hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖脂質蓄積症モデルマウスを用いた神経変性疾患の発症機序の解明

一方、変異β-Galの分子病理解明の一環として、幼児型モデルR201CTg/KOマウスにプロテアーゼ阻害剤のleupeptinを筋肉内注射(1mg/日、1週間)したところ、肝臓と心臓で活性増大傾向を示し、さらに患者細胞への添加実験ではleupeptinはchemical chaperon治療薬(NOEV)と相乗効果を示し、この変異酵素が複数の作用点で異常分解されている可能性が示された。シアル酸を含む酸性スフィンゴ糖脂質であるガングリオシドは、細胞膜成分として生物学的に重要な役割を果たしている。一方、糖脂質の分解不全によって、多くのリソゾーム性糖脂質蓄積症が知られており、なかでもGM1ガングリオシドーシスは典型例であり、酸性β-ガラクトシダーゼ(β-Gal)欠損によりガングリオシドGM1が蓄積する神経変性疾患である。私たちはすでにβ-Galノックアウト(KO)マウス、ヒト変異β-Gal遺伝子を導入したトランスジェニック(Tg)マウス、さらにGM1合成酵素遺伝子導入Tgマウスなどのモデルマウスを作製している。本研究では、各種GM1ガングリオシドーシスモデルマウスの病態解析と、神経変性の発症機序解明を目指した。β-Gal KOマウスへGM1合成酵素遺伝子を導入したKO/GM1SyTgマウス(#129)の脂質解析を行ったところ、脳ではKOマウスに比べガングリオシドGM1蓄積の絶対量の増加は認められないが、ガングリオシド中のGM1の比率がやや増大していた(70%->79%)。肝臓ではGM1の蓄積もみられるが、アシアロGM1の蓄積が顕著であった。一方、KO/GM1SyTgマウス3ラインの寿命と神経症状は、KOマウスと比べて顕著な差異は認められなかった。GM1ガングリオシドーシスの神経変性機構の解明のため、β-Gal KOマウス8日齢の脳を用いた解析を行ったところ、神経栄養因子受容体であるTrk受容体のリン酸化がKOマウス大脳、中脳、小脳において著しく低下しており、KOマウス脳ではTrk受容体に結合しているGM1の量が著しく減少していた。さらに、Trk受容体下流のPLCγを介したカルシウムシグナル経路も低下していた。神経細胞の生存・維持に重要である神経栄養因子受容体シグナルの異常がGM1ガングリオシドーシスにおける神経変性を導いている可能性が示唆された。
セプチン細胞骨格を起点とした細胞質分裂装置の進化過程の解明

植物は、原始的な単細胞性の動物が葉緑体を獲得することで進化した。しかし、生物の細胞が増殖する仕組みの一つである細胞質分裂が動物と植物で大きく異なる。ヒトなどの動物やカビなどの菌類は、細胞が分裂する際に細胞を包む細胞膜が外側から内側へと陥入し、最終的には細胞膜が縊り切れる。この陥入には収縮環と呼ばれる環状の分子装置が関わっていることが分かっている。一方で、植物では、細胞の内側から外側へと細胞板と呼ばれる分子装置が拡張することで為される。そこで、原始的な植物である藻類と動植物の細胞分裂に関わる遺伝子を比較した。その結果、セプチンと呼ばれる動物・菌類タイプの分裂装置の一つの進化過程が明らかになった。本年度の目標は、細胞分裂を同調化した単細胞緑藻クロレラの分裂期と成長期の細胞膜タンパク質を精製し、単細胞緑藻の細胞膜タンパク質のカタログ化と分裂に伴うそれらの量的変動を明らかにすることであり、そのために以下の課題を設定した。即ち、1)単細胞緑藻クロレラの細胞分裂を明暗周期によって同調化、2)分裂期と成長期の細胞から水性二相分配法によって細胞膜を単離、3)精製した細胞膜タンパク質の組成を微量質量分析法によって解析し、質量データをデータベースと対照かつ相対的な量比を推定、分裂期とそれ以外で比較、の3点である。1)クロレラ細胞の細胞分裂の同調化については、研究代表者らが全ゲノム解析をしているクロレラの1種P. kessleriを用いた。しかし、明暗周期では細胞分裂を同調化できなかった。そこで、近縁種であるC. sorokinianaを用いたところ同条件で分裂の同調化が認められた。明暗周期と培地を調整したところ、同調的に細胞が増殖させることができた。2)水性二相分配法はこれまでに微細藻類への適用例が殆どなく(クラミドモナスで2例)、また、どの例も細胞壁欠損株を材料としているため、細胞破砕法から検討した。その結果、フレンチプレス法によりクロレラでも完全に細胞を破砕でき、かつ、水性二相分配法で細胞膜タンパク質を分画できた。3)当初の予定では全ゲノム解析の進んでいるP.kessleriを材料とする予定であったが、上述の問題からC. sorokinianaに材料を変更したため、ゲノム情報が利用できなくなった。そのため、mRNA-Seq解析を実施し、現在、データ解析を進めている。本研究では、植物におけるアクトミオシンリングによる環状収縮からフラグモプラストによる細胞板形成へと至る細胞質分裂の様式の大転換を明らかにすることを目的に緑藻の細胞質分裂の分子機構とその進化について研究した。本年度は、研究材料としてParachlorella kessleriのドラフトゲノム解読を行い、遺伝子予測とアノテーションを実施した。P. kessleriはトレボウクシア藻綱に属する単細胞性の微細藻類で8から16個の内性胞子を形成する。全ゲノム解析の結果、ゲノムサイズは62Mbpで予測される遺伝子の数は12,063個であった。既にゲノムが読まれているChlorella variabilisとCoccomyxa subellipsoideaと多くの遺伝子を共有していた。今回、Parachlorella kessleriに加えて、全ゲノムやドラフトゲノムが解読されているトレボウクシア藻綱に属するC. variabilisとC. subellipsoidea、プラシノ藻綱に属する微細藻類4種、緑藻綱Chlamydomonas reinhardtiiとVolvox carteri、さらに陸上植物に繋がる車軸藻綱Klebsormidium flaccidumにおけるセプチンタンパク質の存在の有無を探索した。セプチンは、GTPaseを有するタンパク質で動物と菌類の細胞質分裂の際に分裂面で重合し、二重のリングを形成する。セプチンは、細胞質分裂に関わるタンパク質の足場として機能すると考えられている。興味深いことにこれまで緑色藻類ではセプチンタンパク質は1種類だと考えらていたが、もう1種類類似したものがゲノム中に存在することがわかった。また、プラシノ藻の様に細胞壁をもたない種ではセプチンは消失していたがその他藻類では保存されていることがわかった。現在、分子系統解析等を進めている。本研究では、当初ゲノム解析が先行していたParachlorella kessleriを研究材料として考えていたが、細胞分裂の同調性から考えてChlorella sorokinianaに変更した。しかし、研究費の都合、C. sorokinianaのゲノム解読には至らなかった。ただし、C. sorokinianaのゲノムについては天津生物技術研究所等でゲノム解読が進んでおり、情報公開を待っている状態にある。本研究では、植物におけるアクトミオシンリングによる環状収縮からフラグモプラストによる細胞板形成へと至る細胞質分裂の様式の大転換を理解することを目的に緑藻の細胞質分裂の分子機構とその進化について研究した。本年度は、これまでゲノム解析に用いていた単細胞性のトレボウクシア藻類Parachlorella kessleriのゲノム情報に加えて、当該グループで全ゲノム解読を進めている多細胞性のアオサ藻類Ulva partitaのゲノム情報、さらにプラシノ藻類や車軸藻類Klebsormidium flaccidumのゲノム情報へと調査対象を広げた。また、これまでセプチンに絞って解析を進めていたが、出芽酵母や分裂酵母で既に知られているセプチンと相互作用するタンパク質群のオルソログ、アクトミオシンリングを構成するタンパク質、またその形成に関わるタンパク質のオルソログについても調査対象を広げた。

その結果、セプチンはプラシノ藻類では消失しているもののファイコプラストを介した環状収縮によって細胞質分裂を行う緑藻類・トレボウクシア藻類・アオサ藻類に高度に保存されているだけでなく、細胞板によって細胞質分裂を為す車軸藻類にもセプチンが存在することがわかった。また、セプチン相互作用因子やアクトミオシンリング構成・形成因子については緑色藻類全般に渡って特にセプチンを介してアクトミオシンリングの形成に関わる因子が完全に消失していることがわかった。これまでの研究結果から緑色植物ではその成立期に既にアクトミオシンリングの構成と形成に関わる因子が消失している一方で、その形成因子の足場となるセプチンタンパク質は保存され続けていることがわかった。これは、セプチンが新しい役割を獲得したか、これまで菌類や動物では知られていないアクトミオシンリング形成以外の役割を細胞質分裂において果たしていることを示唆している。植物は、原始的な単細胞性の動物が葉緑体を獲得することで進化した。しかし、生物の細胞が増殖する仕組みの一つである細胞質分裂が動物と植物で大きく異なる。ヒトなどの動物やカビなどの菌類は、細胞が分裂する際に細胞を包む細胞膜が外側から内側へと陥入し、最終的には細胞膜が縊り切れる。この陥入には収縮環と呼ばれる環状の分子装置が関わっていることが分かっている。一方で、植物では、細胞の内側から外側へと細胞板と呼ばれる分子装置が拡張することで為される。そこで、原始的な植物である藻類と動植物の細胞分裂に関わる遺伝子を比較した。その結果、セプチンと呼ばれる動物・菌類タイプの分裂装置の一つの進化過程が明らかになった。研究実績の概要で述べた通り、当初は全ゲノム解析が先行しているP.kessleriを研究材料に用いていたが、細胞分裂の同調率の低さから近縁種のC. sorokinianaに材料を変更した。そのため、明暗条件や培地開発に時間を要した。また、ゲノム情報が利用できないため、新たにmRNA-Seq解析を実施しており、その情報解析に時間を要している。一方で、細胞分裂の同調化、また、細胞膜タンパク質の精製は成功している。以上から、当初予定していなかったmRNA-Seqの実施、および、当初予定していた質量分析が次年度に持ち越されたため、達成度を「(3)やや遅れている。」とした。本年度は、セプチンの分子進化について分子系統解析等を行い、緑色藻類の進化における細胞質分裂因子の消長を明らかにする。また、特異的抗体を作成し、細胞質分裂における局在を明らかにする。また、その他のセプチンと相互作用するタンパク質についてはゲノム情報から探索し、緑色藻類に渡る分布を調査する。植物科学、進化学本年度は、(1)単細胞緑藻のセプチンと相互作用する因子を同定する。(2)同定した相互作用因子の機能を推定し、真核生物のゲノム間での保存性を明らかにする。また、(3)相互作用因子に対する新規抗体を作成し、抗体を評価する、の3点としていた。しかし、mRNA-Seqの情報処理、細胞膜タンパク質のカタログ化が遅延しているため、まず、両者を優先して進める。
マントル物質の相平衡と物性と下部マントルの不均質性

本研究では、ヘリウムを圧力媒体として用いたダイヤモンドアンビルを用いて、マントルに存在し得る様々な高圧鉱物の状態方程式を決定した。ヘリウムの封入には、物質・材料研究機構物質研究所との共同研究として、封入装置を使わせていただいた。また、放射光実験には、高エネルギー研究機構、放射光実験施設および高輝度光科学研究センターの放射光を利用した。1含水鉱物のδ相の高圧下での圧縮実験を約22.5Gpa程度の条件まで行い、体積弾性率Kとその圧力依存性K'を明らかにした。その結果、K=252Gpa及びK'=4という結果が得られた。この結果は、この高圧相が含水鉱物であるにもかかわらず、非常に大きな体積弾性率を持つことが明らかになった。この鉱物は、知られている含水鉱物のなかで、最も大きな体積弾性率をもつことが明らかになった。この研究はGeophysical Research Letters(2002)に印刷されている。2 Egg相AlSi030Hの状態方程式を同様の方法で、40Gpaの条件まで明らかに,その結果、体積弾性率K=157Gpa、K'=6.5という結果を得た。この値は、マントル遷移層に存在する無水鉱物に匹敵するものであり、水が多いのにも関わらず、非常に固く縮みにくい物質であることが明らかになった。また、結晶の縮みに異方性があり、ac軸方向に固く、b軸方向に柔らかいことが明らかになった。このような、異方性は結晶内部での水素のサイトに依存する。この結果は、American Mineralogistに投稿し、原稿を改訂中である。3 NAL相:マントルに沈み込むプレート内部の重要な鉱物であるNAL相の状態方程式をヘリウム圧媒体を用いたダイヤモンドアンビルセルをもちいて36Gpaまでの圧縮実験によって明らかにした。その結果体積弾性率をK=214Gpa,その圧力依存性K'=3という結果を得た。この結果は、組成が大きく異なるNAL相のOno et al.(2002)の結果と良くにた値となった。この成果は、Physics of the Earth and Planetary Interiors誌に投稿中である。
イオンスパッタリング金属膜による機械要素の疲労き裂発生の検知とき裂長さの測定

研究の計画にしたがって研究を進め,以下の成果が得られた.1.イオンスパッタ金属膜によるき裂長さ測定法を金属試験片に適用するための絶縁膜の作成については,シリコンとフライアッシュガラスの蒸着による方法と絶縁剤の塗布方法を検討した.得られた絶縁膜の厚さは蒸着法の場合数百nmから数μmで,絶縁剤の塗布法の場合数μmであり,絶縁抵抗の値には差があるものの,イオンスパッタ金属膜によるき裂長さの測定と疲労き裂発生の検出に用いられることが分かった2,金属膜の電気抵抗と金属膜のき裂長さとの関係を電磁場有限要素解析で求め,金属膜のき裂長さと電気抵抗との関係を明らかにし,き裂を含む金属膜の電気抵抗を推定する方法を確立した.3.炭素鋼製三点曲げ試験片表面に一枚型イオンスパッタ金属膜を作成し,き裂長さを測定した.得られたき裂長さの測定精度は同原理を利用した市販のクラックゲージより遙かに高く,高精度且つ簡便性の優れたき裂長さの測定方法が得られた.得られた研究成果を機械学会論文集にて公表した.また,平成18年7月にギリシャで開かれる破壊力学・実験力学分野の国際会議で発表した.4.イオンスパッタ金属膜による疲労き裂の検出については,疲労き裂発生検出用三点曲げ疲労試験片を設計製作し,アクリル製及び金属製試験片に疲労き裂発生の検出を行った.イオンスバッタ金属膜の電気抵抗の変化が明確に確認された後,繰返し負荷を中止し,試験片の切欠き部において長さ0.5mm前後の疲労き裂が観測された.イオンスパッタ金属膜の電気抵抗の変化の記録からより早い段階で電気抵抗の上昇が確認でき,その時点での疲労き裂長さは極めて短く,疲労き裂の発生の瞬間と見ることができると考えられる.この疲労き裂発生の検出方法を用いてアクリル製及び金属製試験片の疲労き裂発生寿命を調べた結果,き裂発生寿命は全疲労寿命の8割以上を占めていることを明らかにした.研究の計画にしたがって研究を進め,以下の成果が得られた.1.イオンスパッタ金属膜によるき裂長さ測定法を金属試験片に適用するための絶縁膜の作成については,シリコンとフライアッシュガラスの蒸着による方法と絶縁剤の塗布方法を検討した.得られた絶縁膜の厚さは蒸着法の場合数百nmから数μmで,絶縁剤の塗布法の場合数μmであり,絶縁抵抗の値には差があるものの,イオンスパッタ金属膜によるき裂長さの測定と疲労き裂発生の検出に用いられることが分かった2,金属膜の電気抵抗と金属膜のき裂長さとの関係を電磁場有限要素解析で求め,金属膜のき裂長さと電気抵抗との関係を明らかにし,き裂を含む金属膜の電気抵抗を推定する方法を確立した.3.炭素鋼製三点曲げ試験片表面に一枚型イオンスパッタ金属膜を作成し,き裂長さを測定した.得られたき裂長さの測定精度は同原理を利用した市販のクラックゲージより遙かに高く,高精度且つ簡便性の優れたき裂長さの測定方法が得られた.得られた研究成果を機械学会論文集にて公表した.また,平成18年7月にギリシャで開かれる破壊力学・実験力学分野の国際会議で発表した.4.イオンスパッタ金属膜による疲労き裂の検出については,疲労き裂発生検出用三点曲げ疲労試験片を設計製作し,アクリル製及び金属製試験片に疲労き裂発生の検出を行った.イオンスバッタ金属膜の電気抵抗の変化が明確に確認された後,繰返し負荷を中止し,試験片の切欠き部において長さ0.5mm前後の疲労き裂が観測された.イオンスパッタ金属膜の電気抵抗の変化の記録からより早い段階で電気抵抗の上昇が確認でき,その時点での疲労き裂長さは極めて短く,疲労き裂の発生の瞬間と見ることができると考えられる.この疲労き裂発生の検出方法を用いてアクリル製及び金属製試験片の疲労き裂発生寿命を調べた結果,き裂発生寿命は全疲労寿命の8割以上を占めていることを明らかにした.平成17年度の計画にしたがって実施した結果,以下の成果が得られた.1.イオンスパッタリング金属膜によるき裂長さ測定法を金属試験片に適用するための絶縁膜をイオン蒸着法を用いて作成することを試みた.絶縁膜用の材料には当初計画のシリコンと,絶縁性や蒸発しやすさを考慮して石炭火力発電所の副産物であるフライアッシュガラスの2種類を用いた.それらの材料で作成した絶縁膜の絶縁性を確認し,イオンスパッタリング金属膜と金属表面との間の絶縁膜として用いられることを確認した.また,絶縁膜の作成のため,絶縁膜の厚さはイオン蒸着時の電流や蒸着時間および蒸着材の充填量との関係を把握できた.2.金属製三点曲げ試験片表面に絶縁膜を作成し,その上にイオンスパッタリング法で金属膜を作成することに成功した.その試験片を三点曲げ疲労実験に用いてき裂の進展にともなう金属膜の電気抵抗の変化を記録することができ,イオンスパッタリング金属膜の金属製試験片のき裂長さ測定への適用の可能性を確認した.これまで得られた研究成果を機械学会論文集に投稿して掲載され,また,平成18年7月にギリシャで開かれる破壊力学・実験力学分野の国際会議で発表する予定である.3.金属膜の電気抵抗と金属膜のき裂長さとの関係を電磁場解析ができる有限要素解析ソフトANSYS(今年度新規購入)と構造解析用有限要素解析ソフトMARCを用いて解析した.

その結果,金属膜のき裂長さと電気抵抗との関係を明らかにし,き裂を含む金属膜の電気抵抗を推定する方法を確立した.さらに,き裂長さは金属の膜の幅の0.7倍以内の場合,有限要素法の解析結果に基づき,金属膜の電気抵抗からき裂長さを推定する簡単な近似式を提案し,き裂長さの推定値と光学顕微鏡で測定したき裂長さと比較して,近似式の正確さを確認した.平成18年度の計画にしたがって研究を進め,以下の成果が得られた.1.イオンスパッタリング金属膜によるき裂長さ測定法を金属試験片に適用するための絶縁膜の作成については,シリコンとフライアッシュガラスの蒸着による方法と絶縁剤の塗布方法について検討した.蒸着法では絶縁膜の厚さが数百nmから数μmであり,極めて薄いものの,絶縁抵抗は低い.一方,瞬間接着剤やマスキング剤による塗布法では,絶縁膜の厚さが数μmとなり,比較的に厚いものの,作成方法が簡単で絶縁抵抗もほぼ無限大であり,実際の機械要素のき裂長さの測定には有効と思われる.2.炭素鋼製三点曲げ試験片表面に一枚型イオンスパッタ金属膜を作成し,き裂長さを測定した.得られたき裂長さの測定精度は同原理を利用した市販のクラックゲージより遙かに高く,高精度且つ簡便性の優れたき裂長さの測定方法が得られた.その研究成果を機械学会論文集にて公表した.また,平成18年7月にギリシャで開かれる破壊力学・実験力学分野の国際会議で発表した.3.イオンスパッタ金属膜による疲労き裂の検出については,疲労き裂発生検出用三点曲げ疲労試験片を設計製作し,アクリル製及び金属製試験片に疲労き裂発生の検出を行った.イオンスパッタ金属膜の電気抵抗の変化が明確に確認された後,繰返し負荷を中止し,試験片の切欠き部において長さ0.5mm前後の疲労き裂が観測された.イオンスパッタ金属膜の電気抵抗の変化の記録からより早い段階で電気抵抗の上昇が確認でき,その時点での疲労き裂長さは極めて短く,疲労き裂の発生の瞬間と見ることができると考えられる.この疲労き裂発生の検出方法を用いてアクリル製及び金属製試験片の疲労き裂発生寿命を調べた結果,き裂発生寿命は全疲労寿命の8割以上を占めていることを明らかにした.今後,この技術を用いてき裂発生に及ぼす部材の表面状態の影響を調べ,疲労強度向上技術の開発に期待できると思われる.
男性家族介護者の介護負担軽減と虐待防止支援プログラム開発

今回の調査研究から1男性の9割が夫と息子で女性に比べ他の家族介護者が不在である場合が多い。2男性は比較的高齢になってからも介護を担っている。3認知症や難病、脳血管疾患で介護に負担がかかりやすい被介護者の介護をする割合が高い。4被介護者の認知機能の低下で、その行動に困惑したり腹が立ったりする傾向がある。5男性は女性に比べて介護を他人に任せようとは思わず、一人で介護しようとする。6男性の介護する対象は、ほとんどが妻か母親で、男性が男性を介護する比率は少ないものの、同性である被介護者を介護する時の負担感やストレスが高い。7年齢が若いほど、ストレスに対する対処能力は低い傾向がある。「男性家族介護者の介護負担感軽減と虐待防止支援について考える」ために男性は介護を自分以外の人に任せたり、大変さや困ったことを他人に知られたくない傾向が女性に比べ高く介護を仕事のように熱心に行う傾向があることに配慮した支援が必要である。趣味を楽しむ時間の確保や睡眠時間が確保できることで、負担感やストレスの軽減が見込まれる。そのことも考慮した支援体制を充実させる。年齢が若い特に息子が母親の介護を行うとき、これまでの人生における生活体験、仕事のことも考慮し本人の負担感、ストレスの軽減の検討して支援する必要がある。最終年度に達成する目標である2019.3までに最終結果のプログラム開発の検証、及び論文掲載迄には至らなかった。その理由は、量的調査の回収を延長したため、分析開始時期が遅れたためである。次年度にその目標を達成する予定である。最終年度までに達成できなかった、プログラム開発の検証、及び論文投稿は1年延長した間で達成させる予定である。当年度の計画は,質的分析を主とした介護の特徴とニーズの明確化で,介護負担軽減と虐待防止支援にむけ,男性と女性家族介護者への支援方法の共通点と相違点を質的側面から分析するための調査を実施することであった。これまでに調査をしている男性家族介護者と女性家族介護者の介護の状況等に関して比較するため29名の女性家族介護者に対して,8月から10月の間で訪問調査を実施した。これは当初から予定していた人数である。また、調査を行っている男性家族介護者と本年度に実施した女性家族介護者でとりわけ認知症療養者を介護している20人の家族介護者に焦点を当てた分析を行った。その結果から介護に対する男女の特徴として男性が介護することに張り詰め,頑張りすぎないような支援が必要であること、女性は男性よりもあてにしていた人にがっかりさせられたり,自分が不当な扱いを受けているとの思いを持ちやすかったりすること等から認知症高齢者への適切な関わり方やストレスを低減できるような支援策が必要であること等が考えられた。本研究の目的は,男性家族介護者に焦点を当てた研究であるが,男性と女性の家族介護者への支援方法の共通点と相違点を質的側面から分析するため行った調査の結果から女性家族ならではの介護の特徴も明らかにできた。これは,今後同居する家族介護者が減少していく中で家族介護者による介護の在り方について検討していくうえで有用であると考えられる。ほぼ予定通り遂行できている。また、これらの分析結果で明らかにした内容についての妥当性や信頼性を検証するとともに、質的に明らかにした介護負担軽減と虐待防止支援方法の緊急性や優先度等に関して当事者からの意見を聴取する目的で郵送法で質問紙調査(量的調査)を実施した。ターゲット集団は近畿、北陸、東海地域の介護者家族会・男性家族介護者会・訪問看護ステーション利用者等とした郵送法による横断的な質問紙調査を実施した。この調査の実施のための調査票の作成後、調査対象者の選定(ターゲット集団に対する依頼手続き等)に時間を要したため、調査の開始時期が2018年1月以降になった。調査の結果の分析は次年度に実施する予定である。昨年度実施した調査の分析と学会発表を実施できた。但し、論文の作成と投稿には至っていない。そのうえで、本年度予定した調査は実施できたが、郵送法による調査の開始時期が年度の後半になり年度内での調査結果の分析迄には至らなかった。但し、次年度に着手する計画で進行しているためおおむね順調に進展している。

年齢が若い特に息子が母親の介護を行うとき、これまでの人生における生活体験、仕事のことも考慮し本人の負担感、ストレスの軽減の検討して支援する必要がある。最終年度に達成する目標である2019.3までに最終結果のプログラム開発の検証、及び論文掲載迄には至らなかった。その理由は、量的調査の回収を延長したため、分析開始時期が遅れたためである。次年度にその目標を達成する予定である。本年度は,量的分析を主とした介護の特徴とニーズの明確化を目的としている。質的に明らかにした介護負担軽減と虐待防止支援内容を基にその支援の緊急性や優先度,また即時対応の可能性の有無等について,当事者からの意見を幅広く聴取し有効な支援プログラム開発を導くために横断的質問紙調査を実施する予定である。6月頃までに前年度の質的調査を基に質問紙調査を作成・プレ調査する予定である。8月9月頃には郵送法による質問紙調査(ターゲット集団:介護者家族会・男性家族介護者会・訪問看護ステーション等)を実施する。10月以降に回収した調査結果の集計を行い,介護負担と虐待に対応する支援の緊急性,優先度,即時対応の可能性の有無等に関する内容の分析を行う。年度内に男性介護者の特徴とニーズを基に介護負担感軽減と虐待支援プログラムの検討を行い策定していきたい。また,分析結果は,国内外で学会発表・論文投稿を行うことで公表し幅広い意見を求める予定である。今後の予定は、質的調査、量的調査から得た分析結果を基にした介護負担軽減と虐待防止支援プログラムの開発にむけた分析を行い、検証することである。調査の実施にあたり、承諾を得るのが困難なターゲット集団があった。その理由の1つに最近は各種団体等から対象者に対する調査依頼が多くなっているため、調査に協力すること事態が負担になるとの意見を聞かされた。負担にならない範囲で理解いただいた上で、幅広く家族介護者の意見を得るために、調査の範囲を近畿、東海、北陸に限らず広げて追加調査を実施していくことも計画をしている。その結果も加えて上記の分析を行う予定である。最終年度までに達成できなかった、プログラム開発の検証、及び論文投稿は1年延長した間で達成させる予定である。初年度に解析用ソフトを購入予定であったが、使用するのが次年度になるため、購入を次年度にしたため。質問紙調査の発送と回収が年度末までになった。そのため調査結果集計等で使用予定の人件費が執行できず繰り越すことになった。次年度に使用する予定である。最終年度に予定していた、学会発表と論文掲載が延長したためその予定の金額が残金となった。H29年度に執行予定である。
coordinationレベルの地域包括ケアシステムの評価指標開発

わが国における地域包括ケアシステムが現状としてどのような対象のどのようなニーズに応えることできてているのかを探索するために文献検索を行っている。2019年2月1日現在、医学中央雑誌Webにて((((地域包括/AL or地域ケアシステム/AL)and (((専門職間人間関係/TH or連携/AL) or (チーム医療/TH or連携/AL) or (多機関医療協力システム/TH or連携/AL)or (地域社会ネットワーク/TH or連携/AL)or (多部門連携/TH or連携/AL))or ((専門職間人間関係/TH or協働/AL)or (チームナーシング/TH or協働/AL)or (チーム医療/TH or協働/AL)or (医師-看護職関係/TH or協働/AL)or (多部門連携/TH or協働/AL))or他職種/AL or多職種/AL)))and (PT=原著論文))の条件で検索したところ、530件の文献がヒットした。地域包括ケアシステムの概念が様々な場面・職種に用いられている現状があることが分かった。そこで、対応する必要性が高いにも関わらず現行のシステムでは対応できていない対象はどのようなものかを明らかにする必要があることを共同研究者らとの研究班会議にて検討した。高齢者の生活、特に認知症に関する地域包括ケアシステムの整備や研究は数多く進められている現状があるため、本研究ではわが国におけるcoordinationレベルでの連携において、医療的ケア児および精神疾患のある者が地域包括ケアシステムに求めるヘルスニーズに焦点を当てて今後の研究を進めることにする。文献検索を行い、リスト化まで行った。だが研究班会議を経て、地域包括ケアシステムが対象としている事象全てではなく、対象を焦点化して検討することに方針を定めた。それに伴い、文献検索において「医療的ケア児」「精神疾患患者」等をキーワードとして再検索してから文献検討に移ることになったため、文献検討の時期がやや遅れたが、今後の方針が焦点化されたので、精度の高い文献検討が行えると考える。主に医療的ケア児および精神疾患を持つ地域住民が抱えるニーズに焦点を当て、地域包括ケアシステムが現在機能しているのはどのような健康ニーズに対してなのか・どのように評価しているのかについて文献検討を行う。また先進事例を文献検討の中から抽出し、インタビュー調査を行う。評価指標について、アウトカム評価だけではなくプロセス評価を丁寧に行える方法について研究班会議にて検討する。英国ではNHSが作成したASCOF(Adult Social Care Outcomes Framework)が、成人のケア・サポートサービスのアウトカム評価枠組みとして活用されている。ASCOFの内容を研究班にて検討し、わが国の地域包括ケアシステムの評価指標の参考になるかを検討する。文献検討するに当たり、検索キーワードが追加となった。
防災の視点を取り入れた中学校・高等学校家庭科教育プログラムの開発

平成30年度は、前年度までに作成した教育プログラムをブラッシュアップした修正教育プログラムに基づく授業実施並びにその教育効果検証と教育プログラムのさらなるブラッシュアップを行った。本教育プログラムは3時間の単元構成で、1自然災害発生時の対応と被災後の生活とその課題,2避難所生活簡易体験から考える人の多様性と共生社会,3災害時の食事とローリングストック法を用いた食料備蓄計画である。平成30年度に協力が得られたのは山形県内の高等学校2校であり、授業前後の意識調査と本研究で提案する授業を実施した。平成29年度から継続して授業協力いただいたA高校は4クラス、新規に協力いただいたB高校では5クラスで、共に「家庭基礎」履修の1年生が対象であった。A高校では他のクラスは「家庭総合」を1年生と2年生の2か年で履修しており、「家庭総合」履修クラスでは平成31年度に2年次で本教育プログラムを実施する予定である。これは、授業者とのカンファレンスにおいて、提案している本教育プログラムの授業は衣食住の生活について学習した後に、家庭科学習の総まとめとして位置づけると学習効果が大きいだろうと判断したためである。なお、この高校2校の調査結果は、平成31年度に学会発表を予定している。また、本教育プログラムの検討ならびに普及を目的とした「家庭科から発信する防災教育研修会」を、中学校並びに高等学校の教員対象に2回実施(平成30年8月,平成31年3月)した。これにより、中学校2校から平成31年度の研究協力の承諾を得ることができた。家庭科の学習に防災の視点を取り入れる指導指導は、未だ家庭科教員の理解が得られているとは言えない状況であるが、研修会を通して具体的な授業事例の発信をすることが普及に効果的であることが示されたと言える。最終年度である平成30年度は、1)修正教育プログラムに基づく授業実践並びにその教育効果検証とブラッシュアップ、2)最終教育プログラムの論文化、3)教育プログラムの配信を計画し、次のように実施した。まず、1)修正教育プログラムに基づく授業実践並びにその教育効果検証とブラッシュアップは、1平成29年度実施により改良を行った修正教育プログラムの有効性を検証するため、高等学校の研究協力校2校で本教育プログラムによる授業を実施した。同時に生徒対象に「家庭科学習前後の意識と実態調査」を行い、授業前後の防災に対する意識と実態を明らかにした。生活技能自己評価、生活に関する知識・技能習得意欲、家庭科学習意欲についても調査することを検討したが、質問紙調査の回答時間が確保できないため削除した。2対照校として、本教育プログラムを実施しない学校での「家庭科学習前後の意識と実態調査」実施を検討したが、調査協力校が得られず比較検証は行えていない。3中学校の研究協力校が得られずに中学校での授業実施と中学生対象の「家庭科学習前後の意識と実態調査」は実施できなかった。この点が、本研究が計画通りに進められていなかった最大の理由である。同様の理由で2)最終教育プログラムの論文化と、3)教育プログラムの配信、は遅れており、平成31年度に実施予定である。そこで、研究協力校を募ることと本教育プログラムの普及を目的に開催した「家庭科から発信する防災教育研修会」(2回開催)で、本研究により開発した教育プログラムを提示したところ、中学校の研究協力校2校を確保することができた。研究協力校を確保する方策として、既存の家庭科関連研修会受講者に指導例として提示したが、協力者を得ることができなかったため、独自の研修会を企画実施したものである。本研究では、防災の視点を取り入れた中学校・高等学校の家庭科教育プログラムの開発を目的としている。しかし、これまで中学校での研究協力が得られず、本教育プログラムの教育効果を検証することができなかったため、平成31年度まで延長して研究を進めることとした。平成31年度は、以下のように進める。第一に、修正教育プログラムに基づく高等学校家庭科での授業実施と教育効果検証により、教育プログラムのさらなる評価・修正を行う。研究協力校は平成30年度実施の2校(山形県内の進学校・進路多様校)である。教育効果検証のための生徒対象「学習前後の意識と実態調査」は質問項目を精査し、回答者の負担感が少ないものへ修正を行う。第二に中学校での本教育プログラムの授業実施と教育効果検証を行う。研究協力校は山形県内の2校である。なお、このうち1校では既に独自の指導計画で防災の視点を取り入れた家庭科学習を進めているため、本教育プログラムの指導内容3時間を追加で組み入れた指導計画として授業実施予定である。第三に本教育プログラムの普及と研究協力校をさらに募ることを目的に、「家庭科から発信する防災教育研修会」を企画・開催する。研修会の形式は、授業の進め方がイメージしやすいように模擬授業の形式を取り入れる。第四に本教育プログラムの普及を図るため、普通教室でも授業可能にするため写真パネルなどの視覚教材と本教育プログラムの授業実施の手引き作成を行う。初年度である平成28年度は防災の視点を取り入れた家庭科教育プログラム作成のための基礎データ収集と教材開発を行った。基礎データ収集は「学校における防災教育の現状調査」を質問紙郵送法により行った。対象は山形県内の中学校、高等学校とした。学校防災の実態については各学校の防災担当者から、また現在行っている防災視点での家庭科学習指導等については家庭科主任から回答を得た。調査項目は、防災担当者対象調査は避難訓練の実施回数と内容、防災教育の研修の有無、防災教育の内容、防災教育実施にあたっての課題、校内での防災への備えの現状等である。

一方、家庭科主任対象調査は、他教科との学習指導の連携の有無や学習指導で重視する領域、防災視点での学習指導を行っている領域と学習内容、配当時間、授業のねらい等とした。現在そのデータの分析中である。防災の視点を取り入れた授業実践者へのインタビュー調査は、学習内容の記載があった高等学校のうち1校で実施した。該当校からは指導資料の提供もいただいた。家庭科学習全領域における防災の視点を取り入れた教育プログラムの開発については、中学校・高等学校家庭科での授業実施に先駆けて、大学生を対象とした授業を試験的に実施した。学習内容は1)防災リュック(避難袋)に備える品物の検討、2)非常時のための備蓄食の検討、3)避難所生活体験である。その大学生対象の授業前後に防災と非常食に関する意識調査を行い授業の効果を検証した。また、中学校・高等学校での授業実施に向けた防災の視点で領域を融合した題材配列・単元編成は検討中である。初年度である平成28年度は、防災の視点を取り入れた家庭科教育プログラム作成のための基礎データ収集・分析と教材開発を計画し、以下のように実施した。1)防災の視点を取り入れた家庭科学習の実施状況実態調査は、「学校における防災教育の現状調査」として実施し、家庭科教育の現状と合わせて学校防災の現状を把握することができた。現在、データ分析中である。2)防災の視点を取り入れた授業実践者へのインタビュー調査と生徒の学習効果の検証を計画したが、計画通りの実施には至っていない。遅れた理由は、1)の調査で平成28年度の実施状況を把握するために、調査実施時期が当初予定より半年ほど遅くなったためである。授業実践者へのインタビュー調査は平成28年度内には1校実施した。平成29年度に順次実施予定である。生徒の学習効果検証は、インタビュー調査の協力を得られた中学校・高等学校家庭科教諭と共同開発した教育プログラムを実践し、その後にデータ収集を行い検証する。3)家庭科学習全領域における防災の視点を取り入れた教育プログラムの開発は、中学校・高等学校での実施に先行して、大学生を対象に一部実施し、教育プログラムの検討を行った。引き続き、検討を行う。4)学習の動機づけとなる視聴覚教材等作成は、平成29年度に行う。平成29年度は、防災の視点を取り入れた家庭科教育プログラム作成のために基礎データ分析とその結果に基づく教育プログラム開発ならびに高等学校での授業研究を行った。教育プログラム開発のための基礎データ収集のために実施した山形県内の中学校並びに高等学校対象の「学校における防災教育の現状調査」により、明らかになったのは以下の通りである。まず、家庭科教師が学習内容で重視している領域は、中学校・高校ともに食生活が最も高く、高校は次いで家族・家庭生活が約6割であった。また、防災の視点を取り入れた学習の中学校実施率は約8割でその多くが住生活での学習だった。高校実施率は約7割で、多くは住生活だが食生活や他領域も少数だが実施例があり中学校に比べて多様な授業がみられた。
トリプルネガティブ乳癌の発症・進展におけるＢＩＧ３の役割

ER陰性乳癌、特にTNBCの発症・進展におけるBIG3の役割を解明した。BIG3の遺伝子発現はER陰性乳癌でも見られ、特にHER2陽性乳癌において強力な発現亢進が認められた。ER陰性乳癌においては、ER陽性乳癌とは異なるBIG3発現制御機構が存在した。またBIG3高発現群では予後不良となることがER陽性/陰性双方の乳癌で明らかになった。BIG3の発現抑制はER陰性乳癌、特にTNBC細胞株で顕著に細胞増殖を阻害することが分かった。一方、乳癌における新規BIG3相互作用因子を多数同定した。これらの結果はTNBCにおいてはBIG3が癌細胞の生存、増殖を直接的に制御することを示唆するものであった。エストロゲンレセプター(ER)陰性乳癌、特にトリプルネガティブ乳癌(TNBC)は生物学的悪性度が高く予後不良であり、効果的な治療法のないことが大きな問題となっている。癌特異的分子BIG3はER陽性乳癌においてER標的遺伝子として発現亢進しており、その機能はER活性化抑制因子PHB2の抑制機能を阻害することでER陽性乳癌の細胞増殖を促進することが明らかとなっている。一方で、ER陰性乳癌、特にTNBCにおけるBIG3の作用機序とER非依存的BIG3遺伝子亢進メカニズムは不明である。そこで、本研究ではTNBCの発症・進展におけるBIG3の役割を解明することを目的とした。初めに、ER陰性乳癌細胞株を用いてBIG3の発現抑制実験を行ったところ、ER陰性乳癌、特にTNBC細胞株では顕著に細胞増殖が阻害されることが分かった。次に、ER陰性乳癌細胞株内におけるBIG3-PHB2複合体形成の可能性について検討した結果、BIG3はER陽性乳癌ではPHB2と相互作用するのに対し、ER陰性乳癌では相互作用が確認できないことが分かった。そこで、ER陰性乳癌における新規BIG3相互作用因子の探索を試みた。TNBC細胞株においてBIG3分子を含む複合体を免疫沈降し、共沈した相互作用因子をショットガンプロテオミクス(2DICAL法)により探索したところ、多数のタンパク質が同定された。また、TNBC細胞株においてBIG3の発現抑制を行った場合の全タンパク質発現変化を2DICAL法で網羅的に解析したところ、多数の乳癌発症・進展に関わるタンパク質群の発現に変動が見られた。一方で、TNBCにおけるBIG3遺伝子亢進機構を解明するため、BIG3遺伝子のプロモーター解析を行った。その結果、転写開始点近傍のAP-1結合領域が発現に重要であることが分かり、これらのAP-1分子の発現抑制によりBIG3の発現が阻害されることを明らかにした。本研究では、エストロゲンレセプター(ER)陰性乳癌、特にトリプルネガティブ乳癌(TNBC)の発症・進展におけるBIG3の役割、およびBIG3の発現亢進メカニズムを解明することを目的とした。BIG3の遺伝子発現は(ER陽性乳癌と同様に)ER陰性乳癌でも見られ、特にHER2陽性乳癌において強力な発現亢進が認められた。公共の大規模コホート研究においては、BIG3高発現群では予後不良となることがER陽性/陰性双方の乳癌で明らかになった。一方、BIG3の発現抑制実験を複数のsiRNAを用いて行ったところ、ER陰性乳癌、特にTNBC細胞株では顕著に細胞増殖が阻害されることが分かった。これらの結果はTNBCにおいてはBIG3が癌細胞の生存、増殖を直接的に制御することを示唆するものであったため、次にTNBC発症・進展におけるBIG3の作用機序を詳細に明らかにする目的で新規BIG3相互作用因子の同定を試みた。これらのうち癌細胞の生存、増殖に深く関与することが知られているものについて選別し、それぞれの抗体を用いて免疫沈降によって乳癌細胞内でBIG3と特異的に結合が認められることを確認した。これらの因子のいくつかは細胞骨格を構成する微小管に関連する分子であり、BIG3がこれらの因子と複合体を形成することにより、乳癌において微小管構造の維持、および細胞分裂や細胞遊走を制御する可能性も考えられる。その結果、ER陽性乳癌ではエンハンサー領域のER結合領域が重要であるのに対し、TNBCでは転写開始点近傍領域が恒常的なBIG3発現亢進に関与していることが示唆された。本研究では初めに、BIG3が、TNBCにおいてもER陽性乳癌と同様に細胞増殖に重要な働きをすることを証明した。

一方で当初、BIG3はER陰性乳癌においてもER陽性乳癌と同様、細胞内でPHB2と相互作用し、PHB2の有する癌抑制機構を阻害することで機能すると予想した。しかしながら、ER陰性乳癌においてはBIG3-PHB2の複合体形成は確認されず、その対応策としてTNBCにおける新規BIG3相互作用因子の同定を試みた。この結果、多数の有望な癌関連因子とBIG3との結合が示唆された。また、TNBCにおけるBIG3の発現抑制を行った場合の網羅的タンパク質発現解析から、多くの癌促進因子の発現変動が見られた。これらの結果は、TNBC発症・進展におけるBIG3の役割を明らかにするための重要な萌芽研究と言える。以上のことから、現在までの研究は概ね順調に進展していると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。腫瘍学本研究実施1年目では、TNBCにおける新規BIG3相互作用因子を多数同定した。これらの因子のほとんどは細胞質、あるいは細胞質と細胞核両方に局在するタンパク質であり、BIG3の細胞内局在と一致した。また、これらの因子のいくつかは細胞骨格を構成する微小管に関連する分子であり、BIG3がこれらの因子と複合体を形成することにより、乳癌において微小管構造の維持、および細胞分裂や細胞遊走を制御する可能性も考えられる。今後は、これらの因子とBIG3の結合をそれぞれの抗体を用いた免疫沈降で解析し、その後、BIG3が微小管構造の維持にどのように関係するかを明らかにしていく予定である。最終的には、このBIG3と相互作用因子の複合体形成を特異的に阻害することにより、全く新しいTNBC治療モデルを提示することを目標としている。一方で、網羅的タンパク質発現解析から、TNBCにおいてBIG3の発現を抑制すると、多数の癌促進因子のタンパク質発現が変動することが分かった。今後、BIG3がどのようにこれらの因子の発現を制御するか、遺伝子転写レベル、タンパク質細胞内輸送、安定化機構などの観点から多角的に明らかにしていくこととしたい。また、BIG3がこれらの癌関連因子の発現を制御することにより、最終的にどのようにTNBC発症・進展に役割を果たすか詳細な分子機構の解明と解明した機構に根ざした治療モデルの創出を目指している。
X線分光を用いた大質量星の星風測定

本研究では、「大質量星の進化の理解」を目指し、大質量星の質量放出率を進化段階ごとに明らかにすることを目的とし、進化末期段階のウォルフ・ライエ(WR)星のX線分光観測を用いて、X線吸収量と光度の変化から大質量連星の質量放出率の測定を行った。最終年度は、大質量連星WR125のSwiftとXMM-Newton衛星を用いた観測データを解析し、過去のX線観測データ(Einstein、ROSAT衛星)も用いて36年にわたる長期間のX線変動を初めて報告し、典型的な質量放出率でX線吸収量が説明できることを確認した。また、比較的連星周期の短い大質量連星WR25(周期208日)のX線観測データを用いて、スペクトル解析を行い、質量放出率を測定することができた。このWR125の解析では、X線吸収量の変化から連星の軌道傾斜角を制限することに初めて成功した。本研究手法により、質量放出率だけでなく、連星軌道に対する見かけの角度にも依存するが、軌道傾斜角に対しても制限可能であることがわかった。星風衝突を起こしている楕円軌道の連星系のX線分光モニタリングによる質量放出率測定は、従来の電波・可視近赤外線観測と比べ、不定性が小さいという利点があった。3年間の研究によって、本研究手法を周期30日から10年に至る連星に対して適用し、質量放出率が十分な精度で測定できることを検証できた。本研究では、「大質量星の進化の理解」を目指し、大質量星の質量放出率を進化段階ごとに明らかにすることを目的としている。特に、ウォルフ・ライエ(WR)星という進化末期段階に注目し、X線分光観測を用いて、X線吸収量と光度の変化から大質量連星の質量放出率の測定を行う。1年目は、WR140(2016年12月に近星点通過)、WR19(2017年5月に近星点通過)、WR125の3つの大質量連星をターゲットとし、観測提案の作成・提出、観測データの取得、データ解析を行った。3つのターゲットについて、SwiftとXMM-Newton衛星を用いた即応観測を積極的に実施し、X線モニター観測を行うことができている。取得したデータを解析した結果、WR140とWR19で、X線スペクトルの変動が確認され、特にWR140では軟X線帯域で今まで確認されていなかったスペクトル成分に変動を発見した。これらの観測結果は、速報として国内学会(2016年9月、2017年3月)や国際学会(2016年12月)で報告した。現在、得られたスペクトルを元に質量放出率の算出を進め、論文を製作し始めている。また、国内外の共同研究者と定期的に会合を開催しており、観測計画やデータ解析手法について意見交換も行っている。チームで提出したWR140とWR19の観測提案が受理されており、これらの天体に関しては、来年度も引き続きX線観測を行っていく。順調にX線観測データを取得できており、データ解析が進んでいる。また、今年度提出した観測提案が受理されており、WR140とWR19は次年度も継続してX線観測が実施される。2年目は、昨年度に引き続き、3つの大質量連星(WR19、WR125、WR140)をターゲットとし、観測データの取得、データ解析を行った。SwiftとXMM-Newton衛星を用いた即応観測を積極的に実施し、取得したデータを解析した結果、WR19は近星点通過に伴うX線スペクトルの変動が初めて確認され、X線が受ける吸収量の変化から質量放出率に制限をかけることに成功した。また、WR125では初めてX線スペクトルを取得することができた。これらの観測結果は、国内学会(2017年9月、2018年3月)や国際学会(2017年6月)で報告し、論文を製作している。上記のターゲットだけでなく、比較的連星周期の短い大質量連星(周期100日前後)の観測提案の作成・提出も行った。3つの大質量連星(WR19、WR125、WR140)に関して、SwiftとXMM-Newton衛星を用いて順調にX線観測データを取得できている。また、新たに購入した解析用計算機を用いて詳細なデータ解析が進んでいる。

また、比較的連星周期の短い大質量連星WR25(周期208日)のX線観測データを用いて、スペクトル解析を行い、質量放出率を測定することができた。このWR125の解析では、X線吸収量の変化から連星の軌道傾斜角を制限することに初めて成功した。本研究手法により、質量放出率だけでなく、連星軌道に対する見かけの角度にも依存するが、軌道傾斜角に対しても制限可能であることがわかった。星風衝突を起こしている楕円軌道の連星系のX線分光モニタリングによる質量放出率測定は、従来の電波・可視近赤外線観測と比べ、不定性が小さいという利点があった。3年間の研究によって、本研究手法を周期30日から10年に至る連星に対して適用し、質量放出率が十分な精度で測定できることを検証できた。今年度と同様に精力的に観測データの収集に努める。また、次年度は詳細なデータ解析を行い、結果を論文にまとめる。引き続き、SwiftとXMM-Newton衛星を用いて精力的に観測データの収集に努める。また、これらの解析結果をもとに、各天体の質量放出率に制限をかけ、論文にまとめる。1年目は観測データの取得に注力し、予定していた解析用計算機の購入を次年度に持ち越したため。予定していたHDDの購入を次年度に持ち越したため。次年度はHDDの購入、論文掲載料、国内外の研究会の旅費を主な経費として使用する予定である。解析用計算機の購入、論文掲載料、国内外の研究会の旅費を主な経費として計上する。
放電加工液中における表面加工性の光学式オンマシ-ン計測と加工条件の最適化制御

放電加工による高精度仕上げ加工面の表面粗さをオンマシ-ンでしかも加工液中で光学式に非接触測定する実用的技術と,その情報からより適切な放電条件をコンピュ-タ内で推論して加工機の制御装置に指示するソフトウエアシステムの両方を開発することを主目的に研究を行った。まず,一般的に放電加工機の電極ホルダ-に装着可能な斜め入射型の光学ユニットを試作した。耐振性を重視して機外に出力安定化レ-ザを置き,防水構造の投光部と光ファイバ-で結んだ。レ-ザ光照射時の像面スペックル情報をビデオイメ-ジセンサで捕え,画像ディジタル情報としてパ-ソナルコンピュ-タでデ-タ処理が行えるようにした。波動光学理論の直接適用が困難な計測原理のため,像面スペックルのパタ-ン形態と周波数情報の両方を定量化して被測定面の表面性状との対応を空気中と加工液中で実験解析した。その結果,表面仕上げ性状を間接的に推定するためには画像情報のコントラストの周波数情報を連立させる必要性のあること,加工液中では見かけの波長が小さくなるために実験式を加工液に依存させてシフトさせる必要性のあること等が分かった。そのため,実用化手法として加工槽に2種類の参照用試料を置いて加工液の汚れも同時にモニタ-する方式を採用した。なお,放電加工面性状の異方性は殆ど考慮しなくてよいこと,表面加工性は必ずしも表面粗さのみと対応しないという結果が得られた。実機でのフィ-ルド試験を通して,計測ユニットと被測定面との相対位置決めは画像デ-タから制御するよりもNCデ-タによってオ-プンル-プ方式で能動的に行う方が実用的であると認められた。また,NC制御装置等と連結して表面加工性のインタ-プロセス監視を行い後続の放電条件を変更することは十分に可能であることが分かった。ただし,放電条件の最適化制御は加工機の特性に依存させて個々に対応しなければならない問題として残された。平成2年度は以下の3項目を中心に研究を遂行した.(1)実験装置の設計と製作:光学系の基本要素となる出力安定化HeーNeレ-ザ-と撮像管テレビカメラを購入し,当初の設計仕様に基づいて光学系(投光部と受光部)を構築した.また,ビデオ信号をディジタル化するインタ-フェ-スボ-ドによりパ-ソナルコンピュ-タと光学系を連結させ,信号入出力プログラムを完結させた.ただし,入射角は計画値よりもやや鈍角とし,比較的粗い仕上げ面の測定にも対応できるように変更した.これは,放電加工においては創成面の表面粗さの変動が激しく,波長を相対的に大きくする必要性が生じたためである.(2)画像デ-タ処理のプログラム開発:強度パタ-ン情報の角度分布およびスペクトルを求めるプログラムを作成し,試料面の3次元的表面粗さパラメ-タと大気中における受光デ-タの処理結果とを比較検討した.その結果,超精密加工面の場合と異なり,強度パタ-ンのスペクトル情報は粗さの間接測定法の手段として適当ではないことが分かった.放電加工仕上げ面においては理論的な解析が困難な光学領域となるため,単純な強度パタ-ンの角度パタ-ンのみで加工面の良否を判定することを試みた.なお,測定位置の運動制御は像情報が空間的に得られるので容易となることを改めて認識した.(3)加工液の汚れに関する検討: