hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
S-PRGフィラーを用いた新規歯周炎予防技術の開発

3in vitroの解析を行うため、ヒト由来骨芽細胞を用いて炎症性サイトカインの一つであるTNF-aを投与したときのI型コラーゲンの遺伝子発現を調べたところ、S-PRGフィラー抽出液を投与することでI型コラーゲンの発現上昇がみられた。ただ、今年度は改良型マウス歯周炎モデル実験に着手することができなかった。本研究は、S-PRGフィラーの抗菌性に注目し、結紮によるマウス歯周炎モデルに投与することで歯周炎予防効果を解析し、「S-PRGフィラーを応用した新規歯周炎予防技術の開発」を目的としている。これまで、マウス歯周炎結紮モデルに対して、S-PRGフィラー抽出液を一定濃度、一定期間投与した後、マイクロCTで骨吸収を測定したところ、術後14日において、S-PRGフィラー抽出液を投与した群では、投与しなかった群に比較して有意に歯槽骨頂端ーセメントエナメル境(ABC-CEJ)距離が減少しており、S=PRGフィラー抽出液による歯槽骨吸収の抑制が観察された。また、骨密度ならびに骨体積についても、有意に吸収抑制が確認された。さらに同じ試料を用いて、組織学的・免疫組織学的手法を用いた解析を行った結果、S-PRGフィラー抽出液投与群において、好中球およびマクロファージを含む炎症性細胞浸潤の抑制、ならびに歯周組織破壊抑制がみられた。さらに、炎症性サイトカインであるMMP-9, TGF-bの分布範囲が抑制されていた。また、S-PRGフィラー抽出液に含まれる金属イオンの分布を調べるため、TOF-SIMS分析を行ったところ、ボロン、ナトリウム、ストロンチウム、アルミニウム、シリカ、フッ素それぞれの分布を確認でき、特にS-PRGフィラー抽出液投与群ではボロンが広範囲に観察された。in vitroの解析を行うため、ヒト由来骨芽細胞を用いて炎症性サイトカインの1つであるTNF-aを投与したときのI型コラーゲンの遺伝子発現を調べたところ、S-PRGフィラー抽出液を投与することでI型コラーゲンの発現上昇がみられた。また、TNF-a投与により、下流の炎症性サイトカインMMP-9の上昇を抑制することがわかった。複合レジンの成分であるS-PRGフィラーは、6種の金属イオンを放出することでう蝕や歯周病原菌に対する抗菌性を有することが知られている。しかし、in vivoでの歯周病予防に関する報告はない。本研究では、S-PRG抽出液のマウス歯周炎結紮モデルに対する効果を検討した。C57BL/6マウスを、結紮なし、結紮あり、結紮ありS-PRG抽出液投与群の3つに分けた。その結果、S-PRG抽出液は明らかに歯周炎モデルの歯槽骨吸収を抑制し、炎症性細胞浸潤を抑制しており、特にボロンイオンの分布が確認された。以上のことから、S-PRG抽出液は抗炎症効果により歯周病の組織破壊を予防する可能性が示唆された。本年度は1従来型マウス歯周炎モデル実験として、生体内で歯周炎を再現するために、生後6週齢のC57BL/6マウス下顎第二臼歯歯肉溝に全身麻酔下で実体顕微鏡を用いて5-0絹糸を挿入し、その後、S-PRGフィラーの投与群と非投与群にわけて、手術3、7、14、21日後にマイクロCTを撮影し、骨吸収量を定量的に解析する。また、各期間経過後、頚椎脱臼にて屠殺して顎骨を摘出後、組織学的・生化学的・分子生物学的に解析する。歯周炎予防効果は、組織学的に歯根膜マーカーと炎症マーカーの発現を解析する。2歯周炎を起こした領域へのS-PRGフィラーの投与技術を確立するため、S-PRGフィラーを添加した絹糸を結紮に用い、さらに、飲料水に添加し効果を判定する。コラーゲン単体あるいはコラーゲン-リン酸オクタカルシウムとの複合体を作製し、破壊された歯周組織に局所投与を行う。
内殻電子励起スペクトルの全電子第一原理計算手法の確立

本年度は研究計画書に従い、内殻電子励起スペクトルを高精度に評価することのできる第一原理計算手法の確立を目指し、手法開発及びプログラム開発を行った。本年度を含む過去2年間の本プロジェクトを通じて、すでにself-consistent GW(SCGW)プログラムは完成している。そしてその該当サブルーチンのCUDA化も完了しておりGPGPU上で計算を実行できるまでにプログラム開発が進んでいる。本年度ではまずSCGWをいくつかの分子へ適応しその性能評価を行った。内殻束縛エネルギーの絶対値評価を行った結果、従来のGW(いわゆるone-shot GW)法の結果から明らかな改善が見られることを確認することができた。しかし依然として実験値とは数eV程度の誤差が残ることも明らかになった。そこでさらなる高精度計算を実現するためのプログラム開発を行った。これまでのGW計算では主に計算コスト削減の目的で、GW自己エネルギー演算子の評価に必要となるオメガ積分を数値的に行う代わりに、generalized plasmon pole(GPP)モデルを使用することで解析にオメガ積分を実行してきた。GPPモデルは価電子励起状態計算に対しては計算精度が詳細に検討されている手法であり、数値的にオメガ積分を実行した場合と大差ない結果が得られることがわかっている。しかし内殻電子状態計算におけるGPPモデルの正当性は必ずしも保証されていない。そのためGPPモデルの使用が最終結果にどれほど影響を及ぼすのかは未だにわかっていない。そこでGPPモデルを用いずにオメガ積分を数値的に実行するプログラムの改良を行った。プログラムへの実装は完了し、テスト計算を行うことができる状況にある。今後、このプログラムを用いて性能評価を行っていく予定である。研究計画書に従い、手法開発・プログラム開発を行ってきた。そしていくつかの少数原子からなる分子の内殻束縛エネルギーを計算した。実験値との比較において、これまでの手法から一定の改善を確認することができた一方で、未だに無視できない大きさの誤差(数eV程度)が残ることも明らかになった。以上のことから、本手法を持っても内殻束縛エネルギーの絶対値評価には不十分である可能性が浮上してきた。この問題を解決するためにはbeyond GWを目指す必要があるかもしれないが、これは本プロジェクトの範疇を超える問題である。研究計画書では本年度中に、Bethe-Salpeter方程式によるX線吸収スペクトル(XAS)及びX線発光スペクトル(XES)計算までを行う予定であったが、その前段階となる内殻束縛エネルギーの評価が十分にできていないことが明らかになったために、XASとXES計算は実施を見送らざるを得なかった。そのため本年度は、内殻束縛エネルギーの絶対値評価に集中することにして、より厳密にGW計算を行うことを目指し、プログラム開発を行った(研究実績の概要を参照)。プログラム開発はすでに完了しており、「厳密」なGW計算が可能になっている。今後はこのプログラムを用いて性能評価を行っていく予定である。結果を詳細に検討し、論文としてまとめる予定である。また得られた知見を今後のbeyond GW法開発につなげるつもりである。研究計画書に従えば、本プロジェクト最終年度となる今年度は2電子励起過程のオージェスペクトルの計算に取り掛かる事になっていた。しかしすでに「現在までの進歩状況」で述べたように、その前段階となるGW法による1電子励起スペクトル(内殻束縛エネルギー)の絶対値評価において本手法では数eV程度の誤差を生じさせてしまうことが確認された。昨年度は、より厳密なGW自己エネルギー演算子の評価を目指して、GPPモデルを使用せずにオメガ積分を数値的に実行するプログラムの開発を行った。今後その性能評価を行っていく予定であるが、それでもなお無視できない程度の誤差が残ることが予想される。この問題を本質的に解決するためにはbeyond GWを目指す必要があり、明らかに本プロジェクトの範疇を超えたテーマである。しかしその場合でも結果を詳細に検討し、国内外の学会で発表するとともに、論文にまとめる予定である。また本プロジェクトを通じて得られた知見を、今後取り掛かる予定であるbeyond GW法の開発に活かす予定である。本年度は、研究計画書に従いX線光電子分光(XPS)を第一原理から高精度に求めることを目指した手法開発を行なった。申請者が開発を行なっている全電子混合基底法プログラムを用いて、GW近似の範囲でXPSを求めることを考えている。通常のGW計算(one-shot GWやG0W0と呼ばれれる)ではG0を密度汎関数理論(DFT)の範囲で求めるために、結果が交換相関ポテンシャルに強く依存してしまう。特にDFT計算では局所密度近所(LDA)や一般化勾配近似(GGA)がよく用いられるが、これらの近似は価電子帯のような非局在した電子状態には深刻な問題を起こすことはないが、内殻電子のような原子核に強く局在した電子状態に対しては問題がある。本研究課題で取り組むXPS計算ではこの問題を克服する必要がある。今年度は、自己無撞着GW(SCGW)を全電子混合基底法プログラムへ実装した。この作業はすでに完了しており、実際にSCGW計算を行うことができるようになった。しかしテスト計算を実施して来た過程で、計算コストが当初予想していたよりもかかることが判明した。最新のスーパーコンピュータを用いたとしてもCPUを使用した計算では計算時間がかかりすぎるために、現状では計算を続けることは困難であると判断した。そこでテスト計算を中断して、急遽プログラムをCUDA化することにした。

幸い本計算は行列同士の掛け算にほとんどの計算時間がかかっているためにCUDA化する箇所は最小限に留めることができた。その結果、CPUのみを使用した際の計算時間に対してGPUを使用すると2倍程度の高速化を達成することができた。現在、CUDA化したSCGWプログラムを用いていくつかの系に対してテスト計算を行なっているところである。研究計画書に従い、本年度はXPSを第一原理から精度よく求めることができると期待される自己無撞着GW(SCGW)法のプログラム開発および、いくつかの系に対してテスト計算を行った。プログラム開発は順調に完了したものの、上の「研究実績の概要」でも述べたように、当初予想していた計算コストよりも多くのコストがかかる計算であることが判明した。そのために計画書には織り込まなかった作業としてプログラムのCPDA化を行う必要性が生じた。現在ではプログラムのCUDA化は完了しており、期待した通りの性能を出すことを確認している。しかしこのCUDA化の作業を行ったことにより研究の遅れが生じた。本年度の研究計画書にはプログラムの開発及びテスト計算までを完了し、SCGWの計算精度を確認するまでを行う予定であることを記載した。しかし現在テスト計算を行なっているところであり、得られた結果を解析するまでには至っていない。本年度は研究計画書に従い、内殻電子励起スペクトルを高精度に評価することのできる第一原理計算手法の確立を目指し、手法開発及びプログラム開発を行った。本年度を含む過去2年間の本プロジェクトを通じて、すでにself-consistent GW(SCGW)プログラムは完成している。そしてその該当サブルーチンのCUDA化も完了しておりGPGPU上で計算を実行できるまでにプログラム開発が進んでいる。本年度ではまずSCGWをいくつかの分子へ適応しその性能評価を行った。内殻束縛エネルギーの絶対値評価を行った結果、従来のGW(いわゆるone-shot GW)法の結果から明らかな改善が見られることを確認することができた。しかし依然として実験値とは数eV程度の誤差が残ることも明らかになった。そこでさらなる高精度計算を実現するためのプログラム開発を行った。これまでのGW計算では主に計算コスト削減の目的で、GW自己エネルギー演算子の評価に必要となるオメガ積分を数値的に行う代わりに、generalized plasmon pole(GPP)モデルを使用することで解析にオメガ積分を実行してきた。GPPモデルは価電子励起状態計算に対しては計算精度が詳細に検討されている手法であり、数値的にオメガ積分を実行した場合と大差ない結果が得られることがわかっている。しかし内殻電子状態計算におけるGPPモデルの正当性は必ずしも保証されていない。そのためGPPモデルの使用が最終結果にどれほど影響を及ぼすのかは未だにわかっていない。そこでGPPモデルを用いずにオメガ積分を数値的に実行するプログラムの改良を行った。
電子機器から輻射される電磁波による情報漏洩とその対策に関する研究

情報機器の1つであるPC(Personal Computer)が動作時に非意図的に放出する電磁雑音を受信することによって、モニタ表示画像が再現される情報漏洩問題が顕著化し、PCおよびATM端末のような街角端末で表示する情報の漏洩が懸念されている。そこで、電磁雑音に起因するモニタ表示画像の情報漏洩を定量的に評価する方法を確立し、国際標準化機関に提案すると共に、本情報漏洩を防止するソフトウェア的な対策技術の研究・開発を行った。本年度の本研究の目的は、PCから輻射される電磁波に起因するモニター表示画像情報の漏洩に関して、(1)PCから射される電磁波の測定方法についての検討(2)測定した輻射電磁波と含有する情報の評価に対する検討(3)情報漏洩対策ソフトウェアの開発を行うことである。また、本研究はこれまでセキュリティ分野で議論が行われていたが、電磁波の測定方法について深い議論を行うため、電子情報通信学会電磁環境工学研究専門委員会電気・電子機器のEMCワークショップにおいて発表を行なった.また、デジタル伝送型のPCにおいても、液晶モニターからモニター示画像が放電磁波に起して漏洩ることを実験により検証し、その結果を2007年暗号と情報セキュリティシンポジウムにおいて発表した。(3)に関しては、株式会社ビヨンディットと共同研究契約を結び、モニター表示画像信号に起因する電磁放射を抑制する方法をMicroSoftWindowsのアプリケーションに組込み、情報ファイルを表示した場合に画面傍受により表示画像内の文字情報を漏洩させない方法を開発し、特許出願を行った(特願2006-334530)。本研究の目的は,PCから輻射される電磁波に起因するモニター表示画像情報の漏洩に関して,(1)PCから輻射される電磁波の測定方法についての検討(2)測定した輻射電磁波と含有する情報の評価に対する検討(3)情報漏洩対策ソフトウェアの開発を行うことである。また,(3)に関しては,株式会社ビヨンディットと共同研究契約を結び,対策ソフトウェアを開発し,特許出願を行った(特願2007-232836)。本ソフトウェアのプロトタイプは,Microsoft Innovation Award(コマーシャル部門)2007優秀賞受賞した(ソフトウェア名称:「電磁波情報漏洩対策強化ソフト:CrypType])。また,ハードウェアの特性を考慮したソフトウェア対策技術の特許出願を行った(特願2008-013478)。本研究の目的は、PCから輻射される電磁波に起因するモニター表示画像情報の漏洩に関して、(1)PCから輻射される電磁波の測定方法についての検討、(2)測定した輻射電磁波と含有する情報の評価に対する検討、(3)情報漏洩対策ソフトウェアの開発、を行うことであり、本年度は、論文掲載6件、学会発表5件、特許出願1件を行った。その内訳は、まず、本研究に関連する解説論文掲載が4件、(1)および(2)に関する研究論文掲載が2である。また、(1)および(2)に関する研究成果を国際学術学会で1件発表し、(3)に関する研究成果を国内学術学会で4件発表した。また、(3)に関する特許出願を1件行った。さらに、現在、本研究に関連する論評・サーベイ論文が1件、(1)および(2)に関する研究論文が1件、(3)に関する研究論文が1件の採択が決まり、掲載待ちとなっている。(3)に関しては、PCモニタ上の文字情報の漏洩を防止するソフトウェア的対策技術を開発し、各種ソフトウェアやWebアプリケーションに実装し、その有効性を示した。また、現金自動支払機等のモニタ上のボタン入力操作情報の漏洩を防止するソフトウェ対策技術を開発し、本技術のUSおよびEP特許出願を行った。
材料製造過程の伝熱に関する研究

高品質の線材を高性能・高精度に製造するためには,材料の引き抜きや押し出しのような製造過程における線材の冷却装置をコンパクトにし,さらに線材の周方向に残留応力が残らない効率よい冷却方法を開発する必要がある.従来,線材の冷却は広い空間を必要とし,大気中で自然対流あるいは強制対流により行われてきたが,このような方法では,冷却に必要な線材の長さは大きくなり,線材の周方向の温度の均一性も保証されない.本研究では,線材に相当する内管が軸方向に運動し,外管は固定された二重管型の環状流路強制対流冷却装置を新たに開発するために,内管が軸方向に同心あるいは偏心して運動する環状流路内をニュートン流体および非ニュートン流体が層流あるいは乱流で強制的に流れている場合の流動と伝熱の一般的な特性を数値解析で理論的に明らかにし,伝熱装置の設計に必要な資料と指針を定めることを目的としている.平成18年度は,環状流路内を軸方向に運動している内管の偏心が、層流で流れる流体の流動と伝熱に及ぼす影響を理論的に明らかにするために,文献調査,関連学会出席調査,物理モデルの設定,基礎式と境界条件の数学的定式化および数値解析を平行して実施した.平成17年度と平成18年度の研究成果を平成18年8月と9月にそれぞれ開催された伝熱に関する国際会議(13^<th>-IHTCおよび17^<th>-ISTP)の論文として、公表した.高品質の線材を高性能・高精度に製造するためには,材料の引き抜きや押し出しのような製造過程における線材の冷却装置をコンパクトにし,さらに線材の周方向に残留応力が残らない効率よい冷却方法を開発する必要がある.従来,線材の冷却は広い空間を必要とし,大気中で自然対流あるいは強制対流により行われてきたが,このような方法では,冷却に必要な線材の長さは大きくなり,線材の周方向の温度の均一性も保証されない.本研究では,線材に相当する内管が軸方向に運動し,外管は固定された二重管型の環状流路強制対流冷却装置を新たに開発するために,内管が軸方向に同心あるいは偏心して運動する環状流路内をニュートン流体および非ニュートン流体が層流あるいは乱流で強制的に流れている場合の流動と伝熱の一般的な特性を数値解析で理論的に明らかにし,伝熱装置の設計に必要な資料と指針を定めることを目的としている.平成17年度は,内管が軸方向に運動する同心環状流路内のニュートン流体および非ニュートン流体の層流強制対流熱伝達に関する流動と伝熱問題を数学的に定式化し,これの数値解を定め,管摩擦係数と熱伝達係数に関する解を実機の設計に必要な数値表として電子化・蓄積し,有用な設計資料を作成した.研究成果を公表するために平成18年8月と9月にそれぞれ開催予定の伝熱に関する国際学会(13^<th>-IHTC,17^<th>-ISTP)の論文として投稿・審査中である.さらに,次年度は内管の偏心率が環状流路内を層流で流れる流体の流動と伝熱に及ぼす影響を理論的に明らかにする必要があるので,理論解析を遂行するための予備的検討として,文献調査,関連学会出席調査,物理モデルの設定,基礎式と境界条件の数学的定式化および数値解法を平行して実施した.高品質の線材を高性能・高精度に製造するためには,材料の引き抜きや押し出しのような製造過程における線材の冷却装置をコンパクトにし,さらに線材の周方向に残留応力が残らない効率よい冷却方法を開発する必要がある.従来,線材の冷却は広い空間を必要とし,大気中で自然対流あるいは強制対流により行われてきたが,このような方法では,冷却に必要な線材の長さは大きくなり,線材の周方向の温度の均一性も保証されない.本研究では,線材に相当する内管が軸方向に運動し,外管は固定された二重管型の環状流路強制対流冷却装置を新たに開発するために,内管が軸方向に同心あるいは偏心して運動する環状流路内をニュートン流体および非ニュートン流体が層流あるいは乱流で強制的に流れている場合の流動と伝熱の一般的な特性を数値解析で理論的に明らかにし,伝熱装置の設計に必要な資料と指針を定めることを目的としている.平成18年度は,環状流路内を軸方向に運動している内管の偏心が、層流で流れる流体の流動と伝熱に及ぼす影響を理論的に明らかにするために,文献調査,関連学会出席調査,物理モデルの設定,基礎式と境界条件の数学的定式化および数値解析を平行して実施した.平成17年度と平成18年度の研究成果を平成18年8月と9月にそれぞれ開催された伝熱に関する国際会議(13^<th>-IHTCおよび17^<th>-ISTP)の論文として、公表した.
分子配向揚におけるポリペプチド二次構造の光制御

ポリペプチド二次構造の変化を多様な環境で実現することを目指し,本研究ではアゾベンゼン残量とオクタデシル残基を有するポリアスパルテート共重合体を合成した.まず, P-(フェニルアゾ)ベンシルーレーアスパルテートとw-n-オクタデシルーレーアスパルテートのNCAを合成し,その比率を変えて重合することによりアゾベンゼン含有0, 6.3, 26, 47, 68, 89%の共重合体を得た.アゾベンゼン含有0, 6.3%の共重合体はn-ヘキサンに可溶,他の共重合体は1, 2-シクロルエタンに可溶であり,溶液中の実験はそれら溶媒系を用いて行なった.それら共重合体の円偏光二色性スペクトルのパターンはアゾベンゼン含量0, 6.3, 47%の共重合体は右巻らせん68, 89%の共重合体は左巻らせんであることを示した.光照射による円偏光二色性の変化は,右巻らせんについては微小であったが,左巻らせんについては顕著で"左巻らせん→右巻らせん"の変化が起こった.アゾベンゼン含量89%の共重合体について,分子楕円率とシス%の関係をプロットしたところ,コンホソーション変化はシス20-60%の範囲で顕著に起こることが明らかになった.また,可視光を用いてシス→トランス異性化を行なうと,コンホメーションも対応して右巻→左巻の反転を起こすことが確認された.そして,紫外光,可視光両者を用いることによりコンホメーション変化がスイッチ的に制御できることが明らかになった.アゾベンゼン含有共重合体について, 40°Cにおける熱的シス→トランス異性化過程をUV吸収の変化で追跡し,異性化の一次速度定数を求めた.半減期は10-12時間であり,共重合体間の差は小さい.可塑剤を加えて作製したフィルム状態でのコンホメーション変化を検討したところ,アゾベンゼン含量68, 89%の共重合体について光による部分的な二次構造変化が観察された.ポリペプチド二次構造の変化を多様な環境で実現することを目指し,本研究ではアゾベンゼン残量とオクタデシル残基を有するポリアスパルテート共重合体を合成した.まず, P-(フェニルアゾ)ベンシルーレーアスパルテートとw-n-オクタデシルーレーアスパルテートのNCAを合成し,その比率を変えて重合することによりアゾベンゼン含有0, 6.3, 26, 47, 68, 89%の共重合体を得た.アゾベンゼン含有0, 6.3%の共重合体はn-ヘキサンに可溶,他の共重合体は1, 2-シクロルエタンに可溶であり,溶液中の実験はそれら溶媒系を用いて行なった.それら共重合体の円偏光二色性スペクトルのパターンはアゾベンゼン含量0, 6.3, 47%の共重合体は右巻らせん68, 89%の共重合体は左巻らせんであることを示した.光照射による円偏光二色性の変化は,右巻らせんについては微小であったが,左巻らせんについては顕著で"左巻らせん→右巻らせん"の変化が起こった.アゾベンゼン含量89%の共重合体について,分子楕円率とシス%の関係をプロットしたところ,コンホソーション変化はシス20-60%の範囲で顕著に起こることが明らかになった.また,可視光を用いてシス→トランス異性化を行なうと,コンホメーションも対応して右巻→左巻の反転を起こすことが確認された.そして,紫外光,可視光両者を用いることによりコンホメーション変化がスイッチ的に制御できることが明らかになった.アゾベンゼン含有共重合体について, 40°Cにおける熱的シス→トランス異性化過程をUV吸収の変化で追跡し,異性化の一次速度定数を求めた.半減期は10-12時間であり,共重合体間の差は小さい.可塑剤を加えて作製したフィルム状態でのコンホメーション変化を検討したところ,アゾベンゼン含量68, 89%の共重合体について光による部分的な二次構造変化が観察された.
原生動物ハリタイヨウチュウによる水質モニタリング法の生物学的基盤

原生生物のハリタイヨウチュウは重金属などの環境汚染物質に対してきわめて鋭敏な反応(軸足の短縮反応)を示す。よって、この生物を用いた水質のモニタリングが可能である。しかし、なぜこの生物が環境汚染物質に鋭敏に反応するのかに関する生物学的な基礎研究はされていない。そこで、さまざまな化学物質に対するハリタイヨウチュウの反応を調べ、細胞外からの化学物質刺激による軸足短縮の機構を解析した。1.ハリタイヨウチュウが現在用いられている水質モニタリングの他の生物より有害物質に鋭敏に反応するか比較実験を行った。比較生物はメダカおよびアルテミアを用いた。結果、20分間の反応実験でハリタイヨウチュウは排水および上水道の水質基準に準じた反応を示しことが明らかになった。2.ハリタイヨウチュウの元株の取得と現在の無菌培養株が経年の培養下で基底面の接着性の変化が起きた形跡があることから元株の採取を行い無菌化を試みている。3.ハリタイヨウチュウの培養法の改良を行った。これまで培地は試薬を用いて人工海水や人工栄養物を混合させていたが、手間とコストの面から最も増殖率が高く低コストの培養液の開発を試みてほぼ改良の有効性を得ることができた。ハリタイヨウチュウは、軸足の先端に付着した餌虫を、軸足を収縮させることにより細胞体の近傍にまで引き寄せ捕食する。この際の軸足収縮のしくみは、エサの接触刺激により機械受容Ca2+チャンネルが開き、その結果細胞外から流入したCa2+により微小管が脱重合すると考えられる。有害物質(たとえばHg2+によっても、この経路が活性化されて、軸足の短縮が生じ、それによって基底面からの離脱が生じている可能性がある。)すなわち、機械受容Ca2+チャネルの活性化により細胞外から流入したCa2+により、軸足内微小管の脱重合と軸足の短縮が生じると考えられる。Hg2+などを含む有害物質による軸足収縮も、同様の機構が介在している可能性があった。Hg2+による軸足の収縮現象には、外液のCa2+が必要で、機械受容Ca2+チャネルの阻害剤であるGd3+により阻害されることがわかった。ハリタイヨウチュウを培養するためには、現在は、イーストエキストラクト・ポリペプトン・トリプトン・酢酸ナトリウムの混合液に、餌として単細胞緑藻類クロロゴニウムを加え、20°Cで培養している。細胞が最大増殖を迎えるまでには、約1週間を必要とする。これらの培養成分は大量培養には効果で手間がかかると考え、簡易培養を試みた。しかし、これらの培地成分の必要性や濃度について再検討した結果、やはり最適な方法は現状の培養液の成分であることがわかった。実用化に向けたモニタリング装置の改良も行った結果、より軽量で小型な装置となった。また、ハリタイヨウチュウの入る測定チャンバーの脱着もより容易な形状となった。原生生物の一種であるハリタイヨウチュウは重金属などの環境汚染物質に対してきわめて鋭敏な反応(軸足の短縮反応)を示すので、この生物を用いた水質のモニタリングが可能である。しかし、なぜこの生物が環境汚染物質に鋭敏に反応するのか、ということに関する生物学的な基礎研究はまったく行われていない。そこで、1)さまざまな化学物質に対するハリタイヨウチュウの反応を網羅的に調べ、2)細胞外からの化学物質刺激による軸足短縮の機構を解析し、この反応の生物学的意味について考察する。これにより、この生物を用いた水質検査法の妥当性と適用限界を知ることを本研究の目的とした。この際の軸足収縮のしくみは、エサの接触刺激により機械受容Ca2+チャンネルが開き、その結果細胞外から流入したCa2+により微小管が脱重合すると考えられている。有害物質、たとえばHg2+によっても、この経路が活性化されて、軸足の短縮が生じ、それによって基底面からの離脱が生じていることがわかった。すなわち、機械受容Ca2+チャネルの活性化により細胞外から流入したCa2+により、軸足内微小管の脱重合と軸足の短縮が生じると考えられる。Hg2+などを含む有害物質による軸足収縮も、同様の機構が介在している可能性がある。これまでの予備的実験から、Hg2+による軸足の収縮現象には外液のCa2+が必要で、機械受容Ca2+チャネルの阻害剤であるGd3+により阻害されることがわかっている。このことは、他の有害物質による軸足短縮も同様の機序で生じている可能性があるので、重金属類と一部の有機化合物に反応することから同様の実験を行い、この仕組みがすべての化学物質について成り立つのかについて検討した。2.ハリタイヨウチュウの培養法の改良を行った。

これまで培地は試薬を用いて人工海水や人工栄養物を混合させていたが、手間とコストの面から最も増殖率が高く費用の低い培養液の開発を試みてほぼ改良の有効性を得ることができた。ハリタイヨウチュウの軸足の微細構造の解明のため、遺伝子解析などを行う予定である。環境情報1.ハリタイヨウチュウの元株の取得と現在の無菌培養株が経年の培養下で基底面の接着性の変化が起きた形跡があることから元株の採取を行い無菌化を試み比較検証をおこなう。2.有害物質による軸足短縮のメカニズムと捕食機構との関連性について有害物質の代表の水銀イオンを用いて軸足の反応実験を行う。また、伸縮にカルシウムイオンの存在や阻害剤となるガドリニウムイオンを用いて軸足の変化を動画撮影し解明を行う。
糖鎖技術を用いた新しいNASHの病態解析

C型、B型慢性肝炎、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)は肝硬変、肝細胞ガンへと進展しうる疾患である。我々は糖鎖技術を用いてNASHを含む慢性肝炎の病態解析を行ってきた。N-アセチルグルコサミン転移酵素V(GnT-V)は正常肝臓ではほとんど発現しないが慢性肝炎において発現上昇する糖鎖転移酵素である。GnT-Vトランスジェニックマウスを用いてGnT-Vが肝炎、肝線維化、肝臓へのコレステロール沈着を抑制することを明らかとした。(213文字)C型、B型慢性肝炎、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)は肝硬変、肝細胞ガンへと進展しうる疾患である。(213文字)NASHの進展において脂肪酸負荷は病態進展に重要であるが、脂肪酸負荷による小胞体ストレス(ERストレス)の影響をまず検討した。肝癌細胞株(Hepa16)に、分子シャペロン(Oxygen-regulated protein150(ORP150)をアデノウィルスにより過剰発現させたところ、脂肪酸負荷による小胞体ストレスおよび、アポトーシスの誘導が抑制された。一方、脂肪酸負荷により小胞体ストレスが生じる過程が不明であるため、脂肪酸負荷による酸化ストレスが小胞体ストレスに及ぼす影響を検討した。酸化ストレスを抑制するN-acetyl cysteineによる前処置を行うと、脂肪酸負荷によるERストレスおよびアポトーシスが抑制された。以上より、脂肪酸負荷により酸化ストレスが誘導され、ERストレスを引き起こし、ERストレス起因性アポトーシスが誘導されることが明らかとなった。糖鎖修飾は小胞体、ゴルジ体で行われており、酸化ストレスによる小胞体ストレスの誘導と糖鎖修飾の関連についてレクチンアレイを用いて糖鎖関連の遺伝子変動を検討し、その働きを検討している。平成20年4月より、大阪大学医学部附属病院ならびに、OLF(Osaka Liver Forum)関連施設において臨床研究に関する各倫理委員会の承認を得つつあり、NASH患者の臨床検体収集を開始している。現在までに、20例の臨床検体の収集が行われている。これらの臨床検体に対し、上記の同定遺伝子につき、基礎的検討をまず行い、NASHの臨床病態に関連する糖鎖関連分子を同定する。その後、関連蛋白の血清変動を検討し、症例数を増やしてNASHの診断的価値を有するか検討を行う予定である。21年度も計画書に従い、糖鎖解析技術を用いた脂肪肝の病態解析に関する研究を行った。まず、インフォームドコンセントを得たNASHおよび脂肪肝の臨床検体(血清、肝臓)を約50例集めた。現在、基礎研究で得られた糖鎖関連分子の測定を行なうため、引き続き症例数を集める予定である。基礎研究に関しては、以下の3点の成果を得た。1.脂肪肝から肝障害に進行する過程で、ERストレスが重要な役割を果たすことを見いだし、高脂肪食の動物モデルにおいてATF4、CHOP、ATF6などのストレスマーカーが上昇することを発見した。このとき、いくつかのシャペロンが誘導されるが、その代表的なものであるORP150をノックダウンすることにより、肝障害がどのように変化するか検討中である。2.マウス肝癌細胞Hepal-6の培養液中に、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸を添加したところ、前者において細胞死の誘導がより強く見られた。このとき、両者の細胞で誘導される遺伝子を、糖鎖遺伝子のアレイで解析したところ、興味あることに約2,500掲載されている遺伝子の中で有意に変化したものは、あるケモカイン(糖タンパク)のみであった。現在、その意義に関して検討中である。3.糖転移酵素の中で、最もがん化に関係が深いGnT-V(N-アセチルグルコサミン転移酵素V)のトランスジェニック(Tg)マウスに高脂肪食を負荷したところ、野生型マウスに較べてTgマウスでは脂肪肝に続発する炎症細胞の浸潤と線維化が、有意に抑制された。現在、そのメカニズムに関して、in vitroの系も使って解析中である。こうした成果をもとに、実際の脂肪肝からNASHの発症を見分ける、もしくは抑制する糖鎖マーカーないしは治療薬を開発し、大規模レベルでの臨床解析を行ないたい。21年度は、ウイルス肝炎の治療に関する大規模studyの成果が出たが、今後同様に脂肪肝でも類似の研究へと展開したい。22年度も計画書に従い、糖鎖解析技術を用いた脂肪肝の病態解析に関する研究を行った。基礎研究に関して以下の2点の成果を得た。1.マウス肝癌細胞Hepal-6の培養液中に、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸を添加したところ、前者において細胞死の誘導がより強く見られた。このとき、両者の細胞で誘導される遺伝子を、糖鎖遺伝子のアレイで解析したところ、興味あることに約2,500掲載されている遺伝子の中で有意に変化したものはMCP-1 (Monocyte Chemotactic Protein-1)のみであった。MCP-1は単球の走化性因子として同定されたが、その後、単球活性化因子や好塩基球による化学伝達物質の遊離促進、T細胞走化性活性等が報告されている。アレイの結果を確認するためにリアルタイム定量PCRでMCP-1の発現を確認中である。

2.糖転移酵素の中で、最もがん化に関係が深いGnT-V (N-アセチルグルコサミン転移酵素V)のトランスジェニック(Tg)マウスに高脂肪食を負荷したところ、野生型マウスに較べてTgマウスでは脂肪肝に続発する炎症細胞の浸潤と線維化が、有意に抑制された。脾細胞サイトカインプロファイルではTgマウスにおけるTh2型へのシフトが認められた。また、Tgマウスの肝星細胞においてTGF-betaシグナルの増強が認められたにもかかわらずI型コラーゲン発現が低下しており、その機序として、COX-2/PGE2経路を介したコラーゲン産生抑制作用が考えられた。以上からGnT-Vは、高脂肪食負荷において炎症抑制作用や肝星細胞に対する直接作用を介して肝線維化を抑制したと考えられた。
全天X線監視装置MAXIによるブラックホール候補天体の包括的研究

国際宇宙ステーションに搭載した全天X線監視装置MAXIは2009年の8月から全天のX線観測を始めた。それと同時にそれまで開発してきた突発天体発見システムを稼働させ、同システムによりこれまでに3つの新たなブラックホール候補天体を発見し、既知のブラックホール候補天体の再増光やそれらの天体の状態遷移などを捉えることにも成功した。それらの結果を世界に速報することにより、多波長で追観測が行われ、新天体の正体や性質等が明らかとなった。2010年7月に全天X線監視装置MAXIが国際宇宙ステーションに取り付けられ、8月から観測を開始した。平成21年度の研究計画に記した通り、ブラックホール候補天体等のアウトバーストを検出する「突発天体発見システム」を筑波宇宙センター内に設置し、大学院生らとともに実データに合わせたシステムの改良や突発天体発見のための閾値の最適化を行った。同システムにより、運用開始当初からリアルタイムの全天イメージを得ることができ、さらには同年11月に速報機能も追加し、自動検出を可能にした。これらの機能により、ブラックホール候補天体を含む、様々な天体の突発現象が発見された。同システムにより検出された新しいブラックホール候補天体は、予想されていたものより少なく、2011年3月現在でXTE J1752-223のみであるが、ブラックホール候補天体H1743-433,4U1630-47,GX339-4のアウトバーストを世界に先駆け検出し、ATel(The Astronomer's Telegram)に共同研究者らとともに報告した。また、XTE J1752-223,H1743-322,Swift J1753.5-0127の状態遷移も同システムにより捉え、ATelに報告した。これらの発見(速報)により、電波からX線まで様々波長域での追観測が世界中で行われた。これらの発見等は、質量降着率の変化によるブラックホール降着円盤の物理状態の変化(状態遷移)を調べる上で貴重なデータを提供し、国内外の学会や研究会で初期成果の発表を行った。現在、データを詳細に解析するとともに論文にまとめる作業を行っている。21年度に引き続き、ブラックホールX線新星を捉えるべく、MAXIによる突発天体発見システムの改良等を学生とともに行なった。そのシステムによって、2010年9月25日にはMAXI J1659-152を発見し、世界に速報した(Negoro et al.ATe1 2873)。MAXIの速報の後、世界の多くの天文台や衛星による多波長観測が行なわれ、同天体がブラックホールである可能性が極めて高いことやこれまででもっとも短い連星の軌道周期(2.4-2.5時間)を持つことなどが分かった。増光後に、SuzakuのTo0観測も行われ、降着円盤のロー/ハード状態からハイ/ソフト状態への遷移の途中段階と考えられている中間状態(Intermediate State)中のワイドバンドでの貴重なデータ得られ、現在、MAXIの観測結果とまとめた論文を準備中である。また、2010年7月にはブラックホール候補天体、白鳥座X-1のソフトステートへの遷移も世界に先駆けて速報し(Negoro et al.ATe1 2711)、その直後に多くの追観測が行なわれた。MAXI J1659-152と白鳥座X-1の観測データから、前述の中間状態がある程度安定した状態であることが示唆されており、その結果を12月に行なわれた第4回MAXI国際会議で発表した。この遷移の問題は、昨年度に発見されたXTE J1752-223のこれまでに例を見ない2段階のハード状態を経たソフト状態への遷移にも関係し、これまで考えられていた以上に複雑な状態遷移の機構が解明されつつある。突発天体発見システムにより、中性子星と考えられるMAXI J0556-332も発見され、既知のブラックホールや中性子星の再活動(アウトバースト)や原始星等からのフレアなども検出され、多くの天文分野の研究に役立っている。研究期間中に開発してきたMAXI突発天体発見システムにより、2011年5月8日には新たなブラックホール候補天体MAXI J1543-564を発見し(Negoro et al.ATel.3330)、さらに8月30日にはMAXI J1836-194を発見した(Negoro et al.ATel,3611)。これらにブラックホール候補天体は、その後、多くの衛星、地上観測装置により追観測され、その実態が解明されつつある。これらの候補天体は、最も明るくなった時でさえ、100mCrab程度とこれまでよく研究されてきた他のブラックホール候補天体と比べて一桁以上暗い。状態遷移等のそれぞれの特徴から、J1543-564はこれまで観測されてきた候補天体の中でもっとも遠方に位置し、またJ1836は質量降着率が低かったX線新星であることが示唆されている。現在も同天体のデータを含め、詳細なデータ解析を行っている。

また、2011年3月末には同発見システムがその前日にSwift衛星が捉えたSwift J164449.3+573451フレアも捉え、世界に速報した。当初、その奇異な現象の実態はわからなかったが、MAXIの過去の同領域のデータやその後の追観測により、銀河中心にある巨大ブラックホールよる近傍の恒星の潮汐破壊によるもの、つまりは、星が巨大ブラックホールに吸い込まれる瞬間を捉えたと解釈でき、Natureにもその結果が掲載(Burrows etl al.2011)されたことは同じブラックホール研究として特筆に値する。さらには、同システムによりブラックール候補天体ではなかったが、2011年11月11目には特異なSSS(Super-soft Source)が検出され、発見後約1分で世界に速報された。これらの成果について、現在、共同研究者とともに論文にまとめているところである。
進行性前立腺癌における新しい治療ターゲットの探索

Cell lineを用いたin vitroでの検討結果を示す。次いで臨床サンプルを用いたin vivoでの検討結果を示す。まず、臨床サンプル(血液)のcaveolin-1(以下CAV1)の発現解析を行った。ホルモン治療抵抗性前立腺癌(以下CRPC)とホルモン治療感受性前立腺癌(以下Non-CRPC)患者の血漿CAV1濃度をELISA法を用いて比較検討した。結果、CRPC患者群で有意に血漿CAV1濃度が高値であった。(Student`s t-test; p<0.004)まず、臨床サンプルを用いたin vivoでの検討結果を示す。CRPCおよびnon-CRPCの患者血漿CAV1濃度をELISA法にて比較検討した結果、CRPC群で有意に血漿CAV1濃度が高値であった(Student`s t-test: p<0.004)。次に、Cell lineを用いたin vitroでの検討結果を示す。CRPC modelとしてPC3、non-CRPC modelとしてLNCaPを用いそれぞれのCAV1の発現をmRNAlevelおよびタンパクレベルで比較検討した。結果、mRNA level、タンパクレベルともPC3で有意に高発現していることが分かった(Student`s t-test: p<0.0001)。癌当初の計画通り、臨床検体での解析はほぼ終了している。また、臨床検体を用いた追加実験も結果が出ている。ただ、現在siCAV1を用いたノックダウンPC3株の作成は終了しているものの、以後のsignal pathwayでの解析で有意な結果が出ておらず、現在その解析の進行中である。当初の計画通り、臨床検体での解析はほぼ終了している。また、平成25年度以降計画予定であったcell lineでのin vitroでの解析も結果がでており、現在進行中ではあるがsiRNA(siCAV1)を用いたノックダウンcell lineにての解析も順調に進んでいる。現時点でsiCAV1を用いたノックダウンPC3株の作成は終了しているため、このノックダウン株を用いて、以後のsignal pathwayでの解析をすすめる。さらにCAV1と協調して発現しているとされるCAV2についても同様の実験をすすめる予定である。また、同株を用いて電子顕微鏡による超微細形態学的解析も追加検討の予定である。ノックダウンcell lineにおけるsignal pathwayの解析を進め、モデルマウスを作製後、in vivoでの機能解析を予定している。
高密度多種イオンプラズマの相状態と輸送過程

補助金が交付された期間に得られた研究成果を以下の13に分けて述べる。1.代表者は分担者と協力して、強結合プラズマの統計物理とそき応用につて1986年迄の成果をレビューし、Physics Reports誌に公刊した。1986年迄の研究成果のうち、本課題研究に関連の深いものとして、(1)電子遮蔽効果を取り入れたイオン系の自由エネルギーをhypernetted chain(HNC)近似内で正確に計算する公式の導出、(2)太陽内部条件下での水素プラズマ中の鉄イオン溶融度曲線の計算、(3)密度汎関数法に基づくブリッジ関数の新しい表式の導出とそれによるHNC法の改良、が挙げられる。2.古典一成分プラズマがbcc結晶相に固化する条件を、改良されたHNC法による直接相関関数を用いて、密度汎関数法で解析した。粒子間相対座標の3体相関や角度相関の効果を微視的計算により明らかにし、固化条件を計算するための簡便な方法を提案した。3.白色矮星内部条件に対応する高密度炭素-酸素混合物質の状態方程式をモンテカルロ・シミュレーション法・積分方程式法・密度汎関数法を用いて解析した。その結果、炭素-酸素二種イオン混合プラズマでは、固相液相の両方で、線型混合則が、精度よく成り立つことを示した。次に、炭素-酸素二種イオン混合プラズマの固化に伴う相図を正確に計算し、それが共沸型(azeotropic)であることを示した。さらに相変化に伴う質量密度の不連続なとびを評価した。これらの計算結果は白色矮星の進化過程を解析するのに重要である。1.高密度プラズマの結晶化現象を予知する簡明な解析理論を発達させるという見地から,まず研究を進めた.ガウス固体模型を密度汎関数理論に応用し,変分原理により状態方程式を定めた.その際,密度ゆらぎについて低次の平均場的成分のみならず,高次の角度相関が関与する項について詳細に検討した.これらの結果を総合し,高密度プラズマ固化の条件ついて解析的に簡明な取り扱い法を導きだした.この方法は,多種イオンプラズマの固化を解析するにあたり有用である.2.改良されたhypernetted chain近似法を,炭素-酸素混合系に応用し,熱力学関数を計算した.相図の決定にあたって,混合系の熱力学関数には重ね合せの原理が精度よく成り立つことを確かめた.3.白色矮星内の高密度炭素-酸素物質の固化転移を,解析理論的にまたモンテカルロ・シミュレーション法を用いて,詳しく研究した.相図として紡錘(spindle)型,共晶型(eutectic)型,共沸(azeotropic)型の可能性が示され,白色矮星の冷却率や超新星爆発過程での意味づけが論じられた.今年度の研究成果は大きく分けて次の2点にまとめられる:1.非線形密度汎関数法による古典一成分プラズマ固化の解析古典一成分プラズマがbcc結晶相に固化する条件を、改良されたhypernetted chain法による直接相関関数を用いて、密度汎関数法で解析した。2.白色矮星内の高密度炭素-酸素混合物質の熱力学関数、固化転移および相図白色矮星内部条件に対応する高密度炭素-酸素混合物質の状態方程式をモンテカルロ・シミュレーション法、積分方程式法、密度汎関数法を用いて解析した。その結果、炭素-酸素二種イオン混合プラズマでは、固相液相の両方で、線形混合則が、精度よく成り立つことを示した。
極低温下での大電流接続部の開発研究

本研究では、超伝導ケーブルの端末構造として、低抵抗接続が可能な給電端子の構造、材質などを開発することをねらいとしている。この目的から、給電端子特に接触部の材料、接触荷重、超伝導線の埋め込み方法、等の構造、並びに接続部での電気的、熱的特性を調べると共に、極低温下での大電流接続部の実用化を目指して本研究を進めてきた。接続部の荷重と接触抵抗に関する極低温下での試験では、冷却条件の良否、特に熱はけの良否によって接触抵抗は大きく変化することを示し、熱はけが良好な状態では通電電流及び接点荷重と接触抵抗には再現性があることを示した。この結果を踏まえ、極低温下での30kA級大電流接続部の開発を行った。対向の条件としては半田めっきとし、ターミナルの材料としては残留抵抗(RRR)が大きく、しかも熱伝導が良好な材料を使用した。また、ターミナル部でのジュール発熱を極力低減させるために、ターミナルの面積を大きくして電流密度をさげ、対向面の近傍まで超伝導線を埋め込む構造とした。これにより、30kA級の電流容量においても、発熱量は2W程度に抑えることができた。更に、超伝導コイルと超伝導ブスバー、あるいは超伝導ブスバーと電流リードの間を自由に接続可能なフレキシブル金具の開発を行なった。本金具は、核融合実験装置LHDの極低温大電流接続部に導入し、現在までに2500時間以上(1日12時間の連続を含む)の通電実績を有する。電流リード、あるいは4Kから1.8Kへの電流導入端子では、熱侵入を低減させるために、高温超伝導材料のように熱伝導の悪い材料が切望される。高温超伝導材料の接続部に関する基礎データの収集と構造の検討については、今後の課題とする。本研究では、超伝導ケーブルの端末構造として、低抵抗接続が可能なターミナルの構造、材料、形状を開発することをねらいとしている。具体的には、ターミナルの材料、接触部の加重、温度等の基本パラメータを変化させ、接触部での電気的、熱的、機械的なデータを収集すると共に、実用化にむけての手法を確立することを本研究の目的としている。これまでの研究では、銅を対向面とした接点材料を用い、室温、液体窒素、液体ヘリウム下で、接点の加重、電流値、接点の表面処理、通電回数をパラメータとして、接点接触部の電圧降下(圧熱量)を詳細に調べてきた。これまでの研究の結果として、1)接触部の電圧降下は、接触部の加重の平方根にほぼ比例し、2)最小限界加重では熱的に暴走する傾向が判明した。この結果をふまえ、更に低抵抗接触を実現するために、高温超伝導材料の適用性を検討した。平成10年度は、接触部の材料としてYBCOバルク材料の適用性を検討し、通電試験用のサンプルとして、1辺1cmのサイコロ形状のYBCOバルク材料を製作した。接触部の対向面の表面処理の依存性を調べるために、YBCOの対向面として、表面未処理、銀ペースト処理、半田仕上げの3種類を採用した。現在、これらの資料を試験するための設備を組み立て中である。本材料による本格的な通電試験は平成11年度に行う予定である。また、ビスマス系高温超伝導材料を対向面とした接点材料の適用性の検討も平成11年度に併せて行う予定である。本研究では、超伝導ケーブルの端末構造として、低抵抗接続が可能なターミナルの構造、材料、形状等を開発することを目標としている。具体的には、ターミナルに用いる材料、接触部の荷重条件、温度等の基本的なパラメーターを変化させて、接触部での電気的、熱的、機械的なデータを収集すると共に、実用化にむけての手法を確立することを本研究の最終目的としている。

これまでの研究では、銅を対抗面とした接触部材料を用い、室温、液体窒素、液体ヘリウム下で、接触部の荷重、通電電流値、接点の表面状態、通電回数等をパラメータとして、対向材料の電圧降下を詳細に調べてきた。これまでの研究の結果として、1)接触部の電圧降下は、接触部の荷重の平方根にほぼ比例し、2)最小限界荷重では熱的に暴走する傾向にあることが判明した。また、接触部の材料として、高温超伝導材料の適用性について平成11年度から研究を開始した。先ず最初に、通電試験用のサンプルとして、1辺1cmのイットリウム(YBCO)系のバルク材料を製作した。接触部の対向面の表面処理の依存性を調べるために、YBCOの対向面として、表面未処理、銀ペースト処理、半田仕上げの3種類を用いた。現在、これらのサンプルの通電特性を詳細に調べているところである。また、これと平行して、YBCO対向面を半田付けして荷重を印加したサンプルを製作し、単純接触の場合との比較試験も行っている。液体ヘリウム下での小電流の通電においては、半田部は超伝導特性を示す傾向が観測されている。YBCOの対向材料は、極低温下では優れた電気的特性を示すが、反面、機械的応力に弱く、熱収縮、電磁力等に対する支持構造が必要であることが判った。平成12年度は、銀シースで補強したビスマス系のテープ材料を対向とした材料の適用性を検討すると共に、本研究のまとめを行う予定である。本研究では、超伝導ケーブルの端末構造として、低抵抗接続が可能な給電端子の構造、材質などを開発することをねらいとしている。この目的から、給電端子特に接触部の材料、接触荷重、超伝導線の埋め込み方法、等の構造、並びに接続部での電気的、熱的特性を調べると共に、極低温下での大電流接続部の実用化を目指して本研究を進めてきた。接続部の荷重と接触抵抗に関する極低温下での試験では、冷却条件の良否、特に熱はけの良否によって接触抵抗は大きく変化することを示し、熱はけが良好な状態では通電電流及び接点荷重と接触抵抗には再現性があることを示した。この結果を踏まえ、極低温下での30kA級大電流接続部の開発を行った。対向の条件としては半田めっきとし、ターミナルの材料としては残留抵抗(RRR)が大きく、しかも熱伝導が良好な材料を使用した。また、ターミナル部でのジュール発熱を極力低減させるために、ターミナルの面積を大きくして電流密度をさげ、対向面の近傍まで超伝導線を埋め込む構造とした。これにより、30kA級の電流容量においても、発熱量は2W程度に抑えることができた。更に、超伝導コイルと超伝導ブスバー、あるいは超伝導ブスバーと電流リードの間を自由に接続可能なフレキシブル金具の開発を行なった。本金具は、核融合実験装置LHDの極低温大電流接続部に導入し、現在までに2500時間以上(1日12時間の連続を含む)の通電実績を有する。電流リード、あるいは4Kから1.8Kへの電流導入端子では、熱侵入を低減させるために、高温超伝導材料のように熱伝導の悪い材料が切望される。高温超伝導材料の接続部に関する基礎データの収集と構造の検討については、現在進行中である。
TGFβによるストレス応答キナーゼMTK1の活性化機構と癌における制御異常の解明

TGFβにより増殖抑制の誘導されるTGFβ応答細胞を用いた実験から、TGFβ刺激により一部のGADD45関連遺伝子が強く発現誘導され、またその発現量の経時変化はp38MAPキナーゼ活性化のタイムコースとほぼ一致することを見出した。一方、TGFβ不応答性細胞ではGADD45関連遺伝子の発現誘導およびp38の活性化は認められなかった。さらに遺伝子導入実験によりTGFβによるp38の活性化にSmad分子を介する新たな経路が存在することを見出した。またドミナント・ネガティブMTK1はTGFβによるp38の活性化を抑制することから、この経路にMTK1の活性化が関与することが示唆された。さらにMTK1を介するシグナル伝達の異常と発癌との関連を明らかにするため、酵母細胞を用いてMTK1の機能異常を検出する新たな方法を開発し、この方法を用いて幾つかのヒト胃癌、肺癌細胞にMTK1の遺伝子変異が存在することを見出した。またin vitroにおいてこれらの遺伝子変異によりMTK1のキナーゼ活性化が消失することを確認した。以上の結果からTGFβによるストレス応答MAPKの活性化に、Smad蛋白質およびMTK1を介する新たな経路が存在し、その異常が発癌に関与することが示唆された。
低ペクレ数場を利用した火炎合成基盤の創成

マイクロバーナにより形成される微小拡散火炎では,通常のバーナで形成される火炎に比べ対流の影響が小さく,分子拡散や熱伝導の効果が大きい.このような状態を,ペクレ数という無次元数を用いることで「低ペクレ数場」と定義することができる.この低ペクレ数場は,従来実現できなかった反応条件を火炎合成法にもたらす.低ペクレ数場と拡散火炎群を組合せたとき,火炎内の滞留時間(加熱時間)の長期化や加熱温度の高温化が可能になる.従来のいずれの手法でも不可能であった反応条件での合成は,革新的な新材料の合成への道を開く.そこで本研究は,低ペクレ数場という新たな火炎合成基盤を創成する.マイクロバーナにより形成される微小拡散火炎では,通常のバーナで形成される火炎に比べ対流の影響が小さく,分子拡散や熱伝導の効果が大きい.このような状態を,ペクレ数という無次元数を用いることで「低ペクレ数場」と定義することができる.この低ペクレ数場は,従来実現できなかった反応条件を火炎合成法にもたらす.低ペクレ数場と拡散火炎群を組合せたとき,火炎内の滞留時間(加熱時間)の長期化や加熱温度の高温化が可能になる.従来のいずれの手法でも不可能であった反応条件での合成は,革新的な新材料の合成への道を開く.そこで本研究は,低ペクレ数場という新たな火炎合成基盤を創成する.