にはトロントの施設スタッフとディスカッションを行い、実験モデル作成プロトコールの修正点を協議した。今後修正したプロトコールで実験モデルを作成し、まずは採取した検体の組織学的評価を行う。組織学的に修正プロトコールでのマウスモデルが壊死性腸炎モデルとして問題がないことを確認出来れば、その後免疫学的評価を追加することで今秋までの学会発表と論文報告まで到達可能であると考えている。新生仔SDラットに低酸素刺激(100%窒素ガス5分間吸入×4回/日)を4日間と生後1日目、2日目にE.coli由来のリポポリサッカライド(LPS)を4mg/kg経管投与を行う。当研究グループでもこれまで同手技にてNECモデルラットの作成が可能であることを報告し、またNECモデルラットにGLP-2を投与することで防御効果、抗炎症効果より壊死性腸炎の発生を予防することを報告している。グレリンは胃内分泌細胞で産生され求心性に脳へ伝達され視床下部へ働きかけ摂食亢進や消化管機能調整等の様々な作用を発現する。短腸症候群モデルラットにおいてグレリン投与により空腸粘膜の萎縮が予防されることを確認しており、NECモデルラットにおいても小腸粘膜の壊死からの再生促進等の改善効果が期待できると推測される。NECモデルは低酸素刺激(100%窒素ガス5分間吸入×4回/日)を4日間と生後1日目、2日目にE.coli由来のリポポリサッカライド(LPS)を4mg/kg経管投与で作成可能であった。ただ発症率は50%強とこれまでの報告例よりやや低めであった。空腸粘膜のHE染色組織像ではグレリン投与群(早期、晩期いずれも)の絨毛長の増高や陰窩深の深くなっていることが観察された。Ki-67抗体免疫染色による腸管粘膜増殖の評価と腸組織内のサイトカイン測定は現在進行中である。

またカンファレンスで現在のトピックについて協議する機会も得られとても刺激を受けた。帰国後にトロントで学んだ壊死性腸炎マウスモデルを自施設でも作成し研究を発展させようと考えていたが、同じプロトコールでモデルを作成してもマウスの生存率がトロントの施設と比べ大幅に低下し検体数を稼ぐことが困難であった。その後も壊死性モデル作成実験を繰り返したが生存率の改善が乏しく、その原因として組織学的に腸管粘膜の壊死が強い傾向が観察されたことより低酸素刺激が強いことが懸念された。そのため実験手技の見直しや低酸素刺激時間の調整等を行いモデル作成の至適プロトコールの確立に大幅に時間を要した。最終的にはトロントの施設スタッフとディスカッションを行い、実験モデル作成プロトコールの修正点を協議した。今後は実験にて得られた検体を用いてジアミンオキシダーゼの測定や酸化ストレスマーカーの測定を行っていきたいと考えている。また可能であれば再度NECモデルラットを作成し、検体量の問題から測定を断念している凝固系マーカーの測定やこれまで実験時に採取していなかった糞便より腸内細菌叢の変化を観察して壊死性腸炎に対するグレリンの治療効果を網羅的に解析したいと考えている。今後修正したプロトコールで実験モデルを作成し、まずは採取した検体の組織学的評価を行う。組織学的に修正プロトコールでのマウスモデルが壊死性腸炎モデルとして問題がないことを確認出来れば、その後免疫学的評価を追加することで今秋までの学会発表と論文報告まで到達可能であると考えている。(理由)消耗品を予定よりも安価に購入することができた。(使用計画)実験用試薬購入に充てることとする。