hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フィラリア症の病理・診断・治療における根本的な再検討の必要性

1.Brugiapahangi雌成虫に対するテトラサイクリン、ジエチルカルバマジンの治療効果テトラサイクリン(TC)は、成虫の運動を強く抑制すると同時に、子宮からのミクロフィラリアの産出を抑制する(子宮内にミクロフィラリアが蓄積する)。これに対してジエチルカルバマジン(DEC)は運動抑制効果が全く無く、子宮内のembryogenesisを抑制する。TC治療を受けた雌成虫では、フィラリアに寄生しているリケッチア様細菌WolbachiaのDNA量が著明に減少しており、TCの成虫に対する作用はWolbachiaの死(減少)と関連するものと考えられた。TCとDECを同時に使用すると相乗効果が認められ、TCおよびその誘導体がフィラリア治療に応用できる可能性が示された。TCの作用は、体部および膣・子宮の筋運動抑制で説明できる部分が多いことから、Wolbachiaと筋運動の関係が興味深く、今後の研究課題である。2.フィラリアの種類とWolbachia spp.原則的に1種類のフィラリアには1種類のWolbachiaが寄生していると言われている。新種のフィラリアには、新しいWolbachia sp.が期待される。我々は、今年度、野生の反芻動物より2種類の新種フィラリア(Cercopithifilaria longa, C. crassa)を記載した。これらのフィラリアについてWolbachia-specificなプライマーを用いたPCRを実施する予定である。また、Wolbachia sp.を独立したspeciesとして記載すべく、その可能性を検討している。3.新しいフィラリア症の診断従来、フィラリア症の診断には例外なく血液採取を必要とした。これは、流行地の住民にとって大きな負担であり、このため調査地域の住民の協力を得ることが困難であった。我々は、尿を検体とする免疫診断法(尿ELISA)を開発し,その有用性を検討してきたが、尿ELISAは感度・特異性共に優れ、予想以上の好結果を得ている。フィラリア(Fil)虫体には細胞内寄生性のWolbachia(Wlb)が寄生している。WlbはFilの生存に必要であり、抗生剤でWlbを治療するとFilは死亡する。同時にWlbよりendotoxin(-like)が遊離されるものと考えられる。すなわち、Fil寄生のWlbはFil症の病理や治療に関るものとして注目される。さらに、1種類のFilは、独自の1種類のWlbを持つようであり、これはWlbが診断のターゲットとなりうることを示唆する。我々は、Brugia pahangiを用い、テトラサイクリン(Tc)治療がFil成虫の運動を阻害し、仔虫産生を抑えることを観察した。ジエチルカルバマジンを添加すると相乗効果を示す(木村、藤巻)。電顕では、WlbはFilの側索中に多数観察される(角坂)。Tc治療がWlbに与える影響について電顕的に観察中である。また、WlbのHSP60を免疫学的に定量化する試みがなされている(伊藤)。一方、新種のFilには新種のWlbが寄生する可能性がある。カモシカに寄生する新種のFilを発見したので(宇仁)、それらに寄生するWlbの遺伝子解析が行われた(江崎)。これまでFilから抽出したDNAを細菌に共通の16SrDNAのuniversal primerでほぼ全領域を増幅しpGEMeasy vectorにクローン化し配列決定した。抽出したDNAからすべて細菌のPCR産物が得られたが、作成した80クローンの多くは腸内細菌群のリボソーム配列でWlbの配列は3クローンだけであった。この配列はWolbachia pipiensに類似していた。Filの腸内細菌の混入があると予測されたので、W.pipiensに特異的なprimerを作成し増幅を試みたところ1株からしかWlbの配列が得られなかった。このことはFilの細胞に共生しているWlbの配列が報告されたものと異なる可能性が予測された。現在、Filの腸内細菌を取り除く方法を検討している。1.テトラサイクリン(Tc)治療はB.pahangiの運動を抑制すると同時に、子宮内卵の発育を阻害する。Tcの運動抑制は子宮筋にも及び、子宮からのミクロフィラリア排出が抑制される。TcはWolbachiaに障害を与えると考えられるので、Wolbachiaは宿主フィラリアの筋運動とかかわりを持つことが示唆された(藤巻、伊藤、木村)。しかし、Tc治療がWolbachiaを破壊するという明確な証拠は電顕上得られていない(角坂)。2.1種類のフィラリアは,それに固有のWolbachiaを細胞内寄生体として保有するといわれる。`カモシカやイノシシに寄生するフィラリア数種を分離した(宇仁)。新種のWolbachiaが存在すると思われる。3.野生のカモシカから分離されたフィラリアに含まれるWolbachiaの遺伝子を検出するために、PCR法を使って16S rDNAの増幅を試みた。当初細菌に共通なuniversal primerを使用し増幅したところ、多くの試料からは腸内細菌科のProteus, Enterobacterの16S rDNAが増幅され、WolbachiaのDNAが増幅されたのは8株中、2株であった。そこでWolbachiaに特異的はprimerを作成し増幅したところ8株中6株からPCR産物がえられた。増幅したPCR産物の塩基配列を決定したところ、Wolbachia pipientisとは系統的に遠い配列を持った株であることがわかった。

全配列を決定した結果、Onchocerca gibsoniから分離され菌種名が決定されていないWolbachia sp.の配列と最も近い相同性を示していた(江崎)。4.寄生虫治療薬が抗Wolbachia作用を持つか否かを定量的PCRを用いて検討したが、negativeの結果を得た(近藤、江崎)。1.Brugia pahangi雌成虫に対するテトラサイクリン、ジエチルカルバマジンの治療効果テトラサイクリン(TC)は、成虫の運動を強く抑制すると同時に、子宮からのミクロフィラリアの産出を抑制する(子宮内にミクロフィラリアが蓄積する)。これに対してジエチルカルバマジン(DEC)は運動抑制効果が全く無く、子宮内のembryogenesisを抑制する。TC治療を受けた雌成虫では、フィラリアに寄生しているリケッチア様細菌WolbachiaのDNA量が著明に減少しており、TCの成虫に対する作用はWolbachiaの死(減少)と関連するものと考えられた。TCとDECを同時に使用すると相乗効果が認められ、TCおよびその誘導体がフィラリア治療に応用できる可能性が示された。TCの作用は、体部および膣・子宮の筋運動抑制で説明できる部分が多いことから、Wolbachiaと筋運動の関係が興味深く、今後の研究課題である。2.フィラリアの種類とWolbachia spp.原則的に1種類のフィラリアには1種類のWolbachiaが寄生していると言われている。新種のフィラリアには、新しいWolbachia sp.が期待される。我々は、今年度、野生の反芻動物より2種類の新種フィラリア(Cercopithifilaria longa, C. crassa)を記載した。これらのフィラリアについてWolbachia-specificなプライマーを用いたPCRを実施する予定である。また、Wolbachia sp.を独立したspeciesとして記載すべく、その可能性を検討している。3.新しいフィラリア症の診断従来、フィラリア症の診断には例外なく血液採取を必要とした。これは、流行地の住民にとって大きな負担であり、このため調査地域の住民の協力を得ることが困難であった。我々は、尿を検体とする免疫診断法(尿ELISA)を開発し,その有用性を検討してきたが、尿ELISAは感度・特異性共に優れ、予想以上の好結果を得ている。
大規模養蚕複合経営の経営管理手法の開発

本研究は大規模養蚕経営の経営管理の実態解明と経営管理手法の開発に取り組んだ。調査対象として大規模農家を対象として管理の実態と手法の開発に迫った。県別では、福島,栃木,千葉の養蚕トップ農家に着目し、以下の知見を得た。労働力条件は34人の構成であり,つまり二世代の構成で,恵まれた内容であった。当該農家の場合、共通的性格として養蚕部門に限らず,複合部門である稲作,野菜,肉用牛部門のいずれの部門にも意欲的に取組み,農業専業経営として,かつ地域の農家リーダーとして活躍が見られた。また経営耕地の大きさ、農業機械や建物への積極的投資も伴っており、経営規模および農家規模の大きい経営であった。農業技術の点では,新技術への取組みも見られ,一部は機械化体系への志向を強めていた。農業生産は養蚕部門を柱としながらも他部門との連携をつよめ、粗収益額では約一千万円に近い収入となっていた。なお、養蚕の場合、繭価の低迷が主な原因となって,生産規模の縮小が見られ,他方野菜部門への転換が強まる傾向となっていた。生産性の点からは,意欲的な経営への取組みの反映として,地域の平均を上回る結果となっていた。とくに養蚕部門では相対的に高い単収を発揮しており,これは当該農家の経営主による生産管理の充実を推察しうる。要するに、実態調査からの結果では、経営主が経営管理の担い手をなしており、生産管理をはじめとして,労務管理、販売管理を担当していた。なおこの点から、財務管理や情報管理についても経営主が主たる担い手であると推察される。今回の調査からは経営管理手法の開発にまでは迫ることができなかった。機会を改めて,取り組むことと致したい。初年度である本年度は大規模養蚕農家、なかでも今日養蚕トップ階層に位置する農家群に焦点をあてながら、個別農家を調査対象として、経営管理の実態解明に努めた。なおここで参考までに、平成3年度における収繭量4トン以上農家(全国35戸)の経営概況を要約しておくと、1)収繭量規模別農家数の内訳は、4トン台25戸、5トン台5戸、6トン台4戸、7トン台1戸である。2)県別農家数では、福島13戸、栃木8戸、愛媛7戸、その他の県計7戸である。3)収繭量規模別1戸当たり桑園面積では、7トン台492a、6トン台540a、5トン台488a、4トン台402aである。4)経営主の年齢は3040歳代が大半を占めており、総じて若い構成となっている。これは数値的に示し得ないが、養蚕に対する積極的な取組み、および意欲の高さを示唆するものであろう。5)経営方式(部門結合)については、養蚕が基幹部門に位置し、プラス1乃至2部門の結合が大半である。結合の部門は米麦が多く(9戸)、ついで菌茸(4戸)、野菜(3戸)、等である。要するに、トップ層といえども養蚕専業形態は極めて少なく、複合形態が主流となっている。本年度の調査結果をもってすれば(岩手、福島、栃木、群馬、千葉、鹿児島)、生産および農作業は家族構成員で担われていたが、作業の段取り等に関する管理の担い手は経営主がなっており、また販売先をはじめ、時期・量等の決定に関しても経営主の判断による場合が大半を占めることを指摘できる。とりまとめの最終年度である本年度は、前年度に引き続いて養蚕トップ農家を中心にして,主に個別農家を調査対象として,経営管理の実態解明に追った。

県別では,福島,栃木,千葉の養蚕トップ農家を調査分析し、以下の結果を得た。労働力条件は34人の構成であり,つまり二世代の構成で,恵まれた内容であった。当該農家の場合、共通的性格として養蚕部門に限らず,複合部門である稲作,野菜,肉用牛部門のいずれの部門にも意欲的に取組み,農業専業経営として,かつ地域の農家リーダーとして活躍が見られた。また経営耕地の大きさ、農業機械や建物への積極的投資も伴っており、経営規模および農家規模の大きい経営であった。農業技術の点では,新技術への取組みも見られ,一部は機械化体系への志向を強めていた。農業生産は養蚕部門を柱としながらも他部門との連携をつよめ、粗収益額では約一千万円に近い収入となっていた。なお、養蚕の場合、繭価の低迷が主な原因となって,生産規模の縮小が見られ,他方野菜部門への転換が強まる傾向となっていた。生産性の点からは,意欲的な経営への取組みの反映として,地域の平均を上回る結果となっていた。とくに養蚕部門では相対的に高い単収を発揮しており,これは当該農家の経営主による生産管理の充実を推察しうる。要するに、本年度の調査結果からは、経営主が経営管理の担い手であるが,なお生産から販売管理まで経営主の判断に依拠していた。
アトピー性皮膚炎患者が治癒するときの「身体性の変化」を支える方法の開発

平成30年度は,アトピー性皮膚炎患者が治癒するときの「身体性の変化」を支える方法を開発する前段階として、アトピー性皮膚炎患者の「身体性」の特徴を見出し、学会発表し、論文の記述を行った。その特徴とは、1)皮膚の病いを引き受ける、2)病いを自分の認識で対応させていく、3)病んでいる皮膚を持つことで、自分または他人との距離を上手く保っていく、の3つであった。3つの特徴を探究した結果、患者の身体性として起こる「固定化する」という解釈的説明を導き出すことができた。具体的には以下の4つの「固定化する」解釈的説明を導き出した。1.症状が一定の形で一定の状態に固定化し、それに対応した生活が日常化する、2.病んでいる皮膚を覆うものを固定化し、それに従って生きる姿勢を固める、3.病いでいることを収束させるために、日常の中で活動の内容や範囲を制限する、4.皮膚に病変のあることが感覚的に固定化することで、病変のある皮膚のほうが返って安定した状態となる、があった。アトピー性皮膚炎患者が時間をかけて「固定化する」ことで日常を落ち着かせていたことは、治癒へ向かって固定化するプロセス、固定化した結果、固定化した後に患者に生じる新たな支障として再解釈できた。この患者にとっての新たな支障は、身体性の変化の中で患者に起こることであった。1.症状の固定化に合わせて、日常生活を対応させていかざるを得ない患者の状況がある、2.自分の皮膚の影響で生きる姿勢が歪められないように、皮膚を覆うものを固定化することで積極的に生きる、3.症状の広がりを予防するための活動の固定化により、日常の選択肢や社会参加への可能性が狭まる、4.炎症の慢性化した皮膚を安定したものに固定化することで、いつもとは違った身体の異変に気付きにくくなる、という4つの新たな支障があることが明らかになった。平成30年度は洗練させた仮説をもとにデータ収集を行う予定であったが、所属施設内の研究倫理審査を終え、実際のフィールドワークを行う前に平成29年度にはできていなかった途中段階の結果を公表すること、論文として記述していくことを中心に行った。当初の計画であったデータ収集は最終年度に行うこととした。今後は、アトピー性皮膚炎患者が治癒するときの「固定化する」解釈から見えてきたアトピー性皮膚炎患者の身体性が変化するときに起こる新たな支障について、収集したデータから具体的な支援方法を示していく必要がある。平成31年度は、データ収集施設における倫理審査を通し、フィールドワークによりデータ収集を行う。そして、平成30年度までに見出した4つの解釈的説明、患者が治癒することで抱える4つの新たな支障をもとに、アトピー性皮膚炎患者が治癒するときの「身体性の変化」を支える方法を具体的に見出す。平成29年度は文献検討と並行して、先行研究を本研究につなげることができるための整理を行った。本研究の中心的なテーマとなるアトピー性皮膚炎患者が長期に症状を抱えてきた身体性についての解釈的な考え方を洗練させた。その結果、アトピー性皮膚炎患者が長期に症状を抱えてきた身体性について、14の項目を挙げて説明できるようにした。1)身体の内から発生した痒みや皮疹が身体上に広がる、2)痒い、痛い、脹れているということを何とかしないと、という気持ちを自分へ押し付ける、3)不快感に我慢し耐えることが治療をしている実感になる、4)皮膚が痛くて身動きできない、5)症状に動きが出ないよう、身体の内に閉じ込める、6)痒みは止められないため、感覚する意識を鈍らせる、7)身から剥がれた皮膚が皮(かわ)となり、生活の跡に残る、8)皮膚病変を覆い、身体表面を曇らせる、9)本来の肌が失われ、現在の自身の皮膚が認識されない、10)自分の肌に初めて出会う、11)硬くて厚い皮膚が身体上に固定する、12)症状の不快さや煩わしさが機嫌の悪さとして根付く、13)不快や異常のあるまま、人に近付くことができない、14)他人の視線の中に自身が入る、となった。アトピー性皮膚炎患者は、上記の14パターンの内容を個別的に濃淡がある中を体験しており、患者固有の共通する意味(common meaning)に該当する仮説が成り立った。一方で、アトピー性皮膚炎患者が長期に症状を抱えている身体性とは、「固まる」という新たなパラダイムがあることが想定された。治癒するときに変化する身体性とは、生理的な皮膚においては「硬くなる」、「厚くなる」という現れ方をし、患者の習慣や気分においては「定着する」、「根付く」となった。病気が固定するというあり方で「安定化」したり、うつる病気ではないという「固まり方」、病を「公にする」という社会的な固まり方もあった。平成29年度は研究の第一段階として、個々のアトピー性皮膚炎患者の身体性を明らかにすることを目的としていた。当初の計画では患者にインタビューしたデータを分析することによって身体性を明らかにすることを目的としていたが、先行研究および文献を再度検討し、インタビューを開始する前にある程度の知見を得ておくこととした点が当初の計画と大きく違っている点である。文献検討、先行研究を洗練したうえで、研究の第二段階へ進むための方法として明らかになったのは、病いの体験のどこに焦点を当てていくのかである。

アトピー性皮膚炎患者が長年にわたって症状を持つことによる身体性に関わる(1)家族や医療者などの他者との関係性をどのように作ってきたのか、(2)日常生活における皮膚病変の現れ方としての出来事、(3)炎症と痒みにつきまとう不快さを実践すること、の3つについて焦点化してデータを分析することで、患者の固定している身体性を明らかにできることが分かった。その固定した患者の身体性が変化すること、固まっていた身体性をどのように動かすことで治癒が成立するのか、を明らかにする第二段階へと進む準備を整えることができた。上記の3つの視点でアトピー性皮膚炎患者の病いの体験を捉え、研究実績の概要で述べた身体性に関わるテーマとなる14の項目、さらに「固まる」というパラダイムをもとに研究を進めていく基盤が出来上がった。平成30年度は,アトピー性皮膚炎患者が治癒するときの「身体性の変化」を支える方法を開発する前段階として、アトピー性皮膚炎患者の「身体性」の特徴を見出し、学会発表し、論文の記述を行った。その特徴とは、1)皮膚の病いを引き受ける、2)病いを自分の認識で対応させていく、3)病んでいる皮膚を持つことで、自分または他人との距離を上手く保っていく、の3つであった。3つの特徴を探究した結果、患者の身体性として起こる「固定化する」という解釈的説明を導き出すことができた。具体的には以下の4つの「固定化する」解釈的説明を導き出した。1.症状が一定の形で一定の状態に固定化し、それに対応した生活が日常化する、2.病んでいる皮膚を覆うものを固定化し、それに従って生きる姿勢を固める、3.病いでいることを収束させるために、日常の中で活動の内容や範囲を制限する、4.皮膚に病変のあることが感覚的に固定化することで、病変のある皮膚のほうが返って安定した状態となる、があった。アトピー性皮膚炎患者が時間をかけて「固定化する」ことで日常を落ち着かせていたことは、治癒へ向かって固定化するプロセス、固定化した結果、固定化した後に患者に生じる新たな支障として再解釈できた。この患者にとっての新たな支障は、身体性の変化の中で患者に起こることであった。1.症状の固定化に合わせて、日常生活を対応させていかざるを得ない患者の状況がある、2.自分の皮膚の影響で生きる姿勢が歪められないように、皮膚を覆うものを固定化することで積極的に生きる、3.症状の広がりを予防するための活動の固定化により、日常の選択肢や社会参加への可能性が狭まる、4.炎症の慢性化した皮膚を安定したものに固定化することで、いつもとは違った身体の異変に気付きにくくなる、という4つの新たな支障があることが明らかになった。平成30年度は洗練させた仮説をもとにデータ収集を行う予定であったが、所属施設内の研究倫理審査を終え、実際のフィールドワークを行う前に平成29年度にはできていなかった途中段階の結果を公表すること、論文として記述していくことを中心に行った。当初の計画であったデータ収集は最終年度に行うこととした。平成30年は洗練させた仮説をもとに研究のデータ収集を開始する。研究倫理審査の準備を整え、所属機関および研究施設に提出する研究計画書や資料を完成させる。データ収集には当初から2年かけることを予定しており、平成30年度は、少なくとも5人以上の対象データを集めることをことを目的とする。今後は、アトピー性皮膚炎患者が治癒するときの「固定化する」解釈から見えてきたアトピー性皮膚炎患者の身体性が変化するときに起こる新たな支障について、収集したデータから具体的な支援方法を示していく必要がある。平成31年度は、データ収集施設における倫理審査を通し、フィールドワークによりデータ収集を行う。
栄養飢餓耐性を有する膵臓がん細胞の代謝学的特徴および耐性関連バイオマーカーの探索

PANC-1のようなヒト膵臓癌細胞は正常細胞と異なる代謝様式を持っていて、極端な栄養飢餓条件に耐えて生き残れる。癌細胞の栄養飢餓条件下の生存力を抑える候補薬物に注目する探索は「抗緊縮戦略」という抗がん剤探索領域での新規方法である。我々は、Uvaria dac、Caesalpinia sappan、Artocarpus altilisなどの薬用植物を検討し、合計32個の新規化合物を単離した。抗緊縮活性を示した単離化合物の作用機序はプロテオミクスとメタボロミクス分析により検討した。がん細胞は一般に不規則かつ急速に増殖し、多くの場合、脆弱で無秩序に血管系が形成されるためグルコース欠乏や低酸素、その他栄養素の不足などストレスの多い微小環境にさらされている。しかしながら、腫瘍細胞はエネルギー代謝を調節して、低栄養・低酸素供給のような苛酷な条件に耐える固有の能力を示す。特に、PANC-1などのヒト膵臓がん細胞は、低栄養・低酸素を特徴とする極限環境において長時間の生存が可能となる耐性を有することが知られている。したがって、がん細胞の栄養飢餓耐性を解除することができる物質(antiausterity agent)は、抗がん剤探索における新規標的と考えられる。この仮説に基づいた研究の中で、当該課題の2年目においては、Uvaria dac,Caesalpinia sappan,Artocarpus altilisより数多くのantiausterity agentの発見に至った。さらに、本課題では、ヒト膵臓癌細胞の栄養飢餓耐性と生存に対応する'austerity'代謝バイオマーカーを特定することを目的とている。Antiausterity agentがausterityバイオマーカーをどのように調節しているのかを明らかにすると同時に、がん細胞が栄養飢餓条件で優先的に生存率を阻害するのかを明確にする。これを達成するために、選抜されたantiausterity agentの効果を、栄養豊富および飢餓の条件下でヒト膵臓がん細胞PANC-1に対して試験し、異なる時間間隔での培養上清をFT-NMR測定し、代謝学的プロファイルでの効果を分析した。また、非極性のクロロホルム可溶性代謝物の変化に対するantiausterity agentの効果を調べている。代謝物変動の分析には米バイオラッドラボラトリーズ社製のソフトウェア『KnowItAll』を使用した。Antiausterity agentにより手がかりとなる違いが検出されているが、この代謝物は現在、詳細な特定が進行中である。2012 (平成24)年度は、一連の実験において新規のantiausterity agentsを見出し、ヒト膵臓癌細胞の栄養飢餓耐性と生存に関わる代謝学的austerityバイオマーカーを同定した。タイ産薬用植物Uvaria dac (現地名kluai I hen)にヒト膵臓癌細胞株PANC-1に対して栄養飢餓選択的に強力な細胞毒性を見出し、成分を精査したところ12種の新規化合物を単離した。単離した化合物の構造は、核磁気共鳴(NMR)スペクトル、高分解能質量分析スペクトル(HR-MS)、円二色性(CD)スペクトル等各種分光分析手法により酸素官能基を多く有する新規のシクロヘキセン安息香酸誘導体と決定した。特に、Uvaria dac由来の(+)-grandifloracinは低栄養条件で強くかつ選択的な細胞毒性活性を示す強力なantiausterity agentとして発見した。(+)-Grandifloracinの絶対立体化学は、X線結晶構造解析によって決定した。単離したantiausterity agentsが膵臓癌細胞の代謝に与える影響を検討するために、栄養が十分な条件と不足した条件それぞれで培養したPANC-1細胞を用いて実験した。また、antiausterity agentsは様々な濃度条件や時間条件で細胞に接触させ、細胞および培養上清からそれぞれ抽出した代謝産物を、NMR実験に供した。代謝物変動の解析はBioRad社のソフトウェア『Know It All』を利用した。Antiausterity agents曝露時の重要な相違点の検出および違いの見られる代謝物の同定を現在進めている。しかしながら、腫瘍細胞はエネルギー代謝を調節して、低栄養・低酸素供給という苛酷な条件に耐える固有の能力を示す。この仮説に基づいた研究の中で、より数多くの収集した薬用植物をantiausterity agent探索スクリーニングにかけた。Uvaria dac、Caesalpinia sappan、Artocarpus altilisといったそれぞれの薬用植物を研究し、活性リード化合物を得た。これと並行して、本研究課題では、ヒト膵臓癌細胞の栄養飢餓耐性と生存に対応する'austerity'代謝バイオマーカーを特定することを目的としている。また選択したantiausterity agentが栄養条件下のヒト膵臓癌細胞PANC-1と飢餓条件下のPANC-1に対してのどのようにしてこのausterityバイオマーカーを調節しているのかを明らかにすることを目的としている。これらの代謝学的プロファイルへの効果は異なる時間間隔での培養上清をFT-NMR測定した。代謝物変動の分析には米バイオラッドラボラトリーズ社製のソフトウェア『KnowItAll』使用した。

Antiausterity agentにより変化するキーとなる代謝物がいくつか見出された。がん細胞は一般的に無秩序かつ急速に増殖し、多くの場合、脆弱かつ無秩序な血管系に起因したグルコース欠乏、低酸素または他の栄養欠如などストレスの多い環境に晒されている。しかし、がん細胞はエネルギー代謝を調整すること「緊縮性」によって、低栄養・低酸素という厳しい環境に対する先天的な耐性がある。特に、PANC-1などのヒト膵臓がん細胞は、低栄養・低酸素という特徴のある過酷な環境に長く生き残れる耐性を持つことが知られている。従って、がん細胞の栄養飢餓に対する耐性を排除することができる薬剤(抗緊縮剤)は、抗がん剤発見における新規標的として見なされている。この仮説に基づいて、我々は新規抗緊縮薬を発見するため、薬用植物のスクリーニングを行った。ヒト膵臓がん細胞の栄養飢餓耐性に関与する「緊縮性」代謝バイオマーカーを同定し、抗緊縮薬剤からこれらの代謝産物への影響を明らかにすることも目的とした。ベトナム、タイ、ネパール由来の約150種の薬用植物をスクリーニングした。Uvaria dac, Caesalpinia sappan,Artocarpusaltilis, Chamaecyparis obtuseなどの活性抽出物から有効成分を検討し、32個の新規化合物を発見した。栄養飢餓環境下のヒトすい臓がん細胞においてオートファジー(autophagy)マーカーである微小管関連タンパク質1軽鎖3の増加が見られた。(+)grandifloracinは、Aktを著しく抑制し、LC3-IおよびLC3-IIを著しく増加することが判明され、オートファジーのハイパー活性化は栄養欠乏状態時のがん細胞死の代替機構であることが示唆された。栄養豊富な状態および栄養欠乏状態において、活性成分からすい臓がん細胞の代謝に及ぼす影響を検討した。活性成分のほとんどは、コリン代謝物乳酸の形成および変動を抑制することが判明した。PANC-1のようなヒト膵臓癌細胞は正常細胞と異なる代謝様式を持っていて、極端な栄養飢餓条件に耐えて生き残れる。癌細胞の栄養飢餓条件下の生存力を抑える候補薬物に注目する探索は「抗緊縮戦略」という抗がん剤探索領域での新規方法である。我々は、Uvaria dac、Caesalpinia sappan、Artocarpus altilisなどの薬用植物を検討し、合計32個の新規化合物を単離した。抗緊縮活性を示した単離化合物の作用機序はプロテオミクスとメタボロミクス分析により検討した。ベトナム、タイ、ネパールの約150種類の薬用植物をスクリーニングした。これら各国の共同研究先の連携
セキュアで安価なファイルストレージサービスの構築

【研究目的】組織内で既に運用している(学術ポータルなどの)認証システムを活用し、フリーのOSソフトウェアをベースにストレージサービスの構築を目指す。これを達成することにより、大容量の機密データをセキュアで安価なシステムで取り扱うことが可能となる。【研究方法】フリーのOSソフトウェアやアプリケーションの組み合わせで、既に運用している認証システムと連携させる方法を考える。例えば、ファイルダウンロード権利を与えようとする者にパスワードをメール送信するサービスは既にあるが、ファイルのアップロード・ダウンロード時にもActive Directoryなどの認証を利用できるサービスはまだない。【研究成果】PHPでActive Directoryサーバに認証問い合わせをし、正規ユーザがメイン画面で送信先や送信ファイルを指定できるプログラムを作成した。送信ファイルはサーバにアップロードされ、ファイル保存先が相手先に通知されるシステムである。プログラムのセキュリティを向上させた後、試験運用を開始する予定である。
自家神経幹細胞移植による脳梗塞治療の開発

ミニブタ中大脳動脈閉塞モデルとその応用【目的・背景】齧歯類を中心とした脳虚血実験動物モデルが、脳虚血における病態生理の解明や脳梗塞治療薬の評価に多大な貢献をしてきた。しかし、齧歯類の実験で有効であった多くの脳梗塞治療薬が、臨床試験では、その有用性が確認できていない。この原因の1つには齧歯類とヒト脳での解剖学的差異が関与していると考えられる。脳虚血における白質障害の重要性の観点より、よりヒト脳に近いミニブタ局所脳虚血モデルの開発を目標とした。【方法】ミニブタ(体重1424kg)を使用。全身麻酔下に右前頭側頭開頭を行い、顕微鏡直視下に右中大脳動脈電気凝固し切離した;MCAO群(n=5)。対象群として、開頭のみの(Sham)群:(n=5),内頚動脈閉塞(ICAO)群(n=6)を作成。虚血24時間後、MRIによる脳梗塞画像評価を施行。その後、全身麻酔下にパラホルムアルデヒドにより灌流固定を行った。病理組織学的にH&E染色により灰白質(神経細胞体)障害部位の同定を、免疫染色(APP : amyroid precussor protein染色)により軸索損傷部位の同定を行った。【結果・考察】Sham群では、MRI画像と病理組織所見ともに脳梗塞は認めなかった。MCAO群では全例でMRIにて右大脳基底核と大脳皮質に広範囲の脳梗塞巣を認めた。脳梗塞体積は17.9±2.3(mean±SD) cm3でありミニブタ全脳体積の約25%を占めた。また、個体間での脳梗塞体積のばらつきは少なく本モデルの再現性と信頼性の高さを示した。ICAO群では梗塞は大脳腹側(視床下部と一部の大脳基底核)に認めるのみでその梗塞巣体積は1.5±0.5(mean±SD) cm3であり、MCAO群に比して小さかった。本モデルは(1)脳梗塞治療薬の評価に利用可能なことと(2)大型動物であるため、自家細胞移植実験モデルとして応用可能である。【目的・背景】これまで、齧歯類を中心とした脳虚血実験動物モデルにより有効性が確認された脳梗塞治療薬が、臨床試験では、その有用性が確認できていない。脳虚血における白質障害の重要性の観点より、よりヒト脳に近いミニブタ局所脳虚血モデルの開発し、病理組織学的所見に基づいた虚血障害部位の検出法と梗塞巣体積の算出法を提示する。神経幹細胞移植による応用治療法の開発を目指す。全身麻酔下に右前頭側頭開頭を行い、顕微鏡直視下に右中大脳動脈電気凝固し切離した:MCAO群(n=5)。対照群として、開頭のみの(Sham)群:(n=5),虚血24時問後、全身麻酔下にパラホルムアルデヒドにより灌流固定を行った。脳梗塞体積の定量を目的に定位的冠状断面を16スライス選定してミニブタ脳ラインダイアグラムを作成した。病理組織学的結果をもとにラインダイアグラム上に梗塞障害部位をプロットし梗塞面積から梗塞体積を算出した。【結果・考察】Sham群では、脳梗塞は認めなかった。MCAO群では全例で右大脳基底核と大脳皮質に広範囲の脳梗塞巣を認めた。脳梗塞体積は17.9±2.3(mean±SD)cm3でありミニブタ全脳体積の約25%を占めた。病理組織学的には、ミニブタ脳は齧歯類に比し白質の占める割合が大きいため、H&E染色のみでは虚血部位を同定することは難しく、免疫染色(APP抗体)による軸索損傷の同定が必須であった.【結論】本モデルの特徴として、(1)個体間での脳梗塞体積のばらつきは少なく再現性と信頼性が高いこと、(2)侵襲が少ないことから臨床応用前の脳梗塞治療薬の評価に有用性の高いモデルであると期待される。(3)本モデルは大型動物であるため、自家細胞移植実験モデルとして応用可能であることが確認できた。現在、ミニブタ脳梗塞脳の脳室壁より神経幹細胞を採取し、神経細胞塊を脳梗塞巣へ移植する研究が進行中である。

対象群として、開頭のみの(Sham)群:(n=5),内頚動脈閉塞(ICAO)群(n=6)を作成。虚血24時間後、MRIによる脳梗塞画像評価を施行。その後、全身麻酔下にパラホルムアルデヒドにより灌流固定を行った。病理組織学的にH&E染色により灰白質(神経細胞体)障害部位の同定を、免疫染色(APP : amyroid precussor protein染色)により軸索損傷部位の同定を行った。【結果・考察】Sham群では、MRI画像と病理組織所見ともに脳梗塞は認めなかった。MCAO群では全例でMRIにて右大脳基底核と大脳皮質に広範囲の脳梗塞巣を認めた。脳梗塞体積は17.9±2.3(mean±SD) cm3でありミニブタ全脳体積の約25%を占めた。また、個体間での脳梗塞体積のばらつきは少なく本モデルの再現性と信頼性の高さを示した。ICAO群では梗塞は大脳腹側(視床下部と一部の大脳基底核)に認めるのみでその梗塞巣体積は1.5±0.5(mean±SD) cm3であり、MCAO群に比して小さかった。本モデルは(1)脳梗塞治療薬の評価に利用可能なことと(2)大型動物であるため、自家細胞移植実験モデルとして応用可能である。
ヌクレオフォスミン：新規生体危険信号因子としての免疫活性化能の解析

ヌクレオフォスミンは、リボソーム生合成、中心体複製、細胞周期、アポトーシス、分化、などの機能を有した核タンパク質である。最近、ヌクレオフォスミンがエンドトキシン刺激により細胞外へ放出され、そして、サイトカイン産生を惹起する。したがって、ヌクレオフォスミンは生体危険信号因子(アラーミン)として示唆されている。しかしながら、ヌクレオフォスミンのアラーミンとしての機能は未解決な部分が多い。よって、本研究はヌクレオフォスミンのファゴサイトーシス能を検討した。その結果、ヌクレオフォスミンは濃度依存的にRAW264.7細胞のファゴサイトーシス能を誘導し、ヌクレオフォスミンはアラーミンの可能性が示唆された。ヌクレオフォスミン(以下NPM)は細胞の核の中心体に局在し、生命の維持に必須なタンパク質である。最近、病原体の侵入時に、NPMは生体危険信号因子、「アラーミン」として振舞う。というのは、エンドトキシン刺激によりNPMが核から細胞質、そして細胞外へ移行する。その細胞外でのヌクレオフォスミンは、細胞を刺激し、炎症性のサイトカイン(インターロイキンー6など)を産生し、生体にとって有害な分子へと豹変する。アラーミンの定義は、1.内在性分子、2.迅速な細胞外への放出、3.恒常性の維持、4.受容体の存在、5.免疫の活性化である。1,3.は証明されているが4.5.に関しては、未だ報告がない。前年度において、NPMはファゴサイトーシス能の検討において、上述の「4」、すなわち、免疫の活性化が示唆された。したがって、今年度の本研究の目的は、NPMの受容体の探索である。NPMの受容体の探索を試みた。大腸菌由来のリコンビナントNPMを用い、アフィニティーカラムクロマトグラフィー法によりマウスマクロファージ様RAW264.7細胞の細胞膜から単離を試みた。その結果、単離までには至らなかった。おそらく細胞膜の抽出の量、他の細胞(例.血管内皮細胞など)、すなわち、NPMに感受性の高い細胞を考慮し、そして、他の方法(Molecular Operating Enviroment(MOE)統合計算化学システムなど)により検討する必要があると考えられる。よって、今年度は、次年度以降につながる解析が得られたと示唆される。申請者らは、世界に先駆けて核タンパク質であるヌクレオフォスミン(以下NPM)が外来異物の侵入、そして、それに伴う炎症を察知し、生体に知らせる「生体危険信号因子(アラーミン)」であることを示唆する発表を行っている。NPMは、本来、細胞内では核の中心体に存在し細胞周期に必須である。一度、生体侵襲によりNPMが、細胞外へ放出されると、サイトカイン産生を惹起する。アラーミンで最も有名なHigh Mobility Group Box-1 (HMGB1)は、遊走能のみでサイトカイン産生能は、他の分子との結合によると言われている。故に、NPMは、全くタイプの違うアラーミンである。しかし、NPMのアラーミンとしての機能及び、NPMの受容体に関する報告は皆無である。従って、本研究の目的は、アラーミンとしてのNPMの解析を行うことである。本年度は、NPMの免疫の活性化能を行った。具体的には、マウスマクロファージ様RAW264.7細胞を用いファゴサイトーシス能を検討した。あらかじめNPMをRAW264.7細胞に刺激を行い、その後、蛍光標識のFITCをラベルしたイムノグロブリンを添加した。FITCラベルのイムノグロブリンのファゴサイトーシス能は、フローサイトメトリー法により解析を行った。その結果、NPMの濃度依存的にRAW264.7細胞のファゴサイトーシス能が見られた。よって、NPMは、アラーミンである可能性が示唆された。本研究の目的は、細胞の核内に本来は存在しているヌクレオフォスミン(以下NPM)が新規のアラーミンであることを証明することである。アラーミンには5つの定義がある。それは、1.内在性の因子、2.迅速な細胞外への放出、3.恒常性の機能維持、4.受容体、5.免疫の活性化である。この5つの内、すでに1,2,3は証明してきた。よって、今後証明が必要なものは、4.受容体、5.の免疫の活性化のみである。本年度の研究結果は、ファゴサイトーシス能がNPM刺激により活性化されたことより、NPMは、アラーミンであることが強く示唆された。よって、本年度は、おおむね順調に進展していると考えられる。本年度の研究結果より、ヌクレオフォスミン(以下NPM)は、アラーミンであることが示唆された。

しかしながら、NPMの受容体の同定などが未だ解明されていない。よって、今後は、NPMの受容体の同定を中心に、さらには、NPMとの結合阻害剤の探索を行なっていく予定である。次年度に多少高額な試薬を購入することになったため、今年度の執行を抑制した。次年度は、この繰越額とあわせて、細胞培養、フローサイトメトリー法の試薬、タンパク質検出(ウェスタンブロット法)などを行うための物品購入を行う予定である。また、研究成果の発表、研究打ち合わせのための旅費も使用予定である。
単離オルガネラ核の解体と再構成による高等植物の色素体遺伝子発現機構の解析

色素体の発達・分化には色素体遺伝子の転写パタ-ンの大幅な変更がともなう。原色素体、ロイコプラスト、アミロプラスト、葉緑体それぞれにおける色素体遺伝子の転写産物の蓄積量をノ-ザンハイブリダイゼ-ションで比較した。葉緑体における蓄積量は非光合成型の色素体に比べて極めて多く、psbA rbcL petB psaA/B等は非光合成型色素体の百倍以上の蓄積量があり、またrRNA atpA atpBも数十倍多かった。これに対し、Rpl16やrpoBなどは非光合成型色素体で多く、葉緑体と同等かその数倍以上の蓄積量があることがわかった。このような転写調節機能と色素体核構造との関連を直接検討するため、単離原色素体核をNaCl処理し、核タンパク質を段階的に外し、転写活性の変化を解析した。NaCl濃度を上げると、0.1Mで31.30kDaの、0.7Mで69.14kDaのタンパク質が外れ、原色素体核の構造が拡散し、転写活性は著しく減少した。また、転写産物の構成もこれにともなって変化していた。この結果は、色素体核の解体・再構成系が色素体核の高次構造と転写調節機能との関連を解析するために有効であることを示している。色素体核の解体・再構成によって色素体の遺伝子発現制御機構を解析するためには、特異的な遺伝子発現パタ-ンを持つ色素体核が無傷単離できることが望ましい、このためには分化型の転写パタ-ンを持つ色素体核を比較的多量に調製する必要がある。そこで、BY-2の原色素体を同調的にアミロプラスト化し、アミロプラスト核を多量に無傷単離できる系を開発した。その結果、アミロプラスト核を構築する核タンパク質は原色素体核のそれと大きく異なっていることが明らかになった。このような核タンパク質の相違が、転写パタ-ンの相違に反映されるのかどうかは今のところ明らかでない。しかし、この実験系の開発によって、色素体遺伝子発現と色素体核構造やそれを構築する核タンパク質との関連を詳細に解析することが可能になった。
食道扁平上皮癌におけるケモカインレセプター発現と臓器特異性転移機構の解明

食道扁平上皮癌におけるCCR7発現に関わる基礎的検討及び臨床的意義について検討した。当院で根治手術を行った術前未治療胸腹部食道扁平上皮癌患者105名(表在癌は61名)に対し、免疫組織化学的手法を用いて解析を行った。基礎的検討では、ヒト由来食道扁平上皮癌細胞株TE10種を用いて、real time RT-PCR、adhesion assay、リンパ節転移モデルマウスを用いた転移解析を行った。免疫組織化学ではCCR7陽性例は28例(26.7%)、うち23例(82.1%)が転移陽性(p=0.04)、OS及びRFSも有意な差を認めた(OS/RFS : p=0.02/p<0.01。T1症例では,陽性例は17例(27.9%),うち10例(58.9%)が転移陽性(p<0.01)。OS・RFSにおいても有意な差を認めた(OS/RFS : p=0.04/p<0.01)。RT-PCRでは、10種のTE全てに様々なレベルでの発現を認め、最も発現の少ないTE4及びTE4にCCR7を過剰発現させたTE4^<CCR7+>を用いてadhesion assayを行ったところ、TE4^<CCR7+>はTE4に比して内皮細胞に対する有意な接着能の亢進が認められた。また、リンパ節転移モデルマウスでは、TE4CCR7+はTE4に比してより早期に転移することが分かった。これらの結果から、CCR7は食道扁平上皮癌リンパ節転移における重要な役割を担っている可能性が示唆された。胸部食道扁平上皮癌におけるケモカインレセプターCCR7の発現とリンパ節転移及び予後との関連を検討した.対象は当院で根治術を施行した胸部食道扁平上皮癌患者105例.これらに対し,抗CCR7抗体を用いた免疫組織化学的手法を用いて、その発現を検討した。評価は対象症例の臨床的背景を知らない医師2名により行い、そのintensity(スコア02)及びproportion(スコア03)を評価し、(intensity)×(proportion)≠0でCCR7陽性と判定し、分類した。結果、CCR7陽性例は105例中28例(26.7%)に認めた。CCR7陽性例は、リンパ節転移の頻度が有意に高く28例中23例(82.1%)に転移を認めた(p=0.04)。また、予後に関しても5年全生存率(OS)び無再発生存率(DFS)に関しても有意な差を認めた(OS/DFS : p=0.02/p<0.01)。T1症例における検討ではCCR7陽性例は61例中17例(27.9%)、リンパ節転移率は17例中10例(58.9%)で(p<0.01)、OS、DFSにおいても同様に有意な差を認めた(OS/DFS : p=0.04/p<0.01)。食道扁平上皮癌におけるCCR7発現は、リンパ節転移頻度及び再発生存期間に関して有意な相関を認めた。特に、T1症例における検討では、EMR後のリンパ節転移予測因子としても有用である可能性が示唆された。今後、機能解析などを通じてその役割を解明していく予定である。また、現在食道癌細胞株を用いたマウスリンパ節転移モデルを作製しており、in vivoにおける転移機序の解明も同時に進めていく。CXCR4に関しては、同様に105例の検討でリンパ節転移との有意な相関は認められたものの、遠隔転移形式及び予後との相関は認めなかったが、何らかの悪性度に関わる因子として今後も研究を進めていく。

リンパ節転移には種々の因子が関わっていることが示唆されているが、我々はその中でもケモカインレセプターCCR7に注目し成果を挙げてきており、昨年度はCCR7が食道扁平上皮癌におけるリンパ節転移及び予後に関わっていることを報告した。本年度は、この臨床病理学的知見をもとに、その役割を分子レベルで解明することを目標とした。In vitroの実験では、食道扁平上皮癌細胞株TEを用いて、その機能解析を行った。細胞運動を直接観察することができるデバイスを用いて検討したところ、controlに比してligandであるCCL21及びCCL19を加えた場合、遊走能が亢進している所見が得られた。また、リンパ管内皮細胞を敷き詰めた中に細胞を撒き、その接着能を検討したところ、ligand (CCL21)を加えた場合、有意に接着能が亢進することが示された。また、中和抗体を加えた場合、その接着能力は失われた。これらの所見から、食道扁平上皮癌細胞株TEにおけるCCR7は機能的であり、そのリンパ節転移における役割は、主に接着能力の亢進に依ることが示唆された。In vivoにおけるCCR7の役割は、リンパ節転移モデルマウスを用いて検討を行った。モデルは、5週齢のヌードマウスの皮下に通常の細胞株とCCR7を過剰発現した細胞株を打ち込み腫瘍を形成させ、続いてこの腫瘍の一部を別のヌードマウスの前腕に同種移植することで確立した。検討は、3週、4週、5週後に一次リンパ節である腋窩リンパ節を摘出しDNAを抽出、Alu配列を用いてPCRにより腫瘍量を定量化することにより行った。結果、CCR7を過剰発現した細胞株は、特に早期(3週目)において、有意に腫瘍量が多かった。これらの所見は、昨年度報告した、T1の食道癌において、CCR7発現が有意にリンパ節転移及び予後に関わっている所見に合致するものと考えられた。これらの検討から、CCR7は新たな癌治療のターゲットとなり得ることが示唆された。
工芸品のロボット加工に関する研究

球面SCARAロボットに関する研究の過程において,このロボットが装飾品加工に適していることが明らかになった.そこでティーチング及びプレイバックを別々のロボット等に分担させ,CGマシンを用いデータ処理を行う工芸品加工システムを構築した.平成6年度は,ティーチングロボットの高精度化を目的として,自由曲面の形状ティーチング方法,ティーチングしたデータの高速処理のためフェアリング法,形状モデリング,グラフィックスについて研究を行い,測定データの密度が非常に高い条件においては点群データから多面体モデルを生成することが可能になった.平成7年度は更に高精度化を図るためティーチングロボットの綿密な機構モデルを設定してキャリブレーションを行い,300mm立方程度の作業域で±0.6mmの絶対位置決め制度を得ることができた.また繰返し精度は0.06mmが得られていることが確認された.更にデータ処理を高速化するためにノイズの中にある真値を求めるための予測選択法を新たに開発した.また毛筆による描画を行うアプリケーションについて検討し曲面上に平面上で入力されたデータを変換して再現することが可能であることが確認された.平成8年度はティーチングロボットによる接触測定の3次元形状データとビジョンによる非接触測定の3次元データを重ねあわせ,相互に補間できる測定方法を確立した.特に非接触測定においては曲面形状計測を高速に行うため,形状再生のための画像合成装置によって,光切断法により得られたイメージの投光角度を空間コード化法により直接画像合成することにより形状再生を行った.測定精度は0.194mmでありプレイバックロボットの空間精度よりも良く実用上問題ないことが確認された.またこの加工システムを用いて工芸品加工と同様の性能を要求される歯列加工を行いかなり良好な結果を得た.球面SCARAロボットに関する研究の過程において,このロボットが装飾品加工に適していることが明らかになった.そこでティーチング及びプレイバックを別々のロボット等に分担させ,CGマシンを用いデータ処理を行う工芸品加工システムを構築した.平成6年度は,ティーチングロボットの高精度化を目的として,自由曲面の形状ティーチング方法,ティーチングしたデータの高速処理のためフェアリング法,形状モデリング,グラフィックスについて研究を行い,測定データの密度が非常に高い条件においては点群データから多面体モデルを生成することが可能になった.平成7年度は更に高精度化を図るためティーチングロボットの綿密な機構モデルを設定してキャリブレーションを行い,300mm立方程度の作業域で±0.6mmの絶対位置決め制度を得ることができた.また繰返し精度は0.06mmが得られていることが確認された.更にデータ処理を高速化するためにノイズの中にある真値を求めるための予測選択法を新たに開発した.また毛筆による描画を行うアプリケーションについて検討し曲面上に平面上で入力されたデータを変換して再現することが可能であることが確認された.平成8年度はティーチングロボットによる接触測定の3次元形状データとビジョンによる非接触測定の3次元データを重ねあわせ,相互に補間できる測定方法を確立した.特に非接触測定においては曲面形状計測を高速に行うため,形状再生のための画像合成装置によって,光切断法により得られたイメージの投光角度を空間コード化法により直接画像合成することにより形状再生を行った.測定精度は0.194mmでありプレイバックロボットの空間精度よりも良く実用上問題ないことが確認された.またこの加工システムを用いて工芸品加工と同様の性能を要求される歯列加工を行いかなり良好な結果を得た.球面SCARAロボットに関する研究の過程において,このロボットが装飾品加工に適していることが明らかになった。そこでティーチング及びプレイバックを別々のロボットに分担させるシステムを考案して,各ロボットの試作及び研究実験を終了しシステムの可能性を確認したが,現状では一連のデータ処理が不連続であり全体のシステムとしては完成していない。これらを達成させるため本年度は,ティーチングロボットの高精度化を目的として,回転変換テンソルを用いた機構誤差を評価基準としてこの値が最小になるようにキャリブレーションを行ってティーチング精度を向上した。また自由曲面の形状ティーチング方法,ティーチングしたデータの高速処理のためフェアリング法,形状モデリング,グラフィックスについて研究を行った。またワークステーションを導入することによって測定データの密度が非常に高い条件においては点群データから多面体モデルを生成することが可能になった。更に点群データの曲面へのあてはめ(カーブフィット)手法と,ロボット制御側コンピュータの改善による大容量のデータ処理手法の研究を進め,当初の目標であった3次元データ生成のうち,点群データから多面体モデルを生成することが可能になった。また試作機を制御する従来のコンピュータの能力が限界であり,ワクステーションで生成した大容量の3次元立体データに対応できないことが明らかになって。このためデータ処理が可能になるような制御系の処理手法の研究も進め,処理が可能になった。本年度は冗長自由度ティーチングロボットの高精度化と実用化を目標に研究を行った。まず、この9自由度ロボットの綿密な機構モデルを設定し、これにもとずいて60個のパラメータを同時に求めて校正を行った。この結果、300mm立方程度の作業域内において3シグマで±0.6mmの絶対測定精度を得ることができた。局部的な繰返し精度においてはこれより1桁高い0.06mmの精度を得ており、複雑な3次元物体の形状を取り込むことに成功した。

一方、データ処理に関しては、通常行われるフェアリングの方法を改善して、データ取り込み時に複数の候補の中からもっとも適当と思われる測定データを採用する予測選択法を開発して、これによりデータ処理を行った結果、ノイズの少ないなめらかなデータを得ることができた。これらの3次元立体の形状は市販の3次元グラフィックのソフトと、高性能のグラフィック・ワークステーションを用いて表示することによって、さまざまな方向からの視覚に訴える画像を得ている。また、加工機として用いている球面SCARAロボットに関しては、レーザ写真の合成や、カッターパスの求め方を工夫して高精度の加工を行うことに成功した。これらはフライスカッタを用いて加工するものであるが、別にツールとして毛筆を取付け、立体的な作画を行う応用についても検討を行い、一応の成果を得た。球面SCARAロボットに関する研究の過程において,このロボットが装飾品加工に適していることが明らかになった.そこでティーチング及びプレイバックを別々のロボット等に分担させ,またその間のデータ処理をCGマシンによりデータ処理を行う工芸品加工システムを構築した.本年度は試作ロボット(球面加工機)に関する研究を継続して行い,周辺(画像入力系)を含めた装置として完成させた.またティーチングロボットによる接触測定の3次元形状データとビジョンによる非接触測定の3次元データを重ねあわせ,相互に補間できる測定方法を確立した.特に非接触測定においては曲面形状計測を可能にするため,イメージエンコーダと呼ばれる形状再生のための画像合成装置によって,光切断法により得られたイメージの投光角度を空間コード化法により直接画像合成することにより形状再生を行った.この画像処理方法は通常のEWS程度で処理できる程度の比較的簡単なものであり高速化の際に有利である.なお測定精度は0.194mmであり加工用ロボットの空間精度(1σ=0.37mm)よりも良く実用上問題ないことが確認された.またこのロボット加工システムを用いて,工芸品の切削加工および医療用の加工として工芸品加工と同様の性能を要求される歯列加工を行い,かなり良好な結果が得られた.