hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
食品添加物の新規抗原感作性評価手法の開発に関する研究

ヒト単球系細胞株から分化した樹状細胞(TDDC)を用いた食品添加物の抗原感作性評価法を確立した。TDDCのHLA-DR発現量はオボアルブミン添加濃度依存的に増加することが示された。オボムコイド、βーラクトグロブリン、そば由来アレルゲンの各種食物アレルゲンを添加によってHLA-DR発現量の有意な増加が示された。またTDDCの遊走能を測定した結果、抗原提示能と同様の傾向が示された。またハプテン抗原であるDNP-BSAの添加により,HLA-DR , CD86の発現量およびIL-8産生量が有意に増加した。同評価法は食品添加物のハプテン抗原や酵素に応用可能であることが示された。本研究では、食品添加物や医薬品添加物の抗原感作性評価法の確立を目的として、ヒト単球系細胞株から分化した樹状細胞を用いたインビトロ新規抗原感作性評価手法の開発を試みた。ヒト単球系細胞株から樹状細胞への分化は、樹状細胞の特異マーカーであるCD11cとDC-SIGNの発現増加により確認した。また分化した樹状細胞の抗原取り込み能、抗原提示能、遊走能、およびケモカイン産生能は、卵白アルブミンを用いた抗原刺激により確認した。またオボムコイド(鶏卵卵白由来)、β-ラクトグロブリン(牛乳由来)、Cry j 1(スギ花粉由来)、およびDer f 1(ダニ由来)を用いた抗原刺激により、分化した樹状細胞の抗原提示分子MHCクラスIIの構成分子(HLA-DR)及び補助刺激分子(CD86)の発現量が増加することを明らかにした。前年度までにヒト単球系細胞株から分化した樹状細胞を用いて抗原感作性評価法を確立した。本年度は、同評価法がハプテン抗原にも応用可能であるか検討するとともに、食品添加物の中でI型アレルギーの発症報告があるエリスリトール等の低分子物質の抗原感作性の評価を行った。得られた成果は次の通りである:1.DNP-BSAの添加により,HLA-DR , CD86の発現量およびIL-8産生量が有意に増加した。BSA単体では変化は認められなかったことから、同評価法はハプテン抗原にも応用可能であることが示された。2.エリスリトール添加によりHLA-DR発現量およびIL-8産生量の増加が認められたことから、エリスリトールの抗原感作性が示唆された。一方、キシリトール添加では上記の変化は認められなかった。平成27年度は、前年度に確立した抗原感作性評価アッセイ系がハプテン抗原の評価にも応用可能であることを検討するとともに、食品添加物の抗原感作性について検討した。本研究の目標であった食品添加物への適用に関して一定の成果を得たことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。新規食物アレルギー原因物質の簡易的な評価方法が模索されている。アレルゲンのin vitroレベルでのスクリーニングにおいては、ヒト末梢血単核球細胞(PBMC)由来樹状細胞や骨髄由来樹状細胞(BMDC)が用いられている。しかし、ヒト血液の入手が容易でないこと、ドナー間でのバラつきがあること、さらには倫理的な問題など多くの問題を抱えている。本研究では、ヒト単球系細胞株から分化した培養樹状細胞(TDDC)を用いて抗原感作性評価法を確立した。TDDCに食物アレルゲンのオボアルブミン(OVA)を0.010.5 mg/mLの濃度で添加しフローサイトメトリーでHLA-DRの発現量を測定した。その結果、HLA-DR発現量は抗原濃度依存的に増加することが示された。特に、0.1 mg/mLおよび0.5 mg/mL添加時において、有意なHLA-DR発現増加が認められた。各種食物アレルゲンを添加したところ、オボムコイド、β-ラクトグロブリン、ソバ由来アレルゲンの添加によってHLA-DR発現量の有意な増加が示された。これに対して、非アレルゲンのウシ血清アルブミン添加時では、大きな変化は認められなかった。TDDCを用いた評価法においては、抗原提示能、細胞遊走能、およびケモカイン関連因子の測定により、ヒト血液を用いずに食物タンパク質の抗原感作性をin vitroで評価できることが示唆された。さらに同評価法がハプテン抗原にも応用可能であるか検討を行った。DNP-BSAの添加により、HLA-DR、CD86の発現量およびIL-8産生量が有意に増加した。

同評価法は食品添加物のハプテン抗原や酵素に応用可能であることが示された。本年度は、ヒト単球系細胞株から樹状細胞への分化条件を確立し、主要なI型アレルゲンを用いて抗原提示能の影響について検討した。本研究の第1目標であったインビトロ抗原感作性の確立に関して一定の成果を得たことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。分化した樹状細胞を用いて、食品添加物及び医薬品添加物への適用について、各種サンプルを使用して検討を行う。抗原刺激に対する樹状細胞の細胞応答は各種抗原に対して異なることが予測されるため、本アッセイで確立した評価法(抗原取り込み能、抗原提示能、遊走能、およびケモカイン産生能)により各種抗原の抗原感作性を多面的に検討していく。食品衛生化学、免疫化学分化した樹状細胞を用いて各種I型アレルゲンの抗原提示能の影響について、より詳細に検討する。抗原刺激に対する樹状細胞の細胞応答は各種抗原に対して異なることが予測されるため、本研究で確立した評価法(抗原取り込み能、抗原提示能、遊走能、およびケモカイン産生能)により各種抗原の抗原感作性を多角的に検討していく予定である。研究は概ね順調に進んでいるが、消耗品を予定価格より安かったこと、予定していた国内学会発表を取りやめたこと、また食品添加物等の試料の収集が遅れたことから十分に検討ができなかったことが原因と考えられる。研究は概ね順調に進んでいるが、試験の再現性等の確認が少々遅れていることと、食品添加物等の試料の収集で遅れたことから十分行うことができなかった。次年度の研究費の使用計画は以下の通りである。1.細胞株を用いたin vitro評価試験法を実施するため、細胞培養に必要な消耗品を購入する。2.細胞表面抗原をフローサイトメトリー法により解析するため、各種抗体や試薬類を購入する。3.遺伝子発現の定量解析のため、分子生物学試薬や消耗品を購入する。4.サイトカインをELISA法で定量するため、抗体キットや試薬類を購入する。細胞表面抗原をフローサイトメトリー法により解析するため、各種抗体や試薬類を購入する。遺伝子発現の定量解析のため、分子生物学試薬や消耗品を購入する。サイトカインをELISA法で定量するため、抗体キットや試薬類を購入する。
湖沼メタンの炭素１４年代測定による永久凍土融解速度推定技術の開発

1.AMS14C測定に向けて前処理で必要となる溶存メタンの抽出・濃縮・酸化ラインの製作を進めた。メタンの酸化効率は、ほぼ100%に近いことが確認され、実サンプルでの実施が可能となった。アラスカの湖沼水の全炭酸の14C測定を実施した結果、ツンドラ域のサーモカルスト湖において、直下の凍土層に存在する古い炭素の寄与を示唆する結果を得た。また、好気的湖水中溶存メタンを常温・暗室において約30日間固定する手法を確立した。2.有限要素法による非定常熱伝導解析を行った結果、現在の気温レベルでは永久凍土の融解面は安定しており、通常の湖水中溶存メタンには永久凍土起源の溶存メタンは存在しないことが示唆された。AMS測定の前処理で必要になる溶存メタンの抽出ラインの製作を進め、抽出したメタンの酸化ラインの製作及び酸化効率の確認実験を実施した。AMS14C測定の前処理として水中溶存メタン(以下DM:Dissolved Methaneと略記する)を濃縮するシステムのトライアルのため北見の凍結湖からの高濃度DMサンプルを採取して国立環境研究所に送付したが、超高濃度DMサンプルの保存性について懸念があったため、トライアル用の超高濃度DMサンプルの標準試料を開発した。3カ月以上の濃度維持を保証するため、現在も試験継続中。ツンドラの永久凍土層に存在する湖沼における熱移動およびこれに伴う永久凍土テーブルの形成を有限要素法(ANSYS)により解析を行った。解析のためのワークステーションを購入した。今年度は、溶存メタンの14C測定のための前処理の一環として、微量炭素量での14C測定の為のグラファイト生成真空ラインの製作を行った。炭素量にして、50マイクログラムでの14C測定を1パーセント程度での測定誤差で測定可能条件を確立した。AMS測定は、あらたに高エネルギー側の分析電磁石の電源を交換し、磁場の安定性により、高エネルギー側での同位体計測の安定性を向上させることに成功した。また、アラスカ北極圏において永久凍土層上にある結氷下の湖沼水採取を試みたが、北極圏では全層が凍結していたため、採取には到らなかった。1.AMS14Cによる溶存メタンの年代測定手法の確立:メタンの14C測定に向けた真空前処理装置の作成および基礎的な検討を行った。湖沼水からの溶存メタンの抽出は、外径1/8インチのステンレス配管をベースにして、マスフローコントローラー、圧力計、溶存メタンの脱気、脱気メタンの活性炭トラップおよび熱脱着、さらにメタンの酸化炉からなる真空前より装置の製作を行った。溶存メタンの抽出条件、活性炭の吸着・脱着の条件検討およびメタンの酸化条件について検討を行った。2.高濃度溶存メタン試料の長期保存方法の確立:永久凍土地帯であるアラスカやシベリアから採水試料を持ち帰る際、常温・暗室において約3カ月間溶存メタン濃度が分解しない固定方法を確立した。ただし、用いた実湖沼サンプルは北見のものである。3.永久凍土融解速度の解析:アラスカの永久凍土地帯に存在する湖沼の表層溶存メタン濃度は、スウェーデンやノルウェーなど永久凍土が存在しない北欧の湖沼の溶存メタン濃度と類似したトレンドを有し、永久凍土融解の影響が反映されていない。この理由を明らかにするために有限要素法による湖沼周囲の熱伝導解析を実施した。通常の形態の湖沼および陸地(ツンドラ)においては、永久凍土は熱的にきわめて安定でほとんど融解せず、そのために湖沼中溶存メタン濃度には反映されないことが示唆された。熱工学当初の目的である,メタン14C年代測定の為の前処理技術の開発について、100 mL程度の高濃度サンプルを処理することが可能となった。また、これを複数のサンプルを加重して処理することができるため、少なくと回数を重ねれば解析に必要なカーボン量を得られる見通しが得られた。また、AMS測定の前処理で懸案となっていたメタンの酸化(CO2化)に関しても、ラインの作成が進み、酸化効率も確認が出来、メタン試料のグラファイト作成にも見通しが得られた。当初の目的である,メタン14C年代測定の為の前処理技術の開発について、順調に成果が得られており、来年度の研究遂行により、さらに目標に近づくものと期待される。先ず超高濃度DMのサンプルについて濃縮トライアルを実施し、濃縮率の向上技術を目指す。作成したラインでトライアル試料を用いて、グラファイト化およびAMSにて14C分析を行い、メタン試料の14C測定が成功するか確認した後、実試料(湖水中の溶存メタン、永久凍土中メタン)を用いて、グラファイト化および14C分析を実施する。

この結果を用いて、永久凍土起源の溶存メタン比率を明らかにし、永久凍土の融解が湖沼水中溶存メタン濃度増加(大気への拡散メタンフラックス)に寄与する程度を定量的に決定できるか検討を行う。当初計画には盛り込まれていなかったが、永久凍土層の湖沼周辺の熱解析を行い、温暖化に伴う融解促進効果感度について検討する。メタンを酸化し、CO2精製を行うための真空ラインの製作を行い、グラファイト生成ラインと接続することにより、メタン酸化からグラファイト生成までをオンラインで行う為のシステムを構築する。メタン酸化後のCO2は、モレキュラーシーブを用いたトラップにより行う。モレキュラーシーブによるトラップ効率の確認と、メタンの酸化効率の確認などを行う。また、水中溶存メタンについてはCO2への変換効率を求め、濃度に対し必要なサンプル量を明らかにする。支出累計の計算ミスで残額が生じた。次年度濃縮実験に伴う消耗品を購入する際に利用する。
超音速ノズル内の衝撃波構造におけるヒステリシスおよび非対称現象の解明

超音速ノズル(ラバルノズルとも呼ばれている)において,そのノズルスロート下流側に超音速流れが実現される場合,風洞のよどみ圧と背圧の比φが,φc<φ<φe(φc:ノズルスロートで流れがチョークする最小圧力比.φe:ラバルノズル内で発生する衝撃波が,その出口に位置する時の圧力比)の状態では,衝撃波がラバルノズル内に発生する.ここで,φが増加し,その後減少する場合には,この両過程で同じ圧力比φの値の状態であっても,衝撃波構造(すなわち,衝撃波の定在する位置およびその形状)に違いが生ずることが予想される.本研究は,この衝撃波構造に生ずる履歴現象について,その発生状態を総合的に解明するとともに,現象の時間的変化割合が履歴現象に及ぼす影響を明らかにした.更に,衝撃波構造の非対称現象と履歴現象の関連を示した.超音速ノズル(ラバルノズルとも呼ばれている)において,そのノズルスロート下流側に超音速流れが実現される場合,風洞のよどみ圧と背圧の比φが,φc<φ<φe(φc:ノズルスロートで流れがチョークする最小圧力比.φe:ラバルノズル内で発生する衝撃波が,その出口に位置する時の圧力比)の状態では,衝撃波がラバルノズル内に発生する.ここで,φが増加し,その後減少する場合には,この両過程で同じ圧力比φの値の状態であっても,衝撃波構造(すなわち,衝撃波の定在する位置およびその形状)に違いが生ずることが予想される.本研究は,この衝撃波構造に生ずる履歴現象について,その発生状態を総合的に解明するとともに,現象の時間的変化割合が履歴現象に及ぼす影響を明らかにした.更に,衝撃波構造の非対称現象と履歴現象の関連を示した.初年度である本年度では,ラバルノズル(超音速ノズル)内に発生する衝撃波の履歴現象の存在を示すことを主題とした本年度の計画通りの研究を実施し,以下の結論を得た.1.ラバルノズル内流れにおける衝撃波挙動の数値解析ラバルノズル末広部に続いて断面積一定の管路を有する流れ場(設計マッハ数:2)について,圧力比φがφ_c(ノズルスロートで流れがチョークする最小圧力比)より増加し,その後減少してφ_cに戻るまでの衝撃波が存在する二次元流れ場の準定常数値解析を行い,衝撃波構造(ノズルスロートから先頭衝撃波の位置)における履歴現象の存在を確認した.また,その先頭衝撃波の定在位置に関するヒステリシスループは,反時計回りであることを確認した.2.湿り空気がラバルノズル内流れに及ぼす効果の数値解析一般的に作動空気は水蒸気を含んでおり,ラバルノズルで加速膨張される際には,非平衡凝縮が発生する.従って,衝撃波構造の履歴現象に及ぼす非平衡凝縮の影響を明らかにするため,そのプログラムの作成を行った.3.実験装置の設計・製作および予備的実験上記(1)により得られた現象を確認するための実験装置を設計・製作するとともに,予備実験として,衝撃波が存在する非定常超音速流れの生成が可能であるかを確認した.また,ノズルスロートから先頭衝撃波の位置における履歴現象の存在を実験的に確認した.4.研究の総括上記(1)(3)の結果を総括して,ラバルノズル流れで発生する衝撃波構造に履歴現象が存在することを示した.よって,本年度の実施計画は完全に実行された.本年度では,ラバルノズル(超音速ノズル)内に発生する衝撃波の履歴現象の発生条件および原因を考察することを主題とした本年度の計画通りの研究を実施し,以下の結論を得た1.超音速ノズル内の衝撃波挙動の数値解析超音速ノズル内流れ場について,圧力比φがφc(ノズルスロートで流れがチョークする最小圧力比)より増加し,その後減少して峰に戻るまでの衝撃波が存在する二次元流れ場の数値解析を行い,前年度得られた実験結果との比較を行うことでその妥当性を示した.また,ノズルの広がり角や,よどみ圧を変化させた場合の影響を調べ,衝撃波構造(ノズルスロートから先頭衝撃波の位置)における履歴現象の存在を確認するとともに,その発生原因がノズルから放出される噴流の挙動に影響を受けていることを明らかにした2.湿り空気が超音速ノズル内流れに及ぼす効果の数値解析作動気体である湿り空気が超音速ノズルで加速膨張される場合,ノズル内には非平衡凝縮が生ずるとともに衝撃波と境界層との干渉や流れの振動が生ずる.このような非定常流動場を数値的に精度よく解析するには,計算領域に膨大な格子数や長期に渡る計算時間が必要となり,十分な解析結果を得ることができなかった.しかし,ノズルから放出された噴流の挙動に関しては,非平衡凝縮が発生するとヒステリシスループが小さくなることを確認した3.超音速ノズル内流れにおける衝撃波挙動の実験および装置の改良上記(1)により得られた現象を確認するための実験装置を設計・製作するとともに,超音速ノズル内の衝撃波構造の履歴現象発生条件を明らかにした4.研究の総括上記(1)(3)の結果を総括して,超音速ノズル流れで発生する衝撃波構造の履歴現象の存在と発生条件を明らかにし,その発生原因について考察した.よって,本年度の実施計画はほぼ実行された本年度は,超音速ノズル内に発生する衝撃波構造におけるヒステリシス現象,および衝撃波構造の非対称性とヒステリシス現象との関連について考察することを主題とした本年度の計画通りの研究を実施し,以下の結論を得た.(1)超音速ノズル内の衝撃波挙動に及ぼすノズル出口マッハ数の効果の実験

超音速ノズル内流れ場において,圧力比φがφ_c(ノズルスロートで流れがチョークする最小圧力比)より増加し,その後減少してφ_cに戻るまでの非定常衝撃波の移動過程に関し,衝撃波(ノズルスロートから先頭衝撃波の位置)の履歴現象に及ぼすノズル出口マッハ数の影響を実験的に調べ,ノズル出口の設計マッハ数が大きくなるとヒステリシスループが存在する圧力比の範囲が大きくなることを確認した.(2)超音速ノズル内の非対称衝撃波の挙動の実験超音速ノズル内で生ずる衝撃波形状は,壁面上の境界層との干渉により非対称形状となる場合がある.本実験では,衝撃波の履歴現象と衝撃波形状の非対称性の関連について調べ,ノズル出口長さが長くなるとヒステリシスループが存在する圧力比の範囲が小さくなるとともに,先頭衝撃波の非対称性が小さくなることを確認した.(3)超音速ノズル内の非対称衝撃波挙動の数値解析上記(2)により得られた現象を確認するための計算を行い,衝撃波の履歴現象の発生を数値的に確認した.また,衝撃波の非対称性については,実験より得られた衝撃波構造をほぼ再現できることを示した.(4)研究の総括上記(1)(3)の結果を総括して,超音速ノズル流れにおける衝撃波構造における履歴現象と非対称現象の関連について調べ,履歴現象に及ぼすノズル出口設計マッハ数とノズル出口長さの影響を実験的に確認した.また,履歴現象には,衝撃波背後のはく離した境界層領域の挙動を考慮する必要があることを確認した.さらに,実験より得られた衝撃波の非対称性は,数値的にほぼ再現できることを示した.よって,本年度の実施計画はほぼ実行された.
ワンショット位相シフト法を用いた低コヒーレントディジタルホログラフィの開発

コヒーレントディジタルホログラフィを用いた形状および反射特性の計測手法を提案した.低コヒーレントディジタルホログラム群から試料の形状および反射特性を求める手法を提案し実験的に実証した.さらに計測精度向上のため,精度低下の要因となるスペックル雑音の影響を低減する信号処理的アプローチを提案した.いずれもディジタルホログラム群から得られた再生画像群に対し信号処理を施した.局所統計量に基づく(1)局所平均法,(2)局所分散法と,光源のスペクトル分布に基づく(3)曲線近似法の3種類を提案した.(1)は他の再生画素と比較してスペックル雑音の輝度が極めて大きいまたは小さいことを利用したもの,(2)はフォーカス位置ではスペックルのコントラストが最大となることを利用したもの,(3)はある画素に着目した場合,再生画像群内でその画素の輝度の変化は光源のスペクトル分布に従うことを利用したものである.(3)に関しては光源のスペクトル分布をガウス分布とし非線形最小自乗法により曲線近似をおこなった.これらの手法を適用した結果,適用前と比較して形状計測の精度が向上した.特に(3)の手法が有効であり,適用前は30%程度あった,レーザー変位計による形状計測結果との差を数%以下にすることに成功した.ワンショット位相シフト法を実現する手法として波面分割法を2種類(検光子アレイを用いるものと位相子アレイを用いるもの)を提案した.前者は光学実験データを用いた模擬実験により,後者は偏光イメージングカメラ用いた実験的により,それぞれの有用性を示した.コヒーレントディジタルホログラフィを用いた形状および反射特性の計測手法を提案した.低コヒーレントディジタルホログラム群から試料の形状および反射特性を求める手法を提案し実験的に実証した.さらに計測精度向上のため,精度低下の要因となるスペックル雑音の影響を低減する信号処理的アプローチを提案した.いずれもディジタルホログラム群から得られた再生画像群に対し信号処理を施した.局所統計量に基づく(1)局所平均法,(2)局所分散法と,光源のスペクトル分布に基づく(3)曲線近似法の3種類を提案した.(1)は他の再生画素と比較してスペックル雑音の輝度が極めて大きいまたは小さいことを利用したもの,(2)はフォーカス位置ではスペックルのコントラストが最大となることを利用したもの,(3)はある画素に着目した場合,再生画像群内でその画素の輝度の変化は光源のスペクトル分布に従うことを利用したものである.(3)に関しては光源のスペクトル分布をガウス分布とし非線形最小自乗法により曲線近似をおこなった.これらの手法を適用した結果,適用前と比較して形状計測の精度が向上した.特に(3)の手法が有効であり,適用前は30%程度あった,レーザー変位計による形状計測結果との差を数%以下にすることに成功した.ワンショット位相シフト法を実現する手法として波面分割法を2種類(検光子アレイを用いるものと位相子アレイを用いるもの)を提案した.前者は光学実験データを用いた模擬実験により,後者は偏光イメージングカメラ用いた実験的により,それぞれの有用性を示した.今年度は波面分割位相シフト法によるワンショット撮影の実現よりも低コヒーレント光源を用いたディジタルホログラフィ技術の確立に重点を置いて研究を行った.まず,低コヒーレント光源であるスーパールミネッセンスダイオードを用いたマイケルソン干渉計型の光学系によりフレネルディジタルホログラムを撮影し,物体光と参照光の光路差が光源のコヒーレンス長以内であるときに限り物体像が再生されることを実験的に確認した.参照光側の平面ミラーを走査することにより光路長の異なるディジタルホログラムが得られ,それらから光路長の異なる再生像を多数(これらを再生像群と呼ぶことにする)得ることに成功した.次に再生像群を用いて物体の形状や反射特性を測定した.物体光と参照光の光路差がコヒーレンス長以内であるときの再生像の輝度はそうでないときと比べて明るいと考えられるため,輝度が最大となる画像を再生像群から特定することにより,高さ情報を求めることができる.物体の形状は2次元の分布をもっているため,輝度が最大となる画像は空間的な位置(画素)によって異なる.そこで画素ごとに輝度が最大となる画像を特定することによって高さ分布(形状)を得ることができる.反射特性は次のようにして求めた.形状を求める際に得られた輝度が最大となる画像の輝度が反射特性を反映していると考えられる.そこで画素ごとの最大輝度を合成し,物体の反射特性を求めた.以上の手法をいくつかの硬貨に対して適用し,形状および反射特性が得られることを示した.形状計測についてはレーザー変位計を用いた計測結果と比較し,良好な結果が得られていることを確認している.低コヒーレントディジタルホログラフィを用いた形状および反射特性の計測の精度向上のため,精度低下の要因となるスペックル雑音の影響を低減する信号処理的アプローチを提案した.いずれもディジタルホログラム群から得られた再生画像群に対し,信号処理を施した.局所統計量に基づく(1)局所平均法,(2)局所分散法と,光源のスペクトル分布に基づく(3)曲線近似法の3種類を提案した.

(1)は他の再生画素と比較してスペックル雑音の輝度が極めて大きいまたは小さいことを利用したもの,(2)はフォーカス位置ではスペックルのコントラストが最大となることを利用したもの,(3)はある画素に着目した場合,再生画像群内でその画素の輝度の変化は光源のスペクトル分布に従うことを利用したものである.(3)に関しては光源のスペクトル分布をガウス分布とし非線形最小自乗法により曲線近似をおこなった.これらの手法を適用した結果,適用前と比較して形状計測の精度が向上した.特に(3)の手法が有効であり,適用前は30%程度あった,レーザー変位計による形状計測結果との差を数%以下にすることに成功した.さらに,インコヒーレント干渉計測の特徴を利用するために試料と撮像素子の間に散乱体(水,体積濃度0.3%のイントラリピッド)を配置した計測実験もおこなった.ディジタルホログラムの信号対雑音比が低下するため,散乱体を配置しない場合と比較すると,計測結果(形状および反射特性とも)も雑音の多いものとなったが計測できることを示した.
転写因子GATA3 によるエピジェネティック制御の分子機構

Th2分化に重要な転写因子GATA3の結合分子群の同定し、機能解析をおこなった。GATA3にFLAGタグを融合した遺伝子を持つマウスを作製した。Th2においてDNA脱メチル化に関与する遺伝子群のノックダウンをおこない、解析した。GATA3結合分子としてRcor1およびZbtb35(ZNF131)のノックアウトマウスを作成した。Rcor1はTregの誘導に重要であることを明らかにした。Zbtb35は、T細胞の初期分化過程ではGATA3と共役し、後期分化過程では、GATA3とは関連しない機能を持つ事を明らかにした。転写因子GATA3は、種々の細胞分化過程で必須のタンパク質である。アレルギー疾患に関与するTh2サブセットの分化に重要であるだけでなく、T細胞分化の種々の過程に関与する。GATA3が制御するTh2サイトカイン遺伝子群、IL-4,5,13は、アレルギー疾患や寄生虫感染に関与する多くの細胞群でも産生され、その発現制御機構は、アレルギー疾患の発症機序を解明するためにも重要である。Th2サイトカイン遺伝子群のGATA3によるエピジェネティック制御を明らかにするため、GATA3遺伝子にFLAGタグを挿入したマウスを作成した。GATA3遺伝子にGFPを融合タンパク質の形で導入したマウスでは、GATA3が非常に不安定になり、T細胞分化の異常が認められることが報告されているが、FLAGタグの場合には正常に分化し、誘導されたGATA3タンパク質は、入手可能な抗GATA3抗体に比し、FLAGタグに対する抗体により、はるかに高い感度で検出された。このマウスを用いて、GATA3結合タンパク質群の解析を進めている。GATA3結合分子の候補として同定した、コリプレッサーRCOR1の欠失マウスは、着床直後に致死となった。T細胞で欠失させた場合、Th1/Th2両サブセットでのサイトカイン産生の減少が見られ、RCOR1の転写抑制活性とは合致しない結果となった。この分子機序の解明を進めている。T細胞ではRCOR1のパラログであるRCOR3も発現しており、shRNAを導入することにより、機能重複の有無を解析している。GATA3結合分子の候補としてZNF131を同定した。この遺伝子の欠失マウスを作製したところ、胸腺におけるT細胞分化において、非常に重要な役割を担っている事が明らかになった。この分子機序の解明をおこなっている。作成した3種類の遺伝子欠損マウスのこれまでの解析結果をまとめる。T細胞特異的にRcor1を欠失させたマウスより末梢ナイーブT細胞を分離し、Th1,Th2,Th17,iTregの各サブセットに分化させたところ、Th2,Th17,iTregにおいて、特異的サイトカイン産生やマスターレギュレーター遺伝子の発現が低下しており、コリプレッサーRcor1の直接作用としては説明されない。Rcor1の新たな作用を示唆するのか、これらの遺伝子に対して間接的に作用しているのか明らかにする必要がある。これらのすべてのサブセットの細胞増殖も抑制され、細胞周期制御への関与も示唆された。DSSにより誘導される腸炎モデルでは、Rcor1欠失により病態は悪化し、iTreg誘導の抑制によるものと考えられた。胸腺でのT細胞分化の初期で欠失を誘導すると、DNからDPへの分化が強く阻害された。遺伝子発現パターンの解析からNotch経路への関与が示唆された。DPにおいて欠失を誘導すると胸腺でのT細胞分化には影響を認めなかったが、末梢のT細胞の強い減少が認められた。T細胞の胸腺から末梢への移動に関与する分子群の発現や、末梢のT細胞維持に関与するIL7の応答性にも変化は認められず、TCR経路に対する影響が認められた。これまで報告されているT細胞特異的GATA3欠失マウスと同様の表現型を示したが、それに加えて、DP細胞の末梢での増大、リンパ球の皮膚への浸潤を特徴とする炎症性あるいは腫瘍性を示唆する病態を示した。DNA脱メチル化によるサイトカイン遺伝子発現制御に関して、最近報告されているDNA脱メチル化酵素候補遺伝子をT細胞においてノックダウンするためのベクター作成を完了した。またTh2サブセット分化誘導において、強く脱メチル化される領域のメチル化の状況を簡単に定量する実験法を樹立した。1、ZNF131(Zbtb35)欠失マウスの解析;LckCreおよびMxCreマウスとの交配により、ZNF131(Zbtb35)が、胸腺に定着する前のT前駆細胞では重要でないが、胸腺にはいると同時に必須となり、DNの各分化段階で重要であることが示されGATA3欠失と表現型が一致した。ZNF131(Zbtb35)はGATA3結合分子として同定したが、機能的にもGATA3と共役していることが証明された。

DP以降ではGATA3の機能と全く異なり、T細胞受容体シグナルと増殖制御系をつなぐ機能を持ち、GATA3から解離して機能することが示唆された。2、Rcor1欠失マウスの解析;In vitro系においてTreg分化に重要であることが示されたが、さらに個体レベルにおいてもTregが関与する自己免疫疾患モデルを用いて、Rcor1がiTreg誘導に重要であることが示された。過剰発現やノックダウンをおこなうことで、Rcor1欠失とfoxp3発現の関係について、細胞レベルでの解析を進めるための準備を整えた。3、GATA3欠失マウスの解析;これまで報告されているT細胞特異的GATA3欠失マウスと同様の表現型を示したが、それに加えて、DP細胞の末梢での増大と、皮膚、特に手、足、耳、鼻など露出部分および眼球に炎症性細胞浸潤をともなう病態を示した。自己抗原の同定、原因となる細胞群の同定など発症機序の解明を進めている。4、DNA脱メチル化の解析;DNA脱メチル化によるサイトカイン遺伝子発現制御に関して、最近報告されているDNA脱メチル化酵素候補遺伝子(TDG, Tet1-3, MBD4など)をT細胞においてノックダウンし解析を進めている。TDGをノックダウンすることで、IFNg産生への影響を認めた。これがDNA脱メチル化の変化によるのか、現在検討中である。GATA3結合分子候補として同定したふたつの遺伝子、RCOR1およびZNF131についてT細胞特異的欠失マウスを作成したところ、どちらの分子も、T細胞分化と機能に関して、非常に重要であることが明らかとなった。GATA3のT細胞特異的欠失の種々の表現型の中で、同一となる部分と異なる部分が認められ、分子レベルでのGATA3との相互作用や、GATA3は関与しない機能を解明することが必要である。またGATA3自体の欠失において、これまで報告されていなかった病態を含む表現型を確認し、これがこれまで報告されていない遺伝子欠失方法によるためか、検討が必要である。GATA3の新たな機能の解明に結びつく可能性を示唆し、いくつかの論文として報告できるように研究を進める計画である。24年度が最終年度であるため、記入しない。Rcor1については、foxp3遺伝子の発現制御に関与する染色体領域と制御因子に対して、Rcor1がどのように相互作用しているのか、生化学的解析をおこなう。またマイクロアレーによる発現解析により、Rcor1は、他の遺伝子発現を介して作用しているのか検討する。ZNF131については、TCR経路のどの部分に関与するのか、また胸腺から末梢への移動や、T細胞の末梢における成熟にZNF131が関与するのか解析する。胸腺におけるT細胞分化においては、Notch経路およびpreTCR経路との関連を検討する。FLAGtagをGATA3遺伝子にノックインしてあるマウスのT細胞を用いて、Rcor1やZNF131とGATA3の相互作用を詳細に検討する。GATA3欠失マウスの病態について、炎症性か腫瘍性か、原因となる細胞群としてCD4CD8DP細胞が重要なのか、なぜDPT細胞が出現するのか、といった点について解析をすすめる。
アトピー病因遺伝子群の構造生物学的解明と環境中でのオーダーメイド治療予防への応用

本研究の目的は、極めてユニークな方法も含めて分子遺伝学的手法及び構造生物学的手法を駆使し、アトピー素因を規定しているアトピーの多遺伝子群を世界に先駆けて系統的・総合的に解明することを目的とする。さらにこの遺伝子の解明により環境との関わりを検索し、現存する予知、早期診断法及び治療法とは質を異にした分子遺伝学的な画期的、抜本的予知法、早期診断法並びに多様な病因病態に対抗してオーダーメイド治療・予防法を確立し、広く社会に貢献することを目的とした。本研究の実績がほぼ予定通りに得られ、世界的な知見も見出された。(1)IgE産生抑制系とその異常の系統的解明と環境との関連IL-12レセプターβ2鎖遺伝子の異常を世界に先駆け明らかにした。さらにin vitroでIgE産生系を作成し、検討した。結果IFN-γ低下によりIgE産生の抑制が効かないことが示された。これはアレルギーの病因遺伝子の重要な1つがIgE産生抑制系の遺伝子異常であることを示した初めての成果である。さらに、IFN-γ産生を誘導するIL-18に着目し、まず(1)IL-18を大量に精製し、IL-18の立体構造を明らかにした。次いで(2)抑制系であるIL-18シグナリングにつき検討したところ、IL-18レセプターα鎖遺伝子異常によりIgE産生異常を来すことを世界で初めて明らかにした。(2)解明されたアトピーの病因遺伝子群の構造生物学的解明と機能異常との関連をさらに解明した。(3)解明された遺伝子とコードされるタンパクの異常をもとにして多様な病因・病態に対応したオーダーメイド治療・予防への応用を検討した。すなわち(1)βラクトグロブリンを改変したミルクの作成(2)IL-18レセプター結合低分子の解明を用いた抑制系の修復である。さらにこの遺伝子の解明により環境との関わりを検索し、現存する予知、早期診断法及び治療法とは質を異にした分子遺伝学的な画期的、抜本的予知法、早期診断法並びに多様な病因病態に対抗してオーダーメイド治療・予防法を確立し、広く社会に貢献することを目的とする。本年度の研究実績がほぼ予定通りに得られ、世界的な知見も見出された。すなわちIgE産生に関し、Th1細胞からのIFN-γの産生低下、IFN-γ産生を誘導するIL-12、IL-18に着目し、その異常を遺伝子学的に解析したところ、IgE高値の患者ではIFN-γ産生が低下しており、それはmRNAのレベルで起こっており、さらにその上位にあたるIL-12の産生やIL-12への反応低下が明らかになった。この原因として、IL-12レセプターβ2鎖遺伝子の異常を世界に先駆け明らかにした。次いで(2)抑制系であるIL-

18シグナリングにつき検討したところ、IL-18レセプターα鎖遺伝子異常によりIgE産生異常を来すことを世界で初めて明らかにした。さらに(3)このIL-18レセプターα2鎖遺伝子変異は発現段階でalternative splicingにより生じていること及び培養条件(環境)により変化することが明らかになった。加えて、IFN-γレセプターの遺伝子変異も見出されつつある。上記の成果をもとに、アトピーを遺伝子学的に分類し、オーダーメイド治療・予防への応用を進めている。平成14年度は、解明されたアトピーの病因遺伝子群の構造生物学的解明と機能異常との関連を解明した。明らかになった多病因遺伝子群のコードするタンパクとその機能を分析した。すなわち、アレルギーの発症機構を(1)抗原侵入後の抗原提示細胞での抗原プロセッシングおよびHLAクラスII抗原による抗原ペプチド提示(2)抗原提示細胞からのIL-12の産生低下、(3)ヘルパーT細胞による認識後のTh2ヘルパーT細胞の偏った活性化とIL-41、IL-5などのサイトカインの産生亢進、(4)B細胞からのIgE産生亢進、(5)好酸球、好塩基球、肥満細胞の活性化と種々の炎症性メディエーターの産生亢進、(6)標的組織でのアレルギー性炎症の惹起と組織障害の一連の過程と、このうち明らかになった病因遺伝子がコードするタンパクを分子遺伝学的並びに構造生物学的に解析した。上記の(1)(6)の一連のアレルギー反応に従って分子遺伝学的並びに構造生物学的に解析を進め、(1)抗原特異的T細胞クローンの樹立と構造生物学:Derf1あるいはβラクトグロブリンに過敏性のある患者からクローンを樹立し、DR抗原を中心にHLA抗原と抗原ペプチドとの結合を核磁気共鳴NMRなどを用いて構造生物学的に解析した。またmutation experimentにより、核となるアミノ酸と塩基配列を決定する。(2)抗原提示細胞からのIL-12遺伝子の発現:IgE産生亢進の理由の1つをIL-12遺伝子発現低下に求め得る可能性があることから、IL-12遺伝子の調節領域およびcoding領域の塩基配列を決定し、その異常を分子遺伝学的及びNMRを用いて構造生物学的に明らかにした。(3)B細胞内におけるIgE遺伝子発現亢進の分子遺伝学的解析:Ig遺伝子の調節領域Iε、Sεおよびcoding領域であるCε、さらにVDJ可変部領域の抗原特異性を見出した。(4)アフキドン酸カスケードに関与している酵素の遺伝子変異を明らかにした。以上の成績をもとに、次年度はオーダーメイド治療としての臨床応用につき検討する。(1)解明されたアトピーの病因遺伝子群の構造生物学的解明と機能異常との関連を解明した。すなわち、アレルギーの発症機構を(1)抗原プロセッシングおよびHLAクラスII抗原による抗原ペプチド提示、(2)IL-12の産生低下、(3)Th2ヘルパーT細胞の偏った活性化とIL-4、IL-5などのサイトカインの産生亢進、(4)B細胞からのIgE産生亢進、(5)好酸球、好塩基球の活性化と種々の炎症性メディエーターの産生亢進の一連の過程と、このうち明らかになった病因遺伝子がコードするタンパクを分子遺伝学的並びに構造生物学的に解析した。
我国の海岸防備体制の佐賀藩の役割 ―神ノ島・四郎島の大砲台場の築造に関して―

(研究の背景と経過)神ノ島・四郎島の台場が築造されたのは、1853年。今から、約150年前である。神ノ島は当時から現在まて住民が居住していたので、宅地開発や工場団地の造成などで、史跡の大半は壊されている。が、四郎島は無人の島であったため、一部の欠損はあるものの、ほとんど、築造当時の面影を残していることが判明した。研究に着手した当時は、島全体がうっそうとした樹木に覆われており、史跡の存在は、全く、予想できなかった。しかし、地元住民の協力を得て、樹木の伐採をしたところ、(財)鍋島報效会に保存されている四郎島の古絵図と同じような史跡が出現したのである。その歴史的な価値、台場の規摸、保存状態を勘案すると、国の史跡に指定すべき貴重な遺跡と想定される。14年度に四郎島の地形測量を終え、15年度には、四郎島と神ノ島を結ぶ堤防、神ノ島の地形測量も完了したところである。(研究の実績概要)本研究は、神ノ島・四郎島の大砲台場の地形測量及び文献資料の収集である。平成14年度、15年度の実績としては、神ノ島・四郎島の大砲台場築造に関する歴史的な背景の文献資料の収集、古絵図・現地写真撮影などや四郎島・神ノ島の地形測量を終えることができた。その他、上述したように、思いがけない史跡の発見に、新聞は大きく取り上げ、テレビ報道が相次いだ。この史跡の存在をほとんど知らなかった神ノ島の住民や長崎市民の驚きの声は、この研究の一つの成果であろう。このことが、きっかけとなり、鍋島家所蔵の神ノ島・四郎島の古地図の展示会や県内外の歴史研究者などで組織する幕末佐賀科学技術史研究会のメンバーの約40名は、長崎での現地踏査を行った。また、平成15年3月9日、佐賀県立美術館で開催した「ハイテクにっぽんの源流」のシンポジウムでも、四郎島の史跡は話題の一つとなった。その前日は、佐賀藩が日本で初めて築造した鉄製大砲(1977年復元)を佐賀から長崎の神ノ島に運び、大砲台場築造150年記念行事として、七発の祝砲を上げた。その後、引き続き、約100名の長崎県の研究者や歴史愛好者の方々と共に四郎島、神ノ島の史跡を歩いた。平成15年10月18日、長崎県勤労福祉会館で開催した「ハイテクにっぽんの源流」(幕末佐賀藩の長崎警備)のシンポジウムでは、長崎市民に神ノ島・四郎島の史跡の重要性、史跡保存の必要性をPRした。(研究の背景と経過)神ノ島・四郎島の台場が築造されたのは1853年。今から150年前である。神ノ島は、当時から現在まで住民が居住していたので、宅地開発や工場団地の造成などで、史跡の大半は壊されている。が、四郎島は、無人の島であったため、一部の欠損はあるものの、ほとんど、築造当時の面影を残していることが判明した。その歴史的な価値、台場の規模、保存状態を勘案すると、国の史跡に指定すべき貴重な遺跡と想定される。現在、四郎島の地形測量を終えたところであり、15年度には、神ノ島の地形測量も完了する予定である。(研究の実績概要)本研究は、現在、神ノ島・四郎島の大砲台場の地形測量及び文献資料の収集中である。平成14,年度の実績としては、神ノ島・四郎島の大砲台場築造に関する歴史的な背景の文献資料の収集、古絵図・現地写真撮影などの一部と四郎島の地形測量を終えたところである。その他、上述したように、思いがけない史跡の発見に、新聞は、大きく取り上げ、テレビ報道が相次いだ。その後、引き続き、約100/名の長崎県の研究者や歴史愛好者の方々と共に四郎島、神ノ島の史跡を歩いた。改めて、研究の継続の必要性と史跡保存の重要性を痛感した。

研究に着手した当時は、島全体がうっそうとした樹木に覆われており、史跡の存在は、全く、予想できなかった。しかし、地元住民の協力を得て、樹木の伐採をしたところ、(財)鍋島報效会に保存されている四郎島の古絵図と同じような史跡が出現したのである。その歴史的な価値、台場の規摸、保存状態を勘案すると、国の史跡に指定すべき貴重な遺跡と想定される。14年度に四郎島の地形測量を終え、15年度には、四郎島と神ノ島を結ぶ堤防、神ノ島の地形測量も完了したところである。(研究の実績概要)本研究は、神ノ島・四郎島の大砲台場の地形測量及び文献資料の収集である。平成14年度、15年度の実績としては、神ノ島・四郎島の大砲台場築造に関する歴史的な背景の文献資料の収集、古絵図・現地写真撮影などや四郎島・神ノ島の地形測量を終えることができた。その他、上述したように、思いがけない史跡の発見に、新聞は大きく取り上げ、テレビ報道が相次いだ。この史跡の存在をほとんど知らなかった神ノ島の住民や長崎市民の驚きの声は、この研究の一つの成果であろう。このことが、きっかけとなり、鍋島家所蔵の神ノ島・四郎島の古地図の展示会や県内外の歴史研究者などで組織する幕末佐賀科学技術史研究会のメンバーの約40名は、長崎での現地踏査を行った。また、平成15年3月9日、佐賀県立美術館で開催した「ハイテクにっぽんの源流」のシンポジウムでも、四郎島の史跡は話題の一つとなった。その前日は、佐賀藩が日本で初めて築造した鉄製大砲(1977年復元)を佐賀から長崎の神ノ島に運び、大砲台場築造150年記念行事として、七発の祝砲を上げた。その後、引き続き、約100名の長崎県の研究者や歴史愛好者の方々と共に四郎島、神ノ島の史跡を歩いた。平成15年10月18日、長崎県勤労福祉会館で開催した「ハイテクにっぽんの源流」(幕末佐賀藩の長崎警備)のシンポジウムでは、長崎市民に神ノ島・四郎島の史跡の重要性、史跡保存の必要性をPRした。
プラスチック材料と金属材料との異材接合を可能にするリベット締結法の開発

金属は強度やねばり強さに優れ、プラスチックは軽量で成形性に優れており、両者を接合して軽量化と高機能化が図られ、幅広い産業分野で利用されている。従来の接合法のいくつかの問題点を解決するため、本研究では、打抜きリベット締結法を用いて、脆性プラスチックのアクリル薄板と軽量のアルミニウム合金薄板をアルミニウム合金のリベットで締結することを試みた。その結果、アクリル板が破壊されずに十分な強度を持つ良好な締結ができ、打抜きリベット締結法がプラスチック材料と金属材料の新たな接合法となりえることを明らかにした。本研究で用いる打抜きリベット締結法は、リベット軸による薄板の打抜きによる穴あけ加工とリベットの締結加工を瞬時に行うものである。本研究の目的は、この打抜きリベットを用いて、信頼性の高い、新たな金属とプラスチックの接合法を開発することである。この締結法では、プラスチックと金属を同時にリベット軸で打ち抜くため、もろいプラスチックでは薄板が打抜き過程でわずかな不均一な変形が生じるとき裂が入る可能性があり、このことが本手法により作製した継手強度のばらつきの原因の一つになると考えられる。本年度は当初の計画通りに、アルミニウム合金薄板とアクリル板薄板を固定する治具を作製し、その治具を用いて準静的荷重によるリベットの薄板への打込みを行って継手を作製した。そして、その継手を切断して締結状態を観察するとともに引張せん断試験を行い、薄板を固定することによる締結強度への影響を調査した。その結果、打抜かれた穴の切り口面の状態には大きな変化はなかったが、薄板を固定することにより締結強度のばらつきは小さくなり、継手強度の信頼性を向上させることができた。また、衝撃荷重を用いたリベットの薄板への打込み実験の準備として、大阪府立大学工業高等専門学校にある大型の衝撃試験機を兵庫県立大学に移設し、衝撃荷重によるリベットの打込みの予備実験を行い、継手作製のための実験条件を明らかにし、次年度の本格的な実験に備えることを計画していた。本年度は、計画通りに、衝撃試験機を兵庫県立大学に移設して試験機の整備を行い、予備実験を実施したが、荷重の測定精度が十分ではなかったため、荷重測定部の改良を検討していたところで本年度の研究期間が終了した。次年度当初には荷重の測定部の改良を終わらせ、衝撃荷重を用いた実験を行う予定である。打抜きリベット締結法は、リベット軸を薄板に打ち込むことによる薄板の穴あけ加工とリベットとリベットホルダーによる薄板の締結をほぼ同時に行う方法である。本研究の目的は、打抜きリベット締結法をもとにして軽金属(アルミニウム合金)薄板とプラスチック(アクリル)薄板を良好に締結して継手を作製できること、さらに作製した継手の強度は高く、かつその強度のばらつきも少ない信頼性の高いリベット締結技術を確立することである。平成27年度は、リベット軸で打抜いた穴の切り口面の状態を改善するため、薄板を打抜く速度を速くし、切り口面の状態を平滑にして継手強度を向上させることを目標とした。そのため、打抜き速度を速くするための衝撃実験が行えるように落錘式の衝撃試験と測定系を整備して実験を行ったが、薄板と薄板を固定するダイスおよび衝撃荷重の測定部の間での応力波の干渉により、明瞭な衝撃荷重が得られなかった。そのため、測定方法の改良を行っているところである。衝撃実験が良好に行われなかったので、その代わりに、リベットで打抜いた穴の切り口面の状態が継手強度に及ぼす影響を明確にすることを目的として、そのための実験方法を新たに考案して実験を行った。その結果、打抜き穴の切り口面の凹凸はドリル穴と比較して荒くはなるが、実験で用いた1mm同士の薄板であれば強度はほとんど変らないことを明らかにした。さらに、リベット軸の薄板への打ち込み方法を変位制御から荷重制御に変更して実験データを取り直した。これまで、リベットの薄板への打ち込みは変位制御で行っていたが、変位制御ではアルミニウム合金薄板とアクリル薄板の積層の順番を変えた場合に、薄板の打抜き過程でのアクリル薄板の変形状態が異なり、それが継手強度に影響をもたらしていた。リベットの打ち込みを荷重制御にしたことでアクリル板の変形の影響を除くことができ、信頼できる実験データが得られた。本年度は、リベット軸で薄板を打抜く速度を速くし、切り口面の状態を平滑にすることで継手強度を向上させることを計画していたが、打抜き速度を速くするための衝撃実験において衝撃荷重の測定がうまくいかず、現状は測定方法の改良を行っているところである。予定していた衝撃実験を行えなかったことが計画通りではなかった。その代わりに、リベットで打抜いた穴の切り口面の状態が継手強度に及ぼす影響を明確にするための実験方法を新たに考案して実験を行い、板が薄ければ切り口面の状態は継手強度にほとんど影響しないこと等を明らかにした。以上のことより、衝撃実験に関する計画が行えていないことから、進展状況はやや遅れている。研究最終年度の研究の成果研究最終年度は疲労寿命データの蓄積を行う予定であったが、学外の疲労試験機を借用したため、十分な試験時間が取れなかったことから一部の試験条件のみを行った。その結果から、打抜きリベット締結法ではリベットとリベットホルダーで板を締め付ける座面圧力が打抜き穴周辺のき裂の発生を抑制して疲労強度を高めていることが分かった。

しかしながら、疲労試験データが少ないので、追加の疲労試験によりデータを増やして結果を公表する予定である。また最終年度では、多くの機械・構造物に用いられる繊維強化複合材料に対して打抜きリベット締結法の適用を試み、強化繊維を含むCFRP板及びGFRP板と軽金属であるアルミニウム合金板をアルミニウム合金のリベットとリベットホルダーで良好に締結できること、十分に高い継手強度が得られることを明らかにした。研究機関全体を通しての研究の成果打抜きリベット締結法により、穴あけ工程なしで脆性高分子材料であるアクリル樹脂板とアルミニウム合金板をアルミニウム合金のリベットで締結でき、脆いアクリル板には割れも生じないことを示した.打抜きリベット締結法により作製した継手強度は継手と同じように引っ張った場合の母材強度と同等であり、高い継手強度を持っていることも明らかにした。またデータは少ないが継手の疲労試験も行い、リベットとリベットホルダーによる座面圧力により疲労強度が向上することも明らかにした。さらに、打抜きリベット締結法は、代表的な繊維強化複合材料であるCFRP板やGFRP板とアルミニウム合金板の締結に対しても適用でき、良好な異材継手が得られることも明らかにした。繊維強化複合材料は航空機や自動車などに用いられており、繊維強化複合材料と軽金属を締結できることが明らかになったことは、打抜きリベット締結法の適用範囲を著しく広げるものと考えられる。金属は強度やねばり強さに優れ、プラスチックは軽量で成形性に優れており、両者を接合して軽量化と高機能化が図られ、幅広い産業分野で利用されている。従来の接合法のいくつかの問題点を解決するため、本研究では、打抜きリベット締結法を用いて、脆性プラスチックのアクリル薄板と軽量のアルミニウム合金薄板をアルミニウム合金のリベットで締結することを試みた。その結果、アクリル板が破壊されずに十分な強度を持つ良好な締結ができ、打抜きリベット締結法がプラスチック材料と金属材料の新たな接合法となりえることを明らかにした。本年度は、二つの研究計画があった。まず、アクリル薄板とアルミニウム薄板を固定するための治具を作製し、薄板を固定した条件でリベット軸による薄板の打抜きによる穴あけとリベットによる薄板の締結を行い、薄板の固定によって継手強度のばらつきを改善することを計画していた。この計画については、実施することができ、薄板を固定することでアクリルのようなもろい材料に対しても継手強度のばらつきを抑えることができることを明らかにできた。もう一つの計画は衝撃荷重を用いたリベット軸の薄板への打込みを行い、リベットの打込み速度が継手強度に及ぼす影響を明らかにすることである。そのために、衝撃試験機を兵庫県立大学に移設して整備することで、衝撃荷重を用いた実験が実施できるように準備することを計画していた。実際に衝撃試験機を移設し、試験機の整備をし、予備実験を行ったが衝撃荷重の測定精度が不十分であった。そこで、衝撃荷重の測定精度を改善するために荷重測定部の改良を検討していたが、その結果がまだ得られていない点が計画通りではなかった。以上のことから、計画の一部が実施できなかったが、総合的に考えて、おおむね計画通りに進展したと考えている。遅れている衝撃実験に関しては、新たな衝撃荷重の測定法を衝撃実験に適用して早急に衝撃荷重が測定できるように改善を行う。