hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ分子集合体をキャリアとする乳化液膜法によるタンパク質の抽出

ナノ分子集合体である逆ミセルをキャリアとする乳化液膜によるタンパク質の抽出方法の開発を検討した。逆ミセル形成のための界面活性剤AOTを加えると乳化液膜の安定性は低下した。そこで抽出能力を維持したままAOT濃度を低下させるために、塩酸グアニジンの添加効果を検討し、低AOT濃度でも高い抽出率を得る条件を探索できた。また、乳化液膜の安定性を高めるために乳化剤Span80を加えると抽出速度が低下することから、乳化液膜操作に適切な操作条件を検討した。1)エマルション滴の破壊W/Oエマルションを水相中に分散させて、分散滴の安定性を調べた。有機溶媒としてイソオクタン、オクタン、ドデカンを用い、その粘度増加の効果を調べたが、分散滴の破壊率に影響はみられなかった。また、W/O/Wエマルション中のW/Oエマルションの体積比を0.17から0.33の範囲で変えて、分散状態のエマルションの粘性を高めたが、破壊率への効果は見られなかった。AOTを含まず、Span80だけで安定化した乳化液膜の場合、有機溶媒の粘性やW/O/Wエマルションの粘性は分散滴の破壊率に大きな影響を与えたことから、AOTを加えることにより、Span80との界面への競争吸着による分散滴不安定化の効果の方が、粘性増加による安定化の効果より強かったためと考えられる。2)タンパク質の可溶化と回収逆ミセルにリゾチームを可溶化させ、さらに逆ミセルから回収した後の活性変化を測定するために、可溶化と回収の方法について検討した。注入法によってリゾチームを逆ミセルに溶解させて相聞移動法で回収した。リゾチームの回収はリゾチームの等電点11以上のpHで効率よく行われた。また、回収されたりゾチームの活性はpH12以下であれば元の活性を十分維持していた。3)タンパク質の抽出平衡AOTとSpan80を含む逆ミセル溶液によるりボヌクレアーゼAの抽出能力を試験した。リボヌクレアーゼAの抽出率は、AOT濃度の増大によって高くなったが、Span80を加えることにより減少した。リゾチームでも同様の結果が見られたことから、非イオン性のSpan80が逆ミセルとタンパク質との静電的相互作用を弱めることにより、抽出が抑えられたと考えられる。1)エマルション滴安定性とタンパク質可溶化の改善AOT濃度が高いとエマルション滴が不安定化することから、AOT濃度を減少させるための方策として塩酸グアニジンの添加を試みた。従来の塩化カリウムや塩化ナトリウムの代わりに塩酸グアニジンを用いることで、低いAOT濃度でリゾチームの抽出が可能となった。また、逆抽出液に塩化カリウム水溶液を用いることで、高い逆抽出率を達成できた。さらに、回収されたリゾチームは、CDスペクトルでみる限り、ネイティブな構造を維持していることが確認できた。これにより、塩酸グアニジンを添加することによって安定な乳化液膜を形成できることが示唆された。2)タンパク質の抽出速度平界面接触撹拌槽を用いて、水溶液から逆ミセル溶液へのリゾチームの抽出速度測定実験を行った。リゾチームの抽出速度はAOT濃度の増加とともに大きくなり、Span80濃度の増加とともに小さくなった。非イオン性のSpan80が逆ミセルとタンパク質との静電的相互作用を弱めることにより、抽出速度が低下したと考えられる。また、水溶液からW/Oエマルションへの抽出速度を測定し、約10分の1にまで低下することを見出した。水相とエマルション相の界面における界面活性剤の配列の影響が推測された。1.塩酸グアニジンの添加効果塩酸グアニジンを水相に添加することで、低いAOT濃度でもタンパク質の抽出が可能であることをすでに見出しているが、その効果をさらに明確にするために、逆ミセルサイズとの関係を検討した。逆ミセルサイズは有機相の可溶化水分量から推定した。塩酸グアニジンは、塩化ナトリウムや塩化カリウムなどを添加した場合に比べて、小さな逆ミセルサイズのときでもタンパク質の抽出を引き起こすことがわかった。2.タンパク質の抽出速度平界面接触型撹拌槽を用いて、W/Oエマルションによるタンパク質リゾチームの抽出速度を検討した。抽出速度は、逆ミセル有機溶液への抽出速度に比べて1桁小さくなり、乳化剤Span80濃度の増加とともに低下し、界面活性剤AOT濃度の増加につれて向上した。撹拌速度による影響は小さく、エマルション化による粘度増大の効果はほとんどないことがわかった。また、内水相の条件も抽出速度に影響はなく、逆抽出段階も律速ではないことが示唆された。以上より、W/Oエマルション滴表面における抽出過程が律速段階であり、AOTによる逆ミセルがタンパク質を可溶化するのSpan80が阻害していると推測される。
源氏物語古写本における異本間の位相に関する研究

本年度は、源氏物語の諸本から代表的な4種類の本文(大島本・陽明本・保坂本・尾州本)を選び、翻刻本文をもとにしてその整備をした。そして、各々が内包する質的異同に重みを付け、その集積データから、各写本間の位相を明らかにしていこうとした。特徴のある異同を検討し、異本・異文の世界の様態を探究していくものである。二年計画のちょうど半分を終えたところである。今回の調査については、拙稿「源氏物語本文の位相と定位に関する考察-「澪標」十五種の書写様態判別の基準について-」(1997年度研究成果報告書所収)にまとめた。ただし、以下の2点が問題として残っている。◎1、階級値の再検討......異同に対する重み付け作業に、膨大な時間を要した。それは、重み付けの基準が、あまりにも細かすぎたためである。現在、処理を完了したデータの整理と、54巻の整合性を取るための見直しをしている。その整理点検を行う中で重み付けの階級値を再検討し、6段階から3段階に変更することの有効性が確認できている。◎2、データ公開方法の検討......〈異文データ処理ソフト〉と〈データ検索表示ソフト〉の開発を行なう必要がある。平成4・5年度の科研費研究(一般研究C・課題番号:04610266)の一環で開発したプログラム〈プロムナ-ド〉を、研究者指向のものに作り直すことで実現したい。また、古写本の所蔵者や出版社などの諸権利に関わるために、今年度に処理を終えた本文データが公開できないという事情がある。あくまでも暫定的ではあるが、『源氏物語別本集成』の文節番号をもとにして、各々に付与した階級値を一覧表として公表することを考えている。初年度分の作業を通して、とにかく予想をはるかに越える、膨大なデータ加工時間が必要であった。次年度も本研究を継続するためにも、新たな基準によるデータの点検と改善に着手しているところである。
ESR/スピントラッピング法とHPLC法の結合によるフリーラジカルの精確同定

近年、一酸化窒素(NO)は血管内皮だけでなく神経細胞、好中球、マクロファージ、血小板などほとんどすべての生体組織で産生されることがわかってきた。しかし、各種組織におけるNOの生成過程とその作用様式の相違に関してはまだほとんど未解明のままである。我々は、血小板由来のNO生成反応をESR/スピントラッピング法を用いて研究し、NO生成反応には多数のラジカル中間体が関与することを示したが、そこで生成したラジカル種の同定は不十分なままになっていた。その理由は、(1)多種のラジカル種が存在するとそれだけスペクトルが重なって解析が困難になる。(2)ESRスペクトルから得られる情報はラジカル中心の近傍のみである。の2点による。そこで我々はHPLCをESRと組み合わせ、(1)多数のラジカルはHPLCで分離する。(2)ESRの情報不足は、HPLCの保持時間の情報で補う。とうことにより各種組織のNO生成反応を明らかにすることを目的とした研究をスタートした。多血小板血漿(PRP)をコラーゲン刺激して得られるNO関連ラジカルをスピントラップ剤DBNBSで捕捉し、HPLCに投入して分離を試みた。C18逆相カラムを用い、アセトニトリル-水混合溶媒での溶離を行い3種のラジカルを分離することに成功し、それぞれのESRスペクトルが以前の研究でシミュレーションで分離していたラジカルパターンと対応することを確かめた。しかし、(1)ラジカル生成量や分離パターンに一貫性が得られていないため、ラジカル中間体生成反応の解明には至っていない。(2)保持時間の類似する既知のスピン付加物の合成ができていない。という理由で当初の目的をまだ果たせていない。今後、カラム・溶媒の選択を含めて分離条件を改善して上記問題を克服して血小板のNO生成反応を明らかにし、白血球のNO生成反応の解明に繋げたい。の2点による。
空間把握能力を持ったCTガイド下穿刺補助デバイスの開発

CT画像をガイドとして穿刺を行えば、体外から見えない病巣を体外から正確に穿刺することが理論的には可能であるが、現時点では穿刺できる範囲に限界がある。また確実に病巣を穿刺可能になるためには修練期間を要し、手技的に難易度の高い場合には熟練医師であっても手技時間が延長し手技中の被曝が増加する。そこで本研究では、空間位置を認識する機能を持った3Dポジションセンサを穿刺針に装着可能な形で作成し、CTガイド下穿刺における最適ルートをナビゲーションする穿刺補助システムを開発することで、上記問題点を改善・軽減させることを目的としている。その実現に向けて1穿刺位置のセンサデバイス2穿刺経路の選択プログラム3穿刺位置情報・穿刺経路を表示する穿刺情報の可視プログラムの3つのパートに分けて研究を進めており、それぞれ1については当初角速度センサ、地磁気センサ、加速度センサを用いたセンサデバイスを考案していたが、上記システムのみでは位置精度に限界があることが判明し、また無線での情報取得に時間を要するため、精度向上に向けて赤外線センサシステムを用いることを考案し、現在開発中である。2については2次元上での一定の穿刺条件における穿刺経路の提示・選択プログラムの作成に成功した。3についてはCT画像や穿刺位置および穿刺経路を表示する表示系の開発に成功した。以上について2019/3開催された情報処理学会全国大会にて報告した。現在研究の実現に向けて1穿刺位置のセンサデバイス2穿刺経路の選択プログラム3穿刺位置情報・穿刺経路を表示する穿刺情報の可視プログラムの3つのパートに分けて進めている。1については当初角速度センサ、地磁気センサ、加速度センサを用いたセンサデバイスを考案していたが、上記システムのみでは位置精度に限界があることが判明し、また無線での情報取得に時間を要するため、精度向上に向けて赤外線センサシステムを用いることを考案し、現在開発中である。1穿刺位置センサデバイスについては引き続き角速度・地磁気・加速度センサに赤外線センサシステムを加えたデバイスの開発を進める。2穿刺経路選択プログラムについては2次元上ではプログラム作成に至ったので、今後はボリュームレンダリングにより3次元上で同様のことが可能なプログラム作成を目指す。3穿刺位置情報・穿刺経路表示する情報可視プログラムについては表示系の作成には至ったので、今後上記1や2といったデバイスやプログラムの情報を組み込めるように開発を進める。購入予定であったworkstationや各センサの値段が当初の予定を下回ったため次年度使用額が生じた。翌年度分として情報収集のための海外・国内旅費およびセンサの追加購入および当初から購入予定物品の拡充に当てる予定とする。
早期乳癌の診断に有用な新規腫瘍マーカーの探索研究及び簡易アッセイ系の開発

採取した乳頭分泌液(ND)及び乳頭吸引液様(NAF様)検体中のタンパク質を二次元ナノLC-MS/MSを用いて測定し、マーカー候補タンパク質の網羅的な同定及び発現量の相対定量解析を行い、得られた結果を種々の統計的手法によって解析し、マーカー候補として15種のタンパク質を絞り込んだ。更に、病理組織での発現及びELISA法についても検討を行い新腫瘍マーカー候補を確定した。1.検体の採取及びタンパク質の網羅的な同定解析乳腺検診受診者及び乳癌患者からNAF及びNDを82例採取した。採取登録期間は2年間を計画しているため、残りの1年で更なる検体数を確保する予定である。解析機器の最適解析条件を検討した後、これらの検体の一部を用いて以下の実験を行った。(1)検体4例を用いたパイロットスタディの実施ND検体4例(健常者由来2例、患者由来2例)を用い、検体のタイプに適応したタンパク質抽出、変性・還元・アルキル化、酵素消化等の前処理法を確立した。(2)当手法で得られたペプチドを逆相ナノLC-MS/MS手法を用いてタンパク質の網羅的な同定解析を実施し、データの集積を行った。1つの検体から約100種前後のタンパク質が同定されている。2.早期乳癌腫瘍マーカー候補タンパク質の選択上述の1から得られた健常者由来検体及び患者由来検体タンパク質を比較し、乳癌に特徴的な発現差異を有するタンパク質の探索を行っている。以下に探索方法を示す。(1) Scaffoldソフトウエア(マトリックスサイエンス社製)を用いて、他方には検出されない特異的な発現を有するタンパク質を探索し、現在約20種のタンパク質を発見している。(2)ヨードアセトアニリド及びその7個の炭素を^<13>C化した安定同位体ラベル化ヨードアセトアニリドを用いて、発現強度比が有意な差で現れたタンパク質の探索を行っている。現在、当手法の最適化条件の検討が終了し、発現差異を有するタンパク質の探索実験を行っている。1解析プロトコールの全体確立:ND(NAF様)臨床検体の前処理方法、二次元(ODS(塩基性)/ODS(酸性))ナノLC-MS(/MS)による測定、ソフト(Mascot, Scaffold)を用いたタンパク質同定及び比較データ解析方法を全て開発、確立した。さらに、MSを用いたタンパク質相対定量方法としてヨードアセトアニリド(IAA)及びその13C同位体を開発し、定性、定量測定法の評価を行い、多検体で候補マーカータンパク質のバリデーションを行えるようにした。2検体採集の継続:大阪大学医学部附属病院、大阪府立成人病センター、大阪がん予防検診センター、及び、古妻クリニックの4施設でND,NAF様検体の採取が継続され、2012年3月31日現在、ND60検体、NAF様37検体の提供を受けた。この内、癌と診断されたものは11検体であった。非浸潤癌DCISはその内4検体であった。3癌と非癌検体のプロテオミクス解析:癌患者と非癌者の検体を差異比較プロテオミクスで解析した。二次元(ODS(塩基性)/ODS(酸性))ナノLC-MS(/MS)による癌・非癌検体の網羅解析及び差異比較解析より乳癌に特異的なタンパク質群の解析を進めている。現在、乳癌の第一次マーカー候補の絞り込み、及び、当該マーカー候補の抗体を用いて病理組織との相関について検討しており新腫瘍マーカーを確定しつつある。今後、新腫瘍マーカーの抗原部位を想定した合成ペプチド抗原を作製し、これらに対するモノクローナル抗体を作製する。そして、酵素免疫反応実験により病理組織中に当該タンパク質が高発現しているかどうか確認・評価する。採集した計100検体の乳頭分泌液(ND)の内26検体(非乳癌者検体14及び乳癌患者検体12)からタンパク質を抽出し、二次元(逆相ODS(塩基性)/逆相ODS(酸性))ナノLC-ESI(electrospray ionization)-MS/MS手法を用いてタンパク質発現差異の比較検討を行った。その結果、乳癌患者検体からより多く検出されたタンパク質15種(カルボキシペプチダーゼNサブユニット2、細胞外マトリックスタンパク質1、血清アミロイドP成分、ネブリン、補体成分C8α鎖、アポリポタンパク質L1、フラビンレダクターゼ、カタラーゼ、炭酸脱水酵素2、アポリポタンパク質C-I、核膜孔糖タンパク質210、スーパーオキシドジスムターゼ[Cu-Zn]、ビスホスホグリセリン酸ムターゼ、炭酸脱水酵素1、ペルオキシレドキシン2)を第一次マーカー候補として同定した。実用化をにらんで、平成24年9月5日に特許出願を行った(出願番号:特願2012-194804号、発明の名称:乳癌の判定方法)。

更に、当該マーカー候補タンパク質の評価として、乳癌病理組織を用いた発現確認、ウエスタンブロテイング、更には、各候補タンパク質の酵素免疫測定法(ELISA法)を作成してND100検体全ての定量発現測定を行い、当該マーカー候補タンパク質の乳癌腫瘍マーカータンパク質としての確立へ向けた評価実験を行った。加えて、質量分析法でより早く定量検討できる手法を開発した。ヨードアセトアニリド(IAA)及びその13C同位体置換IAAをタンパク質と反応させ、2群間における同種タンパク質の相対定量法の開発を行った。その結果を、Bioorganic & Medicinal Chemistry Lettersに投稿しパブリッシュされた。H23年度の交付申請書に記載した「研究の目的」である[1]プロテオミクスによる早期乳癌腫瘍マーカー候補の探索及びマーカー候補の絞り込みにおいて、乳癌の第一次マーカー候補として絞り込み、及び、病理組織との相関について検討し、新腫瘍マーカーを確定しつつあるため当該目的を達成しつつあると考え区分を(2)とした。もう一つの目的である[2]早期乳癌腫瘍マーカーをターゲットとした簡易アッセイ系の確立、については最終年度の目的でもあるため、今後鋭意進めていく。24年度が最終年度であるため、記入しない。当該研究によって得られたプロテオーム発現情報と臨床病理学的データの相関を解析し、乳癌特異的な癌マーカー候補を見出す。これらの候補タンパク質について、質量分析による定量測定、及び、それらの抗体を用いた乳癌病理組織染色によって癌マーカーとしての有用性を評価する。最終的には有用性が示された新規癌マーカーを特許申請すると共に、実用化としてイムノクロマトELISA法による簡易診断法を開発する。
小児悪性固形腫瘍の新規病理分子学的リスク分類の開発とゲノム診療に向けた基盤構築

2018年度は主に2017年度に作製したNCC Oncopanel Ped v1の性能試験を行った。NCC Oncopanel Ped v1は、薬事承認されたNCC Oncopanel v4に、小児がんにおいて治療標的/予後因子となる遺伝子、生殖細胞系列変異が知られる遺伝子等を追加し、小児がん用の遺伝子パネル検査として作製したものである。ゲノム再構成や数十数百塩基の欠失の検出はNGS解析が比較的苦手とするところであるため、追加した機能の中で、神経芽腫に見られるTERT遺伝子プロモーター領域再構成、肝芽腫に見られるCTNNB1遺伝子エクソン3 - 4領域の欠失、治療標的として注目されているNTRK3融合遺伝子の検出を中心に検討した。その結果、TERTプロモーター再構成の検出は難しいことが判明したが、CTNNB1欠失や、NTRK3融合の検出は十分に可能であることが示された。ただ、一部の搭載遺伝子において読み取り深度が低いことが判明したため、これを補正するマイナーバージョンアップを施したNCC Oncopanel Ped v1.1の作製を行った。また、このような性能検証に加え、NCC Oncopanel Ped v1を用いた新規治療標的の探索として、JN-H-11(高リスク神経芽腫に対する遅延局所療法第II相臨床試験)に登録された神経芽腫28症例(T/Nペア17症例+Tのみ11症例;うち1例については再発時の腫瘍も解析)の解析も行った。また神経芽腫・腎芽腫のテロメア関連解析として、C-circle qPCR解析、テロメア長qPCR解析、TERT発現量qPCR解析のh実施準備をおこなった。理由本研究班内外で小児固形腫瘍におけるパネル検査のあり方について幅広く議論を行うとともに、JCCG固形腫瘍分科会の各疾患委員会からの提案も受け、小児固形腫瘍の治療選択に有用な遺伝子(治療標的/予後因子となる可能性のある遺伝子と、生殖細胞系列変異が知られ治療/管理方針に影響を与える可能性の高い遺伝子)のリストアップを行い、小児固形腫瘍用パネルを作製することができた。さらに、その性能検証を経てさらに改良を加えたパネルの作成も行い、より臨床実装に近づいた。これらのことから、研究は概ね順調に進んでいると考えている。2019年度は、マイナーバージョンアップを施したNCC Oncopanel Ped v1.1について、読み取り深度が向上していることを確認した後、種々の既知遺伝子異常陽性症例を用いて性能試験を継続して行う。また、国立がん研究センター中央病院において行われている前向き臨床研究「がん患者の臨床検体を用いた治療効果および毒性に関する遺伝子のプロファイリング研究(TOP-GEAR)」においてNCC Oncopanel Ped v1.1を使用し、本パネル検査の臨床的稼働性、有用性についての検討を開始する。また、神経芽腫・腎芽腫のテロメア関連解析として、C-circle qPCR解析、テロメア長qPCR解析、TERT発現量qPCR解析を行う予定である。成人固形腫瘍領域では、次世代シークエンサー(NGS)技術を用いた多遺伝子検査(パネル検査)が臨床に導入されつつあり、個々の症例の遺伝子異常に合わせて治療の選択を行うがんゲノム医療の実践が試みられている。しかしながら、小児固形腫瘍に対してがんゲノム医療を実施するための基盤は十分に構築されていない。日本小児がん研究グループ(JCCG)固形腫瘍分科会では、2011年から全種類の小児悪性固形腫瘍を対象として症例登録を行い、病理・分子生物学的中央診断を実施した上で、フォローアップデータを含む臨床情報を継続的に収集する小児固形腫瘍観察研究を実施して来た。本研究は、この観察研究に登録された症例の余剰検体を用いて新たな分子病理学的リスク分類の開発を行うとともに、小児固形腫瘍のためのパネル検査を開発し、小児固形腫瘍のゲノム医療の基盤を構築することを目的としている。本年度重点を置いたのは、小児固形腫瘍用のパネル検査の開発である。成人固形腫瘍の治療選択を目的として研究分担者らが開発して来たNCCオンコパネル検査を基盤として、JCCG固形腫瘍分科会の各疾患委員会と協力して、追加すべき遺伝子をリストアップした。治療標的/予後因子となる可能性のある40遺伝子の全エクソン配列、生殖細胞系列変異が知られ治療/管理方針に影響を与える可能性の高い57遺伝子の全エクソン配列、2融合遺伝子の転座イントロン領域、TERT遺伝子プロモーター領域、CTNNB1遺伝子の欠失イントロン領域をNCC Oncopanel v4に追加して、NCC Oncopanel Ped v1を作製した。小児固形腫瘍FFPE検体を用いてこのパネルの性能検証を開始し、まず、実臨床で作製された小児固形腫瘍FFPE検体がNGSパネル検査に使用可能であること、NCC Oncopanel Ped v1がNCC Oncopanel v4と同等に稼働可能なこと等を確認した。本研究班内外で小児固形腫瘍におけるパネル検査のあり方について幅広く議論を行うとともに、JCCG固形腫瘍分科会の各疾患委員会からの提案も受け、小児固形腫瘍の治療選択に有用な遺伝子(治療標的/予後因子となる可能性のある遺伝子と、生殖細胞系列変異が知られ治療/管理方針に影響を与える可能性の高い遺伝子)のリストアップを行い、小児固形腫瘍用パネルを作製することができた。また、倫理申請を行い、病理診断の再確認を行った上で検体を選出し、実臨床で作製された腫瘍組織検体を用いた性能検証を開始することができた。その他、神経芽腫の治療層別化のための分子病理学的新規リスク分類の開発も進めている。

これらのことから、研究は概ね順調に進んでいると考えている。2018年度は主に2017年度に作製したNCC Oncopanel Ped v1の性能試験を行った。NCC Oncopanel Ped v1は、薬事承認されたNCC Oncopanel v4に、小児がんにおいて治療標的/予後因子となる遺伝子、生殖細胞系列変異が知られる遺伝子等を追加し、小児がん用の遺伝子パネル検査として作製したものである。ゲノム再構成や数十数百塩基の欠失の検出はNGS解析が比較的苦手とするところであるため、追加した機能の中で、神経芽腫に見られるTERT遺伝子プロモーター領域再構成、肝芽腫に見られるCTNNB1遺伝子エクソン3 - 4領域の欠失、治療標的として注目されているNTRK3融合遺伝子の検出を中心に検討した。その結果、TERTプロモーター再構成の検出は難しいことが判明したが、CTNNB1欠失や、NTRK3融合の検出は十分に可能であることが示された。ただ、一部の搭載遺伝子において読み取り深度が低いことが判明したため、これを補正するマイナーバージョンアップを施したNCC Oncopanel Ped v1.1の作製を行った。また、このような性能検証に加え、NCC Oncopanel Ped v1を用いた新規治療標的の探索として、JN-H-11(高リスク神経芽腫に対する遅延局所療法第II相臨床試験)に登録された神経芽腫28症例(T/Nペア17症例+Tのみ11症例;うち1例については再発時の腫瘍も解析)の解析も行った。また神経芽腫・腎芽腫のテロメア関連解析として、C-circle qPCR解析、テロメア長qPCR解析、TERT発現量qPCR解析のh実施準備をおこなった。理由本研究班内外で小児固形腫瘍におけるパネル検査のあり方について幅広く議論を行うとともに、JCCG固形腫瘍分科会の各疾患委員会からの提案も受け、小児固形腫瘍の治療選択に有用な遺伝子(治療標的/予後因子となる可能性のある遺伝子と、生殖細胞系列変異が知られ治療/管理方針に影響を与える可能性の高い遺伝子)のリストアップを行い、小児固形腫瘍用パネルを作製することができた。さらに、その性能検証を経てさらに改良を加えたパネルの作成も行い、より臨床実装に近づいた。ゲノムの再構成や数十数百塩基の欠失の検出はNGS解析が比較的苦手とするところであり、神経芽腫に見られるTERT遺伝子プロモーター領域再構成や、肝芽腫に見られるCTNNB1遺伝子イントロン2 - 3領域の欠失を、NCC Oncopanel Ped v1を用いて高精度で検出できるかを検証することは重要な課題である。この点を中心に、NCCオンコパネルPed v1の性能検証を進める。一方、今年1月に、JCCG、小児血液・がん学会、国立成育医療研究センター、国立がん研究センターから推薦された研究者を構成員とし、All Japan体制で小児固形腫瘍パネル検査の開発を行う小児がんパネル開発ワーキングチームが結成され、本研究班の研究者らも参加している。このワーキングチームで開発を目指すのは、治療、リスク分類だけでなく、診断も目的とする小児固形腫瘍パネル検査である。
大学機関における研究活動の実施構造・内容の定量的分析

本年度は大学セクターの論文生産の内部構造の詳細な分析を行い、政策との関係を検討した。大学セクターからの論文生産を世界シェアでみると、1980年代から次第に増加し、1991年以降は多数の大学からの論文生産が急激に増加し、1999年にピークを迎えていることがわかった。特にこの間に増加したのは、分野ごとの引用ランキングで上位75%-100%(すなわち、ほとんど引用されていない論文)である。本研究では論文生産者の集中と分散の推移を明確に計測するために、Herfindal指標を用いて全論文や引用数上位10%論文に限定した場合の論文生産者の集中度分析を行った。その結果、分散傾向は1980年代に始まり1996年までに分散傾向が収束し、それ以降は論文生産数で上位に入る少数の大学のシェアが拡大していることが明らかになった。これは第一次科学技術基本計画により、競争的資金が増加した時期と一致する。また、国立大学を対象にして、論文生産性とその他のインプット指標との相関分析を行った結果では、博士課程学生数および外部研究費獲得額が0.9以上の極めて高い相関を示した。1980年代から1990年代半ばまでにかけては、研究費の漸増、1991年以降の大学院生の急激な増大、自己点検・評価の導入による定期的な研究出版への圧力、国際学術誌への論文投稿の増大などの環境要因が、様々な大学の教員が国際誌への論文生産を増すことに影響したと考えられる。しかし、1996年以降、公的研究費が急速に拡大したにもかかわらずそのおよそ半数が上位8大学に集中しており、また、上位大学の博士課程学生数が増大しつつあることにより優秀な学生が偏在し、また自己点検・評価導入の初期効果が減衰していくことなどによって、論文生産者の分散化傾向は収束し、上位大学における引用数の高い論文の産出増加の傾向が顕著になりつつあることが実証的に明らかになった。初年度にあたる本年は、研究活動の定量的分析を行う上での情報基盤をまず構築し、いくつかの実証的分析を試行的に行った。研究開発活動の定量的な分析を行うためには、論文や特許などのアウトプットの分析を行うことが第一に必要となる。そのため、論文の引用分析に最も使われるデータベースであるScience Citation Indexを基にして、自己引用の除去や研究分野による分布の解析、引用関係のトレースが容易にできるようにデータベースの再構築を行った。このデータを基にして、大学評価・学位授与機構が平成12年度に行った研究評価におけるピアレビュー結果と、引用数などの書誌計量学的指標との間の相関関係の分析や差異の要因分析を行い、書誌データを分析に用いることの妥当性を検討した。その結果、書誌計量学的指標によってピアレビューとおおむね一致する結果が得られた。それとともに、ピアレビューで生じやすい分野間での評価基準の違いという問題に対して、書誌計量学的指標は分野間での標準化を行えばその問題を改善するための情報を提供できることが示された。このように書誌計量学的指標の妥当性がある程度示されたことから、大学の研究活動の特徴の定量的分析方法の検討を行った。「アクティビティ指標」や「相対引用度」などの指標を用いることにより、各大学がどのような分野で研究の量やインパクトが大きいかをポートフォリオとして示す方法について検討をおこなった。得られたポートフォリオは大学によって大きく異なり、これを基にして各大学が自己の研究活動の特徴を把握して意思決定に利用することが可能であると考えられる。本年度は昨年度に構築した論文データベースを用いて、学問分野別、セクター別(大学、民間企業、国立研究所、病院、非営利法人など)、および被引用度別に詳細な分析を行った。1980年代から2002年までの論文の変化を分析することにより、日本の大学や企業が関与している論文の数およびその世界シェアは増加しており、その中で大学セクターが常に8割程度に関与していることが明らかになった。一方で民間企業セクターや公的研究所からの英文論文については、全体的に見ると、そのほぼ半分が大学との共著となっており、産学官連携の促進を実証することができた。特に、製薬や化学工業の分野ではこの傾向がいっそう顕著であった。一方で大学セクター内部を詳細に分析した結果では、地方国立大学や公立・私立大学の論文数が増加傾向にあることが示された。だが被引用数別に区分して詳細な分析を行うと、被引用数が上位1%、10%、25%などの高いものに限定すると、以前として少数の国立大学のシェアが大きいままである。これらのことから、過去20年における日本の研究実施者の構造的変化を把握することができた。また、少数の大学については共著関係などからその研究活動の特徴の分析を行い、特殊法人との関係などにおいて特徴を見いだすことができた。

その結果、分散傾向は1980年代に始まり1996年までに分散傾向が収束し、それ以降は論文生産数で上位に入る少数の大学のシェアが拡大していることが明らかになった。これは第一次科学技術基本計画により、競争的資金が増加した時期と一致する。また、国立大学を対象にして、論文生産性とその他のインプット指標との相関分析を行った結果では、博士課程学生数および外部研究費獲得額が0.9以上の極めて高い相関を示した。1980年代から1990年代半ばまでにかけては、研究費の漸増、1991年以降の大学院生の急激な増大、自己点検・評価の導入による定期的な研究出版への圧力、国際学術誌への論文投稿の増大などの環境要因が、様々な大学の教員が国際誌への論文生産を増すことに影響したと考えられる。しかし、1996年以降、公的研究費が急速に拡大したにもかかわらずそのおよそ半数が上位8大学に集中しており、また、上位大学の博士課程学生数が増大しつつあることにより優秀な学生が偏在し、また自己点検・評価導入の初期効果が減衰していくことなどによって、論文生産者の分散化傾向は収束し、上位大学における引用数の高い論文の産出増加の傾向が顕著になりつつあることが実証的に明らかになった。
注意障害患者の看護介入に関する研究-食事行為における環境調整-

本研究は、注意障害を呈した患者の食事環境において、環境調整による看護介入の有効性を明らかにすることを目的とした。患者の普段の食事環境における食事行為と、視覚・聴覚刺激を減少した個室環境における食事行為とを比較し、患者の食事行為における注意機能の傾向を検討した。その結果、注意障害を呈する患者2名において、視覚・聴覚刺激を減少した個室環境は、食事への注意の集中を高め、食事時間の短縮を促した。本研究は,注意障害を呈した患者の食事環境において,環境調整による看護介入の有効性を明らかにすることを目的に開始した。平成19年度は,調査の準備および実施であった。まず,聖マリア学院大学研究倫理審査委員会にて承認を受け,次に,本研究を実施する病院の責任者に承諾を得た。その上で,研究の対象者に,本研究の趣旨,個人情報の保護,参加拒否による不利益は被らないこと等を説明し,同意を得た上で調査を開始した。対象者の食事行為における環境調整は,注意の持続を維持するために,外部環境からの視覚、聴覚刺激を減少させた「個室」とした。環境調整は以下の手順で進めた。環境A:従来の食事環境である三四人部屋の病室。環境B:視覚、聴覚刺激を調整した個室。環境A':環境Bの期間を終え環境Aに移った環境。このように患者の食事環境を設定し,以上A,B,A'の環境下において観察を行った。データの収集は,参与観察にて行い,併せてビデオカメラに患者の行動を撮影し記録した。行動の記録はタイムサンプリング法を用い,環境A,B,A'における環境での食事開始から食事終了時までを,1秒間隔で時系列に記載した。評価項目の決定とその分析は,病院の看護師と研究者の協力の元に行った。環境A,B,A'における環境での食事摂取に要した時間値,食事中の注意能力として,注意が逸れた時間値と回数を比較した結果,食事摂取に要した時間値,注意がそれた時間値と回数は減少した。環境調整による看護介入は,食事時間の短縮を促した。現在,新たに対象となった患者の食事行為に対し環境調整の介入を行っており,本年度も継続して介入の有効性について検討する予定である。データを蓄積することで,看護介入における環境調整の有効性を論証でき,注意障害を呈する患者に対する看護介入の確立につながることが期待される。本研究は、注意障害を呈した患者の食事環境において、環境調整による看護介入の有効性を明らかにすることを目的に開始した。平成20年度は、平成19年度に引き続き、調査の実施であった。対象は、脳損傷後に注意障害を呈し注意障害が食事の摂取時間や摂取量に影響を与えた患者2名とした。対象者の食事行為における環境調整は、患者が注意の持続を維持するために、外部環境からの視覚・聴覚刺激を減少させた個室の環境を設定した。食事摂取における環境調整は、環境A:従来の食事環境である三人部屋の病室、環境B:視覚・聴覚刺激を調整した個室、環境A':環境Bの期間を終え環境Aに移った環境とし、A、B、A'の環境において観察を行った。データの収集は参与観察にて行い、併せてビデオカメラに患者の行動を記録した。行動の記録はタイムサンプリング法を用い、環境A、B、A'における環境での食事開始から食事終了までを1秒間隔で時系列に記載した。そして、1事例毎に環境A、B、A'における食事時間値、注意が逸れたために食事行為が中断された時間値と回数を比較し、さらに2事例の結果から環境A、B、A'における注意機能の傾向を検討した。その結果、食事時間値は、事例1、事例2ともに環境Aに比べ環境Bでは短縮していた。環境A'においては、環境Bに比べて食事時間値の増加を認めたが、環境Aよりは短縮していた。注意がそれた時間値と回数は、事例1、事例2ともに環境Aに比べ環境Bでは減少した。事例1は、環境Bに比べ環境A'では注意がそれた時間値と回数は短縮していたが、事例2では、環境Bに比べ環境A'では注意がそれた時間値と回数は増加していた。注意障害を呈する患者2名において、視覚・聴覚刺激を減少した個室環境は、食事への注意の集中を高め、食事時間の短縮を促した。今後は食事行為において獲得された注意の持続が他の行為において継続されているかを検討する必要がある。
都市型のがんの特性と要因に関する病理疫学的研究

本年度は,前年度各施設において整備され稼働しているがん病理データベースを中央の大型電算機に統合し,一定のデータアウトプットの形式に出力して,都市型の癌の特性の統計的把握に努めた.その統合データベース構築に際しては未だ多くの情報処理上の技術的問題も残しているのが実状であるため,本年度の統計出力は暫定的な内容を持っており,次年度において細部の点検とより多くの種類の癌について癌の特性と要因を検討したい.1.東京の14施設(慶応大は未着)から,磁気テープあるいはフロッピーディスクをメディアとして, 83,84,85年に手術生検材料によって癌と診断された患者についての性別,年齢,採取部位,組織型を中心とするデータを集めて大型電算機に入力後,同一症例を患者IDによって落し(未だ完全ではない),変換テーブルによりデータを統合し一回目の統計表出力処理を行った.2.悪性腫瘍は3年間で計28,696例はり,死亡から推計される東京の癌患者の推計年間発生値2万数千件の約3分の1が把握されたと期待できる.男女比は1:18,年齢のピーク(及び中央値を含む群)は男女とも55ー59歳の群にあり,その分布は一般的な総合病院(例.東大病院)における癌患者の分布と相似している.ただし各施設間の男女比,各腫瘍の構成比率には一定の違いがあり,癌の罹患率の観察に近ずけるためには疫学的作業が更に必要である.3.採取部位別構成では,胃(24%),結腸直腸(10%),乳房(9%),気管肺(7%),子宮頚部(6%)の癌などが多いものである.また肝臓,膵臓なで生検手術例のみではその実態が掴みにくい癌もある点は考慮に入れる必要が認められた.4.肺癌については,その組織型構成に特徴があった.男女あわせては腺癌46%(全国統計39%)扁平上皮癌35忍(同40%),男では腺癌40%(同32%),扁平上皮癌42%(同46%),女では腺癌70%(同64%),扁平上皮癌19%(同19%)と腺癌の比率の上昇が目立った.本年度は,前年度各施設において整備され稼働しているがん病理データベースを中央の大型電算機に統合し,一定のデータアウトプットの形式に出力して,都市型の癌の特性の統計的把握に努めた.その統合データベース構築に際しては未だ多くの情報処理上の技術的問題も残しているのが実状であるため,本年度の統計出力は暫定的な内容を持っており,次年度において細部の点検とより多くの種類の癌について癌の特性と要因を検討したい.1.東京の14施設(慶応大は未着)から,磁気テープあるいはフロッピーディスクをメディアとして, 83,84,85年に手術生検材料によって癌と診断された患者についての性別,年齢,採取部位,組織型を中心とするデータを集めて大型電算機に入力後,同一症例を患者IDによって落し(未だ完全ではない),変換テーブルによりデータを統合し一回目の統計表出力処理を行った.2.悪性腫瘍は3年間で計28,696例はり,死亡から推計される東京の癌患者の推計年間発生値2万数千件の約3分の1が把握されたと期待できる.男女比は1:18,年齢のピーク(及び中央値を含む群)は男女とも55ー59歳の群にあり,その分布は一般的な総合病院(例.東大病院)における癌患者の分布と相似している.ただし各施設間の男女比,各腫瘍の構成比率には一定の違いがあり,癌の罹患率の観察に近ずけるためには疫学的作業が更に必要である.3.採取部位別構成では,胃(24%),結腸直腸(10%),乳房(9%),気管肺(7%),子宮頚部(6%)の癌などが多いものである.また肝臓,膵臓なで生検手術例のみではその実態が掴みにくい癌もある点は考慮に入れる必要が認められた.4.肺癌については,その組織型構成に特徴があった.男女あわせては腺癌46%(全国統計39%)扁平上皮癌35忍(同40%),男では腺癌40%(同32%),扁平上皮癌42%(同46%),女では腺癌70%(同64%),扁平上皮癌19%(同19%)と腺癌の比率の上昇が目立った.
固体電解質を用いたGaN表面の電解援用ドライポリシングの開発

次世代の光・電子デバイス用材料である窒化ガリウム(GaN)に対する,高効率・高精度表面加工技術の確立が求められている.本研究では,電気化学(電解)反応を利用した表面改質の導入により,化学的に安定なGaNの高効率加工法の開発を行う.これにより,電解処理に用いられる薬液を排除し,固体電解質がそれを代替できる.固体電解質表面で発生するラジカル種により,材料表面の凸部のみを選択的に改質し.その改質層を砥粒によって除去する.本研究では,(1)固体電解質を用いた電解による表面改質,(2)微粒子による改質層の除去からなる新たな電解援用ドライポリシング法を開発する.次世代の光・電子デバイス用材料である窒化ガリウム(GaN)に対する,高効率・高精度表面加工技術の確立が求められている.本研究では,電気化学(電解)反応を利用した表面改質の導入により,化学的に安定なGaNの高効率加工法の開発を行う.これにより,電解処理に用いられる薬液を排除し,固体電解質がそれを代替できる.固体電解質表面で発生するラジカル種により,材料表面の凸部のみを選択的に改質し.その改質層を砥粒によって除去する.本研究では,(1)固体電解質を用いた電解による表面改質,(2)微粒子による改質層の除去からなる新たな電解援用ドライポリシング法を開発する.
合法外国人単純労働者の導入後における、質を確保できる望ましい移民政策の探究

本格的な単純労働への門戸開放政策の下で併存することになる、合法熟練労働者、合法単純労働者、不法滞在者、偽装移民労働者の4つのタイプの外国人労働者を比較する。異なる潜在的な能力を持つ外国人が、リスクやコストを勘案し生涯期待所得を最大化するために、どのタイプの労働者としての就労を選択するかを考慮し、いかにして一定量の外国人を受入れつつも外国人労働者の平均的な質を高めることができるかを理論分析する。
ナノ素材の毒性・代謝機構とその環境影響評価

今年度はフラーレンのタンパク質に与える影響を実験的に調べ、また、フラーレンの廃棄物への移行の可能性を文献調査した。フラーレンが酸化剤の働きを持つとする研究が報告されているため、タンパク質のシステインの酸化を比較定量する実験系を用いた。具体的には、SILAC法で「重い」培養細胞と「軽い」培養細胞を作成し、一方にフラーレンを1μM1時間曝露し、他方は対照試料として、スワップ実験を行った。曝露直後に曝露試料・対照試料を混合し、試料中の還元状態(SH基を有する)のシステインと酸化状態のシステインを質量の異なるICATタグで標識・濃縮し、ペプチドに切断後、nanoLC-MS/MSを用いて、曝露試料と対照試料中の還元・酸化状態のシステイン量をそれぞれ相対比較した。その結果、フラーレンにより変動するペプチドは検出されなかった。次に、フラーレンが環境中への拡散につながる用途を調査するために、特許電子図書館において、特許・実用新案の検索を行った。検索用キーワードとして「フラーレン」を入力し、平成5年1月1日から平成19年12月31日を対象に抽出を行ったところ1859件の特許が抽出された。製品への応用は、電子素子や複写機に関する特許の出願が多い事が判明した。これらは、リサイクルシステムを整備するという前提であれば、環境への放出を抑制することができるが、従事者の労働環境には配慮する必要がある。特許の出願件数という点では少ないが、二次電池、記録媒体、化粧品、タイヤ等の日用品、医療向けの用途を示す特許が既に存在し、例えば、化粧品やタイヤが製品化されていれば下水道や道路排水にフラーレンが混入することが示唆される。フラーレンは、60個以上の炭素が共有結合して構成される球状、またはチューブ状の閉じた構造をなす物質で、グラファイト、ダイヤモンドに次ぐ第三の同素体である。フラーレンはその化学的特性から、化学反応の触媒、薬物輸送媒体、半導体電子工学、医薬品、化粧品など様々な分野での使用が検討されている。これらのナノ素材は今後利用が広まり、環境中に広くばら撒かれる可能性が高い。本研究では、フラーレン等のナノ素材の毒性と代謝について検討した。今年度の研究では特にサッカーボール状のバックミンスターフラーレン(C60)の毒性について調べた。まず、C60によって、ダイオキシン受容体が活性化するかどうか、酵母株YCM3を用いて調べたところ、5μMの濃度においても活性化は観察されなかった。次に、DNA損傷性を調べるため、ヒト肝癌細胞株HepG2に0.6μMのC60を曝露し、32PポストラベルでDNA付加体を解析したが、C60による付加体は検出されなかった。また、8-oxo-dGレベルは上昇傾向にあったが、コントロールと比べて有意差は観察されなかった。TA1535/pSK1002株を用いたumuテストでは、C60による濃度依存的な活性が観察された。また、枯草菌Rec-assay法においても、C60のDNA損傷性が観察された。マウス肝臓癌細胞株Hepa1c1c7の細胞増殖試験におけるIC50値は0.17μMであった。これらの結果は、C60が何らかのDNA損傷性を有していることを示唆するが、そのメカニズムの解明は今後の課題である。昨年度の研究により、バックミンスターフラーレン(C60)はダイオキシン受容体を活性化しないこと、バルキーなDNA付加体は形成しないが、TA1535/pSK1002株を用いたumuテストや、枯草菌Rec-assay法において陽性を示すことを明らかにした。これらの結果は、C60が何らかのDNA損傷性を有していることを示唆するが、そのメカニズムまだあきらかではない。C60は紫外線照射により一重項酸素を精製することが知られているため、可視光および紫外線照射によりフラーレンのDNA損傷性が増強されるかどうか検討した。プラスミド水溶液とC60を混ぜ、紫外線を照射し、DNA鎖切断が増強されるかどうか調べたところ、DNA損傷性の顕著な増強は観察されなかった。

次に、フラーレンが環境中への拡散につながる用途を調査するために、特許電子図書館において、特許・実用新案の検索を行った。検索用キーワードとして「フラーレン」を入力し、平成5年1月1日から平成19年12月31日を対象に抽出を行ったところ1859件の特許が抽出された。製品への応用は、電子素子や複写機に関する特許の出願が多い事が判明した。これらは、リサイクルシステムを整備するという前提であれば、環境への放出を抑制することができるが、従事者の労働環境には配慮する必要がある。特許の出願件数という点では少ないが、二次電池、記録媒体、化粧品、タイヤ等の日用品、医療向けの用途を示す特許が既に存在し、例えば、化粧品やタイヤが製品化されていれば下水道や道路排水にフラーレンが混入することが示唆される。
高次コミュニケーションシステムの高信頼化設計に関する研究

(1)人間に近い高次表現レベルのFault Toleranceの研究真ー偽、矛盾ー未知と言う概念の対立関係とそれらの中間的な状態の確からしさをファジイ的に扱う理論体系としてファジイインターバル論理を考案し、その数学的性質を明らかにすると共に、上記の対立関係を組み込んだファジイPrologを開発し手書き文字認識システムに応用した。更に、フィジイ集合を意味レベルの処理に対応づけ、認証を行う方式を考案した。(2)物理的システムのFault Toleranceの研究ループ及び関数呼び出しのためのトークンの3重化機構、命令サーチのためのハッシュ機構、浮動小数点演算機構を組み込んで、Fault-Tolerantデータフローマシンを効率化し、更に、3重化データベースシステムにおけるデッドロックを回避するための2段ロック方式、通信オーバーヘッドの軽減方式を考案し、シミュレーションで評価した。また、ソフトウエアのデバッグ過程をモデル化する場合のパラメータの推定を解析的に行う方法を与えた。コンピュータネットワークの故障時に最適なルートを構成する方法、プロセッサアレイを線形時間で再構成する方法なども明らかにした。(3)Security確保の研究零知識相互証明プロトコルの健全性がプロトコルの略式化によって満たされなくなる事、複数のデータベースに個人情報がまたがって蓄積される場合アクセス制約レベルが実効的に低下する事等を示し、実効制約レベルの算出法を与えた。更に、予備通信が不要な暗号化鍵共有方式を体系的に考察し、各エンティティの識別情報を変更する事なく対応する秘密情報を更新する方法を考案し、これが多項式人数の結託に対して安全である事を示した。新たに考案して誤り訂正と暗号化を同時に行う符号化方式に関しては、等頻度性、相関特性、ランレングス特性等について代表的な慣用符号であるDES符号と比較しながら評価した。
ねじ状工具による歯車精密仕上げ転造システムの知能化に関する研究

試作開発したねじ状工具による歯車仕上げ転造装置と,標準歯形のねじ状工具を用い,標準歯形および代表的歯形誤差である正および負の圧力角誤差を持つ3種類の素材歯車の転造実験を行い,加工前後の歯形を詳細に調べた.その結果,本方式では工具押込み量を大きくすれば圧力角誤差は改善されるが,中凹の歯形になるという問題点が明らかになった.次にこの歯車仕上げ転造システムを知能化するため,上記の実験結果を基に,各素材歯形に対する実転造量分布を求め,それと幾何学的干渉量の比から転造率分布に関する歯形ごとのデータベースを構築した.また、任意歯形のねじ状工具により仕上げ転造加工を行った場合の,加工後の素材歯車形状を予測するための,簡易歯形計算法を提案した.さらにデータベースと、簡易歯形解析法とを組み合わせ,種々の歯形誤差を持つ素材歯車の歯形修整に広範囲に適用できる汎用性のあるねじ状工具の設計,および最適加工条件の推論が可能な,ねじ状工具設計用エキスパートシステムを開発した.このエキスパートシステムで設計された工具修整歯形を若干単純化した,2種類のねじ状工具を実際に製作し,加工実験を行った結果,問題となった中凹の歯形形状はなくなり,圧力角誤差と歯形精度は改善され,提案した歯形予測計算法や,修整歯形工具設計システムの妥当性と有効性が確認された.一方,転造歯形解析において、転造率分布に関するデータベースの構築を,実験ではなく数値解析から直接行うことができれば,システムの一層の知能化が図れる.そこで汎用のFEM解析ソフトABAQUSを用いて,実際の加工状態に近い変形解析モデルを作成した.第一段階として従来の2ダイスプランジ方式による,平歯車転造用2次元平面ひずみFEM解析モデルにより歯形解析を行ったところ,実転造量および転造後歯形に関して,実験結果と解析結果は非常によく一致していた.また解析結果から,実転造量に歯の弾性たわみを加えた値と,最大歯面垂直荷重の間に強い相関関係があり,それらを用いて転造量分布を直接算定できることが明らかになった.試作開発したねじ状工具による歯車仕上げ転造装置と,標準歯形のねじ状工具を用い,標準歯形および代表的歯形誤差である正および負の圧力角誤差を持つ3種類の素材歯車の転造実験を行い,加工前後の歯形を詳細に調べた.その結果,本方式では工具押込み量を大きくすれば圧力角誤差は改善されるが,中凹の歯形になるという問題点が明らかになった.次にこの歯車仕上げ転造システムを知能化するため,上記の実験結果を基に,各素材歯形に対する実転造量分布を求め,それと幾何学的干渉量の比から転造率分布に関する歯形ごとのデータベースを構築した.また、任意歯形のねじ状工具により仕上げ転造加工を行った場合の,加工後の素材歯車形状を予測するための,簡易歯形計算法を提案した.さらにデータベースと、簡易歯形解析法とを組み合わせ,種々の歯形誤差を持つ素材歯車の歯形修整に広範囲に適用できる汎用性のあるねじ状工具の設計,および最適加工条件の推論が可能な,ねじ状工具設計用エキスパートシステムを開発した.このエキスパートシステムで設計された工具修整歯形を若干単純化した,2種類のねじ状工具を実際に製作し,加工実験を行った結果,問題となった中凹の歯形形状はなくなり,圧力角誤差と歯形精度は改善され,提案した歯形予測計算法や,修整歯形工具設計システムの妥当性と有効性が確認された.一方,転造歯形解析において、転造率分布に関するデータベースの構築を,実験ではなく数値解析から直接行うことができれば,システムの一層の知能化が図れる.そこで汎用のFEM解析ソフトABAQUSを用いて,実際の加工状態に近い変形解析モデルを作成した.第一段階として従来の2ダイスプランジ方式による,平歯車転造用2次元平面ひずみFEM解析モデルにより歯形解析を行ったところ,実転造量および転造後歯形に関して,実験結果と解析結果は非常によく一致していた.また解析結果から,実転造量に歯の弾性たわみを加えた値と,最大歯面垂直荷重の間に強い相関関係があり,それらを用いて転造量分布を直接算定できることが明らかになった.システム知能化のための第一段階として,この方式により転造加工した場合の各種歯形誤差に特有の転造量分布や転造率に関する,データベースを作成するための作業を行った.その方法として,まず試作開発した自由駆動方式のねじ状工具による歯車仕上げ転造装置と,標準のねじ状工具を用い,標準歯車および代表的歯形誤差である正および負の圧力角誤差をもつ歯車の仕上げ転造加工実験を行った.本年度の研究では,圧力角誤差は約0.12°(歯形誤差量にして10μm程度)と設定し,素材歯車はプロチュバランスホブによる歯切り後,インボリュートグライダーで研削し製作した.次に,CLP自動歯形測定器により加工前後の素材歯形形状を詳細に調べた結果から,上記データを算出した.また本方式では工具押込み量を大きくすると,圧力角誤差は改善されるが,中凹の歯形になるという問題点が明らかになった.第2段階として,任意の歯形形状のねじ状工具で仕上げ転造加工を行った場合の,加工後の素材歯形形状を予測するための計算方式を導出した.第3段階として,それらデータベースと計算方式を組み合わせることにより,任意の圧力角誤差を有する歯車の歯形精度向上に対して有効な修整歯形をもつ,ねじ状工具の設計を行うことができる総合システムを,ワークステーション上に構築した.