hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
間質性肺傷害の防御因子としての肺胞11型上皮細胞の分子生物学的検討

また,炎症および線維化に中心的作用を有する代表的サイトカインを選択し,それらの発現抑制効果を検討する予定である。間質性肺疾患には,特発性間質性肺炎(IIP)を初めとする予後不良な疾患群が含まれており,それらに共通する病態は不可逆的な肺線維化形成である。間質性肺傷害を受けた組織がRemodelingへと進むことなくRepairするには,肺胞上皮が速やかに再生する必要がある。最近,Renin-Angiotensin系が肺の線維化を誘導すること,その機序に肺胞II型上皮細胞のアポトーシスが関わること等を示唆する報告がなされた。本研究では,ブレオマイシン気管内投与よる間質性肺傷害ラットモデルを用い,特に,Angiotensin II receptor 1(AT1)を介する間質性肺傷害と肺線維化の促進機構について明らかにし,さらにAT1 selective antagonist(candesartan)が間質性肺傷害・肺線維化の治療薬として有効かについて検討した。AT1陽性細胞は,非傷害下で肺胞II型上皮細胞,肺胞マクロファージ,血管平滑筋細胞、血管内皮細胞等,細胞非特異的な発現分布を示した。AT1は,傷害早期(day7)では好中球と肺胞マクロファージに,傷害晩期(day21)では間質マクロファージと線維芽細胞に強く発現していた。AT1発現を定量化すると,BAL液沈渣では傷害早期に,肺ホモゲネート画分では傷害晩期に有意な発現増加を認めた。肺ホモゲネート画分のhydroxyprolineは,肺傷害ラットで有意に増加したが,Candesartan投与によって有意に抑制された。BAL液中の好中球と肺胞マクロファージ数増加もまたCandesartan投与によって抑制された。このように,たとえAT1が強発現していたとしても,そのantagonistを投与することによって,間質性肺傷害並びに肺線維化形成を抑制することが可能であることが示され,臨床への応用が期待できる成果が得られた。
情報通信における確率伝播アルゴリズムの改良と性能解析

1.改良したBP復号法の理論的な性能解析提案した復号法はBP復号法で失敗するような消失パターンであってもさらに多くの消失を復号できる.これはストッピングセットと呼ばれるLDPC符号に生じるループが原因であるため,検査行列が疎なLDPC符号から効率良くループを除去することで,いかなる性能の劣化も伴わずにBP復号法では訂正できない消失ビットを訂正することができ,訂正ができる十分条件を与えた.提案する2つの復号法は探索するループの対象領域が異なり,復号性能と計算量はトレードオフの関係にある,また計算機シミュレーションによる実験から,様々なLDPC符号に対し約1/101/20復号後の誤り率を低減できることを示し,計算量(復号に要する演算回数)の増加もBP復号法と比べて極僅かであることを示した.研究代表が前年度に提案したLR-LDPC符号について,性能評価を行う解析式から従来のLDPC符号との理論的な性能の差異を明らかにしていないが、符号化率を可変に設定できるパンクチャド符号へ適用できる結果を得た.パンクチャを行うと,要求される訂正能力に応じて符号を無数に用意する必要がなく1つ用意すればよい.LR-LDPC符号がパンクチャされた符号語ビットを効果的に訂正できる構造を有していることを示し,効果的にパンクチャを行う符号語ビットの選択法を提案した.今後はさらに符号構造・復号法の観点の2つの方向から性能解析のアプローチを試みる.3.非正則LDPC符号,一般化LDPC符号への一般化本研究で得られた結果は正則なLDPC符号を対象としており,より性能が優れた非正則LDPC符号や一般化LDPC符号へ拡張することも行って良好な結果を得た.まだ検討すべき課題が残っているため,上記課題12の結果を参考に,今後さらに検討する必要がある.当初の研究計画にしたがって,本課題で明らかになったことを述べる.1LR-LDPC符号の改良とその理論解析(主な成果は1,4,5)LR-LDPC符号を構成する3つの符号において,それぞれの符号の性能は,疎行列の程度を示す指標である「密度」が決めてであることが判明した.ただし当初の計画とは違い,解析式の中身をさらに解析して性能の差異を明らかにすることは適わなかったが,これらの3つの符号が全て,通常のLDPC符号符号よりも性能が優れていることが性能が向上する条件であることも判明した.また,符号アンサンブルを用いて理論的に性能解析結果からもそのような傾向が明らかになった.従来の解析では,復号が失敗する停止条件であるストッピングセットを用いて解析しているが,得られる下界の厳密性に問題がある.そこで最小ストッピングセットと呼ばれる,ストッピングセットよりも細かく場合分けして計算できる条件を適用し,よりタイトなバースト消失訂正能力の下界を得ることができた.2改良したBP復号法の理論的な性能解析(投稿中)BP復号法を改良した2つの復号法を提案した.これらの復号法は,BP復号法で失敗する停止条件を解消しつつ,訂正能力に対し如何なる劣化を伴わずに,より多くの訂正が可能であることを示した.3非正則LDPC符号への一般化(主な成果は3,4)本研究で得られた結果は,正則なLDPC符号を対象としており,よりクラスが広く,性能が優れた非正則LDPC符号へ拡張することも行った正則の場合と同様に,「密度」と,非正則LDPC符号の性能を決定付ける重要な要素であるタナーグラフ上における「次数2の変数ノード」が性能を左右されていることが判明した.これらの示唆を生かし,今後の研究成果のさらなる発展が期待される.引き続き,来年度へ向けて,残された課題について取り組む予定である.1.改良したBP復号法の理論的な性能解析提案した復号法はBP復号法で失敗するような消失パターンであってもさらに多くの消失を復号できる.これはストッピングセットと呼ばれるLDPC符号に生じるループが原因であるため,検査行列が疎なLDPC符号から効率良くループを除去することで,いかなる性能の劣化も伴わずにBP復号法では訂正できない消失ビットを訂正することができ,訂正ができる十分条件を与えた.提案する2つの復号法は探索するループの対象領域が異なり,復号性能と計算量はトレードオフの関係にある,また計算機シミュレーションによる実験から,様々なLDPC符号に対し約1/101/20復号後の誤り率を低減できることを示し,計算量(復号に要する演算回数)の増加もBP復号法と比べて極僅かであることを示した.研究代表が前年度に提案したLR-LDPC符号について,性能評価を行う解析式から従来のLDPC符号との理論的な性能の差異を明らかにしていないが、符号化率を可変に設定できるパンクチャド符号へ適用できる結果を得た.パンクチャを行うと,要求される訂正能力に応じて符号を無数に用意する必要がなく1つ用意すればよい.LR-LDPC符号がパンクチャされた符号語ビットを効果的に訂正できる構造を有していることを示し,効果的にパンクチャを行う符号語ビットの選択法を提案した.今後はさらに符号構造・復号法の観点の2つの方向から性能解析のアプローチを試みる.3.非正則LDPC符号,一般化LDPC符号への一般化本研究で得られた結果は正則なLDPC符号を対象としており,より性能が優れた非正則LDPC符号や一般化LDPC符号へ拡張することも行って良好な結果を得た.まだ検討すべき課題が残っているため,上記課題12の結果を参考に,今後さらに検討する必要がある.
酸化還元タンパク質の有する電子伝達機構の解明と光水素発生への応用

申請研究で用いるチトクロームc3は1分子あたり4つのヘムを有するヘムタンパク質であり、ヒドロゲナーゼの生体内基質として電子伝達を行っている。チトクロームc3は、水素発生反応に必要な電子2個を伝達していると考えられており、複数の電子を受容、貯蔵、選択的供与する制御機構に興味が持たれている。本申請研究の目的は、チトクロームc3の上記のような電子伝達制御機構に着目し、その機構を速度論的手法により分子レベルで明らかにすることである。また、チトクロームc3の電子伝達制御機能を利用し、高効率な光水素発生反応系の構築を目指す。これまでの申請者の研究から、光水素発生反応において、人工の光捕集系と酵素ヒドロゲナーゼ間の電子伝達が反応効率を支配することが明らかとなっている。したがって、電子伝達制御機構を保持しつつ人工の光捕集系から電子を容易に受容できる機能をチトクロームc3に付与することができると飛躍的に光水素発生反応の効率が上昇すると考えられる。チトクロームc3と酵素ヒドロゲナーゼとを組み合わせた光水素発生反応系の構築を行うために、チトクロームc3の酸化還元反応に伴うヒドロゲナーゼとの分子間相互作用を調べた。まず、電気化学的な酸化還元反応と水晶振動子マイクロバランス法を組み合わせた測定システムを構築し、分子レベルで電子伝達制御機構の解析を行った。電子伝達機構の解析結果をもとに、光水素発生系を構築し、反応の速度論的解析を行い、高効率な反応系を構築できた。本申請研究の目的は、チトクロームc_3の上記のような電子伝達制御機構に着目し、その機構を速度論的手法により分子レベルで明らかにすることである。14年度の研究計画に従い、チトクロームc_3の電子受容と貯蔵機構の解明をおこなった。これらの機構を解明するために、電気化学測定法とナノグラム秤量法(水晶振動子マイクロバランス法)を組み合わせた測定法の開発を行った。酸化還元物質メチルビオローゲンを用いて測定した結果、電子移動反応に伴うわずかな分子間相互作用が測定可能であることが明らかとなった。そこで、本測定法を用いて、チトクロームc_3と電子伝達体メチルビオローゲンとの電子移動と共役した分子間相互作用を測定することにより、電子受容と貯蔵機構の解明をおこなった。まず、チトクロームc_3の精製を行った。硫酸還元菌Desulfovibriovulgaris(Miyazaki)を培養し、分離精製した。測定に必要な電子伝達体メチルビオローゲン固定化電極を調整した。調整した電極は、電気化学的手法によりキャラクタリゼーションを行った。このメチルビオローゲン固定化電極を用いて、溶液中のチトクロームc_3分子との電子移動と共役した分子間相互作用を測定した。本測定法を用いて、電気化学測定と電極表面の重量測定との同時測定を行った結果、チトクロームc_3は電子を容易に受容するが、電子供与し難いことがわかった。このことから、チトクロームc_3は、受容した電子を貯蔵する機構、電子プール機構を有していることが明らかとなった。
口腔乾燥状態が義歯装着者の義歯の維持力に与える影響

チェアサイドで実際に患者が使用している義歯の維持力の測定を可能にするコンパクトな装置を開発した.そこで本研究は,測定部位の違いが維持力に及ぼす影響を明らかにし,維持力の評価をする際の最適な部位および荷重方法を決定することを目的とした.その結果,測定部位によっては維持力が過大で測定不能になるが,P(後縁から1cm手間の部位)の牽引とIM(中切歯の中点の部位の加圧は義歯の維持力測定に適した方法であることが明らかになった.また,義歯にシーネを用いずにIMを直接加圧した値がPでの維持力と相関していることから,IMで相対的な義歯維持力の測定が可能であることが示唆された。I.目的われわれはチェアサイドで実際に患者が使用中の義歯維持力を測定可能なコンパクトな装置を開発した.本研究は,測定部位の違いが維持力に及ぼす影響を明らかにし,維持力の評価をする際の最適な部位および荷重方法を決定することを目的とした.II.方法被験者は,インフォームドコンセントが得られた30名(平均80.2歳)の上顎無歯顎者とした.測定は牽引測定と加圧測定を行い,牽引測定は中心窩を結んだ線と正中線の交点(C),義歯後縁正中部(P),中心窩部(MF)とした.加圧測定は切縁の正中部(IM),頬側咬頭部(PC)とし,シーネの部分を開窓し人工歯部分を直接加圧した.全部床義歯に人工唾液を十分に塗布し,口腔内に手圧にて圧接後,一定の速度で維持力測定装置を用いて,牽引と加圧を行った.測定は各5回行い,義歯が離脱した時の荷重量を維持力とした.統計学的分析は三元配置分散分析,Tukeyの多重比較とPearsonの相関分析を用いた.III.結果と考察C,MFでは約半数が測定不能となり不適切部位であった.P,IM,PCは全ての被検者で測定可能であった.各測定部位の維持力を比較すると,P(2.6±1.2 N)とIM(2.8±1.2 N)の間には有意差はなく,PC(4.5±2.6 N)はPとIMに比べ,有意に大きかった(p < 0.01).また,PとIMの間に有意な正の相関が認められた(r = 0.640,p < 0.01).PとPCの間にも有意な正の相関が認められた(r = 0.452,p < 0.05).以上より,測定部位によっては維持力が過大で測定不能になるが,Pの牽引とIMの加圧は義歯の維持力測定に適した方法であることが明らかになった.また,義歯にシーネを用いずにIMを直接加圧した値がPでの維持力と相関していることから,IMで相対的な義歯維持力の測定が可能であることが示唆された.チェアサイドで実際に患者が使用している義歯の維持力の測定を可能にするコンパクトな装置を開発した.そこで本研究は,測定部位の違いが維持力に及ぼす影響を明らかにし,維持力の評価をする際の最適な部位および荷重方法を決定することを目的とした.その結果,測定部位によっては維持力が過大で測定不能になるが,P(後縁から1cm手間の部位)の牽引とIM(中切歯の中点の部位の加圧は義歯の維持力測定に適した方法であることが明らかになった.また,義歯にシーネを用いずにIMを直接加圧した値がPでの維持力と相関していることから,IMで相対的な義歯維持力の測定が可能であることが示唆された。【目的】開発した義歯維持力測定装置の臨床応用に先立ち、健常な上顎無歯顎患者が使用している義歯を用い測定条件を規定することを本年度の目的とした。【方法】金属製の測定杆にひずみゲージ(KFG-5-120-C1-11®、KYOWA)を付与し、PCとセンサインタフェース(PCD-330B-F®、KYOWA)に接続した装置を維持力測定装置とし、計測する義歯には牽引用に義歯被覆装置を製作した。被験者として問題なく上顎全部床義歯を使用している上顎無歯顎者3名を選択した。義歯に人工唾液を塗布し口腔内に十分に圧接後、維持力測定装置を用いて、1 N/secの速度で維持力を測定した。義歯が口腔内から離脱した時の値を維持力とした。測定部位を5カ所設定(1:後縁2:正中線と左右第一大臼歯中心窩を結んだ線の交点3:左側第一大臼歯中心窩4:左右中切歯切縁の中間点5:右側第一小臼歯頬側咬頭頂)しそれぞれ5回の測定を行った。【結果と考察】23の部位では1名のみ義歯が離脱した。145の部位ではすべての被検者で離脱した。23で義歯の維持力を測定することは困難であることが明らかになった。1での離脱力と、45での離脱力には正の相関がみられた。【結論】1の部位を測定するには義歯被覆装置が必要である。45の部位の測定は義歯に直接維持力測定装置をあてて測定することが可能である。45の部位の測定により、義歯の相対的な維持力を測定することが可能であることが示唆された。

本年度の目標である維持力測定装置の完成はほぼ達成できた。測定部位についての検討は次年度も引き続き行っていくが、被験者への測定方法が確立され、測定も熟練してきており、次年度はさらに被験者を増やして測定を実施していけるだろう。次年度は、被験者数を増やし、測定部位の関連性の検証と測定部位の決定を行う。次に、対象者をドライマウス症状のある群とない群に分け、乾燥状態口腔保湿剤を応用した状態について、義歯維持力の変化を検証し、対象者の口腔保湿剤に対する主観的評価と各口腔保湿剤の物性データを元に多変量解析を行う。次年度も測定を実施するための消耗品の購入、データ解析に必要な経費、成果報告のための旅費に使用する予定である。
ギラン・バレー症候群・フィッシャー症候群の発症機構:分子相同性仮説の確立

1.Campylobacter jejuniリポオリゴ糖やウシ脳ガングリオシドをGM2/GD2合成酵素ノックアウトマウスに感作して、IgGクラスの抗GM1、抗GD1a、抗GQ1b抗体産生ハイブリドーマを樹立した。2.患者由来IgG抗GM1抗体、モノクローナルIgG抗GM1抗体を動物に移入したが、血液・神経関門を超えて、神経内にIgGが到達せず、軸索変性病変もできなかった。血液・神経関門を開くサイトカイン(TNFα、IFNγ)産生を促す工夫を加えている。3.下痢を前駆症状としたギラン・バレー症候群患者から分離されたC.jejuni(CF90-26)からリポオリゴ糖を精製した。ウサギ23羽にC.jejuniリポオリゴ糖を2.5mg(n=15)もしくは10mg(n=8)とアジュバントを3週毎に皮下注した。IgG抗GM1抗体産生が誘導された。C.jejuniリポオリゴ糖を2.5mgずつ感作した群では3羽(20%)に、10mgずつ感作した群では全例に運動麻痺が生じた。脊髄前根の軸索にIgGが沈着していた。坐骨神経にワーラー様の変性像がみられた。脱髄像やリンパ球の浸潤はみられなかった。これに対して、アジュバント対照群やE.coli K12、Salmonella minnesota R595のリポオリゴ糖をリポオリゴ糖感作したウサギでは、抗GM1抗体の誘導や運動麻痺はみられず、病理組織学的にも異常なかった。C.jejuniのリポ多糖を感作して、軸索型ギラン・バレー症侯群のモデル動物を樹立できた。本動物モデルは、分子相同性仮説を支持する直接的な証拠となるであろう。Campylobacter jejuniリポ多糖感作による軸索型ギラン・バレー症侯群モデル動物の樹立【目的】ギラン・バレー症候群における分子相同性仮説を立証する。【対象と方法】下痢を前駆症状としたギラン・バレー症侯群患者から分離されたC.jejuni(CF90-26)からリポ多糖を精製した。ウサギ23羽にC.jejuniリポ多糖を2.5mg(n=15)もしくは10mg(n=8)とアジュバントを3週毎に皮下注した。【結果】IgG抗GM1抗体産生が誘導された。C.jejuniリポ多糖を2.5mgずつ感作した群では3羽(20%)に、10mgずつ感作した群では全例に運動麻痺が生じた。坐骨神経にWaller様の変性像がみられた。これに対して、アジュバント対照群やE.coli K12、Salmonella minnesota R595のリポ多糖を感作したウサギでは、抗GM1抗体の誘導や運動麻痺はみられず、病理組織学的にも異常なかった。【結論】C.jejuniのリポ多糖を感作して、軸索型ギラン・バレー症候群のモデル動物を樹立できた。市中肺炎の起炎菌Haemophilus influenzaeが、ギラン・バレー症候群(GBS)やフィッシャー症候群(FS)の原因病原体であるかを、年齢・性別をマッチさせた病院対照を用いて症例対照試験で検討した。さらに、本症発症と関連する病原体側因子を明らかにするため、患者より分離培養を試み、分離菌株の血清型別・生物型別を行った。

対象はGBS52例,FS73例で、各症例において年齢(±10歳)・性別を一致させた病院対照血清を得た。抗H.influenzae抗体が陽性と判定されたのは、GBSで2例(4%)であり、病院対照と比較し統計学的に有意差を認めなかった。一方、FSでは6例(8%)で抗H.influenzae抗体が陽性であり、病院対照(0%)と比べ有意に高頻度であった(マクニマー検定,p=0.04;オッズ比14.2;95%信頼区間1.1-15.8)。GBSおよびFS患者からH.influenzae24株(GBS11株、FS13株)が分離培養された。これらの菌株の血清型は全てnontypableであった。またほとんどの菌株で生物型はtype IIかtype IIIであった。今回の検討で、血清疫学的にH.influenzae感染とFSとの間に関連を認めた。また、GBS・FSの発症にnontypable菌が重要であることが明らかとなった。生物型はtype IIとtype IIIに偏っていたが、これらはGBS・FSに限らず呼吸器感染症で頻繁にみられる生物型であり、その意義に関しては今後の研究課題である。H.influenzaeの菌体上に、末梢神経成分であるガングリオシドと類似する構造の存在が指摘されており、H.influenzae感染後GBS・FSの発症に、生体組織と病原体との分子相同性が関与しているか、今回得られた多数の分離菌株を用いて今後検討する予定である。
乳幼児養育者の疲弊を緩和するWebツールについての基礎・応用的研究とその社会実装

養育者のもえつき(うつ傾向や子どもに対して愛情を持って接することができなくなるなど)をやわらげることを目的としたWebツールを作成して、実際の効果を測定する。近年、完全主義的な養育者がもえつきやすいことが分かってきた。そこで、完全主義的な人の固い考え方をほぐすためのWebツールを作成して利用してもらい、固い考え方がほぐれるようになったかを確認する。また、もえつきの程度も確認する養育者のもえつき(うつ傾向や子どもに対して愛情を持って接することができなくなるなど)をやわらげることを目的としたWebツールを作成して、実際の効果を測定する。また、もえつきの程度も確認する
Ｐｏｒｐｈｙｒｏｍｏｎａｓ　ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓのバイオフィルム関連分子の探索

Porphyromonas gingivalisの血球凝集素HagBが糖修飾を受け、バイオフィルム形成に関与することを明らかにした。また、P. gingivalis培養上清から外膜ヴェシクルを精製し、これを解析したところ、その構成要素には、Rgp、Kgp等の病原因子のほか、メジャー線毛、およびマイナー線毛の構成タンパクFimA、MfaIが豊富に含まれていた。外膜ヴェシクルは口腔上皮細胞に対しRgpに依存した強力な脱離活性を示した。以上より、P. gingivalisのHagBを介したバイオフィルム形成や、外膜ヴェシクルを介した組織傷害が、歯周病の病態形成に関与する可能性が示唆された。Porphyromonas gingivalisは主たる歯周病原細菌であり、近年は動脈硬化や心疾患の発症、早産の誘発などにも関与することが示されている。本疾患形成には、バイオフィルム形成が関与すると考えられ、本研究ではヘマグルチンであるHagBのバイオフィルム形成等への関与について検討した。ヘマグルチニンをコードするhagB遺伝子を欠失させた変異株を作成し、バイオフィルム形成能を調べたところ、野生株に比べて低下していた。またHagB抗体を用いたウエスタンブロット解析では、野生株と糖生合成変異株であるgalE株との比較において、HagBタンパクは、野生株に比べgalE株では分子量がわずかに小さいバンドとして観察された。また野生株HagBは、トリフルオロメタンスルホン酸による化学的脱糖化処理によっても分子量が低下したことから、HagBは糖タンパクであることが明らかとなった。このHagBの糖鎖修飾部位を同定するため、HagBのアミノ酸配列を調べたところN結合型糖鎖のコンセンサスは存在しなった。一方、O結合型糖鎖のコンセンサスは33残基存在していた。近年、O結合型糖鎖のコンセンサス(D[S/T]A/I/L/M/T/V)がBacteroides属にのみ保存されていると報告された。Porphyromonas属とBacteroides属は同じCFBグループに分類される近縁属であり、このコンセンサス配列がP. gingivalisのHagBに存在するかどうか調べたところ、候補の33残基のうち、1残基がこの条件を満たしていた。現在、site-directed mutagenesisにより一アミノ酸置換変異株を得て、この部位がHagB糖鎖の結合部位であるか、またバイオフィルム形成に修飾糖鎖が関与しているかどうかについて調査している。細菌由来で糖修飾を受けているタンパクとしては、現在まで、髄膜炎菌の繊毛、カンピロバクターのべん毛、大腸菌のアドヘシン等の報告がある。またP.gingivalisにおいては、プロテアーゼであるジンジパイン、ヘミン結合タンパクのHBP35、マイナー繊毛、そして外膜タンパクOmp85が糖修飾を受けることが報告されている。これらの報告された糖タンパクはいずれも細菌の病原性に深く関与するものである。本研究においては、昨年度までP.ginglvalisのHagBが糖修飾を受ける表層タンパクであり、バイオフィルム形成に関与することを明らかにした。そこで、平成23年度はこのHagBに焦点を当て研究を推進した。HagBの細胞内での局在をHagB抗体を用いたウエスタンブロット解析により調べたところ、HagBは全菌体、および外膜画分から検出されたが、内膜、ペリプラズム、細胞質画分や外膜ヴェシクルからは検出されなかった。また、現在、HagB抗体を用いたバイオフォルム形成阻害実験を試みており、予備実験において、フロリダ大学から譲渡を受けたHagBポリクローナル抗体が、バイオフィルム形成を強く阻害するようであり、今年度は、この確認の実験を行い、このバイオフィルム形成阻害のメカニズムについて考察したい。これに加えて申請者は、マウスへ経鼻免疫による全身性の免疫(血液)と局所の免疫(唾液)に誘導するシステムを確立し、この系を用いて歯周病ワクチンの研究を推進している。本研究の成果から、ヒトにHagB抗体を誘導することができるワクチンができれば、P.gingivalisのバイオフィルム形成を阻害できる可能性が示唆されるので、今後HagBの動物実験への応用を検討している。これまでの研究から、Porphromonas gingivalisのバイオフィルム形成にかかわる因子として、血球凝集素HagBを同定し、そのHagBタンパクは糖修飾を受けていることを明らかにした。本年度は、P. gingivalisのバイオフィルム形成にかかわると報告されている線毛や外膜ヴェシクル、LPSなどに焦点を当て、本研究課題を推進させた。

P. gingivalisの培養上清を超遠心分離した後の沈渣には、外膜ヴェシクルが含まれるが、P. gingivalisの33277株の上清から得られた沈渣には、外膜ヴェシクルの他に多くの線毛が含まれることが電子顕微鏡による解析で明らかになった。また得られた沈渣をSDS-PAGE、ウエスタンブロット、LC-MS/MSなどによって解析した結果、沈渣にはMajor線毛の構成タンパクFimAのみならず、Minor線毛の構成タンパクMfaIが含まれていた。以上より、P. gingivalisの菌体外には様々なバイオフィルム形成因子が放出されており、それらが歯周ポケット内でのバイオフィルム形成を促進させている可能性が示唆された。また本研究内容と関連して、1外膜ヴェシクルのプロテオーム解析および病原性の解析2エポキシ磁性ビーズを用いた新しい外膜ヴェシクルを精製する手法を開発した。また、大腸菌のLPS変異株を用いるなどして、3バイオフィルム形成におけるLPSの役割を検討した。さらに、4ColE1プラスミド上に存在する新規のバイオフィルム形成因子kilを同定した。これまでの研究から、Porphyromonas gingivalisのバイオフィルム形成にはLPSの糖鎖が関連することが明らかになっている。LPSのO多糖あるいはコア多糖の構成が明らかな大腸菌BW25113株を親株として用いて、様々なLPS糖鎖変異株におけるバイオフィルム形成を96穴プラスチックプレートのバイオフィルム形成試験などで調べたところ、O多糖やコア多糖の構成の違いによりバイオフィルム形成に影響を与えることが明らかとなった。大腸菌BW25113株のLPSコア多糖を構成する糖の数とバイオフィルム形成量は逆相関するという結果となった。また大腸菌コア多糖には3つのヘプトースが含まれるが、この3つすべてのヘプトースを欠損するLPS変異株hldE株は、野生株に比べ34倍もバイオフィルム形成能が高く、このバイオフィルム形成はDNase処理により大きく阻害されたことから、そのバイオフィルム形成機構は細胞外DNA依存性であることが示唆された。またhldE変異株は、48時間培養後もその内膜の連続性が保たれていたが、外膜は野生株に比べ菲薄であり連続性を失っていた。またO多糖を持たないBW25113株にwbbL遺伝子のin trans相補を行うことでO多糖産生を回復させると、バイオフィルム形成は低下した。したがって、O多糖の存在がバイオフィルム形成に影響与えることも明らかとなった。P.gingivalisのバイオフィルム形成分子として、表層タンパクHagBを同定した。また、HagBは糖修飾を受けていることを明らかにした。現在まで、P.gingivalisを含めた細菌において同定された糖タンパクの多くが病原性に関連する重要なタンパクであったので、HagBもまた同様にP.gingivalisの病原性に深くかかわっている可能性が示唆されている。25年度が最終年度であるため、記入しない。今期は、国内外学会発表5報、および学術雑誌への論文出版1報などの業績が得られたため。今後の研究は、HagBタンパクのバイオフィルム形成への関連に絞った、内容を一つの輌として研究を推進する。
P.gingivalis SODを分子進化させ特異的な構造を解明する

<目的>歯周病原菌の一種であるPorphyromonas gingivalis (P. g.)のスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)は、マンガンと鉄の何れの金属でも活性を持ち、含有する金属によってそれに応じた化学的性質を示す特徴がある。本研究は、金属配位近傍のアミノ酸残基の役割を推測し、部位特異的変異酵素を作製して金属選択性に関わる構造を検討する一方、分子進化の理論をin vitroで再現してFe-特異的SODあるいはMn-特異的SODに変化させた酵素を得ることを最終目的とした。今回は金属特異性に寄与するアミノ酸残基の特定化を行い、分子進化の方向性を探った。<方法>P. g.SODの結晶解析結果から金属配位環境のアミノ酸残基の役割を推定し、Fe-SODに特徴的であった2つのアミノ酸残基をMn特異的SOD型に変換した酵素と、Mn-SODに特徴的なアミノ酸をFe特異的SODへ変換した酵素をKunkelの方法で導入して作製した。各変異酵素のFeおよびMn再構成酵素を調製して、野生型酵素と比較した。<結果>FeおよびMn特異性に寄与するアミノ酸残基の特定化を行い、分子進化に必要な情報を煮詰めた。Leu 72 Trp、Leu 76 Phe、およびGly 155 Thrの3残基変異酵素は、Feに対する活性発現がMnの場合の13.4倍に増加し、3残基がP. g. SODの活性金属選択性に寄与する事が示唆された(平成12年度)。さらに個々のアミノ酸残基の役割を検討すると、Gly 155 Thrの1残基変異でFeに対する特異性が増加することを突き止め、活性中心の環境がFe特異的に変化した事を観察できた。この結果はcambialistic SODの金属特異性をFe-特異的SODに変換させることに成功した初の成果であり、既報と併せ、Fe-特異的およびMn-特異的SODの優性配列が特定できた。今後、Directed Evolutionによる定向進化させた変異酵素を得る予定である。<目的>歯周病原菌の一種であるPorphyromonas gingivalis(P.g.)のスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)は,マンガンと鉄の何れの金属でも活性を持ち,含有する金属によってそれに応じた化学的性質を示す特徴がある。本研究は,P.g.SODの立体構造の解析結果から金属配位近傍のアミノ酸残基の役割を推測し,部位特異的変異酵素を作製して金属選択性に関わる構造を検討する一方,分子進化の理論をin vitroで再現してランダムな変異を得,(1)活性を増大させた変異酵素,(2)Fe-特異的SODあるいはMn-特異的SODに変化させた酵素を得ることを目的とした。<方法>P.gingivalis ATCC33277から得たSOD遺伝子を含む組換えDNAを用い,Kunkelの方法でFe-特異的SODに変異させた酵素を得た。一方,SOD遺伝子をDNaseで消化して遺伝子の混合を行い,複製の忠実度を低下させたPCRで増幅・再構築してSOD欠損大腸菌に導入してライブラリーとし,パラコート添加により活性酸素を発生させた培地上でスクリーニングを行う。この操作を繰り返し、定向性進化させた変異酵素を得る。<目的>歯周病原菌の一種であるPorphyromonas gingivalis (P.g.)のスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)は、マンガンと鉄の何れの金属でも活性を持ち、含有する金属によってそれに応じた化学的性質を示す特徴がある。

本研究は、金属配位近傍のアミノ酸残基の役割を推測し、部位特異的変異酵素を作製して金属選択性に関わる構造を検討する一方、分子進化の理論をin vitroで再現してFe-特異的SODあるいはMn-特異的SODに変化させた酵素を得ることを最終目的とした。今回は金属特異性に寄与するアミノ酸残基の特定化を行い、分子進化の方向性を探った。<方法>P.g.SODの結晶解析結果から金属配位環境のアミノ酸残基の役割を推定し、Fe-SODに特徴的であった2つのアミノ酸残基をMn特異的SOD型に変換した酵素と、Mn-SODに特徴的なアミノ酸をFe特異的SODへ変換した酵素をKunkelの方法で導入して作製した。各変異酵素のFeおよびMn再構成酵素を調製して、野生型酵素と比較した。<結果>Leu 72 Trp、Leu 76 Phe、およびGly 155 Thrの3残基変異酵素は、Feに対する活性発現がMnの場合の13.4倍に増加し、3残基P.g.SODの活性金属選択性に寄与する事が示唆された(平成12年度)。さらに個々のアミノ酸残基の役割を検討すると、Gly 155 Thrの1残基変異でFeに対する特異性が増加することを突き止め、活性中心の環境がFe特異的に変化した事を観察できた。この結果はcambialistic SODの金属特異性をFe-特異的SODに変換させることに成功した初の成果であり、既報のMn特異性に寄与するGly 70、Gln 142の2残基と併せ、Fe-特異的およびMn-特異的SODの優性配列が特定できた。今後、Directed Evolutionによる定向進化させた変異酵素を得る予定である。
太陽電地用CdTe半導体製造過程への強磁場の適用と変換効率の改善

CdTe半導体は太陽光のエネルギー変換効率が理論上最大であり,太陽電池用半導体として着目されているものの,結晶化が困難であることと大きな結晶粒サイズが得られないことから,現状では低い変換効率の製品しか得られていない.磁場中で結晶磁気異方性を持つ物質を電解する場合,結晶を配向させることができることがわかっている.立方晶であるCdTe結晶に対しては磁場による結晶配向は期待できないが,結晶磁気異方性をもつ六方晶金属のCd, Teを結晶配向させ,その上にCdTe結晶をエピタキシャル成長させることにより結晶配向ではなくテクステャーを揃えることが期待できる.その後,熱処理(焼き鈍し)処理を行い,結晶粗大化の過程でより大きな結晶粒に成長させることができる.以上の操作によりCdTeの結晶粒の粗大化という変換効率の向上という観点から革新的な技術が期待できる.得られた知見と実績を以下に示す.1.CdTe半導体の結晶化温度は磁場の印加によって低下するが,CdおよびTe上に電析する場合はその効果がより顕著に現れる.2.CdTe半導体の結晶粒サイズは磁場の印加ではほとんど変化しないが,数百個程度の結晶の集合体のサイズは磁場の印加により大きくなることがわかった.3.強磁場下でのローレンツ力に起因する流動の影響により,電析表面が安定化し,平滑化することがわかった.4.CdおよびTeの結晶配向が確認された.5.CdはC面が磁場に垂直になるように配向し,磁場によって配向指数は高くなる.特に3T以上で効果が顕著に現れる.6.TeはC軸に対して原子がらせん状に配置し,磁化容易軸がC軸に対して傾斜しており,電析面が磁場に垂直であっても,平行であってもC面が出現する傾向にある。しかし電析面が磁場に平行の場合,マクロ的な対流により結晶粒のサイズが小さくなる.7.CdTeをエピタキシャル成長させ,さらに熱処理により結晶を粗大化させるためには,Cdの融点,沸点が低いことから考えて,Teを磁場と垂直な基盤上に電析させることが望ましいと結論できた.CdTe半導体は太陽光のエネルギー変換効率が理論上最大であり,太陽電池用半導体として着目されているものの,結晶化が困難であることと大きな結晶粒サイズが得られないことから,現状では低い変換効率の製品しか得られていない.磁場中で結晶磁気異方性を持つ物質を電解する場合,結晶を配向させることができることがわかっている.立方晶であるCdTe結晶に対しては磁場による結晶配向は期待できないが,結晶磁気異方性をもつ六方晶金属のCd, Teを結晶配向させ,その上にCdTe結晶をエピタキシャル成長させることにより結晶配向ではなくテクステャーを揃えることが期待できる.その後,熱処理(焼き鈍し)処理を行い,結晶粗大化の過程でより大きな結晶粒に成長させることができる.以上の操作によりCdTeの結晶粒の粗大化という変換効率の向上という観点から革新的な技術が期待できる.得られた知見と実績を以下に示す.1.CdTe半導体の結晶化温度は磁場の印加によって低下するが,CdおよびTe上に電析する場合はその効果がより顕著に現れる.2.CdTe半導体の結晶粒サイズは磁場の印加ではほとんど変化しないが,数百個程度の結晶の集合体のサイズは磁場の印加により大きくなることがわかった.3.強磁場下でのローレンツ力に起因する流動の影響により,電析表面が安定化し,平滑化することがわかった.4.CdおよびTeの結晶配向が確認された.5.CdはC面が磁場に垂直になるように配向し,磁場によって配向指数は高くなる.特に3T以上で効果が顕著に現れる.6.TeはC軸に対して原子がらせん状に配置し,磁化容易軸がC軸に対して傾斜しており,電析面が磁場に垂直であっても,平行であってもC面が出現する傾向にある。しかし電析面が磁場に平行の場合,マクロ的な対流により結晶粒のサイズが小さくなる.7.CdTeをエピタキシャル成長させ,さらに熱処理により結晶を粗大化させるためには,Cdの融点,沸点が低いことから考えて,Teを磁場と垂直な基盤上に電析させることが望ましいと結論できた.CdTe半導体は太陽光のエネルギー変換効率が理論上最大であり,太陽電池用半導体として着目されているものの,結晶化が困難であることと大きな結晶粒サイズが得られないことから,現状では低い変換効率の製晶しか得られていない.磁場中で結晶磁気異方性を持つ物質を電解する場合,結晶を配向させることができることがわかっている.結晶磁気異方性は六方晶金属に顕著に現れるので,立方晶であるCdTe結晶に対してはその効果は期待できないが,Cd, Teは六方晶であり,単体のCdあるいはTeを結晶配向させ,その上にCdTe結晶を電析させることにより,結晶化温度の低下と結晶粒の粗大化という変換効率の向上という観点から革新的な技術が期待できる.本年度に得られた知見と実績を以下に示す.1.CdTe半導体の結晶化温度は磁場の印加によって低下するが,CdおよびTe上に電析する場合はその効果がより顕著に現れる.

2.CdTe半導体の結晶粒サイズは磁場の印加ではほとんど変化しないが,数百個程度の結晶の集合体のサイズは磁場の印加により大きくなることがわかった.3.Cdに対する結晶配向の効果はほとんど見られなかったが,Teは5Tの磁場の印加により結晶配向の効果が現れた.4.強磁場下でのローレンツ力に起因する流動の影響により,電析表面が安定化し,平滑化することがわかった.以上の結果の一部は,国際会議等で既に発表しており,今後,変換効率の測定を進めて,強磁場の効果を,結晶磁気異方性に基づく結晶配向,基盤の配向性と成長膜の関係,最終的には変換効率に対してまとめる予定である.CdTe半導体は太陽光のエネルギー変換効率が理論上最大であり,太陽電池用半導体として着目されているものの,結晶化が困難であることと大きな結晶粒サイズが得られないことから,現状では低い変換効率の製品しか得られていない.磁場中で結晶磁気異方性を持っ物質を電解する場合,結晶を配向させることができることがわかっている.立方晶であるCdTe結晶に対しては磁場による結晶配向は期待できないが,結晶磁気異方性をもつ六方晶金属のCd,Teを結晶配向させ,その上にCdTe結晶をエピタキシャル成長させることにより結晶配向ではなくテクステャーを揃えることが期待できる,その後,熱処理(焼き鈍し)処理を行い,結晶粗大化の過程でより大きな結晶粒に成長させることができる.以上の操作によりCdTeの結晶粒の粗大化という変換効率の向上という観点から革新的な技術が期待できる.本年度に得られた知見と実績を以下に示す.1.CdおよびTeの結晶配向が確認された.2.CdはC面が磁場に垂直になるように配向し,磁揚によって配向指数は高くなる.特に3T以上で効果が顕著に現れる.3.TeはC軸に対して原子がらせん状に配置し,磁化容易軸がC軸に対して傾斜しており,電析面が磁場に垂直であっても,平行であってもC面が出現する傾向にある.しかし電析面が磁場に平行の場合,マクロ的な対流により結晶粒のサイズが小さくなる.4.CdTeをエピタキシャル成長させ,さらに熱処理により結晶を粗大化させるためには,Cdの融点,沸点が低いことから考えて,Teを磁場と垂直な基盤上に電析させることが望ましいと結論できた.
原発性胆汁性肝硬変の疾患感受性遺伝子による病態の解明と新しい分子標的治療法の開発

本年度は、1.日本人原発性胆汁性肝硬変(PBC)の疾患感受性遺伝子の同定、2.疾患感受性遺伝子領域内の責任SNPの同定と機能解析、3 .PBCの発症経路・進展経路の同定、4. PBCと他の自己免疫疾患との発症経路の比較検討を、長崎医療センターの中村稔が研究代表者として主に国立病院機構肝疾患共同研究グループと厚生労働省"難治性の肝・胆道疾患に関する調査研究班"のPBC症例を用いて実施した。遺伝子解析、in vitro, in vivo機能解析は、主に東京大学人類遺伝学教室との共同研究で行った。GWASデータの取得が可能であったPBC 1309症例、健常人コントロール1508例の解析から日本人の新規疾患感受性遺伝子TNFSF15, POU2AF1が確認されるとともに、新たにGWASレベルで有意な7ヶ所の疾患感受性遺伝子を同定した。日本人PBCの疾患発症経路として、1Tリンパ球のTh1/Th17への分化に関連した遺伝子群、2Bリンパ球の2次リンパ節胚中心での形質細胞・長期記憶細胞への分化に関連した遺伝子群、さらには3PRKCB-pathwayを介する免疫調節機構の重要性が示唆された。fine mappingによりTNFSF15の責任SNPrs4979462を同定し、そのリスクアレルAはNF-1結合サイトを新たに形成しTNFSF15の発現を亢進することが明らかとなった。TNFSF15遺伝子産物TL1Aは、PBCの血中、肝局所で発現が増加していることから、PBC発症との関連が示唆された。また、肝移植に至った症例の特徴として、経過観察開始時から既に総ビリルビンが1.5mg/dl以上と進行している症例が多いこと(71.8%)、肝不全進行の危険因子としてgp210抗体陽性(OR 10.1)、UDCA治療に対するALT反応性不良(OR 13.9)を確認した。さらに、PBCの黄疸・肝不全進行に関与する疾患関連遺伝子CTSXを同定し、in vivo, in vitro解析からPBC重症化の分子機構の一端を明らかとした。日本人PBCと日本人クローン病の疾患感受性遺伝子の相互replicationstudyによるPBCとクローン病の疾患発症経路の比較検討も行い、疾患感受性遺伝子が同じでも、疾患間でその方向性が異なる事を明らかとした。新たなPBC検体を収集するのに時間を要している。特に、肝移植に至った重症例の検体を全国から収集するための倫理審査の申請・承認に時間を要している。PBC非進行症例と肝不全、肝移植に至ったPBC症例とのGWASによる遺伝子多型の比較検討からPBCの進行関連遺伝子CTSZを同定した。CTSZは、PBC重症化予防の分子標的となる可能性があり、多方面から解析を進めている(論文投稿中)。国立病院機構PBCコホート研究から、1黄疸・肝不全に至ったPBC症例の約70%は治療開始時に既にT.bilirubinが1.5mg/dl以上の進行症例であること、2黄疸・肝不全に至ったPBC症例の約80%はgp210抗体陽性であること、3gp210抗体陽性症例でも、発症早期から治療が開始されて服薬コンプライアンスの良好な症例の予後は良好であることが示された。また、肝移植時の摘出肝には腫大肝と委縮肝があり、残存胆管の程度もまちまちであり、黄疸・肝不全に至る過程には、胆管と肝細胞障害に関連した様々な因子がheterogeneousに関与していることが示唆された。欧米人でPBCの中・長期予後予測に有用として最近報告されたGLOBE scoreを用いた日本人PBCの黄疸・肝不全進行予測のsensitivityは0.720, specificityは0.649であったが、GLOBE scoreにgp210抗体を因子として加えることにより、黄疸・肝不全進行予測のsensitivityは0.818, specificityは0.878に向上した。GWAS解析により、日本人PBCの疾患感受性遺伝子、疾患関連遺伝子の候補遺伝子を多数同定することができた。しかし、その多くはGWASレベルの有意性(p<5x10E-8)に到達しておらずreplication studyが必要なため、replication用の新たなPBC検体を収集するのに時間を要している。また、疾患関連遺伝子であることが確定した遺伝子領域においても、責任SNPの同定には多数のTag SNPを用いたfine mappingが必要であり、そのmappingにも予定より時間を要している。今後は、さらに多数のPBC検体を収集して、replication study、責任SNP同定・機能解析を実施する。特に、肝不全・肝移植に至ったPBC症例の臨床的特徴を明らかにすると共に、PBCの進行・重症化に関連する分子標的(CTSX)の同定を全国規模の共同研究として実施する。また、pathway解析、他の自己免疫疾患の疾患感受性遺伝子との比較検討、欧米人PBCとのメタ解析などの共同研究をすすめ、日本人PBCに特徴的な疾患関連遺伝子、疾患発症経路、重症化経路などを同定し、あらたな分子標的治療薬の開発を目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。肝臓病学今後は、さらに多数のPBC検体を収集して、GWASの結果のreplication study,責任SNP同定のためのfine mappingに用いる。また、責任SNP領域の機能解析を、in silicoでの機能解析予測法、ルシフェラーゼアッセイ、スーパーシフトアッセイなどを駆使して実施する。これらの疾患関連遺伝子の中から、分子標的となる可能性のある遺伝子を選択し、in vitro, in vivoの解析をすすめる。

imputation、pathway解析、他の自己免疫疾患の疾患感受性遺伝子との比較検討などの国内外での共同研究をすすめて、日本人PBCに特徴的な疾患関連遺伝子、疾患経路を同定する。研究計画の進行が予定よりやや遅延し、今年度の試薬購入が予定より少なかったため。28年度が最終年度であるため、記入しない。研究の進行の遅延を取り戻すために、昨年購入予定であった試薬を今年度購入して、研究を進める。研究の進行の遅延をとりもどすために、昨年購入予定であった試薬を今年度購入して、研究をすすめる。
音声生成系の時変回路モデルの研究

音声生成系に於て音源生成系の性質を解明する事は重要であると言う観点から,本年度の研究の一つとして,声門の2次元の形状モデルの非定常流れの数値実験をス-パ-コンピュ-タを用いて行った。これにより以下の新しい事実を明らかにした。(1)どの形状に於ても肺側から声門の最も狭い部分に向かい圧力は急激に下降し,それより下流では,渦による場の乱れが生じているにもかかわらず,ほぼ流出境界での圧力値に等しい値を示したが(2)声門での圧力分布による考察では,声門下部に於ける圧力降下の分布はベルヌ-イの定理に基づく算出値と比較的近い分布が求められたが,声門の狭めの部分においては,ベルヌ-イの定理のみでは説明できない圧力降下があり,声門から声道に向かって移動する渦のエネルギ-によるものと推定された。(3)さらに声門上部での渦の乱れを乱流音源と見なした場合の音源特性を計算し,23KHzに最もエネルギ-が集中しており,又5KHz以上の成分は非常に少ない事を示した。定常母音発生時であっても周期成分に加えて雑音成分が存在することを明らかにした成果は,音声合成及び音成認識への応用に対し重要な知見を与えた。次に声道内部の音波の伝ぱんの3次元的音圧分布及び位相等曲線を母音のレプリカを用いて測定し,3KHz付近でも平面波以外の伝ぱんモ-ドが存在することを明らかにした。声道壁インピ-ダンスモデルを考察し,3パラメ-タによる声道壁の粘弾性体モデルが有効であることを数値実験により明らかにした。これにより声道壁厚を外部パラメ-タとして壁の音響的等価回路を求めることが可能となった。さらに,声道の共振反共振特性であるホルマント(アンチホルマント)の時変特性を音声信号から直接的に適応的推定アルゴリズムにより推定する方法を考察し,有効性を明らかにした。実際の母音を発声した時の調音状態で、口唇のレプリカをシリコンゴムにより作成し、これを用いてレプリカ内の音響量を測定した。測定音響量から、口腔内の垂直音圧分布及び水平面内音圧分布及びそれぞれに対応する位相面を計算しプロットした。その結果、以下のことが明らかとなった。まず位相分布では、各等位相線は上下間隔の広い部分がやや変形しているが、ほぼ前後方向に並んでいることから、波面は声道に沿って伝搬すると見なせる。しかし、振巾分布では舌先部分において上下方向の音圧変動が大きく現れている。平面波伝搬の仮定の妥当性は、位相、振巾分布の両者により評価すべきであるから、3.5KH_zでは、口腔内部における平面波伝搬の仮定が十分に成立していないことが判明した。2.5KH_z以上の周波数では、舌先で水平面上での位相回転が生じることが明らかとなった。声帯振動をシミュレ-トするための声帯筋モデルを検討した。声帯筋は2種類の弾性率によって構成されるnonhomogeneous modelを作成し、これを有限要素分割してシミュレ-ションするソフトウェアを開発し、数値実験を行った。その結果声帯筋表面の弾性率が声帯振動の様子に大きく作用することがわかった。これらのシミュレ-ションをスム-ズに進めるため、ワ-クステ-ション上に表示用ソフトを作り、利用することを実現した。1.音声生成系における声門の2次元物理形状モデルを設定し,声門での非定常粘性流れの有限要素解析を行った。

ス-パ-コンピュ-タでの演算に適したプログラム開発や,計算結果のビジュアルな表示のためのワ-クステ-ション利用のプログラム開発を行い,有用なソフト体系を構成した。声門形状によって,流れのパタ-ンが異なる事や,乱流の発生する事実を明らかにした。特に,声門より下流での渦の発生は,声門の狭めの形状や仮声帯との相対的位置により大きく依存することが確められた。有限要素法によるシミュレ-ション結果のデ-タを基として,声門形状における声門インピ-ダンスを算出し,声門の等価回路モデルの構成法を明らかにした。2.調音状態の異なる場合の口腔部レプリカの作成により,口腔部の3次元形状を調査した。また,口腔部の3次元形状をコンピュ-タ内で表現するための種々のソフトウェアを開発した。3次元形状が与えられた時,これを有限要素に分割するための自動分割アルゴリズムの検討を行い,プログラム開発を行った。これにより複雑な断面をもつ口腔部の有限要素分割を可能とした。音声生成系に於て音源生成系の性質と解明する事は重要であると言う観点から,本年度の研究の一つとして,声門の2次元の形状モデルの非定常流れの数値実験をス-パ-コンピュ-タを用いて行った。これにより以下の新しい事実を明らにした。(1)どの形状に於ても肺側から声門の最も狭い部分に向かい圧力は急激に下降し,それより下流では,渦による場の乱が生じているにもかゝわらず,ほヾ流出境界での圧力値に等しい値を示した。(2)声門での圧力分布による考察では,声門下部に於ける圧力降下の分布はベルヌ-イの定理に基づく算出値と比較的近い分布が求められたが,声門の狭めの部分においては,ベルヌ-イの定理のみでは説明できない圧力降下があり,声門から声道に向かって移動する渦のエネルギ-によるものと推定された。(3)さらに声門上部での渦の乱れを乱流音源と見なした場合の音源特性を計算し,23KH_zに最もエネルギ-が集中しており,又5KH_z以上の成分は非常に少ない事を示した。定常母音発声時であっても周期成分に加えて雑音成分が存在することを明らかにした成果は,音声合成及び音声認識への応用に対し重要な知見を与えた。次に声道内部の音波の伝ぱんの3次元的音圧分布及び位相等曲線を母音のレプリカを用いて測定し,3KH_z付近でも平面波以外の伝ぱんモ-ドが存在することを明らかにした。声道壁インピ-ダンスモデルを考察し,3パラメ-タによる声道壁の粘弾性体モデルが有効であることを数値実験により明らかにした。これにより声道壁厚を外部パラメ-タとして壁の音響的等価回路を求めることが可能となった。さらに,声道の共振反共振特性であるホルマント(アンチボルトマント)の時変特性を音声信号から直接的に適応的推定アルゴリズムにより推定する方法を考察し,有効性を明らかにした。