hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
質量イメージングによるアミロイド病変局在性異常修飾蛋白の同定とフィブリル形成機序

アミロイド組織標本として、心筋/肺組織/皮膚/直腸組織切片を作成し、賦活化/on-tissue酵素消化/IMS解析及びQITMSMS解析/データベース検索にてアミロイド症起因タンパク質分子を明らかにした。一方、今回新たに乳癌患者の術中迅速病理診断標本から診断指標をなり得る数種のタンパク質分子を同定し組織免疫染色等病理検査結果と比較した。乳癌の悪性度との関与を示すと考えられるタンパク質分子を4種類COLIA2、PPIA、H2A1A、H4)同定することができた。本学倫理委員会承認研究題目『新鮮摘出組織を解析対象とした質量イメージングによる次世代病理診断法の開発とその臨床応用』を実践して行く過程で、病院病理部の協力の下、『アミロイド症』と確定診断された組織標本を分与頂き、本研究を進めている。これまでに、アミロイド起因因子として免疫グロブリン軽鎖(λ鎖)およびTTR同定および組織内局在を明らかにした。検査診断学コンゴレッド染色陽性のFFPE組織切片部位をレーザーマイクロダイセクション(H26年度導入)にて切除し、プロテオミクス手法にてTTR分子内システインSH残基の異常修飾構造を解析し、ーSH基が種々の酸化過程を経てプロテアーゼ抵抗性のαアミノアクリル酸(例:デヒドロアラニン等)形成への道筋を検証する。同時に、システイン-S-スルホン酸誘導アミロイド原性獲得仮説の検証をin vivo実験にて検証する。1)TTR起因性アミロイドーシス患者心筋の塩酸グアニジン抽出物を用いて、立証する。2)同定した異常修飾構造がこれまでの『in vitro』実験での結果を矛盾しない事を立証する。3)TTR以外のアミロイド原性タンパク質について同様のシステイン-SH基由来異常修飾構造を検証し、我々の『アミロイド原性獲得機序』仮説を検証する。1)「IMS法によるアミロイド症診断およびその解析法の確立」本学病院病理部の協力の下、FFPE標本を用い、組織切片上での酵素消/断片化ペプチド群のIMS(MSMS)法/データベース検索等にて組織内に沈着したアミロイド原性タンパク質を検出・同定し、診断に寄与する。同時に、標的タンパク質の修飾構造とその組織内の局在性を明らかにする。更に、従来の病理組織学的検索結果と比較検討し、両者が一致する事を明らかにする。達成度:免疫グロブリン軽鎖(λ鎖)とトランスサイレチン起因アミロイド原性分子を本法にて検出・同定出来た。2)「FFPE病理標本中のアミロイド原性TTR分子の異常修飾構造同定」過去10数年間に渡るアミロイド症の診断・病態解析にて見出した「TTR分子のアミロイド原性獲得反応」にて生成する異常修飾TTR分子(還元剤抵抗性)をFFPE病理組織より検出・同定する。更に、in vivoアミロイド誘導化反応を惹起させた心筋/網膜組織切片中より同一の異常修飾構造TTR分子を検出・同定し、アミロイド原性獲得と異常修飾構造との相関性を明らかにする。達成度:次年度に研究開始3)「他の全身性/透析アミロイド症起因タンパク質の構造解析」免疫グロブリン(Ig)軽鎖・β2ミクログロブリン(β2MG)などTTR分子以外のアミロイド原性タンパク質分子内にTTR分子と同様、SH基の異常修飾構造が形成されている事を検証する。達成度:
超音波干渉法による市販の鋼製転がり軸受のEHL膜厚ならびにその挙動観測法の確立

ますます過酷になる作動条件の下で機能する転がり軸受を安定に作動させるためには,高面圧の下で,しかも固体接触を伴う状況下でのEHL膜厚とその挙動を観測する必要がある,そのためには,従来からの光学的な観測だけでは不十分であり,光を透さない実際の軸受面間でのEHL膜部の潤滑状態を明らかにしなければならない.ここでは,超音波パルス反射法を用い,100ナノメータ以下のEHL膜測定のための新しい油膜厚さ測定法の提案と,「市販の鋼製軸受のEHL膜の厚さならびにその挙動」を把握できる新しい計測システムを確立することを目的とした.実施の結果,大気圧・静的条件の下で,50MHz高周波探触子により求めた油膜厚さと超音波の反射特性との関係は,薄膜部での超音波の干渉と超音波照射領域内でのエコー高さの平均化を考慮した理論により求めたそれらの関係とよく一致することが確かめられた.また,既知の膜厚に対するエコー高さの関係を予備的に実測して較正曲線を求め,これにより静的な膜厚の推定を行った結果,表面に数十nmのコーティング層を持つ面の場合を含めて,100nm以下の膜厚推定が,容易にできることが明らかになった.そして,回転円板を光学ガラスとし,転動体を鋼球とした単球型EHL試験機により,超音波法で観測したエコー高さの分布形状は,光干渉法で観測したEHL膜の形状と定性的に一致した.回転円板を鋼に変更して同様の実験を行った場合も,ガラス円板を用いて光干渉法で観測される一般的なEHL膜の形状と同じ馬蹄形の油膜が観測できた.また,EHL膜の形成に及ぼす速度や荷重の影響も,一般的な傾向を示しており,超音波法によるEHL膜厚測定の可能性を支持する結果が得られた.さらに,市販の転がり軸受の潤滑状態を把握できる,転動体公転停止機能を備えたスラスト軸受試験機を用いて,固体接触の開始直前までの膜厚挙動を観測した結果,点接触で高面圧になった油の物性変化によって膜厚の変化が捉え難くはなるものの,上記の鋼平板と同じように,EHL的な膜厚挙動を示すことを明らかにすることができた.以上述べたように,超音波法による市販鋼製軸受でのEHL部潤滑状態評価の可能性の確認と,技術開発のための基礎が確立できた.ますます過酷になる作動条件の下で機能する転がり軸受を安定に作動させるためには,高面圧の下で,しかも固体接触を伴う状況下でのEHL膜厚とその挙動を観測する必要がある,そのためには,従来からの光学的な観測だけでは不十分であり,光を透さない実際の軸受面間でのEHL膜部の潤滑状態を明らかにしなければならない.ここでは,超音波パルス反射法を用い,100ナノメータ以下のEHL膜測定のための新しい油膜厚さ測定法の提案と,「市販の鋼製軸受のEHL膜の厚さならびにその挙動」を把握できる新しい計測システムを確立することを目的とした.実施の結果,大気圧・静的条件の下で,50MHz高周波探触子により求めた油膜厚さと超音波の反射特性との関係は,薄膜部での超音波の干渉と超音波照射領域内でのエコー高さの平均化を考慮した理論により求めたそれらの関係とよく一致することが確かめられた.また,既知の膜厚に対するエコー高さの関係を予備的に実測して較正曲線を求め,これにより静的な膜厚の推定を行った結果,表面に数十nmのコーティング層を持つ面の場合を含めて,100nm以下の膜厚推定が,容易にできることが明らかになった.そして,回転円板を光学ガラスとし,転動体を鋼球とした単球型EHL試験機により,超音波法で観測したエコー高さの分布形状は,光干渉法で観測したEHL膜の形状と定性的に一致した.回転円板を鋼に変更して同様の実験を行った場合も,ガラス円板を用いて光干渉法で観測される一般的なEHL膜の形状と同じ馬蹄形の油膜が観測できた.また,EHL膜の形成に及ぼす速度や荷重の影響も,一般的な傾向を示しており,超音波法によるEHL膜厚測定の可能性を支持する結果が得られた.さらに,市販の転がり軸受の潤滑状態を把握できる,転動体公転停止機能を備えたスラスト軸受試験機を用いて,固体接触の開始直前までの膜厚挙動を観測した結果,点接触で高面圧になった油の物性変化によって膜厚の変化が捉え難くはなるものの,上記の鋼平板と同じように,EHL的な膜厚挙動を示すことを明らかにすることができた.以上述べたように,超音波法による市販鋼製軸受でのEHL部潤滑状態評価の可能性の確認と,技術開発のための基礎が確立できた.高面圧でしかも固体接触を伴う過酷な潤滑状況での,実際の鋼製転がり軸受のEHL膜厚とその挙動の観測のためには,従来からの光学的な観測だけでは不十分であり,光を透さない実際の軸受面間でのEHL膜部の潤滑状態を明らかにする必要がある.

本研究では超音波パルス反射法での観測を提案しでおり,17年度は先ず,従来の光学的な測定法と超音波法での膜厚測定結果との比較を単球EHL装置で行ない,超音波膜厚推定にとって必要な基礎的な情報を得ると共に,同方法を市販の鋼製軸受に適用してEHL膜厚推定の可能性を検討した.(1)50ナノメータ以下の油膜厚さを測定できるよう,計測・解析系に改造を施した超音波探傷映像装置に,数ナノメータの精度で油膜厚さの制御が可能な光干渉膜厚較正装置を組み込む改造を行った.大気圧・静的条件の下で,50MHz高周波探触子により求めた油膜厚さと超音波の反射特性との関係は,薄膜部での超音波の干渉を考慮して考案した膜厚推定式とよく一致することが確かめられた.(2)さらに,上述の超音波探傷映像装置に,単球型EHL試験装置を組み込むための改造を行った.回転円板をパイレックスガラスとして光干渉法で観測したEHL膜の形状と超音波法で観測したエコー高さの分布形状は定性的な一致をみた.また,静的な条件下で求めた,接触状態にある鋼球とガラス間の膜厚と反射エコー高さの分布は,超音波の照射領域でのエコー高さの分布を考慮して上述の算定式より求めた双方の関係とよく一致した.この結果は,円板の材質を単球と同じ鋼とした場合でも同様であった.これらのことから,超音波法によりEHL膜の厚さを算定するための前準備が整った.(3)一方,市販の転がり軸受でのEHL膜の測定の可能性を確かめるために,転動体公転停止機能を備えたスラスト軸受試験機を,前記の超音波探傷映像装置に組み込む改造を行った.市販のスラスト軸受の片方の鋼製ワッシャを滑らかな鋼製平板に変更して測定したEHL膜厚の分布は,上述の単球実験装置の結果とほぼ一致した.転走面に曲率を持つ市販の鋼製軸受のワッシャについても同様の実験を行ったが,超音波の反射特性に対する転走面の曲率の影響は少なく,定性的な結果ではあるが,市販軸受でのEHL膜厚推定の可能性を確認できた.高面圧でしかも固体接触を伴う過酷な潤滑状況での,実際の鋼製転がり軸受のEHL膜厚とその挙動の観測のためには,従来からの光学的な観測だけでは不十分であり,光を透さない実際の軸受面間でのEHL膜部の潤滑状態を明らかにする必要がある.本研究では超音波パルス反射法での観測を提案しており,18年度は,エコー高さと膜厚の関係を示す較正曲腺を用いた簡易な膜厚推定法を静止条件下で確立すると共に,EHL部での固体接触やキャビテーションの把握の可能性を検討した.また,市販の鋼製軸受に適用した場合のEHL部の潤滑状態評価法についても検討した.(1)前年度に行った膜厚測定の可能性(主として静止条件下)の検討において,探触子や周波数フィルター,また超音波の照射径の違いが膜厚の推定精度に大きく影響することがわかった.そこで,そのような影響を省くために,既知の膜厚に対するエコー高さの関係を予備的に実測し,較正曲線を求め,これにより静的な膜厚の推定を行うようにした.その結果,100nm以下の膜厚が,表面に数十nmのコーティング層を持つ面の場合を含めて,容易に推定できることが明らかになった.(2)超音波探傷映像装置に,ガラス平板と鋼単球型EHL試験装置を組み込んだ前年度の装置を用いて,微小な荷重変動下でのEHL膜の挙動ならびに,出口部でのキャビテーションの発生状況を観測したが,EHL領域内では荷重変動に伴いエコー高さがわずかに変化するだけで,キャビテーションの兆候は現れなかった.しかし,出口部においてはエコーの急激な低下が生じ,その後の後流領域でもエコーの変動が認められた.光学的な観測から,それらが,出口部のキャビティーとその後の油膜破断であることが明らかになり,超音波法でのキャビテーションの観測の可能性を確認できた.ただし,円板の材質を単球と同じ鋼とした場合には,出口部での急激なエコーの変動が現れなかったことから,材質等による油膜挙動の違いを把握できる可能性もあることを確認できた.(3)市販の転がり軸受の潤滑状態を把握できる,転動体公転停止機能を備えたスラスト軸受試験機を用いて,固体接触の開始直前までの膜厚挙動と固体接触発生後の反射エコー高さの挙動の観測を併せて行ったが,EHL膜部の油が高圧化するため,音波が透過しやすくなり,固体接触の介入が頻繁な混合潤滑との優位な差が得られ難いことが明らかになった.
部分安定化ジルコニアセラミックスの破壊機構に関するX線的研究

1.セラミックス中の残留応力の高精度X線測定のための回折面と特性X線の組合せをジルコニアを含めて他のセラミックスについて定め、かつX線応力定数を決定した。2.ジルコニア・アルミナ複合セラミックスに対して、ジルコニア(133)面およびアルミナ(146)と(1.0.10)面との回折を用いて各相の相応力を分離してX線測定することが可能であり、両相の相応力より複合則を使って巨視的応力および微視的応力が測定することが出来た。この手法を研削残留応力および破面残留応力測定に利用することによって、各相の受持つ残留応力とともに巨視的残留応力も測定され複合材の微視力学的検討が可能となった。3.ジルコニアの正方晶から単斜晶への変態量を単斜晶の(111^^ー)面、(111)面の積分強度の、正方晶と立法晶の(111)面の積分強度との比より決定する方法を確立した。4.アルミナ、窒化ケイ素およびTiC-Cr_3C_2複合セラミックスの予き裂材並びに切欠き材について破壊試験を実施した。ついで破面近傍の残留応力分布をX線で測定した。特に窒化ケイ素セラミックスでは破面近傍で大きな圧縮残留応力場が形成されており、この種の残留応力は鉄鋼材料とは著しく異っていることが明かとなった。この圧縮残留応力は、き裂先端でのマイクロクラッキングに対応するものと解釈される。5.セラミックス破面近傍の残留応力分布をもとに、非弾性変形領域の深さを求めた。その深さは応力拡大係数の2乗に比例し破壊力学的関係が成立することが確かめられた。1.イットリアを2.5モル%および3モル%添加した部分安定化ジルコニアに対して、Cu-Kα線による正方晶ジルコニア(026)面およびCr-Kα線による(133)面のX線的弾性定数を決定した。応力測定の精度は後者の方が低く、かつ侵入深さも浅い。2.ジルコニア・アルミナ複合セラミックスに対して、ジルコニア相およびアルミナ相の残留応力を別々に測定することから、巨視的応力および微視的応力に分離するとともに巨視的応力に対する複合則を検討した。3.ジルコニア研削面に対して、X線回折線の半価幅によって塑性変形の程度が検出できることが明らかになった。また、X線回折法により、正方晶から単斜晶への変態量を測定するプログラムを作成した。これを破面解析に適用できることが可能となった。4.アルミナの予き裂材および切欠き材について破壊試験を行い、破面近傍の残留応力分布のX線測定より非弾性域の深さを求め、その深さが破壊時の応力拡大係数の2乗に比例することを示した。これより、X線回折法が破壊機構の解析に有効であることが確認された。5.セラミックス中のビッカース圧こんより発生したき裂からの繰返応力下でのき裂進展挙動は、圧こん残留応力の効果を加味した実質の応力拡大係数によって整理される。これより、小型試験片を用いることによってき裂の伝ぱ則が求められることが明かとなった。また、セラミックスの変動繰返荷重下での疲労寿命は、き裂伝ぱ速度の積分として求められ、き裂伝ぱ機構解明の重要性が明確となった。1.セラミックス中の残留応力の高精度X線測定のための回析面と特性X線の組合せをジルコニアを含めて他のセラミックスについて定め、かつX線応力定数を決定した。

2.ジルコニア・アルミナ複合セラミックスに対して、ジルコニア(133)面およびアルミナ(146)と(1.0.10)面との回析を用いて各相の相応力を分離してX線測定することが可能であり、両相の相応力より複合則を使って巨視的応力および微視的応力が測定することが出来た。この手法を研削残留応力および破面残留応力測定に利用することによって、各相の受持つ残留応力とともに巨視的残留応力も測定され複合材の微視力学的検討が可能となった。3.ジルコニアの正方晶から単斜晶への変態量を単斜晶の(111^^ー)面、(111)面の積分強度の、正方晶と立方晶の(111)面の積分強度との比より決定する方法を確立した。4.アルミナ、窒化ケイ素およびTicーCr_3C_2複合セラミックスの予き裂材並びに切欠き材について破壊試験を実施した。ついで破面近傍の残留応力分布をX線で測定した。特に窒化ケイ素セラミックスでは破面近傍で大きな圧縮残留応力場が形成されており、この種の残留応力は鉄鋼材料とは著しく異っていることが明かとなった。この圧縮残留応力は、き裂先端でのマイクロクラッキングに対応するものと解釈される。5.セラミックス破面近傍の残留応力分布をもとに、非弾性変形領域の深さを求めた。その深さは応力拡大係数の2乗に比例して破壊力学的関係が成立することが確かめられた。
曲線部材および曲面板の受動的制振に関する研究

周期外力を受ける面内変形する曲線部材(アーチ部材)、面外変形する曲線部材(曲りばり)および曲面板について、これらの対象部材に対象部材と同じ境界条件をもつ部材を連結ばね・ダンパーで連結して動吸振部材として用いると、下記の条件のもとでこれらの対象部材と動吸振部材からなる系がモード座標系で2自由度系(2質量、3ばね)に置換することが可能となった。この2自由度系における動吸振器の調整法により、アーチ部材、曲りばりおよび曲面板の制振しようとするモードに対する動吸振部材の調整条件を定式化することが出来た。[アーチ部材]:質量分布ならびに伸縮および曲げ剛性分布が相似である。[曲りばり]:質量および質量の慣性モーメント分布、ならびに伸縮、曲げ剛性、ねじり剛性およびそり剛性分布が相似である。[曲面板]:質量分布ならびに伸縮および曲げ剛性分布が相似である。アーチ部材については、両端ピン、一端ピン他端固定、両端固定の円孤アーチ、曲りばりについては、両端ヒンジの単一および2径間連続曲りばり、曲面板については偏平円筒シェルの数値実験を行った。制振対象モードに対しては極めてよい制振効果が得られた。ただし、曲げとねじりの連成する曲りばりに対しては制振効果のないモードが存在することが明らかになった。以上の研究調査結果を下記の学会で口頭発表を行った。土木学会第47回年次学術講演会(1992)[アーチ部材、曲りばりについて]、日本機械学会機械力学・計測制御講演会(1992)[曲りばりについて]、土木学会第48回年次学術講演会(1993)[曲りばり、曲面板について]。
砂漠化防止・沙漠緑化に活躍する新技術風車の研究開発

本研究は、世界各地の乾燥地で運転可能な風車と風力発電を開発することを目的として着手した。得られた研究業績の多くは、その取り組みの容易さから、サボニウス風車と直線翼垂直軸風車の数値シミュレーションにまず成果を得た。風車の性能試験は風洞実験施設の設計と建設に時間を必要としたこと、新技術風車もまた設計と試作に時間を必要としたので多くの研究業績を得るまでには至らなかった。この研究期間の内に挙げることができた研究業績は次のように分類することができる。(1)直接研究:サボニウス風車、垂直軸風車の数値シミュレーション、風洞実験など(2)関連研究:(a)沙漠に関する研究(b)風力発電に関する研究:(i)風況精査に関する研究(ii)風車の要素技術に関する研究本研究のために開発した風洞は、風車研究用風洞として世界に稀な特性を有する風洞である。すなわち、動翼ピッチ可変式の軸流送風機により定常風のほかに自然風のように時間とともに風速が変動する風を吹かせられる風洞であり、脈動風、突風、瞬間風の3種類の変動風パターンを発生することができる。この科学研究費補助金は地域連携を推進するための助成金であるので、地域の産学官連携に携わる人達、鳥取大学と共同研究を望む人達、流体力学の分野で活躍する研究者達、風力発電を事業化しようとする自治体の人達など、鳥取大学を訪れる多くの人達に沙漠環境風洞を見学する機会を提供した。さらに、本研究費の趣旨に則って、地域の企業との産学連携を積極的に推進するために多くの共同研究を受け入れ、鳥取県、NEDOや企業などからの委託研究も積極的に受け入れた。さらに、本研究は、最終年・平成14年度に文部科学省の21世紀COEプログラムに採択された鳥取大学「乾燥地科学プログラム」の自然エネルギーグループに研究が引き継がれる幸運が重なることになった。したがって、地域連携推進研究費で設計し試作した新技術風車は、その風車の改良を含めて、乾燥地科学プログラムのなかで、詳細な特性試験と再設計を繰り返して完成品へと導かれることになる。飛砂走石と表現される荒涼とした冷涼帯砂漠があれば、灼熱地獄に悩まされ続ける熱帯砂漠もあり世界の砂漠は様々である。しかし、この最悪の気象条件が逆に世界最大の強風地帯を生み地上最大の太陽エネルギー供給地を提供するのであるから、地球には砂漠という資源が残されていることを忘れてはならない。とくに、世界の乾燥沙漠で安定して吹く強い風は大規模風力発電所の開発に最適な条件を提供している。しかし、沙漠の風は時として変動激しい脈動流となり、突風が吹き、時には激しく渦巻く瞬間流を伴うことが多い。そこで本研究では、これらの風況条件を再現できる沙漠環境風洞を設計して新案風車の研究開発に提供する風力発電実験施設として大型風洞を製作した。開発した大型風洞の基本仕様は(1)吹き出し(エッフェル)型,(2)吹き出し口寸法15000×15000,(3)風速範囲125m/s,(4)脈動流,突風,瞬間流,(5)軸流送風機,(6)テストセクションは本体より脱着移動可能,(7)風パターンはプログラム制御可能,である。沙漠環境下で活躍する風車としては、砂混じりの強風にも耐えられる先端技術風車である羽根先端に空気吹き出しを持つ新案風車を設計した。この製作は次年度の継続となるが、今年度はこれらの風車の風洞実験に用いる付帯備品として、ターンテーブル、風車の回転トルク計測器、6軸トルク計測器を購入した。一方、新案風車の性能は、コンピュータによる直接数値計算法(DNS)を適用した性能予測の方法を確立することによって予め把握できることにした。この性能予測のために、サボニウス風車の回転翼周りの流れを数値計算によって求め、翼周りの流れが風車全体としての性能に及ぼす影響について詳細に調べた。その研究成果の一部は講演会に於いて研究発表した。本研究は地域連携を推進するための助成に力点があることを勘案して、地域の産業界、官界との連携を更に強化することにも努力を傾注した。すなわち、開発する先端風車を商品化する環境機器製作企業の発掘、地域での風力発電に対する啓発活動として講習会の開催などを実施した。

この科学研究費補助金は地域連携を推進するための助成金であるので、地域の産学官連携に携わる人達、鳥取大学と共同研究を望む人達、流体力学の分野で活躍する研究者達、風力発電を事業化しようとする自治体の人達など、鳥取大学を訪れる多くの人達に沙漠環境風洞を見学する機会を提供した。さらに、本研究費の趣旨に則って、地域の企業との産学連携を積極的に推進するために多くの共同研究を受け入れ、鳥取県、NEDOや企業などからの委託研究も積極的に受け入れた。さらに、本研究は、最終年・平成14年度に文部科学省の21世紀COEプログラムに採択された鳥取大学「乾燥地科学プログラム」の自然エネルギーグループに研究が引き継がれる幸運が重なることになった。したがって、地域連携推進研究費で設計し試作した新技術風車は、その風車の改良を含めて、乾燥地科学プログラムのなかで、詳細な特性試験と再設計を繰り返して完成品へと導かれることになる。飛砂走石と表現される荒涼とした冷涼帯砂漠があれば、灼熱地獄に悩まされ続ける熱帯砂漠もあり世界の砂漠は様々である。しかし、この最悪の気象条件が逆に世界最大の強風地帯を生み地上最大の太陽エネルギー供給地を提供するのであるから、地球には砂漠という資源が残されていることを忘れてはならない。とくに、世界の乾燥砂漠で安定して吹く強い風は大規模風力発電所の開発に最適な条件を提供している。しかし、沙漠の風は時として変動激しい脈動流となり、突風が吹き、時には激しく渦巻く瞬間流を伴うことが多い。そこで本研究では、昨年度製作した、これらの風況条件を再現できる砂漠環境風洞を用いて新案風車の性能試験に取りかかった。開発し試作した新案風車は(1)プロペラ風車、(2)3段型サボニウス風車、の2種類である。サボニウス風車は平成13年度後半に入ってから製作(外注加工)に取りかかったため、十分な性能試験には至らなかった。プロペラ風車については、(a)直径1.2mの6枚ブレード風車、(b)直径1.2mの3枚ブレード風車、(c)直径0.8mの5枚ブレード風車、(d)直径0.8mの3枚ブレード風車、(e)直径0.8mの2枚ブレード風車、の5種類と、(f)市販風車Air303(直径1.16mの3枚ブレード風車)、(9)扇風機の羽根(直径0.3の3枚ブレード風車)の合計7種類について、そのトルク特性、出力特性の違いについて綿密に調べた。その結果、ブレードの枚数が多いほどトルクが大きくなる傾向が確認された。しかし、枚数が増えることで失速の可能性が大きくなる。最大出力は6枚ブレードより3枚ブレードの方がやや大きいか、同程度であるといえる。市販のAir303は高速回転であるのに対して、試作した直径1.2m3枚ブレードの風車は周速比4.4の時、出力係数のピークに達する中速タイプであり、直径1.2m6枚ブレード風車は周速比2.8にピークのある低速タイプであることなどが分かった。さらに、試作した風車においてレイノルズ数の低下による失速角の減少と、ブレード後流による失速が生じていることが考えられる。今後、レイノルズ数が低い領域での翼型改善および迎え角の変動薇に対して急激な失速特性を持たないブレードの開発が必要である。地球上の沙漠化現象は年々厳しさを増しており、総陸地面積の48%に達している。今も進行しつつあり、九州と四国を併せた程の面積が毎年沙漠化していると言われている。
巨大地震の長周期地震動による超高層住宅の生活継続プランの構築に関する系統的研究

1東北地方太平洋沖地震のデータから、震源過程、伝播経路特性、サイト特性をモデル化し、広周期帯域地震動の高精度予測を行った。次に、3次元立体フレームモデルにより長周期建築物の非線形応答を求め、その相対層間変形角から機能維持被害ポテンシャルを求めた。また長周期振動台を用いた超高層建物内の室内家具の転倒実験に基づき、高層階での床応答と室内被害の関係を求めた。2機能維持被害ポテンシャルを低減するための耐震補強用制震ダンパーを振動台実験および実大鉄骨架構を用いた実証観測により実用化した。さらに予測された機能維持被害の影響を最小限に留める生活継続計画と避難計画の立案および滞留者予測に関する研究を実施した。本研究では、海溝型巨大地震による堆積盆地内での長周期地震動を高精度に予測し、3次元フレームモデルにより既存超高層住宅の予測地震動に対する応答を求め、非構造部材を含めその機能的被害ポテンシャルを評価、さらに室内状況シミュレーションを実施して、生活継続可能性、および生活復旧に要する時間を評価することを目的としている。今年度は既存構造物の耐震改修用の摩擦制震壁について、実大レベルの施工を通して効果を検証した。まず設置する5層鉄骨フレーム構造物の物理パラメタを回転慣性を含む曲げせん断型モデルで同定したところ、観測結果をよく説明するパラメタが得られた。次に実際に制震壁を設置して共振振動数の変化から制震壁による剛性増加を把握した。さらに隣接する3層構造物で反力を取り、油圧ジャッキで水平方向静的載荷試験を実施し、大変形時の挙動を把握した。これらの観測結果から制震壁のトリリニア復元力モデルを構築して動的解析を行った。その結果、提案する制震壁は構造物の地震時応答を低減させる十分な実用性を有していることが示された。さらに摩擦制震壁の面外方向の正負交番繰り返し水平載荷実験を行った結果、同壁体は面外方向の水平荷重に対して高い靭性と復元性を示し、その高い変形追随性能が確認された。また、同壁体の摩擦接合方法の改良を検討し、考案した新たな接合法について、面内方向の正負交番繰り返し水平載荷実験を行った。その結果、新接合法はプレストレスの緩和が想定より大きく引き続き検討と改良を行う必要性が確認された。さらに超高層建物の応答評価についても53階建てのS庁舎の長周期応答シミュレーション解析を継続し、提案する摩擦制震壁による耐震補強の有効性について検討した。また超高層ビル街における地震後の建物被害確認と即時使用性判定に関する研究も実施し、情報端末を利用した被害情報収集システムの提案などを行った。超高層建物に対する長周期地震動の定量的評価に向けて、以下のような研究を進めた。12011年東北地方太平洋沖地震の本震及び最大余震を対象に、震源域から大阪堆積盆地までの長周期地震動について、三次元差分法によるシミュレーションを実施した。また東北地方太平洋沖地震の震源モデルを収集し、統一スケールで比較し相違点を把握した。2プレート境界地震の面積と応力降下量の関係を調べたところ、面積が小さいと応力降下量のばらつきが大きくなることがわかった。よってその特徴を反映した不均質強震動生成場を生成する方法を提案した。3多数の強震記録に基づき、地盤が線形/非線形時の震度の関係式を作成した。この関係式と改良統計的グリーン関数法により、1923年関東地震の広帯域強震動予測を行った。超高層建物の変形制御と室内被害把握・避難対策に向けて、以下のような研究を進めた。1乾式ブロック造制震壁の摩擦接合方法としてアルミニウム座金を摺動部に用いた方式を採用し、面内方向の水平載荷室内実験を行い、その性状を調べた。その結果安定した剛塑性型の履歴を示すこと、導入張力が大きいほど摩擦係数が大きくなることがわかった。2実大鉄骨架構を用いて静的加力試験および起震機試験を行い、上記の新制震壁の実大性能を把握した。3振動台を用いた家具転倒実験を行い、基本的に最大加速度で転倒レベルが規定されることを検証した。4超高層建物上層での室内被害を正しくシミュレーションするために、床の傾斜を考慮した家具転倒シミュレーション解析を実施した。極わずかな傾斜でも家具転倒には影響することがわかった。5従来の方法では動的に地域内人口を把握することが難しい新宿駅西口地域の高層ビル街を対象に、NTTドコモのモバイル空間統計を活用して、避難者・滞留者予測モデル用の季節別、曜日別、性別、年齢別、居住地別の時系列流動人口データベースを構築した当初計画通りに、超高層建物の被害予測用の長周期地震動の定量的評価に関する研究、超高層建物の被害の把握と軽減のための、実大架構や室内試験を用いた制震壁の性能評価や室内家具の転倒危険度評価、避難シミュレーションに関する研究を実施できており、ほぼ当初計画のスケジュールで進捗している状況にあるから。超高層建物に対する長周期地震動の定量的評価とそれが構造物と避難・滞留に与える影響評価について以下のような研究を進めた。1)海溝型地震のストレスドロップに関してその深さとの関係を整理し、さらに個別地震のストレスドロップを強震動予測式に組み入れることにより、予測のばらつきがどの程度減るのかについて検討した。その結果、フーリエスペクトルの場合にはストレスドロップは震源項の残差として比例関係が得られ、その関係を考慮すると短周期域だけばらつきが減少することがわかった。これはストレスドロップが短周期スペクトルと対応しているところから、物理的に妥当な結果である。

一方、同じことを応答スペクトルの震源項に対して適用すると、ばらつきは周波数を問わず減らせることがわかった。これは応答スペクトルはその周波数の成分だけでは決まっていないことを反映している。2)昨年度に引き続き長周期地震動による家具の転倒実験を行い、その結果を整理した。得られた結果から、転倒するかしないかの閾値はかなり精度良く求められること、基本的には加速度で転倒限界が決まっている場合が多いことなどがわかった。3)海溝型地震による大加速度記録によっては大きな建物被害が生じていないことから、兵庫県南部地震の被害をもとに作成された非線形応答解析による被害予測モデルでは計算被害率が過大評価されているので、これをローパスフィルターを掛けることで、内陸地震の地震動には大きな観測被害が求められ、一方海溝型地震の地震動には被害が小さくなるようなフィルター定数を探索した。結果1Hz2Hzでローパスフィルターを掛けると両者とも満足できる被害予測が可能という見通しが得られた。当初の計画に従って、それぞれのタスクにおいて順調に研究計画に従って実験および観測、シミュレーション等を実施してきているから。超高層建物に対する長周期地震動の定量的評価とそれが構造物と人の行動に与える影響について以下のような研究を進めた。1)過去モデル化された日本国内の海溝型地震の強震動生成域モデルを収集・整理したところ海溝型地震の強震動生成域の総面積は同規模の内陸地殻内地震のそれの3分の1であることを明らかにした。また応力降下量分布・すべり分布と相関する破壊伝播をモデル化するため、応力降下量分布・破壊開始点からの距離と破壊伝播速度の間の経験式を用いて不均質破壊伝播モデルを構築した。2)超高層建物用のダンパーとして用いるため、乾式工法で破れ目地状に組積したコンクリートブロック壁の頂部面内方向に正負交番の静的繰り返し水平載荷実験を行ったところ、破れ目地状に組積した試験体は芋目地状に組積した試験体より履歴吸収エネルギーは大きいことがわかった。さらに超高層建物を対象に長周期・長時間地震動を考慮した様々なタイプとレベルを持つ地震動に対しダンパー補強による耐震性能の評価を行い、効率的なダンパー配置を提案した。3)地震時の室内安全性、特に長周期地震動による超高層建物内における室内被害を念頭に置いて、まず長周期振動台により長周期地震動による家具転倒実験を行い、それが短周期地震動と同様に加速度で支配されていることを明らかにした。さらに鉄筋コンクリート造25階建て集合住宅を想定して、既往の家具転倒実験を再現するよう作成した3D-CGモデルに入力し、床の傾きが家具転倒に及ぼす影響について検討した。4)新宿駅周辺を対象地域として250mメッシュ単位での屋内・屋外・地下街等の滞留者数の推計を行った。それから地震時を想定した避難行動シミュレーションを実施した。その結果屋内滞留者が発災後に職場等での待機に成功し、かつ屋外・地下街等滞留者が避難場所に向かうことで、数時間程度で混乱が収束することを明らかにした。1東北地方太平洋沖地震のデータから、震源過程、伝播経路特性、サイト特性をモデル化し、広周期帯域地震動の高精度予測を行った。
知的障害児童生徒の体育学習内容策定の試み

知的障害のある児童生徒は運動機会が限られ運動スキルの獲得や運動量を確保しにくい状況にある。学校での体育授業は大切な運動学習の場であり,本研究では知的障害特別支援学校で取り扱う体育学習内容の現状や児童生徒の運動スキルの実態を調査するとともに,各種運動課題についてビデオ撮影し,運動スキル評価表試案を作成して,運動スキルの状況を検討した。その結果,特別支援学校ではサッカー以外のボール運動があまり取り上げられていないこと,各運動課題の個人差がきわめて大きいこと,対象物と身体の位置関係を調整しながら行う運動課題の遂行が難しいことなどが明らかとなり,今後の体育学習内容の策定に資すると考えられた。知的障害のある児童生徒は自由な外遊びやスポーツ参加の機会が限られ,運動スキルの獲得や身体発育に必要な運動量を確保しにくい状況にある。未熟な運動スキルや不十分な体力は,将来のスポーツ参加をさらに困難なものとし,豊かなスポーツライフを通じた充実した生活や健康的な生活を制限する可能性がある。特別支援学校学習指導要領解説では,小学部の体育で取り扱う指導内容として,体つくり運動,器械運動系,陸上運動系,水泳系,ボール運動系,表現運動系を,また,中学部の保健体育で取り扱う内容として,体つくり運動,簡単なスポーツ(陸上運動,水泳,球技,武道,器械運動等),ダンスをあげている。しかし,小学校学習指導要領解説体育編や中学校学習指導要領解説保健体育編に示されるような詳細な例示はなく,知的障害のある児童生徒の体育指導の難しさが伺われる。本研究は知的障害のある児童生徒の運動スキルの実態を把握し,特別支援学校における体育学習内容を検討し提案しようとするものである。これまでの本研究の結果,鉄棒でのさか上がりやマットでの後ろまわりができない児童生徒が多いけれども,ボール操作系の運動スキルは学年進行とともに上達がみられることや,その一方で,器械運動系の取り組みが学年進行とともに減少するとともに,ボール運動系の授業機会が少ないことなどが示唆されている。さらに,これらの運動スキルについて客観的に評価するため,保育園児および小学校児童を対象にビデオ撮影を行い評価基準を作成しているところである。これまでのところ,マット運動とボール運動の評価基準作成を終えており,知的障害のある児童生徒の運動スキルの実態をこれらの評価基準に照らしながら明らかにしていく作業をとおして,特別支援学校の知的障害のある児童生徒の体育学習内容の精選につなげたいと考えている。知的障害児は運動やスポーツに参加する機会が限られ,運動機能発達の遅れとともに将来のスポーツライフを難しくしている。本研究は知的障害児の運動スキルの実態を評価表作成をとおして把握するとともに,こうした児童生徒を対象とした体育学習内容について再検討したいと考えている。現在までのところ,知的障害特別支援学校教員を対象として,児童生徒の運動スキルの実態,肥満やるい痩の状況,および体育授業内容を調査した。マット運動の後転,とび箱の開脚跳び,水泳などの運動スキル習得が難しいことや,体育授業では個人種目系の内容が多く取り上げられ,サッカー以外のボール運動の取り組みが少ないことなどが明らかになり,本学紀要に投稿した。つぎに,知的障害児の運動技能についてビデオ撮影し評価基準の作成を進めている。走る(ハードル走),跳ぶ(立ち幅とび,走り幅跳び,なわとび),投げる・捕る(野球,バスケット),つく(ドリブル),蹴る,打つ(バット,ラケット),回る(前転,ゆりかご)など20数種について検討している。どの学年でも比較的高い達成度を示す項目には片足立ち,ボール投げ,ボールキックなどがあげられ,縄跳びや跳び箱での開脚跳びは達成度が低かった。また,野球ボールのキャッチやまりつきは学年進行とともに達成度の向上がみられた。縄跳びやハードル走では学年進行とともにスキルの向上がみられるとともに,個人差が縮小していく傾向がみられた。走りながらパスしたりキャッチする技能は小学部低学年から中学部までは個人差が大きいけれども,高等部になると技能が向上し個人差も縮小していた。さらに,ボールをキャッチする能力は走り幅跳びとは関係しないけれども,まりつきやマットでの前転,腕立て横とびこしなどと関連していた。こうした資料を積み重ねて体育学習内容を検討したいと考えている。知的障害児は運動・スポーツに参加する機会が限られ,運動機能発達の遅れとともに将来のスポーツライフを困難にしている。本研究は知的障害児の体育学習内容の検討を目標としており,まず,特別支援学校児童生徒(小学部1年生高等部3年生)の運動実施状況および体育授業の実態について,担任教員に対して質問紙により調査した。得られた1,720人分の児童生徒のデータを集計したところ,担任が「できる」と判定した運動スキルについては,「静止したボールを蹴る」が最も高く84.7%,以下,「ボール投げ」80.6%,「短距離走」68.1%だった。また,「できる」割合が低い運動スキルは「鉄棒のさか上がり」

3.2%,「25m水泳」6.9%,「マットでの後回り」12.1%だった。一方,体育授業で取上げている内容については「水泳」が最も高く85.6%,以下,「持久走」82.0%,「短距離走」70.5%,「ストレッチ」68.8%,「サーキットトレーニング」64.8%だった。「ボール運動」については,「サッカー」の56.3%を除くといずれも15%以下であり,個人種目の学習機会は多いけれども,集団種目の学習機会確保については課題があると思われる。つぎに,各種運動スキルを客観的に評価するため,3歳児から小学校6年生を対象とし,「走る」,「跳ぶ」,「投げる」,「つかむ」,「打つ」,「まわる」等の20数種目についてビデオカメラで撮影し,動作様式を分析して評価基準の作成を進めている。これまでのところ,低年齢の子どもでは飛んでくるボールを「つかむ」や「打つ」等の動作が難しく,移動しながら「つかむ」・「打つ」動作はさらに困難であることがうかがわれた。今後は評価基準の作成を進めながら,知的障害児の運動スキルについて客観的に評価し,年齢および障害特性を考慮した体育学習内容の精選を予定している。知的障害児は運動発達に遅れがあり,運動遊びやスポーツに参加する機会が限られ,このことが運動技能の習得をさらに難しくしている。体育授業は運動学習の大切な時間であり,様々な運動に取り組み多様な運動技能を習得していくことが将来のスポーツ参加の機会拡大や健康の保持増進につながると考えられる。本研究は特別支援学校(知的障害)の体育授業について,体育の学習内容検討の基礎資料を得ようとするものである。はじめに,特別支援学校教員を対象に体育授業で取り上げている内容と担当している児童生徒の運動技能の実態を調査した。小学部から高等部まで持久走,ストレッチ,サーキットトレーニングなどの体力づくりに関わる教材は多く取り上げられていたが,サッカーを除くボール運動の取り組みは少なかった。また,とび箱での開脚とびやハードル走ができる児童生徒は多くなく,バットやラケットで打つ動作についても,できる児童生徒が少なかった。つぎに,特別支援学校の児童生徒を対象に走る,跳ぶ,投げる,捕る,蹴る,打つなどの動作をビデオ撮影し運動スキル評価表の作成を試みた。それぞれの動作について殆ど動作しないレベルから一般的なスポーツ活動に参加できるレベルまでを4段階に分けるとともに,0から100までの運動スキルスコアを採点できるよう工夫した。この評価表をもとに知的障害児の各動作のスコアを求めたところ,学年進行にともなうスコアの向上がほとんどみられず,個人差が大きかった。また,担任教員の評価とビデオ撮影によるスコアには関連性がみられた。これらの結果から,動作開始から終了までを一連の流れの中で遂行する運動課題(前回り,投球など)は教材として取り上げやすいが,対象物と身体の位置関係を修正しながら遂行する運動課題(ハードル,開脚とび,捕球,打撃など)は習得が難しいと推定され,体育学習内容の検討に際して示唆となることが期待された。
大規模レセプトデータベースを用いた脂質異常症における眼科疾患発生に関する疫学研究

レセプトデータベースに含まれる高脂血症患者の集団を特定するため、レセプトデータベースに含まれるスタチンを含む脂質低下薬が処方されている患者を特定した。同時に、緑内障やスタチン開始時点における合併症や併用薬の情報を抽出することができた。はじめに、平成30年度までにスタチンが処方された高脂血症の患者集団のうち、新規にスタチンを開始した患者と既に脂質低下薬を以前から使用していた患者集団に分けて、新たにスタチンが使用された患者を対象患者として特定した。対象患者の性別や年齢といった患者背景(合併症や併用薬の割合)などについて集計を行った。アウトカムについては、これまでの検討を踏まえ、眼科疾患に関する診断や手術、治療薬の情報から特定することが出来た。最終的には、スタチンの使用と眼科疾患の発生との関連についての検討を予定している。スタチンには薬効によって強いスタチンと弱いスタチンがあることが知られているので、まず、スタチンをこの2つのタイプに区分して、眼科疾患の発生割合がどの程度であるかについての検討を行った。これは、スタチンの強さの違いが眼科疾患の発生に影響するのかを明らかにするためである。これらスタチンの使用者の緑内障の発生について検討したところ、強いスタチンと弱いスタチンの使用者間で、緑内障の発生のリスクは同程度である可能性が示唆された。これについては、日本医療薬学会で報告を行うことができた。わが国のレセプトデータベースを用いて、スタチンの使用と緑内障の発生についての検討した結果を発表することができた。これについては、さらに感度分析を進め、最終的にスタチンの緑内障発生への影響についての検討を行う予定である。スタチンの使用と眼科疾患の発症との関連についてさらに感度分析を行う予定である。既に、検討してきた眼科疾患を特定する定義を用いて、スタチン開始後に新規に発生した眼科疾患の発生をイベントとする。スタチンの強さで2群に分けるだけでなく、個別のスタチンの患者集団ごとに、眼科疾患の発生人数を集計し、それぞれの眼科疾患の発生割合を推定する。スタチンのうちの1つをコントロールとして、それ以外のスタチン使用者における未調整の相対リスクを推定する。さらに、スタチンを含む脂質低下薬の使用と眼科疾患の発生の両方に影響を与える因子(交絡因子)の割合が、比較する2群間で異なると、正しい相対リスクを推定することが困難であるので、これらの因子を調整した相対リスクについて推定する。わが国のレセプトデータベースに含まれる眼科疾患(白内障や緑内障)のコードを持つ患者の特定方法については十分に検討されていない。レセプトの病名コードのみを用いて、眼科疾患の患者を特定すると、実際には眼科疾患が確定診断されない場合でも、眼科疾患の診断をするため、あるいは検査を行うために、眼科疾患の病名が記録される場合があることが良く知られている。したがって、本研究で対象とする眼科疾患の患者を特定するためには、眼科疾患の病名コードを持つ患者を、実際に眼科疾患を持つ患者とみなすことができるかについての慎重な検討が必要となる。この点を明確にするために、研究協力者の眼科医師から助言を得て、本研究で対象とする眼科疾患を持つとみなすことが妥当と考えられる診断コードを選択した。さらに、白内障や緑内障の手術に関するコードについても検討し、選択した。これまで、レセプトデータを用いた研究では手術や検査等に関するデータの抽出が可能かに関する研究がほとんど行われていなかったので、既存のレセプトデータを用いて、血液検査の項目(血中濃度の測定に関するレセプトの項目)についてのデータ取得が可能かについて検討した。特定の薬剤について血中濃度の測定が推奨される薬剤の使用者における薬の使用割合と、その薬の使用者におけるその薬剤の血中濃度の測定割合がどの程度実施されているかについてレセプトデータを用いて検討することが出来た。これについては、論文として報告することが出来た。これは、今後、レセプトデータベースを用いて眼科疾患について検討することにも応用可能と考えられる。今後は、わが国のレセプトデータベースを用いて、脂質低下薬の使用と眼科疾患(白内障や緑内障)との関連についての検討を行う予定である。そのためには、まず、眼科疾患の患者の特定のために利用可能な診断コードを明確にする必要があるが、眼科疾患の病名コードについては、研究協力者の眼科医師から助言を得て、本研究で対象とする眼科疾患を持つとみなせる妥当な診断コードを選択することができた。さらに、白内障や緑内障の手術に関するコードについても選択することが出来た。その他、既存のレセプトデータを用いて、特定の薬剤使用者における血液検査の実施割合について検討することが可能であることがわかったので、脂質低下薬の使用と眼科疾患との関連について検討を行う研究にもこの経験を役立てることが出来る。

最終的には、スタチンの使用と眼科疾患の発生との関連についての検討を予定している。スタチンには薬効によって強いスタチンと弱いスタチンがあることが知られているので、まず、スタチンをこの2つのタイプに区分して、眼科疾患の発生割合がどの程度であるかについての検討を行った。これは、スタチンの強さの違いが眼科疾患の発生に影響するのかを明らかにするためである。これらスタチンの使用者の緑内障の発生について検討したところ、強いスタチンと弱いスタチンの使用者間で、緑内障の発生のリスクは同程度である可能性が示唆された。これについては、日本医療薬学会で報告を行うことができた。わが国のレセプトデータベースを用いて、スタチンの使用と緑内障の発生についての検討した結果を発表することができた。これについては、さらに感度分析を進め、最終的にスタチンの緑内障発生への影響についての検討を行う予定である。高脂血症患者の集団(対象集団)を、レセプトデータベースに含まれる脂質低下薬が処方されている患者として定義する。この対象集団について、特定した眼科疾患のコードを用いて、その発生がどの程度であるかについて検討する。可能であれば、脂質低下薬の種類別に眼科疾患の発生が異なるかについても検討する予定である。スタチンの使用と眼科疾患の発症との関連についてさらに感度分析を行う予定である。既に、検討してきた眼科疾患を特定する定義を用いて、スタチン開始後に新規に発生した眼科疾患の発生をイベントとする。スタチンの強さで2群に分けるだけでなく、個別のスタチンの患者集団ごとに、眼科疾患の発生人数を集計し、それぞれの眼科疾患の発生割合を推定する。スタチンのうちの1つをコントロールとして、それ以外のスタチン使用者における未調整の相対リスクを推定する。さらに、スタチンを含む脂質低下薬の使用と眼科疾患の発生の両方に影響を与える因子(交絡因子)の割合が、比較する2群間で異なると、正しい相対リスクを推定することが困難であるので、これらの因子を調整した相対リスクについて推定する。眼科疾患のコードの特定と研究遂行のための情報収集に、当初想定していた以上の費用(学会参加費)を要した。このため、今年度に計画していた高額なデータが購入できなくなり、結果として次年度使用が発生した。データの入手は研究遂行上必要であるため、次年度は他の費目の使用を削減してデータを購入する予定である。データの購入費用が当初の想定よりも高く、平成29年度から繰り越した費用を合算し、ソフトのみを購入する必要があった。しかしながら、研究は計画通り進み、当初からの目的を達成している。
遺伝子量バランスの崩壊とヒト疾患発症メカニズムに関する解析

本研究課題は、疾患モデルマウスを用いて染色体異常疾患の表現型発症の本質を見いだすことを目的とする。ヒト疾患・4番染色体長腕部分重複症(4q+)をモデルケースとして、これまで漠然と遺伝子量の過不足で表現型が現れると考えられていた染色体異常疾患の原因を複数遺伝子間の量的バランス崩壊であることを明らかにする。ターゲットとする症状は、骨形態、中でも頭蓋骨などの膜性骨化領域に重点をおき、4q+病態発症メカニズムの解明を行う。
神経伝達物質遊離に関与するunc-18マウス相同遺伝子の構造と機能

本研究実施計画に基づきマウスunc-18相同遺伝子の同定を試み、マウス脳cDNAライブラリーからunc-18相同蛋白質をコードする2種類のcDNAクローン(unc-18α,unc-18β)を単離することに成功した。unc-18αはアミノ酸配列全長にわたり64.7%,unc-18αは44.9%の相同性をもち、推定分子量、アミノ酸組成共、線虫UNC-18蛋白質と似通っていることが明らかになった。データベース検索を行った結果、unc-18α蛋白質は神経前終末膜に局在するsyntaxinの特異的結合蛋白質として同定されたラットMunc-18と同一の蛋白質であり、unc-18β蛋白質は末だ報告されていない新しいタイプのUNC-18アイソフォームであることが判明した。そこで我々は、これらの相同遺伝子をsynap(syntaxin associated protein)1,synap2と命名した。ノーザンブロット解析では、synap1は脳特異的に、synap2は脳、肝臓、腎臓、心臓、脾臓、筋肉、精巣など各組織で発現しており、組織発現特異性が異なることがわかった。マイクロインジェクションによる線虫unc-18突然特異体機能相補実験を行ったところ、synap1トランスジェニック線虫では表現型回復が認められたのに対し、synap2トランスジェニック線虫では回復は認められなかった。マウス相同遺伝子の発現特異性と機能回復実験からsynap1はunc-18に対する機能的相同遺伝子であり、synap2は機能的特性の異なる相同遺伝子であると考えられる。最近の世界的な研究報告からsyntaxinは膜融合のターゲット膜蛋白質と考えられており、synap蛋白質同様、発現特異性の異なる複数のアイソフォームの存在が知られている。したがってsynap蛋白質ファミリーは特異的膜融合に関わる新しい細胞質性因子であると考えられる。