hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
イノシトール3リン酸受容体が高次脳機能に果たす役割の解明

イノシトール3リン酸受容体(IP_3R)は、小胞体からのカルシウム放出を制御し細胞内カルシウム動態に多大な影響を及ぼす重要なイオンチャネルの一つである。現在までに、IP_3R1、2、3の3つのサブタイプが報告されており、このうちIP_3R1は、特に脳神経系に強く発現していることが知られている。本研究では、脳特異的IP_3R1欠損マウスを作製し、各脳領域(小脳、前脳、線条体)のIP3R1が高次脳機能に果たす役割を明らかにした。様々な脳領域に発現するIP_3R1を介するカルシウム動態と脳機能(記憶、情動、協調運動性、統合失調症との関わり)の関係を明らかにする為に、プルキンエ細胞特異的、小脳中脳特異的及び前脳特異的にIP_3R1を欠損したマウスを作成した。このうち、前脳特異的IP_3R1欠損マウスについて、行動バッテリー解析を行った結果、当該マウスがホームゲージでの活動量の増加などを示すことが明らかになった。しかしながら、Total IP3R1ノックアウトマウスに見られるような、てんかん様症状は見られなかった。一方、L7プロモーター下にリン酸化変異体IP_3R1(1775S→A)を発現するトランスジェニックマウスの作製に関しては、その発現量が極端に少なくプロモーターの変更あるいは、ノックインマウスの作製が必要ということが明らかになった。また、線条体特異的にCreを発現するトランスジェニックマウスをGRP88遺伝子のプロモーターを用いて作製した。さらに、このマウスをLacZリポーター遺伝子をもつマウスと掛け合わせ、Creが線条体特異的に発現していることを確認している。また、GPR88の抗体を作製し、発達段階でのGPR88の発現、GPR88が発現する細胞種を免疫染色を用いて明らかにした。その結果、GPR88は線条体のMedium spinyneuronに多く発現しており、介在ニューロンには発現していないことが明らかになった。また、グリア細胞には、GPR88は発現していなかった。1、作成した脳領域特異的IP_3R1ノックアウトマウスの自発活動活性、オープンフィールド試験、明暗従来試験、高架十字迷路試験、聴覚性驚愕反応試験、恐怖条件付け試験、モリス水迷路、協調運動(フットプリント)などの行動解析を行い、行動異常を明らかにした。2、脳領域特異的IP_3R1欠損マウスの脳神経細胞の形態をゴルジ染色法を用いて明らかにし、樹状突起スパインや樹状突起の形態異常を明らかにした。この結果により、IP_3R1を介したシグナルが一度形成された神経形態の維持に非常に重要な役割を果たすことを世界で初めて明らかにした。また、電気生理的に神経活動を測定し、脳特異的IP_3R1欠損マウスの神経活動の異常を明らかにした。3、水島らによりクローニングされた線条体特異的に発現するorphan receptorである、GPR88(Mizushima K.et al., 2000 Genomics 69, 314-321)遺伝子のプロモーターの下流にCre recombinaseを配置したトランスジェニックマウス(筆者前年度作製)を、LacZを発現するリポーターマウスと交配し線条体のMedium Spiny Neuronに特異的にCreが発現することを確認した。また、このGRP88-Cre Tgマウスを用いて、線条体特異的IP_3R1コンデイショナルマウスを作製した。今後は、このマウスを用いた行動解析、また、IP_3R1とハンチントン病などの発症機構などとの関係解明を目指して行く。本年度は、小脳中脳特異的にIP3R1を欠損したマウスを用いて、IP3R1を介したカルシウムシグナルが運動機能に果たすメカニズムを明らかにすることを目的とした。小脳中脳特異的にIP3R1を欠損したマウスは、ジストニア症状を起こすことを明らかにした。小脳プルキンエ細胞の活動を無麻酔下で生体内記録し、ジストニア発症とプルキンエ細胞の異常活動が相関することを明らかにした。異常発火は、ハルマリンを腹腔内投与した際に起こる登上線維の入力パターンに似ていた事から、おそらく、オリーブ核からのプルキンエ細胞への入力異常が小脳中脳特異的IP3R1欠損マウスにジストニアを起こしている事が推定された。さらに、小脳活動をグルタミン酸受容体の阻害剤を小脳に注入し阻害すると、小脳中脳特異的にIP3R1を欠損したマウスのジストニア症状が緩和されることを明らかにした。小脳の不活化は、野生型マウスの小脳にグルタミン酸受容体の阻害剤を注入し阻害すると小脳失調を呈することで判断した。

さらに、遺伝学的にプルキンエ細胞を消失するミュータントマウスとの交配により、小脳中脳特異的IP3R1欠損マウスのジストニア症状が消失し、小脳失調のみ示すマウスになることを明らかにした。プルキンエ細胞の消失は、calbindin抗体で確認し、IP_3R1の欠損は、抗IP_3R1抗体(18A10)で確認した。以上の結果、小脳中脳特異的にIP3R1を欠損したマウスは、小脳を起点とするジストニアモデルとなることがわかった。おそらく、IP_3R1を介したカルシウムシグナルがinferior oliveの活性(同調)に関与していると思われる。さらに、小脳中脳特異的にIP3R1を欠損したマウスの脳においてモノアミン(ドーパミン、ノルアドレナリンなど)の量に著しい変化が生じる事を明らかにした。
日本の労働市場における賃金の伸縮性にかんする理論的・実証的研究

本研究は年功賃金制度の伸縮的運用が日本の労働市場を競争的にさせているという主張を理論的・実証的に検証するものである。二重労働市場仮説は市場割当の長期的維持を妥当性の要件とするため、冒頭の主張が妥当であれば二重労働市場仮説の日本への適用可能性は減退する。本年度は、理論的検討と実証研究の準備としてのデータベースの整備を行い、一部初期的な統計的結果を得た。1.理論面での研究:市場割当をつき崩す力は、参入料という労働サービスの対価とは区別される価格形成である。現実には賃金支払いの調整という形で行なわれ、見かけ上年功賃金が生まれる。しかし年功賃金は他の理由によっても発生するため、見かけ上の効果を本来の年功賃金とどの様に峻別するかが最大の問題となる。本来の年功賃金を生み出す学習、情報的学習(特に若年労働者にとって重要)の理論を再検討しながら、その問題を考察した。成果の一部は、論稿「情報的学習と保険契約」として著書(研究発表欄最下段)に収められる。2.実証面での研究:市場割当は、大企業・中小企業間の二重構造という形でも現れ得る。日本の実態をデータ面で検討、理論的解釈を行ない、論稿「賃金二重構造の理論的検討」(研究発表欄著書(分担執筆))として発表した。年功賃金曲線にかんする仮説検証のために、(a)初任給の長期データ、(b)1967年を出発点とする5年刻み長期コーホート・データ(産業・企業規模・性・学歴・勤続年数別)、(c)1980-84年の賃金センサス(産業・企業規模性・学歴・職種・勤続年数別)多重クロス表データ、の3種類のデータベースを作成し、現在統計的な分析を継続中である。初期的な成果として、初任給データの分析では、上方伸縮性と下方硬直性が検出され所期の問題意識に対しては中間的な結論を得ている。統計面での研究は、5月の京都大学経済研究所における労働研究会において最初の成果を報告し、追って公刊する予定である。
マイクロ波のショウジョウバエの生体におよぼす影響

(1)マイクロ波の体細胞への変異原性はハエの翅毛スポットテストにより第3令後期幼虫、若い蛹を電子レンジ(2.45GHz・550W)の中に入れ照射後からの成虫の野生型のみを標本として検出分析を行った。(2)奇形バエや照射バエの熱効果については電気泳動法により分析された。(3)ハエの体表面積に対する吸収電力量は蛹の体表における電界を生体断面積計測用ビデオカメラにより測定した。(1)の結果は第3染色体上のmwh^+/+flr(トランスヘテロ)体のF_1の幼虫期被曝区からは対照区との間には有意な差はみられなかったが、若い蛹への照射区からは照射区5秒区に翅毛スポットが著しく出現し、これは被曝時間の短いものほど変異原性が大きくなり生存率をあげるが、照射時間が長くなるほど死というダメージの方が大きくなることが示唆された。また蛹化期に被曝した結果からの成虫の翅の第4、第5翅脉先端部に翅脉欠存という奇形が610%発生した。(2)分子量30万付近(ミオシン)のタンパク質のバンドは正常時には2本であるが、照射されても表現型が正常であるハエの場合には2本のバンドのうちの下の1本が薄くなり、奇形バエでは下の1本のバンドが完全に無くなることが判明した。一般に熱ショック遺伝子の作用などからの熱効果は真核生物などでは、高温処理によりタンパク質のバンドの数が増加するといわれているが、上述の結果からマイクロ波の影響ではバンドの数が減少するという事実から、単なる熱ショックの結果によるものとは考えられないものがある。(3)生体に加わる電界や吸収電力の解析から蛹を導体とした場合、体表の電界強度は触角では与えられた電界の22倍以上、尾部突起でも6倍以上、他の部位でも24倍の強さが計算された。マイクロ波被曝時の蛹を用いてその主体のダメージとどのような結びつきをつくるかを今後の研究結果から追求したい。さらに磁場の影響についても今後の課題として取り組みたいと計画している。
教授データベースを利用した自立的英語多読学習支援システムの開発

英語多読学習を支援するアプリとしてiOSとAndroid OSの両者で動作する「多読ナビ」と、Webブラウザ版アプリを完成させた。図書データベースのデータフォーマットの検証については、他の複数のシステムでも共通的に利用可能なクラウドデータベースとするために共同研究を継続して行う。また、英語多読を初めて体験する初心者のために開発した「英語多読用体験チュートリアルアプリ」についても開発を行った。自動図書推薦アルゴリズムの開発については、主に精度向上のための前処理の検討がさらに必要であり、今後も研究を継続していく。また、読書中のすべり読みを分析するために計測システムの改良を行った。多読学習を継続するためには(1)学習進度に合ったレベルの教材で学習を行うこと,(2)読書という個人の嗜好性の高い学習のために学習者の嗜好にあった教材で学習を行うこと,の2点が申請者等のこれまでの授業実践より明らかになっている。そこで,先行する授業実践者の教授モデルを複数収集し,さらに他の多読授業実践者と共有することにより,新たに多読授業を行う教育機関での授業計画と実施において効果的な学習者の支援が可能となる。そこで,申請者および勤務校の同僚とともに6学年に渡る英語多読授業を実施し,学習状況の分析のために約100名の学生の読書記録(図書のタイトル,シリーズ,レベル,語数,図書に対する15の評価,簡単な感想)を収集した。学習進度に合ったレベルの教材の観点からは,最尤推定法を用いて作成した学習進度判定プログラムにより,10名の平均的な学習進度の学習記録から累積読書語数別に,難易度の異なる図書の可読推定を試みた。嗜好に合った教材という観点からは,嗜好ジャンルの相関を調べるアンケートを実施するとともに,図書に付けられた書評をもとに作成したジャンル別の単語データベースを新たに作成し,これを用いた図書推薦プログラムを開発した。さらに,スマートフォンを利用した学習支援システムの開発の基礎的なプログラムを開発した。学習進度判定およびジャンル別図書推薦システムの有用性が明らかになり,計画中の教授データベースとともに平成27年度以降に現在運用中のシステムへの実装を予定している。昨年度に続き,学習状況の分析のために多読授業2年目および3年目の学生約100名の学習記録を収集した。また,長期に学習を継続でき十分な読書量があっても,読書レベルが向上していない学習者がいることがわかった。このような学習者は,内容をわかったつもりで読み飛ばしをしているため,内容をほとんど理解していない「読み滑り」という状態であることがわかった。さらに学習状況を詳細に分析したところ,学習記録に難しいレベルの図書を読んだ記録がある一方で,よりやさしいレベルの図書を十分に読まずにいることがわかった。そこで,読み滑りの状態を客観的に判定することを目的に,英文を読む際の眼球運動をアイマークレコーダにより測定することで、英文読解能力と眼球運動の関連性の調査を行った。今年度は,評価方法を検討するために,読書中の停留時間の分布に着目して,留学経験のある学生数人を対象に分析を行った。また,学習が促進するきっかけとなる要因を調べるためにアンケートを実施した。自由記述として得られた回答には,教員の支援によるもの,学習者自身の内的な動機付けによるもの,検定試験の得点向上を目指すなどの功利的な動機付けによるものがあった。特に,英語の学習というよりも,読書そのものの楽しさによるものが学習を促進するという記述が多く見受けられた。昨年度の書評から作成したジャンル別単語データベースの前処理としてTF-IDF法による単語の重みを利用し,精度向上と前処理の自動化を図った。さらに,将来的に地域図書館を利用する社会人へのサービス提供を考慮し,今年度は地域図書館に所蔵されている英文多読用図書の書誌データの収集を,外部業者の協力を得て行った。Webベース英語多読学習支援システムの再構築のため,外部業者との打ち合わせを毎月行い,要求仕様化を行った。3月には,ソフトピアジャパンによる官民協働プロジェクトに,外部業者,報告者および研究協力者,および岐阜県多治見市図書館とで協同で申請をした。また,教員が持つ指導履歴を元に,英文多読初学者向けの典型的な図書推薦手順をパターン化することができた。また,前述のシステムに実装する予定の,学習者のレベルや嗜好にあい,意外性のある教材(図書)を自動推薦するアルゴリズムを開発するためにGoggleの技術者が開発したword2vecを図書の書評に適用した結果,自動推薦のベースとなる図書の書評から抽出した単語を用いて,ジャンルに関連する図書を検索することができた。しかし,意外性を持つ推薦の必要性からアルゴリズムを調整し,結果を検証する必要を指摘した。さらに,アイマークレコーダを用いて,多読学習1年目と2年目とで多読時の眼球運動の停留特性の経年変化を分析したところ,ある協力者では学習2年目には内容を理解するための意識的な停留の頻度が減少し,サッカードによる無意識の停留頻度が多くなる傾向がみられた。しかし,読解問題の正解率が50%にとどまったため,読み滑りの状況であった可能性が示唆された。今後は,眼球の停留時間のみから読み滑りを判定する計算式の有効性検証を引き続き行っていく。昨年度に続き,英文読書中に内容をわかったつもりで読み飛ばしをしている「読み滑り」の状況を判定する方法を探るために,アイマークレコーダを用いて,多読学習1年目と2年目とで多読時の眼球運動の停留特性の経年変化を分析した。

ある学習者は,学習2年目には内容を理解するための意識的な停留の頻度が減少し,サッカードによる無意識の停留頻度が多くなる傾向があったものの,読解問題の正解率は50%にとどまったことから,読み滑りの状況であった可能性が示唆された。しかし,アイマークレコーダにより読書時の眼球の停留時間から読み滑りを評価する方法を探るために,読み滑りを判定する計算式の有効性検証はまだ出来ていない。一方で,昨年度報告した書評から得たジャンル別単語データベースを用いた検索では検索結果が画一的になってしまう問題があり,学習の動機付けに十分でなかった。そこで今年度は,学習者のレベルや嗜好にあい,意外性のある教材(図書)を自動推薦するアルゴリズムを開発するためにword2vecを図書の書評に適用した。パラメータであるwindow sizeを変化させ,類似語の検索をした結果,これを大きくすることでジャンルと関連度の高い本が得られ、小さくするとより広いジャンルの本が推薦できることが示唆された。さらに,Webベース英語多読学習支援システムの再構築のため,外部業者との打ち合わせを行い,要求仕様化を行い,ソフトピアジャパンによる官民協働プロジェクトに,外部業者,報告者および研究協力者,および岐阜県多治見市図書館とで協同で申請をした。また,昨年度収集した学習状況の分析がまだ実施できていないが,教員が持つ指導履歴を元に,英文多読初学者向けの典型的な図書推薦手順をパターン化することができた。しかし,外部業者との打ち合わせの際には,このパターンをシステムに載せるフォーマットにするまでには至らなかった。個々の学習者に応じた学習教材(ここでは図書)を自動推薦するためには,学習者自身のレベルをシステムに入力する必要があり,開発中のシステムでは学習者自身が自己評価を入力している。しかし,平成25年度に一部の学習者の状況を分析した際に明らかになった「読み滑り」により,入力される自己評価が実際の能力を表していないことが懸念された。読み滑りによって開発中の教授データベースが十分に機能しないこともあり得るため,学習者に適切な自動図書推薦ができなくなるためである。そこで,読書時の状況を把握するために,平成26年度からは読書中の内容理解度評価のためのアイマークレコーダ装置を用いた読書状況の分析も開始したが,平成27年度末になり高額なアイマークレコーダが動作不安定になったことにより,平成28年度は安価なセンサーとタブレットPCを用いた計測ソフトウェアの開発を行った結果,装置の有効性が示唆された。一方で,平成27年度末に実施した学生アンケートの自由記述として得られた回答に,読書を継続させる理由として様々なものがあったが,特に,読書そのものの楽しさによるものが学習を促進するという内的な動機付けに関する記述が多く存在した。そこで,特に中級者以上の学習者にとって意外性のある図書を提供することが個人活動である読書を継続させることに着目し,そのための推薦アルゴリズムの開発を継続して行った。また,平成27年に開始したスマートフォンを利用した初めて英語多読を体験する学習者向けの,チュートリアルと名付けた英文体験用アプリケーションソフトウェアの開発は,平成28年度は新たな開発言語へと移行し開発を継続して行っている。
免疫ゲノム解析による直腸癌術前放射線化学療法の治療効果に寄与する免疫環境の解明

近年がん局所に浸潤したTリンパ球(tumor-infiltrating lymphocytes; TILs)が放射線の治療効果に重要であることが明らかになってきている。しかしながら、直腸がん局所にclonalなT細胞がどの程度存在しCRT後にどのように変化するのか、CRT前後のT細胞の多様性(diversity)の程度が治療効果と相関するのかなど、詳細は全く不明である。本研究の目的は、CRT前後の直腸がん組織の免疫染色および直腸がん組織から抽出したRNAを次世代シークエンサーを用いてTCRレパトア解析を行い、直腸がん術前CRTの治療効果に寄与する腫瘍周囲の免疫環境を明らかにすることである。CRT施行前生検検体からRNAを抽出し、59検体よりレパトア解析可能なRNA量(800ng以上)を抽出できた。さらにCRT施行後検体からは22症例がレパトア解析可能なRNA量が抽出できた。今後これらのレパトア解析を行う予定である。RNA抽出に時間を要し、これからレパトア解析を行う予定のため。CRT前後のTCR-clonotypesの分布の変化、TCR diversity indexの変化、特定のTCR-clonotypesの分布の変化などを解析する。TCR-レパトア解析によって得られるこれらのデータが臨床病理学的因子やCRT治療効果、予後、既に保持しているエクソーム解析のデータ(SNV・Indelの数、SNVやIndelによって予測されるneoantigensの数)、免疫染色による免疫細胞密度、免疫に関係するmRNAの発現とどのように相関するかを詳細に解析する。レパトア解析まで至らず、物品費の使用が少なかったため。今後は本研究計画を遂行するにあたって必要なレパトア解析、免疫染色などの物品費として使用する。
肺癌における腫瘍浸潤制御性T細胞が関与する癌微小環境の同定

本研究では、肺癌微小環境の炎症の有無と局所浸潤制御性T細胞(Treg)の関与を明らかにするため、肺癌手術、気管支鏡検体を用い、腫瘍浸潤リンパ球、Treg分画、および抑制性分子PD-1、TIM-3と、腫瘍細胞のPD-L1との関連性を検討した。肺癌では、PD-L1高発現群では腫瘍浸潤リンパ球が多い一方で、活性化Treg割合も多く、T細胞表面にPD-1、TIM-3高発現を認めた。さらに抗CCR4抗体によるTreg除去により、腫瘍浸潤リンパ球数増加と腫瘍細胞のPD-L1発現上昇を認めた。PD-L1高発現症例では、Treg除去と抗PD-1抗体療法により治療効果を増強させる可能性がある。本研究では、肺癌微小環境の炎症の有無と局所浸潤Tregの関与を明らかにするため、肺癌手術、気管支鏡検体を用い、腫瘍局所浸潤リンパ球、Treg分画、および抑制性分子PD-1、TIM-3をフローサイトメトリー法で解析し、さらに腫瘍細胞のPD-L1を免疫染色し、これら分子とPD-L1発現との関連性を検討した。気管支鏡検査症例14例における解析では、末梢血と比較し腫瘍局所ではCD4に比べCD8優位であり、CD8上の抑制性分子PD-1+TIM-3+、およびPD-1+TIM-3-分画が腫瘍局所で増加していた。これらの結果は手術症例12例においても同様の傾向であった。次にPD-L1(SP142)による免疫染色を行った。気管支鏡検査症例14例のうち、PD-L1 5%未満発現症例は7例(50%)、5%以上発現症例は7例(50%)であり、50%以上発現症例は4例(29%)であった。PD-L1 5%未満(低発現群)および5%以上(高発現群)の症例を比較検討したところ、高発現群では腫瘍浸潤CD3+T細胞が多い傾向にあったが、一方で活性化Tregの割合も高く、CD4+T細胞上にPD-1+TIM-3+が高発現していた。またPD-L1低発現群では、腫瘍浸潤Tリンパ球は少ない傾向にあったが、一部の症例ではCD8/Treg比が低く、Treg優位な腫瘍環境を示す症例が存在し、それらの症例ではCD4+T細胞上にPD-1+TIM-3+が高発現していた。肺癌においてPD-L1低発現群では腫瘍浸潤リンパ球が少なく、免疫抗体療法不応性となる可能性が高いが、一部の症例でTreg優位な症例が存在し、Treg除去が有効となる可能性がある。また、PD-L1高発現群では腫瘍浸潤リンパ球が多い傾向にあったが、活性化Tregも誘導されており、抗PD-1抗体療法にTreg除去を組み合わせることで治療効果を増強させる可能性がある。早期肺癌症例として手術検体を用い、一方進行期肺癌症例として気管支鏡検査症例を解析した。当初手術症例を優先的に収集し解析予定としていたが、気管支鏡検査症例も並行して検体を収集することでより多くの症例を集積するよう努めている。昨年度の気管支鏡検査症例および手術症例の解析で、PD-L1 5%未満(低発現群)および5%以上(高発現群)の症例を比較検討したところ、高発現群では腫瘍浸潤CD3+T細胞が多い傾向にあったが、一方で活性化Tregの割合も高く、CD4+T細胞上にPD-1+TIM-3+が高発現していた。肺癌では、PD-L1高発現群では腫瘍浸潤リンパ球が多い傾向にあったが、活性化Tregも誘導されており、抗PD-1抗体療法にTreg除去を組み合わせることで治療効果を増強させる可能性がある。本研究では、さらに、「固形がんに対する抗CCR4抗体療法第Ia/Ib相医師主導治験」に登録された肺癌患者で付随研究に同意した症例について腫瘍局所の状態を解析した。ヒト化抗CCR4抗体投与により末梢血Treg除去された肺がん症例で、治療後に再生検を施行した症例を解析したところ、いずれもCCR4+Tregの減少を確認した。さらに一部の症例でCD3+T細胞、PD-1+細胞の増加および腫瘍細胞におけるPD-L1発現上昇を認め、Treg除去により腫瘍微小環境に炎症を惹起しうることを示唆する結果が得られた。

さらに抗CCR4抗体によるTreg除去により、腫瘍浸潤リンパ球数増加と腫瘍細胞のPD-L1発現上昇を認めた。PD-L1高発現症例では、Treg除去と抗PD-1抗体療法により治療効果を増強させる可能性がある。引き続き症例を集積し、早期、進行期肺癌症例を解析する。また、過去の肺癌症例についても免疫染色法を用いて免疫チェックポイント分子と予後について解析を行う。腫瘍免疫使用内容については予定通りである。予定通り使用できており、繰り越し分についてはフローサイトメトリー用抗体の購入費用に充てる。
癌細胞ー正常細胞相互作用を介した放射線応答機構の解析

本課題は癌の微小環境、特に癌細胞と間質細胞(正常細胞)の相互作用が、癌細胞の放射線応答反応にどのような影響を及ぼすかを明らかにする事を目的としている。培養細胞およびマウスモデルを用いた解析により、がん細胞の放射線応答において、正常細胞が周囲に存在することによる細胞間相互作用による効果が示された。またその過程においてWntならびにヘッジホッグシグナル伝達系ががん細胞の放射線影響に大きく寄与していることが示された。また本課題の成果は国際学会などで発表を行った。さらに成果の一部はすでに国際誌に掲載され、残りも投稿中である。平成25年度は蛍光プローブを用いた実験系、特にInCell analyzer 2000(GE)を用いた共培養での放射線影響測定方法の確立と測定を行った。脂質過酸化の変化・細胞死・遺伝子発現の比較を行うとともに、3D培養系での解析の至適化を進めた。さらに放射線影響にタンパク質分解が寄与することを明らかになったため、共培養による影響を評価できる系の検討を行った。加えてin vitro(癌細胞単独培養)とin vivoにおいて、放射線による抵抗性獲得機構に差があることを明らかにし、細胞間相互作用の影響解析を進めた。平成24年度は、蛍光タンパク質安定発現細胞株の樹立を行い、vivoでの運用に関する検討を行った。関連シグナルの同定では、マウス扁平上皮癌細胞とマウス正常線維芽細胞との共培養により放射線照射による生存率が10-20%増加し、また2Dと3D培養では倍近い生存率の差が認められた。現在その条件下での遺伝子発現解析を進行中である。さらに、がん細胞株と正常免疫細胞との共培養により、がん細胞株の照射による免疫細胞の活性化などの効果が認められた。vivoの解析では、マウス扁平上皮癌細胞などにおいて、vivoとvitroでの放射線感受性に対しても差があることが明らかになった。以上の結果も同様に伝子発現解析を進行中である。H26年度は前年度から進めた解析の蛍光利用をさらにすすめたInCell2000 (GE Healthcare)を用いたマルチパラメータによる共培養効果の解析などと平行して、マウスモデルでの解析も行った。マウス癌細胞株を用いた解析では、癌細胞単独ならびに周囲に正常細胞がある状態での放射線の生物影響を比較し、放射線に対する感受性など獲得形質に差があることを示した。さらに本課題で標的としたHedgehogとWntシグナル伝達系に関する遺伝子発現解析において、がん細胞単独状態と周囲に正常細胞がある状態での照射による活性化において異なる傾向(がん細胞単独ではWntシグナルの抑制、共在条件でHedgehogシグナルの活性化)が認められ、放射線応答において周囲正常細胞の影響が大きいことが示された。加えて、照射する線質(光子線と粒子線)の比較では、炭素線でのがん細胞単独照射において、両シグナルの顕著な抑制が、共存条件下での変化の抑制が認められ、上記反応における線質効果が示唆された。先に報告した放射線感受性への影響と合わせ、本課題によって、がん細胞の放射線応答における正常細胞が周囲に存在する効果、ならびにその過程におけるHedgehogシグナルとWntシグナル系の関与の一部が明らかに出来た。以上の成果の一部は、英文国際誌に原著論文として受理されすでに公開済みである。さらに国内外の関連学会で発表し公表した。国際学会発表ならびに論文発表のため延長を行い、15th International Congress of Radiation Research(5月、京都)にて、本研究によって得られた成果について発表を行った。さらにそのせいかを論文として英文国際誌への投稿を行っているが、報告時点ではまだ受理されておらず、引き続き投稿を続ける予定である。本課題において、in vitroならびに動物モデルを用いた解析により、癌細胞単独状態とは異なる、共培養条件下での放射線に対する生物応答を明らかに、それが治療後の獲得形質に影響することを示せた。本成果は放射線治療の併用療法における非がん細胞を治療とした新たな治療戦略開発のための重要な基礎生物学的知見となった。本課題での成果の一部は、論文として国際専門誌に受理され、残りの成果についても論文での投稿準備を進めている。さらに国際学会ならびに国内学会での発表を行い、成果の公表に務めた。以上の理由により、概ね順調に進展したと自己評価する。放射線生物学H26年度をもって本課題は終了であるが、今後は本課題で確立した3次元培養ならびにマルチパラメータでの解析法を利用し、放射線治療における併用療法標的としての間質とがん細胞の細胞間応答についてより詳細な研究を進め、最終的に新規治療法の確立を目指す。その推進にあたり新規技術であるゲノム編集を積極的に用いて、遺伝子改変したがん細胞、間質細胞を作成し、効果的に解析を進める予定である。平成24年度に樹立した蛍光タンパク質安定発現細胞株を用いて共培養による放射線影響の解析、また年度途中に導入できたIn Cell analyzer 2000を利用した脂質過酸化・細胞死・遺伝子発現等の比較を進めた。

さらに3D培養系での解析および正常細胞と癌細胞の位置情報を含めた解析についても検討を行った。加えて、細胞間相互作用が繰り返し照射による放射線抵抗性獲得に影響することを示唆する結果も得られた。また、24,25年度に得られた成果の一部を含む内容は、日本癌学会および広島大原医研国際シンポジウム等にて報告した。以上の理由から、現在までの達成度については、おおむね順調に進展していると評価する。平成24年度の計画である蛍光タンパク質安定発現細胞株の樹立は予定通り終了した。もう一方の関連シグナルの同定実験は、共培養により生存率に差が出ることを明らかにし発現解析を実施中である。25-26年度に計画していたvivoでの実験の一部を先行して行った、放射線感受性への細胞間相互作用が影響だけでなく、免疫細胞の活性化へも影響しているなど興味深い成果を得ている。また、24年度に得られた成果を含む内容は、広島大原医研国際シンポジウムおよび文部科学省新学術領域研究「がん支援」個体レベルワークショップにて報告した。本課題の成果を含む国際学会を含む学会発表、論文投稿を2015年度に予定しており、その関係諸経費支払いのため。In Cell analyzer 2000の導入により、計画していた解析内容に加えて共培養中での個々の細胞の解析を進めることが可能となった。そのため解析方法の改良を行い、癌細胞と正常細胞の位置関係を含めた放射線応答反応について詳細な解析を進める予定である。また今年度は、得られた成果の論文としての公表を進める。現在実施中の遺伝子発現解析により、候補となるシグナル伝達系を同定し、その解析を行う。さらに本年度の解析でvitroとvivoでの解析において異なる応答を示した条件において、その候補シグナルが関与しているのか検討を行う。学会参加費80,000円その他(交通費、英文校正費、論文投稿費用など)117,965円下記の理由により計画との差が生じました。・消耗品は昨年度繰越分と試薬が予想より安く購入できたため、予定額を下回った。・仕事の関係で学会への参加日数(滞在日数)が短縮した。(旅費交通費)・今年度予定していた論文が受理に至らなかったため、公表代が使用されなかった。(その他)・消耗品として、新規導入機器を利用した解析を進めるため追加の試薬購入を行う。・国内および国際学会参加費用および交通費等の値上げ分として使用。・今年度受理されなかった論文の費用を加えて、論文投稿費用及び公表用費用として使用。マウス購入・飼育費用が100千円、細胞培養試薬類が170千円、分子生物学的解析試薬類が300千円、シングルセル解析に200千円、プラスチック消耗品に200千円、学会旅費に30千円、さらに論文校閲・投稿、学会参加費に200千円とする。
弦理論、ゲージ重力対応を核とした、物性、原子核、重力理論の未解決問題への挑戦

本研究成果の概要は主に以下である。1. 3次元重力理論の分配関数の計算をある仮定の下で厳密に行う事に成功した。2.ゲージ重力対応を用い、超流動現象に対応する新しい重力解を発見しそこからランダウの超流動方程式を重力理論から再導出した。3.2次元ゲージ理論でエンタングルメントエントロピーを、「拡張された」ヒルベルト空間の定義を用いて計算し、ゲージ理論のエンタングルメントエントロピーの直感的理解を得た。4.量子情報理論に基づく議論を用いて、ブラックホールの蒸発にともない放出される粒子間には非常に小さいがゼロではない相関があることを見出し、そこから時空の局所性の破れに対する考察を行った。ゲージ重力対応を用いて、強結合ゲージ理論におけるダイナミクスを重力側からの視点で理解するための様々な研究を行った。その一つとして、高温超伝導等にみられる強相関電子系を想定した、空間に並進対称性をlattice効果によって破った場の理論を考え、その上を流れる永久電流に相当する自由度が何であるかを突き止める研究を行った。その結果、永久電流として流れる強結合の場の理論の自由度は、非フェルミ流体(ブラックホールに双対)ではなく、フェルミ流体(ブラックホールの周りのグラビトンに双対)である事をつきつめた。より具体的には、lattice効果によって並進対称性が破れ、永久電流が流れている超伝導状態とゲージ重力対応で対応する新しい重力解を構成した。この重力解は、ブラックホールが並進対称性の無い方向に回転を持つ事が不可能である(ブラックホールの剛体定理)事から、このブラックホールは回転できなく、その周りの時空が回っているに過ぎない事を示した。また別の研究として、この新しい重力解の存在は、対応するゲージ理論で自発的に対称性が破れた超伝導状態でないと存在できない事も示した。これらの研究は、研究代表が前年度に調べたBianchi型のブラックブレーン解を、並進対称性の無い方向に運動量をもたせた解になっており、新しい重力解としても非常に興味深い。また重力理論の問題として、ファジー球の崩壊によっておこるブラックホール生成を場の理論で解析する研究、トフーフトのブリックウォールの双対する場の理論的解釈、ブラックホールの蒸発における粒子間の相関(mutual information)について量子論に基づいて計算し、その値を再現すべき重力における局所性を破る効果についての研究等も行った。ゲージ重力対応を用いて、強結合ゲージ理論におけるダイナミクスを重力側からの視点で理解するための様々な研究を引き続きおこなった。まず第一に、昨年度に行なった、lattice効果によって空間の並進対称性を破った場の理論上での永久電流に相当する自由度を突き詰める研究をさらに発展させた。具体的には、重力理論でどのような条件下で場の理論の永久電流に相当する自由度が分散をもたずに存在できるかについての分類をおこない、その結果、対応する場の理論で超伝導(自発的対称性の破れ)と時空がAsymptotic AdSである事が重要な要素である事を重力側から示した。(芝浦工大の前田氏、近畿大の石橋氏との共同研究)また曲がった時空上の場の理論の問題として、エンタングルメントエントロピーをde Sitter空間におけるさまざまな真空(alpha-vacuum)ので計算をし、真空の取り方がエンタングルメントエントロピーにどのように影響するかを調べた。(理研の小川氏、野海氏との共同研究)また高次元時空と双対なBFSS行列模型の時間発展を調べて、行列模型の熱化現象と重力のブラックホール形成との対応関係を調べた。特に行列模型の古典極限において、非線形時間発展方程式を数値的に解く事によってlate timeの系のダイナミクスを調べ、その特性(熱化)をラージN極限で重力と定性的に似た振る舞いをする事を示した。(京大基研の青木氏、花田氏との共同研究)これらはいずれもゲージ理論や重力理論の非摂動的側面を調べる研究であり、非常に興味深い結果を得ている。ゲージ重力対応から、漸近的Anti-de-Sitter空間においては量子重力を対応するゲージ理論で非摂動に定義することが可能になる。ここから、漸近的Anti-de-Sitter空間で量子重力理論を直接解くことは可能かと考えるのは自然な問いである。この難問を、我々は3次元(空間2次元+時間1次元)での純粋重力理論(重力以外に自由度がない系)で挑戦し、その分配関数の計算をある仮定の下で量子論的に厳密に行う事に成功した。(理化学研究所の田中氏と京都大学基礎物理学研究所の寺嶋氏との共同研究)。ここでの鍵となるアイデアは、3次元重力理論が少なくとも古典的には3次元チャーンサイモンズ理論と等価である事、および3次元チャーンサイモンズ理論が量子論的には局所化という手法を用いる事によって厳密に経路積分を行って量子論的に解く事が可能である事である。得られた分配関数は特殊なセントラルチャージの場合、Wittenが予言したJ関数に一致する事が確かめられ、また一般に、得られた分配関数は、(ゲージ重力対応を仮定して得られる)双対な2次元境界上の場の理論の真空およびプライマリーオペレーターのビラソロ代数のキャラクターとして表す事ができ(イスラエル、Weizmann研究所の本多氏、および田中氏と寺嶋氏との共同研究)ゲージ重力対応の観点からも非自明なレベルでその整合性が見て取れる。これらは厳密な量子重力理論の計算という意味では、現実の4次元の量子重力を理解するための試金石となると考えられる。

また、これらの計算手法を3次元でスピンが3以上の場を含む重力理論(高次スピン重力理論)に拡張し、その場合でも分配関数を求める事に成功し、結果、先ほどの純粋量子重力理論同様、双対な境界場の理論のW_N代数のキャラクターとして表されている事を示した。3次元重力理論を厳密に計算するということは未解決問題の一つである。ある程度の仮定を前提としているとはいえ、厳密に量子重力理論の分配関数を行う事に成功し、それが他の方法で予想されている計算とある程度の整合性がとれる結果を得るということは、当初の想定以上の研究の進展である。2+1次元超重力理論において、超対称性および局所化という手法を利用して、重力理論の分配関数を直接計算するために、理論の超対称性に着目して調べた。Off-shell形式において構成された2+1次元超重力理論で、局所化という手法を適用するためには超対称性で``exact''とよばれる形式でdelta Vと書かれる項をもたねばならない。我々はそのような項を、具体的にmetricの高階微分を含む形式で構成したが、そのような項が、超対称性がglobalではなく、localであることに起因する原因で、delta delta V = 0という特性を満たしていないことを示した。結果、超対称性をlocalに持つ重力理論では、局所化を適用するのに問題があることを指摘した。本研究は理化学研究所の田中章詞氏との共同研究に基づく。またこれとは別のプロジェクトとして、ゲージ理論におけるエンタングルメントエントロピーを調べた。具体的には1+1次元でmatterのあるYang-Mills理論を考え、空間を格子状にした上で、拡張されたHilbert空間を考えることによってエンタングルメントエントロピーを定義し、それをゲージ理論の基底状態を含む様々なメソン状態に応用してそれらのエンタングルメントエントロピーを計算した。特に基底状態のエンタングルメントエントロピーを計算するときには、直接計算することが困難になったため、我々はmatterの質量の逆数を小さいとした摂動展開で計算した。本研究は京都大学基礎物理学研究所の青木慎也氏、および大阪大学の玉岡幸太郎氏、横矢毅氏との共同研究に基づく。研究代表が計画していた研究はほぼ完成に近づいているが、年度内に終わらせることができず多少の遅れがある。昨年度末に研究途中であったエンタングルメントの仕事を、大阪大学の大学院生である玉岡幸太郎氏と横矢毅氏、および京都大学基礎物理学研究所の青木真也氏とともに完成させた。ここでは2次元SU(N)ゲージ群をもち、fundamental表現の物質場を含んだゲージ理論でエンタングルメントエントロピーを、「拡張された」ヒルベルト空間の定義を用いて計算した。その結果、エンタングルメントエントロピーには3つの寄与を含むこと、およびそれぞれの直感的な理解が可能になった。3つの寄与とは、1.「superselection sectorの分配に伴うShannon entropyによる寄与」2.「mesonがcolor singletをつくるため、それに付随した(すなわちカラーに関する)エンタングルメントによる寄与」3.「真にBell pair状態の相関による寄与」の3つである。
高齢者在宅ケアにおける感染予防に関する細菌学的研究-エビデンスに基づいた地域看護

高齢者・在宅療養者は一般に易感染性宿主であり、現在、高齢者・在宅療養者が増加し、再興感染症・耐性菌の増加が見られ、それに伴い、在宅における感染や感染症の発症防止は、今後の重要な課題となっている。本研究では、在宅ケアにおけるエビデンスに基づいた感染予防対策の基礎を確かなものとすることを目的とした。看護行為前の手指・手掌の汚染が目立ったが、病原性の高いMRSAやSerratia marcescensは看護行為後に看護衣に付着していた。患者「4名の人体・環境からMRSAの検出があり、看護者の手指・手掌・靴下・予防衣からも患者と同一株のMRSAが検出された。訪問看護ステーションNから訪問看護を受けている患者2名のMRSAは同一株であった。同県内訪問看護ステーションおける看護衣・予防衣の交換頻度は、週15日であった。MRSA等も看護者の予防衣・靴下から検出されており、1患者毎に予防衣等を交換すべきことが示唆された。訪問バックや訪問時使用する車のハンドルからは、Acinetobacter baumanniiやBacillus subtilis等が訪問後に検出され、一旧に数件訪問を続けて行う場合、手洗い後に接触した訪問バックが手指汚染の媒介にならぬよう注意が必要であることのエビデンスとなった。在宅ケアでは、在宅ケアスタッフ自身が健康管理を十分に行い感染源となることを予防し、訪問先から次の訪問先へ菌を持ち込まなければ、他の在宅療養者からの感染を心配せずに処置など実施できる。在宅療養者演増加している規在、これらの結果を地域における感染看護の構築につなげたい。訪問看護前後の細菌検査からみた在宅療養者の感染予防に関する研究【目的】近年、在宅では医療処置が必要な在宅療養者や易感染にある高齢者・ターミナル患者が増加しており、感染予防対策が重要な課題となっている。そこで本研究では在宅における看護行為前後の細菌検査を実施し、感染予防対策を検討した。【方法】1対象訪問看護ステーション(以下、ST.)A:看護師1名・療養者1名、ST.K:看護師1名・ヘルパー1名・療養者1名、ST.M:看護師1名・療養者1名、ST.N:看護師2名・療養者2名2期間平成15年2月平成15年4月3方法細菌検査(MRSA・一般細菌)の検査ならびにMRSAの遺伝子分析検体採取部位:1)看護師・ヘルパー(1)看護行為前(普段の手洗い後)の手指・手掌(2)看護行為後の手指・手掌(3)看護行為後の予防衣・靴下(滅菌済みの予防衣と靴下を着用)2)在宅療養者:人体・環境検査の方法:1)手指・手掌:日研生物医学研究所のパームスタンプにスタンプし48時間後にコロニー採取2)予防衣・靴下・人体・環境:栄研器材のシードスワブ1号を用いた拭き取りし、選択培地および非選択培地を用い一般細菌同定3)MRSAの遺伝子分析:パルスフィールド電気泳動法を行いDNAの相同性を解析【結果】看護行為前の手指・手掌の汚染が目立ったが、病原性の高いMRSAやSerratia marcescensは看護行為後に看護師に付着していた。患者4名の人体・環境からMRSAの検出があり、看護者の手指・手掌・靴下・予防衣からも患者と同一株のMRSAが検出され、ST.Nから訪問看護を受けている患者2名のMRSAは同一株であった。【考察】同県内ST.において看護衣・予防衣の交換頻度は週15日である。

高齢者・在宅療養者は一般に易感染性宿主であるため、高齢者・在宅療養者の増加、再興感染症や耐性菌の増加等に伴い、在宅における感染や感染症の発症防止は、今後の重要な課題となっている。本研究では、在宅ケアにおけるエビデンスに基づいた感染予防対策の基礎を確かなものとすることを目的とし、以下の研究を進めている。1)在宅療養者・介護者・看護者の細菌(一般細菌・MRSA)検査の、遺伝子レベルでの追跡調査を行い、感染源・感染拡大について明確にし、感染予防方法を確立する。2)エビデンスに基づいた感染看護・地域看護学における判断基準、及び、在宅ケア感染予防マニュアルを作成する。研究1【研究方法】(1)療養環境及び介護手技などに関する質問紙調査(2)細菌検査(MRSA・一般細菌)の検査ならびにMRSAの遺伝子分析菌検査については拭き取りを主とし、吸引に使用する物品6ヶ所は滅菌スピッツに直接採取した。細菌の同定は選択培地および非選択培地を用いて行った。MRSAの遺伝子分析はパルスフィールド電気泳動法を行いDNAの相同性を解析した。【結果】1吸引物品からの検出率は平均13.9%、気管カテーテル用の水からは47.2%であった。カニューレ内側よりセパシア菌の検出があった者のカテーテルを浸す消毒薬(塩化ベンザルコニウム液)から同菌の検出がみられた。院内で、脱脂綿に蒸留水をしみこませたワッサー綿で吸引後の吸引カテーテルの表面を拭いていたが、カテーテルの再利用の場合、ワッサー綿の使用により吸引物品の菌検出を増加させている。2 MRSAは、15名中8名から検出され、検出された49検体中47検体が、人体からの検出であった。そのうち、入院患者3名から検出されたMRSAは遺伝子分析により、同一DNAの株であった。研究2その他、これらの結果を元に在宅感染の菌検査を含めた研究を進め、県内訪問看護ステーションの感染対策の実際を調査確認し、マニュアルの作成に着手している。I研究目的高齢者・在宅療養者は一般に易感染性宿主であるため、高齢者・在宅療養者の増加、再興感染症や耐性菌の増加等に伴い、在宅における感染や感染症の発症防止は、今後の重要な課題となっている。本研究では在宅ケアにおけるエビデンスに基づいた感染予防対策の基礎を確かなものとすることを目的としてきたが、今年度は在宅療養者・介護者・看護者に対する細菌(一般細菌・MRSA)検査後に、パルスフィールド電気泳動法を用いた調査や、訪問看護に必要とされる訪問バックや訪問時使用する車のハンドルなどの追跡調査を行った。II研究方法と結果訪問バックや訪問時使用する車のハンドルからは、Acinetobacter baumanniiやBacillus subtilis等が訪問後に検出された。Acinetobacter属は病院のみならず家庭の洗面台など湿潤している室内環境からも検出されているが、重い基礎疾患を有し人工呼吸器を使用している患者においては肺炎を、血管カテーテルを挿入している患者においては菌血症を起因することがある菌である。在宅ケアでは、在宅ケアスタッフ自身が健康管理を十分に行い感染源となることを予防し、訪問先から次の訪問先へ菌を持ち込まなければ、他の在宅療養者からの感染を心配せずに処置など実施できる。一日に数件訪問を続けて行う場合、手洗い後に接触した訪問バックが手指汚染の媒介にならぬよう注意が必要であることのエビデンスとなった。
伴性劣性ジストニアパーキンソニズムの原因遺伝子N-TAF1に関する機能解析

伴性劣性ジストニアパーキンソニズムの原因遺伝子TAF1の神経細胞特異的なアイソフォームに関して、神経細胞における役割を明らかにすることを目的として、マウス胚発生期におけるN-TAF1の発現パターン解析と、N-TAF1およびTAF1タンパク質を強制発現させた培養細胞株における細胞化学的な解析を行った。その結果、N-TAF1とTAF1との問に発現パターンおよび細胞増殖へ与える影響に関して差異がみられることがわかった。申請者は、ヒトTAF1(TATA box binding protein-associated factor 1)の神経細胞特異的なアイソフォーム(N-TAF1)を見出し、伴性劣性ジストニアパーキンソニズム(XDP/DYT3)の原因遺伝子であることを報告した。TAF1が基本転写因子TFIID複合体の最大のサブユニットであり、多くの組織で普遍的な発現様式および機能を持つと考えられていたことに対して、N-TAF1は組織特異的な調節を受け、神経細胞の生存に必須の機能を持つ可能性があることは興味深い。そこで本研究では、神経細胞においてN-TAF1がもつ役割の詳細を明らかにすることを目的として、1)マウス胚発生期におけるN-TAF1の発現パターンを分子組織学的な手法によって詳細に調べるとともに、2)N-TAF1をノックダウンまたは過剰発現させた培養細胞株を用いたマイクロアレイ解析を行うことによってN-TAF1が発現制御に関与する遺伝子を網羅的に同定することを計画した。初年度には、脳神経系の発生過程におけるN-TAF1の発現パターンと機能を解析するために、マウスの各発生ステージごとに初期胚から老齢個体を含む成体脳組織までを対象として、遺伝子発現定量解析を行った。TAF1についても同様の実験を行い、結果を比較した。次に、N-TAF1の発現変化に応じた遺伝子発現プロファイリングに向けて、各種発現コンストラクトの構築を行った。そこで本研究では、神経細胞においてN-TAF1がもつ役割の詳細を明らかにすることを目的として、1)マウス胚発生期におけるN-TAF1の発現パターンを分子組織学的な手法によって詳細に調べるとともに、2) N-TAF1およびTAF1タンパク質を強制発現させた培養細胞株(HeLa細胞および神経芽細胞腫Neuro-2a)を用いて細胞化学的な解析を行った。強制発現細胞を用いた実験の結果、N-TAF1発現細胞では細胞増殖速度の低下が観察され、TAF1発現細胞との間に差異がみられることがわかった。また、タグ付きN-TAF1およびTAFIタンパク質における細胞内分布の観察と比較を行った。これらの結果より、神経細胞において転写因子であるN-TAF1およびTAF1が果たす役割についての知見が得られ、XDPのような転写調節異常が原因であると考えられる疾患の分子的病因のみにとどまらず、真核生物細胞における遺伝子転写調節の研究そのものにも新たな展望をもたらす可能性があるものと期待される。
無機ガラスの非脆性挙動の解明

無機ガラスの引張り応力下での破壊時の非脆性挙動に関しては、過去に殆ど報告例が無いため、本研究では多様なアプローチ、非脆性挙動の本質的描像を捉えようとした。これにより、以下の結果が得られた。ソーダ石灰ガラスと異なり大きな非脆性挙動(塑性変形)を示すことが知られているホウ酸塩ガラスの水分子存在環境下の低速クラック進展挙動を調べ、ケイ酸塩ガラスとは対照的に、ホウ酸塩ガラスではある応力拡大係数以下で,見かけ上は進展速度が応力拡大係数に依存しないクラック進展挙動を示すことを見出した。ゾル-ゲル法で作製したシリコンオコシン炭化物ガラス繊維の強度測定から、繊維中の遊離炭素依存量の減少と、それに伴う熱処理のSic結晶生成量の減少が、強度上昇をもたらすことを示した。ケイ酸リチウムガラスとソーダ石灰ガラスの破壊挙動を不活性雰囲気下で測定し、その温度依存性を調べた。組成間でクラック進展速度の応力依存症は全く異なっており,またクラック進展活性化エネルギーが全く異なっていた。ガラスのモデル物質として、希土類ドープアルミノケイ酸塩結晶であるヘキサセルシアン結晶を用いて、破壊に伴うエネルギー放出過程を調べた。破壊に伴い希土類のf-f遷移に対応した蛍光が見られたことから、破壊時に破壊エネルギーの一部が紫外線として放出され、それが希土類を励起して発行させるものと考えられた。ガラスの低速クラック進展挙動の新しい測定方法として、Doubli-Cleavage-Drilled Compression試験片をクラックが進展する途中で試験片側方から超音波発振子でパルス状に衝撃を加え、破面にウェルナー線類似の形状にマーキングを行う方法を開発した。10^<-5>m/sから10^<-1>m/sの広い範囲でK_I-V曲線が正確に求められた。無機ガラスに大きな応力が加えられたとき、通常の脆性破壊以外に、ガラス組成によっては、塑性変形などの非脆性(非線形)破壊挙動を生じることを、本研究者の代表者・分担者らは以前に報告してている。本研究では平成9年度には、非脆性挙動が顕著に現れる圧子押込み法を用い、その際に生じる永久変形の変形機構について研究した。ガラスへの圧子押込み(インデンテーション)による永久変形は微視的な塑性流動と圧縮による高密度化が原因であり、圧子形状やガラス組成でにより両者の寄与の割合は変わると予想される。高密度化が原因の場合は、熱処理による緩和現象(圧痕の回復)が観察される。そこで本研究ではシリカガラスとソーダ石灰ガラスに低荷重で圧痕を生成し、負荷荷重と圧痕の回復量の関係および熱処理温度、時間による回復量の変化を調べた。1000°C4hの予備熱処理を行ったシリカガラスと500°Cで予備熱処理を行ったソーダ石灰ガラスに、表面に蒸留水を滴下した状態でヌープ圧子を押込み、圧痕を生成した。打ち込み後、300-1000°Cで熱処理を行い、圧痕の長さの収縮量を算出した。シリカガラス、ソーダ石灰ガラス共に、負荷荷重が大きいほど圧痕の回復の度合は小さく、負荷荷重の増大は高密度化よりも、塑性変形のような不可逆的な物質移動を促進することが判った、シリカガラスでは、Tanneal/Tpre-anneal=0.7(Tanneal=600°C)付近で変化量が急増し、Tg以下でもこの温度域以上では物質移動が起こりやすくなることが判った。一方ソーダ石灰ガラスでも、シリカガラスの半分以下ではあるが押込み変形の回復が認められ、シリカガラスほどではないが、押込み変形の際に高密度化が生じることが判った。また、いずれのガラスでも体積流動の見かけの活性化