hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サクラソウの適応的遺伝子に関するエコゲノム研究

野生サクラソウ集団の保全方法を構築するために、サクラソウの持つ適応関連遺伝子をQTL解析および発現遺伝子情報に基づくマーカーによるゲノムワイドな探索によって同定することを試みた。集団の存続に影響を与える異型花柱性について関連する遺伝子領域を高い精度で把握することが可能になった。園芸品種と野生種の遺伝的多様性の比較を行い、園芸化の過程ではびん首効果が働いたことを明らかにした。また、ESTマーカーなどを用いて北海道から関東の国内7集団による出芽期や開花期など適応関連形質についての遺伝的解析を行い、サクラソウの適応に強く関連する出芽日に関して多数の遺伝子座を検出した。本研究の成果は、今後のサクラソウの保全方策構築に貢献するだけでなく、他の野生植物の保全にゲノム研究がどのように貢献しえるのかのモデルになる。野生サクラソウを対象として,QT正解析および発現遺伝子情報であるEST情報に基づくマーカーによるゲノムワイドな探索によってサクラソウの持つ適応的遺伝子を同定することを目的としてESTマーカーおよびSSRマーカーの開発,連鎖地図作製,それらに基づく量的形質遺伝子解析による適応的遺伝子の同定ならびに各地での個体群構造の把握を行った。サクラソウの多様性評価の指標とされてきた花弁形状と花弁面積の集団内。問の遺伝的変異を同一圃場実験によって評価し,DNAマーカーによる集団問分化程度と比較したところ,花弁の切れ込みと最大幅と面積は有意な集団間差が認められたものの,花弁形質の遺伝的変異は主に集団内に維持されていた。さらに花弁形質は自然選択に中立な形質であり,花弁形状変異の大部分を占める切れ込みと最大幅,長幅比に加え花弁面積が集団内の遺伝的多様性の目視評価の指標となりうることが示された。開発したSSRマーカーおよびESTマーカーにより北海道由来個体と長野由来個体の分離家系を用いて連鎖地図を作成し,128座,14個の連鎖群からなる連鎖地図が作成できた。サクラソウは2n=24であるため今後さらに地図を充実させる必要がある。同一家系による適応関連形質のQTL解析を行い,出芽日,開花まで日数,花型および異型花柱性に関わるQTL座を検出した。また,サクラソウ個体群の空間構造が種子生産に与える影響を調査した。野生サクラソウを対象として、QTL解析および発現遺伝子情報であるEST情報に基づくマーカーによるゲノムワイドな探索によってサクラソウの持つ適応的遺伝子を同定することを目的としてESTマーカーおよびSSRマーカーの開発、連鎖地図作製、それらに基づく量的形質遺伝子解析による適応的遺伝子の同定ならびに各地での個体群構造の把握を行った。適応関連形質である出芽に着目し、量的形質の集団間分化程度であるQSTと分子マーカーによる分化程度であるFSTを比較したところ、従来FSTによって支持された保全単位とは異なる保全単位が見出された。これは野生集団の保全事業においてDNAマーカーのみに依存するべきではないことを示唆するものである。また、集団の存続に影響を与える異型花柱性についてQTL解析を進め、関連する染色体領域を特定した。その結果、質的遺伝をする主要遺伝子領域の他に、柱頭高、葯高などに関与する複数のQTLを同定することができた。これらの結果は、従来明らかにされていた異型花柱性の遺伝様式に新たな解釈を与えるものである。また、これらのQTLに連鎖するDNAマーカーにより未開花個体の異型花柱性判別が可能となった。集団の存続に影響を与える異型花柱性についてQTL解析を進めるため、ESTマーカーおよびSSRマーカー数を増やし、連鎖地図の充実を図った。2960のunigene elementを同定した。近縁種であるPrimula valgarisのS遺伝子座との同一性が認められるelementを見出すことができた。これらにより異型花柱性関連QTLを高い精度で把握することが可能になった。また、20個のSSRマーカーと40個のSNPSマーカーを開発し、これらが国内野生集団の多様性解析に使用可能であることを明らかにし、EST-SSRマーカーによる多様性程度はSSRマーカーより低くなることを示した。さらに、56種の園芸品種の多型解析を行い、対立遺伝子多様度が野生集団より低く、園芸化の過程ではびん首効果が働いたことを明らかにした。EST-SSRマーカーを用いて国内6集団による出芽期や開花期など適応関連形質についてのアソシエーション解析を行い、適応関連遺伝子領域の同定およびそれに基づく個体群構造解析を行っているところである。
ヒトP17抗体の感染細胞・HIV表面への結合とHIV増殖阻害効果の検討

多剤併用療法により,体内HIV量を測定限界以下に抑えることが可能となって,完全な体外排除に向けた取り組みが開始されている.免疫機能の回復を待って.その細胞を「どう教育するか」が今後の重要課題のひとつとなった.しかし,その免疫応答の対象となるepitopeは長期間変化しないだろうか.変異によってエスケープするウィルスは出現しないだろうか.免疫応答能が対象とすべき目標として,env遺伝子産物(v3領域)と,gag遺伝子産物(p17領城)の二つを設定し,その抗原配列の安定性について,急性感染系(平成9年度),持続性感染細胞(平成10年度)のそれぞれについて.モノクローナル抗体の反応性をフローサイトメトリーによって解析するところまで終了した.使用した細胞は,T細胞株(CEM)と単球系の細胞株(U937)の2つを使用し,それぞれに,HIV-1LAI株を感染させた.感染後の経過に従い,次第に細胞表面に抗原を検出できるようになる.0.006TCID50/cellの力価のHIV-1をそれぞれの細胞に感染させた結果,CEMの方が抗原発現率が極めて多かったものの,観察した期間(CEM:13ヶ月,U937:10ヶ月)のいずれの時期にも.p17もV3と同様に,それぞれのepitopeに対し,同一のモノクローナル抗体の安定した結合がみられた.ただし,p17に比べ,V3に結合する数の方が多く,細胞外から認識しうる分子数はV3の方が多いことを示している.ただし,不完全粒子への結合が,このうちのどのくらいの割合を占めるかは,不明である.Pl7分子を認識する場合の多くが,感染粒子であろうことが推測され,p17とenv遺伝子産物への免疫応答の感染阻止効果への貢献度の算定は,完全に終了していない.モノクローナル抗体を使用した抗原発現レベルの解析から得られた.この実験事実は,多剤併用療法が成功した様な場合にみられる.HIV量が極度に減少し.ウイルスにとっては,新たなウイルス複製を起こしにくい環境下では,その抗原性に大きな変化は起こらず,免疫応答をエスケープするウイルスが存在しにくく,特定の抗原を標的として免疫応答がおこれば.よりウイルス量を低下させるのに有効であることを教える.この時期にナイーブ細胞の増殖がみられれば,複数の標的を狙った抗原刺激による免疫治療も可能になるかもしれない.p17蛋白がはたして持続的に感染細胞表面に認識できるかを検討するため、CEMと、U937の細胞にHIV-1_<LAI>を感染させ、細胞表面に存在するp17・gp120分子のそれぞれに対する抗体の反応性を検討した。また、細胞内のそれぞれに同一の抗体を反応させた。一方、同一時期の細胞から産生されるHIVの量を定量した。p17蛋白は、7日頃から明らかに感染CEM細胞内に認められ、以後、28日に強度が減少するまで、3週間前後同様の蛍光強度が観察される。この傾向は、p24・gp120についても同様であった。また、U937に感染させた場合も同様であった。一方、細胞表面の分子に抗体を反応させたところ、CEM表面分子に反応した結果示された蛍光強度は、11日目と36日目とでは、大きく異なった。11日目の感染細胞表面に認められる分子は、P17,p24,gp120のいずれについても、36日目と比較し、著しく蛍光強度が強かった。ところが、この感染細胞をFlowcytometryで解析したところ、顕微鏡観察とは、異なる結果となった。輝度は、Gp120の方が、p17に対するよりも著しく大きい。おそらくは、gp120分子は多数の細胞表面にあるのに対し、p17はその一部の細胞に限って、表面に現れているためであろう。Flowcytometryにおいて、細胞の大きさによりpopulationを絞らないで観察した場合は、絞った場合と比較し、感染細胞表面にp17について、輝度の極端に強いピークを別に得ることができる。この原因は、損傷を受けた細胞の内部に抗体が結合している可能性を示唆している。これまでに、感染細胞表面に抗体と結合する分子を特定した報告が、いくつかあるが、感染細胞の損傷の度合いによっては、細胞内部の分子に結合していることを考える必要もあることになる。これらの結果より、今後は、gp120が表面に検出されるが、p17は検出されない細胞と、ともに検出可能な細胞の違いについて言及する。多剤併用療法により,体内HIV量を測定限界以下に抑えることが可能となって,完全な体外排除に向けた取り組みが開始されている.免疫機能の回復を待って.その細胞を「どう教育するか」が今後の重要課題のひとつとなった.しかし,その免疫応答の対象となるepitopeは長期間変化しないだろうか.変異によってエスケープするウィルスは出現しないだろうか.免疫応答能が対象とすべき目標として,env遺伝子産物(v3領域)と,gag遺伝子産物(p17領城)の二つを設定し,その抗原配列の安定性について,急性感染系(平成9年度),持続性感染細胞(平成10年度)のそれぞれについて.モノクローナル抗体の反応性をフローサイトメトリーによって解析するところまで終了した.使用した細胞は,T細胞株(CEM)と単球系の細胞株(U937)の2つを使用し,それぞれに,HIV-1LAI株を感染させた.感染後の経過に従い,次第に細胞表面に抗原を検出できるようになる.0.006TCID50/cellの力

価のHIV-1をそれぞれの細胞に感染させた結果,CEMの方が抗原発現率が極めて多かったものの,観察した期間(CEM:13ヶ月,U937:10ヶ月)のいずれの時期にも.p17もV3と同様に,それぞれのepitopeに対し,同一のモノクローナル抗体の安定した結合がみられた.ただし,p17に比べ,V3に結合する数の方が多く,細胞外から認識しうる分子数はV3の方が多いことを示している.ただし,不完全粒子への結合が,このうちのどのくらいの割合を占めるかは,不明である.Pl7分子を認識する場合の多くが,感染粒子であろうことが推測され,p17とenv遺伝子産物への免疫応答の感染阻止効果への貢献度の算定は,完全に終了していない.モノクローナル抗体を使用した抗原発現レベルの解析から得られた.この実験事実は,多剤併用療法が成功した様な場合にみられる.HIV量が極度に減少し.ウイルスにとっては,新たなウイルス複製を起こしにくい環境下では,その抗原性に大きな変化は起こらず,免疫応答をエスケープするウイルスが存在しにくく,特定の抗原を標的として免疫応答がおこれば.よりウイルス量を低下させるのに有効であることを教える.この時期にナイーブ細胞の増殖がみられれば,複数の標的を狙った抗原刺激による免疫治療も可能になるかもしれない.
文処理における予測処理メカニズムの解明－第二言語文処理研究を通して－

本研究の目的は、第二言語の文処理における予測処理に焦点を当てた研究を行なうことによって、第二言語だけでなく、ヒトの文処理全般に関わる予測処理メカニズムを明らかにすることである。研究目的遂行のため,本年度は,1)母語と第二言語における再分析処理メカニズムの違いが予測処理に及ぼす影響の検討,2)1)に関する実験を効率的に行なうための新たな実験環境の整備,3)1)で得られた研究成果の発表,を計画していた。1)に関して,日本語における再分析処理メカニズムと予測処理との関連性を,wh句の錯覚的認可という現象を用いて検証した。研究手法としては,自己ペース読文実験・文容認性判断実験・視線計測実験を用いた。また,第二言語である英語において,予測処理が誤っていた場合に必要となる再分析処理がその後の予測処理に与える影響について,目的語関係節における関係節内主語位置でのfilled-gap effectsという現象を用いて検証した。研究手法としては,日本国内・国外にて,自己ペース読文実験を用いた実験を用いた。2)に関して,クラウドソーシングサイトを用いて効率的に実験を行なうために,オンラインでの実験に対応可能な新たな実験環境を整備した。また,今後の脳波実験に向けて,実験に必要な知識・技能の習得のために,国内外の研究者とのミーティングを行なった。3)に関して,1)で得られた研究成果を国内外の学会にて発表した。また,それらの発表に対していただいたコメントを基に,学会誌への投稿に向けて論文の準備を行なった。本年度中に,自己ペース読文課題・視線計測・脳波測定を用いた実験を行なうことで,文理解中の再分析処理がその後の予測処理に与える影響を検証する計画であったが,脳波測定実験の実験環境整備に遅れが生じたため,脳波測定実験を実施することができなかった。よって,進捗状況は「やや遅れている」と判断される。次年度は,第二言語の文処理における予測処理と文産出の関係性を検証するための実験の実施を予定している。自己ペース読文実験・文容認性判断実験・視線計測実験の実験環境整備は既に終えているため,脳波測定実験の実験環境整備を早期に完了させることを目指す。
行動・探究・意思決定を構成原理とした市民教育の教材開発・授業研究・教育評価研究

行動・探究・意思決定を構成原理とした市民教育の在り方を検討するためアイルランドの市民教育を検討した。中学校の「公民・社会・政治教育」と高校新教科「政治と社会」の構成原理と特徴について現地調査をふまえて明らかにした。さらにユネスコなど国際機関や国際NGOが開発した国際的に流通している教材を検討するとともに、環境、人権、開発をテーマとした教材を開発し、授業研究と教育評価研究を実施した。市民教育におけるアクティブ・アプローチの構成原理を解明するために,以下の3点を実施した。(1)アイルランドの市民教育の研究。前期中等教育用の市民教育の教科である「公民・社会・政治教育」の教科構成原理と教材を分析した。また,現在開発途上にある後期中等教育用の教科「政治と社会」にむけての議論の状況について,現地調査の中でインタビューや資料収集を行った。「参加」がキーワードであり,様々な課題に取り組んでいるNGO団体からの意見,高校生との協議会の状況などが明らかになり,有意義であった。(2)アイルランドの中学校修了資格試験の問題を分析し,どのような学力が市民として必要と考えているのかを検討した。さらに,日本における思考力を問うテスト問題についての検討をおこなった。また,イギリスのシティズンシップ,EUの市民教育論,アメリカのサービス・ラーニングの理論について主に文献によって検討した。(3)シティズンシップ教育の観点から人権教育の課題を考察した。主な論点は(1)自由主義社会の教育における中立性の原則とシティズンシップ・人権教育の課題を国家と教師はどうかんがえるべきか,(2)国際機関・国際NGOの開発した教材における国民国家の相対化の功罪、(3)参加型学習の文脈,目標・内容論からの検討,アイルランドの市民教育における事例分析の3点である。中等前期レベルの「公民・社会政治教育」の教材と授業の研究を前年度に引き続き行い、探究や意思決定に加えて、行動という要素を明確に位置づけたシチズンシップ教育、すなわち、アクティブ・アプローチのカリキュラム構成原理を解明した。また、初等レベルの教材および中等後期レベルの教科・教材構成について分析を行い「行動する市民」の育成を理念とした教科構成とその教育評価の方法について検討を加えた。また中等後期レベルで開発中の新教科「政治と社会」の開発プロセスにおける議論を整理した。さらに、国内外で展開されている人権教育の教材・学習プランについてもシチズンシップ教育との関連で検討を加えた。人権教育はシチズンシップ教育の重要な構成要素であるとともに、ユネスコや国際的なNGOによる教育論の提案と教材開発が進みグローバルな広がりを持つこと、また両者ともに市民として、そして自己と他者の人権を尊重する生き方に関わる教育であるという共通点を持つ。そこで、グローバルに流通している教材・学習プランの特徴と課題、日本の教育に活用する際の留意点を明らかにした。さらに東アジアを視野に環境教育の分野も含めての教材・学習プランの検討に取り組んだ。具体的には国家環境保護模範都市推薦教材として中国の国家環境保護総局が編集した『環境教育』という教科書の分析を進めた。また、滋賀県内の中学校の社会科研究会と共同して、教材開発、授業研究および関連テーマに関する中学生の論作文の検討を行った。(1)東アジアの市民教育の調査・文献研究東アジア(中国、モンゴル、韓国、台湾、タイ)において欧米のシティズンシップ教育論がどのように受容され、どのように独自の展開を見せているのかについての文献・調査研究を行った。中国の「品徳と生活」「品徳と社会」「思想品徳」の課程標準と教科書の分析を実施し、内モンゴル自治区の小学校における「品徳と社会」の授業研究を実施した。(2)市民教育教材の開発小学校中学年、高学年、中学校の地理的分野、公民的分野、高等学校の地理教育、公民科教育のそれぞれについてシティズンシップ教育の教材開発の可能性を検討した。特に、甲賀市甲南第二小学校において甲賀市教育委員会と連携しながら「青い目の人形」の平和教材の開発を実施した。(3)アクティブ・アプローチの市民教育のカリキュラム構成原理の解明環境、人権、多文化理解をキーワードとしたアクティブ・アプローチによる市民教育のカリキュラム構成原理を理論的に解明した。
進行食道癌におけるペプチドプールを用いた術後補助免疫療法の確立

B16メラノーマ細胞株およびEL4T細胞リンパ腫に卵白アルブミン(OVA)が導入されたB16-OVA及びEG-7の腫瘍樹立マウスで、ova8 peptide transgenic (OT-I)マウス及び通常のマウスモデルでのT細胞の活性化を確認した。腫瘍内での採取可能な抗原特異的T細胞の数は非常に少なく検出が困難であったために、腫瘍内の抗原特異的T細胞の誘導を行い、腫瘍内T細胞の採取効率を改善させることができた。これらの腫瘍反応性T細胞のシークエンスを行い、データの整合性を検討する。この後、iPS細胞化を行う予定である。この技術を早急に確立し、ヒトの応用を試みる予定である。本研究は、進行食道癌に対するT細胞養子リンパ球輸注治療を用いた補助療法の開発を目的とする。腫瘍抗原特異的T細胞の大量供給できるクローン化および、腫瘍抗原特異的T細胞受容体の同定を抗原の全長配列を含むペプチドプールとiPS細胞技術を用いて行うものである。ヒト検体を用いて進行食道癌の治療成績の向上に寄与しうる有効な補助療法へと展開したいと考える。その前段階として、マウスモデルを用いたT細胞の活性化モデルを作成中である。この研究の特徴は、ペプチドプールを用いた研究を行うことであるため、卵白アルブミン(ovalbumin; OVA)を挿入された腫瘍株(マウス悪性黒色腫細胞株;B16F10-OVAやマウスT細胞リンパ腫;EG7)を用いて、OVAペプチドプールを用いた活性化のシステムを模索するのが、第一段階となる。腫瘍反応性T細胞をOVA反応性T細胞と見立てて、OVA特異的T細胞であるOT-Iを陽性コントロールとしてiPS細胞を作成する。この中から、活性化されたT細胞を培養し採取する。これらを各々単一細胞レベルで採取し、iPS細胞化し、T細胞をクローニングする。クローン化されたT細胞であることをOVAペプチドプールで活性化することで、腫瘍細胞反応性を確認となる。このマウスモデルを確立した上で、ヒト検体の研究に入る予定である。ヒト検体は、NY-ESO-1を標的として、生検検体と採血でNY-ESO-1をスクリーニングし、選定を行う。iPS化に成功した場合は、NY-ESO-1発現株を用いて、Xenograftモデルで抗腫瘍効果の検証を行い、研究成功とする。iPS技術とペプチドプールを用いた新たな腫瘍反応性T細胞のクローニング方法を確立することを目的とする。現在までの成果として、腫瘍樹立マウスでのペプチドプールを用いた抗原刺激マウスはC57BL/6を使用し、マウス腫瘍細胞はC57BL/6マウス由来のB16悪性黒色腫細胞株に卵白アルブミン(ovalbumin; OVA)が導入されたもの(B16-OVA)を使用し、OVAの全長配列を含むペプチドプールを使用して、骨髄由来樹状細胞にて免疫し、治療を行い、免疫は5日毎に3回行い、20日目に末梢血リンパ球、及び腫瘍浸潤リンパ球を採取し、採取したリンパ球を末梢血由来、腫瘍由来のリンパ球に分けて、in vitroでOVAのペプチドプールで刺激し、活性化されたリンパ球の活性化を確認した。食道癌は根治切除可能な症例でも未だ半数以上に再発をきたす。このため、現在では術前補助化学療法が標準的治療となった。このため、癌免疫療法に着眼し、培養T細胞輸注する養子療法(Adoptive T cell transfer; ACT)は、一部の癌腫でのみ有効性が認められるが、食道癌では未だその効果は不十分である。食道癌に対する免疫療法の効果が期待される良質な腫瘍抗原の候補として、NY-ESO-1が挙げられる。本研究はこの抗原のペプチドプールを用いて進行食道癌に対するT細胞養子リンパ球輸注治療を用いた補助療法の開発を目的とする。腫瘍抗原特異的T細胞の大量供給できるクローン化および、腫瘍抗原特異的T細胞受容体の同定を抗原の全長配列を含むペプチドプールとiPS細胞技術を用いて行う。これまで、腫瘍樹立マウスでのペプチドプールを用いた抗原刺激マウスはC57BL/6を使用し、マウス腫瘍細胞はC57BL/6マウス由来のB16悪性黒色腫細胞株に卵白アルブミン(ovalbumin; OVA)が導入されたもの(B16-OVA)を使用し、OVAの全長配列を含むペプチドプールを使用して、骨髄由来樹状細胞にて免疫し、治療を行い、免疫は5日毎に3回行い、20日目に末梢血リンパ球、及び腫瘍浸潤リンパ球を採取し、採取したリンパ球を末梢血由来、腫瘍由来のリンパ球に分けて、in vitroでOVAのペプチドプールで刺激し、活性化されたリンパ球の活性化を確認した。マウスモデルでの同方法が成功する可能性を検討している。これにより活性化されるクローンの採取を行なっている段階である。現在、クローンの採取を行い、腫瘍反応性T細胞が含まれていることを確認している。また、癌免疫療法に着眼し、培養T細胞輸注する養子免疫療法(Adoptive T cell transfer; ACT)は、一部の癌腫でのみ有効性が認められるが、食道癌では未だその効果は不十分である。

食道癌に対する免疫療法の効果が期待される良質な腫瘍抗原の候補として、NY-ESO-1が挙げられる。本研究はこの抗原のペプチドプールを用いて進行食道癌に対するT細胞養子リンパ球輸注治療を用いた補助療法の開発を目的とする。腫瘍樹立マウスでのペプチドプールを用いた抗原刺激マウスはC57BL/6を使用し、マウス腫瘍細胞はC57BL/6マウス由来のB16悪性黒色腫細胞株に卵白アルブミン(ovalbumin; OVA)が導入されたもの(B16-OVA)を使用し、OVAの全長配列を含むペプチドプールを使用して、骨髄由来樹状細胞にて免疫し、治療を行い、免疫は5日毎に3回行い、20日目に末梢血リンパ球、及び腫瘍浸潤リンパ球を採取し、採取したリンパ球を末梢血由来、腫瘍由来のリンパ球に分けて、in vitroでOVAのペプチドプールで刺激し、活性化されたリンパ球の活性化を確認した。EL4 T細胞リンパ腫腫細胞株に卵白アルブミン(ovalbumin; OVA)が導入されたもの(EG-7)でも、同様にova8 peptide transgenic (OT-I)マウスモデルでの同方法が成功する可能性を検討した。これにより活性化されるクローンの採取を行なっている段階である。クローンの採取を行い、腫瘍反応性T細胞が含まれていることを確認した。B16メラノーマ細胞株およびEL4T細胞リンパ腫に卵白アルブミン(OVA)が導入されたB16-OVA及びEG-7の腫瘍樹立マウスで、ova8 peptide transgenic (OT-I)マウス及び通常のマウスモデルでのT細胞の活性化を確認した。腫瘍内での採取可能な抗原特異的T細胞の数は非常に少なく検出が困難であったために、腫瘍内の抗原特異的T細胞の誘導を行い、腫瘍内T細胞の採取効率を改善させることができた。これらの腫瘍反応性T細胞のシークエンスを行い、データの整合性を検討する。この後、iPS細胞化を行う予定である。この技術を早急に確立し、ヒトの応用を試みる予定である。マウス活性化末梢血・腫瘍浸潤リンパ球を用いたiPS細胞作成については、細胞の適切な選定方法が明らかでなく、効率よく採取されたT細胞からiPS細胞化する必要がある。また、ヒトの進行食道癌患者の術前の生検より、NY-ESO-1陽性患者を選択することが遅延している。これに関しては、協力症例数の不足があり、他病院からの協力を得る予定である。マウスリンパ球を用いたiPS細胞作成については、iPS細胞化する細胞が適切な選定方法が明らかでなく、効率よく採取されたT細胞を用いる必要がある。シングルセルクローニングを容易におこなるようにソーティングシステムを確立していく。また、ヒトの進行食道癌患者の術前の生検より、NY-ESO-1陽性患者を選択している。これに関しては、検出が困難であることに加えて、協力症例数の不足がある。このため、他病院の協力を得る予定である。上部消化管予想より安価で済んだ旅費があったため成果発表用の旅費にあてる
ヒト赤芽球系幹細胞の分化に伴うテロメア長とテロメラーゼ活性の推移

ヒト赤芽球系幹細胞の分化に伴うテロメア長とテロメラーゼ活性の推移、およびその実験条件の設定に関する研究を行った結果、以下の点が明かとなり研究成果として報告、もしくは報告中である。1)実験系の確立のために、ヒト抹消血CD34陽性細胞の迅速・効率的、且つ経済的な純化法の開発を行った。純化前のCD14陽性細胞混入率と純化後のCD34陽性細胞純化率が逆相関することを科学的に証明し、CD14陽性細胞除去のためにナイロンファイバー・シリンジを開発し紹介した。さらに、本法を用いたヒト抹消血CD34陽性細胞の大量純化法を開発した。2)ヒトCD34陽性細胞の赤芽球への系特異的分化誘導法を確立し、その初期分化から最終分化(脱核)までの細胞表面抗原の変化、および増殖能の変化を検討した。その結果、チロシンキナーゼ受容体の一種であるHTKが赤芽球系前駆細胞に特異的に発現していること、ヒト赤芽球の脱核にはアクチンフィラメントが関与すること、エリトロポエチンによってJAK-STAT系のシグナル伝達が進行することを明らかにした。3)ヒト抹消血CD34陽性細胞の初期分化をより詳細に検討する目的で、赤芽球系のほか巨核球系への特異的分化誘導システムを開発し報告した。4)これまでの検討をもとにヒト抹消血CD34陽性細胞の赤芽球系特異的分化誘導を行い、赤芽球系前駆細胞の分化にともなうテロメア長の短縮とともに、興味ある現象としてBFU-Eレベルの前駆細胞におけるテロメラーゼ活性の一過性上昇を観察した。これは、細胞株には見られない現象であり、正常造血機構の解析の上で重要な知見であり、現在、継続してその差異の検討を行っている。1)ヒトCD34+細胞純化法の改良ヒト赤芽球系幹細胞の分化に伴うテロメア長とテロメラーゼ活性の推移を検討するにあたって、検討に足るだけの細胞量を確保することが重要である。ヒト末梢血からの迅速なCD34+細胞純化法を開発し報告した(Bone Marrow Transplantation, 19 : 373-379, 1997)。本法はナイロンファイバーを充填したシリンジを用いて単核細胞中の単球・マクロファージ系細胞を処理するもので、従来の方法に比べ高純度のCD34+細胞を大量かつ迅速に純化できるという利点を有する。本法を用いてヒト骨髄からCD34+細胞を純化し骨髄異形成症候群における分化・増殖の異常について検討し報告した(Blood, 88 : 319-327, 1996 : Leukemia and Lymphoma, 22 : 43-51, 1996)。2)ヒト赤芽球系幹細胞の分化に伴うテロメア長とテトメラーゼ活性の推移細胞プロセッシング法の改良によってヒト末梢血から高純度のCD34+細胞が比較的容易に得られるようになった。現在、純化CD34+細胞の赤芽球系への系特異的分化誘導システムを確立し標記研究課題を遂行中である。同時に、このシステムにおいて系特異的に誘導される赤芽球系細胞の性状把握を目的として他の施設と共同研究を進めている。その結果、ヒト末梢血CD34+細胞からスタートして、種々の分化段階にある赤芽球系幹細胞をhomogeneousに誘導できること(Blood, in press, 1997)、細胞内シグナル伝達系の実験にも応用可能であることを確認した。

ヒト赤芽球系幹細胞の分化に伴うテロメア長とテロメラーゼ活性の推移、およびその実験条件の設定に関する研究を行った結果、以下の点が明かとなり研究成果として報告、もしくは報告中である。1)実験系の確立のために、ヒト末梢血CD34陽性細胞の迅速・効率的、且つ経済的な純化法の開発を行った。純化前のCD14陽性細胞混入率と純化後のCD34陽性細胞純化率が逆相関することを科学的に証明し、CD14陽性細胞除去のためにナイロンファイバー・シリンジを開発し紹介した。さらに、本法を用いたヒト末梢血CD34陽性細胞の大量純化法を開発した。2)ヒトCD34陽性細胞の赤芽球への系特異的分化誘導法を確立し、その初期分化から最終分化(脱核)までの細胞表面抗原の変化、および増殖能の変化を検討した。その結果、チロシンキナーゼ受容体の一種であるHTKが赤芽球系前駆細胞に特異的に発現していること、ヒト赤芽球の脱核にはアクチンフィラメントが関与すること、エリトロポエチンによってJAK-STAT系のシグナル伝達が進行することを明らかにした。3)ヒト末梢血CD34陽性細胞の初期分化をより詳細に検討する目的で、赤芽球系のほか巨核球系への特異的分化誘導システムを開発し報告した。4)これまでの検討をもとにヒト末梢血CD34陽性細胞の赤芽球系特異的分化誘導を行い、赤芽球系前駆細胞の分化にともなうテロメア長の短縮とともに、興味ある現象としてBFU-Eレベルの前駆細胞におけるテロメラーゼ活性の一過性上昇を観察した。これは、細胞株には見られない現象であり、正常造血機構の解析の上で重要な知見であり、現在、継続してその差異の検討を行っている。
超高圧分光法による超微粉子物性の閉じ込め効果の研究

ガス中蒸発法によって作製した平均粒径の大きさ約1ミクロンのアルカリハライド微粒子について、その高圧力におけるフォノン物性を調べるため、現在、放射光を遠赤外領域での分光光源として利用できる唯一の放射光施設である分子科学研究所(岡崎)のUVSORにおいて圧力発生装置としてダイヤモンドアンビルセルを用いた透過吸収実験を行い次のような成果を挙げた。(1)先ず、実験技術上の観点からは、本研究に必要な超微粒子についての数万気圧領域の高い圧力下での遠赤外分光法が本研究の設備費でまかなわれたダイヤモンドアンビルを用いた圧力発生技術とこれまでに当研究者が蓄積していた赤外領域での放射光技術を組み合わせることによって容易に行えることが示された。この研究方法はフォノン物性のみならず今後超微粒子の電子状態の研究にも役立たせることが出来る見通しを得た。(2)研究試料として取り上げたNaClについてその微粒子状態で発現する表面フォノン状態の圧力下での詳しい振舞いを調べることによって次のような結果を得た。(1)一般に、常圧で現れる表面フォノンのエネルギー値は微粒子の形状によってその値が異なることは既に他の物質からなる微粒子に対する"連続体の理論"によって明らかにされているがNaClにおいても同様の理解が成立し、その詳しい圧力依存性を明らかに出来た、(2)異なった微粒子の形状に応じて現れる各々の表面フォノンのエネルギーは圧力に対して異なったエネルギーシフトを示す(本研究による初めての観測)、(3)そのエネルギーシフトの大きさは常圧で成立していた連続体理論を圧力が加わった状態に拡した"拡張モデル"によってよく説明できることを示した。(3)以上の結果は、今後、微粒子の物性に関して最も興味のもたれる微粒子状態における構造相転移に対する表面原子の役割を解明する研究の手がかりにもなるもので、微粒子物性に対して新しい展望を開くきっかけとなるものである。以上の成果は論文にまとめられ、現在Physical Reviewに投稿中である。
象牙質知覚過敏症と非コラーゲン性蛋白質の動態

本研究は、臨床的に象牙質知覚過敏症と診断された歯牙の開放象牙細管と細管内管状膜様構造物について微細形態学的検索を加えるとともに、管状膜様構造物より非コラーゲン性蛋白質を分離精製しその諸性質を明らかにし、さらに非コラーゲン性蛋白質のCa結合能を検索し、象牙細管の石灰化機序の一端を明らかにするために行なわれた。その結果、象牙質知覚過敏症を併発した楔状欠損歯の露出象牙質面には知覚過敏部が限局して存在し、この部位では多数の象牙細管が開口しており、この開放細管の内側には管状膜様構造物が認められた。これに対して、同一露出面に存在する非知覚過敏部の象牙細管の内部には微小結晶や菱面体結晶が析出しており、同部の象牙細管の大多数が石灰化物質で封鎖されていることが確かめられた。したがって、歯牙象牙質において管状膜様構造物は象牙細管の再石灰化の調節を介して象牙質知覚過敏症の発現に密接に関連していることが明らかにされた。そこでこの管状膜様構造物の生理的役割を追究するために、管状膜様構造物より非コラーゲン性蛋白質を分離精製した結果、オステオネクチンを分離精製することに成功した。さらにオステオネクチンの諸性質を詳細に検索する目的で歯牙象牙質粉末より当該蛋白質を分離精製した結果、歯牙象牙質オステオネクチンは他の硬組織に存在するものに比べて高度にリン酸化された分子量23Kダルトンのシアル酸含有蛋白質であり、高いカルシウム結合能を有することが明らかになった。以上の結果から、象牙質知覚過敏症の発現と密接に関連している管状膜様構造物に非コラーゲン性リン含有カルシウム結合蛋白質であるオステオネクチンが局在しており、象牙細管内部の再石灰化に重要な役割を果していることを明らかにすることができた。今年度の研究実施計画に基づき、象牙質の知覚伝達経路として重要な位置を占める象牙細管の内部に存在する管状膜様構造物について、微細形態学的観察を行うとともに当核組織より非コラーゲン性蛋白質の分離、精製を行い下記の知見・成果を得た。1.管状膜様構造の微細形態学的観察ヒト新鮮抜去歯牙を用いて冷却下でエナメル質を除去したのち、得られた象牙質片を用いて6N-塩酸にて60°C、30分間象牙質表層部の脱灰処理を行った。洗浄後直ちに試料を通法に従って固定、脱水し、臨界点乾燥の後、走査型電子顕微鏡による観察に供した。その結果、脱灰された象牙質表層部では固有の細管構造や管間基質が消失し、有機性の管状膜様構造物の存在が明らかとなった。また、当核構造物を集めて蛋白質の分離・精製を行うための試料を調整することができた。2.管状膜様構造物を用いた非コラーゲン性蛋白質の分離・精製上記方法により調整された管状膜様構造物より4M塩酸グアニジンを用いて蛋白質を抽出し、DEAEカラムクロマトグラフィーゲル瀘過クロマトグラフィーを行い、得られた各画分を用いて蛋白質,リン,【Ca^(2+)】および【Mg^(2+)】の定量、さらにアミノ酸分析を行った。一部の試料はSDS-PAGEに供した。その結果、4μ塩酸グアニジン抽出液中には分子量が67K,58K,25Kおよび12Kダルトンの非コラーゲン性蛋白質が存在していた。

とくに25Kダルトンのものはリンを最も高濃度に含有し、【Ca^(2+)】および【Mg^(2+)】も多く結合していた。アミノ酸分析の結果、この25Kダルトンの蛋白質はホスホオリンではなくオステオネクチン様蛋白質であると考えられた。今年度の研究実施計画に基づき,ヒト象牙質粉末を用いて非コラーゲン性リン含有蛋白質であるオステオネクチンを分離精製し,平衡透析法を用いてカルシウム結合能の検討を行うことと,象牙質知覚過敏症の歯牙より知覚過敏部象牙質の試料を生検により採取し,当該部象牙質の微細形態学的検索を行うことを実施し,以下の知見,成果を得た.1.非コラーゲン性蛋白質のカルシウム結合能についての検討ヒト新鮮抜去歯牙より粒度60150meshの象牙質粉末を調整し, 0.6N塩酸に24°C, 4日間撹拌抽出操作を加えたのち得られた沈査よりグアニジン可溶性蛋白質を得た.この蛋白質を用いてDEAEカラムクロマトグラフィーおよびゲル瀘過クロマトグラフィーを行い,前年度に管状膜様構造物から得た蛋白質と同様のオステオネクチン様蛋白質の画分を得た.今年度は当該画分をさらに高速液体クロマトグラフィーを用いて分離精製し,ヒト象牙質より初めて分子量22Kダルトンのオステオネクチンを得ることができた.次いでオステオネクチンの結合カルシウムを分離除去したのち,平衡透析法にて^<45>Caを用いて結分能を調べた結果,オステオネクチンがカルシウム結合能を有する結果が得られた.2.象牙質知覚過敏症の歯の露出象牙質の微細形態学的検索知覚過敏部象牙質より0.8mmφの生検試料を得, SEM,TEMを用いて当該部の微細形態学的観察を行った.その結果,知覚過敏部では象牙細管が開放され,細管内有機性構造も崩壊しており,外来刺激の伝達を遮断する構造は認められなかった.一方,同一象牙質面の非知覚過敏部では細管内壁の有機性膜様構造に沿って結晶の沈着が認められ,管腔は菱形の結晶で封鎖されていた.このことは管状膜様構造物が石灰化に関与することを示唆するものと考える.歯牙象牙質には種々の象牙質構築因子が存在しており、私共は61および62年度においてその1つであるオステネクチンを象牙質粉末ならびに管状膜様構造物より分離精製することに成功した。象牙質構築因子としてはオステオネクチンのほかにホスホホリンが存在していることが知られているが、ヒト歯牙象牙質からのホスホホリンの分離精製に関する詳細な報告はみられないのが現状である。そこで本年度において私共はヒト歯牙象牙質よりホスホホリンを分離精製しその諸性質をオステオネクチンと比較しながら詳細に検索するとともに、オステオネクチンおよびホスホホリンのカルシウム結合能を検討し、以下のような知見を得た。1.ヒト歯牙象牙質からのホスホホリンの分離精製とその諸性質の検索・ヒト新鮮抜去大臼歯より象牙質粉末を調製し、0.6N塩酸を用いて4°Cにて4日間脱灰処理を加えた。得られた上清より酸可溶性蛋白質を回収し、DEAEーセファセルカラムクロマトグラフィーおをびゲル濾過クロマトグラフィーを行いホスホホリンを含む画分を得た。この画分をさらにスーパーローズ^<TM>6を用いた高速液体クロマトグラフィーにより分離精製した。その結果、アスパラギン酸およびセリンを極めて多量に含有し、高いリン含有量を示す分子量26Kダルトンの歯牙象牙質ホスホホリンを分離精製することができた。2.歯牙象牙質オステオネクチンおよびホスホホリンのカルシウム結合能の検索平衡透析法を用いて両蛋白質のカルシウム結合能を検索した結果、両蛋白質ともそのリン含有量に対応した高いカルシウム結合能を有することが明らかとなった。現在、両蛋白質のカルシウム結合機序を酵素的修飾機構との関連で追究するともに、知覚過敏象牙質における両蛋白質の局在も検索している。
想定外の豪雨地盤災害を対象としたメッシュ型無線センサー監視システムの開発

センサー網を構築するために,センサーやデータ集積装置のハードウェアを開発(1)する。その上で,現地に開発した無線センサー網を設置し,地盤の観測データの取得(2)を行う。得られた過去の大量のデータ分析に基づいて,災害源となる危険箇所を抽出できる情報処理システムを開発(3)し,有効性を検討する。一方,人為的に作成した土構造物に対する崩壊における予兆に対するデータを体系的に収集し,崩壊直前までの挙動を検討(4)する。得られた知見を踏まえ,過去の膨大なデータと現在のデータとの比較によって危険度判定の判断基準と基準値を更新できるシステムを開発(5)するものである。平成30年度までに、(1)(5)について成果を上げることができた。(1)斜面および河川堤防での観測データの取得:センサーを設置している斜面および河川堤防での観測データの取得を行った。(2)斜面崩壊に対する模型実験の実施:平成29年度に作成した模型実験装置を用いて、降雨斜面崩壊実験を実施した。得られた地表面の傾斜データについては(4)での分析に利用した。(3)河川堤防の崩壊に対する模型実験の実施:平成29年度に作成した模型実験装置を用い、堤防崩壊実験を実施した。(4)観測データおよび模型実験データの分析:(1)で得られた地表面の傾斜データを分析して、異常変状のパターンについて検討した。(5)異常箇所抽出のためのプログラム開発:得られたデータセットを基準に、深層学習を取り入れたプログラムを開発した。学習用データの質の向上と、量の確保が重要であるという認識から、特に(2)や(3)については継続的に実施する。(1)については、当初の計画通りの進捗である。予算の関係上センサー規模を縮小してはいるものの、当初の予定通り、斜面および河川堤防にてデータ取得と保管が進んでいる。(2)、(3)について、斜面及び河川堤防の模型実験については、いくつかのケースについてデータの取得が可能となり、予定通りといえる。(4)についてはH30年度7月の豪雨で変状が観測された斜面について、詳細な分析を行った。(5)として試行を繰り返してプログラムの開発を進めている。以上のことから順調に進展していると判断した。(1)斜面および河川堤防での観測データの取得:H29年度、センサーを設置した2つの斜面および河川堤防での観測データの取得を行う。切土斜面では、降雨時での変状が観測された。ここでは、種々の観測機器の計測データも取得していることから、機器による比較も行う。さらに、新たな変状も予測されることから、引き続き十分な体制で計測を継続する。H30年度、新規に地すべり斜面での計測を開始しているが、ここでも、微小な変状が計測されているので、引き続き計測を行う。河川堤防での観測については、引き続き観測体制の強化を図り、継続的な観測データの取得を目指しつつ、豪雨時のデータ収集を行う体制を確立し続ける。(2)斜面崩壊および河川堤防に対する模型実験の実施:開発した模型実験装置を用いて、降雨斜面崩壊実験を重ねて実施する。得られた地表面の傾斜データについては、(2)で得られた結果との整合性を分析するとともに、(4)での分析に利用する。(3)観測データおよび模型実験データの分析:(1)、(2)で得られた地表面の傾斜データを分析して、注意及び警告を発信するパターンを見出す。(4)異常箇所抽出のためのプログラム開発:(2)で得られた、模型実験の計測データセットに基づいて、深層学習を取り入れた予測プログラムを開発する。深層学習による学習の回数や範囲などは試行錯誤が必要であることがわかってきている。また、学習に用いる計測データの与え方にも、試行錯誤が必要であるという認識から、特に(2)については継続的に実施する。本研究では,これまで進めてきた斜面監視技術を発展させ,多数のセンサーからなる無線センサー網から得られる地盤情報をもとに,深層学習アルゴリズムを組み合わせ,想定外の豪雨地盤災害に対する監視システムを開発することを目的としている。具体的には,(1)センサーの多数化を可能にするために,センサーや集積装置のハードウェア開発を行う。(2)開発した機器を現場に設置し,観測データの取得を行う。(3)過去と現在の観測データの分析に基づいて,地盤災害源となる危険箇所を抽出できる災害監視システムを開発する。(4)土構造物に対する崩壊を模型実験的に再現し,崩壊挙動の予兆を体系的に検討する。(5)得られた知見を基に,蓄積してきた膨大な観測データによって有効に危険度判定できることを検証する。平成28年度では、(1),(2),(4)について成果を上げることができた。(1)については、30台のセンサーを製作した。センサーには加速度センサーだけでなく、温度、方位、気圧センサーも搭載した。また、センサー数を飛躍的に増加させるために仕様を見直し,データ集積機器の開発を行った。(2)については、現地に設置している機器の安定した長期運用に対する課題の抽出を行いつつ、データ収集を行った。(4)については、斜面崩壊用土層については、降雨装置も含めた土層を設計し、河川堤防用の土層については、実際に製作することができた。このため、いずれの模型実験も平成29年度には実施できる目途がたった。具体的には,(1)センサーの多数化を可能にするために,センサーや集積装置のハードウェア開発を行った。(2)(1)において開発した機器を現場に設置し,観測データの取得を行った。

(3)土構造物に対する崩壊を模型実験的に再現し,崩壊挙動の予兆を体系的に検討するために、斜面模型実験装置の設計および、河川堤防模型実験装置の設計・製作を行った。本研究では,メッシュ型無線センサー網から得られる地盤変状のデータ分析に基づく地盤災害の監視システムが,想定外の災害を監視する上でより有効であることを明確にしつつ,災害に対する危険度の定量的評価に対する技術開発を行う。まず,センサー網を構築するために,センサーやデータ集積装置のハードウェアを開発(1)する。その上で,現地に開発した無線センサー網を設置し,地盤の観測データの取得(2)を行う。得られた過去の大量のデータ分析に基づいて,災害源となる危険箇所を抽出できる情報処理システムを開発(3)し,有効性を検討する。一方,人為的に作成した土構造物に対する崩壊における予兆に対するデータを体系的に収集し,崩壊直前までの挙動を検討(4)する。得られた知見を踏まえ,過去の膨大なデータと現在のデータとの比較によって危険度判定の判断基準と基準値を更新できるシステムを開発(5)するものである。平成29年度までに、(1)(4)について成果を上げることができた。(1)については、2組の無線センサー網を整備した。いずれも30台規模からなるセンサーで構成され、かつ、データ集積システムを完備している。(2)については、現地に設置している機器の安定した長期運用に対する課題の抽出を行いつつ、盛土法面および河川堤防でのデータ収集を行った。斜面に設置したセンサー網では、斜面対策のための工事期間のデータ収集できた。(3)については、現地計測データおよび、斜面土槽実験から得られた計測データを対象に分析可能なソフトウェアの開発を行った。これでは、計測データについて学習する機能を有し、異常を判断できるよう、深層学習のアルゴリズムを組み込んだ。(4)については、斜面土槽および河川堤防土槽を作成するとともに、各土層にあわせた降雨装置を設計し、製作した。その上で、模型実験を実施し、基本的な測定データの取得を行った。(1)については、当初の計画通りの進捗である。(2)については、予算の関係上センサー規模を縮小してはいるものの、当初の予定通り、斜面および河川堤防にてデータ取得と保管が進んでいる。(3)については、当初の予定通りの機能を組み込んだ開発している。(4)について、斜面の模型実験については、遅れ気味であるが、河川堤防の模型実験は、先取り気味で進んでいる。全体をみれば、予定通りといえる。センサー網を構築するために,センサーやデータ集積装置のハードウェアを開発(1)する。
ホウ化物セラミックスを用いた耐酸化性C/Cコンポジットの作製および性質

本研究では、ディッピングによる含浸法を用いて、C/Cコンポジットの表面にホウ化物セラミックスを被膜し、優れた耐酸化性能を付与することの可能性を探ることを目的とした。この方法の特徴として、C/Cコンポジットを直接溶液に含浸させるため、複雑な形状物にも適用できる点などがある。ホウ化物は、高温酸化時にB_2O_3の酸化生成物を形成し、優れた酸化保護膜になり得ることが期待できる。そこで、実験用のC/Cコンポジットに、市販の日本カーボン製CCM-190Cを用いた。試料のC/Cコンポジットは、ダイヤモンドカッターを用いて5×10×5mmのサイズに切り出し、アセトン中で30min超音波洗浄を行った。この試料にSiB_6を被膜するために、トリエチレングリコール中にSiB_6粉末を分散させ含浸法により行った。含浸に用いたSiB_6粉末は純度99%、平均粒径3μmのものを用いた。得られた試料から分散媒であるトリエチレングリコールをほぼ完全に蒸発させるために、623Kで脱脂処理を施した。これにより、C/Cコンポジットは、SiB_6量が試料全質量の約3mass%で、試料全表面にほぼ100%SiB_6を被覆することができた。C/Cコンポジットの耐酸化性評価のために、昇温酸化実験および定温酸化実験を行った。酸化実験は、高温電気炉を用いて、昇温速度10K/minで、室温から1273Kの条件で行った。その結果、SiB_6被覆C/Cコンポジット試料の方か、未処理のC/Cコンポジットに比べて、優れた耐酸化性を有することが分かった。さらに、得られた試料の分析結果から、SiB_6の酸化生成物である、SiO_2およびB_2O_3が、C/Cコンポジットに耐酸化性を付与していると考えられる。そして、未処理のC/Cコンポジットおよび含浸法により3mass%のSiB_6を被覆させた試料の定温酸化に伴う質量変化の割合は、酸化温度および酸化時間の増加に伴って減少する傾向を認めた。減少の割合は、高温になるにつれて大きくなり、1000K以上でその傾向が顕著に認められた。このことから、SiB_6を含浸させたC/Cコンポジット試料は、良好な耐酸化性を有することが明らかになった。本研究では、ディッピングによる含浸法を用いて、C/C複合材料(炭素繊維強化炭素複合材料)の表面にSiB_6を被覆し、優れた耐酸化性能を付与することを目的とした。この方法の特徴は、C/C複合材料を直接溶液に含浸させるために複雑な形状物にも適用できる点にある。そして、ホウ化ケイ素の中でSiB_6は、炭素と高温時においてSiC、B_4Cを形成し非常に強固な酸化保護膜になり得ることが期待できる。さらに、SiB_6は、酸化により表面に酸化生成物として生成するB_2O_3とSiO_2より成るホウケイ酸ガラスが、高温下で優れた耐酸化バリアとして機能するので、C/C複合材料の耐酸化性能を向上させるのに適していると考え、実験開始に至った。

実験用C/C複合材料は、市販の日本カーボン製CCM-190Cを用いた。C/C複合材料はダイアモンドカッターを用いて、5×10×5mmのサイズに切り出し、アセトン中で30分間、超音波洗浄処理を行った。この試料にSiB_6を被覆するために、トリエチレングリコール中にSiB_6粉末を分散させ、含浸法により行った。含浸に用いたSiB_6粉末は純度98%、平均粒径2.5μmのものを用いた。得られた試料から分散媒であるトリエチレングリコールを完全に蒸発させるために、350°Cで脱脂処理を施した。これによりC/C複合材料は、SiB_6量が試料全質量の約2.5%で、試料全表面にSiB_6粉末が被覆できた。C/C複合材料の耐酸化性評価のために、昇温酸化実験を行った。実験は、熱質量測定器を用い、昇温速度10°C/minで、室温から1000°Cの条件で行った。なお、SiB_6被覆による耐酸化性能の変化を比較調査するために、C/C複合材料、SiB_6焼結体及びSiB_6粉末の昇温酸化試験を併せて行った。その結果、SiB_6を被覆した試料の耐酸化性能は、未処理のC/C複合材料よりも優れ、SiB_6が、C/C複合材料に耐酸化性を付与できることが明らかになった。今後、定温酸化試験、酸化試料のX線分析および微構造観察評価などを行い、より詳細に耐酸化性の向上の可能性についての研究を行う。炭素繊維強化炭素複合材料(以下、C/C複合材料)は、1750Kを超える超高温下で比強度が優れている。しかし、C/C複合材料は、繊維ならびにマトリックスにおいて、構成素材のすべてが炭素から成っているために、800K以上の酸化雰囲気においての酸化消耗が激しいという短所を持っている。本研究では、ディッピングによる含浸法を用いて、C/C複合材料の表面にSiB_6を被覆し、優れた耐酸化性能を付与することを目的とした。実験用のC/C複合材料は、市販の日本カーボン製CCM-190Cを用いた。C/C複合材料は、ダイアモンドカッターを用いて、5×10×5mmのサイズに切り出し、アセトン中で30min超音波洗浄処理を行った。この試料にSiB_6を被覆するために、トリエチレングリコール中にSiB_6粉末を分散させ、含浸法を用いて行った。含浸に用いたSiB_6粉末は、それぞれ純度98.5%、平均粒径5μmのものを用いた。得られた試料から分散媒であるトリエチレングリコールを完全に蒸発させるために、623Kで脱脂処理を施した。これによりC/C複合材料は、SiB_6量が試料全質量の約15mass%で、試料全表面にSiB_6を被覆することができた。C/C複合材料の耐酸化性評価のために、昇温酸化実験および定温酸化実験を行った。実験は、熱分析装置を用い、昇温速度10K/minの条件で、室温から1273Kの条件で行った。未処理のC/C複合材料および含浸法により試料全表面にSiB_6を被覆した試料は、未処理のC/C複合材料に比べて、優れた耐酸化性を有することが明らかになった。X線回折分析の結果、SiO_2とB_2O_3と考えられる回折ピークが認められた。この結果から、SiB_6が、高温酸化時に、SiO_2とB_2O_3の酸化生成物を形成し、非常に強固な酸化保護膜になり得たものと考えられる。すなわち、酸化により表面に酸化生成物として生成するホウ酸ガラス系酸化保護膜が、高温下で優れた耐酸化バリアとして機能する可能性があることが明らかになった。