hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
PK-PDモデルを用いたスペシャルポピュレーションへの抗がん剤至適投与法の確立

スペシャルポピュレーションへの抗がん剤の初期投与量の決定やレジメン施行中の用量調節などの判断について、客観的な定量数値によるエビデンスを得ることを目的とし、今年度は、以下の研究結果が得られた。1.腎虚血再灌流法にて腎障害モデルラットを作製し、虚血時間を調節することで軽度・重度腎障害モデルを作製した。各モデルラットにS-1投与後の体内動態について検討した結果、S-1投与後のテガフール(FT)の最高血漿中濃度は腎障害の重篤度に伴って減少し、AUCについても腎障害に伴って低下した。一方、5ーフルオロウラシル(5-FU)の血漿中濃度は極めて低値を示し、クレアチニンクリアランスとの関連性が示唆され、用量設定に有用な基礎的知見が得られた。2.大腸がん化学療法SOXレジメンでは、S-1はオキサリプラチン(L-OHP)と併用される。そこで、上記と同様、腎障害モデルラットにおけるL-OHPの体内動態を検討した結果、重度モデルで血漿中濃度の上昇を認められ、血清中クレアチニン濃度とL-OHPクリアランスとの関連性を見出すことができた。さらに、薬物投与後の血漿中L-OHP濃度を用いて母集団薬物動態(PPK)解析を行った結果、血漿中クレアチニン濃度とBUNはL-OHPクリアランスの共変量であることが示唆され、血清中クレアチニン濃度から血漿中L-OHP濃度をシミュレーションすることに成功した。これらの結果から、血清中クレアチニン濃度をモデルに組み込んだPPKはL-OHP投与量の個別化を実現することができる有用なツールであることが示唆された。3. L-OHP投与後の白血球、好中球、リンパ球数の経時的変化を記述可能なPK-PDモデル構築に成功し、このモデルは抗がん剤投与後の血液毒性の発症時期及び重篤度を予測可能であり、投与設計の個別化に有用であることが示唆された。現在の研究進捗状況は、当初の計画に基づき、おおむね順調に進展している。今年度は、腎虚血再灌流の施術において虚血時間を調整することで軽度・重度腎障害モデル動物の作製に成功し、オキサリプラチンの体内動態に関する検討では、当初最終年度に予定していた母集団解析まで遂行することができた。現在、当初の計画に基づき、腎障害併発大腸がんラットにおけるS-1、L-OHPの体内動態について検討を進めている。本年度で得られた腎障害時におけるS-1ならびにL-OHPの体内動態変動に関する知見に基づき、当初の計画に基づいて大腸がん病態下での検討を進めていく。さらに、臨床の投与方法に準拠し、5-FU長時間持続点滴ならびにS-1反復投与後の体内動態変動についても検討を進め、変動要因並びにそれを反映するバイオマーカーの探索を行う。同時に、生活習慣病モデル動物を用いた薬物動態学的検討についても研究を進める。現在、高脂肪食給餌による生活習慣病モデルラットの作製中である。最終的に、得られたデータから血漿中・腫瘍中薬物濃度と抗腫瘍効果との関連性を記述可能なPK-PDモデルを構築し、投与設計へと応用可能な情報を得る予定である。

現在、当初の計画に基づき、腎障害併発大腸がんラットにおけるS-1、L-OHPの体内動態について検討を進めている。本年度で得られた腎障害時におけるS-1ならびにL-OHPの体内動態変動に関する知見に基づき、当初の計画に基づいて大腸がん病態下での検討を進めていく。さらに、臨床の投与方法に準拠し、5-FU長時間持続点滴ならびにS-1反復投与後の体内動態変動についても検討を進め、変動要因並びにそれを反映するバイオマーカーの探索を行う。同時に、生活習慣病モデル動物を用いた薬物動態学的検討についても研究を進める。現在、高脂肪食給餌による生活習慣病モデルラットの作製中である。最終的に、得られたデータから血漿中・腫瘍中薬物濃度と抗腫瘍効果との関連性を記述可能なPK-PDモデルを構築し、投与設計へと応用可能な情報を得る予定である。当初予定していた実験動物を用いた予備検討について、研究を進めていく中で検討項目数を減らすことができたために、予定していた研究消耗品について費用を抑えることができた。物品費の一部を学会発表や論文発表等に必要な経費に充てたが、次年度使用額が生じた。これについては、次年度の腎障害モデル動物作製に必要な動物ならびに実験試薬等の物品費に充てる予定である。
熱帯強風化土壌の肥沃度再考ーオキシソル土壌は貧しいのか？

本研究では、これまでのように土壌中に養分がどれだけ存在するか、という静的な視点のみに焦点を当てるのではなく、土壌を介した植物との間の養分の「流れ」という動的な視点も取り入れて生態系全体を捉える事で、「オキシソルという土壌は、従来考えてこられたように本当に貧栄養なのか?」について再考する。オキシソルと共に「熱帯強風化土壌」として一括りにされてきたアルティソルを比較対象土壌とする事で、「土壌のタイプごとに植物-土壌間の養分循環の様式が異なるのではないか?」という仮説を検証する。
シナプス分泌障害に起因する精神疾患の病態解明

我々は、シナプス開口分泌を促進的に調節するシナプス小胞タンパク質2A(Synaptic vesicle glycoprotein 2A: Sv2a)に着目し、Sv2a遺伝子にミスセンス変異を導入したSv2a変異(Sv2aL174Q)ラットの行動表現系を解析することにより、シナプス分泌障害と精神疾患の発症脆弱性との関連を研究している。本年度は、統合失調症で異常がみられる驚愕反応プレパルス抑制現象について検討を加えるとともに、大脳辺縁系の側坐核におけるドパミン遊離の変化についてin vivo microdialysis法を用いて解析し、以下の結果を得た。1実験にはSv2a変異ラットおよびF344ラット(対照)を使用した。2生理食塩水あるいはメタンフェタミン(1 mg/kg)を投与し、15分後に驚愕反応プレパルス抑制試験を行った。3プレパルス条件を70dB+120dB、75dB+120dB、80dB+120dB、85dB+120dBの音量範囲に設定し検討した結果、Sv2a変異ラットではF344ラットに比べ、プレパルス抑制反応が有意に低下していることが明らかとなった。4覚せい剤であるメタンフェタミンを投与した場合、メタンフェタミンによるプレパルス抑制の低下はより顕著となり、Sv2a変異がプレパルス抑制機構を障害することが確認された。5驚愕反応プレパルス抑制は、聴覚情報が体性感覚野に至る経路の制御機構であり、統合失調症などの精神疾患において障害を受けることが知られている。このことから、Sv2aの機能低下が精神疾患の発症脆弱性を亢進する可能性が示された。さらに、6側坐核における脱分極刺激およびメタンフェタミンによるドパミン遊離を評価した結果、Sv2a変異がドパミン遊離を亢進することが明らかとなった。今回、驚愕反応プレパルス試験で、統合失調症患者と同様にプレパルス抑制の障害が認められたことから、Sv2a変異による開口分泌障害が精神機能障害を惹起する可能性がさらに支持された。すなわち、覚せい剤メタンフェタミンの逆耐性現象(感受性増強)獲得反応の亢進や、幼児期隔離飼育ストレスによる攻撃行動の発現亢進などと一致して、Sv2a変異が精神興奮を誘発することが確認され、Sv2aが精神疾患の発現調節に極めて重要な役割を有することが明らかとなった。さらに、Sv2a変異による精神障害の発現には、大脳辺縁系でのドパミン遊離(開口分泌)の上昇が関与していることが示唆され、病態メカニズムの糸口を掴むことができた。上記の研究進捗は予定通りである。次年度において、精神障害の発現調節におけるSv2aの詳細なメカニズム(側坐核でのドパミン遊離亢進機構)をさらに検討し、得られた研究成果を学術論文に掲載し、世界に発信して行く予定である。前シナプス神経終末、後シナプス神経細胞およびアストロサイト傍シナプス終足より構成される3者間シナプスの概念が定着し、シナプス分泌(開口分泌)の機能変化が多くの中枢神経疾患の発症・病態メカニズムに関わることが明らかになってきた。申請者は、シナプス分泌を調節するシナプス小胞タンパク質2A(Synaptic vesicle glycoprotein 2A: Sv2a)に着目し、Sv2a遺伝子にミスセンス変異を導入したSV2A変異(Sv2aL174Q)ラットを開発し、この動物を用いて、神経伝達物質のシナプス分泌異常が、統合失調症、薬物依存、ストレス性疾患など精神疾患の発症脆弱性に及ぼす影響を解析している。本年度は、幼若期に隔離飼育ストレスを負荷した際にみられる情動行動異常の発現変動に関して、以下の検討を行った。・実験にはSV2A変異ラットおよびF344ラット(対照)を使用し、各動物に対して生後3週目より5週間の隔離飼育ストレスを負荷した後、社会相互行動および攻撃行動を測定した。その結果、社会相互行動に関してはSV2A変異による影響は認められなかったが、隔離飼育ストレスによる攻撃行動の発現に関しては、SV2A変異による有意な増悪が観察された。・さらに、上記動物の脳内興奮部位を探る目的で、神経興奮マーカーであるFosタンパク質の発現を解析した結果、SV2A変異ラットの側坐核および無顆粒島皮質において、Fosタンパク質の部位特異的かつ有意な発現上昇が認められた。・本研究結果より、SV2Aの機能低下が幼若期の社会的隔離ストレスによる情動障害を悪化することが明らかとなり、SV2Aが精神疾患の発症脆弱性に影響することが示された。さらに、SV2A変異による情動障害の悪化には、大脳辺縁系の側坐核および島皮質領域における神経興奮が関与していることが示唆された。・動物の社会行動ならびに攻撃行動に対する隔離飼育ストレスの作用評価法を順調に確立できた。・これにより、隔離飼育ストレスによる情動障害(攻撃行動)に対するSV2A遺伝子変異の影響を評価することに成功した。・さらに、Fosタンパク質の発現解析によって、上記の情動障害に関連する脳部位を特定することにも成功し、大脳辺縁系の側坐核および島皮質領域に神経活動異常が生じていることを明らかにすることができた。我々は、シナプス開口分泌を促進的に調節するシナプス小胞タンパク質2A(Synaptic vesicle glycoprotein 2A: Sv2a)に着目し、Sv2a遺伝子にミスセンス変異を導入したSv2a変異(Sv2aL174Q)

ラットの行動表現系を解析することにより、シナプス分泌障害と精神疾患の発症脆弱性との関連を研究している。本年度は、統合失調症で異常がみられる驚愕反応プレパルス抑制現象について検討を加えるとともに、大脳辺縁系の側坐核におけるドパミン遊離の変化についてin vivo microdialysis法を用いて解析し、以下の結果を得た。1実験にはSv2a変異ラットおよびF344ラット(対照)を使用した。2生理食塩水あるいはメタンフェタミン(1 mg/kg)を投与し、15分後に驚愕反応プレパルス抑制試験を行った。3プレパルス条件を70dB+120dB、75dB+120dB、80dB+120dB、85dB+120dBの音量範囲に設定し検討した結果、Sv2a変異ラットではF344ラットに比べ、プレパルス抑制反応が有意に低下していることが明らかとなった。4覚せい剤であるメタンフェタミンを投与した場合、メタンフェタミンによるプレパルス抑制の低下はより顕著となり、Sv2a変異がプレパルス抑制機構を障害することが確認された。5驚愕反応プレパルス抑制は、聴覚情報が体性感覚野に至る経路の制御機構であり、統合失調症などの精神疾患において障害を受けることが知られている。このことから、Sv2aの機能低下が精神疾患の発症脆弱性を亢進する可能性が示された。さらに、6側坐核における脱分極刺激およびメタンフェタミンによるドパミン遊離を評価した結果、Sv2a変異がドパミン遊離を亢進することが明らかとなった。今回、驚愕反応プレパルス試験で、統合失調症患者と同様にプレパルス抑制の障害が認められたことから、Sv2a変異による開口分泌障害が精神機能障害を惹起する可能性がさらに支持された。すなわち、覚せい剤メタンフェタミンの逆耐性現象(感受性増強)獲得反応の亢進や、幼児期隔離飼育ストレスによる攻撃行動の発現亢進などと一致して、Sv2a変異が精神興奮を誘発することが確認され、Sv2aが精神疾患の発現調節に極めて重要な役割を有することが明らかとなった。さらに、Sv2a変異による精神障害の発現には、大脳辺縁系でのドパミン遊離(開口分泌)の上昇が関与していることが示唆され、病態メカニズムの糸口を掴むことができた。・現在、覚せい剤メタンフェタミンによる興奮行動発現に対するSV2A変異の作用解析を進めている。・評価項目としては、単に動物の運動量亢進のみでなく、統合失調症でも異常がみられる驚愕反応プレパルスインヒビション試験も取り入れて、より多角的かつ詳細な解析検討を展開する予定である。・研究進捗は概ね予定通りであり、本年度において、SV2A変異ラットの行動表現型の全容を把握でき、次ステップであるSV2Aの機能メカニズム研究に円滑に進むことができると期待される。上記の研究進捗は予定通りである。次年度において、精神障害の発現調節におけるSv2aの詳細なメカニズム(側坐核でのドパミン遊離亢進機構)をさらに検討し、得られた研究成果を学術論文に掲載し、世界に発信して行く予定である。本年度使用額の端数残金であり、来年度予算に合わせて使用予定である
草食家畜腸管由来タンナーゼ産生菌についての研究

Streptococcus gallolyticusは以前から草食動物の腸管内からの分離が報告されていたが、これで、霊長類の腸管内にも分布することが示された。Klebsiella pneumoniaeに関しては、初めて動物の腸内細菌としてタンニン含有食物の消化に寄与している可能性が示された。霊長類からもタンナーゼ産生菌が分離されたことにより、草食動物とタンナーゼ産生菌との共生の姿を明らかとするための手がかりがさらに1つ示された。また、樹葉食性大型類人猿のゴリラからタンナーゼ産生菌が高率で分離されてきたことにより、我々ヒトに連なる系統とは別の道筋で進化してきた類人猿の代表であるゴリラの生理、生態を研究する上での一助になったと思われる。これらの菌は宿主霊長類が樹葉食に特殊化するのに大きく貢献していることが予想されるが、これらの菌を利用することにより、本来タンナーゼ産生菌を持たないと思われる家畜の腸内細菌にタンナーゼ遺伝子を導入し、豆科等の安価に手にはいるがタンニン含量の高い飼料を使ったときの飼養効率を上昇させることが出来るのではないかと考えられる。そこで同じ腸内細菌科のタンナーゼ産生K.pneumoniae株を使用して、タンナーゼ遺伝子のクローニングを試みている。本年度の研究によって、以下のような成果を得た。タンナーゼ産生菌の分離に関しては、国内の動物園に飼育されている霊長類からの分離を試み、葉食に特殊化した消化器系を持つコロブス類と、類人猿であるゴリラ、チンパンジーから、数株のタンナーゼ産生菌を分離した。グラム陽性菌、陰性菌がともに含まれ、グラム陽性菌はStreptococcus属であり、グラム陰性菌はKlebsiella属を含むことが確認された。現在、未同定で残された株も含めて種レベルの同定を進めている。今回、葉食、樹皮食を日常とする霊長類からもタンナーゼ産生菌が実際に分離されたことにより、同様な食性を持つ他の動物群からもタンナーゼ産生菌が分離されると思われ、引き続き霊長類を含めた種々の哺乳動物からタンナーゼ産生菌の分離を試みたいと考えている。今回、Streptococcus属、Klebsiella属と言った比較的哺乳動物の腸管内に常在している確率の高い菌が見つかったことは、タンナーゼ産生菌の畜産学への応用という面でも、1つの大きな足掛かりになると思われる。これらの菌はタンナーゼ遺伝子を、家畜の腸管内から分離した近縁種に挿入、発現させてやることは、それほど難しいことではないだろう。さらにこの組み替え菌を宿主の腸管内に戻して定着させることも可能と思われる。この様な処置は、ブタ、ニワトリ等のタンナーゼ産生菌を持たないと思われる雑食性家畜で、豆科等のタンニン含量の高い飼料を使ったときの飼養効率を飛躍的に増大させるものと思われる。現在タンナーゼ自体の解析としては、先にウマから分離した菌の産生するタンナーゼの性状分析を進めている。本年度に行われた研究により、以下のような実績を得た。前年度に霊長類から分離されたタンナーゼ産生菌の研究を進めた結果、4株のグラム陽性菌はStreptococcus gallolyticus、5株のグラム陰性菌はKlebsiella pneumoniaeと同定された。またタンナーゼそのものの物性を研究するため同菌株産性のタンナーゼを分離精製中である。

さらに、以前ヒト口腔中から分離したActinobacillus actinomycetemcomitansにタンナーゼ産生能があることが確認されたことがあるため、ヒト糞便中からのタンナーゼ産生菌の分離を試みた。その結果、タンナーゼ産生能を持つ可能性があると思われる菌株が、いくつか分離されてきている。これらの菌株はタンナーゼ産生能も低いと思われ、草食動物の腸内細菌とは別の働きをしているものと思われるが、その結果如何でタンナーゼ産生菌の意義について、新たな視点が加わるかも知れない。
力と力学特性による細胞競合メカニズム

癌関連遺伝子であるRasやYAP薬剤依存的発現誘導が仕組まれた細胞と完全な正常細胞をコラーゲンゲル上に高密度で共培養し、上皮様の細胞シートを形成した。その後テトラサイクリン投与により一部の細胞を癌化させ、正常細胞との競合状態とその前後における敗者細胞の力学特性と"活きの良さ"を観測した。例えば、北海道大学の藤田班から提供されたRas変異細胞(MDCK-RasV12)は、柔らかいゲル上で正常細胞に取り囲まれると、敗者として管腔側に脱落する。周辺の正常細胞にはフィラミンやビメンチン等の細胞骨格関連蛋白質が過剰発現し、敗者細胞を押しのける(M. Kajita, Nat. Comm, 2014)。押し出されることが確定している敗者細胞の力学特性は、テトラサイクリン投与後細胞シート中に留まる間は大幅に柔らかくなり、上皮細胞シートから完全に押し出された後には、逆に硬化する様子が観測された。また、細胞の力学的な"活きの良さ"は、正常細胞との競合中には2桁程度も大幅に増加した後、敗北が決定して完全に押し出された後は、逆に低下している様子が観測された。得られた結果は、1)周辺細胞との細胞競合中には細胞内の力学的な活性が増加し、細胞質は強制的に流動化されている。それに対して2)敗北が決定して上皮層から押し出された後には、細胞死に向かうことで活性が低下して細胞質が固化していると解釈できる。マイクロレオロジー計測により得られる"活きの良さ"は純粋に力学的な指標であるが、細胞内部の代謝活性との関連性をATP枯渇アッセイを用いて調べており、上記の解釈と整合する成果も得られつつある。計測データの統計数を増やすことが今後の課題であるが、少数の敗者細胞中にプローブ粒子が導入されていることが稀であるために、観測に失敗することが多い。現在、セルソーターを使用して計測の歩留まりを改善させることを検討している。28年度が最終年度であるため、記入しない。細胞の分化や集団としての組織化、また、個体の発生や形態形成の過程では、遺伝子的・生化学的な要因以外に細胞や周囲環境の力学的な特性や物理的な力による相互作用も重要な役割を果たす。例えば、発生初期や血管系から脱出した直後の悪性度の低い癌組織は、細胞外物質を消化する酵素を十分に分泌しないことが多い。そのために自らが増殖・成長するためには周辺の正常な細胞集団や組織を物理的な力により押しのける必要がある。癌腫瘍の成長に限らず、個体や器官が正常に発達するためにも、細胞間の力学的な競合は重要であると予測される。本年は、揺らぎの大きな生体環境中に埋め込んだコロイド粒子をフィードバック技術により自動追尾しつつ、Active/Passiveマイクロレオロジーを実行する計測システムをほぼ完成させた。具体的には、細胞内部に埋め込んだコロイド粒子を多重の3次元フィードバックにより自動追尾することで、巨大な非平衡揺らぎが存在する生体試料の揺らぎ応答を精密観測するが、そのために、測定中に刻々変化する試料環境に対応して計測機器軍を連携して調整している。これは時々刻々状態の変化する試料環境にあわせ、複数のフィードバックが連携して調整される申請者独自の計測システムである。慣性した計測システムを用いて、次年度以降に、限られた空間を奪い合う細胞競合現象の力学的なプロセスに焦点をあてた実験的な研究を遂行できるようになった。また、当初計画した研究提案以外にも、細胞競合シンポジウムや領域会議における議論を生かし、領域内共同研究も遂行し始めた。特に藤田グループ、森グループと相互に研究訪問を行い、生物試料の操作方法や提供を受け、当該試料をマイクロレオロジー観測するための準備を行った。当初予定した機器開発は概ね順調に推移した。“フィードバック制御された"非平衡力学系として、当該測定器環境下のプローブの挙動を解析する理論も構築し、実験的によりその正当性を確認した。当初の予定にない共同研究にも着手をしている。したがって概ね本研究課題の進捗状況は順調である。

マイクロレオロジー計測により得られる"活きの良さ"は純粋に力学的な指標であるが、細胞内部の代謝活性との関連性をATP枯渇アッセイを用いて調べており、上記の解釈と整合する成果も得られつつある。計測データの統計数を増やすことが今後の課題であるが、少数の敗者細胞中にプローブ粒子が導入されていることが稀であるために、観測に失敗することが多い。現在、セルソーターを使用して計測の歩留まりを改善させることを検討している。現在順調に進行しているために、本年度も当初の研究提案に沿って遂行する。ただし、特別仕様の細胞伸展器のみ、業者都合によりその詳細設計図面の作成が遅れている。既に昨昨年度前期には、大まかな案を示して試験機を納入してもらったが、現在問題点を克服した詳細図面の作成を依頼しているために、これを急がせる必要がある。当初の予定になかった共同研究等も開始しているために、他の研究助成にも応募して研究資金の手当てをする必要がある。28年度が最終年度であるため、記入しない。
道徳的シティズンシップ育成のためのコミュニティ参画型教育の政策組織に関する研究

道徳的シティズンシップ涵養のため青少年をコミュニティの種々の活動へ実践的に参画させながら彼らの社会認識を高め、将来の民主主義社会を担う人材を育成する教育方策が世界の新しい潮流となっている。アメリカではオバマ政権下で、青少年を地域社会に奉仕させ、その経験から学ばせるコミュニティ・サービスの教育事業が大統領府を中心に全米の大学や関連機関・団体を巻き込んだ国家施策として展開されてきている。また、EUにおいては、国民国家の枠を越えたヨーロッパ市民像を構築し、種々の主体的な活動を通じて積極的な社会参与を続けるActive Citizenshipを育成するための教育事業が本格的に始動してきているのである。平成24年度は、本研究課題「道徳的シティズンシップ育成のためのコミュニティ参画型教育の政策組織に関する研究」の2年目に当たり、まず、昨年度にアメリカ合衆国の首都ワシントンで実施したような上記道徳的シティズンシップ育成のための教育施策を計画・施行するヨーロッパにおける中央行政機関や執行組織での聞き取り調査を企画した。平成24年11月から12月にかけてスペイン・コルドバで開催されたヨーロッパ・シティズンシップ教育国際会議に出席してヨーロッパでのシティズンシップ教育推進の全体状況を把握するとともに、EU本部の存在するベルギー・ブリュッセルでEUのシティズンシップ教育担当者に面会し、同教育施策の全体計画と実施状況に関する情報を得た。また、オランダ・アムステルダムに存在するIEA(国際教育到達度評価学会)を訪れ、IEAの実施する市民教育国際比較調査の2009年度調査に係る子細な調査結果の資料を入手した。また上記ヨーロッパのシティズンシップ教育に関する政策組織に焦点を当てた調査と相前後して、平成24年9月-10月には北欧のノルウェーとスウェーデンにおける同教育の国別具体的実施状況を現地調査し、加えてシティズンシップ教育の促進・障害要因となっている社会背景に係る家族研究に関するヨーロッパ国際会議に出席して資料収集に当たった。平成24年9月に北京師範大学で開催された「第2回日中道徳教育対話研究集会」において、ヨーロッパにおけるシティズンシップ教育の動向についてのこれまでの研究成果を報告した。平成23年度ー25年度科学研究助成金研究課題「道徳的シティズンシップ育成のためのコミュニティ参画型教育の政策組織に関する研究」において、これまでEUにおける国民国家の枠を越えたヨーロッパ市民という新たな市民像に基づくシティズンシップ教育について、EU本部はじめ種々の関係機関や各国代表との情報交換を行い、その方向性や実情の調査を実施してきた。しかしそうした調査の過程で、ヨーロッパにおける移民問題の実情を踏まえたシティズンシップをもっとグローバルな視点から把握する研究上の必要性が浮上してきた。実際、ヨーロッパ先進諸国においては、EUを構成するヨーロッパ圏のみならず、イスラム圏やアジア、社会主義圏からの移民の流入が激しく、宗教信条や生活意識の違いによるヨーロッパ地域住民と移民との軋轢緊張が頂点に達してきている。こうした状況に鑑み、イギリスのオックスフォード大学に本拠を置く学際学術研究国際機構が2nd Global Conference on The Citizen in the 21st Century(21世紀における市民に関する第2回世界会議)を2013年11月にアテネで開催するとの関係者からの勧めを受けて、同会議に出席ならびに発表するとともに各国の研究者と意見交換を行った。また、その会議と呼応するようにハーグで開催されたヨーロッパ・シティズンシップ教育国際会議では、まさに報告者の研究課題そのものでもあるEUの民主主義の発展にシティズンシップ教育が現在から将来に向けて如何に貢献していけるかが論議の焦点となって、大いなる示唆を受けた。2014年3月にはトロントで開催された国際比較教育学会においては、これまでの研究から得られた成果を一つの概念的図式にまとめ上げて研究報告を行った。多くの時間を割いた熱心な論議が行われ、極めて好意的な評価が得られた。今年度は、平成23年度ー25年度の本研究課題「道徳的シティズンシップ育成のためのコミュニティ参画型教育の政策組織に関する研究」を実施する初年度に当たって、まずはアメリカ合衆国およびEUのヨーロッパ諸国において如何なる教育施策が取られ、具体的にコミュニティを巻き込むどのような教育実践が行われているか、その全体構図を把握するための情報収集と現地調査を行った。アメリカ合衆国については、平成23年10月にキャラクターエデュケーションの全米組織が「倫理的コミュニティの創出に向けて」をテーマにサンフランシスコで開催した全国会議に参加してアメリカ全体の動向を探るとともに、実際にコミュニティを挙げて地域の子ども達の道徳的シティズンシップ育成に取り組んでいるPleasanton学校区の視察を行った。平成24年3月には、上記の全米会議での情報収集を踏まえて、ニュージャージー州全体の推進組織と同州各地の学校及び学校区での取り組みを現地調査するとともに、ワシントンDCでアメリカ連邦教育省ならびにサービス・ラーニング全米機構の担当者を訪問してインタヴュー調査を実施した。

ヨーロッパ諸国については、平成23年11月にワルシャワで開催されたヨーロッパ・シティズンシップ教育会議に出席して、EUおよびCouncil of Europeのヨーロッパ統合組織の教育政策とそれらに対する各国の対応策等に関する論議に加わった。また、イギリスではウォーリック大学教育研究所におけるシティズンシップ教育および関連する宗教教育に関する各種研究資料の収集と意見交換に当たり、ロンドンなどでは学校を訪問して上記教育の実際を見学した。さらには、平成23年10月に中国南京市で開催された国際道徳教育学会では先の科学研究で実施した研究成果の発表を行い、世界の道徳教育関係研究者達との研究交流に努めた。ヨーロッパでの現地調査に至るまでは、訪問先の関係機関担当者を見つけ出し面会のアポイントメントを確定するために周到な文献ならびにインターネット等を通じての事前調査研究と、訪問機関および関係者との数知れない連絡文書・メールのやり取りを必要とする。限られた渡航費用の制約の中で、ここまで現地での調査研究を進められただけでも十分な成果があったものと評価している。報告者は、ユネスコ職員としての国際機関への勤務以来長年にわたって海外の教育関係者との幅広いネットワークを築いてきているが、本研究課題のようにアメリカとヨーロッパ両大陸にまたがる現地調査研究の実施のためには、その諸連絡準備にも煩雑な手続きの時間がかかり、燃油代高騰も含めて現地までの旅費等当初の見積もり以上に多くの諸費用を要したという状況がある。上述のような研究を実際に推進する上での桎梏は存在するものの、関係の研究者が多く集まる研究集会や会議なども上手く日程に組み入れながら、次年度の研究計画を進めていきたい。上述のように初年度の研究はおおむね所期の目的を達してきているが、ヨーロッパに関しては対象国も多く、現地調査のための費用も十分とは言えない。昨年度のウォーリック大学のようにヨーロッパ諸国の研究機関と連携しながら研究調査を推進しているその研究成果も活用し、効率的な現地調査を実施したい。本研究課題の最終年度に当たる次年度には、研究目的完遂のためにもアメリカおよびヨーロッパの両大陸地域でのフィールド調査が欠かせない。その見通しもあり、本年度の研究費を一部留保して次年度に回した。最近の円安傾向の影響もあって、予想以上に研究費の多くの部分を旅費に充てる必要が出てくるものと思われる。昨年度アメリカ連邦教育省関係者を通じて紹介され面会したキャラクターエデュケーション全米組織のCEOから、世界の道徳的シティズンシップ教育の英知を結集する平成24年11月のワシントンDCでの会議に招待されるなど、従来の研究計画以上に有益な研究を展開する機会も新たに加わってきており、研究費の柔軟かつより効果的な活用をはかっていく。
敗血症におけるTh1/Th2サイトカインの作用と調節機構の解明

平成13年度の研究により、Th1サイトカインあるいはTh2サイトカインのシグナル伝達にかかわるStat4およびStat6の敗血症における役割をそれぞれの遺伝子欠損マウスを用いて明らかにした。敗血症による生存率は、Stat4及びStat6欠損マウスとも有意に改善した。メカニズムの解析から、Stat4欠損マウスでは、肝・腎でのサイトカイン反応が抗炎症に有効なTh2タイプにシフトし(IL-13上昇、MIP-2およびKC低下)、そのため臓器傷害が回避されて、Stat6欠損マウスでは、局所のサイトカイン反応が炎症誘導に都合のよいTh1タイプにシフトし(IL-12,TNFα,MDC, C10の上昇)、そのため細菌排除が促進されて敗血症に対し抵抗性を示すことを明らかにした。すなわち、Th1/Th2サイトカインバランスが敗血症時の自然免疫に極めて重要であることを初めて明らかにした。平成14年度は、まず、Th2型の慢性炎症に関わるとされるケモカインMDC及びC10に着目した。野生型腹腔マクロファージによるMDC・C10産生は、Th2サイトカインIL-4やIL-13により誘導されたが、Stat6欠損マクロファージの場合、その産生量は野生型にくらべ有意に低下した。しかし、IL-1の刺激によるMDC・C10産生量はStat6欠損マクロファージで有意に増加した。このモデルの腹腔局所にはIL-4やIL-13は検出されず、一方、IL-1は大量に検出される。したがって、Stat6欠損マウスの腹腔でみられたMDC・C10の上昇の一因は、局所に存在するIL-1によると考えられた。敗血症により胸腺細胞にはアポトーシスが誘導される。そこで、この実験系での胸腺細胞のアポトーシスを検討すると、その程度は野生型にくらべStat4あるいはStat6欠損マウスで有意に改善していた。敗血症時の胸腺細胞のアポトーシスはマウスの生存に不利益であることを考えると、Stat4およびStat6欠損マウス胸腺細胞にみられたアポトーシスの減少が、これら遺伝子欠損マウスの生存率改善に寄与した可能性も考えられた。このとき、いずれの遺伝子欠損マウスの胸腺細胞にもCD4(+)CD8(+)T細胞の減少、CD4(-)CD8(+)T細胞の増加が観察され、敗血症後の胸腺細胞の構成にはダイナミックな変化が生じていることも判明した。Th1サイトカイン(IL-12)あるいはTh2サイトカイン(IL-4,IL-13)のシグナル伝達にかかわるSTAT4 (signal transducer and activator of transcription 4)およびSTAT6の自然免疫における役割を知るために,STAT4^<-/->およびSTAT6^<-/->マウスに実験的に腹膜炎誘発敗血症を誘導し,その後のマウスの生存率,局所および全身でおこる現象を解析した.マウス致死率は,STAT4^<-/->およびSTAT6^<-/->ともコントロールマウスにくらべ改善され,両者とも敗血症抵抗性であることが判明した.マウスの局所および全身の菌数を比較すると,STAT4^<-/->

マウスでは変化なかったものの,STAT6^<-/->マウスでは有意に低下していた.局所の浸潤白血球数には変化はみられず,腹腔マクロファージの菌貧食・消化能にも差はなかったが,STAT6^<-/->マウスでの服腔内IL-12,TNFα,MDC, C10産生量は有意に高かった.これらのサイトカイン・ケモカインは細菌排除に働く因子である.一方,局所反応に差はなかったものの,STAT4^<-/->マウスでは肝・腎障害はほとんどおこらず,このとき,組織中の炎症反応も有意に軽減していた.これら臓器中のサイトカイン産生量を比較すると,STAT4^<-/->マウスでは抗炎症に働くTh2サイトカインIL-10,IL-13産生は有意に高く,逆に,炎症に寄与するケモカインMIP-2,KCは有意に低下していた.すなわち,Th1/Th2バランスによりSTAT6^<-/->マウスではTh1型反応の増強により菌の排除が促進され,STAT4^<-/->マウスではTh2型反応の増強により所臓器障害が抑制され,ともに死亡率は改善されたと考えられた.この結果は,STAT因子の合目的的制御は,敗血症およびそれに随伴するショック,多臓器障害に対する新しい治療戦略になることを示唆する.平成13年度の研究により、Th1サイトカインあるいはTh2サイトカインのシグナル伝達にかかわるStat4およびStat6の敗血症における役割をそれぞれの遺伝子欠損マウスを用いて明らかにした。敗血症による生存率は、Stat4及びStat6欠損マウスとも有意に改善した。メカニズムの解析から、Stat4欠損マウスでは、肝・腎でのサイトカイン反応が抗炎症に有効なTh2タイプにシフトし(IL-13上昇、MIP-2およびKC低下)、そのため臓器傷害が回避されて、Stat6欠損マウスでは、局所のサイトカイン反応が炎症誘導に都合のよいTh1タイプにシフトし(IL-12,TNFα,MDC, C10の上昇)、そのため細菌排除が促進されて敗血症に対し抵抗性を示すことを明らかにした。平成14年度は、まず、Th2型の慢性炎症に関わるとされるケモカインMDC及びC10に着目した。野生型腹腔マクロファージによるMDC・C10産生は、Th2サイトカインIL-4やIL-13により誘導されたが、Stat6欠損マクロファージの場合、その産生量は野生型にくらべ有意に低下した。しかし、IL-1の刺激によるMDC・C10産生量はStat6欠損マクロファージで有意に増加した。このモデルの腹腔局所にはIL-4やIL-13は検出されず、一方、IL-1は大量に検出される。したがって、Stat6欠損マウスの腹腔でみられたMDC・C10の上昇の一因は、局所に存在するIL-1によると考えられた。敗血症により胸腺細胞にはアポトーシスが誘導される。そこで、この実験系での胸腺細胞のアポトーシスを検討すると、その程度は野生型にくらべStat4あるいはStat6欠損マウスで有意に改善していた。
自閉症スペクトラム障害児の対人関係基盤型QOL（SI-QOL）向上に関する研究

ASD児とのコミュニケーションに苦慮する関わり手(本研究では保護者・教師)にASD児のQOLを向上させるコミュニケーション支援技法を提供すべく,ASD児と他者とのコミュニケーションの過程を分析し,対人関係を基盤としたQOL(SI-QOL)を向上させる変数を解明することを目的とする。そのために,半構造化面接による保護者・教師への聴取と検証された変数を組み込んだコミュニケーション支援技法の効果を実証する。本研究の達成により,保護者・教師に過度な負担を強いないコミュニケーション支援技法を提供可能になる。さらに,ASD児のSI-QOLを高め,保護者・教師のASD児との関わりの困難さを減弱可能となる。
気道内陰圧換気の開発と可能性の評価

前年度の研究をもとに、小児への応用を検討するため当初小動物を用いて気道内陰圧換気の実験を行う予定であったが、Intrapulmonary Percussive Ventilation(IPV【○!R】)という高頻度の比較的高い陽圧を気道にかけることで、胸郭・肺コンプライアンスと相まって咳のような効果を生みだし、強制的に呼気をつくる換気方式が登場したので研究中の気道内陰圧換気との比較をした。IPVは、我々の考案した陰圧換気とは方法は異なるものの呼気促進という目的も有しており今後の気道内陰圧換気の可能性を探るにも比較に値すると思われた。まずIPVの可能性を検証するため、肺胞蛋白症の患者の肺胞洗浄に際し、洗浄効率の改善程度を観察した。結果は洗浄が促進され、気管分泌物の排出に関し良好な結果が得られた。同時に炭酸ガス排出能も見たが気道内陰圧換気ほどの効果は無かった。しかしながら、臨床上の使用に関しては十分な効果はあり、とりわけ酸素化能の改善は陰圧換気を凌駕するものであった。この結果を踏まえて小児への気道内陰圧換気の応用を考えると、むしろIPVのほうが適している結論を得た。とはいえ、気道内陰圧換気は高炭酸ガス血症に悩む重症呼吸不全の人工呼吸管理にECMOを適応する前の侵襲度の比較的低い換気様式として、permissivehypercapneaを保持する手段として大きな可能性はある。前年度の研究から成人への臨床応用に期待が持てると思われた。成犬での実験を行い人工呼吸中の吸気相での陰圧の影響につき検討した。成犬6匹を用いて、ダブルルーメン気管内チューブを気管切開下に挿入し、片方のルーメンに陽圧用と陰圧用の金属製チューブを入れ、それぞれを陽圧源と陰圧源に接続し、呼気を前半と後半に分けかつまた呼気の全相にわたる場合を含め計16通りのタイミングでautoREEPおよび炭酸ガス排出に及ぼす影響につき詳細な検討を行った。この結果、まずautoREEPについては呼気の陰圧により自在に変化させることができ、従来から言われていたTracheal Gas Insufflation(TGI)中の副作用であるautoREEPを陰圧により軽減できることがわかった。次に炭酸ガスの排出については、連続血液ガスモニタを使って、先に述べた16通りの組合せのうちどれが一番効率が良いのかをみた。結果は呼気の前半で陰圧をかけ後半で陽圧をかけるのが最も炭酸ガスの排出に効果的であることが判明した。人工的に高炭酸ガス血症の状態にしてあるため、コントロールのPaCO2は80torr程度にしてあるが、呼気の終末に気道内圧が陰圧とならないような程度に制御された呼気の補助では、およそ50%の改善を期待できることが判明した。この内容を米国の人工呼吸の雑誌RESPIRATORYCAREに投稿し掲載された。
ハイブリッド触媒を用いた配列規制重合法の創成

本研究はハイブリッド触媒を用いた配列規制重合の開発とこの重合法を利用した高付加価値な機能性高分子材料の開発を目的としている。本年度は下記の2つについて重点的に検討を行った。1新規ハイブリッド触媒の探索:新たなハイブリッド触媒系として酸・塩基複合型触媒に着目し、触媒候補の探索を行った。その結果、安息香酸アルカリ金属塩がラクチドや環状カーボネートの開環において有用であることを見出した。安息香酸部位のベンゼン環上置換基を変えた一連の触媒を用いて重合を行い、触媒回転頻度を調べた。その結果、安息香酸アルカリ金属塩の塩基性が高くなるほど触媒回転頻度が高くなる傾向が確認された。このことから、本重合はアニオン重合性の機構で進行していることが示唆された。また、分子内で酸・塩基複合しているベタインに着目し、その重合触媒としての可能性を検討した。その結果、トリメチルグリシンが環状カーボネートの開環重合に有用であることを見出した。トリメチルグリシンはモノマーのカルボニル基と生長末端水酸基の両方を活性化することがIR測定により判明し、重合は二重活性化機構で進行していることが示唆された。2ハイブリッド触媒を用いた配列規制重合:グリコール酸と乳酸の共重合体であるPLGAは生体適合性と生体内分解性を兼ね備えており、医療用材料として極めて重要である。PLGA中のグリコール酸と乳酸ユニットは多くの場合ランダムに配列しているが、本研究ではハイブリッド触媒を用いることでメチルグリコリドの開裂位置選択的開環重合を実現し、配列制御によるPLGAの物性制御を目指した。幾つかの触媒を検討したところ、ホスファゼン塩基/アルコール触媒系を用いることで交互性の高い配列を有するPLGAが得られることを見出した。新たなハイブリッド触媒として安息香酸塩やベタインなどを見出している。さらに、ハイブリッド触媒を用いることで狙い通りの配列規制重合を既に達成しつつあり、配列がポリマー物性に与える影響についても検討を開始している。特に、医療用分野で極めて重要な材料であるPLGAについて配列制御を達成できたことは大変意義深い。これらのことから、当初の想定を上回る成果が得られていると判断できる。引き続き、各種の重合に有用な新規ハイブリッド触媒の探索を行う。また、配列制御したPLGA合成についてさらに詳細な検討を進め、配列に起因する特異な物性を明らかにする。メチルグリコリド以外にも様々な非対称環状エステルモノマーに本重合系を適用し、モノマー配列を基盤とした機能性脂肪族ポリエステルの創製につなげる。
末梢血中のフコシル転位酵素mRNA検出による新規膵癌迅速診断法の開発

がん診療において、末梢血液を用いて癌細胞やそれに由来する蛋白や核酸を高感度で迅速に測定することが可能であれば、がんの診断や治療効果のモニタリングに大変有用である。現在CA19-9の様な多くのフコシル化抗原が膵癌の診断に汎用されている。申請者らはフコース転移酵素に着目し、末梢血から抽出した核酸分画からddPCRを用いてそれぞれのフコース転位酵素mRNAを検出する,膵癌の新規MRD検出法を開発したがん診療において,末梢血液を用いてがん細胞やそれに由来する蛋白や核酸を高感度で迅速に測定することが可能であれば,がんの診断や治療効果のモニタリングに大変有用である.これまで用いられてきている腫瘍マーカーの速的,循環腫瘍細胞の検出,がん細胞由来の核酸の検出法は特異性や検出感度の問題などから未だ十分な成果をもたらしていない.申請者らは膵癌の診断に汎用されている腫瘍マーカーの合成酵素に着目し,糖鎖関連分子が新たながMRD検出法になると考え本研究をP計画した.本年度はこれまでのpreliminaryな解析結果から,症例の蓄積と検体収集をおこない,数例の症例数が確保できた時点でフコース転移酵素関連分子の解析をおこなった.具体的には申請者らが見出した悪性腫瘍の増殖,転移を促進するフコース転移酵素の発現を膵癌組織検体を用いてRT-PCRで解析した.また同一患者からの血清を用いて同関連分子の遊離核酸発現をdigital PCRで検討した.症例数は十分ではないが,RT-PCRと血清中の遊離核酸PCR (所謂liquid biopsy)の相関が得られる可能性が高く,検体収集を引き続き実施していく予定である.がん診療において、末梢血液を用いて癌細胞やそれに由来する蛋白や核酸を高感度で迅速に測定することが可能であれば、がんの診断や治療効果のモニタリングに大変有用である。これまで用いられてきている腫瘍マーカーの測定、循環腫瘍細胞の検出、癌細胞由来の核酸の検出法は特異性や検出感度の問題などから未だ十分な成果をもたらしていない。申請者らは膵癌の診断に汎用されている腫瘍マーカーの合成酵素に着目し、糖鎖関連分子が新たなMRD検出法になると考え、本研究を計画した。前年度に引き続き、本年度も症例および検体収集に努めた。集めた症例を奏功群と非奏功群に分類し、血中DNAを用いてRT-PCRおよびddPCRを行ないフコース転移酵素関連分子の解析を行なったところ、非奏功群での有意な上昇を認めた。残念ながら前向き試験を行うのに十分な症例数が得られなかった為、retrospectiveな検討を行い、予後、治療反応性などを検証した結果、予後との相関関係が得られた。今後はさらなる症例の蓄積を行い、実用化に向けて検討を実施する予定である。申請者らはフコース転移酵素に着目し、末梢血から抽出した核酸分画からddPCRを用いてそれぞれのフコース転位酵素mRNAを検出する,膵癌の新規MRD検出法を開発した解析法の基礎検討並びに条件設定などはほぼ確定し順調に進んでいる.一方で,患者検体の収集は十分とは言えないため,引き続き検体採取に努め,解析を進める.医歯薬学当教室関連施設(診療施設)の協力体制を強化し紹介患者を増加させるとともに,院内関連診療科との連携も強化し検体収集をさらに進める.
血管内皮細胞分化、血管形成におけるホメオボックス転写因子Meis1の機能解析

中胚葉細胞から発生する血管内皮細胞は互いに融合して原始血管叢を形成する。この過程(vasculogenesis)の後に,新たな管腔形成を伴うangiogenesisを経て,大血管や毛細血管などの大小の血管網の形成(リモデリング)が起こる。この変化に伴って,動・静脈への分化が起こり正常な血管形成が行われる。近年,分子生物学的手法や遺伝子欠損マウスを用いた実験により,血管内皮細胞の分化や血管網形成の分子メカニズムが徐々に明らかにされてきている。この過程では,血管内皮細胞成長因子(VEGF)やNotch,Shhシグナルが重要な役割を果たしている。申請者はゼブラフィッシュを用いてこの血管内皮細胞の分化・血管網形成の過程に,ホメオボックス転写因子であるMeislがいかに関わっているか,を明らかとすることを目的として,研究を進めている。モルフォリーノによる翻訳阻害によって,Meis1遺伝子の機能をゼブラフィッシュ胚で阻害した場合,VEGFの受容体であるFlk1の発現が顕著に低下することがわかった。また,血管内皮細胞全般に発現しているFli1で血管形成を見たところ,大血管は存在していたものの,体節間を走る血管が喪失していた。また,本来動脈が位置している部位での動脈マーカーの発現がなくなっており,その代わりに静脈マーカーの異所的発現が見られた。一方で,VEGFやVEGFの上流で働くと考えられるShhの発現は変化していないことに加えて,動脈分化に重要なNotch5の発現の変化も認められなかった。また,モルフォリーノによって翻訳阻害を受けないMeis1を作成し,そのmRNAをモルフォリーノとともに投与した揚合には,喪失した体節問の血管が一部発生するなど,Meis1が血管発生と血管網形成に重要な役割を果たしていることを明らかとした。現在,このデータを用いて,論文作成を行い,投稿中である。この過程(vasculogenesis)の後に、新たな管腔形成を伴うangiogenesisを経て、大血管や毛細血管などの大小の血管網の形成(リモデリング)が起こる。この変化に伴って、動・静脈への分化が起こり正常な血管形成が行われる。近年、分子生物学的手法や遺伝子欠損マウスを用いた実験により、血管内皮細胞の分化や血管網形成の分子メカニズムが徐々に明らかにされてきている。この過程では、血管内皮細胞成長因子(VEGF)やNotch,Shhシグナルが重要な役割を果たしている。申請者はゼブラフィッシュを用いてこの血管内皮細胞の分化・血管網形成の過程に、ホメオボックス転写因子であるMeis1がいかに関わっているか、を明らかとすることを目的として、研究を進めている。モルフォリーノによる翻訳阻害によって、Meis1遺伝子の機能をゼブラフィッシュ胚で阻害した場合、VEGFの受容体であるFlk1の発現が顕著に低下することがわかった。また、血管内皮細胞全般に発現しているFli1で血管形成を見たところ、大血管は存在していたものの、体節間を走る血管が喪失していた。また、本来動脈が位置している部位での動脈マーカーの発現がなくなっており、その代わりに静脈マーカーの異所的発現が見られた。一方で、VEGFやVEGFの上流で働くと考えられるShhの発現は変化していないことに加えて、動脈分化に重要なNotch5の発現の変化も認められなかった。また、Meis1と協同的に働くことが知られているPbx4遺伝子の機能を阻害した場合には、正常な血管内皮細胞の発生が認められた。このことから、Meis1はPbx4とは独立に血管内皮細胞の発生に関与している可能性がある。申請者は、Meis1の発現はマウスやヒト由来血管内皮細胞細胞株Huvecにおいてタンパクレベルで発現していることを確認している。このことから、Meis1は血管内皮細胞内で働いている可能性が高い。今後は、Meis1がいかにFlk1の発現を制御しているかを明らかとしていく予定である。

また,モルフォリーノによって翻訳阻害を受けないMeis1を作成し,そのmRNAをモルフォリーノとともに投与した揚合には,喪失した体節問の血管が一部発生するなど,Meis1が血管発生と血管網形成に重要な役割を果たしていることを明らかとした。現在,このデータを用いて,論文作成を行い,投稿中である。
郵便自動仕分け機におけるベルト挟持搬送に関するシミュレーション

ベルト挟持(きょうじ)搬送機構は、郵便自動仕分け機、自動改札機などで広く用いられ、2本の平ベルト間に媒体を挟んで搬送する。機構設計上、駆動ローラ周速に対して2本のベルトおよび媒体がどのような速度で運動するかを知ることが重要である。研究成果を以下に要約する。ベルト・ローラ基本系(1本のベルトと2個のローラから成る系)の負荷運転時の特性(1)ベルト張り側/緩み側の張力の和および差は、それぞれ初期張力の2倍および負荷荷重に等しい。(2)負荷荷重の増加とともにローラとベルト間のすべりが増加し、駆動側のそれは従動側のそれより大きい。ベルト挟持搬送系(2組のベルト・ローラ基本形をベルト直線部で接触させた系)の特性(3)媒体搬送しない場合、2本のベルト間のすべりは、ベルト押付け量、ベルト間摩擦係数、ベルト伸張率が大きいほど増加する。(4)搬送媒体の駆動ベルトに対するすべりは、ベルト押付け量、ベルト伸張率が大きいほど増加し、媒体の厚さや媒体とベルト間の摩擦係数にはあまり影響を受けない。以上、FEM汎用解析ソフトを用いてベルト挟持搬送系の運動シミュレーション法を確立し、その基本特性のいくつかを明らかにした。しかしながら、与えられた条件下でベルトや媒体の速度を予測できるまでには至っていない。ベルト挟持(きょうじ)搬送機構は、郵便自動仕分け機、自動改札機、ATMなどで広く用いられ、2本の平ベルト間に媒体(郵便物、切符、紙幣など)を挟んで搬送する。本研究では、ベルト挟持搬送機構の基本系である、1個の駆動ローラ、従動ローラおよび1本の平ベルトから成る系において、従動ローラに一定の負荷トルクを加え、駆動ローラを一定速度で回転させた場合の2次元運動挙動のシミュレーションを行うとともに、試作した装置で実験を行い、以下の結果を得た。なお、両ローラは直径60mm、長さ50mmの鋼製円筒、駆動ローラの回転速度は7.5rpm、ベルトは幅40mm、厚さ0.9mm、内周長743.5mm、芯体なし、熱硬化性ポリウレタン、ゴム硬度Hs80である。(1)ベルトの張り側、緩み側で、ベルト張力およびベルト速度が異なり、張り側の方の値が大きい。ベルトとローラ間に若干のすべりがある。(2)張り側、緩み側のベルト張力は初期張力±(従動ローラ負荷/ローラ直径)となる。駆動ローラとベルト間のすべり速度および駆動ローラ周速よりベルト基準速度を定め、ベルト張力を考慮して張り側、緩み側のベルト速度を推定する式を導いた。この推定値は従動ローラ負荷が異なるいくつかの場合の実験結果とほぼ一致した。上記の結果は実験およびその考察から得られた。負荷トルクを加えたベルト・ローラ基本系の2次元シミュレーションはようやくできつつあり、今後、シミュレーション結果と上記実験結果および推定式の結果との比較検討を行う。ベルト挟持搬送全体系についても同様に行う予定である。2年間のシミュレーションおよび実験で得られた研究成果を以下に要約する。

以上、FEM汎用解析ソフトを用いてベルト挟持搬送系の運動シミュレーション法を確立し、その基本特性のいくつかを明らかにした。しかしながら、与えられた条件下でベルトや媒体の速度を予測できるまでには至っていない。今後の課題として、ベルトの張り側・緩み側張力、摩擦力、ベルト・ローラ間のすべりの関係式を導き、ベルト速度の予測法(簡易計算モデル)を確立すること、このモデルをベルト挟持搬送系に拡張することなどが挙げられる。