hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
種々のステロイド合成酵素に共通な核内転写調節因子Ad4BPの副腎皮質腫瘍における発現

最終年度研究成果のまとめWistar系雄ラットにデキサメサゾンを腹腔内投与してACTHの分泌を抑制した後、ACTH1-24を腹腔内投与した。経時的にラットを屠殺、副腎を摘出し、total RNAを抽出してノーザンブロット法により各種mRNAの変化を検討した。Ad4BP mRNAは、デキサメサゾン及びACTH投与によって変化しなかった。一方、NGFI-B mRNAは、ACTH刺激30分後より発現し、60分をピークに消失したが、COUP-TF mRNAは,NGFI-B mRNAに遅れ、60分後より発現し、その発現は180分後まで認められた。以上の結果、ACTHの作用は、ステロイド合成酵素P450遺伝子の転写調節因子の変動を介して発揮されることが明らかとなった。クッシング症候群を呈した2例の手術時に摘出された副腎皮質腫瘍とそれに附随する非腫瘍部の組織を用いて検討を行った。非腫瘍部でのACTH-R mRNAの発現は低かったが、腫瘍部では、ACTHの分泌が抑制されているにもかかわらず、過剰な発現が認められた。ラットを用いた昨年の検討から、ACTHは、その受容体mRNAを増加させることが明らかにされたため、非腫瘍部でのACTH-RmRNAの発現抑制は、ACTHの分泌抑制を反映しているものと考えられた。一方、腫瘍部のACTH-RmRNAの過剰発現は、腫瘍におけるACTHによる受容体遺伝子発現調節の異常を示唆し、機能性副腎皮質腫瘍の発症に関わっている可能性が示唆された。一方、Ad4BPmRNAは、腫瘍部、非腫瘍部ともに発現しており、遺伝子レベルでの差はなかった。共同研究者である九州大学諸橋憲一郎博士からAd4BP cDNAの提供を受けた。また1993年のNatureに発表されたACTH receptor(ACTH-R)cDNAの塩基配列からオリゴヌクレオチドを合成し、ヒト副腎組織から抽出したRNAを用いてPCRによるc-DNA cloningを行い、ACTH-R cDNAを得た。これらcDNAが挿入されたプラスミドを用いて大腸菌を形質転換し、この大腸菌を大量培養し各々のcDNAの挿入されたプラスミドを得た。これらのプラスミドに正しいインサートが入っていることを、プラスミドの制限酵素によるマッピングで確認した。これらのcDNAがヒトやラットのmRNA定量のプローベとなり得るかどうかを、ヒト副腎腫瘍および近傍正常副腎組織およびラット副腎からRNAを抽出し、上記のcDNAとHybridizationを行って検討した。その結果high stringencyの洗浄によってもそれぞれのRNAに対応するバンドがみられ、充分クロスハイブリダイズする事が確認された。臨床材料では疾患ごとにAd4BP,ACTH-R遺伝子発現と臨床データとの関連を、またステロイド合成チトクロームP450酵素(P450)の遺伝子発現との関連を検討中である。また、P450遺伝子発現の制御に関する基礎的な研究として、ラットを用いたAd4BP,ACTH-R遺伝子の発現調節に関する研究を計画した。デキサメサゾンを投与し内因性のACTHを抑制したラットにACTHを投与し、経時的にAd4BP,ACTH-Rの2種類のmRNAを定量した。その結果、Ad4BPはACTH刺激によってもあまり変動はみられず、Ad4BPは副腎でのステロイド合成を維持するために常時必要な核内調節因子と考えられた。また、ACTH-RはACTHにより、up-regulationされる結果が得られた。当該年度副腎皮質腫瘍は、クッシング症候群や原発性アルドステロン症などの機能性腫瘍と臨床症状を呈するようなホルモン産生の認められない非機能性腫瘍に大別される。

本研究では、機能性副腎腫瘍の発症機序を検討するため、ステロイド合成調節に関わる転写調節因子ならびにACTH受容体遺伝子の発現をクッシング症候群患者の手術時に得られた副腎を用いて検討すると共にラットを用いた基礎的検討を行った。1.ラットを用いた基礎的検討2.クッシング症候群患者の副腎を用いた臨床的研究クッシング症候群を呈した2例の手術時に摘出された副腎皮質腫瘍とそれに附随する非腫瘍部の組織を用いて検討を行った。その結果、腫瘍部におけるACTH受容体の調節が正常副腎と異なることが示された。ステロイド合成調節に関わる転写因子Ad4BPに対するmRNAは、腫瘍部と正常部でその発現は等しく、mRNA発現レベルでの異常は認められなかった。
全身性強皮症とそのモデルマウスにおけるサイトカインおよびケモカインの関与

Fractalkine/CX_3CL1(FKN)は活性化血管内皮細胞上に発現し、ケモカインとしての遊走活性と接着分子としての機能を合わせ持つユニークなケモカインである。そのレセプターであるCX_3CR1は細胞障害活性を有する単核球に発現する。我々は、FKNの全身性強皮症(SSc)の病態における関与について検討した。SScの皮膚や肺病変部の血管内皮細胞では、免疫組織染色にてFKNの発現が正常コントロールよりも亢進していた。血清と気管支肺胞洗浄液中のsoluble FKN(sFKN)をELISAにて測定したところ、SScで有意に上昇しており皮膚や肺病変の重症度および炎症所見と相関した。また、経時的なsFKNの変動を調べたところ、発症早期の病勢の強い時期に上昇が認められた。FKNのレセプターであるCX_3CR1は、フローサイトメトリーによる検討でSScの末梢血中の単球やT細胞で発現が上昇していた。以上の結果より、SScではFKNとCX_3CR1の発現が亢進しており、FKNとCX_3CR1を介した接着・遊走作用は細胞障害活性を有する細胞を罹患臓器に浸潤させ、SScにおける血管障害、炎症、組織障害やその後の修復過程による線維化などの病態に関与している可能性が示唆された。また、sFKNはSScの病勢や肺病変の血清学的なマーカーとなる可能性が示唆された。本年度は、全身性強皮症(systemic sclerosis, SSc)患者の血清中fractalkineをELISAにて測定した。Fractalkineは、活性化血管内皮細胞上に発現し、ケモカインとしての遊走活性と接着分子としての機能を合わせ持つユニークなケモカインである。SScの患者では、血清中のfractalkineの濃度が健常人に比べて著明に上昇していた。SScの中でも、限局型のSSc患者に比べ、びまん型のSSc患者ではfarctalkineの濃度の高い傾向がみられた。また、fractalkineの上昇している患者では有意に高率に肺線維症が認められ、肺活量や拡散能などの呼吸機能の低下が高率に認められた。更に、fractalkineの上昇している患者では、赤沈の亢進や血中の免疫グロブリンの上昇が高率に認められた。このように、血清中のfractalkineはSScでは有意に上昇しており、広汎な皮膚硬化や肺線維症などを有する重症例で高い傾向が認められた。また、個々の患者の治療経過における血清中のfractalkineの変動を解析したところ、fractalkineは皮膚硬化の進行している時期や肺線維症の増悪期に高い傾向がみられた。一方、治療により皮膚硬化の改善している時期にはfractalkineは低下する傾向がみられた。このことから、血清中のfractalkineはSScの病勢をよく反映する指標としても有用と考えられた。また、SScにおいて炎症性サイトカインのひとつであるinterleukin(IL)-18の血中濃度を測定したが、SScでは健常人に比べ、IL-18が著明に上昇していた。限局型のSSc患者に比べ・びまん型のSSc患者ではfarctalkineの濃度の高い傾向がみられた。また、IL-18の上昇している患者では赤沈やCRPなどの炎症マーカーが上昇していた。このことから、IL-18はSScの病態に関与し、SScにみられる皮膚硬化や炎症に関与しているものと考えられた。
微小空間における細菌集団の挙動計測と制御

遊泳細菌の密集時に起きる集団運動の発生メカニズムの理解と運動の制御を目指した研究を行った.(1)マイクロマニピュレータを用いて極細ガラス棒を操作することにより,寒天培地上に大きさ数十μm程度の円形プールを作成し,細菌の集団運動を閉じ込めることに成功した.(2)誘引物質を充填した毛細管の先端に細菌が集積する様子を観測した.誘引物質に近づく方向に遊泳する時は,細菌の方向転換の頻度が下がる(0.5 Hz →0.3 Hz).(3)集団運動する細菌懸濁液に微粒子を混合し,微粒子の動きと周りの細菌の動きとの関係を調べた.微粒子の平均二乗変位はブラウン運動とは異なり,時間間隔の1.7-1.8乗に比例する.【A.細菌の集団運動の時空スケールについて計測と数値解析】細菌どうしの衝突の効果を考慮し,集団運動形成の2次元数値シミュレーションを行い,観察結果との比較を行った.集団に属する個体数の平均値は,tumble(方向転換)の頻度が多くなるにつれて小さくなるが,実験とシミュレーションでは集団に属する個体数の平均は数個体程度の差であった.また細菌の速度ベクトル間の相関を調査した.3-5秒に1度のtumbleをシミュレーション上で考慮することで,観察結果と同様の速度相関を再現できた.【B.細菌の集団運動による微粒子の輸送】集団運動する細菌懸濁液中にマイクロビーズを混合し,ビーズと細菌の速さの比較や細菌の集団運動による拡散を計測した.細菌の集団運動による拡散は平均二乗変位が時間の1.6-1.7乗に比例し,一般的なブラウン運動とは異なることが分かった.【C.周毛性細菌の方向転換特性の調査】誘引物質がない場合での枯草菌のtumble時の方向とtumble間の遊泳速度,時間を計測した.方向転換の角度分布は60-80°付近にピークを見ることができた.速度は10-15μm/sに菌の多くが分布しているが,tumble間の時間はばらつきが大きく,1-10sの間に多く分布している.今後,誘引物質がある場合での枯草菌のtumble頻度と比較することで,走化性が枯草菌のtumbling頻度に与える影響の調査にも応用可能である.【D.回転する細菌べん毛間の相互作用に関する数値解析】低レイノルズ数流れにおいて近接して回転する二本のらせん型べん毛の数値解析を実行し,バンドル形成過程におけるべん毛に作用する流体力とそれに伴うべん毛の変形を調査した.二本のべん毛はお互いが捩れる方向に変形していく.べん毛と菌体それぞれ単独の回転だけで二本のべん毛は捩れていくが,両者の回転に伴うべん毛の変形量は同程度である.当初の計画では初年度に(i)細菌の集団運動の時空スケールについて,計測と数値解析, (ii)流路での集団運動計測と走化性の計測,を行う予定であった.上にあげた業績の概要のうちA, B, Dが(i)に該当し,Cが(ii)の予備的調査に該当する.(i)については十分な実績を挙げており,順調である.(ii)については細菌を観察可能な適当な流路作成に至っていないが,カバーガラスを組み合わせた簡単な流路や,毛細管に熱を加えて引き延ばすことでμmサイズの流路も自作可能な環境を整えたので,次年度すぐに(ii)に関する研究が進展するものと考えている.遊泳細菌の密集時に起きる集団運動について,発生メカニズムの理解と運動の制御を目指して,下記の項目を実施した.1.微小空間に集団運動を閉じ込める系の構築を行った.熱により細長く引き延ばしたガラス棒を,マイクロマニピュレータに装着し寒天培地上に押し当てることで,大きさ数十μm程度の微小な円形プールを作成し,プール内での細菌の集団運動を観測した.プール内に密集する細菌群は菌体の向きが揃っており,プールの円周に沿った方向の集団運動が見られる.この細菌群を,マニピュレータを用いて培地上を運ぶとプール内の細菌が少しずつ培地上に取り残されていき,細菌数密度が低い状態となる.この状態では個々の細菌は自由な方向に遊泳を行い,集団運動は見られない.このことから,同一の細菌群の数密度が低下することにより,遊泳方向の揃った集団運動から個々のランダムな方向の遊泳運動へと変化することが分かった.2.集団運動の制御の可能性を探るため,誘引物質(セリン)を充填した毛細管の先端に細菌が集積する様子を観測し,細菌の速度や方向転換の頻度や角度分布などを調査した.誘引物質の存在下では,細菌の方向転換の頻度が下がる(0.5 Hz →0.3 Hz)ことと,10分程度で誘引物質の周囲100μmの範囲に細菌が集積することが分かった.3.集団運動する細菌懸濁液に直径4μmの微粒子を混合し,その微粒子の動きと周りの細菌の動きとの関係を調べた.微粒子の運動軌跡はブラウン運動の様であるが,平均二乗変位が時間間隔の1.7-1.8乗に比例し,ランダムウォークとは異なる.微粒子が細菌集団の流れに沿って運動する場合,双方の速度はほぼ同じである.遊泳細菌の密集時に起きる集団運動の発生メカニズムの理解と運動の制御を目指した研究を行った.(1)マイクロマニピュレータを用いて極細ガラス棒を操作することにより,寒天培地上に大きさ数十μm程度の円形プールを作成し,細菌の集団運動を閉じ込めることに成功した.

(2)誘引物質を充填した毛細管の先端に細菌が集積する様子を観測した.誘引物質に近づく方向に遊泳する時は,細菌の方向転換の頻度が下がる(0.5 Hz →0.3 Hz).(3)集団運動する細菌懸濁液に微粒子を混合し,微粒子の動きと周りの細菌の動きとの関係を調べた.微粒子の平均二乗変位はブラウン運動とは異なり,時間間隔の1.7-1.8乗に比例する.初年度に実施予定であった(ii)流路での集団運動計測と走化性の計測,に着手する.前年度にマイクロマニピュレータを導入しており,微小流路における細菌の制御を行うための基盤を整えつつある.当初予定していた微細流路は感光性樹脂を用いたものであったが,隙間からの流出などがあり,細菌を観察可能な適当な流路作成に至っていなかった.カバーガラスを組み合わせた簡単な流路や,毛細管に熱を加えて引き延ばすことでμmサイズの流路も自作可能であることを確認しており,流路形状のパラメータは再現性が低いが,集団運動の観察を進めていく.これまでの業績Aで,細菌の集団運動の特徴的スケールが分かっており,得られた知見を参考に流路を作成する.走化性の計測に関しては,マイクロマニピュレータを用いて誘引物質の配置を行い,細菌集団の制御を試みる.細菌がセリンに対し正の走性(近づく),フェノールに対して負の走性(遠ざかる)ことを利用して,前年度に作成した流路を用いて,集団運動の制御を行う.細菌集団が移動する際,集団運動の渦構造がどのように変形するかを調査する.流路の一端にセリンを配置するか,セリンを混ぜたゲルを流路に配置するなどして,誘引物質の濃度勾配をつける.Aで得られた渦構造と同等・あるいはもう少し大きなベシクル構造(小胞体構造)を,リン脂質を用いて作成する.リン脂質を有機溶剤に溶かして真空乾燥することでドライフィルムを作成し,水和させることで大きさ数十μmのジャイアントベシクルが形成される.細菌がベシクルに内包された状態で,培養を継続させる.微小空間の効果による培養速度の変化や,菌数の増加によるベシクルの変形を計測する.またベシクル外部環境に誘引物質の濃度勾配をつけることにより,細菌集団がベシクルと共に移動する様子を計測する.研究室ホームページバイオ流体力学
高温proteolysisによる異常プリオンタンパク質コア構造の解析

本研究では、Tk-subtilisinによる分解がPrPScの感染性に与える影響を調べるために、高温条件下でPrPScにTk-subtilisinを作用させ、その酵素分解物を用いて感染性試験を行った。高温条件において、Tk-subtilisinによってRML感染脳ホモジネート由来のPrPを分解できることを確認した。分解産物を培養細胞に接種し、8日間培養したところ、80°C30分でTk-subtilisin処理したサンプルを用いた細胞ライセートについて、PrP量に有意な減少が見られた。高熱処理とTk-subtilisin処理を組み合わせることが感染価の減少に有効であることが示唆された。異常プリオンタンパク質はクロイツフェルト・ヤコブ病(CJD)のタンパク質性感染因子とされる。異常型プリオンタンパク質が鋳型となって通常型タンパク質を異常型に構造変化させる構造伝播の分子メカニズムは明らかになっていない。超好熱菌由来のプロテアーゼは、タンパク質変性条件下でも十分にタンパク質分解活性を有するため、本酵素を用いれば、オリゴマーを形成した異常プリオン蛋白質を、これまでにない形で分解することができる。ここで分解される可能性があるのはプリオンタンパク質の中でも、変性条件下でもプロテアーゼに対して分解されにくい溶媒に露出していない部位と考えられる。このような部位はマウス脳内で異常プリオン蛋白質分子同士が会合している部分である可能性が高い。この分解産物がどの程度の感染性を有しているのかを検証する必要があった。プリオンタンパク質を蓄積したマウス脳ホモジネートと、超好熱菌プロテアーゼ、界面活性剤等を混ぜて、60°C100°Cで作用させマウス脳ホモジネートに含まれているタンパク質を分解し、抗プリオン抗体でウエスタンブロット検出した。同様の実験をプロテイナーゼKのような常温性の酵素で処理すると通常型のプリオンタンパク質は分解できるのに異常型プリオンタンパク質が残存する。一方で超好熱菌由来プロテアーゼで作用すると、異常型プリオンタンパク質も分解されることが確認された。プリオンタンパク質のC末端領域に作用する抗体で標識した場合、およそ10kDaの特異的な分解産物が得られることも確認された。この分解産物が感染性を有しているか否かを今後確認していく必要がある。超好熱菌由来プロテアーゼ2種類それぞれについて、異常プリオンタンパク質のin vitro分解が可能であることが示された。また、分解産物を解析した所、プリオンタンパク質のC末端側10kDa程度が特異的な分解産物として蓄積することがわかった。また、分解に応じて感染性が低減されている可能性が示唆された。このことから、分解産物について解析することの意義が確認されている。超好熱菌由来のプロテアーゼは、蛋白質変性条件下でも十分にタンパク質分解活性を有するため、本酵素を用いれば、オリゴマーを形成した異常プリオンタンパク質を、これまでにない形で分解することができる。ここで分解される可能性があるのは、プリオンタンパク質の中でも変性条件下でもプロテアーゼに対して分解されにくい溶媒に露出していない部位と考えられる。このような部位はマウス脳内で異常プリオンタンパク質分子同士が会合している部分である可能性が高い。この分解産物がどの程度の感染性を有しているのかを検証する必要性があった。プリオンタンパク質を蓄積したマウス脳ホモジネートと、超好熱菌由来プロテアーゼ、界面活性剤等を混ぜて、60°C100°Cで作用させ、マウス脳ホモジネートに含まれるタンパク質を分解し、抗プリオン抗体でウエスタンブロット検出した。超好熱菌由来プロテアーゼで作用すると、異常型プリオンタンパク質が分解されることが確認された。マウスの培養細胞に分解産物を添加しで継代培養し感染させた。継代後細胞内蓄積した異常プリオンタンパク質をウエスタンブロットによって定量して感染性の有無を判定したところ、分解時に界面活性剤を加えたもの、高温で分解したものにおいて、有意な感染性の低下が見られた。熱をかけると、ホモジネート内のタンパク質が凝集し酵素が作用できなくなるが、界面活性剤を添加することで酵素を効率的に作用させることができたと思われる。昨年度までに確認された分解産物の感染性について、培養細胞を用いた実験によってその感染性の低減を示唆するデータが得られている。構造伝播に分解産物が関わる可能性が示唆されるデータであり、10kDaタンパク質の構造的な解析の意義が確認されている。Tk-subtilisinによるプリオンの分解条件を決定するため、酵素濃度や反応温度を変えて、羊のプリオン病であるスクレイピー感染型マウス脳ホモジネート(RML株)を用いて分解実験を行った。60°Cで1時間処理したところ、Tk-subtilisinによる分解産物にのみ、PrPのC末端を含む11kDa以下の断片が検出された。この中間体は非感染脳ホモジネートを分解した際にも検出されたことから、Tk-subtilisinがその活性の強さからPrPを非特異的に分解した結果生じたものである可能性が示唆された。さらに、反応時間3条件、酵素濃度2条件の組合せを検討した。

酵素分解産物中のPrPを確認するため、抗PrP抗体である6D11を用いてウエスタンブロッティングを行った。この結果、60°CにおいてはPK、Tk-subtilisinともにPrPScの分解が進まないことが分かった。80°C以上ではTk-subtilisinによるPrPScの分解が進んでいることが確認できたため、次にマウスの神経芽細胞であるN2a細胞を用いた感染性試験を行った。細胞に酵素分解物を反応させたところ、熱処理のみのものでは接種8日後に細胞内にPrPScの蓄積が確認されたのに対し、その他の条件ではほとんどPrPScのシグナルが確認出来なかった。露光時間を長くすると、20μg/mg-protein, PK処理の条件においてはPrPScが少量確認されたのに対し、同濃度のTk-subtilisin処理ではPrPScが検出されなかった。また、100°CのPrP分解物を感染させた細胞においてはPrPScが蓄積されている条件が見られず、定量的な評価が出来ないことが分かった。これらの結果から、20μg/mg-protein, 80°Cの条件においてTk-subtilisinによる分解が有意に感染能に影響を与えているということが示唆された。本研究では、Tk-subtilisinによる分解がPrPScの感染性に与える影響を調べるために、高温条件下でPrPScにTk-subtilisinを作用させ、その酵素分解物を用いて感染性試験を行った。高温条件において、Tk-subtilisinによってRML感染脳ホモジネート由来のPrPを分解できることを確認した。分解産物を培養細胞に接種し、8日間培養したところ、80°C30分でTk-subtilisin処理したサンプルを用いた細胞ライセートについて、PrP量に有意な減少が見られた。高熱処理とTk-subtilisin処理を組み合わせることが感染価の減少に有効であることが示唆された。効率的に研究を進めるためには、大量のプロテアーゼを準備する必要がある。超好熱菌由来プロテアーゼは宿主細胞に毒性を示すため大量調製が難しい。毒性を抑えながら発現するシステムの構築が必要である。また、界面活性剤共存下で細胞感染性を示すことが難しいので感染性の評価法を見直す必要がある。10kDaタンパク質の分取と構造伝播特性の変化について検討する。また、超好熱菌のプロテアーゼの大量生産が望まれる。そのために、発現系の効率化に向けた取り組みをすすめる。農学超好熱菌由来酵素の毒性の問題で調製が小規模になったため、実験スケールを小さくして検証実験を進めた。そのため、酵素調製費用、検証にかかる費用が当初計画よりも縮小された。酵素の新しい調製系の確立を行う。そのための委託費用、消耗品、備品費用を計上する。さらに、酵素の大量調製と当初予定の分解産物の調製を平行して行うため、調製に必要な備品、消耗品の購入を行う。
創造的アブダクションによる設計支援の研究-Universal Abduction Studioの開発-

本研究で提案するUniversal Abduction Studioとは、設計者の創造的な思考を支援するために、目的思考の知識操作を可能にする環境である。ここで知識操作とは、様々な領域知識を新しい設計目的の元に関係性を発見し、再構成する操作である。本研究では、設計問題で見られるような実世界の問題を解決するような創造的アブダクションのモデル化を行う。まず、どのような設計知識が利用されているかを調べるため、設計に関する本から知識抽出を試みた。この抽出された知識を分析することで、設計知識は多様な解釈が可能である必要性、オントロジーの必要性などがわかった。次に設計知識をどのように計算机上で表現するかについて議論を行い、Semantic Webにおける方法論を参考に、独自の知識表現を提案した。設計知識を構成する要素として、述語オントロジー、対象オントロジー、属性オントロジーを用意し、設計知識そのものはRDFのグラフ構造として表現する方法を提案した。この提案に基づいて、設計知識のエディタ、この知識を用いた類似推論のシステムを構築した。本研究で提案するUniversal Abduction Studioとは、設計者の創造的な思考を支援するために、目的指向の知識操作を可能にする環境である。研究の方針として以下の4項目を基本として研究を行う。1.既存のアブダクションの手法の整理2.様々な領域知識を融合するアブダクション手法の開発3.提案したアブダクション手法を計算機上で実現する環境であるUniversal Abduction Studioの作製4.設計問題への適用による提案手法の検証と応用可能性の検討本年度はとくに1と2について研究を行った。1.既存のアブダクションの手法の整理平成14年度では、従来、主に計算機科学の分野で行われてきた計算的アブダクション、設計の創造的側面に対するアブダクション適用に関する研究など、様々な分野で行われている関連する先行研究に対する調査を行うとともに、これら先行研究において提案されているアブダクション手法を体系的に整理する。ここではアブダクションを1階のアブダクションと2階のアブダクションに大別する。設計におけるアブダクションとは1階としては人工物創造のアブダクション、2階としては理論統合のアブダクションを同時に行うことであることを示した。2.様々な領域知識を融合するアブダクション手法の開発異なる領域知識を融合させるアブダクションの手法について検討するために、今年度はアナロジーに注目して、アナロジーに基づく理論統合の手法について検討、実装した。ここでは、二つの設計知識間の構造的類似性を発見することで概念のマッピングを行う。この方法によって一見関係なさそうな二つの概念に共通の視点を与えることができる。このシステムを例題に適用して手法の可能性について考察を行った。1.既存のアブダクションの手法の整理2.様々な領域知識を融合するアブダクション手法の開発3.提案したアブダクション手法を計算機上で実現する環境であるUniversal Abduction Studioの作製4.設計問題への適用による提案手法の検証と応用可能性の検討本年度はとくに2について研究を行った。2.様々な領域知識を融合するアブダクション手法の開発異なる領域知識を融合させるアブダクションの手法について検討するために、今年度はこのような領域に問わず可能な知識表現の方法について考察を行った.知識としては宣言的知識と手続き型(タスク型)知識に分けて考え,前者はオントロジーによる表現を行い,後者は多視点型IF-THENルールを提案する.多視点型IF-THENルールとはひとつの記述から複数のIF-THEN型ルールの表現を可能とする仕組みである.この方法によって多様な利用法が想定される設計における知識を表現可能になる.設計手順について本から知識を抽出する実験を行い,この方法の適用可能性を確かめた.

本研究で提案するUniversal Abduction Studioとは、設計者の創造的な思考を支援するために、目的指向の知識操作を可能にする環境である。ここで知識操作とは、様々な領域知識を新しい設計目的の元に関係性を発見し、再構成する操作である。本研究では、設計問題で見られるような実世界の問題を解決するような創造的アブダクションのモデル化を行う。研究の方針として以下の4項目を基本として研究を行う。1.既存のアブダクションの手法の整理2.様々な領域知識を融合するアブダクション手法の開発3.提案したアブダクション手法を計算機上で実現する環境であるUniversal Abduction Studioの作製4.設計問題への適用による提案手法の検証と応用可能性の検討本年度はとくに3について研究を行った。まず,どのような設計知識が利用されているかを調べるため,設計に関する本から知識抽出を試みた.この抽出された知識を分析することで,設計知識は多様な解釈が可能である必要性,オントロジーの必要性などがわかった.次に設計知識をどのように計算机上で表現するかについて議論を行い,Semantic Webにおける方法論を参考に,独自の知識表現を提案した.設計知識を構成する要素として,述語オントロジー,対象オントロジー,属性オントロジーを用意し,設計知識そのものはRDFのグラフ構造として表現する方式を提案した.この提案に基づいて,設計知識のエディタ,この知識を用いた類似推論のシステムを構築した.
戦後日本人口移動転換 第二の人口移動転換をめぐって

本研究は、戦後日本の家族変動の2つの局面、(1)1950年代半ば以降に起きた家族の小規模化(人口転換の終了)、(2)1980年代半ば以降に起きた晩婚化(生殖家族形成の回避:結果としての少子化)に注目し、その家族変動がどのような家族形成規範の変化を伴うものであるかを人口移動の変化の分析を通じて明らかにすることを目的としている。昨年度までの研究で、きょうだい数が2人に減少する194050年代コーホートでは、後継ぎ要員の2人が出生地に残ることで直系家族制規範に変化がなかったが、196070年代コーホートでは後継ぎ要員も他出し、直系家族制規範に変化が生じたことが明らかとなっている。これを踏まえ本年度は、直系家属制規範が変化した新しい世代について、どのような家族形成規範に変化したのかという点に着目した。196070年代コーホートは非大都市圏から大都市圏へ移動する傾向が強まっており、その変化の中心となったのは、就職・進学等の社会進出が顕著になった女性である。そこで、女性の移動に着目し、東京圏での結婚行動を分析した。結婚行動の変化は未婚率のコーホート間差異から把握し、東京圏に居住する女性を東京圏出身者と非大都市圏出身の移動者に分類して、それぞれの未婚率を比較した。全体としてこの世代は結婚を回避する傾向が強いため、夫婦家族制規範への転換が起きたとは言えない。また、1960年代後半コーホート以降、移動者は東京圏出身者より顕著に未婚率が高く、日本全体の晩婚化を牽引していることが明らかとなった。すなわち、人口移動が少子化を促進するメカニズムが働いているということであり、このメカニズムが女性の社会進出による価値観の変化が少子化を引き起こすという全国レベルでみた少子化のメカニズムをより強化するという構造となっているということである。196070年代コーホートは未婚率が高く、少子化を牽引しているという点に着目し、婚姻属性から1990年代後半以降の人口移動を説明するという、当初の研究目的は継続している。しかし、今年度の研究内容は研究実施計画とは異なり、先行研究で示されている家族形成行動が人口移動構造を創出するという関係に基づき、晩婚化という新しい家族形成行動によって発生する新しい人口移動構造(少子化時代の人口移動構造)の仮説構築に注力した。その仮説の枠組みは以下の通りである。日本の少子化は196070年代の未婚率が高い(特に女性)ことが原因であり、若年未婚女性が相対的に増加している。未婚者は既婚者よりも移動しやすく、社会的性差の縮小による女性の進学・就職の増加と相まって、それらの機会の多い大都市圏への女性の移動が拡大する。そして、それらの女性がそのまま大都市圏に留まり、さらに、結婚を選択しない傾向が強いために、大都市圏の未婚率が上昇するという関係があると考える。これは晩婚化が移動者を増やし、移動者が晩婚化を促進させるという相互関係を示したものであり、移動晩婚相互作用仮説と命名した。東京圏を対象に、この仮説の有効性を検証したところ、女性の大都市圏への移動の変化に関する分析からは、新しいコーホートほど、1014歳から2024歳にかけての社会増加への女性の寄与が拡大していることと、2024歳以降の人口減少が小さくなっていることが確認された。さらに未婚率のシミュレーションを行ったところ、東京圏出身で継続して居住する女性よりも東京圏外出身の女性の方が未婚率が高く、結婚を選択しない傾向が強いこと、さらにその未婚率の差が新しいコーホートほど大きくなっていることが明らかとなった。以上の分析結果から、移動晩婚相互作用仮説で提示する人口移動構造が実在する可能性が高いことが示された。
加齢に伴う脊椎変性メカニズムの分子生物学的解明

本研究では、椎間板の発生や内軟骨性骨化の過程で重要な役割を果たすHedgehogシグナルを伝達する膜蛋白のSmoothened(Smo)を時間特異的にノックアウトできるマウス(Smo CKO)を用いて椎間板変性、骨棘形成に与える影響を調査した。腰椎の椎間関節を切除した椎間板変性モデルを作成し、Smoをノックアウトしたところ、対照群では椎間板は変性し椎体終板軟骨には肥大した軟骨細胞を認め、その隅角に骨棘形成があったのに対し、Smo CKOでは椎間板変性と骨棘形成が明らかに抑制された。以上より脊椎変性における椎間板変性や骨棘形成にはHedgehog pathwayが関与している事が示唆された。加齢に伴って椎間板は変性する。椎間板変性は腰痛や脊柱管狭窄、脊柱変形など高齢者の脊椎疾患の主な原因になると考えられている。しかし、椎体と椎間板の形成さらには変性過程について、どのような因子が関与しているのか未解明な部分が多い。本研究の目的は、髄核に発現するSonic hedgehog(Shh)と椎体終板に発現するIndian hedgehog (Ihh)、ならびに双方のHedgehogのシグナル伝達に関与する膜蛋白のSmoothened (Smo)の時間特異的、組織特異的なノックアウトマウスを作成し椎間板の形成、変性過程でIhh、Shh、Smoを欠失させそれらがどのように機能するのか明らかにすることである。H26年度は、、Smoの時間特異的KOマウスの作成のため、すべての細胞に発現するプロモーターをもったROSA/Cre-ERTマウス(homo)とSmo-loxPマウス(homo)を交配し、双方のアレルを持ったマウスを得た。また、軟骨特異的KOマウスを作成するためcol.II/Cre-ER(T)マウスを用いてSmo-loxPマウスと交配し双方のアレルを持ったマウスを得た。また、Tamoxifen投与によってCre-ER(T)-LoxPシステムが正常に稼動する事を確認するため、ROSA/LacZレポーターマウスを用いて、col.II/Cre-ERTマウス、ROSA/Cre-ERTマウスと交配し、Tamoxifen投与後に椎間板や髄核、椎体終板などへのLacZの染色性を確認中である。また、マウスにおける椎間板変性を促進するモデルを作成するため(椎間板変性促進モデル)、Wtマウスを用いて、麻酔下に椎間板穿刺を施行するモデルと脊椎の後方要素である棘突起、棘間靭帯を切除し、さらに片側の椎間関節を切除して腰椎の不安定性を惹起するモデルを作成し椎間板の変性過程を観察している。加齢に伴う退行性変化として椎間板は変性し椎体には骨棘が形成される。また、椎間板変性が起きた椎間は腰痛や脊柱管狭窄、椎間不安定性を引き起こし多くの脊椎疾患の主要な原因と考えられている。しかしながら、その根本的な原因として脊椎の構造すなわち椎体と椎間板の形成さらには変性過程について、どのような因子が関与し機能しているのか未解明な部分が多い。本研究の目的は、髄核に発現するSonic hedgehog (Shh)と椎体終板に発現するIndian Hedghog (Ihh)、ならびに双方のHgedhhogシグナル伝達に関与する膜蛋白のSmoothened (Smo)の時間特異的、組織特異的なノックアウトマウスを作成し椎間板の形成、変性過程でShh, Ihh, Smoを欠失させ、それらがどのように機能するかを解明することである。H27年度は、マウスにおける椎間板変性を促進するモデルを作成し、椎間関節の切除量により椎間板変性の程度に変化があるか確認した。また、椎間関節切除後のマウスを高所に登ることで水分補給できる飼育ケージを用いて飼育し、運動負荷モデルを作成した。現在、組織切片を作成し、運動負荷の有無により変性の程度に違いがあるか検討中である。また、Smoの時間特異的ノックアウトマウスが作成できたので、それを用いて椎間板変性促進モデルを作成し、椎間板変性が抑制されるか否か、画像的にX線撮像、CT撮像にて検討、ならびに組織学的にも検討中である。椎間板変性促進モデルを作成したが、椎間板変性所見にばらつきがでる。椎間関節や棘突起の切除量により変性の程度が変わることがわかってきたので安定化を図っている。運動負荷モデルを追加し、より変性が強く出るように調整中である。ただし、切除量が多い、もしくは運動負荷が強いと神経機能障害を引き起こしかねず検討中である。コンディショナルノックアウトマウスの作成は順調である。変形性脊椎症は椎間板変性及び骨棘形成を伴う変性疾患である。椎間板の発生において髄核にはSonic hedgehogが、椎体終板にはIndian Hedghogが発現する事が知られている。本研究では、椎間板の発生過程と内軟骨性骨化の過程で重要な役割を果たすHedgehog pathwayの膜蛋白であるSmoothened(Smo)の時間特異的ノックアウトマウスを用いて椎間板変性、骨棘形成に与える影響を調査した。【方法】タモキシフェン(Tam)投与によってSmoの時間特異的なノックアウトを可能とするRosaCreER(T)-Smo/floxマウス(Smo cKO)を使用し対象群との比較を行った。Smo cKO群と対象群それぞれにTamを生後3週、5週、術3日前、術前日に投与した。

椎間板変性モデルとして、8週齢でマウスの第4腰椎両側下関節突起を切除し、抗重力運動をさせるため術後1週後から8週間、高さ1mのクライミングケージ内で飼育した。術後9週で屠殺し各種染色を行った。組織学評価として、椎間板変性はMasuda分類を用いて評価し、骨棘はsize, maturityを4段階(03)に分けて定量評価した。【結果】対象群では、椎体終板軟骨に肥大した軟骨細胞を認め、その隅角に骨化した領域があったのに対し、Smo cKO群ではそれらの変化が無い、もしくは明らかに減少していた。椎間板変性はMasuda分類において、対象群では8点以下が60%、9点以上は40%であったのに対しSmo cKO群では8点以下が90%、9点以上が10%であり、Smo cKO群で椎間板変性が有意に抑制されていた。【結論】Smoothenedをノックアウトすることで椎間板の変性と椎体骨棘の形成が有意に抑制され、椎体における骨棘形成や椎間板変性にはHedgehog pathwayが関与している事が示唆された。本研究では、椎間板の発生や内軟骨性骨化の過程で重要な役割を果たすHedgehogシグナルを伝達する膜蛋白のSmoothened(Smo)を時間特異的にノックアウトできるマウス(Smo CKO)を用いて椎間板変性、骨棘形成に与える影響を調査した。腰椎の椎間関節を切除した椎間板変性モデルを作成し、Smoをノックアウトしたところ、対照群では椎間板は変性し椎体終板軟骨には肥大した軟骨細胞を認め、その隅角に骨棘形成があったのに対し、Smo CKOでは椎間板変性と骨棘形成が明らかに抑制された。以上より脊椎変性における椎間板変性や骨棘形成にはHedgehog pathwayが関与している事が示唆された。コンディショナルKOマウスの作成は順調である。椎間板組織においてCre-LoxPシステムが確実に作動するためのタモキシフェンの投与タイミングを調整中である。また、椎間板変性モデルを現在作成中であり、マウスで椎間板の変性の程度を安定化させることに工夫を要している。ワイルドタイプマウスで椎間板変性モデルを安定化させ、さらに変性程度の強弱をつけられる様に検討中である。同時に現在、すでにSmoの時間特異的ノックアウトマウスを用いて変性が抑制されるか否か検討中であり、今後、画像評価、組織評価を行って行く予定である。さらにそれに関わるシグナル伝達機構を免疫組織学的に検討予定である。整形外科学Wtマウスでの安定した椎間板変性モデルを構築後、まずはSmoのCKOマウスで軟骨特異的にhedgehogシグナルをKOした場合と、全細胞でKOした場合での椎間板組織の構造変化や椎間板変性の程度の相違について検討する。また、タモキシフェンの投与時期を変えてKOのタイミングをいくつか設定することで椎間板組織の構造変化や椎間板変性の程度などを検討する。また、Shh-CreER(T2)を用いて髄核のみでHedgehogシグナルをCKOした場合もあわせて比較検討する。
日豪鉱山業における技術・管理人材の形成とマネジメントの発展に関する比較史的研究

日本については、戦前期の三菱鉱業と戦後の三井鉱山・北海道炭礦汽船の技術系職員・現場係員の人材形成に関する論文を発表した。これらの成果を英文論文にもまとめ、Australian Mining History Conferenceに提出し、プレゼンテーションを行った。オーストラリアの鉱業部門の人材形成については、この間に収集した資料・文献を読み込み、一部を論文にまとめた。残りの部分は2013年度中に発表する予定である。これらにより、日豪の鉱業部門の人材形成方式の差異が明確となった。前年度より取り組んできた北海道の諸炭鉱における戦後の技術系職員の教育・キャリアの特徴と現場管理の弱点との関係に関する調査を進め、その論稿を執筆した(本年度に刊行予定)。そこでは、企画部門と現場管理部門の技術系職員の間に教育資格を基準とする分断線が存在し、それが戦後の炭鉱の現場管理の弱さの一つの原因になったことを明らかにした。新たに、三菱鉱業の戦前の技術者の人材育成・キャリアと人事管理に関する調査を行い、同社の職員録を利用して同社技師のキャリアデータベースを作成して、その分析を進めた。この調査は次年度も継続し、論文にまとめる予定である。戦前の重工業の事例と異なり、下級の教育資格の保有者が職務経験を評価されて上位の職位に昇進することの少なさが同社の特徴として検出されてきている。また、北炭の資料の予備調査を実施し、日立製作所の技術者に関する学会報告を行った。オーストラリアの鉱山業史の調査のために、Australian Mining History Associationの年次大会に出席し、そこに参加されていたmining engineerの方々にヒアリングを行った。同時に、オーストラリア、ニュージーランドの鉱山史研究者と議論した。これは、これまで存在しなかった日豪鉱山史研究の研究交流の基盤と作る活動となった。また、シドニーの州立図書館でBroken Hillに関するRoyal Commission史料を、メルボルンの州立図書館でビクトリアの金鉱業に関する史料を収集した。それらの史料を読み込み、日本の鉱山技術者に関する研究で得られた知見と比較したオーストラリアの鉱山技師の特徴の考察を進めた。日本と異なり、鉱山技師のキャリアに対する教育資格の影響力の小ささがその特徴として明らかになった。なお、オーストラリアから研究者が招かれた国際会議で日本の熟練工の育成に関する英語報告を行い、技能訓練における日豪比較を行った。日本に関しては、前年度から継続して調査してきた戦前期の三菱鉱業の炭鉱部門における技師・現場係員の育成と職務・キャリアに関する論文を執筆した。そこでは、戦前期の日本企業の人事制度を枠づけた「学歴身分制度」が同社でも存在し、教育資格が職務配分や従業員のキャリアに大きな影響を与える一方で、実地経験の重要性が人事の運用や人材形成の方法に反映されていたことを明らかにした。戦後の北海道の炭鉱の技術者・現場係員を対象とした論文(近刊予定)と併せて、近代日本の炭鉱部門の技術・管理人材の人材形成を一貫した視点で解明することが出来た。また、これらと関連させて、近代日本の熟練工が単なる技能の保有者ではなく、基礎的な学理的知識の保有者でもあることが期待されていたことを明らかにする論文も発表した。これらの成果は、英訳してオーストラリアの研究者に対しても公表する予定である。オーストラリアの鉱山業に関しては、Australian Mining History Associationの年次大会に参加して、鉱山技師や地質家を中心とする参加者にヒアリングを実施した。また、Australian Institute of Mining Engineersの構成員のデータを後継団体の許可を得て収集し、その分析を進めた。その過程で、上記団体が編纂した団体史に含まれる誤りを発見するなど、新たな知見を得た。その成果は次年度に発表する予定である。オーストラリアの研究者からもその成果を期待されている。昨年度に発表した戦前期日本の炭鉱企業の技術系職員・現場係員の人材形成に関する論考に接続する戦後の炭鉱企業の人材形成に関する論考を発表した。これらにより、日本の鉱業部門の人材形成が、戦後の従業員制度改革にも係らず、一貫して学歴=教育資格を基準とする職務と地位の配分を前提に進められたことを明らかにした。また、それが、経営内での技術革新や生産の企画を行う部門と生産部門との乖離を生み、戦後の鉱業部門における強い労働組合機能が生み出される一因となるとともに、生産性向上に向けた技術革新の努力を利益の増大につなげられない原因となるという日本の鉱業部門に独自の問題を生み出したことを明らかにした。この成果を英文論文にもまとめ、これまで研究交流してきたオーストラリアの鉱山史研究者に提示して議論を深めるため、Australian Mining History association主催のConferenceに提出し、プレゼンテーションを行った。幸い、同協会の会長をはじめ幾人かの方々から高い評価をいただくことができた。

Victoriaの金鉱業とBroken Hillのbase metal鉱業を対象に分析し、それらがイギリスから移住してきたコルニッシュのマイナーたちの伝統的な鉱業技術に依存して開発されたものの、採掘箇所の深部化とともに近代的な技術の導入が必要になり、その担い手育成のために鉱業技術教育機関の整備が進行したこと、しかし、実務経験による技術獲得を重視する鉱業関係者の思想から学卒技師による実地経験者の代替が容易に進まず、人材形成にも実地経験の役割を重視するシステムが形成されたことが明らかになった。これにより、日豪の鉱業部門の人材形成方式の差異が明確となった。本研究は日本とオーストラリアの鉱山業史の比較研究である。日本に関しては、戦前期と戦後期を扱った論文を完成させて、ほぼ予定を達成した。オーストラリアに関しては、鉱山業関係者や研究者との交流を深め、また、一次資料を含む資料収集を行い、その分析を進めてきた。その成果は次年度にまとめる予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。オーストラリアの鉱山業史に関する研究の取りまとめに力を注ぐ。再度渡豪して上記団体の資料収集をさらに進め、その分析を行う。その結果を上記学会の参加者に開示し、また、研究交流している研究者にメールで知らせて、意見を求め、それらを踏まえて論文の精度を高める。その上で、日本の金属鉱山の技師、管理者に関する情報を可能な限り集め、炭鉱に関して行った研究と併せて考察し、両国の差異・特徴とその要因を解明し、比較史研究をしての実をあげる。また、日本の炭鉱に関して発表した論文を英訳してオーストラリアの学界に提出し、日本の鉱山業史に関する国際的な理解を高めてもらうように努力する。
卵子の種比較研究による広範な動物種を対象にしたメス遺伝資源バンクの確立

野生動物の絶滅の問題の深刻化により、生殖介助技術として配偶子保存の緊急性が増している。未成熟な卵子を周辺環境ごと凍結保存し、体外発育を可能とすることができれば、より多くの雌の遺伝資源を将来に残し、繁殖の可能性を増やすことができる。本研究は希少な野生動物の保全を目指して、多様な野生動物の未成熟卵子を保存する卵巣組織バンクを構築する。さらに卵巣組織バンクを利用して、様々な野生動物種における動物種間の卵子の生理機構について比較研究を行う。これにより、動物種ごとに適した未成熟卵子の凍結保存法・体外培養による発育法の構築を加速させ、実用的な生殖介助技術の開発を目指す。
骨導超音波を用いた補聴器システムの評価と臨床導入

最重度難聴者のための骨導超音波補聴器の開発を行うため、骨導超音波の知覚メカニズムの解明と言語音で超音波を変調し骨導で伝えることでどの程度の明瞭度が得られるかを評価した。その結果骨導超音波の末梢の知覚器官は蝸牛であり、骨導超音波そのものが蝸牛の基底回転を刺激することで聞こえていることが分かった。明瞭度については視覚情報を併用することで良好な結果が得られた。骨導超音波を用いた補聴器を作成する場合、最も有力な方法は伝達したい語音波形を用いて骨導超音波を変調することである。その方法でどの程度語音情報が骨導超音波で伝達可能か検討行い健聴者ではほぼ弁別可能であることが判った。また骨導超音波の音圧の変化と正答率の関係についても検討してみると可聴音と比べてかなり低い15dBSL程度で明瞭度の上昇でほぼ飽和しており、ダイナミックレンジが狭いことがわかった。この点については脳磁図を用い骨導超音波の音圧と脳の反応を測定し、骨導超音波刺激に対する脳磁界反応のダイナミックレンジが狭いことが客観的にも評価可能であった。さらに骨導超音波の周波数の弁別能力について脳磁図を用いて検討すると、周波数を10%変化させることでミスマッチフィールドが測定可能であった。この結果は可聴音と比較すると弁別能力が劣っているものの骨導超音波でも周波数の弁別が可能であることを示していると思われる。以上のことから骨導超音波を用いた補聴システムについては、語音を用いて変調するタイプの補聴器あるいは周波数変調を用いて語音情報を超音波の周波数帯域へと変調させるタイプの補聴器の開発の可能性が示された。脳磁図の結果を考慮すると、前者のタイプの補聴システムの方が有用であることが示唆されるが、今後両者システムを並存させることでより効果的な補聴システムの作製が可能であるかを検討していく必要がある。また聴覚心理実験及び脳磁図の結果から骨導超音波にダイナミックレンジは狭いことがわかる。この狭いダイナミックレンジに対応するためには、ノンリニア増幅システムを組み込んだ伝達システムの開発の重要性が示された。骨導超音波を用いた補聴システムの臨床応用につなげるため、骨導超音波の知覚メカニズムについて脳磁図を用いた検討と実際に補聴システムに用いた場合の効果を評価するための聴覚心理実験を行った。まず脳磁図での検討では、言語音で変調した骨導超音波の刺激持続時間が聴覚野の反応に及ぼす影響について測定した。その結果刺激持続時間が延長するごとに反応の大きさが有意に上昇することがわかった。その効果は刺激持続時間が40msでほぼ飽和することがわかった。可聴音と比較すると、飽和する刺激持続時間は延長することが分かった。このことは同じ言語情報でも可聴音と骨導超音波を用いて伝えた場合にその信号処理に違いがあることを示しているものと考えられた。また聴覚心理実験では語音信号で骨導超音波を変調し、どの程度の明瞭度が得られるかを測定した。その結果聴力正常者では80%以上の良好な明瞭度が得られた。また語音の異聴傾向について検討してみると、通常の気導音の場合と異なり、母音の異聴が起きる場合が多いことが分かった。さらに日常生活のコミュニケーションでは通常聴覚情報だけでなく、視覚情報の役割も重要になってくる。そこで視覚情報が明瞭度に与える影響について検討を行うと、視覚情報があることで明瞭度を有意に改善させることがわかった。現時点では難聴者では聴覚刺激だけでは聴力正常者のように十分な明瞭度を得ることは難しい。今回の検討では視覚情報を併用することで、明瞭度を上昇させ、難聴者であっても実用に耐えれる効果が得ることができる可能性を示した。今後難聴者に対する効果については視覚情報の影響を含めて評価していくことが重要であると考えられた。まず聴力正常者を対象に、骨導超音波の知覚に関するマスキングの心理実験を行い骨導超音波の知覚メカニズムの解明を行った。その結果14kHzを中心とした高周波音が骨導超音波をマスキングすることが分かった。またマスキングの強さを大きくすることでその中心周波数は低い周波数へと移動することが分かった。これまで検討を行った骨導超音波による可聴音のマスキングの結果を合わせて検討すると、骨導超音波の末梢の知覚部位は蝸牛の基底回転にあることが分かった。またマスキングの強さがマスキング量に及ぼす影響からその知覚の主体は超音波自身による内耳の刺激が関与している可能性が高いことが分かった。次にこのことをさらに難聴者を用いて検討した。難聴者の聴力と骨導超音波の閾値の関係を検討すると、より高い周波数の聴取閾値がより強く骨導超音波の閾値と相関していた。また聴力型を見ると高音障害急墜型のように高い周波数で閾値が急激に上昇し有毛細胞の障害が予想される症例では、骨導超音波の閾値が高いことが分かった。

またほぼ全周波数がスケールアウトに近い重度難聴者であっても骨導超音波が聴取できる症例があるものの、低音域の閾値が低い症例でも1kHz付近で閾値が急激に上昇しそれより高い周波数でスケールアウトする症例では骨導超音波が聴取不可能であった。以上の結果は聴力正常者で推定された聴取メカニズムを支持する内容であった。これらの結果から推定すると骨導超音波を用いた補聴器の適応は基底回転の有毛細胞が残存する症例でなければならないと考えられた。また基底回転付近の刺激は、強弱については伝達可能であるが、周波数弁別は困難であると推測され、現時点では実際の補聴器にする場合は視覚情報などの手助けが必要であると思われた。
顎整形力に伴う応力と顎骨のリモデリングとの関連性について

歯の移動による骨吸収と添加は、骨の活性化吸収逆転形成というリモデリングの順序に従って起こるといわれている。矯正力による骨の反応は、組織動態として計測する必要があり、顎骨の応力との関連について正確に把握できる必要があった。三次元有限要素法のプログラムは長崎大学総合情報処理センターの大型計算機、富士通VP1200(ベクトルプロセッサ)用に開発した。これまでと異なり3倍ぐらいのスピードになった。このためより大型の骨のデータ入力が可能になった。矯正力としてワイヤー、ゴムによる牽引も対応するようなプログラムにした。イヌ尺骨の成長と形態に重力がどのような影響するか?動物実験により明らかにした。またシミュレーションによる解析もおこなった。顎骨における応力分布を咬合時や顎外力を受けているときの状態で、動的に三次元的に表示するようにした。矯正力負荷時の骨の形状変化と応力との関連性について明らかにするため、矯正治療が困難である骨格性の下顎前突、開咬を伴う上顎前突の筋力、骨と成長を考慮したシミュレーションプログラムとした。顎骨の成長とリモデリングに関係している因子を制御することが必要であり、その因子として顎骨の内部に発生する応力が骨の形成とリモデリングに影響すると考えられる。歯の移動による骨吸収と添加は,骨の活性化→吸収→逆転→形成というリモデリングの順序に従って起こるといわれている.矯正力による骨の反応は,組織動態として計測する必要があり,顎骨の応力との関連について正確に把握できているとはいえない.そのため,有限要素法を用いた応力解析とイヌ下顎骨骨皮の曲げ試験により,矯正力に対するイヌ下顎骨の生力学的反応を検討するとともに,矯正力負荷時の骨の形状変化と応力との関連性について明らかにした.本研究では,矯正治療が困難である骨格性の下顎前突,開咬を伴う上顎前突は,筋肉,骨格系の異常として思春期に増悪される.治療にあたっては,顎骨の成長とリモデリングに関係している因子を制御することが必要である.その因子として顎骨の内部に発生する応力が骨の形成に影響すると考えられる.本実験では,1)イヌ顎骨の三次元有限要素法モデルを作成し,応力が顎骨の成長とリモデリングに果たす役割を検討した.2)矯正力が顎骨のリモデリングにおよぼす影響を動物実験によってモルフォメトリ-を用いて明らかにした.3)モルフォメトリ-のためプログラムをパソコン(MSーDOS)用に開発した.今年度は基礎的な研究に重点をおき,より精度が高い三次元有限要素モデルを作成した.歯の移動による骨吸収と添加は、骨の活性化吸収逆転形成というリモデリングの順序に従って起こるといわれている。