hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
網羅的ゲノム・エピゲノム解析による小児固形腫瘍の分子機構解析と分子標的療法の開発

腫瘍(EWS)、悪性ラブドイド腫瘍、脳腫瘍などの新鮮腫瘍や細胞株419検体で解析を行った。NBの2例で1塩基挿入によるfame shift(FS)変異(D143X)とミスセンス(MS)変異(I154V)を見出し、PNETの1例でMS変異(S389C)を検出した。またIDHZは1.塩基欠失によるFS変異がRMSの細胞株にみられ、NB1例(P23R)、EWS1例(I142L)、神経膠芽腫1株(V8A)にMS変異が同定された。IDH変異の頻度はNB3/132(2.3%)、Ewing肉腫1/55(1.8%),PNET1/22(4.5%)と低いが、一部の腫瘍の発症・進展に関与している可能性が示唆された。さらに次世代シーケンサー(Illumind社)を用いて、エクソーム解析とSTAT3、AKTなどALK pathwayに関連する遺伝子群の解析を行った。エクソーム解析には病期4のNB3例を、またALK pathwayの遺伝子解析にはNB80例を検討し、新規異常を複数検出した。ALK pathwayを阻害する低分子化合物、TAW684、2、4-PDD(pyrimidinediamine derivative)およびPFO2341066のNB24株とEWS、RMS16株でIC50値と細胞:増殖速度を測定したところ、NBはEWS、RMSと比べて比較的阻害剤の効果が高いことが判明した。ALK pathwayはNBの発症に重要な役割をはたしており、治療標的になりうることが示唆された。
エンドトキシン肺障害に対する一酸化窒素吸入:細胞増殖因子に対する効果

成熟Japanese White Rabbit8例を4例ずつ2群(一酸化窒素(NO)非投与群、NO 20ppm投与群)に分け全身麻酔のもと人口換気を開始する。人口換気開始直後にE. Coil由来のエンドトキシンを1日1回腹腔内注射し40%酸素で4日間人工換気を継続した。NO投与群ではエンドトキシン投与開始直後から20ppmのNOを吸入させ屠殺時まで持続投与した。屠殺時の動脈血液ガス(PaO2)はNO吸入群で良好な値を示した。屠殺時の抹消白血球数、抹消血小板数はNO吸入群で高値を示した。屠殺時の肺機能(コンプライアンス)はNO吸入群で高値を示した。屠殺後開胸し肺を摘出し左肺下葉より光顕標本を作製した。NO吸入群で炎症細胞の浸潤、肺胞壁の肥厚が軽度であった。左肺上葉よりWet/Dry weightratioを求めたところNO吸入群で低値であった。右肺より得た気管支肺胞洗浄液中の細胞増殖因子(PDGF, TGF-β)はNO吸入群で低値傾向にあった。サイトカイン(IL-6,IL-8)、アルブミン濃度もNO吸入群で低値傾向にあった。安全性の観点から血中メトヘモグロビン値を経時的に測定したがNO吸入群でも2%をこえることはなかった。これらのデータはNOの比較的長期吸入が急性肺障害モデルにおける細胞増殖因子の増加を抑さえ線維化を予防できる可能性を示唆している。さらに長期(月レベル)吸入での検討が必要と思われた。
高効率光水素発生系の構築を目指したタンパク質間電子伝達機構の解明

硫酸還元菌由来チトクロームc_3は、c型ヘムを4つ有するヘムタンパク質である。これら4つのヘムはいずれもタンパク質表面に存在するため、それぞれのヘムの機能を立体構造から推測することは困難である。そこで、チトクロームc_3の機能解析を行うためには、特定のヘムに対する電子授受を行なう必要がある。本年度は、特定のヘムに対する電子授受を行なうため、電極への部位特異的固定化や酸化還元物質の部位特異的結合を行なうことを目的とした。そこで、昨年度調製に成功した非天然アミノ酸導入チトクロームc_3を用い、部位特異的固定化および部位特異的ビオローゲン結合を試みた。非天然アミノ酸として3重結合を有すチロシン誘導体を用いたため、アジド基との選択的な反応を行なうことができる。したがって、チトクロームc_3に導入した非天然アミノ酸の3重結合を用いることによって、部位特異的な結合を行なうことができると予想される。まず、非天然アミノ酸導入チトクロームc_3固定化電極を調製した結果、チトクロームc_3が単分子で結合していることが分かった。したがって、非天然アミノ酸の部位で位置選択的な固定化を行なうことができたといえる。続いて、部位特異的ビオローゲン結合チトクロームc_3の調製を行った。結合したビオローゲンとチトクロームc_3中のヘムとの間での電子移動反応を行なった結果、ビオローゲンとヘムとの間で分子内電子移動が進行することがわかった。異なる部位での電子移動を比較した結果、ヘム1近傍において電子を受容しやすいことが示された。これらの結果を用い、光増感剤であるルテニウム錯体を用い、ビオローゲン結合チトクロームc_3の光還元を行った。その結果、ビオローゲンを経由したチトクロームc_3への電子移動が認められた。これは、当初の目的である高効率光水素発生系の構築に繋がる結果であるといえる。チトクロームc_3は、ヘムを4つ有するヘムタンパク質である。これまでのチトクロームc_3に関する研究の多くは、分子内電子移動などチトクロームc_3の内部に関わるものであり、その生理的電子伝達体であるヒドロゲナーゼとの結合に関する実験的な証明はほとんど行われておらず、ヒドロゲナーゼの結合部位は、明らかとなっていない。これまでに、チトクロームc_3を化学修飾することにより、ヘムIV近傍のリジン残基が修飾された場合に、ヒドロゲナーゼの活性が低下することが分かっている。本年度は、ヒドロゲナーゼに対するチトクロームc_3の結合部位を遺伝子操作による部位特異的変異により求めることを目的とした。チトクロームc_3のヘムIV近傍のリジン残基であるK58、K73、K95をグルタミンおよびグルタミン酸に変異させたチトクロームc_3を調製した。また、対照として、ヘムI近傍であるK4をグルタミン酸に変異させたものも調製した。これらを用いてヒドロゲナーゼの活性測定を行った結果、Lys73を変異させた場合において、反応速度が大きく低下することが分かった。水素発生反応および水素吸収反応のいずれにおいても最大反応速度の低下、活性化エネルギーの上昇がみられたことから、Nativeチトクロームc_3の場合とはヒドロゲナーゼとの複合体が異なると考えられる。以上のことから、Lys73を中心としたヘムIV近傍が、ヒドロゲナーゼとの電子授受に重要であると考えられる。硫酸還元菌由来チトクロームc_3は、c-ヘムを4つ有するヘムタンパク質である。チトクロームc_3の機能解析を行うため、基板への部位特異的固定化を行なう必要がある。また、光水素発生系へ応用するため、電子伝達物質であるビオローゲンを部位特異的に結合することを考えている。通常、固定化や結合には天然アミノ酸の側鎖の官能基を用いる。しかし、一般に同じ種類の残基を複数個所有するため、天然網アミノ酸側鎖を用いる場合には部位特異的な結合は困難である。そこで、本年度は、チトクロームc_3への非天然アミノ酸導入を目的とした。非天然アミノ酸に特有の官能基を反応に用いることによって、部位特異的な結合ができると期待できる。これまでに、チトクロームc類など翻訳後修飾を要するタンパク質への非天然アミノ酸導入は報告例が無い。しかし、チトクロームc_3と非天然アミノ酸導入系(ARS, tRNA)に加え、チトクロームc類翻訳後修飾群(ccm)を大腸菌内で共発現することにより、非天然アミノ酸導入シトクロムc_3を得られると考えた。全ての遺伝子をクローニングし、プラスミドに組み込んだ。プラスミドへの振り分け方や耐性抗生物質の選択、培養条件の検討を行なった。pUC19由来のプラスミドにチトクロームc_3とARSを組み込み、pACYC184由来のプラスミドにtRNAとccmを組み込み、大腸菌BL21(DE3)株へ形質転換した。この大腸菌を改変M9培地でやや嫌気状態で培養した結果、非天然アミノ酸導入シトクロムc_3の発現に成功した。得られた非天然アミノ酸導入シトクロムc_3は、質量分析により、翻訳後修飾が行なわれたことがわかった。さらに、紫外可視吸収スペクトルの形状が硫酸還元菌から生成されたものと同一であったことから、ヘム近傍の構造に変化が無いことがわかった。

これら4つのヘムはいずれもタンパク質表面に存在するため、それぞれのヘムの機能を立体構造から推測することは困難である。そこで、チトクロームc_3の機能解析を行うためには、特定のヘムに対する電子授受を行なう必要がある。本年度は、特定のヘムに対する電子授受を行なうため、電極への部位特異的固定化や酸化還元物質の部位特異的結合を行なうことを目的とした。そこで、昨年度調製に成功した非天然アミノ酸導入チトクロームc_3を用い、部位特異的固定化および部位特異的ビオローゲン結合を試みた。非天然アミノ酸として3重結合を有すチロシン誘導体を用いたため、アジド基との選択的な反応を行なうことができる。したがって、チトクロームc_3に導入した非天然アミノ酸の3重結合を用いることによって、部位特異的な結合を行なうことができると予想される。まず、非天然アミノ酸導入チトクロームc_3固定化電極を調製した結果、チトクロームc_3が単分子で結合していることが分かった。したがって、非天然アミノ酸の部位で位置選択的な固定化を行なうことができたといえる。続いて、部位特異的ビオローゲン結合チトクロームc_3の調製を行った。結合したビオローゲンとチトクロームc_3中のヘムとの間での電子移動反応を行なった結果、ビオローゲンとヘムとの間で分子内電子移動が進行することがわかった。異なる部位での電子移動を比較した結果、ヘム1近傍において電子を受容しやすいことが示された。これらの結果を用い、光増感剤であるルテニウム錯体を用い、ビオローゲン結合チトクロームc_3の光還元を行った。その結果、ビオローゲンを経由したチトクロームc_3への電子移動が認められた。これは、当初の目的である高効率光水素発生系の構築に繋がる結果であるといえる。
抗菌剤がポリマイクロバイアルバイオフィルムの代謝および群集構造へ与える影響の解析

24時間培養したバイオフィルムを各処理液Pancil PS-M(P),グルコン酸クロルヘキシジン(C),緑茶抽出物(G)で5分間処理後,すべての処理群における生菌数(CFU/ml)は非処理群と比較して有意に低かった.その後48時間培養を継続した結果,渋柿由来のタンニンを含有させた食品・化粧品等の原料であるPancil PS-Mの持続的増殖抑制効果は他群に比較し有意に高かった(p<0.05).本研究野の目的は,今日まで極めて困難であると考えられていた唾液中の全細菌種を含むポリマイクロバイアル(PM)バイオフィルムの短期あるいは長期の培養モデルにより天然由来抗菌剤の効果を検討するとともに,平成2325年度基盤研究(C)(課題番号:23592816)により我々が開発した,PMバイオフィルムを応用した新しい初期齲蝕病巣モデルを用いて,新しい抗菌材料を開発することであった.まず私達は、抗菌薬がPMバイオフィルムの代謝活性、形成能、生菌数に及ぼす影響とその後のバイオフィルムの回復の検討を行うため、渋柿由来の縮合型タンニンを含有させた食品・化粧品等の原料(Pancil PS-M:リリース科学工業株式会社)が濃度依存的に短期および長期培養ポリマイクロバイアルバイオフィルム構造を破壊することがわかったため,IADRのヨーロッパ部会(クロアチア)において報告し,さらに研究を進めて,ポリマイクロバイアルバイオフィルムに対する渋柿由来縮合型タンニンのバイオフィルム増殖抑制効果を分析する目的で処理後の生菌数の分析を行った.24時間培養したポリマイクロバイアルバイオフィルムにPancil PS-M,グルコン酸クロルヘキシジンおよび緑茶抽出物を用いて薬液処理を行い,その後,バイオフィルム培養を継続して行った結果,すべての処理群における生菌数(CFU/ml)は非処理群と比較して有意に低かった.また,グルコン酸クロルヘキシジンと緑茶抽出物は,同等のポリマイクロバイアルバイオフィルムの増殖抑制効果を示したが,Pancil PS-M処理のポリマイクロバイアルバイオフィルムの増殖抑制効果はグルコン酸クロルヘキシジンおよび緑茶抽出物に比較し有意に高かった(p<0.05).本研究の目的は、今日まで培養が極めて困難であると考えられていた、口腔内の全菌種を含有するバイオフィルムであるポリマイクロバイアルバイオフィルムに対して、従来の抗菌剤に比較し、安全でなおかつ、バイオフィルムの増殖および代謝を抑制する抗菌剤を開発し、そして、その抗菌剤が群集構造へ与える影響を分析することである。私達は、ポリマイクロバイアルバイオフィルムモデルを用いて、安定した初期齲蝕病巣を繰り返し再現可能な初期齲蝕病巣モデルを開発し、このモデルは、バイオフィルムによる脱灰抑制や再石灰化療法の開発に役立つことした研究成果がAmerican Journal of Dentistry 28: 13 &#8211; 17, 2015に掲載された.また,渋柿から抽出した縮合型タンニンを成分として加えた食品添加剤が,24時間および72時間培養したポリマイクロバイアルバイオフィルムに対して顕著な生菌数の抑制効果を発揮することをCFU/mlおよびSEMにて示し,BioMed Research International article ID 5730748, 7 pages, 2016に掲載された.柿タンニンは,天然由来で,副作用の報告があるクロルヘキシジン(CHX)などに比べて安全である.また,すでに形成され,成熟したバイオフィルムに対して生菌数の抑制や構造破壊を示した点は注目すべき点であると考えている.柿タンニンがノロウィルスなどに効果的であるとする方向はあるが(Ueda Kら, Plos One 8, e55343, 2013),唾液由来の口腔内細菌をすべて含むバイオフィルムを口腔外で形成し,その効果を分析した論文は現在までに,認められない.私達は,平成27年度以降の研究計画である“口腔内における固相の違いがポリマイクロバイアルバイオフィルムの細菌叢に及ぼす影響およびバイオフィルム細菌叢の回復の検討",“ポリマイクロバイアルバイオフィルムによる表層下脱灰病巣形成の抑制および形成された表層下脱灰病巣の回復に有効な治療法の検討"を達成するために,まず,研究に必要な表層下脱灰病巣形成モデルを発明し,アメリカの英論文に掲載され,次に,バイオフィルムを効果的に破壊し,生菌数を抑制する生体に安全な抗菌剤を発見し,ヨーロッパの英論文に掲載された.次の段階として,すでに,持続的に酸の産生および生菌数を抑制し,バイオフィルム中に存在し,その形成に深くかかわるFusobacteriumを顕著に抑制することまでをも,real time定量PCR法により発見した.すでに次世代型パイロシークエンス法による細菌叢の分析に着手し,加えて,異なった固相に形成したバイオフォルムとの比較分析も行ない,すでに柿由来タンニンの抗菌効果のメカニズムを解明するのに必要な膨大なデータをデータを得ており,今後,International Association for Dental Research (Korea)において発表後,国際論文の執筆に着手する予定である.渋柿から抽出した縮合型タンニンがPMバイオフィルムの細菌叢に及ぼす影響とその後の回復の検討を行ない,2018年度春および秋季日本歯科保存学会,歯科基礎学会そしてIADR (Seoul)において発表を行った.また,2017年1月に,CFUおよびSEM観察により柿タンニンの抗菌効果の有用性を示し,Biomed Res Int2017に掲載された.【目的】

渋柿由来の縮合型タンニンを含有させた食品・化粧品等の原料(Pancil PS-M:リリース科学工業株式会社),緑茶タンニン,0.2%グルコン酸クロルヘキシジン3種の抗菌効果の持続性の比較や,Pancil PS-Mがバイオフィルムの構成菌にどのような影響を及ぼしているのかを分析する目的で,特定菌種の定量分析を行った.【結果】24時間培養したバイアルバイオフィルムにPancil PS-M(P),グルコン酸クロルヘキシジン(C),緑茶抽出物(G)のいずれかを用いて5分間,処理を行ない,その後バイオフィルムの培養を48時間継続して行った結果,P群のポリマイクロバイアルバイオフィルムの増殖抑制効果はC群およびG群に比較し有意に高かった.また,剥離したバイオフィルムのリアルタイム定量PCR法による定量分析を行なった結果,バイオフィルム中の細菌中, Veillonella属の生菌数がPおよびG群において,顕著に,持続的に抑制され(Cont : 3.28 ×105,P : notdetected,C : 1.43 ×105,G : not detected),さらにStreptococcus属は,P群で,他群に比較し最も抑制されていることが示された(Cont : 9.48 ×108,P : 2.54 ×108,C : 3.20 ×108,G : 6.66 ×108).また,培養液のpH dropは,P群で最も抑制されていた24時間培養したバイオフィルムを各処理液Pancil PS-M(P),グルコン酸クロルヘキシジン(C),緑茶抽出物(G)で5分間処理後,すべての処理群における生菌数(CFU/ml)は非処理群と比較して有意に低かった.その後48時間培養を継続した結果,渋柿由来のタンニンを含有させた食品・化粧品等の原料であるPancil PS-Mの持続的増殖抑制効果は他群に比較し有意に高かった(p<0.05).初年度の目標としていた,〝抗菌薬がPMバイオフィルムの代謝活性,形成能,生菌数に及ぼす影響とその後のバイオフィルムの回復の検討〟について,抗菌薬として、口腔の多種菌含有バイオフィルムへの効果を分析した研究が少ない,渋柿由来の縮合型タンニンの構造破壊および増殖抑制に対する効果を処理後の総生菌数(CFU)、走査型電子顕微鏡による細菌細胞およびバイオフィルム構造の形態観察,バイオフィルム中の細菌が代謝により産生する酸への効果を分析し、良好な成果を得たことから、初年度の目的を達成できたものと考える.私達は,平成27年度以降の研究計画に基づき,バイオフィルムの形成および代謝を効果的に抑制する柿タンニンの抗菌メカニズムを解明するために,real time定量PCRによりバイオフィルム中のどの病原菌について有効かを分析するとともに,パイロシークエンス法により,バイオフィルム菌叢の群集構造に対する効果を分析した.今後は,2つの方向に研究を推進していくつもりである.一つ目は,柿由来タンニンが硬組織疾患のみならず,インプラント周囲炎や歯周病にも効果的かどうか,疾患としてのターゲットを広げて,場合によっては,高齢者の誤嚥性肺炎の予防効果,舌上の菌叢を改善することによる食道癌、咽頭癌などの発症リスク抑制に効果がるのか,など,臨床的な効果も探る方向で検討している.2つ目は,抗菌性を有する抗菌材料の開発である.天然由来抗菌剤の発見が重要であることは当然のことながら,歯科では,う蝕治療用材料に優れた抗菌効果を付与できれば,国民の健康を増進することにつながる.
肺癌特異的遺伝子発現システムを用いた非小細胞肺癌に対する新しい治療法の確立

上記の検討により、肺腺癌特異的、またdrug controllableな遺伝子発現系を開発することで、正常組織障害性をより減弱させた、安全性の高い抗肺腺癌療法が可能となることを明らかにした。平成18年度は、治療抵抗性非小細胞肺癌に細胞死を誘導できるベクター開発と細胞株を用いた機能評価、K-Ras変異型肺癌モデルマウスの作製および予備実験を行った。(1)肺癌特異的細胞死誘導型ベクターの開発TTS systemによりpro-apoptotic遺伝子Baxを発現できるリコンビナント・アデノバイラルベクター・Ad-TTS/Baxを作製しin vitroにおいてBax発現を確認。さらに293細胞を用いたベクターの増幅、精製、plaque assayによる濃度測定を終了した。(2)肺癌特異的Bax発現と細胞死誘導のin vitroにおける検討当該ベクターは肺腺癌に特異的にBaxを発現および細胞死を誘導した。またマウスES細胞、ヒト間葉系幹細胞を含む、ヒト正常細胞に対して細胞死の誘導は認められなかった。またGefitinib(イレッサ)耐性肺癌細胞株に対しても当該ベクターは細胞死を誘導することが可能であった。(3)デキサメタゾンによる細胞死制御能のin vitroでの検討Western blot解析およびFlow cytometry解析により肺癌細胞に誘導されるBax発現量はデキサメタゾン(500nM)にて著しく減少し、細胞死は抑制された。(4)肺腺癌モデルマウスの作製共同研究者であるCincinnati Children'sMedical CenterのWhitsett A.Jeffrey教授より2系統のトランスジェニックマウスの供与を受け、独立飼育復交配を行い、目的のDouble transgenic mice(CCSPrt-TA x KRAS4b^<12b>)を作製した。現在Doxycyclin投与を行い肺癌化を行うとともに、リコンビナント・アデノバイラスベクター:Ad-CMV/GFPの経気管投与を行い至適バイラス濃度の検討を行っている。上記(1)-(3)検討結果について論文発表を行った(後述)。
ドロシー・リチャードソンを中心とするイギリスのモダニズム文学研究

予定外に長期化した就職活動のため、海外への調査旅行は断念せざるをえなかったが、クエーカー教と英米文字のかかわりをより深く調べていきたいという本年度の研究計画は、主にインターネット、都内の大学図書館のサーチエンジンを通じた文献さがし、古本屋(英米、カナダ)めぐりによりかなり進めることができた。この一年で、クエーカー教徒を主たる登場人物とする19c後半から20c後半までの英米の小説の中で、収集可能なものは7割方集めることができた。今は、それらを徐々に読み進めている段階にある。本年のこうした活動の成果の一部は、2004年5月の日本英文学会第76回全国大会で、口頭発表として公表する予定である。(発表タイトル:「カウンター・ピルグリメッジとしての『ピルグリメッジ』-ドロシー・リチャードソン、クエイカー教、そしてフェミニン/モダニスト・ピルグリメッジ-」)また、研究の目的に挙げたように、私の研究は今後、リチャードソンにとどまらず、同時代の他の作家たちへと視野を広げていきたいものであるため、クエーカー関連書に加え、モダニズム時代にかかわる多くの二次文献も購入し、読み進めている。今年度はとくに、'Pilgrimage'(リチャードソンの小説タイトル)という言葉に喚起される「宗教」と「旅」のテーマに密着した二次文献の収集に力を入れた。今後はモダニズムと旅というテーマ研究も視野に入っていくことになるだろう。春休みは英文学会の準備の他博士論文の出版をめざし英米の出版社に送るプロポーザルを作成することに力を注ぎ、少しずつ、送り先の出版社を限定し、送りはじめているところである。
コレステロール胆石生成に対するn-3多価不飽和脂肪酸の抑制効果の実験的解析

近年,我が国ではコレステロール(以下,Ch)胆石症が急増しているが,この間,n-3多価不飽和脂肪酸(魚油;エイコサペンタエン酸(EPA))摂取量が顕著に減少している。本研究ではEPAにCh胆石の予防効果があるのではないかとの仮説に基づき,EPAがCh胆石生成に及ぼす効果と機序を明らかにすることを目的とした.まず,ハムスター実験胆石モデルの検討において,EPAの経口投与がCh胆石生成を抑制することが判明した.この際,胆汁では,総リン脂質(PL)濃度の増加およびEPA含有リン脂質の増加,アラキドン酸含有リン脂質の減少が認められ,Ch結晶の析出が有意に抑制されていた.次に,これら胆汁組成の変化とEPAの胆石抑制効果の関連を明確にするため,胆汁中Chの結晶析出性に対するEPA含有リン脂質の影響および胆嚢上皮のムチン分泌に与えるEPAの影響をin vitroで検討した。人工胆汁を用いた実験では,胆汁中総リン脂質の量的増加は,Ch担送体であるリン脂質ベジクルを安定化しCh結晶析出を強力に抑制することが判明した.一方,培養胆嚢細胞の実験では,EPAは,アラキドン酸カスケードを介したムチン糖蛋白分泌を抑制することが判明した。以上,本研究により,n-3多価不飽和脂肪酸であるEPAの経口投与がCh胆石生成を抑制することが新たに明らかとなった。胆汁中リン脂質の増加によるCh結晶析出の抑制とアラキドン酸の減少による胆嚢ムチン分泌の抑制が,その機序と考えられた.これらの研究成果は,動脈硬化血栓症の予防において注目されている魚油に,我が国で増加している胆石症の予防,という新たな健康上の意義を負荷するものである.現在,ヒトにおいても同様の薬理効果が得られるかどうか検討しており,今後,分析疫学的,介入疫学的手法による検証も望まれる。近年,我が国ではコレステロール(以下,Ch)胆石症が急増しているが,その原因や予防法は解明されていない.本研究では,我が国のCh胆石症増加の背景として魚油(n-3多価不飽和脂肪酸;エイコサペンタエン酸)摂取量の減少が重要ではないか,との仮説に基づき,エイコサペンタエン酸(EPA)のCh胆石形成に対する効果と機序を明らかにすることを目的とし,本年度は「ハムスター実験胆石モデルにおけるEPA投与の胆汁脂質組成および胆石形成に対する効果」を検討した.ハムスターを,1)通常食群,2)胆石形成食群,3)胆石形成食+EPA100mg/kg群,4)胆石形成食+EPA300mg/kg群,5)胆石形成食+EPA1000mg/kg群の5群に分け,6週間飼育後,胆嚢内の胆石形成率を判定した.同時に,胆汁中のCh結晶の観察(偏光顕微鏡),胆汁中のCh,リン脂質,胆汁酸の定量(カートリッジカラムにより抽出後,酵素法キットにより)および胆汁リン脂質中の脂肪酸組成の分析(ガスクロマトグラフィー法)を行った.その結果,胆石形成食+EPAの3群(100mg/kg,300mg/kg,1000mg/kg投与群)における6週後の胆石形成率は,各々,2/20(10%),2/20(10%),1/20(5%)と,いずれも胆石形成食群(10/27,【.vertically divided circle.】%)に比し有意に低率であった.

EPA投与群では胆石形成食群に比し,胆汁中Ch飽和度に変化はみられなかったが,胆汁中のEPAの増加,アラキドン酸の減少およびリン脂質濃度の増加が認められ,Ch結晶の形成が有意に抑制されていた.以上,本研究により,EPAの経口投与がCh胆石生成を抑制することが新たに明らかとなった.胆汁中のアラキドン酸の減少およびリン脂質の増加によるCh結晶析出の抑制が,その機序と考えられた.現在,ヒトにおいてもEPA投与により同様の薬理効果が得られるのかどうか,検討を行っている.近年,我が国ではコレステロール(以下,Ch)胆石症が急増し,予防法が問題となっているが、本研究では,n-3多価不飽和脂肪酸(魚油;エイコサペンタエン酸(EPA))摂取量の減少が要因ではないか,との仮説に基づき,エイコサペンタエン酸(EPA)のCh胆石形成に対する効果と機序を明らかにすることを目的とした。平成8年度に「ハムスター実験胆石モデルにおいてEPAの経口投与がCh胆石生成を抑制すること」を新たに明らかにした.この際,胆汁では,総リン脂質(PL)濃度の増加およびEPA含有リン脂質の増加,アラキドン酸含有リン脂質の減少が認められ,Ch結晶の析出が有意に抑制されていた.そこで,本年(平成9年)は,EPAがin vivoでCh胆石生成を抑制する機序をさらに明確にするため,1)人工胆汁を用いてChの結晶析出に対するEPA含有リン脂質の影響,および2)培養細胞を用いてEPAが胆嚢上皮のムチン分泌に与える影響をin vitroで検討した。その結果,1)人工胆汁の実験では,胆汁中リン脂質の量的増加は,含有される不飽和脂肪酸種によらず、Ch担送体であるベジクルのCh飽和度(Ch/PL比)を低下させるとにより,胆汁中Ch析出を強力に抑制することが判明した。この効果は,胆汁酸の増加に比し,より有効であった。2)一方,培養胆嚢上皮細胞を用いた実験では,EPAは,アラキドン酸カスケードを介したPG E_2の産生とムチン分泌を抑制し,アスピリン様作用を示すことが判明した。以上,本研究により,EPAの経口投与がCh胆石生成を抑制する機序(胆汁中リン脂質の増加によるCh析出の抑制とアラキドン酸誘発胆嚢ムチン分泌の抑制)が新たに明らかとなった。
咀嚼が心身の発達に及ぼす影響を中枢メカニズムから解明する研究

口腔保健の重要性を考えるにあたり、噛むことの生理的意義、特に全身機能との関わりに関する研究を行っている。咀嚼は、口腔内からの感覚情報が、中枢で統合処理されて、顎運動として出力される一連のシステムである。本研究では、口腔内感覚入力の全身機能への関わりを、ラットを用いた行動薬理学的実験で、また、運動出力については、性状の異なる食物に対する、小児および成人の顎運動を詳細に分析する臨床的研究によって明らかにすることを目的とした。中枢性摂食行動調節における口腔内感覚の関わりについて検討するために、正常な雄性成熟WKAラットに通常のペレット型固形試料または液体試料を与え、摂食、飲水行動、およびケージ内活動量にどのような変化が生じるかを、サーカディアンリズム測定装置を用いて、無麻酔無拘束下で観察記録し、解析を行った。また、ラットの体内にあらかじめテレメトリーセンサーを埋入し、体温と心拍数の変化を経時的に記録した。その結果、口腔感覚が異なる飼料、すなわち、咀嚼を伴う固形飼料と、咀嚼を伴わない液体飼料では、明暗周期別にエネルギー摂取量を比較した場合、明期の比率が増加することから、ラットの食行動に変化が生じ、律動的なサーカディアンリズムに変容がおこっていることがわかった。口腔内感覚と全身機能の関係の糸口を見い出し、学習・記憶能など高次脳機能への、次なる展開を検討中である。さらに、臨床的研究として、人間では硬度が異なるグミゼリー咀嚼において、顎運動にどのような変化が生じるのか、成長発育期の小児および成人において三次元的に測定し、口腔内感覚が変化した場合の運動出力の変化について、詳細にわたり解析した。最終目標は、口腔内は、一連の消化吸収の過程において、単なる入口ではなく、噛むことが、脳への必須情報源として大きな意味を有していることを明らかにすることにある。咀嚼器官の健全な発育と維持は、歯科医学の究極的目的であるといえる。口腔保健の重要性を考えるにあたり、噛むことの生理的意義、とくに、全身機能との関わりに関する新しい解釈と科学的基盤が求められている。咀嚼運動は、口腔内諸器官およびその受容器から起こる感覚入力系、ならびに、運動出力系から構成されており、中枢神経系を介して、全身機能に影響を与えていると考えられる。我々は、摂食行動調節における口腔内感覚の重要性の解明を脳内神経伝達物質という観点から試みてきた。さらに、咀嚼による感覚入力の変化が、全身の諸機能へ及ぼす影響について研究を重ねている。正常なWKA雄性ラットに、通常のペレット型固形飼料を与えた場合の、摂食や飲水行動およびゲージ内運動を、サーカディアンリズム測定装置内で、長期間にわたって観察し自動記録した。また、感覚入力が異なると考えられる液体飼料を与え、同様な観察記録を行い、摂食行動パターンの違いについて検討を行った。また、摂食行動調節に関与していると考えられている神経伝達物質の合成阻害剤を脳室内に投与した場合に、どのような行動変化が起こるかを同様に観察した。咀嚼と学習・記憶能の関連について明らかにするために、ラットの学習・記憶能が観察測定できる、8方向放射型迷路の観察システムおよび解析装置をセットアップし、過去に行われた実験についての追試実験を行いつつ、方法論の確立を行っている段階である。歯科医学の究極的目的は、咀嚼器官の健全な発育と維持にあるといえる。口腔保健の重要性を考えるにあたり、噛むことの生理的意義について従来より伝承されてきた全身機能との関わりに関して、新しい解釈と科学的基盤が求められていると考えている。

我々は、摂食行動調節における口腔内感覚の重要性について、脳内神経伝達物質という観点から解明を試みてきた。さらに、咀嚼時の感覚入力の変化が、全身の諸機能へ及ぼす影響について研究を重ねている。正常なWKA雄性ラットに、通常のペレット型固形飼料を与えた場合の、摂食や飲水行動およびケージ内運動を、サーカディアンリズム測定装置内で、長期にわたって観察し、自動記録した。また、摂食行動時に口腔内から生じる感覚入力がペレット型固形飼料とは異なると考えられる液体飼料を与え、同様な行動観察記録を行い、摂食行動パターンの違いについて比較検討を行なった。さらに、摂食行動調節および睡眠・覚醒に関与していると考えられている神経伝達物質である神経性ヒスタミンの合成阻害剤を腹腔内投与した場合に、ペレット型固形飼料及び液体飼料に対して、摂食行動およびサ-かディアンリズムにどのような変化が起こるかを、同様に観察した。咀嚼と学習・記憶能の関連について明らかにするために、記憶・学習能の中でも空間作動記憶を必要とするとされている放射状迷路課題が遂行可能な8方向放射型迷路の観察システムおよび解析装置をセットアップした。本研究では、ヒスタミン神経系が学習獲得過程に果たす機能的役割を追求するために、放射性迷路課題の学習能に対する神経性ヒスタミンの枯渇の影響を、ラットにおいて検討している。
微生物機能により合成されたマンガン酸化物に対するレアアース元素の選択吸着

申請者らが単離したマンガン酸化真菌Paraconiothyriumsp.WL-2 strainにより合成されたマンガン生体鉱物それ自身は、低結晶性層状バーネサイトに近い。自然界ではこの生物酸化の過程で、種々の重金属やレアアースを取り込み、バーネサイトに対する単純な吸着ではなく、共沈や共吸着に近い現象が起きている。それにより、単純な吸着以上の重金属取り込み量が得られており、微生物が合成した低結晶性層状バーネサイト中の空隙のサイト数が多く、Mn(III)含有率が低いほど、重金属やレアアースの取り込み量が大きくなることをEXAFS解析より明らかにした。また微生物機能に由来した低結晶性層状バーネサイトを焼成したものからLiイオンシーブを合成することができ、同一合成条件では、微生物機能に由来した低結晶性層状バーネサイトは、化学的に合成されたその他種々のマンガン酸化鉱物と比較しても、効率の高いリチウムイオンシーブを合成する出発物質であることがわかった。これらについては地球化学分野では世界最大規模の国際学会Goldschmidt 2011 (Prague,Czech Republic)にて成果発表を予定している。自然界におけるマンガン堆積環境には原生動物が多数みられ、マンガンを酸化する真菌や細菌との捕食関係が推定される。微生物機能により合成された比較的低結晶性のマンガン酸化物であっても、その結晶性の高い部分にレアアースなどの稀元素は比較的高い含有量を示した。これは、酸化の過程で規則的に取り込む機構が起きていることを示唆している。これらについては、the 25^th International Applied Geochemistry Symposium (Rovaniemi,Finland)にて成果発表を予定している。マンガン酸化真菌Paraconiothyrium sp.WL-2 strainにより、マンガン生体鉱物を合成し、平均酸化数をシュウ酸-過マンガン酸滴定法(JIS K1467)によりもとめ、化学的に合成したδ-MnO_2の平均酸化数と比較したところ、前者の方が後者よりも小さい値をとった。Mn K-edgeのEXAFSスペクトルを吸収法で測定し、解析してMn原子の配位数を推定したところ、シュウ酸-過マンガン酸滴定法によって求めた値にほぼ一致した。La^<3+>,Ce^<3+>イオンのマンガン生体鉱物および化学合成物への吸着等温式をそれぞれ求め、イオン交換、酸化還元、表面錯形成、収着の可逆性など収着原理を考察した。La^<3+>,Ce^<3+>イオンのマンガン酸化真菌Paraconiothyriumsp.WL-2 strain自身への吸着はほとんど起こらなかった。華中農業大学(武漢、中国)を訪問し、Wen Feng Tan教授とこのテーマに関し、意見交換を行った。華中農業大学は、中国国家重点大学のひとつであり、同教授は土壌化学を専門として、Mn原子の平均酸化数の異なるマンガン酸化物を種々合成し、これを吸着体としたCr^<3+>,Pb^<2+>等の重金属イオンの吸着について研究を行っている。同教授はまだレアアースの吸着を行っていないが、中国は希土類元素の宝庫でもあり、将来スケールアップを実現させるチャンスが日本よりも高いこともこの海外共同研究のメリットである。また今年度、同教授の門下生が本学国際環境特別コース(博士課程)に入学した。第18回生物湿式冶金学シンポジウム(the 18^<th> International Biohydrometallurgy Symposium,IBS 2009)(Bariloche,Argentina)などにて研究成果を発表した。
GPR141の機能と歯周病への遺伝的リスクの解析

歯周炎関連遺伝子を同定するためのゲノムワイド関連解析(GWAS)を行い、歯周炎関連遺伝子としてGPR141(Gタンパク共益受容体141)を報告した。GPR141は、後に行われた韓国人を対象としたGWASで、比較的強いシグナルを示し、アジア人特有の歯周炎関連遺伝子である可能性が示唆された。本研究はオーファン受容体であるGPR141のリガンドや転写調整因子を調べることで機能解析を進めることである。興味深い事にGPR141と喫煙歴の間にG-E interactionを認めた。未報告だが血清コチニン濃度を測定し、GPR141との関連を調べたところ、喫煙者で血清コチニン濃度とSNPの遺伝子型に相関を認めた。以上から、GPR141はニコチンの作用により歯周炎の発症や進行に関与している事が示唆された。GPR141のリガンドや転写因子を調べることで機能を解明することを目的として以下の実験を行っている。被験者より白血球を分離培養し、LPS刺激時や転写活性によるGPR141の発現量の変化を確認することを目的とし、まずTHP1を用いて予備実験を行った。THP1にLPS、ニコチン刺激を加えたところ、GPR141発現量の低下を認めた。GPR141はLPS、ニコチン共刺激時に最も発現が低下する濃度及び時間を確認した。炎症性サイトカインへの影響を確認することを目的として、SiRNAを使用してGPR141をノックダウンした。SiRNAの最適な濃度や条件を確認した。今後はGPR141をノックダウンしたTHP1を使用し炎症性サイトカインへの影響を確認していく。以上からGPR141の炎症下での遺伝子発現の変化、炎症性サイトカインへの影響を測定し、歯周炎発症への経路を考察することで、歯周炎の新たなメカニズムの一端を明らかにする可能性が期待される。歯周炎のGPR141のリガンドや転写因子を調べることで機能について解明することを目的として以下の実験を行っている。歯周炎患者より白血球を分離培養し、LPS刺激時や転写活性によるGPR141の発現量の変化を確認するに当たり、まずTHP1を用いて予備実験を行った。THP1に対しLPS、ニコチン共に0.001、0.01、0.1、1.0μg/mlで濃度を振り分け刺激を加えたところ、1.0μg/mlでの刺激時に最も発現が低下した。またTHP1をLPS、ニコチン共に1.0μg/mlで刺激後、1、4、12、24、48、72、96時間、1週間で発現を確認した。結果としてGPR141の発現量は、刺激後12時間で最も低下した。同様の条件でIL1βでは発現量の上昇を確認している。GPR141の遺伝子発現と炎症性サイトカインへの影響について調べ、遺伝子の機能を検討することを目的として、SiRNAを使用してGPR141をノックダウンした。GPR141をSiRNAを用いてノックダウンした報告は無く、SiRNAの最適な濃度や時間、条件を検討した。現在GPR141をノックダウンしたTHP1にLPS、ニコチン共に1.0μg/mlで刺激し、12時間経過した後にmRNAを抽出した。歯周炎のGPR141の機能について解明することを目的として以下の実験を計画している。GPR141をノックダウンしたTHP1にLPS、ニコチン共に1.0μg/mlで刺激し、mRNAを抽出している。IL1β、TNFα、IL10、IL12、IL6、IL23等の炎症性サイトカインへの発現量の変化を確認し、GPR141の機能について考察する。ここまでの成果を論文として発表することを考えている。その後の計画としては、1上記の成果により使用する細胞は変わる可能性があるが、SiRNAを用いてGPR141をノックダウンしたTh2についてLPS刺激、ニコチン刺激を加え、炎症性サイトカインへの影響をマイクロアレイを用いて網羅的に解析する。2GPR141にGATA-3がGPR141に結合することをゲルシフトアッセイ(EMSA)で検討し、GATA-3によって転写活性を受けるか、SimpleChIP&reg; Plus Enzymatic Chromatin IPキットを使用し、クロマチン免疫沈降(ChIP)法にて発現量を解析する。3Th2細胞を用いてGPR141へのGATA-3結合時の炎症性サイトカインへの影響を(株)ジェネティックラボに依頼し、マイクロアレイを用いて網羅的に解析する。4GPR141へのニコチンおよびNAGlyの結合を高感度ルミノメーターを使用し、ルシフェラーゼアッセイにて解析する。5歯周炎被験者から採血しCD294 (CRTH2) MicroBead Kitを使用してTh2細胞を分離・培養し、臨床症状とGPR141の発現量の影響を検査する。以上を検討している。

本研究はオーファン受容体であるGPR141のリガンドや転写調整因子を調べることで機能解析を進めることである。興味深い事にGPR141と喫煙歴の間にG-E interactionを認めた。未報告だが血清コチニン濃度を測定し、GPR141との関連を調べたところ、喫煙者で血清コチニン濃度とSNPの遺伝子型に相関を認めた。以上から、GPR141はニコチンの作用により歯周炎の発症や進行に関与している事が示唆された。GPR141のリガンドや転写因子を調べることで機能を解明することを目的として以下の実験を行っている。被験者より白血球を分離培養し、LPS刺激時や転写活性によるGPR141の発現量の変化を確認することを目的とし、まずTHP1を用いて予備実験を行った。THP1にLPS、ニコチン刺激を加えたところ、GPR141発現量の低下を認めた。GPR141はLPS、ニコチン共刺激時に最も発現が低下する濃度及び時間を確認した。炎症性サイトカインへの影響を確認することを目的として、SiRNAを使用してGPR141をノックダウンした。SiRNAの最適な濃度や条件を確認した。今後はGPR141をノックダウンしたTHP1を使用し炎症性サイトカインへの影響を確認していく。以上からGPR141の炎症下での遺伝子発現の変化、炎症性サイトカインへの影響を測定し、歯周炎発症への経路を考察することで、歯周炎の新たなメカニズムの一端を明らかにする可能性が期待される。歯周炎のGPR141のリガンドや転写因子を調べることで機能について解明することを目的として以下の実験を行っている。歯周炎患者より白血球を分離培養し、LPS刺激時や転写活性によるGPR141の発現量の変化を確認するに当たり、まずTHP1を用いて予備実験を行った。THP1に対しLPS、ニコチン共に0.001、0.01、0.1、1.0μg/mlで濃度を振り分け刺激を加えたところ、1.0μg/mlでの刺激時に最も発現が低下した。またTHP1をLPS、ニコチン共に1.0μg/mlで刺激後、1、4、12、24、48、72、96時間、1週間で発現を確認した。結果としてGPR141の発現量は、刺激後12時間で最も低下した。同様の条件でIL1βでは発現量の上昇を確認している。GPR141の遺伝子発現と炎症性サイトカインへの影響について調べ、遺伝子の機能を検討することを目的として、SiRNAを使用してGPR141をノックダウンした。GPR141をSiRNAを用いてノックダウンした報告は無く、SiRNAの最適な濃度や時間、条件を検討した。現在GPR141をノックダウンしたTHP1にLPS、ニコチン共に1.0μg/mlで刺激し、12時間経過した後にmRNAを抽出した。歯周炎のGPR141の機能について解明することを目的として以下の実験を計画している。GPR141をノックダウンしたTHP1にLPS、ニコチン共に1.0μg/mlで刺激し、mRNAを抽出している。IL1β、TNFα、IL10、IL12、IL6、IL23等の炎症性サイトカインへの発現量の変化を確認し、GPR141の機能について考察する。ここまでの成果を論文として発表することを考えている。
p16遺伝子の非小細胞肺癌(NSCLS)における欠落発現に関する検討

p16遺伝子は癌抑制遺伝子の一つであり、Chromosome segment 9p21上にあると推察されている。本研究では、癌抑制遺伝子p16と実際の臨床とを関連付ける事を目的とした。組織型によっても転移する頻度は異なるが、p16遺伝子と転移との関係およびapoptosisと関連した腫瘍の悪性度が明らかになり、患者の予後を推測する因子として確立されれば、現在臨床の場で用いられているTNMによる病期分類に代わり患者の治療方針を決定する重要なファクターになると考えられる。5生率を確認するため1995年以前に、当科において非小細胞肺癌(NSCLC)のため肺切除を受けた患者の凍結切除標本およびブロック標本を用いて、p16遺伝子のNSCLCにおける欠落発現と腫瘍の悪性度の関連を検討した。1. p16遺伝子のm-RNAの発現の有無を検討したが、凍結切片の保存状態が安定していなかったため、実際にp16遺伝子の欠損なのか、保存状態が良くないために生じた欠損なのか判定に苦慮した。2.これにより平成11年度予定のSouthern blottingを行いp16遺伝子の欠損や変異についてDNAレベルで確認する研究に対しても得られた結果が、本当の欠損なのか癌腫検体のDNAダメージによるものなのかの判定が困難となるのではないかと危惧された。3.確かな結果を導き出すために、各々の検体に対して予定していたSouthern blottingではなくFISHを行いて、DNAのDouble Strandを蛍光染色する方法を採る事とした。4. 9番セントロメアの同時FISHを行い、Loss Of Heterozygosity(LOH)およびHomozygous deletionを調べることにより、p16遺伝子の欠損や変異についてDNAレベルで確実に確認する。
無人飛行機による飛行実験における最適実験計画に関する研究

飛行データから機体の空力特性を推定する際、空気力に寄与する複数のパラメータ間に強い相関があると,空力特性の推定精度が劣化することが多重共線性の問題として知られている.本研究では,このパラメータ間の多重共線性発生の物理的な原因を明らかにするとともに,多重共線性を避けるための方法として,重心移動やガストの入力しての利用など,操舵以外の方法による操縦が有効であることをシミュレーションによって示した.さらに,そのような方法のひとつとして,機体後方にブームを介して第2の尾翼を取り付け,その根元で力とモーメントを測定する,「フライングスティング」と名付けた装置により,より単純なマヌーバによって空力特性の推定を行う新しい方法を提案した.シミュレーション,および筆者らが開発した小型の遠隔操縦無人実験機による飛行実験システムを利用して飛行実験を行い,縦の空力特性について,その妥当性を確認した.パラメータ間の多重共線性を避けるようなマヌーバの正確な実施や,フライングスティングによる飛行実験の支援のためには,機上制御コンピュータシステムが不可欠である.小型・軽量のPC104規格と呼ばれる市販のボードコンピュータシステムを利用し,機上制御コンピュータシステム開発した.システムの不具合やソフトウェアのバグを地上において検証するため,各種サブシステムやアクチュエータそのものをループに含む(ハードウェア・イン・ザ・ループ)リアルタイムフライトシミュレータ,およびリアルタイムOS的役割を果たすオブジェクト指向プログラミングの概念に基づくリアルタイムシステムを開発した.小型の無人実験機に搭載することが困難な姿勢角センサにかわるものとして,ある程度のドリフトを持つ安価な角速度センサの積分値と,加速度センサ出力から得られる姿勢角から,それぞれ意味のある周波数帯をフィルタによって取り出し,加え合わせることによって正しい姿勢角を得る方法を開発した.飛行データから機体の空力特性を推定する際、空気力に寄与する複数のパラメータ間に強い相関があると,空力特性の推定精度が劣化することが多重共線性の問題として知られている.本研究では,このパラメータ間の多重共線性発生の物理的な原因を明らかにするとともに,多重共線性を避けるための方法として,重心移動やガストの入力しての利用など,操舵以外の方法による操縦が有効であることをシミュレーションによって示した.さらに,そのような方法のひとつとして,機体後方にブームを介して第2の尾翼を取り付け,その根元で力とモーメントを測定する,「フライングスティング」と名付けた装置により,より単純なマヌーバによって空力特性の推定を行う新しい方法を提案した.シミュレーション,および筆者らが開発した小型の遠隔操縦無人実験機による飛行実験システムを利用して飛行実験を行い,縦の空力特性について,その妥当性を確認した.パラメータ間の多重共線性を避けるようなマヌーバの正確な実施や,フライングスティングによる飛行実験の支援のためには,機上制御コンピュータシステムが不可欠である.小型・軽量のPC104規格と呼ばれる市販のボードコンピュータシステムを利用し,機上制御コンピュータシステム開発した.システムの不具合やソフトウェアのバグを地上において検証するため,各種サブシステムやアクチュエータそのものをループに含む(ハードウェア・イン・ザ・ループ)リアルタイムフライトシミュレータ,およびリアルタイムOS的役割を果たすオブジェクト指向プログラミングの概念に基づくリアルタイムシステムを開発した.小型の無人実験機に搭載することが困難な姿勢角センサにかわるものとして,ある程度のドリフトを持つ安価な角速度センサの積分値と,加速度センサ出力から得られる姿勢角から,それぞれ意味のある周波数帯をフィルタによって取り出し,加え合わせることによって正しい姿勢角を得る方法を開発した.1.マヌ-バ設計に関する研究飛行試験では、同時に多数の変数が同時に変化し、またそれら相互を機体の運動方程式が拘束しているので、データに相関が発生して有効なデータ解析が困難になる場合が多い。有効なデータ解析を可能にするマヌ-バ(機動)を設計する問題に関して、本年度は主として第二尾翼(Flying Sting)を導入することの効果を理論的に検討した。これは本来の尾翼の後方に、第二の尾翼を取り付け、それに働く力とモーメントを別個に測定することによって、本来の機体の操舵とは独立な操縦モーメントを発生できるようにするものである。第二尾翼は動的飛行試験でも相関の排除に有効であるだけでなく、本来の舵面を固定したままで任意の迎角や横滑り角で定常飛行を行うことができる。これは飛行試験において風洞試験と同様のデータを取得できることを意味している。2.飛行制御に関する研究上記のような高度な飛行試験を実施するためには、何らかの飛行制御が不可欠である。今年度はまず、本研究室で開発してきたHyperUnitと称するオブジェクト指向リアルタイムモニタを完成し、これをDX-4クラスの小型高速度CPUボードコンピュータに搭載して、各種の制御機能を実装した。現在は、姿勢角を推定するユニット、バンク角、ピッチ角、高度などの制御ユニットなどを開発中である。また、これらの試験を実験室内で行うために、機上CPUボードとサーボアクチュエータをループに取り入れたリアルタイム・フライトシミュレータを、同じくHyperUnitによって作成した。1.空力特性推定のための最適な飛行データ取得法についての研究多数の変数が同時に変動する飛行実験データから,機体の空力特性を精度よく推定するためには,それらの変数間に発生する相関によって生じる多重共線性を排除しなければならない.この目的のために導入した「フライング・スティング」,すなわち既存の尾翼の後方に置いた第二の尾翼により操舵を行い,それによって発生する空気力を直接に測定して,補正する方法の効果と応用法について,理論的考察及びシミュレーションによる検討を継続して行った.その結果,飛行実験においても,風洞実験と同様に空力特性に寄与するパラメータの影響をひとつひとつ調べていくような実験方法が成立することを見いだした.2.フライング・スティングを用いた飛行実験システムの構築

シミュレーション結果に基づき,フライング・スティングの設計を行うとともに,飛行実験の実施に向けて既存の飛行実験システムの改修を行った.すなわち,機体の幾何形状の精度確保と,海上における回収時の防水性確保の観点から,機体の一部(主に胴体等)をCFRP化し,機上コンピュータ及びセンサからなる機上システムをループの一部に挿入して、動作確認を行うことができるリアルタイムシミュレータを利用した機上システムの動作確認試験と,飛行実験実施上の問題点の洗い出しを行った.なお,これらの成果の一部は,第36回飛行機シンポジウム及び日本航空宇宙学会西部支部講演会(1998)において発表された.昨年までに改良された飛行実験システムにより飛行実験を行い,飛行データの取得を行った.PC/AT互換である超小型コンピュータであるPC104コンピュータシステムを利用した飛行実験データ収集装置により,安定した飛行データ収集が可能となった.また,縦の空気力のうち,揚力およびピッチングモーメントを取得することを目的として設計されたフライングスティングを実際に試作し,供試機体に取り付けて飛行実験を行った.その結果,揚力特性等についてほぼ妥当な結果が得られ,フライングスティングを利用した空力特性の推定法の妥当性が示された.飛行実験マヌーバを正確に行わせたり,フライングスティングによる飛行実験を支援するための機上制御コンピュータシステムを,既存の飛行実験システムを基礎として開発した.開発されたシステムの検証のために,ハードウェア・イン・ザ・ループのリアルタイムシミュレータを開発し,地上における動作確認を行った.これらのソフトウェアにはリアルタイム性が要求されるため,オブジェクト指向プログラミングの概念に基くリアルタイムシステムを開発した.MS-DOSベースの「Hyper Box」,およびRT-Linuxベースの「Chantey」と呼ばれる2種類のシステムが開発された.Hyper Boxは,PC104コンピュータシステムを利用した機上システムのみならず,リアルタイムフライトシミュレータにおいて,機体の運動および搭載センサを模擬するコンピュータ内のソフトウェア開発においても利用した.