hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイクロボディ機能分化の可逆性

マイクロボディ機能変換におけるタンパク質のオルガネラ膜透過の調節を明らかにするため、バクテリア由来のβ-グルクロニダーゼにリンゴ酸合成酵素のC末端5アミノ酸とクエン酸合成酵素のN末端延長配列をそれぞれ結合したキメラ蛋白質を発現させた形質転換アラビドプシスを作成し、β-グルクロニダーゼの細胞内局在性を解析した。その結果、リンゴ酸合成酵素のC末端5アミノ酸及びクエン酸合成酵素のN末端延長配列が、マイクロボディへの移行に機能していることが判明した。アラビドプシスの植物体の各組織では各々機能の異なるマイクロボディが存在する。機能の異なるマイクロボディにおいても、これら輸送シグナルが機能するか否かを調べるために、アラビドプシスの黄化子葉、緑葉、根の組織を用いて、これらのキメラタンパク質の局在を解析した。マイクロボディは黄化子葉ではグリオキシゾーム、緑葉では緑葉パーオキシゾーム、根では特殊化していないマイクロボディとして機能している。この結果、いずれの組織においても、これらのアミノ酸配列が輸送シグナルとして働くことが判明した。この結果は、マイクロボディへの輸送シグナルが、異なったマイクロボディ間でも保存されていることを示すとともに、マイクロボディ機能変換に、輸送シグナルの変化がかかわっているという可能性を初めて打ち消すものとなった。一方、マイクロボディ膜タンパク質として32kDaと28kDaの主要タンパク質を解析した結果、マイクロボディの機能変換に伴ってそれら膜タンパク質は量を大きく減少していくことが判明し、マイクロボディ機能変換に伴って膜タンパク質も大きく変動することが明らかとなった。又、緑葉ペルオキシゾーム酵素であるヒドロキシピルビン酸レダクターゼはalternative splicingにより、その細胞内局在性が調節されていることが判明し、マイクロボディ機能変換がmRNAのスプライシングのレベルで調節されていることが初めて明らかとなった。マイクロボディ機能変換におけるタンパク質のオルガネラ膜透過の調節を明らかにするため、β-グルクロニターゼにクエン酸合成酵素N末端延長配列を結合させたキメラ蛋白質を発現させた形質転換アラビドプシスを作成し、β-グルクロニタ-の細胞内局在性を解析した。その結果、(1)N末端延長配列がマイクロボディへの移行に機能していること、(2)延長配列のプロセッシングはマイクロボディへの移行とは関係ない現象であること、(3)延長配列のC末端部位はプロセッシングに関与しており、移行には関係しないことを初めて明らかにした。一方、マイクロボディ膜タンパク質として32kDaと28kDaの主要タンパク質を同定していたが、そのうちの32kDaの膜タンパク質は新規のアスコルビン酸ペルオキシダーゼであり、そのcDNAクローニングからC末端に膜貫通領域をもつこと、更にマイクロボディの機能変換に伴ってその量を大きく減少していくことが判明し、マイクロボディ機能変換に伴って膜タンパク質も大きく変動することが明らかとなった。マイクロボディ機能変換におけるタンパク質のオルガネラ膜透過の調節を明らかにするため、β-グルクロニターゼにリンゴ酸合成酵素のC末端10あるいは5アミノ酸を結合させたキメラ蛋白質を発現させた形質転換アラビドプシスを作成し、β-グルクロニターゼの細胞内局在性を解析した。その結果、リンゴ酸合成酵素のC末端5アミノ酸が、マイクロボディへの移行に機能していることが判明した。このC末端にアミノ酸変異を生じさせたキメラタンパク質を発現させ、同様の方法を用いて細胞内局在性を解析した結果、C末端アミノ酸配列[A/C/S/P]-[K/R]-[I/L/M]がマイクロボディへの輸送シグナルとして働くことが、初めて明らかにされた。

アラビドプシスの植物体の各組織では各々機能の異なるマイクロボディが存在する。機能の異なるマイクロボディにおいても、この輸送シグナルが機能するか否かを調べるために、アラビドプシスの黄化子葉、緑葉、根の組織を用いて、キメラタンパク質の局在を解析した。マイクロボディは黄化子葉ではグリオキシゾーム、緑葉では緑葉パーオキシゾーム、根では特殊化していないマイクロボディとして機能している。この結果、いずれの組織においても、リンゴ酸合成酵素のC末端配列が輸送シグナルとして働くことが判明した。又、前年度に解析したクエン酸合成酵素のN末端延長配列も、同様にすべてのマイクロボディの輸送シグナルとして働くことが明らかとなった。これらの結果は、マイクロボディへの輸送シグナルが、異なったマイクロボディ間でも保存されていることを示すとともに、マイクロボディ機能変換に、輸送シグナルの変化がかわっているという可逆性を初めて打ち消すものとなった。
オルガネラ化していく窒素固定細菌のゲノムリダクション

真核藻類との共生によって、細菌のゲノムが変化する様子を観察し、真核生物と原核生物の共生関係成立における進化の機構を明らかにすることを目的としている。本研究では窒素固定細菌として、酸素非発生型光合成細菌または好気従属栄養性窒素固定細菌と真核藻類である緑藻の共生系を対象とした。酸素非発生型光合成細菌としてRhodopseudomonas palustrisの基準株であるATCC BAA-98株(= CGA009株)を利用し、共生系を想定した転写プロファイルの変化をマイクロアレイ解析した。窒素固定条件になるとニトロゲナーゼ転写量は増大するが、中でもV型ニトロゲナーゼの転写が顕著に誘導された。また、炭素源の供給が限定されると、アミノ酸や無機イオンの取り込みに関する遺伝子のほかに、二次代謝に関わる遺伝子の転写に顕著な影響が現れることを見出した。細胞内外への物質の移送が変化すると予想される。共生培養におけるR. palustrisのゲノム変化を10対のPCRプライマーを用いたMultiplex PCR法で検出を試みたが、約300世代の培養では顕著な変化は見られなかった。一方、土壌由来のR. palustris CGA009株と、緑藻と共存している環境から分離したR. palustris HIR株について、ゲノム比較を行ったところ、窒素固定関連酵素に違いが見られ、CGA009株では、三つのタイプ(V-type、Fe-type、Mo-type)のニトロゲナーゼ遺伝子が検出されるのに対し、HIR株では、このうち、一つまたは二つが確認できなかった。以上から、共生状態の継続により、窒素固定代謝およびその遺伝子に影響が現れる可能性が強く示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、まず、酸素非発生型光合成細菌としてRhodopseudomonas palustrisの基準株であるATCC BAA-98株(= CGA009株)を利用し、マイクロアレイ解析により、炭素源の供給量や窒素化合物の有無による転写変化を明らかにした。R. palustrisについて、ゲノムの広い領域をカバーできるような10対のPCRプライマーをデザインした。これらを同時に使用して、10本の異なる断片長のPCR産物が得られるMultiplex PCRの条件を決定した。これにより、ゲノムの縮退を効率的に検出する準備が整った。R. palustris CGA009株とは培養履歴が異なるR. palustris HIR株について、ゲノム比較を行った。窒素固定関連酵素に注目したところ、CGA009株では、三つのタイプ(V-type、Fe-type、Mo-type)のニトロゲナーゼ遺伝子が検出されるのに対し、HIR株では、このうち、一つまたは二つが確認できていない。環境の選択圧によって保有遺伝子が取捨選択されている可能性が示唆された。緑藻との共培養による窒素固定細菌のゲノムおよび性状変化を解明すべく、二者混合培養系を確立するとともに、共培養効果を評価するための評価系を確立し、基盤的知見を集積した。窒素固定細菌としてR. palustris CGA009株を用い、共培養で想定される生育性状を明らかにした。R. palustrisの生育因子のひとつは、緑藻(Chlamydomonas reinhardtii)から供給されることが考えられた。そのため、共生によるゲノム変化として、窒素代謝だけではなく、生育因子の利用や合成に関わる遺伝子に注目することが有効であると考えられた。

R. palustris CGA009株について、カスタムマイクロアレイを作製し、培養条件の変化に伴う遺伝子転写プロファイルを決定した。緑藻からの炭素供給が限られた条件、および、窒素固定条件における特徴的な転写変化を同定した。これらの結果から、共生がもたらすゲノム変化を予想している。R. palustrisについて、ゲノムの広い領域をカバーできるような10対のPCRプライマーをデザインした。これらを同時に使用して、10本の異なる断片長のPCR産物が得られる条件を決定した。これにより、ゲノムの縮退を効率的に検出する準備が整った。さらに、緑藻との共培養によるゲノム変化は未検出であるが、R. palustris CGA009株と窒素受用の履歴が異なると考えられるR. palustris HIR株について、イルミナ社HiSeqを用いたペアエンドシーケンス解析を行った。両者のゲノムを窒素固定に注目して比較したところ、CGA009株では、三つのタイプ(V-type、Fe-type、Mo-type)のニトロゲナーゼ遺伝子が検出されるのに対し、HIR株では、このうち、一つまたは二つが確認できていない。これは共生によってゲノム縮退が誘導される可能性を強く示唆する重要な手掛かりとなった。27年度が最終年度であるため、記入しない。紅色光合成細菌と緑藻の共生系を中心に、共生状態におけるゲノムの変化過程およびゲノムの変化が共生関係に与える作用を、昨年度に引き続き解析する。縮退していく遺伝子の種類、またその順を明らかにするため、共生系を長期に連続培養しながら、細胞を経時的に採取し、ゲノムサイズの減少や変異領域を決定する。見出した縮退情報をもとに変異株を作成し、緑藻と共培養して、特定の遺伝子の欠失や変異が共生系の性質に与える影響を明らかにする。共生によるゲノム変化を同定し、その変化に含まれる遺伝子の機能を明らかにする。また、それぞれのゲノム変化の共生系に与える効果を検証するため、遺伝子変異株を作成し、遺伝子変異株を用いた共生系について、光強度・波長、明暗サイクル、二酸化炭素濃度・酸素濃度等を変更して培養し、その特性を評価する。これらの知見およびすでに細胞内共生が進みつつある生物のゲノム情報等を統合し、エネルギーおよび物質の分配について、共生系の代謝モデルを構築する。このようにして、共生状態におけるゲノムの変化過程を明らかにするとともに、その変化が共生関係に与える作用を解明する。さらにゲノム変化が、次の進化過程に与える影響を評価し、これらのアプローチを相互補完的に進め、知見を統合していく。
液性免疫を調節する脂質メディエーターの探索

液性免疫の主なものに、体内に侵入した病原体を免疫グロブリン(抗体)によって排除する仕組みがある。液性免疫の破綻はアレルギー、自己免疫、免疫不全などの疾患と関係が深い。本研究では、喘息患者の肺胞洗浄液中に高濃度に含まれる脂質メディエーターAに注目し(投稿論文を準備中のため化合物名は伏せさせていただく)、新規の生体機能として液性免疫の関与について検討した。まず、脂質メディエーターAの特異的受容体を欠損したマウスを準備した。戻し交配を10回繰り返すことで、遺伝学的背景をC57BL/6マウスのものに近づけたコンジェニックマウスラインを樹立した。卵白アルブミンに感作したこのマウスに卵白アルブミンを吸引させて気管支喘息様の症状を惹起した。抗原に感作・曝露した受容体欠損マウスは同腹仔野生型マウスと比較して、抗原に対するIgEの血中濃度が有意に低下していた。好酸球浸潤を主とした喘息に特徴的な気道炎症の症状も野生型マウスに比べて受容体欠損マウスでは有意に減弱していた。肺胞洗浄液中のTh2サイトカイン濃度も低かった。以上の結果は、脂質メディエーターAがTh2型の免疫反応、即ち液性免疫の誘導に重要であるという新しい知見を示唆している。また、脂質メディエーターAの特異的な受容体は幾つかのサブタイプが知られているが、本研究で注目したサブタイプを介して液性免疫が調節されることも併せて示唆された。本研究は、致死的なアレルギー疾患である気管支喘息の病態緩和及び治療の新規標的分子を提供できる可能性がある。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はリガンドが未同定の受容体(オーファン受容体)であるEpstein-Barr virus induced molecule-2(EBI2)の内在性脂質リガンドの同定を試みた。まず、アッセイツールとして、CHO細胞とRH7777細胞にヒトEBI2を高いレベルで安定発現させた株を樹立した。生体内におけるEBI2の発現は、リンパ球や骨髄、脾臓、リンパ節などのリンパ組織に際立っていることから、リガンドも同様の分布をしていると予想し、マウスのリンパ節から脂質を抽出した。具体的には、リンパ節(約200mg)から脂質をブタノールで抽出して、これをDEAEセルロースカラムで6つに分画した(1.素通り画分、2.コレステロールやトリアシルグリセロールなどの中性脂質、3.ホスファチジルコリン+ホスファチジルエタノールアミン、4.その他リン脂質+リゾリン脂質、5.酸性リゾリン脂質、6.ホスホイノシタイド、を主に含む各画分)。ODSカラムで精製後に有機溶媒を除いてから、10倍ずつ異なる4種類の濃度で緩衝液に溶解した。この分画方法とは別に、同じくリンパ節から脂質をメタノールで抽出し、ODSカラムで中性脂質画分と酸化脂肪酸画分を得る方法も行った。こちらは有機溶媒を除いてから、10倍異なる2種類の濃度で緩衝液に溶解した。以上得られた脂質画分のそれぞれをEBI2発現細胞に作用させ、cAMP産生量の変化を指標に受容体の活性化を調べた。しかしながら、脂質分画の中にEBI2リガンドが存在することを伺わせる再現性のあるデータは、現在までのところ得られていない。2011年7月に7α,25-ジヒドロキシコレステロールがEBI2の脂質リガンドとして他の研究グループから論文発表された(Hannedouche S.et al.Nature.2011;475:524-527とLiu C.et al.Nature.2011;475:519-523)。我々の手でも追試して報告内容を確認できたので、間違いではないと思われる。

24年度が最終年度であるため、記入しない。上記の理由から、今後はEBI2とは別の受容体に着目して、ノックアウトマウスの表現型を基にして液性免疫への脂質メディエーターの関与を探ることにする。
ドキソルビシン心筋症の新規病態機序解明と治療法開発

心臓は負荷に対する適応として心筋リモデリングを生ずる。すでに多くの心肥大誘導因子が知られているが、心不全に至る適応破綻の機構は十分に解明されていない。本研究は細胞修復反応に関わるATM (血管拡張性失調症の原因遺伝子)を中心としたシグナル伝達経路に着目し、ドキソルビシン心筋症に対する治療法開発の糸口とする。特に、ドキソルビシン心筋症の予防薬となる可能性のあるデクスラゾキサンの作用機序の解明および、心筋症の予防ないし治療効果を明らかにした。今後はファーマコプロテオミクスを用いて負荷適応と破綻の際にin vivoで相互作用する因子を単離し、心不全への新しい治療標的を同定する。本研究は、細胞修復反応に関わるATM (血管拡張性失調症の原因遺伝子)を中心としたシグナル伝達経路に着目し、生活習慣病やドキソルビシン心筋症に対する治療法開発の糸口とすることを目的とする。特に、心肥大等の心臓病態における修復機構としての役割の解明を目指す。我々はすでに本シグナルが血管内皮細胞機能やドキソルビシン心筋症等の心臓病態において重要である知見を得ている。ATM、H2AX欠損マウスは作成済みであり、いずれも心臓の発達や肥大に異常を生ずるという予備データを得ている。そこで、これらのマウスの心臓に負荷を与え、いずれの細胞におけるDNA修復因子が心臓の負荷適応と破綻に関わるかを明らかにする。本研究では、まず心臓の負荷適応と破綻におけるDNA損傷応答反応を司るATMとH2AXに着目し、心臓の負荷適応と破綻における役割を個体レベルで解析する。特に、ドキソルビシン心筋症におけるATMとH2AXの役割の追求、さらに、ドキソルビシン心筋症の予防薬となる可能性のあるデクスラゾキサン(dexrazoxane)の作用機序の解明および、心筋症の予防ないし治療効果を明らかにする。平成28年度に大動脈縮窄圧負荷モデルと心筋梗塞モデルを作成し、心肥大から心不全に移行する際のDNA修復因子の発現分布および量の変化を明らかにし、心臓の負荷適応と破綻に関わるかを明らかにするため、マウスの作出を進めた。現在までは当初計画通り進行している。我々は本シグナルが血管内皮細胞機能やドキソルビシン心筋症等の心臓病態において重要である知見を得た。ATM、H2AX欠損マウスの発生学的解析から、いずれも心臓の発達や肥大に異常を生ずるデータを得た。これらのマウスの心臓に負荷を与え、いずれの細胞におけるDNA修復因子が心臓の負荷適応と破綻に関わるかを明らかにした。まず、心臓の負荷適応と破綻におけるDNA損傷応答反応を司るATMとH2AXに着目し、心臓の負荷適応と破綻における役割を個体レベルで解析した。特に、ドキソルビシン心筋症におけるATMとH2AXの役割の追求、さらに、ドキソルビシン心筋症の予防薬となる可能性のあるデクスラゾキサン(dexrazoxane)の作用機序の解明および、心筋症の予防ないし治療効果を明らかにした。今後の研究は当初計画通り推進する。具体的には以下の通りである。薬理学にプロテオミクスを導入したファーマコプロテオミクスを用いて負荷適応と破綻の際にin vivoで相互作用する因子を単離し、心不全への新しい治療標的を同定する。DNA損傷応答因子(ATM、H2AX)の心臓の適応と破綻における役割の解明、さらに臨床へのトランスレーションを目指し、これらの因子を対象としたバイオマーカー開発ないし創薬を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。循環器29年度が最終年度であるため、記入しない。
生体防御機構を基盤とした腸管出血性大腸菌O157感染症の予防・治療法の開発

BCGにベロ毒素のB-サブユニット遺伝子を組み込んだに対するワクチンを作成した。このワクチンをマウスに投与しておくと、腸管出血性大腸菌の経口感染による致死率が減少したことにより、このワクチンの有用性が確認された。一方、培養ヒト脳血管内皮細胞にベロ毒素を添加すると、多種の生理活性ペプチドの発現が変化した。サイトカインの発現が大きく上昇し、ベロ毒素により脳血管内皮細胞と白血球との相互作用が変化することが示唆された。腸管出血性大腸菌O157感染症による急性脳症の発症の機構を調べるため、ベロ毒素によって生じる脳微小血管内皮細胞の細胞間および細胞内の情報伝達経路の変化を明らかにすることを目的とした。培養ヒト脳血管内皮細胞にベロ毒素を添加し、発現変化する遺伝子をマイクロアレイで経時的に測定した。その結果、ベロ毒素によって、多種の生理活性ペプチドの発現が変化することが判明した。インターロイキン(IL)6等のサイトカイン、その中でもCXCモチーフを持つケモカインの発現が大きく上昇し、ベロ毒素により脳血管内皮細胞と白血球のオートクリン的・パラクリン的に働く相互作用が変化することが示唆された。シグナル解析で、IL6経路が活性化されていることが判明した。一方、転写因子ATFファミリーやfos等の初期応答遺伝子の発現もベロ毒素によって上昇することが明らかとなった。in vivoでの治療法開発に関しては、マウスにO157を経口感染させると100%死亡するモデルを用いた。感染後2時間以内に低容量の抗生物質アジスロマイシン(AZM)を経口投与すると生存率が大きく上昇(80%)したが、感染後6時間目にAZMを投与しても生存には効果はなかった。ところが、瀉下作用のある漢方薬の一種をO157感染2時間後に投与すると、6時間後にAZMを投与してもマウスの生存率は上昇した。よって、この漢方薬の投与はO157の腸管への定着を抑制し、AZMはO157のベロ毒素の分泌を抑制することが示唆された。また、ベロ毒素B-サブユニットと抗酸菌のアルファ抗原の融合たんぱく質をBCGに組み込んだワクチンを作成するための基礎実験として、BCG株のサブポピュレーション間の遺伝子発現の相違点と類似点を明らかにした。腸管出血性大腸菌(EHEC)O157:H-をマウスに経口感染させ、同時にマイトマイシンCを腹腔内投与することによって、EHEC感染による急性脳症発症モデルを使って、ベロ毒素による脳傷害のメカニズムを細胞レーベルで調べた。ベロ毒素レセプター(Gb3)合成酵素mRNAの発現は、網様体と脊髄の血管内皮細胞と神経細胞に認められた。脊髄において前角の運動ニューロンが全長に渡ってcaspase-3が発現しており、アポトーシスが認められた。この結果により、O157感染マウスはベロ毒素により横隔膜を動かす横隔神経が傷害され、呼吸不能となって死亡したと考えられた。下肢麻痺症状も、脊髄前角の運動ニューロンの傷害によると考えられた。lipopolysaccharide投与マウスでは、マイクログリアが数多く活性化していたのに対して、O157感染マウスではコントロールマウスと同じ発現であった。このことから、マウス急性脳症発症マウスモデルでの中枢神経障害は、ミクログリアを介したものではなく、ベロ毒素そのものによって血管内皮細胞や神経細胞がアポトーシスを起こして発症することが明らかとなった。ベロ毒素B-サブユニットを抗酸菌のアルファ抗原との融合タンパク質として発現する組換えBCGの作製を行なった。ベロ毒素2型B-サブユニットを産生する組換えBCGは以前にベロ毒素1型、2型B-サブユニットを同時に産生することを試みたが、2型は産生するものの、1型は僅かな産生が認められたのみで、改善の必要性が示唆された。BCGから異種のタンパク質を産生するための新たな宿主-ベクター系の開発を行ない、抗生物質を選択マーカーとして使用しない系を作製することができた。腸管出血性大腸菌O157感染症の予防のためのワクチンを作成することを目的とした。腸管出血性大腸菌0157が産生するベロ毒素2型(Stx2)のレセプター結合部位であるStx2Bサブユニットの遺伝子をMycobacterium bovis BCGワクチン株に発現させ、これをワクチンとして用いることにより生体内でStx2Bサブユニットに対する血中IgG、および腸管の分泌型IgAを産生させようとした。BCG株での発現ベクターとして、Mycobacterium kansasiiのα抗原遺伝子を有するベクターを用い、Stx2Bサブユニット遺伝子をベクターに組み込み、組み換えプラスミドを構築した。組み換えプラスミドをBCGに導入して形質転換し、イムノブロットによりこの組み換えBCGがα抗原との融合タンパク質としてStx2Bを発現することを確認した。このStx2B発現BCGをマウスに免疫すると、2回目の追加免疫から2週間後に血中の抗Stx2B-IgGレベルが上昇し、4週間後に糞便中の抗Stx2B-IgAレベルが上昇した。

対照マウスは、強力な致死活性を有するStx2dを産生する大腸菌091:H21B2Fl株の感染により、すべて死亡したが、組み換えBCGを免疫されたマウスは、半数以上が生存した。また、このワクチンの有効性は、消化管におけるIgAレベル上昇作用によるところが大きいと考えられた。これらの結果から、Stx2B発現BCGの有効性がマウスモデルで確認された。一方、組み換えBCGワクチンの基盤となるBCG株の性状解析を昨年度に引き続き行なった。現行のBCGワクチンロット中の多様性の全体像が明らかになったとともに、その中の特定の変異を持つサブタイプのポピュレーションが変化するメカニズムの一部が推定された。ベロ毒素そのものによって血管内皮細胞や神経細胞がアポトーシスを起こして発症することを明らかにした。しかし、ベロ毒素による培養脳微小血管内皮細胞の障害に対する生理活性ペブチドの優位な効果を未だ見いだしていない,また、2つのタイフのベロ毒素Bサブユニットを産生する組換えBCGワクチンを作製したが、目的とするBサブユニットの産生量が必要と考えられる量に達していなかった。そのため、再作製をせざるを得ない状況で、進行の妨げとなっている。24年度が最終年度であるため、記入しない。脳微小血管内皮細胞の培養条件を改善し、ベロ毒素の作用が強く表れる条件と生理活性ペフチドの作用が強く出る条件を探索する。さらに多種の生理活性ペプチドを用い、そのアンタゴニストの効果も調べる。
先天性肺嚢胞性疾患発生機序の分子病理学的解明:先天性嚢胞性腺腫様肺奇形をモデルに

先天性嚢胞腺腫様肺奇形(congenital cystic adencmatoid malformation: CCAM)は主として新生児期に重篤な呼吸障害を呈する旅嚢胞性疾患であるが、その発生機序は不明である。我々は本病変が過誤腫的な腫瘍性病変であり、その発生にPeutz-Jsghers症候群の責任遺伝子でるLKB1、或いはこれに関連する細胞内増殖シグナル伝達系の異常が関与するとの仮説をたてた。そこでCCAM外科切除7症例のパラフィン包埋組織を用い、同遺伝子増殖シグナル伝達系タンパクの発現・活性化を解析した。1.LKB1のexon1-9に対する12セットのプライマーを作製し、パラフィン切片から抽出したDNAをPCR増隠しdirect sequencing法で解析した。2症例でExonl,2,4の解析を終え、何れも変異を認めなかった。2.LKB1,p-mTOR, p-S6に対する抗体を用い、免疫組織化学的に発現・活性化を解析した。LKB1は非病変節気管支上皮では主に層に陽性細胞が認められたのに対し、病変節の細気管支葉構造は陽性細胞が少なかった。p-mTORの発現は明らかでなかった。p-S6は病変節の上皮で高発現する傾向が認められた以上より、CCAMではLKB1発現が減少傾向にあり、同遺伝子や関連シグナル伝達系異常の存在が示唆された。3.CCAM女性例2例について、パラフィン切片から病変節と非病変節の組織を採取し、sodium bisulfite処理後にメチルィヒ無異的プライマーと非メチルィヒ無異的プライマーを用いたPCRを施行し、X染色体上のHUMARAのpolymorphismを利用してclonality解析を行った。現在、肺癌症例でこの方法がclonality解析に有用であることを確認しており、CCAMの解析に適用する意義があるとえる先天性嚢胞腺腫様肺奇形(congenital cystic adencmatoid malformation: CCAM)は主として新生児期に重篤な呼吸障害を呈する旅嚢胞性疾患であるが、その発生機序は不明である。現在、肺癌症例でこの方法がclonality解析に有用であることを確認しており、CCAMの解析に適用する意義があるとえる先天性嚢胞性腺腫様肺奇形(Congenital cystic adenomatoid malformation ; CCAM)は主として新生児期に重篤な呼吸障害を呈する稀な肺嚢胞性疾患であるが、その発生機序は不明である。我々は本病変が過誤腫的な腫瘍性病変であり、その発生にPeutz-Jeghers症候群の責任遺伝子であるLKB1の異常、あるいはこれに関連する細胞内増殖シグナル伝達系の異常が関与するとの仮説をたてた。そこで、CCAM外科切除5症例のパラフィン包埋組織を用い、同遺伝子変異及びその関連する細胞内増殖シグナル伝達系タンパクの発現・活性化を解析した。1)LKB1のexon 1-exon 9に対する12セットのプライマーを作製し、パラフィン切片から抽出したDNAをPCRにて増幅、direct sequencing法にて変異を解析。結果:現在、2症例でexon2の解析を終えた段階で、いずれも変異を認めなかった。次年度に残りの解析を終了させる予定である。結果:LKB1は非病変部気管支上皮では主に基底層に陽性細胞が認められた。病変部の細気管支様構造は陽性細胞が少なく、少数認められた陽性細胞は細胞質が突起状であり、神経内分泌系細胞の可能性が示唆された。P63,34βE12は正常部・病変部共に基底細胞が多数陽性に染色され、LKB1陽性細胞数と基底細胞数には明瞭な相関を認めなかった。p-mTORの発現は明かでなかった。p-S6は病変部の上皮で高発現する傾向が認められた。以上より、CCAMではLKB1発現が減少傾向にあり、同遺伝子や関連シグナル伝達系異常の検索を進める意義があると考えられた。

先天性嚢胞性腺腫様肺奇形(congenital cystic adenomatoid malformation : CCAM)は主として新生児期に重篤な呼吸障害を呈する肺嚢胞性疾患であるが、その発生機序は不明である。我々は本病変が過誤腫的な腫瘍性病変であり、その発生にPeutz-Jeghers症候群の責任遺伝子であるLKB1、或いはこれに関連する細胞内増殖シグナル伝達系の異常が関与するとの仮説をたてた。そこでCCAM外科切除7症例のパラフィン包埋組織を用い、同遺伝子増殖シグナル伝達系タンパクの発現・活性化を解析した。1.LKB1のexon1-9に対する12セットのプライマーを作製し、パラフィン切片から抽出したDNAをPCR増幅しdirect sequencing法で解析した。2症例でExon1,2,4の解析を終え、何れも変異を認めなかった。2.LKB1,p-mTOR, p-S6に対する抗体を用い、免疫組織化学的に発現・活性化を解析した。LKB1は非病変部気管支上皮では主に基底層に陽性細胞が認められたのに対し、病変部の細気管支様構造は陽性細胞が少なかった。p-mTORの発現ま明らかでなかった。p-S6は病変部の上皮で高発現する傾向が認められた。以上より、CCAMではLKB1発現が減少傾向にあり、同遺伝子や関連シグナル伝達系異常の存在が示唆された。3.CCAM女性例2例について、パラフィン切片から病変部と非病変部の組織を採取し、sodium bisulfite処理後にメチル化特異的プライマーと非メチル化特異的プライマーを用いたPCRを施行し、X染色体上のHUMARAのpolymorphismを利用してclonality解析を行った。現在、肺癌症例でこの方法がclonality解析に有用であることを確認しており、CCAMの解析に適用する意義があると考える。
日本における近代医学の学統のプロソポグラフィー的研究

日本の蘭学史上代表的な翻訳蘭学医書である『解体新書』(解剖学書)『瘍医新書』(科学書)、『西説内科撰要』(内科学書)のヨーロッパ人原著者とオランダ人翻訳者について、一次史料、文献をもとに、その業績と職歴をプロソポグラフィー(集団履歴調査法)に分析した。『解体新書』の原著者クルムスはダンヒッチの大学卒の内科医、蘭訳者デックテンはオランダ・ライデンの外科医であった。(2章)『瘍医新書』の原著者ハイステルは大学で学んだドイツの外科医、蘭訳者ユ-ルホールンはオランダ・アムステルダムの外科医であった(3章)。『西説内科撰要』の原著者ゴルテルは、外科医の資格を取得した後、大学で内科医の資格を取った医師であった(4章)。また江戸時代にその著者が最多数日本人に受容されたプレンクは、外科医出身の軍医学校教官であった(5章)。19世紀前半までのオランダ・ヨーロッパの外科医は、内科医と身分も職能も全くことなる職人であり、外科は学問でなく、技術にすぎなかった。江戸時代の日本が受容した蘭学原書のオランダの訳者たちは、職人であった外科医という共通点が、プロソポグラフィー的検討より判明した。そこで、職人であった外科医の概念を検討するため、テイデンの町を選び、一次史料をもとに、ライデんの外科医ギルドの歴史を6章に示し、文献をもとにオランダ全体の外科医の歴史を7章に示した。本年度、発表し得た研究結果は、次のとおりである。まずオランダにおける17、18、19世紀の医学教育における解剖学講義について検討した。周知のように、日本で最初に翻訳された本格的な蘭学書は、『解体新書』(1774年刊)である。日本に受容された解剖学の内容を検討するためには、当時のオランダにおける医学および解剖学の教育システムや内容を検討することが、必須となる。筆者はオランダに残る解剖学講義の絵を全て把握するように努め、結局、30枚弱を把握し、それを分析した。当時、オランダでは、内科医と外科医で、職能や医学教育は異なっていたが、日本が受容した解剖学は、外科医のものであった。外科医のための解剖学講義の絵を読み説き、その傍証とした。日本においては、緒方洪庵の適塾で学んだ兄弟の子孫の家に伝えられる、蘭文写本を検討し、そのオリジナル原書を同定し、緒方洪庵の受容し、子弟に教育した蘭学の学統について検討した。広島世羅町の神植家に伝わる4冊の蘭書写本のオリジナルは、19世紀のドイツ・ゲッチンゲン大学系の医書であり、緒方洪庵の蘭学は、同大学系のものであることを指摘した。また、1796年に種痘を開発したエドワード・ジェンナーの受けた医学教育とイギリスにおける彼の外科医としての社会的地位を検討し、さらに、古代ギリシアの医療施設であった、アスクレピオスの神殿についても検討した。本年は研究を完了するに至らなかったが、日本の蘭学書の中で最大数の原著者であるウイーン陸軍軍医学校教官プレンクの業績、すなわち、ラテン語、ドイツ語、オランダ語、日本語の彼の著書、およびヨーロッパ医学上での彼の位置付けについても検討した。本年は主として、下記の2点を対象とし検討した。まず、日本の蘭学の原点とでも言うべき『解体新書』(1774年刊)のオランダ語版およびドイツ語版原著とその原著者たちを調査した。オランダ語版原著はライデンのヘリット・デイクテン(1696頃-1770)により1734年に刊行され、ドイツ語版原著はダンチッヒ(現、ポーランドのグダンスク)のヨハン・アダム・クルムス(1689-1745)により1732年に刊行された。このデイクテンとクルムスの未知の1次史料多数を現地の公文書館より取寄せ、分析した。

デイクテンはライデンの外科医のギルドの要職を歴任した人物で、『解体新書』のオランダ語版原著は、ギルドに属した職人であった外科医のためのハンドブックであった。クルムスは内科医であり、ダンチッヒにあった学術的ギムナジウムの教授で、『解体新書』のドイツ語版原著は、大学教養部の水準に匹敵する学生のための教科書、職人外科医のためのハンドブックであった。次に、日本の蘭学史上最多種の著書が日本に受容されたウイーンのヨセフ・ヤコブ・フォン・プレンク(1739-1807)の履歴と著書について、ウイーンとブダペストにおいて以前入手した史料をもとに調査した。ウイーン陸軍軍医学校の教官プレンクは多作家で、石田が把握しただけでもラテン語版29種68版、ドイツ語版31種81版、オランダ語版15種29版、日本語翻訳37種(刊本12種、写本25種)の著書があった。これらの各国版の内容と相互関係を検討した。日本が受容したプレンクの著書は、18世紀後半のウイーン陸軍軍医学校の教科書で、また外科医の利用した本であった。日本の受容した蘭学を代表する原著者、クルムス、デイクテン、プレンク3名の履歴と業績を検討すると、日本の受容した蘭学は、オランダ、ヨーロッパにおける外科医のための知識や技術であったと要約しても良いだろう。
ロマン主義におけるプラグマティズムの可能性―コールリッジと十九世紀リベラリズム

コールリッジに胚胎するリベラリズムとその問題を考察するにあたり、主に『生命論』等での彼の科学的思考の特性と19世紀進歩主義的社会思想への影響(科学)、後期の著述に現れる観念論ベースの哲学的「自由」概念のアメリカ超絶主義への受容のされ方(文化)、18世紀末革命言説への内在的批判と「自由」概念の成熟(政治)、の3点を扱った。3点目は論文執筆中であるが、それ以外はすでに発表(口頭・論文)済みである。24年度は引き続きコールリッジのリベラリズムを哲学的・政治的側面から論じることを目的として、特に18世紀の生命科学論争における「個体」概念に対する彼の観念論的取り組みがいかに19世紀リベラリズム思想の「個人」の理念と結びついているかを考究した。その点を踏まえ、以下の研究を行った。(1)コールリッジの『生命論』(Theory ofLife;1816)が19世紀の社会進化論に直接的・関節的に影響を及ぼした痕跡を、H・スペンサーの政治思想のうちから読み取った。コールリッジの「個体」概念が政治的文脈に転用される際、個人の自由を社会制度が制限していく志向性を示していたのに対し、『生命論』に影響を受けたスペンサーの社会進化論では、個人の絶対的自由が競争原理に置いて社会進化を促していく、という「リバタニアニズム」的帰結を導き出している点を明らかにした。その成果は「『生命論』と一九世紀社会進化論ーコウルリッジからスペンサーへ」(阪大叢書第七号『移動する英米文学』英宝社(印刷中))で著した。平成25年度の研究実績は主に以下の3点である。(1)大阪医科大学紀要にてDaniel E. WhiteのEarly Romanticism and Religious Dissent (2006)の書評を行った。当初の予定していた、18世紀後半のユニテリアンら非国教徒(Dissenters)の言説における政治・宗教思想の系譜を辿ることは研究時間の確保が難しくてできなかったが、この書評を通して、非国教徒系の様々な著述家の「公共圏」の内実や、それが生み出すイギリスの国家的性格としてのリベラリズムの文化的諸相を確認できたという点で、コールリッジ自身が初期に属していたユニタリアニズムのイデオロギーを理解するための土台作りをすることができた。(2)国内・海外のロマン主義研究者による論集『揺るぎなき信念』の書評を『英文学研究』に寄稿した。(3)24年度の研究実績の一つであった、コールリッジの『瘰癧論』のconstitution概念についての論考に手を加え、関西コールリッジ研究会にて発表を行った。平成23年度は主に後期コールリッジのリベラリズムとアメリカ超絶主義思想との関わりを歴史的観点から研究した。コールリッジがドイツから持ち帰った観念論哲学が1820年代以降のエマソン、ソロー、デューイらに影響を与え、アメリカにおける超絶主義やプラグマティズムの思想における個人の自由についての考え方に展開していく道筋を示した。また、超絶思想が、コールリッジが19世紀初頭の民主化していくイギリスの社会情勢の中に見出していた「自由」に対する問題意識から離れ、観念論をアメリカ的個人主義の実用的・教育的目的の中で解釈する傾向にあったことーにも着目し、そうした大陸横断的な影響関係に歴史上の制約があったことを論じた。その成果は7月の国際コウルリッジ学会(神戸)にて"The Scope of Coleridge's LiberalismーIn Light of American Transcendentalism"というタイトルで発表した。またその内容に加筆・修正をした上で欧文学術誌Poetica (2011)No. 76に寄稿した。平成26年度は18世紀末英国の政治的緊張の中でのコールリッジの自由思想の特性と問題点を明らかにした。非国教徒ラディカリズムを社会的正義の観点から見直したW・ゴドウィンを参照点とし、様々な文献を通してコールリッジが彼をいかに摂取・批判したかを考察した。考察内容は主に以下の3点。(1)ゴドウィンの合理主義的人間観とコールリッジの宗教的感情の「質的」差異とは別に、個々の社会的紐帯の重要性を主張するコールリッジの社会モデルにはゴドウィン的義務観念がしっかりと根を下ろしている。(2)コールリッジの政治思想は個人の社会活動を自由の条件と見なした点で、自由を所与とする自然権理論ではなく、ゴドウィンと19世紀社会学を結びつける線上に位置づけて理解すべきである。(3)ただし、彼はゴドウィン的個人の「自律性」をより精神的・宗教的な「自由意志」と捉えなおした面があり、逆説的に一部のエリートが(そうした自由を持たない)社会の下層階級を引っ張っていく啓蒙の構造が想定されており、それが後期コールリッジの保守的・権威主義的な社会改革論にもつながっている。

研究期間全体を通じ、現代文学批評がロマン主義に見出していた脱構築的リベラリズム的思考様式の萌芽を、(1790年代ラディカリズムへの内在的批判として)自由それ自体の原理やコミュニティ形成の在り方を模索するコールリッジの方法論的意識に見出すことができた。同時に(I・バーリンに端を発する)自由概念の諸矛盾をめぐる論争(例えば「積極的」自由が全体主義へと横滑りする可能性)とコールリッジの政治学を突き合わせて考察したことで、今後ロマン主義に胚胎するリベラリズムの問題点や歴史的特異性を理解するための土台を作った。なお、最終年度の研究成果は論文として準備中(平成27年度夏以降の学会誌への投稿を予定)である。英米文学コールリッジのリベラリズムの歴史的諸相を論証するにあたり、24年度も具体的な形で成果を示すことができた。ただし、24年度は当初の予定では、18世紀末のユニタリアン思想がコールリッジのリベラリズムの形成にどのような影響をもっていたのか、という問題に取り組む予定であったが、先に18-19世紀科学思想とリベラリズムとの関係についての論文の作成に時間を割いたため、上記の課題は後回しになっている状態である。ただし、予定の順序が入れ替わっただけであるため、研究の推進上大きな問題はない。(当初の予定であった)ユニタリアニズム思想とコールリッジのリベラリズムを突き合わせる研究の下準備の段階にとどまった(研究実績の概要の(1)参照)。ただし研究期間を一年延長したことにより、研究遂行上問題はないと考えられる。23年度の具体的な成果として発表と論文投稿を一つずつ行ったので、おおむね順調と言える。海外での発表や政治関係の文献収集等、当該年度にできなかった点もあるが、今年度以降遂行予定であるため、研究の推進上問題はない。25年度は、当初24年度に実施する予定であった、ユニタリアニズムから19世紀リベラリズムへと政治思想が展開していく上でのコールリッジの歴史的意義と問題点を考察する。一次資料に基づいた実証的な研究を目指し、夏頃を目途に資料収集を行った上で以降は論文作成に取り掛かる。合わせて、その成果を26年度の日本英文学会にて発表する予定である。18世紀後半の非国教徒系組織の党派的性格・成員個々の思想の差異・18世紀中期19世紀初頭に至る社会的位置づけの変遷等を明らかにした上で、コールリッジの初期のThe Watchman(1796)や政治・宗教講演のテクストに見られるユニテリアにズムの痕跡とそこから飛躍している(しうる)側面を明らかにし、彼のリベラリズムを広範的・包括的に読み解くことを目指す。1780-1790年代のイギリス国内の政治状況を背景に初期コールリッジが急進主義思想を形成していく過程に焦点を当て、18世紀末19世紀初頭にかけての一連の社会改革運動における保守主義(Torism)と自由主義(Whiggism)との緊張関係の中で当時のコールリッジのリベラルな思想がどのようなイデオロギー的様相を持っていたのか検証する。図書費(350,000)物品費(50,000)出張旅費(国内100,000/海外200,000)論文・報告書作成用印刷費(50,000)]次年度使用額(158,879円)は、平成25年度に資料収集のための国内外への出張費に充てるため繰り越した平成25年度の研究活動が予定通りに進まなかったため(研究活動の一年間の延長を申請した)。
ウイルスのように「消える」多核単細胞アメーバ寄生菌の実体解明

変形菌の細胞内に寄生していると思われる菌類が発見されたが,現在までこの生物はシストと呼ばれる休眠状態に類似の形態でしか見つかっておらず,その生きた姿が確認されていない.本研究では,変形菌の生活環の各ステージを対象として,シスト様菌類がいつどのように変形菌細胞に感染し,その活動期にどのように増殖し,どのようにシスト様構造を形成するのかを明らかとし,なぜ暗黒期のような現象が観察されるのかを考察する.変形菌の細胞内に寄生していると思われる菌類が発見されたが,現在までこの生物はシストと呼ばれる休眠状態に類似の形態でしか見つかっておらず,その生きた姿が確認されていない.本研究では,変形菌の生活環の各ステージを対象として,シスト様菌類がいつどのように変形菌細胞に感染し,その活動期にどのように増殖し,どのようにシスト様構造を形成するのかを明らかとし,なぜ暗黒期のような現象が観察されるのかを考察する.
境界要素法における離散化誤差の自動修正解析システム

境界要素法における数値計算の誤差は,1.数値積分誤差,2.形状補間誤差,3.離散化誤差の3つに分けることができる.1と2の誤差は既知関数が対象となるので,誤差評価は比較的簡単である.しかし3の離散化誤差の評価は未知関数を対象とする(すなわち,正しい値が不明)という意味で本質的な困難さを伴う.本研究ではこの離散化誤差を対象とし,誤差を見積り,自動修正しながら解析を進める方法の開発を目的とする.本研究で開発した方法は,何らかの方法で解が収束しているか否かを判断し,収束していない場合には再計算をして判定を繰り返す,という方法である.すなわち,真の解は不明であるから,許容範囲内で収束した解を真の解の代わりに用いて,収束していなければ誤差を含んでいるとみなし,再計算を行う.そこで問題は,得られた解に対してそれが収束しているか否かを判定する方法の開発に帰着する.本研究ではまずこの方法として,1.節点に移動して再計算を行い解の変動を調べる方法,2.要素を再分割して再計算し解の変動を調べる方法に大別し,それぞれの特徴を調べた.その結果,前者はすべての要素の中間節点を移動しなればならなずマトリクス再構成に時間がかかること,及び再計算した結果は次のステップになんらの有効なデ-タとはならず,非常に無駄が多いことが分かった.一方,後者は,最初のステップでは必ず2回計算が必要であるが,変動の大きい要素のみ細分すればよいのでマトリクスの再構成時間が短いこと,及び再計算した結果は次のステップへの有効なデ-タとなるため無駄がないこと,などが分かった.また,実際のシステムでは,筆者が別途開発した,デ-タベ-スからマトリクスを構成する方法を組み込んだ.この方法は,マトリクス再構成の時間を大幅に減少させること,及び1と2の誤差が混合しないこと,の2つの点で大きな効果をもたらすことが分かった.境界要素法における数値計算の誤差は,1.数値積分誤差,2.形状補間誤差,3.離散化誤差の3つに分けることができる.1と2の誤差は既知関数が対象となるので,誤差評価は比較的簡単である.しかし3の離散化誤差の評価は未知関数を対象とする(すなわち,正しい値が不明)という意味で本質的な困難さを伴う.本研究ではこの離散化誤差を対象とし,誤差を見積り,自動修正しながら解析を進める方法の開発を目的とする.本研究で開発した方法は,何らかの方法で解が収束しているか否かを判断し,収束していない場合には再計算をして判定を繰り返す,という方法である.すなわち,真の解は不明であるから,許容範囲内で収束した解を真の解の代わりに用いて,収束していなければ誤差を含んでいるとみなし,再計算を行う.そこで問題は,得られた解に対してそれが収束しているか否かを判定する方法の開発に帰着する.本研究ではまずこの方法として,1.節点に移動して再計算を行い解の変動を調べる方法,2.要素を再分割して再計算し解の変動を調べる方法に大別し,それぞれの特徴を調べた.その結果,前者はすべての要素の中間節点を移動しなればならなずマトリクス再構成に時間がかかること,及び再計算した結果は次のステップになんらの有効なデ-タとはならず,非常に無駄が多いことが分かった.一方,後者は,最初のステップでは必ず2回計算が必要であるが,変動の大きい要素のみ細分すればよいのでマトリクスの再構成時間が短いこと,及び再計算した結果は次のステップへの有効なデ-タとなるため無駄がないこと,などが分かった.また,実際のシステムでは,筆者が別途開発した,デ-タベ-スからマトリクスを構成する方法を組み込んだ.この方法は,マトリクス再構成の時間を大幅に減少させること,及び1と2の誤差が混合しないこと,の2つの点で大きな効果をもたらすことが分かった.本研究では境界要素法における誤差を,1.数値積分誤差,2.形状補間誤差,3.離散化誤差の3つに分ける.既知の関数を取り扱える1と2の誤差評価は比較的簡単であるが,離散化誤差は未知関数(正しい値が不明)を対象とするという意味で誤差評価がきわめて困難である.本研究はこの離散化誤差を対象とし,その誤差の見積りとそれをもとに自動修正しながら解析をすすめる方法の開発を目的とする.本年度は,解析結果から離散化誤差を間接的に見積るための独自の方法を2種類新たに開発し,この手法を組み込んだ自動誤差修正システムのアルゴリズムを検討した.これにより以下のような事柄が明らかになり,次年度への研究へ引き継がれる.1.離散化誤差を見積るための2つの方法の1つは予期したような結果を与え実用上の方法としてきわめて有望であることが分かった.2.他の1つの方法は時間的な点で実用化が困難なことが分かった.3.最近提案された,要素の中間節点を移動させて解の変動を調べる方法は,解が収束していない段階では非常に時間がかかって実用的でなく,せいぜい収束したことの解認にしか使えそうにないことが分かった.4.何度か繰り返し計算が必要となるが,その際はすでに開発済みである1度計算したマトリクスをそのまま利用する方法が有効であることが分かった.

このように,本年度で予備的な理論研究と基本的なアルゴリズムがほぼ完成したので,次年度はそれを引き継ぎ,実際に自動誤差修正解析システムを完成させる見通しが得られた.境界要素法における数値計算の誤差は,1.数値積分誤差,2.形状補間誤差,3.離散化誤差の3つに分けることができる。1と2の誤差は既知関数が対象となるので,誤差評価は比較的簡単である。しかし3の離散化誤差の評価は未知関数を対象とする(すなわち,正しい値が不明)という意味で本質的な困難さを伴う。本研究ではこの離散化誤差を対象とし,誤差を見積もり,自動修正しながら解析を進める方法の開発を目的とする。本研究で開発した方法は,何らかの方法で解が収束しているか否かを判断し,収束していない場合には再計算をして判定を繰り返す,という方法である。すなわち,真の解は不明であるから,許容範囲内で収束した解を真の解の代わりに用いて、収束していなければ誤差を含んでいるとみなし,再計算を行う。そこで問題は,得られた解に対してそれが収束しているか否かを判定する方法の開発に帰着する。本研究ではまずこの方法として,1.節点を移動して再計算を行い解の変動を調べる方法,2.要素を再分割して再計算し解の変動を調べる方法に大別し,それぞれの特徴を調べた。その結果,前者はすべての要素の中間節点を移動しなければならずマトリクス再構成に時間がかかること,及び再計算した結果は次のステップになんらの有効なデ-タとはならず,非常に無駄が多いことが分かった。一方,後者は,最初のステップでは必ず2回計算が必要であるが,変動の大きい要素のみ細分すればよいのでマトリクスの再構成時間が短いこと,及び再計算した結果は次のステップへの有効なデ-タとなるため無駄がないこと,などが分かった。また,実際のシステムでは,筆者が別途開発した,デ-タベ-スからマトリクスを構成する方法を組み込んだ。この方法は,マトリクス再構成の時間を大幅に減少させること,及び1と2の誤差が混合しないこと,の2つの点で大きな効果をもたらすことが分かった。
液晶ピッチの紡糸ならびに炭化制御による高強度ピッチ系炭素繊維の製造

1)厚さ1μm、巾20μmの連続炭素(黒鉛)リボンの調製と構造解析について現在のスリットノズルを用いて、メチルナフタレン系液晶メソフェーズピッチの不融化、炭化時条件を詳細に評価、検討して、標記形状の炭素(黒鉛)リボンを調製し、光学、走査、透過電子顕微鏡およびX線回折によりリボンの構造を解析した。引張強度、弾性率ならびに圧縮強度など機械的特性もを評価した。2)ナフタレン、メチルナフタレン、アントラセン系メソフェーズピッチの分子集合、粘弾性動力学挙動の解析についてメソフェーズピッチの上記物性が炭素(黒鉛)リボンの形状繊維、構造に強く依存することが予備研究より明らかとなった。ほぼ当初予定した成果が得られた。スリットノズルを使用してメチルナフタレン系液晶メソフェーズピッチから厚さ4μm、巾20μm、程度の炭素リボンの製造ができた。このリボンの物性的な特徴は、弾性率が通常の炭素繊維と比較して極めて高いことである。今後さらに厚さのリボンの製造を試み、スリットノズルの形状、紡糸条件の最適化、ピッチの構造修飾等をおこなえば、最終的に厚さ1μmのリボンが製造できる見通しを得た。ピッチの種類により構成分子の構造が異なり、さらに分子集合状態ならびに粘弾性挙動が異なることがわかった。これはこれまでの報告された例はない新しい価値ある知見である。液晶ピッチのDie Swellは、ピッチを構成するMesogen分子の集合構造または紡糸条件によって変わる。比較的大きな積層を示すメチルナフタレン系液晶ピッチは積層が小さなナフタレン系液晶ピッチに比べて小さなDie Swellを示す。特に、液晶ピッチは紡糸温度が高くなるにつれて大きいDie Swellを示すことがわかった。調製した繊維の断面形態は、Die Swellが大きくなるにつれて段々丸くなり、メチルナフタレン系液晶ピッチのYまたはSlit形の異型ノズルを利用した高温低圧紡糸によってランダム断面組織をもつ炭素繊維が成功的に製造できた。ランダム断面組織を示す炭素繊維は、同じ熱処理によって製造したラジアル断面組織の繊維より引張強度、弾性率、圧縮強度が30%以上高い値を示した。特に、ピッチ系高性能炭素繊維の商用化に至難な課題になっている圧縮強度は90ton/mm2の高い弾性率を示しながらも60kg/mm^2の高い値を示し、繊維断面組織が圧縮強度に最も重要な因子であることを明らかにした。JISによって測定した引張強度と弾性率は各々405kg/mm^2と90ton/mm^2を示した。2.液晶ピッチに対する濡れ性の異なるノズル材料による分子配向制御液晶ピッチに対する濡れ性が異なるSUS(濡れ性:大)並びに黒鉛ノズル(濡れ性:小)の2種類のノズルを使い同じ条件でメチルナフタレン系液晶ピッチの紡糸を行った。その結果、SUS製のノズルを利用し調製した繊維は炭化後繊維軸方向に沿って大きい亀裂を示すのに対し黒鉛ノズルから調製した繊維はよりランダム性が高い断面組織を示し亀裂はなかった。ピッチ繊維の配向度はSUS製のノズルから調製した繊維が平均的に3%以上高い配向度を示し、高い配向度のピッチ繊維の高い配向度が炭化後亀裂発現の原因であることがわかった。黒鉛ノズルを利用し調製した黒鉛繊維は、90ton/mm^2を越える高い弾性率を示した。本年度は、57μm直径のピッチ系炭素繊維の製造で、形状、分子配向を制御する紡糸、最適不融化反応および最適炭化反応の考案と解析を行った。Lc方向の積層の発達を抑制し、Lc方向の面拡大を促進した繊維の製造を目的として、そのための各工程での化学を解明した。1.高温度高速度紡糸Non Newtonian流れの分子積層のスタックモデルをもとにマイクロドメインの変形を明らかにして、分子配向制御を試みた。2.低温高圧力紡糸液晶ピッチの光学組織、マイクロドメイン単位が固定している軟化点付近で紡糸した繊維の光学組織、マイクロドメイン単位寸法の制御を試みた。