hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ベトナム語の表層アクセントパターンを探る－となえうたの分析から－

correlates of rhythmic structure of Vietnamese narrative speech,' in Mon-Khmer Studies, 43.2:1-7, 2014)は、ベトナム語における物語調の語り口(narrative speech)の分析により、弱強格(iambic)が用いられる傾向を指摘している。本研究を発展させ「となえうた」「わらべうた」冒頭のアウフタクト部分の環境分析を行い、その結果を上記Nguyenの研究結果と照合することで、音楽と言語間のスペクトラムの様相の一端を解明できるものと考える。本研究では、ベトナム語圏の伝統音楽の語彙(歌詞)と、メロディー、リズムの対応形式を調査することにより、ベトナム語における、新たな韻律的特徴を見出そうとするものである。具体的には、ベトナム語圏の「となえうた(chant)」「わらべうた」を研究資料とし、その語彙に含まれる言語情報が、メロディー、リズムにどのようにマッピングされているかを見定め、それに基づき、ベトナム語の表層における新たなアクセントパターンの一端を明らかにすることを目的としている。本研究は、過去の研究に基づき、伝統音楽の冒頭部分にアウフタクト(=Auftakt [ドイツ語]、英語ではUpbeat)が生起する傾向にあるか否かは、当該言語の表層において強勢(stress)が弁別的(contrastive)か否かによるという前提に立つ。すなわち、表層において弁別強勢(contrastive stress)を持つ言語の伝統音楽にはアウフタクトが頻繁に観察されるが、弁別強勢を持たない言語の場合はそうではない。例えば、前者には、英語、ドイツ語等が含まれ、後者には、日本語(高低アクセント言語)、北京語(声調言語)が含まれる。本研究の調査において興味深いことが明らかになった。すなわち、従来の言語類型に基づくと、ベトナム語は声調言語であり表層における弁別的強勢の存在は予測されない。しかしながら、本研究期間中に収集した文献資料(幼児のためのとなえうた、わらべうた集及び学童のための音楽科の教科書数セット)の調査によると、ベトナム語のわらべうた、どなえうたには、アウフタクトが頻繁に生起する。またその頻度とうたが作られた年代との相関関係は確認できない。この結果は、ベトナム語の表層における強勢の存在を強く示唆するものである。伝統音楽(特にとなえうた、わらべうた)におけるアウフタクト(弱起のリズム=Auftakt [独], Upbeat [英])の生起は、表層レベルの強勢の有無に起因する。よって強勢システムに立つ英語の場合、このリズムが頻繁に観察される一方で、日本語や北京語の場合、稀にしか観察されない。日本語はピッチシステム、北京語は声調システムに立つ言語であり、表層における強勢が存在しないからである。ベトナム語の場合は変則的である。この言語は、北京語と同様に声調言語であるにも関わらず、となえうた・わらべうた中にアウフタクトが頻繁に生起する。この結果は、ベトナム語の表層に強勢が存在する可能性を示唆するものである。平成26年度には、当年度の課題であったベトナム語圏の「となえうた」「わらべうた」の資料の精査作業を完了したが、予定していた研究協力者(海外共同研究者)との研究打ち合わせを行うに至らなかった。
光遺伝学的手法を用いたｃＡＭＰシグナル操作による記憶固定メカニズムの検討

(1)2次元空間におけるパターン認識独自に撮影した自由行動下のマウス動画(1秒に30枚の連続画像)から、教師あり機械学習技術(CNN)を用いて行動分類を試みた。マウスの行動パターン7つ(Climbing, Sniffing, Walkingなど)を実験者の主観により定め、教師信号とした。テスト用データにおいてClimbingの正認識率は96%であった。しかしながら、SniffingとWalkingなど、出力クラス所属確率が互いに拮抗し、誤認識率が比較的高い行動の組が複数あった。(2)時系列データにおけるパターン認識MNISTデータセット(0-9の手書き数字7万枚)を利用し、機械学習モデルに10個の数字を学習/パターン分類させた。2次元データである手書き数字のデータを、ベクトルに変換することで1次元時系列のデータセットとして扱った。機械学習モデルにLSTM (long short-term memory)およびBiBlo-SAN (bi-directional block self-attention)を用いた。いずれの数字データも予測正解率は99%を越えた。同様に、in vitro神経活動電位データに対し、上の実験で有効性を確認したLSTM, BiBlo-SANを用いてパターン認識を行った。潅流適用した痙攣誘導薬Picrotoxinの濃度を教師信号として教師あり学習を行い、集合電位データを入力とし、潅流適用されたPicrotoxinの濃度を学習・予測させた。MNISTデータセットの際とは異なり、10エポック(すべての学習データをそれぞれ確率的に10回学習した時点)までに、学習の進展が見られず、評価用データにおける予測精度はチャンスレベルを上回らなかった。機械学習技術(VGG-19, LSTM, BiBlo-SAN)を用いて、画像データや時系列データのパターン認識を一定の水準までできることを確認した。例えば、画像データではマウスのClimbing行動を、時系列では2次元手書き数字の行列データを1次元ベクトルと見立てたものをいずれも98%以上の正解率で認識させることができた。しかしながら、in vitro神経活動電位データのように入力データが空間的、時間的に複雑になった場合には、適切にパターン認識を行うことができていない。すなわち、学習対象とするデータセットに依存して機械学習モデルが学習するための難易度が変わる。本研究で最終解析対象とするデータセットは、蛍光微小顕微鏡で撮影した数百からなる神経細胞群の数日間におよぶ、時空間的により大規模なデータである。現状で壁となっている活動電位データの解析は比較的容易と思われ、これを適切に扱うことができなければ、蛍光微小顕微鏡を利用した動物実験に移ることは困難であり、現状の進捗状況を遅れていると言わざるを得ない。マウスの行動認識に関しては、VGG-19で画像認識を行った後にLSTMを組み合わせることで達成できると思われる。神経活動電位データに関しては、薬物の効果をパターン分類させるために必要な情報が時間的にどれほど長いか未知である。経験的に、LSTMは数百ステップ以上の時系列情報を記憶することができないと言われている。そのため、神経活動電位データのデータを時間的に圧縮することが一つの推進方策である。また、もう一つの方策として、ニューロン(群)の発火率や同期率が高い部分だけを解析対象とすること(てんかん発作様イベントを定義すること)で、その領域に限定して分類を行い、機械学習モデルへの負担を軽減して対処することも考えられる。しかしながら、こちらは解析におけるバイアスを作ることとなり、機械学習技術利用の強みを一部放棄していることになるため、二次的な方策とする。また、教師なし機械学習手法による異常値検知によるてんかん発作用イベント抽出、データ数の増加や、ラベル数の不均衡を考慮した損失関数の利用、ラベル付けの精度の見直し、適切なモデルの選択、ハイパーパラメータチューンニング、次元圧縮、特徴選択なども試行錯誤により適宜利用していく。(1) 2次元空間におけるパターン認識独自に撮影した自由行動下のマウス動画(1秒に30枚の連続画像)から、教師あり機械学習技術(CNN)を用いて行動分類を試みた。

機械学習技術(VGG-19, LSTM, BiBlo-SAN)を用いて、画像データや時系列データのパターン認識を一定の水準までできることを確認した。例えば、画像データではマウスのClimbing行動を、時系列では2次元手書き数字の行列データを1次元ベクトルと見立てたものをいずれも98%以上の正解率で認識させることができた。しかしながら、in vitro神経活動電位データのように入力データが空間的、時間的に複雑になった場合には、適切にパターン認識を行うことができていない。すなわち、学習対象とするデータセットに依存して機械学習モデルが学習するための難易度が変わる。本研究で最終解析対象とするデータセットは、蛍光微小顕微鏡で撮影した数百からなる神経細胞群の数日間におよぶ、時空間的により大規模なデータである。現状で壁となっている活動電位データの解析は比較的容易と思われ、これを適切に扱うことができなければ、蛍光微小顕微鏡を利用した動物実験に移ることは困難であり、現状の進捗状況を遅れていると言わざるを得ない。マウスの行動認識に関しては、VGG-19で画像認識を行った後にLSTMを組み合わせることで達成できると思われる。神経活動電位データに関しては、薬物の効果をパターン分類させるために必要な情報が時間的にどれほど長いか未知である。経験的に、LSTMは数百ステップ以上の時系列情報を記憶することができないと言われている。そのため、神経活動電位データのデータを時間的に圧縮することが一つの推進方策である。また、もう一つの方策として、ニューロン(群)の発火率や同期率が高い部分だけを解析対象とすること(てんかん発作様イベントを定義すること)で、その領域に限定して分類を行い、機械学習モデルへの負担を軽減して対処することも考えられる。しかしながら、こちらは解析におけるバイアスを作ることとなり、機械学習技術利用の強みを一部放棄していることになるため、二次的な方策とする。また、教師なし機械学習手法による異常値検知によるてんかん発作用イベント抽出、データ数の増加や、ラベル数の不均衡を考慮した損失関数の利用、ラベル付けの精度の見直し、適切なモデルの選択、ハイパーパラメータチューンニング、次元圧縮、特徴選択なども試行錯誤により適宜利用していく。
先端モデル動物支援プラットフォーム

1総括支援活動:前年度立ち上げたホームページ(HP)に改良を加えて公募の円滑化を進めた。モデル動物作製解析の講習や若手研究者の交流促進を推進する技術講習会を開催した。成果ワークショップを開催し本活動の支援成果をアピールした。2モデル動物作製支援活動:相同組換えやゲノム編集など支援課題に応じた最適な胚操作技術を用いて、様々な遺伝子改変マウスおよびラットを的確かつ迅速に作製し、学術性の高い個体レベルの研究推進に資する研究リソースとして提供した。件数は昨年度より大幅に増加した。3病理形態解析支援活動:昨年より多い35件の病理形態解析支援を7名の班員で実施した。研究の方向性を決定づける多くの成果が得られた。論文の図の作成にもかかわり、論文が受理されるまで支援を行った。その結果、より高いレベルの科学誌にも受理された。4生理機能解析支援活動:疾患モデルマウスの行動解析支援を実施するとともに、諸動物モデルでの規制薬物感受性解析、光遺伝学的in vivo細胞操作、意志決定に関与する脳深部機能解析、等の支援を展開した。5分子プロファイリング支援活動:依頼化合物の分子プロファイリング316件、阻害剤キット配付86枚、RNA干渉キット配付・siRNAデザイン合成83件、バーコードshRNAライブラリーによる化合物の標的経路探索15件、を実施し、より多くの研究者の利便性を図った。1総括支援活動: HPの改良により公募申請と選考作業の効率化が促進された。技術講習会と成果発表会も多くの参加者を得て好評裡に開催することができた。特に、参加者の研究分野の多様性が顕著になったことと、支援の成果がより可視化出来るようになった。成果発表会等の機会に幹事・班長が意見交換して、より良い支援のあり方を検討してきた。2モデル動物作製支援活動:毎年、増加している応募に対し、効率的に遺伝子改変動物を作製することにより、予算が許す範囲で可能な限りの課題数を採択している。特に、学術性の高い課題については、新規技術の導入・開発を行い対応している。3病理形態解析支援活動:年を追うごとに病理形態支援希望数が増加している。現在の予算と人員においてできる最大限のことを実施しており、確実に成果は上がっていると認識している。4生理機能解析支援活動:生理機能解析支援拠点としては、当初設定した支援件数を概ね達成するとともに、被支援研究者からの要望にも適切に対応できており、着実に支援が進展していると考える。5分子プロファイリング支援活動:支援内容の性質上、萌芽的な課題であっても最大限に採択する方針を維持し、フル稼働で支援を実施した。但し、昨年度と比べて応募数が増加したため、マンパワーと予算が許容範囲を超えた部分に関しては、年度の途中で公募を中断する措置が必要であった。一部の採択課題において、評価依頼化合物の在庫不足など、被支援者側の都合により支援の実施が遅延したケースもあったが、おおむね想定内の事態として対応することが出来た。1総括支援活動: HPを利用した広報は順調に進んでいるので、今後は支援により得られた成果の広報にも力を入れたい。さらに学会とのネットワークを作成しつつある。技術講習会では生命科学連携推進協議会や他のプラットフォームとの連携を推進し、H30年度はコホート・生体試料支援プラットフォームから参加者を受け入れる。2モデル動物作製支援活動:予算限度を越える応募があり、採択することができる支援課題数に限りがある。今後は、先端的なゲノム編集技術や研究リソースを積極的に導入・開発することにより、さらなる効率化と迅速化による支援活動の拡充を図る。3病理形態解析支援活動:現在、予算ならびに実施人員に関してもほぼ限界となっている。これまで一次審査ならびに二次審査を実施していたが、ほとんどの課題を最終的に採択していた。今後は年数回に分けて審査をもう少し厳格に行い、実施数を少し制限することを考慮している。ただし、一度始めた病理解析支援は論文が受理されるまでサポートするという方針に変化はない。4生理機能解析支援活動:これまで2年間の支援活動における推進方策を今後も引き続き堅持するとともに、被支援研究者からのフィードバックに対応し、より多くの要望実現できるよう、解析技術の向上と支援活動の益々の発展に努める。5分子プロファイリング支援活動:広報活動により被支援者層の拡大を図るとともに、支援実施後も適宜、科学的助言や共同研究斡旋などのフォローを行う。細胞パネル・細胞表現型解析支援で特に興味深い結果が得られた課題については、オミクス解析支援への再応募を勧奨する。高度な統計解析などの要望も出てきているので、適宜共同研究に移行しながら、高い成果を上げるために柔軟に対応する。年2回の定例班会議で問題点を洗い出し、常に最善の運用体制で支援を実施する。モデル動物作製支援、病理形態解析支援、生理機能解析支援、分子プロファイリング支援1総括支援活動:ホームページ(HP)を立ち上げ広報活動を推進し、公募を一元化した。成果ワークショップを開催し、本活動の支援成果をアピールした。支援に関する今後の部分的な実費徴収について、規程作成準備会議を7回開催して準備を進めている。

3病理形態解析支援活動:全国の18の施設から23件の支援を行った。動物解剖から病理標本の作製、免疫染色、論文投稿用のデジタル画像の撮影など、多数の支援を施行した。いずれの支援に関しても研究を推進する上で重要なものであった。4生理機能解析支援活動: CHD8遺伝子改変マウスの自閉症様行動異常の解析支援を実施(Nature 2016)し、諸動物モデルでの規制薬物感受性解析、光遺伝学的in vivo細胞操作、意志決定に関与する脳深部機能解析、等の支援を展開した。5分子ブロファイリング支援活動:依頼化合物の分子プロファイリング196件、阻害剤キット配付80枚、RNA干渉キット配付・siRNAデザイン合成122件、バーコードshRNAライブラリーによる化合物の標的経路探索1件、を実施した。1総括支援活動: HPの立ち上げは順調に行われた。技術講習会と成果発表会も多くの参加者を得て好評裡に開催することができた。HPを利用した公募システムについて修正すべき点が指摘されたが、改修が行われ次年度はより円滑な公募と課題管理が行われる予定である。2モデル動物作製支援活動:初年度にあたり、支援課題の公募、採択の遅延により、作業の開始にやや遅れが生じた。年間を通して申し込みがあり、目的を順調に達成していると考える。4生理機能解析支援活動:生理機能解析支援拠点としては、当初設定した支援件数を概ね達成し、着実に支援が進展している。5分子ブロファイリング支援活動:支援内容の性質上、萌芽的な課題であっても最大限に採択する方針を貫き、フル稼働で支援を実施した。初年度であったため、被験化合物の情報管理・集配体制の構築、支援担当者間の連絡・連携体制の確立に多くの時間を費やした。1総括支援活動:前年度立ち上げたホームページ(HP)に改良を加えて公募の円滑化を進めた。モデル動物作製解析の講習や若手研究者の交流促進を推進する技術講習会を開催した。成果ワークショップを開催し本活動の支援成果をアピールした。2モデル動物作製支援活動:相同組換えやゲノム編集など支援課題に応じた最適な胚操作技術を用いて、様々な遺伝子改変マウスおよびラットを的確かつ迅速に作製し、学術性の高い個体レベルの研究推進に資する研究リソースとして提供した。件数は昨年度より大幅に増加した。3病理形態解析支援活動:昨年より多い35件の病理形態解析支援を7名の班員で実施した。研究の方向性を決定づける多くの成果が得られた。論文の図の作成にもかかわり、論文が受理されるまで支援を行った。その結果、より高いレベルの科学誌にも受理された。4生理機能解析支援活動:疾患モデルマウスの行動解析支援を実施するとともに、諸動物モデルでの規制薬物感受性解析、光遺伝学的in vivo細胞操作、意志決定に関与する脳深部機能解析、等の支援を展開した。
既存医療施設の用途転用による有効利用に関する研究

用途転用は近年建築のコンバージョンとして、その動向が注目されているが、医療・福祉の分野でも同様と言えよう。ただ、他種類の施設と較べ、構造に関する基準のハードルが相当に高い。廊下幅や階段の蹴上げ高などの変更は改修工事では難しく、欧米での自由な転用と比較し、医療・福祉施設のコンバージョンの促進に障害となっている。既存施設を有効利用するには、コンバージョンは有力な手法であるが、基準上の緩和的な措置がなければ、わが国での普及は難しいと思われる。一方、公的医療施設はコンバージョンの技術的な側面が解決されても、建設時の補助金の出所や目的などの縛りから、転用を難しくしている面もある。現在市町村合併が盛んに議論されている中、公的医療・福祉施設の余剰現象が必至である。既存資源の活用の面から、政策上のソフトな解決が待たれることが明らかになった。しかし、病床数の規制や医療経済事情からの社会的要請から今後、病院の廃止が予想される。あるいは市町村合併によって隣接する公立病院の一部は閉鎖するような事態も充分に考えられる。こうした際に、既存建物を転用することが必要であろう。今回の調査では、わが国の場合はせいぜい上述した基準の問題から、長期療養型病棟であったり、高齢者ホームに転用される例が見られる程度である。しかし、ヨーロッパの例では、一般の住宅や集会施設などへの自由な転用も見られ、地域に医療・保健・福祉を中心としたサービスを行う、さまざま用途への転用が見られる。コンバージョンは技術的には改修工事に過ぎず、それほど困難な問題ではない。むしろ、既存施設を改修し、新たな用途施設として地域の中で再生するプログラムの問題として捉えなければならない。第4次医療法改正が行なわれ(2001年)、病院自体の方向性が厳しく問われている。その最も大きな変革は、病院数・病床数の削減にある。一方、戦後数多く建設された病院建築は現在、建替えの時期を迎えており、組織としての病院を拡大継続して行くのか、医療以外の道を選択するか大きな分岐点になっている。まず、最初の調査として、ここ数年で病院建築が他用途へ転用された例を探した。事例を収集し、改修前の医療施設としての状況、転用への直接のきっかけ、改修方法の選択肢(建替えから部分的補修まで)と技術的手法、転用後の運営方針の検討事項、などについての情報を収集した。本調査はさらに多くの事例を収集するため、現在も継続中である。転用の目的は、医療・福祉関係の施設(現在収集されている事例では具体的には福祉事務所、特別養護老人ホーム、療養型病棟など)がおもで、欧米に見られるような全く異なる分野への移行は見られなかった。なお、本調査中に判明したこととして、医療施設の他用途転用と同時に、他用途建築を医療施設に転用する状況がかなりあることが分かった。政策上は上述したように医療施設の削減が目標であるが、現実には駆込み的な医療施設確保があり、手っ取り早い方法として既存建築の利用が起こっているようである。統計上は医療施設数はともかく、病床数そのものは2002年度では変化していないことが今日の事情を物語っていよう。調査の2番めとしては医療システムが比較的日本と似ているドイツの事情を明らかにした。バーデン・ビュルテンベルク州社会保障省に調査趣旨を告げ対象施設の選定を依頼した。その結果、急性期病棟をリハビリテーション病院(ドイツの場合は急性期病院とカテゴリー,が異なる)へ転換したハイルブロン病院を始め、4施設を訪問し、資料収集した。加えてバイエルン州でも社会省を訪問し、今日の状況をヒアリングするとともに、ダッハウ病院における事例を観察した。次年度(継続)研究では、同様に資料収集に努めるとともに、入院期間短縮における患者モデルを作成し、そこから要求される新しい医療・保健ニーズを探る計画である。

第4次医療法改正が行なわれ(2001年)、病院自体の方向性が厳しく問われている。その最も大きな変革は、病院数・病床数の削減にある。一方、戦後数多く建設された病院建築は現在、建替えの時期を迎えており、組織としての病院を拡大継続して行くのか、医療以外の道を選択するか大きな分岐点になっている。まず調査として、ここ数年で病院建築が他用途へ転用された例を海外を含め探した。事例を収集し、改修前の医療施設としての状況、転用への直接のきっかけ、改修方法の選択肢(建替えから部分的補修まで)と技術的手法、転用後の運営方針の検討事項、などについての情報を収集した。転用の目的は、わが国では医療・福祉関係の施設(具体的には福祉事務所、特別養護老人ホーム、療養型病棟など)がおもで、欧米では全く異なる種類の施設への移行も見られた。なお、本研究を実施した結果、医療施設の他用途転用と同時に、他用途建築を医療・福祉施設に転用する事例がかなりあることが分かった。政策上は上述したように医療施設の削減が目標であるが、現実には駆込み的な医療施設確保があり、手っ取り早い方法として既存建築の利用が起こっているようである。統計上は医療施設数はともかく、病床数そのものは2002年度では変化していないことが今日の事情を物語っていよう。用途転用は近年建築のコンバージョンとして、その動向が注目されているが、医療・福祉の分野でも同様と言えよう。ただ、多種類の施設と較べ、構造に関する基準のハードルが相当に高い。廊下幅や階段の蹴上げ高などの変更は改修工事では難しく、欧米での自由な転用と比較し、医療・福祉施設のコンバージョンの促進に障害となっている。既存施設を有効利用するには、コンバージョンは有力な手法であるが、基準上の緩和的な措置がなければ、わが国での普及は難しいと思われる。一方、公的医療施設はコンバージョンの技術的な側面が解決されても、建設時の補助金の出所や目的などの縛りから、転用を難しくしている面もある。現在市町村合併が盛んに議論されている中、公的医療・福祉施設の余剰現象が必至である。既存資源の活用の面から、政策上のソフトな解決が待たれることが明らかになった。
形質細胞長寿命獲得機構の解明

一度感染症にかかれば二度と同じ感染症に罹患することがない、いわゆる免疫の獲得という現象から、我々は、「免疫記憶」というシステムが存在すると理解することができる。免疫記憶の柱の一つは、骨髄に存在する長期生存形質細胞である。抗原刺激を受けたB細胞は、脾臓やリンパ節の胚中心で、抗体を産生する短寿命の形質細胞に分化する。その後、一部の細胞が体内を循環して骨髄で、長期に維持される。骨髄の形質細胞ニッチは、IL-6やAPRILなどの形質細胞生存因子を分泌する好酸球や樹状細胞、それらの細胞を保持するCXCL12産生ストローマ細胞など、様々な細胞から構成されていることが知られているが、形質細胞自体の性質の変化は明らかではない。我々は、骨髄の形質細胞で脾臓に比べて発現が高い遺伝子として、セリンプロテアーゼ阻害因子であるSLPIと、亜鉛を結合するメタロチオネイン(MT)1とMT2を同定した。SLPIは、クラススイッチした形質細胞で発現が高いことがわかり、純粋に骨髄で発現が上昇しているとはいえない可能性があった。今年度はMT1とMT2について解析を行った。これらの遺伝子は、骨髄で発現量の相関が非常に高く、同一の遺伝子発現制御を受けている可能性が考えられた。さらに、MT1とMT2の発現はIgA型の形質細胞で、脾臓よりも骨髄で高かった。MT1,MT2高発現形質細胞の遺伝子発現を調べたところ、Flt1, Hmox1など、細胞のストレスを低下させる遺伝子群と発現の相関が高かった。最後に、形質細胞を骨髄及び脾臓から分取し、形質細胞の生存に重要なIL-6刺激をin vitroで行ったところ、骨髄形質細胞では変動がなかったのに対し、脾臓の形質細胞ではMT1とMT2の発現が上昇した。これらの結果から、長寿命形質細胞は、骨髄環境内でIL-6などの生存刺激を受けてストレス耐性機能を獲得している可能性が考えられた。その後、一部の細胞が体内を循環して骨髄に定着し、長期に維持されることが知られている。SLPI欠損マウスの形質細胞の表現型の解析を行った結果、同腹の野生型と比較して、形質細胞数、血清中の抗体価に有意な変化は見られなかった。さらに、NP-KLHを免疫し、半年後にNP-KLHに対する抗体を産生する形質細胞数を解析したところ、野生型と、SLPI欠損マウスで差は見られなかった。single cell RNA-seq (scRNA-Seq)解析の結果、SLPIの遺伝子発現は、IgG型形質細胞で高く、IgA型では中程度で、IgM型形質細胞ではほとんど発現していないことがわかった。scRNA-Seq及び、フローサイトメトリー、ELISpotで骨髄と脾臓の形質細胞のアイソタイプを調べたところ、興味深いことに、どちらの組織でも半数以上が小腸などの粘膜免疫で重要なIgA型の細胞であった。また、scRNA-Seqの結果、IgM型形質細胞は脾臓で40%を占めていたが、骨髄では検出されなかった。したがって、SLPI遺伝子の発現が骨髄で高いのは、アイソタイプの違いを反映している可能性が考えられた。初年度の目標であったSLPI欠損マウスの形質細胞の表現型解析がほぼ終了したことから、おおむね順調に進んでいると判断した。

これらの遺伝子は、骨髄で発現量の相関が非常に高く、同一の遺伝子発現制御を受けている可能性が考えられた。さらに、MT1とMT2の発現はIgA型の形質細胞で、脾臓よりも骨髄で高かった。MT1,MT2高発現形質細胞の遺伝子発現を調べたところ、Flt1, Hmox1など、細胞のストレスを低下させる遺伝子群と発現の相関が高かった。最後に、形質細胞を骨髄及び脾臓から分取し、形質細胞の生存に重要なIL-6刺激をin vitroで行ったところ、骨髄形質細胞では変動がなかったのに対し、脾臓の形質細胞ではMT1とMT2の発現が上昇した。これらの結果から、長寿命形質細胞は、骨髄環境内でIL-6などの生存刺激を受けてストレス耐性機能を獲得している可能性が考えられた。1年目の研究で、骨髄と脾臓では形質細胞のアイソタイプの構成が異なることがわかった。また、意外なことに、粘膜免疫で重要なIgA型の形質細胞が両組織で豊富に存在した。これまでの骨髄の長期生存に関する研究は、主にIgG型の形質細胞のものであった。そこで、2年目はIgA型の形質細胞も骨髄で長期生存するのかを明らかにする。具体的には、IgA型形質細胞が最も活発に作られる離乳直後のマウスにBrdUを2週間飲水から投与し、この時期に作られたIgA型形質細胞をラベルする。半年後、マウス骨髄と脾臓でBrdU陽性形質細胞が検出されるかどうか調べる。さらに、scRNA-seqの結果、骨髄でMT1とMT2遺伝子を高発現する細胞は、ストレス耐性の遺伝子を有意に高く発現していた。そこでこれらの遺伝子がIL-6やAPRILなどの形質細胞生存維持サイトカインで発現制御されるか調べる。これらの研究を通して、骨髄の形質細胞維持機構を明らかにするのが目的である。
氷層の温度・濃度複合融解に関する研究

(1)実験的研究:比較的に小さな融解系(氷板高さH=20mm,液層横幅L=5mm,10mm)と比較的に大きな融解系(氷板高さH=10mm,液層横幅L=15mm,25mm,50mm)で垂直氷板の融解実験を行った.最初,氷板と水溶液との温度が共に-5°Cの同じ場合について実験を行った結果,氷板は濃度差を駆動力として融解系の温度降下を伴いながら自発的に融解した.周囲から熱を加えないにもかかわらず融解時間が10分で約1kg/m^2もの融解量が得られた.次に水溶液の温度が氷板温度(-5°C)よりも高く0°Cにした場合には,約40%融解量が増加した.(2)数値解析:数値解析のモデルは実験モデルとできるだけ類似させるため,実験容器のアクリル板や断熱材の熱伝導も解析領域に含めた.氷板の初期温度は-5°Cとして,液層の初期温度を-5°C,-3°C,0°C,5°Cの4種類について解析を行った.水溶液の初期濃度は20wt%とした.数値解析はSIMPLER法を用いてくり返し計算を行って収束解を求めた.融解面近傍で極めて薄い濃度境界層が現れるので,解析の精度を上げるため融解面に接しているメッシュ間隔を0.1mmに設定した.(3)融解挙動:氷板の融解による融解系の濃度拡散による水溶液の密度減少のため浮力が働き,融解面近傍で0.3mm程度の大変薄い濃度境界層が現れ,融解液は上昇し,これが液層上部に広がって大変流れの遅い濃度成層領域が形成された.一方,濃度境界層の外側では融解による潜熱吸収による温度降下のため,水溶液の密度が増大して反時計回りの大きな強い渦が現れた.この領域の水溶液は融解液に汚染されず,初期の濃度を保っている.すなわち,濃度非汚染領域が形成され,これが時間の経過につれて次第に小さくなる挙動が観察された.水溶液の温度が高くなるにつて,水溶液のもつ熱容量が増すため氷板の温度降下が小さくなって融解量が増す傾向が実験と数値解析結果から認められた.これは水溶液の温度が高くなるにつれて融解面の温度も高くなり,結果として融解面の平衡濃度と周囲の濃度との差が大きい状態が持続されるからである.本数値解析結果は液層内の対流や融解速度に関して実験の傾向を比較的に良く予測できることが認められ,これまで定性的な議論にとどまっていた氷板の温度・濃度複合融解を定量的に数値解析できることが認められたと思われる.(1)実験的研究:比較的に小さな融解系(氷板高さH=20mm,液層横幅L=5mm,10mm)と比較的に大きな融解系(氷板高さH=10mm,液層横幅L=15mm,25mm,50mm)で垂直氷板の融解実験を行った.最初,氷板と水溶液との温度が共に-5°Cの同じ場合について実験を行った結果,氷板は濃度差を駆動力として融解系の温度降下を伴いながら自発的に融解した.周囲から熱を加えないにもかかわらず融解時間が10分で約1kg/m^2もの融解量が得られた.次に水溶液の温度が氷板温度(-5°C)よりも高く0°Cにした場合には,約40%融解量が増加した.(2)数値解析:数値解析のモデルは実験モデルとできるだけ類似させるため,実験容器のアクリル板や断熱材の熱伝導も解析領域に含めた.氷板の初期温度は-5°Cとして,液層の初期温度を-5°C,-3°C,0°C,5°Cの4種類について解析を行った.水溶液の初期濃度は20wt%とした.数値解析はSIMPLER法を用いてくり返し計算を行って収束解を求めた.融解面近傍で極めて薄い濃度境界層が現れるので,解析の精度を上げるため融解面に接しているメッシュ間隔を0.1mmに設定した.(3)融解挙動:氷板の融解による融解系の濃度拡散による水溶液の密度減少のため浮力が働き,融解面近傍で0.3mm程度の大変薄い濃度境界層が現れ,融解液は上昇し,これが液層上部に広がって大変流れの遅い濃度成層領域が形成された.一方,濃度境界層の外側では融解による潜熱吸収による温度降下のため,水溶液の密度が増大して反時計回りの大きな強い渦が現れた.この領域の水溶液は融解液に汚染されず,初期の濃度を保っている.すなわち,濃度非汚染領域が形成され,これが時間の経過につれて次第に小さくなる挙動が観察された.水溶液の温度が高くなるにつて,水溶液のもつ熱容量が増すため氷板の温度降下が小さくなって融解量が増す傾向が実験と数値解析結果から認められた.これは水溶液の温度が高くなるにつれて融解面の温度も高くなり,結果として融解面の平衡濃度と周囲の濃度との差が大きい状態が持続されるからである.本数値解析結果は液層内の対流や融解速度に関して実験の傾向を比較的に良く予測できることが認められ,これまで定性的な議論にとどまっていた氷板の温度・濃度複合融解を定量的に数値解析できることが認められたと思われる.

(1)比較的に小さな融解系(氷板高さH=20mm,液層横幅L=5mm,10mm)で垂直氷板の融解実験を行った.最初,氷板と水溶液との温度が共に-5°Cのごとく同じ場合について実験を行った結果,氷板は濃度差を駆動力として融解系の温度降下を伴いながら自発的に融解した.周囲から熱を加えないにもかかわらず融解時間が10分で約1kg/m^2もの融解量が得られた.次に水溶液の温度が氷板温度(-5°C)よりも高く0°Cにした場合には,約40%融解量が増加した.水溶液の温度が融解速度に及ぼすメカニズムの解明は難しいが,融解面における濃度拡散が支配的な役割を演じているようである。Lが減少して水溶液の体積が小さくなると,これに応じて融解量も減少するが,融解開始から5分程度では,あまり融解量に差が認められなかった.(2)次に,比較的に大きな融解系(氷板高さH=100mm,液層横幅L=15mm,25mm,50mm)で同様な融解実験を行って液層内の対流の可視化観察を行った.Lによる影響はあるものの,対流模様は大変類似している.氷板の融解による融解液の濃度拡散による水溶液の密度減少のための浮力が働き,融解面近傍で大変薄い濃度境界面が現れ,融解液は上昇し,これが液層上部に広がって,大変流れの遅い濃度成層領域が形成された.一方,濃度境界層の外側では融解よる潜熱吸収による温度降下のため,水溶液の密度が増大して反時計回りの大きな強い渦か現れた.この領域の水溶液は融解液に汚染されず,初期の濃度を保っている.すなわち,濃度非汚染領域が形成され,これが時間の経過に連れて次第に小さくなる挙動が観察された。前年度(平成8年度)で塩化カルシウム水溶液中に垂直に置かれた氷板の実験的検討は計画通り終了したので,本年度は数値解析的に融解挙動を検討した.結果を要約すれば次のようになる.(1)数値解析:数値解析のモデルは前年度の実験モデルとできるだけ類似させるため,実験容器のアクリル板や断熱材の熱伝導も解析領域に含めた.氷板の初期温度は-5°Cとして,液層の初期温度を-5°C,-3°C,0°C,5°Cの4種類について解析を行った.水溶液の初期濃度は20wt%とした.水溶液は始めに停止していると仮定した.最も重要な融解面の境界条件は温度拡散と濃度拡散がバランスしていると仮定し,これによって融解速度と融解面の平衡温度と濃度を求めた.数値解析はSIMPLER法を用いてくり返し計算を行って収束解を求めた.融解面近傍で極めて薄い濃度境界層が現れるので,解析の精度を上げるため融解面に接しているメッシュ間隔を0.1mmに設定して,融解面から離れるしたがって1.2倍づつ7メッシュまで間隔を大きくするという不等間隔メッシュを採用した.時間間隔は0.1秒にした.一つの収束解を得るには約50回程度のくり返し計算が必要であった.(2)融解挙動:氷板の融解による融解液の濃度拡散による水溶液の密度減少のため浮力が働き,融解面近傍で0.3mm程度の大変薄い濃度境界層が現れ,融解液は上昇し,これが液層上部に広がって大変流れの遅い濃度成層領域が形成された.一方,濃度境界層の外側では融解による潜熱吸収による温度降下のため,水溶液の密度が増大して反時計回りの大きな強い渦が現れた.この領域の水溶液は融解液に汚染されず,初期の濃度を保っている.すなわち,濃度非汚染領域が形成され,これが時間の経過につれて次第に小さくなる挙動が観察された.水溶液の温度が高くなるにつれて,水溶液のもつ熱容量が増すため氷板の温度降下が小さくなって融解量が増す傾向が実験と数値解析結果から認められた.これは水溶液の温度が高くなるにつれて融解面の温度も高くなり,結果として融解面の平衡濃度と周囲の濃度との差が大きい状態が持続されるからである.本数値解析結果は液層内の対流や融解速度に関して実験の傾向を比較的に良く予測できることが認められ,これまで定性的な議論にとどまっていた氷板の温度・濃度複合融解を定量的に数値解析できることが認められたと思われる.
原子核高スピン状態における回転軸傾斜自由度と変形自由度の競合現象

本研究は、四重極変形の自由度と回転軸の傾きを含んだ回転の自由度を集団変数とし、集団座標の方法を用いて量子力学的な状態を解くことにより、原子核の高速回転状態に見られる特徴的な集団運動状態を分析し、その微視的理解を進めるものである。2年間の本研究では目指した目標を達成できたものとできなかったものがある。特に、集団座標の方法の基礎方程式を解き高精度に波動関数を求める最終的な方法について、特に回転の効果を自己無撞着に取り扱う場合については引続き検討を要する。ここでは得られた主な結果を述べる。1)平均場近似を越えたRPA相関エネルギーの効率良い計算法を開発し、より現実的なポテンシャルエネルギー面の計算が可能になった。2)有効相互作用として四重極対相関を取り入れることが特に回転の自由度を扱う場合に重要であることを明らかにし、かつ、この相互作用を取り入れた透熱準粒子基底の構成法を開発し、それが回転運動のポテンシャル面の計算にとって大変有用であることを示した。3)変形の自由度に対する集団座標の動的トンネル効果を用いて、高スピンアイソマーの崩壊や超変形回転バンドの崩壊現象などを統一的に取り扱う理論的枠組を整備し、それらが多くの現実的な場合応用可能であることを確かめた。4)回転軸の傾きの自由度については、斜向クランキングによる平均場近似の範囲内での取り扱いが第ゼロ近似としては有効であることをチェックし、その一つの例として奇核1準粒子強結合回転バンドの性質をよく記述することが可能であることを示した。5)回転軸が変形主軸から大きくずれない場合にRPAによる動的取り扱いにより、最近実験で観測された非軸対称超変形状態上に励起した首振り運動(wobbling motion)を微視的立場から分析できることを示した。本研究は、高速回転している原子核において見られる集団運動的状態に対して、変形の自由度および回転軸の傾きを含んだ回転の自由度を集団座標の方法により取り扱うことによって微視的理解を進めるものである。本年度の研究の最も大きな目標はより現代的な立場から、四重極変形自由度に対する集団座標の量子力学的取り扱いをすることであった。このためにはポテンシャルエネルギー面の計算と質量テンソルの計算が本質的であるが、高速回転状態で平均場近似を越えて乱雑位相近似(RPA)の相関まで採り入れた計算を行なうために、RPA相関エネルギーの新しい計算法を開発した。これにより従来より格段に高速にポテンシャルエネルギーを求めることができるようになり、非常に大きな成果といえる。これに対し、質量テンソルについてはこれを求める模型の精度をチェックするために、高スピンアイソマーの崩壊や超変形回転バンドの崩壊現象など、以前から行なっているトンネル現象を用いた漸近的アプローチによる簡単な計算をより広い原子核や励起状態に対して応用を行なった。これにより、現在用いている質量テンソルが実験データをうまく説明するには少し小さい場合が多いことがわかり、これを改良するために質量テンソルを求める模型をフェルミ面近傍の核子軌道の微視的性質が採り入れられるように拡張することを検討している。このように、ポテンシャルおよび質量テンソルのより良い計算法の検討のために集団運動を実際に解く部分については予定より遅れているが、現在、標準的な5次元調和振動子基底を用いて集団ハミルトニアンを対角化する方法と、内部変形自由度に対する微分方程式直接解く方法の両面から、より精度良く高速に解を求められる方法を検討中である。

集団座標の方法を用いる時に最も基本的なものは集団変数に対するポテンシャルエネルギー面の計算であり、昨年度はこれに対して平均場近似を越えて、乱雑位相近似(RPA)の相関まで取り入れた計算を行なったが、本年度は始めにRPA相関に取り入れるべき有効相互作用の検討を行なった。変形核の回転状態をより正確に記述するためには四重極対相関が不可欠であることを明らかにした。次に重要な量は集団変数に対する質量テンソルであり、これに対しては、昨年度に引続き高スピンアイソマーの崩壊や超変形回転バンドの崩壊現象など、以前から行なっているトンネル現象を用いた漸近的アプローチによる計算により、変形・回転両方の自由度にとって特に重要な効果を調べた。これにより、特によくわかっていない回転軸の傾きの自由度に対する質量テンソルの成分に対しての情報を得ることができた。集団座標の方法による方程式の解法としては、標準的な5次元調和振動子基底を用いて集団ハミルトニアンを対角化する方法と、内部変形自由度に対する微分方程式直接解く方法のどちらも有効な方法であることを確かめた。しかしながら、特に回転の自由度を取り扱う場合に、2準粒子回転整列状態と0準粒子真空状態の交差領域で解が求められなくなる場合が存在し、この時は繰返し計算の途中で両者の間の相互作用を消去した透熱準粒子基底を用いる必要がある。最も効率よく、かつ、高精度に波動関数を求めるためにはそれぞれの方法の利点をうまく組み合わせる必要があり、最終的な方法については引続き検討を要する。
プロテオミクス手法と結晶構造解析を用いた血管病態の機序解明及び診断と治療法の開発

本研究は、血管病態の機序解明及び診断と治療法の開発を目的に、プロテオミクス手法と結晶構造解析等の方法を用いて、重要な病態関連因子を解析することが目的である。KLF5は心血管系における刺激(外的)に対するリモデリング反応を司り、胎児性プロトオンコジーンであり、病態で発現が再誘導される。血管のバルーン傷害後等にみられる新生内膜細胞ではKLF5の発現が誘導され、細胞の異常増殖等を促進すると考えられる。KLF5は心血管系の病態形成においてもっとも重要な転写因子のひとつと現在位置付けられる。KLF5を用いた相互作用因子のプロテオミクス探索を行い、転写抑制因子SETの単離に成功した。SETの結晶構造を解析し、結晶作製に成功し、2.8オングストロームの解像度の回折像を得た。また、KLF5はアセチル化修飾を中心にアセチル化酵素p300及びアセチル化阻害因子SETにより正負に制御されることを明らかにした。脱アセチル化酵素HDAC1の作用機序について検討した結果、HDAC1はKLF5のDNA結合活性及び転写活性化能を阻害し、KLF5への相互作用においてp300と競合することを示した。更に、KLF5の抗アポトーシス作用ついて明らかにした。KLF5にアポトーシス活性、KLF5とアポトーシス反応において中心的な役割を果たすポリ(ADP-リボース)合成酵素(PARP-1)との相互作用を認めた。この相互作用は、アポトーシス条件下に誘導されるKLF5のアセチル化修飾により制卸を受けた。PARP-1の特異的な阻害(sequestration)によるアポトーシスの選択的な制御を示したはじめての知見であった。また、相互作用と化学修飾のカップリングによる新しいメカニズムであった。これらの知見を生かし、血管病態の新しい作用機序にに基づいた新しい治療戦略を開発する目的での臨床応用展開研究を行なっている。本計画の目的は、血管疾患の病態形成において重要な役割を果たす因子(病態因子)を、プロテオミクス手法(質量分析法中心)を用いて単離・同定することである。また、結晶構造解析で作用機序の物理化学的な基盤を明らかにする。さらに、病態因子が関わる新規な病態機序に基づく診断法ならびに治療法を開発する。本年度は以下の成果をあげた。・血管病態の重要な発症因子であるKLF5を用いた相互作用因子のプロテオミクス探索を行い、転写抑制因子SETの単離に成功した(Suzuki et al., 2003,J Biol Chem, Mol Cell Biol)。本年度は、SETの結晶構造を解析し、結晶作製に成功し、2.8オングストロームの解像度の回折像を得た(Muto et al., 2004)。今後、さらに共結晶の構造を解き、ドラッグデザインを行う予定である。・上記KLF5は炎症に寄与することをノックアウトマウスで明らかにした(Shindo et al.,2002)。そ.のメカニズムを解析した結果、病態発症時にKLF5が下流遺伝子PDGF-A鎖遺伝子を活性化する際に、誘導されたKLF5がdelayed inductionに寄与し、そのメカニズムには炎症の病態因子NFkappaBのp50サブユニットとの相互作用が重要であることを明らかにした。PDGF-A鎖のdelayed induction活性化のメカニズムの解明またNFkappaBの関与をはじめて示した(Aizawa et al.,2004)。これらの知見をもとに、PDGF-A鎖を標的とした治療薬の開発が可能となる。

・KLF5はアセチル化修飾を中心にアセチル化酵素p300及びアセチル化阻害因子SETにより正負に制御される(Suzuki et al.,2003)。脱アセチル化酵素HDAC1の作用機序について検討した結果、HDAC1はKLF5のDNA結合活性を阻害し、まだPDGF-A鎖の遺伝子発現を抑制し、さらにKLF5への相互作用においてp300と競合することを示した。脱アセチル化酵素が、酵素活性の他に、DNA結合活性の阻害、さらにアセチル化酵素との物理的な競合という直接的な作用を有することをはじめて示した(Matsumura et al., in press)。本計画の目的は、血管疾患の病態形成において重要な役割を果たす因子(病態因子)を、プロテオミクス手法(質量分析法中心)を用いて単離・同定することである。また、結晶構造解析で作用機序の物理化学的な基盤を明らかにする。さらに、病態因子が関わる新規な病態機序に基づく診断法ならびに治療法を開発する。KLF5は心血管系における刺激(外的)に対するリモデリング反応を司る機能を有する因子である。同因子は胎児性プロトオンコジーンであり、病態で発現が再誘導される。血管のバルーン傷害後等にみられる新生内膜細胞ではKLF5の発現が誘導され、細胞の異常増殖等を促進すると考えられる。KLF5は心血管系の病態形成においてもっとも重要な転写因子のひとつと現在位置付けられる。KLF5を用いた相互作用因子のプロテオミクス探索を行い、転写抑制因子SETの単離に成功した(Suzuki et al., 2003, J Biol Chem, Mol Cell Biol)。本年度は、SETの結晶構造を解析し、結晶作製に成功し、2.8オングストロームの解像度の回折像を得た(Muto et al., 2004&submitted)。また、SET以外の他の相互作用因子も同定し、機能解析を行った(Munemasa et al., in preparation)。KLF5はアセチル化修飾を中心にアセチル化酵素p300及びアセチル化阻害因子SETにより正負に制御される(Suzuki et al., 2003)。脱アセチル化酵素HDAC1の作用機序について検討した結果、HDAC1はKLF5のDNA結合活性を阻害し、またPDGF-A鎖の遺伝子発現を抑制し、さらにKLF5への相互作用においてp300と競合することを示した。脱アセチル化酵素が、酵素活性の他に、DNA結合活性の阻害、さらにアセチル化酵素との物理的な競合という直接的な作用を有することをはじめて示した(Matsumura et al., 2005)。今後、アセチル化修飾を中心とした制御の治療戦略を開発する。上記のKLF5の研究を通して、転写因子の相互作用ならびに化学修飾による制御を明らかにした。とくにクロマチンの制御での局面の新規メカニズムが重要であり、これらのメカニズムの全貌が理解できるようなレビューも発表した(Suzuki et al., 2005ATVB,TrendsCardiovasc Med
弾性流体潤滑膜の固化現象その場観察手法の提案

平成30年度には,FT-IR測定装置に組み込む専用の実験装置を購入して実験を行った.この実験装置は,回転するディスクと鋼球とのすべり転がり接触が可能な構造である.潤滑面の片側表面であるディスクの材料には,耐圧性および耐摩耗性が高いサファイアを主に使用し,低波数の赤外吸収スペクトルも観察可能とするため,より赤外透過波長域が広いフッ化カルシウムも用いた.また,この実験装置は温度制御が可能な構造とし,高温側だけでなく,-30°Cまでの低温側の制御も可能とした.FT-IR測定装置については,潤滑油分子の配向特性を調べるために偏光板を追加で購入した.実験装置購入後,FT-IR測定装置の測定精度を確かめるため,静的条件において,測定面積やスペクトルの積算回数をパラメータとして最適なFT-IRの測定条件を調べた.その後,動的条件での赤外吸収スペクトルの計測を行った.動的条件での実験については,平成29年度に行ったアルコールの一種であるドデカノールを潤滑油に用いた場合の固化膜発生条件で実験を行った.速度条件については,二表面の平均速度を一定にし,純転がり条件からすべり転がり条件へと条件を変化させて測定を行ったが,測定点については,測定を成功させることを最優先とするため,多点測定は行わず,潤滑面中心部のみに限定した.その結果,サファイアをディスク材料に用いた場合,動的条件下での油膜厚さが数百nm程度の薄膜条件においても問題なく赤外吸収スペクトルの測定を行うことができた.その一方,フッ化カルシウムをディスク材料に用いた場合,耐摩耗性が低いため,すべり転がり条件ではディスクの摩耗が生じ,十分な測定を行うことが困難なことが明らかとなった.実験装置の構造や仕様などの詳細決定に時間を要したため,納品が遅れることとなったが,納品後の実験装置の稼働状況に特に問題が生じなかった.このため,当初予定していたとおり,動的条件での赤外吸収スペクトルの測定を終えることができた.平成30年度は動的条件での測定を成功させることが最優先であったため,潤滑面の面内分布の測定を行わず,潤滑面中心部での測定のみにとどめた.しかし,動的条件下での赤外吸収スペクトルの測定条件を十分に調べることができ,面内分布の測定は実験数を増やすことのみで対応可能なため,大きな遅延にはなっていない.フッ化カルシウムの耐摩耗性の問題については,すべりがない純転がり条件での実験を優先的に行っていく予定である.平成31年度には,前年度までに導入したFT-IR測定装置および専用の実験装置を引き続き使用して実験を行う.本年度では入口部から潤滑面中央部,そして出口部にまでかけた多点計測を行い,赤外吸収スペクトルの変化を調べる.ディスクの材料には,サファイアよりも赤外透過域の広いフッ化カルシウムも用い,固相と液相の赤外吸収スペクトルの差異が大きい低波数側に着目した測定も行う.なお,フッ化カルシウムはサファイアと比較して耐摩耗性が著しく劣り,すべりをともなう条件での実験が困難であることが平成30年度に行った実験で明らかになったため,すべりのない純転がり条件での実験を主に行う.平成29年度では,まず前半に静的条件における潤滑油の状態図の作成を行った.静的条件における高圧環境は,現在研究室で所有しているダイヤモンドアンビルセル装置により作り出した.高圧下での潤滑油の分子構造分析方法については,大学の共同利用設備であるRaman分光装置を用いた.脂肪族アルコールである1-dodecanolやアルカンといった結晶化を起こす低粘度試薬の場合について,Ramanスペクトルおよび可視像の変化から液相および固相領域を推定し,状態図の作成を行った.年度後半には,既存のEHL実験装置を用いて,光干渉法による油膜厚さの測定を行った.低粘度試薬を用いた場合の特異油膜形状出現条件において実験を行った.低粘度潤滑油のうち,脂肪族アルコールを用いた条件においては,すでに数多くの知見を有しているが,アルカンや塩などの脂肪族アルコール以外のさまざまな試薬を用いて実験を行った.その結果,脂肪族アルコールのほかにも潤滑油の固化が原因とみられる油膜形状変化が起こることが明らかとなったが,他の試薬では,脂肪族アルコールよりも低粘度,高融点であるため,高温度,高速条件といった厳しい条件を設定する必要があり,脂肪族アルコールが最も運転条件が緩やかな条件であることがわかった.そして,FT-IR装置が納品された後には,静的条件において低粘度潤滑油の吸光度の測定を行った.その結果,動的実験条件のような薄膜においても,短い測定時間で問題ない吸光度を測定できることを確認した.一方,FT-IR装置を用いて半値幅から粘度を予測できないか,試行してみたが,高圧化で明確な半値幅の変化をとらえることができず,平成29年度内ではFT-IR装置を用いた粘度測定を行うことができなかった.当初予定していた静的条件での低粘度油の状態図作成を問題なく終えることができた.一方,FT-IR装置の選定にあたって,複数の候補機種の性能評価を行ったため,納品が予定よりも遅れることとなった.しかし,納品後に静的条件において十分な性能評価を行うことができたため,問題が生じることはなかった.FT-IR装置を用いた粘度の測定については,測定できなかったが,新規の測定方法として試行することを目的としていたため,研究計画に影響はないものである.平成30年度においても試行を継続する予定である.その一方で,トラクション油を用いた動的条件での油膜厚さ測定を行うことができなかった.