hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
閾値を持つ確率分布の非正則問題の解決と推定及び検定手法の確立

閾値を有する確率分布は、統計学分野をはじめ、信頼性工学、品質管理学、安全学、経済学、医学、薬学、生物学、社会学等極めて広範囲の分野で用いられる確率分布である。閾値を有する確率分布における推定法、及び検定手法の確立を目的とし、特に、信頼性及び品質管理分野において重要とされている寿命分布に焦点を当て、非正則問題を回避する推定、及び検定法を開発し、評価を行った。更に、提案手法を完全データのみでなく、打ち切りデータにも対応すべく拡張を行った。閾値を有する確率分布の非正則性問題の解決を考慮した理論構築と推定及び検定手法の確立を目的とし、平成25年度には以下の成果を得た。1.一般化パレート分布を対象とし、昨年度提案した点推定法よりも、特に少数サンプルにおいてよい推定精度を示す新たな点推定法の提案を行った。数値実験による、その推定精度の評価も行った。2.単一タイプII打切りデータに対するガンマ分布及び対数正規分布の点推定において、全てのパラメータ範囲において一意に推定値が求められる点推定法の提案を行った。さらに数値実験による、提案推定法の推定精度の検証も行った。3.ロバストな推定量の開発の基礎となる研究において、成果を得た。閾値を有する確率分布の非正則性問題の解決を考慮した理論構築と推定及び検定手法の確立を目的とし、平成24年度には以下の成果を得た。1.極値理論において統一的モデルとして用いられる一般化極値分布、及びその関連分布である一般化パレート分布を対象とし、全てのパラメータ範囲において一意に推定値が求められる点推定法の提案を行った。数値実験による、提案推定法の推定精度の検証も行った。2.データが打切り含む場合(単一打切りデータ)のワイブル分布の点推定において、てのパラメータ範囲において一意に推定値が求められる点推定法の提案を行った。閾値を有する確率分布の非正則性問題の解決を考慮した理論構築と推定及び検定手法の確立を目的とし、平成26年度には以下の成果を得た。(1)単一タイプII打切りデータに対する、ワイブル分布、ガンマ分布、対数正規分布のパラメータ推定と分位点推定について、一致推定量の提案を行い、その成果をまとめ、国際学術誌への投稿を行った。(2)ワイブル分布、ガンマ分布、ベータ分布等を含むある非正則分布族において、提案推定量の漸近分布の導出、その区間推定と尤度ベースの検定手法について検討を行い、その成果について、招待講演として国際会議にて発表を行った。(3)外れ値にロバストなある統計量について、有限サンプルのときの精確分布の導出とその外れ値検定への応用について検討を行い、その成果をまとめ、国内会議にて発表した。社会システム工学・安全システム点推定に関連する研究成果が国際誌に数件採択されており、ある程度計画通りに進んでいると評価できる。一方で区間推定、及び検定法の構築に関する研究についてはまだ成果発表に至っていない。代表者の異動により、取り組む時間を十分にとることができなかったのが大きな理由である。一般化パレート分布の点推定問題に関する研究については順調に進んでいると評価する。しかし、各分布における提案推定量の漸近分布に関する研究については遅れている。漸近分布の導出の難易度が高いことが一つの理由である。また、代表者の異動があり、この問題に取り組む時間を十分にとることができなかったことも理由に挙げることができる。漸近分布の導出を進める代わりに、ワイブル分布における、データが打切りを含む場合(単一)の非正則性問題の解決を考慮した推定法の研究を進め、進展を得ることができた。単一タイプII打切りデータに対する閾値を有する点推定法に関する研究と極値理論における一般化パレート分布に関する点推定法に関わる研究成果をまとめ、国際誌に投稿していく予定である。基本的に当初の計画通りに進めていく。まず、一般化パレート分布の点推定における提案推定量が、全てのパラメータ範囲において確率1で一意に存在することの厳密な証明とその定理化に取り組む。更に一致性についても同様に厳密な照明に取り組む。また、データに打切りを含む場合の非正則性問題を回避する推定及び検定法についても研究を進める。また、区間推定及び検定法の構成とその理論構築を見据えた、各分布における提案推定量の漸近分布の導出にも取り組む。代表者の異動のため、スケジュール既存の設備、及び設備の受入れ体制に変更が生じ、国際会議への参加や物品購入の実施に変更を与えざるを得なかった。国際会議、及び国内学会への参加費及び旅費、計算用サーバーおよび数値計算用ライブラリの購入費、図書、及び学術雑誌の購入(購読)費として使用する予定である。平成24年度に計算用サーバー、数値計算用ライブラリ、数式処理用ソフトウェア等の購入を予定していた。

しかし、年度中に代表者の異動が決まり、異動に関わる各種準備、前任校における後処理、諸手続き等への対応のため、本研究に関わる時間を多くとることができずに、研究の進捗が遅れてしまった。このような状況の下で平成24年度に上記の設備を導入するよりも、平成25年度に導入時期を変更した方が、設備の移設等の諸手続きを省くことができるという意味で効率的であると判断し、平成25年度に購入することになった。
光検出電子スピン共鳴法による被照射有機物中に生成する短寿命イオン対の研究

ポリスチレン-シクロヘキサン系、ポリブタジエン-nヘキサン系の濃厚溶液にビフェニル、ピレンなどを電子補捉剤として添加し、90μCiの^<90>Srを線源とした実験を中心に行った。以下に得られた成果を列挙する。1.光検出ESRはイオン対の再結合寿命にその検出感度が依存するが、その寿命は溶液の粘性、測定時の温度によって制御できることが確認された。生成するイオン対の種類によって再結合寿命が異なるため、測定条件を変えることによって複数のイオン対を区別できることが見出された。これには温度変化が有効である。また、寿命の短いものに対してはマイクロ波の出力を増大することにより検出できる。本研究においては1Wまで増幅が可能であったが、誘電加熱によると思われる沸騰現象が支障となる場合も見受けられた。試料の誘電損失に注意する必要がある。2.発光スペクトルの解析から、無添加のポリスチレン-シクロヘキサン系ではポリスチレン側鎖のフェニル基によるエキシマーの発光であることが見出された。これはポリスチレンカチオンとアニオンとの再結合時に形成されるものと考えられる。また、電子補捉剤を添加した系においては、分光することによって特定のシグナルを検出することができた。3.300KeV、30nsec、40mR/パルスのX線を用いてイオン対寿命の磁場効果、ESR効果の観測を試みた。寿命測定は可能となったが、十分な解析をするまでには至らなかった。4.今後は、パルスX線、連続X線照射による実験を充実させイオン対再結合時のスピン相関についての知見を得ていく予定であるが、本研究によりその下地は十分にできたと考えられる。
非晶質体による人工格子膜の合成とその磁性に関する研究

当該年度(60年度)には、アモルファスFeC/Si組成変調膜の強磁性共鳴(FMR)の測定を行った。これはこれまでの研究で知見したアモルファスFeC/Si組成変調膜における特異な界面拡散(熱処理でFeC層とSi層が組成的に分離する傾向があり、いわゆる負の拡散が起ったと思われる)と磁性変化との関係をミクロに検討するために行ったものである。まず、熱処理前のFeC(18【A!°】)/Si(10【A!°】,24【A!°】,36【A!°】)の3ツの試料について面内に磁化した場合、及び、垂直に磁化した場合のFMR共鳴磁場を4.2Kから300Kまで測定した。いずれの試料についても、3本に分離したFMRシグナルを得た。イントリンシックな磁気異方性を零と仮定して反磁場だけを考慮した共鳴式を用いて、ジャイロマグネティック比(r)と内磁場(Ms)を3本のシグナルについて計算した。その結果、3本のシグナルに対応する3種のMsはいづれもスピン波近似にしたがう3/2来の温度変化を示し、3ツの試料全てについて同様であることがわかった。唯し、4.2KのMs(1),Ms(2),Ms(3)はSi10【A!°】では590,640,710GでありSi36【A!°】では540,650,1300Gである。このような挙動は、FeC/Si膜の強磁性磁気モーメントは一様ではなく場所に依存して3ツに分離していることを意味している。しかも、Si層が厚い程大きな磁気モーメントをもっていることも分る。このようなモーメントの局所的挙動はFeC層とSi層に通常の拡散があって単純に強磁性がSiによって希釈されると云うようなモデルでは説明できない。我々は先きにこの膜では負の拡散を示すことを指摘したが、今回明らかになったモーメントの局所挙動はこのことと関係しているものと思われる。しかし、具体的メカニズムの解明はできなかった。なお、当初計画のCoNb系については、現在、実験が進行中であり、別の機会に報告する。
虚血性心疾患における血管新生因子とNO

血管新生因子(VEGF)の投与による,血管内皮細胞,冠小動脈の一酸化窒素(NO)産生,培養細胞内のNO合成酵素(eNOS)の活性化(リン酸化)について検討した.まず,測定システムの構築から開始.測定結果に信頼に足る程度までのものが完成した.また,先の結果から,血管新生因子の血管内皮機能への関与,その間をとりもつNOの働きが推定され,今後,さらなる研究の拡大により,そのメカニズムの解明が期待される,これまでの結果が,その第1歩となるものと考えている.血管新生因子(VEGF)の投与による,血管内皮細胞,冠小動脈の一酸化窒素(NO)産生,培養細胞内のNO合成酵素(eNOS)の活性化(リン酸化)について検討した.まず,測定システムの構築から開始.測定結果に信頼に足る程度までのものが完成した.また,先の結果から,血管新生因子の血管内皮機能への関与,その間をとりもつNOの働きが推定され,今後,さらなる研究の拡大により,そのメカニズムの解明が期待される,これまでの結果が,その第1歩となるものと考えている.2年間の研究期間内に以下の点を明らかにする.1.血管新生因子刺激によるNO産生能(基礎実験)2.血管新生因子によるNO産生の経路(基礎実験)3.虚血性心疾患における内皮機能,冠予備能,側副血行路機能の評価と血管新生因子の関与(臨床研究)虚血性心疾患における血管新生因子と側副血行路の発達,そして内皮機能との関連の生理機能的,病態学的意義について基礎医学的,また,臨床研究の両面から検討することで、血管新生因子と側副血行路の発達,そして内皮機能との関連の生理機能的,病態学的意義について明らかにすることが本研究の目的である.初年度は(1)NOの測定(蛍光色素による検討).(2)血管拡張反応の検討.(3)シグナリングの検討.以上を行う予定であったが,培養細胞のNO産生検出システムの構築,調整により,蛍光色素を用いたNO産生の検出,可視化が可能となるところまでの進展であった.HUVECを用いた検討で,Ach刺激およびNO donarの投与による細胞内のNO濃度依存性に蛍光輝度の増加を認めた.今後は,先ずVEGF, AngII, Epo, bFGF, Ephを投与した際のNO産生についてNOおよびROS感受性蛍光色素を用いて培養内皮細胞のNO産生を測定・検討する.この結果からその候補を決定し.(2)の冠小動脈を用いた血管拡張反応,NO産生の可視化を試みる予定である.冠小動脈を用いた実験方法は,以前に報告しており,確立されたものである.また,(3)についても検討を開始する.虚血性心疾患における血管新生因子と側副血行路の発達,そして内皮機能との関連の生理機能的,病態学的意義について検討することで、血管新生因子と側副血行路の発達,そして内皮機能との関連の生理機能的,病態学的意義について明らかにすることが本研究の目的である.2年間の研究期間内に以下の点を明らかにする1.血管新生因子刺激によるNO産生能(基礎実験)2.血管新生因子によるNO産生の経路(基礎実験)3.虚血性心疾患例での内皮機能,冠予備能,側副血行路機能の評価と血管新生因子の関与(臨床研究)はじめに,培養内皮細胞,摘出血管(冠小動脈)におけるNOの測定(蛍光色素による検討)培養細胞のNO産生検出システムの構築,調整により、蛍光色素を用いたNO産生の検出,可視化が可能となった.冠小動脈およびHUVEC, HCAECを用いた検討で, Ach刺激,血管内皮成長因子(VEGF),およびNOドナーの投与による細胞内のNO濃度依存性に蛍光輝度の増加を確認した.次に,血管新生因子による内皮の活性化,実際に心筋に投与した際の,血管新生の検討・評価を目的とした実験を行った.基礎実験として, VEGF投与による培養内皮細胞のeNOSのリン酸化、および摘出心の心筋内でのeNOSのリン酸化,更には内皮細胞の血管新生因子による再構築についての検討を行った.予想されるとおり, VEGFによる内皮細胞および心筋内eNOSのリン酸化(活性化), tubeformationの増加を認めた.以上より,培養細胞あるいは単離細胞,摘出小動脈におけるNOの産生測定,細胞,摘出心でのeNOSの発現,活性化について検討が可能となった.現在,他の血管新生因子AngH, Epo, bFGF, Ephについて,先述と同様の検討を進めている.
持続的農業開発に向けた参加型農業資源管理に関する研究

本研究の目的は,アジア開発途上国における地域農業資源の持続的利用と保全を実現し,零細農民の経営改善をはかりながら,どのように農村の貧困を解消していくかを検討することである。具体的には,1)参加型の地域農資源管理の実態と問題点に関する調査,2)地域住民が参加するグループ組織の実態調査,3)持続的な資源利用と管理を軸にした農村開発のあり方についての検討,を行う。今年度は,バングラディシュと日本(広島県)において実態調査と比較研究を進めた。バングラディシュでは,農家植林を奨励・実践しているプロジェクト,種籾改良・保管を通じて農家の生活向上をはかっているプロジェクトについて調査した。それぞれ住民参加型のプロジェクトで,地域農業資源の効果的な利用をはかりながら,農村の貧困解消と生活の質の向上をめざしている。特に,種籾に関する事業はその波及効果が大きく,参加農家の資金蓄積及び農業技術の改良に役だっている。日本の広島県においては,ため池を中心とした農業用水の利用管理組織について調査した。農業土地基盤の整備が比較的進んでいる地域で実態調査を行ったが,ため池の利用と管理については,歴史的に形成されてきた集落組織が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。水資源の持続的な利用と公平な分配を実現するために,農業状況に相応しい参加型組織が形成されている。こうした事例調査を実施しながら,参加型の地域農業資源管理を研究するための手法の開発にも努めた。
爆心地域原爆被爆者造血細胞の分子・細胞遺伝学的研究

本研究は昭和43年から45年に行った原爆被災復元調査により確認された78名の500m以内原爆被爆者を基軸にして細胞遺伝学的ならびに分子生物学的研究を行ったものである。3年間の研究実績の概要はI.爆心地域原爆被爆者の追跡調査毎年行っている追跡調査では、この3年間に6名死亡(骨髄性白血病、T細胞性悪性リンパ腫、腎盂腫瘍、各1名、脳血管障害3名)2名の新たな癌(ともに大腸癌)の発生をみた。78名中29名が存在している(平成6,7,8年)。重遮蔽のもとに500m以内で被爆し生存している人の物理的線量推定は不可能である。6対の染色体を2色に着色(3対を赤色、3対を緑色)するFluorescence in situ hybridization(FISH)法による染色体異常率はこれまでのG分染所見に基づく異常率と概ね一致しており、多数例を短時間内に被爆線量を推定するのに有力な武器であることを証明した(平成6年)。III.大線量被爆者に髄膜腫が高頻度に発生していることを証明平成6年度までに比較的稀な腫瘍と考えられる髄膜腫が36名中2名に発生していることに注目し、1975年から1992年までに発生している被爆者髄膜腫38名(対照607名)の解析を行い、被爆者では5年毎に有意に増加しており、被曝線量ともよく相関していることを明らかにした(平成7、8年)。IV.大線量被爆者白血病の分子細胞遺伝学的所見は非被爆者群と異なる爆心地被爆者を含めた1Gy以上の白血病患者細胞は複雑な染色体異常が多く(p<0.05)、白血病型特異的転座が少ない(p<0.005)、RAS遺伝子変異が少ない(p<0.07)、MLL遺伝子再構成が少ない(p<0.03)、p53異常が少ない(p<0.07)などの特徴があり、通常の白血病化機構と大きく異なっていることが示唆された(平成6,7,8年)。本研究は昭和43年から45年に行った原爆被災復元調査により確認された78名の500m以内原爆被爆者を基軸にしての細胞遺伝学的ならびに分子生物学的研究を行っているものである。本年度は新しく開発したFluorescence in situ hybridization(FISH法)による近距離被爆者の線量の推定法ならびに同法による原爆被爆者白血病細胞に見出されるモノソミ-7の検出について研究を行った。I.FISH法による被曝線量の推定-とくに細胞遺伝学的結果との比較重遮蔽のため物理的線量推定(ABS93D)はなされていないが、染色体分析の結果、生物学的線量推定が行われている3名(0.4km,0.5km,1.0km被曝)を対象とした。9対の染色体を2色に着色(5対を赤色、4対を緑色)した場合と6対の染色体を2色に着色(3対を赤色、3対を緑色)した場合とも,3名の染色体異常率は、これまでのG分染所見に基づく異常率と大体一致していることがわかった。この結果より多数例について短時間内に概略的被曝線量を推定するのに本方法は有力な武器になることが明らかとなった。また、染色体分析を行わずとも間期核細胞で転座頻度も推定可能であることをin vitro実験結果より明らかにした。

FISH法による原爆被爆者白血病モノソミ-7の頻度推定分子細胞遺伝学的研究において1Gy以上被曝した人に発生した急性骨髄性白血病細胞には複雑な染色体異常があり、特に-5や-7が多いことをすでに報告したが、最近通常分析法では検出されずFISH法でのみモノソミ-7が検出されることが解ってきた。1Gy以上被曝した4名に本法を適用したところ、2列に"かくれた"モノソミ-7が検出された。このことは被爆者白血病におけるモノソミ-7は白血病発症に何らかの形で強く関わっているものと思われる。本研究は昭和43年から45年に行った原爆被災復元調査により確認された78名の500m以内原爆被爆者を基軸にしての細胞遺伝学的ならびに分子生物学的研究を行ったものである。本年度は一昨年開発したFluorescence in situ hybridization(FISH)法を原爆被爆白血病症例に適用し興味ある所見を得た。また、近距離被爆者の追跡調査より髄膜腫の多発が考えられる所見を得た。I.原爆被爆白血病細胞のFISH法による解析5.2Gy被曝し、その後急性骨髄性白血病となった63才の女性患者の染色体分析とFISH法による解析を行ったところ、染色体は44本で、14ヵ所に異常を示す複雑な核型を示した。FISH法による分析では、ABL遺伝子が5ないし6コピー(正常2コピー)に増加しており、いくつかの染色体にABL遺伝子が転座していることがわかった。この現象は世界で始めてのものである。さらに、CD3遺伝子について検討したところ、この遺伝子も増幅していることがわかった。II.近距離原爆被爆者の追跡調査現在生存している36名について追跡調査したところ、1名がT細胞性リンパ腫、2名が髄膜腫に罹患していることが判明した。後者は元来頻度の低い疾患であり、近距離被爆者2名に発生をみたことは放射線誘発の可能性が強い。このため、広島市内で1980年以降、髄膜腫と診断された280例を蒐集した。放射線との関連について今後解析を行う。本年度はp53遺伝子およびMLL遺伝子の分子生物学的解析を行った。また、爆心地被爆者白血病を含む28例の高線量被曝白血病の染色体異常と被曝線量との関連について解析を加えた。1.原爆被爆白血病細胞のp53およびMLL遺伝子解析a)p53遺伝子解析1SV以上被爆白血病5例、0.010.99SV被爆白血病8例、非被爆白血病25例を対象としてp53遺伝子のLOHの有無および塩基配列の異常を検索した。LOHおよび塩基配列異常ともに両群に有意差は認められなかった。1SV以上被爆白血病13例、0.010.99SV被爆白血病15例、非被爆白血病268例についてMLL遺伝子再構成を検討した。被爆白血病群では一例も再構成はみられなかったが、非被爆白血病群では5例に再構成を認めた。以上の結果ならびにこれまでのRAS遺伝子解析結果より高線量被爆白血病は一般的に言われている「個々の遺伝子の異常性蓄積により白血化する」という概念は当てはまらず、むしろ被爆放射線によって生じた大きな染色体異常をもつ遺伝的バランスの欠如が白血病化に大きく関与していることが考えられた。2.高線量被曝者白血病の染色体異常と被曝線量との関連0.01SV以上被曝した白血病患者の染色体異常個数と被曝線量との関連を検討したところ、染色体異常の複雑さは被曝当時に受けた線量と強い相関を示すことが明らかとなった。Y(染色体異常個数)=0.79+1.88X(被曝時線量)
パルス法およびフロー法によるプラズマ内反応素過程の研究

反応性プラズマの制御を行うためには、プラズマ内の反応素過程が何であるかを明らかにするとともに、その素過程の断面積または速度定数、反応生成物に関する系統的な研究を行うことが不可欠とされている。反応性プラズマ中の主要な反応活性種は、電子、正負イオン、フリーラジカル、励起原子分子であり、これらが種々の多原子分子と反応を行って複雑な反応系を構成している。本研究では多種類にわたる反応素過程研究法のうちから、上記の目的に最適であると考えられるパルス法とフロー法を互いに相補的に活用して、その目的を達成しようとするものであり、63年度の研究計画は以下の通りであった。すなわち、パルス電子線法により希ガス励起原子とIV族元素の水素化物、そのハロゲン置換体等との反応について、断面積絶対値とその衝突エネルギー依存性を測定するとともに、放電フロー法により希ガス励起原子およびイオンとIV族元素の水素化物等との反応について反応生成物の電子・振動・回転状態を、発光スペクトル法、レーザー誘起蛍光法を組合せて測定すること。ならびに上記の各分子について放射光を用いて、振動子強度強度分布の測定を行うこと。以上である。これらについては、まず、パルス電子線法によりヘリウムの四つの最低励起原子から、代表的なIV族元素であるシラン分子へのエネルギー移動断面積の測定を行った。また放電フロー法を用いて、ヘリウム、アルゴンの準安定励起状態およびヘリウムイオンとシラン、ジシラン分子等との反応生成物の観測を行った。以上の結果は学会において発表されるとともに、内外の学術雑誌に論文として投稿し印刷中(一部投稿中)である。放射光を用いた振動子強度分布の測定については、爆発性試料の導入・排気のための装置を建設しおわり、間もなく測定が開始される。以上ほぼ研究計画通り行なわれた。以上である。
教育領域と福祉領域を包括した教育費負担を軽減するための公的制度の全体構造の再構築

本研究は、現代日本社会における教育費負担の在り方を検討するために、教育費の私的負担を軽減する関連諸制度について包括的に分析し、その制度配置の構造的課題と制度接合の可能性を探究する。そして、教育費の私的負担を軽減する関連諸制度の現状や将来的構想が社会的支持を得られるかどうかを実証的に検証することを通じて、教育費負担の将来的な在り方を提示することを目的としている。具体的な研究課題として、「1個々の制度の再検証」「2制度配置の全体構造の把握」「3利用実態の全体的把握」「4制度接合・改革構想の考案」として関連制度の全体構造と再編可能性を検討した上で、「6社会的支持の検証」として、制度配置の現状と改革構想について一般市民に尋ねる質問紙調査を行うことを計画としている。2018年度は、研究課題のうち「1個々の制度の再検証」「2制度配置の全体構造の把握」を中心的に進めることとし、初等教育から高等教育までの教育段階を対象とした教育費負担の軽減を目的とする国・都道府県・市区町村による制度、子育て支援制度、子どものある家庭・低所得家庭等を対象とする福祉制度について、各制度の歴史的過程・政策課題を明らかにするために文献収集・研究、ウェブによる情報収集を行った。また、2019年10月に予定されている消費税増税を背景とする「幼児教育・保育の無償化」「高等教育の無償化」等の新たに提案されている教育費負担の軽減のための諸制度の具体的内容や課題について情報収集を進めた。特に、新制度の導入により制度構成がどのように変わるかについて、「2制度配置の全体構造把握」として制度理解を深めた。これらの基礎情報の収集は、2019年度に実施を予定している実態調査の前提となるものである。研究課題として設定した「1個々の制度の再検証」「2制度配置の全体構造の把握」を中心に進めたことは、申請時の研究計画に沿ったものである。2019年度は、具体的な研究課題のうち、「3利用実態の全体的把握」を中心に研究を進める。上半期に各市区町村の教育委員会を対象に教育行政領域において行われている教育費の負担を軽減するための制度・政策(具体的には、就学援助、各市区町村が独自に行っている教育費負担を軽減させるための制度(給食費や交通費補助など)、市区町村による奨学金制度等)の実態を把握するための調査を行う。また、市区町村の教育行政領域の調査の実施後、都道府県を対象とする同様の調査を行う。下半期には、各都道府県・市区町村における福祉制度・子育て支援のための公的制度の実態を把握するための調査を行う。これらの調査結果を総合して、教育費の私的負担を軽減する関連諸制度の実態を把握し、課題を検討する。なお、調査にあたっては、2019年10月に予定されている消費税増税を前提に想定されている「幼児教育・保育の無償化」「高等教育の無償化」等の諸制度の具体化に留意し、新制度の在り方を問う設問を含めるなど、制度全体の在り方を分析できるように工夫する。また、これらの調査結果は、学会等で報告し、社会への早期還元に努める。

また、市区町村の教育行政領域の調査の実施後、都道府県を対象とする同様の調査を行う。下半期には、各都道府県・市区町村における福祉制度・子育て支援のための公的制度の実態を把握するための調査を行う。これらの調査結果を総合して、教育費の私的負担を軽減する関連諸制度の実態を把握し、課題を検討する。なお、調査にあたっては、2019年10月に予定されている消費税増税を前提に想定されている「幼児教育・保育の無償化」「高等教育の無償化」等の諸制度の具体化に留意し、新制度の在り方を問う設問を含めるなど、制度全体の在り方を分析できるように工夫する。また、これらの調査結果は、学会等で報告し、社会への早期還元に努める。本研究の研究費は、研究申請時の計画金額に対して、金額が縮小されての採択であった。本研究で経費が多くかかるものは2年目・3年目の調査である。そのため、それらの調査に多くの資金を投入できるように初年度は研究費の使用を抑制した。
固体電解質を含むバイアス印加多相界面におけるイオンダイナミクスの第一原理解析

金属/ジルコニア界面の空間電荷層昨年度は、イオン欠陥からなる界面近傍の空間電荷層について、従来の連続体モデルを発展させて、結晶格子の不連続性を取り入れたparallel-sheetsモデルを考案し、計算を行った。今年度はさらに、このモデルを使って界面近傍のドーパント偏析を考慮した計算を行った。アクセプタードーパントが界面に偏析している場合は偏析が無い場合に比べて、酸化雰囲気で生じる酸素空孔欠乏層の幅が減少し、還元雰囲気で生じる酸素空孔蓄積層の幅が増加することが分かった。この内容については原著論文を投稿し、受理、掲載された。金属表面のバイアス下ダイナミクス抵抗変化素子への応用が期待される原子スイッチを念頭に、銅表面にバイアスがかかった状態での第一原理分子動力学シミュレーションを行った。対向電極に向けて金属イオンが移動し、架橋の生成が開始することを期待したが、シミュレーションの時間内(100ps程度)では観察できなかった。室温で行われる実験に比べてかなり高温(800K)でシミュレーションを行っており、何らかの素過程の開始が観察されても不思議では無い。従って、シミュレーションで考慮していない粒界などの影響が大きいことが示唆された。金属/強誘電体界面の誘電応答、分極ドメイン形成強誘電体は分極を抑えることで負の誘電率を示すことが知られている。通常は分極した方が安定であるが、薄膜化すること分極を抑えることができるとされており、本研究ではこの負の誘電率を用いて電圧増幅とキャパシタンス増幅を実現できないか、軌道分離法を用いた第一原理計算によって検討した。分極ドメインが単一であるという仮定のもとでは確かにキャパシタンスの増幅が起こることを確認した。ただし、分極を考慮すればこの限りではない可能性があり、分極を考慮した計算も開始したが、結論を得るまでは至っていないため、今後の課題とする。本年度は、採用後の初年度であることから、採用テーマに関する本な研究に向けた準備期間との位置づけである。界面にバイアスを印加した場合のダイナミクスのシミュレーションの前段階として、主に、下記の2つのテーマについて研究を実施した。金属/ジルコニア界面近傍の空間電荷層の解析一般に、電荷を持つ伝導種が十分に動ける場合、不連続な界面では電気化学ポテンシャルを一定に保つために空間電荷層が生じ、これによって界面近傍のイオン伝導度が変調する(これはバイアス電圧を印加しなくても生じる)。本テーマでは、第一原理計算によって欠陥生成エネルギーを計算し、連続体のポアソン方程式と組み合わせるマルチスケール解析によって、空間電荷層が酸素分圧、温度、および界面における価電子帯オフセット(VBO)にどのように依存するか調べた。これによって、バイアス電圧をかける前の金属/イオン伝導体界面について、一般的な描像が得られた。バイアス電圧を考慮するための新規手法「軌道分離法」の関発第一原理計算レベルで電圧印加を考慮するのは計算時間や精度、考慮することのできる構造に制限があるなどの理由で、現時点では容易ではない。本研究では、金属/イオン伝導体界面の調査に適した新規のバイアス印加法に関する着想を得た。この方法では、金属/絶縁体/金属のキャパシタ構造を想定し、まず、フェルミレベル近傍の一電子軌道を各金属電極に分割する。次に、各電極の軌道を異なるフェルミレベルに従って占有させることでバイアス電圧を考慮する。この「軌道分離法」を汎用第一原理計算プログラムVASPに導入し、Au/MgO/Auナノキャパシタに対してテスト計算を行うことで、方法論の実証を行った。本方法はその効率の良さと実装の容易さ、計算できる構造の多様さから、今後、界面における誘電物性やイオンダイナミクスのシミュレーションに広く応用されることが期待できる。グラフェンの量子キャパシタンス本年度はまず、昨年度開発した「軌道分離法」(第一原理計算によってキャパシタ構造に電圧を印加した状況のシミュレーションを行うための新規手法)が、量子キャパシタンスの解析にも利用できることを示した。グラフェン/真空/グラフェンモデルキャパシタにおいて、印加電圧が小さいときはキャパシタンスがほぼ0で、電圧が上昇するにつれて古典的に予想されるキャパシタンスの値に近づくことが確認できた。これは、グラフェンのバンド構造に起因する量子キャパシタンスで説明できることを示した。本結果と、昨年実施したAu/MgO/Auキャパシタの解析とをあわせて、軌道分離法に関する原著論文を投稿し、Physical Review B誌のEditor's Suggestionに採択された。金属/酸化物界面の誘電応答また、当初の計画通り、界面近傍のイオンがバイアス電圧にどのように応答するかについて調べ始めている。軌道分離法を幾つかの金属/酸化物界面に適用し、イオンの誘電応答がバルクとどのように異なるかを調べた。具体的には、SrRuO3/SrTiO3界面近傍において、バルクに比べて誘電率が低下することを確認した。また、BaTiO3などの強誘電体の誘電応答について、興味深い結果を得ており、原著論文を準備中である。金属/酸化物界面の空間電荷層:Parallel-sheetsモデル以上に加えて、昨年度行った金属/酸化物界面の空間電荷層の解析に関して、以前採用した連続体モデルより信頼性が高いと考えられるparallel-sheets modelに基づく解析を行い、原著論文を投稿した。酸素分圧、温度、そして価電子帯オフセットに空間電荷層の厚さと極性が依存するという、連続体モデルと概ね同様の結果を得た。

ただし、本モデルでは連続体モデルとは異なり、原子層を陽に考慮したシミュレーションとなっているため、より精確な描像が得られている。金属/ジルコニア界面の空間電荷層昨年度は、イオン欠陥からなる界面近傍の空間電荷層について、従来の連続体モデルを発展させて、結晶格子の不連続性を取り入れたparallel-sheetsモデルを考案し、計算を行った。今年度はさらに、このモデルを使って界面近傍のドーパント偏析を考慮した計算を行った。アクセプタードーパントが界面に偏析している場合は偏析が無い場合に比べて、酸化雰囲気で生じる酸素空孔欠乏層の幅が減少し、還元雰囲気で生じる酸素空孔蓄積層の幅が増加することが分かった。この内容については原著論文を投稿し、受理、掲載された。金属表面のバイアス下ダイナミクス抵抗変化素子への応用が期待される原子スイッチを念頭に、銅表面にバイアスがかかった状態での第一原理分子動力学シミュレーションを行った。対向電極に向けて金属イオンが移動し、架橋の生成が開始することを期待したが、シミュレーションの時間内(100ps程度)では観察できなかった。室温で行われる実験に比べてかなり高温(800K)でシミュレーションを行っており、何らかの素過程の開始が観察されても不思議では無い。従って、シミュレーションで考慮していない粒界などの影響が大きいことが示唆された。金属/強誘電体界面の誘電応答、分極ドメイン形成強誘電体は分極を抑えることで負の誘電率を示すことが知られている。通常は分極した方が安定であるが、薄膜化すること分極を抑えることができるとされており、本研究ではこの負の誘電率を用いて電圧増幅とキャパシタンス増幅を実現できないか、軌道分離法を用いた第一原理計算によって検討した。分極ドメインが単一であるという仮定のもとでは確かにキャパシタンスの増幅が起こることを確認した。ただし、分極を考慮すればこの限りではない可能性があり、分極を考慮した計算も開始したが、結論を得るまでは至っていないため、今後の課題とする。バイアスを印加した界面について、金属/酸化物界面の空間電荷層や誘電応答の変調に関する新たな知見が得られており、これらに関して複数の原著論文の投稿・採択に至っている。また、本研究の目的に適したシミュレーションを行うために、当初は想定していなかった「軌道分離法」の開発に至り、高い評価を得た(Editor's suggestion)。これまで得られている結果は、当初想定した燃料電池などの電気化学デバイスのみならず、トランジスタやナノキャパシタなどのナノ電子デバイスの分野においても、インパクトのある成果となっている。バイアス印加時のダイナミクスー軌道分離法と、分子動力学法あるいはnudged elastic band法を組み合わせて、バイアス印加時に界面近傍でイオンが移動する様子を調べる。大規模な系におけるマクロな物性予測-動的モンテカルロ法などによりキャリア濃度、拡散係数などのマクロな物性値の予測を行う。
焼きもどし温間鍛造に関する研究

焼もどし温間鍛造とは,焼入れた綱材を400600°Cの温度に急加熱し, 13分後にその温度において通常の加工速度で塑性変形を与える加工法である.これまでの基礎研究から,焼もどし温間鍛造は加工性の向上と材質改善の点ですぐれた加工熱処理法であることを確かめている.昨年度は,加工中の高延性現象のメカニズムを明らかにするとともに,種々の綱材の焼もどし温間鍛造への適用を検討した.そこで本年度は,焼もどし温間鍛造の実用化にあたって,高張力綱(Cr-Mo綱)の焼もどし温間鍛造材の水素ぜい化感受性を調べるとともにFR温間ホーマ(温間圧造-転造機)を用いて焼もどし温間鍛造ボルトの量産試作テストを行いその機械的性質を調査した.その結果,水素ぜい化感受性試験においては,1.高張力綱の焼もどし温間鍛造材(400600°Cで加工)を硫酸水溶液中に浸せき(13時間)し水素を吸蔵させた場合,その引張り強さは焼入れ焼もどし材と同様の傾向を示し,強度については水素ぜい化の影響がほとんどない.2.水素を吸蔵させた焼もどし温間鍛造材の延性(破断ひずみ)は,焼もどし材と比較して小さく,水素ぜい化感受性が高い.ことが明らかになった.また,焼入れ焼もどし温間鍛造ボルトの量産試作テストにおいては(S4.5C炭素綱),1.製品の硬さ分布は一様であり,その引張り強さは144.3Kgf/mm^2に達する.2.焼もどし温間鍛造ボルトでは,炭化物の球状化などの調質を行う必要がないので生産コストを10%以上低減することが可能である.ことが明らかとなり,本加工熱処理法の実用化の見通しを得ることができた.焼もどし温間鍛造とは,焼入れた綱材を400600°Cの温度に急加熱し, 13分後にその温度において通常の加工速度で塑性変形を与える加工法である.これまでの基礎研究から,焼もどし温間鍛造は加工性の向上と材質改善の点ですぐれた加工熱処理法であることを確かめている.昨年度は,加工中の高延性現象のメカニズムを明らかにするとともに,種々の綱材の焼もどし温間鍛造への適用を検討した.そこで本年度は,焼もどし温間鍛造の実用化にあたって,高張力綱(Cr-Mo綱)の焼もどし温間鍛造材の水素ぜい化感受性を調べるとともにFR温間ホーマ(温間圧造-転造機)を用いて焼もどし温間鍛造ボルトの量産試作テストを行いその機械的性質を調査した.その結果,水素ぜい化感受性試験においては,1.高張力綱の焼もどし温間鍛造材(400600°Cで加工)を硫酸水溶液中に浸せき(13時間)し水素を吸蔵させた場合,その引張り強さは焼入れ焼もどし材と同様の傾向を示し,強度については水素ぜい化の影響がほとんどない.2.水素を吸蔵させた焼もどし温間鍛造材の延性(破断ひずみ)は,焼もどし材と比較して小さく,水素ぜい化感受性が高い.ことが明らかになった.また,焼入れ焼もどし温間鍛造ボルトの量産試作テストにおいては(S4.5C炭素綱),1.製品の硬さ分布は一様であり,その引張り強さは144.3Kgf/mm^2に達する.2.焼もどし温間鍛造ボルトでは,炭化物の球状化などの調質を行う必要がないので生産コストを10%以上低減することが可能である.ことが明らかとなり,本加工熱処理法の実用化の見通しを得ることができた.焼もどし温間鍛造は、焼入れた鋼材を温間域まで急加熱し、短時間の焼もどしを行った後、その温度で変形を与え急冷する方法である。本加工熱処理によると、加工限界を著るしく向上させ得ることができ、しかも加工後の機械的性質もきわめてすぐれている。本研究においては、以上のような基礎的研究成果を基に次に示す実験を行った。1.焼きもどし途中の炭素鋼(S45C)の高延性について加工中の高延性と再結晶との関連を明らかにするため、焼もどし途中での変形抵抗の測定(圧縮試験)を行った。変形抵抗の測定においてはPCを利用した計測システムを開発した。実験の結果、変形抵抗は変形の初期の段階(ε=0.30.5)で急激に変化し、動的再結晶特有のパターンを示した。このことから、高延性現象は再結晶に基づくことが明らかにされた。2.種々の材料の焼もどし温間鍛造への適用(1)各種炭素鋼0.31.0%C炭素鋼の焼入れ材を400600°Cの温度範囲で高温引張試験して破断ひずみの測定を行い、各種焼入れ材の温間域での変形能を調べた。その結果、焼もどし過程の炭素鋼の延性は、炭素含有量の少ない材料ほど大きいことがわかった。本実験から焼もどし温間鍛造における材料選択の基本的な指針を得ることができた。(2)合金鋼高張力鋼の材質改善を目的として、SCM435の焼もどし温間鍛造を行い、遅れ破壊特性を調べた。実験では、鍛造材を5%

硫酸水に浸せきした後、引張試験を行い水素ぜい化感受性を調べた。その結果、SCM435の鍛造材は水素に対しきわめて鋭敏であることが明らかとなった。以上のように、本年度の研究目標はほぼ達成されたが、さらに詳細なデータを得るため62年度に追加実験を行う。
学生層の商店街「立寄り行動」特性と「自転車商圏」の実用的な区画方法

平日における商店街の自転車来客は主に学生層と主婦層から成る。学生層の一部(自転車通学者)はしばしば下校途中に商店街に立寄る。本研究ではこの立寄り行動の特性を考察した。その結果、第一に立寄り行動の発生は自宅・学校・商店街の位置関係に大きく影響されること、第二に立寄り発生圏の境界線は双曲線で表されること、第三に実用的には漸近線(直線)で代用できることが、明らかになった。これらは商店街の駐輪計画に役立つと思われる。地方都市の都心商店街においては、大規模ショッピングセンターの郊外立地によりマイカー来客が減っており、自転車来客を重視する動きが現れている。平日の自転車来客はおもに主婦層であるが、学生層(大学生・高校生など)の立寄りも軽視できない。地方の中核的な都市では大学・高校などが多く存在しており、自転車通学生たち(以下「学生層」)が帰宅途中に商店街に立寄ることによる。この現象について、高校生を対象とする実態調査のデータを集計・分析した結果、学生層は二つの群に分けられることが明らかになった。一つは自宅・学校・商店街の位置関係に大きく左右される群であり、もう一つは位置関係に左右されない群である。このうち前者について統計的に回帰分析したところ、立寄り行動の発生率(=立寄る人数/全人数)は相対距離差(L_1-L_2)/Sと明確な直線相関を持つことが分かった。ここにL_1は登校距離(自宅→学校)、Sは迂回距離(学校→商店街)、L_2は帰宅距離(商店街→自宅)である。すなわち、商店街が帰路の途中にあれば立寄りは生じやすく、逆に自宅から遠ざかる位置にあれば立寄りは生じにくい。この相関関係を元にして演繹すれば、前者の立寄り行動が発生する最も遠い地点-立寄り行動の発生圏境界線-を簡単な数式で表現できる。具体的には三つの距離L_1、L_2、Sをx-y座標で表現すれば境界線は双曲線で表せる。この境界線を地図上に描けば学生層の集客圏構造を知ることができるので、商店街側からみて主婦層・学生層に向けての駐輪計画に役立たせることができよう。本研究の最終目的は、自転車商圏の空間的構造を把握し、その形成を計画的に誘導する手立てを見出すことにある。ただし、申請期間内での当面の目標は、学生層の下校時における商店街立寄り行動の特性を明らかにすること、および立寄り発生圏の実用的な区画方法を提案することに絞った。下校途中の立寄り行動は、登校距離(自宅→学校)、迂回距離(学校→商店街)、帰宅距離(商店街→自宅)の三つに影響されると思われる。申請期間の1年目には、これら3種類の距離がどのような状態になると立寄りが発生するのかを考察した。その結果、立寄り発生率Pは「(登校距離一帰宅距離)/迂回距離」という相対指標Dと明確な直線相関を持つことを見出した。2年目においては、その相関を踏まえて、立寄り行動が発生する空間的範囲(自転車商圏)の区画方法を考察した。すなわち第一に、回帰式に基づきPとDの関係を一次式で設定した。第二に、相対指標Dを.x-y座標で表し、P=0.5とした場合の発生圏境界線の数式を誘導したところ、双曲線が得られた。第三に、双曲線は計算が煩雑であるため、実用性を考慮して近似式として漸近線(直線)を求めた。この漸近線の妥当性を確認するため、熊本市内のいくつかの高校を対象として、漸近線と実際の立寄り発生地点分布とを地図上に描き入れ、両者の一致程度を照合した。その結果によれば、漸近線は実際分布をほぼうまく区画していることから、境界線として適用できる可能性が充分にあると思われる。今回は研究対象が限られているため、大学等や熊本市以外の都市にも視野を広げて、同様の照合を追加することが今後の課題となる。
各種シーリング目地の耐疲労性の比較と目地設計への適用

カーテンウォールのロッキング変形に対するシーリング十字目地の耐疲労性の評価を研究目的として、以下の研究成果が得られた。(1)カーテンウォールのロッキング変形に対するシーリング目地の動きの把握カーテンウォールの固定方法としてロッキング方式を用いた場合、シーリング目地でのムーブメントがどのように変化するかを検討した。その結果、ロッキング変形に対するシーリング十字目地の動きは、パネル固定間距離とパネルの横幅の比(F/W)に依存し、これにより縦目地と横目地の複合変位性じることを示した。(2)ロッキング変形用疲労試験装置の試作とその評価カーテンウォールのロッキング変形を再現する疲労試験機を製作し、ロッキング変形した場合のシーリング目地の耐疲労性を簡便に評価できることを示した。(3)シーリング目地に関する一般目地と十字目地の耐疲労性シーリング十字目地の試験体を作成し、縦目地と横目地のムーブメントの大きさを変えて疲労試験を行なった。その結果、十字目地の隅角部では一般目地に比べ早い段階で亀裂が発生した。また、十字目地の耐疲労性は、横目地の動きの影響をうけ、縦目地と横目地が同一変位量となる場合、最も耐疲労性が低下した。(4)シーリング十字目地の耐疲労性の予測数値解析の結果、F/Wの値により、往・復の変位で隅角部の応力レベルが変化することを示した。また、この影響が耐疲労性にどの程度影響を与えるかについて考察を試みた。往・復の応力レベルが異なる場合の亀裂発生回数の計算法について示し、F/Wが変化した場合の亀裂発生回数の関係について明らかにした。(1)各種シーリング目地の耐剪断疲労性シーリング材の亀裂の発生は、L字型目地→T字型目地≒十字型目地→一般目地の順序に生じ、目地隅角部の耐疲労性は目地一般部に比べて耐疲労性が劣り、特にL字型目地については、目地に伸縮が生じるため最も低回数で亀裂が発生した。その繰り返し剪断ムーブメントによる目地隅角部の耐疲労性のレベルは、目地一般部の亀裂発生回数に対しT字部、十字部には1/101/30、L字部では、凡そl/l000以下にまで低下することがわかった。(2)目地隅角部の耐疲労性目地一般部より先に目地隅角部から亀裂が発生したことは、繰り返し剪断ムーブメントによりシーリング目地十字部に応力集中が生じたことによるものと思われる。数値解析により、目地隅角部は目地一般部に比べ応力が集中しやすいことがわかった。(3)等価剪断変形率を用いての目地隅角部と目地一般部の耐疲労性の関係目地一般部の耐疲労性を基準として、他のあらゆるシーリング目地の耐疲労性を評価・算定する等価剪断変形率の適用を考えた。これは、それぞれ剪断変形させたときの目地一般部と目地十字部の最大主応力度を計算し、目地十字部の隅角部の応力度と等しくさせるために必要となる目地一般部の剪断変形率(これを等価剪断変形率と定義する。)を考えたものである。これを用いることでシーリング目地の亀裂発生の予測をすることができた。(4)目地隅角部の耐疲労性の改善方法応力集中させない方法として、目地隅角部のコーナー半径を変えてどの程度耐疲労性が回復するか検討した。この結果適切な半径にすれば耐疲労性が向上することがわかった。
歯牙疼痛の内因性ペプチドによる制御に関する研究

多種類のペプチドが中枢神経系に分布することが明らかにされてきたが、中でも特にサブスタンスP(SP)などは一次求心線維に高濃度に分布し、痛覚伝導に深いかかわりをもつとされる。また、エンケファリン(EK)などのオピオイドペプチドが疼痛の制御に重要な役割を果たしている。本研究では歯髄疼痛伝導路におけるこれらペプチドの動態とその生理的役割に重点をおいて行われた。(当該年度に得られた結果1)歯髄組織のホモジネート、マイクロゾーム画分、あるいは上清に含まれるEK前駆体を酸性抽出してセファデックスG-100ゲル濾過で精製すると分子量58、000を持つことがわかった。歯髄EK産生酸素はライソゾーム画分に多く含まれる。CMセファデックスC-50で精製すると(400倍)、23.6kDaの分子量をもち、カテプシンBのそれに近い。ラット歯髄培養線維芽細胞でもBK,des-Arg8BK、あるいはL-アルギニンがカテプシンBを活性化しメチオニンEKが産生される。2)モルモット三叉神経節膜分画にはL型とN型のカルシウムチャネルが存在し、モルヒネはN型のチャネルに影響を及ぼす。3)ウサギ三叉神経脊髄路核尾側亜核浅層領域をpush-pullカニューレを用いて潅流すると、歯髄刺激によりSPとセロトニン(5-HT)の放出がみられる。モルヒネは5-HTの放出を高めると同時にSPの放出を抑える。大縫線核の刺激、および5-HTの局所適用によりSPの放出が抑えられることから、下降性の5-HTニュウロンの活性化が疼痛制御に関与することが明らかになった。このSPの放出は鍼刺激によっても抑制された。サブスタンスP,およびエンケファリンなどのペプチドは一次求心線維に高濃度に分布しており、感覚受容に重要な役割を果たしていると考えられている。本研究では歯牙疼痛の伝導路である歯髄、三叉神経節、三叉神経脊髄路核でのサブスタンスP、エンケファリンの動態などを調べ、歯牙疼痛の制御に果たす役割を追求した。1)ラット切歯歯髄ではブラジキニンによりメチオニン・エンケファリンの産生が増強されるが、その産生酵素の精製と前駆体の単離を試みた。まずその産生酵素はライソゾ-ム分画に高濃度に分布することから、ライソゾ-ムを分離後、CMセファデックスCー50でゲル濾過を行い、さらにセファデックスGー75にかけた。その結果、分子量23、600の酵素が精製され、その諸性質を調べると、カテプシンBであることが解った。また、前駆体蛋白の検索では可溶性分画からセファデックスGー100などで精製すると分子量58、000の蛋白が同定された。従って、歯髄では分子量58、000の前駆体からカテプシンBによりメチオニン・エンケファリンが生成されることが明らかになった。2)三叉神経節ではエンケファリン類がイオンチャネル(特にCa)に影響して侵害刺激を制御していると考えて実験を行ったが結果は得られなかった。3)家兎歯牙に電気刺激を加えると、特に三叉神経脊髄路核尾側亜核でサブスタンスPとメチオニン・エンケファリンの放出が見られ、サブスタンスPの放出がモルヒネにより抑えられる。これらのことから歯髄に加えられた侵害刺激により三叉神経脊髄路核尾側亜核からサブスタンスPの放出がみられ、これがオピオイドペプチドにより抑えられるという痛覚制御機構が考えられる。

多種類のペプチドが中枢神経系に分布することが明らかにされてきたが、中でも特にサブスタンスP、ソマトスタチン、CGRPなどは一次求心線維に高濃度に存在し、痛覚伝導に深いかかわりをもつとされる。また、エンケファリンなどのオピオイド・ペプチドが疼痛の制御に重要な役割を果たしている。本研究では歯髄疼痛伝導路におけるこれらペプチドの動態とその生理的役割に重点を置いて行われている。(当該年度に得られた結果)1)歯髄に対する侵害刺激によりカテプシンBの活性化がおこり、エンケファリンの産生が見られる。このカテプシンBの活性化にはPTX感受性のGs、あるいはGiが関与しており、ホスフォリパ-ゼC活性化に続くCaの流入、プロテインキナ-ゼCの活性化によることを示唆する結果が得られた。2)三叉神経節内においてエンケファリン含有細胞が存在し、またμ、δオピオイド受容体が分布することを明らかにした。これらのペプチドがCaの流入調節に関与することを示唆する結果が得られている。3)歯髄刺激により家兎三叉神経脊髄路尾側亜核のなかで特に浅層領域でのサブスタンスPの放出に増加が見られた。多種類のペプチドが中枢神経系に分布することが明らかにされてきたが、中でも特にサブスタンスP(SP)などは一次求心線維に高濃度に分布し、痛覚伝導に深いかかわりをもつとされる。また、エンケファリン(EK)などのオピオイドペプチドが疼痛の制御に重要な役割を果たしている。本研究では歯髄疼痛伝導路におけるこれらペプチドの動態とその生理的役割に重点をおいて行われた。(当該年度に得られた結果1)歯髄組織のホモジネート、マイクロゾーム画分、あるいは上清に含まれるEK前駆体を酸性抽出してセファデックスG-100ゲル濾過で精製すると分子量58、000を持つことがわかった。歯髄EK産生酵素はライソゾーム画分に多く含まれる。CMセファデックスC-50で精製すると(400倍)、23.6kDaの分子量をもち、カテプシンBのそれに近い。ラット歯髄培養線維芽細胞でもBK,des-Arg^8BK、あるいはLーアルギニンがカテプシンBを活性化しメチオニンEKが産生される。2)モルモット三叉神経節膜分画にはL型とN型のカルシウムチャネルが存在し、モルヒネはN型のチャネルに影響を及ぼす。3)ウサギ三叉神経脊髄路核尾側亜核浅層領域をPush-pullカニューレを用いて潅流すると、歯髄刺激によりSPとセロトニン(5-HT)の放出がみられる。モルヒネは5-HTの放出を高めると同時にSPの放出を抑える。大縫線核の刺激、および5-HTの局所適用によりSPの放出が抑られることから、下降性の5-HTニュウロンの活性化が疼痛制御に関与することが明らかになった。このSPの放出は鍼刺激によっても抑制された。