hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域間の相関の下での政府と地方自治体の中長期的最適財政・人口政策に関する研究

そこで、特に待機児童数が多く、保育政策が問題となっている関東圏・関西圏においてRevelli(2005)が推奨している制度変更による競争形態の識別を行っている。(地方政府間の保育政策に関する戦略的相互関係に関する研究)2010年から2017年までのデータを用いて、関東・関西の各自治体における05歳人口に対する保育所定員の割合(整備率)に戦略性が存在するかどうかの検証を行った。本研究の独自性としては、(i) 2014年における保育政策の大幅な変更、(ii) 2016年における保育所整備に関する政治論争を利用して、両地域の保育所整備の戦略性に関する検証を行った点にある。結果(1)保育所整備の遅れていた関東での整備率が戦略性の拡大により関西に追いついた事、(2)2016年の政治論争は保育所整備の戦略性に正の影響を与えた事が分かった。(世代重複モデルへの人口移動の導入に関する研究)国内経済においては人口移動が地域経済及び地域の持続性に影響を与える事が想定される。本研究では、効用を基準に人口移動が起こるとしている量的空間経済学での議論に世代重複モデルの生涯効用を組み込む事で、この影響の評価を試みている。第一段階として、国勢調査移動人口集計、住民基本台帳人口移動報告の2種類のデータより、人々が生涯効用を評価して人生で1度のみ移住を行う定式化の下で、各都道府県の生涯効用を導出した。第二段階では標準的な仮定の下で、これらの生涯効用が世代重複モデルの先行研究と整合的であるかを構造推計を用いて確認した。結果、第一段階においては大都市のある都道府県にて高い生涯効用が得られる事、第二段階においては既存の世代重複モデルの過程と整合的なパラメータを得る事に成功し、人口移動の定式化の下で世代重複モデルを用いた持続可能性分析への可能性を確認した。(総論)研究の結果、各地方政府の行動に戦略性が存在し、人口移動を通じて各地域が有機的に接続されている事が判明した。これらの結果は、人口減少下の日本における社会の持続性の議論に新たな視点を与えるものである。(1)量的空間モデルを用いた地域異質性・人口移動の研究(平成30年度前半)量的空間モデルの理論及びシミュレーション手法を習得し、我が国の経済変数を用いて実際にシミュレートを行う。先行研究は発展途上国における労働市場統合が主であるため、交通網に加え保育所や医療施設等の公共財を導入する事でより現実的なな分析を行えるようにする。(平成30年度後半)後述の(2)で得られた結果を、公共財供給に関する地方政府間の政策的相互関係の形態をモデルに導入することで本研究の目標である"地域間の相関の下での中央政府と地方自治体の中長期的最適財政・人口政策"を明らかにする。政府行動は、モデルに政府部門を導入する事で行う。また、最適な政策の指標としては、効用を用いた評価及び人口等の経済変数を用いた評価の両方を検討している。(2)空間計量経済学を用いた地方政府間の政策的相互関係の研究(平成30年度前半)前年度に得られた保育所供給政策に関する地方政府間の政策的相互関係がリソースフロー型(Brueckner,2003)であるのか、ヤードスティック型(Revelli,2004)であるのかを明らかにする。手法としては、前述の制度変更を特性の似ている自治体に適用するものを採用する。
自己抗体産誘導能を有するB細胞刺激因子及びその受容体の分子性状の解析

1.マウスB151K12T細胞融合株の蛋白非添加RPMI1640培地での培養上清を、20ー50%硫安分画後、DEAE-Sophadex A-50イオン交換カラムクロマトグラフィーにかけ、得られた活性画分を更にGlcNAc重合体であるchitinカラムにapplyし、吸着画分に比活性約2,000倍の自己抗体産生を伴う多クローン性B細胞分化を誘導するB151ーTRF2標品を回収できた。^<125>I標識B151ーTRF2標品を用いた結合実験により、機能的解析の結果に一致してB151ーTRF2分子上には糖鎖が検出されない事、及びB151ーIRF2はB細胞上の末端GlcNAc残基を介して結合する事が示された。又、^<125>I標識B151ーTRF2標品は自己免疫NZBマウスB細胞に対して、正常B細胞と比して約3倍の結合性を示した。2.末端GlcNAc鎖に特異的な単クローン性抗体J1を用いた解析で、B151ーTRF2応答性はJ1陽性B細胞亜集団により担われている事が示された。更に、SDS可溶化膜画分を^<125>I標識J1抗体を用いたWestern bloting法で解析した所、約25K、30K、40K、及び60Kのバンドが検出された。これらの糖蛋白のいづれかがB151ーTRF2受容体分子である可能性が強く示唆される。3.部分精製B151ーTRF2標品をラットに免疫して確立されたB細胞融合株の中からB151ーTRF2活性の発現を特異的に阻害する抗体を産生する5ー6ー9株を選別した。精製5ー6ー9抗体(IgM画分)でcoatした24穴プレートを用いた吸収実験により、B151ーTRF2活性が特異的に吸収される事が明らかにされた。4.B151ーTRF2による自己抗体産生応答の免疫遺伝学的解析により、抗ブロメライン処理自己赤血球(BrMRBC)抗体産生は、Hー2複合体内のI領域遺伝子により調節されていることが明らかとなった。更に興味ある事に、B細胞の示す自己Ia認識特異性がBrMRBC特異的B細胞クローンの生成と密接に関連している事が示された。この結果はB細胞の示す自己Ia認識特異性が免疫グロブリンレパートリー形成に深い関わりを持つというB細胞免疫応答の全く新しい遺伝子支配機構の存在を示すものである。1)B151K12T細胞融合株を蛋白非添加RPMI1640培地で培養した上清を, 20-50%硫安分画後, DEAE-Sephadex A-50イオン交換クロマトグラフィにより得られた活性画分をN-acetylguosamine(GCNAC)重合体であるchitinで作製したカラムにかけ,吸着画分に比活性約2,000倍の部分精製B151-TRF2を回収できた.この部分精製B151-TRF2画分をLactoperoxdase法で125I標識した^<125>I+B151-TRF2標品を用いた種々のレクテン及びB細胞への結合実験を行なった所,機能的解析の結果に一致してB151-TRF2分子上には種類が検出されない事,及びB151-TRF2はB細胞上の末端GICNACを認識して結合する事が示された.2)B細胞機能の異常亢進が認められる自己免疫モデルマウスでしるNZBマウスB細胞はB151-TRF2に対して高い応答性を示す事,また^<125>I+B151-TRF2標品は正常B細胞に比べ約3倍の結合性を示す事が明らかにされた.3)我々のこれ迄の解析でB151-TRF2による多クローン性B細胞分化過程は, B151-TRF2非存在下での自己Ia分子の認識を介したB-B細胞間相互作用が介在する初期過程と,それに引き続くB151-TRF2のB細胞への分化誘導の後期過程の2つから成っている事が示されている.そこで, B151-TRF2非存在下で2日間培養したB細胞に対する^<125>I+B151-TRF2標品の結合性を検索した所,培養する前のB細胞に比べて約2倍の結合性の上昇が認められた.この事より自己Ia分子の認識を介したB-B細胞間相互作用によりB151-TRF2受容体の発現が増強されている可能性が示唆された.4)部分精製B151-TRF2をSDラットに頻回免疫した後,常法によりラット碑細胞をP3V1マウスミエローマ細胞と常法により融合した.得られたラットB細胞融合株の中から, B151TRF2による多クローン性B細胞分化は抑制するが, LPSによるB細胞分化を阻害しない抗体を産生する融合株5-6-9及び5-6-24を選別した.現在この抗体かB151-TRF2特異的な抗体か否かを,精製5-6-9抗体を用いた吸収実験により検討中である.1.マウスB151K12T細胞融合株の蛋白非添加RPMI1640培地での培養上清を、20ー50%

硫安分画後、DEAE-Sophadex A-50イオン交換カラムクロマトグラフィーにかけ、得られた活性画分を更にGlcNAc重合体であるchitinカラムにapplyし、吸着画分に比活性約2,000倍の自己抗体産生を伴う多クローン性B細胞分化を誘導するB151ーTRF2標品を回収できた。^<125>I標識B151ーTRF2標品を用いた結合実験により、機能的解析の結果に一致してB151ーTRF2分子上には糖鎖が検出されない事、及びB151ーIRF2はB細胞上の末端GlcNAc残基を介して結合する事が示された。又、^<125>I標識B151ーTRF2標品は自己免疫NZBマウスB細胞に対して、正常B細胞と比して約3倍の結合性を示した。2.末端GlcNAc鎖に特異的な単クローン性抗体J1を用いた解析で、B151ーTRF2応答性はJ1陽性B細胞亜集団により担われている事が示された。更に、SDS可溶化膜画分を^<125>I標識J1抗体を用いたWestern bloting法で解析した所、約25K、30K、40K、及び60Kのバンドが検出された。これらの糖蛋白のいづれかがB151ーTRF2受容体分子である可能性が強く示唆される。3.部分精製B151ーTRF2標品をラットに免疫して確立されたB細胞融合株の中からB151ーTRF2活性の発現を特異的に阻害する抗体を産生する5ー6ー9株を選別した。精製5ー6ー9抗体(IgM画分)でcoatした24穴プレートを用いた吸収実験により、B151ーTRF2活性が特異的に吸収される事が明らかにされた。4.B151ーTRF2による自己抗体産生応答の免疫遺伝学的解析により、抗ブロメライン処理自己赤血球(BrMRBC)抗体産生は、Hー2複合体内のI領域遺伝子により調節されていることが明らかとなった。更に興味ある事に、B細胞の示す自己Ia認識特異性がBrMRBC特異的B細胞クローンの生成と密接に関連している事が示された。この結果はB細胞の示す自己Ia認識特異性が免疫グロブリンレパートリー形成に深い関わりを持つというB細胞免疫応答の全く新しい遺伝子支配機構の存在を示すものである。1.B細胞分化因子B151ーTRF2はN-acetylglucosamine(GlcNAc)に高い親和性を示す事。及びB151ーTRF2のB細胞への結合はB細胞を予めN-acethylglucosaminidase或いはtrypsinで処理する事により阻害される事より、糖蛋白から成るB151ーTRF2受容体の末端GlcNAc鎖がB151ーTRF2の結合部位として機能している事が示唆されている。今回末端GlcNAcに特異性を示す単クローン性抗体J1はB151ーTRF2により誘導される自己抗体産生を伴う多クローン性B細胞分化を特異的に阻害する事、又J1抗体と補体で処理したB細胞のB151ーTRF2応答性は消失する事より、J1陽性B細胞亜集団によりB151ーTRF2応答性が担われていることが明らかにされた。一方、正常マウス脾細胞膜可溶化画分より分画された末端GlcNAcを有する糖蛋白はB151ーTRF2応答性を特異的に阻害する活性を有する事が示された。そこでSDS可溶化膜画分を^<125>I標識J1抗体を用いたWestern blotting法で解析した所、約40K及び30Kのメインバンドと約60K及び25Kのマイナーバンドが検出された。今回同定された4種類の糖蛋白のいづれかがB151ーTRF2受容体分子である可能性が強く示唆される。2.部分精製B151ーTRF2標品をラットに免疫して確立されたB細胞融合株の中からB151ーTRF2活性の発現を特異的に抑制する抗体を産生する5ー6ー9株を選別した。
牛のボツリヌスC型、D型中毒の両方に効果のあるリコンビナントワクチンの作製

安全で効果の高いボツリヌスC,D型リコンビナントワクチンを作製する目的で,C型HAl,HA2,およびHA3のGST(glutathione-S-transferase)融合タンパク質とアジュバントとして大腸菌のLTを加えて、マウスに経鼻接種したところ、ワクチン効果はあるが、C型progenitor toxinをアルカリ処理して調製した無毒成分のトキソイドを同様に接種した場合より、弱く不充分であった(前年度報告書)。リコンビナント混合ワクチンの場合、高次構造がnativeのHA部分と異なる可能性があるため、神経毒素(軽鎖および重鎖)を含まなC型progenitor toxinの変異体を、ボツリヌス(C)-N71株より精製し、そのワクチン効果を検討した。その結果、(C)-N71のProgenitortoxin変異体ワクチンもリコンビナントワクチンと同様に、効果はあるが弱く不充分であることが明らかとなった。各ワクチンを投与したマウスの腸液および血清を用いたウエスタンブロッティングを行ったところ、C型progenitor toxinより調製した無毒成分のトキソイドを投与したマウスの血清および腸液中には、無毒成分に加えて、ワクチン中に混入していた神経毒素の軽鎖および重鎖に対する抗体が存在していた。リコンビナントワクチンと(C)-N71のprogenitor toxin変異体を投与したマウスでは、それぞれHa、HAとNTNHに対する抗体は存在していたが、神経毒素に対する抗体は検出されなかった。従って高いワクチン効果を得るためには神経毒素成分も重要であると考えられる。ボツリヌスC型progenitor toxinを培養液より精製し、アルカリ処理した後、陰イオン交換カラムにより、無毒成分(NTNHとHAコンポーネントの複合体)を分離精製した。またHAコンポーネントの4つのサブコンポーネント(HA1,HA2,HA3a,HA3b)をそれぞれ、グルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)との融合蛋白質として、大腸菌を用いて大量に発現し、精製することに成功した。そこでこの4つのサブコンポーネントの内、どれが小腸微絨毛あるいは赤血球との接着に関与しているのかを検討した。まずマイクロタイタ-プレートを用いて、各リコンビナント蛋白質の赤血球結合活性が測定した結果、HA1,HA3b,及びHA3にnative16Sprogenitor toxinと同様の強い結合活性が見られた。またモルモット小腸切片を用いた実験より、やはりHA1,HA3b,及びHA3(HA3aとHA3bの前駆体蛋白質)に微絨毛への結合活性があることが明らかとなった。次にC型無毒成分ワクチンと混合HAリコンビナントワクチン(GST-HA1,-HA2,及び-HA3)の経鼻接種の効果を、以下のようにして比較検討した。両者とも大腸菌のLTの変異体をアジュバントとして、マウスに経鼻接種(1週間毎に5回)し、3週間後にC型(C-ST)D型(CB-16)の16S progenitor toxinをそれぞれ1x10^4MLDずつ混合した毒素溶液をゾンデにて胃内に投与した。その結果、無毒成分ワクチンは完全に毒素活性を抑制しマウスは無症状であった。一方、混合HAリコンビナントワクチン投与群は、アジュバントの投与のみのコントロールマウスより、ボツリヌス症発症の時期は12日ほど遅くなったが、最終的には死亡した。以上の結果より、混合HAリコンビナントワクチンの効果は弱く、不充分であると判定された。今後は神経毒素の重鎖のリコンビナント蛋白質を加えることなどの改良を行う予定である。
外科的侵襲における血管内皮由来血管作動性物質の臨床的意義

侵襲の比較的小さい手術は血中ETおよびCNP濃度に影響を与えなかった。大手術では血中ETおよびCNP濃度は手術中からしだいに上昇した。手術前後における血中ETおよびCNP濃度の変化と手術時間および術中出血量との間に有意の正の相関関係が存在した。大手術である食道切除術において,血中ET濃度は手術終了前後に頂値を示し以後漸減したのに対し,血中CNP濃度は術後7日間に渡って高値を持続した。心臓手術で人工心肺導入後,血圧は著しく低下し,血中CNP濃度は著しく上昇した。血中CET濃度は人工心肺によって変化しなかった。人工心肺中,心臓手術後および敗血症患者において血中CNP濃度は末梢血管抵抗と有意の負の相関関係を示した。ショック患者において血中ETおよびCNP濃度はほぼ平行して著しく上昇した。生存回復した患者では血中濃度が減少したのに対し,死亡した患者では高値を持続した。敗血症性ショック患者では血中CNP濃度が血中ET濃度の上昇度よりも著しかった。イヌにエンドトキシンショックを導入すると血中CNPおよびET濃度は血圧の低下とともに上昇した。血中NOx濃度は肝移植術において肝再灌流後に再灌流前に比べて減少した。血中NOx濃度は食道切除術では手術前後を通じて有意の変化はなかった。摘出灌流心臓からのANP分泌に及ぼすプロスタノイドの影響を検討すると,PGF_<2α>,TxA_2およびPGD_2はANP分泌を上昇させた。高濃度のPGE_2は減少させ,PGI_2は影響を与えなかった。高濃度のAMはANP分泌を減少させた。摘出灌流心臓からのETの基礎分泌を吸入麻酔薬は抑制したが,エンドキシンによるET分泌亢進に対しては吸入麻酔薬は影響を与えなかった。1.手術侵襲の比較的小さい手術においては、吸入麻酔薬及び手術は血中エンドセリン(ET)濃度に影響を与えなかった。手術侵襲の大きな手術では血中ET濃度は手術中より上昇し、手術終了前後に頂値を示し、以後漸減した。手術前後における血中ET濃度の変化と手術時間あるいは術中出血量との間には有意の正の相関関係が存在した。手術前後における血中ET濃度の変化と心拍数あるいは血圧の変化との間には相関関係は存在しなかった。出血性ショック患者においては、ショック蘇生後に血中ET濃度が著しく上昇しており、ショック蘇生後数日以内に死亡した症例では生存例に比べて血中ET濃度はより高値であった。敗血症例においても血中ET濃度は上昇しており、特に、敗血症性ショック例では、ショックの無い敗血症例に比べてより上昇していた。血中CNP濃度もこれらの症例においてほぼ血中ET濃度に平行して上昇したが、敗血症性ショック患者では血中CNP濃度が血中ET濃度の上昇度よりも著しかった。肝移植患者で血中ET濃度の変化を観察した。血中ET濃度は手術前から上昇しており、無肝期に減少し、再潅流後再び上昇した。このことより、不全肝でET産生が亢進していること、肝移植手術後の血圧上昇におけるETの役割が示唆された。2.ラット摘出腸管膜動脈灌流標本から、ETのみならずC型ナトリウム利尿ペプチド(CNP)もまた分泌されていることを確認した。犬にエンドトキシンショックを導入すると血中ETおよびCNP濃度が著しく上昇した。3.ラット摘出潅流心臓からのETの分泌を確認した。現在この系を用いて種々の刺激のET分泌に及ぼす影響を検討している。4.プロスタノイドの心臓からの心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)分泌に及ぼす影響を摘出潅流心臓を用いて検討した。

10^<-8>から10^<-6>Mのプロスタグランディン(PG)F_<2α>、トロンボキサンA_2およびPGD_2はほぼ濃度依存性にANP分泌を上昇させた。10^<-6>MのPGE_2はANP分泌を減少させ、10^<9-8>から10^<-6>MのPGI_2はANP分泌に影響を与えなかった。10^<-8>MのアドレノメデュリンはANP分泌を減少させた。1.全身麻酔下に行われる種々の手術の血中ANP、BNP、CNP濃度に及ぼす影響を検討した。子宮全摘術、胆嚢摘出術および胃切除術においては、手術後のCNP濃度は手術前に比べ変化はなかった。それに対して食道切除術、肝臓切除術および心臓手術においては手術後のCNP濃度は手術前に比べ約2倍に上昇していた。手術前後における血中CNP濃度の変化と手術時間、術中出血量および手術前後における心拍数の変化との間に有意の正の相関関係が存在したが、血圧の変化との間には相関関係は存在しなかった。これらの手術前後での血中ANP、BNPの変化は少なかった。手術侵襲の大きな手術である食道切除術において血中CNP濃度は手術中より上昇し、術後7日間に渡って高値を持続した。食道切除術後2-3日に血中ANP、BNP濃度の上昇が見られた。心臓手術において、血中CNP濃度は人工心肺導入により導入前値の約6倍と著しく上昇し以後漸減した。人工心肺中におけるCNP濃度は末梢血管抵抗と有意の負の相関関係を示した。心臓手術術後においてもCNP濃度は末梢血管抵抗と有意の負の相関関係を示した。敗血症患者においてもCNP濃度が著しく上昇しており、CNP濃度は末梢血管抵抗と有意の負の相関関係を示した。食道切除術および肝移植術において血中NO_2^-およびNO_3^-濃度の変化を検討した。肝移植術において、血中NO_2^-およびNO_3^-濃度は肝再灌流後に再灌流前値に比べて有意に減少した。食道切除術において、血中NO_2^-およびNO_3^-濃度は術後やや減少する傾向にあったが有意の変化ではなかった。2.ラット摘出灌流心臓からのET分泌に及ぼす虚血(循環停止)の影響を検討した。15分および30分の全虚血はET分泌に影響を与えなかった。また、ラット摘出灌流心臓からのET分泌に及ぼす吸入麻酔薬の影響を検討した。イソフルレン、セボフルレン、ハロセンは心臓からのET分泌を抑制した。1.手術侵襲の大きな手術の代表である食道切除術において血中ANP,BNP,CNPおよびET濃度の変化を血中IL-6濃度の変化とともに観察した。血中IL-6,ETおよびCNP濃度はほぼ平行して手術開始後4時間頃より上昇した。血中IL-6およびET濃度は手術終了前後に最も高値となったのに対し,血中CNP濃度は術後7日間に渡って高値を持続した。血中ANPおよびBNP濃度は血中IL-6濃度とは全く異なり手術中には変化が少なくむしろ手術後2-3日で上昇が見られた。血中NO_2-およびNO_3-濃度は手術開始前に比べて,術中,術後とも有意の変化を示さなかった。重症熱傷患者で血中ANP,BNPおよびET濃度の変化を観察した。
甲状腺ホルモン結合蛋白質に結合する環境ホルモンの内分泌撹乱作用の解析

アフリカツメガエルの系を用いて、精製トランスサイレチン(xTTR)や甲状腺ホルモン受容体リガンド結合ドメイン(xTR LBD)への[^<125>I]-3,3',5-トリヨードチロニン(^<125>I-T_3)結合におけるフェノールやフェノール化合物の影響、オタマジャクシのT_3誘導性の変態への影響、培養細胞でのT_3誘導性のレポーター遺伝子への影響を検討した。検討したハロゲン化合物のなかで、3,3',5-トリクロロビスフェノールAと2,4,6-トリヨードフェノールは、それぞれ、xTTRとxTR LBDへの^<125>I-T_3結合を最も強く阻害した。一般にハロゲン化合物は、xTR LBDへの^<125>I-T_3結合よりもxTTRへの^<125>I-T_3結合をより強い相互作用を示した。一般に、塩素化の程度の高い化合物の方が、xTR LBDへの^<125>I-T_3結合とxTTRへの^<125>I-T_3結合に強い競合阻害剤として働いた。水酸基対してハロゲンをオルトの位置のどちらかに持つ場合、またはオルトの位置の両方に持つ場合が、より効果的な競合阻害剤であった。アフリカツメガエルのオタマジャクシを用いた変態アッセイにおいて、3,3',5-トリクロロビスフェノールAと2,4,6-トリヨードフェノールは、T_3アンタゴニストとして作用した。面白いことに、o-t-ブチルフェノールと2-イソプロピルフェノールは、xTTRやxTR LBDへの^<125>I-T_3結合をあまり阻害しなかったにもかかわらず、オタマジャクシを用いた変態アッセイにおいて、T_3アンタゴニスト活性を示した。o-t-ブチルフェノール以外のこれら化合物のT_3アンタゴニスト活性は、培養細胞によるT_3応答性のレポーター遺伝子を用いたアッセイでも再現された。これらの結果は、幾つかのフェノールやフェノール化合物は、xTTRとxTR LBDへの^<125>I-T_3結合のプロセスまたはそれ以外の甲状腺ホルモンシグナル伝達系のプロセスに作用して、甲状腺系を撹乱するものと思われる。外因性内分泌撹乱化学物質(環境ホルモン)は、人間が人工的に作り出した物質やその分解産物などで、生物体内で合成されるホルモンと似たような働きをしたり、そのホルモンの働きを妨害したりする。しかし、環境水中の環境ホルモン量を測定するためには、大型の機器と多額にコストが必要になり、その調査が思うように進展していないのが現状である。本研究では、甲状腺ホルモン結合蛋白質を用いて環境水の環境ホルモン量を安価で簡便に測定する方法を開発を目指した。ホルモン結合蛋白質を用いた測定系の原理は、標識した甲状腺ホルモンが蛋白質に結合する時、共存する環境ホルモンがどの程度競合的に阻害するかを測定することによる。その阻害効果の高い物質ほど、甲状腺ホルモンのホメオスタシスやシグナル伝達系を撹乱していることになる。まず、甲状腺ホルモン受容体へ結合するホルモンに対する化学物質の影響を検討したが、ほとんど効果がなかった。血漿中のホルモン結合蛋白質の特性は動物種によって大きく異なっており、鳥類の甲状腺ホルモン結合蛋白質が最も適していることが判明した。

また、本蛋白質がよく認識する化学物質の多くは、ハロゲン化合物であった血漿中のホルモン結合蛋白質は、ダイオキシン類やPCB類に属する化学物質を認識して動物体の甲状腺ホルモンのバランスを壊しているという報告があることから、注目に値する標的蛋白質であると思われる。目下、環境水に存在するハロゲン化合物をこのアッセイ法で検出できるかどうか検討中である。内分泌撹乱化学物質は、内在性ホルモンの合成から受容体に至るステップのいずれかに影響を与え、本来行われるべきホルモン作用を撹乱するものと考えられる。前年度,甲状腺ホルモン輸送に関わる血漿タンパク質(トランスサイレチン,TTR)を標的として甲状腺ホルモン結合を競合阻害する化学物質を同定した。その幾つかはハロゲン化合物であった。これらの化学物質の活性と構造の相関をさらに明瞭にするために,PCB及びその水酸化体を用いてTTRに対する甲状腺ホルモン結合の阻害を検討した。その結果,ホルモン結合特異性がカエルTTRにおけるT3(活性型甲状腺ホルモン)型からほ乳類のT4(前駆体甲状腺ホルモン)型に変化することに対応して,化学物質を認識する特異性も変化することが明らかとなった。これは,化学物質に対する生物の感受性の違いを説明できる原因のひとつになり得るものと考えられる。また,本アッセイは環境水中の化学物質を検出する方法としても有効であることが,県内の環境水を用いて示された。特に,製紙工場排水に対して有効であり,濃縮や抽出等の操作が不要であり,一度に大量のサンプル数を処理することが可能である。また,同様の内分泌撹乱作用を有する化学物質が複数存在している場合,その影響の総和として検出することが可能である。内分泌撹乱作用を有する未知の化学物質の検出にも役立てることができる。本研究は,環境ホルモンのスクリーニング方法として,従来の精密ではあるが高価で煩雑な操作を必要とする化学物質の化学分析に代わって,安価で操作も簡便な新しいin vitroのアッセイ法を提案した。前年度,甲状腺ホルモン輸送に関わる血漿タンパク質(トランスサイレチン,TTR)および核内受容体を標的として甲状腺ホルモン結合を競合阻害する化学物質を同定した。しかし、これらの実験は精製蛋白質を用いておこなったため、実際の細胞でこれらの甲状腺系撹乱作用が再現できるかという疑問があった。そこで、今年度は、オタマジャクシの赤血球をモデル細胞に以下の研究を行った。(1)甲状腺ホルモンの細胞への取り込みステップを化学物質が阻害するかどうかを明らかにする目的で、ホルモン取り込み初期速度を種々の化学物質の存在下で調べた。その結果、幾つかの化学物質はホルモンの取り込みを有意に阻害した。(2)次にこれらの化学物質の存在下で、甲状腺ホルモンを培地に加え、赤血球の甲状腺ホルモンのシグナル応答をホルモン一次応答遺伝子の転写レベルで検討した。ホルモンの取り込みに影響を与えた化学物質の多くは、甲状腺ホルモンによるホルモン一次応答遺伝子の転写増加を阻害した。それらの化学物質の幾つかは、受容体を認識しないことからホルモン取り込み阻害が、甲状腺系撹乱作用の原因となっている可能性を示唆した。また、ホルモン取り込みステップより受容体を標的とする化学物質、受容体もホルモン取り込みステップも標的としない化学物質も確認することができた。
空間生態学の展開:空間ネットワーク構造上の生物相互作用進化の理論的研究

【1】格子モデル上での協力レベルの進化と罰反応関数の進化について:オーストリア、IIASAのUlfDieckmann博士との共同研究内容では、Adaptive dynamicsという数学的手法やコンピュータシミュレーションを用いて協力レベルや罰レベル、罰の反応関数を仮定し、罰行動によって協力レベルは進化の結果上昇するかについて調べた。格子モデルによっても協力レベルが上昇することは知られていたが、非協力者への罰によっても協力レベルが進化して上昇する事を示し、その時の最適な罰反応関数も求めた。論文はほぼ執筆も終わり、投稿直前である。また、格子上での、ある更新ルール下での個体密度と進化ダイナミクスの関係性についても研究を行い、学会発表などを行った。論文投稿準備中である。【2】コロニーベースモデル:アリの生活史を題材にし、コロニー単位の動態に着目してヽ環境撹乱下でのコロニーの分割比や分散距離のトレードオフの進化について研究をまとめ、Jouranl of theoreticalbiologyにて掲載された。また、空間構造の無い場合のモデルとして行列推移モデルを用い、環境撹乱下のコロニー分割比と分割タイミングに関して研究を行い、研究結果をまとめている最中である。そして空間構造がコロニーダイナミクスへ及ぼす影響についても結果がまとまりつつあり、投稿準備中である。【3】様々な空間ネットワーク構造と生物相互作用の進化:空間ネットワーク上を伝播する情報が社会的相互作用の進化への及ぼす影響についての理論的研究については、今年度検討した結果が思わしくなく、別のモデル構築が必要であることが分かった。格子モデルなどの空間ネットワーク構造が生態学へ新しく示唆する3点に関して理論的研究を行った。【1】格子モデルと生活史に関する2つの仮定:格子モデル上で生活史に関する以下の2つの仮定(得点依存生存率モデル、得点依存増殖率モデル)に着目して研究を行った。協力行動と非協力者への罰行動の共進化を題材に、この2つの仮定による格子モデル上での進化ダイナミクスの違いを検証した。得点依存増殖率モデルでは、協力から得られる利益や罰されるコスト(罰金)が高い時に、協力行動は進化する。一方、得点依存生存率モデルでは罰金が高い時のみに協力行動は進化するという結果となり、嫌がらせ行動の進化とも関係していることを示した。これらの結果はEvolutionary Ecology Research誌およびJornal of theoretical biology誌に掲載または掲載予定である。【2】個体ベース格子モデルとコロニーベース格子モデル:ある種のアリの生活史を題材にし、コロニー単位の動態に着目して、コロニーの分割比や分散距離のトレードオフの進化について研究を行っている。空間構造として格子モデルを仮定してシミュレーション解析を行ったところ、環境撹乱下で非分散型の戦略が進化しやすくなることを示した。これは、個体単位をベースとした従来のモデルでの挙動とは異なった結果である。只今、論文を投稿準備中である。【3】様々な空間ネットワーク構造と生物相互作用の進化:空間ネットワーク上を伝播する情報が社会的相互作用の進化への及ぼす影響について理論的研究について、C++プログラム作成中である。平成18年度には成果報告可能である。格子モデルなどの空間ネットワーク構造が生態学へ新しく示唆する点に関して下記のような理論的研究を行った。【1】格子モデル上での協力レベルの進化と罰反応関数の進化について:H17,18年度に論文成果になった協力と罰の共進化研究では離散的な戦略を用いた。18年度にはオーストリア、IIASAのUlf Dieckmann博士と始めた研究内容では、協力レベルや罰レベル、罰の反応関数を仮定し、罰行動によって協力レベルは進化の結果上昇するかどうかについて、Adaptive dynamicsという数学的手法やコンピュータシミュレーションを用いて調べた。格子モデルによって協力レベルが上昇するという研究は他の研究でもあるが、非協力者への罰によっても協力レベルが進化して上昇する事を示した。また、その時の最適な罰反応関数も求めた。只今、投稿準備中である。【2】個体ベース格子モデルとコロニーベース格子モデル:H17年度に続き、アリの生活史を題材にし、コロニー単位の動態に着目して、環境撹乱下でのコロニーの分割比や分散距離のトレードオフの進化について研究を行っており、再投稿準備中である。また、H18年度には空間構造の無い場合のモデルとして行列推移モデルを用いて、環境撹乱下のコロニー分割比と分割タイミングに関する共同研究も行い、空間構造の影響について吟味した。これについては19年度中には成果発表が可能である。【3】様々な空間ネットワーク構造と生物相互作用の進化:17年度に続き、空間ネットワーク上を伝播する情報が社会的相互作用の進化への及ぼす影響について理論的研究を行っているが、本研究費の謝金で研究補助を雇いC++プログラムを完成させた。平成19年度には論文にまとめて投稿する予定である。【2】

コロニーベースモデル:アリの生活史を題材にし、コロニー単位の動態に着目してヽ環境撹乱下でのコロニーの分割比や分散距離のトレードオフの進化について研究をまとめ、Jouranl of theoreticalbiologyにて掲載された。また、空間構造の無い場合のモデルとして行列推移モデルを用い、環境撹乱下のコロニー分割比と分割タイミングに関して研究を行い、研究結果をまとめている最中である。そして空間構造がコロニーダイナミクスへ及ぼす影響についても結果がまとまりつつあり、投稿準備中である。【3】様々な空間ネットワーク構造と生物相互作用の進化:空間ネットワーク上を伝播する情報が社会的相互作用の進化への及ぼす影響についての理論的研究については、今年度検討した結果が思わしくなく、別のモデル構築が必要であることが分かった。
虚血による脳GTP結合蛋白質とその遺伝子発現の変化

脳虚血によるGTP結合蛋白質のαサブユニットの変化、またその遺伝子発現の変化を調べることにより、虚血による神経伝達機構の変化を明らかにしようとした。大脳動脈輪の欠損しているスナネズミの左側の頸動脈を一日結紮し、脳虚血動物を作成し、虚血側、対照側および正常動物の大脳皮質、海馬、小脳を切り出した。各部位のGTP結合蛋白質αサブユニットをイムノブロットにより調べた結果、Gsは45KDa、Giは41KDa、Goは39KDa、Gqは40KDaのバンドとして検出された。虚血により大脳皮質ではGsとGiは、30%減少したがGoとGqの変化は有意ではなかった。海馬では、Gsが40%、Giが35%、GoとGqが25%減少した。一方、頸動脈結紮によって血流量の変動が少ない小脳では、各GTP結合蛋白質は変動しなかった。以上のことにより脳虚血によりGTP結合蛋白質は、脳の部位に特異的またGTP結合蛋白質の種類に特異的に変化した。このことは、虚血によりGTP結合蛋白質に共役している神経伝達物質受容体の情報伝達機構は、脳部位と受容体の種類に特異的に変化しているということが示唆された。さらにGTP結合蛋白質の転写レベルの変化を調べるため、GTP結合蛋白質mRNAのノーザンブロットにり調べた。大脳皮質のGTP結合蛋白質のmRNAは、Gsが1.85Kb、Gilが3.5Kb、Gi2が2.35Kb、Gi3が3.5Kbのバンドとして検出できた。虚血により組織重量当たりのRNA量は1/3に減少したが、ノーザンブロット法による解析では各GTP結合蛋白質のmRNAに特異的な減少は見られなかった。以上のことから、GTP結合蛋白質の虚血による部位特異的また種類特異的は変化は、各GTP結合蛋白質の分解過程が部位および種類に特異的であるためである可能性が高いことが示唆された。
リン酸基をアンカーとする有機SAM膜とFET構造

ナノメーター厚さの良く制御されたアルミナ膜は、絶縁性に優れ、電界効果トランジスタ(FET)の絶縁層として有望な材料である。受入研究者のグループではエピタキシャルアルミナ膜の成長に関して研究を行っており、博士課程で当グループと共同してCu-Al合金単結晶上のアルミナ膜成長を研究してきたNEMSAK氏と、エピタキシャルアルミナ膜上に、酸素を介して化学結合を作って自己組織化すると期待されるリン酸基をもつ有機分子を配列させる研究を行う。特に、Cu-Al合金単結晶上のアルミナ膜成長の系に加えて、純銅単結晶上にエピタキシャルアルミナ膜を成長させて、二つのアルミナ膜上にフェニルリン酸を蒸着し、X線光電子分光法、紫外線光電子分光法、ケルビンプローブ法、低速電子線回折法、走査型トンネル顕微鏡法などの手法を用いて有機膜成長のその場観察と物性のその場評価を行う。本年度は、ニッケルおよびコバルト単結晶上にエピタキシャルアルミナ膜を成長させ、ニッケル・コバルトのフェルミレベルとアルミナのバレンスバンドとのバンドオフセットの測定を行い、いずれの場合も界面が酸素原子になっていることを明らかにした。また、エピタキシャルアルミナ膜を、微量のシリコンを添加したニッケル基板上で同様に行うと、アルミナ膜中にシリコンが取り込まれ、エピタキシャルアルミノシリケート膜が成長し、同じ酸素原子終端界面でもバンドアライメントが異なることを明らかにした。本年度はまず、純銅単結晶上にエピタキシャルアルミナ膜を成長させるための酸素分圧・アルミニウム蒸着速度・成長温度に関して検討を行い、エピタキシャルアルミナ膜の成長に成功した。また、銅のフェルミレベルとアルミナのバレンスバンドとのバンドオフセットの測定も行った。本年度は、ニッケルおよびコバルト単結晶上にエピタキシャルアルミナ膜を成長させるための酸素分圧・アルミニウム蒸着速度・成長温度に関して検討を行い、エピタキシャルアルミナ膜の成長に成功した。また、ニッケル・コバルトのフェルミレベルとアルミナのバレンスバンドとのバンドオフセットの測定も行った。
神経刺激による膵島細胞のシグナル伝播とホルモン分泌連鎖のダイナミクス解析

我々は、神経と膵島α細胞の接着には接着分子の一つであるCADM1が集積し、神経からの情報の効率的な受容に関わっていることを明らかにしていることから、CADM1がα細胞の分泌顆粒動態に及ぼす影響を調べた。その結果、CADM1の発現抑制細胞では、細胞内の分泌顆粒の移動速度が減少することが分かった。次に、ルシフェラーゼとプログルカゴンの融合タンパク質をα細胞に発現させ、活性化に伴うグルカゴンの開口放出を発光イメージングによってビデオレートでリアルタイムに検出することに成功した。グルカゴンの開口放出は、細胞が密集している部位で活発に起こっていた。また、同じ場所で繰り返し起こっている様子も観察された。膵島α細胞の培養細胞株であるαTC6細胞の細胞内カルシウムイオン濃度と細胞内分泌顆粒動態を解析する測定系を確立した。αTC6細胞の細胞内カルシウムイオン濃度は、アルギニン(10 mM)刺激直後に急激に増加し、その後緩やかに減少した。アルギニン刺激に伴うグルカゴン分泌は、刺激直後からの5分間と、刺激の10分後から30分後の間で増加した。一方、分泌顆粒の移動速度は、個々の顆粒で大きく異なっていたが、アルギニン刺激の5分、10分、30分後の分泌顆粒の平均速度を算出したところ、10分後に有意に分泌顆粒の移動速度が上昇していることが明らかになった。これらの結果から、刺激の約10分後に活発になった分泌顆粒の動きが、細胞膜でのグルカゴンの開口放出の増加を促し、15分以降のグルカゴン分泌の増加につながっていると推察された。次に、神経細胞としてマウスから単離した上頸神経節細胞を用いて、神経ーαTC6細胞のin vitro共存培養系を確立した。神経とαTC6細胞を共存培養して、神経と接着しているαTC6細胞の細胞内分泌顆粒動態を解析したところ、接着していない細胞に比べて移動速度が減少していた。神経突起と疎に接着している細胞では全体的に移動速度が低下し、密に接着している細胞では顆粒がほとんど動いていなかった。また、バイオルミネッセンスイメージング技術を用いて、膵島細胞のホルモン分泌をビデオレートで計測する手法を確立した。プログルカゴン遺伝子とガウシアルシフェラーゼの融合蛋白質をαTC6細胞に発現させ、発光イメージングによる開口放出の可視化に成功した。昨年、膵島α細胞の培養細胞株であるαTC6細胞とマウスから単離した上頸神経節初代培養細胞の共存培養系を用いて、神経突起と接着しているαTC6細胞の細胞内分泌顆粒の動態が顕著に抑制されていることを見いだした。そこで、本年度は接着分子が分泌顆粒動態に及ぼす影響を明らかにするため、αTC6細胞に発現している接着分子CADM1に着目し、スキャニングディスク顕微鏡を用いて詳細な検討を行った。その結果、CADM1の発現を抑制したαTC6細胞の細胞内分泌顆粒の移動速度は、野生型に比べて顕著に減少していることが分かった。また、αTC6細胞の分泌顆粒の速度は、微小管重合阻害剤であるノコダゾールの処理により有意に抑制されたが、アクチン重合阻害剤であるサイトカラシンDの処理では抑制されなかった。これらのことから、接着分子CADM1が微小管による分泌顆粒の輸送に促進的に作用していることが示唆された。また、昨年、バイオルミネッセンスイメージング法により、αTC6細胞のグルカゴン放出のビデオレートでの可視化に成功した。それは、プログルカゴンとガウシアルシフェラーゼの融合蛋白質を用いた成果であった。しかし一方で、細胞内でグルカゴンと融合蛋白質の局在が必ずしも一致しないという問題点があった。本年度は、種々の融合蛋白質を作製して細胞に発現させ、グルカゴンとより共局在性の高い融合蛋白質のスクリーニングとそれによる発光イメージング解析を行った。それにより、これまでα細胞の活性化によく使われてきたアルギニン刺激によるグルカゴンの分泌は、開口放出によるものというよりもむしろ細胞外への漏出によるものであると示唆される結果が得られた。申請書に記載した1)神経と膵島細胞のin vitro共存培養系の確立、2)神経刺激に伴う膵島細胞へのシグナル伝播のダイナミクス解析とその分子機構の解明、3)神経刺激に伴う膵島細胞のホルモン分泌のダイナミクス解析とその分子機構の解明については、α細胞を中心に研究を進めている。研究遂行に当たって出現する様々な問題を解決しながら概ね順調に進んでいると考えている。しかし、β細胞を用いた実験はあまり進んでいない。また、今年度は、4)糖尿病モデルマウスを用いた神経ー膵島細胞相互作用の追究へも進んでいけるように考慮して進める必要がある。本研究では、神経と膵臓ランゲルハンス島(膵島)細胞のin vitro共存培養系を用いて、神経から膵島細胞への活性化シグナルの伝達と、それによって膵島細胞コロニーに連鎖的に伝播していくシグナルおよびホルモン分泌過程をリアルタイムで可視化解析し、そのダイナミクスを明らかにすることを第一の目的としてきた。まず、膵島α細胞内の分泌顆粒の動きが、神経と接着することにより抑制されることを見いだした。神経とα細胞の接着部位には、接着分子の一つであるCADM1が集積することが知られていることから、CADM1がα細胞の分泌顆粒動態に及ぼす影響を調べた。その結果、CADM1の発現抑制細胞では、細胞内での分泌顆粒の移動速度が減少することが分かった。

このことから、CADM1を介した細胞間接着が、α細胞の分泌顆粒動態を正に制御していることが示唆された。次に、ルシフェラーゼとプログルカゴンの融合蛋白質をα細胞に発現させ、活性化に伴うグルカゴンの開口放出を発光イメージングによって検出することに成功した。α細胞は凝集して増殖するが、グルカゴンの開口放出は細胞が密集しているところで活発に起こっていた。また、同じ場所で繰り返し開口放出が起こっていることも明らかになった。これらの結果は、細胞間接着が細胞内分泌顆粒の動きと細胞膜との融合に強い影響を及ぼしていることを示唆しており、その分子機構を詳細に明らかにする基礎となる知見であると考えている。我々は、神経と膵島α細胞の接着には接着分子の一つであるCADM1が集積し、神経からの情報の効率的な受容に関わっていることを明らかにしていることから、CADM1がα細胞の分泌顆粒動態に及ぼす影響を調べた。その結果、CADM1の発現抑制細胞では、細胞内の分泌顆粒の移動速度が減少することが分かった。次に、ルシフェラーゼとプログルカゴンの融合タンパク質をα細胞に発現させ、活性化に伴うグルカゴンの開口放出を発光イメージングによってビデオレートでリアルタイムに検出することに成功した。グルカゴンの開口放出は、細胞が密集している部位で活発に起こっていた。また、同じ場所で繰り返し起こっている様子も観察された。申請書に記載した今年度の研究計画のうち、1)神経と膵島細胞のin vitro共存培養系の確立については、神経とα細胞の共存培養に成功した。2)神経刺激に伴う膵島細胞へのシグナル伝播のダイナミクス解析とその分子機構の解明については、その基礎データの収集を始めている。3)神経刺激に伴う膵島細胞のホルモン分泌のダイナミクス解析とその分子機構の解明については、それに必要なイメージング技術の確立に成功した。しかし、α細胞をによる研究が先行しており、β細胞を用いた実験はあまり進んでおらず、今後の課題である。まずは、現在推進中のα細胞の分泌顆粒動態と開口放出のイメージングをさらに発展させ、血糖濃度の調節に必要なグルカゴン放出の分子機構とそれを制御する接着分子および神経細胞の役割を明らかにすることに注力する。そして、α細胞とβ細胞の細胞間相互作用や動物レベルでの実験へと展開していく。生物物理学まずは、現在データが集まりつつあるα細胞の分泌顆粒動態と開口放出のイメージングに注力し、詳細な解析を行う。そして、神経とα細胞の相互作用の研究へと展開していく。さらに、コロニー内でのα細胞とβ細胞の相互作用の分子機構を明らかにし、動物レベルの実験へと展開していく。他の研究費で購入した共通性の高い試薬・器具・用品などを無駄のないように効率的に使用し、コストの削減を図った結果である。必要な物品費に使用する。前年度の基礎的な研究から、本格的な発光イメージング法の展開、動物レベルでの実験の開始などに必要な物品費に使用する。また、成果発表や情報収集のための旅費にも使用する。
歯の破折機構に関する研究

本課題に関して次の2系から研究を行った。1.口腔内から得られた破折臼歯の歯根部破折片の観察得られた破折片は、54歳、68歳の患者のそれぞれ6、6の近心根破折片(症例1,2)および55歳の患者の6の頬側遠心根と口蓋根を含む破折片(症例3)であった。各症例とも歯牙本体は保存し、採取破折片を詳細にSEM観察し、次の所見を得た。症例(1)では象牙細管束にほぼ平行する大小の波状構造が見られた。また症例(2)では根尖部付近に波紋状あるいは肋骨様の構造物(リブマーク)が見られるとともに、それらに直交するようなクシの歯状構造物(ハックルマーク)が見られ、両者はともに歯冠側方向に進展していた。症例(3)では、多数の川状構造物(リバーパターン)がみられ、歯冠側から根尖側に向かって徐々に大きく粗大化しつつ走行していた。2.抜去歯を用いた実験的破折歯の観察ヒト抜去中切歯を歯頸部にて水平切断し、その歯根を歯冠側方向から(第1群)あるいは根尖側方向から(第2群)小刀を強く槌打して縦破折させた。次いで両群の破断面をSEM観察した。第1群では多数の“リバーパターンが見られ、それらは歯冠側から根尖方向にむかって次第に粗大化し、かつ歯根膜側ならびに歯髄腔側に放散する様相が見られた。一方、第2群では根尖部の破断開始部付近に“リブマーク"が見られそれは“ハックルマーク"とともに歯冠側に向かって進展していた。両実験系における所見の比較から、これまでに口腔内から得られた破折片については、破断は衝撃的に脆性破壊をおこした可能性が高いことが推測された。1.口腔内から得られた歯牙破折片の観察54歳の女性の歯内療法処理済の6で、支台歯形成の施されていた歯の近心歯根に生じた垂直性破折例(症例1)および68歳の女性の歯内療法処置済で全部鋳造冠修復の施されていた6の近心根の垂直破折例(症例2)より得られた歯根破折片につき観察した。観察は破折片に付着した有機物を除去した後、そのまま次いで齲蝕検知液により染色してから先ずScopeman顕微鏡により観察した。次いで破折片を通法に従いSEM観察に供した。その結果、以下の所見を得た。症例1では、破断面頬側部に光顕によりアマルガムによる褐色の着色と検知液による染色部が広範囲に見られた。SEM観察では斑紋様や皺状構造ならびに微細顆粒状物が見られた。このことから破折裂隙が長期間存在し、陳旧性齲蝕が生じていたものと考えられた。一方、破断片舌側部のSEM観察では象牙細管束にほぼ平行に走行する多くの波状構造が見られたが、これは外力により生じた歯質の破壊構造の一形と考えられた。症例2では、SEM観察により症例1におけると同様な波状構造の他、大きな山状構造や小隆線、段状および輪状構造など部位により多様な像が認められた。2.抜去歯を用いた実験的破折歯の観察ヒト抜去上顎中切歯を歯頚部で水平切断し、その歯根に対して切出し小刀を槌打して頬舌的に縦分割した。破断面を光顕およびSEMにより観察した。その結果、応力の走行にほぼ一致して脆性材料に特有のリバーパターンなどの破壊構造が見られた。

これらの所見は口腔内の実際の歯牙破折構造を分析する上で極めて有意なものと考えられた。本課題に関して次の2系から研究を行った。1.口腔内から得られた破折臼歯の歯根部破折片の観察得られた破折片は、54歳、68歳の患者のそれぞれ6、6の近心根破折片(症例1,2)および55歳の患者の6の頬側遠心根と口蓋根を含む破折片(症例3)であった。各症例とも歯牙本体は保存し、採取破折片を詳細にSEM観察し、次ぎの所見を得た。症例(1)では象牙細管束にほぼ平行する大小の波状構造が見られた。また症例(2)では根尖部付近に波紋状あるいは肋骨様の構造物(リブマーク)が見られるとともに、それらに直交するようなクシの歯状構造物(ハックルマーク)が見られ、両者はともに歯冠側方向に進展していた。症例(3)では、多数の川状構造物(リバーパターン)がみられ、歯冠側から根尖側に向かって徐々に大きく粗大化しつつ走行していた。2.抜去歯を用いた実験的破折歯の観察ヒト抜去中切歯を歯頸部にて水平切断し、その歯値を歯冠側方向から(第1群)あるいは根尖側方向から(第2群)小刀を強く槌打して縦破折させた。次いで両群の破断面をSEM観察した。第1群では多数の“リバーパターン"が見られ、それらは歯冠側から根尖方向にむかって次第に粗大化し、かつ歯根膜側ならびに歯髄腔側に放散する様相が見られた。一方、第2群では根尖部の破断開始部付近に“リブマーク"が見られそれは“ハックルマーク"とともに歯冠側に向かって進展していた。両実験系における所見の比較から、これまでに口腔内から得られた破折片については、破断は衝撃的に脆性破壊をおこした可能性が高いことが推測された。
断面 縮小管を用いた音響圧縮機内有限振幅波動解析

本研究では、音響圧縮機に用いられる断面縮小音響管内の有限振幅波動を、数値解析および実験により解析することを目的とした。音響管内の気柱は、正弦波状に振動するピストンによって駆動され、有限振幅定在波状態を形成する。このときの管内波動現象数値解析には、時間2次、空間4次精度の陽的マコーマック法を適用し、非定常壁摩擦項を考慮すると共に、圧縮機実動作を考慮した吐出・吸入バルブ作動条件に基づく境界条件を設定し、実動作に近い条件の下で解析を行った。実験では、2次元の等断面積ダクト、線形断面縮小ダクト、指数関数状断面縮小ダクトを用いて基本的特性を調べた後、実際の音響圧縮機用音響管を想定した軸対象指数関数状断面縮小管(断面縮小比100)を用いて、波動現象を解析した。これらの数値及び実験解析により以下のような成果が得られた。数値解析では、断面縮小比が増すと共に管閉端部圧縮比が増加するが、断面縮小比16以下では、衝撃波発生による圧縮比増加に限界が現れること、それ以上ではショックレスの共振状態が得られ、閉端部圧縮比も増加するが、断面縮小比50以上では断面縮小比増加の効果は顕著でなくなること、が明らかになった。また、吐出・吸入バルブ動作を考慮した解析結果より、冷媒循環量の見積もりが可能であることが明らかになった。2次元断面縮小ダクトによる実験結果より、指数関数状断面縮小ダクトで最も高い圧縮比が得られることが実証され、上述の軸対称3次元指数関数状断面縮小音響管を用いて管内気柱を共振点近傍で励振し、波動状態を実測した。なお、比較のために、直管についても実験を行った。得られた実測結果では、断面積一定管内の圧力変動の実測値と数値解析結果は、極めて良い一致を示したが、断面縮小管については、実測値と数値解析結果との一致が得られず、断面縮小比が大きいときの本解析法の問題点が明らかになった。はじめに、ピストン駆動による断面縮小管内気柱の有限振幅波動について、安定な周期解を得ることの出来るスキームとして時間2次、空間4次精度の陽的マコ-マック法を採用した数値解析法を確立し、断面積縮小比0100までの範囲で波動現象の解析を行った。得られた結果は、直管において共振点近傍で形成される管内伝ぱ衝撃波が、断面縮小比を大きくすることにより消滅し、音響圧縮機で求められるショックレスの状態を実現できることを明らかにした。同時に、管内に冷凍機冷媒が満たされた状態での波動現象のシミュレーションを行い、圧縮機としての作動条件を満たす圧縮比が得られる可能性を確認した。さらに、冷媒循環を考慮した解析を行い、流出・入を伴う場合の波動現象への影響および安定な波動現象維持メカニズムについて検討した。現象の実験的検証のために軸対称の断面縮小3次元ダクトおよび断面一定ダクトを作成し、加振機で駆動されるピストンにより管内気柱を共振点近傍で励振して、管内波動状態を実測した。得られた結果は、解析により予測された波動状態と良く一致しており、断面縮小管内でショックレスの状態が得られることを確認した。さらに共振点からのずれの影響について調べ、音響圧縮機として作動時の周波数制御範囲を明らかにした。しかし、加振機変位振幅の限界やピストン摺動部の加工精度などから、圧縮機動作に必要な圧縮比を得るには至らなかった。また、断面縮小比の増加と共に、数値解析結果とのずれが生じ、解法の適用に限界があることが明らかになった。はじめに、数値解析結果について述べる。