hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規脂質メディエーター受容体の生理的及び病態生理的役割の解明

GPR55は、1999年にクローニングされたGタンパク質共役型の受容体であり、リゾリン脂質の一種であるリゾホスファチジルイノシトール(LPI)に対する特異的な受容体である。今回の研究で、GPR55は免疫系の組織に高い発現が観察された。リンパ球においては、T細胞及びB細胞において高い発現が見られた。また、LPIは、B細胞株の抗体分泌や細胞増殖を促進させた。これらのことからLPIは、GPR55を発現している免疫担当細胞に作用して、免疫の調節等に関与している可能性が示唆された。Gタンパク質共役型受容体の1つであるGPR55は、リゾホスファチジルイノシトール(LPI)に対する特異的な受容体である。今回の研究では、まずGPR55の各種臓器及び組織における発現を調べた。脾臓、リンパ節などの免疫系組織、小腸、大腸などの消化器系組織、精巣等で高い発現が観察された。一方、脂肪組織、胃、肝臓等では発現はほとんど見られなかった。GPR55が発現している消化器系組織である小腸について詳しく調べた結果、GPR55はリンパ球で発現が高いことを明らかにした。また、GPR55が免疫系の組織に発現していることから、白血球系の細胞における分布を調べた結果、Tリンパ球やBリンパ球、そして樹状細胞等にGPR55の発現が認められた。一方、好中球については発現がほとんど見られなかった。また、Tリンパ球やBリンパ球は分化段階を経てGPR55の発現が増加していることが明らかとなった。培養リンパ系白血病細胞にLPIを作用させると、細胞増殖が促進された。マウスに免疫応答を誘導させると、脾臓におけるGPR55の発現は増加していた。次に、GPR55の内在性リガンドであるLPIの産生について調べた。マウス脾細胞をマイトジェンで刺激すると、LPIが産生されてくることがわかった。これらの結果から、LPIとその受容体であるGPR55は、免疫応答時などの増殖や機能調節において重要な役割を担っている可能性がある。今回の研究では、まず、GPR55の各種臓器・細胞における発現を詳しく検討した。また、各種培養細胞、動物由来細胞に及ぼすLPIの影響を詳しく調べた。さらに、細胞を各種刺激剤で刺激したときのLPI産生についても調べた。その結果、脾臓、胸腺、リンパ節、小腸、精巣等に強く発現していること、K562細胞やKHYG-1細胞などの培養白血病細胞に多量に発現していることなどを明らかにした。免疫系の組織や白血病細胞に多く発現していることから、白血球系の細胞における分布を詳しく調べたところ、Tリンパ球、Bリンパ球、マクロファージ等に強く発現していることが分かった。一方、好中球については発現はほとんど見られなかった。Tリンパ球やBリンパ球における発現レベルは、細胞の分化に伴って上昇することから、GPR55は成熟したTリンパ球やBリンパ球の増殖や機能発現に深く関わっている可能性がある。興味深いことに、培養リンパ系白血病細胞にLPiを加えると細胞の増殖が促進された。次に、マウスの臓器におけるLPIの分布と産生を調べた。まず、LC-MS/MSを用いてLPIを分離・定量する系を確立した。この系を用いてマウスの臓器におけるLPIの量を調べた結果、脾臓や脳に比較的多量のLPiが含まれていることを見いだした。また、単離した脾細胞をConAなどで刺激したところ、LPIの産生が速やかに起きることを明らかにした。LPIとその受容体であるGPR55は、免疫系の調節において重要な役割を演じている可能性が高い。一方、GPR119を発現しているHEK293細胞を用いて、内在性リガンドの探索を行い、2-モノアシルグリセロールやN-アシルエタノールアミンにアゴニストとしての活性があることを確認した。GPR55は、ヒトでは319個のアミノ酸からなるGタンパク質共役型受容体である。我々は、ヒトGPR55を発現させたHEK293細胞を用いて、GPR55がリゾリン脂質の一種であるリゾホスファチジルイノシトール(LPI)に対する特異的な受容体であることを報告してきた。また、GPR55を発現させたHEK293細胞にLPIを作用させると、ERKのリン酸化が速やかに起こることや、細胞内カルシウムの一過的上昇が速やかに引き起こされることなどを報告してきた。しかし、GPR55の機能等に関してはまだ不明な点が多い。今回の研究では、各種組織におけるGPR55の発現やLPIの役割について調べた。

マウスの各種臓器及び組織におけるGPR55 mRNAの発現について調べた結果、消化器系組織である小腸及び大腸、免疫系の臓器である脾臓及びリンパ節などで高い発現が見られた。次に、脾臓について詳しく調べた結果、特にB細胞及びT細胞のリンパ球において高い発現が観察された。小腸においては、十二指腸、空腸、回腸すべてにおいてGPR55mRNAの発現が確認され、粘膜層及び筋肉層においてGPR55mRNAの発現が見られた。上皮細胞におけるGPR55mRNAの発現は低く、リンパ球での発現は高かった。脾臓においてB細胞でのGPR55の発現が高かったことから、B細胞におけるLPIとGPR55の役割について調べた。GPR55を発現しているIM-9細胞株を用いて、LPIの抗体分泌に及ぼす影響について調べた結果、LPIをIM-9細胞に作用させると、抗体分泌が濃度依存的に促進された。LPIのような抗体分泌の促進効果は、LPI以外のリゾリン脂質には認められなかった。GPR55は免疫組織や消化器系組織に発現しており、中でもリンパ球における発現が高いことから、抗体分泌などの免疫応答の調節に関わっている可能性がある。医歯薬学これまでの結果から、GPR55とその内在性リガンドであるリゾホスファチジルイノシトール(LPI)が、免疫細胞であるリンパ球の増殖などの機能調節に関わっている可能性が示された。GPR35についても、GPR55の研究と同時に進行しており、GPR55の研究と類似の結果を得られつつある。これらのことから、研究はおおむね順調に進展している。リゾホスファチジルイノシトール(LPI)とその受容体であるGPR55については、研究は順調に進行しており、これまでに得られた結果から、リンパ球やマクロファージなどの免疫系の細胞の機能や増殖の制御・調節において重要な役割を演じている可能性が示された。GPR119についても研究は順調に進行しており、、2-モノアシルグリセロールやN-アシルエタノールアミンにアゴニストとしての活性があることを確認したほか、アンタゴニストを1つ見いだしている。GPR35についても、GPR55と平行して研究を進めており、GPR55の場合と類似した結果が得られつつある。これらのことから、研究はおおむね順調に進展していると判断できる。これまでの研究により、GPR55は免疫系の組織や消化器系の組織に発現しており、特に免疫系の細胞ではTリンパ球やBリンパ球、樹状細胞に発現している。GPR55が免疫系細胞の増殖等の機能調節で重要な役割を担っている可能性が示唆されたので、今年度の研究では、免疫応答時にGPR55の上昇が確認されたことから、免疫応答時にどの細胞のサブセットが発現上昇しているのか明らかにする。そのときの組織内でのLPIの産生がGPR55の上昇との関連性をLPIの定量法をさらに改善し検討したい。GPR35やGPR119についても、GPR55と平行して行い、GPCRと疾病との関連などについて検討する予定である。これまでの研究により、リゾホスファチジルイノシトール(LPI)とその受容体であるGPR55が、リンパ球やマクロファージなどの免疫系の細胞の機能や増殖において重要な役割を演じていることが示唆されたので、今年度の研究では、Tリンパ球やBリンパ球をサブセットに分け、どのサブセットにGPR55が多く発現しているのかを明らかにし、また、LPIの作用を詳細に調べることにより、免疫系におけるGPR55とLPIの具体的な役割が何であるかを明確にしたいと考えている。
尿中ビリルビン酸化物測定による敗血症及び術後合併症の早期診断と重症度評価

[緒言]我々は、従来よりビリルビンの抗酸化作用に注目し、独自に開発した単クローン抗体を用いて尿中ビリルビン酸化物(BOM)を測定してきた。そしてこのBOMが、生体内で産生された活性酸素をビリルビンが中和・消去した産物と考えられることを報告した。今回、敗血症患者において尿中BOMを測定し、その意義について検討した。[方法]当科に入院した消化器外科領域感染症に伴う敗血症症例20例についてBOMを免疫酵素抗体法(ELISA)法を用いて測定し、対照群29例と比較した。さらに尿中BOMと他の炎症性マーカーとの相関を求めた。敗血症の原因疾患は腹膜炎6、肝膿瘍4、胆道感染3、その他7例であった。血清ビリルビン値に及ぼす影響を除外するため、過去1ヶ月以内の輸血例とトランスアミナーゼ100IU/L以上の肝障害例は対象より除外した。[結果]尿中BOMは各群23.9±14.7、1.4±2.1μM/mg creatinineと敗血症群で有意に高値であった(P<0.0001)。尿中BOMと体温、末梢血中白血球数、血清CRPの間には強い正の相関を認めた(各々P<0.0001)。尿中BOMの感度は100%、特異度は96.6%であった。[結語]尿中BOMは生体の酸化ストレスの程度を鉛敏に反映すると考えられた。さらに尿中BOMが体温、末梢血中白血球数、血清CRPなどの炎症性マーカーとよく相関することから、尿中BOMが新たな炎症のパラメーターとして外科感染症の早期発見に利用できる可能性が示唆された。敗血症患者における尿中ビリルビン酸化物(BOM)測定の有用性を検討するため、以下の研究を行った。当科に入院した消化器外科領域の敗血症患者19例について尿中BOMを免疫酵素抗体法にて測定し、対照群28例と比較した。さらに尿中BOMと他の炎症性マーカーとの相関を検討した。各群の平均年齢はそれぞれ69.4±1.7才、58.5±2.8才、男女比は12:7および17:11で、敗血症の原因疾患は腹膜炎6、肝膿瘍3、胆道感染3、その他7例であった。尿中BOMは敗血症群21.6±2.5、対照群1.4±1.4μM/mg creatinineと敗血症群で約17倍と有意(P<0.001)に高値であった。尿中BOMと体温、末梢血中白血球数、血清CRPとの間には強い正の相関を認めた(各々P<0.001)。尿中BOM値のカットオフ値を5μM/mg creatinineとするとその感度は100%、特異度は96.6%であり、体温、白血球数、CRPの感度(各々90、85、100%)、特異性(97、97、59%)よりも良好であった。敗血症患者における尿中BOMの著しい上昇は、生体内の酸化ストレスの程度を鋭敏に反映しているものと考えられ、かつ尿中BOMは体温、白血球数、CRPなどの炎症性マーカーとよく相関し、感度、特異度ともに非常に優れていた。以上より、尿中BOMは敗血症時の重症度の指標として有用なマーカーとして用いうる可能性が示された。

現在は、尿中BOM測定が、敗血症も含んだ術後合併症の早期診断に有用であるかを検討するため、胃切除術、大腸切除術、肝切除術、膵切除術、胆道切除術、肺切除術を受ける患者より術前後の連日尿をBOM測定用に採取中である。これらの検体は現在までに70症例分を収集済みであり、目標症例(100例)の採取、BOMの測定およびデータの解析も予定期間中に終了する見込みである。[緒言]我々は、従来よりビリルビンの抗酸化作用に注目し、独自に開発した単クローン抗体を用いて尿中ビリルビン酸化物(BOM)を測定してきた。そしてこのBOMが、生体内で産生された活性酸素をビリルビンが中和・消去した産物と考えられることを報告した。今回、敗血症患者において尿中BOMを測定し、その意義について検討した。[方法]当科に入院した消化器外科領域感染症に伴う敗血症症例20例についてBOMを免疫酵素抗体法(ELISA)法を用いて測定し、対照群29例と比較した。さらに尿中BOMと他の炎症性マーカーとの相関を求めた。敗血症の原因疾患は腹膜炎6、肝膿瘍4、胆道感染3、その他7例であった。血清ビリルビン値に及ぼす影響を除外するため、過去1ヶ月以内の輸血例とトランスアミナーゼ100IU/L以上の肝障害例は対象より除外した。[結果]尿中BOMは各群23.9±14.7、1.4±2.1μM/mg creatinineと敗血症群で有意に高値であった(P<0.0001)。尿中BOMと体温、末梢血中白血球数、血清CRPの間には強い正の相関を認めた(各々P<0.0001)。尿中BOMの感度は100%、特異度は96.6%であった。[結語]尿中BOMは生体の酸化ストレスの程度を鋭敏に反映すると考えられた。さらに尿中BOMが体温、末梢血中白血球数、血清CRPなどの炎症性マーカーとよく相関することから、尿中BOMが新たな炎症のパラメーターとして外科感染症の早期発見に利用できる可能性が示唆された。
樹状細胞への自己抗原ミモトープの標的化によるがん特異的免疫反応の誘導

本研究では前立腺がん特異的に発現するPCDH11YのCD8 T細胞エピトープ、およびそのミモトープを樹状細胞にターゲティングする事によりがんに対する有効な免疫応答を誘導することを目的とし研究を進めてきた。エピトープの同定には成功していないが、ADCCの誘導が可能なPCDH11Yに対する細胞外ドメイン特異的scFv抗体の作成、およびそのヒト化に成功した。これによりPCDH11Yを発現する前立腺がんに対する特異的免疫応答の誘導が可能となると予想した。本研究計画では前立腺がんに特異的に発現すると考えられている遺伝子PCDH11YのCD8 T細胞エピトープ、およびそのミモトープの同定を目的としている(ミモトープとはエピトープとは異なるアミノ酸配列でありながら同じCTLクローンを誘導しうるアミノ酸配列を意味する)。さらに抗原レセプターDEC-205に対する抗体との融合タンパク質を用いた樹状細胞へのミモトープの効率的な標的化システムの構築を試みる。本科学研究費の交付期間においては以下の事項の検討を行うことを計画している。1.前立腺がんの新規がん抗原候補PCDH11YのCD8 T細胞エピトープおよびミモトープ配列の同定。2.がん抗原ミモトープを用いて誘導したCTLの抗腫瘍効果の検討。3.抗原提示が可能な抗DEC-205融合抗体の作製。4.抗DEC-205融合抗体による免疫反応の誘導。平成21年度の研究においては、前立腺がん特異的に発現する事を確認したPCDH11Yバリアントの詳細な検討を行い、その結果を第68回日本癌学会学術総会(演題:プロトカドヘリン11X/Y(PCDH11X/Y)バリアントのがん細胞における発現様式、発表者花房直志、小野俊朗、中山睿一)において発表した。また本年度にはバリアント特異的なアミノ酸配列をもとにエピトープ配列を推し、CTLの誘導をヒトHLAを発現するマウスモデルを用いて開始した。また実験に必要なPCDH11XとPCDH11Yの識別が可能な抗体の作成を試みている。次年度は本年度の成果をもとにさらに目的達成のため研究を進めたい。我々はがん特異的な抗原(がん抗原)を標的とする免疫治療の実現を目的に研究を進めている。本研究は前立腺がん特異的に発現する遺伝子PCDHllYbのCD8 T細胞エピトープおよびそのミモトープの同定を目的としている(ミモトープとはエピトープとは異なるアミノ酸配列でありながら同じCTLクローンを誘導しうるアミノ酸配列を意味する)。本年度の研究ではエピトープ配列の同定、さらに樹状細胞特異的な抗原レセプターDEC-205に対する抗体との融合タンパク質を用いた樹状細胞へのミモトープの効率的な標的化システムの構築を目的としていた。1前立腺がんの新規がん抗原PCDHllYbのCD8 T細胞エピトープおよびミモトープ配列同定PCDHllYには十数種のアイソフォームが存在する事が知られている。前立腺がんで特異的に発現するPCDHllYbに特異的なアミノ酸配列の部分を用いて、HLA-A2結合モチーフを持つペプチドを選択し合成した。これらを用いてヒトHLAを発現するマウスより特異的CTLクローンを誘導する手法で実験を行った。現在まで有意な反応を示すクローンは得られていないが、得られたCTLクローンが認識するエピトープペプチドを改変し、より低濃度でCTL誘導能を示し、より強い細胞傷害能を持つミモトープ配列を同様に探索していくことを予定している。2 CD8 T細胞ミモトープを運ぶ抗DEC-205融合抗体を構築する。遺伝子工学的に同定したCD8 T細胞エピトープおよびミモトープ配列を運ぶ融合抗体を作成し、樹状細胞への標的化を試みる。ペクターの作成を終え、エピトープおよびミモトープ配列を組み込める段階までの準備が完了した。3ミモトープを用いて誘導したCTしが強い抗腫瘍効果を持つ事を示す。前立膝がんのがん抗原(PCDHllYb)を発現するマウス癌細胞株を作製し、ミモトープを用いて誘導したCTLクローンがPCDHllYに対し強い細胞傷害能を持つ事をin vivoおよびin vitroの実験によって証明することを予定していたが、PCDHllY全長を発現する細胞株の産生が行えないことが判明した(マウス細胞への致死作用によると考えられる)。そこで幾つかの領域にわけPCDHllY断片を発現する細胞株を作成する作業を行った。4細胞外ドメイン特異的sc抗体の作成。前立腺がん細胞において細胞増殖シグナルを伝達する膜タンパク質であるPCDHllYは抗体療法の標的として利用できる可能性があるため.細胞外ドメイン特異的scFv抗体の作成を試みた。幾つかの細胞外ドメインに特異的なscFv抗体の単離を行った。本研究は前立腺がん特異的に発現する遺伝子PCDH

11YbのCD8 T細胞エピトープ、およびそのミモトープの同定を目的としている(ミモトープとはエピトープとは異なるアミノ酸配列であ物ながら同じCTLクローンを誘導しうるアミノ酸配列を意味する)。本年度の研究ではエピトープ配列の同定、さらに抗体との融合タンパク質を用いた樹状細胞へのミモトープの効率的な標的化システムの構築等を目的とした。1前立腺がんの新規がん抗原PCDH11YbのCD8 T細胞エピトープおよびミモトープ配列同定PCDH11Yには十数種のアイソフォームが存在する事が知られそいる。前立腺がんで特異的に発現するPCDH11Ybに特異的なアミノ酸配列の部分を用いて、HLA-A2結合モチーフを持つペプチドを選択し合成した。これらを用いてヒトHLAを発現するマウスより特異的CTLクローンを誘導する手法で実験を行った。現在まで有意な反応を示すクローンは得られていないが、今後も得られたCTLクローンが認識するエピトープペプチドを改変し、より低濃度でCTL誘導能を示し、より強い細胞傷害能を持つミ'モトープ配列を同様に探索していくことを予定じている。2 CD8T細胞ミモトープを運ぶ抗DEC-205融合抗体を構築する。遺伝子工学的に同定したCD8 T細胞エピトープおよびミモトープ配列を運ぶ融合抗体を作成し、樹状細胞への標的化を試みる。ベクターの作成を終え、エピトープおよびミモトープ配列を組み込める段階までの準備が完了した。3細胞外ドメイン特異的sc抗体の作成とヒト化。前立腺がん細胞において細胞増殖シグナルを伝達する膜タンパク質であるPCDH11Yは抗体療法の標的として利用できる可能性があるため、細胞外ドメイン特異的scFv抗体の作成を試みた。幾つかの細胞外ドメインに特異的なscFv抗体の単離を行った(第70回日本癌学会学術総会新規前立腺がん抗原プロトカドヘリンUに対するscFv抗体の作成花房直志他)。さらに得られた抗体のヒト化を行った。作成済みの昆虫発現系を用いて大量産生を可能とした組換えPCDH11Yタンパク質とPCDH11Yに対する特異的ヒト化抗体による抗原抗体複合体はがん特異的CTL反応の誘導に対して当初目的としていた抗原エピトープの樹状細胞へのターゲティングと同様の効果が得られるものと予想している。研究は予定した期間内に完了していないが、これまでの成果をもとにさらに研究を進めたい。
高温蒸着重合ポリイミドコートによる高強度炭素繊維表面欠陥へのナノヒーリング機構

高強度PAN系炭素繊維の引張強度特性に及ぼす高温蒸着重合ポリイミドコーティングの効果について検討した。本コーティングは、深さ約30nm以下の表面欠陥に有効であり、単繊維引張強度を約25%向上できることが明らかになった。数十nmオーダーの表面欠陥への優れた含侵性に加え、繊維界面近傍への高密度相の形成と弱い界面の導入が本ヒーリング機構に寄与していると考えられる。本研究では、高強度炭素繊維の引張強度を向上するポリマーコーティングのナノヒーリング機構について検討し、繊維の最大強度を引き出すための指針を提案することを目指している。本年度は(1)気相/液相プロセスによるヒーリング効果の相違と、任意寸法の人工欠陥を導入した炭素繊維において(2)欠陥寸法に応じたコーティングの物理的含浸性について検討した。まず、高温蒸着重合法にて、高強度PAN系炭素繊維(T1000GB)に、気相モノマ分子を吸脱着させ、直接、厚さ100nm程度のポリイミドコーティング(PMDA/ODA)を形成した。一方、液相法では、NMP溶液中にてポリイミド前駆体(ポリアミック酸:PMDA/ODA,BTDA/ODA)を合成し、単繊維にディップコートした。ポリイミドは炭素繊維に比べて極めて小さな弾性率を有するポリマであるが、厚さ100nm程度のコーティングを施すことにより、単繊維引張強度を向上できた。特に、高温蒸着重合法によるコーティングでは、平均引張強度を約25%向上できることが明らかになった。そこで、コーティングが物理的に含浸できる欠陥寸法と分子サイズとの関係について検討した。深さ100nm以下の人工欠陥(ノッチ)を導入した炭素繊維の表面に気相/液相コーティングを施し、ノッチへの含浸状態をSEM観察した。液相法ではノッチの一部にのみコーティングが侵入したが十分な含侵性は得られなかった。ポリアミック酸の分子サイズ(約80nm)がノッチ開口幅(30nm)より大きいことが要因の一つと考えられる。一方、気相法ではノッチ内を完全に含侵できた。気相モノマ分子(約1nm)は、直接ノッチ内に侵入できるため含侵性が高まったと考えられる。さらに、異なる深さのノッチを導入した炭素繊維を用い、高温蒸着重合ポリイミドコーティングが及ぼす繊維引張強度への影響を調べた。コーティングによる引張強度の向上と欠陥寸法の関係から、本コーティングでは深さ30nm以下の表面欠陥に対してヒーリング効果を発現できることが明らかになった。本研究では、高強度炭素繊維の引張強度を向上させる高温蒸着重合ポリイミドコーティングのナノヒーリング機構について検討し、繊維の最大強度を引き出すための指針を提案することを目指している。本年度は、(1)化学的結合性の観点から繊維/コーティングの中間反応層の成分分析と、繊維近傍での界面せん断強度評価を行い、(2)繊維引張強度に及ぼす本コーティングのヒーリング機構について検討した。まず、Si基板上に炭素繊維表面から抽出したサイジング剤と高温蒸着重合ポリイミドコートの積層モデル材料を作製した。飛行時間型2次イオン質量分析により、熱イミド化後の繊維/コーティング界面近傍の各成分の濃度分布を分析した。その結果、コーティング相の主成分がサイジング相に拡散され比較的高密度の中間層が形成されていることが明らかになった。透過型電子顕微鏡による断面観察からも、同様の高密度中間層の形成が確認されている。高温蒸着重合法では、比較的高密度の相を炭素繊維表面のナノ欠陥内に含侵させることができることから、本コーティングにより見掛け上、ナノ欠陥の深さを小さくし、欠陥先端の曲率半径を増加させることが本ヒーリング機構の要因と考えられる。さらに、本コーティングの有無により、炭素繊維近傍の界面せん断強度の違いが与える繊維引張強度への影響について検討した。マイクロドロップレット法により、繊維/母材とコーティング/母材の各界面でのせん断強度を測定した結果、無コーティングに比べて、コーティング/母材の界面でのせん断強度は小さくなった。したがって、本コーティングを施した繊維強化複合材料において、繊維軸方向に引張応力が発生した場合、応力方向と垂直に進展するクラックは、比較的せん断強度の小さい"弱い界面(コーティング/母材の界面近傍)"へと亀裂進展方向を変えることにより繊維の切断を抑え、繊維引張強度の低下を抑制できたと考えられる。
筋強直性ジストロフィー患者脳における肉眼的および顕微鏡的病態多様性の検討

本研究は、筋強直性ジストロフィーI型(DM1)の中枢神経障害の機序を明らかにすることを目的とする。DM1ではDMPK遺伝子の異常なCTGリピート伸張とそれによる選択的スプライシングの異常が病因として知られている。研究代表者らは小脳では脳の他部位に比べてCTGリピート伸長、スプライシング異常の程度が小さいことを見出し、小脳ではCTGリピート伸長あるいはスプライシング異常を抑える因子が発現しているのではないかという仮説を立てた。本研究では、脳の各部位、各細胞層におけるスプライシングの程度及びその違いを生み出す要因について明らかにする。ヒト剖検脳の各部位(前頭葉、側頭葉、海馬、小脳)のそれぞれの部位からRNAを抽出し、cDNAに逆転写した。スプライシング部位を増幅するためのプライマーを作成し、PCRで増幅し、電気泳動を行って、スプライシングアイソフォームの割合を算出した。多くの部位で本疾患患者脳からRNAはスプライシング異常を示したが、小脳では認められなかった。また前頭葉の皮質、白質からRNAを抽出し、同様の解析を行った。皮質、白質の分離については脳組織をスライスし、スライドグラスに貼り付け、スライドガラス上で切り分けた。分離が適切であるかどうかについては、白質の多く発現しているMOG、皮質に多く発現しているNEFHという遺伝子の発現量を定量的PCRでみることで確認した。その結果、白質ではスプライシング異常が起こりにくいことを見出した。その原因としてスプライシング制御蛋白であるMBNL2の分布の違いを想定している。MBNL2蛋白はRNAに結合するが、MBNL2はRNAの輸送にも関与していることが報告されている。MBNL2蛋白の分布がスプライシングアイソフォームの分布にも影響していることを想定している。上記のように、肉眼的および顕微鏡的病態多様性についての検討を計画通り進めているため。今後はMBNL2蛋白の分布の違いをウェスタンブロットや免疫染色法を用いて調べる。MBNL2のスプライシングアイソフォームに特異的な抗体を作成し、western blotを行った。抗体作成費用などが新たに必要であったため、前倒し支払い請求を行った。しかし理論上困難であることが判明したため、一部の抗体作成を中止した。そのため次年度使用額が生じた。当該年度以降に行うwestern blot、免疫染色に使用する消耗品の費用として用いる計画である。
腫瘍細胞増殖抑制物質ビセライド類の合成・構造活性相関研究

ビセライド類は海洋動物から発見されたマクロラクトン化合物であり、ビセライドAからEまでの5種類が報告されています。また類縁体としてはハテルマライドNAがあります。ビセライド類は、腫瘍細胞に対して増殖抑制活性を示すにもかかわらず、生物であるブラインシュリンプに対して毒性を示しません。このことから、ビセライドは、腫瘍細胞に選択的に細胞毒性を示すのではないかと示唆されました。よってビセライドは、新たな抗がん剤のリード化合物として期待することができます。しかしながら、サンプル量の欠如のために詳細な生物活性測定は行われていません。そこでさらなる詳細な生物活性測定を行うため、ビセライド類の全合成による標品供給を行うことを計画しました。類縁体であるハテルマライドNAの全合成はすでに当研究室で達成されております。しかしながら、このハテルマライドNAの合成経路を基にしてビセライドを合成しようとした場合、ビセライドの持つ独特の有機化学的構造のため、有効な合成方法がありません。そこで私は、ハテルマライドNAとは異なった合成経路を検討することとしました。さまざまな合成経路について検討した結果、二酸化セレンを用いた位置選択的アリル酸化を見出し、ビセライドの合成における重要中間体の合成に成功しました。現在は重要中間体に対して官能基変換を行い、ビセライド類のマクロラクトン部の合成に成功しています。今後は側鎖部の導入の検討を行いビセライド類を合成する予定です。ビセライド類はマクロラクトン化合物であり、ビセライドAからEまでの5種類報告されています。しかしながら詳細な生物活性測定は行われていません。現在は重要中間体に対して官能基変換を行い、マクロラクトン化前駆体であるセコ酸まで合成しています。今後はマクロラクトン化の検討を行い、その後数工程を経てビセライド類を合成する予定です。
東・東南アジアの消滅の危機に瀕した言語の研究

東・東南アジア調整班および各研究計画のメンバーが、どのような地域でどのような言語を調査しているのか、それらの言語がいかなる現状にあるのかなどの基本情報を提示するための基盤整備を、主にウェブ上で行った。計画研究の代表者が中心となり、担当地域の少数言語について現地調査と情報収集を行った、多くの場合で、現地への還元を十分に考慮して現地の研究者との共同研究という形をとっている。収集した資料は整理・分析を進め、公表が可能になったものは順次成果報告書として出版され、また今後も出版される予定である。調整班のメンバーでカヴァーしきれない地域の危機言語については、研究協力者の土田滋氏(帝京平成大学教授)および月田尚美氏(愛知県立大学助教授)に台湾の原住民語の調査を、平林輝雄氏(長崎県立大学教授)にインドネシア、北スラウェシ洲のトンサワン語などの少数言語の調査を依頼した。6月2日の東京での第5回全体会議・第3回国際学術講演会では「調査の現状・問題点と今後の展望(東・東南アジア)」というタイトルで東・東南アジア班としての報告を行った。11月25日の京都での第6回全体会議・第4回国際学術講演会では、東・東南アジア班の研究会が開催され、奈良毅、ペーリ・バースカララーオ、中西裕樹、坂本比奈子、藪司郎、山口真佐夫、白井聡子、林範彦、高橋慶治の各氏および北野浩章が研究発表を行った。なお東・東南アジア班と各研究計画のメンバーは、普段から電子メールを利用して頻繁に情報交換を行ってきたが、この二回の全体会議の折には、調整班でも会議を開き、情報交換と研究の中間報告および研究計画の調整を行った。調整班の共同研究では,計画研究代表者間の相互連絡体制の基盤整備を行なうとともに,担当地域の危機言語についての基本情報の集積と相互参照のためのネットワークの構築することを目的として,東・東南アジアにおいて,どの地域でどのような言語が話され,それがいかなる現状にあるのかを知るための基本情報へのアクセスの方法を提示するべく,計画研究代表者各自が担当地域の少数言語の分布について情報の収集をおこなった。具体的な研究作業は次の3点である。A:語彙調査票の作成(総括班との相互支援),B:文化語彙集の編集(各研究者からの提供により文化圏別に編集),C:レファランスの作成(言語地図とのリンク)このうちAについてはまず調整班代表者の池田が中国国内の言語調査のために中国語・英語索引のついた5000語規模の言語調査票を準備し,共同利用のためのテキストデータを作成した。Bについてもチベット文化圏に特有の文化語彙のテキストデータを準備し,今後は他地域についても順次拡充の予定である。Cについては計画研究代表者全員が基本的なレファランスと言語地図を作成し,本研究の成果報告書『論集:東・東南アジアの少数言語調査』として編集した。上述のデータはいずれも調整班代表者の所属機関である京都大学人文科学研究所に小規模サーバーを設置して収集と蓄積を行なっているが,今後は整理の済んだ部分から順次インターネット上で公開していく予定で準備を進めている。また調整班のメンバーでカヴァーしきれない地域の危機言語については,今年度は中西裕樹氏(京都大学人文科学研究所助手)に依頼して中国のショー語の調査および現地での情報収集を行なっていただいた。東・東南アジア調整班の共同研究では,昨年に引き続き計画研究代表者間の相互連絡体制の基盤整備を行なうとともに,担当地域の危機言語についての基本情報の集積と相互参照のためのネットーワークを構築することを目的として,東・東南アジアにおいてどのような地域でどのような言語が話され,それが如何なる現状にあるのかを知るための基本情報にアクセスする方法を提示するべく,計画研究代表者各自が担当地域の少数言語について現地調査と情報収集を行なった。現地調査にあたっては,学術的な視点でのデータ収集はもちろんであるが,同時に研究成果の現地への還元を十分に考慮して現地の研究者との共同作業を推進している。収集した資料はできるだけ一次資料に近い形で語彙集または例文集として整理をすすめ,公表可能なものについては本研究の成果報告書として『論集:東・東南アジアの少数言語調査2』を編集中である。そのほかの調査資料も整理の進んだ段階で順次編集して公開していく予定である。調整班の研究分担者でカバーしきれない地域の危機言語について,今年度は土田滋教授(元東京大学)が台湾の原住民語のカヴァラン語とカナカナブ語を,また月田尚美助教授(愛知県立大学)がセデック語を調査したほか,平林輝雄教授(長崎県立大学)がインドネシアのトンサワン語を,また岩佐一枝(神戸市外国語大学非常勤講師)がベトナムのロロ語をそれぞれ調査した。

6月2日の東京での第5回全体会議・第3回国際学術講演会では「調査の現状・問題点と今後の展望(東・東南アジア)」というタイトルで東・東南アジア班としての報告を行った。11月25日の京都での第6回全体会議・第4回国際学術講演会では、東・東南アジア班の研究会が開催され、奈良毅、ペーリ・バースカララーオ、中西裕樹、坂本比奈子、藪司郎、山口真佐夫、白井聡子、林範彦、高橋慶治の各氏および北野浩章が研究発表を行った。なお東・東南アジア班と各研究計画のメンバーは、普段から電子メールを利用して頻繁に情報交換を行ってきたが、この二回の全体会議の折には、調整班でも会議を開き、情報交換と研究の中間報告および研究計画の調整を行った。
火山爆発とそれに伴う流動現象の機構解明

本年度は,「火道流モデル」および「火山噴煙モデル」の研究について以下のような成果が得られた.火道流モデルについては,定常流モデルについて,地質学的条件やマグマ物性に対する依存性,さらに,その性質が気泡の核形成・成長,マグマの破砕,脱ガス作用という素過程に強く依存することが示された.特に,本年度は,気相と液相の相対速度がある場合の定常流について半解析解が得られた.又,非定常火道流モデルに基づいて,ドーム噴火の噴出率変動に関する解析が進められ,定常的なドーム噴火が不安定となって噴出率変動が発生する条件について解析解が得られた.これらの火道流モデルに関連する素過程の物理について,高粘性流体・粘弾性物質の急減圧流動装置及び相変化を含む衝撃波管実験装置を用い,急減圧に伴う気泡の成長,破砕過程,高速流動現象を再現した.特に,破砕過程における脆性/延性遷移が粘弾性緩和時間に規定されていることを明確に示す実験結果が得られたことが,本年度の特筆すべき成果である.又,非常に高粘性のマグマに対する衝撃波管実験結果を定量的に再現する破砕基準を得た.上記の実験で観察される現象の基礎的な物理を解明するために,急減圧に伴う気相核形成の分子動力学モデルや粘弾性物質中の気泡の変形を再現する新数値手法が開発され,解析が進んだ.火砕流の発生条件,噴煙高度,傘型噴煙のダイナミックスを定量的に再現する3次元火山噴煙モデルを開発し,このモデルの火口における条件として火道流モデルの結果を採用することによって,火道流モデルと噴煙モデルを統合した「噴火シミュレータ基礎モデル」を構築した.又,小規模噴煙の観測データが蓄積され,経験則が確立された.火山噴煙・火砕流の素過程については,粉体の流動化に対する熱輸送の影響について離散要素法数値モデルが開発され,室内実験による検証が進められた.本年度は,5ヵ年研究計画全般の細部について見直しを行い,来年度からの研究開始に備えた.具体的な実績は以下の通りである.火道でのマグマ上昇モデルに関する研究課題について,地球科学サイドの分担者(小屋口・井田)が,噴火モデルのワークショッブや合衆国地球物理学会の出席などを通して,国内外の火山噴火モデルの研究の進展情勢を調査し,噴火モデルの問題点を明確にした.さらに各研究分担者が関連する分野についてのレビューを行った.来年度以降の研究の準備としては,特に,平成15年度に開始する分担者(亀田)による衝撃波・高速流動実験について,基本的なデザイン設計やアナログ物質の選定について綿密な準備を進めた.また,班会議および研究集会を通じて,工学系の研究の蓄積を地球科学的課題に如何に結びつけるかについて議論した.また,個別要素法(DEH)を用いた,火道流の数値シミュレーションについても,その可能性を議論しつつある.火砕流の数値モデルについては,班会議・研究集会を通じて,火砕流における固気混相流の基本的な微視的プロセスや流動層などの室内実験結果を精度良く再現する数値モデルの展望を議論した.特に,平成15年度に開始する分担者(田中)による並列計算機による離散粒子シミュレーションに焦点を合わせて,本研究課題における具体的目標について意見の交換をおこなった.その中で,例えば,固体と気体の熱相互作用,粒径分布の影響,3次元効果等などの問題に対する,DEHの限界,それを克服することが当面の課題になるであろうという結論を得た.以上のように,準備段階である初年度は,班会議・研究集会を通して,来年度以降の具体的研究課題の焦点を定めるための議論がなされ,レビューなどを通して一定の成果を収めることができた.本年度は,「火道流」および「火砕流」という2つの課題に対して,各分担者が以下のような研究を進めた.「火道流問題」については,亀田および阿部が,マグマの急減圧に伴う諸現象を再現する模擬物質を用いた実験装置のセットアップを行った.亀田は高圧槽と真空槽を円管流路で接続した装置を製作し,気泡形状が気泡流のレオロジー特性を支配していることを示した.阿部は,揮発性物質の液体中からの析出の影響を調べるために炭酸水を使用した衝撃波管実験を行い,気泡の変形・合体を可視化した.以上の実験結果の素過程を解明する理論的・数値的研究として,伊藤は,衝撃波管中の気液相転移も含む非平衡挙動を理論的に取り扱うレナード・ジョーンズ粒子系の数値モデルの開発に着手した.高木は,ガス不純物が混入しているレナード・ジョーンズ液体中における気泡核生成に焦点を絞って,分子動力学数値モデルによる解析を実施した.大橋は,格子ボルツマン法に基づいた新たな粘弾性流体モデルを開発し,せん断流れ場中の液滴や気泡の変形を調べた.これらの諸現象を地球科学スケールの噴火現象に応用する問題として,井田は,単純な1次元非定常火道流モデルを開発し,噴火様式の時間的変化に対する脱ガス作用の影響について調べた.小屋口は,定常的マグマの流れに対する解析解(近似解)を求め,噴出率のマグマの物性や地質条件に対する依存性について調べた.「火砕流問題」については,田中が個別要素法を用いた数値モデルの開発に着手した.火砕流の素過程を抽出することを目的として,高濃度固気二相流の離散粒子流動解析コードへの粒子・流体間の熱輸送モデルの導入と流動層内流動への応用を行った.

その結果,高温粒子層中に低温空気が流入した場合に,気流速度が最小流動化速度に達する前に,粒子・流体間の熱交換による空気の膨張により自発的な流動化が発生することを確認した.本年度は,「火道流モデル」および「噴煙モデル」の研究について以下のような成果が得られた.火道流モデルに関連する素過程の物理については,高粘性流体の急減圧流動装置および相変化を含む衝撃波管実験装置が完成し,急減圧に伴う気泡の成長,高速流動現象を再現することに成功した.これらの現象の基礎的な物理を解明するために,急減圧に伴う気相核形成の分子動力学モデルや気泡の変形を再現する新数値手法が開発され,解析が進んだ.さらに衝撃波管におけるマグマの破砕に関するモデルが構築され,素過程モデルを実際の火山噴火現象に拡張する体制が整った.火道流モデルについては,定常流について(1)気泡核形成(2)気泡の成長とマグマの破砕(3)脱ガス効果を取りこむモデルが完成し,さらに,これらのモデルについて,解析解に基づいてマグマの物性や地質条件に対する依存性が詳細に調べられた.非定常なマグマの上昇流についても,脱ガス効果を含むモデルや溶岩ドーム噴火におけるマグマの上昇モデルの開発が進みつつある.火山噴煙モデルについては,乱流混合を定量的に再現する3次元火山噴煙モデルの構築に成功し,火砕流の発生条件や噴煙の高度を定量的に再現することが可能となった.従来の国内外で開発されていた噴煙や火砕流の数値モデルにおいては,大気と噴煙の乱流混合を正確に再現できていなかったため,火山噴火現象を定性的にしか予測することができなかった.本3次元火山噴煙モデルは乱流混合を定量的な議論に堪える精度で再現することに成功した世界初の噴煙モデルであり,本計画研究の特筆すべき成果の一つである.火砕流のモデルについては,粉体の流動化に対する熱輸送の影響などの素過程に関する解析が進むと同時に,堆積物の分級過程する新たなモデルが提案された.本年度は,「火道流モデル」および「噴煙モデル」の研究について以下のような成果が得られた.火道流モデルについては,定常流モデルについて,その地質学的条件やマグマ物性に対する依存性を理解する基礎となる解析解が得られ,さらに,その性質が気泡の核形成・成長,マグマの破砕,脱ガス作用という素過程に強く依存することが示された.また非定常モデルに基づいて,脱ガス作用の影響やドーム噴火の噴出率変動に関する解析が進められた.これらの火道流モデルに関連する素過程の物理について,高粘性流体の急減圧流動装置および相変化を含む衝撃波管実験装置を製作し,急減圧に伴う気泡の成長,破砕過程,高速流動現象を再現することに成功した.また,高粘性マグマに対する衝撃波管理論を構築し,これらの実験結果からマグマの破砕基準を推定することに成功した.さらに,上記の実験で観察される現象の基礎的な物理を解明するために,急減圧に伴う気相核形成の分子動力学モデルや気泡の変形を再現する新数値手法が開発され,解析が進んだ火山噴煙モデルについては,乱流混合を定量的に再現する3次元火山噴煙モデルの構築に成功し,火砕流の発生条件や噴煙の高度を定量的に再現することが可能となった.本年度は,さらに,この数値モデルに基づく大規模計算を行い,ピナツボ1991年噴火の人工衛星データと比較することによって,野外データに基づく検証を行った.本3次元火山噴煙モデルは乱流混合を定量的な議論に堪える精度で再現することに成功した世界初の噴煙モデルであり,本計画研究の特筆すべき成果の一つである.火砕流のモデルについては,粉体の流動化に対する熱輸送の影響などの素過程に関する離散要素法による数値モデルの開発が進み,同時に室内実験を行うことによって数値モデルの検証が進んだ.
南海トラフ地震にも利用可能な緊急地震速報の構築

南海トラフ巨大地震にも対応した緊急地震速報の高度化のため、震源に近い観測点のP波震動からより震源から遠い観測点のS波震動を予測する方法を提案し、適用性の検証を行った。具体的には、波線理論を基とした、P波震動とS波震動の比から計算される伝達関数を計算し、観測記録のP波震動と重畳積分することにより、S波震動を推定する方法である。また、リアルタイムで計算できるよう、伝達関数を時刻歴にするIIRフィルターも構築した。M5クラスの地震動によりその適用性は確認できたが、南海トラフ巨大地震に対しては、P波を含めたシミュレーション波形が得られなかったため、検証できなかった。本研究申請時の目的および実施計画では、P波上下動加速度記録を利用して、より早く断層破壊の広がりを推定する方法を確立し、巨大地震でも予測震度が過小評価しない緊急地震速報の高精度化を構築することとしていた。しかしながら、断層の広がりを短時間で正確に捉えることは難しく、対象地点の予測をするためには、計算量も多くなる。このことから断層破壊の広がりを推定するよりも、震源に近い観測記録から、より震源から遠い地点の波形を予測する方がより高精度に予測することができる。このことから、本研究では、主目的は「南海トラフにも利用可能な緊急地震速報の構築」で変更はないが、この目的を達成するための方法として「マグニチュードを決めないで、対象地点よりも震源に近い地点のP波震動の観測記録から、対象地点のS波震動を予測する方法」に変更した。本研究で提案する方法は、波線理論を基にして、地震動の構成に起因する震源特性、伝播経路特性、地盤特性を考慮して、震源に近いP波震動記録から対象地点のS波震動を予測するものであり、リアルタイムで予測することができる。当該年度では、上記の方法を理論的に構築した。また、東北地方の観測点と小地震を選定して、上記の方法の再現性の確認を行った。現在のところ、観測記録とよく整合する地点もあるが、そうでない地点も存在している。今後詳細な検証を引き続き進め、より精度のよい方法を目指す。当該年度では、上記の研究成果を南海トラフ巨大地震による影響がある地点での検証を目指し、リアルタイム地震記録を収集するシステムの構築を進めた。当該年度は、簡易地震計記録を常時監視するとともに、トリガー方式で地震記録を収集するシステムを構築した。しかしながら、サーバの構築などハード面の構築までには至っていない。そのため、当該年度の予算を次年度に繰り越した。本研究は、南海トラフ巨大地震でも利用可能な緊急地震速報の高精度化として、マグニチュードを決めないで、対象地点よりも震源に近い地点のP波震動の観測記録から、対象地点のS波震動を予測する方法の検討を行った。本研究で提案する方法は、波線理論を基にして、地震動の構成に起因する震源特性、伝播経路特性、地盤特性を考慮して、震源に近いP波震動記録から対象地点のS波震動をリアルタイムで予測する方法である。P波震動記録からS波震動を予測するため、S波震動からの予測よりも時間利得が大きい。手法の特徴として、地震動の構成に起因する地盤特性について、過去に観測された小地震記録から伝達関数をあらかじめ計算しておき、IIRフィルター化しておくことで、リアルタイムで予測することを可能にさせた部分である。平成25年度に実施した上記の考え方の構築を基に、2011年東北地方太平洋沖地震の観測記録をターゲットとして、本手法による予測波形の再現性の確認を行った。その結果、リファレンスサイトのP波震動記録からターゲットサイトの予測S波震動について、振幅は、概ね再現できることを確認した。また、時間利得も得られることを確認し、本手法の妥当性が確認できた。なお、南海トラフ巨大地震のシミュレーション波形を利用して、南海トラフ巨大地震時での本研究の考え方の検証を行う予定であったが、シミュレーション波形でのP波部分の検討がされてないため、検証できなかった。平成25年度に実施途中であった簡易地震計による常時監視およびトリガー方式で地震記録の収集システムについては、ハード面についても構築し観測を実施しているが、南海トラフの想定震源域内で発生した地震がなかったため、結果的には、解析に利用できる記録が観測できなかった。ただし、今後も観測は実施していく予定である。地震工学申請時の研究方法と変更しているため直接的な達成度を示すことができないが、南海トラフにも利用可能な緊急地震速報の構築の手法である「マグニチュードを決めないで、対象地点よりも震源に近い地点のP波震度の観測記録から、対象地点のS波震動を予測する方法の構築」の理論的な考え方をまとめ、小地震による予備解析を実施し、観測波形との再現も概ねできていることを確認できたことから、手法の提案と確認までは達成できた。

ただし、手法の確立までには至っていないため、今後、解析事例を増やし、その精度を高めていく予定である。申請時の研究方法および変更した研究方法でも、震源に近い地点でのリアルタイムの記録が必要である。そのための、システムの構築については、ソフト的な構築は完成している。サーバの設置などのハード的な構築も考えているが、やや遅れている。変更した研究方法について、多くの小地震を対象として解析を実施し、解析精度の向上および、新たな課題点が見いだされればその解決を目指す。特に、当該年度は東北地方をターゲットとして解析を実施したが、南海トラフ巨大地震を見据えて、三重県、愛知県、静岡県など東海地域をターゲットして、解析を実施していく。2011年東北地方太平洋沖地震に加えて、南海トラフ巨大地震のシミュレーション波形を利用して、巨大地震での適用性を検証する。研究方法の変更に伴う作業が発生したことおよび、適切な地震計やロガーの選定に時間がかかってしまい、地震計、ロガーおよびサーバの購入することができなかった。また、外国での研究発表を予定していたが、発表できなかったため。地震計およびサーバは購入を予定している。また、当該年度において論文の投稿を予定しているので、その投稿費用に利用する。
多結晶金属の繰返しねじり塑性変形における微視的挙動の測定

本研究では,不均質材料の塑性変形挙動の解明,特に表面あれ機構の力学的解明に応用することを目的として,多結晶金属材料に大ひずみの繰返しねじり塑性変形を与えその表面粗さを測定・解析することのできるシステムを試作した.また繰返し曲げ試験,圧縮引張り試験を行い,塑性変形と表面あれに関して実験的検討を行った.研究実施内容と得られた知見はつぎの通りである.1.材料に大ひずみを容易に与えることができ,かつ試験片表面のあらさの測定ができるねじり試験機を市販の装置をもとに試作した.2.微視的な変形状態の定量的な把握のために,走査電子顕微鏡により得られる結晶粒画像から画像処理によってひずみ分布を測定し,また触針式あらさ計を用いて表面のあれの3次元的な変形の測定を行う試験計測システムを開発した.3.上記計測システムを利用して繰返し曲げ試験,圧縮引張り試験を行い3次元的な計測を行った結果,以下の点が明らかになった.(1)塑性変形に伴い表面あれは進行し,与えた相当塑性ひずみにほぼ比例して増加する.(2)繰返し塑性変形の初期においては生じた表面あれの山,谷部分は繰返しによって同一箇所が山,谷,山と変形する。今後,繰返しねじり条件下で同様な実験,計測を行い,不均質な塑性変形と表面あれに関する研究を継続する予定である.本研究では,不均質材料の塑性変形挙動の解明,特に表面あれ機構の力学的解明に応用することを目的として,多結晶金属材料に大ひずみの繰返しねじり塑性変形を与えその表面粗さを測定・解析することのできるシステムを試作した.また繰返し曲げ試験,圧縮引張り試験を行い,塑性変形と表面あれに関して実験的検討を行った.研究実施内容と得られた知見はつぎの通りである.1.材料に大ひずみを容易に与えることができ,かつ試験片表面のあらさの測定ができるねじり試験機を市販の装置をもとに試作した.2.微視的な変形状態の定量的な把握のために,走査電子顕微鏡により得られる結晶粒画像から画像処理によってひずみ分布を測定し,また触針式あらさ計を用いて表面のあれの3次元的な変形の測定を行う試験計測システムを開発した.3.上記計測システムを利用して繰返し曲げ試験,圧縮引張り試験を行い3次元的な計測を行った結果,以下の点が明らかになった.(1)塑性変形に伴い表面あれは進行し,与えた相当塑性ひずみにほぼ比例して増加する.(2)繰返し塑性変形の初期においては生じた表面あれの山,谷部分は繰返しによって同一箇所が山,谷,山と変形する。今後,繰返しねじり条件下で同様な実験,計測を行い,不均質な塑性変形と表面あれに関する研究を継続する予定である.
表面含浸液体膜による空気中の水蒸気・炭酸ガス・有機蒸気分離装置の開発

トリエチレングリコール液をベースとした表面含浸型の液体膜装置を開発した。これにより空気中の微量成分である水蒸気,炭酸ガス,有機蒸気の分離をおこない,装置の性能を示し,膜分離プロセス設計の基礎を与えた。本年度(初年度)では実用を目指した中型膜モジュールの開発を目標とし,以下の成果を上げた。1.表面含浸液体膜の性能評価基材である超疎水性多孔質膜をコロナ放電処理することで親・疎水性が裏表で異なる多孔質膜を作成した。実際に膜を含浸した際,どの程度の深さまで含浸しているか調べるため,着色したトリエチレングリコール液を減圧下で膜に含浸して,膜の断面を観察することでおこなった。2.実用膜モジュールの構成法の確立実用膜モジュールは厚さ3mm,30cm角(膜面25.5cm角)の中型とした。膜の貼り合わせ,接着法を種々検討して,構造を確立した。この構造により角形モジュール20枚を製作した。3.実用膜モジュールによる空気中の微量成分の分離・濃縮特性評価試験A:空気中の微量炭酸ガスを濃縮する装置の開発空気中の炭酸ガスを回収し,1%程度の炭酸ガス濃縮空気を供給する装置を構成し,実用化へ向けた性能の改良をおこなった。10種類のアミンを検討した結果,ジグリコールアミン液が最適であった。B:除湿・加湿装置の開発空気中の水蒸気を膜を通して回収し,真空ポンプ出口で凝縮液として回収する装置を構成した。70Wの真空ポンプで4g/hの凝縮水蒸気が回収可能な装置が製作できた。C:空気中のVOC・臭い成分分離・回収装置の開発この装置の空気中のVOC・臭い成分分離・回収装置としての性能をテストした。装置構成は除湿装置とほとんど同じである。性能測定は1m3のチャンバー中に小型膜モジュールを設置し,容器中のVOC蒸気(アンモニア,メタノールなど)の数100ppm程度の初期濃度からの濃度減少を測定した。装置は理論性能を示した。ガス・蒸気分離膜としての液体膜の保持法に着目し,超疎水性多孔質膜の表面上で含浸型液体膜を保持する方法を考案して,空気中の水蒸気・炭酸ガス・有機蒸気分離法に適用し,各種液体の種類による分離性能を明らかにしてきた。本研究ではこの液体膜の構成をさらに改良し,表面含浸型液体膜を考案した。これは超疎水性多孔質膜の片側面をコロナ放電により親水化することで,1枚の多孔質膜で表側が親水性,裏側が疎水性という傾斜機能の多孔質膜を作成することによる。この膜の親水性側に分離素材である機能性液体を含浸することで,液体膜の含浸膜と支持膜を1枚の膜で両機能を実現した。この構成により液体膜の薄膜化と耐久性を両立させることができた。液体膜のガス・蒸気分離操作への実用化に近づいたものである。本年度の研究では中型の平膜モジュールを製作し,これによる膜分離装置を構成した。その性能試験により以下の結果が得られた。(1)二酸化炭素分離膜としてはトリエチレングリコールを溶媒として,ジグリコールアミンを二酸化炭素吸収剤として用いた液体膜が良好な性能を示した。(2)除湿膜としては各種グリコール類の水蒸気分離性能を明らかにした。吸湿性塩(塩化リチウムなど)を液体膜に混入して除湿性能向上を図ったが,期待ほどの効果は得られなかった。(3)VOC分離膜としてはグリコール類を中心に検討したが,期待したほどの分離性能が得られなかった。研究計画の最終年度である本年度は液体膜の耐久性と実用性能の向上法について種々検討をおこなって,以下の成果を得た。(A)二酸化炭素分離膜については液体膜成分として各種アミン(1級,2級,3級)を検討上で,二酸化炭素濃縮性能および耐久性の両面からジグリコールアミン液を最適な成分として選定した。この液体膜成分による30cm角の平膜モジュールを構成して,その性能を検証した。空気中の二酸化炭素濃度より3-4倍の濃縮度の空気を0.5-1L/minの流量で供給可能であった。この液体膜装置は極地研の協力により,南極・昭和基地でテストされ,温室への二酸化炭素供給装置として,所定の性能を発揮した。一方,液体の交換方法,水蒸気の管へのつまり,アミンの漏れなどの今後の課題も明らかになった。(B)空気中の有機蒸気成分(VOC)の分離膜としては,液体膜成分としてトリエチレングリコールのエーテル(例えばTEG-モノブチルエーテル)類が最も分離性能がよかった。これらの液体膜の有機蒸気透過係数はシリコーンゴム膜を大きく上回り,実用性のあることが明らかになった。チャンバー試験によりベンゼン,トルエン,アセトン,メタノール等のVOC蒸気の除去試験をおこない,比較した活性炭と同程度のVOC除去性能が示された。(C)液体膜による除湿法としてはトリエチレングリコール液体により,空気中の水蒸気の分離性能を明らかにした。試作した30cm角の平膜モジュールにより2-3g/hの水蒸気を回収できることが示された。一方で、未だ実用に向けての性能が不足していることが示され,今後の改良点が課題として残された。