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明代朱載イクの楽律思想における「理」・「気」・「数」概念の分析

『律呂闡微』を分析し、江永が平均律の象数易学的要素を徹底して追究したことを明らかにした。後期においては、凌廷堪の燕楽研究を再分析し、儒学における音楽論の転換(数理的楽律研究から、音楽史一般の考証への転換)を促した存在として位置付けた。清代の平均律受容を分析することで、朱載イク楽律学の特徴をより明らかにした。「中国儒学における楽の思想の概説的整理」については、概ね著書を出版するための原稿がまとまっており、関連する書籍やCD・DVD、楽器などの収集も順調である。日本で購入できるものが少ないため、完全ではないが、次年度はなるべく中国でも収集を行い、継続して取り組みたい。また、勤務校での次年度の講義も利用し、さらに原稿をさらに詳細にまとめる予定である。何トウの『陰陽管見』の分析については、日本中国学会で口頭発表を行い、論文をまとめた。2013年5月に、『中国哲学研究』(東京大学中国哲学研究会)に投稿する予定である。朱載イクの数学理論の分析については、概ね論文が完成しているが、数学関連の文献をもう少し収集し、論文の精度を高める必要がある。また、科学史や音楽史での学会で発表する予定だったが、スケジュールの調整ができなかったため、次年度に行いたい。また当初、朱載イク『楽学新説』の分析を行う予定だったが、朱載イクの数学論と関連させて論じたため、今後『楽学新説』を個別に研究するかは未定である。論文を発表するならば、上記の数学論の研究や、ほかの研究と合わせて発表する可能性が高い。古琴に関する基礎的知識と技能の習得は、現段階では、古琴やその楽譜類を購入してはいるが、まだ基礎的な技能が習得できていない。引き続き、古琴の演奏法や理論を専門的に研究している方と連絡を取りながら、古琴や楽譜の分析について助言を受ける予定である。また、古琴の理論書や楽譜なども収集する予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。中国儒学における楽の思想の概説的整理については、この内容をさらにわかりやすくまとめ、2014年にブックレットとして出版する予定である(松下幸之助国際財団より出版助成を受ける予定)。特に、大学における中国音楽史の教材として用いることを目指しているので、勤務校の講義において、学生からも意見も取り入れながら、執筆したい。具体的には2013年9月に、出版社との話し合いを始める予定である。この概説的整理をもとに、朱載イクとの比較を行いたい。何トウの『陰陽管見』については、ひとまず論文にまとめたが、今後はさらに同時代の思想家と比較しながら分析を深めていく予定である。朱載イクが『楽律全書』の中で参考文献として挙げ、積極的に参照した人物たち、具体的には、湛若水の『聖学格物通』・『二礼経伝測』、王廷相の「律呂論」、季本の『楽律纂要』、韓邦奇の『苑洛志楽』などもとりあげながら、朱載イクへの影響を多角的に論じる。朱載イクの数学理論の分析については、国内あるいは中国での科学史あるいは音楽史の学会で発表し、専門家と意見の交換を行った上で、しかるべき雑誌に投稿したいと考えている。朱載イクの数学論のうち、特に重要になる三平方の定理や円周率の計算については、もう一度中国数学史を詳細に検討し、朱載イクの理論の位置づけを考え直す必要がある。今年度は、朱載イクの数学論を思想史的に評価することがメインとなったが、もう少し科学史的にどのように評価すべきかを考察したい。
シルト岩とシルトの堆積年代の測定と,シルト岩の環境条件変化での乱され方の研究

本研究では、平成20年岩手・宮城内陸地震に伴い発生した、大規模地滑りのすべり面である、シルト岩がシルトへと粉砕される過程の環境を解明することを目的として次の17のような方法で研究を進めた。1.地滑りが起きた荒砥沢ダム周辺の地層構成を文献・既存資料を参考に整理した。2.現地にて,シルト岩(不撹乱試料),および乱れたシルト(撹乱試料)を採取した。3.シルト岩,およびシルトの物性試験を実施し,物理的特性を調べた。4.シルト岩,およびシルトの組成分析を行い,比較検討した。5.シルト岩に有機物が混入していなかったため放射性年代測定ができなかったことより、既存資料・文献から堆積年代を推定した。6.スレーキング試験を実施し、シルト岩のスレーキングの特性を調べた。7.シルト岩を模擬して、攪乱したシルトを突き固めたのち乾燥させて固結した供試体を作成し、一軸圧縮試験を行った。不撹乱試料の圧縮試験結果と比較して、異方性を考慮した力学的特性を考察した。スレーキング試験の結果では、シルト岩のスレーキング指数はその程度が高い「4」を示し、シルト岩が乾燥・水浸に対して脆弱であることが確認された。一方、シルトから、シルト岩を模擬して作成した供試体の圧縮強さは、続成作用によって固結されたシルト岩の圧縮強さと比較すると、小さな値を示した。シルト岩は乾燥した状態での圧縮強さは大きいが、実地盤では水位によって、乾燥・水浸の影響がでることもある。今後は拘束圧がスレーキング特性にどのような影響があるかを調べる必要がある。
脳磁図を用いた咽喉頭の知覚の定量的計測

口腔、咽頭、喉頭の感覚情報の中枢への投射は、安全な嚥下を担保する上で大変重要である。咽頭や喉頭の機能についての皮質活動が神経イメージングの技法で示された報告はあるが、喉頭領域から大脳皮質領域への感覚情報の中枢投射については解明されていない。この研究の目的は、空気による喉頭粘膜の触圧覚刺激によって誘発される大脳皮質活動を脳磁図(magnetoencephalography; MEG)を用いて記録することが目的である。12人の正常ボランティアに、喉頭への空気刺激に反応した嚥下や検査中の体動を抑制するトレーニングを実施した。最小ノルム法(minimum norm estimates: MNE)を用いて喉頭粘膜触圧覚刺激時の脳磁場活動(laryngeal somatosensory evoked fields:LSEFs)の発生部位を同定した。10例において再現性のある左半球の誘発磁場活動が約100msの潜時に記録できた。活動のピークは、一次感覚野(S1)の尾側外側に同定された。我々の結果は、個人間や被験者間において再現性のあるLSEFsを同定できる可能性があることを証明した。この研究成果によって、「喉頭の感覚情報の体性成分はS1の尾側外側に投射する」という研究仮説の解明に新たな研究方法を提案できた。咽喉頭の知覚低下を定量的に評価する方法は現在までに無いため、科学的な根拠の疑われる知覚刺激等を用いた嚥下訓練が試行錯誤的に施行されたり、現在の礁下機能検査では評価できない不顕性誤礁に対する対策が非常に困難なものとなっている。このような咽喉頭の知覚を定量的に評価するために、正常者に対して認知閾値と認知閾値の1.5倍の刺激強度で咽喉頭粘膜と右口唇粘膜を刺激し、その際に得られる脳磁場活動をMEGを用いて計測した。口唇粘膜刺激では、全例において左半球の大脳皮質体性感覚領野に刺激による反応を表す等価電流双極子(ECD)がみられた。一方、咽喉頭粘膜刺激ではその92%においてどちらかの半球の体性感覚領野に刺激による反応を表すECDがみられた。このことから、MEGを用いた検討により、右口唇粘膜刺激後の三叉神経から大脳皮質体性感覚領野への投射が明確となった一方で、もともと内臓性入力と考えられていた咽喉頭粘膜刺激後の舌咽神経や上喉頭神経から大脳皮質体性感覚領野への投射は疎であるが0200msの間の反応としてみられることが示された。喉頭粘膜感覚の求心性入力は、一般内臓性入力であり延髄の孤束核に終止するが、その中枢投射については分かっていない。過去に咽頭粘膜刺激を行った研究においては、Penfieldらの体性感覚地図に一致する中心後回外側下部に中枢投射が見られたと報告されているが、喉頭粘膜刺激を行って検討した報告はなく、Penfieldらの原著においても咽頭感覚と喉頭感覚の局在は区別されていない。このような喉頭の感覚低下を生じる病態として、延髄の嚥下中枢とその上位の皮質延髄路を損傷するような脳卒中が重要である。現在までにもさまざまな検討が行われているが、喉頭感覚の客観的な評価は困難であった。近年、時間/空間分解能が高い脳磁図(MEG)による研究がすすみ、口腔咽頭の感覚の評価が国内外で少しずつ始まっている。このMEGは感覚刺激時の脳磁気信号を客観的に評価するうえでもっともすぐれた検査方法であり、本研究によって喉頭の感覚の定量的評価方法を確立するための足掛かりをつけることが可能である。今年度は脳磁図を用いて喉頭粘膜感覚刺激時の脳活動の特徴と再現性について検討した。結果として、喉頭粘膜の感覚刺激に誘発される脳活動は両側半球において記録され、刺激後60ms(M60)と100ms前後(M100)に頂点を認めた。M60とM100はともに両半球の中心溝外側下部に推定される傾向を認めた。

M60については再現性が乏しかったが、M100については全例の左半球において再現性をもって見られた。以上より、再現性や推定精度については課題があったが、今回の方法を用いることで喉頭粘膜のsomatotopyについて一定の知見が得られた。喉頭粘膜感覚の求心性入力は、一般内臓性入力であり延髄の孤束核に終止するが、その中枢投射については分かっていない。過去に咽頭粘膜刺激を行った研究においては、Penfieldらの体性感覚地図に一致する中心後回外側下部に中枢投射が見られたと報告されているが、喉頭粘膜刺激を行って検討した報告はなく、Penfieldらの原著においても咽頭感覚と喉頭感覚の局在は区別されていない。このような喉頭の感覚低下を生じる病態として、延髄の嚥下中枢とその上位の皮質延髄路を損傷するような脳卒中が重要である。現在までにもさまざまな検討が行われているが、喉頭感覚の客観的な評価は困難であった。近年、時間/空間分解能が高い脳磁図(MEG)による研究がすすみ、口腔咽頭の感覚の評価が国内外で少しずつ始まっている。このMEGは感覚刺激時の脳磁気信号を客観的に評価するうえでもっともすぐれた検査方法であり、本研究によって喉頭の感覚の定量的評価方法を確立するための足掛かりをつけることが可能である。今年度は脳磁図を用いて喉頭粘膜感覚刺激時の脳活動の特徴と再現性について、12名の健常被験者で検討した。データの解析には最小ノルム法(minimum norm estimate:MNE)を用いた。体動によるアーチファクトの大きかった2名を除いた10名において喉頭粘膜の感覚刺激に誘発される脳活動が左半球において再現性をもって記録され、刺激後100 ms前後(M100)に頂点を認めた。M100は左半球の中心溝外側下部に推定される傾向を認めた。以上より、アーチファクトを抑える工夫が全例に必要であったが、今回の方法を用いることで喉頭粘膜のsomatotopyについて一定の知見が得られた。旧来得られた脳活動の解析にsingle dipole法を用いていたが、聴覚野の影響を除外できず、再現性のあるデータが得られにくかった。昨年よりとりいれた最小ノルム法(minimum norm estimate : MNE)では、ある時点での脳活動の広がりを見ることが可能となったため、上記のように再現性のあるデータが得られ始めた。24年度が最終年度であるため、記入しない。問題点として、S/Nが低いことがあげられる。対策として、1、被験者へ実験前にトレーニングを実施する、2、検査中の動きをモニターで確認し、被験者にフィードバックを行う、3、最小ノルム法(MNE)を用いた解析を行う、以上のことを現在実施している。今後はアーチファクトの問題がなく、刺激可能であれば喉頭粘膜の電気刺激時の脳活動を記録しようと考えている。
ガン細胞の増殖、分化に及ぼすDNA含有リン脂質の影響に関する研究

酸素反応により種々のドコサヘキサエン酸(DHA)含有リン脂質を調製し、ヒト前骨髄性白血病細胞(HL-60細胞)の増殖、分化に及ぼす影響について検討した。1.種々のDHA含有ホスファチジルコリン(PC)分子種をHL-60細胞培養液に添加して、あらかじめ24時間培養することにより、レチノイン酸(RA)の細胞分化誘導能が増強された(細胞分化誘導促進効果)。その効果はDNA含有PC分子種により異なり、1-Pal,2-DHA-PC及び1-Ole,2-DHA-PCにおいて顕著であった。2.DHA含有PCの細胞分化誘導促進効果は濃度依存的に上昇し、それに伴い細胞内のDHA含量の増加が見られた。DHAの結合していないdi-Pal-PC、di-Ole-PC及び大豆PCには促進効果が見られなかった。3.DHA含有リン脂質の化学形態の影響について検討したところ、同一分子種ではPCに比べ、ポスファチジルエタノールアミン(PE)、ホスファチジルセリン(PS)の形態において細胞分化誘導能の増強作用が大きく、特に1-Pal,2-DHA-PE及び1-Ole,2-DHA-PEにおいて細胞分化誘導促進効果が顕著であった。更に、DHA含有PE自体にも分化誘導作用が見られた。4.HL-60細胞の増殖に及ぼすDHA含有リン脂質分子種の影響についても検討を行ったところ、DHA含有PEの形態において増殖抑制効果が大きかった。以上の結果より、DHA含有リン脂質がガン細胞の分化誘導促進能や増殖抑制能を有し、その効果がリン脂質の分子種や化学形態によって異なることが明らかとなった。特に、1-Pal,2-DHA-PE及び1-Ole,2-DHA-PEの効果が顕著であったことから、制ガン剤の減量とともに副作用の軽減への利用が期待される。
グリコサミノグリカン合成に関与する硫酸転移酵素遺伝子の構造と機能

1.コンドロイチン6硫酸転移酵素遺伝子の発現(1)コンドロイチン6硫酸合成活性が極めて低いCHO細胞に、リン酸カルシウム法でコンドロイチン6硫酸転移酵素cDNAの導入を行い、コンドロイチン6硫酸転移酵素mRNAを強く発現するクローンを得た。これらのクローンを用いて今後細胞増殖、細胞接着などの変化を調べる。(2)コンドロイチン6硫酸転移酵素cDNAの一部を大腸菌で発現させ融合ペプチドに対する抗体を作製した。この抗体は精製したコンドロイチン6硫酸転移酵素と反応した。この抗体を用いて12日目ニワトリ胚骨端軟骨を染めたところ、ゾーン3(肥大細胞層)の細胞間マトリックス部分が染色された。コンドロイチン6硫酸転移酵素cDNAを鋳型とし、DIG標識のRNAプローブを作製し、12日目ニワトリ胚骨端軟骨でin situハイブリダイゼーションを行ったところ、同じくゾーン3細胞で発現が認めらた。今後軟骨の分化の段階を追って詳細に調べる予定である。2.ヒト及びマウスの相同遺伝子のクローニングを行い、ORFを全部含むと思われるヒト相同遺伝子をクローニングした。3.コンドロイチン6硫酸転移酵素遺伝子をCOS7細胞で発現すると、コンドロイチンだけでなく、ケラタン硫酸を硫酸化する活性が発現した。精製酵素を用いてケラタン硫酸の硫酸化される糖残基を調べたところ、Gal残基の6位に硫酸基が転移された。精製したコンドロイチン6硫酸転移酵素を用いて、シアリルルイスx関連の種々のオリゴ糖への硫酸転移反応を調べたところ、シアリルラクトサミン部分を持つオリゴ糖へ硫酸基が転移された。このことはコンドロイチン6硫酸転移酵素がグリコサミノグリカンの合成以外に新しい機能を持つ可能性を示唆している。
ホヤ卵内の母性遺伝情報の網羅的解析

生物の発生において卵の細胞質中の母性因子が後の発生過程で大きな役割を果たすことが知られている。モザイク卵として知られるホヤのゲノムは脊索動物型のゲノムの基本セットであると考えられ、卵への遺伝子の導入による機能解析の容易さとも相俟って、ゲノム理解のための格好のモデル生物であると思われる。本研究では卵内因子として母性mRNAに着目し、マボヤ卵内mRNAの塩基配列とその胚発生での発現、さらに各遺伝子産物の発生における機能を網羅的に解析し、母性の遺伝情報を総合的に理解しようとしている。1万弱の遺伝子が発現していると推測されている受精卵cDNAの両側約500bpずつの塩基配列の決定を行うと同時に、whole-mount in situハイブリダイゼーション法による各遺伝子の発現パターンの解析を行って、その空間的な発現パターンを画像データとして記録し、発現組織の違いをテキストデータとして蓄積した。以上の卵内mRNAに関する配列データ(約7,000クローン4,000遺伝子)と発現パターンの情報(3,500クローン)は、付随する他のデータとあわせてデータベース化し、インターネット上で公開した。MAGESTと名づけたこのデータベースに登録されたクローンには、卵後極への局在が見られるものが多数見つかっており、母性因子の作用機構解明の重要な手がかりとなると考えられる。さらにこの局在経路や機能について、分子生物学的、細胞生物学的、構造生物学的な各側面からのアプローチで解析を行っている。その結果、母性mRNAの後極への局在には二種類の経路が存在し、別々の細胞骨格構造に依存していること、その局在に必要な小さな特定配列がmRNAの3′UTRに存在することなどを見出した。
技術革新と次世代自動車産業の経済評価

本研究では,次世代型自動車の出現がもたらす経済効果を計測するための手法の開発を行い,我が国及びアジア地域を対象として,従来型自動車から次世代型自動車への生産シフトがもたらす経済効果を明らかにする.次世代型自動車の生産技術情報を収集し,次代の自動車産業の技術構造を特定化する.自動車産業における技術革新を具体化した地域間産業連関表を用いて,次世代型自動車の生産と利用の拡大や技術移転がもたらす経済効果を計測する.本研究では,次世代型自動車の出現がもたらす経済効果を計測するための手法の開発を行い,我が国及びアジア地域を対象として,従来型自動車から次世代型自動車への生産シフトがもたらす経済効果を明らかにする.次世代型自動車の生産技術情報を収集し,次代の自動車産業の技術構造を特定化する.自動車産業における技術革新を具体化した地域間産業連関表を用いて,次世代型自動車の生産と利用の拡大や技術移転がもたらす経済効果を計測する.本研究では,次世代型自動車の出現がもたらす経済効果を計測するための手法の開発を行い,我が国及びアジア地域を対象として,従来型自動車から次世代型自動車への生産シフトがもたらす経済効果を明らかにする.次世代型自動車の生産技術情報を収集し,次世代の自動車産業の技術構造を特定化する.自動車産業における技術革新を具体化した地域間産業連関表を用いて,様々な地域レベル(全国,多地域間,多国間)における,次世代型自動車の生産と利用の拡大,技術移転や技術伝播拡散がもたらす経済効果を計測する.本年度は以下の内容について研究を実施した.(a)国際自動車産業,多地域間産業連関モデル,科学技術政策,次世代型自動車,環境技術,数理経済モデルに関する既存文献,資料の整理を行った.(b)海外における自動車産業と技術構造,次世代型自動車の開発状況に関する調査を行った.(c)チェネリー・モーゼス型47都道府県間産業連関表の部門構成とハイブリット自動車と電気自動車の技術構造の特定化を行った.(d)我が国47都道府県レベルの次世代型自動車出現による経済波及効果の計測を行った.(e)主に中国と日本を対象にして国際レベルにおける次世代型自動車の技術移転の経済効果の計測を行った.(f)次世代型自動車の普及による石油から電気へのエネルギーシフトがもたらす環境負荷や資源への影響を検討した.(g)次世代型自動車産業と環境負荷を考慮した市レベルの応用一般均衡モデルの開発を行った.(h)技術伝播拡散効果を考慮した応用一般均衡モデルの開発を行った.次世代自動車の生産と利用の拡大が我が国の産業に与える影響や,自動車産業における技術革新がもたらす経済的な影響を明らかにした.本研究では,次世代型自動車の出現がもたらす経済効果を計測するための手法の開発を行い,我が国及びアジア地域を対象として,従来型自動車から次世代型自動車への生産シフトがもたらす経済効果を明らかにする.次世代型自動車の生産技術情報を収集し,次代の自動車産業の技術構造を特定化する.自動車産業における技術革新を具体化した地域間産業連関表を用いて,次世代型自動車の生産と利用の拡大や技術移転がもたらす経済効果を計測する.本研究では,次世代型自動車の出現がもたらす経済効果を計測するための手法の開発を行い,我が国及びアジア地域を対象として,従来型自動車から次世代型自動車への生産シフトがもたらす経済効果を明らかにする.次世代型自動車の生産技術情報を収集し,次世代の自動車産業の技術構造を特定化する.自動車産業における技術革新を具体化した地域間産業連関表を用いて,様々な地域レベル(全国,多地域間,多国間)における,次世代型自動車の生産と利用の拡大,技術移転や技術伝播拡散がもたらす経済効果を計測する.本年度は以下の内容について研究を実施した.(a)次世代自動車産業や評価手法及びモデルに関する関する既存文献,資料の整理を行った.(b)国内における自動車産業,次世代型自動車の開発の現状について把握した.(c)自動車産業の生産技術構造を解析し,次世代型自動車の生産技術構造の特定化を行った.(d)電気自動車の出現により,石油から電気へのエネルギーシフトがもたらす環境負荷への影響について情報を収集した.(e)MATLABを用いて次世代型自動車分析用の経済波及効果分析モデルのプログラム開発を行った.(f)全国産業連関表の部門整理とハイブリッド自動車と電気自動車の技術構造の特定化を行った.(g)2000年と2005年の全国レベルのデータを用いて,次世代型自動車出現の経済波及効果の計測を行った.中国の2007年表を用いて,同様の解析を行い,比較を行った.(h)2000年と2005年の日本9地域産業連関表を用いて,ハイブリッド自動車と電気自動車産業の生産技術構造の特定化を行った.(i)次世代型自動車出現が地域にもたらすによる経済波及効果の計測を行った.本研究では,次世代型自動車の出現がもたらす経済効果を計測するための手法の開発を行い,我が国及びアジア地域を対象として,従来型自動車から次世代型自動車への生産シフトがもたらす経済効果を明らかにする.次世代型自動車の生産技術情報を収集し,次代の自動車産業の技術構造を特定化する.自動車産業における技術革新を具体化した地域間産業連関表を用いて,次世代型自動車の生産と利用の拡大や技術移転がもたらす経済効果を計測する.日本の全国産業連関表(2000年,2005年)と地域間産業連関表(2000年,2005年)を用いて,ハイブリッド自動車・電気自動車の生産拡大がもたらす経済効果について計測した.2000年と2005年の結果の比較も行うことができるようになっている.

また,近年,自動車産業の成長がめざましい中国を対象に,全国レベルの同様の分析を行った.現在中国の自動車生産台数は世界第一位であり,中国と日本の関係を分析することは重要である.計画どおりに順調に研究は進展している.平成24年度の研究の推進方策は以下のとおりである.(1)国際自動車産業,多地域間産業連関モデル,科学技術政策,次世代型自動車,環境技術,数理経済モデルに関する既存文献,資料の整理(2)海外における自動車産業と技術構造,次世代型自動車の開発状況に関する調査(3)チェネリー・モーゼス型47都道府県間産業連関表の部門構成とハイブリット自動車と電気自動車の技術構造の特定化(4)我が国47都道府県レベルの次世代型自動車出現による経済波及効果の計測(5)アジア国際産業連関表の部門構成とハイブリット自動車と電気自動車の技術構造の特定化(6)国際レベルにおける次世代型自動車の技術移転の経済効果の計測(7)次世代型自動車の普及による石油から電気へのエネルギーシフトがもたらす環境負荷や資源への影響を検討(8)次世代型自動車産業と環境負荷を考慮した応用一般均衡モデルへの展開(9)技術伝播拡散効果を考慮した応用一般均衡モデルの開発(10)研究成果の報告シミュレーションを行うためプリンタが必要である.自動車工場での現地調査や学会での成果発表のため旅費が必要である.研究成果を国際会議で報告するため旅費が必要である.資料・情報の整理のため研究補助がが必要である.海外の研究者等から専門的知識提供が必要となる場合がある.国際会議での論文発表や国際ジャーナルへの論文投稿のため校閲等の費用が必要である.
圧ストレスが骨芽細胞のサイトカイン発現におよぼす影響

本研究の目的,骨芽細胞によるサイトカイン産生に力学的負荷が与える影響について検討することである.負荷する静水圧として,1Mpaの生理的圧力から50Mpaの非生理的圧力を設定し,ヒト骨芽細胞様細胞株MG63およびその対照としてヒト線維芽細胞株TIG3に2時間負荷した.MG63は大気圧中で紡錘形であったが,50MPano静水圧負荷を与えた場合のみ可塑性の形態変化を認めた.各静水圧負荷後,トリパンブルー色素染色を行なったが,いずれの圧でも細胞死は認められなかった.次にMG63とTIG3に各種静水圧負荷w加え12時間および24時間後に培養上清を採取し,IL-1α,β,IL-6,IL-8,TNFα,INFα,γの培養上清中の濃度をELISAによって測定した.IL-1α,β,IL-6,TNFα,INFα,γの培養上清中濃度はすべての圧力負荷後で検出限界(20pg/ml)以下であった.一方IL-8の濃度は負荷12時間後,50MPa負荷では負荷なしに比べ約4.1倍で,統計学的に有意差を認めた(p<0.05).24時間後,50MPaでは負荷なしに比べ約2.4倍であり,負荷後24時間でも有意差を認めた.対照のTIG3ではIL-8濃度はすべての圧力負荷において検出限界以下であった.MG63におけるIL-8mRNAに対するNorthern blorでは,50MPaの圧力負荷後IL-8mRNAの発現の亢進がみられ,遺伝子レベルでの発現の亢進を確認した.またHSP70mRNAは,50MPaの静水圧負荷後に発現が亢進しており,50MPaの圧力負荷が非生理的であることを裏づけていた.以上のことから骨芽細胞において非生理的な過度の力学的負荷が加わった場合,骨芽細胞ではIL-8の産生が直接促されることを始めて明らかにした.これはRAなどの関節疾患の骨破壊を考える上で重要な事実である.本研究の目的,骨芽細胞によるサイトカイン産生に力学的負荷が与える影響について検討することである.負荷する静水圧として,1Mpaの生理的圧力から50Mpaの非生理的圧力を設定し,ヒト骨芽細胞様細胞株MG63およびその対照としてヒト線維芽細胞株TIG3に2時間負荷した.MG63は大気圧中で紡錘形であったが,50MPano静水圧負荷を与えた場合のみ可塑性の形態変化を認めた.各静水圧負荷後,トリパンブルー色素染色を行なったが,いずれの圧でも細胞死は認められなかった.次にMG63とTIG3に各種静水圧負荷w加え12時間および24時間後に培養上清を採取し,IL-1α,β,IL-6,IL-8,TNFα,INFα,γの培養上清中の濃度をELISAによって測定した.IL-1α,β,IL-6,TNFα,INFα,γの培養上清中濃度はすべての圧力負荷後で検出限界(20pg/ml)以下であった.一方IL-8の濃度は負荷12時間後,50MPa負荷では負荷なしに比べ約4.1倍で,統計学的に有意差を認めた(p<0.05).24時間後,50MPaでは負荷なしに比べ約2.4倍であり,負荷後24時間でも有意差を認めた.対照のTIG3ではIL-8濃度はすべての圧力負荷において検出限界以下であった.MG63におけるIL-8mRNAに対するNorthern blorでは,50MPaの圧力負荷後IL-8mRNAの発現の亢進がみられ,遺伝子レベルでの発現の亢進を確認した.またHSP70mRNAは,50MPaの静水圧負荷後に発現が亢進しており,50MPaの圧力負荷が非生理的であることを裏づけていた.以上のことから骨芽細胞において非生理的な過度の力学的負荷が加わった場合,骨芽細胞ではIL-8の産生が直接促されることを始めて明らかにした.これはRAなどの関節疾患の骨破壊を考える上で重要な事実である.本研究の目的は,骨芽細胞によるサイトカイン産生に力学的負荷が与える影響について検討することである.負荷する圧力として,1MPaを生理的圧力,10MPaを生理的圧力のなかでも強い負荷,そして50MPaを非生理的圧力として設定した.これら静水圧をヒト骨芽細胞様細胞株MG63およびその対照としてヒト線維芽細胞株TIG3に2時間負荷した.MG63は大気圧中では紡錘形であったが,50MPaの静水圧負荷直後は円形に変化していた.その後24時間以内に細胞は紡錘形の形態を取り戻した.1および10MPaの静水圧負荷後には形態はほとんど変化は認められなかった.各静水圧負荷後,トリパンブルー色素染色を行ったが,いずれの圧でも細胞死は認められなかった.次にMG63とTIG3に各種静水圧負荷を加え12時間および24時間後に培養上清を採取し,IL-1α,β,IL-6,IL-8,TNFαの培養上清中の濃度をELISAによって測定した.IL-1α,β,IL-6,TNFαの培養上清中濃度はすべての圧力負荷後で検出限界(20pg/ml)以下であった.

一方IL-8の濃度は12時間後,負荷なしでは194.3±109.5pg/ml,50MPa負荷では801.5±337.4pg/mlであり,負荷なしに比べ約4.1倍で統計学的に有意差を認めた(p<0.05).24時間後の培養上清中のIL-8は負荷なしでは3502±584 pg/ml,50MPa負荷では8569±1428pg/mlであり,負荷後24時間でも有意差を認めた.対照のTIG3ではIL-8濃度はすべての圧力負荷において検出限界以下であった.以上から非生理的圧力負荷により培養骨芽細胞における炎症性サイトカインのIL-8産生が亢進することをタンパク質レベルで明らかにできた.現在,RNAレベルでの発現の亢進および他のサイトカインの産生に与える影響について検討中である.本研究の目的は、骨芽細胞によるサイトカイン産生に力学的負荷が与える影響について検討することである。負荷する静水圧として、1Mpaの生理的圧力から50Mpaの非生理的圧力を設定し、ヒト骨芽細胞様細胞株MG63およびその対照としてヒト線維芽細胞株TIG3に2時間負荷した。MG63は大気圧中では紡錘形であったが、50MPaの静水圧負荷を与えた場合のみ可逆性の形態変化を認めた。各静水圧負荷後、トリパンブルー色素染色を行ったが、いずれの圧でも細胞死は認められなかった。次にMG63とTIG3に各種静水圧負荷を加え12時間および24時間後に培養上清を採取し、IL-1α,β,IL-6,IL-8,TNFα,INFα,γの培養上清中の濃度をELISAによって測定した。IL-1α,β,IL-6,TNFα,INFα,γの培養上清中濃度はすべての圧力負荷後で検出限界(20pg/ml)以下であった。一方IL-8の濃度は負荷12時間後、50MPa負荷では負荷なしに比べ約4.1倍で、統計学的に有意差を認めた(p<0.05)。24時間後、50MPaでは負荷なしに比べ約2.4倍であり、負荷後24時間でも有意差を認めた。対照のTIG3ではIL-8濃度はすべての圧力負荷において検出限界以下であった。MG63におけるIL-8mRNAに対するNorthern blotでは、50MPaの圧力負荷後IL-8mRNAの発現の亢進がみられ、遺伝子レベルでの発現の亢進を確認した。またHSP70mRNAは、50MPaの静水圧負荷後に発現が亢進しており、50MPaの圧力負荷が非生理的であることを裏づけていた。以上のことから骨芽細胞において非生理的な過度の力学的負荷が加わった場合、骨芽細胞ではIL-8の産生が直接促されることを初めて明らかにした。これは,RAなどの関節疾患の骨破壊を考える上で重要な事実である。
消化管癌の細胞不死化制御機構におけるDNAミスマッチ修復系不活化の関与

本研究は、マイクロサテライト不安定性消化管癌並びにそれらの前癌性病変臨床検体を用いて、1)テロメア維持機構、2)細胞不死化におけるDNAミスマッチ修復系不活化標的遺伝子変異を通じたアポトーシス逸脱機構の寄与、3)これら病理形態学的発癌過程における細胞不死化成立時期の解析を行い、消化管癌の細胞不死化機構におけるDNAミスマッチ修復系不活化の関与を分子病理学的に明らかにすることを目的とした。研究期間内に得られた成果は以下の如くである。なお、検索した胃および大腸癌は、マイクロサテライト解析とp53免疫組織化学によりmutator-type、マイクロサテライト不安定性腫瘍;suppressor/p53-type、強いp53蓄積あるいはD17S250(p53 locus)にヘテロ接合性喪失を示すマイクロサテライト安定性腫瘍;unclassified、suppressor/p53-type以外のマイクロサテライト安定性腫瘍の三者に亜分類し解析した。1.マイクロサテライト不安定性腫瘍を多く含む胃および大腸の粘液癌を分子病理学的に解析し、胃粘液癌ではmutator-type腫瘍はその他に比較して増殖能が低く、予後良好の傾向が得られ、有意に小腸刷子縁マーカーCD10陽性頻度が低かった。大腸粘液癌では、mutator-type腫瘍は有意に胃型粘液HGM陽性で、右側結腸に集積していたが、suppressor/p53-type腫瘍はその他に比較して有意に静脈侵襲,リンパ節転移を伴い,高臨床病期のものが多かった。以上から消化管粘液癌は分子病理学的に意義のある亜分類が可能であることが示された。2.大腸癌手術検体208例についてテロメラーゼ触媒サブユニットhTERTのin situ hybridizationを施行すると、hTERTの高発現はmutator-typeで32%、suppressor/p53-typeで69%、unclassifiedで55%とmutator-typeで有意にその頻度が低く、マイクロサテライト不安定性大腸癌でテロメラーゼの活性化がまれで、テロメラーゼ非依存性の細胞不死化が成立している可能性が示唆された。3.本研究では、テロメア長の定量化を通常パラフィン包埋病理検体で行うことをその課題の一つとしていたが、3年間の検討によりそのシステムを確立した。本研究は、マイクロサテライト不安定性消化管癌ならびにそれらの前癌性病変臨床検体を用いて、1)テロメア維持機構、2)細胞不死化におけるDNAミスマッチ修復系不活化標的遺伝子変異を通じたアポトーシス逸脱機構の寄与、3)これらの病理形態学的発癌過程における細胞不死化成立時期の解析を行い、消化管癌の細胞不死化機構におけるDNAミスマッチ修復系不活化の関与を分子病理学的に明らかにすることを目的としている。本年度は、1)研究に使用するマイクロサテライト不安定性消化管癌臨床検体の収集、2)胃癌におけるミスマッチ修復系遺伝子不活化機構の解析、3)テロメラーゼ活性陰性頻度の高い、胃および大腸粘液癌の分子病理学的解析を行った。結果の概要は以下の如くである。1)胃癌において、ミスマッチ修復系遺伝子hMLH1はプロモーターメチル化により不活化を受けることが多く、その頻度は高分化型腺癌に高かった。2)内視鏡的に得られた10例の腸上皮化生および対応する非化生性胃粘膜における、hMLH1およびMGMTのメチル化の状態を検索した。

hMLH1は10例中9例の化生部においてメチル化を受けていたが、MGMTのメチル化は認められなかった。3)胃および大腸粘液癌のそれぞれ1/4程度の症例がミスマッチ修復系遺伝子hMLH1の不活化を示し、これらはhMLH1の不活化を有さない症例に比較して極めて増殖活性が低く、分子病理学的に独立した群をなすことが明かとなった。今後、これらの症例をモデルにテロメア維持機構、細胞不死化機構の解析を行っていく予定である。本研究は、マイクロサテライト不安定性消化管癌並びにそれらの前癌性病変臨床検体を用いて、1)テロメア維持機構、2)細胞不死化におけるDNAミスマッチ修復系不活化標的遺伝子変異を通じたアポトーシス逸脱機構の寄与、3)これら病理形態学的発癌過程における細胞不死化成立時期の解析を行い、消化管癌の細胞不死化機構におけるDNAミスマッチ修復系不活化の関与を分子病理学的に明らかにすることを目的としている。本年度は、1)研究に使用するマイクロサテライト不安定性消化管癌臨床検体の収集継続、2)胃癌、大腸癌におけるミスマッチ修復系遺伝子不活化機構の解析、3)胃および大腸癌粘液癌の分子病理学的解析を行った。結果の概要は以下の如くである。1)研究に使用する胃癌、大腸癌の収集(各150検体)を完了し、マイクロサテライト不安定性、p53遺伝子異常の解析、増殖活性、粘液発現形質の特徴付けを完了した。2)胃癌、大腸癌においてミスマッチ修復系遺伝子MLH1はプロモーターメチル化により不活化を受けることが多く、マイクロサテライト不安定性を招来することにより癌化に深く関与していることが明かとなった。3)胃および大腸粘液癌の内、マイクロサテライト不安定性を示すものは、マイクロサテライト安定性癌に比較して増殖活性や臨床病理学的悪性度が低く、粘液発現形質からも分子病理学的に独立した群をなすことが明かとなった。今後、これらの症例を対象にテロメア維持機構、細胞不死化機構の解析を継続する予定である。本年度は、大腸癌手術検体208例をマイクロサテライト解析とp53免疫組織化学により(1)mutator-type、マイクロサテライト不安定性腫瘍;(2)suppressor/p53-type、強いp53蓄積あるいはD17S250(p53 locus)にヘテロ接合性喪失を示すマイクロサテライト安定性腫瘍;(3)unclassified、(2)以外のマイクロサテライト安定性腫瘍の三者に亜分類したところ、mutator-typeは25例(12%)、suppressor/p53-typeは39例(19%)、unclassifiedは141例(69%)であった。
DNA塩基配列を正確に認識する新しい抗がん剤の創成

ヒトゲノムプロジェクトによりヒトの全遺伝子の塩基配列が数年以内に解明されようとしている。さい細胞内の特定遺伝子の発現を細胞外から自申自在にコントロールすることが可能になれば、究極の遺伝子治療となると考えられる。これを実現させるため、我々は天然物のアルキル化部分にピロールイミダゾールポリアミドを結合させて、DNAの任意の塩基配列で反応する分子の合成に成功した。そこで、本研究ではコンビナトリアルケミストリーを用いて、DNA認識部位としてピロールーイミダゾールポリアミドを結合させ、制癌活性や細胞周期を調節する新しいタイプのアルキル化剤の化学合成を目的とした。今年度の研究により、配列特異的なインターストランドクロスリンカーの開発にも世界に先駆けて成功した。さらに高い塩基配列認識能と高い反応性を有するヘアピン型ピロール-イミダゾールの分子設計の改良にも成功した。またヒト培養がん細胞を用いたスクリーニングパネルによる検討により、天然物をはるかに超える非常に強い活性を示すものが数多く合成できることが示された。さらに興味深いことにアルキル化の配列特異性の違いにより、それぞれのヒト培養がん細胞に対する抗がん活性(スクリーニングパネル)に顕著な違いが見られ、低い相関係数を与えた。これらの結果は分子構造が似ていても、アルキル化の塩基配列特異性が抗がん活性に相関している可能性があることを示す結果であり、テーラーメード抗がん剤の設計という点で、興味深い結果である。また固相合成した長鎖ポリアミドについて細胞膜や核膜の透過性も確認されたので、今後は特定の遺伝子を標的とする遺伝子発現制御分子の合成が可能になった。配列レベルでの分子標的をコンビナトリアル的に探索するためには、今後は特定のがん細胞に選択毒性を示すものを効率よく選び出すスクリーニング法を開発する必要がある。本研究はコンビナトリアルケミストリーを用いて、DNA認識部位としてピロールーイミダゾールポリアミドを結合させ、制癌活性や細胞周期を調節する新しいタイプのアルキル化剤の化学合成を目的とする。これらの知見に基づいてDNAの特定配列をターゲットとする新しいタイプの遺伝子治療薬の分子設計を行い、細胞の外から遺伝子発現や細胞周期のコントロールについて検討を行い、制癌活性などの生物活性について調べた。さらに、それらのDNAアルキル化能力と生物活性との相関を評価し、適宜分子構造に改良を加えた。DNAアルキル化分子の配列特異と生物活性の評価合成したDNAアルキル化分子による配列特異を短鎖DNA、長鎖DNAさらには細胞内DNAを用いて、総合的に評価する。これらの結果に基づいて切断分子の最適設計を行なった。DNAアルキル化分子の配列特異性の解析はすでに確立した蛍光ラベルしたDNAフラグメントを用い現有のDNAシーケンサーにより行なった。この際、コンピューターグラフィックスを利用し、認識サイトがDNAに結合した後、アルキル化部位がDNA上に協同的に結合するように工夫を凝らし、分子設計を行なった。さらにコンビナトリアルケミストリーを用いて、デュオカルマイシンのアルキル化部分にDNA認識部位としてピロールーイミダゾールポリアミドを結合させ、制癌活性や細胞周期を調節する新しいタイプのアルキル化剤の化学合成を目的とする抗腫活性をもつポリアミドのスクリーニングの例を示した。本研究を行うため、ポリアミドの構造確認や精製のため多次元分析用HPLCシステムと核酸合成のために大量の合成試薬とポリアミドの分離精製用に高速液体クロマトグラフィー(HPLC)用カラムを購入した。我々は抗生物質デュオカルマイシンがディスタマイシンなどの他種分子とヘテロダイマーを形成し協同的にDNAの分子認識を行ない、デュオカルマイシン単独の場合とは異なる塩基配列を効率よく共有結合することを発見した。この知見に基づき天然物のアルキル化部分にピロールイミダゾールポリアミドを結合させて、DNAの任意の塩素配列で反応する分子の合成に成功した。

そこで、本研究ではコンビナトリアルケミストリーを用いて、DNA認識部位としてピロールイミダゾールポリアミドを結合させ、制癌活性や細胞周期を調節する新しいタイプのアルキル化剤の化学合成を目的とした。今年度の研究により、配列特異的なインターストランドクロスリンカーの開発にも世界に先駆けて成功した。さらに高い塩基配列認識能と高い反応性を有するヘアピン型ピロールイミダゾールの分子設計の改良にも成功した。またヒト培養がん細胞を用いたスクリーニングパネルによる検討により、天然物をはるかに超える非常に強い活性を示すものが数多く合成できることが示された。さらに興味深いことにアルキル化の配列特異性の違いにより、それぞれのヒト培養がん細胞に対する抗がん活性(スクリーニングパネル)に顕著な違いが見られ、低い相関係数を与えた。これらの結果は分子構造が似ていても、アルキル化の塩基配列特異性が抗がん活性に相関している可能性があることを示す結果であり、テーラーメード抗がん剤の設計という点で、興味深い結果である。また固相合成した長鎖ポリアミドについて細胞膜や核膜の透過性も確認されたので、今後は特定の遺伝子を標的とする遺伝子発現制御分子の合成が可能になった。配列レベルでの分子標的をコンビナトリアル的に探索するためには、今後は特定のがん細胞に選択毒性を示すものを効率よく選び出すスクリーニング法を開発する必要がある。
非有界領域の反射壁マルコフ過程の拡張

(1) 2個の無限錐からなる3次元閉領域上の反射壁ブラウン運動の時間変更過程が対称マルコフ過程に拡張される仕方は4種類あり、それに限ることを示した。(3) 1次元開区間上の極小拡散過程が標準測度に関して対称であることを示し、その可能な対称拡散拡張を決定し、伊藤・マッキーンの理論と対応させた。その結果、一般境界条件を満たす1次元拡散過程は正則ディリクレ形式によって直接的に構成可能なことが明らかになった。平成22年度に実施した研究の成果は次の通りである。1. 3次元以上のユークリッド空間内の2個の無限錘からなる閉領域上の反射壁ブラウン運動の時間変更過程が無限遠に到達以後に対称マルコフ的に拡張される可能な仕方は4種類あり、しかもそれに限られることを証明した。これにより、本年度の「研究実施計画」がk=2の典型的場合に完全に達成され、より一般な場合への着実な手がかりが得られた。2. Bass等によって研究されてきた非対称な安定型過程を含むような飛躍型マルコフ過程の広いクラスを、対応する必ずしも非負定値でない非対称ディリクレ形式を用いて構成することに成功した。3.平面上の多重連結領域から標準裁線領域への等角写像をかがりブラウン運動(Brownian motion with darning, BMD)を用いて構成することに成功した。更に多重連結領域上の小松-Leowner微分方程式がBMDの複素ポアッソン核によって表されることを証明した。これらは複素関数論と確率過程論の深いつながりを明らかにするものである。平成23年度に実施した研究の成果は以下の通りである。1.ワシントン大学のZ.Q.Chen教授との共著本Symmetric Markov Processes, Time Changes, and Boundary Theoryが平成24年1月にPrinceton University Pressから出版された。その最終章に「3次元以上のユークリッド空間で2個の無限錘からなる閉領域上の反射壁ブラウン運動の時間変更過程の無限遠到達後の4種類の対称拡散拡張を決定する」という本研究の平成22年以降の成果が整備・拡張されて掲載された。2.平面の多重連結領域(有限個の穴の空いた領域)上の複素解析への縢りブラウン運動(Brownian Motion with Darning (BMD),各穴を1点とみなして反射させて得られるブラウン運動)の応用を開始した。即ち任意のBMD-調和関数の穴の廻りの周期が零であることを上述の共著本の一般論を用いて証明し、それによって標準截線領域上のJordan弧の導く等角写像族の満たす小松-Loewner微分方程式の右辺に現れる核がBMDの複素Poisson核であることを証明した。この微分方程式は従来適当な左連続なパラメター関数についての左微分の意味でしか確定していなかったが、更に等角写像族をBMDを用いて確率論的に表現することに成功し、それによってパラメター関数の連続性を示した。3.伊藤-McKeanの著書で求められていた一般境界条件を満たす1次元拡散過程は自明なものを除けば全て標準測度とその境界への拡張に関して対称であり、従ってディリクレ形式を用いて直接的に構成されることを証明した。先ず極小拡散過程が標準測度に関して対称であることとそのディリクレ形式の同定の簡潔な証明を与え、それによって極小拡散過程とその対称拡散拡張を再生核を通して伊藤-McKeanの境界条件と関係付けることが方法の特徴である。この研究は1に述べた共著本の一般論による伊藤-McKean理論を再構成を図るものである。1.上半平面の標準截線領域(有限個の平行線分を除いた領域)上のジョルダン弧の導く等角写像族に関する小松-Loewner方程式の導出に、かがりブラウン運動(Brownian motion with darning (BMD),各線分を1点とみなして反射させて得られるブラウン運動)を応用した。前者は上半平面上の古典的なLoewner方程式の一般化であり、後者は本研究課題に於ける反射壁マルコフ過程の特別で重要な場合に相当する。2.O.Schrammは2000年に、等角不変で領域マルコフ性を満たすランダムなジョルダン曲線に対しては、レブナー方程式を介して、上半平面の境界であるx-軸上のブラウン運動の定数倍が対応することを見出した。そして逆に後者を与えるとレブナー方程式を解くことにより、必ずしも単純でないランダム曲線が得られることも見出し、これをstochastic Loewner evolution (SLE)と呼んだ。SLEの研究はその後統計物理の確率モデルと県連づけられ、著しく発展している。本研究の対象である標準スリット領域では、x-軸上の運動のみでなく、それとスリットの運動の結合過程が、特別な確率微分方程式の解として対応することが証明された。逆に後者を与え、小松レブナー方程式を解くことによって得られるstochastic Komatu-Loewner evolution (SKLE)の概念を定式化することにも成功した。これらの成果は、1で得られた結果に基づいて導出された。

このようにSKLEは単連結領域のSLEを多重連結領域に自然に拡張したものであり、SKLEと統計物理モデルとの対応の研究は今後に残された興味深い課題である。交付申請書の「研究の目的」の2項で述べた2次元縢りブラウン運動の1変数複素関数論への応用の研究が当初の実施計画を超えて進展した(9.研究実績の概要の2項参照)。更に、研究実績の概要の3項で述べているように、1次元拡散過程の伊藤-McKean理論を、Z.Q.Chen教授との共著本の一般論に基づいて再構成する研究が進んだ。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究実績の概要で述べている1,2,3項はいずれも「境界点が有限個の場合の対称マルコフ過程の対称拡張」という研究代表者が前回の基盤研究以来目指している大きな目標の具体的な課題として重要である。本研究は特に1を課題としたが、それに関して2個の無限錘からなる領域についての研究は完成したが、2、3の課題の研究の方が先に進んだので、2の研究に一定の目処がついた後に、3個以上の無限錘の場合に関する1の研究を図りたい。
グルタミン酸トランスポーターの生理学的・病態生理学的役割の解明

1ヒトグリア型グルタミン酸トランスポーター(hGluT-1)の薬理学的解析:hGluT-1の薬理学的特性を詳細に解析するため、hGluT-1をCOS7細胞に電気穿孔法で導入した。hGluT-1のグルタミン酸取り込み活性は、グルタミン酸のfolded formに構造的に類似しているL-CCG-IIIやL-CCGIVにより抑制される(IC_<50>はそれぞれ0.29μM,1.1μM)が、extended formに類似しているL-CCG-IやL-CCG-IIではほとんど抑制されない(IC_<50>は10μM以上)。またパーキンソン氏病の治療薬であるブロモクリプチンが、hGluT-1のグルタミン酸に対する親和性を低くすることによりグルタミン酸取り込み活性を促進させることを見いだした。2グルタミン酸トランスポーター遺伝子欠損マウスの作成:グリア型グルタミン酸トランスポーター2種(GluT-1,GLT1)の個体レベルにおける生理学的・病態生理学的役割を解析するため、各々のサブタイプを欠損しているミュータントマウスの作成を試みた。GluT-1遺伝子のエクソン6(4番目の膜貫通領域をコードしている)、GLT1遺伝子のエクソン4(3番目の膜貫通領域をコードしている)を欠損するよう各々ターゲッテイングベクターを構築し、ネオマイシン耐性遺伝子とジフテリア毒素遺伝子あるいはチミジンキナーゼ遺伝子を用いたpositive-negative選別法により相同組み換え体をそれぞれ1クローン、4クローン得た。得られた相同組み換え体を胚盤胞に注入しC57BL/6J(B6)とのキメラマウスを作成し、B6マウスとキメラマウスとの交配によりF1ヘテロ型マウスを得た。現在F1ヘテロ型マウスを交配し、F2ホモ型マウスが生まれつつある。
メゾメカニクスシミュレーションによる繊維強化複合材料の最適界面設計法の開発

界面の最適設計法の確立は,新規高性能繊維強化複合材料の創製に不可欠である.研究代表者らは,これまでに,繊維破断・マトリックスき裂・界面はく離などの微視的損傷およびこれらの間の力学的相互作用をメゾメカニクスに基づいて定性的に記述できる2次元破壊シミュレーション法(シェアラグ-モンテカルロシミュレーション法)を開発してきた.本研究では,最適界面の定量的な決定を実現するために,平行かつ等間隔に一列配置したボロン繊維10本と透明なエポキシ樹脂を用いて,内部損傷のその場観察が可能な界面状態の異なる2種類のモデル繊維強化複合材料を作製し,実際の材料内部の微視的かつ複雑な損傷過程を詳細にその場観察する.また,3次元有限要素解析を行い,界面はく離挙動について定量的かつ詳細な評価を行うことを目的とした.最終年度の成果は以下のように要約される.1)その場観察結果を基に,3次元有限要素解析を行い,界面特性を制御した2種類のモデル複合材料における見かけのモードII界面はく離じん性値を求め,これを真のモードII界面破壊じん性値と界面摩擦応力による仕事に分離して定量評価した.その結果,繊維表面の離型処理により,真のモードII界面破壊じん性値は0.4倍,界面摩擦応力による仕事は1/15に小さくなったことが明らかとなった.また,モードI界面破壊じん性値についても定量的に評価した結果,繊維表面の離型処理を施してもほぼ一定値となることが明らかとなった.2)界面摩擦応力およびはく離界面での摩擦係数についても定量評価した.その結果,繊維表面の離型処理により,界面摩擦応力は0.25倍,はく離界面での摩擦係数は0.4倍に低下したことが明らかとなった.3)以上より,材料内部のはく離挙動のその場観察と有限要素解析を組み合わせた本手法が,界面はく離挙動の定量的な記述の強力なツールとなることが示された.新規高性能繊維強化複合材料の創製に不可欠な界面の最適設計法として,研究代表者らの開発した,微視的損傷(繊維破断,マトリックスき裂,界面はく離)およびこれらの力学的相互作用をメゾメカニクスに基づいて定性的に記述できる2次元破壊シミュレーション法(シェアラグ-モンテカルロシミュレーション法)が挙げられる.本研究では,最適界面の定量的な決定を実現するために,数本の繊維と樹脂を用いて,内部損傷のその場観察が可能な界面状態の異なる2種類のモデル繊維強化複合材料を作製し,実際の材料内部の微視的かつ複雑な損傷過程を詳細にその場観察する.また,3次元有限要素解析を行い,(1)複合材料中で繊維を迂回して3次元的に進展するマトリックスき裂先端の応力集中・き裂の回り込みを2次元モデルでも表現できるよう数理モデル化する.(2)界面はく離じん性と界面摩擦応力を分離して評価する.(3)得られた情報をシェアラグ-モンテカルロシミュレーション法に組み込み,簡便でかつ精度の高い擬2次元シミュレーション法を開発する.本年度の成果は以下のように要約される.1)平行かつ等間隔に一列配置したボロン繊維10本と透明なエポキシ樹脂を用いて,材料内部の微視的損傷過程のその場観察が可能なモデル複合材料を作製することに成功した.また,繊維表面の離型処理により意図的に界面の特性のみを制御したモデル複合材料を作製し,微視的損傷過程を比較することにより,単一のマトリックスき裂・界面はく離の素過程およびこれらの力学的相互作用をその場観察することができた.2)その場観察結果を基に,3次元有限要素解析を行い,界面特性を制御した2種類のモデル複合材料における界面はく離じん性値と界面摩擦応力を分離して定量評価した.その結果,繊維表面の離型処理により,界面はく離じん性値および界面での摩擦係数が0.4倍に小さくなったことが明らかとなった.界面の最適設計法の確立は,新規高性能繊維強化複合材料の創製に不可欠である.研究代表者らは,これまでに,繊維破断・マトリックスき裂・界面はく離などの微視的損傷およびこれらの間の力学的相互作用をメゾメカニクスに基づいて定性的に記述できる2次元破壊シミュレーション法(シェアラグ-モンテカルロシミュレーション法)を開発してきた.本研究では,最適界面の定量的な決定を実現するために,平行かつ等間隔に一列配置したボロン繊維10本と透明なエポキシ樹脂を用いて,内部損傷のその場観察が可能な界面状態の異なる2種類のモデル繊維強化複合材料を作製し,実際の材料内部の微視的かつ複雑な損傷過程を詳細にその場観察する.また,3次元有限要素解析を行い,界面はく離挙動について定量的かつ詳細な評価を行うことを目的とした.最終年度の成果は以下のように要約される.1)その場観察結果を基に,3次元有限要素解析を行い,界面特性を制御した2種類のモデル複合材料における見かけのモードII界面はく離じん性値を求め,これを真のモードII界面破壊じん性値と界面摩擦応力による仕事に分離して定量評価した.その結果,繊維表面の離型処理により,真のモードII界面破壊じん性値は0.4倍,界面摩擦応力による仕事は1/15に小さくなったことが明らかとなった.また,モードI界面破壊じん性値についても定量的に評価した結果,繊維表面の離型処理を施してもほぼ一定値となることが明らかとなった.2)界面摩擦応力およびはく離界面での摩擦係数についても定量評価した.その結果,繊維表面の離型処理により,界面摩擦応力は0.25倍,はく離界面での摩擦係数は0.4倍に低下したことが明らかとなった.