hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
気道上皮細胞の修復過程を標的とした新規薬物療法の開発

κBにより調節されている因子として知られていたが、IRF3KO群において発現低下を認めた。一方でIL-17の発現上昇を認めた。機能比較ではIRF3KOマウスで好中球貪食能の低下を認め、オートファジー関連蛋白であるLC3の発現も野生型より低下していた。IRF-3を介する制御は好中球の機能発現において重要であり気道炎症の治療のターゲットとなることが示唆された。気道障害時に産生されるオステオポンチンがエラスターゼ誘導COPDモデルで有用なターゲットとなることを明らかにし報告した。特に疾患の性差発現への関与も明らかにした(Biochem Biophys Res Commun 461:642-647,2015)。ヒト呼気濃縮液について検討を進めたが、SLURP検出の感度に問題があり、検出は不可能であり、今後測定感度を挙げる事が課題となった。気道上皮細胞は、外界に対する重要なバリアーであるが、アレルゲンや環境物質の障害を直接受け、剥離したり、粘液分泌や線維化促進細胞に変化することにより、バリアー機能および生体防御能を失い、喘息やCOPDなどの疾患を増悪させる。本研究では、その修復過程に注目して、新規薬物治療の開発を目的として検討を進めた。非神経性コリン作動物質としてSLURP-1に注目し、粘液産生細胞への分化を抑制し、気道炎症を抑制するターゲットとして有望であることを見出した。また、気道上皮細胞を標的とした自然免疫系の活性化制御の可能性も明らかにした。ダニアレルゲンの反応性の解析についてMD2ノックアウトマウスを用いて解析が順調に進んでいる。さらに新たな刺激としてCOPDでの障害物質でエラスターゼを用いた検討も進展した。さらに27年度に検討を進める予定である。SLURP-1については、倫理委員会の承認を得て、ヒトサンプルを採取し、パイロット的に検討した。しかし、ELISAシステムの設定が難航し、感度が上がらず、生体サンプルでの定量化が出来ないでいる。一時この点については休止を余儀なくされている。臨床薬学・アレルギーMD2ノックアウトを用いた検討およびIRF3ノックアウトマウスを用いた検討をすすめ、ダニアレルゲンおよびエラスターゼの気道障害機構とその修復ターゲットを明らかにする。気道上皮細胞のダニアレルゲンを介する活性化について順調に明らかに出来ている。しかし、リコンビナントアレルゲンDerf1、Derf2を使用しての検討については、反応性が認められず、軌道修正を行っている。TLR4を介する刺激にはMD2の存在が必須であるが、TLR2を介してMD2を介さない刺激が気道上皮細胞に入ることを明らかにできた。そこで、現在MD2ノックアウトマウスを用いての検討で、ダニアレルゲン刺激におけるMD2の役割を明らかにすることへ検討を進めている。また、ダニアレルゲンを介する刺激伝達経路としてIRF3を介する経路についても検討を進める準備を開始した。3月末まで、使用できる事で、研究費として使用しやすくなり、年度末ぎりぎりまで使用したため、一部支払が4月に繰り越したため。気道上皮細胞の障害および修復過程を明らかにする目的で、動物モデルを用いた検討を進める。MD2ノックアウトマウスおよびIRF3ノックアウトマウスについて、実験の準備を整えた。IRF3はTLR4を介した刺激の細胞内伝達経路の中で、NFkBと2分する経路である。4月初めに前年度分は支払に使用した。当該年度の研究費を十分使用したが、試薬購入には端数の額が残金として残り、次年度に試薬をまとめて購入とした。
母児間マイクロキメリズムに着目した妊娠時免疫寛容とその移植学、腫瘍学への応用

本研究の鍵となるモデル動物作製については2年間関連する腫瘍関連、生殖工学関連の学会等で情報を収集し試みたが安定した作成系を得るにはいたらなかった。しかしながらそれに派生したいくつかの婦人科腫瘍に関する知見を得た。卵巣成熟嚢胞性奇形種は卵子の単為発生をその起源とし、臨床的にもきわめて発生頻度の高い卵巣腫瘍である。若年者で再発を繰り返した同疾患の組織についてマイクロアレイ解析を行い、正常群との比較が進んでいる。卵子活性化に関連する遺伝子において正常群との差異がみとめられている。また、それらの組織中のマイクロキメラの発現程度についても解析をすすめていく予定である。本研究は母体-胎児間での細胞の相互交換現象であるマイクロキメリズムの成立機序の解明とその免疫寛容機構の移植医療及びがん治療への応用を目的としている。本研究の鍵はモデル動物作製である。28年度はマイクロキメリズムモデルマウス作製に取り組んでいる。胎児マイクロキメリズムマウスモデルは、野生型母親マウスにGFPマウス胚を移植することで作製する。母系マイクロキメリズムモデルマウスは雌GFPトランスジェニックマウスに野生型胚を移植することで作製する。移植胚数及び産仔数は、成立するマイクロキメラ細胞数と相関することが推定されるため、移植胚数と産仔数の安定した相関一致のための予備的実験を行い移植条件の設定を行っている。多くのマイクロキメラ細胞が成立するためには、移植胚数・産仔数は多いほうが良いが、移植胚と産仔数が一致する最大移植数を検討している。条件設定のための基礎実験に時間を要し研究の進行が停滞しているが、至適条件が整いつつある。本研究は母体-胎児間での細胞の相互交換現象であるマイクロキメリズムの成立機序の解明とその免疫寛容機構の移植医療及びがん治療への応用を目的としていた。また、それらの組織中のマイクロキメラの発現程度についても解析をすすめてゆく予定である。本研究において信頼性の高い結果を得るためにはモデルマウス作製が必須である。条件は整いつつあるので、今後これらを作製して研究を進める。産婦人科学分野研究状況の進捗状況の遅れにより、動物購入等の消耗品購入に余りが生じた。学会参加等の情報収集を行い、計画通り、消耗品購入や旅費等に当てる。
MRIガイド下集束超音波治療のための血管樹状構造に基づく肝臓三次元動態追尾

MRガイド下集束超音波治療においてはMRIの持つ軟部組織識別能力と温度分布画像化能力を組み合わせて用いることができるが,これまで比較的動きの少ない子宮筋腫などに用いられてきた.本研究課題では,肝臓の呼吸性移動・変形についてMRマルチスライス画像およびステレオスコピック画像を用いて解析した.さらに,その知見に基づき,肝臓の組織の移動・変形にしたがって集束超音波の照射点を追尾する手法を提案しその有効性を示した.MRガイド下集束超音波治療においてはMRIの持つ軟部組織識別能力と温度分布画像化能力を組み合わせて用いることができるが,これまで比較的動きの少ない子宮筋腫などに用いられてきた.本研究課題では,肝臓の呼吸性移動・変形についてMRマルチスライス画像およびステレオスコピック画像を用いて解析した.さらに,その知見に基づき,肝臓の組織の移動・変形にしたがって集束超音波の照射点を追尾する手法を提案しその有効性を示した.本研究はこれまで比較的動きの少ない臓器に適用されてきた磁気共鳴画像化法(Magnetic Resonance Imaging, MRI)を組み合わせた集束超音波治療(Focused Ultrasound Surgery, FUS)の適用範囲を広げ,より有用な治療法としていくため,臓器の三次元的な呼吸性移動・変形に追従して集束超音波の照射位置を追尾,さらには照射位置の予測による集束超音波の照射制御手法の確立を目指すものである.今年度は特に以下の点について,検討を行った.(1)肝臓の三次元的呼吸性移動・変形の解明呼吸による肝臓の三次元的な移動・変形のパターンを抽出するために,高速撮像法であるFIESTAを用いて,健常ボランティアの肝臓を三次元撮像した.撮像は最大吸気,最大呼気およびその中間での息止めによるマルチスライス画像を取得し,肝臓の血管の三次元再構成を行い,構造解析を行って樹状構造を構築した.さらに,1周期あたり20秒程度のゆっくりとした呼吸で,1呼吸サイクルで10セット程度のマルチスライスを取得し,横隔膜の位置や血管の位置などを元に,スライスごとに呼吸位相が滑らかに変化するように並べ替え,呼吸位相が滑らかに変化する三次元樹状構造,すなわち四次元モデルの構築を行い,これを可視化した.さらに,このモデルの分岐点の動きに注目し,呼吸位相にしたがって移動・変形する血管の三次元的な動きのパターンを解析した.(2)血管分岐に注目した肝臓三次元動態追尾集束超音波治療の実施中には,照射位置の追尾に必要な撮像時間は限られるため,できるだけ少ない撮像枚数で,照射位置の追尾を行う必要がある.そこで,「(1)肝臓の三次元的呼吸性移動・変形の解明」で構築した樹状構造の解析結果をもとに,解析時と同様に1周期あたり20秒程の4枚のマルチスライスを撮像し,等方ボクセル化したポリュームデータより,血管分岐点およびそこから伸張する分枝血管と照射点の幾何学的位置関係に基づいた追尾手法について提案し、その妥当性を検討した.本研究はこれまで比較的動きの少ない臓器に適用されてきた磁気共鳴画像化法(Magaetic Resonance Imaging,MRI)を組み合わせた集束超音波治療(Focused Ultrasound Surgery,FUS)の適用範囲を広げ,より有用な治療法としていくため,臓器の三次元的な呼吸性移動・変形に追従して集束超音波の照射位置を追尾,さらには照射位置の予測による集束超音波の照射制御手法の確立を目指すものである.今年度は特に以下の点について,検討を行った.●肝臓の三次元的呼吸性移動・変形の解明昨年度に引き続き,血管の樹状構造のうち特に分岐点に注目し,肝臓の三次元的な移動変形について解析を行った.これまで,解析は,分岐点とそこから伸長する分岐血管を用いてもちいていた.これに対し,今年度は3.0テスラの磁場強度を持つ超高磁場MR装置を用いて撮像を行い,より詳細に描出された画像をもちいて,3点以上の分岐点を抽出し,より詳細な解析を行った。その結果,照射位置追尾においては,肝臓の三次元的な移動だけでなく,局所的な肝臓の変形を十分考慮する必要があるとの知見を得た.●肝臓三次元動態追尾のための撮像方法の検討集束超音波治療の実施中には,照射位置の追尾に必要な撮像時間は限られるため,できるだけ少ない撮像枚数で,照射位置の追尾を行う必要がある.そこで,撮像スライス厚を30mm50mmの厚スラブとし5度10度程度の角度を持つ2枚の画像をステレオ撮像することにより,追尾対象分岐血管の三次元位置を推定する方法を検討した.本研究はこれまで比較的動きの少ない臓器に適用されてきた磁気共鳴画像化法を組み合わせた集束超音波治療の適用範囲を広げ,より有用な治療法としていくため,臓器の3次元的な呼吸性移動・変形に追従して集束超音波の照射位置を追尾,さらには照射位置の予測による集束超音波の照射制御手法の確立を目指すものである.本研究課題では特に肝臓への適用を目指している.今年度は特に以下の点について,検討を行った.・ステレオスコピック撮像法による肝臓3次元動態追尾集束超音波治療実施中に角度を変えた2枚の画像を取得することで血管樹状構造の3次元情報を取得し肝臓動態追尾することにより,集束超音波の照射点追尾を行う.健常者ボランティアの腹部を,3.0テスラの磁気共鳴画像化装置を用いてtrue FISP法により,510度程度の角度をつけ,各々3040mmのスライス厚でゆっくりとした呼吸下で連続して撮像した.これらの画像から対象とする血管分岐点を抽出し,両眼立体視の手法を応用することにより,血管分岐点の3次元位置を求めた.

照射点追尾は照射点と近傍の2つの血管分岐点の3次元位置を2つの直交する平面に投影し,移動前後の相対的位置関係から移動後の照射点を推定する.この手法はマルチスライスによる方法に比べて高速であるが,視野角が小さいと3次元位置推定誤差が大きくなるため,撮像条件のさらなる検討が必要となることが示唆された.・バイプレーン撮像による肝臓3次元動態追尾これまでに検討したマルチスライス撮像およびステレオスコピック撮像による動態追尾法の検討結果から,血管分岐点の3次元位置取得や照射点追尾のさらなる高精度化を目指す必要があると考えられた.そこで,従来の2次元追尾手法により照射点の2次元平面内での位置を求め,これに直交する厚いスライスを撮像し照射点の面外方向の動きを求め3次元位置を取得する手法について検討した.肝臓の三次元的呼吸性移動・変形の解析およびそれに基づいた動態追尾法については,おおむね順調に推移しているが,ステレオ撮像による動態解析および動態追尾手法の確立を新たに行っているため,本研究の目的である集束超音波治療装置の照射制御手法に関しての取り組みの開始が少し遅れている.24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに得られた成果に基づき,ステレオ撮像法に基づく肝臓の移動変形解析をおこない,さらに動態追尾手法の提案と検証を行ったのち,研究目的である集束超音波治療の照射制御手法の確立をめざす。24年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞増殖因子受容体とそのシグナル伝達をターゲットとした放射線感受性修飾に関する研究

増殖因子受容体とそのシグナル伝達経路の活性化が放射線感受性決定またその増感にどのように関与しているかを明らかにすることを目的に検討した。これまでに、上皮増殖因子受容体(EGFR)の発現と放射線感受性が逆相関しており(受容体の発現が強い腫瘍ほど放射線感受性が低い)、その機序として受容体とその下流のシグナル伝達経路が放射線により活性化されることが関与していることを報告した。さらに、細胞増殖因子受容体とそのシグナル伝達のなかで最近"生存シグナル伝達経路"としてその活性化が細胞の増殖やアポトーシスの抑制に関与するとして注目されているRas-Raf-MAPK(Mitogen-activated Protein Kinase)およびPI3K(phosphatidyl inositol 3-kinase)-AKT/PKBの経路が放射線感受性決定にどのように関与しているかについて研究を継続し、下記のごとく興味深い知見を得ており、その成果の一部を報告した。それは、1)放射線により両シグナル伝達経路が放射線抵抗性腫瘍で活性化される、2)チロシンキナーゼ阻害剤であるgenisteinの併用で、これらのシグナル伝達経路の活性化を阻害することにより放射線増感作用がある、3)シグナル伝達経路の中心分子であるp42/p44 ERK(extracellular signal-regulated kinase)およびPI3Kの選択的阻害剤で活性を阻害することにより放射線感受性が増感される、4)野生型p53を有する細胞では増感の機序にアポトーシスの誘導が関与している、などである。これらの結果は生存シグナル伝達経路が放射線感受性決定の機序、特に抵抗性の機序に関与していることを示すものであり、生存シグナル伝達経路の構成分子を標的とした治療が、放射線抵抗性克服に有用である可能性を示唆するもである。現在も、臨床応用可能な標的について研究を継続している。上皮増殖因子受容体(EGFR)の発現と放射線感受性とが逆相関をしており、その機序として受容体が高発現している腫瘍では照射により受容体のキナーゼドメインに自己リン酸化が起こり、下流のシグナルが活性化していることが一因であるとin vivoの腫瘍で明らかにし報告した.その後、最近、"生存シグナル"として注目を集めているのPas-Raf-MAPKとP13K-AKT/PKBのシグナル伝達経路の中心分子であるp42/p44ERKとAKT/PKBの活性が照射により増強しており、それぞれの阻害剤を用いたシグナル伝達経路の阻害により放射線感受性が増感されることを明らかにした(癌学会1999発表,投稿中).細胞周期の変化では阻害により照射でみられるG2 arrestの遷延とG1-S期の進行の遅延も認められた.これらの変化はp53野生型の細胞株で強いという結果を得ており、p53野生型の細胞株ではPARP cleavageの阻害による増加もみられることより、p53とそのシグナル伝達とのクロストークが示唆される.今後、臨床応用可能な分子ターゲットを明らかにすることを目的に、アンチセンスを用いたより選択的なシグナル伝達経路の阻害による放射線感受性修飾効果についても検討予定である.増殖因子受容体とそのシグナル伝達経路の活性化が放射線感受性決定またその増感にどのように関与しているかを明らかにすることを目的に検討した。

さらに、細胞増殖因子受容体とそのシグナル伝達のなかで最近"生存シグナル伝達経路"としてその活性化が細胞の増殖やアポトーシスの抑制に関与するとして注目されているRas-Raf-MAPK(Mitogen-activated Protein Kinase)およびPI3K(phosphatidyl inositol 3-kinase)-AKT/PKBの経路が放射線感受性決定にどのように関与しているかについて研究を継続し、下記のごとく興味深い知見を得ており、その成果の一部を報告した。それは、1)放射線により両シグナル伝達経路が放射線抵抗性腫瘍で活性化される、2)チロシンキナーゼ阻害剤であるgenisteinの併用で、これらのシグナル伝達経路の活性化を阻害することにより放射線増感作用がある、3)シグナル伝達経路の中心分子であるp42/p44 ERK(extracellular signal -regulated kinase)およびPI3Kの選択的阻害剤で活性を阻害することにより放射線感受性が増感される、4)野生型p53を有する細胞では増感の機序にアポトーシスの誘導が関与している、などである。これらの結果は生存シグナル伝達経路が放射線感受性決定の機序、特に抵抗性の機序に関与していることを示すものであり、生存シグナル伝達経路の構成分子を標的とした治療が、放射線抵抗性克服に有用である可能性を示唆するもである。現在も、臨床応用可能な標的について研究を継続している。
近赤外温度・濃度同時イメージング法によるマイクロ反応拡散場の直接定量評価

水の近赤外吸収バンドの分光特性に基づき開発した温度・濃度同時イメージング法により、マイクロ流路内の各種水溶液の反応拡散現象を可視化した。水溶液間に形成される界面において、拡散に伴う濃度の時空間変化を測定し、拡散係数を算出した。同時に、拡散係数の温度依存性を定量的に明らかにした。酸、アルカリ水溶液については、中和反応に伴う各反応物と生成塩の濃度の画像化に成功した。また、液液界面の不安定性について分析し、拡散および化学反応が不安定化の開始時間に影響を与えることを明らかにした。以上の成果より、本イメージング法の有用性が実証され、従来難しかった反応拡散場の可視定量分析が可能となった。マイクロ領域の温度と物質濃度の同時イメージング法を開発した。先ず、アルコール、塩、酸、アルカリの水溶液に対して近赤外域の吸収スペクトルを測定し、温度感度波長と水モル濃度(もしくは溶質モル濃度)感度波長の2つの波長を特定した。これらの波長における吸光度と温度・濃度の関係については結果的に線形モデルによって記述することができた。次に、近赤外カメラと狭帯透過フィルクの高速切り替えによって、2波長の吸収画像を取得できるイメージングシステムを開発した。温度分解能0.1°C、濃度分解能0.1%となった。このシステムを用いてマイクロ流路内のアルコール拡散混合を調査し、温度と濃度の時系列画像から温度による拡散様相の違いを示し、拡散係数を推定した。また、中和反応の予備実験として、反応物と生成物の分光分析を行い、各々の濃度を推定できることを定量的に示した。前年度までに開発した温度と物質濃度の同時イメージングシステムの光学系と画像処理法を改良し、温度・濃度分解能を向上させた。温度感度波長と濃度感度波長の2つの波長を利用し、マイクロ流路内の中和反応における各物質の濃度画像を構成することに成功した。特に生成される塩に関しては、特定の一波長を用いることで安定かつ精度よく画像化できることを示した。これは他の反応物(HCl, NaOH)に対して等吸収(非濃度依存)を示すためである。また、界面近傍における拡散速度は物質によって異なることを画像によって確かめることができた。このような反応は界面の不安定性にも影響を与えることが示唆され、不安定性条件の調査が次年度の課題として認識された。温度・濃度同時イメージング装置の開発し、マイクロ流路内における中和反応に伴う物質濃度の変化を可視化することに成功している。等吸収点を含む特徴的な4波長を選定し、多くの水溶液に対してこれらの波長が温度と濃度の推定に対して有効であることを確かめた。濃度画像から、特に2液体の界面近傍における拡散現象を測定し、物質ごとの拡散係数の違いを推定することができた。以上の成果は当初の目標を十分達成するものである。温度・濃度同時イメージングシステムおよび画像処理技術を確立し、主要な水溶液試料の拡散反応現象を可視化、分析した。具体的には、マイクロ流路内のアルコール、糖、塩、酸、アルカリ水溶液に対して、異なる温度における拡散現象を可視化し、濃度勾配変化を分析した。その結果、拡散係数の違いは理論計算と矛盾がなく、拡散係数の温度係数の差も定量的に明らかにすることができた。酸、アルカリ水溶液についてはマイクロ流路内で合流させて中和反応を生じさせ、そのときの各反応物および生成される塩濃度を画像化することに成功した。また、液液界面の不安定性について分析し、拡散および反応が不安定化の開始時間に影響を与えることを明らかにした。以上の成果は国内外の学術会議で発表された。2波長を利用した温度・濃度同時イメージング装置の開発し、マイクロ流路内における水とアルコールの温度と濃度分布の変化を可視化することに成功した。波長を特定するため、分光データの収集と分析を行い、多くの水溶液に対して1905 nmと1935 nmが温度と濃度の推定に対して有効であることを確かめた。この事実は多くの溶質に適用できることを意味する。濃度画像からは、特に2液体が接触反応する際の境界垂直方向の拡散現象を測定でき、拡散係数を推定することができた。以上の成果は当初の目標を十分達成するものであるが、課題としては、濃度分解能が0.01%を実現できていない。ただし、これは温度・濃度変換のための回帰係数と流路深さの精密測定によって改善できると考えている。当初の計画通りの研究項目を実施する。特に、中和反応実験をさらに実施し、各反応物・生成物の濃度変化から反応拡散場の解明を目指す。画像処理と光学系の改良も研究分担者と連携しながら進めていく。28年度が最終年度であるため、記入しない。伝熱工学、分光学当初の予定どおりの研究項目を実施する。

特に、その知見が多くの反応系の測定に活用されると予想している中和反応実験を推進し、反応拡散場の解明を目指す。加えて、温度・濃度推定の精度を向上させるため、分光測定を再度実施する。今年度以上に研究分担者との連携を強めて課題を解決していく。交付申請時には複数の波長帯の光学フィルタの購入を計画していたが、2波長のみで特定の物質に関しては温度と濃度のイメージングが可能であることが分かったため、購入を見送り、この手法の検討を主に行った。28年度が最終年度であるため、記入しない。実験データと画像の処理を研究協力者とともに効率よく行えるようになったため、実験補助アルバイトを雇用しなかったことと、その他の学会参加費等の支出が予定よりも少なかったため。次年度はフィルタ用デバイスによる複数波長使用を計画しており、当該予算をフィルタ購入に使用する。また、成果発表に関わる旅費も当初の計画より増加すると考えられるため、旅費にも充当する計画である。様々な実験条件の設定に伴い、次年度の光学部品と試薬等の消耗品の支出が計画以上になると予想されるため、それらに充当する。
細胞膜上の流動性制御を基盤とした植物細胞の極性形成機構に関する解析

本年度は植物細胞の極性形成機構の解明を目指し、(1)PINの局在化に関わる分子機能未知遺伝子MAB4の解析(2)細胞壁によるPINの局在化・クラスター形成制御の解析、(3)PINクラスター構成タンパク質の同定および機能解析、(4)PINの極性局在・クラスター化を制御する因子の探索・同定の4点から解析を行った。(1)では、昨年度の解析から、PINとMAB4が細胞膜上で共局在をすることを見出していた。本年度は両者が物理的に直接相互作用する可能性を考え、in vitro pull downによる実験を行った。しかしながら、positiveな結果は得られなかった。一方、PIN2-VenusおよびMAB4-CFP両発現体を用いたFRET解析により、予備的な結果ながら、直接の相互作用を示唆する結果を得ることに成功した。(2)昨年度の解析から、細胞壁修飾酵素PMEIの過剰発現では、PINクラスター形成が異常になることが示唆されている。PMEIの細胞内輸送機構を調べるために、PMEI-GFP発現体を作出した。しかしながら、PMEI-GFPは、発現量が弱く明確なシグナルは検出することはできなかった。(3)昨年度、抗PIN1および抗PIN2抗体による免疫沈降実験を行ったが、うまくいかなかった。そこで本年度は、PIN1-GFPおよびPIN2-GFP発現体を用いた、免疫沈降実験に着手した。しかしながら、wesern blotの結果、免疫沈降がうまくいっていないことが明らかになった。(4)昨年度の解析からvan6変異体の原因遺伝子候補を得ることに成功した。今年は、ひきつづき、それらの遺伝子のノックアウト変異体の表現型を解析を行い、候補遺伝子をせばめた。また、PINクラスターの形成に異常をきたす化合物の探索を行い、2つの化合物を同定することに成功した。本年度は植物細胞の極性構築メカニズムを明らかにすることを目的として(1)PINの偏在化における機能未知遺伝子MAB4の役割およびMAB4とPINの分子的関係の解析、(2)細胞壁によるPINの局在化・クラスター化制御機構の解析、(3)PINクラスター構成タンパク質複合体の単離およびその後の機能解析、(4)PINの極性局在・クラスター化を制御する因子の探索・同定、の4点から解析を行った。(1)では、MAB4-GFP発現体を作成し、その局在様式を解析することで、PINと同様に細胞膜近傍でクラスター構造をつくることを見出すとともに、PIN2mchery、MAB4-GFP共発現体を作成することで、両者が近傍において局在しており、同一のクラスターを形成する可能性が示唆された。また両者の相互作用の有無を明らかにするために、PIN2-YFPおよびMAB4-CFPの発現体の作成に着手した。さらにはMAB4-GFPをpin2変異体に導入し、その局在を解析したところ、顕著な異常は見られないことが明らかになり、MAB4の局在はオーキシンの極性輸送とは独立に制御されることが示唆された。(2)では、細胞壁修飾酵素PMEIの過剰発現体では、PINのクラスター形成が阻害されることを明らかにした。一方、PMEIの植物体における局在化機構を明らかにするために、PMEI-GFP発現体の作成を行った。(3)では、シロイヌナズナを用いて、抗PIN1抗体および抗PIN2抗体による免疫沈降を行った。しかしながら、免疫沈降後のwestern blotの結果、免疫沈降がうまくいっていないことが明らかになった。(4)では、van6変異体の全ゲノムシーケンス、ならびにマッピングを行い、10個の候補遺伝子を同定した。(3)の実験ではあまり進んでいないが、他実験は全体として順調に進んでいる。本年度の研究計画として(1)PINの偏在化における機能未知遺伝子MAB4の役割およびMAB4とPINの分子的関係の解析、(2)細胞壁によるPINの局在化・クラスター化制御機構の解析、(3)PINクラスター構成タンパク質複合体の単離およびその後の機能解析、(4)PINの極性局在・クラスター化を制御する因子の探索・同定、の4点から解析を行った。1)、2)、4)については十分な予備実験、および実験材料の作成を行うとともに、計画した実験の大部分は期待通りの結果を得ることができた。一方、3)については、実験の遂行に支障がみられたものの、打開案となる、他のアプローチによる実験の、実験材料の作成は順調に進んでいることから、おおむね順調に進展していると考えている。

PMEIの細胞内輸送機構を調べるために、PMEI-GFP発現体を作出した。しかしながら、PMEI-GFPは、発現量が弱く明確なシグナルは検出することはできなかった。(3)昨年度、抗PIN1および抗PIN2抗体による免疫沈降実験を行ったが、うまくいかなかった。そこで本年度は、PIN1-GFPおよびPIN2-GFP発現体を用いた、免疫沈降実験に着手した。しかしながら、wesern blotの結果、免疫沈降がうまくいっていないことが明らかになった。(4)昨年度の解析からvan6変異体の原因遺伝子候補を得ることに成功した。今年は、ひきつづき、それらの遺伝子のノックアウト変異体の表現型を解析を行い、候補遺伝子をせばめた。また、PINクラスターの形成に異常をきたす化合物の探索を行い、2つの化合物を同定することに成功した。本年度において解析が終了しなかった研究課題の多くのものについては、既に十分な予備実験済みであり、直ちにこれらの解析に着手する予定である。また、既に予備データを得ているものについては、再現性の確認を行いたい。一方、解析が順調に進まなかった(3)については、抗体が免疫沈降に適さない可能性があるので、抗PIN抗体だけではなく、PIN1-GFPあるいはPIN2-GFP発現体を用いてGFP抗体を用いて免疫沈降を行う予定である。なお、GFP抗体を用いてもうまく行かない場合には、使用する組織、植物体の量など、実験条件の最適化を図る予定である。
経済発展における世代間の利害調整

最終年度となった16年度は研究成果の公表にむけこれまでの研究成果を以下の4つ課題へと集約した。それらは1.少子化(高齢化)のもとでの経済成長、2.環境と経済成長、3.貯蓄行動の分析、4.世代間格差の実証分析、である。トピック1に対しては年金制度のあり方次第で高齢化が経済成長と環境にプラスにもマイナスにも働きうることを世代重複モデルの分析より示した。トピック2では環境と貿易構造について先進国と途上国、この両者の間の貿易に環境の差異がいかなる影響をもたらすのか、比較優位構造と貿易利益について分析した。またトピック3に関しては貯蓄行動の非合理性と年金政策については、人々の多くが必ずしも合理的な貯蓄行動を出来ない場合どのような年金政策が望ましいかを分析した。また、トピック4に関しては、日本における労働観の変容を世代毎に調査したところ、若い世代にとどまらない「日本的経営」離れの重要な要因が世代間問題より景気問題であることが示唆された。また、途上国における教育投資と経済成長に関してパキスタンの家計調査を用いたミクロデータ分析を行った。さらに、タンザニアの家計調査から得られた詳細な情報を他の標本調査データと連結させることで各単体の調査からは得られなかった生活水準の経年変化を世代別に分析した。各々が4つのテーマのもと、進めて来た研究成果は成果刊行物として発刊する予定であり、既に構成、執筆分担は決まっている。今年度は、(アジアにおける経済発展と所得分配の問題を念頭に置きつつ)世代間分配の視点から,理論的実証的に分析することを目的としている。このためメンバーのうち数人がタイ国を訪問し、世代間の所得分配の状況を調査するとともに,97年の通貨危機時の状況や,それが所得分配に及ぼした影響のヒアリングを行った。また,別のメンバーはヨーロッパに出張し,研究成果の発表・意見交換を行った。それぞれのメンバーの国内での活動状況については,枚挙に遑がない。確かに,経済発展の進展や人口構成の変化などによる社会システムの変化は、日本を含むアジアの多くの国において、伝統的な家族ないし血縁地縁を基盤とした社会的なセーフティネットを急激に破壊しつつある。また,急激な経済成長の結果生ずる環境破壊は、世代間の厚生に所得だけではあらわせない深刻な格差を生む懸念がある。本研究グループは,こうした問題意識を共有しており,その理論的・実証的裏付けに努力した。理論的研究成果の一部は既に公表されたものもあるが,多くのメンバーは,今年度は問題意識の意見交換と基礎固めの時期と位置付けており,それが全体会議開催の意義でもあった。今年度も、主としてアジアにおける経済発展と所得分配の問題を念頭に置きながら、世代間分配の分析を行った。理論面では、経済発展と環境問題の関係を分析し、例えば財の貿易が生産構造を変化させることによってその国や地球環境の汚染にも影響を及ぼし、貿易構造によっては、貿易による利益を相殺して却って厚生を下げてしまう可能性があること、等が明らかにされた。さらに、重複世代(OLG)モデルの枠組み内で高齢化が経済成長と環境に与える影響を分析し、年金制度のありかた次第で高齢化が経済成長と環境にプラスにもマイナスにも働きうることを示した。また、同様のモデルを用い、環境破壊物質の排出権売買が経済成長と環境に与える影響を分析し、排出権を極度に制限すれば、経済成長を抑制するのみならず、長期的には環境の質をも悪化させうることを示した。これらの結果に基づき、環境政策のありかたを探った。これらに関連して、一部の研究者はマレーシアや東欧を訪問して、経済発展と環境問題についてヒアリングや現地調査を行った。また実証面では、パキスタンやタンザニアなどを中心に、生活水準や貧困の実態の変化を捉えるという課題に取り組んでいる。データの制約などから世代間の利害調整という観点からの実態把握にはいたっていないが、次年度以降の重要課題と考えている。なお、以上の分野とは多少異なるが、社会的共通資本(インフラ)の蓄積が経済発展にとって極めて重要な役割を果たすが、そのメカニズムを理論的に考察した成果も得られた。この研究では、社会的共通資本の蓄積が人々の空間移動のコストを下げることを通じて民間経済活動の生産性を高める点に注目し、一般均衡分析の枠組み内で社会的共通資本の蓄積が杜会厚生に及ぼす影響を分析している。理論的には財政赤字、知識資本、環境破壊・汚染や枯渇資源など現在経済成長にとって重要と考えられる要因の影響についてモデルを用い整理した。まず経済成長と財政赤字の関係では、1.複数の定常状態が存在し得ること、2.政府支出の増大は成長率に影響を及ぼすが、'パレート改善にはなり得ないことを示した。また知識資本の蓄積に関しては、戦略的相互作用を明示的に導入し、経済主体が採用する戦略によって、多様な成長パターンが考えられることを明らかにした。さらに、枯渇資源を考えた場合と環境破壊・汚染を考えた場合とでは経済の持続可能な発展経路、すなわち後世代に対し一方的に負担を強いるとのない世代間の分配状況は異なることを示した。次年度は、これらの理論的結論がはたして実証的に支持されうるかを見て行く。実証分析におけるデータ収集および実態調査として、昨年に引き続きメンバーの一部が東欧を訪問した。また開発途上国の年金問題に取り組むための第一歩として、マレーシア大学の研究者を招き現状を把握するとともに意見交換を行った。その結果に基づき、次年度からはアジアにおけるデータ収集を開始する予定である。今後、研究テーマを絞って行く過程で同プロジェクト他班(高山研究代表者"年金を巡る世代間の利害調整に関する経済理論的・計量的研究")とも連携して研究を推進していく予定である。

プロジェクト内外の連携については・数回の小グループ集会に加え9月と2月に全体会議を開催し、研究発表を行うとともに、積極的に意見交換を行った。またプロジェクト全体集会に参加し、研究の成果の一部を発表した。本研究グループでは、経済成長と高齢化・少子化、環境破壊の関連を経済学的に分析し、理論的実証的に検討してきた。15年度の成果としては、高齢化・少子化の中での経済成長関連では、新しい技術の導入によって老年世代のもつ技術が陳腐化することによる世代間の所得分配への効果、行動経済学の立場からの"非合理的な貯蓄行動"がどのようなマクロ経済学的なインプリケーションを持つかの考察、投資に懐妊期間がある場合に、生産技術の相違(AKタイプかコブ・ダグラス・タイプか)によって、長期の循環変動の様相が異なる可能性の解明、等がある。他に、世代別の日本的経営に対する批判的な職務意識の考察、日本企業の経営効率性からみた社外取締役の批判的考察、といった研究成果も得られた。環境破壊や途上国問題関連では、国際資本移動が自由な場合の最適な排出権取引きのルールについての分析、使途が決まっているヒモツキ援助の厚生分析、途上国における貧困と異時点間の資源配分の計量分析、等を行った。こうした研究成果と前年度までの研究成果は、大きく分類するならば、経済発展と環境問題、所得分布と成長、そして途上国における世代間の利害調整、といった形でまとめることが可能であり、最終年度である16年度に計画している出版に向けて最終調整を行う心積もりである。より具体的には、1、経済発展と環境悪化の間のトレードオフといった簡単な図式だけではなく、両者のバランスのとれた持続的発展の可能性を提示する、2、高齢化社会において内生的成長を可能とする消費貯蓄行動の帰結としての所得分布の様相を考察する。そして、3、1と2をふまえて、途上国における世代間の利害調整のあり方を実証的に検討する、といった展開になる。最終年度となった16年度は研究成果の公表にむけこれまでの研究成果を以下の4つ課題へと集約した。それらは1.少子化(高齢化)のもとでの経済成長、2.環境と経済成長、3.貯蓄行動の分析、4.世代間格差の実証分析、である。トピック1に対しては年金制度のあり方次第で高齢化が経済成長と環境にプラスにもマイナスにも働きうることを世代重複モデルの分析より示した。トピック2では環境と貿易構造について先進国と途上国、この両者の間の貿易に環境の差異がいかなる影響をもたらすのか、比較優位構造と貿易利益について分析した。またトピック3に関しては貯蓄行動の非合理性と年金政策については、人々の多くが必ずしも合理的な貯蓄行動を出来ない場合どのような年金政策が望ましいかを分析した。また、トピック4に関しては、日本における労働観の変容を世代毎に調査したところ、若い世代にとどまらない「日本的経営」離れの重要な要因が世代間問題より景気問題であることが示唆された。また、途上国における教育投資と経済成長に関してパキスタンの家計調査を用いたミクロデータ分析を行った。
交流磁場を用いた抗がん剤の標的治療技術の開発

大腸菌の実験系では、交流磁場曝露により薬剤作用が増強される結果が得られており、本研究ではヒトがん細胞における交流磁場曝露の薬剤作用への効果を検討するため、まずCO2インキュベータ内に設置できる磁場曝露システムを製作した。その装置を用いてヒト肺がん細胞株A549におけるシスプラチン作用への交流磁場影響を測定したところ、磁場曝露群(60 Hz, 50 mT, 24時間)は非曝露群に比べ生細胞数が減少し、磁場による薬剤作用の増強が認められた。これまでの研究により細菌細胞において抗生物質であり抗がん剤としても用いられる薬剤が交流磁場曝露(60 Hz, 50 mT)により増強され、この増強効果が磁束密度に依存することなどを見出した。この磁場による薬剤の増強効果がヒトがん細胞でも見られ確実であれば、交流磁場をがん細胞に曝露することで、薬剤の効能を患部のみで高め、投薬量を減らし、副作用を抑えられる可能性がある。本研究では、抗がん剤と磁場の併用治療の可能性を検討するため、がん細胞に交流磁場を曝露できるシステムを構築し、磁場による抗がん剤の標的療法の有効性を細胞レベルで評価することを目的としている。本年度はヒト肺がん細胞A549を用い、抗がん剤シスプラチン添加後、磁場曝露群(60 Hz, 50 mT)、非曝露群に分けて一定反応後(0ー24時間)、細胞毒性アッセイCCK-8やLDHアッセイ、コロニーアッセイによりシスプラチン作用における交流磁場曝露影響の検討を行った。その結果、CCK-8およびLDHアッセイで磁場曝露群は非曝露群に比べ死細胞の割合が高まり、コロニーアッセイでの細胞増殖能による生死判別では、磁場曝露により有意に生細胞数が半減し、シスプラチンによる殺細胞効果が磁場曝露により増強されたことが示された。ただヒト細胞A549では磁場による薬剤増強率は、細菌細胞の場合(磁場曝露群は非曝露群よりも生菌数が12桁減少する)に比べて低い傾向がみられ、磁場条件や薬剤の種類の検討など今後の課題が明らかとなった。抗がん剤は、投与後、全身へまわり、がん細胞だけでなく正常細胞にもダメージを与え、副作用を引き起こすため、がん化学療法において、抗がん剤の副作用を抑えることは重要な課題である。本年度はがん細胞に交流磁場を曝露できるよう、CO2インキュベータ内に設置できる小型の60 Hz磁場発生装置を製作した。この磁場曝露装置の実験領域には恒温水を循環できるようにし、コイルからの発熱影響を抑え温度を37°C一定にし、磁束密度については50 mT±6%の均一性であることを確認した。またヒト細胞には肺がん細胞A549を用い、抗がん剤シスプラチン添加後、曝露群(60 Hz, 50 mT)、非曝露群に分け、細胞毒性アッセイによりシスプラチン作用における交流磁場曝露影響の検討を行った。まずがん細胞に交流磁場を曝露するため、CO2インキュベータ内に設置できる小型の60 Hz磁場発生装置を製作した。この磁場曝露装置の実験領域には恒温水を循環できるようにし、コイルからの発熱影響を抑え温度を37°C一定にし、磁束密度については50 mTにおいて6%の均一性であることを確認した。またヒト細胞には肺がん細胞A549を用い、抗がん剤シスプラチン添加後、曝露群(60 Hz, 50 mT、24時間)、非曝露群に分け、コロニーアッセイによりシスプラチン作用における交流磁場曝露影響の検討を行った。

その結果、シスプラチン作用において磁場曝露群は非曝露群に比べ生細胞数が50%減少し(有意差あり)、磁場による薬剤作用の増強が示された。細菌細胞の場合では磁束密度を大きくする、あるいは曝露時間を長くすることで、薬剤作用はより増強されたことから、ヒト細胞において、より薬剤作用が増強される磁場曝露条件の検討や薬剤の種類の検討が今後の課題である。生体工学本年度の計画であった、ヒトがん細胞での抗がん剤シスプラチン作用における磁場曝露影響を細胞毒性アッセイCCK-8やLDHアッセイおよびコロニーアッセイにより測定することができた。本年度の計画であったがん細胞用でCO2インキュベータ内に設置できる小型の60 Hz磁場発生装置を製作し、実験領域については恒温水の循環によりコイルからの発熱影響を抑えることができ、また磁束密度も50 mT±6%の均一性を確保できた。シスプラチンによる殺細胞効果が磁場曝露により増強されることが示されたが、ヒト細胞A549では磁場による薬剤増強率は、細菌細胞の場合に比べて低い傾向がみられたため、磁場条件や薬剤の種類などを検討することが課題である。ヒト細胞(A549(肺癌)等)を用い、シスプラチンの細胞毒性作用における60 Hz, 50 mT磁場の影響を細胞毒性アッセイキットやコロニーアッセイにより解析する。さらにシスプラチンの他、ダウノマイシンなどの抗がん剤でも同様に磁場曝露による作用への影響を測定する。細胞の培養に必要となる牛の血清(昨年度と同製品、同じロットのもの。ロットが異なると細胞の状態が変わることがあるため)の納期が遅れ、最終的に在庫切れで年度内の納入が不可となったため。これまでと同じロットの血清が手に入らないケースも考え、他製品や他のロットチェック確認後、必要となる牛血清量をまとめて早々に購入する予定である。物品の納入価が下がったため残額は翌年度の研究費と合わせて消耗品費として使用予定
北京の伝統的空間保全型再開発のための国際リモートコラボレーションシステムの開発

平成13年度には、渡辺が筑波大学のワークステーション上にインターネットマップサーバーを立ち上げた。これに谷村・藤川らが1999年度、2000年度に関連研究で実施した中国国内の類例となる伝統的都市の現地調査データに基づくデジタルアーカイブスの移植を行った。アーカイブスの内容は、調査対象地区の平面図・立断面図のベクトルデータ、住民アンケート調査データベース、QuickTime VRによるパノラマ映像、三次元ヴォリュームモデル、景観写真のフォトアルバムなどである。これらの基盤をもとに、2月に北京清華大学にて研究会を実施し、現段階における国際リモートコラボレーションの有効性について検討を行った。平成14年度には、まず谷村がこれまでの研究成果を、「北京四合院住区の現状とその再生」として論文にまとめた。渡辺は、住民アンケート調査データベースをGISの空間データにマップすることで、空間分析を可能とした。これらのデータを下に、藤川・上北らが、それぞれの視点から日本建築学会の論文としてまとめた。一方、現在の日本・中国間の回線速度では、十分なパフォーマンスを得ることが困難であることも確認された。最後に、2月末に藤川が北京清華大学にて海外共同研究者である譚副教授と共同研究の総括を行った。本年度は、まず国際リモートコラボレーション環境の基盤として、筑波大学側で準備したワークステーション上にインターネットマップサーバーを立ち上げた。この過程で、クライアント・サーバー間の通信速度によってインターネットマップサーバーによるデータサービスが現状では不安定となることを確認した。続いて、本研究課題と相補的関係にある「東アジア伝統的都市の現代化における空間制御技術に関する研究(科学研究費)」において、1999年度に実施した北京市豊盛地区の実測調査データ・2000年度に実施した中国国内の類例となる伝統的都市の現地踏査データに基づくデジタルアーカイブスの移植を行なった。アーカイブスの内容は、調査対象地区の平面図・立断面図ベクトルデータ・住民アンケート調査データベース・QuickTime VRによるパノラマ景観・三次元ヴォリュームモデル・景観写真のデジタルフォトアルバム等である。これらのデータは、順次インターネットマップサーバーを通じてインターネット上にプライベートアドレスとして公開した。また、共有されたデジタルデータを基に、清華大学と共同で北京市豊盛地区の再開発案を作成した。作成した再開発案は、「新建築住宅競技設計2001」に応募した。2月末には、渡辺・谷村・藤川が訪中し、北京清華大学において研究会を実施し、現段階における国際リモートコラレーションの有効性について検討を行う予定である。本年度は、昨年度作成されたWebGISデータベースのリファイン、及びそれを用いた分析/評価を行った。まず、谷村によりこれまでの研究の成果が纏められ、論文「北京四合院住区の現状とその再生」として日中建築会報No53に掲載された。谷村・渡辺は共同研究者である上北と共に、作成されたシステムを用いて北京に於ける住環境の現状分析を行い、その結果を「中国集合住宅における食事空間の成立と空間構成」として日本建築学会論文報告集に投稿した。一方、システムの評価としては、前年度末に北京清華大学建築学院で行われた研究報告会での実験により、現在の日本/中国間の回線速度では、十分なパフォーマンスを得ることは困難であることが確認された。また、清華大学のファイアーウォールが、クライアントとなるマシンのダイナミックなアドレス割り当てに対してftpを解放していないこともシステム設計上問題となることが分かった。以上の作業を踏まえ、9月28に東京で研究会を開催し、共同研究者全員が集まって、これまでの研究経過を確認すると共に、今後の方針について議論を行った。また2月1920日には、坂本が筑波大学を訪れ、最終報告に向けての検討を行った。最後に2月24日から27日まで藤川が訪中し、北京清華大学建築学院にて海外共同研究者である譚副教授と共同研究の総括を行った。
不完全混合反応器の不安定性の新しい概念の構築

自己フィードバック型素過程をもつBelousov-Zhabotinskii反応を化学反応の複雑系として用い、流通型反応装置で速度過程に対する濃度勾配拡散と局所ミクロ混合の影響を調べた。完全混合と仮定できるCSTRを上流側に、下流側に流れ方向に拡散抵抗のあるテイラー渦流反応器(TVFR)を連結して流通型反応装置とした。この場合、非線形性の強い反応の複雑系とTVFRの非線形性の強い流動の複雑系がカップリングするので、TVFR自身の流動の不安定性と流動遷移の分岐現象についても調べた。もう一つの複雑系化学反応としてスチレンの乳化重合もTVFRで試みた。1.流動実験:TVFRの流動の不安定性については環状部流動域のアスペクト比と定常操作に至るスタートアップにおける履歴性と再現性が重要なポイントであり、低レイノルズ数領域では分岐現象に強い履歴性があること、流体カオスが発生する高レイノルズ数になると履歴性は弱くなること、2.反応実験:CSTRでB-Z反応が動的平衡状態あるいは単一ピークの化学振動状態にある反応液をTVFRに供給した結果、動的平衡状態入力の場合、TVFRにおいて安定した単一ピーク振動が得られたが、単一ピーク振動入力(強制振動入力)の場合、TVFR内での化学振動は単一ピーク振動に類似するが、流体の乱れ(軸方向拡散と局所ミクロ混合)が大きく影響して不安定になった。スチレンの乳化重合では、準周期性波動テイラー渦流以上のレイノルズ数で適切な反応条件が得られ、小さなラテックス粒子の状態で粒子径が揃うことを見いだした。自己フィードバック型素過程を持ち、完全混合系でも化学振動が発生する化学反応としてBelousov-Zhabotinskii反応を用い、その速度過程に対する濃度勾配拡散と局所ミクロ混合の影響を実験により調べた。その反応器として、完全混合に近いCSTRを上流側に、下流側に軸方向に拡散抵抗がある充填層反応器あるいはテイラー渦流反応器を連結した。それらの反応器における化学振動の不安定現象の分岐シナリオに対する不完全混合の影響について説明するためには、特にテイラー渦流反応器においては流動状態の履歴現象および渦構造が重要な問題であることがわかり、別の装置で電気化学的方法により、混合に大きな影響を与える渦運動、波運動の分岐現象をも調べた。また、不完全混合反応器であるが、軸方向拡散をある程度制御できるテイラー渦流反応器で実際にスチレンの連続乳化重合反応を行い、得られるラテックス粒子の粒径分布をある程度、制御できることも見いだした。完全混合と過程できるCSTRを上流側に、下流側に流れ方向に拡散抵抗のあるテイラー渦流反応器(TVFR)を連結して流通型反応装置とした。1.流動実験:TVFRの流動の不安定性については環状部流動域のアクペクト比と定常操作に至るスタートアップにおける履歴性と再現性が重要なポイントであり、低レイノルズ数領域では分岐現象に強い履歴性があること、流体カオスが発生する高レイノルズ数になると履歴性は弱くなること、2.反応実験:CSTRでB-Z反応が動的平衡状態あるいは単一ピークの化学振動状態にある反応液をTVFRに供給した結果、動的平衡状態入力の場合、TVFRにおいて安定した単一ピーク振動が得られたが、単一ピーク振動入力(強制振動入力)の場合、TVFR内での化学振動は単一ピーク振動に類似するが、流体の乱れ(軸方向拡散と局所ミクロ混合)が大きく影響して不安定になった。
大変形弾性流体潤滑を考慮した混合潤滑特性

本研究は,すべり軸受や油圧機器のピストン・シリンダ間などでみられる,摺動部の片当りによる変形部の接触問題について,実用的な混合潤滑特性の解析手法を確立するために,表面粗さを無視したときの高精度の大変形3次元弾性接触解析,表面粗さを考慮した微視的接触解析,および油膜圧力と弾性変形の相互作用の計算法,更に上記全てを連立させた場合の計算の収束性の改良法を見出すことを目的として行われた.解析はピストンポンプ・モータを想定したピストン-シリンダ間を対象としておこなった.まず,油膜のない状態での接触点すなわち応力集中域のメッシュを細かくとったFEM解析を,荷重のつりあいに基づいて行い,接触応力,接触領域,弾性変形後の形状を得た.それを元に,接触点の形状が円筒などの従来のEHL膜厚式が使えるものは膜厚式を用い,使えない場合はErtel-Grubinの近似理論を適用し,油膜厚さを計算した.混合潤滑については荷重分担比から油膜厚さを求めなければならないが,近似理論では荷重分担比の影響が計算できないため,近似理論により得られた膜厚さから等価半径を求めて従来のEHL膜厚式を使った.これにより,弾性変形量が油膜厚さの10倍を越える場合においても混合潤滑解析が実用的に行えるようになった.さらに,解析で用いたモデルにおいて,ピストン-シリンタの変形を静電容量法を用いて測定を行った.また,接触点を特定するために赤外線放射温度計により,非接触で測定するためモデル実験を行ったが,弾性変形の測定と同時に行うまでには至っておらず,今後の課題として残った.本研究は,すべり軸受や油圧機器のピストン・シリンダ間などでみられる,摺動部の片当りによる変形部の接触問題について,実用的な混合潤滑特性の解析手法を確立するために,表面粗さを無視したときの高精度の大変形3次元弾性接触解析,表面粗さを考慮した微視的接触解析,および油膜圧力と弾性変形の相互作用の計算法,更に上記全てを連立させた場合の計算の収束性の改良法を見出すことを目的として行われた.まず,表面粗さを無視したときの高精度の大変形3次元弾性接触解析を有限要素法を用いて行い,計算に必要なメッシュの大きさの検討をおこなった.その結果,接触部分のメッシュの大きさは接触部分の局所的な曲率に強く依存していることがわかった.つぎに,大変形した表面の形状を精度良く求め,潤滑面のすきまを効率的に求めるための数学的モデルとして,有限要素法で計算された変形量から導いた影響係数を用いることとし,この計算法を基にした3次元弾性接触の数値シミュレーションを試みた.次に,表面粗さを考慮した接触解析については,研究代表者らが従来行ってきた,弾性変形と表面粗さ,固体の表面接触,接触部・流体潤滑部の摩擦を考慮した混合潤滑解析理論を元に,数値シミュレーションモデルを構築し,大変形シミュレーションと組み合わせることを試みた.数値解析の妥当性を検証するために,モデル実験装置を用いた変形や摩擦力の測定法を行う予定であるが,本年度は測定法の検討を行い,本実験装置の仕様策定を開始した.変形量の計測としては,静電容量法によるすき間計測とモアレ縞や光学変位計を用いた形状測定について検討したが,現状では十分な成果があがっておらず,次年度引き続き検討を行う課題として残された.本研究は,すべり軸受や油圧機器のピストン・シリンダ間などでみられる,摺動部の片当りによる変形部の接触問題について,実用的な混合潤滑特性の解析手法を確立するために,表面粗さを無視したときの高精度の大変形3次元弾性接触解析,表面粗さを考慮した微視的接触解析,および油膜圧力と弾性変形の相互作用の計算法,更に上記全てを連立させた場合の計算の収束性の改良法を見出すことを目的として行われた.解析はピストンポンプ・モータを想定したピストン-シリンダ間を対象としておこなった.まず,油膜のない状態での接触点すなわち応力集中域のメッシュを細かくとったFEM解析を,荷重のつりあいに基づいて行い,接触応力,接触領域,弾性変形後の形状を得た.それを元に,接触点の形状が円筒などの従来のEHL膜厚式が使えるものは膜厚式を用い,使えない場合はErtel-Grubinの近似理論を適用し,油膜厚さを計算した.混合潤滑については荷重分担比から油膜厚さを求めなければならないが,近似理論では荷重分担比の影響が計算できないため,近似理論により得られた膜厚さから等価半径を求めて従来のEHL膜厚式を使った.これにより,弾性変形量が油膜厚さの10倍を越える場合においても混合潤滑解析が実用的に行えるようになった.さらに,解析で用いたモデルにおいて,ピストン-シリンタの変形を静電容量法を用いて測定を行った.また,接触点を特定するために赤外線放射温度計により,非接触で測定するためモデル実験を行ったが,弾性変形の測定と同時に行うまでには至っておらず,今後の課題として残った.本研究は,すべり軸受や油圧機器のピストン・シリンダ間などでみられる,摺動部の片当りによる変形部の接触問題について,実用的な混合潤滑特性の解析手法を確立するために,表面粗さを無視したときの高精度の大変形3次元弾性接触解析,表面粗さを考慮した微視的接触解析,および油膜圧力と弾性変形の相互作用の計算法,更に上記全てを連立させた場合の計算の収束性の改良法を見出すことを目的として行われた.解析はピストンポンプ・モータを想定したピストン-シリンダ間を対象としておこなった.