hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
PDE III阻害薬の強心作用にアシドーシスが及ぼす影響に関する研究

モルモットの摘出右心室筋strip、左心房筋のミルリノン(10^<-7>10^<-4>mol/l)及び8-Br-cAMP(10^<-4>10^<-3>mol/l)に対するisometriccontractionをHEPES-Tyroid solution内で測定し、pH=7.4、7.0、6.6におけるconcentration-response curvesを求めた。さらに右心室筋を用い、pH=7.4及び7.0において、ミルリノン10^<-4>mol/lに対する細胞内cAMP濃度の変化を、enzyme immunoassay法を用いて測定した。その結果、pH=7.4においてミルリノンはconcentration-dependentに右心室筋、左心房筋に対して陽変力作用を示した。.pH=6.6においては何れの心筋においてもミルリノンは陽変力作用を示さなかった。pH=7.0においては、ミルリノンは右心室筋に対して陽変力作用を示さず、左心房筋に対して陽変力作用を示した。一方、8-Br-cAMPは、ρH=7.46.6の範囲でいずれの心筋においても陽変力作用をconcentration-dependentに示し、isometric contractionの%変化はpHにより影響しなかった。またpH=7.4において、心筋細胞内cAMP濃度はミルリノン(10^<-4>mol/l)により有意に上昇したが、pH=7.0においてcAMP濃度に変化はみられなかった。本研究の結果、モルモット摘出心筋に対するミルリノンの陽変力作用は、1)代謝性アシドーシスにより減弱する、2)陽変力作用減弱のメカニズムは、pHの低下による心筋細胞内cAMP産生の減少である、3)cAMP産生の減少は、adenylate cyclase活性の低下によると考えられる、4)代謝性アシドーシスがミルリノンによる陽変力作用を減弱させる程度は、左心房筋よりも右心室筋の方が強い。ハロセン麻酔、調節呼吸下のビ-グル犬に対し、アシドーシス(pH=7.4,n=7;pH=7.2,n=7;pH=7.0,n=6)モデルを作成し、PDEIII阻害薬であるミルリノンを2μg/kg/min、5μg/kg/minの速度で持続静脈内投与し、循環動態を調べた。・pH7.0群において、Baselineの平均血圧がpH=7.4群に比べ有意に低かった以外は、心拍数、心拍出量、平均肺動脈圧、右心房圧、左室拡張末期圧、LVdP/dtmax、末梢血管抵抗、肺血管抵抗に群間差はなかった。・pH=7.4及びpH=7.2群においては、ミルリノンは量依存的に心拍数、心拍出量、LVdP/dtmaxを増加させ、末梢血管抵抗を低下させたが、pH=7.0群においてこの現象はみられなかった。・以上の結果、pH=7.4及びpH=7.2群における循環動態に有意差はなかったが、pH=7.0群では他の2群に比べ平均動脈圧、LVdP/dtmaxが有意に低く、心拍数はpH=7.4群に比べ有意に少なかった。・Baselineからの変化量を比べると、pH=7.0におけるLVdP/dtmaxの変化は、他の2群に比べ、ミルリノン2μg/kg/min及び5μg/kg/minいずれの投与速度においても有意に少なかった。・心拍出量のpH=7.0群における変化量は、ミルリノン2μg/kg/minにおいてpH=7.2群より有意に少なく、ミルリノン5μg/kg/minにおいては他の2群に比べ有意に少なかった。・以上の結果、ミルリノンによる強心作用は、犬における代謝性アシドーシスモデルにおいて有意に低下することが分かった。本研究の結果、モルモット摘出心筋に対するミルリノンの陽変力作用は、1)代謝性アシドーシスにより減弱する、2)陽変力作用減弱のメカニズムは、pHの低下による心筋細胞内cAMP産生の減少である、

3)cAMP産生の減少は、adenylate cyclase活性の低下によると考えられる、4)代謝性アシドーシスがミルリノンによる陽変力作用を減弱させる程度は、左心房筋よりも右心室筋の方が強い。
析出面の高温マスキングによるSiCウィスカ-の成長制御に関する反応工学的研究

SiCウィスカ-の量産プロセスの確立による低コスト化のために、本研究では反応工学的な知見の蓄積と体系化にもとづき、太いウィスカ-のみを選択的に成長させる連続的プロセスを考案し、その実現のための基礎的知識の収集を目的とした。本研究では、連続SiOガス発生部(1400°C)とSiCウィスカ-成長部(1400°C1600°C)を有し、SiO長時間連続供給方式をもつ縦型反応器を作製し、触媒の組成、ガス流量、SiO発生粒子供給速度、重力に対するウイスカ-の成長方向等を変えてウィスカ-を合成した。その結果、SiO_2/C複合粒子を0.025g/min、CH_4+Arを流量400ml/minで供給したとき、直径50μmのNi滴を安定に維持することができ、10時間後に直径25μm長さ100μmの直線状の太くて長いウイスカ-を得た。ただし、基板上37ヵ所においた触媒粒子から成長したウイスカ-35本の大半は途中で折れ曲がる等の欠陥があるため、より基礎的な立場に立ち、ウイスカ-の形状におよぼす各種因子の効果を1つ1つ検討した。圧成物のSEM写真から、(1)触媒をあらかじめSiC飽和にすることによって触媒が過飽和となりウイスカ-が析出するまでの時間を短縮することが可能であり、また蒸気圧降下により蒸気圧を下げ、1次核の蒸発を防ぐことによって触媒液滴の小径化を防ぎ、2次核の生成を抑制することが可能であること、(2)ガス流速を下げてSiO濃度を上げることによりウイスカ-成長速度の向上が可能であることを確認した。なお、(3)重力による影響は確認できなかった。また、直線的なウィスカ-の合成については、重力による影響、ガス流速の影響が考えられたが、確認できなかった。いずれにしても、あらかじめSiC濃度を高くしたウイスカ-の核を基板上に設け十分長時間にわたりSiO(g)を連続的に供給すれば、直線的に、太く長いSiCウイスカ-を大量に生産しうることがわかった。ウィスカ-強化複合材料用原料として重要なSiCウィスカ-を、より汎用な材料とするためには、製造法の連続化と量産プロセスの確立による低コスト化が不可欠な課題である。本反応系は高温場(14001600°C)で、炭素源(CH_4等)、Si源(SiO)、およびVLS成長のための触媒(Ni、Feなど)の挙動すべてを制御することが必要であり、所定の太さのSiCウィスカ-を選択的に成長させる連続プロセスの開発には、反応工学的な知見の蓄積と体系化が必要である。本研究では、従来のVLS機構を利用したSiCウィスカ-製造プロセスに、(1)電子材料の製造において発達してきたマスク法を利用し、触媒や高温レジスト材の基板上へのプリントを行い、(2)高温場での核生成、各物質間の界面エネルギ-等について基礎的測定とモデル化を行うとともに、(3)それらの知見を総合して、SiCウィスカ-の制御された成長の実現を試みることを目的とする。本年度はマスク法の適用に先立ち基礎的な実験を行い以下の知見を得た。I.SiOガス発生部とSiCウィスカ-析出部を有する横型

環状反応器を用い、反応温度、昇温条件、ガス流量、ガス組成、SiO発生源であるシリカと炭素の複合粒子性状、析出基板の種類を変えて、ウィスカ-を合成し、生成物のSEM写真から、1.ウィスカ-先端の触媒液滴径dcとウィスカ-径dwの間には、dc/dw=2の関係があり、触媒液滴径の制御によりウィスカ-径の制御が可能である。2.同一基板上に成長したウィスカ-の径dwと長さlwの間には、duXlw=1定の関係が得られ、触媒液滴表面への原料ガスの物質移動律速を仮定した際に得られる相関と一致した。3.析出部の基板の材質はグラファイト、Sic、アルミナ、AlNのうちでは、Sic上に良好な生成物が得られた。これらについて化学工学会第56年会(1991年3月東京)で発表する。Sicウイスカ-の量産のプロセスの確立による低コスト化のために、本研究では反応工学的な知見の蓄積と体系化にもとづき、太いウイスカ-のみを選択的に成長させる連続的プロセスを考案し、その実現のための基礎的知識の収集を目的とした。本研究では、連続Sioガス発生部(1400°C)とSicウイスカ-成長部(1400°C1600°C)を有し、Sio長時間連続供給方式をもつ縦型反応器を作製し、触媒の組成,ガス流量、Sio発生粒子供給速度、重力に対するウイスカ-の成長方向等を変えてウイスカ-を合成した。その結果,Sio_2/C複合粒子を0.025g/min、CH_4+Arを流量400ml/minで供給したとき,直径50μmのNi滴を安定に維持することができ、10時間後に直径25μm長さ100μmの直線状の太くて長いウイスカ-を得た。ただし、基板上37カ所においた触媒粒子から成長したウイスカ-35本の大半は途中で折れ曲がる等の欠陥があるため、より基礎的な立場に立ち、ウイスカ-の形状におよぼす各種因子の効果を1つ1つ検討した。圧成物のSEM写真から、(1)触媒をあらかじめSic飽和にすることによって触媒が過飽和となるウイスカ-が析出するまでの時間を短縮することが可能であり,また蒸気圧降下により蒸気圧を下げ,1次核の蒸発を防ぐことによって触媒液滴の小径化を防ぎ,2次核の生成を抑制することが可能であること,(2)ガス流速を下げてSio濃度を上げることによりウイスカ-成長速度の向上が可能であることを確認した。なお,(3)重力による影響は確認できなかった。また、直線的なウイスカ-の合成については、重力による影響,ガス流速の影響が考えられたが、確認できなかった。いずれにしても,あらかじめSic濃度を高くしたウイスカ-の核を基板上に設け十分長時間にわたりSio(g)を連続的に供給すれば,直線的に,太く長いSicウイスカ-を大量に生産しうることがわかった。
Genomic/non-genomic手法の統合による代謝関連遺伝子機能の解明

ゲノムワイド関連解析などの探索的なゲノム解析により同定された遺伝的座位/染色体領域内の責任遺伝子(群)を絞り込み、それらが引き起こす遺伝子発現変化等の生物学的機序を解明すべく、我々は代謝性疾患をモデルとして大きく3つの課題に取り組んだ。1近交系ラットでの、代謝性疾患に関連する遺伝的座位の精密マッピングを通じて責任遺伝子(群)を絞り込み、2その遺伝子発現制御におけるエピゲノム(特にDNAメチル化)の影響を検討した。さらに3遺伝-環境相互作用におけるmiRNAの臨床的意義を評価して、一部、病態バイオマーカーとして有用であることを見出した。ゲノムワイド関連解析などの探索的ゲノム解析により見いだされてきた遺伝子座/染色体領域の、責任遺伝子の同定の可否〔Genomic approach〕、および遺伝子発現変化等の機序の解明〔Non-genomic approach〕について、両アプローチを組み合わせた、代謝関連疾患の統合的理解を研究目的とする。大きく以下の3つの課題に取り組む。課題1.代謝関連疾患形質の責任遺伝子座におけるexpression-QTL (eQTL:QTLは量的形質遺伝子座の略称)の探究:インスリン抵抗性のモデルである高血圧自然発症ラット(SHR)系統と対照のWistar Kyotoラット(WKY)系統間で、主要な遺伝的効果を示す、代謝関連疾患形質の責任遺伝子座(positional QTL:pQTLと略)の近傍領域に関して、(1)SNPの系統分布様式、(2)遺伝子発現量の系統差、を調べる。課題2.エピゲノム(DNAメチル化)の検討:ゲノムワイドなDNA methylation arrayを用いて、腎臓、肝臓、脂肪の組織間でのDNAメチル化の違いを検討する。その際、(1)「geneticとepigenetic variantsが親から子の世代に一緒に受け継がれるかどうか」を組織別に調べる。(2)代謝関連疾患に関わる介入(食塩負荷、高脂肪食負荷、及び糖質コルチコイド負荷)に伴う、遺伝-環境相互作用としてのepigeneticsの意義を検討する。課題3. microRNA (miRNA)の変動と分子ネットワークの探究:ゲノムワイドなRat miRNAmicroarrayを用いて、DNAメチル化解析と同様、組織間での発現プロフィールの違いを検討する。その際、miRNA(とその標的配列)の多型が代謝関連疾患形質のpQTL本体であるかどうか、および遺伝-環境相互作用におけるmiRNAの意義を検討する。(2)代謝関連疾患に関わる介入(食塩負荷、高脂肪食負荷、及び糖質コルチコイド負荷)に伴う、遺伝&#8211;環境相互作用としてのepigeneticsの意義を検討する。その際、miRNA(とその標的配列)の多型が代謝関連疾患形質のpQTL本体であるかどうか、および遺伝&#8211;環境相互作用におけるmiRNAの意義を検討する。「研究実績の概要」で述べた通り、本研究では大きく3つの課題に取り組んでいる。課題1〔代謝関連疾患形質の責任遺伝子座におけるeQTLの探究〕に関しては、初年度に主に取り組み、SHRとWKY間の実験的交配系(F2世代)で同定した血圧、血糖、血中脂質(総コレステロール、中性脂肪、遊離脂肪酸)、体重、相対心重量などのpQTL近傍領域に関して、両progenitor系統間でのeQTLの絞り込みを行った。さらに、pQTLが集積するラット染色体1番に関して作成した、一連のコンジェニック系統を用いて、pQTLとeQTLの異同を調べた結果、特定の遺伝子座/染色体領域においては、一つでなく複数のeQTLが存在し得ることなどが実証された。課題2〔DNAメチル化の検討〕と課題3〔miRNAの変動と分子ネットワークの探究〕については、解析すべき組織検体(progenitor系統の通常餌飼育下と介入に伴う、脳、肝臓などのDNA・miRNA)各々のmicroarray実験を行った。同実験での大きなテーマは、(1)食事負荷、薬物負荷(stress hormoneであるdexamethasone)の有無に伴う、同一ラット(SHR)での遺伝子発現、epigenetic(miRNAとDNAメチル化)変化、及び(2)特定染色体領域(4SW2:SHRにWKY由来の15Mbの染色体断片を入れたコンジェニック系統)と特定遺伝子(CETP)の有無(通常食飼育下の条件)に由来する、遺伝子発現とDNAメチル化の変化、の検討である。

ゲノムワイド関連解析などの探索的ゲノム解析により見いだされてきた遺伝子座/染色体領域の、責任遺伝子の同定の可否〔Genomic approach〕、および遺伝子発現変化等の機序の解明〔Non-genomic approach〕について、両アプローチを組み合わせた、代謝関連疾患の統合的理解を研究目的とする。大きく以下の3つの課題に取り組む。課題1.代謝関連疾患形質の責任遺伝子座におけるexpression-QTL (eQTL:QTLは量的形質遺伝子座の略称)の探究:インスリン抵抗性のモデルである高血圧自然発症ラット(SHR)系統と対照のWistar Kyotoラット(WKY)系統間で、主要な遺伝的効果を示す、代謝関連疾患形質の責任遺伝子座(positional QTL:pQTLと略)の近傍領域に関して、(1)SNPの系統分布様式、(2)遺伝子発現量の系統差、を調べる。課題2.エピゲノム(DNAメチル化)の検討:ゲノムワイドなDNA methylation arrayを用いて、腎臓、肝臓、脂肪の組織間でのDNAメチル化の違いを検討する。その際、(1)「geneticとepigenetic variantsが親から子の世代に一緒に受け継がれるかどうか」を組織別に調べる。(2)代謝関連疾患に関わる介入(食塩負荷、高脂肪食負荷、及び糖質コルチコイド負荷)に伴う、遺伝-環境相互作用としてのepigeneticsの意義を検討する。課題3. microRNA (miRNA)の変動と分子ネットワークの探究:ゲノムワイドなRat miRNAmicroarrayを用いて、DNAメチル化解析と同様、組織間での発現プロフィールの違いを検討する。その際、miRNA(とその標的配列)の多型が代謝関連疾患形質のpQTL本体であるかどうか、および遺伝-環境相互作用におけるmiRNAの意義を検討する。ゲノムワイド関連解析などの探索的なゲノム解析により同定された遺伝的座位/染色体領域内の責任遺伝子(群)を絞り込み、それらが引き起こす遺伝子発現変化等の生物学的機序を解明すべく、我々は代謝性疾患をモデルとして大きく3つの課題に取り組んだ。1近交系ラットでの、代謝性疾患に関連する遺伝的座位の精密マッピングを通じて責任遺伝子(群)を絞り込み、2その遺伝子発現制御におけるエピゲノム(特にDNAメチル化)の影響を検討した。さらに3遺伝-環境相互作用におけるmiRNAの臨床的意義を評価して、一部、病態バイオマーカーとして有用であることを見出した。「研究実績の概要」で述べた通り、本研究では大きく3つの課題に取り組んでいる。課題1
ナノ多結晶ダイヤモンドと各種遷移金属との間に生じる熱化学反応機構の解明

本研究では,ナノ多結晶ダイヤモンド(NPD)と焼結ダイヤモンド(PCD)製ツルーアとの間に生じる,熱化学反応のメカニズムを解明するための実験的研究を行った.焼結助剤として用いられているCoを遷移金属や高比熱材料で置換したPCD製円板をツルーアに使用し,NPD製ノーズRバイトのすくい面に対して乾式研削を行った.その結果,NPDの表面に生成された熱変質層が,CD製ツルーアの砥石作用面に露出しているダイヤモンド砥粒で除去されるといったメカニズムでNPDから切りくずが除去される場合には,1 nm Rz以下の平坦かつ平滑な研削加工面が得られることが明らかになった.高純度グラファイトを超高圧・高温下でダイヤモンドに直接変換したナノ多結晶ダイヤモンド(NPD)は,サイズが数十ナノメータのダイヤモンドで構成されており,単結晶ダイヤモンド(SCD)よりも硬いだけでなく壁開性を持っていない.このNPDを高硬度金型材料に対して超精密切削加工を行うことができる次世代の工具素材として使用するためには,欠けが無く鋭利な切れ刃を成形できるNPDに対する超精密仕上げ成形技術を新たに開発する必要がある.本研究では,焼結ダイヤモンド(PCD)に介在するコバルトCoを各種の遷移金属で置換したPCD製円板を研削工具として使用し,NPDに対する乾式研削実験を行った.PCDの損耗量に対するNPDの除去体積(研削比)と各種遷移金属に関するd電子飽和度や酸化物の生成に関する標準自由エネルギーとの関連を明らかにするための研究を行った.すなわち,NPDと各種遷移金属との間に生じる熱化学反応のメカニズムを解明するための実験を行った.その結果,NPDと遷移金属との間には1)共有結合に関与している電子を遷移金属が奪い,結合強度が弱くなった炭素原子がNPDの表面から機械的なアブレーション作用によって除去される.2)遷移金属の表面に生成された酸化物をNPDを構成する炭素が還元し炭素が燃焼するといった,酸化・還元反応が発生してNPDの表面から炭素原子が除去される.3)NPDが遷移金属の酸化物と高温で接触するとNPDの表面に熱変質層が生成され,この熱変質層が機械的なアブレーションによって除去される.といった,最低でも3種類の熱化学反応が生じていることが明らかになった.本研究では,ナノ多結晶ダイヤモンド(NPD)と焼結ダイヤモンド(PCD)製ツルーアとの間に生じる,熱化学反応のメカニズムを解明するための実験的研究を行った.焼結助剤として用いられているCoを遷移金属や高比熱材料で置換したPCD製円板をツルーアに使用し,NPD製ノーズRバイトのすくい面に対して乾式研削を行った.その結果,NPDの表面に生成された熱変質層が,CD製ツルーアの砥石作用面に露出しているダイヤモンド砥粒で除去されるといったメカニズムでNPDから切りくずが除去される場合には,1 nm Rz以下の平坦かつ平滑な研削加工面が得られることが明らかになった.ナノ多結晶ダイヤモンド(NPD)は,単結晶ダイヤモンドよりも耐摩耗性や耐劈開性に優れており,高硬度金型材料に対して超精密切削加工を行うことができる,次世代の工具素材として使用される可能性が高い.この,NPD製の切削工具を成形するためにはNPDから切りくずが排出されるメカニズムを解明する必要があると考え,本研究ではNPD製ノーズRバイトとそれを成形するためのツルーアとして使用した焼結ダイヤモンド(PCD)製円板との間に生じる熱化学反応のメカニズムを解明するための研究を実施した.平成23年度と平成24年度には,砥石作用面を30 nm Rz前後の粗さに成形したPCD製円板に対して電解加工と高周波スパッタを行い,焼結助剤として使用されているコバルトCoを遷移金属や高比熱材料で置換したPCD製円板を試作した.また,レーザ成形したNPD製ノーズRバイトのすくい面に対して乾式研削を行った.その結果,NPDの表面に生成された熱変質層が機械的なアブレーション作用によって除去されるといったメカニズムでNPDから切りくずが除去される場合には,すくい面を1 nm Rz以下の粗さに成形できることが明らかになった.平成25年度にはCoを炭化ホウ素B4C,窒化ホウ素BN,窒化ケイ素Si3N4,ならびに酸化アルミナAl2O3といった高比熱材料で置換したPCD製円板を試作し,レーザ成形したNPD製ノーズRバイトのすくい面と逃げ面に対する乾式研削を行った.その結果,CoをB4Cで置換したPCD製円板をツルーアに使用した場合には,すくい面を0.5 nm Rz,逃げ面を2 nm Rz前後の値に成形することができた.すくい面と同様に逃げ面の粗さを0.5 nm Rzの粗さに成形できれば,切れ刃の丸み半径を1 nm以下の値に成形することも不可能ではないと考えている.平成23年度には,鏡面研磨した焼結ダイヤモンド(PCD)製円板に対して電解加工と高周波スパッタを行い,PCDに焼結助剤として用いられているコバルトCoを電気陰性度や比熱容量が異なる9種類の遷移金属で置換したPCD製円板を試作した.また,試作したPCD製円板をツルーアに使用しレーザ成形されたナノ多結晶ダイヤモンド(NPD)製ノーズRバイトのすくい面に対して乾式研削を行い,NPDとPCD製円板との熱化学反応のメカニズムを解明するための実験研究を行った.

その結果,NPDとPCD製円板の間には,(1) PCDに高周波スパッタした遷移金属によって電子を奪われ結合力が低下して脆弱になったNPDの表面層が,PCDツルーアの砥石作用面にあるダイヤモンド砥粒によって除去される.(2)乾式研削時にNPDの表面に生成された熱変質層が,PCD製ツルーアの砥石作用面に露出しているダイヤモンド砥粒によって除去される.といった,2つの現象が生じていることが確かめられた.また,(2)のメカニズムでNPDから切りくずが除去される場合には,PCDに高周波スパッタした遷移金属の比熱容量が増すに従って平滑な加工面が得られることが明らかになった.切れ刃が鋭利なNPD製の切削工具を成形するためには,すくい面や逃げ面を1 nm Rz以下の粗さに成形できる工具成形技術を開発する必要がある.そこで,平成24年度にはCoを遷移金属だけでなく,比熱容量の高い酸化物や炭化物等で置換したPCD製円板を試作した.また,前年度と同様にNPD製ノーズRバイトのすくい面に対する乾式研削を行い,粗さが1 nm Rz以下の加工面を創成するための実験を行った.その結果,Coを比熱容量の高い窒化硼素BNや炭化硼素B4Cで置換したPCD製円板をツルーアに用いた場合には,粗さが1 nm Rz以下の平滑な加工面を作ることができた.当該研究では,NPDとPCDとの間に生じる熱化学反応のメカニズムを解明した後に,欠けのない鋭利な切れ刃を持つNPD製の切削工具を成形する予定である.平成23年度には熱化学反応のメカニズムを解明することに成功したが,欠けのない鋭利な切れ刃を持つNPD製の切削工具を成形することに関しては,平成24年度以降に継続して研究を進める必要が残されている.25年度が最終年度であるため、記入しない。高純度グラファイトをダイヤモンドに直接変換したナノ多結晶ダイヤモンド(NPD)は,単結晶ダイヤモンドよりも硬いだけでなく,劈開が伝播しない性質を持っている.したがって,NPDは高硬度金型材料に対して超精密切削を行うことができる,単結晶ダイヤモンドに代わる超精密切削加工用の工具素材として使用される可能性が高い.切削工具の切れ刃はすくい面と逃げ面とが交わる稜線であり,単結晶ダイヤモンド製の切削工具と同様に欠けが無く鋭利な切れ刃を成形するためには,NPD製切削工具のすくい面や逃げ面を1 nm Rz以下の粗さに成形することができる,工具成形技術を開発する必要がある.本研究の最終目標は,単結晶ダイヤモンド製の切削工具と同様に欠けが無く鋭利な切れ刃を成形できる工具成形技術を開発することであり,この最終目標を達成するためにNPDとNPDを成形するためのツルーアとして用いているPCD製円板との間に生じる熱化学反応のメカニズムを解明するための基礎実験を行っている.これまでに,Coを遷移金属,酸化物,ならびに炭化物で置換したPCD製円板をツルーアに用いてレーザ成形されたノーズRバイトのすくい面に対して乾式研削を行い,NPDとPCD製円板との間に生じる熱化学反応のメカニズムを解明するための基礎研究を行った.その結果,Coを比熱容量の高い窒化硼素BNや炭化硼素B4Cで置換したPCD製円板をツルーアに用いた場合には,NPDの表面に生成された熱変質層がダイヤモンド砥粒によって機械的に除去されるといったメカニズムでNPDから切りくずが除去され,粗さが1 nm Rz以下の平滑な加工面を創成することができた.本研究の最終目標を達成するために残されている課題は,逃げ面を1 nm Rz以下の粗さに成形できる工具成形技術を開発することであり,現時点で最終目標の80 %は達成できていると判断している.
トマトのイントログレッション系統を用いたホルムアルデヒド無毒化原因遺伝子の探索

トマト栽培種と野生種のイントログレション系統を活用し,ホルムアルデヒド無毒化能力に関わるゲノム領域の選抜を行った.そして,選抜したゲノム領域に座乗し,栽培種と野生種閒で発現量が異なる遺伝子を絞り込んだところ,ペルオキシレドキシン,UDP-グルコシルトランスフェラーゼ,チトクロムP450などが候補遺伝子として見出された.一方,ホルムアルデヒド脱水素酵素(FALDH)の過剰発現シロイヌナズナを作出し,ホルムアルデヒドの耐性および吸収能が上昇することを確認した.1イントログレション系統のホルムアルデヒド無毒化能力の検定(玉川大学担当)トマトの栽培種L. esculentumと野生種L. pennelliiのイントログレション系統,全74系統について,ホルムアルデヒド無毒化能力が高い系統=ホルムアルデヒド無毒化能力に関わるL. pennelliiのゲノム領域を持つ系統の選抜を行った.その結果,5番染色体の一部(27番系統),10番染色体の一部2カ所(61番系統,63系統と64系統の重複領域),11番染色体の一部(65系統と66系統の重複領域)の4カ所にホルムアルデヒド無毒化能力に関わるL. pennelliiのゲノム領域が存在する可能性を明らかになった.一方,L. esculentum,L.pennellii,L. cheesmanii,L. chilenseについて,葉の切片における,グルタチオン含量,ホルムアルデヒド脱水素酵素活性,ギ酸脱水素酵素活性を組織化学的に調査した結果,いずれにおいてもホルムアルデヒド無毒化能力と含量または活性に正の相関があることを明らかになった.2遺伝子座の決定と候補遺伝子の絞り込み(名古屋大学担当)上記の1において玉川大学が特定したホルムアルデヒド無毒化能力に関わる可能性のあるL. pennelliiの4つの遺伝子座(5番染色体の一部,10番染色体の一部2カ所,11番染色体の一部)に存在する遺伝子をデータベース検索したところ,それぞれ149個,241個,207個,121個の遺伝子が存在した.11番染色体の一部に座乗する121個の遺伝子について,トランスクリプトームデータベースを使ったL. esculentumとL.pennellii間の発現量の比較を行った.その結果,L. pennelliiで発現が2倍以上高い遺伝子として,pumilio-like,F-box protein-like,2-oxoglutarate/malate translocatorの3遺伝子を見出すことに成功した.1遺伝子座の決定と候補遺伝子の絞り込み(名古屋大学・玉川大学担当):トマト栽培種Solanum lycopersicumと野生種S. pennelliiのイントログレション系統を活用し、ホルムアルデヒド無毒化能力に関わるL. pennelliiのゲノム領域の選抜を行った。昨年度に、5番染色体,10番染色体,11番染色体の一部領域を候補としたが、今年度、新たに3番染色体の一部を候補として加えた。当初、F2分離集団の作出により,候補領域の絞り込みを行うことを計画したが、遺伝子発現データベースを活用して、候補ゲノム領域に座乗し、栽培種と野生種閒で遺伝子の発現量が異なる遺伝子を候補として絞り込む戦略に集中した。その結果、システインの細胞内分布を変化させる可能性があるシスチントランスポーターホモログ、ホルムアルデヒド分解への関与が考えられるペルオキシレドキシン、UDP-グルコシルトランスフェラーゼ、チトクロムP450などを候補遺伝子として見出すことができた。2形質転換トマトの作出と評価(名古屋大学・玉川大学担当):ホルムアルデヒド分解に関わるホルムアルデヒド脱水素酵素(FALDH)の遺伝子発現が、S. pennelliiで高いことを確認したために、FALDH過剰発現トマトを作出した。その結果、FALDH過剰発現体の実生においてホルムアルデヒドの耐性および吸収能の上昇が確認されたため、FALDHがホルムアルデヒド分解の律速段階であることが示唆された。3ゼラニウムでの遺伝子発現の調査(名古屋大学担当):当初、1で得られた候補遺伝子のゼラニウムにおける発現調査を行う予定であったが、実験の遅れのため、実施できなかった。しかしながら、ホルムアルデヒドの分解に関わるFALDHとギ酸脱水素酵素(FDH)の活性が、ホルムアルデヒド高吸収ゼラニウム品種で高いことを確認した。トマト栽培種と野生種のイントログレション系統を活用し,ホルムアルデヒド無毒化能力に関わるゲノム領域の選抜を行った.そして,選抜したゲノム領域に座乗し,栽培種と野生種閒で発現量が異なる遺伝子を絞り込んだところ,ペルオキシレドキシン,UDP-グルコシルトランスフェラーゼ,チトクロムP450などが候補遺伝子として見出された.一方,ホルムアルデヒド脱水素酵素(FALDH)の過剰発現シロイヌナズナを作出し,ホルムアルデヒドの耐性および吸収能が上昇することを確認した.平成26年度の研究は,全体として順調に進展した.『1イントログレション系統のホルムアルデヒド無毒化能力の検定(玉川大学担当)』については,計画したイントログレション系統の中からホルムアルデヒド無毒化能力が高い系統を選抜する実験を問題なく完了した.グルタチオン含量,ホルムアルデヒド脱水素酵素活性,ギ酸脱水素酵素活性の組織化学的調査は,イントログレション系統の選抜が年度末にずれ込んだため,イントログレション系統での実験は行えなかったが,その親系統についての実験を終え,これらの含量または活性とホルムアルデヒド無毒化能力との間に正の相関があることを明らかにした.選抜したイントログレション系統についての同実験にも既に着手している.

『2遺伝子座の決定と候補遺伝子の絞り込み(名古屋大学担当)』については,イントログレション系統の選抜が年度末にずれ込んだことに加え,選抜されたホルムアルデヒド無毒化能力に関わる可能性のある遺伝子座が1つではなく4つであったため, 1遺伝子座についてのみ計画通りの実験を完了することができ,候補遺伝子3個を特定することができた.残り3遺伝子座についても,現在,解析中であり,1ヶ月以内に解析が完了する予定である.園芸生理・生化学平成26年度の研究は全体として順調に進展したが,一部積み残しがあるため,この積み残しを27年度開始12ヶ月以内に完了させる.具体的には「イントログレション系統のグルタチオン含量,ホルムアルデヒド脱水素酵素活性,ギ酸脱水素酵素活性の組織化学的調査」と「選抜した未解析の3遺伝子座からの候補遺伝子の絞り込み」である.当初計画した27年度の研究計画は,状況の変化を踏まえて,以下のように実施する.2遺伝子座の決定と候補遺伝子の絞り込み(名古屋大学担当):当初はF2分離集団を作出して遺伝子の絞り込むことを計画したが,候補遺伝子座4つ見つかり,それらのF2分離集団の作出労力が膨大であるため,データベース情報を駆使した発現解析,多型解析,そしてホルムアルデヒド無毒化能力が異なる複数のトマト系統における候補遺伝子の定量PCRによる絞り込みに方針を転換する.3形質転換トマトの作出と評価(名古屋大学・玉川大学担当):上記2で絞り込んだ候補遺伝子について,L. pennelli由来のcDNAを過剰発現させるベクターを構築し,L. esculentum `マイクロトム'に形質転換する.形質転換体のホルムアルデヒド無毒化能力を検定し,候補遺伝子を評価する.4ゼラニウムでの遺伝子発現の調査(名古屋大学・玉川大学担当):上記3の評価で有望な遺伝子が見出せた場合,ホルムアルデヒド無毒化能力が著しく異なるゼラニウムにおいても,同じ遺伝子が鍵であるかを次の実験で評価し,同じであればこの遺伝子をホルムアルデヒド無毒化能力の高い観賞用園芸植物の育種マーカーとする.すなわち,トマトで特定した鍵遺伝子のオルソログをホルムアルデヒド無毒化能力が高いゼラニウム系統と低い系統からクローニングし,両者にアミノ酸置換や欠損をともなう変異がないか,そして遺伝子発現量に違いがないか(定量PCRを実施)を明らかにする.玉川大学においては,予定通り全額の予算を執行した.一方,名古屋大学においては,イントログレション系統の選抜が年度末にずれ込んだことに加え,選抜されたホルムアルデヒド無毒化能力に関わる可能性のある遺伝子座が1つではなく4つであったため,それらの全解析が終わらず,その次に行う予定であった定量PCRやcDNAクローニングの実験にまでたどり着かなかった.このため,定量PCRやcDNAクローニングを行うための予算が次年度使用額として残った.前述のように,本年度積み残しの「選抜した未解析の3遺伝子座からの候補遺伝子の絞り込み」は,27年度開始12ヶ月以内に完了するため,この完了の後に,全ての候補遺伝子について定量PCRやcDNAクローニングを行う.このために26年度の残額(次年度使用額)を使用する.
桿菌の形態形成に関わる細胞骨格蛋白ＲｏｄＺと赤痢菌病原遺伝子発現の解析

桿菌の桿状構造を形成するバクテリア細胞骨格のRodZ蛋白が、赤痢菌の病原性に作用することを発見した。rodZ遺伝子を破壊した赤痢菌では病原遺伝子のmRNAの安定性が増加することから、RodZ蛋白がmRNAに結合することが分かった。結合には塩基性アミノ酸群が必要であることを示すことで、RodZの形態形成以外の機能としてRNA結合能を持つことを初めて報告した。さらにRodZは膜蛋白にも関わらず、他のRNA結合蛋白Hfqのように6量体を形成していることを見出した。赤痢菌の主要な病原因子であるIII型分泌装置の発現を指標に申請者が同定したRodZ蛋白は、近年提唱されている新概念の“細菌の細胞骨格蛋白"(bacterial cytoskeleton)として細菌の形態形成に作用することが報告されている。初年度は内膜に局在するRodZが、これまで知られていなかったRNA結合活性を持ち、III型分泌装置の転写後制御に関わることを論文で報告した。以降、蛋白の基礎データの集積が重要と考えられたため、研究計画に基づいてRodZ蛋白の構造解析を進めた。RodZ蛋白は多量体が集合した高分子を形成しており、研究分担者の観察から蛋白が電顕で見える巨大な粒子、Superstructureを形成することが分かった。このSuperstructureが生体でも存在するか調べるため、生菌の可溶化分画を直接ゲル濾過分析にかけたところ、RodZ蛋白は高分子側に分画されたため、RodZは生体でもSuperstructureを形成する可能性が高いと考えられた。このSuperstructureはBasal complexと呼ぶべき、200kDa程度の複合体が疎水結合で集合することで構成されており、Basal complexは単量体がシステイン残基を介してジスルフィド結合で結合し構成されていることが明らかになった。Basal complexの分子量を新型の質量分析法(後述)で測定したところ、RodZは基本構造としてホモ6量体を取ることが分かった。細菌のなかでは比較的解析が進んでいるRNA結合蛋白Hfqもホモ6量体を形成することが知られている。RodZの単量体はRNAを結合しないため、RNA結合活性にはHfq同様に6量体の形成が必須であることが予想された。赤痢菌の主要な病原因子であるIII型分泌装置(TTSS)の発現に作用する因子として、近年提唱されている、桿菌の形態形成に作用する“バクテリア細胞骨格蛋白"(bacterial cytoskeleton)のRodZを見出した。RodZは膜蛋白でアクチン様に重合する別の細胞骨格蛋白であるMreBと結合し桿状構造を形成すると考えられている。研究計画に基づいてRodZの細胞骨格以外の機能の解析を進めた結果、1rodZ遺伝子を欠損した赤痢菌では転写後レベルで制御されるTTSSのレギュレーターInvE(virB)のmRNAの安定性が増加していること。2ホスホセルロースカラムとヒスチジンタグを用いて高度に精製したRodZ蛋白は、RNA結合活性を持ちinvE遺伝子の配列を持つRNAに強く(Kd=3.5nM)結合すること。3RNA結合能は膜貫通領域近くの塩基性アミノ酸群にあること。4これらを分子内で欠損させることで、形態を変化させずにInvE蛋白の発現を変化させることができること。5蛋白-RNAのクロスリンクでRodZがinvE-mRNAと結合することを明らかにし報告した。また構造の解析ではRodZ蛋白はジスルフィド結合で6量体を形成し、その基本構造がSuperstructureといえる複雑な複合体を形成することが示された。構造とRNA結合能の相関を調べたところ、6量体単独ではRNA結合能を持たず、Superstructureの形成がRNAの結合に必須であることが分かった。さらにinvE遺伝子以外のmRNAとの相互作用を調べるため、クロスリンク法で約80個の候補遺伝子を調べたところ、高い確率でmRNAが結合していることが分かった。以上の結果はRodZ蛋白が病原遺伝子のみならず、多数のmRNAを細胞膜の近傍で結合する能力があり、何らかの機能的な意義があると予想される細菌のmRNAの細胞内での局在に必要な因子として作用していることを示唆している。赤痢菌の主要な病原因子であるType III分泌装置の発現を指標に申請者が同定したRodZ蛋白は、近年提唱されている新しい機能蛋白の"細菌の細胞骨格蛋白"(bacterial cytoskeleton)として細菌の形態形成に作用することが報告されている。RodZは膜蛋白として細胞質とペリプラズムに局在し、細胞質側でアクチン様に重合する別の細胞骨格蛋白MreBと相互作用することで菌の桿状構造を形成するものと考えられている。申請以降、研究計画に基づいてRodZの細胞骨格以外の機能の解析を進めた。その結果、(1)rodZが欠損した赤痢菌ではType III分泌装置のレギュレーターinvEのmRNAが安定になっていること。(2)精製したRodZ蛋白はこれまで知られていないRNA結合活性を持ち、invEの配列を持つRNAに結合すること。

(3)RNA結合能は膜貫通領域近くの塩基性アミノ酸群にあること。(4)これらを分子内で欠損させることで、形態を変化させずにInvEの発現を変化させることができること。(5)蛋白-RNAのクロスリンクでRodZがinvE-mRNAと結合していることを報告した。また、精製の過程でRodZ蛋白は多量体を構成することが分かりその解析を進めた。ゲル濾過分析及び超遠心分析を行ったところRodZは約6量体の分子量をもつ多量体を構成することが分かった。さらに研究分担者が行った電子顕微鏡による観察では野生型のRodZの多量体は30ナノメートル程度のサイズの粒子を形成すること、高濃度では疎水性の膜貫通ドメインを介してさらに大きな構造体を取りうることが分かった。上述のようにRodZはSuperstructureといえる複雑な複合体を形成しており、超遠心分析等で複合体の分子量を求めたが、その決定は大変困難であった。偶然、ゲル濾過分析で非イオン性界面活性剤の存在下でSuperstructureからBasal complexが解離すること、また、低濃度のジチオスレイトールでBasal complexから単量体が解離することが発見されブレイクスルーとなった。RodZはジスルフィド結合で結合した蛋白をクロスリンクして行う新型の高分子量MALDIーTOF法(COVALX)で測定可能で、Basal complexの分子量が6量体に相当する224,112kDa(RodZ単量体:37.342kDa)と正確に測定することができた。この6量体の形成とRNA結合能がリンクしているのは既存のRNA結合蛋白Hfqとアナロジーがあるように思われた。さらに研究計画に従い、RodZが他の遺伝子群の転写後調節に作用しているか調べた。新鮮なmRNAとリファンピシンで転写を停止して4分後のmRNAをそれぞれrodZ欠損株と野生型株から精製し、cDNA合成後、マイクロアレイを用いて全てのmRNAの分解速度をrodZ欠損株と野生型とで比較した。その結果、少なくとも約80種類の遺伝子のmRNAがRodZが欠損することで、野生型よりも3倍以上分解が遅くなっていることが明らかになった。興味深いことに、これらの遺伝子産物の局在を調べると、内膜、ペリプラズム、外膜に存在するものが多いように思われた。また、その遺伝子自体は細胞質に局在しても、オペロンを構成している別の蛋白が細胞質以外に局在している例が多く見られた。以上のことから、RodZが特定のmRNAの菌体内における局在に関係している可能性が示唆された。RodZの赤痢菌の病原性への関与について論文にまとめることができた。また、RodZが多量体を形成することが分かった。機能解析についても予定していた実験を行い、データを蓄積中である。最終年度は蛋白の構造解析の結果と、rodZ欠損株と野生型株のマイクロアレイの結果を合わせて2報目の論文報告の準備を進める。前述した生菌の可溶化分画のゲル
リポ多糖刺激を介して血管内皮細胞で発現する組織因子の分子機能解析

外傷などに伴って組織因子が血液中に露呈されると、この因子が血血漿中のVIIa因子と分子複合体を形成しつつ、外因系凝固反応を開始する。我々は両因子間の相互作用を分子レベルで明らかにする目的で、VIIa因子上の組織因子結合部位の解析を行ない、2つの組織因子結合部位を見い出した。また、酵母を用いた発現系により、ウシ可溶性リコンビナント組織因子(rsTF,TF1-213)の大量調整に成功した。今回、このrsTFを用い、組織因子側のVIIa因子結合部位の解析を行なった。まず、VIIa-rsTF複合体による合成基質(S-2288)水解系に、ペプチドクロロメチルケトン処理によって不活化したVIIa因子、Gla-domainlesVIIa因子(VIIa(GD-))及び前駆体型VII因子を加えて拮抗阻害実験を行なった結果、不活化VIIa因子とVIIa(GD-)が強い阻害(IC_<50>=70nM)を示したのに対し、前駆体型VII因子では殆ど阻害が見られなかった(IC_<50>>900nM)。従って、rsTFはVIIa因子上の2つの組織因子結合部位のうち活性型VIIa因子に特異的に発現しているひとつを認識することが示唆された。また、この性質を利用して不溶化rsTFカラムにより、前躯体型VII因子中のきょう雑VIIa因子を特異的に除去することに成功した。一方、rsTFを、穏和な条件下トリプシン処理すると、Arg129-Ala130間のペプチド結合が切断され、切断後も約60%の活性が残存していた。そこで、両断片の分別を試みたが、1-129と130-213の断片は5M尿素存在下、分別されたものの、コファクター活性とVIIa因子結合能は共に消失した。現在、化学修飾法などを用いてVIIa因子結合部位を解析しつつある。
ASL法を用いた局所脳血流評価法の確立

初年度は,2D ASTAR法に関して,撮像パラメータが画像に与える影響をシングルスライスで検討し,その最適化を図った.ASL法を臨床で広く応用するにはマルチスライスでの撮像が不可欠であるが,本研究においても1年半を経過した時点で3D ASTAR法を用いたマルチスライス撮像が可能となり,以後は同法に関して基礎的・臨床的に検討した.マルチスライス法では,ラベル用パルスによるMTCの影響がコントロールパルスによって完全には補正されない.静止粗織の信号抑制を工夫することで臨床応用可能な画像が得られるようになった.ASL法はarterial transit time (ATT)の影響を強く受け,TIの変化によって画像コントラストが大きく変化することが確認された.若年の正常ボランティアにおけるシングルスライスでの検討でも,血流境界領域のようにATTが他の部位よりも延長した部位の信号は低く,この部位にあわせたTIの設定が必要と考えられた(10001200ms程度).マルチスライス法では頭側のスライスほどラベリングパルスとの間隔が広く,ATTの影響がより顕著となった.3Dで頭側のスライスまで十分な画質を確保するためにはTIを1400ms以上に設定することが好ましいと思われた.また,高齢者では若年者に比べて脳実質部の信号が弱く,血管内信号が残存しやすい傾向があった.血流速度が遅いためラベルされた血液が撮像範囲に十分到達していないためだと想定される。閉塞性動脈疾患症例では,ATTの延長に伴う局所脳血流の過小評価と血管内に残存するスピンによる過大評価の両者が問題となった.これらの影響は,頭側のスライスほど顕著な傾向にあった.ATTの影響を軽減するにはTIを延長する方法があるが,TIの延長はラベルされた血液の縦緩和に伴う信号低下および撮像時間の延長をもたらす.ATTに応じてTIなどの撮像条件を最適化する必要があるが,それぞれの症例におけるATTを予測することは容易ではない.また,縦緩和による信号低下や検査時間を考慮すると,現時点の手法ではTIの延長にも限界がある.進行したモヤモヤ病などでATTが極端に延長している場合には,この手法による脳血流評価は困難と考えられる.血管内信号を抑制目的で,データ収集前にラベリング位置に飽和パルスをかけることが可能であったが,血管内信号を選択的に抑制する手法ではなく,SNRの低下が問題であった.初年度は,2D ASTAR法に関して,撮像パラメータが画像に与える影響をシングルスライスで検討し,その最適化を図った.ASL法を臨床で広く応用するにはマルチスライスでの撮像が不可欠であるが,本研究においても1年半を経過した時点で3D ASTAR法を用いたマルチスライス撮像が可能となり,以後は同法に関して基礎的・臨床的に検討した.マルチスライス法では,ラベル用パルスによるMTCの影響がコントロールパルスによって完全には補正されない.静止粗織の信号抑制を工夫することで臨床応用可能な画像が得られるようになった.ASL法はarterial transit time (ATT)の影響を強く受け,TIの変化によって画像コントラストが大きく変化することが確認された.若年の正常ボランティアにおけるシングルスライスでの検討でも,血流境界領域のようにATTが他の部位よりも延長した部位の信号は低く,この部位にあわせたTIの設定が必要と考えられた(10001200ms程度).マルチスライス法では頭側のスライスほどラベリングパルスとの間隔が広く,ATTの影響がより顕著となった.3Dで頭側のスライスまで十分な画質を確保するためにはTIを1400ms以上に設定することが好ましいと思われた.また,高齢者では若年者に比べて脳実質部の信号が弱く,血管内信号が残存しやすい傾向があった.血流速度が遅いためラベルされた血液が撮像範囲に十分到達していないためだと想定される。閉塞性動脈疾患症例では,ATTの延長に伴う局所脳血流の過小評価と血管内に残存するスピンによる過大評価の両者が問題となった.これらの影響は,頭側のスライスほど顕著な傾向にあった.ATTの影響を軽減するにはTIを延長する方法があるが,TIの延長はラベルされた血液の縦緩和に伴う信号低下および撮像時間の延長をもたらす.ATTに応じてTIなどの撮像条件を最適化する必要があるが,それぞれの症例におけるATTを予測することは容易ではない.また,縦緩和による信号低下や検査時間を考慮すると,現時点の手法ではTIの延長にも限界がある.進行したモヤモヤ病などでATTが極端に延長している場合には,この手法による脳血流評価は困難と考えられる.血管内信号を抑制目的で,データ収集前にラベリング位置に飽和パルスをかけることが可能であったが,血管内信号を選択的に抑制する手法ではなく,SNRの低下が問題であった.平成12年度は,arterial spin labelingの一法であるASTAR(Signal Targeted Alternating Radio Frequency with Asymmetric Inversion Slabs)法に関して,撮像パラメータが画像に与える影響を正常ボランティアで検討した.TI(血液ラベリングと撮像の間隔)時間の変化によって画像コントラストが大きく変化することが確認された.静止組織の抑制のためのパルスを適切に選ぶことも重要であることが示された.臨床例でも同法を応用し,その有用性について検討している.高齢者では若年者に比べて脳実質部の信号が弱く,血管内信号が残存しやすい傾向があった.これは,血流速度が遅いためラベルされた血液が撮像範囲に十分到達していないためだと想定される.この解決法としてはTIを延長する方法があるが,信号/ノイズ比が低下する.

脳血流速度に応じたTIなどの撮像パラメータの最適化が必要だと思われ,今後の課題である.脳虚血病変のみならず脳腫瘍など他の病態に関しても,他の脳血流検査の所見を反映した画像が得られることが確認された.通常の2D Fourier transformation(FT)を用いた撮像では,複数の断面で良好な画像を得るためにかなりの時間を要する.この問題への対応として,3DFTを用いた撮像法についても検討を行ってきた.しかし,撮像範囲の頭側部分になるほど血液をラベルするパルスとの間隔が開いてしまい,十分な画像が得られるには至っていない.平成12年度は基本的な撮像法の検討と臨床例の蓄積を行ってきたが,論文などへの発表には至っていない.平成13年度は,昨年に続いてarterial spin labelingの一法であるASTAR (Signal Targeted Alternating Radio Frequency with Asymmetric Inversion Slabs)法に関して,基礎的,臨床的に検討を加えた.この手法の最大の問題点は,ラベリングの位置から撮像スライスに至るまでのarterial transit timeが画像に大きく影響することである.特に,脳血流速度の低下した高齢者において,十分なASL信号が得られない場合がある.この解決法として,TI(血液ラベリングと撮像の間隔)を延長することが考えられるが、一方で縦緩和に伴うASL信号の低下が問題となる.また,ラベルされたスピンが血管内に残存することも,脳血流を正しく評価する上での障害となる.この解決法として,ラベリングパルスを印加した後に,同部位にtag end cut (TEC)パルスを印加する方法についての検討も行った.TECパルスによって血管内の信号を抑制することが可能であるが,全体としてのASL信号の低下も認められた.TECパルスを印加する場合には,ラベリングパルスからなるべくはなすことが望ましいことが判明した。複数の断面を同時に検査する手法として,3D Fourier transfomation (FT)を用いたパルス系列についても検討している.パルス系列の改良により,昨年度に比べてかなり良好な画像が得られるようになってきた.しかし、撮像範囲の頭側部分になるほどarterial transit timeの影響が強く,脳血流速度が低下した状況では問題となると考えられた.2D ASTARに関する検討については,昨年の日本磁気共鳴学会で発表した.また,本年の日本医学放射線学会総会およびアメリカ神経放射線学会での発表がacceptされている.現時点では,誌上発表には至っていない.平成14年度も,arterial spin labeling(ASL)の一法であるASTAR(signal Targeted Alternating Radio Frequency with Asymmetric Inversion Slabs)
RC造建物の有開口非構造壁を構造壁として活用するための性能向上に関する研究

本研究は、ひずみ硬化型セメント複合材料(以下, SHCCと称す)を利用して損傷低減性の高い有開口壁を開発することを目的としたものである。本研究では, 1/2.5スケールの縮小模型試験体を用いた構造実験を行い,基本的な耐震性能を検討した。その結果、1/400rad以上の変形角ではSHCCを用いることによって極めて優れた損傷低減効果が得られることがわかった。H22年度は、1層1スパンの構面にドア開口と窓開口を有する実大の1/2.5スケールの有開口壁試験体の構造実験によって従来のRC造とSHCC造の基本的耐震性能を比較検討した。主な検討項目は剛性、耐力、変形性能およびひび割れ性状である。実験より得られた知見は以下の通りである。・剛性については、SHCCのヤング係数がコンクリートの約1/2程度であることやSHCC壁板部とRC周辺架構(柱・梁)との打ち継ぎ部に滑りが生じたことに起因して、従来のRC造よりも低い。・耐力については、正負交番繰返し加力の加力方向によって異なる結果となり、壁板部と周辺架構との打ち継ぎ部の滑りが小さい方向の加力では、SHCC造がRC造を上回った。・変形性能については、SHCC造の最大耐力時の変形角がいずれの加力方向についてもRC造を上回り、最大耐力以降の耐力低下もRC造に比べて緩やかであった。・ひび割れ性状については、RC造では1/200程度の変形角からひび割れ幅の拡大が顕著になるのに対し、SHCC造では1/100程度の変形角までひび割れ幅の拡大は極めて小さく抑えられた。以上の知見は、RC造建築物において有開口非構造壁を構造壁として活用する上でSHCCを利用することが極めて有益であることを示唆するものである。平成23年度は,SHCCのフレッシュ性状,基礎的力学性状および収縮ひび割れ性状を検討することを目的として,練混ぜ実験,円柱供試体の圧縮・引張実験および壁板の収縮ひび割れの観察実験を実施した。・PVA繊維を体積混入率で2.0%混入したSHCCの練混ぜ実験を同一配合によって3バッチ実施した結果,フロー値は222mm224mm,空気量は4.3%4.8%とばらつきも少ない安定したフレッシュ性状が得られた。・上記練混ぜ実験の各バッチより圧縮用3体,引張用3体の円柱供試体を採取して,力学性状に関する実験を実施した結果,圧縮性状については最大圧縮応力が2832N/mm2と比較的ばらつきの少ない結果が得られたが,引張性状については,引張歪0.5%時の引張応力を比較すると1.161.93N/mm2と比較的大きなばらつきが見られた。・上記のSHCCを用いて,有開口壁板を打設し,収縮ひび割れの観察を実施した結果,壁板の全体に多くの収縮ひび割れが発生し、そのひび割れ幅は最大で0.08mm程度であった。以上のことから,SHCCを実用化する上では,引張性状のばらつきの原因究明とその対策技術の確立,収縮ひび割れの低減技術の確立が重要な課題であることがわかった。