hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁性半導体を用いた新しい受光素子の開発

本研究は、高感度感光磁性半導体PMS(Photo Magnetic Semicon-ductor)の作製法の確立と光応答特性について検討して、新しい光磁気変換素子の開発を行った。PMSはフェライト系磁性半導体に白金黒やカーボンブラックを塗布した厚膜素子であり、広範囲の光に応答する特長を有している。PMSの作製には、焼成型とポリマー型があり、光信号読み出しには、磁気ヘッドとホール素子法がある。平成3年度は焼成型を、4年度はポリマー型の作製法を検討した。焼成型は、フェライト粉末にルテニウム化合物を混入し、溶剤を加えてアルミナ基板にスクリーン印刷して、850°Cで焼成したものである。補助金により購入した感光磁性半導体作製記録装置は作製工程の記録に活用された。しかし材料のルテニウム化合物は高価であるため、作製費が高くなる欠点がある。そこで、代わりに無機バインダ(ガラスペースト)を混入する方法を見出し、焼成温度を650°C程度に下げ、作製費を低減させた。光信号読み出しは、PMSに一定磁界をかけて光照射による磁気特性の変化を磁気ヘッドで読み出す方法を検討した。平成4年度では、ポリマー型のPMSについて検討した。ポリマー型はフェライトにポリマーと溶剤を加えて、プラスチック基板に印刷したあと、乾燥させたものである。ポリマーとして、エポキシ、ポリビニルアルコール、酢酸ビニルなどを用いた。ポリマーPMSは作製工程が簡略で、作製も短時間ですむ利点がある。また、フィルム状であるため柔軟性があり、任意の形状に成形できる光信号読み出しはホール素子を用いて検出部を一体化したため、磁気ヘッドに比べて極めて小型になった。以上の如く、フィライトを主成分とした焦性型の高感度光磁気変換素子の開発を行い、所定の成果を収めた。これらの研究成果は内外の学会誌(4編、他に投稿中2編)と口頭講演(9編)を通して発表を行った。本研究では,感光磁性半導体PMS(Photo Magnetic Semiconductor)の作製と基礎特性について検討し,PMSの工学的有用性を考察した.従来の受光素子は,半導体の電気的特性を利用したものであるが,PMSは磁性半導体の磁気特性の焦性効果を利用した光磁気変換素子である.PMSの作製について,最初,フェライトとルテニウム化合物の混合物をスクリ-ン印刷して硬化させ,放射吸収物質を塗布する方法を検討したところ,十分な感光特性を得ることができた.光信号読み出しは磁気ヘッド法を採用した.この方法は,PMSの上に磁気ヘッドを設置し,下部の磁界発生器より磁束を発生させ,PMSを通過する磁束を磁気へッドで読み出すものである.PMSが光を吸収すると,そのエネルギ-を吸収して,素子温度を上昇させるので,PMSのレラクタンスが増加し,磁束が減少し,磁気ヘッドの変換電圧が低下する.したがって,照射光の強度を電圧で検出することができる.本方法は,PMSに巻線を施す必要がなく,センサの小型化,IC化に有利である.次いで,感光材料にフェライトのみを使用したスプレイ印刷法を考察した.本方法は,磁性半導体溶液をスプレイガンに充填して高圧空気で基板に吹き付ける方法である.磁性半導体はスプレイガンノズルからミストとなって噴出し,瞬時に基板に付着して磁性半導体膜を形成する.この方法によれば,溶液濃度,空気圧,噴射距離などを調整することにより,膜厚を任意に調整することが可能である.

したがって,スクリ-ン印刷法に比べて,作製が容易であり,費用が安価である.さらに,光信号読み出しをホ-ル素子で行っているため,PMSの入射光を遮ることがなく,変換効率が上昇するなどの利点がある.今後,PMSの温度依存性の補償法,光応答特性,光応用システムなどについて検討する必要がある.本研究では,感光磁性半導体PMS(Photo Magnetic Semiconducror)の材料開発と作製法の改善について検討し,その特性評価を行った.PMSは,磁性半導体液を厚膜に成形して表面に放射吸収物質を塗布した感光素子であり,その磁気特性は可視光線に応答する.PMSの材料として当初,フェライトとルテニウム化合物を使用したが,ルテニウム化合物は高価であり,作製費が高くなる欠点がある.そこで,ルテニウム化合物の代わりに,無機バインダを混入する方法を考案した.無機バインダとしてガラスペーストを用いたところ,ルテニウムを用いた素子と同等の光感度が得られた.しかし,この方法は850°Cの高温で焼成する必要があり,作製工程が複雑で,作製に長時間を要する.また,材料の混合比や焼成工程で,クラックを生じることがあり,作製に困難が伴う欠点がある.そこで,バインダとしてポリマーを用いる方法を検討したところ優れた感光特性をもつPMSが得られた.この方法は,フェライト粉末に,ポリマーを混入し,溶剤を加えてスクリーン印刷して,乾燥を行うものである.ポリマーとして,エポキシ,ポリビニルアルコール,酢酸ビニルなどが用いられる.溶剤として,エチルアルコール,水,シンナーなどが,基板には,プラスチックやアルミナ板などが使用できる.本方法は高温度で焼成する必要がなく,作製も短時間ですむ利点がある.ポリマー磁性半導体感光素子は柔軟性があり,任意の形状に成形できるなどの加工性に富んでいる.また,PMS表面が均一に印刷されてクラックの発生がなく,カーボンブラックや白金黒などの放射吸収物質の塗布が容易に行える.したがって焦性効果を高め,光エネルギーの吸収を改善することができた.以上より,ポリマーを用いた新しいPMSの作製法を検討し,焼成型PMSに比べて光応答が鋭敏な高感度感光素子を開発した.
農業における新たな担い手としての障害者就労に向けた作業支援評価の開発

近年では都市近郊の農業地域を中心に人手不足が社会課題となっており、障害者を生産活動の場に取り込む試みが実施されている。障害者が農作業を行うにあたっては、作業工程管理や支援方法など農作業と障害者の能力との適切なマッチングが重要とされているが、生産活動の場においては未だ手探りの状態である。本研究課題では、こうした点における課題解決を図るために、農作業と障害特性を合わせた形で簡易的に用いることができる作業評価指標の開発を行うことを目的としている。さらに、その支援法を具体化することで障害者雇用の促進を図り、農業の新たな担い手としての障害者就労の持続的な社会システムの構築をするための基盤作りの提案を行う。本研究は3年間を通して、研究課題1.障害者の農作業時の行動観察による作業内容の検討、研究課題2.作業所・施設スタッフへのインタビュー調査(質的評価)および研究課題3.農作業の作業支援評価指標の開発の3つの課題について実施する。H29年度は、農業を取り入れた就労支援事業所の利用者を対象とし、ビデオカメラおよび対象者の頭部もしくは胸部に作業時の小型カメラを装着し、種付けや収穫の時期別に1週間の測定を行った。その後、障害者の農作業の行動観察を行い障害特性に合わせた形での農作業の作業内容の類型化を行った。さらに、類型化した利用者の作業内容について、身体活動量計から得られたデータと作業時に相当する強度について分析を実施した。H30年度は、作業所・施設スタッフを対象としたインタビュー調査(質的評価)を実施し、障害者が農作業を行うにあたっての課題面や課題を克服するためのサポート方法について分析を行った。昨年度は、研究課題1の農作業時の撮影した動画データに基づき、利用者の作業内容の分析および活動量計から得られたデータと作業時に相当する強度について分析を行った。今年度は、研究課題2の作業所・施設スタッフへのインタビュー調査(質的評価)について調査を実施し、概ね研究計画通りに進んでいる。今後は、研究課題1で撮影した動画データに基づき、利用者の作業内容の分析および活動量計から得られたデータと作業時に相当する強度について分析をし成果発表を行う。さらに、今年度実施した研究課題2.作業所・施設スタッフへのインタビュー調査(質的評価)のカテゴリー化等、今年度予定している研究課題3.農作業の作業支援評価指標の開発について実施を行う予定である。障害者が農作業を行うにあたっては,作業工程管理や支援方法など農作業と障害者の能力との適切なマッチングが重要とされているが、生産活動の場においては未だ手探りの状態である。本研究課題では,こうした点における課題解決を図るために、農作業と障害特性を合わせた形での簡易的に用いることができる作業評価指標の開発を行うことを目的とする。さらに,その支援法を具体化することで障害者雇用の促進を図り,農業の新たな担い手としての障害者就労の持続的な社会システムの構築をするための基盤作りの提案を行う。本研究は3年間を通して,研究課題1.障害者の農作業時の行動観察による作業内容の検討,研究課題2.作業所・施設スタッフへのインタビュー調査(質的評価)および研究課題3.農作業の作業支援評価指標の開発の3つの課題について実施する予定でいる。H29年度は、障害者の農作業の行動観察を行い障害特性に合わせた形での農作業の類型化を行うことを目的として実施した。研究課題1の対象者は、農業を取り入れた就労支援事業所の利用者とした。農作業時の作業内容分析について,ビデオカメラおよび対象者の頭部もしくは胸部に作業時の小型カメラを装着し,種付けや収穫の時期別に1週間の測定を行った。今後、撮影した動画データに基づき,利用者の作業内容の分析および活動量計から得られたデータと作業時に相当する強度について分析を行っていく予定である。申請時の研究計画通りに,H29年度においては研究課題1.障害者の農作業時の行動観察による作業内容の検討を行う事を目的とし、測定を実施し動画データを得る事であった。予定通りに対象者の確保,同意が得られ実施できているため,本研究目的の達成に向けて順調に研究が進んでいると考えられる。

その後、障害者の農作業の行動観察を行い障害特性に合わせた形での農作業の作業内容の類型化を行った。さらに、類型化した利用者の作業内容について、身体活動量計から得られたデータと作業時に相当する強度について分析を実施した。H30年度は、作業所・施設スタッフを対象としたインタビュー調査(質的評価)を実施し、障害者が農作業を行うにあたっての課題面や課題を克服するためのサポート方法について分析を行った。昨年度は、研究課題1の農作業時の撮影した動画データに基づき、利用者の作業内容の分析および活動量計から得られたデータと作業時に相当する強度について分析を行った。今年度は、研究課題2の作業所・施設スタッフへのインタビュー調査(質的評価)について調査を実施し、概ね研究計画通りに進んでいる。今後は、研究課題1で撮影した動画データに基づき,利用者の作業内容の分析および活動量計から得られたデータと作業時に相当する強度について分析を行う。さらに、次年度以降、研究課題2.作業所・施設スタッフへのインタビュー調査(質的評価),および研究課題3.農作業の作業支援評価指標の開発について実施を行う予定である。今後は、研究課題1で撮影した動画データに基づき、利用者の作業内容の分析および活動量計から得られたデータと作業時に相当する強度について分析をし成果発表を行う。さらに、今年度実施した研究課題2.作業所・施設スタッフへのインタビュー調査(質的評価)のカテゴリー化等、今年度予定している研究課題3.農作業の作業支援評価指標の開発について実施を行う予定である。研究を実施していく中において、障害特性の類型化を行う際にさらに詳細な検討が必要となった。そのため、動作解析を行う上でのシステムについても当初予定していた仕様のものに変更を加えることを検討しているため次年度使用額が生じた。そのため、動作解析を行う上でのシステムについても、より本研究に即したシステムするには日本工業大学の教員から専門的な知見を頂く必要もあり、当初予定していた仕様のものに変更を生じたため。
PM2.5による喘息様気道炎症発症因子の同定に関する研究

本研究では、地域や時期によるPM2.5組成の変化がどのような影響を及ぼすかを検討した。PM2.5の捕集を行い、成分分析を行い、地域によって組成が異なることが分かった。細胞曝露では、PM2.5濃度依存的にサイトカインmRNA量に増加が認められた。また、有意差はなかったが、地域間で遺伝子発現量の変化傾向がみられた。アレルギー性気道炎症の発症には地域あるいは時期による組成の違いが影響している可能性がある。【研究目的】時期や場所によって変動するPM2.5の組成がアレルギー性気道炎症に与える影響について調べ、PM2.5の健康影響を評価する。(1)岡山及び東京におけるPM2.5の捕集と成分分析(2)異なる時期及び地域で捕集されたPM2.5がマウスの喘息様症状に及ぼす影響(3)培養細胞を用いたPM2.5曝露による影響本年度は同時期に捕集した岡山と東京のPM2.5を用いて成分分析を行った。集められたPM2.5の組成は時期及び地域によって異なることが確認された。また、PM2.5を用いて喘息様モデルマウスの条件検討を行った。Balb/cマウスにアジュバントとPM2.5との混合物を腹腔内投与後、点鼻投与による感作を行うことで喘息様モデルマウスの作製を試みた。結果としては卵白アルブミン(OVA)との混合において気道抵抗及び好酸球の増加がみられたが、OVA単独と比較して、有意差は認められなかった。培養細胞を用いた実験では、PM2.5を用いてヒト気道上皮由来細胞に曝露させた後、total RNAを抽出し、cDNAを合成した。リアルタイムRT-PCRにより、アレルギー関連遺伝子の発現量の比較を行った。また、PM2.5曝露による細胞障害性を評価した。これらの結果、PM2.5曝露によって細胞障害性がPM2.5濃度依存的に増大し、そしてTh2関連遺伝子のmRNA発現が変動していることが確認された。PM2.5の捕集及び成分分析を行った。動物実験は、曝露条件を未だ検討中である。条件を決定でき次第、本試験に移る。細胞実験はPM2.5曝露により、細胞障害性やmRNA発現量が変化することを確認しているが、時期及び地域間の比較は未だ完了していない。これらのことより、本年度の検討及びそれらの成果は、本課題の当初の計画からやや遅れていると考える。PM2.5は様々な組成からなり、その組成の違いによる健康への影響についてはあまり検討されていない。岡山と東京においてPM2.5の捕集を行い、成分分析を行った。同時期のPM2.5を比較したとき、東京で金属成分が多く含まれていた。マウスに曝露したところ、岡山のPM2.5よりも東京のPM2.5で強いアレルギー性気道炎症の発症が認められた。ヒト気道上皮由来細胞においてPM2.5を曝露し、地域、時期における細胞の遺伝子変化、傷害性について比較を行った。採取したPM2.5のうち、一地点から得られたものを濃度を変えて細胞に曝露を行ったところ、濃度依存的に細胞傷害性の増加、アレルギー関連遺伝子の増加が認められた。次に、同じ時期の東京、異なる時期の岡山のPM2.5を濃度一定条件下で曝露を行った。その結果、それぞれの地点・時期において有意差は認められなかった。BALB/cマウスを用いた喘息モデルの検討では、未曝露群と比較して気管支肺胞洗浄液中の炎症性細胞数の増加が認められたが、気道過敏性試験および遺伝子発現においては顕著な違いはなかった。投与量を増やすことで喘息発症モデルを作製できる可能性があり、現在検討中である。昨年度に引き続き、PM2.5の捕集と成分分析を行う。捕集を依頼していた東京の装置の仕様変更により、同等のPM2.5が得られなくなったため、今後は岡山のPM2.5のみを集める予定である。動物実験については、Balb/cを用いた条件検討を引き続き行う。もし喘息モデルが作製できなかった場合、より感受性が高いNC/Ngaマウスを用いて行う。その場合、動物購入費用が高額になる可能性がある。細胞実験ではさらに追加で遺伝子発現量を評価する。これら変動がみられた遺伝子について、異なる時期及び地域のPM2.5を曝露した細胞間で比較する。また、細胞障害性を比較することで成分の違いにおけるPM2.5の毒性を評価する。28年度が最終年度であるため、記入しない。公衆衛生学28年度が最終年度であるため、記入しない。
小胞輸送分子Hrs-koマウスを用いた、ユビキチンを癌治療標的とする基礎的研究

小胞輸送関連遺伝子Hrs欠損によりc-Myc発現が減弱するが、種々のがんにおいてc-Mycの過剰発現と患者予後との相関が報告されている。我々は大規模siRNAスクリーニングにてc-Mycをバイオマーカーとする新規治療標的を同定した。創薬可能分子を標的とする3500遺伝子ライブラリーを使用しCasein Kinase 1 epsilonを新規治療標的分子として同定、特異的阻害剤IC261がマウスモデルで卵巣癌治療効果を持つ事を示した。近年、ユビキチン-タンパク質分解機構の異常が癌を含め多くの疾患に関係していることが分かってきた。Hrsはユビキチン化タンパク質をライソソームへと輸送するタンパク質である。我々の以前の研究はHrs欠損細胞において刺激依存性レセプターのdown regulationの遷延化に起因した増殖因子シグナルの増強を認めた。さらにHrsはヒト癌組織で著名な増強を認める。Hrsはヒト悪性腫瘍細胞においてなんらかの作用を及ぼしている可能性がある。今年度の本研究目的はマウスに移植するためのマウス由来癌化細胞の作出である。Hrs欠損マウスは胎生致死であることから、我々はHrsのコンディショナルノックアウト(Hrs-loxP-cko)マウスからのMEF細胞株化樹立を試みた。Hrs-loxP-ckoマウスの13.5日齢胎児の頭部、臓器等を切り取りPBSで洗浄後、培地中で組織を金網に通すことによってほぐし、これをシャーレに播種し、培養することで初代培養細胞とした。この細胞に異なる薬剤耐性(ピューロマイシン、ネオマイシン)マーカーを組み込んだSV40 large TantigenとH-Ras発現ベクターをリポフェクション法で初代培養MEF細胞に安定導入することで癌化MEF細胞を作出した。Hrs-10xPはCreによって排除される。そこで、現在エストロゲンレセプター(ER)融合Creを発現させる遺伝子をレトロウイルスベクターに導入し(Cre-ER)、タモキシフェン依存的にCreが核内へと誘導されるシステムをさらに癌化MEF細胞に導入中である。今後、Cre-ERを持った癌化MEF細胞をマウスに移植し、Hrsの癌増殖への関与機構をin vivoで解析する。ユビキチン-タンパク質分解機構の異常は多くの癌の発生・悪性化に関与している。Hrsはユビキチン化タンパクをライソソームへと輸送する分子であり、ESCRT輸送系の主要構成因子である。我々はHrs欠損細胞において刺激依存性レセプターのdown regulationの遷延化に起因した増殖因子シグナルの増強を見出した。Hrsはヒト癌組織において著明な発現増強が認められることから、ヒト悪性腫瘍においてHrsが何らかの作用を及ぼしている可能性が高い。Hrsのノックアウトマウスは胎生致死であったことから、新規にHrsのコンディショナルノックアウト(Hrs-loxP-cko)マウスを作成した。本研究では、マウスに移植するためのマウス由来癌化細胞を樹立した。まずE13.5のMEFを定法に従って調整し、不死化を目的としてSV40 largeTantigenを安定導入し、さらに癌化を目的としてH-Rasを安定導入した。得られた癌化MEF細胞(MEF-hrs^<f/f>-Ras/TAg)は野生型Hrsを正常に発現する癌細胞株であることを確認した。Hrs-loxPはCreによって排除される。そこで、エストロゲンレセプター(ER)融合Creを発現させる遺伝子(ER-Cre)をレトロウイルスベクターにより導入し、MEF-hrs^<f/f>-Ras/TAg::ER-Creを得た。この細胞は、タモキシフェン依存的にCreが核内へと誘導され、効率よくHrs-null細胞(MEF-hrs^<-/->)となることが確認できた。Hrs-null細胞は足場非依存的増殖能を獲得していた。今後さらに親細胞株との比較をin vitroで行うとともに、in vivoでの比較のため超免疫不全マウス(NOG)に移植して造腫瘍性、浸潤、転移能について比較を行う。我々は小胞輸送関連遺伝子Hrs欠損がEカドヘリンのユビキチン化後のライソゾームでの分解を遷延化させ、Hrs欠損細胞でのEカドヘリン蓄積がbカテニンの核内移行を阻害しc-MycとcyclinDの発現を減弱させることを先行研究で示した。本計画は当初Cre依存性Hrsコンディショナル・ノックアウトマウスと子宮内膜癌を高頻度に自然発生するPTEN欠損マウスを交配して解析をする予定であったが、技術的トラブルにより交配が予定通りに進行しなかった。そこで、種々の婦人科癌で過剰発現し予後との相関が報告されてc-Mycをバイオマーカーとして、新規治療標的を探索する目的で大規模siRNAスクリーニングを並行して行った。

c-Mycは転写因子であり直接阻害は困難であるが、c-Myc依存性にがん細胞で強発現する創薬可能分子(リン酸化酵素、ユビキチンリガーゼ、DNA修復酵素)を標的とする3500遺伝子からなるsiRNAライブラリーを使用した。ヒトHUVECより樹立した繊維芽細胞を用い、c-Myc強制発現細胞(HFFc-Myc)および対照細胞(HFFpBABE)を樹立しsiRNA導入実験でHFFc-Mycを選択的に増殖阻害する148遺伝子を選別した。さらに複数siRNAでの確認実験、遺伝子ネットワーク解析でのc-Mycとの関連性、および入手可能な低分子阻害剤の有無よりCasein Kinase lepsilon(CK1e)を選択した。shRNAによる遺伝子阻害実験および特異的阻害剤IC261を用いて、CK1e欠損がHFFc-Mycにのみ強い増殖阻害効果を示す事をin vitroおよびin vivoマウスモデルで確認した。我々が開発した卵巣がん腹膜播種モデルで卵巣がん細胞株のxenograft実験を行うとIC261投与が有意差に生存期間を延長し新規癌治療標的薬として有用であると示した。
アルツハイマー病の脳内α7ニコチン受容体とアミロイド蓄積の病態解明研究

α7ニコチン性アセチルコリン受容体は記憶などの認知機能に深く関与し、その障害は神経細胞死にも関連があることが示唆されている。しかし、アルツハイマー病(AD)におけるα7ニコチン性アセチルコリン受容体のイメージングは少なく、記憶をはじめとした認知機能障害との関連は不明である。ADにおいてα7ニコチン性アセチルコリン受容体の脳内密度を[11C]Me-QAAを用いたPETにて撮像し、認知機能障害との関連を検討する。各種認知機能尺度と[11C]Me-QAA-BPNDとの相関関係は、特にコリン作動系ニューロンの多く分布する領域に認めた。α7ニコチン受容体は記憶や各種認知機能に強い関連があると考えられた。しかし、アルツハイマー病(AD)におけるα7ニコチン性アセチルコリン受容体のイメージングはほとんど行われておらず、記憶障害やADの背景病理であるアミロイドの沈着との関連は不明である。認知機能障害、アミロイド沈着との関連を検討するため、α7ニコチン性アセチルコリン受容体の脳内密度をポジトロン断層法(PET)にて撮像した。また、ADにおける[11C]Me-QAAの脳内結合能を正常対象群と比較して、α7アセチルコリン受容体の占有率の異常を明らかにするため、[11C]MeQAAの正常人2人において、同様に[11C]Me-QAA-PETを施行し、正常データベースの作成を行った。しかし、アルツハイマー病(AD)におけるα7ニコチン性アセチルコリン受容体のイメージングはほとんど行われておらず、認知機能障害やADの背景病理であるアミロイドの沈着との関連は不明である。ポジトロン断層法(PET)を用いて、ADのα7受容体の障害の分布と程度を評価すると共に、各種認知機能障害、アミロイドの沈着との関連を検討する。AD症例16名をエントリーし、全般的認知機能、記憶、前頭葉機能、抑うつの程度を評価するとともに、アミロイドの脳内沈着をPIB-PETにて確認した。α7受容体をイメージングする[11C]Me-QAAを用いて全脳スキャンを行い、PETデータの取得を行った。さらに、正常群10名をエントリーし、同様にPET撮像を行い、正常データベースの作成も行った。まず、[11C]Me-QAAへの簡便RI法がダイナミック撮像法を代用できるかを検討し、その結合能を求めた。SRTMによるBPNDとQAA-RIを算出し、全脳における各脳領域の比を求めた。結果、QAA-BPNDとQAA-RIの相関係数は小さく、その評価にはSRTMなどの解析が必要と考えられた。また、QAAのBPNDは大脳皮質でより高く、α7受容体はより大脳皮質、特に辺縁系を中心により大脳皮質に分布することが示唆された。現在、SPMによる統計画像解析を進めており、ADのα7受容体の占有率の異常、[11C]Me-QAAと各種認知機能検査、アミロイドの沈着との関連について解析中である。これにより、ニコチン性アセチルコリン受容体系の病態解明だけでなく、ニコチン性アセチルコリン受容体への刺激作用もある抗認知症薬の効果判定や適応判断にもつながる可能性がある。今後、これらの結果を英文誌に投稿予定である。臨床神経学[11C]Me-QAAの脳内結合能を正常対象群と比較して、α7アセチルコリン受容体の占有率の異常を明らかにするため、AD症例15名、正常人10名のデータベースの作成を行うが、AD6症例、正常人2名の撮像まで完了している。また、ADにおける各種認知機能検査のスコアとPETにおける[11C]Me-QAAとの相関のある脳部位(関心領域)を同定を行うが、6症例の詳細な神経心理学的検査は完了している。さらに、PIB-PETによってイメージングしたアミロイドの沈着の程度と、α7アセチルコリン受容体との関連もSPMを用いて検討するが、6症例のPIB-PETも施行は完了している。解析は、MRI画像を用いて脳の関心領域を設定するが、より厳密かつ正確な関心領域の設定のため必要な3-dimensial MRI撮像は、AD症例6名、正常人2名が完了している。前年度に引き続き、AD症例9名、正常人8名の臨床評価、PET撮像を行い、今年度中に撮像を終了させる。データ取得後、関心領域法と統計画像法の両方を用いて解析する。[11C]Me-

QAAの脳内結合能を正常対象群と比較して、α7アセチルコリン受容体の占有率の異常を明らかにする。また、各種認知機能検査のスコアとPETにおける[11C]Me-QAAとの相関を、SPMを用いて解析する。SPMではmultiple regrettion (correlation) analysisを用いて、神経心理学的検査と相関のある脳部位(関心領域)を同定する。さらに、PIB-PETによってイメージングしたアミロイドの沈着の程度と、α7アセチルコリン受容体との関連もSPMを用いて検討する。
制限酵素修飾酵素遺伝子によるゲノムの存続と進化に関する実験的情報学的研究

<背景と目的>「ゲノムがなぜ変わっていくのか」は、ゲノム生物学の中心的な問題である。本研究では、解読ゲノムの比較と、実験とから、制限修飾遺伝子の活動と細菌の対応によって細菌ゲノムの多型が作られる過程を解明したい。<検討結果>A.制限修飾遺伝子とゲノム変化-ゲノム比較。ごぐ近縁の細菌の株の全ゲノム配列を互いに比較して、ゲノム多型の形成機構を推測した。(1)病原細菌。ピロリ菌で既に、「長い標的重複を伴う遺伝子挿入」という特徴的な構造を探し出した。「利己的な転移モデル」を、制限修飾酵素の認識配列のこの多型領域での分布を調べ検証した。その他の近縁病原細菌対についても検討を開始した。(2)古細菌。同様な解析を、深海から得られた好熱古細菌Pyrococcusの2つの種について行い、制限修飾遺伝子らしい遺伝子群に連鎖した大規模多型(置換、逆位、転移)を同定した。制限修飾遺伝子が隣接する遺伝子を引き連れて転移することが示唆された。制限修飾遺伝子の染色体攻撃に伴って、これらのゲノム再編が起こり選択されるという「利己的転移モデル」でこれらの起源の説明を試みた。(3)近縁ゲノム配列比較ツールの開発。これらの解析過程で、近縁ゲノムの配列を比較し大規模ゲノム多型を検出するツールを開発した。B.制限修飾遺伝子とゲノム変化-実験的検証。(1)大腸菌プラスミド上の制限修飾遺伝子が、宿主攻撃の条件下で染色体に転移することを示した。(2)枯草菌染色体上の制限修飾遺伝子を排除しようとしたときにおきる、抵抗に伴う大規模なゲノム再編の実体を解析した。(3)染色体上のサイト特異的組換えが制限修飾遺伝子による攻撃からゲノムを守ることを明らかにした。制限切断に依存する非相同組換えの産物を解析した。<考察>近縁細菌ゲノムの比較から、制限修飾遺伝子がゲノム多型形成に関与していることが強く示唆された。実験系での制限修飾系の活動とこれらの観察をつなげて、どう・なぜ、ゲノムが変わっていくかを明らかにしたい。(1)病原細菌。(2)古細菌。
実験的巣状糸球硬化症:発症機構の多面的解析

(1)巣状糸球体硬化症(FSG)モデルに対する形態計測による解析我々は、二ヶ月齢APAハムスターにストレプトゾトシンを投与することによって、短期間でFSGの病理発生解明のためのモデルを作製することに成功した。そこで、投与1、3カ月後の腎臓病変につき形態計測を施したところ、糸球体、メサンギウム領域、係蹄毛細管腔の面積および糸球体基底膜の厚さは対照群より大きいことが確認された。このことより、本実験系の再現性の高さと、FSGの増悪機構をつきとめるためのモデルとしての有用性が定量的にも明らかにされた。(研究発表欄Han et al.)(2)巣状糸球体硬化症(FSG)モデル腎に対するレクチン組織化学的解析上記と同様の方法で作出したFSGの病理発生解明のためのモデルの腎臓パラフィン切片に対し、存在する複合糖質の変化を調ベるため、レクチン組織化学を施し、同週齢の対照APAハムスターと比較した。誘発腎病変のボウマン嚢、糸球体および変性尿細管において様々なレクチン結合性の変化が観察され、殊に維GS-2レクチンは上記各部位の変性上皮に特異的に強く結合し、病変の進展の指標となることが示された。さらに、糸球体への脂肪沈着のカギを握る泡沫細胞に対し特異的に結合するレクチンも見いだされ、今後の泡沫細胞の由来を探るための研究に有用なデータも発見された。(研究発表欄Aguirreet al.)(3)実験的マウス糖尿病性腎症に対する病理組織学的的解析マウスに対しストレプトゾトシンを投与、片腎を摘出することによって、糖尿病性腎症を誘発し、その病理学的特徴を光顕、電顕で検索し、ハムスターでのそれと比較を試みた。著しいメサンギウム領域の肥厚が認められ、従来の糖尿病性腎症のモデルの改善ができることが示されたが、ハムスターのそれとは脂肪の沈着がみられない点で異なっていた。(研究発表欄Kume et al.)(1)巣状糸球体硬化症(FSG)モデルに対する形態計測による解析我々は、二ヶ月齢APAハムスターにストレプトゾトシンを投与することによって、短期間でFSGの病理発生解明のためのモデルを作製することに成功した。(研究発表欄Kume et al.)
ヒスチジンとプロリンによる食欲調節作用に着目した肥満や拒食の防止効果に関する研究

本研究は、ヒスチジンの抗肥満作用に対するプロリンの影響について調べることを目的とした。本研究の結果より、ヒスチジンの抗肥満作用はプロリンにより減弱されることが示唆された。したがって、肥満防止および解消にはヒスチジン/プロリン比が高い食事が有効であると考えられた。一方、拒食状態では体構成タンパク質が異常に分解され血中ヒスチジン濃度が高くなり、ヒスタミンニューロンが異常に活性化されていると考えられる。したがって、拒食状態で食欲が減退している状況では、ヒスチジン/プロリン比が低い食事が食欲回復に寄与する可能性が考えられた。・プロリンによるヒスチジンの摂食抑制作用に対する減弱効果の検討および、過食防止および拒食防止に有効なタンパク質のヒスチジン/プロリン比の検討:ラットを3群に分け、基本食(20%カゼイン食)、基本食にヒスチジンを添加した3%ヒスチジン飼料、そこにプロリンを添加した3%ヒスチジン+6%プロリン飼料をそれぞれに与え飼育観察した。その結果、プロリンによるヒスチジンの摂食抑制作用に対する減弱効果は明確には認められなかったが、3%ヒスチジン飼料により認められた後腹壁脂肪量の低下傾向は、3%ヒスチジン+6%プロリン飼料で減弱する傾向が認められた。したがって、プロリンはヒスチジンの摂食抑制作用よりも脂肪分解促進作用をよりはやく減弱させている可能性が考えられた。また、1%ヒスチジン飼料と1%ヒスチジン+2%プロリン飼料を用いカフェテリア方式にて実験を行ったところ、1%ヒスチジン飼料に比べ1%ヒスチジン+2%プロリン飼料の摂食量が有意に多かった。したがって、ヒスチジン/プロリン比が2以上になると過食防止作用が表れると考えられた。・肥満(隠れ肥満を含む)および拒食とヒスチジンおよびプロリン摂取との関係:隠れ肥満や拒食傾向者が多いと想定される女子大学生を対象者とし、3日間の食事の聞き取り調査を行った。その結果、エネルギー摂取量とタンパク質摂取量当たりのヒスチジン摂取量との間に認められた負の相関関係は、タンパク質摂取量当たりのプロリン摂取量が多くなると認められなくなった。これより、ヒスチジンの摂食抑制作用と、その作用に対するプロリンの減弱効果が示唆された。・水産加工品の製造工程におけるタンパク質中ヒスチジン量の消長:カツオを素材とした加工品もヒスチジン供給源として有用であると考えられた。本研究は、ヒスチジンとプロリンの食欲調節作用を解明することにより適正な食生活指針を提示し、肥満のみならず拒食を防止・解消する方法を提示することを目指している。ラットを用いた動物実験を行った結果、飼料中のヒスチジン/プロリン比が2以上であれば、ヒスチジン摂取による過食防止効果が期待できることが確認された。飼料中のプロリン量を増加させるとヒスチジン摂取による過食防止作用は減弱する傾向がみられたが、プロリンによる顕著な食欲増進作用は観察されなかった。ヒスチジン摂取による摂食抑制効果は、絶食時のラットに飼料を投与した場合、飼料投与後6時間目から観察された。現在、この摂食パターン変化へのプロリンに影響と飲水量への影響を検討している。日韓の女子学生を対象とした栄養調査を行った結果、ヒスチジン摂取による過食防止作用は、タンパク質充足率が高く、プロリン摂取量が少ない場合に顕著であることが観察された。したがって、栄養状態がよく、プロリン摂取量が少ない食事が、ヒスチジンの過食防止作用を高めるものと推測された。また、神経性食欲不振症などの食欲が減退している状態では、プロリン摂取量が多い食事が食欲を高める可能性が示唆された。水産練り製品のタンパク質中ヒスチジンおよびプロリン量は、たら等の原料の遊離アミノ酸量が少ない場合、原料のそれらとほぼ同じであった。また、赤身魚や多獲性赤身魚等の遊離アミノ酸が多い原料から水産練り製品を製造する場合については、現在検討中である。1.プロリンによるヒスチジンの摂食抑制作用の減弱効果の追試:今年度は、ヒスチジンによる摂食パターン変化へのプロリンの影響を検討した。0.3%メチオニン添加20%カゼイン食を基本食とした。基本食を用いてWistar系オスラットを1週間飼育した後1日絶食させた。翌日、基本食にヒスチジンを5%添加した飼料(H飼料)、または5%ヒスチジン飼料にさらに10%のプロリンを添加した飼料(5%ヒスチジン+10%プロリン飼料:P飼料)のいずれかを与えた。暗期と同時に測定を開始し、12時間後に明期に切り替え、23時間の摂食量を測定した。

絶食後1日目の摂食量は、H飼料群の方がP飼料群よりも多かった。絶食後2日目の摂食量は、P飼料群の方がH飼料群よりも暗期で多く明期で少なかった。また総飼料摂取量は、1日目と異なり、P食群の方がH食群よりも多かった。また、この傾向は約1週間観察された。この結果から、プロリンによるヒスチジンの摂食抑制作用の減弱効果は、絶食後2日目より飼料摂取期間全般を通じて現れることが示唆された。さらにこの効果は、高エネルギー高タンパク質飼料を3週間与えて肥満状態となったラットでは、観察されなかった。2.肥満(隠れ肥満を含む)および拒食とヒスチジンおよびプロリン摂取との関係:前年度までに行った栄養調査結果から、肥満者はヒスチジン摂取量が少なくプロリン摂取量が多い傾向があることが観察された。また、拒食者はいなかったが、拒食傾向がある場合、プロリン摂取量が少ない可能性があると考察された。3.水産加工品のタンパク質中ヒスチジンおよびプロリン量の測定、およびそれらの製造工程におけるタンパク質中ヒスチジンおよびプロリン量の消長:水産練り製品製造工程におけるヒスチジンおよびプロリンの消長を調べた結果、この工程におけるタンパク質中のヒスチジンおよびプロリン量の増減はほとんど観察されなかった。
混相乱流中に形成される粒子大規模構造の数値解析

チャネルを下向きに流れる固気二相流の流動についてLESによる数値解析を行い、乱流中の大規模渦の空間構造と粒子クラスターの空間分布の相関について調べた。まず、高空間分解能をもつLESにより計算された流体の流れ場にフィルタリングを施す手法により、小径の粒子の乱流拡散を正確に表現するために必要なLESの空間解像度について検討を行なった。その結果、LESの空間解像度の粒子運動への影響が粒子の乱流渦との相互作用時間に基づくストークス数で整理できることを明らかにするとともに、本研究で比較の対象とするスタンフォード大学のグループの実験をLESで取り扱うために必要な空間解像度の条件を得た。次に、上記の実験で用いられた3種類の粒子の条件についてLESを行ない、以下の知見を得た。(1)流体運動に対して粒子-流体間相互作用を考慮するtwo-way couplingにより予測された流れ場において、計算で予測された粒子クラウドは壁面付近では流体の高速ストリークに集中すし、それを考慮しない従来の報告例とは逆の傾向を示した。また、粒子間衝突により粒子の壁面への集中が大きく緩和された。(2)流路中央における粒子濃度分布について、本計算結果は実験結果とほぼ一致した。以上の結果より、固気二相乱流のLESによる解析におけるtwo-way couplingと粒子間衝突の重要性が明らかとなった。計算との比較実験および観測が容易な2次元流動層中の粒子クラスター構造に対して、流路壁面の存在と粒径分布の影響について検討を行った。まずこれらの影響を無視した計算では、クラスター構造の定性的な傾向は実験と一致するものの、予測されるクラスターは実験結果に対して2倍程度の大きさをもつものとなった。前後壁面の影響を考慮した計算では、大きさに対する差はかなり小さくなった。ここで比較の対象とした実験の条件では、粒径分布の影響は小さなものとなった。1.粒子運動に対するLESの空間解像度の影響比較的慣性の小さな固体粒子を含む固気二相乱流をLESで計算する場合,単相乱流に対して決まる格子解像度の他に,固体粒子の運動を正確に予測するための格子解像度の基準が必要となる.ここでは,鉛直チャネル内を下向きに流れる固気二相流についてLESによる数値シミュレーションを行い,粒子の乱流拡散に対するLESの空間解像度の影響を調べた.まず,空間解像度が十分大きな条件を用いて粒子運動を調べ,さらに,その乱流場にいくつかの解像度の異なるフィルターをかけて粒子運動の変化を調べた.その結果,粒子運動に変化が表れる最小の格子スケールは粒子ストークス数とともに増加し,とくに粒子ストークス数が1000を越えると,最小の格子スケールは粒子ストークス数の増大により急激に増加することがわかった.さらに,粒子運動に対する乱流渦の作用時間に基づく考察を行い,粒子運動に影響を及ぼす最小の渦スケールと粒子ストークス数の関係を表すモデルを提案した.このモデルにより計算結果の傾向を表現できることを確認した.2.2次元粒子クラスター構造の解析2次元流動層中で形成される2次元の粒子クラスターについて実験と計算を行い,計算結果について検討を行った.その結果,従来の粒子クラスター計算モデルで予測されるクラスターの大きさは,測定結果に比べて非常に大きなものとなることがわかった.その原因として前後の壁面の影響を考え,前後壁面の影響を数値解析に導入した.その結果,クラスター構造および空間スケールともに実験結果に近い予測値が得られた.チャネルを下向きに流れる固気二相流の流動についてLESによる数値解析を行い、乱流中の大規模渦の空間構造と粒子クラスターの空間分布の相関について調べた。

まず、高空間分解能をもつLESにより計算された流体の流れ場にフィルタリングを施す手法により、小径の粒子の乱流拡散を正確に表現するために必要なLESの空間解像度について検討を行なった。その結果、LESの空間解像度の粒子運動への影響が粒子の乱流渦との相互作用時間に基づくストークス数で整理できることを明らかにするとともに、本研究で比較の対象とするスタンフォード大学のグループの実験をLESで取り扱うために必要な空間解像度の条件を得た。次に、上記の実験で用いられた3種類の粒子の条件についてLESを行ない、以下の知見を得た。(1)流体運動に対して粒子一流体間相互作用を考慮するtwo-waycouplingにより予測された流れ場において、計算で予測された粒子クラウドは壁面付近では流体の高速ストリークに集中すし、それを考慮しない従来の報告例とは逆の傾向を示した。また、粒子期衝突により粒子の壁面への集中が大きく緩和された。(2)流路中央における粒子濃度分布について、本計算結果は実験結果とほぼ一致した。以上の結果より、固気二相乱流のLESによる解析におけるtwo-waycouplingと粒子間衝突の重要性が明らかとなった。計算との比較実験および観測が容易な2次元流動層中の粒子クラスター構造に対して、流路壁面の存在と粒径分布の影響について検討を行った。まずこれらの影響を無視した計算では、クラスター構造の定性的な傾向は実験と一致するものの、予測されるクラスターは実験結果に対して2倍程度の大きさをもつものとなった。前後壁面の影響を考慮した計算では、大きさに対する差はかなり小さくなった。ここで比較の対象とした実験の条件では、粒径分布の影響は小さなものとなった。
貴重な遺伝子資源であるニホンザルを保護するための基盤となる免疫学的研究

本研究では、主にレトロウイルスの感染防御の主役と考えられる液性免疫を担うCD20+B細胞を除去し、さらに炎症性免疫反応を抑制する合成副腎皮質ステロイドであるデキサメタゾン(Dex)を接種して宿主の免疫系を抑制することでSRV-4に対する免疫の役割を明らかにすることを目的とした。SRV-4持続陽性ニホンザル(血漿中SRV RNA陰性、プロウイルスDNA陰性、抗SRV抗体陽性)を用いて以下のように実験を行った。まず対象個体からCD20+B細胞を除去した後、PCR法により血液細胞中のSRV-4プロウイルスを調査し、またRT-PCR法により血漿中のSRV-4 RNAも調査したが常に陰性であった。またELISAにより抗SRV抗体価を調べたが有意な変動は認められなかった。次に、より広範な免疫抑制状態を誘導するため、Dexを約1ヶ月半の間投与したが、同様にSRV-4プロウイルス及びRNAは検出されす、抗SRV抗体価の有意な変動も認められなかった。なお実験期間中、体重の有意な減少等の臨床症状は見られず、血小板数はほぼ正常値を示し、血小板減少症は発症しなかった。以上のことより、SRV-4持続陽性ニホンザルがストレス等を受けて免疫力が低下してもviremiaや発症に至るとは限らないことがさらに示唆され、宿主免疫応答によるウイルス制御がSRV-4の潜伏感染状態の主たる原因ではないこともさらに示唆された。また平成25年度に行われた、細胞性免疫を抑制したSRV-4持続陽性ニホンザルにおいて、SRV-4の潜伏部位と考えられる脾臓中のSRV-4プロウイルスDNAの塩基配列を調べたところ、オープンリーディングフレームは全て保存されており、ウイルス複製の副産物である環状LTR DNAやSRV-4 RNAも検出されたことから、複製可能なウイルスの存在についてさらなる解析が必要である。本研究では、貴重な遺伝子資源であるニホンザルを保護するための研究の一環として、種の壁を越え、致死的な病態をもたらす原因となるサルレトロウイルス4型について、免疫学的な手法を用いてその発症機序を解明することを大きな目的としている。平成25年度は、血小板減少症非発症且つSRV-4が持続的に感染しているニホンザルを入手できたため、以下の動物実験を行った。対象個体から、主にレトロウイルスの感染防御の主役と考えられる細胞性免疫を担うCD8+T細胞(細胞傷害性T細胞)を除去し、さらに炎症性免疫反応を抑制する合成副腎皮質ステロイドであるデキサメタゾン(Dex)を接種して宿主の免疫系を抑制することでSRV-4に対する免疫系の役割を明らかにすることを目的とした。まずSRV-4持続感染ニホンザル2頭に抗CD8抗体を投与し、フローサイトメトリー解析でCD8+T細胞の除去を確認した後、real time PCR法により血液細胞中のSRV-4プロウイルスDNA量を測定し、SRV特異的ELISAにより抗SRV抗体価を測定したが、ウイルス量の有意な増加は見られなかった。また、RT-PCR法により血漿中のSRV-4 RNAも調べたが、常に陰性であった。次に、より広範な免疫抑制状態を誘導するため、Dexを1ヶ月間投与したが、同様にDNA量の有意な変動は見られず、血漿中のSRV-4 RNAも陰性であった。なお実験期間中、2頭とも体重の有意な減少などの臨床症状は見られず、また血小板数はほぼ正常値を示し、血小板減少症は発症しなかった。以上のことから、非発症のSRV-4潜伏感染二ホンザルがストレス等を受けて免疫力が低下してもSRV-4の再活性化、病態発現には至らない可能性が示唆され、宿主免疫応答によるウイルス制御がSRV-4の潜伏感染状態の主たる原因ではないことが示唆された。

平成25年度は、血小板減少症非発症且つSRV-4が持続的に感染しているニホンザルを入手できたため、当該予定より早く動物実験を行うことが可能となった。ただし施設管理の都合上、サルの飼育期間が短期間に限定されたため、当初予定されていたナチュラルキラー細胞やB細胞の除去実験の前実験の代わりとなる実験を行った。一般的にレトロウイルスを制御する免疫系の主役で、且つすぐに実践可能な上、本研究の目的に差し支えないCD8+T細胞(細胞傷害性T細胞)の除去実験を実行した。さらに広範な免疫抑制を誘導するために、副腎皮質ステロイドであるデキサメタゾンを投与して二重の免疫抑制効果を調べることができた。様々な方法で解析した結果、SRV-4ウイルス量に有意な変化が見られなかったことや血小板数の有意な減少も見られなかったという重要なデータが得られ、非発症のSRV-4潜伏感染二ホンザルがストレス等を受けて免疫力が低下してもSRV-4の再活性化、病態発現には至らない可能性が高いという重要な知見が得られた。これは宿主側の主要な免疫系が血小板減少症の原因であるSRV-4の増殖・複製を抑制すると考えられた実験前の予想を覆す重要な結果で、発症を制御する免疫機構の解明を前進させたと考えられるので、総合的に概ね順調に進展していると評価した。平成25年度では、SRV-4持続感染ニホンザルが入手できたことにより、CD8+T細胞(細胞傷害性T細胞)などの宿主側の主要な免疫系の役割を調べ、この免疫細胞が血小板減少症の原因であるSRV-4の増殖・複製を抑制するとは限らないという結果が得られた。これは大変重要であるが想定外の結果であるため、発症の原因を調査するにあたって、免疫系(宿主側)だけではなく、ウイルス側の要因も調査する必要がある。そこで今年度は、CD8+T細胞除去及び副腎皮質ステロイドであるデキサメタゾンの投与による免疫抑制実験に用いた非発症個体の血液感染細胞中のプロウイルスDNAにウイルス増殖に致命的な変異、欠損が生じている可能性がないかどうかを調べる。具体的には、血液細胞や脾臓などの組織から抽出したゲノムDNAを鋳型にして、独自に設計するSRV-4特異的プライマーを用いてSRV-4プロウイルスDNAのシークエンス解析を行う。まず主要なウイルス構成成分をコードするenvelope、gag、polymerase遺伝子を解読し、何か有意な遺伝子の変異性がないかどうか、また各々のオープンリーディングフレームが保存されているかどうかを確認する。次に残りのlong terminal repeat(LTR)などの遺伝子配列をシークエンスしてプロウイルス全長を調査する。さらにこのプロウイルスの複製能を調べるために、一般的にレトロウイルスが複製の際に生じる副産物である環状LTR DNAが検出されるかどうか調査を行う。また、SRV-4が潜伏する可能性が高い脾臓などの組織に転写産物があるかどうかを調べる。一方でSRV-4持続感染ニホンザルを用いるナチュラルキラー細胞やB細胞の除去実験の前実験を行い、免疫抑制実験に備える予定である。平成25年度はSRV-
油圧制御弁の非線形挙動に関する研究

油圧回路の圧力調整弁として多用されるポペット弁の非線形挙動を検討し,動作点が安定であっても大きな外乱が弁に加わると弁の非線形特性の影響によって,時として不安定振動が発生し(硬発振現象),この発振現象によってポペット弁回路の発振領域が著しく拡大することを示した.この回路の局所安定性(動作点の安定性)を検討した結果,弁モードと管路モードの不安定現象があることを明らかにし,前者は前開度が比較的大きい領域で,後者は弁リフトが比較的小さい領域で不安定になることを示した.この回路に発生する硬発振現象の発生機構は,弁リフトの大きな管路モードと弁リフトの小さな管路モードの場合では全く異なることを示し,弁開きの比較的大きな場合の硬発振現象が,弁静特性の非対称性に起因することを明らかにした.さらに,この種の弁では回路圧が弁の設定圧力より低い状態では,弁が弁座に着座した状態を安定に保つが,このような場合にも大きな外乱が弁に加わるとき不安定振動が発振し得ることを示し,この領域に発生する不安定振動が,時としてカオス的挙動を示すことを数値シミュレーション法によって明らかにした.弁回路に現れるカオス挙動は,いわゆる,ファイゲンバウム型のカオスで,供給圧力の増加とともに,周期倍分岐を繰り返しカオス領域に至ることを数値シミュレーションによって明らかにした.弁のカオス挙動の数値解析に当たって,弁と弁座の衝突は不可避である.衝突点の計算精度が計算精度全体を左右するので,その適正な処理法である最適刻み細分化法を提案し,Runge-Kutta法の計算精度を損なわずに計算を遂行することに成功した.精度の良い数値シミュレーションが出来たのはこの計算法に負う所が大きい.これも本研究の成果である.油圧回路の圧力調整弁として多用されるポペット弁の非線形挙動を検討し,動作点が安定であっても大きな外乱が弁に加わると弁の非線形特性の影響によって,時として不安定振動が発生し(硬発振現象),この発振現象によってポペット弁回路の発振領域が著しく拡大することを示した.この回路の局所安定性(動作点の安定性)を検討した結果,弁モードと管路モードの不安定現象があることを明らかにし,前者は前開度が比較的大きい領域で,後者は弁リフトが比較的小さい領域で不安定になることを示した.この回路に発生する硬発振現象の発生機構は,弁リフトの大きな管路モードと弁リフトの小さな管路モードの場合では全く異なることを示し,弁開きの比較的大きな場合の硬発振現象が,弁静特性の非対称性に起因することを明らかにした.さらに,この種の弁では回路圧が弁の設定圧力より低い状態では,弁が弁座に着座した状態を安定に保つが,このような場合にも大きな外乱が弁に加わるとき不安定振動が発振し得ることを示し,この領域に発生する不安定振動が,時としてカオス的挙動を示すことを数値シミュレーション法によって明らかにした.弁回路に現れるカオス挙動は,いわゆる,ファイゲンバウム型のカオスで,供給圧力の増加とともに,周期倍分岐を繰り返しカオス領域に至ることを数値シミュレーションによって明らかにした.弁のカオス挙動の数値解析に当たって,弁と弁座の衝突は不可避である.衝突点の計算精度が計算精度全体を左右するので,その適正な処理法である最適刻み細分化法を提案し,Runge-Kutta法の計算精度を損なわずに計算を遂行することに成功した.精度の良い数値シミュレーションが出来たのはこの計算法に負う所が大きい.これも本研究の成果である.