hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
金属-半導体接触界面における電子物性

種々の金属(Au, Ag, Ni, Cu, Al, W, Pt, Mo, Cr)を蒸着およびスパッタリングによってSi基板上へ堆積させ,作成した金属-Siショットキー接触の障壁高さ,実効リチャードソン定数などのダイオードパラメータを,独自の考案による新しい光電的測定法によって測定し,これらの金属膜厚による変化,堆積方法による相違を調査した.その結果障壁高さはいずれの金属においても400A2F3(コード)以下の膜厚では,膜厚によって明らかに変化が見られた.また,実効リチャードソン定数は金属の種類によって明らかに異った値を示すとともに,いずれの金属においても膜厚による顕著な変化を示した.特に金属薄膜をスパッタリングによって堆積した場合には,蒸着による場合よりも一層大きな膜厚依存性を示した.これらの原因を調査するため1000〓のPt電極膜をスパッタリングによって堆積する間にSi基板を500°Cまでの種々の温度に加熱して,障壁高さ,リチャードソン定数の変化を測定した.その結果, Pt膜厚の変化に対する依存性と極めてよく一致しており,さらにオージェ電子分光による界面でのPt原子とSi原子の濃度分布の観測より,リチャードソン定数の著しい変化が界面での相互拡散層の増大とシリサイド層の形成に起因していることが明らかになった.シリサイド層における組成の変化が何故リチャードソン定数の変化として敏感に反映されるのか,計算機シミュレーションによる接触界面のモデル化とともに, ESCAによる界面領域での微細な組成分析を今後も続行する予定である.種々の金属(Au, Ag, Ni, Cu, Al, W, Pt, Mo, Cr)を蒸着およびスパッタリングによってSi基板上へ堆積させ,作成した金属-Siショットキー接触の障壁高さ,実効リチャードソン定数などのダイオードパラメータを,独自の考案による新しい光電的測定法によって測定し,これらの金属膜厚による変化,堆積方法による相違を調査した.その結果障壁高さはいずれの金属においても400A2F3(コード)以下の膜厚では,膜厚によって明らかに変化が見られた.また,実効リチャードソン定数は金属の種類によって明らかに異った値を示すとともに,いずれの金属においても膜厚による顕著な変化を示した.特に金属薄膜をスパッタリングによって堆積した場合には,蒸着による場合よりも一層大きな膜厚依存性を示した.これらの原因を調査するため1000〓のPt電極膜をスパッタリングによって堆積する間にSi基板を500°Cまでの種々の温度に加熱して,障壁高さ,リチャードソン定数の変化を測定した.その結果, Pt膜厚の変化に対する依存性と極めてよく一致しており,さらにオージェ電子分光による界面でのPt原子とSi原子の濃度分布の観測より,リチャードソン定数の著しい変化が界面での相互拡散層の増大とシリサイド層の形成に起因していることが明らかになった.シリサイド層における組成の変化が何故リチャードソン定数の変化として敏感に反映されるのか,計算機シミュレーションによる接触界面のモデル化とともに, ESCAによる界面領域での微細な組成分析を今後も続行する予定である.蒸着およびスパッタリングによって10【A!°】1μmの種々の膜厚を有する金属薄膜(Pt,Au,Ag,W,Ni,Cu,Mo,Al,Cr等)をη形Siとのショットキー接触を作成し、光電的測定によって障壁高さ、実効リチャードソン定数などのダイオードパラメータの金属膜厚による変化を測定した。さらに、Pt-Si接触についてはSi基板上に1000【A!°】のPt膜をスパッタリングによって形成する際、基板温度を150°Cから500°Cまで種々変化させ、上記のダイオードパラメータの基板温度による変化を測定するとともに、オージェ電子分光による界面付近の組成変化を測定した。その結果以下の事項が明らかになった。1.いずれの金属においても400【A!°】以下の膜厚では、その堆積方法によらず膜厚によって障壁高さは明らかに変化する。2.400【A!°】以上の金属膜厚では、膜厚による障壁高さの変化はほとんど見られないが、蒸着およびスパッタリングによる場合とでは障壁高さが相違する。3.実効リチャードソン定数は金属の種類によって異った値を示すとともにいずれの金属においても膜厚による顕著な変化を示した。特にスパッタリングによる場合に一層大きな膜厚依存性を示した。4.Pt-Si接触においては、実効リチャードソン定数のPt膜厚依存性は、スパッタリング中のSi基板温度依存性と極めて良い対応を示した。オージェ電子分光ではPt-Si界面における組成の遷移領域幅が温度につれて変化しているデータしか得られない。今後は理想化された界面のモデルに基ずくショットキー理論に対して、実際の界面の状況を反映させるべく、計算機によるシミュレーションを実施する予定である。
膜タンパク質の生合成と機能構造形成

我々は細胞膜の中に存在する膜タンパク質が合成され形が出来上がる過程を研究している。この研究ではタンパク質が膜を通り抜ける引き金となるシグナル配列が、タンパク質を引き込む力をも発揮すること、プラス電荷を持っているアミノ酸はタンパク質の鎖が膜を貫く構造を形成するのを助けることなどを明らかにした。また、膜タンパク質が、小胞体に行くのを抑え、違った膜に行くのを助けるアミノ酸配列があることを発見した。膜蛋白質の生合成と機能構造形成に関して下記の成果を得た。【1】シグナル配列自体がポリペプチド鎖の膜透過駆動作用をもつことを実証した。ストレプトアビジンに結合するペプチドタグ(SBP-tag)とストレプトアビジン(SAv)を用いたポリペプチド鎖膜透過制御実験系を使って,ポリペプチド鎖の膜透過を抑制するのに必要なSAv濃度を滴定し,透過駆動作用を定量化した。次のことが分かった。(1)膜透過駆動作用はKd=10-9程度のSBP-SAv親和性と拮抗する。(2)シグナル配列に近く,N-末端部分の引き込みとシグナル配列のトランスロコンへの進入が共役する場合には,膜透過駆動作用が大きい。シグナルから離れた部位に対する膜透過駆動作用は近い場合にくらべて弱い。(3)シグナル配列の疎水性部分にプロリン残基を導入すると,N-末端の膜透過作用が若干低下する。これらを総合して,シグナル配列自体が膜透過駆動力を供給すると結論した。【2】K^+チャネルの多数の正電荷を有する特異な膜貫通セグメントの形成機構を追及した。アミノ酸配列に出来る限り変異を加えずに,膜組み込みや膜内存在状態を評価するため,SH-修飾化学試薬を用いる実験系を設定した。これによって,ポリペプチドセグメントの疎水環境への組み込みを評価できるようになった。無細胞系で生合成とともに膜組み込みされた正荷電セグメントは特定の部位を疎水環境に配置して膜内に存在することが明らかとなった。【3】SBP-tagとSAvを駆使し,トランスロコンサブユニットと透過途中のポリペプチド鎖の配置関係をさらに精査した。膜透過途上の2本のポリペプチド鎖は親水環境内に保持されていることが明らかになった。【1】ペルオキシソーム膜タンパク質PMP70のアミノ末端部分には,3種のオルガネラ標的化シグナルが混在し,それらが協調的に作動することによって,ペルオキシソームへの局在化と膜組み込みが達成されることを明らかにした。すなわち,アミノ末端部の80アミノ酸残基の親水性配列には,続く疎水性度の高い膜貫通配列(TM1)が小胞体へと運ばれるのを抑制する作用があること,TM1部分は小胞体へと標的化される作用があること,アミノ末端の80残基の配列にはミトコンドリアへ標的化される作用のあることを明らかにした。【2】シグナル配列自体がポリペプチド鎖の膜透過駆動作用をもつことを実証した。次のことが分かった。(1)膜透過駆動作用はKd=10^<・9>程度のSBP-SAv親和性と拮抗する。(2)シグナル配列に近く,N-末端部分の引き込みとシグナル配列のトランスロコンへの進入が共役する場合には,SBP-tagにはたらく膜透過駆動作用が大きい。(3)シグナル配列の疎水性部分にプロリン残基を導入すると,N-末端の膜透過作用が明確に低下する。膜タンパク質の生合成と機能構造形成に関して下記の成果を得た。【1】ペルオキシソーム膜タンパク質ABC輸送体D3アイソフォーム(PMP70)の小胞体膜組み込み特性および、小胞体標的化の抑制について無細胞系で解析し、次の結果を得た。(1)最初の膜貫通セグメント(TM1)が小胞体に組み込まれる特性を有すること,(2)その組み込みをN末端12残基の短いセグメント(N12)が抑制していること,(3)その抑制に5番目のSer残基(Ser^5)が必須であること、(4)N12モチーフ・GST融合タンパク質の精製標品がN12による小胞体標的化抑制作用を解除することなどを見出した。厳密な配列特性を有するモチーフが、何らかの因子を介して小胞体組み込み作用を発揮していると結論した。【2】

小胞体トランスロコンでの新生ポリペプチド鎖の生合成に共役した膜透過を詳細に解析し、疎水性配列から60残基離れた正電荷アミノ酸が膜透過停止の亢進作用を示しうること、その際疎水性配列は一度小胞体膜内腔に露出すること、その後疎水性配列は正電荷の作用によって逆行し膜貫通状態となることを示した。正電荷は疎水性配列から予想以上に離れた状況で膜透過を抑制できると結論した。【3】膜タンパク質の極性局在化について、ABC輸送体C2アイソフォームを対象とした。C2は極性化した細胞の細胞膜頂端側に局在化し特定の物質の排出に寄与する。この極性局在化にカルボキシル末端77残基が関わることを明らかにし、この部分に結合する因子を探索し足場タンパク質であるPDZK1を同定した。さらに、PDZK1はカルボキシル末端の特定のモチーフに結合すること、細胞膜頂端側に存在すること、このモチーフを変異するとC2の頂端側への局在化が大きく低下することなどを見出した。足場タンパク質PDZK1がABC輸送体の極性局在化に関わっていることを提唱した。
自己組織群ロボット分散制御のための高信頼グループ通信ミドルウェアの構築

本研究の目的はモバイルロボット群が明瞭なノードの集合体というより、むしろ単一のロボスティック実体として見えるようなコミュニケーション及びソフトウェアプラットホームを設計することである。つまり我々は、モバイリロボット群のための類分散オペレーティングシステムの開発を試みる。ロボット群が予想外の故障、不正ロボットに直面した時に自動的に再構成すること(自己回復)への保障可能を目指す。この研究計画では、我々はとりわけ移動可能システム関連した問題に焦点を合わせる。研究成果は次の通りである。・我々はロボット群がそれぞれ異なった座標システムを備えている、また彼ら自身を方向づけるコンパスしか持たないロボット群の場合において、前もって決定されていない位置でも集合可能なモバイルロボット群自己組織に関するアルゴリズムを研究した。これについて不安定(SSS'06)あるいは不規則(OPODIS'06)なコンパスによって生じる問題を解決した。・我々はいくつかのロボットが進んでシステムの破壊をしようとする場合での、集合の可能と限界について研究した。このような場合、確率的アルゴリズムを使用して、いくつかの問題を解決できることがわかった。(DISC'06)Maria Gradinariu教授は平成19年5月29日から6月12日まで本学を訪問し、この間、当研究の拡張版を国際ジャーナルへ投稿するため、共同研究を行った。・我々は、モバイルロボット群に協調するプラットホームについて理解した。このプラットホームは、ワイヤレスアドホック通信だけを使用して、ロボット同士の衝突を防ぐものである。これはワイヤレスアドホック通信(ISADS)で移動ロボット同士の衝突を防ぐための通信プロトコルを確認することによりシステムの丈夫さを確実にすると同時に、ロボット群の協力的な行動をより簡単に実現できるロボット群のフェイルセーフシステムを可能にした。これらの論文の拡張版を2007年12月の国際会議にて発表した。・よりシンプルな(より少ないロボットで十分な接続性を持つ)システムのための交互実行はfault-tolerant total order broadcast primitiveに基づいている。そのプロトコルはロボットのCPUやソフトウェアの突然の故障に直面することを防げない。このプロトコルを分析、描写した論文は2007年5月の国際会議にて発表済みである。本研究では,モバイルロボットグループのコミュニケーション及びソフトウェアのプラットフォームを設計する事を目的とする.モバイルロボットグループは,グループ全体が一つのロボットシステムであるかの様に動く事が重要な点が計算ノードの集合体とは大きく異なる.よって,本研究は.ロボットグループ向けの分散オペレーティングシステムを開発する事が目的であるとも言いえる.本研究の難しさのポイントは,モバイルロボットが不正な振る舞いを行った場合や故障をした場合などにでも,システムが自律的にシステムの再構築を行う事を保証する事である.本研究プロジェクトでは,システムの移動性の本質に関連する問題に焦点を絞り,下記の成果を得る事ができた.モバイルロボットの自己組織化による集合アルゴリズムにおいて,180度程度の誤差がある信頼性の無い方位磁針を用いても利用できる様に改良を行った(ROBOCOM'07).本研究を基本としたジャーナルを数点投稿している.以前の研究を基礎とした,ロボットの円形フォーメーションを作成するためのアルゴリズムの改良を行った.新しいアルゴリズムに関しては,近いうちに国際ジャーナルとして出版される.モバイルロボット群向けのモバイルロボットがお互いに衝突回避をする協調移動プラットフォームの改良を行った.1つの手法は,モバイルロボットは無線のado-hocネットワークを用いる(J. Networks).もう一つの手法は.中型のエリアで,total order broadcastを用い,システムのロバスト性と耐故障性を提供する(AINA'07, DPSW'07).対故障リアルタイムスケジューリングアルゴリズムの開発に貢献し(SRDS'07),モバイルロボットグループの動的なタスク割当手法を適応させようとしている.モバイルロボットのグループがフロッキングを行う耐故障性を考慮したアルゴリズムの開発を行った.我々は,2種類の異る特徴のアルゴリズムを設計し,国際会議に提出する予定である.本研究は,全体のグループが計算ノードの集合体としてではなく, 1つのロボットのような存在としてみることができるようにするためモバイルロボットグループのコミュニケーション及びソフトウェアのプラットフォームを設計することを目的とする。モバイルロボットが予想外に故障又は不正な振る舞いをした場合でも,自動的にシステムの再構築を行うことに挑戦した。(Self-healing)本研究プロジェクトでは,システムの本質に関連する問題に焦点を絞り,以下の成果を得ることができたる。1)ロボットの自己組織化のために,基盤がないロボットシステムを初期化するために重要となる初期のサークルフォーメーションを提案した。(ACM Trans)2)不安定あるいは不規則な方位磁針を持つロボット群を提案した。(TCS)これは方位磁針の一時的な故障に耐えられるものである。3)耐故障リアルタイムスケジューリングアルゴリズムの開発に貢献し,これをモバイルロボットグループの動的タスク配分に適応させようとしている。(IEICE Trans)これは,最終的にはこれからのミドルウェアプラットフォームに不可欠なものになる。4)モバイルロボットグループの耐故障性の解決策を提案した。1つ目の解決策は,ロボット事故における非同期システムを考慮した。(OPODIS)2つ目は,準同期システムにおける更なる柔軟性を考慮した。(AINA'09で発表)この改良された解決策は,メモリー破損の発生をも許容する。また,この成果は,ジャーナルに投稿する予定である。
コアによる多圏地球気候システム解析

今年度には、堆積物を用いたメキシコ湾沿岸や極氷床に関連した過去の海水準変動および気候変動研究、タヒチのサンゴの微量金属を用いた融氷期の環境復元、木材のコアを用いた10年スケールの気候変動と太陽活動との関係についての研究などを行った。堆積環境復元によりメキシコ湾北部沿岸では、1万年前の海水準上昇イベントと4000年前以降の気候変動が明らかになった。また、タヒチのコアサンプルから、サンゴ骨格中の微量金属の変化により、過去の水温変化を明らかにした。今回の研究では、新しい水温指標としてウランを導入し、融氷期の南太平洋赤道域の表層水温変化について初めて明らかにした。その結果、およそ15,000年前の融氷期中期には、ラニーニャ的な環境になっていたことが明らかになった。氷期に存在していた大陸氷床のおよそ半量が融解した当時の環境が明らかになったことにより、気候変動モデルの動作特性の理解について大きな貢献となることが期待される。また、太陽活動と気候変動について、地球温暖化問題と絡めて大きな議論となっているが、太陽活動と気候変動についての因果関係を明確にできるデータに基づく議論は少ない。今回は、木材の年輪に含まれている放射性炭素含有量変化(太陽活動指標)とセルロースの酸素同位体比変化を用いて、気候変動と太陽活動の変化の関係を明らかにした。その結果、小氷期とわれ太陽活動が弱かった(マウンダー極小期)の日本列島での湿潤化が有意に認められた。気温についての復元は出来ていないが、相対湿度の変化という、別の気候指標の復元と太陽活動とを明確にリンクすることができた新しい結果として、論文はアメリカ科学アカデミー紀要に掲載された。また、IPCC(気候変動に関する政府間パネル)の第1作業部会の海水準と氷床変化についてのワークショップの5人の代表幹事の1人に選ばれ、報告書もまとめた。今年度は、これまでに採取したコアを用いた解析および論文執筆により以下のような結果を得た。海洋堆積物については、特に東シナ海の深海堆積物コアを用いて、過去3万年間の海洋変動について明らかにすることができた。特に黒潮変動とモンスーンの関係が密接であることを明らかにした。一方、過去の気候変動の平均的状況を示すデータとして重要な海水準の復元も、メキシコ湾やオーストラリア北部など、旧氷床域からの距離がことなりシグナルの持つ意味が異なる複数地点のコアの解析から明らかにすることができた。磁気圏変動と地球表層環境変動との関係を考察する上で重要となる過去の地球磁場変動イベントについて、およそ12万年前に起こったとされているブレークイベントの位置を確認すべく、東南極氷床のドームふじ第2期コア中の、宇宙線照射生成核種である10Beを測定した。太陽活動の復元と気候変動の関わりについて明らかにするために、木材年輪の放射性炭素の1年ごとの測定を行った。東京大学の加速器の安定性が思わしくなかったため、加速器による測定部分は、オーストラリア国立大学にて行った。高分解能結合誘導プラズマ質量分析装置(ICP MS)を物品費にて購入し、立ち上げに成功した。実際にコア中に含まれる有孔虫やサンゴなど、炭酸塩試料の分析を行う。具体的には水温や塩分などの指標となるSrやMgそれにUなどの分析を行う装置であるが、既存のサンゴ試料の微量金属を、他研究室にて測定した試料を、同じように今回導入したICP-MSをもちいて測定した結果と比較したところ、10倍程度の高解像度での測定に成功し、水温の変動についても検出することができた。22年度の炭酸塩分析に大きな成果を得ることができる貴重な基礎実験結果であった。
チャート・BIFの磁気特性から地球のリズムを探る

本研究は,BIFやチャートを試料として,数十億年間の古地磁気の調査を行うために,まず有効な調査法を開発することを目指している.実験手法として,超伝導磁気測定システムによる磁気ヒステリシスの調査と,1mm精度の磁場(鉛直成分)分布の測定,熱消磁実験などを行う.磁化特性は最近の研究から環境変動の指標であることも知られており,本研究は古環境の調査手法の開発でもある.本年度は以下のような成果を得た.(1)チャートやBIFの縞状構造の調査のため,超伝導磁気特性システム,精密鉛直磁場測定システム(HFD),熱実験の電気炉などを整備した.7テスラまでの強磁場で磁気ヒステリシスが測定できるようになり,微弱なチャートも調査できるようになった.またHFDシステムによる鉛直磁場の微細構造の解析は,人工物を用いた実験から1mm精度の空間分解能が得られ有用性を実証できた.その後、愛知県犬山に分布するチャートと南極デュモンデルビルのBIFについて地質学,岩石学的な調査と情報を収集し、開発した岩石磁気の手法による調査を実施した.(2)愛知県犬山のチャートでは,T/J境界を挟む領域を対象とした.同領域のチャートはピンク色であり周囲と異なる特質が考えられていた.HFDの測定は,T/J境界で顕著な磁場の変化を示した.蛍光X線スキャンでは鉄やシリカ成分の変化はなく,その他の磁場測定以外の調査では,ピンクベッド層での異常は検出されていない.そこでさらに磁化特性の調査を進めるために,5mm角の小試料での実験を行った.帯磁率測定なども併用した結果,同領域では地磁気の逆転が生じていることが判明した.つまり犬山チャートのT/J境界のピンクベッド層は,McElhinny(1976)で示されているNuanetsi Zoneの地磁気の磁極逆転領域に当たると考えられた.南極のBIFでも縞状構造に対応する磁場分布が顕著に認められた.本研究は,BIFやチャートを試料として,数十億年間の古地磁気の調査を行うために,まず有効な調査法を開発することを目指している.実験手法として,超伝導磁気測定システムによる磁気ヒステリシスの調査と,1mm精度の磁場(鉛直成分)分布の測定,熱消磁実験などを行う.磁化特性は最近の研究から環境変動の指標であることも知られており,本研究は古環境の調査手法の開発でもある.本年度は以下のような成果を得た.(1)チャートやBIFの縞状構造の調査のため,超伝導磁気特性システム,精密鉛直磁場測定システム(HFD),熱実験の電気炉などを整備した.7テスラまでの強磁場で磁気ヒステリシスが測定できるようになり,微弱なチャートも調査できるようになった.またHFDシステムによる鉛直磁場の微細構造の解析は,人工物を用いた実験から1mm精度の空間分解能が得られ有用性を実証できた.その後、愛知県犬山に分布するチャートと南極デュモンデルビルのBIFについて地質学,岩石学的な調査と情報を収集し、開発した岩石磁気の手法による調査を実施した.(2)愛知県犬山のチャートでは,T/J境界を挟む領域を対象とした.同領域のチャートはピンク色であり周囲と異なる特質が考えられていた.HFDの測定は,T/J境界で顕著な磁場の変化を示した.蛍光X線スキャンでは鉄やシリカ成分の変化はなく,その他の磁場測定以外の調査では,ピンクベッド層での異常は検出されていない.そこでさらに磁化特性の調査を進めるために,5mm角の小試料での実験を行った.帯磁率測定なども併用した結果,同領域では地磁気の逆転が生じていることが判明した.つまり犬山チャートのT/J境界のピンクベッド層は,McElhinny(1976)で示されているNuanetsi Zoneの地磁気の磁極逆転領域に当たると考えられた.南極のBIFでも縞状構造に対応する磁場分布が顕著に認められた.
酸性土壌に適応した植物・微生物共生系の窒素代謝とアルミニウム耐性

酸性土壌に適応した植物・微生物共生系の窒素代謝とアルミニウム耐性は、Zhao博士が中国で進めている研究テーマ、イネのアルミニウム障害と窒素源の関係に関する研究と、受入研究者が進めてきた酸性土壌適応植物における共生微生物の酸性土壌適応への役割に関するゲノミックスおよびポストゲノミックス的研究を発展的に統合させたもので、イネを植物だけでなく、植物.微生物共生系として捉え直し、根圏における窒素代謝とアルミニウム毒性への宿主植物と共生微生物の相互作用に網羅的な検討を加えるものである。本年度は昨年度に引き続きRhodotorula酵母の高濃度アルミニウム耐性機構に検討を加えた。昨年度ドラフト解析を行ったR. taiwanesis RS1のゲノム情報を基に、アルミニウム添加培養時に観察される膜脂質の顕著な変化について各種解析を進めた。また、同株のプロテオミックス解析によりアルミニウム添加培養時にリンゴ酸デヒドロゲナーゼが増加し、細胞内にクエン酸の蓄積が認められたことから、アルミニウム耐性と細胞内有機酸の関係について検討を加えた。これらRhodotorula酵母で得られた知見に基づき、モデル生物で各種解析系が完備している出芽酵母Saccharomycescerevisiaeのアルミニウム毒性・耐性機構にも検討を加えた。茶畑から単離されたRhodotorula酵母とモデル生物で各種解析系が完備している出芽酵母Saccharomycescerevisiaeを組み合わせて解析を進めることにより興味深い知見が数多く得られた。外国人特別研究員Zhao Xue Qiang博士は平成26年5月に中国へ帰国し、中国科学院土壌科学研究所准教授に復職予定である。帰国後はホスト研究者と共同で、本研究でRhodotorula酵母とモデル生物で各種解析系が完備している出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeを組み合わせることにより得られた知見を発展させ、酸性土壌に適応した植物・微生物共生系の窒素代謝とアルミニウム耐性の解析を進める予定である。酸性土壌に適応した植物・微生物共生系の窒素代謝とアルミニウム耐性は、Zhao博士が中国で進めている研究テーマ、イネのアルミニウム障害と窒素源の関係に関する研究と、受入研究者が進めてきた酸性土壌適応植物における共生微生物の酸性土壌適応への役割に関するゲノミックスおよびポストゲノミックス的研究を発展的に統合させたもので、イネを植物だけでなく、植物・微生物共生系として捉え直し、根圏における窒素代謝とアルミニウム毒性への宿主植物と共生微生物の相互作用に網羅的な検討を加えるものである。本年度は真核微生物であるにもかかわらず世代時間が短く、単細胞であるために生化学、遺伝学、各種オミックス実験が容易な酵母に着目し、Rhodotorula酵母の高濃度アルミニウム耐性機構の検討を行った。同酵母はアルミニウム存在下に細胞表層の厚みが増すこと、細胞に取り込まれたアルミニウムイオンの多くは細胞表層に存在することを明らかにした。さらにRhodotorula酵母のゲノムのドラフト解析を行った。他の研究者によりRhodotorula酵母のトコンドリアがアルミニウム耐性に関与していることが示唆されていることから、Rhodotorula酵母ミトコンドリアゲノムの全決定と詳細なアノテーションを行った。これらのゲノム情報はRhodotorula酵母のアルミニウム耐性機構検討のための基盤となる。窒素源がRodotorula酵母のアルミニウム耐性に与える影響を解析した結果、硝酸を窒素源としたときに強い阻害を受けることが判明した。アルミニウムの細胞脂質に与える影響を解析した。得られたゲノム情報に基づき、これら窒素源や脂質のアルミニウム耐性への影響に関してポストゲノミックス研究を上記酵母の利点を生かして進めている。高濃度アルミニウム耐性Rhodotorula酵母を用いることによりゲノム情報に基づいた研究や生化学実験が容易になり、窒素代謝とアルミニウム耐性の解析が当初計画に比べて進展しており、学術論文も順調に刊行されている。本研究で得られた高濃度アルミニウム耐性Rhodotorula酵母のゲノム情報に基づき、同酵母のアルミニウム耐性に与える窒素源の影響を解析するとともに、脂質のアルミニウム耐性への関与に関してポストゲノミックス研究を進める。

帰国後はホスト研究者と共同で、本研究でRhodotorula酵母とモデル生物で各種解析系が完備している出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeを組み合わせることにより得られた知見を発展させ、酸性土壌に適応した植物・微生物共生系の窒素代謝とアルミニウム耐性の解析を進める予定である。
代謝シグナルに応答した骨格筋幹細胞の増殖・分化スイッチングの新規分子機構の解明

組織幹細胞の一つである筋芽細胞は骨格筋の発生に寄与するとともに筋損傷時の再生も担っている。本研究により、筋芽細胞の機能維持に必須なホルモン、インスリン様成長因子のシグナル伝達経路の仲介分子であるインスリン受容体基質が、細胞内の代謝活性に応じてアセチル化されることが明らかとなった。インスリン受容体基質のアセチル化および脱アセチル化を担う酵素が同定されたことにより、筋芽細胞の増殖期から分化移行期への過程で生じるインスリン様成長因子シグナルの調節機構および筋芽細胞の増殖・分化の決定機構の一端が明らかになった。組織幹細胞の一つである筋芽細胞は骨格筋の発生に寄与するとともに筋損傷時の再生も担っており、その機能低下は加齢やがんなどの疾病に伴う筋委縮の一要因となっている。近年の研究により、筋芽細胞は細胞内の物質代謝に応答して増殖と分化を制御していることが明らかになりつつある。申請者は、筋芽細胞の機能維持に必須なホルモンであるインスリン様成長因子(IGF)の作用を調べる過程で、IGF-I受容体キナーゼの基質であるインスリン受容体基質IRS-1が細胞内の代謝活性に応じてアセチル化されることでIGFシグナルが調節されていることを発見した。本研究では、筋芽細胞内で起こる代謝変化の情報がIRS-1のアセチル化としてIGFシグナルに統合され、筋分化が達成されることを証明することを目的とした。本年度は、筋芽細胞においてIRS-1のアセチル化の変化を引き起こすアセチル化酵素と脱アセチル化酵素を特定した。(1)代表的なアセチル化酵素について、過剰発現や発現抑制を行い、IRS-1をアセチル化する酵素を探索した結果、CBPとp300がIRS-1の主要なアセチル化酵素であることが明らかとなった。(2)IRS-1を脱アセチル化する候補分子として、NAD+に依存的な脱アセチル化酵素SirTファミリーについて過剰発現や発現抑制などの詳細な検証を行ったが、いずれもIRS-1に対する脱アセチル化活性は見出せなかった。しかし、別のクラスの脱アセチル化酵素HDACについて同様の解析を行ったところ、IRS-1を脱アセチル化する唯一の酵素としてHDAC6を同定することに成功した。さらに、HDAC6はIRS-1と結合し、CBP/p300が触媒するアセチル化と拮抗してIRS-1を脱アセチル化することを見出した。以上の研究から、筋分化過程ではCBP/p300とHDAC6が協調的にIRS-1のアセチル化を制御していると考えられた。本年度の研究により、筋芽細胞内におけるIRS-1のアセチル化の制御について、詳細な分子機構を明らかにすることができた。また、骨格筋組織から筋芽細胞を単離し、レンチウイルスを用いてアセチル化酵素や脱アセチル化酵素を過剰発現あるいは発現抑制して、筋芽細胞の機能を評価する実験系の準備も整えることができ、研究はおおむね順調に進展していると判断した。本研究は、組織幹細胞の一つである骨格筋芽細胞の機能維持に必須なホルモンであるインスリン様成長因子(IGF)のシグナル仲介分子、インスリン受容体基質IRS-1が細胞内の代謝活性に応じてアセチル化されることで、IGFシグナルが変動、この変動を介して筋芽細胞の増殖・分化が決定されることを明らかにすることを目的としている。骨格筋由来の培養細胞株をモデルとして、筋分化過程におけるIRS-1のアセチル化量を解析した結果、筋芽細胞が増殖を停止し分化過程へ移行すると、IRS-1のアセチル化が低下することがわかった。その際、IRS-1を脱アセチル化する酵素であるHDAC6の発現量が増加していた。分化過程で上昇するNAD+は脱アセチル化酵素SirTファミリーの補因子として働くが、いずれのSirT分子種も筋芽細胞ではIRS-1を脱アセチル化しないことから、骨格筋分化過程において、細胞内のアセチルCoAやHDAC6の発現量の変動を介して、IRS-1のアセチル化が制御されることが示唆された。筋芽細胞をHDAC6の特異的阻害剤で長時間処理すると、IRS-1量が減少し、下流経路のAktのリン酸化が減弱することがわかった。さらに、CRISPR-Cas9システムによってHDAC6ノックアウト細胞株を樹立したところ、IRS-1量が対象細胞に比べて減少することを見出した。現在、HDAC6が筋芽細胞の増殖や分化に果たす役割について、HDAC6ノックアウト細胞株を用いた解析を行っている。以上の成果から、骨格筋の分化過程において、HDAC6を介したIRS-1のアセチル化の制御機構がIGFシグナルによる筋芽細胞の増殖・分化の決定に働く可能性が示された。本年度の研究により、筋芽細胞内においてCBP/p300とHDAC6が協調してIRS-1のアセチル化レベルを制御していることが明らかとなった。しかしながら、筋分化移行期にIRS-1が脱アセチル化される分子機構や、IRS-1のアセチル化がどのように筋芽細胞の分化能を調節しているかは不明である。

そこで、今後は筋分化過程におけるCBP/p300やHDAC6の発現量やIRS-1に対する結合量、細胞内アセチルCoA量に焦点を当てた解析を行うことにより、アセチル化IRS-1の変動を制御する分子機構を解明する。また、筋芽細胞株の分化誘導系とマウスの筋再生モデルを使って、IRS-1のアセチル化の変動が筋芽細胞の機能に果たす役割を明らかにする。その際、CBP/p300とHDAC6の過剰発現や発現抑制に加えて、アセチル化部位を置換したIRS-1変異体を用いることで、アセチル化IRS-1が筋芽細胞の増殖や分化能に与える影響について、細胞レベルおよび個体レベルで検証する。分子細胞生物学
新たな創薬標的としての脳内マスト細胞

脳血管疾患や認知症の背景にある炎症応答のメカニズムを解明するために、本研究では脳内マスト細胞に着目した。マウスの脳内マスト細胞に特異的な遺伝子発現のパターンを明らかにし、活性化したマスト細胞において神経栄養因子であるNGFへの応答性が獲得される機序を明らかにした。さらにマスト細胞によるヒスタミン遊離を抑制する医薬品として知られるクロモグリク酸ナトリウムの標的分子を見いだした。本研究では、脳内に分布するマスト細胞の特徴を明らかにし、これを反映する培養モデルを構築することを通じて、マスト細胞が関与する脳内の炎症性疾患を制御するアプローチを見いだすことを目的としている。平成26年度は以下の成果を得た。1.脳内マスト細胞の発現遺伝子の解析:共同研究を通じて脳内マスト細胞のシングルセルレベルの遺伝子発現解析を実施した。脳内マスト細胞は組織結合型マスト細胞と類似していたが、プロスタグランジンD2合成酵素(Ptgds)、グルタミン酸脱炭酸酵素(Gad1)、Ncam1、Vcam1といった遺伝子は脳内マスト細胞特異的に高い発現を示した。2.クロモグリク酸ナトリウムの分子標的の同定:マスト細胞の脱顆粒応答を抑制することが知られているクロモグリク酸ナトリウムの受容体候補分子を同定し、誘導体のスクリーニングを通じて高親和性リガンドの探索を開始した。3.マスト細胞におけるTrkA発現の解析:マウス骨髄細胞由来の未成熟マスト細胞モデルにおいて、抗原、リポ多糖の共刺激によりTrkAの発現が誘導されること、このときNGF刺激によりIL-6が転写レベルで誘導されることを見いだした。4.線維化応答の解析:神経線維腫に代表される脳内の線維化疾患にマスト細胞が関わることから、初代培養のマスト細胞と線維芽細胞との共培養系における線維化応答の進展について検討した。マスト細胞は共存するだけで、α平滑筋アクチン、結合組織増殖因子といった線維化の指標となる遺伝子発現を誘導することが明らかとなった。本研究では、脳内に分布するマスト細胞の特徴を明らかにし、これを反映する培養モデルを構築することを通じて、マスト細胞が関与する脳内の炎症性疾患を制御するアプローチを見いだすことを目的とした。成果として以下の新たな知見を得た。1.マウス脳内マスト細胞の発現遺伝子の解析:脳内マスト細胞の単一細胞レベルでの遺伝子発現解析を共同研究により実施した。脳内マスト細胞は組織結合型マスト細胞と類似していたが、プロスタグランジン合成D2酵素、グルタミン酸脱炭酸酵素、Ncam1、Vcam1といった遺伝子の強い発現は脳内マスト細胞に特異的であった。2.マスト細胞における神経栄養因子受容体の発現:マウス骨髄由来培養マスト細胞では、p75、sortilinが発現しており、線維芽細胞との共培養により組織結合型へと分化させるとさらにTrkCが誘導された。一方で、IL-9、SCF存在下、粘膜型に誘導するとp75の発現が消失した。3.マスト細胞の活性化によるTrkAの誘導:マウス骨髄由来培養マスト細胞を抗原、あるいはリポ多糖で刺激すると6時間をピークにTrkAが転写レベルで誘導された。両者の共刺激により強い転写誘導が確認され、イムノブロットによりタンパク質の発現を確認した。NGF刺激によりERKのリン酸化が誘導され、IL-6あるいはIL-13が転写レベルで誘導された。4.線維化応答の解析:神経線維腫における線維化ではマスト細胞が必須であるが、マウス骨髄由来培養マスト細胞と線維芽細胞株との共培養により&#61537;-平滑筋アクチン、結合組織増殖因子といった線維化マーカーの誘導が認められた。5.クロモグリク酸ナトリウムの標的分子の同定:マスト細胞の抗原刺激による脱顆粒応答を抑制する作用をもつクロモグリク酸ナトリウムについて、その標的となるGタンパク質共役型受容体の候補を同定した。年次計画の項目をおおむね達成している。脳内マスト細胞の精製について、予想通り回収量が極めて小さいことから性質を解析するに至っていないが、一方で培養モデル構築に向けては計画を先取りしており、クロモグリク酸ナトリウムの受容体リガンドのアッセイ系の構築にも成功している。生物系薬学次年度も年次計画通り研究を継続する予定である。脳内マスト細胞の精製については、いくつか代替方法を検討する予定であるが、次年度もうまくいかない場合については、培養モデルによる近似に注力する予定である。
地方政府による社会保障関係支出のミクロデータの収集と国際比較分析

地方が行う福祉支出において、いくつかの異なる概念規定が主張されているが、ILO基準を手がかりとして考察し、地方政府の超過負担や単独事業などが含まれないなどの問題点を整理した。この問題意識の下で、地方政府の行う社会保障関係支出のミクロ・データについて、日本では地方交付税算定ベースである基準財政需要額との対比において実証的な分析を行った。また、イギリスについては、同様に日本の基準財政需要額に相当する標準支出額を基準としてこれとの乖離を分析した。日本のミクロ・データを用いた分析においては、かなりの歳出項目で基準財政需要額とそれほど乖離しない形で歳出が行われているのに対して、本研究で対象とした地方政府の行う社会保障関係支出はかなり乖離の程度が大きいという興味あるファクト・ファインディングが得られた。さらに、得られたミクロ・データの乖離を示すデータから、社会福祉費については、公立保育所比率、教員一人当たりの児童数および人口規模などのミクロ的な要因から説明が可能であることが統計的に検証された。同様に、高齢者保健福祉費についても、人口規模などのミクロ的な要因が重要な説明変数になることが明らかとなった。また、イギリスのミクロ・データについても日本と類似した形で分析を行える可能性があることが明らかとなった。しかし同時に、ミクロ・データを用いた分析から、これまでのマクロ的なデータでは明確とならなかった問題点も明らかにされた。それは、地方政府のすべての支出が「インプット」で測定されているため、行政が直接サービスを供給しているのか否かといった行政の形態に依存して経費が規定されてしまい、「アウトプット」が明確には把握できないという問題が明らかとなった。
雪氷コア解析による大気汚染物質の長距離輸送と堆積過程の解明

北極域における多点雪氷コア解析により、大気汚染物質起源の硫酸及び硝酸イオンの歴史的変動、及び工業地帯からの輸送経路等について以下の知見を得た。1.スバールバルの北東島に位置するアウストフォンナとヴェストフォンナで掘削した雪氷コアから得られた過去200年間の硫酸イオンと硝酸イオンの濃度変動のトレンドを解析した。その結果、アウストフォンナとヴェストフォンナの両氷帽において硝酸イオン、硫酸イオンともに1950年代頃から急激に増加し始めたことが明らかになった。これは、ユーラシアの工業地帯からスバールバルに長距離輸送された大気汚染物質の影響であると考えられる。また、両氷帽で1970年代から硫酸イオン硝酸イオンともに急激に減少したことも明らかになった。アウストフォンナのコアのデータを詳細に解析したところ、硫酸イオンと硝酸イオンの濃度には数年から数十年スケールの変動が見られ、これは北大西洋振動と良い相関があった。このことから、1970年代以降の硫酸と硝酸の急激な現象は公害規制による大気汚染物質の減少に加えて、北大西洋振動のモードが変化したことによる大気循環の変化の影響を受けている可能性が高い。2.カナダから供与を受けたデボン氷帽の雪氷コアデータを解析したところ、硫酸イオン、硝酸イオンともに1950年頃から急激な増加を示していた。デボン氷帽はカナダ北極域高緯度のアガシー氷帽とカナダ北極域低緯度のペニー氷帽の中間に位置するが、硫酸イオンのトレンドは、ペニー氷帽とは異なり、アガシー氷帽と類似している。3.北極域の多点雪氷コアの解析結果から、カナダ北極域高緯度とスバールバルはユーラシアの工業地帯の影響を強く受けること、カナダ北極域低緯度とグリーンランド南部は北米の工業地帯の影響を強く受けること、また、グリーンランドの北部、中部とカナダ北極域中部ではユーラシアと北米の両方の影響を受けることが明らかになった。1.カナダ北極域デボン氷帽で掘削した85m深の雪氷コアの固体電気伝導度を測定した.その結果、深さ約60mのところに1783年Laki火山の噴火によると見られるピークが、また深さ約38mのところに1912年Katmai火山の噴火によると見られるピークが見出された.これにより、このコアの年代を推定した.2.デボン氷帽上の10地点で採取した積雪試料のイオン分析を行った.秋から春にかけての積雪において、大気汚染物質起源のものの割合が高い硫酸イオンと硝酸イオンについては標高依存性が見られなかった.これは、これらのイオンが長距離輸送によって運ばれてきたものであることを示唆している.3.グリーンランド頂部のサミットにおける雪氷コアデータを収集・解析した.その結果、サミットでは1900年頃から硫酸の濃度が人為起源大気汚染物質の流入により上昇しはじめたこと、その増加のしかたはグリーンランド南部と異なることが明らかになった.1.本年度はデボン氷帽において掘削した雪氷コアの10m深までについて、酸素同位体、イオン分析、重金属分析用のサンプルを切り出した。雪氷コアの保存状態が悪く、雪氷コアの表面付近が変質している可能性があったため、少しずつ表面を削りながらECM測定を行い、ECMのシグナルが正常に出るまで表面を削り落とした。このため、サンプルの切り出しに時間がかかった。また、低温室の床付近に保存されていた雪氷コアはコアの内部まで変質が進んでおり、コア中心部でも正常なECMシグナルが得られなかった。2.グリーンランドの南部、中心部、北部コアにおいて掘削された多点雪氷コアのデータを用いて、過去200年間における硫酸濃度の変動傾向を比較した。

南部では1890年頃から1900年頃にかけて一番激しい硫酸濃度の増加が見られた。これに対し、中心部と北部ではこの時期から硫酸濃度の増加が始まってはいるものの、一番激しい増加は1940年から1950年頃にかけて生じていた。1890年頃から1900年頃の硫酸濃度増加率と1940年頃から1950年頃の増加率を比較すると、後者の前者に対する比は、グリーンランドの北部へ行くほど大きくなることが分かった。これは、グリーンランドの北部は北米大陸東部の工業地帯よりもユーラシアの工業地帯から流れ込む汚染大気の影響を大きく受けるのに対して、南部は北米東部の工業地帯から流れ込む汚染大気の影響をより強く受けるためであると考えられる。3.上記の多点雪氷コアにおける硝酸濃度の変動傾向を比較したところ、どの地点でも1940年頃から大きな増加が始まっていた。硫酸濃度の変動傾向にはグリーンランドの内部でも場所による相違が見られるのに対して、硝酸イオン濃度についてはこのような相違が見られないことが分かった。これは、硝酸の前駆物質であるNOx生成量の変動傾向がユーラシアと北米東部の工業地帯でほぼ同じ傾向を示しているためであると考えられる。1.スバールバルの北東島で掘削した雪氷コアから得られた過去200年間の硫酸イオンと硝酸イオンの濃度変動のトレンドを解析した。その結果、硝酸イオン、硫酸イオンともに1950年代頃から急激に増加し始めたことが明らかになった。これは、ユーラシアの工業地帯からスバールバルに長距離輸送された大気汚染物質の影響であると考えられる。また、両氷帽で1970年代から硫酸イオン硝酸イオンともに急激に減少したことも明らかになった。コアのデータを詳細に解析したところ、硫酸イオンと硝酸イオンの濃度には数年から数十年スケールの変動が見られ、これは北大西洋振動と良い相関があった。このことから、1970年代以降の硫酸と硝酸の急激な現象は公害規制による大気汚染物質の減少に加えて、北大西洋振動のモードが変化したことによる大気循環の変化の影響を受けている可能性が高い。2.カナダから供与を受けたデボン氷帽の雪氷コアデータを解析したところ、硫酸イオン、硝酸イオンともに1950年頃から急激な増加を示していた。デボン氷帽はカナダ北極域高緯度のアガシー氷帽とカナダ北極域低緯度のペニー氷帽の中間に位置するが、硫酸イオンのトレンドは、ペニー氷帽とは異なり、アガシー氷帽と類似している。3.北極域の多点雪氷コアの解析結果から、カナダ北極域高緯度とスバールバルはユーラシアの工業地帯の影響を強く受けること、カナダ北極域低緯度とグリーンランド南部は北米の工業地帯の影響を強く受けること、また、グリーンランドの北部、中部とカナダ北極域中部ではユーラシアと北米の両方の影響を受けることが明らかになった。
動脈硬化モデル動物による動脈硬化度の定量化に関する基礎実験

本研究は動脈硬化度の定量化を計るための基礎資料を得ることを目的として,動脈硬化を自然発症する遺伝性高脂血家兎(WHHL rabbit)の大動脈における左脈波の月令依存性を調べるとともに硬化動脈壁のレオロジー的および形態学的検索を行なった.方法:WHHL rabbitをネンブタール麻酔後, 2本のカテーテル型左力トランスジューサを左総頸動脈から大動脈3部と右大腿動脈から胸部大動脈と腹部大動脈にそれぞれ挿入して左脈波を測定した.一方,大動脈内膜面における粥状硬化班の面積比率を面積測定機で計測するとともに動脈壁の応力-ひずみ曲線を引張試験機で測定した.結果と考察:脈波速度は胸部大動脈,腹部大動脈ともに加令に伴い増大していった.脈波波形は各部位において加令により変化した.その共通点としては第1に波高が増大するpeaking現象が見られることである.第2にdicrotic notchとdicrotic waveが不明瞭になり,脈波全体がmonophasicな硬化性波形を呈することである.一方,胸部大動脈において,壁厚と月令の間には0.66(P〓0.01)の正相関が得られた.また,応力-ひずみ曲線より弾性率を求めること, 5×10^5dyn/cm^2と10^6dyn/cm^2において加令により増大した.したがって, WHHL rabbit大動脈における脈波速度の増大とpeuking現象は硬化性変化による壁弾性率と壁厚の増大によるものと思われる.粥状硬化班は生後2ケ月ですでに大動脈弓部に発現した.この初期粥状硬化の発生頻度は大動脈弓部で最大,腹部大動脈で最少であった.粥状硬化班の初期における発生部位は大動脈弓部,胸部大動脈および腹部大動脈上部にある分岐動脈基部に限局していた.しかも,その流出口周辺の分布状態は分岐動脈によって異なった.以上より,大動脈における初期粥状硬化の発生には分岐部位における局所的な血流状態が関与していることが示唆された.本研究は動脈硬化度の定量化を計るための基礎資料を得ることを目的として,動脈硬化を自然発症する遺伝性高脂血家兎(WHHL rabbit)の大動脈における左脈波の月令依存性を調べるとともに硬化動脈壁のレオロジー的および形態学的検索を行なった.方法:WHHL rabbitをネンブタール麻酔後, 2本のカテーテル型左力トランスジューサを左総頸動脈から大動脈3部と右大腿動脈から胸部大動脈と腹部大動脈にそれぞれ挿入して左脈波を測定した.一方,大動脈内膜面における粥状硬化班の面積比率を面積測定機で計測するとともに動脈壁の応力-ひずみ曲線を引張試験機で測定した.結果と考察:脈波速度は胸部大動脈,腹部大動脈ともに加令に伴い増大していった.脈波波形は各部位において加令により変化した.その共通点としては第1に波高が増大するpeaking現象が見られることである.第2にdicrotic notchとdicrotic waveが不明瞭になり,脈波全体がmonophasicな硬化性波形を呈することである.一方,胸部大動脈において,壁厚と月令の間には0.66(P〓0.01)の正相関が得られた.また,応力-ひずみ曲線より弾性率を求めること, 5×10^5dyn/cm^2と10^6dyn/cm^2において加令により増大した.したがって, WHHL rabbit大動脈における脈波速度の増大とpeuking現象は硬化性変化による壁弾性率と壁厚の増大によるものと思われる.粥状硬化班は生後2ケ月ですでに大動脈弓部に発現した.この初期粥状硬化の発生頻度は大動脈弓部で最大,腹部大動脈で最少であった.粥状硬化班の初期における発生部位は大動脈弓部,胸部大動脈および腹部大動脈上部にある分岐動脈基部に限局していた.しかも,その流出口周辺の分布状態は分岐動脈によって異なった.以上より,大動脈における初期粥状硬化の発生には分岐部位における局所的な血流状態が関与していることが示唆された.前年度はWHHL rabbitの大動脈における脈波解析を行ない、壁のレオロジー特性との相関を求めた。その結果、脈波速度は加令により増加するとともに壁張力の増大を伴った。これは動脈壁の硬化性変化に基づくものと考えられるが、内膜面の粥状硬化斑は一様でないため、壁の力学的特性を一律に扱うことは出来ない。そこで、本年度はまず小面積部分の粥状硬化状態と力学的特性を対比して、力学的硬化の実体を探った。方法:8ケ月令のWHHL rabbitをネンブタール麻酔後、放血致死させた。開胸後、胸部大動脈上部を摘出して、幅5mmの円周方向切片を作製した。切片の張力を引張試験機(ミネベア、TOM-30J)で測定した。さらに、切片の内膜面における粥状硬化斑の面積比率を面積測定機(日本レギュレータ、プラニメックス)により計測した。結果と考察:粥状硬化による内膜肥厚は壁の伸展特性を変化させることが予想される。この点を明らかにするために、張力-ひずみ曲線を求めた。その曲線勾配を粥状硬化の強い例と弱い例で比べると、前者が大きい。そこで、ひずみが0.5(生理的伸展範囲内)と0.75における張力を求めて壁厚との相関をとると、張力は壁厚が増すにつれて増大していった(γ=0.47,Ρ<0.75)。この壁厚は硬化斑の大きさとも比例するので、結局粥状硬化が強いと壁全体の強度は増すことになる。

しかし、これが壁弾性率の増加を意味するか否かは問題である。この点を調べるために、応力-ひずみ曲線上でひずみ0.5と0.75における弾性率を計算して壁厚との相関をとると、弾性率は壁厚の増加につれて逆に減少していった。以上より、粥状硬化状態ではその進行につれて動脈壁の力学的硬化は増加してゆくが、構成成分からみた材質的強度はむしろ減少する。これは粥状硬化に伴う各構成成分の量的変化に起因するものと考えられる。