hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腸管マスト細胞を標的とした新規アレルギー治療戦略の確立

本研究課題「腸管マスト細胞を標的とした新規アレルギー治療戦略の確立」においては、腸管免疫システムによる恒常性維持機構の破綻により引き起こされる、消化器免疫疾患である食物アレルギーと炎症性腸疾患に対する新規予防・治療法の開発を念頭に、環境因子や生体内因子による腸管マスト細胞の分化・遊走・活性化機構を解明することを目的とした。また、最終的には腸管粘膜に存在する粘膜型マスト細胞に高い特異性を示す抗体を樹立し、標的分子の探索ならびに同定、抗体療法への応用を視野に入れた解析を行うことを目的としている。研究開始初年度には、本研究の基盤となる「粘膜型マスト細胞に対する抗体樹立」ならびに「標的分子の同定」を目標に掲げ取り組み、2年度では、消化器アレルギーモデルマウスおよび腸管過敏症モデルマウスなどの疾患モデルマウスを用いた樹立抗体の有効性についての検討を中心に解析を行ってきた。最終年度である3年度では、樹立した抗体の一つ(1F11抗体)が、耳介などの結合組織に存在するマスト細胞は認識せず、腸管のマスト細胞に高発現している分子を認識しており、質量分析法により細胞外核酸の受容体を認識していることが明らかとした。細胞外核酸は組織傷害部位や炎症部位に多く見られることが報告されており、1F11抗体を用いたin vitroの解析から、細胞外核酸によるマスト細胞の活性化および脱顆粒反応、さらには炎症細胞の遊走因子(ケモカイン、脂質メディエーター)が1F11抗体の前処理により有意に抑制されることを見出した。またin vivoの解析においては、腸管過敏症モデルマウスを用いて1F11抗体の有効性について解析したところ、1F11抗体投与群では、コントロール抗体投与群に対して、疾患が早期に回復する事が認められた。さらに、疾患発症に伴う腸管マスト細胞の活性化が1F11抗体投与により有意に抑制されることが認められた。以上の事から、1.腸管過敏症(炎症性腸疾患)において、炎症をマスト細胞の活性化には相関性があること。2.マスト細胞の活性化阻害が有効な予防・治療法であること。3.この活性化は細胞外核酸により引き起こされていること、の3点が明らかとなった。得られた知見については14^<th>International Congress of Immunology(神戸)Aug.2010(査読あり)において口頭発表しており、本学会においてJSI Young Investigators'Travel Award for 14^<th>International Congress of Immunologyを受賞している。本研究において、腸管免疫システムによる恒常性維持機構の破綻により引き起こされる消化管アレルギーに対する新規予防・治療法の開発を念頭に、環境因子や生体内因子による腸管マスト細胞の分化・遊走・活性化機構を解明することを目的としている。初めに腸管粘膜に存在する粘膜型マスト細胞に高い特異性を示す抗体を樹立し、標的分子の探索ならびに同定を進める。本研究を遂行するに当たり、抗体療法への応用も視野に入れている。本年度は、本研究の基盤となる「粘膜型マスト細胞に対する抗体樹立」ならびに「標的分子の同定」を目標に掲げ取り組んできた。食物アレルギーマウスの腸管粘膜からフローサイトメトリー法を用いてマスト細胞を単離精製し、免疫源として用いることで、活性化粘膜型マスト細胞に対する抗体の樹立を目指した。さらに、膜表面分子を認識する抗体の樹立を試み、現在までに4種類の抗体を樹立した。本年度樹立した抗体の一つは、耳介などの結合組織に存在するマスト細胞は認識せず、腸管のマスト細胞に高発現している分子を認識している。さらに、抗体による前処理により、マスト細胞の活性化および脱顆粒反応が有意に抑制されることを見出している。またin vivoの実験においても、腸管過敏症マウスモデルを用いることで、抗体投与群の炎症が軽減されたことから、本年度樹立した抗体が炎症抑制に有効であることが示された。現在、抗体のリガンド欠損マウスを既に導入しており、次年度にはアレルギー疾患発症における抗体のリガンド陽性のマスト細胞の機能と挙動の詳細な解析を行う予定である。また、本学の伊庭英夫研究室との共同研究を開始し、初代培養マスト細胞に対するレンチウィルスベクターを用いた、有効的な遣伝子ノックダウン法の開発を世界に先駆けて試みている。本実験系により、抗体のリガンドの同定・機能解析さらにはin vitroのみならず、in vivoにおいてもマスト細胞特異的遺伝子解析および制御が可能となり、今後の研究の発展に大いに貢献していくと考えている。本研究を開始するにあたり、生体内におけるマスト細胞の活性化を測定する指標が存在しないことから、研究初年度には活性化したマスト細胞を認識する抗体(クローン:5A9)を樹立した。5A9抗体を用いることで、疾患発症における生体内のマスト細胞の動向の解析が可能となった。また5A9抗体はCD63分子を認識していることが明らかとなった。CD63はマスト細胞が脱顆粒することで細胞外に露出する分子であることが示唆されており、食物アレルギーモデルマウスにおいても、アレルギー性の下痢の発症に伴い、CD63陽性(5A9抗体陽性)のマスト細胞が腸管組織内において顕著に増加する事が確かめられた。さらには、腸管過敏症モデルマウスの腸管においても、疾患の発症に伴いCD63陽性のマスト細胞が増加していることが明らかとなった。また、マスト細胞が欠損したマウスでは、食物アレルギーおよび腸管過敏症の発症が抑制もしくは有意に軽減されることも明らかとなり、これら疾患においてマスト細胞の活性化が疾患の増悪化に関与していることが示唆された。しかしながら、食物アレルギーと腸管過敏症の両疾患においても、マスト細胞の活性化が観察されるが、その活性化機構は不明である。

食物アレルギーモデルにおいては、自身で樹立した抗IgE抗体を投与しIgE受容体の経路を遮断すると、アレルギー性の下痢の発症を抑制することができ、抗体投与群においてはCD63陽性マスト細胞の減少も観察された。しかしながら腸管過敏症モデルマウスにおいては、抗IgE抗体の投与によっても症状の改善は見られなかった。また、腸管組織内のマスト細胞の活性化率にも差が認められなかった。つまり、食物アレルギーはIgE依存的なマスト細胞の活性化により引き起こされる疾患であるのに対し、腸管過敏症においてはIgE非依存的なマスト細胞活性化機構が存在している事が示唆された。そこで、腸管に存在するマスト細胞を認識する抗体を作製し、腸炎でのマスト細胞の活性化に関与する分子を探索した。樹立した抗体うち、1F11抗体を腸炎誘導過程においてマウスに投与すると、炎症細胞の浸潤ならびに腸炎に伴う体重の減少の緩和が認められた。免疫沈降法や質量分析法により1F11抗体のリガンドは細胞外核酸の受容体であることが明らかとなった。以上の結果より、細胞外核酸によるマスト細胞の活性化が、腸管過敏症の増悪化に関与していることが示唆された。さらに、核酸受容体の遺伝子欠損マウスを入手し、解析を行った結果、腸炎の発症が野生型に比べ軽度であることが明らかとなった。また、核酸受容体を介した刺激によって、マスト細胞からロイコトリエンや炎症性サイトカインが放出されることが明らかとなり、マスト細胞による好中球などの炎症性細胞の腸管組織内への動員機構の一端が明らかとなった。本研究課題「腸管マスト細胞を標的とした新規アレルギー治療戦略の確立」においては、腸管免疫システムによる恒常性維持機構の破綻により引き起こされる、消化器免疫疾患である食物アレルギーと炎症性腸疾患に対する新規予防・治療法の開発を念頭に、環境因子や生体内因子による腸管マスト細胞の分化・遊走・活性化機構を解明することを目的とした。また、最終的には腸管粘膜に存在する粘膜型マスト細胞に高い特異性を示す抗体を樹立し、標的分子の探索ならびに同定、抗体療法への応用を視野に入れた解析を行うことを目的としている。研究開始初年度には、本研究の基盤となる「粘膜型マスト細胞に対する抗体樹立」ならびに「標的分子の同定」を目標に掲げ取り組み、2年度では、消化器アレルギーモデルマウスおよび腸管過敏症モデルマウスなどの疾患モデルマウスを用いた樹立抗体の有効性についての検討を中心に解析を行ってきた。最終年度である3年度では、樹立した抗体の一つ(1F11抗体)が、耳介などの結合組織に存在するマスト細胞は認識せず、腸管のマスト細胞に高発現している分子を認識しており、質量分析法により細胞外核酸の受容体を認識していることが明らかとした。
植物病原糸状菌におけるトランスポゾンを用いた遺伝子ギングシステ開発

先に申請者らは、ユウガオつる割病菌(Fusarium oxysporumf.sp.lagenariae)から、これまで病原糸状菌では全く報告されていなかったAcタイプトランスポゾン(Tfo1と命名)を単離した。本研究では、Tfo1を用いた糸状菌の遺伝子タギング法の確立を目指し、以下の研究を行った。Tfolにはトランスポゼース様タンパク質の読み枠(ORF1)が存在する。ユウガオつる割病菌から、ノーザンハイブリダイゼーションとRT-PCRを用いてORF1の転写RNAを検出し、ORF1がトランスポゼース遺伝子として機能していることを示唆した。さらに、PCRを用いて、ユウガオつる割病菌の全DNAから転移中間体と考えられている環状Tfo1を検出した。また、ゲノム中に存在するTfo1の両側には、トランスポゾン挿入領域に特徴的な重複配列が存在することを確認した。以上の結果は、Tfo1が転移活性を有することを強く示唆した。2.形質転換系を用いたTfo1の転移活性の検出β-グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子(uidA)をレポーターとして用いて、Tfo1の転移活性の検出を試みた。全長Tfo1配列をAspergillus nidulansのgpd遺伝子プロモーター(Pgpd)とuidAの間に組み込み、Pgpd::Tfo1::uidA融合ベクターを作製した。本ベクターによる形質転換体では、Tfo1が転移した場合にのみ、GUS活性が検出されると予想された。Pgpd::Tfo1::uidAによる形質転換体の菌体抽出液のGUS活性を測定したところ、Pgpd::uidAによる形質転換体の1/1000程度の活性が検出され、その頻度は低いが、ベクターからのTfo1の切り出しと転移が起きていることが示唆された。そこで現在、この形質転換体を用いて、遺伝子タギングを試みている。
光電子分光によるバルク金属-絶縁体転移の解明

電子相関の強い物質系のバルク電子状態を光電子分光で探るには硬X線の利用が最も有効である。我々は8keVの光を用いて温度を変えることで金属-絶縁体転移を起こすV酸化物を中心に、その機構を解明することに成功した。強相関電子系の電子状態はバルクと表面とで著しく異なる事は2000年に我々がCe化合物で明らかにした。それ以来、この事実は今日では広く認識されている。それゆえ光電子分光でバルク電子状態を探るためには、通常よく使われている20eVから120eVの光では不十分であり、数百eVの軟X線、数千eVの硬X線での測定が必須である。我々は今日熱電材料として広く注目されているスクッテルダイト系のSm化合物の真のバルク電子状態を軟X線域での3d-4f共鳴光電子分光の手法と、8keVの硬X線光電子分光の結果を組み合わせて解明することに成功した。通常Sm化合物では表面はバルクと比べて2価成分が多いが、SmOs_4Sb_12ではむしろバルクの方が2価成分が多いというこれまでに知られた事のない事実が判明した。また低温相では強磁性体となるCeRu_2Ge_2という物質を対象に光エネルギーを変えながら行った3次元角度分解光電子分光では、この物質の高温相の常磁性状態におけるバルクフェルミ面の形状の3次元可視化に成功した。このことは多くの強相関電子系物質の電子状態の完全な理解を可能にするものであり、今後の爆発的利用研究の発展が期待できる。また金属-絶縁体転移を示す典型的な物質であるV_2O_3系の軟X線光電子分光を数年がかりで推進してきたが、ギャップの生成機構を含む電子状態の変化の完全な解明に近づきつつある。今後低温での硬X線光電子分光に加えて、高温での硬X線光電子分光さらにはバルク敏感とも言われている極低エネルギー光電子分光を推進しスペクトルのエネルギー依存性を含めて検討する事を行う予定である。近年注目を集めている電子相関の強い物質系では表面での電子のホッピングエネルギーが電子相関エネルギーに対して相対的に小さくなるために、電子状態がバルクのそれと大きく異なることが知られている。それゆえ、非弾性平均自由行程がより大きくなる高い運動エネルギーでの軟X線光電子分光や、さらには軟X線での角度分解光電子分光(SX-ASRPES)がバルク電子状態を探る有力な手法とされる.さらに加えて数keVの硬X線を用いた光電子分光いわゆるHAXPESもまたバルク敏感に電子状態を探ることが出来る新しい手法である。また一方で逆に8-12eV領域の極低エネルギー光電子分光も物質によってはバルク敏感であるとの報告もあり,しかも近年の技術開発により高価なレーザーを用いなくとも超高分解能を実現できる可能性があり、そのような装置の開発が待たれてきた。本研究ではまずSX-ARPES研究をさらに協力に展開した.CeRu2Ge2と対照的に混成がやや大きなCeRu2Si2系では3次元Fermi面形状やバンド分散に大きな差があることが判明し,Ce4f軌道と伝導電子との混成の度合いが電子状態に大きく寄与していることをあきらかにした.またYb近藤系において混晶をつくり長距離格子効果を抑制することで不純物模型でのYb4fスペクトル解釈が可能なものの純粋なYbA13では格子効果が重要であることを再確認できた.HAXPESでは電子の運動エネルギーが大きいために光電子放出に際して原子のrecoil(反挑)が起こることを内殻光電子放出だけでなく価電子帯光電子放出に対しても見つけた.最後に実験室において極低エネルギー光電子分光装置の開発に成功した.金属-絶縁体転移を起こす物質の中でも特にMott型の金属-絶縁体転移を起こす物質としてV_2O_3、renormalized Peierls絶縁体的な金絶-縁体転移を起こす物質としてVO_2がこれまでよく研究されてきた.我々は硬X線光電子分光(HAXPES)を用いてさらにバルク敏感な高分解能の測定を行いこの両物質の金属-絶縁体転移の機構を議論した.ところでマグネリ相のバナジウム酸化物V_nO_<2n-1>はV_2O_3+(n-2)VO_2の表式で書かれる様に両物質が部分的に混ざった物質であるのでこれらのバルク電子状態を調べることでバナジウム酸化物全体の金属-絶縁体転移機構を解明できる可能性があるので上記2物質に加えて金属-絶縁体転移を起こすV_4O_7(転移温度は250K),V_5O_9(145K),V_6O_<11>(170K)について超高真空中で単結晶試料を破断しすべての内殻と価電子帯の金属相ならびに絶縁体相の光電子スペクトルを高い精度で測定した結果、価電子帯スペクトルの挙動はincoherent部の強度が電子相関の増大とともに強くなる振る舞いを示すものの物質問で大きな違いは無く絶縁体相のV2pスペクトルには大きな物質依存性が観測されることが分かった.なお金属相のスペクトルの物質依存性はこれよりは小さい。この結果よりV-V間のdimerization効果が物質により大きく異なることが分かった.

低温になるにつれてgapの開く近藤半導体ではないかと言われているFeSb_2について,HAXPES軟X線PES,極低エネルギー超高分解光電子分光(ELEPES)を行った結果ELEPESもバルク敏感であることならびに低温でもこの物質は金属であることを示すスペクトルを観測した.以上のように金属-絶縁体転移機構を解明できるバルク敏感光電子分光の手法が確立された。
VWF遺伝子内における2種類のSTRハプロタイプ多型の分析

高い多型性を示すSTRマーカーは個人識別や親子鑑定に有用である。独立して遺伝するSTR座に比し、連鎖しているSTR座のハプロタイプ分析が可能であれば、型の種類は増加し、単独のSTR座より高い多型性を示すはずである。多数の同胞が存在すればその両親のハロプタイプも推定でき、従来は困難であった血縁関係の推定に極めて有効と考えられる。そこで本研究では、von Willebrand factor(vWF)遺伝子のイントロン40に連鎖して存在する2座位のSTRに注目し、この部位の家系解析を行い、ハプロタイプの頻度を求め、ハプロタイプ分析法の法医学的有用性を検討した。STRマーカーはKimpton et al.の報告による4塩基リピートとその500塩基ほど下流に存在するPools and Reitsmaの4塩基リピートで、PCR増幅しポリアクリルアミド変性ゲル電極泳動後、銀染色により多型を検出した。一個人の2つのSTR座の型判定のみではハプロタイプの決定は不可能のため、家族の型も判定し、親子間のSTR座の遺伝経路からハプロタイプを決定した。57家族227名の試料より、非血縁者116名を選び出した結果、検出された232のハプロタイプは29の型に分類され、ヘテロ接合度は0.948、PIC(polymorphism information contents)値は0.921、DP(discrimination power)値は0.982という各々高い値を示した。ディプロタイプでは116人を77パターンに分けることができた。2つのSTR多型の組合せが同一でも、ハプロタイプでは区別された例が5組存在した。本法を解剖例の個人識別に応用したところ、生存している同胞のハプロタイプ分析から死亡者のハプロタイプが推定でき、本研究の有用性が確認された。
ニューロモデュレーションを用いた新たなスポーツ練習法の開発

本研究では、運動機能低下に対するリハビリテーションにおいて効果の認められているニューロモデュレーションをスポーツの練習に用い、その効果について検討をした。卓球初心者の上肢筋を制御する脳領域の興奮性を経頭蓋直流電流刺激を用いて修飾した後に、卓球台上の目標に向かってフォアハンドストロークで打つ練習を行った。その結果、経頭蓋直流電流刺激後で目標への的中率が有意に増大し、運動の正確性の向上が認められた。ゆえにニューロモデュレーションをスポーツの練習に用いることで、スポーツのパフォーマンスが効率的に向上する可能性を示唆した。経頭蓋直流電流刺激を用いて、皮質運動野の興奮性を修飾するニューロモデュレーションを適用することで運動疾患のある患者の日常生活動作や健常者の最大筋力が向上することが明らかにされている。しかし、ニューロモデュレーションをスポーツの技能向上に用いた研究はほとんどなく、その応用の可能性は明確にされていない。そこで、本研究の目的は、この経頭蓋直流電流刺激によるニューロモデュレーションを実際にスポーツの練習に用いて、スポーツパフォーマンスに及ぼす影響についてパフォーマンスの面を中心に検証し、実際のスポーツのトレーニングへの応用へと繋げることである。本年度は、まず健常成人を対象として、経頭蓋磁気刺激で事前に調べたラケットを操作する上肢の筋を制御する脳部位に、陽極刺激、陰極刺激、および疑似刺激の経頭蓋直流電流刺激をそれぞれ与え(1.5mA、15分間)、その前後に皮質運動野への経頭蓋磁気刺激よりラケットを操作する筋から導出される運動誘発電位の変化を観察し、この刺激による皮質運動野の興奮性変化を検証する基礎研究を行った。その結果、皮質運動野の興奮性は陽極刺激後に増大し、陰極刺激後には減少する傾向が認められ、またこの変化は15分間程度継続し、この刺激のスポーツトレーニングへの応用の可能性が示唆された。また、この検証した経頭蓋直流電流刺激(1.5mA、15分間)の前後に卓球台上よりボールフィードマシンから出されるボールをフォアハンドストロークで卓球台上の的を狙って打つ運動課題を行い、その運動パフォーマンスの変化を検証した。陽極刺激後に運動パフォーマンスが向上する傾向が認められたが、現段階で、1回の刺激前後では、刺激間での大きな変化は確認されなかった。本年度は、陽極刺激、陰極刺激、および疑似刺激の経頭蓋直流電流刺激(1.5mA、15分間)を与えることで、ラケットスイング時に活動する脳部位においてニューロモデュレーションを実際に引き起こすことが可能であること、およびこの経頭蓋直流電流刺激によるニューロモデュレーションが運動パフォーマンスに与える影響について検証することができた。1回の経頭蓋直流電流刺激によるニューロモデュレーションでは、運動パフォーマンスに与える影響は現段階では明確に出来ていないが、実験のセットアップが完成するなど十分な予備実験が遂行され、また本実験のセッティングを整備できたため、全体的な進捗状況としては概ね順調と考えられる。今後は刺激パラメータの再検討や運動パフォーマンスの詳細な解析、および継続的なニューロモデュレーションを組み合わせた練習を行い、ニューロモデュレーションがスポーツパフォーマンスを向上させることが可能か検証する。経頭蓋直流電流刺激を用いて非侵襲的に皮質運動野の興奮性を修飾するニューロモデュレーションが運動疾患のある患者の日常生活動作や健常者の最大筋力を向上させることは明らかにされている。しかし、より動的で複雑なスポーツの技能向上にニューロモデュレーションを用いた研究はほとんどなく、その応用の可能性は明確にされていない。そこで、本研究の目的は、経頭蓋直流電流刺激によるニューロモデュレーションを実際にスポーツの練習に用いて、スポーツパフォーマンスに及ぼす影響を検証し、実際のスポーツにおける新たな練習法の開発へと繋げることである。今年度は、前年度に実証したラケットを操作する上肢領域の興奮性を修飾可能な刺激を用いてニューロモデュレーションを練習前に引き起こし、練習による運動技能向上に対する効果を検証した。卓球の初心者である被験者はラケットを操作する上肢の筋を制御する脳部位(運動領域、7×5cm)に、陽極刺激、陰極刺激および疑似刺激の経頭蓋直流電流刺激(1.5mA、15分間)をそれぞれ与えられ、その後に卓球台上よりボールフィードマシンから出されるボールをフォアハンドストロークで卓球台上の的(30×30cm)を狙って打つ練習(30球×3セット)を行った。この刺激および練習の前後に練習と同様の運動課題(30球)を行い、その運動パフォーマンスの変化を解析した。その結果、陽極および陰極刺激後において、運動の正確性(的への的中率)は有意に向上したが、打球速度には変化は見られなかった。一方、疑似刺激後には運動パフォーマンスに変化は認められなかった。以上より、経頭蓋直流電流刺激によるニューロモデュレーションによって、練習の効果が向上し、運動パフォーマンスが大きく向上する可能性が示唆された。しかしながら、経頭蓋直流電流刺激の刺激方法に関しては、更なる検討が必要であると考えられた。

本年度の研究結果より、経頭蓋直流電流刺激は、ラケットをスイングする筋を制御する脳部位を修飾可能であることが明らかになったが、1回の経頭蓋直流電流刺激では、スポーツパフォーマンスを向上させることを明確にすることができなかった。このため、今後は、刺激パラメータの再検討(刺激パラメータおよび刺激のタイミング)および筋電図計測による筋活動やラケットのスイングスピードの変化など運動パフォーマンスの詳細な解析と検討を行い、また、当初の研究計画通り長期的なニューロモデュレーションを組み合わせた練習を行い、ニューロモデュレーションがスポーツパフォーマンスを向上させることが可能か検証する。運動生理学今年度の交付額が少なかったため前倒し請求を多めに行ったこと、および旅費および人件費の一部に関して別の研究費から捻出できたため。本年度に経頭蓋直流電流刺激装置と卓球用のボールフィードマシン、加速度計などの実験に必要な機器は購入済みであり、今後は実験用の機器の購入予定は特にない。次年度は主として、被検者および協力者への謝金、消耗品、研究発表用の旅費および英文校正費などとして使用する予定である。
開心術における心筋保護モニタとしての誘電スペクトル解析法の確立と臨床応用

我々はこれまで誘電特性のパラメータであるloss tangent(tanδ)の極大値(tanδm)の低下が心筋の虚血障害度を反映することを報告している.今回,誘電スペクトル解析システムにより計測された誘電特性のパラメータの動態と再灌流後の心機能との関係を検討し,このシステムの術中心筋保護評価モニタとしての有用性を検討した.まず,実験的に保存中のtanδmの動態と再灌流後の心機能との関係について検討した.ブタ7頭の摘出心を4°C生理食塩水に浸漬保存して,経時的にtanδmを計測し,それぞれ異なるtanδmの低下を示した時点で異所性腹部心移植を行った.保存前に対する再灌流2時間後の左室Eesの回復率(%Ees)と保存中のtanδmの動態との関係を検討した.保存前5.08【・+-・】1.05であったtanδmは保存中(145350分),徐々に低下した.保存中に計測されたtanδmの最低値即ち移植前値(2.564.49)と%Eesは有意に相関していた(r^2=0.867,p<0.01).次に臨床例における大動脈遮断中のtanδmの動態について,体外循環離脱後の心機能との関係を検討した.成人開心術7例(59.7【・+-・】21.2歳)を対象とし,遮断中におけるtanδmの変化を測定し,体外循環前に対する離脱2時間後(DOA3or5 γ)の分時左室仕事量の回復率(%LVWI)と遮断中のtanδmの動態との関係を検討した.この際,温度に依存するtanδの変化分を排除するため,常時心筋温を測定し,我々が既に確立した温度補正式を用いてすべての値を心筋温37°Cに補正し,同じ基準で比較検討した.遮断直前5.31【・+-・】0.72であったtanδmは遮断中(35110分),徐々に低下した.各症例において,遮断中に計測されたtanδmの最低値(3.704.59)と%LVWIは有意に相関していた(r^2=0.960,p<0.01).誘電スペクトル解析システムで心筋保護中の心筋の状態をモニタリングすることにより,再灌流後の心機能を予測しうる可能性が示唆された.我々はこれまで誘電特性のパラメータであるloss tangent(tanδ)の極大値(tanδm)の低下が心筋の虚血障害度を反映することを報告している.今回,誘電スペクトル解析システムにより計測された誘電特性のパラメータの動態と再灌流後の心機能との関係を検討し,このシステムの術中心筋保護評価モニタとしての有用性を検討した.まず,実験的に保存中のtanδmの動態と再灌流後の心機能との関係について検討した.ブタ7頭の摘出心を4°C生理食塩水に浸漬保存して,経時的にtanδmを計測し,それぞれ異なるtanδmの低下を示した時点で異所性腹部心移植を行った.保存前に対する再灌流2時間後の左室Eesの回復率(%Ees)と保存中のtanδmの動態との関係を検討した.保存前5.08【・+-・】1.05であったtanδmは保存中(145350分),徐々に低下した.保存中に計測されたtanδmの最低値即ち移植前値(2.564.49)と%Eesは有意に相関していた(r^2=0.867,p<0.01).次に臨床例における大動脈遮断中のtanδmの動態について,体外循環離脱後の心機能との関係を検討した.成人開心術7例(59.7【・+-・】21.2歳)を対象とし,遮断中におけるtanδmの変化を測定し,体外循環前に対する離脱2時間後(DOA3or5 γ)の分時左室仕事量の回復率(%LVWI)と遮断中のtanδmの動態との関係を検討した.この際,温度に依存するtanδの変化分を排除するため,常時心筋温を測定し,我々が既に確立した温度補正式を用いてすべての値を心筋温37°Cに補正し,同じ基準で比較検討した.遮断直前5.31【・+-・】0.72であったtanδmは遮断中(35110分),徐々に低下した.各症例において,遮断中に計測されたtanδmの最低値(3.704.59)と%LVWIは有意に相関していた(r^2=0.960,p<0.01).誘電スペクトル解析システムで心筋保護中の心筋の状態をモニタリングすることにより,再灌流後の心機能を予測しうる可能性が示唆された.我々は実験的に誘電特性のパラメータであるloss tangent (tan δ)の極大値(tan δm)の動態と再灌流後の心機能との関係について検討し、さらに臨床例における大動脈遮断中のtan δmの動態について、体外循環離脱後の心機能との関係を検討し、誘電スペクトル法の心筋保護に対するモニタリング法としての有用性を検討した。実験的検討として、ブタの摘出心を4°C生理食塩水に浸潰保存して、経時的にtan δmを計測し、それぞれ異なるtan δmの低下を示した時点で異所性腹部心移植を行った。保存前に対する再灌流2時間後の左室Emaxの回復率(%Emax)と保存中のtan δmの動態との関係を検討した。

保存前5.5±0.5であったtan δmは保存中(150360分)、徐々に低下した。保存時間と%Emaxには有意な相関がなかったが(r=0.37)、保存中に計測されたtan δmの最低値即ち移植前値(3.8±0.8)と%Emaxは有意に相関していた(r=0.85)。また、臨床的検討として成人開心術を対象とし、大動脈遮断中におけるtan δmの変化を検討した。また体外循環前に対する離脱2時間後(DOA 3or5 μg/kg/min)の分時左室仕事量の回復率(%LVWI)と遮断中のtan δmの動態との関係を検討した。この際、温度に依存するtan δの変化分を排除するため、我々が既に確立した温度補正式を用いてすべての値を心筋温37°Cに補正し、同じ基準で比較検討した。大動脈遮断直前5.3±0.7であったtan δmは遮断中(35110分)、徐々に低下した。各症例において、遮断中に計測されたtan δmの最低値(3.74.6)と%LVWIは有意に相関していた(r=0.98)。遮断時間とtan δmの最低値には有意な相関はなかった(r=0.41)。誘電スペクトル法で心筋保護中の心筋の状態をモニタリングすることにより、再灌流後の心機能を予測しうる可能性が示唆された。我々はこれまで誘電特性のパラメータであるloss tangent(tan δ)の極大値(tan δm)の低下が心筋の虚血傷害度を反映することを報告している.今回,誘電スペクトル解析システムにより計測された誘電特性のパラメータの動態と再灌流後の心機能との関係を検討し,このシステムの術中心筋保護評価モニタとしての有用性を検討した.まず,実験的に保存中のtan δmの動態と再灌流後の心機能との関係について検討した.ブタ7頭の摘出心を4°C生理食塩水に浸漬保存して,経時的にtan δmを計測し,それぞれ異なるtan δmの低下を示した時点で異所性腹部心移植を行った.保存前に対する再灌流2時間後の左室Eesの回復率(%Ees)と保存中のtan δmの動態との関係を検討した.保存前5.08±1.05であったtan δmは保存中(145350分),徐々に低下した.保存中に計測されたtan δmの最低値即ち移植前値(2.564.49)と%Eesは有意に相関していた(r^2=0.867,p<0.01).次に臨床例における大動脈遮断中のtan δmの動態について,体外循環離脱後の心機能との関係を検討した.成人開心術7例(59.7±21.2歳)を対象とし,遮断中におけるtan δmの変化を測定し,体外循環前に対する離脱2時間後(DOA 3 or 5 γ)の分時左室仕事量の回復率(%LVWI)と遮断中のtan δmの動態との関係を検討した.この際,温度に依存するtan δの変化分を排除するため,常時心筋温を測定し,我々が既に確立した温度補正式を用いてすべての値を心筋温37°Cに補正し,同じ基準で比較検討した.遮断直前5.31±0.72であったtan δmは遮断中(35110分),徐々に低下した.各症例において,遮断中に計測されたtan δmの最低値(3.704.59)と%LVWIは有意に相関していた(r^2=0.960,p<0.01).誘電スペクトル解析システムで心筋保護中の心筋の状態をモニタリングすることにより,再灌流後の心機能を予測しうる可能性が示唆された.
ハイリスク児の親子教育プログラムと子育て支援ネットワークの開発

本研究は、ハイリスク児の出生早期からの発達と育児支援の方法を開発し、フォローアップシステムを構築することを目的とした。その結果、出生早期からの親子の関係性を視点とした"family centered care"によるディベロップメンタルケアの取り組みが、児の行動発達、両親の心理的安定、育児の自信につながることが示された。また、そのような取り組みには、関係専門職者に対する、ディベロップメンタルケアの理論的実践的な教育の機会を提供し、低出生体重児・早産児のケアの質を改善することが急務の課題であると考えられた。本研究は,浜松医科大学周産母子センター,浜松市県西部医療センターの医療機関と本学の小児医療・福祉分野に携わるコメディカルの教員(小児発達・育児支援組織)が連携し,低出生体重などで出生したハイリスク児の発育・発達の支援と,両親の育児支援を目的とした親子教育プログラムの開発を通して,地域での家庭教育支援を図ることを目的とした子育てネットワークを構築することを目標とした研究である。本年度は浜松医科大学周産母子センター,および浜松市県西部医療センター新生児科で管理された低出生体重などで出生したハイリスク児の退院後の発達と育児の状況を把握するために,管理された児と家族を対象として、1)子どものアセスメントとして,身体発達,乳児行動評価,認知運動の発達状況、2)親子の関係性については,母子相互作用,愛着関係の評価,母親の育児状況やストレス,不安,健康状態(健康障害の有無、受診、睡眠),満足度,ソーシャル・サポートについて調査を行った。その結果、出生早期から、育児支援を中心に親子の関係性を支援することを目的とした"family centered intervention"と、退院後の継続的な子育て支援が重要であると考えられた。また,仁志田博司教授(東京女子医科大学母子総合医療センター)の協力を得て,Dr. Alsによるデベロップメンタル・ケアセミナーを開催(2007年7月4-5日)し,デベロップメンタル・ケアの理論と実践の理解を深め,出生後早期からのデベロップメンタル・ケアの重要性を認識した。このような結果をもとに、NICU(新生児集中治療室)でのディベロプメンタルケアと退院後のフォローアッププログラムの開発、および家庭教育や育児支援に関連した講演会の開催、図書(育児冊子)の出版など,子どもの発達支援と親子教育プログラムの開発と実施を20年度の計画とした。本研究は,浜松市県西部医療センターの医療機関と本学の小児医療・福祉分野に携わるコメディカルの教員(小児発達・育児支援組織)が連携して,低出生体重などで出生したハイリスク児の発育・発達の支援を目的としたディベロプメンタルケアの開発と,両親の育児支援を目的とした親子教育プログラムを開発し,地域での医療と家庭での育児支援を図ることを目的とする。平成20年度は、浜松医科大学周産母子センター,および浜松市県西部医療センター新生児科で管理された低出生体重などで出生したハイリスク児の退院後の発達と育児の状況を把握するため,管理された児と家族を対象として発達の予後調査,および育児状況などの調査を行った。それに基づき,平成21年度は,浜松市県西部医療センター新生児科で管理された低出生体重などで出生したハイリスク児を対象として,NICU(新生児集中治療室)での発達評価,ディベロプメンタルケア(Developmental Care: DC),および発達および育児指導のプログラムを立案,実施した。また,地域社会における育児支援の専門家の役割を啓蒙する活動として,「第11回世界乳幼児精神保健学会世界大会」(横浜、2008年8月1-5日)において,乳幼児の行動発達研究や子育て研究で世界的に著名なブラゼルトン博士(ハーバード大学名誉教授)による来日記念講演会「こころを育む育児と育児支援のタッチポイント」を開催した。さらに,発達ケアの専門的な知識と技術の教育のため,ケアに携わる専門家向けのテキストとして「新生児理学療法」を編集し,出版した(東京,メディカルプレス社)。また,専門職者およびご家族から要望のあった低出生体重児の育児支援のための参考図書「小さく生まれた赤ちゃんの発達ケアと育児(仮)」を執筆し,平成22年度の刊行に向けた準備を行った。本研究は、低出生体重などで出生したハイリスク児の発育・発達の支援を目的としたディベロプメンタルケアの開発と、両親の育児支援を目的とした親子教育プログラムを開発し、地域での育児支援を図ることを目的とした。平成21年度は、浜松市県西部医療センター新生児科で管理された低出生体重などで出生したハイリスク児を対象として、NICU(新生児集中治療室)での発達評価、ディベロプメンタルケア(Developmental Care : DC)、および発達および育児指導のプログラムを立案、実施した。その結果、出生早期からのDCに基づいたケアと、親子の関係性を重視した親子支援プログラムが、児の行動発達、両親の心理的安定、育児の自信につながることが示された。

また、子育て支援ネットワークの開発の一環として、低出生体重児のDCを推進するため、「第1回NIDCAP((Newborn Individualized Developmental Care and Assessment Program:個別的発達ケアと評価プログラム))認定コース」(都立墨東病院)と公開セミナー(聖路加看護大学)を開催し、多くの参加を得た。次年度からも同様な活動を続け、NIDCAPによるDCの正しい認識と知識、適切な実践が普及させ、新生児医療の改善と,子どもたちの未来を築くことを目指している。加えて、関係専門職者およびご家族から要望のあった低出生体重児の育児支援のための参考図書「小さく生まれた赤ちゃんの発達ケアと育児」を執筆した。本書は、日本学術振興会の研究成果公開促進費の助成を受け、平成22年12月頃の刊行予定である。
角膜感染症におけるmatrix metalloproteaseの研究

方法:家兎角膜実質細胞を単層に培養した後、無血清培地に換え、緑膿菌エラスターゼを100,30,3ng/ml、アルカリプロテアーゼを100,30,10,3ng/ml、エキソトキシンAを10,3,1,0.3μg/ml,LPSを30,10,3,1μg/mlをそれぞれ培養液に添加した。経時的に培養上清を採取し、上清中のmatrix metalloproteinaseをゼラチンおよびカゼイン.ザイモグラフィで解析したところ以下のような結果をえた。結果:何も培地に添加しない場合は、MMP-2がわずかに検出された。エラスターゼを48時間添加するとMMP-2のほかMMP-9も検出され、それぞれ活性型と思われるバンドも検出された。アリカリプロテアーゼ添加でもMMP-2とMMP-9の両方がみられたが、活性型はみられなかった。また、LPSとエンドトキシンAでもMMP-2とMMP-9の両方が増加した。緑膿菌病原因子が角膜実質細胞からのMMPの発現を亢進させ、角膜細胞由来のMMPが緑膿菌性角膜潰瘍形成に関与している可能性が示された。(1)モルモットの角膜内にセラチアの生菌を注入し、定時に角膜を摘出し、角膜内のprotease活性をzymographyにて測定したところ、セラチア由来のprotease活性のみならずmatrix metalloprotease(MMP)活性が検出された。これは、セラチア感染症においてMMPが分泌されていることを示す。現在検出されたMMPのタイプを検討中である。さらに緑膿菌のモデルにおいても検討を計画している。以上の結果より、セラチアおよび緑膿菌による角膜感染症において角膜細胞由来のMMPが発現され、潰瘍形成の一翼を担ってることを裏づける結果である。これらの結果は平成8年度のARVO(米国眼研究会議)にて発表の予定である。方法:家兎角膜実質細胞を単層に培養した後、無血清培地に換え、緑膿菌エラスターゼを100,30,3ng/ml、アルカリプロテアーゼを100,30,10,3ng/ml、エキソトキシンAを10,3,1,0.3mg/ml,LPSを30,10,3,1mg/mlをそれぞれ培養液に添加した。経時的に培養上清を採取し、上清中のmatrix metall oproteinaseをゼラチンおよびカゼイン.ザイモグラフィで解析したところ以下のような結果をえた。結論:緑膿菌病原因子が角膜実質細胞からのMMPの発現を亢進させ、角膜細胞由来のMMPが緑膿菌性角膜潰瘍形成に関与している可能性が示された。
二枚貝類のミトコンドリア両性遺伝における精子mtDNA保持メカニズムの解明

本年度はムラサキイガイの精巣組織の凍結切片を作成し、レーザーマイクロダイセクション法により、精原細胞、精母細胞と精細胞、精子を分取した。分取した組織より、DNAとRNAを抽出し、雄型mtDNAのコピー数および転写量を定量した。その結果、DNAコピー数は精原・精母細胞より精細胞・精子でやや少なかった。転写量は精原・精母細胞と精細胞・精子で顕著な差は認められなかった。つまり、精子形成過程で雄型mtDNAの転写率はやや上昇することが明らかになった。また、ムラサキイガイの人工授精を行い、各交配の幼生を経時的にサンプリングし、DNAとRNAを抽出し、雄型mtDNAのコピー数および転写量を定量した。その際、各交配の2,4細胞期に蛍光染色した精子ミトコンドリアの分布パターンを観察した。ムラサキイガイでは母親により子の性比が偏り、その偏りが受精卵中の精子ミトコンドリアの分布パターンと一致することが知られている。これを利用し、各交配の性比の偏りを判定した。その結果、この性が雄に偏る交配では雄型の雌型に対する存在比は6時間後まで減少した後、上昇した。雄型の転写量は受精6時間後まで減少するが、その後増加した。一方、雌に偏る交配では、雄型mtDNAは受精20時間後から減少した。転写量は受精後から減少したままの交配が多かった。つまり、雄型mtDNAの転写量は精巣での精子形成過程では変化しないが、雄になる交配の初期発生中のトロコフォア幼生期に雄型mtDNAの転写量が上昇することを明らかにした。トロコフォア幼生期は生殖幹細胞が増殖し始める時期と考えられており、精子mtDNAの転写が生殖細胞形成と関連していることが示唆された。ムラサキイガイのミトコンドリアの両性遺伝において精子ミトコンドリアDNA(mtDNA)が保持されるメカニズムを解明することを目的とし、本年度は(1)生殖細胞を認識するために、生殖細胞に保持されているVasaタンパクに対する抗体を作成した。すなわち、遺伝子配列より合成したムラサキイガイVasaタンパクに対する抗体を外注により作成した。(2)(1)で作成した抗Vasa抗体とDNA量を指標とし、精子、精細胞、精原細胞、精母細胞集団をフローサイトメーターにより分取した。分取した細胞集団から、DNAを抽出して、mtDNA量を核ゲノム(28S rRNA遺伝子)をレファレンスとしたリアルタイムPCRによる相対定量により定量した。その結果、精子、精細胞、精原細胞、精母細胞の順にmtDNAコピー数が多かった。特に、精原細胞から精細胞へ分化する過程での増加が著しかった。よって、ムラサキイガイではほ乳類などとは異なり、精子形成過程でmtDNAコピー数が増加することを示唆された。(3)ムラサキイガイでは生殖細胞分化に父由来のmtDNAが必要であるかを検討するために、生殖巣と閉殻筋でどちら由来のM typeが優占しているかを明らかにすることを目的に、人工交配実験を行った。すなわち、ムラサキイガイの飼育水温を上昇させることにより、産卵、放精を誘発した。これらの卵と精子を1対1交配した。得られた幼生のDNAサンプルについて、今後、SNPの量の比較をTaqmanプローブを用いたPCR法により解析する予定である。ムラサキイガイのミトコンドリア両性遺伝において雄型ミトコンドリアDNA(mtDNA)が保持されるメカニズムを解明するために、ムラサキイガイの精巣より比重分離およびセルソーターを用いて精子形成過程の各段階の細胞を、核相を指標に分取し、DNAを抽出し、雄型mtDNA量をリアルタイムPCRにより定量した。さらに、ミトコンドリア膜を染色し、精子形成時の変化をFACS解析した。その結果、雄型mtDNAおよびミトコンドリア量が精子形成過程で維持されることが明らかとなった。これは、ミトコンドリアが母系遺伝する哺乳類等における従来の知見とは全く異なる結果であった。また、ムラサキイガイの子の性比は母親により決まることが知られているが、人工交配後、子が雄になる交配と雌になる交配における初期発生中の雄型mtDNA量の変化をリアルタイムPCRにより定量した。その結果、雌になる交配では受精24時間後には雄型mtDNAが減少したのに対し、雄になる交配では維持されていることが明らかになった。この2つの研究結果から、ムラサキイガイのミトコンドリア両性遺伝において雄型mtDNAが受精前後で保持されることが示唆され、DUIで雄型mtDNAが保持されるメカニズムの解明に迫る知見を得ることができた。さらに、雄型mtDNAが生殖巣および体細胞で、父母どちら由来であるかをムラサキイガイの人工交配を行いSNP解析により明らかにする研究を行ない、生殖巣に父由来、体細胞には母由来の雄型mtDNAが存在する傾向があることを明らかにした。これらの結果は、雄型mtDNAの始原生殖細胞の形成への関与を示唆している。

また、ムラサキイガイの人工授精を行い、各交配の幼生を経時的にサンプリングし、DNAとRNAを抽出し、雄型mtDNAのコピー数および転写量を定量した。その際、各交配の2,4細胞期に蛍光染色した精子ミトコンドリアの分布パターンを観察した。ムラサキイガイでは母親により子の性比が偏り、その偏りが受精卵中の精子ミトコンドリアの分布パターンと一致することが知られている。これを利用し、各交配の性比の偏りを判定した。その結果、この性が雄に偏る交配では雄型の雌型に対する存在比は6時間後まで減少した後、上昇した。雄型の転写量は受精6時間後まで減少するが、その後増加した。一方、雌に偏る交配では、雄型mtDNAは受精20時間後から減少した。転写量は受精後から減少したままの交配が多かった。つまり、雄型mtDNAの転写量は精巣での精子形成過程では変化しないが、雄になる交配の初期発生中のトロコフォア幼生期に雄型mtDNAの転写量が上昇することを明らかにした。トロコフォア幼生期は生殖幹細胞が増殖し始める時期と考えられており、精子mtDNAの転写が生殖細胞形成と関連していることが示唆された。
日本語学習者のリズム生成に影響を与える生理的要因について

日本語学習者の発音上の誤りとして特に重要なものは、「おばさん」「おばあさん」の区別に関わるような「長さ」の制御である。本研究では、「長さ」の適切な実現は日本語のリズムに関係するものとして「リズムユニット」という単位を設定し、分析を続けてきた。そして、どのような「リズムユニット配置」が学習者にとって難しいか明らかにした。しかしながら、なぜそのような特徴的なリズムになるのかは不明であったため、呼気圧、呼気流量という生理的な要因に焦点をあて、原因について分析・考察を行うこととした。これまで特に、中国語、韓国語を母語とする学習者を対象とし、語頭拍の長音化、語中子音の促音化によるリズムの変異を分析してきた。その結果、このような現象には、呼気圧ではなく、呼気流量の多さが関係していることが明らかになった。日本語学習者の発音上の特徴を、長さのコントロールの不正確さから記述を行ってきているが、このことを分析するために、リズムユニットとその配置特徴という概念を用いている。実際には、どのような語において特徴的なユニット配置がみられるのか、中国語話者、韓国語話者、英語話者、およびスペイン語で考察したが、なぜそのような特徴が現れるのかは不明であった。そこで、呼吸に注目し、呼気圧、呼気流量が長さ、あるいは持続時間に与える影響を調べるために分析を続けている。18年度は以上の目的のために、韓国人日本語学習者2名のリズム生成の特徴を日本人話者と比較分析した。資料語は、リズム型122型の語で、「たたんたん、ただんたん、だたんたん、だだんたん」および第ニユニツトを「たー、だー、たっ、だっ」に置き換えた12語を分析した。これらの語を「それは..........です。」の埋め込み文にいれた発話を10回ずつ収録し、分析の対象とした。この分析を通して、有気音、無気音の違いによる内破の持続時間と生理的なパラメータである呼気圧と呼気流量がユニット生成にどのように関与しているかを明らかにしてきた。また、リズム配置の特徴的な語と呼気圧と呼気流量との関係についても考察を続けている。これらの分析結果については、口頭発表および研究論文として公表すべく準備を進めている。本年度の韓国語話者の分析では、「たたんたん、ただんたん、だたんたん、だだんたん」および第二ユニットを「たー、だー、たっ、だっ」に置き換えた12語を、「それは.....です。この分析の結果、生理的なパラメータである呼気圧と呼気流量を分析のパラメータとすることで、音響的なデータだけでは明らかにならなかった韓国語話者の日本語破裂音の特徴が得られた。具体的には、内破の持続時間とVOTが呼気圧、呼気流量とどのような関係にあるのかを分析したが、音響的には濃音として発音されていても呼気流量が多いために激音として実現されていることが分かった。韓国語学習者において、語頭有声破裂音の無声化・語中無声破裂音の促音化が起こり、語音の長さが日本語話者とは異なって実現されている場合には、生理的な要因からは今回のような説明が可能であることが示唆された。この結果については、日本音声学会研究例会にて口頭発表を行った。この生理的な実験での問題点は、機器の消耗品、特に口腔内圧測定のためのチューブの素材である。現在使用しているものはビニール様のもので、以前使用していたシリコンのものとは硬さが異なるため、データの収集が不安定になっているように思われる。さらに国内での販売網も手薄となり、一層入手が困難となりつつある。もう一つの問題は、データ収集時に顔に当てるマスクであるが、被験者が自分で支える形式をとっているため、押さえ方によっては息が漏れる可能性もある。この点は、現在改良すべく作業を行っている。19年度の韓国語話者の分析では、「たたんたん、ただんたん、だたんたん、だだんたん」および第二ユニットを「たー、だー、たっ、だっ」に置き換えた12語を、「それは..........です。この分析の結果、韓国語話者の日本語発音の特徴である語頭有声音[da]の無声音化、および語中無声音[ta]の促音化について、生理的なパラメータである呼気圧と呼気流量を分析のパラメータとすることで、新たな知見が得られた。

すなわち、音響的には濃音としての発音であるにも拘わらず、生理的には呼気流量の制御がうまく行なわれず激音として実現されることにより、特徴的な発音になることが明らかとなった。この点について、学会誌である『音声研究』に発表した。韓国語は、激音、濃音、平音の3項対立をもつ言語であり、リズム類型としても未だ定説のない言語であるが、2項対立をもつ中国語話者(北京方言)ではどのようになるか、同様の実験を行い、分析、検討した。資料語は、同様であった。中国語話者の場合、韓国語話者とは異なり、語頭拍が長音化する現象があり、音響的には「たたんたん」の方が「たーたんたん」より全体長が長くなるという現象が見られた。促音化については、中国語話者も韓国語話者と同じように観察された。これらの現象について、生理的に分析した結果、呼気圧ではなく、呼気流量の値が日本語話者とは大きく異なることが明らかとなり、呼気流量の制御が学習者の発音に大きく関わっていることが示唆された。この研究結果については、本学の紀要に発表した。
ドライアイス高速飛翔体によるファインセラミックスの切削加工技術の開発

セラミックスは、構造材料として実用化が期待されているが、その機械加工法が未だ十分発達していないのが現状である。本研究は、セラミックスの機械加工技術、特にせん断作用による切削加工技術の開発を目標としており、高圧窒素ガスガンによりドライアイス飛翔体を加速し、その衝撃力を治具の内部に装填されたセラミックス板に加え、せん断作用により孔明け加工を行う技術および衝撃力を直線加工治具内部の材料に加え、静止した工具による直線的な切削加工を行う技術の開発に関して行われたものである。高速飛翔体による衝撃の利用は、材料加工の時間的高効率の追求のみならず、被加工材の靭性効果の低下およびその衝撃力を試料の加工部に集中して加工の効率を上げることに適合し、この加工法をより有利に活用できる。ドライアイスを飛翔体として衝撃を加える材料に用いることは、その化学的安定性、来雑物の無いクリ-ンな性質、昇華性および経済性の他に、動力学的にも適当であることが判った。ドライアイス飛翔体の衝撃力を加工用工具に与えて、せん断作用を利用する孔明加工治具の基本的機能、加工過程の実現を可能とする因子、すなわち、セラミックス試料板面を孔明治具内部で保持する圧力(面圧力)、工具と孔治具との寸法差(クリアランス)、試料板のせん断による破断面のプロファイル、特にその破断円孔の半径差の最大値(高度差)および孔周辺の試料板の強度等に対する諸因子相互の関連条件が明らかにされた。高速切削加工を行う上での、工具と形状、工具の被削材の保持方法、被削材の運動状態および治具形状についての最適な条件が得られた。さらに加工部断面の変質層より高速切削の有利性、高効率性が知られた。〔1〕名古屋工業大学工学部機械工学科内に高圧窒素ガスの高速膨張現象を利用したガスガンが建設されている。圧縮固化ドライアイス飛翔体(1.101.15kg,直径98100mm,長さ97mm)をガスガンに用い、その衝撃作用により、破壊・破砕・孔明切削加工の研究を行った。〔2〕コンクリ-ト板の衝撃における破壊モ-ドおよび破壊レベルの測定のため、板H(セメント、砂、骨材小石、鉄筋無し、舗道敷板タテ300mm×ヨコ300mm×厚60mm)および板U(成分同上、鉄筋φ5mm、約70mm間隔、U字溝蓋、テタ210mm×ヨコ600mm×厚30mm)の平面部中央に、ドライアイス飛翔体の衝撃を加えた。飛翔体を速度約15、約25、約150m/secで加速した場合、十字形亀裂、放射状亀裂、衝突面の円錐形破砕が生じ、曲折破断を起こした。〔3〕セラミックス板孔明打ち抜き低速切削加工実験では、インストロン(電子制御油圧動荷重)試験機を用い、切削速度80mm/secで、打ち抜き治具(円柱工具φ29.8mm、円孔型治具φ30.2mm、鋼製)により実施した、セラミックス板(厚3mm)に面圧120kg/cm^2以上を掛けた打ち抜きでは良好なせん断孔明けができる。〔4〕ガスガンによりドライアイス飛翔体で衝撃を加えた、うち抜き治具の工具によるセラミックス板(アルミナ99%、タテ75mm×ヨコ75mm×厚3mm)の孔明試験では、面圧力約120ないしまたは460kg/cm^2、衝撃速度約20m/secの場合、亀裂の発生は無く、板は分断されない。良好な孔明ができた。〔5〕これまでの研究を概括して、次の結果が得られた。脆性材料に衝撃負荷を加えた場合、衝撃速度、面圧力により、その応答が著しく変わるので、その孔明けおよび破砕には、これらを考慮すれば十分効果が上げられることが分かった。