hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
刺激応答細胞のアラキドン酸遊離機構に関する研究

エイコサノイド前駆体としてのアラキドン酸は、ホスホリパーゼA_2(PLA_2)により膜リン脂質から遊離されると考えられているが、本研究ではこの系に加えてジアシルグリセロール(DAG)からDAGlipaseによって遊離される系の重要性、およびこのDAGがホスホリパーゼD(PLD)の活性化によって生じるホスファチジン酸(PA)からPAホスホヒドロラーゼ(PAPase)によって生成される可能性を検討し、以下の成績を得た。1.[^3H]アラキドン酸標識ラット腹腔肥満細胞をイオノマイシンで刺激した時にアラキドン酸遊離は、エタノール存在下でPLDの活性化によるPA生成を阻害した時、また、PAPaseやDAGlipase阻害剤を作用させた時のいずれもアラキドン酸遊離の約50%が抑制され、PLD/PAPase/DAGlipase系の寄与が推察された。2.抗原によるIgE受容体依存的刺激下でのアラキドン酸遊離は、エタノールや上記阻害剤でほぼ完全に阻害され、その遊離にPLA_2系の寄与は少ないことが示された。3.遊離されたアラキドン酸の代謝産物であるプロスタグランジンD_2(PGD_2)生成に対する両系の寄与を検討したところ、抗原のみならずイオノマイシン刺激においても上記阻害剤によりほぼ完全に阻害された。4.PLA_2またはPLDを特異的に活性化させるメリチンまたはADPリボシル化因子(ARF)をそれぞれ作用させると、いずれもアラキドン酸が遊離するが、メリチン刺激下ではPGD_2産生は見られず、ARF添加により増大するPGD_2産生はエタノール存在下で完全に抑制された。これらの結果から、ラット腹腔肥満細胞におけるアラキドン酸遊離にPLA_2系に加えPLD/PAPase/DAGlipase系も寄与すること、とくに抗原刺激下での応答や、さらにPGD_2産生においてはそのほとんどが後者の系に依存していることが判明し、PLD活性化に続く脂質代謝経路の重要性を明らかにすることができた。今年度の研究からいかの見地を得た。1.〔^3H〕アラキドン酸標識ラット腹腔肥満細胞を種々濃度のCa^<2+>存在下にイオノマイシンで刺激すると、Ca^<2+>濃度依存的なアラキドン酸の遊離がみられたが、エタノール、ホスファチジン酸ホスホヒドロラーゼ(PAPase)阻害剤であるプロプラノロール、ジアシルグリセロールリパーゼ(DGlipase)阻害剤であるRHC80267共存下では高濃度Ca^<2+>域(200μM以上)での遊離が約50%抑制された。ホスホリパーゼ(PL)D活性の指標となるエタノール共存下でのホスファチジルエタノール生成は、高濃度Ca^<2+>域のみで見られた。これらの結果から、低濃度Ca^<2+>域(200μM)でのアラキドン酸遊離は主にPLA_2系によるもので、高濃度Ca^<2+>域での遊離はその約半分がPLD/PAPase/DGlipase系によるものであることが判明した。2.抗原によるIgE受容体依存的刺激下でのアラキドン酸遊離は、エタノールや上記阻害剤でほぼ完全に阻害され、その遊離のほとんどはPLD/PAPase/DGlipase系によるものであり、PLA_2系はほとんど寄与していないことが判明した。

この結果は、抗原刺激におけるアラキドン酸遊離の新しい機構を示すものと思われる。3.遊離されたアラキドン酸は、ラット腹腔肥満細胞では主にプロスタグランジンD_2(PGD_2)に代謝されることが知られており、この一連の代謝経路は生理的に重要である。そこでこのPGD_2生成に対する両系の寄与を検討した結果、イオノマイシン、抗原のいずれの刺激下でのPGD_2生成も、上記阻害剤によりほぼ完全に阻害された。この結果は、いずれの刺激においてもアラキドン酸カスケードで代謝されるアラキドン酸の遊離は、そのほとんどがPLD/PAPase/DG lipase系に依存しており、イオノマンシン刺激で見られたPLA_2系の関与は少ないことを示している。この結果は興味深い知見であり、今後さらにこの点を明かにしていきたい。前年度の研究から、ラット腹腔肥満細胞を抗原刺激した時のアラキドン酸遊離のうち、その大部分は、ホスホリパーゼD(PLD)の活性化により生じたホスファチジン酸(PA)がジアシルグリセロール(DAG)に変換され、このDAGからDAGリパーゼの作用によって遊離されることが判明し、ホスホリパーゼA_2(PLA_2)の寄与は少ないことが示された。そこで今年度は、PLA_2およびPLDをおのおの特異的に活性化させることを試み、それによるアラキドン酸遊離およびプロスタグランジンD_2(PGD_2)生成への影響を検索し以下の成績を得た。1.[^3H]アラキドン酸標識肥満細胞に、PLA_2を特異的に活性化させることが知られているメリチンを作用させると、その濃度依存的にアラキドン酸の遊離が見られ、また、[^3H]コリン標識肥満細胞を同様の条件で処理すると、有意なリゾホスファチジルコリンの生成が生じた。これらの反応はエタノール存在下でPLDによるPA生成を阻害しても何の影響も見られなかった。さらに、このメリチン刺激下でのPGD_2の生成を検索したが、有意な生成は見られなかった。これらのことから、メリチンによりPLA_2を活性化しても、生じたアラキドン酸はPGD_2に代謝されず、PGD_2産生に対するPLA_2の寄与は少ないことが明らかになった。2.ADPリボシル化因子(ARF)はPLD活性化因子の一つであることが知られているので、ウシ脳より部分精製したARFを用いて、肥満細胞のPLDを特異的に活性化させることを試みた。肥満細胞をサポニン処理し、GTPγSおよびARFを添加すると、ARF無添加に比し時間および濃度依存的に有意なアラキドン酸の遊離とPGD_2生成の増大が見られた。エタノール存在下ではこれらの反応は抑制されるとともに、PLD活性化の指標であるホスファチジルエタノールの生成が増大した。これらの結果は、ARFの添加でPLDが活性化され、それに伴ってアラキドン酸の遊離とPGD_2産生が生じたことを示しており、これらに対するPLDの寄与が確認できた。
アデノ随伴ウイルスキャプシドタンパク改変による新規感染指向性の獲得

AAVキャプシドタンパクの改変により、ウイルスベクター単独で神経細胞種特異的・神経経路特異的な遺伝子導入を可能にする技術開発を行う。戦略はシンプルであり、以下二つの方針のもと研究を進めた。(1)非特異的感染性の除去:広汎な感染指向性を規定する各種アミノ酸配列を置換することで、感染能が劇的に低下することを培養細胞で確認した。その後、初代培養神経細胞、成体マウスで検証を進めている。(2)新規感染性の付与:キャプシドタンパクに特異的配列を付加・挿入することで、新規感染能の獲得を目指す。候補となる特異的配列を作製し、精製を行った。成体マウスにて、検証を進めている。神経回路構造研究をさらに促進するためには、可視化法・観察法・解析法といった各要素における革新的技術の開発が必要である。本研究課題は、独自の視点から新規ウイルスベクターの開発を行い、新たな可視化法を確立するものである。ウイルスベクターを用いることで、任意のタイミング(anytime)で任意の部位(anywhere)に遺伝子導入が可能となる。さらにCre等を発現する遺伝子改変動物と組み合わせるとで、細胞種特異的な遺伝子導入も可能になった。しかしこれは同時に、遺伝子改変動物が存在しなければ、細胞種特異的な遺伝子導入が困難であることを意味する。そこで本研究課題では、『AAVのキャプシドタンパクを人為的に改変』し、『感染(侵入)のステップから特異性を獲得』する革新的技術の創出を目指す。Cap遺伝子は、ウイルス粒子を構成するVPタンパク質をコードしている。alternative splicingによりVP1-3という3種のキャプシドタンパクが作られ、20面体粒子構造を形成する。そのウイルス粒子表面から外に突き出しているspikeが、細胞へと感染(侵入)する際に重要であることが分かっている。上記結合ドメインのアミノ酸を置換し、感染能の除去を行い、in vitroで検証したところ、確かに感染能は劇的に低下した。引き続きin vitroにおいて詳細な検討を進める。また、未知の結合ドメインが存在する可能性も想定し(感染能の除去が不完全だった場合)、randommutagenesisによる感染能スクリーニングの準備も同時に進めている。特に大きな問題も生じず、順調に進んでいる。平成28年度は以下の課題に取り組んだ。(1)感染能の除去:Cap遺伝子は、ウイルス粒子を構成するVPタンパク質をコードしている。感染に関わる結合ドメインのアミノ酸を置換することで、感染能が劇的に低下することを培養細胞で確認した。その後、初代培養神経細胞、成体マウスでの検証を進めている。GST-fusionで候補となる特異的配列を3種作製し、精製を行った。成体マウスにて、これら合成タンパク質が特定の神経細胞種に取り込まれるかについて検証を進めている。特異性が確認された後、キャプシドタンパクに付加・挿入していく。新しい配列をキャプシドタンパクに導入することで、ウイルス粒子の立体構造に障害を来たし、新規感染性の獲得どころかウイルス粒子の産生自体に問題が生じる可能性が考えられる。よって、標的毎に応じて異なる配列をその都度導入し、最適化を図ることは汎用性という観点からも不利な戦略となる。本研究課題では、独自の視点から技術開発を行い、こういった問題に予め対処するだけでなく、end userにとっても確実かつ簡便な方法論を確立する。まずはin vitroでの検証を進め、感染効率を定量的に評価していく。神経解剖学本年度にペプチド合成を行う予定である。
超新星の非等方エジェクタと核γ線及びパルサ-活動性

超新星エジェクタ中でのショックの伝搬時における不安定性成長の条件に関しては、二次元及び三次元の数値流体コ-ドによる解析を行い次のような結果を得た。すでに多くのグル-プの解析から指摘されているように、水素エンヴェロ-プとヘリウムコアの境界面(以後H/He境界面)付近に初期揺らぎが存在すれば、この揺らぎは非線形段階まで成長する。一方我々の計算によればヘリウムコアと重元素層の境界(以後He/C+O境界面)付近の初期揺らぎは十分大きく成長しない。この原因は、blast shockがH/He境界面を通過するときに発生するリバ-スショックがHe/C+O境界面を外からたたくことにより一度成長したHe/C+O境界面付近の揺らぎを減少させるためであることが明らかになった。パルサ-活動性の見え方に関しては、パルサ-キャヴィティ-モデルによりパルサ-からの放射の見え方を議論した。光度曲線の観測値から理論的に予測される放射性同位元素からの放射などの可能性を差し引いて、残りの部分をパルサ-からの放射であるとしてパルサ-活動性を議論している例が多い。しかし、パルサ-がキャヴィティ-を形成している場合には、パルサ-からの放射のエネルギ-の一部はキャヴィティ-の運動エネルギ-に転換され、また一部はキャヴィティ-内部に蓄えられ、光度曲線のずれなどとして観測される放射はパルサ-活動性の総エネルギ-に対して僅かである。超新星1987Aに関してこのモデルを定量的に計算し、上述の評価は1987Aの場合パルサ-活動性の上限値に関して約2桁の過小評価であることを明らかにした。
gp130活性化によって引き起こされた心筋細胞肥大における核内情報伝達機構の解明

最近白血病抑制因子やカルディオトロフィン-1などの膜蛋白gp130を活性化するサイト力インが心筋細胞肥大を引き起こすことが明らかになってきた。我々はgp130活性化によるβ-ミオシン重鎖遺伝子の発現誘導に必要なシスエレメントを解析した。即ちβ-ミオシン重鎮プロモーターにルシフェラーゼを結合させたプラスミッドを新生児ラット培養心筋細胞にトランスフェクションした。次に白血病抑制因子によりβ-ミオシン重鎖遺伝子の発現を誘導したところ、トランスフェクションしたルシフェラーゼ遺伝子の発現も同様に誘導された。同プロモーター上のGATAエレメントを変異させると基礎レベルの転写は野生型と変化しないが、対照群に対する白血病抑制因子刺激群における転写活性の誘導が著明に抑制されることが判明した。次に心臓に発現しているGATA因子群、GATA-4/5/6の中で、どれが最も重要かを検討した。GATA-4,-5,-6それぞれの発現ベクターをco-transfectionしたところ、GATA-5のみが強力にβ-ミオシン重鎖プロモーターを活性化することが判明した。又、GATA-5が同プロモーターのGATAエレメントに強く結合し、又、白血病抑制因子による刺激により、その発現が著明に亢進することが明らかとなった。以上よりGATA-5が心不全発症の細胞内情報伝達において役割を果たしている可能性が示唆される。最近白血病抑制因子やカルディオトロフィン-1などの膜蛋白gp130を活性化するサイトカインが心筋細胞肥大を引き起こすことが明らかになってきた。即ちβ-ミオシン重鎖プロモーターにルシフェラーゼを結合させたプラスミッドを新生児ラット培養心筋細胞にトランスフェクションした。Simpson P.らがβ-ミオシン重鎖プロモーター上のM-CATエレメントがカテコールアミンによる遺伝子発現誘導に重要であると報告している。そこで我々はM-CATエレメントをSimpsonらと同じように変異させたところ心筋における基礎レベルの転写活性は著明に抑制されたが、対照群に比する白血病抑制因子刺激群における転写活性の誘導は野生型と変化無かった。従ってM-CATエレメントは基礎レベルの転写において重要な役割を果たしているがgp130活性化によって引き起こされた遺伝子発現誘導は別のエレメントによって支配されているものと考えられる。さらに詳細に検討した結果、同プロモーター上のGATAエレメントを変異させると基礎レベルの転写は野生型と変化しないが、対照群に対する白血病抑制因子刺激群における転写活性の誘導が著明に抑制されることが判明した。従ってGATA転写因子群が心不全発症の細胞内情報伝達において役割を果たしている可能性が示唆される。今後、gp130リガンドファミリーの心不全の形成における役割及びその情報伝達機構の解明が期待される。
ベイズ型2相コウホートモデルの開発に関する研究

コウホート分析は、ある調査項目の年齢別回答分布の時系列的推移を、年齢・時代・コウホート(世代)効果に分離しようとする方法である。これまで、本分析法の抱える識別問題(原理的に3効果に分離できないという問題)を、パラメータの漸進的変化の条件を取り込んだベイズ型モデルと赤池のベイズ型情報量基準ABIC最小化法によるモデル選択に基づいて克服してきた。本研究では、コウホート効果として固定されるであろう年齢段階が得られたデータの年齢階級の中程に含まれているような場合を想定し、年齢による2つの相を許容するようなコウホートモデルの開発を目的とした。端的なデータ例としては大学卒の割合があげられ、成人についてはコウホート効果しかないはずであるが、若齢を含むデータであればその限りではない。研究成果の概要は、以下のとおりである。1.ある年齢でモデルを切り替えるベイズ型2相コウホートモデルの開発を行った。(デザイン行列の設計やABICの導出)。2.分析プログラムを数値計算言語MATLABを用いて開発した。3.開発したモデルに人工データに適用し、モデルの振る舞いと有効性について検討した。4.現実の具体的なデータの所在について検討し、分析モデルの適用を行った。これまで、本分析法の抱える識別問題(原理的に3効果に分離できないという問題)を、パラメータの漸進的変化の条件を取り込んだベイズ型モデルと赤池のベイズ型情報量基準ABCI最小化法によるモデル選択に基づいて克服してきた。本研究は、コウホート効果として固定されるであろう年齢段階が得られたデータの年齢階級の中程に含まれているような場合を想定し、2つの相を許容するようなコウホートモデルの開発を目的とする。本年度(第1年目)の研究成果の概要は、以下のとおりである。1.ある年齢でモデルを切り替えるベイズ型2層コウホートモデルの開発を行った。(デザイン行列の設計、ABICの導出など)2.分析プログラムのプロトタイプを数値計算言語MATLABを用いて開発した。4.現実の具体的なデータの所在と適用可能性データについて検討し、医学関連データへの適用を目指すこととした。1.ある年齢でモデルを切り替えるベイズ型2層コウホートモデルの開発を行った(デザイン行列の設計やABICの導出など)。4.現実の具体的なデータの所在について検討し、以下のようなデータについて分析を行った。(1)若齢から高齢までをカバーするスポーツ・レクリエーション関連データ。(2)若齢から高齢までをカバーする歯科疾患実態調査データ。(3)がん罹患データ。(4)成人を対象とする国民性調査データ。
火山観測のための小型歪み計の開発

本年度は、昨年度に桜島有村坑道(国土交通省国土交通省九州地方整備局大隅河川国道事務所および鹿児島県が管理)に設置した歪み計の機器の調整、データ回収、データ分析を行った。2018年3月に歪み計を埋設したのち4月に観測機器を設置した。孔井から信号線を伸ばし、歪み計3成分の信号を、データロガー(HKS-9550、計測技研)で24bit、100HzでA/D変換し、連続収録した。同時に、歪みセンサーに与える電圧、磁気センサー2成分の収録をおこなった。商用電源が利用できないことから、太陽電池と鉛蓄電池で電源を構成した。二月に1回程度の頻度でデータ回収を行った。設置後のドリフトの影響もあったため、当初、歪み計の出力が短期間で飽和した。増幅回路の見直し、調整を行い、8月頃より連続収録を開始した。100Hzサンプリングのデータを1Hzにまでダウンサンプリングした。鹿児島地方気象台が発表している桜島の爆発・噴火リストと歪み記録を比べた結果、爆発や噴火直前に先行して発現する山体膨張を示す記録は、ノイズに埋もれて認められなかった。一方、比較的振幅の大きな地震動が歪み計の信号に現れていたことから、100Hzサンプリングのデータを有村観測坑道にある伸縮計の記録と比較した。その結果、周期約0.1-1秒で、歪み記録と伸縮計の記録はほぼ一致した。振幅レベルは約0.5 micro strainの信号は検知できることが分かった。今回は、1点のみの設置であるので、設置場所による違いがあるかはわからない。今後、長周期表面波等を解析することにより周波数毎のノイズレベルを明らかにすることで、今後、本歪み計が利用できる対象を絞ることができる。本年度は、おもに簡易ひずみ計の感度評価と設置場所の調査を行った。火山のひずみ観測用に開発中の簡易ひずみ計の機械的増幅率は,定荷重の条件下では,ひずみ検出部の端部と中心部の直径比から16倍と期待される.しかし,埋設状態では定荷重の条件が満たされないので,増幅率はこれよりも小さくなると予想される.そこで,有限要素法(FEM)で埋設状態をモデル化して,感度を評価した。斑レイ岩中に掘削した直径130mmの孔井に簡易ひずみ計をセメント埋設した状態を模したFEMモデルを作成して,遠方に印加した変位によって生じる岩盤のひずみとひずみ計検出部に生じるひずみを計算した。その結果、岩盤に1 ppmの短縮ひずみが生じている時,ひずみ検出部中心の表面(ひずみゲージを貼る場所)では,軸方向に2.45 ppmの短縮,接線方向には0.81 ppmの伸長が生じ,簡易ひずみ計の機械的増幅率は2.45倍となることがわかった.また、岩盤のヤング率を10 GPaに下げる(ポアソン比は0.25のまま)と,岩盤のひずみが1 ppmの短縮のとき,ひずみ検出部中心の表面では,長さ方向に1.35 ppmの短縮,接線方向に0.44 ppmの伸長が生じ、岩盤のヤング率が小さいとひずみ計の機械的増幅率が低下することがわかった.これは,岩盤のヤング率を低下させたのに伴い,より小さな遠方応力で,岩盤に一定の大きさ(1 ppm)の短縮ひずみを生じさせることができるためであると推察される。ひずみ計の設置場所は、京都大学防災研究所火山活動研究センター有村観測点脇の空き地スペースとした。これは、ひずみ観測装置が設置してあること、掘削の可能であること、観測機材の設置および維持が比較的容易であること、などからである。平成28年度は、ひずみ計の設計と製作を行うことを計画していた。設計については、有限要素法を利用した数値計算にもとづき、孔井に設置した状態でのひずみ計の感度計算を行うことができた。また、予測最大感度よりも小さくなったが、その要因も推察することができた。しかしながら、ひずみ計の試作まではできなかった。これは、おもに計画時に想定していた教育研究活動に加えて、別の業務が入ったためである。来年度は十分時間を確保し、計画の遅れを取り戻す予定である。一方、ひずみ計の設置場所は、予定通り、複数の候補地から掘削地の選定を終えることができた。本年度は、おもに、簡易ひずみ計の製作、歪み計を設置する孔井地点の最終決定、掘削方法の検討を進め、孔井掘削を行い、歪み計の設置を行った。昨年度決定したひずみ計の設置場所は、国土交通省国土交通省九州地方整備局大隅河川国道事務所および鹿児島県が管理していることから、土地占有や掘削についての協議を行い、了解を得た。また、掘削業者と協議し、掘削機械の搬入の仕方や掘削方法を検討し、決定した。昨年度設計した歪み計については、掘削する孔井径や受感部と鞘管との接合状況をもとに、有限要素法等をもちいて感度の評価を行いながら再設計し、歪み計を製作した。平成30年3月上旬に、有村観測所施設の西側に6.2m離れた地点に、ロータリーパーカッション型のボーリングマシンを用いて深さ20m,孔径(直径)約14cmの孔井を掘削した。歪み計が火山活動による歪みを記録できるよう、掘削する岩質を確認しながら掘削した。上部は風化安山岩であったが、深度18mから下部は亀裂の少ない硬質安山岩であった。

歪み計を設置するのに適していることから、深度20m付近の堅固な岩盤に孔井を設置することとした。孔井の孔壁が崩れないよう深さ19mまでをケーシングパイプで保護したのち、孔底に歪み計を挿入し、歪み計を固定するために孔底から1.0mまでをセメントミルクで充填した。最後に、地表上にまで伸ばしている歪み計の信号線の抵抗値等を確認し、機器が正常に設置されていることを確認した。平成29年度は、孔井掘削とひずみ計を設置したのち、データ収録装置も開始して、観測を開始する予定でいた。しかしながら、孔井掘削申請と掘削日の調整に時間がかかり、歪み計の設置までとなった。平成30年4月には観測機器を設置し、できる限り観測を早く開始する予定である。本年度は、昨年度に桜島有村坑道(国土交通省国土交通省九州地方整備局大隅河川国道事務所および鹿児島県が管理)に設置した歪み計の機器の調整、データ回収、データ分析を行った。2018年3月に歪み計を埋設したのち4月に観測機器を設置した。孔井から信号線を伸ばし、歪み計3成分の信号を、データロガー(HKS-9550、計測技研)で24bit、100HzでA/D変換し、連続収録した。同時に、歪みセンサーに与える電圧、磁気センサー2成分の収録をおこなった。商用電源が利用できないことから、太陽電池と鉛蓄電池で電源を構成した。二月に1回程度の頻度でデータ回収を行った。設置後のドリフトの影響もあったため、当初、歪み計の出力が短期間で飽和した。増幅回路の見直し、調整を行い、8月頃より連続収録を開始した。100Hzサンプリングのデータを1Hzにまでダウンサンプリングした。鹿児島地方気象台が発表している桜島の爆発・噴火リストと歪み記録を比べた結果、爆発や噴火直前に先行して発現する山体膨張を示す記録は、ノイズに埋もれて認められなかった。一方、比較的振幅の大きな地震動が歪み計の信号に現れていたことから、100Hzサンプリングのデータを有村観測坑道にある伸縮計の記録と比較した。その結果、周期約0.1-1秒で、歪み記録と伸縮計の記録はほぼ一致した。振幅レベルは約0.5 micro strainの信号は検知できることが分かった。今回は、1点のみの設置であるので、設置場所による違いがあるかはわからない。今後、長周期表面波等を解析することにより周波数毎のノイズレベルを明らかにすることで、今後、本歪み計が利用できる対象を絞ることができる。平成29年度は、平成28年度に予定していたひずみ計の制作と、ひずみ計の設置を行う。ひずみ計は、金属箔ひずみゲージを貼り付けた、直径1cm、長さ5cmのステンレス棒3本を互いに120度ずつずらして鞘管に納めた、単純な構造のものを作成する。ステンレス棒の軸方向と周方向に互いに直交するように配置した2枚1組のひずみゲージ2組を、互いに向かい合わせになるように貼り付け、この4枚のゲージでブリッジ回路を構成する。また、データロガーに接続可能となるようにオペアンプ等を利用した電子回路を自作する。観測場所に5mほどの孔井を掘削し、その底部にひずみ計を設置する。データロガーを用いて連続観測を開始する。設置したひずみ計の信号を地表で計測器に取り込み、連続観測を開始する。商用電源の利用ができないため、鉛蓄電池と太陽電池を設置する。データロガーには100Hz程度の校サンプリング周波数で連続記録し、現地収録する。数ヶ月に1回、データ回収を行う。気象庁が発表している噴火情報をもとに、データを切り出し、噴火発生前後の歪み記録の抽出を行う。
基底細胞上皮腫に共棲するメラノサイトに観察される多様性の研究

色素性基底細胞上皮腫12症例で、病理組織所見はいずれもsolid typeの腫瘍の色素沈着部と非色素沈着部および腫瘍周辺の正常表皮の3部位に存在するメラノサイトの性状を調べた。基底細胞上皮腫に共生するメラノサイトは正常表皮に存在するメラノサイトと似た点が多いが、電顕写真をコンビュータにとりこみ画像解析を加え、形態学的特徴をメラノサイトの核・細胞比、円形度などのパラメーター、細胞質のメラノソーム数などについて、計測値を統計学的に比較した。結果は腫瘍周辺の正常メラノサイトと腫瘍内のメラノサイトとでは細胞の大きさ、性状が異なることが示された。また腫瘍内でも色素沈着部と非色素沈着部とでは種々のパラメーターの値が異なっていた。すなわちメラノサイトは周辺から腫瘍巣内に移動してきたというよりも独自のメラノサイトが腫瘍内で発生し、腫瘍の病巣の拡大とともにそれぞれの場で増加していることが示唆された。本腫瘍は胎生期の毛包芽に似た腫瘍と考えられており、一方、毛包には2種類のメラノサイトが存在することが報告されていることから、本研究で明らかになった、少なくとも腫瘍内には2種類の異なった性状のメラノサイトが存在しているという所見は、本腫瘍起原が毛包芽とする考えを支持するものである。なお人種による本腫瘍の色の違いはこのようなメラノサイトの性状を反映している可能性がある。腫瘍内の共生メラノサイトの超微形態に関する電顕的な定量比較検索により、色素性基底細胞上皮腫には異なる2種類のメラノサイトが存在することが明らかにされ、毛包同様のメラノサイトの多様性が確認された。目的:基底細胞上皮腫は人種によって色調が異なる。この違いの原因は腫瘍細胞に共棲しているメラノサイトに相違があるためと考えられる。そこで腫瘍細胞巣内に共棲するメラノサイトの分布・性状を電子顕微鏡で調べた。材料と方法:臨床像、病理組織像から色素性基底細胞上皮腫と診断された日本人の12症例(男性7例、女性5例)につき電子顕微鏡試料を作成した。平均年齢は68歳(50歳から82歳)である。腫瘍内には色素沈着の強い部分とほとんど色素のない部分とがあるため、立体顕微鏡下で観察し、色素沈着部と非色素沈着部とを選び、両者から電顕材料を作成した。また腫瘍辺縁の正常皮膚をコントロールとした。電鏡でメラノサイト、メラノソームを撮影した後、Macscope automated image analysissystem(Mitani Co.)を用いて分析した。成績:色素沈着部のメラノサイトの数は増加している。基底層に分布し、胞体は明るく大型である。非色素沈着部のメラノサイトは小さく基底層に限局している。メラノソームの数も少なく卵形である。コンピュータ解析では色素沈着部のメラノサイトの核、胞体ともに正常皮膚に分布するメラノサイトに比べて大きい。一方、非色素沈着部では正常皮膚に分布するメラノサイトに比べ小さい。考案:基底細胞上皮腫の腫瘍内に共棲するメラノサイトは色素沈着部と非色素沈着部とで核、胞体の大きさに違いがある。またどちらのメラノサイトも周辺の正常表皮のメラノサイトとは大きさが異なっている。つまりメラノサイトは腫瘍巣内に周辺から移動してきたというよりも腫瘍内で発生し、腫瘍とともに増加したものと思われる。2種類のサイズのメラノサイトが存在する意味は不明であるが、本腫瘍が胎生期の毛包芽に似た腫瘍であるといわれており、毛包に分布するメラノサイトと同様に異なる2種類のメラノサイトが存在すると考えることができよう。

基底細胞上皮腫に共生するメラノサイトは正常表皮に存在するメラノサイトと似た点が多いが、電顕写真をコンピュータにとりこみ画像解析を加え、形態学的特長をメラノサイトの核・細胞比、円形度などのパラメーター、細胞質のメラノソーム数などについて、計測値を統計学的に比較した。結果は腫瘍周辺の正常メラノサイトと腫瘍内のメラノサイトとでは細胞の大きさ、性状が異なることが示された。また腫瘍内でも色素沈着部と非色素沈着部とでは種々のパラメーターの値が異なっていた。すなわちメラノサイトは周辺から腫瘍巣内に異動してきたというよりも独自のメラノサイトが腫瘍内で発生し、腫瘍の病巣の拡大とともにそれぞれの場で増加していることが示唆された。本腫瘍は胎生期の毛包芽に似た腫瘍と考えられており、一方、毛包には2種類のメラノサイトが存在することが報告されていることから、本研究で明らかになった、少なくとも腫瘍内には2種類の異なった性状のメラノサイトが存在しているという所見は、本腫瘍起源が毛包芽とする考えを支持するものである。なお人種による本腫瘍の色の違いはこのようなメラノサイトの性状を反映している可能性がある。腫瘍内の共生メラノサイトの超微形態に関する電顕的な定量比較検索により、色素性基底細胞上皮腫には異なる2種類のメラノサイトが存在することが明らかにされ、毛包同様のメラノサイトの多様性が確認された。
高齢で繊維化している下肢リンパ浮腫を改善するために効果的な圧迫療法の開発

下肢リンパ浮腫患者の圧迫療法で効果的な圧幅を確認する。(赤澤、寺口、森本、塗、研究協力者)方法:140歳以上の下肢リンパ浮腫患者が装着可能な弾性ストッキングの圧での効果を判定する。2測定道具は握力計、硬度測定のためポータブル真皮弾力計、周囲径、体組成計の数値を測定した。分析はSPSSを使用。結果:研究対象者は16名で平均年齢は61.3歳であった。60歳以上は11名であった。握力の平均は左21.1、右22.3であった。60歳以上は左右の握力の平均が19.4と21.4で60歳以下の握力の左右の平均は24.0と23.9であった。初回リンパ浮腫ステージがIIa7名、IIb7名、III2名であった。ストッキングの着圧が30mmHg以下は11名、30mmHg以上は5名であった。ストッキング30mmHg以上を着用した者の握力は平均左が23.3、右が24.7で30mmHg以下の者の握力は左20.2、右21.5であった。ストッキング着用後のステージ変化は改善が4名、変わらない11名、悪化が1名であった。ストッキング前後での変化は下肢の硬度は下腿平均-0.93の減、大腿部で-0.1減、下腿着圧-4.5減、大腿着圧-0.82減であった。体組成ではBIの左右差が着用前後では-0.26であった。ストッキング着用前後でステージの改善がみられた4名の前のストッキング着圧の平均は28.5で、変化なしの11名の平均は25.0であった。また、改善した4名はストッキングを毎日着用しており、毎日着用していない3名はいずれも変わらないか、悪化していた。結論:握力が低いものはストッキングの着圧で30mmHg以上を使用することは困難で、その結果としてステージの改善がみられていなかった。また、着圧も28mmHgと30mmHgに近い値方が改善する傾向にあった。毎日着用する方が効果が高かった。目的:繊維化した下肢リンパ浮腫に効果のある圧幅を検討するのがH28年度の目的であったが、予定の筋硬度計が高額なため購入ができなくなり、他の測定方法と器具の選定が必要となったため文献検討を行った。方法:医中誌で「皮膚硬化」「皮膚弾性」で検索し、6件が該当したが、そのうち5件は会議録であった。そこで、実際に市販されている測定器具をデモ機として使用して選定の参考にした。結果:下肢の繊維化を測定する方法として1皮膚の硬度:皮膚押し込んだときの反力で測定する方法、2皮膚の粘性と弾性:皮膚を吸引することでその引っ張るときの力と元に戻るときの時間で測定する方法、3厚生省強皮症調査研究班がしめした2段階つまみ上げ法があった。1,2のそれぞれにデモ機として使用したが、2吸引圧法のデモ機は使用する吸引口の口径数によって違いが生じるため、値が一定しないので不採用とした。1は皮膚に軽く充てることで測定できるメリットがあるが軽く充てるためには練習ある。しかし、1が簡便であること、ストッキングの上からも測定できることから1硬度計を使用することとした。当初下肢の繊維化の硬度を測定するための器具が予算上購入できないため、他の測定方法を探索する必要があり、色々なデモ機を確認したために時間がかかった・。目的:繊維化した下肢リンパ浮腫に効果のある圧を検討する。方法:下肢リンパ浮腫ステージII期にある患者に皮膚の硬度と常時使用しているストッキングの圧を測定し、一定期間後に再度皮膚の硬度を測定し、皮膚硬度と効果のある圧を検討する。使用するのは皮膚硬度計、圧測定器、握力計を用いて測定する。結果:現在までの対象者は10名まで前後のデータが収集できている。今回は10名のデータ結果を報告する。対象は全員女性で婦人科がんの術後。平均年齢は64.8歳、最高齢は82歳。BMIの平均は22.76。リンパ浮腫発症は左側が6名右側が4名。1回目の下肢体水分量の差の平均は2.23.皮膚の硬度の平均は0.4.下肢周囲径左右差の平均が最も大きかった部位は大腿で12.3cm。着圧の平均は33.8mmHgであった。2回目の下肢体水分量の差の平均は1.97。皮膚硬度の平均は0.31。下肢周囲径左右差の最も大きかった部位は鼠径部で3.99cm。着圧の平均は23.9mmHgであった。1回目と2回目の患側の周囲径の差で最も大きく変化したのは大腿部が1.31cm減、膝が0.59cm増であった。結論:2回目に皮膚硬度、周囲径とも改善がみられていた。皮膚硬度が高ければ着圧も高正の相関となった。着圧の範囲は2040mmHgの幅で効果がみられた。皮膚硬度0.5以下であれば負の相関を取り、皮膚硬度が低くても着圧が高い方が効果がみられた。

下肢リンパ浮腫のステージII期の対象者が少ないことと、測定前後で3カ月の期間が必要なため、データ数を集めるに時間がかかっている。下肢リンパ浮腫患者の圧迫療法で効果的な圧幅を確認する。(赤澤、寺口、森本、塗、研究協力者)方法:140歳以上の下肢リンパ浮腫患者が装着可能な弾性ストッキングの圧での効果を判定する。2測定道具は握力計、硬度測定のためポータブル真皮弾力計、周囲径、体組成計の数値を測定した。分析はSPSSを使用。結果:研究対象者は16名で平均年齢は61.3歳であった。60歳以上は11名であった。握力の平均は左21.1、右22.3であった。60歳以上は左右の握力の平均が19.4と21.4で60歳以下の握力の左右の平均は24.0と23.9であった。初回リンパ浮腫ステージがIIa7名、IIb7名、III2名であった。ストッキングの着圧が30mmHg以下は11名、30mmHg以上は5名であった。ストッキング30mmHg以上を着用した者の握力は平均左が23.3、右が24.7で30mmHg以下の者の握力は左20.2、右21.5であった。ストッキング着用後のステージ変化は改善が4名、変わらない11名、悪化が1名であった。ストッキング前後での変化は下肢の硬度は下腿平均-0.93の減、大腿部で-0.1減、下腿着圧-4.5減、大腿着圧-0.82減であった。体組成ではBIの左右差が着用前後では-0.26であった。ストッキング着用前後でステージの改善がみられた4名の前のストッキング着圧の平均は28.5で、変化なしの11名の平均は25.0であった。また、改善した4名はストッキングを毎日着用しており、毎日着用していない3名はいずれも変わらないか、悪化していた。結論:握力が低いものはストッキングの着圧で30mmHg以上を使用することは困難で、その結果としてステージの改善がみられていなかった。また、着圧も28mmHgと30mmHgに近い値方が改善する傾向にあった。毎日着用する方が効果が高かった。平成28年度の予定であった高齢で繊維化している下肢リンパ浮腫患者に効果のある圧幅を明らかにする。1繊維化している下肢リンパ浮腫患者の硬度を測定2圧迫療法で効果的な圧幅を確認する。対象者数を15例まで集め、その分析結果に沿って、皮膚硬度計による効果の程度に合わせた圧幅に沿って、ステージIIb期の対象者5名に対して、順次圧迫療法を行い、有効な圧を導き出す。次年度は握力計とストッキングを履いた時の圧を測定するピコプレスを購入する予定である。平成30年度は下肢リンパ浮腫患者の繊維化による皮膚硬度に合わせて弾性ストッキングを着用してもらい、実際に効果のある圧を検討するために、弾性ス十キングの購入が必要となる。また、6月の国際学会でこれまでの報告と、リンパ浮腫の国際的な情報収集する予定である。次年度は高齢者の握力を測定し、今年度購入の硬度計で下肢リンパ浮腫の繊維化の硬度を測定する。リンパ浮腫患者が履いた弾性ストッキングの着圧をピコプレスで測定し、リンパ浮腫の繊維化した硬さに弾性ストッキングがどの程度の圧になるかを測定する。
精子特異的ヒストンバリアントH3T/tを起点としたクロマチンダイナミクスの解明

精子形成過程では、「次世代へ伝播される遺伝情報」を形成するためクロマチン構造の再構成が起こる。この過程で起こる精子形成固有の現象が、体細胞型のヒストンから精巣特異的ヒストンへの置換である。我々はこれまでに、精子細胞には複数の機能未知のヒストンが発現しており、そのうちヒストンH3tは精子形成の最初期に必須であることを報告し、精子形成過程ではH3tを起点に従来の知見を超えた多彩且つ複雑なヒストン置換が起こっている可能性が高いことを示した。そこで、本研究では、体細胞型ヒストンから精子特異的ヒストンバリアントH3tへの置換を起点として、精子形成過程でのクロマチン構造変換とその制御機構の解明を目指す。
体細胞クローンマウスの作製と実験動物学への応用

体細胞クローン技術の実験動物学分野への応用を検討するために、連続核移植法によってマウス繊維が細胞、ES細胞の核をドナー細胞としたクローンマウスの作製を行い、それらクローンマウスの特性を検討した。分裂中期(M)に同調させたCD1 or (CD1xB6)F1繊維芽細胞核から5匹の、G9aまたは卵管特異的糖蛋白OGPを不活化した2種類のTT2株ES細胞核から27、20匹のクローンマウスを作製できた。これらクローンマウスでの共通した異常として胎盤の過形成(正常の25倍の増量)が認められ、またOGP ES細胞由来クローンマウスでは過体重、出生時開眼などの異常が認められた。しかし、これら異常はクローンマウスを交配によって得た産仔では認められなかった。これらのことから、クローンマウスでの異常はDNAの変異によるよりも後世的なインプリント遺伝子などの発現異常が原因と考えられた。実際に、クローンマウスやそれら胎盤においてIgF2やH19などのインプリント遺伝子の発現パターンが正常のものと異なるパターンを示すことを、microarray法やreal time PCRを用いて明らかにした。また、得られたクローンマウスを長期飼育したところ、我々が作製したクローンマウスは他報告にあるような短命ではなかったけれども、対照マウスと比較して、腎臓、肝臓や精巣などに異常が認められた。しかし、クローンマウスの異常が子孫に伝わらないことなどから、遺伝子改変マウスの作製などに有効であることが考えられた。また、ドナー核のミトコンドリアの混入によって、クローンマウスの表現系に影響を与える可能性が示唆された。本年度は、体細胞クローン技術の実験動物への応用のための基礎検討として、ドナー核の細胞周期と産仔発生能の検討、すなわちドナー核として一般的に使われている休止期(G0)ではなく分裂中期(M)体細胞核を用いた体細胞クローンマウスの作製を試みた。このためCD-1xCD-1またはCD-1xB6E GFP Tgマウスの15.5日令胎児由来繊維芽細胞をM期に同調させ、連続核移植法で実施した。その結果、5匹のメス胎仔が得られ、最終的に2匹が離乳できた。これら2匹は成熟後、オスCD-1との交配で産仔が得られ、繁殖能力および哺育能力が正常であることが確認できた。この一連の実験から、クローン仔の胎盤は正常仔の胎盤よりも重量にして約3倍の顕著な増量が認められた。この現象がクローン仔の作出効率の低下をもたらしてる可能性が示唆された。その他、各系統マウス由来ES細胞株およびin vitro transfectionによるGFP発現繊維芽細胞の核をドナーにした試みを行ったが成功するに至っていない。また、基礎的な検討として、ヘテロプラスミー(クローンマウスで細胞質のミトコンドリア(Mt)でドナーとレシピエントのMtが混在する現象)の影響を検討した。すなわち、近交系マウス(B6)のMtを異種(SPR)あるいは亜種(MSM,SHH)Mtに置換したコンジェニックマウスでの胚発生能をB6胚と比較検討したところ、核とMtとの間には適合性に差違のあることが示唆された。また、疾患モデルマウス(mdx)の前核を異種(SPR)あるいは亜種(SHH)Mtを持つ前核期受精卵に前核置換を行ったところ、亜種Mt卵への核移植では、個体が得られる効率、得られた個体の繁殖性も高かったが、異種Mt卵ではほとんど個体が得られなかった。以上のことから、疾患モデルマウスのクローンの作出には亜種Mtに置換したレシピエント卵子の利用が有効であると考えられた。

本年度は、昨年度の繊維芽細胞分裂中期(M)核を用いたクローンマウス作製の成功(Ono,Y.et al.,2001,Biology of Reproduction)に引き続き、ES細胞M期核を用いた体細胞クローンマウスの作製を試みた。TT2(C57/B6xCBA)由来株および129由来株で検討を行った。その結果、129由来株であるE14,CCEやJ1ではほとんどクローンマウスがとれないにかかわらず、TT2由来株でG9a分子を不活化されたTT2クローンで高率にクローンマウスが作製できた。すなわち、操作胚768個のうち移植できた445個の胚より、28匹のクローンマウスが得られた。28匹のうち、23匹が成体へと発育した。しかも、このクローンを用いた場合は、従来我々が行ってきた連続核移植によることなく単回核移植でもクローンマウスが作出でき、その効率もほとんど変わらなかった。また、得られたクローンマウス作製でも、従来報告されている胎盤の増量が認められた。加えて、23匹のうちの1匹がY染色体を欠失するXOマウスであることが染色体解析で明らかにされた。現在、この結果を投稿中であるが、やはり別のTT2クローンで高率にクローンマウスが得られるクローンが確認されている。また、核移植の成功に及ぼすミトコンドリアゲノムの影響を調べるために、異なるマウス系統から得られたミトコンドリアゲノムを持つコンジェニックマウスを用いて、その胚発生、体重について検討した。その結果、ミトコンドリアと核ゲノムのミスマッチ(不調和)は作出されるマウスの表現型に強く影響することが明らかにされた。昨年度、ESTT2株由来のG9a分子不活化クローンM期核をドナー核として高率に体細胞クローンマウスが作製できることを報告した。本年度は、同じTT2クローンで卵管特異的糖タンパク(OGP)遺伝子を不活化したクローンで同様に20匹のクローンマウスを得ることに成功した。しかし、このクローンマウスでは、G9a不活化ESクローン由来クローンマウスと比較して、胎盤の増量は同一であるが、過体重と出生時開眼という異常が全例で認められた。これら2種のクローンマウスにXO型の雌が得られたことを利用して、これら異常が後天的な遺伝子発現異常によるのか、または遺伝子の突然変異であるかを知る目的で、クローンマウス同士の交配を行った。その結果、そのF1では全く異常が認められず、クローンマウスでの異常は後天的な遺伝子発現異常によるものであることが明かとなった。また、得られたクローンマウスのF1,F2での操作遺伝子の伝達も確認され、キメラマウスを介した従来の遺伝子組換えマウス作出法に比べ、本法により一世代早く遺伝子組換えマウスを得ることが可能となった。クローンマウスの低作出効率など抱える問題点は多いが、本法が遺伝子操作マウス作出の有効な手法であることが考えられた。クローンマウス作製の問題点として、異系統マウスに由来するミトコンドリアと核との相互関係が疾患モデルマウスの表現型に及ぼす影響を検討した。このためにmdxマウスの前核をSHH系統のミトコンドリアを持つF1マウスに導入し、mdxマウス雄と交配し、mdxマウスの核とSHHのミトコンドリアを持つ系統を作った。得られたミトコンドリア置換mdxマウスでは、疾患の表現系はモデルマウスのそれとは異なっていた。ミトコンドリアの置換をともなう核移植を疾患モデルマウスで行った場合には、疾患の表現型は異なってくる可能性が示唆された。
日本における韓国産野菜の消流実態と日本産地の対応戦略

本研究は,韓国の研究者と共同で,韓国産野菜の日本国内における消流の実態と,競合産地の対応戦略を調査することを目的にしているが,本年度は下記の調査を行い,同時に関係資料の収集を図った。(1)韓国産野菜の生産と輸出の状況に関する調査(1)ソウルにある農産物流通公社を訪問し,同公社が保有している日本向け輸出野菜の実態に関する統計資料の収集を行うとともに,日本向け輸出野菜の主産地の状況についてヒアリングを行った。(2)ソウルの韓国農協中央会を訪問し,施設野菜育成事業の概要についてヒアリングを行った。(3)全羅北道の任実郡農業技術センターが管轄する日本向け輸出野菜産地の状況について調査した。(2)日本における韓国産野菜の流通実態調査(1)東京都中央卸売市場大田市場の卸売業者である株式会社東京青果の担当者から韓国産野菜の卸売市場を経由した流通の現状についてヒアリングを行った。(2)韓国産野菜とくにパプリカの輸入業者の大手である株式会社ジャパンドールの担当者から韓国の契約産地,流通の状況についてヒアリングを行った。(3)大田市場の仲卸売業者である株式会社大治および株式会社遠国大田の担当者から,韓国産野菜を含む輸入野菜の国内における消流状況についてヒアリングを行った。(4)株式会社東京青果貿易の野菜輸入担当者から輸入野菜の貿易実務および国内流通の状況についてヒアリングを行った。(5)大手の漬物業者である株式会社荒井食品において,同社における原料野菜調達の実態を調査し,その中での韓国産ナスの地位,輸入方法等についてヒアリングを行った。
連続繊維強化熱可塑性樹脂複合材料のIn-situ界面評価手法の確立

連続繊維強化熱可塑性樹脂複合材料は、連続繊維を強化繊維に用いるため高い力学的特性が期待でき、熱可塑性樹脂を用いることで高サイクル成形、リサイクル性、二次加工性等の利点を得ることができる。一方で、成形条件が界面特性に影響を及ぼし、成形品の力学的特性に影響を与えるということが明らかになってきており、単繊維を取り出して行う従来の界面評価方法では、成形条件の影響を受けて形成された成形品内の界面相(In-situ界面と称する)の評価は困難である。本研究の目的は、連続繊維強化熱可塑性樹脂複合材料におけるIn-situ界面評価手法を確立し、In-situ界面の形成メカニズムを明らかにすることである。最終的に、実験および解析的アプローチにより、最適界面設計に関する指針を構築する。平成29年度は、In-situ界面評価手法に関して、機械的側面に加え化学的側面(結晶状態等)からも評価する手法を構築した。具体的には、ナノインデンテーションを用いた界面相の弾性率分布、および、ナノサーマル顕微鏡を用いた界面相の熱物性分布を評価する手法を構築した。成形条件が異なる炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材料に対して評価手法と適用し、成形条件がIn-situ界面特性に及ぼす影響を評価可能であることを確認した。今後は、様々な材料の組合せ、および、成形条件の組合せの異なる材料系に対して評価結果を蓄積し、最適界面設計指針の構築をおこなう。当初計画では、In-situ界面の形成メカニズムの解明に第一原理計算を用いることを想定していた。しかし、現実の現象(不純物を含む炭素繊維、炭素繊維に施された表面処理、成形条件によって異なる界面相の構造)を表現することは不可能であるが判明した。そこで、実験的なアプローチに変更をしたため、In-situ界面の形成メカニズムの解明がやや遅れている。上述のように、解析的アプローチから実験的アプローチに変更をおこなったが、当初予定していたIn-situ界面の形成メカニズムの解明は実現可能であるため、大幅な計画変更はなく、平成30年度は予定通り界面の最適設計を実施する。連続繊維を強化繊維に用いるため高い力学的特性が期待でき、熱可塑性樹脂を用いることでリサイクル性、二次加工性等の利点を得ることができる。本研究の目的は,連続繊維強化熱可塑性樹脂複合材料におけるIn-situ界面評価手法を確立し、In-situ界面の形成メカニズムを明らかにすることである。平成28年度は、In-situ界面評価手法の確立を目的とし、以下の評価を実施した。1) 90°方向の力学的特性評価:一方向材料を作製し、90°方向に負荷を加ええることにより界面で初期破壊を発生させることが可能である。これを利用し、成形品の界面特性を評価した。2)微視的損傷発生・進展挙動のその場観察:クロスプライ積層板を成形し、所定のひずみを付与した後、微視的損傷の進展量を定量化した。微視的損傷の進展挙動の観察結果の構築により、トランスバースクラックの進展挙動による界面評価の有効性を確認した。3)ナノインデンテーションを用いた直接測定法の実施:ナノインデンテーション装置を用いて、繊維近傍の界面相に荷重を直接負荷することにより、界面相の力学的特性を評価した。具体的には、局所領域の弾性率を測定した。申請時に予定していた平成28年度の研究実施計画は、予定通り実施し、評価結果が得られた。得られた結果をもとに、In-situ界面の形成メカニズムの解明(平成29年度に実施予定)を前倒しで取り掛かる予定であったが、ナノインデンテーションを用いた直接測定法より得られた結果と微視的損傷との関連付けが一部困難であった。したがって、上記の進捗状況の区分となった。

当初計画では、In-situ界面の形成メカニズムの解明に第一原理計算を用いることを想定していた。しかし、現実の現象(不純物を含む炭素繊維、炭素繊維に施された表面処理、成形条件によって異なる界面相の構造)を表現することは不可能であるが判明した。そこで、実験的なアプローチに変更をしたため、In-situ界面の形成メカニズムの解明がやや遅れている。今年度実施した界面評価は、機械側面からの界面評価であるが、新たに化学的側面からも界面評価を実施し、考察することとした。具体的には、ナノサーマル顕微鏡を用いて局所用域の熱物性評価をおこなう。これに加えて、当初平成29年度の研究実施計画として予定していたIn-situ界面の形成メカニズムの解明も予定通り実施する。上述のように、解析的アプローチから実験的アプローチに変更をおこなったが、当初予定していたIn-situ界面の形成メカニズムの解明は実現可能であるため、大幅な計画変更はなく、平成30年度は予定通り界面の最適設計を実施する。当初計画になかったが、平成29年3月に導入したナノサーマル顕微鏡を用いた界面評価を追加して実施することとなった。そのための費用を捻出するため、混繊用炭素繊維および樹脂繊維、混繊糸等の材料を企業共同研究者に提供いただくこととした。遅れた研究内容については、平成30年度前半に実施することとし、その費用に充てる。機械的側面に加えて、化学的側面からの界面評価を新たな計画として追加したため、その費用に充てる。