hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
横型奈良絵本の国文学的研究

横型奈良絵本については、これまで、国文学はもちろん、美術史・日本史といった分野からも、ほとんどまとまった研究がなされていなかったが、本研究では、各地に伝わる横型奈良絵本の調査撮影を行った上で、横型奈良絵本のタイプによる分類や、詞書き筆者の確定、絵師の推定を行った。また、国文学上重要な作品であるものは、その紹介や翻刻・影印を学会誌等に発表を行った。横型奈良絵本については、これまで、国文学はもちろん、美術史・日本史といった分野からも、ほとんどまとまった研究がなされていない。今日までの奈良絵本の研究は、主に室町物語研究の側から、一つの作品だけという単発的な研究しかなされてこなかった。しかも、その奈良絵本の中でも、特大縦型の豪華な奈良絵本の研究紹介に留められており、私自身の奈良絵本の研究も、絵巻や縦型の奈良絵本の研究を行ったに過ぎない。しかし、私の調査によれば、奈良絵本の中で圧倒的に多く製作され、今日最も多く残されているのは、横型の奈良絵本である。しかも、これらは、前代の絵巻や奈良絵本のたんなる模写ではなく、内容的にも個性的な奈ものが目立つのである。そこで、本研究では、日本全国に実在する横型奈良絵本を調査し、その所在地を明らかにし、許可が下りたものについては、その全文を撮影することを行った。現在は持ち運び用のパソコンに画像等を取り込むことができるので、全国各地の調査で持ち運び用のパソコンに保存した画像を、研究室で大容量のパソコンに取り込み、一つずつの作品の画像処理を行うのである。本年度の主な調査撮影地は、京都国立博物館、奈良国立博物館、久保惣美術館、ニューヨーク公共図書館、フリーア美術館等である。これらのうち、個人の撮影を認めず、所在地の業者に撮影を委託する所蔵者には、奈良絵本全文のカラー写真の作成を依頼して作成した。こうした資料を収集した上で、横型奈良絵本のタイプによる分類や、詞書き筆者の確定、絵師の推定を行った。今日までの奈良絵本の研究は、主に室物語研究の側から、一つの作品だけという単発的な研究しかなされてこなかった。本年度の主な調査撮影地は、大阪府立図書館、京都国立博物館、京都大学図書館、大谷大学、徳川美術館、仙台市博物館、台北大学図書館、ドイツ・ハレ大学図書館等である。そして、これらは、前代の絵巻や奈良絵本のたんなる模写ではなく、内容的にも個性的なものが目立つのである。本年度の主な調査撮影地は、大阪府立図書館、京都国立博物館、京都大学図書館、徳川美術館、蓬左文庫、等である。

これらのうち、個人の撮影を認めず、所在地の業者に撮影を委託する所蔵者には、奈良絵本全文のカラー写真の作成を依頼して作成した。こうした資料を収集した上で、横型奈良絵本のタイプによる分類や、詞書き筆者の確定、絵師の推定を行った。また、国文学上重要な作品であるものは、その紹介や翻刻・影印を学会誌等に発表を行った。
高等植物における物質集積機能とその発現の分子機構

一定の生長段階にある高等植物の個体は生命維持に必要な物質を吸収または生産して、それから他の器官に供給する機能・・ソ-ス(source)機能という・・を営む器官群、他の器官群から供給されるそれらの物質を集積する機能・・シンク(sink)機能という・・を営む器官群、およびソ-ス器官群からシンク器官群への物質流転を司る器官群に大別することができる。しかも、それぞれの器官は、個体の生育段階に対応して、同一細胞が、ある時期にはシンク機能を、他の時期にはソ-ス機能を発揮するといった可変的ダイナミズムに支配されている。本研究企画調査は、植物細胞による代謝産物の集積過程を研究対象として、シンク器官細胞における特定物質の大量集積機構と、シンク・ソ-ス両機能の相互転換・可変性の機構を分子的基礎の上に解析するための動向調査を主要な目的としている。本研究は、植物細胞のシンク機能、特に特定物質の大量蓄積機能の分子的基礎を解明するとともに、シンク・ソ-ス両機能の相互転換の分子機構を解析して基礎・応用両植物科学分野に大きなインパクトを与えようとするものである。そこで、以下の3小研究領域ー各小研究領域についてはそれぞれ2研究項目をもうけるーを取り上げて、それぞれを担当する計画研究班がより効果的に研究を進めるためにはいかなる班構成が良いか研究代表者および主な班員により検討した。そのため、1.シンク機能発現と物質変換、2.シンク機能に基づく物質集積、3.形質転換と大量集積に分け、基礎および応用研究の現状と動向、すなわち、既報文献をもとにした情報収集の調査を行った。これらの収集情報を研究者代表、班長、幹事による打ち合せ委員会を開き、その結果緊急に推進しなければならない重要研究課題を選定した。そのために、得られた結果を班員全員参加の会議で討論し、最重要点を決定した。
日本列島島嶼部における弥生・古墳時代の文化受容過程と地域性

昨年度は,土器様式の地域性の把握と,その移動状況から,所持した集団の移動という証左を得るために,広域土器編年を構築し,その地域様式別の動きを検討した。本年度は,これを年代基準として,それにともなう外来遺物の検討,そして島嶼群間,島嶼内における外来遺物の出土状況から,集落間格差の抽出を試みた。大隅諸島,トカラ奄美諸島,沖縄諸島の島嶼群のうち,もっとも発掘事例の多い沖縄諸島を検討した。まず,弥生文化との関連の深い,搬入土器・弥生系土器,貝集積遺構,貝輪製作段階資料,外来遺物,箱式石棺墓を項目別に,それぞれの出土状況・検出状況を検討した。そのあと遺跡ごとに検討し,その分布状況を見てゆくと,弥生文化に関連の深い集落と,そうでない集落との集落間格差を抽出することができ,交易場所と考えられる集落も抽出可能であると推定した。この状況は,「貝交易」に際して,沖縄諸島の複数の集落が,ランダムに交易を行なっていたのではなく,その効率化を目指して,地域的なネットワークを結んだ在地集落の地域的最小単位が看取されるのである。当時,「貝交易」に際しては,西北九州地域の集団が沖縄諸島に来島して,各集落と交易したという従来の図式ではなく,沖縄諸島内部で自律的に生成されたネットワークによる「貝交易の効率化」という動きもまた把握できるのである。従来まで,貝塚時代後期前半の研究は,このような動きを検討するものはなく,採集・狩猟生活が行なわれた停滞した文化期であると捉えられつづけてきた。しかし,沖縄諸島内部で看取された外来物(交易品)の出土などから,すでに何らかの集落間格差が生じていたことは明確である。そして,大隅諸島,トカラ奄美諸島,沖縄諸島の島嶼群間における遺構・遺物の把握においても,当時隆盛であった「貝交易」の供給地が沖縄諸島にあるということもまた確認された。この特殊な位置づけこそが,中世の「琉球国」成立の鍵になる可能性がある。本研究は,南西諸島の弥生・古墳時代並行期の詳細な土器編年の再構築を基軸とし,生活スタイルとしての土器様式の在り方を再検討することで,「内的」・「外的」状況を把握し,「外的」状況のみが考えられる人間の移動や,青銅器・鉄器その他の流通などが示す日本列島との交流の消長から,文化受容のあり方を明らかにし,南西諸島内部における地域色の生じる背景を考察することにある。そして,その他の地域(日本列島の島嶼部)における当該期の状況と比較検討し,南西諸島のコンテクストや,地域を異にして貫徹する文化的共通項を抽出し,島嶼部としての文化受容のプロセスと地域性をモデル化することを目的としている。本年度は,南西諸島の土器の編年を中心に行った。まず基本的な作業として,遺跡の規模,立地,遺物の出土状況,出土遺物のデータベース作成を行なった。そして,南西諸島を大隅諸島地域・トカラ列島奄美諸島地域・沖縄諸島地域の3地域における土器編年作業を行なった。大隅諸島地域では,縄文時代末から南部九州地域と同様式を用い,弥生時代後期古墳時代は,甕は口縁部形態・文様などは独自性が強いものの,プロポーションは南部九州的であり,様式としては甕のみという独自性を持つ。トカラ列島奄美諸島地域では,弥生前期後半後期にかけて,文様などは強い独自性を持つが,口縁部形態・プロポーションは南部九州的である甕のみの様式となる。しかし,古墳時代には,独自性の強い甕と壷・高坏といったセットでは南部九州的である。しかし,壷の形態などは,沖縄諸島地域的である。沖縄諸島地域では,かなり自律的に独自の土器様式が展開するが,古墳時代には.高坏などが確認できることがあり,ミニチュア土器も安定してくる。したがって,南西諸島における「外因」は,土器様式からも看取され,それは南部九州的要素の採用という観点から判断して,南海産貝輪交易のあった弥生前期後半中期前半段階と,これまで関係性が希薄とされてきた古墳時代のある段階,と結論づけることができた。

しかし,沖縄諸島内部で看取された外来物(交易品)の出土などから,すでに何らかの集落間格差が生じていたことは明確である。そして,大隅諸島,トカラ奄美諸島,沖縄諸島の島嶼群間における遺構・遺物の把握においても,当時隆盛であった「貝交易」の供給地が沖縄諸島にあるということもまた確認された。この特殊な位置づけこそが,中世の「琉球国」成立の鍵になる可能性がある。
網内系に捕捉されることなくがん組織に集積するステルス性酸化鉄ナノ粒子の開発

本研究では、深部がんや難治がんへの応用を目指して、画像診断や温熱療法に有用と考えられる酸化鉄ナノ粒子の開発を行った。静脈内に投与したナノ粒子は肝臓や膵臓などの細網内皮系に捕捉され、目的とするがん組織に到達しにくいという問題があったが、我々は麹菌アスペルギルス・オリゼーが産生する両親媒性タンパク質RolAで酸化鉄ナノ粒子を被覆することによりステルス化させることに成功した。さらに、アクティブターゲティングにより粒子のがん組織への集積性を高めるため、ヒト乳がん細胞に多く発現するHER2を抗原とする抗体ペルツズマブの1本鎖可変領域(scFv)を作製した。本研究は、がんの診断や治療を目的として酸化鉄ナノ粒子を開発する中で、ナノ粒子が網内系に捕捉されるためにがん組織に集積しにくいという問題点を麹菌から精製したRolAを用いて解決しようとするものである。平成26年度はRolA自体の免疫原性とRolA被覆による免疫回避(ステルス)性を評価し、期待した結果が得られた。(1) RolAの免疫原性の評価:マウス骨髄由来樹状細胞をRolAで24時間刺激した。炎症性サイトカインTNF-αが産生されなかったことから、RolA自体に免疫原性がないことが明らかになった。(2) RolA被覆粒子の免疫原性の評価:マウス腹腔にRolA被覆粒子あるいは非被覆粒子を投与し、48時間後に腹腔内白血球を回収した。非被覆粒子投与マウスではリンパ球とマクロファージがPBS投与マウスの56倍に増加したが、RolA被覆粒子投与マウスでは差がなかった。非被覆粒子投与マウスではマクロファージ様細胞が鉄染色により染色された。これらの結果から、RolA被覆は免疫原性を持つナノ粒子をステルス化することが示された。(3) MRIの撮像条件および解析方法の検討:酸化鉄ナノ粒子投与マウスのMRI撮像に適したT2強調画像において、色調変化が最大となるエコータイムは12秒であった。色調標準として4%アガロースを採用し、色調の数値化にはソフトウェアImage Jを用いて、ナノ粒子の組織集積を解析する系を確立した。(4) RolA被覆粒子の網内系による捕捉回避の評価:マウス静脈にRolA被覆粒子あるいは非被覆粒子を投与し、2時間後にMRIでT2強調画像を取得した。非被覆粒子投与マウスでは網内系の肝臓および脾臓に粒子が集積し、非網内系の腎臓や筋肉には集積しなかった。肝臓での非被覆粒子の集積量はRolA被覆粒子の6倍であり、脾臓では2倍であった。これらの結果から、ナノ粒子のRolA被覆によるステルス化は網内系による捕捉を回避することが示された。ナノ粒子の技術開発が進み、医療への応用が期待されている。本研究は、magnetic resonance imaging (MRI)による診断や温熱療法の発熱体として利用可能な酸化鉄ナノ粒子をがんの診断や治療に応用するための開発を行う。しかしながら、静脈内に投与したナノ粒子が貪食細胞が豊富な肝臓や脾臓(細網内皮系)に捕捉され、目的の組織に送達されにくいことが問題となっている。実際に酸化鉄ナノ粒子をマウス腹腔内に投与すると免疫系が活性化されてマクロファージやリンパ球などが腹腔内に集積し、静脈内投与で網内系に捕捉されることが確認された。これらの問題を解決するため、酸化鉄ナノ粒子のステルス化を試みた。麹菌Aspergillusorizaeが産生するRolAは両親媒性タンパク質であることからAspergillus属の免疫回避因子として機能していると推測される。そこで、RolAを大量産生して精製し、酸化鉄ナノ粒子の被覆に用いたところ、酸化鉄ナノ粒子の免疫原性及び網内系に捕捉される現象が抑制され、酸化鉄ナノ粒子がRolA被覆によりステルス化されたことが示された。がん組織では新生血管の構造が正常組織に比べ粗造であることから、至適サイズの粒子は正常組織よりがん組織に侵入しやすい(enhanced permeability and retentioneffect: EPR効果)と考えられる。従って、ステルス化酸化鉄ナノ粒子において至適サイズを検討する必要がある。また、ナノ粒子をがん組織に滞留させるためには、粒子をがん細胞に直接結合させるactive targetingを考慮する必要もある。がん指向性のステルス性ナノ粒子が得られれば、難治性の深部がんや転移がんの診断および治療に寄与しうると考えられる。平成27年度は、RolA被覆ナノ粒子をがん組織に集積させる検討を行い、ほぼ予定通りに進行している。1)がん組織集積性の評価:BALB/cマウスの皮下にマウス大腸がん細胞を移植し、約3週間後がん組織が0.5 mmから1 cmくらいになった時点で、20 nm, 40 nm, 200 nmの粒径のRolA被覆ナノ粒子を経静脈的に投与し、がん組織への集積をMRIで評価した。がん組織では正常組織より血管壁間隙が大きいことから、100 nm前後にがん組織のみに侵入する至適粒径があることが期待された。しかし、いずれの粒径の粒子もがん組織に集積しなかったことから、active targetingの必要性が考えられた。2)がん細胞指向性分子の作製:RolA被覆ナノ粒子をがん細胞に結合させるため、ヒト乳がん細胞表面に多く発現するhumanepidermalgrowthfactor receptor-related 2 (HER2)とそれを標的とする抗体ペルツズマブを利用した。

抗体全体ではナノ粒子に結合させるには大きすぎるため、H鎖とL鎖の相補性決定部位(complementarity determining region: CDR)を1本のポリペプチド(single chain fragment variable, scFv)として作製する方法を取った。ペルツズマブのCDRアミノ酸配列からscFvの遺伝子配列をデザインし、His-tagを有する発現プラスミドに組み込んだ。プラスミドで形質転換した大腸菌よりHis-tag融合タンパク質(Ptm-scFv)を精製し、抗His抗体を用いたWestern blottingにより発現を確認した。本研究では、診断や治療が難しい深部がんや難治がんに対する新規の画像診断や温熱療法を目指して、酸化鉄ナノ粒子をがん組織に確実に送達するための技術開発を行った。初年度は、静脈内に投与した酸化鉄ナノ粒子が肝臓や膵臓などの細網内皮系に捕捉され、目的とするがん組織に到達しにくいという問題を解決するために、麹菌アスペルギルス・オリゼーが産生する両親媒性タンパク質RolAが免疫系を回避する性質を利用して、RolA被覆酸化鉄ナノ粒子を作製した。RolA被覆酸化鉄ナノ粒子はマクロファージによる貪食を回避し、肝臓や膵臓に捕捉されにくかったことから、ステルス性を獲得したと判断した。二年目は、大腸がん細胞を用いて担がんマウスを作製し、ステルス性ナノ粒子のがん組織への集積を検討した。正常組織よりもがん組織の血管壁間隙が大きいことを利用してがん組織へのナノ粒子の集積を図るため、粒径の異なるステルス性ナノ粒子を用いた検討を行ったが、いずれの粒径でも十分ながん組織移行性が認められなかった。そこで、がん組織指向性をステルス性ナノ粒子に付与する目的で、ヒト乳がん細胞表面に多く発現する分子HER2を標的とする抗体ペルツズマブの1本鎖可変領域(scFv)を作製するため、発現プラスミドをデザインし、作製した。最終年度は、大腸菌で産生したscFvを用いて乳がん指向性酸化鉄ナノ粒子を作製し、ヒト乳がん細胞への結合性、担がんマウスにおけるがん組織集積性を確認することを目標とした。しかしながら、得られたscFvのほとんどが不溶性であり、種々の方法で可溶化を試みたが、十分量の可溶性scFvを得ることはできなかった。一方で、大腸菌から得られたわずかな可溶性scFvが乳がん細胞に結合することを確認したことは本scFvの有用性を示す成果と考える。今後も可溶性scFvを効率的に得る方法の検討を継続し、温熱療法につなげたい。本研究では、深部がんや難治がんへの応用を目指して、画像診断や温熱療法に有用と考えられる酸化鉄ナノ粒子の開発を行った。静脈内に投与したナノ粒子は肝臓や膵臓などの細網内皮系に捕捉され、目的とするがん組織に到達しにくいという問題があったが、我々は麹菌アスペルギルス・オリゼーが産生する両親媒性タンパク質RolAで酸化鉄ナノ粒子を被覆することによりステルス化させることに成功した。さらに、アクティブターゲティングにより粒子のがん組織への集積性を高めるため、ヒト乳がん細胞に多く発現するHER2を抗原とする抗体ペルツズマブの1本鎖可変領域(scFv)を作製した。
頭頚部癌細胞由来RNAAヘリカーゼのクローニングと機能解析

ヘリカーゼは、mRNAの巻き戻し(unwinding)を行う細胞増殖に必要な酵素で、癌細胞では蛋白合成や浸潤、転移に影響を与えると考えられる。癌細胞のRNAの巻き戻し作用とその後に生じる蛋白合成を抑制する阻害剤を開発すれば、新しい癌治療法が開発される。そこで、以下の手順で口腔扁平上皮癌細胞に由来するRNAヘリカーゼについて、1、頭頸部癌細胞由来のRNAヘリカーゼのDNA断片の単離、2、完全長cDNAをクローニング、3、抗体の作製、4、ライブラリーの作製、5、癌細胞由来ヘリカーゼ蛋白発現細胞の検討を行った。まず、頭頸部癌細胞(HSG)を無血清培養し、細胞抽出液および培養上清を回収した。その培養上清は、セントリコンプラス20で濃縮し、ゲル濾過カラム、イオン交換クロマトグラフィー、レクチンカラム、アフィニティカラムを用いてFPLCで最終分画した。精製蛋白は、フロイントアジュバントを用いてSPFウサギに免疫し、ヒトRNAヘリカーゼに対する抗血清を得た。抗体の有用性を抗原を試料としたウエスタンブロット法で確認したところ、約48kDaの蛋白バンドを得た。RNAヘリカーゼ活性の高い頭頸部癌培養細胞と正常細胞(ケラチノサイトまたは線維芽細胞)からAGPC法でtotal RNAを抽出し、オリゴdTカラムでmRNAを抽出した。微量核酸測定用分光光度計で260nm/280nmでmRNAを定量後、純度を確認してcDNAを合成した。UNIZAPIIファージベクターにスブクローニング後、in vivo excisionによりファージミドライブラリーとした。このファージライブラリーから抗体陽性プラークを採取した。このプラークより得たファージミドを用いて形質転換させた細胞では、細胞増殖と蛋白合成能が亢進することが明らかとなった。ヘリカーゼは,mRNAの巻き戻し(unwinding)を行う細胞増殖に必要な酵素である.特に癌細胞では,蛋白合成や浸潤,転移に影響を与えると考えられる.癌細胞のRNAの巻き戻し作用とその後に生じる蛋白合成を抑制する阻害剤を開発すれば,新しい癌治療法が開発される.本年度は,頭頸部癌細胞由来のRNAヘリカーゼのDNA断片の単離と抗体の作製を行った.頭頸部癌細胞(SCCTM, HSG)を無血清培養し,細胞抽出液および培養上清を回収した.培養上清は,セントリコンプラス20(ミリポア社)で濃縮しサンプルとした.このサンプルからゲル濾過カラム,イオン交換クロマトグラフィー,レクチンカラム,アフィニティカラムを用いて分離した後FPLCで最終分画を得た.精製蛋白は,フロイントアジュバントを用いてSPFウサギに免疫し,ヒトRNAヘリカーゼ活性に対する抗血清を得た.抗体の有用性は,抗原を試料としたウエスタンブロット法で確認した.RNAヘリカーゼ活性の高い頭頸部癌培養細胞からAGPC法でtotal RNAを抽出し,オリゴdTカラムでmRNAを抽出した.微量核酸測定用分光光度計で260nm/280nmでmRNAを定量後,純度を確認しcDNAを合成した.本研究のvalidationのため,クローニング操作では,HeLaのUNIZAPIIファージベクターにスブクローニング後,in vivo excisionによりファージミドライブラリーを作製し,イムノブロット操作では,唾液腺由来細胞を用いてATP binding cassette transporterの発現を検討した.今後は,これら分子生物学的手法を用いてヘリカーゼ活性を示す蛋白をクローニングする予定である.ヘリカーゼは、mRNAの巻き戻し(unwinding)を行う細胞増殖に必要な酵素で、癌細胞では蛋白合成や浸潤、転移に影響を与えると考えられる。
セロトニン関連伝達機構および生体機能に及ぼすリチウムの影響-躁うつ病に対するリチウム・トリプトファン併用療法の臨床応用に関する基礎的検討-

セロトニン関連の神経伝達機構および生体機能に及ぼすリチウム・トリプトファン併用投与の影響について、以下の動物実験の知見が確認された。1.リチウムの併用によって、セロトニンの前駆アミノ酸であるトリプトファンの脳内への取り込みが促進された。その結果、脳内セロトニン生合成が促進され、セロトニン放出過程が増強した。2.リチウム長期投与によって、5-HT,受容体数は海馬においてのみ減少し、大脳皮質で変化を認めなかった。さらに海馬5-HT,受容体数の変化は、サブタイプの5-HT_<1a>受容体数の減少によることが明らかとなった。一方、5-HT_2受容体数については、大脳皮質および海馬においても変化を認めなかった。3.5-MeODMT,Quipazineなどの5-HT受容体アゴニストによるコルチコステロン、プロラクチン、β-エンドルフィン分泌効果、さらに5-MeODMTによる体温上昇効果、QuipazineによるWet dog shakes行動は、すべてリチウム長期投与により増強された。これらの生体機能、行動は5-HT_2受容体アンタゴニストであるKetanserinによって抑止されることから、リチウムは5-HT_2受容体感受性を増強すると考えられる。4.5-HT_<1a>の選択的アゴニストである8-OH-DPATの体温降下作用は、リチウム群と対照群で差異を認めなかった。5-HT_<1a>に連関しているアデニールシクラーゼ系にもリチウムは変化を及ぼさなかった。以上の知見から、リチウム投与はシナプス前過程、および受容体過程の両者を介して、5-HT_2受容体関連の生体機能を増強することが明らかとなり、トリプトファンとの併用は、シナプス前過程をより効率よく促進するものと期待される。すなわちリチウムおよびトリプトファンの併用療法の基礎的根拠が確立されたといえる。今後、これらの知見に基づいて、有効性・安全性についての臨床研究に移行する予定である。セロトニン関連の神経伝達機構および生体機能に及ぼすリチウム慢性投与の影響について,動物実験を中心にして以下の知見が得られている.1.リチウム慢性投与によって,セロトニンの前駆アミノ酸であるトリプトファンの血中より脳内への取り込み過程が促進された.その結果,脳内セロトニン生合成が促進され,セロトニン放出過程が増強した.2.セロトニン受容体に対するリチウム慢性投与の影響については, 5-HT_1受容体数は海馬においてのみ減少し,大脳皮質で変化を認めなかった.さらに海馬5-HT_1受容体数の変化は, 5-HT_1受容体のサブタイプの5-HT_<1a>受容体数の減少によることが明らかとなった.一方, 5-HT_2受容体については,大脳皮質および海馬においても変化を認めなかった.3.5-MeODMT quipazine, 5-HTPなどの5-HT受容体アゴニストによるコルチコステロン分泌効果はリチウム慢性投与により増強された.このコルチコステロン分泌効果は5-HT_2アンタゴニストであるKetanserinによって抑止されることから,リチウムは5-HT_2受容体感受性を増強すると考えられる.また,同時に測定したβ-エンドルフィン,プロラクチン分泌もリチウムにより亢進していた.さらにquipazine投与による5-HT_2受容体関連行動のWet dog shakeもリチウム群で増強された.4.5-HT_<1a>の選択的アゴニストである8-OH-

DPATの体温降下作用は,リチウム群と対照群で差異を認めなかった.以上の所見から,リチウム投与はシナプス前過程および受容体過程の両者を介して, 5-HT_2受容体関連の生体機能を増強することが明らかとなった.今後,臨床研究も導入して,動物実験もさらに詳細に検討し,リチウムの奏効機転の解明にあたりたい.リチウム慢性投与がセロトニン関連の神経伝達機構および生体機能に及ぼす影響について、以下の動物実験の知見が得られた。1.臨床的なリチウム・トリプトファン併用療法を想定して、リチウム3週間投与のラットにトリプトファン25100mg/kgを投与、1時間後の脳内トリプトファン、5-HIAA含量を測定した。両者ともリチウム群で有意に増加し、トリプトファンの用量依存性を見出した。リチウム療法はトリプトファンの血中より脳内への取り込み過程を促進し、セロトニン生合成、放出過程を増強することが明らかとなった。2.5-HT_2受容体感受性の高いFawn Hoodedラットにおいて、リチウム慢性投与は、5-MeODMTの体温上昇作用、Quipazine投与によるWet dog shdkesを増大させた。すなわちリチウムは5-HT_2受容体感受性を増強することが再度、確認された。3.リチウムはin vitroで、5-HT_<1a>受容体に連関しているアデニールシワラーゼ(AC)系を阻害しない。4.リチウム慢性投与は、セロトニン系以外では、ドパミン系の伝達機能も増強させるが、β受容体のdown regulation,desensitizationをひきおこす。以上の所見から、リチウム投与は一方でトリプトファン脳内取り込みを促進して、前シナプス過程を増強し、他方で受容体感受性を増強することによって、5-HT_2受容体関連の生体機能を促進することが明らかとなった。すなわちリチウム・トリプトファン療法の基礎的根拠が確立されたといえる。今後、新たな研究計画のもとに、臨床研究に移行し、有効性、安全性について詳細な検討を続ける予定である。
肝硬変および癌における代謝状態の改善に関する研究

分岐鎖α-ケト酸脱水素酵素(BCKDH)複合体は、分岐鎖アミノ酸(BCAA)代謝の律速酵素である。この酵素は、BCKDHキナーゼ(BDK)によりリン酸化され、不活性化されるので、BDKはBCKDH複合体活性の主要な調節因子と考えられている。肝硬変をはじめ様々な生理的条件下で、BDK活性はBCKDH複合体に結合して存在する結合型BDK量に相関し、BCKDH複合体活性は結合型BDK量に逆相関することが報告されている。肝疾患においては糖代謝異常が発生するので、本研究では、糖代謝異常の代表的疾患である2型糖尿病を対象とし、そのモデル動物であるZucker diabetic fatty(ZDF)ラットの血漿インスリン濃度の推移が、肝BDK活性及び発現に及ぼす影響ついて検討した。2型糖尿病ラットであるFattyラットの血漿インスリン濃度は、9週齢で高値となり、18週齢で低下した。血漿BCAA濃度は正常Leanラットに比べFattyラットの方が有意に高値であったが、週齢間に差がなかった。Fattyラットの肝BDKの活性及びタンパク質量は、9週齢に比べ18週齢で有意に低値であった。肝BCKDH複合体総活性は、9、18週齢いずれもLeanラットに比べFattyラットで有意に低かった。Fattyラットにおける肝BCKDH活性状態(活性型酵素の%)は、いずれの週齢においても低値であった。血漿インスリン濃度の推移と一致して、肝BDKタンパク質量と活性は変化しており、インスリンは肝BDK発現を調節(促進)する可能性が示唆された。また、9週齢に比べ18週齢では、Fattyラットの肝BDK活性が低下したにも関わらず、BCKDH複合体活性の変化はわずかであり、BCKDH複合体活性の調節にはキナーゼ以外の因子が関わっている可能性が示唆された。ロイシン、イソロイシン、バリンの3つのアミノ酸は分岐鎖アミノ酸(BCAA)と総称される必須アミノ酸である。分岐鎖α-ケト酸脱水素酵素(BCKDH)複合体は、BCAA代謝の律速酵素であり、特異的なキナーゼ(BDK)によるリン酸化で不活性化される。BDKには複合体に結合した結合型と結合していない遊離型が存在し、結合型のみが活性を示すことが知られている。一般的に糖尿病ではBCAA代謝が亢進することが報告されているが、インスリンがBDKの発現を高めるという報告がある。本研究では2型糖尿病モデルラットであるOLETFラットのBCKDH複合体活性の調節について検討し、BCAAの長期摂取がこれらの酵素に与える影響について検討した。OLETFラットを2型糖尿病モデルラットとし、LETOラットを正常の対照動物として用いた。8週齢時に食餌を標準食(AIN93G)又はBCAA食(AIN93G+5%BCAA)に分け、[LETO/標準食][OLETF/標準食][LETO/BCAA食][OLETF/BCAA食]の4群に分けた。19週齢時に肝臓及び血液を採取し、BCKDH複合体とBDKの活性及びタンパク質量を測定した。肝BCKDH複合体活性は、LETOラットに比べてOLETFラットで有意に低く、複合体の各サブユニットのタンパク質量も有意に減少していた。さらにOLETFラットにおける肝BDKは、総タンパク質量が有意に減少しているにも関わらず、活性及び結合型のタンパク質量は有意な高値を示した。また、各ラットにBCAA食を摂取させることで肝BCKDH活性が上昇した。この時、複合体サブユニット量には変化はなかったが、BDKの総タンパク質量及び結合型タンパク質量が有意に減少しており、BDK活性が有意に低下した。これらの結果より、高インスリン血症であるOLETFラットでは肝臓におけるBCKDH複合体活性が低下し、これはBCKDH複合体の各サブユニット量の減少及びBDK活性の上昇に起因することが示唆された。また、BCAA食摂取によりOLETFラットのBCKDH複合体活性が上昇したが、これは結合型BDKタンパク質及びBDK活性の減少に起因することが示唆された。

Fattyラットにおける肝BCKDH活性状態(活性型酵素の%)は、いずれの週齢においても低値であった。血漿インスリン濃度の推移と一致して、肝BDKタンパク質量と活性は変化しており、インスリンは肝BDK発現を調節(促進)する可能性が示唆された。また、9週齢に比べ18週齢では、Fattyラットの肝BDK活性が低下したにも関わらず、BCKDH複合体活性の変化はわずかであり、BCKDH複合体活性の調節にはキナーゼ以外の因子が関わっている可能性が示唆された。
大卒5年後の初期キャリア形成に関する追跡的研究-時間的展望の再編成に注目して-

大卒就職者の職場適応に関するデータを収集するために,大学卒業後5年目の男女28人に対して,質問紙と面接による調査を行った。質問紙は郵送法により,卒業後の進路と職場の状況,職務満足,大学生活と大学時代および卒業後1年目の職業探索行動または職場適応に関する回想,ライフ・プロジェクトの測定を行ない,時間的展望と自我同一性地位の測定,VPI職業興味検査も実施した。面接調査は,予備調査をふまえて,職場適応の実際の行動,その動機と見通しについて明確にするための質問から構成された。面接記録は筆記されると同時に,テープレコーダーで録音され,文章化された。その結果,第1に,大卒者の初期キャリア形成の過程は,大学卒業時に希望していたキャリア目標を軸に,職業や職場との適合感や満足感を手がかりに,その後の結婚なのどの人生課題と取り組みつつ,ライフ・スタイルとライフ・プランを創造していく過程であると考えられた。第2に,時間的展望では,将来展望が長期化・具体化し,個人のライフ・トラジェクトリーが複数の選択肢として設定されること,第3に,未来や現在の視点から過去を意味づけていることが明らかにされた。初期キャリア形成の支援の内容として,第1に,大卒後のキャリアの多様性に対応すること,第2に,キャリア段階で支援の内容を変えること(教員であれば,大卒2年目では理想と現実のギャップの支援,5年目では自己客観化に伴うステップアップの支援),第3に,ライフイベントへの直面に対する見通しを形成することが求められる。大学生の就職指導に関しても,選職指導だけではなく,大学卒業までのキャリア目標の形成過程に関与したりして,人生設計の支援することが必要であると提案された。大卒就職者の5年後の職場適応に関するデータを収集するために,大学卒業後5年目の女性9人の調査協力が得られ,質問紙と面接による調査を行った。質問紙は,郵送法により,卒業後の進路と職場の状況,職務満足,大学生活と大学時代および卒業後1年目の職業探索行動または職場適応に関する回想,ライフ・プロジェクトの測定を,自由記述を中心に行なった。また,縦断的データを重ねている時間的展望と自我同一性地位の測定,VPI職業興味検査を実施した。面接時の職業は,小学校教師5人,大学研究者1人,病院技師1人,図書館司書1人で,主婦1人も参考までに調査された。面接調査の結果から以下のことが示唆された。つまり,(1)大卒就職者の5年後からみると,最初の1,2年は自分のことに精一杯であったが,仕事のサイクルがわかると余裕ができてきて,周囲が見えてきた。すると,それぞれの年代のひとをモデルにして,その職場での自分のトラジェクトリーを見通すことができるようになった。(2)これは,逆に言えば,周囲に特定の年代のモデルがいない場合,その年代を思い描くのが困難であることを示す。(3)しかも,一定のトラジェクトリーを言えることが必ずしも将来展望の明確化にはつながらなかった。それは,結婚という人生事象が重要な課題となっており,夫の勤務先や職業内容,経済状態,妻の労働への理解などによって,大きく左右されると報告する者が多かったからである。また,主婦のモデルを見ないために,そのトラジェクトリーを思い描くことは少なかった。大卒就職者の5年後の職場適応に関するデータを収集するために,大学卒業後5年目の男性1人と女性5人の調査協力が得られ,質問紙と面接による調査を行った。

質問紙は,郵送法により,卒業後の進路と職場の状況,職務満足,大学生活と大学時代および卒業後1年目の職業探索行動または職場適応に関する回想,ライフ・プロジェクトの測定を,自由記述を中心に行った。また,縦断的データを重ねている時間的展望と自我同一性地位の測定,VPI職業興味検査を実施した。面接調査は,予備調査を踏まえて,職場適応の実際の行動,その動機と見通しについて明確にするための質問から構成された。面接記録は筆記されると同時に,テープレコーダーで録音され,文章化された。面接時の職業は,小学校教師3人,会社員1人,大学生1人と主婦1人も参考までに調査された。面接調査の結果から以下のことが示唆された。つまり,(1)大卒就職者の5年後からみると,最初の1,2年は自分のことに精一杯であったが,仕事のサイクルがわかると余裕ができてきて,周囲が見えてきた。すると,それぞれの年代のひとをモデルにして,その職場での自分のトラジェクトリーを見通すことができるようになった。(2)これは,逆に言えば,周囲に特定の年代のモデルがいない場合,その年代を思い描くことが困難であることを示す。(3)しかも,一定のトラジェクトリーを言えることが必ずしも将来展望の明確化にはつながらなかった。それは,結婚という人生事象が重要な課題となっており,夫の勤務先や職業内容,経済状態,妻の労働への理解などによって,大きく左右されると報告するものが多かったからである。また,主婦のモデルを見ないために,そのトラジェクトリーを思い描くことは少なかった。大卒就職者の5年後の職場適応に関するデータを収集するために,大学卒業後5年目の男性2人と女性11人の調査協力が得られ,質問紙と面接による調査を行った。質問紙は,郵送法により,卒業後の進路と職場の状況,職務満足,大学生活と大学時代および卒業後1年目の職業探索行動または職場適応に関する回想,ライフ・プロジェクトの測定を,自由記述を中心に行なった。面接調査は,予備調査をふまえて,職場適応の実際の行動,その動機と見通しについて明確にするための質問から構成された。面接時の職業は,小学校教師3人,会社員1人で,大学生1人と主婦1人も参考までに調査された。つまり,(1)教員養成課程卒業生は,教員を中心とした広い意味で教育にかかわる仕事に収斂していくことが示された。(2)彼らのキャリア適合感(そのキャリアに合っていると思うか)は,「やっていて楽しい」「自分の成長が感じられるから」「希望職種だから」というような主観的なフィット感や目標達成感が中心だった。(3)キャリア適合感は大卒5年目が2年目よりも低いが,その理由は,教員では自分の適性を客観的に見るためであり,講師や心理職では位置づけに不満を持つためであると考えられた。(4)支援の内容として,職種や彼らのキャリア段階に応じた支援やライフコースに関する長期的な見通しの形成が必要だとされた。
小児気道狭窄に対する胚性幹細胞由来軟骨を用いた新規治療法の開発

気道狭窄は先天異常や損傷によって引き起こされ、患者の生活の質(QOL)を著しく低下させ、社会活動への参加を阻む。ことに小児期の気管軟化症、長期人工呼吸児の挿管孔閉鎖不全は、在宅移行後も、さまざまな医療的介入が必要となる。近年、これらの患者を医療ケア児という新たな範疇でとらえるようになった。本研究は、医療ケア児自身のQOLや社会活動性の向上をめざし、ES細胞由来軟骨を用いた新規治療法の開発を行う。
脊椎・脊髄疾患に起因した神経障害を有する患者の足浴方法の検討

平成13年4月から平成14年1月の10ヶ月間,琴の浦リハビリテーションセンター付属病院協力のもと,脳血管障害および脊椎・脊髄疾患を有する患者を対象に,発泡作用のある入浴剤を用いた足浴(以下、炭酸ガス入り足浴とする)と従来の足浴(以下,温浴とする)を実施した。炭酸ガス入り足浴と温浴では,足浴方法は同じである。対象者は,脳梗塞や脳出血などの脳血管障害による片麻痺のある10人(男性5人,女性5人,平均年齢62.9歳)と腰部脊柱管狭窄症,頚髄症,腰椎すべり症など脊椎・脊髄疾患による下肢神経障害を有する患者10人(男性4人,女性6人,平均年齢65.3歳)であった。それぞれの足浴前後に中枢温・末梢温・腋窩温,血圧(上肢・下肢),脈拍,足背動脈血流,主観的満足感(心地よさ)を測定した。末梢温・腋窩温,血圧(上肢・下肢),脈拍,足背動脈血流を測定時,脊椎・脊髄疾患患者は右上下肢,脳血管障害患者は健肢側と麻痺側の両者で測定した。測定値を炭酸ガス入り足浴と温浴の両者間で検定した結果,足背動脈血流において有意な差(P<0.05)があった。そして,被験者の主観的満足感においても温浴と比べ炭酸ガス入り足浴の方が満足度が高かった。また,脳血管障害患者の健肢側と麻痺側を比較した結果,すべての測定項目において有意差は認めなかった。しかしながら,末梢温,血圧(上肢・下肢),足背動脈血流において麻痺側のほうが,保温持続時間が長く,足背動脈血流量が軽度多かった。この結果から,健肢側より麻痺側の方が保温により下肢血流量が増加したことが分かった。以上の結果から,温浴と比べ炭酸ガス入り足浴は保温効果が高く,脊椎・脊髄疾患患者の主観的異常知覚にも効果があることが明らかとなった。さらに,炭酸ガス入り足浴を継続することで,脳血管障害患者の麻痺側の浮腫を軽減できるのではないかという示唆が得られた。平成12年4月より和歌山県立医科大学附属病院整形外科病棟の協力の下、脊椎・脊髄疾患(神経症状を有する)患者9名を対象に発泡作用のある入浴剤を用いた足浴(以下、炭酸ガス入り足浴とする)を実施した。足浴前後に体温(中枢温・末梢温・腋窩温)、血圧、脈拍を測定し、さらに神経症状の変化および睡眠状況の観察をおこなった。その結果、末梢温は足浴前後で有意な変化が見られた。さらに少数ではあるが、足浴後神経症状である下肢のしびれが軽減でき、「寝つきがよい」「起床時に疲れが残っていない」などの入眠効果が上がったと思われる結果が得られた。しかしながら、中枢温・腋窩温、血圧、脈拍では有意な変化は見られなかった。今回の足浴では備品購入が間に合わなかったことから上記の測定内容となった。平成13年1月、成人女性(1920歳)16名を対象に炭酸ガス入り足浴および何も用いない足浴を実施した。足浴前後に体温(中枢温・末梢温・腋窩温)、血圧、脈拍、足背血流、主観的満足感(心地よさ)の測定をおこなった。足背血流と主観的満足感(心地よさ)において炭酸ガス入り足浴と何も用いない足浴とでは有意な変化が見られた。
核現象をプローブとした金属フラーレンの物理的-化学的安定性に関する研究

(1)中性子放射化によるホットアトム現象で選択的に金属だけが励起した時の金属フラーレンの変化を追跡することを目的として研究を行った。1)放射化によって生成する放射性同位体比の変化を調べると金属原子の反跳の影響が分かる。Yb@C_<82>,Yb@C_<84>,Gd@C_<82>についてYbは^<169>Yb/^<175>YbをGdは^<153>Gd/^<161>Gd(Tb)について放射化後にHPLC溶出して元の位置に確認された成分の同位体比を求める約0.76の値を得て、金属とフラーレンケージの物理的安定性が27-29eVのエネルギーに閾値があることが分かった。2)LaからLuまでの8種類の金属を含む金属フラーレンを合成して、中性子放射化を行いHPLC挙動を検討した。2段階のHPLC展開によるM@C_<82>の単離過程について放射化をクルードで行った場合と単離後に放射化した場合の割合を求めた。生き残り率は元素には依存せず20%となり、物理的影響で考えられる率の半分になった。(2)Sm,Gd,Ybについて代表的な金属内包フラーレンであるM@C_<82>(M=Sm,Gd,Yb)を精製し、中性子放射化し、生成した放射性同位体がさらにβ懐変で測定可能な放射性同位体で原子番号が異なる系を生じる時、これをトレーサーとしてそのHPLC挙動を検討した。Sm-Eu,Gd-Tbの系では原子番号が変わっても金属内包フラーレンは安定に存在することが分かった。これに対してYb-Luの系では大半の金属フラーレンが安定ではなく何らかの化学反応を起こすことが確認された。さらに、^<146>Gd-^<146>EuのEc懐変で原子番号が変化する系についてもHPLC挙動を検討した。結果は大部分が安定で存在することが確認された。これらの結果から、+3の異性体の一つが+2で3種類見いだされている内の1つと同じであること、そして、他のケージのものは金属の価数が変わると化学的に不安定になることが見いだされた。(1)金属フラーレンを中性子放射化を起こす核反応中に原子核の高励起状態が生じる。この時放出されるエネルギーによるホットアトム現象で選択的に金属だけを励起してその金属フラーレンの変化を追跡することを目的として、LaからLuまでの8種類の金属を含む金属フラーレンを合成した。これに関しては、今年度はどの様なものがどのくらい生成するのか等を調べた。(2) Sm,Gd,Ybについてはそれぞれ金属フラーレンを合成してその中から代表的な金属内包フラーレンであるM@C_<82>(M=Sm,Gd,Yb)を精製して、それを放射化することによって生成した放射性同位体がさらにβ壊変で測定可能な放射性同位体で原子番号が異なる系ができる。これをトレーサーとしてそのHPLC挙動を検討した。

これに対してYb-Luの系では大半の金属フラーレンが安定ではなく何らかの化学反応を起こすことが確認された。さらに、マルチトレーサーを用いた金属フラーレンの研究で^<146>Gd-^<146>EuのEC壊変で原子番号が変化する系が見いだされ、この系についてもHPLC挙動を検討した。結果は大部分が安定で存在することが確認された。これらの結果と、今までに行ってきた希土類の金属フラーレンの研究とを組み合わせて考えると、内包される金属が3+(La,Ce,Pr,Nd,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Lu)と2+(Sm,Eu,Tm,Yb)の間で空気中に安定に取り出せている金属内包フラーレンの異性体の数が異なっていて、その内3+の異性体の一つが2+で3種類見いだされている内の1つだけと同じであること、そして、他のケージのものは金属の価数が変わると化学的に不安定になることが見いだせた。金属フラーレンを中性子放射化を起こす核反応中に原子核の高励起状態が生じる。この時放出されるエネルギーによるホットアトム現象で選択的に金属だけが励起してその金属フラーレンの変化を追跡することを目的として研究を行った。1.YbとGd元素は放射化によっていくつかの観測可能な放射性同位体が生成する。これらは化学的には全く同一とみなされるが中性子捕獲に際しての反応のQ値が大きく異なり、この違いはホットアトム効果の反跳に違いを与える。従って、同位体比を放射比によって生成する量と比較することによって金属原子の反跳の影響が分かる。Yb@C_<82>,Yb@C_<84>,Gd@C_<82>についてYbは^<169>Yb/^<175>YbをGdは^<153>Gd/^<161>Gd(Tb)について放射化後にHPLC溶出して元の位置に確認された成分の同位体比を求めそれぞれ0.76±0.06,0.76±0.05,0.76±0.07と値を得た。反跳エネルギーの分布をシミュレーション計算によって求めそこから求めた同位体比から金属とフラーレンケージの物理的安定性は27-29eVのエネルギーに閾値があることが分かった。2.LaからLuまでの8種類の金属を含む金属フラーレンを合成して、中性子放射化を行いHPLC挙動を検討した。この方法では溶解やHPLC展開の化学操作が含まれる元素の金属フラーレンに対して同様に行われるので比較が容易になるはずである。まず、2段階のHPLC展開によるM@C_<82>の単離過程について放射化をクルードで行った場合と単離後に放射化した場合の割合を求めた。これによって、先に求めた物理的な影響とガンマ線などの放射線照射の影響が求まる。生き残り率は元素にほとんど影響されず20%となり、物理的影響で考えられる率の半分になった。これは立教原子炉中でのガンマ線の影響が50%程になることが示された。個々の内包金属による化学的安定性の差は今研究では明らかにならなかった。
波動運動を利用した水中推進機構の高効率化のための運動制御の研究

船舶などで推進器として使用されているスクリューは,推進効率と運動性能の向上に限界がある.一方,進化の過程で最適化された水棲生物の泳動方法を見てみると,高い運動性能と高推進効率を有する泳動を行っていることが分かる.このことから,高効率で運動性能の高い船舶を開発する上で,水棲生物の泳動を模倣した研究は有益な知見をもたらすと考えられる.このため,本研究は柔軟なヒレの波動運動における波の数と振動数を変えられる水中推進機構の開発とその波動運動を滑らかに制御するための制御手法を構築した。水中推進機構の開発では、カムとフォロワーから構成されるスコッチヨーク機構を用いて柔軟なヒレに波動運動を発生させる水中推進機構を開発し,その機構を水槽内で泳動させることにより,柔らかいヒレの波の数と振動数の推進力と泳動速度への影響を調べた.また、波動運動を滑らかに制御する目的のために、水中推進機構の運動をマルチボディ・ダイナミクスの手法を用いて定式化した。運動方程式は幾何学的な拘束により非線形な微分代数方程式により表される。そして、運動制御のための制御系設計するための効率的な線形化手法を開発した。また、出力を用いたスライディングモード制御系の設計において、PD制御を併用する方法を提案し、より高い制御性能を得られる超平面設計を可能にした。実験から得られた以下の結果をいかに示す.(1)製作した水中推進機構は波の移動方向を変えることで前進と後進が可能である.(2)波の数が多くなると推力と泳動速度の変動が小さくなりスムーズな泳動が可能である.しかしながら,平均推力は小さい.(3)振動数が大きくなると平均推力と推力の変動は増大する.また,泳動速度は増大する.(4)波の数n=1程度の時,大きな平均泳動速度を得られる.(5)無次元振動数が大きくなると推進力と平均泳動速度は減少し,無次元振動数の値にかかわらず泳動速度の変動はほぼ一定である.船舶などで推進器として使用されているスクリューは,推進効率と運動性能の向上に限界がある.一方,進化の過程で最適化された水棲生物の泳動方法を見てみると,高い運動性能と高推進効率を有する泳動を行っていることが分かる.このことから,高効率で運動性能の高い船舶を開発する上で,水棲生物の泳動を模倣した研究は有益な知見をもたらすと考えられる.このため,本研究は柔軟なヒレの波動運動における波の数と振動数を変えられる水中推進機構の開発とその波動運動を滑らかに制御するための制御手法を構築した。実験から得られた以下の結果をいかに示す.(1)製作した水中推進機構は波の移動方向を変えることで前進と後進が可能である.(2)波の数が多くなると推力と泳動速度の変動が小さくなりスムーズな泳動が可能である.しかしながら,平均推力は小さい.(3)振動数が大きくなると平均推力と推力の変動は増大する.また,泳動速度は増大する.(4)波の数n=1程度の時,大きな平均泳動速度を得られる.(5)無次元振動数が大きくなると推進力と平均泳動速度は減少し,無次元振動数の値にかかわらず泳動速度の変動はほぼ一定である.1.物理モデルの構築・数値シミュレーション水中推進機構の弾性平板が大変形の波動運動をする場合にも適用可能な流体・構造連成系の物理モデルを構築した。弾性平板の運動は,大変形の波動運動を解析するために有限個の要素に分割し,マルチボディダイナミクス解析の定式化手法を適用して離散化した。また、狭い空間を泳動する場合に,流体流れから弾性平板が受ける流体力は、ナビエストークス方程式をすきま流れ近似した方程式を解くことで求めた。そして、これらの離散化した弾性平板と流体流れの連成した流体・構造連成方程式を解くことにより、弾性平板が大変形の波動運動した場合の数値シミュレーション手法を構築した。2.運動制御のための準最適出力フィードバックスライディングモード制御器の設計水中推進機構が波動運動する際に、システムの動特性が変化するので、システム変動に対して頑健である制御系の構築が望まれる。アクチュエータの偏差を小さくするためにはハイゲインにする必要があるが、その結果安定性が損なわれることになるので、望ましい運動を実現するために、非線形ロバスト適応制御であるスライディングモード制御を導入することを検討した。本年度は、出力フィードバックを用いたスライディングモード制御の等価制御入力をハイゲインにするための方法として、コロケートな出力にはPD制御ゲインを、ノンコロケートな出力には準最適制御を用いる設計法を提案し、安定でロバストな制御系を設計できることを示した。

船舶などで推進器として使用されているスクリューは,推進効率と運動性能の向上に限界がある.一方,進化の過程で最適化された水棲生物の泳動方法を見てみると,高い運動性能と高推進効率を有する泳動を行っていることが分かる.このことから,高効率で運動性能の高い船舶を開発する上で,水棲生物の泳動を模倣した研究は有益な知見をもたらすと考えられる.このため,本研究は柔軟なヒレの波動運動における波の数と振動数を変えられる水中推進機構の開発とその波動運動を滑らかに制御するための制御手法を構築した。水中推進機構の開発では、カムとフォロワーから構成されるスコッチヨーク機構を用いて柔軟なヒレに波動運動を発生させる水中推進機構を開発し,その機構を水槽内で泳動させることにより,柔らかいヒレの波の数と振動数の推進力と泳動速度への影響を調べた.また、波動運動を滑らかに制御する目的のために、水中推進機構の運動をマルチボディ・ダイナミクスの手法を用いて定式化した。運動方程式は幾何学的な拘束により非線形な微分代数方程式により表される。そして、運動制御のための制御系設計するための効率的な線形化手法を開発した。また、出力を用いたスライディングモード制御系の設計において、PD制御を併用する方法を提案し、より高い制御性能を得られる超平面設計を可能にした。実験から得られた結果を以下に示す.(1)製作した水中推進機構は波の移動方向を変えることで前進と後進が可能である.(2)波の数が多くなると推力と泳動速度の変動が小さくなりスムーズな泳動が可能である.しかしながら,平均推力は小さい.(3)振動数が大きくなると平均推力と推力の変動は増大する.また,泳動速度は増大する,(4)波の数rF1程度の時,大きな平均泳動速度を得られる.(5)無次元振動数が大きくなると推進力と平均泳動速度は減少し,無次元振動数の値にかかわらず泳動速度の変動はほぼ一定である.