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交通ネットワークの整備・運用と都市集積の相互作用

経済のグローバル化の中で、アジア諸国は、自国へのハブ誘致を目指して、大規模空港・港湾の建設競争をしている。その一方で、国内のネットワーク整備は、遅れていたり重複が発生していたりする。本研究ではこうした問題意識の下、空港、港湾、鉄道、および道路等からなる交通ネットワークの整備とその運用方法について、具体的な政策提言につながるような理論的・計量的フレームワークを作り分析した。これによって、最適な地方公共財供給や高速道路の料金政策、あるいは、一般均衡分析のために有用な応用一般均衡モデルの構築と利用に関する知見を提供できた。本研究は、空港、港湾、鉄道、および道路からなる交通ネットワークの整備とその運用方法について、具体的な政策提言につながるような理論的・計量的フレームワークを作り分析することを目的とする。外部性や規模の経済がある社会においては、個別の輸送市場を部分均衡的に分析するのでは、政策の正確な評価は不可能である。本研究では、ネットワーク内での個別リンク間の関係および交通産業と産業立地の関係に着目して、これらを一般均衡的に捉えることを目指して検討を行う。具体的には、(1)交通と産業立地の相互作用の理論的研究(2)複数均衡のもとでの均衡選択(3)費用便益分析の精度の向上(4)社会資本の効率的整備のための政府間事務・財源配分(5)交通市場の効率化のための規制・競争政策(6)交通部門における環境問題への対策といった観点から、研究を進めていくことを考える。情報収集と、さらなるブレインストーミングの場として、ポリシーモデリングワークショップを9回開催した。適用可能な理論モデルを幅広い分野から探るために、第一線の理論的研究を行っている研究者をこの研究会に招聘した。地域間の輸送費が変化したときの地域経済への効果を測定化するモデルについて3名の研究者による報告が行われた。また、技術変化を一般均衡の枠組みの中でシミュレーションする手法についての報告や、地域構造の効率性の検証法についての報告があった。これらの報告と議論により、本研究の方向性を規定することができた。岡本は、上記研究会で"Firm Heterogeneity in Communication Behavior and the Patterns of Agglomeration"という題目で報告を行った。地域間の業務旅行の回数を内生的に取り扱った集積の経済モデルにおいて、地域間の交通費が低下することにより、生産活動が地域間に分散する効果があることが確認された。この研究会参加している都市経済学、産業組織論、貿易理論、財政学、マクロ経済学などの専門家からモデルの性質や応用の方向性などの観点からコメントを得た。岡本は以前から、通勤費の違いが大都市住民の立地と最適公共財の供給に与える効果について分析していたが、さらに詳細をつめて論文を完成させ、Journal of Regional Scienceに掲載されることとなった。大都市圏における通勤鉄道の整備の効果や、地方財政制度のあり方などの分析に応用されることにより、社会に貢献できる成果である。共同研究を推進し、あわせて、新たな研究手法に関する知見の獲得のために、研究会を合計7回(各回では2つの研究報告を行う)開催した。そこでは、道州制を導入した場合に実現できる行政活動効率化の程度を測定する方法や、地域計画を決定するための空間を意識した計量経済学的手法といった、都市問題や地域経済問題に直接関連する研究成果、近年研究が進展しつつあるミクロ計量分析の手法の開発とその応用方法に関する研究成果、あるいは、産業組織論を用いた組織やネットワーク・フォーメーションに関する研究成果、といったものが紹介され、活発な討論が行われた。個別の研究成果としては、近年注目を集めている高速道路料金制度の分析が城所によって行われた。そこでは、費用便益分析の観点に立ち、交通ネットワークを明示的に考慮して、高速道路料金の割引政策を理論的に分析した。主要な結論は、高速道路料金を値下げすべきかどうかを経済学的に議論する際は、交通ネットワーク内で発生する負の社会的余剰を考慮する必要があるというものである。例えば、高速道路と代替的な鉄道がある場合に、高速道路の料金引き下げがもたらす便益を計算するには、鉄道が被る利潤の減少を含めければならないという問題点が挙げられる。この成果は、まさに今われわれが直面している現実の政策に対して、重要かつ直接的な示唆を与えている。同様に、ネットワークにおける混雑を考察したものとして、田中による研究がある。そこでは、クールノー競争を行う企業が地域間で競争を行っている場合には、地域間ネットワークの混雑を意図的に引き起こし、それによって地域内の競争の程度を低めるという問題について検討し、その程度を分析している。本年度は、これまでに引き続いて、新たな研究手法に関する知見の獲得のために、定例の研究会を合計5回(各回では2つの研究報告を行う)行い、それに加えてコンファレンスを2010年5月に新潟大学において1回(6つの報告からなる)開催した。

そこでは、地域間の財の価格差や産業構造の違いを分析する手法、交通ネットワークを考慮した需要予測の手法、地域計画を決定するための空間を意識した計量経済学的手法、道州制を導入した場合に実現できる行政活動効率化の程度を測定する方法といった、都市問題や地域経済問題に直接関連する研究成果、近年研究が進展しつつあるミクロ計量分析の手法の開発とその応用方法に関する研究成果、あるいは、産業組織論を用いた組織やネットワーク・フォーメーションに関する研究成果、といったものが報告され、外部から招聘した討論者も含めて活発な討論が行われた。研究代表者と分担者らによる個別の研究としては、おもに、産業集積の源泉となる集積の経済についての分析、交通・通信の産業集積への影響、ネットワークを考慮した市場構造分析といった分野に関して研究を進展させた。たとえば、Yoshida(forthcoming)高速道路の混雑とその対策のための料金設定について分析し、最善と次善の政策、および、民営化や上下分離といった政策の効果について吟味した。また、マクロ経済を一般均衡的にとらえるために有用なツールである応用一般均衡モデルに関して、Hosoe et al.(2010)による書籍では、その理論的基礎と応用、および、実際の数値計算手法に至るまで詳細に解説した。本年度は、これまでに引き続いて、新たな研究手法や最新の研究動向に関する知見の獲得のために、定例の研究会を合計6回(各回では2つの研究報告を行う)、政策研究大学院大学において開催した。そこでは、温暖化の問題に関連した国際的な炭酸ガス排出の国境調整措置に関する貿易問題の理論的分析や、温暖化が引き起こすと予想されている洪水の被害額に関して東京地区を詳細に予測分析した研究、マイクロデータを用いて既存事業者と新規参入者の間で行動が異なるときの電力入札モデルを構築し、種々の競争促進政策がもたらす効果をシミュレーション分析した研究、あるいは、学力テストのデータを用いて少人数教育の効果を測定した研究、JAL-JASの経営統合効果の産業組織分析、都市集積の決定要因としてのSpatial Frictionの重要性に関する研究といった地域・空間経済やそれに関連する競争政策に関する報告を中心に研究報告が行われ、外部から招聘した討論者も含めて活発な討論が行われた。研究代表者と分担者らによる個別の研究としては、空港の効率性を測定する方法について論じた研究(Oum,Yamaguchi,&Yoshida(2011))、および、日本の空港の効率性について検討した研究(Barros,Managi,&Yoshida(2011))、高速道路の料金政策に関して検討を加えた研究(城所(2011))、また、知識に関するスピルオーバーに関して特許のサイテーションについての情報を利用して分析した研究(Okamoto(2011))といったものを、主要な成果として挙げることができる。研究プロジェクトの最終年度であることを踏まえ、これらの成果をとりまとめつつ、本研究プロジェクトの成果をさらに発展させる方向性についても検討をおこなった。
新規血管新生因子AGFトランスジェニックマウスを用いた皮膚光老化の研究

表皮特異的AGFトランスジェニック・マウス(AGF TG)に紫外線UVBを単回照射すると、野生型に比べて光線過敏を来たした。即ち、皮膚毛細血管は拡張し、表皮は肥厚、皮膚の腫脹が持続し、炎症が遷延することが示唆された。さらに、慢性的にUVB照射を行うと、AGF TGでは皮膚に皺が生じた。このことから、AGFは光老化を来す因子であることが同定された。本研究では、皮膚光線障害及び光老化における新規血管内皮増殖因子AGFの発現と役割を同定し、血管新生が光老化の治療ターゲットであることを明確にした後、整容的な側面から光老化に対する新たな治寮戦略の創出を目指す。本研究課題では、表皮特異的AGFトランスジェニックマウスを用いて、光線過敏及び皮膚光線障害、さらに慢性UVB照射における光老化におけるAGFの作用機序和解明に着手した。(1)表皮特異AGFトランスジェニックマウスの最少紅斑量測定ケラチン14プロモーターにより表皮特異的にマウスAGFを発現するトランスジェニックマウス(K14-AGFTG)及び野生型マウスのK14-AGFTG背部体毛を除去した後、UVBを単回照射する。照射は皮膚開窓部に対して、段階的に照射量を増やした。48時間後、野生型及びK14-AGFTGの最少紅斑量を測定し、K14-AGFTGの光線過敏生を検討した。(3)K14-AGFTGに誘導される皮膚光線璋害の評価K14-AGFTGの最少紅斑量を耳介に単回照射し、以下主要5項目を野生型と比較検討した。(1)急性光線障害による浮腫:耳介の厚さをダイアルゲージで測定した。(2)血管・リンパ管:特異抗体を用いて脈管の組織学的変化を検討した。(3)新生血管透過性の亢進:Mile'sアッセイを行った。(4)表皮肥厚:BrdUの取り込みを評価し、表皮の増殖活性を検討した。(5)真皮結合組織の平面:トリクローム染色により膠原線維の発現及び配列の変化を、またルナ染色により弾性線維の変化をUVB非照射群、及び野生型との比較により検討した。Angiopoietin-related growthfactorを表皮特異的に発現したトランスジェニックマウス(AGF TG)を用いて、紫外線照射(UVB)を行った。1.最小紅斑量(MED)を測定した。MED:75mJ/cm2, AGFTG;50mJ/cm2,野生型。以上より、AGF-TGは光線過敏を呈することが明らかとなった。2.AGF-TGにおける血管拡張能を評価した。マウス耳介に200mJ/cm2を単回照射、48時間後に組織標本を作成し、顕微鏡下に観察した。この結果、AGF TGの真皮血管は有意に拡張しており、肉眼的に観察した光線過敏が裏付けられた。さらに、リンパ管に対する特異抗体で観察すると、UVB照射後のAGF TG皮膚では、リンパ管も拡張していることが見出された。3.UVB照射による表皮変化を評価した。組織学的にAGF TGの表皮は肥厚し、sun burncellも数多く観察された。すなわち、AGF TGでは光線皮膚障害を来しやすく、AGFは皮膚に炎症を惹起する可能性が示唆された。4,AGF TGに光老化試験を行った。AGF TGの皮膚露光部では、野生型に比べて紅斑と皺形成が肉眼的に明らかに認められた。組織学的には血管新生が明瞭に誘導されており、電子顕微鏡下で観察すると、表皮直下の膠原線維が著しく減少し、炎症細胞浸潤が見られた。すなわち、本研究課題からAGFは光老化を誘導し、細胞外マトリックスを変性させ、皺形成を促進する新たな因子の一つであることが明らかとなった。
原始仏教思想の解明-バラモン教聖典の同時的解明を通じて-

本研究の目的:文献学的手法により、最初期仏教思想の解明につとめる。(2)インド古典テキスト・データベースを用い、最初期仏典の思想をバラモン教思想の発展中に位置付ける作業を行った。ブラーフマナ期(紀元前8世紀)から、インド人の理想であった死後の天界への再生の為には単に祭式を行なうだけでは足りず、個人の「意欲」が必要とする考えが現われて来たが、ウパニシャッド古層に至って天界の絶対的生命力が喪われるとともに「意欲」の評価も逆転し、「欲望」と見なされて、有限な幸福を保証するに過ぎないものとされるに至った。上記の手続きによって確定した仏典の最古層(I層)は、これを受けているが、さらに思想を発展させて、祭式儀礼そのものを不要と見なしてしまった。このようにバラモン思想からの発展を極めて明確に跡付けることができる.(3)A04「古典の世界像」班は「魂論」を共通のテーマとしたので、「ブッダの魂論」を研究成果報告集に寄稿した。ブッダとプラトンは共に現実世界を越えたところに理想の世界を求め、それを獲得するよう厳しい訓練を行なわなければならないとしたことは共通している。両者の違いは、プラトンが言葉と理性によって理想の「イデア」世界を認識するとしたのに対して、ブッダは潜在欲望に支配される言葉に対する不信を述べ、孤独の遊行と瞑想によるとしたことである。本研究の目的:文献学的手法により、現存する資料から知られるかぎりの最古の仏教思想の解明につとめる。本年度の研究実績:研究代表者自身が過去に文部省科学研究費によって構築したパーリ仏典、アショーカ王碑文の他、インターネット上で公開されている『リグヴェーダ』、『アタルヴァヴェーダ』、『シャタパタ・ブラーフマナ』、『ブリハッドアーラニヤカ・ウパニシャッド』、『チャーンドーギヤ・ウパニシャッド』、『マハーバーラタ』などのテキスト・データベースを用い、最初期仏典の思想をバラモン教思想の発展中に位置付けるための基礎的研究を行った。本年度の成果:最初期仏典(紀元前43世紀)に顕著に見られる人間の「意欲」に関する観察--人は自身の意欲によって形成されるという人生観--が、実は古来の伝統を受けており、「意欲」にたいする特徴的な着目が『リグヴェーダ』(B.C.15世紀頃)、『シャタパタ・ブラーフマナ』(B.C.86世紀頃)、『チャーンドーギヤ・ウパニシャッド』(B.C.65世紀頃)などに見られ、一貫した発展を跡付け得ることを指摘した。本年度の研究実績:(1)研究代表者自身が過去に文部省科学研究費によって構築したパーリ仏典、アショーカ王碑文の他、インターネット上で公開されている『リグヴェーダ』、『アタルヴアヴェーダ』、『シャタパタ・ブラーフマナ』、『ブリハッドアーラニヤカ・ウパニシャッド』、『チャーンドーギヤ・ウパニシャッド』、『マハーバーラタ』などのテキスト・データベースを用い、最初期仏典の思想をバラモン教思想の発展中に位置付けるための研究を行った。(2)仏典として現存最古の伝承を伝えるとされる『スッタニパータ』に関して,4層が区別されること,I層はアショーカ王以前の孤独な遊行生活,II層はアショーカ王当時の僧団生活,III・IV層は「ニカーヤ」編纂当時の大教団生活を反映すること,II層以降では思想の体系化が順次進行することは、既に昨年度に指摘した。(3)本年は,kratuとmanasという2語についてともに人間の「意欲」,「思い」という意味で一貫して理解可能であり,意欲への着目は『リグヴェーダ』から原始仏典に至るインド思想の太い脈を成していることを指摘した。(4)平成13年2月28日から3月9日まで米国に出張し、Harvard大学のDepartment of Sanskrit & Indian StudiesにおいてAn analysis of the Suttanipata:Recovering the mostancient portions of the Buddhist Canon.'と題する講演を行い、Michael Witzel教授,Patrick Olivelle教授などと意見交換を行った。『スッタニパータ』に関する分析は未知の知見をもたらすものとして驚きをもって迎えられ、大変有望な分析方法であること、今後若手の研究者をその方面に振り向けたいとのコメントを得た。本年度の研究実績:(1)研究代表者自身が過去に文部省科学研究費によって構築したパーリ仏典、アショーカ王碑文の他、インターネット上で公開されている『リグヴェーダ』、『アタルヴァヴェーダ』、『シャタパタ・ブラーフマナ』、『ブリハツドアーラニヤカ・ウパニシャッド』、『チャーンドーギヤ・ウパニシャッド』、『マハーバーラタ』などのテキスト・データベースを用い、最初期仏典の思想をバラモン教思想の発展中に位置付けるための研究を行った。

(3)本年は,昨年度米国に出張し、Harvard大学のDepartment of Sanskrit & Indian Studiesにおいて'An analysis of the Suttanipata : Recovering the most ancient portions of the Buddhist Canon.'と題して行った講演を論文に纏めて、日本南アジア学会編The way to Liberation誌(インドMnohar,2002年刊)に寄稿した。この論文は、確実にアショーカ王以前に遡る資料はSuttanipataの4章と5章のみであること、その部分の教説には後代に精密化される理論のやや大づかみではあるが極めて整然とした、しかも深遠な思想が読み取られることを初めて指摘したものである。これまで不明なまま放置されてきた原始仏教の核心がここで初めて明らかにされたといってよい。この論文はHarvard大学のMichael Witzel教授から、"Your article is so important"であるからとして、将来増広してHarvard Oriental Seriesの一巻として刊行することを翹望された。本研究の目的:文献学的手法により、最初期仏教思想の解明につとめる。(2)インド古典テキスト・データベースを用い、最初期仏典の思想をバラモン教思想の発展中に位置付ける作業を行った。ブラーフマナ期(紀元前8世紀)から、インド人の理想であった死後の天界への再生の為には単に祭式を行なうだけでは足りず、個人の「意欲」が必要とする考えが現われて来たが、ウパニシャッド古層に至って天界の絶対的生命力が喪われるとともに「意欲」の評価も逆転し、「欲望」と見なされて、有限な幸福を保証するに過ぎないものとされるに至った。上記の手続きによって確定した仏典の最古層(I層)は、これを受けているが、さらに思想を発展させて、祭式儀礼そのものを不要と見なしてしまった。このようにバラモン思想からの発展を極めて明確に跡付けることができる.(3)A04「古典の世界像」班は「魂論」を共通のテーマとしたので、「ブッダの魂論」を研究成果報告集に寄稿した。ブッダとプラトンは共に現実世界を越えたところに理想の世界を求め、それを獲得するよう厳しい訓練を行なわなければならないとしたことは共通している。両者の違いは、プラトンが言葉と理性によって理想の「イデア」世界を認識するとしたのに対して、ブッダは潜在欲望に支配される言葉に対する不信を述べ、孤独の遊行と瞑想によるとしたことである。
ネオタクソノミに応じたncRNAの生理機能の解明

昨年度までの研究において、UVクロスリンクの効率の差によって機能性長鎖ノンコーディングRNAと非機能性長鎖ノンコーディングRNAを分類することができることが明らかとなった。今年度は機能性長鎖ノンコーディングRNAの候補群をさらに分類するために、液ー液相分離によって形成された高次複合体を比較的特異的に壊すことが知られている1,6-ヘキサンジオール(HEX処理)への感受性を調べた。既知の機能性長鎖ノンコーディングRNAは、天然変性領域を持つタンパク質と複合体を形成し、その複合体が液ー液相分離を起こして核内構造体を形成すると考えられている。実際、HEXで細胞を処理すると、Neat1が骨格となって形成されているパラスペックルは速やかに消失する。この条件下でUVを照射し、フェノール・クロロホルム処理後の水層から回収されるNeat1の量をqRT-PCRによって定量したところ、HEX処理によって水層からのNeat1の回収量が回復することが明らかとなった。さらに水層から回収したRNAをRNAseqによって解析し、得られた結果をtSNEを用いて遺伝子ごとにグループ分けしたところ、タンパク質をコードするmRNAを多く含むグループと長鎖ノンコーディングRNAを多く含むグループの二つに大別できることが明らかとなった。既知の長鎖ノンコーディングRNAはmRNAを多く含むグループに分類されており、特に核内で構造体を形成する長鎖ノンコーディングRNAはコンパクトにまとまった領域に集中して分布していた。これらのことから、UV照射への感受性とヘキサンジオールの感受性を用いることで、これまで一括して捉えられていた長鎖ノンコーディングRNAを生化学的な性質に基づいて複数のグループに分類できることが明らかとなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。高等真核生物の核内は高度に組織化されており、特定の核内プロセスを制御する各種核内構造体で満たされている。パラスペックルはノンコーディングRNAであるNeat1を骨格として40種類以上のRNA結合蛋白質が集積した核内構造体であり、パラスペックルを欠損するNeat1のノックアウトマウスでは妊娠黄体形成不全による血中プロゲステロン濃度の低下によってメス個体の妊孕性が著しく低下することが知られている。本年度は、パラスペックルの動作原理を明らかにするために、超解像度顕微鏡を用いてパラスペックルの詳細な構造観察を行った。その結果、パラスペックルがドーナツ状(もしくはバウムクーヘン状)の構造をしていること、そのリング部分とコア部分にNeat1の両端領域、および中心領域が、それぞれ規則正しく配置されていることが分かった。また、パラスペックル構築に必要なタンパク質であるSfpqはコア部分に存在し、Neat1の中心領域と共局在していることが分かった。また、新たなパラスペックル構成因子を同定するためにNeat1に対するアンチセンスオリゴを用いて黄体細胞の初代培養からパラスペックル複合体を生化学的に精製し、次世代シークエンサーを用いてそこに含まれるRNAを解析した。その結果、パラスペックルには核スペックルに局在することが知られていたMalat1の一部が共局在していること、また、AG配列に富む一部のイントロンが含まれていることが分かった。さらにこの結果を細胞生物学的に検証するために、これら新規パラスペックル構成成分RNAの局在を超解像顕微鏡を用いて観察した。その結果、これらのRNAはパラスペックルの外周のリング部分に局在していることが明らかとなった。これらの結果から、パラスペックルが単なるタンパク質やRNAの集合体ではなく、規則正しい構造を通して核内プロセスを制御していることが示唆された。Neat1は核内構造体パラスペックルの骨格因子として働いているノンコーディングRNAである。これまでにNeat1の異なる領域を認識するプローブを用いて蛍光in situハイブリダイゼーションを行い超解像顕微鏡を用いた観察を行ったところ、パラスペックルはNeat1の5'及び3'領域を外側に、中心部分を内側に持つコアーシェル構造を持っていることが明らかとなっていた。そこで、パラスペックルを構成するタンパク質成分とNeat1の二重染色を行ったところ、これらはコア領域に局在する成分、シェル領域に局在する成分、コアとシェルにパッチを形成する成分に分けられることが明らかとなった。次に、パラスペックル構成タンパク質の一つであるFusを欠損する細胞を用いて、超解像顕微鏡を用いた観察を行った。Fusを欠損する細胞においては、パラスペックルの数が激変するものの、通常の顕微鏡を用いた観察では小さいながらもパラスペックル様の構造体が観察された。ところが、超解像顕微鏡を用いた観察では、これらのパラスペックル様構造体はコアーシェル構造を持たず、転写サイトに集積したRNAがランダムな複合体を形成していることが分かった。この結果、FusはNeat1が形成するRNA-タンパク質複合体を、規則正しい構造を持ったパラスペックルに組み上げるために必要であることが分かった。これまでにパラスペックルを構成する新規RNA成分を同定するためにNeat1複合体をCHARTと呼ばれる手法によって精製し、得られたRNAを次世代シークセンサーを用いて解析した結果、AG配列に富むRNAが濃縮されてくることが分かっていた。これらのRNAの局在を蛍光in situハイブリダイゼーションを用いて解析した結果パラスペックルのシェル領域に局在しており、パラスペックルはAG配列に富むRNAを吸着する性質があることが予想された。超解像顕微鏡を用いた解析によって、当初予定していた通り、この顕微鏡が核内構造体の観察に適していることが明らかとなりつつある。

特に、Fusを欠損する細胞が持つパラスペックル様構造体は通常の顕微鏡を用いた観察では正常なパラスペックルと全く見分けがつかないことが知られていたが、これらがパラスペックルに特長的なコアーシェル構造を持たないことがわかった点は特筆に値する。今後、癌細胞やウイルス感染細胞などの様々な条件下で形成されたパラスペックルを超解像顕微鏡で観察することによって、一見正常なパラスペックルが実は異常な構造体を持っていることがわかるかもしれない。実験は順調に進んでいるものの、当初の計画を大幅に上回るような結果はまだ出ていないので、当初の計画以上に進展しているとまでは言えない。Neat1は核内構造体パラスペックルの骨格となっている長鎖ノンコーディングRNAであり、長さが約3 kbのNeat1_1と、20 kbのNeat1_2の二つのアイソフォームが存在する。どちらのアイソフォームもパラスペックルに局在するものの、この構造体の骨格としての機能を持つのはNeat1_2のみであり、Neat1_1のみを発現する細胞ではパラスペックル形成が見られないことがわかっている。多くの培養細胞はNeat1_1とNea1_2の両方のアイソフォームを発現しており恒常的にパラスペックル形成が見られるが、マウスの生体組織の多くは、Neat1_2はごく少量しか発現しておらず、Neat1_1のみが発現しているため、パラスペックルは形成されない。従って、マウス組織においてはNeat1_1とNeat1_2のアイソフォームの切り替えを行うことでパラスペックル形成を制御していると考えられる。このアイソフォーム切り替えの生理的な意義を明らかにするために、Neat1_1の生成に必要な選択的poly-A付加シグナルを欠失するマウス個体を、CRISPR-Cas9のシステムを用いて作製した。その結果、このマウスではコントロールの野生型マウスに比べてNeat1_2の発現が著しく上昇し、肝臓、唾液腺、小腸をはじめとする各組織でパラスペックルの過剰形成が起きていることが明らかとなった。Neat1のKOマウスのメスは妊孕性の低下という表現型を示すものの、オス個体は顕著な表現型を示さない。Neat1は特殊な環境下で機能を発揮するという予想のもと、Neat1のKOマウス及び野生型マウスに高脂肪食を与え、体重の変化を調べた。その結果、Neat1 KOマウスではWTマウスに比べ摂餌量が低下し、体重も増えにくいことが明らかとなった。長鎖ノンコーディングRNAの分子機能を明らかにする上で、単純にその遺伝子全体を欠失した時の表現型解析でなく、タンパク質の機能解析で行われているようなドメイン解析を行うことが、今後重要な課題であると考えられている。今回、我々は、Neat1のアイソフォームの発現変化が個体レベルでどのような影響を与えるかを調べることのできるモデルマウスの作製に成功した。来年度以降、このノックアウトマウスの表現型解析を行うことで、Neat1のアイソフォームの違い、Neat1_2特異的な領域の生理機能を明らかにすることができると考えられる。
白斑モデルマウスの新規樹立と病態解析

本研究において、ss-cateninはメラノブラストやメラノサイトの移動に影響を与えることで、白斑の原因となる可能性が示された。また、細胞外基質のうち、この病態にはファイブロネクチンが関与していることも明らかとなった。ファイブロネクチン上において、本白斑症モデルマウス由来のメラノサイトは野生型メラノサイトに比べて移動速度が低下した。この原因として、F-actinの配向の変化とそれに関わるシグナリングの変化を発見することができた。本研究では、白斑症の原因の一つがメラノサイトやメラノブラストの移動の異常で生じると仮定し、その証明を行うこと、分子メカニズムを解明することを目的としている。1)白斑モデルマウスの胎児を用いて、メラノサイト前駆細胞の移動速度の計算を行った。メラノサイト前駆細胞を可視化し、切片を作成後、最も腹側に存在するメラノサイト前駆細胞の移動距離の計測を12.5-15.5日胚において解析した。その結果、野生型マウスに比べ、白斑マウスのメラノサイト前駆細胞の移動速度は、遅い(野生型はモデルマウスの1.5倍の速度)ことが分かった。2)野生型マウス由来のメラノサイト、白斑モデルマウス由来のメラノサイト培養細胞を用いて、様々な細胞外マトリックス上で移動速度の計測を行った。ファイブロネクチン上では、野生型メラノサイトのほうが移動速度が速く1)の結果と一致した。一方、コラーゲン、ビトロネクチン上では、変化がないなど、1)と一致する結果が得られなかった。本白斑マウスの解析を行う上でファイブロネクチンの存在が重要であることが分かった。3)マイクロアレイの結果より、白斑モデルマウス由来のメラノサイトで発現量の増加あるいは減少する遺伝子の情報が得られた。その中には、細胞移動に関わる複数の遺伝子が含まれていた。それらの遺伝子の発現量をReal-time PCR法を用いて再確認を行ったところ、再現性の見られる遺伝子とそうでない遺伝子があった。個体差が原因であることも考えられるため、複数の新規メラノサイト細胞株を用いて確実な情報を得ようとしているところである。本研究では、白斑症の原因の一つがメラノサイトやメラノブラストの移動の異常によって生じると仮定し、その証明と原因となる分子メカニズムを解明することを目的とした。1)昨年の研究結果より、安定なbeta-cateninを核で発現するメラノサイト(bcat^<sta>)は、ファイブロネクチン上において野生型メラノサイトよりも移動速度が遅い可能性が示された。本年は、同実験結果を数理モデルを用いて証明することに成功した。また、この方法により、野生型メラノサイトは、ファイブロネクチン濃度依存的に移動速度が顕著に増加するが、bcat^<sta>メラノサイトの移動速度は、その影響が非常に小さいことがより信頼性の高い方法で証明された。Beta-cateninが関与する白斑症状には、足場の中でもファイブロネクチンが関与していることを数学的方面からも証明することができた。2)bcat^<sta>メラノサイトと野生型メラノサイトを、形態学的に比較した。細胞をファロイジン染色し、F-アクチンの配向を観察したところ、野生型メラノサイトにはアクチンが重合した大きなラメリポディアが存在するのに対し、bcat^<sta>メラノサイトでは、ラメリポディア構造が小さいことが判明した。また、細胞と基質との接着部分である接着斑を抗vinculin抗体で検出したところ、bcat^<sta>メラノサイトでは、接着斑の数が少ないことが分かった。細胞のmotilityに必要である、アクチンと接着斑の配向から、bcat^<sta>メラノサイトの移動能の減少には、アクチンと接着斑の変化が関与している可能性が示された。3)2)の結果を踏まえ、細胞の移動に関わるRhoファミリータンパク質の活性を、bcat^<sta>メラノサイトと野生型メラノサイト間で比較した。野生型メラノサイトでは、bcat^<sta>メラノサイトよりも高いRac1活性が検出され、beta-cateninがメラノサイトの移動能を低下させる可能性があることを、分子面からもより確実なものとすることができた。
付加体形成における構造侵食の役割-秩父累帯南帯と四万十帯を例として

足尾帯葛生コンプレックスに含まれる石灰岩礫岩の年代,九州の秩父累帯南帯床木層に含まれる緑色岩類の岩石学,四国四万十帯北帯と南帯の境界部周辺の地質と年代,四国西部の四万十帯南帯に含まれる火山砕屑岩の産状と岩石学などの研究を行った.以下に,それらの研究成果の概要をのべる1.足尾帯葛生コンプレックス中の石灰岩礫岩から前期ジュラ紀のToarcian前期を示すアンモナイト化石が発見され,この意義が議論された.2.九州東部の秩父累帯南帯床木層の堆積年代と同層中に含まれる玄武岩類の岩石学を検討した.玄武岩中の輝石の化学組成は,これらが海洋島起源であることを示しており,後期ジュラ紀から前期白亜紀に海山の衝突があったことが明らかになった.3.四国西部四万十帯の北帯・南帯境界部局辺の地質・年代と砕屑岩組成を検討した.その結果,これまで四万十帯ではほとんど知られていなかった前期暁新世や後期暁新世の地層をこの地域に含むことが明らかになった.砕屑岩の岩石学的検討は,後期暁新世に三波川変成帯の露出と削剥があったことを示している.4.四国西部四万十帯南帯の後期漸新統-前期中新統に含まれる火砕岩の産状と岩石学的特徴を検討した.その主な結果は次の通りである:a)火砕岩を構成する火山岩礫・ブロックは,アルカリ玄武岩,粗面安山岩,粗面岩およびコメンダイトからなるアルカリ岩系の火山岩である,c)火砕岩の多くは,土石流や乱泥流などの堆積物重力流により,火山体の縁辺に堆積したと推定される,d)四国西部の後期漸新世-前期中新世の収束域において,始新世の海山の衝突があったと推定される.足尾帯葛生コンプレックスに含まれる石灰岩礫岩の年代,九州の秩父累帯南帯床木層に含まれる緑色岩類の岩石学,四国四万十帯北帯と南帯の境界部周辺の地質と年代,四国西部の四万十帯南帯に含まれる火山砕屑岩の産状と岩石学などの研究を行った.以下に,それらの研究成果の概要をのべる1.足尾帯葛生コンプレックス中の石灰岩礫岩から前期ジュラ紀のToarcian前期を示すアンモナイト化石が発見され,この意義が議論された.2.九州東部の秩父累帯南帯床木層の堆積年代と同層中に含まれる玄武岩類の岩石学を検討した.玄武岩中の輝石の化学組成は,これらが海洋島起源であることを示しており,後期ジュラ紀から前期白亜紀に海山の衝突があったことが明らかになった.3.四国西部四万十帯の北帯・南帯境界部局辺の地質・年代と砕屑岩組成を検討した.その結果,これまで四万十帯ではほとんど知られていなかった前期暁新世や後期暁新世の地層をこの地域に含むことが明らかになった.砕屑岩の岩石学的検討は,後期暁新世に三波川変成帯の露出と削剥があったことを示している.4.四国西部四万十帯南帯の後期漸新統-前期中新統に含まれる火砕岩の産状と岩石学的特徴を検討した.その主な結果は次の通りである:a)火砕岩を構成する火山岩礫・ブロックは,アルカリ玄武岩,粗面安山岩,粗面岩およびコメンダイトからなるアルカリ岩系の火山岩である,c)火砕岩の多くは,土石流や乱泥流などの堆積物重力流により,火山体の縁辺に堆積したと推定される,d)四国西部の後期漸新世-前期中新世の収束域において,始新世の海山の衝突があったと推定される.平成14年度は,秩父累帯南帯,四万十帯,足尾帯において調査・研究を行い,以下の様な成果をえた.1.九州の佐伯西方における四万十帯北縁部から秩父累帯南帯にかけての地質調査を行った.また,この地域における砂岩の組成変化の一般的傾向を明らかにするため,砂岩の組織的な試料採集を行った.とくに海山(列)の衝突と密接に関連して形成されたと推定される床木層(一宝山ユニット)中には,チャート破片からなる砂岩なども存在し,ほかの地層の砂岩に比べてかなりバリエーションがあると判断されることから,密な試料採集を行った.これらに関して,現在岩石薄片を作製中であり,化学分析のための試料づくりも進めている.一方,この地域には緑色岩類も多く認められる.これら緑色岩類の岩石学的・地球化学的特徴を検討するために,アンカラマイトを含む玄武岩類が典型的に露出する本匠村小半付近の番匠川流域において詳細なルートマップ作成と,玄武岩類の組織的な試料採集を行った.2.四万十帯南帯の清水層と来栖野層に含まれる安山岩類の予察的な調査を行った.これらの安山岩類はブロックもしくはデブリーフロー中の礫として含まれる.これらの安山岩類はフィリピン海プレートの沈み込みにともなって衝突した残存島弧起源である可能性があり,今後その産状・岩石学的特徴を検討する予定である.3.足尾山地南東部の葛生地域北部を中心に10日間の調査を行った.

緑色岩・石灰岩の小岩塊が散在する地質体について,小岩塊と基質の関係および小岩塊の変形構造を観察するとともに,各小岩塊の岩相と基質の年代を明らかにするために岩石試料の採取を行った.平成15年度については,秩父累帯南帯,四万十帯および足尾帯において調査・研究を行い,以下の様な成果をえた.1.九州の佐伯西方の四万十帯北縁部から秩父累帯南帯にかけての地質調査を行った.また,この地域における砂岩の組成変化の一般的傾向を明らかにするため,砂岩の組織的な試料採集を行った.とくに海山(列)の衝突と密接に関連して形成されたと推定される床木層(三宝山ユニット)中には,粒子のほとんどがチャートからなる砂岩が存在する.これらの砂岩は,斗賀野ユニットの砂岩と類似した組成的特徴を示す砂岩と連続的な組成変化を示す.一方,この地域には緑色岩類も多く認められる.これら緑色岩類の岩石学的・地球化学的特徴を検討するために,アンカラマイトを含む玄武岩類の岩石学的・地球化学的特徴を検討中である.2.四万十帯南帯の清水層と在岬層に含まれる安山岩類の産状を詳細に検討した.これらの安山岩類はブロックもしくはデブリーフロー中の礫として含まれる.これらの安山岩類について化学分析を行ったところ,多くが玄武岩であり,安山岩はわずかであること,海洋島組成を示すこと等が明らかになった.今後,さらに詳細な地球化学的検討を行うとともに産出の意義を解明する予定である.3.足尾山地南東部の葛生地域北部を中心に10日間の調査を行った.同地域で緑色岩・石灰岩などの小岩塊を含む混在岩とスレート劈開の発達する地質体を識別し,混在岩の変形構造の観察,イライト結晶度を求めるための岩石試料の採取を行った.平成16年度については,秩父累帯南帯および四万十帯において調査・研究を行い,以下の様な成果をえた.1.昨年度に野外調査および試料採集を行った大分県本匠村の秩父累帯南帯床木層(三宝山ユニット)の放散虫年代や同村小半付近の同層中に含まれるアンカラマイトを伴う玄武岩類の岩石学的・地球化学的検討を行った.4地点から明らかにされた放散虫化石群集は,同層の付加年代が後期ジュラ紀の末期前期白亜紀の前半であることを示す.また,小半付近の玄武岩質岩は,かんらん石玄武岩ドレライト,アンカラマイト溶岩,アンカラマイト質ハイアロクラスタイト,再堆積性玄武岩質火山砕屑岩,角閃石玄武岩,玄武岩(無斑晶質玄武岩,かんらん石単斜輝石玄武岩)などから構成され,赤色頁岩,石灰質砂岩・泥岩などを挟在しする。玄武岩類のモード組成,斑晶単斜輝石・スピネルのEPMA分析などが行われたが,その解析結果や,付加に由来する構造浸食の有無については現在検討中である.2.愛媛県大洲付近の秩父累帯南帯の調査・研究を行い,地質図を作成するとともに,泥質岩におけるビトリナイト反射率を測定し,地質と被熱との関連を検討した.地質は,斗賀野ユニットと推定される地質体と帰属不明の砕屑岩(砂質片岩および泥質片岩)からなる地質体に区分され,後者が前者に比べて明らかに高い熱変成を被っており,より深部での付加が推定される.3.四万十帯南帯の清水層と在岬層に含まれる火山岩礫の岩石学的特徴や地球化学的特徴を検討した.これらの火山岩礫は,主にアルカリ玄武岩,粗面安山岩,粗面岩および少量のアルカリ流紋岩からなるアルカリ岩系の火山岩からなる.2次的な変質作用などで比較的動きにくいとされる元素に関する検討結果は,これの火山岩礫がプレート内玄武岩に由来し,海洋島を構成していたことを示唆する.海山の衝突・付加は,海溝内側斜面の崩壊再堆積を引きおこした可能性がある.
非線形光学結晶によるピコ秒レーザーの赤外域波長変換

本研究では、まず、非線形光学結晶LiNbO_3に、励起光としてピコ秒モードロックチタンサファイアレーザーを再生増幅器により増幅した光を、また、シ-ド光としてスペクトル幅約0.2cm^<-1>の光パラメトリック発振レーザーを導入し、光パラメトリック増幅過程を起こさせた。これにより、パルス幅2.8ps、出力約70μJ、可変波長領域2.64.5μm、スペクトル幅約9cm^<-1>の光を得た。このスペクトル幅およびパルス幅は、チタンサファイアレーザーで決まっており、ほばフーリェ限界であることがわかった。一方、AgGaS_2結晶を用いた光パラメトリック増幅によりさらに長波長側での出力の可能性について調べた。その結果、57μmの波長領域で出力30nJ1μJを得た。得られた赤外光源が非線形光学過程の研究に有効かどうかを、LiNbO_3結晶による赤外光について調べた。チタンサファイアレーザーと得られた赤外光を試料表面に入射させ、その和周波光を観測した。試料としては、アラキン酸のLB膜、および金の蒸着膜上にオクタデカンチオール(ODT)を付けた自己組織化単分子膜(SAM)を用いた。LB膜については、C-H結合の振動モードである3μm付近のスペクトルを観測することができた。LB膜は、その工程により一方向に傾いた配向をもつが、和周波信号についても、試料の回転角依存性を調べ、その特徴を確認できた。SAMからの和周波信号においては、金の非線形感受率による信号が非共鳴信号として、ODTのC-H結合の振動モードが分散型をした共鳴信号として観測された。解析の結果、分散型をもつ共鳴信号は、金の非共鳴的な非線形分極と、ODTの共鳴的な非線形分極の間の干渉を反映したもので、その相対位相は、入射光の配置によって変わること等がわかった。また、観測された共鳴信号のスペクトル幅は、約1118cm^<-1>で、各振動モードを十分に分離できる分解能をもっており、表面吸着分子の分光に有効であることがわかった。
皮膚におけるIL-13産生T細胞の分化機構

マウスの表皮内に常在するT細胞は単一のγδT細胞レセプター(Vγ3TCR)を発現し、IL-13を産生する。一方、その前駆細胞であるVγ3TCR陽性胎仔胸腺細胞はIFN-γを産生するが、IL-13は産生しない。Vγ3TCR陽性細胞の各分化段階におけるサイトカイン産生能を解析した結果、Vγ3TCR陽性細胞は出生前後の表皮内でIL-13産生能を獲得することが明らかになった。表皮内においてIL-13産生細胞への分化を誘導するシグナルの候補としてTCRシグナルを同定した。マウスの表皮内に常在するDETC(dendritic epidermal T cell)の前駆細胞である胎生期胸腺内Vγ3TCR(T cell receptor)陽性細胞はCD27陽性であり、TCR刺激によりIFN-γを産生するのに対して、成熟マウス表皮内のDETCはCD27陰性で、TCR刺激によりIL-13を産生する。CD27陽性IFN-γ産生DETC前駆細胞がCD27陰性IL-13産生細胞へ分化する場と時期を明らかにするために、各分化段階のDETC前駆細胞、すなわち、胎生期胸腺細胞、胎生期末梢血リンパ球、胎生期真皮細胞、胎生期表皮細胞、新生仔表皮細胞、および成熟マウスの表皮細胞を単離し、Vγ3TCR陽性細胞におけるCD27発現とサイトカイン産生能を解析した。胎生期胸腺内と胎生期末梢血中のVγ3TCR陽性細胞はCD27陽性であったが、胎生期真皮内Vγ3TCR陽性細胞はCD27陰性であった。胎生期胸腺細胞の培養系において、胎生期の真皮内でDETC前駆細胞上のCD27のダウンレギュレーションを誘導するシグナルの候補として、TGF-βとATPが同定された。一方、胎生期真皮内および表皮内のCD27陰性Vγ3TCR陽性細胞はIFN-γもIL-13も産生せず、DETC前駆細胞は生後に表皮内でIL-13産生能を獲得することが明らかになった。現在、表皮内におけるDETC前駆細胞のIL-13産生細胞への分化シグナルを同定中である。計画どおりDETC前駆細胞のIL-13産生細胞への分化の場・時期を明らかにすることができたため。前年度までに胎生期真皮内および新生仔表皮内のVγ3TCR陽性細胞はIFN-γもIL-13も産生せず、DETC前駆細胞は生後に表皮内でIL-13産生能を獲得することを明らかにした。DETC前駆細胞の表皮内におけるIL-13産生細胞への分化誘導シグナルの候補分子として表皮ケラチノサイトが産生するTSLPを考えて、TSLPレセプター遺伝子欠損マウスにおけるDETCのサイトカイン産生能を解析したが、野生型マウスと同様にIL-13のみを産生した。また、皮膚の創傷治癒におけるDETCの活性化には表皮ケラチノサイト上のSkint3/Skint9分子が重要であることが最近報告されたため、新生仔表皮内でのDETCの機能分化にもこれらのSkint分子が関与している可能性を考えて、Skint3,4,9遺伝子を欠損するFVB-JaxマウスにおけるDETCのサイトカイン産生能を検討したが、Skint3,4,9遺伝子欠損のないC57BL/6マウスと同様にIL-13のみを産生した。一方、新生仔表皮を5日間器官培養することにより、DETC前駆細胞がIL-13産生細胞へ分化することを確認した。現在、新生仔表皮器官培養モデルを用いて、表皮内におけるDETC前駆細胞のIL-13産生細胞への分化シグナルを解析している。新生仔表皮器官培養モデルは確立したが、DETC前駆細胞のIL-13産生細胞への分化シグナルの候補分子を同定できていないため。マウスの表皮内に常在するγδT細胞は単一のγδT細胞レセプター(Vγ3TCR)を発現し、表皮ケラチノサイト上の自己リガンドを認識する。マウス表皮内γδT細胞は胎仔胸腺内で分化し出生前に皮膚に遊走するが、胎仔胸腺内のVγ3TCR陽性前駆細胞はIFN-γ産生細胞のマーカーであるCD27を発現し、TCR刺激によりIFN-γを産生する。一方、成熟マウスの表皮内γδT細胞はCD27陰性でTCR刺激により大量のIL-13を産生するが、IFN-γは産生しない。CD27陽性IFN-γ産生Vγ3TCR陽性前駆細胞がCD27陰性IL-13産生細胞へ分化する場と時期を明らかにするために、胎仔胸腺細胞、胎仔末梢血リンパ球、胎仔真皮細胞、胎仔表皮細胞、新生仔表皮細胞、成熟マウス表皮細胞を単離し、Vγ3TCR陽性細胞におけるCD27の発現とサイトカイン産生能を解析した。その結果、Vγ3TCR陽性前駆細胞上のCD27は胎仔真皮に遊走した直後に陰性化するが、CD27陰性Vγ3TCR陽性細胞は出生前後の表皮内でIL-13産生能を獲得することが明らかになった。また、γδT細胞を欠損するTCRδ鎖遺伝子欠損マウスの表皮内T細胞はαβT細胞によって置換されるが、TCRδ鎖遺伝子欠損マウスの表皮内αβ

T細胞はIL-13ではなくIFN-γを産生することを発見した。TCRδ鎖遺伝子欠損マウスの表皮内αβT細胞はTCRを介して表皮ケラチノサイト上の自己リガンドを認識できないことが示されており、出生前後の表皮内においてTCRシグナルが表皮内T細胞のIL-13産生細胞への分化を誘導する可能性が示唆された。実際に正常マウスの胎仔表皮内γδT細胞を抗TCR抗体とIL-15の存在下で培養することにより、IL-13産生細胞へ分化誘導できることを確認した。マウスの表皮内に常在するT細胞は単一のγδT細胞レセプター(Vγ3TCR)を発現し、IL-13を産生する。一方、その前駆細胞であるVγ3TCR陽性胎仔胸腺細胞はIFN-γを産生するが、IL-13は産生しない。Vγ3TCR陽性細胞の各分化段階におけるサイトカイン産生能を解析した結果、Vγ3TCR陽性細胞は出生前後の表皮内でIL-13産生能を獲得することが明らかになった。表皮内においてIL-13産生細胞への分化を誘導するシグナルの候補としてTCRシグナルを同定した。DETC前駆細胞のIL-13産生細胞への分化の場が表皮内であることが明らかになったため、今後は新生仔表皮器官培養モデルを用いて表皮内におけるDETC前駆細胞のIL-13産生細胞への分化シグナルを同定する予定である。いくつかの候補分子については、遺伝子欠損マウスを用いた解析を並行して行う。新生仔表皮器官培養モデルを用いて表皮内におけるDETC前駆細胞のIL-13産生細胞への分化シグナルを同定する。講演河井一浩. γδT細胞の分化と機能.新潟大学皮膚科カンファレンス. 2017年8月2日,新潟大学医学部(新潟市)皮膚科学
3次元剥離渦を伴う流場及びその船型要素との関係に関する研究

船首尾部で発生する3次元剥離の発生機構及びその船型要素との関係を明らかにするとともに、これらの影響を考慮した船体まわりの流場、船体に働く流体力の計算法を開発することを目的とする。以下に調査法とその結果について述べる。1.通常船型を横断面積分布、偏平度分布、へこみ度分布を用いて表し、この船体が斜航する場合の流場の計算法を示した。この結果、剥離渦の強さ及び剥離線はへこみ度分布に強く依存することがわかった。2.上記計算法には剥離渦の発生初期の形状を必要とする。これを得るために、剥離渦を伴う円錐まわりの自己相似流場について調査し、剥離線近傍の剥離渦の形状を摂動法により求めた。この解はレイノルズ数が無限大の時に起きる剥離構造を示すことがわかった。しかし、この解析解は渦の端が無限遠方で渦の巻き込みを表せないため、この解を元に渦の局所的流速を用いて解を大局化させる反復法による計算法を示した。この結果、渦層は円錐からあまり離れず、有限レイノルズ数の渦層形状とはかなり異ることが明らかとなった。3.厚い境界層理論と簡易プロペラ理論を用いてプロペラ作動時の実用船型まわりの流場の計算法を開発した。その結果、プロペラ作動時においても計算結果は実験結果とよい一致を示すことがわかり、また、プロペラ作動時の方が船体表面圧力分布に及ぼす粘性影響が小さいことがわかった。また船体横断面形状をフレアーを持つように変形することで粘性圧力抵抗が軽減されることがわかった。4.船首砕波する流場を低フルード数という仮定で解析的に求めた。その結果、渦を伴っていない局所波は実験で得た波形によく似た形状となることがわかった。船首尾部で発生する3次元剥離渦の発生機構及びその船型要素との関係を明らかにするとともに,これらの影響を考慮した船体まわりの流場,船体に働く流体力の計算法を開発を目的とする.以下に本年度行なった調査とその結論を述べる.1.通常船型を横断面積分布,偏平度分布,へこみ度分布を用いて表わし,この船体が斜航する場合の流場の計算を示した.この結果,剥離渦の強さ及び剥離線はへこみ度分布に強く依存することがわかった.しかし,船型パラメターと剥離線位置の関係を陽に導出するには至らなかった.2.厚い境界層理論と簡易プロペラ理論を用いてプロペラ作動時の実用船型まわりの流場の計算法を開発した.その結果,プロペラ作動時においても計算結果は実験結果とより一致を示すことがわかり,また,プロペラ作動時の方が船体表面圧力分布に及ぼす粘性影響が小さいことがわかった.3.船首砕波する流場について不動点(局所流速が0)という概念を導入し,不動点と砕波点が一致するという結果を得た.また,不動的近〓での波形及び速度場を示し,波形が急激に変化している幅はフルード数の2乗に反比例すること,船体の幅には依存しないことが明らかとなった.波形は渦を伴っていないにもかかわらず,実験で得た波形によく似た形状となることがわかった.4.細長船体の粘性抵抗を簡便に推定する近似理論を開発し,重心位置,細長比等と粘性抵抗の関係について調査した.その結果,細長比が大きくなる程,重心位置が後へ行く程,圧力抵抗は増加し,一方,摩擦抵抗は重心位置が若干後ろへ移動した時最小となることがわかった.その結果,最小抵抗を与える船型は重心位置と船体中心位置が近いことがわかった.船首尾部で発生する

3次元剥離の発生機構及びその船型要素との関係を明らかにするとともに、これらの影響を考慮した船体まわりの流場、船体に働く流体力の計算法を開発することを目的とする。以下に調査法とその結果について述べる。1.船体が斜航する場合の3次元剥離渦を伴う流場の計算には、剥離渦の発生初期の渦層形状、渦の強さ密度分布を必要とする。これを得るために、円錐まわりの自己相似流場について、剥離緑近傍における剥離の形状を摂動法により求めた。さらに、この解をもとに渦の局所流速を用いて解を大局化させる反復法を示し計算を行ったところ、元の漸近解がレイノルズ数が無限大の場合のスムース・セパレーションに対応するため、渦層は円錐からあまり離れず、有限レイノルズ数の渦層形状とはかなり異なることが明らかとなった。2.船首砕波を起こす流場の構造を明らかにするために、長手方向の長さの2乗に比例して大きくなるカスプ状円形断面船に対して、低ブルード数で航行するとの仮定の下で低速似解を構成した。この解は従来の低速理論の矛盾をすべて除去でき、発散波を伴う実刑的事実をよく表す解が得られた。また、渦を伴っていない局所波は実験で得た汲形によく似た形状となることがわかった。3.厚い境界層理論と簡易プロペラ理論を用いてプロペラ作動時の実用船型まわりの流場の計算法を開発した。その結果、プロペラ作動時において計算結果は実験結果とよい一致を示し、また、船体横断面形状をフレアーを持つように変形すれば粘性圧力抵抗が軽減されることがわかった。4.一定推力の下で自由運動する物体まわりの流場について数値シミュレーションを行い、カルマン渦の発生等を表現できることがわかった。