hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
イネ（日本晴）が生産するベーター-アミノ酸の生理的・生態学的機能の解析

本研究は、「イネ(日本晴)が生産するベーター-アミノ酸の生理的・生態学的機構の解明」を目的として、平成29年から4年間で計画されている。本研究の基盤は、イネ(日本晴)はtyrosine aminomutase 1 (TAM1)によりL-tyrosineから(R)-β-tyrosineを生合成すること、その(R)-β-tyrosineはシロイヌナズナを含めた数種の双子葉植物の根の伸長を阻害する一方、イネやトウモロコシなどの単子葉植物には活性を示さないことを世界で最初に示した我々の研究にあり、(R)-β-tyrosineが示す双子葉に特異的な根伸長阻害活性の機構解明を目指している。平成30年度は、平成29年度の確立した生物試験法をもとにして、β-tyrosine類縁体の構造とその根の伸長阻害活性を詳細に調べた。(R)-β-tyrosineと(S)-β-tyrosineがシロイヌナズナ根の伸長を阻害する一方、(R)-および(S)-β-phenylalanineは活性を示さないこと、β-tyrosineからアミノ基を除いた構造を持つフロレト酸にも根伸長の阻害活性は認められないことを明らかにした。さらに、m-(R)-β-tyrosineやo-(R)-β-tyrosineにも根の伸長阻害活性は認められなかった。したがって、β-tyrosineの根伸長阻害活性の発現には、β-位のアミノ基とベンゼン環のp位の水酸基の共存が必要と結論した。また、処理時にβ-tyrosineの16倍量の(S)-α-tyrosine(50 microM)を加えると根の伸長阻害活性が緩和されることも新たに見出した。興味深ことに、この緩和効果は(S)-α-phenylalanineでは観察されなかった。以上の結果はβ-tyrosineの作用機作解明につながる結果である。平成29年度、30年度に行った詳細な(S)-β-tyrosine類縁体の構造と活性の比較から、(R)-β-tyrosineが示す双子葉植物に対する根の伸長阻害活性にはβ-位のアミノ基とベンゼン環のp位の水酸基の共存が必要と結論できた。処理時にβ-tyrosineの16倍量の(S)-α-tyrosine(50 microM)を加えると根の伸長阻害活性が緩和されることも新たに見出した。以上の結果は、β-tyrosineの作用機作解明につながる結果である。また、イネ(日本晴)の根から滲出する(S)-β-tyrosine量を圃場で測定したところ、その滲出量はごく僅かであり、(S)-β-tyrosineがアレロパシー活性を示すことは無いであろうと結論した。これは、(S)-β-tyrosineの圃場における効果を考えるにあたって、重要なものであった。今後は、双子葉の根伸長を特異的に阻害する(S)-β-tyrosineの特異性の機構解明に重点を置き、研究を進める。平成29年度、30年度の成果から、(R)-β-tyrosineが双子葉植物に特異的に根の伸長抑制を示す理由として、双子葉植物の一次細胞壁のtyrosine dimerに注目した。植物の細胞壁は一次細胞壁と二次細胞壁に分類され、前者は植物の生育を制御しており、単子葉と双子葉植物でその構造が異なる。単子葉植物では糖鎖で構成されるのに対し、双子葉植物では糖鎖と塩基性タンパク質(エクステンシン)で構成される。このエクステンシンの架橋にtyrosine dimerが関与している。今後は、(R)-β-tyrosine処理がtyrosinedimerの架橋に及ぼす影響に注目して、根の伸長抑制機構の解明に臨む。先ず、生物試験法を下記のように確立した。1/2 MS培地をシャーレに調製し、滅菌したシロイヌナズナ種子を各10粒播種後、4°Cで4日間静置した。インキュベーター(16 h/light /26°C, 8 h/dark/18°C)で3日間生育させた後、供試化合物を添加した1/2 MS培地に移植し、4日間生育させた。4日後のシロイヌナズナの根の長さを画像解析ソフトImageJで測定し、根の伸長阻害活性を比較した。その結果、上記4化合物の各光学異性体のうち、(R)-β-tyrosineと(S)-β-tyrosineが根の伸長を阻害した。したがって、活性発現には芳香環のp位の水酸基とβ位のアミノ基が重要と示唆された。今後は,(R)-β-tyrosineがシロイヌナズナ体内でどのように代謝されるかを検討するとともに、根の伸長阻害活性機構を解明する。平成29年度中で最も重要なテーマは、「シロイヌナズナを用いた根の伸長阻害活性を評価する試験系」の確立と「(R)-β-tyrosine類縁体のうちシロイヌナズナ根の伸長阻害活性を示すのは何か」を明確にすることであった。その結果、(1)試験系を確立するとともに、(2)光学異性体である(S)-β-tyrosineが(R)-体と同様に根の伸長を阻害すること、(3)(R)-および(S)-β-phenylalanineは伸長阻害活性を示さないことを明らかにした。

特に、(2)と(3)は活性発現機構の解明に基盤となる発見であった。本研究は、「イネ(日本晴)が生産するベーター-アミノ酸の生理的・生態学的機構の解明」を目的として、平成29年から4年間で計画されている。本研究の基盤は、イネ(日本晴)はtyrosine aminomutase 1 (TAM1)によりL-tyrosineから(R)-β-tyrosineを生合成すること、その(R)-β-tyrosineはシロイヌナズナを含めた数種の双子葉植物の根の伸長を阻害する一方、イネやトウモロコシなどの単子葉植物には活性を示さないことを世界で最初に示した我々の研究にあり、(R)-β-tyrosineが示す双子葉に特異的な根伸長阻害活性の機構解明を目指している。平成30年度は、平成29年度の確立した生物試験法をもとにして、β-tyrosine類縁体の構造とその根の伸長阻害活性を詳細に調べた。(R)-β-tyrosineと(S)-β-tyrosineがシロイヌナズナ根の伸長を阻害する一方、(R)-および(S)-β-phenylalanineは活性を示さないこと、β-tyrosineからアミノ基を除いた構造を持つフロレト酸にも根伸長の阻害活性は認められないことを明らかにした。さらに、m-(R)-β-tyrosineやo-(R)-β-tyrosineにも根の伸長阻害活性は認められなかった。したがって、β-tyrosineの根伸長阻害活性の発現には、β-位のアミノ基とベンゼン環のp位の水酸基の共存が必要と結論した。また、処理時にβ-tyrosineの16倍量の(S)-α-tyrosine(50 microM)を加えると根の伸長阻害活性が緩和されることも新たに見出した。興味深ことに、この緩和効果は(S)-α-phenylalanineでは観察されなかった。以上の結果はβ-tyrosineの作用機作解明につながる結果である。平成29年度、30年度に行った詳細な(S)-β-tyrosine類縁体の構造と活性の比較から、(R)-β-tyrosineが示す双子葉植物に対する根の伸長阻害活性にはβ-位のアミノ基とベンゼン環のp位の水酸基の共存が必要と結論できた。処理時にβ-tyrosineの16倍量の(S)-α-tyrosine(50 microM)を加えると根の伸長阻害活性が緩和されることも新たに見出した。以上の結果は、β-tyrosineの作用機作解明につながる結果である。また、イネ(日本晴)の根から滲出する(S)-β-tyrosine量を圃場で測定したところ、その滲出量はごく僅かであり、(S)-β-tyrosineがアレロパシー活性を示すことは無いであろうと結論した。これは、(S)-β-tyrosineの圃場における効果を考えるにあたって、重要なものであった。今後は、双子葉の根伸長を特異的に阻害する(S)-β-tyrosineの特異性の機構解明に重点を置き、研究を進める。(R)-β-tyrosineを培地に加えシロイヌナズナを栽培すると、その根の伸長が阻害される。その活性発現機構の解明を目指し、この培地にさらにα-tyrosineやα-phenylalanineを加えた場合、根の伸長阻害活性にどのような影響が出るかを調べる。もし、(S)-α-tyrosineを添加した場合に阻害活性が緩和され、(R)-α-tyrosineやα-phenylalanineを添加した場合に活性発現に何の影響も認められなければ、活性発現機構解明の大きなヒントになると期待している。
微視的材料解析と巨視的構造解析を統合した構造性能評価システムの開発

コンクリート構造物の老朽化が進み,崩落のリスクが高まる中,劣化の生じた構造物の保有性能や将来的な性能変化を定量的に評価できる手法の開発が急務となっている.非線形構造解析手法は,有用な性能評価手法として期待されているが,複雑な材料の劣化過程やコンクリートの時間依存変形等を構造解析手法と組合せた事例は極めて少ない.本研究では,コンクリートの微視的構造に立脚することで多様な材料損傷の定量化を実現する非線形数値解析手法を提案し,コンクリート構造物に対する先進的な構造性能評価システムの構築に資することを目的とした.本研究では,コンクリートの微視的構造に立脚することで多様な材料損傷の定量化を実現する非線形数値解析手法を提案し,コンクリート構造物に対する先進的な構造性能評価システムの構築に資することを目的としている.本年度は,研究代表者が開発してきた離散型数値解析手法を発展させ,材料の微視的構造に立脚した機構解析(材料解析)手法の構築を行った.具体的には,コンクリート試験体を骨材粒子,マトリックス,界面からなる三相複合材料としてモデル化し,事前に任意の損傷を与えた上でコンクリート試験体の一軸圧縮破壊に対するパラメータ解析の実施によって損傷量とコンクリート試験体の力学的応答との関係を見出した.その際,損傷のモデル化は,要素間に不連続面を挿入する直接的方法と,要素間構成則に対して間接的にモデル化を行う方法とが考えられ,損傷の定量化に最適な方法の選定を模索した.一方で,コンクリートの材料劣化挙動の再現と予測を行うために,コンクリートを均質材料と仮定し,水分移動解析,塩分浸透解析および二酸化炭素の移動に基づく炭酸化反応解析等の物質移動解析を行い,コンクリート中の劣化因子の分布状況を得る.その際,鉄筋位置の劣化因子量に基づき,鉄筋のミクロセルおよびマクロセル腐食反応を分極曲線に基づく電気化学的反応としてモデル化した.これにより,鉄筋の経時的な腐食量の予測を可能とした.本年度は,コンクリートの微視的構造解析による物理的損傷(微細ひび割れ)の定量化と,環境作用に起因する材料劣化挙動の予測を可能としたが,それらは独立した解析であるため,次年度以降では相互作用のモデル化を行うとともに,部材中の鉄筋腐食を予測した上で構造解析との連成も試みる.なお,以前より継続的に行っている鋼材腐食の生じたPC構造物の耐荷挙動予測については,論文発表を行った.本年度は,当初計画通り,コンクリートを三相材料と仮定した微視的材料解析モデルの構築を行い,単純な損傷を与えた場合の破壊挙動の違いを再現することが可能となった.現時点では,劣化因子をモデル化した物質移動解析との連成には至っていないが,コンクリートを均質材料とした場合については,物質移動解析結果を応用した分極曲線に基づく鉄筋の腐食モデルの解析を可能とすることができた.コンクリート構造物の維持管理において、非線形構造解析手法は有用な性能評価手法として期待されているが、複雑な材料の劣化過程やコンクリートの時間依存変形等を構造解析手法と組合せた事例は極めて少なく、その妥当性検証は困難な状況にある。そこで本研究では、コンクートの微視的構造に立脚することで多様な材料損傷の定量化を実現する非線形数値解析手法を提案し、コンクリート構造物に対する先進的な構造性能評価システムの構築に資することを目的としている。本年度は、まず損傷を有するコンクリート試験体の微視的材料解(メソスケール解析)析により、損傷量ー力学特性関係の構築を図った。すなわち、微視的材料解析より得られる力学特性(具体的には応力ーひずみ履歴曲線等)と損傷を受けた試験体の実験結果との比較により、実現象の損傷状況に対して材料損傷の定量化を試みた。損傷を有するコンクリート模擬供試体の圧縮破壊実験では、損傷を導入することにより圧縮強度および弾性係数の低下を確認することができ、数値解析結果と同様の傾向となった。これは、実験で導入した損傷の特性と数値解析での損傷のモデル化の相違によるものであり、材料損傷の定量化には更なる検討が必要であることが明らかとなった。本検討結果については、学術誌へ論文投稿を行った。一方、巨視的構造解析については、実際に供用されているプレストレストコンクリート桁を対象に、PC鋼材の破断が部材の耐荷挙動に及ぼす影響について検討を行うため、3次元解析モデルの構築を行った。すべての鋼材を離散的に扱い、比較的自由度の高い解析モデルを構築することができ、PC鋼材の局所的な損傷がマクロな耐荷挙動に大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。今後は本検討結果を充実させることで、学術誌への論文投稿を行う予定である。微視的構造解析については、損傷を有するコンクリート供試体の模擬実験を実施し、メソスケール解析結果との比較検討を通して、損傷の定量化への道筋をつけることができた。模擬実験結果は解析と同様の傾向を示しているが、損傷の導入方法によって実験結果にばらつきが生じるとともに、損傷と特性値との変動に影響を及ぼすため、さらなる検討を加える予定である。巨視的構造解析については、実構造物を3次元でモデル化するため自由度が大きく、モデルの作成および解析実行に時間を要しているものの、局所的な損傷が耐荷挙動に及ぼす影響については、興味深い検討結果が得られている状況にある。コンクリート構造物の維持管理に関する研究の多くは,材料の劣化機構の解明と点検技術の高度化に関するものであったが,橋梁本体またはその付属物の落下事故のリスクが高まる中,劣化の生じた構造物の保有性能や将来的な性能変化を定量的に評価できる手法の開発が急務となっている.非線形構造解析手法は,有用な性能評価手法として期待されているが,複雑な材料の劣化過程やコンクリートの時間依存変形等を構造解析手法と組合せた事例は極めて少なく,その妥当性検証は困難な状況にある.

本研究では,コンクリートの微視的構造に立脚することで多様な材料損傷の定量化を実現する非線形数値解析手法を提案し,コンクリート構造物に対する先進的な構造性能評価システムの構築に資することを目的としている.本年度は,微視的構造解析では損傷の定量化を試み,巨視的構造解析では鋼材腐食の生じたPC桁の耐荷挙動評価を実施した.微視的構造解析に先立ち,ラミネート片を混入することで損傷を模擬したコンクリート圧縮破壊試験を実施し,損傷と圧縮強度および弾性係数との関係性について明らかにした.続いて,コンクリートを3相材料とみなしたメソスケール解析により,実験結果の再現性を確認することにより,解析モデルの妥当性を検証した.さらに,モルタル損傷,モルタルー界面損傷,骨材損傷のそれぞれについて解析的に検討を行い,様々な損傷が強度・弾性係数に及ぼす影響について明らかにした.巨視的構造解析では,実橋スケールの試験体を対象に,鋼材の破断や腐食が部材の耐荷性能に及ぼす影響について検討を行った.PC桁の解析では,局所的な破断が部材の耐荷挙動に大きな影響を及ぼすとともに,物質移動解析に基づくコンクリートのひび割れは,耐荷挙動への直接的な影響は小さいことを確認した.コンクリート構造物の老朽化が進み,崩落のリスクが高まる中,劣化の生じた構造物の保有性能や将来的な性能変化を定量的に評価できる手法の開発が急務となっている.非線形構造解析手法は,有用な性能評価手法として期待されているが,複雑な材料の劣化過程やコンクリートの時間依存変形等を構造解析手法と組合せた事例は極めて少ない.本研究では,コンクリートの微視的構造に立脚することで多様な材料損傷の定量化を実現する非線形数値解析手法を提案し,コンクリート構造物に対する先進的な構造性能評価システムの構築に資することを目的とした.次年度以降では,物質移動解析モデルに基づく腐食反応解析と巨視的構造解析の統合を図ることにより,個別の解析モデルを融合させ、新たな解析結果を得る段階に進展させる予定である.また,次年度には,独自に材料実験および部材実験を実施することにより,モデル作成に必要な基礎的データの取得も行うことで,モデルの妥当性検証も進める予定である。微視的構造解析については、引き続き材料損傷の定量化に努めるとともに、凍害やアルカリシリカ反応などの実際の材料劣化の生じたコンクリートに対する試験結果との比較検討を実施し、損傷量と力学特性値との関係について、より工学的に有用な結果を得ることを目指す。巨視的構造解析については、実構造物の3次元フルモデルに対し、水分および塩分を考慮した物質移動解析と鉄筋の腐食モデルを導入することで、材料劣化解析と巨視的構造解析との統合を図る予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。コンクリート構造学29年度が最終年度であるため、記入しない。
金属酸化物クラスターの配列制御によるエネルギー・化学変換システムの構築

資源の少ない我が国において,エネルギーや物質の有効利用を可能にする環境調和型かつ高機能な材料の開発は,重要な課題の一つである.本研究では,金属の核数と距離が精密に規定された金属酸化物クラスターの配列制御による機能性固体(吸着分離,吸蔵,触媒,イオン伝導,磁性・電子材料)の構築を,サブナノミクロンレベルで行うことを目的とした.当該領域「配位プログラミング」が目指す「機能階層的な超構造体を設計通り精密に組み上げる」,「分子機能を組織化して高効率出力するナノサイズ化学素子の開発」という目的と合致する.平成23年度は,無機ユニット(金属酸化物クラスターであるポリオキソメタレートアニオン)と有機ユニット(カチオン性金属錯体や有機アンモニウム)の協奏による機能発現に重点をおいて研究を進めた.昨年度の成果として,(1)イオン交換により水及びアルコール吸着能が変化する多孔性固体,(2)形状選択的にオレフィンの酸化反応が進行する複合体触媒,が挙げられ,今年度は昨年度の知見を生かし,(3)オレフィンを高選択的に吸着する多孔性固体,(4)形状選択的にピナコール転位(=酸反応)が進行する複合体触媒,(5)二酸化炭素とアセチレンの分離が可能な多孔性固体,の創製を行った.これらの成果はいずれも,無機ユニットが吸着・反応活性点として機能し,有機ユニットが吸着・反応に適切なナノ空間の構築に関わっており,目標として掲げた「無機-有機ユニットの協奏」に成功したといえる.α-Keggin型シリコタングステート、マクロカチオン及びカリウムイオンをメタノール/ジクロロエタン混合溶媒中で複合化させることにより、複合体Iを得た。単結晶X線構造解析により、Iは孔径3.5Åの一次元チャネルを有することが明らかとなった。複合体Iを大気下に放置すると、複合体の構造変化なしに結晶溶媒分子(メタノール)が水分子に置き換わりIaが生成する。複合体Iaに含まれる水分子の一部は、複合体の構造を変化させることなしに室温真空排気により脱離し、Ibが生成する。複合体Ibの蒸気吸着特性を検討した結果、水、メタノール、エタノール、ジクロロメタンは吸着されるものの、より大きな1,2-ジクロロプロパンは吸着されず、形状選択的な吸着特性を示した。次に蒸気吸着特性を検討した結果、二酸化炭素は吸着されるものの、窒素、酸素、及び、メタンは吸着されなかった。二酸化炭素をプローブとしてIbの比表面積、細孔体積を算出したところ、それぞれ、47m^2g^<-1>、9.0mL(STP)g^<-1>(二酸化炭素吸着量:1.8mol/mol)と大きな値を示した。複合体Ibの二酸化炭素の吸着熱は40kJ mol^<-1>であり、物理吸着熱の2倍程度であった。以上の結果から、Ibの二酸化炭素に対する高い親和性は、孔径が二酸化炭素と同程度であり効率良く二酸化炭素を貯蔵できる、高い四重極子モーメントを有する二酸化炭素がイオン性の構成要素と強く相互作用できる、ことに由来すると考えられる。複合体Ibを吸着剤として二酸化炭素/メタン混合ガスの分離を行ったところ、数分で分離が完全に進行し、分離能は水蒸気存在下でも変化しなかった。複合体Ibに吸着された二酸化炭素分子の状態を、モンテカルロ計算、量子化学計算及びin-situ IRスペクトルにより検討した。その結果、Ibの一次元チャネル内で、二酸化炭素分子はカリウムイオンあるいはシリコタングステートの表面酸素の近傍に存在し、強く相互作用することが明らかとなった。資源の少ない我が国において,エネルギーや物質の有効利用を可能にする環境調和型かつ高機能な材料の開発は,重要な課題の一つである.本研究では,金属の核数と距離が精密に規定された金属酸化物クラスターの配列制御による機能性固体(吸着分離,吸蔵,触媒,イオン伝導,磁性・電子材料)の構築を,サブナノミクロンレベルで行うことを目的とした.当該領域「配位プログラミング」が目指す「機能階層的な超構造体を設計通り精密に組み上げる」,「分子機能を組織化して高効率出力するナノサイズ化学素子の開発」という目的と合致する.平成23年度は,無機ユニット(金属酸化物クラスターであるポリオキソメタレートアニオン)と有機ユニット(カチオン性金属錯体や有機アンモニウム)の協奏による機能発現に重点をおいて研究を進めた.昨年度の成果として,(1)イオン交換により水及びアルコール吸着能が変化する多孔性固体,(2)形状選択的にオレフィンの酸化反応が進行する複合体触媒,が挙げられ,今年度は昨年度の知見を生かし,(3)オレフィンを高選択的に吸着する多孔性固体,(4)形状選択的にピナコール転位(=酸反応)が進行する複合体触媒,(5)二酸化炭素とアセチレンの分離が可能な多孔性固体,の創製を行った.これらの成果はいずれも,無機ユニットが吸着・反応活性点として機能し,有機ユニットが吸着・反応に適切なナノ空間の構築に関わっており,目標として掲げた「無機-有機ユニットの協奏」に成功したといえる.
子宮内膜癌幹細胞の同定と難治性癌治療法開発への応用

子宮内膜癌においてCD133陽性細胞は自己増殖、分化そして造腫瘍能を有しており癌幹細胞マーカーであることを明らかにした。またCD133は臨床病理学的に予後不良因子であった。また子宮内膜癌幹細胞を分子生物学的に解析した結果、抗癌剤に抵抗性を示す遺伝子及び浸潤、転移に関与する遺伝子の発現が亢進しており悪性度の高い細胞集団であることを明らかにした。本年度は子官内膜癌における癌幹細胞マーカーの検索及びその意義について検討を行った。表面マーカーであるCD133に注目し、子官内膜癌細胞株6種類についてCD133の発現をフローサイトメトリーにて確認をしたところ2種類の細胞株(Ishikawa、MFE80)に10-20%の頻度でCD133陽性細胞を認めた。これらの細胞についてCD133陽性、陰性細胞に分離し検討を行った結果、CD133陽性細胞は陰性細胞に比べ、著明な細胞増殖の亢進、in vitro、in vivoでの造腫瘍能そして抗癌剤の抵抗性を認めた。またCD133陽性細胞が自己複製に関与する遺伝子群の発現を有していること(自己複製能)やCD133陽性細胞のみが陽性細胞を継代できる(分化、不均等分裂)ことを確認した。これらの結果よりCD133陽性細胞が癌幹細胞としての特徴を有しておりCD133が子宮内膜癌細胞における癌幹細胞マーカーであることを同定した。さらに当科での子宮内膜癌症例による免疫組織学的検討の結果、CD133の発現はOverall survivalと有意に相関し独立した予後因子であった。これらの結果は難治性子宮内膜癌のメカニズムの解明及び治療法の開発に大変有意義なものであると考えられる。来年度は絞りこまれた子宮内膜癌幹細胞の特徴を分子生物学的に解析し重要なターゲット遺伝子を同定する。同定された遺伝子に対する分子標的治療法の基礎実験を行う。本年度は昨年度に同定した子宮内膜癌幹細胞の分子生物学的特徴について検討を行った。マイクロアレイを用いて幹細胞と非幹細胞との間で遺伝子発現Profileを比較検討した。解析した約25,000遺伝子のうち約500遺伝子において癌幹細胞で発現が亢進していた。まず初めに、抗癌剤抵抗性遺伝子であるABCG2に注目した。ABCG2はSide population(SP)に関連する遺伝子でありSP細胞が子宮内膜癌において癌幹細胞であることを昨年度報告している。そこで子宮内膜癌細胞においてSP細胞がnon-SP細胞に比し、抗癌剤抵抗性であることをIn vitro chemosensitivity assayにて確認した。次にCD133陽性、陰性細胞においてABCG2の発現をRT-PCR法にて、SP細胞に割合をフローサイトメトリーにて検討したところ、ABCG2の発現、SP細胞の割合共にCD133陽性子宮内膜癌細胞において上昇していた。CD133(+)/SP、CD133(+)/non-SP、CD133(-)/SPそしてCD133(-)/non-SPの4分画に細胞を分離し細胞増実験を行ったところ、CD133(+)/SP細胞が他の3分画細胞に比べ細胞増殖の亢進と造腫瘍能を有していた。以上の結果よりCD133(+)/SP細胞がより純化された癌幹細胞であり治療性抵抗性に重要な役割を果たしている事が明らかとなった。これらの結果は難治性子宮内膜癌のメカニズムの解明及び治療法の開発に有意義なものであると考えられる。
少年院における更生的風土の形成と展開に関する教育学的研究

本研究の代表者らは、日本の少年院における矯正教育の構造やメカニズムについて教育学的に明らかにすることを試みてきたが、本研究では矯正教育の効果を高めていると考えられる「更生的風土」の諸相に多様な方法を用いてアプローチした。具体的には、いくつかの男女少年院において特定の教育プログラムの観察や少年及び教官へのインタビュー、文書資料の収集・分析、寮生活への参与観察を行ったほか、少年及び教官を対象に2008年から2010年にかけて実施した大規模な質問紙調査の再分析、少年矯正の政策形成と実践に関する歴史研究、アメリカ合衆国における少年矯正との比較研究を行った。少年院における矯正教育の効果を高める「更生的風土」の形成過程と実際について明らかにするため、平成24年度は下記のような研究を行った。1.テーマ1「少年院におけるフィールド調査」においては、関東地方の短期少年院において3日間の「連泊調査」を行い、寮での生活や教官と少年のインフォーマルなやりとりも含め、少年院での矯正教育と生活の全容の把握を試みた。また、平成25年度に実施する女子少年院3か所でのフィールド調査の計画を立案し、法務省矯正局及び当該少年院との交渉を経て調査の内容、方法等を決定した。2.テーマ2「大規模質問紙調査の分析」においては、平成20年から22年にかけて実施した少年院在院少年及び職員対象の質問紙調査の結果について、さらなる分析を行った。3.テーマ3「特定の教育プログラム及び特定施設に関する文書資料と職員に対するインタビュー調査による歴史研究」においては、近年少年院において重要性を増しているSSTについて文書資料の収集と分析、ならびに25年度に関東地方の女子少年院において実施予定のフィールド調査の計画立案を行った。また、戦後少年院における矯正教育と更生的風土の形成について、特に昭和50年代に注目して元少年院職員対象のインタビュー調査及び文書資料の収集に着手した。4.テーマ4「アメリカ、韓国との国際比較研究」においては、比較対象とする訪問先の選定作業として資料収集を行い、候補地を数か所に絞った。少年院における矯正教育の効果を高める「更生的風土」の形成過程と実際について明らかにするため、平成25年度には下記のような研究を行った。1.テーマ1「少年院におけるフィールド調査」においては、1関東地方の長期少年院において3日間の「連泊調査」を行い、寮での生活や教官と少年のインフォーマルなやりとりも含め、指導と生活の全容の把握を試みた。2東北地方の女子少年院において、創作オペレッタに関する職員及び少年へのインタビュー調査、質問紙調査及び文書資料の収集を行い、その特徴や構造、通時的な変遷についての把握を試みた。3関東地方の女子少年院において、SSTの観察及び職員へのインタビュー調査を行い、その特徴や構造の把握を試みた。4四国地方の女子少年院において、薬物に関する改善指導の観察及び職員へのインタビュー調査を行い、その特徴や効果の把握を試みた。3.テーマ3「特定の教育プログラム及び特定施設に関する文書資料と職員に対するインタビュー調査による歴史研究」においては、戦後少年院における矯正教育と更生的風土の形成について、矯正政策の形成に深く関わった元キャリア職員、長く現場で矯正教育に携わってきた元職員らへのインタビュー調査、中部地方の少年院への訪問調査、及び文献資料の収集を行った。4.テーマ4「国際比較研究」においては、比較対象とする訪問先の選定作業として資料収集を行い、候補地をアメリカ合衆国ワシントン州に決定した。少年院における矯正教育の効果を高める「更生的風土」の形成過程と実際について明らかにするため、平成26年度は下記のような研究を行った。1.テーマ1「少年院におけるフィールド調査」においては、平成24、25年度に計2か所の男子少年院で行った各3日間の「連泊調査」から得られた知見の分析を進め、論文執筆の準備を行った。2.テーマ2「大規模質問紙調査の分析」においては、平成20年から22年にかけて実施した少年院在院少年及び職員対象の質問紙調査の結果についてさらなる分析を行い、論文化を進めた。3.テーマ3「特定の教育プログラム及び特定施設に関する文書資料と職員に対するインタビュー調査による歴史研究」においては、平成25年度から引き続き、女子少年院におけるSSTについてフィールド調査と知見の分析を行い、一部を成果として学会発表ならびに論文執筆を行った。また同じく平成25年度から引き続き、女子少年院における薬物非行に対する教育プログラムについてフィールド調査と知見の分析を行い、一部を成果として学会発表ならびに論文執筆を行った。また、戦後少年院における矯正教育と更生的風土の形成について、少年院の元職員を対象とするインタビュー調査及び文書資料の収集を平成25年度から引き続いて行った。4.テーマ4「アメリカ、韓国との国際比較研究」においては、アメリカ合衆国ワシントン州において少年矯正関連施設6か所及び行政機関1か所を訪問し、聞き取り調査及び資料収集を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。

教育社会学26年度が最終年度であるため、記入しない。少年院でのフィールド調査について、調査施設の選定及び法務省矯正局との折衝に時間を要し、24年度には1か所でしか行えなかった。国際比較調査について、調査地の選定に時間を要し、24年度中のアメリカ訪問が行えなかった。テーマ1からテーマ3に関してはおおむね順調に進展している。テーマ4に関しては、比較対象とする訪問先の選定に時間がかかり、平成25年度に訪問することができなかった。しかし、訪問先は既に決定しており、平成26年度に訪問する予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の研究計画より若干の遅れが生じているため、25年度にその遅れを取り戻し、最終的に計画通りの研究を終了させる。1.テーマ1「少年院におけるフィールド調査」については、男子少年院の「連泊調査」、女子少年院における創作オペレッタ、女子少年院におけるSST、同じく薬物改善指導について、論文作成及び学会報告を行う。2.テーマ2「大規模質問紙調査の分析」については、さらなる分析の結果について論文作成を行う。3.テーマ3「特定の教育プログラム及び特定施設に関する文書資料と職員に対するインタビュー調査による歴史研究」については、元キャリア職員、元職員数名へのインタビュー調査を引き続き実施するほか、矯正教育史関連文献の収集も継続して行う。インタビューのデータは文字起こしをし、聞き取り資料集として研究に活用できるようにするとともに、文献資料との突き合わせを行い、更生的風土の形成の過程について、政策と現場との関係、新しい技法の導入・普及と変容などの視点からとりまとめる。テーマ4「国際比較研究」については、平成26年8月にアメリカ合衆国ワシントン州において、少年司法関係官庁及び複数の少年矯正施設を訪問し、日米の少年矯正施設や施設内処遇の比較のための聞き取り、資料収集のほか、先進的、実験的な処遇についての情報収集を行う。24年度に実施予定だったフィールド調査等の費用と合わせて、国内外におけるフィールド調査、文書資料の収集等に使用する。平成25年度に予定していた少年矯正の国際比較調査のための海外訪問が、訪問先の選定に時間を要したため実施できず、平成26年度に延期したことにより、次年度使用額が生じた。少年矯正の国際比較調査のために、平成26年8月にアメリカ合衆国ワシントン州を訪問する。少年司法関係官庁及び複数の少年矯正施設を訪問し、日米の少年矯正施設や施設内処遇の比較のための聞き取り、資料収集のほか、先進的、実験的な処遇についての情報収集を行う。
オーダーメイド医療におけるがん患者用のＷＥＢ版意思決定看護支援プログラムの開発

本研究では、オーダーメイド医療におけるリスクコミュニケーションの中で、意思決定サポートが必要となるがん患者を対象とした「療養上の意思決定を支援するWeb版看護支援プログラム」を開発した。プログラム内容としては、1患者の意思決定に対する準備性を高めるために、患者用Webサイト「がんになっても・・・あなたらしく納得のいく生活を送るために意思決定の進め方」の作成、2看護師による支援ガイドとして「がん患者の療養上の意思決定プロセスを支援する共有型看護相談モデル(NSSDM)」を用いた意思決定支援ガイドブックの作成を行い、これらを用いて効果検証を行ったところ有効性と課題が明らかとなった。本研究は、オーダーメイド医療におけるリスクコミュニケーションの中で、意思決定サポートが必要となるがん患者を対象に、「療養上の意思決定を支援するWeb版看護支援プログラム」を開発し、効果検証を行うことを目的としている。平成25年度は、介入研究開始に向けた基盤づくりの素地を形成した。1.Web版:意思決定看護支援プログラムの実施可能性に関する調査がん療養相談に携わるがん看護専門看護師4名、がん療養相談に訪れた患者7名を対象に、研究班が作成した意思決定支援プログラムを提示し、掲載内容の改善点について記述式のアンケート調査を行った。患者向けサイトは、意思決定に向けてハードルを感じさせない表現、意思決定の伴奏者となる医療者を見つけるガイド、身近にある相談窓口の場所や連絡先表記、臓器別のがん情報を優先する、必要な情報を選択できるサイトなどが改善点として明らかとなった。看護師向けサイトは、対象者の明確化、各種相談技術を用いる手順や場面の具体化、患者へ提供する情報量の目安設定などが改善点として明らかとなった。2Web版:意思決定看護支援プログラムの検討1の調査により、意思決定支援プログラム構成は、意思決定に必要な情報に限局した情報検索サイトを構築し、看護師が用いる意思決定支援方法をより具体化することでがん患者の意思決定支援ツールとして活用できることが示唆された。そこで、調査結果の内容を基にWeb版:意思決定看護支援プログラム(患者向け)の修正し、患者の意思決定プロセスに関する評価指標の検討を行った。さらに、看護師向けの「がん患者の療養上の意思決定プロセスを支援する共有型看護相談モデル(Nursing Model for Supporting Shared Decision Making :NSSDM)」を用いた意思決定支援ガイドブックを作成し、介入時の判断基準を明確化した。<研究結果>本研究は、オーダーメイド医療におけるリスクコミュニケーションの中で、意思決定サポートが必要となるがん患者を対象に、「療養上の意思決定を支援するWeb版看護支援プログラム」を開発し、効果検証を行うことを目的としている。初年度は、本研究を推進する基盤づくりを行うために、がん看護専門看護師とのネットワークおよび療養上の意思決定を支援するWeb版看護支援プログラムを構築した。実施内容は以下に示す2点である。1.がん療養相談に携わるがん看護専門看護師を対象に、意思決定支援上の課題および作成したプログラムの実施可能性についてインタビュー調査を行った。結果、意思決定支援上の課題としては、患者が必要とする時期に意思決定支援が行えていない現状、個別的な意思決定支援ができる人材の不足、意思決定支援にまつわる技術と判断基準の不明確さなどが明らかとなった。プログラムの実施可能性としては、患者が活用しやすい情報ツールの洗練、がん医療に関する最新情報が効果的にUp-dateできるWebサイトづくり、意思決定支援を進める判断基準の明確化、技術を洗練するためのしくみづくり、臨床応用に向けた調整事項などが改善点として明らかとなった。2.これらの結果をもとにWeb版看護支援プログラムを作成し、患者向け、看護師向けに分けてWebサイトに掲載した。<意義>プログラムの構成として、セルフケア能力の高い患者を対象とすること、看護師が各技術を用いる判断基準を明確化することにより、看護師の教育用ツールとして活用できる可能性がある。<重要性>がん医療情報が多様化しWeb情報へのアクセシビリティが高まる現状を鑑み、多くのがん患者が自宅からアクセスできるプログラムを開発したことは社会的貢献度が高いといえる。本研究は、オーダーメイド医療におけるリスクコミュニケーションの中で、意思決定サポートが必要となるがん患者を対象に「療養上の意思決定を支援するWeb版看護支援プログラム」を開発し、効果検証を行うことを目的としている。平成26年度は、多施設共同研究を行い、対象群からは以下の結果が得られた(介入群はデータ収集継続)。1.研究対象:がん療養相談に訪れた患者32名2.研究方法:がん看護専門看護師が意思決定支援を行ったがん患者を対象に、介入の前後にSTAI、DCSの質問紙調査を行いSPSS17.0を用いて分析。介入後に看護師は患者の反応について記録し内容分析の手法を用いて分析。3.結果:面談前後のDCSの値は、5つのサブスケール全てが有意に低下していた(p<0.05)。4名が面談後に上昇(転移、再発等)。1名が面談後に急激な低下(術式選択)。

面談前後のSTAIの値は、状態不安の項目のみ有意に低下していた(p<0.05)。3名が面談後に上昇(転移、再発、重複がん等)。面談後に患者に見られた変化としては、不安の要因が明らかになる、前向きな気持ちになる、意思決定の道筋や方向性が明確になる、意思決定の構えができる、情報を得てイメージ化が進む、選択肢が広がる、自分なりの対処方法が見つかる、自分の価値観を見出す、8つのカテゴリが抽出が抽出された。4.考察:意思決定までに複数回の面談を要した6事例は精神的サポートを要しており、そのうち4事例は治療経過が長いという特徴が見られた。今後は、患者の病期(再発、転移、重複がん等)に応じた継続的な意思決定支援方法について検討する必要があることが示唆された。また、日本看護科学学会学術集会(11月30日)、日本がん看護学会学術集会(2月28日)にて交流集会を開催し、参加者にプログラムの普及および臨床適応に関するディスカッションを行った。がん看護平成24年度は「がん患者用のWeb版意思決定看護支援プログラム」の掲載内容を作成、平成25年度は、掲載内容の修正および看護師向けの意思決定支援ガイドブックを作成した。現在、プログラムの効果検証を目的とした他施設共同介入研究を以下のとおり実施中である。対象・方法:治療選択、ケア内容の選択、療養の場の選択などに関する意思決定サポートを必要としているがん患者を対象に、がん看護専門看護師が「がん患者用のWeb版意思決定看護支援プログラム」を提供し効果検証を行う。研究デザイン:実験群と対照群を用いた準実験研究であり、Primary outcomeは葛藤尺度(DCS)、Secondary outcomeは状態ー特性不安検査(STAI)を用いて測定する。実施方法:実験群は、看護師が面談前の患者にWebサイト「がんになっても・・・あなたらしく納得のいく生活を送るために意思決定の進め方」を紹介し、意思決定するための準備状態を整えるために働きかける。また、面談時には「がん患者の療養上の意思決定プロセスを支援する共有型看護相談モデル(NSSDM)」を用いた意思決定支援ガイドブックを用いて意思決定支援を行う。対照群は、看護師が通常の面接(主治医からの病状および治療内容の説明を受けた患者に対し、看護師が患者の認識度を確認し、必要に応じて情報提供や心理的サポートを行うこと。30分1時間程度)を行う。面接者は実験群と同一の看護師とする。当初の計画通り、初年度はWeb版看護支援プログラムの構築・洗練作業を行い、次年度以降の介入研究に向けた基盤づくりを行うことができた。プログラムの構成は以下に示すとおり、患者向け、看護師向けのコンテンツに分割して掲載した。
ネプリライシンの活性低下に伴うシナプス機能障害と発現調節機構の解析

ネプリライシンは活性部位が細胞外に配向する膜貫通型蛋白質であり、主として神経細胞のプレシナプス部位に局在するアミロイドβペプチド(Aβ)分解酵素である。また、大脳皮質・海馬における選択的なネプリライシンの発現低下が加齢依存的に起こり、さらに孤発性AD患者脳においてもこの選択的な低下が認められることは、分解システムの機能低下が脳老化およびAD発症過程におけるAβ蓄積に深く関わることを示唆する。本研究ではネプリライシン活性の低下による神経細胞の機能障害の蓋然性について探ると共に、このネプリライシン活性を制御してADの予防や治療へ応用することを目指した。前者については、家族性アルツハイマー病変異を有するアミロイド前駆体蛋白質トランスジェニックマウスとネプリライシン欠損マウスを交配したマウスを作成して、生化学的および電気生理学的手法や免疫電顕技術を用い、さらには記憶・学習能力を試験する一連の行動解析により、プレシナプスにおけるオリゴマー型Aβの増加によって神経可塑性の異常と共にこの掛け合わせマウスの学習・記憶能力が顕著に低下することを見出した。後者については脳内ネプリライシン活性を制御する因子としてソマトスタチンを同定した。ソマトスタチンレセプターはG蛋白質共役型受容体であることから、非ペプチド性のレセプターアゴニストを利用して、将来的に脳内Aβ含量を薬理学的に制御できる可能性が期待される。一方、脳内ソマトスタチンレベルがAD脳で低下することや、ヒトや霊長類の脳では加齢と共に低下することも報告されている。従って、加齢に伴うソマトスタチンの低下がネプリライシン活性の減弱を通してAβレベルを上昇させ、ソマトスタチン量やネプリライシン活性の低下速度の個人差がAD発症を規定し、このことが孤発性AD発症の分子メカニズムを部分的に説明する可能性が示唆された。
ガラニン様ペプチド(GALP)の摂食調節の機能形態学的解析

ガラニン様ペプチド(GALP)は1999年にオーファンリセプターの内因性リガンドとして、ブタ視床下部で発見された新規の神経ペプチドである。GALPニューロンの細胞体は視床下部弓状核に分布し、その神経線維は前脳を中心として脳内に広く分布している。またGALPの遺伝子発現はレプチンにより調節されている可能性が示されている。しかしながらGALPニューロンとその他の摂食調節ニューロンとの関係については不明な点が多い。そこで我々は、GALPニューロンと脳内の摂食調節ニューロンとの神経相関を免疫組織化学的に観察した。GALPニューロンの細胞体は弓状核の後部に多く分布しており、多数のNPY含有ニューロンの神経投射を受けている。またGALPとα-MSHを共存するニューロンもみられた。さらに、GALPは外側視床下部のオレキシンニューロンに神経投射をしており、GALPはシナプスを介して神経性に摂食促進作用のあることが明らかになった。GALPニューロンは、NPYのみならず他の摂食調節ニューロンの作用を受けている可能性も考えられる。またGALPはα-MSHと共存していることから、両者は共同して摂食抑制を行っている可能性もある。われわれは、GALP産生ニューロンを単離・同定する系を確立して細胞レベルで機能解析を行うことを目的に、改良型緑色蛍光タンパク質(EGFP)をGALP産生細胞で発現するトランスジェニックマウスの作成を試みた。さらにGALPニューロンの入力路の全容を機能形態学的に解析するために、破傷風毒素由来の逆行性軸索輸送に関わる機能領域(TTC)とEGFPの融合タンパク質をGALP産生細胞特異的に発現する遺伝子改変動物を作成した。GALP産生細胞で発現するEGFP-TTC融合タンパク質は求心路をトレースできるので、この遺伝子改変動物を用いてGALPニューロンへの起始部位の同定を行なっている。現在この2系統の遺伝子改変動物を用いてGALPのニューロンネットワークを解析している。ガラニン様ペプチド(GALP)はオーファンリガンドの1つとして同定された新規神経ペプチドで、強力な摂食促進作用があることから、摂食調節機構を解明する上で重要視されている。GALP含有ニューロンを取り巻く摂食調節のニューロンネットワークを細胞分子レベルで明らかにすることによって、GALPの食欲調節機能を解明することを目的とし以下の実験・観察を行った。まずラット脳内におけるGALP産生ニューロンの分布・局在を免疫組織化学的に観察し、GALP含有ニューロンが視床下部の弓状核に限局して存在していることを明らかにした。さらにGALP含有ニューロンが視床下部内の摂食促進あるいは抑制ニューロンとシナプスを介して神経ネットワークを構築していることを免疫電顕的に明らかにした。次にGALPニューロンの生理的機能解明を行うために、GALP遺伝子プロモーター制御下で緑色蛍光タンパク質(EGFP)を発現する遺伝子改変動物(GALP-EGFP Tg mice)を作製することを試みた。はじめにGALP遺伝子プロモーター制御下でEGFPを発現するキメラDNAの構築し、GALP遺伝子プロモーター制御下でGFP無毒化された破傷風毒素と緑色蛍光タンパク質との融合タンパク質を発現するキメラDNAを構築した。さらにGALP遺伝子プロモーター制御下でEGFPを発現する遺伝子改変マウスを2系統作製することに成功した。

本年度は以上の研究結果がえられたことから、さらにこの遺伝子改変動物を繁殖維持し、視床下部において発現するGALP含有ニューロンを単離して単一細胞レベルで細胞内代謝機構の解析を行う予定である。ガラニン様ペプチド(GALP)は1999年にオーファンリセプターの内因性リガンドとして、ブタ視床下部で発見された新規の神経ペプチドである。GALPニューロンの細胞体は視床下部弓状核に分布し、その神経線維は前脳を中心として脳内に広く分布している。またGALPの遺伝子発現はレプチンにより調節されている可能性が示されている。しかしながらGALPニューロンとその他の摂食調節ニューロンとの関係については不明な点が多い。そこで我々は、GALPニューロンと脳内の摂食調節ニューロンとの神経相関を免疫組織化学的に観察した。GALPニューロンの細胞体は弓状核の後部に多く分布しており、多数のNPY含有ニューロンの神経投射を受けている。またGALPとα-MSHを共存するニューロンもみられた。さらに、GALPは外側視床下部のオレキシンニューロンに神経投射をしており、GALPはシナプスを介して神経性に摂食促進作用のあることが明らかになった。GALPニューロンは、NPYのみならず他の摂食調節ニューロンの作用を受けている可能性も考えられる。またGALPはα-MSHと共存していることから、両者は共同して摂食抑制を行っている可能性もある。われわれは、GALP産生ニューロンを単離・同定する系を確立して細胞レベルで機能解析を行うことを目的に、改良型緑色蛍光タンパク質(EGFP)をGALP産生細胞で発現するトランスジェニックマウスの作成を試みた。さらにGALPニューロンの入力路の全容を機能形態学的に解析するために、破傷風毒素由来の逆行性軸索輸送に関わる機能領域(TTC)とEGFPの融合タンパク質をGALP産生細胞特異的に発現する遺伝子改変動物を作成した。GALP産生細胞で発現するEGFP-TTC融合タンパク質は求心路をトレースできるので、この遺伝子改変動物を用いてGALPニューロンへの起始部位の同定を行なっている。現在この2系統の遺伝子改変動物を用いてGALPのニューロンネットワークを解析している。
人工衛星搭載(姿勢制御エンジン用)燃料ポンプ駆動用リニアモータの開発研究

研究代表者らは先に,人工衛星の大形化に伴う姿勢制御用燃料の増大に対応して,燃料ポンプをダイレクト駆動することによりシステムの高効率化と軽量化を図る「リニアモータポンプ方式」を提案し,リニアパルスモータ(LPM)を用いた実験的・解析的研究により実現に目処をつけた。本研究は,この実用化研究として,小ストロークのサイクル運動を行う用途に適し,さらに高効率で小形軽量化が可能なりリニアモータの選定と最適制御法の確立に関する基礎研究を行ったもので,得られた主な成果は,以下の通りである。1.LPM,ドライバ,推力センサ,リニアエンコーダ及び計測値処理装置で構成されるオンライン試験装置を製作し,LPMが速度・位置指令通りに制御されることを実験により確認した。また,モータを円筒状にし,可動子(軸)をポンプと共用し一体構造にして重量の軽減を図ることを考案した。現在,円筒形LPMを購入して基礎特性を求め,平板形LPMとの重量や性能比較を行っている。今後ポンプとの一体化に伴う問題点を明らかにし,さらにその対応策を検討すると共に,最適制御法の検討を行って,実用化に結びつけていきたい。2.リニア誘導モータ(LIM)について,目的関数,制約条件を自由に設定できる非線形最適化手法を用いた最適設計プログラムを開発し,重量最少条件で設計・試作を行なった。現在,ベクトル制御が可能な駆動用インバータを製作中である。また,実機設計に備えて多目的最適化手法を用いた最適設計プログラムを完成させた。3.リニア直流モータ(LDM)設計のための,文献調査及び解析手法の評価を行った。現在,最適設計プログラムの構築を行っている。研究代表者らは先に,人工衛星の大形化に伴う姿勢制御エンジン用燃料の増大に対応して,燃料ポンプをダイレクト駆動することによりシステムの高効率化と軽量化を図る「リニアモータポンプ方式」を提案し,実際にリニアパルスモータ及びドライバを試作してモータの特性解析や設計に関する研究,さらに可動子にバネをつけてサイクル運動系を構成した場合の動作解析に基づいた制御アルゴリズムの開発を行うことにより,リニアモータポンプ方式の実用化に目処をつけることができた。実用化にはさらに,モータの最適設計及び最適制御法の確立が必要となるが,本研究(平成56年度)ではリニアパルスモータに加えてリニア誘導モータ,リニア直流モータを設計・試作して実験,理論の両面から,小ストロークのサイクル運動を行う用途に適し,最も高効率で小形軽量化が可能なリニアモータの選定と最適制御法の検討を行うものである。本年度に得られた主な成果は,以下の通りである。1.リニア誘導モータ駆動用インバータの製作を完了した。2.リニア誘導モータについて,目的関数,制約条件を自由に設定できる非線形最適化手法を用いた最適設計プログラムを使って重量最小条件で設計したリニア誘導モータの製作を完了した。3.リニア直流モータ設計のための,文献調査及び解析手法の評価を行った。現在,最適設計プログラムへの組み込み作業を行っている。4.モニタ用パソコンを用いて,モータの制御及びリニアエンコーダからの位置情報の取込み・表示を同時に行う,制御・計測システムの製作を完了した。研究代表者らは先に,人工衛星の大形化に伴う姿勢制御用燃料の増大に対応して,現在のガス圧送方式に対して,燃料ポンプをダイレクト駆動することによりシステムの高効率化と軽量化を図る「リニアモータポンプ方式」を提案し,実際にリニアパルスモータ(LPM)及びドライバを試作してモータの特性解析や設計に関する研究,さらに可動子にバネをつけてサイクル運動系を構成した場合の動作解析を行うことにより,同ポンプ方式の実現に目処をつけることができた。

本研究は,この燃料ポンプ駆動用リニアモータの実用化研究として,小ストロークのサイクル運動を行う用途に適し,さらに高効率で小形軽量化が可能なリニアモータの選定と最適制御法の開発に関する基礎研究を行ったもので,得られた主な成果は,以下の通りである。1.LPM,ドライバ,推力センサ,リニアエンコーダ及び計測値処理装置で構成されるオンライン試験装置を製作し,LPMが速度・位置指令通り制御されることを実験により確認した。2.また,モータを円筒状にし,可動子(軸)をポンプと共用し一体構造にして重量の軽減を図ることを考案した。現在,円筒形LPMを購入して基礎特性を求め,平板形LPMの重量や性能比較を行っている。今後,ポンプとの一体化に伴う問題点を明らかにし,さらにその対応策を検討すると共に,最適制御法の検討を行って,実用化に結びつけて行きたい。3.リニア誘導モータ(LIM)について,目的関数,制約条件を自由に設定できる非線形最適化手法を用いた最適設計プログラムを開発し,重量最小条件で設計,試作を行い,推力等の実測値が理論値と良く一致することを確認した。現在,モータ駆動用インバータをベクトル制御可能なものに改良中である。4.リニア直流モータ(LDM)設計のための,文献調査及び解析手法の評価を行った。現在,最適設計プログラムの構築を行っている。5.各リニアモータの実機設計に備えて多目的最適化手法を用いた最適設計プログラムを完成させた。