hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境負荷低減を目指した焼結金属歯車の高強度化

焼結金属歯車に対する運転試験焼結金属歯車の実用化を目指すため,歯研レス焼結金属歯車を製作し,運転試験を行って,研削焼結金属歯車,溶製材歯車の強度と比較検討を行い,実用化の可能性について検討した.今年度製作した歯車では,歯面研削歯車と歯研レス歯車の荷重伝達能力は同程度であった.これは歯車の歯形,歯すじ形状が,浸炭焼入れによって適当な歯面修整形状になっていたためであると考えられ,今後浸炭焼入れ後の歯面形状が一般的にどのような形になるか見極めた上で,判断する必要があると考えられる.(1)当初予定していた,低密度焼結金属歯車に対するパルセータ試験,運転試験については,研究業績の概要に述べたように,計画通り遂行できた.密度を予め十分高くしなくても歯面に表面転造を施すことで溶製材浸炭焼入れ歯車と同程度の荷重伝達能力が得られることが明らかになり,高強度用歯車としての焼結金属歯車の実用化の可能性を示すことができた.(2)低合金焼結金属歯車に対するパルセータ試験,運転試験についても,ほぼ当初の予定通り遂行できた.従来の高合金焼結金属歯車との比較ができなかったことはマイナス要因であるが,低合金焼結金属歯車でも溶製材浸炭焼入れ歯車と同程度の強度が得られることを示すことができたのは,実用化に向けて大きな一歩であると考えられる.(3)歯研レス焼結金属歯車に対する運転試験についてもほぼ当初の予定通り遂行できた.今回製作した歯研レス歯車の荷重伝達能力は歯面研削歯車と同程度であるという結果が得られたが,歯車諸元,歯車形状によっては浸炭焼入れによる変形が強度に悪影響を及ぼすことも考えられるので,今後浸炭焼入れによる歯面形状変化について検討をする必要があると考えられる.本研究は,焼結歯車の高強度化を図り,動力伝達用歯車の焼結歯車への代替を可能にして,動力伝達用歯車製造に関わる環境負荷低減を目的とするものである.本年度は,焼結金属歯車の実用化を目指すため,浸炭焼入れによる変形を考慮した歯面転造工具を用いて歯研レス表面転造浸炭焼入れ焼結金属歯車を製作し,運転試験を行い,浸炭焼入れ後の歯面形状が適切になるような表面転造を行うことによって,必ずしも歯面研削を行わなくても研削歯車と同程度の歯面強度を得ることができることを示した.本研究のこれまでの3年間で,密度7.5 g/cm3以上の焼結材料を用いることにより,溶製材浸炭焼入れ歯車と同程度の動力伝達能力を有する歯車を製造することができること,母材密度7.5 g/cm3以上の焼結金属歯車は焼結後金型から取り出す際に歩留まりが悪くなるが,密度7.3 g/cm3以上あれば,表面転造あるいはショットピーニングを施すことにより,溶製材歯車に匹敵する強度を持たせることが可能になること,また合金成分を減らした低合金焼結金属歯車であっても密度7.3g/cm3以上の歯車に表面転造を施すことにより溶製材歯車と同程度の強度を持たせることが可能になることなどを示した.さらに,表面転造用工具の歯形形状を最適化することにより,歯面研削を施さなくても溶製材歯車に匹敵する荷重伝達能力を有する焼結金属歯車を製作可能であることを示した.これらの結果より,焼結材料を動力伝達用歯車用材料として使用するためには,密度7.3 g/cm3程度以上の低合金焼結材料を用いて,歯形形状を最適化した転造工具により歯表面の転造を行うことにより,現在動力伝達用として用いられている溶製材浸炭焼入れ歯車と同程度の荷重伝達能力を有する歯車を低コストで製造することができるようになり,大幅な環境負荷低減が達成できるものと考えられる.本研究は,焼結歯車の高強度化により,動力伝達用歯車製造時の環境負荷低減を目指すものである.本研究では,各種表面転造浸炭焼入れ焼結金属歯車を製作して運転試験を行い,荷重伝達能力を調べた.
主権免除規則の存立基盤の再検討－人権侵害救済請求と国家債務処理の影響－

平成30年度は、人権侵害救済請求と主権免除規則との関係を検討するとともに、実際に執行免除が争われた事例を分析して、制限免除主義が妥当する執行免除が拡大している根拠を検討した。第一に、刑事手続を基礎とする国家財産に対する強制執行の事例を検討した。人権侵害救済請求が基礎になっていることから、人権侵害救済請求と主権免除規則との関係についても検討を加えた。第二に、人権侵害救済請求と執行免除の関係について、米国におけるイラン中央銀行に対する強制執行事例を検討した。米国外国主権免除法の新テロリズム例外に基づき、米国において中央銀行財産の執行免除が与えられなかったことについて、イランが米国をICJに提訴し、ICJ先決的抗弁判決が示された(イラン資産事件)。このICJ判決に至る経緯と、ICJ判決の分析を行った。第三に、衆目を集めている日韓請求権協定をめぐる紛争にも着目した。現時点では韓国において主権免除と直接に関係する訴訟が提起されているわけではないが、日本企業が有する財産に対する強制執行手続が具体的に進みつつあり、人権侵害救済請求における強制執行の問題に関わっていること、また、韓国において日本政府を相手とする訴訟も検討されていることから、主権免除の存立基盤を検討するのに適しているからである。こうした検討から、強制執行の基礎となる判決も強制執行対象財産も多様化してきており、従来の存立基盤からの変容を明らかにするとともに、日韓請求権協定をめぐる紛争についても一定の示唆を得ることができた。もっとも、イラン資産事件や日韓請求権協定紛争は現在進行形であり、全容を明らかにしたわけではないが、一定の方向性をえることはできた。平成28年度は、人権侵害救済請求と主権免除規則との関係を中心に検討を行った。まず、主権免除規則における人権侵害行為の位置づけを整理した。不法行為免除制限は国家を私人と対等に扱うという制限免除主義における私人化アプローチの流れにあり、外国国家が公権力を行使した結果の不法行為を想定しないこと、他方、米国における外国人不法行為法に基づく外国国家を被告とする民事訴訟を一つの背景として、国際法上の強行規範に違反する人権侵害行為には必ず国内裁判所が管轄権を行使すべき、あるいは、人権条約上の裁判を受ける権利が主権免除規則に優位する、という主張も繰り返されてきたことを確認した。そのうえで、人権侵害行為の救済は通常、侵害行為発生国において裁判するか、国際的な手続に訴えることにより処理されるが、人権侵害行為をめぐる主権免除事例は国際法違反による国家の責任を個人が国内裁判所で問うものであるという理解のもと、ドイツ主権免除事件国際司法裁判所判決は主権免除規則の論理により、欧州人権裁判所は人権の内在的制約論により、免除を肯定したことを確認し、人権規範と主権免除規則が抵触するのではなく、それぞれの規則内部の論理により主権免除規則の優位性が維持されたことを明らかにした。この内容は、国際法学会2016年度研究大会において報告し、さらに、その報告内容をもとに、学会雑誌『国際法外交雑誌』に原稿を掲載することが決定している。もっとも、実際の効果として、主権免除規則が優位したという認識をもたらしていることはたしかであり、また、今後も国際法に違反する人権侵害行為の救済が国内民事手続に求められることは十分に予想される以上、主権免除規則の存立基盤を再検討することが今後の課題である。制限免除主義が妥当する執行免除が拡大している根拠についての検討はやや滞っているが、人権侵害救済請求と主権免除規則との関係については国際法学会における報告の機会も得られ、学会雑誌『国際法外交雑誌』への寄稿も準備しており、順調に進展している。平成29年度は、引き続き、人権侵害救済請求と主権免除規則との関係を検討するとともに、制限免除主義が妥当する執行免除が拡大している根拠の検討を進めた。制限免除主義が妥当する執行免除が拡大している根拠については、国家債務処理における執行免除拡大に関する国内判例を中心に、免除放棄要件の厳格化、免除対象財産の拡大を整理し、これまでの執行免除の国際法とは異なる動向が生じていることを示した。また、強制執行の基礎となる国内裁判所判決、国際仲裁判断の内容と執行対象財産がどのように関連しているかという問題については、過去の研究業績でも検討した政府系ファンドの事例、刑事手続を基礎とする国家財産に対する強制執行の事例を検討した。刑事手続を基礎とする国家財産に対する強制執行の事例については、人権侵害救済請求が基礎になっていることから、人権侵害請求と主権免除規則との関係についても検討を加えた。こうした検討から、従来、国際法上の執行免除規則は、契約不履行に伴う判決の強制執行を外交使節団名義の銀行預金に対して行うという事例が蓄積してきていたが、強制執行の基礎となる判決も強制執行対象財産も多様化してきており、従来の存立基盤とからの変容を明らかにすることができた。もっとも、こうした存立基盤の変容が一時的な一部の事例に過ぎないのか、主権免除規則そのものの存立基盤が変容してきているからなのか、あるいは、人権侵害救済請求が入り込んできたからなのか、その理由はまだ明らかにすることができていないので、さらなる検討が必要であるが、一定の方向性をえることはできた。人権侵害救済請求を通じて、主権免除規則制限免除主義が妥当する執行免除が拡大している根拠について、ベルギー・ゲント大学のシンポジウムにおける研究発表の機会を得て、多くの意見交換を行い、順調に進められているが、論文として反映することができていないので、平成30年度中の課題としたい。また、本研究課題の最大の目的である主権免除規則の存立基盤の「変容」過程の明確にすべく、免除付与対象となった訴訟・財産の歴史的経過を検討することについてはまだ不十分であり、さらに研究を進めたい。

平成30年度は、人権侵害救済請求と主権免除規則との関係を検討するとともに、実際に執行免除が争われた事例を分析して、制限免除主義が妥当する執行免除が拡大している根拠を検討した。第一に、刑事手続を基礎とする国家財産に対する強制執行の事例を検討した。人権侵害救済請求が基礎になっていることから、人権侵害救済請求と主権免除規則との関係についても検討を加えた。第二に、人権侵害救済請求と執行免除の関係について、米国におけるイラン中央銀行に対する強制執行事例を検討した。米国外国主権免除法の新テロリズム例外に基づき、米国において中央銀行財産の執行免除が与えられなかったことについて、イランが米国をICJに提訴し、ICJ先決的抗弁判決が示された(イラン資産事件)。このICJ判決に至る経緯と、ICJ判決の分析を行った。第三に、衆目を集めている日韓請求権協定をめぐる紛争にも着目した。現時点では韓国において主権免除と直接に関係する訴訟が提起されているわけではないが、日本企業が有する財産に対する強制執行手続が具体的に進みつつあり、人権侵害救済請求における強制執行の問題に関わっていること、また、韓国において日本政府を相手とする訴訟も検討されていることから、主権免除の存立基盤を検討するのに適しているからである。こうした検討から、強制執行の基礎となる判決も強制執行対象財産も多様化してきており、従来の存立基盤からの変容を明らかにするとともに、日韓請求権協定をめぐる紛争についても一定の示唆を得ることができた。もっとも、イラン資産事件や日韓請求権協定紛争は現在進行形であり、全容を明らかにしたわけではないが、一定の方向性をえることはできた。人権侵害救済請求と主権免除規則との関係については、近年の国内判例も踏まえて、駐留軍隊の免除を詳細に検討し、軍隊の行為に起因する行為とその他の人権侵害救済請求との比較を行う必要がある。これにより、研究目的である免除付与対象となった訴訟・財産の歴史的経過の一端を明らかにすることにつながる。また、制限免除主義が妥当する執行免除が拡大している根拠については、財産の種類、免除放棄の要件を具に検討し、人権侵害救済請求と主権免除規則との関係についての研究成果も踏まえて、執行免除と裁判を受ける権利、国際法上の強行規範との関係を検討する。これにより、研究目的である免除付与対象となった訴訟・財産の歴史的経過の一端を明らかにする。また、制限免除主義が妥当する執行免除が拡大している根拠については、人権侵害救済請求と主権免除規則との関係についての研究成果も踏まえて、執行免除と裁判を受ける権利、国際法上の強行規範との関係を検討する。こうした検討を基礎にして、免除付与対象となった訴訟・財産の歴史的経過を検討して、本研究課題の最大の目的である主権免除規則の存立基盤の「変容」過程の明確にしたい。
尿路上皮下の微小循環から過活動膀胱を考える

膀胱壁伸展時の粘膜下微小循環の維持に関与していると考えられる粘膜下細静脈の自動性発生の細胞内機構について検討した。細胞内電位と細静脈径変化の同時記録では、自発活動電位が自動収縮に先行して起こり、いずれの現象もカルシウム(Ca^<2+>)活性化塩素イオンチャネルおよび電位依存性Ca^<2+>チャネル阻害剤により抑制された。細胞内Ca^<2+>イメージングにより輪走・縦走平滑筋細胞において同期した自発Ca^<2+>濃度上昇が認められた。電位依存性Ca^<2+>チャネル阻害剤存在下においても個々の平滑筋細胞においてCa^<2+>Ca^<2+>濃度上昇が認められたが、細胞間の同期性が失われた。平滑筋とは異なる形態を有し、ネットワークを形成する細胞(血管周囲間質細胞)においても同期した自発細胞内Ca^<2+>濃度上昇が発生し、電位依存性Ca^<2+>チャネル阻害剤により同期性は失われたが個々の間質細胞における自発Ca^<2+>濃度上昇は抑制されなかった。以上の結果からは、平滑筋細胞と間質細胞のいずれが自動運動のペースメーカー細胞としての役割を果たしているかは特定できなかったが、小胞体からのCa^<2+>遊離が起点となり、電位依存性Ca^<2+>チャネルによる電気的細胞間連携により自動運動に不可欠な細胞間同期性がもたらされると考えられた。細静脈の自発収縮は経壁電気刺激により頻度が増加し、その作用はα受容体阻害薬により抑制された。α受容体阻害下では神経刺激により自発収縮の頻度の低下および血管径の拡張を認める場合があり、抑制作用はプβ受容体阻害により拮抗された。外因性アセチルコリンは濃度依存性に自発収縮の頻度を増加させ血管径を減少させた。排尿筋層のみを除去した尿路上皮を含む標本でも自発収縮を認めたが、神経刺激により持続的な収縮が起こり、またカプサイシン投与により自発収縮の抑制が認められた。以上より細静脈の自発収縮は神経および尿路上皮から放出される生理活性物質により制御されることが示唆された。過活動膀胱における尿意切迫の機序である、尿路上皮-求心性神経信号伝達の病的な亢進には粘膜下虚血が関与していると考えられるので、膀胱粘膜下の微小循環に関わる血管の収縮特性について検討した。摘出ラット膀胱から排尿筋層および尿路上皮を機械的に除去し、細動脈・細静脈網を含む粘膜下層標本を作成した。血管径変化を血管壁経時追跡画像システムにより計測した。細動脈では自発的な血管径の変化は認めず、経壁神経刺激により一過性の血管径の減少(収縮)を生じた。神経性細動脈収縮はα_1受容体阻害薬プラゾシンにより約60%抑制され、グアネチジンにより消失した。またα_<1A>阻害薬RS17053によっても約50%抑制されたが、α_<1D>阻害薬BMY7378は無効であったことから、ラット膀胱粘膜下細動脈の神経性収縮は主に交感神経から遊離されるノルアドレナリンによりα_<1A>受容体を介して起こっていると考えられた。細静脈は1分間に35回の自発収縮を発生し、この収縮は電位依存性カルシウム(Ca^<2+>)チャネル阻害剤ニフェジピンおよび小胞体へのCa^<2+>取り込みを担うCa^<2+>ATPase阻害剤CPAにより消失した。さらにCa^<2+>活性化塩素イオンチャネル(Cl^-)阻害剤であるNiflumic acid及びDIDS、イノシトール3リン酸(InsP_3)によるCa^<2+>遊離の阻害薬である2-APBによっても自発収縮が強く抑制されたことから、小胞体からのInsP_3受容体を介したCa^<2+>遊離によりCa^<2+>活性化Cl^-チャネルが開口し、それに伴う脱分極により電位依存性Ca^<2+>チャネルが開口する3段階の過程を経て自発収縮が生じていると考えられた。細静脈の自発収縮は血流促進作用およびポンプ作用により、特に蓄尿時の膀胱壁伸展時及びおよび排尿時膀胱内圧上昇時における粘膜下微小循環の維持に関与している可能性が示唆された。

以上の結果からは、平滑筋細胞と間質細胞のいずれが自動運動のペースメーカー細胞としての役割を果たしているかは特定できなかったが、小胞体からのCa^<2+>遊離が起点となり、電位依存性Ca^<2+>チャネルによる電気的細胞間連携により自動運動に不可欠な細胞間同期性がもたらされると考えられた。細静脈の自発収縮は経壁電気刺激により頻度が増加し、その作用はα受容体阻害薬により抑制された。α受容体阻害下では神経刺激により自発収縮の頻度の低下および血管径の拡張を認める場合があり、抑制作用はプβ受容体阻害により拮抗された。外因性アセチルコリンは濃度依存性に自発収縮の頻度を増加させ血管径を減少させた。排尿筋層のみを除去した尿路上皮を含む標本でも自発収縮を認めたが、神経刺激により持続的な収縮が起こり、またカプサイシン投与により自発収縮の抑制が認められた。以上より細静脈の自発収縮は神経および尿路上皮から放出される生理活性物質により制御されることが示唆された。
鉛直振動を対象とした評価方法と評価ランクに関する研究

本研究の目的は、住宅で発生する鉛直振動を対象に、環境振動の評価基準を提案することである。対象とする振動源としては、住宅で発生する歩行などの日常動作と外部で発生し、伝搬してくる道路交通や鉄道による交通振動源である。最終年度では、10分程度の短い官能検査だけではなく、振動環境に対する生活実感を明らかにすることを目的に、長期間に渡る振動評価を明らかにすることを試みた。まず、日常生活における環境振動の実情を把握することを目的として、過去1年間の振動暴露を対象とし、アンケート調査を行った。過去1年間での現住居における振動に対して回答してもらった。アンケート調査の全回答者は994名で、男性が673名、女性が282名、性別不明が39名であった。「過去1年間で、家にいるときに地震以外の振動を感じるか」の質問に対して、全回答者の約40%の人が住宅における実生活の中で振動を知覚しているという結果であった。振動を感じると回答した393名に対し、振動に対する総合評価について回答してもらった結果、「振動がストレスとなり、できる事なら引っ越したい」、「振動を感じ不快に思うが、我慢できる程度」、「振動を感じるが、少し気になる程度」と回答した人を合わせると約58%を占め、振動が日常生活に影響を与えていることがわかった。さらに、対象者を選定し、対象者が居住する実住宅において実験を行った。実験内容は実住宅での振動測定と居住者のアンケート調査とした。50物件の住宅で72名の居住者を対象に、1日を対象とした振動測定とアンケート調査を実施した。その結果、様々な分析を行い、評価尺度としては、等価振動レベルに、振動知覚秒数又は回数の対数を考慮する評価尺度が気になる度合や不快度合と良い対応を示すことがわかった。さらに、それぞれの評価尺度に対して、振動の気になる度合に対する基準を提案することができた。本研究では、居住者の住環境の向上のためには、環境振動の評価基準として、「空間の絶対性能からみた振動評価」と「建築物の床の振動遮断性能からみた評価」の2種類の評価方法が必要と考えており、それぞれについて評価尺度を提案し、評価ランクを提案することを目的としている。H28年度は、まず、人の歩行時等を想定した衝撃振動に対する振動感覚と対応の良い評価尺度の提案を行った。ゴムボール衝撃源を対象として、鉛直振動に対する30Hz以降の振動感覚周波数特性の検討を行い、80Hzまで拡張することで知覚度合との対応が良くなることを示した。さらに、RC造と木造の実建物を対象に、物理量の測定と振動感覚評価実験を行い、気になり度合や不快度合について、対応が良い物理量を提案した。これらの結果より、人の振動感覚と対応の良い評価尺度が提案できた。次に、これらの結果を応用して、建築物の床の振動遮断性能からみた評価尺度の検討を行った。今年度は、木造、鉄骨造の実建物を対象に、ゴムボール衝撃時の床の加速度測定及び感覚評価結果の対応を検討した。居住者反応データ(長期居住時)についても、木造、鉄骨造の実建物で実施した。これらのデータについては、H29,H30年度もさらに継続してデータを蓄積し、評価ランクの作成につなげたい。RC造、木造、鉄骨造の実物件を対象として、物理量測定、感覚評価実験を行い、H28年度の目的としていた人の歩行時等を想定した衝撃振動を対象とした評価尺度について、本研究で実施した実験結果から、「振動加速度」と「振動を知覚している時間」を組み合わせた物理量によって、良い対応を示すことが明らかになった。また、評価ランクを作成するための長期居住時の居住者反応データの蓄積も行えた。以上のように、H28年度の研究計画に対して、おおむね順調に進展しているといえる。H29年度は、初年次に検討した、人の歩行時等を想定した床の衝撃振動に関する知見を生かし、交通振動を対象とした場合の人の振動感覚と対応の良い評価尺度の提案を行った。対象とした交通振動源としては、道路交通、在来線鉄道、新幹線とした。交通振動においても、30Hz以降の振動感覚周波数特性の検討を行い、決定周波数以外の周波数帯域も考慮することで知覚度合との対応が高まる可能性を示した。また、交通振動を対象に、振動の継続時間を考慮した物理量と振動感覚の関係について様々な検討を行い、振動知覚時間を考慮した物理量を提案し、その物理量が、不快度合と良い対応を示すことを明らかにした。これらの結果より、人の振動感覚評価と対応の良い評価尺度が提案できた。居住者反応データ(長期居住時)についても、実建物で実施した。

これらのデータは、H30年度も継続してデータを蓄積して、評価ランクの作成につなげたい。実物件を対象として、物理量測定、感覚評価実験を行い、H29年度の目的である、交通振動を対象とした場合の人の振動感覚と対応の良い評価尺度の提案を行うことができた。また、評価ランクを作成するための長期居住時の居住者反応データの蓄積も行うことができた。以上のように、H29年度の研究計画に対して、おおむね順調に進展している。本研究の目的は、住宅で発生する鉛直振動を対象に、環境振動の評価基準を提案することである。対象とする振動源としては、住宅で発生する歩行などの日常動作と外部で発生し、伝搬してくる道路交通や鉄道による交通振動源である。最終年度では、10分程度の短い官能検査だけではなく、振動環境に対する生活実感を明らかにすることを目的に、長期間に渡る振動評価を明らかにすることを試みた。まず、日常生活における環境振動の実情を把握することを目的として、過去1年間の振動暴露を対象とし、アンケート調査を行った。過去1年間での現住居における振動に対して回答してもらった。アンケート調査の全回答者は994名で、男性が673名、女性が282名、性別不明が39名であった。「過去1年間で、家にいるときに地震以外の振動を感じるか」の質問に対して、全回答者の約40%の人が住宅における実生活の中で振動を知覚しているという結果であった。振動を感じると回答した393名に対し、振動に対する総合評価について回答してもらった結果、「振動がストレスとなり、できる事なら引っ越したい」、「振動を感じ不快に思うが、我慢できる程度」、「振動を感じるが、少し気になる程度」と回答した人を合わせると約58%を占め、振動が日常生活に影響を与えていることがわかった。さらに、対象者を選定し、対象者が居住する実住宅において実験を行った。実験内容は実住宅での振動測定と居住者のアンケート調査とした。50物件の住宅で72名の居住者を対象に、1日を対象とした振動測定とアンケート調査を実施した。その結果、様々な分析を行い、評価尺度としては、等価振動レベルに、振動知覚秒数又は回数の対数を考慮する評価尺度が気になる度合や不快度合と良い対応を示すことがわかった。さらに、それぞれの評価尺度に対して、振動の気になる度合に対する基準を提案することができた。H29年度、H30年度については、研究計画通り実行していく予定である。H29年度は、H28年度の結果を利用して、交通振動に対する振動感覚と対応の良い評価尺度の検討を行っていく予定である。また、H29年度も評価ランクを作成するための長期居住時の居住者反応データを蓄積していく予定である。H30年度は、H28年度、H29年度の結果を応用して、衝撃振動、交通振動を対象とした鉛直振動の評価基準の作成につなげていきたい。また、衝撃振動に対する床の振動遮断性能の評価基準の作成にもつなげていく予定である。H30年度も、研究計画通り、実行していく予定である。H30年度は最終年度であるため、これまでに実施した評価尺度の再検討を行うと共に、居住者反応データを対応させ、評価基準の作成を行う。そのため、これまで継続してきた2年間分に加えて、H30年度も居住者反応データをさらに蓄積する予定である。
ミリ波照射加熱による物質移動の選択的促進と材料創製への応用

マイクロ波のうちミリ波は多くのセラミックスで吸収され、自己発熱をもたらす。ミリ波照射加熱により、迅速・選択的に対象物質を加熱できるために、材料合成や物質創製に利用されてきた。本基盤研究での研究では、このミリ波照射加熱を高温酸化物型燃料電子(SOFC)の加熱方式として用いようとの提案である。SOFCの加熱にミリ波を用いると、セルのみを迅速に動作温度まで到達することができるため、需要がある時に少ないエネルギー投入量で発電できるとの利点が考えられる。これとは別にミリ波加熱による非熱効果が報告されており、燃料電池における酸化物イオンの移動が促進するとの報告をジルコニアおよびセリア電解質について行ってきた。昨年度はセリア系固体電解質を用い燃料電池を作製し、通常加熱およびミリ波照射加熱での電池の発電特性を比較したところ、同じ温度でも50%以上の発電特性の向上が認められた。平成30年度は、ジルコニア系についても、燃料電池作製し通常加熱およびミリ波加熱での電池の発電特性を比較し、発電特性の向上を確認した。さらにセリア系については、電解質以外の各素過程に及ぼすミリ波の効果を調査した。まず、ターフェルプロットから交換電流密度を算出したところ、ミリ波照射下では3倍以上に増加していることがわかった。さらに電解質とカソードからなるハーフセルのインピーダンスを測定したところ酸化物イオンの拡散抵抗が大幅に低減していることがわかった。これらより、ミリ波照射により、電解質抵抗、イオン拡散抵抗が大幅に低減し、交換電流密度を向上させることで、燃料電池の発電特性が向上していることがわかった。以上のようにSOFCの加熱方式として、ミリ波照射を用い、電解質の導電率向上の確認とセルの出力向上を実証した。得られた結果は、これまで欠点とされてきたSOFCの長時間耐久性を克服し、オンデマンド発電の可能性を示した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。蛍石型構造のZrO2ーCeO2の拡散対で,カチオン相互拡散におけるミリ波照射の効果を調査し,拡散を促進させることを目的とした。固相法で得られた焼結体で拡散対を作るため、それぞれの焼結体の表面を9 &micro;m,3 &micro;m,1 &micro;mのダイアモンドペーストで鏡面研磨を行った。そして拡散対にるつぼ状のアルミナ250 gの重しをのせたまま電気炉及びMSP製のミリ波照射装置で1560°C1640°Cの温度域において2時間8時間保持で拡散アニールを行った。拡散対は3 mmに切断し表面研磨を行った後SEM-EDXを用いて界面付近の観察と元素分析を行った。拡散対のCeイオン濃度50 %での相互拡散係数を示す。全ての温度でミリ波照射による相互拡散係数が従来法を上回り陽イオン相互拡散が促進しているが明らかになった。また,算出された相互拡散係数からアレニウスの式より相互拡散の活性化エネルギーを求めた。ミリ波処理と電気炉処理での活性化エネルギーの比較したところミリ波照射による活性化エネルギーは従来法によるものより低く、35.8 %減少した。つまりミリ波照射ではより短時間で同等の拡散を起こすことが可能である。CeO2-ZrO2系での相互拡散はCeイオン濃度が大きいほど促進量が大きく,いずれの濃度でもミリ波照射下の方が大きな値を示した。これはCeO2がZrO2よりミリ波を吸収するため,各地点に存在するCeイオンが、その効果を受け拡散の駆動力であるエネルギーが増大したためだと考察している。蛍石型構造のZrO2ーCeO2の拡散対で,カチオン相互拡散におけるミリ波照射の効果を明らかにすることができた。これとは別にミリ波加熱による非熱効果が報告されており、燃料電池における酸化物イオンの移動が促進するとの報告をジルコニア電解質について行ってきた。平成29年度はこれまでのジルコニア系ではなく、セリア系固体電解質においても、ミリ波照射下でのイオン伝導度の促進を見出している。各種添加物の量を変化させ、ミリ波吸収度合いとイオン促進の割合を比較したところ、吸収度合いとは直接相関せず、非熱的な効果による促進が示唆された。セリア系固体電解質を用い燃料電池を作製し、通常加熱およびミリ波照射加熱での電池の発電特性を比較したところ、同じ温度でも50%以上の発電特性の向上が認められた。この発電効率向上を、電解質の導電率向上に伴う、オーム損失の低減と結びつけて議論した。この実証実験は、燃料電池の動作温度を変えない場合、ミリ波照射の工学的利点とあわせ、投入エネルギーを差し引いた正味の出力向上を示している。また、同じ出力をより低温で得られるため、発電までの時間を短縮できるほか、構成材料を汎用、安価で、耐久性が高いものに代替することが可能である。

ジルコニア系だけではなくセリア系電解質でもミリ波加熱下での導電率の向上を見出し、実際に燃料電池を構成したときの効率向上を見出したため。マイクロ波のうちミリ波は多くのセラミックスで吸収され、自己発熱をもたらす。ミリ波照射加熱により、迅速・選択的に対象物質を加熱できるために、材料合成や物質創製に利用されてきた。本基盤研究での研究では、このミリ波照射加熱を高温酸化物型燃料電子(SOFC)の加熱方式として用いようとの提案である。SOFCの加熱にミリ波を用いると、セルのみを迅速に動作温度まで到達することができるため、需要がある時に少ないエネルギー投入量で発電できるとの利点が考えられる。これとは別にミリ波加熱による非熱効果が報告されており、燃料電池における酸化物イオンの移動が促進するとの報告をジルコニアおよびセリア電解質について行ってきた。昨年度はセリア系固体電解質を用い燃料電池を作製し、通常加熱およびミリ波照射加熱での電池の発電特性を比較したところ、同じ温度でも50%以上の発電特性の向上が認められた。平成30年度は、ジルコニア系についても、燃料電池作製し通常加熱およびミリ波加熱での電池の発電特性を比較し、発電特性の向上を確認した。さらにセリア系については、電解質以外の各素過程に及ぼすミリ波の効果を調査した。まず、ターフェルプロットから交換電流密度を算出したところ、ミリ波照射下では3倍以上に増加していることがわかった。さらに電解質とカソードからなるハーフセルのインピーダンスを測定したところ酸化物イオンの拡散抵抗が大幅に低減していることがわかった。これらより、ミリ波照射により、電解質抵抗、イオン拡散抵抗が大幅に低減し、交換電流密度を向上させることで、燃料電池の発電特性が向上していることがわかった。以上のようにSOFCの加熱方式として、ミリ波照射を用い、電解質の導電率向上の確認とセルの出力向上を実証した。得られた結果は、これまで欠点とされてきたSOFCの長時間耐久性を克服し、オンデマンド発電の可能性を示した。ミリ波によるセラミックスの低温・迅速焼結の理由を拡散の促進によって説明するとともに、拡散の促進率、電場・応力下の物質移動の促進とそれらのイオン種依存性について明らかにしていく。本研究は、促進度合いのイオン種依存性を系統的に調べる世界で初の試みとなる。通常赤外加熱の下で相対的拡散が遅いイオン種の拡散がミリ波照射下でより促進されたならば、優先拡散の方向が逆転するなど興味深い現象も予測される。このような場合、ミリ波・赤外線を同時照射し、出力を独立に制御したならば、異なるイオン種でも固有拡散速度をそろえることが可能になり、ボイドを含まない完全なセラミックスの拡散接合が実現する。これをセラミックスの強化に応用することを目指す。燃料電池加熱へのミリ波照射利用を目指す場合、電解質支持型を採用することになり、いかに電解質の抵抗を低減するかが発電効率向上のカギとなる。導電率一定の場合は、厚みを減じればそれに応じて抵抗値も減少するが、同時に外力に対する機械的信頼性も低減する。研究実施者はこれまでアルミナを電解質に分散することにより、機械強度と導電率を同時向上させることに成功している。ミリ波照射下でも機械強度と導電率が向上したうえで、さらにイオン伝導促進効果が発現するかどうかを調べる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
クメール建築の木造架構法 東南アジアの木造架構法に関する研究

クメール建築の木造上部架構法に関する研究としては、フランスのデュマルセイ(Dumarcay,J.)による「クメールの小屋組と瓦」(“CHARPENTES ET TUILS KHMERES"1973)が代表的で、それによればアンコール遺跡では多くの平瓦、丸瓦、軒先瓦が出土しており、木造上部架構を有したクメール建築が、いわゆる本瓦葺きであったことを指摘している。今年度実際に発掘調査を実施する機会を得たアンコール・トムのプラサート・ス-プラという遺跡でも、同様に3種の瓦が多数出土した。しかし、その製造方法にはバラツキが認められ、例えば軟質で厚・薄、硬質で厚・薄、さらに釉薬有・無など多種に分類できる。さらに同質でもサイズが様々で、完全に同一建造物に用いられていたと推定可能な瓦を相当数抽出することはできなかった。従って、瓦自体の形状などに関する情報は入手できたが、屋根にどのようなピッチで葺かれていたかを復原することは現時点では困難といえる。架構自体の復原は、木という材質ゆえにオリジナルの部材が全く残存していないため、石造建造物の壁面に残る横架材支承痕跡と、クメール建築の寸法計画の考察を通して復原するしか方法はない。今年度は特に、クメールの碑文中に認められる度量衡に関する記述をピックアップし、クメールの寸法体系がインドに由来する人体尺に類する可能性が高いことを確認した。今後は、実際のクメール遺構に残る横架材支承痕跡についてさらに多くの実測資料を入手するための現地調査実施を最優先し、同時に周辺他国の伝統的木造上部架構法に関する文献資料の入手・読解を行いたい。
トンネルの中の気象学-坑内伸縮計観測への気圧変化の影響

気象庁精密地震観測室(長野県松代)の大坑道の内部では,100m石英管伸縮計による地殻歪みの精密観測が行われている.この観測におけるノイズ源の一つは,坑内のわずかな温度変化による基準尺の伸び縮みである.その温度変化じたいは,気圧の変化に伴って坑内の空気が断熱的に圧縮・膨張することによって起きているらしいと考えられている.本研究では,坑内で実際に何が起きているかを正確に把握するため,温度・湿度・気圧の連続観測を行った.その結果,次のようなことがわかった.1.気圧変化と坑内の温度変化との間には非常に高い相関があり,作業などの人工的な擾乱や年周的な変化を除けば,温度変化のほとんどは気圧変化によるものである.2.気圧変化と温度変化とはほぼ比例するが,その比例係数は周期によって系統的に変わる.周期2時間程度より短い帯域では,比例係数はほぼ一定だが,周期が長くなると小さくなる(温度変化が相対的に小さくなる).3.坑内の湿度はつねに90%以上あり,年間を通してほとんど変化しない.温度変化に伴って湿度が変化するかどうかについては,観測精度の範囲内では,有意な変化は記録されなかった.4.上述の短周期での比例係数(0.05K/hPa)は,断熱変化を考えた場合の乾燥大気の理論値0.085K/hPaより,湿潤大気の理論値0.042K/hPaに近い.5.上述の周期依存性は,断熱変化と周辺の岩石への熱伝導とを考慮した理論モデルによって非常によく説明できる.以上を総合すると,坑内の温度変化は,気圧の記録から再現が可能であり,精密な気圧観測を温度観測と併用することで高い精度でのノイズ除去が可能になることがわかった.ただ,比例係数が湿潤大気の理論値に近い値をとることなどについては説明できない点が残り,考慮されていない他の効果(坑内の空気の対流,水蒸気の相変化など)の影響があることを予想させる.気象庁精密地震観測室(長野県松代)の大坑道の内部では,100m石英管伸縮計による地殻歪みの精密観測が行われている.この観測におけるノイズ源の一つは,坑内のわずかな温度変化による基準尺の伸び縮みである.その温度変化じたいは,気圧の変化に伴って坑内の空気が断熱的に圧縮・膨張することによって起きているらしいと考えられている.本研究では,坑内で実際に何が起きているかを正確に把握するため,温度・湿度・気圧の連続観測を行った.その結果,次のようなことがわかった.1.気圧変化と坑内の温度変化との間には非常に高い相関があり,作業などの人工的な擾乱や年周的な変化を除けば,温度変化のほとんどは気圧変化によるものである.2.気圧変化と温度変化とはほぼ比例するが,その比例係数は周期によって系統的に変わる.周期2時間程度より短い帯域では,比例係数はほぼ一定だが,周期が長くなると小さくなる(温度変化が相対的に小さくなる).3.坑内の湿度はつねに90%以上あり,年間を通してほとんど変化しない.温度変化に伴って湿度が変化するかどうかについては,観測精度の範囲内では,有意な変化は記録されなかった.4.上述の短周期での比例係数(0.05K/hPa)は,断熱変化を考えた場合の乾燥大気の理論値0.085K/hPaより,湿潤大気の理論値0.042K/hPaに近い.5.上述の周期依存性は,断熱変化と周辺の岩石への熱伝導とを考慮した理論モデルによって非常によく説明できる.以上を総合すると,坑内の温度変化は,気圧の記録から再現が可能であり,精密な気圧観測を温度観測と併用することで高い精度でのノイズ除去が可能になることがわかった.ただ,比例係数が湿潤大気の理論値に近い値をとることなどについては説明できない点が残り,考慮されていない他の効果(坑内の空気の対流,水蒸気の相変化など)の影響があることを予想させる.気象庁精密地震観測室(長野県松代)の100m石英管伸縮計は,原理的には非常に高い分解能を有しているのだが,さまざまな観測ノイズのためにその能力を必ずしも生かしきれていないのが実情である.一つの大きなノイズ源は,気圧変化によってトンネル内の空気の温度が変化し,それによって生じた材質の熱膨張(収縮)が,見かけ上の地面の伸び縮みを発生させるという効果である.このノイズへの対策として,坑内の温度変化と,その原因となる気圧変化とを,精密にモニターするプロジェクトを2003年より展開してきた.試験観測の期間をへて,今年度から本観測に入り,トンネル内数カ所において気圧および温度の連続観測を行っている.これまでの解析でわかったことは,気圧変化と温度変化とは単純な比例関係にあるわけではなく,複雑な周波数依存性を示すということである.これは,トンネルの壁などへの熱伝導を通して温度変化が緩衝されるためであると考えられる.つまり,短周期においては気圧と温度はほぼ比例するが,長周期においては熱が壁を通して逃げてしまうために,温度変化は小さくなる.また,石英管を覆っている発泡スチロールのカバーは,これまで単に外部の温度変化を内部に伝えない役目を果たしていると考えられてきたが,理論的な考察および試験的な測定により,系の熱容量を増大させて温度変化を抑制するという効果のほうがむしろ重要であることがわかった.以上のような効果をモデリングするために,熱伝導の効果を含めた数値モデルを開発し,実際の観測データとの比較を行っている.

気象庁精密地震観測室(長野県松代)の大坑道の内部では,100m石英管伸縮計による地殻歪みの精密観測が行われている.この観測におけるノイズ源の一つは,坑内のわずかな温度変化による基準尺の伸び縮みである.その温度変化じたいは,気圧の変化に伴って坑内の空気が断熱的に圧縮・膨張することによって起きているらしいと考えられている.本研究では,坑内で実際に何が起きているかを正確に把握するため,温度・湿度・気圧の連続観測を行った.その結果,次のようなことがわかった.1.気圧変化と坑内の温度変化との間には非常に高い相関があり,作業などの人工的な擾乱や年周的な変化を除けば,温度変化のほとんどは気圧変化によるものである.2.気圧変化と温度変化とはほぼ比例するが,その比例係数は周期によって系統的に変わる.周期2時間程度より短い帯域では,比例係数はほぼ一定だが,周期が長くなると小さくなる(温度変化が相対的に小さくなる).3.坑内の湿度はつねに90%以上あり,年間を通してほとんど変化しない.温度変化に伴って湿度が変化するかどうかについては,観測精度の範囲内では,有意な変化は記録されなかった.4.上述の短周期での比例係数(0.05K/hPa)は,断熱変化を考えた場合の乾燥大気の理論値0.085K/hPaより,湿潤大気の理論値0.042K/hPaに近い.5.上述の周期依存性は,断熱変化と周辺の岩石への熱伝導とを考慮した理論モデルによって非常によく説明できる.以上を総合すると,坑内の温度変化は,気圧の記録から再現が可能であり,精密な気圧観測を温度観測と併用することで高い精度でのノイズ除去が可能になることがわかった.ただ,比例係数が湿潤大気の理論値に近い値をとることなどについては説明できない点が残り,考慮されていない他の効果(坑内の空気の対流,水蒸気の相変化など)の影響があることを予想させる.
トーリックFano多様体のKahler幾何学

Kahler多様体はいかなるときに「良い」Kahler計量を持つかという問題について研究した.ここで「良い」Kahler計量としては,多様体がFanoの時にはEinstein-Kahler計量が考えられる.一般のKahler多様体に対しては,定スカラー曲率を持つKahler計量が考えられるであろう.これらの計量の存在に対する障害として,Einstein-Kahler計量に対しては二木指標,定スカラー曲率を持つKahler計量に対しては板東・Calabi・二木指標と呼ばれる正則ベクトル場のなすLie環の指標が知られている.これまで二木指標に対しては,二木・森田・満渕によりいくつかの性質が示されてきた.一方,板東・Calabi・二木指標については,あまり研究はなされていないようであった.本研究では,二木指標に対して示されているある性質を板東・Calabi・二木指標の場合にまで拡張することができた.具体的には,考えているKahler多様体の正則自己同型群の巾単部分群をとったときに,そのLie環の上で板東・Calabi・二木指標が消えることを,昨年度(平成9年度)の研究により示すことができた.この結果により,トーリック多様体と呼ばれる同じ次元のトーラスの作用する多様体上で板東・Calabi・二木指標を考えるとき,トーラスのLie環の上だけで考えれば良いということが解る.さらに,端的Kahlerベクトル場と呼ばれる,板東・Calabi・二木指標と非常に関係の深いベクトル場の周期性定理も昨年度の研究により示すことができた.尚,これらの結果はFano多様体の時の二木指標に対して二木・満渕が示した結果の板東・Calabi・二木指標への一般化にあたるものである.昨年度の研究に引き続き,今年度(平成10年度)は,板東・Calabi・二木指標をGodbillon・Vey不変量(のある種の一般化)として解釈してやることができた.またこの結果を用いて,板東・Calabi・二木指標を正則自己同型群の指標に持ち上げてやることが概ねできそうであることもわかった.尚,これらの結果はFano多様体の時の二木指標に対して二木・森田が示した結果の板東・Calabi・二木指標への一般化にあたるものである.Kahler多様体はいかなるときに「良い」Kahler計量を持つかという問題について研究した。ここで「良い」Kahler計量としては,多様体がFanoの時にはEinstein-Kahler計量が考えられる.一般のKahler多様体に対しては,定スカラー曲率を持つKahler計量が考えられるであろう.これらの計量の存在に対する障害として,Einstein-Kahler計量に対しては二木指標,定スカラー曲率を持つKahler計量に対しては板東・Calabi・二木指標が知られている.これまで二木指標に対しては,二木・森田・満渕によりいくつかの性質が示されてきた.一方,板東・Calabi・二木指標については,あまり研究はなされていないようであった.本年度は,二木指標に対して示されているある性質を板東・Calabi・二木指標の場合にまで拡張することができた.具体的には,考えているKahler多様体の正則自己同型群の巾単部分群をとったときに,そのLie環の上で,板東・Calabi・二木指標が消えることを示した.この結果により,トーリック多様体を呼ばれる同じ次元のトーラスの作用する多様体上で板東・Calabi・二木指標を考えることき,トーラスのLie環の上だけで考えれば良いということが解った.さらに,端的Kahlerベクトル場と呼ばれる,板東・Calabi・二木指標と非常に関係の深いベクトル場の周期性定理も示すことができた.尚この周期性定理は最初,Fano多様体に対して二木・満渕が示したものである.Kahler多様体はいかなるときに「良い」Kahler計量を持つかという問題について研究した.ここで「良い」Kahler計量としては,多様体がFanoの時にはEinstein-Kahler計量が考えられる.一般のKahler多様体に対しては,定スカラー曲率を持つKahler計量が考えられるであろう.これらの計量の存在に対する障害として,Einstein-Kahler計量に対しては二木指標,定スカラー曲率を持つKahler計量に対しては板東・Calabi・二木指標と呼ばれる正則ベクトル場のなすLie環の指標が知られている.これまで二木指標に対しては,二木・森田・満渕によりいくつかの性質が示されてきた.一方,板東・Calabi・二木指標については,あまり研究はなされていないようであった.本研究では,二木指標に対して示されているある性質を板東・Calabi・二木指標の場合にまで拡張することができた.具体的には,考えているKahler多様体の正則自己同型群の巾単部分群をとったときに,そのLie環の上で板東・Calabi・二木指標が消えることを,昨年度(平成9年度)の研究により示すことができた.

この結果により,トーリック多様体と呼ばれる同じ次元のトーラスの作用する多様体上で板東・Calabi・二木指標を考えるとき,トーラスのLie環の上だけで考えれば良いということが解る.さらに,端的Kahlerベクトル場と呼ばれる,板東・Calabi・二木指標と非常に関係の深いベクトル場の周期性定理も昨年度の研究により示すことができた.尚,これらの結果はFano多様体の時の二木指標に対して二木・満渕が示した結果の板東・Calabi・二木指標への一般化にあたるものである.昨年度の研究に引き続き,今年度(平成10年度)は,板東・Calabi・二木指標をGodbillon・Vey不変量(のある種の一般化)として解釈してやることができた.またこの結果を用いて,板東・Calabi・二木指標を正則自己同型群の指標に持ち上げてやることが概ねできそうであることもわかった.尚,これらの結果はFano多様体の時の二木指標に対して二木・森田が示した結果の板東・Calabi・二木指標への一般化にあたるものである.
頭蓋縫合早期癒合症における遺伝子異常に関する研究

頭蓋縫合早期癒合症の遺伝子異常については,fibroblast growth factor receptor(以下FGFR)遺伝子を中心に,その変異が報告されている。今回,表現型より症候群性頭蓋狭窄症と考えられた計8例について,FGFR2,FGFR3遺伝子について解析を行った。その結果,頭蓋縫合早期癒合・水頭症・両側肘関節の円性癒合を認め,Pfeiffer症候群type2と考えられた1例において,FGFR2遺伝子に異常を見いだし,その遺伝子型はTry290Cys(1049:G→T)であった。現在までにFGFR2遺伝子のTry290Cys変異に関する報告は9例程あるが,その表現型は重症のPfeiffer症候群であるとされ,今回の症例もこれを支持する結果となった。我々はFGFR遺伝子異常が同一であっても,その表現型は大きく異なり得ることを報告してきているが,Try290Cysのような特定のFGFR遺伝子変異に関しては,表現型と遺伝子型に相関が見られることが示唆された。また,FGFR2遺伝子に異常を確認し,かつ10年以上の経過観察したCrouzon症候群10例,Apert症候群6例について,手術時の年齢,手術法,手術回数についてretrospectiveに検討した。その結果,Crouzo症候群では,初回手術が1歳以下のものが,5/10例,また,複数の手術を要した例は5/10例であった。7/10例はcysteineに関連した変異であった。これに対し,Apert症候群では,6例全例が生後6ヶ月以内に初回手術を必要とし,また全例で36才時に再手術が行われていた。遺伝子型は,Ser252Trp:4例,Pro253Arg:2例であった。Apert症候群の方がCrouzon症候群より,早期にかつ複数回の頭蓋形成術を要する傾向にあり,遺伝子型が治療経過にも影響していると考えられた。頭蓋縫合早期癒合症,とくに症候群性頭蓋縫合早期癒合症の遺伝子異常については,線維芽細胞増殖因子受容体(fibroblast growth factor receptor(以下FGFR))遺伝子を中心に,その変異が報告されている。しかし,遺伝子の異常から,その表現型に至る機序は未だ解明されていない。平成18年度は,患者末梢血からのDNA抽出にQuickgene-Mini80(Fuji Film)を導入し,また,PCR産物の遺伝子異常の検出には,RIを使用しないsingle-strand conformation polymorphism(SSCP)/heterodeuplex法を用いて分析の効率化を図った。その結果,頭蓋縫合早期癒合に両側肘関節の骨性癒合などを認めPfeiffer症候群type2と考えられた1例で,FGFR2遺伝子のexon IIIaに異常を見いだし,その遺伝子型はTrp290Cys(1049:G→T)であった。現在までにFGFR2遺伝子のTrp290Cys変異に関する報告は9例程あり,その表現型は重症のPfeiffer症候群とされているが,今回の症例もこれを支持する結果となった。我々はFGFR遺伝子の異常が同一であっても,その表現型は大きく異なり得ることを報告してきているが,特定の変異については,表現型と遺伝子型に相関が見られる可能性が示唆された。平成19年度も症例を重ね分析を進める。その結果,頭蓋縫合早期癒合

・水頭症・両側肘関節の骨性癒合を認め,Pfeiffer症候群type2と考えられた1例において,FGFR2遺伝子に異常を見いだし,その遺伝子型はTry290Cys(1049:G→T)であった。現在までにFGFR2遺伝子のTry290Cys変異に関する報告は9例程あるが,その表現型は重症のPfeiffer症候群であるとされ,今回の症例もこれを支持する結果となった。我々はFGFR遺伝子異常が同一であっても,その表現型は大きく異なり得ることを報告してきているが,Try290Cysのような特定のFGFR遺伝子変異に関しては,表現型と遺伝子型に相関が見られることが示唆された。また,FGFR2遺伝子に異常を確認し,かつ10年以上の経過観察したCrouzon症候群10例,Apert症候群6例について,手術時の年齢,手術法,手術回数についてretrospectiveに検討した。その結果Crouzon症候群では,初回手術が1歳以下のものが,5/10例,また,複数の手術を要した例は5/10例であった。7/10例はcysteineに関連した変異であった。これに対し,Apert症候群では,6例全例が生後6ヶ月以内に初回手術を必要とし,また全例で36才時に再手術が行われていた。遺伝子型は,Ser252Trp:4例,Pro253Arg:2例であった。Apert症候群の方がCrouzon症候群より,早期にかつ複数回の頭蓋形成術を要する傾向にあり,遺伝子型が治療経過にも影響していると考えられた。
進行性腎障害における腎間質のfibrogenesisにかんする研究

腎疾患の進行過程は糸球体硬化と間質線維化の進展として捉えることが出来る。本研究は腎間質線維化の進展に、尿細管上皮細胞が重要な役割を果たしていることを明らかにする目的で行われた。まず、ラットに片側の尿管閉塞(UUO)モデルを作成して組織所見の推移を検討した。その結果、尿管結紮後3日以内に尿細管上皮細胞に著しい増殖活性が誘導され、その後近位尿細管上皮細胞のosteopontin(OPN)の発現やマクロファージを主体とする細胞浸潤が間質組織に出現する。さらに、α-smooth muscle actin(αSMA)陽性の間質細胞が増加し、point counting法で間質量を検討すると時間経過とともに次第に増加する。この様に、術後後2週以降には間質の線維化が形成されることが明らかになった。そこで、免疫抑制薬の一種であるミゾリビンをこの動物モデルに投与した。その結果、ミゾリビンの投与群では近位尿細管上皮細胞のOPNの発現は変らないが、ED-1陽性細胞の湿潤が明らかに抑制されており、さらに間質量の増加が著明に抑制されていた。従って、先行する間質への細胞浸潤が間質線維化に重要な役割を果たしていることが明らかになった。この動物モデルでは、尿管結紮による尿細管内圧の上昇や尿細管拡張による張力負荷などの物理的刺激が、尿細管上皮細胞の細胞動態を変化させる可能性が考えられる。そこで、培養近位尿細管細胞を用いて、細胞動態に対する張力負荷の影響を検討した。その結果、張力負荷により近位尿細管細胞の細胞動態が変化して、サイトカインやケモカインの産生が亢進することが明らかとなった。すなわち、このモデルでは近位尿細管細胞でのサイトカインやケモカインの産生亢進が間質線維化の形成に重要な間質への細胞浸潤を誘導するなど、大きな役割を果たす可能性が示された。本年度は、ラットの片側の尿管閉塞モデルでは腎間質に線維化が出現することを確認した。この間質の線維化過程を明らかにする目的で、尿管結紮後経時的に腎組織を採取し、PCNAによる増殖細胞、オステオポンチン、αsmooth muscle actin (αSMA)の発現、間質型コラーゲンの組織染色を検討した。尿管結紮後3日目にはPCNA陽性の尿細管上皮細胞が著しく増加し、光顕所見でも尿細管上皮細胞に核分裂像が多数観察された。7日目にはPCNA陽性細胞数はやや減少し、このころから集合管、遠位尿細管、一部の近位尿細管が著しく拡張し、2週目には嚢胞状に拡張してきた。以上の成績から、尿管結紮により尿細管上皮細胞の増殖が短期間で誘導されることが明らかになった。2週目の腎組織では拡大した尿細管管腔の周辺で間質幅の拡大、間質の細胞浸潤、線維化が光学顕微鏡レベルで観察された。間質の細胞浸潤の推移を検討した結果、マクロファージを主体とするED-1陽性細胞が3日目から間質に認められるようになり、7日目、14日目にさらに増強した。しかし、ED-1陽性細胞は腎間質のdendriccellも陽性に染色されている。尿細管細胞が産生する炎症細胞の走化因子としてはMCP-1やRANTESなど多数の因子が知られているが、今回はオステオポンチンの発現を検討した。