hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
MEMSナノ構造による生体物質の選択的認識ラベルフリー検出

2年度目は、生体物質の適切なマイクロナノパターン上へのトラップ方法の確立と、そのトラップした生体物質からの生化学的な応答の取得を目指した。昨年度に引き続き、平成20年4月から平成21年1月末まで、米国カリフォルニア大学バークレー校化学科のProf.Richard Mathiesの研究室に滞在し、細胞の表面修飾の方法とマイクロ構造上へのトラッピングの方法を開発した。具体的には、細胞表面の膜タンパクのリジン上にある第一アミン基に、NHSを5末端に持つssDNAを反応させて、直接的にssDNAにより細胞表面を修飾させることに成功した。この方法は付着細胞・浮遊細胞の両方に適用できるだけでなく、プライマリー細胞、さらにはバクテリアにも適用可能であり、幅広い生体物質のトラッピングに利用できる。この成果は現在、Langmuir誌に投稿査読中であり、また米国特許も申請中である。この技術を用い、Jurkat細胞とT細胞をマイクロ加工によって作成したIrOxペーハーマイクロセンサ上にトラップし、細胞の代謝によるセンサ表面の微小領域のpH濃度の計測に成功した。JurkatとT-cellは見かけ上は全く同じ大きさと形状をしており、顕微鏡下の視認による判別は不可能である。この2種類の細胞を、上記のペーハーセンサ上にトラップし、代謝によるpH変化の差から2種類の細胞の分別を実現した。これは、本研究課題が目指す、生体物質の選択的認識の一つの実現方法であると思われる。この成果は現在、Lab on a chip誌に投稿査読中である。また、異種類の細胞のマイクロパターン上への同時トラッピングも実現した。基板上に複数種類のssDNAを活性を保った状態でパターンすることが技術的な鍵となるが、PMMAによるDNA保護層とAlリフトオフを組み合わせることで、それを実現した。Jurkat、FL-5.12、CHOの3種類の細胞を、任意のマイクロパターン上へのトラップを行い、またトラップした細胞同士でのシグナリング分子(IL-3)によるコミュニケーションが行われることを確認した。19年度は、マイクロパーツの転写法を生体物質が存在する環境下に適応可能かの実験的検討と、本研究課題でセンシングの対象とする生体物質の選定、またマイクロ構造上へ生体物質をトラップする技術を開発した。まず、本研究課題の準備段階から行っていたマイクロパーツの転写法を完成させ、この内容はJournal of Micromechanics and Microengineeringに掲載した。次に、この転写技術を生体物質である細胞(3T3/HepG2)のパターニングに応用した。SOIウエハを利用して直径20-100umのSiO_2のマイクロパーツをMEMS加工技術により製作し、そのマイクロパーツ上に、付着細胞である3T3/HepG2を選択的に培養することに成功した。さらにそのマイクロパーツをPDMS上から物理的に離すとこで、通常シングルセルレベルでのハンドリングが難しい付着細胞を、培養ディッシュや基板の上で自由に動かすことに成功した。この成果は2008年1月に開催されたIEEE MEMS2008(Arizona,USA)にて発表した。また、平成19年8月よりUC Berkeley校のProf.Richard Mathiesの研究室に、Visiting Scholarとして滞在し、マイクロ構造上へのssDNAのパターニング、細胞表面への化学物質リンカーを用いたssDNAの導入、またDNA hybridizationを用いた細胞のマイクロパターン上へのトラッピング法を技術習得および開発を行った2年度目は、生体物質の適切なマイクロナノパターン上へのトラップ方法の確立と、そのトラップした生体物質からの生化学的な応答の取得を目指した。
アルツハイマー型痴呆動物モデルの確立に関する研究

アルツハイマー型痴呆に類似した機序による学習障害や、脳病変をもつ動物を作成すべく以下の研究を行って、アルツハイマー型痴呆の病態の解明や、抗痴呆薬の開発のために用いられ得ることを明らかにした。1)アセチルコリン仮説に基づく前脳基底部破壊動物において、学習の獲得、保持が障害され、これらは、アセチルコリン系の賦活薬によって改善されるを認めた。このことから、本動物モデルは、抗痴呆薬開発のスクリーニングに用いることができることを明らかにした。2)アルツハイマー病において初期から特徴的な病変をみる内嗅皮質を破壊した動物において、学習の獲得が特に障害されることを認めた。これは、アルツハイマー病における記憶障害のパターンと類似性があるものと考えられた。3)リポフスチン蓄積促進動物(AETT中毒、ビタミンE欠乏)において、学習の獲得が障害されることを明らかにした。4)プロテアーゼ阻害物質の一種であるロイペプチンを脳室内に注入することにより、脳に直接、作用せしめると、神経突起の膨化、神経フィラメントの増加、PHF様の線維の出現などが見られることを明らかにした。また、免疫組織化学的にも検討し、抗ユビキチン抗体、抗神経フィラメント抗体によって陽性であることを認めた。1.リポフスチン蓄積促進動物ビタミンE欠乏、テルル投与、AETT(acetyl-ethyl-tetramethyl-tetralin)投与などにより神経組織におけるセロイド・リポフスチンの蓄積が促進されるが、このような動物において受動的回避学習による学習能力が低下することが明らかになった。2.プロテアーゼ阻害物質による神経突起の変性プロテアーゼ阻害物質のひとつ、ロイペプチンを脳内に持続投与すると、受動的回避学習における学習能力の低下が認められた。また、神経病理学的には、神経細胞の胞体内リポフスチンの増加と、神経突起の変性などが見られたが、このような病変は、アルツハイマー病の老人斑における変化と共通点が多い。プロテアーゼ阻害物質は、老人斑の形態を形成するのに重要な役割を演じている可能性があると考えられる。3.前脳基底部の破壊による学習障害動物アルツハイマー病において、大脳のアセチルコリン(Ach)、コリンアセチルトランスフェラーゼ(CAT)などの減少が起こることが知られているが、これは、マイネルト基底神経核を中心とする前脳基底部の神経細胞の変性・脱落を反映したものと考えられている。このようなアルツハイマー病の病態と類似した状態を、ラットにおいても前脳基底部破壊によって作成し、いくつかのコリン系賦活薬物の学習能力を改善する働きを明らかにした。
昆虫の過変態を支配する遺伝子と内分泌機構の解明

昆虫の過変態における遺伝子発現や内分泌機構を調べるために、過変態昆虫の代表であるマメハンミョウについて、同じ温度のもとで光周期だけの違いによって、4齢から5齢への変態(擬蛹化)と4齢からの直接の蛹化を調節できる飼育条件を見つけ出した。このように、擬蛹化と蛹化予定の幼虫を産み出すことが可能になったので、それぞれの幼虫における遺伝子発現の差異をRNA-seqによって調べたところ、コクヌストモドキなどモデル昆虫で知られている変態のキー遺伝子の発現に差異がみられた。過変態昆虫(ツチハンミョウ科)における行動や発育には、他昆虫にはない調節が存在していると考えられる。擬蛹化と蛹化を調節する機構については、同一温度の下で飼育下で人工的に調節可能なため、発現遺伝子を比較することによる遺伝子レベルでの解析が可能である。本年は、中枢神経やアラタ体などでの発現遺伝子から、擬蛹化にのカスケードの上流で関与している遺伝子を調べようとしたが、これらの器官が解析に必要な数だけ集められなかった。また、他昆虫でも幼虫から蛹への変態における転写因子と考えられているbroad遺伝子のクローニングや発現量の発育に伴う変化の解析を試み、この変態における特徴的な遺伝子の特定を試みた。昆虫の中で特殊な発育過程を経る過変態昆虫のマメハンミョウについて、その発育を制御している遺伝子の探索を行った。本種の幼虫は、低温・短日条件下では4齢から「擬蛹」という特異な形態をした5齢となり休眠する。一方、高温長日条件下では、4齢から直接蛹化する。この両タイプの発育間で、発現に差異のある遺伝子を見つけ、これを擬蛹化に関連した遺伝子の候補とすることとした。マメハンミョウの幼虫や擬蛹、蛹を用いてRNA-seq解析を行い、種々の発現遺伝子の配列データを得ることができた。その中にモデル昆虫で知られている変態を制御している遺伝子のホモログと考えられる配列が含まれていた。これらは、Broad、Met、Kr-hl1などである。この配列を基にプライマーを作成して、PCRで増幅してバンドの確認ができた。コウチュウ目ツチハンミョウ科のマメハンミョウを対象として昆虫の過変態(幼虫期における形態の顕著な変化)の分子機構を明らかにするために、関連している遺伝子や内分泌機構の特定を試みる。マメハンミョウの過変態は可塑的であり、高温長日下で4齢から蛹化するものの、短日低温下で特殊な形態をした5齢幼虫(擬蛹)となり休眠する(Shintani et al., 2011).この系を用いて、蛹化または擬蛹化予定の幼虫に発現している遺伝子を比較し、擬蛹化特異的な遺伝子を明らかにする。本種幼虫の過変態では、擬蛹休眠終了後に再び4齢以前の形態に戻り蛹化する。この形態変化に関連する分子機構についても調べる予定である。本年は、擬蛹休眠が終了する条件を明らかにし、成果を公表した。また、擬蛹(5齢)での休眠は、休眠を誘導した条件に置いておくと休眠は長期間にわたって維持され、6齢になることはないが、温度処理を行うことによって休眠を終了させ、6齢にすることができることを明らかにした。このような方法を駆使して、実験室内での累代飼育(1年に56世代)が可能になった。上記のように、擬蛹化と蛹化予定の幼虫を産み出すことが可能になったので、それぞれの幼虫における遺伝子発現の差異をRNA-seqによって調べたところ、コクヌストモドキなどモデル昆虫で知られている変態のキー遺伝子の発現に差異がみられた。昆虫生理学発現遺伝子の解析が進んでいない。擬蛹化に特徴的な遺伝子(特に上流部)を得るためには、脳やアラタ体などの神経やそれと直結した内分泌器官で発現している調べなければならないが、これらの器官を発現解析に必要な分量だけ集めるのに時間がかかっている。RNA抽出用のサンプルの調整に手間取り、遺伝子の解析が遅れた。擬蛹休眠が終了する条件や、確実に擬蛹休眠を回避させる条件は明らかにすることができた。しかし、擬蛹化の因子として発現している遺伝子を解析するためのmRNAを抽出するに至らなかった。早急に脳やアラタ体を遺伝子の発現解析に必要な分量を集める。また、変態を誘導する遺伝子の一つであるbroadについて、クローニングを行い、発現解析を行う。

候補遺伝子について、発育に伴う遺伝子発現パターンを調べるとともに、RNAiを行って遺伝子の機能を明らかにする。擬蛹化及び蛹化予定のマメハンミョウ幼虫から解析可能な量のmRNAを抽出し、次世代シークエンサーによって発現遺伝子の比較解析を行う。併せて、関連する内分泌機構を明らかにするために、脱皮・変態関連のホルモンアナログの塗布実験を行う。本種の過変態の可塑性は、早熟変態誘導条件によってより明瞭に発現されることを明らかにしており、この内容を論文化する。学会出張費等旅費約200,000円人件費約700,000円網羅的遺伝子発現解析約1,000,000円試薬類約400,000円機器類約400,000円過変態を制御している候補遺伝子について、発現パターンや機能を調べるに至らなかったため、試薬代分が未支出となった。過変態を制御している候補遺伝子について、発現パターンや機能を調べるための試薬代として使用する予定である。学会等旅費(日本昆虫学会、国際昆虫学会議、日本応用動物昆虫学会等)約300000円網羅的遺伝子発現解析約2000000円人件費約500000円消耗品類約100000円
小・中学生における「インターネット依存」の感性情報的検証と改善プログラムの開発

平成17年度は、特に中学校を卒業した高校生と小学生の利用状況の実態調査を行い、その実態を把握した。結果は、11月に行われた第1回横幹連合コンファレンスにて発表した。パソコンは、小学生も高校生も約8割はプライベートで使用し、携帯電話については、小学生では6割、高校生ではほとんどの子どもたちがプライベートで利用している。その利用形態も道具として利用しているのではなく、コミュニケーションとして利用しているケースが大半であることを明らかにした。女子は、男子に比べ、学校は好きなもののネット上での友人を求めたり、携帯がつながらないとイライラする傾向があることを明らかにした。また、9月の日本感性工学会第7回大会では、マスメディアにおけるコンテンツの課題とパーソナルメディアにおけるコンタクトの課題をリテラシー教育で求められてきたが、ITと放送の融合からこれらが混在してきており、統合的なリテラシー教育が必要であることを説いた。同大会においてさらに、電子メールを介したAltruism認知の規定要因について、中学生を対象に調査した結果を公表した。調査結果からメールの使用開始時期が早い生徒や頻繁に使用している生徒は、Altruism認知が有意に低いことが明らかとなった。そのほか、日本の現状に比較的近いと言われる台湾の台北市における視察調査も行った。また、都市部と地域部との比較を行うために、大阪市と山形県米沢市においても視察を行い、来年度の実態調査に向けての具体的計画を策定した。これらについては、平成18年度にまとめ、報告する予定である。
複素解析に基づいたラフパス理論の研究

本年度はラフパス理論の基礎研究に取り組み、ラフパス理論の線積分概念であるラフ積分について研究成果を得た。研究代表者はこれまで、非整数階微積分に基づいたラフパス理論の研究に取り組んできた。本研究では、これまでの研究を複素解析の視点から見直し更に推し進めたいと考えている。研究代表者のこれまでの研究では、幾つかのラフ積分に対して、非整数階微分作用素を用いた明示的な表現式が得られた。このようなラフパス理論の基礎概念に対する明示的表現は、ラフパス理論及びその応用研究に対して、より直接的な解析手法を提供することが期待される。しかしながら、上述の非整数階微分作用素による表示式の定量評価に関する詳しい研究は遅れている。また、Lyonsの拡張写像、ラフ微分方程式の解写像などといった基礎概念に対する、通常のラフパス理論及び関連する先行研究が与えた定量評価との比較は重要な問題である。本年度は、非整数階微分作用素を複素解析の枠組みに乗せる幾つかの標準的方法を用いて、ラフ積分の精密な定量評価を与える表示式の導出に取り組み、以下の研究成果を得た。まず、これまでの研究とは異なる方法により、Lyonsの拡張写像に用いられるラフ積分の非整数階微分作用素による表示式の導出に成功した。この方法により、これまでの研究で置かれていた仮定が弱まり、通常のラフパス理論と同様の仮定の下で表示式が導出された。この研究成果については学術雑誌に掲載が決定した。次に、この方法を更に推し進め、ヘルダー指数が1/4より大きい場合に被制御パスに関するラフ積分の非整数階微分作用素による表示式の導出に成功した。この結果は、ヘルダー指数が1/4より大きい場合にラフ微分方程式の定式化を可能にするとともに、非整数ブラウン運動など重要な対象を含み応用上も意義ある結果だと考えられる。この研究成果については国内研究集会で発表し投稿論文を準備中である。研究計画に則った研究活動を行い、幾つかの意義ある研究成果が得られた。これらの研究成果について複数の招待講演を行った。また、これらの研究成果の一部は査読付き論文として学術雑誌に掲載が決定した。以上より、おおむね順調に進展していると考えられる。次年度は引き続き複素解析の視点からラフパス理論の基礎研究に取り組み、本研究を推し進める。また、当初想定しなかった展開があれば、本研究の方向性について柔軟な対応をとることで、研究遂行に支障をきたさないよう努める。
植物の成長を調節するオリゴサッカリンの代謝制御機構

植物や真菌の細胞壁に由来するオリゴ糖は様々な生理活性を示し、植物の生活環の進行や植物と病原菌との間の相互作用を調節している。このようなオリゴサッカリン、特にキシログルカン・オリゴ糖が成長調節において果たす役割を明らかにするため、外生的に投与したオリゴ糖の生理作用、オリゴ糖内生濃度、オリゴ糖生成酵素の性質を調べた。1.オーキシン誘導伸長成長、酸誘導伸長、ジベレリンによって誘導されるインタクトな成長並びにサイトカイニンによる子葉の拡大成長に対するキシログルカン9糖及びフコシルラクトースの影響を調べた。いずれにも有意な効果は認められなかった。2.アズキ上胚軸細胞壁溶液を遠心法を用いて採取し、含まれるキシログルカン・オリゴ糖レベルを、それらに特異的な抗体を用いたイムノアッセイ(ELISA)により測定した。レベルは、10^<-8>M以下と極めて低濃度であった。3.細胞壁溶液をウェルに固定化したキシログルカン・オリゴ糖認識抗体と反応させてこれらのオリゴ糖のみを除去した後、ピリジルアミノ化し、蛍光標識されたオリゴ糖画分をHPLCで分析した。キシログルカン・オリゴ糖の内生レベルは10^<-8>M以下と算出された。4.アズキ上胚軸細胞壁標品から高濃度の塩を用いて抽出されるタンパク質画分にキシログルカン分解活性を見い出した。同活性を、Con A-Sepharose、Mono S、Superdex 75及びPhenyl Superoseカラムを用いて精製した。本酵素は今までキシログルカン・オリゴ糖生成に関与すると考えられてきたセルラーゼとは別の酵素であった。5.同タンパク質画分にキシログルカン側鎖に特異的に作用するα-フコシダーゼ活性を見い出し、部分精製した。このようなオリゴサッカリンの代謝の制御機構を明らかにするため、特にキシログルカン・オリゴ糖の生理作用の確認、それらの内在濃度のイムノアッセイ(ELISA)による測定、それらを生成する酵素活性の検出をめざした。1.キシログルカン・オリゴサッカリンの作用としては、オーキシン誘導成長の調節が知られていた。最近、これらが他の植物ホルモンの作用にも影響する可能性が指摘されたので、調製したキシログルカン9糖及びそれと側鎖構造が似ているフコシル・ラクトースが、酸誘導伸長成長、ジベレリンによって誘導されるインタクト系の成長、サイトカイニンによる子葉の拡大成長にどのように影響するか検討した。2.アズキ上胚軸細胞壁を満たしているアポプラスト溶液を遠心法を用いて採取し、その成分をHPLCやNMRを用いて分析した。種々のキシログルカン・オリゴ糖が含まれることがわかった。3.キシログルカン2糖、7糖、及び8糖をBSAと結合させて抗原とし、ウサギにポリクローナル抗体を産生させた。これを用いてイムノアッセイ(ELISA)により各種キシログルカン・オリゴ糖内在濃度を測定する技術を確立した。4.アズキ上胚軸細胞壁中にはキシログルカン・オリゴ糖を生成する酵素とより大きな分解産物を生じる酵素とが存在し、両活性はHg^<2+>を用いて区別できることがわかった。

このようなオリゴサッカリン、特にキシログルカン・オリゴ糖が成長調節において果たす役割を明らかにするため、その代謝制御機構の解明をめざした。本年度は、イムノアッセイ並びに抗体と蛍光標識を利用した定量方法によってキシログルカン・オリゴ糖の内在濃度を測定するとともに、それらを生成する酵素を細胞壁中より抽出し、精製した。1.アズキ上胚軸細胞壁を満たしているアポプラスト溶液を遠心法を用いて採取し、含まれるキシログルカン・オリゴ糖レベルを、それらに特異的な抗体を用いたイムノアッセイ(ELISA)により測定した。レベルは、10^<-8>M以下と極めて低濃度であった。2.アポプラスト溶液をウェルに固定化したキシログルカン・オリゴ糖認識抗体と反応させてこれらオリゴ糖を除去した後、ピリジルアミノ化し、蛍光標識されたオリゴ糖をHPLCで分析した。得られたオリゴ糖ピークの減少よりキシログルカン・オリゴ糖レベルを算出した。3.アズキ上胚軸細胞壁標品から高濃度の塩を用いて抽出されるタンパク質画分にキシログルカン分解活性を見い出した。同活性を、Con A-Sepharose、Mono S、Superdex75及びPhenyl Superoseカラムを用いて精製した。本酵素は今までキシログルカン・オリゴ糖生成に関与すると考えられてきたセルラーゼとは別の酵素であった。4.同タンパク質画分にキシログルカン側鎖に特異的に作用するalpha-フコシダーゼ活性を見い出し、3.と同様にして部分精製した。
着床誘導の分子機構解析とその応用

マウスの着床に不可欠な分子は、現在までに白血病抑制因子(LIF)しか発見されていない。そこで,LIF KOマウス、および遅延着床マウスを用いて、マイクロアレイ法により着床誘導の分子機構の解析を行った。今回用いたマイクロアレイはAffymetrix社のMG_U74Av2アレイであり、12,489の遺伝子の解析が可能であった。マウスの胚盤胞が子宮上皮に接着するのは妊娠4日(膣栓確認日0日)であるが、この時期に正常マウスと比較してLIF KOマウスおよび着床遅延マウスで有意に発現が抑制されている遺伝子約50個を本実験で検出した。次に,着床遅延マウスを作製し着床期にLIFを投与することにより、LIFの着床期における役割を明確化した。選定した約50の遺伝子のうち、LIFにのみ発現調節を受けていると判断される分子はその約80%であった。マイクロアレイによる検索では、サンプリングの間隔が1日単位であったが、今回のLIF投与実験においては、LIF投与後の経過時間を数時間の単位に短縮した。その結果、LIFの作用は、血中濃度の一過性の上昇後、数分以内に起きる迅速なものから、上昇後6時間後に初めて起きるものまで多彩であった。さらに,CD9について発現解析および機能解析を行った。CD9は、精子の透明帯通過に必須の分子であるが、着床期にも明確な作用を有していた。着床期では遺伝子およびタンパク質レベルでの発現誘導が起きるばかりでなく、CD9KOマウスを用いた受精卵移植試験においても明確な着床阻害が確認された。本また,ハイスループット機能解析のために行ってきたレンチウイルスベクターを用いた遺伝子導入法についても結果を得た。今回用いた導入遺伝子はLacZとAP遺伝子のみであるが、実験群における強力なLacZ遺伝子誘導とZAPマウスにおけるAP発現誘導が確認された。現在、日本各地においてクローン牛の誕生が次々に報告されているが、胚移植による受精卵着床時の流産率は95%を越え、改善の見通しは立っていない。着床期における流産率の高さはクローン動物で際立っているが、農家レベルで行われている胚移植においても流産率は50%を越え、平成16年までにこの流産率を全国平均50%以下に抑えることが、国家戦略ともなっている。この流産の中では着床期流産が最も多いことが明らかとなっているが、受精卵の着床を制御する分子機構が明らかでないことが最も大きな原因となって、畜産の現場では抜本的な対策が取れないという現状にある。従って、世界レベルでの食資源動物の増産体制を目指す上で、着床現象の機構を明らかにすることは、妊娠制御機構の研究の中でも最優先事項である。そこで本研究では、実験動物(マウス)を材料として受精卵の着床誘導機構の解析を行った。マウスの着床に不可欠な分子は、現在までに一つしか発見されていない。白血病抑制因子(LIF)である。本年度は、LIF KOマウス、および遅延着床マウスを用いて、マイクロアレイ法により着床誘導の分子機構の解析を行った。

この時点で、本申請の平成14年度分の目的は達成された。さらに進んで現在は、最新の遺伝子治療技術を応用して、「着床誘導の応用」(平成15年度予定)の予備実験を行っている。具体的には、感染に細胞分裂を必要としないレンチウイルスベクターと、最近有用性が注目されているsiRNA法を組み合わせた、新しい組織特異的ノックアウト(ノックダウン法)を開発中である。現在、日本各地においてクローン牛の誕生が次々に報告されているが、胚移植による受精卵着床時の流産率は95%を越え、改善の見通しは立っていない。着床期における流産率の高さはクローン動物で際立っているが、胚移植においても流産率は50%を越え、平成16年までにこの流産率を全国平均50%以下に抑えることが、国家戦略ともなっている。この流産の中では着床期流産が最も多いことが明らかとなっているが、受精卵の着床を制御する分子機構が明らかでないことが最も大きな原因となって、畜産の現場では抜本的な対策が取れないという現状にある。従って、世界レベルでの食資源動物の増産体制を目指す上で、着床現象の機構を明らかにすることは、妊娠制御機構の研究の中でも最優先事項である。そこで本研究では、実験動物(マウス)を材料として受精卵の着床誘導機構の解析を行った。本年度は、得られたマイクロアレイのデータから,マウスの胚盤胞が子宮上皮に接着する妊娠4日に正常マウスと比較してLIFKOマウスおよび着床遅延マウスで有意に発現が抑制されている遺伝子約50個を本実験で検出した。これら候補分子をその既知の機能により数群に分類し,そしてその単位により、in vivo screeningを行った。すなわち、数群に分類した候補分子の群の数に一致するマウスの群(すべて雌)を作製,それぞれを交配し、翌日の膣栓確認日に、作製したS-oligo DNA群を右側子宮角へ投与した。妊娠7日目に、着床胎子数の計測を行い,胎子数の増減が確認されない群については、すべての候補分子を棄却し、増減が認められた群に着いてのみscreeningを続けた。さらに、感染に細胞分裂を必要としないレンチウイルスベクターと、最近有用性が注目されているsiRNA法を組み合わせた新しい組織特異的ノックアウト(ノックダウン法)を開発中である。
心理療法の効果を規定するクライエントの内的要因に関する認知臨床心理学的研究

昨年度は、感情的思考を反映するAAT(Affect-related Automatic Thought;AAT)と理性的思考を反映するTCT(Task-related Controlled Thought;TCT)という二つの思考が感情状態に及ぼす影響について、クラスター分析と階層的重回帰分析を用いて検討し、AATがネガティブ気分の予測因子として重要であることが明らかとなった。本年度は、こうした研究の成果をふまえ、認知療法の効果性の特徴を、これらの変数により記述することを目的とした。認知療法の対照群として、近年注目されるマインドフルネストレーニングを用いた。マインドフルネストレーニングを用いた講義と認知療法の主要な技法である思考記録表を用いた講義の効果を、気分、AAT及びTCTを用いて比較検討した。136名の大学生を同数に振り分け、思考記録表を記入する講義とマインドフルネストレーニングの一つである食べる瞑想を行う講義を行い、その前後で各指標を測定した。その結果、いずれの技法を用いた講義もネガティブ気分の改善とポジティブ気分の上昇、及びAATの減少を示した。しかし、食べる瞑想の前後ではTCTが減少するのに対して、思考記録表の前後ではTCTの上昇傾向が示された。これらの結果から、思考記録表は理性的思考により感情的思考と感情の関連を客観的に検討することでネガティブ気分を減少させるのに対して、食べる瞑想は、理性的思考も感情的思考も弱めることから、理性的な検討でなない、異なるメカニズムにより効果を発揮することが示唆された。この両者はいずれも認知行動療法の一技法と考えられているが、特に理性的思考に及ぼす影響に違いが見られることが明らかとなろた。こうした違いは、第2世代と第3世代の認知行動療法の違いとして理論的に語られる内容と一致しているが、その効果のプロセスについて、今後より詳細に検討する必要がある。伊藤・根建(2002)は、情動処理を反映するAAT(Affect-related Automatic Thought ; AAT)と認知処理を反映する(Task-related Controlled Thought ; TCT)という概念を提唱している.本研究では,クラスター分析と階層的重回帰分析を用いて、AATとTCTの活性パターンが感情の喚起に及ぼす影響について検討した.大学生164名に対して,気分の指標とAATとTCTの指標(ACS-AT;小住・伊藤・根建,2001)を施行した。調査は,はじめに平常状態の測定を行った.次に、不安や緊張を喚起しやすい場面をイメージさせた.最後に、想起した場面でどのような気分や思考を生じるかについて、平常時と同様の質問紙に回答した。結果は以下の通りであった.はじめに,平常時から想起時にかけてのAATとTCTの変化のパターンを検討するために、それぞれの変化量についてk-means法、Qモードによるクラスター分析を行った。その結果,(1)AAT、TCT共に変化が小さい型、(2)AATが低減し、TCTが上昇する型、(3)AAT, TCT共に上昇する型、(4)AATが上昇しTCTが低減する型の4つのクラスターが得られた。このうち,クラスター4は他のクラスターと比して有意にネガティブ感情を喚起させることが示された。さらに、気分の変化量を目的変数、AAT、TCTの変化量及び両者の交互作用項を説明変数とした階層的重回帰分析を行った結果,気分の変化を説明するのはいずれもAATの得点であり、TCT及びAATとTCTの交互作用項については有意な結果は得られなかった。気分の変化を説明する要因は純粋なAATの変化であり、TCTの変化は気分に影響を及ぼさないと考えられる。
「民俗」と思考-知覚・感情・価値の内在化におけるフォークロアの認知に果たす機能

本研究は、「民俗(フォークロア)」というものが、いかなる形でその共同体の成員の認知や思考(知覚・感情・価値観)を形成・醸成していくのか、認識の発達におけるフォークロアの機能や、フォークロアの与える価値・情動生成のメカニズムを、新潟県佐渡郡相川町ほかにおける民俗学的なフィールドワークから、これを考察した。当初の計画では専らインタビューの対象を子どもに限定し、子どもたちがいかに文化や社会を摂り込んでいくのか、文化の内在化の問題を命題化したが、小学生の段階では大人(共同体側)の文化とは無関係な位置にあること、今日では中学生段階でいわゆる「郷土教育」のなかで、「郷土」が自覚化されて、摂取されていくこと、また今日では認知や思考を形成していく情報が、村落共同体よりもマス・メディアを通じた国民国家レベルからのものの影響が大であることが次第に明らかとなり、フィルド・ワークに則して、「民俗」「郷土」「情報」の諸概念を再検討し、またそれらと共同体意識(認知や思考)の関係について再考を図った。特に、今日ではより重要な価値観意識であると思われる、村落共同体を超えた「自然」でない「郷土」意識というものが、いかに生成されるかに関し、戦没者慰霊の事例を中心に議論した。村落共同体レベルで固有と思われている「民俗」も、現代においては国民国家レベルの再編成を受けているのであり、子どもたちの認識や思考も、そのレベルで統合されていることが一つの結論として明らかになったといえる。3年計画の初年度であるため、未だ纏める段階にはなく、今年度行った調査の概要(新潟県佐渡相川町と同岩船郡山北町の二地点)を、箇条書き的に記しておく。(1)「六部殺し譚」の収集:上記の二地点では、一つの象徴的なフォクロアである「六部殺し譚」が、観念・意味のレベルでは全く別な形で受容されている。山北町では他言を禁じる人間関係のもつれや因縁話として暗く語られるのに対し、佐渡相川ではそうした禁制もなく全くの笑い話と化しているが、この事例の収集に努めた。(2)小学生の手描きムラ地図の収集:地元の小学生のメンタルマップの収集と分析を進めている。ここから彼らの村落空間や自然観を析出し、またその内在化のデータに供する予定であるが、現段階での凡その傾向をいえば、個別に特定しているのは商店と友達の家だけであり、ほかには普段の遊び場と思われる小屋(納屋や舟小屋)のみが記される。海側に関しての認識は詳しいのに対し、山側は全く記されていない傾向があった。(3)子どもの置かれた環境とその変貌:今回、試みる方法は、子どもたちをインフォーマントするが、ムラにおける子どもの置かれた(社会)環境とその変貌に関しても、資料調査を並行した。子どもの数の激減、地域の小学校の統廃合、農業(家内労働)・村落生活における子供の存在・役割の変化などである。(4)マスメディアの浸透と情報源の変質:上記(3)と関連し、ここ10年来の子どもの社会環境の激変は予想を遥かに超えていた。子どもたちの会話や語りの傾向をみてみると、地元のことより、テレビやファミコンの話題が圧倒的である。当初の目標からズレが生じるのは否めないが、マスメディアの村落生活への浸透とその影響も考慮されねばならず、社会や文化の摂取や認知の在り方も、こうした社会環境の変質を前提として捉えてたい。3年計画の2年度であるため、未だ纏める段階にはなく、今年度行った調査の概要と、新潟県佐渡相川町の状況を、箇条書き的に記しておく。(1)小学生の手描きムラ地図の収集:当初計画通り、地元の小学生のメンタルマップの収集と分析を進めているが、今年度の調査でより明確になったのは、前年度も指摘した(2)(3)と、新たな知見としての(4)である。(2)子どもの置かれた環境とその変貌:

この地域の各ムラの村落構造は、ドシと呼ばれる同年齢者が集団を作り、それが層をなした年序組織が最大の特徴であったが、今日では同じ集落に同級生が一人もいない状況が生まれている。この地区の中心集落である入川でさえ、10年前までは10人以上いた同級生が、今では6年生は1名、5年生3名、4年生2名、3年生2名、2年生2名、1年生4名となり、遊び相手の構成も質も大きく異なっている。(3)マスメディアの浸透と情報源の変質:上記の結果、村落生活に関する情報は極端に減少している一方、彼らの会話の中心は、テレビゲームの攻略法やタレントのことなど東京と大差のないものとなっており、情報の共有によるコミュニティの形成は、村落共同体という上位世代との繋がりに依存した「伝承」から、マス・メディアの発達による“想像の共同体"の同世代との繋がりに求める方向へと移行しつつあるといえよう。(4)ムラの「伝統」の継承:この点に関し、子どもたちに対する村落上位世代の働きかけも、上記の現象と並行して、やはり“想像の共同体"との関わりの中で行われる傾向にある。戦後50年ということもあったろうが、自身のムラを、ムラの「英雄」としての戦没者の慰霊行事や、昭和初期に作られた少年団行事の復活という形で、伝えていこう姿勢が多く認められ、大人の側の認識も自然環境から人文環境へと移行しつつあるといえる。本研究は、「民俗(フォークロア)」というものが、いかなる形でその共同体の成員の認知や思考(知覚・感情・価値観)を形成・醸成していくのか、認識の発達におけるフォークロアの機能や、フォークロアの与える価値・情動生成のメカニズムを、新潟県佐渡郡相川町ほかにおける民俗学的なフィールドワークから、これを考察した。当初の計画では専らインタビューの対象を子どもに限定し、子どもたちがいかに文化や社会を摂り込んでいくのか、文化の内在化の問題を命題化したが、小学生の段階では大人(共同体側)の文化とは無関係な位置にあること、今日では中学生段階でいわゆる「郷土教育」のなかで、「郷土」が自覚化されて、摂取されていくこと、また今日では認知や思考を形成していく情報が、村落共同体よりもマス・メディアを通じた国民国家レベルからのものの影響が大であることが次第に明らかとなり、フィールドワークに則して、「民俗」「郷土」「情報」の諸概念を再検討し、またそれらと共同体意識(認知や思考)の関係について再考を図った。特に、今日ではより重要な価値意識であると思われる、村落共同体を越えた「自然」でない「郷土」意識というものが、いかに生成されるかに関し、戦没者慰霊の事例を中心に議論した。村落共同体レベルで固有と思われている「民俗」も、現代においては国民国家レベルの再編成を受けているのであり、子どもたちの認識や思考も、そのレベルで統合されていることが一つの結論として明らかになったといえる。
Cre-LoxPシステムを用いた矯正力受容機構と歯槽骨リモデリング機構の解明

歯周組織に矯正力を与えると,プロスタグランジン合成酵素(Cox2)が誘導され,プロスタグランジンE_2(PGE_2)が産生される.培養細胞を用いた実験から,PGE_2は強力な骨吸収誘導作用と骨形成誘導作用を持っていることが明らかになっている.つまり歯の移動において,PGE_2-PKAシグナルは破骨細胞の分化と骨芽細胞の分化の両面で重要な役割を担っていると考えられる.しかし,PGE_2-PKAシグナルが圧迫側の骨吸収と牽引側の骨形成の様な空間特異的現象をどのように区別して制御しているか,詳細は明らかではない.本申請課題は,歯の移動におけるPGE_2-PKAシグナル伝達系が破骨細胞と骨芽細胞の分化を制御する分子機構をCre-LoxPシステムを用いて解明する.破骨細胞前駆細胞に発現するRANKの発現に伴いCreリコンビナーゼを発現するマウスを作製した。平成19年度は、RANK遺伝子の停止コドンとポリA配列の間Cre-EGFP融合タンパクcDNAをノックインした組み換えES細胞を樹立した。平成20年度は、このES細胞からキメラマウスを作製し、RANK-Creノックインマウスを作製した。作出したマウスとレポーターマウスを交配し、Creリコンビナーゼの機能とRANK発現細胞の局在を観察した。Creリコンビナーゼが発現した細胞は、LacZ染色陽性となった。LacZ染色陽性細胞は、骨髄と脾臓に多く認められた。破骨細胞は、RANKを高発現する細胞として知られる。破骨細胞もLacZ染色陽性であった。このシステムを使用することで、生体における特に歯周組織における破骨細胞前駆細胞の局在が同定可能であることが示唆された。歯周組織に矯正力を与えると,プロスタグランジン合成酵素(Cox2)が誘導され,プロスタグランジンE_2(PGE_2)が産生される.培養細胞を用いた実験から,PGE_2は強力な骨吸収誘導作用と骨形成誘導作用を持っていることが明らかになっている.つまり歯の移動において,PGE_2-PKAシグナルは破骨細胞の分化と骨芽細胞の分化の両面で重要な役割を担っていると考えられる.しかし,PGE_2-PKAシグナルが圧迫側の骨吸収と牽引側の骨形成の様な空間特異的現象をどのように区別して制御しているか,詳細は明らかではない.本申請課題は,歯の移動におけるPGE_2-PKAシグナル伝達系が破骨細胞と骨芽細胞の分化を制御する分子機構をCre-LoxPシステムを用いて解明する.まず、Cox2プロモーター制御下にCre-recombinase遺伝子を発現するマウスの作製を行った。Cox2遺伝子を含むBACクローンよりプラスミドDNAを精製し、相同組み換え可能な大腸菌であるEL250株に遺伝子導入した。また、ネオマイシン耐性遺伝子(Neo)の5'側にCreを挿入したベクターを作製した。次に、このベクターのCreの5'側とNeoの3'側にそれぞれ500-700bpの相同腕配列をつけたターゲティングベクターを作製した。このターゲティングベクターとBACクローン由来のCOX2遺伝子との間で、相同組み換えを誘導し、COX2遺伝子プロモーターの下流にCreを挿入したベクターを作製した。サザンプロット解析を行い、COX2遺伝子の標的部位にCreおよびNeoが挿入できていることを確認した。歯周組織に矯正力を与えると,プロスタグランジン合成酵素(Cox2)が誘導され,プロスタグランジンE_2(PGE_2)が産生される.培養細胞を用いた実験から,PGE_2は強力な骨吸収誘導作用と骨形成誘導作用を持っていることが明らかになっている.

つまり歯の移動において,PGE_2-PKAシグナルは破骨細胞の分化と骨芽細胞の分化の両面で重要な役割を担っていると考えられる.しかし,PGE_2-PKAシグナルが圧迫側の骨吸収と牽引側の骨形成の様な空間特異的現象をどのように区別して制御しているか,詳細は明らかではない.本申請課題は,歯の移動におけるPGE_2-PKAシグナル伝達系が破骨細胞と骨芽細胞の分化を制御する分子機構をCre-LoxPシステムを用いて解明する.破骨細胞前駆細胞に発現するRANKの発現に伴いCreリコンビナーゼを発現するマウスを作製した。RANK遺伝子の停止コドンとポリA配列の間Cre-EGFP融合タンパクcDNAをノックインしたマウスを作製した。作出したマウスとレポーターマウスを交配し、Creリコンビナーゼの機能とRANK発現細胞の局在を観察した。Creリコンビナーゼが発現した細胞は、LacZ染色陽性となった。LacZ染色陽性細胞は、骨髄と脾臓に多く認められた。破骨細胞は、RANKを高発現する細胞として知られる。破骨細胞もLacZ染色陽性であった。このシステムを使用することで、生体における特に歯周組織における破骨細胞前駆細胞の局在が同定可能であることが示唆された。
計算構造制限下での暗号技術の限界解明

本研究では、計算構造の制限下における暗号技術の存在限界を解明することを目的としている。情報セキュリティの完全性に関わる暗号技術として、誤り訂正符号がある。データを通信・保存して取り出す際に、データの誤りを検出・訂正する技術である。ブラックボックス構成による存在限界が明らかになっていなかった誤り訂正符号に着目し、その限界を明らかにすることを目指した。特に、最悪ケース通信路をより現実的な範囲に限定した、計算量制限通信路に着目し、既存研究で明らかになっていなかった、挿入可能誤り数に制限がない場合の訂正限界の解明を目指した。まず、擬似ランダムな誤りが挿入される場合は、効率的な誤り訂正が不可能であることがわかった。この議論から、エントロピーが入力長の任意の多項式オーダーであるような比較的小さい誤りであっても、効率的に訂正不可能なものが存在することがわかった。この議論には、一方向性関数の存在を仮定する必要があるが、このような不可能性の議論には一方向性関数の存在性が必要であることも分かった。また、誤りのエントロピーが対数関数より真に大きい程度の、非常に小さい場合であっても、効率的な誤り訂正が望めないことを明らかにした。より具体的には、あるオラクルへのアクセスを許す環境において、効率的にサンプル可能であるが、効率的に訂正不可能な誤りが存在することを示した。この結果から、誤りの効率的なサンプル可能性を利用した、誤り訂正符号のブラックボックス構成が不可能であることが明らかになった。この不可能性の結果は、符号化レートがある程度以下の場合の不可能性であったが、それより高い符号化レートの場合には、より強力な、情報理論的な不可能性を示すことができる。つまり、誤りの効率的なサンプル可能性を利用した符号の構成はすべての符号化レートにおいて不可能であることが明らかになった.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、計算構造の制限下における暗号技術存在性の限界を解明することを目的としている。ファジィ抽出器は、生体情報等の情報源から一様乱数を抽出する暗号技術である。ファジィ抽出器の構成法として、スケッチと乱数抽出器を組み合わせる方法が一般的である。ファジィ抽出器は情報理論的な安全性をもつ技術であるが、そのためにエントロピーロスが避けられないことが知られている。既存研究において、エントロピーロスを避けるために安全性を計算量的なものに緩和するアプローチが考えられた。その研究において、計算量的な安全性をもつスケッチの存在は、情報理論的な安全性をもつスケッチの存在を含意することが示された。本研究では、計算量的な安全性をもつファジィ抽出器の存在性の限界を明らかにすることを目指した。その結果、ある計算量的な仮定のもと、計算量的な安全性をもつファジィ抽出器の存在は、情報理論的な安全性をもつファジィ抽出器の存在を含意することが明らかとなった。ここでの計算量的な仮定とは、乱数抽出アルゴリズムが効率的に逆計算出来ないという仮定である。この結果より、情報理論的なファジィ抽出器における限界を、計算量的なファジィ抽出器で回避するには、抽出アルゴリズムが効率的に逆計算出来ないように設計する必要があることがわかった。また、通信路上での誤り発生のモデルを多項式時間アルゴリズムに制限することで、そのような誤りを訂正可能な符号の存在性および達成可能な符号化レートが明らかになった。特に、エントロピーが低いにもかかわらずシンドローム復号では訂正が困難な誤りが存在することが明らかになった。

ファジィ抽出器という具体的な暗号技術に対して、存在性の限界を明らかにすることができたため。ファジィ抽出器の存在性の限界を更に明らかにしていく。例えば、入力に対する安全性を考えるなど、より安全性の高いファジィ抽出器は達成可能であるか、またそれらは情報理論的な安全性を達成可能か、それが難しいならば計算量的な安全性は達成可能かなどを明らかにしていく。また、誤りを多項式時間アルゴリズムに制限した場合の訂正可能性について、既存研究では、通信路の計算能力の上限がわかっている場合に、誤り訂正が可能であるが、上限がわからない場合に、誤り訂正は達成可能か否かを明らかにしていく。達成不可能性を無条件に示すことが難しい場合は、ブラックボックス的な安全性証明に限定した上で、証明が困難であることを示していく。
金属または蛍光微粒子を用いた近接場顕微鏡の開発および近接場相互作用に関する研究

1.予備実験として、誘電体基板上の金粒子における局所的プラズモンの共鳴波長の基板屈折率依存性をマクロな系を用いて測定した。直径100nmの金コロイドを屈折率の異なる2種類のガラス基板上に塗布し、乾燥させたものの吸光度を分光光度計を用いて測定した。波長560nm付近に、プラズモン共鳴による吸収ピークが現れ、屈折率の大きい基板上の方が、共鳴波長が長くなることが確認できた。2.これまで、直径が0.5μmより大きい金粒子を窒化シリコン製のAFM用カンチレバ-のチップ先端に固定してきた。しかし、この粒径では波長と同程度であるため、明確な共鳴が得られない。そこで今回、新たに、直径100nmの金粒子を固定することを試みた。固定手順は、チップ先端をスライドガラス上に薄く塗布したエポキシ接着剤に接触させた後、別のスライドガラス上に分散させた金粒子に接触させ固定する。その結果、直径100nmの金粒子がチップ先端に固定できることが確認できた。しかし、成功率は非常に低かった。この理由は、接着剤をガラス基板上に薄く均一に塗布することが困難であることと、接着剤の硬化時間が短いためである。これらの部分を改善するため、粘性の低い紫外線硬化接着剤をガラス基板にスピンコートすることを検討している。3.金属微粒子からの散乱光スペクトルが測定測定可能な近接場捜査型顕微鏡を試作した。タングステンハロゲンランプからの白色光をモノクロメータにより波長選択し、金属微粒子に入射する。金属微粒子からの散乱光は顕微鏡対物レンズで集められ、結像面に置かれたピンホールを通して、光電子増倍管で光電変換される。捜査はコンタクトモードまたはタッピングモードでなされる。今後、金属微粒子プローブと本光学系を用いて、さまざまな条件下で散乱光スペクトルを測定する予定である。
自伝的記憶の概括化をターゲットとした抑うつ治療法の開発

本研究は自伝的記憶の概括化に対する介入が抑うつの治療および予防に効果的であるかどうか検討することを目的としている。さらに,自伝的記憶の概括化の修正が抑うつに影響するプロセスを説明する変数を特定することを目的としている。本年度は,(a)臨床群の大うつ病患者を対象としたケーススタディと,(b)非臨床群の大学生を対象としたプロセス変数を特定する基礎的研究を行った。第一に,臨床群の大うつ病患者を対象としたケーススタディでは,自伝的記憶とエピソード的未来思考の効率的な修正を試みるプログラムを作成し実施した(松本・吉田,2018)。そこで得られた課題点を修正し,プログラムを洗練させた。次年度以降はこのプログラムを用いた介入研究を進めていく予定である。また,並行して,自伝的記憶の具体性トレーニング(Memory specificity training)の最適化を目指して,多層ベースライン研究の準備を進めている。第二に,非臨床群の大学生を対象とした研究では,記憶の抑制が自伝的記憶の概括化に関連するかどうかの検討を行った。研究代表者は,記憶の抑制能力が自伝的記憶の概括化が抑うつに効果をもたらすプロセス変数となるのではないかと睨んでいる。実験は終了し,現在は結果の整理中である。次年度はその結果に基づき,大学生を対象としたRCT(ランダム化比較試験)を進める予定である。当初の研究計画から若干の変更があったものの,研究は順調に進展している。臨床群,非臨床群の双方を対象とした研究が進み,RCTの実施準備が着実に進んでいる。次年度以降は,臨床群,非臨床群の双方で介入研究を進めていく。次年度は,臨床群を対象とした多層ベースライン研究と,非臨床群を対象としたRCTを一定の水準まで進展させる予定である。また,すでに得られた結果については,学会発表および論文化を目指す。
燃焼炎による人工股関節骨頭へのナノ結晶ダイヤモンド皮膜合成と耐摩耗性評価

本研究では,燃焼炎により界面はく離を抑制しながらナノ結晶ダイヤモンド皮膜を人工関節用Co-Cr合金基板上ならび人工股関節骨頭に合成することを目的に実験を行った.また,得られた合成皮膜の接合強度を検討し,耐摩耗性の観察を行った.その結果,人工関節用Co-Cr合金基板上へ燃焼炎によってナノ結晶ダイヤモンド皮膜の合成が可能となった.また,合成皮膜の引っかき試験により接合強度を定量的に求めることができた.また,耐摩耗性の調査することができた.さらに,合成条件を変化させることにより合成されたナノ結晶ダイヤモンド皮膜の形態が変化することを確認し,ダイヤモンド皮膜のはく離に影響を与えることを確認した.本研究では,人工股関節の骨頭部分の耐摩耗性ならびに生体適合性の向上のため,燃焼炎法を応用してナノ結晶ダイヤモンド皮膜を人工股関節材料であるCo-Cr合金上に合成を行う.また,合成皮膜とCo-Cr合金の接合強度を引っかき試験により定量的に求め評価を行う.さらに,実際の形状の人工股関節骨頭であるCo-Cr合金にナノ結晶ダイヤモンド皮膜の合成を行い,合成皮膜の耐摩耗性を摩擦摩耗試験により定量的に求め評価を行う.本年度は,現有設備である燃焼炎法によりダイヤモンドを合成することが可能な実験装置を使用し,Co-Cr合金上に燃焼炎によりダイヤモンド皮膜の合成を行った.ここで,基板の表面形状がダイヤモンド皮膜の接合に影響を与えることがわかっている.さらにCo-Cr合金の表面上のCoがダイヤモンド合成を阻害しグラファイトの生成を促進し,接合強度を低下させることが考えられる.そのため,ダイヤモンドを合成する前にCo-Cr合金基板の前処理として基板表面のスクラッチング処理を施し,また,酸溶液によりCoを除去し合成を行った.ここで,通常のアセチレンー酸素ガスならびに高純度アセチレンー酸素ガスに窒素を添加したガスを用い,現在までの研究で得られている合成条件を用い合成を行った.この際,合成途中にCo-Cr合金の表面の温度が急激に上昇してしまう現象が発生した.そのため,燃焼炎の白心から基板表面までの距離等の合成条件を変化させ合成を行ったところ,皮膜を合成することができた.しかしながら,表面の温度上昇の問題がまだ完全に解決しておらず,より確実に皮膜を作成可能にするため冷却装置等の改良を行った.合成された皮膜を走査型電子顕微鏡,X線回折装置によりその結晶形状や成分等の特性を評価した.さらに,平成26年度に実施する引っかき試験に使用する現有設備である試験装置の改良を行った.本年度は,燃焼炎法によりCo-Cr合金上により確実にナノ結晶ダイヤモンド皮膜の合成を可能にするため,合成途中にCo-Cr合金の表面の温度が急激に上昇しないようにさらなる冷却装置等の改良を行った.さらに,ナノ結晶ダイヤモンド皮膜を合成するための燃料ガスとして高純度アセチレンと酸素を用い,その混合ガスに窒素を添加しCo-Cr合金上に合成を行った.ここで,ダイヤモンドを合成する前にCo-Cr合金基板の表面のスクラッチング処理を前処理として行い,この際に基板表面の粗さが変化するように処理を行った.また, Coを除去するために酸溶液による前処理を行い,ここで用いる酸溶液の種類ならびに処理時間を変化させ処理を行った.また,ダイヤモンド合成の成長核としてダイヤモンド種付けの前処理を行い,この際に用いるダイヤモンド粒子の大きさを変化させ処理を行った.さらに,燃焼炎の白心から基板表面までの距離を変化させ合成を行った.その結果,燃焼炎法によりCo-Cr基板上にナノ結晶ダイヤモンド皮膜を合成できることを確認し,ナノ結晶ダイヤモンドが合成可能な条件の最適値を求めることができた.また,改良を行った引っかき試験装置を用いてナノ結晶ダイヤモンド皮膜を施したCo-Cr合金の引っかき試験を行い,はく離が生じる限界荷重を測定し,得られた限界荷重と引っかき痕からせん断応力を求め,ナノ結晶ダイヤモンド皮膜を施したCo-Cr合金の接合強度を定量的に求めようとした.しかし,合成されたナノ結晶ダイヤモンド皮膜の接合強度が低いためはく離が発生しやすく,限界荷重を得ることができなかった.したがって,接合強度が高くなる合成条件の検討を行った.さらに,平成27年度に実施する実際の形状の人工股関節骨頭であるCo-Cr合金にナノ結晶ダイヤモンド皮膜の合成に使用する現有設備である実験装置の改良を行った.本年度は,燃焼炎法によりCo-Cr合金上に,再現性を高めさらに接合強度の高いナノ結晶ダイヤモンド皮膜の合成を可能にするため,高純度アセチレンと酸素を用い,その混合ガスに窒素を添加しCo-Cr合金上に合成を行った.また,ダイヤモンドを合成する前に基板の表面のスクラッチング処理を行い,また, Coを除去するために酸溶液による前処理を行った.さらに,ダイヤモンド合成の成長核としてダイヤモンド種付けの前処理を行う際に用いるダイヤモンド粒子の大きさを小さくし種付け処理を行った.この際,特に燃焼炎の白心から基板表面までの距離に着目し,この距離にさらなる変化を行いナノ結晶ダイヤモンド皮膜の合成を行った.その結果,燃焼炎法によりCo-Cr基板上に再現性の高いナノ結晶ダイヤモンド皮膜を合成することが可能となり,ナノ結晶ダイヤモンド皮膜の最適な合成条件を得ることができた.また,引っかき試験装置を用いてナノ結晶ダイヤモンド皮膜を施したCo-Cr合金のダイヤモンド圧子による引っかき試験を行い,皮膜のはく離が生じる限界荷重を測定することで,ナノ結晶ダイヤモンド皮膜を施したCo-Cr合金の接合強度の評価を行った.さらに,Co-Cr合金上に合成された皮膜の耐摩擦摩耗試験を行った.