hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
下垂体小人症における成長ホルモンの遺伝子解析と臨床応用

我々は家族性成長ホルモン単独欠損症I型Aに属すると診断された4家系5症例について,臨床症状,成長ホルモン剤の投薬効果,成長ホルモン遺伝子解析を行い,以下の結果を得た.1.患児はいずれも極めて低身長で, -0.611.4SDであった.血中成長ホルモンはいかなる刺激にも反応せず,常に測定限界以下であった.前額突出,低い鼻など特徴的な顔貌を呈した.2.遺伝子解析では,成長ホルモンN-遺伝子を含む,全長7.5KbのDNA欠失があることが示された.RFLPハプロタイプについては2つのタイプのあることが判った.これらの所見は諸外国の9家族と一致するものであった.3.ヒト成長ホルモン剤投与に対する反応は家系で異り,抗ヒト成長ホルモン剤抗体産生者(3家系3例)は身長の伸びが悪く,一方,抗体非産生者(1家族2例)は比較的良好な反応を示した.抗体産生に関しては成長ホルモン遺伝子欠失とは別の問題-免疫機構が関与しているものと思われる.我々は家族性成長ホルモン単独欠損症I型Aに属すると診断された4家系5症例について,臨床症状,成長ホルモン剤の投薬効果,成長ホルモン遺伝子解析を行い,以下の結果を得た.1.患児はいずれも極めて低身長で, -0.611.4SDであった.血中成長ホルモンはいかなる刺激にも反応せず,常に測定限界以下であった.前額突出,低い鼻など特徴的な顔貌を呈した.2.遺伝子解析では,成長ホルモンN-遺伝子を含む,全長7.5KbのDNA欠失があることが示された.RFLPハプロタイプについては2つのタイプのあることが判った.これらの所見は諸外国の9家族と一致するものであった.3.ヒト成長ホルモン剤投与に対する反応は家系で異り,抗ヒト成長ホルモン剤抗体産生者(3家系3例)は身長の伸びが悪く,一方,抗体非産生者(1家族2例)は比較的良好な反応を示した.抗体産生に関しては成長ホルモン遺伝子欠失とは別の問題-免疫機構が関与しているものと思われる.hGH-Ngene欠失のはっきりしている1家系と(positive controlとして使用)、その疑いのある5家系6名について遺伝子解析を行った。使用したプローブはSeeberg(Genetic社)から提供を受けたhGH-cDNのPvv【II】フラグメント(490bp,hGH33-189のアミノ酸配列をコードしている)で、nick translationにより【^(32)P】をラベルして使用した。specific activityは1×【10^8】cpw/Ngである。患者もしくは家族から採取した、リンパ球をEpstein-Banウィルスを用いて樹立したcell lineをサンプルとして用いた。その結果5家系中3家系4人はBamH【I】サイト3.8kbに相当するhGH-Ngeneの欠失していることが判った。残りの2家系中2例はいずれもhGH-N geneは存在していた。hGH-Ngene欠失の1家系2名では、外来性成長ホルモンの治療によく反応し、他の2名は成長ホルモンに対する抗体ができ、治療効果が得られなかった。これまで我が国では1家系1人、それも米国で解析された報告しかなく、本研究により初めてこれ以外に3家系4人の患者が発見されたことになる。欧米でも、スイス・イタリア・オーストラリアなどにそれぞれ1家系が報告されているだけである。今後、さらに他の制限酵素を用いて実際に欠失している遺伝子の長さの推定(外国の報告では7.5と8.5kbの報告がある)、さらにrestriction fragment lengthpolymorphismによるDNA多型を調べ、ハプロタイプの違差などについて検索する予定である。
抗うつ薬増強療法応答性に関連する因子の探索

既存のSSRI, SNRI, NaSSAによる薬物治療に効果を示さない単極性うつ病患者には、新たな選択肢として炭酸リチウムやオランザピン、アリピプラゾールなどの非定型抗精神薬を併用した抗うつ薬増強療法が施行される。抗うつ薬増強療法では、抗うつ薬、炭酸リチウムや非定型抗精神薬の服用量が患者個々で異なるため、それぞれの薬物の治療効果を包括的に検討する必要がある。加えて抗うつ薬増強療法の治療効果には遺伝的因子による影響が示唆されるが、詳細には検討されていない。本研究課題では、性別・家族歴などの患者背景、併用薬、遺伝的因子の抗うつ薬増強療法の治療効果への影響について検討する。本年度は、昨年度に引き続き患者検体収集を行い、同意を得た患者は計80名となった。さらに各患者から大うつ病の診断基準を基にしてスコア化した評価尺度(不眠、興味の減退、罪責感、気力の減退、集中力の減退、食欲減退、体重減少、精神運動性の焦燥・制止、自殺念慮、自殺企図、抑うつ気分の各項目についての頻度を基にスコア化したもの)を用いて、各うつ症状の聴取、診療録等の調査を行った。遺伝子多型解析に関しては、新たに神経可塑性に関わる因子(脳由来神経栄養因子(BDNF)、cAMP response element binding protein 1(CREB1)など)、モノアミン受容体(ドパミン受容体、セロトニン受容体など)、について解析した。遺伝子多型解析により得られた各遺伝子型分布はこれまでに報告されていた日本人での遺伝子型分布と同様であった。現時点で検体収集は80名が終了し、診療録等の調査も終了している。遺伝子多型解析においては、BDNF、CREB1、モノアミン受容体に存在する遺伝子多型について解析系の構築、および解析を終了した。次年度も検体収集を継続しながら、新たな遺伝的因子の探索、解析系の構築を行い、収集した検体の解析を終了する。抗うつ薬増強療法における治療効果、および副作用への影響について患者背景、遺伝的影響などを含めて検討する。既存のSSRI, SNRI, NaSSAによる薬物治療に効果を示さない単極性うつ病患者には、新たな選択肢として炭酸リチウムや非定型抗精神薬を併用した抗うつ薬増強療法が施行される。抗うつ薬増強療法では、抗うつ薬、炭酸リチウムや非定型抗精神薬の服用量が患者個々で異なるため、それぞれの薬物血中濃度の治療効果への影響を検討する必要があるが、これまでに各薬物血中濃度を包括的に検討した報告はない。そこで、本応募研究課題では、性別・家族歴などの患者背景、各薬物血中濃度、遺伝的因子の抗うつ薬増強療法の治療効果への影響について検討する。本応募研究課題により得られた知見を臨床現場に提供することで、難治性うつ病患者における抗うつ薬増強療法の個別化医療への臨床応用が可能となり、臨床上、有益となる。本年度は、研究への同意を得た60名の患者について、大うつ病の診断基準を基にしてスコア化した評価尺度(不眠、興味の減退、罪責感、気力の減退、集中力の減退、食欲減退、体重減少、精神運動性の焦燥・制止、自殺念慮、自殺企図、抑うつ気分の各項目についての頻度を基にスコア化したもの)の聴取、診療録等の調査、また遺伝子多型解析(モノアミントランスポーター、ABCトランスポーター)を行った。現時点で検体収集は60名が終了し、当初の予定通りに順調に進んでいる。また、この60名においては診療録等の調査も終了している。遺伝子多型解析においては、セロトニントランスポーター、ノルアドレナリントランスポーター、ドパミントランスポーターのモノアミントランスポーターや薬物トランスポーターABCB1に存在する遺伝子多型について終了している。

遺伝子多型解析により得られた各遺伝子型分布はこれまでに報告されていた日本人での遺伝子型分布と同様であった。現時点で検体収集は80名が終了し、診療録等の調査も終了している。遺伝子多型解析においては、BDNF、CREB1、モノアミン受容体に存在する遺伝子多型について解析系の構築、および解析を終了した。次年度以降についても、引き続き検体収集を行っていく。診療録等の調査に加えて、モノアミン受容体など他の遺伝子多型解析、また薬物血中濃度測定を行う予定である。次年度も検体収集を継続しながら、新たな遺伝的因子の探索、解析系の構築を行い、収集した検体の解析を終了する。抗うつ薬増強療法における治療効果、および副作用への影響について患者背景、遺伝的影響などを含めて検討する。
カルマンスムーザーを用いた全球物質輸送モデルの物理過程の高精度化に関する研究

昨年度から継続して、火山起源二酸化硫黄ガスの発生量の評価および、それを前駆気体とする硫酸塩粒子の気候影響評価に着手した。本研究では2008年3月以降噴火活動が活発化し、対流圏下層へ大量の二酸化硫黄を放出しているハワイ島のキラウエアに着目した。・二酸化硫黄排出量の推定本研究では人工衛星ENVISATに搭載されているセンサSCIAMACHYで得られたハワイ島周辺での二酸化硫黄の気柱量分布と整合するように、全球エアロゾル気候モデルSPRINTARSの二酸化硫黄排出量を調整した。その結果、2008年の積算でキラウエアから3.6Tgの二酸化硫黄が排出されたと見積もられた。この値は中国の人為起源二酸化硫黄排出量の約1/10に相当する。・硫酸塩粒子の気候影響評価二酸化硫黄の排出量が最適化されたモデル実験によって、火山起源硫酸塩粒子の分布が忠実に再現された。また、エアロゾルの増加に対する雲粒径の減少率もモデル・衛星観測で整合的であった。モデル実験結果より、キラウエア火山起源硫酸塩粒子によって2008年の全球平均で-0.13W/m^2の冷却効果があると見積もられた。この値はIPCCの第4次評価報告書で示された全球の人為起源エアロゾル放射強制力の1/10程度に相当する。・長期間解析2004年から2010年にかけての7年間について、衛星観測データとモデル実験結果を解析した。長期間の解析により硫酸塩粒子の分布や雲微物理への影響についての季節性が明らかとなった。雲粒径は対流の活発な秋季に最大であり、2μm程度の幅で季節変化するが、エアロゾルの増加に対する雲粒径の減少率は季節で大きな違いはなかった。前年度は定性的な評価に留まったが、本年度はモデル実験設定の最適化と解析期間の拡大により定量的な結果が得られた。本研究は当初、動的なデータ同化手法の導入に主眼を置いていたが、本事例においてはその優位性が低いと判断し、現象そのものの解明に注力した。その結果、気候影響の理解度向上に貢献する結果が得られた。現象そのものに着目する事で科学的により有益な結果が得られたが、本研究課題の本来の主目的である動的なデータ同化手法の導入については今後より一層の取り組みが必要である。しかし、データ同化手法を導入する根本的な目的はエアロゾルの数値モデルにおける不確かさの低減である。その為にはデータ同化手法だけでなくモデルその物の改良や外部条件の精度向上なども含め包括的な取り組みを行うことが有益である。1.火山噴火起源硫酸塩粒子の動態解析:2008年にハワイ島キラウエア火山が噴火し、この噴火によって放出された火山ガスによって広範囲に硫酸塩エアロゾルの層が形成された。この事例では点源からの排出であり、また解析対象となる領域には人為起源エアロゾルの排出源が殆ど無い。他の要因を排除出来るため、現在構築中のデータ同化システムを評価するための事例として最適である。この現象を捉えるために人工衛星観測と数値モデルを用いて解析を行った。噴火起源の二酸化硫黄排出量を概算し、モデルがエアロゾル層を適切に再現することを確認した。加えて、エアロゾルが水雲の特性を変化させ、ひいては放射収支にも影響を与えることを定量的に示した。エアロゾルの間接効果を裏付ける事例であり意義深い。2.データ同化システムの硫酸塩粒子への拡張:これまで開発を進めていたデータ同化システムは土壌粒子のみを扱う形となっていた。本年度は二酸化硫黄ガスの観測値を同化する事で硫酸塩粒子の不確かさを低減する形に拡張した。エアロゾルの存在量に関する観測は種類の区別なく合計の値として得られる。これを同化に用いる場合、モデル内の個々のエアロゾル種への割り振りにおいて不確かさが生じる。一方で硫酸塩粒子の前駆気体である二酸化硫黄はそれ単体での気柱量観測値が存在するため、観測とモデルの状態量は一対一に対応し、不確かさを低減できる。上記の火山イベントに対し、同化結果とモデル単体での値を船舶観測と比較した。その結果、ピーク値はおおよそ再現するものの時間的なずれが有るなど、未だ改善すべき点が多い。原因としてまず発生量の第一推定値が適切ではない事が挙げられる。加えて、同化で用いるモデルの解像度(T42)は通常実験(T106)の半分程度である。今後は第一推定値の適正化と高解像度のモデルに対応した同化システムの構築が必要である。3.発生量の見積もり:観測値に応じてエアロゾルの存在量だけでなく発生量も修正出来るよう同化システムを改良した。発生量に関する詳細な解析は上記の解像度などの問題点を改善した後に取りかかる。

・硫酸塩粒子の気候影響評価二酸化硫黄の排出量が最適化されたモデル実験によって、火山起源硫酸塩粒子の分布が忠実に再現された。また、エアロゾルの増加に対する雲粒径の減少率もモデル・衛星観測で整合的であった。モデル実験結果より、キラウエア火山起源硫酸塩粒子によって2008年の全球平均で-0.13W/m^2の冷却効果があると見積もられた。この値はIPCCの第4次評価報告書で示された全球の人為起源エアロゾル放射強制力の1/10程度に相当する。・長期間解析2004年から2010年にかけての7年間について、衛星観測データとモデル実験結果を解析した。長期間の解析により硫酸塩粒子の分布や雲微物理への影響についての季節性が明らかとなった。雲粒径は対流の活発な秋季に最大であり、2μm程度の幅で季節変化するが、エアロゾルの増加に対する雲粒径の減少率は季節で大きな違いはなかった。前年度は定性的な評価に留まったが、本年度はモデル実験設定の最適化と解析期間の拡大により定量的な結果が得られた。本研究は当初、動的なデータ同化手法の導入に主眼を置いていたが、本事例においてはその優位性が低いと判断し、現象そのものの解明に注力した。その結果、気候影響の理解度向上に貢献する結果が得られた。現象そのものに着目する事で科学的により有益な結果が得られたが、本研究課題の本来の主目的である動的なデータ同化手法の導入については今後より一層の取り組みが必要である。しかし、データ同化手法を導入する根本的な目的はエアロゾルの数値モデルにおける不確かさの低減である。その為にはデータ同化手法だけでなくモデルその物の改良や外部条件の精度向上なども含め包括的な取り組みを行うことが有益である。
陽子弾性散乱の精密測定による非対称核物質の研究

非対称核物質の状態方程式に関する情報を得る為に、本研究では不安定原子核の陽子弾性散乱測定並びに装置開発を行った。陽子弾性散乱を記述する光学ポテンシャルが核物質の状態方程式と密接な関係を持っている事と中性子過剰核の中性子スキンが非対称核物質の研究に有効である事を利用した研究である。本研究を理化学研究所のRIビームファクトリーで行なうべく、研究初年度(2011年度)にインフラストラクチャーの設計、製作等を行い、次年度(2012年度)までに同施設内への設置を完了させた。RIビームファクトリーで研究を進める事は密度分布導出に最適な核子あたり300 MeVのビームが利用出来る点と様々な不安定核ビームを利用出来るという点で重要である。完成した装置を用いて、施設側の諸事情により測定は予定されていた2012年度では無く最終年度後の2013年度であったが、中性子過剰な炭素同位体である炭素16の測定を行なった。データ収集は無事終了し、データ整理も現在順調に進んでいる。上記炭素16の測定準備と平行して、本研究では中重核領域の不安定核の陽子弾性散乱測定を実現すべく希ガスを用いたシンチレーション検出器の開発を行なった。現時点では中重核領域の不安定核ビームの電荷を高強度下で測定出来る検出器は存在しておらず、その開発は本研究のみならず不安定核の研究に於いても重要な意味を持っている。研究初年度(2011年度)はこの検出器の設計と製作を行なった。次年度(2012年度)からはその性能評価を行っており、今後RIビームファクトリーで行なわれる中重核領域の測定に向け現在も開発を続けている。本研究の目的は、中間エネルギー領域での不安定原子核の陽子弾性散乱測定から非対称核物質の状態方程式に関する情報を得る事である。状態方程式の決定には観測量を精密に測定する事が重要となる。測定精度は主に陽子標的に照射される不安定原子核の総量で決まっており、その数が少ないと測定データの誤差が大きくなる。研究初年度である平成23年度は、この精密測定を実現するために以下の事を行った。測定は不安定原子核ビームを大強度で供給出来る加速器施設で行う必要がある。現在国内外の加速器施設のうち、唯一理化学研究所のRIビームファクトリーがその条件を満たしている。そこで同施設で実験を遂行すべく実験の申請書を連携研究者と共に提出した。申請した実験内容は施設側で検討され、全て許可されるという良い連絡を受ける事が出来た。測定には我々の開発した装置を用いる必要がある。装置は既に同施設に搬入されているが、実験開始までに装置の動作確認や実験室への設置などといった作業を行う必要がある。これら作業を連携研究者と共に開始した。測定では加速器から供給される不安定核ビームの原子番号と質量数を粒子毎に100%近い効率で識別する必要がある。しかし現時点で我々が必要とするビーム条件(一秒間に100万個の強度、数十GeVの全エネルギー)のもとで粒子識別可能な検出器は存在しない。そこで本研究ではその検出器の開発も行う。まずはGEANT4やANSYSといったシミュレーションソフトを用いて性能や寸法といった検出器の仕様を詰める作業を行った。ここで決定した仕様をもとに部品の製作や発注を行い、検出器の組み立てを行う作業まで終える事が出来た。研究は3年計画であり、研究初年度である平成23年度は実験準備を行う計画となっている。主な準備項目は2つあり、一つは加速器施設での実験準備であり、もう一つはビーム粒子識別用検出器の製作であった。前者は理化学研究所のRIビームファクトリーにおける実験の申請が通った事と同施設内での測定装置の準備を開始した事から計画通り順調に進んでいる。

また後者についても検出器の仕様を決め、製作を行った事から計画通り順調に進んでいると結論づけられる。平成24年度からは、まず製作した検出器の動作試験を行う。密封線源並びに重イオンビームを用いて検出器の基本性能と粒子識別能力を調べる。その後RIBFで不安定核の陽子弾性散乱測定を行う。測定終了後は密度分布を導出し、非対称核物質の状態方程式を決定する。製作した検出器の動作には希ガスボンベやガス配管などの消耗品の購入が必要である。また各種(建設、実験、解析)打合せや加速器施設での作業を行う為に国内旅費が必要である。
2次性高アルドステロン血症におけるアンジオテンシンIIとカリウム相互作用の解析 (アンジオテンシンタイプ1Aノックアウトキメラマウスによる解析)

アンジオテンシンII(A II)の働きを全く欠如するアンジオテンシノーゲンおよびA IIタイプ1A受容体(AT1A)ノックアウトマウスにおいても、塩分制限によりアルドステロンが上昇することを示した。塩分制限下の野生型マウスに2週間AT1A阻害薬ロサルタンを投与すると、血漿アルドステロンはかえって上昇し、従来の短期阻害実験と逆の結果を認めた。全身性にA IIの働きが欠如した状態では、塩分制限により血漿カリウムが上昇し、上昇したカリウムがアルドステロンの合成を亢進させていると考えられる。このようにA IIが存在しない状態でも、2次性高アルドステロン血症が成立するのに対して、カリウムと塩分の両方を制限するとアルドステロンの上昇は認められないことから、2次性高アルドステロン血症にカリウムは必須であるといえる。副腎組織においてA IIの働きを確かめるため、AT1A欠損細胞と非欠損細胞から構成されるキメラマウスを作成した。キメラマウスの副腎皮質において、AT1A欠損細胞・非欠損細胞はそれぞれ球状層から束状層に連続した柱状の分布を示した。^<125>IでラベルしたA IIの結合オートラジオグラフィーにより、AT1受容体の分布は非欠損細胞に完全に一致した。キメラマウスを2週間塩分制限をすると、アルドステロンは上昇したが、カリウムは正常範囲にとどまった。アルドステロン合成の律速酵素であるaldosterone synthase (AS)のmRNAの発現を、in situ hybridizationで検討した。AS mRNAは、AT1A非欠損球状層細胞でのみ発現し、AT1A欠損細胞では全く発現していなかった。さらに、キメラマウスをロサルタン投与下で2週間食塩制限すると、アルドステロンおよびカリウムは上昇し、AT1A欠損・非欠損両細胞にASのmRNA発現を認めた。アンジオテンシンII(A II)の働きを全く欠如する、アンジオテンシノーゲンおよびA IIタイプ1A受容体(AT1A)ノックアウトマウスにおいても、塩分制限によりアルドステロンが上昇することを示した。塩分制限下の野生型マウスに2週間AT1A阻害剤ロサルタンを投与すると、血漿アルドステロンはかえって上昇し、従来の短期阻害実験と逆の結果を認めた。副腎組織においてAIIの働きを確かめるため、AT1A欠損細胞と非欠損細胞から構成されるキメラマウスを作成した。アルドステロン合成の律速酵素であるaldosterone synthase(AS)のmRNAの発現を、in situ hybridizationで検討した。AS mRNAはAT1A非欠損球状層細胞でのみ発現し、AT1A欠損細胞では全く発現していなかった。

さらに、キメラマウスをロサルタン投与下で2週間食塩制限すると、アルドステロンおよびカリウムは上昇し、AT1A欠損・非欠損両細胞にASのmRNA発現を認めた。アンジオテンシンII(A II)の働きを全く欠如するA IIタイプ1A受容体(AT1A)ノックアウトマウスとROSA26マウスの受精卵とからAT1A欠損細胞と非欠損細胞とで構成されるキメラマウスを作成した。キメラマウスを2週間塩分制限をするとアルドステロンは上昇したが、カリウムは正常範囲にとどまった。アルドステロン合成酵素であるaldosterone synthase(AS)のmRNA発現をin situ hybridizationで検討した。AS mRNAは、AT1A非欠損球状層細胞でのみ発現し、AT1A欠損細胞では全く発現しなかった。さらにキメラマウスをロサルタン投与下で2週間食塩制限すると、アルドステロンとカリウムとは上昇し、AT1A欠損・非欠損両細胞にASのmRNA発現を認めた。したがってカリウムが正常の時、2次性高アルドステロン血症の成立には副腎局所におけるA IIは必須である。しかしA II阻害下ではカリウムが上昇し、カリウムはA IIを介さずにアルドステロンの合成を促進する。A IIの腎への影響を知る目的で、腎糸球体についても検討した。キメラマウスに、皮下ミニポンプを用いてA IIとBromodeoxyuridine(BrdU)を2週間投与した。2週後、平均血圧は100110mmHgであった。細胞増殖の指標としてBrdUを免疫染色すると、BrdU陽性核は同一キメラマウスではAT1Aに関係なく分布した。野生型とROSA26マウスとの受精卵からコントロールキメラマウスを作成し、同実験を行った。平均血圧はより上昇し、BrdU陽性も高率になった。両キメラマウスを合わせて集計すると、BrdU陽性率と平均血圧は相関した(P<0.005)。A IIは局所のDNA産生を直接刺激するのではなく、全身血圧の上昇作用を介し、血圧自体が糸球体細胞の増殖を高めている。
縄文時代以降の森林植生復元と人間の木材利用史の研究

青森県三内丸山遺跡,宮城県里浜貝塚遺跡,岐阜県宮ノ前遺跡など17遺跡の縄文時代早期から古代に至る各時代の樹種未調査試料約2400点の提供うけ,切片を作成し,樹種を同定した.韓国金浦市の水田地帯の泥炭層の試料をソウル大学と共同で採取し,それらの放射性炭素年代を測定するとともに花粉分析,種実遺体分析,珪藻分析,プラントオパール分析を行い,それが縄文時代前期相当の泥炭層で,当時はクリ属,コナラ属などからなる落葉広葉樹林が拡がり,照葉樹林はなかったことをを明らかにした.種実遺体分析,プラントオパール分析ではイネの検出が期待されたが確認できなかった.また,韓国木浦市の務安良将里遺跡の古墳時代前期に相当する遺構を構成していたクリ材等約20本の試料の提供を受け,その樹種を調べた結果,我が国の杭材と同じく,クリを主体にしてナラ類,クヌギ類が混じる組成であることを明らかにした.一方,最終氷期の泥炭層から出土した化石球果からDNAを抽出しPCR法により増幅してその塩基配列を解読し,現生種との比較を試み,一部については解読に成功した.しかし,弥生時代のカシ類の木製農具からはDNAの抽出,増幅に成功しなかった.また,これまで得られた遺跡出土木材樹種データのデータベース作成のため,古いデータをフロッピーディスクから読み出し,新しいファイルに編集し直すことを行った.しかし,過去のデータが入っている5インチフロッピーディスク87枚の内,約40枚が解読不可能であった.古いフロッピーは既に20年近く経過しており,過去の電子情報が破損していることが明らかになったことで,新たに入力し直すと共に,CDなど安全なデータの保存を計る必要が明かとなった.青森県三内丸山遺跡,宮城県里浜貝塚遺跡,岐阜県宮ノ前遺跡など17遺跡の縄文時代早期から古代に至る各時代の樹種未調査試料約2400点の提供うけ,切片を作成し,樹種を同定した.韓国金浦市の水田地帯の泥炭層の試料をソウル大学と共同で採取し,それらの放射性炭素年代を測定するとともに花粉分析,種実遺体分析,珪藻分析,プラントオパール分析を行い,それが縄文時代前期相当の泥炭層で,当時はクリ属,コナラ属などからなる落葉広葉樹林が拡がり,照葉樹林はなかったことをを明らかにした.種実遺体分析,プラントオパール分析ではイネの検出が期待されたが確認できなかった.また,韓国木浦市の務安良将里遺跡の古墳時代前期に相当する遺構を構成していたクリ材等約20本の試料の提供を受け,その樹種を調べた結果,我が国の杭材と同じく,クリを主体にしてナラ類,クヌギ類が混じる組成であることを明らかにした.一方,最終氷期の泥炭層から出土した化石球果からDNAを抽出しPCR法により増幅してその塩基配列を解読し,現生種との比較を試み,一部については解読に成功した.しかし,弥生時代のカシ類の木製農具からはDNAの抽出,増幅に成功しなかった.また,これまで得られた遺跡出土木材樹種データのデータベース作成のため,古いデータをフロッピーディスクから読み出し,新しいファイルに編集し直すことを行った.しかし,過去のデータが入っている5インチフロッピーディスク87枚の内,約40枚が解読不可能であった.古いフロッピーは既に20年近く経過しており,過去の電子情報が破損していることが明らかになったことで,新たに入力し直すと共に,CDなど安全なデータの保存を計る必要が明かとなった.
ヒト尿中蓚酸カルシウム結晶成長抑制物質に対するモノクローナル抗体の作製

腎結石患者腎におけるPeak3の発現を免疫組織学的に検討した結果、カルシウム含有腎結石患者腎の方がコントロール腎より強陽性例の比率が減少しており、腎結石患者腎の遠位尿細管および集合管は正常腎よりPeak3の発現が減少していると考えられた。結石患者においてPeak3の発現が減少することで、結石形成がより促進されるということは、Peak3が尿路結石形成のinhibitorの一つとして機能していると考えられる。次に同様に精製したヒト尿中シュウ酸カルシウム結晶成長抑制物質であるPeak3のアミノ酸配列の同定を行った。Peak3の抗血清と反応させたWestern blottingの結果、30-45KDaの幅広いバンドが検出された。そのバンドをPVDF膜に転写後、protein sequencerでアミノ酸配列の解析を行った結果、bikuninのN末端12残基と100%一致したため、Peak3はbikuninであることが確認された。bikuninはInter-α-trypsin inhibitor(ITI)のlight chainである。ITIはHC1,HC2,bikunin,コンドロイチン硫酸鎖から構成される分子量23万の三量体でシュウ酸カルシウム結晶成長阻止物質として知られている。HC1,HC2がヒアルロン酸と結合する際にその遊離が起きる。2個のKunitz型trypsininhibitor domainを有するためprotease阻害活性をもつ。Bikuninは膵炎治療薬として市販されているウリナスタチン(商品名ミラクリッド)とほぼ同一物質であり、それらのシュウ酸カルシウム結晶成長抑制効果を比較検討したところ、Peak3はウリナスタチンより低濃度で強いシュウ酸カルシウム結晶成長抑制活性を有していることが判明した。Peak3,bikunin,ウリナスタチンはほぼ同一物質であり、今後これらの尿路結石症治療薬への応用が期待できると考えられる。これらの結果は、第85回日本泌尿器科学会総会、第343回日本泌尿器科学会北海道地方会等で発表した。完全フロインドアジュバンドを含むPeak3 40μgをBalb/cマウスに初回免疫し、その後同量のPeak3を2回追加免疫した。最終免疫より10日後に静脈血を採取してPeak3に対する抗血清を作製した。同様の方法で免疫したBalb/cマウスの脾細胞と骨髄種細胞Sp2/0をポリエチレングリコール下で細胞融合させた。HAT培地で選択し、先述の抗血清を用いてELISA法でハイブリドーマのスクリーニングを行った。現在一次スクリーニングから二次スクリーニングへと進んでいるところである。抗血清を用いた免疫組織染色の結果、ヒト正常腎皮質では遠位尿細管上皮が所々強く染色されたが、糸球体は染色されなかった。ヒト正常腎髄質では集合管上皮に強く染色され、Henleの係蹄は弱く染色されるのみであった。以上より、抗血清を用いた検討ではあるが、Peak3は近位尿細管上皮に弱く、遠位尿細管上皮や集合管上皮に強く染色を認め、遠位尿細管上皮や集合管上皮にPeak3が存在しているものと考えられた。
金属単結晶表面上の酸化物単結晶薄膜の物性の研究

1.格子の整合性と相転移を利用してRu(0001)上にα-Al_2O_3(膜厚9Å)、Ni(111)上にSiO_2(40Å)の高品質単結晶薄膜の作製に成功し、走査トンネル分光法(STS)で膜厚が薄くなるにつれて酸化物のバンドギャップが狭くなることを見いだした。2.STS測定にはいろいろ問題が残るので、α-Al_2O_3/Ru(0001)について540Åのいろいろな膜厚の酸化膜を作製し、角度分解電子エネルギー分光法を用いてこのことを確認した。このバンドギャップナロイングは電子系の多体効果で説明できた。3.バンドギャップナロイングを利用すると、この酸化膜上に遷移金属が層状成長すると予測し、α-Al_2O_3(9Å)/Ru(0001)では1原子層(1ML)、SiO_2/Ni(111)では5MLのPtの金属超薄膜を作ることに成功した。バルクの単結晶酸化膜上ではこのような遷移金属超薄膜はできず、クラスター化する。4.Pt(1ML)/α-Al_2O_3(9Å)/Ru(0001)の白金超薄膜は準安定状態にあり、STS測定で高い局所電場を印加するとクラスター化する。5.これらのPt超薄膜に飽和吸着したCO分子の反射吸収赤外スペクトルを観測し、Pt超薄膜の特異な電子物性を反映した結果を得た。6.エリプソメトリーで測定した膜厚40ÅのSiO_2/Ni(111)について高輝度の放射光を用いた微小角入射X線回折により酸化膜の構造を調べた。{20}ロッドの強度分布曲線からSiO_2は(1)膜厚が30Åであること、(2)β相の単結晶水晶でることが判明した。詳細な測定と解析は続行中である。7.回転体陰極で高輝度化したX線回折計を用いた2次元マップの測定から、界面に多結晶シリサイドのバッファー層(膜厚10Å)の存在が判明した。さらにこの界面物質の結晶形の決定に効果的な放射光の白色X線を用いた微小角入射のラウエパターンの測定に成功し、単結晶薄膜の生成機構を知る上での重要な知見を得た。格子の整合性がよい金属単結晶の清浄表面を基板として,高品質の酸化物単結晶薄膜を作製してきた。それはRu(0001)上のα-Al_2O_3,Ni(111)上のβ-SiO_2である。そして540Åの任意の厚さの高品質の単結晶膜の作製に成功している。そしてその構造と電子物性を研究してきた。走査トンネル分光法(STS)を用いた測定から,酸化膜厚が導くなるにつれて酸化膜のバンドギャップが狭くなるという実験結果を得た。これは量子サイズ効果とは逆の結果で,常識に反しているので,他の方法で確認する必要がある。そこで入射電子線を単色化した角度分解型電子エネルギー損失分光計を製作し,α-Al_2O_3/Ru(0001)について,電子エネルギー損失スペクトルの酸化膜厚依存性を測定したこ。

そしてSTSでの測定結果が確認でき,膜厚が35Åになるとバルクのバンドギャップに近い値になる。このバンドギャップが狭くなる現象は電子系の多体効果で説明できるであろう。またこれらの研究をさらに発展させるため,研究目的に合致した超高真空仕様のSTM/STS装置を製作した。一方酸化膜厚40Åのβ-SiO_2/Ni(111)について,高輝度の放射光を用いた斜入射X線回折(GIXD)の測定をしたこ。(20)と(101)ロッドの強度分布曲線から,SiO_2膜はNi(111)と格子整合していること,膜厚30Åのβ相の単結晶水晶であることが判明した。さらに回転対陰極で高輝度化したX線回折計を用いた測定から,界面に膜厚10Åのニッケルシリサイドの多結晶のバッファー層が存在することが判明した。しかもNi(111)基板に対してβ-SiO_2を無理なくつなげる構造から酸化膜が30°回転している。これは低速電子回折(LEED)の測定とも一致するが、この実験結果は単結晶膜の生成過程を考える上で重要な知見である。昨年度にα-Al_2O_3/Ru(0001),SiO_2/Ni(111)の、金属単結晶清浄表面を基板とする高品質の酸化物単結晶薄膜を、540Åの任意の厚さで作製した。そして酸化膜厚が薄くなるにつれて酸化膜のバンドギャップが狭くなるという、一見すると常識に反する実験結果を得ている。これは電子系の多体効果で説明できる。バルクの酸化物単結晶表面では遷移金属は島状に結晶成長することが知られている。バンドギャップが狭くなる現象が多体効果に起因すると、金属上の酸化物単結晶薄膜を基板に、遷移金属が層状成長する可能性がある。それぞれ9、40Å酸化膜厚のα-Al_2O_3/Ru(0001)、SiO_2/Ni(111)を基板としてPt原子を蒸着したところ、層状成長し、それぞれ1、5原子層のPt金属超薄膜が作製できた。これまでにバンドギャップが広い絶縁体上に5原子層以下の遷移金属超薄膜を作製した例はない。走査トンネル分光法(STS)による測定結果は金属性を示している。またこの金属膜は準安定状態にあり、高い局所電場を印加すると、クラスター化する。このPt超薄膜にCOを飽和吸着させ、反射吸収赤外スペクトルを観測したところ、Pt超薄膜の特異な電子物性を反映した、Pt(111)上の吸着COとは大きく異なる、結果が得られた。SiO_2/Ni(111)について高輝度の放射光を用いた微小角入射X線回折(GIXD)の詳細な測定をし、基板に整合した立方晶の結晶性がよい単結晶膜ができているという結果を得た。また界面に膜厚10Å程度のニッケルシリサイドの、複雑なバッファー層が存在することが判明した。この界面物質の結晶形、結晶の配列を決定するため、放射光の白色X線を用いた微小角入射のラウエパターンの測定を試み、よいパターンが得られた。これは始めての測定例である。そしてモザイク構造の多結晶が生じていることが判明した。
疾患によるPK/PD変動を推定するためのデータベースの構築

母集団薬物動態解析(PPK)より求めた個体間変動と、素過程の変動から組み上げたものとの相違ついて検討した。前者では個体間変動は共変量毎、例えば遺伝子多型毎には算出されず、一方素過程の変動から組み上げたモデルでは共変量毎に算出され、ここに相違が生じることが示唆された。疾患時の個体間変動を推定する上で、トランスポータの活性変動も必要である。肝取り込みトランスポータ(OATP1B1)の活性変動について、薬物の腸肝循環を考慮して求めた。また、腎臓の分泌トランスポータとして有機アニオントランスポータ(OAT1およびOAT3)に着目し、それぞれのプローブ基質およびその阻害剤の生理学的薬物動態(PBPK)モデルを構築し、各種パラメータの変動を求めている。これらの成果は非公開報告会にて報告した。疾患時の変動については糖尿病に着目し、共同研究により検討している。メトホルミンは妊娠時にも用いられ、その臍帯血中濃度について報告がある。一方、ヒト胎盤は出産後に採取することが可能であり、ex-vivoによる血液-胎盤関門における薬物輸送について報告がある。これらのデータを用い、メトホルミンの胎盤の生理学的モデルの構築をし、国際学会にて報告した。また別にDPP-4阻害薬のPK非線形性と薬効との関連についても検討している。生体内因性物質がトランスポータで輸送される場合、その阻害剤を投与することにより輸送系の個体間変動の情報が得られる。生体内因性物質コプロポルフィリン-IのPBPKモデルの構築し阻害剤の影響について共同研究により検討し、その成果を国際科学誌に報告した。抗体医薬品は広く治療に用いられている。これらはIgGを基本構造とするため、抗体医薬品間でPKの個体間変動に及ぼす共通な要因が多い。抗体医薬品のPPKモデルについて情報収集し、その成果の一部を国内シンポジウムにて報告した。平成30年度までの計画として、PPKによるクリアランス(CL)に対する個体間変動と代謝酵素活性の変動から組み上げたモデルとの相違、さらに疾患の影響について検討することにしていた。また、研究期間中に治療域として、胃潰瘍薬から検討を開始し、抗精神病薬及び抗菌薬、さらに排泄器官の機能に影響を及ぼす糖尿病のPK/PDの変動まで拡大する計画であった。この当初の計画に対し、本年度までにPPKより求めた個体間変動と素過程の変動から組み上げたものとの相違については、非線形混合効果モデルおよびCL理論に基づく構造上の相違であることを明らかにした。また、PPKモデルに関する検討を、胃潰瘍薬および抗菌薬について実施し、さらに精神科領域における治療薬についてPKとPDの関連性について報告している。一方、病態時のPK/PDの個体間変動を収集すべく、糖尿病治療薬の疾患時のPK/PDモデル構築のための研究課題としてDPP-4阻害薬を取り上げ、標的蛋白であるDPP-4への結合がPKに変化を及ぼすことを、PBPKモデルを構築することにより明らかにし、現在国際誌への公表を準備している。さらに、最近の医薬品開発の動向より、抗体医薬品におけるPK/PDの個体間変動の予測に拡大することを視野に、PPK情報の収集を進めている。このように、疾患等における病態時に変化が予想される要因や疾患時の情報のニーズを踏まえ、疾患によるPK/PD変動を推定するためのデータベースの構築に向けて研究は進行している。本研究を遂行する上で、未だ報告されていない代謝酵素やトランスポータ活性の変動を求めることは必須であり、昨年度より本研究の一部として実施している。本年度はトランスポータOATP1B1の活性変動および胎盤トランスポータについても検討し、新知見が得られ、現在公表準備中である。以上を総合的に評価した上で、概ね順調と判断した。PPK解析では共変量として設定される項目について、個体間変動は独立して設定されない。一方、CL理論を用いて代謝酵素活性の変動から組み上げたモデルでは、例えば肝固有CLの変動値は遺伝子多型ごとに得られる。実際に収集した既報のPPKにおいて、個体間変動は1つの誤差モデルによって定義され、共変量ごとに誤差モデルが異なることはない。一方、既報のPPKモデルからは解析に用いられた母集団のCLの変動は得られ、この変動は、CL理論を用いて代謝酵素活性の変動から組み上げたモデルによる変動とほぼ一致することを本年度の研究により確認している。また、既報のPPKの情報より、共変量ごとの母集団平均値を得ることも可能である。平成31年度では仮想的なPPKモデルを作成し、共変量ごとの個体間変動の算出法を整理し、実践的な個体験変動の抽出方法を確立することを目指す。現在までに代謝酵素の活性変動については概ねデータベース化されているが、トランスポータの活性変動の報告は少ない。特に、腎におけるトランスポータの活性変動については、疾患との関係が不明な点が多い。本年度はOAT1およびOAT3に着目し、それぞれの基質であるアデホビルおよびベンジルペニシリンのPBPKモデルを構築し、そのPKパラメータ変動について検討した。また、これらOATsの典型的な阻害剤としてプロベネシドが知られ、このPBPKモデルと上記OAT基質のそれとを組み合わせることによりOATsの活性変動が確認できるものと考えられ、今後実施する予定である。一方、分担研究者の杉山雄一博士より、これらの薬物相互作用の臨床試験データの提供を受けた。今後、得られたPBPKモデルを臨床データに適用し、PBPK-PPKモデルを構築することにより各種パラメータの個体間変動の推定に繋げる予定である。本年度は、胃潰瘍薬と抗菌薬の母集団薬物

動態(PPK)および薬力学的(PD)モデルに関する情報を収集し、さらに向精神薬の薬物動態(PK)とPDの予測性についても調査した。また、研究遂行に必要となるCYP2C9の変動について、その成果を欧文科学誌に報告した。胃潰瘍薬については、PPKモデル解析から得たクリアランス(CL)の変動値と、既報の素過程パラメータの変動値から求めた値との比較を行った。多くの場合PPKから得られた変動値は、各種CYPの活性の変動値を用いて素過程の積み上げにより算出した変動値よりも小さかった。今後、この乖離について検討する。抗菌薬については、PPKモデルを論文より再構築するとともにガイドラインに推奨される値と比較することにより、個体間変動を加味した用量設定について臨床薬理学会に報告した。病態時のパラメータ変動を抽出するにあたり、腎排泄時のCLの変動値が必要になる。本研究の一部として、特に分泌のCLの変動について検討することとした。腎排泄に関与する典型的なトランスポータとして有機アニオントランスポータに着目し、そのプローブ基質として知られるアデホビルのPKパラメータの報告値を用い、その変動を求めることとした。進捗について、理化学研究所内の報告会(非公開)において報告した。精神系疾患の治療薬の薬効と血中濃度との関係についても調査した。抗うつ薬SSRIおよびSNRIは、神経終末部のセロトニンやノルアドレナリンの再取り込みを阻害することにより薬効が示されると考えられている。これらの薬剤について、薬物血中濃度から予測される標的蛋白近傍の薬物濃度と、PET試験の臨床試験報告値を用いて算出した受容体占有率との関係を調査し、薬効予測の可能性についてまとめたところ、遊離型薬物濃度と受容体占有率との間に比較的良好な相関関係が認められた。本成果を、欧文科学誌に報告した。本年度は、計画通りにPPKによるCLに対する個体間変動と代謝酵素活性の変動から組み上げたモデルとの相違について、胃潰瘍薬のデータを用いて検討した。その結果、AUCの報告値から得られた各種代謝酵素の活性変動を積み上げることにより推定したCLの変動値と、PPK解析から得た個体間変動値には乖離が認められた。現在、共変量ごとの変動値の調整法について検討中である。抗菌薬のPPKモデルについても調査を始め、得られた結果を用いてシミュレーションを実施することによりガイドラインの投与レジメと比較し、その結果を臨床薬理学会に報告した。本研究を遂行する上で、肝固有クリアランス(CLint)、血漿中蛋白濃度及び肝血流などのパラメータの変動を求めることは重要である。未だ報告されていない代謝酵素やトランスポータ活性の変動をAUCなどの報告値から求めることについては、本研究と並行して進めることとした。本年度はCYP2C9について、AUCから得られた変動値を、肝固有クリアランスなどの素過程の変動まで分解し、その変動値を抽出した。この成果は、欧文科学誌に報告した。
磁気特性の不確定性を考慮した電磁界解析法とロバスト設計法の開発

磁性材料の不確定性を考慮した電磁機器の設計・開発のためには,高速な電磁機器の電磁界解析手法が必要となる.近年では,圧粉磁心やマルチターンコイル等の非常に微細な構造を有した電磁機器(インダクタやモータ等)が増えてきている.微細構造しているため,これらをすべて考慮した電磁界解析は計算時間が長大となってしまう.そこで,これらの微細な構造を考慮した高速な電磁界解析の開発のために,我々は均質化法と呼ばれる手法を用いて,研究を進めてきた.まず,本年度は圧粉磁心に着目し研究を行った.圧粉磁心は,数10数100マイクロメートルの磁性粒子の周りに絶縁膜を施し,その磁性粒子を圧縮成形することにより作られる.磁性粒子サイズが表皮厚よりも十分に小さければ,渦電流損失を防ぐことができ,かつ加工が容易であるため,近年,インダクタやリアクトルの他,回転機への使用が検討されている.磁性粒子中の渦電流までを考慮した解析を有限要素法で行うために,個々の粒子を有限要素に分割すると,膨大な要素数を必要とする.この手法では磁性粒子を球と仮定し,Maxwell方程式を解析的に解くことで球の複素実効透磁率を求める.さらに,Ollendorffの式に求めた複素実効透磁率を代入することで,巨視的な複素実効透磁率(マクロ複素透磁率)を得る.マクロ複素透磁率は圧粉磁心コアの平均的な渦電流損失と近接効果による反磁界を含めた透磁率を表している.圧粉磁芯はマクロ複素透磁率を持つ均質材料としてモデル化できるため,有限要素法の要素数を大幅に削減できる.我々は本手法を時間領域解析を行えるように拡張を行った.この本手法は巨視的な複素実効透磁率をCauer型の図1に示すような等価回路とすることにより,時間領域解析を実現している.また,本手法を用いること今まで解析することのできなかった圧粉磁心の非線形性を有した電磁界解析を行うことができた.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。製作過程における加工や溶接等のために,磁性材料の磁気特性が変化してしまう.そのため,モータや変圧器等に使用されている磁性材料は,カタログ値と異なった磁気特性を有している可能性がある.磁気材料特性の不確定性が機器におよぼす効果を知るためには,磁気特性を様々に変化させて電磁界解析を行わなければならない.そこで,私は,高精度かつ信頼性・安全性の高い電磁機器を開発するために,(1)磁性材料の不確定性を考慮した電磁機器解析手法の確立(2)磁性材料の不確定性にロバストな電磁機器の設計手法の確立を目指し研究を行っている.本年度は,(1)の磁性材料の不確定性を考慮した電磁機器解析手法の確立を行っていた.磁性材料の不確定性を考慮した電磁機器の設計・開発のためには,数千回から数万回の電磁界解析を行う必要があり,高速な電磁機器の電磁界解析手法が必要となる.そこで,私は電磁界解析を高速化する方法として,モデル縮約法(model order reduction)の研究を進めてきた.このモデル縮約法では,有限要素モデルから直接,インピーダンスの有理関数を計算する.この有理関数の計算は有限要素方程式の係数行列の固有値問題に帰着するが,モデル縮約法を用いることで,数十の固有値問題へ帰着させることができる.数十の固有値問題であれば解くことは容易なので,有限要素モデルのインピーダンスの有理関数を計算することができる.その後,本モデル縮約法を用いて,非線形性を考慮した電磁機器の等価回路を求める新しい方法を開発した.本手法により得られる等価回路を用いることにより,磁性材料の不確定性を考慮した電磁機器の設計,開発を高速に行うことができることが期待できる.磁性材料の不確定性を考慮した電磁機器の設計・開発のために,我々はモデル縮約法と呼ばれる手法を用いて研究を進めてきた.本年度は,この手法を用いて非線形性を考慮した電磁機器の等価回路生成手法を確立した.本法では,有限要素モデルから直接,インピーダンスの有理関数を計算する.この有理関数の計算は有限要素方程式の係数行列の固有値問題に帰着するため,その係数行列の次元数が大きくなればなるほど,計算時間が長大となってしまう.そこで,申請者らはこの計算に先行研究で用いていたモデル縮約法をこの計算に適用した.これにより,有限要素方程式の係数行列の次元数の固有値問題を数十の固有値問題へ帰着させることができる.数十の固有値問題であれば解くことは容易なので,有限要素モデルのインピーダンスの有理関数を計算することができる.その後,その有理関数に対してEuclidの互除法を適用することで,Cauer型の等価回路を生成することができる.また,Cauer型の等価回路では,1段目の抵抗,インダクタは直流抵抗,直流インダクタンスとなる.そのため,この直流インダクタンスが回路全体で支配的であると仮定した場合,この直流インダクタンスに非線形性を付与すればよい.

これにより,広周波帯域で使用可能で材料の非線形性を考慮した電磁機器の等価回路を生成することができる.本手法をDC-DCコンバータ内のインダクタに本手法を適用した.線形素子のみでの回路解析では有限要素解析と一致していないのに対して,提案手法で解析を行った結果は,有限要素解析により求めたDC-DCコンバータの出力電流と一致した.有限要素解析では1時間以上の計算時間がかかるのに対して,回路解析では1秒以内に解析を行うことができている.これらの結果より,本手法は1000倍以上の高速化を実現でき,さらに3次元有限要素解析とほぼ同精度の解析を行うことができる.磁性材料の不確定性を考慮した電磁機器の設計・開発のためには,高速な電磁機器の電磁界解析手法が必要となる.近年では,圧粉磁心やマルチターンコイル等の非常に微細な構造を有した電磁機器(インダクタやモータ等)が増えてきている.微細構造しているため,これらをすべて考慮した電磁界解析は計算時間が長大となってしまう.そこで,これらの微細な構造を考慮した高速な電磁界解析の開発のために,我々は均質化法と呼ばれる手法を用いて,研究を進めてきた.まず,本年度は圧粉磁心に着目し研究を行った.圧粉磁心は,数10数100マイクロメートルの磁性粒子の周りに絶縁膜を施し,その磁性粒子を圧縮成形することにより作られる.磁性粒子サイズが表皮厚よりも十分に小さければ,渦電流損失を防ぐことができ,かつ加工が容易であるため,近年,インダクタやリアクトルの他,回転機への使用が検討されている.磁性粒子中の渦電流までを考慮した解析を有限要素法で行うために,個々の粒子を有限要素に分割すると,膨大な要素数を必要とする.この手法では磁性粒子を球と仮定し,Maxwell方程式を解析的に解くことで球の複素実効透磁率を求める.さらに,Ollendorffの式に求めた複素実効透磁率を代入することで,巨視的な複素実効透磁率(マクロ複素透磁率)を得る.マクロ複素透磁率は圧粉磁心コアの平均的な渦電流損失と近接効果による反磁界を含めた透磁率を表している.圧粉磁芯はマクロ複素透磁率を持つ均質材料としてモデル化できるため,有限要素法の要素数を大幅に削減できる.我々は本手法を時間領域解析を行えるように拡張を行った.この本手法は巨視的な複素実効透磁率をCauer型の図1に示すような等価回路とすることにより,時間領域解析を実現している.また,本手法を用いること今まで解析することのできなかった圧粉磁心の非線形性を有した電磁界解析を行うことができた.磁気特性の不確定性を考慮した設計・開発では,磁気特性を確率的に様々に変化させて電磁界解析を行わなければならないので,計算時間が膨大となる.そこで,今年度は非線形性を考慮した電磁機器の等価回路生成手法を用いて,磁性材料の不確定性を考慮した電磁機器の設計・開発を行う.実際には,等価回路の1段目のインダクタンスは非線形性を持つ素子なので,この部分に磁気特性の不確定性を付与する.1段目のインダクタンス以外の等価回路のパラメータは,電磁機器の幾何構造により決まるので容易に不確定性を考慮した解析を行うことができる.最終的には,モンテカルロ法により,磁気特性の不確定性が電磁機器に与える影響を数値的に評価することが可能になる.磁気特性の不確定性を数値的に評価できることにより,今まで行うことが難しかった磁気特性の不確定性を考慮した電磁機器の設計・開発ができるようになる.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。