hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ケミカルシャペロンを利用したタンパク質新規分泌生産法

抗体生産細胞における凝集体形成について解析した結果、培養中に細胞内に抗体が凝集することにより、凝集体形成が起きていると推定された。トレハロース添加培地の使用により、培養中に発生する凝集抗体量を低減させることが出来たが、添加による培地浸透圧上昇のために、細胞増殖が低下した。そこで、細胞増殖性の改善のため、トレハローストランスポーターを抗体生産CHO細胞に導入することにより増殖能の改善を行えた蛋白質が様々な環境要因によって凝集や断片化などの変化を受けることは一般的によく知られている現象である。これらについては、精製・製剤プロセスが主原因とこれまで捉えられてきたが、実際には、細胞培養の過程においてもこの様な変化が生じ、これが後段のプロセスにまで影響を及ぼしていると考えられている。これまでの研究では、細胞培養工程における変化についてはほとんど解析されて来なかった。そこで、本課題では、上流の細胞培養プロセス側に焦点を移して、細胞培養プロセスで受ける蛋白質に対する物理的ストレスの観点から生産物品質を捉え、これらの因子について解明と制御を行うことを目的とする。平成26年度は、1.物理ストレス評価のために、温度感受性のポリマーを用いたアフィニティクロマトを用いて、温度変化による抗体の分離精製等を行い、様々な培養条件下での凝集体形成についてのデータを得るための基盤を構築した。2.トレハロース、スクロースやアルギニン等のケミカルシャペロン活性を持つ物質について、抗体凝集に及ぼす効果を検討するための基盤を構築した。前年度に構築した評価系を用いて、様々な培養条件における凝集体の形成過程を解析し、これとケミカルシャペロンを用いた凝集体抑制効果について、引き続き検討した。1様々な条件下における凝集体形成過程解析:前年度に構築した評価法を用いて、細胞培養過程のどのステップにおいて、凝集体を形成しているのかを検証した。これまで、凝集体の形成は、分泌時に凝集されて生産される、生産後に凝集体形成が促進される、の2つの仮説があり、いずれなのかは明確には示されていなかった。凝集体形成時を正確に評価することはかなり難しいが、モデルをたてて、凝集体の培養中の経時変化や無血清流加培養時の添加物の凝集体形成に及ぼす影響についても解析し、一定の結論を得た。2ケミカルシャペロン添加による凝集体形成抑制解析:前年度に引き続き、ケミカルシャペロンの効果を検証する。特にトレハロースについては、通常は細胞内に浸透することは無いが、シャペロン効果を発揮するためには、細胞内への浸透量についても検証する必要がある。そこで、細胞内へのトレハロース取り込みに注目した。培地中に添加したケミカルシャペロンであるトレハロースは、濃度の上昇に伴って細胞内に取り込まれる可能性があるものの、明確ではない。そこで、さらに積極的にトレハロースを細胞内に輸送することにより、より抗凝集効果や、細胞増殖、生産等が改善される可能性がある。そこで、細胞内にトレハロースを取り込むトランスポーターに着目した。抗体生産性チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞株に、トランスポーターを導入した細胞株を構築し、これを用いて生産性、凝集体形成について検討した。検討した項目について、効果があるもの、無いものの見極めも行えており、おおむね順調に進展している。前年度に引き続き、ケミカルシャペロンであるトレハロースを細胞内に取り込むトランスポーターを導入した、トレハローストランスポーター導入抗体生産性チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞株について、導入していない元株と、増殖性、生産性、及び、凝集体形成の検討を行った。宿主細胞株であるCHO-K1細胞を元に構築したヒト化IgG抗体を生産する高生産細胞株、及びこの細胞にトレハローストランスポーターを導入した株の比較において、通常の無血清培地を用いた培養と培養開始時に100 mMトレハロースを添加したトレハロース含有培地の二種類の培地で半回分培養を行い、トレハローストランスポーターの導入の効果を検証した。その結果、トレハロース含有培地において、ヒト化IgG抗体を生産する元株と比較して、トランスポーター導入によって構築した細胞株の培養中の到達最大細胞濃度が2倍以上に増加し、トランスポーター導入によって細胞内にトレハロースが取り込まれることにより、浸透圧ストレスの軽減し、到達細胞濃度が向上したと推定された。トレハロース培地における抗体比生産速度は、トランスポーター導入前の元株および、トレハローストランスポーターを導入した株、共に、通常の無血清培地を用いた半回分培養と比較して1.3-1.4倍程度上昇し、トレハロース添加による比生産速度上昇効果は維持された。得られた培養液における抗体の凝集をゲル濾過分析を用いて解析した結果、トレハロース培地ではいずれの細胞株においても凝集体・二量体のピークが減少し、培養中の凝集形成が抑制されていた。以上より、ケミカルシャペロンを添加することにより、細胞の生産する糖タンパク質の品質を改善できること、ならびに添加による細胞増殖性低下については、ケミカルシャペロンに関連するトランスポーター導入によって改善できることが示唆された。そこで、細胞増殖性の改善のため、トレハローストランスポーターを抗体生産

CHO細胞に導入することにより増殖能の改善を行えた平成26年度に設定した2つの項目について、それぞれ、温度感受性のポリマー等を用いた評価のための基盤は十分に準備出来た。またこれまで行ったトレハロースに代表されるケミカルシャペロンも候補が出揃い、これまでのところ、おおむね順調に進展している。平成2627年度に構築した基盤を利用し、順次評価を行っていく予定である。生物化学工学平成26年度に構築した基盤を利用し、順次評価を行っていく予定である。次年度に、細胞培養を用いた評価をさらに詳細に行うため、細胞培養用培地、評価用試薬、遺伝子解析用分析試薬などが必要であり、次年度使用額が必要である。次年度以降は、今年度に行った結果に基づいて、様々な培養条件における凝集体の形成過程を解析する。特に、細胞培養過程のどのステップにおいて凝集体を形成しているのかを詳細に検証するために、細胞培養用の培地と評価用試薬、さらに遺伝子解析を行うための遺伝子解析試薬が必要となったため、次年度使用額が必要となった。なお本年度は、抗体濃度の定量的測定のために可視紫外分光光度計の新規導入を予定していたが、既存の装置を効率的に用いることにより測定を実施することができたため導入を見合わせた。また今年度予定していたデータ解析などの実験補助のための謝金が不要であったこと、成果発表のための論文投稿が予定よりも少なくなったため、これを次年度必要な試薬類および成果発表のための費用として使用する。細胞培養のための培地、得られた抗体分析のためのカラム、試薬、さらには遺伝子解析のための組換え用試薬、国際・国内学会における成果発表のための旅費等に利用する予定である。
咀嚼運動のリズム発生機序-成熟動物の in vitro 脳標本を用いた中枢神経機構の解析

実験にはCB57BL系マウス(生後48週)を用いた。エーテル麻酔下で乳頭体-上丘間で除脳した後に、上半身を分離して下行大動脈からカテーテルを挿入し、dextran2.5%を含む人工脳脊髄液を潅流した。顎二腹筋前腹にワイヤー電極を挿入し記録電極とした後、人工脳脊髄液で潅流した記録槽に移した。金属微少電極で延髄錐体路を連続電気刺激(2040Hz)し、顎二腹筋にリズム活動を誘発する部位を同定した。このような成熟マウスのin vitro脳標本の実験から、錐体路連続電気刺激によって顎二腹筋に誘発されるリズム活動では、(1)誘発に興奮性アミノ酸、特にnon-NMDA型受容体が重要な役割を演じており、(2)NMDA型受容体はリズム活動の修飾を行っていることが明らかにされた。これはラット新生仔の摘出脳幹標本で観察されているNMDA型受容体の活性により誘発される吸啜運動とは明らかに対照をなしている。そこで(1)生後何日までNMDA投与によって吸啜様リズム活動誘発が可能なのか、(2)生後何日で錐体路刺激によって咀嚼様リズム活動が誘発可能となるのかを、それぞれマウスの摘出脳幹標本ならびにinvivo標本を用いて検討した。その結果、吸啜様リズム活動は生後10日齢前後まで誘発されること、大脳皮質刺激によって誘発されるリズミカルな咀嚼様顎運動は生後12日前後以降で初めて可能となることがわかった。摘出脳幹-脊髄標本ではNMDA投与によって舌下神経だけでなく、三叉・顔面神経にもリズミカルな神経活動が誘発されるが、脳幹前頭切断によってそれぞれの神経の運動ニューロンを別個に含む標本を作製しNMDAを投与すると三叉・顔面・舌下神経にそれぞれ独立したリズム活動が誘発されることが観察された。以上の結果は、マウスでは吸啜から咀嚼への転換に伴って生後2週齢前後までに脳幹内で様々な可塑的変化が起こっている可能性を示唆している。実験にはCB57BL系マウス(生後48週)を用いた、エーテル麻酔下で開頭し乳頭体-上丘間で徐脳した後に、上半身を分離して95%O_2-5%CO_2で飽和した4°Cの人工脳脊髄液中に浸し、下行大動脈からカテーテルを挿入して、dextran2.5%を含む人工脳脊髄液を潅流(内部潅流)した。小脳を除去して第四脳室低を露出し、顎二腹筋前腹および咬筋深部に筋電図記録用にワイヤー電極を挿入した。その後、標本を人工脳脊髄液で潅流(外部潅流)した記録槽に移し、2830°Cまでゆっくりと復温した。背側面より刺入した金属微少電極によって脳幹正中腹側部(錐体路およびその周囲)を連続電気刺激(2040Hz)すると、咬筋および顎二腹筋に25Hzの相反性のリズム活動が誘発された(同部位の単発刺激では顎二腹筋に58ミリ秒の短潜時の応答がみられた)。これに対して、興奮性アミノ酸の非特異的桔抗物質であるkynurenic acid(50100μM)を記録槽中に投与すると、同部位を連続電気刺激しても顎二腹筋にリズム活動は誘発されなかった。

一方、記録槽中にNMDAを投与しても顎二腹筋および咬筋にリズミカルな活動は誘発されなかった。以上のことから、本標本で錐体路連続電気刺激時に顎二腹筋に観察されるリズム活動の誘発には、(1)興奮性アミノ酸、特にnon-NMDA型受容体が重要な役割を演じており、(2)NMDA型受容体はリズム形成に必須ではないが、そのリズム活動の修飾に一定の役割を演じていることが示唆された。前年度開発した成熟マウスのin vitro脳標本の実験から、同標本の錐体路連続電気刺激によって顎二腹筋に誘発されるリズム活動では、(1)その誘発に興奮性アミノ酸、特にnon-NMDA型受容体が重要な役割を演じており、(2)NMDA型受容体はリズム形成に必須ではないがそのリズム活動の修飾に一定の役割を演じていることが明らかにされた。これはラット新生仔の摘出脳幹標本で観察されているNMDA型受容体の活性により誘発される吸啜運動とは明らかに対照をなしている。そこで本年は(1)生後何日までNMDA投与によって吸啜様リズム活動の誘発が可能なのか、(2)生後何日で錐体路刺激によって咀嚼様リズム活動が誘発可能となるのかを、それぞれマウスの摘出脳幹標本ならびにin vivo標本を用いて検討した。実験にはC57BL系マウスを用いた。その結果、マウスの摘出脳幹-脊髄標本でもラットと同様に、潅流液中へのNMDA投与によって舌下神経ならびに舌にリズミカルな吸啜様活動が誘発されることが確認されたが、さらに吸啜様リズム活動は生後10日齢前後まで、誘発されることが判明した。一方、in vivo標本では、大脳皮質刺激によって誘発されるリズミカルな咀嚼様顎運動は歯牙の萌出する生後12日前後以降で初めて可能となることがわかった。マウス摘出脳幹-脊髄標本では潅流液中へのNMDA投与によって舌下神経だけでなく、三叉神経や顔面神経にもリズミカルな神経活動が誘発されるが、脳幹の前頭切断によってそれぞれの神経の運動ニューロンを別個に含む標本を作製し潅流液中へNMDAを投与すると三叉・顔面・舌下神経にそれぞれ独立したリズム活動が誘発されることが観察された。以上の結果は、マウスでは吸啜から咀嚼への転換に伴って生後2週齢前後の時期までに脳幹内で様々な可塑的変化が起こっている可能性を示唆している。
発達期脳内GABA変動からみた自閉症モデルマウスの病態解析および早期治療法の探索

バルプロ酸ナトリウム(VPA)が脳内のGABAを増加させることに着目し以下の実験を行った。VPA母体投与による自閉症モデルはすでに確立したため、本年度は出生後VPA投与による病態解析および運動介入の効果、雌雄差解析を行った。出生後VPA投与マウス病態解析:出生14日後のマウスにVPA 400mg/kgを皮下注射により投与した、コントロール群は同量の生理食塩水を投与した。1)総活動量解析:雄では両群に差はみられなかったが、メスではVPA群の有意な活動量増加が見られた2)オープンフィールドによる行動解析:雄ではVPA群が優位に中央区画滞在時間の上昇が見られた。3)Preening/Groomingによる常同行動解析:雌雄ともVPA群で有意に増加が見られた。4)記憶テスト(八方向迷路):雌でのみVPA群で記憶時間の延長が見られた。5)社会性テスト(3チャンバー試験):両群で顕著な差はみられなかった。次にこれらの動物に対して、トレッドミルによる強制運動介入を行った(週7回、4週間10m/分1時間)。この運動介入により、常同行動の減少、記憶・学習障害の改善がみられたが、一方、活動量には両群で違いはみられなかった。雌雄では、常同行動の改善は雌で顕著であり、記憶障害の改善は雄で顕著であった。以上の結果から、生後VPA投与にも記憶障害、常同行動など脳へ何らかの影響を与えていることが示唆された。また、運動介入によりこれらの障害が改善される可能性が明らかとなった。運動介入による効果が神経新生によるものなのか、シナプス可塑性によるものなのかを解析するため、神経新生解析用に運動介入開始から7日間BrdUを連続投与した。BrdUの解析は次年度行う予定である。当初の計画では、母体バルプロ酸投与による影響のみを解析する予定であったが、現在、出生後バルプロ酸投与による研究が少なく、データ取得は重要であると考えたため、本年度は出生後VPA投与マウスの解析および運動介入による効果の解析を中心に行った。出生前VPA投与モデルでは主に社会性の異常がみられたが、出生後VPA投与モデルでは学習・記憶能力の低下、行動量の異常がみられた。この違いは今後VPAの脳に対する影響を考えるうえで極めて重要であると考えられる。また、運動介入の効果は記憶学習障害、常同行動に関して改善がみられた。これは、発達障害への運動介入の有用性を示唆している。運動介入効果が神経新生に起因するものか調べるため、BrdUを介入期間中投与してあり、脳標本は保存している。次年度にこの解析を行う予定である。運動介入による効果が、スパインなどの形態変化によるものか、神経新生が生じた結果なのかを解析するため、すでに前年度行ったマウスにはBrdUを投与していた。これらの脳はサンプルとして保存してあるので、神経新生解析を行う。脳スライスパッチクランプ法を用いたin vitroの解析【GAABA応答、興奮性入力の変化)を行う。バルプロ酸ナトリウム(VPA)が脳内のGABAを増加させることに着目し、VPA母体投与による自閉症モデルマウスを用い、自閉症の1病態解明、2Cl-恒常性操作によるGABA機能正常化、3運動介入による症状改善、4性差解析を目的とし、以下の実験を行った。自閉症モデルマウス(VPAマウス)病態解析本研究課題では妊娠母マウス(E12.5)へバルプロ酸ナトリウム(VPA)を腹腔内投与(600mg/kg)し、自閉症モデルマウス(VPAマウス)を作製し使用した。コントロールは母体に同量の生理食塩水を投与したものを用いた。1)USV解析、周生期母体から離すと発生する超音波音声を解析した。結果、VPA母体投与により生まれた仔は生後3日齢ではUSV頻度がコントロールと比べ優位に低下していた。一方、生後は日齢では差はみられなかった。2)社会性行動テストでは、VPA群はコントロール群と比べ3チャンバーテストに置いてストレンジャーマウスへのコンタクトの回数が優位に上昇していた。これは、社会性の異常をしめしている可能性がある。3)生後40日の動物に加速度計を埋め込み活動量を測定解析した。VPA群ではコントロール群と比べ明期/暗期のどちらにおいても活動量が増加していたことから、睡眠量が減少している可能性が示唆された。29年度は自閉症モデルを作成し脳内のネットワークをin vitroで解析する予定であったが、超音波音声(USV)解析を先に行うことにした。これは、周生期のどの時点で異常がおきているか知る上で非常に有効であると考えたからである。結果、生後3日齢では差がみられ、生後8日齢では差が見られなくなり非常に初期の段階で異常が生じている事が判明した。一方、生後28日で行った社会性テストでも新しい動物に対する反応でコントロールとVPA群で違いが見られ、この時期におけるシナプス解析も必要であることがわかった。1)総活動量

解析:雄では両群に差はみられなかったが、メスではVPA群の有意な活動量増加が見られた2)オープンフィールドによる行動解析:雄ではVPA群が優位に中央区画滞在時間の上昇が見られた。3)Preening/Groomingによる常同行動解析:雌雄ともVPA群で有意に増加が見られた。4)記憶テスト(八方向迷路):雌でのみVPA群で記憶時間の延長が見られた。5)社会性テスト(3チャンバー試験):両群で顕著な差はみられなかった。次にこれらの動物に対して、トレッドミルによる強制運動介入を行った(週7回、4週間10m/分1時間)。この運動介入により、常同行動の減少、記憶・学習障害の改善がみられたが、一方、活動量には両群で違いはみられなかった。雌雄では、常同行動の改善は雌で顕著であり、記憶障害の改善は雄で顕著であった。以上の結果から、生後VPA投与にも記憶障害、常同行動など脳へ何らかの影響を与えていることが示唆された。また、運動介入によりこれらの障害が改善される可能性が明らかとなった。運動介入による効果が神経新生によるものなのか、シナプス可塑性によるものなのかを解析するため、神経新生解析用に運動介入開始から7日間BrdUを連続投与した。BrdUの解析は次年度行う予定である。当初の計画では、母体バルプロ酸投与による影響のみを解析する予定であったが、現在、出生後バルプロ酸投与による研究が少なく、データ取得は重要であると考えたため、本年度は出生後VPA投与マウスの解析および運動介入による効果の解析を中心に行った。出生前VPA投与モデルでは主に社会性の異常がみられたが、出生後VPA投与モデルでは学習・記憶能力の低下、行動量の異常がみられた。この違いは今後VPAの脳に対する影響を考えるうえで極めて重要であると考えられる。また、運動介入の効果は記憶学習障害、常同行動に関して改善がみられた。これは、発達障害への運動介入の有用性を示唆している。運動介入効果が神経新生に起因するものか調べるため、BrdUを介入期間中投与してあり、脳標本は保存している。次年度にこの解析を行う予定である。VPAモデルの超音波発生の異常時期が判明したので、それをもとにまずは生後三日齢におけるニューロンの変化を解析する。まずは、GABAの作用の変異が考えられるため、グラミシジンによる細胞内Cl-濃度の測定、GABA応答の解析を行う予定である。これに並行して行動解析も行う。運動介入による効果が、スパインなどの形態変化によるものか、神経新生が生じた結果なのかを解析するため、すでに前年度行ったマウスにはBrdUを投与していた。これらの脳はサンプルとして保存してあるので、神経新生解析を行う。脳スライスパッチクランプ法を用いたin vitroの解析【GAABA応答、興奮性入力の変化)を行う。自閉症発症時期を特定するため、当初予定していなかった超音波音声記録装置を購入する必要が生じたため。出生後VPA投与モデル動物の作成および解析、運動介入効果の検討を2018年度に行ったため、当初行う予定であった母体VPA投与モデルのシナプス解析を2019年度に行うことにした。また、2018年度に行った動物の脳サンプルの形態学的解析を2019年度に行う。
非定型抗精神病薬の作用機序に関する分子生物学的研究

非定型抗精神病薬の作用機序における5-HT2A受容体の役割と認知機能に対する効果の薬理学的・分子生物学的背景について検討を加えた。われわれは、以前より5-HT2A受容体遮断作用の重要性を指摘してきたが、今回はまず様々な病態に対して非定型抗精神病薬とSSRIが併用される場面が増えていることから、様々な病態に対して非定型抗精神病薬とSSRIが併用される場面が増えていることから、これら併用時のD2受容体の調節機構について検討した。Wistar系雄性ラットを用い、haloperidol(HPD0.1mg/kg)単独群、HPD/fluvoxamine(FLV)(25mg/kg)併用群、risperidone(RIS0.5mg/kg)/FLV併用群、対照群の合計4群に対して、それぞれの薬物を3週間腹腔内投与し、最終投与1週間後に断頭して線条体を取り出し、[3H]spiperone結合実験にてD2受容体数を測定した。D2受容体数は、対照群を100%とすると、HPD単独群にてD2受容体数を測定した。D2受容体数は、対照群を100%とすると、HPD単独群111%、HPD/FLV群117%、RIS/FLV群102%であった。RISなどの非定型抗精神病薬は単剤の時のみならず、SSRIと併用した場合でも、長期投与において遅発性ジスキネジアなどの錐体外路症状のリスクが比較的少ないことが示唆された。炭酸リチウムは、臨床的にしばしば非定型抗精神病薬に追加されて用いられることから、ラットを用いて、その認知機能に対する影響と脳内D1受容体蛋白ならびにmRNA量の変化の関係を検討した。リチウムは、放射状迷路課題における作動記憶ならびに参照記憶の形成を促進し、その背景に前頭皮質におけるD1受容体蛋白量の増加が認められたが、側坐核や線条体では変化がみられなかった。D1受容体mRNA量も前頭皮質でのみ増加傾向が認められた。以上のことから、リチウム長期投与はラットの記憶形成を促進し、その機序にD1受容体を介した前頭葉ドパミン系の機能亢進の関与が想定された。われわれはこれまで、慢性のhaloperidol投与によって生じるラット線条体ドパミンD_2受容体数のup-regulationが選択的セロトニン(5-HT)再取り込み阻害薬(SSRI)であるcitalopramの併用投与によって増強され、5-HT_2受容体拮抗薬ritanserinの併用投与によって阻害されることを報告し、非定型抗精神病薬の作用機序として、5-HTの制御が密接に関わっていることを想定してきた。また、citalopramの急性ならびに慢性投与によって、線条体D_2受容体数、D_2mRNA量、D_2受容体遺伝子転写速度は有意に増加することを報告し、このcitalopramのD_2受容体遺伝子発現に対する影響は、5-HTを介したものであることを示した。今年度は、citalopramがmethamphetamine誘発性の移所運動量に対してどのような影響を及ぼすかを検討した。Citalopram 10mg/kgの急性投与は、methamphetamine 1mg/kg誘発性の移所運動量増加を有意に増強した。この増強は、citalopram投与24時間後まで観察されたが、7日後には認められなかった。

一方、citalopramの投与によって、脳内methamphetamine濃度も有意に増加したが、この増加は7日後も観察された。従って、citalopramによる移所運動量の増強は、必ずしもmethamphetamine濃度の増加によるものだけではなく、ドパミンD_2受容体遺伝子発現の増加も関連していると考えられた。来年度は、非定型抗精神病薬とSSRIの慢性併用投与による各種ドパミン受容体(D_1、D_2、D_3)ならびに5-HT_<2A>受容体数、mRNA量への影響を中心に検討する予定である。非定型抗精神病薬の慢性投与では、定型抗精神病薬で観察されるようなドパミンD2受容体up-regulationが生じず、錐体外路症状や遅発性ジスキネジアが起こりにくいことと関連していると考えられている。われわれは、これまでD2 up-regulationが生じない機構にセロトニン5-HT2A受容体遮断が強く関わっていることを報告してきた。定型抗精神病薬にSSRIを併用すると、D2 up-regulationが増強されることから、臨床的には錐体外路症状が増強される可能性がある。一方、様々な病態に対して、非定型抗精神病薬とSSRIが併用する臨床場面が増えていることから、これら併用時のD2受容体の調節機構についても検討が必要と考えられる。本所見は、SSRIとしてcitalopramを、5-HT2A遮断剤としてritanserinを用いたわれわれの以前の報告を再現するものであり、RISなどの非定型抗精神病薬は単剤の時のみならず、SSRIと併用した場合でも、長期投与において遅発性ジスキネジアなどの錐体外路症状のリスクが比較的少ないことが示唆された。
女性ホルモンと肝樹状細胞の変化が自己免疫性肝炎発症へ与える影響について

エストロゲンの低下する中年女性に自己免疫性肝炎は好発する。そこで、エストロゲンの増減が自己免疫性肝炎の発症及び進展にどのように影響するかについて、肝樹状細胞に焦点を当てて検討した。その結果、エストロゲンはエストロゲン受容体α鎖を介して肝形質細胞様樹状細胞のIL-10産生を増加させ自己免疫性肝障害を抑制した。一方、エストロゲン受容体阻害および閉経により抑制作用が減弱したと同時に、肝骨髄系樹状細胞が活性化し、IL-12p70およびTNFα産生が増大し肝障害増悪を誘導した。自己免疫性肝炎(autoimmune hepatitis: AIH)が、他の自己免疫性疾患と同様にAIHも女性に好発し、妊娠・出産や閉経など性ホルモンの大きな変化がその発症・病態の進展に影響すると言われている。そこで、本研究は17β-estradiolの免疫寛容や自己応答性への直接的影響を標的臓器である肝臓内の樹状細胞(dendritic cell; DC)に焦点を当てて明らかにすることで、AIHの特異的診断・治療の基盤作りを目的として、以下の2点について検討を行った。1.肝および脾における樹状細胞のエストロゲン受容体の局在エストロゲン受容体(estrogen receptor; ER)はα鎖及びβ鎖の2種があり、前者が免疫応答に関与するといわれており、その変化を解析した結果、ERαについて肝I-Ahigh及びI-Alow DCの両サブセットの陽性率は20%以下で、差も認められなかった。しかし、17β-estradiol単独投与群およびAIH誘導群については両DCサブセットのERα陽性率は10%以下に低下した。一方、17β-estradiol投与後AIHを誘導した群では両DCサブセットのERα陽性率は70%程度に増加した。ERβ鎖については、肝、脾共にいずれの群においても陽性率は10%以下であった。2. 17β-estradiolがAIHマウスの肝内樹状細胞の性状に及ぼす影響(in vitro)についてサイトカイン産生についてはIL-10の産生増強が17β-estradiol投与+AIH誘導群において肝D及び脾DCに見られ、肝DCが脾のそれに比して優位であった。IL-12p70については、17β-estradiol投与+AIH誘導群において肝、脾DC共に対照群と同様なレベルまで低下した。IFN-γについては、肝DCのみ対照群と同様なレベルまで低下した。自己免疫性肝炎(autoimmune hepatitis: AIH)は他の自己免疫性疾患と同様、女性に好発し、妊娠・出産や閉経など性ホルモンの大きな変化がその発症・病態の進展に影響すると言われている。昨年度は、17β-estradiol投与によってエストロゲン受容体α鎖を介した肝樹状細胞のIL-10産生増強がAIHの発症抑制に関与する可能性を明らかにした。そこで、今年度はエストロゲン受容体(Estrogen receptor; ER)の完全アンタゴニストによるER阻害で実験的低エストロゲン状態を作り、この状態がAIHの進展にどのように関与するかについて肝樹状細胞に焦点を当てて検討を行った。1.エストロゲン受容体阻害によるAIH肝障害への影響についてFulvestrantの皮下投与によりエストロゲン受容体を阻害した後にAIH実験モデルマウスであるCon A肝障害を誘導し肝障害の経時変化を検討した。その結果、ERを阻害したCon A投与マウスはCon A単独投与マウスに比してALTの有意な増加を認め、さらにER阻害したCon A投与マウスの死亡率は20%であった(Con A単独投与マウス: 0%)。しかし、ER阻害のみでは肝障害を認めなかった。ER阻害したCon A投与マウスでは肝内の主要DC分画であるI-AlowPDCA-1+CD80-CD86lowが減少した一方で、I-AhighCD40+CD80+CD86+DC分画の割合が増加したことから、肝臓内では活性化したDCが増加し、これが肝障害の増悪につながっている可能性が示唆された。当該年度は、エストロゲン受容体阻害によるAIH肝障害への影響およびエストロゲン受容体阻害がAIH肝障害マウスの肝臓内の樹状細胞へ与える影響の2点について追究し、研究実績の概要通り一定の成果を得た。しかし、本年度はエストロゲン受容体阻害薬であるFulvestrantの投与期間および量の設定に時間を要し、若干の計画進行の遅れが出た。しかし、実験的低エストロゲンマウスの解析がおおむね終了しているため、来年度は残ったin vitroでの樹状細胞のへのエストロゲンの影響およびもう1つの実験的低エストロゲン状態である卵巣摘出マウスでの自己免疫性肝炎の肝障害の程度や肝樹状細胞の性状変化を検討する予定である。既に後者は、当該動物実験施設の協力により実験準備が整っている。エストロゲンの血中濃度測定はこれから準備を進めていくが、十分来年度中に行うことが可能である。初年度は、17β-estradiol投与によってエストロゲン受容体α鎖を介した肝樹状細胞のIL-10産生増強がAIHの発症抑制に関与する可能性を明らかにした。

次年度はエストロゲン受容体を阻害した実験的低エストロゲンマウスへAIHを誘導したところ、肝障害が有意に増悪し、死亡個体も見られた(15例中3例)。特に肝臓内において正常状態では数少ないI-AlowCD11b+の樹状細胞(dendritic cell; DC)およびmyeloid DCの絶対数が増加し、血中IL-12(p70)及びTNF-αの有意な増加を認めた。最終年度である今年度は卵巣摘出による実験的閉経モデルマウスを作成し、AIHを誘導し解析を行った。その結果、肝障害はエストロゲン受容体阻害マウスと同様に増悪したものの、死亡例は認めなかった。また、DCの動態についてもI-AlowCD11b+DCが増加した一方で、plasmacytoid DCの絶対数が減少したことが明らかとなった。以上のことから、女性ホルモンの1つである17β-estradiolは肝樹状細胞のIL-10産生を介したAIHモデルマウスの肝障害を抑制する一方でエストロゲン受容体阻害およびエストロゲン枯渇状態は肝DCのサブセット変化を誘発し、AIH肝障害を増悪することが示唆された。このことは、女性ホルモンの増減が肝内樹状細胞の機能、あるいはサブセット変化を誘導し、自己免疫性肝炎の肝障害を調節している可能性を示唆するものである。エストロゲンの低下する中年女性に自己免疫性肝炎は好発する。そこで、エストロゲンの増減が自己免疫性肝炎の発症及び進展にどのように影響するかについて、肝樹状細胞に焦点を当てて検討した。その結果、エストロゲンはエストロゲン受容体α鎖を介して肝形質細胞様樹状細胞のIL-10産生を増加させ自己免疫性肝障害を抑制した。一方、エストロゲン受容体阻害および閉経により抑制作用が減弱したと同時に、肝骨髄系樹状細胞が活性化し、IL-12p70およびTNFα産生が増大し肝障害増悪を誘導した。当該年度は、肝および脾における樹状細胞のエストロゲン受容体の局在および17β-estradiolがAIHマウスの肝内樹状細胞の性状に及ぼす影響(in vitro)の2点について追究し、研究実績の概要通り一定の成果を得た。しかし、本年度は設置予定であったクリーンベンチが本学事務の発注手続きの遅延により、設置が3か月遅れ、in vitroの実験に若干の計画進行の遅れが出た。しかし、エストロゲン受容体の局在の解析がおおむね終了しているため、来年度は残ったin vitroでの樹状細胞のへのエストロゲンの影響および実験的低エストロゲンマウスでの自己免疫性肝炎の肝障害の程度や肝樹状細胞の性状変化を検討する予定である。既に前者は、当該動物実験施設の協力により実験準備が整っている。エストロゲンの血中濃度測定はこれから準備を進めていくが、十分来年度中に行うことが可能である。今後は、残ったin vitroでの樹状細胞のへのエストロゲンの影響および実験的低エストロゲンマウスでの自己免疫性肝炎の肝障害の程度と血中エストロゲン濃度との関係性及び肝樹状細胞の性状変化を追究し、また、今年度は最終年度であるため、学会発表および昨年度の研究成果である17β-estradiolが自己免疫性肝炎マウスの肝内樹状細胞に及ぼす影響についての論文作成の準備も並行して連携研究者と共に作業分担して効率化を図り推進していく。
血管攣縮の原因シグナル分子の産生機構の解明

本研究では、血管攣縮の原因分子であるSPCの産生の分子機構を解明することを目指した。当初は、これまでの脂質代謝の概念・常識に従って、酵素的反応によってスフィンゴミエリンからSPCが産生されるであろうと予想して、SPC産生酵素を同定する事を目標に研究をスタートさせた。しかしながら、SPC産生活性を絞り込んでいく過程の中で、溶液中で、酸化ストレスおよび酸性条件下で非酵素的にSPCが産生されるという画期的な現象を発見することができた。そのため、研究途中からは、この非酵素的にSPCが産生される分子機構を解明することを目指した研究を行った。その結果、OHラジカルがSPC産生に必須であることを発見した。血管異常収縮である血管攣縮は、急性発症の致死的な難病、即ち、心筋梗塞や脳梗塞などの血管病を引き起こす。これらの血管攣縮による血管病は、突然発症する特徴を有しており、我が国の突然死の主因として恐れられている。血管は、通常、Ca2+依存的に血管平滑筋が収縮・弛緩することによって、血圧や血流を一定に維持している。これに対して、血管攣縮は、正常なCa2+依存性の血管収縮が単純に増強したものではなく、Ca2+非依存性の異常収縮による事が分かっていたが、その原因分子は不明であった。申請者らは、Ca2+非依存性の異常収縮の原因分子スフィンゴシルホスホリルコリン(SPC)を世界で初めて同定し、SPCの下流の病的経路を解明した。血管攣縮の理想的かつ根本的な治療法としては、SPCが産生され血管攣縮が起きた『後』に治療をする、という立場ではなく、SPC産生を直接遮断して、血管攣縮の発症そのものを阻止できれば真の予防が可能となるが、SPCの産生経路は全く不明である。従って、本研究では、SPC産生の分子機構を解明することを目指す。初年度の研究によって溶液中で認められた、参加ストレスによるSPC産生機構の産生条件を検討したところ、酸性条件で産生が更新されることが分かった。そこで、くも膜下出血後に血管攣縮が高頻度に合併する事に着目し、さらに、マクロファージのライソゾーム中は酸化ストレスが強く酸性である事に着目し、マクロファージが赤血球を貪食した際に、SPCが産生されるか、タンデム型質量分析計を用いて検討した。赤血球を貪食されやすい処理をした時にのみSPC産生が認められ、されに、その産生は、貪食阻害薬により抑制された。以上により、マクロファージが赤血球を貪食することによって、SPCが産生される可能性が示唆された。初年度の研究によって溶液中で認められた、酸化ストレスによるSPC産生機構の産生条件を検討したところ、酸性条件で産生が亢進されることが分かった。そこで、くも膜下出血後に血管攣縮が高頻度に合併する事、さらに、マクロファージのライソゾーム中は酸化ストレスが強く酸性である事に着目し、タンデム型質量分析計を用いて検討したところ、マクロファージが赤血球を貪食することによって、SPCが産生される事、赤血球の細胞膜が必須である事、および酸化ストレスの中でもOHラジカルに特化した特異的な現象である事、を証明し、さらに、SPC産生にはOHラジカルの産生が必要である事を示唆する結果も出すことが出来た。以上の結果は、これまでの脂質代謝の学問的な常識(酵素反応によるSPC産生)を覆す、極めて新規性の高い研究成果である。

これらの血管攣縮による血管病は、突然発症する特徴を有しており、我が国の突然死の主因として恐れられている。血管は、通常、Ca2+依存的に血管平滑筋が収縮・弛緩することによって、血圧や血流を一定に維持している。これに対して、血管攣縮は、正常なCa2+依存性の血管収縮が単純に増強したものではなく、Ca2+非依存性の異常収縮による事が分かっていたが、その原因分子は不明であった。申請者らは、Ca2+非依存性の異常収縮の原因分子スフィンゴシルホスホリルコリン(SPC)を世界で初めて同定し、SPCの下流の病的経路を解明した。血管攣縮の理想的かつ根本的な治療法としては、SPCが産生され血管攣縮が起きた『後』に治療をする、という立場ではなく、SPC産生を直接遮断して、血管攣縮の発症そのものを阻止できれば真の予防が可能となるが、SPCの産生経路は全く不明である。従って、本研究では、SPC産生の分子機構を解明することを目指す。本年度の研究において、溶液中で、酸化ストレスによりスフィンゴミエリンが脱アシル化され、SPCが産生される事を発見した。さらに、本年度は、その反応の特異性を検討する目的で、種々の活性酸素の効果を検討した。その結果、活性酸素の中でもOHラジカルのみが、強力なSPC再生作用を有していることが判明した。血管異常収縮である血管攣縮は、急性発症の致死的な難病、即ち、心筋梗塞や脳梗塞などの血管病を引き起こし、我が国の突然死の主因として恐れられている。血管攣縮は、正常なCa2+依存性の血管収縮が単純に増強したものではなく、Ca2+非依存性の異常収縮による事が分かっていたが、その原因分子は不明であった。当初は、これまでの脂質代謝の概念・常識に従って、酵素的反応によってスフィンゴミエリンからSPCが産生されるであろうと予想して、SPC産生酵素を同定する事を目標に研究をスタートさせたが、SPC産生活性を絞り込んでいく過程の中で、溶液中で、酸化ストレスおよび酸性条件下で非酵素的にSPCが産生されるという画期的な現象を発見することが出来た。さらに、臨床的に、くも膜下出血後に血管攣縮が頻発する事に着目し、赤血球の貪食によりマクロファージからSPCが産生される事、赤血球の細胞膜が必須である事、酸化ストレスの中でもOHラジカルに特化した特異的な現象である事、SPC産生にはOHラジカルの産生が必要である事、を示唆する結果も出すことが出来た。以上のように、これまでの学問的な常識、当初の計画では予想できなかった、画期的な新規性の高い研究成果をあげることが出来た。分子細胞生理学当初は、他の脂質代謝と同様に、酵素的反応によりスフィンゴミエリンからSPCが産生されるであろうと予想して、研究をスタートさせたが、昨年度に、溶液中で、酸化ストレスによりSPCが産生されるという画期的な現象を発見することができた。さらに本年度は、その溶液中の至適pHが酸性であることを見出した。
暗黒物質探査用X線光学システムの構築可能性評価

非バリオン型暗黒物質の素粒子としての同定を、検出器物質中で起こる弾性散乱による原子核反跳によりとらえることを目指し、最新の原子核乾板から高精度・高効率に飛跡を読出すX線光学システムの構築可能性評価を行うことが本研究の目的である。ニッケル研磨マンドレルの超精密研磨法の開発については、研磨剤としてシリカを用いる方法を実施し、アルミナ同様、表面粗さを1nm程度まで下げることができた。また暗黒物質として数百GeVの質量を持つニュートラリーノを想定し、その弾性散乱の原子核反跳模擬となるKr照射原子核乾板について銀L-X線の蛍光X線強度評価を行った。この結果をもとに照射光学系X線源としてレーザー照射型X線源を用いた場合の信号強度を評価した。また直線偏光した可視光照射またはレーザー光照射によるサブミクロン飛跡散乱光の方向依存性を検討し、大量の原子核乾板データの中から暗黒物質飛跡を高効率で探索する方法への応用可能性を評価した。以上の内容と前年度までの検討結果を合わせ現時点での暗黒物質探査用X線光学システムの構築可能性を明らかにした。今年度はニッケル研磨マンドレルの超精密研磨法の開発において、目標までまだ少し開きがあるが、表面粗さを1nm程度まで下げることができた。これは研磨の前段階である超精密切削の粗さを30-50nm程度に下げること、切削後の研磨工程として研磨剤の粒径を途中で変えずに最初から30nmの小さな粒径のアルミナを用いることにより実現した。また拡大光学系の設計については、基本設計例を作成しこれに合う多層膜のパラメータ(重元素膜厚、軽元素膜厚、多層膜対総数、重元素/軽元素の組合わせ)を明らかにした。具体的にはCo/Siの組合わせで膜厚5.6-8.2nm、多層膜対総数35、軽元素膜厚比0.4、として一次ピーク反射率63%、90%ピーク反射幅0.1度が得られることがわかった。X線照射光学系の設計についてはまだあまり進んでいないが、必要な光源の輝度については、原子核乾板内部での銀L-X線の吸収、銀粒子からの蛍光放射率、拡大光学系の視野角・反射率、CCD検出器の検出効率などの検討から一定の制限を与えることができた。
国際金融の時系列分析

ブレトンウッズ体制が崩壊した1971年8月以降、日本は度重なる円高を経験し、それを抑える目的で為替介入を行ってきた。1991年4月以降の介入額は公開されており、このデータを用いた研究がこれまで活発に行われてきている。しかし、1971年8月から1991年3月に関しては、介入データは公開されていない。本研究の貢献は以下2点である。第一に、1971年8月から1991年3月について、新たに介入額を推定した。そして、我々の推定方法が優れていることを、1991年4月以降の公開データを用いることで検証した。第二に、介入利益を計算する方法を考案し、新しく整備されたデータを用いて、介入利益を推定した。国際金融データを分析するうえで、関心のある変数が定常であるか、非定常であるかは大きな問題となる。その変数が定常ならショックの効果は一時的、非定常なら効果は恒久的となる。たとえば、実質為替レートが定常であれば、購買力平価仮説が長期的に成立することを意味する。単位根検定によって、変数が定常か非定常かを判断できる。そして、単位根検定では変数の確定的トレンドを知ることが重要となる。本来含むべきトレンドを除いて検定をしてしまうと単位根仮説を採択するバイアスが生じる。含むべきではないトレンドを含めても検出力が下がる。確定的トレンドといっても様々なモデルがある。線形トレンドだけでなく、非線形トレンドを含むかも問題となる。たとえば、Perron (1989)は、確定的トレンドに構造変化を含めることで、多くの国際金融データが定常となることを示している。また、非線形トレンドとしては構造変化モデルだけでなく、構造変化がゆっくりと生じるLSTR、ESTRモデルなどもある。現実的には、非線形モデルとして何を考えるかも問題となってくる。非線形トレンドの存在を検定するうえでは、変数が定常か非定常かを前提としないで検定しなければならない。しかし、通常の検定統計量は、定常か非定常かで極限分布が異なってしまう。我々は、ある変数が定常か非定常か未知のもとで、非線形トレンドの存在を検定する方法を提案した。非線形トレンドとしては、様々な非線形トレンドを上手に近似できるFlexible Fourier Trendを用いている。我々の検定量は、定常でも非定常でもカイ2乗分布に従うだけでなく、検出力も高いことが示されている。そして、我々の統計量を使って確定的トレンドが何かを調べたうえ単位根検定をすることで、単位根検定の検出力を高められることを示した。財務省が1991年以降の為替介入のデータを公開して以後、介入についての実証研究が急速に進んできた。しかしながら、1991年以前については、データ公開されていないこともあり、実証研究は滞っている状況がある。1991年以前も介入が活発に行われてきたことを考えると、こうした状況は望ましいものではない。本研究では、1971ー91年について、信頼できる月次データを推定・整備した。先行研究では、介入を推定するため、外貨準備の変化もしくは、「財政資金対民間収支」(以下、「対民収支」)の「外国為替資金」を用いて、介入額を推定していた。しかし、外貨準備の変化では、金利収入を除外する必要があるが、金利として何を用いるか明らかではない。また、対民収支でも、対民収支をそのまま使うのか、「為券発行償還調整」もしくは「為券公募発行市中償還調整」を差し引くほうがよいのかは明らかではない。このため、1991年以降の介入データを用いて、これらの推計方法のうち、どれが最も介入額を正確に推定できていたのかを調べた。その結果、外国為替資金を「為券公募発行市中償還調整」で差し引くケースが最も優れていたことがわかった。このデータを用いて、過去44年間(1971年8月ー2015年3月)にわたる、為替介入とその結果としての外貨準備保有による利益の推計を行った。その結果、利益は計27兆円、その内訳は売買差損1兆円、評価差益13.3兆円(2015年3月末現在)、運用差益14.7兆円であった。評価差益の損益分岐点は85円となった。また、外貨準備(外為特会)を、過去の介入のみならず利子収入が蓄積していく投資ファンドとしてみなした場合には、利益の一部を一般会計に繰り入れる現実的な仮定を置くと運用差益は50兆円にのぼることもわかった。当初予期していないことは生じていない。1991年3月以前の介入を分析した先行研究では、介入額が不明であることから代理変数を用いた分析がなされるのが一般的である。本研究では、1991年4月以降のデータを用いて、代理変数と実際の月次介入額を比較し、どの代理変数が最も優れているかを検証した。その結果、最も優れている代理変数は、対民収支に調整を加えたものであることが明らかになった。新たに整備された介入データ(1971年8月から2015年3月)を用いて、介入の反応関数を推定した。その結果、1981年11月、1995年6月、2003年1月、2004年4月に、反応関数に構造変化が生じていたことが分かった。

1981年11月の構造変化は、これまで先行研究では指摘されてこなかった。単位根があるか未知のもとで非線形トレンドの存在を検証するための研究についても、進展がみられた。これまで、Frequencyは既知とした検定を提案してきたが、実証分析ではFrequencyが未知であることがほとんどである。したがって、Frequencyを未知としたうえで、非線形トレンドが存在するかのSup検定、Mean検定を新たに提案している。線形トレンドがない特殊ケースでは、検定統計量の極限分布は、定常か非定常かの仮定に依存しないことがわかった。線形トレンドがあるケースであっても、定常のもとでの検定統計量の閾値と非定常のもとでの閾値は小さく、より大きい値を使うことで検出力の高い統計量を作ることができることを示した。また、Frequencyが複数ある場合についても、検定をSequentialに行うことで、Frequencyの数を正しく推定することができることも分かった。介入、非線形トレンドの研究について、それぞれ1本づつ論文を執筆し、それらが定評のある雑誌に既に採択された。研究成果として大きく2つあげられる。第一には、1971年8月から1991年3月までの為替介入額を整備したことである。財務省は、1991年3月以前の為替介入額を公表していない。このため、先行研究では、為替介入額の代理変数として、外貨準備の変化、対民間収支などを用いていた。我々は、1991年4月以降の公表データを用いて、信頼できる代理変数を特定し、1971年8月以降のデータを整備している(このデータは著者のHPから利用できる)。また、新しく整備したデータを用いて、為替介入からの利益額、為替介入の反応関数を推定している。第二には、単位根があるか未知のもとで、非線形トレンドが存在するかを検定する方法を提案したことである。単位根検定は検出力が低く、時系列データに単位根があるかを判断することは難しいケースが多い。また、単位根検定では、確定トレンドの形状を設定する必要があるが、トレンドに余分な非線形性を含めても、必要な非線形性を無視しても、単位根検定の検出力は低下してしまう。そこで、我々は単位根があるか分からないもとでも、トレンドに非線形性があるかを検定する方法を提案している。この検定は、単位根検定の予備テストとしても用いることができる。まず、我々の検定を行うことで、非線形トレンドがあるかを特定し、非線形トレンドがあれば、それを考慮した単位根検定を行えばよい。また、非線形トレンドがなければ、非線形トレンドを除去したうえで単位根検定を行うことになる。ブレトンウッズ体制が崩壊した1971年8月以降、日本は度重なる円高を経験し、それを抑える目的で為替介入を行ってきた。1991年4月以降の介入額は公開されており、このデータを用いた研究がこれまで活発に行われてきている。しかし、1971年8月から1991年3月に関しては、介入データは公開されていない。本研究の貢献は以下2点である。第一に、1971年8月から1991年3月について、新たに介入額を推定した。そして、我々の推定方法が優れていることを、1991年4月以降の公開データを用いることで検証した。第二に、介入利益を計算する方法を考案し、新しく整備されたデータを用いて、介入利益を推定した。国際金融データを分析するうえで、重要な非線形トレンドを検定する方法を新たに開発した。この分析手法を用いることで、国際金融データが定常か非定常かを判断する助けとなると考えられる。
セラミックスの強度と格子欠陥

この総合研究は,セラミックスの強度について格子欠陥論の立場から理解を深めよとするもので,昭和60年度から62年度の3ヶ年にわたって進められた.この間,メンバーの日常的な共同研究活動に加えて,各年度毎に一回,メンバー全員が集まって23日間にわたる研究討論集会を開いて各自の研究経過をもとにしして活発な討論と意見交換が行われた.また,研究会には分担者以外にも関連ある分野から講演者を招いて講演とともに論議に参加していただいた.この総合研究を通して次のような成果があげられた.まづ,セラミックスが硬くてもろいことの結晶塑性学的な観点からの理解が確立した.すなわち,結晶構造とすべり系の幾何学的性質から,セラミックスではパイエルス応力が高くなること,さらにすべり系の数が少いことがセラミックスの機械的性質を支配していることが明らかとなった.高温強度に関しては,従来実用的観点での研究が多くなされてきたが,この総合研究では,より基礎的な研究に力を入れ, SiC, ZnO2や硼化物等の変形機構や強化機構が明らかにされた.化合物半導体の変形機構や光塑性効果についても本質が理解されつつある.イオン結晶中の転位を光散乱法によって観察する方法が開発され,解像度も著しく改善されるに至った.高分解能電子顕微鏡による結晶粒界の格子像観察が精力的に行われ,粒界構造が明らかにされた.とくに,ある種のセラミックスでは粒界が非晶質構造となることが見出された.このことは粒界接合技術の面から興味深いことである.以上のように,この総合研究によってセラミックス中の格子欠陥,とくに転位と粒界について多くの知見が得られ,さらにセラミックスの強度特性を向上させるために有効ないくつかの指針が得られた.したがって,この総合研究の目的は十分に達成されたものといえる.この総合研究は,セラミックスの強度について格子欠陥論の立場から理解を深めよとするもので,昭和60年度から62年度の3ヶ年にわたって進められた.この間,メンバーの日常的な共同研究活動に加えて,各年度毎に一回,メンバー全員が集まって23日間にわたる研究討論集会を開いて各自の研究経過をもとにしして活発な討論と意見交換が行われた.また,研究会には分担者以外にも関連ある分野から講演者を招いて講演とともに論議に参加していただいた.この総合研究を通して次のような成果があげられた.まづ,セラミックスが硬くてもろいことの結晶塑性学的な観点からの理解が確立した.すなわち,結晶構造とすべり系の幾何学的性質から,セラミックスではパイエルス応力が高くなること,さらにすべり系の数が少いことがセラミックスの機械的性質を支配していることが明らかとなった.高温強度に関しては,従来実用的観点での研究が多くなされてきたが,この総合研究では,より基礎的な研究に力を入れ, SiC, ZnO2や硼化物等の変形機構や強化機構が明らかにされた.化合物半導体の変形機構や光塑性効果についても本質が理解されつつある.イオン結晶中の転位を光散乱法によって観察する方法が開発され,解像度も著しく改善されるに至った.高分解能電子顕微鏡による結晶粒界の格子像観察が精力的に行われ,粒界構造が明らかにされた.とくに,ある種のセラミックスでは粒界が非晶質構造となることが見出された.このことは粒界接合技術の面から興味深いことである.以上のように,この総合研究によってセラミックス中の格子欠陥,とくに転位と粒界について多くの知見が得られ,さらにセラミックスの強度特性を向上させるために有効ないくつかの指針が得られた.したがって,この総合研究の目的は十分に達成されたものといえる.この総合研究は、セラミックスの(1)転位の挙動,(2)高温強度,(3)粒界(4)格子欠陥の直接観察を4つの主要課題として進められ、日常的な共動研究活動に加えて、昭和61年10月名古屋においてメンバー全員の参加による研究会を2日間に亘って開催し、詳しい研究討論を行った。本年度の研究活動によって得られた成果は、国際会議報告も含めて約30編の論文として発表されているが、特に重要な成果は以下のとうりである。第一に、セラミックスが硬くて脆いことの結晶塑性学的理解がほぼ確立するに至った。すなわち、結晶構造と辷り系の畿何的性質からセラミックスのパイエルス力が一般に高くなること、および独立的な辷り系の数が少いことが硬くて脆い原因である。次に、高分解能電子顕微鏡を用いた格子欠陥の直接観察が精力に行われたが、特に粒界の構造に関する新しい発見として、セラミックスの粒界はある場合に非晶質構造の領域を形成することである。これは、粒界構造の問題してばかりでなく、境界接合技術の観点からも興味深い成果である。セラミックスの高温強度に関しては、従来主として実用的な観点からの研究が多くなされてきたが、この総合研究では、転位論ないし結晶塑性学に基礎を置いた研究に力を入れている。一例としてSiCの高温変形の研究がある。単結晶を用いて、電子顕微鏡観察、塑性変形の実験を系統的に行い、辷り転位の性質や変形機構が明らかにされた。また、化合物半導体の変形機構と光塑性効果についても同様に系統的実験が行われ、現象の本質が理解されるに至った。イオン結晶中の転位を光散乱によって観察する方法が新しい直接観察法として試みられ、今後の発展が期待される。