hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
金魚を用いたポリクローナル抗体の調製プロセス開発による動物実験4Rの推進

本研究では、抗体を含むリンパ液を簡便に、かつ恒常的に採取可能なスイホウガンと呼ばれるキンギョを用いたポリクローナル抗体の調製プロセス開発を目指した。結果、スイホウガンの水泡から採取したリンパ液からポリクローナル抗体を精製することに成功し、さらにELISAを用いた検出系を確立した。また免疫時の補助剤を検討することで、特異的な抗体が水泡内リンパ液に産生されることをドットブロッティングにより確認した。前年度に引き続き水泡眼を用いた免疫法の開発を、免疫時に用いる抗原とアジュバントと、さらには免疫後のリンパ液中の目的抗体の検出法の観点から検討を行った。まず膜タンパク質に対する抗体の取得を目指してヒト上皮増殖因子受容体(EGFR)を強制発現させたCHO細胞を用いた免疫を行った。免疫後のリンパ液に対し、抗コイ抗体を用いたフローサイトメトリーによる検出を試みたが、免疫後のいずれの週数のリンパ液にも優位な結合はみられなかった。細胞による免疫とフローサイトメトリーによる検出の両者、あるいはいずれかに問題があると考え、免疫原として精製タンパク質を用い、さらに前年度検出に成功しているELISAより、より簡便なドットブロッティングを用いた検出を試みた。アジュバントは市販薬剤あるいは酵母抽出液を用い精製タンパク質と混合して投与した。一方、アジュバント効果を期待して、抗原タンパク質を精製せず、その発現ベクターで形質転換させた大腸菌の超音波破砕液を滅菌したものの利用も検討した。それぞれ1週間ごとに水泡眼の体重で規格した抗原量をシリンジを用いて水泡内に投与し、ドットブロッティングにより検出した。結果、酵母抽出液を用いた時の免疫後8週目の水泡内に抗原タンパク質に対する明確な抗抗体の陽性反応がみられた。免疫後に特異的抗体が出現するのが比較的遅いという既報の結果とも一致しており、また酵母抽出液は汎用的に用いている大腸菌用培地をそのまま利用可能であるという利点も有しているため、研究室でのより簡便なポリクローナル抗体調製法としての可能性を示すことができたといえる。水泡眼の水泡内リンパ液からのポリクローナル抗体の精製法の確立とキャラクタリゼーション、およびELISA法に基づく検出系の確立と免疫法に関する検討を行った。抗体精製のリガンドタンパク質として一般的に最も汎用的に使われているプロテインAを用いた検討を行ったところ、還元条件下での電気泳動において、2つの高度に精製されたタンパク質のバンドがみられたため、それぞれ抗体の重鎖と軽鎖に対応するものと考えられ、検量線から算出したそれぞれの重合度からIgMタイプの抗体であると予想された。魚類の血清中にはIgMタイプが多く含まれるという文献等の報告とも一致している。さらにこの精製したIgMをマルチウェルプレートに固定化し、交差性が報告されている抗コイ抗体を用いて検出したところ、明確な発色が得られたため、抗体の精製と、今後のELISAを用いた検出系の確立に向けた展望が示せたといえる。一方、免疫に関しては、当該研究室で開発したがん治療人工抗体Ex3と、その標的抗原である上皮増殖因子受容体(EGFR)をモデルとして用いて行った。一般的に行われているマウスを用いた免疫する際の抗原タンパク質量を参考にし、水泡内に直接注入し、1週間ごとにサンプリングと再免疫を繰り返し行った。サンプリングにより消失した水泡内リンパ液は次回のサンプリング時までには、ほぼ回復がみられたため報告通りリンパ液を採取し続けることが可能であることが示されたが、フローサイトメトリーで評価した結果、明確な結合活性はみられなかった。今後は、より長期間の免疫や前述のELISAと併せて迅速な評価法に関しても引き続き検討する予定である。免疫に用いるモデル抗原として、当初予定のがん治療人工抗体Ex3以外にも、上皮増殖因子受容体(EGFR)を用いた検討も進めることができたが、アジュバントを用いた検討までに至らなかったことを考慮して、おおむね順調に進展しているとした。前年度に引き続き精製タンパク質を用いた免疫法の開発を進めると共に、膜タンパク質抗原を強制発現させた細胞を用いた免疫法を検討する。まず長期に渡る免疫を検討すると共に、免疫する際のアジュバントとして市販薬剤や酵母抽出液等を検討する。またより詳細に抗原特異的なポリクローナル抗体産生の経時変化を追跡し、免疫に必要な期間、効果的な免疫を誘導できるスケジュール、継続して目的とするポリクローナル抗体を取得可能な期間、再免疫によるブースト効果、さらには水泡眼の再利用、即ち抗原特異的なポリクローナル抗体の消失と新たに免疫したタンパク質抗原に対する免疫応答を観察し再利用の可能性を探る。一方、膜タンパク質に対する抗体の取得を目指して目的膜タンパク質を強制発現させたCHO細胞を用いた免疫を行う。具体的には既に樹立しているヒト上皮増殖因子受容体(EGFR)等を強制発現させたCHO細胞を水泡内に投与する。リンパ液を採取後、ポリクローナル抗体を精製しフローサイトメトリー等で結合活性評価を行う。免疫が不十分であれば細胞数、スケジュール等、再度免疫条件の検討を行う。

結合活性が確認できれば、正常なCHO細胞と反応させることで粗精製を行い、反応しなかった上澄みを、免疫に用いた抗原固定化カラムで精製する。免疫に用いるモデル抗原として、当初予定のがん治療人工抗体Ex3以外にも、上皮増殖因子受容体(EGFR)を用いた検討も進めることができたが、ポリクローナル抗体の精製法の確立において効率的に達成できたことで生じた未使用額の一部を充当した。次年度使用額は、前述の効率的に研究推進を行ったことで生じた未使用額の残額と、免疫においてアジュバントを用いた検討までには至らなかったことで生じた未使用額であり、平成24年度請求額とあわせ、次年度に計画している研究の遂行に使用する予定である。
カルシウムチャンネルの遺伝生化学的解析

テトラヒメナの繊毛膜小胞を用いて、〔【^3H】〕標識【Ca^(2+)】拮抗剤の結合活性および黒膜法による【Ca^(2+)】-チャンネルの電気的性状を検討し以下の結果を得た。〔【^3H】〕標識【Ca^(2+)】拮抗剤の結合活性〔【^3H】〕アジドピンを繊毛膜とインキュベーション後、紫外線照射を行うことにより膜タンパク質との複合体を形成させた。ついで、トリトンX-100にて可溶化されたタンパク質をUltrogel ACA 44カラムクロマトグラフィーにて検討したところ、分子量約20万の位置に放射活性が検出された。この活性は予め非標識ジヒドロピリジン系薬剤で繊毛膜を処理することにより消失することから、アジドピンと膜タンパク質の特異的結合に由来すると考えられる。一方、〔【^3H】〕ニトレンジピン、〔【^3H】〕ベラパミールの結合活性を、ガラスフィルター法にて調べたが、これらの【Ca^(2+)】拮抗剤は繊毛膜に特異的結合を示さなかった。黒膜法による電気的測定アゾレクチンで調製された黒膜に繊毛膜小胞を融合させた。その結果、【Ca^(2+)】グルコネート溶液中で約10pSを最小ステップとするコンダクタンスのゆらぎが観察された。黒膜の両側のイオン組成をかえて逆転電位を求め、この【Ca^(2+)】-チャンネルのイオン選択性が低いことが解った。以上の結果から、テトラヒメナ繊毛膜の【Ca^(2+)】-チャンネルは〔【^3H】〕標識-【Ca^(2+)】拮抗剤および黒膜による電気的測定の両方によって検出可能であることが示唆された。なお、我々はすでにアルセナゾ【III】あるいはクイーン2を用いて、繊毛膜小胞の【Ca^(2+)】動態について実験をおこなってきており、上述した【Ca^(2+)】-チャンネルの性状とを現在比較検討している。一方、【Ca^(2+)】拮抗剤の結合タンパク質の精製をすすめ、【Ca^(2+)】-チャンネル分子の実体を追求してゆきたい。
メディア暴力が子どもの非社会的行動に与える効果についての研究

本研究は、メディア暴力の非社会的行動に及ぼす効果の研究について子どもを対象にして明らかにしたものである。特に暴力的コンピュータ・ゲーム接触において志向と非社会的行動の関連を調べた。結果として、ゲーム利用の有無で非社会的対人不信度において有意傾向があったものの、志向と非社会的行動の下位尺度との関連性を明らかにすることはできなかった。コンピュータ・ゲームは、双方向性が強いのでより非社会的行動との関連が高いと思われるが、本研究では、有意傾向でしかなかった。これは、調査対象の非社会的行動がもともと低いか、あるいはコンピュータ・ゲームを行なっていても非社会的行動が高くなることを抑制する要因が存在する可能性も考えられよう。和田(2002)では、テレビ暴力番組接触において、3つの仮説「テレビ暴力番組接触において空想志向の強い者は他の者と比べ非社会的馴化度が高い」「テレビ暴力番組接触において現実志向の強い者は他の者と比べ非社会的対人不信度が高い」「テレビ暴力番組接触において空想志向と現実志向とが共に強い者は他の者と比べ非社会的正当化度が高い」が検証された。しかし、暴力的コンピュータ・ゲーム接触では、この仮説は検証されなかった。ひとつは、テレビ暴力番組接触と比較して、暴力的コンピュータ・ゲーム接触が少ないことであった。接触が少ない理由は、暴力的コンピュータ・ゲームを保持していないことが考えられる。もうひとつは、志向がテレビとコンピュータ・ゲームでは異なる可能性である。受身であるテレビ接触における現実志向と空想志向が、積極的に自分で関わっていくコンピュータ・ゲームによる現実志向と空想志向では異なる可能性がある。したがって、あらたにコンピュータ・ゲームによる現実志向と空想志向を設定する必要が生じた。本年度の研究は、まずメディア暴力の基準について、収集した文献をもとにして設定した。そこでは佐々木(1991)のテレビ暴力番組の定義「人間、生物、または無生物の対象に、物理的、心理的危害を直接的間接的に与える行為の描写を含む、テレビによって放映される劇、長編特作物語、漫画などの、虚構的物語番組及びコメディー番組」が最も有効であることが再確認された。しかし、インターネットの急激な利用増加、及びテレビのデジタル化による双方向利用の進行により、それを変更することも将来必要であることが明らかになった。そこにはRSACi (Recreational Software Advisory Council on the Internet)が暴力の表現レベルの基準をレベル0から4までのを明らかにしており、インターネットにおける暴力のもならず、テレビゲームにおいても有効であることを推測させた。メディア接触行動の測定尺度について、インターネットの急激な利用の増加で、1日の平均利用時間が1時間42分(総務省2001)と明らかにされ、これはテレビ接触が減少したことを示すかどうかを確認する必要性があった。現在は、テレビ暴力としてひとつの番組を取り上げ、その番組への接触度、暴力の影響をコントロールできるという自己効力感、及び他人がコントロールできるかどうかの推測、番組規制への賛成について、予備調査を行い、分析中である。本研究は、子どものメディア暴力への接触行動を、メディアごとに類型化し、ぞれぞれの類型化に応じて、子どもの非社会的行動への効果がどのように表れるかを明らかにすることを目的にした。メディアの類型化においては、テレビ番組への接触行動を基準にしておこなった。また、効果を測定する尺度としては、子どもの発達に応じた非社会的行動の尺度について検討を行った。研究対象をテレビ暴力番組視聴に限らずに、メディア暴力として広げて、テレビ暴力番組の類型化を用いて、多くのメディアを扱うことにより、メディア暴力についての統合的な知見を得ることとした。「メディア接触の志向」及び「非社会的行動」に関する文献を収集検討し、さらにコンピュータに入力・データベース化の準備を行った。

メディア暴力の基準設定、選定において、メディア暴力の基準は、基本的に佐々木輝美(1991)によるテレビ暴力番組の定義を用いるが、収集した文献等に基づき、修正して使用することとした。また、定義に基づき、接触しているメディア暴力の選定を実施中である。そこで、メディア暴力として、子どもが最も接触しているテレビ番組と、さらに、メディア暴力として効果が大きいことが、研究成果として示され始めたテレビゲームを主として扱うことが適切であることが考えられた。さらに測定尺度の設定として、1)メディア接触行動:Schrammら(1961)の現実志向、空想志向の定義に基づき、Furu (1971)が用いたアンビバレンスの測定尺度、Klapper (1960)の逃避的メディア内容の機能に関する尺度などを主に参考に、収集した文献等に基づき、質問項目を作成して、予備調査を行いつつある。2)非社会的行動:効果理論それぞれの定義に基づいて対応づけられた、非社会的行動についての質問項目について、設定途中である。現在は、子どもが直接にメディア暴力の影響を受けることによる非社会的行動だけではなく、非社会的行動の影響を受けた友人からの影響についても予備調査を行っている。本研究は、メディア暴力の非社会的行動に及ぼす効果の研究について子どもを対象にして明らかにしたものである。特に暴力的コンピュータ・ゲーム接触において志向と非社会的行動の関連を調べた。結果として、ゲーム利用の有無で非社会的対人不信度において有意傾向があったものの、志向と非社会的行動の下位尺度との関連性を明らかにすることはできなかった。コンピュータ・ゲームは、双方向性が強いのでより非社会的行動との関連が高いと思われるが、本研究では、有意傾向でしかなかった。これは、調査対象の非社会的行動がもともと低いか、あるいはコンピュータ・ゲームを行なっていても非社会的行動が高くなることを抑制する要因が存在する可能性も考えられよう。和田(2002)では、テレビ暴力番組接触において、3つの仮説「テレビ暴力番組接触において空想志向の強い者は他の者と比べ非社会的馴化度が高い」「テレビ暴力番組接触において現実志向の強い者は他の者と比べ非社会的対人不信度が高い」「テレビ暴力番組接触において空想志向と現実志向とが共に強い者は他の者と比べ非社会的正当化度が高い」が検証された。しかし、暴力的コンピュータ・ゲーム接触では、この仮説は検証されなかった。ひとつは、テレビ暴力番組接触と比較して、暴力的コンピュータ・ゲーム接触が少ないことであった。接触が少ない理由は、暴力的コンピュータ・ゲームを保持していないことが考えられる。もうひとつは、志向がテレビとコンピュータ・ゲームでは異なる可能性である。受身であるテレビ接触における現実志向と空想志向が、積極的に自分で関わっていくコンピュータ・ゲームによる現実志向と空想志向では異なる可能性がある。したがって、あらたにコンピュータ・ゲームによる現実志向と空想志向を設定する必要が生じた。
オンラインADRを用いた司法アクセス格差是正の実証的研究

ドメスティック・バイオレンスの被害者に対するオンラインサポートの実証実験を踏まえ、本年度は国内の自治体およびNPOなどによるサポートグループが主体となってオンラインサポートを実施するプロジェクトを策定し、実施した。また海外のオンラインDVサポート実施機関と意見交換を行い、共同作業を呼びかけて、オンライン技術による被害者サポートシステムの利用を進めた。さらに、電子商取引や電子会議室・メーリングリストなどに起因するインターネット関連のトラブルを題材とするオンライン紛争処理手続のモデルを構築するために、一般公開されたブログを用いてトラブル現場の協力者と意見交換を行い、実務家相互の意見交換を通じたオンライン紛争処理システムの有効な活用のための条件を究明した。平成16年度においては、オンラインADRの構築に必要な設備および人的態勢についてとりまとめをするとともに、非オンライン紛争を対象とするオンライン技術の有用性を検証するために、以下の実証実験を行った。・ドメスティックバイオレンスの被害者に対する法情報提供とオンライン相談インターネットのウェブサイトにおいて、一般的な法律や相談場所などの情報を多言語で提供するとともに、オンライン上の自動応答システムにより、相談を求める者の個別的なニーズにあった情報提供を行った。そして同じくインターネット上のサイトに相談窓口を設け、オンライン相談を実施した。これにはDVのリアルな相談業務に携わっているNPOの協力を得て、相談員を5名用意し、3ヶ月間に約40通の相談メールに回答をした。相談者は日本全国に分布し、しかも夜間早朝といった通常の相談機関では対応できない時間帯の相談が多数を占めた。相談のためのツールは、通常のパソコンから利用するインターネットが多数を占めたが、合わせて設置した携帯電話によるメール相談を利用した相談者も相当数おり、この情報提供にアクセスするルートが多様なものであることの必要性が際だっている。相談はほとんどが一度の回答で修了したが、中にはその後の状況を報告して下さる相談者や何度かメールを往復させる相談者がおり、相談担当者の側のメールスキルも高度なものが要求された。なお、相談員のスキルアップのための研修を実施する必要があり、そのコストの調達については今後の課題を残している。
STAT3の遺伝子変異により発症するアレルギーの病態形成機構の解明

我々が、高IgE症候群の原因がSTAT3遺伝子のドミナントネガティブ変異であることを世界に先駆けて明らかにした。ほぼ全例でアトピー性皮膚炎を発症するがそのメカニズムは明らかにされておらず、対症療法以外の治療は存在しない。そこで、STAT3のドミナントネガティブ変異体を発現する疾患モデルマウスを作成し、各種の皮膚炎モデルを検討し、ハプテン反復投与でモデルマウスにおいて掻破回数の増加、皮膚組織の肥厚の増強、CD4陽性T細胞と好酸球の皮膚炎局所への浸潤、ハプテン特異的血清IgEの上昇、Th2サイトカインの皮膚炎局所での上昇を認め、ヒトのアトピー性皮膚炎の良いモデルとなる可能性が示唆された最近我々は、高IgE症候群の病因がSTAT3分子のドミナントネガティブ変異であり、この遺伝子異常はヒトに高IgE血症とアトピー性皮膚炎を引き起こすことを明らかにした。高IgE症候群におけるアトピー性疾患の発症メカニズムを検討するために、STAT3のドミナントネガティブ変異体を発現する疾患モデルマウスを作成した。マウスにおいてもヒトと同様にSTAT3のドミナントネガティブ変異体の発現は、高IgE症候群と同様の症状を引き起こすことが明らかになった。高IgE症候群における高IgE血症の原因細胞を検索する目的で、この疾患モデルマウスのfloxマウスを、各種の細胞特異的Cre発現マウスと交配することで、各種の細胞特異的Stat3-DN発現マウスを作製する。これまでの予備的検討で、T細胞特異的にCreを発現するLck-Creマウス、B細胞特異的にCreを発現するmb1-Creマウス、ケラチノサイト特異的にCreを発現するK5-Creマウス、骨髄単球系細胞特異的にCreを発現するLysM-CreマウスとStat3-DNfloxマウスを交配し、原因細胞の検索を行っている。さらに、高IgE症候群のアトピー性皮膚炎の発症機構の解明を目的として、疾患モデルマウスにおけるアトピー性皮膚炎モデルを確立することを試みている。疾患モデルマウスを全身に発現するマウスはSPF環境下では皮膚炎を発症しなかったので、各種の皮膚炎誘発モデルを検討した。その結果ハプテン反復投与もデル疾患モデルマウスにおいて皮膚組織の肥厚の増強、CD4陽性T細胞と好酸球の皮膚炎局所への浸潤、ハプテン特異的血清IgEの上昇、Th2サイトカインの皮膚炎局所での上昇、Th2ケモカインの上昇が認められた。すなわちStat3-DNマウスに対するハプテン反復投与モデルは、ヒトのアトピー性皮膚炎の良いモデルとなる可能性が示唆された。最近我々は、40年以上に渡ってその原因が不明であった免疫不全症、高IgE症候群の原因がSTAT3のドミナントネガティブ(dominant negatibe; DN)変異であることを世界で初めて明らかにした。高IgE症候群では全例で高IgE血症とアトピー性皮膚炎を発症する。このことはヒトにおけるSTAT3-DNの発現は、ヒトにアトピー性疾患を発症させることを意味している。しかし、STAT3-DN変異がどのようなメカニズムでこれらのアトピー症状を発症するかは現時点では世界的にも全く明らかにされておらず、そのため本症のアトピーには、対症療法以外の治療法は存在しない。高IgE症候群における高IgE血症の原因を検索する目的で、まずその原因細胞の検索を行った。モデルマウスは、Stat3-DNのコンディショナルノックインマウスであるので、このマウスを各種の細胞特異的Cre recombinase発現マウスと交配することで、各種の細胞特異的Stat3-DN発現マウスを作製できる。これまでの検討で、T細胞特異的にCreを発現するLck-Creマウス、B細胞特異的にCreを発現するmb1-Creマウス、ケラチノサイト特異的にCreを発現するK5-Creマウス、骨髄単球系細胞特異的にCreを発現するLysM-CreマウスとStat3-DNfloxマウスを交配した。このうちで1系統のマウスにおいてのみ高IgE血症を認めそれ以外では高IgE血症を認めなかったことから高IgE血症の原因細胞の同定に成功したと考えている。また、高IgE症候群のモデルマウスを用いてアトピー性皮膚炎モデルを樹立し、この詳細な検討を実施している。これにおいてもアトピー性皮膚炎に必須の分子、細胞を明らかにしている。高IgE症候群におけるアトピー性疾患の発症メカニズムを検討するために、STAT3のドミナントネガティブ変異体を発現するコンディショナルノックインマウスを作成した。このStat3-DNfloxマウスと卵細胞特異的にCreを発現するマウス(ZP3-Creマウス)の雌と交配し、全身にStat3-DNを発現するマウスを作製した。この実験の結果、Stat3-DNを発現するマウスでは、野生型同腹のマウスと比較して、血清IgEレベルが100倍以上に上昇し、IL-17の産生も低下することが明らかになった。以上の実験の結果より、マウスにおいてもヒトと同様にSTAT3のドミナントネガティブ変異体の全身での発現は、高IgE症候群と同様の症状を引き起こすことが明らかになった。このモデルマウスは、Stat3-DNのコンディショナルノックインマウスであるので、このマウスを各種の細胞特異的Cre recombinase発現マウスと交配することで、各種の細胞特異的Stat3-DN発現マウスを作製し、高IgE血症の原因細胞を同定した。

高IgE症候群のアトピー性皮膚炎の病態形成機構の解明を目的として、まずStat3-DNマウスにおけるアトピー性皮膚炎モデルを確立した。Stat3-DNを全身に発現するマウスはSPF環境下では皮膚炎を発症しなかった。そこでハプテン反復投与モデルの検討を行った具体的には、感作6日後より、ハプテンの耳への塗布を隔日で続けると、最初はStat3-DNマウスで皮膚の肥厚の軽減が見られたが、day 14より、Stat3-DNマウスにおいて掻破回数の増加、皮膚組織の肥厚の増強、CD4陽性T細胞と好酸球の皮膚炎局所への浸潤、ハプテン特異的血清IgEの上昇、Th2サイトカインの皮膚炎局所での上昇、表皮のバリアー機能の低下、Th2ケモカインの上昇が認められた。我々が、高IgE症候群の原因がSTAT3遺伝子のドミナントネガティブ変異であることを世界に先駆けて明らかにした。ほぼ全例でアトピー性皮膚炎を発症するがそのメカニズムは明らかにされておらず、対症療法以外の治療は存在しない。そこで、STAT3のドミナントネガティブ変異体を発現する疾患モデルマウスを作成し、各種の皮膚炎モデルを検討し、ハプテン反復投与でモデルマウスにおいて掻破回数の増加、皮膚組織の肥厚の増強、CD4陽性T細胞と好酸球の皮膚炎局所への浸潤、ハプテン特異的血清IgEの上昇、Th2サイトカインの皮膚炎局所での上昇を認め、ヒトのアトピー性皮膚炎の良いモデルとなる可能性が示唆された高IgE症候群のアレルギーの発症機構を明らかにする目的で、モデルマウスを利用した詳細な検討を行い、その発症の原因細胞を明らかにした。さらに、この高IgE症候群のモデルマウスを用いてアトピー性皮膚炎モデルを樹立し、このアトピー性皮膚炎に必須の分子、細胞を明らかにした。27年度が最終年度であるため、記入しない。小児科学高IgE血症に関しては、in vitroの培養系に各種のサイトカインを添加し、IgEの産生の増強や抑制が野生型のB細胞とStat3-DNのB細胞で差異がないかをさらに検討する。さらに、IL-10やIL-21のサイトカインによるIgE産生機構の抑制が関与している可能性が示唆されているので、IL-10ノックアウトマウスやIL-21レセプターノックアウトマウスとStat3-DNマウスを交配し、その血清IgE値等をin vivoの条件で検討する。アトピー性皮膚炎モデルに関しては、各種の遺伝子改変マウスでの皮膚炎の検討を行い、どの様なメカニズムでアトピー性皮膚炎様の皮膚炎が発症しているかを明らかにする。本研究は、STAT3の遺伝子異常で発症するヒトの難病である高IgE症候群の疾患の発症メカニズムを解明することを目的とした研究である。最近我々がその原因遺伝子を明らかにした疾患プロテオゲノム研究センターで、その病態形成機構は世界的にも全く明らかではない。今年度その目的達成のために、その疾患モデルマウスの樹立に成功し、それを用いて2つの病態モデルの作成に成功したので、当初の計画以上に研究が進展していると評価した。
多結晶金属の塑性変形に伴う微視的不均一性の発生・成長挙動の解明

本研究の目的は,多結晶金属などの微視的な不均質性を有する材料について,各結晶粒の結晶学的性質と微視的変形の不均一性との関係を調べ,種々の負荷履歴に伴う不均一変形の発生・成長メカニズムを解明することである。最近では,サブミクロンやナノオーダーの加工などが現実化してきており,材料の微視的不均質が加工精度に影響する状況になってきている。このためまず,単軸変形や純せん断変形などの種々の変形過程に伴う多結晶金属の微視的な不均質性の推移を,微小表面材料特性評価システムを用いて詳細に調べる。多結晶金属全体に一定の変形が加えられた際に結晶粒毎に生じる変形のバラツキについては,隣接結晶粒の拘束条件などに起因する複雑さから未だ解明されていない点が多い。さらに,多結晶金属における塑性変形に伴う微小な不均一変形挙動,およびそれと各結晶粒の結晶学的性質との関係を実験的に明らかにするため,純鉄,純アルミニュウム,純チタン,純銅を用い,試験片を作製するとともに測定領域を定めた。その後,これらの試験片に対して引張試験機,ねじり試験機を用いて,単軸引張およびねじり負荷を加え,塑性変形の進行に伴う微小変形形態の発生・成長の様子を調べるため,微小表面材料特性評価システムにより超微小硬度を測定し,結晶粒の変形と微視的硬度変化の関係を明らかにした。さらに,レーザ顕微鏡,触針式あらさ測定器,結晶方位解析機能付き走査電子顕微鏡,プローブ顕微鏡などで,各結晶粒の変形挙動および結晶粒内部での微小な変形について定量的な検討を加えた。他方,多結晶金属などの微視的不均一のシミュレーション解析を行うため,3次元の弾塑性および剛塑性有限要素法モデルを開発した。数値シミュレーションとともに,モデル解析も併用して,不均質性と境界における変形拘束などが変形挙動に及ぼす影響について明らかにした。また,結晶のすべりと結晶方位の回転の関係についても解析的な検討を加えた。塑性変形に伴う表面性状変化と塑性加工におけるトライボロジー特性への影響について,実験を進めるとともに,シミュレーション解析を行った。本研究の目的は,多結晶金属の微視的な不均質性の主な要因である各結晶粒の結晶学的性質と微視的変形の不均一性との関係を調ベ,種々の負荷履歴に伴う不均一変形の発生・成長メカニズムを解明することある.このためまず,単軸変形や多軸変形および純せん断変形などの種々の変形過程に伴う多結晶金属の微視的な不均質性の推移を,微小表面材科特性評価システムを用いて詳細に調べる。また,多結晶金属中の各結晶粒における結晶学的性質を測定し,結晶粒単位の変形挙動との関係について検討することにより,多結晶金属の微視的不均一変形に対する結晶学的性質の影響を評価する.多結晶金属全体に一定の変形が加えられた際に結晶粒毎に生じる変形のバラツキについては,隣接結晶粒の拘束条件などに起因する複雑さから未だ解明されていない点が多い。そこで本研究では,まず多結晶金属における塑性変形に伴う微小な不均一変形挙動,およびそれと各結晶粒の結晶学的性質との関係を実験的に明らかにするため,純鉄,純アルミニュウムを用い,試験片を作製するとともに測定領域を定めた。

その後,これらの試験片に対して引張試験機,ねじり試験機を用いて,単軸引張およびねじり負荷を加え,塑性変形の進行に伴う微小変形形態の発生・成長の様子を,レーザ顕微鏡,触針式あらさ測定器などで,各結晶粒の変形挙動および結晶粒内部での微小な変形について定量的な検討を加えた。また同時に,変形前後の各結晶粒におけるすべり変形に起因する局所材料特性の変化を,微小表面材料特性評価システムで超微小硬度を測定し,評価のための最適な条件を明らかにした。同時に,多結晶金属の微視的不均一のシミュレーション解析を行い,有限要素法モデルに与える境界条件(周期境界条件,対称境界条件)が変形挙動に及ぼす影響を明らかにした。本研究の目的は,多結晶金属などの微視的不均質性を有する材料について,各結晶粒の結晶学的性質と微視的変形の不均一性との関係を調べ,種々の負荷履歴に伴う不均一変形の発生・成長メカニズムを解明することある.このためまず,単軸変形や多軸変形および純せん断変形などの種々の変形過程に伴う多結晶金属の微視的な不均質性の推移を,微小表面材料特性評価システムを用いて詳細に調べる。また,多結晶金属中の各結晶粒における結晶学的性質を測定し,結晶粒単位の変形挙動との関係について検討することにより,多結晶金属の微視的不均一変形に対する結晶学的性質の影響を評価する.多結晶金属全体に一定の変形が加えられた際に結晶粒毎に生じる変形のバラツキについては,隣接結晶粒の拘束条件などに起因する複雑さから未だ解明されていない点が多い。そこで本研究では,まず多結晶金属における塑性変形に伴う微小な不均一変形挙動,およびそれと各結晶粒の結晶学的性質との関係を実験的に明らかにするため,純鉄,純アルミニュウム,純チタン,純銅を用い,試験片を作製するとともに測定領域を定めた。その後,これらの試験片に対して引張試験機,ねじり試験機を用いて,単軸引張およびねじり負荷を加え,塑性変形の進行に伴う微小変形形態の発生・成長の様子を調べるため,微小表面材料特性評価システムにより超微小硬度を測定し,評価のための最適な条件を明らかにした。さらに,レーザ顕微鏡,触針式あらさ測定器結晶方位解析機能付き走査電子顕微鏡,プローブ顕微鏡などで,各結晶粒の変形挙動および結晶粒内部での微小な変形について定量的な検討を加えた。同時に,多結晶金属などの微視的不均一のシミュレーション解析を行うため,3次元の弾塑性および剛塑性有限要素法モデルを開発した。数値シミュレーションとともに,モデル解析も併用して,不均質性と境界における変形拘束などが変形挙動に及ぼす影響について考察し,部分的に明らかにした。本研究の目的は、多結晶金属などの微視的な不均一質性を有する材料について,各結晶粒の結晶学的性質と微視的変形の不均性との関係を調べ,種々の負荷履歴に伴う不均一変形の発生・成長メカニズムを解明することある。最近では,サブミクロンやナノオーダーの加工などが現実化してきており,材料の微視的不均質が加工精度に影響する状況になってきている。このためまず,単軸変形や純せん断変形などの種々の変形過程に伴う多結晶金属の微視的な不均質性の推移を,微小表面材料特性評価システムを用いて詳細に調べる。多結晶金属全体に一定の変形が加えられた際に結晶粒毎に生じる変形のバラツキについては,隣接結晶粒の拘束条件などに起因する複雑さから未だ解明されていない点が多い。さらに,多結晶金属における塑性変形に伴う微小な不均一変形挙動,およびそれと各結晶粒の結晶学的性質との関係を実験的に明らかにするため、純鉄,純アルミニュウム,純チタン,純銅を用い,試験片を作製するとともに測定領域を定めた。
正常血糖妊婦と妊娠糖尿妊婦における妊娠中の血糖変動出産後の耐糖能に与える影響

妊娠糖尿病と診断された年齢は35±3.6歳、出産週数は38週5日±6日、75g糖負荷試験にて5名が1ポイント陽性、1名が2ポイント陽性で妊娠糖尿病と診断された。2名に糖尿病の家族歴を認めた。出産形態は経腟分娩が4名、帝王切開が2名であり、低出生体重児は1名のみで、巨大児は認めなかった。出産後3か月目の75gOGTTの結果は4名が正常型、2名が境界型で、HbA1cは5.55±0.23%であり、糖尿病型は認めなかった。出産1年後の75gOGTTの結果は4名が正常型、2名が境界型で、HbA1cは5.46±0.14%であった。前年度に引き続き対象となる妊婦数を把握するために当院、附属病院に妊娠、出産のために通院中の妊婦の総数、分娩数、75g糖負荷試験を実施した人数、妊娠糖尿病数、出産時の合併症、出産後も通院している患者数の調査を行った。当初の計画では妊娠初期での糖負荷試験も予定されていたが、実際に当院で施行されている糖負荷試験の時期は中期から後期が多いことが判明し、プロトコールの見直しが必要と考えられた。また食事療法を施行する時期についても再検討が必要であった。実際に当院で妊娠前に75g糖負荷試験を施行した妊婦を出産3か月後、1年後の時期で75g糖負荷試験を行い、妊娠時に行った糖負荷試験の血糖変動と出産後の比較検討、家族歴、妊娠中の血糖管理、出産時合併症の有無、出産後、1年後の児の状態などの調査を行った。プロトコールを作成し、倫理委員会へ提出予定である。妊娠糖尿病診断基準の変更に伴い、1点異常にて妊娠糖尿病と診断されることで、妊娠中の耐糖能異常の発見が増加してきている。実際に糖尿病内科外来への紹介患者数も以前より多くなっている。そのため、妊娠糖尿病と診断される患者の血糖変動の特徴を評価することで、妊娠中の血糖管理、分娩時の合併症や出産後の糖尿病発症予防につなげていくことが可能であるか等を研究の目的としている。また妊娠初期での血糖変動パターンを知ることで、血糖値が著明に上昇してくる以前に食事療法を行い、食生活を注意することで、妊娠糖尿病や妊娠高血圧症候群の発症を予防できる可能性も考えられている。まず対象となる妊婦数を把握するために当院、附属病院に妊娠、出産のために通院中の妊婦の総数、分娩数、75g糖負荷試験を実施した人数、妊娠糖尿病数、出産時の合併症、出産後も通院している患者数の調査を行った。出産後に75g糖負荷試験を行った妊婦4例に対し、妊娠時に行った糖負荷試験の血糖変動と出産後の比較検討、家族歴、妊娠中の血糖に対する治療内容、出産時合併症の有無、児の状態などの調査を行った。プロトコールについては産婦人科、糖尿病・内分泌内科の医師で話し合いのもと作成過程である。妊娠経過中に妊娠糖尿病と診断された患者に対して、食事栄養指導、自己血糖測定、血糖変動によってはインスリン導入により血糖管理を行った。出産1年後の糖負荷試験を行った症例について報告する。妊娠糖尿病と診断された年齢は35±3.6歳(平均±SD)、出産週数は38週5日±6日(平均±SD)、75g糖負荷試験にて4名が1ポイント陽性、1名が2ポイント陽性で妊娠糖尿病と診断された。全例において、妊娠糖尿病と診断後に食事栄養指導が行われ、その後食事療法のみで血糖管理が不良であった2例においては、インスリン療法が導入となった。食後の自己血糖測定時間は、血糖変動に合わせ90120分後に測定するように指示をした。出産形態は経腟分娩が3名、帝王切開が2名であり、出生体重は2953.2g±488.5gで、2500g以下の低出生体重児は1名であった。出産3か月目の75g糖負荷試験において、4名が正常型、1名が境界型で、HbA1cは5.55±0.23%(平均±SD)であり、糖尿病型は認めなかった。出産1年後の75g糖負荷試験の結果は3名が正常型、2名が境界型で、HbA1cは5.46±0.14%(平均±SD)であった。

妊娠期間中にインスリン療法を施行していた症例は1名は正常型、1名は1年目に境界型を示した。期間内に出産後1年目までのデータを抽出しえた症例が少なく、妊娠中の血糖変動が出産後の耐糖能悪化に影響する因子についての解析は十分に行えていない。今後も研究を継続し、症例数を増やして出産後の糖尿病発症に影響する因子を検討していく予定である。1型糖尿病プロトコールの改変等を行っていたため、試験実施に至らなかった。妊娠初期での糖負荷試験、持続血糖測定を行う妊婦が少なく、プロトコールの見直し等を行うことになったため。プロトコールの再調整を行い、学内の倫理員会の承認を得た後に研究を開始する予定。持続血糖測定器の購入。対象者に対する調査を継続し、また試験を終了した妊婦のデータを解析する。
活性酸素によるシグナル伝達制御機構の解明

最近の研究から、マクロファージや樹状細胞の異常な活性化がこれらの炎症性疾患において重要であることが明らかにされてきた。特に菌体成分によるToll-like-receptor (TLR)の活性化がtriggerとなることが明らかにされている。TLRのシグナルはNF-kBの活性化を主体とするセリンスレオニンのリン酸化カスケードより成り立つ。一方TLRのシグナル系とJAK/STATを中心としたサイトカインシグナル系には密接なクロストークが存在し、互いに複雑に制御されている。サイトカインによってTLRシグナルは制御されるがその分子機構は不明である。我々はマクロファージ様M1細胞を用いてリポ多糖(LPS)+インターフェロン(IFN)_γで誘導される分子をマイクロアレイ解析で探索した.これらの中でTRAF6結合モチーフを有するFLN29に着目した.FLN29は腹腔マクロファージやマクロファージ用株細胞でIFNγないしIFNβ処理後にmRNAおよびタンパク質の発現上昇が見られた.しかしIL4やIL10では発現誘導は観察されなかった.NF_βレポーターアッセイの結果,FLN29はTLRシグナルを抑制することがわかった.FLN29は分子中央付近でTRAF6のTRAFドメインもしくはcoiled-coilドメインと結合し,293細胞でMyD88、TRIFおよびTRAF6依存的なNF_Bの活性化を抑制した.またRAW細胞のRNAiを用いたノックダウン細胞でLPS刺激時のI_B_リン酸化とTNF_産生亢進が確認された.FLN29はTLRシグナルの負のフィードバック調節因子あるいはIFNβの抗炎症作用を担う分子と考えられる.IL-1やLPS、TNFαがストレスシグナルを伝達し活性酸素を生成することはよく知られている。その一部はセカンドメッセンジャーとして作用し蛋白質キナーゼASK1等の活性化を担っているとされる。NAD(P)H酸化酵素は細胞内で主要な活性酸素生成酵素と考えられる。その活性化にはGTP結合タンパク質であるRacが必要であるとされるが、TNFαによってRacが活性化されるという証拠はない。しかしTRAF分子がこのような活性化の鍵を担っていることは明らかである。本研究ではまずLPS受容体やTNFα受容体の下流にあるTRAF6に会合する分子をクローニングした。本分子は特にインターフェロンγによって強く誘導された。マクロファージ細胞株Raw細胞を用いた過剰発現系ではLPSのシグナルを減弱させ、TNFやNOの産生を抑制した。また逆にRNAiを用いた発現抑制の系ではIFNγによるLPSシグナルの抑制が軽度であった。以上の結果より本新規遺伝子かサイトカインによって誘導されLPSのシグナルをmodulateする分子であることが明かとなった。今後本遺伝子がどうのような分子機構でTRAF6のシグナルを抑制するのか分子レベルでの解明を行っていく。我々はマクロファージ様M1細胞を用いてリポ多糖(LPS)+インターフェロン(IFN)_γで誘導される分子をマイクロアレイ解析で探索した.これらの中でTRAF6結合モチーフを有するFLN29に着目した.FLN29は腹腔マクロファージやマクロファージ用株細胞でIFNγないしIFNβ処理後にmRNAおよびタンパク質の発現上昇が見られた.しかしIL4やIL10では発現誘導は観察されなかった.NF_βレポーターアッセイの結果,FLN29はTLRシグナルを抑制することがわかった.FLN29は分子中央付近でTRAF6のTRAFドメインもしくはcoiled-coilドメインと結合し,293細胞でMyD88、TRIFおよびTRAF6依存的なNF_Bの活性化を抑制した.またRAW細胞のRNAiを用いたノックダウン細胞でLPS刺激時のI_B_リン酸化とTNF_産生亢進が確認された.FLN29はTLRシグナルの負のフィードバック調節因子あるいはIFNβの抗炎症作用を担う分子と考えられる.
学童期食物アレルギー児の食物摂取頻度調査票の開発と栄養指導活用効果の検証

本研究は、学童期の食物アレルギー児(FA児)を対象とした栄養摂取状況を簡易に推定するための食物摂取頻度調査票の開発と、学童期FA児の食生活上の問題点抽出、さらにその改善に向けた支援策を構築し、健全な食習慣形成のためのエビデンスを得ることである。食事調査票の作成には、まずFA児の食生活の一般的な傾向をつかむ必要があったため、初年度は当初の予定から変更に加え、一般集団の小児を対象に作成された既存の食事調査法である簡易型自記式食事歴法(BDHQ15y)を用いて、6-12歳のFA児53名と非FA児75名に食事調査および食生活アンケートを実施し、FA児の栄養摂取状況や食生活の特徴を把握した。FA児の原因食品は卵が最も多く、次いで乳、そば、落花生、ナッツ類、果物、小麦等であった。各種栄養摂取量は、FA児は非FA児に比べて全体的に低い傾向にあり、特に小学校低学年では、脂質、カルシウムやリン、レチノールの摂取量が有意に低かった。食品毎の比較では、FA児は非FA児と比べ、原因食品を含む卵類、乳類や果実類などFA原因食品の摂取が少なく、穀類や肉類の摂取が多い傾向にあり、摂取食品に違いがみられた。食生活アンケートからは、FA児の家庭の約6割が豆乳、米粉、調味料などの代替食品を利用しており、FA児に特化した食事調査票の作成には代替食品を考慮する必要性が考えられた。食生活上の悩みとして、保護者は外食など家庭外における食事場面での制限や不安、児は友人と同じものが食べられないなど、成長とともに人間関係が広がる事で生じる悩みが挙げられた。また、FA児食事調査票作成に向けて、学童期FA児の保護者に秤量式食事記録法による食事調査を実施し、データ収集を行った。FA児の栄養・食生活上の特徴を把握する予備調査として、一般小児用のBDHQ15yで食事調査を実施したが、データ収集・解析に時間を要した。また、本研究の主目的であるFA児食事調査票の作成には食事記録法による食事調査が必要であるが、研究協力者を予定数確保することができず、データ収集が十分にできていないため。次年度は調査時期や食事記録法の実施方法を見直し、対象者が調査に参加しやすい形式を整える予定である。次年度は対象者が研究に参加しやすい時期や方法を考慮して、引き続き食事記録法による食事調査への研究参加者を集めてデータの収集・解析を行い、FA児食事調査票の作成を目指す。
若年性歯周病関連細菌の骨吸収活性および破骨細胞形成に対するTIMPの影響

MMPsに共通の内因性インヒビターであるTIMPsは,様々な生物現象および炎症や腫瘍の浸潤・転移のような病態において細胞外マトリックス成分の分解を効果的にコントロールするという重要な役割を果たしている.本研究では,マウス骨髄細胞培養系における破骨細胞形成におよぼすTIMPsの影響を検討した.その結果,(1)本研究の培養系で用いたFCS中には,TIMP-1は105ng/ml,TIMP-2は107ng/ml含まれていた.(2)TIMP(+)FCSを用いた培養系にPGE2を加えることにより破骨細胞形成は促進された.また,TIMP(-)FCSを用いた培養系においても,PGE2を添加することにより破骨細胞形成は認められたが,TIMP(+)FCSにPGE2を加えた群と比較するとその破骨細胞形成は有意に抑制された.しかし,このTIMP(-)FCSにPGE2を加えた群に,TIMP(+)FCSに含まれる量と同量のリコンビナントTIMP-1およびリコンビナントTIMP-2を添加することにより,TIMP(+)FCSにPGE2を加えた群と同程度まで破骨細胞形成が回復した.またPGE2の代りにIL-1αや1α25(OH)_2D_3を添加しても,同様の結果が得られた.さらにTIMP(+)FCSにPGE2を加えた群に,抗TIMP-1および抗TIMP-2抗体を添加すると,その破骨細胞形成は有意に抑制された.MMPsに共通の内因性インヒビターであるTIMPsは,様々な生物現象および炎症や腫瘍の浸潤・転移のような病態において細胞外マトリックス成分の分解を効果的にコントロールするという重要な役割を果たしている.本研究では,マウス骨髄細胞培養系における破骨細胞形成におよぼすTIMPsの影響を検討した.その結果,(1)本研究の培養系で用いたFCS中には,TIMP-1は105ng/ml,TIMP-2は107ng/ml含まれていた.(2)TIMP(+)FCSを用いた培養系にPGE2を加えることにより破骨細胞形成は促進された.また,TIMP(-)FCSを用いた培養系においても,PGE2を添加することにより破骨細胞形成は認められたが,TIMP(+)FCSにPGE2を加えた群と比較するとその破骨細胞形成は有意に抑制された.しかし,このTIMP(-)FCSにPGE2を加えた群に,TIMP(+)FCSに含まれる量と同量のリコンビナントTIMP-1およびリコンビナントTIMP-2を添加することにより,TIMP(+)FCSにPGE2を加えた群と同程度まで破骨細胞形成が回復した.またPGE2の代りにIL-1αや1α25(OH)_2D_3を添加しても,同様の結果が得られた.さらにTIMP(+)FCSにPGE2を加えた群に,抗TIMP-1および抗TIMP-2抗体を添加すると,その破骨細胞形成は有意に抑制された.TIMPsがmatrix metalloproteinases(MMPs)に共通の内因性インタビターであることはよく知られている.一方,最近TIMPsがインヒビターとしての機能とは独立して,広範囲の細胞に対し強い増殖因子活性を持つことが明らかにされている.我々はTIMPsが破骨細胞形成の促進にも関与していることを明らかにしたので報告する.FCSに含まれるTIMP-1およびTIMP-2は抗TIMP-1抗体及び抗TIMP-2抗体アフィニティカラムで除去した.2.マウス骨髄細胞培養系雌6週齢のddYマウスより骨髄細胞を採取した後,細胞数を1×10^6 cells/mlに調整し,TIMPs(-)FCSを10%の濃度でα-MEMに加え,破骨細胞形成促進因子と共に5%CO2存在下37°Cにて6日間培養した.培養後,酒石酸抵抗性酸フォスファターゼ(TRACP)染色を行い,TRACP陽性で3核以上の細胞を破骨細胞[TRACP(+)MN細胞]として計測し対照すなわちTIMP-1,2を除去していないFCS群[TIMP(+)FCS]と比較した.さらに,TIMPs(-)FCSにリコンビナント(r)TIMP-1,2を加えた群[rTIMP-1,2(+)FCS]を用いて同様の実験を行った.破骨細胞形成促進因子としては,PGE2を用いた.TIMPsはMMPsに共通の内因性インヒビターであるが,MMPsインヒビターとしての機能とは独立して、広範囲の細胞に対し強い増殖因子活性を持つことが報告されている.本研究では,TIMPsが破骨細胞形成に,促進的に関与していることを明らかにした.【方法】ddYマウスより骨髄細胞を採取し,破骨細胞形成促進因子と共に6日間培養した.培養後,TRAP染色を行い,TRAP陽性で3核以上の細胞を破骨細胞〔TRAP(+)MN細胞〕として計測し,TIMP(+)群とTIMP(-)群で比較,検討した.さらに,TIMPs(-)群にリコンビナント(r)TIMP-1,-2,および合成MMP inhibitorを加えた群を用いて同様の実験を行った.なお,破骨細胞形成促進因子としては,PGE2,IL-1α,1α,25(OH)2D3を用いた.【結果および考察】

TIMP(-)群ではTRAP(+)MN細胞数が46.7±11.7(平均±S.E.,n=6)でTIMP(+)群(139.8±18.1)に比べ有意(p<0.01)に抑制されたが,rTIMP-1,-2の再添加で130.5±12.7と有意(p<0.001)に回復した.しかし合成MMP inhibitorを添加しても細胞数に変化は認められなかったことから,TIMPsがMMP inhibitorとは別の作用機構で破骨細胞形成を促進していると考えられる.さらに,培養系からPGE2を除くとTIMPsの有無に係わらずTRAP(+)MN細胞形成はほぼ完全に抑制されることから,TIMPsの作用は副次的であると考えられる.さらに,PGE2を他の破骨細胞形成促進因子であるIL-1α,1α,25(OH)2D3に置き換えても同様な結果が得られた.
磁性体のスピン軌道相互作用を利用した垂直スピンを有するスピン流の評価

電流からどれだけ多くまたどういったスピン流を生成するかを理解することが重要である。非磁性重金属のスピンホール効果を用いたスピン流生成ならびにそれを用いたスピン軌道トルクは多く研究がなされてきたが、磁性体のスピン軌道相互作用を利用したスピン流生成はあまり理解されていない。特に磁性体を用いることで、非磁性体のスピンホール効果ではできなかった膜面垂直方向を向いた「垂直スピン」を有するスピン流を生成することが期待される。本研究では磁性体を用いることで「垂直スピン」を有するスピン流を観測し、そのスピン流変換効率の定量的評価を行う。
褥瘡予防に関する基礎的研究

褥瘡予防に関する基礎的研究において、江幡らは1986、1.新たに体圧分布測定装置を開発した。褥瘡好発部位第一位を占める仙骨部に着目し、本装置とひずみゲージ式圧力センサにより、仙骨部を含む腰部の体圧分布状況を年令別、体格別に比較すると共に、その測定方法の有効性を確認することを目的として研究を進めてきた。特に、健康な成人女子を対象として、標準型、肥満型、やせ型の3群で実施した結果は既に報告した。(1988.12.日本看護科学学会)本研究では、高令者を対象とし、成人女子との比較をすることを目的とした。測定方法の検討ー現在は腰部300点(20ch×15line)の体圧分布測定を行っている。測定範囲は、40cm×30cm=1200cm^2である。現有の圧力センサは20点即ち、1line分(2cm×40cm=80cm^2であるため、高令者を測定する場合は測定時の体動(センサの移動)の負擔が大きく苦痛であった。本研究費により、圧力センサを30点増設し、腰部体圧分布測定には測定用センサとして45点を用いた。1line15点を3列に並べ、1回の測定範囲を6cm×30cm=180cm^2とすることにより、センサの移動も15回から5回となるため、被験者の体動は1/3になり負擔を軽減すると共に測定を容易にすると考えた。計測点数追加のため、体圧分布測定装置を改造ー(スキャナ1台、圧力センサ30点増設、スキャナ対応ソフト一式、1989.2月中旬納入)本方法を用いて、1989.3.73.14(実験期間)、被験者65才以上の健康な女子34名を測定したところ、被験者の負擔が軽減されると共に、測定方法の有効性が示唆された。実験内容は、板上、ベット上(病院で用いられる基準ベッド)の2種である。
PIVとUVPの同時計測法による回転キャビティ内流れの渦構造の解明

本研究は,軸流中の円筒に設けられたキャビティ内流れの渦構造の特性を実験的に解明しようとするものであり,アスペクト比(幅に対する深さの比)が14のキャビティを有する軸対称物体を製作し,PIV(粒子画像流速計)およびUVP(超音波速度分布計)を用いた水槽実験を行った。主な研究の経過および成果は以下の通りである。1.まず一様な軸対称流を得るために,円筒頭部はポテンシャル流から計算される流線形とし,円筒支持方式については,円筒下流端での固定支持と円筒部上流端近傍でのワイヤ支持を採用した。2. PIV計測では相互相関法を原理とする画像解析ソフトウェアを作成し,大きな速度範囲を有するキャビティ内流れの高精度計測のため検討・改良を行った。さらに,PIVとUVP計測を同時に行うための計測ソフトウェアの開発に着手し,その際に利用するトレーサ粒子の検討を行った。その結果,PIVでは蛍光染料を,UVPでは水の電気分解によって発生させられる水素気泡をそれぞれ用いることとしたが,計測ソフトウェアについては現在発展段階にある。3.以上の準備を経て,円筒静止時のアスペクト比1と4のキャビティについて実験を行った。まず流れの可視化より,本流れ場においても二次元キャビティと同様に,キャビティ深さと同スケールの主渦と複数の二次渦からなる渦構造をとることが分かり,キャビティ上流端から剥離するせん断層は,準周期的にその付着位置を変化させ,主流とキャビティ内との間を振動する。4. PIVの実験からキャビティ内流れの平均速度ベクトルマップと渦度等値線を調べたところ,主渦と二次渦の大きさと配置についての結果を得た。またUVP計測からは剥離せん断層の時空間的挙動を調べ,振動現象の平均周波数とその時空間的なゆらぎ,そしてせん断層内変動速度の時空間相関を明らかにした。5.今後さらに実験およびデータ解析を進め,非定常特性として,せん断層のロールアップとキャビティ後縁でのクリッピング,変動渦度の大きさと最大渦度を示す位置の確率分布などを明らかにし,これら諸特性と三次元構造との関連性を解明する予定である。本研究は,軸流中の回転円筒に設けられたキャビティ内流れの渦構造の特性を実験的に解明しようとするものである。このために,本年度はキャビティを有する軸対称物体を水槽に設置し,まず,幅および深さの等しいキャビティで円筒静止の場合について実験を行った.主な研究成果・経過は以下の通りである。1.まず円筒上のキャビティに到る流れが一様であることが重要であり,そのため本研究では,円筒頭部はポテンシャル流から計算される流線形とし,円筒支持方式については,円筒下流端での固定支持と円筒部上流端近傍でのワイヤ支持を採用した.その結果,流れの可視化より,円筒頭部からキャビティ部に至るまではく離のない一様な流れであることを確認した.2.キャビティ内の流れの可視化より,本流れ場においても二次元正方形キャビティと同様に,キャビティと同スケールの主渦とキャビティ底部の二次渦からなる渦構造をとることが分かった.また,キャビティ上流端からはく離するせん断層は,準周期的にその付着位置を変化させ,主流とキャビティ内との間で流入と流出が繰り返される.