hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
蛋白質導入法を用いたギャップジャンクション開閉の仕組みの解明

pHの低下によるGap junction (Gj)の閉鎖は、connexin43(Cx43)の第二細胞内ドメイン(Loop)に存在するH(ヒスチジン)が必須であることから、pHが低下することでHにプロトン(H+)が付加されて陽電荷を帯び、細胞内C末端(CT)がLoopに結合することにより起こると考えられている。本仮説を検討する目的で研究を進めた結果、本年度は、以下の結果を得た。1,本研究には現在注目を集めている細胞内蛋白導入法を用いたが、これに利用するTAT結合LoopおよびCTを作成した。2,細胞内C末端が欠如したconnexin43(cx43)を発現するHeLa細胞にCTを細胞内蛋白導入法にて導入後pHを低下させるとチャンネルの閉鎖が起こった。3,Cx43を発現するHeLa細胞に1と同様の手法にてCx43第二細胞内ドメインを導入しpHを低下させたがチャンネルの閉鎖は阻害されなかった。4,Cx43の細胞内第二細胞内ドメインを蛋白導入法にCx43を発現するHeLa細胞(Cx43HeLa)に導入すると、細胞内Loopがcontact領域に発現することが明らかとなった。5,蛋白導入法を用いてCx43のC末端をHeLa細胞に導入するとp27のユビキチン化に関連するKPC1の発現が抑制される。結果5については論文を作成済みである。結果4についてなぜLoop領域を細胞内に導入するとcontact領域に発現するのか詳細に検討した後に論文を投稿する予定である。pHの低下によるGap junction(Gj)の閉鎖は、connexin43(Cx43)の第二細胞内ドメイン(Loop)に存在するヒスチジン(H)が必須であることから、pHが低下することによりHにプロトンが付加されてLoopが陽電荷を帯び、細胞内C末端(CT)がLoopに結合することにより起こると考えられている。本仮説を検討する目的で研究を進めた結果、本年度は以下の結果を得た。1,本研究には現在注目を集めている細胞内蛋白導入法を用いたが、これに利用するTAT結合Loop(TAT-Loop)およびCT(TAT-CT)を作成した。2,細胞内C末端が欠如したCx43を発現するHeLa細胞にTAT-CTを細胞内蛋白導入法にて導入後pHを低下させるとチャンネルの閉鎖が起こった。3,Cx43を発現するHeLa細胞に1と同様の手法にてTAT-Loopを導入しpHを低下させたがチャンネルの閉鎖は阻害されなかった。以上のことから、Cx43のCTがpHの低下によるGjの閉鎖に非常に重要な領域であることが示唆された。しかしながら、Loopについてはこれまでの仮説を支持する結果を得ることはできなかった。この理由としては,CTと結合するのは他の部位であること(例えばN末端)、あるいは細胞内に蛋白導入されたLoopはそれ自身が本来持つ機能を発揮しない可能性が考えられた。このため現在詳細を検討中であるとともに論文投稿準備を進めている。
熱中症予防のための鼓膜温によるバイオロジカルモニタリング手法の開発

暑熱職場で作業している労働者の熱中症を予防するために、作業中の労働者の深部体温を外部から連続モニタリングする手法を開発した。研究当初は作業中に測定可能な深部体温として鼓膜温を検討したが、赤外線を使用した非接触式の鼓膜温計は測定精度に問題があり、また、接触式の鼓膜温計は安全性に問題があるため、耳栓で密閉した外耳道空間の体温を深部体温として評価した。6名の男子学生を被験者として、温度35°C、湿度60%の人工気候室内で、20分間の75Wの運動と15分間の休憩を1セットとし、これを3回繰り返させ、外耳道温、直腸温、食道温、平均皮膚温の推移を測定した。その結果、外耳道温から代表的な深部体温である直腸温を推定することが可能であった。次に、作業者の外耳道温を外部からモニタリングできる装置を検討した。汎用の無線式温度測定用データロガーに外耳道温測定用プローブを取り付け、測定温や環境温を変化させ、熱伝対を使用した標準温度計と比較してデータロガーの校正を行った。その結果、このデータロガーの精度は、測定温度が30度から40度の範囲では、環境温に関係なく±0.2度以内であり、外耳道温の測定が可能と考えられた。そこで、さまざまな暑熱作業として、夏季から初秋にかけてメンテナンス作業、リサイクル作業、焼却炉の解体作業を選び、27名の作業者にデータロガーを使用した外耳道温測定器を装着し、作業中の外耳道温の推移を測定した。その結果、外耳道温の最高値や平均値と作業後の疲れや疲労との間に相関関係が見られた。外耳道温の最高値は暑熱ばく露の許容値を、外耳道温の平均値は暑熱ばく露量を表していると考えられた。外耳道温の最高値や平均値は、熱中症予防の指標に有用であると考えられた。この研究は、熱中症予防対策として、労働者の核心温を連続モニターする装置を開発している。本年度は、核心温として、耳栓で外界と遮蔽された外耳道空間の体温に着日した。被検者に暑熱下で運動と休憩を繰り返させ、外耳道温と食道温や直腸温との変化と比較し、外耳道温が核心温として妥当であるか否か検討した。熱中症の既往のない健常男子大学生6名(平均年齢20.8歳)を対象にして、耳栓の中に熱電対を組み込んだ外耳道体温を測定するプローブを作成し、外耳道温、食道温、直腸温、平均皮膚温(7点法)、心拍数を5秒間隔で測定した。被検者は、人工気候室(温度35°C、湿度60%)内で、10分間安静にさせた後、20分間エルゴメーターで75Wの運動を行わせ、気温24°Cの前室内で15分間休憩させた。運動と休憩を3回繰り返させた後、人工気候室内で10分間安静にさせた。外耳道温は、食道温や直腸温に比べて、運動時・休憩時ともに、約0.2°Cから1.0°C低く推移した。両者の温度差は、休憩時は運動時に比べ、時間の経過とともに拡大した。表面皮膚温は、運動時上昇し、休憩時低下したが、両者の温度差は約4°Cであった。運動・休憩間の外耳道温の変化は、約0.7°Cであり、表面皮膚温に比べ、温度差が小さかった。

外耳道温は、ISO9886(暑熱ばく露に対する生態指標の評価)によると、鼓膜温と外耳道開口部の気温の影響を受けると言われている。しかし、今回、外耳道開口部を耳栓で遮蔽しても、外耳道温は外気温の影響を受けた。これは、体表面から循環してきた冷却された血液の影響を受けたことが考えられた。外耳道温を核心温として代用するためには、外耳道温が環境温の影響をどの程度受けるのか検討する必要があると考えられた。暑熱職場で作業している労働者の熱中症を予防するために、作業中の労働者の深部体温を外部から連続モニタリングする手法を開発した。研究当初は作業中に測定可能な深部体温として鼓膜温を検討したが、赤外線を使用した非接触式の鼓膜温計は測定精度に問題があり、また、接触式の鼓膜温計は安全性に問題があるため、耳栓で密閉した外耳道空間の体温を深部体温として評価した。6名の男子学生を被験者として、温度35°C、湿度60%の人工気候室内で、20分間の75Wの運動と15分間の休憩を1セットとし、これを3回繰り返させ、外耳道温、直腸温、食道温、平均皮膚温の推移を測定した。その結果、外耳道温から代表的な深部体温である直腸温を推定することが可能であった。次に、作業者の外耳道温を外部からモニタリングできる装置を検討した。汎用の無線式温度測定用データロガーに外耳道温測定用プローブを取り付け、測定温や環境温を変化させ、熱伝対を使用した標準温度計と比較してデータロガーの校正を行った。その結果、このデータロガーの精度は、測定温度が30度から40度の範囲では、環境温に関係なく±0.2度以内であり、外耳道温の測定が可能と考えられた。そこで、さまざまな暑熱作業として、夏季における焼却炉の解体作業、リサイクルセンターの解体作業、遺跡発掘作業、圧延作業、炉前作業、圧延機のメンテナンス作業を選び、作業者数名にデータロガーを使用した外耳道温測定器を装着し、作業中の外耳道温の推移を測定した。その結果、作業の経過とともに、外耳道温は38°C程度まで上昇したが、今回の調査では熱中症を発症した作業者は無く、熱中症と外耳道温との関係は明らかにできなかった。しかし、外部から作業者の深部体温を連続モニタリングすることが可能となり、この手法は熱中症の予防に有効であることが示唆された。
戦前期日本における在来産業の全国的展開に関する数量的実証研究

●当該年度においては、以下の作業が行われた。(1)『主税局年報書』をデータソースとして、戦前期の以下の業種に関して、道府県別に、営業税データの入力が完了した。運河業、運送業、貨物陸揚業、金銭貸付業、銀行業、桟橋業、写真業、出版業、信託業、製造業、請負業、席貸業、船渠業、船舶碇繋業、倉庫業、代弁代理業、仲立業、周旋業、仲買問屋業、鉄道業、土木請負業、物品貸付業、物品販売業、保険業、無尽業、旅人宿業、料理店業、労力請負業入力した項目は、以下の通り。税額、営業人員(兼業及び本業)、営業場数(兼業及び本業)、売上金額(卸売及び小売)、資本金額、建物賃貸価格、従業者業、職工・労役者数(2)営業税に関して、その税制上の地位を確認した。(3)以上の業種に関して、各道府県別に、時系列的に、データの入力結果から判るファクト・ファインディングスを検出した。(4)営業税データを用いて主成分分析を実施し、戦前期の在来産業の全国的展開を数量的に検討し、戦前期の在来産業の全国的な展開は、「西高東低」型であったことを実証した。
構造特性を生かした新規な芳香族複素環系機能性物質の開発

炭素資源の有効利用を考える上で、ファインケミカルスの構造特性を生かした機能性物質の開発は最も重要な研究課題である。当研究においては、構造特性を生かした新規な芳香族複素環系機能性物質を開発することを目的として研究を遂行し、以下の成果をあげた。1.PPPMO法を用いて色素の吸収スペクトルを定量的に解析し、色と構造の関係を定量化することによって、キノン系近赤外吸収色素の合成デザインを行った。赤外吸収色素はレーザ光記録材料用機能性色素として最近特に注目されており、その開発は急務とされている。当研究においては、世に先がけて数多くのキノン系赤外吸収色素を提案し社会のニーズに対応した。すなわち、5-アミノ-8-アリルアミノ-2.3-ジシアノナフトキノン誘導体、フェノチアジンキノン、フェノセレナジンキノン系赤外吸収色素の合成とそれらの物性について公表した。また、これらの色素は溶液中でキノン-キノンクミン互変異性を示し、大中な色調の変化を示すことから、ホトクロミズムやエレクトロクロミズムを示す機能性材料に関連して興味深いことが判った。2.可視光エネルギーを有効利用する上で光吸収体としての色素の果す役割は非常に大きいが、N,N-ジアシルインジゴはトランス-シス光異性化によって太陽エネルギーを熱エネルギーに変換しうることが判った。また、N,N′-ジアルキルインジゴは光電子移動反応によって還元され、光触媒として作用することを見い出した。3.新規な生理活性物質として3-置換-2-フェニルチオフラボン誘導体やベンゾチオピラノ〔2.3b〕-1.5-ジアゼピン誘導体を合成し、それらの生理活性と構造の相関性について検討した。また、それらのの部については新規な複素環系機能性色素への応用についても検討した。以上の成果は学会発表を通じて公表するとともに、下記の論文を含む16報の論文によって公表した。
三陸をモデルとしたサケ資源の利用高度化による新たな需給システムの構築

三陸産サケの生態的,歴史的,文化的価値を明らかにし,サケが人工ふ化放流事業により造成される単なる食資源ではなく,我が国の自然や人々の暮らしと密接に関わってきた天然資源であることを再認識する基礎の提供を目的とした。これまで継続してきた歴史的にも文化的にも人と強い繋がりを持つ河川のサケ,すなわち産卵親魚とふ化稚魚に関する研究を行った。本年度は,一連の調査を実施してきた大槌川および小鎚川に加え,2018年12月末より同じく大槌湾へ注ぐ鵜住居川でも降海稚魚の継続的な採集調査を実施した。2019年4月末までの途中経過だが,特筆すべきはいずれも2000万尾程度の稚魚を放流している大槌川と鵜住居川において,採集される降海稚魚数が数十から数百倍のスケールで異なる可能性が高いことである。また,わずか5kmほどしか離れていない両河川下流部に設けた調査定点の初冬の水温は,大槌川が11.2°C,鵜住居川が2.7°Cと8.5°Cも異なることがわかった。この原因として人為的な排水や支流もしくは湧水の流入などが想定される。水温は魚類の行動や生活史などを制御する主要な環境要因であるため,大槌川と鵜住居川のサケにも何らかの影響を与えていると推察され,急遽,両河川の水温環境に関する調査に着手することとした。一方,本研究目的の達成のためには,課題終了後も得られた成果を長く地域へ発信し続けることが重要である。そこで,最終年度にあたる本年度は,これまでに得られた自然科学および民俗学研究の成果を展示・公開する準備を進めた。具体的には,岩手県大槌町の東京大学大気海洋研究所・国際沿岸海洋研究センターに設置が予定されている展示・資料施設(2019年秋竣工)に常設とする標本,写真,映像および河川漁業で使用されていた漁具,サケに関する各種の史資料などを収集した。これらについては,巡回展も含め広く地域への情報発信に用いる予定である。近年、自然条件下で繁殖するシロサケ個体群の重要性が再認識されている。しかし、三陸沿岸におけるシロサケの自然産卵に関する情報は皆無であり、その実態把握が急務といえる。そこで平成26-27年シーズンに大槌川・小鎚川で実施したシロサケ自然産卵の予備調査の結果の解析を行った。大槌湾水系における野生魚の産卵期は9-1月で、自然産卵の頻度から推定したいわゆる前期群と後期群の境界は10月18日ころであった。また、大槌川では河口から1-2km上流を中心に計160床の自然産卵床が確認された。流下トラップによる降海稚魚の試験採捕により、小鎚川の平均サイズが尾叉長(FL) 45mm、体重(BW) 0.6gであるのに対し、大槌川では明瞭な二峰型が認められ、小鎚川と同じモードの他にFL65mm、BW1.9gの大型の個体群が存在することがわかった。大槌川のふ化放流事業はほぼ震災前のレベルまで復旧したものの、小鎚川では未だ中断されたままである。このため、大槌川の小型群および小鎚川の稚魚は自然産卵に由来する野生魚、大槌川の大型個体はふ化放流魚と推察される。今後、安定同位体比などを用いて正確にこれらを判別する方法を開発し、大槌湾水系におけるシロサケ天然産卵の実態と稚魚の降海行動などを明らかにする。一方、三陸のサケの民俗学研究を推進するため、東北歴史博物館の小谷竜介副主任学芸員の助言のもと、国立民族学博物館外来研究員の吉村健司氏を研究員として雇用することとした。吉村氏は平成29年4月1日に岩手県・大槌町にある東京大学・大気海洋研究所・国際沿岸海洋研究センターへ赴任し、今後、三陸沿岸での研究にむけた準備を開始する。また、本研究のコンセプトを本州・東北地方のサケ研究者に広く周知し、協力を得るため、平成27年7月22日に東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「南限のサケ研究-地域性に基づく新たな生物資源像-」を開催した。平成26-27年シーズンに大槌川・小鎚川で実施したシロサケ自然産卵群の予備調査の結果を学術論文として公表した。これは三陸のシロサケ自然産卵に関する初めての量的報告であり貴重な記録と考えている。予備調査で得られた稚魚標本を用いて耳石の炭素・酸素安定同位体比(δ13C、δ18O)および筋肉の炭素・窒素安定同位体比(δ13C、δ15N)による人工ふ化放流魚と野生魚の判別法の有効性を検討したところ、群れごとの差は検出されるものの重複が大きく、特定の個体の判別には至らないと考えられた。一方、三陸沿岸を中心とする分布南限域のサケ・マス個体群に関する知見を取りまとめ、その地域的生態特性を明らかにするとともに、民俗学的側面にも焦点を当て、甚大な震災被害を受けた東北・太平洋岸サケ資源の生物・生態学的および文化的価値を再構築することを目的として、平成27年7月22日に東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「南限のサケ研究-地域性に基づく新たな生物資源像-」(コンビーナー:青山潤・北川貴士・兵藤晋)を開催した。ここで得られた本州・東北地方のサケ研究ネットワークは、情報交換並びに共同研究プラットフォームとして、今後重要な役割を果たすことが期待される。

本研究は、三陸産サケに生態的、歴史的、文化的価値を付与することで、生産コストの高いサケ資源を、低価格の食材として消費する風潮を抑制し、サケ資源にふさわしいスマートデマンドを促進することを目的とする。本年度は、本年度はこのうち(1)天然環境で産卵する野生サケの生態解明のための自然科学研究および(2)民俗学、歴史学など様々な資料を収集し、日本人とサケの関わりを考察する新たな「サケ民俗学」の創生を目指す研究に注力した。得られた成果の概要は以下の通り。(1)自然産卵に由来する野生魚と人工孵化放流魚の降海行動を比較するため,2016-2017年シーズンに降海時期全体にわたる調査を実施したところ、人工ふ化放流の行われている大槌川と自然産卵のみの小鎚川では,サケ稚魚の流下のタイミングが異なることが明らかになった。大槌川における稚魚の流下には放流のタイミングが大きく影響するのに対し,自然産卵に由来する小鎚川の稚魚は,生理・生態学的特性に基づく独自のスケジュールで流下しているものと考えられた。サケ稚魚の沿岸域における分布生態を明らかにするため,大槌湾内の箱崎,室浜,安渡,根浜の計4カ所において,それぞれ2-7回の地曳網および砕波帯ネット(箱崎,室浜),二艘曳き網(安渡,根浜)を用いた採集調査を実施した。その結果,砕波帯ネットおよび地曳網の両方で稚魚が採集された箱崎において,地曳網のほうが大型の稚魚が採集される傾向があることがわかった。砕波帯ネットは波打ち際のみを,対して地曳網は20mほど沖合から波打ち際までを曳網することから,シロサケ稚魚が成長に伴い沖合へ移動することが示唆された。(2)三陸沿岸を中心にサケの民俗学的研究を展開し、これまで知られていなかった多くの貴重な情報を得た。これら成果は関連学会で発表すると共に、書籍として取りまとめることとなった。本研究における「野生サケの生態解明」および「民俗学研究」において著しい進展が得られた。特に自然産卵に由来する野生魚と人工孵化放流魚の降海サイズが異なることが明らかになったことから、両者の降海生態を比較する研究展開を図ったところ、降海期間、降海ピークおよび量、河川内における降海経路など様々な生態的差異の存在が示唆されつつある。こうしたアプローチは、我が国サケ研究の中心地である北海道でもようやく途についたばかりであるため、2018年3月に札幌で開催された日本生態学会第65回全国大会自由集会「北日本の環境アイコン「サケ」の保全活動を考える」で講演を行い、北海道のサケ研究者と情報交換を行うネットワークの構築に努めている。一方、これまでアイヌ民族が中心だった我が国のサケ民俗学研究について、2017年4月より専任の研究員:吉村健司を雇用し、三陸沿岸における集中的な現地調査を実施している。着任早々の2017年6月25日には河北新報で「岩手大槌東大センター初の文系研究員吉村さん着任。三陸サケ文化幅広く調査」として取り上げられた。ここでは江戸期以降のサケ漁獲量、漁獲高、資源動態などを古文書や資料から読み解く研究を進める一方、伝説や信仰などを広く網羅し、人間とサケの関わり方の変遷を明らかにすることを目的としている。また、生態学を含めた本研究の一連の成果は、IBC岩手放送「鮭に学ぶ人“大槌の東大"命と海を見つめて」として放映、また岩手日報社の新聞連載「サケの乱」にも度々掲載され、漁協や地域社会の関心の高さがうかがわれる。三陸産サケの生態的,歴史的,文化的価値を明らかにし,サケが人工ふ化放流事業により造成される単なる食資源ではなく,我が国の自然や人々の暮らしと密接に関わってきた天然資源であることを再認識する基礎の提供を目的とした。これまで継続してきた歴史的にも文化的にも人と強い繋がりを持つ河川のサケ,すなわち産卵親魚とふ化稚魚に関する研究を行った。
精神遅滞・広汎性発達障害における病因既知遺伝子の網羅的解析および機能検証

知的障害(精神遅滞)および広汎性発達障害の発症は双生児研究から遺伝的要因が示唆されているものの、これまでに600以上もの関連遺伝子が報告されていることから、原因の特定に至っていない患者が多く存在する。本研究では知的障害患者における原因遺伝子の特定を目的とし、16名を対象にMiseq次世代シークエンサーを用いて病因既知遺伝子(681遺伝子)の解析を行い、3例(18.75%)で原因遺伝子を特定した。この結果は、本方法が原因遺伝子を特定するために有用であることを示すと同時に、知的障害における神経病態理解のための基礎データ蓄積へとつながる重要なものである。精神遅滞および自閉症を含めた広汎性発達障害は双生児研究により遺伝的要因が大きく関与し、原因遺伝子もこれまでに400以上報告されている。これまでのキャピラリーシークエンサーを用いた遺伝子解析では、その検査する遺伝子の数の多さから原因遺伝子の特定に至らない患者も多く存在し、その結果、精神遅滞・広汎性発達障害の病態理解に必要な基礎データの蓄積に至っていないのが現状である。そこで本研究では日本における精神遅滞および広汎性発達障害病因の特定のため、約500家系の精神遅滞患者のバイオリソースを用いて、これまでに報告された既知病因遺伝子をイルミナ社Miseq次世代シークエンサーにより網羅的に解析を行い、患者の原因遺伝子の特定を行った。平成25年度では日本バイオベース株式会社が提供するHuman Gene Mutation Databaseを利用し、過去に精神遅滞との関連を報告した論文を基に解析を行う遺伝子を選定した。その結果、申請時に精神遅滞・広汎性発達障害合わせて約400遺伝子存在した疾患関連遺伝子は、広汎性発達障害のみにおいて、その報告数が5.6倍に増えており(143遺伝子から796遺伝子)精神遅滞関連遺伝子と合わせた解析が困難であると判断した。そのため精神遅滞に特化した681遺伝子を新たに選定し直し、16家系16人の精神遅滞患者でMiseq次世代シークエンサーによる遺伝子解析を実施した。シークエンスデータの解析にはBWA- GATK-ANNOVARを用い、日本人における変異検出頻度が0.1%以下を抽出した後、サンガーシークエンスによる家族のゲノム解析を現在行っている。16家系の現在までの解析の結果、4家系で(25%)で疾患の原因と考えられる有力な遺伝子変異を検出している(de novoによるフレームシフト変異、ナンセンス変異など)。知的障害(精神遅滞)および広汎性発達障害は双生児研究により遺伝的要因が大きく関与し、原因遺伝子もこれまでに400以上報告されている。従来のキャピラリーシークエンサーを用いた遺伝子解析では、すべての関連遺伝子を検査することはその数の多さから困難で、その結果、原因遺伝子の特定に至らない患者も多く存在する。さらに、原因遺伝子が特定されないことは、遺伝学的な知的障害・広汎性発達障害の発生頻度、また病態理解・治療法開発に必要な基礎データの蓄積に至らないのも現状である。本研究では知的障害および広汎性発達障害患者における原因遺伝子特定を目的とし、次世代シークエンサーを用いた病因遺伝子の網羅的解析を行うと同時に、疾患関連遺伝子のみを検査するターゲットシークエンスの有用性も検討した。昨年度、日本バイオベース株式会社が提供するHuman Gene Mutation Databaseを利用し、本研究で解析する遺伝子を選定した。申請時、知的障害・広汎性発達障害合わせて約400存在した疾患関連遺伝子は、広汎性発達障害での報告数が5.6倍(143から796遺伝子)に増加していたことから、知的障害関連遺伝子と合わせた解析が困難であると判断した。そのため、知的障害に特化した681疾患関連遺伝子を新たに選定し直し、16家系16人の知的障害患者の遺伝子解析を実施、BWA- GATK-ANNOVARシステムを用いたデータ解析を行った結果、一人につき20以下の原因候補遺伝子を絞り込んだ。平成26年度にかけ、サンガーシークエンスによる家族のゲノム解析を行い、16家系解析の結果、4家系で(25%)で疾患の原因と考えられる有力な遺伝子変異を検出した。そして、患者由来リンパ芽球細胞を用いて、原因と考えられる遺伝子におけるmRNAおよびタンパク質の発現解析を行い3家系(18.8%)について知的障害原因遺伝子を特定した。分子遺伝学平成25年度では国立精神・神経医療研究センターが保有する精神遅滞・広汎性発達障害バイオリソースレポジトリーの約500家系の中から、1これまで原因遺伝子が特定されていない2バイオリソースの家系情報から疾患が遺伝的原因の可能性高いと考えられる患者3家系内で両親を含む複数のゲノムDNAが保存されている家系の患者を優先的に選び次世代シークエンサーを用いてその関連遺伝子の網羅的な解析行った。解析を行う精神遅滞

・広汎性発達障害関連遺伝子の選定の段階において、広汎性発達障害関連遺伝子が申請時の5.6倍に増加していた(143遺伝子から796遺伝子)。そのため精神遅滞に特化し、再度、解析する681遺伝子の選定を行ったため、解析を始める時期に遅れが生じ、研究計画の目標解析人数を終了することができなかった。さらに平成25年度においては申請者の研究機関の移動が決定し、移動準備、その他手続き等のため申請課題の研究を遂行するにあたり遅れが生じた。平成25年度のシークエンスデータをもとに引き続き家族のゲノム解析を行い、原因と疑わしい有力遺伝子変異を追及していく。ゲノム解析に関しては、平成25年度に在籍していた国立精神・神経医療研究センターにおいて解析を行う。そして平成26年度においては主に解析の結果検出された変異が精神遅滞の病因となりうるか否かをマウス胎児脳や初代神経培養細胞へ患者より検出された遺伝子変異を導入するなどの生化学的・分子生物学的そして組織学的な手法を用いて解析する実験計の構築、そして検証を行う。その結果、原因が特定できなかった患者に関してはwhole exome sequenceによる解析を行うこととなり、原因が特定された患者については臨床情報を整理することで、疾患原因の早期診断のための情報を提供する。また、これらの結果について学会、論文等で成果の発表を行う。平成25年度において解析を行う精神遅滞・広汎性発達障害関連遺伝子の選定の段階において、広汎性発達障害関連遺伝子が申請時の5.6倍に増加していたことにより、精神遅滞に特化し、再度、解析する681遺伝子の選定を行った。そのため解析を始める時期に遅れが生じたこと、また申請者の研究機関の移動が決定し、移動準備、その他手続き等のため申請課題の研究を遂行するにあたり遅れが生じたため、次年度使用額が生じた。平成26年度より研究機関の移動が決定したため、実験を潤滑に遂行するために、これまで前所属使用してきた器具や、試薬そして消耗品などをそろえるために使用する。また、ゲノム解析を行うにあたり前所属研究機関への旅費にも使用する。
卵巣機能の低下が中枢・末梢のストレス反応に及ぼす影響とその機序の検討

本研究によって、卵巣摘出による性腺ホルモンの低下が感染ストレスに対する中枢組織の反応性を高め、発熱反応を増強することが明らかとなった。一方、心理ストレスに対する反応性は変化しなかったことから、性腺ホルモン低下に伴う変化は、負荷されるストレスの種類によって異なる可能性が示唆された。また、卵巣摘出による性腺ホルモンの低下が、感染ストレスに対するアディポサイトカインの反応性を変化させることが明らかとなった。アディポサイトカインが感染ストレス反応に関わることが明らかにされていることから、これらの変化がストレス反応の増強の一因を担うものと推察された。平成26年度に施行した一連の研究により、卵巣摘出による性腺ホルモンの低下が感染ストレスに対する中枢組織の炎症性サイトカインの反応性を高め、発熱反応を増強することを明らかにした。卵巣摘出によるストレス反応の増強は、感染ストレス物質を中枢に限局して投与しても認められたことから、これらの変化は主に中枢組織の機能変化に依存すると考えられる。また、同様の実験モデルを用いて、卵巣摘出が感染ストレスに対するアディポサイトカイン(レプチン、アディポネクチン、レジスチンおよびビスファチン)とその受容体の反応性を変化させることを明らかとした。近年、アディポサイトカインが感染ストレス反応に関わることが明らかにされており、これらの変化がストレス反応の増強の一因を担うものと推察された。以上の結果から、卵巣摘出による性腺ホルモンの低下は、中枢・末梢の複数の因子の反応性を変化させることで、感染ストレスに対する反応性を変化させることが判明した。上記に加え、心理的ストレスに対する反応性が卵巣機能低下により変化するか検討を行った。その結果、心理的ストレス(拘束ストレス)による体温上昇は卵巣を摘出しても変化しないことが判明した。今後は、摂食量の低下や行動の変化、および中枢・末梢の心理ストレス関連因子の変化について解析をすすめる予定である。これらの結果は、社会ストレスが増強している現代において、ストレス関連疾患の発症を予防するうえで重要な知見になるとものと期待される。我々はこれまでの研究により、卵巣摘出による性腺ホルモンの低下が、感染ストレスに対する発熱反応や摂食抑制反応を増強されることを明らかにしてきた。これらの結果は、性腺ホルモンがストレス反応を抑制すること、即ち性腺ホルモンがストレスに対する過剰反応を抑制していることを示唆している。一方、性腺ホルモンが他の種類のストレスに対しても同様に作用しているか否かは検討されてこなかった。平成27年度の研究において、卵巣摘出による性腺ホルモンの低下は、拘束ストレスに対する反応を変化させないことが判明した。拘束ストレスは心理ストレスの一種であることから、性腺ホルモンが心理ストレスに対する反応性には影響を及ぼさない可能性が示唆された。これらの結果は、性腺ホルモンがストレス反応に及ぼす影響は、負荷されるストレスの種類により異なる可能性を示唆している。今後、他の種類のストレスに対する反応性を検討するとともに、中枢・末梢におけるストレス関連因子の発現や血中濃度に関する検討をすすめ、ストレス特異的な反応がおこる機序を解明する予定である。現在、閉経後女性や卵巣摘出後の女性に対して、更年期障害や骨粗鬆症の予防の観点からホルモン補充が行われている。本研究の結果から、ホルモン補充がストレス反応の抑制の観点からも重要な役割を果たすことが予想される。ストレス反応の増強は種々の疾患発症の原因となる事から、ホルモン補充がこれらの疾患発症の予防となり得ることが期待される。当初から予定していた心理ストレスに対する反応性についての検討を施行したほか、今後の検討に必要な検体の採取も行っていることから、おおむね順調に進展していると考えられる。我々のこれまでの研究により、卵巣摘出による性腺ホルモンの低下が、感染ストレスに対する発熱反応や摂食抑制反応を増強することを明らかにしてきた。これらの結果は、性腺ホルモンがストレス反応を抑制することを示唆している。これらのメカニズムを解明するため、性腺ホルモンが感染ストレスに対するアディポサイトカインの反応性に及ぼす影響を検討した。その結果、卵巣摘出により、内臓脂肪において炎症性のアディポサイトカインの一種であるvisfatinのストレス反応性が高まることをin vivoおよびin vitroの状況下で証明した。また、visfatin作用を阻害することで、内臓脂肪における炎症性サイトカインの反応性が低下することを証明した。これらの結果は、性腺ホルモン低下における末梢レベルでのストレス反応性の増強に、visfatinが関わることを示唆している。我々はすでに、性腺ホルモン低下により他のアディポサイトカインであるレプチンとアディポネクチンの反応性が高まることを報告しており、これらの脂肪由来の因子が性腺ホルモンとストレス反応の関係を介在していることが予想される。今後さらに検討を進め詳細な機序を明らかにする予定である。中枢組織のストレス反応の変化を解析することで、卵巣摘出によるストレス反応の増強のメカニズムに関して新たな知見を得ることができた。

また、これまで着目されていなかったアディポサイトカインの反応性についても一連の解析を加えることができた。さらに、心理ストレスに対する反応性の変化についても着手することができたことから、当初の研究計画はおおむね順調に進展していると考えられる。当初予定されていた通り、性腺ホルモンが心理ストレスに対する反応性について、ストレス関連因子の発現を含めて検討を行う予定である。また、性腺ホルモンがストレス反応に及ぼす分子生物学的・免疫学的機序を解明するため、関連が予想される炎症性サイトカインの中枢投与を行い研究をすすめる予定である。生殖内分泌卵巣摘出が心理ストレスに対する反応性に及ぼす影響について検討を加える。特に、現代社会において問題となっている摂食抑制や行動変化などのストレス反応の変化について解析をすすめる。また、それらの変化に関わる中枢・末梢因子について特定することを目的として検討を行う。これまでの研究により、性腺摘出による感染ストレス反応の増強のメカニズムの一部が解明されたが、心理ストレスにおいても同様のメカニズムが作用しているかどうかについて明らかにする。また、卵巣摘出によるストレス反応の増強を軽減する方策についても検討を行う。当初の計画に比べて、少量の消耗品の使用で研究成果を得ることができた。以上の理由から次年度使用額が生じる結果となった。当初の計画に比べ、少量の消耗品の使用で研究成果を得ることができた。また、当該年度に使用する予定であった試薬の一部の生産が遅れており、年度内に発注することができなかった。以上の理由により次年度使用額が生じる結果となった。当該年度の残金については、主に次年度の消耗品の購入と学会参加費に使用する予定である。具体的には、消耗品については実験動物、測定器具、実験試薬、国際論文に投稿する際の英語校正に使用する。学会参加費は国内外の学会への参加費と旅費に使用する。当該年度の残金については、主に次年度の消耗品の購入に使用する予定である。具体的には、実験動物、測定キット、実験試薬などの必要物品の購入、および論文投稿の際の英語校正に使用する。
カルシウム塩を用いるアルコ-ル溶媒中での立体選択的有機合成反応の開拓

交付申請書に記載の計画に従い研究を行い次の成果を得た。1.3ーヒドロキシエステルや3ーヒドロキシアミドの立体選択目合成は,有機合成上重要な課題である。この問題の解決法としてメタノ-ル中に容易に溶解する種々の金属塩化物共存下,3ーケトエステルや3ーケトアミドのNaBH_4による還元反応について検討した。その結果塩化カルシウムや塩化亜鉛,塩化マンガンを用いるエリトロー3ーヒドロキシエステルやエリトロー3ーヒドロキシアミドが選択的に得られることを見いだした。特に3ーケトアミド(RCOCH(Me)CONMe_2)を基質とし塩化マンガンを用いた場合にはRの種類にかかわらずいずれも98%以上の高い選択性でエリトロ体を得ることができた。さらに使用する塩化マンガンの量は高選択性を維持したままで基質に対して触媒量にまで減じることができることも明らかとなった(研究発表1)。2.塩化カルシウムをはじめとするアルカリ土類金属塩化物の共存下におけるNaBH_4によるαーエノンの還元反応について検討した。2ーシクロヘキセノンを基質としMgCl_2,CaCl_2,Srcl_2,Bacl_2共存下にNaBH_4を作用させると1,2ー還元体である2ーシクロヘキセンー1ーオ-ルが選択的に得られることが明らかとなった。Cacl_2を用いると最も選択性が高く2ーシクロヘキセンー1ーオ-ルとシクロヘキサノ-ルの生成比は97:3であった。CaCl_2ーNaBH_4系によるエノンの選択的還元反応の適用限界をみるため種々のエノンについて反応を行った結果,脂環式エノンだけでなく直鎖脂肪族エノンにおいても一般的に1,2ー還元体が高選択的に生成することがわかった(研究発表2)。3.塩化カルシウム共存下メタノ-ル中でα,βーエポキシケトンをNaBH_4で還元するとエリトロ体のα,βーエポキシアルコ-ルが高選択的に得られることを見いだした(研究発表3)。
Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖの超高サイクル疲労における内部疲労き裂発生・進展機構の解明

本研究はチタン合金Ti-6Al-4Vの超高サイクル疲労における内部破壊過程の解明を目的とする。そのために,大別して1.大型放射光施設SPring-8における放射光技術を用いた試料内部の結晶粒および疲労き裂の非破壊観察と、2.種々の真空圧力における表面き裂進展試験の2つを実施した。1.に関して、SPring-8において結像法と呼ばれる極めて高い空間分解能が得られる非破壊観察手法をTi-6Al-4Vに適用した。その結果、10^-6 m以下の微細な結晶粒や内部き裂の形状を鮮明に観察することができた。今後、結像法を用いることで、例えば内部き裂の発生・進展・停留現象と微視組織の関係を明らかにできる。2.に関して、真空圧力が微小き裂進展に与える影響を明らかにするために、表面に結晶粒寸法程度の微小欠陥をレーザ加工した試験片を用いて、10^-6 Pa10^0 Paの真空環境と大気環境において疲労試験を実施し、微小欠陥から発生・進展する表面微小き裂を観察した。その結果、き裂進展速度は真空圧力により変化し、10^-6 Paや10^-4 Paといった真空圧力の低い環境では大気中に比べてき裂進展速度が著しく低下した。前年度までに取得した内部き裂の結果と比較したところ、内部き裂の進展速度は特に真空圧力の低い環境のものと一致した。このことから、内部き裂周囲の環境は気体量が極めて限定される低圧環境であることを示した。以上のように、本年度の研究では、結像法を用いた内部破壊過程の測定手法を確立したほか、内部き裂進展過程において、き裂周囲の低圧環境が重要因子であることを明らかにするなど、本研究の目的である内部破壊過程の解明において重要な成果が得られた。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究はチタン合金Ti-6Al-4Vの超高サイクル疲労における内部き裂の発生・進展過程の解明を目的とする.目的達成のために1.SPring-8における放射光CTによる内部破壊過程の非破壊観察と,2.真空環境における微小き裂進展試験の二つを実施する.1.に関して,本年度は実際にSPring-8における実験を実施し,放射光CTによるTi-6Al-4V内部組織の非破壊観察手法の確立を試みた.その結果,微小な結晶粒を極めて鮮明に観察することに成功した.さらに,本手法により内部き裂と組織を同時に観察し,き裂経路と組織の関係を検証した.また,本研究では小径の試験片を用いる必要がある.そこで本年度は新たに作成した直径0.7mm以下の試験片に対し疲労試験が実施可能であるかを検討した.その結果,400Hzの高周波においても安定して試験可能であることが確かめられた.一方,2.に関しては,種々の真空圧力において試験を実施するために,バリアブルリークバルブを購入し,真空疲労試験機に設置した.本実験では1週間程度試験を継続するため,この期間にわたり真空圧力を一定にする必要がある.そこで,本バルブの圧力保持能力を検証する目的で,狙い値を15Pa程度の中真空として20日間にわたり真空圧力を測定した.その結果,期間中の真空圧力は1215Paの範囲となり,真空圧力を精度良く保持できることが確かめられた.また,本実験では試験片表面に微小な欠陥をレーザー加工し,ここから発生・進展するき裂を観察する.そこで,本年度は有限要素法を用いた微小欠陥周りの応力解析により,欠陥からき裂が生じることを保証しつつ,欠陥寸法をできるだけ小さくできるような欠陥形状を決定し,実際にその加工を行った.その結果,ピコ秒レーザーを用いることで,おおむね狙い通りの寸法で欠陥を加工できることが確かめられた.真空中のき裂進展試験に関して,過去に行った同種の実験よりも,さらに微小なき裂を観察できるように,本年度は欠陥形状の決定および加工を行った.また,新たなバルブを設置するとともに,その性能評価を行い,所定の真空圧力を精度良く保持することを可能とした.以上の通り,現在までに本実験において最も時間を要する試験環境の整備が完了しており,今後速やかにき裂進展試験を実施することができる状況にある.また,内部破壊の非破壊観察に関しては,計画通りSPring-8での実験を行い,Ti-6Al-4V内部の結晶粒を非破壊で観察する方法が確立できた.また,新たに作成した小型試験片に対し高速で疲労試験が実施可能であることも確認できており,平成29年度に実施予定の内部組織と内部き裂発生・進展過程の同時観察に向けた準備は十分整っている.さらに,本年度は国内学会3件に講演者として参加したほか,筆頭著者として欧文誌に2件の論文が掲載されるなど,研究成果の発表は当初の計画以上に順調に行うことができた.本研究はチタン合金Ti-6Al-4Vの超高サイクル疲労における内部破壊過程の解明を目的とする。

今後、結像法を用いることで、例えば内部き裂の発生・進展・停留現象と微視組織の関係を明らかにできる。2.に関して、真空圧力が微小き裂進展に与える影響を明らかにするために、表面に結晶粒寸法程度の微小欠陥をレーザ加工した試験片を用いて、10^-6 Pa10^0 Paの真空環境と大気環境において疲労試験を実施し、微小欠陥から発生・進展する表面微小き裂を観察した。その結果、き裂進展速度は真空圧力により変化し、10^-6 Paや10^-4 Paといった真空圧力の低い環境では大気中に比べてき裂進展速度が著しく低下した。前年度までに取得した内部き裂の結果と比較したところ、内部き裂の進展速度は特に真空圧力の低い環境のものと一致した。このことから、内部き裂周囲の環境は気体量が極めて限定される低圧環境であることを示した。以上のように、本年度の研究では、結像法を用いた内部破壊過程の測定手法を確立したほか、内部き裂進展過程において、き裂周囲の低圧環境が重要因子であることを明らかにするなど、本研究の目的である内部破壊過程の解明において重要な成果が得られた。真空中のき裂進展試験に関しては,本年度中に試験を実施する準備が整っており,試験環境を低・中・高真空の3種類として順次実験を行う.実験結果の再現性を確認するために,各環境について2度ずつ実験を行う.本研究の結果は国内学会において発表するとともに,投稿論文としてまとめる.内部破壊の非破壊観察に関しては,本年度行った実験により内部組織の観察を可能とした。一方で,近年SPring-8では結像法など,極めて高分解能の観察手法が利用可能となりつつある.そこで,SPring-8の利用申請が採択された場合,結像法を含めた高分解能観察手法をTi-6Al-4Vにおける内部組織の観察に適用し,これらの適用可能性を検討する.また,当初計画していた内部組織と内部き裂発生・進展過程の同時観察を試みる.実験を効率的に進めるために,予めSPring-8の施設担当者とミーティングを行う.SPring-8での実験が完了次第,解析ソフトImage Jを用いて得られた観察像の解析を行う.また,現在までにMATLABの利用環境が整っている.そこで,SPring-8の利用申請が採択されなかった場合には,これまでに得られているデータを対象としてMATLABを用いた画像解析を新たに実施する.本研究の成果の一部については超高サイクル疲労に関する国際会議VHCF7により発表する.さらに,これまでの実験により得られた疲労破面に対しSEMやFIB,EBSDを用いて結晶学的な解析を行い,内部き裂の発生・進展過程における内部組織の影響を精査する.最終的に,本研究課題のまとめとして得られた結果を統合し,一連の成果を複数の論文投稿によりまとめる.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
炭素質メソフェーズ球晶の表面修飾による機能材料化に関する研究

sp2炭素の機能材料化を図る目的で、表面に芳香環エッジの露出した炭素質メソフェーズ小球体(球晶)および芳香環面の露出したカーボンブラック(CB)を試料として表面修飾反応を実施し、以下の成果を得た。1.官能基導入による球晶の表面修飾(1)酸化して酸性官能基を導入した試料に対して、RSil_3を用いたシリル化反応を行った。元の球晶は疎水性であったが、酸化により親水性に転じ、さらに、RSil_3と反応させると疎水性となり、シリル化の進行したことが示唆される。TGAにより見積った導入シリル基数は、10^<18>個/m^2であった。一方、CBは反応後にも親水性を保持し、シリル化反応は進行しなかったものと推察される。(2)強塩基(n-BuLi/t-BuOK)を用いて芳香族水素を引き抜き、さらに、ヨウ化アルキルを作用させるアルキル化反応を実施した。H/Cの増加割合から見積った導入アルキル基数は、CBよりも比表面積の小さな球晶で多くなった。アルキル化球晶はトルエン等の溶剤への分散性が格段に向上し、電導性塗料等への応用が期待できる。2.界面反応による球晶の表面修飾(1)酸化球晶にPd(NH_3)_4^<2+>を担持させ、NiSO_4、Na_2H_2PO_2を含む塩基性溶液中で無電解Niメッキを行った。その結果、均一なNi被膜が形成され、Niメッキ球晶の磁化はバルクNiのほぼ半分程度の大きさであることが判った。(2)酸化球晶にNa_2O・nSiO_2を含む水溶液、ベンゼン、さらに、(NH_4)_2SO_4を含む水溶液を順次用い、W/Oエマルジョンを形成させる界面反応により、表面に均質なシリカ薄膜を形成させることができた。BET比表面積測定の結果、シリカ薄膜は多孔質であり、触媒担体への応用が期待される。ピッチの溶融状態から生成する炭素質微粒子であるメソフェーズ球晶(球晶)は、成分縮合多環芳香族分子が層状に積層配列しており、表面には芳香環のエッジが露出している。このエッジ水素を利用した表面修飾によって機能材料化が図れるものと期待できる。本研究では、官能基導入反応としてシリル化、界面反応として無電解金属メッキを取り上げ以下の研究実績を得た。なお、比較のため、気相から生成し、表面に芳香環の面が露出しているカーボンブラック(CB)も試料として用いた。1.シリル化反応(1)試料を硝酸酸化した結果、表面に導入された酸性官能基(-OH,-COOHなど)は、球晶の方がCBよりも多く、両者の積層構造の違いが反映された。元の球晶は疎水性であったが硝酸処理を施すと親水性となった。(2)酸化球晶とトリクロロアルキルシランとを反応させると、約10^<18>個/m^2のシリル基がを導入され、導入数はアルキル鎖長(メチル、n-オクチル、n-オクタデシル)に依存しないことが明かとなった。(3)シリル化球晶は、疎水性に転じたが、CBは親水性のままでありシリル基は導入されなかったものと推察された。

2.無電解金属メッキ(1)導入した酸性官能基はアルカリ性では解離して負に帯電していることを利用し、無電解金属メッキの触媒となるPd(NH_3)_4^<2+>を酸化球晶表面に担持させた。なお、一般的なPdCl_2は担持されなかった。(2)硫酸ニッケル、次亜リン酸ナトリウムから成るメッキ浴を用いるとPd種を担持させた球晶は、表面が一様にNiで被覆された。膜厚は、pH7で0.7μm、pH8で2.5μmであった。(3)未酸化球晶はPd種が担持されず、Niメッキも進行しなかった。(4)CBは、凝集した二次粒子全体がメッキされ、個々の粒子をメッキすることはできなかった。(5)pH7でNiメッキした球晶の磁化は27emu/gであり、バルクNiの半分程度の大きい値を示した。(6)同様な手順で酸化球晶にCuメッキを施すことができた。Cuの場合は、一様に表面を被覆するのではなく、針状に析出した。炭素質メソフェーズ球晶(球晶)の機能材料化を図る目的で、表面修飾反応を実施し、以下の成果を得た。1.官能基導入による球晶の表面修飾表面に芳香環のエッジが露出した球晶、および、面が露出したカーボンブラック(CB)を試料とし、強塩基(n-BuLi/t-BuOK)によって芳香族水素を引き抜き、さらにヨウ化アルキルを作用させて、アルキル化を施した。(1)球晶のアルキル化生成物は、FT-IRで脂肪族C-Hに由来するピーク強度が増加した。H/C比の増加割合から算出した導入アルキル基数は、100C当り数個であり、この値は、TGAの重量減少から見積った値とよく一致した。(2)CBを同様にアルキル化したが、CBの方が球晶よりも格段に比表面積が大きいにも拘わらず導入アルキル基数は低い値に留まり、アルキル化反応に対する球晶の優位性が実証された。(3)アルキル化球晶は、トルエンなどの有機溶媒への分散性が大きく向上することが判った。2.界面反応による球晶の表面修飾球晶を硝酸酸化して表面に酸性官能基を導入して親水性にした後、W/Oエマルジェンを形成させる界面反応でケイ酸ナトリウム(水ガラス)と硫酸アンモニウムとを用いて球晶表面にシリカ薄膜を形成させた。(2)シリカ被覆球晶のBET比表面積測定の結果、球晶表面のシリカ膜は多孔質であることが判った。(3)昨年度に引き続き、球晶のNi無電解メッキ生成物の磁気特性を明らかにした。さらに、同様な手法によってCuメッキもおこなえることを明らかにした。
衝撃吸収・負荷応力分散ハイブリッド構造柔軟触覚ロボットの飛び降り行動評価

本研究は,ロボット自身の安全性を高めるための耐衝撃・負荷応力分散型の外装・骨格構造の構成法を明らかにすることを目的として,実際に実機を用いた落下時の自己保護行動実験を行うことで,その評価をする。具体的な成果として,衝撃吸収ゲル構造と負荷応力分散ウレタン構造のハイブリッド全身柔軟外装を備え,衝撃負荷を逃がすためのトルクリミッタを主要関節部に備えた小型ヒューマノイドロボットを開発し, 70cmの机の上から落下した際にも有効に落下衝撃を軽減できることを確認した。本研究においては,ロボット自身の安全性を高めるための耐衝撃・負荷応力分散型の外装・骨格構造の構成法を明らかにすることを目的とし,そのために,高い衝撃吸収能力と負荷応力分散能力を備えるとともに,高サンプリングレートで表面変形を計測可能な新たな自己安全確保のための肉質外装の構成法とともに,さらに分散・減殺された応力から関節部を保護する骨格構造の構成法の両方を明らかにする.平成22年度においては,主に,1)ハイブリッドセンサ外装構造の試作を行うとともに,2)自動復帰機能内蔵薄型関節トルクリミッタの開発,3)トルクリミッタ埋込可能な骨格部を備え,厚肉分布ハイブリッド外装を備えた小型ヒューマノイドロボットの開発を行った.交付申請書においては,22年度は,パラメータ評価のためのシミュレータ構築も行う予定であったが,予想よりもハイブリッドセンサ外装の開発及びトルクリミッタ開発が進んだため順番を入れ替え,先にそれらを備えた小型ロボットの開発を行い,シミュレータは23年度に行うこととした.具体的な成果としては,1)衝撃吸収能力の高いベータゲル層と負荷応力分散能力の高いウレタン厚肉分布層のハイブリッド構造を備えた新たな肉質外装構造を設計・開発した.負荷応力分散能力の高いウレタン層を外部と接触する最外層として発泡成形し,その内側に衝撃吸収力は高いベータゲルを配置する構成とした.2)さらに,自律的な関節保護を行うために関節脱臼自動復帰を実現する薄型トルクリミッタを開発し,3)それを組み込むことの可能な小型ロボット骨格部を設計・開発した.評価に関しては,まだ十分ではないが,23年度において,飛び降り行動実験により評価を実際に進めながら,改良試作を行っていく.本研究においては,ロボット自身の安全性を高めるための耐衝撃・負荷応力分散型の外装・骨格構造の構成法を明らかにすることを目的とし,そのための高い衝撃吸収能力と負荷応力分散能力を備えるとともに,高サンプリングレートで表面変形を計測可能な新たな自己安全確保のための肉質外装の構成法とともに,さらに分散・減殺された応力から関節部を保護する骨格構造の構成法の両方を明らかにする.平成23年度においては,主に,(1)飛び降り移動行動における耐衝撃・負荷分散外装骨格構造の検証と(2)検証実験結果の分析に応じた新しいトルクリミッタの改良設計および新たなハイブリッド外装の試作を行った.交付申請書では,23年度は上記のものに加えて,パラメータ評価のためのシミュレータ構築を行う予定であったが,22年度に開発した検証機自体の頑健性が創造よりも高かったため実機実験を繰り返すことにより評価を行うことで代替した.具体的な成果としては,1)開発した検証機により,ベータゲル層とウレタン層のハイブリッド外装により,衝撃吸収力が向上すること,そして,トルクリミッタを全身の主要関節(7箇所)に備えることで,70cmの高さの机の上から落下した際にも関節を保護しつつ,衝撃吸収を行い,その後に,リミットトルクを超えて脱臼した関節を自動復帰させ通常動作に戻ることが可能なことを確認した,2)検証試験を繰り返し行うために,リミットトルクを調節可能で,かつ,摩擦が小さく,繰り返し試験時の耐久性を向上させたトルクリミッタを開発した,3)検証実験の結果,状況に合わせてパラメータを動的に変更可能であることが望ましいことがわかり,そのための新たな空気圧外装システムの試作を行った.これらの成果により,自己安全確保のための肉質外装の構成法を実際の行動試験を通じて明らかにすることができた.