hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
内向き整流Kチャネルを構成する多量体構造とそのアセンブリ様式の解析

内向き整流Kチャネル(IRK1)は,膜を2回貫通し,過分極時にチャネルを開きKイオンを通し,脱分極時にはMgやポリアミンがポアをブロックし外向きにKイオンを通さない性質を持つチャネルで,静止膜電位の保持や活動電位時間の調整などに関与している。我々はマウス・大食細胞由来の細胞よりクローニングされた内向き整流Kチャネル(IRK1)のcDNAをCOS細胞に導入して発現されたチャネルの性質を検討した。1,IRK1が何量体で構成されているかを解明するため,IRK1cDNAを改変し,IRK1が直列に連結された2,3,4,5,6,7,8量体cDNAをそれぞれ作製し,COS細胞に導入した。その結果28量体全てに心筋内向き整流Kチャネルと同様のKチャネル活性が発現した。これは,導入するIRK1cDNAが何量体であってもIRK1サブユニット蛋白質は活性発現に必要なある特定の数だけアセンブリしチャネルを構成し得ることを示している。実際に何量体で構成されているのかは今後更なる検討を要する。2.IRK1のC末端領域の合成ペプチドを家兎に免疫し抗体を作製した。この抗体を用い,1,2,3,4量体cDNAをCOS細胞に導入し発現させるIRK1チャネル蛋白質をイムノブロット法で同定したところ,各々約57K,120K,170K,220Kで,ほぼ整数倍であった。また,マウス大脳で発現されているIRK1チャネル蛋白質は約83Kであった。3,Mg及びポリアミン感受性に関与するM2領域の172番目のアスパラギン酸をアスパラギンに変換したcDNA(D172N)を作製し、COS細胞で発現されるKチャネルの性質を検討した。その結果,低濃度の細胞内Mg存在時に野生型IRK1チャネルの外向き電流で出現する単一電流の1/3と2/3の大きさのサブレベルが,D172Nの場合は出現しなかった。IRK1チャネルはsingle barrel structureであるかも知れない。
島嶼部における高齢者・障害者の海上移動の安全性に関する調査

2年継続研究の最終年度は主として初年度の現地調査の補足およびその分析を実施した。最初に、研究フィールドである島嶼部で進む少子高齢化に関して統計等の資料を収集・整理することにより、その高齢化にいたる歴史的経過を数値として概要の把握を行った。島嶼部の高齢化を日本全体、愛媛県全体との時間的経過で比較すると、15年から10年ほど早く高齢化が進んでおり、島嶼部では早急なバリアフリー整備の必要性が明らかとなった。瀬戸内海周辺沿岸(大阪、兵庫、岡山、広島、山口、福岡、島根、鳥取、徳島、香川、愛媛の11府県)の港湾施設の現地調査を実施し、港の待合設備や桟橋から船舶への移乗施設に関して重点調査を行った。あわせて港湾施設以外との比較対象としてJR新幹線、在来線、バス、新交通システム等の旅客施設において、船舶との乗船下船時の相違に注目して、バリアフリー対策の調査を実施した。乗船後の活動の場である船内のバリアフリー化の現状調査では,船内空間に余裕のある大型船においては陸上の交通施設(通路,階段,トイレ)に準拠した基準で対応がなされ,鉄道やバス等に比較しても充実した施設内容となっている。しかし高齢化の進む島嶼部で多用されている小型船舶では,整備が遅れていることがわかった。その原因は船内が狭隘であることや,対費用効果が指摘される。また利用者のアンケート調査では設備整備とあわせて人的補助が求められていることも明らかにされた。2年継続研究の初年度の研究は主として現地調査およびその分析を実施した。島嶼部では日本全体、愛媛県全体に時間的経過を比較すると、5年から10年ほど早く高齢化が進んでおり、島嶼部では都市部より、早急なバリアフリー整備の必要性が明らかとなった。あわせて瀬戸内海周辺沿岸(大阪、兵庫、岡山、広島、山口、福岡、島根、鳥取、徳島、香川、愛媛の11府県)の港湾施設の現地調査の実施をし、特に桟橋から船舶への移乗施設に関して重点調査を行った。また比較対象として港湾以外の旅客施設(JR新幹線、在来線、バス、新交通システム等)において、船舶との乗船下船時の相違に注目して、バリアフリー対策の現状を把握した。乗船後の船内活動の場として対策がされつつある船内バリアフリー化の現状を新造船の調査見学を実施した。船内空間に余裕のある大型船においては陸上の交通施設に準拠した基準で対応が行われている。分析整理を終えた結果は研究会・学会で報告(5件)した。「統計から見た上島町のすがた-高齢化・医療・健康の視点から-」「瀬戸内海における船舶交通について」「車いす利用者の視点から見た上島長周辺海域の定期旅客船等のバリアフリー化の現状」などまた、その一部は論文として投稿し査読中である。
台湾における西洋法受容百年史の研究

I.2001年8月3日9日、勤務先と交流協定を結んでいる国立台湾大学法律学院を拠点として、ヒヤリング、資料収集、情報交換を行った。近時、急速に進展しつつある司法制度改革のうち、法曹のあり方について統計資料、改革にむけた動向、提言についての文献を収集した。台湾でもここ数年、急速に弁護士や司法官(裁判官、検察官)の数を増やしており、社会における司法の役割を拡大しようとしていることを確認した。また、台湾大学教授で司法制度改革をリードしている邱聯恭教授にインタビューし、1999年に出された司法改革行動計画のその後の実施状況、直面する問題などにつき情報を得た。台湾でも民主化の総仕上げとして、司法改革が熱心に取り組まれているが、日本とも共通する点が多く、非西洋法国における近代化の比較につき知見を深めることができた。II.国内でも台湾法に関する網羅的な基本的な文献の収集につとめた。日本では台湾法に関する研究がこれまでほとんどなされていなかったが、この研究を通じて台湾法研究の基本的文献を北海道大学に備えることができたのは、今後の研究に礎をすえたものといえる。III.2002年1月18日、香港城市大学において開催された「第4回東アジア法哲学シンポジウム」全体会議で、「東アジア法系の成立可能性について」というテーマで報告し、参加者と討論を行った。報告には台湾、中国の学者から多くの質問が提起され、広く関心を集めることができた。これは台湾法の東アジアにおける位置を中心とするもので、本研究の主要な成果である。さらに成果の一応のまとめとして、西洋流の司法制度が台湾社会にどのように根付いて、機能しているのかについて論文の執筆を進めている。本稿は比較法学会の会員を中心に進めている『法曹の法社会学』(広渡清吾編、東京大学出版会)に掲載する予定である。(1)昨年12月に2週間程度、訪台し、戦後の台湾における法発展に関する資料収集(台湾大学法律学院)、研究者との討論などを行った。とくに第4回東アジア行政法学会(テーマ:行政処罰)および海峡両岸行政法シンポジウム(テーマ:行政訴訟、行政不服審査制度)に参加し、行政法分野での近時の制度改革、運用状況について理解を深めた。また、台北市の訴願委員会を訪問し、実際の事件審理を傍聴するなど、実務の状況の把握に務めた。台湾では世界中の制度の比較法的研究の成果を充分に取り入れて、南京で成立した30年代法体制が、すっかり様変わりしようとしていることが確認された。その際、学者が改革の中心的役割を果たしており、そのため大胆な制度改革が可能となっていることが分かった。(2)研究成果の中間的なまとめを以下のように行った。まず、「現代台湾における法の本土化」(北大法学論集51巻4号、2000年11月)を公表した。これは1999年12月に北海道大学で行われたシンポジウムの記録という形をとっているが、実質的には2000年度の研究成果を盛り込んで、台湾法がとくに民法や司法制度面で南京・中華民国法からの転換を遂げつつあることを論じたものである。ついで、本年3月に北海道大学で開かれた国際ワークショップ「東アジアにおける法の21世紀的課題」では「試論・東アジア法系の成立可能性」という題する報告を行った。台湾における日本殖民地下での西洋法継受の経験を、東アジア全体の中で相対化して評価する視点を打ち出した。台湾法研究の射程が以外に広い範囲に及ぶものであることを実証しようと試みた。
細胞内蛋白質分解と選択的神経細胞死の発生機構の関連性

脳神経細胞の病的細胞死および細胞不死化において、細胞内蛋白質分解との関連性を解析した。昨年度は、神経線維腫症2型の病因蛋白merlinがカルパインで過剰分解されて不活化される機構を髄膜腫・神経鞘腫で証明した。今年度は、ユビキチンシステムの中でも神経細胞で特徴的な発現を認める分子群について解析を行った。ユビキチンライゲース(E3酵素)では神経疾患であるアンジェルマン症候群の病因蛋白質E6AP、神経分化で特異的に発現低下するNedd4、ユビキチン結合酵素(E2酵素)ではE2-25K/HIP2、ユビキチンC末端ヒドロラーゼではUCHL1/PGP9.5である。酵母のTwo-hybridシステムによる結合蛋白質の同定を行った。蛋白分解が神経細胞機能の制御および疾患の成立に広く関わることを明らかにした。
ナノ変調構造制御による生体用低弾性率型超弾塑性機能チタン材料の創製

弾性率が骨類似であり高生体親和性有する材料としてチタン合金が注目されており,現在,多くのチタン合金が生体用として開発されている。中でも,β型Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金は無毒性および非アレルギー性元素により構成され,DV-Xαクラスター法を用いることにより,低弾性率および高加工性を目的として合金設計された生体用チタン合金である。また,同合金の諸特性は,既存の生体用チタン合金のそれらに比べ,同等もしくはより良好であることが報告されている。最近では,引張特性試験で超弾性を示す実用超弾塑性合金(例えばTiNi合金)が示す場合の応力-歪曲線とほぼ同様な挙動が観察されており、超弾塑性発現の可能性が極めて高いことも報告されている。しかし,Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金などの多元系Ti-Nb-Ta-Zr系合金の諸性質に及ぼす添加元素量の影響を系統的に調査した例は極めて少ない。本研究では,Ti-Nb-Ta-Zr系合金を用い,製造および加工熱処理条件ならびに合金組成を種々変化させた場合における力学的性質および変形挙動をナノ・ミクロ構造と関連させ調査・検討した。粉末冶金で作製後,スウェージング加工したTi-XNb-10Ta-5Zr合金の弾性率は,Nb添加量の増加に従い減少する傾向を示す。しかし,ミクロ組織中にω相が析出するNb添加量15mass%,20mass%および25mass%のTi-XNb-10Ta-5Zr合金では逆に増加する傾向を示す。また,Ti-25Nb-10Ta-5Zr合金では,複数の変形機構が同時に活動するため,作製したTi-XNb-10Ta-5Zr合金の中で最大の伸びを示す。Nb添加量が20mass%および25mass%のTi-XNb-10Ta-5Zr合金にて,引張負荷・除荷時においてβ相のα"相への応力誘起相変態および逆変態が生じる。そのため,これらの2種類のTi-Nb-Ta-Zr系合金では,形状記憶効果および超弾性の発現が期待できる。Ti-30Nb-10Ta-5Zr合金の応力-歪み線図では,その弾性変形挙動がフックの法則に従わず,最大弾性歪みは約2.9%である。冷間線引き加工を含む加工熱処理を施した直径φ1.0mmおよび0.3mmのTi-29Nb-13Ta-4.6Zr合金線材においても,引張負荷時において二段の傾きを有する特異な弾性変形挙動を示し,最大弾性歪みは,それぞれ2.8%および2.9%である。これらの値は溶体化処理を施したTi-29Nb-13Ta-4.6Zr合金熱間鍛造材の2倍程度であり,歯科矯正ワイヤーや外科ワイヤーへの応用が期待される。以上の結果から,本研究では,低弾性率,形状記憶効果あるいは超弾性特性を有する機能性生体用チタン合金の設計指針が示されたと言える。

冷間線引き加工を含む加工熱処理を施した直径φ1.0mmおよび0.3mmのTi-29Nb-13Ta-4.6Zr合金線材においても,引張負荷時において二段の傾きを有する特異な弾性変形挙動を示し,最大弾性歪みは,それぞれ2.8%および2.9%である。これらの値は溶体化処理を施したTi-29Nb-13Ta-4.6Zr合金熱間鍛造材の2倍程度であり,歯科矯正ワイヤーや外科ワイヤーへの応用が期待される。以上の結果から,本研究では,低弾性率,形状記憶効果あるいは超弾性特性を有する機能性生体用チタン合金の設計指針が示されたと言える。骨代替器具や人工血管を構成するステント等の生体材料では、生体親和性が良好で弾性率が骨(2040GPa)類似であることに加え、高加工度成形が可能、すなわち超塑性で、変形に対して形状を保つことが重要であるために超弾性であることが望まれる。生体親和性に優れ、弾性率が骨類似である上記生体材料としてチタン合金が有利であることから、無毒性元素から構成され、低弾性率を示すチタン合金の開発が進められている。申請者らが中心となって開発を進めてきた生体用Ti-Nb-Ta-Zr系合金では、引張試験で超弾性を示す民生用超弾塑性チタン合金が示す場合の応力-歪曲線と同様な挙動が観察されており、超弾塑性発現の可能性が極めて高い。また、民生用超弾塑性チタン合金では、冷間加工性が極めて優れており(超塑性)、しかも高延性を保ったまま強化できるため、低弾性率を保ったまま超弾性で高強度とすることができるとされており、このような優れた力学的特性も生体用Ti-Nb-Ta-Zr系合金に付与することができると期待される。そこで、Ti-Nb-Ta-Zr系合金を基礎として、(1)超弾塑性を発現し、Ti-Nb-Ta-Zr系合金をベースとする低弾性率である無毒性元素からなるチタン合金を設計し、(2)超弾塑性発現のためのプロセッシングの確立、(3)超弾塑性発現機構の解明、(4)ナノスケールでの構造変調の解析、(5)その力学的特性および生体親和性評価、(6)ステント等の製造に匹敵する精密加工技術の確立、さらに(6)高分子との複合化技術までを確立することを本研究の目的とする。特に、弾性率では現在70GPa程度であるものを40GPa以下にすることを目標値として設定する。超弾性としては、弾性伸びが5%以上を目標値とする。また、生体材料としてだけでなく、福祉材料としても実用化する場合には低コストであることも重要であることから、低コスト合金とすることも念頭に置き研究・開発を行う。・Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金の線引材における引張特性は,いずれもSUS316Lと同等以上の引張強度を有しており,胸骨ワイヤー等への適用は十分可能であると考えられる。・Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金の線引材では,引張試験時の変形挙動が変化し,最大弾性ひずみ量が増加する。また,Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金の線引材(φ1.0mm)に,さらなる冷間線引き加工を施した場合,その変形挙動および弾性ひずみ量は変化しない。・Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金の線引材に加工熱処理を施した場合,溶体化処理により,十分な再結晶が起こることによって,特異な変形挙動は消滅し,弾性ひずみ量は低下する。
肥大型心筋症の病因遺伝子解析と病態形成機構の解明

肥大型心筋症の病因遺伝子変異評価として、これまで通りサルコメア蛋白遺伝子を中心に解析を継続した。サンガー法にてダイレクトシークエンスを施行し、6つのサルコメア蛋白遺伝子(MYH7, MYBPC3, TNNT2, TNNI3, TPM1, ACTC)を対象に解析を行い、209家系中62家系(全体の30%、家族性であることが判明している例に限ると62%)に病因変異を疑わせる変異が同定できた。これらの情報をもとに臨床病型および臨床経過との関連について検討したところ、最終的に病因変異と思われる変異陽性群においては、肥大型心筋症関連の心血管イベントが有意に多く、特に不整脈イベント発生が顕著に多いことが判明した。また本邦に多い心尖部肥大型心筋症の遺伝子解析データでは、非心尖部肥大型心筋症の遺伝子変異データと比較して、病因変異の同定率が低いこと、家族歴が少ないことなどが明らかとなり、サルコメア遺伝子変異による単一遺伝子疾患とは異なる病態が関与している可能性があきらかとなった。これらの内容については、国内外の循環器関連学会で発表を行った。さらに、現在は非サルコメア遺伝子であるPRKAG2遺伝子(グリコーゲン蓄積疾患の原因遺伝子)およびミトコンドリア遺伝子の解析も追加して実施している。また、本症の臨床病型評価では、当院を中心に高知県下の循環器基幹病院からなる高知県心筋症ネットワークの活動で肥大型心筋症の登録調査を行い、地域在住患者における予後について報告した。特に、突然死例の臨床像について検討し、非持続性心室頻拍の存在と拡張相肥大型心筋症への移行患者で有意に突然死相当イベントが多いことがあきらかとなり、国内外の循環器関連学会で発表を行った。肥大型心筋症の病因遺伝子解析と臨床病型評価を実施しており、各成果について医学雑誌や学会発表にて報告を行っている。特に病因遺伝子解析では、従来解析してきたサルコメア遺伝子に加えて、候補遺伝子アプローチにより新たな遺伝子の解析を開始し、順調にデータが得られている。さらに、病因遺伝子解析と臨床病型評価の情報を組み合わせた遺伝型と臨床病型との関連についても検討することができている。肥大型心筋症の病因遺伝子解析と臨床病型評価を継続する。特に、遺伝子解析ではサルコメア遺伝子以外の原因候補遺伝子についても解析を継続していく。さらに、病因変異以外で表現型を決定しうる修飾因子(遺伝的因子・環境的因子)の同定に向けて、高知県内に多く存在する同一の心筋ミオシン結合蛋白C遺伝子変異を有する肥大型心筋症患者にフォーカスし、病因変異の確認と臨床像の詳細な検討を行うことで、病態修飾因子を明らかにできるように取り組んでいく。肥大型心筋症の病因遺伝子変異評価としてサルコメア蛋白遺伝子を中心に解析を行った。サンガー法にてダイレクトシークエンスを施行し、6つのサルコメア蛋白遺伝子(MYH7, MYBPC3, TNNT2, TNNI3, TPM1, ACTC)を対象に解析を行った。209家系中62家系(全体の30%、家族性であることが判明している例に限ると62%)に病因変異を疑わせる変異が同定できた。これらの変異が家系内にどのように広がっているかも含めて、家系内調査を実施中である。また、本症の臨床病型評価では、心エコー検査指標や血液マーカーを用いての病態評価に加えて、二次性心筋症のスクリーニングを施行した。研究成果として、肥大型心筋症の中で予後不良とされる拡張相肥大型心筋症に注目した。拡張相肥大型心筋症は概して予後が悪いことが知られているが、実際には長期経過できる例も存在している。そこで、本症の予後について心エコー指標との関連を検討した。結果、拡張相肥大型心筋症と診断された時点では予想に反して左室サイズが拡張していない例が予後不良であり、また、左室サイズ拡大例では僧帽弁閉鎖不全症の合併が予後悪化に関連することを英文医学雑誌に報告した。二次性心筋症のスクリーニングとしては、肥大型心筋症患者を対象にαガラクトシダーゼ酵素活性の測定を用いてファブリー病の同定を行った。177名の男性患者中、2名にαガラクトシダーゼ酵素活性の著明低値を認め、最終的にはこれら2名で心亜型ファブリー病の診断に至った。本内容を英文医学雑誌に報告した。肥大型心筋症の病因遺伝子解析と臨床病型評価が順調に行えており、各成果について医学雑誌や学会発表でも報告できているため。肥大型心筋症の病因遺伝子変異評価として、サルコメア蛋白遺伝子を中心に解析を行った。これらの変異を有する患者と変異の同定されなかった患者について臨床経過を比較すると変異陽性群で不整脈イベントなどが有意に多いことが分かった。また、Mayo clinicの変異予測モデルを利用すると変異同定患者の予測が日本人患者でもある程度可能なことが明らかとなった。

また、本症の臨床病型評価では、当院を中心に高知県下の循環器基幹病院からなる高知県心筋症ネットワークの活動で肥大型心筋症の登録調査を行い、地域在住患者における予後について報告した。生命予後は比較的良好であるが、心不全入院や脳塞栓症による入院などを含めると肥大型心筋症関連の心血管イベントは5年間で20%に発生していることが明らかとなり、本症患者の定期的なフォローアップの重要性を認識することとなった。本内容を英文医学雑誌に報告した。また、肥大型心筋症の臨床病型を元にした突然死の危険因子の国際的なvalidation studyにも参加し、現在のヨーロッパ心臓学会ガイドラインに記載されている突然死予測モデルがおおよそ有用であることを確認した。本内容については共著者として英文医学雑誌に報告している。肥大型心筋症の病因遺伝子解析と臨床病型評価が順調に行えており、各成果について医学雑誌や学会発表でも報告できているため。肥大型心筋症の病因遺伝子変異評価として、これまで通りサルコメア蛋白遺伝子を中心に解析を継続した。サンガー法にてダイレクトシークエンスを施行し、6つのサルコメア蛋白遺伝子(MYH7, MYBPC3, TNNT2, TNNI3, TPM1, ACTC)を対象に解析を行い、209家系中62家系(全体の30%、家族性であることが判明している例に限ると62%)に病因変異を疑わせる変異が同定できた。これらの情報をもとに臨床病型および臨床経過との関連について検討したところ、最終的に病因変異と思われる変異陽性群においては、肥大型心筋症関連の心血管イベントが有意に多く、特に不整脈イベント発生が顕著に多いことが判明した。また本邦に多い心尖部肥大型心筋症の遺伝子解析データでは、非心尖部肥大型心筋症の遺伝子変異データと比較して、病因変異の同定率が低いこと、家族歴が少ないことなどが明らかとなり、サルコメア遺伝子変異による単一遺伝子疾患とは異なる病態が関与している可能性があきらかとなった。これらの内容については、国内外の循環器関連学会で発表を行った。さらに、現在は非サルコメア遺伝子であるPRKAG2遺伝子(グリコーゲン蓄積疾患の原因遺伝子)およびミトコンドリア遺伝子の解析も追加して実施している。特に、突然死例の臨床像について検討し、非持続性心室頻拍の存在と拡張相肥大型心筋症への移行患者で有意に突然死相当イベントが多いことがあきらかとなり、国内外の循環器関連学会で発表を行った。肥大型心筋症の病因遺伝子解析と臨床病型評価を実施しており、各成果について医学雑誌や学会発表にて報告を行っている。特に病因遺伝子解析では、従来解析してきたサルコメア遺伝子に加えて、候補遺伝子アプローチにより新たな遺伝子の解析を開始し、順調にデータが得られている。さらに、病因遺伝子解析と臨床病型評価の情報を組み合わせた遺伝型と臨床病型との関連についても検討することができている。当初の研究計画通りに、(1)肥大型心筋症病因遺伝子変異の同定、(2)臨床病型の評価、特に血液マーカーや心エコー検査などを用いて縦断的な視点で病態との関連を明らかにしていく。平成29年度では病因遺伝子変異解析は、候補遺伝子アプローチを用いて新規遺伝子の解析を行う。当初の研究計画通りに、
動脈硬化の分子機構におけるRho/Rho-Kinase系の役割の解明

(基礎研究)1.高血圧の成因に脳幹のRho/Rho-kinase経路が重要な役割を果たしていることを明らかにした。3.冠動脈攣縮の動物(ブタ)モデルにおいて、従来血管平滑筋の収縮に関与するとされてきたprotein kinase C (PKC)とRho-kinaseの関係について検討したところ、PKCの下流にRho-kinaseが位置していることを明らかにした。4.Rho-kinase阻害薬の慢性投与は、ブタ冠動脈のステント留置後の内膜肥厚病変の形成を抑制することを明らかにした。5.Rho-kinase阻害薬の慢性投与は、マウスの心筋梗塞モデルにおいて、心筋梗塞後の心室リモデリングを抑制すること、その機序として、炎症性サイトカインの発現の抑制が関与していることを明らかにした。6.ラットのモノクロタリン誘発性肺高血圧モデルにおいて、Rho-kinase阻害薬の慢性投与は、予防的投与により肺高血圧の発症を抑制し、また、いったん肺高血圧が完成した後から投与しても、肺高血圧の著明な退縮を惹起することを明らかにした。(臨床研究)7.微小血管狭心症の成因にRho-kinaseが関与していることを明らかにした。1.Rho-kinaseの発現調節機構の解明:ヒト冠動脈由来培養血管平滑筋細胞において、炎症性刺激であるアンジオテンシンIIやインターロイキン-1βは、用量・時間依存性にRho-kinaseの発現(mRNA,蛋白)を冗進させ、そのシグナル伝達には、protein kinase Cや転写因子NF-κBが関与していること、およびアンジオテンシンII刺激に対するRho-kinaseの発現に対して、エストロゲンは抑制的に、ニコチンは促進的に作用することを明らかにした。2.炎症性血管病変の分子機構におけるRho-kinaseの役割:アンジオテンシンII慢性投与ラットやマウス移植,心に生じる血管病変では、Rho-kinaseの発現や活性が著明に冗進しており、選択的Rho-kinaseの長期投与により、これらの病変が著明に抑制されることを明らかにした。3.Rho-kinaseの長期抑制による動脈硬化病変の退縮:インターロイキン-1βの慢性投与により作成したブタ冠動脈硬化病変モデルにおいて、薬剤あるいは遺伝子導入を用いたRho-kinaseの長期抑制が、冠動脈硬化病変の退縮を惹起することを明らかにした。4.ヒトの循環器疾患の成因におけるRho-kinaseの関与:摘出ヒト動脈では、動脈硬化の進展に伴い、収縮反応の冗進が生じ、その分子機構にRho-kinaseが関与していることを明らかにした。さらに、冠攣縮性狭心症患者における冠攣縮や高血圧患者における末梢血管抵抗の増加の機序にRho-kinaseが深く関与していることを、世界で初めて報告した。5.ヒトRho-kinase遺伝子の遺伝子多型の同定:ヒトRho-kinase遺伝子のプロモーター領域に2カ所の遺伝子多型が存在することを同定した。現在、冠攣縮性狭心症患者と対照患者との間で、これらの遺伝子多型の頻度や機能解析についての研究が進行中である1.Rho-kinaseは、冠攣縮性狭心症患者における冠攣縮の分子機構に重要な役割を果たしていることを初めて明らかにした。さらに、Rho-kinase阻害薬であるファスジルの有用性についても明らかにした。2.Rho-kinaseは、摘出ヒト動脈の収縮機構に関与しており、その関与の程度は、動脈硬化の程度に伴って大きくなることを明らかにした。3.Rho-kinase阻害薬であるファスジルは、狭心症患者において、抗狭心作用を有することを明らかにした。4.Rho-kinaseは、培養内皮細胞において、低酸素による内皮型一酸化窒素合成酵素(eNOS)の発現低下の分子機構に深く関与しており、選択的Rho-kinase阻害薬であるヒドロキシファスジルは、それを防止することを明らかにした。5.Rho-kinaseの長期抑制は、ブタ冠動脈におけるステント留置後の再狭窄を防止し、その機序として、血管平滑筋のアポトーシスの亢進、NCP-1の発現抑制や炎症細胞浸潤の抑制、TGF-β1の発現抑制によるコラーゲン産生の抑制、などが関与していることを明らかにした。

6.Rho-kinaseの長期抑制は、アンジオテンシンII慢性投与(ラット)による冠動脈硬化病変の形成を抑制し、その機序として、NAD(P)H oxidaseの発現抑制によるsuperoxide anionsの産生抑制、内皮機能改善などが関与していることを明らかにした。7.Rho-kinaseの長期抑制は、マウスにおける異種移植心に生じる冠動脈硬化病変の形成を抑制し、その機序として、特に、macrophage migration inhibitory factor(MIF)の発現抑制が関与していることを明らかにした。(基礎研究)1.高血圧の成因に脳幹のRho/Rho-kinase経路が重要な役割を果たしていることを明らかにした。3.冠動脈攣縮の動物(ブタ)モデルにおいて、従来血管平滑筋の収縮に関与するとされてきたprotein kinase C (PKC)とRho-kinaseの関係について検討したところ、PKCの下流にRho-kinaseが位置していることを明らかにした。4.Rho-kinase阻害薬の慢性投与は、ブタ冠動脈のステント留置後の内膜肥厚病変の形成を抑制することを明らかにした。5.Rho-kinase阻害薬の慢性投与は、マウスの心筋梗塞モデルにおいて、心筋梗塞後の心室リモデリングを抑制すること、その機序として、炎症性サイトカインの発現の抑制が関与していることを明らかにした。6.ラットのモノクロタリン誘発性肺高血圧モデルにおいて、Rho-kinase阻害薬の慢性投与は、予防的投与により肺高血圧の発症を抑制し、また、いったん肺高血圧が完成した後から投与しても、肺高血圧の著明な退縮を惹起することを明らかにした。(臨床研究)7.微小血管狭心症の成因にRho-kinaseが関与していることを明らかにした。
加圧下での液相反応を利用して微粒子合成における粒径制御

硝酸鉄(III)水溶液と各種金属(II)硝酸塩水溶液を鉄(III)と金属(II)の比がフェライトの量論比になるように混合し,アンモニアを加えてpHを約10に調整した懸濁液を水熱処理して各種フェライト超微粒子を生成した。水熱処理条件は,昇温速度4°C/min,処理温度は100300°C,攪拌速度600rpmまで,処理時間25hまで,とした。生成粒子の大きさは粉末X線回折法と透過型電子顕微鏡写真から決定した。Ni,Co,Znーフェライト超微粒子の水熱合成の結果から以下の知見が得られた。(1)室温で湿式合成したフェライトはゲル状沈殿で,X線回折による明確な回折線は得られないが,この沈殿を水熱処理すると結晶性の超微粒子が得られる。粒子の大きさは水熱処理条件に応じて10nmから20nmの範囲である。粒径分布は対数正規分布に従い,幾何標準偏差は処理条件にほとんど無関係に約1.20となった。またこの標準偏差の値は処理時間にも依存しない。(2)処理温度が高いほど結晶子径は大きく,また結晶化度も高い。(3)処理温度が高いときには粒成長はオストワルドライプニングに従うが,処理温度が低いときには処理時間の増大とともに粒径は若干減少する。これは低温ではオストワルドライプニングによる粒成長よりも結晶化度の増大の方が支配的になるため,と考えられる。(4)攪拌速度,原料初濃度の粒径に及ぼす影響はきわめて小さい。硝酸鉄(III)と水酸化バリウムを出発原料とするバリウムフェライト超微粒子の水熱合成を行い,磁気記録材料に適した大きさ0.1μm以下の六角板状粒子の生成する条件の範囲で粒径制御法を検討した。なお,水熱条件下で金属アルコキシドの加水分解により球状金属酸化物微粒子を生成する研究は,研究費補助金の交付期間が1年に短縮されたために,本年度は提案した方法で球状微粒子が生成する実験事実の確認に留めた。
二材間に充填した金属粉末に発生させたジュ-ル熱による接合

固相接合は比較的低い温度領域においての接合が可能であり、溶融溶接とは異なり溶融凝固の過程がほとんどないという特質をもっている。加熱と加圧によって母材を溶融することなく固体の状態で接合できる固相接合の分野の一つに、突合せ抵抗溶接がある。抵抗溶接は被接合材を加圧しながら比較的短い時間高電流を流すことによって、接触面間の抵抗によりジェ-ル熱を集中的に発生させて接合を行う。そのため加熱域が接合部近傍に限られ、熱影響が極めて少ない特長を有している。近年抵抗溶接を用いて被接合材間に充填金属を挿入した研究がある。本研究では、充填金属材料に金属粉末を用い二本の被接合材料間に充填し、一定加圧状態のもとに電流を一定連続と一定断続、または段続と断続段階で流し、充填金属粉末部にジュ-ル熱を発生させて接合を行い、接成部の機械的強度および治金的性質について調べ検討した。その結果通電時間が短い場合には引張強度に差がみられ、この差は付加電流値の大きい方が大きく通電時間にも僅かな差があった。電流の段階付加、断続付加による接合において連続付加による場合に比べ、接合条件の巾、熱影響範囲が狭い、細孔発生の減少等に期待されるものが大である。平成2年度に行った研究は被接合材にJIS規格H326のC110Wのタフピッチ銅材及びA1050BDのアルミ材である、粉末材はJIS規格1種1号の電解樹枝状の銅粉末、噴霧アルミニウ粉末及びニッケル粉末であった。得られた成果は、アメリカ機械学会のETCE、CMー6 Manafacturing and Design of Composite Structuresで発表、国内では塑性加工学会、溶接学会で発表する。2.塑性加工春季講演会1991年5月10日12日3.溶接学会、1991年10月固相接合は比較的低い温度領域においての接合が可能であり、溶融溶接とは異なり溶融凝固の過程がほとんどないという特質をもっている。2.塑性加工春季講演会1991年5月10日12日3.溶接学会、1991年10月金属材料の接合法はいろいろあり、大きく分けてアークやガスの熱で溶融させて接合する方法、摩擦によって生じた熱による接合法及び大変形を与えて圧着する方法等がある。しかし銅やアルミニューム等のような融点の低い上に電気抵抗の小さい材料やチタン、タングステン等のような溶融温度の極めて高い難溶接材、または異種金属間の接合については一部実用化されているものもあるが、まだ研究開発中のものも多い。充填材を用いた接合の研究には極薄い金属箔を接合間に挿入した方法や接合面に金属粉末を希薄に付着させた程度で接合する法、またはマイナー的に鋳物製品の欠損部に粉末を詰込んだ補修法等がある。しかし接合間に金属粉末を詰込んでその溶融温度近傍で行う接合法は少ない。本研究では二本の金属棒材試片の間に比較的電気抵抗の大きい金属粉末を詰込み、大容量の電流を流し、詰込まれた金属粉末部に発生させたジュール熱によって金属棒材試片二材の接合を行い、接合部の機械的及び冶金的性質について調べ、最的接合条件を確立することを目的として本研究を継続的に推進されている。またこの研究テーマは、昭和63年度科学研究費補助金のもとで行い、設備費で大容量電源装置及び定加圧装置等が付けられた。そのために初年度は装置の計画と設計が主となり、研究は低電流域で行い成果を得ることができた。次年度には従来までの研究資料に対して一定加圧装置のもとに、また定電流の供給によって定量化した実験資料を採り出す計画が企てられた。さらに次年度には実験棟の完成によって、大容量の電流が供給され、高融点材料の接合実験の実施が可能となる。

今年度は基礎的資料の提出のみに留ったが、電流容量の増大にともなって、従来の試片直径8mmを拡張し、接合技術の実用化についての研究開発を行うとともに、異種金属間、または融点の高い材料の接合を非磁性体のセラミックホルダーを用いて研究を行う。金属の接合法には溶融接合法、固相接合法、ろう接法、鍛接法等があるが、固相接合法は、加熱と加圧により毋材を溶融することなくつ固体のままで接合する方法で、接合に伴う変形量の差異によって変形接合、拡散接合に大別される。固相接合の分野である突き合せ抵抗溶接法では、接合表面のごく薄層は溶融するが加圧により溶融層が押し出されるため固体同士が接融して溶融凝固層はほとんど認められない。このため不純物の巻き込みや酸化物等が排除され健全な接部を得ることができるといわれている。本研究は抵抗溶接法を用いて被接合材料間に金属粉末を充填し、加圧後電流を流して充填粉末部にジュ-ル熱を発生させ接合を行い接合部の強度について検討した。供試材料は従来の被接合材料にJIS規格H3260のC1100W-Hのタフピッチ銅を充填金属粉末部に電解樹脂状銅粉末である。実験は二通りで行い、その一つは従来の抵抗溶接機(Spot Welder松下電器YR-080SRF)の電源を用い、また本科研費で購入した定加圧装置を足踏み式加圧装置に替えた実験であり、他は本科研費で購入した高電源部、制御部及び定加圧装置を用いた実験であった。前者は従来行ってきた電流容量の小さい電源を用いた低電流域の研究に定加圧装置の援用による影響をみたものである。後者は高電源を用いて三段階の高入熱を行い接合時間の短縮と接合状況及び接合強度を検討したものである。接合の機械的及び冶金的性質は、静的引張試験、衝撃引張試験、曲げ試験(抗折試験)、硬度試験、組織観察等によって調べられた。その結果、供給電流値の変化及び加圧力の変化による最大引張り強度は一定であり、多少バラツキはあるが加圧力の変化の範囲を調べる必要がある。マクロ組織観察では最適通電時間で結晶の大きさが揃っているのに対し短いと接合が不完全で、長いと結晶が大きくなり、しかもまちまちである。抵抗溶接は接合部に比較的短い時間高電流を流し、集中的にジュ-ル熱を発生させて接合を行うことができるため加熱域が接合部近傍に限られ、熱影響が極めて少ない特長を有している。抵抗溶接機の機構は構造的に柔軟で自由度があり、しかも簡便であるため多くの生産部門で使われている。その適用範囲は広く板厚が数μmの非常に小さい部品をはじめとする微小な電子部品から家電製品、自動車の車体、鉄道車両、航空機、その他重工業における板厚数十mmの厚鋼板まで接合できる。この方法による接合は寸法精度も優れ、自動化、量力化、省力化につながり、さらに熱処理合金、焼結合金、非鉄材料あるいは異種材料等の接合にも適用されている。最近、金属薄膜や金属粉末を充填材として使用して抵抗溶接によって接合を行った研究があり、それらは接合部の機械的強度や冶金的性質が調べられ、また実用性の検討を行ったものであった。本研究では、2本の被接合材料間に金属粉末を充填し、一定加圧状態のもとで、電流を一定連続及び一定断続、または段階及び断続段階で流し、充填粉末部にジュ-ル熱を発生させて接合を行い,接合部の機械的強度及び冶金的性質について調べ検討した。
Plasma-BF形成能がMRSA血流感染症に与える影響に関する検討

MRSAによる血流感染症ではバイオフィルム(BF)が難治化に影響していると考えられているが、血漿を添加した培地を用いると、MRSA-BFが厚みを増し、起伏に富んだ構造(plasma-BF)を呈する。我々はCA-MRSAにおいて、このplasma-BFの形成能が高いことをこれまでに明らかにしている。本研究ではCA-MRSAと院内感染型MRSA(HA-MRSA)が形成するplasma-BFの構造・機能解析を行い、保有する接着因子・病原因子との相関を比較検討することで、CA-MRSA血流感染症の重症化メカニズムの解明を試みる。
自己組織化とエントロピー排出の物理

究極的に目指すところは、自然界における自発的秩序形成、即ち、自己組織化の普遍的概念を確立することである。これまでの本研究グループのシミュレーション研究により、自己組織化には以下の3つのプロセスが鍵となるというシナリオを提唱してきた。一つは、考える開放系内の非線形成(構造不安定性、非線形分岐、エントロピーの異常生産等)、二つ目は、外界からのエネルギー(情報)供給の形態(連続的供給か、瞬間的供給かなど)、三つ目は、系内に異常発生した無秩序因子(エントロピー)の系外への排出の形態(エントロピーが系内に残されているのか系外に排出されるのかなど)である。本研究では、系内に発生した無秩序さを系内に残留させた場合と系外に排出させた場合とで系内に発生する秩序構造にどのような影響があるかをイオン音波ダブルレイヤを例に詳細に研究した。具体的研究対象として低温イオンに相対的に流れる高温電子流を考える。まず、系内に発生する無秩序さ(エントロピー)を境界でろ過し、乱れのないフレッシュな電子流を常に系内に流入させる粒子シミュレーションモデルの開発を行った。このシミュレーションモデルが数値的に安定に働くパラメータ領域を明らかにし、数値的に安定な条件の下でシミュレーションを行った結果、スーパーイオン音波ダブルレイヤと名づけた巨大な秩序ポテンシャル(熱電子ポテンシャルの数倍以上に達する)構造が非線形構造不安定性の結果創造されることを発見した。この秩序構造に伴って、無秩序さが急激に増大することも見いだした。このことは、従来の発生した無秩序さを系内にとどめる周期条件系においては、電子の熱エネルギー程度の非常に弱いポテンシャル構造(′′ノーマル′′イオン音波ダブルレイヤ)しか発生しえなかったという結果と比較するとき、エントロピーを系外に排出する作用によって、発生する秩序構造に質的・量的な違いが現われることを如実に示したものといえる。ポテンシャルの大きさのみならず、その寿命も′′ノーマル′′と′′スーパー′′の間には数倍から10培の違いがあることも見いだされた。この研究結果は、我々の提唱するエントロピー排出の物理が自己組織化にとって重要な働きをするというシナリオを一歩前進させるものである。本研究は平成5年及び6年の2年計画として認められた研究であり、その第1年度の研究実績について述べる。本計画以前に行ってきた多くの計算機シミュレーション研究を通じて、秩序構造の自発的形成のための仮設を導き出すまでに至っている。本研究では、この仮設の一つの重要な前提としての「構造形成を妨げる無秩序因子の系外へ排出機構の存在」を具体例を用いて実証することを目的としている。今年度は、イオン音波ダブルレイヤに照準を当てた。イオン音波ダブルレイヤの研究を行うために、従来の粒子シミュレーション研究において行ってきた上流と下流を周期的に結びつけるという人為的境界条件を拝し、上流から常に新鮮な粒子群が流入し、下流から汚れた粒子群が自由に流出することを物理的に保障する新しい粒子シミュレーション手法の開発を行った。その新しい手法を用いて、イオン音波ダブルレイヤ構造形成の詳細な研究を行った。

その結果、従来型の"弱いイオン音波ダブルレイヤ"が初期に励起されるが、強い非線形相互作用によって電子とイオンの流れの局所構造が大きく変形され、巨大な新しい秩序構造(これをスーパーイオン音波ダブルレイヤと名づける)が形成されることを見い出した。これは、下流側から汚れ(無秩序因子)を系外に排出することが秩序構造形成に重要な働きをすることを示す重要な一つの根拠を与えている。この結果は当初の予想をはるかに上回る驚くべき結果であり、今後の研究の新しい発展を促すものである。低温のイオンに対し、高温の電子流が相対的に(電子の音速を越えない)流れているときイオン音波が励起される。非線形発展の結果、イオン音波ダブルレイヤと呼ばれる無衝突静電ショックポテンシャル構造(電子の熱エネルギー程度のポテンシャル差をもつ弱いショック)が非定常的に形成されることがSato&Okuda(1979)により周期境界条件粒子シミュレーションによって発見されている。本研究では、外界から常にフレッシュな秩序ある流れを供給し、系内で発生した無秩序さ(エントロピー)を境界で外界にろ過(排出)する新しい開放境界粒子シミュレーションモデルの開発に成功した。この新しい粒子シミュレーションモデルを開いて、シミュレーションを行った結果、従来の発生したエントロピーが系内に貯えられる周期境界シミュレーションによって形成される弱いイオン音波ダブルレイヤに対し、エントロピーを系外に排出する条件下では、電子の熱エネルギーポテンシャルをはるかに越える巨大なショックポテンシャル構造が形成されることが新しく発見された。これをスーパーイオン音波ダブルレイヤと名づけた。このス-パダブルレイヤの寿命は、弱いノーマルなダブルレイヤの寿命をはるかに越える長いものであることも明らかになった。しかも、このスーパーダブルレイヤは発生・消滅を繰り返すことも見いだされた。更に、ノーマルダブルレイヤからスーパーダブルレイヤに転移する電子流の臨界速度が存在することも明らかにすることができた。これらの研究を通じて、プラズマにおける自己組織化が従来考えられていた巨視的な磁気流体プラズマのみならず微視的なカイネティックプラズマにおいても発生するという重要な結論を得るに至った。同時に、本研究の主目的である、自己組織化に及ぼすエントロピー排出機構の重要性が実証されたことは自己組織化の普遍的シナリオを構築する上で特に重要な成果といえる。
状況理論に基づく情報の理論：その哲学的基礎と心的表象の内容理論への応用

本年度は、状況理論に関する先駆的な仕事を行なってきた論理学者ジョン・バーワイズの晩年の著作Information Flowを精読し、加えてSituation Theory and Its Applicationsなどの研究書に収められた論考を参照することで、1980年代の状況理論から1990年代のチャンネル理論に至るまでの歴史的経緯を調査した。そこから得られた主な成果は三つある。第一に、情報の流れに対して不可謬性を要求する立場(例えば、ドレツキ)と可謬性を認める立場(例えば、ミリカン)の対立は、チャンネルのコアとなる局所論理に健全性を要求するかどうかという論点に集約されるという見通しが得られた。第二に、ドレツキが提案したゼロックス原理に関してより洗練された理解にたどり着いた。従来の文献の多くは、この原理を情報の流れに対する推移性の要求という仕方で定式化してきたが、この定式はおそらく多義的であり、正確には、情報が流れる複数のチャンネルの合成という操作を許容することと、情報が流れるチャンネル自体の推移性とを区別するべきである。このような把握によって、ゼロックス原理を認めるかどうかといった意見の対立の原因が奈辺にあるのか、ゼロックス原理を前提にすることで情報の流れの不可謬性を導くドレツキの論証をどのように定式化すればよいのか、といったかねてからの理論的問題に関して解決の見通しが得られた。第三に、人工物の故障(malfunction)と算術などの形式体系の超準モデルとの類似性に対する気づきが得られた。これは情報の流れを自然界に存在する規則性を基礎にするものと決め込んでいた研究開始当初には予期していなかったことだが、記述のレベルでは構造的な類似性が見られるようである。当初に予定した研究計画で、本年度はバーワイズの晩年の著作Information Flow、ならびにSituation Theory and Its Applicationsなどの研究書に収められた諸論考を徹底的に読み込むことを通して、分類域(classification)・情報射(infomorphism)・局所論理(local logic)といった数学的概念についての理解を深めつつ、1980年代の状況理論から1990年代のチャンネル理論に至るまでの歴史的経緯を把握する、ということを目標に据えた。上述した研究実績の概要で述べた三つの成果は本年度の終盤に得られたため本年度中の発表には間に合わなかったが、すでに執筆には着手しはじめているため、当初の目標は達成され研究はおおむね順調に進展していると考えられる。来年度以降は、状況理論に関する本年度の予備的な研究によって得られた成果に基づいて、バーワイズ流の状況理論をもとに情報の流れについての哲学的な一般理論を構築し、国内外の学会での発表を通じて洗練させていく。その狙いは次のようである。これまでの心の哲学における心的表象の内容理論は、自然界に存在する情報の流れを生物が利用することから表象が生じる、という考えを基本的なモチーフとして研究が進められてきたが、情報の流れというものを具体的・形式的に特徴づける段になると満足のいく合意が得られないのが現状であった。こうした背景を踏まえて、来年度の方策は、状況理論をベースとして、情報の流れに関する哲学者たちの多様な直観を整合的かつ統一的に記述することを可能にする枠組を立てる、というものになる。最終的には、この作業が状況理論を心的表象の内容理論へと応用するという本研究全体の目標の達成につながる。

上述した研究実績の概要で述べた三つの成果は本年度の終盤に得られたため本年度中の発表には間に合わなかったが、すでに執筆には着手しはじめているため、当初の目標は達成され研究はおおむね順調に進展していると考えられる。来年度以降は、状況理論に関する本年度の予備的な研究によって得られた成果に基づいて、バーワイズ流の状況理論をもとに情報の流れについての哲学的な一般理論を構築し、国内外の学会での発表を通じて洗練させていく。その狙いは次のようである。これまでの心の哲学における心的表象の内容理論は、自然界に存在する情報の流れを生物が利用することから表象が生じる、という考えを基本的なモチーフとして研究が進められてきたが、情報の流れというものを具体的・形式的に特徴づける段になると満足のいく合意が得られないのが現状であった。こうした背景を踏まえて、来年度の方策は、状況理論をベースとして、情報の流れに関する哲学者たちの多様な直観を整合的かつ統一的に記述することを可能にする枠組を立てる、というものになる。最終的には、この作業が状況理論を心的表象の内容理論へと応用するという本研究全体の目標の達成につながる。
スピン偏極分光及び磁気二色性を用いた磁性超薄膜及び超格子の電子状態の研究

SPring-8の円偏光軟X線ビームラインBL25SUに光電子顕微鏡(PEEM)を設置し、磁性薄膜や多層膜をはじめとした微小磁性構造の研究を行った。このビームラインでは、遷移金属の2p内殻吸収領域を含む500-1500eVの範囲で高エネルギー分解能かつ高強度の円偏光を利用することができる。磁化した試料の内殻光吸収スペクトルを円偏光を使って測定すると、円偏光のスピンと磁化が平行なときと反平行なときでスペクトルが異なる。これは、円偏光励起の選択則と励起する内殻軌道のスピン軌道相互作用によって、スピンおよび軌道角運動量選択的に内殻電子が励起されるためである。例えば、遷移金属の2p3/2領域の光を試料に表面すれすれ入射させると、磁化の光スピン方向成分が正か負かによって光吸収強度の大小が決まる。これをPEEMでみると、磁化方向の光スピン成分が像の濃淡として現れることになる。まず、あらかじめSi基板上に電子ビームリソグラフィ法で作成した磁性体薄膜パターンの磁区構造を観察した。形状と大きさの変化に伴い、磁区構造が質的に変化する様子が観察された。磁性体微細構造からの漏洩磁束と構造内部の磁区構造によるエネルギーのバランスでこれが説明できると考え、解析を行っている。次に、料準備槽においてin situで単結晶基板上に磁性体超薄膜をエピタキシャル成長させ、超格子構造を作成した。これを超高真空中を測定槽に移送して磁区構造を測定した。さらに、光エネルギーを変化させながらPEEM像を測定することで、磁気円二色性顕微分光を行った。
大質量星の化学進化と周辺環境の観測的研究

私は高精度のX線分光観測という手法を用いて、太陽の20倍以上の質量を持つ大質量星、その進化末期段階にあるウォルフ・ライエ星(W-R星)の質量放出現象および、そのX線放射機構の理解を目的として研究を行っている。本研究では、W-R星と大質量主系列星(W-R星より進化が若い)の連星系からのX線放射および星風加速に関して、新たに以下の知見を得ることができた。1.W-R星と大質量主系列星の連星系WR140を連星間距離が異なる地点で複数回観測し、W-R星からの距離の異なるプラズマサンプルを取得、ここから放射されるX線の吸収や温度、光度を測定した。解析結果と星風衝突理論を用いた数値シミュレーション結果と比較し、伴星の星風加速が従来考えられていたものに比べ、遅いことを初めて明らかにした。これは星風加速の理論への貢献が期待される、非常に興味深い観測結果であった。さらに、W-R星から初めて、エネルギー10keV以上の超硬X線放射の存在を確認した。これは超高温成分もしくは、星風中の紫外線による星風衝突電子の逆コンプトン散乱放射である可能性があり、新たな粒子加速源候補として報告した(国外の研究会で報告)。2.最も進化が進んでおり、恒星中最速の星風を有するWO型W-R星と大質量主系列星の連星系WR30aについて、初の試みであるX線分光観測をXMM-Newton衛星を用いて実施し、X線を初検出した。他の星風衝突連星系からのX線の多くはエネルギー3keV以下の軟X線帯域で支配的な数千万Kの熱放射モデルで再現されることが報告されているが、これとは別に、全く予期せぬエネルギー4keV以上の硬X線放射の存在を確認した。この硬X線放射成分が受ける吸収量は軟X線放射成分に比べ10倍以上高く、一様球対称なW-R星風による吸収を仮定したところ、この成分はW-R星のごく近傍に存在していることが分かった(国内の研究会にて報告)。この硬X線放射は、星風衝突現象の統一的な理解への貢献が期待される。私は高精度のX線分光観測という手法を用いて、太陽の20倍以上の質量を持つ大質量星、その進化末期段階にあるウォルフ・ライエ星(WR星)の「元素組成比・質量放出率」を定量的に求めることを目的として研究を行っている。具体的に2つの研究を行っている。1、『X線分光観測による元素比の決定』:WC型WR星をX線で観測し、星から放出されるガス(星風)の中の炭素の組成が太陽における組成に比べ100倍も超過している証拠を直接得ている。この天体のX線放射領域の特定を目的としたXMM-Newton衛星の観測提案が受理され(菅原がPI)、再観測が実施された。現在そのデータ解析を行っており、スペクトル解析により、高温成分が短周期連星系起源であることを初めて示した(国内学会で報告)。さらにWO型WR星について、初の試みであるX線分光観測計画がXMM-Newton衛星で受理され(共同研究者として参加)、2010年1月に観測が実施された。私はこのデータの解析、解釈、原稿作成において主導的な役割を担う予定である。2、『星風による重元素拡散の調査』:WR星と大質量主系列星(WR星より進化が若い)とで構成される連星系で、可視光観測により最も精密に軌道要素が求められている天体を観測対象として選び、すざく衛星による観測の提案書を作成し(共同研究者として参加)、その結果、異例の長時間観測で採択、観測された。連星間距離が最も小さくなる地点を含む4点を観測し、WR星からの距離の異なるプラズマサンプルが得られ、ここから放射されるX線の吸収や温度を測定した。現在までに、WR星からの星風の密度をWR星からの距離の関数として求め、その質量放出率を得ている(国内外の研究会で報告)。

2.最も進化が進んでおり、恒星中最速の星風を有するWO型W-R星と大質量主系列星の連星系WR30aについて、初の試みであるX線分光観測をXMM-Newton衛星を用いて実施し、X線を初検出した。他の星風衝突連星系からのX線の多くはエネルギー3keV以下の軟X線帯域で支配的な数千万Kの熱放射モデルで再現されることが報告されているが、これとは別に、全く予期せぬエネルギー4keV以上の硬X線放射の存在を確認した。この硬X線放射成分が受ける吸収量は軟X線放射成分に比べ10倍以上高く、一様球対称なW-R星風による吸収を仮定したところ、この成分はW-R星のごく近傍に存在していることが分かった(国内の研究会にて報告)。この硬X線放射は、星風衝突現象の統一的な理解への貢献が期待される。