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人口減少社会の外国人統合政策　～青森県における外国籍者の事例から～

本研究により青森県が特に人口減少対策として力を入れているのが、「交流人口:海外からの観光客などの呼び込み」が中心であることがわかった。また地元の産業については徐々に「循環人口:技能実習生や介護福祉士」が増加していることも判明した。これに対し、多文化共生がすすんでおり「共生人口:永住者および帰化者」の割合が高くなっている地域があることも明らかになった。ただしそれぞれ独立した対策となっているため、人口減少対策としての外国籍住民の導入に関しては「交流」→「循環」→「共生」の流れを作る必要性が指摘される。このモデルを中心として各産業および具体的な事例を分析することで、現状と課題がより明確になった。本研究の目的は、人口減少によって基幹産業や地元文化に影響がでつつある地域において、積極的に外国籍者を活用でき、さらに彼らを将来的に国民へ編入できるような「外国籍者の社会統合政策」のモデルを構築することにある。具体的には少子高齢化が進む青森県を事例に研究を進めている。特に青森市、弘前市、八戸市、三沢市を中心に外国籍者の現状をまとめ、地域の再活性化につながる活動や政策などを模索している。学術的には次の3点が研究目的となっている。1多文化共生から外国籍者の「社会統合政策」へ一歩すすんだ議論を行うこと、2ニューカマーとオールドカマーの議論を接合しよりよい「日本型移民社会のモデル」を構築すること、3地域研究と移民研究の複合領域の研究をすすめ日本社会の課題を相補的、すなわち「グローカル」に考察することである。この三点のうち、1と3に関しては特に調査がすすんでいる。平成26年度は、青森市の国際交流協会、日本語学校、市の国際交流員に聞き取りを行い、市の現状を把握した。さらに三沢市の多文化共生に関する調査を進め、青森県が主催する「学生発未来を変える挑戦プロジェクト」でその成果を報告した。内容は報告書にまとめられ公刊された。そこで指摘した点は地方都市においては「交流人口」「共生人口」「循環人口」の三つの視点からの人口政策が必要であり、それぞれの人口を増加させるための政策が求められている点である。「交流人口」「循環人口」が「共生人口」に結びつくかどうかも含め、今後さらに調査をしていく予定である。2015年度は八戸市の外国籍者への集中調査を行った。調査対象者は「技能実習生」「永住者」、前者は中国人、ベトナム人、後者はネパール人、フィリピン人が中心であった。「技能実習生」は団体管理型で来日している人が多く、鉄鋼や農林水産業に従事している。特に造船業における溶接作業に従事している中国人、および雇い入れ側の企業に聞き取りを行った。聞き取りを行った場所に関しては、目立ったトラブルもなくしっかりとした受け入れ体制が整っていた。今後はベトナムからの実習生がますます増えると予測されている。「永住者」は近年人口が増加しているカレー店を営むネパール人、および以前から永住しているフィリピン人が中心であった。ネパール人は独自のネットワークを通じて、八戸でカレー店開業しており、多くの人はすでに永年日本に居住している。青森の自然、安全、安心が理由で開業しているとのことであった。フィリピン人は女性の方であり、日本人男性と結婚し子供を育てている。興業ビザで来日した人が多く、もっとも多きな課題は子育てとのことである。離婚するケースもあり、生計をたてていくための雇用の問題が浮き彫りとなっていた。青森県は特に人口が減少している地域である。そのため地元産業の活性化のためにも、多くの海外からの人手を必要としている。今回は短期(3年)で循環的に来日する人々および、永住している人々からの聞き取りができた。課題として循環人口を増やす施策を今後もっと考える必要がある。2014年度は三沢市、青森市で調査を行い、2015度は八戸市で調査を行った。県内の主要な都市としては残るは弘前市であり、2016年度に調査を行えば青森県全体の課題がより明確になってくる。すでに研究成果に関しては、学会などで報告しており成果も着実に出している。また八戸調査に関しては、その内容を調査実習報告書としてまとめてある。また特に、昨年度が「交流人口」の視点、本年度が「循環人口」「共生人口」の視点に調査がすすんだことが大きい。人口減少地域に関して積極的な政策提言も期待できる状態になりつつある。最終年度は3年間の総括として、調査結果をまとめ報告書を作成した。特に外国人の非集住地域における今後の展望として、「外国籍者の統合モデル」を提示した。観光中心の交流人口から、高度人材・技能実習生を含めた循環人口、そして永住もしくは永住を視野にいれた共生人口の視点から現状を分析した。交流→循環→共生へ移行できるようなシステムも同時に必要になってくることを指摘した。そのほか各研究者によって、教育、異文化交流、福祉、留学生についての青森県の現状と問題点を総括した。この結果に関しては2016年12月に研究会を開催し、総括を行った。研究会で特に指摘されたのは、今後の人口減少地域においてはますます海外からの外国籍労働者に頼らざるをえない点である。そしてそのためには同時に今後日本に来てもらえるような労働環境を日本が整備しなくてはならない点であった。そのため搾取型の技能実習制度の限界も指摘された。青森県は特に農林水産業をはじめ、多くの分野において労働力が不足している。

そのためまずは産業を絞って、集中的に人材を確保しなければならないことが確認された。具体的には、今後の青森県(もしくは人口減少地域)における指針としては、特に福祉関係の労働力、リンゴといった農業関係の労働力が必要となっている。また青森県三沢市のように米軍基地があることによって、文化的な共生が行われている地域がある。そういった事例から地方都市の多文化共生は決して不可能ではないことも明らかになった。現在青森県ではさらに交流人口の増加と技能実習生の増加を促進させている。この点に注目しつつ、今後も継続的に研究をすすめていく必要がある。本研究により青森県が特に人口減少対策として力を入れているのが、「交流人口:海外からの観光客などの呼び込み」が中心であることがわかった。また地元の産業については徐々に「循環人口:技能実習生や介護福祉士」が増加していることも判明した。これに対し、多文化共生がすすんでおり「共生人口:永住者および帰化者」の割合が高くなっている地域があることも明らかになった。ただしそれぞれ独立した対策となっているため、人口減少対策としての外国籍住民の導入に関しては「交流」→「循環」→「共生」の流れを作る必要性が指摘される。このモデルを中心として各産業および具体的な事例を分析することで、現状と課題がより明確になった。当初予定では1年目は状況把握の予定であったが、すでに三沢市の調査およびその報告など一部成果が見られた。特に三沢基地周辺で働いている日本人、米国人の双方に話を聞き、その共生の歴史的背景を理解できたことは大きい。同時に米軍基地で働いている方や、行政で「交流人口」を増やすための努力をしている担当者の意見も参考なった。また青森市の国際交流の状況や、外国籍者に対する政策などの問題点も徐々に把握しており、全体としておおむね順調にすすんでいるといえるだろう。本年度は、三沢市、八戸市の追跡調査、および弘前市に関して調査する予定である。また3年目なので、これまでの成果に関する報告書(論集)を作成する予定である。調査に関しては、89月に行う。特に留学生や青森市に在住の永住者、場合によっては日本国籍取得者へ聞き取りを行う。これらの成果を秋の学会で報告、そして報告書を1月2月にかけて作成していく予定である。国際社会学平成27年度は八戸市の調査が主たるものとなっている。特にフィリピン人の人口が多く、集中的に調査を行う予定である。平成26年度で得た知見として、「交流人口」の重要性であった。三沢市では多文化を中心とした「交流人口」増加の試みがあったが、今回の八戸調査と比較していく予定である。同時に漁業関係で研修生が来日しているとの情報も入っている。その点を調査し、青森県全体の外国籍者受け入れの現状を徐々に把握していく予定である。また、青森市の民間団体、行政の機関にも継続的に聞き取り等を行い、来年度の成果報告会(シンポジウム、勉強会)に向け基礎を固めていく予定である。前年度未使用額を除くと、おおむね予算通りの支出となったといえる。また年度末の購入物品が次年度の会計処理になったため、若干の未使用額が残ったといえるだろう。
神経伝達物質トランスポーター遺伝子の多様性と神経疾患

1.Mayserら(1992)により報告されたラットコリントランスポーターcDNAシークエンスをもとに、これに特異的なプライマーを設計し、PCR法によりヒト脳cDNAライブラリーをスクリーニングしたが、求めるフラグメントを得ることができなかった。2.報告のトランスポーターがまちがいなくコリントランスポーターであることを確認する目的で、上記プライマーを用い、コリン取込みが報告されているウシ副腎髄質クロマフィン細胞、ラット副腎褐色細胞腫由来PC12細胞より得たmRNAからRT-RCRを行ったが求めるフラグメントを得ることはできなかった。3.現在までに報告されている各種トランスポーターに共通するcDNA配列をもとにdegenerateprimerを設計し、PC12細胞mRNAよりRT-PCRを行った結果、いくつかのフラグメントが得られたが、これらは全てノルエピネフリントランスポーターと未知のものであった。4.以上の結果はMayserらの報告したトランスポーターがコリントランスポーターではない可能性と、コリントランスポーターアミノ酸配列が、GABAトランスポーターなど他のトランスポーターとある程度離れ、相同性に乏しい可能牲を示唆している。5.現在までに神経終末細胞膜に存在するトランスポーターとしては(a)GABAトランスポーターを始めとする膜を12回貫くタイプのトランスポーター、(b)610回貫くグルタミン酸トランスポーター、の2つのサブファミリーが知られている。コリントランスポーターは活性、薬理学的性質などから数種の異なるタイプが知られており、これらがそれぞれに相同性の高い第3のサブファミリーに属する可能性もある。
小胞体における蛋白質膜透過の一分子観察

真核細胞の小胞体では、さまざまな蛋白質が膜を透過し、膜蛋白質が膜に組み込まれている。このダイナミックなプロセスにはトランスロコンと呼ばれるポリペプチド鎖膜透過チャネルが関わっている。トランスロコンはきわめて多種類の蛋白質ポリペプチド鎖を容易に膜透過させるという驚異的な作用をもつ。本研究は小胞体トランスロコンにおけるポリペプチド鎖の移動透過過程を一分子レベルで観察し、透過の経時変化、移動速度、移動頻度、方向性などを測定可能とすることを目指した。高純度で高い蛋白質膜透過活性を有する小胞体膜標品の取得、ウサギ網状赤血球溶血液を用いた高効率タンパク質合成系の大量調整を行った。さらに、われわれの発見した1型シグナルアンカー配列のアミノ末端側にジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)ドメインを融合した場合、高効率で膜透過できること、この透過が特異リガンドであるメトトレキセートを添加することによって完全に抑制されること、このリガンドを除去することによって高効率で膜透過を再開できること、この過程には熱ショック関連蛋白質や燐酸高エネルギー化合物は不要なことを明らかにした。さらに、より制御しやすいポリペプチド鎖膜透過制御実験系を確立し、小胞体トランスロコン内には複数のシグナル配列と複数の親水性膜透過途上セグメントが収容されること、膜透過制御要因であるポリペプチド鎖上の正荷電アミノ酸残基が予想外に長距離での効果を発揮できことなどを明らかにしつつある。本研究は小胞体トランスロコンにおけるポリペプチド鎖の移動透過過程を一分子レベルで観察し、透過の経時変化、移動速度、移動頻度、方向性などを測定可能とすることを目指す。本年度は、高純度で高い蛋白質膜透過活性を有する小胞体膜標品の取得、ウサギ網状赤血球溶血液を用いた高効率系タンパク質合成系の大量調整を行った。さらに、われわれの発見してきた1型シグナルアンカー配列のアミノ末端側にジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)ドメインを融合した場合、高効率で膜透過できること、この透過が特異リガンドであるメトトレキセートを添加することによって完全に抑制されること、このリガンドを除去することによって高効率で膜透過を再開できること、この過程には熱ショック蛋白質や燐酸高エネルギー化合物は不溶なことなどを明らかにした。また、生きている細胞内でもメトトレキセートによる透過制御が可能なことも示した。さらに、DHFRに変えて、ストレプトアビジン結合タグを利用し、より制御しやすいポリペプチド鎖透過停止再開系を確立した。無細胞タンパク質合成系での合成途上のポリペプチド鎖に蛍光プローブを導入する実験系確立のため、蛍光ラベルアミノ酸の作製、特異tRNAの作製など、蛍光ラベルしたアミノ酸残基を有するアミノアシル-tRNAの導入系の検討を行った。
超分散交換型移動体制御方式

本研究は、小規模交換機システムの一体オンチップ化、すなわちマイクロ交換機化を想定し、無線基地局毎に交換機能を配置した分散交換型の移動体通信制御方式の確立を目標としている。これは、高速移動体を含めて移動体通信ユーザに高性能マルチメディア通信の実現するため、限られた無線資源を有効に利用しうるマイクロセル移動体通信方式の確立を狙いとしたものである。具体的にはマルチメディア通信用に移動体通信のパケット転送の基盤化、アクセス網への光ファイバの利用、また通信手順としてインターネットの普及から全IP化が目標である。まず基本となる構造について、PON (Passive Optical Network)が移動体通信ときわめて親和性が高いことに着想し、マイクロセル無線基地局ごとにはPONのONU (Optical Network Unit)を配置した超分散制御方式のアーキテクチャの研究を進めた。このマイクロセル構成において高速移動体に対するパケット転送連続化にはPONの放送機能を利用する着想を得た。複数マイクロセルに同一データを配送し、無線チャネル上にもパケットを送出する。常時ソフトハンドオーバが可能な状態に置く方式を考案した。ただし、放送範囲全体に無線チャネルを配置するのでは無線資源利用の無駄が大きいので複数のマイクロセルで構成した論理マクロセルを定義し、論理マクロセル範囲で無線放送を行う方式とした。さらにこの論理マクロセルを端末の移動とともに移動させる動的マクロセル方式を考案した。次にIP転送に関しては広域移動にはOLT (Optical Line Terminal)を束ねた集中点にFA (Foreign agent)を配置するMobile IP方式を採用し、直径40km規模の範囲が同一IPアドレスで滑らかにIP転送移動を行える方式とした。上記の放送機構により論理マクロセルのセル群を同一IPアドレスとするFA方式を考案した。これにより移動体通信網全体がIPによって転送可能な全IP化方式が可能となった。超分散交換移動体方式はシステムオンチップ化による小規模な交換機を無線基地局毎に分散配置した方式を意味する。本研究は分散化のインパクトを利用した移動体通信の高度化や、移動体通信のマイクロセルヘの統一化を目指している。分散化は移動体制御において多くの利点を有するが、解決すべき課題も多い。本年は特に(1)ハンドオーバー時における情報の連続性維持、(2)呼設定時のハンドオーバー実行、(3)ハンドオーバーに先立つ資源予約の問題に重点化した研究を行った。ハンドオーバー時の情報連続性ハンドオーバー時に通話パスが経由する交換機の段数が異なることから不連続を生じることを示し、交換機に連動した遅延素子挿入による連続性確保の定式化を行い、連続性維持に向けた理論的解明を行った。呼設定時のハンドオーバー従来のマクロセル方式では呼設定段階でハンドオーバーが生じても確率は低いとして呼の切断を行っている。マイクロセル方式では同一セルに対流する時間が短く、呼設定段階でのハンドオーバーが必要となる。本年は呼設定プロセスを呼を受け付けた交換機で処理する基点制御方式と、プロセスが端末とともに移動するプロセス移動方式の2対案を比較検討し、呼の成立のためには基点制御方式でなければならないことを導き、擬似プログラムによる機能確認を行った。資源予約方式マイクロセル方式で実現された移動体網を前提に資源予約の対案検討を行った。具体的には複数のマイクロセルをまとめて管理する論理的マクロセルの概念を提案し、(1)マクロセル同等とする固定マクロセル方式、(2)論理マクロセルが全体として移動する連結マクロセル移動方式、(3)任意の隣接マイクロセルに資源予約を行う動的マクロセル方式の3案を提案し、比較を行った。また、ハンドオーバー後の不要マイクロセルにおいて資源予約の解除を行う方式についても検討を進めた。マイクロ交換機を移動体通信基地局毎に配置した超分散型移動体制御方式について、高速・低速移動体端末をマイクロセルに統合収容する方式の検討を進めている。

本年度は超分散化を活かす移動管理方式とデータ通信中心へのネットワーク化に重点化した研究を行った。1.移動管理方式高速端末は次々と無線セルを変えていくので移動管理が課題となる。セル間を端末が移動しても呼を継続する必要があり、高速端末が無線リソースをあらかじめ確保できるようリソースを予約することが必要となる。リソースの予約には可能性を考えて複数のノードへの予約が必要となり、信号量が増える。このため以下の3対案を考案し、比較評価を行った。(a)単純予約方式;端末ごとに隣接セルに1対1で予約する、(b)基地局報告方式;どの端末がセルに入ったか、端末はいくら帯域を占有するか、いくらリソースを予約するべきかなどを定期的に予約リストのセルに伝える、(c)上位ノードマルチキャスト方式;予約処理が端末ごとに扱われるが、一つの信号が上位ノードに送信され、上位ノードで複数のノードに転送される。基地局報告方式はユーザ数が多くなると効率的であるが、単なる基地局が状況を報告するだけであるため、基地局の共同処理がうまくかみ合うかどうかは問題である。その他の方式はユーザ数とともに信号量は直線的に増えていく。2.パケット統合方式データトラフィック主流の通信網への転換を考慮し、パケット転送方式の検討を進めた。Ipv6への転換を考えると特に無線領域でのヘッダのオーバヘッドがおおきいという問題がある。マイクロセル向きフレームリレーによるコネクション化転送方式とこの手順のもとでのハンドオーバ方式の見とおしを得た。マイクロ交換機を移動体通信基地局毎に配置した超分散型移動体制御方式について、本年度はAll IP化方式の実現に向けた検討へ展開した。アクセス網として光ファイバ化が重要なこと、アクセス網としてPON(Passive Optical Network)が移動体通信ときわめて親和性が高いことを見出して検討を進めた結果、PONの放送機構を利用したIP mobility支援の方式を考案した。具体的にはマイクロセルを制御する無線基地局ごとには0NU(Optical Network Unit)を配置し、マイクロセルを複数個集合して仮想マクロセルとする。放送機能を利用してマクロセル単位にチャネルを設定するが、実際の無線転送は所属するセルだけが行う。広域にはMobile IP方式を採用し、OLT(Optical Line Terminal)を束ねた集中点にFA(Foreign agent)を配置して直径40km規模の範囲をFA管理エリアとする。高速移動体には動的にマクロセルを移動し、CDMへのソフトハンドオフとあわせて高速連続転送を可能とする。
新規ウイルス改変による治療耐性克服と膵癌治療への応用

我々は、新たなウイルスベクターを改変・作成するための基盤となりうる、膵癌の放射線耐や抗癌剤耐性に関わる因子の同定を行った。まず、膵癌細胞株でのS100A4のmRNA発現が放射線耐性に関わり、放射線治療抵抗性に重要な役割を持つ可能性があることを報告した。また、特発性肺線維症治療薬であるピルフェニドンが膵癌の癌間質相互作用の中心を担うヒト膵星細胞を標的とした新しい膵癌治療薬となりうる可能性があることを報告した。本研究では、ウイルスベクターの新たな開発・改変、並びにそのウイルスベクターを用いて放射線、抗癌剤耐性克服とその膵癌治療への応用を目的とする。申請者らは今までDrug delivery system(DDS)としてアデノウイルスベクターによる分子生物学的治療の可能性を追求してきており、本研究は最終的にポックスウイルスを使用することを目標としている。本年度はこれまで当研究室で行ってきたマイクロアレイによる膵癌の発癌過程における癌関連分子の詳細な発現パターンの網羅的解析、そして定量的RT-PCRによる、より精度の高いかつ多数サンプルを対象とした発現解析を引き続き継続した。これは放射線耐性や抗癌剤耐性についての研究から得た耐性機序、導入機序を本研究の基盤とするためである。本年度の学会発表、論文発表としては、MAL2遺伝子が膵癌遠隔転移に関与していることや、膵癌におけるNodal発現の特徴を報告しえた。膵癌細胞株におけるHiston deacetylase1やS100A4 mRNAが膵癌の放射線耐性へ関与している可能性を見出し、Salinomycinとオートファジーの関与など複数のウイルスベクターの開発・改変に応用できそうな候補を得られたことは大きい。またDDSの候補となりうるであろう報告として、Pirfenidone投与によって癌間質相互作用を抑制しうる可能性を見出している。最終的にはポックスウイルス導入を目標としているが、現在当研究室で以前より取り扱ってきていたアデノウイルスに続いて。レンチウイルスの過剰発現実験での使用を試み、ウイルス実験の精度を高めている。本年度の研究としては、ramininα4や、Thrombopoietinの受容体であるCD110などの表面マーカーが膵癌遠隔転移に関わることを報告した。またDDSの候補となりうる因子を同定する研究として、calpain阻害剤であるcalpeptin投与によって膵癌の癌間質相互作用を抑制しうる可能性を見出している。また、ヒト膵癌組織と類似した間質病理組織像を持つ遺伝子改変膵癌モデルマウス(LSL-Kras G12D/+ ;LSL-Trp53 R172H/+;Pdx-1 -Cre)を申請者はすでに得ており、抗癌剤(gemcitabine:GEM)の投与・非投与群での膵癌組織の遺伝子解析を行い、抗癌剤耐性に関わる遺伝子の同定を行っている。また、最終的にはポックスウイルス導入を目標としているが、現在当研究室で以前より取り扱ってきていたアデノウイルスに続いてレンチウイルスの過剰発現実験での使用を試み、ウイルス実験の精度を高めている。医歯薬学本年度、当初目標としていたポックスウイルスを用いての開発には至っていない。本研究を遂行していくのに必須な抗がん剤耐性や放射線体制にかかわる因子を同定できたのは大きいが、ポックスウイルスに関しては未だ取りかかれていないため、「4遅れている」とした。ポックスウイルスの導入に本格的に着手する。ポックスウイルスをペプチド付加や組み替えなどにより改変し,その改変ウイルスによる遺伝子の発現状況、細胞内侵入効率を詳細に検討する。抗体付加が困難な時は,より分子量が小さいペプチド付加を試みる。新規作成したウイルスベクターのin vitro/vivoモデルでの検証として、in vitroにおける膵癌細胞への新規改変ウイルスベクターの導入効率を実際に検討し、さらにマウス膵臓癌同所移植モデルを用いて、PEG化技術にて標識したウイルスベクターを膵腫瘍内に投与し、癌組織中への移行率を経時的に比較検討する。今後、阻害剤やsiRNAの導入など併用した際の新規ウイルスベクターの移行率、発現効率の変動を詳細に解析する。ポックスウイルスの改変に関する研究に取り掛かるのが遅れたため。アデノウイルスで行ってきたintegrin β3やintegrin β5の検証を、ポックスウイルスでもendocytosisに関する機構の検索として行っていく。またポックスウイルスの改変に着手するために使用する。
腫瘍組織におけるオーファンP450発現の病態生理学的意義の解明と創薬への応用

オーファンP450に属するヒトCYP2U1、CYP4X1、CYP4Z1を対象に、1酵素機能と分子構造学的特性の解明、及び2腫瘍における高発現の病態生理学的意義の解明を目的とした。大腸菌発現系では、各分子種の組換え酵素を、活性型酵素として発現できず、N末端領域の改変や培養条件のさらなる検討が必要と考えられた。バキュロウイルス-カイコ発現系により発現させたCYP2U1を用いて内在性基質の網羅的探索を開始した。乳がん症例の腫瘍部に高発現していたCYP4Z1 mRNAは、腫瘍部に高レベルで存在する酸化脂肪酸分子種と有意に相関しており、腫瘍の発達及び増悪に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。「オーファンP450」に属するヒトCYP2U1、CYP4X1、CYP4Z1等は、腫瘍組織に高い発現が認められるものの、酵素機能が不明であり、高発現の病態生理学的意義が未解明である。本研究では、オーファンP450の酵素機能と分子構造学的特性の解明、及び腫瘍における高発現の病態生理学的意義の解明を目的として、1組み換え酵素を用いたin vitro機能解析・構造解析、2臨床試料を用いた発現解析・メタボローム解析を行う。本年度は、まず大腸菌を宿主とし、CYP2U1、CYP4X1、CYP4Z1組換え酵素を発現するため、mRNA配列情報に基づき各オーファンP450のcDNAクローンを準備し、配列が正しいことを確認した。CYP2U1に関しては、すでに大腸菌を用いた大量発現に関する報告があるCYP2R1が、ヒトP450分子種の中でCYP2U1と最もアミノ酸レベルの相同性が高い(37.1%)ことから、これを参照して小胞体膜結合に関わるN末残基を除去し、C末にHisタグをつけたタンパクをコードするプラスミドを設計し、pCWori+発現ベクターにサブクローニングした。さらに、タンパクの大量発現に適した宿主大腸菌を選択するため、pCWori+発現ベクターにサブクローニングされたCYP2R1をポジティブコントロールとして、4種の大腸菌(DH5a, Rosetta, JM109, pGro7/BL21)を用いて発現を比較したところ、シャペロンを発現するpGro7/BL21において、CO差スペクトルにより、最も高い発現を認めた。一方、ヒト臨床試料を用いた発現解析・メタボローム解析にあたり、主任研究者、及び分担研究者が所属する倫理審査委員会による必要な審査・機関の長の承認を得た。現在、解析に適した試料の収集を進めている。「オーファンP450」に属するヒトCYP2U1、CYP4X1、CYP4Z1は、腫瘍組織に高い発現が認められるものの、酵素機能が不明であり、高発現の病態生理学的意義が未解明である。本研究は、オーファンP450の酵素機能と分子構造学的特性の解明、及び腫瘍における高発現の病態生理学的意義の解明を目的として、1組み換え酵素を用いたin vitro機能解析・構造解析、2臨床試料を用いた発現解析・メタボローム解析を行う。本年度は、pCW-LIC、pTrc, pET28a等の発現ベクターにCYP2U1、CYP4X1、CYP4Z1 cDNAをサブクローニングし、Rosetta2等の大腸菌を用いて組み換え酵素の大量発現を試みた。菌体の破砕・抽出時のcrudeな溶液中のAbsoluteスペクトルの測定により、CYP2U1、CYP4X1、CYP4Z1全ての組み換え酵素において500 nmol/L culture以上の高い発現を認めたものの、CO差スペクトルにおいて、450 nmに吸収が認められず、420nmに吸収極大が存在したことから、活性のないP420であることが判明した。N末の改変配列や大腸菌での発現時間等の条件を変更しても改善が認められなかったことから、大腸菌でのオーファンP450の発現には限界があると考え、次年度は、バキュロウイルス等を用いる方法への変更を検討している。ヒト臨床試料を用いた発現解析、メタボローム解析では、海外からの報告によりオーファンP450が高く発現していることが明らかになっている乳がん患者の手術摘出組織を20症例収集した。メタボローム解析により、10種の酸化脂肪酸代謝物が、がん部と非がん部間での比較においてレベルの有意な相違を認めた。発現解析においては、組織からmRNAを抽出し、TaqMan法でのCYP2U1、CYP4X1、CYP4Z1の発現量の測定を開始した。本研究では、オーファンP450の酵素機能と分子構造学的特性の解明、及び腫瘍における高発現の病態生理学意義の解明を目的として、1組換え酵素を用いたin vitro機能解析・構造解析、2臨床試料を用いた発現解析・メタボローム解析を行う。本年度はオーファンP450発現系を大腸菌からカイコーバキュロウイルスを用いた系に切りかえ、CYP2U1とcytochrome P450 reductase(CPR)をそれぞれ発現する組換えウイルスを作製して、カイコに共感染させた。カイコ磨砕物中にCYP2U1の発現をFLAGタグを用いたウエスタンプロットで確認し、ミクロソームを抽出してCYP2U1の発現をCO差スペクトルで検出した。

大腸菌による発現系とは異なり、ヘム鉄を有するホロ酵素のCYP2U1が発現していることが確認できたが、タンパクの精製を行うに十分な発現量が確保できず、発現量を増やすための条件検討(CYP2U1とCPRの比の最適化等)が必要と考えられた。臨床試料を用いた解析では、25症例の乳がん患者の手術で摘出した腫瘍部、非がん部のペアーを用いてメタボローム解析とmRNA発現解析を行った。メタボローム解析では、オーファンP450が関与することが示唆されている脂肪酸代謝パスウェイにおいて、腫瘍部で非がん部と比較して有意に増加する代謝物を、11個見出した。mRNA発現解析では、一部の患者において、CYP4Z1の発現が腫瘍部で非がん部の最大で27倍に過剰発現していることを示した。今後はオーファンP450mRNAの発現、脂肪酸代謝物レベルと患者背景因子に関して相関解析を進めていく予定である。大腸菌を用いた発現系では、活性を有するオーファンP450の発現が難しいことから、バキュロウイルス・昆虫細胞発現系に切り替えたが、この系の構築にはP450とreductaseの発現比等の条件検討が必要であり時間を要している。オーファンP450に分類されるCYP2U1, CYP4X1, CYP4Z1等の脱オーファン化を目的に、1酵素機能・分子構造学的特性の解明、及び2病態生理学的意義の解明を目指した。大腸菌による各オーファンP450分子種の組換え酵素の発現条件を種々検討したが、本発現系では、各分子種が活性を有しないP420として発現しており、酵素機能・構造の解析に用いることができなかった。一方、ポジィティブコントロールとして用いたCYP2C9は、大腸菌による発現系で活性を有するP450として発現しており、ロサルタンをリガンドとしたX線結晶構造解析により、基質の結合に重要なアミノ酸残基を明らかにした。またバキュロウイルスーカイコ発現系により、発現量は低いものの、活性を有するCYP2U1をミクロソーム画分中に発現させることに成功した。本ミクロソームを材料としたCYP2U1の内因性基質の探索が今後の課題である。日本人の乳がん患者の腫瘍部において、CYP4Z1が高発現している症例が見出され、海外での報告と一致した。さらに今年度は、同じくオーファンP450に属するCYP2S1、及びCYP4V2のmRNAの発現を解析し、CYP2S1が一部の症例で腫瘍部に高発現していることを見出した。臨床情報との関連解析を継続し、高発現患者における臨床的特徴を明らかにする予定である。さらに、メタボローム解析により、生理活性を有する一部の酸化脂肪酸分子種が腫瘍部に高いレベルで存在することを明らかにした。乳がん組織における脂肪酸代謝物レベルと各P450分子種のmRNA発現量との関連解析を進め、一部の代謝物レベルがオーファンP450の発現量と有意に相関することを見出した。これらの脂肪酸代謝物はオーファンP450による酸化反応の代謝物である可能性も考えられ、in vitroの発現系を用いて検証する必要がある。オーファンP450に属するヒトCYP2U1、CYP4X1、CYP4Z1を対象に、1酵素機能と分子構造学的特性の解明、及び2腫瘍における高発現の病態生理学的意義の解明を目的とした。大腸菌発現系では、各分子種の組換え酵素を、活性型酵素として発現できず、N末端領域の改変や培養条件のさらなる検討が必要と考えられた。
ラットの視床下部におけるメラニン凝集ホルモン様物質の意義

ラット視床下部のメラニン凝集ホルモン(MCH)様物質について以下の研究成果が得られた.1.ラット脳内のMCH様免疫陽性ニューロン(MCH様ニューロン)シロサケMCHの抗体を用いた免疫染色により,ラット脳内のMCH様ニューロンは視床下部に限局して存在し, ,不確帯,視床下部外側野,脳弓周囲に多いことを明らかにした. MCH陽性線維は前方は大脳皮質,後方は脊髄にも検出された.しかし,下垂体神経葉,正中隆起への投射はほとんど見られない.2.ラット視床下部のMCHとα-MSH様免疫活性隣接切片を用いてMCHとα-MSH様免疫陽性細胞を比較した結果, MCH様ニューロンの全てがα-MSHとも反応しており,両ペプチドの免疫陽性反応は同一ニューロンに共存することが明らかとなった.3.シロサケMCHにおける構造と活性の関係ラットMCH様物質の検索に先立って,シロサケMCH抗体とメラニン凝集生物検定における活性部位とシロサケMCHの構造との関係を検討した.MCH生物活性にはMCHの環状構造とTyr^<11>,Arg^<12>が重要であり, MCH抗体の抗原認識にはC端と環状構造が必要であることが確められた.4.ラット視床下部MCH様物質の化学的性質と細胞内分布ラット視床下部抽出液のHPLC分画について, MCH免疫活性(RIA)と生物活性を測定した.両活性は同一分画に検出され同一物質に由来することが示唆された.同時に,この物質がMCHに類似したペプチドであることも示唆された.電顕免疫細胞化学によりMCH様物質は果粒(90-150nm)内に検出され,神経終末部にも認められるところから,ラット脳内で神経修飾作用をもつことが示唆された.ラット視床下部のメラニン凝集ホルモン(MCH)様物質について以下の研究成果が得られた.1.ラット脳内のMCH様免疫陽性ニューロン(MCH様ニューロン)シロサケMCHの抗体を用いた免疫染色により,ラット脳内のMCH様ニューロンは視床下部に限局して存在し, ,不確帯,視床下部外側野,脳弓周囲に多いことを明らかにした. MCH陽性線維は前方は大脳皮質,後方は脊髄にも検出された.しかし,下垂体神経葉,正中隆起への投射はほとんど見られない.2.ラット視床下部のMCHとα-MSH様免疫活性隣接切片を用いてMCHとα-MSH様免疫陽性細胞を比較した結果, MCH様ニューロンの全てがα-MSHとも反応しており,両ペプチドの免疫陽性反応は同一ニューロンに共存することが明らかとなった.3.シロサケMCHにおける構造と活性の関係ラットMCH様物質の検索に先立って,シロサケMCH抗体とメラニン凝集生物検定における活性部位とシロサケMCHの構造との関係を検討した.MCH生物活性にはMCHの環状構造とTyr^<11>,Arg^<12>が重要であり, MCH抗体の抗原認識にはC端と環状構造が必要であることが確められた.4.ラット視床下部MCH様物質の化学的性質と細胞内分布ラット視床下部抽出液のHPLC分画について, MCH免疫活性(RIA)と生物活性を測定した.両活性は同一分画に検出され同一物質に由来することが示唆された.同時に,この物質がMCHに類似したペプチドであることも示唆された.電顕免疫細胞化学によりMCH様物質は果粒(90-150nm)内に検出され,神経終末部にも認められるところから,ラット脳内で神経修飾作用をもつことが示唆された.61年度は、シロサケ下垂体から抽出されたメラニン凝集ホルモン(MGH)の抗体を用いて免疫組織化学的にラット脳内におけるMCH様免疫陽性ニューロン(MCH様ニューロン)の分布および形態的特徴について検討した。脳室内にコルヒチンを注入されたラットでは視床下部に多数のMCH様ニューロンが検出された。陽性のニューロンは室傍核後方より乳頭体核前方までの広い範囲に分布しており、特に不確帯,視床下部外側領域,脳弓周囲などに多く見られる。しかし、室傍核,視索上核,背内側核,腹内側核および弓状核には陽性細胞は認められない。MCH様ニューロンの形状は主に不確帯に分布している紡錘形のものと、主に視床下部外側領域に分布する多極性のものに分けられる。以上の結果から、MCH様のニューロンの分布は既知のいずれの神経ペプチドの産生細胞の分布とも異なり、MCH様物質が未知のペプチドであることが示唆された。ところで、ラット視床下部外側領域には免疫組織化学的にα-MSH陽性細胞が分布することが知られている。このことから、3μmの隣接切片を用いてMCHとα-MSH様陽性細胞を比較検討した結果、全てのMCH様ニューロンはα-MSH抗体でも染色されることが明らかになり、両ペプチドの免疫陽性反応は同一細胞に共存することが確かめられた。更に、電顕レベルの免疫細胞化学ではMCH様陽性反応は果粒(90-250nm)内に限局して観察され、MCH様ペプチドが分泌型ペプチドであることが示唆された。現在、MCHとα-MSHの免疫反応が同一果粒内に共存するものか否かについて検討中である。

また、ラット脳におけるMCH様物質の生理的意義を探るために、MCH様免疫陽性線維の投射領域の検索も進めており、正中隆起内層を通り下垂体後葉へ投射している線維や視床,視床下部,大脳皮質などにも断片的に陽性線維を観察している。特に、弓状核細胞周囲のMCH様陽性線維については、更に電顕レベルの解析が必要である。
種々の生体適合性ゲル化物質を足場材料に用いたマウス肺組織移植モデル

種々の生体適合性ゲル化物質をscaffold(足場材料)として用いるマウス胎仔肺組織移植モデルを確立した。全身が緑の蛍光を発するGFPマウスの胎仔を摘出し、解剖して肺組織を採取する。細切したGFPマウス胎仔肺組織を混じたゲル化物質を、レシピエント左肺の胸膜下肺実質内45ヶ所に50μlずつ、先端が鈍な注射針(28ゲージ)にて血管内に入らないように注入する。組織学的検討により、GFP蛍光を有する移植片を3日目まで確認することが出来た。平成21年度には種々の生体適合性ゲル化物質をscaffold(足場材料)として用いるマウス胎仔肺組織移植モデルを確立した。【ドナー肺組織】妊娠17日目の雌性GFPマウス(C57BL/6-Tg(CAG-EGFP)C15-001-FJ0010sb)をエーテル麻酔後に犠牲死させ、胎仔を摘出する。顕微鏡下に解剖して胎仔肺組織を採取し細切する。組織片は培養液(DMEM)で一時保存する。その後、種々の生体適合性ゲル化物質に混ぜる。使用したのは(1)アテロコラーゲン注入材(アテロコラーゲンインプラント、コーケン)(2)フィブリン糊(フィブリノーゲン+トロンビン)(ボルヒール、化学及血清療法研究所)である。【レシピエント手術】レシピエントマウス(野生型C57BL/6)に麻酔後に経口挿管し、人工呼吸器管理下に左開胸する。肺門をクリップにてクランプした後、細切したGFPマウス胎仔肺組織を混じたゲル化物質を、レシピエント左肺の胸膜下肺実質内45ヶ所に50μlずつ、先端が鈍な注射針(28ゲージ)にて血管内に入らないように注入する。クランプを解除して空気もれや出血がないことを確認した後、閉胸して手術を終了する。【結果】移植後24時間、3日後でレシピエントを犠牲死させ、肺を取り出して組織学的検討を行った。(1)、(2)、(3)のいづれのゲルを使用してもGFP蛍光を有する移植片を3日目まで確認することが出来た。種々の生体適合性ゲル化物質をscaffold(足場材料)として用いるマウス胎仔肺組織移植モデルを確立し、一方でブレオマイシン、エンドトキシン、一側片肺切除による肺傷害モデルを作成した。アテロコラーゲン注入材、フィブリン糊を使用した。【肺傷害モデル】マウスに経口で気管内挿管し、ブレオマイシン或いはエンドトキシンを気管内投与して肺損傷を生じさせた。その後、マウスが長期間生存できるよう、また組織移植手術に耐えられるようブレオマイシン或いはエンドトキシンの投与量を通常の投与量より減量して調整した。また、肺損傷の程度を組織学的に確認した。人工呼吸器管理下に開胸し、左側片肺切除するモデルを作成した。残存右肺に肺組織移植を行う。種々の生体適合性ゲル化物質をscaffold(足場材料)として用いるマウス胎仔肺組織移植モデルを確立し、組織学的検討を行った。一方でブレオマイシン、エンドトキシン、一側片肺切除による肺傷害モデルを作成した。【ドナー肺組織】妊娠17日目の雌性GFPマウス(C57BL/6-Tg(CAG-EGFP)C15-001-FJOO10sb)をエーテル麻酔後に犠牲死させ、胎仔を摘出する。

肺門をクリップにてクランプした後、細切したGFPマウス胎仔肺組織を混じたゲル化物質を、レシピエント左肺の胸膜下肺実質内45ヶ所に50・1ずつ、先端が鈍な注射針(28ゲージ)にて血管内に入らないように注入する。クランプを解除して空気もれや出血がないことを確認した後、閉胸して手術を終了する。ゲル化物質の注入後の経時的変化を組織学的に確認した。フィブリン糊は吸収され、胸膜欠損部は早期から中皮細胞と思われる細胞により修復されていった。一方、アテロコラーゲンは長期間肺内に残存し、吸収までに時間を要した。【肺傷害モデル】マウスに経口で気管内挿管し、ブレオマイシン或いはエンドトキシンを気管内投与して肺損傷を生じさせた。その後、マウスが長期間生存できるよう、また組織移植手術に耐えられるようブレオマイシン或いはエンドトキシンの投与量を通常の投与量より減量して調整した。また、肺損傷の程度を組織学的に確認した。人工呼吸器管理下に開胸し、左側片肺切除するモデルを作成した。残存右肺に肺組織移植を行うことを試みた。しかしながら、ゲル化物質の注入は更なる侵襲をマウスに与えることとなり、マウスの長期生存を得ることが出来なかった。
非対称ジスルフィド単分子膜の電気化学的選択脱離によるナノ混合触媒表面形成

シリコン、ITO(酸化インジウム)、グラッシーカーボン、HOPGを導電性基板として、スパッタ法によって、金、銀、白金などのクラスター(直径数十nm)を作製して、エタノールの触媒酸化反応を検討した。白金をスパッタした全ての電極上ではエタノールの触媒酸化電流が観測されたが、銀では全く観測されなかった。金をスパッタした電極ではエタノールの酸化電流が観測されたが、その酸化電位は白金と比較して、約400mVポジティブシフトしており、更に得られた酸化電流も白金の場合と比較して約1/3となった。金、銀をスパッタした電極に4-ピリジンチオールを修飾し、酸性溶液中で塩化白金酸とのイオン対を形成し電気化学的に還元した後に、アルカリ溶液中でピリジンチオールを還元脱離して作製した、Pt/Au/Si電極、Pt/Ag/Si電極上ではエタノールの酸化反応は白金をスパッタした電極とほぼ同じ、酸化電位、酸化電流が得られた。エタノールの定電位電解の際にはこれらの電極では酸化電流の急激な減少が観察されたが、Pt/Au/ITO電極、Pt/Ag/ITq電極では酸化電流の減少は極めて少なかった。更に、この電極上に自己組織化法によってRuを析出させたRu/Pt/Au/ITO電極では酸化電位は約50mVポジティブシフトするものの、電流値の減少の少ない電極が作製できた。スパッタ法と自己組織化法を組みあわせることにより、エタノールの酸化に有効な電極が作製できることが示された。純度99.999%、直径0.08mmの金ワイヤーを水素炎中で赤熱溶解し、特定の面を研磨することで得た単結晶金電極Au(111)もしくはアルミナで研磨した金ディスク電極を種々のチオール溶液中に所定の時間浸積することにより修飾電極を作成した。さらに、1mMH_2PtCl_6水溶液中に所定の時間浸積後、0.1MH_2SO_4水溶液中で洗浄し、塩化白金酸イオンを対イオンとして有するSAMを作成した。電極を電気化学的還元し、SAMを脱離させることによって白金修飾金電極を得た。電気化学測定にはサイクリックボルタンメトリーを用いた。電極表面における白金の析出量について検討を行った。塩化白金酸イオンの還元ピークから算出したところ、白金の析出量は、8.8×10^<-11>mol/cm^2であった。一方、作成した電極の水素の吸脱着電気量QHから算出したところ、電気量は0.6μCであり、電極表面への析出量は約9.7×10^<-11>mol/cm^2となる。この値は先に述べた、塩化白金酸イオンの還元ピークか算出される値8.8×10^<-11>mol/cm^2と互いによく一致した。白金修飾金電極の表面状態をSTM測定により観察したところ、電極表面は操作の過程での不純物の付着や修飾剤である4-PySH等が残っている可能性がありあまり明瞭なイメージではないが、電極表面には非常に小さな粒子が点在していることがわかる。右の拡大図に示されているがこれらが白金の粒子であると考えられる。原子サイズではなく数原子が凝集しているが、メッキ等に比べるとその大きさは非常に小さく、またこの図を見る限りではある程度均等に散らばっているようである。現時点ではこれ以上の解像度でのSTMイメージが得られておらずより詳細な検討が必要であると考えられる。前年度まで、金電極上に形成したピリジンチオール自己組織化単分子膜(SAM)と、塩化白金酸イオンとのイオン対を形成し、電気化学的に還元を行うことで金基板上に単原子レベルで白金を修飾させる方法について報告した。今年度は白金の修飾量やドメインのサイズを制御するためにピリジン部位を有するチオール類と種々の長さのアルカンチオールとの非対称ジスルフィド(4-PySSR)SAMを用いて種々の白金修飾金電極を作製しその特性を電気化学的に評価した。

Au(111)上に修飾した種々のSAMの還元脱離のCVには-0.5V付近に4-PySHの脱離のピークが観察された。ピーク面積から算出した4-PySHの修飾量はアルカンチオール部位の長さの増加とともに減少し6.3,3.4,1.5×10^<-10>mol/cm^2となった。この条件のSAMを用いて作製した白金修飾金電極の0.1M H_2SO_4溶液中におけるCVには-0.3V0V付近から、白金表面に吸着した水素の脱離に伴うピークが観察された。水素発生に対する電気量の値は13,6.7,3.9×10^<-4>Cとなり、4-PySHの修飾量の値とほぼ対応していることが示された。すなわち、修飾された4-PySHの表面濃度に対応して白金が析出したことを意味している。現在、白金修飾金電極の表面状態は検討中であるが、非対称ジスルフィドのアルキル基の長さを変化させたSAMを利用することにより、白金の修飾量及びドメインサイズをより細かく制御できることが示唆された。シリコン、ITO(酸化インジウム)、グラッシーカーボン、HOPGを導電性基板として、スパッタ法によって、金、銀、白金などのクラスター(直径数十nm)を作製して、エタノールの触媒酸化反応を検討した。白金をスパッタした全ての電極上ではエタノールの触媒酸化電流が観測されたが、銀では全く観測されなかった。金をスパッタした電極ではエタノールの酸化電流が観測されたが、その酸化電位は白金と比較して、約400mVポジティブシフトしており、更に得られた酸化電流も白金の場合と比較して約1/3となった。金、銀をスパッタした電極に4-ピリジンチオールを修飾し、酸性溶液中で塩化白金酸とのイオン対を形成し電気化学的に還元した後に、アルカリ溶液中でピリジンチオールを還元脱離して作製した、Pt/Au/Si電極、Pt/Ag/Si電極上ではエタノールの酸化反応は白金をスパッタした電極とほぼ同じ、酸化電位、酸化電流が得られた。エタノールの定電位電解の際にはこれらの電極では酸化電流の急激な減少が観察されたが、Pt/Au/ITO電極、Pt/Ag/ITO電極では酸化電流の減少は極めて少なかった。更に、この電極上に自己組織化法によってRuを析出させたRu/Pt/Au/ITO電極では酸化電位は約50mVポジティブシフトするものの、電流値の減少の少ない電極が作製できた。スパッタ法と自己組織化法を組みあわせることにより、エタノールの酸化に有効な電極が作製できることが示された。
歯車用低発熱プラスチック材料の開発に関する研究

歯車をはじめ、機械要素にプラスチック材料が多く使用されている。プラスチック材料に周期的な衝撃荷重が加わるとき、ひずみが回復するのに時間がかかる。これがひずみエネルギーとしてプラスチック材料に残る。この大部分は熱エネルギーに変換する。これがヒステリシス損失に基づく発熱である。本研究ではこれらの関係を明らかにし、シミュレーションした。シミュレーションによりアロイ化プラスチックが開発された。8種類のプラスチック材料のヒステリシス損失に基づく発熱量が計算され、実験値と比較した。その結果、とくに油含有プラスチック材料が良いことが分かった。以上から、低発熱プラスチック材料が存在する事が明らかになり、プラスチック材料の開発が可能となった。そのための重要な資料を得ることができ、歯車の幅広い応用が期待される。シミュレーションに基づき考えられるプラスチックをアロイ化した新しい材料4種類、油含有ポリアセタール、ポリアセタール、ポリアミド-66、ガラス繊維含有ポリアセタール、の8種類の材料を使用して、モジュール1、歯数30/60、圧力角20゚、歯幅5mmの平歯車のキャビティーを製作し、射出成型プラスチック歯車を成形した。実験は動力吸収・循環試験機を一部改良し、プラスチック歯車の強度試験を行った。試験項目は実用を考えて、10^7総回転数に対する歯形の摩耗、精度、温度、騒音を測定した。以上の結果から、本研究の目的に適うプラスチック歯車材料が幾つか見出だされ、今後の研究の基礎となる資料を得ることができた。プラスチック材料を歯車に使用した場合、1つの歯に繰り返し荷重が加わると、プラスチック材料が粘弾性材料であるためヒステリシス損失に基づく発熱がある。これが歯の平均的な温度上昇になっており、実験条件によってはプラスチック材料の変形温度や溶融温度に達する。本研究では本年度次の点について研究を行った。(1)プラスチック材料の物性値をあまり変えないでプラスチック材料の発熱シミュレーションを行った。(2)シミュレーションの結果に基づいて歯車用低発熱プラスチック材料の開発を行った。(3)以上の結果を学会などで発表した。これらについて以下に詳述する。(1)についてプラスチック材料に弾性的な要素を加えることにより、ヒステリシス損失に基づく発熱を低くすることがシミュレーションで確認できた。(2)についてはシミュレーションの結果に基づき考えられるプラスチックをアロイ化した新しい材料を4種類、油含有プラスチック、市販のポリアセタール、ポリアミド-66、ガラス繊維含有プラスチックの8種類について短形形状材料で衝撃荷重試験を行った。局所的に熱電対を埋め込み、表面にサーモテープを張り、温度変化を写真に撮り、その局所温度分布を求めた。温度の値は購入した色差計を利用した従来の市販プラスチック材料よりも低発熱プラスチック材料を開発することができた。1つは油含有ポリアセタール樹脂であり、2つはポリオレフィン系ポリアセタール・アロイ化樹脂であった。以上の結果から初期の目的にかなうプラスチック材料の開発にかなった。シュミレーションの結果については日本機械学会で講演を行った。平成5年度はこれらの材料も含めて、歯車での発熱実験を行いたい。

シミュレーションに基づき考えられるプラスチックをアロイ化した新しい材料4種類、油含有ポリアセタール、ポリアセタール、ポリアミド-66、ガラス繊維含有ポリアセタール、の8種類の材料を使用して、モジュール1、歯数30/60、圧力角20°、歯幅5mmの平歯車のキャビティーを製作し、射出成型プラスチック歯車を成形した。実験は動力吸収・循環試験機を一部改良し、プラスチック歯車の強度試験を行った。試験項目は実用を考えて、10^7総回転数に対する歯形の摩耗、精度、温度、騒音を測定した。以上の結果から、本研究の目的に適うプラスチック歯車材料が幾つか見出だされ、今後の研究の基礎となる資料を得ることができた。