hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞内分子薬理に基づく新規尿酸生成抑制薬とプリンアナログの至適併用の確立

これまではHL60細胞を主体として実験していた。本年はCEM細胞でXTTを用いて、細胞増殖抑制を評価した。6MPのIC50は0.9 μM for 6MPであった。Febuxostatとallopurinolは100 μMの濃度でもIC50に達しなかった。6MPのIC50は4 μMのfebuxostatの存在下において0.67 μMであった。一方10 μMのallopurinol存在下における6MPのIC50は0.92 μMであった。相乗相加効果の有無を検討するためにcombination index (CI)を測定した。6MPとfebuxostatの併用では0.114を呈し、明らかな相乗効果と評価できた。また、6MPとallopurinolの併用でも0.119であり、明らかな相乗効果と確認できた。細胞死を評価するためにアネキシンVを用いて、フローサイトメトリーを実施した。6MPと両XOD阻害薬(febuxostatおよびallopurinol)併用でアポトーシスの増加は認めなかった。XOD活性測定として、キサンチンオキシダーゼ蛍光分析を行った。コントロールのXOD活性は84 μU/mlであった。febuxostat存在下での2,6,24時間でのXOD活性はそれぞれ74.7 μU/ml、67.8 μU/ml、45.8 μU/mlであった。同様にallopurinol存在下でのXOD活性は2,6,24時間でそれぞれ71.0 μU/ml、60.8 μU/m、55.0 μU/mlであった。allopurinolの6時間XOD活性は、febuxostatよりも強力なXOD阻害作用を示唆し、これはオキシプリノールの作用によると考えられた。24時間値のXOD活性はfebuxostatはアロプリノールより長時間強力にXOD阻害活性を有することを示唆すると考えられた。産休および育休取得のため。XOD活性測定は、検出感度以下のごく微量であることも多く、測定に失敗することも多いため。細胞死の検討においては、予想と異なる結果であり、再現実験を繰り返したり、その原因探求に時間がかかっているため。研究補助者の確保を行う。現時点ではアポトーシスの実験結果は、予想に反するものであったため、再実験を予定し、再現性の有無を確認する。また再現性があるようであれば、なぜアポトーシスの誘導が増加しないのかにも着眼点をおいて検討する予定である。浮遊細胞での結果を踏まえて、肝細胞など固形細胞での検討も考慮する。新規非プリン型XOD阻害薬が6-MPに及ぼす効果増強の分子薬理学的解明を行うために、まず、細胞増殖抑制効果を検討した。培養急性前骨髄球性白血病細胞(HL60)を用いて、XOD阻害薬(フェブキソスタットまたはトピロキソスタット)存在下、または非存在下に6-MPを一定濃度、一定時間暴露させる。まずはフェブキソスタットで検討を行った。細胞増殖をXTT法により定量し、HL60に対する6-MP単剤の50%増殖阻止濃度(IC50)は3.9μMであること、フェブキソスタット単剤では細胞増殖抑制効果は認めないことを確認した。従来薬であるアロプリノールでも同様の実験を行い、新規XOD阻害薬のトピロキソスタットとの実験結果を照らし合わせ、今後は比較検討もしていきたいと予定している。さらに再現性について検討しているところである。さらに、XOD活性の阻害について検討を開始した。新規XOD阻害薬の阻害を検討するための比較検討用の前実験として、6MPとの減量規定が定められているアロプリノールを用いてXOD活性を測定した。アロプリノール存在下/非存在下、フェブキソスタット存在下/非存在下に、XOD活性を過酸化水素と10-acetyl-3,7-dihydroxyphnoxazineにより生成されるResorufinとして蛍光測定(ex 535/em 590 nm)した。XOD活性の検出できるとされているレベルより低値ではあるが、XOD活性を測定することは確認できた。しかしながら、XOD阻害薬の有無でのXOD活性の差が小さく、有意な差かどうか判断困難である。今後も測定条件(時間、アロプリノールまたは新規キサンチンオキシダーゼ阻害薬)を変更しつつ、実験を重ねる必要がある。産休、育休を取得していたこと。また、復帰後に留保期間を設けたために、実質の実験開始が平成29年4月からになってしまったため。これまで新規非プリン型XOD阻害薬が6-MPに及ぼす効果増強の分子薬理学的解明を行うために、まず、細胞増殖抑制効果を検討した。培養急性前骨髄球性白血病細胞(HL60)を用いて、XOD阻害薬(フェブキソスタット)存在下、または非存在下に6-MPを一定濃度、一定時間暴露させ、細胞増殖をXTT法により定量し、HL60に対する6-MP単剤の50%増殖阻止濃度(IC50)、フェブキソスタット単剤では細胞増殖抑制効果は認めないことを確認した。今回、従来薬であるアロプリノールでも同様の実験を行った。さらに、CEM細胞においてもフェブキソスタットとアロプリノールそれぞれに対して、同様の実験を施行し、異なる細胞でも評価した。さらに新規XOD阻害薬のトピロキソスタットとの実験結果を照らし合わせ、比較検討を予定している。さらに、XOD活性の阻害について検討を継続した。

新規XOD阻害薬の阻害を検討するための比較検討用の前実験として、6MPとの減量規定が定められているアロプリノールを用いてXOD活性を測定した。アロプリノール存在下/非存在下、フェブキソスタット存在下/非存在下に、XOD活性を過酸化水素と10-acetyl-3,7-dihydroxyphnoxazineにより生成されるResorufinとして蛍光測定(ex 535/em 590 nm)した。XOD活性の検出できるとされているレベルより低値ではあるが、XOD活性を測定することは確認できた。しかしながら、XOD阻害薬の有無でのXOD活性の差が小さく、有意な差かどうか判断困難である。さらに測定条件(時間、アロプリノールまたは新規キサンチンオキシダーゼ阻害薬)を変更しつつ、実験を重ねる必要がある。平成29年度に再度、妊娠に伴う切迫早産による安静、休業、さらにその後の産休、育休を取得しているためこれまではHL60細胞を主体として実験していた。本年はCEM細胞でXTTを用いて、細胞増殖抑制を評価した。6MPのIC50は0.9 μM for 6MPであった。Febuxostatとallopurinolは100 μMの濃度でもIC50に達しなかった。6MPのIC50は4 μMのfebuxostatの存在下において0.67 μMであった。一方10 μMのallopurinol存在下における6MPのIC50は0.92 μMであった。相乗相加効果の有無を検討するためにcombination index (CI)を測定した。6MPとfebuxostatの併用では0.114を呈し、明らかな相乗効果と評価できた。また、6MPとallopurinolの併用でも0.119であり、明らかな相乗効果と確認できた。細胞死を評価するためにアネキシンVを用いて、フローサイトメトリーを実施した。6MPと両XOD阻害薬(febuxostatおよびallopurinol)併用でアポトーシスの増加は認めなかった。XOD活性測定として、キサンチンオキシダーゼ蛍光分析を行った。コントロールのXOD活性は84 μU/mlであった。febuxostat存在下での2,6,24時間でのXOD活性はそれぞれ74.7 μU/ml、67.8 μU/ml、45.8 μU/mlであった。同様にallopurinol存在下でのXOD活性は2,6,24時間でそれぞれ71.0 μU/ml、60.8 μU/m、55.0 μU/mlであった。allopurinolの6時間XOD活性は、febuxostatよりも強力なXOD阻害作用を示唆し、これはオキシプリノールの作用によると考えられた。24時間値のXOD活性はfebuxostatはアロプリノールより長時間強力にXOD阻害活性を有することを示唆すると考えられた。産休および育休取得のため。XOD活性測定は、検出感度以下のごく微量であることも多く、測定に失敗することも多いため。細胞死の検討においては、予想と異なる結果であり、再現実験を繰り返したり、その原因探求に時間がかかっているため。今後は、新規XOD阻害薬としてトピロキソスタットも含めて、同様の実験を繰り返し、再現性を確認していく。フローサイトメトリーによる殺細胞効果の測定を行っていく。
微生物由来のポリエステルを主成分とする高強度生分解性高分子複合材料の開発

微生物由来のポリ(3-ヒドロキシ酪酸)は生分解性,生体適合性などを持つ熱可塑性ポリエステルであるが,高結晶性で堅くて脆いために実用化されてはいない。本研究では,微生物由来のポリエステルを主成分とし,これと同種または異種の副成分高分子材料を組み合わせることにより,力学的強度,成型性などの性質の優れた生分解性高分子複合材料を開発することを目的として基礎的研究を行った。平成7年度は副成分高分子材料として立体規則性が異なる3種のポリ(ビニルアルコール)とポリ(3-ヒドロキシ酪酸)からなる高分子複合材料を調製し,各成分高分子の混合状態,熱的性質,結晶性などを固体高分解能^<13>CNMR,示差走査熱量計,フーリエ変換赤外分光器などを使用して評価した。複合材料の形態と物性はポリ(ビニルアルコール)の立体規則性に強く依存し,シンジオタクチック-ポリ(ビニルアルコール)とポリ(3-ヒドロキシ酪酸)は部分相溶ブレンドとなり、柔らかな透明フィルムを形成することがわかった。平成8年度には,微生物由来の同種の複数のポリエステルの組み合わせから成る複合材料を調製し、構造、形態及び物性を評価した。ポリエステルとして微生物由来のポリ(3-ヒドロキシ酪酸),共重合ポリエステルである3-ヒドロキシ酪酸/3-ヒドロキシ吉草酸共重合体及び最近微生物による合成が可能となった3-ヒドロキシ酪酸/3-ヒドロキシプロピオン酸共重合体を取り上げた。組成分別と構造解析の結果,両共重合体試料は微生物合成の段階で単量体組成が異なる複数の共重合体のブレンドとなっており,成分共重合体の連鎖構造と混合組成に依存して物性と結晶・非晶形態が大幅に変化することがわかった。共重合体の単量体単位組成とブレンド組成を調節することにより多様な物性を持つ生分解性高分子複合材料が得られることを明らかにした。微生物由来のポリ(3-ヒドロキシ酪酸)は生分解性,生体適合性などを持つ熱可塑性ポリエステルであるが,高結晶性で堅くて脆いために実用化されるまでには至っていない。本研究では,微生物由来のポリエステルを主成分とし,水素結合のような分子間相互作用によりこの主成分と相互作用可能な副成分高分子材料を組み合わせることにより,力学的強度,成型性などの性質の優れた,実用性の高い生分解性高分子複合材料を開発することを目的として,研究を行った。本年度はまず副成分高分子材料として立体規則性の異なる,すなわちアイソタクチック,シンジオタクチックおよびアタクチック-ポリ(ビニルアルコール)(PVA)とポリ(3-ヒドロキシ酪酸)からなる高分子複合材料を調製し,各成分高分子の混合状態,熱的性質,結晶性などを,主に固体高分解能^<13>CNMR,示差走査熱量計,および本科学研究費補助金にて購入したフーリエ変換赤外分光器を使用して評価した。ここで,PVAは生分解性が確認されている唯一のビニル型高分子材料である。研究の結果,PVAとブレンドすることによりポリ(3-ヒドロキシ酪酸)の結晶化が抑制され,特にPVA組成の高いブレンド系では両高分子成分は非晶相で相溶状態にあること,相溶化の程度は,シンジオタクチックPVAの場合が一番高くなることなどを見出だした。さらに,微生物由来の複数のポリエステルを組み合わせから成る複合材料の開発を目的として,微生物由来の代表的な共重合ポリエステルである3-ヒドロキシ酪酸/3-ヒドロキシ吉草酸共重合体の微細構造を解析した。その結果,この共重合体は単量体組成が異なる複数の共重合体のブレンドとなっており,成分共重合体の連鎖構造と混合組成に依存して物性と形態が大幅に変化することを認めた。

微生物由来のポリ(3-ヒドロキシ酪酸)は生分解性,生体適合性などを持つ熱可塑性ポリエステルであるが,高結晶性で堅くて脆いために実用化されるまでには至っていない。本研究では,微生物由来のポリエステルを主成分とし,これと同種または異種の副成分高分子材料を組み合わせることにより,力学的強度,成型性などの性質の優れた,実用性の高い生分解性高分子複合材料を開発することを目的として研究を行った。平成7年度は副成分高分子材料としてアイソタクチック,シンジオタクチック及びアタクチック-ポリ(ビニルアルコール)とポリ(3-ヒドロキシ酪酸)からなる高分子複合材料を調製し,各成分高分子の混合状態,熱的性質,結晶性などを,主に固体高分解能^<13>CNMR,示差走査熱量計,フーリエ変換赤外分光器を使用して評価した。本年度は,微生物由来の同種の複数のポリエステルの組み合わせから成る複合材料を調製し、構造、形態及び物性を評価した。ポリエステルとして微生物由来のポリ(3-ヒドロキシ酪酸),共重合ポリエステルである3-ヒドロキシ酪酸/3-ヒドロキシ吉草酸共重合体及び最近微生物による合成が可能となった3-ヒドロキシ酪酸/3-ヒドロキシプロピオン酸共重合体を取り上げた。組成分別と構造解析の結果,両共重合体試料は微生物合成の段階で単量体組成が異なる複数の共重合体のブレンドとなっており,成分共重合体の連鎖構造と混合組成に依存して融点、結晶化度などの物性と結晶・非晶形態が大幅に変化することがわかった。共重合体の単量体単位組成とブレンド組成を調節することにより多様な物性を持つ生分解性高分子複合材料が得られることを明らかにした。
多義性が解消された多言語辞書の自動構築に関する研究

多言語の機械翻訳や情報検索を支える多言語対訳辞書を既存の2言語対訳辞書から自動生成する新しい方法を開発した。共通の訳語を介して結ばれる2つの言語の語が対訳であるかどうかを、それぞれの言語のテキストデータから抽出される文脈の類似度に基づいて判定する。英日、英中の2言語対訳辞書と日本語、中国語それぞれの新聞記事データから英日中の3言語対訳辞書を生成する実験において適合率83%、F値73%を達成し、提案方法の有効性を実証した。本研究の目的は、機械翻訳や言語横断情報検索の高度化の基盤となる「多義性が解消された多言語辞書」をいくつかの言語対の対訳辞書と各言語のテキストコーパスから自動構築する手法を開発することである。構築される辞書は多言語の同義語(対訳語)集合を構成要素とする辞書である。多義性の構造が言語によって異なるため、個々の言語からみると多義性が解消された辞書となっていることが特徴である。任意の個数の言語の組に適用可能な方法を目標とするが、具体的には日本語、英語、中国語の3言語を対象として研究を進める。本年度は提案方法の基本部分の実装と予備評価を行った。提案方法は、(1)2言語対訳辞書の結合による対訳3つ組候補の生成、(2)3つ組を構成する各言語の語の共起語集合による特徴づけ、(3)共起語の言語間アラインメントに基づく共起語集合の語義対応部分集合への分割、(4)共起語部分集合の類似度に基づく3つ組のフィルタリング、の4つのステップから構成される。2言語対訳辞書としてEDR日英対訳辞書、LDC中英対訳辞書、EDR日中対訳辞書を、各言語のコーパスとして毎日新聞・読売新聞、LDC English Giga Wordコーパス(ニューヨークタイムズほか)・Daily Yomiuri、LDC Chinese GigaWordコーパス(新華社通信ほか)を用いて評価実験を行った。この結果、各言語の単言語コーパスを使用するため、共起語集合の類似度は信頼度が高くないという問題が明らかになった。次年度はこの点を中心に提案方法を改良する。機械翻訳や言語横断情報検索の高度化に資する「多義性が解消された多言語辞書」をいくつかの言語対の対訳辞書と各言語のテキストコーパスから自動構築する手法の開発を目的として、具体的には日本語、英語、中国語の3言語を対象として研究を進めた。まず、昨年度実装した「英語をピボット言語として日英対訳辞書と英中対訳辞書を結合することによって得られる対訳3つ組候補の中から、日本語と中国語の語が出現する文脈の類似度が高いものを選択する」方法の問題点を分析し、(1)異なる言語の語の文脈の類似度を計算するため文脈を翻訳する際に使用する対訳辞書は文脈を抽出するコーパスに適応させるべきであること、(2)対訳3つ組を構成する日本語および/または中国語の語が多義語である場合、対訳関係は特定の語義に関してのみ成立するので、厳密には"語"の文脈でなく"語義"の文脈の類似度を計算すべきであることを明らかにした。次に、(1)の具体的な方法として、単言語コーパスの組から翻訳確率行列を推定し、得られた翻訳確率行列にしたがって文脈ベクトルを翻訳する方法を提案した。毎日新聞記事コーパスと新華社通信記事コーパスを用いた評価実験を行い、提案方法によって計算される文脈類似度に基づく対訳3つ組の選択精度がベースライン(文脈ベクトルの各要素を対訳辞書が与える全ての訳語に翻訳して計算される文脈類似度による場合)より向上することを確認した。また、(2)に関しては、対象語(対訳3つ組候補を構成する語)の文脈を構成する語をクラスタリングするアプローチを採用することとし、有効なクラスタを抽出するためのアイデアとして、(a)対象語と特に関連の強い語を種とするクラスタリングと(b)対象語の語義のgloss(辞書に記述された語義の説明文)を種とするクラスタリングの二つの方法を提案した。機械翻訳や言語横断情報検索の高度化に資する「多義性が解消された多言語辞書」をいくつかの言語対の対訳辞書と各言語のテキストコーパスから自動構築するため、2言語以上の対訳語の組と組の間で一つ以上の語が共有され、共有されていない語の各々が出現する文脈の類似度が閾値を超えるとき、これら2つの対訳語の組をマージした語の組を対訳語の組として追加する手続きを反復する方法を提案した。提案方法では、ウィンドウ共起に基づく相関値の重みを付けた“関連語"の集合で文脈を表現する。関連語はそれぞれの言語の語であり、文脈類似度を計算するには種となる対訳辞書が必要であるが、文脈類似度を計算すべき言語対の対訳辞書は、通常、利用できない。いくつかの言語を介して他の言語対の対訳辞書をマージした“ノイズの多い"種辞書を使用することによる精度の低下を最小限に抑えるため、文脈類似度の尺度として関連語集合の重み付き重なり率を考案した。

すなわち、相手言語の重み付き関連語集合中の少なくとも一つの語と対訳関係が成立する関連語の重みの和の、すべての関連語の重みの和に対する比率で文脈類似度を評価する。日英辞書と中英辞書、日本語と中国語の新聞記事コーパスから日中英辞書を生成する実験において、一方の文脈ベクトルを相手言語に翻訳してコサイン係数を計算する標準的な方法によるF値が0.69(適合率0.78)であるのに対し、関連語集合の重み付き重なり率によるF値は0.73(適合率0.83)であり、その有効性を確認した。提案方法はコーパスに用例が含まれない対訳語の組を棄却してしまうので、再現率は高くない。しかし、様々な分野のコーパスを用いた結果を累積することにより実際的な再現率は上昇する。新聞記事コーパスのほかWikipediaコーパスを用いた実験を行い、このことを実証した。異なる言語の語の文脈の類似度を計算するために必要な「文脈の翻訳」における訳語の曖昧性の問題に対する解決策として「単言語コーパスの組からの翻訳確率行列の推定」を提案し、有効性を確認した。また、本研究課題の最も困難な問題である「語の文脈から語義の文脈への分割」について、対象語と特に関連の強い語あるいは対象語のglossを種とするクラスタリングというアイデアを得ることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。「語の文脈から語義の文脈への分割」の実装・評価を中心に進める。まずは、対象語と特に関連の強い語を種とするクラスタリングと対象語のglossを種とするクラスタリングをベースライン(種のないクラスタリング)と比較評価する。また、「単言語コーパスの組からの翻訳確率行列の推定」については最適化を検討する。さらに、多言語対訳辞書の生成という研究課題全体の目的に関して、提案方法のようにコーパスを用いなくても決定できる対訳3つ組(例えば、日英、英中、中日の3つの対訳辞書から循環的な関係が得られる3つ組)も存在するので、それについても調査、検討する。
市販の日用品・化粧品に含まれるナノ粒子による腸内細菌への影響

ナノ粒子の生育への影響をグラム陰性菌(G-)及びグラム陽性菌(G+)で調べた。汎用されるカーボンブラックや、活性酸素生産が比較的低いとされるルチル型酸化チタンでさえG-の生育を特異的に阻害した。そこで、生育阻害を起こしたG-である大腸菌とコントロールの大腸菌のタンパク質の網羅的比較定量解析で発現タンパク質の相違を調べた。疾病に関与する総抗酸化能測定では生育阻害された大腸菌の総抗酸化能はコントロールと比較すると30%程度低下した。さらに、有機酸測定ではグルコン酸が大幅に減少した。大腸菌自体の健康度や他細菌との相互作用、細胞レベルでの関連性の有無、腸管クロストークなどへの影響に興味が持たれる。人類は工業の発展の恩恵を受けた豊かな生活を築いているが、環境中に放出されるナノ粒子は工業の発展と共に急増しており、ナノ粒子の毒性機構の解明は重要かつ喫緊の課題である。そこで市販の日用品・化粧品に含まれるナノ粒子の毒性機構を解明するため、食物連鎖の下位に位置する細菌や上位動物の腸内細菌を研究対象とし、ナノ粒子による1生育阻害機構と2細菌の生育への影響を詳細に調べて毒性を評価し、その危険性を発信することを目的とした。研究では6種類のグラム陰性菌および3種類のグラム陽性菌を用いた。その結果、タイヤやトナーなど多くの製品に利用されているカーボンブラックや、化粧品の原料となっているルチル型酸化チタンでさえ、グラム陽性菌には生育への影響はなかったがグラム陰性菌の生育を阻害した。腸内でのグラム陽性菌の比率が高くなることは肥満やガン患者でも報告されている(Nature 444,1022-1023 2006)。次に生育阻害をおこしたEscherichia coliをiTRAQ法によりタンパク質の網羅的な比較定量解析を行い、ナノ粒子の影響をうけて発現したタンパク質に違いがあるかを調べた。1,4-dihydroxy-2-naphthoyl-CoA synthaseが最も増加し、Aminomethyltransferaseが最も低下するという結果を得た。1,4-dihydroxy-2-naphthoyl-CoAsynthaseは腸内細菌が作り出すビタミンKを合成する過程で必要とされるが、ビタミンKは血栓や塞栓症に対し投与される薬の作用を減弱させることが知られている。Aminomethyltransferaseの低下はグリシン開裂系の異常となり、多動・自閉症などをもたらす原因となるとの報告(Neuron 77(2), 259-273 2013)があり、細胞レベルでの関連性の有無に興味が持たれる。ナノ粒子の毒性については腸内細菌の中のグラム陽性菌では生育への影響はあまり無かったが、グラム陰性菌はおおいに影響をうけ、ナノ粒子の濃度に依存して生育が悪くなった。またiTRAQ&reg;法によりタンパク質の発現差異の確認の実験においては、ナノ粒子の影響によって増加したタンパク質および減少したタンパク質をそれぞれ確認した。環境に放出されるナノ粒子は工業の発展と共に急増している。美白目的に化粧品や食品、抗菌目的に食品専用の容器に銀ナノ粒子が使用されている様に私たちの体内にナノ粒子は容易に入りこみ、胎盤・母乳を通して胎児や乳児にまで届く。ナノ粒子の毒性機構を解明する為、ナノ粒子による1生育阻害機構と2細菌の生育への影響を詳細に調べて毒性を評価し、その危険性の発信を目的とした。6種のグラム陰性菌と3種のグラム陽性菌を用いて研究をおこなった結果、汎用されるブラックカーボンやルチル型酸化チタンでさえ、グラム陰性菌の生育を阻害した。ペプチドグリカン層の厚さに依存すると思われる。細胞壁や細胞膜へ障害を与えて細胞内に侵入し、生育阻害を起こす可能性が考えられる。腸内でのグラム陽性菌の高比率は肥満やガン患者でも報告されている。ナノ粒子により生育阻害を起こした大腸菌と生育阻害の無いコントロールについてiTRAQ法により網羅的なタンパク質の比較定量解析を行い、ナノ粒子の影響による発現タンパク質の相違を調べた。1,4-dihydroxy-2-naphthoyl-CoAsynthaseは腸内細菌が作り出すビタミンKの合成に関与する酵素である。ビタミンKは血栓等に投与されるワルファリンの作用を減弱することは周知である。Aminomethyltransferaseの低下はグリシン開裂系の異常となり、多動・自閉症などをもたらす原因となるとの報告がある。細胞レベルでの関連性の有無に興味が持たれる。現在、ナノ粒子の影響をうけた発現タンパク質のリン酸化の相違を調べている。ナノ粒子の毒性については腸内細菌の中でもグラム陽性菌は生育の影響はあまりなかったが、グラム陰性菌では影響を受けてナノ粒子の濃度に依存して生育が悪くなった。iTRAQ法によるタンパク質の発現差異の確認の実験では、ナノ粒子の影響によって増加したタンパク質および減少したタンパク質をそれぞれ確認した。現在、ナノ粒子の影響をうけて発現したタンパク質と影響を受けないコントロールにリン酸化に違いがあるかを調べている。SDS-PAGEとPhos-tag SDS-PAGEを用いての二次元電気泳動では12スポットに相違がみられ、現在そのスポットをゲル内トリプシン消化後LC/MS/MSにて解析中である。工業の発展と共に環境に放出されるナノ粒子が増加し、私たちの健康に悪影響を及ぼすことが危惧されている。

マウスの実験ではナノ粒子は母親の胎盤・母乳経由で胎児や乳児の血液に入り全身を回るという。本研究ではナノ粒子の環境影響を解明するため、1細菌生育への影響および2生育阻害機構を調べてその毒性を評価し環境への放出の危険性を発信する事を目的とした。グラム陰性菌(G-)及びグラム陽性菌(G+)を用いた結果では汎用されるカーボンブラックや、酸化チタンでは活性酸素生産が比較的低いとされるルチル型でさえG-の生育を特異的に阻害した。その感受性はペプチドグリカン層の厚さに依存し、細胞壁や細胞膜に障害を与えて細胞内に進入し、生育阻害に至る可能性がある。近年、腸内細菌の網羅的解析が進み、G+の高比率が肥満やガン患者で報告されている。そこで、ナノ粒子暴露により生育阻害を起こしたG-である大腸菌とコントロールの大腸菌においてタンパク質の網羅的比較定量解析を行い発現タンパク質の相違を調べた結果、阻害された大腸菌では1,4-dihydroxy-2-naphthoyl-CoA synthase(DHNCS)が最も増加し、Aminomethyltransferaseが最も低下した。DHNCSは腸内細菌が作るビタミンK合成に必須な酵素であるが、ビタミンKは多すぎれば血栓や塞栓症治療薬であるワルファリンの作用を減弱する。また、マウスやヒトの疾病では細胞の総抗酸化能が低下するとされるが、生育阻害された大腸菌の総抗酸化能はコントロールと比較して35%程度低下した。さらに、有機酸測定ではグルコン酸が大幅に減少した。グルコン酸は強力なキレート剤であり自閉症児との関連も取りざたされている。これらによる大腸菌自体の健康度や他細菌との相互作用、また細胞レベルでの関連性の有無、さらに腸管クロストークなどへの影響に興味が持たれる。ナノ粒子の生育への影響をグラム陰性菌(G-)及びグラム陽性菌(G+)で調べた。汎用されるカーボンブラックや、活性酸素生産が比較的低いとされるルチル型酸化チタンでさえG-の生育を特異的に阻害した。そこで、生育阻害を起こしたG-である大腸菌とコントロールの大腸菌のタンパク質の網羅的比較定量解析で発現タンパク質の相違を調べた。疾病に関与する総抗酸化能測定では生育阻害された大腸菌の総抗酸化能はコントロールと比較すると30%程度低下した。大腸菌自体の健康度や他細菌との相互作用、細胞レベルでの関連性の有無、腸管クロストークなどへの影響に興味が持たれる。変異原性試験(Ames法)では陰性であり粒子表面に付着する化学物質の作用の影響のないナノ粒子が慢性毒性を示していると考え、実験をおこなっている。腸内細菌にナノ粒子を曝露して試料とし、細胞内の変化よりナノ粒子の曝露が細菌にとってなにがストレスとして捕らえているかを考察する。ナノ粒子と接することでの生じる変化を探る。
M.catarrhalis由来中耳炎モデルでのTLR-5の誘導と局所免疫応答

これまで肺炎球菌、無莢膜型インフルエンザ菌に関しては単独の感染モデルが作成され中耳内の免疫応答の検討がなされてきたが、Moraxella catarrhalisに関しては詳細な報告は少ないのが現状である。M.catarrhalis自体の感染力は弱く早期に中耳内より消失してしまうため中耳炎の起炎菌として重要視されなかった事や、厳密にはヒトの中耳炎の起炎菌であり動物モデルの作成が困難であったためと考えられる。今回我々はM.catarrhalis単独での中耳への影響を調査するために動物モデル作成を試みた。M.catarrhalisに関しては粘膜への接着因子として、細菌表面に存在するpiliの有無が関係している可能性が示唆されている。中耳炎患者より臨床分離したpili有り(pili(+))群とpiliなし(pili(-))群のM.catarrhalisをBalb/cマウスの中耳骨胞に10^9CFU/mlの各濃度をそれぞれ注入後6、12、24、72時間、1、2週間後のマウスの鼓膜を観察した。中耳局所への炎症細胞浸潤は6時間後から増加し始め2472時間後にかけてピークがあり2週間後まで炎症細胞浸潤を認めたが、pili(-)群で24、72時間に炎症細胞の増加が著明であった。M.catarrhalisの細菌のクリアランスに関して、Piliの有無が関係している可能性が示唆された。細胞分画では好中球主体の炎症反応であり、リンパ球・マクロファージの浸潤はわずかであった。これもpili(-)群で72時間後に有意差を認めた。H-E染色所見上感染後12時間より好中球を中心とした炎症細胞浸潤が増加し、粘膜の肥厚も著明になった。1週間後ピークを認めたが2週間後も炎症細胞は認められた。Pili(-)群では明らかにPili(+)群より72時間後、1週間後に粘膜の肥厚、炎症細胞の浸潤が著明であった。ELASA法ではTNF-αはpili(+)群でpili(-)群より24,72時間後、1、2週間後に有意に増加していたが、IL-1βは差異を認めなかった。Real time RT-PCR法を用いてTLR2.4.5.9の測定行った所、TLR5 mRNAの発現が6時間後にpili(+)群がpili(-)群より有意に高い傾向を認めた。我々の研究ではM.catarrhalisに関してはpiliがTLR5の誘導を促し、初期の免疫反応の誘導に関与している可能性を示した。
認知症本人と家族支援のための「健康・病・介護体験の語り」Webサイトの構築と評価

認知症本人や家族らのニーズに対応した情報提供システムを確立することを目的に、認知症本人7人と介護体験のある家族35人にインタビュー調査を実施した。これらの逐語録をテーマ分析し、「症状の始まり」・「認知機能の変化記憶、時間、空間、言語など」・「診断された時の気持ち(若年認知症本人)」・「診断された時の気持ち(介護家族)」・「病院にかかる」・「病気であることを伝える」の6トピックスを抽出して、Webサイトを構築した。本研究は「認知症の人と家族」に対して、病気と向き合うために必要な情報および、心の支えとなる情報を提供すると共に、学術研究および保健医療教育の情報源となる語りのデータをデータベース化し、ウェブページを構築することを最終目的としている。本年度は、「認知症の人と家族の語り」を体系化したシステムとしてデータベース化するために、先ず、半構成的インタビューガイドのフレームワークを作成し、そのインタビューガイドに基づいて3名の研究参加にインタビューを実施した。1名はビデオ映像、2名は音声録音の許可を得てデータ収集し、現在その分析中である。具体的には、英国Oxford大学で作成されたDatabase of Individual Patient Experiences (DIPEx)が31名の介護者へのインタビューをデータベース化したCarers of people with dementiaを質的記述的に分析し、それらから抽出した6テーマと31サブテーマを踏まえ、日本の文献について統合的文献検討を実施した。"認知症・高齢者・家族・介護・看護"をキーワードに、コンピュータによるデータベース(医中誌,CiNii,社会老年学文献;2005-2010)からの文献検索、および収集文献の引用文献目録からの手動検索を実施した結果、128の文献(原著、総説、事例、研究報告を含む)が抽出された。最終的に、家族介護者の現状を焦点とした原著12編を統合して"介護者のうけとめ"としてまとめ、DIPExから抽出されたテーマに統合して13の直接質問を作成した。その後、富山大学の倫理審査委員会の承諾(臨認21-39号)を得て、3名(認知症本人1名、家族介護者2名)のインタビューを実施した。現在介護を担っている家族からのインタビューでは、自然な語りの中でほとんどの質問がカバーされていた。また家族からも「話を聞いてもらえてすっきりした」というカタルシスの効果を確認できた。研究者間でインタビューガイドを検討した結果、内容の追加や修正箇所は見いだされていない。本研究の主な目的は次の3点である。1)認知症本人による「健康と病の語り」及び家族の「介護体験の語り」データを分析し、専門家チェックを受けながら、不安や疑問の所在、問題解決や行動変容のプロセスを明らかにする。2)上記1)に基づいて、語りのデータを、学術研究や保健医療教育に容易に活用できるように、データベース化する。3)上記2)のデータベースの一部を公開し、認知症本人・家族、一般の人々、保健・医療・福祉(介護)の専門家等が共有して利用できる、精度と信頼性が担保された「認知症の人と家族の語り」Webサイトを構築する。今年度は前年度に引き続き、インタビュー調査の実施とデータ分析を行っており、認知症本人5人、家族介護者11人のインタビューが終了した。家族介護者5人のインタビューデータを分析した結果から導き出された基本コードは10、サブコードは65であった。現在、この基本コードに従って、データ分析を継続して実施している。また、アドバイザリー委員会を開催し、神経内科医師、医療社会学者、薬学・看護学の専門家、臨床心理士、患者会代表、社会福祉士等の専門家から、バラエティに富む研究参加者が得られているか等の助言を受けながら、内容の確認とリクルート活動も継続して実施している。逐語録とインタビュー概要は、研究協力者に返送して確認作業をお願いしているが、順調に返信されてきており、大きな修正等は現在のところ無い。8割の方が映像と音声・文字共に公開することに同意されており、データベースの構築も同時進行で行っている。本研究の目的は、今まで実施してきたインタビューを質的内容分析することによって、1)認知症本人及び家族介護者の不安や疑問の所在、問題解決や行動変容のプロセスを明らかにする。と、いうことである。2012年10月の時点でのインタビュー実施状況は、認知症本人7名と家族介護者35名の合計42名であった。このうち認知症本人は全員が若年性であり、アルツハイマー型6名(男性5名・女性1名)、脳血管性が1名(男性)という内訳であった。

家族介護者については、若年性認知症の家族が14名、認知症高齢者の家族が21名という内訳であった。これらの逐語録とインタビュー概要は、研究協力者に返送して内容の確認を依頼した。その後、複数の研究者で質的内容分析し、次の6トピックを抽出した。「症状の始まり」・「認知機能の変化記憶、時間、空間、言語など」・「診断された時の気持ち(若年認知症本人)」・「診断された時の気持ち(介護家族)」・「病院にかかる」・「病気であることを伝える」である。さらに、保健・医療・福祉の専門家による内容確認を得た後、先ず、アルツハイマー型認知症および脳血管性認知症と診断された本人及び家族介護者の語りについて、この6トピックでパイロット版のWebサイトの構築を行った。今後の課題は、このパイロット版Webサイトの評価を実施し、内容を充実させて一般公開することである(2013年7月予定)。24年度が最終年度であるため、記入しない。
再構成方式X線散乱トモグラフィの機能を有するボルマン効果CTの開発

本研究代表者は,物質からの散乱X線を用いた総合的イメ-ジング技術の開発を行い,X線散乱ラジオグラフィ(SR)の提案をした。このSRは,[A]投影的にみる散乱トポグラフィと[B]断展的観察法の散乱トモグラフィに分けられる。前者の散乱トポグラフィニついては,これを応用して,結晶方位の分布像を結像する方式を発明し,これを方位分布トポグラフィと称した。これについては,昨年度からの研究継続である。今年度は,主として化合物半導体の方位分布トポグラフィの開発を行い,J.Crystal Growthなどに発表した。また,現在J.Appl.Gryst.に新たな方式を提案した論文を提出中である。[B]のトモグラフィについての研究については,散乱トモグラフィ観察装置の改良と散乱トモグラフにおけるX線計数雑音の画質に及ぼす影響をコンピュ-タシミレ-ションによって調べた。散乱トモグラフィの最も大きな欠点は物質からの散乱線の強度がCTにおける透過線に比較して,大きくはないことである。しかし上記のシミレ-ションによっり,100[CPS]程度の散乱X線でもトモグラフ観察が可能という結果を得た。これについては,現在論文を準備中である。次に完全に近い単結品からのボルマン効果X線(異常透過)を用いるCTの概念設計を行った。この設計にもとづき,再構成方式散乱トモグラフィの観察も同時に可能な装置の試作に入った。現在、60%程度の工作が終了したので,この4月より完成を目ざす。来年度中には,ボルマン効果CTの初めての観察が出来るものと考えている。
中国のエネルギー・経済・環境システムに関する研究

筆者らが開発した簡易人口推計法に基づいて,2050年までの中国のGDP,エネルギー消費量および食糧消費量の推計を行っている。中国の1人あたりGDP実質成長率は1990年の10%から2025年に3%に,さらに,2035年には2%になるように仮定すれば,2050年のTFR別のGDPはそれぞれ32兆元,35兆元および40兆元となり,1990年の17倍,19倍および22倍になる。統計データによれば,中国の1990年の1次エネルギー消費原単位は373Toe/百万元(1947Toe/百万\に相当)であり,同時期のアメリカの391Toe/百万\,日本の150Toe/百万\と比べてはるかに高い。その原因として,エネルギー利用技術レベルの低さによるエネルギー効率の悪さや製造業を中心とした産業構造が考えられる。したがって,エネルギー利用技術の開発や技術移転,省エネルギーの促進,産業構造の転換などによって,1次エネルギー消費原単位を先進国の1990年レベルまで引き下げる可能性が十分あると思われる。中国のエネルギー原単位が1990年から同一比率で低下し,2050年には200Toe/百万\(1990年実質価格)(38Toe/百万元)になるように仮定すると,1次エネルギー消費量を求めることができる。2020年までは,中国のエネルギー消費量が増加し続け,2022年以降は減少に転じる。その原因として,2020年以降はGDPの成長率が低下し,エネルギー消費原単位の低下率(省エネルギー率)が3.64%で一定であるためと考えられる。1990年における中国1人あたりの食糧消費量は375キロであり,1990年からの最初の35年間は0.75%,次の10年間は0.60%,以降2050年までは0.40%の率で増大するとすれば,合計特殊出生率が1.70,1.87および2.10のとき,2050年の食糧消費量はそれぞれ7.2,8.0,9.2億トンとなり,1990年の1.7倍,1.9倍,2.1倍である。本研究では,中国のエネルギー・経済・環境システムに関する研究の一環として中国の人口モデルを作成し,人口の長期推計を行った。本研究で得られた知見を次のようにまとめることができる。1.1990年の生命表を作成した。それによると,1990年では,中国の男子と女子の平均寿命(ゼロ才の平均余命)はそれぞれ68.7才と72.6才になっている。2.中国の人口モデルを作成した。本研究では生命表による1990年の平均寿命と国連による2050年予測平均寿命(男76.0,女80.5才)を参考に平均寿命の経年変化を作成した。各年齢における死亡率は平均寿命の延びにつれて同一率で低下していくと想定し,平均寿命から年齢別の死亡率および生存数を推定した。3.本研究で開発したモデルを用いて中国の人口推計を行い,1990年1995年の間の平均TFRは1.87であることがわかった。仮に2050年までのTFRが1.87に保たれた場合,計算の開始年1990年から総人口が緩やかに増加し,2000年には12.7億になり,2035年の14.9億をピークに減少に転じる。その場合の2050年の人口は14.6億になる。4.TFRが1.0の場合,従属人口指数は2040年以降に著しく上昇し,2050年までは80%以上になり,経済社会の持続は困難である。5.環境・エネルギー制限によるTFRの上限および経済社会の持続性による下限を総合すると,中国の経済社会を持続させながら,人口を徐々に減少させるためには,中国のTFRを1.52.0の間にすべきと思われる。6.中国人口の簡易推計式を作成し,それによる計算値はプログラムによる計算値と1/1000以内の誤差でよく一致する。なお,エネルギーモデル,経済モデルおよび環境モデルは現在開発中である。

中国のエネルギー原単位が1990年から同一比率で低下し,2050年には200Toe/百万\(1990年実質価格)(38Toe/百万元)になるように仮定すると,1次エネルギー消費量を求めることができる。2020年までは,中国のエネルギー消費量が増加し続け,2022年以降は減少に転じる。その原因として,2020年以降はGDPの成長率が低下し,エネルギー消費原単位の低下率(省エネルギー率)が3.64%で一定であるためと考えられる。1990年における中国1人あたりの食糧消費量は375キロであり,1990年からの最初の35年間は0.75%,次の10年間は0.60%,以降2050年までは0.40%の率で増大するとすれば,合計特殊出生率が1.70,1.87および2.10のとき,2050年の食糧消費量はそれぞれ7.2,8.0,9.2億トンとなり,1990年の1.7倍,1.9倍,2.1倍である。
銀河団の内部構造と暗黒物質

現在、宇宙の構造形成において暗黒物質は非常に重要な役割を果たしている。暗黒物質の候補としてはニュ-トリノ・アクシオン等があり、宇宙の熱史とのかかわりかたによって熱い暗黒物質と冷たい暗黒物質に大別される。この暗黒物質が、どのような性質を持ち、どのような素性を持つのかは、素粒子物理の見地からも非常に興味深い。本研究は銀河団の力学的構造、特にその内部構造から暗黒物質の性質を知ることをテ-マとした。銀河団の内部構造の進化は、最初に重力不安定性によりできたフラグメントが、互いに融合して成長して行くと考えられる。今年度は、銀河団でのフラグメントの進化の素過程である2つの銀河の融合というミクロな面から銀河団の進化を研究した。この過程は,楕円銀河内の速度分散の非等方性やcD銀河の形成等にも重要な役割をすると思われる。本研究では上のフラグメント(原始銀河とみなす)の融合過程を数値シミュレ-ションにより研究した。従来,このような重力多体系の数値シミュレ-ションは個々の星の間の働く重力の計算の負荷が大きくス-パ-コンピュ-タを用いなければならなかった。一方,本研究では重力を計算する専用ボ-ドを作成しそれをホストであるパ-ソナルコンピュ-タに接続し約200Mflopsと小型ス-パ-コンピュ-タに匹敵するシステムをデスクトップで実現した。このシステムを用いたシミュレ-ションの結果,融合過程では一般的にコア・ハロ-構造という準定常状態が形成されることが明らかになった。今後,銀河団という環境を考慮して融合過程の研究を行い,フラグメントの融合による銀河団の進化という観点で何が良い物理量か調べる。さらに銀河団全体についてのシミュレ-ションを行い,上の成果をもとにシミュレ-ションの結果を解析し観測結果と比較することを計画している。
VSAT衛星回線を利用したシベリア環境研究分散型データベースの構築

本研究はシベリア地域と日本を包括する衛星ネットワークを利用した分散型データベースの構築・運用法の確立をめざすための企画調査を目的としている。本分散型データベースはシベリアを対象とする自然資源環境研究、資源開発研究、更に資源開発と環境に関わる持続可能性に立脚した資源環境会計研究などに利用されることを目的としており、将来的には東北大学に限らず国内のシベリア研究者に広く利用できるシステム構築をめざしている。また同時に国内複数研究機関ならびにロシアの研究機関との国際共同研究を立ち上げるための調査と位置づけられる。旧ソビエト連邦体制で蓄積された自然科学分野のデータは膨大であり、その有効利用も大きな課題となっている。ロシア衛星の民生利用が始まっているが、通常の学術雑誌などで得られる情報は極めて限られている。今回は環境計測を主目的として、ロシアで取得できるリモートセンシングデータについてロシア側研究機関を訪問しとレビューを受けた。また日本国内で入手可能なシベリア、モンゴル、中国地域のリモートセンシングデータについても国内研究者との討論などを通じて資料収集を行った。更に1998年4月に運用を開始した東北大学東北アジア研究センターとロシア科学アカデミーシベリア支部間のVSATシステムの利用を想定し、多方面からネットワークの利用を検討した。また分散型データベースの運用については地球物理学、リモートセンシングによる環境計測、生物環境の3分野についてロシア側研究者のレビューを受けながら研究計画の構想を行った。この成果に基づき、ロシア科学アカデミーGISセンターと共同で市販データベースシステムであるOracle8を利用した分散型データベースの構築ならびに運用について共同研究の実施について合意を得ることができ、1999年度には実験を開始する予定である。
生体内吸収型神経再生補助グラフトの開発研究

末梢神経損傷時の自家神経移植に替わる生体内吸収型神経再生補助グラフトとして,我々がこれまでに開発したラミニン(LN),フィブロネクチン(FN)を二重コーティングしたコラーゲングラフト(LFグラフト)に,末梢神経の再生・伸長促進因子であるNGF-7Sを付加してLN-FN-NGF三重コーティンググラフト(LFNグラフト)を作製し,その神経再生への有効性を検討した.豚皮I型コラーゲン製の外筒(直径2mm、長さ12mm)に同じコラーゲン製の70μm径の糸100本を入れ,これをPBSに溶解したLN,FN,NGFに浸漬して吸着させLFNグラフトとした.これをWistarラット坐骨神経欠損部に移植した.対照として未コーティンググラフト,LFグラフト,NGFコーティンググラフト(NGFグラフト)を用いた.移植30日目、全てのグラフトでコラーゲンは吸収され,再生した神経組織が欠損部を置換していた.グラフト中央部の再生有髄軸索数はLFN,NGF両グラフトが未コーティンググラフトに比して有為に多かった.移植60日目では全てのグラフトで神経周膜に囲まれた有髄無髄軸索の発達した再生神経像が見られたが,未コーティンググラフトではその数が抑制されていた.再生神経の運動神経伝導速度を測定したところLFNグラフトが最も高い値を示した.以上のことから,LN-FN-NGF三重コーティンググラフトが末梢神経再生に有効であることが明らかとなった(島田ら:第101回日本解剖学会,4月,福岡,1996;湯浅:金医大誌,1996).この結果をふまえて,凍結融解および界面活性剤処理してコラーゲン基質を残した神経片にLN,FNをコーティングしたグラフトを同種または異種移植したところ良好な神経再生をみた(久藤:金医大誌,1996;桝谷ら:金医大誌,発表予定).末梢神経損傷時の自家神経移植に替わる生体内吸収型神経再生補助グラフトとして,我々がこれまでに開発したラミニン(LN),フィブロネクチン(FN)を二重コーティングしたコラーゲングラフト(LFグラフト)に,末梢神経の再生・伸長促進因子であるNGF-7Sを付加してLN-FN-NGF三重コーティンググラフト(LFNグラフト)を作製し,その神経再生への有効性を検討した.豚皮I型コラーゲン製の外筒(直径2mm、長さ12mm)に同じコラーゲン製の70μm径の糸100本を入れ,これをPBSに溶解したLN,FN,NGFに浸漬して吸着させLFNグラフトとした.これをWistarラット坐骨神経欠損部に移植した.対照として未コーティンググラフト,LFグラフト,NGFコーティンググラフト(NGFグラフト)を用いた.移植30日目、全てのグラフトでコラーゲンは吸収され,再生した神経組織が欠損部を置換していた.グラフト中央部の再生有髄軸索数はLFN,NGF両グラフトが未コーティンググラフトに比して有為に多かった.移植60日目では全てのグラフトで神経周膜に囲まれた有髄無髄軸索の発達した再生神経像が見られたが,未コーティンググラフトではその数が抑制されていた.再生神経の運動神経伝導速度を測定したところLFNグラフトが最も高い値を示した.以上のことから,LN-FN-NGF三重コーティンググラフトが末梢神経再生に有効であることが明らかとなった(島田ら:第101回日本解剖学会,4月,福岡,1996;湯浅:金医大誌,1996).この結果をふまえて,凍結融解および界面活性剤処理してコラーゲン基質を残した神経片にLN,FNをコーティングしたグラフトを同種または異種移植したところ良好な神経再生をみた(久藤:金医大誌,1996;桝谷ら:金医大誌,発表予定).
リニアガイドウェイのスティッキングの発生機構の解明とその低減法の提案

本研究は,リニアガイドウェイのスティッキング(リニアガイドウェイを小ストロークで往復駆動すると駆動力が増大し,駆動が困難になる現象)の発生機構を解明し,低減することを目的としている.各年度に得られた結果は,以下のとおりである.平成28年度1スティッキングは,比較的大きなローリングモーメントを負荷してリニアガイドウェイを一定時間オフセット駆動すると発生する.2スティッキング発生前の駆動力は,運動体(リニアガイドウェイのキャリッジ,実験装置におけるアームおよびおもり)の加速度と質量の積に一致する.3本研究の実験条件範囲では駆動力に及ぼす差動すべりおよび弾性ヒステリシス損失による摩擦力の影響は小さい。4スティッキングの発生原因は,負荷圏内の負荷ボール同士の接触点におけるすべり摩擦である.5比較的大きなローリングモーメントを負荷して,リニアガイドウェイをオフセット駆動すると,運転開始時に負荷圏内に等間隔に配置された負荷ボールは,運転時間の経過とともに,キャリッジの浮き上がり側(ローリングモーメントによりキャリッジ中心に対してキャリッジが上方向に変位する側)おいて,負荷圏中央付近以外で接近する.平成29年度1最大直線速度が大きく,ストローク長さが長いほど,駆動力の増加率および浮上り側の負荷圏中央付近における玉間のすきまは低下し,スティッキングは発生しにくくなることを実験で確認した.2キャリッジの寸法を変えて,キャリッジを変形しやすくすると,スティッキングが低減できることを実験で確認した.平成30年度(最終年度)1有限要素法により,予圧によるキャリッジの変形を計算した.そして,実験結果と同様に,変形量の大きいキャリッジでは,スティッキング低減できることを明らかにした.2以上の研究成果をASMEのJournal of Tribologyに公表した.本研究は,リニアガイドウェイのスティッキング(リニアガイドウェイを小ストロークで往復駆動すると駆動力が増大し,駆動が困難になる現象)の発生機構を解明し,低減することを目的としている.本年度は,申請者が開発した実験装置を用いて,玉列数2列のリニアガイドウェイを小ストロークで往復駆動し,その駆動力および運動体(リニアガイドウェイのキャリッジ,実験装置におけるアームおよびおもり)の加速度,負荷圏内の負荷ボールの位置饒辺かを測定した.そして,以下の結果を得た.1スティッキングは,比較的大きなローリングモーメントを負荷してリニアガイドウェイを一定時間オフセット駆動すると発生する.2スティッキング発生前の駆動力は,運動体(リニアガイドウェイのキャリッジ,実験装置におけるアームおよびおもり)の加速度と質量の積に一致する.3本研究の実験条件範囲では駆動力に及ぼす差動すべりおよび弾性ヒステリシス損失による摩擦力の影響は小さい。4スティッキングの発生原因は,負荷圏内の負荷ボール同士の接触点におけるすべり摩擦である.5比較的大きなローリングモーメントを負荷して,リニアガイドウェイをオフセット駆動すると,運転開始時に負荷圏内に等間隔に配置された負荷ボールは,運転時間の経過とともに,キャリッジの浮き上がり側(ローリングモーメントによりキャリッジ中心に対してキャリッジが上方向に変位する側)おいて,負荷圏中央付近以外で接近する.今年度は,当初,リニアガイドウェイのスティッキングの特徴,すなわち,スティッキングの発生に及ぼすボールの配置の影響について調べ,スティッキングの発生機構を解明することを予定しており,そのすべてを明らかにできたので,「おおむね順調に進展している」と判断した.本研究は,リニアガイドウェイのスティッキング(リニアガイドウェイを小ストロークで往復駆動するとリニア軸受の駆動に必要な力(駆動力)増大し,駆動が困難になる現象)の発生機構を解明し,低減することを目的としている.昨年度は,スティッキングの発生機構を解明に取り組み,スティッキングは,負荷圏で隣接する玉同士の接触点で生ずるすべり摩擦によって発生することを明らかにした.そこで,本年度は,スティッキングの発生機構を踏まえて,スティッキングの低減法にについて研究することとした.ところで,スティッキングの低減には,スペーサーボールの使用が有効であることが,これまでに明らかになっている.しかし,スペーサボールの使用はリニア軸受の負荷容量の低下をもたらす.そこで,本研究では,スペーサボールを使用せず,キャリッジの寸法を変えることによりスティッキングの低減を目指した.本年度は,申請者が開発した実験装置を用いて,玉列数2列のリニアガイドウェイのスティッキング(駆動力の増加率)および負荷圏内の玉間のすきまに及ぼすキャリッジの寸法の影響を実験的に調べ,以下の結論を得た.1最大直線速度が大きく,ストローク長さが長いほど,駆動力の増加率および浮上り側の負荷圏中央付近における玉間のすきまは低下し,スティッキングは発生しにくくなる.2キャリッジの寸法を変えて,キャリッジを変形しやすくすると,スティッキングが低減できる.今年度は,当初,リニアガイドウェイのスティッキングの低減方法を示すことを予定していた.実験の結果,キャリッジの寸法を変え,キャリッジを変形しやすくすることで,スティッキングが低減できることを示せたので,「おおむね順調に進展している」と判断した.本研究は,リニアガイドウェイのスティッキング(リニアガイドウェイを小ストロークで往復駆動すると駆動力が増大し,駆動が困難になる現象)の発生機構を解明し,低減することを目的としている.各年度に得られた結果は,以下のとおりである.平成28年度1スティッキングは,比較的大きなローリングモーメントを負荷してリニアガイドウェイを一定時間オフセット駆動すると発生する.2スティッキング発生前の駆動力は,運動体(リニアガイドウェイのキャリッジ,実験装置におけるアームおよびおもり)の加速度と質量の積に一致する.3本研究の実験条件範囲では駆動力に及ぼす差動すべりおよび弾性ヒステリシス損失による摩擦力の影響は小さい。4スティッキングの発生原因は,負荷圏内の負荷ボール同士の接触点におけるすべり摩擦である.